JP4288234B2

JP4288234B2 - 干渉抑制装置および方法

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Publication number: JP4288234B2
Application number: JP2004526033A
Authority: JP
Inventors: アルスラン、フセイン; ラメッシュ、ラジャラム
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Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2009-07-01
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Description

本発明は、ワイヤレス通信システムに関し、更に特定すれば、受信装置、方法およびコンピュータ・プログラム生産物に関する。

ワイヤレス通信は、今日、音声電話や、ワイヤレス電子メールおよびインターネット用途のようなデータ通信用途を含む種々の用途に広く用いられている。ワイヤレス利用の数が増加してきたため、これらの利用に伴うデータ・レートの要求が全体的に高くなっている。したがって、データ・レートを高めた新たな通信規格、およびデータ・レートを高めることができる既存の規格に対する変更が提案されている。

例えば、汎ヨーロッパ・ディジタル移動通信システム／総合パケット無線サービス（ＧＳＭ／ＧＰＲＳ）規格に準拠するシステムにおいて、大域的発展のためのデータ・レート向上（ＥＤＧＥ：Enhanced Data rates for Global Evolution）が導入されて、潜在的なデータ・レートを高めている。ＧＰＲＳおよびＥＤＧＥは同じシンボル・レートを共有するが、変調ビット・レートが異なる。即ち、ＧＳＭは、従来よりガウス最少位相偏移変調（ＧＭＳＫ）を採用しており、これは位相変調の一種と考えることができる。送信されるあらゆるシンボルは１ビットを表す。即ち、位相における各シフトが１ビットを表す。ＥＤＧＥは、チャネル構造、チャネル幅、チャネル・コーディング、ならびにＧＰＲＳの既存の機構および機能性を再利用するように仕様が決められている。しかしながら、ＥＤＧＥは８−位相偏移変調（８−ＰＳＫ）を用いており、これは隣接チャネル上に発生する干渉に関してＧＭＳＫと同様の品質を有するが、更にデータ・レートを高めることができる。８−ＰＳＫ変調は、線形変調であり、３つの連続するビットをＩ／Ｑ平面内の１シンボルにマップする。シンボル・レート、即ち、ある時間期間内に送られるシンボル数は、ＧＭＳＫと同一のままであるが、各シンボルは、１ビットではなく、３ビットを表すので、総合的なデータ・レートを３倍に高めることができる。

同一チャネル干渉（co-channel interference）、即ち、地理的区域内における周波数再利用によって生ずる干渉は、セルラ・システムにおいてユーザ容量および信号品質を損なう可能性がある。ＧＭＳＫ信号間の同一チャネル干渉に対処する技法が、２０００年４月１４日に出願され、“Method and Apparatus for Interference Rejection”（干渉除去方法および装置）と題するKhayrallah et al.（ケイラーその他）の米国特許出願第０９／５４９，５５９号、および２００１年９月１９日に出願され、“Methods and Apparatus for Canceling Co-channel Interference in a Receiving System Using Spatio-Temporal Whitening”（空間−時間白色化を用いた受信システムにおける同一チャネル干渉の除去方法および装置）と題するArslan et al.（アースランその他）の米国特許出願第０９／９５６，４４３号に記載されている。他の技法が、公開ＰＣＴ国際出願第ＷＯ９８／１６０２１号に記載されている。

これらの技法は、８−ＰＳＫ変調を所望の信号に用いる場合には、有用とはならない場合がある。８−ＰＳＫ変調した所望の信号に対する干渉抑制が、多数のアンテナを有する受信機について提案されているが、移動端末において多数のアンテナを用いることはコストがかかって望ましくない。

本発明のある実施形態によれば、第１および第２変調にしたがってそれぞれ変調した第１および第２成分信号を含む複合信号から情報を再現する。第１および第２変調の所定の特性、例えば、変調の信号回転および／またはその他の既知の信号情報に基づいて複合信号を処理して、第１成分信号に対するチャネル・モデルと、第２成分信号に対する白色化フィルタとを生成する。白色化フィルタにしたがって複合信号を濾波して、濾波信号を生成する。白色化フィルタおよびチャネル・モデルの関数である濾波信号に関するメトリックを用いて、例えば、多次元ビタビ・シンボル推定アルゴリズムにおいて、第１成分信号のシンボルに対するシンボル仮説を評価する。本発明は、方法、装置およびコンピュータ・プログラム生産物として具体化することができる。

これより、本発明の実施形態例を示す添付図面を参照しながら本発明について更に詳しく説明する。これらの実施形態は、本願が綿密かつ完全となるように提示する。同様の番号は、全体を通じて同様の要素を示すこととする。

本発明のある実施形態によれば、それぞれ、第１および第２変調にしたがって変調された第１および第２成分信号を含む複合信号から情報を再現する際に、第１および第２変調の所定の特性に基づいてこの複合信号を処理して、第１成分信号に対するチャネル・モデル、および第２成分信号に対する白色化フィルタを生成する。複合信号を白色化フィルタにしたがって処理して、濾波信号を発生する。第１成分信号のシンボルについてのシンボル仮説を、白色化フィルタ及びチャネル・モデルの関数である濾波信号に関するメトリックを用いて評価することができる。チャネル・モデルおよび／または白色化フィルタは、以下に記載するように、数種類の異なる方法で生成することができる。また、以下に記載するように、予備計算技法を用いて、シンボル推定値の発生を簡素化することができる。加えて、複合信号内にある変調の種類の検出に基づいて、干渉抑制技法を適応的に適用することもできる。

本発明の別の実施形態によれば、所望の信号を複合信号から再現するには、当該所望の信号のチャネル・モデルと、所望の信号とは異なる変調を有する干渉信号に対する白色化フィルタとを発生することによって、行うことができる。複合信号を白色化フィルタにしたがって濾波して、濾波信号を発生することができる。所望の信号は、多次元推定プロセス、例えば、多次元ビタビ・プロセスまたはその他の等化プロセスを用いて推定することができる。このプロセスは、白色化フィルタおよびチャネル・モデルの関数である濾波信号に関するメトリックを用いる。例えば、所望の信号は８−ＰＳＫ変調信号とすることができ、干渉信号は、ＥＤＧＥ環境において見られるような、ＧＭＳＫ変調信号から成るとすることができる。

