JPH07202753A - 符号分割多元接続および直接スペクトル拡散方式で連続判定方式を有する２重ドエル最ゆう法による獲得方法およびその装置 - Google Patents

符号分割多元接続および直接スペクトル拡散方式で連続判定方式を有する２重ドエル最ゆう法による獲得方法およびその装置

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JPH07202753A
JPH07202753A JP6280657A JP28065794A JPH07202753A JP H07202753 A JPH07202753 A JP H07202753A JP 6280657 A JP6280657 A JP 6280657A JP 28065794 A JP28065794 A JP 28065794A JP H07202753 A JPH07202753 A JP H07202753A
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Sunguoon Chung
チュン サンゴーン
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ツァジャ スタッシュ
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はスペクトル拡散手法に基づいて作動
する無線電話に関し、コード位相の探索を高速化し、検
出器からの出力の推定精度を向上する。 【構成】 ２重ドエル、最ゆう（尤）法、直列スライド
による獲得方式１０では、最ゆうしきい値の関数として
与えられ、あらかじめ規定された最適なしきい値ではな
い２つのしきい値を採用している。この２つのしきい値
は、信号に依存した値であり、獲得処理中に受信したＰ
Ｎ信号およびローカルに生成されたＰＮシーケンスを相
関させることによって、リアルタイムで獲得する。獲得
方式では、検出した信号の信頼性を絶えず監視し、判定
処理を絶えず実行して、検出した信号の信頼性があると
判定したときには、直ちに獲得処理を停止する。この獲
得方式では、電力ドメインにおける最適なしきい値レベ
ルは最ゆう信号のしきい値レベルより６dBだけ低いとい
う法則を採用している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には無線通信方
式（システム）に関するものであり、より具体的にはス
ペクトル拡散手法に基づいて作動する無線電話に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】直接シーケンスまたは直接シーケンス符
号化によるスペクトル拡散通信手法は、元々、２つのデ
ジタル信号、すなわちビット・ストリームを結合し３次
（第３の）信号を作成してから送信する方法である。１
次（第１の）信号は、デジタル音声回路からの出力のよ
うな情報信号である。たとえば、１次信号に１０kb／ｓ
のビット伝送速度を持たせることができる。２次（第２
の）信号は、ランダム・シーケンス、すなわち疑似雑音
（ＰＮ）生成器によって生成されるものであり、ビット
伝送速度がデジタル音声信号より数桁も大きなランダム
・ビットである。この２つの信号を変調すると、ビット
伝送速度が前記２次信号と同じである前記３次信号が生
成される。しかし、前記３次信号にはデジタル音声信号
も含まれている。受信機側では、同じランダム・シーケ
ンス生成器が、送信機で変調に使用した元のランダム・
シーケンスと同じランダム・ビットを生成する。適切な
運用状態では、搬送周波数の復調の後に、受信機側のＰ
Ｎ生成器が着信ＰＮシーケンスに同期していなければな
らない。受信信号からランダム・シーケンスを除去し、
その結果を記号周期にわたって積分することによって、
逆拡散信号を獲得する。逆拡散信号が元の１０kb／ｓの
音声信号と全く同じであれば理想的である。
【０００３】前記スペクトル拡散通信方式における同期
の主要な役割は、受信した疑似雑音（ＰＮ）コードの拡
散を元に戻して受信信号を復調することである。同期
は、受信機側でＰＮコードのローカル・レプリカを生成
してから、着信した受信信号に重ね合わせたＰＮ信号と
ローカルＰＮ信号とを同期させることによって、実現す
る。従来の同期処理は次の２つのステップで実現されて
いた。獲得と呼ばれる１次ステップで、２つの拡散信号
の相互のアラインメントをとる。追跡と呼ばれる２次ス
テップで、フィードバック・ループという手段により、
できるだけ最良の波形アラインメントを以降継続的に維
持する。ここでは主として同期処理の獲得ステップにつ
いて述べる。
【０００４】同期（獲得）処理は重要なので、従来から
さまざまな検出器と判定方法を使用した手法が提案され
てきた。本発明者が知っている範囲では、従来の同期手
法すべてに共通する特徴は、ローカルに生成した信号と
受信した信号とを最初に関連づけて２つの信号の類似度
を測定することであった。次に、前記類似度をあらかじ
め規定したしきい値と比較して、前記２つの信号の同期
がとれているかどうかを判定する。同期を検出した場合
は、閉ループ追跡方式を起動して同期を維持する。同期
を検出できなかった場合は、ローカルに生成したＰＮコ
ードの位相を獲得手順で変更し、別の相関を試行してＰ
Ｎ位相空間を探索する。
【０００５】相関に使用するドエル時間（または積分区
間）方式には、固定ドエル時間と可変ドエル時間の２種
類がある。
【０００６】固定ドエル時間手法は、実装と分析が比較
的簡単なので広く普及している。固定ドエル時間手法を
実現する方法には、単一ドエル時間と複数ドエル時間の
２種類がある。
【０００７】複雑さが最もすくない獲得手法の１つに、
単一ドエル時間を利用した最ゆう（尤）法がある。この
