(57)【要約】  過負荷な信号環境で受信される同一チャネル多重ＡＭ信号は、反復的な投影方法により、ＲＦデータを使用して分離され得る。
2008512057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＭ信号を処理するための方法において、
過負荷な信号環境において、同じ周波数範囲で同時に受信される同一チャネルＡＭ信号を含むＲＦデータを受信することと、
上記受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを分離することとを含む方法。
【請求項２】
上記分離することは、上記受信されるＲＦデータに基づいて上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを推定することを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記分離することは、
上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの初期推定値を供給することと、
上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの上記初期推定値及び上記受信されるＲＦデータに少なくとも部分的に基づいて、上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの改善された第１の推定値を供給することと、
上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの上記改善された第１の推定値及び上記受信されるＲＦデータに少なくとも部分的に基づいて、上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの改善された第２の推定値を供給することとをさらに含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
上記分離することは、
ｉ）上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの初期推定値を供給することと、
ｉｉ）上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの先行する最新の推定値及び上記受信されるＲＦデータに少なくとも部分的に基づいて、上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの改善された少なくとも１つの追加的推定値を供給することとをさらに含む請求項２記載の方法。
【請求項５】
特定された終了基準が満たされるまでステップｉｉ）を反復することをさらに含む請求項４記載の方法。
【請求項６】
上記ＲＦデータは単一のセンサによって受信され、
上記ステップｉ）は、上記同一チャネルＡＭ信号の（Ｓ）の初期推定値と、上記同一チャネルＡＭ信号の振幅及び位相を表す（ａ）の初期推定値とを供給することを含み、
上記ステップｉｉ）は、上記同一チャネルＡＭ信号の先行する最新の推定値
【数１】
2008512057.tif 000029
、上記同一チャネルＡＭ信号の振幅及び位相を表す（ａ）の先行する最新の推定値、及び上記受信されるＲＦデータ（ｒ）に少なくとも部分的に基づいて上記同一チャネルＡＭ信号の改善された推定値
【数２】
2008512057.tif 000030
を供給することを含む請求項４記載の方法。
【請求項７】
上記ステップｉｉ）は、下記の関係式
【数３】
2008512057.tif 000031
を条件とする
【数４】
2008512057.tif 000032
、ここで、
【数５】
2008512057.tif 000033
に従って目的関数ｔｒ｛ＥＨＥ｝を最小化しかつ制約境界（δ）を満たす上記同一チャネルＡＭ信号の追加的推定値
【数６】
2008512057.tif 000034
を供給することを含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
上記過負荷な信号環境は、上記同一チャネルＡＭ信号を意図的に、同じ周波数範囲で同時に放送することによって生成される請求項１記載の方法。
【請求項９】
上記同一チャネルＡＭ信号のうちの１つは公共サービス情報を含み、
上記方法はさらに、上記公共サービス情報を含む上記ＡＭ信号を上記受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から隔離することを含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
上記方法はさらに、上記同一チャネルＡＭ信号のうちの所定の１つのＩＤを特定する命令に応答して、上記受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から上記同一チャネルＡＭ信号のうちの上記所定の１つを選択的に隔離することを含む請求項８記載の方法。
【請求項１１】
ＡＭ信号を送信するための方法において、過負荷な信号環境において動作する受信機によって受信されるために同じ周波数範囲で同時に送信するための同一チャネルＡＭ信号を含むＲＦデータを供給することを含み、
上記受信機は、上記ＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを分離するように構成される方法。
【請求項１２】
上記同一チャネルＡＭ信号のうちの１つは公共サービス情報を含み、
上記受信機はさらに、上記公共サービス情報を含む上記ＡＭ信号を上記受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から隔離するように構成される請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
上記受信機はさらに、上記同一チャネルＡＭ信号のうちの所定の１つのＩＤを特定する命令に応答して、上記受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から上記同一チャネルＡＭ信号のうちの上記所定の１つを選択的に隔離するように構成される請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
上記方法は、
同一チャネルＡＭ信号を含む上記送信されるＲＦデータを受信することと、
上記ＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを分離することとをさらに含む請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
過負荷な信号環境を使用して通信するためのシステムであって、
同じ周波数範囲で同時に送信するための同一チャネルＡＭ信号を含むＲＦデータを供給するように構成される送信回路と、
上記ＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを受信して分離するように構成される受信及び分離回路とを備えるシステム。
【請求項１６】
ＡＭ信号を処理するための方法において、
同一チャネルＡＭ信号を含むＲＦデータを受信することを含み、かつ、
ｉ）上記同一チャネルＡＭ信号の（Ｓ）の初期推定値及び上記同一チャネルＡＭ信号の振幅及び位相を表す（ａ）の初期推定値を供給し、
