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WO2006059767A1 - 混合信号をブラインド分離する方法及び装置並びに混合信号の送信方法及び装置 - Google Patents

混合信号をブラインド分離する方法及び装置並びに混合信号の送信方法及び装置 Download PDF

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WO2006059767A1
WO2006059767A1 PCT/JP2005/022292 JP2005022292W WO2006059767A1 WO 2006059767 A1 WO2006059767 A1 WO 2006059767A1 JP 2005022292 W JP2005022292 W JP 2005022292W WO 2006059767 A1 WO2006059767 A1 WO 2006059767A1
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filter
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signals
inverse
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PCT/JP2005/022292
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James Awuor Okello
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Nec Corporation
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Publication date
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    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/02Channels characterised by the type of signal
    • H04L5/023Multiplexing of multicarrier modulation signals, e.g. multi-user orthogonal frequency division multiple access [OFDMA]

Definitions

  • the present invention relates to a communication system with multiple input and multiple output channels for transmitting multiple signals between two points, and more particularly for blind separation of multiple mixed signals.
  • the present invention relates to a method and apparatus and a mixed signal transmission method and apparatus suitable for such blind separation.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • S Diversity and / or high-speed data transmission It is used.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • a plurality of source signals are multiplexed and transmitted as a single mixed signal, and the signal extracted from the medium consists of a mixture of signals of interest.
  • the Ml MO system is used not only for communication systems but also for recording signals and information on high-density recording media.
  • the method directly related to the present invention is the complete blind identification of MIMO CSI or MIMO ICSI [1] to [5].
  • MIMO CSI MIMO ICSI
  • these estimation methods are based on original signal characteristics such as orthogonality, constant modulus, and periodic stationarity, the assumption that the sources are independent, and subspace-based It can be classified as being based on the method [1]-[12].
  • a permutation array is an array in which the order of the elements of such a solution is reversed when the solution is given as an array.
  • the blind algorithm is an in-phase or quadrature component of a given source that is an in-phase or quadrature component of another source. May result in a permuted solution
  • BSS Blind Source Separation
  • the amount of computation related to time domain BSS is minimized by using the frequency domain [13 ] ⁇ [15].
  • the signal received by each of the receiving sensors is first transformed into the frequency domain using an FFT (Fast Fourier Transform). Once this is done, it is transformed into a convolutive mixture problem force S and an instantaneous mixture problem for each bin of the signal source [13, 15].
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the system shown in FIG. 1 is a MIMO medium 1 with signals X and X as inputs and signals y and y as outputs 1
  • FFF operation unit 102 that performs N-point FFT on signal y, and N on signal y
  • FF operation unit 103 that performs point FFT
  • blind separation operation unit 104 that applies a blind signal separation algorithm to the outputs of these FFT operation units 102 and 103
  • blind IFFT operation units 105 and 106 that perform N-point IFFT (inverse fast Fourier transform) on the output of the separation operation unit 104 and output signals z and z, respectively.
  • X and X are Fourier transforms ⁇ X... X ⁇ and ⁇ X... X ⁇ , respectively.
  • Y ⁇ is the frequency waveform of the Fourier transform of the received signal y output from the FFT operation unit 102.
  • ⁇ Y..., Y ⁇ is the received signal y output from the FFT operation unit 103.
  • Bins corresponding to 1 and X are separated, and then IFFT operation units 105 and 106
  • the frequency bin Z force Z is either X or X
  • signal ⁇ also only corresponds to either X or X
  • the first bin ⁇ corresponds to X
  • Non-Patent Document 2 [2] Chor Tin Ma; Zhi Ding; Sze Fong Yau, "A two-stage algorithm for MIMO blind deconvolution of nonstationary colored signals, IEEE Transactions on Signal Processing, Volume: 48, Issue: 4, Pages: 1187-1192, April 2000
  • Non-Patent Document 3 [3] Ka Lok Yeung; Sze Fong Yau, "A super-exponential algorithm for blind deconvolution of MIMO system," Circuits and Systems, 1997. ISCAS '97., Vo lume: 4, Pages: 2517-2520, 9-12 June 1997
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  • Non-Patent Document 5 [5] Kung, Xinying Zhang, An associative memory approach to blind signal recovery for SIMO / MIMO systems, "Neural Networks for Signal Processing XI, 2001. Proceedings of the 2001 IEEE Signal Processing Society Workshop, Pages : 343-362, 10-12 Sept. 2001
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  • Non-Patent Document 8 [8] Li Li, KJR Liu, "Adaptive Blind Source Separation for Multiple-Input / Multiple-Output Systems," IEEE Trans., Inform., Theory, vol. 44, No. 7, pp. 2864-2876, Nov. 1998
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  • Non-Patent Document 11 [11] JJ Shynk, RP Gooch, "Performance analysis of the multistage CMA adaptive beamformer," MILCOM '94. Vol. 2, pp. 316-320, 2-5 Oct. 1994
  • Non-Patent Document 12 [12] M. Hajian, J. Fernandes, P. Cunha, LP Ligthart, "Adaptive e qualization for mobile communication systems based on constant modulus algorithm, "Vehicular Technology Conference, 2001. IEEE VTS 53rd, vol. 3, pp. 1609-1613, May 2001
  • Non-Patent Document 13 [13] Belouchrani, A.; Amin, M. G, "Blind source separation based on time-frequency signal representations, Signal Processing, IEEE Transactions on, Volume: 46, Issue: 11, Pages: 2888- 2897, Nov. 1998
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  • Non-Patent Document 16 [16] H. Sawada, R. Mukai, S. Araki and S. Makino, "A Robust and Precise Method for Solving the Permutation Problem of Frequency-Domain Blind Sou rce Separation, lEEE Trans., Speech Audio Processing, vol. 12, no. 5, Sept. 2004 ⁇
  • Patent Literature 17 [ ⁇ ( ⁇ D. Godard, “Self-Recovering Equalization and Carrier Tracking in Two—Dimensional Data Communication Systems,” IEEt !, transactions on Commu nications, vol. 28, issue: 11, p. 1867—1875, Nov. 1980
  • Non-Patent Document 18 [18] K. Oh and Y. Chin, "Modified constant modulus algorithm: Blind equalization and carrier phase recovery algorithm," Proc. IEEE ICC, vol. 1, p. 4 98-502, June 1995
  • Non-Patent Document 19 [19] Van der Veen, A. -J., "Statistical performance analysis of the algorithmic constant modulus algorithm," Signal Processing, IEEE Transactions on, Volu me: 50, Issue: 12, Pages: 3083 -3097, Dec. 2002
  • Non-Patent Document 20 [20] Regalia, PA, "A finite-interval constant modulus algorithm,” Acoustics, Speech, and Signal Processing, 2002. Proceedings. (ICASSP '02). IEEE International Conference on, Volume: 3, Pages: ⁇ -2285- ⁇ -2288, 13-17 May 200 2
  • the bandwidth allocated to the uplink can be reduced and shared among users.
  • the reduced bandwidth of the uplink can be used to increase the bandwidth of the downlink (downlink).
  • some mopile users will need to share the uplink channel. This can be achieved without sacrificing system throughput by integrating multiple receive antennas at the base station into a MIMO system.
  • MIMO CSI or MIMO ICSI needs to be estimated to separate the signals of users sharing the same uplink channel.
  • the use of training signals is not recommended as it requires all mobile (mopile) terminals to be synchronized regardless of their position.
  • BSS blind source separation
  • Another object of the present invention is to provide a signal transmission method and apparatus suitable for such blind separation.
  • signals from a plurality of signal sources are either spectrally or temporally transmitted such that each signal source will eventually be transmitted in a different frequency band or time slot.
  • a method for blindly separating a signal from each signal source from a received signal represented as a multiple output system wherein at least one signal source is provided for each signal source.
  • a unique filter is defined for the signal source, and an inverse filter corresponding to the inverse of the filter is applied to one or more of the multiple outputs of the received signal to restore the characteristics of the corresponding signal source
  • the sum of the weighted multiple filtered output signals corresponds to the output filtered by the inverse filter to remove other signal sources or interference signals that occupy the same frequency band or transmission time interval. Adjusting the respective gains under the constraint that they have the same characteristics as the original signal of the signal source to be provided.
  • signals from multiple signal sources are either spectrally or temporally transmitted such that each signal source will eventually be transmitted in a different frequency band or time slot.
