(57)【要約】      （修正有）【課題】シングルキャリア信号における狭帯域干渉のキャンセル方法を提供する。【解決手段】シングルキャリア信号を受信するとともに、シングルキャリア信号を受信シンボルに変換するＳ６００。受信シンボルを、時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域における受信シンボルにするＳ６０１。周波数領域における受信シンボル電力に基づき、信号および熱雑音電力推定を決定するＳ６０２。信号および熱雑音電力推定と、周波数領域における受信シンボル電力とから、狭帯域干渉の分散を推定するＳ６０４。狭帯域干渉の分散の推定を考慮に入れ、周波数領域における受信シンボルを、または、周波数領域における受信シンボルから導出されるシンボルを、等化するＳ６０５。【選択図】図６ａ
2015198449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シングルキャリア信号における狭帯域干渉をキャンセルする方法であって、
前記方法は、受信機によって実行されるステップとして、
‐シングルキャリア信号を受信するとともに、前記シングルキャリア信号を受信シンボルに変換するステップと、
‐前記受信シンボルを、時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域における受信シンボルにするステップと、
‐前記周波数領域における前記受信シンボル電力に基づき、信号および熱雑音電力推定を決定するステップと、
‐前記信号および熱雑音電力推定と、前記周波数領域における前記受信シンボル電力とから、前記狭帯域干渉の分散を推定するステップと、
‐前記狭帯域干渉の前記分散の前記推定を考慮に入れ、前記周波数領域における受信シンボルを、または、前記周波数領域における受信シンボルから導出されるシンボルを、等化するステップと
を備えることを特徴とする、方法。
【請求項２】
さらに、
‐前記狭帯域干渉の前記分散に依存する重み付け係数を決定するステップであって、前記重み付け係数は前記狭帯域干渉の前記分散の減少関数である、重み付け係数を決定するステップと、
‐前記重み付け係数を考慮に入れて前記周波数領域における受信シンボルを等化するステップと
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記重み付け係数は１またはヌル値に等しく、これは前記狭帯域干渉の推定された前記分散に依存することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
さらに、
‐前記狭帯域干渉の前記分散の推定のために用いられる第１の閾値を、前記信号および熱雑音電力に基づいて決定するステップ
を備えることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
さらなるステップとして、
‐周波数領域における受信シンボルの周波数依存受信電力を推定するステップと、
‐推定された前記周波数依存受信電力から、前記信号および熱雑音電力を反復的に決定するステップと、
を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
反復的に決定される前記適応的信号および熱雑音電力は、
‐前記周波数領域における受信シンボルの全受信電力の第１の平均処理を実行することと、
‐第１の反復において、前記平均全受信電力に基づき、一時的閾値を決定することと、
‐前記第１の反復において決定された前記一時的閾値よりも大きい前記周波数領域における受信シンボルの電力をすべて丸めることと、
‐丸められた前記電力の第２の平均処理を実行することと、
‐補正係数によって前記第２の平均を補正することと、
‐後続の反復において、補正された前記平均に基づき、後続の一時的閾値を決定することと、
‐前記後続の一時的閾値よりも大きい電力をすべて丸めることと、
‐丸められた前記電力の第３の平均処理を実行することと、
‐補正係数によって前記第３の平均を補正することと、
前記一時的閾値決定、前記丸め、前記第３の平均処理および前記補正を所定回数実行することと
によって決定されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記補正係数は、前記電力が丸められた前記シンボルは複素ガウス法則に従うと想定して計算されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記補正係数はルックアップテーブルを用いて決定されることを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
さらに、前記周波数領域における受信シンボルに基づいてチャネル推定を実行するステップを備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
さらなるステップとして、
‐前記信号および熱雑音電力推定に基づき、第２の閾値を決定するステップと、
‐決定された前記第２の閾値において前記周波数領域における受信シンボルの振幅を丸めるステップであって、丸められた前記周波数領域における受信シンボルは、前記受信シンボルから導出されるシンボルである、前記周波数領域における受信シンボルの振幅を丸めるステップと
を備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記チャネル推定は、丸められた前記周波数領域における受信シンボルに対して実行されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記シングルキャリア信号は、シングルキャリア直交周波数分割多重変調信号であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
シングルキャリア信号における狭帯域干渉をキャンセルする装置であって、
前記装置は受信機に含まれ、
前記装置は、
‐シングルキャリア信号を受信するとともに、前記シングルキャリア信号を受信シンボルに変換する手段と、
‐前記受信シンボルを、時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域における受信シンボルにする手段と、
