(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビットを並列に計算することにより各クロックパルスで疑似雑音シーケンスの複数のビットを発生する装置において、
ａ）現在の状態を記憶するように構成されている状態メモリと、
ｂ）前記状態メモリと通信可能に接続されている次の状態発生装置と、
ｃ）前記状態メモリと通信可能に接続される出力発生装置とを具備し、
前記次の状態発生装置は前記現在の状態を受信し、単一の演算によって現在の状態とは別の第１の予め定められた数の状態である次の状態を前記状態メモリへ与えるように構成されており、
前記出力発生装置は、前記現在の状態を受信し、出力状態マトリックスにより前記現在の状態を乗算して、並列に疑似雑音シーケンスの複数のビットを発生するように構成されており、前記出力状態マトリックスは式
【数１】
0004536980.tif 000027
に従って形成され、
ＧNSKはＫの累乗に対する次の状態マトリックスであり、
Ｋは第１の所定の数であり、
ＧNSL K はマトリックスＧNSK の最後の行である、装置。
【請求項２】
さらに、列マスクマトリックスにより前記出力状態マトリックを乗算することを含んでいる請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記現在の状態は、
ａ）状態の初期値のセットを含んでいる請求項１記載の装置。
【請求項４】
さらに、ジャンプ発生装置を具備し、前記現在の状態は、
ａ）前記次の状態発生装置またはジャンプ発生装置により発生される状態値のセットを含んでいる請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記状態の初期値のセットは、
ａ）多項式を発生するための係数を含んでいる請求項３記載の装置。
【請求項６】
前記発生された多項式は、
Ｐ1 （ｘ）＝ｘ15＋ｘ13＋ｘ9 ＋ｘ8 ＋ｘ7 ＋ｘ5 ＋１である請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記発生された多項式は、
ＰQ （ｘ）＝ｘ15＋ｘ12＋ｘ11＋ｘ10＋ｘ6 ＋ｘ5 ＋ｘ4 ＋ｘ3 ＋１である請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記発生された多項式は、
Ｐ（ｘ）＝ｘ42＋ｘ35＋ｘ33＋ｘ31＋ｘ27＋ｘ26＋ｘ25＋ｘ22＋ｘ21＋ｘ19＋ｘ18＋ｘ17＋ｘ16＋ｘ10＋ｘ7 ＋ｘ6 ＋ｘ5 ＋ｘ3 ＋ｘ2 ＋ｘ＋１である請求項５記載の装置。
【請求項９】
前記次の状態発生装置は、
ａ）前記受信された現在の状態を次のステップのマトリックスにより乗算することによって次の状態を与え、
ｂ）前記状態値の別のセットを前記メモリへ与えるように構成されている請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の予め定められた数の状態は２であり、前記次のステップマトリックスＧNSI2は、
【数２】
0004536980.tif 000028
である請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の予め定められた数の状態は２であり、前記次のステップマトリックスＧNSQ2は、
【数３】
0004536980.tif 000029
である請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の予め定められた数の状態は８であり、前記次のステップマトリックスＧNSI8は、
【数４】
0004536980.tif 000030
である請求項９記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の予め定められた数の状態は８であり、前記次のステップマトリックスＧNSQ8は、
【数５】
0004536980.tif 000031
である請求項９記載の装置。
【請求項１４】
前記複数のビットの数は２であり、前記出力状態マトリックスＧOSI2は、
【数６】
0004536980.tif 000032
である請求項１記載の装置。
【請求項１５】
前記複数のビットの数は２であり、前記出力状態マトリックスＧOSQ2は、
【数７】
0004536980.tif 000033
である請求項１記載の装置。
【請求項１６】
前記複数のビットの数は８であり、前記出力状態マトリックスＧOSI8は、
【数８】
0004536980.tif 000034
である請求項１記載の装置。
【請求項１７】
前記複数のビットの数は８であり、前記出力状態マトリックスＧOSQ8は、
【数９】
0004536980.tif 000035
である請求項１記載の装置。
【請求項１８】
ジャンプ発生装置をさらに具備している請求項１記載の装置。
【請求項１９】
前記ジャンプ発生装置は、
ａ）状態値の１セットを受信し、
ｂ）前記受信された値をジャンプ状態マトリックスと乗算することによって現在の状態とは別の、第２の予め定められたクロック数の状態値を発生し、
ｃ）前記状態値を前記メモリおよび前記出力発生装置へ与えるように構成されている請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
前記第２の予め定められた数は６４であり、前記ジャンプ状態マトリックスＧJSI64 は、
