(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局でチャネルの信号強度を評価する方法において、
スペクトル拡散信号を受信する段階と、
第１サンプリングレートに従って受信スペクトル拡散信号を第１サンプル・ストリームに変換する段階と、
第１サンプル・ストリームに基づいてダウンサンプリングを行う位相（ダウン・サンプリング・フェーズ）を選択する段階と、
前記選択したダウンサンプリングを行う位相（ダウン・サンプリング・フェーズ）において、第１サンプリングレートより低い第２サンプリングレートに従って第１サンプル・ストリームをダウンサンプリングして第２サンプル・ストリームに変換する段階と、
第１及び第２サンプル・ストリームを基にチャネルの信号強度を計測する段階と、
を含み、
前記位相を選択する段階では、第１サンプル・ストリームのサンプルのうちチップ波形のピーク値をとるサンプルが第２サンプル・ストリームのサンプルの１つとなるようにダウンサンプリングを行う位相（最適ダウン・サンプリング・フェーズ）を選択する、
移動局でチャネルの信号強度を評価する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、計測する段階は、
スライディング相関器を使用して第１サンプル・ストリームのサーチ窓を発生する段階と、
サーチ窓を使用して第２サンプル・ストリームの信号強度を計測する段階と、
を含む方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、発生する段階は、
チャネルの信号の任意局所部分をスライディング相関器の遅延部分へ供給する段階と、
受信信号の部分をスライディング相関器の乗算部分へ供給する段階と、
この部分を互いに順次乗算して相関値のシークエンスを得る段階と、
を含む方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法において、発生する段階はさらに、
パイロット信号に対して以前発生されたサーチ窓を使用してサーチ窓を平均する段階と、
以前に発生されたサンプルを使用して平滑係数によりサーチ窓の発生サンプルを平滑化する段階と、
を含む方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、平滑係数は約０．９６である方法。
【請求項６】
請求項４記載の方法において、平滑係数は約０．９９である方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、選択する段階は、
パイロット信号を追跡しているトラッキング装置から、第１サンプル・ストリームのサンプルのうちチップ波形のピーク値をとるサンプルが第２サンプル・ストリームのサンプルの１つとなるようにダウンサンプリングを行う位相（最適ダウン・サンプリング・フェーズ）を抽出する段階と、
を含む方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、第１サンプル・ストリームを変換する段階は、
チップ当り２個のサンプルのレートで第１サンプル・ストリームをサンプルする段階と、
を含む方法。
【請求項９】
スペクトル拡散通信システムの移動局でＣＤＭＡチャネル信号強度を評価する装置において、
信号（１１０）を受信する受信器と、
第１サンプリングレートに従って受信信号（１１０）を第１サンプル・ストリーム（３１２）に変換する第１サンプリング装置（３０２）と、
第１サンプリングレートでサンプリングされた第１サンプル・ストリームに基づいてダウンサンプリングを行う位相（ダウン・サンプリング・フェーズ）を選択する指部位置制御器（３４０）と、
前記選択したダウンサンプリングを行う位相（ダウン・サンプリング・フェーズ）において、第１サンプリングレートより低い第２サンプリングレートに従って第１サンプル・ストリーム（３１２）をダウンサンプリングして第２サンプル・ストリーム（３１８）に変換する第２サンプリング装置（３０６）と、
第１及び第２サンプル・ストリームを基にチャネルの信号強度を計測する強度回路（３０８）と、
を含み、
前記指部位置制御器（３４０）は、第１サンプル・ストリームのサンプルのうちチップ波形のピーク値をとるサンプルが第２サンプル・ストリームのサンプルの１つとなるようにダウンサンプリングを行う位相（最適ダウン・サンプリング・フェーズ）を選択する、
拡散スペクトル通信システムの異動局でＣＤＭＡチャネル信号強度を評価する装置。
【請求項１０】
請求項９記載の装置において、強度回路は、
第１サンプル・ストリームのサーチ窓を発生するスライディング相関器（５００）と、
サーチ窓を使用して第２サンプル・ストリームの信号強度を計測する計測器と、
を含む装置。
【請求項１１】
移動局でＣＤＭＡチャネル信号強度を評価する方法において、
ＣＤＭＡ信号を受信する段階と、
第１サンプリングレートに従って受信信号を第１サンプル・ストリームに変換する段階と、
第１サンプリングレートでサンプリングされた第１サンプル・ストリームに基づいてダウンサンプリングを行う位相を選択する段階であって、前記位相は、第１サンプル・ストリームのサンプルのうちチップ波形のピーク値をとるサンプルが第２サンプル・ストリームのサンプルの１つとなるように選択される位相（最適ダウン・サンプリング・フェーズ）である、段階と、
前記選択したダウンサンプリングを行う位相（最適ダウン・サンプリング・フェーズ）において、第１サンプリングレートより低い第２サンプリングレートに従って第１サンプル・ストリームをダウンサンプリングして第２サンプル・ストリームに変換する段階と、
