JP4149675B2 - 信号シーケンスの形成ないし検出方法、送信ユニットおよび受信ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、基地局と移動局との同期方法に関する。
【０００２】
例えば移動無線システムのような信号伝送システムでは、通信パートナーの一方（第１伝送ユニット）が、他方の通信パートナー（第２伝送ユニット）から伝送された、所定のように設定された信号を識別しなければならない。ここでは例えば２つの同期パートナー、例えば無線局を同期するための同期バースト、またはいわゆるアクセスバーストを取り扱うことができる。
この種の受信信号を環境ノイズに対して確実に検出ないし識別するために、受信信号を連続的に所定の時間にわたって所定の信号シーケンスと相関させ、相関和を所定の信号シーケンスの持続時間にわたって形成することが公知である。最大相関和を生じさせる受信信号の領域が求める信号に相当する。デジタル移動無線システムの基地局からの同期信号には、例えばいわゆるトレーニングシーケンスとしての信号シーケンスが前置されている。この信号シーケンスは同じようにして移動局で、記憶された信号シーケンスとの相関によって検出される。このようにして移動局は基地局と同期することができる。
基地局でもこの種の相関計算が例えばランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）検知の際に必要である。さらに相関計算が受信された信号バーストのチャネルパルス応答および信号伝搬時間を検出するために実行される。
相関和は次のようにして計算される：
【数１】

ここでＥ（ｉ）は受信信号から導出された受信信号シーケンスであり、Ｋ（ｉ）は所定の信号シーケンスである。ｉは０からｎ−１までである。相関和Ｓｍは順次連続して、受信信号から得られた複数の信号シーケンスＥ（ｉ）に対して計算され、Ｓｍの最大値が検出される。この信号シーケンスは時間的にずらされている。ｋ個の順次連続する相関和を計算すべき場合には、計算コストはｋ＊ｎの演算となる。ここでは乗算と加算を共に演算として計数する。
従って相関和の計算は非常に面倒であり、音声通信または画像電話のようなリアルタイム適用、またはＣＤＭＡシステムにおいては、計算能力を必要とし、従って高価なプロセッサを必要とする。しかもこのプロセッサは計算の際には大きな電流を消費する。例えば規格化されたＵＭＴＳ移動無線システムの同期のために長さ２５６Chipsの既知の信号シーケンスが検出される（ＣＤＭＡでは伝送されるビットをChipsとも称する）。シーケンスは全部で２５６０Chips繰り返される。移動局はチップクロックに初めは非同期で動作するから、不利な走査位置でも十分な信号を得るために受信信号をオーバサンプリングしなければならない。このことはＩおよびＱ成分のサンプリングに基づき、２５６＊２５６０＊２＊２＝２６２１４４０の演算につながる。
【０００３】
刊行物 Maskara S. L. et al; "Concatenated Sequences for Spread Spectrum Systems", IEEE Transaction on Aerospace and Electronic Systems, US, IEEE, Inc. New York, BdAES-17, Nr.3, May 1981 (1981-05) から外部信号シーケンスを内部信号シーケンスにより変調し、これにより第３の信号シーケンスを発生することが公知である。
本発明の課題は、計算コストの要求が小さい、移動局と基地局との間の同期方法を提供することである。
この課題は、請求項１の構成によって解決される。改善形態は従属請求項に記載されている。
本発明は、信号部分シーケンスから、第２信号部分シーケンスを反復し、その際に第１信号部分シーケンスにより変調して得られる信号シーケンスを同期化のために使用することを基本思想とする。ここで第１信号部分シーケンスと第２信号部分シーケンスとは同じ長さを有する。
移動局における信号部分シーケンスについての知識によって、移動局を基地局と同期するために必要な相関和の計算を、移動局において比較的に僅かなコストにより実行することができる。
