JP4332270B2 - 伝送遅延を判定する装置およびその方法 - Google Patents
伝送遅延を判定する装置およびその方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は符号発生器に関し、より具体的には、符号分割多元接続(CDMA)通信システムにおいて使用される符号発生器に関する(しかし、このような符号発生器に限るわけではない)。
【0002】
【従来の技術】
CDMAシステムは周知である。一般には、CDMA Cellular Mobile Communications and Network Security(Dr.Man Young Rhee、Prentice Hall 1988、ISBN0−13−598418−1)および標準TIA/EIA/IS−95を参照されたい。標準TIA/EIA/IS−95を、以下「IS−95」と呼ぶ。
【0003】
CDMAシステムでは、移動局から基地局へ送信される情報ビットは、たたみ込み符号化、シンボル繰り返し、ブロック・インターリービングを受け、その結果、コード・シンボルと呼ばれるものを含むビット・ストリームを得ることができる。図1に示すように、コード・シンボルは、その後、「ウォルシュ(Walsh)チップ」に変調され、CDMA分野では「ロングコード」(LC)と呼ばれる順次ビットによって擬似雑音(PN)チップに「拡散(spread)」される。次いで、PNチップは、IチャネルおよびQチャネルと呼ばれる2つのチャネルに、オフセット1/4位相シフトキーイング(OQPSK)変調される。Qチャネルは、PNチップ区間の2分の1だけ遅延される。2つのチャネルへの拡散は、モジュロ2演算において、PNチップ・ストリームを、それぞれPNIおよびPNQと呼ばれる2つの異なる擬似雑音バイナリ系列の順次ビットに加えることによって達成される。その後、PNチップは、基地局への「エア・リンク(air link)」(無線伝送)のため、ベースバンドから無線伝送周波数に変換される。
【0004】
基地局が信号を復調するとき、基地局は、ベースバンドに変換し直し、前述のOQPSK変調、ロングコード拡散およびウォルシュ変調を解除する。この目的のため、移動局のウォルシュ関数、ロングコード発生器、PNI発生器およびPNQ発生器の対応する要素が、送信されるデータを拡散して変調するのに使用された符号の「ローカル・レプリカ」を生成するために、基地局に存在することができる。しかし、移動局からの送信の開始時には、特に送信中に起こる遅延のために、一般的に基地局の発生器は受信信号と同期しない。また、移動局は、衝突回避のために遅延を導入することができる。したがって、基地局は、同期を行うために送信遅延の量を求める必要がある。これは、一般に「サーチャー(searcher)」と呼ばれる装置によって行われる。一般に、遅延は、「不確定領域」と呼ばれる特定の量以下であると仮定することができる。
【0005】
従来のサーチャーは一般に、相関回路を使用して、意味のある結果が得られるまで、着信した受信信号に対して様々な量の遅延を試すことによって試行錯誤を重ねる。
【0006】
「1分岐(one-branch)」探索方式は、1のみの相関器を使用して生の入ってくる入力に対する相関を試みる。このような方式は非常に低速であり、(たとえば、IS−95標準に記載された)CDMAシステムの厳しい要件を満たすことができない。
【0007】
生の入力データを使用する「多重分岐(multi-branch)」方式(基本的に、それぞれのサーチャーが異なる遅延量を試す複数の1分岐サーチャー)は、サーチャーが多い分だけ1分岐方式よりも高速であるが、多くの場合、依然としてCDMAシステムに関する標準のような厳しい標準を満たしていない。
【0008】
「完全並列(total parallel)」探索方式は、最大尤度基準に従う探索を最適化する。このような方式は、「1分岐」方式よりもずっと高速であり、CDMAシステムの厳しい要件を満たす。しかし、これは、複雑さおよび経費が増大するという犠牲を払うことによって得られる。
【0009】
並列相関器のシステムを、複数の相関器の複数のパスを使用して達成される必要な探索領域を完全にカバーすることにより、制限された状態で実現することもできる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
完全な方式であるか、または制限された方式であるかにかかわらず、任意の並列相関方式の1つの重要な問題は、必要な符号発生器の数である。通常の相関方式では、相関器ごとに1つの符号発生器がある。並列相関構成では、すでに複雑な実施態様に、かなりな量の複雑さを足すこととなる。また、この場合、回路全体内にかなりの量の追加のゲート、信号方式およびアクセス・ポートを必要とする。したがって、利用可能な資源をより効率的に使用することを可能にする並列相関器を用いて、機能拡張された単一の符号発生器を実現する必要がある。
【0011】
この発明の目的は、従来技術の欠点を解消し、特に、並列相関器をより効率的に実現することのできるシステムおよび方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
