JP4554860B2

JP4554860B2 - チャネル分離および逐次キャンセルによる同一チャネル信号受信機および受信方法

Info

Publication number: JP4554860B2
Application number: JP2001517716A
Authority: JP
Inventors: アースラン、フセイン; モルナー、カール、ジェイムズ
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2020-08-02
Also published as: DE10084900T1; CN1179495C; AU6618800A; US6574235B1; JP2003507925A; WO2001013532A1; CN1379933A

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は通信の分野に関し、特に、通信方法および受信機に関する。
【０００２】
（発明の背景）
信号スペクトルの利用可能性（アベイラビリティ）が制限されているため、離れているセルで搬送周波数が再利用されてスペクトル効率を高めるセルラー無線電話システムが開発されてきている。しかしながら、この周波数再利用により、移動端末機と基地局の両方に同一チャネル干渉が存在することがある。それに応えて、同一チャネル干渉の影響を低減する信号強化受信機を開発する努力がなされてきている。例えば、その全体が本開示の一部としてここに組み入れられて援用されるメデパリ等の論文“Combined Equalization And CoChannel Interference Cancellation For The Downlink Using Tentative Decisions ”(IEEE 1999) を参照されたい。
【０００３】
同一チャネル干渉（ＣＣＩ）の影響は従来さまざまな信号の伝送において信号分離を行うことにより低減することができる。同一チャネル信号分離は、従来ＦＤＭＡシステムにおいては、同じ搬送周波数を使用する２台の送信機間および各受信基地局間を物理的に離すことにより行われる。したがって、第１の信号は第２の信号よりも著しく高い強度で第１の基地局により受信され、第２の信号は第１の信号よりも著しく高い強度で第２の基地局により受信される。しかしながら、より大きい容量を提供するためにセルサイズが減少されると、信号強度差が低減されて一方または両方の同一チャネル信号を受信するのが困難となることがある。隣接する搬送周波数により送信された信号からの干渉（隣接チャネル干渉すなわちＡＣＩ）は関心のある搬送周波数をフィルタリングして調整することができる。
【０００４】
ＣＤＭＡシステムでは、信号分離は第１の信号を第１の拡散符号と相関させ第２の信号を第２の拡散符号と相関させることにより送信中に行われる。次に、希望信号と各拡散符号との相関を解除することにより２つの信号を分離することができる。言い換えれば、チャネル分離は送信中に異なる拡散符号を使用して行われる。
ディブサラーの米国特許第5,644,592号“Parallel Interface Cancellation For CDMA Application”はスペクトル拡散コンポジット信号の復号方法を検討している。欧州特許出願第0491668A2号“CDMA Subtractive Demodulation”は受信されたコンポジット信号を構成する他の多くの重畳信号内に埋め込まれた符号化された情報信号の復号について検討している。
【０００５】
しかしながら、送信中に予め信号チャネル分離なしで同一チャネル信号を受信することは困難となることがある。したがって、共通搬送周波数を介して多数の情報信号を受信することができる方法および受信機が引続き必要とされている。
【０００６】
（発明の開示）
したがって、情報信号を受信する改善された方法および関連する受信機を提供することが本発明の目的である。
【０００７】
共通搬送周波数を介して多数の情報信号を受信することができる方法および受信機であって、多数の情報信号は著しいチャネル分離なしで共通搬送周波数を介して送信される方法および受信機を提供することが本発明のもう一つの目的である。
【０００８】
共通搬送周波数を介して多数の情報信号を受信することができる方法および受信機であって、多数の情報信号は共通信号強度を有する方法および受信機を提供することが本発明のさらにもう一つの目的である。
【０００９】
これらおよびその他の目的は、本発明に従って、受信機においてある程度の信号分離を行い、続いて逐次キャンセルを行って達成することができる。信号分離は、例えば、同一チャネル信号の空間および／または時間処理を使用して、同一チャネル信号のサイクロステーショナリ(cyclostationary)特性を使用するか、または符号化および復号を使用して行うことができる。
【００１０】
本発明の第１の面に従って、共通搬送周波数を使用する複数の送信機およびアンテナの各々から複数の通信が受信され、複数の通信各々がチャネル分離なしで送信される。特に、複数の送信機およびアンテナからチャネル分離なしで送信される複数の通信に対応する共通搬送周波数で複数の情報信号が受信される。第１および第２の分離されたベースバンド信号が第１および第２の各情報信号に対応して発生され、第１の分離されたベースバンド信号は第１の情報信号に対応する主成分を含み、第２の分離されたベースバンド信号は第２の情報信号に対応する主成分を含むようにされる。第１の分離されたベースバンド信号は第１の情報信号に対応する第１の情報系列の推定値を与えるように復調される。第１の情報系列の推定値は第１の情報系列の変調された推定値を与えるように変調され、第１の情報系列の変調された推定値は第２の分離されたベースバンド信号から減じられて改善された第２の分離されたベースバンド信号が得られる。次に、改善された第２の分離されたベースバンド信号は復調されて第２の情報信号に対応する第２の情報系列の推定値が得られる。
