【手続補正書】
【提出日】平成18年1月10日(2006.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  無線信号送信機であって、
各々が複数のビットを含む複数のシンボルを生成するように構成されているエンコーダと、
複数のステージ及び第１のフィードバック配列を含む第１のシフトレジスタと、
複数のステージ及び第２のフィードバック配列を含み、上記シンボルの複数のビットを受信するように構成されている第２のシフトレジスタと、
を備え、
上記第１及び第２のシフトレジスタは、上記第２のシフトレジスタによって受信された各シンボル毎に複数回シフトするように構成されており、
上記第１及び第２のシフトレジスタからの出力を受信し、それによって上記第２のシフトレジスタによって受信された各シンボル毎にコードワードシーケンスを生成するように構成されている第１の排他的ＯＲゲート、
を更に備えていることを特徴とする無線信号送信機。
【請求項２】  上記各コードワードシーケンスの長さは、Ｍを２kとし、ｋを正の整数として、M−１であることを特徴とする請求項１に記載の送信機。
【請求項３】  上記第２のフィードバック配列は、
上記第２のシフトレジスタの第１のステージからの出力、及び第２のステージからの出力を受信するように構成されている第２の排他的ＯＲゲートと、
上記第２のシフトレジスタの第３のステージからの出力、及び上記第２の排他的ＯＲゲートからの出力を受信するように構成されている第３の排他的ＯＲゲートと、
上記第２のシフトレジスタの第６のステージからの出力、及び上記第３の排他的ＯＲゲートからの出力を受信するように構成されている第４の排他的ＯＲゲートと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の送信機。
【請求項４】  上記第１のフィードバック配列は、
上記第１のシフトレジスタの第１のステージからの出力、及び第２のステージからの出力を受信するように構成されている第２の排他的ＯＲゲートと、
上記第１のシフトレジスタの第３のステージからの出力、及び上記第２の排他的ＯＲゲートからの出力を受信するように構成されている第３の排他的ＯＲゲートと、
上記第１のシフトレジスタの第６のステージからの出力、及び上記第３の排他的ＯＲゲートからの出力を受信するように構成されている第４の排他的ＯＲゲートと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の送信機。
【請求項５】  デジタルデータメッセージを出力するように構成されているデータプロセッサを更に備え、上記デジタルデータメッセージはデジタル化された音声データ、及びインターネット通信パケットまたは他のデジタル情報の１つであることを特徴とする請求項１に記載の送信機。
【請求項６】  調整可能な数の列、及び所定数の行を有し、上記エンコーダからの出力を行毎に順次格納するように構成され、また上記格納済みのデータを列毎に出力するように構成されているメモリブロック、
を更に含むことを特徴とする請求項５に記載の送信機。
【請求項７】  無線信号受信機であって、
複数のステージを含み、入力信号を受信するように構成されている第１のシフトレジスタと、
複数のステージを含み、複数のシンボルを含む第１の局部的に生成されたコードワードシーケンスを受信するように構成され、また上記第１のコードワードシーケンスを環状にシフトさせるように構成されている第２のシフトレジスタと、
上記入力信号を用いて全零シンボルを乗算し、累積するように構成されている第１のアキュムレータと、
上記第１及び第２のシフトレジスタに結合され、上記第２のシフトレジスタが環状にシフトする度毎に内部に格納されている値を乗算し、累積するように構成されている第２のアキュムレータと、
上記第１及び第２のアキュムレータに結合され、上記第１及び第２のアキュムレータからの出力に基づいて上記複数のシンボルから１つのシンボルを識別するように構成されている第１のデバイスと、
を備えていることを特徴とする無線信号受信機。
【請求項８】  上記第１及び第２の各シフトレジスタは、ｋを各シンボル内のビットの数に等しい正の整数として、（２k−１）の整数倍数に等しい同一のステージ数を含むことを特徴とする請求項７に記載の受信機。
【請求項９】  上記第１のデバイスは、
上記複数のシンボルから、上記第１及び第２のアキュムレータの出力値の中で最大の値を生成させるシンボルとして１つのシンボルを識別するように構成されているセレクタ、
を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の受信機。
