JP2001506459A

JP2001506459A - 混信阻止組合せおよび周波数補正

Info

Publication number: JP2001506459A
Application number: JP52791798A
Authority: JP
Inventors: モルナー，カール，ジェイ．; ボトムレイ，グレゴリー，イー．
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 2001-05-15
Also published as: TW353834B; CN1203628C; CN1246225A; DE69711247D1; EP1010260B1; DE69711247T2; BR9713718A; AU5607198A; CA2275615A1; WO1998027671A1; US5878093A; EP1010260A1

Abstract

(57)【要約】個別の受信機に接続された複数のアンテナで放送信号を受信するシステムにおいて、混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）または最大比組合せ（ＭＲＣ−ｍａｘｉｍｕｍｒａｔｉｏｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）に先立って、複数の受信信号に対して一括で自動周波数の補正（ＡＦＣ−ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を施して放送信号の推定値を出力する。一括ＡＦＣ処理では、サンプルごとに周波数オフセットの計算が行なわれ、それを各受信信号に適用して、それぞれに対応した周波数補正受信信号がＩＲＣまたはＲＭＣ処理用として出力される。

Description

【発明の詳細な説明】混信阻止組合せおよび周波数補正発明の背景発明の技術分野本発明は受信無線信号に対する混信阻止組合せ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）処理に関するもので、特にマルチアンテナで受信した無線信号の混信阻止組合せ処理に伴う共通周波数オフセットの補正に関するものである。関連技術の説明図１は通信システム１０のブロック図を示している。無線送信機１２において無線周波数搬送波はパルス状の情報記号シーケンスｓ（ｋ）によって変調される。変調された送信信号は無線周波数チャネル１４を伝搬する。この信号はマルチパスフェージングおよび干渉の影響を受けて伝送中に消失または劣化することがある。マルチパスフェージングは基本的に、フラットフェージングおよび時間分散の２つの影響を持つ。フラットフェージングは送信信号と同時に受信した反射波（エコー）との干渉によって生じる。時間分散は送信信号に対するエコーの遅れによって起こる。干渉は、送信信号と直交関係を持たないノイズおよび信号源が無線環境に存在することによって起きる。このような信号は、送信信号と同じ周波数で動作する無線送信機から放射される場合（同一チャネル干渉）、あるいは送信信号の隣接周波数で動作する送信機から放射される場合（隣接チャネル干渉）が多い。送信信号（エコーと妨害を含めて）は複数のアンテナ１６によって受信される。受信信号は、それぞれのアンテナ１６に対応する受信機１８によってフィルタ処理後、ダウンコンバートによって複合ベースバンド受信信号シーケンスｒ（ｋ）に変換される。複数の信号シーケンスｒ（ｋ）は検出器２０に供給され、処理さｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）モードで動作させることは本技術分野において周知である。例えば、１９９６年，１９９４年８月２日にファイルされた発明者グレゴリー・ボトムリー（ＧｒｅｇｏｒｙＢｏｔｔｏｍｌｅｙ）による“ＭｅｔｈｏｄｏｆａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＩｎｅｒｆｅｒｅｎｃｅＲｅｊｅｃｔｉｏｎＣｏｍｂｉｎｉｎｇｉｎＭｕｌｔｉ−ＡｎｔｅｎｎａＣｅｌｌｕｌａｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｙｓｔｅｍｓ”と題する同時係属来国特許出願通番第０８／２８４，７７５号には、検出器２０に関する多くの例が開示されている。前述の開示によれば、チャネルタップは各アンテナ１６に対応する復号器２０によって推定される。また、インペアメント相関性（ｉｍｐａｉｒｍｅｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）も推定される。そして、受信信号ｒ（ｋ）、チャネルタップ推定値、インペアメント相関性を用いてブランチメトリックが形成される。そのブランチメトリックは、送信信号シーケンスｓる。システム１０では送信機１２と受信機１８が十分に同期していることが重要である。また、各受信機１８の局部発振器が送信機１２の送信周波数に非常に正確に同期することも重要である。