(57)【要約】特徴認識時間シフト相関の方法ならびに装置が提示されている。例として示す方法は、１つの特徴を入力データ・ストリーム内で識別するステップを含む。入力データ・ストリームの境界を基準とする、識別された特徴に関連する開始時刻が格納される（８）。識別された特徴が、入力データ・ストリーム内で次に繰り返されるまでの時間間隔が続いて測定される（１１）。次に、測定された時間間隔が、その識別された特徴に対して有効な間隔値（１４）の組の各々と比較される（１３）。続いて、測定された時間間隔が有効間隔値の１つと一致したときに、格納されている開始時刻と、基準データ・シーケンスの境界を基準とする識別された特徴に関連する開始時刻との差が計算される（１６）。計算された差は、入力データ・ストリームが基準データ・シーケンスと相関を取られるために時間シフト（１７）されなければならない量を決定する。
2004518329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相関方法であって：
入力データ・ストリーム内の１つの特徴を識別し、
入力データ・ストリームの境界を基準とする、識別された特徴の開始時刻を格納し、
その識別された特徴が入力データ・ストリーム内で次に繰り返されるまでの時間間隔を測定し、
測定された時間間隔を、その識別された特徴に対する有効間隔値の組の各々と比較し、
測定された時間間隔が有効間隔値の１つと一致したときに、格納された開始時刻と基準データ・シーケンスの境界を基準とする、測定された特徴の開始時刻との間の差を計算する、以上のステップを含む前記相関方法において、
計算された差が、入力データ・ストリームを基準データ・シーケンスと相関を取るために時間シフトしなければならない量を決定する、前記相関方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、特徴が入力データ・ストリーム内に含まれるサイクル周期のシーケンスで構成されている、前記方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、特徴を識別するステップが：
入力データ・ストリーム内の正または負のゼロ交差を検出し、
連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第１周期を測定し、
第１の測定されたサイクル周期を、入力データ・ストリームに関連するサイクル周期の組の各々と比較し、
第１の測定されたサイクル周期が、入力データ・ストリームに関連するサイクル周期の組の１つと一致したときに、第１サイクル周期直後の連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第２周期および第２サイクル周期直後の連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第３周期を測定し、
第１、第２、そして第３サイクル周期を、入力データ・ストリームに関連して予測されるサイクル周期シーケンスの組と比較する、以上のステップを含む前記方法において、
全ての周期が順番に、予測されるサイクル周期シーケンスの組の１つと一致するとき、特徴が識別される、前記方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法が更に：
入力データ・ストリームを、そのストリーム内で正または負のゼロ交差を検出する前に、ストリーム内のデータのそれぞれ正および負の偏位に対応する２つのレベルに量子化するステップを含む、前記方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、入力データ・ストリームが特定長のシンボルを含み、各々のシンボルが個別に基準データ・シーケンスと相関を取られる、前記方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法において、入力データ・ストリームの境界が、シンボルの開始に対応する、前記方法。
【請求項７】
請求項５記載の方法において、各々のシンボル周期が、基準データ・シーケンスの時間シフトまたは循環された形式を含む、前記方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法において、基準データ・シーケンスが小区分を含む、前記方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、各々の小区分が、基準データ・シーケンスの時間シフトまたは循環された形式を含む、前記方法。
【請求項１０】
請求項８記載の方法において、入力データ・ストリーム内で識別された特徴および次に繰り返される識別された特徴が、各シンボル周期を形成する、時間シフトまたは循環された基準データ・シーケンスの隣接する小区分内に、それぞれ配置されている、前記方法。
【請求項１１】
相関方法であって：
多数の小区分を含む入力データ・ストリーム内のサイクル周期の遷移を検索して、各小区分の遷移時間を決定し、
入力データ・ストリーム内の特徴を識別し、
識別された特徴に関連する開始時刻を格納し、
格納された開始時刻と、先に決定された最も近い遷移時間との間の第１オフセットを計算し、
先に決定された最も近い遷移時間と入力データ・ストリームの境界との間の第２オフセットを計算し、
計算された第１オフセットを識別された特徴に対する有効オフセット値とを比較して、その特徴が配置されている小区分を識別し、
第２オフセットを、識別された小区分の遷移時間と基準データ・シーケンスの境界との間の既知のオフセットから引き算する、以上のステップを含む相関方法において、
引き算結果が、入力データ・ストリームが基準データ・シーケンスと相関を取るために時間シフトされなければならない量を決定する、前記方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、サイクル周期の遷移を検索するステップが：
入力データ・ストリーム内の正または負のゼロ交差を検出し、
連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第１サイクル周期を測定し、
第１サイクル周期直後の連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第２サイクル周期を測定し、
第１サイクル周期と第２サイクル周期が連続する小区分に広がっているか否かを決定し、
次に予測される小区分遷移時刻直前の連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第３周期を測定し、第１サイクル周期と第２サイクル周期が連続する小区分に広がっている場合、第３サイクル周期直後の連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第４周期を測定し、
第３サイクル周期と第４サイクル周期が次に予測される小区分に広がっているか否かを決定し、
第３サイクル周期と第４サイクル周期が次に予測される小区分に広がっている場合、各々の小区分の遷移時刻を次に予測される小区分遷移時刻に基づいて決定する、以上のステップを含む、前記方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法が更に：
入力データ・ストリームを、その入力データ・ストリーム内で正または負のゼロ交差を検出する前に、ストリーム内のデータのそれぞれ正および負の偏位に対応する２つのレベルに量子化するステップを含む、前記方法。
【請求項１４】
請求項１１記載の方法において、特徴を識別するステップが：
入力データ・ストリーム内の正または負のゼロ交差を検出し、