第1の側面によると、この発明は、それぞれに第1のデータ・ビット系列が入力される複数の相関デバイスに結合されるよう配置された符号生成装置を提供する。該符号生成装置は、符号発生器と、少なくとも1つの個別のレジスタを有する第1のシフトレジスタと、状態バッファとを備える。符号発生器は、第1のシフトレジスタに出力される第2のデータ・ビット系列を生成し、第1のシフトレジスタは、少なくとも1つのシフトされた第2のデータ・ビット系列を生成する。また符号生成装置は、相関デバイスのそれぞれに、第2のデータ・ビット系列およびシフトされた第2のデータ・ビット系列の少なくとも一方が入力されるよう配置される。状態バッファは、第1のシフトレジスタにおける予め決められた数のシフトの後で、少なくとも符号発生器からの記憶情報を記憶し、予め決められた復元時間に、少なくとも符号発生器に該記憶情報を出力する。
【0013】
第2の側面によると、この発明は、第1の側面に従う符号生成装置を組み込み、さらに複数の相関デバイスを備える相関装置を提供する。該相関装置には、第1のデータ・ビット系列が入力される。相関デバイスのそれぞれには、第1のデータ・ビット系列と、第2のデータ・ビット系列およびシフトされた第2のデータ・ビット系列の少なくとも一方とが入力される。
【0014】
第3の側面によると、この発明は、それぞれに第1のデータ・ビット系列が入力される複数の相関デバイスに結合されるよう配置された符号生成装置において、相関デバイスのそれぞれに入力される第2のデータ・ビット系列を生成する方法を提供する。該方法は、符号発生器を初期化するステップと、符号発生器を使用して第2のデータ・ビット系列を生成するステップと、第1のシフトレジスタを使用して第2のデータ・ビット系列をシフトし、少なくとも1つのシフトされた第2のデータ・ビット系列を生成するステップと、第2のデータ・ビット系列およびシフトされた第2のデータ・ビット系列の少なくとも一方を相関デバイスのそれぞれに出力するステップと、第2のデータ・ビット系列を予め決められたシフト回数だけシフトした後、少なくとも1つの符号発生器からの記憶情報を保存するステップと、予め決められた復元時間に、少なくとも1つの符号発生器に該記憶情報を出力するステップとを含む。
【0015】
【発明の実施の形態】
この発明の第1および第2の好ましい実施形態は共に、受信信号をオーバーサンプリングし、これらの信号サンプルのうち少なくともいくつかのサンプルの和をとってバッファに記憶し、記憶された和を、遅延量をインクリメントして生成されたローカル・レプリカに対して、加速されたクロックレートで相関し、遅延量を特定する相関を求めることによって、受信信号に加えられた遅延を求める「サーチャー」の形態内で実現される。
【0016】
図2はサーチャー・アーキテクチャのブロック図であり、このアーキテクチャ内で、この発明の第1の実施形態が実現される。以下のパラメータを、この発明の実施形態に適用することができる。
【0017】
・PNチップレート:1.2288Mcps
・フレーム区間:20ms
・1フレームは、96個のウォルシュ・シンボルを含む。
・ロングコードは、42ビットのLFSRから得る。
・IチャネルPN符号およびQチャネルPN符号は、15ビットのLFSRから得る。
・変調:OQPSK
・アクセス手順:アクセス・チャネルのプリアンブルおよびアクセス・チャネルのメッセージ・カプセルからなるアクセス・プローブの送信
・アクセス・チャネルのプリアンブルは、1〜16個のフレーム(20ms〜320ms)でよい。
・不確定領域は、512個のPNチップ未満である。
・1つのウォルシュ・シンボルは、256個のPNチップを含む。
【0018】
当該技術分野の当業者には、構成要素の選択に応じてこれらのパラメータを変更できることが認識されよう。
【0019】
一例として、このアーキテクチャは、3つのセクタをカバーするCDMA基地局に存在し、それぞれのセクタが2本のダイバーシチ・アンテナを有すると仮定する。したがって、A1〜A6で指定される6本のアンテナがある。当該技術分野の当業者には、3つよりも多いまたは少ないセクタを含み、2本よりも多いまたは少ないアンテナを使用できることが明らかであろう。セクタにおけるダイバーシチ・アンテナのそれぞれは、マルチパス環境の異なるパスを介して受信できるので、それぞれのアンテナについて個別に遅延を求めることができる。
【0020】
それぞれのアンテナは無線周波数(RF)ユニット1に接続され、無線周波数ユニットは、受信信号をベースバンドに変換する。アナログ・デジタル(A/D)変換器2のそれぞれは、それぞれのRFユニット1に結合され、PNチップレートの8倍のレートで、受信信号の4ビットサンプルを取り込む(オーバーサンプリング)。代替の実施形態では、これよりも高いまたは低いサンプリング・レートを使用することができる。
【0021】
スイッチ3は、A/D変換器2のすべてに結合され、一度に1本のアンテナからのサンプルを処理する。現在サンプリングされているアンテナについて、スイッチ3に結合された事前組合せ(precombining)要素4は、制御サーチャー13の制御下で、4ビットサンプルの組合せの4つの系列をバッファ5に記憶する。この実施形態では、使用されるサンプルの範囲は、1つのウォルシュ・シンボル区間(256個のPNチップ)に対応する。サンプルが、1、2、3、4、5、...と番号付けされているものと仮定する。IサンプルストリームおよびQサンプルストリームのそれぞれにおけるサンプルの系列について、以下のようにバッファ5に記憶される。
