(57)【要約】探索符号が、符号スタガおよび／または符号スクランブルの使用によって多様化されることが可能な相関プロセスにおいて、符号ダイバーシティを導入することにより、相互相関擬似警報に対抗するための方法および装置。探索符号が多様化される前と後の信号のエネルギーレベルが評価されて、擬似警報が検出されることが可能である。さらに、パラメータ化された解析モデルのセットを使用して、無線トランシーバの開発および設計を導くために、無線ネットワークにおいて相互相関からの擬似警報の率が推定されることが可能である。
2009518893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
探索符号を使用して、受信された無線信号を探索するステップと、
前記探索符号に関連する前記無線信号のエネルギーを算出するステップと、
前記探索符号を多様化し、前記多様化された探索符号を使用して前記無線信号を探索するステップと、
前記多様化された探索符号に関連する前記受信された無線信号のエネルギーを算出するステップと、
前記探索符号に関連する前記受信された信号の前記エネルギー、および前記多様化された探索符号に関連する前記受信された無線信号の前記エネルギーを評価して、前記無線信号が擬似警報であるかどうかを判定するステップとを備える無線相互相関擬似警報を減らす方法。
【請求項２】
多様化する前記ステップは、前記探索符号をスタガすること、および前記探索符号をスクランブルすることの少なくともいずれかを備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記探索符号をスタガすることは、前記探索符号と前記受信された無線信号を所定の量だけオフセットすることを備える請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記所定の量は、ハーフスロットを備える請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記探索符号をスクランブルする前記ステップは、等差級数スクランブル、等比級数スクランブル、またはランダムベースの数列のスクランブルの１つを備える請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記探索符号に関連する前記受信された信号の前記エネルギー、および前記多様化された探索符号に関連する前記受信された無線信号の前記エネルギーを評価して、前記無線信号が擬似警報であるかどうかを判定する前記ステップは、前記探索符号に関連する前記受信された信号の前記エネルギーと、前記多様化された探索符号に関連する前記受信された無線信号の前記エネルギーとがともに、しきい値を超えるかどうかを判定することをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記受信された無線信号のエネルギーを算出する前記ステップは、
前記探索符号に前記受信された無線信号の複素共役を掛けて、第１の結果を生成すること、
前記第１の結果をＮ個の連続するチップ、コヒーレント積分して、第２の結果を生成すること、および
前記第２の結果をＭ回、インコヒーレント加算することを備える請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記受信された無線信号は、ＣＤＭＡ  ＩＳ−９５信号、ｃｄｍａ２０００信号、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ）信号、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号、および衛星測位システム信号を備える請求項１に記載の方法。
【請求項９】
探索符号を使用して無線信号を探索するように構成されたプロセッサを備えた無線相互相関擬似警報を減らす装置であって、
前記プロセッサは、前記探索符号に関連する前記無線信号のエネルギーを算出するように構成され、
前記プロセッサは、前記探索符号を多様化し、前記多様化された探索符号を使用して前記無線信号を探索するように構成され、
前記プロセッサは、前記多様化された探索符号に関連する前記無線信号のエネルギーを算出するように構成され、
前記プロセッサは、前記探索符号に関連する前記無線信号の前記エネルギー、および前記多様化された探索符号に関連する前記無線信号の前記エネルギーに基づき、相互相関擬似警報が存在するかどうかを評価するように構成された装置。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記探索符号をスタガすること、および前記探索符号をスクランブルすることの少なくともいずれかによって前記探索符号を多様化するように構成された請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記探索符号をスタガすることは、前記探索符号と前記無線信号を所定の量だけオフセットすることを備える請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記所定の量は、ハーフスロットを備える請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記探索符号をスクランブルすることは、等差級数スクランブル、等比級数スクランブル、またはランダムベースの数列のスクランブルの１つを備える請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記プロセッサは、前記探索符号に関連する前記受信された信号のエネルギー、および前記多様化された探索符号に関連する前記受信された無線信号の前記エネルギーが、評価される際、前記探索符号に関連する前記受信された信号の前記エネルギーと、前記多様化された探索符号に関連する前記受信された無線信号の前記エネルギーとがともに、しきい値を超えるかどうかを判定するようにさらに構成された請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
前記プロセッサは、前記探索される符号に前記無線信号の複素共役を掛けて、第１の結果を生成すること、前記第１の結果をＮ個の連続するチップ、コヒーレント積分して、第２の結果を生成すること、および前記第２の結果をＭ回、インコヒーレント加算することにより、前記無線信号の前記エネルギーを算出する請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
前記受信された無線信号は、ＣＤＭＡ  ＩＳ−９５信号、ｃｄｍａ２０００信号、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ）信号、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号、および衛星測位システム信号の１つを備える請求項９に記載の装置。
【請求項１７】
プロセッサによって実行されると、無線相互相関擬似警報を減らす命令を備えるマシン可読媒体であって、
前記命令は、
探索符号を使用して受信された無線信号を探索する命令と、
前記探索符号に関連する前記受信された無線信号のエネルギーを算出する命令と、
前記探索符号を多様化し、前記多様化された探索符号を使用して前記受信された無線信号を探索する命令と、
前記並べ替えられた探索符号に関連する前記受信された無線信号のエネルギーを算出する命令と、
前記探索符号に関連する前記無線信号の前記エネルギー、および前記多様化された探索符号に関連する前記無線信号の前記エネルギーを評価して、前記無線信号が擬似警報であるかどうかを判定する命令とを備えるマシン可読媒体。
【請求項１８】
前記探索符号を多様化する前記命令は、前記探索符号をスタガする命令、および前記探索符号をスクランブルする命令の少なくともいずれかを備える請求項１７に記載のマシン可読媒体。
【請求項１９】
前記探索符号をスタガする前記命令は、前記探索符号と前記受信された無線信号を所定の量だけオフセットすることを備える請求項１８に記載のマシン可読媒体。
【請求項２０】
前記所定の量は、ハーフスロットを備える請求項１９に記載のマシン可読媒体。
【請求項２１】
前記探索符号をスクランブルする前記命令は、等差級数スクランブル、等比級数スクランブル、またはランダムベースの数列のスクランブルの１つを備える請求項１８に記載のマシン可読媒体。
【請求項２２】