【００１１】
さらに、第１および第２の情報系列の推定値を処理して第１および第２の通信を再生することができる。分離されたベースバンド信号が少なくともいくつかの分離を有するようにすることにより、逐次キャンセルを使用して通信の受信および再生をさらに改善することができる。さらに、第１の情報系列の推定値を変調するステップには第１の情報系列の推定値を復号して第１の情報系列の推定値を改善し、第１の情報系列の改善された推定値を再符号化して第１の情報系列の改善され再符号化された推定値が変調ステップ中に変調されるようにするステップが先行する。したがって、復号ステップは逐次キャンセルの前に高度の信号分離を提供する。変調された推定値を減じるステップは第１の情報系列の変調された推定値を補外又は外挿して第１の情報信号に起因する第２の分離されたベースバンド信号の成分を推定するステップを含むこともできる。
【００１２】
特に、複数の情報信号を受信するステップは第１および第２の各アンテナから第１および第２の同一チャネル信号を受信するステップを含むことができる。したがって、第１および第２の分離されたベースバンド信号を発生するステップは、第１の結合分岐に従って第１および第２の同一チャネル信号を結合して第１の情報信号に対応する第１の分離されたベースバンド信号を発生し、第２の結合分岐に従って第１および第２の同一チャネル信号を結合して第２の情報信号に対応する第２の分離されたベースバンド信号を発生するステップを含むことができる。
【００１３】
あるいは、複数の情報信号を受信するステップは同一チャネル信号を受信するステップを含むことができる。さらに、第１および第２の分離されたベースバンド信号を発生するステップは、第１のフィルタを使用して同一チャネル信号をフィルタリングして第１の情報信号に対応する第１の分離されたベースバンド信号を発生し、第１のフィルタとは異なる第２のフィルタを使用して同一チャネル信号をフィルタリングして第２の情報信号に対応する第２の分離されたベースバンド信号を発生するステップを含むことができる。特に、第１のフィルタは第１の情報信号に対する第１の中間応答推定値を含むことができ、第２のフィルタは第２の情報信号に対する第２の中間応答推定値を含むことができる。
【００１４】
さらにもう一つの代替例に従って、複数の情報信号を受信するステップは同一チャネル信号を受信するステップを含むことができる。この代替例では、第１および第２の分離されたベースバンド信号を発生するステップは第１のサンプリング位相を有する同一チャネル信号をサンプリングして第１のサンプリングされた同一チャネル信号を発生し、第１のサンプリング位相とは異なる第２のサンプリング位相を有する同一チャネル信号をサンプリングして第２のサンプリングされた同一チャネル信号を発生し、第１のフィルタ結合を使用して第１および第２のサンプリングされた同一チャネル信号を結合して第１の分離されたベースバンド信号を与え、第２のフィルタ結合を使用して第１および第２のサンプリングされた同一チャネル信号を結合して第２の分離されたベースバンド信号を与えるステップを含んでいる。
【００１５】
さらにもう一つの代替例では、複数の情報信号を受信するステップは同一チャネル信号を受信するステップを含むことができる。ここでは、第１および第２の分離されたベースバンド信号を発生するステップは第１のサンプリング位相を有する同一チャネル信号をサンプリングして第１の分離されたベースバンド信号を発生し、第１のサンプリング位相とは異なる第２のサンプリング位相を有する同一チャネル信号をサンプリングして第２の分離されたベースバンド信号を発生するステップを含んでいる。この方法は、また、第２の情報系列の推定値を変調して第２の情報系列の変調された推定値を与え、第２の通信の変調された推定値を第１の分離されたベースバンド信号から減じて改善された第１の分離されたベースバンド信号を与え、改善された第１の分離されたベースバンド信号を復調して第１の情報系列の改善された推定値を与えるステップを含むこともできる。したがって、逐次キャンセルの付加レベルを提供することができる。
【００１６】
本発明のもう一つの面に従って、複数の送信機からの複数の通信に対応する複数の情報信号を共通搬送周波数で受信し、複数の情報信号に応答して同一チャネルベースバンド信号を発生することにより、共通搬送周波数を使用する複数の送信機の各々から複数の通信を受信することができる。同一チャネルベースバンド信号は復調されて第１の通信に対応する第１の情報系列の推定値を与え、第１の情報系列の推定値は復号されて第１の情報系列の推定値を改善し、第１の情報系列の改善された推定値は再符号化される。第１の情報系列の改善され再符号化された推定値は変調され同一チャネルベースバンド信号から減じられて第２のベースバンド信号を与え、第２のベースバンド信号は復調されて第２の通信に対応する第２の情報系列の推定値を与える。したがって、復号および再符号化により共通搬送周波数で送信される2つの情報信号に対する信号分離を行うことができる。
【００１７】
したがって、本発明に従った方法および受信機により共通搬送周波数でチャネル分離なしに送信される多数の情報信号の受信を改善することができる。
【００１８】
（詳細な説明）
次に、本発明の好ましい実施例が示されている、添付図について本発明をより詳細に説明する。しかしながら、本発明は多くの異なる形式で実施することができここに記載されている実施例に限定されるものではなく、これらの実施例は本開示が綿密で完全なものであり、当業者に発明の範囲を完全に伝えるために提供される。
【００１９】