ｉｉ）上記同一チャネルＡＭ信号の先行する最新の推定値
【数７】
2008512057.tif 000035
、上記同一チャネルＡＭ信号の振幅及び位相を表す先行する（ａ）の最新の推定値及び上記受信されるＲＦデータ（ｒ）に少なくとも部分的に基づいて上記同一チャネルＡＭ信号の
【数８】
2008512057.tif 000036
の少なくとも１つの改善された追加の推定値を供給し、かつ、
ｉｉｉ）特定された終了基準が満たされるまでステップｉｉ）を反復すること、
によって、上記受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを分離することを含む方法。
【請求項１７】
上記ステップｉｉ）は、下記の関係式、
【数９】
2008512057.tif 000037
を条件とする
【数１０】
2008512057.tif 000038
、ここで、
【数１１】
2008512057.tif 000039
に従って目的関数ｔｒ｛ＥＨＥ｝を最小化しかつ制約境界（δ）を満たす上記同一チャネルＡＭ信号の追加的推定値
【数１２】
2008512057.tif 000040
を供給することを含む請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
上記ステップｉｉ）は、さらに、
ａ）ラグランジュ関数
【数１３】
2008512057.tif 000041
を形成し、
ｂ）次に、ラグランジュ関数の勾配
【数１４】
2008512057.tif 000042
を計算し、
ｃ）次に、ラグランジュ関数の勾配の、Ｅに関する根を求め、
ｄ）目的関数ｔｒ｛ＥＨＥ｝を最小化するｆ（λ）の根を求め、ここで、
【数１５】
2008512057.tif 000043
であり、
ｅ）次に、下記の関係式
【数１６】
2008512057.tif 000044
を使用して投影（Ｅ）を計算し、
ｆ）次に、下記の関係式
【数１７】
2008512057.tif 000045
を使用して上記同一チャネルＡＭ信号の推定値
【数１８】
2008512057.tif 000046
を計算し、
ｇ）次に、
【数１９】
2008512057.tif 000047
が実数であるように制約することによって目的関数ｔｒ｛ＥＨＥ｝を最小化しかつ制約境界（δ）を満たすことを含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
過負荷な信号環境において動作する少なくとも１つのセンサから、同じ周波数範囲で同時に受信される同一チャネルＡＭ信号を含むＲＦデータを受信するように接続される受信及び分離回路を備え、
上記受信及び分離回路は、上記受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを分離するように構成されるＡＭ信号の処理システム。
【請求項２０】
上記受信及び分離回路は、上記受信されるＲＦデータに基づいて上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを推定することにより、上記他の同一チャネルＡＭ信号から上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを分離するように構成される請求項１９記載のシステム。
【請求項２１】
上記受信及び分離回路は、さらに、
上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの初期推定値を供給し、
上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの上記初期推定値及び上記受信されるＲＦデータに少なくとも部分的に基づいて、上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの改善された第１の推定値を供給し、
上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの改善された上記第１の推定値及び上記受信されるＲＦデータに少なくとも部分的に基づいて、上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの改善された第２の推定値を供給するように構成される請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
上記受信及び分離回路は、さらに、
ｉ）上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの初期推定値を供給し、
ｉｉ）上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの先行する最新の推定値及び上記受信されるＲＦデータに少なくとも部分的に基づいて、上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれの改善された少なくとも１つの追加的推定値を供給するように構成される請求項２０記載のシステム。
【請求項２３】
上記受信及び分離回路はさらに、特定された終了基準が満たされるまでｉｉ）を反復するように構成される請求項２２記載のシステム。
【請求項２４】
上記少なくとも１つのセンサは単一のセンサであり、
上記受信及び分離回路は、さらに、
上記同一チャネルＡＭ信号の（Ｓ）の初期推定値と、上記同一チャネルＡＭ信号の振幅及び位相を表す（ａ）の初期推定値とを供給することにより上記ステップｉ）を実行し、
上記同一チャネルＡＭ信号の先行する最新の推定値
【数２０】
2008512057.tif 000048
、上記同一チャネルＡＭ信号の振幅及び位相を表す（ａ）の先行する最新の推定値、及び上記受信されるＲＦデータ（ｒ）に少なくとも部分的に基づいて、上記同一チャネルＡＭ信号の改善された推定値
【数２１】
2008512057.tif 000049
を供給することにより上記ステップｉｉ）を実行するように構成される請求項２２記載のシステム。
【請求項２５】
上記受信及び分離回路はさらに、下記の関係式
【数２２】
2008512057.tif 000050
を条件とする
【数２３】
2008512057.tif 000051
、ここで、
【数２４】
2008512057.tif 000052
に従って目的関数ｔｒ｛ＥＨＥ｝を最小化しかつ制約境界（δ）を満たす上記同一チャネルＡＭ信号の追加的推定値
【数２５】
2008512057.tif 000053
を供給することにより上記ステップｉｉ）を実行するように構成される請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
上記同一チャネルＡＭ信号のうちの１つは公共サービス情報を含み、
上記受信及び分離回路はさらに、上記公共サービス情報を含む上記ＡＭ信号を上記受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から隔離するように構成される請求項１９記載のシステム。
【請求項２７】
上記受信及び分離回路はさらに、上記同一チャネルＡＭ信号のうちの所定の１つのＩＤを特定する命令に応答して、上記受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から上記同一チャネルＡＭ信号のうちの上記所定の１つを選択的に隔離するように構成される請求項１９記載のシステム。
