(57)【要約】少なくとも１つのアンテナ（２８）に結合されており第１及び第２の信号を受け取り処理しデジタル化して、入力サンプルの第１及び第２のストリームを発生する入力回路（４０、４１）を含む受信機である。干渉排除回路（４６）が、第１及び第２の適応係数を用いて入力サンプルの前記第１及び第２のストリームをフィルタリングし第１及び第２のフィルタ出力を発生するように結合されており、少なくとも一方は、可変位相シフトを適用して前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相偏差を補償するように構成されている第１及び第２の処理チェーン（５０、５２、５４）を含む。次に、加算器（５５）が、前記第１及び第２のフィルタ出力を加算し、前記第１の信号を表す出力サンプルの第３のストリームを発生する。係数コントローラ（５８）が、前記第１及び第２の適応係数を設定し、前記出力サンプルに応答して前記可変位相シフトを個別に設定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信機であって、
少なくとも１つのアンテナに結合されており、第１及び第２の信号を受け取り処理しデジタル化して、入力サンプルの第１及び第２のストリームを発生する入力回路と、
干渉排除回路であって、
第１及び第２の適応係数を用いて入力サンプルの前記第１及び第２のストリームをフィルタリングし第１及び第２のフィルタ出力を発生するように結合されており、少なくとも一方は、可変位相シフトを適用して前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相偏差を補償するように構成されている第１及び第２の処理チェーンと、
前記第１及び第２のフィルタ出力を加算し、前記第１の信号を表す出力サンプルの第３のストリームを発生するように結合された加算器と、
を含む干渉排除回路と、
前記第１及び第２の適応係数を設定し、前記出力サンプルに応答して前記可変位相シフトを個別に設定するように動作する係数コントローラと、
を含むことを特徴とする受信機。
【請求項２】
請求項１記載の受信機において、前記第１及び第２の処理チェーンは第１及び第２の適応等化フィルタをそれぞれ含むことを特徴とする受信機。
【請求項３】
請求項２記載の受信機において、前記第１及び第２の処理チェーンの少なくとも一方は適応位相回転器を含み、前記適応位相回転器は前記可変位相シフトを前記第１及び第２の適応等化フィルタの少なくとも一方の出力に与えるように結合されていることを特徴とする受信機。
【請求項４】
請求項１記載の受信機において、前記第１の信号は前記第２の信号に起因する干渉を含み、前記係数コントローラは前記第１及び第２の係数と前記可変位相シフトとを決定し出力サンプルのストリームにおける前記第２の信号に起因する干渉を減少させるように動作することを特徴とする受信機。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかの請求項に記載の受信機において、前記係数コントローラは、第１の収束ファクタに応答して前記可変位相シフトを設定し、第２の収束ファクタに応答して前記第２の適応係数を少なくとも設定し、前記収束ファクタは、前記適応位相回転器が前記第２の信号に起因する前記干渉の変化に前記第２の適応フィルタよりも実質的に高速に適応するように選択されていることを特徴とする受信機。
【請求項６】
請求項５記載の受信機において、前記係数コントローラは、前記出力サンプルに応答して誤差値を決定し、前記誤差値に応答して前記第１及び第２の適応係数と前記可変位相シフトとを決定するように動作することを特徴とする受信機。
【請求項７】
請求項６記載の受信機において、前記係数コントローラは、異なる位相回転を前記誤差値に適用することによって前記第１及び第２の適応係数のそれぞれと前記可変位相シフトとを設定する際に適用するそれぞれの誤差信号を決定するように動作することを特徴とする受信機。
【請求項８】
請求項６記載の受信機において、前記誤差値に応答して更なる可変位相シフトを前記出力サンプルに適用するように結合された位相回転器を更に含んでいることを特徴とする受信機。
【請求項９】
請求項６記載の受信機において、前記係数コントローラは、この受信機の初期動作フェーズではブラインド適用基準を用いて前記誤差値を決定し、この受信機の後続動作フェーズでは最小平均自乗（ＬＭＳ）基準を用いて前記誤差値を決定することを特徴とする受信機。
【請求項１０】
請求項８記載の受信機において、前記ブラインド適応基準は定包絡線基準を含むことを特徴とする受信機。
【請求項１１】
請求項１ないし４のいずれかの請求項に記載の受信機において、前記第１及び第２の信号は第１及び第２の送信されたデータを表す第１及び第２の一連のシンボルをそれぞれ搬送し、この受信機は、更に、前記第１の一連のシンボルを回復するために前記出力サンプルを処理するように結合されている判断デバイスを含むことを特徴とする受信機。
【請求項１２】
請求項１ないし４のいずれかの請求項に記載の受信機において、前記干渉排除回路は、前記入力サンプルの前記第１及び第２のストリームを処理して前記第２の信号を表す出力サンプルの第４のストリームを発生するように動作することを特徴とする受信機。
【請求項１３】
請求項１ないし４のいずれかの請求項に記載の受信機において、前記第１及び第２の信号は第１及び第２の相互に直交する偏向を有するように送信されることを特徴とする受信機。
【請求項１４】
受信機であって、
少なくとも１つのアンテナに結合されており、第１及び第２の信号を受け取り処理しデジタル化して、入力サンプルの第１及び第２のストリームを発生する入力回路と、
干渉排除回路であって、
第１の適応係数を用いて入力サンプルの前記第１のストリームをフィルタリングして第１のフィルタ出力を発生する第１の適応フィルタと、
第２の適応係数を用いて入力サンプルの前記第２のストリームをフィルタリングして第２のフィルタ出力を発生する第２の適応フィルタと、
可変位相シフトを前記第１及び第２のフィルタ出力の少なくとも一方に適用することにより前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相偏差を補償するように結合されている適応位相回転器と、
前記可変位相シフトの適用の後で前記第１及び第２のフィルタ出力を加算し、前記第１の信号を表す出力サンプルの第３のストリームを発生するように結合された加算器と、
を含む干渉排除回路と、
を含むことを特徴とする受信機。
【請求項１５】