前記探索符号に関連する前記無線信号の前記エネルギー、および前記並べ替えられた探索符号に関連する前記無線信号の前記エネルギーを評価して、前記無線信号が擬似警報であるかどうかを判定する前記命令は、前記探索符号に関連する前記無線信号の前記エネルギー、および前記多様化された探索符号に関連する前記無線信号の前記エネルギーがともに、しきい値を超えるかどうかを評価する命令をさらに備える請求項１７に記載のマシン可読媒体。
【請求項２３】
前記無線信号のエネルギーを算出する前記命令は、
前記探索された符号に前記無線信号の複素共役を掛けて、第１の結果を生成する命令と、
前記第１の結果をＮ個の連続するチップ、コヒーレント積分して、第２の結果を生成する命令と、
前記第２の結果をＭ回、インコヒーレント加算する命令とを備える請求項１７に記載のマシン可読媒体。
【請求項２４】
前記受信された無線信号は、ＣＤＭＡ  ＩＳ−９５信号、ｃｄｍａ２０００信号、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ）信号、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号、および衛星測位システム信号を備える請求項１７に記載のマシン可読媒体。
【請求項２５】
無線相互相関擬似警報を減らす装置であって、
探索符号を使用して受信された無線信号を探索するための手段と、
前記探索符号に関連する前記受信された無線信号のエネルギーを算出するための手段と、
前記探索符号を多様化し、前記多様化された探索符号を使用して前記受信された無線信号を探索するための手段と、
前記多様化された探索符号に関連する前記受信された無線信号のエネルギーを算出するための手段と、
前記探索符号に関連する前記受信された信号の前記エネルギー、および前記多様化された探索符号に関連する前記受信された無線信号の前記エネルギーに基づき、相互相関擬似警報が存在するかどうかを判定するための手段とを備える装置。
【請求項２６】
前記多様化する手段は、前記探索符号をスタガするための手段、および前記探索符号をスクランブルするための手段の少なくともいずれかを備える請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記スタガする手段は、前記探索符号と前記受信された無線信号を所定の量だけオフセットする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記所定の量は、ハーフスロットを備える請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記スクランブルする手段は、等差級数、等比級数、またはランダムな数列の１つに基づくスクランブルを備える請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
前記無線信号のエネルギーを算出するための前記手段は、
前記探索された符号に前記無線信号の複素共役を掛けて、第１の結果を生成すること、
前記第１の結果をＮ個の連続するチップ、コヒーレント積分して、第２の結果を生成すること、および
前記第２の結果をＭ回、インコヒーレント加算することを備える請求項２５に記載の装置。
【請求項３１】
前記受信された無線信号は、ＣＤＭＡ  ＩＳ−９５信号、ｃｄｍａ２０００信号、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ）信号、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号、および衛星測位システム信号の１つを備える請求項２５に記載のデバイス。
【請求項３２】
相互相関擬似警報が存在するかどうかを判定するための手段は、前記探索符号に関連する前記受信された信号の前記エネルギー、および前記多様化された探索符号に関連する前記受信された無線信号の前記エネルギーが、しきい値を超えるかどうかを判定することをさらに備える請求項２５に記載のデバイス。
【請求項３３】
符号を使用して無線信号を伝送するステップと、
前記符号をスクランブルすることによって前記符号を多様化するステップと、
前記多様化された符号を使用して前記無線信号を伝送するステップとを備える無線相互相関擬似警報を減らすための方法。
【請求項３４】
スクランブルすることによって前記符号を多様化する前記ステップは、等差級数スクランブル、等比級数スクランブル、またはランダムベースの数列のスクランブルの１つを備える請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
ガウス雑音の組み合わせを使用して、様々なエネルギーレベルで、かつ、ランダムなオフセットでパイロットシーケンスを生成するステップと、
ＰＮシーケンスの中で別のランダムなオフセットにおいて仮説シーケンスを生成するステップと、
前記仮説シーケンスとデータシーケンスを相関させ、Ｎ個のチップにわたってコヒーレント積分し、Ｍ回、インコヒーレント積分するステップと、
エネルギーが、しきい値以上であるかどうかを判定するステップと、
前記エネルギーが、そのしきい値以上である事例のパーセンテージをカウントすることによって結果を得ることにより、計算するステップと、
前記結果を出力装置に出力するステップとを備える相互相関擬似警報を解析する方法。
【請求項３６】
前記方法をＴ回の反復にわたって繰り返すステップをさらに備える請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
符号相互相関特性を見込む入力雑音しきい値の変更、またはＭａｒｃｕｍ−Ｑ関数の積に基づく近似のいずれかに基づき、Ｍａｒｃｕｍ−Ｑ関数への入力を生成するステップと、
前記Ｍａｒｃｕｍ−Ｑ関数を使用して、予期される相互相関擬似警報率を特定するステップと、
前記予期される相互相関擬似警報率を出力装置に出力するステップとを備える相互相関擬似警報を解析する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許法第１１９（ｅ）条の下で、参照により開示の全体が明確に本明細書に組み込まれている、本出願の譲受人に譲渡された、２００５年１１月３０日に出願した米国特許仮出願第６０／７４１３３７号の優先権を主張する。
【０００２】
本方法および本装置は、一般に、無線ネットワークに接続する装置における相互相関擬似警報を減らすことを目的とし、より詳細には、符号分割多重化、衛星測位システム信号を受信すること、および類似した技術を使用して、ネットワークに接続する装置における相互相関擬似警報を減らすための装置および方法を目的とする。
【背景技術】
【０００３】
ＭＳ（移動局）や無線基地局などの多くの装置が、ＣＤＭＡなどの無線通信プロトコルを使用する無線ネットワークにおいて動作する、または衛星測位システム信号を使用して動作する。これらの装置は、様々な送信源から信号を受信する。これらの送信源は、これらの送信源が、無線受信機によって、どこで個々に検出され、処理されるべきかをＭＳまたは基地局（無線受信機）に示すことができる。送信源のそれぞれは、その送信源の伝送信号を他の送信源からの他の信号から区別するように、その信号を個別の符号で符号化する。すると、各無線受信機は、その送信源からの受信された信号を、そのネットワーク内の無線送信機に関連する完全な、または部分的な符号セットに照らして相関させることができる。その後、無線受信機は、通常、或る特定の符号に関するマッチを得ようと試みる。或る符号に関するマッチが見出されると、その符号を有する送信源が、検出される。
【０００４】
しかし、しばしば、雑音が存在する状態で、かつ、不完全な符号のため、或る送信源からの相関プロセスにおけるマッチが、無線送信機において本物の信号または符号が存在しない状態においてさえ、生じる可能性がある。無線受信機が、送信源からの本物の伝送なしに、無線受信機における雑音に基づいて生じる、探索プロセスにおけるマッチを特定する場合、その無線受信は、相互相関擬似警報と呼ばれる。
【０００５】
例えば、無線受信機が、符号Ｃ１を有する送信源から信号を受信することを当てにしている場合、相関プロセスにおけるマッチが、符号Ｃ１を有する所望される信号が存在しない状態で、符号Ｃ２を有する何らかの所望されない信号に関して生じる可能性がある。このマッチは、符号Ｃ１と符号Ｃ２の間の相互相関に起因する。やはり、もたらされる誤りは、相互相関擬似警報と呼ばれる。
【０００６】
これまで、エネルギーしきい値や冗長探索などの、様々な技術が、通常、無線受信機における擬似警報の発生を減らすのに使用されてきた。これらの技術は、擬似警報の数を減らそうとして、個々に、または組み合わせで使用されてきた。
