(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレスネットワークにおける拡張メッセージ検出の方法であって、
複数の入力チャネル上で複数の入力信号を受信することと、
前記入力信号を第１の入力グループと第２の入力グループとに分割することと、ここにおいて、前記入力グループの各々が、前記入力信号のうちの少なくとも１つを含み、前記入力信号の各々が、前記入力グループのうちの１つのみに含まれ、
前記入力グループの両方における前記入力信号の各々について、前記入力信号を対応する予想される入力と相関させ、そこから緩和されていない相関を導出することと、
緩和されていない相関スコアを取得するために前記第１および第２の入力グループからの前記緩和されていない相関を組み合わせることと、
前記第１の入力グループにおける入力信号の各々について、緩和された入力信号を導出するために干渉緩和を適用し、前記緩和された入力信号を前記対応する予想される入力と相関させ、そこから緩和された相関を導出することと、
緩和された相関スコアを取得するために前記緩和された相関を組み合わせることと、
混合された相関スコアを取得するために前記緩和された相関を前記第２の入力グループからの前記緩和されていない相関と組み合わせることと、
前記緩和されていない相関スコア、緩和された相関スコア、および混合された相関スコアを、対応する所定の検出しきい値と比較することと、
前記相関スコアのうちの少なくとも１つがそれに対応する検出しきい値を上回る場合にメッセージを検出することと、
を備える方法。
【請求項２】
前記ワイヤレスネットワークがリンク１６ネットワークであり、前記入力チャネルが入力周波数である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記入力信号を復調するためにダウンコンバートすることをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の入力グループが、前記入力信号のうちの１つのみを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記緩和された相関スコアを導出することが、前記第１の入力グループにおける前記入力信号の前記緩和された相関を前記緩和された相関スコアとして指定することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記緩和されていない相関スコアは、前記緩和されていない相関スコアがそれに対応する検出しきい値を上回る場合に後続のメッセージ到着時間決定のために前記緩和されていない相関を使用することによって、前記混合された相関スコアおよび前記緩和された相関スコアよりも優先される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記緩和された入力信号は、前記緩和されていない相関スコアがそれに対応する検出しきい値を上回る場合に前記メッセージを検出するときに無視される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ワイヤレスネットワーク信号の拡張検出のために構成されたワイヤレスネットワーク受信機であって、
第１のチャネルグループと第２のチャネルグループとに分割された複数の入力チャネル上で複数の入力信号を受信するためのアンテナと、ここにおいて、前記チャネルグループの各々が、前記入力チャネルのうちの少なくとも１つを含み、前記入力チャネルの各々が、前記チャネルグループのうちの１つのみに含まれ、
緩和されていない相関をそこから取得するために、前記第１のチャネルグループおよび前記第２のチャネルグループの前記チャネル上で受信される前記入力信号を予測される信号と相関させるように構成された第１の信号相関器と、
緩和されていない相関スコアを取得するために前記第１のチャネルグループおよび前記第２のチャネルグループにおける前記チャネル上で受信される前記入力信号からの前記緩和されていない相関を組み合わせるように構成された第１の結合器と、
緩和された入力信号をそこから取得するために前記第１のチャネルグループにおけるチャネル上で受信される各入力信号に緩和を適用するように構成された干渉緩和ユニットと、
緩和された相関を取得するために、前記緩和された入力信号を予測される信号と相関させるように構成された第２の信号相関器と、
前記緩和された相関から緩和された相関スコアを導出するように構成された緩和信号スコアリングユニットと、
混合された相関スコアを取得するために、前記緩和された相関を、前記第２のチャネルグループの前記チャネル上で受信される前記入力信号の前記緩和されていない相関と組み合わせるように構成された第２の信号結合器と、