ＧＭＳＫ干渉源の存在の下で８−ＰＳＫの所望の信号のための干渉抑制技法の一例について以下に説明する。これは、ＥＤＧＥの利用に適用可能と考えることができる。これらの技法の例では、二次元自己回帰（antoregressive:ＡＲ）白色化フィルタを用いた干渉源のＩ−Ｑ白色化、および濾波８−ＰＳＫ信号に対する二次元（２Ｄ）イコライザの適用が含まれる。判断フィードバック状態推定（decision feedback state estimation:ＤＦＳＥ）のような、複雑性の低い等化技法を用いることが望まれる場合、８−ＰＳＫ信号の事前濾波（prefiltering）が一般的に望ましい。かかる事前濾波を白色化の前に行うことが有利となる理由は、一次元（１−Ｄ）事前濾波のための周知の技法があるからである。

ここに記載する技法は、多数の実施態様に適していると言える。例えば、２−Ｄイコライザの複雑度の低い実施態様は、かなりの量の仮説信号の予備計算を可能とし、簡略化したメトリック計算を行うために用いることができる。ある実施形態によれば、復調器の適応的選択は、所望の信号および／または干渉源（interferer）の性質を検出することに応答して行うことができる。即ち、ＧＭＳＫ干渉源が存在することを、ここに記載する復調技法を用いるか否か決定する前に知ることが望ましい場合がある。何故なら、他の復調構造の方が、他の種類の干渉には有効であることもあり得るからである。

ＧＭＳＫ干渉の存在の下において８−ＰＳＫの所望の信号のための干渉抑制技法は、（１）受信信号を操作してＧＭＳＫ干渉の考察を容易にすること、および（２）得られた信号を等化して所望の８−ＰＳＫ信号の情報を読み出すことから成ると見なすことができる。

受信信号は、８−ＰＳＫの所望の信号とＧＭＳＫ干渉源との組み合わせと見なすことができ、次の式で近似することができる。

ここで、h(k)は、所望の信号が遭遇するチャネルである。

g(k)は干渉信号i(n)∈{+1, -1}が遭遇するチャネルであり、そしてw(n)はノイズである。

このような場合、所望項および干渉項は異なる回転を有する。干渉白色化をＩおよびＱに適用するためには、受信信号を、

だけ（干渉源の変調に伴う回転）回転させて、ＩおよびＱにおける相関を単純な線形２−Ｄフィルタを用いて利用できるようにすればよい。受信信号を干渉源の回転に関して逆回転（de-rotating）させると以下の式が得られる。

ここで、

行列形式では、式４を次のように書くことができる。

s(n)に関して、式７を以下のように書くことができる。

式（８）を書く代わりの方法は、シンボルの行列表現と回転のベクトル表現とを用いることである。これによって、以下の式が得られる。

以下のように表わすこととする。

すると、

ベクトル障害信号（vector impairment signal）q(n)は、次の式で与えられる。

ベクトル障害信号q(n)は、２−ＤＡＲプロセスとしてモデル化することができ、したがって、係数Ａ(n), n=0, ..., M-1を有する２−Ｄフィルタを用いて、障害プロセスを白色化(whiten)することができる。得られた障害白色化出力をv(n)で示すと、以下の式で与えることができる。

ここで、x(n)は、白色化した障害信号を示し、P(n)はA(n) およびH(n)の行列畳み込みよって得られた障害白色化チャネル・モデルであり、以下の式で示される。

白色化フィルタのパラメータA(n)の計算は、受信信号の訓練シーケンス部分において行うことができ、所望の信号のチャネルを計算することができ、障害信号の推定値を発生し、二次ＡＲモデルにはめ込む（fit）ことができる。

本発明の実施形態例によれば、復調器は、次のように実施することができる。
１）受信信号を

だけ回転し、一般化最少二乗または共同最少二乗(joint least squares)アルゴリズムを用いて、所望の信号のチャネルおよび干渉源の白色化フィルタを計算することによって、受信信号から白色化フィルタおよびチャネル・モデルを生成する。訓練シーケンスを回転したものを用いることを必要とする場合もあり得るが、これによって複雑性が高まる可能性がある。代替として、チャネル・モデルおよび白色化フィルタは、
○ 信号を

だけ回転し（所望の信号の変調の回転）、
○ 所望の信号のチャネル推定値を計算し（訓練シーケンスはＢＰＳＫに基づく場合もあるので、この操作の複雑度は低いと思われる）、
○ 信号の寄与を減算して、残余を得て、
○ 残余を、

だけ回転し（所望の信号の変調と干渉源の変調との間の回転差を表す）、
○ 結果を解いて（ベクトル変換して）ＩおよびＱ成分を求め、
○ ベクトル変換回転残余を用いて白色化フィルタを計算し、
○ チャネル推定および白色化フィルタ操作を繰り返し実行して、チャネル推定値および白色化フィルタ推定値を精細化する。

２）次に、白色化フィルタを、

だけ回転した受信信号に適用し、式（２４）または式（２５）でモデル化した信号v(n)を生成する。
３）次に、障害白色化チャネル・モデルP(n)を、白色化フィルタ係数およびチャネル・モデルh(n)に基づいて決定することができる。
４）次に、式（２４）または式（２５）におけるモデルおよびシンボル・シーケンスs(n)の仮定を用いて、ビタビ・アルゴリズムを実行し、メトリックは以下の式で与えられる。