請求項１４記載の受信機において、前記第１の信号は前記第２の信号に起因する干渉を含み、前記第１及び第２の係数と前記可変位相シフトとは、出力サンプルのストリームにおける前記第２の信号に起因する干渉を減少させるように決定されることを特徴とする受信機。
【請求項１６】
請求項１４記載の受信機において、前記干渉排除回路は、前記出力サンプルに応答して前記第１及び第２の適応係数と前記可変位相シフトとを設定するように動作する係数コントローラを含むことを特徴とする受信機。
【請求項１７】
請求項１４記載の受信機において、前記第１及び第２の信号は第１及び第２の送信されたデータを表す第１及び第２の一連のシンボルをそれぞれ搬送し、この受信機は、更に、前記第１の一連のシンボルを回復するために前記出力サンプルを処理するように結合された判断デバイスを含むことを特徴とする受信機。
【請求項１８】
請求項１４記載の受信機において、前記干渉排除回路は、前記入力サンプルの前記第１及び第２のストリームを処理して前記第２の信号を表す出力サンプルの第４のストリームを発生するように動作することを特徴とする受信機。
【請求項１９】
請求項１４ないし１８のいずれかの請求項に記載の受信機において、前記第１及び第２の信号は第１及び第２の相互に直交する偏向を有するように送信されることを特徴とする受信機。
【請求項２０】
無線通信装置であって、
第１及び第２の信号を空気を介して送信するように動作する送信機と、
受信機であって、
少なくとも１つのアンテナに結合されており、第１及び第２の信号を受け取り処理しデジタル化して、入力サンプルの第１及び第２のストリームを発生する入力回路と、
干渉排除回路であって、
第１及び第２の適応係数を用いて入力サンプルの前記第１及び第２のストリームをフィルタリングし第１及び第２のフィルタ出力を発生するように結合されており、少なくとも一方は、可変位相シフトを適用して前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相偏差を補償するように構成されている第１及び第２の処理チェーンと、
前記第１及び第２のフィルタ出力を加算し、前記第１の信号を表す出力サンプルの第３のストリームを発生するように結合された加算器と、
を含む干渉排除回路と、
前記第１及び第２の適応係数を設定し、前記出力サンプルに応答して前記可変位相シフトを個別に設定するように動作する係数コントローラと、
を含む受信機と、
を含むことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の装置において、前記第１及び第２の処理チェーンは第１及び第２の適応等化フィルタをそれぞれ含むことを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項２１記載の装置において、前記第１及び第２の処理チェーンの少なくとも一方は適応位相回転器を含み、前記適応位相回転器は前記可変位相シフトを前記第１及び第２の適応等化フィルタの少なくとも一方の出力に与えるように結合されていることを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項２０記載の装置において、前記第１の信号は前記第２の信号に起因する干渉を含み、前記係数コントローラは前記第１及び第２の係数と前記可変位相シフトとを決定し出力サンプルのストリームにおける前記第２の信号に起因する干渉を減少させるように動作することを特徴とする装置。
【請求項２４】
請求項２０記載の装置において、前記係数コントローラは、第１の収束ファクタに応答して前記可変位相シフトを設定し、第２の収束ファクタに応答して前記第２の適応係数を少なくとも設定し、前記収束ファクタは、前記適応位相回転器が前記第２の信号に起因する前記干渉の変化に前記第２の適応フィルタよりも実質的に高速に適応するように選択されていることを特徴とする装置。
【請求項２５】
請求項２０ないし２４のいずれかの請求項に記載の装置において、前記係数コントローラは、前記出力サンプルに応答して誤差値を決定し、前記誤差値に応答して前記第１及び第２の適応係数と前記可変位相シフトとを決定するように動作することを特徴とする装置。
【請求項２６】
請求項２５記載の装置において、前記係数コントローラは、異なる位相回転を前記誤差値に適用することによって前記第１及び第２の適応係数のそれぞれと前記可変位相シフトとを設定する際に適用するそれぞれの誤差信号を決定するように動作することを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項２５記載の装置において、前記受信機は前記誤差値に応答して更なる可変位相シフトを前記出力サンプルに適用するように結合された位相回転器を更に含んでいることを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項２５記載の装置において、前記係数コントローラは、この装置の初期動作フェーズではブラインド適用基準を用いて前記誤差値を決定し、この装置の後続動作フェーズでは最小平均自乗（ＬＭＳ）基準を用いて前記誤差値を決定することを特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項２８記載の装置において、前記ブラインド適応基準は定包絡線基準を含むことを特徴とする装置。
【請求項３０】
請求項２０ないし２４のいずれかの請求項に記載の装置において、前記第１及び第２の信号は第１及び第２の送信されたデータを表す第１及び第２の一連のシンボルをそれぞれ搬送し、前記受信機は、更に、前記第１の一連のシンボルを回復するために前記出力サンプルを処理するように結合された判断デバイスを含むことを特徴とする装置。
【請求項３１】
請求項２０ないし２４のいずれかの請求項に記載の装置において、前記干渉排除回路は、前記入力サンプルの前記第１及び第２のストリームを処理して前記第２の信号を表す出力サンプルの第４のストリームを発生するように動作することを特徴とする装置。
【請求項３２】
請求項２０ないし２４のいずれかの請求項に記載の装置において、前記送信機は、第１及び第２の相互に直交する偏向を有するように前記第１及び第２の信号を送信するように構成され、前記入力回路は前記第１及び第２の偏向を分離するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項３３】
無線通信装置であって、
第１及び第２の信号を空気を介して送信するように動作する送信機と、
受信機であって、
第１及び第２の信号を受け取り処理しデジタル化して、入力サンプルの第１及び第２のストリームを発生する入力回路と、
干渉排除回路であって、
第１の適応係数を用いて入力サンプルの前記第１のストリームをフィルタリングして第１のフィルタ出力を発生する第１の適応フィルタと、
