(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトル拡散信号を受信する受信機において、特定の符号化通信信号を識別する方法であって：
前記スペクトル拡散信号を複数の変調時間期間に分割する段階；
前記複数の変調時間期間の各々に含まれる情報を格納して、格納済み情報を生成する段階；
第１時間オフセットにおいて前記複数の変調時間期間の各々に対して第１相関メトリックを決定する段階；および
第２時間オフセットにおいて前記複数の変調時間期間の各々に対して第２相関メトリックを決定する段階；
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
さらに、前記第１および第２相関メトリックの各々をしきい値と比較する段階を具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
さらに：
前記特定の符号化通信信号のマルチパス信号のセットを識別する段階；
前記相関メトリックに基づいて、前記マルチパス信号のセット内の各マルチパス信号を加重して、加重マルチパス信号のセットを生成する段階；
前記加重マルチパス信号のセットを復調して、復調マルチパス信号のセットを生成する段階；および
前記復調マルチパス信号のセットを合成して、前記特定の符号化通信信号を復元する段階；
を具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
さらに：
第１検索ウィンドウにおいて前記格納済み情報の第１検索を実行する段階；および
前記第１検索ウィンドウから時間的にオフセットされた第２検索ウィンドウにおいて、前記格納済み情報の第２検索を実行する段階；
を具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記スペクトル拡散信号は複数の直交シンボル・セットを含み、前記複数の直交シンボル・セットのうち少なくとも２つは、パワー制御グループをなすことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
直接シーケンス符号分割多元接続（ＤＳ−ＣＤＭＡ）信号を受信する受信機において、各ＤＳ−ＣＤＭＡ信号は複数のウォルシュ・シンボルを含む受信機において、複数の受信ＤＳ−ＣＤＭＡ信号から特定のＤＳ−ＣＤＭＡ信号を識別する方法であって：
ａ）前記複数の受信ＤＳ−ＣＤＭＡ信号に含まれる情報を格納して、格納済み情報を生成する段階；
ｂ）前記格納済み情報を検索して、前記特定のＤＳ−ＣＤＭＡ信号のマルチパス信号のセットを識別する段階であって、前記マルチパス信号のセット内の各マルチパス信号は、前記マルチパス信号のセット内にない前記特定のＤＳ−ＣＤＭＡ信号の任意のマルチパス信号の関連信号メトリックよりも大きい関連信号メトリックを有し、前記関連信号メトリックの各々は第１時間オフセットにおけるウォルシュ・シンボルの各々に対する第１測定値および第２時間オフセットにおける前記ウォルシュ・シンボルの各々に対する第２測定値に基づく、段階；
ｃ）前記マルチパス信号のセットを復調して、復調マルチパス信号のセットを生成する段階；および
ｄ）前記復調マルチパス信号のセットを合成して前記特定のＤＳ−ＣＤＭＡ信号を復元する段階；
を具備することを特徴とする方法。
【請求項７】
複数の符号化通信信号を受信する受信機であって：
複数の変調シンボル時間期間中に前記複数の受信符号化通信信号に含まれる情報を格納して、格納済み情報を生成するメモリ手段；および
前記メモリ手段に動作可能に結合され、それぞれ第１時間オフセットおよび第２時間オフセットにおける前記変調シンボル時間期間の第１相関および第２相関を決定し前記第１および第２相関に基づき特定の符号化通信信号を識別する処理手段；
を具備することを特徴とする受信機。
【請求項８】
前記処理手段は、前記格納済み情報を検索して、前記特定の符号化通信信号のマルチパス信号のセットを識別する手段を備え、前記マルチパス信号のセット内の各マルチパス信号は前記マルチパス信号のセット内にない前記特定の符号化通信信号の任意のマルチパス信号の関連信号メトリックよりも大きい関連信号メトリックを有し、前記関連信号メトリックの各々は前記第１および第２相関に基づくものであり、前記受信機は：
前記処理手段に動作可能に結合され、前記マルチパス信号のセット内の各マルチパス信号を加重して、加重マルチパス信号のセットを生成するスケーリング手段；
前記スケーリング手段に動作可能に結合され、前記加重マルチパス信号のセットを復調して、復調信号のセットを生成する復調手段；および
前記復調手段に動作可能に結合され、前記復調信号のセットを合成して、前記特定の符号化通信信号を復元する合成手段；
をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項７記載の受信機。
【請求項９】
直接シーケンス符号分割多元接続（ＤＳ−ＣＤＭＡ）信号を受信する受信機であって、前記ＤＳ−ＣＤＭＡ信号のそれぞれは複数のウォルシュ・シンボルを含み、前記受信機は：
前記ＤＳ−ＣＤＭＡ信号に含まれる情報を格納して、格納済み情報を生成するメモリ・デバイス；
前記メモリ・デバイスに動作可能に結合され、前記格納済み情報を検索して、特定のＤＳ−ＣＤＭＡ信号のマルチパス信号のセットを識別するプロセッサであって、前記マルチパス信号のセット内の各マルチパス信号は、前記マルチパス信号のセット内にない前記特定のＤＳ−ＣＤＭＡ信号の任意のマルチパス信号の関連信号メトリックよりも大きい関連信号メトリックを有し、前記関連信号メトリックの各々はそれぞれ第１時間オフセットおよび第２時間オフセットにおける前記ウォルシュ・シンボルの少なくとも１つの第１相関および第２相関に基づく、プロセッサ；