連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第１サイクル周期を測定し、
第１の測定されたサイクル周期を、入力データ・ストリームに関連するサイクル周期の組の各々と比較し、
第１サイクル周期直後の、連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第２サイクル周期と、第１の測定されたサイクル周期が入力データ・ストリームに関連するサイクル周期の組の１つと一致したときに、第２サイクル周期直後の連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第３サイクル周期を測定し、
第１、第２、および第３サイクル周期を、入力データ・ストリームに関連して予測されるサイクル周期シーケンスの組と比較するステップを含み、
全ての周期が、予測されたサイクル周期シーケンスの組の１つに順に一致するときに、特徴が識別される、前記方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法が更に：
入力データ・ストリームを、その入力データ・ストリーム内で正または負のゼロ交差を検出する前に、ストリーム内のデータのそれぞれ正および負の偏位に対応する２つのレベルに量子化するステップを含む、前記方法。
【請求項１６】
請求項１１記載の方法において、入力データ・ストリームが特定長のシンボルを含み、各シンボルが個別に基準データ・シーケンスと相関を取られる、前記方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、入力データ・ストリームの境界が１つのシンボルの開始に対応する、前記方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法において、各シンボル周期が基準データ・シーケンスの時間シフトまたは循環された形式を含む、前記方法。
【請求項１９】
請求項１１記載の方法において、各小区分が基準データ・シーケンスの時間シフトまたは循環された形式を含む、前記方法。
【請求項２０】
相関器であって：
入力データ・ストリーム内の特徴を識別し、その特徴が識別された際に入力データ・ストリームの境界を基準として開始時刻を決定する開始特徴機械と、
識別された特徴が入力データ・ストリーム内に次に現れた際に、終了時刻を決定する終了特徴状態機械と、
終了時刻から開始時刻を引き算し、識別された特徴の間隔を決定する間隔減算器と、
識別された特徴に対して格納された有効間隔値の組と、基準データ・シーケンスの境界を基準とした基準開始時刻を含むメモリで、各基準時刻が識別された特徴に対して格納された間隔時刻のそれぞれ１つに対応する、前記メモリと、
識別された特徴に対して間隔減算器で生成された間隔を、メモリ内に格納されている識別された特徴に対する各々の有効間隔値と比較することで認証する、特徴間隔状態機械と、
入力データ・ストリームの境界を基準とする開始時刻と、間隔減算器で生成された間隔と一致する有効間隔値に対応する基準時刻との間の差を計算する位置減算器と、を含む相関器において、
計算された差が、入力データ・ストリームを基準データ・シーケンスと相関を取るために時間シフトされなければならない量を決定する、前記相関器。
【請求項２１】
請求項２０記載の相関器において、特徴が入力データ・ストリーム内に含まれるサイクル周期のシーケンスを含む、前記相関器。
【請求項２２】
請求項２１記載の相関器が更に：
入力データ・ストリーム内のデータの正または負のゼロ交差を検出する、ゼロ交差検出器と、
連続する正または負の検出されたゼロ交差間のサイクル周期を測定する、周期検出器とを含む、前記相関器。
【請求項２３】
請求項２２記載の相関器が更に：
連続する正または負の検出されたゼロ交差間の、第１サイクル周期を測定するロジックと、
第１の測定されたサイクル周期を、入力データ・ストリームに関連するサイクル周期の組の各々と比較するロジックと、
第１の測定されたサイクル周期が入力データ・ストリームに関連するサイクル周期の組の１つと一致したときに、第１サイクル周期直後の連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第２サイクル周期と、第２サイクル周期直後の連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第３サイクル周期とを測定するロジックと、
第２、および第３サイクル周期を、入力データ・ストリームに関連して予測されるサイクル周期の組と比較するロジックとを含み、
全ての周期が予測されたサイクル周期シーケンスの組の１つと順に一致したときに、１つの特徴が識別される、前記相関器。
【請求項２４】
請求項２３記載の相関器において、ゼロ交差検出器が：
入力データ・ストリームを、ストリーム内の正または負のゼロ交差を検出する前に、そのストリーム内のそれぞれの正または負の偏位に対応する２つのレベルに量子化する比較器を含む、前記相関器。
【請求項２５】
請求項２０記載の相関器において、入力データ・ストリームが特定長のシンボルを含み、各シンボルが個別に基準データ・シーケンスと相関を取られる、前記相関器。
【請求項２６】
請求項２５記載の相関器において、入力データ・ストリームの境界が１つのシンボルの開始に対応する、前記相関器。
【請求項２７】
請求項２５記載の相関器において、各シンボル周期が基準データ・シーケンスの時間シフトまたは循環された形式を含む、前記相関器。
【請求項２８】
請求項２７記載の相関器において、基準データ・シーケンスが小区分を含む、前記相関器。
【請求項２９】
請求項２８記載の相関器において、各小区分が基準データ・シーケンスの時間シフトまたは循環された形式を含む、前記相関器。
【請求項３０】
請求項２８記載の相関器において、識別された特徴および入力データ・ストリーム内で次に繰り返される識別された特徴が、各々がシンボル周期を形成する、時間シフトまたは循環された基準データ・シーケンスのそれぞれ隣接する小区分内に配置されている、前記相関器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は２つの信号の間に存在する位相関係または時間シフトを決定するための相関に関する。特に本発明は２つの信号間の位相関係または時間シフトを、それらの信号内の識別可能な特徴を認識し、２つの信号内で認識された特徴が発生する時間差を測定することにより決定するための方法および装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
データ通信システムはしばしば複数信号の相関を必要とする。相関の１つの用途は、既知の特性を備えた信号を別の複雑な、雑音を含む信号または信号の組の中から抽出することである。相関の別の用途は、１つの信号の、別の信号に対する位相関係または時間シフトを決定することである。以下に記述される技術は、相関のこの第２番目への応用である。
【０００３】
特に記述されている技術は、少なくとも部分的にＣＥＢｕｓ標準、ＥＩＡ−６００に基づく通信システム内で送信されるデータを復号するために使用できる。ＥＩＡ−６００標準と異なり、データは以下に記述されている技術を用いて、特定既知パターンの２５６個の、個別の時間シフトの１つとして符号化される。送信されたデータを復号するために、相関器を用いて受信信号を未シフト信号の既知のパターンと比較し、２５６個の考えられる時間シフトの何れがデータ・バイトを送信する際に使用されたかを決定する。各々の時間シフトは１つのユニークなデータ語に対応する。
【０００４】
