(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信無線信号の電力表示値を計算する方法であって、
前記方法は、
複数の対数値が前記受信無線信号の一連の電力測定値を対数領域で表すものである、前記複数の対数値を受信することと、
前記複数の対数値に基づいて平均受信電力を決定することとを含み、
前記決定することは、
前記複数の対数値を加算すること（２０４）を含み、
第１及び第２の対数値のうちの最大値を決定し、残余値を決定された最大値へ加算することによって、前記第１及び第２の対数値の和が計算され、
前記残余値は、前記第１の対数値と前記第２の対数値との差分に基づいたものであり、前記残余値は、テーブルの参照によって決定され、前記第１の対数値と前記第２の対数値との差分が設定しきい値よりも大きいときに、前記残余値はゼロに近似され、
前記複数の対数値を加算することは、再帰的手順の個々の加算における第１及び第２の対数値が、実質的に同じ数の電力測定値を表すように、前記第１及び第２の対数値の複数の和を含む再帰的手順によって実行される方法。
【請求項２】
前記複数の対数値を受信することは、
前記受信無線信号の一連の電力測定値を表す複数のデジタル値を受信することと、
前記複数のデジタル値を、前記複数の対数値を形成する対数領域の表現に変換すること（２０２）とを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のデジタル値のそれぞれはビットベクトルで表され、
前記デジタル値の変換は、１のビット値を有するビットベクトルの最大インデックスを決定することと、
前記最大インデックスとテーブル参照によって決定される仮数値との和に基づいて複数のデジタル値の二進対数を計算することとを含み、
前記最大インデックスより小さい所定数のビット値は、前記テーブル参照への入力として使用される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記所定数のビット値は、３〜６の範囲内にある請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記二進対数を計算することは、ある小さい定数を前記仮数値へ加算することを含む請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記仮数値のテーブル参照は、所定のビット数によって表された小数を返す請求項３〜５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
前記所定のビット数は５〜７の範囲内にある請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記再帰的手順の個々の加算において、前記第１及び第２の対数値によって表される複数の電力測定値は、互いに等しい、又は１より小さい差で異なる請求項１から７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記再帰的手順は、結果として得られる複数の対数値が２の累乗となるように、二つの対数値を一つの加算した対数値で置き換えるための複数の対数値のペアワイズ加算を含む請求項１から８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の対数値は、複数の二乗デジタル値の複数の二進対数を表す請求項１から９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
前記残余値がゼロに近似されるように制御する前記設定しきい値は、４〜１６の範囲である請求項１から１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
受信無線信号の電力表示値を計算するための装置であって、
前記装置は、
複数の対数値が前記受信無線信号の一連の電力測定値を対数領域で表すものである、前記複数の対数値を受信する受信機（１０２）と、
平均受信電力を決定するための基礎として前記複数の対数値の和を決定する回路（１０４）とを備え、
前記回路（１０４）は、
二つの対数値のペアワイズ加算のための加算器（１０６）と、
複数の対数値の複数の中間和を格納するように構成される複数のメモリレジスタ（１０８）とを備え、
前記加算器（１０６）において、第１及び第２の対数値のうちの最大値を決定し、残余値を前記決定された最大値へ加算することによって、第１及び第２の対数値の和が計算され、
前記残余値は前記第１の対数値と前記第２の対数値との差分に基づいたものであり、前記残余値はテーブルの参照によって決定され、前記第１の対数値と前記第２の対数値との差分が設定しきい値よりも大きいときに、前記残余値はゼロに近似され、
前記回路は、前記加算器（１０６）に提供される前記複数の対数値を制御することにより、再帰的手順の個々の加算における前記第１及び第２の対数値が実質的に同じ数の電力測定値を表すように、前記再帰的手順によって前記複数の対数値を加算するように構成される装置。
【請求項１３】
