JP2007097103A - Signal separator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To separately extract a signal with less computational complexity to improve frequency use efficiency under the condition that many signals are overlapped on the same frequency in a radio station in the receiving side. <P>SOLUTION: The signal separator comprises a variable frequency band-pass filter for varying the pass band by limiting the frequency band of the receiving signal, a signal parameter detecting means for detecting signal parameters of a plurality of signals included in the receiving signal, an extracting order determining means for determining the extracting order of the receiving signal from the receiving signal and signal parameter, a parameter control means for controlling pass band of the variable frequency band-pass filter from the extracted signal and signal parameter, an equalization determining means for equalizing and determining the output signal from the variable frequency band-pass filter, and a replica generating means for generating a replica of the receiving signal using an estimated value of the transmission path estimated by the determination result and equalizing process in the equalization determining means. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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。
「伝送速度の異なる信号の分離除去法の提案」,電子情報通信学会総合大会予稿集,B-5-174,(2004年3月) ‘An efficient square-root algorithm for BLAST,’International conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP) ’00,(2000年6月) ‘Fractional Tap-Spacing Equalizer and Consequences for Clock Recovery in Data Modems,’IEEE Transaction on Communications,(1976年8月)
In this way, different signals use the same frequency at the same time by sequentially detecting other signals that become interference sources to the signal to be extracted, and generating and removing replicas. Thus, it is possible to improve frequency utilization efficiency.
“Proposal of separation and removal method for signals with different transmission speeds”, Proceedings of the IEICE General Conference, B-5-174, (March 2004) 'An efficient square-root algorithm for BLAST,' International conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP) '00, (June 2000) 'Fractional Tap-Spacing Equalizer and Consequences for Clock Recovery in Data Modems,' IEEE Transaction on Communications, (August 1976)

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 claim 1, a plurality of transmission-side radio stations and a plurality of reception-side radio stations having different signal bandwidths and carrier frequencies of transmission signals In the wireless communication system that performs communication by transmitting a wireless signal from the transmitting wireless station to the receiving wireless station that is a communication counterpart, the signal separating device is provided in the receiving wireless station. A bandpass filter that can limit the band of the received signal and vary the passband, signal parameter detection means for detecting signal parameters of a plurality of signals included in the received signal, and the received signal Extraction order determination means for determining the extraction order of received signals from the signal parameters extracted by the signal parameter detection means, and extraction order determined by the extraction order determination means Parameter control means for controlling the passband of the passband variable bandpass filter from signal parameters extracted by the signal parameter detection means, and equalization and determination of the output signal from the passband variable bandpass filter A replica generation unit configured to generate a replica of the received signal using a determination unit and a determination result in the equalization determination unit and a transmission path estimation value estimated in the equalization process, and included in the received signal Using the difference in signal parameters of the plurality of signals, and sequentially separating and extracting the plurality of signals from the received signal by the passband variable bandpass filter and equalization determining means according to the extraction order. Yes. By adopting such a configuration, when various types of signals share the frequency band, it is possible to separate and extract the signals included in the received signal with a small amount of processing on the receiving side. It becomes.

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 claim 2, the signal separation device according to claim 1, wherein the extraction order determination means includes a plurality of signals included in the received signal from the received signal and the signal parameter. Using the mutual interference amount estimation means for estimating the mutual interference amount when the signals of the two signals interfere with each other, and the estimated mutual interference amount estimated by the mutual interference amount estimation means, from the received signal to the received signal. Quality estimation and rank determination means for determining a rank for separating and extracting the included signals, and the quality estimation and rank determination means has a quality as a reference when determining a signal of a predetermined extraction rank. It is possible to calculate the estimated mutual interference amount to other signals due to the signal having the extraction order before the predetermined extraction order as a predetermined value or less and determine the order. Thereby, it becomes possible to extract in order from a signal with high quality.

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 claim 3, the signal separation device according to claim 2, wherein the mutual interference amount estimation unit estimates a reception power of a plurality of signals included in the reception signal. A unit of each of a plurality of signals included in the received signal from power estimation means, the signal parameter, and a power estimation value of each of the plurality of signals included in the received signal estimated by the signal power estimation means Based on the power calculation means for calculating the power per bandwidth and the signal parameters, the bandwidth of the frequency at which the plurality of signals included in the received signal overlap and interfere with each other is estimated. Signal power per unit bandwidth of each of a plurality of signals included in the received signal, calculated by the signal superimposition state estimating means and the power per unit bandwidth calculating means Interference power calculation means for calculating an estimated mutual interference amount from a calculated value and a superimposed frequency bandwidth of a plurality of signals included in the received signal estimated by the signal superposition state estimation means It can be. This makes it possible to easily estimate the amount of interference between a plurality of signals included in the received signal.

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 claim 4, the signal separation device according to claim 3, wherein the mutual interference amount estimation unit uses the received signal and the signal parameter to include the received signal in the received signal. Comprising a transmission path estimation means for estimating a transmission path estimation value that is a state of a transmission path with a time spread of a plurality of signals included, wherein the signal power estimation means includes each signal estimated by the transmission path estimation means The power can be estimated using the transmission path estimation value for the main wave. This makes it possible to estimate the power of each signal with high accuracy.

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 claim 5, the signal separation apparatus according to claim 3, wherein the signal power estimation means is a known symbol sequence corresponding to each of a plurality of signals included in the received signal. By performing correlation detection using, the power of each signal can be estimated. This makes it possible to estimate the power of each signal with a simple configuration.

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 claim 6, the signal separation device according to claim 3, wherein the power calculation unit per unit bandwidth is a signal of each signal for a predetermined time by the signal power estimation unit. The signal power per unit bandwidth of each signal can be calculated by averaging the estimated power value with the signal bandwidth included in the signal parameter of each signal. This makes it possible to estimate the amount of interference per unit bandwidth that each signal gives to other signals.