ここで、

および

は、シンボル・シーケンスs(n)の仮説である。

本願では、図１ないし図８は、本発明の実施形態による装置および動作の例を示す図である。尚、図に示す動作、およびその組み合わせは、ワイヤレス通信システムの構成要素またはワイヤレス端末に含まれる回路のような１つ以上の電子回路を用いて、実施可能であることは理解されよう。また、一般に、図に示す動作、およびその組み合わせは、１つ以上のディスクリート電子部品、１つ以上の集積回路（ＩＣ）、１つ以上の特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、および特定用途回路モジュールにおいてというように、１つ以上の電子回路において実施し、更にコンピュータ、あるいはマイクロプロセッサやディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）のようなその他の信号処理装置によって実行することができるコンピュータ・プログラム命令によって実施して、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置上で実行する命令が、指定した動作を実施する電子回路またはその他の手段を形成するようにした機械（machine）を生産してもよいことも認められよう。また、コンピュータ・プログラム命令は、１つ以上のコンピュータまたはその他のデータ処理装置上で実行し、一連の作用をコンピュータ（複数のコンピュータ）またはその他のプログラム可能な装置によって実行させ、指定した動作を含む、コンピュータ実施プロセスを生成することができる。

また、コンピュータ・プログラム命令は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体におけるコンピュータ・プログラム生産物という形態で、即ち、命令実行システムによって、これと共に用いられる媒体に具体化したコンピュータ読み取り可能プログラム・コードとして、具体化することができる。コンピュータ読み取り可能記憶媒体は、磁気または光ディスクあるいは集積回路メモリ・デバイスのような電子、磁気、光学、またはその他の記憶媒体を含むことができるが、これらに限定されるのではない。例えば、コンピュータ・プログラム命令は、ワイヤレス通信装置の構成要素の中に含まれるメモリ、および／またはかかるメモリをプログラムするように動作可能な記憶媒体内に具体化することができる。したがって、図１ないし図８の概略図のブロックは、電子回路、および指定された動作を実行するその他の装置、指定された動作を実行するための作用、指定された動作を実行するように構成されたコンピュータ・プログラム生産物に対応する。

図１は、本発明のある実施形態による受信機１００の一例を示す。受信機１００は、フロント・エンド１１０を含む。フロント・エンド１１０は、例えば、フィルタ、ミキサ、および当業者には周知でありここではこれ以上詳細には論じないその他の回路を含むことができる。更に、受信機１００は、障害白色化復調器(impairment whitening demodulator)１２０を含み、障害白色化復調器１２０は、第１回転部１２１、第２回転部１２５、チャネル推定部１２３、白色化フィルタ１２６の白色化フィルタ・パラメータを推定する白色化フィルタ・パラメータ推定部１２４、およびシンボル推定部１２７を含む。更に、受信機１００は、デコーダ１３０、およびシンボル推定部１２７が生成するシンボル推定値を処理するその他の回路を含む。

図示のように、復調器１２０は、更に、チャネル・エネルギ補償フィルタ１２２も含むことができ、シンボル推定部１２７において、短縮した（reduced）状態推定プロセスの使用を可能とする。フィルタ１２２は、チャネル推定部１２３によって生成されたチャネル・モデルから得ることができ、有効チャネル応答の先頭チャネル・ステップ（leading channel steps）のエネルギを最大に高めることができる。計算上一層集中的なＭＳＬＥプロセスを用いる場合、フィルタ１２２は不要としてもよい。

チャネル推定部１２３および白色化フィルタ・パラメータ推定部１２４は、例えば、前述の代替技法の１つを用いて、それぞれ、所望の信号のチャネル・モデルおよび干渉信号に対する白色化フィルタのパラメータを生成する。第１回転部１２１は、所望の信号の変調（例えば、８−ＰＳＫ）に伴う回転を、フロント・エンド１１０から受けた信号に適用する。得られた信号をチャネル・エネルギ補償フィルタ１２２によって濾波する。第２回転部１２５は、追加の回転を濾波信号に適用して、白色化フィルタ１２６による濾波の前に干渉信号の回転と位置合わせして、式（２４）および式（２５）を参照して上述した信号v(n)に対応する濾波信号を発生する。次いで、シンボル推定部１２７は、チャネル・モデルおよび白色化フィルタ・パラメータに応答してシンボル推定値を生成する。例えば、ビタビ・アルゴリズムを用い、前述したように、チャネル・モデルおよび白色化フィルタ・パラメータに基づくメトリックによって、所望の信号に対してシンボル推定を選択する。

図２は、本発明による代替実施形態を示す。受信機２００は、フロント・エンド２１０を含む。フロント・エンド２１０は、例えば、フィルタ、ミキサ、および当業者には周知でありここではこれ以上詳細には論じないその他の回路を含むことができる。更に、受信機２００は、障害白色化復調器２２０を含み、障害白色化復調器２２０は、回転部２２１、ベクトル変換部２２２、チャネル推定部２２３、白色化フィルタ２２５の白色化フィルタ・パラメータを推定する白色化フィルタ・パラメータ推定部２２４、チャネル・エネルギ補償フィルタ２２６、およびシンボル推定部２２７を含む。更に、受信機２００は、デコーダ２３０、およびシンボル推定部２２７が生成するシンボル推定値を処理するその他の回路を含む。

チャネル推定部２２３および白色化フィルタ・パラメータ推定部２２４は、例えば、前述の代替技法の１つを用いて、それぞれ、所望の信号のチャネル・モデル、および干渉信号に対する白色化フィルタのパラメータを生成する。回転部２２１は、干渉信号の変調（例えば、ＧＭＳＫ）に伴う回転を、フロント・エンド２１０から受けた信号に適用する。得られた信号を、ベクトル変換部２２２によって、ＩおよびＱ成分にベクトル変換し、その後二次元白色化フィルタ２２５およびチャネル・エネルギ補償フィルタ２２６（ここでは二次元フィルタ）によって濾波して、式（２４）および式（２５）を参照して先に説明した信号v(n)に対応する濾波信号を生成する。次に、シンボル推定部２２７は、チャネル・モデルおよび白色化フィルタのパラメータに応答してシンボル推定値を生成する。例えば、ビタビ・アルゴリズムを用い、前述のようにチャネル・モデルおよび白色化フィルタ・パラメータに基づくメトリックによって、所望の信号についてのシンボル推定を選択する。

