JP2005507570A - 自動周波数制御システムおよび結合復調方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(発明の背景)
本発明は、デジタル通信、特に受信信号の結合復調のためのシステムおよび方法に関する。
【0002】
結合復調は、共通チャネルを通して受信される2つ以上の信号を検知するために、広く使用されている。例えば、結合復調は、妨害信号をも含む受信信号から望ましい信号を検知するために使用することができる。結合復調において、望ましい信号および妨害信号は共に、望ましい信号をよりよく推定するために、望ましい信号および妨害信号に関する情報に基づき復調される。
【0003】
IS−136 TDMA無線通信端末のための2ユーザ結合復調は、平坦なゆっくりとしたフェイディング・ダウンリンク環境を想定して、“妨害者”とも呼ばれる優勢な妨害信号を取消すために提案されている。妨害信号を減少させることによって、望ましい信号のビット・エラー率を改善することができる。このことは、妨害信号に対応するチャネルおよびシンボル・データが一般に望ましい信号と完全には相互関連していないので、2つの信号を分離することができることにより、実現される。結合復調は、従って、チャネルを推定し、データ・スロットにわたる各ユーザに対するシンボルを検知する能力に依存している。
【0004】
IS−136システムのために使用される結合復調において、最初のチャネル応答の推定は、望ましい信号に対する同期化系列が既知であるので、一般に従来のシングル・ユーザ復調におけるのと同様の方法で行われる。しかし、妨害信号の同期ワードは一般に不明なので、半ブラインド技術が、妨害信号のサンプル位置オフセットおよび最初のチャネル応答を推定するために使用されることがある。2ユーザ・シンボル・データは、例えば、各ユーザに対するチャネル応答のLMSトラッキングを使用するサバイバ毎の処理を使用して、結合して検知することができる。
【0005】
結合復調の実行における問題は、ユーザ信号の周波数オフセットが妨害を取消す能力上に及ぼす影響である。シングル・ユーザ復調においては、受信信号の搬送周波数は、例えば基地局および無線端末における発振器の耐性が限られていることによって、推定される搬送周波数によって相殺されることがある。この周波数オフセットを訂正するのは、通常、2ステップからなる自動周波数制御(AFC)処理であり、この処理は最初の周波数獲得と周波数トラッキングを含む。周波数トラッキングは、最初の周波数獲得のあとに残っている残余周波数オフセットを推定およびトラックすることができ、それ自体長期AFCおよび局所(短期)AFC推定を含む2ステップ処理であってもよい。
【0006】
(発明の概要)
本発明の実施例は、結合して受信された第1および第2信号の結合復調のためのシステムおよび方法を提供する。ここで、結合復調器は、第1の信号のための第1の周波数あるいは第1の周波数エラーの推定および第2の信号のための第2の周波数あるいは第2の周波数エラーの推定を生成するよう、構成されている。第1の長期自動周波数制御は、推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーに応答し、結合復調器は第1の長期自動周波数制御に応答する。第2の長期自動周波数制御は、推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーに応答し、結合復調器は、第2の長期自動周波数制御に応答する。第1および第2の局所自動周波数制御もまた、結合復調器に含むことができ、ここで、第1の長期自動周波数制御は第1の局所自動周波数制御に応答し、第2の長期自動周波数制御は第2の局所自動周波数制御に応答する。
【0007】
いくつかの実施例において、第1の長期自動周波数制御および第2の長期自動周波数制御は、結合復調器に適用される第1および第2の周波数オフセットをそれぞれ生成する。他の実施例においては、第1および第2の周波数オフセットの相違が結合復調器に適用され、第1の周波数オフセットはダウン変換器に適用される。ダウン変換器は、結合して受信された第1および第2の信号をダウン変換し、結合復調器にダウン変換された信号を提供する。このように、これらの実施例においては、望ましい信号の周波数オフセットは、ダウン変換器の局所発振器において入力信号を訂正するために使用される。
【0008】
(発明の詳細な説明)
本発明の好ましい実施例を表す図面を参照しながら、本発明を以下に詳細に説明する。本発明は、しかし、多くの異なる形式において実施することができ、ここに説明される実施例に限定されるものではない。むしろ、これらの実施例は、本発明の開示が完全であるように、そしてこの分野の技術者に本発明の範囲を完全に伝えることができるように、提供されているものである。図面における構成要素には参照番号が付けられている。ひとつの要素が他の要素に“結合している”あるいは“接続している”と表現される場合、それは、他の要素に直接結合あるいは接続していることもあるし、間に他の要素が介在することもあることを理解されたい。反対に、ひとつの要素が他の要素に“直接結合している”あるいは“直接接続している”と表現される場合、その間には他の要素は介在しない。
【0009】
図1には、シングル・ユーザ検知器のための長期AFCループのブロック図が示されている。図1に示されるように、受信信号はアンテナ102において受信され、変換器104によってダウン変換される。信号はそれからフィルタ106によってフィルタにかけられ、アナログからデジタル変換器を通り、サンプリングされ、同期装置108に送られる。信号は、IS−136基準におけるように、1シンボルにつき1回、あるいは1シンボルにつき複数回サンプリングすることができる。
【0010】
同期装置108は、信号を同期化し、1シンボルにつきひとつ以上のサンプルを使用する検知器によって処理される速度で、さらに出力信号をサンプリングすることができる。本実施例においては、検知器110は、最尤系列推定器(MLSE)であり、復調された信号を出力する。さらに、長期AFCループ112は、変換器104における次のデータ・スロットに適用される周波数事前訂正信号fd,nを生成するために平滑化フィルタ114に適用される、周波数エラー信号fd,errに応答する。
【0011】
