JP2007097103A - Signal separator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信システムを構成する無線受信機に用いられる信号分離装置に関するものである。 The present invention relates to a signal separation device used for a wireless receiver constituting a wireless communication system.
無線通信システムにおいては、限られた周波数資源を効率的に使用するため、受信する干渉量を抑える技術が重要となる。周波数利用効率を向上させるための従来技術として、図1に示すような受信信号のレプリカを生成して干渉を実効的に除去するレプリカ生成型干渉キャンセラがある(例えば、非特許文献1参照。)。 In a wireless communication system, in order to efficiently use limited frequency resources, a technique for suppressing the amount of interference to be received is important. As a conventional technique for improving frequency utilization efficiency, there is a replica generation type interference canceller that generates a replica of a received signal as shown in FIG. 1 and effectively removes interference (see, for example, Non-Patent Document 1). .
図1に示すレプリカ生成型干渉キャンセラは、伝送路推定部aにより希望信号及び干渉信号の伝送路を推定誤差と参照信号を用いて逐次推定し、希望信号及び干渉信号の取りうる全てのシンボル系列候補を希望信号レプリカ生成器bおよび干渉信号レプリカ生成器cにおいてそれぞれの伝送路推定値と畳み込み演算を行うことにより、全てのシンボル系列候補に対して希望信号レプリカ及び干渉信号レプリカと、その和である受信信号レプリカとを生成し、実際の受信信号と最も近い受信信号レプリカを与える希望信号及び干渉信号のシンボル系列候補を最尤系列推定部dで判定し、希望信号のシンボル系列候補を受信信号の判定結果として出力することにより、実効的に干渉を除去する。ここで、参照信号は、トレーニング区間では既知のシンボル系列、データ区間では判定後のシンボルが用いられる。 The replica generation type interference canceller shown in FIG. 1 sequentially estimates the transmission path of the desired signal and the interference signal using the estimation error and the reference signal by the transmission path estimation unit a, and all the symbol sequences that can be taken by the desired signal and the interference signal. By performing a convolution operation with the respective channel estimation values in the desired signal replica generator b and the interference signal replica generator c, the candidates are obtained as desired signal replicas and interference signal replicas for all symbol sequence candidates, and the sum thereof. The received signal replica is generated, the desired signal and the interference signal symbol sequence candidate that gives the closest received signal replica to the actual received signal are determined by the maximum likelihood sequence estimation unit d, and the desired signal symbol sequence candidate is received. The interference is effectively removed by outputting as the determination result. Here, as the reference signal, a known symbol series is used in the training section, and a determined symbol is used in the data section.
このように、受信信号から適応的に干渉信号を除去することにより、異なる複数の信号が同一時刻に同一周波数を使用することが可能となり、周波数利用効率を向上させることが可能となる。 In this way, by adaptively removing the interference signal from the received signal, a plurality of different signals can use the same frequency at the same time, and the frequency utilization efficiency can be improved.
一方、周波数利用効率を向上させるための他の従来技術として、図2に示すような同一信号帯域幅を有する複数ユーザ信号に対するMMSE(Minimum Mean Square Error)フィルタに基づく逐次的多ユーザ検出法(非特許文献2)が検討されている。 On the other hand, as another conventional technique for improving frequency utilization efficiency, a sequential multiuser detection method based on a MMSE (Minimum Mean Square Error) filter for a plurality of user signals having the same signal bandwidth as shown in FIG. Patent Document 2) has been studied.
図2に示す同一信号帯域幅を有する複数ユーザ信号に対するMMSEフィルタに基づく多ユーザ検出法は、まず、一番目に抽出する信号(以下、k番目に抽出する信号を第kの抽出対象信号という)に着目し、この第一の抽出対象信号を、MMSEフィルタにより、あらかじめ推定して保有している全ての抽出対象の信号の伝送路情報を利用して等化処理を行う。続いて、その等化後の信号に基づき、信号の検出、及び第一の抽出対象信号のレプリカ生成を行う。次に、第二の抽出対象信号に着目し、等化、検出及びレプリカ生成処理を行う。この際、入力信号から第一の抽出対象信号のレプリカ信号を差し引いた信号を用いて処理を行う。これにより、第二の抽出対象信号は第一の抽出対象信号からの干渉を抑圧した状態で信号検出処理を行うことができ、高信頼な検出結果を得ることが可能となる。そして、第kの抽出対象信号では、第一の抽出対象信号から第k−1の抽出対象信号までのレプリカ信号を、入力信号から減算した信号を用いて、信号検出処理を行う。 In the multi-user detection method based on the MMSE filter for a plurality of user signals having the same signal bandwidth shown in FIG. 2, firstly a signal to be extracted first (hereinafter, the kth extraction signal is referred to as a kth extraction target signal). The first extraction target signal is pre-estimated by the MMSE filter, and equalization processing is performed using the transmission path information of all the extraction target signals. Subsequently, based on the equalized signal, signal detection and replica generation of the first extraction target signal are performed. Next, focusing on the second extraction target signal, equalization, detection, and replica generation processing are performed. At this time, processing is performed using a signal obtained by subtracting the replica signal of the first extraction target signal from the input signal. Thereby, the second extraction target signal can be subjected to signal detection processing in a state where interference from the first extraction target signal is suppressed, and a highly reliable detection result can be obtained. In the k-th extraction target signal, signal detection processing is performed using a signal obtained by subtracting the replica signal from the first extraction target signal to the (k−1) -th extraction target signal from the input signal.
このように、抽出対象の信号への干渉源となる他の信号を逐次的に検出し、レプリカを生成して除去していくことにより、異なる複数の信号が同一時刻に同一周波数を使用することが可能となり、周波数利用効率を向上させることが可能となる。
図1に示したレプリカ生成型干渉キャンセラは、受信信号中に含まれる信号のレプリカを生成して信号を抽出することができるが、取り扱う信号数が増加すると計算量が指数的に増大し、現実的な計算時間で処理を完了させることが困難となるという問題がある。特に、広帯域の信号と同一周波数上に、狭帯域の信号が複数重畳して送信される場合、広帯域信号を分離して取り出すために多数の狭帯域信号を同時に処理しなければならなくなるため、信号を分離して抽出することが困難となる。 The replica generation type interference canceller shown in FIG. 1 can extract a signal by generating a replica of a signal included in a received signal. However, as the number of signals handled increases, the amount of calculation increases exponentially. There is a problem that it is difficult to complete the processing in a certain calculation time. In particular, when a plurality of narrowband signals are superimposed and transmitted on the same frequency as the wideband signal, a large number of narrowband signals must be processed at the same time in order to separate and extract the wideband signal. It becomes difficult to separate and extract the.
また、図2に示した同一信号帯域幅を有する複数ユーザ信号に対するMMSEフィルタに基づく多ユーザ検出法は、MMSEフィルタにおいて、干渉信号の伝送路情報を用いて信号の等化を行うため、信号検出精度及びレプリカ生成精度を高く保つことができる。このとき、一般に、前記の伝送路情報は、受信機側で推定した値を用いる。しかし、受信信号中で信号帯域幅の異なる信号が同一周波数上に重畳しているとき、送信側とは通過帯域の異なるフィルタ(図示せず)で各信号が帯域制限されるため、サンプル後の信号は符号間干渉(Inter-Symbol Interference,ISI)の影響を受ける。このISIに関して、受信信号に含まれる抽出対象信号自体については送信側の帯域制限フィルタと受信側の帯域制限フィルタの信号帯域幅が同一であるために、遅延波が存在しない環境では、従来用いられている帯域制限フィルタを用いることによりISIは生じないようにすることが可能である。しかしながら、信号帯域幅が抽出対象信号とは異なる他ユーザの信号については、受信信号が抽出対象信号用の受信側帯域制限フィルタにより帯域制限されるため、送信側での帯域制限フィルタと受信側での帯域制限フィルタの信号帯域幅が異なることとなり、ISIが生じてしまう。このISIは、サンプルタイミングにより大きく変動し、伝送路の状態もサンプルタイミングごとに大きく変動する。このような変動は、分数間隔型係数可変フィルタ(非特許文献3)を用いる伝送路推定を行うことで推定は可能であるが、フィルタのタップ数が極めて多くなり、演算量の増加や、伝送路推定精度の劣化が生じる。 In addition, the multi-user detection method based on the MMSE filter for a plurality of user signals having the same signal bandwidth shown in FIG. 2 performs signal equalization using the channel information of the interference signal in the MMSE filter. The accuracy and the replica generation accuracy can be kept high. At this time, generally, the transmission path information uses a value estimated on the receiver side. However, when signals with different signal bandwidths are superimposed on the same frequency in the received signal, each signal is band-limited by a filter (not shown) having a different pass band from the transmission side. The signal is affected by inter-symbol interference (ISI). Regarding this ISI, the signal to be extracted included in the received signal itself is the same in the environment where there is no delayed wave because the signal bandwidth of the band limiting filter on the transmitting side and the band limiting filter on the receiving side are the same. It is possible to prevent ISI from occurring by using a band-limiting filter. However, for signals of other users whose signal bandwidth is different from the extraction target signal, the reception signal is band-limited by the reception-side band limiting filter for the extraction target signal. Therefore, the signal bandwidths of the band-limiting filters are different, resulting in ISI. This ISI varies greatly depending on the sample timing, and the state of the transmission path also varies greatly at each sample timing. Such fluctuations can be estimated by performing transmission path estimation using a fractionally spaced coefficient variable filter (Non-patent Document 3), but the number of filter taps is extremely large, resulting in an increase in the amount of calculation and transmission. The path estimation accuracy is degraded.
本発明は上述の従来の問題点を解消すべくなされたものであり、多数の信号が同一周波数上に重なって存在する条件において、少ない計算量で信号を分離して抽出することを可能とし、周波数利用効率を向上させることのできる信号分離装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and enables separation and extraction of signals with a small amount of calculation under the condition that a large number of signals overlap on the same frequency. An object of the present invention is to provide a signal separation device capable of improving frequency utilization efficiency.
