(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通通信媒体を介して公称搬送波周波数において非同期に送信されたパケットの組を復号する方法であって、
前記共通通信媒体の雑音で変更された前記パケットの組の組み合わせを含む信号を受信することであって、各パケットは、前記組内の全てのパケットに共通のプリアンブルと、前記組内の少なくともいくつかのパケットに一意のペイロードとを含むものと、
スパース復元を用いて、搬送波周波数からの各パケットの前記送信の周波数オフセットと、共通時点からの各パケットの前記送信の時間オフセットと、前記共通通信媒体におけるチャネルを通じた各パケットの前記送信に対応するチャネル利得とを決定することであって、前記スパース復元は、前記パケットの前記プリアンブルを用いるが、前記パケットの前記ペイロードを用いることなく近似された、又は前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせごとに前記プリアンブルと単一のペイロードとの組み合わせを用いて近似された、辞書行列を用いるものと、
前記周波数オフセット、前記時間オフセット及び前記チャネル利得を用いて前記組内の前記パケットの前記ペイロードを復号することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせごとに１つのみの原子を有する辞書行列を決定することであって、前記辞書行列の各原子が、前記プリアンブルのみを有し、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの対応する組み合わせを有するチャネルを通じて送信されるパケットを表すようにするものと、
前記辞書行列の原子の組を定義する非ゼロチャネル利得の組を決定することであって、前記対応する非ゼロチャネル利得を有する前記組からの前記原子の前記送信が受信信号を近似するようにするものと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせごとに前記プリアンブルとペイロードとの単一の組み合わせを決定することと、
前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせごとに１つのみの原子を有する辞書行列を決定することであって、各原子は、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの対応する組み合わせについて決定された前記プリアンブル及び前記ペイロードを有し、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの前記対応する組み合わせを有するチャネルを通じて送信されるパケットを表すものと、
前記辞書行列の原子の組を定義する非ゼロの利得の組を決定することであって、前記対応する非ゼロの利得を有する前記組からの前記原子の送信が受信信号を近似するようにするものと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせごとに、最も可能性の高いペイロードを単一のペイロードとして決定することを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ペイロードは、終了条件が満たされるまで前記スパース復元の反復において反復して復号され、反復は、
受信信号を、前記スパース復元の辞書行列の各要素と相互相関させることであって、前記辞書行列の各要素は、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせについてチャネルを通じて送信されるパケットであるものと、
前記相互相関の最大の大きさに対応する前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの前記組み合わせを選択することと、
前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの前記選択された組み合わせについて前記チャネルを通じて送信される前記パケットの前記ペイロードを決定することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記反復は、
前記プリアンブル及び前記ペイロードを有し、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの前記選択された組み合わせを通じて送信された前記パケットの寄与を前記受信信号から除去することであって、前記受信信号が後続の反復について更新されるようにするもの、
を更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記反復は、
前回の反復中の前記受信信号の前記更新に応答して前記辞書行列を更新すること、
を更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記スパース復元の前記反復は、所定の数の候補パケットを生成し、前記方法は、
いずれの候補パケットが受理される候補パケットであるか、及びいずれの候補パケットが拒否される候補パケットであるかを分類すること、
を更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記拒否される候補パケットは、前記候補パケット間で、最大パワーの所定のパーセンテージ未満のパワーを有するか、又は閾値未満の前記受理された候補パケットとのペアワイズ相関を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記拒否することは、
入力信号における複数の送信パケットの事前確率を用いて、前記候補パケットが前記送信パケットになる確率を求めること、
を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記復号することは、
前記周波数オフセット、前記時間オフセット及び前記チャネル利得によって定義された前記共通通信媒体の推定を用いて、前記ペイロードを別個に又は共同で復号すること、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記復号することは、全てのパケットにわたる最適な確率伝搬（ＢＰ）、各パケットが線形等化及びそれに続くハード復号を用いて別個に復号される連続干渉除去、並びにビタビ復号のうちの１つ又は組み合わせを用いる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
共通通信媒体を介して公称搬送波周波数において非同期に送信されたパケットの組を復号するための受信機であって、
前記共通通信媒体を介して非同期に送信された前記パケットの組を受信するアンテナと、
前記共通通信媒体において雑音で変更された前記パケットの組の組み合わせを含む信号を生成するフロントエンドであって、各パケットは、前記組内の全てのパケットに共通のプリアンブルと、前記組内の少なくともいくつかのパケットに一意のペイロードとを含むものと、
プロセッサ及びメモリを備え、スパース復元を用いて、搬送波周波数からの各パケットの前記送信の周波数オフセットと、共通時点からの各パケットの前記送信の時間オフセットと、前記共通通信媒体におけるチャネルを介した各パケットの前記送信に対応するチャネル利得とを決定するチャネル推定器であって、前記メモリは、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせごとに１つのみの原子を有する辞書行列を記憶し、前記辞書行列の各原子が、前記プリアンブルのみを有し、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの対応する組み合わせを有するチャネルを通じて送信されるパケットを表すようにし、前記プロセッサは、前記辞書行列の原子の組を定義する非ゼロチャネル利得の組を決定し、前記対応する非ゼロチャネル利得を有する前記組からの前記原子の送信が受信信号を近似するようにするものと、
前記周波数オフセット、前記時間オフセット及び前記チャネル利得を用いて前記組内の前記パケットの前記ペイロードを復号する復号器と、
を備える、受信機。
【請求項１４】
前記スパース復元は、前記パケットの前記プリアンブルを用いるが、前記パケットの前記ペイロードを用いることなく近似された、又は前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせごとに前記プリアンブルと単一のペイロードとの組み合わせを用いて近似された辞書行列を用いる、請求項１３に記載の受信機。
【請求項１５】
前記プロセッサは、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせごとに前記プリアンブルと最も可能性の高いペイロードとの単一の組み合わせを決定して、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせごとに１つのみの原子を有する辞書行列を生成し、各原子は、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの対応する組み合わせについて決定された前記プリアンブル及び前記ペイロードを含み、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの前記対応する組み合わせを有するチャネルを通じて送信されるパケットを表し、前記プロセッサは、前記辞書行列の原子の組を定義する非ゼロの利得の組を決定し、前記対応する非ゼロの利得を有する前記組からの前記原子の送信が受信信号を近似するようにする、請求項１３に記載の受信機。
【請求項１６】
前記チャネル推定器は、前記周波数オフセット、前記時間オフセット及び前記チャネル利得に対応する候補パケットの候補ペイロードを反復して決定し、反復中、前記チャネル推定器は、
受信信号を、前記スパース復元の辞書行列の各要素と相互相関させ、前記辞書行列の各要素は、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせについてチャネルを通じて送信されるパケットであり、
前記相互相関の最大の大きさに対応する前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの前記組み合わせを選択し、