前記緩和されていない相関スコア、緩和された相関スコア、および混合された相関スコアを、所定の対応する検出しきい値と比較し、前記相関スコアのうちの少なくとも１つがそれに対応する検出しきい値を上回る場合にメッセージが検出されたと決定するように構成されたメッセージ検出器と、
を備えるワイヤレスネットワーク受信機。
【請求項９】
前記ワイヤレスネットワーク受信機がリンク１６ワイヤレスネットワーク信号を受信するように構成され、前記複数の入力チャネルが複数の入力周波数に関連付けられる、請求項８に記載のワイヤレスネットワーク受信機。
【請求項１０】
前記入力チャネルの各々からの信号を復調するように構成された複数のダウンコンバータをさらに備える、請求項８に記載のワイヤレスネットワーク受信機。
【請求項１１】
前記入力チャネルのうちの１つのみが前記第１の入力チャネルグループに含まれる、請求項８に記載のワイヤレスネットワーク受信機。
【請求項１２】
１つのみの入力信号が、前記第１の入力チャネルグループの前記入力チャネル上で受信され、前記緩和信号スコアリングユニットが、前記第１の入力チャネルグループの前記入力チャネル上で受信される前記入力信号の前記緩和された相関を前記第１の緩和された相関スコアとして指定するように構成された、請求項８に記載のワイヤレスネットワーク受信機。
【請求項１３】
前記メッセージ検出器は、前記緩和されていない相関スコアがそれに対応する検出しきい値を上回る場合に後続のメッセージ到着時間決定のために前記緩和されていない相関を使用することによって、前記緩和されていない相関スコアを優先させるように構成された、請求項８に記載のワイヤレスネットワーク受信機。
【請求項１４】
前記ワイヤレスネットワーク受信機は、前記緩和されていない相関スコアがそれに対応する検出しきい値を上回る場合に前記緩和された入力信号を無視するように構成された、請求項１３に記載のワイヤレスネットワーク受信機。
【請求項１５】
ワイヤレスネットワークにおける拡張メッセージ検出の方法であって、
複数の入力チャネル上で複数の入力信号を受信することと、
前記入力信号を対応する予想される入力と相関させ、そこから緩和されていない相関を導出することと、
緩和されていない相関スコアを取得するために前記緩和されていない相関を組み合わせることと、
前記入力信号のうちの少なくとも１つを備える緩和グループにおける入力信号の各々について、緩和された入力信号を導出するために干渉緩和を適用し、前記緩和された入力信号を前記対応する予想される入力と相関させ、そこから緩和された相関を導出することと、
緩和された相関スコアを取得するために前記緩和された相関を組み合わせることと、
前記相関スコアを対応する検出しきい値と比較することと、
前記相関スコアのうちの少なくとも１つが対応する検出しきい値を上回る場合にメッセージを検出することと、
を備える方法。
【請求項１６】
前記入力信号のすべてが前記緩和グループに含まれる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記相関スコアが、前記緩和された相関と、前記緩和グループに含まれない入力信号から導出された少なくとも１つの緩和されていない相関とを組み合わせることによって取得された混合された相関スコアをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記緩和されていない相関スコアは、前記緩和されていない相関スコアがそれに対応する検出しきい値を上回る場合に後続のメッセージ到着時間決定のために前記緩和されていない相関を使用することによって優先される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記緩和された入力信号は、前記緩和されていない相関スコアがそれに対応する検出しきい値を上回る場合に前記メッセージを検出するときに無視される、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、ＤＡＴＡ  ＬＩＮＫ  ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ  ＬＬＣによって与えられた契約番号ＬＬＣ／ＤＬＳ−１０−１０５８−００５８に基づく米国政府支援を得て行われた。
米国政府は、本発明においていくつかの権利を有する。
【０００２】
[0002]以下の開示は、一般に、セキュアなワイヤレスネットワーク通信に関し、より詳細には、リンク１６ワイヤレス通信ネットワークにおけるメッセージ検出を向上させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]リンク１６は、複数のユーザが状況認識データを共有するのを可能にするために米国、ＮＡＴＯ、および連合国における前線の陸軍、空軍、および海軍システムによって使用される広範囲の戦術ワイヤレスネットワーキングプロトコルである。このプロトコルは、１３マイクロ秒ずつ離間され、５１個の周波数にわたって分散されたパルスにおいて情報を送信する全方向性波形に基づく。データは、最小シフトキーイング（「ＭＳＫ：Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ」）の一形態でもある連続位相シフト変調（「ＣＰＳＭ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ」）を使用して各パルス上で変調される。各パルスは、情報の３２個のシンボルまたは「チップ」を含んでおり、各「チップ」は長さが２００ナノ秒である。ＴＤＭＡプロトコルによれば、情報は、ＴＤＭＡフレームまたは「エポック」ごとに繰り返すタイムスロットにおいてリンク１６ネットワーク上で送信される。
