JP2007324754A - 信号受信区間検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】パラメータが未知である複数の信号が同時に送信される条件であっても、各信号が受信される時間区間を検出することができる信号受信区間検出器を提供する。
【解決手段】信号受信区間検出器に、送信される時間区間の少なくとも一部が互いに重畳し、複数の信号から構成される受信信号に対し、所定の処理を行い、信号成分に分解する信号分離手段と、前記信号成分に基づいて、前記信号成分の受信された時間区間を検出する受信区間検出手段とを備えることにより達成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線受信機に適用される信号受信区間検出器に関する。

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に、受信信号に対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技術として、受信信号から干渉信号を除去する干渉キャンセラを用いることが検討されている。受信信号中に含まれる信号成分を信号処理により干渉信号を除去する場合、例えば逐次信号分離技術の場合、受信信号中から信号成分の受信時間区間を考慮してレプリカを減算することで、信号成分が他の信号成分に与える干渉を抑圧することができる（例えば、非特許文献１参照）。

また，最尤推定を用いる干渉キャンセル方法（例えば、非特許文献２参照）や、最小二乗誤差法を用いる方法（例えば、非特許文献３参照）も、受信信号中に含まれる信号成分の受信タイミングを知らない状態では十分な効果を得ることができない。このため、信号成分それぞれの受信時間区間を把握することが重要となる。

受信信号中に含まれる信号成分の受信タイミングの検出法としては、相関検出による方法がある（例えば、非特許文献４参照）。相関検出による方法では、受信側と送信側で予め取り決めた所定のシンボル系列を用いて標本化した受信信号との相関値を計算し、ピークを検出することで信号の受信開始タイミングを検出することが可能となる。
"Ｖ−ＢＬＡＳＴ： Ａｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｒｅａｌｉｚｉｎｇ Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｄａｔａ Ｒａｔｅｓ Ｏｖｅｒ ｔｈｅ Ｒｉｃｈ−Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ"， Ｐｒｏｃ． ＩＳＳＳＥ ９８， Ｓｅｐｔ． １９９８． "Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｉｎｇ Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ （ＩＣＥ） ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，" ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｎｏｖ． １９９７． "Ａｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｓｑｕａｒｅ−ｒｏｏｔ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ＢＬＡＳＴ，" Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ， Ｓｐｅｅｃｈ， ａｎｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ （ＩＣＡＳＳＰ） ，Ｊｕｌ． ２０００． 立川敬二監修、"最新ディジタル移動通信," 科学新聞社，Ｐ． １６２、 ２００２年１月 "Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ，" Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， Ｉｎｃ．， ２００１

しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。

上述した相関検出によるタイミング検出法は、前記所定のシンボル系列の長さが十分に大きい場合は、容易に信号成分の受信タイミングを検出することが可能となる。

しかしながら、前記所定のシンボル系列を送受信機の両方で知っていることが必要であり、異なるシステムからの信号など、送受信機で協調できない未知の信号に対しては相関検出そのものができないという問題がある。

また、干渉信号の影響を強く受ける条件では、干渉の影響を受けても相関ピークが検出できるだけの十分長い前記所定のシンボル系列を用いる必要があり、周波数利用効率が劣化するという問題がある。

さらに、十分長い前記所定のシンボル系列を用いることができない場合は、信号の受信タイミングの検出が非常に困難になるという問題がある。

そこで本発明は、上述した問題点の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、その目的は、パラメータが未知である複数の信号が同時に送信される条件であっても、各信号が受信される時間区間を検出することができる信号受信区間検出器を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の信号受信区間検出器は、送信される時間区間の少なくとも一部が互いに重畳し、複数の信号から構成される受信信号に対し、所定の処理を行い、信号成分に分解する信号分離手段と、前記信号成分に基づいて、前記信号成分の受信された時間区間を検出する受信区間検出手段とを備えることを特徴の１つとする。

このような構成をとることで、複数の信号が同時に送信される条件であっても、それぞれの信号が受信される時間区間を検出することが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記信号分離手段は、信号の独立性を基準として、前記受信信号を信号成分に分解するようにしてもよい。

このような構成をとることにより、受信される信号成分の独立性を用いて信号成分を分離し、各信号成分の受信時間区間を検出することが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記信号分離手段は、複数の受信アンテナから入力された受信信号に対して、該受信信号に含まれる各信号成分のうち、伝送路の状態が既知である信号成分を逆相合成することにより、前記伝送路が既知である信号成分からの干渉を受ける他の信号成分を検出するようにしてもよい。

受信される信号成分の１つに対して、送信アンテナから複数の受信アンテナまでのそれぞれの伝送路の状態を、ある１つのアンテナの伝送路の状態を基準として相対的に推定できれば、容易に該信号成分を抑圧でき、該信号成分から強く干渉を受ける信号成分が受信信号中に含まれるとしても、抑圧した信号成分以外の信号成分について、容易に受信時間区間を検出することが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記信号分離手段は、受信信号を時間領域で信号成分に分解するようにしてもよい。

これによれば、時間成分の分布が偏る信号に対して、分布の偏りを利用して信号を高精度に検出可能となり、高精度に各信号成分の受信時間区間を検出することが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記信号分離手段は、時間領域の受信信号を周波数領域信号に変換するフーリエ変換器を備え、受信信号を周波数領域で信号成分に分解するようにしてもよい。

これによれば、周波数成分の分布が偏る信号に対して、分布の偏りを利用して信号を高精度に検出可能となり、高精度に各信号成分の受信時間区間を検出することが可能となる。また、時間成分の分布が偏る信号と周波数成分の分布が偏る信号の両方が混在する条件であっても、分布の偏りを利用して信号を高精度に検出可能となり、高精度に各信号成分の受信時間区間を検出することが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記信号分離手段は、周波数領域で得られる分解後の信号成分を時間領域信号に変換する逆フーリエ変換器を備え、周波数領域で信号成分に分解された受信信号を、時間領域での分解後の信号成分に変換するようにしてもよい。

周波数領域信号を時間領域信号に戻すことにより、分解後の信号成分Ｄが存在する時間区間を高精度に検出することが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記受信区間検出手段は、時間領域の分解後の信号成分に対して、送受信機に共通で既知のシンボル系列を用いて相関検出を行うことにより、信号成分の受信時間区間を検出する区間検出手段を備えるようにしてもよい。

これにより、トレーニング系列などのシンボル系列を事前に送受信機で用意することができる信号について、電力の強い干渉信号が重畳して受信される条件であっても、高精度に信号成分の受信時間区間を検出することが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記受信区間検出手段は、時間領域で分解後の信号成分の電力値の変動量を観測し、前記変動量が所定値以上であるか否かに基づいて時間区間を検出する区間検出手段を備えるようにしてもよい。

これにより、送信パラメータの情報を一切用いずに、トレーニング系列などのシンボル系列を事前に用意することができない条件においても、信号成分の受信時間区間検出が可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記受信区間検出手段は、分解後の信号成分の時間方向の移動平均電力を計算する時間方向移動平均電力計算手段を備え、前記区間検出手段は、時間方向の移動平均電力を用いて時間区間を検出するようにしてもよい。

これによれば、高精度に分解後の信号成分Ｄから信号成分が存在する受信時間区間を検出することが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記受信区間検出手段は、周波数領域の分解後の信号成分を用いて、所定の電力より大きい電力を有する周波数帯域が存在するか否かに基づき時間区間を検出する区間検出手段を備えるようにしてもよい。