第２の適応係数を用いて入力サンプルの前記第２のストリームをフィルタリングして第２のフィルタ出力を発生する第２の適応フィルタと、
可変位相シフトを前記第１及び第２のフィルタ出力の少なくとも一方に適用することにより前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相偏差を補償するように結合されている適応位相回転器と、
前記可変位相シフトの適用の後で前記第１及び第２のフィルタ出力を加算し、前記第１の信号を表す出力サンプルの第３のストリームを発生するように結合された加算器と、
を含む干渉排除回路と、
を含むことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３４】
請求項３３記載の装置において、前記入力回路に受け取られた前記第１の信号は前記第２の信号に起因する干渉を含み、前記第１及び第２の係数と前記可変位相シフトとは、出力サンプルのストリームにおける前記第２の信号に起因する干渉を減少させるように決定されることを特徴とする装置。
【請求項３５】
請求項３３記載の装置において、前記干渉排除回路は、前記出力サンプルに応答して前記第１及び第２の適応係数と前記可変位相シフトとを設定するように動作する係数コントローラを含むことを特徴とする装置。
【請求項３６】
請求項３３記載の装置において、前記第１及び第２の信号は第１及び第２の送信されたデータを表す第１及び第２の一連のシンボルをそれぞれ搬送し、前記受信機は、前記第１の一連のシンボルを回復するために前記出力サンプルを処理するように結合された判断デバイスを含むことを特徴とする装置。
【請求項３７】
請求項３３記載の装置において、前記干渉排除回路は、前記入力サンプルの前記第１及び第２のストリームを処理して前記第２の信号を表す出力サンプルの第４のストリームを発生するように動作することを特徴とする装置。
【請求項３８】
請求項３３ないし３７のいずれかの請求項に記載の装置において、前記送信機は、第１及び第２の相互に直交する偏向を有するように前記第１及び第２の信号を送信するように構成され、前記入力回路は前記第１及び第２の偏向を分離するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項３９】
無線通信方法であって、
空気を介して送信された第１及び第２の信号を受信するステップと、
前記受信された信号を処理しデジタル化して、入力サンプルの第１及び第２のストリームを発生するステップと、
第１及び第２の適応係数を用いて入力サンプルの前記第１及び第２のストリームをフィルタリングし、第１及び第２のフィルタ出力を発生するステップであって、前記フィルタリングは可変位相シフトを適用して前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相偏差を補償するステップと、
前記可変位相シフトを適用して前記第１の信号を表す出力サンプルの第３のストリームを発生する後で、前記第１及び第２のフィルタ出力を加算するステップと、
前記第１及び第２の適応係数を設定し、前記出力サンプルに応答して前記可変位相シフトを個別に設定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３９記載の方法において、前記入力サンプルの前記第１及び第２のストリームをフィルタリングするステップは、第１及び第２の適応等化フィルタを前記第１及び第２のストリームにそれぞれ適用するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項４０記載の方法において、前記可変位相シフトを適用するステップは、適応位相回転器を前記第１及び第２の適応等化フィルタの少なくとも一方の出力に適用するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項３９記載の方法において、前記第１及び第２のフィルタ出力を加算するステップは、出力サンプルの前記第３のストリームを発生して前記第２の信号に起因する前記第１の信号における干渉を減少させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４３】
請求項３９記載の方法において、前記可変位相シフトを設定するステップは第１の収束ファクタに応答して前記可変位相シフトを調整するステップを含み、前記第２の適応フィルタ係数を設定するステップは第２の収束ファクタに応答して前記第２の適応係数を調整するステップを含み、前記収束ファクタは、前記適応位相回転器が前記第２の信号に起因する前記干渉の変化に前記第２の適応フィルタよりも実質的に高速に適応するように選択されることを特徴とする方法。
【請求項４４】
請求項３９ないし４３記載の方法において、前記第１及び第２の適応フィルタ係数と前記可変位相シフトとを設定するステップは、前記出力サンプルに応答して誤差値を決定し、前記誤差値に応答して前記第１及び第２の適応係数と前記可変位相シフトとを設定するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４５】
請求項４４記載の方法において、前記第１及び第２の適応フィルタ係数と前記可変位相シフトとを設定するステップは、異なる位相回転を前記誤差値に適用することによって前記第１及び第２の適応係数のそれぞれと前記可変位相シフトとを設定する際に適用するそれぞれの誤差信号を決定するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４６】
請求項４４記載の方法において、前記誤差値に応答して更なる可変位相シフトを前記出力サンプルに適用するステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項４７】
請求項４４記載の方法において、前記誤差値を決定するステップは、初期動作フェーズではブラインド適用基準を用いて前記誤差値を決定するステップを含み、後続動作フェーズでは最小平均自乗（ＬＭＳ）基準を用いて前記誤差値を決定するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４８】
請求項４７記載の方法において、前記ブラインド適応基準は定包絡線基準を含むことを特徴とする方法。
【請求項４９】
請求項３９ないし４３のいずれかの請求項に記載の方法において、前記第１及び第２の信号は第１及び第２の送信されたデータを表す第１及び第２の一連のシンボルをそれぞれ搬送し、この方法は、更に、前記第１の一連のシンボルを回復するために前記出力サンプルを処理するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５０】