【数１０】
0004536980.tif 000036
である請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
前記第２の予め定められた数は６４であり、前記ジャンプ状態マトリックスＧJSQ64 は、
【数１１】
0004536980.tif 000037
である請求項１９記載の装置。
【請求項２２】
さらに制御装置を具備している請求項１記載の装置。
【請求項２３】
前記制御装置は予め定められた組合わせに対して前記次の状態発生装置の出力ビットを監視するように構成され、予め定められた組合わせは、
ａ）値“０”で適切な出力ビット値を重書きし、
ｂ）前記次の状態発生装置により発生された状態値を前記状態メモリに書込むことを無効にし、
ｃ）状態の初期値のセットを前記次の状態発生装置へ与えるように前記状態メモリに指令する請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
前記次の状態発生装置は現在の状態に対してマトリックス演算を実行するように構成されていることによって次の状態を与える請求項１記載の装置。
【請求項２５】
前記次の状態発生装置は現在の状態に対してマトリックス演算を実行するように構成されていることによって疑似雑音シーケンスの複数のビットを発生する請求項１記載の装置。
【請求項２６】
前記多項式を発生するための係数はＰＮの短いコードの１５の係数を有する請求項５記載の装置。
【請求項２７】
前記多項式を発生するための係数はＰＮの長いコードの４２の係数を有する請求項５記載の装置。
【請求項２８】
前記疑似雑音シーケンスの複数のビットを発生する装置はＡＳＩＣにプログラムされている請求項１記載の装置。
【請求項２９】
前記疑似雑音シーケンスの複数のビットを発生する装置はフィールドプログラム可能なゲートアレイにプログラムされている請求項１記載の装置。
【請求項３０】
ビットを並列に計算することにより各クロックパルスで疑似雑音シーケンスの複数のビットを発生する方法において、
ａ）状態値の少なくとも１つのセットを含んでいる現在の状態を状態メモリに記憶し、
ｂ）次の状態発生装置により状態値の少なくとも１つのセットに対する単一の演算によって状態値の第２のセットを含んでいる次の状態を発生し、前記第２のセットは前記少なくとも１つのセットとは別の第１の予め定められた数の状態であり、前記メモリに与えられ、
ｃ）前記次の状態を出力発生装置で受信し、
ｄ）出力発生装置により並列に前記複数のビットを発生し、前記複数のビットは現在の状態に出力状態マトリックスを乗算することによって得られ、前記出力状態マトリックスは式
【数１２】
0004536980.tif 000038
に従って形成され、
ＧNSKはＫの累乗に対する次の状態マトリックスであり、
Ｋは第１の所定の数であり、
ＧNSL K はマトリックスＧNSK の最後の行である、ステップを含んでいる方法。
【請求項３１】
さらに、出力状態マトリックスに列マスクマトリックスを乗算することを含んでいる請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
状態値の少なくとも１つのセットを記憶するステップは、
ａ）状態の初期値のセットを保持するステップを含んでいる請求項３０記載の方法。
【請求項３３】
状態値の少なくとも１つのセットを記憶するステップは、
ａ）前記次の状態発生装置またはジャンプ発生装置からの状態値の別のセットを保持するステップを含んでいる請求項３０記載の方法。
【請求項３４】
状態値の第２のセットを発生するステップは、
ａ）次のステップのマトリックスにより前記状態値の少なくとも１つのセットを乗算するステップを含んでいる請求項３０記載の方法。
【請求項３５】
予め定められた組合わせで前記次の状態発生装置の状態値のセットを監視するステップをさらに含んでいる請求項３０記載の方法。
【請求項３６】
前記予め定められた組合わせを検出したとき、
ａ）値“０”で適切な出力ビット値を重書きし、
ｂ）前記次の状態発生装置により発生された状態値の第２のセットを前記状態メモリに書込むことを無効にし、
ｃ）状態の初期値のセットを前記次の状態発生装置へ与えるように前記状態メモリに指令するステップをさらに含んでいる請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
ジャンプ状態発生装置により状態値の第３のセットを発生するステップをさらに含み、前記第３のセットは前記少なくとも１つのセットとは別の第２の予め定められた数の状態である請求項３０記載の方法。
【請求項３８】
ジャンプ状態発生装置により状態値の第３のセットを発生するステップは、