無線端末における結合復調に対して、複数のユーザに対する周波数オフセットが、ユーザの信号を伝送する異なる基地局から起こることがある。望ましい信号および妨害信号の結合復調に対して、望ましい信号と妨害信号の間の周波数オフセットによって、周波数オフセットが起こることがある。粗い周波数獲得が、望ましい信号の基地局に関して実行されたと仮定する。さらに、±200Hzの残余周波数エラーが基地局搬送波と真の搬送周波数の間に存在し、移動端末を粗い獲得後の望ましい基地局搬送周波数に関して±200Hz内に固定することができると仮定する。これらの仮定に基づき、移動端末から望ましいおよび妨害基地局への最大周波数エラーは、それぞれ、±200Hzおよび±600Hzとなる。
【0012】
周波数オフセットの補償および結合復調のためのひとつの方法は、ムラタその他による、非線形共通チャネル妨害取消しのための結合周波数オフセットおよび遅延プロファイル推定技術、Proc.PIMRC、1998年11月、486−490ページに記述されている。ムラタその他は、全てのユーザの同期化系列が既知の、スロット調整TDMAシステムを記述している。同期化系列は、各ユーザに対する周波数オフセットを結合的に推定するようモードを訓練するために使用され、これらの周波数推定はそれから、既知ではないデータ・バーストにわたる次に続く復調のために固定される。
【0013】
ムラタその他による文献における結合AFCの方法は、上記のシングル・ユーザAFCの方法に類似している。しかし、半ブラインド結合復調に対しては適切に機能しないことがある。特に、望ましい信号周波数は、同期あるいは復調に先立ち局所発振器周波数を事前訂正するためには使用されていない。この訂正は、多くのIS−136無線端末におけるように、訂正された受信周波数が伝送周波数のための参照として使用される場合、好ましいものである。
【0014】
さらに、ムラタその他による文献においては、周波数オフセットは同期化系列中に直接推定され、データ・バーストを復調するときに、位相訂正として距離における仮説信号に適用される。周波数は位相の派生物であるので、雑音のある推定であることもあり、位相トラッカを使用する必要があることもある。最後に、半ブラインド結合復調方法においては、妨害信号に対する同期化系列は既知ではない。従って、妨害信号のチャネルおよび周波数推定の双方が、訓練の後においてあまり信頼できるものではない。データ復調のための周波数推定を固定することに代えて、その周波数推定をトラックすることが好ましい。残念なことに、AFCループは一般に、小さな周波数エラーをトラックするように設計されている。従って、残余周波数エラー、つまり、推定された周波数オフセットと真の周波数オフセットとの差、をトラックすることがより望ましい。
【0015】
本発明による実施例を以下に説明する。これらの実施例においては、望ましい信号のための周波数の事前訂正を、フィルタリングおよび同期化に先立って行うことができる。このことは、受信機における局所発振器(LO)のような変換器への、“妨害者”とも呼ばれる、妨害信号のような第2の信号の関連する周波数オフセットに影響を与える。
【0016】
例えば、図2に示されるように、移動局(MS)とも呼ばれる無線端末は、基地局BS1(望ましい)およびBS2(妨害者)のような伝送者からの、200Hzのオフセットを有する。移動局がその周波数をBS1と一致するように訂正すると、それはBS2からの400Hzのオフセットとなる。周波数訂正が行われると、fMSがfBS1の場合、fBS2−fBS1が移動局から妨害者への周波数オフセットとなる。周波数オフセットの直接推定において、オフセットは移動搬送波fMSに関連して変化するので、このことは問題となることがある。
【0017】
代わりに、本発明の実施例により、周波数事前訂正を行った後に固定周波数オフセットを変える必要がないように、参照に関連して周波数オフセットの推定が得られる。加えて、MLSEにおいて、残余周波数エラーが望ましくは整定時間の後に小さくなるように、これをトラックすることが望ましい。このことのために、本発明の実施例は、MLSE距離およびチャネル推定器における固定周波数項を説明する。
【0018】
図3に関して、本発明による第1の実施例、結合して受信された第1および第2の信号を復調するためのシステムおよび方法300を説明する。図3に示されるように、ベースバンド変換器あるいはベースバンド復調器のような変換器310は、結合して受信された第1および第2の信号S1およびS2をダウン変換するように構成されている。結合復調器320は、ダウン変換された結合受信された第1および第2の信号に応答し、ダウン変換された第1の信号に対する推定された第1の周波数f1あるいは推定された第1の周波数エラーf1,errと、ダウン変換された第2の信号に対する推定された第2の周波数f2あるいは推定された第2の周波数エラーf2、errを別々に生成するように、構成されている。図3に示されるように、結合復調器320は、第1の局所AFC322aおよび第2の局所AFC322bを含むことができ、これらは、第1の周波数/第1の周波数エラーおよび第2の周波数/第2の周波数エラーをそれぞれ生成するために使用することができる。
【0019】
さらに図3に関して説明すると、第1の長期自動周波数制御330aは第1の周波数/第1の周波数エラーに応答し、第1の周波数オフセットf1(バー)を生成し、これは結合復調器320に適用される。第2の長期自動周波数制御330bは、第2の周波数/第2の周波数エラーに応答し、第2の周波数オフセットf2(バー)を生成し、これは結合復調器に適用される。このように、結合復調器は、推定された第2の周波数/第2の周波数エラーおよび推定された第1の周波数/第1の周波数エラーの双方に応答し、ダウン変換された結合して受信された第1および第2の信号を結合して復調する。
【0020】
図4において、第2の実施例、結合して受信された第1および第2の信号を復調するためのシステムおよび方法400が示されている。図4に示されるように、変換器310、第1の局所AFC322aおよび第2の局所AFC322bを含む結合復調器320、および、第1および第2の長期AFC330aおよび330bは、それぞれ、図3に関して上に記述したように動作することができる。図4において、減算器440も備えられ、ここで第1の周波数オフセットf1(バー)および第2の周波数オフセットf2(バー)の相違が生成され、結合復調器320に適用される。これらの実施例において、結合復調器は、図4に示されるように、第1の周波数エラーは存在しないものと仮定する。
【0021】