請求項３９ないし４３のいずれかの請求項に記載の方法において、前記入力サンプルの前記第１及び第２のストリームをフィルタリングして前記可変位相シフトを適応するステップは、前記第２の信号を表す出力サンプルの第４のストリームを発生するように前記入力サンプルの前記第１及び第２のストリームを処理するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５１】
請求項３９ないし４３のいずれかの請求項に記載の方法において、前記第１及び第２の信号は第１及び第２の相互に直交する偏向を有するように送信され、前記第１及び第２の信号を受信するステップは前記第１及び第２の偏向を分離するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５２】
無線通信方法であって、
空気を介して送信された第１及び第２の信号を受信するステップと、
前記受信された信号を処理しデジタル化して、入力サンプルの第１及び第２のストリームを発生するステップと、
第１の適応フィルタ係数を用いて入力サンプルの前記第１のストリームをフィルタリングして第１のフィルタ出力を発生するステップと、
第２の適応フィルタ係数を用いて入力サンプルの前記第２のストリームをフィルタリングして第２のフィルタ出力を発生するステップと、
可変位相シフトを前記第１及び第２のフィルタ出力の少なくとも一方に適用することにより前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相偏差を補償するステップと、
前記可変位相シフトの適用の後で前記第１及び第２のフィルタ出力を加算し、前記第１の信号を表す出力サンプルの第３のストリームを発生するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５３】
請求項５２記載の方法において、前記第１及び第２のフィルタ出力を加算するステップは、出力サンプルの前記第３のストリームを発生して前記第２の信号に起因する前記第１の信号における干渉を減少させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５４】
請求項５２記載の方法において、前記出力サンプルの前記第１及び第２のストリームをフィルタリングし前記可変位相シフトを適応するステップは、前記出力サンプルに応答して前記第１及び第２の適応フィルタ係数と前記可変位相シフトとを設定するステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項５５】
請求項５２記載の方法において、前記第１及び第２の信号は第１及び第２の送信されたデータを表す第１及び第２の一連のシンボルをそれぞれ搬送し、この方法は、更に、前記第１の一連のシンボルを回復するために前記出力サンプルを処理するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５６】
請求項５２記載の方法において、前記入力サンプルの前記第１及び第２のストリームをフィルタリングして前記可変位相シフトを適応するステップは、前記第２の信号を表す出力サンプルの第４のストリームを発生するように前記入力サンプルの前記第１及び第２のストリームを処理するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５７】
請求項５２ないし５６のいずれかの請求項に記載の方法において、前記第１及び第２の信号は第１及び第２の相互に直交する偏向を有するように送信され、前記第１及び第２の信号を受信するステップは前記第１及び第２の偏向を分離するステップを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは無線通信に関し、更に詳しくは、複数の受信機を用いることにより無線リンク性能を向上させる方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
偏向（偏波）ダイバシチ（polarization diversity）は、直交偏向（偏波）を有する同一のリンクを介する２つの平行な送信チャネルを提供することによりリンク性能を２倍にするのに用いられる。別個の独立な信号が２つのチャネルを介して送信され、従って定義される。しかし、チャネルの直交性にもかかわらず、信号の間の何らかの干渉（混信、interference）がほとんど不可避的に生じる。この干渉の効果を排除するため、受信機は交差偏向（交差偏波、cross polarization）干渉排除装置（ＸＰＩＣ）を含み、この交差偏向波排除装置は、２つの受信アンテナからの信号を処理して合成し元の独立な信号を回復する。
【０００３】
様々なＸＰＩＣ回路がこの技術において知られている。例えば、米国特許第４，９１４，６７６号には、メインの偏向成分と干渉偏向成分との間の位相偏差を検出する位相差検出回路が含まれる。この米国特許は、この出願において援用する。位相差検出回路の出力に応答して、位相シフト装置がデータ弁別クロック信号をシフトし、この信号は干渉信号をデジタル化する際にＡ／Ｄコンバータによって用いられる。
【０００４】
別の例として、米国特許第５，９２０，５９５号には、２つの直交偏向された信号を受信する受信機が記載されている。信号の一方は、デジタル等化ユニットによって等化される。他方の信号は、デジタル「相互交差波形補償」ユニットに入力され、このユニットは等化された信号に追加される補償信号を出力する。ある実施例では、この後者の信号が相互交差波形補償ユニットに入力される前に、その周波数が位相回転ユニットによって訂正される。受信機の構造は、デジタル変調が相互交差波形補償に提供されことを可能にすることにより、この装置をＬＳＩ装置として形成し装置のサイズ及びコストを減少させる。
【０００５】
これ以外の代表的なＸＰＩＣ回路は、例えば、米国特許第５，７１０，７９９号、欧州特許出願ＥＰ１３６５５１９Ａ１、ＰＣＴ特許出願ＷＯ００／７７９５２Ａ１に開示されている。これらは、この出願において援用する。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の実施例は、交差偏波干渉排除において特に有用である改良型の干渉排除方法及び装置を提供する。これらの実施例では、送信機が、空気を介して、典型的には直交偏波を有する第１及び第２の送信チャネル上を第１及び第２の信号を送信する。受信機は、第１及び第２の信号をダウンコンバートしデジタル化して、入力デジタル・サンプルの第１及び第２のストリームを発生する。これらのサンプルは、新規なＸＰＩＣ装置によって処理され、送信チャネルの間の干渉が減少するような出力サンプルを発生する。スライサなどの判断装置が、ＸＰＩＣ装置の干渉が訂正された出力から送信されたシンボルを抽出する。