上記の課題を解決するため、本発明にあっては、請求項1に記載されるように、送信信号の信号帯域幅及び搬送波周波数が異なる複数の送信側無線局と複数の受信側無線局とが存在し、前記送信側無線局から通信の相手方である前記受信側無線局に対して無線信号を送信して通信を行う無線通信システムにおける、前記受信側無線局に設けられる信号分離装置であって、受信信号を帯域制限し、通過帯域を可変させることができる通過帯域可変帯域通過フィルタと、前記受信信号に含まれる複数の信号の信号パラメータを検出する信号パラメータ検出手段と、前記受信信号と前記信号パラメータ検出手段で抽出された信号パラメータとから受信信号の抽出順位を決定する抽出順位決定手段と、前記抽出順位決定手段により決定された抽出順位と前記信号パラメータ検出手段において抽出された信号パラメータとから前記通過帯域可変帯域通過フィルタの通過帯域を制御するパラメータ制御手段と、前記通過帯域可変帯域通過フィルタからの出力信号を等化及び判定する等化判定手段と、前記等化判定手段における判定結果と等化処理において推定された伝送路推定値とを用いて前記受信信号のレプリカを生成するレプリカ生成手段と、を具備し、前記受信信号に含まれる複数の信号の信号パラメータの違いを利用して、抽出順位に従って、前記通過帯域可変帯域通過フィルタ及び等化判定手段により前記受信信号から前記複数の信号を順番に分離して取り出すことを特徴としている。このような構成をとることにより、様々な種類の信号が周波数帯域を共有して使用する場合に、受信側において、計算量の少ない処理で受信信号に含まれる信号を分離して取り出すことが可能となる。
In order to solve the above-described problems, in the present invention, as described in
また、請求項2に記載されるように、請求項1に記載の信号分離装置であって、前記抽出順位決定手段は、前記受信信号と前記信号パラメータとから、前記受信信号中に含まれる複数の信号が互いに干渉しあう時の相互の干渉量を推定する相互干渉量推定手段と、前記相互干渉量推定手段において推定された推定相互干渉量を用いて、前記受信信号から、前記受信信号に含まれる信号を分離して取り出す順位を決定する品質推定及び順位決定手段と、を具備し、前記品質推定及び順位決定手段は、所定の抽出順位の信号を決定するときの基準となる品質を前記所定の抽出順位より抽出順位が前の信号による他の信号への推定相互干渉量を所定値以下として算出し、順位を決定するものとすることができる。これにより、品質の高い信号から順に抽出することが可能となる。
In addition, as described in
また、請求項3に記載されるように、請求項2に記載の信号分離装置であって、前記相互干渉量推定手段は、前記受信信号中に含まれる複数の信号の受信電力を推定する信号電力推定手段と、前記信号パラメータと、前記信号電力推定手段において推定された前記受信信号中に含まれる複数の信号それぞれの電力推定値とから、前記受信信号中に含まれる複数の信号それぞれの単位帯域幅あたりの電力を計算する単位帯域幅あたり電力計算手段と、前記信号パラメータから、前記受信信号中に含まれる複数の信号が、周波数上で重畳し干渉しあっている周波数の帯域幅を推定する信号重畳状態推定手段と、前記単位帯域幅あたり電力計算手段において計算された、前記受信信号中に含まれる複数の信号それぞれの単位帯域幅あたりの信号電力計算値と、前記信号重畳状態推定手段において推定された、前記受信信号中に含まれる複数の信号同士の重畳周波数帯域幅とから推定相互干渉量を計算する干渉電力計算手段と、を具備するものとすることができる。これにより、容易に受信信号に含まれる複数の信号相互の干渉量を推定することが可能となる。
In addition, as described in
また、請求項4に記載されるように、請求項3に記載の信号分離装置であって、前記相互干渉量推定手段は、前記受信信号と前記信号パラメータとを用いて、前記受信信号中に含まれる複数の信号の時間的広がりのある伝送路の状態である伝送路推定値を推定する伝送路推定手段を具備し、前記信号電力推定手段は、前記伝送路推定手段において推定された各信号の主波に対する伝送路推定値を用いて電力を推定するものとすることができる。これにより、高精度に各信号の電力を推定することが可能となる。
In addition, as described in
また、請求項5に記載されるように、請求項3に記載の信号分離装置であって、前記信号電力推定手段は、前記受信信号中に含まれる複数の信号それぞれに対応する既知のシンボル系列を用いて相関検出をすることにより、各信号の電力を推定するものとすることができる。これにより、簡単な構成で各信号の電力を推定することが可能となる。
In addition, as described in
また、請求項6に記載されるように、請求項3に記載の信号分離装置であって、前記単位帯域幅あたり電力計算手段は、前記信号電力推定手段により所定の時間分の各信号の信号電力を推定した値を、各信号の信号パラメータ中に含まれる信号帯域幅で平均化することにより、各信号の単位帯域幅あたりの信号電力を計算するものとすることができる。これにより、各信号が他の信号に与える単位帯域幅あたりの干渉量を推定することが可能となる。
In addition, as described in
また、請求項7に記載されるように、請求項3に記載の信号分離装置であって、前記信号重畳状態推定手段は、前記信号パラメータ中に含まれる中心周波数情報と信号帯域幅情報とから、各信号の使用周波数帯の上限と下限を計算し、計算した周波数帯の上限値と下限値を、前記受信信号中に含まれる全ての信号間で比較して、各信号間の前記重畳周波数帯域幅を算出するものとすることができる。これにより、簡単な計算で各信号が互いに干渉しあっている信号帯域を求めることが可能となる。
In addition, as described in
また、請求項8に記載されるように、請求項3に記載の信号分離装置であって、干渉電力計算手段は、前記単位帯域幅あたり電力計算手段で求めた各信号の単位帯域幅あたりの信号電力と、前記信号重畳状態推定手段で求めた各信号間の重畳周波数帯域幅とを乗算することにより、前記受信信号中に含まれる複数の信号同士の干渉電力を計算するものとすることができる。これにより、簡単な計算で各信号間の干渉電力を推定することが可能となる。
Further, as described in
また、請求項9に記載されるように、請求項1乃至3に記載の信号分離装置であって、前記抽出順位決定手段は、前記受信信号と前記信号パラメータとから、前記受信信号中に含まれる複数の信号が、周波数軸上で重複し互いに干渉しあう時の相互の干渉量を推定する相互干渉量推定手段と、前記受信信号と前記信号パラメータとから、前記受信信号中に含まれる複数の信号が受ける雑音電力をそれぞれ推定する雑音推定手段と、前記相互干渉量推定手段において推定された推定相互干渉量と、前記雑音推定手段において推定された推定雑音電力とを用いて、前記受信信号から前記受信信号に含まれる信号を分離して取り出す順位を決定する品質推定及び順位決定手段と、を具備し、前記品質推定及び順位決定手段は、所定の抽出順位の信号を決定するときの基準となる品質を前記所定の抽出順位より抽出順位が前の信号による他の信号への推定相互干渉量を所定値以下として算出し、順位を決定するものとすることができる。これにより、受信信号に含まれる雑音を考慮した通信品質を用いて抽出順位の決定を行うことが可能となり、高精度に信号を分離抽出することが可能となる。
The signal separation device according to any one of
また、請求項10に記載されるように、請求項9に記載の信号分離装置であって、前記雑音推定手段は、前記受信信号と前記信号パラメータとから、受信信号のレプリカを生成するレプリカ信号生成手段と、前記受信信号から前記レプリカ信号生成手段で生成されたレプリカ信号を減算して、残差信号を出力する減算器と、前記残差信号を、前記受信信号に含まれる複数の信号それぞれの信号帯域幅で帯域制限する帯域通過フィルタと、前記帯域通過フィルタにより帯域制限された雑音の電力を計算する雑音電力推定手段と、を具備し、受信信号中に含まれる雑音信号波形を推定して帯域制限することにより、受信信号に含まれる複数の信号が影響を受ける雑音の電力を、それぞれの信号ごとに求めて出力するものとすることができる。これにより、受信信号に含まれる各信号に影響する雑音の電力を容易に求めることが可能となる。 The signal separation device according to claim 9, wherein the noise estimation unit generates a replica of the received signal from the received signal and the signal parameter. Generating means, a subtractor for subtracting the replica signal generated by the replica signal generating means from the received signal, and outputting a residual signal; and the residual signal, each of a plurality of signals included in the received signal A band-pass filter that limits the bandwidth with the signal bandwidth, and a noise power estimation means that calculates the power of the noise band-limited by the band-pass filter, and estimates a noise signal waveform included in the received signal By limiting the frequency band, the power of noise that affects a plurality of signals included in the received signal can be obtained and output for each signal. This makes it possible to easily obtain the noise power that affects each signal included in the received signal.
また、請求項11に記載されるように、請求項1乃至10に記載の信号分離装置であって、前記抽出順位決定手段は、通信品質の高いものほど高い抽出順位にするものとすることができる。これにより、抽出順位が上位の信号において判定誤りを低減し、高精度に信号を分離、抽出することが可能となる。
In addition, as described in
また、請求項12に記載されるように、請求項1乃至11に記載の信号分離装置であって、前記通過帯域可変帯域通過フィルタと前記等化判定手段と前記レプリカ生成手段とを用いて、受信信号に含まれる各信号のレプリカ信号を出力するステージを複数有し、所定のステージにおいて、前段のステージで生成されたレプリカ信号を受信信号から減算し、その結果を用いて帯域制限、及び等化判定を行うものとすることができる。このように複数のステージを用いて繰り返し等化処理を行うことにより、高精度な伝送路推定値を得ることが可能となり、受信信号中に含まれる各信号を高精度に分離して抽出することが可能となる。
Further, as described in
また、請求項13に記載されるように、請求項1乃至12に記載の信号分離装置であって、前記信号パラメータ検出手段は、受信信号から受信信号中に含まれる各信号の信号パラメータを推定して検出するものとすることができる。これにより、事前に各信号に関する情報がない状態での信号分離が可能となる。
The signal separation device according to any one of
また、請求項14に記載されるように、請求項1乃至13に記載の信号分離装置であって、前記信号パラメータ検出手段は、あらかじめ送信側の無線局から各信号の信号パラメータを通知されるものとすることができる。このように事前に各信号の信号パラメータを取得することで、容易に信号分離動作を行うことが可能となる。
In addition, as described in
また、請求項15に記載されるように、送信信号の信号帯域幅が異なる複数の無線送信機と多ユーザ検出器を備える一つの無線受信機とが存在し、前記無線送信機から前記無線受信機に対して無線信号を送信して通信を行う無線通信システムにおける、前記無線受信機に設けられる信号分離装置であって、前記多ユーザ検出器は、前記複数の無線送信機からの送信信号に対応し、それぞれ通過帯域が異なる帯域制限フィルタと、前記信号情報を用いて、前記複数の無線送信機において使用され、ユーザごとに通過帯域が異なるフィルタ、及び前記無線受信機におけるフィルタにより生じる符号間干渉を考慮した伝送路の状態を計算する伝送路計算部と、前記伝送路計算部において計算された伝送路状態と、前記信号情報とを用いてフィルタ係数を計算し、レプリカ生成器において推定された信号空間上にマッピングされたシンボル系列のレプリカを用いて帯域制限フィルタにおいて帯域制限された信号を等化するMMSEフィルタと、前記MMSEフィルタにより等化された信号を用いて、前記信号情報を考慮してそれぞれのユーザの受信データを判定し、また、信号空間上にマッピングされたシンボルの尤度を計算する軟入出力復号器と、前記軟入出力復号器により計算されたシンボルの尤度から信号空間上にマッピングされた信号のシンボル系列のレプリカを生成し前記MMSEフィルタに入力し、生成したシンボル系列レプリカと前記信号情報を用いて伝送路の影響を考慮した受信信号レプリカを生成するレプリカ生成器と、多ユーザ検出器へ入力された信号から、前記レプリカ生成器において生成された受信信号レプリカを減算する減算器とを備えるものとすることができる。これにより、信号帯域幅の異なる信号のフィルタによるISIの大きな変動を考慮して等化処理を行うことが可能となり、高精度に信号を分離することが可能となる。
In addition, as described in
また、請求項16に記載されるように、請求項15に記載の信号分離装置であって、前記無線受信機は、複数の前記多ユーザ検出部を縦列接続して得られる多段多ユーザ検出部を備え、前記多段多ユーザ検出部において、前記多ユーザ検出部は、縦列接続の前段の多ユーザ検出部において生成されたレプリカ信号を用いて、信号検出及びレプリカ生成を行うものとすることができる。これにより、レプリカ生成の精度を向上させ、より高精度に信号を分離することが可能となる。
In addition, as described in
本発明の信号分離装置によれば、複数の信号パラメータの異なる信号が同一周波数を共有して通信を行う条件において、少ない計算量で信号を分離、抽出することが可能となる。 According to the signal separation device of the present invention, it is possible to separate and extract signals with a small amount of calculation under the condition that a plurality of signals having different signal parameters share the same frequency and perform communication.