【請求項２８】
過負荷な信号環境において動作する単一のセンサから、同一チャネルＡＭ信号を含むＲＦデータを受信するように接続される受信及び分離回路を備え、
上記受信及び分離回路は、
ｉ）上記同一チャネルＡＭ信号の（Ｓ）の初期推定値及び上記同一チャネルＡＭ信号の振幅及び位相を表す（ａ）の初期推定値を供給し、
ｉｉ）上記同一チャネルＡＭ信号の先行する最新の推定値
【数２６】
2008512057.tif 000054
、上記同一チャネルＡＭ信号の振幅及び位相を表す先行する（ａ）の最新の推定値及び上記受信されるＲＦデータ（ｒ）に少なくとも部分的に基づいて上記同一チャネルＡＭ信号の
【数２７】
2008512057.tif 000055
の少なくとも１つの改善された追加の推定値を供給し、かつ、
ｉｉｉ）特定された終了基準が満たされるまでステップｉｉ）を反復すること、
によって、上記受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から上記同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを分離するように構成されるＡＭ信号の処理システム。
【請求項２９】
上記受信及び分離回路はさらに、下記の関係式
【数２８】
2008512057.tif 000056
を条件とする
【数２９】
2008512057.tif 000057
、ここで、
【数３０】
2008512057.tif 000058
に従って目的関数ｔｒ｛ＥＨＥ｝を最小化しかつ制約境界（δ）を満たす上記同一チャネルＡＭ信号の追加的推定値
【数３１】
2008512057.tif 000059
を供給すること、によって上記ステップｉｉ）を実行するように構成される請求項２８記載のシステム。
【請求項３０】
上記受信及び分離回路はさらに、
ａ）ラグランジュ関数
【数３２】
2008512057.tif 000060
を形成し、
ｂ）次に、ラグランジュ関数の勾配
【数３３】
2008512057.tif 000061
を計算し、
ｃ）次に、ラグランジュ関数の勾配の、Ｅに関する根を求め、
ｄ）目的関数ｔｒ｛ＥＨＥ｝を最小化するｆ（λ）の根を求め、ここで、
【数３４】
2008512057.tif 000062
であり、
ｅ）次に、下記の関係式
【数３５】
2008512057.tif 000063
を使用して投影（Ｅ）を計算し、
ｆ）次に、下記の関係式
【数３６】
2008512057.tif 000064
を使用して上記同一チャネルＡＭ信号の推定値
【数３７】
2008512057.tif 000065
を計算し、
ｇ）次に、
【数３８】
2008512057.tif 000066
が実数であるように制約することにより目的関数ｔｒ｛ＥＨＥ｝を最小化しかつ制約境界（δ）を満たすこと、によって上記ステップｉｉ）を実行するように構成される請求項２８記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、高周波（ＲＦ）信号の受信に関し、より具体的には、同一チャネル振幅変調（ＡＭ）信号の受信及び分離に関する。
【背景技術】
【０００２】
同一チャネル信号の干渉は、２つ以上の信号が同時に同じ周波数範囲で伝送されたときに発生する。例えば、同一チャネル信号の干渉は、２つ以上の別々の送信機により同じ周波数で同時に送信された２つ以上の信号を受信している受信者が直面することがある。このような場合、干渉性の同一チャネル信号のいずれか１つに含まれるデータ（例えば、音声データ、テキストデータ、その他）へは、まず所定の信号を他の信号から分離して復調又は他のさらなる信号処理を行えるようにしない限り、アクセスすることも、それ以上処理することもできない。
【０００３】
従来、空間干渉除去等のビームフォーミング及び干渉除去技術が、同一チャネル信号の分離を目的として使用されてきた。これらの技術は、複数のセンサを使用して、関心のある信号から他の同一チャネル信号を除去する、若しくはヌルにすることにより、関心のある所定の信号を分離する。
【０００４】
【非特許文献１】ジョエル・エイチ・トラッセル、メフメット・アール・シバンラー共著「信号修復における実行可能な解法」音響、音声及び信号処理に関するＩＥＥＥトランザクション，第ＡＳＳＰ−３２巻，第２号，第２０１−２１２頁，１９８４年４月（Joel H. Trussel and Mehmet R. Civanlar, "The Feasible Solution in Signal Restoration", IEEE Transactions on Accoustics, Speech and Signal Processing, Vol. ASSP-32, No.2, April 1984, pp.201-212）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような手法は、同一チャネル信号の数以上であるセンサ数に一致するチャネル数を有する高価なコヒーレント多チャンネルチューナに加えて、信号源の空間的分離を必要とする。信号数がセンサの数を超えると、信号環境は過負荷であると見なされ得る。このような過負荷な信号環境では、従来のビームフォーミング及び干渉除去技術のパフォーマンスは、典型的には損なわれ、若しくは質が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書において開示するものは、過負荷な信号環境、即ち同一チャネル信号の数が個々のセンサ（例えば、個々のアンテナ）の数を上回る信号環境において、同一チャネルＡＭ信号を分離するために実装され得る方法及びシステムである。効果的には、上記開示方法及びシステムは、ある例示的な実施形態において、反復的な投影方法を通して１つのセンサから取得されるデータを使用して過負荷な環境における同一チャネルＡＭ信号の分離を達成すべく実装されてもよい。例えば、単チャネルチューナから取得されるデータを使用するために実装される場合、本開示方法及びシステムの反復的方法は、多チャネルコヒーレントハードウェアの必要性及び空間的に分離される複数信号源の制約をなくする。
【０００７】
ある実施形態では、本開示方法及びシステムは、同一チャネルＡＭ信号の数がセンサ又はアンテナ素子の数を上回る場合でも同一チャネル信号の分離を有効化することによって、ＡＭ受信機システムの信頼性及びパフォーマンスを向上させるために実装されてもよい。別の実施形態では、本開示方法及びシステムは、同一チャネルＡＭ信号の分離に必要なセンサ及び対応する個々のチューナチャネルの数を低減することにより、ＡＭ受信機システムのコスト、複雑さ及び／又はサイズを低減させるために実装されてもよい。さらに別の実施形態では、本開示方法及びシステムは、意図的に同じ周波数で送信される幾つかの同一チャネルＡＭ信号からの１つ以上のターゲットＡＭ信号の選択及び分離を可能にし、かつ潜在的に新しいＡＭ放送チャネル確立のための当局による認可プロセスの簡素化又は排除を可能にすることによって、ＡＭ周波数帯のより効率的な使用を可能にすべく実装されてもよい。
【０００８】