【0022】
1)Buffer_odd_Iは、Iサンプルのストリームから、サンプル3とサンプル7の和、サンプル11とサンプル15の和、サンプル19とサンプル23の和、...、サンプル2043とサンプル2047の和を記憶する。
2)Buffer_odd_Qは、Qサンプルのストリームから、対応する和を記憶する。
3)Buffer_even_Iは、Iサンプルのストリームから、サンプル7とサンプル11の和、サンプル15とサンプル19の和、サンプル23とサンプル27の和、...、サンプル2047とサンプル2051の和を記憶する。
4)Buffer_even_Qは、Qサンプルストリームから、対応する和を記憶する。
【0023】
この実施形態は、この発明では論じない受信機の他の部分にもオーバーサンプリングを使用することを意図している。たとえば、受信機のいくつかの部分は、1PNチップ区間よりもかなり細かい増分で遅延を調整するために、オーバーサンプリングを使用することができる。この発明は、PNチップ区間あたり2のみのサンプルを使用する。
【0024】
こうして、256個の和がそれぞれのバッファに格納され、それぞれの和のサイズは、2つの4ビットサンプルの和であるので5ビットとなる。偶数バッファを充填する際に使用されるサンプルは、2分の1チップ時間だけ遅れて取り込まれたサンプルから得られるので、奇数バッファを充填する際に使用されるサンプルから2分の1PNチップだけ本質的に遅延される。サンプルのこれらの特別の組合せは、相関器6に対するバッファ5の相互接続性と相俟って、信号対雑音比(SN比)の損失無くして、信号処理の速度を2倍にする能力を付与する。
【0025】
OQPSK相関器6はバッファ5に結合され、以下に詳細に述べるように、バッファ5に記憶された受信信号の「断片(piece)」を、ローカルPN符号発生器10の不確定領域にわたるすべての可能な状態に対して相関付ける。移動局では、ロングコード(Long Code;LC)は通常、既知の構成である42ビットの線形フィードバック・シフトレジスタ(LFSR)によって生成され、PNI符号およびPNQ符号は、既知の構成である15ビットのLFSRによって生成される。当該技術分野の当業者に周知の手段によって、同じ構成のLFSRを、初期状態マスク11も含め、基地局の受信機この場合はローカルPN符号発生器10内に含めることができる。これらの構成要素を用い、ローカルPN符号発生器10は、当該技術分野の当業者に周知の手段により、モジュロ2演算において、LC系列の連続ビットにPNI系列およびPNQ系列の連続ビットをそれぞれ加えることによって、ILC系列およびQLC系列を出力することができる。このように生成されたビット系列ILC、QLCが、移動局で使用される符号の「ローカル・レプリカ」である。
【0026】
これらの符号系列ILC、QLCは、好ましい実施形態では、それぞれ図2に示すようにIシフトレジスタ8およびQシフトレジスタ9に順次入力され、符号系列ILC、QLCのシフトされたものを生成する。これらのシフトされたILCおよびQLCを、以下ではILCn、QLCnと呼ぶ。ここでnは、系列が受けたシフトの回数である。たとえば、ILC0、QLC0は、シフトされていないローカル・レプリカである。好ましい実施形態におけるシフトレジスタ8、9は、相関器6およびローカルPN符号発生器10との間に結合され、15個の個々のレジスタを備える。シフトレジスタ8、9、ローカルPN符号発生器10、初期状態マスク11、シフトレジスタ8、9およびローカルPN符号発生器10の両方に結合された状態バッファ12は、共に図2に示すこの発明の第1の好ましい実施形態の構成要素であり、これらの構成要素について以下に図5を参照して詳しく説明する。第2の好ましい実施形態については、以下に図6を参照して説明する。
【0027】
図3は、この発明の第1の好ましい実施形態の詳細を含む図2のサーチャーの詳細を示す。具体的に言うと、最初に図2に示された相関器6は、図3において、それぞれ相関器Z1およびZ2を示す要素6−1および6−2として、相関器Z3、Z4、Z5、...、Z32を概略的に表わす一般化された相関器要素6−Nと共に示されている。現在説明している実施形態は、32個の相関器を使用する。ただし代替の実施形態では、この数を増やして性能を向上させる、または削減して経済性を高めることができる。
【0028】
相関器6の数は、シフトレジスタ8、9のいずれからも利用可能なタップの数(合計して16個のタップ)の2倍(32)である。それぞれの相関器対(すなわち、Z1およびZ2、Z3およびZ4、...、Z31およびZ32)は、シフトレジスタ8、9からの同じILCn、QLCn系列を使用する。相関器6の対およびバッファ5の特別な接続によって、それぞれの相関器対Z1およびZ2、Z3およびZ4、...、Z31およびZ32からの相関値が2分の1PNチップ離れるよう相関積分が計算される。
【0029】
提供されるバッファ5およびシフトレジスタ8、9には、使用される回路の能力を超えないかぎり、任意のクロックレートを使用することができる。この実施形態は、19.66MHzのクロックレートを使用する。このレートは、PNチップレートの16倍であり、今日の回路の能力範囲内にある。