【請求項１０】  上記第１のデバイスは、
上記第１のアキュムレータの同相成分の自乗と、直交位相成分の自乗との和の平方根を近似する第１の包絡線値を計算するように構成されている第１の計算手段と、
第２の包絡線値を計算するように構成されている第２の計算手段と、
を更に含み、
上記複数の第２の包絡線値は、上記第２のアキュムレータの同相成分の自乗と、直交位相成分の自乗との和の平方根を近似し、
上記入力信号は同相成分及び直交位相成分を含み、上記第１及び第２のアキュムレータは対応する同相及び直交位相成分で出力を生成するように構成されており、
上記第１及び第２の包絡線値は、上記シフトレジスタが環状にシフトする度毎に計算される、
ことを特徴とする請求項７に記載の受信機。
【請求項１１】  通信デバイスであって、
Ｍを２kとし、ｋを１より大きい正の整数として、入力データストリームを、各々がｋビットからなり、それぞれのｋビットのシンボルはＭ個の別個のｋビットのシンボルの集合の要素であるようなシンボルのストリームに変換するように構成されているＭ−ａｒｙエンコーダと、
上記Ｍ−ａｒｙエンコーダによって生成されたシンボルに基づき、且つ第１及び第２のGoldコード多項式に基づいて、別個の個々がｋビットのシンボルのそれぞれに対して別個の個々がＭ−１ビットのコードワードを含むスペクトラム拡散コードワードシーケンスを発生するように構成されているコードジェネレータと、
を含む送信機を備え、
上記送信機は、上記スペクトラム拡散コードワードシーケンスに基づいて無線信号を送るように構成されている、
ことを特徴とする通信デバイス。
【請求項１２】  ｋビットのシンボルのシーケンスに対応するＭ−１ビットのコードワードのシーケンスを含むスペクトラム拡散無線信号を受信するように構成されている受信機を更に備え、上記受信機は、
上記受信された無線信号に基づいて生成済みの入力信号を受信するように構成されている第１のシフトレジスタと、
上記ｋビットのシンボルをエンコードする第１の局部的に生成されたコードワードシーケンスを受信するように構成され、また上記第１の局部的に生成されたコードワードシーケンスを環状にシフトさせるように構成されている第２のシフトレジスタと、
上記第１及び第２のシフトレジスタに結合され、上記第２のシフトレジスタが環状にシフトされる度毎に上記第１及び第２のシフトレジスタ内に格納されている値を乗算し、累積するように構成されているアキュムレータと、
上記アキュムレータに結合され、上記アキュムレータからの出力に基づいて上記Ｍ個の別個のｋビットのシンボルから１つのシンボルを識別するように構成されている選択デバイスと、を含むことを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】  上記送信機は、
メモリ位置の複数の列及び行を有し、上記デジタルエンコーダの出力を行毎に格納するように構成され、また上記格納済みの入力データを列毎に検索するように構成されているインタリーバメモリ、
を更に含み、
上記行の数はｋに等しい、
ことを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１４】  通信方法であって、
Ｍが２kに等しく、ｋを１より大きい正の整数であるとして、入力データストリームを、各々がｋビットからなり、それぞれのｋビットのシンボルはＭ個の別個のｋビットのシンボルの集合の要素であるようなシンボルのストリームに変換するステップと、
上記シンボルに基づき、且つ第１及び第２のGoldコード多項式に基づいて、前記シンボルのストリーム中の別個の個々がｋビットのシンボルのそれぞれに対して別個の個々がＭ−１ビットのコードワードを含むスペクトラム拡散コードワードシーケンスを生成するステップと、
上記スペクトラム拡散コードワードシーケンスに基づいて無線信号を送信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】  ｋビットのシンボルのシーケンスに対応するＭ−１ビットのコードワードのシーケンスを含むスペクトラム拡散無線信号を受信するステップと、
上記受信された無線信号に基づいて生成された入力信号を、第１のシフトレジスタへ格納するステップと、
上記複数のシンボルをエンコードする第１の局部的に生成されたコードワードシーケンスを、第２のシフトレジスタへ格納するステップと、
上記第１の局部的に生成されたコードワードシーケンスを、上記第２のシフトレジスタ内において環状にシフトさせるステップと、
上記第２のシフトレジスタが環状にシフトする度毎に、上記第１及び第２のシフトレジスタ内に格納されている値を乗算し、累積させるステップと、