受信信号シーケンスに含まれる所定の信号シーケンスを相関和の検出によって求めるために、本発明の実施例では、第２信号部分シーケンスと受信信号シーケンスの相応する部分との部分相関和シーケンスが計算される。相関和を計算するために、部分相関和シーケンスのｎ１個のエレメントが選択され、スカラー積の形成ために第１信号部分シーケンスと乗算される。
本発明の改善形態では、一度計算された部分相関和が記憶され、別の相関和の計算のために使用される。
このようにして別の相関和の計算の際に、前もってすでに計算された部分相関和を使用し、計算コストを格段に低減することができる。
受信信号シーケンスとは、例えば変調、フィルタリング、デロテーション、スケーリング、またはアナログ／デジタル変換によって、受信された信号から導出された信号シーケンスであると理解されたい。また信号シーケンスの検出とは、受信信号シーケンス内で信号シーケンスの位置を検出することであると理解されたい。
【０００４】
以下本発明を種々の実施例に基づいて詳細に説明する。説明のためには以下の図面が用いられる。
図１は、移動無線網の概略図である。
図２は、無線局のブロック回路図である。
図３は、相関和を計算するための従来の方法を示す図である。
図４は、本発明による信号シーケンスおよび信号部分シーケンスを示す図である。
図５は、本発明の信号シーケンスを形成するための概略図である。
図６、７および８は、相関和の計算方法の概略図である。
図９と１０は、相関和を形成するための方法の変形実施例の概略図である。
図１には、セルラー移動無線網、例えばＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）システムが示されている。このシステムは相互にネット化され、固定網ＰＳＴＮ／ＩＳＤＮにアクセスする多数の移動交換局ＭＳＣからなる。さらにこの移動交換局ＭＳＣはそれぞれ少なくとも１つの基地局コントローラＢＳＣと接続されている。基地局コントローラはデータ処理装置によって形成することもできる。類似のアーキテクチュアはＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）にも存在する。
各基地局コントローラＢＳＣはさらに少なくとも１つの基地局ＢＳと接続されている。このような基地局ＢＳは、無線インタフェースを介して別の無線局、いわゆる移動局ＭＳと無線接続を形成することのできる無線局である。移動局ＭＳとこの移動局ＭＳに配属された基地局ＢＳとの間では無線信号によって情報を、周波数バンドｂ内にある無線チャネルｆ内で伝送することができる。基地局の無線信号の到達距離が実質的に無線セルＦＺを定める。
基地局ＢＳと基地局コントローラＢＳＣとは基地局システムＢＳＳに統合することができる。ここで基地局システムＢＳＳは、無線チャネル管理ないし無線チャネル割り当て、データ速度適合、無線伝送区間の監視、ハンドオーバープロシージャ、およびＣＤＭＡシステムの場合は使用される拡散コードセットの割り当てを行い、そのために必要なシグナリング情報を移動局ＭＳに伝送する。
デュプレックスシステムの場合は、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）システムにおいてＧＳＭシステムの場合と同じように、アップリンクｕ（移動局（送信ユニット）から基地局（受信ユニット））に対し、ダウンリンクｄ（基地局（送信ユニット）から移動局（受信ユニット））に対する周波数バンドとは異なる周波数バンドを設けることができる。種々異なる周波数バンドｂ内でＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式により複数の周波数チャネルｆを実現することができる。
本明細書の枠内で伝送ユニットとは、通信ユニット、送信ユニット、受信ユニット、通信送信機、無線局、移動局または基地局でもあると理解されたい。本明細書で使用される概念および例はしばしばＧＳＭ移動無線システムに関連するものであるが、しかし決してこれに制限されるのではなく、明細書に基づき当業者であれば容易に別の、場合により将来の移動無線システム、例えばＣＤＭＡシステム、とりわけワイドバンドＣＤＭＡシステムに適用することができる。
多重アクセス方式によって、データを無線インタフェースを介して効率的に伝送し、分離し、１つまたは複数の所定の接続ないし相応の加入者に割り当てることができる。このために時分割多重アクセスＴＤＭＡ、周波数分割多重アクセスＦＤＭＡ、符号分割多重アクセスＣＤＭＡ、またはこれら多重アクセス方式の組合せを使用することができる。