‐前記周波数領域における前記受信シンボル電力に基づき、信号および熱雑音電力推定を決定する手段と、
‐前記信号および熱雑音電力推定と、前記周波数領域における前記受信シンボル電力とから、前記狭帯域干渉の分散を推定する手段と、
‐前記狭帯域干渉の前記分散の前記推定を考慮に入れ、前記周波数領域における受信シンボルを、または、前記周波数領域における受信シンボルから導出されるシンボルを、等化する手段と
を備えることを特徴とする、装置。
【請求項１４】
プログラム可能な装置に直接ロード可能とすることができるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムがプログラム可能な装置において実行される時に、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法の各ステップを実施するためのコード部分又は命令を含む、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、受信シンボルを表すシングルキャリア信号における狭帯域干渉をキャンセルするための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、復調が周波数領域において実装されるシングルキャリア変調に基づく通信システムにおいて、狭帯域干渉源(narrow band interferer)をキャンセルすることに関する。
【０００３】
例示として、かつ非限定的な態様で、本発明は、シングルキャリア直交周波数分割多重変調方式（ＳＣ−ＯＦＤＭ）に適用可能である。
【０００４】
ＳＣ−ＯＦＤＭは、ＯＦＤＭタイプの多重化を伴うがシングルキャリアのようなエンベロープを有する変調方式である。これは時間領域においても周波数領域においても実装可能である。後者の場合には、（離散フーリエ変換）ＤＦＴ拡散ＯＦＤＭまたはＳＣ−ＦＤＥ（シングルキャリア周波数領域等化）またはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア周波数分割多元接続）とも呼ばれる。周波数領域の実装が（とくに受信機において）一般に好まれる。
【０００５】
本発明は、周波数領域において等化が実行される場合には、シングルキャリア時分割多重（ＳＣ−ＴＤＭ）にも適用可能である。
【０００６】
本発明は、無線セルラ通信ネットワーク（３ＧＰＰ／ＬＴＥアップリンク伝送のようなもの）またはブロードキャスティングシステム（デジタルビデオブロードキャスティング次世代ハンドヘルド（Digital Video Broadcasting Next Generation Handheld）（ＤＶＢ−ＮＧＨ）システムおよび衛星通信システムのようなもの）への適用を見出す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、シングルキャリア信号における少なくとも１つの狭帯域干渉をキャンセルできるようにする方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のために、本発明は、シングルキャリア信号における狭帯域干渉をキャンセルする方法であって、
前記方法は、受信機によって実行されるステップとして、
‐シングルキャリア信号を受信するとともに、前記シングルキャリア信号を受信シンボルに変換するステップと、
‐前記受信シンボルを、時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域における受信シンボルにするステップと、
‐前記周波数領域における前記受信シンボル電力に基づき、信号および熱雑音電力推定を決定するステップと、
‐前記信号および熱雑音電力推定と、前記周波数領域における前記受信シンボル電力とから、前記狭帯域干渉の分散を推定するステップと、
‐前記狭帯域干渉の前記分散の前記推定を考慮に入れ、前記周波数領域における受信シンボルを、または、前記周波数領域における受信シンボルから導出されるシンボルを、等化するステップと
を備えることを特徴とする、方法に関する。
【０００９】
また、本発明は、シングルキャリア信号における狭帯域干渉をキャンセルする装置であって、
前記装置は受信機に含まれ、
前記装置は、
‐シングルキャリア信号を受信するとともに、前記シングルキャリア信号を受信シンボルに変換する手段と、
‐前記受信シンボルを、時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域における受信シンボルにする手段と、
‐前記周波数領域における前記受信シンボル電力に基づき、信号および熱雑音電力推定を決定する手段と、
‐前記信号および熱雑音電力推定と、前記周波数領域における前記受信シンボル電力とから、前記狭帯域干渉の分散を推定する手段と、
‐前記狭帯域干渉の前記分散の前記推定を考慮に入れ、前記周波数領域における受信シンボルを、または、前記周波数領域における受信シンボルから導出されるシンボルを、等化する手段と
を備えることを特徴とする、装置にも関する。
【００１０】
このように、受信シンボルにおける干渉の量は、各周波数について（すなわち各キャリアインデックスについて）推定され、干渉が存在する時に等化が改善され、干渉が存在する時に受信機の全体的な性能が向上する。
【００１１】
特定の特徴によれば、受信機は、
‐前記狭帯域干渉の前記分散に依存する重み付け係数を決定し、ただし前記重み付け係数は前記狭帯域干渉の前記分散の減少関数であり、
‐前記重み付け係数を考慮に入れて前記周波数領域における受信シンボルを等化する。
【００１２】
このように、等化は、干渉に関する情報を簡単な方法で使用し、複雑さが低減される。
【００１３】
特定の特徴によれば、前記重み付け係数は１またはヌル値に等しく、これは前記狭帯域干渉の推定された前記分散に依存する。
【００１４】
このように、等化の複雑さがさらに低減される。
【００１５】
特定の特徴によれば、受信機は、
‐周波数領域における受信シンボルの周波数依存受信電力を推定し、
‐推定された前記周波数依存受信電力から、前記信号および熱雑音電力を反復的に決定する。
【００１６】
このように、信号および熱雑音電力が簡単かつ効率的に推定され、複雑さは低いままであり、性能が向上する。