前記受信機（１０２）は、
前記受信無線信号の一連の電力測定値を表す複数のデジタル値を受信する入力部と、
前記複数のデジタル値を、前記複数の対数値を形成する対数領域の表現に変換する変換器とを備える請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信無線信号の電力表示値を計算する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線技術を用いた通信では、信号強度を決定する必要性又は願望はしばしば存在する。例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）（ジグビー）、Ｗｉ−ＳＵＮ（登録商標）（ワイサン）、及びブルートゥース（登録商標）ローエナジー（ＢＴＬＥ）などの多くの通信規格では、受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）と空きチャネル評価（ＣＣＡ）は、論理リンク制御（ＬＬＣ）及びメディアアクセス制御（ＭＡＣ）をサポートするための物理層レベルにおいて必須機能である。これらの機能は、所定の時間間隔の平均電力が決定されることを必要とすることがある。このように、特定の時間量の特定の周波数チャネルにおける無線信号の電力を測定する必要があり、その結果、平均電力を計算する。
【０００３】
特定の周波数チャネルを選択することは、デジタルベースバンドで実現されてもよく、このことは、平均電力又は関連する値又は測定値が、デジタル領域で決定される必要があることを意味する。さらに、平均電力は、測定された電力の二乗の和に基づいて決定されてもよい。
【０００４】
しかしながら、デジタル平均電力検出器は、多数のデジタル値を加算するときに、特に、加算する前に複数の数値を二乗するときに、面積に対する要求と電力需要に対する要求の観点から、拡張された要求条件を設定してもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，９４４，７７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、対数値として表現された複数の数値に対して計算を実行する方法が開示される。この方法は、多数のデジタル対数値を加算し又は累算するときに含まれる処理を軽減することを目的としている。この方法は、その対数量が好ましくは「最小プラス最大」の順序で結合されないという認識に基づいている。その最小の数値の寄与が、和の対数表現で消失するからである。代わりに、二つの最小量は、好ましくは、二つの量のそれぞれより大きい和を生成するために、最初に一緒に組み合わせられる。前記和は、好ましくは、残りの複数の量を加算するために値の大きい順に再ソートされ、結合される二つの数、例えば最大数及び他のすべての値の和だけが存在するまで、二つの最小数は、再び結合されるなどする。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法は、加算を開始する前に複数の対数値をソートし、加算中に複数の部分和を再ソートする。従って、ソーティングは、時間、電力、メモリ、及び／又は領域を消費する。
【０００８】
本発明の目的は、受信無線信号の電力表示値を計算するための改善された方法を提供することにある。本発明の特定の目的は、方法を実施する回路の面積及び回路の電力消費に対する要求が低い方法を提供することにある。
【０００９】
本発明のこれらの目的及び他の目的は、複数の独立請求項に規定された本発明によって、少なくとも部分的に満たされる。好ましい実施形態は、複数の従属請求項に記載されている。
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、受信無線信号の電力表示値を計算するための方法が提供され、前記方法は、複数の対数値が前記受信無線信号の一連の電力測定値を対数領域で表すものである、前記複数の対数値を受信することと、
前記複数の対数値に基づいて平均受信電力を決定することとを含み、
前記決定することは、
複数の対数値を加算することを含み、
第１及び第２の対数値のうちの最大値を決定し、残余値を決定された最大値へ加算することによって、前記第１及び第２の対数値の和が計算され、
前記残余値は前記第１の対数値と前記第２の対数値との差分に基づいたものであり、前記残余値はテーブルの参照によって決定され、前記第１の対数値と前記第２の対数値との差分が設定しきい値よりも大きいときに、前記残余値はゼロに近似され、
前記複数の対数値を加算することは、再帰的手順の個々の加算における第１及び第２の対数値が、実質的に同じ数の電力測定値を表すように、前記第１及び第２の対数値の複数の和を含む再帰的手順によって実行される。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、受信無線信号の電力表示値を計算するための装置であって、前記装置は、複数の対数値が前記受信無線信号の一連の電力測定値を対数領域で表すものである、前記複数の対数値を受信する受信機と、