スライディング相関器を使用して第１サンプル・ストリームのサーチ窓を発生する段階と、
サーチ窓を使用して第２サンプル・ストリームの信号強度を計測する段階と、
を含む方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、発生する段階は、
パイロット信号の任意局所部分をスライディング相関器の遅延部分へ供給する段階と、
受信信号をスライディング相関器の乗算部分へ供給する段階と、
各部分を互いに順次に乗算して相関値のシークエンスを得る段階と、
を含む方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法において、
相関値の中で最初に検出した相関ピークにサーチ窓の中心を置く段階と、
をさらに含む方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の方法において、発生する段階は、
ＣＤＭＡチャネル信号に対して以前に発生されたサーチ窓を使用してサーチ窓を平均する段階と、
平滑係数によりサーチ窓の発生されたサンプルを平滑する段階と、
をさらに含む方法。
【請求項１５】
請求項１１記載の方法において、選択する段階は、
ＣＤＭＡチャネルを追跡しているトラッキング装置から、第１サンプル・ストリームのサンプルのうちチップ波形のピーク値をとるサンプルが第２サンプル・ストリームのサンプルの１つとなるようにダウンサンプリングを行う位相（最適ダウン・サンプリング・フェーズ）を抽出する段階と、
をさらに含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の技術分野）
本発明はスペクトル拡散変調を使用したセルラ通信システムにおける電気通信データの送信に関係し、特にセルラ通信システムのコード分割多元アクセス・チャネルでパイロット信号強度を計測しかつマルチパス遅延を発見する方法と装置に関係する。
【０００２】
（関連技術の説明）
拡散スペクトル通信技術は第２次世界大戦の日々から軍用通信で主に２つの目的、ある周波数での強力な意図的干渉の効果を克服することと不正なアクセスから信号を保護すること、に使用されてきた。これらの両方の目的は、信号スペクトルを「拡散して」背景雑音から事実上区別できなくすることにより達成可能であり、これからスペクトル拡散変調の用語が来ている。
【０００３】
コード分割多元アクセス、すなわちＣＤＭＡはディジタル・セルラスペクトル拡散多元アクセス方法である。既知のＣＤＭＡシステムでは、多数の基地局がサービス区域内に標準的に配置される。各基地局は１つ以上のＣＤＭＡチャネルを使用して同一サービス区域内に位置する１台以上の移動局と通信する。基地対移動局通信方向は順方向リンク又はダウンリンクと呼ばれ、移動対基地局方向は逆方向リンク又はアップリンクと呼ばれる。
【０００４】
ＣＤＭＡシステムでは、送信されるべき情報データ・ストリームは、「署名シーケンス」と呼ばれるより高データレートのデータ・シーケンスにより変調される。署名シーケンスの各要素は１つの２進論理シンボル（「０」又は「１」）を標準的に表す。署名シーケンスは通常Ｎビットを含み、ここでＮビットの各々が「チップ」として記される。このような署名シーケンスを発生する１つの方法は、擬似乱数信号の周期的２進数シーケンスを使用して、「チップ持続時間」とも呼ばれている、周期Ｔcの周期的インパルス・ストリームを変調することによる。擬似乱数信号のシーケンスは、ランダムに見えるがオーソライズされた受信器により再現可能であるために、擬似雑音（ＰＮ）シーケンスとも呼ばれている。
【０００５】
情報データ・ストリームと高ビットレート署名シーケンスは、最初に２進論理信号（「０」又は「１」）を実際の値（「＋１」又は「−１」）にマップし、２つのビット・ストリームを互いに乗算することにより組合される。高ビットレート署名シーケンスとの低ビットレート情報データ・ストリームの組合せは雑音状の広帯域信号を作成する。この技術は情報データ・ストリームの「コード化（符号化）」又は「拡散」と呼ばれ当該技術で公知である。
【０００６】
従来のセルラ通信システムでは、スペクトル再使用によるチャネル間の共チャネル干渉（co-channel interference）が高システム容量を達成する際の主要な限定要因の１つである。ＣＤＭＡ技術の最も特記すべき特徴の１つは汎用的な周波数再使用であり、これはＣＤＭＡシステム内の全てのユーザーが共通の周波数スペクトル割当てを占有することを意味する。これは、異なるチャネルに異なるコードを割当てることにより達成される。ダウンリンクでは、各基地局はパイロット・コード、パイロット・チャネル又は「パイロット」と表されるユニークな変調なしの拡散コードを送信する。パイロットは一般に、各々がチップ持続時間Ｔcを有するチップのシーケンスから構成される。各パイロットは共通の複素（コンプレクス）シーケンスの異なるシフトである。従って、順方向リンクでは、各基地局はユニークな、変調なしのパイロット・チャネルを送信し、さらに同期チャネル、ページング・チャネル、及びトラヒック・チャネルを送信してもよい。「ＣＤＭＡチャネル組」という用語は基地局により送信されるチャネルの組を指す。
【０００７】