本発明に従って信号を分離して受信される複数の情報信号に対応する複数のベースバンド信号を与えることにより、複数の送信機の各々から共通の搬送周波数で情報信号として送信される複数の通信の受信を改善することができる。特に、分離されたベースバンド信号を受信される各情報信号に対して与えることができ、逐次キャンセルを使用して分離されたベースバンド信号を使用する共通搬送周波数での情報信号の受信を改善することができる。
【００２０】
図１は本発明の第１の面に従って信号分離および逐次キャンセルを行う受信機のブロック図である。図からお判りのように、受信機は無線プロセッサ１９，減算器２１，復調器２３，復号器２５，再符号器２７，変調器２９，およびプロセッサ３１を含んでいる。図１の受信機において、無線プロセッサ１９からの共通同一チャネルベースバンド信号を復調し、結果を復号して第１のより強い情報信号に対応する第１の情報系列の推定値を発生することにより、第１の情報信号が共通搬送周波数で受信される。次に、第１の情報系列の推定値が再符号化され、変調され、共通同一チャネルベースバンド信号から減じられて第２のベースバンド信号を与える。次に、この第２のベースバンド信号は復調されかつ復号されて、共通搬送周波数で受信される第２の情報信号に対応する第２の情報系列の推定値が与えられる。第１の情報信号が第２の情報信号よりも強い場合には性能を改善することができるが、図１の線図に従った受信機および方法は相対的に等しい強度を有する第１および第２の情報信号を受信するのに使用することができる。
【００２１】
言い換えれば、ワイヤレス移動無線システムで使用されるチャネル符号化／復号電力を使用して、チャネル分離なしに共通搬送周波数で送信される多数の情報信号に対する信号分離を得ることができる。第１の情報信号に対応する第１の情報系列の推定値の発生後、再符号化され変調された第１の情報系列が共通ベースバンド信号から減じられて、第２の情報信号に対応する第２の情報系列の推定値を与えることができる。特に、第１の情報系列の推定値を復号することにより、第１の情報系列の推定値が改善されて再符号化および変調後に、第１の情報系列の改善された推定値を共通ベースバンド信号から減じて第２の情報系列を得るのに使用される第２の分離されたベースバンド信号を有効に与えることができる。したがって、逐次キャンセルは復号後に利用される。
【００２２】
より詳細には、対応する複数の遠隔送信機Ｔ１およびＴ２からの複数の情報信号ＩＳ１およびＩＳ２はアンテナ１７において共通搬送周波数で受信することができ、各情報信号は各送信機により送信される各通信を表わす。無線プロセッサ１９は複数の情報信号の各々に対応する成分を含む共通同一チャネルベースバンド信号を与える。各通信を表わす任意数の情報信号を共通搬送周波数で送信することができるが、図１の受信機に関して二つの情報信号を説明する。
【００２３】
共通搬送周波数で受信される情報信号ＩＳ１の最も強い信号（信号強度が異なる場合）はチャネル推定値から得ることができる信号強度に基づいて決定することができ、この最強情報信号は復調器２３を使用して復調しかつ復号器２５を使用して復号して遠隔送信機Ｔ１から送信される対応する第１の情報系列の推定値を与えることができる。したがって、復調および復号のこの組合せにより複数の情報系列に関する第１の情報信号ＩＳ１に対応しかつ通信に対応する第１の情報系列の分離が行われる。
【００２４】
次に、第１の情報系列の推定値は再符号器２７を使用して再符号化されかつ変調器２９を使用して変調されて、共通同一チャネルベースバンド信号の最強情報信号ＩＳ１に対応する部分の比較的クリーンなバージョンを再構成する。次に、共通同一チャネルベースバンド信号の最強情報信号ＩＳ１に対応する部分は減算器２１を使用して全体共通同一チャネルベースバンド信号から減じられ、ベースバンド信号の残部は第２のより弱い情報信号ＩＳ２に対応するようにされる。次に、ベースバンド信号の残部は復調器２３を使用して復調されかつ復号器２５を使用して復号されて、第２の遠隔送信機Ｔ２からの第２のより弱い情報信号ＩＳ２に対応する第２の情報系列の推定値を与える。
【００２５】
次に、第１および第２の情報系列はプロセッサ３１を使用して処理して対応する第１および第２の通信を再生することができる。無線電話基地局において、例えば、第１および第２の通信は音声通信を行うように再生することができる。あるいは、第１および第２の通信はデータ通信を行うように再生することができる。さらに、このプロセスは再生される通信をさらに改善するために付加ステージにおいて繰り返すことができる。第２の情報系列の推定値は、例えば、再符号化し、変調し、かつ共通同一チャネルベースバンド信号から減じて第１の情報系列の推定値をさらに改善することができる。次に、第１の情報系列のこの改善された推定値を使用して第２の情報系列の推定値をさらに改善することができ、逐次キャンセルの任意数の後続ステージが使用される。さらに、第１および第２の情報系列の推定値を共に再符号化し、変調し、かつ共通同一チャネルベースバンド信号から減じて第３の送信機から共通搬送周波数で送信される第３の情報信号に対応する第３の情報系列を得ることができる。
【００２６】
さらに、復調器２５は第１の情報系列の推定値に冗長巡回検査（ＣＲＣ）を実施することができる。第１の情報系列の推定値が冗長巡回検査に合格する場合には、第１の情報系列の推定値を再符号化し、変調し、かつ共通同一チャネルベースバンド信号から減じて第２の情報系列の推定値を得ることができる。冗長巡回検査に不合格である場合には、冗長巡回検査に合格しなければ逐次キャンセルは実施されないように第１の情報系列の推定値は第２の情報系列の推定値を確実に得るのに十分正確ではないことがある。同様に、ビットエラーレート（ＢＥＲ）が予め定められた値よりも大きければ逐次キャンセルは実施されないように、第１の情報系列に対してビットエラーレートを決定することができる。