これによれば、各分解後の信号成分Ｄに対して周波数領域信号を用いて受信時間区間を容易に検出することが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、分解後の信号成分の周波数方向の移動平均電力を計算する周波数方向移動平均電力計算手段を備え、前記受信区間検出手段は、周波数方向の移動平均電力を用いて前記時間区間を検出するようにしてもよい。

これによれば、周波数領域において、より容易に信号の有無を検出することが可能となり、各信号成分の受信時間区間の検出精度を向上させることが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記受信区間検出手段は、分解後の信号成分が、対応する時間区間において雑音か否かを判別する雑音判定手段を備え、前記受信区間検出手段は、前記雑音判定手段において分解後の信号成分が雑音ではないと判定された区間のみを信号受信区間として出力するようにしてもよい。

これによれば、雑音を信号と誤って検出し、該信号成分が受信された時間区間を、受信時間区間と誤検出してしまう確率を抑えることが可能となり、各信号成分の受信時間区間の検出精度を向上させることができる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記雑音判定手段は、分解後の信号成分に対応する時間区間の長さが第１の所定値を超える場合、該分解後の信号成分中の時間区間の間は雑音成分であると判定するようにしてもよい。

これによれば、フレーム長の比較処理だけで容易に信号と雑音の判別が可能となり、各信号成分の受信時間区間の検出精度を向上させることが可能となる。例えば、第１の所定値には、信号の送信側で用いることができる最大フレーム時間や、その最大フレーム時間に電波伝搬環境による最大遅延時間を加算した長さを用いる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記雑音判定手段は、分解後の信号成分に対応する時間区間の長さが第２の所定値未満である場合、該分解後の信号成分中の時間区間の間は雑音成分であると判定するようにしてもよい。

これによれば、フレーム長の比較処理だけで容易に信号と雑音の判別が可能となり、各信号成分の受信時間区間の検出精度を向上させることが可能となる。例えば、第２の所定値には、信号の送信側で用いることができる最小フレーム時間を用いる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記雑音判定手段は、分解後の信号成分に対して検出された時間区間において、該分解後の信号成分と受信信号との相関検出を行う相関検出器と、前記相関検出器において検出された相関値が全受信信号に対して第３の所定値より小さい区間を雑音と判定する相関値比較手段とを備えるようにしてもよい。

これによれば、雑音と信号の相関特性の違いを利用して容易に信号と雑音の判別が可能となり、各信号成分の受信時間区間の検出精度を向上させることが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記雑音判定手段は、分解後の信号成分に対して検出された時間区間において、該分解後の信号成分の周期自己相関値を計算する周期自己相関検出手段と、前記周期自己相関検出手段において検出された周期自己相関値に基づいて、検出された時間区間における分解後の信号成分が信号であるか否かを判定し、信号であると判定される時間区間以外を雑音とする周期定常性利用雑音判定手段とを備えるようにしてもよい。

これにより、検出した時間区間Ｔ１における分解後の信号成分Ｄが雑音か否かを高精度に判別することが可能となり、各信号成分の受信時間区間の検出精度を向上させることが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記信号分離手段は、前記受信時間区間の一部の部分時間区間に対して、再度信号成分への分解を行うようにしてもよい。

これによれば、一度目の信号成分の分離処理において電力の大きい信号成分に隠れて存在する電力の小さい信号成分を検出し、その信号成分の受信時間区間を特定することが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記部分時間区間は、前記信号成分に対応する送信される時間区間のうち、少なくとも１つの受信時間区間以外の時間区間であるようにしてもよい。

これによれば、前回の使用周波数帯域検出処理により、検出された時間区間Ｔ１に対応する信号成分の影響を受けずに信号成分の分離及び区間検出動作を行うことが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記分解後の信号成分のうち、１つ以上の信号成分を抑圧する信号成分抑圧手段を備え、前記信号分離手段は、前記分解後の信号成分を抑圧した後の受信信号を、受信された時間区間毎の信号成分に分解するようにしてもよい。

このように予め抑圧可能な信号成分について抑圧した信号を用いて信号成分の分離及び区間検出動作を行うことにより、該抑圧可能な信号成分の影響を受けずに検出動作を行うことが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記信号分離手段は、入力された信号を所定の幅の時間窓を用いて時間窓処理を行い、前記時間窓をスライドさせて検出処理を行い、全時間区間の信号分離を行うようにしてもよい。

これにより、より詳細な時間区間における信号分離処理を行うことが可能となる。また、処理を行う全時間区間を一括処理する必要がなくなり、演算量を削減して信号成分の受信時間区間を検出することが可能となる。

また、上述した信号受信区間検出器において、前記信号分離手段は、入力された信号を所定の幅の周波数窓を用いて周波数窓処理を行い、前記周波数窓をスライドさせて検出処理を行い、全周波数区間の信号分離を行うようにしてもよい。

これにより、より詳細な周波数区間における信号分離処理を行うことが可能となる。また、処理を行う全周波数区間を一括処理する必要がなくなり、演算量を削減信号成分の受信時間区間を検出することが可能となる。

本発明の実施例によれば、パラメータが未知である複数の信号が同時に送信される条件であっても、各信号が受信される時間区間を検出することができる信号受信区間検出器を実現できる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

本発明の第１の実施例にかかる信号受信区間検出器１について、図２を参照して説明する。

本実施例にかかる信号受信区間検出器１は、信号分離部１１と、受信区間検出部１２により構成される。

信号受信区間検出器１では、信号分離部１１において、受信信号Ｒが信号成分Ｓに分離される（以下、分離処理により得られる信号成分を「分解後の信号成分Ｄ」とする）。すなわち、信号成分（Ｓ１）と信号成分（Ｓ２）とから構成される受信信号Ｒは、信号分離部１１において、分解後の信号成分（Ｄ１）と分解後の信号成分（Ｄ２）に分離される。なお、この信号分離処理では、信号の判定を行う必要はなく、信号成分の波形が出力される。

本発明の実施例において、受信信号は、送信される時間区間の少なくとも一部が互いに重畳し、複数の信号から構成される。

以下、時間ｔ_１１からｔ_１２の時間区間を［ｔ_１１，ｔ_１２］と記述する。

例えば、時間区間［ｔ_１１，ｔ_１２］を有する信号成分（Ｓ１）と時間区間［ｔ_２１，ｔ_２２］を有する信号成分（Ｓ２）とが重畳された信号が受信信号（Ｒ）として受信された場合、信号分離部１１は、該受信信号を後述する所定の処理を行うことにより分離し、例えば、時間区間［ｔ_１１，ｔ_１２］を有する信号成分（Ｄ１）と時間区間［ｔ_２１，ｔ_２２］を有する信号成分（Ｄ２）に分離する。

分解後の信号成分Ｄは、受信区間検出部１２に入力される。受信区間検出部１２は、入力された分解後の信号成分Ｄから、受信信号Ｒ中に含まれる信号成分Ｓの受信された時間区間（以下、受信時間区間と呼ぶ）を検出して出力する。すなわち、受信区間検出部１２は、分解後の信号成分（Ｄ１）の受信時間区間［ｔ_１１，ｔ_１２］および分解後の信号成分（Ｄ２）の受信時間区間［ｔ_２１，ｔ_２２］を検出し、受信時間区間Ｔ１として出力する。