ＣＤＭＡシステムの各移動局はパイロット・コードを探索して基地局信号の存在を検出し、その強度を計測する。本開示の都合上、移動局に割当てた１つ以上のトラヒック・チャネルを含む順方向ＣＤＭＡチャネル組は「能動チャネル」と呼ばれ、前記能動チャネルのパイロット信号は「能動（アクティブ）パイロット」と呼ばれる。逆に、移動局に割当てたトラヒック・チャネルを含まないＣＤＭＡチャネル組は「非能動チャネル」と呼ばれ、前記非能動チャネルのパイロット信号は「非能動（ノン・アクティブ）パイロット」と呼ばれる。非能動チャネル上では基地局から移動局へトラヒック情報は送信されないため、これらのチャネルを復調する必要はない。従って、移動局は能動ＣＤＭＡチャネル組のみを復調可能でなければならない。
【０００８】
全ての既知の無線多元アクセス・システム、特に地域環境に共通な劣化の公知の原因は、「マルチパス・フェージィング」として知られている。マルチパス環境下では、通常受信器に到達する前に１つ以上の物体から反射する信号の結果として、送信信号は送信器から受信器へいくつかの伝播路（パス）を追随する。送信信号の各種伝播路は不等長であるため、送信信号のいくつかのコピーが変動する時間遅延で受信器に到着する。マルチパス・フェージィング・チャネルでは、送信信号の異なる伝播路間の位相干渉が激しいフェージィングを発生し、信号の抜け又は消去を生じる。
【０００９】
ＣＤＭＡシステムの移動局は、能動チャネルを復調し上述したようなマルチパス遅延を補償する受信器を標準的に備える。受信器は全てのマルチパス貢献を共に「かき集める（rake）」ため、一般的にＲＡＫＥ受信器と記される。ＲＡＫＥ受信器は多数の処理装置又はＲＡＫＥ指部から構成される。マルチパス・フェージィング・チャネルを復調する時、ＲＡＫＥ受信器の各指部はチャネルの多様な伝播路の１つに同期されなければならない。Ｌ個の指部を含むＲＡＫＥ受信器は、送信信号の、最大、Ｌ個のコピーを検出可能であり、これらは時間遅延を補正されコヒーレントに加算される（位相を合わされスケールを合わされる）。生成信号は従って送信信号のすべての時間遅延コピーの集合である。
【００１０】
上述したように、マルチパス伝播のため送信信号は移動局に異なる時間に到着し、従って受信器で送信信号の多数の時間遅延コピーを発生する。信号の各種伝播路をＲＡＫＥ受信器の対応する指部と同期させるためには、送信信号の受信コピーの相対時間遅延を決定しなければならない。不幸なことに、時間遅延の数と大きさは移動局の移動、すなわち移動中のユーザーの送信基地局に対する変動距離と速度により変化する。また、移動局の移動は新たなチャネル路を出現させ、旧チャネル路を消滅させる。従って、新たな、強力なチャネル路を探索するためには、移動局は能動チャネルの全ての伝播路に沿って受信した信号を連続的に監視しなければならない。この監視を有効に実施するため、マルチパス時間遅延を高速かつ正確な方法で実質的に連続的に計測又は評価しなければならない。
【００１１】
ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５「２重モード広帯域スペクトル拡散セルラ・システム用移動局−基地局適合基準」の基準、ＡＮＳＩ  Ｊ−ＳＴＤ−００８「１．８から２．０ＧＨｚコード分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）個人通信システム用個人局−基地局適合性要件」の基準、又はその他の同様な基準に適合するセルラシステムでは、第２基地局が移動局により強力な信号を与える場合、「ハンドオフ」として知られる処理により、移動局は第１基地局から第２基地局へ接続を切り替え可能でなければならない。基準の文書に記載されているように、ハンドオフは「ハード」ハンドオフ又は「ソフト」ハンドオフのどちらかを介して実施される。
【００１２】
ハード又は従来のハンドオフでは、異なる基地局への接続は異なる周波数を使用し、これは新たな基地局への接続が設定される前に旧基地局への接続が破断されることを意味する。しかしながら、ＣＤＭＡシステムでの汎用周波数再使用のため、ソフト・ハンドオフとして知られている処理、旧基地局から離れる前に新たな基地局への接続を設定可能である。上記の基準によると、ハード又はソフトのどちらでも、ハンドオフが必要かどうか決定するため移動局は全ての受信パイロットの信号強度を連続的に計測しなければならない。
【００１３】
上述した２つの機能の両方、すなわち時間遅延評価を使用した能動チャネルのより強力なパスの探索と受信チャネルのパイロット信号強度の連続計測は、一般的に「サーチャ（searcher）」と記される移動局の回路により標準的に実行される。サーチャは各受信パイロット信号に、サーチ窓とも呼ばれる相関の窓を指定する。サーチ窓は、対応するチャネルの使用可能なマルチパス成分を見出す確率が高い連続するチップの所定数から構成される。特定のパイロットに対してサーチ窓を指定するには、その特定のパイロットの局所的に発生したレプリカ複製（ローカル・パイロット）を受信パイロットとの相関に使用する。サーチ窓はパイロットの最初に到着した使用可能なマルチパス成分（相関ピーク）付近を中心としており、これは受信パイロットが局所発生パイロットと整合した時に発生する。サーチ窓はさらに中心の両側にＷ個のチップのサーチ範囲を用いており、ここでＷは上述した基準ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５又はＡＮＳＩ  Ｊ−ＳＴＤ−００８のどちらかに規定されている所定数である。
【００１４】
上述した相関を実施する従来の技術は「積分及び減衰（インテグレート及びダンプ）」相関器を使用することであり、これは与えられた時間期間の間受信信号を積分し次いでこれをリセットする。各サーチ窓の相関ピークが検出され、この結果を使用して対応するパイロットのパイロット強度を計算する。また、復調すべき能動チャネルの評価マルチパス遅延が相関結果を基にして計算される。これらの評価マルチパス遅延を使用して前述したようにＲＡＫＥ受信器の各指部を能動チャネルの伝播路の１つと同期させる。
