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特表2024-521215シビアフェージング環境における同期化

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-28

(54)【発明の名称】シビアフェージング環境における同期化

(51)【国際特許分類】

H04L 27/00 20060101AFI20240521BHJP

H04J 13/10 20110101ALI20240521BHJP

H04L 7/04 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

H04L27/00 J

H04J13/10

H04L7/04 200

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023574375

(86)(22)【出願日】2022-04-04

(85)【翻訳文提出日】2023-12-01

(86)【国際出願番号】 US2022023345

(87)【国際公開番号】W WO2022256079

(87)【国際公開日】2022-12-08

(31)【優先権主張番号】17/339,792

(32)【優先日】2021-06-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】503455363

【氏名又は名称】レイセオンカンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎修

(72)【発明者】

【氏名】ルニーヴ，ブライン

(72)【発明者】

【氏名】スティーンブリック，ブレット，ジョゼフ

(72)【発明者】

【氏名】マンジ，デイヴィッド，ジー．

【テーマコード（参考）】

5K047

【Ｆターム（参考）】

5K047AA01

(57)【要約】

装置及び関連する方法は、シビアフェージング環境における無線周波数（ＲＦ）通信のロバストな同期化の提供に関する。検出されたＲＦ信号の第１の部分は、検出されたＲＦ信号の第２の部分と自己相関される。第１の部分と第２の部分は、第１のコードシーケンスと第２のコードシーケンスを分離する所定の時間遅延だけ、時間分離される。検出されたＲＦ信号の第３の部分は、同期シーケンスと同期相関され、同期相関信号が生成される。第３の部分は、同期シーケンスの所定長を有し、自己相関信号を生成するために使用された検出されたＲＦ信号の第１の部分及び第２の部分を含む。自己相関信号は、同期相関信号により乗算され、合成同期信号が生成される。次に、合成同期信号のピークが検出される。このピークは、認可された通信の同期時間を示し得る。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の遅延時間だけ分離された第１のコードシーケンスと第２のコードシーケンスを有する所定長の同期シーケンスを識別して、前記同期シーケンスに同期化するための方法であって、
所定の周波数帯域内の無線周波数（ＲＦ）エネルギーを検出することと、
前記検出されたＲＦエネルギーを示す信号を生成することと、
自己相関信号を生成するために、前記生成された信号の第１の部分を、前記生成された信号の第２の部分と自己相関させることであって、前記第１の部分と前記第２の部分は、前記第１のコードシーケンスと前記第２のコードシーケンスを分離する前記所定の時間遅延だけ、時間分離される、前記自己相関させることと、
同期相関信号を生成するために、前記生成された信号の第３の部分を、同期シーケンスと同期相関させることであって、前記第３の部分は、前記同期シーケンスの前記所定長を有し、前記自己相関信号を生成するために使用された前記生成された信号の前記第１の部分及び前記第２の部分を含む、前記同期相関させることと、
合成同期信号を生成するために、前記自己相関信号と前記同期相関信号を乗算することと、
前記合成同期信号のピークを識別することと、
を含む、方法。

【請求項2】

前記第１のコードシーケンスと前記第２のコードシーケンスは、互いに同一である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記識別されたピークを所定閾値と比較すること、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記識別されたピークが前記所定閾値より大きい場合、前記識別されたピークに対応する時間に受信された有効な送信の同期時間を特定すること、
をさらに含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記同期時間に後続して検出された前記ＲＦエネルギーを、認可された送信機が送信したコード化通信として解釈すること、
をさらに含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記生成された信号の前記第１の部分及び前記第２の部分に基づいて、送信周波数を推定すること、
をさらに含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記送信周波数を推定することは、
前記生成された信号の前記第１の部分を、前記第１のコードシーケンスの共役と畳み込んで、第１の畳み込み信号を生成することと、
前記生成された信号の前記第１の部分を、前記第１のコードシーケンスの共役と畳み込んで、第２の畳み込み信号を生成することと、
前記第１の畳み込み信号と前記第２の畳み込み信号との位相差を、前記所定の時間遅延で除算して、比率を生成することと、
前記比率をサンプリング周波数で乗算して、前記送信周波数の前記推定を生成することと、
を含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

認可された送信機が送信した前記コード化通信を、前記推定された送信周波数に対応する正弦波で乗算することにより、前記コード化通信をデコード化すること、
をさらに含む、請求項６に記載の方法。

