(57)【要約】ＣＤＭＡシステムにおける低レベル及び高レベルの両方を検出することができるインパルス検出器は、未使用コードでの背景ノイズを計算する回路を備える。他の回路は、各拡散インターバルの未使用コードで平均ノイズパワーを計算して、拡散インターバルごとのノイズパワーを出力する。この平均は、平均背景ノイズパワーを出力する他の回路によって拡散インターバルにわたって引き続き平均化される。比較器は、現在の拡散インターバルにおけるノイズパワーと、背景ノイズパワーにプログラム可能な閾値を加えたものとを比較して、背景ノイズパワーに識別閾値を加えたものが上回っていれば、消去指示を発生する。
2006500870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトラム拡散デジタルデータ伝送システムにおける低パワーインパルスノイズを検出する方法であって、
１）背景ノイズパワーを決定するステップと、
２）拡散インターバル期間中に伝送されたシンボルを受信して、前記拡散インターバルの未使用コードにおけるノイズパワーレベルを決定するステップと、
３）前記ステップ２で決定された前記拡散インターバルの未使用コードにおけるノイズパワーレベルとステップ１で決定された複数の拡散インターバルの未使用コードにおける前記背景ノイズパワーとを比較し、前記拡散インターバル期間中に受信されたシンボルがインパルスノイズにより劣化されているかを前記比較から決定し、もしそうであれば、インパルスノイズによって劣化されるかもしれない各シンボルについて消去指示を発生するステップと
を含む方法。
【請求項２】
ステップ１は、現在処理中の拡散インターバルを含む現在フレームを除く全てのフレームの未使用コードにおける背景ノイズパワーの移動平均を計算することにより実施される請求項１記載の方法。
【請求項３】
ステップ１は、複数の拡散インターバルの未使用コードにおける全ての背景ノイズパワーのリスト又はテーブルを生成し、多くの未使用コードにおいて観測される代表的な背景ノイズパワーレベルを表す背景ノイズパワーについて代表的な値を選択することにより実施される請求項１記載の方法。
【請求項４】
ステップ２は、ゼロと推定される受信シンボルにおけるノイズパワーをリストアップすることにより実施される請求項１記載の方法。
【請求項５】
ステップ２は、ゼロと推定される受信シンボルにおけるノイズパワーをリストアップし、これらシンボルのうちの一つから代表的なノイズパワー番号を選択して拡散インターバルのノイズパワーを表すことにより実施される請求項１記載の方法。
【請求項６】
ステップ３は、ステップ１で決定された前記背景ノイズパワーレベルに識別閾値を加算することにより実施され、その結果として得られる値は、ステップ２で決定された前記拡散インターバルの未使用コードにおける何れのノイズパワーが測定されるかに対する比較基準として使用される請求項１記載の方法。
【請求項７】
ステップ３は、ステップ１で決定された前記背景ノイズパワーレベルにプログラム可能な識別閾値を加算することにより実施され、その結果として得られる値は、ステップ２で決定された前記拡散インターバルの未使用コードにおける何れのノイズパワーが測定されるかに対する比較基準として使用される請求項１記載の方法。
【請求項８】
インパルスノイズが受信シンボルを劣化させるが、それらを正しく受信させるほどに多くなければ、前記識別閾値は、消去指示が発生されないように設定される請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記識別閾値は、第１のプログラム可能な閾値の最大値および第２の絶対閾値を選択することにより設定され、前記第２の絶対閾値は、ノイズシンボルが正しく受信されないので劣化されたシンボルが消去指示を有しなければならないほどに十分に高いノイズパワーレベルに設定され、ここで、ステップ３は、拡散インターバルにおけるノイズパワーが前記閾値の両方を超えるときに消去指示を発生するステップのみを含む請求項７記載の方法。
【請求項１０】
ステップ１は、複数の拡散インターバルにわたって未使用コードに関する背景ノイズパワーの移動平均を実施することにより実施される請求項１記載の方法。
【請求項１１】
ステップ１は、割当てられたコードで伝送されたペイロードデータシンボルの検出においてスライサーエラーを使用することにより実施される請求項１記載の方法。
【請求項１２】
複数のフレームでスペクトラム拡散シンボルを伝送するスペクトラム拡散デジタルデータ伝送システムにおける低パワーインパルスノイズを検出し、各フレームが１又は２以上の拡散インターバルから構成され、その拡散インターバルの期間中に、コードブックの多数の拡散コードに等しい多数のシンボルがスペクトラム拡散多元接続伝送によって伝送される装置であって、
拡散インターバルのシンボルを受信し、ゼロ値を有すると推定されるシンボルにおけるノイズパワーを決定し、拡散インターバルごとのノイズパワーを出力に出力するための第１の手段と、
前記第１の手段の前記出力に接続された入力を有し、正しい背景ノイズパワーが必ず決定されるために十分に高い数の拡散インターバルにわたって背景ノイズパワーを決定し、プログラム可能な識別閾値量を前記背景ノイズパワーに加算すると共に前記背景ノイズパワーに前記識別閾値をプラスしたものを表す信号を出力に出力する第２の手段と、
前記第１および第２の手段の前記出力に接続され、拡散インターバルの前記未使用コードにおける前記ノイズパワーが前記背景ノイズパワーに前記識別閾値をプラスしたものを超えるときに消去指示が発生される出力を有する比較器と
を備えた装置。
【請求項１３】
複数のフレームでスペクトラム拡散シンボルを伝送するスペクトラム拡散デジタルデータ伝送システムにおける低パワーインパルスノイズを検出し、各フレームが１又は２以上の拡散インターバルから構成され、その拡散インターバルの期間中に、コードブックの多数の拡散コードに等しい多数のシンボルがスペクトラム拡散多元接続伝送によって伝送される装置であって、
拡散インターバルのシンボルを受信し、ゼロ値を有すると推定されるシンボルにおけるノイズパワーを平均し、前記拡散インターバルの未使用コードにおける平均ノイズパワーを出力に出力するための第１の回路と、
前記第１の回路の前記出力に接続され、フレームにおける全ての拡散インターバルの未使用拡散コードにおける平均ノイズパワーの移動平均を計算し、該移動平均を前記出力に出力するための第２の回路と、
前記第２の回路の前記出力に接続され、前記第２の回路により出力された前記移動平均の移動平均を計算することにより複数のフレームにわたって各フレームの拡散インターバルの未使用コードにおける背景ノイズパワーの移動平均を計算し、該移動平均を背景ノイズパワーとして出力する第３の回路と、
前記第１の回路の前記出力に接続された第１の入力と前記第３の回路の前記出力に接続された第２の入力とを有し、前記第１の入力の信号が前記第２の入力の信号に所定の閾値をプラスしたものを超えたときに消去指示信号が設定される消去指示信号出力を有する消去決定ロジックと
を備えた装置。
【請求項１４】
前記消去指示信号出力に接続された第１の入力を有すると共に既知の時間ドメインインパルス検出器から消去指示信号を入力する第２の入力を有するＯＲゲートを更に備えた請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
全ての符号分割多重されたフレームにおいて１又は２以上の拡散インターバルの期間中に符号分割多重を用いて伝送された信号を受信するデジタルデータ受信器において消去指示を発生するための装置であって、
処理中の拡散インターバルにおける全ての未使用コードについて拡散インターバルごとの平均ノイズを計算すると共に、前記未使用コードにおける拡散インターバルごとの前記平均ノイズレベルが現れる出力を有する第１の回路と、