図3および図4の実施例に関して、さらに説明する。本発明の実施例において、第1の信号S1は望ましい信号であり、第2の信号S2は妨害信号であるとする。さらに、結合して受信された第1および第2の信号は、一連の繰返しスロットを通して受信され、各スロットの間に1回以上サンプリングされる。局所AFC322aおよび322bは第1の速度で動作することができ、長期AFC330aおよび330bは、第1の速度より遅い第2の速度で動作することができる。いくつかの実施例においては、第1の速度は1サンプルにつき1回であり、第2の速度は1スロットにつき1回である。局所AFC322aおよび322bからの出力は、周波数オフセットの推定であってもよいし、周波数オフセットにおけるエラーの推定であってもよい。長期AFC330a、330bは、入力からのどちらの種類の推定も処理できるように構成することができる。局所AFCがエラー周波数のみを推定するように、固定周波数項を局所AFC322a、322bに入力することができる。
【0022】
図4において、望ましい信号の周波数推定f1(バー)は、復調に先立って信号を訂正するために、変換器310における局所発振器に送ることができる。あるいは、図3における実施例においては、望ましい信号の周波数オフセットf1(バー)は、結合復調器に直接送ることができる。
【0023】
図5は、本発明による結合復調システムおよび方法の他の実施例のブロック図である。図5において、結合復調器320は、データの1スロットを復調した後、各ユーザに対する残余周波数エラーf1,errおよびf2、errの推定を出力する。各残余エラー推定は、長期AFCル−プ300a、330bに入力され、これらのループは、各ユーザに対する合計周波数オフセットを計算するために、それぞれ平滑化フィルタ560a、560bを含む。望ましい信号の周波数オフセットf1(バー)は、変換器310の局所発振器530に適用され、アナログ加算器440からの相違f2(バー)−f1(バー)は、妨害者に対する最初の周波数オフセットとして、結合復調器320に適用される。また図示されるように、ゼロ周波数オフセット550が、望ましい信号に対する最初の周波数オフセットとして、結合復調器320に入力される。従来技術によるフィルタ532および同期装置534もまた、変換器310において使用されている。平滑化フィルタ560a、560bは、図示されるように接続されるとき、長期AFC330a、330bとして動作する。
【0024】
結合復調器320における結合復調のための距離計算およびチャネル推定について、ここに説明する。シンボル間隔受信サンプルを使用した2ユーザの場合、受信信号は、以下の方程式を使用したl番目のサンプルにおいてモデル化される。
【数1】
ここで、項φ1,errおよびφ2,errは、時間lを通して位相が推定され訂正されたとして、それぞれ、望ましいユーザと妨害ユーザの位相エラーを表している。項
は、サンプルlまでに事前訂正されたユーザiに対する仮説受信信号であり、以下の方程式によって計算される。
【数2】
ここで、Kiはユーザiに対する分配的タップの数である。仮説信号は、各ユーザに対する固定周波数成分fiを含み、これはスロットにわたって変化しない。あるいは、固定周波数成分fiは、ゼロに設定することができ、第2オーダ位相同期ループの周波数成分の最初の値として組み込むことができる。適応位相エラー項Фi,lは、(l―1)番目の受信サンプルを復調した後適用される位相訂正である。この位相エラーは、残余周波数エラーを各ユーザに対して推定することができるように、シングル・ユーザの場合と同様に、第2オーダ・デジタル位相同期ループによりモデル化されていると仮定する。この目的は、更新された位相訂正Фi,l+1を形成するために使用される、各ユーザi=1およびi=2に対する位相エラー項Фi,errをどのように計算するかを決定することである。
【0025】
サバイバ毎処理(PSP)および複数サバイバMLSEはどちらも、結合復調のために使用することができる。それぞれの場合、分岐距離が、MLSE格子における仮説パスのために生成される。図6に示されるように、PSP−MLSEに対して、各新しい状態の入力における最善の合計集積距離610aから610mに対応するパスが、ブロック620において生き残りパスと宣言される。QPSKシグナリングを使用する複数サバイバMLSEに対しては、図7に示されるように、集積距離710aから710mがブロック720においてランク付けされ、最善の距離を有するMパスが生き残り、さらに伝播される。いずれの場合も、チャネルおよびAFC推定は、生き残り状態あるいはパスに対して、それぞれブロック630および730において更新される。
【0026】
距離生成の実施例、例えば図6および図7におけるブロック610および710は、それぞれ、図8において説明される。現在の状態(パス)からの各新しい分岐に対し、エラー値elが計算される。最初に、シンボル・データおよびチャネル・データが、各ユーザi∈{2,1}に対して、信号
を計算するためにブロック810で使用される。この信号は、周波数エラーがない場合の受信信号に対応する。次に、固定周波数エラー項fiが、ブロック830aおよび830bにおいて、ブロック820からの最近の位相訂正項Фi,lと組み合わされる。これは複素平面においてyi,lを回転させるために使用され、ブロック840aおよび840bを使用して
を成する。そしてエラー項がブロック850および860を使用して形成される。エラー項は、分岐距離を計算するために使用される。項pi,lは、yi,lにおいて実行される複素回転を表し、以下の式で表される。
【数3】
この時点で、次に続くチャネルあるいはAFC更新において使用されるように、一定の変数を各最善のパスのために一時的に保存してもよい。項el、pi,l、si,lをチャネルの更新のために、また、
をAFC更新のために保存することができる。ハフィーズその他による米国特許出願第09/143,821号“受信信号のための複数タイミングを使用する共通チャネル妨害を減少させるためのシステムおよび方法”において、si,lは既知のパルス形によってフィルタをかけられたシンボル情報に対応し、シンボル・データそのものではないことに注意されたい(このためにsi,lを保存する必要があるのである)。また、従来のPSP−MLSEあるいはMS−MLSEの一部として、各サバイビング・パスのために伝播されるシンボル履歴、チャネルおよび位相エラー状態を保存することが望ましい。
【0027】
2ユーザ結合復調のためのチャネル更新が、上記の一時的に保存されたパス変数を使用して、図9に示されるように行われる。位相訂正項は、各チャネル更新ブロック920に共通なブロック910aおよび910bにおいて、シングル・ユーザに対してエラー信号に適用される。さらに、距離計算のために、位相エラーはシンボル・データではなく、yi,lに適用される。この方法による位相訂正は、シンボル値を格子における各可能性のある分岐距離のために回転させる必要がある、ムラタその他による文献において使用されている方法よりも、少ない操作で行うことができる。