図３は、本発明のある実施形態にしたがって、所望の信号のチャネル・モデルおよび干渉源に対する白色化フィルタを推定する動作の一例を示す。所望の信号の変調（例えば、８−ＰＳＫ）に伴う回転を、受信信号（例えば、事前濾波信号）の訓練シーケンス部分に適用する（ブロック３１０）。次に、所望の信号のチャネル・モデルを、回転信号から推定する（ブロック３２０）。次に、このチャネル・モデルを用いて、所望の信号の訓練シーケンス部分の複製を発生し（ブロック３３０）、一方所望の信号を回転信号から除去し、残余信号を発生することができる（ブロック３４０）。所望の信号の変調と干渉信号の変調との間の回転差に対応する追加の回転を、次に、残余信号に適用し（ブロック３５０）、得られた回転信号を解いて（ベクトル変換）ＩおよびＱ成分を求める（ブロック３６０）。次に、ベクトル変換信号から白色化フィルタを推定する（ブロック３７０）。例えば、訓練部分シーケンスを回転させ、白色化フィルタを適用し、チャネル・モデルを再度推定することによって、チャネル・モデルを繰り返し精細化することができる（ブロック３８０、３９０、３２０）。また、白色化フィルタも、例えば、精細化したチャネル・モデルを用いてブロック３３０から３７０の動作を適用することによって、繰り返し精細化することができる。

所望の精度レベルに達したとき（図３のＡ）、推定チャネル・モデルおよび白色化フィルタを用いてシンボル推定値を発生することができる（図４のＡ）。ここで図４を参照すると、干渉源の変調（例えば、ＧＭＳＫに伴う回転）に対応する回転を受信信号に適用することができる（ブロック４１０）。受信信号は、前述のように予め濾波してあってもよい。次に、回転信号を解いて、ＩおよびＱ成分を求めることができる（ブロック４２０）。次に、既に推定されている２−Ｄ白色化フィルタを、得られたＩおよびＱ成分信号に適用することができ（ブロック４３０）、得られた障害白色化したＩおよびＱ成分信号から白色化チャネル・モデルを決定することができる（ブロック４４０）。次に、例えば、ビタビ・アルゴリズムを用い、式（２５）および式（２６）を参照しながら先に説明したように、白色化したチャネル・モデルの関数であるメトリックによって、シンボル推定を評価することができる（ブロック４５０）。

図５は、本発明の別の実施形態にしたがってチャネル・モデルおよび白色化フィルタを決定する代わりの動作を示す。干渉源の変調（例えば、ＧＭＳＫ）に伴う回転を、受信信号の訓練シーケンス部分に適用する（ブロック５１０）。受信信号は、前述のように、予め濾波してあってもよい。最少二乗推定プロセスを用い、訓練シーケンスの回転バージョンに基づいて、チャネル・モデルおよび白色化フィルタを一緒に決定することができる（ブロック５２０）。次いで、シンボル推定動作は、前述のように、Ａに進むことができる。

前述の式（２４）および式（２５）は、ブランチ・メトリック(branch metric)の計算の多くの可能な実施態様に適している。例えば、障害白色化チャネル係数P(n)、仮説を立てたシンボル、およびシンボル位置の知識を用いてシンボルを直接選択し、適切な回転を計算することができる。代替として、行列係数の多数の集合、即ち、回転関数R(n)の有限数の値の異なる値によるポスト乗算(postmultiplication)に対応する白色化チャネル係数P(n)の多数のバージョン（即ち、多数の瞬時チャネル推定値）を予め計算しておいてもよい。何故なら、有限数の組み合わせだけが可能であるからである。シンボル位置毎に、１組の行列係数を用いてシンボル推定を評価することができる。この後者の手法の方が単純であり、更に仮説を立てた値を予め計算し格納する可能性を提供することもできるが、可能性の数は、二次元でＩ−Ｑ処理を行わない通常のＤＦＳＥ−系イコライザのために格納する必要がある数を、大幅に超過する場合もある。

幸い、式（２５）を用いてメトリックを計算すれば、大幅な簡略化が可能である。この簡略化は、次の式を実現することによって可能となる。

式（３１）は、直接代入によって証明することができる。また、次の式を検証することもできる。

式（３１）および（３２）から、連続する時点に対して仮説を立てた信号

を、再帰的に計算することができる。

で表される仮説を立てたシンボル・シーケンスについては、次の通りである。

によって表される同じ仮説を立てたシンボル・シーケンスについて、次の時点で仮説を立てた信号は、次の式で与えられる。

そして、この結果に、Ωの適切なベキ数（power of Ω）と最初に選択したθ(n)の積に等しいベクトルを乗算する。このようなベクトルは有限数であり、したがって、時間インデックスに応じて、これらのベクトルを格納し、これらにＶを乗算することは、行うに値すると思われる。また、例えば、一度に２つのシンボルのみを用いてＶの部分集合を格納し、格納した値にΩのベキ数（power of Ω）を乗算することによって行列を得て、これらを足し合わせてＶを形成することによって、複雑性のために格納を犠牲にすることも可能である。仮定の信号を予め計算するこれらの技法を用いると、等化の複雑性を軽減することができる。

本発明の更に別の態様によれば、受信機のアルゴリズムの適応的選択を行うことができる。例えば、、受信機は、所望の信号の変調が８−ＰＳＫかまたはＧＭＳＫかを、訓練シーケンスの異なる回転バージョンを用いることによって検出することができる。これを行う１つの方法は、障害の色（color of the impairment）を考慮に入れることである。