ａ）ジャンプ状態マトリックスにより前記状態値の少なくとも１つのセットを乗算するステップを含んでいる請求項３７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、疑似雑音（ＰＮ）シーケンス発生装置、特にビットを並列に計算することにより各クロックパルスによりＰＮシーケンスを発生する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国電気通信工業会は、名称“Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Spread Spectrum System ”の暫定標準ＩＳ−９５ファミリにおいて符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）通信方法を標準化している。さらに米国電気通信工業会は、名称“The cdma2000 ITU-R RTT Candidate Submission ”を国際電気通信連合に委託し、これには高いデータ速度と高い容量をサポートすることができる提案されたＣＤＭＡシステムが記載されている。ＩＳ−９５標準方式とｃｄｍａ２０００提案の両者では、送信される波形は疑似雑音拡散シーケンスにしたがって変調される。
【０００３】
適切な自己相関特性を有する疑似雑音シーケンスの使用は、マルチパスコンポーネントが存在するＣＤＭＡシステムの動作にとって本質的なものである。疑似雑音シーケンスの発生および使用は、米国特許第4,901,307 号明細書（発明の名称“SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS ”）に詳細に開示されている。多元アクセス通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用は、さらに本出願人の米国特許第5,103,459 号明細書（発明の名称“SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM ”）に開示されている。
【０００４】
前述の米国特許第4,901,307 号および第5,103,459 号明細書は捕捉に使用されるパイロット信号の使用について記載している。パイロット信号の使用は、適時の方法で遠隔ユーザがローカル基地局の通信システムを捕捉することを可能にする。遠隔ユーザは同期情報と相対的な信号パワー情報を受信されたパイロット信号から獲得する。米国特許第5,644,591 号および第5,805,648 号明細書（発明の名称は共に“METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING SEARCH ACQUISITION IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM ”）には、遠隔ユーザの順方向リンク捕捉時間を減少する優秀で改良された方法および装置が記載されている。これらの発明は本出願人によるものでここで参考文献とされる。
【０００５】
空間ダイバーシティまたは通路ダイバーシティは、２つ以上のセルサイトを経て遠隔ユーザからの同時的なリンクにより多数の信号路を与えることによって得られる。さらに通路ダイバーシティは、異なる伝播遅延で到着する信号が別々に受信され処理されることを可能にすることによって拡散スペクトル処理によってマルチパス環境を利用して獲得されてもよい。通路ダイバーシティの例は米国特許第5,101,501 号明細書（発明の名称“SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”）および米国特許第5,109,390 号明細書（発明の名称“DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”）に示されている。
【０００６】
ＣＤＭＡ通信システムでは、パイロット信号が送信され、これにより受信機は受信された信号をコヒーレントに復調できる。このような受信機の復調装置内には、送信機と受信機の両者に知られている値で送信されたパイロット信号に基づいてチャンネル特性を評価するチャンネル評価発生装置が存在する。パイロット信号が復調され、受信された信号における位相の曖昧さは受信された信号とパイロット信号チャンネル評価とのドット積を取ることにより解決される。ドット積演算を実行する回路の例示的な実施形態は米国特許第5,506,865 号明細書（発明の名称“PILOT CARRIER DOT PRODUCT CIRCUIT ”）に記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
与えられている本発明は、任意の数のビットを有するＰＮシーケンスを発生する優れた方法および装置であり、複数のビットは各クロックパルスにより並列に与えられる。これによってシーケンスは必要なときに高速度で発生され、捕捉および復調プロセスの並列処理が可能である。本発明はＩＳ−９５通信システムに対して標準化されたようにＰＮシーケンスの発生を詳細に記述する。ＩＳ−９５標準方式で提案されたように、疑似雑音拡散シーケンスは線形のフィードバックシフト−レジスタ（ＬＳＦＲ）を使用して発生されることができる最大の長さのシーケンスである。線形のフィードバックシフト−レジスタを使用して、ＰＮシーケンスは各クロックパルスで１ビットを計算される。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、最初のＰＮ状態は並列のＰＮ発生装置のレジスタにロードされ、これは直ちにＰＮシーケンスの次のｎビットを発生し、ここでｎは必要な性能に基づく任意の数である。さらに、本発明は並列のＰＮ発生装置の将来の任意の数のサイクルのレジスタ状態を決定する方法を提供する。したがって本発明はＰＮ発生装置のレジスタの現在の状態を取り、発生装置の次のｎビットを出力する。さらに、本発明のＰＮ発生装置はＰＮ発生装置の現在の状態を受信し、将来のＰＮ発生装置のｎビット状態を出力する。このようにして、全体的なＰＮシーケンスは連続して発生されることができる。