手法では、ローカルＰＮコード・レプリカのすべての可
能なコード位置と受信ＰＮコード信号とを相関させなけ
ればならない。図３に示すように前記相関は並列で実行
され、対応する検出器からの出力はすべて同じ受信信号
（雑音も）に関連する。比較器で正しいＰＮアラインメ
ントを選んで、検出器から出力が最大になるローカルＰ
Ｎコード位相位置を決める。すべての可能なコードのオ
フセットを同時に調べるので、獲得を高速で実現でき
る。しかし、例えば、スペクトル拡散方式の場合は、処
理利得を大きくするにはＰＮコードを長くしなければな
らないという問題があるので、並列実装が複雑になり実
用化できないことが多い。
【０００８】最ゆう法は、図４に示すように直列方式で
実現することもできる。ローカルＰＮコード・レプリカ
のすべての可能なコード位置と受信した入力ＰＮ信号と
を直列に関係付けて、ＰＮコードの前記位相に対応して
相関器から獲得した最大相関値と前記相関値とを比較す
る。この手順の最後に、正しいＰＮアラインメントを選
んで、ローカルＰＮコード位相位置で検出器（または相
関器）から最大出力が得られるようにする。最ゆう法に
基づいてＰＮ空間全体で検出された最大出力を使って、
ローカルに生成したＰＮコードの正しい位相を選んでＰ
Ｎをアラインメントする。その結果、雑音の多い環境で
最適なしきい値を使って検出する方式に比べると、信号
対雑音比（ＳＮＲ）で少なくとも６dBほど検出性能が向
上する。しかし、この方式にはＰＮコード周期全体の探
索が終了するまで判定ができないという問題がある。し
たがって、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）スペクトル拡
散方式では、処理利得を大きくするとＰＮコードが長く
なり、ＰＮコード空間全体を探索するまで判定ができな
いので、時間がかかりすぎて実用化できない。
【０００９】スペクトル拡散通信方式で使用されている
既知の同期手法の１つに直列スライドによる獲得アルゴ
リズムと呼ばれている方式がある。この手法は、単一の
相関器を使って直接シーケンス（ＤＳ）コード信号の正
しい位相を直列に探索する。直列探索をもう少し具体的
にいうと、受信した着信ＰＮコードを変調したものとロ
ーカルに生成したＰＮコードとの間の時間差を線形的に
変化させて探索する方法のことである。連続的な判定処
理を実行して同期達成の時期を判定する。この分野では
この方式を単一ドエル・スライドによる獲得方式と呼ん
でいる。この方式の例を図５に示す。
【００１０】同期テストは、検出器からの出力がしきい
値を超えたかどうかで判定しているので、前記直列最ゆ
う法による獲得方式（図４）と比べると、単一ドエル・
スライドによる獲得方式の方が獲得時間は短縮できるが
同期検出の正確度が低下するという問題がある。
【００１１】このような欠点を補うために、複数の相関
器（複数の積分周期、ドエル時間）を採用することによ
って、単一ドエル・スライドによる獲得方式が改良され
た。複数ドエルによる獲得方式の利点は、検査期間が固
定されないので不正なＰＮ位相をすばやく廃棄すること
ができるということである。したがって、固定式単一ド
エル時間方式よりも探索時間を短縮できる。このような
探索（獲得）手法は、処理利得の大きなスペクトル拡散
通信方式でＤＳコードを獲得する場合に特に役立つ。最
も普及している複数のドエルによる獲得方式は、図６に
示すような２重ドエル獲得方式である。
【００１２】図６の方式には、積分周期（ドエル時間）
が２つある。１次（第１の）ドエル時間（短い）を使っ
て不正なセルをすばやく廃棄して、粗い検出確率で正し
い位相候補を探索する。２次（第２の）ドエル時間（長
い）を使って、同期のとれたＰＮコード位相を検出でき
たかどうかを推定する。基本的な手法は、誤警報保護の
一部を１次（第１の）積分に配分し、残りの（通常は確
率がより高い）誤警報保護を２次（第２の）積分に配分
する。一般に、２重ドエル探索方式を使うと、獲得時間
を大幅に短縮することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】単一ドエル探索（図
５）と複数ドエル探索（図６）のどちらの方式でも直列
スライド式探索アルゴリズムでは、単一のしきい値（単
一ドエル探索の場合）または複数のしきい値（複数ドエ
ル探索の場合）を使って、正しいＰＮ位相を判定する。
直列スライドによる獲得方式で最大の獲得性能を達成す
るためには、単一ドエル方式の場合は単一の最適なしき
い値、複数ドエル方式の場合は複数の最適なしきい値を
使用する必要がある。
【００１４】しかし、実際の通信環境では、最適なしき
い値は固定した値ではなく、信号対雑音比（ＳＮＲ）の
関数に関係している。受信機が移動するような通信環境
では、通信チャネルのＳＮＲが時間の関数および受信機
の速度と位置の関数として可変であることは周知であ
る。
【００１５】信号と雑音のレベルを識別するのに使用す
る最適なしきい値レベルは、最ゆう法による獲得方式で
しきい値として使用される最ゆう信号レベルより常に３
dBだけ低い。したがって、単一ドエル直列獲得アルゴリ
ズムでは、最ゆう法による獲得方式の性能よりせいぜい
６dB低い性能しか得られない。
【００１６】したがって、雑音の多い環境では、最適な
しきい値を使って信号を検出する直列スライドによる獲
得方式よりも、最ゆう法による獲得方式の方が性能が少
なくとも６dBは高くなる。しかし、最ゆう法による従来
の獲得方式（図４）は、コード周期全体の探索が終了す
るまで判定ができない。これまで説明したように、ＰＮ
コードが長い場合は、コード空間全体を探索して判定を
する時間がかかりすぎる。
【００１７】
【課題を解決するための手段】前述の課題およびその他
の課題を解決し本発明の目的を実現するためには、直列
スライドによる獲得方式の利点だけではなく最ゆう法に