前記第１の回路によって出力された拡散インターバルごとの前記平均ノイズレベルを受信すると共に、各フレームにおける全ての拡散インターバルにわたって未使用コードにおけるノイズパワーの移動平均を計算して背景ノイズフロアーを確立し、且つ、背景ノイズの前記移動平均が現れる出力を有する第２の回路と、
前記第１の回路によって出力された前記未使用コードにおける拡散インターバルごとの前記平均ノイズレベルと前記第２の回路からの前記背景ノイズの前記移動平均とを入力し、これら二つの信号を比較し、前記未使用コードにおける拡散インターバルごとの平均ノイズレベルが所定量だけ前記背景ノイズを超えれば消去指示を出力するための消去決定ロジック回路と
を備えた装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未使用拡散コードを用いたインパルスノイズの検出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
変調された高周波キャリアを用いて或る場所から他の場所にデジタルデータが伝送されるケーブルモデム(cable modem)及びセルラーシステム(cellular system)並びに他の無線技術には、通信を劣化させ、エラーを引き起こすインパルスノイズの問題が常に存在する。
【０００３】
一般に、デジタルデータ通信は、エラー検出及び訂正ビット（以下、ＥＣＣビットと称す）を用いた符号化(encoding)のためのリードソロモンブロック(Reed-Solomon block)のようなコードワードに分解されたデータビットのストリームを含む。それからコードワードは符号化(so-encoded)され、１又は２以上のＲＦキャリア上に変調されて伝送される。受信端では、符号化されたコードワードが回復され、そしてエラーが発生しているかどうかを判断してそれらを訂正するためにＥＣＣビットが使用される。ＥＣＣビットのみが、検出され訂正され得るエラーの数に関する所定の制限された“範囲(range)”を備える。インパルスノイズが発生して検出されると、誤りのあるシンボルが、消去されたものとしてマークされ、そしてエラー訂正コードのエラー訂正能力が増加される。
【０００４】
時間ドメイン(time domain)におけるインパルスノイズ検出は、公知であり、本発明の譲受人によって提供されているコード名Ｊａｓｐｅｒ  Ｉと命名されたＣＭＴＳ(Cable Modem Termination System)受信器において商用化されている。時間ドメインインパルス検出技術は、多数のサンプル幅のウィンドウを使用し、該ウィンドウの間に受信されたパワーを検出して、それを閾値と比較する。ＣＭＴＳ回路は、ダウンストリームメッセージによって、伝送された各バースト(burst)のパワーを制御し、そして期待するパワーを知る。上記閾値は、インパルスノイズによって劣化されないデータ伝送が上記閾値を超える十分なパワーを有しないように、十分に高く設定される。もし、上記閾値がウィンドウの期間中に超えられると、インパルスノイズが、ペイロードデータに対して相加的な影響を有し、それを劣化させ、そしてノイズ閾値を上回ると考えられる。この時間ドメインシステムは、高パワーインパルスノイズを見つけ出し、そしてノイズによって劣化されるかもしれないウィンドウにおける任意のシンボルに消去ビットを設定することにより、その影響を最小化するための処置をとる。
【０００５】
しかしながら、より低いパワーインパルスノイズについては、どれがノイズであり、どれが信号であるかを識別し、ノイズのみを排除することが困難であるため、検出問題は、更に一層困難である。これは、パワー閾値の使用が制限され、そしてそれが低パワーノイズを検出するために十分に低くされたときに、劣化されないペイロードデータのパワーも上記閾値を超えて、ノイズによって劣化されないシンボルの誤った消去指示を引き起こすためである。推測されたパワーの近くにノイズパワー閾値を設定するには限界がある。これは、低パワーノイズによって劣化されたいくつかのシンボルがシステムを通過し、そしてペイロードデータを回復することにエラーをもたらし、ＣＭＴＳトラッキングループオフ同期化(CMTS tracking loop off synchronization)を投じる。
【０００６】
従って、ノイズによって劣化されないシンボルに関する消去指示を与えることなく、低パワーまたは高パワーインパルスノイズを検出する方法についての要請が存在する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるシステムは、未使用コードでの背景ノイズレベルを計算し、バースト期間中の未使用コードに関するパワーを検出し、上記検出されたパワーと上記背景ノイズレベルとを比較することにより、符号分割多重(code division multiplexed)または同期符号分割多重(synchronous code division multiplexed)（以下、それぞれＣＤＭＡおよびＳＣＤＭＡと称す）伝送における低パワーおよび高パワーインパルスノイズを検出する。上記検出されたパワーが上記背景ノイズレベルを好ましくはプログラム可能な閾値だけ上回れば、未使用コードには背景ノイズレベルを超える信号が存在するとは考えられないので、パワーインパルスノイズが存在する。未使用コードは、特定のフレームまたは拡散インターバルの期間中に割り当てられないコード、または非活性(inactive)として指定されたＣＭＴＳコードの何れかを意味する。一般には、古くてノイズの多いケーブルプラント(cable plant)では、ＣＭＴＳは、システムにおける受信器が上記活性コードでデータを適切に受信するのにコードごとのパワーが十分に高いことを保証するのに十分な多くのコードを非活性コードとして準備する。割り当てられないコードは、トラヒック負荷が軽いために、特定の拡散インターバル及びフレームについてどのケーブルモデムにも割り当てられないコードである。ノイズ検出および管理が本発明のインパルス検出技術を必要とするノイズの多いシステムには、実際上、常に、割り当てられないコードまたは非活性コードの何れかが存在し、そのコードは本発明を実施するのに使用され得る。
【０００８】
未使用コード上で検出された如何なるパワーもノイズであり、そしてそれはペイロードデータの伝送が劣化されたことを示す。未使用コード上のパワーを検出してノイズの存在を判断することができると共に回復されたデータの最後の出力からそのノイズを排除する処置を取る任意のシステムは本発明を実施するのに十分であろう。好ましい実施形態において、ノイズが見つかったときに、ノイズで劣化されるかもしれない受信シンボルは、それらがデータ回復処理において無視され、且つシンボルクロックをトラッキングするためのＣＭＴＳ受信器の種々のトラッキングループ等において使用されないように、消去ビットでマークされ、そしてまた、リードソロモン及びトレリスコードのようなエラー訂正コードのエラー訂正能力を改善するために使用される。
【０００９】
既知の時間ドメイン技術に対する未使用コード技術の利点は、既知の時間ドメイン技術において、閾値によって検出された相加的影響分だけ全受信パワーを増加させる所望の信号パワーとノイズパワーが混合されたときを検出するためにパワー閾値が使用されたことである。ノイズパワーと所望の信号パワーとの間には区別はないので、如何にして期待されるパワーに近づくかの制限が存在し、閾値が設定され、そしてこれは低パワーインパルスノイズがシステムをこっそり通り抜けることを可能にする。未使用コード技術では、任意の未使用コード上には期待される正規の信号パワーが存在しないので、未使用コード上で検出された任意のパワーはノイズでなければならない。割り当てられたコード上の正規の信号パワーと割り当てられないコード上の不要なノイズパワーとの間のこの分離によって、既知の時間ドメイン／パワー閾値技術において可能とされるレベルよりも非常に低いレベルのノイズパワーを検出することが可能である。