前記プロセッサに動作可能に結合され、前記マルチパス信号のセットを復調して、復調マルチパス信号を生成する復調器；および
前記復調器に動作可能に結合され、前記復調マルチパス信号を合成して、前記特定のＤＳ−ＣＤＭＡ信号を復元する合成器；
を具備することを特徴とする受信機。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、一般に、符号化通信信号の受信に関し、さらに詳しくは、複数の受信符号化通信信号から特定の符号化通信信号を識別する方法および装置に関する。
発明の背景
符号化通信信号を利用する通信システムは当技術分野で周知である。このようなシステムの１つに、以下ではＩＳ−９５という、ＴＩＥ／ＥＩＡ  ＩＳ−９５(Telecommunications Industry Association/Electronic Industries Association Interim Standard 95)に規定されるような、直接シーケンス符号分割多元接続（ＤＳ−ＣＤＭＡ：direct sequence code division multiple access）セルラ通信システムがある。ＩＳ−９５に従い、ＤＳ−ＣＤＭＡシステムにおいて用いられる符号化通信信号は、基地局のカバー・エリアで通信する移動無線電話または携帯無線電話などの通信ユニットからシステムの基地局に、共通の１．２５ＭＨｚ帯域幅で送信されるＤＳ−ＣＤＭＡ信号からなる。各ＤＳ−ＣＤＭＡ信号は、特に、特定の基地局と関連する疑似雑音（ＰＮ）シーケンスと、通信する通信ユニットの識別番号とを含む。
一般的な通信中に、通信する通信ユニットは、この通信をサポートする基地局のカバー・エリア内を移動することが多い。一般にこのような移動の結果、送信信号のマルチパス伝搬のために、通信ユニットから基地局に送信される通信信号のフェージングが生じる。周知のように、マルチパス伝搬は、建物や大きな石など近傍の反射物からの送信信号の反射によって生じる。これらの反射は、もとの送信信号のレプリカ（replica:複製）を生成し、これらのレプリカが移動した有効伝搬距離に応じて基地局に何度も着信する。もとの送信信号およびマルチパス・レプリカは、もとの送信信号のマルチパス信号と一般に呼ばれる。
ＩＳ−９５に記述されるようなＤＳ−ＣＤＭＡシステムにおいて、一般にマルチパス伝搬によって、各送信側通信ユニットからのマルチパス信号は実質的に同じ時間に、あるいは少なくとも共通の時間期間内に、基地局に着信する。ＩＳ−９５システムは、ＤＳ−ＣＤＭＡ信号を、１６個のパワー制御グループを収容する２０ミリ秒（ｍｓ）のフレームに分割する。各パワー制御グループは、６つの変調、もしくはいわゆるウォルシュ(Walsh)、シンボル時間期間にさらに分割される。各ウォルシュ・シンボル時間期間は、約２０８マイクロ秒である。従って、このフレーム構成では、各送信側通信ユニットからのいくつかのマルチパス信号がウォルシュ・シンボル時間期間の１つにおいて基地局に着信することがある。一般に、各ウォルシュ・シンボル時間期間は、当技術で周知なように、デジタル情報の１つのウォルシュ・シンボルを含む。
各通信ユニットからの送信を復調するため、基地局受信機は、まず、各通信ユニットからのマルチパス信号を識別し、次に復調すべき最良のマルチパス信号を選択しなければならない。特定のマルチパス信号を識別するため、基地局は、まず、１ウォルシュ・シンボルに含まれる情報を受信し、格納する。次に、基地局は、その対応するＰＮシーケンスを生成し、これをウォルシュ・シンボル内の初期時間オフセットにて受信された信号に含まれるＰＮシーケンスと相関して、相関エネルギを生成する。この初期時間オフセットは、一般に、通信ユニットと基地局との間の理論的な最小距離に基づいて選択される。
第１相関エネルギを得ると、基地局は次のウォルシュ・シンボル内の同じオフセットに前進し、対応する相関エネルギを計算する。この前進／計算、すなわち検索、プロセスは、一般にパワー制御グループに含まれる数までである、ウォルシュ・シンボルの選択された数だけ継続する。特定のオフセットが適用されるウォルシュ・シンボルの数は、検索される信号がトラヒック信号（すなわち、音声またはデータ）であるか、あるいはＤＳ−ＣＤＭＡシステムにおいて通信ユニットの登録中に利用されるプリアンブル信号であるかどうかに依存する。検索される信号がトラヒック信号の場合、オフセットはパワー制御グループ内のすべて６つのウォルシュ・シンボルに適用され、検索される信号がプリアンブル信号の場合には、オフセットは２つのウォルシュ・シンボルのみに適用される。
最初のオフセットを適切な数のウォルシュ・シンボルに適用すると、基地局はこのオフセットを変更して、サービス・カバー・エリア内で通信ユニットから送信された１つまたはそれ以上のマルチパス信号を見つけるまでこの手順を繰り返す。最初のオフセットおよび通信ユニットの送信が移動する伝搬距離に応じて、一般に基地局は復調すべきマルチパス信号を得るまでいくつかのオフセットを反復しなければならない。そのため、この検索プロセスでは、特に受信トラヒック信号について、高い有効復調回数（すなわち、検索し、続いて復調する回数）となることが多い。高い有効復調回数は、特定のビット誤り率を維持するために必要なビット・エネルギ対雑音比性能に望ましくない上限を課す。このような制限は、ＤＳ−ＣＤＭＡシステムが基地局の受信ビット誤り率（すなわち信号品質）を劣化させずにその容量を増加することを防ぐ。