ＣＥＢｕｓ標準はチャープ（ｃｈｉｒｐ）として知られる拡散スペクトル通信技術を利用して、送信媒体の周波数依存特性を解決している。送信媒体はしばしば、或る特定の周波数で非常に低劣な送信特性を示す可能性があり、これらの低劣な送信特性を示す周波数は場所および時間と共に変化する場合がある。チャープを使用して情報を送信すると、データの各ビットを周波数の掃引パターンとして送信することにより、その様な問題が解決される。従ってたとえその掃引パターンの帯域幅内のいくつかの周波数が低劣な送信特性を示したとしても、十分な周波数がデータを成功裏に送信するように通過されるはずである。
【０００５】
図１はチャープ波形の例を図示する。このチャープは１００ｋＨｚから始まり４００ｋＨｚまで１００μ秒の時間周期で掃引する。ＣＥＢｕｓ標準で使用される実際チャープ波形が図２に示されている。この特定のチャープは２００ｋＨｚから始まり１９サイクルで４００ｋＨｚまで掃引し、１サイクルで１００ｋＨｚに下がり、再び５サイクルで２００ｋＨｚまで掃引して戻る。ＣＥＢｕｓ標準に基づき、データ情報はこのチャープ波形を使用して、チャープのサイクルの位相反転（１８０度）で送信される。例えば、「１」は最初に正の５ボルトに掃引して送信され、一方「０」は最初に負の５ボルトに掃引して送信される。
【０００６】
米国特許第６，０６４，６９５号、ラファエリ（Ｒａｐｈａｅｌｉ）に付与、名称「差動符号シフトキーイングを用いたスペクトル拡散通信システム」は、全チャープ波形で位相を反転することとは対照的に、そのチャープの開始周波数をシフトすることで１チャープ内のデータの符号化を提案することでＣＥＢｕｓ概念に拡張している。‘６９５号特許は３２個の個別開始位置をそのチャープ内に選択することを提案している。その様な２つの時間シフト・チャープ・パターンが図３および図４に示されている。’６９５号特許に記載されているシステムによれば、受信されたチャープは未シフト・チャープ・パターンの既知のパターンと相関を取り、３２個の考えられるシフト位置のどれがチャープを送信する際に使用されたかを決定できる。３２個の定義された時間シフトは、１ビット周期内でデータの５ビットの符号化を可能とし、これは単一位相反転では単一ビットが符号化されることと対比をなしている。
【０００７】
データ速度が増加した場合、この概念を用いたデータ送信であっても送信媒体内のインパルス雑音の結果として信頼性の低下は免れず、このインパルス雑音は与えられたチャープの十分なエネルギーをブロックし、受信されたチャープが未シフト・パターンの１つと相関を取れなくする可能性がある。この問題を解決するために、‘６９５特許は更に特定のシフト位置を具備した８つの個別チャープを選択し、これら８つのチャープを、スーパーチャープと呼ばれる単一チャープに結合することを提案している。このスーパーチャープはユニークな固定パターンを８００μ秒の期間定義している。
【０００８】
図５はその様なスーパーチャープを図示する。スーパーチャープ・パターンは長いため、インパルス雑音はそのパターンの比較的小さな区分のみをブロックする。これでスーパーチャープと未シフト・パターンとの相関を、明瞭に受信されたスーパーチャープのそれらの部分を使用して行うことが可能となる。‘６９５特許によれば、２５６個の可能な開始位置を用いて、８ビット期間に対してデータの８ビットの符号化を可能としている。
【０００９】
そのような２つの時間シフトスーパーチャープが図６および図７に図示されている。受信されたスーパーチャープは未シフト・スーパーチャープの既知のパターンと相関を取り、２５６の可能なシフト位置の何れがそのスーパーチャープを送信する際に使用されたかを決定することができる。図８は、スーパーチャープが典型的な送信媒体を通して送信された後に、実際にどのように現れるかを示している。この例で使用された模擬的送信媒体は、約２００ｋＨｚで低劣な送信特性を示すように設計されている。これは結果として２００ｋＨｚ近くで受信信号レベルの低下を示し、通常の「バースト」パターンとなるが、これは図から明らかである。加えてインパルス雑音が模擬環境の２５０μ秒から３２５マイクロ秒、そして再び６００マイクロ秒のところに加えられている。このスーパーチャープ内で送信されたデータを復元するために、受信されたパターンを未シフト・スーパーチャープの既知のパターンと相関を取る必要がある。図８に示すシフトパターンが図６に示されるシフトパターンと相関を取られる。
【００１０】
その様なパターンの相関を取るための従来の方法は、パターンの全長に渡って一定間隔でデータをサンプリングし、結果として得られるサンプルのシーケンスをシフトレジスタに格納する。続いて受信パターンが繰り返しシフトレジスタ内で循環（ｒｏｔａｔｅ）されて、既知のパターンの１つと最大相関値の点が決定されるまで継続される。この従来の方法は、２つのパターンをトレーシング紙上にコピーし、１枚のトレース紙の上にもう一方を下から光を当てられるテーブル上で重ね合わせて、最も良い一致が得られるまで紙をシフトすることに類似している。それはまた‘６９５特許に記載されている相関方法と本質的に同じである。しかしながらパターン対して従来の方法を使用すると、スーパーチャープ・パターンに関する限り、非常に大きなシフトレジスタおよび非常に複雑な相関検出器を使用する必要があるという欠点を有する。これは次に大量の論理回路を採用する必要があり、その様な回路は製造するのに非常に高価なものとなる。
【００１１】
以下に記載されている技術は、現在スーパーチャープの相関に使用されている方法に比較して、より簡素で更に経済的なパターン相関方法を提供する。記載されている技術はパターンの相関を行うために、最初にパターン内の或る特徴を識別し、次にこれらの識別された特徴の位置を別のパターン内に検索する。
【００１２】
（発明の開示）
従って本発明の目的は、特徴認識時間シフト相関を実施するための方法および装置を提供することである。
【００１３】
本発明の１つの特徴によれば、先に述べた目的ならびにその他の目的は、入力データ・ストリーム内の特徴が識別される相関方法により実現される。入力データ・ストリームの境界を基準とする、識別された特徴の開始時刻が記憶される。続いてその識別された特徴が入力データ・ストリーム内で次に繰り返されるまでの時間間隔が測定される。次に測定された時間間隔が、識別された特徴に関する有効な間隔値の各々の組と比較される。続いて、測定された時間間隔が有効間隔値の１つと一致したときに、記憶されている開始時刻と基準データ・シーケンスの境界を基準とする識別された特徴の開始時刻との間の差が計算される。計算された差は、基準データ・シーケンスとの相関を行うためにその入力データ・ストリームが時間シフトされなければならない量を決定する。特徴は入力データ・ストリーム内に含まれるサイクル周期のシーケンスを含むはずである。
【００１４】
本発明の別の関連する特徴によれば、入力データ・ストリーム内の正または負のゼロ点交差が検出される。連続する正または負の検出されたゼロ点交差間の第１サイクル周期が測定される。次に第１測定サイクル周期が入力データ・ストリームに関連するサイクル周期の組と比較される。第１測定サイクル周期が入力データ・ストリームに関連するサイクル周期の組の１つと一致するとき、第１サイクル周期直後の連続する正または負の検出されたゼロ点交差間の第２サイクル周期、および第２サイクル周期直後の連続する正または負の検出されたゼロ点交差間の第３サイクル周期が測定される。次に第１、第２および第３サイクル周期が、入力データ・ストリームに関連して予測されるサイクル周期シーケンスの組と比較される。全ての周期が順に予測されるサイクル周期シーケンスの組の１つと一致するとき、特徴が識別される。
【００１５】
本発明の更に別の関連する特徴によれば、入力データ・ストリームはストリーム内で正または負のゼロ交差を検出する前に、ストリーム内でデータがそれぞれ正および負の偏位に対応する、２つのレベルに量子化される。
【００１６】