以下、本発明の好適な実施形態につき図面を参照して説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図3は本発明の第1の実施形態にかかる信号分離装置を含む受信機の構成例を表すブロック図である。また、図4に信号分離装置の信号処理過程の概念図を示す。
<First Embodiment>
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a receiver including the signal separation device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a conceptual diagram of a signal processing process of the signal separation device.
図3において、受信機10は、受信信号を帯域制限し、通過帯域を可変させることができる通過帯域可変帯域通過フィルタ11(111,112)と、受信信号に含まれる複数の信号の信号パラメータを検出する信号パラメータ検出手段12と、受信信号と信号パラメータ検出手段12で抽出された信号パラメータとから受信信号の抽出順位を決定する抽出順位決定手段13と、抽出順位決定手段13により決定された抽出順位と信号パラメータ検出手段12において抽出された信号パラメータとから通過帯域可変帯域通過フィルタ11の通過帯域を制御するパラメータ制御手段14と、通過帯域可変帯域通過フィルタ11からの出力信号を等化及び判定する等化判定手段15(151,152)と、等化判定手段15における判定結果と等化処理において推定された伝送路推定値とを用いて受信信号のレプリカを生成するレプリカ生成手段16と、受信信号からレプリカ信号を減算する減算器17とから構成される。
In FIG. 3, the
送信機1と送信機2から送信信号パラメータの異なる信号がそれぞれ送信され、受信機10は、それらの信号が足し合わされた受信信号Aを受信する。受信信号Aは、通過帯域可変帯域通過フィルタ111、抽出順位決定手段13及び減算器17に入力される。また、信号1及び信号2の信号帯域幅、中心周波数、変調方式等の送信信号のパラメータは、通信に先立って受信機10の信号パラメータ検出手段12へ通知される。信号パラメータは、一例として共通の無線チャネルを用いて無線制御信号により通信開始に先立って通知する。ここでは、通信開始に先立って通知しておく場合の例を示す。
Signals having different transmission signal parameters are transmitted from the
信号パラメータ検出手段12は、受信信号中に含まれる信号1及び信号2の信号パラメータを検出し、抽出順位決定手段13とパラメータ制御手段14へ入力する。抽出順位決定手段13では、受信信号Aと信号パラメータBとから、受信信号に含まれる信号(信号1及び信号2)を抽出する順序を決定し、抽出順位Cをパラメータ制御手段14へ入力する。パラメータ制御手段14は、信号パラメータ検出手段12において検出された中心周波数及び信号帯域幅の情報から、抽出順位が1位の信号を通過させるように通過帯域可変帯域通過フィルタ#1(111)の通過帯域を制御し、同様に、抽出順位が1位の信号の変調方式やシンボルレートなどの、等化及び判定に必要なパラメータを等化判定手段#1(151)に入力する。同様に、抽出順位が2位の信号の信号パラメータを用いて、通過帯域可変帯域通過フィルタ#2(112)と等化判定手段#2(152)を制御する。
The signal
通過帯域可変帯域通過フィルタ#1(111)を通過した信号は、図4の帯域制限後の信号Gで示されるように、抽出順位が1位の信号の周波数帯域以外の周波数帯域の信号成分が抑圧された信号となる。帯域制限後の信号Gは等化判定手段#1(151)に入力され、等化及び判定を行う。このとき、等化処理において求められた判定結果#1(D1)及び伝送路推定値Eはレプリカ生成手段16へ入力される。レプリカ生成手段16では、判定結果#1(D1)と伝送路推定値Eから、抽出順位1位の信号のレプリカ信号Fを生成し、そのレプリカ信号を減算器17へ入力する。減算器17は、受信信号Aからレプリカ信号Fを減算し、その結果を通過帯域可変帯域通過フィルタ#2(112)へ入力する。このとき、通過帯域可変帯域通過フィルタ#2(112)へ入力される信号は、図4の抽出対象信号除去後の信号Hで示されるように、受信信号から抽出順位1位の信号が差し引かれた信号、すなわち抽出順位が2位の信号と雑音から成る信号となる。通過帯域可変帯域通過フィルタ#2(112)は、パラメータ制御手段14により指定された抽出順位2位の信号を通過させるように通過帯域を可変させ、フィルタの出力を等化判定手段#2(152)に入力する。等化判定手段#2(152)は入力された信号から、抽出順位2位の信号の等化及び判定を行い、判定結果#2(D2)を出力する。
The signal that has passed through the passband variable bandpass filter # 1 (11 1 ) is a signal component in a frequency band other than the frequency band of the signal with the highest extraction order, as indicated by the signal G after band limitation in FIG. Becomes a suppressed signal. The band-limited signal G is input to equalization determination means # 1 (15 1 ) to perform equalization and determination. At this time, the determination result # 1 (D 1 ) and the transmission path estimation value E obtained in the equalization process are input to the replica generation means 16. The replica generation means 16 generates a replica signal F of the signal ranked first in the extraction order from the determination result # 1 (D 1 ) and the transmission path estimation value E, and inputs the replica signal to the
このようにすることにより、抽出順位1位の信号が正しく判定できる条件において、抽出順位2位の信号は、抽出順位1位の信号から受ける干渉量が少ない状態で判定を行うことが可能となるため、高精度に受信信号Aに含まれる信号を分離して抽出することが可能となる。 By doing this, it is possible to perform the determination in a state where the amount of interference received from the signal of the extraction order first is small, under the condition that the signal of the extraction order first can be correctly determined. Therefore, it is possible to separate and extract the signal included in the reception signal A with high accuracy.
<第2の実施形態>
図5は本発明の第2の実施形態にかかる信号分離装置を含む受信機の構成例を表すブロック図であり、図3に示した第1の実施形態における送信機が2個の場合の構成例を送信機が1〜KまでのK個ある場合に拡張したものである。図3と同様の動作をする機能ブロックについては、同様の番号を付して説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a receiver including a signal separation device according to the second exemplary embodiment of the present invention. The configuration in the case where there are two transmitters in the first exemplary embodiment shown in FIG. The example is extended when there are K transmitters from 1 to K. Functional blocks that operate in the same manner as in FIG. 3 will be assigned the same reference numerals and description thereof will be omitted.
受信機10では、通過帯域可変帯域通過フィルタ11(111,112,〜,11K)及び等化判定手段15(151,152,〜,15K)をそれぞれK個、レプリカ生成手段16(161,162,…,16K-1)及び減算器17(171,172,…,17K-1)をK-1個有する。通過帯域可変帯域通過フィルタ#1(111)は、抽出順位1位の信号を、通過帯域可変帯域通過フィルタ#2(112)は抽出順位2位の信号を、通過帯域可変帯域通過フィルタ#K(11K)は、抽出順位K位の信号をそれぞれ通過させるように、フィルタの通過帯域を可変させる。通過帯域可変帯域通過フィルタ#1,#2,…,#K を通過した信号は、それぞれ等化判定手段#1,#2,…,#K へ入力される。等化判定手段#1,#2,…,#K は、入力された信号を等化及び判定し、等化処理において求められた伝送路推定値E1,E2,…,と、判定結果D1,D2,…,をレプリカ生成手段#1,#2,…,へ入力する。レプリカ生成手段#1,#2,…,は、それぞれ抽出順位1,2,…,位の信号のレプリカを生成し、減算器171,172,…,へ入力する。減算器#1(171)は、受信信号Aから抽出順位1位の信号のレプリカ信号F1を減算し、減算結果を通過帯域可変帯域通過フィルタ#2(112)と減算器#2(172)へ入力する。減算器#2(172)は、減算器#1から入力された信号から、抽出順位2位の信号のレプリカ信号F2を減算して、減算結果を次の段の通過帯域可変帯域通過フィルタと減算器へ入力する。このように抽出順位の高い信号から順番に受信信号から除去することにより、所定の段の通過帯域可変帯域通過フィルタへ入力される信号は、そのフィルタで通過させる対象の信号より抽出順位が上位の信号のレプリカ信号が減算された信号となり、高精度に信号を分離して取り出すことが可能となる。
At
図6は抽出順位決定手段13の構成例を表すブロック図であり、相互干渉量推定手段131と品質推定及び順決定手段132から構成される。 FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the extraction order determination means 13, which is composed of a mutual interference amount estimation means 131 and a quality estimation and order determination means 132.
相互干渉量推定手段131は、受信信号Aと信号パラメータBとから受信信号中に含まれる複数の信号同士の相互の干渉量(推定相互干渉量I)を推定し、品質推定及び順位決定手段132へ入力する。ここで、推定相互干渉量Iは、信号aが信号bに与える干渉量の推定値をI(a,b)とし、以下の数式1により表される。なお、干渉量推定値I(a,a)は、信号aの電力となる。
The mutual interference amount estimating means 131 estimates a mutual interference amount (estimated mutual interference amount I) between a plurality of signals included in the received signal from the received signal A and the signal parameter B, and performs quality estimation and
まず、初期設定として抽出順位iを‘1’に設定する(ステップS10)。続いて、iが受信信号中に含まれる信号の数と等しいか否かを判定する(ステップS11)。等しくない場合はステップS12へ進み、等しい場合は処理を終了する。ステップS12では、相互干渉量推定手段131において推定された推定相互干渉量を用いて、各信号の通信品質を推定する。そして、受信信号中に含まれる信号それぞれに対応する希望信号電力対干渉信号電力比SIRestを下記の数式2により計算し、その値が最も高いものを抽出順位iとする(ステップS13)。
First, the extraction order i is set to “1” as an initial setting (step S10). Subsequently, it is determined whether i is equal to the number of signals included in the received signal (step S11). If they are not equal, the process proceeds to step S12. If they are equal, the process ends. In step S12, the communication quality of each signal is estimated using the estimated mutual interference amount estimated by the mutual interference amount estimating means 131. Then, a desired signal power to interference signal power ratio SIR est corresponding to each signal included in the received signal is calculated by the following
以上の動作により抽出順位が定まる。このようにすることにより、干渉の影響が少なく通信品質が良好と予想される信号から順に抽出することが可能となる。 The extraction order is determined by the above operation. In this way, it is possible to extract in order from a signal that is less affected by interference and is expected to have good communication quality.
図8は抽出順位決定手段13の他の構成例を表すブロック図である。図8において、抽出順位決定手段13は、相互干渉量推定手段131と、品質推定及び順位決定手段133と、(Eb/Io)-BER対応表134とから構成される。図9に品質推定及び順位決定手段133の動作のフローチャートを示す。 FIG. 8 is a block diagram showing another configuration example of the extraction order determination means 13. In FIG. 8, the extraction order determination means 13 includes a mutual interference amount estimation means 131, a quality estimation and rank determination means 133, and an (E b / I o ) -BER correspondence table 134. FIG. 9 shows a flowchart of the operation of the quality estimation and rank determination means 133.