当技術分野では、受信信号サンプルの周波数および位相の誤差を計算するために各受信機１８で自動周波数制御（ＡＦＣ−ＡｕｔｏｍａｔｉｃＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｎｔｒｏｌ）アルゴリズムを実行することが知られている。その時、受信機１８の局部発振器周波数および受信信号位相に適切な補正が施される。このような周波数および位相の補正は一般的に、ビタビ・イコライザー／記号検出器の一部として受信機１８の中で実行される。例えば、１９９２年８月４日付けでポール・Ｗ・デント（ＰａｕｌＷ．Ｄｅｎｔ）に付与された米国特許第５，１３６，６１６号に、単一アンテナ１６のシステムに使用される受信機１８が開示されている。このような自動周波数制御受信機の１つの実例で、それぞれのビタビ状態に対して個別の周波数推定量が使われるものがある。あるいは、最良のビタビ状態に対応する１つの周波数推定量が使われることもある。自動周波数制御プロセスを実行する前述の単一アンテナは、混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）処理を行なう図１のシステム１０のようなマルチアンテナ通信システムで使用可能なように拡張されてきた。しかし、複数のアンテナ１６および受信機１８のそれぞれに（すなわち、それぞれの個別の受信機チェーンに）に独立した自動周波数制御処理を施すと、ビット誤り率に関してシステム性能が劣化する（図５および以下の記述参照）。この劣化は受信信号のドップラースピードが低い時に特に顕著である。したがって、混信阻止組合せ処理機能を持つたマルチアンテナ通信システムに改善された自動周波数制御処理を適用する方法および装置が必要である。発明の概要そのため、本発明は複数の受信機チェーンからの受信信号に一括自動周波数補正（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を実行する。各受信信号について、サンプリングによって周波数オフセットを算出し、それを適用することによって、対応の周波数補正受信信号を生成する。このように補正された信号は集合的に処理され、元の送信情報記号シーケンスの推定値が得られる。周波数オフセットは、受信信号のスロット内の各サンプルについて反復計算され、先行スロットについて求めた周波数オフセット推定値と現スロット内の先行サンプルについて求めた残差周波数補正値とを加算することによって求められる。周波数オフセット推定値はスロット内の最終サンプルの残差周波数補正値と先行スロットの周波数オフセット推定値とを加算することによって求められる。周波数補正信号とその補正信号に対応する記号検出推定値との間の位相誤差を求め、その位相誤差を周波数に変換することによって、スロット内の各サンプルに関する残差周波数補正値が決定される。図面の簡単な説明本発明の方法および装置を更に深く理解するため下記の付図にしたがって詳細な説明を行なう。図１（前に記述済）は、個々の受信機チェーンおよびに混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）検出器に対して自動周波数制御（ＡＦＣ−ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｔｒｏｌ）を実行する従来のマルチアンテナ通信システムのブロック図。図２は、すべての受信機間に一括自動周波数制御（ＡＦＣ−ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｔｒｏｌ）を実行し、そして混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）または最大比組合せ（ＭＲＣ−ｍａｘｉｍｕｍｒａｔｉｏｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を実行する本発明のマルチアンテナ通信システムのブロック図。図３は、図２の混信阻止組合せ処理装置の一部を示すのブロック図。図４は、図２および図３の一括自動周波数補正プロセッサーの動作を説明する流れ図。図５は、マルチアンテナ通信システムを利用する時のシミュレーション用としてビットエラーレート・システムの性能を表すグラフ。図面の詳細な説明図２は本発明によるマルチアンテナ通信システム１００のブロック図である。無線送信機１０２において無線周波数搬送波はパルス状の情報記号シーケンスｓ（ｉ）によって変調される。変調された送信信号は無線周波数チャネル１０４を伝搬する。送信信号（エコーと妨害を含めて）は複数のアンテナ（ａ₁〜ａ_n）１０６によって受信される。受信信号は、それぞれのアンテナ１０６に対応する受信機１０８によってフィルタ処理後、ダウンコンバートによって複合ベースバンド受信信号シーケンスｒ（ｉ）に変換される。