【００１０】
本発明は、ケーブルモデムシステムにおけるＣＭＴＳ受信器に関して図解されるが、符号分割多重が使用される任意の有線または無線システムに適用可能であり、ここで、未使用コード上に何らかのパワーが存在するかどうかを判断するために受信されて分析される少なくとも幾つかの伝送の間に未使用拡散コードが存在する。
【００１１】
好ましい実施形態において、古い時間ドメインインパルス検出は、オプションを有する新しい未使用コードノイズ検出回路と共に使用され、何れか一方又は両方をオフとし、または両方とも使用する。
【００１２】
基本的に、本発明の方法を実施するのに、ほんの３ステップしか必要としない。第１に、真の背景ノイズパワーレベルであることを確保するのに十分な拡散インターバルにわたる未使用コードにおける背景ノイズパワーレベルが計算されることを必要とする。この背景ノイズパワーの計算は、多数の拡散インターバルの未使用コードにおけるノイズパワーレベルを平均し、またはその移動平均(moving average)を計算し、または拡散インターバル又は複数のフレームからの未使用コードの大きなサンプルにわたるノイズパワーレベルのリスト又はテーブルを作成し、そしてその値を調査して、未使用コードについてリストアップされた背景ノイズパワーレベルのほとんどに特有の背景ノイズパワーレベルを選択(picking)することによりなされる。他の実施形態では、背景ノイズレベルは、本明細書で述べられる技術を用いる上に、全ての未使用コード及びスライサーエラー(slicer error)を用いた割り当てられたコードを用いて計算され得る。これは、全てのコードが見積もりに使用されるので、正確な見積もりを与える。一般に、背景ノイズは、少なくとも一つのフレーム及び代表的には多数のフレームの拡散インターバルにわたる平均として計算される。この計算内の好ましい実施例(species)は、未使用コードにおける背景ノイズレベルを、初期化から処理された多くのフレームの拡散インターバルのような移動平均として計算する。
【００１３】
第２に、各拡散インターバルにおけるノイズパワーレベルは、拡散インターバルにおける全ての未使用コードのノイズパワーを平均することにより決定される。このステップは、あり得るノイズ劣化され逆拡散された拡散インターバルのシンボルを受信することと、そして未使用コードにおけるノイズパワーレベルを決定することを含む。一般に、これは、伝送されたときの値またはゼロ振幅を有する受信シンボルにおけるノイズパワーを平均することによりなされる。直交振幅変調システム(quadrature amplitude modulated system)または振幅及び位相が各シンボルを定義するために使用されるシステムでは、シンボルのパワーは、Ｉ２＋Ｑ２であり、ここで、ＩおよびＱは、コンステレーションにおける受信シンボルの直交座標(Cartesian coordinate)である。他の実施形態では、ゼロ（“未使用コード”）と考えられる各シンボルにおけるノイズパワーは、テーブルにリストアップされ、そして拡散インターバルについてのノイズパワーは、固有値(characteristic value)を選択(picking)することにより、または拡散インターバルにおける全ての未使用コードにわたって平均することにより決定される。これは、インパルスノイズの存続が拡散インターバル全体よりも短いので、最も正確な方法ではないが、しかし、インパルスノイズが逆拡散処理において全ての受信シンボルに拡散されるので、この実施形態もまた動作機能する。
【００１４】
ステップ２は、肝心なことである。拡散インターバルの“未使用コード”におけるノイズパワーが背景ノイズよりも或る閾値量だけ高ければ、インパルスノイズはその拡散インターバル期間中に伝送されたシンボルを劣化させるからである。拡散インターバルの未使用コードにおけるノイズパワーが測定されることに対する基準(standard)は、多くの拡散インターバルにわたる未使用コードにおける背景ノイズであるので、より細かな識別は、既知の時間ドメインインパルスノイズ検出において可能であること以上に可能である。これは、識別処理の期間中に考慮されるべき未使用コードには実際のペイロード信号が存在しないので可能であり、従って、存在する如何なるパワーもノイズパワーである。
【００１５】
第３に、各拡散インターバルにおけるノイズパワーは、複数の拡散インターバルにおける未使用コード及び好ましくは複数のフレームから決定されるような背景ノイズと比較される。好ましいクラスの実施形態では、背景ノイズパワーに或る識別閾値をプラスしたものは、拡散インターバルにおけるノイズパワーが測定されることに対する基準として使用される。好ましくは、識別閾値はプログラム可能であり、そして、ノイズ劣化されたシンボル(noise corrupted symbols)が、無事に受信され得ると共にエラー訂正および受信器のスライサおよびトラッキングループ回路の他の能力を与えるのに十分に高い信号対ノイズ比を依然として有すれば、上記識別閾値は、消去指示が発生されない程に十分に高く設定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
ＳＣＤＭＳ技術を用いてケーブルモデム(CM; Cable Modem)がアップストリームバーストを伝送するところのケーブルシステムのＣＭＴＳ受信器には、拡散インターバルが存在する。説明のため、１２８の異なる拡散コードが存在すると仮定し、それらのコードは巡回(cyclic)であってもよいし、巡回でなくてもよい。各拡散インターバルの期間中、これらのコードの幾つか又は全ては、バーストを伝送するための１又は２以上のＣＭに割当てられる。異なるＣＭによって２以上のバーストが同時に伝送される場合には、それらの伝送がＣＭＴＳによって分離されるように、各ＣＭは異なる拡散コードを使用する。拡散インターバル、ＳＣＤＭＡフレーム、未使用コードの概念を理解するため、図２を参照する。
【００１７】
図２は、複数のバーストを用いた代表的なＳＣＤＭＡフレームの構成を説明するのに有用な単一ＳＣＤＭＡフレームの図であり、未使用コードを示す図である。本発明は、未使用コードを有する任意の符号分割多重デジタルデータ通信に等しく適用可能であるが、ここでは、同期符号分割多重接続(SCDMA; Synchronous Code Division Multiple Access)を想定する。各フレームは、１又は２以上の拡散インターバルを含む。１又は２以上のケーブルモデム又は他の送信器からの複数のバーストが同時に伝送されるように、各拡散インターバルの期間中、コードブックにおける拡散コードの数に等しい多くのシンボルが、スペクトラム拡散多元接続(spread spectrum  multiple access)通信を用いて伝送される。
【００１８】
列１１は、ＳＣＤＭＡにおける第１の拡散インターバルを表し、列２１は、フレームにおける第２の拡散インターバルを表す。ＤＯＣＳＩＳ ２．０に準拠したシステムには、最大３２の拡散インターバルが存在する。各拡散インターバルの垂直方向の次元は、１２８行に分割され、各行は、コードブックにおける１２８の巡回直交拡散コードの一つを表す。ブロック２３及び２５は、それぞれ、第１および第２のバーストにおける伝送シンボルを表し、図２に示されるフレームの拡散インターバルの期間中に異なる拡散コードを用いて異なるＣＭから同時に伝送される。各拡散インターバルの期間中、１２８の可能性のあるシンボルは、伝送されることができ、そして図３の情報ベクトル１６におけるそれら１２８のシンボルは、伝送されているバーストと、ゼロのＳＩＤと、ゼロのコードとの間で分割される。即ち、カラム１１において、第１および第２のバーストのシンボルのスペクトルは、１２８の巡回直交拡散コードのセットにおける異なるセットの拡散コードによって拡散されたそれらのスペクトルを有する。コード０は、底にある行１３によって表される。第１のバーストのスペクトルを拡散するために使用されるコードは、ブラケット１５内の行によって表され、そして第２のバーストのスペクトルを拡散するために使用されるコードは、ブラケット１７内の行によって表される。第１および第２のバーストは同時に伝送され、そして周知の方法で逆拡散器によってＣＭＴＳ受信器で分離される。