【０００７】
エネルギーしきい値技術の場合、想定は、雑音または相互相関に起因する擬似警報の大多数が、一般に、何らかの無線信号エネルギーレベルを下回ることである。したがって、無線受信機は、通常、無線受信機において受信された無線信号の、もたらされる相関のエネルギーが、何らかの所定のエネルギーしきい値を超える場合に限って、相関プロセスにおいてマッチを特定する。一方で、相互相関擬似警報で雑音を検出する確率を最小限に抑えることもしながら、弱いエネルギーレベルにおける本物のパイロットなどの、本物の無線伝送を検出する確率を最大化するように、無線信号エネルギーしきい値の注意深い選択が、行われなければならない。
【０００８】
相互相関擬似警報問題に対処する別の知られている技術は、冗長な無線信号探索の使用である。冗長探索は、引き続く無線信号探索の間で、いくらかの独立性が存在するという想定に依拠する。独立性は、通常、各回のさらなる無線信号探索につれて、擬似警報を検出する確率を低下させる。
【０００９】
例えば、既存の冗長探索実施形態は、時間ダイバーシティを介して探索の間で、いくらかの独立性を許す。このことは、雑音が、通常、時間につれて変化するという想定に依拠する。したがって、異なるポイント、および異なる時点における探索は、通常、雑音に関して独立であると考えられることが可能である。このため、通常の雑音関数に関して、雑音に起因する擬似警報の確率は、引き続く探索とともに指数関数的になど、時が経つにつれて低下する。
【発明の開示】
【発明の概要】
【００１０】
しかし、エネルギーしきい値技術および冗長探索技術は、相互相関擬似警報の満足の行く防止をもたらさないことが判明している。相互相関は、主に、符号特性の副産物であり、一般に、時間と独立してはいない。したがって、相互相関独立性を活用するために時間ダイバーシティまたはエネルギーしきい値だけを頼りにしない技術の必要性が、存在する。
【００１１】
さらに、無線ネットワークにおいて前述した相互相関擬似警報の率を推定するためのモデルが、無線ネットワークの設計、開発、および改良に役立つ可能性がある。しかし、相互相関擬似警報の率を推定する満足の行くモデルは、現在、全く存在しない。したがって、無線ネットワークにおいて、より詳細には、ＣＤＡＭネットワークまたは衛星測位システムにおいて、相互相関からの擬似警報の率を推定するのに役立つ解析モデルの必要性も存在する。
【００１２】
本明細書における方法および装置は、相互相関擬似警報に対抗するための装置および方法を提供することにより、前述の必要性を満たし、従来技術の欠点および弱点を回避する。相互相関擬似警報は、相関プロセスに符号ダイバーシティを導入することにより、低減されることが可能である。例えば、探索符号が、符号スタガおよび／または符号スクランブルの使用によって多様化されることが可能である。探索符号が多様化される前と後の信号のエネルギーレベルが評価されて、擬似警報が検出されることが可能である。符号ダイバーシティは、引き続く探索の間の独立性を高め、このため、相互相関からの擬似警報の確率を低下させる。
【００１３】
また、本方法および本装置は、無線トランシーバの開発および設計を導くために、無線ネットワークにおいて相互相関からの擬似警報の率を推定するパラメータ化された解析モデルのセットを提供することもできる。
【００１４】
したがって、一態様において、無線相互相関擬似警報を減らすための方法は、探索符号を使用して、受信された無線信号を探索するステップと、探索符号に関連する無線信号のエネルギーを算出するステップと、探索符号を多様化して、その多様化された探索符号を使用して無線信号を探索するステップと、その多様化された探索符号に関連する受信された無線信号のエネルギーを算出するステップと、その探索符号に関連する受信された信号のエネルギー、およびその多様化された探索符号に関連する受信された無線信号のエネルギーを評価して、その無線信号が擬似警報であるかどうかを判定するステップとを含む。
【００１５】
多様化するステップは、探索符号をスタガすることと、探索符号をスクランブルすることの少なくともいずれかを含むことが可能である。探索符号をスタガすることは、ハーフスロットを含むことが可能な所定の量だけ、探索符号と受信された無線信号とをオフセットすることを含むことが可能である。探索符号をスクランブルするステップは、等差級数スクランブル、等比級数スクランブル、またはランダムベースの数列のスクランブルの１つを含むことが可能である。探索符号に関連する受信された信号のエネルギー、および多様化された探索符号に関連する受信された無線信号のエネルギーを評価して、その無線信号が擬似警報であるかどうかを判定するステップは、探索符号に関連する受信された信号のエネルギーと、多様化された探索符号に関連する受信された無線信号のエネルギーとがともに、しきい値を超えるかどうかを判定することをさらに含むことが可能である。受信された無線信号のエネルギーを算出するステップは、探索符号に、その受信された無線信号の複素共役を掛けて、第１の結果を生成し、その第１の結果をＮ個の連続するチップ、コヒーレント積分して、第２の結果を生成し、その第２の結果をＭ回、インコヒーレント加算することを含むことが可能である。受信される無線信号には、ＣＤＭＡ  ＩＳ−９５信号、ｃｄｍａ２０００信号、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ）信号、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号、および衛星測位システム信号の１つが含まれることが可能である。
【００１６】
別の態様によれば、相互相関擬似警報を減らす装置は、探索符号を使用して無線信号を探索し、その探索符号に関連する無線信号のエネルギーを算出し、その探索符号を多様化して、その多様化された探索符号を使用して無線信号を探索し、その多様化された探索符号に関連する無線信号のエネルギーを算出し、その探索符号に関連する無線信号のエネルギー、およびその多様化された探索符号に関連する無線信号のエネルギーに基づき、相互相関擬似警報が存在するかどうかを評価するように構成されたプロセッサを含む。
【００１７】
プロセッサは、探索符号をスタガすることと、探索符号をスクランブルすることの少なくともいずれかにより、探索符号を多様化するように構成されることが可能である。探索符号をスタガすることは、ハーフスロットを含むことが可能な所定の量だけ、探索符号と無線信号とをオフセットすることを含むことが可能である。探索符号をスクランブルすることは、等差級数スクランブル、等比級数スクランブル、またはランダムベースの数列のスクランブルの１つを含むことが可能である。プロセッサは、その探索符号に関連する受信された信号のエネルギー、およびその多様化された探索符号に関連する受信された無線信号のエネルギーが、評価される際に、その探索符号に関連する受信された信号のエネルギーと、その多様化された探索符号に関連する受信された無線信号のエネルギーとがともに、しきい値を超えるかどうかを判定するようにさらに構成されることが可能である。プロセッサは、探索符号に無線信号の複素共役を掛けて、第１の結果を生成し、その第１の結果をＮ個の連続するチップ、コヒーレント積分して、第２の結果を生成し、その第２の結果をＭ回、インコヒーレント加算することによって、無線信号のエネルギーを算出することができる。受信される無線信号には、ＣＤＭＡ  ＩＳ−９５信号、ｃｄｍａ２０００信号、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ）信号、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号、および衛星測位システム信号の１つが含まれることが可能である。
【００１８】
さらに別の態様では、マシン可読媒体が、プロセッサによって実行されると、無線相互相関擬似警報を減らす命令を含む。これらの命令は、探索符号を使用して、受信された無線信号を探索する命令、その探索符号に関連する受信された無線信号のエネルギーを算出する命令、その探索符号を多様化し、その多様化された探索符号を使用して、受信された無線信号を探索する命令、その並べ替えられた探索符号に関連する受信された無線信号のエネルギーを算出する命令、およびその探索符号に関連する無線信号のエネルギー、およびその多様化された探索符号に関連する無線信号のエネルギーを評価して、その無線信号が擬似警報であるかどうかを判定する命令を含む。
【００１９】
