(57)【要約】  受信信号の有効性を検出する方法が、自己相関結果を発生するために受信信号に対して自己相関を行うことによって開始する。その次に、このプロセスは、相互相関結果を発生するために基準信号に対する受信信号の相互相関を行うことに進む。その次に、このプロセスは、数学的相関関係を発生するために自己相関結果を相互相関結果に数学的に関係付けることに進む。その次に、このプロセスは、受信信号が有効か否かを示すために数学的相関関係を解釈することに進む。
2007507930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号の有効性を正確に検出する方法であって、
自己相関結果を発生するために、前記受信信号に対して自己相関を行うことと、
相互相関結果を発生するために、基準信号との前記受信信号の相互相関を行うことと、
数学的な相関関係を発生するために、前記自己相関結果を前記相互相関結果に数学的に関係付けることと、
前記受信信号が有効または無効であるかを示すために、前記数学的相関関係を解釈することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記受信信号に対して前記自己相関を行うことは、さらに、
遅延信号を発生するために、有効信号の周期だけ前記受信信号を遅延させることと、
相関信号を発生するために、前記受信信号を前記遅延信号と相関させることと、
前記相関信号のエネルギーを表す移動平均を求めることと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記自己相関結果を数学的に関係付けることは、さらに、
既知の入力の自己相関の固定された長さに基づいて基準自己相関レベルを求めることと、
正規化された自己相関結果を発生するために、前記基準自己相関に基づいて前記自己相関結果を正規化することと、
前記数学的相関関係を発生するために、前記正規化された自己相関結果に基づいて前記相互相関結果と前記自己相関結果との比率を基準化することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記数学的相関関係を解釈することは、さらに、
前記数学的相関関係を識別閾と比較することと、
前記識別閾に対する前記数学的相関関係の比較が肯定的であるときには、前記受信信号が有効であることを示すことと、
前記識別閾に対する前記数学的相関関係の比較が非肯定的であるときには、前記受信信号が有効ではないことを示すことと、
を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記自己相関結果を前記相互相関結果に数学的に関係付けることは、さらに、
【数１】
2007507930.tif 000005
ここで、ａｕｔｏｃｏｒｒは自己相関結果に相当し、ｒｅｆｃｏｒｒは基準自己相関に相当し、ｘｃｏｒｒは相互相関結果に相当し、および、Ｋは有効信号閾値に相当する、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
既知の入力の自己相関の固定された長さに基づいて基準自己相関を求めることをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
受信信号の有効性を正確に検出する装置であって、
処理モジュールと、
前記処理モジュールに作動的に接続されている記憶装置であって、前記処理モジュールが、
自己相関結果を発生するために、前記受信信号に対して自己相関を行い、
相互相関結果を発生するために、基準信号との前記受信信号の相互相関を行い、
数学的な相関関係を発生するために、前記自己相関結果を前記相互相関結果に数学的に関係付け、
前記受信信号が有効または無効であるかを示すために、前記数学的相関関係を解釈する、
ことを引き起こす動作命令を含む記憶装置と、
を備える装置。
【請求項８】
前記記憶装置は、さらに、前記処理モジュールが、
遅延信号を発生するために、有効信号の周期だけ前記受信信号を遅延させることと、
相関信号を発生するために、前記受信信号を前記遅延信号と相関させることと、
前記相関信号のエネルギーを表す移動平均を求めることと、
によって、前記受信信号に対して前記自己相関を行うことを引き起こす動作命令を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記記憶装置は、さらに、前記処理モジュールが、
既知の入力の自己相関の固定された長さに基づいて基準自己相関レベルを求めることと、
正規化された自己相関結果を発生するために、前記基準自己相関に基づいて前記自己相関結果を正規化することと、
前記数学的相関関係を発生するために、前記正規化された自己相関結果に基づいて前記相互相関結果と前記自己相関結果との比率を基準化することと、