相互干渉量推定手段131は、受信信号Aと信号パラメータBとから、受信信号中に含まれる複数の信号同士の相互の干渉量(推定相互干渉量I)を推定して品質推定及び順位決定手段133へ入力する。 The mutual interference amount estimating means 131 estimates a mutual interference amount (estimated mutual interference amount I) between a plurality of signals included in the received signal from the received signal A and the signal parameter B, and performs quality estimation and rank determining means. Input to 133.
品質推定及び順位決定手段133は図9のフローチャートに従って動作する。すなわち、初期設定として抽出順位iを‘1’に設定する(ステップS20)。続いて、iが受信信号中に含まれる信号の数(K)と等しいか否かを判定する(ステップS21)。等しくない場合はステップS22へ進み、等しい場合は処理を終了する。ステップS22では、推定相互干渉量Iと信号パラメータB中に含まれる変調方式情報Xとから、1ビットあたりの信号電力対干渉電力比(Eb/Io)を推定する。続いて、その推定Eb/Io(Y)と変調方式情報Xとから、(Eb/Io)-BER対応表134を参照して、受信信号A中に含まれる各信号の推定ビットエラーレート[BER(1),BER(2),...,BER(K)] Zを求める(ステップS23)。ここで、BER(p)は、信号pの推定ビットエラーレートである。次に、最も推定ビットエラーレートの低い信号の抽出順位を‘i’とし(ステップS24)、抽出順位‘i’の信号が他の信号へ与える干渉量と、その信号自身の希望信号電力を全て‘0’にする(ステップS25)。なお、ここでは電力を‘0’としたが、レプリカ信号の生成誤差から信号を完全に除去することが困難である条件を考慮して、微小な値に設定するのであっても良い。続いて、抽出順位iを1増加し、i+1 にし(ステップS26)、ステップS21に戻る。
以上の動作により抽出順位が定まる。このような構成にすると、ビットエラーレートが低いと予想される信号から順に抽出することが可能となり、受信信号A中に含まれる信号を高精度に分離して抽出することが可能となる。
The quality estimation and rank determination means 133 operates according to the flowchart of FIG. That is, the extraction order i is set to “1” as an initial setting (step S20). Subsequently, it is determined whether i is equal to the number (K) of signals included in the received signal (step S21). If they are not equal, the process proceeds to step S22. If they are equal, the process ends. In step S22, the signal power to interference power ratio (E b / I o ) per bit is estimated from the estimated mutual interference amount I and the modulation scheme information X included in the signal parameter B. Subsequently, from the estimated E b / I o (Y) and modulation scheme information X, with reference to the (E b / I o ) -BER correspondence table 134, estimated bits of each signal included in the received signal A The error rate [BER (1), BER (2),..., BER (K)] Z is obtained (step S23). Here, BER (p) is an estimated bit error rate of the signal p. Next, the extraction order of the signal with the lowest estimated bit error rate is set to 'i' (step S24), and the amount of interference that the signal of the extraction order 'i' gives to other signals and the desired signal power of the signal itself are all Set to '0' (step S25). Although the power is set to “0” here, it may be set to a minute value in consideration of the condition that it is difficult to completely remove the signal from the generation error of the replica signal. Subsequently, the extraction order i is incremented by 1 to i + 1 (step S26), and the process returns to step S21.
The extraction order is determined by the above operation. With such a configuration, it is possible to sequentially extract signals that are expected to have a low bit error rate, and it is possible to separate and extract signals included in the received signal A with high accuracy.
図10は相互干渉量推定手段131の構成例を表すブロック図であり、伝送路推定手段1311と、信号電力推定手段1312と、単位帯域幅あたり電力計算手段1313と、信号重畳状態推定手段1314と、干渉電力計算手段1315とを備える。 FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of the mutual interference amount estimating means 131. The transmission path estimating means 1311, the signal power estimating means 1312, the power calculating means 1313 per unit bandwidth, the signal superposition state estimating means 1314, Interference power calculation means 1315.
伝送路推定手段1311は、受信信号A中に含まれる複数の信号の伝送路を推定し、推定された伝送路推定値Jは信号電力推定手段1312へ入力される。ここでは、伝送路推定手段1311に、信号パラメータのトレーニング系列を入力して用いているが、パイロットシンボルを用いて伝送路を推定するのであっても良い。信号電力推定手段1312は、入力された伝送路推定値Jから、各信号の電力を推定する。 The transmission path estimation means 1311 estimates transmission paths of a plurality of signals included in the received signal A, and the estimated transmission path estimation value J is input to the signal power estimation means 1312. Here, a training sequence of signal parameters is input to transmission path estimation means 1311 and used, but a transmission path may be estimated using pilot symbols. The signal power estimation means 1312 estimates the power of each signal from the input transmission path estimation value J.
また、図11に示すように、図10の伝送路推定手段1311を省き、信号電力推定手段1312で、相関検出器13121において受信信号Aに対して既知のシンボル列(図11では一例としてトレーニング系列を用いている)を用いて相関検出を行い、電力推定手段13122において相関検出器13121で検出された相関値から各信号の電力を推定するようにすることもできる。
Also, as shown in FIG. 11, the transmission path estimation means 1311 of FIG. 10 is omitted, and the signal power estimation means 1312 uses a known symbol string for the received signal A in the correlation detector 13121 (a training sequence as an example in FIG. 11). The power of each signal can be estimated from the correlation value detected by the
図10および図11において、各信号の電力推定値Lは、単位帯域幅あたり電力計算手段1313へ入力され、単位帯域幅あたり電力計算手段1313は、信号帯域幅の情報を用いて、各信号の単位帯域幅あたりの信号電力を計算し、計算結果を干渉電力計算手段1315へ入力する。ここで、信号pの単位帯域幅あたりの電力をWU(p)とする。このとき、単位帯域幅あたり電力計算手段1313は、図12に示すように、信号電力推定手段1312において推定された各信号の電力の瞬時値P(t)を時間積分し、観測時間で平均化して単位時間当たりの電力を求め、それを信号パラメータB中の信号帯域幅情報BWにより除算することにより、単位帯域幅あたりの信号電力計算値を求める。このとき、信号pの単位帯域幅あたりの信号電力計算値は以下の数式3により求められる。
10 and 11, the power estimation value L of each signal is input to the
信号重畳状態推定手段1314は、中心周波数と信号帯域幅の情報から、受信信号A中に含まれる信号が相互に重なり合っている周波数の帯域幅を計算し、その計算値を干渉電力計算手段1315へ入力する。ここで、信号pが信号qに重畳している周波数帯域幅をBoverlay(p,q)とする。 The signal superimposition state estimation means 1314 calculates the bandwidth of the frequency at which the signals included in the received signal A overlap each other from the center frequency and the signal bandwidth information, and sends the calculated value to the interference power calculation means 1315. input. Here, a frequency bandwidth in which the signal p is superimposed on the signal q is B overlay (p, q).
これについて図13を用いて説明する。ここでは、信号1と信号2が重なっている領域O1(干渉しあっている領域)は、信号1の周波数帯の左端にあり、この重なり合っている帯域の幅をBoverlay(1,2)とする。このとき、自明に式Boverlay(1,2)=Boverlay(2,1)が成り立つ。また、信号pが信号pに重なっている帯域幅、つまり信号pの信号帯域幅はBoverlay(p,p)により表される。このとき、信号1と信号3の重なっている領域O2は、信号3の帯域と等しくなるため、Boverlay(1,3)=Boverlay(3,1)=Boverlay(3,3)となる。また、信号2と信号3が重なっている領域O3は存在しないため、Boverlay(2,3)=Boverlay(3,2)=0となる。なお、重畳している周波数帯域幅は、中心周波数と信号帯域幅とから図14のように場合分けされ、下記の数式4〜7により求められる。ここで、信号p及びqの中心周波数をそれぞれfcp及びfcq、信号帯域幅をそれぞれBWp及びBWqとする。また、信号pと信号qは受信信号中に含まれる任意の信号とし、信号pと信号qを入れ替えて下記の式を適用することも可能である。
(a) 信号pの使用周波数帯域が信号qの使用周波数帯域を包含している場合
(すなわちfcq+BWq/2≦fcp+BWp/2かつfcp-BWp/2≦fcq-BWq/2であるとき)
This will be described with reference to FIG. Here, the area O 1 where
(a) when the use frequency band of the signal p is encompasses the use frequency band of the signal q (i.e. f cq + BW q / 2 ≦ f cp + BW p / 2 and f cp -BW p / 2 ≦ f cq -When BW q / 2)
(すなわちfcp+BWp/2≦fcq+BWq/2かつfcp-BWp/2≦fcq-BWq/2であるとき)
(すなわちfcq+BWq/2≦fcp+BWp/2かつfcq-BWq/2≦fcp-BWp/2であるとき)
(すなわちfcq+BWq/2≦fcp-BWp/2またはfcp+BWp/2≦fcq-BWq/2であるとき)
なお、図3の信号分離装置においては、図10で求めた伝送路推定値Jを等化判定手段15に入力し、利用する構成にしてもよい。 Note that the signal demultiplexer in FIG. 3 may be configured to use the transmission path estimation value J obtained in FIG.