【請求項9】

前記生成された信号の前記第１の部分を、前記生成された信号の前記第２の部分と自己相関させることは、
前記生成された信号の前記第１の部分及び前記第２の部分のうちの一方の共役バージョンを、前記生成された信号の前記第２の部分とともに、前記生成された信号の前記第１の部分及び前記第２の部分のうちの他方の非共役バージョンと畳み込むこと、
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記生成された信号の前記第３の部分を、前記同期シーケンスと同期相関させることは、
前記生成された信号の前記第３の部分の共役バージョンを、前記生成された信号の前記第３の部分の非共役バージョンと畳み込むこと、
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

送信信号が認可された送信機からの信号であることを示すように、同期シーケンスを生成して通信するための方法であって、
第１のコードシーケンスを送信することと、
前記第１のコードシーケンスが送信された後、所定の時間遅延で第２のコードシーケンスを送信することであって、前記第２のコードシーケンスは、前記第１のコードシーケンスと同一である、前記送信することと、
前記第２のコードシーケンスの送信に後続し、前記第２のコードシーケンスに同期化された通信を送信することと、
を含む、方法。

【請求項12】

前記所定の時間遅延は、第１の所定の時間遅延であり、
前記送信された通信は、前記第２のコードシーケンスに第２の所定の時間遅延で続くことにより、前記第２のコードシーケンスに同期化される、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

所定の遅延時間だけ分離された第１のコードシーケンスと第２のコードシーケンスを有する所定長の同期シーケンスを識別して、前記同期シーケンスに同期化するシステムであって、
所定の周波数帯域内でＲＦ信号を受信する無線周波数（ＲＦ）受信機と、
プロセッサと、
コード化された命令を有するコンピュータ可読メモリと、
を備え、前記命令は、前記プロセッサにより実行されたとき、
自己相関信号を生成するために、前記生成された信号の第１の部分を、前記生成された信号の第２の部分と自己相関させることであって、前記第１の部分と前記第２の部分は、前記第１のコードシーケンスと前記第２のコードシーケンスを分離する前記所定の時間遅延だけ、時間分離される、前記自己相関させることと、
同期相関信号を生成するために、前記生成された信号の第３の部分を、同期シーケンスと同期相関させることであって、前記第３の部分は、前記同期シーケンスの前記所定長を有し、前記自己相関信号を生成するために使用された前記生成された信号の前記第１の部分及び前記第２の部分を含む、前記同期相関させることと、
合成同期信号を生成するために、前記自己相関信号と前記同期相関信号を乗算することと、
前記合成同期信号のピークを識別することと、
を、前記システムに実行させる、システム。

【請求項14】

前記第１のコードシーケンスと前記第２のコードシーケンスは、互いに同一である、請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記コンピュータ可読メモリは、コード化された命令をさらに有し、前記命令は前記プロセッサにより実行されたとき、
前記識別されたピークを所定閾値と比較すること、
を、前記システムに実行させる、請求項１３に記載のシステム。

【請求項16】

前記コンピュータ可読メモリは、コード化された命令をさらに有し、前記命令は前記プロセッサにより実行されたとき、
前記識別されたピークが前記所定閾値より大きい場合、前記識別されたピークに対応する時間に受信された有効な送信の同期時間を特定すること、
を、前記システムに実行させる、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記コンピュータ可読メモリは、コード化された命令をさらに有し、前記命令は前記プロセッサにより実行されたとき、
前記同期時間に後続して検出された前記ＲＦエネルギーを、認可された送信機が送信したコード化通信として解釈すること、
を、前記システムに実行させる、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記コンピュータ可読メモリは、コード化された命令をさらに有し、前記命令は前記プロセッサにより実行されたとき、
前記生成された信号の前記第１の部分及び前記第２の部分に基づいて、送信周波数を推定すること、
を、前記システムに実行させる、請求項１６に記載のシステム。

【請求項19】

前記コンピュータ可読メモリは、コード化された命令をさらに有し、前記命令は前記プロセッサにより実行されたとき、
認可された送信機が送信した前記コード化通信を、前記推定された送信周波数に対応する正弦波で乗算することにより、前記コード化通信をデコード化すること、
を、前記システムに実行させる、請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

【請求項21】

前記生成された信号の前記第３の部分を、前記同期シーケンスと同期相関させることは、
前記生成された信号の前記第３の部分の共役バージョンを、前記生成された信号の前記第３の部分の非共役バージョンと畳み込むこと、
を含む、請求項１３に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