によって、前記自己相関結果を数学的に関係付けることを引き起こす動作命令を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記記憶装置は、さらに、前記処理モジュールが、
前記数学的相関関係を識別閾と比較することと、
前記識別閾に対する前記数学的相関関係の比較が肯定的であるときには、前記受信信号が有効であることを示すことと、
前記識別閾に対する前記数学的相関関係の比較が非肯定的であるときには、前記受信信号が有効ではないことを示すことと、
によって、前記数学的相関関係を解釈することを引き起こす動作命令を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記記憶装置は、さらに、
【数２】
2007507930.tif 000006
ここで、ａｕｔｏｃｏｒｒは自己相関結果に相当し、ｒｅｆｃｏｒｒは基準自己相関に相当し、ｘｃｏｒｒは相互相関結果に相当し、および、Ｋは有効信号閾値に相当する、
によって、前記処理モジュールが前記自己相関結果を前記相互相関結果に数学的に関係付けることを引き起こす動作命令を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
前記記憶装置は、さらに、前記処理モジュールが既知の入力の自己相関の固定された長さに基づいて前記基準自己相関を求めることを引き起こす動作命令を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
無線受信機であって、
増幅ＲＦ信号を発生するために無線周波数（ＲＦ）信号を増幅するように作動的に接続されている低雑音増幅器と、
前記増幅ＲＦ信号をベースバンド信号に変換するために作動的に接続されているダウンコンバージョンモジュールと、
前記ベースバンド信号からデータを再捕捉するために作動的に接続されているデータ回復モジュールであって、
有効信号の表示を発生するために前記ベースバンド信号の有効性を検出するために作動的に接続されているデータ検出モジュールと、
前記有効信号の表示にしたがって前記データを発生するために前記ベースバンド信号を復調するために作動的に接続されている復調モジュールと、
を備えるデータ回復モジュールと、
を備え、
前記データ検出モジュールは、
処理モジュールと、
前記処理モジュールに作動的に接続されている記憶装置であって、前記処理モジュールが、
自己相関結果を発生するために前記受信信号に対して自己相関を行い、
相互相関結果を発生するために、基準信号との前記受信信号の相互相関を行い、
数学的な相関関係を発生するために、前記自己相関結果を前記相互相関結果に数学的に関係付け、
前記受信信号が有効または無効であるかどうかを示すために、前記数学的相関関係を解釈する、
ことを引き起こす動作命令を含む記憶装置と、
を備える無線受信機。
【請求項１４】
前記記憶装置は、さらに、前記処理モジュールが、
遅延信号を発生するために、有効信号の周期だけ前記受信信号を遅延させることと、
相関信号を発生するために、前記受信信号を前記遅延信号と相関させることと、
前記相関信号のエネルギーを表す移動平均を求めることと、
によって、前記受信信号に対して自己相関を行うことを引き起こす動作命令を含む、請求項１３に記載の無線受信機。
【請求項１５】
前記記憶装置は、さらに、前記処理モジュールが、
既知の入力の自己相関の固定された長さに基づいて基準自己相関レベルを求めることと、
正規化された自己相関結果を発生するために、前記基準自己相関に基づいて前記自己相関結果を正規化することと、
前記数学的相関関係を発生するために、前記正規化された自己相関結果に基づいて前記相互相関結果と前記自己相関結果との比率を基準化することと、
によって、前記自己相関結果を数学的に関係付けることを引き起こす動作命令を含む、請求項１３に記載の無線受信機。
【請求項１６】
前記記憶装置は、さらに、前記処理モジュールが、
前記数学的相関関係を識別閾と比較することと、
前記識別閾に対する前記数学的相関関係の比較が肯定的であるときには、前記受信信号が有効であることを示すことと、
前記識別閾に対する前記数学的相関関係の比較が非肯定的であるときには、前記受信信号が有効ではないことを示すことと、
によって、前記数学的相関関係を解釈することを引き起こす動作命令を含む、請求項１５に記載の無線受信機。
【請求項１７】
前記記憶装置は、さらに、
【数３】
2007507930.tif 000007
ここで、ａｕｔｏｃｏｒｒは自己相関結果に相当し、ｒｅｆｃｏｒｒは基準自己相関に相当し、ｘｃｏｒｒは相互相関結果に相当し、および、Ｋは有効信号閾値に相当する、
によって、前記処理モジュールが前記自己相関結果を前記相互相関結果に数学的に関係付けることを引き起こす動作命令を含む、請求項１３に記載の無線受信機。