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 claim 7, in the signal separation device according to claim 3, the signal superimposition state estimation unit is configured to calculate 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 compared among all the signals included in the received signal, and the superimposed frequency between the signals is calculated. The bandwidth can be calculated. This makes it possible to obtain a signal band in which the signals interfere with each other with a simple calculation.

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 claim 8, in the signal separation device according to claim 3, the interference power calculation unit is configured to calculate per unit bandwidth of each signal obtained by the power calculation unit per unit bandwidth. The interference power between a plurality of signals included in the received signal is calculated by multiplying the signal power by the superimposed frequency bandwidth between the signals obtained by the signal superposition state estimating means. it can. As a result, it is possible to estimate the interference power between the signals with a simple calculation.

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 claims 1 to 3, wherein the extraction order determining means is included in the received signal from the received signal and the signal parameter. A plurality of signals included in the received signal from a mutual interference amount estimating means for estimating a mutual interference amount when the plurality of signals overlap on the frequency axis and interfere with each other, and the received signal and the signal parameter Using the noise estimation means for estimating the noise power received by each of the signals, the estimated mutual interference amount estimated by the mutual interference amount estimation means, and the estimated noise power estimated by the noise estimation means, Quality estimation and rank determination means for determining a rank for separating and extracting signals included in the received signal from the signal, and the quality estimation and rank determination means is a signal having a predetermined extraction rank. Decision criteria become quality extraction rank than the predetermined extraction rank when calculates the estimated mutual interference amount to other signals by the signal before the predetermined value or less, it can be made to determine the ranking. As a result, the extraction order can be determined using the communication quality in consideration of the noise included in the received signal, and the signal can be separated and extracted with high accuracy.

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 claim 11, in the signal separation device according to claims 1 to 10, the extraction order determination means sets a higher extraction order as communication quality is higher. it can. As a result, it is possible to reduce determination errors in signals with higher extraction ranks, and to separate and extract signals with high accuracy.

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 claim 12, in the signal separation device according to claims 1 to 11, using the passband variable bandpass filter, the equalization determination unit, and the replica generation unit, There are multiple stages that output replica signals of each signal included in the received signal, and at a given stage, the replica signal generated in the previous stage is subtracted from the received signal, and the result is used to limit the bandwidth, etc. It is possible to make a determination. By performing iterative equalization using multiple stages in this way, it is possible to obtain a highly accurate transmission path estimation value, and each signal included in the received signal is separated and extracted with high accuracy. Is possible.

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 claims 1 to 12, wherein the signal parameter detecting means estimates a signal parameter of each signal included in the received signal from the received signal. And can be detected. As a result, signal separation can be performed in a state where there is no information regarding each signal in advance.

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 claim 14, in the signal separation device according to claims 1 to 13, the signal parameter detection unit is notified in advance of signal parameters of each signal from a radio station on the transmission side. Can be. As described above, by obtaining the signal parameters of each signal in advance, the signal separation operation can be easily performed.

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 claim 15, there are a plurality of wireless transmitters having different signal bandwidths of transmission signals and a single wireless receiver including a multi-user detector, and the wireless reception from the wireless transmitter In a wireless communication system for performing communication by transmitting a wireless signal to a device, the signal separation device is provided in the wireless receiver, wherein the multi-user detector is configured to transmit signals from the plurality of wireless transmitters. Correspondingly, a band limiting filter having a different pass band and a code used by the plurality of radio transmitters using the signal information and having a different pass band for each user and a code generated by the filter in the radio receiver A transmission line calculation unit that calculates the state of the transmission line in consideration of interference, the transmission line state calculated by the transmission line calculation unit, and the filter information using the signal information. MMSE filter for equalizing the band limited signal in the band limiting filter using the replica of the symbol sequence mapped on the signal space estimated in the replica generator, and equalized by the MMSE filter A soft input / output decoder for determining received data of each user using a signal in consideration of the signal information, and calculating a likelihood of a symbol mapped on the signal space; and the soft input / output decoding A symbol sequence replica of the signal mapped in the signal space is generated from the likelihood of the symbol calculated by the transmitter and input to the MMSE filter, and the influence of the transmission path is determined using the generated symbol sequence replica and the signal information. A replica generator that generates a received signal replica in consideration and a signal input to the multi-user detector in the replica generator. The generated received signal replicas can be made and a subtracter for subtracting. As a result, it is possible to perform equalization processing in consideration of large fluctuations in ISI due to filters of signals having different signal bandwidths, and signals can be separated with high accuracy.

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 claim 16, the signal separation device according to claim 15, wherein the radio receiver is obtained by cascading a plurality of the multi-user detection units. In the multi-stage multi-user detection unit, the multi-user detection unit may perform signal detection and replica generation using a replica signal generated in the multi-user detection unit in the previous stage of the cascade connection. . As a result, the accuracy of replica generation can be improved and signals can be separated with higher accuracy.

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 receiver 10 limits the band of a received signal and can change the pass band, and a variable band-pass filter 11 (11 1 , 11 2 ) and a plurality of signals included in the received signal. Signal parameter detection means 12 for detecting parameters, extraction order determination means 13 for determining the extraction order of received signals from the received signals and the signal parameters extracted by the signal parameter detection means 12, and extraction order determination means 13 The parameter control means 14 for controlling the pass band of the pass band variable band pass filter 11 from the extracted extraction order and the signal parameter extracted by the signal parameter detection means 12, and the output signal from the pass band variable band pass filter 11 are equalized And the equalization determination means 15 (15 1 , 15 2 ) to be determined, the determination result in the equalization determination means 15 and the transmission path estimation value estimated in the equalization It comprises replica generating means 16 for generating a replica of the received signal and a subtractor 17 for subtracting the replica signal from the received signal.