【０００４】
[0004]リンク１６ネットワーク上で送信されるメッセージは、機能エリアにグループ化され、単に参加グループ（ＰＧ）と呼ばれることもある「ネットワーク参加グループ」（ＮＰＧ）に割り振られる。ＮＰＧの使用により、リンク１６ネットワークは、ネットワークのための各機能グループに割り振られるべき帯域幅の量を決定することが可能になる。
【０００５】
[0005]典型的なリンク１６ネットワークを図１に示す。リング１２におけるブロック１０は、タイムスロットである。各参加者１４は、ミッションの開始より前にネットワークプランナ（図示せず）による送信、受信、およびリレー時間スロットの割当てを与えられる。リング１２の右側のコラム（ｃｏｌｕｍｎ）１６に、リンク１６が（コラム１６における積層リングとして示される）複数のネット上で動作する能力を示す。コラム１６におけるリング１２の各々は置き換えられることができ、それにより、ユーザは、サブネットワークまたはサブネットを形成することが可能になり、それにより、ユーザは、ネットワークの能力を拡張するために異なるＣＤＭＡおよびＦＤＭＡコードを使用してデータを交換することが可能になる。これらのメッセージの構造の詳細は、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれるＭＩＬ−ＳＴＤ−６０１６に見いだすことができる。
【０００６】
[0006]リンク１６ノードは、メッセージを受信するために、あらゆるリンク１６メッセージの最初の３２個のパルスである有効なメッセージプリアンブルを検出しなければならない。各メッセージプリアンブルを備えるこれらの最初の３２個のパルスは、本明細書では「同期」パルスとも呼ばれる。リンク１６プリアンブルは、受信機に知られている８つの周波数上で送信され、各周波数が固定順で４回ずつ使用される。各プリアンブルパルスの３２個のチップも受信機に知られている。有効なメッセージプリアンブルが受信されたかどうかを決定するために、受信機からの情報の復調されたビットストリームと各同期パルスの知られているビットを比較するためにデジタル相関器が使用される。同期パルスごとの相関器出力（ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ  ｏｕｔｐｕｔｓ）は「遅延および加算パイプライン」において加算され、和が最小検出しきい値と比較される。
【０００７】
[0007]有効なプリアンブルが検出されると、リンク１６受信機は、データ受信および相関のプロセスを始める。リンク１６デジタル信号処理は、一般に、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）デバイスにおいて実行される。ただし、本明細書でなされるＦＰＧＡデバイスおよびリソースへの言及は、リンク１６通信を実施するために使用される任意の電子リソースを指すことを意図することを理解されるであろう。
【０００８】
[0008]背景雑音および信号強度の問題に加えて、リンク１６ネットワークを介したメッセージの正常な交換はさらに、複数のユーザが同じタイムスロットにおいて送信することによるネットワーク内での自己干渉によって、ならびに敵対的なエンティティによるネットワークに向けられた悪意のある干渉ジャミングによって妨害され得る。
【０００９】
[0009]相関プロセスの前に受信信号から干渉を除去することによってリンク１６のパフォーマンスを改善するために、様々なデジタル信号処理技法が提案されている。これらの干渉緩和技法の複雑性と、その結果生じたＦＰＧＡリソースに対する高い需要とにより、これらの干渉緩和技法によって同時に保護され得る周波数の数は、一般に、限定される。これは、プリアンブル検出プロセスに適用されるときにそれらの有効性を限定する。たとえば、図２Ａのリンク１６受信機では、４つの入力ビットストリームＦ１〜Ｆ４が、４つのダウンコンバータ２００によって復調され、次いで、４つの相関器２０２によって分析されるが、干渉緩和２０４は、第１の周波数チャネルＦ１にのみ適用される。相関器出力は、次いで、加算器２０６によって加算され、得られたスコア２１４は、最小検出しきい値と比較される。
【００１０】