【0028】
本発明の実施例による結合復調のための局所AFCを、以下に説明する。更新は、AFCループにおいて使用されるように位相エラー項を計算するために決定される。数式(4)は、周波数訂正の後の受信サンプルを表している。ここで残余位相エラーФ1,errおよびФ2,errを見つけることができる。これらの位相エラーを見つけるために、以下の距離を使用することができる。
【数4】
ここで、ゼロ平均AWGN雑音およびさらなる妨害はないと仮定する。項
および
である。そして、拡張γは以下の式で表わされ、γに対する同等の距離は以下の2番目の式で表わされる。
【数5】
Ф1,errの推定が、Ф2,errが固定された状態で行われる場合、γは、Ф1,errを含む項のみを使用して最大化することができる。従って、以下の式のようになる。
【数6】
この量数を最大にするために、Ф1,errは以下のようになるように選択することができる。
【数7】
同様の方法をФ2,errに対する推定を見つけるために使用することができ、それは以下のようになる。
【数8】
【0029】
図10は、2ユーザに対する長期AFC1020の実施例と組み合わされた局所AFC1010の実施例を示すブロック図である。ここで、1人目のユーザは望ましいユーザであり、2人目のユーザは妨害者である。局所AFC1010の出力は、等化器において使用されるが、長期AFC1020へも出力される。局所AFCの出力は、選択的により遅い速度でサンプリングすることができ、それから長期AFCブロックに入力される。
【0030】
さらに詳しく説明すると、図10に示されるように、局所AFC1010の実施例は、位相エラー計算ブロック1030を含む。この位相エラー計算ブロック1030は、第1の受信信号における第1の位相エラーおよび第2の受信信号における第2の位相エラーを、例えばMLSEの出力に基づき計算するように構成されている。1以上の第2オーダ位相同期ループ1040aおよび1040bもまた提供されている。第1の位相同期ループ1040aは、第1の位相エラーに応答し、第1の周波数エラーを計算する。第2の位相同期ループ1040bは第2の位相エラーに応答し、そこから第2の周波数エラーを計算する。これらの周波数エラーは、長期AFCブロック1020に提供され、そこで平滑化ブロック1050a、1050bが既に説明したように動作する。
【0031】
図11は、本発明の実施例による、例えば図10のブロック1030のような位相エラー計算を表すブロック図である。図11の位相エラー計算は、上記の方程式(7)および(8)によって示される位相エラーを生成する。各位相エラー推定は、図10に示されるようなフィードバック処理を使用して他の位相エラー推定を更新するために使用される。このフィードバックを実行するための、あるいはこれに代わる他の実施例を以下に説明する。
【0032】
図12は、本発明の実施例による、図10の第2オーダ位相同期ループ1040aおよび1040bのような、第2オーダ位相同期ループを示すブロック図である。第2オーダ位相同期ループは、この分野の技術者には周知であるので、ここで詳述する必要はない。
【0033】
例えば図10から図12に示されるような、上記局所2ユーザAFC技術の実施例は、Ф2,errを計算するために
にする推定を使用する。推定における相互依存を避けるために、項Ф2,errを推定から落とすことができ、ムラタその他による文献において使用されている形式に類似した形式となる。
【0034】
他の実施例においては、第1のユーザに対する位相エラーを生成する際に、第2のユーザからのフィードバック位相エラー項を落とすことができる。そうすると、第1のユーザに対する位相エラー項は、第2のユーザに対する位相エラーを生成するためにフィードバックすることができ、他のユーザに対しても同様の動作が続く。
【0035】
全てのユーザに対して位相エラー項が計算されると、処理が繰り返される。そして、位相エラー推定を(位相エラー計算の)第1の繰返しから使用することができる。例えば、他の実施例においては、図10から図12に示される局所AFCを、図11におけるフィードバック位相エラーのような新しく計算された位相エラー項を使用して、1回以上繰返すことができる。
【0036】
この依存(およびフィードバック位相エラー項)を除くことができる実施例は、双方の位相エラーを同時に結合して推定する。このために、方程式(4)からの距離が否定される。
【数9】
そして、この距離を最小にする重みベクトル
が見つけられる。この動作を実行するために、以下の式を得るための傾きが計算される。
【数10】
この方程式をゼロに設定すると、
である
方程式となる。しかし、2ユーザ・シンボル間隔の場合、このシステムは一般に、劣決定される。一般に、一般逆行列R+が、方程式の重複決定あるいは劣決定されたシステムを解決するために使用され、劣決定されたシステムの場合、R+=RH(RRH)−1となる。一旦
が見つかると、
となる。
【0037】
他の代替実施例は、方程式の劣決定されたシステムを形成することを避けることができる。このことのため、断片的に間隔をとった1組の受信サンプルが使用され、断片的間隔は結合復調されるユーザの数と同じかあるいはそれより大きくなる。例えば、ひとつのシンボルにつき2つのサンプルをとる断片的サンプリングの速度に対して、ylは受信サンプルyl=[y(lTs−Ts/2)y(lTs)]のベクトルとなり、
は2x2マトリックスとなる。2ユーザの場合、重みベクトルに対する独自の解決策を見出すことができる。方程式の劣決定されたシステムを形成することを避ける他の代替実施例は、1度に2つのシンボル間隔サンプルを考慮する、つまり、AFCの更新を2シンボル毎に行うことである。
【0038】
他の実施例は、結合位相エラー更新をより不正確な方法で計算することである。例えば、IS−136等化器において、位相エラー更新に使用される値は、位相エラーの符号である。従って、局所AFCへの更新は固定振幅であるが、符号において変化する。類似する方法を、結合復調の実施例のために使用することができる。例えば、2ユーザの場合に、位相更新値の1組(Ф1,err、Ф2,err)は、{(μ1,μ1}、(−μ1,μ1)、(μ1,−μ1)、(−μ1,−μ1)}の組に属する値のうちのひとつをとることができる。正確な値は、(Ф1,err、Ф2,err)の各可能性のある値に対して方程式(12)を評価し、γを最小にする組を選択することによって、選択することができる。他の実施例において、arg()関数は、arg(a*b)=sign(real(a)imag(b)−real(b)imag(a))の近似値によって置き換えることができる。
