JP2022538914A - シンボル間干渉を考慮した組み合わせ信号を受信するための受信機、組み合わせ信号の受信方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
1 of Nachrichtentechnik” by J. Huber (Sp
ringer-Verlag, 1992))」に記載されている。
ここで、第2の信号部分のシンボル(例えばm=0・・・M2-1)に対する確率(例えばp2,m[k])は、第1のサンプリングのサンプル(例えばy1[k])における第2の信号部分の送信シンボル間のシンボル間干渉(例えばi1,p)を考慮して、第1のサンプリング(すなわち、第1の信号部分のシンボルクロックに同期したサンプリング)のサンプル(例えばy1[k])、および第1の信号部分のシンボル(例えばm=0・・・M1-1)に対する推定または計算された確率(例えばp1,m[k])に基づいて決定される。第1の信号部分のシンボル(例えばm=0...M1-1)に対する(例えば更新された)確率(例えばp1,m[k])は、第2のサンプリングのサンプル(例えばy2[k])における第1の信号部分の送信シンボル間のシンボル間干渉(例えばi2,p)を考慮して、第1の信号部分のサンプル(例えばy2[k])(すなわち、第2の信号部分のシンボルクロックに同期したサンプリング)、および第2の信号部分のシンボル(例えばm=0...M2-1)に対する推定または計算された確率(例えばp2,m[k])に基づいて決定される。
図1は、本発明の一実施形態に係る受信機のブロック図である。図1による受信機は、その全体が100で指定される。
図2aおよび図2bは、2つの信号部分のシンボルまたは送信シンボルに対する確率を決定するための概念のフローチャートである。図2aおよび図2bによる概念の全体を200で示す。
図3は、本発明の実施形態に係る受信機300のブロック図である。
図4a及び図4bは、組み合せ信号又は前処理された(例えば、フィルタリングされ信号調整される)組み合せ信号のサンプルに基づいて、第1の信号部分のシンボルに対する確率及び第2の信号部分のシンボルに対する確率を決定する概念のフローチャートを示す。図4a及び図4bによる概念の全体を400で示す。
図5は、パルスが互いに対してシフトされ、及び/又は搬送波が位相差を有する2つの別々の信号部分を有する組み合わせ信号を受信するための方法500のフローチャートである。
図6は、パルスが互いに相対的にシフトされ、及び/又は搬送波が位相差を有する2つの別々の信号部分を有する組み合わせ信号を受信するための方法600のフローチャートを示す。この方法は、第1のサンプリングを用いた第1のサンプルシリーズの取得610を含み、第1のサンプリングは、第1の信号部分のシンボル位相に調整される。方法600は、第2のサンプリングを用いた第2のサンプルシリーズの取得620をさらに含み、第2のサンプルは、第2の信号部分のシンボル位相に調整される。第1のサンプルシリーズの取得610および第2のサンプルシリーズの取得620は、例えば、並列または順次に実行されてもよい。
以下、さらなる実施形態について説明する。特に、技術的環境と背景について説明する。さらに、非公開のドイツ特許出願10 2018 202 648および10 2018 202 649(文献[1]および[2])に準拠した反復分離を説明する。最適化された2-ユーザ受信機のための受信機の概念が説明される。初期状況および前処理が説明される。さらに、修正BCJRアルゴリズムを使用した反復分離が説明される。この点に関して、例えば、第1のステップ(ステップ1)および第2のステップ(ステップ2)が説明される。
技術環境に関しては、例えば、非公開のドイツ特許出願10 2018 202 647、10 2018 202 648及び10 2018 202 649が参照される。
7.2.1 最適化された2ユーザーレシーバのための受信機の概念
例えば修正された形で使用することができる最適化された2ユーザー受信機のための受信機の概念を以下に説明する。
以下では、本発明の実施形態において満たすべきいくつかの条件について説明する。
-周波数帯域が重なり、観測時間フレームで連続的に送信される2つの信号を受信する。これらの信号または信号部分は、例えば、組み合せ信号110または組み合せ信号310または受信信号710または受信信号760に含まれる。