探索符号を多様化する命令は、探索符号をスタガする命令と、探索符号をスクランブルする命令の少なくとも１つを含むことが可能である。探索符号をスタガする命令は、ハーフスロットを含むことが可能な所定の量だけ、探索符号と受信された無線信号とをオフセットすることを含むことが可能である。探索符号をスクランブルする命令は、等差級数スクランブル、等比級数スクランブル、またはランダムベースの数列のスクランブルの１つを含むことが可能である。探索符号に関連する無線信号のエネルギー、および並べ替えられた探索符号に関連する無線信号のエネルギーを評価して、その無線信号が擬似警報であるかどうかを判定する命令は、探索符号に関連する無線信号のエネルギーと、多様化された探索符号に関連する無線信号のエネルギーとがともに、しきい値を超えるかどうかを評価する命令をさらに含むことが可能である。無線信号のエネルギーを算出する命令は、探索された符号に無線信号の複素共役を掛けて、第１の結果を生成する命令、その第１の結果をＮ個の連続するチップ、コヒーレント積分して第２の結果を生成する命令、およびその第２の結果をＭ回、インコヒーレント加算する命令を含むことが可能である。受信される無線信号には、ＣＤＭＡ  ＩＳ−９５信号、ｃｄｍａ２０００信号、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ）信号、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号、および衛星測位システム信号の１つが含まれることが可能である。
【００２０】
さらなる態様では、無線相互相関擬似警報を減らす装置が、探索符号を使用して、受信された無線信号を探索するための手段と、その探索符号に関連する受信された無線信号のエネルギーを算出するための手段と、その探索符号を多様化して、その多様化された探索符号を使用して、受信された無線信号を探索するための手段と、その多様化された探索符号に関連する受信された無線信号のエネルギーを算出するための手段と、その探索符号に関連する受信された信号のエネルギー、およびその多様化された探索符号に関連する受信された無線信号のエネルギーに基づき、相互相関擬似警報が存在するかどうかを判定するための手段とを含む。
【００２１】
多様化する手段は、探索符号をスタガするための手段と、探索符号をスクランブルするための手段の少なくとも１つを含むことが可能である。スタガする手段は、ハーフスロットを含むことが可能な所定の量だけ、探索符号と無線信号とをオフセットすることを含むことが可能である。スクランブルする手段は、等差級数、等比級数、またはランダムな数列の１つに基づくスクランブルを含むことが可能である。無線信号のエネルギーを算出するための手段は、探索された符号に無線信号の複素共役を掛けて、第１の結果を生成し、その第１の結果をＮ個の連続するチップ、コヒーレント積分して、第２の結果を生成し、その第２の結果をＭ回、インコヒーレント加算することを含むことが可能である。受信される無線信号には、ＣＤＭＡ  ＩＳ−９５信号、ｃｄｍａ２０００信号、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ）信号、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号、および衛星測位システム信号の１つが含まれることが可能である。相互相関擬似警報が存在するかどうかを判定するための手段は、探索符号に関連する受信された信号のエネルギー、および多様化された探索符号に関連する受信された無線信号のエネルギーが、しきい値を超えるかどうかを判定することをさらに含むことが可能である。
【００２２】
さらに別の態様では、無線相互相関擬似警報を減らすための方法が、符号を使用して無線信号を送信するステップと、その符号をスクランブルすることによって、その符号を多様化するステップと、その多様化された符号を使用して無線信号を送信するステップとを含む。符号をスクランブルするステップは、等差級数スクランブル、等比級数スクランブル、またはランダムベースの数列のスクランブルの１つを含むことが可能である。
【００２３】
別の態様によれば、相互相関擬似警報を解析する方法が、ガウス雑音の組み合わせを使用して、様々なエネルギーレベルで、かつ、ランダムなオフセットでパイロットシーケンスを生成するステップと、ＰＮシーケンスの中で別のランダムなオフセットにおいて仮説シーケンスを生成するステップと、その仮想シーケンスとデータシーケンスを相関させ、Ｎ個のチップにわたってコヒーレント積分し、Ｍ回、インコヒーレント積分するステップと、エネルギーが、しきい値以上であるかどうかを判定するステップと、エネルギーが、そのしきい値以上である事例のパーセンテージをカウントすることによって結果を得ることにより、計算するステップと、その結果を出力装置に出力するステップとを含む。方法は、方法をＴ回の反復にわたって繰り返すステップを含むことが可能である。
【００２４】
さらに別の態様によれば、相互相関擬似警報を解析する方法は、符号相互相関特性を見込む入力雑音しきい値の変更、またはＭａｒｃｕｍ−Ｑ関数の積に基づく近似のいずれかに基づき、Ｍａｒｃｕｍ−Ｑ関数への入力を生成するステップと、Ｍａｒｃｕｍ−Ｑ関数を使用して、予期される相互相関擬似警報を測定するステップと、その予期される相互相関擬似警報を出力装置に出力するステップとを含む。
【００２５】
本明細書で説明される本方法および本装置のさらなる特徴、利点、および実施形態は、後段の詳細な説明、図面、および特許請求の範囲の考察から示される、または明白となることが可能である。さらに、以上の要約と、後段の詳細な説明とはともに、例示的であり、請求される本方法および本装置の範囲を限定することなしに、さらなる説明を提供することを意図していることを理解されたい。
【００２６】
本方法および本装置のさらなる理解をもたらすことを意図する添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部分を構成し、本方法および本装置の実施形態を例示し、詳細な説明と一緒に、本方法および本装置の原理を説明する役割をする。本方法および本装置、ならびにそれが実施されることが可能な様々な仕方の基本的な理解に必要である可能性がある詳細を超えて、本方法および本装置の構造上の詳細を示そうとする試みは、全く行われない。
【詳細な説明】
【００２７】
本明細書における方法および装置の実施形態、ならびに方法および装置の様々な特徴および利点の詳細は、添付の図面、および以下の説明の詳細において説明され、かつ／または例示される非限定的な実施形態および実施例を参照して、より完全に説明される。図面に例示される特徴は、必ずしも一律の縮尺に従わずに描かれており、本明細書で明記されていない場合でも当業者には認識されるとおり、１つの実施形態の特徴が、他の実施形態で使用されることも可能であることに留意されたい。よく知られている構成要素および処理技術の説明は、本方法および本装置の実施形態を不必要に不明瞭にしないように省かれることが可能である。本明細書で使用される実施例は、単に、本方法および本装置が実施されることが可能な仕方の理解を円滑にすること、および当業者が、本方法および本装置の実施形態を実施することをさらに可能にすることだけを意図している。したがって、本明細書の実施例および実施形態は、添付の特許請求の範囲、および該当する法律だけによって規定される本方法および本装置の範囲を限定するものと解釈されてはならない。さらに、同様の符号は、図面のいくつかの図のすべてにわたって同様の部分を表すことに留意されたい。
【００２８】
本方法および本装置の第１の態様は、符号スタガや無線信号符号スクランブルなどの無線信号符号多様化を使用する、相互相関擬似警報に対抗するための方法を対象とする。これらの方法はともに、相関プロセスに符号ダイバーシティを導入して、引き続く探索の間の独立性を高め、これにより、相互相関からの擬似警報の確率を低下させる。これらの方法は、別々に説明されるが、一緒に使用されてもよい。
【００２９】
相互相関擬似警報は、無線信号符号多様化の使用によって減らされることが可能である。初期探索が、受信された信号に対して行われる。その後、受信された信号およびそれぞれの探索された符号が、多様化されて、冗長探索が実行される。この並べ替えの結果、コヒーレント積分ステップおよびインコヒーレント積分ステップへの入力が、変更され、このため、相互相関擬似警報を示す初期探索とは異なるエネルギー値がもたらされる。
【００３０】