【請求項１８】
前記記憶装置は、さらに、前記処理モジュールが既知の入力の自己相関の固定された長さに基づいて基準自己相関を求めることを引き起こす動作命令を含む、請求項１７に記載の無線受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にワイヤレス通信システムに関し、さらに特に、こうしたワイヤレス通信システム内で送信を受信することに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、同調前置増幅器、混合器、同調局所発振器、第１のＩＦフィルタ段、別の混合器、局所発振基準（ＬＯs）、第２のＩＦフィルタ、復調器、同期検出モジュール、クロックトラッキングモジュール、および、自動利得制御（ＡＧＣ）プロセッサを含む従来技術の無線受信機の略ブロック図である。同調前置増幅器は、ＲＦ信号を発生するために、アンテナを経由して着信ＲＦ信号を受信する。ＩＥＥＥ  ８０２．１１規格で規定されているマルチチャンネルＲＦ通信のようなマルチチャンネルＲＦ通信に関するこのＲＦ信号の周波数スペクトルが図２に示されている。図２に示しているように、ＲＦ信号は、複数のチャンネルを含んでよく、この例では４つのチャンネルを含む。このＲＦ信号の中心は、同調局所発振器によって生じさせられる局所発振（ＬＯ1）の上方の中間周波数である。代替案では、ＲＦ信号の中心が局所発振（ＬＯ1）の下方の中間周波数であることに留意されたい。
【０００３】
図１の説明に戻ると、混合器は、中間周波数（ＩＦ）信号を発生するために、ＲＦ信号を同調局所発振（ＬＯ1）と混合する。このＩＦ信号の周波数スペクトルが図３に示されている。図３に示しているように、このＩＦ信号は、中間周波数（ＩＦ）を中心とした４つのチャンネルを含む。これに加えて、ＩＦ信号のイメージが生成され、および、負のＩＦを中心にさせられる。この例では、所望チャンネルがチャンネル３に相当し、および、不要チャンネルがチャンネル１、チャンネル２、および、チャンネル４である。図１の説明に戻ると、第１のＩＦフィルタ段は、フィルタされたＩＦ信号を発生するためにＩＦ信号をフィルタする。この第１のＩＦフィルタは、典型的にはＳＡＷフィルタであり、および、図３に示す周波数応答を有する。結果として得られたフィルタされたＩＦ信号の周波数スペクトルが、図４に示されている。図４に示しているように、所望チャンネル３はそのフィルタを通過し、一方、不要チャンネルのチャンネル１とチャンネル４は完全に減衰させられ、および、チャンネル２の一部分が減衰させられる。これは、さらに、フィルタされたＩＦ信号のイメージ側でも生じる。
【０００４】
図１の説明に戻ると、その次の混合器は、ベースバンド信号を発生するために、フィルタされたＩＦ信号を第２の局所発振（ＬＯ2）と混合する。その次に、このベースバンド信号は、フィルタされたベースバンド信号を発生するために、第２のＩＦフィルタ段によってフィルタされる。図５と図６とを参照すると、図５は、所望チャンネル３と、重なる不要チャンネル２のイメージと、不要チャンネル２と重なり合う所望チャンネル３のイメージとを含む、ベースバンド信号の周波数スペクトルを示す。これがフィルタされると、図６に示しているように、結果として得られるフィルタされたベースバンド信号は、所望チャンネル３と、不要チャンネル２のイメージとを含む。
【０００５】
所望チャンネル３が実際に有効な信号であるときには、不要チャンネル２のイメージの包含が最小限の問題点を発生する。しかし、所望チャンネル３が存在せずに不要チャンネル２のイメージだけが存在する場合には、同期検出とこれに対応するクロックトラッキングとが有効信号が存在することを表示して、フィルタされたベースバンド信号からそのデータを再捕捉するために受信機全体を起動するだろう。しかし、このデータは不要情報に相当するので、この回復されたデータは無効だろう。
【０００６】
一般的に、同期検出は相関であってよく、この相関は、記憶されている有効プリアンブルの表現に対して着信信号を比較する。着信ベースバンド信号の始端部分（例えば、有効信号のプリアンブルに相関する部分）が、記憶されている有効プリアンブルに合致する場合には、相関器がその信号が有効であることを表示する。
【０００７】
相関器が有効信号を誤って識別する場合には、受信機による後続の処理が無駄になる。ポータブルワイヤレス通信装置の場合には、無駄な受信機処理は、ワイヤレス通信装置の電池寿命を減少させる無駄な電力と、データスループットの低下とに相当する。こうした誤った識別の発生の頻度は、受信されたＲＦ信号の信号強度が低下するにつれて増大する。したがって、多くのワイヤレス通信装置は、誤った識別の回数を減少させるために最小信号強度の要件を有するが、そのために、ワイヤレス通信装置の到達距離とデータスループットとを制限するという犠牲を払われることになる。