-両方の信号(または信号部分)は、振幅シフトキーイング(ASK:amplitude-shift keying)、位相シフトキーイング(PSK:phase-shift keying)、および直交振幅変調(QAM:quadrature amplitude modulation)、ならびにすべての混合形態および差動プリコーディングを含むデジタルパルス振幅変調(PAM:digital pulse amplitude modulation)を使用する。
-パルス整形には、一般的に送信側でルートレイズコサイン(RRC:root-raised cosine)パルスなどの平方根ナイキストパルスが使用される。
-両信号(または信号部分)のシンボルレートと搬送周波数はほぼ同じである。
以下では、例えば本発明による開始例で使用することができる可能な前処理を説明する。例えば、受信信号は、最初に等価な複素ベースバンドに変換される。これは、例えば、受信機100又は300における前処理の一部として、又は変換720又は変換770の一部として行われてもよい。例えば、信号は、推定された搬送周波数でベースバンドにシフトされる。
ステップ2では、信号2の事後確率からの信号1の事後確率の推定を、可能性のあるすべてのISIポイントの個々の確率を加算することによって行う。
以下では、本発明の実施形態に従った7.2節で説明した概念の拡張または変形を説明する。本明細書に記載された概念は、7.2節に記載された概念に関連して、本発明による実施形態においても使用することができる。
本発明の一態様によるアイデアは、BCJR法(例えば7.2.4節による)を拡張して追加の前処理を含むようにし、それによってBCJRを用いたISI部分の検出を2回適用し、両方の信号のISIメモリを利用できるようにすることである。
ただし、別のアプローチも可能である。
以下では、本発明の一態様に従った上述の手順(例えば7.2項)のさらなる変形例について説明する。
しかし、関連する概念に修正を加えることも可能である。
本発明のもう一つのアイデアは、式(2.1)の数学モデルとBCJRアルゴリズムを、2つの互いに異なる搬送周波数fc,1、fc,2を持つ信号の分離に拡張することである。これらの偏差は、送信機または受信機の移動、あるいは送信機で使用されている発振器の不正確さによって引き起こされる。
本発明の態様を以下に簡単にまとめる。
いくつかの態様を装置の文脈で説明してきたが、これらの態様は、装置のブロックまたはコンポーネントも対応する方法ステップまたは方法ステップの特徴であると理解されるように、対応する方法の説明も表すことが理解される。同様に、方法ステップの文脈で、または方法ステップとして説明される態様は、対応するブロックまたは対応するデバイスの詳細または機能の説明も表す。方法ステップのいくつかまたはすべては、マイクロプロセッサ、プログラマブルコンピュータ、または電子回路などのハードウェア装置によって(またはそれを使用して)実行されてもよい。いくつかの実施形態では、主要な方法ステップのいくつかまたはそれ以上が、そのような装置によって実行されてもよい。
[1] Johannes Huber, Patent Application 102018202647.5 in Germany: Empfanger und Verfahren zum Empfangen eines Kombinationssignals unter Verwendung von Wahr scheinlichkeitsdichtefunktionen (Receiver and method for receiving a combina tion signal using probability density functions), Feb 2018.
[2] Johannes Huber, Patent Application 102018202649.1 in Germany: Empfanger und Verfahren zum Empfangen eines Kombinationssignals unter Verwendung getrennt er Inphase- und Quadraturkomponenten (Receiver and method for receiving a co mbination signal using separate in-phase and quadrature components), Feb 201 8.
