(57)【要約】受信機は、Ｎ個の検出段階を介し信号とＮ個のシンボルパターンを相関させることにより、直接拡散送信方式により送信される信号を検出する。検出機構は、どの相関させたシンボルパターンが最大ピーク出力を有するかと共に、各受信パターンの識別と各シンボルにおけるピーク出力のインデックスを検出する。一機構が受信信号の出力移動平均を計算する間に、計算段階がこの出力移動平均に対するＮ個の相関させたシンボルパターンの最大ピーク出力の比を計算する。比較器は、受信パターンにおける第１シンボルを決定するため、この比と閾値を比較する。第１シンボルを把握することにより、当該シンボルの識別及び受信時間ベースに対する受信シンボルの真のバースト位置を決定することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接拡散送信方式により送信される受信信号の改良された検出方法であって、
前記受信信号とＮ個の既知のシンボルパターンのそれぞれを連続的に相関させるステップと、
前記Ｎ個の相関させたシンボルパターンのどれが最大出力ピークを有するか決定するステップと、
前記受信信号の出力移動平均を決定するステップと、
前記出力移動平均に対する前記Ｎ個の相関させたシンボルパターンの最大出力ピークの比を計算するステップと、
前記受信パターンにおける第１シンボル、前記第１シンボルの識別及び受信機時間ベースに対する真のバースト位置を決定するため、前記比を閾値と比較するステップとからなることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の検出方法であって、前記２つの決定するステップは、同時に実行されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の検出方法であって、前記Ｎ個の相関させたシンボルパターンのどれが最大出力ピークを有するか決定するステップは、
（ａ）前記Ｎ個の相関させたシンボルパターンのそれぞれに対し出力値を決定するステップと、
（ｂ）前記Ｎ個の相関させたシンボルパターンのそれぞれに対する出力値においてピークを検出するステップと、
（ｃ）前記Ｎ個の相関させたシンボルパターンに対するピーク出力値から、どのシンボルパターンが最大値を有するかと共に、実際に受信した前記Ｎ個のパターンのそれぞれの識別と各シンボルパターンの各シンボルにおけるピーク出力のインデックスを決定するステップとからなることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の検出方法であって、前記第１シンボルの識別は、前記最大ピーク出力を有する前記Ｎ個の相関させたシンボルパターンの１つに対応することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１記載の検出方法であって、前記閾値は、前記受信信号のシーケンスを知ることから決定されることを特徴とする方法。
【請求項６】
直接拡散送信方式により送信される信号の改良された検出装置であって、
各自が受信信号とＮ個の既知のシンボルシーケンスを相関させるＮ個の検出段階と、
（ａ）前記Ｎ個の検出段階により出力されるＮ個の相関させたシンボルパターンのどれが最大ピーク出力を有するか検出し、（ｂ）実際に受信した前記Ｎ個のシンボルパターンのそれぞれの識別を決定し、（ｃ）受信した各シンボルパターンのシンボル内のピーク出力のインデックスを確立する最大ピーク出力検出機構と、
前記受信信号の出力移動平均を計算する第１計算機構と、
前記第１計算機構により確立されるような前記出力移動平均に対する前記最大ピーク出力検出機構により確立されるような前記最大ピーク出力の比を計算する第２計算機構と、
前記受信パターンにおける、前記最大ピーク出力を有する前記Ｎ個の相関させたシンボルパターンの１つに対応する識別を備える第１シンボルを決定するため、前記比と閾値を比較する比較器段階とからなり、前記第１シンボルは該シンボル内のピーク出力のインデックスに対応する受信機時間ベースに対する真のバースト位置を有することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６記載の検出装置であって、前記Ｎ個の検出器段階の各々は、
予想されるＮ個の既知のシンボルパターンの１つを生成するパターン生成器と、
前記パターン生成器により生成される前記Ｎ個の既知のシンボルパターンの１つと前記受信信号を相関させるパターン相関器とからなることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項６記載の検出装置であって、前記最大ピーク出力検出機構は、
各自が前記Ｎ個の相関させたシンボルパターンの対応するものの出力を測定するＮ個の出力監視装置と、
各自が前記Ｎ個の出力監視装置の対応するものにより測定された出力においてピークを検出するＮ個のピーク検出器と、
前記Ｎ個のピーク検出器の１つにより検出されるように、前記Ｎ個の相関させたシンボルパターンのどれがピーク出力を有するかと共に、実際に受信した前記Ｎ個のパターンのそれぞれの識別と各シンボルパターンにおける各シンボルのピーク出力のインデックスを決定する最大ピーク出力検出段階とからなることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項６記載の検出装置であって、前記第１計算機構は、
前記受信信号の出力を測定する出力監視装置と、
前記出力監視装置により測定される出力においてピークを検出するピーク検出器と、