【０００８】
したがって、不要な信号を考慮して有効信号の存在を正確に検出するための方法および装置が必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の受信信号の有効性を正確に検出する方法および装置が、これらの必要と他の必要とを実質的に満たす。一実施態様では、方法が、自己相関結果を発生するために受信信号に対して自己相関を行うことで開始する。その次に、このプロセスは、相互相関結果を発生するために、基準信号に対する受信信号の相互相関を行う。その次に、このプロセスは、数学的な相関関係を発生するために、自己相関結果を相互相関結果に数学的に関係付ける。その次に、このプロセスは、受信信号が有効か否かを表示するために、その数学的な相関関係を解釈する。この方法および装置を使用することによって、有効信号が存在しない場合には、不要チャンネルのイメージが誤って有効信号の表示を発生することがなく、したがって、有効信号の存在の検出においてより高レベルの精度が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図７は、低雑音増幅器１２と、ダウンコンバージョンモジュール１４と、低域フィルタ１６と、アナログ−ディジタル変換器２０と、局所発振器２４と、データ回復モジュール２６とを含む無線受信機１０の略ブロック図を示す。データ回復モジュール２６は、低ＩＦ混合器２８、３０と、低域フィルタ３２、３４と、復調モジュール３６と、データ検出モジュール３８とを含む。データ検出モジュール３８は、処理モジュール４０と記憶装置４２とを含む。処理モジュール４０は単一の処理装置または複数の処理装置であってよい。こうした処理装置は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ディジタル信号処理装置、マイクロコンピュータ、中央処理ユニット、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラム可能論理回路、状態機械、論理回路系、アナログ回路系、ディジタル回路系、および／または、動作命令に基づいて信号（アナログおよび／またはディジタル）を操作する任意の装置であってよい。記憶装置４２は、単一の記憶装置または複数の記憶装置であってよい。こうした記憶装置は、読取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、スタティックメモリ、ダイナミックメモリ、フラッシュメモリ、および／または、ディジタル情報を記憶する任意の装置であってよい。処理モジュール４０が、状態機械、アナログ回路系、ディジタル回路系、および／または、論理回路系によってその機能の１つまたは複数を実現するときには、対応する動作命令を記憶する記憶装置は、状態機械、アナログ回路系、ディジタル回路系、および／または、論理回路系を含む回路系と共に組み込まれる。記憶装置４２は、図７から図１０に示されている段階および／または機能の少なくとも幾つかに対応する動作命令を記憶し、および、処理モジュール４０がこれらの動作命令を実行する。
【００１１】
動作時には、無線受信機１０はアンテナを経由して無線周波数（ＲＦ）信号４４を受け取り、このアンテナはＲＦ信号４４を低雑音増幅器１２に提供する。低雑音増幅器１２は、増幅されたＲＦ信号４６を発生するために、ＲＦ信号４４を増幅する。当業者には理解できるように、帯域フィルタが、無線受信機を特定の無線周波数に同調させるために低雑音増幅器の前および／または後に配置されてもよい。
【００１２】
ダウンコンバージョンモジュール１４は、中間周波数（ＩＦ）信号４８を発生するために、局所発振器２４によって提供された局所発振と増幅ＲＦ信号２８とを混合する。ダウンコンバージョンモジュール１４は、搬送周波数を無線周波数の搬送周波数から中間周波数にステップダウンするための１つまたは複数の中間周波数段を含んでもよい。低域フィルタ１６は、フィルタされた信号５０を発生するためにＩＦ信号４８をフィルタする。アナログ−ディジタル変換器２０は、そのフィルタされたＩＦ信号５０をディジタルＩＦ信号に変換する。
【００１３】
データ回復モジュール２６は、低ＩＦ混合器２８、３０を経由してディジタルＩＦ信号を受信する。複素ベースバンド信号５２（すなわち、同相（Ｉ）成分と直角位相（Ｑ）成分とを含むベースバンド信号）を発生するために、低ＩＦ混合器２８、３０は、それぞれに、低ＩＦ局所発振とその９０°位相変移表現と共にディジタルＩＦ信号を混合する。低域フィルタ３２、３４は、フィルタされた複素ベースバンド信号５４を発生するために、その複素ベースバンド信号５２をフィルタする。
【００１４】