【０００７】
典型的には、ＸＰＩＣ装置は、２つのデジタル処理チャネルを含み、システムの送信チャネルのそれぞれに１つである。それぞれの処理チャネルでは、入力サンプルのストリームの両方がフィルタリングされ、次に、フィルタリングされたサンプルが組み合わされて、対応する送信チャネルのための干渉が訂正された出力サンプルを発生する。入力サンプルのストリームは、それぞれが、適応デジタル・フィルタによってフィルタリングされるのが通常であり、チャネル間の干渉を評価する比較的低速のプロセスによって係数が適応的に決定される。更に、フィルタリングされたサンプルを組み合わせる前に、フィルタリングされたサンプル・ストリームの相対位相が可変位相回転器を用いて調整される。
【０００８】
回転器によって適用された位相訂正は、送信チャネルの間の変動する位相偏差に基づいて、高速プロセスによって適応的に決定される。本発明の発明者らは、ＸＰＩＣ装置において高速位相回転と低速フィルタ適応プロセスとを分離することが、送信チャネル自体に対して作用する実際の物理プロセスとうまく調和することを見出した。デジタル領域における位相訂正を適用することにより、個々のサンプル・ストリームをフィルタリングした後で、位相回転器の制御ループは短縮される。この構成により、位相訂正プロセスの収束が加速され、従って、この技術分野で知られているシステムと比較して強化された干渉排除が達成される。
【０００９】
従って、本発明のある実施例によると、受信機であって、
少なくとも１つのアンテナに結合されており、第１及び第２の信号を受け取り処理しデジタル化して、入力サンプルの第１及び第２のストリームを発生する入力回路と、
干渉排除回路であって、
第１及び第２の適応係数を用いて入力サンプルの前記第１及び第２のストリームをフィルタリングし第１及び第２のフィルタ出力をそれぞれ発生するように結合され、少なくとも一方は、可変位相シフトを適用して前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相偏差を補償するように構成されている第１及び第２の処理チェーンと、
前記第１及び第２のフィルタ出力を加算し、前記第１の信号を表す出力サンプルの第３のストリームを発生するように結合された加算器と、
を含む干渉排除回路と、
前記第１及び第２の適応係数を設定し、前記出力サンプルに応答して前記可変位相シフトを個別に設定するように動作する係数コントローラと、
を含む受信機が提供される。
【００１０】
開示されている実施例では、前記第１及び第２の処理チェーンは第１及び第２の適応等化フィルタをそれぞれ含む。ある実施例では、前記第１及び第２の処理チェーンの少なくとも一方は適応位相回転器を含み、前記適応位相回転器は前記可変位相シフトを前記第１及び第２の適応等化フィルタの少なくとも一方の出力に適用するように結合されている。
【００１１】
典型的には、前記第１の信号は前記第２の信号に起因する干渉を含み、前記係数コントローラは前記第１及び第２の係数と前記可変位相シフトとを決定し出力サンプルのストリームにおける前記第２の信号に起因する干渉を減少させるように動作する。
【００１２】
本発明のある側面では、前記係数コントローラは、第１の収束ファクタに応答して前記可変位相シフトを設定し、第２の収束ファクタに応答して前記第２の適応係数を少なくとも設定し、前記収束ファクタは、前記適応位相回転器が前記第２の信号に起因する前記干渉の変化に前記第２の適応フィルタよりも実質的に高速に適応するように選択される。開示されている実施例では、前記係数コントローラは、前記出力サンプルに応答して誤差値を決定し、前記誤差値に応答して前記第１及び第２の適応係数と前記可変位相シフトとを決定するように動作する。典型的には、前記係数コントローラは、異なる位相回転を前記誤差値に適用することによって前記第１及び第２の適応係数のそれぞれと前記可変位相シフトとを設定する際に適用するそれぞれの誤差信号を決定するように動作する。更に、又は、その代わりに、前記受信機は、前記前記誤差値に応答して更なる可変位相シフトを前記出力サンプルに適用するように結合された位相回転器を更に含む。
【００１３】
別の実施例では、前記係数コントローラは、この受信機の初期動作フェーズではブラインド適用基準を用いて前記誤差値を決定し、この受信機の後続動作フェーズでは最小平均自乗（ＬＭＳ）基準を用いて前記誤差値を決定する。典型的には、前記ブラインド適応基準は定包絡線基準（constant modulus criterion）を含む。
【００１４】
いくつかの実施例では、前記第１及び第２の信号は第１及び第２の送信されたデータを表す第１及び第２の一連のシンボルをそれぞれ搬送し、この受信機は、更に、前記第１の一連のシンボルを回復するために前記出力サンプルを処理するように結合されている判断デバイスを含む。
【００１５】
典型的には、前記干渉排除回路は、前記入力サンプルの前記第１及び第２のストリームを処理して前記第２の信号を表す出力サンプルの第４のストリームを発生するように動作する。いくつかの実施例では、前記第１及び第２の信号は、第１及び第２の相互に直交する偏向を有するように送信される。
【００１６】
また、本発明のある実施例によると、受信機であって、
少なくとも１つのアンテナに結合されており、第１及び第２の信号を受け取り処理しデジタル化して、入力サンプルの第１及び第２のストリームを発生する入力回路と、
干渉排除回路であって、
第１の適応係数を用いて入力サンプルの前記第１のストリームをフィルタリングして第１のフィルタ出力を発生する第１の適応フィルタと、
第２の適応係数を用いて入力サンプルの前記第２のストリームをフィルタリングして第２のフィルタ出力を発生する第２の適応フィルタと、
可変位相シフトを前記第１及び第２のフィルタ出力の少なくとも一方に適用することにより前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相偏差を補償するように結合されている適応位相回転器と、
前記可変位相シフトの適用の後で前記第１及び第２のフィルタ出力を加算し、前記第１の信号を表す出力サンプルの第３のストリームを発生するように結合された加算器と、
を含む干渉排除回路と、
を含む受信機が提供される。
【００１７】
また、本発明のある実施例によると、無線通信装置であって、
第１及び第２の信号を空気を介して送信するように動作する送信機と、
受信機であって、