【００１７】
特定の特徴によれば、反復的に決定される前記適応的信号および熱雑音電力は、
‐前記周波数領域における受信シンボルの全受信電力の第１の平均処理を実行することと、
‐第１の反復において、前記平均全受信電力に基づき、閾値を決定することと、
‐前記第１の反復において決定された前記閾値よりも大きい前記周波数領域における受信シンボルの電力をすべて丸めることと、
‐丸められた前記電力の第２の平均処理を実行することと、
‐補正係数によって前記第２の平均を補正することと、
‐後続の反復において、補正された前記平均に基づき、後続の適応的閾値を決定することと、
‐前記後続の適応的閾値よりも大きい電力をすべて丸めることと、
‐丸められた前記電力の第３の平均処理を実行することと、
‐補正係数によって前記第３の平均を補正することと、
前記適応的閾値決定、前記丸め、前記第３の平均処理および前記補正を所定回数実行することと
によって決定される。
【００１８】
このように、干渉電力を排除した信号および熱雑音電力が簡単かつ効率的に推定され、補正係数は、干渉が存在しない時に信号および雑音電力が過小評価されないことを確実にし、複雑さは低いままであり、干渉が存在する時に性能が向上する。
【００１９】
特定の特徴によれば、受信機は、信号および熱雑音電力に基づいて第１の閾値を決定し、第１の閾値は狭帯域干渉の分散を推定するために用いられる。
【００２０】
このように、分散が簡単に推定され、複雑さは低いままである。
【００２１】
特定の特徴によれば、前記補正係数は、前記電力が丸められた前記シンボルは複素ガウス法則に従うと想定して計算される。
【００２２】
このように、各反復において、干渉が存在しない時に丸めに起因する電力損失は補正係数によって補償され、干渉が存在しない時に劣化が発生しない。
【００２３】
特定の特徴によれば、前記補正係数はルックアップテーブルを用いて決定される。
【００２４】
このように、補正係数は追加の計算なしで容易に決定される。
【００２５】
特定の特徴によれば、受信機は、前記周波数領域における受信シンボルに基づいてチャネル推定を実行する。
【００２６】
このように、チャネルが推定され、等化は受信機の性能を向上させるためにこの推定を用いることができる。
【００２７】
特定の特徴によれば、受信機は、
‐前記信号および熱雑音電力推定に基づき、第２の閾値を決定し、
‐決定された前記第２の閾値において前記周波数領域における受信シンボルの振幅を丸め、丸められた前記周波数領域における受信シンボルは、前記受信シンボルから導出されるシンボルである。
【００２８】
このように、データおよび／またはパイロットシンボルを表す受信シンボルにおける干渉の量が低減される。
【００２９】
特定の特徴によれば、前記チャネル推定は、丸められた前記周波数領域における受信シンボルに対して実行される。
【００３０】
このように、チャネル推定性能が向上し、受信機の全体的な性能が向上する。
【００３１】
特定の特徴によれば、前記シングルキャリア信号は、シングルキャリア直交周波数分割多重変調信号である。
【００３２】
このように、専用のヘッダまたはプレフィクスにより、周波数領域における復調の実施が容易になる。
【００３３】
さらに別の様態によれば、本発明は、プログラム可能な装置に直接ロード可能とすることができるコンピュータプログラムであって、コンピュータプログラムがプログラム可能な装置において実行される時に、本発明に係る方法における各ステップを実施するためのコード部分又は命令を含むコンピュータプログラムに関する。
【００３４】
コンピュータプログラムに関連する特徴および利点は、対応する上述の本発明に係る方法および装置に関してすでに説明したものと同一であるので、それらはここでは繰り返さない。
【００３５】
本発明の特徴は、添付図面を参照して作成された以下の実施形態例の説明を読むことからより明確に現れるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明が実施される無線リンクを表す図である。
【図２】本発明が実施される受信機のアーキテクチャを表す図である。
【図３ａ】本発明の第１の実現モードによる受信機の無線インタフェースの構成要素のブロック図である。
【図３ｂ】本発明の第２の実現モードによる受信機の無線インタフェースの構成要素のブロック図である。
【図４】狭帯域干渉を伴う受信信号の例を表す図である。
【図５】本発明による信号および熱雑音電力推定モジュールのブロック図である。
【図６ａ】本発明の第１の実現モードによる宛先によって実行されるアルゴリズムの例を表す図である。
【図６ｂ】本発明の第２の実現モードによる宛先によって実行されるアルゴリズムの例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、本発明が実施される無線リンクを表す。
【００３８】
本発明は、発信源Ｓｒｃによって転送された信号が少なくとも１つの受信機Ｒｅｃに転送される例において開示される。
【００３９】
図１には簡明のためただ１つの受信機Ｒｅｃのみが示されているが、より重要な数の受信機Ｒｅｃによって信号を受信することも可能である。
【００４０】
受信機Ｒｅｃは、ビデオ信号のようなデータが転送される宛先となる固定端末または移動端末に含まれてもよい。
【００４１】
データ（および、場合によっては、発信源と１つの受信機との間の無線リンクの推定を可能にする情報）は、シングルキャリア変調を用いて転送される。
【００４２】
本発明によれば、受信機Ｒｅｃは、
‐シングルキャリア信号を受信するとともに、シングルキャリア信号を受信シンボルに変換し、
‐受信シンボルを、時間領域から周波数領域に変換して、周波数領域における受信シンボルにし、
‐周波数領域における受信シンボル電力に基づき、信号および熱雑音電力推定を決定し、
‐信号および熱雑音電力推定と、周波数領域における受信シンボル電力とから、狭帯域干渉の分散を推定し、
‐狭帯域干渉の分散の推定を考慮に入れ、周波数領域における受信シンボルを、または、周波数領域における受信シンボルから導出されるシンボルを、等化する。
【００４３】
図２は、本発明が実施される受信機のアーキテクチャを表す図である。
【００４４】