受信機１０８から得られる受信正（ＡＦＣ−ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）ユニット１１０によって一括処理されて、受信機チェーンが共通基準発振器に同期していると仮定して受信機間（すなわち、受信機チェーン）に存在する共通周波数オフセットが補正され、そしてそれに対応する複数の周波数補正済の受信信号シーケンスｒ’₁（ｉ）、ｒ’₂（ｉ）、・・・、ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）または最大比組合せ（ＭＲＣ−ｍａｘｉｍｕｍｒａｔｉｏｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）プロセッサー１１２によって集合的に処理され、元の送信情報記号シーケンスｓ一括自動周波数補正ユニット１１０は、各受信信号シーケンスｒ₁（ｉ）、を下記式に基づいて決定する。ただし、 − ｆ_ext（ｎ−１）は、一括自動周波数補正ユニット１１０によって受信信号て求めた周波数オフセット推定値を含み、この推定値は、現スロットｎ（およびその中の各サンプル）に適用される。 − ｆ_offset（ｉ−１）は、受信信号シーケンスｒ₁（ｉ）、ｒ₂（ｉ）、・１２によって求めた残差周波数補正値を含み、この補正値は、受信信号シーケンｉに適用される。 − ｉ＝１，２，．．．，Ｎとし、Ｎは単一スロット内のサンプル数とする。したがって、システム１００はまた、一括自動周波数補正ユニット１１０によって決定された現スロットに関する周波数オフセット推定値ｆ_ext（ｎ）を入力する第１の遅延回路１１４を備えており、次のスロットに関する周波数オフセット推定値ｆ_ext（ｎ−１）の一括自動周波数補正ユニットへの次回の印加を遅らせる。システム１００は更に、現在のサンプルの残差周波数補正値ｆ_offset （ｉ）を入力する第２の遅延回路１１６をプロセッサー１１２と一括自動周波数補正ユニット１１０の間に備えており、次のサンプルに関する残差周波数補正値ｆ_offset（ｉ−１）の一括自動周波数補正ユニットへの次回の印加を遅らせる。後続スロットに関して一括自動周波数補正ユニット１１０によって決定された周波数オフセット推定値ｆ_ext（ｎ）は、プロセッサ１１２によって生成された残差周波数補正値ｆ_offSet（ｉ）との間に次の関係がある。ただし、 − ｆ_ext（ｎ−１）は、一括自動周波数補正ユニットによって先行スロットに関して求められた周波数オフセット推定値を含み、この推定値は、現スロットの処理中に遅延回路１１４より後で使用される。 − ｆ_offset（Ｎ）は現スロット内のＮ番目（すなわち最後の）サンプルに関してプロセッサー１１２から生成される残差周波数補正値を含む。図３はプロセッサー１１２の部分的ブロック図を示している。プロセッサー１１２は周波数補正済の受信信号シーケンスｒ’₁（ｉ）、ｒ’₂（ｉ）、・・・、シーケンス推定器（図示せず）を用いて、そのシーケンスを処理する。プロセッサー１1２はまた、周波数補正済の受信信号シーケンスｒ’₁（ｉ）、ｒ’₂ ｆ_offset（ｉ）を生成して遅延回路１１６（図２）に出力する。周波数補正済の受信信号シーケンスはベクトル形式で次のように表すことができる。プロセッサー１１２は推定器１２０を用いてベクトルｒ₁’の周波数補正済の受記号検出に基づいて受信信号を推定して、推定受信信号シーケンスｒ₁（ｉ）、ル形式で次のように表すことができる。ただし、 − Ｒ_ZZ ^-1（ｉ）はＩＲＣ（混信阻止組合せ）アルゴリズムで計算された推定インペアメント自己相関（２次元）マトリックスＲ_ZZ（ｉ）の逆マトリックスである。 − ｒ_i ^Hはベクトルｒ_i’の共役転置である。位相誤差角推定値の小角近似は次の式で与えられる。実際は、この近似式でさえ実行するには複雑過ぎるかもしれない。これを単純化する方法として式（４）の分母をｋビット分割を行うことができる。更に単純な近似法として、次式にしたがって位相誤差を推定した結果の符合のみを採用することができる。混信源がないと仮定して、ｎ本アンテナ（ａ₁〜ａ_n）構成に対して式（５）を適用した場合の例は次式のようになる。クスＲ_ZZ（ｉ）の対角成分を含む）。混信阻止組合せよりも最大比（ダイバーシチー）組合せ（ＭＲｅ−ｍａｘｉｍａｌｒａｔｌｏ（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）が好ましい場合には、このような処理の代わりに一括自動周波数補正の特長を生かすことができる。これは次のように表すことができる。クスＲ_ZZ（ｉ）の対角成分を含む）。あるいは、次のように書くことも可能である。ただし、Ｉは単位マトリックス。１２４へ出力され、次式にしたがって位相が残差周波数補正値ｆ_offset（ｉ）に変換される。ただし、 −ａｆｃ２は｜ｆ_offset（ｉ）｜の可能な最大値を設定するパラメータ、すなわちサンプルｉの周波数補正項の最大変化を制限する制限演算。 − Ｔｓはサンプリングレート。上記演算結果として得られる残差周波数補正値ｆ_offset（ｉ）はプロセッサ１１２から遅延回路１１６（図２）に供給され、次のサンプルを処理する過程においてｆ_offset（ｉ−１）として一括自動周波数補正ユニット１１０に印加される。ここで再び図２および図３を参照する。