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 transmitter 1 and the transmitter 2, respectively, and the receiver 10 receives a reception signal A obtained by adding these signals. The received signal A is input to the passband variable bandpass filter 11 1 , the extraction order determining means 13 and the subtractor 17. Further, the parameters of the transmission signal such as the signal bandwidth, the center frequency, and the modulation method of the signal 1 and the signal 2 are notified to the signal parameter detection unit 12 of the receiver 10 prior to communication. As an example, the signal parameter is notified prior to the start of communication by a radio control signal using a common radio channel. Here, an example in which notification is given prior to the start of communication is shown.

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 parameter detection unit 12 detects the signal parameters of the signal 1 and the signal 2 included in the received signal and inputs them to the extraction order determination unit 13 and the parameter control unit 14. The extraction order determining means 13 determines the order of extracting signals (signal 1 and signal 2) included in the received signal from the received signal A and the signal parameter B, and inputs the extraction order C to the parameter control means 14. The parameter control means 14 determines the passband variable bandpass filter # 1 (11 1 ) so that the signal with the highest extraction order is passed from the information on the center frequency and signal bandwidth detected by the signal parameter detection means 12. Similarly, the passband is controlled, and parameters necessary for equalization and determination, such as the modulation scheme and symbol rate of the signal with the highest extraction order, are input to equalization determination means # 1 (15 1 ). Similarly, the passband variable bandpass filter # 2 (11 2 ) and equalization determination means # 2 (15 2 ) are controlled using the signal parameters of the signal with the second extraction order.

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 subtracter 17. The subtractor 17 subtracts the replica signal F from the received signal A and inputs the result to the passband variable bandpass filter # 2 (11 2 ). At this time, the signal input to the passband variable bandpass filter # 2 (11 2 ) is obtained by subtracting the signal having the highest extraction order from the received signal, as indicated by the signal H after the extraction target signal is removed in FIG. That is, the extracted signal, that is, the signal having the second extraction order and the signal consisting of noise. The pass band variable band pass filter # 2 (11 2 ) varies the pass band so as to pass the signal of the second extraction order specified by the parameter control means 14, and the output of the filter is equalized by the judgment means # 2 ( 15 Enter in 2 ). The equalization determination means # 2 (15 2 ) equalizes and determines the second extraction order signal from the input signal, and outputs a determination result # 2 (D 2 ).

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 receiver 10, the bandpass tunable bandpass filter 11 (11 1, 11 2, ~, 11 K) and the equalization judging means 15 (15 1, 15 2, ~, 15 K) K number of each replica generating means 16 (16 1 , 16 2 ,..., 16 K-1 ) and K-1 subtractors 17 (17 1 , 17 2 ,..., 17 K-1 ). Passband variable bandpass filter # 1 (11 1 ) is the first extraction order signal, passband variable bandpass filter # 2 (11 2 ) is the second extraction order signal, and passband variable bandpass filter # K (11 K ) varies the pass band of the filter so that signals of the extraction rank K are passed through. The signals that have passed through the passband variable bandpass filters # 1, # 2,..., #K are input to equalization determination means # 1, # 2,. Equalization determining means # 1, # 2,..., #K equalize and determine the input signal, and determine the transmission path estimation values E 1 , E 2 ,. D 1 , D 2 ,... Are input to replica generation means # 1, # 2,. The replica generation means # 1, # 2,... Generate replicas of extraction order signals 1, 2,..., Respectively, and input them to the subtracters 17 1 , 17 2 ,. The subtractor # 1 (17 1 ) subtracts the replica signal F 1 of the extraction rank first signal from the received signal A, and the subtraction result is passed through the passband variable bandpass filter # 2 (11 2 ) and the subtractor # 2 ( 17 Input to 2 ). The subtracter # 2 (17 2 ) subtracts the replica signal F 2 of the second extraction rank signal from the signal input from the subtractor # 1, and the subtraction result is the passband variable bandpass filter of the next stage. And input to the subtractor. In this way, by removing from the received signal in order from the signal with the highest extraction order, the signal input to the passband variable bandpass filter at a predetermined stage has a higher extraction order than the signal to be passed by the filter. A signal replica signal is subtracted, and the signal can be separated and extracted with high accuracy.

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 rank determining means 132. To enter. Here, the estimated mutual interference amount I is expressed by Equation 1 below, where I (a, b) is an estimated value of the interference amount that the signal a gives to the signal b. The interference amount estimated value I (a, a) is the power of the signal a.

Figure 2007097103
図7は図6の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である。品質推定及び順位決定手段132は、図7のフローに従って抽出順位を決定する。
Figure 2007097103
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the quality estimation and rank determination means 132 of FIG. The quality estimation and rank determination means 132 determines the extraction rank according to the flow of FIG.

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 formula 2, and the one having the highest value is set as the extraction order i (step S13).

Figure 2007097103
続いて、ステップS13において最も品質の良かった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S14)。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S15)、ステップS11に戻る。
Figure 2007097103
Subsequently, the amount of interference given to the other signal by the signal having the best quality in step S13 and the desired signal power of the signal itself are all set to “0” (step S14). 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 S15), and the process returns to step S11.

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 correlation detector 13121 in the power estimation means 13122.

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 power calculation unit 1313 per unit bandwidth, and the power calculation unit 1313 per unit bandwidth uses the information on the signal bandwidth. The signal power per unit bandwidth is calculated, and the calculation result is input to the interference power calculation means 1315. Here, the power per unit bandwidth of the signal p is W U (p). At this time, as shown in FIG. 12, the power calculation unit 1313 per unit bandwidth time-integrates the instantaneous value P (t) of the power of each signal estimated by the signal power estimation unit 1312 and averages it with the observation time. Then, the power per unit time is obtained and divided by the signal bandwidth information BW in the signal parameter B to obtain the calculated signal power per unit bandwidth. At this time, a signal power calculation value per unit bandwidth of the signal p is obtained by the following Equation 3.