図16は、受信信号中に拡散符号を用いて通信を行う信号が含まれている場合の、抽出順位決定手段13の構成例を表すブロック図である。また、図17に図16における品質推定及び順位決定手段132の動作を表すフローチャートを示す。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration example of the extraction
図16では、図6と同様に相互干渉量推定手段131において推定相互干渉量Iを求めるが、その際、信号パラメータBとして入力される拡散率情報Rを用いて、各信号の電力I(p,p)が拡散率SF(p)を乗算した値SF(p)I(p,p)となるようにする。この構成においては、拡散符号を用いない信号に対しても、拡散率情報を‘1’とすることにより対応可能である。このとき、図17の動作フローでの通信品質の比較(ステップS32)における、希望信号電力対干渉信号電力比は
In FIG. 16, the mutual interference
図18は抽出順位決定手段13の他の構成例を表すブロック図である。本構成図は、図6の抽出順位決定手段13に雑音推定手段135を付け加えたものであり、その他の部分については動作に違いがないことから、説明は省略する。
FIG. 18 is a block diagram showing another configuration example of the extraction order determination means 13. This configuration diagram is obtained by adding a
相互干渉量推定手段131は、受信信号Aと信号パラメータBとから、受信信号A中に含まれる複数の信号相互の干渉量を推定し、品質推定及び順位決定手段132へ推定相互干渉量Iを入力する。雑音推定手段135は、受信信号Aと信号パラメータBとから、受信信号A中に含まれる複数の信号それぞれが受ける雑音電力を推定し、品質推定及び順位決定手段132へ推定雑音電力Tを入力する。品質推定及び順位決定手段132は、入力された推定相互干渉量I及び推定雑音電力Tから、図19の動作フローに従って抽出順位を決定する。図19の動作フローは図7の動作フローと同様であって、順位決定基準となる通信品質に雑音を考慮するか否かだけの違いがある。具体的には、まず、初期設定として、抽出順位iを‘1’に設定する(ステップS40)。続いて、iが受信信号中に含まれる信号の数と等しいか否かを判定する(ステップS41)。等しくない場合はステップS42へ進み、等しい場合は処理を終了する。ステップS42では、受信信号A中に含まれる複数の信号それぞれの、信号電力対干渉信号電力プラス雑音電力比を求め、その比が最も高いものを抽出順位iとする。続いて、ステップS42において、最も品質の良かった信号の電力が‘0’になったものとする。つまりその信号が他の信号へ与える干渉量と、その信号自身の希望信号電力を全て‘0’にする(ステップS43)。続いて、抽出順位iを1増加し、i+1 にし(ステップS44)、ステップS41に戻る。このようにすることにより、複数の信号帯域幅の異なる信号が周波数帯域を重複して使用する場合に、それぞれの信号が受ける雑音の影響を高精度に推定することが可能となり、効果的に抽出順位を定めることが可能となる。 The mutual interference amount estimation means 131 estimates the mutual interference amount of a plurality of signals included in the reception signal A from the reception signal A and the signal parameter B, and sends the estimated mutual interference amount I to the quality estimation and rank determination means 132. input. Noise estimation means 135 estimates the noise power received by each of a plurality of signals included in reception signal A from reception signal A and signal parameter B, and inputs estimated noise power T to quality estimation and rank determination means 132 . The quality estimation and rank determining means 132 determines the extraction rank according to the operation flow of FIG. 19 from the input estimated mutual interference amount I and estimated noise power T. The operation flow in FIG. 19 is the same as the operation flow in FIG. 7, and there is a difference only in whether or not noise is considered in the communication quality that is the order determination criterion. Specifically, first, as an initial setting, the extraction order i is set to ‘1’ (step S40). Subsequently, it is determined whether i is equal to the number of signals included in the received signal (step S41). If they are not equal, the process proceeds to step S42, and if they are equal, the process is terminated. In step S42, the signal power to interference signal power plus noise power ratio of each of the plurality of signals included in the received signal A is obtained, and the one having the highest ratio is set as the extraction order i. Subsequently, in step S42, it is assumed that the power of the signal having the best quality becomes “0”. That is, the amount of interference that the signal gives to other signals and the desired signal power of the signal itself are all set to '0' (step S43). Subsequently, the extraction order i is incremented by 1 to i + 1 (step S44), and the process returns to step S41. In this way, when multiple signals with different signal bandwidths use overlapping frequency bands, it is possible to estimate the effects of noise on each signal with high accuracy and extract them effectively. It becomes possible to set the ranking.
なお、本実施形態で求めた雑音の影響を用いて、図8と同様の形態で、1ビットあたりの信号電力対干渉及び雑音電力Eb/(I0+N0)を算出し、これを用いて推定ビットエラーレートを求め、それに基づいて抽出順位を決定するのであっても良い。 Note that, by using the influence of noise obtained in this embodiment, signal power versus interference and noise power E b / (I 0 + N 0 ) per bit are calculated in the same manner as in FIG. The estimated bit error rate may be used to determine the extraction order based on the estimated bit error rate.
図20は、雑音推定手段135の構成例を表すブロック図であり、レプリカ信号生成手段1351と、減算器1352と、帯域通過フィルタ1353(13531,13532,〜,1353k)と、雑音電力推定手段1354とを備える。また、図21に、雑音推定手段135の動作の概念図を示す。
FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration example of the
レプリカ信号生成手段1351は、受信信号Aと信号パラメータB中のトレーニング系列とから、受信信号A中に含まれる複数の信号のレプリカを生成し、その和である受信信号のレプリカUを出力し、減算器1352へ入力する。減算器1352は、受信信号Aから受信信号レプリカUを減算する。このようにすると、入力信号Aから受信信号レプリカUを差し引くことにより雑音成分のみが残留し、残差信号Vを得ることが可能となる。続いて、残差信号Vは帯域通過フィルタ1353へ入力される。帯域通過フィルタ1353は、受信信号に含まれる複数の信号の周波数帯域に合わせて残差信号Vを帯域制限する。具体的には、帯域通過フィルタ通過後の雑音は、残差信号のフーリエ変換をN(f)とし、信号pに対応する帯域通過フィルタ1353p をHp(f)とするとき、下記の数式11(NH(p,f))の逆フーリエ変換として求めることが可能である。
The replica signal generating means 1351 generates a replica of a plurality of signals included in the received signal A from the received signal A and the training sequence in the signal parameter B, and outputs a received signal replica U that is the sum of the replicas. Input to the
<第3の実施形態>
図22は本発明の第3の実施形態にかかる信号分離装置を含む受信機の構成例を表すブロック図である。本発明はこのように、誤り訂正復号器151(1511,1512)及び誤り訂正符号器152を付け足した構成にしても良い。この場合、等化判定手段#1の出力は、誤り訂正復号器1511へ入力され、送信信号パラメータとして送られてきた誤り訂正符号化法に従って復号を行い、その結果を判定結果#1(D1)として出力する。判定結果#1(D1)は、誤り訂正符号器152へ入力され、送信側と同じ符号化方法で符号化され、符号化された信号はレプリカ生成手段16へと入力される。これにより、誤り訂正後の誤りの少ない信号を用いてレプリカ信号を生成するため、判定誤りによるレプリカ信号生成精度の劣化を防ぐことが可能となり、高精度に信号を分離抽出することが可能となる。
<Third Embodiment>
FIG. 22 is a block diagram illustrating a configuration example of a receiver including a signal separation device according to the third embodiment of the present invention. As described above, the present invention may be configured such that the error correction decoder 151 (151 1 , 151 2 ) and the
<第4の実施形態>
図23は本発明の第4の実施形態にかかる信号分離装置の構成例を表すブロック図であり、通過帯域可変帯域通過フィルタ11(111,112,113,〜,11k)と、等化判定手段15(151,152,153,〜,15k)と、レプリカ生成手段16(161,162,163,〜,16k)とから構成されるステージ18(181,182,〜,18N)を複数有する。なお、本図においても図3の構成と同様に、信号パラメータ検出手段12と、抽出順位決定手段13と、パラメータ制御手段14により、通過帯域可変帯域通過フィルタ11及び等化判定手段15は動作を制御される。
<Fourth Embodiment>
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration example of a signal separation device according to the fourth exemplary embodiment of the present invention. The passband variable bandpass filter 11 (11 1 , 11 2 , 11 3 ,..., 11 k ), Stage 18 (18) comprising equalization determination means 15 (15 1 , 15 2 , 15 3 ,..., 15 k ) and replica generation means 16 (16 1 , 16 2 , 16 3 ,..., 16 k ). 1 , 18 2 ,..., 18 N ). In this figure as well, the passband
第1ステージ181では、図3の信号分離装置と同様にして、抽出順位決定手段13において決定された抽出順位に従って通過帯域可変帯域通過フィルタ11により帯域制限した信号を等化判定し、判定結果(一次判定結果)を得る。レプリカ生成手段16は、一次判定結果と伝送路推定値とから、受信信号A中に含まれる抽出順位が2位以下の各信号のレプリカを生成し、第2ステージ182へ入力する。第2ステージ182では、第1ステージ181において生成された抽出順位2位以下の信号のレプリカを受信信号Aから差し引いた信号を抽出順位1位の信号に対応する通過帯域可変帯域通過フィルタ#1bへ入力する。通過帯域可変帯域通過フィルタ#1bでは、入力された信号を帯域制限し、帯域制限した信号を等化判定手段#1bへ入力し、等化判定手段#1bでは入力された信号を等化判定し、判定結果(二次判定結果)及び伝送路推定値をレプリカ生成手段#1bへ入力する。このとき、通過帯域可変帯域通過フィルタ#1aへ入力される信号は、受信信号中に干渉信号が含まれているのに対し、通過帯域可変帯域通過フィルタ#1bへ入力される信号は、第1ステージ181で生成されたレプリカ信号を差し引いたものとなっているため、干渉の影響が抑えられた信号となる。このため、等化判定手段15における干渉信号の影響は抑圧され、第1ステージと比較してより正確な伝送路推定値を得ることが可能となる。続いて、レプリカ生成手段#1bでは、入力された二次判定結果及び伝送路推定値から抽出順位1位の信号のレプリカを生成する。
In the
通過帯域可変帯域通過フィルタ#2bには、受信信号Aから、第1ステージで生成された抽出順位3位以下の信号レプリカと、レプリカ生成手段#1bで生成された抽出順位1位の信号のレプリカを差し引いた残りの信号が入力される。以下同様に、抽出順位n位の信号に対応する通過帯域可変帯域通過フィルタ#nbには、第1ステージで生成された抽出順位n+1位以下の信号のレプリカと第2ステージで生成された抽出順位n-1位以上の信号のレプリカを受信信号Aから差し引いた残りの信号が入力される。それらの入力信号は帯域制限及び等化判定され、レプリカ生成手段16は等化判定手段15における二次判定結果と伝送路推定値とからレプリカ信号を生成する。 The passband variable bandpass filter # 2b includes, from the received signal A, a signal replica that is generated in the first stage and having the third highest extraction order, and a replica of the signal that is first in the extraction order generated by the replica generation means # 1b. The remaining signal obtained by subtracting is input. Similarly, the passband variable bandpass filter #nb corresponding to the nth extraction order signal has a replica of the first and second extraction order signals generated in the first stage and the second stage. The remaining signal obtained by subtracting the replica of the signal having the extraction order n-1 or higher from the received signal A is input. Those input signals are subjected to band limitation and equalization determination, and the replica generation means 16 generates a replica signal from the secondary determination result in the equalization determination means 15 and the transmission path estimation value.
このようにして、第qステージでは、第q-1ステージで生成されたレプリカ信号を用いて伝送路推定値を高精度化し、判定結果をより確度の高いものとする。ステージ数をNとしたとき、第Nステージでの等化判定手段15における判定結果を最終判定結果として出力する。 In this way, in the q-th stage, the transmission path estimation value is made highly accurate using the replica signal generated in the q-1 stage, and the determination result is made more accurate. When the number of stages is N, the determination result in the equalization determination means 15 at the Nth stage is output as the final determination result.
以上のような構成をとることにより、図3のような構成での、干渉信号の影響による伝送路推定値の誤差及び判定誤りを抑えることが可能となり、高精度に信号を分離することが可能となる。 By adopting the configuration as described above, it is possible to suppress errors in transmission path estimation values and determination errors due to the influence of interference signals in the configuration as shown in FIG. 3, and it is possible to separate signals with high accuracy. It becomes.