【0030】
図3では、バッファ5が、バッファ5−1から5−4として示される。これらのバッファのそれぞれは、出力1および2を持つ。ただし出力2は、バッファ5−1および5−2上でのみ使用される。それぞれのバッファ5における出力2は、出力1から1PNチップ時間だけ遅延される。相関器6のそれぞれは、I、Idelay、Q、およびQdelayと示された、バッファ5からの4つの入力を持つ。図3は、バッファ5および相関器6の相互接続性の詳細を示す。また、相関器6のそれぞれは、Iシフトレジスタ8およびQシフトレジスタ9のそれぞれにある特定のタップからの入力を持つ。相関器6の対が、シフトレジスタ8、9内の同一タップに接続するということは理解されよう。たとえば、相関器Z1およびZ2は、両方のシフトレジスタ8、9上のタップ15に接続され、相関器Z3およびZ4(一般化された要素6−Nに暗黙的に示される)は、タップ14に接続され、以下同様である。前述した遅延のために、1つの対における相関器6は、互いに2分の1PNチップ区間離れて、記憶されたサンプルと共に動作する。上記の遅延を表1に要約する。
【0031】
【表1】
【0032】
Z2(およびすべての偶数相関器)のすべての入力が、Z1への入力に対して2分の1PNチップ遅延されることが、表1からわかる。こうして、それぞれの相関器対によって生成された2つの相関値は、互いに2分の1PNチップ区間離れている。前述したように、サンプルを2分の1PNチップ区間離して事前に組み合わせることによって、2分の1PNチップ分解能で相関値を得ることが容易になる。
【0033】
バッファ5に記憶された受信信号の「断片」は、不確定領域にわたるローカル・レプリカのセグメントに対して相関付けられ、どの断片が著しく大きな相関値を生成するかを判定し、こうして遅延を判定する。それぞれのセグメントの長さは256ビット(それぞれのバッファにおけるサンプル和の数と一致する)であり、この長さは、1ウォルシュ・シンボル期間をカバーするよう選択された。ILC系列およびQLC系列のそれぞれについて使用されるセグメントの総数は512であり、これは、不確定領域の大きさに等しい。使用される第1のセグメントは、ローカル・レプリカの第1ビット位置から始まり、その後に続く511個のセグメントのそれぞれは、後に続く511個のビット位置からそれぞれ始まる。相関器6は対として働き、対におけるそれぞれの相関器が、2分の1PNチップ区間だけ離れたデータサンプルで動作するので、512個のセグメントを使用することによって1024個の相関値が得られ、2分の1PNチップ区間における遅延を判定することができるようになる。
【0034】
図4は、相関器6のそれぞれにおいて実行される論理関数を示す。バッファ5からのI入力、Idelay入力、Q入力、およびQdelay入力は、それぞれ5ビットサンプルから構成される。I入力およびQ入力は、乗算器401、403によって、シフトレジスタ8、9の、特定の相関器6についての特定のタップから出力された特定のQLCn系列のビットが乗じられる。一方、Idelay入力およびQdelay入力は、乗算器402、404によって、対応するILCn系列のビットが乗じられる。これらの乗算器401、402、403、404は、相関器6の他の構成要素と共に、機能性を示すよう概略的に示されている。複数のビットの処理の詳細は、設計上の選択による。
【0035】
乗算器401の出力および乗算器404の出力は5ビット積であり、加算器405によって加算されて、6ビットの虚数和が生成される。乗算器402の出力および乗算器403の出力は、加算器406によって加算されて、6ビットの実数和が生成される。256個の虚数和および実数和は、256ビットのローカル・レプリカがシフトレジスタ8、9を介してクロックされるとき、積分器407、408のそれぞれによってそれぞれ積分される。256個の6ビット和の積分の長さは、14ビットのことがある。その後、これらの積分は、要素409、410によってそれぞれ二乗され、その結果が15ビットの長さに切り捨てられる。この長さは、現在説明している実施形態について十分精密な長さである。要素409、410の2つの結果が要素411によって合計され、特定の相関器すなわちZ1〜Z32を生成する32個の相関器のうちの1つについて、16ビットのZ出力を生成する。
【0036】
再び図2を参照すると、相関器出力は、累算器(ACC)7に記憶される。累算器7は、この実施形態の6本のアンテナのそれぞれについて1024個の16ビット・セルに等しい6144個の16ビット・セルを持つ。このように、現在のアンテナについて最初の32個のセルがどのように求められてロードされるかが示された。
【0037】
次に、図5および図6を使用して、この発明の第1および第2の好ましい実施形態を使用してILC系列およびQLC系列がそれぞれどのように生成されるか、および同様な相関処理をさらに31回実行して1本のアンテナについて1024個のセルをどのように完成するかについて説明する。
【0038】