ＦＤＭＡでは周波数バンドｂが複数の周波数チャネルｆに分解される。これらの周波数チャネルは時分割多重アクセスＴＤＭＡによってタイムスロットｔｓに分割される。１つのタイムスロットｔｓと１つの周波数チャネルｆ内で伝送される信号は、接続個別にデータに重畳変調された拡散コード、いわゆるＣＤＭＡコードｃｃによって分離することができる。
このようにして発生した物理チャネルは所定のスキームにしたがって論理チャネルに配属される。論理チャネルでは基本的に２つの形式が区別される：シグナリング情報（ないし制御情報）を伝送するためのシグナリングチャネル（ないし制御チャネル）と、有効データを伝送するためのトラフィックチャネル（ＴＣＨ）である。
シグナリングチャネルはさらに次のように分割される：
・ブロードキャストチャネル
・共通制御チャネル
・専用／アクセス制御チャネルＤＣＣＨ／ＡＣＣＨ
ブロードキャストチャネルの群には、ブロードキャスト制御チャネルＢＣＣＨ、周波数補正チャネルＦＣＣＨ、および同期チャネルＳＣＨが所属し、ブロードキャスト制御チャネルＢＣＣＨよりＭＳは無線技術情報を基地局システムＢＳＳから受け取る。共通制御チャネルには、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨが所属する。この論理チャネルを実現するために伝送される無線ブロックまたは信号シーケンスは種々の目的のために、信号シーケンスＫ（ｉ）、いわゆる相関シーケンスを含むことができ、この論理チャネル上で種々の目的のために信号シーケンスＫ（ｉ）を伝送することができる。
以下例として、移動局ＭＳを基地局ＢＳと同期するための方法を説明する。最初の基地局探索またはセル探索の第１ステップ中に（イニシャル・セルサーチ・プロシージャ）、移動局は一次同期化チャネル（primary synchronization channel ＳＣＨ（ＰＳＣ））を使用して、最も強力な基地局とのタイムスロット同期を達成する。このことは適合フィルタ（マッチドフィルタ）または相応の回路によって保証することができる。適合フィルタは、全ての基地局から送信された一次同期化コードｃｐに適合されている。ここでは全ての基地局ＢＳから、長さ２５６の同じ一次同期化コードｃｐが送信される。
移動局は受信シーケンスからの相関を用いて、受信された信号シーケンスＫ（ｉ）を検出する。この検出は、後で図６から１１に基づき説明する原理に従って行われる。ここで適合フィルタ（マッチドフィルタ）の出力側には、移動局の受信領域内に存在する各基地局からそれぞれ受信された信号シーケンスに対してピークが出力される。最も強力なピークの位置を検出することにより、最も強力な基地局・モジュロ・スロット長のタイミングを検出することができる。比較的に大きな信頼性を保証するために、適合フィルタの出力はタイムスロットの数にわたって非コヒーレントに累積することができる。従って移動局は、長さ２５６Chipsの信号シーケンスにわたって相関をマッチドフィルタ演算として実行する。
ここで同期化コードｃｐは信号シーケンスＫ（ｉ）に相応して、図５で説明する原理に従い形成される。長さ２５６の信号シーケンスＫ（ｉ）ないし同期化コードｃｐはここで、それぞれ長さ１６を有する２つの信号部分シーケンスＫ１（ｊ），Ｋ２（ｋ）から形成される。これら信号部分シーケンスは信号部分シーケンスペア（Ｋ１（ｊ）；Ｋ２（ｋ））を形成する。
このようにして得られた信号シーケンスＫ（ｉ）は“階層的信号シーケンス”と称することもできる。信号部分シーケンスはまた“ショート相関シーケンス”と称することもできる。
図２は、移動局ＭＳとすることのできる無線局を示し、操作ユニットまたはインタフェースユニットＭＭＩ、制御装置ＳＴＥ、処理装置ＶＥ、電流供給装置ＳＶＥ、受信装置ＥＥおよび場合により送信装置ＳＥを有する。
制御装置ＳＴＥは実質的にプログラム制御されるマイクロコントローラＭＣからなる。このマイクロコントローラは記憶構成素子ＳＰＥに書き込みおよび読み出しアクセスすることができる。マイクロコントローラＭＣは無線局の主要な要素と機能の全てを制御する。
処理装置ＶＥもまたデジタルシグナルプロセッサＤＳＰにより構成することができる。このデジタルシグナルプロセッサも同様に記憶構成素子ＳＰＥにアクセスすることができる。処理装置ＶＥによって加算および乗算手段を実現することもできる。