図１は、相互相関擬似警報を軽減するのに使用されることが可能な符号スタガ方法を示す流れ図である。より具体的には、図１に示されるとおり、符号スタガ方法１０２はまず、無線信号を装置に受信する。装置は、後段で定義される移動局であることが可能である。その後、ステップ１０４に示されるとおり、何らかの探索符号を使用して、受信された信号の中で探索が行われる。
【００３１】
ステップ１０６で、探索符号に関連する信号に関する信号エネルギーが、算出される。信号エネルギーを算出することは、探索された符号に受信された信号の複素共役を掛けることによって得られることが可能である。次に、この値が、何らかの数Ｎの連続するチップにわたってコヒーレント積分されることが可能である。その結果が、Ｍ回、インコヒーレント加算されることが可能である。その結果は、その特定の探索符号に関連する信号のエネルギーである。任意の知られているタイプの数学的プロセスが、受信された無線信号の信号エネルギーを得るために使用されることが可能であることに留意されたい。
【００３２】
次に、ステップ１０８に示されるとおり、受信された無線信号と探索された無線信号符号がともに、オフセットＯだけ移動される。これは、無線信号の冗長探索中に行われる。
【００３３】
オフセットＯは、積分プロセスへの入力の最も大きい広がりを確実にするように選択されることが可能である。これは、Ｏが、コヒーレント積分長の半分である約Ｎ／２に設定された場合に、達せられる。また、Ｏの他の値が、使用されることも可能である。例えば、Ｏは、Ｎが、約２０４８チップに設定された場合、約１０２４チップに設定されることが可能である。
【００３４】
次に、無線信号のエネルギーが、前述した仕方で、ステップ１１０に示されるとおり、再び得られる。最後に、ステップ１０６で見出された信号エネルギー、およびステップ１１０で見出された信号エネルギーが、ステップ１１２で、評価されて、探索された符号が、所望される信号に関連するか、または擬似警報に関連するかが判定される。この評価は、ステップ１０６およびステップ１１０で見出された信号エネルギーを所定のしきい値と比較することを使用することが可能である。もちろん、他のタイプの評価も、本方法および本装置で企図される。
【００３５】
例えば、符号スタガ方法が、ＣＤＭＡネットワークに適用されてもよく、ただし、相関させられたチップシーケンスは、ｒｃ１、ｒｃ２、ｒｃ３、．．．ｒｃ２０４８，ｒｃ２０４９、．．．ｒｃ３２７６８と呼ばれることが可能である。先行技術において、初期探索と冗長探索はともに、チップ＜ｒｃ１からｒｃ２０４８まで＞をコヒーレント積分し、次に、チップ＜ｒｃ２０４９からｒｃ４０９６まで＞をコヒーレント積分するという具合であった。本方法および本装置のスタガ型スキームでは、冗長探索は、Ｏをスタガオフセットとして使用することが可能であり、このため、チップ＜ｒｃＯからｒｃ（Ｏ＋２０４７）まで＞、＜ｒｃ（Ｏ＋２０４８）ｒｃ（Ｏ＋４０９５）＞、．．．、＜ｒｃ（３２７６８−２０４８＋Ｏ）からｒｃ（Ｏ−１）まで＞が、コヒーレント積分される。
【００３６】
このスキームは、初期探索と冗長探索との間の移動のため、「スタガ型」と呼ばれる。従来技術のスキーム、または元のスキーム（「Ｅｘｉｓｔ．Ｓｒｃｈｒ」というラベルが付けられた）と比べて、スタガ型スキームで本方法および本装置を使用したことの結果が、後段で説明される方法を使用して、図７に示される。さらに、ＣＤＭＡ−２０００ネットワークにおいて実際には達せられない理論上の事例を表す、０ｄＢにおける自己相関パイロットに関する結果が、示される。パイロットが、伝送電力の２／３を使用し、ページングチャネルおよび同期チャネルが、電力の１／３を使用し、トラフィックのために全く電力が使用されない通常のＣＤＭＡネットワークにおいて最強のパイロットレベルである、−１．８ｄＢにおける自己相関パイロットに関する結果が、雑音に関する結果と一緒に示される。自己相関の事例と、混合の事例とはともに、雑音の事例を向上させ、雑音の事例に近づく。
【００３７】
０ｄＢにおける自己相関パイロットに関して、何らかの関心対象範囲内で、冗長探索は、半分の量のコヒーレント積分を伴う独立した探索のように振舞う。このため、いくらかのエネルギーＥにおける、コヒーレント積分パラメータＮに関する、スタガ型の事例に関する自己相関擬似警報の率、すなわち、Ｒ（Ｅ，Ｎ）は、以下のとおり書かれることが可能である。すなわち、Ｒ（Ｎ，Ｅ）＝Ｑ（Ｎ，Ｅ＋Ａ）＊Ｑ（Ｎ／２，Ｅ）であり、ただし、Ｑ（Ｎ，Ｅ）は、単一の探索に関するしきい値Ｅ、およびコヒーレント積分パラメータＮにおける雑音擬似警報率である。Ａは、ネットワークにおいて使用されるＮ、Ｍ、および符号の経験的な組み合わせであることが可能である。例えば、Ｎ＝２０４８およびＭ＝１６に関して、Ａは、一部のネットワークに関して０．７であることが可能である。Ｎ＝２０４８およびＭ＝１６に関して、この式は、＞〜−４５ｄＢという範囲におけるＥに関して成立する。このモデルに関する結果は、自己相関の事例に関するシミュレーション結果を密接に追って、グラフで示される。
【００３８】
図８は、無線ネットワークにおけるスタガの影響を指数関数的なスケールで示す、擬似警報に対する影響のグラフであり、より詳細には、高い雑音しきい値における擬似警報率に対するスタガの影響を表す。この範囲において、この解析モデルは、シミュレーションが、多数のランダムな実行を要求して法外になるので、擬似警報の率を定量化するための好ましい方法となることに留意されたい。スタガは、−３２ｄＢにおいて約１／１００に自己相関擬似警報を減らし、あるいは、逆に言えば、約１ｄＢだけ探索感度を高める。
【００３９】
本方法および本装置の別の態様によれば、相互相関擬似警報を軽減する符号スクランブルは、符号スクランブルを使用することである。前述したとおり、冗長探索におけるコヒーレント積分プロセスへの入力を変えることにより、相互相関擬似警報の率が、減らされた。同じ方針で、順次に相関させられたチップを使用する代わりに、スクランブルされた仕方で、相関させられたチップを使用する、コヒーレント積分のための相関させられたチップの新たなセットが、生成されることが可能である。
【００４０】
図２は、相互相関擬似警報を軽減するのに使用されることが可能な符号スクランブル方法２０２を示す流れ図である。詳細には、前述したとおり、或る特定の探索符号を使用する、受信された信号の探索が、ステップ２０４で行われる。次に、ステップ２０６に示されるとおり、この探索された符号からの信号エネルギーが、得られる。この信号エネルギーは、任意の知られているプロセス、または前述したプロセスを使用して得られることが可能である。次に、ステップ２０８で、受信された信号は、探索符号が、もはや順番どおりになっていないようにスクランブルされた探索符号を使用して、再び探索される。ステップ２１０で、そのスクランブルされた符号を使用して、冗長探索に関する信号エネルギーが、得られる。最後に、ステップ２０６およびステップ２１０で見出された信号エネルギーが評価されて、前述したとおり、所望される信号が存在するか、または上で述べられた擬似警報が存在するかが判定される。
【００４１】
スクランブルは、チップ、つまり、探索符号の任意の等差級数並べ替え、等比級数並べ替え、乱数ベースの数列の並べ替えに従って行われることが可能である。さらに、スクランブルは、チップ、つまり、探索符号の任意の知られているスクランブルまたは並べ替えの形態をとることが可能である。
【００４２】
例えば、スクランブル方法は、ＣＤＭＡネットワークに適用されることが可能であり、相関させられたチップシーケンスは、ｒｃ１、ｒｃ２、ｒｃ３、．．．ｒｃ２０４８，ｒｃ２０４９、．．．ｒｃ３２７６８と呼ばれることが可能である。ステップ２０４およびステップ２０６で使用された元のスキームにおいて、プロセスは、チップ＜ｒｃ１からｒｃ２０４８まで＞をコヒーレント積分し、次に、チップ＜ｒｃ２０４９からｒｃ４０９６まで＞をコヒーレント積分するという具合である。スタガ型スキームにおいて、冗長探索は、Ｏをスタガオフセットとして使用することができ、このため、チップ＜ｒｃＯからｒｃ（Ｏ＋２０４７）まで＞、＜ｒｃ（Ｏ＋２０４８）ｒｃ（Ｏ＋４０９５）＞、．．．、＜ｒｃ（３２７６８−２０４８＋Ｏ）からｒｃ（Ｏ−１）まで＞が、コヒーレント積分される。スクランブル型スキームにおいて、スクランブルファクタＤが、使用されることが可能であり、プロセスは、＜ｒｃ１，ｒｃ（１＋Ｄ），ｒｃ（１＋２Ｄ）＞をコヒーレント積分し、次に、＜ｒｃ２，ｒｃ（２＋Ｄ），ｒｃ（２＋２Ｄ）＞をコヒーレント積分するという具合である。或る特定の事例において、Ｄ＝１６であり、このため、コヒーレント積分は、以下のセット、すなわち、＜ｒｃ１，ｒｃ１７，ｒｃ３３，．．．＞、＜ｒｃ２，ｒｃ１８，ｒｃ３４，．．．＞などに対して実行される。Ｄの他の値が、使用されてもよく、本方法および本装置によって完全に企図されている。さらに、符号のいずれのタイプの数学的並べ替えもしくはスクランブルも、本方法および本装置によって企図されていることに留意されたい。
