(57)【要約】【課題】  本発明は，受信信号の干渉の検出とＮＢＩの特定とを実現可能な無線受信機などを提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の無線受信機を含むデバイス１は，周波数が広帯域にわたる信号を受信可能に構成されており，また，緩和手段としての干渉緩和部２０と，検出手段としての信号処理部３０とを有している。干渉緩和部２０は，受信信号に生じている干渉の影響を緩和するためのものである。信号処理部３０は，ＮＢＩを検出する機能を有する。さらに，この信号処理部３０は，ＮＢＩの中心周波数を特定する特定手段を含んでいる。そして，干渉緩和部２０は，特定されたＮＢＩの中心周波数に関する情報を用いて，受信信号に生じている干渉を緩和する。【選択図】図１
2010232938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が広帯域にわたる信号を受信可能な無線受信機であって，
受信信号に生じている干渉の影響を緩和する緩和手段と，
周波数が狭帯域の狭帯域干渉信号を検出する検出手段と
を有し，
前記検出手段は，
前記狭帯域干渉信号の中心周波数を特定する特定手段を含み，
前記緩和手段は，
前記特定手段により特定された狭帯域干渉信号の中心周波数に関する情報を用いて前記受信信号に生じている干渉を緩和する，
無線受信機。
【請求項２】
前記緩和手段は，
前記受信信号の所定の周波数領域に対応する周波数成分を減衰させるためのフィルター部と，
前記フィルター部に接続され，当該フィルター部から入力された信号に対して平均化処理を施す平均化処理部と，
を含み，
前記検知手段は，
前記平均化処理部に接続され，当該平均化処理部が出力する信号が前記狭帯域干渉信号であるかどうかを検出する検出器を含み，
前記無線受信機は，さらに，
前記フィルター部を制御するフィルター制御手段を含み，
前記フィルター制御手段は，
前記検出器が前記狭帯域干渉信号を検出したときに，前記フィルター部を制御する，
請求項１に記載の無線受信機。
【請求項３】
前記フィルター部は，
入力された信号のうち，狭い周波数領域の信号を通さないノッチフィルター
を含み，
前記ノッチフィルターは，
信号を通さない周波数領域を変更可能に構成されており，
前記フィルター制御手段は，
前記検出器が前記狭帯域干渉信号を検出したときに，前記ノッチフィルターが通さない信号の周波数領域が前記狭帯域干渉信号の中心周波数を含むように変更する制御を行う，
請求項２に記載の無線受信機。
【請求項４】
前記無線受信機は，
並行サンプリングを実行可能に構成されており，
前記平均化処理部は，
入力された信号に対して自己相関処理を施す相関器を複数含み，
前記検出器は，
前記複数の相関器の各々と直列に接続されており，
これにより，前記ノッチフィルターが通さない信号の周波数領域の群が前記広帯域の全領域をカバーするように，前記狭帯域干渉信号の検出を行う，
請求項３に記載の無線受信機。
【請求項５】
前記フィルター制御手段は，さらに，
前記平均化処理部及び前記検出器に接続され，前記平均化処理部から入力された信号に，前記検出器によって得られる検出結果に関する情報を付加する情報付加部を含み，
前記検出器によって得られた検出結果が前記狭帯域干渉信号の検出を示すものであった場合，前記フィルター部の制御を行い，
前記検出器によって得られた検出結果が前記狭帯域干渉信号の検出を示すものではなかった場合，前記フィルター部の制御を省略して，前記受信信号を前記平均化処理部に入力するように制御する，
請求項３又は請求項４に記載の無線受信機。
【請求項６】
周波数が広帯域にわたる信号を無線受信機で受信するための無線通信方法であって，
周波数が狭帯域の狭帯域干渉信号を検出する検出ステップと，
受信した信号の干渉を緩和する緩和ステップと
を有し，
前記検出ステップは，
前記狭帯域干渉信号の中心周波数を特定する特定ステップを含む，
無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，無線受信機及び無線通信方法などに関し，特に，周波数が広帯域にわたる信号を受信可能な無線受信機，並びにそのような無線受信機を用いた無線通信方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムとしては，ＵＷＢ（ｕｌｔｒａ−ｗｉｄｅ  ｂａｎｄ：超広帯域）システムが知られている。ＵＷＢシステムは，微小出力（１ＭＨｚ当たり−４１．３ｄＢｍ以下）の信号を，周波数が非常に広帯域となるように分散させて転送するシステムである。ＵＷＢシステムでは，ＦＣＣ（Ｆｅｄｅｒａｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ：米連邦通信委員会）によれば，サービス目的での利用の場合，３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚまでの間の周波数帯で動作させる必要がある。
【０００３】
ＵＷＢシステムの典型例としては，５ＧＨｚの周波数で動作するＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）が挙げられる。実際に，このＷＬＡＮを利用したサービスは，商業中心やビジネス中心に提供されている。
【０００４】
上述したようなＵＷＢシステムでは，周波数が広帯域にわたる無線信号（ＵＷＢ信号）を受信するために無線受信機が用いられる。このような受信機としては，コヒーレント型受信機や，自己相関受信機（ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ；以下，「ＡｃＲ」ともいう）が知られている。コヒーレント型受信機は，多くの利点を有するものの，装置に搭載されると，当該装置を複雑にするという欠点を有する。ＡｃＲは，ＵＷＢ信号をＴＲ（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ−ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ：伝達干渉）変調で受信可能に構成されており，複雑度が低く，また，マルチパス環境に強いという利点がある。