本発明の更に別の関連する特徴として、入力データ・ストリームは特定長のシンボルを含み、各シンボルは個々に基準データ・シーケンスと相関がとられる。入力データ・ストリームの境界はシンボルの開始時点に対応する。各シンボル周期は基準データ・シーケンスの時間シフトまたは循環形式を含む。また、基準データ・シーケンスは小区分を含む。各々の小区分は次に、基準データ・シーケンスの時間シフトまたは循環形式を含む。
【００１７】
本発明の更に別の関連する特徴として、識別された特徴および入力データ・ストリーム内で次に繰り返される識別された特徴は、時間シフトまたは各シンボル周期を形成する循環された基準データ・シーケンスのそれぞれの隣接する小区分内に配置される。
【００１８】
本発明の別の特徴として、多数の小区分を含む入力データ・ストリーム内のサイクル周期の遷移を検索して、各小区分に対する遷移時間を決定する。また、入力データ・ストリーム内の特徴が識別される。識別された特徴の開始時刻が記憶され、その後記憶されている開始時刻と、先に決定された最も近い遷移時刻との間の第１オフセットが計算される。先に決定された最も近い遷移時刻と入力データ・ストリームの境界との間の第２オフセットが計算され、第１オフセットを識別された特徴に対する有効オフセット値の組と比較して、その特徴が配置されている小区分が識別される。次に第２オフセットが、識別された小区分に対する遷移時刻と基準データ・シーケンスの境界との間の既知のオフセットから引き算される。この引き算結果は、入力データ・ストリームを基準データ・シーケンスと相関取るために時間シフトしなければならない量を決定する。
【００１９】
本発明の別の関連する特徴として、入力データ・ストリーム内の正または負のゼロ交差を検出することにより、サイクル周期の遷移が検索される。連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第１サイクル周期が測定され、続いて第１サイクル周期直後の連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第２サイクル周期が測定される。第１サイクル周期および第２サイクル周期が連続する小区分にまたがっている場合、次の予測される小区分遷移時刻直前の連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第３サイクル周期および第３サイクル周期直後の連続する正または負の検出されたゼロ交差間の第４サイクル周期が測定される。第３サイクル周期および第４サイクル周期が次の予測される小区分にかかっている場合、各小区分に対する遷移時間が次に予測された遷移時間に基づいて決定される。
【００２０】
ここで強調しておきたいのは、「含む」および「含んでいる」という用語は本明細書また同様に特許請求の範囲の中で使用される際には、述べられている特徴、ステップまたは構成要素が存在することを明示していると取られるべきである；しかしながらこれらの用語を使用することは、１つまたは複数のその他の特徴、ステップ、構成要素またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。
【００２１】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の上記のそしてその他の目的、特徴、および長所は図面と共に下記の詳細な説明から更に明らかとなるであろう、図面の中で同様の参照番号は類似または同一要素を指している。
【００２２】
本発明の好適な実施例が以下に、添付図を参照して記述されている。これらの実施例は‘６９５特許に記載されているスーパーチャープ・パターンへの相関データ信号に基づく例を使用して提示されているが、記述されている技術は識別可能なパターンを含み時間シフト相関を必要とする任意の型式の複雑な信号で使用できる。本技術は‘６９５特許に記載されているスーパーチャープ・パターンの検出のみに制限されるものではない。以下の記述の中で、良く知られている関数そして／または構成は詳細には記述されていないが、それは不必要に詳細に書くことで本発明が曖昧になることを避けるためであることも理解されよう。
【００２３】
先に述べたように、特徴認識相関はデータ・ストリーム内のユニークなパターンを認識することに基づいている。次にデータ・ストリームは同じユニークなパターンを含む別のデータ・ストリームと相関を取られるが、それは両ストリーム内で識別されたパターンが同一位置に来るように、複数データ・ストリームのどれをどれだけシフトしなければならないかの量を決定して行われる。この方法の相関は１つまたは、おそらくは両方のデータ・ストリームが処理される際に「飛行中（ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｙ）」として行えるので、両方の完全なデータ・ストリームを記憶し相関を取る必要が取り除かれる。データ・ストリームがエラーを含む場合、相関の精度は複数のユニーク・パターンを検索し、これらパターンの全てに対して全体の相関を確認するために適切な一致を要求することにより改善できる。
【００２４】
‘６９５特許記載のスーパーチャープ・パターンに戻ると、これは８つの単一チャープで構成され、各々が１００ｋＨｚから４００ｋＨｚの周波数で掃引される２５サイクルのパターンを含んでいる。これら２５サイクルの周期は固定されており既知である。周波数掃引が４００ｋＨｚから１００ｋＨｚに落ちる単一サイクル、および単一チャープ境界での急激な遷移を除いて、これらのサイクルの各々の周期は既知のアルゴリズムに従ってサイクル毎に減少する。従ってあるサイクルが２５個の既知の正しい周期のひとつに適合する特定周期を有すると測定された場合、それに続くサイクルの周期は予測できる。
【００２５】
いくつかのサイクルの周期が順に予測された周期と一致すると分かると、特徴がその単一チャープ内に発見されたと決定できる。これと同じ特徴はスーパーチャープ内の後続のいくつかの単一チャープ内の異なる位置に見つかるはずである。各々の単一チャープは掃引パターンとして異なる、既知の開始点から始まるので、単一チャープの識別子は検出された特徴のその単一チャープ・パターンの開始点に対する位置を測定することにより決定できる。この識別された単一チャープのスーパーチャープのパターン内での位置は、受信されたスーパーチャープが未シフト・スーパーチャープと相関を取るためにシフトされなければならない量を決定するために使用される。
【００２６】
これに代わって、連続する単一チャープ内の識別された特徴の発生間隔を測定し、その特徴に対して許されているかまたは潜在的な既知の間隔と比較される。その測定された間隔が潜在的な間隔の１つと一致すると、第２、更に信頼性の高い特徴が見つけ出されるはずである。初期（または第２、またはその両方）特徴のスーパーチャープのパターン内での位置が、受信されたスーパーチャープが未シフト・スーパーチャープと相関を取るためにシフトされなければならない量を決定するために使用される。特徴認識相関のこの技術が最も好適であるが、その他の技術を記述されている相関方法に適用するために使用できる。
【００２７】
第１の実施例によれば、特徴認識相関器は、スーパーチャープ・パターン内で単一チャープ境界を識別するサイクル周期のユニークな遷移を検索する。単一チャープの開始位置が分かると、次に相関器は受信信号内に識別可能なパターンを検索し、このパターンの単一チャープ内での配置を測定する。この配置はユニークに単一チャープを識別し、未シフト・スーパーチャープ・パターン内でのその配置が分かる。受信スーパーチャープ・パターン内の単一チャープの測定されたオフセットと、未シフト・スーパーチャープ・パターン内の単一チャープの既知のオフセットとの間の差が、受信パターンが未シフト・パターンと相関を取るためにシフトされなければならない量を決定する。