  • a transmission device that transmits data using the same channel and the same frequency band, time slot, or spreading code without subdividing the signal, and at least one signal source, the signal from the signal source is transmitted. Filter and tag each filter with a unique characteristic for that signal source and tagged data.
  • a transmission device having a plurality of transmitters or means for transmitting using overlapping frequency bands.
  • an apparatus for blindly separating a signal from each signal source from a received signal represented as a multiple output system wherein at least one signal source is provided for each signal source.
  • a filter that is uniquely determined for the signal source is defined and applied to one or more of the multiple outputs of the received signal to restore the characteristics of the corresponding signal source.
  • the sum of the weighted multiple filtered output signals is the source of the corresponding signal source.
  • an apparatus having adjusting means for adjusting the respective gains under the constraint that the signals have the same characteristics as the other signals.
  • transmission only refers to transmitting a signal from the first position to the second position using a medium in which the signal propagates electrically, acoustically, or optically. is not. Recording a signal on a recording medium such as a magnetic recording medium or an optical recording medium is also included in the category of “transmission”. Therefore, “reception” includes reading such a recording medium force signal.
  • FIG. 1 is a block diagram showing frequency domain blind signal source separation.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of a MIM O system according to the present invention that tags data using a unique filter before transmission.
  • FIG. 3A is a block diagram showing a baseband model of a transmitter apparatus used in a conventional OFDM system including a transmitter apparatus and a receiver apparatus.
  • FIG. 3B is a block diagram showing a baseband model of a receiver device used in a conventional OFDM system including a transmitter device and a receiver device.
  • FIG. 4A is a block diagram showing a baseband model of a transmitter apparatus used in an OFDM system according to the present invention.
  • 4B] is a block diagram showing a baseband model of a receiver apparatus used in the OFDM system according to the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the positions of poles and zeros in a system with a single transmit antenna or channel.
  • FIG. 6 A graph showing the positions of poles and zeros in a system having two transmitting antennas or channels.
  • FIG. 7 A graph showing the positions of poles and zeros in a system having four transmitting antennas or channels.
  • FIG. 8 A diagram showing mobile terminals T_l, T-2, T-3 linked to a common base station terminal BT having three receiving antennas R_l, R-2, R_3.
  • FIG. 9 is a diagram of the baseband model of the mobile terminal shown in FIG. 8, showing details of the insertion position of the tagging filter.
  • FIG. 10 Baseband of a transmitter with N-space based channels that carry signals that are filtered using a tagging filter and transmitted using the same frequency band, time slot, or code It is a block diagram of a model.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a basic model of a MIMO system proposed by the present invention.
  • signals X, ⁇ ⁇ -, X are input and signals for the MIMO system
  • a signal processing unit 201 that performs processing, a MIMO medium 202 provided on the output side of the signal processing unit 201, and a signal output from the MIMO medium 202 to generate signals x ′,..., X ′
  • a tagging filter 204 is disposed at a position “A” between the signal processing unit 201 and the MIMO medium 202, and a position “B” between the MIMO medium 202 and the signal processing unit 203 is disposed.
  • An inverse tagging filter 205 is provided.
  • the transmitter side and the receiver side are connected by the MIMO medium 202.
  • the MIMO medium 202 is, for example, a radio wave that connects the transmitter side and the receiver side, Includes links based on sound waves or light.
  • data is also subdivided in spectrum or time so that signals from multiple signal sources will eventually be transmitted in different frequency bands or time slots. It is transmitted using the same channel and the same frequency band, time slot or spreading code.
  • the signal is temporarily accumulated in a buffer of length N (signal processing unit 201).
  • the buffer contents are read out in parallel, and a unique filter (tagging) is assigned to each output (X or X, ..., X) of the buffer.
  • Filtering is performed using the filter 204).
  • the unique filter featured here is
  • MIMO medium 202 obtains signals y, ..., y, these signals
  • X ′ are generated from the signal processing unit 203.
  • FIGS. 3A and 3B show a conventional orthogonal frequency division modulation (OFDM) system with a plurality of transmit and receive antennas. Show. Fig. 3A shows the configuration on the transmitter side, and Fig. 3B shows the configuration on the receiver side. The original signals X, ..., X are serialized on the transmitter side.
  • OFDM orthogonal frequency division modulation
  • Serial Z-Parallel (SZP) converter 301 that converts data to parallel data
  • OFDM modulator 302 that performs orthogonal frequency division modulation based on parallel data
  • parallel / serial ( A P / S) converter 303 and a band limiting filter 304 that limits the band of the output of the parallel Z serial converter 303 are provided, and the output of the band limiting filter 304 is input to the MIMO medium 305.
  • Output signals y 1,..., Y are obtained from the MIM O medium 305.
  • MIMO medium 305 On the receiver side, MIMO medium 305
  • Band-limiting filter 306 that limits the band of power signal y, ..., y and reception after band limitation
  • An OFDM demodulator 307 that demodulates the filter, a signal processing unit 308 that processes a signal from each OFDM demodulator 307, and a parallel / serial converter 309 that converts the parallel signal from the signal processing unit 308 into a serial signal are provided.
  • Parallel data is generated by demodulating the input signal given as serial data.
  • the original signal ⁇ x ⁇ ⁇ ⁇ X ⁇ is first converted into a serial signal by serial / parallel converter 301.
  • the band-limited signal is transmitted via the multiple input channels of the MIMO medium 305.
  • the received signal is band-limited by the band filter 306;
  • the band-limited signal is passed to OFDM demodulator 307.
  • the OFDM demodulator 307 generates parallel data corresponding to the frequency bin of (6) from the input serial data;
  • the signal processing unit 308 there are other methods as well, especially the mixed signal is separated using a blind adaptive algorithm such as multi-target CMA;
  • the separated signal is finally converted from the parallel data format to the serial format ⁇ ′... ⁇ ′ ⁇ by the parallel Z-serial converter 309.
  • each constant modulus source signal (that is, the original signal ⁇ x ⁇ ) Is filtered by a unique filter before transmission.
  • This unique filter is called a tag (transmit tagging filter (TT)) because each filter is unique to a given signal source. That is, filters having different filter characteristics for each signal source are used.
  • TT transmit tagging filter
  • the non-constant modulus signal is inversely converted into a constant modulus signal on the receiver side by using an inverse filter of a unique filter used on the transmission side.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams showing an OFDM system according to the present invention having a transmitter device and a receiver device, where FIG. 4A shows the configuration on the transmitter side, and FIG. 4B shows the receiver side. The structure of is shown. In these figures, the same reference numerals are used for the same components as in FIGS. 3A and 3B.
  • the tagging filter (unique filter) 311 is provided between the serial / parallel converter 301 and the OFDM modulator 302 as shown by the position ⁇ 2> in the figure.
  • the location where the tagging filter 311 can be provided is not limited to this, and may be the position 1> shown in FIG. 4A, or the position 3> shown in FIG. .
  • the data transfer rate is different between position ⁇ 1> and position ⁇ 2>.
  • the tagging filters used in these two locations must also have different characteristics. As the apparent data rate increases due to parallel / serial conversion, the tagging filter impulse response needs to be up-sampled by inserting zeros.
  • the inverse tagging filter 312 is provided between the OFDM demodulator 307 and the signal processing unit 308 as shown by the position 7> in FIG. 4B, but is not limited to this position.
  • each filter uniquely associated with each signal source has a different pole and zero point position. That is, when implementing such a unique filter for each signal source, the filter poles and zeros corresponding to a given signal source are the filter poles and zeros used to tag different signal sources. It should be far from the point.
  • a linear filter for example, a first-order allpass filter is used as the tagging filter.
  • Such first order all-pass filters have, for example, a flat frequency response.
  • higher-order filters can be used when there are multiple transmit antennas, when the data transfer rate changes due to parallel / serial conversion, or when data is multiplexed with a scramble code. It should be noted.
  • FIG. 5 shows the position of the poles and zeros in a system with a single transmit antenna or channel. In this case, one filter (filter 1) is used.
  • Figure 6 shows the pole and zero positions for a system with two transmit antennas or channels. In this case, two filters (filter 1 and filter 2) are used.
  • Figure 7 shows the pole and zero points for a system with four transmit antennas or channels. Indicates the position. In this case, four filters (filter 1 to filter 4) are used.
  • the receive filter is such that for a given transmit antenna, the overall transfer function of the channel is ZD. Implemented. D is the non-minimum phase system at the transmitter
  • Another method for assigning transmission filters is that no single TT filter is assigned to one transmit antenna, and the remaining transmit antennas are Therefore, a TT filter is assigned.