図24及び図25は、信号パラメータ検出方法の一例を示す図である。図24及び図25において、送受信機において、使用される可能性のある変調方式、信号帯域幅及び中心周波数などに関する情報の送受で共通のテーブルを保有しておく。送信側は、そのテーブルから使用する信号パラメータに対応する番号を選択してデータ系列を生成し、そのデータ系列を通信に先立って送信する。例えば、QPSKで信号帯域幅をBWCとし、中心周波数がfcBの信号を送信する場合は、「No.」の「2」「3」「2」をデータ系列化し、変調して通信に先立って送信する。受信側では、図25に示すように、共通のテーブルを用いて、使用される可能性のあるパラメータの組み合わせ全てに対して同様に系列を生成し、変調し、それを用いて相関検出器121で相関検出を行う。パラメータ特定部122では、相関検出結果の最も高い系列に対応する変調方式、信号帯域幅及び中心周波数などの信号パラメータが使用されていると判定し、信号パラメータBとして出力する。このようにすることにより、独自の制御チャネルを用いて信号パラメータを送る必要はなくなるため、周波数資源の有効活用を図ることが可能となる。
24 and 25 are diagrams illustrating an example of a signal parameter detection method. 24 and 25, a common table is held for transmission / reception of information on modulation schemes, signal bandwidths, center frequencies, and the like that may be used in the transceiver. The transmitting side selects a number corresponding to the signal parameter to be used from the table, generates a data series, and transmits the data series prior to communication. For example, when transmitting a signal with a signal bandwidth of BW C and a center frequency of fcB in QPSK, `` No. '' `` 2 '' `` 3 '' `` 2 '' is data-sequenced and modulated prior to communication To send. On the receiving side, as shown in FIG. 25, a common table is used to generate and modulate a sequence in the same manner for all combinations of parameters that may be used, and the
<第5の実施形態>
次に、図26は本発明の第5の実施形態にかかる無線送信機及び多ユーザ検出器を有する無線受信機の構成例を表すブロック図である。
<Fifth Embodiment>
Next, FIG. 26 is a block diagram showing a configuration example of a wireless receiver having a wireless transmitter and a multi-user detector according to the fifth embodiment of the present invention.
図26において、送信機5-1(5-1a、5-1b、5-1c)は、変調器5-11(5-11a、5-11b、5-11c)と、帯域制限フィルタ5-12(5-12a、5-12b、5-12c)と、送信側ローパスフィルタ5-13(5-13a、5-13b、5-13c)と、ベースバンド−RF変換部5-14(5-14a、5-14b、5-14c)と、アンテナ5-15(5-15a、5-15b、5-15c)と、符号化部5-16(5-16a、5-16b)とにより構成される。符号化部5-16は、誤り訂正を行わない場合は省略する。 In FIG. 26, a transmitter 5-1 (5-1a, 5-1b, 5-1c) includes a modulator 5-11 (5-11a, 5-11b, 5-11c) and a band limiting filter 5-12. (5-12a, 5-12b, 5-12c), transmitter low-pass filter 5-13 (5-13a, 5-13b, 5-13c), baseband-RF converter 5-14 (5-14a 5-14b, 5-14c), antenna 5-15 (5-15a, 5-15b, 5-15c), and encoding unit 5-16 (5-16a, 5-16b) . The encoding unit 5-16 is omitted when error correction is not performed.
受信機5-2は、RF−ベースバンド変換部5-20(5-20a、5-20b)と、受信側ローパスフィルタ5-21(5-21a、5-21b)と、多ユーザ検出器5-22と、高出力増幅器5-26(5-26a、5-26b)と、アンテナ5-25(5-25a、5-25b)とから構成される。なお、図26では受信アンテナ数が2の場合を示す。 Receiver 5-2 includes RF-baseband converter 5-20 (5-20a, 5-20b), reception-side low-pass filter 5-21 (5-21a, 5-21b), multi-user detector 5 -22, a high-power amplifier 5-26 (5-26a, 5-26b), and an antenna 5-25 (5-25a, 5-25b). FIG. 26 shows a case where the number of reception antennas is two.
送信機5-1は、送信データ5-10(5-10a、5-10b、5-10c)、または符号化部5-16により誤り訂正符号化されたデータを変調器5-11に入力し、変調器5-11は入力されたデータを変調し、信号空間上の点にマッピングする。帯域制限フィルタ5-12は、変調器5-11において変調された信号を波形整形する。ベースバンド−RF変換部5-14は、帯域制限後のベースバンド信号に対して増幅や周波数変換などによりRF帯の信号に変換する。送信側ローパスフィルタ5-13は周波数変換後の信号の高周波成分を抑圧する。送信側ローパスフィルタ5-13により高周波成分を抑圧された信号は送信アンテナ5-15により放射される。 Transmitter 5-1 inputs transmission data 5-10 (5-10a, 5-10b, 5-10c) or data error-corrected and encoded by encoder 5-16 to modulator 5-11. The modulator 5-11 modulates the input data and maps it to a point on the signal space. The band limiting filter 5-12 shapes the waveform of the signal modulated by the modulator 5-11. The baseband-RF conversion unit 5-14 converts the band-limited baseband signal into an RF band signal by amplification or frequency conversion. The transmission-side low pass filter 5-13 suppresses the high frequency component of the signal after frequency conversion. The signal whose high frequency component is suppressed by the transmission-side low pass filter 5-13 is radiated by the transmission antenna 5-15.
送信アンテナ5-15から送信された信号は伝搬路5-3(5-3a、5-3b、5-3c)を介して受信機5-2の受信アンテナ5-25で受信される。受信された信号は、高出力増幅器5-26により増幅された後に、受信側ローパスフィルタ5-21により、受信信号帯域外の雑音が抑圧され、RF−ベースバンド変換部5-20により、ベースバンド信号に変換される。ベースバンド信号は、多ユーザ検出器5-22へ入力される。多ユーザ検出器5-22は、受信信号中に含まれる信号に関する信号情報5-24を参照して、ベースバンド信号から受信データ判定結果5-23(5-23a、5-23b、5-23c)を出力する。 The signal transmitted from the transmission antenna 5-15 is received by the reception antenna 5-25 of the receiver 5-2 via the propagation path 5-3 (5-3a, 5-3b, 5-3c). The received signal is amplified by the high-power amplifier 5-26, and then the noise outside the reception signal band is suppressed by the reception-side low-pass filter 5-21, and the baseband is obtained by the RF-baseband conversion unit 5-20. Converted to a signal. The baseband signal is input to the multi-user detector 5-22. The multi-user detector 5-22 refers to the signal information 5-24 regarding the signal included in the received signal, and determines the received data determination result 5-23 (5-23a, 5-23b, 5-23c from the baseband signal. ) Is output.
図27に、多ユーザ検出器5-22の構成例を示す。図27において、多ユーザ検出器5-22は、帯域制限フィルタ220(220a、220b、220c)と、伝送路計算部221(221a、221b、221c)と、MMSEフィルタ222(222a、222b、222c)と、軟入出力復号器223(223a、223b、223c)と、レプリカ生成器224(224a、224b)と、減算器225(225a、225b)とにより構成される。 FIG. 27 shows a configuration example of the multi-user detector 5-22. In FIG. 27, the multi-user detector 5-22 includes a band limiting filter 220 (220a, 220b, 220c), a transmission path calculation unit 221 (221a, 221b, 221c), and an MMSE filter 222 (222a, 222b, 222c). And a soft input / output decoder 223 (223a, 223b, 223c), a replica generator 224 (224a, 224b), and a subtractor 225 (225a, 225b).
多ユーザ検出器5-22では、まず、入力信号rを抽出順序が一位の信号(以下、抽出順序が第k位の信号を第kの抽出対象信号という)の帯域制限フィルタ220aにより帯域制限し、帯域制限された信号をMMSEフィルタ222aに入力する。伝送路計算部221aでは、帯域制限フィルタ220aからの第一の抽出対象信号の受信フィルタ情報と、受信信号中に含まれる各ユーザの信号のシンボルレート情報、タイミング情報、伝搬路5-3の情報、及び送信側フィルタ情報に基づいて、入力信号r中に含まれる各ユーザの信号の、送信側の帯域制限フィルタ5-12から受信側における第一の抽出対象信号の帯域制限フィルタ220aまでのISIの状態を考慮した伝送路状態を計算する。
First, in the multi-user detector 5-22, the band limitation is performed by the
ここで、送受信におけるローパスフィルタ5-13、5-21は理想的に動作し、信号の歪みがないとすると、入力信号rは、第kの抽出信号の変調信号ベクトルをbk、送信フィルタ行列をGTx,k、伝搬路5-3の状態の行列をHp,k、雑音ベクトルをnとし、抽出対象の信号の総数をKとすると、 Here, if the low-pass filters 5-13 and 5-21 in transmission / reception operate ideally and there is no signal distortion, the input signal r is b k , the modulation signal vector of the k-th extraction signal, and the transmission filter matrix Is G Tx, k , the state matrix of propagation path 5-3 is H p, k , the noise vector is n, and the total number of signals to be extracted is K,
また、送信フィルタ行列GTx,kは、 The transmission filter matrix G Tx, k is
伝搬路状態の行列Hp,kは、 The propagation path state matrix H p, k is
このとき、受信側での帯域制限フィルタ220aを通過後の信号は、帯域制限フィルタ220aを表す行列GRx,1、
At this time, the signal after passing through the
このとき、伝送路計算部221aは、(数式20)に基づき、第kの抽出対象信号の伝送路行列を、
At this time, the transmission
第mの抽出対象信号の処理における伝送路計算部のブロック図の構成例を図28に示す。 FIG. 28 shows a configuration example of a block diagram of the transmission path calculation unit in the processing of the m-th extraction target signal.
なお、以下では簡単のため、第kの抽出対象信号の、第mの抽出対象信号の処理における伝送路行列を、 In the following, for the sake of simplicity, the transmission path matrix in the processing of the m-th extraction target signal of the k-th extraction target signal,
これにより、非特許文献2の方法では考慮されていなかったフィルタの通過帯域が異なることにより生じるISIを考慮した伝送路状態を簡単に計算することができ、非特許文献3の方法に基づいて分数間隔型係数可変フィルタを用いた場合に比較して、演算量の増加や伝送路推定精度の劣化を抑えることができる。
As a result, it is possible to easily calculate the transmission path state in consideration of ISI caused by different filter passbands that were not considered in the method of
以上のように計算された伝送路行列に基づき、MMSEフィルタ222aは、第一の抽出対象信号のu番目のシンボルに対するフィルタ係数w(u)を、以下の式により算出する。
Based on the transmission path matrix calculated as described above, the
このようにして得られるフィルタ係数w1(u)を用いて、受信信号を以下のように等化する。 Using the filter coefficient w 1 (u) thus obtained, the received signal is equalized as follows.
続いて、第二の抽出対象信号の信号処理に移る。 Subsequently, the process proceeds to signal processing of the second extraction target signal.
第二の抽出対象信号の処理は、まず、入力信号から第一の抽出対象信号のレプリカを減算する。そして、その減算結果、 In the processing of the second extraction target signal, first, a replica of the first extraction target signal is subtracted from the input signal. And the subtraction result,
また、第mの抽出対象信号の検出処理において、逐次的に信号を復調し、その復調結果の信号から第mの抽出対象信号のレプリカを生成し、そのレプリカを用いて遅延波の影響により生じたISI成分を除去することもできる。 In addition, in the detection processing of the m-th extraction target signal, the signal is sequentially demodulated, a replica of the m-th extraction target signal is generated from the demodulated signal, and the replica is used due to the influence of the delay wave. The ISI component can also be removed.