を計算するためには、
そして
とし、
を計算するためには、
そして
とする。
【0039】
最後に、サバイバ毎処理あるいは複数サバイバMLSEのどちらも必要ではない。むしろ、ひとつのチャネル・モデルあるいはひとつのAFCモデルが、復調器における全ての仮説状態(パス)に対して十分である。従って、代替実施例は、ひとつのAFCモデルを使用して、各サンプル時間における全ての仮説状態(パス)に対するひとつの位相エラー推定およびひとつの周波数エラー推定を計算することができる。既に説明したのと同じ局所AFC更新方法を使用することができるが、更新するために使用されるデータは、最善の仮説状態(パス)からとることができる。信頼できる推定を計算するために、現在の受信サンプルと推定を更新するために使用されたサンプルとの間の遅れが存在し、この場合、最善のパスに沿って保存された情報が使用される。
【0040】
図13および図14を参照し、本発明による適応性のある復調を実行することのできる実施例を説明する。図13に示されるように、復調システムおよび方法1300は、上記のように、結合復調器1310を含み、また、シングル・ユーザ検知器とも呼ばれるシングル・ユーザ復調器1320をも有する。選択器1330は、現在のスロットのために、結合復調器1310とシングル・ユーザ復調器1320のどちらかを選択する。従って、結合復調とシングル・ユーザ復調に適応した選択が実行される。
【0041】
結合復調が使用される場合、長期AFCは、既に説明したように動作することができる。シングル・ユーザ復調が選択されると、シングル・ユーザ復調器は妨害者を復調する必要がないので、妨害者に対する対応する周波数更新はない。この場合、妨害者の周波数は、一定に保たれることが望ましい。図13において、マルチプレクサ1340は、妨害者周波数f2が更新されることなく一定に保たれるようにするため、使用される。それに対し図14においては、復調システムおよび方法1400は、上記のようにシングル・ユーザ復調器1420および結合復調器1410を使用するが、エラー周波数を出力する。選択器1430がシングル・ユーザ復調1420を選択した場合、シングル・ユーザ復調器1420および結合復調器1410によって妨害周波数エラーが出力されたとき、マルチプレクサ1440はゼロ入力を選択することができる。
【0042】
本発明の実施例による、2ユーザ結合復調システムおよび方法のシミュレーション結果をここに説明する。図15は、周波数エラーがない場合の、AFCがない場合、独立AFCおよび結合AFCの場合を比較した性能を示している。これらのAFCの条件は、それぞれ、AFC0、AFC1およびAFC11として指定されている。またこの図には、AFCを持つあるいは持たない従来の復調器および既知の真チャネル情報がある場合の性能も示されている。望ましい信号および妨害信号に割り当てられたタップの数は、Dn/Imとして示されている。従って、従来の復調器は、D1/I0として表されている。結合復調器は、ひとつの望ましい信号および3つの妨害タップを使用し、従って、D1/I3と表されている。また、チャネルが既知と仮定する(TC)、あるいは推定が使用される(EC)、同期が既知(TS)、あるいは推定される(ES)、そして、妨害不整列が既知(TM)あるいは推定される(EM)が指定されている。望ましい信号および妨害信号に対する実際の周波数オフセットは、Dfd/IfiHzとして表されている。
【0043】
図15は、従来の復調においては、AFCは望ましい信号において周波数オフセットがない場合、性能を著しく悪化させることはないことを示している。しかし、結合復調が独立AFCと共に使用された場合、従来の復調と比較して優れた点はあるけれども(1%BERにつき約1dB)、AFCの性能は著しく悪化する。結合AFCを使用すると、AFCが使用されていないとき(そして周波数オフセットがないとき)の、もともとの結果に性能を復元する。
【0044】
図面および明細において、本発明の典型的な好ましい実施例を開示してきた。特定の用語が使用されているが、それらは一般的および説明的な意味においてのみ使用されているものであって、限定的なものではない。本発明の範囲は、上記の請求項に説明されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】
従来の長期AFCループのブロック図である。
【図2】
本発明の実施例による、妨害信号の相対的周波数オフセットを示した図である。
【図3】
本発明による結合復調システムおよびその方法の代替実施例を表すブロック図である。
【図4】
本発明による結合復調システムおよびその方法の代替実施例を表すブロック図である。
【図5】
本発明による2ユーザ結合復調のための長期AFCのためのシステムおよび方法の実施例を表すブロック図である。
【図6】
本発明の実施例によるPSP MLSEの実施例を表すブロック図である。
【図7】
本発明の実施例による複数サバイバMLSEを表すブロック図である。
【図8】
本発明の実施例による2ユーザ結合復調のための距離計算を表すブロック図である。
【図9】
本発明による2ユーザ結合復調のためのチャネル推定を表すブロック図である。
【図10】
本発明の実施例による2ユーザ結合復調のための局所および長期AFCを表すブロック図である。
【図11】
本発明の実施例による2ユーザ結合復調のための位相エラー計算を表すブロック図である。
【図12】
本発明の実施例による結合復調に使用することができる第2オーダの位相同期ループを表すブロック図である。
【図13】
本発明の実施例による、新しい周波数出力を持つ適応復調を表すブロック図である。
【図14】
本発明の実施例による、新しい周波数エラー出力を持つ適応復調を表すブロック図である。
【図15】
本発明の実施例による結合AFCの結果のシミュレーションを表す図である。
Claims (44)