[3] Johannes Huber, Patent application: Aufwandsgunstiger Empfanger fur zwei ub erlagerte Datensignale (Two-User-Receiver) (Low-cost receiver for two superi mposed data signals (two-user receiver)), Nov 2016
Claims (18)
- パルスが互いに相対的にシフトしているおよび/または、搬送波が位相差を有する2つの別々の信号部分を含む組み合わせ信号(110;710;760)を受信するための受信機(100;700;750)であって、
前記受信機は、第1のサンプリングを用いて第1のサンプルシリーズ(142、y1[k])を得るように構成され、ここで前記第1のサンプリングは、前記第1の信号部分のシンボル位相に調整され、
前記受信機は、第2のサンプリングを用いて第2のサンプルシリーズ(144、y2[k])を得るように構成され、ここで前記第2のサンプリングは、前記第2の信号部分のシンボル位相に調整され、
前記受信機は、前記第1のサンプルシリーズおよび前記第2のサンプルシリーズに基づいて、複数のサンプリング時間(k)について、前記第1の信号部分の送信シンボルの確率(114;p1,m[k])および前記第2の信号部分の送信シンボルの確率(112;p2,m[k])を得るように構成されており、
前記受信機は、前記第1のサンプリングのサンプル(142,y1[k])における前記第2の信号部分の送信シンボル間のシンボル間干渉(i1,p)を考慮し、前記第1のサンプリングの前記サンプル(142,y1[k])、および、前記第1の信号部分のシンボルに対する推定又は計算された確率(114;p1,m[k])に基づいて、前記第2の信号部分のシンボルに対する確率(112;p2,m[k])を決定し、
前記受信機は、前記第2のサンプリングのサンプル(144,y2[k])における前記第1の信号部分の送信シンボル間のシンボル間干渉(i2,p)を考慮し、前記第2のサンプリングの前記サンプル(144,y2[k])、および、前記第2の信号部分のシンボルに対する推定または計算された確率(112;p2,m[k])に基づいて、前記第1の信号部分のシンボルに対する確率(114;p1,m[k])を決定するよう構成されている、受信機(100;700;750)。 - 前記第1のサンプリングのサンプリング時間は、前記第1の信号部分に基づく信号調整フィルタの出力信号部分が実質的にシンボル間干渉なしにサンプリングされるように、前記信号調整フィルタ(130)の出力信号(132)をサンプリングするように設定されており、および、
前記第2のサンプリングのサンプリング時間は、前記第2の信号部分に基づく信号調整フィルタの出力信号部分が実質的にシンボル間干渉なしにサンプリングされるように、前記信号調整フィルタ(130)の出力信号(132)をサンプリングするように設定されている、請求項1に記載の受信機(100;700;750)。 - 前記受信機は、前記第1の信号部分の前記シンボル位相および前記第2の信号部分の前記搬送波位相に前記第1のサンプリングを調整するように構成され、および、
前記受信機は、前記第2の信号部分の前記シンボル波位相および前記第1の信号部分の前記搬送波位相に前記第2のサンプリングを調整するように構成される、請求項1または2に記載の受信機(100;700;750)。 - 前記受信機は、前記第2の信号部分の送信シンボルの検出に影響を与える障害の第1の確率密度関数を用いて、前記第2の信号部分のシンボルに対する前記確率(252,p2,m[k])を得るように構成されており、
前記第1の確率密度関数は、
-前記第1の信号部分の少なくとも1つの送信シンボルの確率(292,p1,m[k])
-前記第1のサンプリングのサンプルに対する前記第1の信号部分の少なくとも1つの送信シンボルの予想寄与(ν1a1,mej(φ1-φ2))
-前記第2の信号部分の送信シンボル間のシンボル間干渉の予想寄与(219,i1,p)
を考慮に入れている、請求項4に記載の受信機(100;700;750)。 - 前記受信機は、前記第1の確率密度関数の評価において、前記第1の信号部分の搬送周波数と前記第2の信号部分の搬送周波数との差に起因する前記第1の信号部分の送信シンボルの時間的に変化する寄与を考慮するように構成されている、請求項5に記載の受信機(100;700;750)。
- 前記受信機は、前記第1の信号部分の送信シンボルの検出に影響を与える障害の第2の確率密度関数を用いて、前記第1の信号部分のシンボルに対する前記確率(292,p1,m[k])を得るように構成されており、
前記第2の確率密度関数は、