受信機Ｒｅｃは、たとえば、バス２０１によって互いに接続される構成要素と、図６ａおよび図６ｂに開示されるプログラムによって制御されるプロセッサ２００とに基づくアーキテクチャを有する。
【００４５】
受信機Ｒｅｃは、専用の集積回路に基づくアーキテクチャを有してもよいということに留意すべきである。
【００４６】
バス２０１は、プロセッサ２００を、読み出し専用メモリＲＯＭ２０２に、ランダムアクセスメモリ２０３に、および無線インタフェース２０５にリンクする。
【００４７】
メモリ２０３は、変数を収容することを意図するレジスタと、図６ａまたは図６ｂに開示されるアルゴリズムに関するプログラムの命令とを含む。
【００４８】
プロセッサ２００は、無線インタフェース２０５の動作を制御する。
【００４９】
読み出し専用メモリ２０２は、図６ａまたは図６ｂに開示されるアルゴリズムに関するプログラムの命令を含み、これらは、受信機Ｒｅｃの電源が投入された時に、ランダムアクセスメモリ２０３へと転送される。
【００５０】
図６ａまたは図６ｂに関連して以下に記載されるアルゴリズムの、任意のステップおよびすべてのステップは、プログラム可能な計算機（ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）またはマイクロコントローラ等）による命令の組またはプログラムの実行によるソフトウェアにおいて実装されてもよい。または、そうでなければ、機械または専用の構成要素（ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定アプリケーション向け集積回路）等）によるハードウェアにおいて実装されてもよい。
【００５１】
言い換えると、受信機Ｒｅｃは回路（または回路を含む装置）を含み、この回路が、図６ａまたは図６ｂに関連して以下に記載されるアルゴリズムの各ステップを受信機Ｒｅｃに実行させる。
【００５２】
図６ａまたは図６ｂに関連して以下に記載されるアルゴリズムの各ステップを受信機Ｒｅｃに実行させる回路を含むそのような装置は、受信機Ｒｅｃに接続可能な外部の装置であってもよい。
【００５３】
無線インタフェース２０５は、図３ａおよび図３ｂに開示される構成要素を備える。
【００５４】
図３ａは、本発明の第１の実現モードによる受信機の無線インタフェースの構成要素のブロック図を開示する。
【００５５】
無線インタフェース２０５は、同期モジュール３０１を備える。同期モジュール３０１は、受信シンボルに対して無線インタフェース２０５のＤＦＴモジュール３００を同期させる役割を担う。
【００５６】
ＤＦＴモジュール３００は、受信シンボルを、時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域における受信シンボルｙｋにする。ただしｋはキャリアのインデックスを表す。受信シンボルは、受信されたシングルキャリア信号を受信シンボルに変換することにより取得される。
【００５７】
周波数領域における受信シンボルは、
ｙｋ＝ｈｋｘｋ＋νｋ
によって表されてもよい。ただし、ｈｋはインデックスｋのキャリアに対するチャネル応答であり、νｋは同じ周波数における加法的雑音である。項νｋは加法的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）の加算であり、たとえば熱雑音および狭帯域干渉源である。狭帯域干渉源のために、νｋの分散は周波数に依存し、σｋ２によって表される。
【００５８】
周波数領域における受信シンボルは、適応的信号および熱雑音電力推定モジュール３０５、閾値ベース干渉推定モジュール３０３、チャネル推定モジュール３０２、等化モジュール３０６に提供される。
【００５９】
適応的信号および熱雑音電力推定モジュール３０５は、信号および熱雑音電力の推定（Ｐｓと表す）を、閾値ベースの干渉推定モジュール３０３に提供する。
【００６０】
たとえば、閾値ベースの干渉推定モジュール３０３は、インデックスｋの各キャリアについて、等化モジュールが用いる粗い干渉源分散ωｋを推定する。この分散は、受信電力ｐｋと、信号および熱雑音電力推定Ｐｓから計算される閾値Ｔａとから計算される。
【００６１】
たとえば、Ｔａ＝Ｐｓ＋ｘｄＢであり、ｘは０から数ｄＢ（最大で１０ｄＢというように）である。
【００６２】
たとえば、ωｋ＝ｍａｘ（０，ｐｋ−Ｔａ）である。
【００６３】
狭帯域干渉を表すこの情報は、等化モジュール３０６に提供される。
【００６４】
粗い分散ωｋは、様々な方法で等化を行う等化モジュール３０６によって用いられる。
【００６５】
等化モジュール３０６は、最小平均二乗誤差等化（ＭＭＳＥ）であってもよい。
【００６６】
たとえば、粗い分散ωｋは、ＭＭＳＥ等化において次のように用いられる：
【００６７】
【数１】
2015198449.tif 000003
【００６８】
ただし、σ２は熱雑音分散の推定であり、ｈｋ＊はキャリアｋに対する推定チャネルの共役を表す。
【００６９】
ここで、σ２は、所定値にセットアップされてもよいということに留意する必要がある。
【００７０】
たとえば、粗い分散ωｋは、等化の前または後に周波数領域における受信シンボルｙｋに適用される重み付け係数λｋを決定するために用いられてもよい。
【００７１】
等化がＭＭＳＥ等化である場合には、
【００７２】
【数２】
2015198449.tif 000004
【００７３】
ここで、λｋはωｋの減少関数であるということに留意する必要がある。たとえば、λｋは、
【００７４】
【数３】
2015198449.tif 000005
【００７５】
であり、ただし、たとえばａ＝ｂ＝２Ｐｓである。
【００７６】
たとえば、λｋは、ωｋの値に依存して、（または、ここでは等価であるが、適応的閾値Ｔａに対するｐｋの相対的な値に依存して）０および１という２種類の値のみを取る。
【００７７】
【数４】
2015198449.tif 000006
【００７８】
λｋ＝０は、狭帯域干渉源の位置に対応し、これらのキャリアにおける等化シンボルはヌル値にセットされる。
【００７９】
本発明によれば、等化（たとえば、非限定的に、最小平均二乗誤差（Minimum Mean Square Error）（ＭＭＳＥ）等化）の前に干渉に関連する情報を提供することにより、狭帯域干渉が存在する時に受信の全体的な性能が向上する。
【００８０】