前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの前記選択された組み合わせについて前記チャネルを通じて送信される前記パケットの前記ペイロードを決定し、
前記プリアンブル及び前記ペイロードを有し、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの前記選択された組み合わせを通じて送信された前記パケットの寄与を前記受信信号から除去し、前記受信信号が後続の反復について更新されるようにする、
請求項１３に記載の受信機。
【請求項１７】
前記チャネル推定器は、いずれの候補パケットが実際にパケットであるかを分類し、前記復号器は、残りの候補パケットの前記周波数オフセット、前記時間オフセット及び前記チャネル利得によって定義された前記共通通信媒体の推定を用いて、前記ペイロードを別個に又は共同で復号する、請求項１３に記載の受信機。
【請求項１８】
公称搬送波周波数において非同期に送信されたパケットの組を復号するためのコンピューター実施方法であって、該方法のステップを実行するためのプロセッサを備え、
前記組内の全てのパケットに共通のプリアンブルと、少なくともいくつかのパケットに一意のペイロードとを含む送信されたパケットごとに、搬送波周波数からの前記パケットの前記送信の周波数オフセットと、共通時点からの前記パケットの前記送信の時間オフセットと、前記パケットの前記送信に対応するチャネル利得とを決定することであって、該決定することは、前記パケットの前記プリアンブルのみに基づくか、又は前記プリアンブルと、前記周波数オフセット及び遅延の組み合わせごとに近似されるペイロードとの組み合わせに基づく辞書行列によるスパース復元を用いるものと、
前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせごとに前記プリアンブルとペイロードとの単一の組み合わせを決定することと、
前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせごとに１つのみの原子を有する辞書行列を決定することであって、各原子は、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの対応する組み合わせについて決定された前記プリアンブル及び前記ペイロードを有し、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの対応する組み合わせを有するチャネルを通じて送信されるパケットを表すものと、
前記辞書行列の原子の組を定義する非ゼロの利得の組を決定することであって、前記対応する非ゼロの利得を有する前記組からの前記原子の送信が受信信号を近似するようにするものと、
対応する周波数オフセット、遅延、及びチャネル利得を用いて前記パケットの組を復号することと、
を含む、方法。
【請求項１９】
共通通信媒体を介して公称搬送波周波数において非同期に送信されたパケットの組を復号するための受信機であって、
前記共通通信媒体を介して非同期に送信された前記パケットの組を受信するアンテナと、
前記共通通信媒体において雑音で変更された前記パケットの組の組み合わせを含む信号を生成するフロントエンドであって、各パケットは、前記組内の全てのパケットに共通のプリアンブルと、前記組内の少なくともいくつかのパケットに一意のペイロードとを含むものと、
プロセッサ及びメモリを備え、スパース復元を用いて、搬送波周波数からの各パケットの前記送信の周波数オフセットと、共通時点からの各パケットの前記送信の時間オフセットと、前記共通通信媒体におけるチャネルを介した各パケットの前記送信に対応するチャネル利得とを求めるチャネル推定器であって、該チャネル推定器は、前記周波数オフセット、前記時間オフセット及び前記チャネル利得に対応する候補パケットの候補ペイロードを反復して決定し、反復中、該チャネル推定器は、
受信信号を、前記スパース復元の辞書行列の各要素と相互相関させ、前記辞書行列の各要素は、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの組み合わせについてチャネルを通じて送信されるパケットであり、
前記相互相関の最大の大きさに対応する前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの前記組み合わせを選択し、
前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの前記選択された組み合わせについて前記チャネルを通じて送信される前記パケットの前記ペイロードを決定し、
前記プリアンブル及び前記ペイロードを有し、前記周波数オフセット及び前記時間オフセットの前記選択された組み合わせを介して送信された前記パケットの寄与を前記受信信号から除去し、前記受信信号が後続の反復について更新されるようにするものと、
前記周波数オフセット、前記時間オフセット及び前記チャネル利得を用いて前記組内の前記パケットの前記ペイロードを復号する復号器と、
を備える、受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には通信システムに関し、より詳細には、マルチユーザー通信システムにおいて非同期に送信されたパケットを復号するためのパケット衝突検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
共有通信媒体を用いる通信システムは、或る特定の状況において、２つ以上のユーザーが同時に情報を送信することを可能にすることができる。例えば、車両対インフラストラクチャ（Ｖ２Ｉ：Vehicle-to-Infrastructure）システムにおける車両等の複数の送信機は、例えば、同じ周波数帯域において、共有通信媒体を通じて通信信号を非同期に送信する。送信されたパケットは、プリアンブル（送信機間で既知であり同じである）と、情報シンボルを搬送するペイロードとを含む。
【０００３】
これらの非同期送信により、指定された受信機への到達時に複数の送信パケットが重複する可能性があり、これにより、パケット衝突が生じる。受信機において、そのような重複する送信を合成してコンポジット信号を形成する。衝突が生じると、複数の送信が互いに干渉し、これらの送信における情報の一部又は全ての受信が阻止される可能性がある。
【０００４】
衝突からの復元は、ユーザーによる情報の再送信を必要とする。不都合なことに、衝突確率が高まると、予期される再送信数も増大する。再送信数が過大になる場合、情報の転送に関連付けられたレイテンシが増大し、通信容量が浪費される。
【０００５】
浪費される容量を低減するために、多くの通信システムが自身のパラメーターを調整して性能を最適化することができる。例えば、或る特定のＴＤＭＡシステムは、多くの場合、毎秒衝突数で測定される衝突率を許容可能範囲内に保つために、割り当てられる競合タイムスロット数を動的に調整することができる。
【０００６】
このため、衝突率を効果的に制御するために、通信システムは、衝突を正確に検出する必要がある。従来の衝突検出技法は、高い正確度を提供しない。例えば、１つのそのような技法は、受信信号電力のみに基づいて衝突を検出する。この技法によれば、衝突は、１つ以上の電力測定値が或る特定のレベルを超えたときに検出される。
【０００７】
この電力ベースの技法は、不利なことに、全ての信号が同じ電力を有すると仮定し、受信信号における電力の急上昇を検出することにより衝突を検出する。しかしながら、通常の送信電力変動、及び異なるパケットが送信される異なるチャネルの利得が、そのような衝突検出プロセスに悪影響を与える場合がある。加えて、２つ以上の衝突信号間の周波数オフセットにより、結果として観測窓内の電力レベルの増大を有しない合成信号が生じる可能性があり、それにより、衝突が発生する時点の不正確な推定値がもたらされる。最終的に、電力に基づく技法は、かなりの数の衝突の検出に失敗する可能性があり、この失敗により衝突率の過大評価又は過小評価が生じ、非効率的な競合スロット配分決定につながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、振幅、周波数及びタイミングオフセットの存在下で衝突を判断するシステム及び方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のいくつかの実施の形態は、共有通信媒体を通じて送信されるパケットが、通常、クロックの不完全性、及び／又は送信機と受信機との間の相対的な動きに起因して、異なる相対時間オフセットを有し、異なる周波数オフセットを呈するという認識に基づく。これらの周波数オフセット及び時間オフセットが既知である場合、衝突パケットは、通常、復号することができる。しかしながら、時間−周波数オフセットのかなりの数の異なる組み合わせが存在する。そのような方式で、周波数オフセット及び時間オフセットの予測不可能性の不利な点を、異なる周波数オフセット及び時間オフセットに基づいて衝突パケットを分離することができ、ひいては復号することができるという有利な知識に変えることができる。
【００１０】
本発明のいくつかの実施の形態は、時間−周波数オフセットの空間におけるパケットの送信がスパースであるという認識に基づく。例えば、時間−周波数オフセットの数万個の異なる組み合わせが存在する可能性があり、１０個のみが同時にパケットを送信した。そのために、いくつかの実施の形態は、送信パケットの時間オフセット及び周波数オフセットの組み合わせを決定する問題に、スパース復元問題として対処する。ここで、スパース復元の各原子（atom：基底）は、時間オフセット、周波数オフセット及び間接的にペイロードシンボルを符号化する。
【００１１】
スパース復元は、パケットの送信パラメーター及び様々なペイロードの組み合わせによって定義される全ての可能な原子の中から検索する。過度に多くのペイロードの可能性が存在するため、いくつかの実施の形態は、ペイロードの値を近似する。例えば、１つの実施の形態は、スパース復元のためにパケットのプリアンブルのみを用いる。それに加えて、又は代替として、別の実施の形態は、周波数オフセット及び遅延の組み合わせごとに、プリアンブルと、可能性の高いペイロードにより近似されたペイロードとの組み合わせを用いる。そのようなペイロードは、対応する遅延及び周波数オフセットと共に、近似原子を構成する。そのために、いくつかの実施の形態は、近似原子によるスパース復元を用いる。