そして図４は受信信号シーケンスｒ₁ 正ユニット１１０およびプロセッサー１1２の動作を示す流れ図を示している。一括自動周波数補正ユニット１１０およびプロセッサー１1２の動作は以下の通りである。１．スロットの最初に、遅延回路１１４からｆ_ext（ｎ−１）（先行スロットのために一括自動周波数補正ユニット１１０から生成された）を入力。２．ｆ_offset（ｉ−１）をゼロに初期化。３．現スロット内の各サンプルｉ（ｉ＝１，２，．．．，Ｎ）についてループの繰り返し。ａ．現スロットの先行サンプルについてプロセッサー１１２で計算されたｆ_of _fset （ｉ−１）を遅延回路１１６から入力。ｂ．式（１）を用いて周波数オフセット（ｆ_offket）を計算。ｃ．受信信号シーケンスｒ（ｉ）の現在サンプルにｆ_offset計算値を適用して、対応の周波数補正済み受信信号シーケンスｒ’ ₁（ｉ）、ｒ’₂（ｉ）、ｄ．周波数補正済み受信信号シーケンスｒ’₁（ｉ）、ｒ’₂（ｉ）、・・・、ｆ_offset（ｉ）を遅延回路１１６に出力。４．データスロットの終わりに、式（２）を用いてｆ_ext（ｎ）を計算し、その結果を次スロット処理に使用するために遅延回路１１４に出力。５．次のスロットを処理するために、上記ステップ１以降を繰り返す。図５Ａおよび図５Ｂはマルチアンテナ通信システムを利用する時のシミュレーション用としてビットエラーレート・システムの性能を表すグラフを示している。特に、図５Ａは図１に示す従来技術の各受信機チェーンに個別に独立した自動周波数制御（ＡＦＣ）を使用した時のシミュレーションを行なう場合のシステム性能を示す。一方、図５Ｂは図２のように受信機チェーン間で一括自動周波数制御（ＡＦＣ）を使用する時のシミュレーションを行なう場合のシステム性能を示す。それぞれの図において、垂直軸は対数目盛りでシステム通信のビット誤り率（ＢＥＲ）を表し、水平軸はデシベル（ｄＢ）で搬送波対妨害比（Ｃ／Ｉ）を表す。グラフで見る限り、搬送波対妨害比の増加に対するビット誤り率の減少は注目に値する程のものではない。図５Ａは具体的に、システム動作を２つのモードで示している。実線１５０は第１のモードのシステム動作を示しており、この場合、周波数誤差は完全に把握されているものとして、自動周波数補正（ＡＦＣ−ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）は使用していない。一方、破線１５２は第２のモードのシステム動作を示しており、この場合、各受信機チェーンに独立した自動周波数補正が行なわれる。この２つのモードのそれぞれについて、３つの動作シナリオを説明する。第１のシナリオは添字ａで表されており、混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）は行なわれない。第２のシナリオは添字ｂで表されており、一次（ＩＲＣ＝１）全相関マトリックス推定混信阻止組合せ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）が行なわれる。最後の第３シナリオは添字ｃで表されており、二次（ＩＲＣ＝３）部分最適相関マトリックス推定混信阻止組合せが行なわれる。図５Ａのグラフは、それぞれの受信機チェーンで独立のＡＦＣ（自動周波数補正）と混信阻止組上せを併用する場合、周波数誤差が完全に把握されていると仮定した時のシステム性能より低下することを示している（実線１５０ｂおよび１５０ｃと、破線１５２ｂおよび１５２ｃと比較参照）。図５Ｂも具体的に、システム動作を２つのモードで示している。実線１５４は第１のモードのシステム動作を示しており、この場合、上記と同様に周波数誤差は完全に把握されているものとして、自動周波数補正（ＡＦＣ−ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）は使用していない。一方、破線１５６は第２のモードのシステム動作を示しており、この場合、本発明にしたがって各受信機チェーン間で一括自動周波数補正が行なわれる。ここでも、この２つのモードのそれぞれについて、３つの動作シナリオを説明する。第１のシナリオは添字ａで表されており、混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）は行なわれない。第２のシナリオは添字ｂで表されており、一次（ＩＲＣ＝１）の全相関マトリックス推定ＩＲＣが行なわれる。最後の第３シナリオは添字ｃで表されており、二次（ＩＲＣ＝３）の部分最適相関マトリックス推定混信阻止組合せが行なわれる。図５Ｂのグラフは、本発明の一括ＡＦＣ（自動周波数補正）を実施した場合、システム性能に顕著な劣化が生じないことを示している（図５Ａと比較）。実際、ＡＦＣ（自動周波数補正）と一括混信阻止組合せを併用した場合のシステム性能が、周波数誤差が完全に把握されているものと仮定した時の性能に近いことが上記処理シミュレーションによって示されている（実線１５４ｂおよび１５４ｃと破線１５６ｂおよび１５６ｃを比較）。