揮発性または不揮発性記憶構成素子ＳＰＥには、無線局と通信フローを制御し、とりわけシグナリングプロシージャを制御するのに必要なプログラムデータ、および信号処理中に発生する情報が記憶される。さらにここには、相関目的に使用される信号シーケンスＫ（ｉ）、および相関和計算の中間結果を記憶することができる。従って本発明の枠内にある信号シーケンスＫ（ｉ）は移動局および／または基地局に記憶することができる。
１つまたは複数の信号部分シーケンスまたは信号部分シーケンスペア（Ｋ１（ｊ）；Ｋ２（ｋ））を移動局および／または基地局に記憶することもできる。移動局および／または基地局で信号シーケンスＫ（ｉ）を信号部分シーケンスペア（Ｋ１（ｊ）；Ｋ２（ｋ））から形成することもできる。
システムの１つの基地局または全ての基地局で、信号シーケンスＫ（ｉ）を記憶し、これを固定または可変の間隔で同期のために送信することができる。移動局ＭＳには信号部分シーケンスペア（Ｋ１（ｊ）；Ｋ２（ｋ））が記憶され、このペアから基地局に記憶された信号シーケンスＫ（ｉ）を形成することができる。この信号部分シーケンスペアは移動局と基地局との同期のために計算コストの掛からない相関和計算に使用される。
信号シーケンスないし信号部分シーケンスの記憶は、相応の情報を記憶することにより任意の符号化形態で行うことができ、記憶手段、例えば揮発性および／または不揮発性記憶構成素子または相応に構成された加算器または乗算器入力または同様に作用するハードウエア構成によって実現することができる。
高周波部ＨＦは、変調器および増幅器Ｖを有する送信装置ＳＥと、復調器および同様に増幅器Ｖを有する受信装置ＥＥとからなる。アナログ／デジタル変換によってアナログオーディオ信号および受信装置ＥＥから発するアナログ信号がデジタル信号に変換され、デジタルシグナルプロセッサＤＳＰによって処理される。処理後、デジタル信号はデジタル／アナログ変換によってアナログオーディオ信号にまたは他の出力信号、および送信装置ＳＥに供給すべきアナログ信号に変換される。このために場合により変調ないし復調が実行される。
送信装置ＳＥおよび受信装置ＥＥにはシンセサイザＳＹＮを介して電圧制御発振器ＶＣＯの周波数が供給される。電圧制御発振器ＶＣＯによって無線局のプロセッサ装置をクロッキングするためのシステムクロックを形成することもできる。
信号を移動無線システムのエアインタフェースを介して送受信するためにアンテナ装置ＡＮＴが設けられている。公知の移動無線システム、例えばＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）では、信号が時間的にパルス化され、いわゆるバーストで送受信される。
無線局は基地局ＢＳとすることもできる。この場合、操作ユニットＭＭＩのスピーカ素子およびマイクロフォン素子が、移動無線網への例えば基地局コントローラＢＳＣを介する接続、ないし交換装置ＭＳＣによって置換される。データを同時に複数の移動局ＭＳと交換するために、基地局ＢＳは相応の数の送受信装置を有する。
図３には長さｗの受信信号シーケンスＥ（１）が示されている。この受信信号シーケンスは受信信号から導出された信号シーケンスとすることができる。第１の相関和Ｓ０を計算するために冒頭に記した数式に従って、この受信信号シーケンスＥ（１）の第１部分のエレメントが、長さｎの信号シーケンスＫ（ｉ）の相応するエレメントとペアで乗算され、生じた部分結果の長さが相関和Ｓ０に累積加算される。
別の相関和Ｓ１を計算するために信号シーケンスＫ（ｉ）が図示のように１エレメントだけ右へシフトされ、信号シーケンスＫ（ｉ）のエレメントが信号シーケンスＥ（１）の相応するエレメントとペアで乗算され、生じた部分結果を加算することにより再び相関和Ｓ１が形成される。
信号シーケンスのエレメントと受信信号シーケンスの相応のエレメントとのペア毎の乗算および引き続く加算は、信号シーケンスのエレメントと受信信号シーケンスのエレメントとがデカルト座標のベクトルにまとめられればスカラー積の形成として表現できる。
【数２】