少なくとも１つのアンテナに結合されており、第１及び第２の信号を受け取り処理しデジタル化して、入力サンプルの第１及び第２のストリームを発生する入力回路と、
干渉排除回路であって、
第１及び第２の適応係数を用いて入力サンプルの前記第１及び第２のストリームをフィルタリングし第１及び第２のフィルタ出力を発生するように結合されており、少なくとも一方は、可変位相シフトを適用して前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相偏差を補償するように構成されている第１及び第２の処理チェーンと、
前記第１及び第２のフィルタ出力を加算し、前記第１の信号を表す出力サンプルの第３のストリームを発生するように結合された加算器と、
を含む干渉排除回路と、
前記第１及び第２の適応係数を設定し、前記出力サンプルに応答して前記可変位相シフトを個別に設定するように動作する係数コントローラと、
を含む受信機と、
を含む無線通信装置が提供される。
【００１８】
開示されている実施例では、この送信機は、第１及び第２の相互に直交する偏向を有する第１及び第２の信号を送信するように構成され、前記入力回路は、第１及び第２の偏向を分離するように構成されている。
【００１９】
更に、本発明のある実施例によると、無線通信装置であって、
第１及び第２の信号を空気を介して送信するように動作する送信機と、
受信機であって、
第１及び第２の信号を受け取り処理しデジタル化して、入力サンプルの第１及び第２のストリームを発生する入力回路と、
干渉排除回路であって、
第１の適応係数を用いて入力サンプルの前記第１のストリームをフィルタリングして第１のフィルタ出力を発生する第１の適応フィルタと、
第２の適応係数を用いて入力サンプルの前記第２のストリームをフィルタリングして第２のフィルタ出力を発生する第２の適応フィルタと、
可変位相シフトを前記第１及び第２のフィルタ出力の少なくとも一方に適用することにより前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相偏差を補償するように結合されている適応位相回転器と、
前記可変位相シフトの適用の後で前記第１及び第２のフィルタ出力を加算し、前記第１の信号を表す出力サンプルの第３のストリームを発生するように結合された加算器と、
を含む干渉排除回路と、
を含む無線通信装置が提供される。
【００２０】
更にまた、本発明のある実施例によると、無線通信方法であって、
空気を介して送信された第１及び第２の信号を受信するステップと、
前記受信された信号を処理しデジタル化して、入力サンプルの第１及び第２のストリームを発生するステップと、
第１及び第２の適応係数を用いて入力サンプルの前記第１及び第２のストリームをフィルタリングし、第１及び第２のフィルタ出力を発生するステップであって、前記フィルタリングは可変位相シフトを適用して前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相偏差を補償するステップと、
前記可変位相シフトを適用して前記第１の信号を表す出力サンプルの第３のストリームを発生する後で、前記第１及び第２のフィルタ出力を加算するステップと、
前記第１及び第２の適応係数を設定し、前記出力サンプルに応答して前記可変位相シフトを個別に設定するステップと、
を含む方法が提供される。
【００２１】
また、本発明のある実施例によると、無線通信方法であって、
空気を介して送信された第１及び第２の信号を受信するステップと、
前記受信された信号を処理しデジタル化して、入力サンプルの第１及び第２のストリームを発生するステップと、
第１の適応フィルタ係数を用いて入力サンプルの前記第１のストリームをフィルタリングして第１のフィルタ出力を発生するステップと、
第２の適応フィルタ係数を用いて入力サンプルの前記第２のストリームをフィルタリングして第２のフィルタ出力を発生するステップと、
可変位相シフトを前記第１及び第２のフィルタ出力の少なくとも一方に適用することにより前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相偏差を補償するステップと、
前記可変位相シフトの適用の後で前記第１及び第２のフィルタ出力を加算し、前記第１の信号を表す出力サンプルの第３のストリームを発生するステップと、
を含む方法が提供される。
【００２２】
本発明は、その実施例に関する以下での詳細な説明を添付の図面を参照して読むことにより、更に完全に理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の好適実施例に従った無線データ送信システム２０を概略的に図解するブロック図である。システム２０は、信号ｓ１及びｓ２を送信アンテナ２２から空気を介して送信するように結合されている送信機２２を含む。典型的には、ｓ１及びｓ２は、デジタル・データのストリームを搬送する。このデジタル・データのストリームは、この技術分野で既知であるように、適切な変調方式に従って送信機２２によってデータ・シンボルに変換され、送信のために所定の無線周波数（ＲＦ）範囲にアップコンバートされる。送信機２２及びアンテナ２４は、直交偏向された送信チャネルの上をｓ１及びｓ２を送信するように構成されている。例えば、このアンテナは、ｓ１を垂直偏向を有するように送信し、ｓ２を水平偏向を有するように送信する。あるいは、これらの信号は、時計回り及び反時計回りの円偏向を有するように送信される。さらにまた、２つの偏向のために、別個の複数の送信アンテナ（及び／又は、別個の受信アンテナ）を用いることもある。
【００２４】
アンテナ２４から送信された信号は、受信アンテナ２８によって受信される。アンテナ２８によって受信された信号は、受信機３２によってダウンコンバートされ処理されて、受信機出力においてｓ∧１及びｓ∧２として表される送信されたデジタル・データが回復される（なお、英文の国際公開公報では、記号「ｓ∧１」及び「ｓ∧２」における「∧」は「ｓ」の上に配置されているが、この翻訳文では、以下の記載も含め、入力上の制約のために「ｓ」の後に配置する）。
【００２５】
送信機２２と受信機３２とを接続するデュアル・チャネル無線リンクは、それぞれの送信チャネルにおいてフェーディングや加算的ノイズ、また、チャネルの間での干渉の影響を受ける。受信機３２によって受信される信号の振幅及び位相は、要素Ｈ１１及びＨ１２などを有する複素チャネル伝達関数行列Ｈによって決定される。換言すると、送信された信号ベクトルｓ（アンテナ２４及び２６によって送信された個々の複素信号ｓ１及びｓ２で構成されている）と、受信された信号ベクトルｘ（ｘ１及びｘ２で構成される）とは、次の数式（１）の関係を有する。
【００２６】