【００１９】
ブラケット１９内の行は未使用コードである。あらゆるＤＯＣＳＩＳアップストリームＳＣＤＭＡフレームは、（ＣＭＴＳによって制御される）アクティブコードの数のプログラム可能な値に基づき、そしてチャンネルを異なるロジックサブチャンネルに分離するためにゼロのＳＩＤが使用されているかどうかに基づき、その中に幾つかの未使用コードを有してもよい。
【００２０】
ＣＭで各バーストを送信するためのスペクトル拡散処理は、１２８のシンボルからなる線形情報ベクトルＳｋと、１２８拡散コードのそれぞれの要素を含む１２８×１２８の二次元コード行列との行列乗算を含む。この行列乗算は、１２８チップからなる出力ベクトルをもたらし、そのそれぞれは、部分積の和であり、ここで、各部分積は、情報ベクトルからのシンボルと拡散コードからの対応要素との積である。
【００２１】
情報ベクトルの全てのシンボルは、単一のケーブルモデムのバーストからもたらされ、あるいは、シンボルは、各ケーブルモデムが、ＣＭＴＳからの帯域割当てダウンストリームメッセージにおいて受信されたその割当てコードにのみ対応する位置でその情報ベクトルにシンボルを配置すると共に他の全ての位置でゼロを配置するところの多くの異なるケーブルモデムからもたらされてもよい。そして、重ね合わせ(superposition)により、割当てられた帯域を有する全てのケーブルモデムの結果ベクトルは、ＣＭＴＳへの伝送のためにＨＦＣ(Hybrid Fiber Coax)上で合算される。
【００２２】
各拡散インターバルにおいて、１２８チップからなる結果ベクトルであるベクトルＰｋが伝送される。これら１２８チップは、拡散インターバルについて帯域が割当てられたケーブルモデムによって発生される１又は２以上の情報ベクトルのシンボルから発生される。もし、一つよりも多くのケーブルモデムに帯域が割当てられれば、一つよりも多くの情報ベクトルが発生されるが、帯域が割当てられたＣＭによって発生された全ての情報ベクトルにおけるシンボルの全数は１２８を超えない。帯域が割当てられた各ＣＭで発生された一つの結果ベクトルが存在するが、もし全ての結果ベクトルが合算されれば、結果は、１２８シンボルを有する一つの情報ベクトルにコード行列を乗算したかのような、１２８チップを有する一つの結果ベクトルとなる。
【００２３】
各ベクトルＲｋは、ＤＯＣＳＩＳ ２．０仕様においてＳｋと呼ばれる情報ベクトルと、コード行列Ｃとの行列乗算の結果である。この計算がどのように実行されるかの詳細は、ＤＯＣＳＩＳ ２．０仕様書のセクション６．２．１４に示され、それは、参照することにより本明細書に組み込まれる（ここで、Ｒｋは、ＤＯＣＳＩＳ仕様書におけるＰｋと等価である）。図３は、１６で示される１×１２８線形情報ベクトルＳｋと、１８で示される１２８×１２８コード行列Ｃとを乗算して、拡散インターバルの期間中に伝送されるべき２０で示される１×１２８チップ結果ベクトルＲｋを求めるこの行列乗算の詳細を示す。図４は、部分積を詳述する数学式であり、それは、図３の行列乗算から合算されて結果ベクトルの第１チップＲ１を生じる。図４は、結果ベクトルＲｋの第１要素Ｒ１が、情報ベクトルＳｋのシンボルＳｍと、コード行列Ｃの（列インデックス１を有する）第１の列における（ｍに等しい行インデックスを有する）対応コード要素との部分積の和であることを示す。図５は、結果ベクトルＲｋの任意のＲｉ要素について値を定義すると共に、線形ベクトルと二次元ベクトルとの行列乗算がどのように実行されるかを定義する一般的な数学的表現である。
【００２４】
ＣＭＴＳでは、図６によってシンボル化されるように、２０で示される結果ベクトルＲｋは、コード行列Ｃの転置と行列乗算され、この転置行列は２４で示されると共にＣＴが付されている。行および列のインデックスは転置行列では反転されることに注意されたい。この行列乗算は、２６で示される１×１２８シンボルの受信シンボルベクトルＹを回復する。これらシンボルは、ＡＷＧ及びインパルスノイズで劣化され得る。転置行列ＣＴは、簡単には、図３の１８で示されるコード行列Ｃの行を転置行列の列として設定したものである。図７は、受信シンボルベクトルＹの任意の要素Ｙｉの値を定義する数学的表現であり、各Ｙｉが、結果ベクトルの個々のチップと転置行列ＣＴの対応行の対応要素との部分積の和であることを示す。従って、Ｙ１＝Ｒ１＊Ｃ１，１＋Ｒ２＊Ｃ１，２．．．Ｒ１２８＊Ｃ１，１２８である。コード行列の行および列は対称であるから、転置行列の行はコード行列の対応列と同一である。
【００２５】
図７の和においてＲｉの代わりに図５の表現を用いると、図８の数式が得られる。図８の表現を簡略化すると、図９の表現が得られる。コード要素Ｃｍ，ｉおよびＣｊ，ｉは二つの値、１および０−１を有するのみであるため、図９の表現は、ｊ＝ｉのときのみ、ゼロでない値であり、ここで、ｉは、コード行列Ｃのコード要素の列インデックスであり、ｊは、転置行列ＣＴの行インデックスである。
【００２６】
図１０は、一つの拡散インターバルの期間中におけるシンボルの一つの情報ベクトルを伝送する処理を示す図であり、チャンネルでの時間ドメインにおけるインパルスノイズが、伝送チップおよび受信チップにどのように影響を及ぼすかを示す。伝送される情報ベクトルは２８で示され、１２８シンボルを有する。これらシンボルの値は３０で示される。この例では、Ｓ１およびＳ２の値はゼロに設定される。なぜなら、これらシンボルを拡散するために使用される拡散コードは、拡散インターバルの期間中、割当てられない状態に維持されるからである。シンボルＳ３ないしＳ１２８についての値は、値Ｘ３ないしＸ１２８である。行列乗算器２９による情報ベクトル３０のスペクトルの拡散は、値Ｘ１’ないしＸ１２８’を有する１２８のチップＲ１ないしＲ１２８の結果ベクトルをもたらし、３２で示される。たとえ、Ｓ１およびＳ２がゼロ値を有しても、Ｘ１’およびＸ２’はゼロ値を有しない。なぜなら、行列乗算が図５から決定され得るように機能するためである。１２８チップの全てを伝送するのに要する時間インターバルは一つの拡散インターバルである。
【００２７】
ここで、インパルスノイズ３４が拡散インターバルの中間で発生し、拡散インターバルの中間においてチップの幾つかの値を増加させると仮定する。結果ベクトル３２が受信され、そのスペクトルがＣＭＴＳ逆拡散器３６によって逆拡散されると、時間ドメインにおけるパルス３４の余分のインパルスノイズエネルギーは、３８で示される受信シンボルベクトルの全体に拡散し、そして幾らかのエネルギーを受信シンボルＹ１ないしＹ１２８のそれぞれに加える。これは、スペクトル拡散技術がコード利得(code gain)を提供する理由であり、チャンネルにおけるノイズは、ペイロードデータのスペクトラム拡散(spread spectrum)が逆拡散して各シンボルのエネルギーをそのシンボルに再集中させる間に実際の伝送シンボルのスペクトラム拡散が逆拡散するのと同時に、逆拡散器においてそのスペクトルを拡散させる。チャンネルを通じた伝送後の結果ベクトル３２のノイズ劣化された受信チップの逆拡散は、１２８の受信シンボルＹ１ないしＹ１２８を有する線形受信ノイズ劣化シンボルベクトル(linear received noise corrupted symbols vector)３８をもたらす。受信シンボルＹ１およびＹ２は、それぞれ、伝送シンボルＳ１およびＳ２に対応するが、この例では、ノイズによって劣化される。もし、チャンネルにインパルスノイズが存在しなかったならば、Ｙ１およびＹ２についてのそれぞれの値Ｎ１およびＮ２はゼロである。なぜならば、伝送シンボルＳ１およびＳ２はゼロ値を有するからである。しかし、インパルスノイズは逆拡散器３６によって全ての受信シンボルＹ１ないしＹ１２８に拡散するので、Ｎ１およびＮ２についての値はゼロではない。また、Ｓ３についての値Ｘ３に対応すると仮定されるＹ３についての値は、実際には、インパルスノイズ３４のスペクトルの拡散に起因する或るノイズ要因ＮをＸ３にプラスしたものである。