【００１２】
したがって、１つの実施の形態は、共通通信媒体を介して公称搬送波周波数において非同期に送信されたパケットの組を復号する方法を開示する。該方法は、前記共通通信媒体の雑音で変更された前記パケットの組の組み合わせを含む信号を受信することであって、各パケットは、前記組内の全てのパケットに共通のプリアンブルと、前記組内の少なくともいくつかのパケットに一意のペイロードとを含むことと、スパース復元を用いて、前記搬送波周波数からの各パケットの前記送信の周波数オフセットと、共通時点からの各パケットの前記送信の時間オフセットと、前記共通通信媒体におけるチャネルを通じた各パケットの前記送信に対応するチャネル利得とを決定することと、前記周波数オフセット、前記時間オフセット及び前記チャネル利得を用いて前記組内の前記パケットの前記ペイロードを復号することと、を含む。
【００１３】
別の実施の形態は、共通通信媒体を介して公称搬送波周波数において非同期に送信されたパケットの組を復号するための受信機を開示する。該受信機は、前記共通通信媒体を介して非同期に送信された前記パケットの組を受信するアンテナと、前記共通通信媒体において雑音で変更された前記パケットの組の組み合わせを含む信号を生成するフロントエンドであって、各パケットは、前記組内の全てのパケットに共通のプリアンブルと、前記組内の少なくともいくつかのパケットに一意のペイロードとを含む、フロントエンドと、プロセッサ及びメモリを備え、スパース復元を用いて、前記搬送波周波数からの各パケットの前記送信の周波数オフセットと、共通時点からの各パケットの前記送信の時間オフセットと、前記共通通信媒体におけるチャネルを介した各パケットの前記送信に対応するチャネル利得とを決定するチャネル推定器と、前記周波数オフセット、前記時間オフセット及び前記チャネル利得を用いて前記組内の前記パケットの前記ペイロードを復号する復号器と、を備える。
【００１４】
更に別の実施の形態は、公称搬送波周波数において非同期に送信されたパケットの組を復号するためのコンピューター実施方法であって、該方法のステップを実行するためのプロセッサを備える、方法を含む。該方法は、前記組内の全てのパケットに共通のプリアンブルと、少なくともいくつかのパケットに一意のペイロードとを含む送信されたパケットごとに、前記搬送波周波数からの前記パケットの前記送信の周波数オフセットと、共通時点からの前記パケットの前記送信の時間オフセットと、前記パケットの前記送信に対応するチャネル利得とを決定することであって、該決定することは、前記パケットの前記プリアンブルのみに基づくか、又は前記プリアンブルと、前記周波数オフセット及び遅延の組み合わせごとに近似されるペイロードとの組み合わせに基づく辞書行列によるスパース復元を用いることと、対応する周波数オフセット、遅延、及びチャネル利得を用いて前記パケットの組を復号することと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明の１つの実施の形態による無線通信システムの概略図である。
【図１Ｂ】本発明のいくつかの実施の形態による、複数の通信デバイスからの例示的な送信を示す図である。
【図１Ｃ】本発明のいくつかの実施の形態による、送信デバイスから受信デバイスに非同期に送信されるパケットの概略図である。
【図２Ａ】本発明のいくつかの実施の形態による、周波数オフセットを有する通信チャネルを通じたパケットの非同期送信の概略図である。
【図２Ｂ】本発明のいくつかの実施の形態による、共通通信媒体における時間−周波数オフセットの空間の概略図である。
【図２Ｃ】本発明のいくつかの実施の形態による、共通通信媒体を通じて非同期に送信されたパケットの組を復号する方法のブロック図である。
【図３Ａ】本発明の１つの実施の形態によるスパース復元方法の概略図である。
【図３Ｂ】本発明の１つの実施の形態によるスパース復元方法のブロック図である。
【図３Ｃ】本発明の別の実施の形態によるスパース復元方法のブロック図である。
【図３Ｄ】本発明の１つの実施の形態によるスパース復元方法の１つの反復のブロック図である。
【図４】本発明の１つの実施の形態による多段パケット衝突検出のブロック図である。
【図５】本発明の１つの実施の形態による多段パケット分割の図である。
【図６Ａ】本発明の１つの実施の形態による、多段パケット分割の第１段階中に実施されるスパース復元方法のブロック図である。
【図６Ｂ】本発明の別の実施の形態による、多段パケット分割の第１段階中に実施されるスパース復元方法のブロック図である。
【図６Ｃ】本発明の１つの実施の形態による、近似されたパケット原子の辞書行列（dictionary matrix）を決定する方法のブロック図である。
【図６Ｄ】本発明の１つの実施の形態による、辞書行列を更新する方法のブロック図である。
【図６Ｅ】本発明の１つの実施の形態による、残余信号の電力を考慮する方法のブロック図である。
【図７Ａ】本発明の様々な実施の形態による、多段パケット分離の第２段階の方法のブロック図である。
【図７Ｂ】本発明の様々な実施の形態による、多段パケット分離の第２段階の方法のブロック図である。
【図８Ａ】本発明の様々な実施の形態による、多段パケット分離の第３段階の方法のブロック図である。
【図８Ｂ】本発明の様々な実施の形態による、多段パケット分離の第３段階の方法のブロック図である。
【図８Ｃ】本発明の様々な実施の形態による、多段パケット分離の第３段階の方法のブロック図である。
【図９Ａ】共同ペイロードシンボル検出のために用いられるグラフィックモデルの概略図である。
【図９Ｂ】本発明の１つの実施の形態による、矩形パルス成形のための共同シンボル検出の方法のブロック図である。
【図１０】本発明の様々な実施の形態のいくつかの原理を用いる様々なデバイスのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１Ａは、本発明の１つの実施の形態による無線通信システム１００の概略図を示す。通信システム１００は、共通通信媒体１０６を介して、何らかの搬送波周波数を用いて第２の通信デバイス１０４と通信することが可能な少なくとも１つの第１の通信デバイス１０２を含む。通信媒体１０６は、複数の通信デバイス間の同時通信に適した任意のタイプの無線チャネルを含むことができる。
【００１７】
図１Ｂは、本発明のいくつかの実施の形態による、複数の通信デバイス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ及び１０２ｄからの例示的な送信を示す。通信デバイス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ及び１０２ｄからのパケットは、通信媒体１０６を介して同じ公称搬送波周波数上で非同期に送信される。この例において、受信通信デバイス１０４は、セルラー通信システムにおける基地局、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）におけるアクセスポイント、車両対インフラストラクチャ（Ｖ２Ｉ）通信システムにおける路側機（ＲＳＵ）等の一部とすることができる。送信側の通信デバイスはモバイルフォン、スマートフォン、及び移動車両の通信システムの一部とすることができる。
【００１８】
各送信は、通信媒体１０６内で、異なる送信パラメーターに従って行われる。これらの送信パラメーターは、共通通信媒体１０６内の異なるチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ及び１０６ｄを形成する。送信パラメーターの例は、時間及び周波数オフセット並びにチャネル利得を含む。
【００１９】
図１Ｃは、送信デバイスから受信デバイス１０４に非同期に送信されるパケット１３１、１３２及び１３３の概略図を示す。各パケットは、組内の全てのパケットに共通のプリアンブル１３４、及び組内の少なくともいくつかのパケットに一意のペイロード１３５、１３６及び１３７を含む。各ペイロードは、送信のために意図されたメッセージを符号化するシンボルのランダムなシーケンスを搬送する。
【００２０】
例えば、通信媒体１０６を介して単一のデータストリームを送信するために、送信デバイス１０２は、アンテナ１１０を含み、受信デバイス１０４は、アンテナ１１２を含む。本発明の範囲はこの観点に限定されていないが、アンテナ１１０及び／又は１１２のための様々な実施の形態によって用いられるアンテナのタイプは、限定ではないが、内部アンテナ、ダイポールアンテナ、全方向アンテナ、モノポールアンテナ、エンドフェッドアンテナ、円偏波アンテナ、マイクロストリップアンテナ、ダイバーシティアンテナ等を含む。
【００２１】
通信デバイス、例えば、デバイス１０２及び／又はデバイス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ及び１０２ｄは、それぞれ、アンテナ１１０を介してパケットを送信する送信機１０８を備える。通信デバイス１０４は、アンテナ１１２を介して、通信媒体１０６を通じて信号を受信する受信機１１４を備える。受信信号は、デバイス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ及び１０２ｄによって非同期で送信され、通信媒体１０６の雑音により変更される、パケットの組の組み合わせを含む。
【００２２】
いくつかの実施の形態では、受信機１１４は、フロントエンド１１６及び／又は変換器１１８を備える。フロントエンド１１６は、アンテナ１１２から受信した時間領域信号を、変換器１１８に適したフォーマットの時間領域信号にコンバートする任意の適切なフロントエンドモジュールを含むことができる。変換器１１８は、信号を、復号器１２０又はチャネル推定器１２２に適した複数の異なるタイプの信号に変換することができる。例えば、フロントエンドは、受信信号を、更なる処理及び復号に適した１組のサンプルにコンバートすることができる。
【００２３】
受信機１１４は、パケットの送信パラメーター１２３を決定するチャネル推定器１２２も備え、チャネル推定器１２２は、プロセッサ及びメモリを備える。受信機１１４は、送信パラメーターを用いて受信信号を復号し、パケットを表す信号を生成する復号器１２０も備えることができる。
【００２４】
様々な実施の形態において、チャネル推定器１２２は、スパース復元を用いて、搬送波周波数からの各パケットの送信の周波数オフセット１２５、共通時点からの各パケットの送信の時間オフセット１２６、及び通信媒体におけるチャネルを介した各パケットの送信に対応するチャネル利得１２７等の送信パラメーター１２３を決定する。