よる獲得方式の利点をすべて、各方式に固有の欠点を顕
現させないようにして、活用する獲得方式を改良する必
要がある。
【００１８】本発明により構築し運用する獲得方式（シ
ステム）では、２重ドエル、最ゆう法、直列スライドに
よる獲得構造を採用して、検出確率を向上させ、誤警報
確率を減少させる一方で、連続判定処理を実行して同期
が達成されたかどうかを判定する。この方式の方が、図
６に示したような、あらかじめ規定した獲得しきい値を
使用した、２重ドエル、直列スライドによる獲得方式よ
りもはるかに性能が向上する。
【００１９】本発明の獲得方式では、図６に示した２重
ドエル直列スライドによる獲得方式と類似した方法で、
積分区間を２つ用意している。１次積分区間を使用して
コード位相の探索を高速化し、２次積分区間を使用して
検出器からの出力の推定精度を向上する。
【００２０】本発明の１つの形態として、このように改
良された獲得方式では、従来の２重ドエル直列スライド
による獲得方式とは異なり、最ゆう（尤）しきい値の関
数であって、あらかじめ規定された最適なしきい値では
ない２つのしきい値を採用している。この２つのしきい
値は、信号に依存する値であり、獲得処理中にローカル
に生成したＰＮシーケンスと受信した信号とを関係付け
ることによって、リアルタイムに獲得する。さらに、前
記しきい値は関係付け処理中に常に最大信号レベルにな
る。このようなしきい値およびその値に対応した最適な
しきい値を使用して、信頼性のある信号を検出し、獲得
処理を停止する時期を判定する。最ゆう法による従来の
獲得方式の場合は、単一ドエルと複数ドエルの如何にか
かわらず、コード周期全体の探索が終了するまで判定が
できないので、前記しきい値は従来のしきい値とは異な
る。
【００２１】本発明による、２重ドエル、最ゆう法、直
列スライドによる獲得方式は検出した信号の信頼性を絶
えず監視している。したがって、判定処理を絶えず実行
して、検出した信号の信頼性が確認できたときには直ち
に獲得処理を停止する。さらに、「最良の」送信機また
は基地局のセルを探して通信を確立する必要もない。唯
一の要件は、信頼性のある信号を送信している基地局を
検出することだけである。
【００２２】前記改良獲得方式では、電力ドメインにお
ける最適なしきい値が最ゆう（尤）信号の値より６dBだ
け低くなるという法則を採用している。前記改良獲得方
式では、最ゆう法検出器から最大信号電力を獲得してし
きい値を更新してから、対応する最適な推定しきい値を
使用して、検出した信号の信頼性を監視する。
【００２３】本発明の推奨実施例では、信頼性のある信
号を検出した後でも、誤警報確率の関数として与えられ
る時間区間にわたって探索処理を継続する。探索処理を
継続する限定された区間は、１秒の何分の１または整数
倍にすることが望ましい。このような追加の探索区間を
ここでは検出後探索区間と呼んでいる。この検出後探索
区間では、前記獲得方式で受信した信号サンプルを監視
して、他に検出する信号がなくなった時に、獲得処理を
停止する。
【００２４】
【作用】その結果、本発明によって改良された獲得方式
の場合は、従来の最ゆう法による獲得方式とは異なり、
判定をするためにＰＮコード空間全体を探索する必要が
なくなる。したがって、獲得時間が大幅に短縮できる。
さらに、本発明による改良獲得方式の場合は、従来の直
列スライドによる獲得方式とは異なり、信頼性のある信
号レベルを獲得した後に最適なしきい値を自動的に判定
するので、あらかじめ定めたしきい値を使用する必要が
なくなる。
【００２５】上記で説明したように、最ゆうしきい値を
採用しているので、前記改良獲得方式の信頼性と性能
は、図６に示した従来の２重ドエル直列スライドによる
獲得方式に比べると、雑音の多い環境でも、少なくとも
６dBは減少する。さらに、本発明による改良獲得方式の
場合は、判定処理を継続し信頼性のある信号を検出した
時に、探索を停止することによって、従来の直列最ゆう
法による獲得方式（図４）よりも獲得時間を大幅に短縮
している。
【００２６】
【実施例および発明の効果】以下、本発明の実施例につ
いて図面を参照しながら説明する。図１は、本発明によ
る、２重ドエル、最ゆう法、直列スライドによる獲得
（ＤＤＭＬＳＳＡ）方式１０の推奨実施例である。ＤＤ
ＭＬＳＳＡ方式１０は、離散回路要素または高速信号プ
ロセッサのような適切なデジタル・データ・プロセッサ
で実行するソフトウェア・ルーチンとして実現すること
ができる。あるいは、回路要素とソフトウェア・ルーチ
ンを組み合わせることによって実現することもできる。
ここでの説明は、本発明が特定の技術的な実施例だけに
しか適用されないことを意味していない。
【００２７】ＤＤＭＬＳＳＡ方式１０は、ＴＩＡ／ＥＩ
Ａ暫定規格、すなわち２重モード広帯域スペクトル拡散
セルラー方式用の自動車電話無線基地局向けの互換性規
格であるＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５（１９９３年７
月）に準拠して作動するＣＤＭＡ無線電話のような電気
通信装置の受信機の一部に組み込むことができる。無線
電話を起動すると、１つまたは複数のパイロット・チャ
ネルを近くにある１つまたは複数の基地局から受信す
る。各パイロット・チャネルは、方式内の他の基地局の
パイロット・チャネルのＰＮコード・シーケンスとは位
相（ＧＰＳ時間のオフセット）が異なるＰＮコード・シ
ーケンスを伝達する。ＤＤＭＬＳＳＡ方式１０の１つの
機能は、許容増分だけ雑音レベルを超える信号強度を持
っているパイロット・チャネルのＰＮシーケンスに合わ
せて受信機のローカルＰＮ発生器の同期をとることであ
る。本発明によるＤＤＭＬＳＳＡ方式１０は、受信機に
最も近い基地局のパイロット・チャネルに最初から同期