ＲＦ通信は、様々な目的で実行される。いくつかの通信チャネルは、ＲＦ通信の良好な受信及び忠実度のために、困難なシナリオを提示する。例えば、いくつかの通信現場では、多数の送受信機が、限られた通信帯域幅を求めて競い合う。いくつかの通信現場では、通信チャネルを積極的に渋滞させる方策が講じられる。都市の通信現場では、建物及び他の構造体により、ＲＦ通信の経路は、中心市街地全体にわたる様々なルートに制限され得る。シビアフェージング環境と時に称されるこのような困難な通信現場では、認可された送信機からの通信との同期化は、困難になり得る。

【発明の概要】

【0002】

装置及び関連する方法は、所定の遅延時間だけ分離された第１のコードシーケンスと第２のコードシーケンスを有する所定長の同期シーケンスを識別して、同期シーケンスに同期化するシステムに関する。システムは、無線周波数（ＲＦ）受信機、プロセッサ、及びコンピュータ可読メモリを含む。ＲＦ受信機は、所定の周波数帯域内のＲＦ信号を受信する。コンピュータ可読メモリは、コード化された命令を有し、命令はプロセッサにより実行されたとき、生成された信号の第１の部分を、生成された信号の第２の部分と自己相関させて、自己相関信号を生成することを、システムに実行させる。第１の部分と第２の部分は、第１のコードシーケンスと第２のコードシーケンスを分離する所定の時間遅延だけ、時間分離される。コンピュータ可読メモリは、コード化された命令を有し、命令はプロセッサにより実行されたとき、生成された信号の第３の部分を、同期シーケンスと同期相関させて、同期相関信号を生成することを、システムに実行させる。第３の部分は、同期シーケンスの所定長を有し、自己相関信号を生成するために使用された生成された信号の第１の部分及び第２の部分を含む。コンピュータ可読メモリは、コード化された命令を有し、命令はプロセッサにより実行されたとき、自己相関信号と同期相関信号を乗算して、合成同期信号を生成することを、システムに実行させる。コンピュータ可読メモリは、コード化された命令をさらに有し、命令はプロセッサにより実行されたとき、合成同期信号のピークを識別することを、システムに実行させる。

【0003】

いくつかの実施形態は、所定の遅延時間だけ分離された第１のコードシーケンスと第２のコードシーケンスを有する所定長の同期シーケンスを識別して、同期シーケンスに同期化するための方法に関する。方法は、所定の周波数帯域内の無線周波数（ＲＦ）エネルギーを検出することを含む。方法は、検出されたＲＦエネルギーを示す信号を生成することを含む。方法は、生成された信号の第１の部分を、生成された信号の第２の部分と自己相関させて、自己相関信号を生成することを含む。第１の部分と第２の部分は、第１のコードシーケンスと第２のコードシーケンスを分離する所定の時間遅延だけ、時間分離される。方法は、生成された信号の第３の部分を、同期シーケンスと同期相関させて、同期相関信号を生成することを含む。第３の部分は、同期シーケンスの所定長を有し、自己相関信号を生成するために使用された生成された信号の第１の部分及び第２の部分を含む。方法は、自己相関信号と同期相関信号を乗算して、合成同期信号を生成することを含む。方法はまた、合成同期信号のピークを識別することを含む。

【0004】

いくつかの実施形態は、送信信号が認可された送信機からの信号であることを示すように、同期シーケンスを生成して通信するための方法に関する。方法は、第１のコードシーケンスを送信することを含む。方法は、第１のコードシーケンスが送信された後、所定の時間遅延で第２のコードシーケンスを送信することを含む。第２のコードシーケンスは、第１のコードシーケンスと同一である。方法はまた、第２のコードシーケンスの送信に後続し、第２のコードシーケンスに同期化された通信を送信することを含む。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】シビアフェージング環境内で実行される無線周波数（ＲＦ）通信の斜視図である。

【図2】シビアフェージング環境内での同期化に使用される同期シーケンスの図である。

【図3】受信されたＲＦ信号の第１の部分と第２の部分との自己相関の概略図である。

【図4】受信されたＲＦ信号の第３の部分と、同期シーケンスとの同期相関の概略図である。

【図5】生成された自己シーケンス信号、同期シーケンス信号、及び合成相関信号のグラフである。

【図6】同期化されたＲＦ通信の信号デコーディングの概略図である。

【図7】合成相関信号を使用して同期化された通信、及び合成相関信号を使用して同期化されていない通信の両通信の信号対ノイズ比を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0006】