【０００５】
ところで，ＵＷＢシステムが設置されている環境に起因して，受信信号には干渉が生じる。干渉としては，周波数が狭帯域の狭帯域干渉（ＮＢＩ）が知られている。そして，このようなＮＢＩを含む干渉の度合いに関する情報を取得することができれば，その情報に基づいて受信信号のノイズを低減させることが期待できる。そこで，ＮＢＩの度合いを特定するために，以下に説明する第１の方法や第２の方法が提案されている。
【０００６】
第１の方法は，受信信号のサンプリングを，ナイキスト（Ｎｙｑｕｉｓｔ）サンプリングレートで行って，干渉の度合いを直接的に推定するというものである。また，第２の方法は，多数のフィルターを配列させ，それらの出力に基づいて，干渉の度合いを決定するというものである。
【０００７】
しかしながら，上記ＡｃＲでは，フィルターが通すことが可能な周波数帯のアナログ信号を受信するために，前部（受信端部）が開放されている。そのため，ＡｃＲは，ＮＢＩに対して非常に敏感であるという不利な点がある（たとえば，非特許文献１参照。）。したがって，ＵＷＢシステムにおいて，受信機としてＡｃＲを用いると，干渉の度合いが高まりやすくなり（つまり，ノイズが生じやすくなり），結果として，ＵＷＢシステムのパフォーマンス（通信性能）が著しく低くなる傾向にある。
【０００８】
また，上述したＡｃＲのような受信機は，複雑度が小さいという利点を有する（たとえば，非特許文献２，３参照。）。そのため，受信機を搭載した装置において，複雑度が小さいという受信機の利点を活かそうとすると，上記第１の方法や上記第２の方法を採用することができない。それは，上記第１の方法や上記第２の方法では，受信機を搭載した装置全体のサイズが大型化するとともに，装置の消費電力が多くなるという問題があるためである。
【０００９】
したがって，ＡｃＲのような受信機の利点を享受しつつ，受信信号の干渉を検出してその干渉を緩和することを可能にする技術が求められている。すなわち，装置が複雑になるのを抑えつつ，受信信号に含まれるノイズを低減させることができる無線受信機，又は，無線通信方法が求められている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｔ．Ｑ．Ｓ．Ｑｕｅｋ，Ｍ．Ｚ．Ｗｉｎ，及びＤ．Ｄａｒｄａｒｉ，“Ｕｎｉｆｉｅｄ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ＵＷＢ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ−ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｃｈｅｍｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｏｆ  ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ”，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．，ｖｏｌ．６，６月，２００７
【非特許文献２】Ｔ．Ｑｕｅｋ，及びＭ．Ｗｉｎ，“Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ＵＷＢ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ−ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｉｎ  ｄｅｎｓｅ  ｍｕｌｔｉｐａｔｈ  ｃｈａｎｎｅｌｓ”，ＩＥＥＥ  Ｊ．Ｓｅｌｅｃｔ．  Ａｒｅａｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．，ｖｏｌ．２３，ｎｏ．９  ９月，２００５
【非特許文献３】Ｋ．Ｗｉｔｒｉｓａｌ，Ｇ．Ｌｅｕｓ，Ｍ．Ｐａｕｓｉｎｉ，及びＣ．Ｋｒａｌｌ，”Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ  ｍｏｄｅｌ  ａｎｄ  ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｄｉｆｆｅｒｎｔｉａｌ  ｉｍｐｕｌｓｅ  ｒａｄｉｏ  ＵＷＢ  ｓｙｓｔｅｍｓ”，ＩＥＥＥ  Ｊ．Ｓｅｌｅｃｔ．  Ａｒｅａｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．，ｖｏｌ．２３，ｐｐ．１８５１−１８６２，９月，２００５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで，本発明は，受信信号の干渉の検出とＮＢＩの特定とを実現可能な無線受信機を提供することを主な目的とする。そして，干渉の検出とＮＢＩの特定とが実現できれば，ＮＢＩを取り除いたりフィルタリングしたりすることが可能となる。
また，本発明は，装置が複雑になるのを抑えつつ，受信信号に含まれるノイズを低減させることができる無線受信機や無線通信方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は，基本的には，無線受信機に関する。本発明の無線受信機は，周波数が広帯域にわたる信号を受信可能な無線受信機である。そして，この無線受信機は，緩和手段と，検出手段とを有している。ここで，緩和手段は，受信信号に生じている干渉の影響を緩和するためのものであり，検出手段は，周波数が狭帯域の狭帯域干渉信号を検出するためのものである。さらに，この検出手段は，狭帯域干渉信号の中心周波数を特定する特定手段を含んでいる。これにより，受信信号の干渉の検出とＮＢＩの特定とを実現可能な無線受信機が提供されることとなる。