変調の検出後、次に障害の性質を検出することができる。これを行う１つの方法は、Ｉ−Ｑ相関干渉源および時間的相関干渉源を仮定し、白色化パラメータを計算し、白色化の後に残余を求め、残余エネルギに基づいて判断を下すことである。８−ＰＳＫでは、異種の回転のために、これはいくらか混乱する場合もあるが、前述の技法を用いることができる。次いで、検出した所望の変調そして干渉源の変調の性質に基づいて、適正な復調技法を選択することができる。

図６は、本発明の別の実施形態にしたがって、検出した変調に基づいて代わりの復調を実行する装置および動作を示す。変調検出器６２０は、受信信号６０１内にある所望の信号および／または干渉信号の１つまたは複数の変調形式（例えば、ＧＭＳＫ、８−ＰＳＫまたはその他）を検出する。セレクタ６１０は、変調検出器６２０に応答し、選択的に第１復調器、例えば、図１を参照して先に説明したように８−ＰＳＫ変調した所望の信号と混合しているＧＭＳＫ−変調の干渉を抑制するように特別に設計されている復調器１２０、または所望の変調および干渉源の変調の別の組み合わせに応じて設計することができる第２の代替復調器６３０に、受信信号６０１を印加する。例えば、第２復調器６３０は、２００２年２月２８日に出願した、Arslan et al.（アースランその他）の“Robust Interference Rejection via Impairment Detection”（障害検出によるロバストな干渉除去）と題する米国予備出願第６０／３５９，９１１号に記載されているように、ＧＭＳＫ干渉の存在の下で所望のＧＭＳＫ信号を復調するように、特別に設計することができる。

本発明は、限定ではないが、ワイヤレス通信システム内で用いられる受信機を含む種々の異なる方法で実施できることが認められよう。例えば、本発明は、限定ではないが、ワイヤレス通信システムの動作方法、ワイヤレス基地局の動作方法、およびワイヤレス端末の動作方法を含む方法として実施することができる。また、本発明は、限定ではないが、ワイヤレス通信システム、ワイヤレス基地局、ワイヤレス端末、ワイヤレス基地局において用いられるモジュール、および／または端末、ならびにワイヤレス基地局およびワイヤレス端末に用いられるＡＳＩＣを含む装置において具体化できることも理解されよう。更に、本発明は、ワイヤレス基地局またはワイヤレス端末のような装置において実行し、本発明による装置および／または作用を与えられるように構成されたコンピュータ・プログラムとして具体化できることも理解されよう。

例えば、図７に示すように、本発明のある実施形態によるワイヤレス端末７００は、コントローラ７７０（例えば、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ）を含むことができ、マイクロコントローラ７７０は、ディスプレイ７２０、キーパッド７３０、スピーカ７４０、マイクロフォン７５０、およびメモリ７６０と動作的に連動する。コントローラ７７０は、更に、コントローラ７７０の制御の下でアンテナ７１０を介して信号を送信および受信する送信機７８０および受信機７９０とも動作的に連動する。受信機７００は、障害白色化復調器７９４を含み、これは、ここに記載した１つ以上の技法を用いて、干渉を抑制するように動作する。例えば、障害白色化復調器７９４は、前述のように、ＧＭＳＫ干渉の存在下において、８−ＰＳＫ変調信号を再現するように動作することができる。尚、受信機７９０は、同様に前述したように、ＧＭＳＫ干渉の存在下においてＧＭＳＫ所望信号を再現するというような、他の復調技法も実施できることが認められよう。

図８に示すように、本発明のある実施形態による基地局８００は、基地局電子機器８１０を含むことができ、基地局電子機器８１０は、受信機８１４および送信機８１５を制御するコントローラ８１２を含む。受信機８１４および送信機８１５は、アンテナ８２０を介して無線信号を送信および受信するように動作する。図示のように、受信機８１４は、障害白色化復調器８１６を含む。これは、ここで記載した干渉抑制技法を用いて、異なる変調干渉、例えば、ＧＭＳＫ干渉の存在下において、所望の信号、例えば、８−ＰＳＫ信号を再現するように動作する。尚、一般に、本発明は他の用途にも適用可能であり、図７および図８に示した以外の環境においても実施可能であることは認められよう。

図面および明細書において、本発明の実施形態例を開示した。具体的な用語を用いたが、これらは総称的そして記述的な意味で用いたのであり、限定の目的のためではない。

本発明のある実施形態による受信機の概略図。本発明の別の実施形態による受信機の概略図。本発明の別の実施形態による信号処理動作を示すフローチャート。本発明の別の実施形態による信号処理動作を示すフローチャート。本発明の別の実施形態による信号処理動作を示すフローチャート。本発明のある実施形態による選択復調器の概略図。本発明のある実施形態によるワイヤレス端末の概略図。本発明の実施形態によるワイヤレス基地局の概略図。