しなければならないのではなく、受信機と基地局との間
で通信を開始するのに十分な信号強度を持っているパイ
ロット・チャネルに同期できるだけで十分である。
【００２８】さらに詳細に説明すると、ＤＤＭＬＳＳＡ
方式１０はＲＦ受信機１および搬送周波数復調器（ＣＦ
ＤＥＭ）２と連動して１つまたは複数の送信基地局
（ＢＳ）のパイロット・チャネルからＰＮコード信号を
受信する。ＤＤＭＬＳＳＡ方式１０を、動作中に、デー
タ・プロセッサ３のような制御装置に接続すれば、この
プロセッサから積分時間および特定のしきい値をロード
できる。データ・プロセッサ３は、ＤＤＭＬＳＳＡ方式
１０から、受信したＰＮコード信号と最適な相関がある
ＰＮコードの位相のような値を読み出すこともできる。
データ・プロセッサ３は、適応的に獲得したしきい値を
読み出すこともできる。
【００２９】受信したＰＮコード信号は（雑音といっし
ょに）乗算器１２に送られ、そこで、ローカルＰＮ発生
器１４（無線電話器にある）から送られてくるＰＮコー
ドと前記受信ＰＮコードが乗算される。乗算器１２から
の出力は、１次積分器１６と２次積分器１８に送られ
る。１次積分器１６は、積分周期がτD1秒である「試
行」用の積分器である。１次積分器１６の出力は比較器
２０に送られる。ｙが１／１６と１／８の間の値である
としたときに、積分器１６から時刻ｔに出力された値
（・Ｚｉ）がしきい値（（１−ｙ）・Ｚ１））より小さ
い場合は、獲得方式１０は、回路ブロック２２で、１次
積分器１６の出力と、適応的に判定した推定しきい値
（・Ｚ１／２）を比較する。なお、前記推定値は１次積
分器１６から出力された履歴値より小さい。適応的に判
定したしきい値は、最大信号エネルギーまたは最ゆうし
きい値（・Ｚ１／２）にプラス／マイナス（Ｘ）の値よ
り６dBだけ低くなることが望ましい。本発明の推奨実施
例では、ｘの値がゼロから約３dBまでの範囲で可変であ
る。ここにＺの前に付された「・」はＺの上に付された
ものを意味する。以下同様。
【００３０】ブロック２０のしきい値は、ｔ−１までの
期間に積分器１６から獲得した最大出力の関数であり、
確定されると、比較的短い相関長の場合に５０％を超え
る確信度の区間になる。
【００３１】１次積分器１６からの出力が、ブロック２
２で適応的に判定した推定しきい値に等しいかまたはよ
り大きい場合は、方式はブロック２４で雑音サンプルの
カウンタ・インデックスｍをゼロに初期化すなわちリセ
ットする。次に、ブロック２６でローカルに生成したコ
ード信号の位相ｉをｑと比較して、ＰＮコード空間の終
わりに達したかどうかを判定する。ＰＮコード空間の終
わりにまだ達していない場合は、ブロック２８で、必要
なチップ分解周期（区間）だけ位相ｉを変更し、ＰＮコ
ード発生器１４を更新し、相関関係をもう一度調べる。
【００３２】ブロック２６で位相がｉ＝ｑになると、Ｐ
Ｎコード空間の探索が全部終了し正しいＰＮコード位相
が判定できたことを意味するので、獲得処理を終了す
る。ここで、ｑはＰＮ空間で探索するセル（すなわちＰ
Ｎ位相）のサイズであり、必要なチップ分解能に応じて
コード空間内のＰＮチップの総数またはＰＮチップの整
数倍のどちらかになる。本発明の推奨実施例では、ｑは
コード空間内のＰＮチップの総数であり、その値が２15
（３２，７６８）であることが望ましい。
【００３３】ブロック２２で１次積分器１６の出力が適
応的に判定した推定しきい値より小さい場合は、ブロッ
ク３０で雑音サンプルのカウンタ・インデックスｍの値
を１つ増やしてから、ブロック３２でしきい値Ｍと比較
する。雑音サンプルのインデックスの値ｍがしきい値Ｍ
より大きい場合は、正しいＰＮコード位相が判定できた
ことを意味するので、獲得方式は探索処理を停止する。
この判定は、獲得方式１０があらかじめ規定した数の雑
音サンプル（または関係付けられていない信号）を評価
して信頼性のある信号を獲得した後に行われる。これが
前述の検出後探索区間になる。例えば、約７０から約１
５０の範囲内でＭの値を選択すると、例えば、９９％を
超えた検出確率が得られる。
【００３４】ブロック３２で雑音サンプルのインデック
スｍがしきい値Ｍを超えない場合は、ブロック２８でロ
ーカルに生成したＰＮコード信号の位相を必要なチップ
分解周期（区間）だけ増分し、相関関係をもう一度調べ
る。前記処理は、一致が検出されるまで、すなわち、１
次積分器１６で示した比較的短い相関区間で１次（第１
の）しきい値（ブロック２０）より大きくなるまで、ま
たは雑音サンプルの必要な数（Ｍ）の検査が完了するま
で継続する。
【００３５】一致を検出した時には、積分器１６の出力
をブロック３３で（・Ｚ１）と比較する。積分器１６の
出力が（・Ｚ１）に等しいかまたはより大きい場合は、
ブロック３４で１次しきい値を更新して積分器１６の現
在の出力に置き換える。次に、ＰＮコード位相を変更し
ないで（ブロック２８は変更しない）、積分（ドエル）
時間をτD2秒に増加する。２次ドエル時間により、検出
の確率が向上し、誤警報の確率が低下する。ブロック３
３で積分器１６の出力が（・Ｚ１）より小さい場合は、
１次しきい値を更新しないままブロック１８に送られて
２次積分が実行される。
【００３６】本発明の推奨実施例で、積分器１６の場合
は、約６４チップから約２５６チップまでの範囲で、積
分時間を６４チップ（５２マイクロ秒）にすることが望
ましい。積分器１８の場合は、約１２８チップから約２
０４８チップまでの範囲で、積分時間を１２８チップ
（１０４マイクロ秒）にすることが望ましい。積分器１
８の積分時間は、積分器１６の積分時間より長くなるよ
うにする。
【００３７】ブロック３６で比較を実行して、ブロック
１８からの出力が２次（第２の）しきい値（Ｚ１）より
大きいかどうかを判定する。大きかった場合は、ブロッ
ク３８で２次しきい値（Ｚ１）を更新して、２次積分器