【００４３】
スクランブル型スキームを使用することからの擬似警報に対する影響が、図９および図１０のグラフに示される。擬似警報率は、雑音によって限界が定められ、スタガ型アプローチと比べて、約１／１００に低減される。
【００４４】
スクランブル型アプローチの１つの問題は、より遠く離れたチップをコヒーレント積分することにより、受信された信号の周波数が安定している範囲が、スタガ型アプローチと比べて拡大することである。このため、このスキームは、一般に、高速で移動する車両などの非常に動的な条件にうまく適用されない。また、スクランブルプロセスが、サーチャにおいて実行される場合、このソリューションは、積分プロセスへの入力をバッファリングし、並べ替えるのに、さらなるサーチャメモリを要求する可能性もある。
【００４５】
非常に動的な条件も含め、すべての条件において、よりうまく機能するスクランブル技術の実施形態は、二次パイロットを各基地局によって同報通信させることである。この二次パイロットは、ＰＮシーケンスのスクランブルされたバージョンを使用することが可能である。すると、サーチャは、最初の探索のために単に一次パイロットを使用し、全くさらなるスクランブルなしに、冗長探索のために二次パイロットを使用する。しかし、このソリューションの１つの問題は、ネットワークインフラストラクチャが、この実施形態をサポートするように変更される必要があることである。
【００４６】
図９は、図２の方法を適用し、後述する解析モデルを使用するＩＳ−９５／ＣＤＭＡ２０００システムにおいてスクランブルスキームを使用した雑音と相互相関擬似警報のグラフを示す。
【００４７】
ＤＯネットワークにおいて擬似警報を軽減することに対するスタガの影響が、図１０および図１１に示される。感度における１ｄＢの同様の利得、つまり、自己相関擬似警報の大幅な低減が、このシナリオに関して観察される。このシステムにおいて、スタガは、１．５ｄＢの感度利得をもたらし、あるいは、逆に言えば、従来技術と比べて、擬似警報を数桁も低減させる。スクランブルは、２．５ｄＢの感度利得をもたらし、あるいは、逆に言えば、既存のスキームと比べて、擬似警報を数桁も低減させる。
【００４８】
本方法および本装置の別の態様は、パラメータ化された解析モデルのセットを使用して、ＣＤＭＡ  ＩＳ−９５、ＣＤＭＡ２０００ネットワーク、ＣＤＭＡ  ＤＯ（Ｄａｔａ−Ｏｎｌｙ）、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）、衛星測位システムなどの、多元接続ネットワークにおける相互相関からの擬似警報の率を推定することを目的とする。解析モデルは、そのようなネットワークにおける相互相関擬似警報の率を推定するために使用されることが可能である。これらのモデルは、雑音から擬似警報の率を推定するのに使用されるＭａｒｃｕｍ  Ｑ関数の単純さを活用し、様々なサーチャ実施形態およびパラメータ設定に関する結果をもたらす。
【００４９】
ＣＤＭＡ  ＩＳ−９５／ＣＤＭＡ−２０００システム、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）システム、およびＣＤＭＡ  ＤＯ（Ｄａｔａ−Ｏｎｌｙ）システムなどの多元接続無線ネットワークは、符号を使用して拡散された、パイロット信号などの信号を伝送する基地局を有する。これらの符号は、ＰＮシーケンスと呼ばれる、擬似ランダムシーケンスから導き出されることが可能である。通常、ＤＯシステムにおけるＰＮシーケンスは、ＩＳ−９５システムやＣＤＭＡ−２０００システムなどの、他のシステムにおいて使用されるＰＮシステムの逆である。前述のＰＮシーケンスの両方とも、同一の特性を示す。
【００５０】
各基地局は、このＰＮシーケンスの何らかのずらされたバージョンを、その基地局の符号として使用することができる。無線トランシーバが、このＰＮシーケンスの対応するバージョンを有する受信された信号の相互相関を介して検出されるべき、パイロットなどの複数の信号を受信することが可能である。何らかの符号Ｃ１を使用する、１つの基地局からの強い信号が、その無線受信機において受信され、その符号Ｃ１が、第２の基地局に関する何らかの符号Ｃ２と強い相互相関を有する場合、その基地局に関する信号は、その信号が存在しない状態でも、その無線受信機において検出されるように見える可能性がある。このことは、相互相関擬似警報をもたらす。
【００５１】
このＰＮシーケンスおよび各符号は、複素ベクトル（例えば、一部の例示的なシステムにおいて３２７６８チップの長さ）であることが可能である。相関プロセスは、１）探索された何らかの符号に、受信された信号の複素共役を掛けること、２）ステップ１の結果をＮ個の連続するチップにわたってコヒーレント積分すること（ステップ１からの値をＮ個のチップに関して加算し、次に、その合計を２乗すること）、および３）ステップ２の結果をＭという何らかの回数、インコヒーレント加算すること（ステップ２の結果をＮ個のチップのＭ個のセットにわたって加算すること）から成る。単に非限定的な説明のため、ＮおよびＭは、一部の無線プロトコルに一般的である２０４８チップおよび１６チップという値をそれぞれ有することが可能である。正規化の後、ステップ３の結果が、探索された符号に関連する信号のエネルギーとして報告される。
【００５２】
例えば、受信された信号Ｒが、探索された符号Ｃと一緒に使用されることが可能である。ＲにＣの複素共役を掛ける際、複素値のベクトルＲＣが、得られる。ＲＣにおける要素は、ｒｃ１、ｒｃ２、ｒｃ３などと呼ばれることが可能である。サーチャは、ＲＣにおける要素のＭ個のセット（例えば、一部の無線プロトコルに関して、＜ｒｃ１からｒｃ２０４８まで＞、＜ｒｃ２０４９からｒｃ４０９６まで＞、．．．、＜ｒｃ３０７２１からｒｃ３２７６８まで＞）をコヒーレント積分する。最後に、Ｍ個の出力値が、合計され、正規化され、報告される。
【００５３】
パイロット信号は、通常、ＩＳ−９５システム、ＣＤＭＡ−２０００システムにおいてなど、一部のシステムにおいて、連続的な性質であるが、ＤＯシステムなどの他のシステムにおいて、バースト性である。Ｎ／２個のチップのそれぞれの連続が、ハーフスロットと呼ばれる。各ハーフスロットにおいて、限られた数のチップ（例えば、一部の無線プロトコルにおいて、４６５から５５９）だけが、ＤＯシステムにおいてパイロットを伝送するのに使用され、他方、残りのチップは、事実上、マスクされて消される。設計のこれらの違いのため、各システムに関する結果を以下に別々に解析し、示す。
【００５４】
シミュレーションの際、ＰＮシーケンスは、ＩＳ−９５ネットワーク、ＣＤＭＡ−２０００ネットワークなどにおいてインポートされ、使用される。ＤＯシミュレーションに関して、このシーケンスは、逆にされ、チップのいくつか（例えば、ハーフスロット（１０２４チップセット）ごとの［１：４６４］）および［５６０：１０２４］）がマスクされて消される。
【００５５】
図３に示される解析モデル３０２が、以下のステップを使用して、Ｔ回の反復（例えば、例えば、Ｔ＝１００００である）にわたって繰り返される。すなわち、
１．ステップ３０４に示されるとおり、データシーケンスが、様々なエネルギーレベルで、かつ、ランダムなオフセットで、ガウス雑音とパイロットシーケンスの組み合わせを使用して生成される。
【００５６】
２．ステップ３０６に示されるとおり、また、仮説シーケンスが、ＰＮシーケンスにおいて別のランダムなオフセットで生成される。
【００５７】
３．ステップ３０８で、仮説シーケンスとデータシーケンスが、相関させられ、Ｎ個のチップにわたってコヒーレント積分され、Ｍ回、インコヒーレント積分される（ただし、例えば、Ｎ＝２０４８およびＭ＝１６）。
【００５８】
４．最後に、ステップ３１０で示されるとおり、そのエネルギーが、しきい値以上であるかどうかが判定される。次に、このプロセスが、前述したとおり、Ｔ回の反復にわたって繰り返される。
【００５９】
ステップ３１２に示されるとおり、所与のエネルギーしきい値に関する擬似警報率が、Ｔ回の反復の後、計算されたエネルギーが、そのしきい値以上である事例のパーセンテージをカウントすることにより、計算されることが可能である。Ｔが、十分に大きいものと想定すると、これは、１００が掛けられた（パーセンテージとして示されるので）、単一の仮説に関する擬似警報と同一である。このため、この値は、所与のＰＮに関する１００の仮説探索に関する擬似警報率と解釈されることが可能である。