前記ピーク検出器により測定される出力におけるピークに応じて、前記ピーク検出器により測定されるピークの移動出力を計算する計算段階とからなることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［関連出願への相互参照］
本出願は、参照することによりここに含まれる２００２年４月１７日に出願された米国特許出願第１０/１２４，２５５号「直接拡散方式送信システムにおける改良された信号検出（ＩＭＰＲＯＶＥＤ  ＳＩＧＮＡＬ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＩＮ  Ａ  ＤＩＲＥＣＴ−ＳＥＱＵＥＮＣＥ  ＳＰＲＥＡＤ  ＳＰＥＣＴＲＵＭ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ）」（代理人整理番号ＰＵ０２０１０７）の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９による効果を主張する通常出願（ｎｏｎ−ｐｒｏｖｉｓｉｏｎａｌ）である。
［発明の技術分野］
本発明は、直接拡散送信方式（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）により送信される信号の検出に関する。
［背景技術］
スペクトラム拡散送信方式（Ｓｐｒｅａｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）は、コンテンツに要するよりも広範な周波数帯上でパケット形式により無線信号を送信し、その後もとの周波数上で受信機により無線信号を受信することにより、無線信号の変調を行う技術である。従来の送信技術と比較して、スペクトラム拡散送信方式は、信号を対応する受信機以外による検出を回避できる程度に目立たなくするため、傍受に対するより高い安全性を提供する。直接拡散（ＤＳＳＳ）送信方式（ダイレクトシーケンス符号分割多重接続あるいはＤＣ−ＣＤＭＡとして知られる）は、アウトバウンド（ｏｕｔｂｏｕｎｄ）信号が多数の小セグメントに分割される特殊なスペクトラム拡散送信技術をいう。各小セグメントは、拡散比に従ってもとの信号を分割するため、より高いレートのビットシーケンス（すなわち、チッピングコード）と合成される。チッピングコードを用いてもとの信号を分割することにより、送信中における損傷時におけるデータの復元が可能となる。
【０００２】
ＤＳＳＳ送信の信頼できる検出には、特にそのような信号がパケット化あるいはバースト化されているとき、信号の存在時と共に送信境界の決定と情報搬送相関ピーク位置の検出を要する。この作業は、特に低いＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）の場合には、送信エンドによるローカルサンプリング及び/または搬送波周波数におけるロックの失敗により、特に困難なものとなる。
【０００３】
従来、シンボル単位のピーク量検出を行うことによりＤＳＳＳ信号検出は行われてきた。Ｋ個のすべてのチップ（あるいはシンボルごとに２つのサンプルによるサンプリングが使用されるときには２＊Ｋ個のサンプル）に対して、最大量あるいは最大出力を有するサンプルが検出され、当該シンボル内のそれの位置が記録される。信号の存在と真の相関ピーク位置が、背景ノイズレベル及び/または相関ピークインデックス一貫性に対するピーク出力の閾値処理に基づき決定される。このような信号検出は、妥当な程度に良好に機能する。しかしながら、ＳＮＲが低く、他の障害が存在する場合、大きなノイズ変動などによりシンボル内のピーク位置が不正確に検出される確率が高い。従来のアプローチは、高い信頼性を有するシンボル上で取得される情報と低い信頼性を有するシンボル上で受信される情報との間の区別をしていない。
［発明の概要］
簡潔には、本原理によると、直接拡散送信方式により送信される信号パターンの改善された検出方法が提供される。本方法によると、受信した信号パターンは、Ｎ個の既知のシンボルシーケンスの各々と連続的に相関している。移動平均出力に対するピーク出力の比が、Ｎ個のシンボルシーケンスのそれぞれに対して決定される。典型的には、最初に閾値を上回る関連する信号を有するシンボルである第１受信シンボルを決定するため、この比と閾値との比較が行われる。第１シンボルパターンの特定は、最初に閾値を上回る対応する比を有するＮ個の相関したシンボルパターンの特定の１つに対応する。受信機の時間バーストに対する真のバースト位置は、シンボルパターン内のピーク出力のインデックスから決定することができる。
【０００４】
このようにしてＤＳＳＳ信号を検出することにより、既知のシンボル/ビットパターンの送信時における信号/ピーク検出の信頼性を大きく向上させることができる。さらに、本方法は、この情報を必要とする他の要素に中継することができるどのパターンが送信されたか決定することを可能にする。
［詳細な説明］
図１は、向上した信号検出、特に既知のパターンの送信のより信頼性の高い検出と共に、受信機時間ベースに対するシンボルパターンの芯のバースト位置のより信頼性の高い決定を提供する本原理による受信機１０の概略ブロック図を示す。「既知のパターン」は、典型的には、繰り返し送信される送信バーストの本体内の特定のブロック（送信元、誤り訂正タイプなどを示すパケットヘッダなど）を有し、そのようなブロックは順方向誤り訂正符号（ＦＥＣ）によっては符号化されない。そのような環境下では、そのようなビットパターンは、検出実行時に特定可能な対応するシンボルパターンを不明確にしか規定しない。バースト内の可能なシンボルパターンやそれらの位置を知ることは、検出の信頼性を向上させる。
【０００５】