１８からの出力（Ｚｉ）と等しい値に置換する。ブロッ
ク２４で雑音サンプルのインデックスｍをゼロに初期化
し、ブロック２８で、ローカルに生成したコード信号の
位相を１チップの数分の１だけ変更し、相関関係を再検
査する。
【００３８】ブロック３６でＺｉが２次しきい値より小
さい場合は、獲得方式１０がブロック４０で積分器１８
からの現在の出力（Ｚｉ）を適応的に判定した２次推定
しきい値（Ｚ１／２）と比較する。前記推定しきい値は
最大信号エネルギー・レベルより６dBだけ低い。積分器
１８からの現在の出力が、適応的に判定した２次推定し
きい値（Ｚ１／２）に等しいかまたはより大きい場合
は、獲得方式１０がブロック２４で雑音サンプルのカウ
ンタ・インデックスｍをゼロにリセットし、ブロック２
８でローカルに生成したコード信号の位相を１チップの
数分の１だけ変更し、相関関係を再検査する。
【００３９】ブロック４０で、信号エネルギー（すなわ
ち積分器１８からの出力）が適応的に判定した２次推定
しきい値より小さい場合は、ブロック３０で雑音サンプ
ルのカウンタ・インデックスｍを１だけ増加させてか
ら、ブロック３２でしきい値Ｍと比較する。雑音サンプ
ルのインデックスｍがしきい値Ｍより大きい場合は、獲
得方式１０が獲得処理を停止する。前述したように、停
止したのは、獲得方式１０が最初に信頼性のある信号を
獲得してから規定数（Ｍ）の雑音サンプル（または相関
性のない信号）を評価し終えたからである。雑音サンプ
ルのカウンタ・インデックスｍがしきい値Ｍより大きく
ない場合は、前述のように探索が継続する。すなわち、
（ブロック２８で）ローカルに生成したコード信号の位
相を１チップの数分の１だけ変更し、相関関係を再検査
する。
【００４０】雑音の多い通信環境で獲得処理を開始した
ときには、積分器１６からの出力は高速で揺らぐので、
２次積分器１８が使用される回数が多くなる。しかし、
獲得処理は１次積分器１６を通過するので、不正なＰＮ
位相を廃棄できる機会が多くなる。したがって、方式１
０が２次積分器１８を使用する回数が減少する。２次積
分器１８のドエル時間は長いので、獲得時間が減少す
る。
【００４１】さらに、方式１０が起動された時には、し
きい値（・Ｚ１）と（Ｚ１）は両方ともゼロにリセット
されている。そのため、ブロック２０での１次比較の結
果はＹｅｓになり、処理はブロック３３へ移る。さら
に、ブロック３３での比較の結果はＹｅｓになり、処理
はブロック３４へ移る。ここで、しきい値（・Ｚ１）は
（・Ｚｉ）の値に初期化される。次に、２次積分器１８
が使用され、ブロック３６で比較した結果はＹｅｓにな
り、処理がブロック３８に移る。ここで、２次しきい値
（Ｚ１）は（Ｚｉ）に初期化される。次に、ブロック２
４で、雑音カウンタ・インデックスｍがゼロに初期化さ
れ、ブロック２８で次のＰＮコードの位相が設定され
る。その結果、ＰＮコード空間の１次ＰＮコードをサン
プリングした後、方式１０は自動的に自分自身を初期化
する。
【００４２】前述のように、受信した入力ＰＮ信号を、
ローカルＰＮコード・レプリカのすべての可能なコード
位置と比較し、検出器からの出力がしきい値より大きく
なった時に、対応したしきい値と検出器からの最大出力
が更新される。この処理は、相関した出力が獲得処理を
停止する条件を満足するまで継続される。獲得処理が停
止した後に、検出器からの最大出力を生成したローカル
ＰＮコードの位相位置として正しいＰＮアラインメント
を選択する。
【００４３】獲得方式１０は最ゆう法による獲得方式の
利点および直列スライド獲得方式の利点を各方式に固有
の欠点を顕現させないで活用している。
【００４４】獲得方式１０の方が従来の直列スライド獲
得方式より優れている点についてさらに詳しく説明す
る。第一に、獲得方式１０は信頼性のある信号レベルを
独自に獲得する。第二に、獲得方式１０は最適しきい値
を使用した従来の獲得方式よりも少なくとも６dBは獲得
性能が向上する。第三に、獲得方式１０は事前に設定し
た最適しきい値を使用しないでも、一定の通信環境で自
動的かつリアルタイムでしきい値を決定する。
【００４５】獲得方式１０の方が従来の最ゆう法による
獲得方式より優れている点についてさらに詳しく説明す
る。第一に、獲得方式１０は、ＰＮコード空間をすべて
探索しないでも、信頼性のある信号レベルを獲得した後
に獲得処理を停止する。第二に、獲得方式１０は、従来
の最ゆう法による獲得方式で必要な獲得時間を減少させ
る。
【００４６】一定のセル検査周期内で２つの積分区間を
使用した利点は、単一ドエル獲得方式よりも早期に不正
なアラインメントを除去できることである。前述したよ
うに、単一ドエル獲得方式には、すべての検査区間を完
了するまで積分処理を継続しなければならないという制
約がある。探索するセルの大部分は不正なアラインメン
トなので、このような不正なセルを速やかに除去すれ
ば、特に、ＰＮコードが長い場合には、獲得時間が大幅
に短縮できる。
【００４７】一般に、ペナルティー時間と方式・パラメ
ータの関数として与えられたしきい値（６dBと９dB）を
使用することによって、獲得時間と信頼性（誤警報の拒
絶）の間の最適なトレードオフが得られる。
【００４８】次に、本発明の２次推奨実施例について図
２を参照しながら説明する。２重ドエル量ゆう法獲得
（ＤＤＭＬＡ）方式１０′は、図１に示した方式１０の
サブセットとして構築するので、図１のブロックと同じ
機能を果たすブロックにはそれに準じた番号を付けてあ
る。１次積分器１６′は、ローカルに生成したＰＮコー
ドと受信ＰＮコードを乗算した後に、ゼロからτD1の期
間、受信したＰＮコード信号を積分する。一方、２次積
分器１８′は、前記期間より長いゼロからτD2の期間、
受信したＰＮコード信号を積分する。
【００４９】積分器１６′からの出力はブロック２０の