平均受信電力を決定するための基礎として前記複数の対数値の和を決定する回路とを備え、
前記回路は、
二つの対数値のペアワイズ加算のための加算器と、
複数の対数値の複数の中間和を格納するように構成される複数のメモリレジスタとを備え、
前記加算器は、第１及び第２の対数値のうちの最大値を決定し、残余値を前記決定された最大値へ加算することによって、第１及び第２の対数値の和が計算され、
前記残余値は、前記第１の対数値と前記第２の対数値との差分に基づいたものであり、テーブルの参照によって決定され、前記第１の対数値と前記第２の対数値との差分が設定しきい値よりも大きいときに、ゼロに近似され、
前記回路は、前記加算器に提供される前記対数値を制御することにより、再帰的手順の個々の加算における前記第１及び第２の対数値が実質的に同じ数の電力測定値を表すように、再帰的手順によって前記複数の対数値を加算するように構成される装置が提供される。
【００１２】
本発明によれば、対数値は、受信無線信号の一連の電力測定値を表すために使用される。対数値は、計算を対数領域で実行することを可能にする。このことは、電力測定値を表すために必要なビット数が制限されていることを意味する。また、加算する条件である最大値の決定、及び両方の値の差のみに依存する残余値の加算として、二つの対数値の和は極めて迅速に実行され、テーブル参照によって決定することができる。
【００１３】
さらに、複数の対数値は、再帰的手順を用いて加算される。再帰的手順は、二つの対数値の複数の個々の加算を実行する過程で機能する。それぞれの個々の加算における二つの対数値は、実質的に同じ数の電力測定値を表す。従って、大きい対数値が一連の電力測定値内に存在するときに、大きい値は別の小さい対数値に何度も個別に加算することはできない。加算された二つの値は実質的に同じ数の電力測定値を表さないので、結果的に得られる和は、最終的にいくつかの電力測定値を表し、その後、単一の電力測定値と加算され得ないからである。このことは、大きさが非常に異なる二つの対数値の和が再帰的手順において計算されるときに、二つの値によって表される電力測定値が、実際に、大きさにおいて実質的に異なるからであることを意味する。
【００１４】
大きい値と小さい値の和が、最大値で近似される際に、小さい及び偏った誤差が導入される。この誤差は、近似の結果導入され、最小値が合計値にまったく寄与しない原因となる。しかしながら、実質的に同じ数の電力測定値を表す個々の加算における二つの値のために、複数のそのような小さい誤差が、複数の対数値の総和における大きい誤差まで累積することは許されない。
【００１５】
本出願の文脈において、用語「実質的に同じ数の電力測定値」は、非常に小さい第１及び第２の対数値によって表される個々の電力測定値の数の差分として解釈されるべきである。
【００１６】
例えば、一実施形態によれば、再帰的手順の個々の加算において、前記第１及び第２の対数値によって表される電力測定値は、互いに等しい、又は１より小さい差で異なる。
【００１７】
しかしながら、他の実施形態では、特に、第１及び第２の対数値によって表される複数の電力測定値は非常に高いときに、複数の電力測定値の前記差は、２、３、又はそれ以上など１よりも大きく異なってもよい。一実施形態では、複数の電力測定値の差は５より小さい。
【００１８】
一実施形態によれば、前記複数の対数値を受信することは、
前記受信無線信号の一連の電力測定値を表す複数のデジタル値を受信することと、
前記複数のデジタル値を、前記複数の対数値を形成する対数領域の表現に変換することとを含む。
【００１９】
このように、受信無線信号の電力表示値を計算する方法は、複数のデジタル値を入力として受信してもよく、平均受信電力を決定する前に、まず、これらのデジタル値を、対数領域の表現に変換してもよい。その後に、複数の対数値は前記複数の対数値に基づいて平均受信電力を決定するプロセスに更に伝達されてもよく、その結果、プロセスは複数の対数値を受け取る。
【００２０】
一実施形態によれば、前記複数のデジタル値のそれぞれはビットベクトルで表され、
前記デジタル値の変換は、１のビット値を有するビットベクトルの最大インデックスを決定することと、前記最大インデックスとテーブル参照によって決定される仮数値との和に基づいて複数のデジタル値の二進対数を計算することとを含み、
前記最大インデックスより小さい所定数のビット値は、前記テーブル参照への入力として使用される。
【００２１】
１のビット値を有するビットベクトルの最大インデックスの決定は、ビットベクトルの値の実際の情報を提供する複数のビットのみが検討されることを保証する。さらに、テーブル参照を実行することによって、変換を迅速に実行することができる。また、所定数のビット値は、テーブル参照への入力として使用される最大ビット数を設定する。このことは、テーブル参照で使用されるテーブルのサイズが所定の数値に依存し、所定の数値を選択することによってテーブルのサイズを調整することができることを意味する。しかしながら、所定数のビット値を小さい値に設定することは、変換の精度が低いことを意味する。
【００２２】