[0010]電子リソースに対する追加された需要に加えて、これらの干渉緩和技法に関する共通の問題は、ある状態の下で、特に実際の干渉が存在しないときに、検出プロセスのパフォーマンスを実際に劣化させ得るということである。
【００１１】
[0011]この問題を解決する１つの手法は、緩和技法をいつオンまたはオフすべきかを決定するために干渉認識器を実装することである。しかしながら、そのような干渉認識器は、過大な追加のＦＰＧＡリソースを必要とする傾向があり、常に干渉の存在を確実に検出するとは限らない。
【００１２】
[0012]したがって、必要なのは、過大な追加の電子リソースを必要とせず、干渉が存在しないときに受信機のパフォーマンスを劣化させない、リンク１６受信機において干渉緩和を実施するための方法である。
【発明の概要】
【００１３】
[0013]過大な追加のＦＰＧＡまたは他の電子リソースを必要とせず、干渉が存在しないときに受信機のパフォーマンスを劣化させることなく、リンク１６受信機において干渉緩和を実施するための方法およびシステムを開示する。開示する方法は、干渉認識器を必要としない干渉緩和技法を使用するときの最適なリンク１６プリアンブル検出を提供する。
【００１４】
[0014]開示する方法によれば、干渉緩和が適用される周波数上で受信されるメッセージシンボルは、緩和ありとなしとの両方で処理され、次いで、後続のプリアンブル検出のために複数の遅延および加算パイプラインにおいて使用される。ベースラインパフォーマンスが劣化されないことを保証するために、緩和されていない和が優先される。プリアンブル検出のための本方法を実施するのに必要とされる追加のＦＰＧＡリソースは過大でない。実施形態では、干渉緩和技法は、メッセージ送信周波数のサブセットにのみ適用され、いくつかの実施形態では、メッセージ周波数のうちの１つのみに適用される。開示する方法の実施形態は、遅延および加算パイプラインにおいて処理される任意の数の入力周波数を有し、緩和された入力周波数の数が入力周波数のうちの１つのみからすべてにわたる受信機に適用可能である。
【００１５】
[0015]本明細書で提示する開示は、リンク１６ネットワークの具体的な例に関してなされるが、開示する方法は、リンク１６ネットワークに限定されず、干渉緩和が適用可能である他のネットワークおよび波形に適用可能であることを理解されたい。
【００１６】
[0016]本開示の第１の一般態様は、ワイヤレスネットワークにおける拡張メッセージ検出の方法である。本方法は、複数の入力チャネル上で複数の入力信号を受信することと、入力信号を第１の入力グループと第２の入力グループとに分割することと、ここにおいて、入力グループの各々が、入力信号のうちの少なくとも１つを含み、入力信号の各々が、入力グループのうちの１つのみに含まれ、入力グループの両方における入力信号の各々について、入力信号を対応する予想される入力と相関させ、そこから緩和されていない相関（ｕｎｍｉｔｉｇａｔｅｄ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を導出することと、緩和されていない相関スコアを取得するために第１および第２の入力グループからの緩和されていない相関を組み合わせることと、第１の入力グループにおける入力信号の各々について、緩和された入力信号を導出するために干渉緩和を適用し、緩和された入力信号を対応する予想される入力と相関させ、そこから緩和された相関（ｍｉｔｉｇａｔｅｄ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を導出することと、緩和された相関スコアを取得するために緩和された相関を組み合わせることと、混合された相関スコア（ｍｉｘｅｄ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｓｃｏｒｅ）を取得するために、緩和された相関と第２の入力グループからの緩和されていない相関とを組み合わせることと、緩和されていない相関スコア、緩和された相関スコア、および混合された相関スコアを、対応する所定の検出しきい値と比較することと、相関スコアのうちの少なくとも１つが対応する検出しきい値を上回る場合にメッセージを検出することとを含む。
【００１７】
[0017]実施形態では、ワイヤレスネットワークは、リンク１６ネットワークであり、入力チャネルは入力周波数である。
【００１８】
[0018]上記の実施形態のいずれかは、入力信号を復調するためにダウンコンバートすることをさらに含むことができる。
【００１９】
[0019]本一般態様の上述の実施形態のいずれかでは、第１の入力グループは、入力信号のうちの１つのみを含むことができる。これらの実施形態のいくつかでは、緩和された相関スコアを導出することは、第１の入力グループにおける入力信号の緩和された相関を緩和された相関スコアとして指定することを含む。
【００２０】