【００２８】
Ｎ１およびＮ２についての値はゼロではないが、ゼロであると仮定されるので、低レベルのインパルスノイズは、ゼロ値の伝送シンボルに対応する受信シンボルの値を調べることによって、ＣＭＴＳにより検出できる。ＣＭＴＳはこの拡散インターバルについて拡散コードが割当てられるので、ＣＭＴＳは、Ｙ１およびＹ２についての値がゼロであるべきであることを知る。なぜなら、それらを拡散するためのコードは割当てられないからである。Ｙ１およびＹ２についての値、即ちＮ１およびＮ２はゼロではないため、ＣＭＴＳは、この拡散インターバル期間中にチャンネルにおいて発生したインパルスノイズを知り、そして都合よくＣＭ受信器が使用できる消去指示を用いて、この拡散インターバルの期間中に受信された全てのシンボルをマーク(mark)することがきでる。代表的には、シンボルは、この拡散インターバルから各シンボルのデジタル表現で消去ビットを論理１に設定することにより消去指示でマークされる。
【００２９】
消去ビットでマークされたシンボルは捨てられないが、消去ビットは、エラー訂正及びエラー検出にこれらシンボルをさらに念入りに検査させ、それらが誤ったビットにデコードされないようにする。消去ビットでマークされたシンボルは、また、シンボルクロック等に同期するために、ＣＭ受信器におけるトラッキングループ(tracking loop)によって使用されない。エラー訂正回路において消去ビットを使用するための処理は、シンボルの消去ビットを使用して、ＣＭＴＳ受信器におけるトラッキングループにおいてシンボルを無視する回路と同様に公知である。
【００３０】
低レベルのインパルスノイズを検出するための図１Ａおよび１Ｂの回路
図１Ａの回路は、フレームの未使用コードにおけるノイズパワーを検出することにより低または高レベルのインパルスノイズを検出するための上述の数学的方法を使用する他の実施形態である。図１Ａのインパルス検出器は、フレーム期間中にどれほど多くのバーストが伝送されるかとは無関係に、ＳＣＤＭＡフレーム全体を処理する。
【００３１】
図１Ａは、ＣＤＭＡシステムにおいて未使用または割当てられないコードを使用して、低パワーまたは高パワーインパルスまたは他のノイズの何れかの存在を検出する回路のブロック図である。ライン１０は、既知の時間ドメインインパルスノイズ検出回路からの任意的(optional)な消去入力ラインであり、このような従来の検出回路が使用される場合の入力ラインである。このラインは、既知の時間ドメインインパルスノイズ検出回路がインパルスノイズの存在を検出し、ライン１２上に入る現在のシンボルを無視したければ、シンボルごとのベースでアクティブ(active on a per symbol basis)になる。通常、同一の拡散インターバルにおける全てのシンボルは同一の消去指示を有する。逆拡散された受信シンボル、即ち図１０のベクトル３８におけるシンボルＹ１−Ｙ１２８は、ライン１２上をインパルスノイズ検出器に入る。もし、既知の時間ドメインインパルスノイズシステムによりノイズ検出の度に特定のシンボルが無視されるべきものであれば、無視されるべきシンボルがライン１２上に到着したときにライン１０上の信号はアクティブになる。
【００３２】
好ましい実施形態においては、上述の時間ドメインインパルスノイズ検出回路は存在せず、図１Ｂに示されるように、入力ライン１０は存在しない。好ましい実施形態においては、全てのインパルスノイズ検出は、図１の回路によって行われるが、消去入力ライン１０とＯＲゲート７４を除いた図１Ａの回路から構成される他の実施形態もまた機能動作するであろう。
【００３３】
未使用コードインデックス信号はライン４０上に入る。この信号は、ＣＭＴＳから受信されたＭＡＣデータから発生され、そしてどのシンボルがゼロ値を有すると思われるかを回路に知らせる。この信号は、アップストリーム帯域要求を受信することと、帯域アワード(bandwidth awards)を作成することと、アップストリームバーストのためにどのコードとミニスロット(minislot)を使用すべきかを知らせるＵＣＤメッセージおよびダウンストリームＭＡＰをＣＭに送信することに関与するＣＭＴＳにおけるメディアアクセスコントロール(MAC; Media Access Control)によって提供される割当てコード(the assigned codes)のマップ(map)から発生される。図１１は、割当てコードのマップの例である。４２および４４でのロックＢ１およびＢ２は、第１および第２のバーストにそれぞれ割当てられたコードを表す。４６、４８、５０でのブロックは、未使用コードの二つの異なるタイプを表す。ブロック４６は、すべてのＤＯＣＳＩＳフレームにおいて発生するこの拡散インターバルについて割当てられないコードを表す。通常、ＤＯＣＳＩＳシステムでは、ＳＣＤＭＡチップを受信するために使用されるどのようなＤＯＣＳＩＳ受信器においても、等化及び予測回路(equalization and predictor circuits)においてスライス回路を較正するために使用される全ての拡散インターバルには、少しの割当てられないコードが存在する。各チャンネルのＵＣＤメッセージのチャンネルパラメータは、拡散に利用可能なコードの全数のうちのどのくらいがチャンネルで使用されるかを定義する。何れの未使用コードも、最初はコード０でスタートする。従って、もし１２８の可能な拡散コードのうちの１２６のみがアップストリームＳＣＤＭＡチャンネルで使用されれば、コード０および１は、そのチャンネルでは使用されないであろう。古くてノイズの多いケーブルシステムでは、未使用コードの数は、ＣＭＴＳによって制御されて、適切な受信のための適切な信号対ノイズ比を達成するために割当てコードごとのパワーが適切であることを確保する。また、同一のチャンネル上で異なる時間に伝送される帯域を重複させた状態で異なる論理サブチャンネルを分離するために使用されるゼロのＳＩＤが頻繁に存在する。これらゼロのＳＩＤは、また、インパルスノイズ検出のために本発明で使用される。
【００３４】
ブロック４８および５０で表されたコードはゼロのＳＩＤに対応する。ゼロのＳＩＤは、アップストリームマルチモード伝送で使用される割当てられないバーストであり、そのアップストリームマルチモード伝送では、異なる変調タイプ及び／又は異なるシンボルレートを有する二つの異なるバーストタイプが、重複帯域を有する異なる論理チャンネルまたはサブチャンネルにおける同一のチャンネル上で伝送される。ゼロのＳＩＤは、これら論理チャンネル間にガードバンド(guardband)を確立して、それらの間の干渉(interference)と重複(overlap)を防止する。割当てられないコードまたはゼロのＳＩＤコードの何れかは本発明を実施するために使用することができるが、ノイズの存在を決定するために全てのゼロのコードが調査されるときに信頼性が増加される。これは、インパルスノイズの振幅が変化し、任意のある未使用コードにおけるエネルギー量が、他の未使用コードにおけるエネルギーと比較して変化し得るからである。従って、インパルスノイズの存在を判断するために全ての未使用コードにおけるエネルギーを調査することは信頼できることである。
【００３５】