【００２８】
入力データ・ストリームは単一比較器回路を使用して処理され、全ての直流成分をストリームから除去し、交流信号の正および負への変位に対応するディジタル信号レベルを生成する。比較器出力はゼロ交差検出器で処理され、交流信号の正（またはおそらく負）ゼロ交差を検出する。正ゼロ交差間の時間間隔が測定され、入力信号内で見いだされる交流サイクルの既知の周期と比較される。周期の一致が検出されると、一致が発生した時刻が記憶される。次に後続サイクルの周期が、単一チャープ境界上で発生しうるこのサイクルに対する既知の、または予測される値と比較される。一致が２つの単一チャープ境界上で順に見つかると、単一チャープ境界のタイミングが決定され、受信スーパーチャープ・パターン内でのこれらの境界間のオフセットが計算される。
【００２９】
次に相関器は識別可能なパターンを後続の単一チャープ内に検索する。再び、正のゼロ交差間の時間間隔が測定され、入力信号内に見いだされるはずの交流サイクルの既知のサイクルと比較される。周期の一致が検出されると、この一致が発生した単一チャープ境界を基準とする時刻が記憶される。次に後続の２サイクルの周期が、これらのサイクルに対する既知の値または予測値と比較される。これら３周期の全てが順に一致すると、パターンまたは特徴が検出されたと決定できる。
【００３０】
単一チャープ内で特徴のオフセットが測定され、次にそのオフセットに関して可能性のある正しい８つの（検索対象のパターンに依存する）値と比較される。測定されたオフセットとこれらの可能性のあるオフセットの１つとの間の一致により単一チャープがユニークに識別される。この単一チャープ境界の測定されたオフセットが、未シフトスーパーチャープ・パターン内のその境界の既知のオフセットから引き算される。８ビットに切りつめられたこの差は、スーパーチャープを送信する際に使用されるシフト位置の値を生成する。
【００３１】
第２の実施例によれば、特徴認識相関器は受信信号内の識別可能パターン、または特徴を検索し、このパターンが繰り返されるまでその間隔を測定する。測定された間隔は次に、その識別された特徴に関する既知の有効間隔値と比較される。測定された間隔に対して一致が見つかると、識別された特徴の未シフト開始位置が決定される。測定された開始位置と識別された特徴の未シフト開始位置との差は、受信パターンが未シフト・パターンと相関を取るためにシフトされなければならない量を決定する。
【００３２】
入力データ・ストリームは、単一比較器回路を使用して信号内の全ての直流成分を除去し、交流信号の正および負への変位に対応するディジタル信号を発生するように、再び処理される。比較器出力は再びゼロ交差検出器で処理され、交流信号の正（または負）ゼロ交差が検出される。正ゼロ交差間の時間間隔が測定され、次にその入力信号内に見出されるはずの交流サイクルの既知の周期と比較される。周期の一致が検出されると、この一致が生じた時刻が記憶される。次に後続の２サイクルの周期が、これらのサイクルに対する既知の、または予測される値と比較される。３つ全ての周期が順に一致すると、再びパターンまたは特徴が検出されたと決定される。
【００３３】
次に相関器は後続の単一チャープ境界が発生するまで待機し、識別された特徴の繰り返しを検索する。しかしながら、チャープ境界の厳密な位置を知る必要はない。その特徴が再び発見されると、第１および第２発生間の間隔が測定され、その特徴に対して（此処でも、検索対象のパターンに依存する）８つの可能な正しい間隔値と比較される。測定された間隔と８つの可能な間隔との間の一致は、第２のまたは更に信頼性の高いパターンまたは特徴を識別する。初期（または第２、またはおそらくその両方の）特徴の測定された開始位置が、この与えられた測定された特徴間隔を具備した特徴のスーパーチャープ内の開始位置から引き算される。８ビットに切り詰められたこの差は、スーパーチャープを送信する際に使用されるシフト位置の値を生成する。
【００３４】
次に第２の実施例を実現するための回路を、更に詳細に説明する。この第２の実施例に基づく特徴認識時間シフト相関器の主構成部品を示す上位ブロック図が図９に示されている。相関器への入力信号は、図８に示されている信号と形が類似している交流信号である。この信号は図６に示されるシフトされたスーパーチャープ波形の受信された型式である。この時間シフト相関器は、図８に示される波形と図５に示される波形の間の時間シフトを決定する。入力データ・ストリームは一連のシンボルで作り上げられている。各々のシンボル周期は単一チャープ波形を含む。この入力スーパーチャープ波形は、符号化されたデータを抽出するために３．１２５μ秒の精度以内で未シフト・スーパーチャープ波形と時間シフト相関されなければならない。経過時間カウンタ２は各シンボル周期の開始に同期され、スーパーチャープの始まりからの経過時間を７８１．２５ｎ秒の分解度で計数する。
【００３５】
経過時間カウンタ２の詳細ブロック図が図１２に示されている。カウンタ２２は ＳＹＮＣ＿ＩＮＰＵＴ 信号により計数値２にリセットされる。従ってカウンタの値がその８ビットの最上位ビットに切りつめられるとき、カウンタの値は自動的に最も近い、許容される時間シフト・ステップに丸められる（ｒｏｕｎｄｅｄ）。カウンタ復号ロジック２３はスーパーチャープ・タイミングに関する２つの信号を与える。第１信号 ＳＭ＿ＥＮ は特徴認識状態機械（ｆｅａｔｕｒｅ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅｓ）（後ほど説明）をリセットし、単一チャープ内の特徴検索を開始するために使用される。第２信号 ＳＣ＿ＥＮＤ はスーパーチャープの終了を指示し、相関器をリセットして後続のスーパーチャープの処理を開始するために使用される。
【００３６】
再び図９を参照すると、クロック発生器１は相関器回路に基本タイミング信号を与える。クロック発生器１の詳細ブロック図が図１３に示されている。第１カウンタ２４は３２ＭＨｚクロックを２５で分割して１．２８ＭＨｚクロック信号を経過時間カウンタ２に与える。信号 ＬＡＴＣＨ＿ＩＮＨ が特徴認識状態機械（後ほど説明する）に与えられ、これは非同期に１．２８ＭＨｚクロックで動作する。この信号はまた経過時間カウンタ２が遷移中の周期の間、経過時間がラッチされることを禁止するために使用される。第２カウンタ２５は３２ＭＨｚクロックを分割して、特徴認識状態機械（後ほど説明する）用の同期１６ＭＨｚおよび８ＭＨｚクロックを生成する。バッファ２６は３２ＭＨｚクロックをバッファリングして１６ＭＨｚおよび８ＭＨｚクロックに対するスキューを低減している。バッファリングされた３２ＭＨｚクロックはゼロ交差検出器４およびサイクル周期測定モジュール３に与えられ、これらは図９に示されている。
【００３７】
ゼロ交差検出器４は、交流信号からディジタル・ビット・ストリームを生成することで入力信号を相関器に対して量子化するために使用される。例えば、ディジタルの「１」は交流信号が正の偏位に対応するように使用され、一方でディジタルの「０」は交流信号内の負の偏位を指示するために使用される。
【００３８】
ゼロ交差検出器４の詳細ブロック図が図１０に示されている。比較器１８は入力信号の量子化を実行する。シーケンサ１９は比較器１８出力でのゼロから１への遷移を検出し、高速シーケンス内で２つの信号 ＬＡＴＣＨ＿ＣＮＴ および ＣＮＴＲ＿ＲＳＴ を生成するために使用される。これら２つの信号は図９のサイクル周期測定モジュール３に供給される。
【００３９】