【００１５】
先行サーチャ技術は各サーチ窓の各別々のマルチパス遅延に対して積分及び減衰を標準的に使用している。このような方法は、サーチプロセスを相対的に遅くする計算集約型である。従って、サーチ結果の精度を改善するために使用可能な貴重な時間を浪費している。
【００１６】
従って、全ての受信ＣＤＭＡチャネルに対してパイロット信号強度を連続的に計測しつつ、能動ＣＤＭＡチャネルの更に強力な路（パス）を検索する改良された方法と装置の必要性が当該技術で存在する。本発明は新規の技術を使用してシステムの各パイロットにサーチ窓を発生し処理し、より高速でより正確な計測を可能とする。
【００１７】
（発明の要約）
本発明は、スペクトル拡散通信システムの基地局で受信したＣＤＭＡチャネルの信号強度を評価する方法と装置により、以上及びその他の問題を克服する。移動局の受信器は評価するチャネルのパイロット信号を受信する。パイロット信号は第１サンプリング装置で第１サンプリングレートを有する第１サンプル・ストリームに変換される。ついで第１サンプル・ストリームは第２サンプリング装置で第１サンプリングレートとは異なる第２サンプリングレートを有する第２サンプル・ストリームに変換される。チャネルの信号強度は第１及び第２サンプル・ストリームを基に計測される。
【００１８】
チャネルの信号強度を計測するプロセスは、スライディング相関器を持って、一連の相関値を得るためにパイロット信号の局所部分をパイロット信号の第２部分に乗算し、相関値の内の最初に検出した相関ピーク付近にサーチ窓の中心を置くことにより、第１サンプル・ストリームのサーチ窓を発生する段階を含む。第２サンプル・ストリームの信号強度はサーチ窓を使用して計測される。発生されたサーチ窓は、パイロット信号に対して前に発生されたサーチ窓を使用して平均されてもよく、またパイロット信号に対して前に発生されたサンプルを使用して平滑係数によりサーチ窓の発生されたサンプルを改善しても良い。
【００１９】
（望ましい実施例の詳細な説明）
ここで図面、特に図１を参照すると、従来のＣＤＭＡ受信器１００の簡略化したブロック線図が図示されている。パイロット信号１０８はアンテナ１０２により受信され、「実数」又は位相合わせ同相（インフェーズ）成分と「虚数」又はクオドラーチャ位相成分を含む複素ベースバンド信号１１０にＲＦ部分１０４で変換される。ＩＳ−９５基準によると、ＣＤＭＡシステムの全てのパイロット信号は、Ｓｉｎｃ（ｙ）＝（sin  ｙ）／ｙとして定義されるＳｉｎｃ関数に近似的に追随するチップ波形を有しなければならない。特に、チップ波形は近似的にＳｉｎｃ（πｔ／Ｔc）である。従って、複素ベースバンド信号１１０のチップ波形もＳｉｎｃ関数を近似的に追随する。複素ベースバンド信号１１０は以下で説明するさらなる処理のためにベースバンド・プロセッサ１０６に送られる。
【００２０】
図２は図１のベースバンド・プロセッサ１０６の内部構成を図示する。受信信号１１０は復調装置２５０によりコード化され、これはソフト・ビット値２６０とパイロット強度計測２６１を発生する。ソフト・バルブ２６０はさらにデコーダ２７０で処理され、これは順方向誤り訂正デコードと誤り検出を実行して処理ビット２８０を発生する。または、復調装置２５０はソフト・ビット２６０とパイロット強度計測２６１ではなくハード・ビットのみを発生してもよい。
【００２１】
本発明は図２の復調装置２５０と関係する。本発明による復調装置２５０は図３に図示されている。複素ベースバンド信号１１０は、指定レートでベースバンド信号をサンプルしてサンプル・ストリーム３１２を発生するサンプラ３０２に送られる。ベースバンド信号１１０は、例えばチップ当り８回サンプル可能である。サンプル・ストリーム３１２は、データ検出用のＲＡＫＥ受信器３０４と共に、遅延トラッカ３１０とダウン・サンプラ３０６に与えられる。ダウン・サンプラ３０６は１０分の１化した（decimated）サンプルをサーチャ３０８へ与える。サーチャ３０８は受信信号の信号強度計測を実行する。また、サーチャ３０８は、遅延トラッカ３１０が実行するように、計測を指部位置制御器（finger location controller）３４０へ与える。指部位置制御器３４０は復調すべき能動チャネルのマルチパス遅延を評価する。マルチパス遅延評価３１６は指部位置制御器３４０により遅延トラッカ３１０とＲＡＫＥ受信器３０４へ送られる。ＲＡＫＥ受信器３０４は調節された遅延評価３１６を使用して対応する指部の各々へサンプル・ストリーム３１２のサンプルを最適に割当てる。
【００２２】
図３の遅延トラッカ３１０はまた遅延評価３１６を監視して、「トラッキング」として一般的に知られているプロセスである、送信器に対する距離と速度の変動を調節する。指部位置制御器３４０へ遅延計測３２１を送った後、遅延トラッカ３１０は遅延をトラックし続ける。遅延トラッカ３１０による遅延評価を改良しトラックする方法は、ダブリュー・シーンとジー・スタバによる１９９５年12月のＩＥＥＥ通信学会誌、第４３巻、第１２号の「周波数選択フェージィング・チャネルへの直接シーケンススペクトル拡散・システムの新たなトラッキング・ループ」という題名の論文に記載され、この開示は引用により本明細書に含まれる。
【００２３】