Claims

第１および第２変調にしたがってそれぞれ変調された第１および第２成分信号を含む複合信号から情報を再現する方法であって、
前記第１および第２変調の所定の特性に基づいて前記複合信号を処理し、前記第１成分信号に対するチャネル・モデルと、前記第２成分信号に対する白色化フィルタとを生成するステップと、
前記白色化フィルタにしたがって前記複合信号を処理して、濾波信号を発生するステップと、
前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて前記第１成分信号のシンボルに対するシンボル推定を評価するステップと、
から成る方法。
請求項１記載の方法において、前記第１および第２変調の所定の特性に基づいて前記複合信号を処理し、前記第１成分信号に対するチャネル・モデルと、前記第２成分信号に対する白色化フィルタとを生成するステップは、
前記第１変調に伴う回転を前記複合信号に適用するステップと、
既知の情報に基づいて、前記回転信号から前記チャネル・モデルを生成するステップと、
前記チャネル・モデルに基づいて前記回転信号から前記既知の情報に関連する成分を除去し、残余信号を発生するステップと、
前記第１変調と前記第２変調との間の回転差に対応する回転を、前記残余信号に適用するステップと、
前記回転残余信号から前記白色化フィルタを生成するステップと、
から成る方法。
請求項２記載の方法において、前記チャネル・モデルに基づいて前記回転信号から前記既知の情報に関連する成分を除去し、残余信号を発生するステップは、
前記第２変調に伴う回転を前記複合信号に印加するステップと、
前記白色化フィルタを前記回転複合信号に適用して、白色化信号を発生するステップと、
前記既知の情報に基づいて、前記白色化信号から前記チャネル・モデルの第２推定値を発生するステップと、
から成る方法。
請求項２記載の方法において、前記回転残余信号から前記白色化フィルタを生成するステップは、前記白色化フィルタの第１推定値を発生するステップを含み、更に、
前記チャネル・モデルの第２推定値に基づいて、前記回転白色化信号から前記既知の情報に関連する成分を除去して、第２残余信号を発生するステップと、
前記第１変調と前記第２変調との間の回転差に対応する回転を前記第２残余信号に適用するステップと、
前記回転第２残余信号から、前記白色化フィルタの第２推定値を発生するステップと、
を含む方法。
請求項１記載の方法において、前記第１および第２変調の所定の特性に基づいて前記複合信号を処理し、前記第１成分信号に対するチャネル・モデルと、前記第２成分信号に対する白色化フィルタとを生成するステップは、
前記第２変調に伴う回転を前記複合信号に印加するステップと、
既知の訓練シーケンスに基づいて最少二乗推定プロセスを用いて前記回転信号から前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルを推定するステップと、
から成る方法。
請求項１記載の方法であって、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いるシーケンス推定アルゴリズムにしたがって、シンボル推定を選択するステップを含む方法。
請求項６記載の方法において、前記白色化フィルタは多次元であり、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いるシーケンス推定アルゴリズムにしたがって、シンボル推定を選択するステップは、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関してメトリックを用いる多次元ビタビ・アルゴリズムにしたがってシンボル推定を選択するステップから成る方法。
請求項１記載の方法において、
前記白色化フィルタにしたがって前記複合信号を処理して、濾波信号を発生するステップは、
前記第２変調に伴う回転を前記複合信号に適用するステップと、
前記白色化フィルタを前記回転信号に適用し、前記濾波信号を発生するステップと、
を含み、
前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて前記第１成分信号のシンボルに対するシンボル推定を評価するステップは、
前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルから、白色化チャネル・モデルを生成するステップと、
前記白色化チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて、前記シンボルについてシンボル推定を評価するステップと、
を含む方法。
請求項８記載の方法において、
前記メトリックは、前記白色化チャネル・モデルと、シンボル位置の関数であり、有限数の可能な値を有する回転関数を含み、
前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて前記第１成分信号のシンボルに対するシンボル推定を評価するステップの前に、
前記白色化チャネル・モデルと前記回転関数の可能な値のそれぞれとの積に対して値を決定するステップと、
前記決定した値を格納するステップと、
を含み、
前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて前記第１成分信号のシンボルに対するシンボル推定を評価するステップは、シンボル位置に対するシンボル推定を評価し、その際に前記シンボル位置に対応する前記格納値から１つを選択して用いるステップを含む方法。
請求項１記載の方法において、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて前記第１成分信号のシンボルに対するシンボル推定を評価する前記ステップは、前記第２変調の検出に応じて、条件付きで実行する方法。
請求項１記載の方法において、前記第１変調は多次元変調から成り、前記第２変調は一次元変調から成る方法。
請求項１１記載の方法において、前記第１変調は８−ＰＳＫ変調から成り、前記第２変調はＧＭＳＫ変調から成る方法。
請求項１１記載の方法において、前記第１変調は３π／８−偏移８−ＰＳＫ変調から成り、前記第２変調はＧＭＳＫ変調から成る方法。
請求項１記載の方法であって、更に、前記複合信号を濾波して、前記チャネル・モデルにおけるエネルギを制御するステップを含む方法。
複合信号から所望の信号を再現する方法であって、
前記所望の信号に対するチャネル・モデルと、前記所望の信号とは異なる変調を有する干渉信号に対する白色化フィルタとを生成するステップと、
前記白色化フィルタにしたがって前記複合信号を処理し、濾波信号を発生するステップと、
前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いる多次元推定プロセスを用いて前記所望の信号を推定するステップと、
から成る方法。
請求項１５記載の方法において、前記所望の信号は複合変調にしたがって変調され、前記干渉信号は一次元変調にしたがって変調される方法。
請求項１６記載の方法において、前記所望の信号は８−ＰＳＫ変調され、前記干渉信号はＧＭＳＫ変調される方法。
請求項１６記載の方法において、前記所望の信号は３π／８−偏移８−ＰＳＫ変調され、前記干渉信号はＧＭＳＫ変調される方法。
請求項１５記載の方法において、前記所望の信号に対するチャネル・モデルと、前記干渉信号に対する白色化フィルタとを生成するステップは、
前記所望の信号の変調に伴う回転を前記複合信号に適用するステップと、
前記回転信号から、既知の訓練シーケンスに基づいて、前記チャネル・モデルを生成するステップと、
前記チャネル・モデルに基づいて、前記訓練シーケンスと関連する成分を前記回転信号から除去して残余信号を発生するステップと、
前記干渉信号の変調と前記所望の信号の変調との間の回転差に対応する回転を、前記残余信号に適用するステップと、