図5は、第1の好ましい実施形態に従って、初期状態マスク11、ローカルPN符号発生器10、状態バッファ12、およびIシフトレジスタ8とQシフトレジスタ9を備える全体的なサーチャーPN発生器を示す。最初に、初期状態マスク11は、対応する移動局内にある、以下LCREG0、LREG0、およびQREG0とそれぞれ呼ばれるLC LFSR、PNI LFSR、およびPNQLFSRの初期状態を、バス502を介してローカルPN符号発生器10に転送する。当該技術分野の当業者には、LC LFSRがLCマスクをも備え、この第1の好ましい実施形態において、LCマスクがローカルPN符号発生器10内で定義されることが認識されよう。
【0039】
全体的なサーチャーPN発生器の第2の好ましい実施形態は、第1の好ましい実施形態と類似しているが、実施態様にわずかな変更を伴う。第2の好ましい実施形態によると、全体的なサーチャーPN発生器は、図6に示すように、初期LC状態マスク602、初期状態レジスタ604、第1、第2および第3のセレクタ606、608、610、状態バッファ12、ローカルPN符号発生器10、およびIシフトレジスタ8とQシフトレジスタ9を備える。最初に、初期LC状態マスク602は、LC LFSR用の初期LCマスクを、バス612を介してローカルPN符号発生器10に転送する。その後、初期状態レジスタ604は、対応する移動局にあるIREG0状態、QREG0状態およびLCREG0状態を、それぞれバス614、616、618を介してそれぞれのセレクタ606、608、610に転送する。最初に、セレクタ606、608、610は、IREG0値、QREG0値およびLCREG0値を、バス620、622、624をそれぞれ介して状態バッファ12に転送し、その後で、バス626、628、630をそれぞれ介してローカルPN符号発生器10内の対応するLFSRに転送するよう構成される。
【0040】
その後、第1の好ましい実施形態および第2の好ましい実施形態の両方によると、ローカルPN符号発生器10は、バス17、18をそれぞれ介して、それぞれの系列の最初の15ビットでロードされているシフトレジスタ8、9で、ILC0系列およびQLC0系列の生成を開始する。これは、シフトレジスタ8、9のそれぞれを構成する15個のレジスタを介してビットをクロックすることによって行われる。
【0041】
ILC0およびQLC0のビットをビット1、2、3等と示すと、図3では、相関器Z1およびZ2には、それぞれのシフト・レジスタ8、9の(図3に示される)タップ15から、ILC0系列、QLC0系列のビット1がそれぞれ入力され、相関器Z3およびZ4にはビット2が入力され(したがって、ILC1系列、QLC1系列のビット1がそれぞれ入力される)、以下同様であり、最後に相関器Z31およびZ32には、ビット16が入力される(したがって、ILC15系列、QLC15系列のビット1がそれぞれ入力される)。
【0042】
その後、シフトレジスタ8、9が256回シフトされる(および、ローカルPN符号発生器10が256回先へ進む)。表2の「第1のパス」エントリを参照すると、相関器Z1およびZ2は、ILC0系列、QLC0系列のビット1〜256を、前述したバッファ5のそれぞれに記憶された256個の和に対して相関付け、相関器Z3およびZ4は、ILC1系列、QLC1系列を構成するビット2〜257を相関付け、以下同様であり、最後に、相関器Z31およびZ32は、ILC15系列、QLC15系列を構成するビット16〜271を相関付けることがわかる。こうして第1のパスが完了し、現在のアンテナについての最初の32個の相関器の値が、ACC7内に記憶される。
【0043】
【表2】
【0044】
第1の好ましい実施形態では、それぞれのパスにおける16回のシフトの後で、状態バッファ12は、バス504、506をそれぞれ介してシフトレジスタ8、9の状態を記憶し、バス508を介してローカルPN符号発生器10の状態を記憶する。こうして第1のパスにおいて、LFSRは、表2に示すようにILC0系列、QLC0系列のビット17を生成する直前の時点で保存される。この第1の好ましい実施形態では、状態バッファ12は、LC LFSRについての42ビット、PN LFSRのそれぞれについての15ビット、およびシフトレジスタ8、9のそれぞれについての15ビットの102ビットから成る。第1の好ましい実施形態によると、それぞれの連続パスに先だって、シフトレジスタ8、9およびローカルPN符号発生器10内のLFSRは、状態バッファ12から復元される。
【0045】
第2の好ましい実施形態では、それぞれのパスにおける16回のシフトの後で、状態バッファ12は、バス630、632、634、セレクタ606、608、610、およびバス620、622、624を介して、ローカルPN符号発生器10の状態を記憶する。第1の好ましい実施形態と同様に、ローカルPN符号発生器10内のLFSRは、ILC0系列、QLC0系列のビット17から保存され、それぞれの連続パスに先だって状態バッファ12から復元される。第2の好ましい実施形態では、状態バッファ12は、LC LFSRについて42ビット、およびPN LFSRのそれぞれについて15ビットの72ビットのみから成る。
【0046】
第2の好ましい実施形態は、第1の好ましい実施形態とは異なり、シフトレジスタ8、9を再度初期化するのに必要な現在のILCn系列、QLCn系列の最初の16ビットを生成するために、ローカルPN符号発生器10を、状態バッファ12から復元した後でオンにしなければならない。第1の好ましい実施形態では、シフトレジスタ8、9は、状態バッファ12から直接的に再度初期化される。