比較器に送られる。図１の実施例と同じように、ブロッ
ク２０のしきい値は、ｔ−１までの履歴から得られる積
分器１６′からの最大出力の関数であり、確定される
と、比較的短い相関長の場合は５０％を超える確信度が
得られる。ｙが１／１６と１／１８の間の値としたとき
に、時刻ｔでの積分器１６′からの出力（・Ｚｉ）がし
きい値（１−ｙ）・Ｚ１）より小さい場合は、ローカル
に生成したコード信号の位相ｉは、ブロック２８で必要
なチップ分解周期（区間）だけ変更され、ＰＮコード発
生器１４が更新され、相関関係が再検査される。この処
理は、一致が検出されるまで、すなわち、１次積分器１
６′で示された比較的短い相関区間で出力が１次しきい
値（ブロック２０）より大きくなるまで継続する。
【００５０】一致が検出された場合は、ブロック３３で
積分器１６′からの出力と（・Ｚ１）が比較される。積
分器１６′からの出力が（・Ｚ１）と等しいかまたはよ
り大きい場合は、１次しきい値を更新して、ブロック３
４で積分器１６′からの現在の出力に置換する。次に、
ＰＮコード位相を変更しないで（ブロック２８は実行し
ない）、積分（ドエル）時間をτD2秒に増加して、積分
器１８′が入力信号を処理する。２次ドエル時間によ
り、検出の確率が向上し、誤警報の確率が低下する。ブ
ロック３３で積分器１６′からの出力が（・Ｚ１）より
小さい場合は、１次しきい値は更新しないでブロック１
８′で２次積分を実行する。
【００５１】前述したように、本発明の実施例では、積
分器１６′の積分時間が約６４チップから約２５６チッ
プの間で、６４チップ（５２マイクロ秒）に等しくなる
ことが望ましい。積分器１８′の積分時間が約１２８チ
ップから約２０４８チップの間で、１２８チップ（１０
４マイクロ秒）に等しくなることが望ましい。積分器１
８′の積分時間は積分器１６′の積分時間より長くなる
ように選択する。
【００５２】ブロック３６で現在の出力が２次しきい値
（Ｚ１）と等しいかより大きいかどうかを判定する。そ
の場合は、ブロック３８で２次しきい値（Ｚ１）を更新
して２次積分器１８′からの現在の出力（Ｚｉ）に置換
してから、ブロック２６で現在のＰＮ位相と最大ＰＮ位
相を比較する。ｉ＝ｑであった場合は、ＰＮコード空間
全体を探索したことを意味するので、方式１０′の動作
を停止する。この時点で（ＰＮコード空間の全探索が完
了）、最大のエネルギーを持つＰＮコードを決定する。
ブロック２６でｉがｑに等しくない場合は、前述の方法
で探索が継続される。すなわち、ローカルに生成したＰ
Ｎコード信号の位相ｉを１チップの数分の１だけ変更し
て（ブロック２８）、相関関係を再検査する。
【００５３】図２の方式１０′は、従来の技術による相
関処理よりも（積分器１６′の積分時間が短いので）処
理時間が短縮するので、特に多重パス（検出後獲得）探
索フェーズでの使用に適合する。例えば、方式１０′
は、対象となるあらかじめ規定したＰＮコードに関する
ＰＮコード（プラス／マイナス３２ＰＮコード）のサブ
セットまたはウィンドウで全数探索を実行するのに採用
することができる。
【００５４】本発明の実施例は、２重ドエル獲得方式と
いう文脈で説明したが、本発明に基づいてｎドエル獲得
方式（ｎ＞２）に拡張することによって、獲得時間を短
縮し性能を向上させることができる。
【００５５】したがって、本発明の推奨実施例に関する
図示と説明に基づけば、当業者が本発明の範囲と精神か
ら逸脱しないで形式と細部に変更を加えることができる
ことは明白である。例えば、積分器１６と１８（または
１６′と１８′）を１つの積分器にして２つの異なる積
分周期を設けるように再プログラムすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続判定機能および検出後探索区間を備えた２
重ドエル最ゆう法判定による獲得方式の実施例のブロッ
ク図である。
【図２】２重ドエル最ゆう法判定による探索方式の実施
例のブロック図である。
【図３】従来の技術に基づいた並列最ゆう法による獲得
方式の図である。
【図４】従来の技術に基づいた直列最ゆう法による獲得
方式の図である。
【図５】従来の技術に基づいた直接シーケンス（ＤＳ）
単一ドエル直列スライドによる獲得方式の図である。
【図６】従来の技術に基づいた直接シーケンス（ＤＳ）
２重ドエル直列スライドによる獲得方式の図である。
【符号の説明】
１…無線周波数受信機 ２…搬送周波数復調器 ３…データ・プロセッサ １０…獲得方式 １２…乗算器 １４…ＰＮコード波発生器 １６…１次積分器 １６′…１次積分器 １８…２次積分器 １８′…２次積分器 ２０…比較器

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 疑似ランダム雑音（ＰＮ）コード空間を
    探索する方法であって、 （ａ）受信ＰＮコード信号と１次（第１の）ローカルＰ
    Ｎコード信号とを結合して入力信号を獲得するステップ
    と、 （ｂ）あらかじめ規定した１次（第１の）時間区間で入
    力信号の信号エネルギーを積分して１次（第１の）結果
    を獲得するステップと、 （ｃ）前記１次結果の関数として与えられた値を有する
    １次（第１の）しきい値と前記１次結果とを比較して、
    前記１次結果が前記１次しきい値より小さいと判定され
    た場合はローカルＰＮコードを変更して前記ステップ
    （ａ）から（ｃ）を繰り返すが、それ以外の場合、すな
    わち、前記１次結果が前記１次しきい値に等しいかまた
    はより大きいと判定された場合は、前記１次結果に等し
    い値を前記１次しきい値に代入するステップと、 （ｄ）あらかじめ規定した２次（第２の）時間区間で前
    記入力信号の信号エネルギーを積分して２次（第２の）
