JP2023517138A - 通信システムのための多段階バースト検出 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2020年4月6日に出願された、「SATELLITECOMMUNICATION SYSTEMBURST DETECTOR」と題する米国仮特許出願第63/005,997号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、一般に、通信システムにおいてユーザ端末からのバーストの有無を検出することに関する。
図1は、例示的な衛星通信ネットワーク100の図を示す。衛星通信ネットワーク100は、複数のユーザ端末110a、110b及びゲートウェイルーティングデバイス150を互いに、及びネットワーク(インターネット160など)に通信可能に接続する衛星ネットワーク140を含む。衛星通信ネットワーク100は、ユーザ端末110a、110bにリソース割り当てを許可するように構成されたスケジューラ170を含む。衛星通信ネットワーク100は、衛星105を介して信号を送受信するように構成された衛星送受信器130を含む。衛星通信ネットワーク100は、衛星送受信器130を介してユーザ端末110a、110bから受信された変調信号を処理及び復号するように構成された受信器180を含む。本明細書で説明するように、受信器180は、バーストがユーザ端末に存在するか又は存在しないかを識別するために受信信号に対して動作する2つのバースト検出器を含み、第1のバースト検出器は受信信号の物理構造を分析するように構成され、第2のバースト検出器は受信信号の情報構造を分析するように構成される。本明細書で使用される場合、「バースト」という用語は、ユーザ端末によって送信された受信信号のデータパケットのグループ、及び/又は変調データ信号の1つ以上のデータパケットを指すために使用され得る。
図4は、データバーストとデータの選択的非送信とを区別するように構成された例示的な受信器480を示す。受信器480は、図1の衛星通信システム100及び/又は図3の通信システム300に実装することができる。受信器480は、第1のバースト検出器482と、反復デコーダ484と、第2のバースト検出器486と、データ集約部488とを含む。データ集約部488は、復号されたバーストを蓄積し、正しい順序でそれらを配置する。例えば、複数のバーストを異なるユーザ端末に割り当てることができ、各戻りリンクバーストは、MF-TDMAシステムにおける周波数チャネルのタイムスロット内の特定の時間間隔を占有することができる。正しい順序付けは、時間順序付け、MACパケット化、ユーザ及びサービスフローへのマッピングなどを含むことができる。
図7は、通信ネットワークにおいて送信された信号におけるバーストを検出するための例示的な方法700のフローチャートを示す。方法700は、図1~図4及び図6を参照して本明細書に記載された受信器のいずれかで実行することができる。説明を容易にするために、方法700は、受信器によって実行されるものとして説明する。これは、本開示の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。むしろ、方法700の全ての工程又は部分は、本明細書に記載した通信ネットワークの任意の構成要素又は構成要素の組み合わせによって実行され得る。
図8は、2ステージバースト検出器を使用して伝送チャネル内のバーストを検出するように構成された例示的な受信器880のブロック図である。受信器880は、バーストが存在するか否かを判定するために、信号の物理構造及び信号の情報構造を分析するように構成される。受信器880は、図1~図4及び図6を参照して本明細書で説明される受信器と同様であり、本明細書に記載の通信システムのいずれかに実装することができる。受信器880は、図7を参照して本明細書に記載された例示的な方法700のような、送信信号におけるバーストを検出及び識別するための本明細書に記載された任意の方法を使用することができる。
Claims (50)
- 通信システムの受信器であって、前記受信器は、
チャネルを介して送信されたデジタル信号を受信し、受信デジタル信号にバーストが存在するかどうかを判定するために、前記受信デジタル信号の物理構造を分析することによって、第1のバーストインジケータを生成するように構成された第1のバースト検出器と、
バーストが前記受信デジタル信号に存在するかどうかを判定するために、前記受信デジタル信号に対応する復号信号の情報構造を分析することによって、第2のバーストインジケータを生成するように構成された第2のバースト検出器と、
を備える、通信システムの受信器。 - 前記復号信号を生成するために前記受信デジタル信号を反復的に処理することによって、前記受信デジタル信号を復号するように構成された反復デコーダを更に備え、反復の回数は、前記第1のバースト検出器によって生成された前記第1のバーストインジケータによって影響を受ける、請求項1に記載の受信器。
- 前記反復デコーダ及び前記第1のバースト検出器は、少なくとも部分的に並列に動作する、請求項2に記載の受信器。