【０００９】
本発明は米国電気通信工業会により標準化されたシステムに従う疑似シーケンスの発生に関するものであるが、本発明の教示は、Ｗ−ＣＤＭＡで使用することを提案され、国際電気通信工業会へ提案され、欧州電気通信標準化協会（ＥＴＳＩ）と、電波産業協会（ＡＲＩＢ）により提案されている直交ゴールドコードのような他の疑似雑音シーケンスの発生にも同様に応用可能であることが当業者により理解されよう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴、目的、利点は添付図面を伴った以下の詳細な説明からさらに明白になるであろう。同一の参照符号は全体を通じて対応して示されている。
図１のａは疑似雑音シーケンスを発生するための線形フィードバックシフトレジスタを使用した伝統的な装置を示している。図１のａに示された一般化されたシフトレジスタ100 は状態値Ｓ0 （ｎ）、Ｓ1 （ｎ）…ＳN （ｎ）を保持するメモリ素子102a、102b、…102nを具備している。最後の値ＳN はシフトレジスタの出力と、モジュロ−２加算器104a…104mへのフィードバックを構成する。値ＳN が特定のモジュロ加算器104a…104mに与えられる前に、関連する係数ｇ0 、ｇ1 …ｇN により乗算される。係数はフィードバックが所望であるならば“１”の値を取り、所望でないならば“０”の値を取る。
【００１１】
短いコードの疑似雑音シーケンスはＣＤＭＡ波形の同位相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）成分を変調および復調するために使用される。ＩおよびＱの短いコードのＰＮシーケンスは２の偶数の係数でシーケンスを周期的にするためシーケンスのプリアンブルでビットが詰め込まれている２15−１の周期を有し、周期的である。
【００１２】
短いコードのＰＮ1 シーケンスは以下の発生装置の多項式（Ｐ1 ）により特定される線形の反復を満足させる。
Ｐ1 （ｘ）＝ｘ15＋ｘ13＋ｘ9 ＋ｘ8 ＋ｘ7 ＋ｘ5 ＋１      （１）
図１のｂはＰＮ1 シーケンスを発生するためのシフトレジスタ構造を示している。図１のａにしたがって、“１”の値にされた係数ｇ15、ｇ13、ｇ9 、ｇ8 、ｇ7 、ｇ5 、ｇ0 だけが存在することに注意する。
【００１３】
短いコードのＰＮQ シーケンスは以下の発生装置の多項式（ＰQ ）により特定される線形の反復を満足させる。
ＰQ （ｘ）＝ｘ15＋ｘ12＋ｘ11＋ｘ10＋ｘ6 ＋ｘ5 ＋ｘ4 ＋ｘ3 ＋１  （２）
図１のｃはＰＮQ シーケンスを発生するためのシフトレジスタ構造を示している。
【００１４】
図２はマスクを有する長いコードのＰＮ発生装置のシフトレジスタ構造を示している。長いコードは周期的であり、その周期は２42−１チップであり、以下の特徴的な多項式（Ｐ）により特定される線形の反復を満足する。
Ｐ（ｘ）＝ｘ42＋ｘ35＋ｘ33＋ｘ31＋ｘ27＋ｘ26＋ｘ25＋ｘ22＋ｘ21＋ｘ19＋ｘ18＋ｘ17＋ｘ16＋ｘ10＋ｘ7 ＋ｘ6 ＋ｘ5 ＋ｘ3 ＋ｘ2 ＋ｘ＋１        （３）
長いコードに使用されるマスクはチャンネルタイプに依存し、“Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems”と題する文献にはＰＮ発生装置の構造についてのさらに詳細な説明と共に記載されている。
【００１５】
時によっては出力状態値ＳN （ｎ）、ＳN （ｎ＋１）…ＳN （ｎ＋Ｋ）の並列した組合わせとしてシフトレジスタの出力を獲得することが所望される。図３は従来技術にしたがった並列ＰＮ発生装置200 のブロック図を示している。ＰＮ発生装置は図１のａの説明によるシフトレジスタ100 とそれに続く直列並列変換器202 を具備している。ＰＮ発生装置はシフトインスタンスｎ、ｎ＋１…ｎ＋Ｋに対してＳN （ｎ）のＫ値を出力する。しかしながらＫ個の出力値のセットを発生するのに必要なＫクロックサイクルが存在する。従来技術の認識では、並列ＰＮ発生装置出力を発生するために図１のａおよびｂで示されている線形フィードシフトレジスタの出力は直列並列変換器に与えられる。
【００１６】
図４は図３の構造に代る本発明のブロック図を示している。通常、状態（ｎ）と次の状態（ｎ＋１）のシフトレジスタの値間の関係は式の体系として表されることができる。
【００１７】
ＳN （ｎ＋１）＝ｇ11・ＳN （ｎ）＋…＋ｇ1N-1・Ｓ2 （ｎ）
＋ｇ1N・Ｓ1 （ｎ）                        （４ａ）
・
・
Ｓ2 （ｎ＋１）＝ｇN-11・ＳN （ｎ）＋…＋ｇN-1N-1・Ｓ2 （ｎ）
＋ｇ2N・Ｓ1 （ｎ）                    （４ｎ−１）
Ｓ1 （ｎ＋１）＝ｇN1・ＳN （ｎ）＋…＋ｇNN-1・ＳNN-1（ｎ）
＋ｇNN・Ｓ1 （ｎ）                      （４ｎ）
このような式の体系は以下のようにマトリックスの形態に書直しされることができる。
Ｓ（ｎ＋１）＝Ｇ* Ｓ（ｎ）                              （５）
ここで、
Ｓ（ｎ＋１）はシフト後の状態の状態値を含んでいる列マトリックスであり、Ｇは式４ａ〜４ｎで示されているｇの値を含んでいる係数マトリックスである。また、Ｓ（ｎ）は現在の状態の列ベクトルである。