【００１３】
そして，上記緩和手段は，上記特定手段により特定された狭帯域干渉信号の中心周波数に関する情報を用いて前記受信信号に生じている干渉を緩和する。これにより，受信信号に含まれるノイズを低減させることができる。また，無線受信機は，緩和手段と，特定手段とを含むだけで済むので，装置（無線受信機や無線受信機を搭載したデバイス）が複雑になるのを抑制することができる。
【００１４】
また，本発明の他の側面では，上記緩和手段が，受信信号の所定の周波数領域に対応する周波数成分を減衰させるためのフィルター部と，当該フィルター部に接続され，当該フィルター部から入力された信号に対して平均化処理を施す平均化処理部とを含んでいる。そして，上記検知手段は，平均化処理部に接続され，当該平均化処理部が出力する信号が狭帯域干渉信号であるかどうかを検出する検出器を含んでいる。また，上記無線受信機は，さらに，フィルター部を制御するフィルター制御手段を含んでいる。このフィルター制御手段は，検出器が狭帯域干渉信号を検出したときに，フィルター部を制御する。この側面によれば，フィルター部によって，狭帯域干渉信号を確実に減衰させることができる。
【００１５】
また，本発明の他の側面では，上記フィルター部が，入力された信号のうち，狭い周波数領域の信号を通さないノッチフィルターを含んでいる。このノッチフィルターは，信号を通さない周波数領域を変更可能に構成されている。そして，上記フィルター制御手段は，検出器が狭帯域干渉信号を検出したときに，ノッチフィルターが通さない信号の周波数領域が狭帯域干渉信号の中心周波数を含むように変更する制御を行う。これにより，狭帯域干渉信号をより確実に除去（又はキャンセル）することができる。
【００１６】
またさらに，本発明の他の側面では，上記無線受信機が，並行サンプリングを実行可能に構成されている。そして，上記平均化処理部は，入力された信号に対して自己相関処理を施す相関器を複数含んでいる。上記検出器は，複数の相関器の各々と直列に接続されている。これにより，ノッチフィルターが通さない信号の周波数領域の群が広帯域の全領域をカバーするように，狭帯域干渉信号の検出が行われる。その結果，狭帯域干渉信号が多数検出されてもそれらを確実に除去することができる。
【００１７】
またさらに，本発明の他の側面では，上記フィルター制御手段は，さらに，平均化処理部及び検出器に接続され，平均化処理部から入力された信号に，検出器によって得られる検出結果に関する情報を付加する情報付加部を含んでいる。そして，検出器によって得られた検出結果が狭帯域干渉信号の検出を示すものであった場合に，フィルター部の制御が行われる。一方，検出器によって得られた検出結果が狭帯域干渉信号の検出を示すものではなかった場合，フィルター部の制御が省略され，受信信号が直接的に平均化処理部に入力するように制御される。これにより，最適動作を実現することができる。
【００１８】
また，本発明の別の側面は，無線通信方法である。この無線通信方法は，周波数が広帯域にわたる信号を無線受信機で受信するための方法であり，検出ステップと，緩和ステップとを有している。検出ステップでは，周波数が狭帯域の狭帯域干渉信号が検出される。緩和ステップでは，受信した信号の干渉が緩和される。さらに，上記検出ステップでは，狭帯域干渉信号の中心周波数が特定される（特定ステップ）。これにより，受信信号の干渉の検出とＮＢＩの特定とを無線受信機で実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば，受信信号の干渉の検出とＮＢＩの特定とを実現可能な無線受信機が提供される。また，本発明によれば，装置（無線受信機や無線受信機を搭載したデバイス）が複雑になるのを抑えつつ，受信信号に含まれるノイズを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ），（ｂ）は，本発明の無線受信機として機能するデバイスの構成を示すブロック図であり，図１（ａ）は，デバイスの構成を概略的に示す図であり，図１（ｂ）は，デバイスの基本的な構成の一例を詳細に示す図である。
【図２】図２は，図１（ａ）に示すデバイス１の具体例を示すブロック図である。
【図３】図３は，本発明のデバイス１による信号処理の動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は，図３のステップＳ１２の処理を詳細に示すフローチャートである。
【図５】図５は，図３のステップＳ１８の処理を詳細に示すフローチャートである。
【図６】図６は，シミュレーション結果を説明するためのグラフであり，推定した周波数の二乗平均平方根誤差とＳＩＲとの関係を示すグラフである。
【図７】図７は，シミュレーション結果を説明するためのグラフであり，推定した周波数の二乗平均平方根誤差とＳＮＲとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下，図面を用いて本発明を実施するための形態を説明する。しかしながら，以下説明する形態はある例であって，当業者にとって自明な範囲で適宜修正することができる。
【００２２】
本発明の無線受信機は，たとえば，ＵＷＢシステムにおいて，無線信号を受信するための受信機として用いられるものである。ここで，ＵＷＢシステムは，３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚまでの間の周波数帯で動作可能となるように構成されており，たとえば５ＧＨｚの無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）で動作する。このため，ＵＷＢシステムは，広範囲にわたる用途があり，たとえば，商業やビジネスで利用できる。なお，ＵＷＢシステムにおけるＵＷＢ信号は，−４１．３ｄＢｍ以下で送信される。ここで，ＷＬＡＮが動作する場合の中心周波数は，ＵＷＢ信号のスペクトラム中央にあるとき，たとえば，５．１５ＧＨｚ〜５．８７５ＧＨｚの範囲内に設定される。したがって，ＷＬＡＮの出力は，ＵＷＢ信号の出力よりもずっと大きい。