【0007】

図１は、シビアフェージング環境内で実行される無線周波数（ＲＦ）通信の斜視図である。図１では、中心市街地１０は、建物１２、通り１４、及び様々なチャネル競合送信機１６を含む。人１８は、ある距離離れた認可送信機からの通信を、シビアフェージング耐性同期システム２２が構成された受信機２０を介して、受信しようと試みている。シビアフェージング耐性同期システム２２は、所定構造の同期シーケンス２４などの通信の同期シーケンスを検出して、同期シーケンスに同期化する。同期シーケンス２４は、所定長（Ｌ_ＳＹＮＣ）を有し、２つの疑似ノイズ（ＰＮ）コードシーケンス、ＰＮ_１及びＰＮ_２を含み、これらは、所定の時間遅延（Ｔ_{ＤＥＬＡＹ}）だけ互いに時間分離される。図１に示されるように、２つのＰＮコードシーケンス、ＰＮ_１とＰＮ_２の間に、ガードバンドが挿入され得る。別の実施形態では、２つのＰＮコードシーケンス、ＰＮ_１及びＰＮ_２は、互いに時間的に直接隣接し得る（すなわち第２のＰＮコードシーケンス、ＰＮ_２は、第１のＰＮコードシーケンス、ＰＮ_１の後に直接続き得る）。

【0008】

同期シーケンス２４のような同期シーケンスは、例えば関連付けられた通信のヘッダとして、関連付けられた通信に埋め込まれ得る。同期シーケンス２４は、関連付けられた通信に対し所定の時間関係を有し得、よって、同期シーケンス２４が検出されると、関連付けられた通信は、同期シーケンス２４に対し所定の時間関係を有することになる。例えば、関連付けられた通信は、同期シーケンス２４の後から、例えば所定の時間遅延（Ｔ_ＣＯＭ）後に、開始し得る。いくつかの実施形態では、通信は、同期シーケンス２４の直後に開始し得る。別の実施形態では、通信は、同期シーケンス２４の前に行われ得る。

【0009】

シビアフェージング耐性同期システム２２は、アルゴリズムを使用して、同期シーケンス２４を検出して、同期シーケンスに同期化し、これは、後続の図面を参照して下記でさらに詳しく説明される。要するに、シビアフェージング耐性同期システム２２は、予想される同期シーケンスを所定長Ｌ_ＳＹＮＣの最新受信ＲＦ信号と継続的に同期相関させ、同時に、第１のＰＮコードと第２のＰＮコード、ＰＮ_１とＰＮ_２の自己相関で、同期相関をウィンドウ処理することにより、同期シーケンス２４を検出し、同期シーケンス２４に同期化する。

【0010】

この自己相関は、ＰＮコードの所定長（Ｌ_ＰＮ）の最新受信ＲＦ信号と、所定の時間遅延（Ｔ_{ＤＥＬＡＹ}）だけ時間分離して早くに受信された、ＰＮコードの所定長（Ｌ_ＰＮ）の前回受信ＲＦ信号とを、相関させることにより行われる。第２のＰＮコード、ＰＮ_２の受信が始まる時、最新受信信号は、正確にＴ_{ＤＥＬＡＹ}だけ早く受信された信号と実際に相関されることから、第２のＰＮコード、ＰＮ_２の受信が始まると、この自己相関により生成される信号は、大きさが増大し始める。第２のＰＮコード、ＰＮ_２全体が受信された時、受信信号の最新のＬ_ＰＮ時間分は、正確にＴ_{ＤＥＬＡＹ}だけ早く受信された信号のＬ_ＰＮ時間分と相関されることから、第２のＰＮコード、ＰＮ_２全体が受信される時まで、自己相関の大きさは増加し続ける。第２のＰＮコード、ＰＮ_２全体が受信された後、自己相関の大きさは、信号相関が予想できなくなるまで、次のＬ_ＰＮ時間分、減少する。