    結果を獲得するステップであって、このステップでは、
    あらかじめ規定した前記２次時間区間があらかじめ規定
    した前記１次時間区間より長いことを特徴とするステッ
    プと、 （ｅ）２次結果の関数として与えられた値を有する２次
    （第２の）しきい値と前記２次結果とを比較して、前記
    ２次結果が前記２次しきい値より小さいと判定された場
    合はローカルＰＮコードを変更して前記ステップ（ａ）
    から（ｃ）を繰り返すが、それ以外の場合、すなわち、
    前記２次結果が前記２次しきい値に等しいかまたはより
    大きいと判定された場合は、前記２次結果に等しい値を
    前記２次しきい値に代入するステップと、 （ｆ）ＰＮコード空間の終わりに到達していない場合
    は、前記ステップ（ａ）から（ｃ）までを繰り返すステ
    ップとを含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記請求項１記載の方法であって、ｙが
    １／１６と１／８の間にある値としたときに、前記１次
    しきい値が、最大値を有する前記１次結果の（１−ｙ）
    に等しいことを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 前記請求項１記載の方法であって、前記
    ２次しきい値が、最大値を有する前記２次結果に等しい
    ことを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 疑似ランダム雑音（ＰＮ）コード空間を
    探索する方法であって、 （ａ）受信ＰＮコード信号と１次ローカルＰＮ信号とを
    結合して入力信号を獲得するステップと、 （ｂ）あらかじめ規定した１次時間区間で入力信号の信
    号エネルギーを積分して１次結果を獲得するステップ
    と、 （ｃ）最大値を有する前記１次結果の関数として与えら
    れた値を有する１次しきい値と前記１次結果とを比較し
    て、前記１次結果が前記１次しきい値より小さいと判定
    された場合は、 （ｄ）最大値を有する前記１次結果の第２の関数として
    与えられた値を有する２次しきい値と前記１次結果とを
    比較して、 前記１次結果が前記２次しきい値に等しいかまたはより
    大きいと判定された場合はカウンタ値を初期化し、ＰＮ
    コード空間の終わりに到達していない場合は、ローカル
    ＰＮコードを変更して前記ステップ（ａ）から（ｄ）を
    繰り返すが、それ以外の場合、すなわち、前記１次結果
    が前記２次しきい値より小さいと判定された場合は、カ
    ウンタ値を増やし、前記カウンタ値と３次（第３の）し
    きい値を比較し、前記カウンタ値が前記３次しきい値よ
    り大きいと判定された場合は処理を停止し、それ以外の
    場合、すなわち、前記カウンタ値が前記３次しきい値よ
    り小さいと判定された場合はローカルＰＮコードを変更
    して前記ステップ（ａ）から（ｄ）を繰り返し、 前記１次結果が前記１次しきい値に等しいかまたはより
    大きいと判定された場合は、最大値を有する前記１次結
    果に等しい値を有する４次（第４の）しきい値と前記１
    次結果とを比較して、前記１次結果が前記４次しきい値
    より小さいと判定された場合は次のステップ（ｅ）を実
    行し、それ以外の場合、すなわち前記１次結果が前記４
    次しきい値に等しいかまたはより大きいと判定された場
    合は、前記１次結果の現在値に等しい最大値を有する前
    記１次結果を設定するステップと、 （ｅ）あらかじめ規定した２次時間区間で入力信号の信
    号エネルギーを積分して２次結果を獲得するステップで
    あって、このステップで、あらかじめ規定した前記２次
    時間区間があらかじめ規定した前記１次時間区間より長
    いことを特徴とするステップと、 （ｆ）最大値を有する前記２次結果の第１の関数として
    与えられた値を有する５次（第５の）しきい値と前記２
    次結果とを比較して、前記２次結果が前記５次しきい値
    より小さいと判定された場合は、 （ｇ）最大値を有する前記２次結果の第２の関数として
    与えられた値を有する６次（第６の）しきい値と前記２
    次結果とを比較して、 前記２次結果が前記６次しきい値に等しいかまたは大き
    いと判定された場合は、カウンタ値を初期化し、ＰＮコ
    ード空間の終わりに到達していない場合は、ローカルＰ
    Ｎコードを変更して前記ステップ（ａ）から（ｂ）を繰
    り返すが、それ以外の場合、すなわち、前記１次結果が
    前記６次しきい値より小さいと判定された場合は、カウ
    ンタ値を増やし、前記カウンタ値と前記３次しきい値を
    比較し、前記カウンタ値が前記３次しきい値より大きい
    と判定された場合は処理を停止し、それ以外の場合、す
    なわち、前記カウンタ値が前記３次しきい値より小さい
    と判定された場合はローカルＰＮコードを変更して前記
    ステップ（ａ）から（ｄ）を繰り返すステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】 前記請求項４記載の方法であって、ｙが
    １／１６と１／８の間にある値としたときに、１次しき
    い値が、最大値を有する前記１次結果の（１−ｙ）に等
    しくなり、最大値を有する前記１次結果より約３dBから
    約６dBの範囲内の値だけ小さい値を前記２次しきい値が
    有しており、最大値を有する前記２次結果に等しい５次
    しきい値を有しており、最大値を有する前記２次結果よ
    り約３dBから約６dBの範囲内の値だけ小さい値を前記６