【００２３】
本発明の無線受信機は，伝達干渉（ＴＲ）型の無線受信機（たとえば，ＡｃＲ）であって，コヒーレント型の無線受信機ではない（つまり，非コヒーレント型の無線受信機である）。ＡｃＲのような無線受信機は，アナログ信号の受信端に設けられるため，信号に干渉（特にＮＢＩ）が生じやすいが，本発明では，無線受信機が受信信号の干渉の検出とＮＢＩの特定とを実現可能に構成されており，それにより，受信信号に干渉が生じても，それらの影響（ノイズ）を緩和させることが可能となっている。そのため，本発明の無線受信機を含むＵＷＢシステムは，低いデータレート又は中程度のデータレートでの無線通信に適したものであり，たとえば，局在化されたネットワークや無線センサーネットワークに利用できる。また，本発明の無線受信機は，マルチパスフェーディングに対してロバスト性をもち，複雑度が低く，かつ小型であるため，屋内環境で使用されるＵＷＢシステムに適したものである。
【００２４】
図１（ａ），（ｂ）は，本発明の無線受信機として機能するデバイスの構成を示すブロック図であり，図１（ａ）は，デバイスの構成を概略的に示す図であり，図１（ｂ）は，デバイスの基本的な構成の一例を詳細に示す図である。
【００２５】
図１（ａ）に示すように，デバイス１は，無線信号を受信可能に構成されており，無線受信部１０と，干渉緩和部２０と，信号処理部３０と，緩和制御部４０とを含む。なお，このデバイス１は，無線信号の受信だけでなく，無線信号の送信も可能となるように構成されていてもよい。
【００２６】
無線受信部１０は，アンテナ１２と，バンドパスフィルター（ＢＰＦ）１４と，遅延処理部１６とを含む。アンテナ１２は，装置１の外部から無線信号を受信するためのものであり，装置１の前面に設けられた受信端部である。アンテナ１２で受信した無線信号は，バンドパスフィルター１４に入力される。バンドパスフィルター１４は，入力された無線信号のうち，所定の周波数帯域の信号を通すためのものである。バンドパスフィルター１４を通過した信号は，多チャンネルで分散して，無線受信部１０内の遅延処理部１６と干渉緩和部２０とに入力する。遅延処理部１６は，バンドパスフィルター１４に対して並列に接続された複数の遅延部１６ａを含む。各遅延部１６ａは，入力された信号に対して遅延処理を施すためのものである。このように複数の遅延部１６ａを設けることにより，干渉緩和部２０に直接的に入力される信号群（データ）とは別の信号群を参照パルスとして取得することができる。
【００２７】
干渉緩和部２０は，少なくとも相関処理部２２を含む。相関処理部２２は，遅延処理部１６の各遅延部１６ａに対して直列に接続された相関器２２ａを含む。つまり，相関処理部２２は，複数の相関器２２ａを含んでいる。各相関器２２ａは，遅延部１６ａから入力された信号に対して，自己相関処理を施すためのものであり，信号処理部３０に接続される。なお，各相関器２２ａには，信号処理部３０による処理のために，その相関器２２ａを特定するためのチップ番号が付されている（後述）。
【００２８】
信号処理部３０は，干渉緩和部２０の各相関器２２ａから入力された信号に対して，所定の処理を施して，分散して受信した信号を，１つの信号として出力するためのものであり，本態様では，ディジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）３２で構成されている。この信号処理部３０は，後で具体例を挙げて詳細に説明するように，ＮＢＩの検出と，ＮＢＩの中心周波数の特定とを行うことができるように構成されている。ここで，ＮＢＩを検出した旨の情報や，ＮＢＩの中心周波数に関する情報は，各相関器２２ａを制御するために用いられる。そのため，信号処理部３０は，図１（ｂ）に示す例では，緩和制御部４０に接続されており，取得した情報を制御指令信号として干渉緩和部２０に送信する。
【００２９】
緩和制御部４０は，干渉緩和部２０の各相関器２２ａに接続されており，各相関器２２ａの制御を並行して行うためのものである。緩和制御部４０による相関器２２ａの制御は，信号処理部３０からの制御指令信号に基づいて行われる。また，緩和制御部４０は，各相関器２２ａの制御を並行して処理するために，干渉緩和部２０の各相関器２２ａに，クロック信号を入力する。
【００３０】
図２は，図１（ａ）に示すデバイス１の具体例を示すブロック図である。なお，図１（ａ），（ｂ）で説明した構成要素については，重複した説明をさけるため省略する。
【００３１】
図２において，デバイス１は，バイパスライン２５と，ノッチフィルター２７とを含む。バイパスライン２５と，ノッチフィルター２７とは，干渉緩和部２０内において，上記相関処理部２２とは別に設けられたものであり，いずれも，無線受信部１０と相関処理部２２との間に配置されている。ノッチフィルター２７は，所定の周波数領域にある信号の通過を遮断するためのものであり，本態様では，周波数領域を調整可能に構成されている。
【００３２】
バイパスライン２５は，ノッチフィルター２７を迂回するためのラインである。具体的には，バイパスライン２５は，無線受信部１０と相関処理部２２との間において，ノッチフィルター２７と並列接続されている。そして，無線受信部１０は，ノッチフィルター２７とバイパスライン２５の間で切り替え可能に接続されている。これにより，無線受信部１０とバイパスライン２５が互いに接続されている場合には，無線受信部１０からの信号は，ノッチフィルター２７を介さずに，直接的に相関処理部２２に入力されるようになっている。一方，無線受信部１０とノッチフィルター２７とが互いに接続されている場合には，無線受信部１０からの信号は，ノッチフィルター２７を介して相関処理部２２に入力されるようになっている。
【００３３】