- 結合して受信された第1および第2の信号を復調するための結合復調システムであって、前記結合して受信された第1および第2の信号をダウン変換するよう構成された変換器と、ダウン変換された前記結合して受信された第1および第2の信号に応答し、前記ダウン変換された第1の信号に対する推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーと前記ダウン変換された第2の信号に対する推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーを別々に生成するよう構成された結合復調器と、を含み、前記変換器が、前記推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーに応答して前記結合して受信された第1および第2の信号をダウン変換し、前記結合復調器が、前記推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーと前記推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーの相違に応答し、前記ダウン変換された結合して受信された第1および第2の信号を結合して復調する、前記結合復調システム。
- 請求項1に記載のシステムにおいて、上記結合復調器が第1の周波数エラーは存在しないと仮定することを特徴する、上記システム。
- 請求項1に記載のシステムにおいて、上記第1の信号が望ましい信号であり、上記第2の信号が妨害信号であることを特徴とする、上記システム。
- 請求項1に記載のシステムにおいて、さらに、上記変換器が上記推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーに基づいて上記結合して受信された第1および第2の信号をダウン変換するように、上記推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーと上記変換器との間に結合された第1のフィードバック・ループと、上記結合復調器が上記推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーに基づいて上記推定された第1および第2の周波数エラーを別々に生成するように、上記推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーと上記結合復調器との間に結合された第2のフィードバック・ループと、を含むことを特徴とする上記システム。
- 請求項4に記載のシステムにおいて、上記結合復調器が、上記第1の信号における周波数オフセットを第1の速度で訂正する第1の局所自動周波数制御システムを含み、上記第1のフィードバック・ループが、上記第1の信号における周波数オフセットを前記第1の速度より遅い第2の速度で訂正するために前記第1の局所自動周波数制御システムに結合している第1の長期自動周波数制御システムを含み、前記第1の長期自動周波数制御システムが上記変換器に結合していることを特徴とする、上記システム。
- 請求項4に記載のシステムにおいて、上記結合復調器が、上記第2の信号における周波数オフセットを第1の速度で訂正する第2の局所自動周波数制御システムを含み、上記第2のフィードバック・ループが、上記第2の信号における周波数オフセットを前記第1の速度より遅い第2の速度で訂正するために前記第2の局所自動周波数制御システムに結合している第2の長期自動周波数制御システムを含み、前記第2の長期自動周波数制御システムが上記結合復調器に結合していることを特徴とする、上記システム。
- 請求項5に記載のシステムにおいて、上記結合して受信された第1および第2の信号が一連の繰返しスロットを通して受信され各スロットの間に1回以上サンプリングされ、上記第1の速度が1サンプルにつき1回であり上記第2の速度が1スロットにつき1回であることを特徴とする、上記システム。
- 請求項6に記載のシステムにおいて、上記結合して受信された第1および第2の信号が一連の繰返しスロットを通して受信され各スロットの間に1回以上サンプリングされ、上記第1の速度が1サンプルにつき1回であり上記第2の速度が1スロットにつき1回であることを特徴とする、上記システム。
- 請求項5に記載のシステムにおいて、上記第1の局所自動周波数制御が、上記第1の受信信号における位相エラーを上記第1の速度で計算するよう構成された位相エラー計算器と、前記位相エラーに応答し、そこから第1の周波数エラーを上記第1の速度で計算するよう構成された位相同期ループと、を含むことを特徴とする、上記システム。
- 請求項6に記載のシステムにおいて、上記第2の局所自動周波数制御が、上記第2の受信信号における位相エラーを上記第1の速度で計算するよう構成された位相エラー計算器と、前記位相エラーに応答し、そこから第1の周波数エラーを上記第1の速度で計算するよう構成された位相同期ループと、を含むことを特徴とする、上記システム。
- 請求項9に記載のシステムにおいて、上記第1の長期自動周波数制御が、上記第1の周波数エラーに応答し、そこから第2の周波数エラーを上記第2の速度で決定するよう構成されているフィードバック・ループを含むことを特徴とする、上記システム。
- 請求項10に記載のシステムにおいて、上記第2の長期自動周波数制御が、上記第1の周波数エラーに応答し、そこから第2の周波数エラーを上記第2の速度で決定するよう構成されているフィードバック・ループを含むことを特徴とする、上記システム。
- 請求項1に記載のシステムにおいて、さらに、上記ダウン変換された結合して受信された第1および第2の信号に応答し、上記第1の周波数エラーを推定するよう構成されたシングル・ユーザ復調器と、上記結合復調器かあるいは前記シングル・ユーザ復調器かを選択する選択器と、を含むことを特徴とする上記システム。
- 請求項13に記載のシステムにおいて、上記選択器が上記シングル・ユーザ復調器を選択した場合に、上記推定された第2の周波数エラーが一定に保たれることを特徴とする、上記システム。
- 結合して受信された第1および第2の信号を復調するための結合復調システムであって、前記結合して受信された第1および第2の信号をダウン変換するよう構成された変換器と、ダウン変換された前記結合して受信された第1および第2の信号に応答し、前記ダウン変換された第1の信号に対する推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーと前記ダウン変換された第2の信号に対する推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーを別々に生成するよう構成された結合復調器と、を含み、前記結合復調器が、前記推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーと前記推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーの双方に応答し、前記ダウン変換された結合して受信された第1および第2の信号を結合して復調する、前記結合復調システム。