例えば、受信時間区間［ｔ_１１，ｔ_１２］を有する信号成分（Ｄ１）と受信時間区間［ｔ_２１，ｔ_２２］を有する信号成分（Ｄ２）が入力された場合、受信区間検出部１２は、受信時間区間Ｆ１として、信号成分（Ｓ１）の受信時間区間［ｔ_１１，ｔ_１２］、信号成分（Ｓ２）の受信時間区間［ｔ_２１，ｔ_２２］を出力する。

例えば、信号分離部１１は、後述するが、信号の統計的性質に基づいて信号を生成するブラインド処理を行うことにより、受信信号Ｒを信号成分に分離するようにしてもよいし、また複数の受信アンテナから入力された受信信号に対して、該受信信号に含まれる各信号成分のうち、伝送路の状態が既知である信号成分を逆相合成することにより、前記伝送路が既知である信号成分からの干渉を受ける他の信号成分を検出するようにしてもよい。

次に、信号分離部１１の構成例について、図３を参照して説明する。

信号分離部１１は、独立成分分析部１１１を備える。

独立成分分析部１１１は、信号成分Ｓの独立性を基準として受信信号Ｒから分解後の信号成分Ｄを得る。独立成分分析は、統計的に独立な信号成分を「信号成分の独立性」のみを用いて分離する技術であり、他のパラメータを把握していなくても信号を分解することが可能となる（例えば、参考文献５参照）。

次に、信号分離部１１の他の構成例について、図４を参照して説明する。

信号分離部１１は、逆相合成部１１２を備える。

逆相合成部１１２は、複数のアンテナから入力された信号を逆相合成する。ここで、逆相合成部１１２の原理について説明する。複数のアンテナから入力された受信信号Ｒが行列ｒ，
ｒ＝Ｈｓ＋ｎ （１）
として表され、伝送路行列Ｈ及び信号成分Ｓの行列ｓを

とすると、

となる。ここで、ｎ＝（ｎ_１，ｎ_２）^Ｔとする。ここで、受信機において、一つの信号成分ｓ_２について伝送路の状態（ｈ_２１，ｈ_２２）を知っているならば、線形合成により信号成分ｓ_２を抑圧することができる。具体的には、
ｈ_２２ｒ_１−ｈ_２１ｒ_２＝（ｈ_１１ｈ_２２−ｈ_１２ｈ_２１）ｓ_１＋（ｈ_２２ｎ_１−ｈ_２１ｎ_２） （４）
と計算することで、信号成分ｓ_２からの影響を抑圧して信号成分ｓ_１を得ることが可能となる。このように、信号の伝送路が分かっている信号成分が存在する条件では、逆相合成により該伝送路の分かっている一部の信号成分を逆相合成により抑圧することで、前記伝送路の分かっている一部の信号成分からの干渉を受けるその他の信号成分を容易に検出することが可能となる。

なお、このとき、抑圧する対象外の信号成分については伝送路の状態を受信機が把握している必要はない。これにより、前記伝送路の分かっている一部の信号成分以外の信号成分について、高精度に受信時間区間を検出することができる。

次に、信号分離部１１の他の構成例について、図５を参照して説明する。

信号分離部１１は、信号分離器１１３を備える。

信号分離器１１３は、時間領域の受信信号Ｒを入力信号とし、所定の時間区間の信号に対して一括分離処理を行う。すなわち、信号分離部１１は、受信信号Ｒから信号成分Ｓを分解して取り出し、時間領域で分解後の信号成分Ｄｔを出力する。

このように時間領域で処理を行うことにより、特に独立成分分析のような信号の分布の特性を利用して信号を分離する場合、時間領域で偏りのある分布を持つ信号に対して効果的に信号を分離することが可能となる。

時間領域で分布が偏っている信号の例としては、信号の振幅が一定のＭＳＫ変調信号や、ＣＤＭＡ信号などが挙げられる。

次に、信号分離部１１の他の構成例について、図６を参照して説明する。

信号分離部１１は、フーリエ変換器１１４と、信号分離器１１３とを備える。

時間領域の受信信号Ｒは、フーリエ変換器１１４において周波数領域の信号に変換され、周波数領域信号に変換された信号は、信号分離器１１３において、信号成分Ｓに分解される。分解後の信号成分Ｄは周波数領域信号Ｄｆとして出力される。

このように周波数領域で処理を行うことにより、周波数領域で偏りのある分布を持つ信号に対して効果的に信号を分離することが可能となる。また、遅延波の影響を吸収して信号を分離することも可能となる。周波数領域で分布が偏っている信号の例として、ＯＦＤＭ変調方式により生成される信号が挙げられる。

次に、信号分離部１１の他の構成例について、図７を参照して説明する。

信号分離部１１は、時間領域信号分離器１１５と、フーリエ変換器１１４と、周波数領域信号分離器１１６とを備える。

時間領域の受信信号Ｒは、時間領域で信号を分離する時間領域信号分離器１１５に入力されると同時に、フーリエ変換器１１４に入力される。

フーリエ変換器１１４に入力された受信信号Ｒは、周波数領域信号に変換され、周波数領域で信号を分離する周波数領域信号分離器１１６に入力される。

時間領域信号分離器１１５及び周波数領域信号分離器１１６では、それぞれ時間領域及び周波数領域で信号を分離し、時間領域の分解後の信号成分Ｄｔ及び周波数領域の分解後の信号成分Ｄｆをそれぞれ出力する。

このような構成にすることにより、時間領域で分布が偏っている信号と、周波数領域で分布が偏っている信号の両方が混在する条件であっても信号を効果的に分離することが可能となる。

次に、信号分離部１１の他の構成例について、図８Ａおよび図８Ｂを参照して説明する。

信号分離部１１は、図８Ａに示すように、フーリエ変換器１１４と、信号分離器１１３と、逆フーリエ変換器１１７とを備える。

時間領域の受信信号Ｒは、フーリエ変換器１１４において周波数領域の信号に変換され、周波数領域で信号を分離する信号分離器１１３に入力される。信号分離器１１３では、周波数領域で信号を分離し、逆フーリエ変換器１１７に入力する。逆フーリエ変換器１１７は、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換し、分解後の信号成分Ｄｔとして出力する。

この信号分離部１１は、周波数領域で分解後の信号成分Ｄｆを逆フーリエ変換器１１７で時間領域に戻すことを特徴としている。このようにすることにより、信号区間検出を、時間領域信号を基準に行うことが可能となり、高精度に信号区間の検出を行うことが可能となる。

また、信号分離部１１は、図８Ｂに示すように、フーリエ変換器１１４と、時間領域信号分離器１１５と、周波数領域信号分離器１１６と、合成器１１８と、逆フーリエ変換器１１７とを備える。

時間領域の受信信号Ｒは、時間領域信号分離器１１５に入力されるとともに、フーリエ変換器１１４に入力される。時間領域信号分離器１１５では、時間領域で信号を分離し、合成器１１８に入力する。

フーリエ変換器１１４は、時間領域の受信信号Ｒを周波数領域の信号に変換し、周波数領域信号分離器１１６に入力する。周波数領域信号分離器１１６は、周波数領域で信号を分離し、逆フーリエ変換器１１７に入力する。逆フーリエ変換器１１７は、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換し、合成器１１８に入力する。合成器１１８は、時間領域信号分離器１１５および逆フーリエ変換器１１７により入力された分解後の信号成分を合成し、出力する。