また図２に示すように，デバイス１の緩和制御部４０は，ＮＢＩ検出部４５を含む。また，デバイス１の信号処理部３０は，ＮＢＩ特定部３５を含む。なお，図１（ｂ）に示した例では，干渉制御部４０は，信号処理部３０からの制御指令信号に基づいて各相関器２２ａを制御するとした。これに対して，図２に示す例では，信号処理部３０内のＮＢＩ特定部３５と緩和制御部４０内のＮＢＩ検出４５とが協働して干渉緩和部２０を制御する。そのため，ＮＢＩ特定部３５を緩和制御部４０の一部として捉えてもよい。
【００３４】
ＮＢＩ検出部４５は，複数の相関器２２ａから信号処理部３０に入力される信号のそれぞれを並列的に監視し，監視中の各信号にＮＢＩがあるかどうかを，閾値を用いて検出するとともに，その検出結果をＮＢＩ特定部３５に入力するためのものである。
【００３５】
また，緩和制御部４０は，スイッチング信号を生成している。スイッチング信号は，無線受信部１０からの受信信号をバイパスライン２５に入力するか，又はノッチフィルター２７に入力するかを切り替えるための信号である。そして，緩和制御部４０は，ＮＢＩ検出部４５がＮＢＩを検出した場合，スイッチング信号として，受信信号をノッチフィルター２７へと入力するための信号を生成することで，無線受信部１０とノッチフィルター２７とを互いに接続する。一方，ＮＢＩ検出部４５がＮＢＩを検出していない場合には，スイッチング信号として，受信信号をバイパスライン２５へと入力するための信号を生成することで，無線受信部１０とバイパスライン２５とを互いに接続する。
【００３６】
ＮＢＩ特定部３５（フィルター制御手段）は，ノッチフィルター２７を制御するための制御信号として，調整信号を生成するためのものである。調整信号とは，ノッチフィルター２７が通さない周波数範囲を調整するためのものである。ＮＢＩ特定部３５による調整信号の生成は，上記ＮＢＩ検出器４５から入力された検出結果に関する情報に応じて開始される。また，ＮＢＩ特定部３５は，生成した調整信号をノッチフィルター２７に入力する。そして，ノッチフィルター２７は，調整信号にしたがって，ノッチフィルター２７が通さない周波数範囲が変更され，その結果，ノッチフィルター２７が通さない周波数範囲内（好ましくは，その中心周波数近傍）に，ＮＢＩの中心周波数が含まれるようになる。
【００３７】
図２に示した例によれば，ＮＢＩ特定部３５とＮＢＩ検出部４５とが協働して干渉緩和部２０を制御する。具体的には，ＮＢＩ検出部４５は，ＮＢＩを検出すると，無線受信部１０からの受信信号がノッチフィルター２７に入力されるように制御するとともに，ＮＢＩ検出の旨を示す情報をＮＢＩ特定部３５に入力する。そして，ＮＢＩ検出の旨を示す情報の入力がＮＢＩ特定部３５による調整信号の生成のトリガーとなるようになっている。そして，調整信号により，ノッチフィルター２７が制御される。このようにすることで，ＮＢＩを含む受信信号がバイパスライン２５を介して相関処理部２２に入る時間を短くすることができる。その結果，受信信号に含まれるＮＢＩがノッチフィルター２７で除去される可能性を高めることができる。
【００３８】
続いて，図１（ａ），（ｂ）や図２に示したような構成のデバイス１が受信信号を処理するときの動作について説明する。信号処理の大まかな流れは，まず，サンプリングを行い，ＮＢＩが検出されたかどうかを決定する。そして，そのサンプリングの結果，ある周波数範囲においてＮＢＩが検出されない場合には，その周波数範囲の信号を活かす。一方，ＮＢＩが検出された場合には，さらに，ＮＢＩの中心周波数を特定し，特定した中心周波数に関する情報を用いて，その周波数範囲の信号に対して緩和処理を施す。これにより，受信信号に含まれるノイズを低減させる。以下，詳細に説明する。
【００３９】
図３〜図５は，本発明のデバイス１による信号処理の動作の流れを示すフローチャートである。図４及び図５は，それぞれ，図３のステップＳ１２及びステップＳ１８の処理を詳細に示すフローチャートである。
【００４０】
図３において，まず，ステップＳ１０では，デバイス１は，受信信号のサンプリングを行う。本態様では，多チャネル型のＡｃＲを用いてＵＷＢ信号のバースト（ｂｕｒｓｔ）を受信する。具体的には，ＡｃＲは，周波数が広帯域にわたる受信信号（ＵＷＢ信号）を複数の周波数範囲の信号に区切り，各周波数範囲の信号を並行して（同時に）受信することで，サンプリングを行う（並列サンプリング）。このことは，信号処理部３０が，各相関器２２ａから入力された信号を並列的に受け取ることに対応している。
【００４１】
ここで，各周波数範囲の信号に対して（つまり，各相関器２２ａに対応して）固有のシンボル（１，２，…，ｋ，…Ｎ）を割り当てることとする。なお，各シンボルは，複数のフレームを含んでいてもよい。たとえば１つのシンボルに２つのフレームが含まれる場合，一方のフレームは，他方のフレームに対して，時間Ｔf秒だけずれている。ここで，Ｔrmsを平均チャネル遅延拡散としたときに，Ｔfは，Ｔrmsよりも大きくなる（つまり，Ｔf＞Ｔrmsとなる）ように選ばれる。これにより，内部フレーム干渉が回避される。
【００４２】
各フレームは，さらに，２バイト分のパルス（ｄｏｕｂｌｅｔ）を含んでおり，２つのパルスのうち，一方のパルスは，基準（受信データ）であり，他方のパルスは，変調されたデータ（遅延処理部１６による遅延処理により生成したパルス）である。言い換えると，２バイト分のパルスによって１つのフレームが構成される。そして，このような基準と，ｊ番目のデータパルスの間の遅延時間をＤjで表すとする。そして，無線受信機側で，ｋ番目の相関器２２ａの遅延時間Ｄkを遅延時間Ｄjに合わせる。
【００４３】
続くステップＳ１２では，サンプリングした各信号に対して，固有比を算出する。この処理は，信号処理部３０で行われる。固有比算出処理の詳細については，図４を用いて説明する。
【００４４】
図４において，まず，ステップＳ１２２では，各シンボルについて，下記式（１）に示すデータ行列（以下，マトリックスＹという）を形成する。マトリックスＹは，図１（ｂ）に示すデバイス１の全ての相関器２２ａに対する並行サンプリングによって得られるものである。下記式（１）において，Ｎdは，シンボルの数である。
【００４５】
【数１】
2010232938.tif 000003