【００６０】
この解析において、Ｍａｒｃｕｍ  Ｑ関数を使用する実証済みの式が使用されて、シミュレーションから導き出された雑音擬似警報の確率が検証される。さらに、相互相関からの擬似警報の確率に合うパラメータ化された解析モデル。このモデルの理由は、シミュレーションが、非常に多くの回数の反復、Ｔ＞＞１０ｋを要する場合に、関心対象のしきい値において擬似警報率を推定する必要性に根差している。新たなモデルは、シミュレーションから導き出された、調整された積分パラメータおよび／またはエネルギーしきい値で雑音の式を使用する。例えば、予期される相互相関擬似警報率を測定するための解析モデルが、どのように入力が生成されるかに関する変更を伴ってＭａｒｃｕｍ−Ｑ関数で使用されることが可能である。冗長探索を伴わない単独の探索に関して、従来のＭａｒｃｕｍ−Ｑ雑音モデルが、使用されることが可能であり、ただし、符号相互相関特性を見込むように入力雑音しきい値の変更を伴う。符号ダイバーシティも使用される事例に関して、Ｍａｒｃｕｍ−Ｑ関数の積に基づく近似が、使用される。
【００６１】
図６は、冗長探索を全く伴わない単純なサーチャに関する、ＩＳ−９５／ＣＤＭＡ２０００システムにおける雑音と相互相関（自己相関）擬似警報の率をさらに示す。「自己相関」の事例は、受信機への入力が、強力なソースからの符号化された信号だけから成る事例を表す、０ｄＢというエネルギーレベルにある、受信機における強い信号に相当する。
【００６２】
図６は、雑音擬似警報が、各雑音しきい値において、相互相関擬似警報より一般的に数倍、優位であることを示す。また、図６は、１）雑音擬似警報の率を推定するための既存の理論的モデル、および２）自己相関擬似警報の率を推定するための方法および装置のパラメータ化されたモデルに関する結果も示す。
【００６３】
モデルを得るのに、単一の探索、および所与の雑音しきい値Ｅに関する自己相関擬似警報の率は、関心対象であるＥの何らかの範囲に関して、Ｅ＋Ａの雑音しきい値における雑音擬似警報の率に近づくという経験的観察が行われる。
【００６４】
ＰＮシーケンスの代わりに、ランダムなシーケンスが使用される場合、雑音しきい値Ｅにおける自己相関擬似警報率は、Ｅにおける雑音擬似警報率と同一である。したがって、Ａの必要性は、自己相関に対するさらなる保護を増すＰＮシーケンスの自己相関特性の直接の結果である。Ａの値は、ＮおよびＭの値、ならびに雑音しきい値に依存する。使用される探索パラメータ、および関心対象の雑音しきい値に関して、Ａの推定値は、多くのアプリケーションに関して、約０．７ｄＢである。
【００６５】
形式的には、何らかの雑音しきい値Ｅにおける自己相関擬似警報の率、すなわち、Ｒ（Ｅ）は、以下のとおり書かれることが可能である。すなわち、
Ｒ（Ｅ）＝Ｑ（Ｅ＋０．７）、ただし、Ｑ（Ｅ）は、＞〜−４５ｄＢという範囲におけるＥに関する、雑音しきい値Ｅにおける雑音擬似警報率である。
【００６６】
先行技術のスキームにおいて、所与の探索サイクルで、時間ダイバーシティを可能にし、これにより、雑音擬似警報の軽減を可能にするように、異なる時点で受信された信号サンプルを使用して、２回の冗長探索が、所与の符号に関して実行されることが可能である。本発明者らは第２の探索を冗長探索と呼ぶ。
【００６７】
弱いパイロット信号が、深い探索において検出されると、第２の深い探索が、第１の探索の場合と同一のオフセットであることが可能なオフセットでデータシーケンスを使用して、実行される。或る仮説が、第２の探索においてマッチをもたらし、第１の探索が、マッチをもたらした位置からＷｒ（Ｗｒは、初期探索の結果とダイバーシティ探索の結果が、フェージングなどの要因を見込むように、異なることを許されるチップ数単位の窓である）個のチップの範囲内にある場合、パイロット信号は、見つかったと考えられる。冗長探索は、Ｗｒが０に等しい場合、厳密であるという言い方がされ、Ｗｒ＞０である場合、緩いという言い方がされる。
【００６８】
解析モデルは、冗長検出をシミュレートするように強化されることが可能である。２回の連続する探索が、所与のデータシーケンスおよび仮説に関して実行されることが可能である。所与のエネルギーしきい値における擬似警報率が、所与の仮説に関する計算されたエネルギーが、連続する両方の探索において、そのしきい値以上である事例のパーセンテージとして計算されることが可能である。
【００６９】
擬似警報の率は、関心対象の範囲において非常に小さいので、報告された擬似警報率は、１００の仮説、および厳密な検出を使用する二重検出探索、または２というＷｒを使用する２０仮説の緩い二重検出探索に関する、１パイロット当たりの擬似警報の率と解釈されることが可能である。異なる窓サイズおよびＷｒ値に関する擬似警報を計算するのに、一般に、窓サイズおよびＷｒ値の変更により、この率を調整することができる。
【００７０】
モデリングの結果は、単一の仮説に関する雑音擬似警報の確率が、基本的に２乗されることを示す。しかし、単一検出の事例と比べて、自己相関擬似警報は、自己相関ピークが、２回の探索の間の同一のオフセットで並ぶため、大方、軽減されないままである可能性がある。実際、ＥｄＢ（０以外の）における自己相関パイロットに関して、第２の検出は、１／（１−１０＾（Ｅ／１０））に縮小されたコヒーレント積分長を有する雑音の式を使用する独立した探索としてモデル化されることが可能である。
【００７１】
例えば、ＣＤＭＡ−２０００ネットワークにおいて２０％のパイロット、１０％のページングおよび同期、およびトラフィック全く無しで、最も強い自己相関ピークは、−１．８ｄＢである。このため、第２の検出は、Ｎ／３のコヒーレント積分を伴う雑音の式を使用する独立した探索としてモデル化されることが可能である。
【００７２】
したがって、図３に示される解析モデル３０２は、自己相関擬似警報を軽減するのに使用される様々な異なる技術に対する自己相関擬似警報の関係への洞察をもたらす。もちろん、他のアプリケーションおよび用法も、この解析モデルに関して、本方法および本装置の趣旨および範囲の中で考慮されている。
【００７３】
本方法および本装置の、信号処理および信号獲得を含む相互相関低減方法は、ＷＷＡＮ（無線ワイドエリアネットワーク）、ＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）、ＷＰＡＮ（無線パーソナルエリアネットワーク）などの、様々な移動局１００で使用するための図４に示されるアンテナ４０４に関連するネットワークのような、様々な無線通信ネットワーク４０６のために使用されることが可能である。本明細書で使用される、ＭＳ（移動局）１００とは、セルラー電話機、無線通信装置、ユーザ装置、他のＰＣＳ（パーソナル通信システム）装置、位置特定技術を使用する位置特定装置などの装置を指す。「ネットワーク」および「システム」という用語は、しばしば、区別なく使用される。ＷＷＡＮは、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）ネットワーク、ＴＤＭＡ（時間分割多元接続）ネットワーク、ＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）ネットワーク、ＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）ネットワーク、ＳＣ−ＦＤＭＡ（単一搬送波周波数分割多元接続）ネットワークなどであることが可能である。ＣＤＭＡネットワークは、ｃｄｍａ２０００、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ）、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）などの１つまたは複数のＲＡＴ（無線接続技術）を実施することが可能である。Ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−９５標準、ＩＳ−２０００標準、およびＩＳ−８５６標準を含む。ＴＤＭＡネットワークは、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、Ｄ−ＡＭＰＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、または他の何らかのＲＡＴを実施することができる。ＧＳＭおよびＷ−ＣＤＭＡは、３ＧＰＰ（「３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ」）と名付けられたコンソーシアムからの文書において説明されている。Ｃｄｍａ２０００は、３ＧＰＰ２（「３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ２」）と名付けられたコンソーシアムからの文書において説明されている。３ＧＰＰ文書および３ＧＰＰ２文書は、公開されている。ＷＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘネットワークであることが可能であり、ＷＰＡＮは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワーク、ＩＥＥＥ８０２．１５ｘネットワーク、または他の何らかのタイプのネットワークであることが可能である。また、これらの技術は、ＷＷＡＮ、ＷＬＡＮ、および／またはＷＰＡＮの任意の組み合わせのために使用されることも可能である。