【0047】
第1の好ましい実施形態および第2の好ましい実施形態の両方において第2のパスについての復元手順の後、それぞれのILC0系列、QLC0系列のビット17(これは、ILC16系列、QLC16系列のビット1である)は、それぞれシフトレジスタ8、9における先頭ビットになる。表2に示すように、第2のパスを構成する256回のシフトによって、相関器Z1およびZ2にはビット17〜272、したがってILC16系列、QLC16系列が入力され、以下同様であり、最後に相関器Z31およびZ32にはビット32〜287、したがってILC31系列、QLC31系列が入力される。この場合も第2のパス中において、状態バッファ12は、16回のシフトの後で、ILC0系列、QLC0系列のビット33を生成する直前のLFSRの内容を保存し、第1の好ましい実施形態では、シフトレジスタ8、9の内容をも保存する。この情報は、第3のパスの準備をするときに復元される。
【0048】
32回のパスの正味効果は、16個の相関器対のそれぞれに、32個のILCn系列およびQLCn系列を出力し、組み合わされた相関器6に合計で1024個のビット系列(512個のILCn系列および512個のQLCn系列)を入力することである。ここで、それぞれの系列は256の連続ビットから成り、第1の系列は特定のILC0系列またはQLC0系列のビット1から始まり、第2の系列はビット2から始まり、以下同様であり、第512の系列は512番目のビットから始まる。こうして、1024個の相関値がACC7に記憶され、これらの相関値は、2分の1PNチップ区間の時間ステップを表わす。このように、相関値は、512個PNチップ区間に及ぶ。不確定領域は、512個のPNチップとみなされており、よって不確定領域全体が表わされる。
【0049】
相関器の値は、当該技術分野で周知であるように調べることができる。図7は、400番目のエントリで顕著なピークを有する1本のアンテナについての1024個のACC7の内容のグラフを示す。この実施形態のステップサイズは、2分の1PNチップであるので、この例では、送信遅延は200PNチップ時間であると判定することができる。
【0050】
図8は、マルチパス環境における信号の3つの受信コピーに対応する遅延を示す相関器の値(位置400〜435)の選択された範囲のグラフである。遅延の相対増分を求めることができ、当技術分野で知られているように、この相対増分を使用して「レーキ(rake)受信機」の「フィンガ(fingers)」を、マルチパス受信の質を最適化するよう構成することができる。
【0051】
32個の相関器を有する前述の実施形態では、32個のパスおよびPNチップレートの16倍のクロックレートは、これらのパラメータについて可能な設計上の選択のほんの一例である。当該技術分野の当業者には、たとえば、4分の1の数であるが、4倍の速さのクロックレートで動作し、4倍のパス数を持つ相関器を有する実施形態を構成することができ、このような実施形態は、前述の実施形態と同じ全体的な性能を示すことは明らかであろう。相関器の数を増加して性能を向上させるか、または削減して経済性を高めることができる。他の多数の様々な形態を考慮することができる。
【0052】
当該技術分野の当業者には、この発明が、並列相関器を用いて実現されるべき符号生成技法であり、それぞれの個々の相関器について符号発生器を持つという欠点を減らすことが理解されよう。この発明の例示的な実施形態では、必要な範囲を完全に相関付けるのに、複数の相関装置の複数のパスが必要とされる。この発明の好ましい実施形態は、効率的なサーチャーの範囲内で上記に説明したが、これは、この発明の範囲を制限することを意味するものではない。実際には、この発明は、通信システム内に含まれるサーチャーに制限すべきでなく、この発明の原理を、連続ビット系列を必要とする複数の相関器が使用される任意の状況に適用することができる。連続系列、任意の予め決められた数だけシフトされた系列を意味することができる。前述の好ましい実施形態では、この予め決められた数は1である。
【0053】
【発明の効果】
この発明にはいくつかの重要な利点がある。1つには、並列相関装置内に実現されるのに必要な符号発生器の数が削減されるので、複雑さが低減し、必要な資源が著しく減少する。たとえば、この発明はゲート数、それに伴う信号方式、および並列相関装置を実現するのに必要な制御アクセス・ポート数を削減する。並列相関器は比較的複雑であるので、符号発生器をできるだけ簡単にすることが重要である。したがって、この発明の簡単さは有力な利点の1つである。
【0054】
当該技術分野の当業者には、前述の装置と同様な装置を使用して複数の相関器システムの効率を高める代替の実施態様および修正形態が可能であり、上記の実施態様がこの発明のこの実施形態の単なる例示に過ぎないことが理解されよう。したがって、この発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【図1】CDMA送信機で実行される機能を示す従来技術のブロック図。
【図2】この発明の第1の好ましい実施形態が実現されるサーチャーのブロック図。
【図3】図2に示す多重分岐OQPSK相関器の動作を示すブロック図。