-前記第2の信号部分の少なくとも1つの送信シンボルの確率(252、p2、m[k])
-前記第2のサンプリングのサンプルに対する前記第2の信号部分の少なくとも1つの送信シンボルの予想寄与(ν2a2,m ej(φ2-φ1))
-前記第1の信号部分の送信シンボル間のシンボル間干渉の予想寄与(i2,p)
を考慮に入れている、請求項4ないし6のいずれか1項に記載の受信機(100;700;750)。 - 前記受信機は、前記第2の確率密度関数の評価において、前記第1の信号部分の搬送周波数と前記第2の信号部分の搬送周波数との差から生じる前記第2の信号部分の送信シンボルの時間的に変化する寄与を考慮するように構成されている、請求項7に記載の受信機(100;700;750)。
- 前記受信機が、前記第1のサンプルシリーズにおける前記第2信号部分の送信シンボル間のシンボル間干渉(i1,p)をBCJR法の第1のインスタンスを用いて考慮し、前記第1信号部分の送信シンボルによる重畳(v1a1,mej(φ1-φ2))を障害として考慮して、前記第1のサンプルシリーズ(y1[k])に基づいて、複数のサンプリング時間(k)についての前記第2信号部分の送信シンボルの確率(p2,m[k])を求めるように構成されており、および、
前記受信機が、前記第2のサンプルシリーズにおける前記第1の信号部分の送信シンボル間のシンボル間干渉(i2,p)をBCJR法の第2のインスタンスを用いて考慮し、前記第2の信号部分の送信シンボルによる重畳(v2a2,mej(φ2-φ1))を障害として考慮して、前記第2のサンプルシリーズ(y2[k])に基づいて、複数のサンプリング時間(k)についての前記第1の信号部分の送信シンボルの確率(p1,m[k])を求めるように構成されている、
請求項1ないし14のいずれか1項に記載の受信機(100;700;750)。 - 前記受信機が、トレリス復号化法によって、またはBahl、Cocke、JelinekおよびRaviv(BCJRアルゴリズム)によるアルゴリズムに基づいて、前記第1の信号部分の基礎となる送信シンボル、または前記第1の信号部分の基礎となる送信シンボルの確率(p1,m[k])を決定するよう構成され、および、
前記受信機が、トレリス復号法によって、またはBahl、Cocke、JelinekおよびRaviv(BCJRアルゴリズム)によるアルゴリズムに基づいて、前記第2の信号部分の基礎となる送信シンボル、または前記第2の信号部分の基礎となる送信シンボルの確率(p2,m[k])を決定するように構成される、
請求項1ないし15のいずれか1項に記載の受信機(100;700;750)。 - パルスが互いに相対的にシフトしている、および/または、搬送波が位相差を有する2つの別々の信号部分を含む組み合わせ信号を受信するための方法(500)であって、
前記方法が、第1のサンプリングを用いて第1のサンプルシリーズ(142、y1[k])を得るステップ(510)を含み、ここで前記第1のサンプリングは、前記第1の信号部分のシンボル位相に調整され、
前記方法が、第2のサンプリングを用いて第2のサンプルシリーズ(144、y2[k])を得るステップ(520)を含み、ここで前記第2のサンプリングは、前記第2の信号部分のシンボル位相に調整され、
前記方法が、前記第1のサンプルシリーズおよび前記第2のサンプルシリーズに基づいて、複数のサンプリング時間(k)について、前記第1の信号部分の送信シンボルの確率(p1,m[k])および前記第2の信号部分の送信シンボルの確率(p2,m[k])を得るステップ(530)を含み、
前記第1のサンプリングの前記サンプル(y1[k])における前記第2の信号部分の送信シンボル間のシンボル間干渉(i1,p)を考慮し、前記第1のサンプリングのサンプル(y1[k])、および、前記第1の信号部分のシンボルに対する推定または計算された確率(p1,m[k])に基づいて、前記第2の信号部分のシンボルに対する確率(p2,m[k])が決定され、および、
前記第2のサンプリングの前記サンプル(y2[k])における前記第1の信号部分の送信シンボル間のシンボル間干渉(i2,p)を考慮し、前記第2のサンプリングのサンプル(y2[k])、および、前記第2の信号部分のシンボルに対する推定または計算された確率(p2,m[k])に基づいて、前記第1の信号部分のシンボルに対する確率(p1,m[k])が決定される、方法(500)。 - コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに、請求項17に記載の前記方法を実行するためのプログラムコードを含む、コンピュータプログラム。
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