  • N is the actual number of transmit antennas minus one.
  • the constant modulus algorithm and its derived algorithms can be used without the need for other constraints.
  • CMA constant modulus algorithm
  • MCMA modified constant modulus algorithm
  • ACMA analytic constant modulus algorithm
  • Finite Interval CMA Finite Interval CMA
  • [0043] is a matrix with CSI.
  • X and u A [0045] represent the signal vectors found respectively at the input and output of the MIMO system.
  • [0047] is additive noise, which is assumed to be white Gaussian noise (AWGN).
  • AWGN white Gaussian noise
  • [0050] is a vector obtained by filtering all signals received by a plurality of receivers.
  • the filter used in this case has a transfer function that is the inverse of H (z)
  • 1 is a filter that is a number.
  • wi (k) (w l ⁇ (k) w l 2 (k) ... (6)
  • each receiving antenna of the base station is a weighted sum of signals from all active users.
  • a signal is received.
  • N users if there are N users and “1” is a subscript indicating a user index, it is the filtered baseband signal power S x from each user.
  • the signal received by the first antenna is given by Eq. (7).
  • h,,, h are the gains between the users 1,,,, N, and the receiving antenna 1, respectively.
  • h,..., H are the gains between users 1,..., N and the receiving antenna 2, respectively.
  • each user's signal u is filtered by a unique filter H (z), resulting in a signal X that is not a constant modulus signal.
  • the signals y, ..., y are filtered by the inverse filter associated with the signal source.
  • each signal from the user is converted from serial to parallel.
  • each signal in the parallel line is filtered using a unique filter for each mobile terminal.
  • the filtered parallel signal is then filtered using a filter bank such as IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) to generate a parallel signal.
  • the parallel signal is then converted to serial, up-sampled as necessary and processed by a space-time code, and further filtered with a band-limiting filter and the resulting signal before transmission. Is modulated.
  • each bin in the frequency domain is an instantaneous mixing problem.
  • filtering each bin using the inverse filter of the tagging filter associated with the desired user and applying the separation algorithm to all bins only the signal of interest will be generated. .
  • the transmitter's tagging filter acts as a key to lock on the characteristics of the signal to be transmitted.
  • the inverse tagging filter restores only the characteristics of the signal of interest.
  • this signal characteristic constant modulus, orthogonality, or even periodic stationarity can be used. Using this property, only the signal of interest It will be taken out.
  • FIG. 7 shows an example of applications to which the present invention can be applied.
  • symbols ⁇ -1, ⁇ -2, and T-3 represent mobile terminals having single or multiple antennas.
  • the symbols R_l, R_2 and R_3 represent the antennas of the base station terminal BT.
  • the base station terminal has a plurality of receiving antennas used to separate signals from mobile terminals T_l, ⁇ -2, ⁇ _3.
  • the number of antennas is limited to three, but in the general case, there are _ mobile terminals from T_ l, ⁇ —2 to ⁇ — ⁇ ,
  • the base station terminal should have M receive antennas (M ⁇ N) from R_l, R-2 to RM.
  • Each mobile terminal is assigned a unique tagging filter for each mobile terminal. Furthermore, in the multipath environment, after filtering the signal using the tagging filter, the filtered signal is modulated using OFDM as shown in FIG. 9 for the mobile terminal T_l.
  • FIG. 9 shows a configuration example of a mobile terminal.
  • the mobile terminal includes a serial / parallel (S / P) converter 401 for converting channel-coded serial data into parallel data, and a converted parallel data.
  • a tagging (TT) filter 402 that filters data, an OFDM modulator 403 provided on the output side of the tagging filter 402, and a parallel / serial (P / S) converter 404 and band limiting filter 405 for limiting the band of serial data after conversion.
  • a tagging finoleator 402 is provided for each line of parallel data output from the serial / parallel converter 401.
  • the receiver that is, the base station terminal BT
  • signals received from a plurality of antennas are pre-processed by band-pass filtering, amplification, and down-conversion to baseband.
  • a preprocessing device not shown
  • OFDM frame synchronization and cyclic prefix removal are performed.
  • the baseband signal power from each antenna or receiver is converted from serial to parallel by the OFDM demodulator 307, and all the signals generated in parallel are converted to the target user or Filtered by inverse filter 312 associated with the terminal.
  • the filter corresponding to terminal T-1 is set as filter H, and All signal force from antenna after al / parallel conversion Modeled inverse of filter H
  • H, ⁇ , H are respectively between user 1, ⁇ , N and receiving antenna 1,
  • ⁇ , ⁇ , ⁇ are respectively between user 1, ⁇ , ⁇ and receiving antenna 1,
  • the gain in the second frequency bin is the gain in the second frequency bin.
  • ⁇ ,..., ⁇ is between user 1,..., ⁇ and receiving antenna 2, respectively.
  • N 64.
  • Vectors are created.
  • the b-th vector associated with the b-th frequency bin is given by ⁇ Z 1, z 2,. For each element of this vector, then
  • Other user signals can be generated as well.
  • both the transmitter and the receiver are equipped with multiple antennas for the ultimate purpose of increasing the data transmission rate.
  • the data “s” to be transmitted is first converted into parallel data ⁇ u,..., U ⁇ to be transmitted by multiple antennas.
  • the parallel data can be regarded as data transmitted by multiple independent terminals as described above. These signals are then modulated using OFDM and further processed by cyclic prefix capture, pulse shaping, and upconversion.
  • Figure 10 shows the baseband model of such a system. In this model, general serial / parallel (S / P) conversion is considered. It is therefore possible to implement this S / P using space time coding (STC) techniques or simple data buffering.
  • STC space time coding
  • this system converts serially encoded channel data s to be transmitted into parallel data ⁇ u 1,..., u ⁇ .
  • Tagging filter 5 03 is provided for each line of parallel data output from the serial / parallel converter 502. Where tagging filter corresponding to element u of parallel data
  • the transfer function of H is (z), and the tagging filter corresponding to the parallel data element u
  • the transfer function is H (z).
  • the output from each band limiting filter 506 is, for example,
  • the receiver first, signals received from a plurality of antennas are preprocessed by band-pass filtering, amplification, and down-conversion to baseband. In a pre-processing device (not shown), OFDM frame synchronization and cyclic prefix removal are performed. Next, as shown in FIG. 4B, the baseband signal from each antenna or receiver is converted from serial to parallel by the OFDM demodulator 307, and all the signals generated in parallel are transmitted to the user or terminal of interest. Filtered by the associated inverse filter 3 12. If the signal from the first transmitter is taken, the tagging filter corresponding to the first transmitter is denoted by H and the serial / parallel
  • the frequency bins are grouped.
  • the b-th vector associated with the b-th frequency bin is given by ⁇ Z 1, Z 2,.
  • the model shown in FIG. 9 it is possible to separate all the mixed frequency bins. At each separation, the signal associated with the target transmit antenna can be extracted. Finally, the resulting signal does not have any permutation IJ and can be easily converted from parallel data to serial data.
  • the technique of the present invention can be applied to the field of mobile radio communication in which several users share the same channel, for example, a frequency channel, a time channel, or a code channel. This is especially true for wireless LANs where interference from other LANs (local area networks) can be minimized or eliminated without the use of training signals.
  • a tagging filter security is enhanced because the signal is modulated before transmission.
  • Another field to which the present invention can be applied is recording on a magnetic recording medium or an optical recording medium using a plurality of sensors or heads. In such applications, all parallel track data can be obtained blindly without array replacement.
  • the present invention can be applied to a single input single output (SISO) system.
  • SISO single input single output
  • Such a system could be a simple QPSK-based transmitter and a receiver with a blind adaptive equalizer.
  • the real and imaginary part channels can be considered as channels, resulting in a two-port transmitter and a two-port receiver. Book Applying the concept presented in the invention, the real component signal will always be extracted on the real part channel, and the imaginary component signal will always be received on the imaginary part channel.