前記回転残余信号から前記白色化フィルタを生成するステップと、
から成る方法。
請求項１９記載の方法であって、更に、前記白色化フィルタを用いて、前記チャネル・モデルの精細推定値を生成するステップを含む方法。
請求項２０記載の方法であって、更に、前記チャネル・モデルの精細推定値から、前記白色化フィルタの精細推定値を生成するステップを含む方法。
請求項１５記載の方法において、前記所望の信号に対するチャネル・モデルと、前記干渉信号に対する白色化フィルタとを生成するステップは、
前記干渉信号の変調に伴う回転を前記複合信号に適用するステップと、
前記所望の信号に含まれる訓練シーケンスの回転バージョンを用いて、前記回転信号に最少二乗推定プロセスを適用し、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルを生成するステップと、
から成る方法。
請求項１５記載の方法において、
前記白色化フィルタにしたがって前記複合信号を処理して、濾波信号を発生するステップは、
前記干渉信号の変調に伴う回転を前記複合信号に適用するステップと、
前記白色化フィルタを前記回転信号に適用して、前記濾波信号を発生するステップと、
から成り、
前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いる多次元推定プロセスを用いて前記所望の信号を推定するステップは、
前記白色化フィルタと前記白色化フィルタから白色化チャネル・モデルを生成するステップと、
前記白色化チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて所望の信号に対するシンボル推定を評価するステップと、
から成る方法。
請求項２３記載の方法において、
前記メトリックは、前記白色化チャネル・モデルと、シンボル位置の関数であり、有限数の可能な値を有する回転関数との積の関数であり、
前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いる多次元推定プロセスを用いて前記所望の信号を推定するステップの前に、
前記白色化チャネル・モデルと前記回転関数の可能な値のそれぞれとの積に対して値を決定するステップと、
前記決定した値を格納するステップと、
を含み、
前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いる多次元推定プロセスを用いて前記所望の信号を推定するステップは、シンボル位置に対するシンボル推定を評価し、その際に前記シンボル位置に対応する前記格納値から１つを選択して用いるステップを含む方法。
請求項１５記載の方法において、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いる多次元推定プロセスを用いて前記所望の信号を推定するステップは、前記干渉信号の検出に応答して、条件付きで実行する方法。
第１および第２変調にしたがってそれぞれ変調された第１および第２成分信号を含む複合信号から情報を再現する装置であって、
前記第１および第２変調の所定の特性に基づいて前記複合信号を処理し、前記第１成分信号に対するチャネル・モデルと、前記第２成分信号に対する白色化フィルタとを生成する手段と、
前記白色化フィルタにしたがって前記複合信号を処理して、濾波信号を発生する手段と、
前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて前記第１成分信号のシンボルに対するシンボル推定を評価する手段と、
から成る装置。
請求項２６記載の装置において、前記第１および第２変調の所定の特性に基づいて前記複合信号を処理し、前記第１成分信号に対するチャネル・モデルと、前記第２成分信号に対する白色化フィルタとを生成する手段は、
前記第１変調に伴う回転を前記複合信号に適用する手段と、
既知の情報に基づいて、前記回転信号から前記チャネル・モデルを生成する手段と、
前記チャネル・モデルに基づいて前記回転信号から前記既知の情報に関連する成分を削除し、残余信号を発生する手段と、
前記第１変調と前記第２変調との間の回転差に対応する回転を、前記残余信号に適用する手段と、
前記回転残余信号から前記白色化フィルタを生成する手段と、
を備えている装置。
請求項２７記載の装置において、前記第１および第２変調の所定の特性に基づいて前記複合信号を処理し、前記第１成分信号に対するチャネル・モデルと、前記第２成分信号に対する白色化フィルタとを生成する手段は、前記チャネル・モデルおよび／または前記白色化フィルタの精細推定値を、前記チャネル・モデルおよび／または前記白色化フィルタの以前に発生した推定値から生成する手段を備えている装置。
請求項２６記載の装置において、前記第１および第２変調の所定の特性に基づいて前記複合信号を処理し、前記第１成分信号に対するチャネル・モデルと、前記第２成分信号に対する白色化フィルタとを生成する手段は、
前記第２変調に伴う回転を前記複合信号に印加する手段と、
既知の訓練シーケンスに基づいて最少二乗推定プロセスを用いて前記回転信号から前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルを推定する手段と、
を備えている装置。
請求項２６記載の装置であって、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いるシーケンス推定アルゴリズムにしたがって、シンボル推定を選択する手段を備えている装置。
請求項３０記載の装置において、前記白色化フィルタは多次元であり、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いるシーケンス推定アルゴリズムにしたがって、シンボル推定を選択する手段は、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関してメトリックを用いる多次元ビタビ・アルゴリズムにしたがってシンボル推定を選択する手段を備えている装置。
請求項２６記載の方法において、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて前記第１成分信号のシンボルに対するシンボル推定を評価する前記手段は、前記複合信号における前記第２変調にしたがって変調した干渉の検出に応じて、条件付きで実行する装置。
請求項２６記載の装置において、前記第１変調は多次元変調から成り、前記第２変調は一次元変調から成る装置。
請求項２６記載の装置において、前記第１変調は８−ＰＳＫ変調から成り、前記第２変調はＧＭＳＫ変調から成る装置。
請求項２６記載の装置において、前記第１変調は３π／８−偏移８−ＰＳＫ変調から成り、前記第２変調はＧＭＳＫ変調から成る装置。
受信機であって、
複合信号の第１および第２成分信号に適用された第１および第２変調の所定の特性に基づいて、前記複合信号から、前記第１成分信号に対するチャネル・モデルと、前記第２成分信号に対する白色化フィルタとを生成し、前記白色化フィルタにしたがって前記複合信号を濾波して濾波信号を発生し、前記白色化フィルタおよびチャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて、前記第１成分信号のシンボルに対するシンボル推定を評価するように動作する、障害白色化復調器を備えている受信機。
請求項３６記載の受信機において、前記障害白色化復調器は、前記第１復調に伴う回転を前記複合信号に適用し、既知の情報に基づいて前記回転信号から前記チャネル・モデルを生成し、前記チャネル・モデルに基づいて前記回転信号から既知の情報に関連する成分を除去して残余信号を発生し、前記第１変調と前記第２変調との間の回転差に対応する回転を前記残余信号に適用し、前記回転残余信号から前記白色化フィルタを生成するように動作する受信機。