【0011】

この継続的な自己相関は、実質的には、ＲＦエネルギーが、所定の時間遅延（Ｔ_{ＤＥＬＡＹ}）だけ分離した必要な繰り返しパターンをその中に有するか否かに関する継続的な検査である。受信機２０により検出されたＲＦエネルギーがこの必要なパターンを有さない場合には、同期相関の重み付けは控えめとなる（例えば低いランダムノイズエネルギーのみが必要なパターンで自己相関する）。よって、自己相関を介して必要なパターンが検出されなかった場合には、同期相関は、非常に低く重み付けされる。しかし、自己相関を介して必要なパターンが検出された場合、同期相関は、適宜高く重み付けされる。同期シーケンス全体が受信された場合にのみ、同期相関が検出されるように、ＰＮコードを選択することができる。よって、時間領域では、自己相関信号は比較的広いが（例えばＰＮコードの長さ、Ｌ_ＰＮの約２倍）、同期相関信号は非常に狭い（例えば送信されたＰＮコードのおよそ単一送信ビットの長さ）。自己相関信号及び同期相関信号は、図５を参照して下記で詳述される。

【0012】

図２は、シビアフェージング環境内での同期化に使用される同期シーケンスの図である。図２では、同期シーケンス２４は、所定長Ｌ_ＳＹＮＣを有する。同期シーケンス２４は、第１のＰＮコード及び第２のＰＮコード、ＰＮ_１及びＰＮ_２を含み、これらは、所定の時間遅延Ｔ_{ＤＥＬＡＹ}だけ互いに時間分離される。所定の時間遅延Ｔ_{ＤＥＬＡＹ}は、第１のＰＮコード及び第２のＰＮコード、ＰＮ_１及びＰＮ_２のそれぞれの長さＬ_ＰＮより長い。所定の時間遅延Ｔ_{ＤＥＬＡＹ}は、ＰＮコードの長さＬ_ＰＮより長いことから、第１のＰＮコードと第２のＰＮコード、ＰＮ_１とＰＮ_２の間に、ガードバンドが存在する。いくつかの実施形態では、このガードバンドは、送信機が送信したコード化データを含み得る。別の実施形態では、送信機は、このガードバンド中にいかなるデータも送信しない。

【0013】

同期シーケンス２４のすぐ下に並置されているのは、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱである。受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱは、所定長Ｌ_ＳＹＮＣを有する。受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱは、例えば、受信機２０（図１に図示）により検出されたＲＦエネルギーを示す信号の最新部分であり得る。受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱは、第１の部分及び第２の部分、ＲＸ_１及びＲＸ_２を含み、これらは、第１のＰＮコードシーケンスと第２のＰＮコードシーケンス、ＰＮ_１とＰＮ_２を分離する所定の時間遅延Ｔ_{ＤＥＬＡＹ}だけ、時間分離される。所定の時間遅延Ｔ_{ＤＥＬＡＹ}は、第１の部分及び第２の部分、ＲＸ_１及びＲＸ_２の長さＬ_ＰＮより長いことから、第１の部分と第２の部分、ＲＸ_１とＲＸ_２の間に、ガードバンドＲＸ_{ＧＵＡＲＤ}が存在する。受信機２０により同期シーケンス２４が検出された時に受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱの最新部分が出現する場合、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱの第１の部分及び第２の部分、ＲＸ_１及びＲＸ_２は、送信された第１のＰＮコード及び第２のＰＮコード、ＰＮ_１及びＰＮ_２（ならびに様々なノイズソースからのノイズ）に対応するＲＦエネルギーを含む。同様に、送信機がコード化されたデータを送信する実施形態では、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱのガードバンドは、このようなコード化されたデータに対応するＲＦエネルギーを含む。

【0014】

図３は、受信されたＲＦ信号の第１の部分と第２の部分との自己相関の概略図である。図３では、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱの第１の部分及び第２の部分、ＲＸ_１及びＲＸ_２が、互いに自己相関される。自己相関は、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱの第１の部分及び第２の部分、ＲＸ_１及びＲＸ_２のうちの一方の共役バージョンを、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱの第１の部分及び第２の部分、ＲＸ_１及びＲＸ_２のうちの他方の非共役バージョンと畳み込むことにより、実行され得る。図３の実施形態では、第２の部分、ＲＸ_２が共役化されており、第１の部分、ＲＸ_１は共役化されていない。第１の部分及び第２の部分、ＲＸ_１及びＲＸ_２のうちの一方のこのような共役化の後、２つのシーケンスはビットごとに一緒に乗算され、次いで、結果得られたこれらのビット積のそれぞれが一緒に合計される。受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱが、第１のＰＮコードと第２のＰＮコード、ＰＮ_１とＰＮ_２のこのような相関に関連するＲＦエネルギーを含む場合を検出するために、このようなビット積の総和のような畳み込み結果は、継続的に実行される。