データ検出モジュール３８は、フィルタされた複素ベースバンド信号５４が有効信号であるかどうかを判定するために、図８から図１０を参照してより詳細に後述するように、フィルタされた複素ベースバンド信号５４を解釈する。有効信号である場合には、データ検出モジュール３８は有効信号表示信号５６を生成し、この有効信号表示信号は復調モジュール３６に提供される。有効信号表示信号５６に応答して、復調モジュール３６は、データ５８を再捕捉するために、フィルタされた複素ベースバンド信号５４を復調する。
【００１５】
図８は、複素共役モジュール６０と、乗算器６２と、リアルタイムエネルギーフィルタ６４と、第２の複素共役モジュール８２と、１周期遅延モジュール（one-period delay module）８４と、第２の乗算器８６と、遅延エネルギーフィルタ８０と、状態機械６６と、絶対値モジュール７８と、利得モジュール７２と、粗相関モジュール（coarse correlation module）６８と、解釈モジュール７０と、第２の絶対値モジュール７４と、移動平均モジュール７６とを含むデータ検出モジュール３８の機能図を示す。
【００１６】
フィルタされたベースバンド信号５４は、複素共役モジュール６０、８２に提供される複素信号である。複素共役モジュール６０は、共役値を発生するために、フィルタされたベースバンド信号５４に対して複素共役関数を行う。乗算器６２は、実エネルギー入力を発生するために、フィルタされたベースバンド信号５４に複素共役６０の出力を乗算する。例えば、フィルタされたベースバンド入力５６が（実数成分＋虚数成分）によって表される場合には、複素共役モジュールは、（実数成分−虚数成分）の共役値を発生し、および、乗算器６２は（Ｒ2＋Ｉ2）の実エネルギー入力を発生する。
【００１７】
リアルタイムエネルギーフィルタ６４は乗算器６２から実エネルギー入力を受け取って、リアルタイムエネルギー値９８を発生する。リアルタイムエネルギーフィルタ６４は、本質的には、インパルス応答調整信号１００にしたがって調整されたインパルス応答を有してよい低域フィルタである。例えば、有効信号の初期検出中には、リアルタイムエネルギーフィルタのインパルス応答が高速であり、および、その次に、その入力が有効信号である可能性に応じて減速させられてもよい。このことが、有効信号のために迅速に適切なレベルにリアルタイムエネルギーが達することと、入力が有効である可能性が高まるのに応じてそのレベルの偏差を減少させることとを可能にする。リアルタイムエネルギーフィルタ６４は、リアルタイムエネルギーレベル９８を状態機械６６に提供し、および、この状態機械６６は、後述するように、有効信号表示５６を決定する。
【００１８】
複素共役モジュール８２は、複素共役入力を発生するために、フィルタされたベースバンド信号５４に対して複素共役関数を行う。１周期遅延モジュール８４は、遅延された複素共役入力を発生するために、複素共役入力を遅延させる。乗算器８６は、相関された入力９２を発生するために、フィルタされたベースバンド信号５４に遅延複素共役入力を乗算する。フィルタされたベースバンド信号５４が有効である場合には、相関入力９２は、有効信号のプリアンブル中の反復信号の１つの周期だけ遅延させられている、乗算器４８の出力に類似しているだろう。フィルタされたベースバンド信号５４が有効信号ではない場合には、相関入力９２はノイズに類似しているだろう。例えば、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ準拠のワイヤレス通信装置の場合には、そのプリアンブルは短いトレーニングシーケンスと長いトレーニングシーケンスとを含む。この短いトレーニングシーケンスは、１６個のサンプル分の長さである反復信号を含み、一方、長いトレーニングシーケンスは、６４個のサンプル分の長さである反復信号を含む。したがって、短いトレーニングシーケンス中に、１６個のサンプルに相当するように１周期の遅延が設定され、および、長いトレーニングシーケンスに関しては、６４個のサンプルに相当するように設定される。したがって、短いトレーニングシーケンスの場合には、相関入力９２は、ノイズ項の追加を伴った乗算器６２の出力に類似している。
【００１９】
乗算器８６は、移動平均モジュール７６と遅延エネルギーフィルタ８０とに相関入力９２を提供する。遅延エネルギーフィルタ８０は、相関入力のエネルギーレベルを発生するために、この相関入力９２をフィルタする。絶対値モジュール７８は、相関入力のエネルギーレベルに関する絶対値を発生させ、および、この絶対値を利得モジュール７２に提供する。
【００２０】