【００４６】
上記式（１）において，ｙ［ｉ］，…，ｙ［Ｎd］の一例であるｙ［ｉ］は，たとえば，並列サンプリングにおいて，あるフレームｊについてのＡｃＲの出力信号を線形データモデルであり，上記式（１ａ）のように表される。この式（１ａ）において，ｈは，ＵＷＢ信号の出力を表し，ｄは，データの極性を表し，ｇは，内部フレーム干渉に起因するバイアスを表し，ｃは，ＮＢＩの符号定数であり，φは，干渉出力に関連するものであり，ｖは，ノイズを表している。
【００４７】
ここで，上記式（１ａ）において，ｙ［ｉ］の右辺第３項目は，ＮＢＩ成分に関する情報（具体的には，そのＮＢＩ成分の瞬間出力）に対応するものであり，上記式（１ｂ）のように近似される。
【００４８】
また，ＮＢＩの符号定数ベクトルの要素に関する情報は，下記式（２）のように表される。ただし，下記式（２）においては，ＮＢＩの自己相関関数Ｒββ（τ）が，下記式（２ａ）のように定義されている。
【００４９】
【数２】
2010232938.tif 000004
【００５０】
上記式（２）において，ＴIは，積分間隔を示す時間であり，Ｐは，信号出力であり，ｔijは，ｉ番目のシンボルのｊ番目のチップに対する時間定数であり，Ｄkは，データパルスと参照パルスとの間の遅延時間であり，ｆβは，キャリア周波数であり，Ｗβは，ブロックスペクトラムの帯域幅である。なお，ブロックスペクトラムは，ＷＬＡＮシステムで用いられる５ＧＨｚの周波数帯での直交波周波数分割多重信号（ＯＦＤＭ信号）をモデル化したものである。
【００５１】
続くステップＳ１２４では，各シンボルのマトリックスＹの第１番目のコラム（第１フレーム対応する行）にあるデータの取り出しを，全てのシンボルについて行うことで，マトリックスＹ２を形成する。これにより，同じタイミングでサンプリングされた受信信号に関する情報が得られることとなる。
【００５２】
続いて，単一のＮＢＩに関して，マトリックスＹ２の末尾２つの列から，共分散マトリックスＲyyを推定する（ステップＳ１２６）。なお，ここで用いるマトリックスＹ２の末尾の列の数（次元）は，少なくとも，予期されるＮＢＩの数に１を加えた数であることが好ましい。つまり，用いるマトリックスＹ２の末尾の列の数は，２つに限られることはなく，２つ以上であればよい。用いるマトリックスＹ２の末尾の列の数が少ないほど，検出器の複雑度が小さくなる。さらには，相関器２２ａの不一致に起因する，ＵＷＢエネルギーの漏出による影響を軽減することができる。一方，ＮＢＩの特定のためには，マトリックスＹ２の次元は，高い方が好ましく，たとえば，マトリックスＹの第１番目の列を除くだけで形成することができる。
【００５３】
そして，ステップＳ１２６で推定した共分散マトリックスのＲyyの複数の固有値を，特異値分解（ＳＶＤ：ｓｉｎｇｕｌａｒ  ｖａｌｕｅ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）により算出する（ステップＳ１２８）。この特異値分解で得られた固有値のうち，２つの固有値の間で比の値（以下，「固有比」ともいう）を算出する（ステップＳ１３０）。２つの固有値とは，特異値分解で得られた冒頭第１番目の固有値と，末尾第１番目の固有値である。ここで，冒頭第１番目の固有値はＮＢＩを表し，末尾第１番目の固有値はノイズを表している。
【００５４】
上述したようにして，固有比が算出される。ここで，受信信号にＮＢＩが存在する場合には，推定した共分散マトリックスＲyyの固有値（特に，ＮＢＩのエネルギーに依存する第１番目の固有値）が大きな値をとることが知られている。
【００５５】
そして，図３に戻り，ステップＳ１４では，算出した固有比と，予め格納されている閾値とを比較して，その比較の結果，固有比が閾値以上であるかどうかを判断する（閾値検出）。ここで，閾値は，ＮＢＩが存在しない間に測定されたものである必要があり，予め，無線受信機の記憶手段に格納しておく必要がある。そのため，本態様では，閾値の測定と格納は，無線通信動作の初期化中に既に実行されていることとする。そして，ステップＳ１４の判断結果は，“１”又は“０”の２値データ（フラグ）で表される（ステップＳ１６，Ｓ３０）。つまり，信号処理部３０は，このようにして，ＮＢＩが検出された旨の情報を取得している。
【００５６】
ステップＳ１４における比較の結果，算出した固有比が閾値以上であった場合には（ステップＳ１４でＹＥＳ），フラグ“１”が設定される（ステップＳ１６）。この場合，ＮＢＩが検出されたことを示している。そして，このフラグは，以下に説明する特定処理（ステップＳ１８）を行うためのトリガーとなっている。また，このフラグは，図２に示す例では，受信信号をノッチフィルター２７へ入力するためのスイッチング信号としても利用される。この特定処理（Ｓ１８）は，検出されたＮＢＩの中心周波数を特定するためのものであり，その詳細については，図５を用いて説明する。
【００５７】
図５において，まず，ステップＳ１８２では，ＮＢＩの符号定数ベクトルを推定する。符号定数ベクトルの推定は，下記式（３）に示すように，上記式（１）に示すマトリックスＹを全てのシンボル（Ｎd）にわたって平均化することで得られる。
【００５８】
【数３】
2010232938.tif 000005
【００５９】
上記式（３）において，ノイズ成分に関する項ｅと，バイアスに関する項ｇの双方を，“０”と見なすと，上記式（３ａ）となる。この式（３ａ）は，式（７）で与えられるＮＢＩの符号定数ベクトルのスケールを変更したものにすぎない。そこで，式（３ａ）を，ＮＢＩを特定するためのテンプレートとなるベクトルとして扱うこととする。
【００６０】
一方，式（２）で与えられるＮＢＩの符号定数の右辺（近似後の表現）を用いることで，下記式（４）に示すベクトル関数が得られる。下記式（４）に示すように，ベクトル関数は，余弦信号（ｃｏｓｉｎｅ  ｓｉｇｎａｌ）で表される。
【００６１】
【数４】
2010232938.tif 000006
【００６２】