【００２７】
要約すれば、多数の情報信号ＩＳ１およびＩＳ２をアンテナ１７において共通搬送周波数で受信することができ、情報信号はチャネル分離なしで送信される。多数のアンテナを使用することもできることをお判り願いたい。多数の情報信号に応答して、無線プロセッサ１９はアンテナで受信される多数の情報信号に対応する部分を含む共通同一チャネルベースバンド信号を発生する。より詳細には、無線プロセッサ１９は共通搬送周波数で受信される全ての信号を増幅し、混合し、フィルタリングし、サンプリングし、かつ量子化して両方の情報信号ＩＳ１およびＩＳ２に対応する部分を含む共通同一チャネルベースバンド信号を抽出することができる。結合チャネル推定その他の従来のチャネル推定アルゴリズム等のチャネル推定アルゴリズムを使用して両方の情報信号ＩＳ１およびＩＳ２からチャネルパラメータを推定するのに共通同一チャネルベースバンド信号を使用することができる。次に、チャネル推定値を使用してアンテナ１７において受信される最強情報信号を決定することができる。
【００２８】
次に、共通同一チャネルベースバンド信号は復調器２３を使用して復調されかつ復号器２５を使用して復号されて最強情報信号に対応する第１の情報系列の推定値が得られる。次に、プロセッサ３１を使用して第１の情報系列の推定値を処理して、第１の情報信号ＩＳ１として送信される第１の送信機Ｔ１からの通信を再生することができる。あるいは、対応する通信を再生する前に逐次キャンセルを使用して第１の情報系列の推定値をさらに改善することができる。
【００２９】
次に、第１の情報系列は再符号器２７を使用して再符号化され、変調器２９を使用して変調され、減算器２１を使用して共通同一チャネルベースバンド信号から減じられる。言い換えれば、最強情報信号ＩＳ１に対応するベースバンドサンプルが共通同一チャネルベースバンド信号から減じられて、二番目に弱い情報信号ＩＳ２に対応する主成分を有する第２のベースバンド信号を与える。次に、この第２のベースバンド信号は変調器２３を使用して変調されかつ復号器２５を使用して復号されて第２の情報信号ＩＳ２に対応する第２の情報系列の推定値を与える。次に、プロセッサ３１を使用して第２の情報系列の推定値を処理して、第２の情報信号として送信される第２の送信機Ｔ２からの通信を再生することができる。
【００３０】
さらに、第２の情報系列の推定値を再符号器２７を使用して再符号化し、変調器２９を使用して変調し、減算器２１を使用して共通同一チャネルベースバンド信号から減じることができる。したがって、より弱い情報信号ＩＳ２に対応するベースバンドサンプルが共通同一チャネルベースバンド信号から減じられて、第１の情報信号によりぴったり整合する第３のベースバンド信号を与える。次に、この第３のベースバンド信号を復調しかつ復号して第１の情報信号ＩＳ１に対応する第１の情報系列の改善された推定値を与えることができる。次に、第１の情報系列のこの改善された推定値を処理して第１の送信機からの通信を再生することができる。第１の情報系列のこの改善された推定値は逐次キャンセルの後続位相で使用して第２の情報系列の推定値をさらに改善することができる。
【００３１】
図２は同一チャネル信号の空間および／または時間処理を使用して共通搬送周波数で受信されるさまざまな情報信号に対する分離されたベースバンド信号を与える本発明に従った第２の受信機のブロック図を示し、情報信号はチャネル分離なしで送信される。特に、信号受信および分離ブロック４１は共通搬送周波数で複数の情報信号を受信し、遠隔送信機からの各情報信号に対応する分離されたベースバンド信号Ｓ１およびＳ２を与えるのに使用することができる。特に、第１の分離されたベースバンド信号は第１の情報信号に対応する主成分を含むことができ、第２の分離されたベースバンド信号は第２の情報信号に対応する主成分を含むことができる。次に、逐次キャンセルブロック４３を使用してさらに信号分離を改善し情報系列Ｓｅｑ１およびＳｅｑ２を与えることができる。次に、プロセッサ４５を使用して情報系列Ｓｅｑ１およびＳｅｑ２を処理して各送信機からの通信を再生することができる。
【００３２】
図２の受信機に対する信号受信および分離を行うさまざまな構造が図３Ａから３Ｄに例示されている。特に、図３Ａはアンテナ結合を使用する信号受信および分離を例示している。図からお判りのように、多数のアンテナＡ１およびＡ２の各々が各送信機Ｔ１およびＴ２から共通搬送周波数で情報信号ＩＳ１およびＩＳ２を受信する。無線プロセッサ５１はアンテナからの信号を増幅し、混合し、フィルタリングし、サンプリングし、かつ量子化して各アンテナＡ１およびＡ２に対応する共通同一チャネルベースバンド信号ＢＳ１およびＢＳ２を与える。それぞれ情報信号ＩＳ１およびＩＳ２に対応する二つのアンテナ結合分岐（ブランチ）５３および５５がさまざまなアンテナからの共通同一チャネルベースバンド信号ＢＳ１およびＢＳ２を結合し空間処理技術を使用して、それぞれ、一方の情報信号の影響を高め他方の情報信号の影響を低くする。
【００３３】
特に、アンテナ結合分岐５３は得られるベースバンド信号Ｓ１Ａ内の情報信号ＩＳ１の影響を高め情報信号ＩＳ２の影響を低くするように共通同一チャネルベースバンド信号ＢＳ１およびＢＳ２を結合する。同様に、アンテナ結合分岐５５は得られるベースバンド信号Ｓ２Ａ内の情報信号ＩＳ２の影響を高め情報信号ＩＳ１の影響を低くするように共通同一チャネルベースバンド信号ＢＳ１およびＢＳ２を結合する。したがって、情報信号ＩＳ１およびＩＳ２の強度が同じオーダーであっても、情報信号がチャネル分離なしで送信される場合にアンテナ結合を使用してベースバンド信号Ｓ１ＡおよびＳ２Ａ内のさまざまな情報信号のいくらかの分離を行うことができる。言い換えれば、分離されたベースバンド信号Ｓ１Ａは情報信号ＩＳ１に対応する主成分を含み、分離されたベースバンド信号Ｓ２Ａは情報信号ＩＳ２１に対応する主成分を含む。