このようにして検出された相関和Ｓの最大を求めることができる。相関和Ｓの最大は所定の閾値と比較され、受信信号Ｅ（１）に所定の信号シーケンスＫ（ｉ）が含まれているか否かが検出され、肯定の場合は、受信信号Ｅ（ｉ）にこれが含まされており、２つの無線局が相互に同期し、個別の拡散コードが信号シーケンスＫ（ｉ）の形態で重畳変調されたデータが検出される。
図４には、受信信号シーケンスＥ（１）と、相関シーケンスとしての信号シーケンスＫ（ｉ）が示されている。信号シーケンスＫ（ｉ）は信号部分シーケンスＫ１（ｊ）、Ｋ２（ｋ）に基づくものである。
図５には、信号シーケンスＫ（ｉ）の形成が示されている。この信号シーケンスは、長さｎ２の２つの信号部分シーケンスＫ２（ｋ）、および長さｎ１の信号部分シーケンスＫ１（ｊ）に基づくものである。このために信号部分シーケンスＫ２（ｋ）がｎ１回反復され、その際に信号部分シーケンスＫ１（ｊ）により変調される。信号シーケンスＫ（ｉ）の形成は数学的に次の式により表現される： Ｋ（ｉ）＝Ｋ２（ｉ mod ｎ２）＊Ｋ１（ｉ div ｎ２）
ただしｉ＝０....ｎ１＊ｎ２−１
このことはｎ１＝ｎ２の場合、次式に相当する：
Ｋ（ｉ）＝Ｋ２（ｉ mod ｎ１）＊Ｋ１（ｉ div ｎ２）
ここでｍｏｄは割り算の整数余剰値を表し、ｄｉｖは割り算の整数結果を表す。
このことはシーケンスｆ２とシーケンスｆ１により図示されている。シーケンスｆ２は反復され順次形成された信号部分シーケンスＫ２（ｋ）からなり、シーケンスｆ１は信号部分シーケンスＫ１（ｊ）をシーケンスｆ２上に伸展することにより形成される。
シーケンスｆ２のエレメントを、シーケンスｆ２上に相応に形成されたシーケンスｆ１のエレメントと乗算することにより、長さｎの新たな信号シーケンスＫ（ｉ）が得られる。信号シーケンスＫ（ｉ）のこの形成は、長さ４の２つの２進信号部分シーケンスの例に基づいて後でさらに説明する。
もちろん本発明は、長さ４の信号部分シーケンスないし長さ１６の信号シーケンスに限定されるものではない。本発明はまた上に使用した数式に限定されるものでもない。
例えば内容的に長さ１６の信号部分シーケンスないし長さ２５６の信号シーケンスも上で使用した数式に相応するものであり、本発明に含まれる：
ａは長さ１６の信号部分シーケンスである。
ａ＝〈ｘ１，ｘ２，...、ｘ１６〉；
長さ２５６の信号シーケンスｙは信号部分シーケンスａの１６回の反復によって発生される。ここでａは長さ１６の第２信号部分シーケンスにより変調される：
【数３】

ここで二重下線により第２信号部分シーケンスと、第２信号部分シーケンスによる変調が示されている。
このようにして形成された長さ２５６の信号シーケンスは例えば同期のために長さ２５６の一次同期コードｃｐとして送信することができる。
このようにして形成された信号シーケンスＫ（ｉ）はこの信号シーケンスＫ（ｉ）の相関和を簡単に計算するために受信信号シーケンスＥ（ｉ）と共に使用することができる。
このように相関和Ｓを簡単かつ高速に、従って計算コスト的に有利に計算する方法が図６から図８に示されており、これらについて以下説明する。
まず部分相関和ＴＳ（ｚ）が形成される。このために例えば部分相関和シーケンスＴＳ（０）の第１エレメントに対して、第２信号部分シーケンスＫ２（ｋ）と受信信号シーケンスＥ（１）の相応する部分との相関和が形成される。
【数４】

部分相関和シーケンスＴＳ（１）の第２エレメントに対して、第２信号部分シーケンスＫ２（ｋ）が図示のように１エレメントだけずらされ、同様に受信信号シーケンスＥ（１）の相応するエレメントとの相関和が形成される。
【数５】

部分相関和シーケンスＴＳ（ｎ１＊ｎ２−１）のｎ番目のエレメントは、第２信号部分シーケンスＫ２（ｋ）を受信信号シーケンスＥ（１）に対してｎ−１シフトした後、相応に計算される。
【数６】

このようにして発生した部分相関和シーケンスＴＳ（ｚ）が図７の上部に示されている。この部分相関和シーケンスから各ｎ２番目のエレメントが選択され、第１信号部分シーケンスＫ１（ｊ）の相応するエレメントとペアで乗算される。
部分相関和シーケンスＴＳ（ｚ）の選択されたエレメントと第１信号部分シーケンスＫ１（ｊ）とをそれぞれベクトルに統合すれば、第１相関和Ｓ０がこの２つのベクトルのスカラー積により形成される。
【数７】

図７の下部には、別の相関和Ｓ１ないしＳ２の相応の計算が示されている。これは、選択された第１エレメントより１つないし２つ右にｎ２番目のエレメントを選択することにより行われる。
【数８】