一例として、ある例示的な実施形態では、本開示方法及びシステムは、対応する単チャネルチューナへ接続される単一のセンサ（例えば、単一のアンテナ）を使用して、伝送される２つ以上の同一チャネルＡＭ信号から少なくとも１つのＡＭ信号を分離又は隔離することのできる受信機システムとして実装されてもよい。このような単一のセンサの実装は、より大型かつより高価なマルチセンサアンテナ受信機システムの実装が実際的でない、若しくは不可能である場合に、コストの節約及び受信機システムのサイズ縮小を達成してこのような受信機システムの移動プラットフォーム（例えば、船舶、航空機、自動車、列車、無人空中輸送手段、模型飛行機等）への搭載を促進するために使用されてもよい。
【０００９】
本開示方法及びシステムは、ある実施形態において、例えば常設又は移動受信機が地理的にＡＭ信号を同じ周波数で同時に送信している２つの送信機の間へ位置づけられる場合のような、無意識に若しくは望まれずに生じる過負荷な信号環境から既に分離されている同一チャネルＡＭ信号から１つ以上の所望の同一チャネルＡＭ信号を（例えば、聴く目的で若しくはさらに処理する等の目的で）選択的に隔離すべく効果的に実装されてもよい。このような状況の一例は、ＡＭ信号を同じ周波数で同時に放送している送信機を有する２つの都市間に位置決めされる車両搭載型受信機である。
【００１０】
しかしながら、本開示方法及びシステムは、別の実施形態において、意図的に若しくは故意に生成される過負荷な信号環境から既に分離されている１つ以上のＡＭ信号を選択的に隔離できるように実装されてもよい。この点に関しては、２つ以上のＡＭ信号が、意図的に、選択された同じ周波数範囲で同時に、上記選択された周波数範囲をより効率的に利用するような方法で送信されてもよい。このような実施形態では、同一チャネルＡＭ信号は、本開示方法及びシステムを使用してそこから同一チャネルＡＭ信号を分離することができ、かつ同一チャネルＡＭ信号の少なくとも１つを隔離することができる過負荷な信号環境を生成することに適する任意の方法で発生しても、送信されてもよい。例えば、同一チャネルＡＭ信号は、地理的に離れた位置から（例えば、隣接する個々の都市に設置される送信機及びアンテナ、同じ都市の地理的に異なる区域に設置される送信機及びアンテナ等によって）生じる若しくは送信される場合もあれば、共通の地理的位置から（例えば、同じ無線局又は他の施設に設置される送信機及びアンテナによって）生じる若しくは送信される場合もある。
【００１１】
ある例示的な実施形態では、複数の商業用ＡＭ無線信号が意図的に、選択された同じ周波数範囲で送信されてもよい。別の例示的な実施形態では、公共サービス情報（例えば、気象関連情報、高速道路関連情報、緊急放送システム「ＥＢＳ」情報等）を含むＡＭ無線信号が意図的に、ＡＭ信号の他の送信機（例えば、商業用のＡＭ無線送信機）により使用される、又は使用される場合のある選択された同じ周波数範囲で継続的に若しくは原則として随時放送されてもよい。例えば、本開示方法及びシステムは、（例えば、飛行機墜落事故、地震、竜巻、ハリケーン等の大惨事の発生時における）断続的な公共放送が商業的なローカルＡＭ無線局によって共用される場合のある１つ以上のＡＭ周波数（例えば、選択された数の複数のＡＭ周波数）で送信されることを可能にするために実装されてもよい。このような実施形態では、受信機は、本開示方法及びシステムに従って公共放送を他の同一チャネルＡＭ信号から隔離するように構成されてもよい。
【００１２】
過負荷な信号環境が意図的なものであるかどうかに関わらず、ある実施形態では、本開示方法及びシステムは、公共送信の実行時に過負荷な信号環境が生じていれば、（例えば、同一チャネル信号に関する不利な条件下でも公共送信が確実に受信されることを補助するために）公共ＡＭ放送信号を過負荷な信号環境から隔離するように設計される専門の公共無線において実装されてもよい。別の実施形態では、本開示方法及びシステムは、通常の動作条件下で商業用無線放送を受信するように構成され、ここで、過負荷な信号環境において発生する場合には、断続的な公共放送信号を隔離して識別するようにも構成される商業用ＡＭ無線受信機の一部として実装されてもよい。このような受信機は、任意選択として、リスナに公共放送を優先的に届けるように構成されてもよい。いずれの場合も、信号環境は、公共送信より以前に過負荷となる場合もあれば、（意図的に若しくは意図的でなく）同じ周波数で他のＡＭ信号と同時に送信される公共送信によって生じる場合もある。
【００１３】
いずれの場合も、過負荷な信号環境において受信されるＲＦデータから既に受信されて分離されている他の同一チャネルＡＭ信号からの所定の同一チャネルＡＭ信号の選択的な隔離は、上記所定の１つの同一チャネルＡＭ信号の識別子を特定する命令に応答して実行されてもよい。このような命令は、例えば、聴きたい同一チャネル放送を選ぶヒューマンユーザ、目前の特定タスクの実行に必要な選択された同一チャネル放送を選ぶコンピュータプロセッサ等である、隔離するための所定の同一チャネルＡＭ信号を選択可能に選ぶのに適した任意の信号源から発生するものであってもよい。
【００１４】
ある観点から、本明細書に開示しているＡＭ信号の処理方法は、過負荷な信号環境において、同じ周波数範囲で同時に受信される同一チャネルＡＭ信号を含むＲＦデータを受信することと、受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを分離することとを含む。
【００１５】
別の観点から、本明細書に開示しているＡＭ信号の送信方法は、過負荷な信号環境において動作する受信機によって受信されるために同じ周波数範囲で同時に送信する同一チャネルＡＭ信号を含むＲＦデータを供給することを含み、上記受信機は、上記ＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを分離するように構成される。
【００１６】
別の観点から、本明細書では、過負荷な信号環境を使用する通信システムを開示する。本システムは、同じ周波数範囲で同時に送信する同一チャネルＡＭ信号を含むＲＦデータを供給するように構成される送信回路と、上記ＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを受信して分離するように構成される受信及び分離回路とを含んでもよい。
【００１７】
別の観点から、本明細書に開示しているＡＭ信号の処理方法は、同一チャネルＡＭ信号を含むＲＦデータを受信することを含む。本方法は、ｉ）同一チャネルＡＭ信号の（Ｓ）の初期推定値及び上記同一チャネルＡＭ信号の振幅及び位相を表す（ａ）の初期推定値を供給し、ｉｉ）上記同一チャネルＡＭ信号の先行する最新の推定値
【数１】
2008512057.tif 000003
、上記同一チャネルＡＭ信号の振幅及び位相を表す（ａ）の先行する最新の推定値及び受信されるＲＦデータ（ｒ）に少なくとも部分的に基づいて上記同一チャネルＡＭ信号の
【数２】
2008512057.tif 000004
の少なくとも１つの改善された追加の推定値を供給し、かつｉｉｉ）特定された終了基準が満たされるまでステップｉｉ）を反復することによって、受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを分離することを含んでもよい。
【００１８】
別の観点から、本明細書に開示しているＡＭ信号処理システムは、過負荷な信号環境において動作する少なくとも１つのセンサから、同じ周波数範囲で同時に受信される同一チャネルＡＭ信号を含むＲＦデータを受信するように接続される受信及び分離回路を含む。上記受信及び分離回路は、受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から同一チャネルＡＭ信号のそれぞれを分離するように構成されてもよい。