各キャリアｋについて、閾値ベースの干渉推定モジュール３０３の出力ωｋまたはλｋは、等化モジュール３０６に提供される。
【００８１】
チャネル推定モジュール３０２は、（たとえばパイロットシンボルに基づいて）チャネル推定を実行する。
【００８２】
等化モジュール３０６の出力は、ＩＤＦＴ（逆離散フーリエ変換（Inverse Discrete Fourier Transform）モジュール３０７に提供される。ＩＤＦＴモジュール３０７は、ＤＦＴモジュール３００とは異なるサイズを有してもよい。
【００８３】
古典的な等化処理（とくにＭＭＳＥ）は、チャネルの完全な知識および狭帯域干渉源分散の完全な知識を想定する。本発明によって狭帯域干渉分散は簡単に推定される。しかしながら、チャネル推定処理は干渉源に敏感である。干渉源電力は信号電力よりはるかに大きくなり得るということに留意しなければならない。
【００８４】
干渉源（すなわち狭帯域干渉）の例は、図４を参照して与えられる。
図３ｂは、本発明の第２の実現モードによる受信機の無線インタフェースの構成要素のブロック図を開示する。
【００８５】
無線インタフェース２０５は、同期モジュール３５１を備える。同期モジュール３５１は、受信シンボルに対してインタフェース２０５のＤＦＴモジュール３５０を同期させる役割を担う。
【００８６】
ＤＦＴモジュール３５０は、受信シンボルを、時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域における受信シンボルｙｋにする。ただしｋはキャリアのインデックスを表す。受信シンボルは、受信されたシングルキャリア信号を受信シンボルに変換することにより取得される。
【００８７】
周波数領域における受信シンボルは、
ｙｋ＝ｈｋｘｋ＋νｋ
によって表されてもよい。ただし、ｈｋはインデックスｋのキャリアに対するチャネル応答であり、νｋは同じ周波数における加法的雑音である。項νｋは加法的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）雑音の加算であり、たとえば熱雑音および狭帯域干渉源である。狭帯域干渉源のために、νｋの分散は周波数に依存し、σｋ２によって表される。
【００８８】
周波数領域における受信シンボルは、適応的信号および熱雑音電力推定モジュール３５５、閾値ベース干渉推定モジュール３５３に提供され、適応的閾値決定および丸めモジュール３５８に提供される。
【００８９】
チャネル等化は、たとえばパイロットシンボルに基づく。
【００９０】
適応的信号および熱雑音電力推定モジュール３５５は、信号および熱雑音電力の推定（Ｐｓと表す）を、閾値ベースの干渉推定モジュール３５３に提供する。
【００９１】
適応的信号および熱雑音電力推定モジュール３５５は、信号および熱雑音電力の推定（Ｐｓと表す）を、適応的閾値決定および丸めモジュール３５８に提供する。
【００９２】
適応的閾値決定および丸めモジュール３５８は、別の閾値Ｔｄを、（たとえば決定された電力Ｐｓに４ｄＢを加えたものに等しく）決定する。
【００９３】
その後、閾値Ｔｄは、次の規則に従って周波数領域における受信シンボルの振幅を丸めるために、適応的閾値決定および丸めモジュール３５８によって用いられる。
【００９４】
【数５】
2015198449.tif 000007
【００９５】
ただしｉは、上述の両式において「−１」の平方根である。
【００９６】
適応的閾値決定および丸めモジュール３５８によって処理された受信シンボルは、その後チャネル推定モジュール３５２および等化モジュール３５６に提供される。
【００９７】
たとえば、閾値ベースの干渉推定モジュール３５３は、インデックスｋの各キャリアについて、等化モジュールが用いる粗い干渉源分散ωｋを推定する。この分散は、受信電力ｐｋと、信号および熱雑音電力推定Ｐｓから計算される閾値Ｔａとから計算される。
【００９８】
たとえば、Ｔａ＝Ｐｓ＋ｘｄＢであり、ｘは０から数ｄＢ（最大で１０ｄＢというように）である。
【００９９】
たとえば、ωｋ＝ｍａｘ（０，ｐｋ−Ｔａ）である。
【０１００】
狭帯域干渉を表すこの情報は、等化モジュール３５６に提供される。
【０１０１】
粗い分散ωｋは、様々な方法で等化を行う等化モジュール３５６によって用いられる。
【０１０２】
等化モジュール３５６は、最小平均二乗誤差等化（ＭＭＳＥ）であってもよい。
【０１０３】
たとえば、粗い分散ωｋは、ＭＭＳＥ等化において次のように用いられる：
【０１０４】
【数６】
2015198449.tif 000008
【０１０５】
ただし、σ２は熱雑音分散の推定であり、ｈｋ＊はキャリアｋに対する推定チャネル（適応的閾値決定および丸めモジュール３５８によって処理された受信シンボルについてチャネル推定を実行する推定モジュールによって提供される）の共役を表す。
【０１０６】
ここで、σ２は、所定値にセットアップされてもよいということに留意する必要がある。
【０１０７】
たとえば、粗い分散ωｋは、等化の前または後に周波数領域における受信シンボルｙｋに適用される重み付け係数λｋを決定するために用いられてもよい。
【０１０８】
等化がＭＭＳＥ等化である場合には、
【０１０９】
【数７】
2015198449.tif 000009
【０１１０】
ここで、λｋはωｋの減少関数であるということに留意する必要がある。たとえば、λｋは、
【０１１１】
【数８】
2015198449.tif 000010
【０１１２】
であり、ただし、たとえばａ＝ｂ＝２Ｐｓである。
【０１１３】
たとえば、λｋは、ωｋの値に依存して、（または、ここでは等価であるが、適応的閾値Ｔａに対するｐｋの相対的な値に依存して）０および１という２種類の値のみを取る。
【０１１４】
【数９】
2015198449.tif 000011
【０１１５】
λｋ＝０は、狭帯域干渉源の位置に対応し、これらの位置における等化シンボルはヌル値にセットされる。
【０１１６】
各キャリアｋについて、閾値ベースの干渉推定モジュール３５３の出力ωｋまたはλｋは、等化モジュール３５６に提供される。
【０１１７】
等化モジュール３５６の出力は、ＩＤＦＴモジュール３５７に提供される。ＩＤＦＴモジュール３５７は、ＤＦＴモジュール３５０とは異なるサイズを有してもよい。
【０１１８】