[0020]本一般態様の上記の実施形態のいずれかでは、緩和されていない相関スコアは、緩和されていない相関スコアがそれに対応する検出しきい値を上回る場合に後続のメッセージ到着時間決定のために緩和されていない相関を使用することによって、混合された相関スコアおよび緩和された相関スコアよりも優先され得る。これらの実施形態のいくつかでは、緩和された入力信号は、緩和されていない相関スコアがそれに対応する検出しきい値を上回る場合にメッセージを検出するときに無視される。
【００２１】
[0021]本開示の第２の一般態様は、ワイヤレスネットワーク信号の拡張検出のために構成されたワイヤレスネットワーク受信機である。本受信機は、第１のチャネルグループと第２のチャネルグループとに分割された複数の入力チャネル上で複数の入力信号を受信するためのアンテナと、ここにおいて、チャネルグループの各々が、入力チャネルのうちの少なくとも１つを含み、入力チャネルの各々が、チャネルグループのうちの１つのみに含まれ、緩和されていない相関をそこから取得するために第１および第２のチャネルグループのチャネル上で受信される入力信号を予測される信号と相関させるように構成された第１の信号相関器と、緩和されていない相関スコアを取得するために第１および第２のチャネルグループにおけるチャネル上で受信される入力信号からの緩和されていない相関を組み合わせるように構成された第１の結合器（ｃｏｍｂｉｎｅｒ）と、そこから緩和された入力信号を取得するために第１のチャネルグループにおけるチャネル上で受信される各入力信号に緩和を適用するように構成された干渉緩和ユニットと、緩和された相関を取得するために、緩和された入力信号を予測される信号と相関させるように構成された第２の信号相関器と、緩和された相関から緩和された相関スコアを導出するように構成された緩和信号スコアリングユニットと、混合された相関スコアを取得するために第２のチャネルグループのチャネル上で受信される入力信号の緩和されていない相関と緩和された相関を組み合わせるように構成された第２の信号結合器と、緩和されていない相関スコア、緩和された相関スコア、および混合された相関スコアを所定の、対応する検出しきい値と比較し、相関スコアのうちの少なくとも１つがそれに対応する検出しきい値を上回る場合にメッセージが検出されたと決定するように構成されたメッセージ検出器とを含む。
【００２２】
[0022]本一般態様の実施形態では、受信機はリンク１６ワイヤレスネットワーク信号を受信するように構成され、複数の入力チャネルは複数の入力周波数に関連付けられる。
【００２３】
[0023]上記の実施形態のいずれかは、入力チャネルの各々からの信号を復調するように構成された複数のダウンコンバータをさらに含み得る。
【００２４】
[0024]本一般態様の上記の実施形態のいずれかでは、入力チャネルのうちの１つのみが第１の入力チャネルグループに含まれ得る。
【００２５】
[0025]本一般態様の上記の実施形態のいずれかでは、１つの入力信号が、第１の入力チャネルグループの入力チャネル上で受信され、緩和信号スコアリングユニットが、第１の入力チャネルグループの入力チャネル上で受信される入力信号の緩和された相関を第１の緩和された相関スコアとして指定するように構成され得る。
【００２６】
[0026]本一般態様の上記の実施形態のいずれかでは、メッセージ検出器は、緩和されていない相関スコアがそれに対応する検出しきい値を上回る場合に後続のメッセージ到着時間決定のために緩和されていない相関を使用することによって、緩和されていない相関スコアを優先させるように構成され得る。これらの実施形態のいくつかでは、受信機は、緩和されていない相関スコアがそれに対応する検出しきい値を上回る場合に緩和された入力信号を無視するように構成される。
【００２７】
[0027]本発明の第３の一般態様は、ワイヤレスネットワークにおける拡張メッセージ検出の方法である。本方法は、複数の入力チャネル上で複数の入力信号を受信することと、入力信号を対応する、予想される入力と相関させ、そこから緩和されていない相関を導出することと、緩和されていない相関スコアを取得するために緩和されていない相関を組み合わせることと、入力信号のうちの少なくとも１つを備える緩和グループにおける入力信号の各々について、緩和された入力信号を導出するために干渉緩和を適用し、緩和された入力信号を対応する予想される入力と相関させ、そこから緩和された相関を導出することと、緩和された相関スコアを取得するために緩和された相関を組み合わせることと、相関スコアを対応する検出しきい値と比較することと、相関スコアのうちの少なくとも１つが対応する検出しきい値を上回る場合にメッセージを検出することとを含む。
【００２８】
[0028]本一般態様の実施形態では、入力信号のすべてが緩和グループに含まれる。他の実施形態では、相関スコアは、緩和された相関と、緩和グループに含まれない入力信号から導出された少なくとも１つの緩和されていない相関とを組み合わせることによって取得された混合された相関スコアをさらに含む。