- 請求項15に記載の結合復調システムにおいて、さらに、上記結合復調器が第1の周波数あるいは第1の周波数エラーの上記推定に基づいて上記結合して受信された第1および第2の信号を復調するように、第1の周波数あるいは第1の周波数エラーの上記推定と上記結合復調器との間に結合された第1のフィードバック・ループと、上記結合復調器が第2の周波数あるいは第2の周波数エラーの上記推定にも基づいて上記結合して受信された第1および第2の信号を復調するように、第2の周波数エラーの上記推定と上記結合復調器との間に結合された第2のフィードバック・ループと、を含むことを特徴とする上記システム。
- 請求項15に記載のシステムにおいて、上記第1の信号が望ましい信号であり、上記第2の信号が妨害信号であることを特徴とする、上記システム。
- 請求項15に記載のシステムにおいて、上記結合復調器が、上記第1の信号における周波数オフセットを第1の速度で訂正する第1の局所自動周波数制御システムを含み、上記第1のフィードバック・ループが、上記第1の信号における周波数オフセットを前記第1の速度より遅い第2の速度で訂正するために前記第1の局所自動周波数制御システムに結合している第1の長期自動周波数制御システムを含み、前記第1の長期自動周波数制御システムが上記結合復調器に結合していることを特徴とする、上記システム。
- 請求項15に記載のシステムにおいて、上記結合復調器が、上記第2の信号における周波数オフセットを第1の速度で訂正する第2の局所自動周波数制御システムを含み、上記第2のフィードバック・ループが、上記第2の信号における周波数オフセットを前記第1の速度より遅い第2の速度で訂正するために前記第2の局所自動周波数制御システムに結合している第2の長期自動周波数制御システムを含み、前記第2の長期自動周波数制御システムが上記結合復調器に結合していることを特徴とする、上記システム。
- 請求項18に記載のシステムであって、上記結合して受信された第1および第2の信号が一連の繰返しスロットを通して受信され各スロットの間に1回以上サンプリングされ、上記第1の速度が1サンプルにつき1回であり上記第2の速度が1スロットにつき1回であることを特徴とする、上記システム。
- 請求項19に記載のシステムにおいて、上記結合して受信された第1および第2の信号が一連の繰返しスロットを通して受信され各スロットの間に1回以上サンプリングされ、上記第1の速度が1サンプルにつき1回であり上記第2の速度が1スロットにつき1回であることを特徴とする、上記システム。
- 請求項18に記載のシステムにおいて、上記第1の局所自動周波数制御が、上記第1の受信信号における位相エラーを上記第1の速度で計算するよう構成された位相エラー計算器と、前記位相エラーに応答し、そこから第1の周波数エラーを上記第1の速度で計算するよう構成された位相同期ループと、を含むことを特徴とする、上記システム。
- 請求項19に記載のシステムにおいて、上記第2の局所自動周波数制御が、上記第2の受信信号における位相エラーを上記第1の速度で計算するよう構成された位相エラー計算器と、前記位相エラーに応答し、そこから第1の周波数エラーを上記第1の速度で計算するよう構成された位相同期ループと、を含むことを特徴とする、上記システム。
- 請求項22に記載のシステムにおいて、上記第1の長期自動周波数制御が、上記第1の周波数エラーに応答し、そこから第2の周波数エラーを上記第2の速度で決定するよう構成されているフィードバック・ループを含むことを特徴とする、上記システム。
- 請求項23に記載のシステムにおいて、上記第2の長期自動周波数制御が、上記第1の周波数エラーに応答し、そこから第2の周波数エラーを上記第2の速度で決定するフィードバック・ループを含むことを特徴とする、上記システム。
- 請求項15に記載のシステムにおいて、さらに、上記ダウン変換された結合して受信された第1および第2の信号に応答し、上記第1の周波数あるいは第1の周波数エラーの推定を提供するよう構成されたシングル・ユーザ復調器と、上記結合復調器かあるいは前記シングル・ユーザ復調器かを選択する選択器と、を含むことを特徴とする上記システム。
- 請求項26に記載のシステムにおいて、上記選択器が上記シングル・ユーザ復調器を選択した場合に、上記第2のフィードバック・ループが上記第2の周波数エラーの推定を一定に保つことを特徴とする、上記システム。
- 結合して受信された第1および第2の信号のための復調システムであって、第1の信号に対する推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーと第2の信号に対する推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーを生成するよう構成された結合復調器と、前記推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーに応答し、この場合前記結合復調器が応答する、第1の長期自動周波数制御と、前記推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーに応答し、この場合前記結合復調器が応答する、第2の長期自動周波数制御と、を含む前記復調システム。
- 請求項28に記載のシステムにおいて、さらに上記第1および第2の自動周波数制御に応答する減算器を含み、上記結合復調器が前記減算器に応答することを特徴とする、上記システム。
- 請求項28に記載のシステムにおいて、さらに上記結合して受信された第1および第2の信号をダウン変換するよう構成された変換器を含み、上記結合復調器がダウン変換された上記結合して受信された第1および第2の信号に応答し、前記変換器が上記第1の長期自動周波数制御にも応答することを特徴とする、上記システム。
- 請求項28に記載のシステムにおいて、上記第1の信号が望ましい信号であり、上記第2の信号が妨害信号であることを特徴とする、上記システム。
- 請求項28に記載のシステムにおいて、上記結合復調器が、上記第1の信号における周波数オフセットを第1の速度で訂正する第1の局所自動周波数制御を含み、上記第1の長期自動周波数制御が、上記第1の信号における周波数オフセットを前記第1の速度より遅い第2の速度で訂正するために前記第1の局所自動周波数制御に結合していることを特徴とする、上記システム。