【００１９】
別の観点から、本明細書に開示されているＡＭ信号処理システムは、過負荷な信号環境において動作する単一のセンサから、同一チャネルＡＭ信号を含むＲＦデータを受信するように接続される受信及び分離回路を含む。上記受信及び分離回路は、ｉ）同一チャネルＡＭ信号の（Ｓ）の初期推定値及び上記同一チャネルＡＭ信号の振幅及び位相を表す（ａ）の初期推定値を供給し、ｉｉ）上記同一チャネルＡＭ信号の先行する最新の推定値
【数３】
2008512057.tif 000005
、上記同一チャネルＡＭ信号の振幅及び位相を表す（ａ）の先行する最新の推定値及び受信されるＲＦデータ（ｒ）に少なくとも部分的に基づいて上記同一チャネルＡＭ信号の少なくとも１つの改善された追加の推定値
【数４】
2008512057.tif 000006
を供給し、かつｉｉｉ）特定された終了基準が満たされるまでステップｉｉ）を反復すること、によって、受信されるＲＦデータの他の同一チャネルＡＭ信号から各同一チャネルＡＭ信号を分離するように構成されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
過負荷な信号環境から受信される同一チャネルＡＭ信号は、本開示方法及びシステムを使用して互いに分離されてもよい。この点に関連して、本開示方法及びシステムは、ある実施形態において、同一チャネル信号環境をモデリングすることによって実装されて過負荷な信号環境における同一チャネルＡＭ信号の分離を促進してもよい。例えば、例示を目的として、単一のセンサ受信機は、共通の周波数帯域で送信する独立したｎ個のＡＭ変調信号源のｍ個の時間サンプルを観測してもよい。本開示方法及びシステムの一実施形態では、この単一のセンサ状況は、信号行列（Ｓ）に複素ベクトル（ａ）を乗じて複素雑音（ｎ）を加算したものに等しい受信データ（ｒ）の形式
【００２１】
［数１］
ｒ＝Ｓａ＋ｎ      （１）
である均一にサンプリングされた複合ベースバンド受信信号モデルによって表すことができる。ここで、ｒ∈Ｃｍ、Ｓ∈Ｒｍｘｎ、ａ∈Ｃｎ、ｎ∈Ｃｍである。
【００２２】
上記式（１）のモデルでは、Ｓの列は各信号源に関して時間的にサンプリングされた波形を表す。ａの要素は各信号源の振幅及び位相を表す複素スカラであり、ｎは複素雑音ベクトルである。受信される式（１）の信号モデルを使用して、ある実施形態において本開示方法及びシステムが実装されて、ｒを所与とするＳを決定又は推定してもよい。Ｓの推定に成功した後、推定値Ｓの各列は、従来のＡＭ復調器を通されてメッセージを抽出してもよい。
【００２３】
図１は、本開示方法及びシステムの例示的な一実施形態に従って過負荷な信号環境における同一チャネルＡＭ信号を分離するための、式（１）の関係に基づいて使用することのできる例示的な方法１００を示す。図１に示すように、ａ及びＳの値はステップ１１０において初期化されてもよい。本明細書で説明するシミュレーションに関して後に詳述するように、ａ及びＳはそれぞれステップ１１０においてランダム値として初期化されてもよいが、ａは他の任意の適切なタイプの値で初期化されることも可能である。
【００２４】
図１のステップ１２０において、推定値Ｓは、ａ及びＳの先行する最新の推定値を使用して改善されてもよい。改善されたＳの推定値により、Ｓの最新の推定値はＳの先行する推定値よりもＳの真の値に近いことが意図される。この点に関連して、Ｓは、後述するように、ステップ１２０の最初でステップ１１０からの初期化されたａ及びＳの値を使用し、その後、必要に応じてａ及びＳの先行する最新の推定値を使用して推定されてもよい。図１のステップ１３０では、ステップ１２０からのＳの推定値は現実に即して制約されてもよい。次にステップ１４０では、ステップ１３０の結果（加えて、Ｓの先行する推定値又はおそらくはａの現在の推定値等の他の結果）が、１つ以上の選択された終了基準に照らして評価されてもよい。終了基準が満たされていれば、図が示すように、上記結果はステップ１６０で受諾されてもよい。しかしながら、終了基準が満たされていなければ、ステップ１５０において、ステップ１３０で取得されたＳの先行する推定値を使用してａの新しい値が推定されてもよい。次に、今度はステップ１５０からのａの先行する最新の推定値及びステップ１３０からのＳの先行する最新の推定値を使用して、反復フロー経路１５２が示す通りにステップ１２０が繰り返されてもよい。この方法を使用して、１２０から１５０までのステップは、ステップ１４０において１つ以上の選択された終了基準が満たされるまで反復されてもよく、結果はステップ１６０において受諾される。
【００２５】
次に、図１をさらに詳しく参照すると、図１のステップ１２０では、ａの先行する最新の推定値及びＳの先行する推定値を使用してＳの値を推定してもよい。Ｓａ＝ｒはＳの無限解を有することから、制約を課してＳの解空間を縮小することができる。例えば、ある実施形態では、Ｓの解空間は、残差制約を課することに加えて単に、
【数５】
2008512057.tif 000007
として示されるＳの先行する最新の推定値に比較的「近い」解を考慮することによって縮小されてもよい。この点に関連して、「近い」という表現はフロベニウスノルムの意味における距離量（距離メトリック）を指し、この距離は、現在の推定値
【数６】
2008512057.tif 000008
と先行する推定値
【数７】
2008512057.tif 000009
との差のフロベニウスノルムを求めることによって計算される。フロベニウスノルムは、次式で定義される。
【００２６】
【数８】
2008512057.tif 000010
【００２７】
ここで、Ａ∈Ｃｍｘｎである。
【００２８】
ある例示的な実施形態では、制約付きの最適化問題は、
【数９】
2008512057.tif 000011
を条件とする次式（２）のように、｛ＥＨＥ｝のトレースの最小化として表されてもよい。
【００２９】
【数１０】
2008512057.tif 000012
【００３０】
ここで、Ｅは、以下のように定義される。
【００３１】
【数１１】
2008512057.tif 000013
【００３２】
ここで、
【数１２】
2008512057.tif 000014
は目的関数を最小化しかつ制約を満たすＳの現在の推定値であり、δは制約境界であり、ｔｒ｛・｝はトレース演算子である。（注：
【数１３】
2008512057.tif 000015
）
【００３３】
制約境界、即ちδは、Ｓの推定中に残差の長さの二乗を定めるために使用され得るパラメータであり、即ちこれは、推定値と観測データとの不整合の許容量を表示するために使用されてもよい。本開示方法及びシステムの実施においては、適切な任意の制約境界方法を使用してもよい。例えば、制約境界値０は、最小二乗残差制約条件を導く。また、例えば、雑音電力の推定値を利用可能である場合には、雑音電力に比例する制約境界値が選択されてもよい。制約境界値を設定する別の手法としては、純粋に帰納的である方法を使用することである。
【００３４】
式（２）の制約付き最適化問題は、適切な任意の方法を使用して解かれてもよい。類似の解方法に関するさらなる情報は、例えば、本参照により開示に含まれる非特許文献１に記載されている。