請求項３６記載の受信機において、前記障害白色化復調器は、前記第２変調に伴う回転を前記複合信号に適用し、既知の訓練シーケンスに基づく最少二乗推定プロセスを用いて、前記回転信号から前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルを推定するように動作する受信機。
請求項３６記載の受信機において、前記障害白色化復調器は、
前記複合信号に応答して前記チャネル・モデルのパラメータを発生するように動作するチャネル推定部と、
前記複合信号に応答して、前記白色化フィルタのパラメータを決定するように動作する白色化フィルタ推定部と、
前記第２変調に伴う回転を前記複合信号に適用するように動作する回転部と、
前記発生した白色化フィルタのパラメータにしたがって前記回転信号を濾波するように動作する、構成変更可能な白色化フィルタと、
前記発生した白色化フィルタのパラメータおよび前記チャネル・モデルのパラメータの関数である前記濾波信号に対するメトリックを用いてシンボル推定値を発生するように動作可能なシンボル推定部と、
を備えている受信機。
請求項３６記載の受信機において、前記障害白色化復調器は、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関する前記メトリックを用いるシーケンス推定アルゴリズムにしたがって、シンボル推定を選択するように動作する受信機。
請求項４０記載の受信機において、前記白色化フィルタは多次元であり、前記障害白色化復調器は、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いる多次元ビタビ・アルゴリズムにしたがってシンボル推定を選択するように動作する受信機。
請求項３６記載の受信機において、前記障害白色化復調器は、前記複合信号内における前記第２復調の検出に応じて、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて、前記第１複合信号に対するシンボル推定を評価する受信機。
請求項３６記載の受信機において、前記第１変調は多次元変調から成り、前記第２変調は一次元変調から成る受信機。
請求項４３記載の受信機において、前記第１変調は８−ＰＳＫ変調から成り、前記第２変調はＧＭＳＫ変調から成る受信機。
請求項４４記載の受信機において、前記第１変調は３π／８−偏移８−ＰＳＫ変調から成り、前記第２変調はＧＭＳＫ変調から成る受信機。
請求項４３記載の受信機であって、更に、チャネル・エネルギ補償フィルタを備えている受信機。
ワイヤレス端末であって、
複合信号の第１および第２成分信号に適用される第１および第２変調の所定の特性に基づいて、前記複合信号から前記第１成分信号に対するチャネル・モデルと、前記複合信号の第２成分信号に対する白色化フィルタとを生成し、前記白色化フィルタにしたがって前記複合信号を濾波して濾波信号を発生し、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて前記第１成分信号のシンボルに対するシンボル推定を評価するように動作する受信機を備えているワイヤレス端末。
ワイヤレス通信基地局であって、複合信号の第１および第２成分信号に適用される第１および第２変調の所定の特性に基づいて、前記複合信号から前記第１成分信号に対するチャネル・モデルと、複合信号の第２成分信号に対する白色化フィルタとを生成し、前記白色化フィルタにしたがって前記複合信号を濾波して濾波信号を発生し、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて前記第１成分信号のシンボルに対するシンボル推定を評価するように動作する受信機を備えているワイヤレス通信基地局。
第１および第２変調にしたがってそれぞれ変調された第１および第２成分信号を含む複合信号から情報を再現するコンピュータ・プログラムであって、該コンピュータ・プログラムは、コンピュータ読み取り可能プログラム記憶媒体に具体化されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードから成り、該コンピュータ読み取り可能プログラム・コードが、
前記第１および第２変調の所定の特性に基づいて前記複合信号を処理して、前記第１成分信号に対するチャネル・モデルと、前記第２成分信号に対する白色化フィルタとを生成するように構成されているプログラム・コードと、
前記白色化フィルタにしたがって前記複合信号を処理し、濾波信号を発生するように構成されているプログラム・コードと、
前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて前記第１成分信号のシンボルに対するシンボル推定を評価するように構成されているプログラム・コードと、
から成るコンピュータ・プログラム。
請求項４９記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて前記第１成分信号のシンボルに対するシンボル推定を評価するように構成されているプログラム・コードは、
前記第１変調に伴う回転を前記複合信号に適用するように構成されているプログラム・コードと、
既知の情報に基づいて、前記回転信号から前記チャネル・モデルを生成するように構成されているプログラム・コードと、
前記チャネル・モデルに基づいて、前記既知の情報と関連がある成分を前記回転信号から除去して、残余信号を発生するように構成されているプログラム・コードと、
前記第１変調と前記第２変調との間の回転差に対応する回転を前記残余信号に適用するように構成されているプログラム・コードと、
前記回転残余信号から前記白色化フィルタを生成するように構成されているプログラム・コードと、
から成るコンピュータ・プログラム。
請求項４９記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記第１および第２変調の所定の特性に基づいて前記複合信号を処理して、前記第１成分信号に対するチャネル・モデルと、前記第２成分信号に対する白色化フィルタとを生成するように構成されているプログラム・コードは、
前記第２変調に伴う回転を前記複合信号に適用するように構成されているプログラム・コードと、
既知の訓練シーケンスに基づいて最少二乗推定プロセスを用いて、前記回転信号から前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルを推定するように構成されているプログラム・コードと、
から成るコンピュータ・プログラム。
請求項４９記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記コンピュータ読み取り可能プログラム・コードは、更に、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて、シーケンス推定アルゴリズムにしたがってシンボル推定を選択するように構成されているプログラム・コードを備えているコンピュータ・プログラム。
請求項５２記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記白色化フィルタは多次元であり、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である前記濾波信号に関するメトリックを用いて、シーケンス推定アルゴリズムにしたがってシンボル推定を選択するように構成されているプログラム・コードは、前記白色化フィルタおよび前記チャネル・モデルの関数である濾波信号に関するメトリックを用いる多次元ビタビ・アルゴリズムにしたがってシンボル推定を選択するように構成されているプログラム・コードを備えているコンピュータ・プログラム。