【００７４】
図４にさらに示されるとおり、移動局１００、１００は、本明細書でそれぞれ、ＳＰＳ（衛星測位システム）と一般的に呼ばれる、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＮＡＶＳＴＡＲ、ＧＮＳＳ、これらのシステムの組み合わせからの衛星を使用するシステム、または将来、開発される任意のＳＰＳからであることが可能な、衛星４０２から信号を受信することが可能である。本明細書で使用される、ＳＰＳは、スードライトシステムを含むものとも理解されよう。
【００７５】
本明細書で説明される方法および装置は、米国のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、露国のＧｌｏｎａｓｓシステム、欧州のＧａｌｉｌｅｏシステム、衛星システムの組み合わせからの衛星を使用する任意のシステム、または将来に開発される任意の衛星システムなどの、様々なＳＰＳ（衛星測位システム）で使用されることが可能である。さらに、開示される方法および装置は、スードライト、または衛星とスードライトの組み合わせを利用する位置特定システムで使用されてもよい。スードライトは、ＧＰＳ時刻と同期されることが可能な、ＰＮ符号、またはＬ帯（または他の周波数）搬送信号上で変調された他のレンジング符号（ＧＰＳ信号またはＣＤＭＡセルラー信号に類似した）を同報通信する地上ベースの送信機である。それぞれのそのような送信機には、遠隔受信機による識別を許すように、一意のＰＮ符号が割り当てられることが可能である。スードライトは、トンネルの中、鉱山内、建築物の中、ビルの谷間、または他の閉じられた区域においてなど、軌道を回る衛星からのＧＰＳ信号が、利用できない可能性がある状況において役立つ。スードライトの別の実施形態は、無線ビーコンとして知られている。本明細書で使用される「衛星」という用語は、スードライト、スードライトの均等物、および、場合により、その他を含むことが意図されている。本明細書で使用される「ＳＰＳ信号」という用語は、スードライト、またはスードライトの均等物からのＳＰＳ様の信号を含むことが意図されている。
【００７６】
本明細書で説明される方法は、アプリケーションに依存して、様々な手段によって実施されることが可能である。例えば、これらの方法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせで実施されることが可能である。ハードウェアインプリメンテーションに関して、処理装置は、１つまたは複数のＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＤＳＰ（ディジタル信号プロセッサ）、ＤＳＰＤ（ディジタル信号処理装置）、ＰＬＤ（プログラマブル論理装置）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子装置、本明細書で説明される機能を実行するように設計された他の電子装置、またはこれらの組み合わせの内部で実施されることが可能である。例えば、図５は、カスタムマイクロコントローラ、Ｐｍｉｃｒｏ５０４によって制御される専用ハードウェアブロックＳ５０６を示す。そのようなカスタムマイクロコントローラは、一般に、ＤＳＰ（ディジタル信号処理）プロセッサ、モデム、モデムＤＳＰ、プロセッサ、探索エンジンなどと呼ばれる。ＭＳ１００は、バス／メモリインターフェース５１４を介してＰｍｉｃｒｏ５０４に制御信号を与える、またはＰｍｉｃｒｏ５０４の制御を提供するＰｍａｃｒｏ５０２などの汎用プロセッサを含むことが可能である。Ｐｍｉｃｒｏ５０４による専用ハードウェアブロックＳ５０６の制御は、インターフェースを介する。ＭＳ１００は、無線信号を受信するアンテナ５２０を含むことが可能である。無線信号は、前述したＲＡＴ（無線接続技術）のいずれかであることが可能である。無線信号は、当技術分野でよく知られた仕方でＲＦ（無線周波数）装置５２２に受信されることが可能である。図５に示されるインターフェース５２４が、無線周波数装置５２２に応答することが可能である。インターフェース５２４は、当技術分野でよく知られた仕方で無線信号を処理する、図示される、または図示されない１つまたは複数の構成要素を含むことが可能である。
【００７７】
ファームウェアおよび／またはソフトウェア実施形態に関して、方法は、本明細書で説明される機能を実行するモジュール（例えば、プロシージャ、関数など）を使用して実施されることが可能である。命令を実体化する任意のコンピュータ可読媒体が、本明細書で説明される方法を実施するのに使用されることが可能である。例えば、ソフトウェアコードが、メモリ、例えば、ｍｓ１００のメモリ５０８の中に格納されて、プロセッサ、例えば、図５に示される汎用プロセッサ５０４によって実行されることが可能である。メモリは、プロセッサ内部に実装されても、プロセッサの外部に実装されてもよい。本明細書で使用される「メモリ」という用語は、任意のタイプの長期メモリ、短期メモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、または他のメモリを指し、いずれのタイプのメモリ、またはいずれの数のメモリ、あるいはメモリが格納される、いずれのタイプの媒体にも限定されない。
【００７８】
本方法および本装置を、例示的な実施形態に関連して説明してきたが、本方法および本装置は、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲の中の変形を伴って実施されることが可能であることが当業者には認識されよう。前段で与えられる、これらの実施例は、単に例示的であり、本方法および本装置の可能なすべての設計、実施形態、応用形態、または変形形態の網羅的なリストであることは意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】相互相関擬似警報を軽減するのに使用されることが可能な符号スタガ方法を示す流れ図。
【図２】相互相関擬似警報を軽減するのに使用されることが可能な符号スクランブル方法を示す流れ図。
【図３】相互相関擬似警報を推定するために使用されることが可能な解析モデリング方法を示す流れ図。
【図４】本明細書で説明される方法および装置の原理に従って構築された衛星システムおよび／またはセルラーシステムにおける２つの例示的な異なる移動局の実施を一緒に示す概略図。
【図５】本明細書で説明される方法および装置の原理によるディジタル信号検出アルゴリズムおよびディジタル信号探索アルゴリズムを実行する特化されたハードウェアブロックを制御するカスタムマイクロコントローラを有する例示的な回路の概略図。
【図６】無線ネットワークにおける単純な従来のサーチャ回路に関する雑音と相互相関擬似警報の率のグラフ。
【図７】無線ネットワークにおけるスタガ型探索スキームの影響を示す雑音と相互相関擬似警報のグラフ。
【図８】無線ネットワークにおけるスタガの影響を指数関数的なスケールで示す擬似警報に対する影響のグラフ。
【図９】無線ネットワークにおけるスクランブル探索スキームの影響を示す雑音と相互相関擬似警報のグラフ。
【図１０】ＤＯネットワークにおいてスタガスキームとスクランブルスキームをともに使用することの影響を示す雑音と相互相関擬似警報のグラフ。
【図１１】ＤＯネットワークにおいてスタガとスクランブルをともに使用することの影響を指数関数的なスケールで示す擬似警報に対する影響のグラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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