古典的な等化処理（とくにＭＭＳＥ）は、チャネルの完全な知識および狭帯域干渉源分散の完全な知識を想定する。本発明によって狭帯域干渉分散は簡単に推定される。しかしながら、チャネル推定処理は干渉源に敏感である。干渉源電力は信号電力よりはるかに大きくなり得るということに留意しなければならない。
【０１１９】
図４は、狭帯域干渉を伴う受信信号の例を表す。
【０１２０】
狭帯域干渉を伴う受信信号は周波数領域において表される。すなわち、一度、ＤＦＴモジュール３００または３５０が受信シンボルを時間領域から周波数領域に変換する。
【０１２１】
水平軸は周波数を表し、垂直軸は各周波数帯において受信された信号の電力を表す。
【０１２２】
干渉電力４３は、信号および熱雑音電力４５よりもはるかに大きい場合がある。干渉源４１が純粋な正弦波であれば、−１０ｄＢの信号対干渉電力比Ｃ／Ｉ（すなわち、信号の１０倍強力である干渉源）をもって良好な受信が得られる。
【０１２３】
本発明は、閾値（この閾値を超える信号は、支配的な（dominating）狭帯域干渉である可能性がより高く、一方で、この閾値未満の信号は、信号および熱雑音に対応するものである可能性がより高い、そのような閾値）を決定することを目的とする。
【０１２４】
受信機が受信電力Ｐｔ（４３と表す）に従って閾値をセットアップする場合には、閾値４２は信号および雑音電力４５よりはるかに高くなるであろうから、干渉電力が大きければ閾値４２はかなり非効率的であろう。
【０１２５】
信号および熱雑音電力４５（Ｐｓと呼ばれる）が既知であれば、約Ｐｓ＋４ｄＢの閾値Ｔａ（４４と表される）が良好な性能を与える。受信機Ｒｅｃが全電力Ｐｔのみを知っている場合には、干渉源が存在しない場合に信号を劣化させることを確実に回避するために、受信機Ｒｅｃは約Ｔ’＝Ｐｔ＋４ｄＢの閾値（４２と表す）を用いなければならない。干渉源が高い場合には、ＰｔはＰｓよりはるかに大きく、閾値Ｔ’４２は最適な閾値Ｔ４４よりもはるかに大きい。
【０１２６】
したがって、本発明は、閾値Ｔａ（および任意選択で閾値Ｔｄ）を定義する前にＰｓを推定する。
【０１２７】
この推定は、周波数依存受信電力ｐｋに基づく。
【０１２８】
周波数依存受信電力ｐｋを推定するために、本発明はブロックベースで（すなわち、
ｐｋ＝｜ｙｋ｜２
を用いて）実施されてもよい。
【０１２９】
本発明は、平均ベースで（たとえば、｜ｙｋ｜２の（時間的に）連続する値の間にフィルタを適用することによって）実施されてもよい：
【０１３０】
【数１０】
2015198449.tif 000012
【０１３１】
ただしｊは時間ブロックインデックスである。ブロックは、ブロック復調（ＤＦＴ、周波数領域における処理、ＩＤＦＴのようなもの）が適用されるサンプルの集合である。
【０１３２】
ａｊ値は、平滑化時間フィルタの係数である。
【０１３３】
ｐｋ値を知っているので、Ｐｓの推定は、以下の原理に基づく：「信号および熱雑音は、周波数領域においてガウス状の統計を有し、一方で、干渉源は『ピーク』であり、したがって閾値に対してはるかに敏感である」。
【０１３４】
推定は、以下のように反復的に実行されてもよい。
【０１３５】
信号および熱雑音電力Ｐｓの第１の電力推定は、全受信電力Ｐｔ：
【０１３６】
【数１１】
2015198449.tif 000013
【０１３７】
に等しい。
【０１３８】
ただし、ＭはＩＤＦＴ３０７によって実行されるＩＤＦＴのサイズである。
【０１３９】
その後、電力ｐｋは、現在の電力推定に関してセットアップされた閾値Ｔに従って丸められる。たとえば最初の反復についてＴ＝Ｐ０＋３ｄＢ＝２Ｐ０であり、その後にはＴ＝Ｐｉ＋３ｄＢ＝２Ｐｉである。
【０１４０】
ｐｋ≧Ｔである場合にはｐｋ＝Ｔであり、ｐｋ＜Ｔである場合にはｐｋ＝ｐｋである。
【０１４１】
丸めと、丸められた電力の平均との後、平均に補正係数が適用される。この補正は、電力が丸められたシンボルは複素ガウス法則(complex Gaussian law)に従うと想定している。
【０１４２】
補正後の値は、新たな電力推定（ｉ番目の反復についてＰｉ）に対応する。
【０１４３】
上述の推定の例は、図５を参照して与えられる。
【０１４４】
図５は、本発明による信号および熱雑音電力推定モジュールの構成要素のブロック図を開示する。
【０１４５】
適応的信号および熱雑音電力推定モジュール３０５または３５５は、周波数依存受信電力ｐｋを決定する周波数依存受信電力モジュール５０８を備える。
【０１４６】
本発明はブロックベースで、すなわち
ｐｋ＝｜ｙｋ｜２
を用いることによって実施されてもよい。
【０１４７】
適応的信号および熱雑音電力推定モジュール３０５または３５５は、平均処理モジュール５０３を備える。平均処理モジュール５０３は、Ｐ０を計算するために全受信電力Ｐｔを平均する。ただし
【０１４８】
【数１２】
2015198449.tif 000014
【０１４９】
である。
【０１５０】
電力Ｐ０はスイッチ５０４に提供される。スイッチ５０４は、最初の反復では電力Ｐ０を提供し、最初の反復が実行されると、電力Ｐｉを提供する。ただしｉは１からＩ−１までであり、Ｉは適応的信号および熱雑音電力決定モジュール３０５または３５５が実行する反復の総数である。閾値計算モジュール５０５は、第１の閾値（たとえばＴ０＝２Ｐ０に等しい）を決定し、後続の反復において、閾値Ｔｉ＝２Ｐｉを決定する。
【０１５１】
閾値Ｔ０（および後続の反復ではＴｉ）は、丸めモジュール５００に提供される。丸めモジュール５００は、閾値Ｔ０（および後続の反復ではＴｉ）よりも大きい信号電力を、すべて次のように丸める。
ｐｋ＞Ｔｉならばｐｋ＝Ｔｉである。
そうでなければｐｋの値は変更されない。
【０１５２】
電力値は、平均処理モジュール５０１に提供される。平均処理モジュール５０１は、丸めモジュール５００によって提供された電力値を平均する。
【０１５３】
平均処理モジュール５０１によって提供される平均値は、その後、補正モジュール５０２に提供される。補正モジュール５０２は、補正係数δｉを決定し適用する。
【０１５４】
補正係数δ０（および後続の反復ではδｉ）は、閾値Ｔ０（および後続の反復ではＴｉ）に対する少なくとも１つの電力の丸めによって発生した電力損失を補償するために適用される。
【０１５５】
補正係数の計算は、電力が丸められた信号は複素ガウシアンであると想定する。
【０１５６】