一実施形態によれば、前記所定数のビット値は、３〜６の範囲内にある。この範囲内の所定数のビット値を使用することは、テーブル参照で使用されるテーブルは小さく、変換の精度は依然として許容できることを意味する。
【００２３】
一実施形態によれば、前記二進対数を計算することは、ある小さい定数を前記仮数値へ加算することを含む。所定数のビット値のみが前記変換に使用されるように、デジタル値のビットベクトルは切り捨てられているので、変換は一貫して対数の値を過小評価する。この過小評価は、仮数値に小さい定数を加えることによって、軽減することができる。
【００２４】
一実施形態によれば、前記仮数値のテーブル参照は、所定のビット数によって表された小数を返す。対数の値は、正確に表現されていない可能性がある小数である。むしろ、テーブル参照から返される小数の精度は、小数を表すために使用される所定のビット数を選択することによって制御されてもよい。使用されるビット数は、参照テーブルのサイズにも影響する。従って、所定のビット数が小さい場合には、複数の小数を低い精度で返す小さいサイズのテーブルが提供され、一方で所定のビット数が高い場合には、複数の小数を高精度で返す大きいサイズのテーブルが提供されます。
【００２５】
一実施形態によれば、前記所定のビット数は５〜７の範囲内にある。この範囲内の所定のビット数を使用することは、テーブル参照で使用されるテーブルは小さいが、変換の精度は依然として許容できることを意味する。
【００２６】
一実施形態によれば、再帰的手順は、結果として得られる複数の対数値の数値が２の累乗となるように、二つの対数値を一つの加算した対数値で置き換えるための複数の対数値のペアワイズ加算を含む。対数値Ｌの数値が２の累乗であるときに、複数の残りの対数値の和は、再帰的な方法で解くことができる。再帰的手順で実行された合計演算は、その最高レベルのＬ個の葉（リーフ）を含む高さｌｏｇ２（Ｌ）＋１の全二分木及び完全二分木によって記述することができる。二分木の各枝は、和に対する入力対数値を表し、二分木の各ノードは二つの対数値の和を表す。各ノードへの二つの入力は、ノードの二つの子によって与えられる。
【００２７】
一実施形態によれば、前記複数の対数値は、複数の二乗デジタル値の複数の二進対数を表す。複数のデジタル値の二乗は、デジタル値の符号が常に正であることを保証する。しかしながら、デジタル値を表すのに必要なビット数は、およそ２倍になる。さらに、乗算器又は二乗ブロックは、面積があり、消費電力も大きい。このように、複数の対数値の表現は、複数のデジタル値の二乗を使用することと比べて特に有利である。
【００２８】
一実施形態によれば、前記残余値がゼロに近似されるように制御する前記設定しきい値は、４〜１６の範囲である。残余値はゼロに近似されるので、和の精度が損なわれる。しかしながら、設定しきい値を上回る複数の値に対する残余値は、ゼロに非常に近く、近似は精度にほとんど影響を与えない。さらに、残余値を決定するための参照テーブルの複数の入力は、設定しきい値に依存し、それは、設定しきい値に小さい値を使用することが、参照テーブルのサイズを制限することを意味する。
【００２９】
本発明のこれらの態様及び他の態様を、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる、受信無線信号の電力表示値を計算するための装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる、方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態にかかる、複数の対数値を加算する再帰的手順の概略図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる、複数の対数値を加算するための回路の概略図である。
【図５ａ】本発明の一実施形態にかかる、複数の対数値を加算するための再帰的手順の中間段階の概略図である。
【図５ｂ】本発明の一実施形態にかかる、複数の対数値を加算するための再帰的手順の中間段階の概略図である。
【図５ｃ】本発明の一実施形態にかかる、複数の対数値を加算するための再帰的手順の中間段階の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、添付の複数の図面を参照して以下にさらに十分詳細に説明され、本発明の一般的に好ましい複数の実施形態を示す。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具体化されるものであり、本明細書に記載された複数の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。それどころか、これらの実施形態は、完全性及び網羅性のために提供され、本発明の範囲を当業者に十分に示す。
【００３２】
ここで図１を参照すると、まず、受信無線信号の電力表示値を計算するための装置１００が概略説明される。無線信号は、携帯電話又はマシンツーマシン通信を利用する装置などの、無線通信を利用する任意のユニットによって受信されてもよい。上記のようにユニットの他の複数の実施例が可能であるように実現されるべきであるが、このようなユニットは、以下、携帯電話と称する。