続くステップＳ１８４では，下記式（５）に示す評価式を用いてコスト関数を評価する。具体的には，コスト関数が最大値をとるときの周波数を求める。ここで，コスト関数とは，周波数に関するものであり，式（５）の評価式において，最大値を求める対象となっている部分であり，上記式（３ａ）と上記式（４）との内積で定義されている。このコスト関数は，予めメモリに記録されている。このようにして求めた周波数が，ＮＢＩの中心周波数となる。
【００６３】
【数５】
2010232938.tif 000007
【００６４】
なお，ステップＳ１８４では，コスト関数を評価することに代えて，上記式（３ａ）に対して，ＮＢＩ符号定数ベクトルにわたってＤＦＴ（ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散型フーリエ変換）処理を施してもよい。
【００６５】
さらに，ステップＳ１８４で対象としていなかった周波数範囲についてもステップＳ１８４と同様の処理を行う（ステップＳ１８６）。なお，ステップＳ１８４やＳ１８６の処理の結果，多数のピークが検出されることがある。これらのピークは，複数のＮＢＩに起因したものだけでなく，偽信号（ａｌｉａｓｉｎｇ）に起因したものもある。本態様では，偽信号に起因したピークもＮＢＩに起因したものと考えることとし，後述するステップＳ２０のフィルタリング等の対象とする。これにより，偽信号に曖昧さをもたせることができる。なお，偽信号に起因したピークを公知の方法で排除してもよい。以上のようにして，信号処理部３０は，全ての周波数範囲をカバーするように，ＮＢＩの中心周波数に関する情報を取得する。
【００６６】
続いて，信号処理部３０は，制御指令信号，調整信号，及びスイッチング信号などの制御信号を生成する（ステップＳ１８８）。図１（ｂ）に示した例の場合，信号処理部３０は，制御指令信号を生成して緩和制御部４０に送信する。制御指令信号には，具体的には，ＮＢＩを検出した旨と，ＮＢＩの中心周波数に関する情報が含まれている。図２に示した例の場合，信号処理部３０のＮＢＩ検出部３５は，ノッチフィルター２７の周波数を調整するための調整信号を生成し，緩和制御部４０のＮＢＩ検出部４５は，信号受信部１０からの受信信号がノッチフィルター２７に入力されるようにスイッチング信号を生成する。調整信号は，具体的には，ノッチフィルターが通さない信号の周波数範囲を，ＮＢＩの中心周波数を含むように調整するための信号である。そして，制御指令信号，調整信号，及びスイッチング信号などの制御信号に応じて干渉緩和部２０が制御されることとなる。
【００６７】
図３の処理に戻り，ステップＳ２０では，制御信号に基づいて，フィルタリングなどが行われる。ここで，フィルタリングに用いられるフィルターは，図２に示す例では，ノッチフィルター２７である。このフィルタリングにより，受信信号のうち，ＮＢＩが検知されたシンボル（周波数範囲）に対応する周波数成分が除去（キャンセル）される。これにより，検出されたＮＢＩが緩和される。ただし，図１（ｂ）に示す例では，フィルタリングは行われない。その後，相関処理部２２において，平均化処理が行われる。この平均化処理では，ＮＢＩが検知されたシンボル（周波数範囲）に対応する相関器２２ａによる自己相関処理が行われ，周波数成分が平均化されて，ＮＢＩの度合いが小さくなる。これによっても，ＮＢＩが緩和されることとなる。なお，フィルタリングは，平均化処理の前に行うことが好ましいが，平均化処理の後に行ってもよい。
【００６８】
上述したステップＳ１０〜Ｓ２０までの処理は，フラグが“０”になるまで（つまり，固有比が閾値未満になるまで），繰り返し実行される。なお，繰り返し実行しなくても，少なくともＮＢＩの干渉の度合いを小さくすることはできるという点で，本発明は有効である。
【００６９】
一方，固有比が閾値未満になり，フラグが“０”になったら，信号処理部３０は，ＮＢＩに関する信号処理を終了して，通常の信号処理を行う。このときのスイッチング信号は，受信信号がノッチフィルターを介さずに相関器又は信号処理部３０に直接入力されるように切り替えるための信号である。なお，フラグが“０”になってもサンプリングを周期的に行ってもよい。
【００７０】
上述した態様によれば，ＡｃＲのような周波数が広帯域にわたる信号を受信可能な無線受信機又は無線受信機を搭載したデバイス１に，ＮＢＩの中心周波数を特定する機能（特定手段）とＮＢＩを緩和する機能（緩和手段）とを設けることで，ＮＢＩの検出と，ＮＢＩの中心周波数の特定との双方が可能となり，さらに，特定したＮＢＩの中心周波数に関する情報を用いてＮＢＩの緩和（つまりノイズの低減）をも行うことが可能となる。そのため，受信信号に含まれるノイズを低減させることができる。
【００７１】
したがって，本態様に係るデバイス１は，様々な干渉（特にはＮＢＩ）が存在する環境下（商業的又はビジネスの屋内環境）に適用されたＵＷＢシステムにおいても利用できることとなる。ここで，ＵＷＢシステムは，数百Ｍビット／秒で動作可能であり，伝送容量が非常に多い。そこで，これまでは無線化が困難であった機器に，本態様による無線受信機を搭載したデバイス１を適用することで，そのような機器の間（例えば，高画質テレビとハードディスク・プレーヤー又はＤＶＤプレーヤーとの間，パソコンとディスプレイとの間）をワイヤレス化できることとなる。同様に，既に無線化が実現されている機器（たとえば，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を採用した機器）に対して，本態様による無線受信機を搭載したデバイス１を適用することで，従来よりも伝送容量を飛躍的に高めることができる。
【００７２】
また，本態様によれば，無線受信機又は無線受信機を搭載したデバイス１に，ＮＢＩの中心周波数を特定する機能（特定手段）とＮＢＩを緩和する機能（緩和手段）とを設けるだけで済む。そのため，無線受信機やデバイス１の構成を大幅に改変する必要がない。その結果，コヒーレント型の無線受信機を採用した場合に比べて，デバイス１が複雑になるのを抑えることができる。