本発明の１つのアスペクト（態様）によると、図１の複素ベースバンド信号１１０は、図３のダウン・サンプラ３０６を使用して、チップ当り１回ではなく２回サンプルされる。ダウン・サンプラ３０６はサンプラ３０２のサンプリングレートより低いレートでサンプル・信号３１２をサンプルし、サーチャ３０８へ送られる１０分の１化サンプル信号３１８を生成する。このプロセスは一般的に「ダウン・サンプリング」と呼ばれる。当業者には容易に認められるように、サンプル信号３１２のダウン・サンプリングはサーチャ３０８のハードウェア複雑度の減少を有利に生じさせる。
【００２４】
しかしながら、サンプルされたパイロット信号の信号強度を計測する時、サンプルの１つがチップ波形のピーク、すなわちＳｉｎｃ関数のピークに位置している場合有利である。説明の都合上、サンプル信号３１２はチップ当り８個のサンプルのサンプルレートを有し、１０分の１化サンプル信号３１８はチップ当り２個のサンプルのサンプルレートを有する。チップ当り８個のサンプルのサンプリングレートにより、８個のサンプルの内の１つがチップ波形のピークに又はその近くに位置している高確率を想定してもよい。しかしながら、上述したように、チップ当り８サンプルからチップ当り２サンプルへダウン・サンプリングすると、２サンプルの内の１つがチップ波形のピークに位置する確率は劇的に減少される。従って、１０分の１化サンプル信号３１８のチップ当り２サンプルは、２サンプルの内の１つが対応するパイロットのチップ波形のピークとなりやすいように選択されなければならない。この型式のダウン・サンプリングは「最適ダウン・サンプリング」と呼ばれる。さらに、ダウン・サンプルされるべき第１サンプルの位置はダウン・サンプリング・フェーズと呼ばれる。
【００２５】
本発明の１つのアスペクトによると、ダウン・サンプリング・フェーズを選択する方法が能動パイロットと非能動パイロットの両方に関して以下に説明される。従来の部品と回路の構造、制御及び配置は、大部分、本発明と関係する特定詳細のみを図示する、容易に理解可能なブロック表示及び概略図による図面に図示されている。これらのブロック表示と概略図は、本明細書の説明の恩恵を受ける当業者には容易に明らかとなる構造詳細により開示を不明瞭にしないために使用される。
【００２６】
図３に戻ると、複素ベースバンド信号１１０はサンプラ３０２に送られ、これは指定レートでベースバンド信号１１０をサンプルする。説明の都合上、ベースバンド信号１１０はチップ当り８サンプルのレートでサンプルされるものと仮定する。サンプル・ストリーム３１２は本発明に従ってＲＡＫＥ受信器３０４、遅延トラッカ３１０及びダウン・サンプラ３０６に与えられる。ダウン・サンプラ３０６に送りこまれるチップ当り８サンプルの群中の各サンプルは
0004425467.tif 000002
と記され、ここでｉはチップ番号でｊは１から８の値を有するチップ内のサンプル番号である。サンプル信号３１２のサンプルは以下の順序でダウン・サンプラ３０６により受信される：
【数１】
0004425467.tif 000003
ここでサンプル
0004425467.tif 000004
はサンプル信号３１２のチップｉの波形のピークで取られたものと仮定する。チップ当り８サンプルのサンプル信号３１２をチップ当り２サンプルの１０分の１化サンプル信号３１８にダウン・サンプリングする時、１０分の１化サンプル信号３１８はサンプル信号３１２の４つ毎のサンプルを含む。従って、上述のようにサンプル信号３１２をダウン・サンプルした後、１０分の１化サンプル信号３１８は各チップに対して２サンプル
0004425467.tif 000005
から構成され、ここでｊはダウン・サンプリング・フェーズ又は位置を記す。
【００２７】
本発明の一つのアスペクトによると、複素ベースバンド信号１１０は能動ＣＤＭＡチャネルと関係する。相関技術を使用して受信信号のパイロット強度を計測することに加えて、サーチャ３０８は、相関結果を基に、１０分の１化サンプル信号３１８の評価マルチパス遅延を計算する。サーチャ３０８は指部位置制御器３４０に１０分の１化サンプル信号３１８のマルチパス遅延評価３１４を与える。指部位置制御器３４０は、最大、数Ｌの遅延評価３１６を保持し、ここで数字ＬはＲＡＫＥ受信器３０４の指部の数である。説明の都合上、遅延トラッカ３１０はＬ個の能動チャネルを追跡するものと仮定する。ダウン・サンプラ３０６はサンプル信号３１２をチップ当り２回ダウン・サンプルするため、遅延評価３１４の精度はチップ持続時間の半分、又はＴc／２内に制限される。遅延トラッカ３１０は、ダブリュー・シーンとジー・スタバによる１９９５年１２月のＩＥＥＥ通信学会誌、第４３巻、第１２号の「周波数選択フェージィング・チャネルへの直接シーケンススペクトル拡散・システムの新たなトラッキング・ループ」に記載されるような既知の数学的方法を用いて遅延評価の精度を改善し、新たなより精度のある遅延評価３２１を指部位置制御器３９０へ送る。本発明の１つのアスペクトによると、指部位置制御器３４０はダウン・サンプラ制御器３６０に遅延トラッカ３１０により追跡されている最強のチャネル路のダウン・サンプリング・フェーズも与える。本発明の他のアスペクトによると、指部位置制御器３４０はダウン・サンプラ制御器３６０に遅延トラッカ３１０により追跡されている第１チャネル路のダウン・サンプリング・フェーズを与える。従って、本発明によると、サーチャ３０８は指部位置制御器３４０に能動チャネルのチャネル遅延の増大精度評価を与える。
【００２８】