Figure 2007097103
ここで、図13に各信号の電力と単位帯域幅あたりの信号電力との関係例を示す。図13は、信号1(A1)と信号2(A2)と信号3(A3)の3つの信号が重畳して受信されている例を示しており、各信号の電力は、それぞれの信号を表す領域の面積となる。また、単位帯域幅あたりの電力は、概ね図中の各信号を表す領域の高さとなる。なお、1ビットあたりの電力は、単位帯域幅あたりの電力を、単位帯域幅あたりの送信可能ビット数で割り算した結果となる。
Figure 2007097103
FIG. 13 shows an example of the relationship between the power of each signal and the signal power per unit bandwidth. FIG. 13 shows an example in which three signals of signal 1 (A 1 ), signal 2 (A 2 ), and signal 3 (A 3 ) are received in a superimposed manner. This is the area of the region representing the signal. Further, the power per unit bandwidth is approximately the height of the area representing each signal in the figure. Note that the power per bit is the result of dividing the power per unit bandwidth by the number of transmittable bits per unit bandwidth.

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 signal 1 and signal 2 overlap (interfering area) is at the left end of the frequency band of signal 1, and the width of this overlapping band is defined as B overlay (1,2) And At this time, the formula B overlay (1,2) = B overlay (2,1) is established. Further, the bandwidth in which the signal p overlaps the signal p, that is, the signal bandwidth of the signal p is represented by B overlay (p, p). At this time, since the region O 2 where the signal 1 and the signal 3 overlap is equal to the band of the signal 3, B overlay (1,3) = B overlay (3,1) = B overlay (3,3) Become. Further, since the signal 2 and signal 3 region O 3 which overlap does not exist, B overlay (2,3) = a B overlay (3,2) = 0. Note that the superimposed frequency bandwidth is divided into cases as shown in FIG. 14 based on the center frequency and the signal bandwidth, and is obtained by the following equations 4 to 7. Here, the center frequencies of the signals p and q are f cp and f cq , respectively, and the signal bandwidths are BW p and BW q , respectively. Further, the signal p and the signal q can be arbitrary signals included in the received signal, and the following equation can be applied by exchanging the signal p and the signal q.
(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)

Figure 2007097103
(b) 信号pの使用周波数帯域の上限が信号qの使用周波数帯域内に存在している場合
(すなわちfcp+BWp/2≦fcq+BWq/2かつfcp-BWp/2≦fcq-BWq/2であるとき)
Figure 2007097103
(b) When the upper limit of the use frequency band of the signal p exists within the use frequency band of the signal q (that is, f cp + BW p / 2 ≦ f cq + BW q / 2 and f cp -BW p / 2 ≦ when f is cq -BW q / 2)

Figure 2007097103
(c) 信号pの使用周波数帯域の下限が信号qの使用周波数帯域内に存在している場合
(すなわちfcq+BWq/2≦fcp+BWp/2かつfcq-BWq/2≦fcp-BWp/2であるとき)
Figure 2007097103
(c) if the lower limit of the frequency band of the signal p is present in the frequency band of the signal q (i.e. f cq + BW q / 2 ≦ f cp + BW p / 2 and f cq -BW q / 2 ≤ f cp -BW p / 2)

Figure 2007097103
(d) 信号pの使用周波数帯域が信号qの使用周波数帯域と重ならない場合
(すなわちfcq+BWq/2≦fcp-BWp/2またはfcp+BWp/2≦fcq-BWq/2であるとき)
Figure 2007097103
(d) if the use frequency band of the signal p does not overlap the frequency band of the signal q (i.e. f cq + BW q / 2 ≦ f cp -BW p / 2 or f cp + BW p / 2 ≦ f cq -BW q / 2)

Figure 2007097103
干渉電力計算手段1315では、入力された、各信号の単位帯域幅あたりの信号電力計算値M及び複数の信号同士の重畳周波数帯域幅Oとから、推定相互干渉量Iを計算する。このとき、信号qが信号pから受ける干渉量は、信号pの単位帯域幅あたりの電力を、信号pと信号qの重畳している周波数帯域幅に乗算することにより得られる。即ち、推定相互干渉量I(p,q)は、下記数式8により計算される。
Figure 2007097103
The interference power calculation means 1315 calculates the estimated mutual interference amount I from the input signal power calculation value M per unit bandwidth of each signal and the superimposed frequency bandwidth O of a plurality of signals. At this time, the amount of interference that the signal q receives from the signal p is obtained by multiplying the power per unit bandwidth of the signal p by the frequency bandwidth in which the signal p and the signal q are superimposed. That is, the estimated mutual interference amount I (p, q) is calculated by the following formula 8.

Figure 2007097103
図15に相互干渉量の概念図を示す。信号2から信号1へ干渉する信号の部分は図中Pの領域で表され、この領域の電力は概ねWU(2)Boverlay(2,1)=I(2,1)となる。また、信号3から信号1へ干渉する信号の部分は図中のQの領域で表され、この領域の電力は概ねWU(3)Boverlay(3,1)=I(3,1)となる。つまり、信号1が受ける総干渉量は、I(2,1)+I(3,1)となる。このとき、信号1の電力は、WU(1)Boverlay(1,1)=I(1,1)であるから、信号1の推定通信品質(この場合は推定SIR)は、下記の数式9により表される。
Figure 2007097103
FIG. 15 shows a conceptual diagram of the mutual interference amount. The portion of the signal that interferes with signal 1 from signal 2 is represented by the area P in the figure, and the power in this area is approximately W U (2) B overlay (2,1) = I (2,1). In addition, the portion of the signal that interferes from signal 3 to signal 1 is represented by the Q region in the figure, and the power in this region is approximately W U (3) B overlay (3,1) = I (3,1). Become. That is, the total amount of interference received by signal 1 is I (2,1) + I (3,1). At this time, since the power of signal 1 is W U (1) B overlay (1,1) = I (1,1), the estimated communication quality of signal 1 (in this case, estimated SIR) is Represented by 9.