図１Ａおよび１Ｂの実施形態において、各拡散インターバルの全ての未使用コード（好ましい実施形態では、３２の未使用コードの最大値まで）における信号の振幅またはノイズパワーレベルを合算することにより、インパルスノイズを探索することが行われた。そして、ノイズパワーを、未使用コードの各番号について異なる閾値を有するルックアップテーブルから得られた閾値と比較することにより、インパルスノイズが検出される。このことは、平均を計算するための除算の必要性を回避する。しかしながら、他の実施形態では、全ての未使用コードにおけるエネルギー、あるいは、他に、ちょうど３２までの未使用コードは平均化されることができ、即ち、合算されて、その合算における未使用コードの数で除算され、その後、その平均値を、未使用コードの各番号について異なる閾値を有するルックアップテーブルから得られたプログラム可能な閾値レベルと比較する。ノイズパワーレベルが比較される上記閾値レベルは、散発製のインパルスノイズと、定常的な背景ノイズとを区別するために使用される。理想的にはこの閾値はゼロである。なぜなら、そこには背景ノイズが存在しないからである。しかしながら、上記区別用の閾値は、背景のノイズの定常的な存在のために、現実にはゼロではない
【００３６】
好ましい実施形態では、未使用コードの全て又は少なくとも最大で３２の未使用コードを用いて、フレームの全ての拡散インターバルにわたって、および各拡散インターバルにわたって移動平均を計算することにより、背景ノイズが計算される。しかしながら、他の実施形態では、インパルスノイズ検出は、未使用コードの何れか一つにおけるエネルギーを探索することにより実施することができる。これは信頼性がより少ない。
【００３７】
図１の回路は、上述のこれら処理の何れも実行して、１又は２以上の未使用コードにおけるノイズパワー平均を計算し、そのノイズパワー平均と背景ノイズのレベル設定された識別閾値とを比較することにより、拡散インターバルにおけるインパルスノイズの存在を判断する。
【００３８】
基本には、本発明の方法を実施するために、ほんの３ステップのみが実行される。本発明による装置は、図１５にブロック図の形式で示される。第１に、十分な拡散インターバルにわたる未使用コードにおける背景ノイズパワーレベルは、それは確かに真の背景ノイズパワーレベルであるが、計算する必要がある。これは、図１５の回路１０６によって行われる。この背景ノイズパワーの計算は、多数の拡散インターバルの未使用コードにおけるノイズパワーレベルを平均し、またはその移動平均を計算し、または複数の拡散インターバル或いは複数のフレームからの未使用コードの多数のサンプルにわたるノイズパワーレベルのリスト又はテーブルを作成し、そして値を調査(survey)し、未使用コードについてリストアップされたほとんどの背景ノイズパワーレベルに特有な背景ノイズパワー値を選定することにより、行うことができる。ブロック１０６は、これらの処理の任意の一つを行う回路を表す。代表的には、背景ノイズは、少なくとも一つのフレームおよび代表的には複数のフレームの拡散インターバルにわたる平均として計算される。本発明の好ましい実施形態は、未使用コードにおける背景ノイズレベルを、初期設定(initialization)から処理された多くのフレームと同じほどの移動平均として計算する。
【００３９】
第２に、各拡散インターバルにおけるノイズパワーレベルが決定される。このステップは、図１５のブロック１０８により実施され、拡散インターバルの可能性のあるノイズ劣化された逆拡散シンボルを受信するステップと、未使用コードにおけるノイズパワーレベルを決定するステップとを含む。代表的には、これは、ゼロ値または伝送されたときの値を有する受信シンボルにおけるノイズパワーレベルを平均することにより行われる。直交振幅変調(quadrature amplitude modurated)されたシステムまたは振幅と位相が各シンボルを定義するために使用される任意のシステムでは、シンボルのパワーは、Ｉ２＋Ｑ２である。ここで、ＩおよびＱは、コンステレーションにおける受信シンボルの直交座標である。他の実施形態では、ゼロ（未使用コード）と推定される各シンボルにおけるノイズパワーは、テーブルにリストアップされ、そして拡散インターバルについてのノイズパワーは、固有値(characteristic value)を選別することにより決定される。これは、インパルスノイズの継続が全拡散インターバルよりは短いので、最も正確な方法ではないが、このインパルスノイズは逆拡散処理において受信シンボルに拡散されるので、この実施形態もまた機能する。ブロック１０８は、これらの方法の何れか一つを実施するための回路を表し、そしてライン１０９上に拡散インターバルごとのノイズパワーを出力する。
【００４０】
もし、拡散インターバルの“未使用コード”におけるノイズパワーが背景ノイズよりも或る閾値量だけ高ければ、インパルスノイズは、その拡散インターバルの期間中に伝送されるシンボルを劣化させるので、ステップ２は肝心なことである。拡散インターバルの未使用コードにおけるノイズが測定されるときの基準(standard)が、多くの拡散インターバルにわたる未使用コードにおける背景ノイズであるため、既知の時間ドメインインパルスノイズ検出よりも非常に詳細な識別が可能である。識別処理の間に考慮されるべき未使用コードには実際のペイロード信号が存在しないので、これは可能であり、従って存在する如何なるパワーもノイズパワーである。
【００４１】
第３に、各拡散インターバルにおけるノイズパワーレベルは、複数の拡散インターバルおよび好ましくは複数のフレームにおける未使用コードから決定されるような背景ノイズレベルと比較され、そしてこの比較から、インパルスノイズが前記拡散ンターバルの期間中に受信されたシンボルを劣化させたかどうかの判断がなされる。このステップは、図１５の比較回路１１０により実施される。好ましい実施形態では、背景ノイズパワーに或る識別閾値をプラスしたものは、拡散インターバルにおけるノイズパワーが測定されるときの基準として使用される。この背景ノイズパワーに或る識別閾値をプラスしたものは、回路１０６によってライン１１２上に出力される。好ましくは、上記識別閾値は、ライン１１４上の入力データによって象徴されるように、プログラム可能であり、そして、ノイズ劣化されたシンボルが無事に受信される程の高い信号対ノイズ比を依然として有していれば消去指示が発生されないような十分に高い値に設定される。
【００４２】
図１の回路は、複数のフレームにわたる未使用コードにおける背景ノイズの移動平均を計算する上記定義された実施形態(genus)の範囲内の好ましい例(species)を実施し、現在の拡散インターバルの直前に処理されたフレームを含む。図１の回路において実施される本方法は、また、二つの異なる閾値を使用し、その両方が満足されなければならない。最後に、もし、消去が必要とされることを既知の時間ドメインインパルスノイズ検出器が示すか、または、もし、消去が必要とされることを図１の回路が判断すれば、図１の回路は消去指示を出力するであろう。
【００４３】
図１の装置の業務の最初の命令は、現在のフレームを除く全てのフレームにわたって未使用コードにおける背景ノイズパワーを計算して、拡散インターバルの未使用コードにおけるノイズパワーが比較されるときの基準ノイズパワーを確立する。その処理における第１のステップは、回路５２によって実施され、この回路５２は、処理されている現在の拡散インターバルにおいて未使用コードの少なくとも幾つか又は全てにおける平均ノイズレベルを計算するために機能する。時間ドメイン高パワーインパルスノイズ検出器が図１の回路の前に配置されると共にライン１０が存在する実施形態において、回路５２のみが、時間ドメインインパルス検出器（図示なし）によってシンボルが消去指示でマークされない拡散インターバルの未使用コードにおける平均ノイズパワーを景観する。通常は、既知の時間ドメイン高パワーインパルスノイズ検出器がインパルスノイズを検出したところの拡散インターバルにおけるシンボルは、セット（論理１）消去ビットの形式で、消去指示でマークされる。
【００４４】