利得モジュール７２は、遅延エネルギーレベル９６を発生するために、粗確率（coarse probability）９０に基づいて、相関入力のエネルギーレベルの大きさを調整する。この粗確率９０の生成に関しては後述する。状態機械６６は、遅延エネルギーレベル９６を受け取り、および、入力信号が有効信号である確率を発生するために、この遅延エネルギーレベル９６をリアルタイムエネルギーレベル９８と比較する。状態機械６６は、さらに、移動平均９４も受け取り、この状態機械６６は、フィルタされたベースバンド信号５４が有効信号であるか否かを最終的に判定するために、その移動平均９４をリアルタイムエネルギー９８との比較に使用する。フィルタされたベースバンド信号５４が有効な信号である場合は、状態機械６６は有効信号表示５６を発生する。フィルタされたベースバンド信号５４が有効信号ではない場合には、状態機械６６は有効信号表示５６を生成せず、および、復調モジュール３６は使用可能にされない。したがって、データ検出モジュール３８が有効信号の誤った表示を著しく減少させ、および／または、取り除いているので、電力消費が低減させられる。
【００２１】
移動平均モジュール７６は、相関入力９２の移動平均を発生する。絶対値モジュール７４は、移動平均９４を発生するために、移動平均モジュール７６の出力の絶対値を提供する。状態機械６６は、初期化シーケンスの終了時（例えば、８０２．１１ａ実装の場合の短いトレーニングシーケンスおよび／または長いトレーニングシーケンスの終了時）にリアルタイムエネルギーレベルを基準として移動平均を解釈する。その次に、状態機械６６は、リアルタイムエネルギーレベル９８を基準とした移動平均９４の解釈が肯定的であるときに、入力信号が有効であることを表示する。これについては、図９を参照してさらに詳細に説明する。
【００２２】
粗相関モジュール６８は複素ディジタル信号７４を受け取り、および、粗相関値８８を発生する。粗相関モジュール６８は、信号の有効プリアンブルの記憶された表現に対して複素ディジタル信号７４を比較する単純な相関関数を提供している。解釈モジュール７０は粗相関８８を受け取って、この粗相関８８から粗確率９０を生成する。一般的に、解釈モジュール７０は、フィルタされたベースバンド信号５４が有効である可能性を判定するために、および、この可能性に比例した利得モジュール７２の利得レベルを設定するために、粗相関８８を解釈している。この入力が有効である可能性が高ければ高いほど、粗確率９０が高くなり、したがって、利得モジュール７２の利得レベルが高くなるだろう。
【００２３】
図９は、図８のデータ検出モジュール３８によって生成される信号の図形的表現を示す。ベースバンド信号５４は、ノイズ部分と有効信号部分とを含む。８０２．１１ａ実装の場合の有効信号部分は、短いトレーニングシーケンスと、ガード帯域と、長いトレーニングシーケンスと、第２のガード帯域と、データとを含む。ベースバンド信号５４のノイズ部分内、すなわち、データが受け取られていないときには、リアルタイムエネルギーフィルタ６４はリアルタイムエネルギーレベル９８を発生しており、このリアルタイムエネルギーレベル９８は比較的低く、および、ノイズのエネルギーレベルに相当する。同様に、遅延エネルギーレベル９６は、最初は、ノイズのために低い。第１の短いトレーニングシーケンス信号（すなわち、ＳＴＳの第１の１６個のサンプルブロック）が受け取られると、リアルタイムエネルギーフィルタが高速インパルス応答モードの状態にあり、および、第１の短いトレーニングシーケンス信号のエネルギーを表示するために急速に増加していく。これと同時に、粗相関信号８８が、有効プリアンブル上の記憶されている表現に相関するベースバンド信号中にエネルギーが存在することを表示することに、生成される。
【００２４】
第１の短いトレーニングシーケンス信号の場合には、遅延エネルギー９６は低いままである。これは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ実装の場合に１６個のサンプルに相当する遅延を実現するために最初に設定される１周期遅延モジュール８４を原因とする。１周期遅延の後に、遅延されたエネルギー９６は、利得モジュール７２の利得と、短いトレーニングシーケンス信号中のエネルギーとに対応して増大する。
【００２５】
粗相関８８は、信号が存在することと、記憶されている有効プリアンブルとその信号が相関することとを表示し続ける。したがって、解釈モジュール７０は粗確率９０を増大させている。したがって、利得モジュール７２を経由した遅延エネルギー経路に関する利得が増大しており、および、遅延エネルギー９６の大きさが増大して、リアルタイムエネルギーレベル９８の大きさよりも大きくなり、このことが、ベースバンド信号５４が現時点で有効信号を提供しているという適切な第１の表示を提供する。図９に示すように、相互相関８８とクロス確率または粗確率９０との各々が、実線の波形と点線の波形とを含む。この実線の波形は、所望チャンネルに関連付けられた信号に相当し、および、点線の波形は、所望チャンネルの信号が存在しないときの不要チャンネルに関連付けられた信号に相当する。所望チャンネルと不要チャンネルとの説明に関しては、図２から図６の説明を参照されたい。