【００２５】
本発明のいくつかの実施の形態は、共通の、すなわち、共有された通信媒体を介して送信されるパケットが、通常、送信機及び受信機のクロック不完全性及び／又は相対的な動きに起因して異なる相対的な時間遅延を有し、及び／又は異なる周波数オフセットを呈するという認識に基づく。これらの周波数オフセット及び時間オフセットが既知である場合、衝突パケットを復号することができる。
【００２６】
しかしながら、時間−周波数オフセットのかなりの数の異なる組み合わせが存在する。そのような方式で、周波数オフセット及び時間オフセットの予測不可能性の不利な点を、異なる周波数オフセット及び時間オフセットに基づいて衝突パケットを分離することができ、ひいては復号することができるという有利な知識に変えることができる。
【００２７】
図２Ａは、本発明のいくつかの実施の形態による、通信チャネルを通じた、同じ公称搬送波周波数を用いたパケットの非同期の送信の概略図を示す。各送信されたパケットは、送信側デバイスから受信側へのチャネルの異なるパラメーターを受ける。本明細書において用いられるとき、通信媒体１０６は、複数の非同期の送信のために用いられる共通通信媒体である。各送信のパラメーターは、共通通信媒体内の特定のチャネルを形成する。
【００２８】
送信信号波形及びパケット持続時間は、通信システム設計において一般的に行われるように、優勢なチャネル条件に従って選択することができる。例えば、パケット長は、チャネルが時間不変であるか、又はパケットの送信中に低速に変動するように選択される。換言すれば、パケットの持続時間は、チャネルコヒーレンス時間よりも短い。さらに、チャネルは、信号波形の周波数帯域幅にわたって周波数がフラットである。それに加えて、又は代替として、信号波形は、チャネルが各サブキャリアの周りで周波数がフラットであるように、例えば直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調に従って生成することができる。そのために、チャネルは、対象の周波数帯域にわたって周波数がフラットであり、パケット持続時間にわたって時間不変である。
【００２９】
各パケット、例えば、パケット２０１、２０２又は２０３は、送信中にそれぞれチャネル利得２２１、２２２、２２３を受ける。それに加えて、非同期送信に起因して、異なるパケットは、共通時点と異なる、例えばランダムな相対時間オフセット２１１、２１２又は２１３を有する。また、各通信デバイスにおける不完全なクロック及び／又はデバイスの動きに起因して、各送信信号波形は、それぞれ異なる、例えばランダムな周波数オフセット２３１、２３２及び２３３を受ける。受信機における信号２４０は、雑音２３０と、時間においてランダムに遅延され、周波数においてランダムにオフセットされ、かつランダムにスケーリングされた各送信パケットとの重ね合わせである。
【００３０】
図２Ｂは、本発明のいくつかの実施の形態による、共通通信媒体における時間周波数オフセットの空間２５０の概略図を示す。空間２５０の各ビン２５５は、共通通信媒体における特定のチャネルの時間オフセット及び周波数オフセットの組み合わせを表す。
【００３１】
本発明のいくつかの実施の形態は、時間−周波数オフセットの空間におけるパケットの送信がスパースであるという認識に基づいている。例えば、時間−周波数オフセットの数万個の異なる組み合わせと、１０個のみの送信パケットとが存在し得る。そのために、いくつかの実施の形態は、送信パケットの時間オフセット及び周波数オフセットの組み合わせをスパース復元問題として決定する問題に対処する。ここで、スパース復元の各原子は、時間オフセット、周波数オフセット、及び直接又は間接的にペイロードシンボルを符号化する。
【００３２】
図２Ｃは、本発明のいくつかの実施の形態による、共通通信媒体を介して同じ公称搬送波周波数において非同期に送信された１組のパケットを復号する方法のブロック図を示す。方法は、受信機のプロセッサを用いて実施することができる。本方法は、共通通信媒体の雑音により変更されたパケットの組の組み合わせを含む信号を受信する（２６０）。各パケットは、組内の全てのパケットに共通のプリアンブルと、組内の少なくともいくつかのパケットについて一意のペイロードとを含む。プリアンブルは、送信機及び受信機において既知である。
【００３３】
本方法は、スパース復元２６５を用いて、パケットの送信パラメーター１２３を決定する（２７０）。様々な実施の形態において、パラメーター１２３は、搬送波周波数からの各パケットの送信の周波数オフセットと、共通時点からの各パケットの送信の時間オフセットと、共通通信媒体におけるチャネルを介した各パケットの送信に対応するチャネル利得とを含む。次に、本方法は、周波数オフセット、時間オフセット及びチャネル利得を用いて組内のパケットのペイロード２８５を復元する（２８０）。スパース復元２６５は、全ての可能な原子、すなわち、パケットと送信パラメーターとの組み合わせ間で検索する。
【００３４】
図３Ａは、本発明の１つの実施の形態によるスパース復元３００の概略図を示す。信号ベクトル３４０は、例えば、フロントエンド１１６及び／又は変換器１１８を用いて信号２４０を変換することによって得ることができる。信号ベクトルは、辞書行列３３０とスパースなチャネルベクトル３１０との積が雑音３２０により変更されたものとして表される。
【００３５】
いくつかの実施の形態では、辞書行列の列は、時間−周波数オフセットの空間からのビンによって定義されるチャネルを通じて送信される様々なパケットの取り得る値を含む原子である。また、チャネルベクトルの非ゼロ要素は、チャネルの利得である。雑音ベクトルは、ランダムとすることができ、例えば、雑音ベクトルの値は、ガウス分布とすることができる。スパース復元の定式化３００によれば、チャネルベクトル３１０の非ゼロチャネル利得は、辞書行列のいずれの原子がアクティブであるかを示し、ひいては、パケットの送信パラメーター及び値を暗に示す。
【００３６】
過度に多くのペイロードの可能性が存在するため、本発明のいくつかの実施の形態は、ペイロードを近似する。例えば、１つの実施の形態は、既知のプリアンブルのみを用いて、チャネルを通じて送信されるパケットを近似する。別の実施の形態は、時間−周波数オフセットの空間内の各ビンのペイロードを、例えば、そのビン内に実際にパケットがあるかのように近似する。そのために、いくつかの実施の形態では、スパース復元３００は、パケットのプリアンブルを用いるが、パケットのペイロードを用いることなく近似された、又は周波数オフセット及び時間オフセットの組み合わせごとにプリアンブルと単一のペイロードとの組み合わせにより近似された辞書行列３３０を用いる。
【００３７】
図３Ｂは、本発明の１つの実施の形態によるスパース復元方法のブロック図を示す。実施の形態は、周波数オフセット及び時間オフセットの組み合わせごとに１つのみの原子を有する辞書行列を決定する（３５０）。辞書３５５の各原子は、プリアンブルのみを有し、周波数オフセット及び時間オフセットの対応する組み合わせを有するチャネルを通じて送信されるパケットを表す。さらに、実施の形態は、辞書行列の原子の組を定義する非ゼロチャネル利得の組を決定し（３５７）、それによって、対応する非ゼロチャネル利得を有する組からの原子の送信が受信信号を近似するようにする。
【００３８】
図３Ｃは、本発明の別の実施の形態によるスパース復元方法のブロック図を示す。実施の形態は、周波数オフセット及び時間オフセットの組み合わせごとに、プリアンブルとペイロード３６１との単一の組み合わせを決定する（３６０）。例えば、実施の形態は、周波数オフセット及び時間オフセットの組み合わせごとに、最も可能性の高いペイロード３６１を単一のペイロードとして決定する。最も可能性の高いペイロードは、パケットが、時間オフセット及び周波数オフセットの対応する組み合わせについて実際に送信されるという仮定の下で決定される。
【００３９】
次に、本方法は、周波数オフセット及び時間オフセットの組み合わせごとに１つのみの原子を有する辞書行列３６６を決定する（３６５）。各原子は、プリアンブルと、周波数オフセット及び時間オフセットの対応する組み合わせについて決定されたペイロード３６１とを含むパケットを表す。本方法は、辞書行列の原子の組を定義する非ゼロの利得の組を更に決定し（３６７）、対応する非ゼロの利得を有する組からの原子の送信が受信信号を近似するようにする。
【００４０】
図３Ｄは、本発明の１つの実施の形態によるスパース復元方法の１つの反復のブロック図を示す。この実施の形態において、ペイロードは、終了条件が満たされるまで、スパース復元の反復内で反復して復号される。
【００４１】
反復により、受信信号を、スパース復元の辞書行列の各要素と相互相関させる（３７０）。辞書行列の各要素は、周波数オフセット及び時間オフセットの組み合わせについてチャネルを通じて送信される可能性のあるパケットである。次に、反復により、相互相関の最大の大きさに対応する周波数オフセット及び時間オフセットの組み合わせを選択し（３７５）、周波数オフセット及び時間オフセットの選択された組み合わせについてチャネルを通じて送信されたパケットのペイロードを決定する（３８０）。いくつかの実施の形態では、プリアンブル及びペイロードを有し、受信信号からの周波数オフセット及び時間オフセットの選択された組み合わせにわたって送信されたパケットの寄与も、反復により除去する（３８５）。そのようにして、受信信号は、後続の反復について更新される。
【００４２】
例示的な実施の形態
本発明のいくつかの実施の形態は、非同期に送信されたパケットの多段衝突検出及び復号を行う。第１段階は、衝突パケットのパラメーター（時間オフセット、周波数オフセット及びチャネル利得）を推定し、パケットのペイロードの初期推定値を送達する。この段階において実施される方法は、パケット衝突問題を、冗長な辞書からの原子を有する受信信号のスパースな表現の問題として組み立てる。冗長な辞書は、既知のパケットプリアンブル、可能なチャネルにより生じる歪み、及び情報シンボルアルファベットに基づいて定式化される。このように定式化されると、衝突パケットのパラメーター及び情報シンボルの推定値は、原則として、スパース復元のために多くのアルゴリズムのうちの１つを用いることによって得ることができる。
【００４３】