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Abstract

 混合信号をブラインド分離する方法は、少なくとも1つの信号源に関し、信号源ごとに当該信号源に対して一意に定まるフィルタが定められており、フィルタの逆に対応する逆フィルタを、対応する信号源の特性を復元するように、受信信号の複数出力のうちの1または複数に適用する段階と、逆フィルタによってフィルタ処理された出力に対し、同じ周波数帯域または送信時間間隔を占める他の信号源または干渉信号を除去するために、重み付けされた多重フィルタリング出力信号の和が対応する信号源の元の信号と同じ特性を有するという制約条件の下で、それぞれの利得を調整する段階と、を有する。

Description

明 細 書
混合信号をブラインド分離する方法及び装置並びに混合信号の送信方 法及び装置
技術分野
[0001] 2点間で複数の信号を送信するための、複数入力 (multiple input)および複数出力( multiple output)チャネルを備える通信システムに関し、特に、混合された複数の信号 をブラインド分離するための方法及び装置と、そのようにブラインド分離するために適 した混合信号の送信方法及び装置に関する。
背景技術
[0002] 複数の送信機および複数の受信機(複数入力複数出力: MIMO(Multiple Input M ultiple Output))を備えるシステム力 S、ダイバーシチおよび/または高速データ伝送 速度を実現するために、通信システムにおいて用いられている。そのような MIMOシ ステムでは、複数のソース信号が 1つの混合信号 (mixed signal)に多重化されて伝送 されており、媒体から取り出された信号は、注目する信号の混合からなっている。 Ml MOシステムは、通信システムのみならず、高密度記録媒体への信号や情報の記録 に用いられている。
[0003] 受信側では、あるいは記録媒体からの信号の読み出し側では、混合信号から個々 のソース信号を分離し、ソース信号が媒体上に送信されまたは媒体に記憶されたの と同じ順序で取り出す必要がある。従来は、このようなシステムでは、トレーニングデ ータを用いてチャネル状態情報(CSI ; Channel State information)または逆方向チヤ ネル状態情報(ICSI ; Inverse Channel State information)が推定され、受信機側で、 概算の CSほたは逆方向チャネル状態情報 (ICSI)を用いて、混合信号が分離され 、あるいは、その係数を適応的に調整するブラインド適応アルゴリズムの係数が初期 設定される。概算の CSほたは逆方向チャネル状態情報 (ICSI)は、出力が常に分 離された信号からなることを保証する。し力 ながら後述するように、トレーニング信号 の使用は、通信システムのスループットの低下や、高密度記録媒体の記憶容量の低 減がもたらされる。 [0004] 本発明に直接的に関連する手法は、 MIMO CSIまたは MIMO ICSIの完全な ブラインド識別である [1]〜[5]。これらの方法では、受信信号だけが使用され、送信信 号の先験的(アプリオリ)な知識は仮定されない。この仮定に基づき、 MIMOチヤネ ルの CSほたは ICSIを推定するために使用されているレ、くつかの手法がある。基本 的に、これらの推定方法は、直交性、コンスタントモジュラス(constant modulus ;定包 絡線)、周期定常性などの元の信号特性と、信号源が独立であるという仮定と、部分 空間ベースの手法であるということとに基づくものと分類できる [1]〜[12]。これらの方 法すべてにおいて、混合信号の分離が可能である。し力、しながら、 CSIの完全なブラ インド識別は複数の解を持ち、そのそれぞれが別の解の置換配列であるため、分離 されたソース信号を送信機側の特定の信号源に割り当てることは不可能である [8]〜[ 12]。置換配列とは、解が配列として与えるときに、そのような解の要素の順番を入れ 替えた配列のことである。ソース信号の統計がコスト関数として用いられる場合には、 ブラインドアルゴリズムは、所与の信号源の同相 (in-phase)または直交 (quadrature)成 分が別の信号源の同相または直交位相の成分で置換された解を生じる可能性もある
[0005] たたみ込み混合信号源のブラインド信号源分離(BSS; Blind Source Separation)で は、周波数ドメインを利用することによって、時間ドメイン BSSに関連する計算量が最 小限に抑えられている [13]〜[15]。一例では、受信センサのそれぞれによって受信さ れた信号は、まず、 FFT (高速フーリエ変換)を用いて周波数ドメインに変換される。 ひとたびこれが行なわれると、たたみ込み混合問題 (convolutive mixture problem)力 S 、信号源のそれぞれのビン (bin)の瞬時混合問題 (instantaneous mixture problem)に 変換される [13], [15]。さらに、参考文献 [16]に記載される方法を利用すれば、各周波 数ビンで発生する置換をすベての周波数ビンに対して均一にすることが可能である。 一例として、図 1に、受信信号が周波数ドメインで処理される BSSのシステムを示す。
[0006] 図 1に示すシステムは、信号 X , Xを入力とし信号 y, yを出力とする MIMO媒体 1
1 2 1 2
01と、信号 yに対して N点の FFTを実行する FFF演算部 102と、信号 yに対して N
1 2
点の FFTを実行する FF演算部 103と、これら FFT演算部 102, 103の出力に対して ブラインド信号分離アルゴリズムを適用するブラインド分離演算部 104と、ブラインド 分離演算部 104の出力に対して N点の IFFT (高速フーリエ逆変換)を実行してそれ ぞれ信号 z , zを出力する IFFT演算部 105, 106とを備えている。そしてこのシステ
1 2
ムでは、
(a) Xおよび Xは、それぞれ、フーリエ変換 {X … X }および {X … X }
1 2 1,1 1,NF 2,1 2'NF を用いた元のソース信号である;
(b) yおよび yは、 MIMO伝送媒体 101を通過した後の受信信号である。 {Y …
1 2 1,1
Y }は、 FFT演算部 102から出力される、受信信号 yのフーリエ変換の周波数ビ
Ι,Ν 1
ンであり、同様に、 {Y …, Y }は、 FFT演算部 103から出力される、受信信号 y
2,1 2,N
のフーリエ変換の N個の周波数ビンに対応する;
2
(C)受信信号の周波数ビンについて対を生成して Sから Sまでの対にした後で、ブ
1 N
ラインド分離演算部 104によりブラインド分離アルゴリズムを用いて、元の信号 Xおよ
1 び Xにそれぞれ対応するビンが分離され、その後、 IFFT演算部 105, 106によって
2
フーリエ逆変換を適用することにより、信号 z , zを得る。参考文献 [16]で指定される
1 2
ようなビンの置換配列がない場合には、周波数ビン Z 力 Z は Xまたは Xのいず
1,1 Ι,Ν 1 2
れか一方だけに対応し、したがって信号 Ζも Xまたは Xのいずれか一方だけに対応
1 1 2
することになる。他方、置換配列がある場合には、最初のビン Ζ が X に対応し、次
1,1 1,1
のビン ζ 力 に対応する可能性がある。したがって、周波数成分が置換されること
1,2 2,2
なく信号源を分離することは可能であるが、信号源の置換の問題は依然として残る。 以下、本明細書中で引用する参考文献を列挙する。
特午文 ¾ 丄: [1] し hong— Yung Chi; し hu_Horng Chen, Cumulant—based inverse filt er criteria for MIMO blind deconvolution: properties, algorithms, and application to DS/CDMA systems in multipath," IEEE Transactions on Signal Processing, Volume: 49 , Issue: 7 , Pages: 1282-1299, July 2001
非特許文献 2 : [2] Chor Tin Ma; Zhi Ding; Sze Fong Yau, "A two-stage algorithm for MIMO blind deconvolution of nonstationary colored signals, IEEE Transactions on Signal Processing, Volume: 48, Issue: 4 , Pages: 1187 - 1192, April 2000
非特許文献 3 : [3] Ka Lok Yeung; Sze Fong Yau, "A super-exponential algorithm for blind deconvolution of MIMO system," Circuits and Systems, 1997. ISCAS '97·, Vo lume: 4 , Pages: 2517-2520, 9-12 June 1997