本発明の好ましい実施例について付図および上記詳細説明で述べたが、本発明は上記開示実施例のみに留まらず、添付「請求の範囲」に規定される趣旨から逸脱することなく多くの変更、置換が可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１２月２６日（１９９８．１２．２６）【補正内容】受信信号は、それぞれのアンテナ１６に対応する受信機１８によってフィルタ処理後、ダウンコンバートによって複合ベースバンド受信信号シーケンスｒ（ｋ）に変換される。複数の信号シーケンスｒ（ｋ）は検出器２０に供給され、処理されることによって元の送信情報記号シーケンスの推定値ｓ（ｋ）が得られる。推定値ｓ（ｋ）を得るために検出器２０を混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）モードで動作させることは本技術分野において周知である。例えば、発明者グレゴリー・ボトムリー（ＧｒｅｇｏｒｙＢｏｔｔｏｍｌｅｙ）による“ＭｅｔｈｏｄｏｆａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＩｎｅｒｆｅｒｅｎｃｅＲｅｊｅｃｔｉｏｎＣｏｍｂｉｎｉｎｇｉｎＭｕｌｔｉ−ＡｎｔｅｎｎａＣｅｌｌｕｌａｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｙｓｔｅｍｓ”と題する米国特許第５，５６０，４１９号には、検出器２０に関する多くの例が開示されている。前述の開示によれば、チャネルタップは各アンテナ１６に対応する復号器２０によって推定される。また、インペアメント相関性（ｉｍｐａｉｒｍｅｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）も推定される。そして、受信信号ｒ（ｋ）、チャネルタップ推定値、インペアメント相関性を用いてブランチメトリックが形成される。そのブランチメトリックは、送信信号シーケンスｓ（ｋ）の推定値ｓ（ｋ）を求めるため、シーケンス推定アルゴリズムで採用される。システム１０では送信機１２と受信機１８が十分に同期していることが重要である。また、各受信機１８の局部発振器が送信機１２の送信周波数に非常に正確に同期することも重要である。当技術分野では、受信信号サンプルの周波数および位相の誤差を計算するために各受信機１８で自動周波数補正（ＡＦＣ−ＡｕｔｍａｔｉｃＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｎｔｒｏｌ）アルゴリズムを実行することが知られている。その時、受信機１８の局部発振器周波数および受信信号位相に適切な補正が施される。このような周波数および位相の補正は一般的に、ビタビ・イコライザー／記号検出器の一部として受信機１８の中で実行される。例えば、１９９２年８月４日付けでポール・Ｗ・デント（ＰａｕｌＷ．Ｄｅｎｔ）に付与された米国特許第５，１３６，６１６号に、単一アンテナ１６のシステムに使用される受信機１８が開示されている。このような自動周波数制御受信機の１つの実例で、それぞれのビタビ状態に対して個別の周波数推定量が使われるものがある。あるいは、最良のビタビ状態に対応する１つの周波数推定量が使われることもある。自動周波数制御プロセスを実行する前述の単一アンテナは、混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）処理を行なう図１のシステム１０のようなマルチアンテナ通信システムで使用可能なように拡張されてきた。しかし、複数のアンテナ１６および受信機１８のそれぞれに（すなわち、それぞれの個別の受信機チェーンに）に独立した自動周波数制御処理を施すと、ビット誤り率に関してシステム性能が劣化する（図５および以下の記述参照）。この劣化は受信信号のドップラースピードが低い時に特に顕著である。したがって、ＩＲＣ処理機能を持ったマルチアンテナ通信システムに改善された自動周波数制御処理を適用する方法および装置が必要である。その他の先行関連技術として、アンテナダイバーシチーを採用した児童周波数制御無線受信機がバックストローム（Ｂａｃｋｓｔｒｏｍ）ほかによって開示されている（ＧＢ２，２６０，４５４）。この開示によれば、個々のエラー信号が結合され、その結合信号が自動周波数制御回路で使用される。発明の概要そのため、本発明は複数の受信機チェーンからの受信信号に一括自動周波数補正（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を実行する。各受信信号について、サンプリングによって周波数オフセットを算出し、それを適用することによって、対応の周波数補正受信信号を生成する。このように補正された信号は集合的に処理され、元の送信情報記号シーケンスの推定値が得られる。周波数オフセットは、受信信号のスロット内の各サンプルについて反復計算され、先行スロットについて求めた周波数オフセット推定値と現スロット内の先行サンプルについて求めた残差周波数補正値とを加算することによって求められる。