次に、受信区間検出部１２の構成例について、図９を参照して説明する。

受信区間検出部１２は、相関検出による区間検出部１２０を備える。

相関検出による区間検出部１２０は、受信信号中に含まれる信号成分に対して、予め送受信機において定められたトレーニング系列やパイロットシンボルなどの既知のシンボル系列に基づいて、ある所定の条件で動作する。

本実施例では、トレーニング系列を用いる場合について示すがパイロットシンボルなどの既知のシンボル系列を用いる場合にも適用できる。

相関検出による区間検出部１２０は、信号分離部１１から出力された分解後の信号成分Ｄに対し、トレーニング系列を用いて相関検出を行う。これにより、受信信号Ｒ中に含まれる他の信号成分Ｓからの干渉の影響を受けることなく相関検出を行うことが可能となり、信号分離前の受信信号Ｒに対して相関検出を行うより高精度に信号成分の受信タイミングを検出できる。ここで、信号のフレーム長が一定である条件では、信号成分の受信開始タイミングを検出することにより、受信時間区間Ｔ１を容易に計算することが可能となる。

図９では、既知のシンボル系列はフレームの先頭に配置されている場合の例を示している。この場合以外であっても、フレーム中のどの位置に既知のシンボル系列を配置しているかが受信側で明らかであれば、信号成分の受信時間区間を容易に検出することが可能となる。このほかにも、フレームの開始と、フレームの終端にそれぞれ既知のシンボル系列を付加することにより、相関検出により容易かつ高精度に信号の受信タイミングを検出することが可能となる。

次に、受信区間検出部１２の他の構成例について、図１０を参照して説明する。

受信区間検出部１２は、時間信号による区間検出部１２１を備える。

時間信号による区間検出部１２１は、時間領域の分解後の信号成分Ｄｔから信号成分Ｓの時間区間を検出する。時間信号による区間検出部１２１は、例えば、時間領域の信号成分Ｄｔの電力、例えば受信電力や振幅の変化を観測し、電力や振幅が急激に大きくなるタイミングを信号受信開始時刻とし、急激に小さくなるタイミングを信号受信終了時刻とする。このようにすることで、分解後の信号成分に含まれる信号の受信時間区間を検出することが可能となる。その他にも、時間信号による区間検出部１２１は、ウェーブレット変換によるエッジ検索などを用いて信号の受信時間区間Ｔ１を検索するようにしてもよい。

次に、受信区間検出部１２の他の構成例について、図１１を参照して説明する。

受信区間検出部１２は、時間方向移動平均電力計算部１２２と、時間信号による区間検出部１２１とを備える。

時間方向移動平均電力計算部１２２は、時間領域における分解後の信号成分Ｄの移動平均電力を計算する。時間方向移動平均電力計算部１２２は、所定幅の時間の電力平均値を計算して順次出力する。例えば、時間方向移動平均電力計算部１２２には、分解後の信号成分１と分解後の信号成分２が入力される。時間方向移動平均電力計算部１２２は、入力された信号成分１（Ｄｔ１）の電力および信号成分２（Ｄｔ２）の電力を観測し、信号成分１の時間方向移動平均電力および信号成分２の時間方向移動平均電力を求め、時間信号による区間検出部１２１に入力する。

時間信号による区間検出部１２１は、入力された時間方向の移動平均電力に基づき、信号の受信時間区間Ｔ１を検出する。時間信号による区間検出部１２１は、上述したように、移動平均電力に対してウェーブレット変換などのエッジを検出する方法により、エッジ検索を行ってもよいが、図１２に示すように、信号成分の時間方向移動平均電力に対して、所定の電力しきい値を定めておき、その値を超えている時間区間を検出するようにしてもよい。このようにすることで簡単に信号の受信時間区間を検出することが可能となる。

次に、受信区間検出部１２の他の構成例について、図１３Ａを参照して説明する。

受信区間検出部１２は、周波数信号による区間検出部１２３を備える。

区間検出部１２３は、周波数領域における分解後の信号成分Ｄｆを時間領域信号に変更せずに時間区間Ｔ１を検出する。すなわち、周波数信号による区間検出部１２３では、入力された分解後の信号成分（周波数信号）Ｄｆに対し所定の処理が行われ、受信時間区間Ｔ１が出力される。

一例として、電力しきい値を用いる周波数領域信号による時間区間検出方法を適用した場合について、図１３Ｂを参照して説明する。

まず、周波数領域における電力の所定値Ｐ２を定めておく。周波数信号による区間検出部１２３は、入力された周波数領域における分解後の信号成分Ｄｆが、前記周波数領域における電力の所定値Ｐ２を超える電力を有する周波数帯が存在する時間区間を検出し、該時間区間を受信時間区間Ｔ１とする。すなわち、周波数信号による区間検出部１２３は、入力された周波数領域における分解後の信号成分Ｄｆの電力が、前記周波数領域における電力の所定値Ｐ２を超える周波数帯が存在する時間区間を受信時間区間Ｔ１とする。

これにより周波数領域における分解後の信号成分Ｄｆを用いて容易に受信時間区間を検出することが可能となる。

次に、受信区間検出部１２の他の構成例について、図１４を参照して説明する。

受信区間検出部１２は、周波数方向移動平均電力計算部１２４と、周波数信号による区間検出部１２３とを備える。

周波数方向移動平均電力計算部１２４は、入力された信号の各周波数帯における電力の移動平均を計算する。例えば、周波数方向移動平均電力計算部１２４は、入力された分解後の信号成分（周波数領域信号）Ｄｆに基づいて、移動平均電力を計算し、周波数信号による区間検出部１２３に入力する。

周波数信号による区間検出部１２３は、入力された移動平均電力が、前記周波数領域における電力の所定値を超える電力を有する周波数帯が存在する時間区間を検出し、該時間区間を受信時間区間Ｔ１とする。すなわち、周波数信号による区間検出部１２３は、入力された移動平均電力が、前記周波数領域における電力の所定値を超える周波数帯が存在する時間区間を受信時間区間Ｔ１とする。

これにより、信号が存在する周波数帯域がより明確になり、周波数信号による区間検出部１２３における信号の受信時間区間を検出することがより容易になる。

次に、受信区間検出部１２の他の構成例について、図１５を参照して説明する。

受信区間検出部１２は、区間検出部１３０と雑音判定部１２５とを備える。

区間検出部１３０は、入力された分解後の信号成分に対し、時間信号または周波数信号により区間検出を行う。雑音判定部１２５は、区間検出部１３０において検出された信号の受信時間区間に対し、その時間区間での信号成分が雑音であるか否かを判別する。

雑音判定部１２５は、区間検出部１３０において検出された受信時間区間のうち、雑音であると判定された区間を除外した時間区間を信号の受信時間区間Ｔ１として出力する。これにより、雑音を信号と誤って検出した場合に、該信号成分が受信された時間区間を除外することが可能となり、高精度に信号の受信時間区間Ｔ１を検出することが可能となる。

次に、雑音判定部１２５における雑音判定方法について、図１６を参照して説明する。

雑音判定部１２５は、区間検出部１３０において検出された時間区間から、信号のフレーム時間ＬＴを計算し、そのフレーム時間ＬＴが時間の所定値Ｔ２より大きいか否かを判定する。時間の所定値Ｔ２には、例えば信号の送信側で用いることができる最大フレーム時間や、その最大フレーム時間に電波伝搬環境による最大遅延時間を加算した長さを用いる。