非特許文献 4 : [4] Comon, P. ; Moreau, Ε·, 〃Blind MIMO equalization and joint- diago nalization criteria, Acoustics, Speech, and signal Processing, 2001. Proceedings. (I CASSP,01), Volume: 5 , Pages: 2749—2752, 7—11 May 2001
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非特許文献 6: [6] T. L. Marzetta, "BLAST Training: Estimating Channel Characteri sties for High Capacity Space-Time Wireless,〃 Proc. 37th Annual Allertonし onferen ce on communication, Control, and Computing, pp. 958 - 966, September 1999 ^^特許文献 7: [7] Li Yuanjie and L. Yang, "Semi— blind mimo channel identification b ased on error adjustment, 2003. Proceedings of the 2003 International Conference on Neural Networks and Signal Processing, Vol. 2 , pp. 1429-1432, Dec. 14-17, 200 3
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発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0008] CSIのブラインド識別を使用する MIMOシステムには、それぞれが別の解の置換 配列である多数の解が存在する。混合信号をブラインド分離することは可能であるが 、信号源の位置や受信機から見た方向など、その他の情報を用いなければ、所与の 分離されたソース信号を送信機の特定の信号源に割り当てることは不可能である。さ らに、移動通信システムでは、信号源の位置や方向などの情報を利用することもでき ないし、たとえ、利用できたとしても、位置や方向は時々刻々と変化することがある。し たがって、通信システムにおける信号の完全な BSSを置換すなわち順番の置き換え なしで実現するためには、置換信号を生じる複数解の問題を解決する必要がある。
[0009] また、移動通信システムでは、アップリンク(上り回線)に割当てられる帯域幅を縮小 し、ユーザ間で共用させることができる。その場合、アップリンクの帯域幅の縮小分は 、ダウンリンク(下り回線)の帯域幅の増大に利用することができる。この種の実装形 態を用いる場合には、若干のモパイルユーザは、アップリンクチャネルを共用すること が必要になる。これは、基地局にある複数の受信側アンテナを統合して MIMOシス テムにすることにより、システムのスループットを犠牲にせずに実現され得る。そのよう なシステムでは、 MIMO CSIまたは MIMO ICSIは、同じアップリンクチャネルを 共用するユーザの信号を分離するように、推定される必要がある。この場合、トレー二 ング信号の使用は、すべての移動 (モパイル)端末をそれらの位置と関係なく同期さ せることが必要になるため、推奨することができない。他方、従来のブラインド信号源 分離 (BSS)技術の利用は、移動端末によって送信された信号の置換をもたらすこと になり、その場合、データのソートが必要になる。ソートを補助するための冗長ビットの 送信は、システムのスループットを低下させるため、推奨されない。
[0010] 2点間での信号の無線伝送において、複数台の送信機と複数台の受信機を用いて 信号を並列に送信する MIMOシステムを構成することにより、高い伝送速度を実現 すること力 Sできる。あるいは、単入力単出力(SISO)システムでは、直交周波数分割 多盧 (OFDM ; orthogonal frequency division multiplexing)を用レヽてテータ 1 号 並列に送信することができる。しかしながら、両方の場合とも、受信信号が混合されて しまう可能性がある。
[0011] そこで本発明の目的は、結果として生じる出力において置換すなわち順番の入れ 替えが起こることなぐ混合信号を適切に分離することができるブラインド分離方法及 び装置を提供することにある。
[0012] 本発明の別の目的は、このようなブラインド分離のために適した信号の送信方法及 び装置とを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0013] 本発明の第 1の様相によれば、複数の信号源からの信号が、各信号源が最終的に 異なる周波数帯域またはタイムスロットで送信されることになるように、スペクトルまた は時間を細分化することなぐ同一のチャネルと、同一の周波数帯域、タイムスロット または拡散符号とを用いてデータを送信する方法であって、少なくとも 1つの信号源 に関し、信号源ごとにその信号源に対して一意に定まる特性を有するフィルタを用い て、その信号源からの信号をフィルタ処理してタグ付けする段階と、タグ付けされたデ ータを、複数の送信機またはオーバーラップする周波数帯域を用いて送信する段階 と、を有する方法が提供される。
[0014] 本発明の第 2の様相によれば、複数出力システムとして表わされる受信信号から各 信号源からの信号をブラインド分離する方法であって、少なくとも 1つの信号源に関し 、信号源ごとにその信号源に対して一意に定まるフィルタが定められており、フィルタ の逆に対応する逆フィルタを、対応する信号源の特性を復元するように、受信信号の 複数出力のうちの 1または複数に適用する段階と、逆フィルタによってフィルタ処理さ れた出力に対し、同じ周波数帯域または送信時間間隔を占める他の信号源または 干渉信号を除去するために、重み付けされた多重フィルタリング出力信号の和が対 応する信号源の元の信号と同じ特性を有するという制約条件の下で、それぞれの利 得を調整する段階と、を有する方法が提供される。
[0015] 本発明の第 3の様相によれば、複数の信号源からの信号が、各信号源が最終的に 異なる周波数帯域またはタイムスロットで送信されることになるように、スペクトルまた は時間を細分化することなぐ同一のチャネルと、同一の周波数帯域、タイムスロット または拡散符号とを用いてデータを送信する送信装置であって、少なくとも 1つの信 号源に関し、その信号源からの信号をフィルタ処理してタグ付けする、信号源ごとに その信号源に対して一意に定まる特性を有するフィルタと、タグ付けされたデータを、 複数の送信機またはオーバーラップする周波数帯域を用いて送信する手段と、を有 する送信装置が提供される。
[0016] 本発明の第 4の様相によれば、複数出力システムとして表わされる受信信号から各 信号源からの信号をブラインド分離する装置であって、少なくとも 1つの信号源に関し 、信号源ごとにその信号源に対して一意に定まるフィルタが定められており、受信信 号の複数出力のうちの 1または複数に適用され、対応する信号源の特性を復元する 、フィルタの逆に対応する逆フィルタと、逆フィルタによってフィルタ処理された出力に 対し、同じ周波数帯域または送信時間間隔を占める他の信号源または干渉信号を 除去するために、重み付けされた多重フィルタリング出力信号の和が対応する信号 源の元の信号と同じ特性を有するという制約条件の下で、それぞれの利得を調整す る調整手段と、を有する装置が提供される。
[0017] 本発明において、「送信」とは、電気的、音響的あるいは光学的に信号が伝搬する 媒体を用いて信号を第 1の位置から第 2の位置に伝送することを指すだけのものでは ない。信号を、磁気記録媒体、光記録媒体などの記録媒体に記録することも、「送信 」の範疇に含んでいる。したがって、「受信」には、そのような記録媒体力 信号を読 み出すことも含まれる。
[0018] 本発明によれば、結果として生じる出力が置換されることなぐ混合信号を分離する ことが可能になる。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]周波数ドメインブラインド信号源分離を示すブロック図である。
[図 2]送信前に一意のフィルタを用いてデータにタグ付けする、本発明に基づく MIM Oシステムの基本構成を示すブロック図である。
[図 3A]送信機装置と受信機装置からなる従来の OFDMシステムで使用される送信 機装置のベースバンドモデルを示すブロック図である。
[図 3B]送信機装置と受信機装置からなる従来の OFDMシステムで使用される受信 機装置のベースバンドモデルを示すブロック図である。
[図 4A]本発明に基づく OFDMシステムで使用される送信機装置のベースバンドモ デルを示すブロック図である。 園 4B]本発明に基づく OFDMシステムで使用される受信機装置のベースバンドモデ ルを示すブロック図である。
[図 5]単一の送信アンテナまたはチャネルを有するシステムでの、極およびゼロ点の 位置を示すグラフである。
[図 6]2つの送信アンテナまたはチャネルを有するシステムでの、極およびゼロ点の位 置を示すグラフである。
[図 7]4つの送信アンテナまたはチャネルを有するシステムでの、極およびゼロ点の位 置を示すグラフである。