【００３４】
特に、最大比結合（ＭＲＣ）や干渉キャンセル結合等のアンテナ結合技術をアンテナ結合分岐５３および５５に使用することができる。さまざまな結合技術がジャックエッチ．ウインターの文献“Optimum Combining for Indoor Radio System with Multiple Users”(IEEE Trans. Commun., pp. 1222-1230, Nov. 1987) およびエッチ．ホシノ等の文献“Interference Cancelling Characteristics of DFE Transversal-Combining Diversity in Mobile Radio Environment-Comparison with Metric-Combining Schemes”(Electronics and Commun. In Japan, pp. 85-98, Part 1, vol. 77, No. 9, 1994) でも検討されている。これら両文献の開示はその全体が本開示の一部としてここに組み入れられて援用される。
【００３５】
次に、分離されたベースバンド信号Ｓ１ＡおよびＳ２Ａに対して、逐次キャンセルブロック４３に関して検討されたように、逐次キャンセルが行われる。一般的に、最強情報信号に対応する分離されたベースバンド信号が復調され、再変調され、次に補外された後でより弱い情報信号に対応する分離されたベースバンド信号から減じられる。逐次キャンセルについては図４Ａから４Ｄに関してより詳細に後述する。
【００３６】
したがって、分離されたベースバンド信号Ｓ１ＡおよびＳ２Ａは、情報信号ＩＳ１が分離されたベースバンド信号Ｓ１Ａ内で強調され情報信号ＩＳ２が分離されたベースバンド信号Ｓ２Ａ内で強調されるように与えることができる。次に、分離されたベースバンド信号を使用して逐次キャンセルを利用することができる。図３Ａには二つのアンテナおよび二つの情報信号しか例示されていないが、本発明に従って任意数のアンテナ信号および任意数のアンテナ結合分岐を提供できることをお判り願いたい。さらに、図３Ａに関して前記した分離技術は３つ以上の同一チャネル情報信号で使用することができる。
【００３７】
図３ＢはＧＳＭ等の厳重な周波数選択性のチャネルを有するシステム内で特に有用なフェージングチャネルの周波数選択性を使用する信号受信および分離を例示している。言い換えれば、信号分離を行うのに時間処理が使用される。図からお判りのように、意図的または非意図的周波数選択性により、整合フィルタとすることができる第２段中間体フィルタ（medium filters）６３および６５を使用する無線プロセッサ６１内の受信フィルタリングの実現後に同一チャネル信号の分離が許される。あるいは、フィルタ６３および６５は各分岐の干渉が低減されるように設計することができる。言い換えれば、フィルタ６３および６５は整合させる必要はなく、希望および同一チャネル中間応答のチャネルタップ推定値に基づく干渉除去フィルタとすることができる。従来の時間および空間フィルタリングは、例えば、ウィリアムエイ．ガードナーの文献“Cyclic Wiener Filtering: Theory and Method”(IEEE Transaction on Communications, Vol. 41, No.1, January 1993) で検討されている。
【００３８】
図３Ｂに示すように、情報信号ＩＳ１およびＩＳ２はアンテナにおいて共通搬送周波数で遠隔送信機Ｔ１およびＴ２により送信される。これら同一チャネル信号は無線プロセッサ６１により処理され、それは信号を増幅し、混合し、フィルタリングし、サンプリングし、かつ量子化して両方の情報信号ＩＳ１およびＩＳ２の成分を含む共通同一チャネルベースバンド信号を抽出する。第１の情報信号の中間応答（medium response）推定値に基づくフィルタ６３を使用し且つ第２の情報信号の中間応答推定値に基づくフィルタ６５を使用して共通同一チャネルベースバンド信号はフィルタリングされる。言い換えれば、信号分離は各情報信号の時間アライメントに依存する。したがって、各信号の中間応答および時間アライメントが推定される。
【００３９】
例えば、第１の情報信号ＩＳ１に対する中間応答推定値を第１のフィルタ６３に使用することができ、第２の情報信号ＩＳ２に対する中間応答推定値を第２のフィルタ６５に使用することができる。これらのフィルタの前のジョイントチャネル推定を使用して、異なる信号に対応する中間応答を推定することができる。したがって、分離されたベースバンド信号Ｓ１ＢおよびＳ２Ｂが与えられ、後述するように逐次キャンセルを使用することができる。
【００４０】
図３Ｃはスペクトル冗長度を使用して信号分離を行う信号受信および分離を例示している。特に、異なる断片的サンプル（フィルタリングされたエラー信号の和を低減するフィルタを有する）からの信号を使用して干渉を抑制し信号分離を行うことができる。一般的に、逐次キャンセル前の信号分離は分離されたベースバンド信号Ｓ１ＣおよびＳ２Ｃの干渉成分を解消するとは期待されず、受信情報信号の強度が同じオーダーである場合にはスペクトル冗長度を使用してある程度の信号分離を行うことができる。次に、分離されたベースバンド信号に逐次キャンセルを適用して二つの分岐の干渉成分をさらに低減することができる。フィルタリングはガードナーの文献（前記した）で検討されており、その開示の全体が本開示の一部としてここに組み入れられている。
【００４１】