【００３５】
式（２）の最適化問題を、ある例示的な実施形態では、ラグランジュの手法を使用して解いてもよい。この場合、ラグランジュ関数は、以下のように表すことができる。
【００３６】
【数１４】
2008512057.tif 000016
【００３７】
ラグランジュ関数の勾配は、次式で表される。
【００３８】
【数１５】
2008512057.tif 000017
【００３９】
ラグランジュ関数、即ち▽Ｅ．Ｌ（Ｅ，λ）＝０の勾配のＥに関する根を求めると、結果的に、Ｅの式は次のようになる。
【００４０】
【数１６】
2008512057.tif 000018
【００４１】
ステップ１２５では、上述のＥの解及び制約式を使用してラグランジュ乗数λを計算することができる。ラグランジュ乗数の式は、次のように表すことができる。
【００４２】
【数１７】
2008512057.tif 000019
【００４３】
ラグランジュ乗数解の範囲は所望されるように定めることができ、ステップ１２５では、指定範囲における解の計算を試行することができる。解計算の試行に失敗すると、本方法はステップ１２８において、利用可能な推定値がない状態で終了することができる。或いは、ステップ１２５では、ラグランジュ乗数解の１つ以上のより広い連続範囲を指定することができ、解が求められるまで、若しくは解が求められることなく指定された全ての連続範囲について本方法が実行されるまで、上記指定された連続範囲内で解を計算するために行われる１つ以上の後続試行を行うことができ、この時点で本方法は、ステップ１２８で終了することができる。式（７）の根を決定するに当たっては、根の存在が予想される括弧内の範囲に対して指定される範囲及び分解能が反復の速度に影響する。
【００４４】
ｆ（λ）の根が得られると、どの根が目的関数ｔｒ｛ＥＨＥ｝を最小化するかに基づいて正しい根が選ばれてもよい。この根は、式（６）において投影Ｅの計算に使用されてもよく、Ｅはステップ１２０において
【数１８】
2008512057.tif 000020
の計算に使用されてもよい。
【００４５】
ステップ１３０では、本アルゴリズムのｋ番目の反復の終わりで、即ち、本モデルが各信号源の時間サンプルを実数であると定めた時点で
【数１９】
2008512057.tif 000021
の虚数部を捨て、
【数２０】
2008512057.tif 000022
の実数部をＳの現在の推定値としてとることができる。
【００４６】
ステップ１３０に続いて、ステップ１４０で、Ｓの現在の推定値を１つ以上の終了基準に照らして評価することができる。この点に関連して、適切な終了基準は、ステップ１３０の結果を受諾すべきかどうかを決定するためにステップ１４０で使用され得る１つ以上の任意の指定された基準を含んでもよい。ある実施形態では、終了基準は、既に実行されている特定の反復（例えば、ステップ１２０から１５０までの反復）回数を含んでもよい。例えば、ステップ１２０から１５０までは、他の終了基準を考慮することなく特定された所定の反復回数だけ繰り返し実行されてもよい。或いは、例えば、特定された他の終了基準が満たされていない場合でも、その特定された最大反復回数が実行された時点でステップ１２０から１５０までの反復を終了するための最大反復回数が指定されてもよい。また、特定された他の終了基準の充足に基づいて、ステップ１２０から１５０までの反復終了を許可する前に実行されなければならない最低反復回数を指定するという可能性もある。他に、単独で、又は特定された他の終了基準との組み合わせで使用することのできる終了基準の例としては、ステップ１２０で得られる残差の長さの最低しきい値を要求すること（即ち、上記残差の長さが指定されるしきい値に満たない場合に反復を終了すること）、ステップ１２０のラグランジュ乗数関数（式（７））が上記関数の指定される評価対象範囲で解を持たなければステップ１２０から１５０までの反復を終了すること等が含まれるが、この限りではない。終了基準に関する上述の例は単なる例示であり、ステップ１４０では他の基準を追加的又は代替として使用できることは理解されるであろう。
【００４７】
ステップ１４０において特定された終了基準が満たされれば、方法１００の諸ステップを完了し、ステップ１６０で結果を受諾することができる。しかしながら、ステップ１４０において終了基準が満たされなければ、方法１００はステップ１５０へ進むことができ、ステップ１５０では、適切な任意方法を使用して、かつ例えば、先行する１２０から１３０までのステップで決定された結果の少なくとも一部を使用して、ａの新しい値を推定することができる。ある実施形態では、ａの要素は、ステップ１５０において、最小二乗推定手法を使用して一緒に推定されてもよい。例えば、ａの新しい値は、後に説明するように、ステップ１３０で取得されたｒ及びＳの先行する最新の推定値を使用して計算されてもよい。
【００４８】
ある例示的な実施形態では、ステップ１５０に関して、最小二乗問題を目的関数が残差の二乗ノルムに等しい最適化問題である次式（８）として表すことができる。
【００４９】
【数２１】
2008512057.tif 000023
【００５０】
従って、最適化問題は
【数２２】
2008512057.tif 000024
になる。最小値は、目的関数
【数２３】
2008512057.tif 000025
の勾配の根を求めることによって発見することができる。勾配が０に等しいものとすると、次式が生じる。
【００５１】
【数２４】
2008512057.tif 000026
【００５２】
従って、この例示的な実施形態の場合、ステップ１５０におけるａの推定値は、次式で表すことができる。
【００５３】
【数２５】
2008512057.tif 000027
【００５４】
この解が最小値であることは、上記目的関数のヘッセ行列が次式（１１）で表される正の定符号であることを証明することによって検証されてもよい。
【００５５】
【数２６】
2008512057.tif 000028
【００５６】
この場合、ＳＨＳは構造的に正の定符号であり、よって上記解は最小値であることが証明される。
【００５７】
ステップ１５０でａがこのように推定されると、方法１００は反復フロー経路１５２を介してステップ１２０へ進むことができ、ステップ１２０では、ステップ１５０からのａの先行する最新の推定値及びステップ１３０からのＳの先行する最新の推定値を使用して、先に述べたような方法でＳの新しい値を推定することができる。次に、ステップ１３０から１４０までを反復することができ、ステップ１４０で終了基準が満たされて方法１００を終了するか、ステップ１４０で終了基準が満たされずにステップ１５０を反復することができる。このようにして、ステップ１５０、１２０、１２５、１３０及び１４０はステップ１４０で終了基準が満たされるまで繰り返されてもよく、本方法はステップ１６０へ移る。
【００５８】
本明細書では、単一のセンサ受信機に関連して説明しているが、本開示方法及びシステムの方法が過負荷な信号環境において同一チャネルＡＭ信号を分離するために２つ以上のセンサを使用して実装され得ることは理解されるであろう。
【００５９】