[図 8]3つの受信アンテナ R_ l, R- 2, R_ 3を有する共通の基地局端末 BTにリンク されている移動端末 T_ l , T- 2, T— 3を示す図である。
[図 9]タグ付けフィルタの揷入位置の詳細を示す、図 8に示す移動端末のベースバン ドモデルの図である。
[図 10]タグ付けフィルタを用いてフィルタ処理され、同じ周波数帯域、タイムスロットま たは符号を用いて送信されている信号を搬送する、 N空間ベースのチャネルを有す る送信機のベースバンドモデルのブロック図である。
符号の説明
101 , 202, 305 MIMO媒体
102, 103 FFT演算部
104 ブラィンド分離演算部
105, 106 IFFT演算部
201 , 203, 308 信号処理部
204, 311, 402, 503 タグ付けフィノレタ
205, 312 逆タグ付けフィルタ
301 , 401, 501 , 502 シリアノレ/ノ ラレノレ:
302, 403, 504 OFDM変調器
303, 309, 404, 505 ノ ラレノレ/シリアノレ:
304, 306, 405, 506 帯域制限フィノレタ
307 OFDM復調器 発明を実施するための最良の形態
[0021] 次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
[0022] 図 2は、本発明によって提案された MIMOシステムの基本モデルを示すブロック図 である。この MIMOシステムは、信号 X,■· - , Xが入力し、 MIMOシステム用の信号
1 N
処理を行なう信号処理部 201と、信号処理部 201の出力側に設けられた MIMO媒 体 202と、 MIMO媒体 202から出力された信号を処理して信号 x' ,…, x'を生ずる
1 N 信号処理部 203とを備えている。そして、信号処理部 201と MIMO媒体 202の間の 位置「A」には、タグ付け (tagging)フィルタ 204が配置され、 MIMO媒体 202と信号処 理部 203との間の位置「B」には、逆タグ付け (inverse tagging)フィルタ 205が設けられ ている。
[0023] このシステムにおいて、送信機側と受信機側とは、 MIMO媒体 202によって接続さ れることになるが、 MIMO媒体 202は、例えば、送信機側と受信機側とを接続する電 波、音波または光に基づくリンクを含んでいる。また、このシステムでは、データは、複 数の信号源からの信号が、各信号源が最終的に異なる周波数帯域またはタイムス口 ットで送信されることになるように、スペクトルまたは時間を細分化することなぐ同一 のチャネルと、同一の周波数帯域、タイムスロットまたは拡散符号とを用いて、送信さ れる。
[0024] ここでは、説明のために、信号は長さ Nのバッファ(信号処理部 201)に一時的に蓄 積されるものと仮定する。次に、バッファの内容が並列に読み出され、バッファの各出 力(Xまたは X,…, X )にそれぞれ一意に割り当てられたユニークフィルタ(タグ付け
1 2 N
フィルタ 204)を用いてフィルタ処理される。ここで取り上げているユニークフィルタは
、補間信号の帯域幅を制限するための帯域制限フィルタではないことに留意すべき である。ユニークフィルタでフィルタ処理して得られた出力信号 z,…, zは、 MIMO
1 n 媒体 202に与えられ、 MIMO媒体 202からは信号 y,…, yが得られ、これらの信号
1
y , · · · , y は、逆タグ付けフィルタ 205によってフィルタ処理され、その後、信号処理
1
部 203に供給されて、信号処理部 203から信号 x' , · · · , x'が生ずることになる。
1 N
[0025] 本実施形態では、元の信号 X ,…, Xがコンスタントモジュラスである場合を考える
1 N
。ただし、この仮定は、ユニークフィルタからの出力信号 Z , · · · , Zの前述の置換問題 を解決するための必要条件ではない。
[0026] ここで、本発明による方法を理解するために、図 3A及び図 3Bに、複数の送信およ び受信アンテナを備える従来の直交周波数分割変調(OFDM ; orthogonal frequenc y division modulation)システムを示す。図 3Aは送信機側の構成を示し、図 3Bは受 信機側の構成を示している。送信機側には、元の信号 X ,…, Xをそれぞれシリアル
1 N
データからパラレルデータに変換するシリアル Zパラレル(SZP)変換器 301と、パラ レルデータに基づいて直交周波数分割変調を行なう OFDM変調器 302と、変調後 の信号を再びシリアルデータに変換するパラレル/シリアル (P/S)変換器 303と、 パラレル Zシリアル変換器 303の出力の帯域を制限する帯域制限フィルタ 304とが 設けられており、帯域制限フィルタ 304の出力が MIMO媒体 305に入力する。 MIM O媒体 305からは出力信号 y , ·■·, yが得られる。受信機側には、 MIMO媒体 305
1
力 の信号 y,…, yの帯域を制限する帯域制限フィルタ 306と、帯域制限後の受信
1
フィルタを復調する OFDM復調器 307と、各 OFDM復調器 307からの信号を処理 する信号処理部 308と、信号処理部 308からのパラレル信号をシリアル信号に変換 するパラレル/シリアル変換器 309とが設けられており、パラレル/シリアル変換器 3 09力ら、信号 X' ,…, X'力 S得られるようになってレヽる。なお、 OFDM復調器 307は、
1 N
シリアルデータとして与えられた入力信号を復調することによって、パラレルデータを 生成する。
[0027] この従来の OFDMシステムでは、送信機側において、
(1) 元の信号 {x · · · X }は、まず、シリアル/パラレル変換器 301によって、シリ
1 N
アルデータからパラレルデータに変換され;
(2) 次に、パラレルデータが OFDM変調器 302を用いて変調され、その結果生じ た出力が、パラレル/シリアル変換器 303によって、パラレルからシリアルに変換され る;
(3) 次に、シリアルデータが、帯域制限フィルタ 304を用いて帯域制限され;
(4) 最後に、帯域が制限された信号が MIMO媒体 305の複数入力チャネルを介 して送信される。
[0028] 受信機では、 (5) 帯域フィルタ 306によって、受信信号が帯域制限され;
(6) 帯域制限された信号が OFDM復調器 307に渡される。 OFDM復調器 307 は、入力したシリアルデータから、(6)の周波数ビンに対応するパラレルデータを生 成する;
(7) その後、信号処理部 308において、他にも方法はある力 特にマルチターグ ット CMAなどのブラインド適応アルゴリズムを用いて、混合信号が分離される;
(8) 分離された信号は、最終的に、パラレル Zシリアル変換器 309によって、パラ レルデータ形式からシリアル形式 { χ' … χ' }に変換される。
1 Ν
[0029] 以上、従来の OFDMシステムについて説明した力 本実施形態のシステムでは、 図 3に示した従来の OFDMシステムとは異なり、各コンスタントモジュラスソース信号( すなわち、元の信号 { x ■·■ X })は、送信前に、ユニークフィルタによってフィルタ処
1 N
理される。このユニークフィルタは、各フィルタが所与の信号源に対してそれぞれ一 意であるため、タグ (tag) (送信タグ付けフィルタ: TT(transmit tagging)フィルタ)と呼ば れる。すなわち、信号源ごとに異なるフィルタ特性を有するフィルタが用いられるよう にしている。本実施形態のシステムでは、受信機側において、送信側で用いたュニ ークフィルタの逆フィルタ (inverse filter)を用いて非コンスタントモジュラス信号がコン スタントモジュラス信号に逆変換される。
[0030] 次に、送信側におけるタグ付けフィルタ(ユニークフィルタ)の挿入位置、及び受信 側における対応するタグ付け逆フィルタ (inverse tagging filter)の挿入位置を説明する 。図 4A及び図 4Bは、送信機装置と受信機装置とを有する本発明に基づく OFDMシ ステムを示す図であって、図 4Aは送信機側の構成を示しており、図 4Bは受信機側 の構成を示している。これらの図において、図 3A及び図 3Bにおけるものと同じ構成 要素には、同一の参照符号が用いられている。
[0031] 本実施形態では、タグ付けフィルタ(ユニークフィルタ) 311は、図示 < 2 >の位置 で示すように、シリアル/パラレル変換器 301と OFDM変調器 302との間に設けられ ている。し力 ながらタグ付けフィルタ 311を設けることができる場所は、これに限られ るものではなぐ図 4Aにおける図示く 1 >の位置としてもよいし、図示く 3 >の位置と してもよレ、。実際には、位置 < 1 >と位置 < 2 >とでは、データ転送速度が異なるため 、これら 2つの位置で使用されるタグ付けフィルタもその特性を異ならせる必要がある 。パラレル/シリアル変換を行なったために見かけ上のデータ転送速度が増大する と、タグ付けフィルタのインパルス応答は、ゼロを挿入することによってアップサンプリ ングされる必要がある。同様に、逆タグ付けフィルタ 312は、図 4Bのく 7 >の位置で 示したように、 OFDM復調器 307と信号処理部 308との間に設けられているが、この 位置に限らず、例えば、図 4Bにおける図示 < 6 >の位置や図示 < 8 >の位置として あよい。