従って、複数の受信符号化通信信号から特定の符号化通信信号を識別し、しかもこの識別を行うために必要な検索時間を大幅に短縮する方法および装置が必要とされる。さらに、与えられたビット誤り率について受信ビット・エネルギ対雑音比を改善するこのような方法および装置は、従来技術に対する改善となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を採用できる通信システムを示す。
第２図は、本発明により、特定のＣＤＭＡフレーム・レートにて通信ユニットによって送信されるパワー制御グループを示す。
第３図は、本発明により、受信マルチパス信号の関連信号メトリックを判定するために用いられる基準および受信疑似雑音シーケンスを示す。
第４図は、従来技術により、パワー制御グループにおける単一の検索ウィンドウにおいて得られるマルチパス信号の一例としての相関エネルギ・レベルを示す。
第５図は、第４図の単一の検索ウィンドウにおいて得られる全相関エネルギを示す。
第６図は、本発明により、パワー制御グループにおける多重検索ウィンドウにおいて得られるマルチパス信号の一例としての相関エネルギ・レベルを示す。
第７図は、第６図の多重検索ウィンドウにおいて得られる全相関エネルギを示す。
第８図は、本発明により、ピーク・エネルギおよび局所エネルギ最大値の取得を証明するため、多重検索ウィンドウにおいて得られる全相関エネルギを示す。
第９図は、本発明により符号化通信信号を受信する受信機を示す。
第１０図は、第６図の受信機に含まれるメモリ・デバイスおよびプロセッサの好適な実施例を示す。
第１１図は、本発明により受信機によって実行されるステップの一例としての論理フロー図を示す。
好適な実施例の説明
一般に、本発明は、複数の受信符号化通信信号から特定の符号化通信信号を識別する方法および装置に関する。符号化通信信号を受信する受信機は、メモリ手段と処理手段とによって構成される。メモリ手段は、多重変調シンボル時間期間中に受信符号化通信信号に含まれる情報を格納し、格納済み情報を生成する。次に、処理手段は、格納済み情報を検索して、特定の符号化通信信号を識別する。このように特定の符号化通信信号を識別することにより、本発明は、特定の受信符号化通信信号の１つまたはそれ以上のマルチパス信号を識別するために必要な平均時間を大幅に短縮する。従って、本発明は、従来の検索および変調方法を利用する符号化通信信号の復調についての有効時間に比べて、特定の符号化通信信号の復調に必要な有効時間を短縮する。
本発明は、第１図ないし第１１図を参照してさらに詳しく説明できる。第１図は、本発明を採用できる通信システム１００を示す。通信システム１００は、基地局１０１と、１つまたはそれ以上の通信ユニット１０３，１０４（２つを図示）を含む。通信システム１００は、好ましくは、ＴＩＡ／ＥＩＡ  ＩＳ−９５に規定されるような直接シーケンス符号分割多元接続（ＤＳ−ＣＤＭＡ）セルラ通信システムによって構成される。ただし、本発明は、米国国内のパーソナル通信システム（ＰＣＳ）について提唱されるものなど周波数ホッピング通信システムにも同様に適用できる。セルラ通信システムでは、基地局１０１は既知の方法を利用して公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）に結合される。
基地局１０１は、好ましくは、基地局１０１のカバー・エリア内の通信ユニット１０３，１０４から符号化通信信号を受信する受信機と、通信ユニット１０３，１０４に符号化通信信号を送信する送信機と、ＰＳＴＮ１０５と受信機と送信機との間の適切なインタフェースとによって構成される。好適な基地局受信機については、図９を参照して以下で詳しく説明する。各通信ユニット１０３，１０４は、好ましくは、移動または携帯無線電話，移動または携帯双方向無線装置もしくは無線周波数（ＲＦ）送受信機能を有するコンピュータなど他の双方向通信装置によって構成される。
好適なＤＳ−ＣＤＭＡシステム１００において、符号化通信信号は、ＲＦチャネルを介して通信ユニット１０３，１０４と基地局１０１との間で伝達されるＤＳ−ＣＤＭＡ通信信号１０７，１０８によって構成される。別の周波数ホッピング通信システムでは、符号化通信信号は、低速周波数ホッピング（ＳＦＨ：slow frequency hopping）通信信号（ホップ毎に複数の変調シンボル時間期間）または高速周波数ホッピング（ＦＦＨ：fast frequency hopping）通信信号（変調シンボル時間期間毎に複数のホップ）からなってもよい。ＲＦチャネルは、アップリンク（通信ユニット１０３，１０４から基地局１０１）およびダウンリンク（基地局１０１から通信ユニット１０３，１０４）を含む。好適な実施例では、アップリンクは、複数の符号化通信信号１０７，１０８（この場合、ＤＳ−ＣＤＭＡ信号）を基地局１０１に送信するため通信ユニット１０３，１０４によって総合的に利用される規定の帯域幅（例えば、ＩＳ−９５の場合１．２５ＭＨｚ）からなる。各ＤＳ−ＣＤＭＡ通信信号１０７，１０８は、特に、基地局１０１と関連する疑似雑音シーケンスと、特定の通信ユニット１０３，１０４の識別符号とを含む。