図１の受信機１０は、パルス整形及びベース近傍帯域状態への信号の搬送を行うため、受信入力信号のサンプリングを行う前処理段階１２を有する。フィルタリング段階１４は、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を高めるため、前処理段階１２の出力信号をフィルタリングする。このフィルタリング段階はさらに、必要に応じてパルス整形を行うようにしてもよい。デスプレッダ（ｄｅ−ｓｐｒｅａｄｅｒ）１６は、フィルタリング段階１４の出力信号を拡散シーケンスと相関させる。
【０００６】
逆拡散（ｄｅ−ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）段階１６の出力信号は、Ｎ個の検出器段階１８１−１８Ｎの各々を通過する。ここで、Ｎは、送信される信号ストリームにおける既知のシンボルパターン数に対応する整数である。図１に示される検出器段階１８１と１８Ｎにより簡素化されるように、Ｎ個の検出器段階の各々は、基準パターン生成器２２からの基準パターンと逆拡散段階１６からの出力信号を相関させるパターン相関器２０を有する。検出器段階１８１−１８Ｎのそれぞれの中の基準パターン生成器２２は、Ｎ個の既知のシンボルパターンの１つを表す基準パターンを生成する。
【０００７】
複数の出力監視段階２４１−２４Ｎの各々は、それぞれ検出器段階１８１−１８Ｎの対応するものの出力信号の絶対量（出力）を測定する。ピーク検出器２６１−２６Ｎのそれぞれは、出力監視段階２４１−２４Ｎの対応するものの出力信号のピーク量（出力）をそれぞれ検出し、各シンボル内のピーク量とピーク位置を記録する。このピーク位置は、当該シンボル内のチップまたはサンプル数として定義され、シンボルごとに１回の割合で出力される。ＭＡＸ検出器段階２８は、ピーク検出器２６１−２６Ｎにより検出された個々のピーク量のうち最大のものを決定する。ＭＡＸ検出器２８は、最大ピーク出力値を出力するだけでなく、受信機時間ベースに関する真のバースト位置を示すシンボル内のパターン番号とピーク値のインデックスを出力する。
【０００８】
出力監視段階３０は、逆拡散段階１６の出力信号の未加工の量（出力）を決定する。ピーク検出器段階３２は、ピーク検出器３２が未加工の逆拡散出力信号に対して行うという点を除いて、ピーク検出器２６１−２６Ｎのそれぞれと同様の方法により、各シンボルに対するピーク出力の位置を決定する。計算段階３４は、典型的には、受信開始時点からのピーク検出器３２の出力ピークの出力移動平均を計算する。あるいは、計算段階３４は、所与の長さのスライドウィンドウ内のピーク検出器３２からのピーク値を平均化することにより、この出力移動平均を決定することができる。
【０００９】
計算段階３６は、計算段階３４の出力信号と共にＭＡＸ検出器２８の出力信号を受け取り、計算段階３４により計算されるようなピーク出力移動平均に対するＭＡＸ検出器２８により決定されるような検出器１８１−１８Ｎのピーク量（出力）の最大値の比を計算する。比較器３８は、比率計算段階３６により計算された比と閾値を比較する。
【００１０】
このような比較により、信号検出に大いに役立つ多数の情報が取得される。閾値を上回る出力移動平均に対するピーク出力の比を生じるピーク出力を有するＮの検出器段階１８１−１８Ｎの第１のものが受信した信号パターンにおける第１シンボルに対応する。そのような第１信号に関する検出器段階の識別は、Ｎ個のシンボルパターンの受信したものの識別に対応する。従って、例えば、検出器１８ｉが閾値を最初に上回った出力移動平均に対するピーク出力の比を有する出力信号を生成する場合、ｉ番目のシンボルパターンが受信されたことになる。このシンボルパターンに関するシンボル内のピークのインデックスは、受信機１０の時間ベースに対する真のバースト位置を示す。
【００１１】
実際、閾値信号生成器４０により生成される閾値信号の値は、パターンシーケンスの知識から設定される。例えば、パターン長がＬで、パターンシーケンスが単位出力に正規化される場合、ノイズ及び位相オフセットがない場合には、平均逆拡散ピーク量出力信号に対する最大パターン相関量ピークの比は、ほぼＬに等しくなる。
【００１２】
上述の受信機１０の動作は、以下の家庭の少なくとも１つに拠る。
１．送信バーストの開始は、おそらく粗取得アルゴリズム（ｃｏａｒｓｅ  ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）あるいは他の手段を利用することにより、（複数のシンボル期間までの予想される不正確さによる）処理の適用のほぼ前に知られる。このようにして、受信機１０は、既知のパターンの位置が送信開始（または他の一意的な点）を一意的に規定するように、少なくとも１シンボルのマージンを有するバースト間の「デッドタイム（ｄｅａｄ  ｔｉｍｅ）」中の電源オンが行われることを保証することができる。
２．求められるパターンは、事前的に知られる一意的に決められた位置以外の送信バーストの本体のどこにも現れないことが保証される。
【００１３】
既知のシンボル/ビットパターンに対する信号/ピーク検出の信頼性を大きく向上させる直接拡散送信方式により送信される信号の検出方法が提供される。これにより、当該知識を要する他の要素にそのような情報を伝えるため、どのパターンが受信されたかの決定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本原理による直接拡散方式の受信機の概略ブロック図を示す。
【図１】
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【国際調査報告】
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