【００１８】
シフト後の状態が一度決定されると、次の状態は式（５）を使用して計算されることができる。
【００１９】
Ｓ（ｎ＋２）＝Ｇ* Ｓ（ｎ＋１）                          （６）
式（５）を式（６）に代入すると、以下の式を生じる。
Ｓ（ｎ＋２）＝Ｇ* Ｇ* Ｓ（ｎ）＝Ｇ2*Ｓ（ｎ）            （７）
さらに式（７）を一般化すると次式が得られる。
Ｓ（ｎ＋ｋ）＝Ｇk*Ｓ（ｎ）                              （８）
ここでｋは出力が計算される状態を表す数である。
【００２０】
図１にこれらの原理を適用すると、次の状態Ｓl （ｎ＋１）におけるあるレジスタの値は現在の状態Ｓl-1 （ｎ）の先行するレジスタの値の関数であり、フィードバックが存在するならば、現在の状態ＳN （ｎ）の出力レジスタの値の関数であることが明白である。結果として、式（４）のシステムはそれぞれ式（４ａ）乃至（４ｎ）のせいぜい２つのゼロではない係数を有する。
【００２１】
１例として、図１のｂによるＰＮI シフトレジスタのＧマトリックスは以下のように展開される。
【００２２】
段Ｓ15とＳ14との間に関連が存在し、段15からフィードバックがないことを観察すると、Ｓ15の次の状態値は先の状態値Ｓ14と等しくなる。したがって式（４ａ）は以下の形態を取る。
Ｓ15（ｎ＋１）＝０・Ｓ15（ｎ）＋１・Ｓ14（ｎ）          （９）
結果的に、マトリックスＧの最初の行は位置ｇ12でのみゼロではない素子を含む。
【００２３】
Ｇ1 ＝［０１０００００００００００００］                （１０）
等しい関係が全ての段で保持され、その入力は別の段の出力である。
次の段Ｓ14を検討すると、その次の状態値が、段Ｓ15の先の状態値と合計された段Ｓ13の先の状態値に等しいことが観察できる。したがって式（４ｂ）は以下の形態を取る。
Ｓ14（ｎ＋１）＝１・Ｓ15（ｎ）＋１・Ｓ13（ｎ）          （１１）
結果的に、マトリックスＧの第２の行は位置ｇ21とｇ23でゼロではない（１）素子を含む。
Ｇ2 ＝［１０１００００００００００００］                （１２）
等しい関係が全ての段の間で保持され、その入力は２つの段の出力の合計である。
【００２４】
図４へ戻ると、これらの概念が拡張されている。状態メモリ212 は状態の最初のセットＳ1 （ｎ）、Ｓ2 （ｎ）、ＳN （ｎ）に初期化される。これらの状態は出力発生装置214 と次の状態発生装置216 へ与えられる。次の状態発生装置216 は式（４）と（５）の説明で概略的に示されている原理にしたがって形成された係数マトリックスＧNSを含んでいる。例示的な実施形態では、発生装置の多項式は比較的少数のフィードバックタップを有し、したがって結果的なマトリックスＧは希薄である。この希薄性により、フィールドのプログラム可能なゲートアレイにプログラム可能であるか、特定用途向け回路（ＡＳＩＣ）に設計された固定したブール演算子を使用して比較的簡単なマトリックス演算の実行が行われることが可能である。
【００２５】
次の状態発生装置216 はメモリ212 から状態のセットＳ1 （ｎ）、Ｓ2 （ｎ）、ＳN （ｎ）を受けて式（８）にしたがって新しい状態のセットＳ1 （ｎ＋Ｋ）、Ｓ2 （ｎ＋Ｋ）、ＳN （ｎ＋Ｋ）を計算し、状態メモリ212 へ新しい状態セットを送返する。
【００２６】
出力発生装置214 は以下のようにして形成されるマトリックスＧOSにしたがって現在の状態でマトリックス演算を実行する。図１のａで説明したように、シフトレジスタの出力は状態ＳN （ｎ）である。式（８）から次式が得られる。
Ｓ（ｎ＋０）＝Ｇ0*Ｓ（ｎ）                              （１３）
ここでＧ0 は主要な対角線でのみゼロではない素子を有するマトリックスである。式（４）の体系を調べると、値ＳN （ｎ）が式（４ａ）を使用して計算されることができることは明白である。この式はマトリックスＧNS0 の最初の行を取り、それを値Ｓ1 （ｎ）、Ｓ2 （ｎ）、ＳN （ｎ）から形成された状態Ｓの列マトリックスによって乗算することにより行マトリックスＧR を形成することと等価である。それ故、マトリックスＧNS0の最初の行はマトリックスＧOSの最後の行になる。同様に、式（８）から、値ＳN （ｎ＋１）はマトリックスＧNS1 の最初の行を取り、それを状態Ｓの列マトリックスによって乗算することにより行マトリックスＧR を形成することにより計算されることができる。したがって、マトリックスＧNS1の最後の行はマトリックスＧOSの最後から１つ前の行になる。このマトリックスＧOSを形成するプロセスはＫ行全てが満たされるまで継続される。数学的な項では、
【数１３】
0004536980.tif 000002
ここでＧNSL K はマトリックスＧNSK の最後の行である。
【００２７】
一度マトリックスＧOSが形成されると、出力発生装置214 はマトリックスＧOSを状態Ｓの列マトリックスにより乗算することによって値ＳN （ｎ＋１）、ＳN （ｎ＋２）…、ＳN （ｎ＋Ｋ）を計算する。
ＳN （ｎ＋Ｋ）＝ＧOS・ＳN （ｎ）                        （１５）