上記のように、各通信ユニット１０３，１０４の移動によって、例えば建物などの近傍の反射物からの送信信号１０７，１０８の反射により、ＤＳ−ＣＤＭＡ通信信号１０７，１０８のフェージングおよびマルチパス伝搬が一般に生じる。フェージングおよびマルチパス伝搬現象は、通信ユニット１０３，１０４によって送信されたＤＳ−ＣＤＭＡ通信信号１０７，１０８のマルチパス信号レプリカ１１９，１２０を生成する。マルチパス伝搬の固有の性質により、送信信号１０７，１０８およびマルチパス・レプリカ１１９，１２０は、送信信号１０７，１０８およびマルチパス・レプリカ１１９，１２０の伝搬距離１１１〜１１３，１１５〜１１７に対応するさまざまな時間で基地局１０１に着信する。例えば、マルチパス・レプリカ１１９は、基地局１０１に着信する前に、伝搬距離１１２，１１３を実質的に伝搬し、一方、送信信号１０７は、伝搬距離１１１を伝搬する。従って、基地局１０１がＤＳ−ＣＤＭＡ通信信号１０７，１０８，１１９，１２０を受信するとき、受信信号１０７，１０８，１１９，１２０の集合を検索して、以下で説明するように、この集合から各通信ユニットの送信（例えば、１０７，１１９）を区別する。尚、マルチパス環境において、送信信号１０７，１０８は、それぞれのマルチパス・レプリカ１１９，１２０とともに、送信通信信号１０７，１０８のマルチパス信号（例えば、１０７．１１９および１０８，１２０）と呼ばれる。
ここで第２図ならびに第８図を参照して、基地局１０１で受信される特定のＤＳ−ＣＤＭＡ通信信号１０７のマルチパス信号（例えば、１０７，１１９）は、次のように本発明の好適な実施例に従って識別できる。通信中に、通信ユニット１０３，１０４は、１つまたはそれ以上の時間フレーム２０１においてＲＦチャネルのアップリンク上でそれぞれのＤＳ−ＣＤＭＡ通信信号１０７，１０８をまとめて送信する。好適な実施例では、各時間フレーム２０１は、１６個のパワー制御グループの情報に分割され、ここで各パワー制御グループは第２図に示すように時間の１６分の１を占める。各パワー制御グループ（例えば、２０３）は、変調シンボルまたはウォルシュ・シンボル（ＷＳ（ｎ））など複数の直交シンボル・セットにさらに分割される。
好適な実施例では、各パワー制御グループ２０３は、６つのウォルシュ・シンボル（例えば、２１０）を含み、ここで各ウォルシュ・シンボル２１０は、約２０８マイクロ秒の変調シンボル時間期間を占める。各ウォルシュ・シンボル２１０はさらに、６４個のウォルシュ・チップ(Walsh chip)、もしくは等価的には２５６個の疑似雑音（ＰＮ）チップからなり、ここで各ＰＮチップは、好ましくは、ＩＳ−９５に基づいて約８１３ナノ秒からなる。通信アクティビティ（例えば、音声アクティビティ）の量に応じて、ＤＳ−ＣＤＭＡ通信信号は、４つの可能なフレーム・レート２０５〜２０８のうち１つを利用して通信ユニット１０３，１０４から送信できる。例えば、全１６個のパワー制御グループ中にＤＳ−ＣＤＭＡ通信信号の送信を行うフルレート送信２０５は、通信ユニット１０３，１０４のユーザが実際に会話している最中に利用でき、一方、パワー制御グループ２および９においてのみ送信を行う１／８レート送信２０８は、実質的な無音期間中に用いられる。
通信ユニット１０３，１０４から符号化マルチパス信号１０７，１０８，１１９，１２０を受信すると、基地局１０１における受信機は、複数の変調シンボル時間期間（例えば、ウォルシュ・シンボル２１０）中に、受信マルチパス信号１０７，１０８，１１９，１２０に含まれる情報（例えば、デジタル化音声またはデータ）を格納する。好適な実施例では、受信機は完全なパワー制御グループ２０３に含まれる情報を格納する。情報を格納すると、受信機は格納済み情報を検索して、特定の通信ユニット１０３からの送信と関連するマルチパス信号（例えば、１０７，１１９）を識別する。好適な実施例では、この検索は複数の検索ウィンドウにおいて順次実行され、各検索ウィンドウは直前の検索ウィンドウから時間的にオフセットされる。検索プロセスについては、第３図ないし第８図を参照して以下で説明する。
第３図は、本発明により上記の検索プロセス中に受信マルチパス信号１０７，１０８，１１９，１２０の関連信号メトリックを判定するために用いられる基準および受信ＰＮシーケンス３０１，３０３，３０５を示す。関連信号メトリックは、好ましくは、受信ＰＮシーケンス３０３，３０５の相関エネルギによって構成される。相関エネルギ判定プロセスは、基地局基準ＰＮシーケンス３０１を生成し、受信ＰＮシーケンス３０３，３０５の相関エネルギを得るため時間的な特定のオフセットにて受信されたマルチパス信号１０７，１０８，１１９，１２０のＰＮシーケンス（例えば、３０３，３０５）と基準シーケンス３０１を相関することによって開始される。相関エネルギは、好ましくは、所定の時間期間（例えば、変調シンボル時間期間）において基地局基準ＰＮシーケンス３０１および受信ＰＮシーケンス３０３，３０５を特定のサンプリング時間（ｔ0〜ｔ１3）でサンプリングし、各サンプリング時間にて対応するエネルギを算出することによって求められる。例えば、サンプリング時間ｔ6において、基準シーケンス３０１と整合された、もしくは同相の受信ＰＮシーケンス３０３との間の相関エネルギは１であり（すなわち、＋１ｘ＋１）、一方、基準ＰＮシーケンス３０１とオフセットされた受信ＰＮシーケンス３０５との間の相関エネルギは−１である（すなわち、−１ｘ＋１）。
特定のサンプリング時間で得られた相関エネルギはサンプリング期間において加算され、各ＰＮシーケンス３０３，３０５の相関エネルギを得る。従って、第３図に示す受信ＰＮシーケンス３０３，３０５について、整合したＰＮシーケンス３０３の相関エネルギは１４であり、１ＰＮチップ３０５だけオフセットされたＰＮシーケンスの相関エネルギは−２である。よって、受信ＰＮシーケンス３０５が基準ＰＮシーケンス３０１から時間的にオフセットされると、このシーケンス３０５と関連する相関エネルギは、整合シーケンス３０３の相関エネルギに比べて実質的に小さくなる。