【００２６】
短いトレーニングシーケンスの終端まで、有効プリアンブルが検出されるにつれて、自己相関を表す移動平均９４が増大している。その時点で、移動平均９４は低下し始める。短いトレーニングシーケンスの終了が表示された後の予め決められた時点で、ＳＴＳの複数の反復信号の累積エネルギーレベルを表す電流の移動平均９４が、移動平均のピーク値と比較される。移動平均９４がその予め決められた時間においてそのピークから十分に低下している（このことは、信号が、移動平均の増大の原因であるが、しかし、増大するかまたは少なくとも移動平均を低下させないようにし続けるエネルギーバーストの何らかのランダムな発生の原因ではないことを示す）場合には、その比較が肯定的であり、および、状態機械は、その入力が有効信号であるという確率を増大させる。移動平均９４の大きさがそのピーク値から十分に低下していない場合には、状態機械は、信号が無効であることを示し、および、この処理が全体的に開始される。
【００２７】
入力が有効である確率が発生させられるときには、データ検出モジュールが、有効信号のプリアンブルの長いトレーニングシーケンスを処理することに切り替わる。したがって、遅延モジュール８４内の１６個のサンプルから６４個のサンプルに変化させられた１周期の遅延を有する移動平均経路が、新たな移動平均９４を発生する。この新たな移動平均９４は、ＬＴＳの累積エネルギーレベルを表し、および、長いトレーニングシーケンスの終了を決定するために解釈される。長いトレーニングシーケンスの終了時には、状態機械が、移動平均９４の大きさをリアルタイムエネルギー９８の大きさと比較する。移動平均９４がリアルタイムエネルギー９８よりも大きい場合には、状態機械は、信号が有効であることを最終的に判定する。移動平均９４がリアルタイムエネルギー９８よりも小さい場合には、状態機械は信号が有効ではないことを表示する。
【００２８】
これは、所望チャンネルの信号と所望チャンネルが存在しないときの不要チャンネルの信号とに関して等しく生じる。しかし、図示しているように、相互相関８８とこれに対応する確率９０とが、所望チャンネルの信号よりも、所望チャンネルが存在しないときの不要チャンネルの信号の場合に、より小さい大きさを有する。自己相関または移動平均は、所望チャンネルの信号よりも、所望チャンネルが存在しない不要チャンネルの信号の場合に、実質的に同じ大きさを有する。したがって、自己相関に対する相互相関の大きさの差に基づいて、分析される信号が、所望チャンネルからの信号であるか、または、所望チャンネルが存在しないときの不要チャンネルからの信号であるかどうかの判定が行われることが可能である。この判定は、ＳＴＳの終端における自己相関と相互相関との間の数学的関係に基づいており、この数学的関係は、次式によって表現されてよく、
【数１】
2007507930.tif 000003
前式中で、ａｕｔｏｃｏｒｒは自己相関結果に相当し、ｒｅｆｃｏｒｒは基準自己相関に相当し、ｘｃｏｒｒは相互相関結果に相当し、および、Ｋは有効信号閾値に相当する。したがって、データ検出モジュール３８は、後続のディジタル処理が起動される前にベースバンド信号５４が有効であるかどうかの最終的な判定を提供する。したがって、データ検出モジュール３８が到着信号の有効性に対して極めて高感度であり、および、信号強度が低いときにそうである可能性があるので、電力消費が削減され、ワイヤレス通信装置の到達範囲が拡大され、および、データスループットが増大させられる。
【００２９】
図１０は、受信された信号の有効性を正確に検出する方法の論理図である。このプロセスは、自己相関結果を発生するために受信信号に対して自己相関が行われるステップ１１０で開始する。これは、ステップ１２０−１２４に示されているように行われてよい。ステップ１２０では、受信信号が有効信号の周期だけ遅延させられる。その次に、このプロセスは、受信信号がその遅延信号と相関させられるステップ１２２に進む。その次に、このプロセスは、相関信号のエネルギーを表す移動平均すなわち自己相関が求められるステップ１２４に進む。
【００３０】
ステップ１１０から、このプロセスは、相互相関結果を発生するために相互相関が基準信号に対して受信信号に対して行われるステップ１１２に進む。これは、ステップ１２６−１３０に示されているように行われてよい。ステップ１２６では、基準自己相関レベルが、既知の入力の自己相関の固定された長さに基づいて求められる。その次に、このプロセスは、自己相関結果が基準自己相関を基準として正規化されるステップ１２８に進む。その次に、このプロセスは、相互相関結果と自己相関結果との比率がその正規化された自己相関結果に基づいて基準化されるステップ１３０に進む。これが、図９に関して図形的に示されている。