上記乗算され、累積された格納済みの値に基づいて上記複数のシンボルから１つのシンボルを選択するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】  基地局からの無線信号を受信するように構成されている受信機であって、上記無線信号は基地局周波数で送信され、且つ規則的な間隔で送信される固有ワードを含み、上記受信機は、
所定の数をモジュロ計数するように構成されているカウンタ、及び
ある固有ワードを受信した時に、上記モジュロカウンタの出力を格納するように構成されている記憶デバイスを含む周波数弁別器と、
推定された周波数を有する信号を生成するように構成されている発振器と、
上記記憶デバイス内に格納済みの値を受信するように構成され、また上記受信された記憶デバイス内に格納済みの値に基づいて上記推定された周波数を調整し、それによって上記推定された周波数を上記基地局周波数に実質的に等しくセットするように構成されているループフィルタと、
を備えていることを特徴とする受信機。
【請求項１７】  上記ループフィルタは、先に受信された格納済みの値を格納するように構成され、また上記先に受信された格納済みの値、及び受信された上記記憶デバイス内に格納済みの値に基づいて上記推定された周波数を調整するように構成されていることを更に特徴とする請求項１６に記載の受信機。
【請求項１８】  上記ループフィルタは、上記受信された格納済みの値が上記先に受信された格納済みの値より小さい時には、上記推定された周波数を増加させるように構成されていることを更に特徴とする請求項１７に記載の受信機。
【請求項１９】  上記ループフィルタは、上記受信された格納済みの値が上記先に受信された格納済みの値より大きい時には、上記推定された周波数を減少させるように構成されていることを更に特徴とする請求項１７に記載の受信機。
【請求項２０】  基地局からの無線信号を受信する方法であって、上記無線信号は基地局周波数で送信され、且つ規則的な間隔で送信される固有ワードを含み、上記方法は、
所定の数をモジュロ計数するステップと、
ある固有ワードを受信した時に、上記モジュロカウンタの出力を記憶デバイスに格納するステップと、
推定された周波数を有する信号を生成するステップと、
上記記憶デバイス内に格納済みの値を受信するステップと、
上記受信された記憶デバイス内に格納済みの値に基づいて上記推定された周波数を調整し、それによって上記推定された周波数を上記基地局周波数に実質的に等しくセットするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】  先に受信された格納済みの値を格納するステップと、
上記先に受信された格納済みの値、及び上記受信された格納済みの値に基づいて上記推定された周波数を調整するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】  上記受信された格納済みの値が上記先に受信された格納済みの値より小さい時には、上記推定された周波数を増加させるステップ、
を更に含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】  上記受信された格納済みの値が上記先に受信された格納済みの値より大きい時には、上記推定された周波数を減少させるステップ、
を更に含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
動作を説明する。ＩR＋ｊＱRによって表されるミクサ７２からの出力信号は、チップ間隔当たり整数回サンプルされる。好ましくは、ミクサ７２からの信号はチップ当たり２回、もしくはＧＭＳＫシンボル間隔当たり126回サンプルされる。前述したように、相関器７３は２つの異なるモード、即ち同期モード及び復調モードで動作する。相関器７３は同期モードで動作し、論理生成されたｇ１及びｇ２コードシーケンスを、受信した信号に正しく整列させる。論理生成されたコードシーケンスを、受信した信号に時間的に整列させた後に、相関器７３は復調モードで動作して受信中のＭ−ａｒｙシンボルの最尤シーケンスを見出す。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