第４図は、従来の方法に従って、パワー制御グループにおいて得られたマルチパス信号の一例としての相関エネルギ・レベル４０１〜４０６を示す。第４図に示し、発明の背景で簡単に説明したように、通信ユニット１０３から送信される１つまたはそれ以上のマルチパス信号１０７，１１９を識別する従来の方法は、情報の第１ウォルシュ・シンボル２１０を受信し、基地局１０１に対する通信ユニットの理論的な距離と関連する時間オフセット４０８を判定することからなる。時間オフセット４０８にて受信されたマルチパス信号の１つ（例えば、１１９）の相関エネルギ４０１は、基準ＰＮシーケンス３０１を時間オフセット４０８だけ遅延して、第３図を参照して説明したように相関エネルギを算出することによって求められる。
次に、基地局１０１における受信機は、基地局１０１で受信される毎に、パワー制御グループの残りのウォルシュ・シンボルにおける相関エネルギ４０２〜４０６を順次判定する。以降の相関エネルギ４０２〜４０６は、前回判定された時間オフセット４０８を対応する変調シンボル時間期間（例えば、ウォルシュ・シンボル）だけ前進させることによって求められる。よって、従来の方法は、各ウォルシュ・シンボルにおける同一時間オフセットにてパワー制御グループのすべてのウォルシュ・シンボルにおける相関エネルギ４０１〜４０６を得る。そのため、従来の方法において特定の送信トラヒック（例えば、音声）信号のマルチパス信号を検索するために用いられる検索ウィンドウは、パワー制御グループにおける各ウォルシュ・シンボルに適用される単一時間オフセット４０８からなる。
すべて６つのエネルギ４０１〜４０６を得ると、相関エネルギ４０１〜４０６は加算され、パワー制御グループにおける選択されたオフセット４０８にて全相関エネルギ（第５図の５０１）を累算する。ただし、選択された時間オフセット４０８にてパワー制御グループにおいて得られた相関エネルギ４０１〜４０６は、各パワー制御グループ内の最高の全相関エネルギ５０１を必ずしも与えない。従って、従来の方法では、特定の送信ＤＳ−ＣＤＭＡ通信信号のマルチパス信号を識別するためには、多重オフセット（すなわち、検索ウィンドウ）の相関エネルギ４０１〜４０６を得る必要がある。例えば、マルチパス信号の時間的な位置が、相関エネルギを１０個のオフセットについて得なければならないような位置ならば（一般的な場合）、従来の方法は、ＩＳ−９５に従って、２０ｍｓフレーム時間について１０個のパワー制御グループ、または約１２．５ミリ秒（ｍｓ）にほぼ等しい検索時間を必要とする。
第６図は、本発明によりパワー制御グループにおいて得られた受信マルチパス信号の一例としての相関エネルギ・レベル６０１〜６０６，６１０〜６１５，６２０〜６２５を示す。従来技術とは対照的に、本発明は多重変調シンボル時間期間（例えば、６個のウォルシュ・シンボル）に含まれる情報を受信・格納し、また各時間オフセット６０８，６１８，６２８にて多重変調シンボル時間期間について相関エネルギを判定することによって多重変調シンボル時間期間を検索する。相関エネルギは、基地局基準ＰＮシーケンスを対応する時間オフセット６０８，６１８，６２８だけ（例えば、ＰＮチップの２分の１だけ）遅延させて、第３図を参照して説明したように各ウォルシュ・シンボルにおける相関エネルギ（例えば、６０１）を算出することによって、各時間オフセット６０８，６１８，６２８にて得られる。
相関エネルギ６０１〜６０６，６１０〜６１５，６２０〜６２５は、対応するオフセット６０８，６１８，６２８で得られたそれぞれの相関エネルギと互いに累算・加算されて、パワー制御グループにおける多重検索ウィンドウ（すなわち、多重オフセット６０８，６１８，６２８における）内の全相関エネルギ（第７図の７０１〜７０３）を生成する。好適な実施例では、全相関エネルギを判定するため、所定の閾値を満たすか、あるいはそれを越える相関エネルギのセットのみが用いられる。例えば、オフセット６０８に対応する検索ウィンドウ内の全相関エネルギ７０１は、閾値レベルを満たすか、あるいはそれを越える、パワー制御グループにおいて該オフセット６０８にて得られた相関エネルギ６０１，６０５を加算することによって得られる。
第８図は、本発明によりピーク・エネルギおよび局所エネルギ最大値の取得を証明するため、多重検索ウィンドウで得られた全相関エネルギ８０１〜８０８，８１０〜８１３を示す。多重検索ウィンドウにおいて全相関エネルギ８０１〜８０８，８１０〜８１３を得た後、全相関エネルギ８０１〜８０８，８１０〜８１３のセットは、そのエネルギ値に基づいて選択される。好適な実施例では、最良の８個の全相関エネルギ８０１〜８０８がこのセットに含まれ、検索からのピーク・エネルギを表す。このセット内のピーク・エネルギは、特定の時間オフセットにて受信機によって受信されたマルチパス信号に対応する。ピーク・エネルギを識別するだけでなく、全相関エネルギは局所エネルギ最大値（例えば、８０２，８０４，８０６〜８０８，８１０〜８１３）のセットを識別するためにも用いられる。各局所エネルギ最大値は、好ましくは、所定の時間期間（例えば、３つの時間オフセット）において最良エネルギ・レベルを選択することによって判定される。局所エネルギ最大値は、カレント・オフセットにおける全相関エネルギ・レベルがフェージング環境における送信側通信ユニットの移動によって劣化する場合に、その後の検索について可能な開始オフセットを識別するために用いられる。好適な実施例では、ピーク・エネルギと、局所最大値に対応するエネルギとは、変調用のオフセットを得るために処理される。