なお、本実施形態では、送信側の帯域制限フィルタ5-12及び受信側の帯域制限フィルタ220のみの影響を考慮する例について説明したが、送受信におけるローパスフィルタにおいても、信号波形を歪ませ、ISIを発生させる場合が考えられる。その場合、第kの抽出対象信号の送信側ローパスフィルタ5-13のインパルス応答を表す行列をLTx,k、受信側ローパスフィルタ5-21のインパルス応答を表す行列をLRx,kとすると、第mの抽出対象信号の処理における伝送路計算部221は、第kの抽出対象信号の伝送路行列を、 In the present embodiment, an example in which the influence of only the band limit filter 5-12 on the transmission side and the band limit filter 220 on the reception side is taken into account has been described. May be generated. In that case, if the matrix representing the impulse response of the transmission-side low-pass filter 5-13 of the k-th extraction target signal is L Tx, k and the matrix representing the impulse response of the reception-side low-pass filter 5-21 is L Rx, k , The transmission path calculation unit 221 in the processing of the m-th extraction target signal, the transmission path matrix of the k-th extraction target signal,
また、行列の大きさが大きいと、逆行列計算の演算量が極めて大きくなる。そこで、復調の対象となるシンボルに対して、所定以下の電力でしか影響しないISIシンボルは伝送路行列において考慮しないことにより、伝送路行列を小さくして演算量を少なくすることもできる。 In addition, if the size of the matrix is large, the calculation amount of the inverse matrix calculation becomes extremely large. Therefore, ISI symbols that are affected only by power below a predetermined level with respect to symbols to be demodulated are not considered in the transmission path matrix, so that the transmission path matrix can be reduced to reduce the amount of calculation.
図29は、伝搬路状態を全ての抽出対象信号について同時に推定する場合の構成例を示すブロック図である。本構成例においては、伝搬路情報 FIG. 29 is a block diagram illustrating a configuration example in the case where the propagation path state is estimated for all extraction target signals simultaneously. In this configuration example, propagation path information
図30は、伝搬路状態をそれぞれの抽出対象信号に対して個別に推定する場合の構成例を示すブロック図である。本構成においては、第mの抽出対象信号の処理部において、帯域制限フィルタ220通過後に、第mの抽出対象信号の伝搬路を推定する。伝搬路推定は、同時推定と同様に、送信側のフィルタの影響によるISIを考慮し、RLSアルゴリズムや、LMSアルゴリズムを用いて行う。 FIG. 30 is a block diagram illustrating a configuration example when the propagation path state is individually estimated for each extraction target signal. In this configuration, the m-th extraction target signal processing unit estimates the propagation path of the m-th extraction target signal after passing through the band limiting filter 220. Similarly to the simultaneous estimation, the propagation path estimation is performed using the RLS algorithm or the LMS algorithm in consideration of ISI due to the influence of the filter on the transmission side.
図31は、図30における伝送路計算部の構成例を示すブロック図である。第mの抽出対象信号の処理における伝送路計算部221では、第mの抽出対象信号までしか伝搬路推定を行っていないため、第m+1以降の抽出対象信号に関する伝搬路推定値は0で計算する。 FIG. 31 is a block diagram illustrating a configuration example of the transmission path calculation unit in FIG. Since the transmission path calculation unit 221 in the processing of the m-th extraction target signal performs propagation path estimation only up to the m-th extraction target signal, the propagation path estimation value for the extraction target signals after the (m + 1) th extraction signal is 0. calculate.
図32は、多ユーザ検出器を備える受信機の構成例を示すブロック図である。本構成例では、受信機5-2は、複数の多ユーザ検出器5-28(5-28a、5-28b、5-28c)を縦列接続した多段多ユーザ検出器5-27を備える。多段多ユーザ検出器5-27では、l(エル)段目の多ユーザ検出器5-28の検出処理において生成されるシンボル系列レプリカ FIG. 32 is a block diagram illustrating a configuration example of a receiver including a multi-user detector. In this configuration example, the receiver 5-2 includes a multistage multiuser detector 5-27 in which a plurality of multiuser detectors 5-28 (5-28a, 5-28b, 5-28c) are connected in cascade. In the multi-stage multi-user detector 5-27, the symbol sequence replica generated in the detection process of the multi-user detector 5-28 in the l-th stage
図33に、多段多ユーザ検出器5-27の内部の多ユーザ検出器5-28の構成例を表すブロック図を示す。図33では受信アンテナ数が2の場合の例を示している。l段目の多ユーザ検出器5-28は、第一の抽出対象信号の検出処理において、l−1段目の多ユーザ検出器で生成されたレプリカ信号を入力信号rから減算し、その減算結果の信号、 FIG. 33 is a block diagram showing a configuration example of the multi-user detector 5-28 inside the multi-stage multi-user detector 5-27. FIG. 33 shows an example when the number of receiving antennas is two. The first-stage multi-user detector 5-28 subtracts the replica signal generated by the first-first multi-user detector from the input signal r in the first extraction target signal detection process, and performs the subtraction. The resulting signal,
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。 The present invention has been described above by the preferred embodiments of the present invention. While the invention has been described with reference to specific embodiments, various modifications and changes may be made to the embodiments without departing from the broad spirit and scope of the invention as defined in the claims. Obviously you can. In other words, the present invention should not be construed as being limited by the details of the specific examples and the accompanying drawings.
1、2 送信機
10 受信機
11 通過帯域可変帯域通過フィルタ
12 信号パラメータ検出手段
13 抽出順位決定手段
14 パラメータ制御手段
15 等化判定手段
16 レプリカ生成手段
17 減算器
DESCRIPTION OF
Claims (16)
受信信号を帯域制限し、通過帯域を可変させることができる通過帯域可変帯域通過フィルタと、
前記受信信号に含まれる複数の信号の信号パラメータを検出する信号パラメータ検出手段と、
前記受信信号と前記信号パラメータ検出手段で抽出された信号パラメータとから受信信号の抽出順位を決定する抽出順位決定手段と、
前記抽出順位決定手段により決定された抽出順位と前記信号パラメータ検出手段において抽出された信号パラメータとから前記通過帯域可変帯域通過フィルタの通過帯域を制御するパラメータ制御手段と、
前記通過帯域可変帯域通過フィルタからの出力信号を等化及び判定する等化判定手段と、
前記等化判定手段における判定結果と等化処理において推定された伝送路推定値とを用いて前記受信信号のレプリカを生成するレプリカ生成手段と、
を具備し、
前記受信信号に含まれる複数の信号の信号パラメータの違いを利用して、抽出順位に従って、前記通過帯域可変帯域通過フィルタ及び等化判定手段により前記受信信号から前記複数の信号を順番に分離して取り出すことを特徴とする信号分離装置。 There are a plurality of transmitting-side radio stations and a plurality of receiving-side radio stations having different signal bandwidths and carrier frequencies of transmission signals, and a radio signal is transmitted from the transmitting-side radio station to the receiving-side radio station that is a communication partner. In a wireless communication system that performs communication by transmitting a signal separation device provided in the reception-side wireless station,
A bandpass filter with a variable passband that can limit the band of the received signal and vary the passband;
Signal parameter detecting means for detecting signal parameters of a plurality of signals included in the received signal;
Extraction order determining means for determining the extraction order of received signals from the received signal and the signal parameters extracted by the signal parameter detecting means;
Parameter control means for controlling the passband of the passband variable bandpass filter from the extraction order determined by the extraction order determination means and the signal parameter extracted by the signal parameter detection means;
Equalization determination means for equalizing and determining an output signal from the passband variable bandpass filter;
Replica generation means for generating a replica of the received signal using the determination result in the equalization determination means and the transmission path estimation value estimated in the equalization processing;
Comprising
Using the difference in signal parameters of the plurality of signals included in the received signal, the plurality of signals are sequentially separated from the received signal by the passband variable bandpass filter and equalization determining means according to the extraction order. A signal separation device characterized by being taken out.
前記抽出順位決定手段は、
前記受信信号と前記信号パラメータとから、前記受信信号中に含まれる複数の信号が互いに干渉しあう時の相互の干渉量を推定する相互干渉量推定手段と、
前記相互干渉量推定手段において推定された推定相互干渉量を用いて、前記受信信号から、前記受信信号に含まれる信号を分離して取り出す順位を決定する品質推定及び順位決定手段と、
を具備し、
前記品質推定及び順位決定手段は、所定の抽出順位の信号を決定するときの基準となる品質を前記所定の抽出順位より抽出順位が前の信号による他の信号への推定相互干渉量を所定値以下として算出し、順位を決定することを特徴とする信号分離装置。 The signal separation device according to claim 1,
The extraction order determining means includes
A mutual interference amount estimating means for estimating a mutual interference amount when a plurality of signals included in the received signal interfere with each other from the received signal and the signal parameter;
Quality estimation and rank determination means for determining a rank for separating and extracting a signal included in the reception signal from the reception signal using the estimated mutual interference amount estimated by the mutual interference amount estimation means;
Comprising
The quality estimation and rank determining means sets a reference quality when determining a signal of a predetermined extraction rank as an estimated mutual interference amount with other signals due to a signal whose extraction rank is earlier than the predetermined extraction rank. A signal separation device characterized in that the order is calculated and determined as follows.
前記相互干渉量推定手段は、
前記受信信号中に含まれる複数の信号の受信電力を推定する信号電力推定手段と、
前記信号パラメータと、前記信号電力推定手段において推定された前記受信信号中に含まれる複数の信号それぞれの電力推定値とから、前記受信信号中に含まれる複数の信号それぞれの単位帯域幅あたりの電力を計算する単位帯域幅あたり電力計算手段と、
前記信号パラメータから、前記受信信号中に含まれる複数の信号が、周波数上で重畳し干渉しあっている周波数の帯域幅を推定する信号重畳状態推定手段と、
前記単位帯域幅あたり電力計算手段において計算された、前記受信信号中に含まれる複数の信号それぞれの単位帯域幅あたりの信号電力計算値と、前記信号重畳状態推定手段において推定された、前記受信信号中に含まれる複数の信号同士の重畳周波数帯域幅とから推定相互干渉量を計算する干渉電力計算手段と、
を具備することを特徴とする信号分離装置。 The signal separation device according to claim 2,
The mutual interference amount estimating means includes:
Signal power estimating means for estimating received power of a plurality of signals included in the received signal;
The power per unit bandwidth of each of the plurality of signals included in the reception signal from the signal parameter and the power estimation value of each of the plurality of signals included in the reception signal estimated by the signal power estimation means. Power calculating means per unit bandwidth for calculating
From the signal parameters, signal superimposition state estimation means for estimating a frequency bandwidth in which a plurality of signals included in the received signal are superimposed on each other and interfere with each other, and
The signal power calculation value per unit bandwidth of each of a plurality of signals included in the reception signal, calculated by the power calculation unit per unit bandwidth, and the reception signal estimated by the signal superposition state estimation unit An interference power calculation means for calculating an estimated mutual interference amount from a superimposed frequency bandwidth of a plurality of signals included therein;
A signal separation device comprising:
前記相互干渉量推定手段は、
前記受信信号と前記信号パラメータとを用いて、前記受信信号中に含まれる複数の信号の時間的広がりのある伝送路の状態である伝送路推定値を推定する伝送路推定手段を具備し、
前記信号電力推定手段は、
前記伝送路推定手段において推定された各信号の主波に対する伝送路推定値を用いて電力を推定することを特徴とする信号分離装置。 The signal separation device according to claim 3,
The mutual interference amount estimating means includes:
Using the received signal and the signal parameter, comprising a transmission path estimation means for estimating a transmission path estimation value which is a state of a transmission path with a time spread of a plurality of signals included in the received signal,
The signal power estimation means includes
A signal separation apparatus, wherein power is estimated using a transmission path estimation value for a main wave of each signal estimated by the transmission path estimation means.