【数１】
2008505525.tif 000003
【００２７】
ここで、ｎは、それぞれのアンテナにおいて受信されたノイズを表す。Ｈｉｊは、送信アンテナｉから受信アンテナｊへの複素伝達関数であり、一般に、これらの特定の送信アンテナと受信アンテナとの間の周波数選択的で分散的なチャネルを表す。Ｈにおける対角成分でない成分は、送信チャネルの間の干渉を表す。受信機３２は、以下で詳述するようにして、この干渉を適応的に排除（キャンセル）する。
【００２８】
図２は、本発明のある実施例による受信機３２の要素を示すブロック図である。アンテナ２８によって受信された信号は、直交モード・トランスデューサ（ＯＭＴ）３８によって直交偏向成分に分けられる。これら２つの直交成分は、それぞれのＲＦ受信機回路４０及び４１に入力される。これらの受信機回路は、それぞれが、局部発振器４２及び４３の制御の下で信号のアナログ処理及びダウンコンバートを実行する。２つの偏向チャネルのために別々の局部発振器を用いることにより、受信機３２のコストを低下させることができるが、チャネルの間の位相誤差を生じさせる傾向がある。（この理由によって、この技術分野で知られている受信機は、両方のチャネルに共通の発振器を用いるのが一般的である。）
ダウンコンバートされた信号は、アナログ／デジタル・コンバータ４４及び４５によってデジタル化され、受信された信号を表すデジタル入力サンプルｘ１及びｘ２のストリームを発生する。交差偏向干渉排除装置（ＸＰＩＣ）４６が、サンプル・ストリームをフィルタリングして組み合わせ、訂正された出力サンプルｙ１及びｙ２のストリームを発生する。スライサなどの判断装置４８及び４９が、出力サンプルのストリームのそれぞれを処理して、それぞれの一連のシンボルｙ∧１及びｙ∧２を発生する。次に、これらのシンボルは、復調され送信されたデータであるｓ∧１及びｓ∧２が回復される。
【００２９】
本発明の理解に必須ではないデジタル復調回路やそれ以外の処理要素は図面から取り除くことで図面を簡潔にしている。受信機３２において必要となる追加的な要素は、システム２０において用いられる特定の変調方式や通信プロトコルに応じて、この技術分野の当業者には明らかであるはずである。
【００３０】
図３は、本発明のある実施例によるＸＰＩＣ４６における処理チャネルの詳細を示すブロック図である。簡略のために図３にはただ１つの処理チャネルだけが示されているのであるが、ＸＰＩＣ４６は、システム２０の送信チャネルのそれぞれに１つ、すなわち、このような処理チャネルを２つ有しているのが典型的である。チャネル間の干渉を排除することに加え、ＸＰＩＣ４６は、他の等化や位相訂正機能を実行して、例えば送信チャネルにおける一様でないフェーディングやシンボル相互間の干渉の効果を補償している。ＸＰＩＣ４６は時間領域フィルタと特にマルチタップ有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタとを含むように示されこの後で説明されるが、それとは異なり、本発明の原理に従ったＸＰＩＣプロセッサは、この技術分野で知られている無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ、周波数領域フィルタ又はそれ以外の任意の適切なタイプのデジタル・フィルタリングを用いて実現することもできる。
【００３１】
図３に示されているように、２つの直交偏向のそれぞれに１つのストリームであるサンプルｘ１及びｘ２のストリームは、一方がデジタル・フィルタ５０を有し他方がデジタル・フィルタ５２を有するそれぞれの処理チェーンに入力される。この実施例では、フィルタ５０及び５２は、ｎタップＦＩＲフィルタであり、タップ係数は、ｃ１＝｛ｃ１１，ｃ１２，・・・，ｃ１ｎ｝及びｃ２＝｛ｃ２１，ｃ２２，・・・，ｃ２ｎ｝である。従って、フィルタ５０の動作は、ベクトルの乗算ｃ１Ｔｘ１として表現することができる。ここで、ｘ１は、ｎ個の連続的なサンプルのベクトルである。フィルタ５２の動作は、同様にしてｃ２Ｔｘ２として表現することができる。また、フィルタ５２の処理チェーンは、可変位相シフトφ２をフィルタ５２から出力されるサンプルに適用してｘ１信号とｘ２信号との間の相対的な位相偏差を訂正する位相回転器５４を含む。これらの位相変動は、例えば、上述したように、局部発振器４２と局部発振器４３との間の相対的な位相差に起因して生じうる。（同様に、回転器５４は、逆の位相シフトをフィルタ５０の出力に適用するように構成することもできる。あるいは、この可変位相シフトは、適切な調整によりフィルタ５２又は５０のタップ係数に適用することもできる。）
加算器５５は、位相回転器５４からの位相シフトされたサンプルをフィルタ５０からのサンプル出力とを加算して、干渉が排除されたサンプル・ストリームを与える。別の位相回転器５６が、加算されたサンプルの位相を訂正して、次の数式（２）のように出力サンプル・ストリームを与える。
【００３２】
【数２】
2008505525.tif 000004
【００３３】
ＸＰＩＣ４６のｙ２チャネルも類似の態様で動作する。この設計によると、ＸＰＩＣ４６のフィルタリング及び位相回転部分は２つの同一の標準的な集積回路デバイスから組み立てられることに注意すべきである。
【００３４】
係数ｃ１及びｃ２と位相訂正φ１及びφ２とは、係数コントローラ５８によって適応的に決定される。それぞれの適応サイクルｎにおいて、コントローラ５８は、それぞれのフィルタ及び位相回転器に対して誤差信号εを計算し、次の数式（３）のように、前のサイクルからの値に基づいて係数と位相とを調整する際に、この値を用いる。
【００３５】
【数３】
2008505525.tif 000005
【００３６】
ここで、ｚ＝ｅｊφ２ｃ２Ｔｘ２である。すなわち、ｚは、回転器５４の出力に対応する。誤差信号εｘ及びεφは、以下で述べるようにして単一の単純な誤差値Ｅから算術的に導出される。
【００３７】
収束ファクタμＣ及びμφは、過渡の分散（variance）のない変化の最適なトラッキングを与えるように決定される。係数コントローラ５８によって用いられるμの値が上昇すると、μが適用される適応要素（フィルタ又は回転器）の収束が速くなり、従って、その要素は送信チャネルにおける変化により迅速に適用するようになる。他方で、μの値が大きいと、その最適値の周囲での係数の分散を増加させ、ときには不安定な状態につながることもあり、従って、ノイズが存在するときには適応要素が収束しないこともありうる。本発明の発明者らは、回転器５４による位相調整がマルチタップ・フィルタ５０及び５２の適応から分離されているＸＰＩＣ４６の構成では、μφはμＣより相当に大きな値、例えばμＣの値の２倍に設定できることを見出した。