【0015】

図４は、受信されたＲＦ信号の第３の部分と、同期シーケンスとの同期相関の概略図である。図４では、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱは、同期シーケンス２４と同期相関される。同期相関は、受信シーケンス、ＲＸ_ＳＥＱ、または同期シーケンス２４のうちの一方の共役バージョンを、受信シーケンス、ＲＸ_ＳＥＱ、または同期シーケンス２４のうちの他方の非共役バージョンと畳み込むことにより、実行され得る。図４の実施形態では、同期シーケンス２４が共役化されており、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱは共役化されていない。受信シーケンス、ＲＸ_ＳＥＱ、または同期シーケンス２４のうちの一方のこのような共役化の後、２つのシーケンスはビットごとに一緒に乗算され、次いで、結果得られたこれらのビット積のそれぞれが一緒に合計される。受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱが同期シーケンス２４に関連するＲＦエネルギーを含む場合を検出するために、このようなビット積の総和のような畳み込み結果は、継続的に実行される。

【0016】

図５は、生成された自己シーケンス、同期シーケンス、及び合成相関信号のグラフである。図５では、グラフ２６は、横軸２８、縦軸３０、及び自己相関信号３２を含む。横軸２８は、時間を示す。縦軸３０は、自己相関信号３２の大きさを示す。自己相関信号３２は、例えば図３に示される自己相関アルゴリズムなどの自己相関アルゴリズムにより生成された信号を表す。グラフ２６の領域Ａ及び領域Ｃでは、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱは、同期シーケンス２４のどの部分にも関連しないＲＦエネルギー、または第１のＰＮコード及び第２のＰＮコード、ＰＮ_１及びＰＮ_２（図２に図示）のうちの一方のみの大部分に関連するＲＦエネルギーを含む。よって、グラフ２６の領域Ａ及び領域Ｃでは、自己相関信号３２の大きさは比較的低い。グラフ２６の領域Ｂでは、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱは、第１のＰＮコード及び第２のＰＮコード、ＰＮ_１及びＰＮ_２の両方の部分に関連するＲＦエネルギーを含む。自己相関信号３２のピーク３４またはその付近では、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱは、第１のＰＮコード及び第２のＰＮコード、ＰＮ_１及びＰＮ_２のすべてに関連するＲＦエネルギーを含む。

【0017】

図５では、グラフ３６は、横軸３８、縦軸４０、及び同期相関信号４２を含む。同様に、横軸３８は、時間を示す。縦軸４０は、同期相関信号４２の大きさを示す。同期相関信号４２は、例えば図４に示される自己相関アルゴリズムなどの同期相関アルゴリズムにより生成された信号を表す。同期相関信号４２は、ピーク４４、４６、及び４８を含む。グラフ２６の自己相関信号３２とは異なり、ピーク４４、４６、及び４８は、同期シーケンス２４の１ビットのみの長さを有する。同期相関中、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱが、第１のＰＮコード、ＰＮ_１に関連し、かつ第２のＰＮコード、ＰＮ_２に関しても位置合わせされた（aligned）ＲＦエネルギーを含むとき、ピーク４４は発生する。同期相関中、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱが、同期シーケンス２４の第１のＰＮコード及び第２のＰＮコード、ＰＮ_１及びＰＮ_２に完全に位置合わせされた、第１のＰＮコード及び第２のＰＮコード、ＰＮ_１及びＰＮ_２の両方に関連するＲＦエネルギーを含むとき、ピーク４６は発生する。同期相関中、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱが、第２のＰＮコード、ＰＮ_２に関連し、かつ第１のＰＮコード、ＰＮ_１に関しても位置合わせされたＲＦエネルギーを含むとき、ピーク４８は発生する。よって、ノイズがないとき、ピーク４４及び４８は、ピーク４６と同じ大きさを有するはずである（ガードバンドがない、またはガードバンド内にコードデータを有さない実施形態の場合）。しかし、シビアフェージング環境では、ピーク４４、４６、及び４８の相対的な大きさは不確かである。よって、ピーク４４及び４８よりも大きいピーク４６に重み付けするために、グラフ２６の自己相関信号３２がウィンドウ処理方式で使用され得る。