【図4】図3の相関器によって実行される論理関数を示す図。
【図5】この発明の第1の好ましい実施形態の要素を示す図。
【図6】この発明の第2の好ましい実施形態の要素を示す図。
【図7】図2の相関器の例示的な出力を示すグラフ。
【図8】マルチパス受信中に生じることのある、図2の相関器の例示的な出力を示すグラフ。
【符号の説明】
1 無線周波数ユニット
2 アナログ・デジタル変換器
6 OQPSK相関器
10 ローカルPN符号発生器
602 初期LCマスク
604 初期状態レジスタ
Claims (33)
- それぞれに第1のデータ・ビット系列が入力される複数の相関デバイスに結合されるよう配置され、符号発生器、少なくとも1つのレジスタを有する第1のシフトレジスタ、および状態バッファを備える符号生成装置であって、
前記符号発生器は、前記第1のシフトレジスタに出力される第2のデータ・ビット系列を生成し、該第1のシフトレジスタは、少なくとも1つのシフトされた第2のデータ・ビット系列を生成し、
前記符号生成装置が、前記第2のデータ・ビット系列およびシフトされた第2のデータ・ビット系列のうち少なくとも一方が前記相関デバイスのそれぞれに入力されるよう配置され、
前記状態バッファが、前記第1のシフトレジスタにおける予め決められた数のシフトの後、少なくとも前記符号発生器からの記憶情報を記憶し、予め決められた復元時間に少なくとも該符号発生器に該記憶情報を出力するようにした、符号生成装置。 - 前記状態バッファが、前記第1のシフトレジスタにおける予め決められた数のシフトの後で、該第1のシフトレジスタおよび前記符号発生器からの記憶情報を記憶し、前記予め決められた復元時間に該第1のシフトレジスタおよび符号発生器に該記憶情報を出力するようにした、請求項1に記載の符号生成装置。
- 前記第1のシフトレジスタにおける予め決められた数のシフトが、前記第1のシフトレジスタの個々のレジスタの数に等しい、請求項1に記載の符号生成装置。
- 前記符号発生器が、前記第2のデータ・ビット系列を生成するのに使用される少なくとも2つの線形フィードバック・シフトレジスタ(LFSR)を備えており、
前記記憶情報が、少なくとも該LFSRの内容を含む、請求項1に記載の符号生成装置。 - 前記状態バッファが、前記第1のシフトレジスタにおける予め決められた数のシフトの後で、該第1のシフトレジスタおよび前記符号発生器からの記憶情報を記憶し、前記予め決められた復元時間に該第1のシフトレジスタおよび符号発生器に該記憶情報を出力し、
該記憶情報が、前記第1のシフトレジスタの個々のレジスタの内容および前記LFSRの内容を含む、請求項4に記載の符号生成装置。 - 前記LFSRが、ロングコードのLFSRと、同相LFSRおよび直交LFSRの少なくとも一方とを備える、請求項4に記載の符号生成装置。
- 前記予め決められた復元時間が次のサイクル期間の開始時点である、請求項1に記載の符号生成装置。
- さらに、初期状態マスクを備えており、該初期状態マスクが、前記第2のデータ・ビット系列を生成するのに前記符号発生器によって使用される初期状態情報を、該符号発生器に入力する、請求項1に記載の符号生成装置。
- 前記符号発生器が、前記第2のデータ・ビット系列を生成するのに使用される少なくとも2つの線形フィードバック・シフトレジスタ(LFSR)を備えており、
前記初期状態情報が、該LFSRの初期内容を含む、請求項8に記載の符号生成装置。 - 前記記憶情報が、少なくとも前記LFSRの内容を含む、請求項9に記載の符号生成装置。
- 前記状態バッファが、前記第1のシフトレジスタにおける予め決められた数のシフトの後で、該第1のシフトレジスタおよび前記符号発生器からの記憶情報を記憶し、前記予め決められた復元時間に該第1のシフトレジスタおよび符号発生器に該記憶情報を出力し、
該記憶情報が、前記第1のシフトレジスタの個々のレジスタの内容および前記LFSRの内容を含む、請求項10に記載の符号生成装置。 - 前記LFSRが、ロングコードのLFSRと、同相LFSRおよび直交LFSRの少なくとも一方とを備える、請求項9に記載の符号生成装置。
- さらに、前記符号発生器に結合された、前記ロングコードのLFSRにロングコードのマスクを入力するロングコード・マスク・デバイスを備える、請求項12に記載の符号生成装置。
- 前記第1のシフトレジスタが、複数のレジスタを有し、複数のシフトされた第2のデータ・ビット系列を生成する、請求項1に記載の符号生成装置。
- さらに、少なくとも1つのレジスタを有する第2のシフトレジスタを備え、
前記符号発生器は、該第2のシフトレジスタに出力される第3のデータ・ビット系列を生成し、該第2のシフトレジスタが、少なくとも1つのシフトされた第3のデータ・ビット系列を生成し、
前記符号生成装置が、該第3のデータ・ビット系列およびシフトされた第3のデータ・ビット系列の少なくとも一方が前記相関デバイスのそれぞれに入力されるよう配置されており、
前記状態バッファが、前記第1および第2のシフトレジスタにおける予め決められた数のシフトの後で、少なくとも前記符号発生器からの記憶情報を記憶し、予め決められた復元時間に少なくとも該符号発生器に該記憶情報を出力するようにした、請求項1に記載の符号生成装置。 - 前記状態バッファが、前記第1および第2のシフトレジスタにおける予め決められた数のシフトの後で、該第1および第2のシフトレジスタおよび前記符号発生器からの記憶情報を記憶し、前記予め決められた復元時間に、前記第1および第2のシフトレジスタおよび符号発生器に該記憶情報を出力するようにした、請求項15に記載の符号生成装置。