【００３３】
電力表示値を計算するための装置１００は、携帯電話内に実装することができる。平均受信電力は、例えば、受信信号強度の表示値を無線信号送信ユニットに提供するために決定される必要がある。
【００３４】
装置１００は、複数の対数値を受信する受信機１０２を備え、ここで、前記複数の対数値は、受信無線信号の一連の電力測定値を対数領域で表す。
【００３５】
前記受信無線信号の電力測定は、携帯電話によって実行されてもよい。特定の周波数チャネルにおける信号の電力が、決定されてもよい。従って、無線信号は、特定の周波数チャネルを選択するためにフィルタリングされてもよく、フィルタリングはデジタルベースバンドにおいて実現することができる。このことは、電力測定がデジタル領域で実行されることを意味する。
【００３６】
一連の電力測定値を表すデジタル値が、結果として取得されてもよい。これらのデジタル値は、その後、複数の対数値を形成する対数領域の表示に変換されてもよい。変換は、携帯電話の処理ユニットで実行されてもよい。次に、複数の対数値は、受信機１０２に提供されてもよく、受信機は、例えば複数の対数値を受信するための入力を有してもよい。
【００３７】
代替案によれば、受信機１０２は、一連の電力測定値を表す、複数のデジタル値を受信する入力部を備えてもよい。次に、受信機１０２は、前記複数のデジタル値を複数の対数値に変換する変換器を備えてもよい。前記複数の対数値は、その後、電力表示値を計算するために受信機１０２から、更に送信されてもよい。
【００３８】
装置１００は、複数の対数値に基づいて平均受信電力を決定する回路１０４を更に備えてもよい。回路１０４は、二つの対数値のペアワイズ加算のための加算器１０６、及び複数の対数値の複数の中間和を記憶するための複数のメモリレジスタ１０８を備えてもよい。
【００３９】
ここで、平均受信電力の決定方法について詳細に説明し、次に回路１０４の実装について更に説明する。
【００４０】
ここで図２を参照して、一連の電力測定値を表す複数のデジタル値は、長さＬを有する複数のサンプルＭのベクトルとして表されてもよい。複数のサンプルＭのベクトルは、例えば、受信信号の振幅又は包絡線の表現を含む。従って、複数のデジタル値は符号なし表現であってもよい。
【００４１】
ステップ２０２において、まず、複数のデジタル値は二進対数へ変換されてもよい。
【００４２】
一実施形態によれば、変換は、次のように実装される。ベクトルＭのデジタル値Ｍは、幅Ｂのビットベクトルｂを用いて表される。従って、デジタル値は次式に等しい。
【００４３】
【数１】
0006343645.tif 000002
【００４４】
ここで、次式の通りである。
【００４５】
【数２】
0006343645.tif 000003
【００４６】
Ｍの二乗値を二進対数値Ｍｌｂに変換する式は、以下の式で表されてもよい。
【００４７】
【数３】
0006343645.tif 000004
【００４８】
前記二乗と組み合わされた対数演算は、参照テーブルを用いて実施することができる。あるいは、組合せ論理を用いて対数値を決定することができる。
【００４９】
参照テーブルのサイズは制限されてもよく、その結果、参照テーブルの複数の入力２Ｂを使用する必要はない。まず、ビットベクトルｂのビット値が１に等しい最大インデックスＫは、デジタル値Ｍにとって適切である最上位ビットを表す。このように、０に等しい、より大きいインデックスを有するすべてのビットは、無視される。次に、仮数ｍ［ｌ］が決定され、前記仮数は、幅Ｗのビットベクトルであり、すなわち、
【数４】
0006343645.tif 000005
という条件で、
【数５】
0006343645.tif 000006
である。
【００５０】
Ｍの値は次式で近似できる。
【数６】
0006343645.tif 000007
【００５１】
Ｍの近似の精度は、仮数ｍ［ｌ］の幅Ｗを変化させることによって制御することができる。
【００５２】
近似値
【数７】
0006343645.tif 000008
は、次式のように対数領域へ変換してもよい。
【００５３】
【数８】
0006343645.tif 000009
【００５４】
ここで、ｆは、複数の２W個の入力を有するテーブルのテーブル参照によって決定される仮数値である。従って、Ｗの値は、Ｍの近似で使用される所定数のビット値であってもよく、参照テーブルのサイズ、対数値の決定の正確さに影響を与える。
【００５５】
所定数のビット値Ｗは、３〜６の範囲内で設定されてもよい。例えば、所定数のビット値Ｗを５に設定することにより、複数のテストでは、近似によって引き起こされる平均受信電力の決定における誤差は、誤差のない計算と比較して０．２５ｄＢより小さいことが示されている。
【００５６】
Ｋが大きいときに、複数のビット値Ｗのみが仮数値の決定に寄与することが許される場合には、ビットは切り捨てられる。このように、
【数９】
0006343645.tif 000010
の推定は常に過小評価されている。この過小評価の影響は、小さい定数を参照テーブルの複数の入力の複数の仮数値へ加算することによって、軽減することができる。