Figure 2007097103
同様に信号2、信号3についても推定通信品質を容易に求めることが可能となる。
Figure 2007097103
Similarly, the estimated communication quality can be easily obtained for the signals 2 and 3.

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 order determination unit 13 when a signal to be communicated using a spread code is included in the received signal. FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the quality estimation and rank determination means 132 in FIG.

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 amount estimation unit 131 obtains the estimated mutual interference amount I in the same manner as in FIG. 6, but at this time, using the spreading factor information R input as the signal parameter B, the signal power I (p , p) is set to a value SF (p) I (p, p) obtained by multiplying the spreading factor SF (p). In this configuration, it is possible to cope with a signal that does not use a spreading code by setting the spreading factor information to ‘1’. At this time, the desired signal power to interference signal power ratio in the communication quality comparison (step S32) in the operation flow of FIG.

Figure 2007097103
として計算されるため、拡散利得を考慮して抽出順位を定めることができるようになる。このようにすることにより、拡散符号を使用する信号と使用しない信号とが混在している受信信号に対しても、効果的に抽出順位を定めることが可能となり、高精度に信号を分離して取り出すことが可能となる。
Figure 2007097103
Therefore, the extraction order can be determined in consideration of the diffusion gain. In this way, it is possible to effectively determine the extraction order even for a received signal in which a signal using a spreading code and a signal not using it are mixed, and the signal is separated with high accuracy. It can be taken out.

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 noise estimation unit 135 to the extraction order determination unit 13 of FIG. 6, and there is no difference in operation with respect to the other parts, so the description thereof will be omitted.

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 noise estimation unit 135, which includes a replica signal generation unit 1351, a subtractor 1352, a bandpass filter 1353 (1353 1 , 1353 2 ,..., 1353 k ), noise power, and the like. Estimation means 1354. FIG. 21 shows a conceptual diagram of the operation of the noise estimation means 135.

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 subtractor 1352. The subtracter 1352 subtracts the received signal replica U from the received signal A. In this way, by subtracting the received signal replica U from the input signal A, only the noise component remains and the residual signal V can be obtained. Subsequently, the residual signal V is input to the band pass filter 1353. The band pass filter 1353 limits the band of the residual signal V in accordance with the frequency bands of a plurality of signals included in the received signal. Specifically, the noise after passing through the band-pass filter is expressed by the following formula when the Fourier transform of the residual signal is N (f) and the band-pass filter 1353 p corresponding to the signal p is H p (f). 11 (N H (p, f)) as an inverse Fourier transform.

Figure 2007097103
ただし、Hp(f)は、通過帯域を信号pの使用帯域(すなわち、fcp-BWp/2≦f≦fcp+BWp/2)とするものである。このとき、図21に示されるように、帯域通過フィルタ1353からは受信信号Aに含まれる各信号の周波数帯域に応じて帯域制限された雑音W(W1,W2,W3)が出力される。このようにすることにより、図3の通過帯域可変帯域通過フィルタ11を通過させた後に残留する雑音成分を推定することができる。出力された帯域制限された雑音Wは、雑音電力推定手段1354に入力され、雑音電力推定手段1354は受信信号A中に含まれる各信号が受ける雑音の電力を下記の数式を用いて推定してその結果を出力する。
Figure 2007097103
However, H p (f) has a pass band as a use band of the signal p (that is, f cp −BW p / 2 ≦ f ≦ f cp + BW p / 2). At this time, as shown in FIG. 21, the bandpass filter 1353 outputs noise W (W 1 , W 2 , W 3 ) band-limited according to the frequency band of each signal included in the received signal A. The By doing so, it is possible to estimate a noise component remaining after passing through the passband variable bandpass filter 11 of FIG. The output band-limited noise W is input to the noise power estimation unit 1354, which estimates the noise power received by each signal included in the received signal A using the following equation. The result is output.

Figure 2007097103
以上により、受信信号A中に含まれる雑音と、各信号がそれぞれ受ける雑音電力を推定することができる。
Figure 2007097103
As described above, it is possible to estimate the noise included in the received signal A and the noise power received by each signal.

<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 error correction encoder 152 are added. In this case, the output of the equalization determination means # 1 is input to the error correction decoder 151 1, performs decoding in accordance with the error correction coding method the sent as a transmission signal parameter, the result determines the result # 1 (D 1 ) is output. Determination result # 1 (D 1 ) is input to error correction encoder 152, encoded by the same encoding method as that on the transmission side, and the encoded signal is input to replica generation means 16. Thereby, since a replica signal is generated using a signal with few errors after error correction, it is possible to prevent deterioration of replica signal generation accuracy due to a determination error, and it is possible to separate and extract signals with high accuracy. .

<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 variable bandpass filter 11 and the equalization determination means 15 are operated by the signal parameter detection means 12, the extraction order determination means 13, and the parameter control means 14, as in the configuration of FIG. Be controlled.