【００７３】
さらに，本態様によれば，無線受信機として，ＡｃＲを採用することで，受信信号に対して，自己相関処理を施して，ノイズを低減させることができる。なお，受信信号のノイズを低減させるための処理は，自己相関処理に限られることはなく，平均化処理であればいかなる処理であってもよい。
【００７４】
また，本態様によれば，図２に示したように，デバイス１にノッチフィルター２７を設けることで，受信信号のうち，所定の周波数領域にある受信信号を除く（減衰させる）ことができる。なお，所定の周波数領域にある受信信号（周波数成分）を減衰させるためのフィルターは，ノッチフィルターに限られることはなく，いかなるフィルターであってもよい。さらに，本態様では，デバイス１には，ＮＢＩ検出部４５と，ＮＢＩ特定部３５とが設けられており，これにより，受信信号にＮＢＩが存在した場合において，受信信号のノッチフィルター２７への入力と，ノッチフィルター２７の制御とを実現している。このように構成することにより，ＮＢＩを選択的に緩和することができる。
【００７５】
特に，ＮＢＩ特定部３５がＮＢＩの中心周波数に合わせて調整信号を生成して，ノッチフィルター２７が通さない信号の周波数領域を変更することで，ＮＢＩをより確実に緩和することができる。また，ＮＢＩ特定部３５は，ＮＢＩ検出部４５から入力されたＮＢＩ検出結果を利用することで，ノッチフィルター２７の制御が必要かどうかを容易に判断することができる。そして，ノッチフィルター２７の制御が必要ではない場合，受信信号は，ノッチフィルター２７ではなくバイパスライン２５に入力される。これにより，不必要な処理を省略することができ，処理負荷が軽減される。その結果，最適動作が実現されることとなる。
【００７６】
また，本態様によれば，無線受信機が，並行サンプリングを実行可能に構成されているので，受信信号を周波数成分に分けてＮＢＩの検出を行うことができる。このようにＮＢＩの検出を行うことで，ＮＢＩの検出精度を高めることができる。
【００７７】
なお，上述した態様では，ＮＢＩの中心周波数に関する情報を，ノッチフィルター２７を制御するために用いたが，さらに，信号処理部３０（又は信号送信部）からの信号が外部へ出力されないように制御するために用いてもよい。この場合，信号処理部３０の出力側に設けられたスイッチが制御される。このようにすることで，干渉信号を含む受信信号が外部に出力されるのを防止することもできる。
【００７８】
また，上述した態様では，緩和制御部４０と信号処理部３０とを別体として構成したが，一体として構成してもよく，その場合，たとえば，信号処理部３０内に緩和制御部４０が設けられる。また，上述した態様では，バイパスライン２５とノッチフィルター２７とを，干渉緩和部２０内に設けるとしたが，無線受信部１０内に設けてもよい。
【００７９】
上述した態様において，相関処理部２２を構成する相関器２２ａの数は，多い方が，精度高くＮＢＩを検出することができ，好ましい。一方，相関器２２ａの数が多くなると，デバイス１の複雑度が増すため，好ましくない。したがって，相関器２２ａの数は，４個〜８個が好ましい。
【実施例】
【００８０】
続いて，本発明の実施例を説明する。本実施例では，上述した態様についてのシミュレーション結果の一部について図６及び図７を用いて説明する。シミュレーションでは，シンボル期間Ｔsymを５０（ｎｓ）とし，データの極性を＋１，−１とし，シンボルの数Ｎdを１２８とし，積分区間を表す期間ＴIを２０（ｎｓ）とし，遅延時間Ｄkを１．３，１．５，…とした。
【００８１】
図６及び図７は，シミュレーション結果を説明するためのグラフである。図６は，推定した周波数の二乗平均平方根誤差とＳＩＲとの関係を示しており，図７は，推定した周波数の二乗平均平方根誤差とＳＮＲとの関係を示している。なお，ＳＩＲとは，信号対干渉（妨害）比のことをいい，ＳＮＲとは，信号対ノイズ比のことをいう。
【００８２】
図６に示すように，ＳＮＲの値を５ｄＢとしてシミュレーションした場合であって，相関器２２ａが４つであるとき（円形マークを結ぶ実線），ＳＩＲが−５ｄＢでエラーフロアは０．１３ＧＨｚとなった。相関器２２ａが６つであるとき（正方形マークを結ぶ実線），ＳＩＲが−１０ｄＢでエラーフロアは０．０５６ＧＨｚとなった。相関器２２ａが８つであるとき（菱形マークを結ぶ実線），ＳＩＲが−１０ｄＢでエラーフロアは０．０１３３ＧＨｚとなった。また，ＳＮＲの値を−１５ｄＢとしてシミュレーションした場合（破線）にも，上記の場合に比較して，プロットの顕著なシフトが見られなかった。
【００８３】
したがって，図６から，相関器２２ａの数が多いほど，エラーフロアの値が小さくなる傾向にあるということが分かった。
【００８４】
また，図７には，ＳＩＲの値を固定してシミュレーションした場合が示されている。この場合にも，図６の場合と同様に，相関器２２ａの数が多いほど，エラーフロアの値が小さくなる傾向にあるということが分かった。
【００８５】
したがって，図６から，相関器２２ａの数が多いほど，エラーフロアの値が小さくなる傾向にあるということが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は，無線通信などの分野で好適に利用されうる。
【符号の説明】
【００８７】
１  デバイス
１０  無線受信部
１２  アンテナ
１４  バンドパスフィルター（ＢＰＦ）
１６  遅延処理部
１６ａ  遅延部
２０  干渉緩和部
２２  相関処理部
２２ａ  相関器
２５  バイパスライン
２７  ノッチフィルター
３０  信号処理部
３２  ディジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）
３５  ＮＢＩ特定部
４０  緩和制御部
４５  ＮＢＩ検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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