- 前記反復の回数は、前記第1のバーストインジケータが前記受信デジタル信号にバーストが存在しないことを示す場合には最小反復回数に制限され、前記バーストインジケータが前記受信デジタル信号にバーストが存在することを示す場合には最大反復回数に制限され、前記最大反復回数は前記最小反復回数以上である、請求項2に記載の受信器。
- 前記反復の回数は、バーストが前記受信デジタル信号において不確実であることを示す前記第1のバーストインジケータに応答して前記最小反復回数と前記最大反復回数との間にある、請求項4に記載の受信器。
- 前記第1のバースト検出器は、バーストが前記受信デジタル信号に存在する確率を推定し、前記反復の回数は推定される前記確率の影響を受ける、請求項2に記載の受信器。
- 前記第1のバースト検出器は、既知のパイロットシンボルに基づくデータ支援分析を使用して、前記受信デジタル信号の物理構造を分析する、請求項1に記載の受信器。
- 前記既知のパイロットシンボルは、前記受信デジタル信号のアンブルを含む、請求項7に記載の受信器。
- 前記第1のバースト検出器は、ネイマン-ピアソン一般化尤度比検定(NP-GLRT)を使用して前記受信デジタル信号の物理構造を分析する、請求項7に記載の受信器。
- 前記第1のバースト検出器は、一定フォールスアラーム率(CFAR)検出器を使用して前記受信デジタル信号の物理構造を分析する、請求項7に記載の受信器。
- 前記一定フォールスアラーム率検出器は、一定フォールスアラーム率比和(CFAR-SOR)検出器を含む、請求項10に記載の受信器。
- 前記一定フォールスアラーム率検出器は、一定フォールスアラーム率和比(CFAR-ROS)検出器を含む、請求項10に記載の受信器。
- 前記第1のバースト検出器は、信号対ノイズ比推定器を使用して前記受信デジタル信号の物理構造を分析する、請求項1に記載の受信器。
- 前記第1のバースト検出器は、総電力推定器を使用して前記受信デジタル信号の物理構造を分析する、請求項1に記載の受信器。
- 前記第1のバースト検出器は、バーストが前記受信デジタル信号に存在する確率を推定することによって、前記受信デジタル信号の物理構造を分析する、請求項1に記載の受信器。
- 前記第1のバーストインジケータは、バーストが前記受信デジタル信号に存在する推定確率に対応する、請求項15に記載の受信器。
- 前記復号信号を生成するために前記受信デジタル信号を反復的に処理することによって、前記受信デジタル信号を復号するように構成された反復デコーダを更に備え、前記反復デコーダの挙動は前記第1のバーストインジケータによって影響を受ける、請求項16に記載の受信器。
- 前記第1のバーストインジケータは、前記推定確率が第1の値より大きいことに応答して前記受信デジタル信号にバーストが存在することと、前記推定確率が前記第1の値より小さいことに応答してバーストが存在しないことと、を示す、請求項16に記載の受信器。
- 前記第1の値は、目標フォールスアラーム確率に基づく、請求項18に記載の受信器。
- 前記第1のバーストインジケータは、前記推定確率が第1の値より大きいことに応答して前記受信デジタル信号にバーストが存在することと、前記推定確率が第2の値より小さいことに応答してバーストが存在しないことと、前記推定確率が前記第1の値と前記第2の値との間にあることに応答してバーストが不確実であることと、を示す、請求項16に記載の受信器。
- 前記復号信号を生成するために、前記受信デジタル信号を反復的に処理することによって前記受信デジタル信号を復号するように構成された反復デコーダを更に備え、反復の回数は、前記バーストが存在しないことを示す前記第1のインジケータに応答して最小反復値に設定され、前記反復の回数は、前記バーストが存在することを示す前記第1のインジケータに応答して最大反復値に設定され、前記反復の回数は、前記バーストが不確実であることを示す前記第1のインジケータに応答して前記最小反復値と前記最大反復値との間の中程度の反復値に設定される、請求項20に記載の受信器。
- 前記第2のバースト検出器は、前記第2のバーストインジケータを生成するために、前記受信デジタル信号の総電力推定値を分析することによって、前記復号信号の情報構造を分析する、請求項1に記載の受信器。
- 前記第2のバースト検出器は、前記第2のバーストインジケータを生成するために、前記受信デジタル信号の信号対ノイズ比を分析することによって、前記復号信号の情報構造を分析する、請求項1に記載の受信器。
- 前記第2のバースト検出器は、前記第2のバーストインジケータを生成するために、前記復号信号のQ2値又はI2値を分析することによって、前記復号信号の情報構造を分析する、請求項1に記載の受信器。
- 前記第2のバースト検出器は、前記第2のバーストインジケータを生成するために、前記復号信号に関連するデコーダエラーパラメータを分析することによって前記復号信号の情報構造を分析する、請求項1に記載の受信器。
- 通信システムにおいてバーストの存在を判定するための方法であって、
チャネルを介して送信されたデジタル信号を受信する工程と、
バーストが受信デジタル信号に存在するかどうか判定するために、前記受信デジタル信号の物理構造を分析することによって、第1のバースト検出器を使用して第1のバーストインジケータを生成する工程と、