図１６では、一例として、時間の所定値Ｔ２を送信側で用いることができる最大フレーム時間とする場合の例を示す。ここでは、遅延波を考慮しない場合について説明するが考慮した場合にも適用できる。検出した信号成分のフレーム時間ＬＴが時間の所定値Ｔ２を超える場合（ＬＴ＞Ｔ２）、そのような長い時間の信号フレームは存在しないから、検出した信号成分はそのフレームの時間区間において雑音であると判定される。すなわち、検出した信号成分のフレーム時間ＬＴが時間の所定値Ｔ２を超える場合、検出したフレームに対応する信号成分は雑音であると判定される。

逆に時間の所定値Ｔ２よりもフレーム時間ＬＴが短い場合（ＬＴ＜Ｔ２）、そのような信号が存在可能であるため、そのフレームの時間区間において信号が存在すると判定される。すなわち、時間の所定値Ｔ２よりもフレーム時間ＬＴが短い場合は、検出したフレームに対応する信号成分が存在すると判定される。

次に、雑音判定部１２５における他の雑音判定方法について、図１７を参照して説明する。

雑音判定部１２５は、区間検出部１３０において検出された時間区間からフレーム時間ＬＴを計算し、そのフレーム時間ＬＴが時間の所定値Ｔ３より小さいか否かを判定する。時間の所定値Ｔ３には、例えば信号の送信側で用いることができる最小フレーム時間を用いる。

検出した信号成分のフレーム時間ＬＴが時間の所定値Ｔ３未満である場合（ＬＴ＜Ｔ３）、そのような信号フレームは存在しない。このため、検出された時間区間においては、その対応する分解後の信号成分Ｄは雑音であると判定される。すなわち、検出した信号成分のフレーム時間ＬＴが時間の所定値Ｔ３未満である場合、検出されたフレームに対応する分解後の信号成分Ｄは雑音であると判定される。

逆に、時間の所定値Ｔ３よりもフレーム時間ＬＴが長い場合（ＬＴ＞Ｔ３）、そのような信号は存在可能であるため、その対応する分解後の信号成分Ｄは、検出された時間区間において信号であると判定される。すなわち、時間の所定値Ｔ３よりもフレーム時間ＬＴが長い場合、検出されたフレームに対応する分解後の信号成分Ｄは信号であると判定される。

図１６および図１７を参照して説明した雑音判定部１２５における雑音判定方法は、同時に用いることが可能である。すなわち、最短フレーム時間以上で、かつ最長フレーム時間と最大遅延時間を加算した時間以下である場合に限り、そのフレームに対応する分解後の信号成分Ｄはその時間区間において信号であると判定される。

次に、雑音判定部１２５の構成例について、図１８を参照して説明する。

雑音判定部１２５は、相関検出部１２６と、相関値比較部１２７とを備える。

信号分離部１１において分解後の信号成分Ｄが得られる。相関検出部１２６は、該信号成分Ｄを参照信号として、区間検出部１３０において得られる信号の受信時間区間Ｔ１において受信信号Ｒとの相関検出を行う。すなわち、相関検出部１２６は、区間検出部１３０において得られる信号の受信時間区間Ｔ１において、信号成分Ｄと受信信号Ｒとの相関検出を行う。

相関値比較部１２７は、相関検出部１２６で得られる相関値の大きさが所定値ＣＴ１以下の場合、その相関値を与える受信時間区間Ｔ１の間は雑音であると判定する。すなわち、相関値比較部１２７は、相関検出部１２６で得られる相関値の大きさが所定値ＣＴ１以下に対応する受信時間区間を除いた受信時間区間を受信時間区間Ｔ１として出力する。

次に、相関検出部１２６の構成例について、図１９を参照して説明する。

相関検出部１２６は、参照信号生成器１２６１と、複素共役算出部１２６２と、乗算部１２６３と、期待値計算部１２６４とを備える。

相関検出部１２６では、参照信号生成器１２６１において、入力された分解後の信号成分Ｄを、区間検出部１３０において検出された受信時間区間Ｔ１の区間だけ切り出す。参照信号生成器１２６１には、信号分離部１１から分解後の信号成分Ｄおよび区間検出部１３０から受信時間区間Ｔ１が入力される。参照信号生成部１２６１は、分解後の信号成分Ｄから受信時間区間Ｔ１に対応する信号成分を抽出する。

具体的には、図２０に示すように、検出された受信時間区間Ｔ１それぞれについて、分解後の信号成分Ｄを当該受信時間区間以外の時間区間では０とする。

すなわち、分解後の信号成分＃１（Ｄ１）および＃２（Ｄ２）が得られ、分解後の信号成分＃１（Ｄ１）の信号区間（受信時間区間）Ｔ１としてＴ１_１１およびＴ１_１２、分解後の信号成分＃２（Ｄ２）の信号区間Ｔ１としてＴ１_２が得られた場合には、参照信号生成器１２６１は、分解後の信号成分＃１（Ｄ１）の信号区間Ｔ１_１１以外を０とした信号と、分解後の信号成分＃１（Ｄ１）の信号区間Ｔ１_１２以外を０とした信号と、分解後の信号成分＃２（Ｄ２）の信号区間Ｔ１_２以外を０とした信号とを、参照信号として生成する。

次に、相関検出部１２６では、複素共役算出部１２６２において、切り出した分解後の信号成分Ｄの複素共役値が求められ、乗算部１２６３に入力される。乗算部１２６３では、該切り出した分解後の信号成分Ｄの複素共役値と受信信号Ｒとが乗算され、期待値計算部１２６４に入力される。期待値計算部１２６４では、乗算結果の期待値が計算される。このようにすることで相関値が得られる。

相関値比較部１２７では、相関検出部１２６において検出された相関値の大きさが所定値ＣＴ１以上である場合は、その相関値に対応する受信時間区間Ｔ１を受信信号Ｒ中に含まれる信号成分の受信時間区間であると判定し、信号受信時間区間の検出結果として出力する。所定値ＣＴ１以下である場合は、その相関値に対応する受信時間区間Ｔ１において、対応する分解後の信号成分Ｄが雑音であると判定し、その受信時間区間Ｔ１は信号受信時間区間の検出結果としては出力されない。このようにすることにより、容易に受信信号Ｒ中に含まれる信号成分Ｓの受信時間区間の誤検出率を低減させることが可能となる。

次に、雑音判定部１２５の他の構成例について、図２１を参照して説明する。

雑音判定部１２５は、周期自己相関検出部１２８と、周期定常性利用雑音判定部１２９とを備える。

周期自己相関検出部１２８は、区間検出部１３０において得られる信号の受信時間区間Ｔ１において、信号分離部１１において得られる分解後の信号成分Ｄの周期自己相関値を計算する。周期自己相関検出部１２８には、信号分離部１１から分解後の信号成分と、区間検出部１３０から信号区間（受信時間区間）Ｔ１が入力される。周期自己相関検出部１２８には、受信時間区間Ｔ１において、分解後の信号成分Ｄの周期自己相関値を計算する。

周期定常性利用雑音判定部１２９は、周期自己相関検出部１２８で得られる周期自己相関値から、検出した受信時間区間Ｔ１における分解後の信号成分Ｄが雑音か否かを判定する。