【００２９】
[0029]また、本一般態様の上記の実施形態のいずれかでは、緩和されていない相関スコアは、緩和されていない相関スコアがそれに対応する検出しきい値を上回る場合に後続のメッセージ到着時間決定のために緩和されていない相関を使用することによって優先され得る。これらの実施形態のいくつかでは、緩和された入力信号は、緩和されていない相関スコアがそれに対応する検出しきい値を上回る場合にメッセージを検出するときに無視される。
【００３０】
[0030]上記で説明した技法の実装形態は、方法またはプロセス、システムまたは装置、キット、あるいはコンピュータアクセス可能媒体上に記憶されたコンピュータソフトウェアを含み得る。詳細あるいは１つまたは複数の実装形態を添付の図面および以下の説明に記載する。他の特徴は、説明、図面、特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【００３１】
[0031]本明細書で説明する特徴および利点はすべてを含んではおらず、特に、多くの追加の特徴および利点が、図面、明細書、および特許請求の範囲に鑑みて当業者には明らかになるであろう。さらに、本明細書において使用される文言は、主に、読みやすさおよび教示目的のために選択されており、発明の主題の範囲を限定しないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】[0032]図１は、従来技術の典型的なリンク１６ネットワークアーキテクチャのグラフ図である。
【図２Ａ】[0033]図２Ａは、１つのみの入力チャネル上での干渉緩和を含む従来技術のリンク１６受信機の機能ブロック図である。
【図２Ｂ】[0034]図２Ｂは、１つのみの入力チャネル上での干渉緩和を含み、有効な同期パルスおよびプリアンブルが検出されているかどうかを決定する際に使用するための３つの同期パイプラインを提供する本開示の実施形態におけるリンク１６受信機の機能ブロック図である。
【図３】[0035]図３は、本開示の一実施形態による動作方法を示すフローチャートである。
【００３３】
[0036]本実施形態のこれらおよび他の特徴は、本明細書で説明する図と併せて、以下の詳細な説明を読むことによってより良く理解されるであろう。添付の図面は、一定の縮尺で描かれたものではない。明瞭性のために、すべての図面において、すべての構成要素に符号がつけられているとは限らない。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
[0037]過大な追加のＦＰＧＡまたは他の電子リソースを必要とすることなしにリンク１６ネットワークにおいて干渉緩和を実施する方法を開示する。開示する方法は、干渉が存在しないときでも、干渉認識器の必要なしに干渉緩和技法を使用するときの最適なリンク１６プリアンブル検出を提供する。
【００３５】
[0038]開示する方法によれば、干渉緩和が適用される周波数上で受信されるメッセージプリアンブルパルスは、緩和ありとなしとの両方で処理され、次いで、後続のプリアンブル検出のために複数の遅延および加算パイプラインにおいて使用される。ベースラインパフォーマンスが劣化されないことを保証するために、緩和されていない和が優先される。
【００３６】
[0039]プリアンブル検出のための本方法を実施するのに必要とされる追加のＦＰＧＡリソースは過大でない。実施形態では、干渉緩和技法は、メッセージ送信周波数のサブセットにのみ適用され、いくつかの実施形態では、メッセージ送信周波数の１つのみに適用される。開示する方法は、より多いまたはより少ない周波数が遅延および加算パイプラインにおいて処理される状況、および／あるいは、より少ないまたはより多い周波数が干渉緩和を有する状況に容易に適用され得る。開示する方法がリンク１６ネットワークに適用されるとき、リンク１６プリアンブルは８つの周波数のみを使用して送信されるので、８が処理され得る周波数の最大数になる。
【００３７】
[0040]図２Ｂは、信号が、８つのリンク１６周波数チャネルのうちの、Ｆ１からＦ４として指定された４つについて相関器２０２によって分析され、干渉緩和２０４が第１の周波数チャネルＦ１にのみ適用される一実施形態における開示するプリアンブル検出方法を示す機能ブロック図である。図２Ｂにおける各相関器（２０２および２０５）は、所与のプリアンブル周波数上で送信される４つのリンク１６パルスの各々のための４つの同一の個別のサブ相関器から構成されることに留意されたい。明瞭性のために、遅延および加算パイプラインを適切に形成するのに必要とされる関連する遅延要素は図２Ａまたは図２Ｂに図示していない。
【００３８】