しかしながら、スパース復元の直接の適用は、指数関数的に大きな辞書に起因して計算的に処理しにくいものであり、提案される方法は、計算負荷を低減するために近似を導入する。まとめると、正確な原子を用いて動作するのではなく、いくつかの実施の形態は、単一の近似原子を用いて原子群を表す。したがって、原子の数が大幅に低減され、スパース復元が（指数関数的にではなく）多項式の大きさの数の原子に対し行われる。効果的には、提案される方法は、上記で説明したように、近似された原子を用いたスパース復元方法とみなすことができる。
【００４４】
第２段階は、第１段階から主要な原子のパラメーター推定値をとり、いずれの原子が送信パケットに対応し、いずれの原子が雑音の原因であるかの判定を行う。この段階は、衝突パケット数の推定値を導く。例えば、１つの実施の形態は、復元された原子のパワー及び相互相関を検討するヒューリスティックな手法を用いて第２段階を実施する。それに加えて、又は代替として、別の実施の形態は、パケット数の事後分布を求め、衝突パケット数について、最大事後確率（ＭＡＰ）推定値を導く。
【００４５】
第３段階は、パケットパラメーターの推定値を取得し、シンボル検出の品質を改善する目的で衝突パケットにより搬送された情報シンボルの検出を行う。この段階は、利用されるパルス成形によって制御されるシンボル遷移、並びにパケットの相対遅延、周波数オフセット及びチャネルタップ係数を考慮に入れるグラフ上の確率伝播を介して情報シンボルの共同検出を実施することができる。
【００４６】
この段階は、検出されるシンボルの正確度を、第１段階の出力において達成される正確度よりも改善する。代替的に、この段階は、以前の段階からの推定パケットパラメーターを用いてシンボルの連続干渉除去（ＳＩＣ）検出を実施することができる。各反復における（すなわち、各パケットに対応する）ペイロードシンボルの検出は、ＭＭＳＥ等化又は共同（ビタビ）検出を用いて行うことができる。
【００４７】
図４は、本発明の１つの実施の形態による多段パケット衝突検出のブロック図を示す。１組のパケットを含む信号は、アンテナ１１２により受信され、フロントエンド１１６を通じて処理され、共通通信媒体における雑音で変更されたパケットの組の組み合わせを含む信号４１０が生成される。信号４１０は、デジタル化された複素ベースバンド信号である。この信号４１０は、プロセッサを用いて実施されるパケット分離器４２０によって処理され、複数の検出されたパケット４３０と、パケットの時間オフセット及び周波数オフセット並びにチャネル利得等の推定パケットパラメーター４４０と、抽出されたパケットの検出されたペイロードシンボル４５０とが生成される。
【００４８】
図５は、本発明の１つの実施の形態によるパケット分割の図を示す。この実施の形態では、パケット分離は３つの段階を含む。第１段階５１０は、入力信号から或る特定の数のパケット候補を抽出する。パケット候補を抽出することによって、実施の形態は、時間オフセット及び周波数オフセット、チャネル利得を推定し、可能性の高いパケットのペイロードシンボルを検出する。抽出されるパケット候補の数は、最大衝突パケット数に等しくすることができる。これは用途に固有であり、ユーザーによって指定される。第２段階５２０は、パケット候補を複数のパケットに分類する。換言すれば、この段階は、各抽出されたパケット候補ごとに、この候補が実際にパケットであるか否かを判断し、送信パケットに対応する可能性が低い候補パケットを拒絶する。この段階は、パケットの最終的な数４３０及びそれらの対応するパラメーター４４０を出力する。
【００４９】
第３段階５３０は、抽出されたパケットのペイロードシンボル４５０を検出する。第１の２つの段階は、ペイロードシンボル推定値も導く。しかしながら、第３段階の目的は、シンボル検出の正確度を改善することである。すなわち、第１段階及び第２段階において以前に抽出されたパケットのシンボル推定値が、全てのパケットに対応するチャネル利得の不完全な知識から得られる一方で、第３段階は、全てのパケットパラメーターの最終推定値を用いてシンボルを検出する。第１段階の様々な実施の形態のブロック図が図６Ａ〜図６Ｅに示される。
【００５０】
例えば、いくつかの実施の形態は、受信信号の数学モデルを用いる。開示を簡単にするために、例は、連続時間領域表現において提供される。しかしながら、いくつかの実施の形態では、処理は、受信信号の複素ベースバンド表現のデジタル化されたサンプルにわたって、離散時間において行われる。
【００５１】
受信信号ｒ（ｔ）は、時間及び周波数においてＫ個のパケットのオフセットを含み、以下の式によって与えられる。
【００５２】
【数１】
0006430072.tif 000002
【００５３】
ここで、ｓｋ（ｔ）、ｈｋ、τｋ及びｆｋは、それぞれ、パケットｋに対応する送信信号波形、チャネル利得、遅延及び周波数オフセットであり、ｖ（ｔ）は、雑音である。雑音は、ゼロ平均及び分散
【００５４】
【数２】
0006430072.tif 000003
【００５５】
の独立同一分布の円対称のガウス確率変数
【００５６】
【数３】
0006430072.tif 000004
【００５７】
としてモデル化される。送信信号波形ｓｋ（ｔ）は、以下の式によって与えられる。
【００５８】
【数４】
0006430072.tif 000005
【００５９】
ここで、ｐ（ｔ）、０≦ｔ≦Ｔｐは、持続時間Ｔｐの変調及び符号化されたプリアンブルであり、ｇｋ（ｔ）、Ｔｐ≦ｔ≦Ｔｐ＋Ｔｇは、持続時間Ｔｇの変調及び符号化されたペイロードシンボルシーケンスである。変調及び符号化は、任意の特定のタイプに限定されず、例えば、Ｍ位相偏移変調（ＭＰＳＫ）、Ｍ直交振幅変調（ＭＱＡＭ）、最小偏移変調（ＭＳＫ）等とすることができる。プリアンブル波形は、Ｋ個全てのパケットにわたって同じであるため、インデックスを有しなくてもよい。
【００６０】
図６Ａは、本発明の１つの実施の形態による第１段階中に実施されるスパース復元方法のブロック図を示す。この実施の形態において、入力信号４１０は、パケットのプリアンブルに基づいて決定された原子を有する辞書行列６０１からの全ての要素と相互相関される（６０２）。この辞書は、プリアンブル波形に各可能な遅延及び周波数オフセットを適用することによって得られる１組の取り得るテンプレート信号である。したがって、この辞書における（τｌ，ｆｌ）の対に対応する原子は、遅延τｌ及び周波数オフセットｆｌをプリアンブル波形ｐ（ｔ）に適用することによって得られる。
【００６１】
【数５】
0006430072.tif 000006
【００６２】
６０３において取得される、相互相関の最大の大きさに対応する遅延及び周波数オフセット６３１が、メモリユニット６３０に記憶される。次に、そのような遅延及び周波数オフセットにおいてパケットが実際に存在すると仮定すると、実施の形態は、そのパケットのペイロードシンボル６３２を検出し（６０４）、これらがメモリ６３０に記憶される。推定される遅延、周波数オフセット及びペイロードシンボルは、１つのパケット候補に対応する。
【００６３】
ペイロードシンボル６３２は、多岐にわたる方法で検出することができ、そのうちの１つは、入力信号から、検討される遅延に対応する部分を抽出し、検討される周波数オフセットを用いて周波数オフセットを補償し、既知のプリアンブルからチャネル利得を推定し、ＭＭＳＥフィルタリングを適用して等化信号を得ることを含む。ペイロードシンボルは、等化された信号をダウンサンプリングし、ハード閾値処理を適用することによって更に推定することができる。代替的に、１つの実施の形態は、チャネルインパルス応答、成形パルス、変調フォーマット又は符号化方式によって生じるシンボルシーケンス内にメモリが存在する場合、ビタビ検出器を用いることができる。
【００６４】
例えば、特定の反復において抽出される候補パケットの推定時間オフセット及び推定周波数オフセットを、
【００６５】
【数６】
0006430072.tif 000007
【００６６】
及び
【００６７】
【数７】
0006430072.tif 000008
【００６８】
で表す。抽出されたパケット候補に対応する受信信号ｒ（ｔ）の部分は、以下の式によって与えられる。
【００６９】
【数８】
0006430072.tif 000009
【００７０】
推定周波数オフセット
【００７１】
【数９】
0006430072.tif 000010
【００７２】
について補償した後、結果としての信号は、以下の式によって得られる。
【００７３】
【数１０】
0006430072.tif 000011
【００７４】
次に、送信されたプリアンブル波形の知識を利用して、チャネル利得を推定する。最小二乗推定値は、以下によって与えられる。
【００７５】
【数１１】
0006430072.tif 000012
【００７６】
ここで、ｐ＊（ｔ）は、送信プリアンブルの複素共役である。推定チャネル利得を所与として、１つの実施の形態は、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）等化器の重みを以下のように得る。
【００７７】
【数１２】
0006430072.tif 000013
【００７８】
次に、周波数補償された信号ｒ２（ｔ）が等化後に以下によって得られる。
【００７９】
【数１３】
0006430072.tif 000014
【００８０】
説明した動作は、離散時間領域において実施することができる。ｒ３［ｎ］により表されるｒ３（ｔ）の離散時間表現は、対応するペイロードシンボルを検出するのに更に用いられる。
【００８１】
ＭＱＡＭ及びＭＰＳＫ等の、有限のコンスタレーションを有する変調フォーマットの場合、信号ｒ３［ｎ］は、シンボルあたり１つのサンプルにダウンサンプリングされ、ペイロードシンボルに対するハード決定が最小ユークリッド距離に基づいて行われる。例えば、ＢＰＳＫ変調フォーマットにおいて、対応するシグナリング間隔におけるサンプルが正の（負の）実数部分を有する場合、判定＋１（−１）が行われる。代替的に、１つの実施の形態は、サンプリングされていないバージョンｒ３［ｎ］からのペイロードシンボル、及びパルス成形等の、ＭＱＡＭ又はＭＰＳＫシンボルシーケンスにおいてメモリを請け負うメカニズムの知識の共同検出を用いることができる。変調フォーマットのＭＳＫファミリー等の固有メモリを有する変調フォーマットの場合、ペイロードシンボルは、ビタビアルゴリズムを用いて共同で検出される。
【００８２】
抽出されたパケット候補のペイロードシンボルが検出された後、入力信号における抽出されたパケット候補の寄与が推定される（６０５）。換言すれば、推定６０５は、抽出されたパケット候補が単位利得チャネルを通じて実際に送信された場合に、どのような信号を受信するかを判断する。より詳細には、反復ｉにおいて推定される遅延及び周波数オフセットが、それぞれ