本開示方法及びシステムは、例えば、受信機又は送受信機の一部として、本明細書において別段に記述している同一チャネル信号の分離結果を達成することに適する任意の方法で実装されてもよい。図２は、過負荷な信号環境において同一チャネルＡＭ信号Ａ及びＢを受信しかつ分離するために実装され得るシステム２００の例示的な実施形態を示す。図２に示すように、システム２００は、単一のアンテナ２２０の形式である単一のセンサを含み、これは受信及び分離回路２１４へ接続され、この例示的な実施形態では、受信及び分離回路２１４は信号分離回路２１２へ接続される受信経路回路２１０を含む。ここで、受信及び分離回路に関しては、本明細書において別段に記載している１つ以上の信号分離タスクを実行することに適する別の任意の構成を使用できることは理解される。
【００６０】
図２では、システム２００は、受信専用システムとして構成されることが示されている。しかしながら、他の実施形態では、本開示方法及びシステムは代替的に送受信機として構成されるシステムに実装され得ることは理解されるであろう。さらに、２つ以上のアンテナ２２０が受信及び分離回路２１４へ接続されてもよく、かつ／又はアンテナ２２０が単素子アンテナであってもアンテナアレイであってもよいという可能性がある。また、他の実施形態では、過負荷な信号環境が３つ以上の同一チャネル信号を含む場合がある点も理解されるであろう。
【００６１】
図２に示すように、アンテナ２２０は、受信される複数のＡＭ信号Ａ及びＢの組合せを含むＲＦデータ２０２を供給するために受信経路回路２１０へ接続される。受信経路回路２１０（例えば、単チャネルチューナ又は他の適切な回路）は、アンテナ２２０から受信されるＲＦデータ２０２を処理又は調整し、組み合わされた複数の信号Ａ及びＢを含む処理済みの信号２０４を（例えば、デジタル信号プロセッサの一部として実装される、又は他の適切な回路を伴う）信号分離回路２１２へ（例えば、単一の同調チャネルとして）供給するように構成される。信号分離回路２１２は、受信経路回路２１０から処理された信号２０４を受信して複数の信号Ａ及びＢを分離するように構成される。図に示すように、信号分離回路２１２は、区別化された複数の信号Ａ及びＢを（例えば、別々の信号２０６及び／又は２０８として）図示されていない他の受信機システムコンポーネント（例えば、その後の処理、ＡＭ復調等のためのコンポーネント又は回路）へ供給するように構成される。個々の信号２０６及び２０８は信号分離回路２１２によって同時に供給され得ること、又は区別化された信号２０６又は２０８は、一方のみが信号分離回路２１２によって優先的に若しくは選択的に供給され得ることは理解されるであろう。
【００６２】
本開示方法及びシステムの実施に際して、図２の回路２１２等の信号分離回路は、例えば過負荷な信号環境において配備される１つ以上のセンサから受信される２つ以上の組み合わされた同一チャネルＡＭ信号を分離することに適する任意の回路構成又は回路構成の組合せを使用して実装されてもよい。例えば、ある実施形態では、信号分離回路は、１つ以上のセンサから取得されるデータを使用して、例えば本明細書において図１に関連して説明したような方法等を使用する反復投影法を介して過負荷な環境における同一チャネルＡＭ信号の分離を達成することに適する任意の方法で構成されてもよい。ある実施形態では、図２の信号分離回路２１２は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）として実装されてもよい。代替として、もしくはＤＳＰに追加して、信号分離回路２１２は、他の任意のタイプの適切な信号プロセッサを使用して実装されてもよい。
【００６３】
図２に示す実施形態は単なる例示であり、回路及び／又はセンサに関しては、本明細書に開示している方法に従って信号分離を達成することに適する他の任意の構成が可能である点は理解されるであろう。また、図２は過負荷な信号環境からの２つの同一チャネルＡＭ信号の分離を示しているが、本開示方法及びシステムは３つ以上の同一チャネルＡＭ信号を含む過負荷な信号環境において実装され得る点も理解されるであろう。図２では、信号分離回路２１２が同一チャネルＡＭ信号Ａ及びＢを分離しかつこれらを別々の出力信号２０６及び２０８として供給するように構成されて示されている。しかしながら、他の実施形態では、信号分離回路は、２つ以上の同一チャネル信号を含む過負荷な信号環境から受信される同一チャネルＡＭ信号を１つしか分離しないように、例えば、図２の過負荷な信号環境からＡＭ信号Ａ又は信号Ｂの一方しか分離しないように構成され得ることは理解されるであろう。この点に関連して、過負荷な信号環境は所定の任意合計数の同一チャネルＡＭ信号を含んでもよく、ある実施形態では、本開示方法及びシステムは、所定のアプリケーションのニーズを満たすべく所望の、又は要求される同一チャネルＡＭ信号の合計数以下である任意数の同一チャネルＡＭ信号を分離するように実装されてもよい。ある例示的な実施形態では、同一チャネルＡＭ信号の所定の合計数は、所定の信号強度しきい値より高い受信信号強度を有する同一チャネルＡＭ信号の数として特徴づけられてもよい。
【００６４】
シミュレーション結果：
以下は、図１に示す本開示方法１００との組合せで式（１）から式（１１）までを実施することにより、過負荷な信号環境においてＡＭ信号（Ｓ）を推定するために行ったシミュレーションの結果である。４つのシミュレーションのそれぞれに使用した過負荷な信号の実施形態は、１つのセンサと、２つの同一チャネルＡＭ信号を含んだ。各シミュレーションに関する２つの同一チャネル信号は、１つの比較的強い同一チャネル信号（Ｓ１）と、１つの比較的弱い同一チャネル信号（Ｓ２）とを含んだが、本開示方法及びシステムが同じ強度である２つ以上の同一チャネルＡＭ信号を有する過負荷な信号環境において実装され得ることは理解されるであろう。
【００６５】
後に詳述するように、４つのシミュレーションは、Ｓのランダムな初期推定値を使用して、ａの初期推定値を変更しながら実行した。第１のシミュレーションでは、ａは信号の既知の真の初期位相に初期設定された。第２のシミュレーションでは、ａは信号のランダムな初期位相を使用して初期設定された。第３のシミュレーションでは、ａは信号の既知の不正確な初期位相を使用して推定された。第４のシミュレーションは、正しい初期位相を使用して、ここで、強い方の信号（Ｓ１）に対してドップラー周波数シフトをシミュレートする周波数オフセットを包含して実行した。シミュレーションの結果は、既知、ランダム又は不正確な位相初期設定による上述の条件下で、本開示方法がうまく信号分離を達成することを示している。従って、シミュレーションは、初期位相が未知であっても、本開示方法が信号分離をうまく達成すべく効果的に実装され得ることを示している。
【００６６】
シミュレーションによっては、所定の条件下では、不正確な位相による初期設定の方がランダムな位相初期設定を使用するより優れた信号分離をもたらし得ることが分った。これが発生する時期は、ａの各成分のランダム値の位相が少ない角度分離に関連づけられるときである傾向にあることが観察された。
【００６７】
シミュレーションのための信号環境と信号発生パラメータ：
以下は、本明細書に記述したシミュレーションに使用される信号パラメータのリストである。
【００６８】
シミュレートされるメッセージ：シミュレーションは、均一なランダム分布をサンプリングすることでメッセージが構築されているシミュレートされたデータを使用して実行した。シミュレーションはまた、録音された音声データをメッセージとして使用して実行した。いずれの場合も、メッセージはＡＭ変調され、ゼロ平均付加複素白色ガウス雑音を付加した。