一度計算された部分相関和ＴＳを記憶することにより、後で別の相関和を計算する際にこれに基づくことができ、従って相応の計算ステップを省略することができる。
変形実施例に応じて、まず完全な部分相関和シーケンスＴＳ（ｚ）を全受信信号シーケンスＥ（１）について計算し、次に個々の相関和を計算するか、または新たな相関和を計算する必要がある際に初めて、付加的に必要は相応の部分相関和を計算することができる。
図８は、２つのステップからなる、相関和Ｓの計算方法を再度示す。ここでは図５に示した、長さ４の２つの２進信号部分シーケンスの実施例に基づく。
第１ステップで、第２信号部分シーケンスＫ２（ｋ）＋＋−＋の部分相関和ＴＳ（ｚ）が受信信号シーケンスＥ（１）の相応する部分により計算される。第２ステップでは、このように形成された部分相関和シーケンスＴＳ（ｚ）の各４番目のエレメントが選択され、このエレメントと第１信号部分シーケンスＫ１（ｊ）＋――＋の相応のエレメントが乗算され、相関シーケンスＳ０に加算される。
ここで太線で示したラインは、別の相関和Ｓ１を計算するために、新たに実行すべき計算ステップを表す。これは残りの部分相関和ＴＳがすでに前もって計算され、記憶されている場合である。
この実施例では、まず各ｎ２番目の部分相関和を計算するとメモリの効率がよい。このためにサンプリング値が中間記憶される。
図９から図１０は、すでに上に述べた長さ４の２つの２進信号部分シーケンスに基づき、相関和Ｓを簡単に計算するための別の実施例である。
ここではまず受信信号シーケンスＥ（１）の各４番目のエレメントを選択し、このように選択されたエレメントと信号部分シーケンスＫ１（ｊ）との部分相関和シーケンスＴＳ（ｚ）を形成する。こうして形成された部分相関和シーケンスＴＳ（ｚ）からそれぞれ４つの順次連続するエレメントを選択し、ペアで信号部分シーケンスＫ２（ｋ）の相応するエレメントと乗算する。そして得られた部分結果が相関和Ｓに累積加算される。ここでも太線ラインは、別の部分相関和ＴＳがすでに前もって計算され、記憶されている場合に対して、別の相関和Ｓ１を計算するために付加的に必要なステップを示す。
図１０は再度、第１の相関和Ｓ０の計算を示す。この計算ではまず受信信号シーケンスＥ（１）の各４番目のエレメントが選択され、このエレメントが第１信号部分シーケンスＫ１（ｊ）＋――＋の相応するエレメントと乗算され、部分結果の加算により部分相関和ＴＳ（０）が計算される。第２ステップでは、部分相関和シーケンスＴＳ（ｚ）の順次連続する最初の４つのエレメントが第２信号部分シーケンスＫ２（ｋ）＋＋−＋の相応するエレメントと乗算され、相応の部分結果が相関和Ｓ０に累積加算される。
この変形実施例では、和を連続的に計算すれば部分相関和の中間記憶に必要なメモリが少なくなる。
本発明の有利な実施例では、信号部分シーケンスとしてバーカーシーケンスが使用される。なぜならこのシーケンスは、長さについて最も可能な自動相関特性を提供するからである。上に述べた方法に対してはとりわけ、長さ１３の２つのバーカーシーケンスにより形成された長さ１６９の信号シーケンスを使用するのが適する。このようなシーケンスはとりわけＵＭＴＳ移動無線システムで有利に使用できる。
変形実施例に応じて、信号部分シーケンスのエレメントは単位円上に任意の実数または任意の複素数をとることができる。
さらに本発明の別の実施例では、同じ長さの２つの信号部分シーケンスを使用する。この２つの信号部分シーケンスに対して同じシーケンスを使用することもできる。第２信号部分シーケンスとして、ミラーリングされた第１信号部分シーケンスを使用することも有利である：Ｋ１（ｊ）＝Ｋ２（ｎ１−ｊ）。
ｎ１＊ｎ２の値よりも短い短縮された信号シーケンスを使用することもできる。相関和を計算するためにこの場合は部分相関和シーケンスの最後のエレメントが（新たな相関和を計算するために）まず短縮して計算され、次に（後続の相関和に対して必要な部分相関和シーケンスを計算するために）完全に計算される。このことにより任意の長さの信号シーケンスを発生することができる。
上に示した用語では、その長さｎｓがｎ１＊ｎ２より短い短縮された信号シーケンスＫｓ（ｉ）が使用される。ここでｎｓ＝ｎ１＊ｎ２−deltaである。ｎ１は、delta＜ｎ２が成り立つように選択される。