図３Ｃに示すように、情報信号ＩＳ１およびＩＳ２を含む同一チャネル信号がアンテナで受信されて無線プロセッサ７１により処理され、それは同一チャネル信号を増幅し、混合し、フィルタリングし、サンプリングし、かつ量子化して共通同一チャネルベースバンド信号を与える。共通同一チャネルベースバンド信号は異なるサンプリング位相（ｋＴおよびｋＴ＋Ｔ／２）を使用してサンプリングされ、フィルタ７３，７５，７７，および７９を使用してフィルタリングされ、かつ結合器８１および８３を使用して結合されて情報信号ＩＳ１およびＩＳ２に対応する分離されたベースバンド信号Ｓ１ＣおよびＳ２Ｃを与える。後述するように、次に、逐次キャンセルを使用することができる。ここでは、二つのサンプリング位相しか検討されないが、図３Ｃに従った受信機および方法は本発明に従って３つ以上のサンプリング位相を有して提供することができる。
【００４２】
図３Ａから３Ｃに関して前記した信号受信および分離方法は、情報信号ＩＳ１およびＩＳ２が共にシンボルおよびスロット同期化されるものと仮定している。しかしながら、同一チャネル信号がシンボルおよびスロット同期化されなければ、各同一チャネル信号に対して優先的である多数のサンプリング位相を使用して信号分離を得ることができる。パルス形状および媒体タップの知識を使用して、第１の情報信号を第２の情報信号のサンプリング位相において再構成して第２の情報信号から減じることができる。したがって、同一チャネル信号の分離に対してタイミング差を利用することができる。この方法は両方の同一チャネル信号に対する異なるタップのタイミングを必要とする分散的ケースに拡張することができる。
【００４３】
図３Ｄに示すように、同一チャネル情報信号ＩＳ１およびＩＳ２を処理するのに二つの異なる無線プロセッサ９１および９３が使用される。第１の無線プロセッサ９１は第１の同一チャネル信号に関して優先的なサンプリング位相で同一チャネル信号を増幅し、混合し、フィルタリングし、サンプリングし、かつ量子化する。同様に、第２の無線プロセッサ９３は第２の同一チャネル信号に関して優先的なサンプリング位相で同一チャネル信号を増幅し、混合し、フィルタリングし、サンプリングし、かつ量子化する。分離されたベースバンド信号Ｓ１ＤおよびＳ２Ｄは、さらに、後述する逐次キャンセル技術を使用して処理される。同一チャネル干渉を低減する方法は、例えば、1998年8月31日に出願された米国特許出願第09/143,821号“Methods and Systems for Reducing Co-Channel Interference Using Multiple Timings for Received Signal”で検討されている。この開示は出願の一部としてここに組み入れられて援用される。米国特許出願第09/143,821号は本発明と同一譲受人が譲り受けており、特許出願第09/143,821号と本発明は発明者が同じである。
【００４４】
図２のさまざまな逐次キャンセルブロックが図４Ａから４Ｄに例示されている。特に、図４Ａは第１の復調器１０１Ａ，変調器１０３Ａ，信号補外器（signal extrapolater）１０５Ａ，減算器１０７Ａ，および第２の復調器１０９Ａを含む逐次キャンセルブロックを例示している。分離されたベースバンド信号Ｓ１ＤおよびＳ２Ｄは、図２に示すように、信号受信および分離ブロック４１から供給される。分離されたベースバンド信号は図３Ａから３Ｄに関して前記した受信および分離技術その他の受信および分離技術のいずれかに従って供給することができる。
【００４５】
共通搬送周波数で受信されたより強い情報信号ＩＳ１に対応する分離されたベースバンド信号Ｓ１Ｄは復調器１０１Ａを使用して復調して情報系列ＩＳ１に対応する情報系列Ｓｅｑ１Ａの推定値を与えることができる。前記したように、最強情報信号はチャネル推定値を使用して決定することができる。チャネル推定値は各分岐内で再計算することができ、チャネル推定値が予め推定されている場合には前のブロックからの情報を使用して抽出することができる。あるいは、情報信号はほぼ等しい強度を有していることがあり、より弱い情報信号に対応する分離されたベースバンド信号を最初に処理することができる。
【００４６】
次に、情報系列Ｓｅｑ１Ａの推定値は変調器１０３Ａを使用して変調されて分離されたベースバンド信号Ｓ１を再構成し、再構成されたベースバンド信号は信号補外器１０５Ａを使用して補外されて第２の分離されたベースバンド信号Ｓ２への第１の情報信号の影響を推定する。次に、補外された信号は第２の分離されたベースバンド信号Ｓ２から減じられて第２の情報信号のより正確な復調を行い、第２の情報系列Ｓｅｑ２Ｂのより正確な推定値を与える。次に、二つの情報系列Ｓｅｑ１ＡおよびＳｅｑ１Ｂをプロセッサ４５を使用して処理して、送信機Ｔ１およびＴ２に対応する情報信号ＩＳ１およびＩＳ２に対応する通信を再生することができる。プロセッサ４５は、例えば、各情報系列を復号してその推定値をさらに改善することができる。
【００４７】
図４Ｂは第１の復調器１０１Ｂ，変調器１０３Ｂ，信号補外器１０５Ｂ，減算器１０７Ｂ，および第２の復調器１０９Ｂを含む逐次キャンセルブロックを例示している。さらに、図４Ｂの逐次キャンセルブロックは第１および第２の復号器１０２ｂおよび１１０Ｂおよび符号器１０４Ｂを含んでいる。図４Ｂの逐次キャンセルブロックは、第１の情報系列の推定値が復号器１０２Ｂを使用して復号されかつ再符号器１０４Ｂを使用して再符号化された後で変調器１０３Ｂおよび信号補外器１０５Ｂを使用して第１の情報系列の推定値が変調および補外される点を除けば、図４Ａのそれと同様である。したがって、第１の情報系列の推定値は復調された後で減算される前に改善されて、第２の情報信号のより正確なベースバンド信号表現を与えることができる。復号器１１０Ｂは情報系列の両方の推定値がプロセッサ４５よりも前に復号されるようにされている。したがって、プロセッサは復号機能を実施する必要がない。