ブロック４５は、各フレームにわたって未使用コードにおけるノイズパワーの移動平均を計算して背景ノイズのフロアー(floor)を確立するために使用される。理想的には、未使用コードにはゼロのエネルギーが存在し得る。しかしながら、理想的なシステムはなく、そしてインパルスノイズが存在しなくても、未使用コードには常に幾らかの背景ノイズが存在する。インパルスノイズは、背景ノイズがインパルスノイズと間違えられないように、このノイズフロアーと対照して測定されなければならない。ブロック５４は、フレームにわたって全ての拡散インターバルにおけるノイズパワーレベルの移動平均を計算し、そして、回路５２によってライン５６上に出力された各拡散インターバルの平均ノイズパワーを用いて、拡散インターバルごとに１回この移動平均を更新する。上記移動平均を計算するために使用される式は、図１２と同一の形式を有する。フレームの終わりで移動平均が出力される。フレームにわたる拡散インターバルにおけるノイズパワーの移動平均についての初期値は、最初の拡散インターバルがライン５６上に出力されるときに設定される。その後、フレームノイズパワー移動平均は、フレームにおける３２の拡散インターバルのそれぞれについて拡散インターバルごとに１回更新される。
【００４５】
ブロック６０は、初期設定から処理された全てのフレームにわたって未使用コードにおける全体的なノイズ移動平均(global noise moving average)を計算し、そしてこの移動平均をライン６４上に出力する。この移動平均は、回路５４が、ちょうど処理されたフレームについてノイズパワー移動平均をライン６５上に出力するときに、フレームごとに１回更新される。ライン６４上に出力された移動平均は、システムの信号対ノイズ比を表す。ライン６４上の移動平均を格納する全体ノイズレジスタ(global noise register; NGBL)に設定された初期値は、初めにインパルスノイズの存在に関する誤った判断を避けるために、最大値に設定される。フレームごとのノイズパワーの移動平均は、図１２の式に従ってブロック６０において計算される。図１２の式における要素Ｏｕｔｋ−１は、回路６６により発生される。この回路は、ライン６４上の移動平均に１フレーム遅延を挿入し、そして、この遅延された移動平均を回路６０の入力に供給すると共にライン６８を介して消去決定ロジック５８に供給する。フレームごとに、全体ノイズレジスタの値はちょうど処理されたフレームの新たな移動平均で更新され、この移動平均は、そのフレーム内の拡散インターバルの未使用コードにおける背景ノイズの移動平均である。このように、背景ノイズの移動平均は、フレームごとに再計算される必要がない。
【００４６】
移動平均は、インパルスノイズが時折発生して移動平均を上昇させるとしても、背景ノイズの良好な見積もりである。インパルスノイズは現実には一時的である傾向があるので、背景ノイズの見積もりを歪曲してシステムの信頼性を損なう程にまで移動平均を上昇させることはない。移動平均を用いることにより、たとえノイズフロアーが上昇しても、インパルスノイズがノイズにわたって識別され得るように、平均もまた上昇するであろう。
【００４７】
ライン５６上の拡散インターバルごとの平均ノイズパワーも消去決定ロジック５８に供給される。
【００４８】
インパルスノイズが存在するか否かの実際の判断は、消去決定ロジック５８によってなされる。それは、インパルス検出がオンにされるかオフにされるかを制御するライン７０上の制御信号を入力する。回路５８は、ライン５６上の処理中の現在の拡散インターバルの未使用コードにおける正規化されたノイズパワーまたは平均を入力する。回路５８は、また、遅延回路６６からライン６８上の以前に処理されたフレームからの全体背景ノイズ移動平均を入力する。もし、ライン５６上の現在の拡散インターバルの未使用コードにおける平均ノイズパワーが、ライン６８（図１Ｂの実施形態のライン６２）上の信号によって表される背景ノイズパワーよりも、或るデルタ値（好ましい実施形態ではプログラム可能であり、他の実施形態では固定である）だけ高ければ、消去決定ロジックはライン７６上に消去指示を出力する。ライン７６上の消去指示は、シンボルごとのベース(on a per symbol basis)で出力され、そしてそのシンボルの消去ビットとして働く。示されたこの実施形態では、ＯＲゲート７４は、一方の入力にライン７２上の信号を入力すると共に、ライン１０上で従来の高パワーインパルスノイズ検出器からシンボルごとのベースで消去指示を入力し、そして、もし、何れか一方または両方の信号が、インパルスノイズの存在を示せば、ライン７６上に出力消去指示が発生される。他の実施形態では、既知の時間ドメイン高パワーインパルスノイズ検出器は使用されず、従ってＯＲゲート７４および入力１０は存在せず、そしてライン７２はインパルスノイズ消去指示として働く。
【００４９】
図１３は、消去決定ロジック５８における回路の更に詳細な図である。ライン６８上の信号ＮＳＥＧは、図１の遅延回路６６におけるレジスタから到来し、現在の拡散インターバルのフレームの直前フレームを通して処理された全てのフレームについての未使用コードにおける背景ノイズの移動平均を表す。ライン５６上のＮＳＥＳ信号は、現在処理中の拡散インターバルの未使用コードにおける平均ノイズパワーである。以下の説明では、拡散インターバルにおける平均ノイズパワーおよび背景ノイズパワーと二つの識別閾値は、時折、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）により表される。ＳＮＲの定義は１０log１０Ｓｐｗｒ／Ｎｐｗｒであり、信号パワーＳｐｗｒはゼロであるから、ＳＮＲにより背景ノイズパワー及び閾値などを表すことは正確には正しくない。説明のため、未使用コードにおける信号パワーは、従来の用語ＳＮＲが使用されるように、限りなく小さなゼロではない或る値であると仮定する。本発明の全般的な目的は、信号パワーがゼロで拡散された情報ベクトルからの受信され逆拡散されたシンボルのバージョンにおけるノイズパワーと背景ノイズパワーを測定することであることを心に留められたい。受信されたＱＡＭシンボルにおける信号パワーまたはノイズパワーまたはこれら二つの組み合わせの何れかは、Ｉ２＋Ｑ２により定義され、ここでＩおよびＱはコンステレーションポイントのベクトル直交成分(vector orthogonal components)である。本発明は、識別閾値と比較されるのと同様に、特定の拡散インターバルのインパルスノイズパワーに対する複数フレームにわたる未使用コードにおける平均ノイズパワーにより容易に表され、パワーの従来の測定であるｄＢｍまたはｄＢｍｖで全て表される。
【００５０】
図１３において、ライン８０上のＤＴＨＲ信号およびライン８２上のＡＴＨＲ信号は、プログラム可能なレジスタ（図示なし）から到来する。ＤＴＨＲ信号は、消去指示がトリガされる前に現在処理中の拡散インターバルの未使用コードにおける平均ノイズパワーと未使用コードにおける背景ノイズパワーとの間の差分またはデルタがどの程度小さくなければならないかを定義する。換言すると、ＤＴＨＲ信号は、消去指示出力信号をトリガする前に拡散インターバル信号対ノイズ比がどの程度低くなり得るかを決定する（より低いＤＴＨＲは、より多くのノイズが存在することを意味する）。ライン８２上のＡＴＨＲ信号は絶対的な閾値である。それは、ノイズパワーまたは最も低いＳＮＲのレベルを設定し、それは、もし拡散インターバルにおける平均ノイズパワーだけ超過すれば、明らかに、比較器８６により消去指示を発生させる。換言すると、もし、処理中の拡散インターバルにおける未使用拡散コードにおける絶対的平均ノイズパワーがこのＡＴＨＲレベルを超えれば、消去指示が発生されるであろう。なぜなら、ＤＴＨＲ閾値を超えるが依然として適切に受信される低レベルのノイズパワーが存在する一方、ノイズパワーのレベルが、適切な受信に干渉するからである。ＡＴＨＲ信号は、背景信号対ノイズ比が極めて高く、チャンネルが全く十分であって指示を消去する必要がないことを意味するときに、決定ロジックが消去を宣言しないことを確保するために使用される。