【００５７】
さらに、参照テーブルの各入力のビットベクトルのサイズは、平均パワーの決定精度と、複数の計算の複雑さとの両方に関連する。
【００５８】
所定数の小数ビット値Ｂｆは、参照テーブルから返される仮数値を表現するのに使用される。このように、到達し得る最大値ｆ（ｍ［ｋ］）は、
【数１０】
0006343645.tif 000011
のとき、２より小さいので、参照テーブルの各入力のビットベクトルの大きさはＢｆ＋１である。
【００５９】
取得し得る最大値
【数１１】
0006343645.tif 000012
は２Ｂであり、
【数１２】
0006343645.tif 000013
を表すのに必要とされるビット数は、次式に等しい。
【００６０】
【数１３】
0006343645.tif 000014
【００６１】
仮数値を表すために使用される所定のビット数Ｂｆ＋１は、参照テーブルのサイズ及び対数値の決定精度に影響する。
【００６２】
所定のビット数Ｂｆ＋１は、５〜７の範囲内に設定することができる。例えば、複数のテストでは、所定のビット数Ｂｆ＋１を６に設定することによって、近似によって引き起こされる平均受信電力の決定における誤差は、誤差のない計算と比較して０．２５ｄＢより小さいことが示されている。
【００６３】
しかしながら、仮数値はほぼ直線的な曲線に従う。このように、参照テーブルを使用する代わりの実装は、仮数値を次式のように表す。
【００６４】
【数１４】
0006343645.tif 000015
【００６５】
ここで、
【数１５】
0006343645.tif 000016
はテーブル参照によって決定される。
【００６６】
変換は、複数の符号なしデジタル値を複数の二乗デジタル値の複数の二進対数値へ変換するものとして上述したが、そのことは、前記変換が、複数の入力符号付きデジタル値として、代わりに受け取ってもよいことを意図している。同様に又はあるいは、変換は別の底に対数値を出力してもよく、又は複数の二乗デジタル値の複数の対数値を提供する必要はない。
【００６７】
ステップ２０４において、複数の対数値は、加算演算に提供されてもよい。
【００６８】
一実施形態によれば、加算演算は以下のように実施される。まず、ＡとＢが二つのデジタル値を表すときに、複数の二乗された値の和は、Ｃ２＝Ａ２＋Ｂ２として定義されてもよい。この和の対応する対数値Ｃｌｂは、上記の複数のデジタル値から対数領域への変換に従って次のように表される。
【数１６】
0006343645.tif 000017
【００６９】
次に、第１及び第２の対数値の和は、演算子
【数１７】
0006343645.tif 000018
によって定義することができ、二つの対数値Ａｌｂ及びＢｌｂの和は次式のように表される。
【００７０】
【数１８】
0006343645.tif 000019
【００７１】
ここで、ｘ＝０のときに、
【数１９】
0006343645.tif 000020
が得られる。演算子
【数２０】
0006343645.tif 000021
は、個々に、相互的及び結合的であり、すなわちそれぞれ次式の通りである。
【００７２】
【数２１】
0006343645.tif 000022
【００７３】
このように、前記第１の対数値と第２の対数値の和は、前記第１及び第２の対数値のうちの最大値を決定し、及び残余値を決定された最大値へ加算することで、計算してもよい。従って、関数Ｃ（ｘ）は残余値を表してもよく、関数への入力値ｘは第１の対数値と第２の対数値との間で異なる。
【００７４】
残余値は、参照テーブルのテーブル参照によって決定することができる。参照テーブルは、Ｃ（ｘ）がｘ＞＞０にわたってほぼゼロである事実を用いてサイズを制限してもよい。このように、前記第１及び第２の対数値の差が設定しきい値よりも大きいときに、残余値は直ちにゼロに近似されてもよい。その後、テーブル参照は、その差が設定しきい値よりも小さい場合にのみ実行すればよい。
【００７５】
設定しきい値Ｔは、参照テーブルのサイズ及び対数値の決定精度に影響を及ぼす。複数の対数値の小数部分が上述された複数のビットＢｆで表されるときに、残余値を決定する参照テーブルは複数の入力ＴＢｆによって実現されてもよく、各入力はサイズＢｆのビットベクトルによって表されてもよい。
【００７６】
設定しきい値Ｔは、４〜１６の範囲内に設定することができる。例えば、複数のテストでは、しきい値Ｔを８に設定することにより、近似によって引き起こされる平均受信電力の決定における誤差は、誤差のない計算と比較して０．２５ｄＢより小さいことが示されている。
【００７７】
しかしながら、残余値のゼロへの近似を用いることによって、演算子
【数２２】