【００８３】
【数１４】
0006430072.tif 000015
【００８４】
及び
【００８５】
【数１５】
0006430072.tif 000016
【００８６】
である場合、抽出されるパケット候補の寄与は、連続時間領域において、以下によって与えられる。
【００８７】
【数１６】
0006430072.tif 000017
【００８８】
ここで、ｇｉ（ｔ）は、システムにおいて用いられる符号化及び変調フォーマットを用いて検出されたペイロードシンボルを変調することによって得られる波形である。プリアンブル及びペイロード波形の持続時間は、前と同じで、それぞれＴｐ及びＴｇである。寄与のこの推定値は、一時メモリ６０６に記憶され、現在の反復及び後続の反復において用いられる。
【００８９】
いくつかの実施の形態では、現在の反復Ｉまでのパケット候補の全ての推定寄与を用いて、受信信号を近似する。換言すれば、これらの実施の形態は、
【００９０】
【数１７】
0006430072.tif 000018
【００９１】
となるような係数
【００９２】
【数１８】
0006430072.tif 000019
【００９３】
を得ようとする。ここで、実際に、未知の係数は、反復Ｉにおいて作成された、これまでに抽出されたパケット候補に対応するチャネル利得の推定値である。（１０）において未知の係数について解く際の可能な手法は、以下のように定義される残余のパワーを最小限にすることである。
【００９４】
【数１９】
0006430072.tif 000020
【００９５】
効果的には、この実施の形態は、直交マッチング追跡（ＯＭＰ）スパース復元方法を変換して、受信信号の最小二乗（ＬＳ）適合を得て、離散時間領域において組み立てられ、解かれる（６０７）。代替的に、１つの実施の形態は、（１０）における未知の係数を推定するためのマッチング追跡（ＭＰ）において用いられるような、より単純な方法を用いることができる。
【００９６】
入力信号と、その現在のＬＳ適合との間の差である残余信号ｒｅｓ（ｔ）６０８が、次の反復の相互相関６０２に入力される。ＬＳ係数６３３は、その最後の反復において、全ての抽出されたパケット候補に対応する推定チャネル利得を表し、メモリユニット６３０に記憶される。制御ユニット６２０は、所望の手順が、所定の数の反復６１０にわたって行われることを確実にする。また、制御ユニットは、相互相関器への入力が、第１の反復において入力信号４２０であり、全ての他の反復において残余信号６０８であるように、スイッチ６０９を制御する。説明した方法からの出力は、メモリユニット６３０のコンテンツであり、これらのコンテンツは、抽出されたパケット候補のパラメーター及びペイロードシンボルを表す。
【００９７】
図６Ｂは、本発明の別の実施の形態による、第１段階中に実施されるスパース復元方法のブロック図を示す。この実施の形態は、プリアンブル原子の辞書６０１の代わりに近似されたパケット原子の辞書６４０を用いる。この辞書は、入力信号４２０と、遅延及び周波数オフセットの全ての組み合わせとから形成される。全ての他の処理ステップは、図６Ａに既に記載したとおりである。
【００９８】
図６Ｃは、本発明の１つの実施の形態による、近似されたパケット原子の辞書を決定する方法のブロック図を示す。反復プロセス６４１は、遅延及び周波数オフセットの全ての可能な組み合わせにわたって反復する。特定の遅延及び周波数オフセット６４２について、実施の形態は、そのような遅延及び周波数オフセットを有するパケットが実際に入力信号４１０内に存在した場合に最も可能性の高いペイロードシンボルを検出する（６０４）。検出されたペイロードシンボルがプリアンブルに付加され（６４３）、入力信号におけるそのようなパケットの寄与が評価され（６０５）、メモリユニット６４４に記憶される。より詳細には、連続時間領域において、特定の遅延τｌ及び周波数オフセットｆｌに対応する原子が以下によって与えられる。
【００９９】
【数２０】
0006430072.tif 000021
【０１００】
ここで、ｇｌ（ｔ）は、ペイロードに起因する波形部分である。概念的に、遅延、周波数オフセット及びペイロードの実現ごとに単一の原子を考案することができる。
【０１０１】
しかしながら、遅延及び周波数オフセットごとに、可能なペイロード実現数が、ペイロード長において指数関数的になる。例えば、ＢＰＳＫ変調及び１００シンボルペイロードの単純な事例において、可能なペイロード実現の数は、各（τ，ｆ）対ごとに２１００個である。そのような辞書を用いてスパース復元を行うことは、計算量が非常に大きく、近似に頼る必要がある。可能な近似は、（τ，ｆ）対ごとに、全ての可能なペイロード実現を、単一の最も可能性の高いペイロード実現により表すことであり、その変調波形は、（１２）においてｇｌ（ｔ）である。
【０１０２】
問題のペイロード実現は、実際のそのようなパケットが送信された場合の遅延τｌ及び周波数オフセットｆｌを有するパケットに対応する、最も可能性の高いペイロードシンボルを見つけることによって得ることができる。このようにフレーム化されると、問題は、遅延τｌ及び周波数オフセットｆｌに対応する受信信号ｒ（ｔ）からペイロードシンボルを検出することに要約される。ステップは、（ｉ）受信信号から、（４）におけるようなパケットに対応する部分を抽出することと、（ｉｉ）（５）におけるような周波数オフセットを補償することと、（ｉｉｉ）対応するチャネル利得（６）、等化器係数（７）を推定し、ペイロード波形（８）に対応するセグメントを等化することと、（ｉｖ）ビタビアルゴリズムを介して最適に、又は結果の信号をダウンコンバートし、ハード決定を行うことにより準最適に、シンボルを検出することとを含む。これらの全てのステップは、既に詳細に説明された。
【０１０３】
図６Ｄは、本発明の１つの実施の形態による、辞書行列を更新する方法のブロック図を示す。この実施の形態は、前回の反復中の受信信号の更新に応答して辞書行列６５０を更新する。この実施の形態は、入力信号４１０が更新されて残余信号６０８を生成することに起因して、辞書行列も更新されなくてはならないという認識に基づく。本質的に、図６Ｂにおける実施の形態と比較した唯一の差は、辞書行列が各反復において構築されることである。これは、残余信号を受信信号として用い、図６Ｃにおけるのと同じステップを辿ることで行われる。
【０１０４】
図６Ｅは、本発明の１つの実施の形態による、残余信号の電力を考慮する方法のブロック図を示す。近似されたパケット原子の辞書において各要素を選択した結果生じる残余信号のパワーの低減が得られる（６６１）。６６２において得られる、残余パワーにおける最大の低減につながる要素に対応する遅延及び周波数オフセットは、抽出されたパケット候補のものである。
【０１０５】
第１段階について説明された様々な方法は、取り得る処理手法の包括的なリストを構成するものではなく、異なる更なる変更が可能である。したがって、全ての実施の形態において、入力信号４１０と、６０６からの推定寄与の和との差として、残余信号６０８を得ることができる。また、相互相関６０２に基づく目的関数ではなく、残余パワー６６１に基づく目的関数も、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｄに示される実施の形態において用いることができる。
【０１０６】
図７Ａは、パケット候補を分類し、雑音の原因である可能性が高い候補を拒絶する第２段階の方法のブロック図を示す。効果的には、この実施の形態は、いずれのパケット候補が実際にパケットであるかを判断する。例えば、実施の形態は、メモリユニット６３０から読み出される全ての抽出されたパケット候補５１５について、７０１においてパワーを計算し、７０２においてペアワイズ相関を計算する。分類ステップ７０３は、まず、測定パワーと、全ての抽出された原子間の最大パワーとの間の比が或る特定の閾値ηｍａｘ未満に降下する候補を破棄する。第２のステップにおいて、分類デバイス７０３は、ペアワイズ相関が或る特定の閾値ｒｍｉｎを超える候補が存在する場合、これらを見つけ、最も小さいパワーを有する候補を破棄する。残存する候補は、抽出されたパケットであり、それらの数は、推定衝突パケット数４３０であり、対応するパラメーターは、衝突パケットの推定パラメーター４４０である。閾値ηｍａｘ及びｒｍｉｎは、用途に固有であり、ユーザーによって指定することができる。図７Ｂは、第２段階のための別の方法のブロック図を示す。この実施の形態は、確率的手法を用い、抽出されたパケット候補の可能な組み合わせごとに事後分布７０７を評価する。すなわち、入力信号４１０が、第１段階中に抽出された特定のｋ個のパケット候補を含む事後分布は、入力信号が抽出された候補を含む尤度７０６、及び入力信号にｋ個の衝突パケットが存在する予め指定された事前確率７０５から評価される。抽出されたパケット候補の数が比較的大きいときに生じる潜在的な計算負荷を低減するために、１つの実施態様は、最初のｋ個の抽出された候補のみを検討することによって、ｋ個の衝突パケットが存在する事後確率を評価する。多岐にわたる他の手法が可能である。
【０１０７】
図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃは、本発明の様々な実施の形態による、パケット抽出の第３段階の方法のブロック図を示す。前の２つの段階において推定された、衝突パケットの時間オフセット及び周波数オフセット並びにチャネル利得が、全てのチャネルの完全な説明としての役割を果たす。したがって、これらのパラメーターは、例えば、連続干渉除去（ＳＩＣ）方法に基づいて、ペイロードシンボル検出器への入力として用いられる。ＳＩＣは、反復数が衝突パケット数に等しい反復的方法であり、各反復において、単一のパケットに対応するペイロードシンボルを推定する。
【０１０８】
各反復におけるペイロードシンボル検出は、図８Ａに示されるように、ＭＭＳＥ８０１に基づくことができる。代替的に、別の実施の形態は、図８Ｂに示すように、確率伝播（ＢＰ）、すなわちビタビアルゴリズム８０２によって、ペイロードシンボルの共同検出を用いる。更に別の実施の形態では、第３段階の方法は、図８Ｃに示すように、確率伝播（ＢＰ）８０３手法を用いて、全ての衝突パケットのペイロードシンボルを共同検出する。図８Ｃにおける共同シンボル検出は、連続最大事後確率（ＭＡＰ）の観点から最適である。