【００６９】
帯域幅制約つきメッセージ：メッセージの帯域幅を伝送帯域幅の何分の１かに制約すると、分離性能を向上させ得ることが分った。
【００７０】
ＳＮＲ（信号対雑音比）：各ＡＭ信号のＳＮＲを２０ｄＢ及び１５ｄＢに設定した。
【００７１】
初期位相：２つの信号の初期位相は３０゜及び１００゜であった。
【００７２】
ＡＭ変調指数：シミュレーションの変調指数は０．５に設定された。ここで、変調指数は、メッセージの最小値の負数の割合を搬送波の振幅で割ったものとして定義される。
【００７３】
ブロックサイズ：処理周期当たりのブロックサイズ又はサンプル数はほとんどの場合で１０２４に設定された。
【００７４】
ドップラー周波数：表示がない限り、ドップラー周波数は０に設定されている。
【００７５】
シミュレーションのアルゴリズムパラメータ値：
下記のシミュレーションは、２つの同一チャネルＡＭ信号に雑音を付加したものから成る信号環境を使用して実行された。従って、式（１）に関連して記述した信号モデル次元パラメータ（ｎ）を２に設定した。これらのシミュレーションに関して、制約境界（δ）は値１に設定しているが、この場合、これは、単位ノルム残差制約に対応するＳの解をもたらすべく選ばれた機能的値である。これと比較して、制約境界（δ）の値０を選ぶと、式（７）においてラグランジュ乗数λの根を求める際に検索される必要のある広範囲の値がもたらされる。式（７）から分かるように、制約境界（δ）の値は、全体関数をシフトアップ又はシフトダウンするパラメータとして作用する。この点に関連して、残差の長さが短くなる、若しくは制約境界（δ）が小値であるとき、上記根は極めて大きい値に接近する。図３は、制約境界（δ）を１に設定した場合の特定のデータセットに対するｆ（λ）のプロットである。図４は同じく、図１のプロットにおいて根が発生している範囲を拡大したプロットである。
【００７６】
下記のシミュレーションでは、λに対する根を位置づけるための括弧に入れた範囲を定義する範囲及び分解能はそれぞれ、［−３，１０００］及び５．０であった。シミュレーションに使用される、選択された終了基準は、最大６回の反復数と、式（７）におけるラグランジュ乗数λの指定範囲に渡る根の存在の検証との組合せであった。この例示的な実行では、この予め定義された最大反復数は、許容される最大反復数に対する上限として作用するように選ばれ、ラグランジュ乗数λの根の存在の検証は、残差の長さが短くなった時点でアルゴリズムが早期に終了又は退出できるように採用した。
【００７７】
シミュレーションのパフォーマンス：
４つのシミュレーションのパフォーマンスは、単純なＡＭ復調器を通過する真の信号及び推定信号の振幅対時間のプロットの形式で、その個々の位相毎に表されている。下記のシミュレーションは全て、別段の注記のない限り、先に述べたパラメータ値を使用している。また、各プロットでは、真の信号に対する推定信号の追跡が明確に見えるように小数のサンプルしかプロットされていない。
【００７８】
図５は、正しい初期位相を使用して実行したシミュレーション１の結果を示す。図６は、ランダムな初期位相を使用して実行したシミュレーション２の結果を示す。図７は、不正確な初期位相０゜及び９０゜を使用して実行したシミュレーション３の結果を示す。図８は、正しい初期位相を使用しているが、３０゜での２０ｄＢ信号に対する５０Ｈｚのドップラー周波数シフトをシミュレートし、１００゜での弱い方の信号に対するドップラー周波数シフトがない場合をシミュレートするための周波数オフセットをも含んで実行したシミュレーション４の結果を示す。
【００７９】
図５から図８までの４つのシミュレーションのそれぞれは、強い方（Ｓ１）及び弱い方（Ｓ２）の同一チャネルＡＭ信号の双方を分離しかつ推定するための本開示方法及びシステムの実装を示す。最初の３つのシミュレーションは、双方の信号に対してコヒーレント同調を想定した。図８は、ドップラーシフトなしの（コヒーレント同調された）弱い方の信号と（僅かなドップラーシフトを有する）強い方の信号との組合せを有する過負荷な信号環境における本開示方法及びシステムの実装を示す。このシミュレーションに関しては、ブロックサイズを１０ｋＨｚのサンプリング速度で１０２４個のサンプルから３２個のサンプルに減らした。ある例示的な実施形態では、サンプリング速度に対するドップラー周波数の割合は、サンプル毎にどの程度の位相変化が存在するかを決定するため、及び本開示方法及びシステムのパフォーマンスを決定するために使用されてもよい。
【００８０】
本明細書に記述しているシミュレーションに関しては、ａの最終推定値が真のａに収束しない場合のあることが注目された。この点に関しては、制約境界１はほぼすべての雑音電力を無視することから、ａの各成分は真の値から僅かに摂動され得ると想定することが妥当であると思われる。位相が０゜及び９０゜の不正確な位相に初期設定される場合では、結果的に、約６゜及び８４゜の不正確な位相へ収束する推定値がもたらされる場合がある。不正確な位相へ収束する場合でも、結果は、各信号が推定され得ることを示している。反復毎に低減する残差は、Ｓ及びａの推定値が反復毎にますますデータに「適合」していくことを含意する。本開示方法及びシステムはさらに、特定の信号環境用にパフォーマンスを強化するために、ドップラーシフト及び調整に失敗したオフセットを組み込んだ他の例示的な実施形態において実装され得ることが理解されるであろう。
【００８１】
本発明は、様々な修正及び代替形式に適応され得るが、本明細書では特定の実施形態を例示として示し、説明している。しかしながら、本発明が開示された特定の形式に限定されることを意図しないことは理解されるべきである。むしろ本発明は、添付の請求の範囲により定義される発明の精神及び範囲内にある全ての修正、同等物及び代替物を包含すべきものである。さらに、本開示方法及びシステムの異なる態様は、様々な組合せで、かつ／又は独立して利用されてもよい。従って、本発明は本明細書に示した組合せのみに限定されず、他の組合せを包含してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本開示方法及びシステムの例示的な一実施形態に係る方法を示す。
【図２】本開示方法及びシステムの例示的な一実施形態に係るシステムを示す。
【図３】本開示方法及びシステムの例示的な一実施形態に係るｆ（λ）のプロットを示す。
【図４】本開示方法及びシステムの例示的な一実施形態に係るｆ（λ）のプロットを示す。
【図５】本開示方法及びシステムの方法に従って実行されたシミュレーションの結果を示す。
【図６】本開示方法及びシステムの方法に従って実行されたシミュレーションの結果を示す。
【図７】本開示方法及びシステムの方法に従って実行されたシミュレーションの結果を示す。
【図８】本開示方法及びシステムの方法に従って実行されたシミュレーションの結果を示す。
【図１】
2008512057.tif 000067
【図２】
2008512057.tif 000068
【図３】
2008512057.tif 000069
【図４】
2008512057.tif 000070
【図５】
2008512057.tif 000071
【図６】
2008512057.tif 000072
【図７】
2008512057.tif 000073
【図８】
2008512057.tif 000074
【国際調査報告】
2008512057.tif 000075