[0041]図２Ｂの実施形態によれば、４つの入力ビットストリームＦ１〜Ｆ４は、ダウンコンバータ２００によって復調された後、それぞれが、有効なプリアンブルに含まれていることが知られているビットのシーケンスと相関器セクション２０２によって緩和なしに比較される。さらに、干渉緩和２０４が、本明細書では任意におよび便宜のために「第１の」復調されたビットストリームＦ１と呼ぶビットストリームのうちの１つに適用され、干渉を緩和した出力が、各実施形態では、他の相関器２０２と同一である追加の干渉緩和・相関器（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｍｉｔｉｇａｔｏｒ  ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ）２０５に供給される。
【００３９】
[0042]相関器出力は、次いで、３つの検出出力または「同期パイプライン」２１２、２１４、２１６を生成するために、３つの異なる組合せ２０７、２０８、２１０で加算され、それにより、チャネルＦ２〜Ｆ４のための３つの相関器出力が予備ステップで加算され２０７、次いで、その部分和が、第１のベースライン同期パイプライン２１２を供給するために、Ｆ１のための緩和されていない相関器出力と組み合わされる２０８。チャネルＦ２〜Ｆ４のための相関器出力の部分和２０７はまた、第２の同期パイプライン２１４を生成するために、緩和されたＦ１チャネル２０５のための相関器出力と組み合わされる２１０。最後に、緩和されたＦ１相関器の出力が、別途、第３の「ミニ同期」パイプライン２１６とされる。
【００４０】
[0043]そのため、図２Ｂの実施形態では、３つの同期パイプライン２１２、２１４、２１６が有効なプリアンブルの検出のために使用される。第１のパイプライン２１２、または４つの緩和されていない周波数チャネル相関すべての和（すなわち、１６個のパルスの和）を含む「ベースライン」完全同期パイプラインは、干渉緩和の実施なしの完全相関の結果を表す。実施形態では、ベースライン同期パイプライン２１２の結果がそれに指定された最小しきい値を上回る場合、他の同期パイプラインの結果２１４、２１６にかかわらず、有効なプリアンブルの成功した検出を示すように、このベースライン同期パイプライン２１２に関するしきい値を上回る結果が優先される。この手法は、たとえば、干渉が存在しないときに、リンク１６受信機のパフォーマンスが干渉緩和を含むことによって劣化されることがないことを保証する。
【００４１】
[0044]２つの追加の同期パイプライン２１４、２１６は、干渉（たとえば、ジャミング）が存在するとき、有効なプリアンブルの拡張検出のために使用される。第２の同期パイプライン２１４は、相関においてより多くのデータ、すなわち、受信されたビットストリームの４つすべてを含めるという利点を有し、信号が信号強度と干渉との両方によって制限されるときに最良の検出結果を供給し得る。
【００４２】
[0045]第３のミニ同期パイプライン２１６は、緩和されていない情報が相関に含まれないという利点を有する。したがって、ミニ同期パイプライン２１６は、ジャミング環境における保護パルスからの相関スコアのみを含む。このミニ同期パイプライン２１６に適宜に低減された検出しきい値を適用することによって、受信されたパルスの大部分またはすべてが悪意のある干渉によってジャミングされたときでも、それは有効なプリアンブルを検出することを可能なままにできる。
【００４３】
[0046]開示する方法は、過大な追加のＦＰＧＡまたは他の電子リソースを必要としない。たとえば、緩和技法２０４が第１の周波数チャネルＦ１にのみ適用される図２Ｂの実施形態が、図２Ａの従来技術の受信機と比較される場合、開示する方法の追加の同期パイプライン２１２、２１６は、Ｆ１のために４つの追加のサブ相関器要素のみ（２０５に集合的に含まれる）と追加の加算２０８、２１０のために使用される追加の遅延要素および加算器を必要とする。典型的な２つのアンテナのリンク１６構成の場合、追加の同期パイプライン２１４、２１６を追加するために、８つの追加のサブ相関器が必要になる。
【００４４】
[0047]実施形態では、有効なプリアンブルは、３つの同期パイプラインの出力２１２、２１４、２１６のいずれか１つがそれに対応する検出しきい値を超えるときはいつでも検出される。しかしながら、図２Ｂなどの実施形態では、緩和されていない完全同期パイプライン２１２が優先され、パフォーマンスが常にベースラインに少なくとも等しくなることを保証する。
【００４５】
[0048]開示するプロセスの一実施形態が、図３で提示するフローチャートによって示される。
処理のために入力信号が受信される３００。いくつかの実施形態では、入力信号を受信するためにアンテナユニットが使用されるが、他の実施形態では、受信機またはプロセッサが、応用分野に応じて他の有線又は無線手段によって信号を取得する。様々な実施形態では、受信された入力信号は、増幅、フィルタ処理および／または変換などの、受信機ユニットにおいて典型的ないくつかの前処理ステップを経る。
【００４６】