- さらに、初期状態マスクを備え、
該初期状態マスクが、前記第2および第3のデータ・ビット系列を生成するのに前記符号発生器によって使用される初期状態情報を該符号発生器に入力するようにした、請求項15に記載の符号生成装置。 - 前記符号発生器が、前記第2および第3のデータ・ビット系列を生成するのに使用される少なくとも3つの線形フィードバック・シフトレジスタ(LFSR)を備えており、
前記初期状態情報が、該LFSRの初期内容を含み、前記記憶情報が、少なくとも該LFSRの内容を含む、請求項17に記載の符号生成装置。 - 前記状態バッファが、前記第1および第2のシフトレジスタにおける予め決められた数のシフトの後で、該第1および第2のシフトレジスタおよび前記符号発生器からの記憶情報を記憶し、前記予め決められた復元時間に、該第1および第2のシフトレジスタおよび符号発生器に該記憶情報を出力し、
該記憶情報が、前記第1および第2のシフトレジスタの個々のレジスタの内容および前記LFSRの内容を含む、請求項18に記載の符号生成装置。 - 前記LFSRが、ロングコードのLFSR、同相LFSRおよび直交LFSRを備えており、
前記第2のデータ・ビット系列が、該ロングコードのLFSRおよび同相LFSRを使用することによって生成され、前記第3のデータ・ビット系列が、該ロングコードのLFSRおよび直交LFSRを使用することによって生成される、請求項19に記載の符号生成装置。 - さらに、前記符号発生器に結合された、前記ロングコードのLFSRにロングコード・マスクを入力するロングコード・マスク・デバイスを備える、請求項20に記載の符号生成装置。
- 請求項1に記載の符号生成装置を組み込んだ相関装置であって、それぞれに前記第1のデータ・ビット系列が入力される複数の相関デバイスを備え、
それぞれの相関デバイスに、前記第2のデータ・ビット系列およびシフトされた第2のデータ・ビット系列の少なくとも一方が入力される、相関装置。 - 前記第1のシフトレジスタにおける予め決められた数のシフトが、該第1のシフトレジスタの個々のレジスタの数に等しい、請求項22に記載の相関装置。
- 前記予め決められた復元時間が、次のサイクル期間の開始時点である、請求項22に記載の相関装置。
- 前記符号生成装置が初期状態マスクをさらに備えており、
該初期状態マスクが、前記第2のデータ・ビット系列を生成するのに前記符号発生器によって使用される初期状態情報を、該符号発生器に入力するようにした、請求項22に記載の相関装置。 - 前記符号発生器が、前記第2のデータ・ビット系列を生成するのに使用される少なくとも2つの線形フィードバック・シフトレジスタ(LFSR)を備えており、
前記初期状態情報が、該LFSRの初期内容を含み、前記記憶情報が、少なくとも該LFSRの内容を含む、請求項25に記載の相関装置。 - 前記状態バッファが、前記第1のシフトレジスタにおける予め決められた数のシフトの後で、該第1のシフトレジスタおよび前記符号発生器からの記憶情報を記憶し、前記予め決められた復元時間に、該第1のシフトレジスタおよび符号発生器に該記憶情報を出力し、
該記憶情報が、前記第1のシフトレジスタの個々のレジスタの内容および前記LFSRの内容を含む、請求項26に記載の相関装置。 - 前記LFSRが、ロングコードのLFSRと、同相LFSRおよび直交LFSRの少なくとも一方とを備える、請求項26に記載の相関装置。
- 前記シフトレジスタが複数のレジスタを備えており、複数のシフトされた第2のデータ・ビット系列を生成するようにした、請求項22に記載の相関装置。
- 前記相関デバイスの数が、前記シフトされた第2のデータ・ビット系列の数以上である、請求項29に記載の相関装置。
- 前記相関デバイスの数が、前記シフトされた第2のデータ・ビット系列の数の少なくとも2倍である、請求項29に記載の相関装置。
- 請求項22に記載の相関装置を組み込んだ符号分割多元接続(CDMA)の探索装置。
- それぞれに第1のデータ・ビット系列が入力される複数の相関デバイスに結合するように配置された符号生成装置における、該相関デバイスのそれぞれに入力される第2のデータ・ビット系列を生成する方法であって、
符号発生器を初期化するステップと、
前記符号発生器を使用して第2のデータ・ビット系列を生成するステップと、
第1のシフトレジスタを使用して前記第2のデータ・ビット系列をシフトし、少なくとも1つのシフトされた第2のデータ・ビット系列を生成するステップと、
前記第2のデータ・ビット系列およびシフトされた第2のデータ・ビット系列の少なくとも一方を前記相関デバイスのそれぞれに出力するステップと、
前記第2のデータ・ビット系列を予め決められたシフト回数だけシフトした後、少なくとも前記符号発生器からの記憶情報を保存するステップと、
予め決められた復元時間に、少なくとも前記符号発生器に前記記憶情報を出力するステップと、
を含む、第2のデータ・ビット系列を生成する方法。
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