[0032] 本実施形態では、各信号源にそれぞれ一意に関連付けられた各フィルタは、それ ぞれ、極とゼロ点の位置とが異なっている。すなわち、信号源ごとに設けられるこのよ うなユニークフィルタを実装するときは、所与の信号源に対応するフィルタの極とゼロ 点は、異なる信号源のタグ付けに使用されるフィルタの極とゼロ点とは離れているは ずである。ここでは、説明のために、タグ付けフィルタとして、線形フィルタ、例えば、 1 次全通過 (allpass)フィルタを用いるものとする。そのような 1次全通過フィルタは、例え ば、平坦な周波数応答を有している。ただし、多数の送信アンテナがあるときや、パラ レル /シリアル変換のためにデータ転送速度が変化するとき、あるいはスクランブル コードによりデータが多重化されるときには、より高次のフィルタが用いられ得ることに 留意すべきである。
[0033] 送信機「1」に関連付けられた 1次全通過フィルタの一般的事例では、線形タグ付け フィルタが式 (1)によって与えられる。
[0034] [数 1]
H {:) _ r x exp{ x (2^ / N) x (/ - 1)} + z-1 ( 1 )
1 1 + r exp{z x (2π / N) χ (/ - 1)} ζ"1
[0035] 異なる数の送信アンテナでのフィルタの極/ゼロ点のグラフの一例を図 5〜図 7に 示す。図 5は、単一の送信アンテナまたはチャネルを有するシステムでの、極および ゼロ点の位置を示している。この場合は、 1個のフィルタ(フィルタ 1)が用いられる。図 6は、 2つの送信アンテナまたはチャネルを有するシステムでの、極およびゼロ点の位 置を示している。この場合は 2個のフィルタ(フィルタ 1およびフィルタ 2)が用いられる 。図 7は、 4つの送信アンテナまたはチャネルを有するシステムでの、極およびゼロ点 の位置を示している。この場合は 4個のフィルタ(フィルタ 1〜フィルタ 4)が用いられる [0036] 受信機側では、受信フィルタは、所与の送信アンテナについてそのチャネルの全 体としての伝達関数が Z Dになるように、実装される。 Dは、送信機での非最小位相系
(non-minimum phase system)の利用により生じる待ち時間 (latency)である。
[0037] 送信フィルタ(タグ付けフィルタ)の害jり当てのための別の方法は、 1つの送信アンテ ナにはどの TTフィルタも割り当てられず、残りの送信アンテナには、式 (1)にしたがつ て TTフィルタが割り当てられるようにするものである。この場合、 Nは、送信アンテナ の実際の数から 1を引いたものである。
[0038] 信号に、それら信号が個々の送信アンテナと関連付けられるようにタグ付けすると、 標準 SISO等化アルゴリズムを用いる分離適応アルゴリズムを実装することが可能で ある。一例としては、コンスタントモジュラスアルゴリズムおよびその派生のァルゴリズ ムを、他の制約条件を必要とせずに使用することができる。ここでは、組み合わせコン スタントモジュラスアルゴリズム(CMA) [17]と変形コンスタントモジュラスアルゴリズム( MCMA ; modified constant modulus algorithm) [18]を検討する。 CMAは、 MCMA との対比で大きな収束速度を有するために、組み込まれている。また、解析的コンス タントモジュラスァノレゴリズム (ACMA; analytic constant modulus algorithm) [19]や有 限間隔 (Finite Interval)CMA[20]など、他のアルゴリズムを用いることも可能である。
[0039] 以下の記号を定義する。
[0040] [数 2] u, = Hx, + n, e CMxl (2)
[0041] ここで、 kは時間インデックスであり、
[0042] [数 3]
H e CMxN
[0043] は、 CSIを伴う行列である。
[0044] [数 4]
X およひ uA [0045] は、それぞれ、 MIMOシステムの入力および出力でそれぞれ見られる信号べクトノレ を表わす。
[0046] [数 5]
[0047] は、付カ卩的雑音であり、これは白色ガウス雑音 (AWGN)であるものと想定される。
[0048] [数 6] uバ ) =["/,1( ) "/,2( ) … "/,Μ ( ) f (3)
[0049] [数 7] ベクトル ( )
[0050] は、複数の受信機によって受信されたすベての信号をフィルタ処理することにより得 られるベクトルである。この場合に使用されるフィルタは、その伝達関数が、 H (z)の逆
1 数であるフィルタである。
[0051] CMAベースの適応アルゴリズムは式 (4)によって与えられる。
[0052] 園
Figure imgf000017_0001
+ x {im。gC¾(A:))2— lj¾'w。g(i/(A:)))— ,,2u ) x(| ( ) —2 ) (4)
[0053] ここで、 μ および/ 1 は、適応のステップサイズであり、
1,1 1,2
[0054] [数 9] xi(k) = wj (k)ui(k) (5)
および
w i(k) = [wl {(k) wl 2{k) ...
Figure imgf000017_0002
(6)
[0055] である。他の任意の CMAベースのアルゴリズムと同様に、上記のアルゴリズムも、出 力
[0056] [数 10] / ( ) [0057] 力 S、コンスタントモジュラス信号になるように収束する。
[0058] 各ユーザ「1」がコンスタントモジュラス信号 を送信しょうとする場合を考える。雑音 レベルがあまり高くないときには、 16QAM (直交振幅変調)やそれ以上のレベルの 変調を考えることも可能である。
[0059] 説明を簡単にするために、種々のユーザからの電波が基地局に到達する直接伝搬 経路だけが存在し、基地局の各受信アンテナは全てのアクティブユーザからの信号 の重み付け和である信号を受信するような場合を考える。そのような場合には、 N人 のユーザがおり、「1」はユーザインデックスを示す添字であるとすると、各ユーザから のフィルタ処理されたベースバンド信号力 Sxである。第 1のアンテナによって受信され る信号は、式 (7)で与えられる。
[0060] y =h *x +h *x +〜+h *x (7)
1 11 1 12 2 IN N
ここで、 h , ·■·, h は、それぞれ、ユーザ 1,■·-, Nと、受信アンテナ 1との間の利得
11 1N
である。
[0061] 同様に、第 2のアンテナによって受信される信号は式 (8)で与えられる。
[0062] y =h *x +h *x +〜+h *x (8)
2 21 1 22 2 2N N
ここで、 h , ···, h は、それぞれ、ユーザ 1, ···, Nと、受信アンテナ 2との間の利得
21 2N
である。一般に、アンテナ「m」により受信されるベースバンド信号は、式 (9)で与えら れる。
[0063] y =h *x +h *x +〜+h *x (9)
m ml 1 m2 2 mN N
ここで、 h , ···, h は、それぞれ、ユーザ 1, ···, Nと、受信アンテナ mとの間の利
ml mN
得である。本実施形態によれば、各ユーザの信号 uは、ユニークフィルタ H(z)によつ てフィルタ処理され、コンスタントモジュラス信号ではない信号 Xを生じる。受信機で は、信号 y ,…, y 信号源に関連付けられた逆フィルタによってフィルタ
1 M 、注目する
処理される。したがって、注目する信号源が uである場合には、 y ,…, yがそれぞ
1 1
れ 1/H (z)によってフィルタ処理され、 z , …, z を生じる。逆フィルタ 1/H (z)を揷
1 11 1 1 入することにより、信号 Xだけがコンスタントモジュラス信号 uに逆変換され、その他
1 1
のすベての信号 X, …, Xは、非コンスタントモジュラス信号のままとなる。
2 N
[0064] 次に、生じた信号 z ,…, z が適応係数 w ,■·-, w によって重み付けされ、合計
11 1 11 1 されて信号 Vが生成される。このように重み付けを行なって加算するのは、同じ周波
1
数帯域または送信時間間隔を占める他の信号源または干渉信号を除去するためで あり、この重み付けの結果、重み付けされた多重フィルタリング出力信号の和が対応 する信号源の元の信号と同じ特性を有するという制約条件の下で、それぞれの利得 が調整されることになる。
[0065] コンスタントモジュラスアルゴリズムの適用により、誤差( I V I 2_ 1)が確実に最小
1
にされる。この誤差の最小化は、 I V
1 I力^であるときに起こり、それは、すべての非 コンスタントモジュラス信号 X,…, Xがアレイアンテナのゼロ点(ヌル)によって零化さ
2 N
れていることを示す。