【０１０９】
いくつかの実施の形態では、ｋ番目のＳＩＣ反復により、ｋ番目に強力なパケットに対応するペイロードシンボルを検出する。反復は、前回の反復からの出力である残余信号
【０１１０】
【数２１】
0006430072.tif 000022
【０１１１】
を入力としてとる。検討されるパケットの推定遅延が
【０１１２】
【数２２】
0006430072.tif 000023
【０１１３】
であると仮定すると、検討されるパケットに対応するセグメントが以下のように得られる。
【０１１４】
【数２３】
0006430072.tif 000024
【０１１５】
検討されるパケットの推定周波数オフセットが
【０１１６】
【数２４】
0006430072.tif 000025
【０１１７】
であると仮定すると、周波数補償は、以下となるように適用される。
【０１１８】
【数２５】
0006430072.tif 000026
【０１１９】
周波数補償信号
【数２６】
0006430072.tif 000027
【０１２０】
は、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）等化器を用いて等化され、その重みは、検討されるパケットに対応する推定チャネル利得
【０１２１】
【数２７】
0006430072.tif 000028
【０１２２】
から計算される。このため、等化信号は、以下によって得られる。
【０１２３】
【数２８】
0006430072.tif 000029
【０１２４】
検討されるパケットに対応するペイロードシンボルは、
【０１２５】
【数２９】
0006430072.tif 000030
【０１２６】
の離散時間バージョンを、シンボルあたり１つのサンプルにダウンサンプリングし、各シグナリング間隔においてハード決定を行うことによって検出することができる。ダウンサンプリングは、各シグナリング間隔におけるサンプルにＩＳＩ（シンボル間干渉）がないように行われる。これは、チャネルがフラットフェージングしており、受信機が、いずれの成形パルスが送信機側で用いられたかを知ることに起因して可能である。この方法を、ＭＭＳＥ検出を用いたＳＩＣ８０１と呼ぶ。代替的に、チャネル、符号化方法、変調フォーマット又はパルス成形のうちのいずれか又は組み合わせがシンボルシーケンスにおけるメモリを導入する場合、（ダウンサンプリングを用いるか又は用いない）
【０１２７】
【数３０】
0006430072.tif 000031
【０１２８】
の離散時間バージョンにわたって適用されるビタビアルゴリズムを、ペイロードシンボルの共同検出のために用いることができる。この方法は、本明細書において、パケットにおける共同シンボル検出を用いたＳＩＣ８０２と呼ばれる。
【０１２９】
ペイロードシンボルが検出された後、受信信号におけるそのようなパケットの寄与が、プリアンブル及びペイロードシンボル、並びに推定された遅延、周波数オフセット及びチャネル利得を用いて推定される。推定寄与は、現在の残余信号
【０１３０】
【数３１】
0006430072.tif 000032
【０１３１】
から減算され、次の反復について更新された残余信号
【０１３２】
【数３２】
0006430072.tif 000033
【０１３３】
が生成される。全体として、更新された残余信号は、以下によって与えられる。
【０１３４】
【数３３】
0006430072.tif 000034
【０１３５】
更新された残余は、次の反復にフィードバックされ、全ての説明されたステップが、全ての抽出されたパケットのペイロードシンボルが検出されるまで繰り返される。
【０１３６】
図９Ｂは、本発明の１つの実施の形態による、矩形パルス成形及びＢＰＳＫ変調のための共同シンボル検出のための方法のブロック図を示す。ここで、この手法の更なる詳細を提供し、他の成形パルス及び変調フォーマットが用いられるときにもこれが適用可能であることを指摘するが、この場合、計算複雑度がより高くなる。
【０１３７】
実施の形態は、図９Ａに示される単純なグラフィックモデルによる共同シンボル検出問題をモデル化する。例えば、受信信号ｒ（ｔ）は、離散した時点ｔ＝ｔ１，…，ｔＮにおいてサンプリングされ、ここで、Ｎは、受信信号におけるサンプルの全体数である。サンプリング期間は、Ｔｃであり、各パケットにおけるプリアンブル及びペイロード内のサンプル数は、それぞれＭ１及びＭ２であり、Ｍ１Ｔｃ＝ＴｐかつＭ２Ｔｃ＝Ｔｇであるようになっている。最終的に、ｙｔ＝ｒ（ｔ）９２１、９２２、９２３を定義する。
【０１３８】
各離散時点ｔ＝ｔ１，…，ｔＮは、Ｋ個のパケットの各々に対応するシンボルを含むベクトル変数ｘｔ＝［ｘｔ１，…，ｘｔＫ］９１１、９１２、９１３に関連付けられる。単純なＢＰＳＫの場合、ｘｔｉ∈｛０，＋１，−１｝であり、ここで、０は、対応するパケットが特定の時点ｔｉにおけるシンボルを含まないことを記述するのに用いられる。９３１におけるグラフ上のノードポテンシャルは、以下の式に従って定義される。
【０１３９】
【数３４】
0006430072.tif 000035
【０１４０】
ここで、φ（ｘｔｊ）は、推定されるパケット遅延
【０１４１】
【数３５】
0006430072.tif 000036
【０１４２】
を所与として、時点ｔにおけるｊ番目のパケットのシンボル値に対する制約を捕捉する。
【０１４３】
【数３６】
0006430072.tif 000037
【０１４４】
これにより、対応する変数を、パケット範囲の外側でゼロに強制し、これを、初期の長さＭ１のプリアンブルウィンドウ中のプリアンブルシンボルに一致するように設定し、長さＭ２のペイロードウィンドウ中に＋１又は−１のいずれかを可能にする。
【０１４５】
それに加えて、又は代替として、１つの実施の形態は、９３２において、推定値
【０１４６】
【数３７】
0006430072.tif 000038
【０１４７】
と雑音分散
【０１４８】
【数３８】
0006430072.tif 000039
【０１４９】
とを所与として、以下の式に従って、基礎をなすシンボルｘｔと測定値ｙｔとの間の接続を記述する対ポテンシャルφ（ｘｔ，ｙｔ）を定義する。
【０１５０】
【数３９】
0006430072.tif 000040
【０１５１】
ここで、
【０１５２】
【数４０】
0006430072.tif 000041
【０１５３】
は、ｙにおいて評価された平均μ及び分散σ２を有する円対称のガウス密度関数である。
【０１５４】
サンプル遷移構造は、９３１における遷移ポテンシャルを導入することによって以下のように記述することができる。
【０１５５】
【数４１】
0006430072.tif 000042
【０１５６】
ただし、定義
【０１５７】
【数４２】
0006430072.tif 000043
【０１５８】
を用いる。
【０１５９】
これは、推定パケット遅延に対応するシンボル構造を強制し、所与のパケットについて、異なるシンボルスロットに対応する時間サンプル間でのみ遷移が可能にされるようにする。この定義は、パケットの時間範囲中にのみ意味を有するが、任意選択的に、これを、フルタイムレコードに拡張する。なぜなら、パケットの外側のノードポテンシャル事前値（priors）は、そのように定義された遷移ポテンシャルが、解を推論問題に変更しないように、あらゆる場所で厳密にｘｔｊ＝０を強制するためである。
【０１６０】
上記の定義を適宜用いると、いくつかの実施の形態は、観測値
【０１６１】
【数４３】
0006430072.tif 000044
【０１６２】
を所与として、
【０１６３】
【数４４】
0006430072.tif 000045
【０１６４】
の場合のＭＡＰ推定器について解く。
【０１６５】
【数４５】
0006430072.tif 000046
【０１６６】
例えば、１つの実施の形態は、最大積方法を用いて解を求め、そのステップは、以下に簡潔に要約される。
【０１６７】
【数４６】
0006430072.tif 000047
【０１６８】
ここで、第２の行及び第４の行は、ｉ＝２，…，Ｎ−１について成り立つ。最初の２行は、メッセージを計算し、９３３において実施される一方で、最後の３行は、状態推定値を導出し、９３４において実施される。
【０１６９】
１つの実施の形態は、まず、９３３において最終的に右端に達するまで、グラフを左から右にトラバースして、メッセージ
【０１７０】
【数４７】
0006430072.tif 000048
【０１７１】
を渡し、
【０１７２】
【数４８】
0006430072.tif 000049
【０１７３】
を評価する。次に、９３４において、実施の形態は、右から左にバックトラックして、フルシーケンスｘのＭＡＰ推定を完成させる
【０１７４】
【数４９】
0006430072.tif 000050
【０１７５】
、及びＫ個全てのパケットに対応するペイロードシンボル４５０を計算する。
【０１７６】
確率伝播手順の計算複雑度がＯ（｜ｘ｜２Ｎ）とともにスケーリングすることを想起すると、ここで、｜ｘ｜＝３Ｋは、信号組のサイズであり、共同ペイロードシンボル検出の全体計算複雑度はＯ（９ＫＮ）である。複雑度は、衝突パケット数Ｋにおいて指数関数的である一方で、パケットあたりのペイロードシンボル数において線形であることに留意されたい。
【０１７７】