ｉが０からＩ−１までのｉ番目の反復について、補正係数δｉは次のように決定される。
【０１５７】
信号が電力Ｐｉの複素ガウシアンである場合には、その電力は指数関数の確率法則に従い、
【０１５８】
【数１３】
2015198449.tif 000015
【０１５９】
である。ただし、パラメータ
【数１４】
2015198449.tif 000016
【０１６０】
を伴う。
【０１６１】
このような信号の電力に閾値Ｔｉが適用される場合には、平均電力は減少し、平均出力電力ＰＡＶｉは、
【０１６２】
【数１５】
2015198449.tif 000017
【０１６３】
に等しい。
【０１６４】
したがって、
【０１６５】
【数１６】
2015198449.tif 000018
【０１６６】
Ｐｉに対して、これは
【０１６７】
【数１７】
2015198449.tif 000019
【０１６８】
と表せる。
【０１６９】
乗法的な補正項は、
【０１７０】
【数１８】
2015198449.tif 000020
【０１７１】
に等しい。
【０１７２】
ＰＡＶｉおよびＴｉが既知であるので、Ｐｉは、方程式
【０１７３】
【数１９】
2015198449.tif 000021
【０１７４】
を（たとえば不動点定理を適用することにより）解くことによって導出される。
【０１７５】
本発明の好適な実現モードによれば、ＰＡＶｉおよびＴｉからδｉを、または直接的にＰｉを計算するためにルックアップテーブルが用いられる。この実現モードでは、上述の各式はルックアップテーブルに代入するために用いられる。
【０１７６】
補正された信号電力は、スイッチングモジュール５０４に提供される。スイッチングモジュール５０４は、これを、電力Ｐ０の代わりに閾値計算モジュール５０５に提供する。
【０１７７】
たとえば、反復の回数は３〜５に等しくしてもよい。電力Ｐｓは、最後の反復で決定された電力Ｐｉに等しい。
【０１７８】
図６ａは、本発明の第１の実現モードによる宛先によって実行されるアルゴリズムの例を開示する。
【０１７９】
本アルゴリズムは、より正確には、受信機Ｒｅｃのプロセッサ２００によって実行される。
【０１８０】
ステップＳ６００において、プロセッサ２００は、ＤＦＴモジュール３００を受信シンボルに対して同期させるよう、同期モジュール３０１に命令する。受信シンボルは、受信したシングルキャリア信号を受信シンボルに変換することによって取得される。
【０１８１】
次のステップＳ６０１において、プロセッサ２００は、受信シンボルを時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域における受信シンボルｙｋにするよう、ＤＦＴモジュール３００に命令する。ただしｋはキャリアのインデックスを表す。
【０１８２】
周波数領域における受信シンボルは、次のように表されてもよい：
ｙｋ＝ｈｘｘｋ＋νｋ
【０１８３】
次のステップＳ６０２において、プロセッサ２００は、信号および熱雑音電力推定モジュールに、図５を参照して開示されるように信号および熱雑音電力推定Ｐｓを決定するよう命令する。
【０１８４】
ステップＳ６０４において、プロセッサ２００は、各キャリアについて狭帯域干渉分散を推定するよう、閾値ベースの干渉推定モジュール３０３に命令する。
【０１８５】
たとえば、閾値ベースの干渉推定モジュール３０３は、インデックスｋの各キャリアについて、等化モジュールが用いる粗い干渉源分散ωｋを推定する。この分散は、受信電力ｐｋと、信号および熱雑音電力推定Ｐｓから計算される閾値Ｔａとから計算される。
【０１８６】
たとえば、Ｔａ＝Ｐｓ＋ｘｄＢであり、ｘは０から数ｄＢ（最大で１０ｄＢというように）である。
【０１８７】
たとえば、ωｋ＝ｍａｘ（０，ｐｋ−Ｔａ）である。
【０１８８】
たとえば、粗い分散ωｋは、等化の前または後に周波数領域における受信シンボルｙｋに適用される重み付け係数λｋを決定するために用いられてもよい。
【０１８９】
ここで、λｋはωｋの減少関数であるということに留意する必要がある。たとえば、λｋは、
【０１９０】
【数２０】
2015198449.tif 000022
【０１９１】
であり、ただし、たとえばａ＝ｂ＝２Ｐｓである。
【０１９２】
たとえば、λｋは、ωｋの値に依存して、（または、ここでは等価であるが、適応的閾値Ｔａに対するｐｋの相対的な値に依存して）０および１という２種類の値のみを取る。
【０１９３】
【数２１】
2015198449.tif 000023
【０１９４】
λｋ＝０は、狭帯域干渉源の位置に対応し、これらのキャリアにおける等化シンボルはヌル値にセットされる。
【０１９５】
ステップＳ６０３において、プロセッサ２００は、ステップＳ６０１で提供された周波数領域における受信シンボルに基づいてチャネル推定を実行するよう、チャネル推定モジュール３０２に命令する。チャネル推定モジュール３０２は、パイロットシンボルに基づいてチャネル推定を実行してもよい。
【０１９６】
ステップＳ６０５において、プロセッサ２００は、等化モジュール３０６に、閾値ベースの干渉推定によって提供される狭帯域干渉λｋまたはωｋを表す情報を用い、チャネル推定ステップの出力を用い、かつ、ステップＳ６０１で提供される周波数領域における受信シンボルを用いて、等化を実行するよう命令する。
【０１９７】
粗い分散ωｋは、等化の前または後に周波数領域における受信シンボルｙｋに適用される重み付け係数λｋを決定するために用いられてもよい。
【０１９８】
等化がＭＭＳＥ等化である場合には、
【０１９９】
【数２２】
2015198449.tif 000024
【０２００】
たとえば、粗い分散ωｋは、ＭＭＳＥ等化において次のように用いられてもよい：
【０２０１】
【数２３】
2015198449.tif 000025
【０２０２】
古典的な等化処理（とくにＭＭＳＥ）は、チャネルの完全な知識および狭帯域干渉源分散の完全な知識を想定する。本発明によって狭帯域干渉分散は簡単に推定される。しかしながら、チャネル推定処理は干渉源に敏感である。干渉源電力は信号電力よりはるかに大きくなり得るということに留意しなければならない。
【０２０３】
次のステップＳ６０６において、等化ステップＳ６０５によって提供されたサンプルに対し、ＩＤＦＴ変換が実行される。
【０２０４】