長いコードの出力発生装置214 は短いコードの出力発生装置の構造とは異なる。その理由は長いコードの発生装置はマスクを含んでおり、これは各長いコードの発生装置で異なるからである。“The cdma2000 ITU-R RTT Candidate Submission ”および図２を参照されたい。長いコードのＰＮ出力ビットは、マスクにより乗算されたシフトレジスタの値のモジュロ−２加算である。出力ビットは以下のようなマトリックス表記で表されることができる。
【００２８】
ｐｎour （ｎ）＝Ｍ* Ｓ（ｎ）                            （１６）
ここで、
ｐｎour （ｎ）は状態ｎの出力ビットであり、
Ｍは列マスクマトリックスである。
【００２９】
式（８）を式（１６）へ代入すると次式が得られる。
ｐｎour （ｎ＋ｋ）＝Ｍ* Ｇk*Ｓ（ｎ）                    （１７）
式（１０）からＫ＋１の並列ビットの所望の出力はマトリックスＧOSL を形成することにより得ることができる。
【数１５】
0004536980.tif 000003
一度マトリックスＧOSL が形成されると、出力発生装置214 はマトリックスＧOSL を状態Ｓの列マトリックスにより乗算することによって値ｐｎ（ｎ）、ｐｎ（ｎ＋１）…ｐｎ（ｎ＋Ｋ）を計算する。
ｐｎ（ｎ＋Ｋ）＝ＧOSL ・Ｓ（ｎ）                        （１９）
状態のセットのこの処理時点で、Ｓ1 （ｎ＋Ｋ）、Ｓ2 （ｎ＋Ｋ）…ＳN （ｎ＋Ｋ）は出力発生装置214 と次の状態発生装置216 とに与えられ、サイクル全体が反復される。
【００３０】
特に、ＰＮI シフトレジスタのＧマトリックスが基本的な次の状態発生装置マトリックスＧNSI であると考える。
【数１６】
0004536980.tif 000004
マトリックスＧNSI 0 は次のようになる。
【数１７】
0004536980.tif 000005
マトリックスの最初の行ＧNSI 0 とマトリックスＧNSI の最後の行を取ると、マトリックスＧOSI2は以下のように形成される。
【数１８】
0004536980.tif 000006
【００３１】
当業者はマトリックスＧOSが本発明の技術的範囲を逸脱せずに所望のＰＮ発生装置出力にしたがって変形されることができることを認識するであろう。例えば、並列出力ＳN （ｎ）、ＳN （ｎ＋２）、ＳN （ｎ＋４）、ＳN （ｎ＋６）が所望されるならば、マトリックスＧOSは式（１４）にしたがって行１に第１の行ＧNS6 、行２に第１の行ＧNS4 、行３に第１の行ＧNS2 、行４に第１の行ＧNS0 を有している。
【００３２】
図５は並列ＰＮ発生装置の好ましい実施形態のブロック図を示している。状態メモリ212 と出力発生装置214 と次の状態発生装置216 に加えて、ジャンプ発生装置218 と制御プロセッサ220 とを含んでいる。ジャンプ発生装置218 の機能は予め定められたシフト数だけ状態を進めることである。このような機能は例えば前述の米国特許第5,644,591 号および第5,805,648 号明細書に記載されているように順方向リンク捕捉で所望されている。例示的な実施形態では、ＰＮ発生装置はＩＳ−９５標準方式にしたがって受信機で使用される。ＩＳ−９５標準方式で設計されたシステムは通常のＰＮ発生装置を使用する基地局を含み、特定のパイロット信号で６４チップのインクレメントの位相オフセットを有する。結果として、ジャンプ発生装置218 は図１のａの説明で要約されている原理にしたがって形成され６４のベキ数まで上げられた係数マトリックスＧJSを含む点で次の状態発生装置216 と機能的に等しい。
【００３３】
次の状態発生装置216 はメモリ212 から状態のセットＳ1 （ｎ）、Ｓ2 （ｎ）…ＳN （ｎ）を受信し、式（８）にしたがってＳ1 （ｎ＋６４）、Ｓ2 （ｎ＋６４）…ＳN （ｎ＋６４）を発生し、新しい状態のセットをメモリ212 へ戻す。次の状態発生装置216 とジャンプ発生装置218 とを別々に有する理由は一般的にＫ≠Ｌであり、したがってマトリックスＧOSとＧJSは異なるためである。前述したように、本発明は特別な動作に適合され、特別なタスクを実行するように設計されたハードウェアで構成されることが好ましい。
【００３４】
制御プロセッサ220 の機能は異なるサブシステム間の協同動作を調節し、ビットスタッフを制御することである。前述したように、短いコードのＰＮシーケンスは周期２15の発生多項式を有し、それらから得られたマトリックスは、周期２15−１を有するシーケンスのみを発生する。制御プロセッサ200 は周期２15−１に対応する状態に先行した状態に対する次の状態発生装置216 の出力を監視し、式（８）にしたがった次の状態の計算は期間２15−１に対応した状態を超過する。一度制御プロセッサ200 がこのような状態を検出すると、２つの動作を行う。制御プロセッサは出力発生装置214 に出力状態値を計算させ、最後の出力状態値に“０”を重書きする。その後次の状態発生装置216 の出力を状態メモリ212 へ書込むことを避け、状態メモリ212 を状態の初期セットＳ1 （ｎ）、Ｓ2 （ｎ）…ＳN （ｎ）へ初期化する。
【００３５】