復調モード中も、到来するＩR＋ｊＱR信号は各サンプリング時点にレジスタ８１内へシフトされる。しかしながら、レジスタ８２は各ｇ２コードシーケンスの終わりにロードされるだけである。また到来信号は、ｇ２コードシーケンスの持続時間の間に８７内に累積される。ｇ２シーケンスの終わりに、累積の包絡線が８８によって計算される。包絡線値は、実数項の自乗と虚数項の自乗との和の平方根を取る、または近似させることによって計算される。この包絡線は、全零との、即ちｇ２シーケンスとの相関である。レジスタ８２のローディングの後に、且つ次のシンボルシーケンスがレジスタ８１によって収集されている間に、ｇ２コードシーケンスはレジスタ８３内に環状にシフトされる。各シフト毎に、８４、８５、及び８６によって実値の相関が計算される。他の全ての相関は、63の値をもたらす。一実施の形態では、振幅選択回路４３を使用し、これらの出力値の最大８６、及び８８の出力が、伝送された最尤ｇ２コードシーケンスとして識別される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
最尤64次シンボルは、送信機の変調器入力に対応する６ビットによって表すことができる。1971年10月のIEEE Transaction on Communications Technologyの751-771ページに所載のA. J. Viterbiの論文“Convokutional Codes and Their Performance in Commmunications Systems”に記載されている尤性デコーダを使用して畳込み式にエンコードされたユーザ・データビットストリームを復調するためには、各６ビットの尤性が必要である。最大包絡線は６つの全てのビットにこの最大尤性情報を伝達することができ、これは1993年４月のIEEE Transaction on Communications Technologyの559-568ページに所載のA. J. Viterbiの論文“Performance of Power-Controlled Wideband Terrestrial Digital Commmunication”に記載されているようにソフトデシジョンとも呼ばれる。しかしながら、６つの各ビットに対応する最大包絡線だけを伝達することが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図９は、64次復調器出力のための６つのソフトデシジョンを形成する好ましい実施の形態を示している。64の各コードワードシンボルは、例えばビット“０”乃至“５”のような６ビットの数によって独自に番号付けすることができる。32のコードワードはビット“０”が０値であるように番号付けされ、残余の32のコードワードは“１”に等しいビット“０”を有する。各コードワードシンボル毎に、包絡線計算８６または８８が順次に包絡線を計算する。これらの包絡線値はピーク検出器９０及び９１へ印加される。ピーク検出器９０は、ビット“０”が“０”に等しい32のコードワードの最大包絡線を識別し、ピーク検出器９１は、ビット“０”が“１”に等しい32のコードワードの最大包絡線を識別する。64の全てのコードワードの包絡線が比較された後に、差計算器９２は、識別された包絡線の差を計算する。この差はビット“０”のためのソフトデシジョンとして使用され、差の大きさは、正しいビットデシジョンの相対尤性が“１”ではなく“０”であることを表す。ビット“１”乃至“５”のためのソフトデシジョンを計算するために、同じような処理が遂行される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
基地局から移動無線までのリンク
図５に関して上述したように、基地局は、送信用フレームの３スロット置きの３連続タイムスロットを使用する。各スロットの持続時間は5/3ミリ秒であり、これは57,600ボーのシンボルレートにおいて96シンボルを含む。各基地から移動への送信は32シンボル同期プリアンブルと、それに後続する８シンボルの固有ワードから開始される。固有ワードに続くのはユーザデータの232シンボルであり、これらはアドレス指定、巡回冗長検査（ＣＲＣ）コーディング、及び順方向誤り修正（ＦＥＣ）フラッシュの少なくとも２つのシンボルを含む。ユーザデータには、データが送信されない16シンボル保護間隔が後続している。ユーザデータセグメントはレート1/2であり、畳込み式にエンコードされ、そして各64次シンボルは６ビットをエンコードする。従って、232×6/2＝696ビットのアドレス指定、情報、ＣＲＣ、及びフラッシュ情報が各ユーザセグメント内にエンコードされる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