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 first stage 18 1 , the signal band-limited by the passband variable bandpass filter 11 is equalized according to the extraction order determined by the extraction order determination means 13 in the same manner as the signal separation device of FIG. (Primary judgment result) is obtained. Replica generation means 16, and a channel estimation value and the primary judgment result, extraction rank included in the received signal A generates a replica of the 2-position following each signal input to the second stage 18 2. In the second stage 18 2 , a signal obtained by subtracting the replica of the signal of the second or lower extraction order generated in the first stage 18 1 from the received signal A is a passband variable bandpass filter # corresponding to the signal of the first extraction order # Input to 1b. The passband variable bandpass filter # 1b limits the band of the input signal, inputs the bandlimited signal to the equalization determination means # 1b, and the equalization determination means # 1b determines whether the input signal is equalized. The determination result (secondary determination result) and the transmission path estimation value are input to the replica generation means # 1b. At this time, the signal input to the passband variable bandpass filter # 1a includes an interference signal in the received signal, whereas the signal input to the passband variable bandpass filter # 1b since that is the minus the replica signal generated by the stage 18 1, the signal effect of the interference is suppressed. For this reason, the influence of the interference signal in the equalization determination means 15 is suppressed, and a more accurate transmission path estimation value can be obtained as compared with the first stage. Subsequently, replica generation means # 1b generates a replica of the signal ranked first in the extraction order from the input secondary determination result and transmission path estimation value.

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 correlation detector 121 is used. Perform correlation detection with. The parameter specifying unit 122 determines that a signal parameter such as a modulation scheme, a signal bandwidth, and a center frequency corresponding to the sequence with the highest correlation detection result is used, and outputs the signal parameter B. In this way, it is not necessary to send signal parameters using a unique control channel, so that it is possible to effectively use frequency resources.

<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 band limiting filter 220a of the signal whose extraction order is the highest in the input signal r (hereinafter, the signal whose extraction order is the kth is referred to as the kth extraction target signal). Then, the band-limited signal is input to the MMSE filter 222a. In the transmission path calculation unit 221a, the reception filter information of the first extraction target signal from the band limiting filter 220a, the symbol rate information of each user's signal included in the reception signal, timing information, and the propagation path 5-3 information Based on the transmission side filter information, ISI of each user's signal included in the input signal r from the transmission side band limiting filter 5-12 to the first extraction target signal band limiting filter 220a on the receiving side. The transmission line state is calculated considering the state of

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,

Figure 2007097103
と表現される。なお、τkは各信号の到来タイミングである。このとき、入力信号rは、
Figure 2007097103
It is expressed. Note that τ k is the arrival timing of each signal. At this time, the input signal r is

Figure 2007097103
により表現される。このとき、D1+1は第一の抽出対象信号のサンプル点数であり、ベクトルないしは行列の右上に示す「*」、「H」は、それぞれ複素共役、複素共役転置を表す。また、r(m)は時刻mTS1における受信信号であり、TSkは第kの抽出対象信号のサンプルの時間間隔である。ここで、送信される変調信号のシンボル数をMk個とすると、bkは、
Figure 2007097103
It is expressed by At this time, D 1 +1 is the number of sample points of the first extraction target signal, and “*” and “H” shown at the upper right of the vector or matrix represent complex conjugate and complex conjugate transpose, respectively. R (m) is a received signal at time mT S1 , and T Sk is a time interval of samples of the k-th extraction target signal. Here, if the number of symbols of the modulated signal to be transmitted is M k , b k is

Figure 2007097103
と表現される。bk(m)は、第kの抽出対象信号のm+1番目の変調信号である。
Figure 2007097103
It is expressed. b k (m) is the m + 1 th modulated signal of the k th extraction target signal.

また、送信フィルタ行列GTx,kは、 The transmission filter matrix G Tx, k is

Figure 2007097103
となる。このとき、gk(t)は第kの抽出対象信号の送信における帯域制限フィルタ5-12の時間応答関数であり、第kの抽出対象信号の通過帯域幅により決定される。また、Tkは、第kの抽出対象信号のシンボル時間であり、シンボルレートは1/Tkで与えられる。
Figure 2007097103
It becomes. At this time, g k (t) is a time response function of the band limiting filter 5-12 in transmission of the k th extraction target signal, and is determined by the pass bandwidth of the k th extraction target signal. T k is the symbol time of the k-th extraction target signal, and the symbol rate is given by 1 / T k .

伝搬路状態の行列Hp,kは、 The propagation path state matrix H p, k is

Figure 2007097103
と表現される。このとき、hk(p,q)は、受信信号r(p)において受信される、第q遅延波(遅延時間:qTS1)の振幅及び位相回転量を表現する複素数である。
Figure 2007097103
It is expressed. At this time, h k (p, q) is a complex number representing the amplitude and phase rotation amount of the q-th delayed wave (delay time: qT S1 ) received in the received signal r (p).

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,1At this time, the signal after passing through the band limiting filter 220a on the receiving side is a matrix G Rx, 1 representing the band limiting filter 220a,

Figure 2007097103
を用いて、
Figure 2007097103
Using,

Figure 2007097103
となる。このとき、第一の抽出対象信号の到来タイミングに合わせて受信信号をサンプリング、つまり、時刻mTS11で受信信号をサンプリングすると、第二から第Kまでの受信信号の到来タイミングは、相対的に時間τ1だけずれる。すなわち、受信フィルタ220a通過後の信号は、
Figure 2007097103
It becomes. At this time, when the received signal is sampled in accordance with the arrival timing of the first extraction target signal, that is, when the received signal is sampled at time mT S1 + τ 1 , the arrival timings of the second to Kth received signals are relatively Thus, the time τ 1 is shifted. That is, the signal after passing through the reception filter 220a is

Figure 2007097103
となる。
Figure 2007097103
It becomes.

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 path calculation unit 221a, based on (Equation 20), the transmission path matrix of the k-th extraction target signal,

Figure 2007097103
として計算する。同様に、第mの抽出対象信号の処理ブロック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、
Figure 2007097103
Calculate as Similarly, the transmission path calculation unit 221 in the processing block of the m-th extraction target signal, the transmission path matrix of the k-th extraction target signal,

Figure 2007097103
として計算する。
Figure 2007097103
Calculate as

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,

Figure 2007097103
とする。
Figure 2007097103
And

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 Non-Patent Document 2, and based on the method of Non-Patent Document 3, fractions can be obtained. Compared with the case where the interval-type coefficient variable filter is used, it is possible to suppress an increase in the amount of calculation and deterioration in transmission path estimation accuracy.