【００４８】
図４Ｃおよび４Ｄは、それぞれ、図４Ａおよび４Ｂのブロックに対応する逐次キャンセルブロックを例示している。図４Ｃの逐次キャンセルブロックは、例えば、第１の復調器１０１Ｃ，変調器１０３Ｃ，信号補外器１０５Ｃ，減算器１０７Ｃ，および図４Ａに関して前記したように第２の分離されたベースバンド信号Ｓ２からの第１の情報系列Ｓｅｑ１Ｃの推定値を変調し補外した後で第２の分離されたベースバンド信号を変調するように作動する第２の復調器１０９Ｃを含んでいる。さらに、第２の情報系列Ｓｅｑ２Ｃの推定値は、次に、変調器１１１Ｃを使用して変調され、信号補外器１１５Ｃを使用して補外され、かつ情報系列Ｓｅｑ１Ｃの推定値をさらに改善できるように第１の分離されたベースバンド信号Ｓ１から減じられる。第２の情報系列の変調され補外された推定値を第１の分離されたベースバンド信号Ｓ１から減じることにより、第１の情報系列Ｓｅｑ１Ｄの第２の改善された推定値の決定において第２の情報信号の影響を低減することができる。第２の分離されたベースバンド信号からの第１の情報系列の第２の推定値を、例えば、変調し、補外し、かつ減じることにより逐次キャンセルの付加ステージを提供して第２の情報系列の第２の改善された推定値を与えることができる。したがって、逐次キャンセルの付加ステージを提供することにより第１および第２の情報系列の任意数の改善された推定値を与えることができる。
【００４９】
図４Ｄの逐次キャンセルブロックは図４Ｃのそれと同様であり、復号器１０２およびＤ１１０Ｄおよび再符号器１０４Ｄおよび１１２Ｄが付加されている。図４Ｂについて前記したように、復号器および再符号器は分離されたベースバンド信号から減じる前に情報系列の推定値をさらに改善する。言い換えれば、逐次キャンセルループ内で復号器を使用することにより、より高度の信号分離が行われしたがって情報系列のより正確な推定値を発生することができる。
【００５０】
図１に関して前記したように、情報系列の推定値の精度レベルを決定することにより逐次キャンセルの任意のステージを続行することができる。例えば、情報系列の推定値に対して巡回冗長検査（ＣＲＣ）を実施したりビットエラーレート（ＢＥＲ）を決定することができる。情報系列の推定値が所望の精度値を有する場合には（すなわち、巡回冗長検査に合格するか、または所望のビットエラーレートが達成される）、逐次キャンセルを継続することができる。情報系列の推定値が所望の精度値を有しない場合には、情報系列の推定値は逐次キャンセルを正当化するのに十分な信頼性がないことがある。したがって、逐次キャンセルの後続ステージは実施されないことがある。例えば、図４Ａおよび４Ｃにおいて、各情報系列の精度は各復調器において決定することができる。例えば、図４Ｂおよび４Ｄにおいて、各情報系列の精度は各復調器および／または復号器において決定することができる。
【００５１】
前記した実施例では信号は逐次復調され減じられが、本発明に従った信号分離は、信号が復調され、復号され、再符号化され、再変調されて互いに並列に減じられ（同時に）同一チャネル干渉の並列キャンセルにも応用することができる。
【００５２】
図面および明細書に本発明の典型的な好ましい実施例が開示され、特定の用語が使われたが、それらは一般的かつ記述的感覚だけで使用されるものであって制約的意味合いはなく、本発明の範囲は特許請求の範囲に記載されている。さまざまな信号分離および逐次キャンセル技術について検討してきたが、当業者ならば本発明は他の信号分離および／または逐次キャンセル技術でも実現できることがお判りであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った信号分離および逐次キャンセルを提供する第１の受信機のブロック図である。
【図２】本発明に従った信号分離および逐次キャンセルを提供する第２の受信機のブロック図である。
【図３Ａ】図２の受信機に従った信号受信および分離ブロックを示すブロック図である。
【図３Ｂ】図２の受信機に従った信号受信および分離ブロックを示すブロック図である。
【図３Ｃ】図２の受信機に従った信号受信および分離ブロックを示すブロック図である。
【図３Ｄ】図２の受信機に従った信号受信および分離ブロックを示すブロック図である。
【図４Ａ】図２の受信機に従った逐次キャンセルブロックを示すブロック図である。
【図４Ｂ】図２の受信機に従った逐次キャンセルブロックを示すブロック図である。
【図４Ｃ】図２の受信機に従った逐次キャンセルブロックを示すブロック図である。
【図４Ｄ】図２の受信機に従った逐次キャンセルブロックを示すブロック図である。

Claims

共通搬送周波数を使用して複数の送信機およびアンテナの各々からの複数の通信を受信する方法であって、複数の通信はチャネル分離拡散符号なしで送信され、前記方法は、
複数の送信機およびアンテナからチャネル分離拡散符号なしで送信される複数の通信に対応する共通搬送周波数で複数の情報信号を受信するステップと、
第１の分離された信号が第１の情報信号に対応する主成分を含み第２の分離された信号が第２の情報信号に対応する主成分を含むように第１および第２の情報信号の各々に対応する第１および第２の分離された信号を発生するステップと、
第１の分離された信号を復調して第１の情報信号に対応する第１の情報系列の推定値を与えるステップと、
第１の情報系列の推定値を変調して第１の情報系列の変調された推定値を与えるステップと、
第１の情報系列の変調された推定値を第２の分離された信号から減じて改善された第２の分離されたベースバンド信号を与えるステップと、
改善された第２の分離された信号を復調して第２の情報信号に対応する第２の情報系列の推定値を与えるステップと、
を含み、