すでに説明した方法と同じように計算が実行される。ただしここではその長さが同様にdeltaだけｎ２より短い短縮された部分相関シーケンスＴＳｓが付加的に計算される。
【数９】

次に（短縮された）第１の相関和Ｓ０が計算される。このとき上記の方法とは異なり最後の項に対して短縮された部分相関和が使用される。
【数１０】

有利には後で必要となる、短縮されない部分相関和ＴＳ（ｉ）を、記憶された部分相関シーケンスＴＳｓ（ｉ）を使用して計算する。
延長された信号シーケンス、すなわちｎ１＊ｎ２以上の値を有する信号シーケンスを使用することもできる。相関和を計算するためにこの場合は、第１の部分（ｎ１＊ｎ２項）が上記方法に従い計算され、さらに付加的項が取り入れられる。相関シーケンスＫ１（ｉ）はこのために、付加的エレメントだけ延長された本発明の相関シーケンスＫ（ｉ）を含む。この方法によってもまた任意の長さのシーケンスを発生することができる。
上に述べた用語では従って延長された相関シーケンスＫ１（ｉ）が使用される。この相関シーケンスの長さｎ１はｎ１＊ｎ２より大きい。０＜＝ｉ＜＝ｎ１＊ｎ２−１に対してＫ１（ｉ）＝Ｋ（ｉ）が成り立つ。
計算はすでに述べた方法と同様に実行される。ただし付加的項が、従来の方法または本発明の方法である任意の方法に従って計算される。
【数１１】

最後に述べた実施例の変形では、付加的値が信号部分シーケンスＫ２の開始部および／または信号部分シーケンスＫ２の（変調される）反復間に挿入される。挿入されなかったエレメントは上記の方法に従ってさらに処理され、挿入されたエレメントは従来の方法または本発明の方法に従って処理される。
本発明の別の改善形態では２つ以上の信号部分シーケンスを使用する。ここで信号部分シーケンス自体が信号部分シーケンスからなる。
本発明の別の実施例では、信号シーケンスＫ（ｉ）の規則的構造原理に起因する規則的な（殆ど周期的な）構造が使用される。この構造は信号シーケンスの非周期的な自動相関関数に所属する。このことは、信号探索の際にメインマキシマムだけでなく規則的な間隔でサブマキシマムも発生することを意味する。受信信号シーケンスにおける信号シーケンスの探索を促進するために、マキシマムの位置が規則的であることを利用することができる。サブマキシマムが発見されると直ちに、周期性に基づいて他のマキシマムの位置を予測することができる。すなわち相関和を単にその桁でだけ計算する。このようにしてメインマキシマムを迅速に検知することができる。とりわけサブマキシマムを間違った場合でも、（ノイズ成分のため）ランダムに高められた値を扱うだけである。この場合、予期されるメインマキシマムの潜在位置に実際のマキシマムは発見されない。従ってこの場合、仮説は破棄され、計算は従来のように継続される。
しかし信号シーケンスの構造原理に起因するサブマキシマムの規則性を、相関結果における障害的なサブマキシマムの除去と補正に使用することができる。マキシマムを検知した後、このマキシマムからサブマキシマムを計算し、この値を相応の相関結果から減算することができる。このようにして（仮説的）シーケンスの相関結果を完全な自動相関関数によって得る。このことによりサブマキシマムの規則性によって計算が非常に簡単になる。
本発明は無線伝送システムに制限されるものではなく、他の伝送方式、例えば音響方式（超音波）でもとりわけソナーグラフのために、または光学的方式、例えばライダー原理による赤外線測定に使用することができる。別の適用領域は、後方散乱信号のスペクトル合成の変化を研究する場合である。
【０００５】
信号シーケンスの形成、その伝送、並びにこの信号シーケンスと受信信号シーケンスとの相関和の計算は、２つの伝送ユニット、例えば無線局の同期のために適用することができる。とりわけこのシーケンスは、ＣＤＭＡ移動無線システムの同期化チャネルにおいて、規格化されたＵＭＴＳシステムの場合のように使用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、移動無線網の概略図である。
【図２】 図２は、無線局のブロック回路図である。
【図３】 図３は、相関和を計算するための従来の方法を示す図である。
【図４】 図４は、本発明による信号シーケンスおよび信号部分シーケンスを示す図である。
【図５】 図５は、本発明の信号シーケンスを形成するための概略図である。
【図６】 図６、７および８は、相関和の計算方法の概略図である。