図６は本発明によるＰＮ発生装置を使用した例示的な受信機チェーンの簡単化されたブロック図を示している。アンテナ400 に到着したＲＦ信号は受信機402 へ与えられ、受信機402 は受信された信号をベースバンド周波数へ下方変換し、信号のＩおよびＱ成分を発生する。これらの成分はサーチャ404 と復調装置406A…406Cへ同時に与えられる。サーチャ404 の仕事は遠隔局のアクティブセットへ付加される候補信号を識別するためにコード空間で探索を行い、それによって受信される信号の品質を最大にすることである。これを行うために、サーチャ404 は本発明で概略的に説明された原理にしたがって構成されたＰＮシーケンス発生装置のパラメータを制御する。ＣＤＭＡ通信システムで捕捉および探索を実行する例示的な方法は前述の米国特許第5,644,591 号および第5,805,648 号明細書に詳細に説明されている。
【００３６】
効率的であるように、受信機はマルチパス環境で動作できなければならず、物理的位置の変化に適合できなければならない。前述の米国特許第5,101,501 号および第5,109,390 号明細書では、多数のバージョンの信号の受信を使用する方法が説明されている。復調装置406A、406B、406Cは同一の信号の冗長バージョンを復調する。これらの冗長バージョンは１つのソースから、またはソフトハンドオフ状態の複数の基地局からの同一の情報の多重送信からの信号のマルチパス伝播に対応している。
【００３７】
復調装置406A…406Cからの復調された信号は結合装置410 へ与えられ、結合装置410 は信号を結合し、これらをさらに処理するためにデインターリーバ412 およびデコーダ414 へ与える。
【００３８】
図７は本発明の受信機の構造の例示的な実施形態を示している。信号はアンテナ400 で受信され受信機（ＲＣＶＲ）402 に与えられる。受信機402 は受信された信号を下方変換し、増幅し、濾波し、抽出し、デジタルサンプルをバッファ404 へ与える。制御プロセッサ403 からの信号に応答して、バッファ404 からのサンプルの選択されたセットはデスプレッダ408 へ与えられる。さらに制御プロセッサ403 からの信号に応答して、ＰＮ発生装置406 はＰＮシーケンスの一部をデスプレッダ408 へ与える。
【００３９】
デスプレッダ408 は本発明にしたがって動作するＰＮ発生装置406 により与えられるＰＮシーケンスの一部にしたがって信号をデスプレッドする。デスプレッダ408 内で、ＰＮシーケンスはパイロットデスプレッダ412 へ与えられ、このパイロットデスプレッダ412 はＰＮ発生装置406 により与えられる短いＰＮシーケンスの一部とパイロット信号に対するウォルシュカバリングシーケンスにしたがって受信された信号をデスプレッドする。例示的な実施形態では、パイロット信号はウォルシュゼロシーケンスでカバーされ、このようにしてパイロットデスプレッダ412 により実行されるデスプレッド動作に影響しない。さらに、短いＰＮシーケンスの一部はトラフィックデスプレッダ414 へ与えられ、このトラフィックデスプレッダ414 は短いＰＮシーケンスとウォルシュトラフィックカバリングシーケンスＷT にしたがって信号をデスプレッドする。
【００４０】
パイロットデスプレッダ412 により実行されるデスプレッド動作の結果と、トラフィックデスプレッダ414 により実行されるデスプレッド動作の結果はドット積回路414 へ与えられる。前述の米国特許第5,506,865 号明細書に記載されているように、パイロット信号はシンボルを知っており、伝播路により導入される位相の曖昧さを除去するために使用されることができる。ドット積演算の結果は結合装置410 へ与えられる。結合装置410 はソフトハンドオフ環境の異なる基地局によって送信され、またはマルチパス環境の異なる伝播路を通って同一の基地局によって送信された同一のシンボルの冗長なデスプレッドされたバージョンを結合する。
【００４１】
例示的な復調チェーンの実施形態と先の説明にしたがって、マトリックスの第１のセットはＩ成分516 の短いコードのＰＮ発生装置で必要とされ、第２のセットはＱ成分518 の短いコードのＰＮ発生装置で必要とされ、第３のセットは長いコードのＰＮ発生装置504 で必要とされる。
【００４２】
１．捕捉モード
例示的な実施形態では、受信機は受信された信号とＰＮシーケンスの一部との間の相関エネルギを決定するために相関プロセスを実行するようにＰＮシーケンスで６４チップ前へのジャンプを迅速に決定することができる。
【００４３】
短いＰＮI シーケンスの発生では、状態メモリ212 はＰＮシーケンスＳ（ｎ）の現在の状態を次の状態発生装置216 へ与える。次の状態発生装置216 はマトリックスＧNSI2によりＰＮシーケンスＳ（ｎ）を左乗算することによりＰＮシーケンスＳ（ｎ＋２）の状態を２サイクル前のものにする。
【数１９】
0004536980.tif 000007
短いＰＮI シーケンスの発生では、状態メモリ212 はＰＮシーケンスＳ（ｎ）の現在の状態をジャンプ発生装置218 へ与える。ジャンプ発生装置218 はマトリックスＧJSI64 によりＰＮシーケンスＳ（ｎ）を左乗算することによりＰＮシーケンスＳ（ｎ＋２）の状態を６４サイクル前のものにする。
【数２０】
0004536980.tif 000008
【００４４】
短いＰＮI シーケンスの発生では、次の状態発生装置216 またはジャンプ発生装置218 はＰＮシーケンスＳ（ｎ）の現在の状態を出力発生装置214 へ与える。出力発生装置214 は、マトリックスＧOSI2により状態Ｓ（ｎ）の列マトリックスを左乗算することにより値ＳN （ｎ＋１）、ＳN （ｎ＋２）…ＳN （ｎ＋Ｋ）を計算する。