本発明の方法を利用することにより、多重変調シンボル時間期間中に受信されたマルチパス信号を多重オフセットにおいて評価して、せいぜい１つのパワー制御グループをなす時間（すなわち、ＩＳ−９５により１．２５ｍｓ）で変調すべき最良オフセットを識別できる。よって、第４図の説明を参照して説明した１０オフセット検索の例では、本発明は従来の検索時間および有効変調時間を１０分の１以上に短縮する。さらに、本発明の検索および変調方法は、変調で用いられる最良のマルチパス信号をより迅速に識別するため、従来の方法に比べて、特定のビット誤り率（ＢＥＲ）にて改善されたビット・エネルギ対雑音比（Ｅb／Ｎ0）を提供する。このＥb／Ｎbの改善は、本発明のより高速な検索プロセスが検索時間中のフェージングにより受信信号内の追加雑音を拾う可能性を低減するので達成される。例えば、１％の受信ＢＥＲを維持するためには、本発明の方法は、従来技術の方法に比べて０．６ｄＢ小さいＥb／Ｎbを必要とする。この所要Ｅb／Ｎbの低減は、該ＢＥＲのシステム容量の増加に相当する。
上記の説明は通信ユニット１０３，１０４からのアップリンク送信のマルチパス信号を基地局１０１で識別することに関するが、本発明は基地局１０２からのダウンリンク送信のマルチパス信号を通信ユニット１０３，１０４で識別すること（例えば、基地局１０１で送信ダイバーシチ方法を利用する場合）にも適用できることに留意されたい。さらに、好適な実施例はエネルギ・レベルを利用して復調のための所望のオフセットを識別したが、受信ウォルシュ・シンボルの大きさは、受信マルチパス信号を識別するために用いられる関連信号メトリックからなってもよいことに留意されたい。ウォルシュ・シンボルの大きさを判定する手順は、当技術分野で周知である。
第９図は、本発明により符号化通信信号を受信する受信機９００を示す。受信機９００は、アンテナ構造９０１，信号受信機９０３，メモリ・デバイス９０５，プロセッサ９０７，スケーリング・デバイス９０９，復調器９１１および合成器９１３を含む。アンテナ構造９０１は、好ましくは２つのダイバーシチ・アンテナを含むが、単一のアンテナも利用できる。信号受信機９０３は、好ましくは、増幅器，フィルタ，発振器，ダウンミキサおよびアナログ／デジタル変換器など、既知の受信機フロントエンドおよびバックエンド回路を含む。メモリ・デバイス９０５，プロセッサ９０７，スケーリング・デバイス９０９，復調器９１１および合成器９１３は、好ましくは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に常駐する。メモリ・デバイス９０５およびプロセッサ９０７の好適な実施例については、第１０図を参照して以下で説明する。スケーリング・デバイス９０９は、制御ライン９１５を介してプロセッサ９０７に結合され、好ましくは乗算器，レジスタおよびステート・マシーンによって構成される。復調器も制御ライン９１７を介してプロセッサ９０７に結合され、好ましくは、高速アダマール変換（ＦＨＴ：Fast Hadamard Transform）の実行に伴う既知のデジタル・ハードウェアからなる。
本発明による受信機９００の動作は次のように行われる。マルチパス信号はアンテナ構造９０１によって受信され、次に信号受信機９０３に供給される。信号受信機９０３は受信信号を処理して、好ましくは、受信信号のサンプリングされたベースバンド表現のパワー制御グループをメモリ・デバイス９０５に供給する。メモリ・デバイス９０５は、第２図を参照して説明したように、２つまたはそれ以上の変調シンボル時間期間中に、ベースバンド表現中に含まれる情報を格納する。次に、メモリ・デバイス９０５は、格納された情報をプロセッサ９０７に与え、ここで上記のように受信マルチパス信号と関連する時間オフセットおよびエネルギを得るため、格納情報は検索される。プロセッサの詳細な動作については、第１０図を参照して説明する。
ベースバンド表現をメモリ・デバイス９０５に供給するだけでなく、信号受信機９０３はプロセッサ９０７によって供給された時間オフセットに基づいて符号化通信信号を逆拡散(despread)し、各ウォルシュ・シンボルに含まれる６４個のウォルシュ・チップを抽出する。信号受信機９０３は、逆拡散信号（ウォルシュ・チップ）をスケーラ９０９に与える。スケーラ９０９は、対応する検索ウィンドウ内で得られた全相関エネルギに基づいて各逆拡散マルチパス信号を加重する。次にスケーラ９０９は、加重逆拡散マルチパス信号を復調器に与え、ここで各逆拡散信号は復調され、ついで合成器９１３に与えられる。合成器９１３は、既知の方法に従って復調マルチパス信号を合成し、受信マルチパス信号と関連する特定の符号化通信信号を復元する。合成器９１３は、さらに処理するため復元された符号化通信信号を残りの逆チャネル回路（例えば、軟判定回路，畳込み復号器など）に供給する。好適な実施例では、スケーラ９０９は用いられず、逆拡散信号は信号受信機９０３から復調器９１１に直接供給される。
第１０図は、第９図の受信機９００に含まれるメモリ・デバイス９０５およびプロセッサ９０７の好適な実施例を示す。好適な実施例では、メモリ・デバイス９０５は、１つまたはそれ以上のパワー制御グループ（ＰＣＧ（ｎ））もしくは２つまたはそれ以上のウォルシュ・シンボルに含まれる情報を格納するために用いられるランダム・アクセス・メモリ１００１（ＲＡＭ）からなる。ただし、メモリ・デバイス９０５は、レジスタ・ファイル，ラッチのアレイまたはデジタル情報を格納する他の手段からなってもよい。好適なプロセッサ９０７は、逆拡散器１００４，ＦＨＴブロック１００６，エネルギＲＡＭ１００８，合成エネルギＲＡＭ１０１０，乗算器１０１２，加算器／減算器１０１４，比較器１０１６，検索結果ＲＡＭ１０１８およびＰＮシーケンス発生器１０２０を含む。