サイクル周期測定モジュール３の詳細ブロック図が図１１に示されている。ＬＡＴＣＨ＿ＣＮＴ 信号はカウンタ２１の現在状態をラッチ２０の中に格納させるために与えられる。次に ＣＮＴＲ＿ＲＳＴ 信号はカウンタ２１をそのゼロ状態にリセットし、カウンタの再計数を開始させる。ラッチ２０内に格納されている値は交流入力信号の１サイクルの周期を３１．２５ｎ秒（９ビット・ラッチに基づく）の解像度で表す。信号 ＬＡＴＣＨ＿ＣＮＴ はまた、図９に示す開始特徴状態機械（ｓｔａｒｔ ｆｅａｔｕｒｅ ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）６および終了特徴状態機械（ｅｎｄ ｆｅａｔｕｒｅ ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）９にも供給され、これらの状態機械に対して入力波形を処理するための新たなサイクル周期が可能であることを通知する。これも図９に示されている周期検出器５はラッチ２０内に格納されている周期値を復号する。
【００４０】
周期検出器５の詳細ブロック図が図１４に示されている。多数の周波数復号ブロック２７が存在し、２４個の考えられる有効サイクル周期の１つを、それぞれの周期復号出力信号ＣＰ０からＣＰ２３をセットすることにより検出する。周期復号出力信号ＣＰ０からＣＰ２３は、サイクル周期測定モジュール３のラッチ２０内に格納されている値がそれぞれのブロックに対して予めセットされている値、予めセットされているサイクル周期に対して約５パーセントの許容幅を許すためにその値プラスマイナスいくつかのカウント値、に一致するときに真値（例えば論理「１」）にセットされる。典型的にはただ一つの単一周期復号出力信号のみが真であるが、より短いサイクル周期に対しては、許容範囲があるために２つの隣接するブロックが出力信号を発生する場合がある。
【００４１】
３つ目毎の周期復号ブロック２７、全部で８個、の出力信号が符号器２８に供給される。これら８つの検出された周期は図９の開始特徴状態機械６で使用され、特徴の初期周期を検出する。これら８つの信号の内、ただ一つのみが、ラッチ２０内に格納されている任意の与えられたカウント値に対して真となりうる。符号器２８は信号 ＰＥＲ＿０， ＰＥＲ＿１， および ＰＥＲ＿２ を生成し、これは互いにバイナリ符号化ワードを形成し、それは８つの周期復号信号の１つが真値にセットされていることを表す。別の信号 ＡＮＹ＿ＰＥＲ は８つの内の１つが真であることを示すために使用される。
【００４２】
図１４を続けると、マルチプレクサ２９，３０，および３１は１つの特定復号出力信号の選択を可能とする。マルチプレクサ用の制御アドレス入力 ＥＳＭ＿０−２， ＳＳＭ＿０−２ は符号器２８で生成された３ビットアドレス ＰＥＲ＿０−２ から導かれる。第１マルチプレクサ２９は図９の終了特徴状態機械９で使用され、識別された特徴内の初期周期を識別するために使用される、同一周期復号出力信号を選択する。出力信号 ＥＳＭ＿Ｐ１ は識別された初期周期に対する周期復号出力信号が真であることを示す。
【００４３】
追加のマルチプレクサ３０および３１は図９の開始特徴状態機械６および終了特徴状態機械９と類似の機能を実行する。第２マルチプレクサ３０はその入力として、符号器２８および第１マルチプレクサ２９に接続されている各初期周期の直ぐ後の周期に対する周期復号出力信号を有する。出力信号 ＥＳＭ＿Ｐ２ および ＳＳＭ＿Ｐ２ は特徴の第２周期に対する周期復号出力信号が真であることを示すために使用される。第３マルチプレクサ３１はその入力として、符号器２８および第１マルチプレクサ２９に接続されている各初期周期に続く第２番目の周期に対する周期復号出力信号を有する。出力信号 ＥＳＭ＿Ｐ３ および ＳＳＭ−Ｐ３ は特徴の第３周期に対する周期復号出力信号が真であることを示すために使用される。
【００４４】
次に図９の上位ブロック図を参照して相関器の動作を更に説明する。最初に示されている開始特徴状態機械６は入力信号内の特徴を検出する。状態機械６が検出する特徴には、マルチプレクサ２９に接続されている初期サイクル周期、続いてマルチプレクサ３０および３１に接続された適切な有効サイクル周期の１つで始まるサイクル周期の有効シーケンスが含まれる。１つの特徴が検出されると、経過時間カウンタ２の現在カウント値が特徴開始時刻ラッチ８の中に格納される。この格納されたカウント値は特徴の初期周期が検出された時刻で有効であったカウント値である。
【００４５】
開始特徴状態機械６の詳細ブロック図が図１５に示されている。第１ラッチ３２はゼロ交差検出器４で生成された ＬＡＴＣＨ＿ＣＮＴ 信号の周期を、その信号が状態機械６で認識されるまで延長するように使用される。信号 ＺＥＲＯ＿ＣＲＯＳＳ はサイクル周期処理が可能であることを示すために生成される。別の内部的に生成される信号 ＲＳＴ＿ＺＣ は ＺＥＲＯ＿ＣＲＯＳＳ 信号が動作した時点で１度、ラッチ３２をリセットするために使用される。第２ラッチ３３および関連する組み合わせロジックは状態機械６のリセットを生成するために使用される。特に、経過時間カウンタ２で生成された信号 ＳＭ＿ＥＮ は、状態機械６が、終了特徴状態機械９が特徴の処理を完了するのを待っている状態ＣまたはＤ（図１６に示されており、後ほど詳細に説明する）にない場合に状態機械６をリセットするために使用される。
【００４６】
図９に示されている特徴間隔状態機械１２で作成される信号 ＩＳＭ＿ＥＮＤ は、特徴間隔状態機械１２が有効特徴間隔を検出し、現在のスーパーチャープに対する相関が完了すると、状態機械をリセット状態に保持するために使用される。第３ラッチ３５は符号器２８で生成されたアドレスを格納するために使用される。第３ラッチ３５内に格納されているアドレスは、特定の特徴初期周期の処理が完了するまで有効のまま存続する。第３ラッチ３５内に格納されている値は図９に示されている特徴ラッチ７に、信号線 ＳＳＭ＿０−２ を経由して、転送制御信号 ＬＴＣＨ＿ＦＥＡＴ を用い、一度有効特徴が検出されると転送される。これは格納されているアドレスが終了特徴状態機械９および特徴間隔状態機械１２の両方で利用可能とする。
【００４７】
開始時刻ラッチ・シーケンサ３６は、特徴開始時刻ラッチ８に対して、適切に時間を計られたラッチ信号 ＬＡＴＣＨ＿ＳＴ を生成するために使用される。 ＺＥＲＯ＿ＣＲＯＳＳ 信号が真で、状態機械６が状態０（再び、図１６に示されている状態図参照）の時、信号線 ＬＡＴＣＨ＿ＳＴ 上にラッチ・パルスが生成される。この信号は必要に応じて ＬＡＴＣＨ＿ＩＮＨ 信号により遅延され、カウンタ値が格納される時点で経過時間カウンタ２の値が安定となるように保証している。最後に、開始特徴状態カウンタ３４は状態機械６の中心部を形成している。状態カウンタ３４の状態図が図１６に示されている。
【００４８】
次に図１６を参照すると、状態カウンタ３４の状態図は状態０で始まる。ＺＥＲＯ＿ＣＲＯＳＳ 信号遷移が真の時、状態カウンタは状態１に入る。この状態の中で、第１ラッチ３２はリセットされ、信号 ＡＮＹ＿ＰＥＲ が検査されて８つの定義された特徴初期サイクル周期の１つが真であるか否かが決定される。真の場合、その周期に対するアドレスが状態３で Ｔ＿ＬＴＣＨ を設定することにより第２ラッチ３５の中に格納され、続いて状態カウンタは状態２で後続サイクルを待機する。ＺＥＲＯ＿ＣＲＯＳＳ 信号が次に真値レベルに遷移する際に、第１ラッチ３２は再び状態６でリセットされ、信号 ＳＳＭ＿Ｐ２ は現在のサイクル周期が初期サイクル周期に関連する有効第２周期に等しいか否かを調べられる。等しい場合、状態カウンタは再び、状態７で後続サイクルを待機する。ＺＥＲＯ＿ＣＲＯＳＳ 信号が再び真値レベルに遷移する際に、第１ラッチは再び状態５でリセットされ、信号 ＳＳＭ＿Ｐ３ は現在のサイクル周期が初期サイクル周期に関連する有効第３周期に等しいか否かを調べられる。等しい場合、状態カウンタ３４は状態Ｄに入り、信号 ＬＴＣＨ＿ＦＥＡＴ がパルス化され第２ラッチ３５内に格納されている値を特徴ラッチ７に転送する。続いて状態機械は状態Ｃに入り、此処で別の信号 Ｓ＿ＦＥＡＴＵＲＥ が真にセットされ終了特徴状態機械９に対して、同一の特徴を後続の単一チャープ内で探すことを開始すべきことを示す。