【００３１】
ステップ１１２から、このプロセスが、数学的な相関関係を発生するために自己相関結果が相互相関結果に数学的に関係付けられるステップ１１４に進む。これは、ステップ１３２−１３６に示されているように行われてよい。ステップ１３２では、この数学的な相関関係が識別閾（difference threshold）と比較される。この比較が肯定的であり、受信信号が有効であることを示すときには、このプロセスはステップ１３４に進む。ステップ１３６では、この比較が肯定的ではなく、受信信号が有効ではないことを示す場合に。あるいは、この数学的関係は、次式として得られてよく、
【数２】
2007507930.tif 000004
前式中で、ａｕｔｏｃｏｒｒは自己相関結果に相当し、ｒｅｆｃｏｒｒは基準自己相関に相当し、ｘｃｏｒｒは相互相関結果に相当し、および、Ｋは有効信号閾値に相当する。
【００３２】
ステップ１１４から、このプロセスは、受信信号が有効であるか否かを表示するためにその数学的相関関係が解釈されるステップ１１６に進む。
【００３３】
当業者は、本明細書で使用されてよい術語「実質的に（substantially）」または「おおよそ（approximately）」が、その対応する術語に対する業界で受け入れられている許容誤差を示すと言うことを理解するだろう。こうした業界で受け入れられている許容誤差は１パーセント未満から２０パーセントまでの範囲内であり、および、構成要素値、集積回路プロセスのばらつき、温度のばらつき、立ち上がり時間および立ち下がり時間、および／または、熱雑音に非限定的に対応する。さらに、当業者は、本明細書で使用されてよい術語「作動的に接続されている（operably coupled）」が、直接的な接続と、別の構成要素、要素、回路、または、モジュールを介した間接的な接続とを含み、この間接的な接続の場合には、介在する構成要素、要素、回路、または、モジュールが、信号の情報を変更しないが、その電流レベル、電圧レベル、および／または、電力レベルを調整してもよいということを理解するだろう。当業者は、さらに、推論された接続（inferred coupling）（すなわち、１つの要素が推論によって別の要素に接続される場合）が、「作動的に接続されている」と同じ仕方で２つの要素の間の直接的および間接的な接続を含むということを理解するだろう。当業者は、さらに、本明細書で使用されてよい術語「肯定的に比較する（compares favorably）」が、２つ以上の要素、項、信号等の間の比較が所望の関係を提供することを示すことを理解するだろう。例えば、所望の関係が、信号１が信号２よりも大きい大きさを有するということであるときには、肯定的な比較が、信号１の大きさが信号２の大きさよりも大きいときに、または、信号２の大きさが信号１の大きさよりも小さいときに得られるだろう。
【００３４】
上述の説明は、受信信号の有効性を正確に判定するための方法と装置を示してきた。当業者は、特許請求項の範囲から逸脱することなしに、本発明の開示内容から他の実施形態が得られるだろうということを理解するだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は従来技術の無線受信機の略ブロック図である。
【図２】図２は、図１の従来技術の受信機の中の信号の周波数ドメイン表現を示す。
【図３】図３は、図１の従来技術の受信機の中の信号の周波数ドメイン表現を示す。
【図４】図４は、図１の従来技術の受信機の中の信号の周波数ドメイン表現を示す。
【図５】図５は、図１の従来技術の受信機の中の信号の周波数ドメイン表現を示す。
【図６】図６は、図１の従来技術の受信機の中の信号の周波数ドメイン表現を示す。
【図７】図７は、本発明による無線受信機の略ブロック図である。
【図８】図８は、図７の無線受信機のデータ検出モジュールの機能図である。
【図９】図９は、図８の機能図に対応するタイミング関係である。
【図１０】図１０は、受信信号の有効性を正確に検出するための方法の論理図である。
【図１】
2007507930.tif 000008
【図２】
2007507930.tif 000009
【図３】
2007507930.tif 000010
【図４】
2007507930.tif 000011
【図５】
2007507930.tif 000012
【図６】
2007507930.tif 000013
【図７】
2007507930.tif 000014
【図８】
2007507930.tif 000015
【図９】
2007507930.tif 000016
【図１０】
2007507930.tif 000017
【国際調査報告】
2007507930.tif 000018
2007507930.tif 000019