好適なメモリ・デバイス９０５および好適なプロセッサ９０７の動作は次のように行われる。信号受信機９０３によってメモリ・デバイス９０５に供給されたマルチパス信号のサンプリングされたベースバンド表現は、ＲＡＭ１００１に格納される。ＲＡＭ１００１は、ウォルシュ・シンボルに含まれるのと同等の量のサンプリング表現を逆拡散器１００４に与える。また、逆拡散器１００４はＰＮシーケンス発生器１０２０から基準ＰＮシーケンス（例えば、第３図の基準シーケンス）を受けて、この基準ＰＮを既知の方法で利用して、入力されたウォルシュ・シンボルをなす６４個のウォルシュ・チップを得る。好適な実施例では、各ウォルシュ・シンボルは、デジタル変調されたＭ相(M-ary)信号の同相（Ｉ）成分および直交（Ｑ）成分に相当する。
ウォルシュ・チップはＦＨＴブロック１００６に与えられ、ここでこれらのチップは上記のＦＨＴを利用して復調される。ＦＨＴブロック１００６は、入力されたウォルシュ・チップ（ＩまたはＱのいずれか）を関連符号（すなわち、正または負）を有するインデクス済み大きさのテーブルに効果的に変換し、この符号は、特に、もとの送信デジタル情報の符号およびＲＦチャネルの特性に依存する。インデクスは、当技術で周知なように、特定の符号化／復号構成で用いられる符号シンボルに対応する。
ＦＨＴブロック１００６は、ウォルシュ・チップを乗算器１０１２に順次供給する。乗算器１０１２は、各インデクス済み大きさを二乗し、二乗大きさを加算器／減算器１０１４に与える。Ｍ相デジタル変調器を利用する場合、乗算器１０１２は、好ましくは、ＦＨＴブロック１００６の出力テーブル内の各インデクス（すなわち、Ｉ12，Ｉ22，Ｉ32，など）についてＩ2を算出し、これらの二乗大きさを加算器／減算器１０１４に与える。加算器／減算器１０１４はＩ2値をエネルギＲＡＭ１００８に渡し、ここでこれらの値は格納される。Ｉ2値を算出した後、乗算器１０１２は、Ｑ成分と関連するウォルシュ・チップについて各インデクス済み大きさを二乗する。各Ｑi2が乗算器１０１２によって生成され、加算器／減算器１０１４に与えられると、エネルギＲＡＭ１００８は対応するＩi2値を加算器／減算器１０１４に与える。加算器／減算器１０１４は、対応するＩ2およびＱ2値を加算し、その和（Ｉi2＋Ｑi2）をエネルギＲＡＭ１００８に与え、ここで和もしくはエネルギは６４個のすべてが算出されるまで格納される。
エネルギＲＡＭ１００８は格納済みエネルギを比較器１０１６に与え、ここでエネルギは互いに順次比較され、特定のオフセットについて最も高い関連エネルギ（すなわち、相関エネルギ）を有するインデクスを識別する。次に、この第１相関エネルギは上限および下限閾値（Ｔu，Ｔl）と比較される。第１相関エネルギが下限閾値（Ｔl）よりも小さい場合、このエネルギは無視され（すなわち、ゼロで加重され）、該オフセットの残りの検索は中止される。第１相関エネルギ・レベルが上限閾値と下限閾値との間にある場合、このエネルギは合成エネルギＲＡＭ１０１０に格納され、パワー制御グループ内の残りのウォルシュ・シンボルについて該オフセットにて検索を継続することが許される。第１相関エネルギ・レベルが上限（Ｔu）を越えると、このエネルギ・レベルは合成エネルギＲＡＭ１０１０に格納され、このエネルギが得られたオフセットはスケーラ９０９および／または復調器９１１に与えられ、該オフセットで受信されたマルチパス信号の更なる処理が行われる。
第１相関エネルギを得た時点で、上記のプロセスは、格納済みパワー制御グループのすべてのウォルシュ・シンボルが検索されるまで、各ウォルシュ・シンボル内の各オフセットについて反復される。しかし、これらの反復プロセス中に、対応するオフセットにて得られた相関エネルギは累算され、更新された上限閾値および下限閾値と比較される。例えば、相関エネルギが３つのウォルシュ・シンボルにおいて特定のオフセットについて累算される場合、累算エネルギ（すなわち、３つの相関エネルギの和）は、第１相関エネルギと比較された上限および下限閾値よりも約３倍高い上限および下限閾値と比較される。この反復手順の累算の結果、第６図に示した相関エネルギの和が実質的に得られ、それにより第７図および第８図に示した全相関エネルギが得られる。これらの全相関エネルギは、合成エネルギＲＡＭ１０１０に格納される。
合成エネルギＲＡＭ１０１０は全相関エネルギを比較器１０１６に与え、ここでこれらのエネルギは互いに比較され、セット内にない全相関エネルギよりも大きいエネルギ値を有する全相関エネルギのセットを判定する。好適な実施例では、８つの最も高い全相関エネルギがこのセットに含まれる。第８図を参照して説明したように、セット内の全相関エネルギは、各時間オフセットにて受信機９００によって受信されたマルチパス信号に対応する。最も大きい８つのエネルギに対応するオフセットを判定するだけでなく、比較器１０１６はまた、全相関エネルギの局所最大値のセットを判定し、第８図を参照して説明したようにこれらの最大値と関連するオフセットを識別する。全相関エネルギのセット，局所最大値のセットおよびこれら両方のセットと関連するオフセットは、検索結果ＲＡＭ１０１８に与えられ、ここでこれらは格納され、その後スケーラ９０９および／または復調器９１１によって実行される処理を制御するために用いられる。