本明細書における教示は、様々なタイプの通信システム及び／又はシステムコンポーネントに組み込むことができる。いくつかの態様において、本明細書における教示は、利用可能なシステムリソースを共有することによって（例えば、帯域幅、送信電力、符号化、インターリーブ等のうちの１つ以上を指定することによって）複数のユーザーとの通信をサポートすることが可能なマルチアクセスシステムにおいて用いることができる。例えば、本明細書における教示は、以下の技術、すなわち、符号分割多重アクセス（「ＣＤＭＡ」）システム、マルチキャリアＣＤＭＡ（「ＭＣＣＤＭＡ」）、広帯域ＣＤＭＡ（「Ｗ−ＣＤＭＡ」）、高速パケットアクセス（「ＨＳＰＡ」、「ＨＳＰＡ＋」）システム、時分割多重アクセス（「ＴＤＭＡ」）システム、周波数分割多重アクセス（「ＦＤＭＡ」）システム、単一搬送波ＦＤＭＡ（「ＳＣ−ＦＤＭＡ」）システム、直交周波数分割多重アクセス（「ＯＦＤＭＡ」）システム、又は他の多重アクセス技法のうちの任意の１つ又は組み合わせに適用することができる。本明細書における教示を用いる無線通信システムは、ＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００、ＩＳ−８５６、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＴＤＳＣＤＭＡ及び他の規格等の１つ以上の規格を実施するように設計することができる。ＣＤＭＡネットワークは、ユニバーサル陸上無線アクセス（「ＵＴＲＡ」）、ｃｄｍａ２０００又は何らかの他の技術等の無線技術を実施することができる。ＵＴＲＡは、Ｗ−ＣＤＭＡ及び低チップレート（「ＬＣＲ」）を含む。ｃｄｍａ２０００技術は、ＩＳ−２０００、ＩＳ−９５及びＩＳ−８５６規格をカバーする。ＴＤＭＡネットワークは、モバイル通信のためのグローバルシステム（「ＧＳＭ」（登録商標））等の無線技術を実施することができる。ＯＦＤＭＡネットワークは、発展型ＵＴＲＡ（「Ｅ−ＵＴＲＡ」）、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＩＥＥＥ８０２．２０、Ｆｌａｓｈ−ＯＦＤＭ（商標登録）等の無線技術を実施することができる。ＵＴＲＡ、Ｅ−ＵＴＲＡ及びＧＳＭは、ユニバーサルモバイル電気通信システム（「ＵＭＴＳ」）の一部である。本明細書における教示は、３ＧＰＰロングタームエボリューション（「ＬＴＥ」）システム、ウルトラモバイルブロードバンド（「ＵＭＢ」）システム及び他のタイプのシステムにおいて実施することができる。ＬＴＥは、Ｅ−ＵＴＲＡを用いるＵＭＴＳのリリースである。本開示のいくつかの態様が、３ＧＰＰの用語を用いて説明される場合があるが、本明細書における技法は、３ＧＰＰ（Ｒｅｌ９９、Ｒｅｌ５、Ｒｅｌ６、Ｒｅｌ７）技術、並びに３ＧＰＰ２（１ｘＲＴＴ、１ｘＥＶ−ＤＯ  ＲｅｌＯ、ＲｅｖＡ、ＲｅｖＢ）技術及び他の技術に適用することができることが理解されよう。
【０１７８】
本明細書における教示は、多岐にわたる装置（例えば、ノード）に組み込む（例えば、これらの装置内で実施されるか又はこれらの装置によって実行される）ことができる。いくつかの態様において、本明細書における教示に従って実施されるノード（例えば、無線ノード）は、アクセスポイント又はアクセス端末を含むことができる。
【０１７９】
例えば、アクセス端末は、ユーザー機器、加入者局、加入者ユニット、移動局、移動電話、モバイルノード、リモートステーション、リモート端末、ユーザー端末、ユーザーエージェント、ユーザーデバイス又は何らかの他の用語を含むか、これらとして実施されるか、又はこれらとして知られている場合がある。いくつかの実施態様では、アクセス端末は、携帯電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル（「ＳＩＰ」）電話、無線ローカルループ（「ＷＬＬ」）局、携帯情報端末（「ＰＤＡ」）、無線接続機能を有するハンドヘルドデバイス、又は無線モデムに接続された何らかの他の適切な処理デバイスを含むことができる。したがって、本明細書において教示される１つ以上の態様は、電話（例えば、携帯電話又はスマートフォン）、コンピューター（例えば、ラップトップ）、ポータブル通信デバイス、ポータブルコンピューティングデバイス（例えば、携帯情報端末）、娯楽デバイス（例えば、音楽デバイス、ビデオデバイス又は衛星無線）、グローバルポジショニングシステムデバイス、又は無線媒体を介して通信するように構成された任意の他の適切なデバイスに組み込むことができる。
【０１８０】
アクセスポイントは、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ、無線ネットワークコントローラー（「ＲＮＣ」）、基地局（「ＢＳ」）、無線基地局（「ＲＢＳ」）、基地局コントローラー（「ＢＳＣ」）、ベーストランシーバー基地局（「ＢＴＳ」）、送受信機機能（「ＴＦ」）、無線送受信機、無線ルーター、基本サービスセット（「ＢＳＳ」）、拡張サービスセット（「ＥＳＳ」）、又は何らかの他の類似の用語を含むか、これらとして実施されるか、又はこれらとして知られている場合がある。
【０１８１】
いくつかの態様では、ノード（例えば、アクセスポイント）は、通信システムのためのアクセスノードを含むことができる。そのようなアクセスノードは、例えば、ネットワークへの有線又は無線通信リンクを介してネットワーク（例えば、インターネット又はセルラーネットワーク等の広域ネットワーク）のための又はこのネットワークへの接続性を提供することができる。したがって、アクセスノードは、別のノード（例えば、アクセス端末）がネットワーク又は何らかの他の機能にアクセスすることを可能にすることができる。それに加えて、ノードのうちの一方又は双方がポータブルである場合もあるし、又はいくつかの場合、比較的ポータブルでない場合もあることが理解されよう。
【０１８２】
また、無線ノードは、非無線方式で（例えば、有線接続を介して）情報を送信及び／又は受信することが可能であり得ることが理解されるべきである。このため、本明細書において論じられる受信機及び送信機は、非無線媒体を介して通信するための適切な通信インターフェースコンポーネント（例えば、電気又は光インターフェースコンポーネント）を含むことができる。
【０１８３】
無線ノードは、任意の適切な無線通信技術に基づくか又は他の形でこれをサポートする１つ以上の無線通信リンクを介して通信することができる。例えば、いくつかの態様では、無線ノードは、ネットワークと関連付けることができる。いくつかの態様では、ネットワークは、ローカルエリアネットワーク又は広域ネットワークを含むことができる。無線デバイスは、多岐にわたる無線通信技術、プロトコル、又は本明細書に記載されている規格（例えばＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＯＦＤＭ、ＯＦＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、Ｗｉ−Ｆｉ等）等の規格のうちの１つ以上をサポートするか、又は他の形で用いることができる。同様に、無線ノードは、多岐にわたる対応する変調又は多重化方式のうちの１つ以上をサポートするか又は他の形で用いることができる。このため、無線ノードは、上記の又は他の無線通信技術を用いて１つ以上の無線通信リンクを介して確立及び通信するための適切なコンポーネント（例えば、無線インターフェース）を含むことができる。例えば、無線ノードは、無線媒体を介した通信を容易にする様々なコンポーネント（例えば、信号発生器及び信号プロセッサ）を含むことができる関連付けられた送信機及び受信機コンポーネントを有する無線送受信機を備えることができる。
【０１８４】
本発明の上記で説明した実施の形態は、多数の方法のうちの任意のもので実施することができる。例えば、実施の形態は、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせを用いて実施することができる。ソフトウェアで実施される場合、ソフトウェアコードは、単一のコンピューターに設けられるのか又は複数のコンピューター間に分散されるのかにかかわらず、任意の適したプロセッサ又はプロセッサの集合体において実行することができる。そのようなプロセッサは、１つ以上のプロセッサを集積回路部品に有する集積回路として実装することができる。ただし、プロセッサは、任意の適したフォーマットの回路類を用いて実装することができる。
【０１８５】
また、本発明の実施の形態は、例が提供された方法として実施することができる。この方法の一部として実行される動作は、任意の適切な方法で順序付けすることができる。したがって、動作が示したものと異なる順序で実行される実施の形態を構築することができ、これには、例示の実施の形態では一連の動作として示されたにもかかわらず、幾つかの動作を同時に実行することを含めることもできる。
【０１８６】
請求項の要素を修飾する、特許請求の範囲における「第１」、「第２」等の序数の使用は、それ自体で、１つの請求項の要素の別の請求項の要素に対する優先順位も、優位性も、順序も暗示するものでもなければ、方法の動作が実行される時間的な順序も暗示するものでもなく、請求項の要素を区別するために、単に、或る特定の名称を有する１つの請求項の要素を、同じ（序数の用語の使用を除く）名称を有する別の要素と区別するラベルとして用いられているにすぎない。
【要約】共通通信媒体を介して同じ公称搬送波周波数において非同期に送信されたパケットの組を復号する方法は、共通通信媒体の雑音で変更されたパケットの組の組み合わせを含む信号を受信し、各パケットは、組内の全てのパケットに共通のプリアンブルと、組内の少なくともいくつかのパケットに一意のペイロードとを含む。本方法は、スパース復元を用いて、搬送波周波数からの各パケットの送信の周波数オフセットと、共通時点からの各パケットの送信の時間オフセットと、共通通信媒体におけるチャネルを介した各パケットの送信に対応するチャネル利得とを決定し、周波数オフセット、時間オフセット及びチャネル利得を用いて組内のパケットのペイロードを復号する。【図１Ａ】
0006430072.tif 000051
【図１Ｂ】
0006430072.tif 000052
【図１Ｃ】
0006430072.tif 000053
【図２Ａ】
0006430072.tif 000054
【図２Ｂ】
0006430072.tif 000055
【図２Ｃ】
0006430072.tif 000056
【図３Ａ】
0006430072.tif 000057
【図３Ｂ】
0006430072.tif 000058
【図３Ｃ】
0006430072.tif 000059
【図３Ｄ】
0006430072.tif 000060
【図４】
0006430072.tif 000061
【図５】
0006430072.tif 000062
【図６Ａ】
0006430072.tif 000063
【図６Ｂ】
0006430072.tif 000064
【図６Ｃ】
0006430072.tif 000065
【図６Ｄ】
0006430072.tif 000066
【図６Ｅ】
0006430072.tif 000067
【図７Ａ】
0006430072.tif 000068
【図７Ｂ】
0006430072.tif 000069
【図８Ａ】
0006430072.tif 000070
【図８Ｂ】
0006430072.tif 000071
【図８Ｃ】
0006430072.tif 000072
【図９Ａ】
0006430072.tif 000073
【図９Ｂ】
0006430072.tif 000074
【図１０】
0006430072.tif 000075