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はもはや結合的ではない。このことは、複数の操作の順序が結果、及び／又は精度に影響することを意味する。複数の対数値は、第１及び第２の対数値の複数の和を含む再帰的手順を用いて加算される。従って、再帰的手順の間に得られた部分和は、いくつかの電力測定値の和を表す。その後、そのような複数の部分和は、すべての対数値の和を最終的に得るために、更なる加算において互いに加算される。再帰的手順の個々の加算それぞれにおける前記第１及び第２の対数値は、実質的に同じ数の電力測定値を表す。このことは、複数のそのような小さい誤差が、複数の対数値の総和における大きい誤差に累積することが許されないことを意味する。
【００７８】
再帰的手順は、再帰的手順に含まれる個々の加算を表す二分木構造で記述することができる。このような二分木は図３に示され、長さＬ＝１１を有する複数のサンプルのベクトルＭ＝｛ｘ０，ｘ１，．．．，ｘＬ｝に対して実行される加算が示される。ツリーの各ノードは、二つの枝を有し、二つの枝の和を表す。複数の値の和は、複数のブラケット及び前記和に含まれる複数の値の範囲で示される。二つの枝によって表される複数の電力測定値は、最大１の差で異なる。このことは、前記複数の値が真に異なる際に和を計算するときのみ発生する、残余値のゼロへの近似、及び二つの対数値によって表される複数の電力測定値が不均衡であることを意味する。
【００７９】
サンプル数が２の累乗でないときに、二分木構造は不完全である。しかしながら、不完全さは複数の葉（リーフ）を含む二分木の最上レベルに適用されるのみであり、一方で、残りは図３に示すように完全二分木である。このように、複数の対数値は、まず２の累乗である複数の値に短縮されてもよい。
【００８０】
複数の対数値の削減は、次の二つの対数値をペアワイズ加算すること、又は対数値をそのまま通すことのいずれかによって達成してもよい。２の累乗であるいくつかの値を得るために必要とされる複数のペアワイズ加算は、
【数２３】
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に等しく、Ｌ＝１１の例において３になり、二分木の複数の枝における複数の対数値が実質的に同じであるように、これらの加算は一連の対数値にわたって分布されてもよい。
【００８１】
その後、複数の残りの対数値の和は、メモリ及び、ハードウェアの、完全二分木によって解決する有効な手段である再帰的手順によって実行されてもよい。
【００８２】
しかしながら、得られた複数の数値を２の累乗にするためのペアワイズ加算は、必ずしも一連の対数値にわたって完全に分布する必要はない。このように、ペアワイズ加算が一連の対数値にわたって分布していることを保証することは必ずしも必要でない。このことは、個々の加算において第１及び第２の対数値によって表される複数の電力測定値が、１より大きく異なることがあってもよいことを意味し得る。
【００８３】
異なる複数の電力測定値を表す第１及び第２の対数値を加算することによって導入される誤差率は、定量化されてもよい。
【００８４】
第１の対数値はＮ個の個々の電力測定値を表し、第２の対数値はＲ個の個々の電力測定値を表し、ここでＲはＮより大きい。従って、第２の対数値で表される複数の測定値はＲ＝αＮのように表してもよく、ここでα＞１である。個々の電力測定値は、独立の、一様分布のランダム変数であることが想定される。二乗した後に、前記変数は平均μと分散σ２を有する。
【００８５】
その後に、残余値がゼロに近似される際に複数の値の差が設定しきい値Ｔを超えているときに、第１及び第２の対数値を加算するときの誤差が導入される。経験則として、誤差が導入される確率は次式に依存してもよい。
【００８６】
【数２４】
0006343645.tif 000025
【００８７】
一実施形態では、再帰的手順は、誤差が導入される確率が実質的に無視できるほどに低く維持されるように準備される。例えば、複数の誤差率を１０−６より小さく抑えたいのであれば、そのとき、次式が得られる。
【００８８】
【数２５】
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【００８９】
このように、再帰的手順を設計するために誤差率が用いられないとしても、上記の式は、再帰的手順において誤差を取り込む危険性があるかどうかをチェックするために用いてもよい。
【００９０】
従って、一実施形態によれば、再帰的手順の個々の加算における第１及び第２の対数値は、第１及び第２の電力測定値を表し、それぞれ、第２の電力測定値は、第１の電力測定値と等しく、又はそれよりも大きく、及び再帰的手順は次式のようになる。
【００９１】
【数２６】
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【００９２】
ここで、μは平均値であり、σ２は電力測定値の複数の二乗値の分散であり、Ｌは第１の電力測定値であり、αは第２の電力測定値を第１の電力測定値に関連付ける係数であり、Ｔは設定しきい値である。
【００９３】
代替案によれば、再帰的手順に含まれる個々の加算は、一連の対数値が連続して受信される間に実行してもよい。このように、図３に示すように加算は実行されるが、個々の加算は個々の加算に含まれる複数の対数値が受信されるとすぐに実行される。
【００９４】
一実施形態において、平均受信電力は以下のように表されてもよい。
【００９５】
【数２７】