図４に図示するように、本発明の他のアスペクトによると、複素ベースバンド信号１１０は非能動ＣＤＭＡチャネルと関係する。トラヒック情報は非能動チャネル上で送信されないため、ベースバンド信号１１０を復調する必要はない。従って、非能動チャネルに対してはサーチャ３０８によりマルチパス遅延評価は実行されない。図４に図示するように、非能動ＣＤＭＡチャネルと関係する複素ベースバンド信号１１０は、上述したようにサンプラ３０２によりサンプルされ、ダウン・サンプラ３０６によりダウン・サンプルされる。図３により図示されるような能動パイロットの最適ダウン・サンプリング・フェーズを探索する方法は遅延トラッカ３１０を含むため、この方法は非能動パイロットには適用不能である。従って、最適ダウン・サンプリング・フェーズは非能動ＣＤＭＡチャネルのパイロットには知られていない。サーチャ３０８を非能動パイロットの任意サンプリング位置に使用した場合、非能動パイロットの信号強度の計測時に未知のエラーを生じる。
【００２９】
本発明の１つのアスペクトによりエラーを減少するため、非能動チャネルを計測する時はダウン・サンプリング・フェーズを多数の相続くサンプルに対して順次に変更する。非能動チャネルの特定のパイロットを最初に受信する時、ダウン・サンプラ３０６はサンプル
0004425467.tif 000006
で受信サンプル・ストリーム３１２をダウン・サンプルし、ここで前述したようにｉはチップ番号でｊは任意のサンプル番号である。図解の都合上、ダウン・サンプリング・フェーズは４連続サンプルに対して連続的に変更される。同一パイロットの以後のサーチ窓で、ダウン・サンプリング・フェーズはｊ＋１、ｊ＋２、ｊ＋３、ｊ、ｊ＋１、ｊ＋２、等に順次に変更される。
以後のサーチ窓に各種のダウン・サンプリング・フェーズを使用し、特定のパイロットの信号強度を計測する時、生成するエラーは全ての可能なダウン・サンプリング・フェーズによる全てのエラーの平均である。チップ当り８から２サンプルにダウン・サンプリングすることにより、４個の可能なダウン・サンプリング・フェーズがある。Ｓｉｎｃチップ波形に対しては、既知の数学的方法を使用して、平均エラーは以下の公式を使用して計算可能である：
【数２】
0004425467.tif 000007
これは−０．３４ｄＢを生じる。従って、本発明による順次的ダウン・サンプリングによると、平均エラーは既知の係数となり、この場合０．３４ｄＢであるオフセット値は、非能動パイロットの生成信号強度に加算可能である。これは非能動チャネルの非最適ダウン・サンプリングによる未知のエラーの問題を避け得る。以下でより詳細に説明するように、図４のオフセット・エラー補償ブロック４０２でパイロット信号強度にオフセット値が加算される。
【００３０】
一度最適ダウン・サンプリング・フェーズが選択されると、サーチ窓を各特定のパイロットに対して指定しなければならない。これは、受信パイロットとの相関用に特定のパイロットの複製を局所的に発生することにより達成される。本発明の１つのアスペクトによると、スライディング相関器が相関を実行するために使用される。図５は図３のブロック３０８に配置される従来の複素スライディング相関器５００のブロック線図を図示する。スライディング相関器５００は１０分の１化サンプル信号３１８の実数成分及び虚数成分を相関する相関装置５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０２ｄと、２個の加算器５１０を有する。対応する２乗装置５０４ａと５０４ｂは相関装置５０２ａと５０２ｄ及び相関装置５０２ｂと５０２ｃの各加算出力を２乗する。
【００３１】
各相関装置５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０２ｄは遅延タップ５０６、乗算タップ５０８及び加算器５１２を含む。１０分の１化信号３１８は遅延タップ５０６に与えられる。一連の遅延タップ５０６は先入れ先出し（ＦＩＦＯ）レジスタ又はキュー（queue）として有効に機能する。チップ当り２サンプルあるため、サンプル値はチップレートの２倍で１つの遅延タップから次ぎの遅延タップへ移動する。遅延タップ５０６に存在するサンプル値は夫れ夫れの乗算タップ５０８に与えられ、ここでこれらはパイロット・コードの特定の部分のサンプルに対応するタップ係数により乗算される。パイロット・コードの特定の部分の各々は局所部分（ローカルセクション）として記される。たとえば、図５に示した乗算タップ５０８の数は１２８で、ＣiからＣi+127と記され、これは組合されて１つの局所部分を構成する。複雑度を減少するため、共願の米国一連番号第０８／８２９、２０４号、代理人文書番号第２７５７５−０８７号「直接シーケンススペクトル拡散システムのフレキシブルスライディング相関器」に記載されるフレキシブルスライディング相関器を使用することが望ましい。
【００３２】
本発明の１つのアスペクトによると、サーチャ３０８は受信パイロット・コードの任意の局所部分を順次にロード可能であるスライディング相関器を含む。スライディング相関器の目的はシステム中の任意のパイロットとの相関を実行することである。また、必要なら、システム中のどのパイロットにも対応しない、ランダムに選択されたチップの部分をスライディング相関器にロードして、全体受信スペクトル密度Ｉ0を計測可能である。図６はサーチャ３０８の機能を詳細に記載するフローチャート６００である。
【００３３】
図解の都合上、ＣＤＭＡシステムの各移動局は計測すべきパイロットのリストを有するものと仮定できる。計測すべきパイロットは特定の移動局に対して計測すべき全てのパイロットのリスト上のパイロット番号ｎであり、かつサーチ窓寸法はＷ個のチップであるものとも仮定する。図６に図示するように、パイロット番号ｎの局所部分は段階６０２で発生されメモリに記憶される。段階６０４で、パイロットの局所部分はスライディング相関器の乗算タップへ送られる。パイロット番号ｎを相関しようとする前に少なくともＷＴc／２秒間局所部分をスライディング相関器にロードすることが望ましい。