次に、周期自己相関検出部１２８の構成例について、図２２を参照して説明する。

周期自己相関検出部１２８は、信号抽出部１２８１と、遅延回路１２８２と、複素共役算出部１２８３と、乗算部１２８４と、フーリエ変換器１２８５とを備える。

周期自己相関検出部１２８では、信号抽出部１２８１において、入力された分解後の信号成分Ｄを、図２０を参照して説明した処理と同様に、区間検出部１３０において検出された受信時間区間Ｔ１の区間だけ切り出す。信号抽出部１２８１には、信号分離部１１から分解後の信号成分Ｄおよび区間検出部１３０から信号区間Ｔ１が入力される。信号抽出部１２８１は、分解後の信号成分Ｄから受信時間区間Ｔ１に対応する信号成分を抽出する。

次に、周期自己相関検出部１２８では、切り出した信号に対して遅延回路１２８２を介して遅延を加えた信号の複素共役値ｘ^Ｈ（ｔ−τ）を複素共役算出部１２８３において求める。

次に、乗算部１２８４において、信号抽出部１２８１において切り出された信号（これをｘ（ｔ）とする）と、複素共役算出部１２８３の出力信号とが乗算される。その乗算結果は、フーリエ変換器１２８５に入力され、フーリエ変換部１２８５においてフーリエ変換され周期自己相関値（Ｒ（α，τ）＝∫ｘ（ｔ）ｘ^Ｈ（ｔ−τ）ｅｘｐ（−ｊ２παｔ）ｄｔ）を得る。

周期定常性利用雑音判定部１２９は、周期自己相関検出部１２８において得られる周期自己相関値を用いて、検出された受信時間区間Ｔ１に対応する分解後の信号成分Ｄが信号であるか、雑音であるかを判定する。周期定常性利用雑音判定部１２９は、信号成分Ｄが信号である場合のみ、対応する受信時間区間を受信時間区間Ｔ１とし、最終判定結果として出力する。

次に、周期定常性利用雑音判定部１２９における雑音判定方法の一例について、図２３を参照して説明する。

通常、通信に用いられる信号は周期定常性を有し、変調方式やシンボルレート等に依存して、周期自己相関値に特徴が現れる。これらの特徴を元に、使用される可能性がある変調方式などの信号形式に対し、周期自己相関値のパターンを用意しておく。周期定常性利用雑音判定部１２９は、そのパターンと分解後の信号成分Ｄに対して計算される周期自己相関値とのパターンマッチングを行い、いずれかのパターンにマッチする場合は信号で、そうでない場合は雑音と判定する。このようにすることで、信号か雑音かを判定することが可能となる。周期自己相関を用いることにより、分解後の信号成分中に含まれる雑音電力が大きい条件であっても、高精度に信号と雑音を見分けることが可能となり、受信信号Ｒ中に含まれる信号成分Ｓの受信時間区間の誤検出率を低減させることが可能となる。

次に、本発明の第２の実施例にかかる信号受信区間検出器１の構成例について、図２４を参照して説明する。

本実施例にかかる信号受信区間検出器１は、信号分離部１１と、受信区間検出部１２と、部分時間区間決定部１３とを備える。

受信区間検出部１２で検出された受信時間区間Ｔ１の情報は部分時間区間決定部１３へ入力される。部分時間区間決定部１３は、再処理を行う部分時間区間Ｉを決定し、決定された部分時間区間を信号分離部１１に入力する。信号分離部１１は、入力された部分時間区間Ｉに対して、受信信号Ｒに対して再度信号成分の分離処理を行う。

部分時間区間決定部１３は、具体的には、図２５および図２６に示すように部分時間区間Ｉを選定する。

図２５は、一度目の信号時間区間検出処理において検出された受信時間区間Ｔ１_１及びＴ１_２が重複している場合の例を示している。

上述した第１の実施例にかかる信号受信区間検出器１においては、信号分離処理、及び信号時間区間検出処理中に、分解後の信号成分Ｄが他の信号成分に隠れて検出されない場合が存在する。

そこで、本実施例においては、受信時間区間Ｔ１_１を除く部分時間区間に対して再処理を行う。この結果、一度目の処理では検出されなかった信号成分の受信時間区間が検出され、より詳細に受信信号Ｒ中に含まれる信号成分Ｓの受信時間区間Ｔ１を検出することが可能となる。

すなわち、１回目の分解後の信号成分１により受信時間区間Ｔ１_１が検出され、１回目の分解後の信号成分２により受信時間区間Ｔ１_２が検出される。この場合、Ｔ１_１を含まない区間を２回目の処理区間とする。

その結果、２回目の分解後の信号成分１により受信時間区間Ｔ１_３が検出され、２回目の分解後の信号成分２により受信時間区間が検出される。この場合、Ｔ１_１およびＴ１_３を含まない区間を３回目の処理区間とする。

その結果、図２５に示す例では、３回目の分解後の信号成分１により受信時間区間は存在しない。この場合、１、２回目の処理で検出された信号以外は存在しないため、４回目の処理は行わない。また、３回目の分解後の信号成分２により受信時間区間が検出される。３回目の分解後の信号成分１により検出された受信時間区間が存在する場合には、２回目または３回目と同様の処理が行われる。すなわち、信号成分に対応する送信される時間区間のうち、少なくとも１つの受信時間区間以外の部分時間区間で再度信号成分への分解が行われる。

同様に、図２６に、一度目の処理において検出された受信時間区間Ｔ１_１及びＴ１_２が重複しない場合の例を示す。この場合、検出された信号成分Ｓに隠れてフレーム長の長い信号が受信されている可能性がある。そこで、２回目の処理では、Ｔ１_１を含まない時間区間、及びＴ１_２を含まない時間区間について処理を行う場合について説明したが、この場合、それらの時間区間にＴ１_１及びＴ１_２の両方を含まない時間区間を付加した時間区間に対し、信号分離処理及び受信時間区間検出処理を行う。

つまり、Ｔ１_１及びＴ１_２の両方を含まない時間区間について重複して再処理を行う。２回目の処理において、検出された受信時間区間Ｔ１_３１及びＴ１_３２が、Ｔ１_１及びＴ１_２の両方を含まない時間区間を全て含む場合、これらの受信時間区間Ｔ１_３１及びＴ１_３２を与える信号成分が一つの信号成分であるか否かをチェックする必要がある。

そこで、続いて、このＴ１_１及びＴ１_２の両方を含まない時間区間のみに対して、３度目の信号受信時間検出処理を行う。

３度目の処理において、Ｔ１_１及びＴ１_２の両方を含まない時間区間内に信号成分が一つしか存在しない場合、受信時間区間Ｔ１_３１を与える信号成分と受信時間区間Ｔ１_３２を与える信号成分は一つの同じ信号であると判定され、その信号成分は、受信時間区間Ｔ１_３１の開始時間に始まり、受信時間区間Ｔ１_３２の終了時間で終了する信号であるとして、その時間区間が受信時間区間Ｔ１として出力される。また、３度目の処理において、Ｔ１_１およびＴ１_２の両方を含まない時間区内に信号成分が複数存在する場合、受信時間区間Ｔ１_１を与える信号成分と受信時間区間Ｔ１_２を与える信号成分は、異なる信号であると判定される。

これにより、一度目の処理において得られた受信時間区間Ｔ１に対応する信号成分Ｓに隠れて、受信時間の長い信号が隠れていたとしても信号を検出することが可能となる。

すなわち、１回目の分解後の信号成分１により受信時間区間Ｔ１_１が検出され、１回目の分解後の信号成分２により受信時間区間Ｔ１_２が検出される。この場合、Ｔ１_１を含まない区間とＴ１_２を含まない区間を２回目の処理区間とする。