前記受信デジタル信号にバーストが存在するかどうか判定するために、前記受信デジタル信号に対応する復号信号の情報構造を分析することによって、第2のバースト検出器を使用して第2のバーストインジケータを生成する工程と、
を含む、通信システムにおいてバーストの存在を判定するための方法。 - 前記復号信号を生成するために前記受信デジタル信号を反復的に処理することによって、前記受信デジタル信号を復号することを更に含み、反復の回数は、前記第1のバーストインジケータによって影響を受ける、請求項26に記載の方法。
- 前記第1のバーストインジケータを復号すること及び生成することは、少なくとも部分的に並列に行われる、請求項27に記載の方法。
- 前記反復の回数は、前記第1のバーストインジケータが前記受信デジタル信号にバーストが存在しないことを示す場合には最小反復回数に制限され、前記バーストインジケータが前記受信デジタル信号にバーストが存在することを示す場合には最大反復回数に制限され、前記最大反復回数は前記最小反復回数以上である、請求項27に記載の方法。
- 前記反復の回数は、バーストが前記受信デジタル信号において不確実であることを示す前記第1のバーストインジケータに応答して前記最小反復回数と前記最大反復回数との間にある、請求項29に記載の方法。
- バーストが前記受信デジタル信号に存在する確率を推定することを更に含み、前記反復の回数は推定される前記確率の影響を受ける、請求項27に記載の方法。
- 前記受信デジタル信号の物理構造を分析することは、既知のパイロットシンボルに基づくデータ支援分析を使用する、請求項16に記載の方法。
- 前記既知のパイロットシンボルは、前記受信デジタル信号のアンブルを含む、請求項32に記載の方法。
- 前記受信デジタル信号の物理構造を分析することは、ネイマン-ピアソン一般化尤度比検定(NP-GLRT)を使用する、請求項32に記載の方法。
- 前記受信デジタル信号の物理構造を分析することは、一定フォールスアラーム率(CFAR)検出器を使用する、請求項32に記載の方法。
- 前記一定フォールスアラーム率検出器は、一定フォールスアラーム率比和(CFAR-SOR)検出器を含む、請求項35に記載の方法。
- 前記一定フォールスアラーム率検出器は、一定フォールスアラーム率和比(CFAR-ROS)検出器を含む、請求項35に記載の方法。
- 前記受信デジタル信号の物理構造を分析することは、信号対ノイズ比推定器を使用する、請求項26に記載の方法。
- 前記受信デジタル信号の物理構造を分析することは、総電力推定器を使用する、請求項26に記載の方法。
- 前記受信デジタル信号の物理構造を分析することは、バーストが前記受信デジタル信号に存在する確率を推定する、請求項26に記載の方法。
- 前記第1のバーストインジケータは、バーストが前記受信デジタル信号に存在する推定確率に対応する、請求項40に記載の方法。
- 前記復号信号を生成するために前記受信デジタル信号を反復的に処理することによって、前記受信デジタル信号を復号することを更に含み、復号することは、前記第1のバーストインジケータによって影響を受ける、請求項41に記載の方法。
- 前記第1のバーストインジケータは、前記推定確率が第1の値より大きいことに応答して前記受信デジタル信号にバーストが存在することと、前記推定確率が前記第1の値より小さいことに応答してバーストが存在しないことと、を示す、請求項41に記載の方法。
- 前記第1の値は、目標フォールスアラーム確率に基づく、請求項43に記載の方法。
- 前記第1のバーストインジケータは、前記推定確率が第1の値より大きいことに応答して前記受信デジタル信号にバーストが存在することと、前記推定確率が第2の値より小さいことに応答してバーストが存在しないことと、前記推定確率が前記第1の値と前記第2の値との間にあることに応答してバーストが不確実であることと、を示す、請求項41に記載の方法。
- 前記復号信号を生成するために、前記受信デジタル信号を反復的に処理することによって前記受信デジタル信号を復号することを更に含み、反復の回数は、前記バーストが存在しないことを示す前記第1のインジケータに応答して最小反復値に設定され、前記反復の回数は、前記バーストが存在することを示す前記第1のインジケータに応答して最大反復値に設定され、前記反復の回数は、前記バーストが不確実であることを示す前記第1のインジケータに応答して前記最小反復値と前記最大反復値との間の中程度の反復値に設定される、請求項45に記載の方法。
- 前記復号信号の情報構造を分析することは、前記第2のバーストインジケータを生成するために前記受信デジタル信号の総電力推定値を分析する、請求項26に記載の方法。
- 前記復号信号の情報構造を分析することは、前記第2のバーストインジケータを生成するために前記受信デジタル信号の信号対ノイズ比を分析する、請求項26に記載の方法。
- 前記復号信号の情報構造を分析することは、前記第2のバーストインジケータを生成するために、前記復号信号のQ2値又はI2値を分析する、請求項26に記載の方法。
- 前記復号信号の情報構造を分析することは、前記第2のバーストインジケータを生成するために、前記復号信号に関連するデコーダエラーパラメータを分析する、請求項26に記載の方法。
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