[0049]入力信号は、いくつかの実施形態ではメモリに記憶されアプリオリ情報（ａ  ｐｒｉｏｒｉ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を表す対応する予想される入力信号と相関される３０２。緩和されていない相関のセットは、各受信されたプリアンブルの３２個のチップをそれらの期待値と比較し、一致の数に比例する相関スコアを計算することによって相関処理３０２から導出される。
【００４７】
[0050]緩和されていない相関は、次いで、遅延および加算パイプラインにおいて組み合わされ、緩和されていない相関スコア２１２はそこから導出される３０４。
【００４８】
[0051]干渉緩和は、対応する緩和された信号を取得するように緩和されていない入力信号のうちの少なくとも１つに適用される３０６。図３の例では、緩和は、入力信号のうちの１つのみに適用される。同様の実施形態では、干渉緩和は、緩和されていない入力信号の２つ以上に適用される。
【００４９】
[0052]緩和された入力信号と予想される入力との相関である緩和された相関スコアが決定される３０８。図３の実施形態では、緩和された相関スコアは、各受信されたプリアンブルの３２個のパルスをそれらの期待値と比較し、一致の数に比例する相関スコア２１６を計算することによって決定される。
【００５０】
[0053]緩和された相関のセット２０５はまた、第３の混合された相関スコア２１４を形成するために緩和されていない相関のサブセット２０７と組み合わされる２１０。これは、第１の緩和されていない相関スコアを緩和されたスコアで置き換えることによって行われる３１０。
【００５１】
[0054]３つの相関スコア（緩和されていない相関スコア２１２、緩和された相関スコア２１６、混合された相関スコア２１４）は、次いで、３つの独立したしきい値と比較される３１２。一般に、緩和されていないスコア２１２と混合されたスコア２１４とが等しい数の処理された同期パルスから導出されるので、しきい値は、緩和されていないスコア２１２と混合されたスコア２１４とに対して同じである。緩和されたスコア２１６のためのしきい値は、それの合計において低減された数の処理された同期パルスを考慮して、適宜に低下される。これらの比較に基づいて、メッセージは、相関スコアのうちの少なくとも１つが対応する検出しきい値よりも高いときに有効であるまたは許可されたものとして検出される３１４。
【００５２】
[0055]しきい値のうちの２つ以上を同時に超える場合、後続のメッセージ到着時間決定のために緩和されていない相関を使用することによって、緩和されていない相関スコアが優先される。しきい値は、固定され、（信号が存在しないときにしきい値を超える）システムフォールスアラーム要件によってアプリオリに決定される。所与のリンク１６タイムスロットで相関合計のいずれもそれらのしきい値を上回らない場合、受信されたメッセージは破棄され、プロセスは次のタイムスロットで繰り返す。
【００５３】
[0056]本開示の実施形態の上記の説明は、例示および説明のために提示した。それは、網羅的なものでも、開示した形態そのものに本開示を限定するものでもない。多くの修正および変更が本開示に照らして可能である。本開示の範囲が、この詳細な説明によってではなく、本明細書に添付された特許請求の範囲によって限定されることが意図されている。
【００５４】
[0057]いくつかの実装形態について説明した。さらに、開示の範囲を逸脱することなく様々な変更が行われ得ることを理解されるであろう。動作を特定の順序で図面に示したが、これは、望ましい結果を達成するためにそのような動作が示された特定の順序でまたは順番に実行されること、またはすべての図示された動作が実行されることを必要とするものとして理解されてはならない。
【００５５】
[0058]本明細書で適切に例示的に開示した発明は、本明細書で特に開示していない、本質的に必要でない任意の要素がない場合に実施され得る。しかしながら、本明細書は網羅的であることを意図したものではない。本出願は、限られた数の形態で示されているが、本発明の範囲は、これらの形態だけに限定されず、それの趣旨から逸脱することなく様々な変更および修正に適用できる。当業者は、上記の説明に含まれている請求する主題に関する教示を学んだ後に、多くの修正および変更が本開示に照らして可能であることを理解すべきである。したがって、請求する主題は、本明細書に別段に指示されていないか、あるいは文脈により明確に否定されていない限り、上記で説明した要素の任意の組合せをそれらのすべての可能な変形形態として含む。特に、以下の従属請求項に提示される限定は、従属請求項が互いに論理的に矛盾していない限り、本開示の範囲から逸脱することなく任意の数および任意の順序でそれらの対応する独立請求項と組み合わせることができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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