その結果、２回目の分解後の信号成分１により受信時間区間Ｔ１_２が検出され、２回目の分解後の信号成分２により受信時間区間Ｔ１_３１およびＴ１_３２が検出される。この場合、Ｔ１_１およびＴ１_２を含まない区間を３回目の処理区間とする。

その結果、図２３に示す例では、３回目の分解後の信号成分１により受信時間区間が検出される。したがって、この区間では、信号成分は１つであると判定される。すなわち、Ｔ１_３１とＴ１_３２は１つの信号であると判定される。

次に、本発明の第３の実施例にかかる信号受信区間検出器１の構成例について、図２７を参照して説明する。

本実施例にかかる信号受信区間検出器１は、信号成分抑圧部１４と、信号分離部１１と、受信区間検出部１２とを備える。

本実施例では、受信信号Ｒ中に含まれる信号成分Ｓのうち、一つ以上の信号成分についての情報が分かっている条件で使用することが可能である。

例えば、アンテナのヌル操作により、受信信号Ｒ中に含まれる信号成分Ｓのいくつかを抑圧してから信号の受信時間区間検出操作を行う。

図２７では、信号受信区間検出器１において、信号成分２（Ｓ２）について情報を知っているとし、他の信号成分（信号成分１（Ｓ１）及び信号成分３（Ｓ３））について受信時間区間Ｔ１を検出したい場合の例を示している。すなわち、受信信号Ｒに含まれる信号成分１（Ｓ１）と、信号成分２（Ｓ２）と、信号成分３（Ｓ３）のうち、信号成分２（Ｓ２）についての情報が既知であり、他の信号成分（信号成分１（Ｓ１）および信号成分３（Ｓ３））について受信時間区間Ｔ１を検出する場合の例について説明する。

信号成分抑圧部１４は、入力された受信信号Ｒに対し、信号成分２（Ｓ２）を抑圧した信号を出力し、信号成分抑圧後の受信信号を信号分離部１１へ入力する。信号分離部１１及び受信区間検出部１２は、信号成分抑圧後の受信信号を用いて、信号の受信時間区間検出処理を行う。

一部の信号成分を信号の情報を用いて高精度に抑圧後に信号の受信時間区間Ｔ１を検出することにより、抑圧対象の信号成分からの干渉の影響を低減して、高精度に信号成分の受信時間区間を検出することが可能となる。

次に、信号分離部１１の処理について、図２８を参照して説明する。

上述した信号受信区間検出器１において、信号分離部１１は、時間窓を用いて処理を行うようにしてもよい。

信号分離部１１は、図２８に示すように、時間窓を用いて受信信号Ｒを所定の時間幅で切り出し、切り出した時間区間において受信信号Ｒ中に含まれる信号成分Ｓを分離して取り出すことにより時間窓処理を行う。具体的には、時間窓をスライドさせて検出処理を行い、全時間区間の信号分離を行う。

これにより、より詳細な時間区間について、信号分離を行うことができ、詳細に信号時間区間を検出することが可能となる。また、信号分離処理に用いる信号のサイズを小さく抑えることができ、演算量の低減が可能となる。

また、信号分離部１１は、図２９に示すように、周波数窓を用いて受信信号Ｒを所定の周波数幅で切り出し、切り出した周波数帯域において受信信号Ｒ中に含まれる信号成分Ｓを分離して取り出す周波数窓処理を行うようにしてもよい。具体的には、周波数窓をスライドさせて検出処理を行い、全周波数区間の信号分離を行う。

以上説明した周波数窓処理を行う処理部の具体例について、図３０を参照して説明する。

具体的には、まず、受信信号Ｒ（ｘ（ｔ））に、回転子としてｅｘｐ｛−ｊ２πΔｆｔ｝を乗算して信号の中心周波数をずらす。続いて、その中心周波数をずらした信号を帯域制限フィルタにより所定の帯域幅で帯域制限する。これにより、ずれた中心周波数を中心として、帯域制限フィルタの通過帯域の信号のみを取り出すことが可能となり、周波数窓を用いた信号の切り出し処理を実現することができる。これにより、分解する対象の受信信号を、より詳細な周波数区間に絞ることで、高精度に信号分離を行うことが可能となる。また、処理を行う全周波数帯域を対象としたフーリエ変換を行う必要がなくなるため、演算量を抑えることが可能となる。

本発明の実施例によれば、受信信号中に含まれる信号成分の受信時間区間を、信号のパラメータを用いることなく検出することが可能となる。

また、トレーニング系列を用いることができる信号については、受信時間区間の検出精度を改善する点からは、干渉信号からの影響が少ない分解後の信号成分を用いて相関検出を行うことが望ましい。

本発明にかかる信号受信区間検出器は、無線受信機に適用できる。

相関検出による受信タイミング検出方法を示すブロック図である。 本発明の一実施例にかかる信号受信区間検出器の構成例を示す部分ブロック図である。 独立成分分析による信号分離部の構成例を示すブロック図である。 逆相合成による信号分離部の構成例を示すブロック図である。 時間領域信号を用いる信号分離部の構成例を示すブロック図である。 周波数領域信号を用いる信号分離部の構成例を示すブロック図である。 時間領域信号および周波数領域信号の両方を用いる信号分離部の構成例を示すブロック図である。 周波数領域信号を時間領域信号に戻して出力する信号分離部の構成例を示すブロック図である。 周波数領域信号を時間領域信号に戻して出力する信号分離部の構成例を示すブロック図である。 相関検出による受信区間検出部の構成例を示すブロック図である。 時間領域信号を用いる受信区間検出部の構成例を示すブロック図である。 信号の時間方向移動平均電力を用いる受信区間検出部の構成例を示すブロック図である。 時間方向移動平均電力による受信時間区間決定法の例を示す説明図である。 周波数領域信号を用いる受信区間検出部の構成例を示すブロック図である。 周波数領域信号を用いる受信区間検出部の構成例を示す概念図である。 信号の周波数方向移動平均電力を用いる受信区間検出部の構成例を示すブロック図である。 雑音判定を伴う受信区間検出部の構成例を示すブロック図である。 分解後の信号成分のフレーム長による雑音判定方法の概念図である。 分解後の信号成分のフレーム長による雑音判定方法の概念図である。 相関検出による雑音判定部の構成例を示すブロック図である。 雑音判定部における相関検出部の構成例を示すブロック図である。 相関検出における参照信号の抽出例を示す説明図である。 周期定常性を利用する雑音判定部の構成例を示すブロック図である。 雑音判定部における周期自己相関検出部の構成例を示すブロック図である。 信号の周期自己相関値の特性の一例を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる繰返し処理を行う信号受信区間検出器の構成例を示す部分ブロック図である。 部分時間区間の選定方法の例を示す説明図である。 部分時間区間の選定方法の例を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる予め信号処理により一つ以上の信号成分を抑圧する信号受信区間検出器の構成例を示すブロック図である。 時間窓を用いる処理の概念図を示す説明図である。 周波数窓を用いる処理の概念図を示す説明図である。 周波数窓による窓処理を行う処理部の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 信号受信区間検出器
１１ 信号分離部
１２ 受信区間検出部
１３ 部分時間区間決定部
１４ 信号成分抑圧部
１１１ 独立成分分析部
１１２ 逆相合成部
１１３ 信号分離部
１１４ フーリエ変換器
１１５ 時間領域信号分離器
１１６ 周波数領域信号分離器
１１７ 逆フーリエ変換器
１１８ 合成器
１２０ 相関検出による区間検出部
１２１ 時間信号による区間検出部
１２２ 時間方向移動平均電力計算部
１２３ 周波数信号による区間検出部
１２４ 周波数方向移動平均電力計算部
１２５ 雑音判定部
１２６ 相関検出部
１２７ 相関値比較部
１２８ 周期自己相関検出部
１２９ 周期定常性利用雑音判定部
１３０ 区間検出部
１２６１ 参照信号生成部
１２６２ 複素共役算出部
１２６２、１２８４ 乗算部
１２６４ 期待値計算部
１２８１ 信号抽出部
１２８２ 遅延回路
１２８３ 複素共役算出部
１２８５ フーリエ変換器