    次しきい値が有していることを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 前記請求項４記載の方法であって、約７
    ０から約１５０の範囲内にある値を前記３次しきい値が
    有していることを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 疑似ランダム雑音（ＰＮ）コード空間を
    探索する相関器であって、 受信ＰＮコード信号と１次ローカルＰＮ信号とを乗算し
    て入力信号を獲得する手段と、 １次時間区間で入力信号の信号エネルギーを積分して１
    次結果を獲得する１次（第１の）手段と、 前記１次しきい値と１次結果とを比較して、信号エネル
    ギーの積分結果が前記１次しきい値に等しいかまたはよ
    り大きいかどうかを判定する１次手段と、 ２次時間区間で入力信号の信号エネルギーを積分して２
    次結果を獲得する２次（第２の）手段であって、この手
    段では、前記２次時間区間が前記１次時間区間より長い
    ことを特徴とする２次手段と、 前記２次結果と２次しきい値を比較して、信号エネルギ
    ーの積分結果が前記２次しきい値に等しいかまたはより
    大きいかどうかを判定する２次手段と、 前記１次（第１の）比較手段の動作に基づいて、１次結
    果の最大値の関数として与えられた値に前記１次しきい
    値を設定する手段と、 前記２次（第２の）比較手段の動作に基づいて、２次結
    果の最大値の関数として与えられた値に前記２次しきい
    値を設定する手段と、 を含むことを特徴とする相関器。
  8. 【請求項８】 前記請求項７記載の相関器であって、ｙ
    が１／１６と１／８の間にある値としたときに、１次し
    きい値が、最大値を有する前記１次結果の（１−ｙ）に
    等しくなることを特徴とする相関器。
  9. 【請求項９】 前記請求項７記載の相関器であって、前
    記２次しきい値が、最大値を有する前記２次結果に等し
    くなることを特徴とする相関器。
  10. 【請求項１０】 疑似ランダム雑音（ＰＮ）コード空間
    を探索する相関器であって、 受信ＰＮコード信号と１次ローカルＰＮ信号とを乗算し
    て入力信号を獲得する手段と、 １次時間区間で入力信号の信号エネルギーを積分して１
    次結果を獲得する１次手段と、 前記１次結果を１次しきい値と比較して、信号エネルギ
    ーの積分結果が前記１次しきい値に等しいかまたはより
    大きいかどうかを判定する１次手段と、 前記１次結果と２次しきい値を選択的に比較して、信号
    エネルギーの積分結果が前記２次しきい値に等しいかま
    たはより大きいかどうかを判定する２次手段であって、
    この手段では、前記２次しきい値が前記１次しきい値よ
    り小さいことを特徴とする２次手段と、 ２次時間区間で入力信号の信号エネルギーを積分して２
    次結果を獲得する２次手段であって、この手段では、前
    記２次時間区間が前記１次時間区間より長いことを特徴
    とする２次手段と、 前記２次結果と３次しきい値を比較して、信号エネルギ
    ーの積分結果が前記３次しきい値に等しいかまたはより
    大きいかどうかを判定する３次（第３の）手段と、 前記２次結果と４次しきい値を比較して、信号エネルギ
    ーの積分結果が前記４次しきい値に等しいかまたはより
    大きいかどうかを判定する４次（第４の）手段であっ
    て、この手段では、前記４次しきい値が前記３次しきい
    値より小さいことを特徴とする４次手段と、 前記１次比較手段および２次比較手段の動作に基づい
    て、１次結果の最大値の関数として与えられた値に前記
    １次しきい値および前記２次しきい値を設定する手段
    と、 前記３次（第３の）比較手段および前記４次（第４の）
    比較手段の動作に基づいて、２次結果の最大値の関数と
    して与えられた値に前記３次しきい値および前記４次し
    きい値を設定する手段と、 を含むことを特徴とする相関器。
  11. 【請求項１１】 前記請求項１０記載の相関器であっ
    て、ｙが１／１６と１／８の間にある値としたときに、
    前記１次しきい値が、最大値を有する前記１次結果の
    （１−ｙ）に等しくなり、最大値を有する前記１次結果
    より約３dBから約６dBの範囲内の値だけ小さい値を前記
    ２次しきい値が有しており、前記３次しきい値が、最大
    値を有する前記２次結果に等しくなり、最大値を有する
    前記２次結果より約３dBから約６dBの範囲内の値だけ小
    さい値を前記４次しきい値が有していることを特徴とす
    る相関器。
  12. 【請求項１２】 前記請求項１０記載の相関器であっ
    て、最大信号エネルギーを有している入力信号を検出し
    た後に、前記相関器を操作して、さらにあらかじめ規定
    した数の入力信号を処理するための手段を備えているこ
    とを特徴とする相関器。
  13. 【請求項１３】 前記請求項１２記載の相関器であっ
    て、前記操作手段は、入力信号ごとに得られる前記１次
    結果が前記２次しきい値より小さいことを示す前記２次
    比較手段に対応しており、前記２次結果が前記４次しき
    い値より小さいことを示す前記４次比較手段に対応して
    いることを特徴とする相関器。
  14. 【請求項１４】 前記請求項１２記載の相関器であっ
    て、あらかじめ規定した数が約７０から約１５０の範囲
    内にあることを特徴とする相関器。
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