上記の反復プロセスは、受信マルチパス信号を処理すべきオフセットを識別するために用いられる好適な非コヒーレント復調方法を例示する。尚、検索プロセス中のコヒーレント復調方法の利用も本発明に同様に適用できる。コヒーレント復調プロセスは、好ましくは次のように行われる。ＦＨＴブロック１００６は、非コヒーレント復調方法について説明したのと同様にＩおよびＱウォルシュ・チップを受信する。次に、ＦＨＴブロック１００６はパワー制御グループ内の第１ウォルシュ・シンボルのＩおよびＱウォルシュ・チップを加算器／減算器１０１４に与える。加算器／減算器１０１４はこれらのＩおよびＱ値をエネルギＲＡＭ１００８に送り、ここでこれらの値は格納される。次にＦＨＴブロック１００６は、ＲＡＭ１００１に格納された変調シンボル時間期間の数に応じて、以降の１つまたは複数のウォルシュ・シンボルのＩおよびＱウォルシュ・チップを加算器／減算器１０１４に与える。加算器／減算器１０１４は、エネルギＲＡＭ１００８に格納されたすべてのウォルシュ・シンボルの６４個のすべてのインデクスに対応するそれぞれのＩ値を加算する（例えば、Ｉ1［ＷＳ（０）］＋Ｉ1［ＷＳ（１）］＋Ｉ1［ＷＳ（２）］＋．．．；Ｉ2［ＷＳ（０）］＋Ｉ2［ＷＳ（１）］＋Ｉ2［ＷＳ（２）］＋．．．；など）。同様に、加算器／減算器１０１４は、エネルギＲＡＭ１００８に格納されたすべてのウォルシュ・シンボルの６４個のすべてのインデクスに対応するそれぞれのＱ値を加算する。次に、６４個の加算されたＩ値（［ΣＩ］）および６４個の加算されたＱ値（［ΣＱ］）は乗算器１０１２に与えられる。
乗算器１０１２は、各加算されたＩ値および各加算されたＱ値を二乗し、二乗大きさ（［ΣＩ］2，［ΣＱ］2）を加算器／減算器１０１４に与える。加算器／減算器１０１４は、対応する［ΣＩ］2および［ΣＱ］2値を加算し、その和（［ΣＩ］2＋［ΣＱ］2）をエネルギＲＡＭ１００８に順次供給し、ここで和もしくはエネルギは、６４個のすべてが算出されるまで格納される。エネルギは、非コヒーレント復調について説明したのと同様な方法でさらに処理するため、比較器１０１６に与えられる。尚、非コヒーレント復調およびコヒーレント復調について上で説明した方法は、第９図の復調器９１１によって実行される最終的な復調にも適用できることに留意されたい。
第１１図は、本発明による受信機によって実行されるステップの一例としての論理フロー図１１００を示す。論理フローは、受信機が多重変調シンボル時間期間に含まれる情報を格納（１１０３）すると開始する（１１０１）。次に、受信機は格納済み情報を検索して（１１０５）、上記のように各検索ウィンドウ内の全相関エネルギを判定することによって、１つまたはそれ以上の検索ウィンドウ（すなわち、各変調シンボル時間期間内の１つまたはそれ以上の時間オフセット）における特定の符号化通信信号のマルチパス信号のセットを識別する。好適な実施例では、マルチパス信号のセットは、８つの最良の全相関エネルギを与えるオフセットで受信された信号である。
格納済み情報を検索し、マルチパス信号のセットを判定すると、受信機は、これらのマルチパス信号が受信前に伝搬した複素ＲＦチャネルの特性を考慮するために、このセット内のマルチパス信号を調整する必要があるかどうかを判定する（１１０７）。このような特性には、フェージングによるマルチパス信号の変調シンボルの位相回転または減衰が含まれる。セット内のマルチパス信号を調整する必要がある場合、受信機はこのセット内のマルチパス信号の関連信号メトリックに基づいてチャネルの特性を推定する（１１０９）。例えば、ＲＦチャネルを介して送信中の変調シンボルの位相回転を考慮するため、特定の時間オフセットについて相関エネルギを与えるＭ相変調シンボルのＩ成分およびＱ成分は、残りの格納済み変調シンボルについて該時間オフセットでのＩ，Ｑ面における所望の位相を判定するために利用できる。
チャネルの特性を推定すると、受信機は、対応するチャネル推定量に基づいて、セット内の１つまたはそれ以上のマルチパス信号を調整する（１１１１）。上記の例では、この調整は、以降の格納済み変調シンボルの位相を回転して、この位相が前に判定された所望の位相に対応するようにすることからなる。
論理フロー図１１００をさらに進んで、受信機は、関連信号メトリックに基づいて、セット内の各マルチパス信号を加重する（１１１３）。好適な実施例では、加重は各マルチパス信号について算出された相関エネルギに比例して決定され、各マルチパス信号の大きさに適用される。セット内の各マルチパス信号を加重すると、受信機は、好ましくはＦＨＴを各加重マルチパス信号に適用することによって、加重マルチパス信号のセットを復調する（１１１５）。次に、受信機は、既知の合成方法を利用して復調信号を合成し（１１１７）、特定の符号化通信信号を復元して、論理フローは終了する（１１１９）。
本発明は、複数の受信符号化通信信号から特定の符号化通信信号を識別する方法および装置に関する。本発明により、復調に利用すべき特定の符号化通信信号の最良のマルチパス信号を検索・識別するために必要な時間は、従来の検索方法に比べて大幅に短縮される。この検索時間の改善は、本発明がパワー制御グループにおいて複数のオフセットにてエネルギを取得する手段を提供するために得られ、一方、従来の方法はパワー制御グループにおいて１つのエネルギ（すなわち、１つのオフセット）のみを取得するにすぎない。よって、本発明は、従来の検索方法のデータ利用に比べて、マルチパス信号検索中にパワー制御グループに含まれるデータをより効率的に利用する。さらに、迅速な検索性能により、本発明は、従来技術に比べ、特定のビット誤り率にて改善されたＥb／Ｎ0を提供する。これは、高速な検索の結果、全検索時間期間中のフェージングによる受信マルチパス信号中の追加雑音を拾う可能性が低減されるためである。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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