【数２１】
0004536980.tif 000009
【００４５】
Ｑ成分518 に対する短いコードのＰＮ発生装置は捕捉モードのアルゴリズムと同一のＰＮシーケンス発生用のアルゴリズムを使用する。結果として、マトリックスのセットとそれらの応用は同一である。
【数２２】
0004536980.tif 000010
【００４６】
長いコードのＰＮシーケンスの発生では、状態メモリ212 はＰＮシーケンスＳ（ｎ）の現在の状態を次の状態発生装置216 へ与える。次の状態発生装置216 はマトリックスＧNSI2によりＰＮシーケンスＳ（ｎ）を左乗算することによりＰＮシーケンスＳ（ｎ＋２）の状態を２サイクル前のものにする。
【数２３】
0004536980.tif 000011
【００４７】
長いコードのＰＮシーケンスの発生では、状態メモリ212 はＰＮシーケンスＳ（ｎ）の現在の状態をジャンプ発生装置218 へ与える。ジャンプ発生装置218 はマトリックスＧJSL64 によりＰＮシーケンスＳ（ｎ）を左乗算することによりＰＮシーケンスＳ（ｎ＋６４）の状態を６４サイクル前のものにする。
【数２４】
0004536980.tif 000012
【００４８】
長いコードのＰＮシーケンスの発生では、次の状態発生装置216 またはジャンプ発生装置218 はＰＮシーケンスＳ（ｎ）の現在の状態を出力発生装置214 へ与える。出力発生装置214 は、マトリックスＧNSL0によりマトリックスＭを左乗算することにより出力状態マトリックスＧOSL を最初に計算し、
【数２５】
0004536980.tif 000013
そしてマトリックスＧNSI によりマトリックスＭを左乗算することにより出力状態マトリックスＧOSL を計算し、
【数２６】
0004536980.tif 000014
その後、状態Ｓの列マトリックスにより結果的に得られたマトリックスＧOSL を乗算することにより出力ビットｐｎOUT （ｎ＋ｋ）を計算する。
【００４９】
２．復調モード
復調モードは捕捉モードのアルゴリズムと同一のＰＮシーケンス発生用のアルゴリズムを使用する。結果として、マトリックスのセットとそれらの応用は同一である。
【００５０】
Ｉ成分516 に対する短いコードのＰＮ発生装置は以下のマトリックスを有している。
【数２７】
0004536980.tif 000015
【００５１】
Ｑ成分518 に対する短いコードのＰＮ発生装置は以下のマトリックスを有している。
【数２８】
0004536980.tif 000016
【００５２】
518 に対する長いコードのＰＮ発生装置は以下のマトリックスを有している。
【数２９】
0004536980.tif 000017
【００５３】
【数３０】
0004536980.tif 000018
【数３１】
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【数３２】
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【数３３】
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【数３４】
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【数３５】
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【数３６】
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【数３７】
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【数３８】
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【００５４】
好ましい実施形態の前述の説明は当業者が本発明を実行または使用することを可能にするために与えられた。これらの実施形態に対する種々の変形は当業者に容易に明白であり、ここで定められている一般的な原理は発明力を要せずに他の実施形態に適用されることができる。したがって、本発明はここで示されている実施形態に限定されず、ここで説明した原理および優秀な特徴と一貫した最も広い技術的範囲に従うことを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  線形フィードバックシフトレジスタを使用した従来技術の疑似雑音（ＰＮ）発生装置を示した図。
【図２】  線形フィードバックシフトレジスタを使用した従来技術の疑似雑音（ＰＮ）発生装置を示した図。
【図３】  ＰＮシーケンスの並列グループの発生に使用される従来技術の疑似雑音発生装置の図。
【図４】  ＰＮシーケンスを発生するための本発明の装置の一般化された動作を示したブロック図。
【図５】  本発明の１実施形態を示した図。
【図６】  本発明にしたがってＰＮ発生装置を使用した例示的な受信機の簡単なブロック図。
【図７】  本発明にしたがってＰＮ発生装置を使用した例示的な１つの復調装置チェーンの部分的なブロック図。
【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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