【００４９】
状態カウンタ３４は、終了特徴状態機械９が信号 ＥＳＭ＿ＥＲＲ により後続単一チャープ内で特徴を見つけることに失敗したことを示すか、または特徴間隔状態機械１２が信号 ＩＳＭ＿ＥＲＲ により特徴発生間の間隔が有効でないことを示すまで、 Ｓ＿ＦＥＡＴＵＲＥ 信号を真にセットしたまま状態Ｃに留まる。これらの事象のいずれかが生じると、状態カウンタ３４は状態４に入り、此処で第１ラッチ３２は再び ＲＳＴ＿ＺＣ 信号を用いてリセットされ、その後カウンタは再び状態０に入り、新たな特徴の検索を開始する。信号 ＡＮＹ＿ＰＥＲ ， ＳＳＭ＿Ｐ２ ， または ＳＳＭ＿Ｐ３ のいずれかが、それらが調べられた時点で有効で無い場合、状態カウンタは再び第１ラッチ３２を状態４でリセットし、状態０に再び入って新たな特徴の検索を開始する。
【００５０】
今説明した開始特徴状態機械６と同様に、図９の終了特徴状態機械９もまた入力信号内の特徴を検出するために使用される。終了特徴状態機械９が検出する特徴には、開始特徴状態機械６で識別された特徴の初期サイクル周期で始まるサイクル周期の有効シーケンスを含み、これに周期検出器５のマルチプレクサ３０および３１で検出される適切な有効サイクル周期が連続して続く。特徴が検出された際に、経過時間カウンタ２の現在カウント値が特徴終了時刻ラッチ１０に格納される。この格納されたカウント値は特徴の初期周期が検出された時刻で有効であったカウント値である。
【００５１】
終了特徴状態機械９の詳細ブロック図が図１７に示されている。第１ラッチ３７は ＬＡＴＣＨ＿ＣＮＴ 信号の周期を状態機械９で認識できるまで延長するために使用される。信号 ＺＥＲＯ＿ＣＲＯＳＳ はサイクル周期の処理が可能であることを示す。別の信号 ＲＳＴ＿ＺＣ は ＺＥＲＯ＿ＣＲＯＳＳ が一度作動されると第１ラッチ３７をリセットするように使用される。第２ラッチ３８および関連する組み合わせロジックは状態機械９に対するリセットを生成するために使用される。特に、信号 ＳＭ＿ＥＮ は状態機械９が、特徴間隔状態機械１２が特徴処理を完了するのを待っている状態８（図１８の関連する状態図参照、また以下に説明する）いないときに、状態機械９をリセットするために使用される。別の信号 ＩＳＭ＿ＥＮＤ は、特徴間隔状態機械１２が有効特徴間隔を検出し、現在のスーパーチャープの相関が完了すると、状態機械をリセット状態に保持するように使用される。
【００５２】
図１７の説明を続けると、「Ｄ」型フリップ・フロップ４０は、その中に開始特徴が検出された単一チャープ周期に続く単一チャープ周期が開始するまで、開始特徴状態機械６から供給される Ｓ＿ＦＥＡＴＵＲＥ 信号を遅延させるために使用される。フリップ・フロップ４０は信号 Ｓ＿ＦＥＡＴＵＲＥ が偽となる度にリセットされ、信号 ＳＥＡＲＣＨ を生成し、これは後続の単一チャープ周期が開始されるまで真には遷移しない。開始特徴状態機械６より特徴ラッチ７に先に転送された値は信号 ＦＥＡＴ＿０−２ 上に表される。これらの信号はまたマルチプレクサ・アドレス信号 ＥＳＭ＿０−２ として、周期検出器５内のマルチプレクサ２９，３０，および３１で使用される。
【００５３】
終了時刻ラッチ・シーケンサ４１は適切にタイミングを取られたラッチ信号を特徴終了時刻ラッチ１０に対して生成するために使用される。ＺＥＲＯ＿ＣＲＯＳＳ 信号が真で、状態機械が状態１（図１８に示す関連状態図参照）の時、ラッチ・パルスが生成され、必要に応じて ＬＡＴＣＨ＿ＩＮＨ で遅延されカウンタ値が格納される時点で経過時間カウンタ２の値が確実に安定状態となるようにしている。最後に終了特徴状態カウンタ３９が状態機械９の中心部を形成し、その動作を制御している。状態カウンタ３９の状態図が図１８に示されている。
【００５４】
次に図１８を参照すると、状態カウンタ３９の状態図は第１ラッチ３７をリセットして状態０で始まる。信号 ＳＥＡＲＣＨ が真に遷移する時、状態機械は状態１に入り、開始特徴状態機械６で検出された特徴の初期周期の検索を開始する。ＺＥＲＯ＿ＣＲＯＳＳ 信号が真値に遷移する時、状態カウンタは状態３に入り、此処で第１ラッチ３７は再びリセットされ、信号 ＥＳＭ＿Ｐ１ は現在のサイクル周期が正しい初期周期であるか否かを決定するため調べられる。正しい初期周期の場合、状態カウンタは後続サイクルを状態７で待機する。ＺＥＲＯ＿ＣＲＯＳＳ 信号が次に真に遷移するとき、第１ラッチ３７は再び状態６でリセットされ、信号 ＥＳＭ＿Ｐ２ は現在サイクル周期が初期サイクル周期に関連する有効第２周期に等しいか否かを決定するために調べられる。正しい場合、状態カウンタは再び後続サイクルを状態Ｅで待機する。ＺＥＲＯ＿ＣＲＯＳＳ 信号が再び真値に遷移するとき、第１ラッチ３７は再び状態Ｃでリセットされ、信号 ＥＳＭ＿Ｐ３ は現在サイクル周期が初期サイクル周期に関連する有効第３周期に等しいか否かを決定するために調べられる。正しい場合、信号 Ｅ＿ＦＥＡＴＵＲＥ は状態８で真にセットされ、特徴間隔状態機械１２に対して識別された特徴の測定された発生間隔が認証されるべきことを示す。
【００５５】
状態カウンタ３９は、特徴間隔状態機械１２が信号 ＩＳＭ＿ＥＲＲ によって、特徴発生間隔が（ｉｎｔｅｒｖａｌ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｃｃｕｒｅｎｃｅｓ）が有効で無いことを示すまで Ｅ−ＦＥＡＴＵＲＥ 信号を真にセットしたまま、状態８に留まる。この場合、状態カウンタは再び状態０に入り、新たな特徴が開始特徴状態機械６で識別されるまで待機する。信号 ＥＳＭ＿Ｐ２ または ＥＳＭ＿Ｐ３ のいずれかが調べられた時点で有効で無い場合、状態カウンタは信号 ＥＳＭ＿ＥＲＲ を２サイクルの間、真にセットし開始特徴状態機械６に対して新たな特徴の探索を始めるべきであることを示す。状態機械は続いて、再び状態０に入り新たな特徴が見つけられるまで待機する。
【００５６】
図９に示される間隔減算器１１は、特徴開始時刻ラッチ８と特徴終了時刻ラッチ１０の中に格納されている値との間の時間差を与える。開始時刻ラッチ内に格納されている値は、終了時刻ラッチ内に格納されている値よりも小さいことが保証されている。減算器１１は開始時刻の１の補数を１０ビット全加算器にその桁上がり入力を真にセットして提供する。これは効果的に終了時刻から開始時刻を引き算する。開始および終了時刻間の差は２００μ秒を決して超えないので（スーパーチャープ波形の特性に基づいている）、差値の下位８ビットのみが使用される。これらのビットは開始特徴状態機械６で識別された特徴が発生して、同一の特徴が後続の単一チャープ周期が発生するまでの測定された間隔を、７８１．２５ｎ秒の分解度で表す。異なる符号化パターンの相関を取る際に、他の構成ももちろん使用できる。
【００５７】
減算器１１で一度計算されると、その特徴間隔は次に特徴間隔状態機械１２で認証される。状態機械１２はその間隔を、識別された特徴に対して有効な８つ（もちろん、別の符号化パターンでは異なる数が適用される）の間隔と比較することにより認証する。状態機械の詳細ブロック図が図１９に示されている。状態機械１２の中心的な機能は、その特徴間隔状態カウンタ４２である。この状態カウンタの状態図が図２０に示されている。
【００５８】
次に図２０を参照すると、状態カウンタ４２の状態図は状態０で始まる。信号 Ｅ＿ＦＥＡＴＵＲＥ が真値に遷移するとき、測定された特徴間隔が間隔減算器１１の出力に提示されたことを示し、状態カウンタは状態１に入りこの間隔の有効性の検査を始める。８つの有効特徴間隔の値は、例えば対照読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１４の中に格納されている。このＲＯＭに対するアドレスビットの上位３ビットは信号 ＦＥＡＴ＿０−２ で与えられ、これらは特徴ラッチ７から与えられる。アドレスの下位３ビットは特徴間隔状態機械１２のカウンタ４３から与えられる。