Claims (21)

1. 送信される時間区間の少なくとも一部が互いに重畳し、複数の信号から構成される受信信号に対し、所定の処理を行い、信号成分に分解する信号分離手段；
   前記信号成分に基づいて、前記信号成分の受信された時間区間を検出する受信区間検出手段；
   を備えることを特徴とする信号受信区間検出器。
2. 請求項１に記載の信号受信区間検出器において：
   前記信号分離手段は、信号の独立性を基準として、前記受信信号を信号成分に分解することを特徴とする信号受信区間検出器。
3. 請求項１に記載の信号受信区間検出器において：
   前記信号分離手段は、複数の受信アンテナから入力された受信信号に対して、該受信信号に含まれる各信号成分のうち、伝送路の状態が既知である信号成分を逆相合成することにより、前記伝送路が既知である信号成分からの干渉を受ける他の信号成分を検出することを特徴とする信号受信区間検出器。
4. 請求項１に記載の信号受信区間検出器において：
   前記信号分離手段は、受信信号を時間領域で信号成分に分解することを特徴とする信号受信区間検出器。
5. 請求項１または４に記載の信号受信区間検出器において：
   前記信号分離手段は、
   時間領域の受信信号を周波数領域信号に変換するフーリエ変換器；
   を備え、
   受信信号を周波数領域で信号成分に分解することを特徴とする信号受信区間検出器。
6. 請求項５に記載の信号受信区間検出器において：
   前記信号分離手段は、
   周波数領域で得られる分解後の信号成分を時間領域信号に変換する逆フーリエ変換器；
   を備え、
   周波数領域で信号成分に分解された受信信号を、時間領域での分解後の信号成分に変換することを特徴とする信号受信区間検出器。
7. 請求項１に記載の信号受信区間検出器において：
   前記受信区間検出手段は、
   時間領域の分解後の信号成分に対して、送受信機に共通で既知のシンボル系列を用いて相関検出を行うことにより、信号成分の受信時間区間を検出する区間検出手段；
   を備えることを特徴とする信号受信区間検出器。
8. 請求項１に記載の信号受信区間検出器において：
   前記受信区間検出手段は、
   時間領域で分解後の信号成分の電力値の変動量を観測し、前記変動量が所定値以上であるか否かに基づいて時間区間を検出する区間検出手段；
   を備えることを特徴とする信号受信区間検出器。
9. 請求項８に記載の信号受信区間検出器において：
   前記受信区間検出手段は、
   分解後の信号成分の時間方向の移動平均電力を計算する時間方向移動平均電力計算手段；
   を備え、
   前記区間検出手段は、時間方向の移動平均電力を用いて時間区間を検出することを特徴とする信号受信区間検出器。
10. 請求項１に記載の信号受信区間検出器において：
    前記受信区間検出手段は、
    周波数領域の分解後の信号成分を用いて、所定の電力より大きい電力を有する周波数帯域が存在するか否かに基づき時間区間を検出する区間検出手段；
    を備えることを特徴とする信号受信区間検出器。
11. 請求項１０に記載の信号受信区間検出器において：
    分解後の信号成分の周波数方向の移動平均電力を計算する周波数方向移動平均電力計算手段；
    を備え、
    前記受信区間検出手段は、
    周波数方向の移動平均電力を用いて前記時間区間を検出することを特徴とする信号受信区間検出器。
12. 請求項７、８及び１０に記載の信号受信区間検出器において：
    前記受信区間検出手段は、
    分解後の信号成分が、対応する時間区間において雑音か否かを判別する雑音判定手段；
    を備え、
    前記受信区間検出手段は、前記雑音判定手段において分解後の信号成分が雑音ではないと判定された区間のみを信号受信区間として出力することを特徴とする信号受信区間検出器。
13. 請求項１２に記載の信号受信区間検出器において：
    前記雑音判定手段は、分解後の信号成分に対応する時間区間の長さが第１の所定値を超える場合、該分解後の信号成分中の時間区間の間は雑音成分であると判定することを特徴とする信号受信区間検出器。
14. 請求項１２に記載の信号受信区間検出器において：
    前記雑音判定手段は、
    分解後の信号成分に対応する時間区間の長さが第２の所定値未満である場合、該分解後の信号成分中の時間区間の間は雑音成分であると判定することを特徴とする信号受信区間検出器。
15. 請求項１２に記載の信号受信区間検出器において：
    前記雑音判定手段は、
    分解後の信号成分に対して検出された時間区間において、該分解後の信号成分と受信信号との相関検出を行う相関検出器；
    前記相関検出器において検出された相関値が全受信信号に対して第３の所定値より小さい区間を雑音と判定する相関値比較手段；
    を備えることを特徴とする信号受信区間検出器。
16. 請求項１２に記載の信号受信区間検出器において：
    前記雑音判定手段は、
    分解後の信号成分に対して検出された時間区間において、該分解後の信号成分の周期自己相関値を計算する周期自己相関検出手段；
    前記周期自己相関検出手段において検出された周期自己相関値に基づいて、検出された時間区間における分解後の信号成分が信号であるか否かを判定し、信号であると判定される時間区間以外を雑音とする周期定常性利用雑音判定手段；
    を備えることを特徴とする信号受信区間検出器。
17. 請求項１に記載の信号受信区間検出器において：
    前記信号分離手段は、前記受信時間区間の一部の部分時間区間に対して、再度信号成分への分解を行うことを特徴とする信号受信区間検出器。
18. 請求項１７に記載の信号受信区間検出器において：
    前記部分時間区間は、前記信号成分に対応する送信される時間区間のうち、少なくとも１つの受信時間区間以外の時間区間であることを特徴とする受信信号周波数帯域検出器。
19. 請求項１に記載の信号受信区間検出器において：
    前記分解後の信号成分のうち、１つ以上の信号成分を抑圧する信号成分抑圧手段；
    を備え、
    前記信号分離手段は、前記分解後の信号成分を抑圧した後の受信信号を、受信された時間区間毎の信号成分に分解することを特徴とする信号受信区間検出器。
20. 請求項４または５に記載の信号受信区間検出器において：
    前記信号分離手段は、入力された信号を所定の幅の時間窓を用いて時間窓処理を行い、前記時間窓をスライドさせて検出処理を行い、全時間区間の信号分離を行うことを特徴とする信号受信区間検出器。
21. 請求項５に記載の信号受信区間検出器において：
    前記信号分離手段は、入力された信号を所定の幅の周波数窓を用いて周波数窓処理を行い、前記周波数窓をスライドさせて検出処理を行い、全周波数区間の信号分離を行うことを特徴とする信号受信区間検出器。