【0018】

図５では、グラフ５０は、横軸５２、縦軸５４、及び合成相関信号５６を含む。同様に、横軸５２は、時間を示す。縦軸５４は、合成相関信号５６の大きさを示す。合成相関信号５６は、グラフ２６の自己相関信号３２と、グラフ３６の同期相関信号４２との積により生成された信号を表す。グラフ５０に示されるように、ピーク４４及び４８は、グラフ２６の自己相関信号３２と、グラフ３６の同期相関信号４２との積から得られるウィンドウ処理関数により、スケルチ処理されている。よって、ピーク４６の検出及びピーク４６への同期化を容易にするために、ピーク４６は単離されている。

【0019】

受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱはまた、同期シーケンス２４に関連づけられた通信をデコード化する際に使用する最適な復調周波数を、変更または特定するためにも使用され得る。このような復調周波数を特定するために、受信シーケンスＲＸ_ＳＥＱの第１の部分及び第２の部分、ＲＸ_１及びＲＸ_２は、共役ＰＮコードにより乗算され、一連のビット積が形成される。次に、これらのビット積は合計される。第１の部分ＲＸ_１と共役ＰＮコードとのビット積の合計は、第１の位相角θ_１になる。第２の部分ＲＸ_２と共役ＰＮコードとのビット積の合計は、第１の位相角θ_２になる。復調周波数は、第１の位相角と第２の位相角、θ_１とθ_２との差に基づいて、次のように推定され得る。

【数1】

ｆ_Ｓは、サンプリング周波数である。

【0020】

図６は、同期化されたＲＦ通信の信号デコード化の概略図である。図６では、上記で特定された復調周波数の正弦波を使用して、同期シーケンス２４に関連付けられた通信が復調される。コード化された通信ＲＸ_ＤＡＴＡの開始は、図５に示されるように、合成相関信号５６のピーク４６のタイミングに基づいて特定される。コード化された通信ＲＸ_ＤＡＴＡは、次のように、負の周波数の正弦波により乗算される。

【数2】

このような復調された信号は、次に、伝送に使用された任意のコード化スキームに従って、デコード化され得る。

【0021】

図７は、合成相関信号を使用して同期化された通信、及び合成相関信号を使用して同期化されていない通信の両通信の信号対ノイズ比を示すグラフである。図７では、グラフ５８は、横軸６０、縦軸６２、同期誤り率関係６４を含む。横軸６０は、信号対ノイズ比を示す。縦軸６２は、同期誤り率を示す。同期誤り率関係６４は、信号対ノイズ閾値ＳＮ_{ＴＨＲＥＳＨ}を上回る信号対ノイズ比の場合、同期誤り率が１％未満であることを示す。よって、信号対ノイズ比が信号対ノイズ閾値ＳＮ_{ＴＨＲＥＳＨ}を上回る場合は、同期誤り率の低い開示された方法を用いて、通信を正確に同期化することができる。いくつかの実施形態では、このような信号対ノイズ閾値ＳＮ_{ＴＨＲＥＳＨ}は、信号ビットのエネルギーに正規化されるため、３、４、または５と低くあり得る。

【0022】

可能な実施形態の考察
以下は、本発明の可能な実施形態の非排他的な説明である。

【0023】

【0024】

先述の段落のシステムは、任意で、以下の特徴、構成、及び／または追加コンポーネントのうちのいずれか１つ以上を、付加的及び／または代替的に含んでもよい。

【0025】

前記第１のコードシーケンスと前記第２のコードシーケンスは、互いに同一であり得る、前述のシステムのさらなる実施形態。

【0026】

前記コンピュータ可読メモリは、コード化された命令をさらに有し得、前記命令は前記プロセッサにより実行されたとき、前記識別されたピークを所定閾値と比較することを、前記システムに実行させる、前述のシステムのうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0027】

前記コンピュータ可読メモリは、コード化された命令をさらに有し得、前記命令は前記プロセッサにより実行されたとき、前記識別されたピークが前記所定閾値より大きい場合、前記識別されたピークに対応する時間に受信された有効な送信の同期時間を特定することを、前記システムに実行させる、前述のシステムのうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0028】

前記コンピュータ可読メモリは、コード化された命令をさらに有し得、前記命令は前記プロセッサにより実行されたとき、前記同期時間に後続して検出された前記ＲＦエネルギーを、認可された送信機が送信したコード化通信として解釈することを、前記システムに実行させる、前述のシステムのうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0029】

前記コンピュータ可読メモリは、コード化された命令をさらに有し得、前記命令は前記プロセッサにより実行されたとき、前記生成された信号の前記第１の部分及び前記第２の部分に基づいて、送信周波数を推定することを、前記システムに実行させる、前述のシステムのうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0030】