【００５９】
最初カウンタ４３はゼロにリセットされる。識別された特徴に対するカウンタ０に関連するＲＯＭ位置内に格納されている間隔値が、測定された間隔と一致しない場合、状態カウンタは状態５に入り、此処でカウンタ４３は更新される。次に状態カウンタは再び状態１に入り、此処で次に可能な有効間隔がチェックされる。この処理はカウンタ４３が計数値７に達するまで続けられる。カウンタ４３が計数値７に達し、しかも測定された間隔が未だ一致しない場合、状態カウンタは状態３に続いて状態２に入り、信号 ＩＳＭ＿ＥＲＲ を２サイクルに対して真にセットする。この信号は開始特徴状態機械６および終了特徴状態機械９に対して、両状態機械が新たな特徴の検索を開始すべきであることを示す。
【００６０】
測定された間隔が対照ＲＯＭ１４内に格納されている間隔値の１つと一致することが見つけられると、状態カウンタ４２は信号 ＬＴＣＨ＿ＤＥＦ＿ＰＯＳ を真にセットし、対照ＲＯＭ１４内に格納されている第２値を図９に示されるデフォルト位置ラッチ１５内にラッチさせる。この第２値は９ビット値で未シフトスーパーチャープ・パターン内の識別された特徴の既知の開始位置を表す。格納された値は、識別された特徴のデフォルト位置を３．１２５μ秒の解像度で表す。状態カウンタは次に状態８を通して遅延し、位置減算器１６（後ほど説明する）が状態Ｃに入る前に機能出来るようにしている、この状態Ｃでは信号 ＬＴＣＨ＿ＳＨＩＦＴ が真にパルス化される。この動作は位置減算器１６の出力値をパターン・シフト・ラッチ１７の中にラッチする。
【００６１】
この時点で、入力スーパーチャープは未シフト・スーパーチャープと相関を取られ、パターン・シフト・ラッチ１７内に格納されている値は入力スーパーチャープの時間シフトを３．１２５μ秒の解像度で表す。これに続いて、状態カウンタ４２は次に状態４に入り、此処で信号 ＩＳＭ＿ＥＮＤ は真にパルス化され、開始特徴状態機械６および終了特徴状態機械９を新たなスーパーチャープが受信されるまでリセット状態に保持する。状態カウンタは再び状態０に入り、新たな間隔が認証されるのを待つ。
【００６２】
図９に示される比較器１３は範囲比較器として機能し、特徴間隔一致プロセスに対する許容差を許している。この比較器の詳細ブロック図が図２１に示されている。比較器１３は全加算器４４を含み、対照ＲＯＭ１４からの間隔の１の補数をその入力としている。加算器のゼロ桁上がり入力は真にセットされる。加算器４４の出力は測定された間隔から減算された、予測間隔である。復号ロジック４５は、加算器出力が値 ＦＥ， ＦＦ， ００， ０１，または ０２ のいずれかの時に真の出力信号 ＣＯＭＰＡＲＥ を与え、完全一致（”００”）、プラスまたはマイナス、２つのカウント値の許容差、または１．５６２５μ秒を与える。この許容差は要求される相関解像度の半分であり、任意の希望する値にセットされる。
【００６３】
上記の位置減算器１６は識別された特徴の測定された位置を、未シフト・スーパーチャープ内のこの特徴の既知の位置から減算する。入力スーパーチャープ内の識別された特徴の測定された位置は経過時間値として特徴開始時刻ラッチ８の中に格納される。この値の上位８ビットのみが必要で使用される。経過時間カウンタ２は経過時間のカウントをカウント値２から始めるので、特徴開始時刻ラッチ８内に格納されている値の上位８ビットは、識別された特徴の開始時刻、または位置を最も近い３．１２５μ秒間隔に丸められて表している。この値は１の補数形式で８ビット加算器に、その桁上げゼロ入力を真にセットして与えられる。この加算器の出力は、対照ＲＯＭ１４から得られ、デフォルト位置ラッチ１５内に格納されていたこの特徴に対するデフォルト開始時刻から引き算された、識別された特徴の測定された開始時刻の値である。位置減算器１６の８ビット出力は入力スーパーチャープの時間シフト値を、未シフト・スーパーチャープ・パターンを基準として、３．１２５μ秒の解像度で表したものである。この出力値は、測定された位置値がデフォルト位置値より大きいか、小さいかまたは等しいかに関係なく有効である。
【００６４】
本発明の種々の特徴をいくつかの実施例に関連して説明してきた。本発明の理解を容易にするために、本発明の多くの特徴を計算機システムの構成要素で実施可能な動作のシーケンスによって説明した。例えば、各々の実施例の中で種々の動作が専用回路（例えば、専用機能を実行するように相互接続された個別ロジック・ゲート）によって、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）の様な１つまたは複数のプロセッサで実行されるプログラム命令によって、またはそれら両者の組み合わせによって実行できることは理解されよう。
【００６５】
更に本発明を、プロセッサに対して此処に記述された技術を実行させる計算機命令の適切なセットが格納されている、任意の形式の計算機読み取り専用格納媒体の中で全て実施することも考えられる。従って、本発明の種々の特徴は多くの異なる形式で実施可能であり、全てのその様な形式は本発明の範囲に含まれると考えられる。本発明の種々の特徴の各々に対して、その様な実施例の全ての形式は此処では、記述された動作を実行するために「構成されたロジック」または、これに代わって記述された動作を実行する「ロジック」と呼ばれている。
【００６６】
出願人の種々の実施例が説明されてきたが、通常の技術を有する当業者にはこれらの実施例が単に図示を目的とするものであって、多くのその他の実施例が可能なことは理解されよう。本発明で意図されている範囲は、上記の説明よりもむしろ添付の特許請求の範囲に述べられており、請求項の範囲に入る全ての変化はこの中に含まれるものと意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１はチャープ波形を図示する。
【図２】
図２はＣＥＢｕｓチャープ波形を図示する。
【図３】
図３はシフトされたＣＥＢｕｓチャープ波形を図示する。
【図４】
図４は別のシフトされたＣＥＢｕｓチャープ波形を図示する。
【図５】
図５はスーパーチャープ波形を図示する。
【図６】
図６はシフトされたスーパーチャープ波形を図示する。
【図７】
図７は別のシフトされたスーパーチャープ波形を図示する。
【図８】
図８は受信された、シフトされたスーパーチャープ波形を図示する。
【図９】
図９は特徴認識時間シフト相関器の上位ブロック図である。
【図１０】
図１０はゼロ交差検出器の詳細ブロック図である。
【図１１】
図１１はサイクル周期測定モジュールの詳細ブロック図である。
【図１２】
図１２は経過時間カウンターの詳細ブロック図である。
【図１３】
図１３クロック発生器の詳細ブロック図である。
【図１４】
図１４は周期検出器の詳細ブロック図である。
【図１５】
図１５は開始特徴状態機械の詳細ブロック図である。
【図１６】
図１６は開始特徴状態機械の状態図である。
【図１７】
図１７は終了特徴状態機械の詳細ブロック図である。
【図１８】
図１８は終了特徴状態機械の状態図である。
【図１９】
図１９は特徴間隔状態機械の詳細ブロック図である。
【図２０】
図２０は特徴間隔状態機械に対する状態図である。
【図２１】
図２１は比較器の詳細ブロック図である。
【図１】
2004518329.tif 000003
【図２】
2004518329.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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