- 請求項28に記載のシステムにおいて、上記結合復調器が、上記第2の信号における周波数オフセットを第1の速度で訂正する第2の局所自動周波数制御を含み、上記第2の長期自動周波数制御が、上記第1の信号における周波数オフセットを前記第1の速度より遅い第2の速度で訂正するために前記第1の局所自動周波数制御に結合していることを特徴とする、上記システム。
- 請求項32に記載のシステムにおいて、上記結合して受信された第1および第2の信号が一連の繰返しスロットを通して受信され各スロットの間に1回以上サンプリングされ、上記第1の速度が1サンプルにつき1回であり上記第2の速度が1スロットにつき1回であることを特徴とする、上記システム。
- 結合して受信された第1および第2の信号を復調するための結合復調方法であって、前記結合して受信された第1および第2の信号をダウン変換することと、ダウン変換された前記第1の信号に対する推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーとダウン変換された前記第2の信号に対する推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーを別々に生成することと、を含み、前記結合して受信された第1および第2の信号のダウン変換が前記推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーに応答し、前記ダウン変換された第1の信号に対する推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーと前記ダウン変換された第2の信号に対する推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーを別々に生成することが、前記推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーと前記推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラー間の相違に応答する、前記結合復調方法。
- 請求項35に記載の方法において、上記第1の信号が望ましい信号であり、上記第2の信号が妨害信号であることを特徴とする、上記方法。
- 請求項35に記載の方法において、上記ダウン変換された第1の信号に対する推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーと上記ダウン変換された第2の信号に対する推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーを別々に生成することが、上記第1の信号における周波数オフセットを第1の速度で訂正することと、周波数オフセットが訂正された上記第1の信号における周波数オフセットを前記第1の速度より遅い第2の速度で訂正することとを含み、それにより第1の周波数あるいは第1の周波数エラーを推定することを特徴とする、上記方法。
- 請求項35に記載の方法において、上記ダウン変換された第1の信号に対する推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーと上記ダウン変換された第2の信号に対する推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーを別々に生成することが、上記第2の信号における周波数オフセットを第1の速度で訂正することと、周波数オフセットが訂正された上記第2の信号における周波数オフセットを前記第1の速度より遅い第2の速度で訂正することとを含み、それにより第2の周波数あるいは第2の周波数エラーを推定することを特徴とする、上記方法。
- 請求項38に記載のシステムにおいて、上記結合して受信された第1および第2の信号が一連の繰返しスロットを通して受信され各スロットの間に1回以上サンプリングされ、上記第1の速度が1サンプルにつき1回であり上記第2の速度が1スロットにつき1回であることを特徴とする、上記システム。
- 請求項37に記載の方法において、上記第1の信号における周波数オフセットを第1の速度で訂正することが、上記第1の受信信号における位相エラーを上記第1の速度で計算することと、そこからの第1の周波数エラーを前記第1の速度で計算することと、を含むことを特徴とする、上記システム。
- 請求項35に記載の方法において、さらに、上記ダウン変換された第1の信号における第1の周波数エラーを推定することと、上記ダウン変換された第1の信号に対する推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーと上記ダウン変換された第2の信号に対する推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーを別々に生成すること、あるいは、上記ダウン変換された第1の信号における第1の周波数エラーを推定することを選択的に行うことと、を含むことを特徴とする、上記方法。
- 請求項41に記載の方法において、さらに、上記ダウン変換された第1の信号における上記第1の周波数エラーを選択的に推定することに応答して、上記推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーを一定に保つことを含むことを特徴とする、上記方法。
- 結合して受信された第1および第2の信号を復調するための結合復調方法であって、前記結合して受信された第1および第2の信号をダウン変換することと、ダウン変換された前記第1の信号に対する推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーとダウン変換された前記第2の信号に対する推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーを別々に生成することと、を含み、前記ダウン変換された第1の信号に対する推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーと前記ダウン変換された第2の信号に対する推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーを別々に生成することが、前記推定された第2の周波数あるいは第2の周波数エラーと前記推定された第1の周波数あるいは第1の周波数エラーの双方に応答する、前記結合復調方法。
- 請求項43に記載の方法において、上記第1の信号が望ましい信号であり、上記第2の信号が妨害信号であることを特徴とする、上記方法。
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