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 MMSE filter 222a calculates the filter coefficient w (u) for the u-th symbol of the first extraction target signal by the following equation.

Figure 2007097103
ここで、euは、行列の第u行の成分のみを抽出するベクトルであり、σ2は雑音の平均電力、また、I1はM1×M1の単位行列である。また、Λkは、第kの抽出対象信号の、実際に送信された信号空間上のシンボル系列bkと、復調後に生成されるシンボル系列レプリカ
Figure 2007097103
Here, e u is a vector that extracts only the u-th row component of the matrix, σ 2 is the average power of noise, and I 1 is a unit matrix of M 1 × M 1 . Λ k is a symbol sequence b k on the actually transmitted signal space of the k-th extraction target signal and a symbol sequence replica generated after demodulation

Figure 2007097103
との差分の共分散行列であり、
Figure 2007097103
And the difference covariance matrix

Figure 2007097103
となる。なお、この共分散行列は、シンボル系列レプリカが全く生成されていない場合、つまり入力信号から第kの抽出対象信号のレプリカ信号を減算していない状況では単位行列、逆に、高精度にレプリカが生成されており、高精度にレプリカ減算ができている状況では零行列に近づく。ここでは、第一の抽出対象信号の処理に際しては、どの信号のレプリカの減算も行っていないので、全てのkに対してΛkは単位行列となる。
Figure 2007097103
It becomes. This covariance matrix is a unit matrix when no symbol sequence replica is generated, that is, when the replica signal of the k-th extraction target signal is not subtracted from the input signal. It is generated and approaches the zero matrix in a situation where replica subtraction can be performed with high accuracy. Here, since the subtraction of any signal replica is not performed in the processing of the first extraction target signal, Λ k is a unit matrix for all k.

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.

Figure 2007097103
この等化後の信号は、軟入出力復号器223aに入力される。軟入出力復号器223aは、入力された等化後の第一の抽出対象信号について、送信側において符号化されている場合は符号化を考慮して、受信データの判定及び送信シンボルに対する尤度を計算する。ここで、変調方式がBPSKである場合、尤度の比の対数値である対数尤度比λ1(u)は、以下のように記述される。
Figure 2007097103
The equalized signal is input to the soft input / output decoder 223a. The soft input / output decoder 223a determines the received data and the likelihood for the transmission symbol in consideration of encoding when the input first signal to be extracted after equalization is encoded on the transmission side. Calculate Here, when the modulation scheme is BPSK, the log likelihood ratio λ 1 (u), which is a logarithmic value of the likelihood ratio, is described as follows.

Figure 2007097103
続いて、レプリカ生成器224において、軟入出力復号器223で求めた尤度を用いてシンボル系列のレプリカを生成する。シンボル系列のレプリカを、
Figure 2007097103
Subsequently, the replica generator 224 generates a symbol sequence replica using the likelihood obtained by the soft input / output decoder 223. A replica of the symbol series

Figure 2007097103
とすると、u番目のシンボルのレプリカは、
Figure 2007097103
Then the replica of the uth symbol is

Figure 2007097103
によって計算できる。このシンボル系列レプリカは、次以降に抽出対象となる信号の処理部におけるMMSEフィルタに入力される。また、第一の抽出対象信号の受信信号のレプリカを、送信フィルタ及び受信タイミングを考慮して以下の式
Figure 2007097103
Can be calculated by This symbol series replica is input to the MMSE filter in the signal processing unit to be extracted after the next. Further, the received signal replica of the first extraction target signal is expressed by the following equation in consideration of the transmission filter and the reception timing.

Figure 2007097103
により求め、第二の抽出対象信号の帯域制限フィルタの前段に配置されている減算器225へ入力する。
Figure 2007097103
And is input to the subtracter 225 arranged in the preceding stage of the band limiting filter of the second extraction target signal.

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,

Figure 2007097103
を用いて第一の抽出対象信号と同様の処理を行う。同様に、第mの抽出対象信号は、
Figure 2007097103
Is used to perform the same processing as the first extraction target signal. Similarly, the m-th extraction target signal is

Figure 2007097103
を用いて信号処理を行う。
Figure 2007097103
Is used to perform signal processing.

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,

Figure 2007097103
のように計算することにより、ローパスフィルタ5-13、5-21の影響を考慮して多ユーザ検出を行うことができる。
Figure 2007097103
By calculating in this way, multi-user detection can be performed in consideration of the influence of the low-pass filters 5-13 and 5-21.

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

Figure 2007097103
は伝搬路推定部226により推定され、実際の伝搬路情報の代わりに、推定された伝搬路推定値
Figure 2007097103
Is estimated by the propagation path estimation unit 226, and instead of the actual propagation path information, the estimated propagation path estimated value

Figure 2007097103
を用いて図27と同様の動作を行う。伝搬路推定部226では、トレーニングシンボルやパイロットシンボルなどの参照シンボルに、各信号の受信タイミングを考慮して送信フィルタ行列を乗算してから、 RLS(Recursive Least Square)アルゴリズムや、LMS(Least Mean Square)アルゴリズムを用いて、伝搬路推定を行う。あらかじめ送信フィルタ行列を乗算することで、フィルタによるISIの影響が伝搬路推定に現れないようにする。これにより、伝搬路の状態のみを高精度に推定することが可能となる。
Figure 2007097103
The same operation as in FIG. The propagation path estimation unit 226 multiplies a reference symbol such as a training symbol or pilot symbol by a transmission filter matrix in consideration of the reception timing of each signal, and then performs an RLS (Recursive Least Square) algorithm or an LMS (Least Mean Square). ) Perform propagation path estimation using an algorithm. By multiplying the transmission filter matrix in advance, the influence of ISI by the filter is prevented from appearing in the propagation path estimation. Thereby, it becomes possible to estimate only the state of the propagation path with high accuracy.