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【００９６】
再び、図２を参照して、複数の対数値の加算は電力測定値の和の二進対数表現
【数２８】
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をもたらす。ステップ２０６において、方法は、
【数２９】
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からｌｏｇ２（Ｌ）を減算することを更に含み、平均電力の二進対数値を形成する。次に、ステップ２０８において、対数値は、平均電力の表現をｄＢで表現するように変換するために以下により乗算される。
【００９７】
【数３０】
0006343645.tif 000031
【００９８】
ここで図４を参照して、複数の対数値を加算する上述の方法を実施するための回路１０４を、詳細に説明する。
【００９９】
回路１０４は制御ユニット１１０を備えてもよく、制御ユニット１１０は複数の実行をトリガするために回路１０４の他の部分に信号を供給してもよい。制御部１１０は回路１０４の一部のタイミングを制御するクロック信号を、提供してもよい。あるいは、クロック信号は外部ユニットから供給してもよく、回路１０４の一部に受信されてもよい。
【０１００】
マルチプレクサ１１２は、一連の対数値を受け取ってもよい。マルチプレクサ１１２は、メモリレジスタに値を格納するために、受信した値を加算器１０６及びメモリ１０８に供給する。制御信号を受信すると、メモリ１０８は記憶された値を加算器１０６に出力してもよい。加算器１０６は、マルチプレクサ１１２からの値とメモリ１０８からの値の加算をトリガするために、制御信号を更に受け取ってもよい。加算器は、上述したように対数加算を実行することができる。
【０１０１】
加算器１０６は、特定用途向け集積回路として実装してもよく、残余値を決定する参照テーブルを備える。まず、一実施形態では、加算器１０６はマルチプレクサ１１２から受け取った値から、メモリ１０８から受け取った値を減算する。減算の符号は、値のいずれが最大値であるかの情報を提供する。次に、減算の絶対値は参照テーブルへの入力として使用され残余値を返す。その後に、加算器１０６は残余値を最大値へ加算し、この加算を二つの入力値の和として出力する。
【０１０２】
複数の対数値の和は、加算器１０６からマルチプレクサ１１２に出力されてもよく、その後に、中間和を格納するためにメモリ１０８に送信されてもよい。
【０１０３】
従って、回路１０４は、複数の対数値の和を提供するための再帰的手順を提供することができる。和は、複数の対数値の和に基づいて平均受信電力を決定するために、メモリ１０８から、更なる回路へ又は処理ユニットへ出力されてもよい。
【０１０４】
図５ａ〜ｃを参照して、複数の加算演算について更に説明する。まず、マルチプレクサ１１２は、一連の対数値の第１の値ｘ０を受け取ってもよい。値ｘ０は、メモリレジスタに中間記憶するためにメモリ１０８に渡される。次に、マルチプレクサは第２の値ｘ１を受け取ってもよい。第２の値ｘ１は加算器１０６へ渡され、加算器１０６はメモリ１０８から第１の値ｘ０も受け取る。これらの値は、図５ａに示されるように、加算器１０６によって加算される。和ｘ０−１は加算器１０６によってマルチプレクサ１１２へ出力され、マルチプレクサ１１２はメモリレジスタに中間記憶するために和ｘ０−１をメモリ１０８へ渡す。
【０１０５】
その後に、マルチプレクサ１１２は第３の値ｘ２を受信する。第３の値ｘ２は加算器１０６へ渡され、同様に、加算器１０６はメモリ１０８から和ｘ０−１を受け取る。これらの値は、図５ｂに示すように加算器１０６によって加算される。和ｘ０−２は加算器１０６によってマルチプレクサ１１２へ出力され、マルチプレクサ１１２は、メモリレジスタに中間記憶するために和ｘ０−２をメモリ１０８へ渡す。
【０１０６】
従って、複数の値の加算は、再帰的手順の複数の加算演算を実行するための同様の方法で継続されてもよい。その後、マルチプレクサ１１２は、第４、第５、及び第６の値ｘ３、ｘ４、ｘ５を順次受け取ってもよい。第４及び第５の値は互いに加算されてもよく、その和は中間和として格納してもよく、その後に、第６の値は前記和へ加算されてもよい。その後に、和ｘ３−５は、図５ｃに示すように加算器１０６によって和ｘ０−２へ加算されてもよい。同様に、複数の加算演算及び複数の中間和の格納は、すべての対数値が図３に示すように加算されるまで継続してもよい。
【０１０７】
上記において本発明は、主に限られた複数の実施形態を参照して説明された。しかしながら、当業者に容易に理解されるように、上述したもの以外の他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に規定されるように、本発明の範囲で同様に利用可能である。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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