【００３４】
特定のパイロットのサーチ窓を発生するため、段階６０６で受信信号をスライディング相関器の遅延タップへロードする。サンプルは常に定常的にロードされても良いし、又は電力を節約するためローディングをオンオフしてもよい。スライディング相関器の出力で、段階６０８で（２＊Ｗ＋１）出力サンプルが収集されメモリに記憶される。出力サンプルはｕn（ｍ）と記され、ここでｎは上述したようなパイロット番号でｍはサーチ窓のピーク相関からの固有の遅延に対応し、範囲―ＷからＷまでの内の値を有する。当業者には明らかなように、ｕn（ｍ）は従ってピーク相関からｍサンプル（ｍ／２チップ）の遅延を有するパイロット番号ｎによるスライディング相関器出力である。ｍ＝０の遅延は、受信サンプルがスライディング相関器の局所部分と整合していることを表示する。
【００３５】
相関出力を基に、段階６１０で特定のパイロットのサーチ窓を発生しメモリに記憶する。第１パイロットの局所部分を使用して第１パイロットと相関した後、第２パイロットの局所部分を第２パイロットとの相関用にスライディング相関器にロードする。相関器にロードされて全体受信スペクトル密度Ｉ0計測の窓を発生するよう、ランダムに選択されたチップのシーケンスを含む、ランダム部分により局所部分を置換えてもよい。各パイロットのサーチ窓と、Ｉ0計測の窓は以下で説明するように処理される。
【００３６】
単一パイロットのサーチ窓に対応する出力サンプルは段階６１２で同一パイロットの以前のサーチ窓と平均化される。処理は図６の段階６０２に戻り、ここで次ぎのパイロットに対応する新たな局所部分が相関器にロードされる。同じパイロットのサーチ窓の発生と平均化は任意回数実行してもよい。説明の都合上、特定のパイロットのこの過程はＶ回実行され、この例ではＶ＝２である（図７）。
【００３７】
それ以後、新たな、第２パイロットの局所部分がスライディング相関器の乗算タップにロードされる。新たな局所部分は計測すべき第２パイロットに対応する。この過程はＶ回繰返されてもよい。段階６１２で第２パイロットのサーチ窓に対応するスライディング相関器からの出力サンプルも収集され、平均化され、記憶される。リスト上の全てのパイロットが計測され、対応するサーチ窓が発生記憶されるまでこの過程は続行する。ランダムな局所部分もロードされスライディング相関器サンプルも平均化される。このサイクルが連続的に繰返される、すなわち第１パイロット窓が再び計測され、以下同様である。
【００３８】
段階６１４で、同一の遅延評価を有するパイロット番号ｎに対応するスライディング相関器からの出力サンプルは平滑係数ｐにより連続的に平滑化される。従って、同一パイロットの新たな平均化サーチ窓を計測する時は常に、「旧」サンプルは以下の公式を使用して「新」サンプルと平滑化される：
【数３】
0004425467.tif 000008
ここで前述したように、
0004425467.tif 000009
はｍ個のサンプル（ｍ／２チップ）の遅延を有するパイロット番号ｎの「旧」出力サンプルであり、
0004425467.tif 000010
は対応する「新」サンプルでｐは平滑係数である。この平滑化はランダム局所部分から生じる窓にも適用される。従って、何時でも、各パイロットのスライディング相関器からの出力ｕn（ｍ）による平均し平滑化した窓とランダム局所部分による平均し平滑化した窓がメモリに記憶されている。望ましい実施例では、平滑係数は近似的にｐ＝０．９９又はｐ＝０．９６である。
【００３９】
図解の都合上、図７は７個のサンプルの持続時間を有するサーチ窓と３個のパイロットの例を示す（Ｗ＝３）。各パイロットの２個のサーチ窓が（Ｖ＝２）本発明に従って平均され平滑される。図７で、３つのパイロット（＃１、＃２、＃３）があり、全体受信パワースペクトル密度（ｉ0）の計測も実施するものと仮定する。サーチ窓寸法はさらにＷ＝３チップであるものと仮定され、同じパイロットの２個のサーチ窓が平均される（Ｖ＝２）。パイロット＃１に対応する局所部分が複素スライディング相関器５００にロードされてパイロット＃１の第１サーチ窓を発生する。段階６１０で指示するようにこのサーチ窓が記憶される。パイロット＃１に対応する他の部分が複素スライディング相関器５００にロードされてパイロット＃１の第２サーチ窓を発生する。第２サーチ窓は段階６１２の間にパイロット＃１の前のサーチ窓によるサンプルによる平均サンプルである。Ｖ＝２であるため２つのサーチ窓のみが平均される。
【００４０】
同様に、その他の２個の部分が使用されてパイロット＃２の２つの連続するサーチ窓が発生される。これらの２個のサーチ窓も平均化される。パイロット＃３と２つの他のランダム部分にも同じ過程が繰返される。同じ処理が連続的に繰返されて出力サンプル７０１（平均前）と７０２（平均後）が発生される。同じパイロットに対応するサーチ窓は平滑係数Ｐにより前述した平滑公式に従って平滑化される。従って、各パイロットに１個のサーチ窓と共にランダム部分に１つサーチ窓が発生される。
【００４１】
本発明のその他のアスペクトによると、平滑係数ｐを０に設定して平滑を不履行にできる。当業者は容易に認められるように、平滑係数ｐを０に設定することは発明を実装するのに必要なメモリ記憶の減少を有利に生じる。この場合、１パイロットの結果をひとたび平均するとサーチ窓は完全に解析される。１パイロットの結果を平均した後、このパイロットに対応するサーチ窓をメモリから削除し、これによりメモリは次ぎのパイロットに使用される。