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

Figure 2007097103
と、レプリカ信号
Figure 2007097103
And the replica signal

Figure 2007097103
をl+1段目の多ユーザ検出器において用い、繰返し信号検出処理を行うことで、多ユーザ検出の精度を向上させる。
Figure 2007097103
Is used in the l + 1 stage multi-user detector, and the repeated signal detection process is performed to improve the multi-user detection accuracy.

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,

Figure 2007097103
を用いて信号検出処理を行う。第mの抽出対象信号の検出処理では、第m−1以前の抽出対象信号のレプリカは更新されているので、その更新後のレプリカを減算した結果である以下のような信号を用いる。
Figure 2007097103
The signal detection process is performed using. In the detection process of the m-th extraction target signal, since the replica of the extraction target signal before the m−1th is updated, the following signal that is the result of subtracting the updated replica is used.

Figure 2007097103
多段多ユーザ検出器5-27における伝送路計算部の構成例を図34に示す。第mの抽出対象信号の伝送路計算部221では、第m以前の抽出対象信号の伝搬路推定値が更新されているので、その更新した値を用いて伝送路行列を計算する。これにより、逐次的に伝搬路推定値が更新されると同時に伝送路行列も更新され、高精度な信号の分離が可能となる。
Figure 2007097103
A configuration example of the transmission path calculation unit in the multistage multiuser detector 5-27 is shown in FIG. The m-th extraction target signal transmission path calculation unit 221 updates the propagation path estimation value of the m-th extraction target signal before the m-th extraction target signal, and calculates the transmission path matrix using the updated value. As a result, the propagation path estimation value is updated sequentially, and at the same time, the transmission path matrix is also updated, thereby enabling high-accuracy signal separation.

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.

従来のレプリカ生成型干渉キャンセラの構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the conventional replica production type interference canceller. MMSEフィルタに基づく逐次的多ユーザ検出法(従来法)の構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the sequential multiuser detection method (conventional method) based on a MMSE filter. 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。It is a block diagram showing the example of a structure of the receiver containing the signal separation apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 信号分離装置の信号処理過程の概念図である。It is a conceptual diagram of the signal processing process of a signal separation apparatus. 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る。It is a block diagram showing the structural example of the receiver containing the signal separation apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention. 抽出順位決定手段の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structural example of an extraction order | rank determination means. 図6の品質推定及び順位決定手段の動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing operation | movement of the quality estimation and order determination means of FIG. 抽出順位決定手段の他の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the other structural example of an extraction order determination means. 図8の品質推定及び順位決定手段の動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing operation | movement of the quality estimation and order determination means of FIG. 相互干渉量推定手段の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the example of a structure of a mutual interference amount estimation means. 相互干渉量推定手段の他の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the other structural example of a mutual interference amount estimation means. 単位帯域幅あたり電力計算手段の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structural example of the electric power calculation means per unit bandwidth. 各信号の電力と単位帯域幅あたりの信号電力との関係を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the relationship between the power of each signal and the signal power per unit bandwidth. 信号の使用帯域幅と重畳周波数帯域幅との関係を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the relationship between the use bandwidth of a signal, and a superimposition frequency bandwidth. 相互干渉量を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the amount of mutual interference. 抽出順位決定手段の他の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the other structural example of an extraction order determination means. 図16の品質推定及び順位決定手段の動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing operation | movement of the quality estimation and order determination means of FIG. 抽出順位決定手段の他の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the other structural example of an extraction order determination means. 図18の品質推定及び順位決定手段の動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing operation | movement of the quality estimation and order determination means of FIG. 雑音推定手段の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structural example of a noise estimation means. 雑音推定手段の動作を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing operation | movement of a noise estimation means. 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。It is a block diagram showing the example of a structure of the receiver containing the signal separation apparatus concerning the 3rd Embodiment of this invention. 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る。It is a block diagram showing the example of a structure of the signal separation apparatus concerning the 4th Embodiment of this invention. パラメータ情報生成方法の一例を表すブロック図である。It is a block diagram showing an example of the parameter information generation method. 信号パラメータ検出手段の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the example of a structure of a signal parameter detection means. 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。It is a block diagram showing the example of a structure of the radio | wireless receiver which has the radio | wireless transmitter and multi-user detector concerning the 5th Embodiment of this invention. 図26の多ユーザ検出器の構成例を表すブロック図である。FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration example of a multi-user detector in FIG. 26. 図27の伝送路計算部の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the example of a structure of the transmission line calculation part of FIG. 伝搬路推定を全信号に対して同時に行う場合の多ユーザ検出器の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structural example of the multiuser detector in the case of performing propagation path estimation simultaneously with respect to all the signals. 伝搬路推定を各信号に対して個別に行う場合の多ユーザ検出器の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structural example of the multiuser detector in the case of performing propagation path estimation separately with respect to each signal. 図30の伝送路計算部の構成例を表すブロック図である。FIG. 31 is a block diagram illustrating a configuration example of a transmission path calculation unit in FIG. 30. 多段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。It is a block diagram showing the structural example of the radio | wireless receiver which has a multistage multiuser detector. 多段多ユーザ検出器を構成する多ユーザ検出器の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structural example of the multiuser detector which comprises a multistage multiuser detector. 図33の伝送路計算部の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the example of a structure of the transmission line calculation part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

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 SYMBOLS 1, 2 Transmitter 10 Receiver 11 Passband variable bandpass filter 12 Signal parameter detection means 13 Extraction order determination means 14 Parameter control means 15 Equalization determination means 16 Replica generation means 17 Subtractor

Claims (16)

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.
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.
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:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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