【００５１】
回路８８および９０は乗算器である。乗算器８８は、全体的背景ノイズとデルタ値とを乗算して、現在の拡散インターバルにおけるノイズパワーがそれを超えれば、それを、消去指示をトリガできる或る閾値レベルまで上昇させる。
【００５２】
理論上は、ＤＴＨＲおよび乗算器８８は、回路を動作させるために必要な全てである。しかしながら、現実には、ＤＴＨＲによって確立されたデルタは、インパルスノイズが存在するときに消去をもたらすのでインパルスノイズに対して効果的に識別するのに十分ではないが、しかし、受信シンボルの信号対ノイズ比は、完全に、受信シンボルをスライスしエラー検出して結果として得られる回復されたデータを訂正するための受信器能力の範囲内である。例えば、ライン７８上の背景ノイズＮＳＥＧが３７ｄＢ（ＳＮＲ）であると仮定すると、現在の拡散インターバルのＳＮＲ（ＮＳＥＳ）は３２ｄＢである。この例では、もし、識別閾値ＤＴＨＲが４ｄＢに設定されれば、不必要な消去指示が発生される。この消去指示は、３２ｄＢのＳＮＲが、受信シンボルに符号化されたペイロードデータを正しく回復するための受信器能力の範囲内であるので、不必要である。これを防止するため、ＡＴＨＲ閾値が使用される。この例では、ＡＴＨＲ閾値は３０ｄＢのＳＮＲに設定され、消去指示はトリガされない。ＡＴＨＲ信号は、また、チャンネルＳＮＲがケーブルオペレータに知られている場合に、ＤＴＨＲをオーバーライトする手動検出閾値として働くことができる。
【００５３】
図１４は、ＤＴＨＲとＡＴＨＲとの間の関係を更に詳しく説明するための図である。ライン８８は、背景ノイズの移動平均を表す。ピーク９０は、拡散インターバル１の未使用コードにおけるＳＮＲの形式で平均ノイズパワーを表す。拡散インターバル１における信号のＳＮＲは、背景ノイズレベル付近であり、基本的に背景ノイズライン８８のすぐ近くにあるライン９２により表される。ライン９４は、背景ノイズＳＮＲレベルの上の５ｄＢにプログラムされたＤＴＨＲのＳＮＲレベルを表す。背景ノイズレベルが３７ｄＢであると仮定すれば、拡散インターバル２におけるＳＮＲは、およそ３１ｄＢであり、ＤＴＨＲ閾値を超えるが、しかし、このノイズレベルは、優に、それを正しく受信するための受信器能力の範囲内である。従って、消去指示をトリガする必要はない。ＡＴＨＲ閾値は、これを防止するために使用される。それは、伝送データの正しい受信を損なうより一層高いレベルのインパルスノイズパワーで設定される。この例では、ＡＴＨＲ閾値は、ライン９６により表され、背景ノイズレベル８８よりも“低い”（より多くのノイズが存在する）２０ｄＢに設定される。拡散インターバル５のＳＮＲまたは平均ノイズパワーのみが、ＡＴＨＲ閾値を超え、そして消去指示をトリガする。
【００５４】
ライトシフト回路９８および乗算器９０は、両方ともＡＳＩＣの特定実施で作られる。なぜなら、ライン１００上のビット数がライン８２上のビット数よりも少ないからである。他の実施形態では、乗算器９０とライトシフトコンスタント回路９８の両方は削除でき、そしてライン８２上のＡＴＨＲ信号が回路１０２に直接的に接続される。回路１０２は、ライン１００および１０４上の二つの閾値を比較して、最も大きなノイズパワー閾値（最も低いＳＮＲ値）を、処理中の拡散インターバルの未使用拡散コードにおける平均ノイズパワーであるライン５６上のＮＳＥＳとの比較のために比較器８６の入力に供給するように機能する。これは、もしＤＴＨＲとＡＴＨＲの両方のノイズパワー閾値が超えられていなければ、消去指示がシンボルについて発生されないことを保証する。
【００５５】
ライン７０上のＩＤＵＣイネーブル信号は、ＡＮＤゲート８４に入力され、それは、ライン７２上に消去指示信号を出力する。もしＩＤＵＣイネーブルが０であれば、ＡＮＤゲートは、たとえインパルスノイズが存在していても、ライン７２上の消去指示信号を常にゼロにする。
【００５６】
ライン７６上の消去指示信号は、トレリスコード復調器、等化フィルタリングおよびクロック回復回路に接続され、異なる信号レベルと位相とを識別するための等化回路スライサ較正の設定またはそれらの動作を行うことにおいて、それらが劣化されたシンボルに依存することを防止し、より良好なエラー訂正および検出を可能にする。
【００５７】
本発明は、本明細書の好ましい実施形態および他の実施形態によって開示されたが、本技術分野の当業者であれば、本発明の要旨および範囲を逸脱することなく、本明細書に開示された技術に対する可能な他の実施形態や他の変形を理解するであろう。このような全ての他の実施形態および他の変形は、本明細書に添付された請求項の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１Ａ】本発明の未使用コードインパルス検出回路の他の実施形態のブロック図である。
【図１Ｂ】本発明の未使用コードインパルス検出回路の好ましい実施形態のブロック図である。
【図２】複数のバーストを有する代表的なＳＣＤＭＡフレームの構成を説明するのに有用なＳＣＤＭＡフレームの図であり、未使用コードを示す図である。
【図３】１×１２８線形情報ベクトルＳｋと１２８×１２８コード行列Ｃとを乗算して、拡散インターバル期間中に伝送されるべき１×１２８チップ結果ベクトルＲｋを求める詳細を示す図である。
【図４】図３の行列乗算の要素を合計して結果ベクトルの第１チップＲ１を得る部分積を詳述する数学式を示す図である。
【図５】結果ベクトルＲｋの任意のＲｉ要素のための値を定義する一般式を示すと共に、線形ベクトルと二次元ベクトルとの行列乗算がどのように実行されるかを定義する数学表現を示す図である。
【図６】２０で示される結果ベクトルＲｋと、ＣＴが付されると共に２４で示されるコード行列Ｃの転置との行列乗算を示す図である。
【図７】受信されたシンボルベクトルＹの任意の要素Ｙｉの値を定義する数学的表現を示すと共に、各Ｙｉが、結果ベクトルの個々のチップと転置行列ＣＴの対応行の対応要素との部分積の和であることを示す図である。
【図８】図７の和におけるＲｉの代わりに、図５の表現を用いて得られる数学的表現を示す図である。
【図９】図８を簡略化した数学的表現を示す図である。
【図１０】ある拡散インターバル期間中で一つの情報ベクトルのシンボルを伝送する処理を示す図であり、チャンネルにおける時間ドメインのインパルスノイズが、伝送されたチップと受信されたシンボルにどのように影響するかを示す図である。
【図１１】割当てられたコードのマップの例を示す図である。
【図１２】移動平均計算のための数学的表現を示す図である。
【図１３】好ましい消去決定ロジックの回路の更なる詳細図である。
【図１４】二つの識別閾値の使用を説明する図である。
【図１５】本発明の実施形態による回路のブロック図である。
【図１Ａ】
2006500870.tif 000003
【図１Ｂ】
2006500870.tif 000004
【図２】
2006500870.tif 000005
【図３】
2006500870.tif 000006
【図４】
2006500870.tif 000007
【図５】
2006500870.tif 000008
【図６】
2006500870.tif 000009
【図７】
2006500870.tif 000010
【図８】
2006500870.tif 000011
【図９】
2006500870.tif 000012
【図１０】
2006500870.tif 000013
【図１１】
2006500870.tif 000014
【図１２】
2006500870.tif 000015
【図１３】
2006500870.tif 000016
【図１４】
2006500870.tif 000017
【図１５】
2006500870.tif 000018
【国際調査報告】
2006500870.tif 000019
2006500870.tif 000020