前記信号電力推定手段は、
前記受信信号中に含まれる複数の信号それぞれに対応する既知のシンボル系列を用いて相関検出をすることにより、各信号の電力を推定することを特徴とする信号分離装置。 The signal separation device according to claim 3,
The signal power estimation means includes
A signal separation apparatus, wherein the power of each signal is estimated by performing correlation detection using a known symbol sequence corresponding to each of a plurality of signals included in the received signal.
前記単位帯域幅あたり電力計算手段は、
前記信号電力推定手段により所定の時間分の各信号の信号電力を推定した値を、各信号の信号パラメータ中に含まれる信号帯域幅で平均化することにより、各信号の単位帯域幅あたりの信号電力を計算することを特徴とする信号分離装置。 The signal separation device according to claim 3,
The power calculation means per unit bandwidth is:
A signal per unit bandwidth of each signal is obtained by averaging a value obtained by estimating the signal power of each signal for a predetermined time by the signal power estimation unit with the signal bandwidth included in the signal parameter of each signal. A signal separation device for calculating power.
前記信号重畳状態推定手段は、
前記信号パラメータ中に含まれる中心周波数情報と信号帯域幅情報とから、各信号の使用周波数帯の上限と下限を計算し、計算した周波数帯の上限値と下限値を、前記受信信号中に含まれる全ての信号間で比較して、各信号間の前記重畳周波数帯域幅を算出することを特徴とする信号分離装置。 The signal separation device according to claim 3,
The signal superposition state estimation means includes
From the center frequency information and the signal bandwidth information included in the signal parameter, the upper and lower limits of the frequency band used for each signal are calculated, and the upper and lower limits of the calculated frequency band are included in the received signal. A signal separation device characterized in that the superposed frequency bandwidth between each signal is calculated by comparing between all signals.
干渉電力計算手段は、
前記単位帯域幅あたり電力計算手段で求めた各信号の単位帯域幅あたりの信号電力と、前記信号重畳状態推定手段で求めた各信号間の重畳周波数帯域幅とを乗算することにより、前記受信信号中に含まれる複数の信号同士の干渉電力を計算することを特徴とする信号分離装置。 The signal separation device according to claim 3,
The interference power calculation means is
By multiplying the signal power per unit bandwidth of each signal obtained by the power calculation means per unit bandwidth by the superimposed frequency bandwidth between the signals obtained by the signal superposition state estimation means, the received signal A signal separation device that calculates interference power between a plurality of signals contained therein.
前記抽出順位決定手段は、
前記受信信号と前記信号パラメータとから、前記受信信号中に含まれる複数の信号が、周波数軸上で重複し互いに干渉しあう時の相互の干渉量を推定する相互干渉量推定手段と、
前記受信信号と前記信号パラメータとから、前記受信信号中に含まれる複数の信号が受ける雑音電力をそれぞれ推定する雑音推定手段と、
前記相互干渉量推定手段において推定された推定相互干渉量と、前記雑音推定手段において推定された推定雑音電力とを用いて、前記受信信号から前記受信信号に含まれる信号を分離して取り出す順位を決定する品質推定及び順位決定手段と、
を具備し、
前記品質推定及び順位決定手段は、所定の抽出順位の信号を決定するときの基準となる品質を前記所定の抽出順位より抽出順位が前の信号による他の信号への推定相互干渉量を所定値以下として算出し、順位を決定することを特徴とする信号分離装置。 The signal separation device according to claim 1, wherein
The extraction order determining means includes
A mutual interference amount estimating means for estimating a mutual interference amount when a plurality of signals included in the received signal overlap on the frequency axis and interfere with each other from the received signal and the signal parameter;
Noise estimation means for estimating noise power received by a plurality of signals included in the received signal from the received signal and the signal parameter;
Using the estimated mutual interference amount estimated by the mutual interference amount estimation unit and the estimated noise power estimated by the noise estimation unit, the order of separating and extracting the signal included in the received signal from the received signal is determined. A quality estimation and rank determination means to determine;
Comprising
The quality estimation and rank determining means sets a reference quality when determining a signal of a predetermined extraction rank as an estimated mutual interference amount with other signals due to a signal whose extraction rank is earlier than the predetermined extraction rank. A signal separation device characterized in that the order is calculated and determined as follows.
前記雑音推定手段は、
前記受信信号と前記信号パラメータとから、受信信号のレプリカを生成するレプリカ信号生成手段と、
前記受信信号から前記レプリカ信号生成手段で生成されたレプリカ信号を減算して、残差信号を出力する減算器と、
前記残差信号を、前記受信信号に含まれる複数の信号それぞれの信号帯域幅で帯域制限する帯域通過フィルタと、
前記帯域通過フィルタにより帯域制限された雑音の電力を計算する雑音電力推定手段と、
を具備し、
受信信号中に含まれる雑音信号波形を推定して帯域制限することにより、受信信号に含まれる複数の信号が影響を受ける雑音の電力を、それぞれの信号ごとに求めて出力することを特徴とする信号分離装置。 The signal separation device according to claim 9, wherein
The noise estimation means includes
Replica signal generating means for generating a replica of the received signal from the received signal and the signal parameter;
A subtractor that subtracts the replica signal generated by the replica signal generation means from the received signal and outputs a residual signal;
A band-pass filter that limits the residual signal with a signal bandwidth of each of a plurality of signals included in the received signal;
Noise power estimation means for calculating power of noise band-limited by the band-pass filter;
Comprising
By estimating the noise signal waveform included in the received signal and limiting the band, the power of the noise affected by the plurality of signals included in the received signal is obtained and output for each signal. Signal separation device.
前記抽出順位決定手段は、通信品質の高いものほど高い抽出順位にすることを特徴とする信号分離装置。 The signal separation device according to claim 1, wherein
The signal separation apparatus according to claim 1, wherein the extraction order determining means sets the extraction order higher as the communication quality is higher.
前記通過帯域可変帯域通過フィルタと前記等化判定手段と前記レプリカ生成手段とを用いて、受信信号に含まれる各信号のレプリカ信号を出力するステージを複数有し、
所定のステージにおいて、前段のステージで生成されたレプリカ信号を受信信号から減算し、その結果を用いて帯域制限、及び等化判定を行うことを特徴とする信号分離装置。 The signal separation device according to claim 1,
Using the passband variable bandpass filter, the equalization determination means, and the replica generation means, and having a plurality of stages for outputting replica signals of each signal included in the received signal,
A signal separation apparatus characterized in that, in a predetermined stage, a replica signal generated in a previous stage is subtracted from a received signal, and band limitation and equalization determination are performed using the result.
前記信号パラメータ検出手段は、受信信号から受信信号中に含まれる各信号の信号パラメータを推定して検出することを特徴とする信号分離装置。 The signal separation device according to claim 1,
The signal parameter detecting means estimates and detects a signal parameter of each signal included in the received signal from the received signal.
前記信号パラメータ検出手段は、あらかじめ送信側の無線局から各信号の信号パラメータを通知されることを特徴とする信号分離装置。 The signal separation device according to claim 1,
The signal parameter detecting means is notified in advance of signal parameters of each signal from a transmitting radio station.
前記多ユーザ検出器は、
前記複数の無線送信機からの送信信号に対応し、それぞれ通過帯域が異なる帯域制限フィルタと、
前記信号情報を用いて、前記複数の無線送信機において使用され、ユーザごとに通過帯域が異なるフィルタ、及び前記無線受信機におけるフィルタにより生じる符号間干渉を考慮した伝送路の状態を計算する伝送路計算部と、
前記伝送路計算部において計算された伝送路状態と、前記信号情報とを用いてフィルタ係数を計算し、レプリカ生成器において推定された信号空間上にマッピングされたシンボル系列のレプリカを用いて帯域制限フィルタにおいて帯域制限された信号を等化するMMSEフィルタと、
前記MMSEフィルタにより等化された信号を用いて、前記信号情報を考慮してそれぞれのユーザの受信データを判定し、また、信号空間上にマッピングされたシンボルの尤度を計算する軟入出力復号器と、
前記軟入出力復号器により計算されたシンボルの尤度から信号空間上にマッピングされた信号のシンボル系列のレプリカを生成し前記MMSEフィルタに入力し、生成したシンボル系列レプリカと前記信号情報を用いて伝送路の影響を考慮した受信信号レプリカを生成するレプリカ生成器と、
多ユーザ検出器へ入力された信号から、前記レプリカ生成器において生成された受信信号レプリカを減算する減算器とを備えたことを特徴とする信号分離装置。 There are a plurality of wireless transmitters having different signal bandwidths of transmission signals and one wireless receiver having a multi-user detector, and the wireless transmitter transmits wireless signals to the wireless receiver for communication. A signal separation device provided in the wireless receiver in a wireless communication system to perform,
The multi-user detector is
Band limiting filters corresponding to transmission signals from the plurality of wireless transmitters, each having a different pass band;
A transmission line that uses the signal information to calculate a state of a transmission line that is used in the plurality of wireless transmitters and has different passbands for each user, and that takes into account intersymbol interference caused by the filter in the wireless receiver A calculation unit;
A filter coefficient is calculated using the transmission path state calculated in the transmission path calculation unit and the signal information, and band limitation is performed using a replica of the symbol sequence mapped on the signal space estimated in the replica generator. An MMSE filter that equalizes the band-limited signal in the filter;
Soft I / O decoding that uses the signal equalized by the MMSE filter to determine the received data of each user in consideration of the signal information and calculates the likelihood of symbols mapped in the signal space And
A replica of the symbol sequence of the signal mapped on the signal space is generated from the likelihood of the symbol calculated by the soft input / output decoder, and is input to the MMSE filter. Using the generated symbol sequence replica and the signal information A replica generator for generating a received signal replica in consideration of the influence of the transmission path;
A signal separator comprising: a subtracter that subtracts a received signal replica generated by the replica generator from a signal input to a multi-user detector.
前記無線受信機は、複数の前記多ユーザ検出部を縦列接続して得られる多段多ユーザ検出部を備え、
前記多段多ユーザ検出部において、前記多ユーザ検出部は、縦列接続の前段の多ユーザ検出部において生成されたレプリカ信号を用いて、信号検出及びレプリカ生成を行うことを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to claim 15,
The wireless receiver includes a multistage multiuser detection unit obtained by cascading a plurality of the multiuser detection units,
In the multi-stage multi-user detection unit, the multi-user detection unit performs signal detection and replica generation by using a replica signal generated in a multi-user detection unit at the preceding stage of cascade connection.
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