図５Ａのグラフは、それぞれの受信機チェーンで独立のＡＦＣ（自動周波数補正）と混信阻止組合せを併用する場合、周波数誤差が完全に把握されていると仮定した時のシステム性能より低下することを示している(実線１５０ｂおよび１５０ｃと、破線１５２ｂおよび１５２ｃと比較参照)。図５Ｂも具体的に、システム動作を２つのモードで示している。実線１５４は第１のモードのシステム動作を示しており、この場合、上記と同様に周波数誤差は完全に把握されているものとして、自動周波数補正（ＡＦＣ−ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）は使用していない。一方、破線１５６は第２のモードのシステム動作を示しており、この場合、本発明にしたがって各受信機チェーン間で一括ＡＦＣが行なわれる。ここでも、この２つのモードのそれぞれについて、３つの動作シナリオを説明する。第１のシナリオは添字ａで表されており、混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）は行なわれない。第２のシナリオは添字ｂで表されており、一次（ＩＲＣ＝１）の全相関マトリックス推定ＩＲＣが行なわれる。最後の第３シナリオは添字ｃで表されており、二次（ＩＲＣ＝３）の部分最適相関マトリックス推定ＩＲＣが行なわれる。図５Ｂのグラフは、本発明の一括ＡＦＣ（自動周波数補正）を実施した場合、システム性能に顕著な劣化が生じないことを示している(図５Ａと比較)。実際、ＡＦＣ（自動周波数補正）と一括混信阻止組合せを併用した場合のシステム性能が、周波数誤差が完全に把握されているものと仮定した時の性能に近いことが上記処理シミュレーションによって示されている（実線１５４ｂおよび１５４ｃと破線１５６ｂおよび１５６ｃを比較）。請求の範囲１．情報記号シーケンスを表す放送信号を処理する装置であって、放送信号を受信するための第１のアンテナと、前記第１のアンテナ（１０６）と接続され、受信した放送信号を処理して第１の受信信号を出力する第１の受信機（１０８）と、放送信号を受信するための第２のアンテナと、前記第２のアンテナと接続され、受信した放送信号を処理して第２の受信信号を出力する第２の受信機とを有する前記装置において、前記第１および第２の受信信号のそれぞれに、個別に複数サンプルを含む複数のスロットが含まれるものとし、さらに前記第１および第２の受信機に接続され、前記第１および第２の受信信号に対して一括で自動周波数補正（ＡＦＣ−ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を施して、それらに対応する第１および第２の周波数補正信号を出力する手段（１１０）と、前記第１および第２受信信号の現スロット内の現サンプルに適用する周波数オフセット値を求めるために、先行スロットについて求めた周波数オフセット推定値と現スロット内の先行サンプルについて求めた残差周波数補正値とを加算する手段と、その周波数オフセット値を前記第１および第２の受信信号の双方に適用して、それらに対応する第１および第２の周波数補正信号を生成する手段とを設けたことを特徴とする前記装置。２．請求項１において、現スロットの処理用として使用する周波数オフセット推定値を求める手段と、先行スロットについて求めた周波数オフセット推定値と現スロット内の最終サンプルについて求めた残差周波数補正値とを加算する手段とを追加した前記装置。３．請求項３において、残差周波数補正値を決定する手段を追加した前記装置であって、この残差周波数補正値決定手段に周波数補正信号間の位相誤差と、周波数補正信号の記号検出推定値とを計算する手段と、位相誤差を周波数に変換して残差周波数補正値として出力する手段とを設けた前記装置。４．請求項１において、前記第１および第２の周波数補正信号に対して混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を施して情報記号シーケンスの推定値を出力する手段を追加した前記装置。５．請求項１において、前記第１および第２の周波数補正信号に対して最大比組合せ（ＭＲＣ−ｍａｘｉｍａｌｒａｔｉｏｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を施して情報記号シーケンスの推定値を出力する手段を追加した前記装置。６．情報記号シーケンスを表す放送信号を処理する方法であって、第１のアンテナ（１０６）を介して第１の受信機で放送信号を受信（１０８）し、第１の受信信号を出力するステップと、第２のアンテナを介して第２の受信機で放送信号を受信し、第２の受信信号を出力するステップと含む前記方法において、前記第１および第２の受信信号のそれぞれに、個別に複数サンプルを含む複数のスロットが含まれるものとし、さらに、前記第１および第２受信信号の現スロット内の現サンプルに適用する周波数オフセット値を求めるために、先行スロットについて求めた周波数オフセット推定値と現スロット内の先行サンプルについて求めた残差周波数補正値とを加え、その周波数オフセット値を前記第１および第２の受信信号の双方に適用して、それらに対応する第１および第２の周波数補正信号を生成することにより、前記第１および第２の受信信号に対して自動周波数補正（ＡＦＣ−ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を施して、それらに対応する第１および第２の周波数補正信号を出力するステップとを含む前記方法。