畳込みエンコーダは、３つの各タイムスロット送信毎に1392ビットを生成する。これらの1392ビットは、Ｌビットの６行を書込み、次いで６ビットシンボルの列を読出すことによってインタリーブされる。図１１は、好ましいインタリーバの実施の形態を示している。Ｌ＝56シンボルの例示実施の形態では、畳込みエンコーダからの最初の56ビットが第１行内へ書込まれ、第２の56ビットが第２行内へ書込まれ、…、そして第６グループの56ビットが第６行内へ書込まれる。56×６＝336の全てのビットがインタリーバ内へ書込まれた後に、読出し動作が開始される。ビットは、各グループが６ビットシンボルを形成している６ビットのグループで読出される。最初のシンボル、即ちグループ読出しは、ビット１、57、113、169、225、及び281からなる最左列である。第２のシンボルはビット２、58、114、170、226、及び282からなる次の列である。読出し動作は、ビット56、112、168、224、280、及び336からなる最後の列までこの態様で続行される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
232シンボルは、３つのブロックにインタリーブされる。即ち、第１のブロックはL＝56シンボルを有しており、それにＬ＝96シンボルが続き、そしてＬ＝80シンボルが後続する。この実施の形態では、第１の56シンボルは、第２のブロックの96シンボルがインタリーブされる前にインタリーブされ、Goldエンコーダ９ｂへ出力される。同様に、第２のブロックの96シンボルは、第２のブロックの80シンボルがインタリーブされる前にインタリーブされる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
インタリーバ出力から読出された６ビットシンボルは、ｇ２シーケンスジェネレータ５０を、各63チップGoldコードシーケンスの始まりへ初期化するために使用される。ｇ１シーケンスジェネレータ５１は、固有ワード及びユーザデータ間隔中に、全てが１のような非０値に初期化される。ｇ１シーケンスとｇ２シーケンスとの積は、送信のためにＲＦ搬送波をＧＭＳＫ変調するのに使用される。好ましいＢＴ積は0.25であり、被変調搬送波の電力の99.9％を５ＭＨｚより狭い帯域幅内に閉じ込める。ＢＴ積は、先に定義したように、ガウスローパスフィルタ帯域幅Bと、コード拡散チップ間隔Tとの積である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
移動無線から基地局までのリンク
好ましい実施の形態では、移動無線は、基地無線が使用しない３連続タイムスロットを共用する。移動から基地への送信のスロット持続時間及びシンボルレートは、基地から移動への送信と同一である。移動から基地へのタイムスロットは、移動無線を指定してそれらに排他的に使用させるように割当てるか、または無線のグループに割当ててそれらに相互に共用させる。移動から基地への送信は、１、２、または３スロット長である。全ての場合に、送信は32シンボル同期プリアンブル及び８シンボル固有ワードから開始される。アドレス指定、ＣＲＣコーディング、及び少なくとも２シンボルのＦＥＣフラッシュを含むユーザデータが固有ワードに続いて送信され、その長さは使用されるスロットの数に依存する。１スロットバーストの場合、40シンボルのユーザデータは、１つの40×６ビットブロックとしてインタリーブされる。２スロットバーストの場合、136シンボルのユーザデータは、１つの56×６ビットブロックと、それに続く１つの80×６ビットブロックとしてインタリーブされる。３スロットバーストの場合、232シンボルのユーザデータは、１つの56×６ビットブロックと、それに続く１つの96×６ビットブロックと、それに続く１つの80×６ビットブロックとしてインタリーブされる。ユーザデータは、基地から移動へのリンクと同様に畳込みエンコードされ、インタリーブされ、そして変調される。ユーザデータに続く16シンボル保護間隔の間は、データは送信されない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図１のネットワークアーキテクチャの別の面では、移動無線は、それぞれの発振器の周波数をそれらの関連基地局に同期させ、基地から移動への、及び移動から基地への両通信リンク内に復調の誤りが導入される可能性を減少させる。伝統的な周波数同期方法は、搬送波信号または変調シンボルレートを使用している。本発明は、基地局からのメッセージバーストを使用する。詳述すれば、基地局から送信される固有ワード（ＵＷ）間の時間間隔はＮミリ秒である。各移動無線は基地局からの固有ワードの出現を検出し、固有ワード検出間の時間間隔を正確に予測できるようにその発振器を調整する。