【００４２】
窓を平均し平滑化した後、段階６１６で各パイロットのサーチ窓のピークを使用してＬ個のチャネル路が選択される。能動チャネルに対しては、段階６２０でこれらのピークが指部位置制御器３４０へ送られる。また、全てのパイロットに対して、以下で説明するようにパイロット強度計測にピークが又使用される。従って、全てのサーチ窓のＬ個の最強サンプル値が段階６２４でパイロット強度計測に使用される。この処理は以下でさらに詳細に説明される。
【００４３】
図解の都合上、パイロットの信号強度をｕにより表す。パイロットの信号強度ｕは、最大Ｌ個の使用可能マルチパス成分に対して全体受信スペクトル密度Ｉ0に対するチップ当りの受信パイロット・エネルギＥcの比率を計算することにより計測される。各マルチパス成分のこれらの比率は次いで加算される。従ってパイロットの信号強度ｕは以下の式により与えられる：
【数４】
0004425467.tif 000011
ここでＥc,lはパイロット・チャネル路番号ｌによるパワースペクトル密度を表す。
【００４４】
本発明の１つのアスペクトでは、全体受信スペクトル密度Ｉ0は、ランダム局所部分により発生されたサーチ窓の全てのサンプルを平均することにより見出される。これは段階６２２で窓サンプルを加算しサンプルの全体数で割算することにより達成される。本発明の別のアスペクトでは、受信サンプルを正規化する自動利得制御（ＡＧＣ）が存在する時、Ｉ0は計測する必要がない。この場合Ｉ0は既知で、Ｅc,l計測に対応する単位に容易にマップ可能である。
【００４５】
パイロットの信号強度ｕを計測するため、スライディング相関器からの平均され平滑化された出力サンプル
0004425467.tif 000012
、
すなわちメモリに記憶された平均され平滑化されたサーチ窓が使用される。パイロット番号ｎのような、特定のパイロットの信号強度ｕ計測を発生するため、全ての
0004425467.tif 000013
の最強のＬ個のサンプルを見出す。これらのサンプルの各々の信号強度はＰlで表され、ここでｌは１とＬの間の値を有する路（パス）番号である。これらのサンプルは最強のチャネル路に対応する。サンプル遅延評価はチップ持続時間の半分、すなわちＴc／２、内に限定された精度を有するため、サンプルは少なくとも互いにチップだけ離れて選択され、すなわち非連続サンプルである。
【００４６】
信号強度値Ｐlは全てのその他のＣＤＭＡチャネルの効果により正規化されなければならない。パイロットｎのみによるパイロット強度を正規化するためには、段階６２６を以下の方法で実行する。全受信パワースペクトル密度Ｉ0の計測値とＬ個の計測信号強度値Ｐlをブロック６２６へ送る。全受信パワースペクトル密度Ｉ0は以下の用にモデル化可能である：
Ｉ0＝Ｅc,l＋ξl
ここでξlは、計測しているパイロット・チャネル路番号ｌを除外した、全受信パワースペクトル密度を表す。全受信パワースペクトル密度Ｉ0は路番号ｌの関数ではないことに注意すべきである。スライディング相関器があるパイロットのパスと整合している時、多数の計測で平均化し平滑化した後、各出力ピーク｛Ｐl｝は以下のようにモデル化可能である：
Ｐl＝Ｍ＊Ｅc,l＋ξl
ここでＭはチップで表わすスライディング相関器の長さである。図解の都合上、Ｍは図５で１２８に等しく設定される。以上の３式を組合せると、干渉を取除いた後の評価パイロット強度は以下により与えられる：
【数５】
0004425467.tif 000014
【００４７】
パイロットの評価信号強度ｕはブロック４０２に送られる。全ての非能動パイロットに対して、オフセット値が加算される。図解の都合上、図４に従って０．３４ｄＢのオフセットが加算される（Ｓｉｎｃチップ波形を仮定）。前述したように、このオフセットは、非能動パイロットに対するサーチ窓を発生する時サンプリング位置を連続的に変更した結果である。能動パイロットのパイロット強度に対しては、段階６２６から受信した信号強度値は不変のままである。
【００４８】
本発明の方法と装置の望ましい実施例を添付図面に図示し以上の詳細な説明に記載してきたが、本発明は開示した実施例に限定されるものではなく、以下の請求の範囲に記載し定めた本発明から逸脱することなく多数の再配置、変更及び置換えが可能であることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
本発明のより完全な理解のため、添付の図面と関連して行なわれる以下の詳細な説明を参照されたい。
【図１】  従来のＣＤＭＡ受信器。
【図２】  図１に示したＣＤＭＡ受信器の複素ベースバンド信号を処理するベースバンド・プロセッサ。
【図３】  本発明による能動パイロット・チャネルを処理するベースバンド・プロセッサ。
【図４】  本発明による非能動パイロット・チャネルを処理するベースバンド・プロセッサ。
【図５】  本発明によるパイロット信号強度を計測する複素２乗則包絡出力を有するスライディング相関器。
【図６】  本発明によるサーチャの機能を示す流れ図。
【図７】  対応する複数個のパイロット信号の複数個のサーチ窓の組合せの例。
【図１】
0004425467.tif 000015
【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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