７．請求項６において、前記第１および第２の周波数補正信号に対して混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を施して情報記号シーケンスの推定値を出力するステップを追加した前記方法。８．請求項６において、前記第１および第２の周波数補正信号に対して最大比組合せ（ＭＲＣ−ｍａｘｉｍａｌｒａｔｉｏｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を施して情報記号シーケンスの推定値を出力するステップを追加した前記方法。９．請求項６において、現スロットの処理用として使用する周波数オフセット推定値を求めるステップを追加し、このステップに、先行スロットについて求めた周波数推定値と先行スロット内の最終サンプルについて求めた残差周波数補正値とを加算するステップが含まれる前記方法。１０．請求項６において、残差周波数補正値を決定するステップを追加した前記方法であって、この残差周波数補正値決定ステップに周波数補正信号間の位相誤差と、周波数補正信号の記号検出推定値とを計算するステップと、前記位相誤差を周波数に変換して残差周波数補正値として出力するステップとが含まれる前記方法。１１．周波数誤差補正システムであって、第１のアンテナ（１０６）から第１のサンプルストリームを入力し（１０８）、第１の受信サンプルストリームを出力する手段と、第２のアンテナから第２のサンプルストリームを入力し、第２の受信サンプルストリームを出力する手段とを有し、前記第１および第２の受信信号のそれぞれに、個別に複数サンプルを含む複数のスロットが含まれるものとし、さらに前記第１および第２受信サンプルストリームの現スロット内の現サンプルに適用する周波数オフセット値を求めるために、先行スロットについて求めた周波数誤差と現スロット内の先行サンプルについて求めた残差周波数誤差補正値とを加算することにより、前記第１および第２の受信サンプルストリームを処理して共通周波数誤差を推定する処理手段と、前記第１および第２の受信サンプルストリームに周波数オフセットを適用して前記共通周波数誤差を補正する手段とを設けたことを特徴とする前記システム。１２．求項１１いて、前記第１および第２の周波数補正された受信サンプルストリームに混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を施す手段を追加した前記システム。１３．請求項１１において、前記第１および第２の周波数補正された受信サンプルストリームに最大比組合せ（ＭＲＣ−ｍａｘｉｍａｌｒａｔｉｏｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を施す手段を追加した前記システム。１４．請求項１１において、前記第１および第２の受信サンプルストリームの先行サンプルについて共通周波数エラーを求め、前記第１および第２の受信サンプルストリームの現サンプルに周波数オフセットを適用する手段を前記処理手段に設けた前記システム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．情報記号シーケンスを表す放送信号を処理する装置であって、放送信号を受信するための第１のアンテナと、前記第１のアンテナと接続され、受信した放送信号を処理して第１の受信信号を出力する第１の受信機と、放送信号を受信するための第２のアンテナと、前記第２のアンテナと接続され、受信した放送信号を処理して第２の受信信号を出力する第２の受信機と、前記第１および第２の受信機に接続され、前記第１および第２の受信信号に対して一括で自動周波数補正（ＡＦＣ−ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を施して、それらに対応する第１および第２の周波数補正信号を出力する手段とを有する前記装置。２．請求項１において、一括で自動周波数補正を施す前記手段に周波数オフセット値を決定する手段と、決定された周波数オフセット値を前記第１および第２の受信信号の双方に適用して、それらに対応する第１および第２の周波数補正信号を生成する手段とを設けた前記装置。３．請求項２において、前記第１および第２の受信信号のそれぞれに、個別に複数サンプルを含む複数のスロットが含まれるものとし、前記第１および第２受信信号の現スロット内の現サンプルに周波数オフセット値を適用するために、現スロットの処理用として求めた先行スロットに関する周波数オフセット推定値と現スロット内の先行サンプルについて求めた残差周波数補正値とを加算する手段が、前記周波数オフセット値決定手段に含まれる前記装置。４．