【図７】 図６、７および８は、相関和の計算方法の概略図である。
【図８】 図６、７および８は、相関和の計算方法の概略図である。
【図９】 図９と１０は、相関和を形成するための方法の変形実施例の概略図である。
【図１０】 図９と１０は、相関和を形成するための方法の変形実施例の概略図である。

Claims (11)

1. 基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）との同期方法において、
   基地局は、長さｎの信号シーケンスＫ（ｉ）を送信し、
   該信号シーケンスＫ（ｉ）は、長さｎ２の第２信号部分シーケンスＫ２（ｋ）をｎ１回反復し、その際に長さｎ１の第１信号部分シーケンスＫ１（ｊ）により変調することによって形成され、
   ここでｎ１はｎ２に等しく、
   当該信号シーケンスＫ（ｉ）を移動局で検出する、
   ことを特徴とする同期方法。
2. ｎは２５６であり、ｎ１は１６であり、ｎ２は１６である、請求項１記載の方法。
3. 信号シーケンスＫ（ｉ）の形成は、第２信号部分シーケンスＫ２（ｋ）を次に規則に従って変調することにより行う：
   Ｋ（ｉ）＝Ｋ２（ｉ ｍｏｄ ｎ２）＊Ｋ１（ｉ ｄｉｖ ｎ２）
   請求項１または２記載の方法。
4. 移動局（ＭＳ）において信号シーケンスＫ（ｉ）の検出のために、第１および第２信号部分シーケンスＫ１（ｊ）Ｋ２（ｋ）についての情報を利用する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 受信信号シーケンスＥ（１）に含まれる所定の信号シーケンスＫ（ｉ）を移動局において、信号シーケンスＫ（ｉ）と受信信号シーケンスＥ（１）の相応する部分との相関和Ｓを求めることにより検出し、
   このとき、信号部分シーケンスＫ２（ｋ）と受信信号シーケンスＥ（１）の相応する部分との部分相関和シーケンスＴＳ（ｚ）を計算し、
   相関和Ｓを計算するために、部分相関和シーケンスＴＳ（ｚ）のｎ１個のエレメントを選択し、スカラー積を形成するために信号部分シーケンスＫ１（ｊ）と乗算する、請求項４項記載の方法。
6. 相関和を計算するために、部分相関和シーケンスＴＳ（ｚ）のそれぞれｎ２番目のエレメントをｎ１個選択する、請求項５記載の方法。
7. 受信信号シーケンスＥ（１）に含まれる所定の信号シーケンスＫ（ｉ）を移動局において、信号シーケンスＫ（ｉ）と受信信号シーケンスＥ（１）の相応する部分との相関和Ｓを求めることにより検出し、
   このとき、信号部分シーケンスＫ１（ｊ）と受信信号シーケンスＥ（１）の選択されたエレメントとの部分相関和シーケンスＴＳ（ｚ）を計算し、
   相関和Ｓを計算するために、部分相関和シーケンスＴＳ（ｚ）のｎ２個のエレメントをスカラー積形成のために信号部分シーケンスＫ２（ｋ）と乗算する、請求項４項記載の方法。
8. 部分相関和ＴＳを計算するために、受信信号シーケンスＥ（１）のそれぞれｎ２番目のエレメントをｎ１個選択する、請求項７記載の方法。
9. 算出された部分相関和ＴＳを記憶し、別の相関和Ｓの計算に使用する、請求項４から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）との間で同期を取るために信号シーケンスＫ（ｉ）を送信する基地局（ＢＳ）であって、
    該信号シーケンスＫ（ｉ）は、
    長さがｎ２・ｎ１倍である第２信号部分シーケンスＫ２（ｋ）を処理において反復し、該第２信号部分シーケンスを、長さがｎ１である第１信号部分シーケンスＫ１（ｊ）により変形することによって形成され、
    ここでｎ１はｎ２に等しい、ことを特徴とする基地局。
11. 基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）との間で同期を取るために信号シーケンスＫ（ｉ）を使用する移動局（ＭＳ）であって、
    該信号シーケンスＫ（ｉ）は、
    長さがｎ２・ｎ１倍である第２信号部分シーケンスＫ２（ｋ）を処理において反復し、該第２信号部分シーケンスを、長さがｎ１である第１信号部分シーケンスＫ１（ｊ）により変形することによって形成され、
    ここでｎ１はｎ２に等しい、ことを特徴とする基地局（ＢＳ）。

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