図６ｂは、本発明の第２の実現モードによる宛先によって実行されるアルゴリズムの例を開示する。
【０２０５】
本アルゴリズムは、より正確には、受信機Ｒｅｃのプロセッサ２００によって実行される。
【０２０６】
ステップＳ６５０において、プロセッサ２００は、ＤＦＴモジュール３５０を受信シンボルに対して同期させるよう、同期モジュール３５１に命令する。受信シンボルは、受信したシングルキャリア信号を受信シンボルに変換することによって取得される。
【０２０７】
次のステップＳ６５１において、プロセッサ２００は、受信シンボルを時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域における受信シンボルｙｋにするよう、ＤＦＴモジュール３５０に命令する。ただしｋはキャリアのインデックスを表す。
【０２０８】
周波数領域における受信シンボルは、次のように表されてもよい：
ｙｋ＝ｈｘｘｋ＋νｋ
【０２０９】
次のステップＳ６５２において、プロセッサ２００は、信号および熱雑音電力推定モジュールに、図５を参照して開示されるように信号および熱雑音電力推定Ｐｓを決定するよう命令する。
【０２１０】
ステップＳ６５３において、プロセッサ２００は、各キャリアについて狭帯域干渉分散を推定するよう、閾値ベースの干渉推定モジュール３５３に命令する。
【０２１１】
たとえば、閾値ベースの干渉推定モジュール３５３は、インデックスｋの各キャリアについて、等化モジュールが用いる粗い干渉源分散ωｋを推定する。この分散は、受信電力ｐｋと、信号および熱雑音電力推定Ｐｓから計算される閾値Ｔａとから計算される。
【０２１２】
たとえば、Ｔａ＝Ｐｓ＋ｘｄＢであり、ｘは０から数ｄＢ（最大で１０ｄＢというように）である。
【０２１３】
たとえば、ωｋ＝ｍａｘ（０，ｐｋ−Ｔａ）である。
【０２１４】
たとえば、粗い分散ωｋは、等化の前または後に周波数領域における受信シンボルｙｋに適用される重み付け係数λｋを決定するために用いられてもよい。
【０２１５】
ここで、λｋはωｋの減少関数であるということに留意する必要がある。たとえば、λｋは、
【０２１６】
【数２４】
2015198449.tif 000026
【０２１７】
であり、ただし、たとえばａ＝ｂ＝２Ｐｓである。
【０２１８】
たとえば、λｋは、ωｋの値に依存して、（または、ここでは等価であるが、適応的閾値Ｔａに対するｐｋの相対的な値に依存して）０および１という２種類の値のみを取る。
【０２１９】
【数２５】
2015198449.tif 000027
【０２２０】
λｋ＝０は、狭帯域干渉源の位置に対応し、これらの位置における等化シンボルはヌル値にセットされる。
【０２２１】
ステップＳ６５４において、プロセッサ２００は、信号および熱雑音電力推定Ｐｓから別の適応的閾値を決定するとともに周波数領域における受信シンボルの丸めを実行するよう、適応的閾値決定および丸めモジュール３５８に命令する。
【０２２２】
適応的閾値決定および丸めモジュール３５８は、別の閾値Ｔｄを、（たとえば決定された電力Ｐｓに４ｄＢを加えたものに等しく）決定する。
【０２２３】
その後、閾値Ｔｄは、次の規則に従って周波数領域における受信シンボルの振幅を丸めるために、適応的閾値決定および丸めモジュール３５８によって用いられる。
【０２２４】
【数２６】
2015198449.tif 000028
【０２２５】
ただしｉは、上述の両式において「−１」の平方根である。
【０２２６】
ステップＳ６５５において、プロセッサ２００は、適応的閾値決定および丸めモジュール３５８によって処理された受信シンボルに基づいてチャネル推定を実行するよう、チャネル推定モジュール３５２に命令する。
【０２２７】
次のステップＳ６５６において、プロセッサ２００は、等化モジュール３５６に、閾値ベースの干渉推定によって提供される狭帯域干渉λｋまたはωｋを表す情報を用い、チャネル推定ステップの出力を用い、かつ、適応的閾値決定および丸めステップＳ６５４で処理された受信シンボルを用いて、等化を実行するよう命令する。
【０２２８】
粗い分散ωｋは、等化の前または後に周波数領域における受信シンボルｙｋに適用される重み付け係数λｋを決定するために用いられてもよい。
【０２２９】
等化がＭＭＳＥ等化である場合には、
【０２３０】
【数２７】
2015198449.tif 000029
【０２３１】
たとえば、粗い分散ωｋは、ＭＭＳＥ等化において次のように用いられてもよい：
【０２３２】
【数２８】
2015198449.tif 000030
【０２３３】
次のステップＳ６５７において、等化ステップＳ６５６によって提供されたサンプルに対し、ＩＤＦＴ変換が実行される。
【０２３４】
当然ながら、本発明の範囲から逸脱することなく、上述の本発明の各実施形態に多数の変更を加えることができる。
【図１】
2015198449.tif 000031
【図２】
2015198449.tif 000032
【図３ａ】
2015198449.tif 000033
【図３ｂ】
2015198449.tif 000034
【図４】
2015198449.tif 000035
【図５】
2015198449.tif 000036
【図６ａ】
2015198449.tif 000037
【図６ｂ】
2015198449.tif 000038
【外国語明細書】
2015198449.tif 000039
2015198449.tif 000040
2015198449.tif 000041
2015198449.tif 000042
2015198449.tif 000043
2015198449.tif 000044
2015198449.tif 000045
2015198449.tif 000046
2015198449.tif 000047
2015198449.tif 000048
2015198449.tif 000049
2015198449.tif 000050
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2015198449.tif 000052
2015198449.tif 000053
2015198449.tif 000054
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