請求項３において、現スロットの処理用として使用する周波数オフセット推定値を求める手段と、先行スロットについて求めた周波数オフセット推定値と現スロット内の最終サンプルについて求めた残差周波数補正値とを加算する手段とを追加した前記装置。５．請求項３において、残差周波数補正値を決定する手段を追加した前記装置であって、この残差周波数補正値決定手段に周波数補正信号間の位相誤差と、周波数補正信号の記号検出推定値とを計算する手段と、位相誤差を周波数に変換して残差周波数補正値として出力する手段とを設けた前記装置。６．請求項１において、前記第１および第２の周波数補正信号に対して混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を施して情報記号シーケンスの推定値を出力する手段を追加した前記装置。７．請求項１において、前記第１および第２の周波数補正信号に対して最大比組合せ（ＭＲＣ−ｍａｘｉｍａｌｒａｔｉｏｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を施して情報記号シーケンスの推定値を出力する手段を追加した前記装置。８．情報記号シーケンスを表す放送信号を処理する方法であって、第１のアンテナを介して第１の受信機で放送信号を受信し、第１の受信信号を出力するステップと、第２のアンテナを介して第２の受信機で放送信号を受信し、第２の受信信号を出力するステップと、前記第１および第２の受信信号に対して一括で自動周波数補正（ＡＦＣ−ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を施して、それらに対応する第１および第２の周波数補正信号を出力するステップとを含む前記方法。９．請求項８において、前記第１および第２の周波数補正信号に対して混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を施して情報記号シーケンスの推定値を出力するステップを追加した前記方法。１０．請求項８において、前記第１および第２の周波数補正信号に対して最大比組合せ（ＭＲＣ−ｍａｘｉｍａｌｒａｔｉｏｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を施して情報記号シーケンスの推定値を出力するステップを追加した前記方法。１１．請求項８において、一括で自動周波数補正を施す前記ステップに周波数オフセット値を決定するステップと、決定した周波数オフセット値を前記第１および第２受信信号の双方に適用して、それらに対応する第１および第２の周波数補正信号を生成するステップとが含まれる前記方法。１２．請求項１１において、前記第１および第２の受信信号のそれぞれに、個別に複数サンプルを含む複数のスロットが含まれるものとし、周波数オフセット値を決定する前記ステップに、現スロットの処理用として使用するために求めた先行スロットに関する周波数オフセット推定値と現スロット内の先行サンプルについて求めた残差周波数補正値とを加えて前記第１および第２受信信号の現スロット内の現サンプルに前記加算周波数オフセット値を適用するステップが含まれる前記方法。１３．請求項１２において、現スロットの処理用として使用する周波数オフセット推定値を求めるステップを追加し、このステップに、先行スロットについて求めた周波数推定値と先行スロット内の最終サンプルについて求めた残差周波数補正値とを加算するステップが含まれる前記方法。１４．請求項１２において、残差周波数補正値を決定するステップを追加した前記方法であって、この残差周波数補正値決定ステップに周波数補正信号間の位相誤差と、周波数補正信号の記号検出推定値とを計算するステップと、前記位相誤差を周波数に変換して残差周波数補正値として出力するステップとが含まれる前記方法。１５．周波数誤差補正システムであって、第１のアンテナから第１のサンプルストリームを入力し、第１の受信サンプルストリームを出力する手段と、第２のアンテナから第２のサンプルストリームを入力し、第２の受信サンプルストリームを出力する手段と、前記第１および第２の受信サンプルストリームを処理して共通周波数誤差を推定する処理手段と、前記第１および第２の受信サンプルストリームに周波数オフセットを適用して前記共通周波数誤差を補正する手段とを設けた前記システム。１６．請求項１５において、前記第１および第２の周波数補正された受信サンプルストリームに混信阻止組合せ（ＩＲＣ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を施す手段を追加した前記システム。１７．請求項１５において、前記第１および第２の周波数補正された受信サンプルストリームに最大比組合せ（ＭＲＣ−ｍａｘｉｍａｌｒａｔｉｏｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を施す手段を追加した前記システム。１８．請求項１５において、前記第１および第２の受信サンプルストリームの先行サンプルについて共通周波数エラーを求め、前記第１および第２の受信サンプルストリームの現サンプルに周波数オフセットを適用する手段を前記処理手段に設けた前記システム。