前記コンピュータ可読メモリは、コード化された命令をさらに有し得、前記命令は前記プロセッサにより実行されたとき、認可された送信機が送信した前記コード化通信を、前記推定された送信周波数に対応する正弦波で乗算することにより、前記コード化通信をデコード化することを、前記システムに実行させる、前述のシステムのうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0031】

前記生成された信号の前記第１の部分を、前記生成された信号の前記第２の部分と自己相関させることは、前記生成された信号の前記第１の部分及び前記第２の部分のうちの一方の共役バージョンを、前記生成された信号の前記第２の部分とともに、前記生成された信号の前記第１の部分及び前記第２の部分のうちの他方の非共役バージョンと畳み込むことを含む、前述のシステムのうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0032】

前記生成された信号の前記第１の部分を、前記生成された信号の前記第２の部分と自己相関させることは、前記生成された信号の前記第３の部分の共役バージョンを、前記生成された信号の前記第３の部分の非共役バージョンと畳み込むことを含む、前述のシステムのうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0033】

【0034】

先述の段落の方法は、任意で、以下の特徴、構成、及び／または追加コンポーネントのうちのいずれか１つ以上を、付加的及び／または代替的に含んでもよい。

【0035】

前記第１のコードシーケンスと前記第２のコードシーケンスは、互いに同一であり得る、前述の方法のさらなる実施形態。

【0036】

前記識別されたピークを所定閾値と比較することを、さらに含み得る、前述の方法のうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0037】

前記識別されたピークが前記所定閾値より大きい場合、前記識別されたピークに対応する時間に受信された有効な送信の同期時間を特定することを、さらに含み得る、前述の方法のうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0038】

前記同期時間に後続して検出された前記ＲＦエネルギーを、認可された送信機が送信したコード化通信として解釈することを、さらに含み得る、前述の方法のうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0039】

前記生成された信号の前記第１の部分及び前記第２の部分に基づいて、送信周波数を推定すること、をさらに含み得る、前述の方法のうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0040】

前記送信周波数を推定することは、ｉ）前記生成された信号の前記第１の部分を、前記第１のコードシーケンスの共役と畳み込んで、第１の畳み込み信号を生成することと、ｉｉ）前記生成された信号の前記第１の部分を、前記第１のコードシーケンスの共役と畳み込んで、第２の畳み込み信号を生成することと、ｉｉｉ）前記第１の畳み込み信号と前記第２の畳み込み信号との位相差を、前記所定の時間遅延で除算して、比率を生成することと、ｉｖ）前記比率をサンプリング周波数で乗算して、前記送信周波数の前記推定を生成することと、を含み得る、前述の方法のうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0041】

認可された送信機が送信した前記コード化通信を、前記推定された送信周波数に対応する正弦波で乗算することにより、前記コード化通信をデコード化すること、をさらに含み得る、前述の方法のうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0042】

前記生成された信号の前記第１の部分を、前記生成された信号の前記第２の部分と自己相関させることは、前記生成された信号の前記第１の部分及び前記第２の部分のうちの一方の共役バージョンを、前記生成された信号の前記第２の部分とともに、前記生成された信号の前記第１の部分及び前記第２の部分のうちの他方の非共役バージョンと畳み込むことを含み得る、前述の方法のうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0043】

前記生成された信号の前記第３の部分を、前記同期シーケンスと同期相関させることは、前記生成された信号の前記第３の部分の共役バージョンを、前記生成された信号の前記第３の部分の非共役バージョンと畳み込むことを含み得る、前述の方法のうちのいずれかのさらなる実施形態。

【0044】

【0045】

【0046】

前記所定の時間遅延は、第１の所定の時間遅延であり、前記送信された通信は、前記第２のコードシーケンスの後に第２の所定の時間遅延で続くことにより、前記第２のコードシーケンスに同期化される、前述の方法のさらなる実施形態。

【0047】

例示的な実施形態（複数可）を参照して本発明は説明されたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が加えられてもよく、本発明の要素は均等物で置き換えられてもよいことが、当業者には理解されよう。さらに、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、本発明の本質的範囲から逸脱することなく、多くの修正が加えられてもよい。よって、本発明は、開示される特定の実施形態（複数可）に限定されないが、本発明は、添付の特許請求の範囲内に入るすべての実施形態を含むことが意図される。

【図1】