前記複数の情報信号を受信するステップは同一チャネル信号を受信するステップを含み、
前記第１および第２の分離された信号を発生するステップは、
同一チャネル信号を第１のサンプリング位相でサンプリングして第１のサンプリングされた同一チャネル信号を発生するステップと、
同一チャネル信号を第１のサンプリング位相とは異なる第２のサンプリング位相でサンプリングして第２のサンプリングされた同一チャネル信号を発生するステップと、
を含む方法。
請求項１記載の方法であって、さらに、
第１および第２の情報系列の推定値を処理して第１および第２の通信を再生するステップを含む方法。
請求項１記載の方法であって、第１の情報系列の推定値を変調するステップは、
第１の情報系列の推定値を復号して第１の情報系列の推定値を改善するステップと、
復号ステップの後で、第１の情報系列の改善された推定値を再符号化するステップであって、第１の情報系列の改善され再符号化された推定値が変調ステップ中に変調されるようにするステップと、
を含む方法。
請求項１記載の方法であって、変調された推定値を減じるステップは第１の情報系列の変調された推定値を補外して第１の情報信号に起因する第２の分離された信号の成分を推定するステップを含む方法。
請求項１記載の方法であって、
前記第１および第２の分離された信号を発生するステップは、さらに
第１のフィルタ結合を使用して第１および第２のサンプリングされた同一チャネル信号を結合して第１の分離された信号を与えるステップと、
第２のフィルタ結合を使用して第１および第２のサンプリングされた同一チャネル信号を結合して第２の分離された信号を与えるステップと、
を含む方法。
請求項１記載の方法であって、さらに、
第２の情報系列の推定値を変調して第２の情報系列の変調された推定値を与えるステップと、
第２の通信の変調された推定値を第１の分離された信号から減じて改善された第１の分離された信号を与えるステップと、
改善された第１の分離された信号を復調して第１の情報系列の改善された推定値を与えるステップと、
を含む方法。
請求項１記載の方法であって、前記第１および第２の分離された信号は第１および第２の分離されたベースバンド信号を含む方法。
請求項１記載の方法であって、前記第１の情報系列の推定値を変調するステップには、
予め定められた精度レベルに対して第１の情報系列を検査するステップが先行し、第１の情報系列が予め定められた精度レベルに達しない場合には第１の情報系列の変調された推定値は減じられない方法。
共通搬送周波数を使用して複数の送信機およびアンテナの各々からの複数の通信を受信する通信装置であって、複数の通信はチャネル分離拡散符号なしで送信され、前記通信装置は、
複数の送信機およびアンテナからチャネル分離拡散符号なしで送信される複数の通信に対応する共通搬送周波数で複数の情報信号を受信する受信機と、
第１の分離された信号が第１の情報信号に対応する主成分を含み第２の分離された信号が第２の情報信号に対応する主成分を含むように第１および第２の情報信号の各々に対応する第１および第２の分離された信号を発生する信号分離器と、
第１の分離された信号を復調して第１の情報信号に対応する第１の情報系列の推定値を与える第１の復調器と、
第１の情報系列の推定値を変調して第１の情報系列の変調された推定値を与える変調器と、
第１の情報系列の変調された推定値を第２の分離された信号から減じて改善された第２の分離された信号を与える減算器と、
改善された第２の分離された信号を復調して第２の情報信号に対応する第２の情報系列の推定値を与える第２の復調器と、
を含み、
前記信号分離器は同一チャネル信号を第１のサンプリング位相でサンプリングして第１のサンプリングされた同一チャネル信号を発生し、同一チャネル信号を前記第１のサンプリング位相とは異なる第２のサンプリング位相でサンプリングして第２のサンプリングされた同一チャネル信号を発生する通信装置。
請求項９記載の通信装置であって、さらに、
第１および第２の情報系列の推定値を処理して第１および第２の通信を再生するプロセッサを含む通信装置。
請求項９記載の通信装置であって、さらに、
第１の情報系列の推定値を復号して第１の情報系列の推定値を改善する復号器と、
第１の情報系列の改善された推定値を再符号化する再符号器であって、第１の情報系列の改善され再符号化された推定値が変調器により変調されるようにする再符号器と、
を含む通信装置。
請求項９記載の通信装置であって、さらに、
第１の情報系列の変調された推定値を補外して、減算器が第１の情報系列の変調され補外された推定値を減じるように、第１の情報信号に起因する第２の分離された信号の成分を推定する信号補外器を含む通信装置。
請求項９記載の通信装置であって、
前記信号分離器はさらに、第１のフィルタ結合を使用して第１および第２のサンプリングされた同一チャネル信号を結合して第１の分離された信号を与え、第２のフィルタ結合を使用して第１および第２のサンプリングされた同一チャネル信号を結合して第２の分離された信号を与える通信装置。
請求項９記載の通信装置であって、さらに、
第２の情報系列の推定値を変調して第２の情報系列の変調された推定値を与える第２の変調器と、
第２の通信の変調された推定値を第１の分離された信号から減じて改善された第１の分離された信号を与える第２の減算器と、を含み、
第１の復調器は改善された第１の分離された信号を復調して第１の情報系列の改善された推定値を与える通信装置。
請求項９記載の通信装置であって、前記第１および第２の分離された信号は第１および第２の分離されたベースバンド信号を含む通信装置。
請求項９記載の通信装置であって、前記変調器は予め定められた精度レベルに対して第１の情報系列を検査し、第１の情報系列が予め定められた精度レベルに達しない場合には第１の情報系列の変調された推定値は減じられない通信装置。