【００３８】
フィルタ係数の適応的な決定については、非常の多様な方法がこの技術分野で知られている。実質的に任意であるこの種の適切な方法を、係数コントローラ５８において実現することが可能である。広く知られた方法群としては、例えば、Haykin, “Adaptive Filter Theory (third edition, Prentice Hall、1996)”において説明されている最小平均自乗（Least Mean Square = LMS）法がある。この書物はこの出願において援用する。この方法は、Ｊ＝｜ｙ１−ｙ∧１｜２によって与えられるコスト関数Ｊの予測値を最小化するように、フィルタ係数と位相回転とを選択することに基づいている。ＬＭＳ法は、一般に、フィルタ係数が正しい値に近いとき、すなわち、ｙ∧１が実際の送信されたシンボルｓ１に等しいときには、うまく機能する。従って、訓練用の一連の既知のシンボルが、当初のフィルタ係数を設定するのに用いられる。
【００３９】
あるいは、係数コントローラ５８は、ブラインド適応法（ブラインド等化とも称される）を用いてフィルタ係数と位相シフトとを設定することもできる。ブラインド適応プロセスが収束すると（従って、誤差値Ｅが所定のスレショルドよりも小さい）、係数コントローラは、ＬＭＳ適応に切り替わる。ブラインド適応は、例えば、Johnson et al., “Blind Equalization Using the Constant Modulus Criterion: A Review”, Proceedings of the IEEE 86: 10 (1998), pages 1927-1950において説明されている定包絡線（ＣＭＡ）アルゴリズムを用いて実行することができる。この論文は、この出願において援用する。ＣＭＡは、出力サンプル｜ｙ１｜２の包絡線（modulus）と定数Ｒとの差異の２乗によって与えられるコスト関数の予測値を最小化するように、フィルタ係数と位相シフトとを設定する。これは、送信された信号ｓの予測値に依存する。様々な異なる定包絡線コスト関数を、ブラインド等化において用いることができる。ＣＭＡは、典型的には、Ｒ＝Ｅ［｜ｓ｜４］／Ｅ［｜ｓ｜２］として、コスト関数Ｃ＝Ｅ［（｜ｙ１｜２−Ｒ）２］を用いる。
【００４０】
上述したＬＭＳ及びＣＭＡコスト関数であるＪ及びＣに対しては、誤差値Ｅは次の数式（４）のように与えられる。（なお、ここで、Ｅは次の数式の中のイプシロンを意味する。他の箇所でイプシロンを意味しないＥも用いられているが、区別できるはずである。）
【００４１】
【数４】
2008505525.tif 000006
【００４２】
数式２を上述のＪ及びＣに対する数式に代入し、ｃ１及びｃ２に関するＪ及びＣの偏微分を計算すると、φ１及びφ２は、次の数式（５）の誤差信号を与える。
【００４３】
【数５】
2008505525.tif 000007
【００４４】
これらの誤差値は、係数コントローラ５８によってそれぞれの適応サイクルにおける方程式（３）の値を計算する際に用いられる。同じ基本的な誤差値εが、フィルタ５０及び５２と回転器５４及び５６との両方、また、ＣＭＡ及びＬＭＳ適応フェーズの両方のすべての誤差信号を決定するのに用いられることが理解されるはずである。（しかし、ＣＭＡで用いられるコスト関数は位相情報を含んでおらず、従って、φ１はＬＭＳフェーズにおいてだけ調整が可能であることに注意すべきである。）誤差信号は、単純な位相角回転によって誤差値Ｅから導かれる。従って、コントローラ３８は、簡単かつ経済的に実現することができる。
【００４５】
典型的には、ＸＰＩＣ４６は、受信機３２の他のデジタル成分と共に、専用の論理回路を含むが、この論理回路はカスタム又はセミカスタムの集積回路であるか、又は、フィールド・プログラマブルなゲート・アレイかそれ以外のプログラマブルな論理コンポーネントでありうる。あるいは、又は、それに加えて、受信機３２は、マイクロプロセッサかデジタル信号プロセッサ、及び／又は、ハードワイアードの論理回路を含む。従って、図２及び３に示されている受信機の要素を論理的な観点からいくつかの機能ブロックに分割することができるが、受信機の実際の実装においては、これらのブロックの中のいくつか又はすべてを１又は複数の集積回路に組み入れることが可能であるし、あるいは、サブクロックに分割することが可能である。例えば、Ａ／Ｄコンバータ４４のサンプル・クロック速度の２倍の速度で動作する単一のフィルタを、ｘ１及びｘ２のサンプルを交互にフィルタリングするように切り替えることが可能である。この明細書において説明した機能を実行する受信機３２の実装に関するこれ以外の改変は、この技術分野の当業者には明らかであり、本発明の範囲に含まれると考えるべきである。
【００４６】
以上で説明した実施例は直交変更で送信される信号を受信しその信号における干渉を減少させることに関しているが、本発明の原理は、他のタイプのマルチチャネル無線受信機によって受信される信号における干渉を減少させることにより一般的に応用することが可能である。例えば、干渉が制限されている環境では、システムが１つのアンテナを用いて所望の信号を収集する際に、この信号が干渉を生じさせる信号によって乱される場合がある。その場合、第２のアンテナを用いて干渉を生じさせる信号（これは、所望の信号によって乱される）を収集することが可能である。２つの信号をフィルタ５０及び５２のそれぞれに与えると、その結果として、判断装置４８の出力において、干渉を生じさせる信号コンテンツの減衰が生じる。更に、受信機３２のデザインは、送信機が直交変更で信号を送信しないときであっても、変更ダイバーシチによって、通信システムの信号対雑音比を改善するためにも有用である。
【００４７】
以上で述べた実施例は例示であって、本発明は特定の例を用いて上述した内容によっては制限されないことを理解すべきである。むしろ、本発明の範囲は、この明細書を読むことによって当業者に明らかになる改変及び修正だけでなく、上述した様々な特徴の組合せを含む。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例による直交偏向されたチャネルを介する無線データ送信システムの概略的な側方図である。
【図２】本発明の実施例による図１のシステムにおいて用いられる受信機を概略的に図解するブロック図である。
【図３】本発明の実施例による交差偏向干渉排除装置（ＸＰＩＣ）の詳細を概略的に示すブロック図である。
【図１】
2008505525.tif 000008
【図２】
2008505525.tif 000009
【図３】
2008505525.tif 000010
【国際調査報告】
2008505525.tif 000011