[0066] 前述の説明では、各移動端末と基地局との間に直接の伝搬経路だけが存在し、そ の結果、瞬時混合問題を生じる場合について検討した。実際には、これは、特に複 数経路での伝搬 (マルチパス伝搬)が存在するときには、当てはまらないことがある。 そのような状況では、ユーザからの各信号は、シリアルからパラレルに変換される。次 に、並列 (パラレル)ライン内の各信号は、各移動端末にそれぞれ一意のフィルタを 用いてフィルタ処理される。フィルタ処理されたパラレル信号は、次に、 IFFT (高速フ 一リエ逆変換)などのフィルタバンクを用いてフィルタ処理され、パラレル信号が生成 される。次いで、そのパラレル信号がシリアルに変換され、必要に応じてアップサンプ リングされるとともに空間時間符号ィヒによって処理され、さらに、送信の前に、帯域制 限フィルタを用いたフィルタ処理および生じた信号の変調が行われる。
[0067] 受信機では、逆の信号処理動作が行われ、 FFTを適用する前に、受信信号をパラ レルに変換する。時間ドメインの場合と同様に、周波数ドメインの各ビンも、瞬時混合 問題である。したがって、所望のユーザに関連付けられたタグ付けフィルタの逆フィ ルタを用いて各ビンをフィルタ処理し、すべてのビンに分離アルゴリズムを適用するこ とにより、注目する信号だけが生成されることになる。
[0068] 要するに、送信機のタグ付けフィルタは、送信されるべき信号の特性にロックするキ 一として動作する。受信機では、逆タグ付けフィルタが、注目する信号の特性だけを 復元する。この信号特性としては、コンスタントモジュラス、あるいは、直交性、さらに は周期定常性を用いることができる。この特性を用いて、次に、注目する信号だけが 取り出されることになる。
[0069] 次に、本発明が適用される具体的な用途を説明する。図 7は、本発明が適用可能 な用途の一例を示している。図において、符号 Τ—1、Τ—2および T—3は、単一ま たは複数のアンテナを有する移動端末を表している。符号 R_ l、 R_ 2および R_ 3 は、基地局端末 BTのアンテナを表わしている。基地局端末は、移動端末 T_ l、 Τ- 2、 Τ_ 3からの信号を分離するのために使用される複数の受信アンテナを有する。こ こでは、説明のために、アンテナの数を 3つだけに限定してあるが、一般的な場合に は、 T_ l、 Τ— 2から Τ—Νまでの Ν個の移動端末があり、基地局端末には、 R_ l、 R— 2から R— Mまでの M個の受信アンテナ(M≥N)があるはずである。
[0070] 各移動端末には、移動端末ごとに一意のタグ付けフィルタが割り当てられる。さらに 、マルチパス環境では、タグ付けフィルタを用いた信号のフィルタ処理後に、フィルタ 処理された信号が、移動端末 T_ lの場合について図 9に示すように、 OFDMを用 いて変調される。図 9は、移動端末の構成例を示しており、この移動端末は、チヤネ ル符号化されたシリアルデータをパラレルデータに変換するシリアル/パラレル(S/ P)変換器 401と、変換後のパラレルデータに対してフィルタ処理を行なうタグ付け (T T)フィルタ 402と、タグ付けフィルタ 402の出力側に設けられた OFDM変調器 403と 、 ODFM変調器の出力をシリアルデータに変換するパラレル/シリアル (P/S)変 換器 404と、変換後のシリアルデータの帯域を制限する帯域制限フィルタ 405と、を 備えている。タグ付けフィノレタ 402は、シリアル/パラレル変換器 401から出力される パラレルデータの各ラインにそれぞれ設けられている。
[0071] 受信機すなわち基地局端末 BTでは、まず、複数のアンテナから受信した信号が、 帯域通過フィルタ処理、増幅およびベースバンドへのダウンコンバージョンによって 前処理される。また、前処理装置(不図示)内では、 OFDMフレーム同期およびサイ クリックプレフィックスの除去が行われる。次に、上述の図 4Bに示すように、各アンテ ナまたは受信機からのベースバンド信号力 OFDM復調器 307によってシリアルか らパラレルに変換され、パラレルで生成された信号すべてが、注目するユーザまたは 端末に関連付けられた逆フィルタ 312によってフィルタ処理される。端末 T—1からの 信号が取り出される場合には、端末 T—1に対応するフィルタをフィルタ Hとして、シリ アル/パラレル変換後のアンテナからの信号すベて力 フィルタ Hの逆をモデル化
1
するフィルタによってフィルタ処理される。
[0072] 各移動端末では、ユニークフィルタを用いて、パラレルに変換されているデータがフ ィルタ処理される。したがって、端末 T—1に関連付けられたベースバンド信号が uで
1 ある場合には、シリアル Zパラレル変換後の対応する信号は、 υ に
1,1 , υ 1,2 ,■·-, u 1,NF なる。次いで、これらの信号は、 OFDMを用いて変調され、サイクリックプレフィックス の取り込み、パルス整形およびアップコンバージョンによってさらに処理される。
[0073] FFT変換後の第 1のアンテナの第 1の周波数ビン中の信号は式 (10)によって与えら れる。
[0074] Y =H * X +H * X H—— hH * X (10)
1,1 11,1 1,1 12,1 2,1 1N,1 N,l
ここで、 H , ·■·, H は、それぞれ、ユーザ 1, ·■·, Nと受信アンテナ 1との間の、
11.1 ΙΝ,Ι
第 1の周波数ビンにおける利得である。同様に、第 1のアンテナによって受信された 第 2の周波数ビンに関連付けられた信号は式 (11)によって与えられる。
[0075] Υ =Η * Χ +Η * Χ Η—— hH * Χ (11)
1,2 11,2 1,2 12,2 2,2 IN, 2 Ν,2
ここで、 Η , · · ·, Η は、それぞれ、ユーザ 1 , · · ·, Νと受信アンテナ 1との間の、
11.2 1N.2
第 2の周波数ビンにおける利得である。
[0076] 同様にして、第 2のアンテナによって受信されている第 1の周波数ビン中の信号は 式 (12)によって与えられる。
[0077] Υ =Η * Χ +Η * Χ Η—— hH * Χ (12)
2,1 21,1 1,1 22,1 2,1 2Ν,1 Ν,Ι
ここで、 Η , · · ·, Η は、それぞれ、ユーザ 1 , · · ·, Νと受信アンテナ 2との間の、
21,1 2N.1
第 1の周波数ビンにおける利得である。一般に、番号 mのアンテナ、番号 bの周波数 ビンによって受信されたベースバンド信号は、式 (13)で与えられる。
[0078] Y =H * X +H * X 十… +H * X (13)
m,b ml,b l,b m2,b 2,b mN,b N,b
次に、すべての周波数ビンが、注目する端末に関連付けられたフィルタの逆フィル タを用いてフィルタ処理される。 FFTのサイズを Nとすると、端末 T—1の信号を取り
F
出すために、すべての周波数ビン {Y : m = l, ·■·, M (受信アンテナ数)かつ b =
m,b l,
…, N }力 フィルタ Hの逆フィルタによってフィルタ処理され、 Z を生じる(m= l,
F 1 ml.b
…, Mかつ b= l, …, N )。 64ポイント FFTの場合には、 Nは 64になる。
F F [0079] 次に、周波数ビン内の信号がグループ化されて、それぞれのサイズが Mである N
F
個のベクトルが作成される。例をあげると、第 bの周波数ビンに関連付けられている第 bのベクトルは、 {Z , z , · · ·, Z }で与えられる。このベクトルの各要素に、次に
l l,b 21,b l,b
、適応重み付け係数 {w , w ,■· - , W }を乗じて、ユーザ「1」に関連付けられ
l l,b 21,b Ml'b
たコンスタントモジュラス信号とその他すベてのユーザまたは端末に関連付けられた 非コンスタントモジュラス信号の混合である信号 V を生じる。
l,b
[0080] 最後に、モジュラス誤差 { I V — I }2を最小にする任意の適応アルゴリズムを適
l,b
用することにより、すべての干渉信号が消去されることが保証される。次いで、前述の プロセスを、第 2の周波数ビン、第 3の周波数ビンから第 Nの周波数ビンまで反復す
F
ること力 sできる。他のユーザの信号も同様に生成することができる。
[0081] 本発明の他の実施形態では、送信機と受信機の両方が、データ伝送速度を増大さ せるという究極的な目的のために、複数のアンテナを備えている。送信されるデータ「 s」は、まず、複数のアンテナによって送信されるべきパラレルデータ {u , · · · , u }に
1 N 変換される。ひとたびこれがなされると、パラレルデータを、前述したように、複数の独 立した端末力 発信されるデータとみなすことができる。次いで、これらの信号は、 O FDMを用いて変調され、サイクリックプレフィックス取り込み、パルス整形およびアツ プコンバージョンによってさらに処理される。図 10に、そのようなシステムのベースバ ンドモデルを示す。このモデルでは、一般のシリアル/パラレル(S/P)変換を考え ている。したがって、空間時間符号化(STC ; space time coding)技術または単純な データバッファリングを用いてこの S/Pを実装することが可能である。
[0082] 図 10に示すように、このシステムは、送信されるべきチャネル符号化データ sをパラ レルデータ {u , …, u }に変換するシリアル
1 N Zパラレル変換器 501を備えており、パ ラレルデータの各要素 u, …, uごとに、その要素をシリアルデータと見てさらにこれ
1 N
をパラレルデータに変換するシリアル Zパラレル(SZP)変換器 502と、変換後のパ ラレルデータに対してフィルタ処理を行なうタグ付け(TT)フイノレタ 503と、タグ付けフ ィルタ 503の出力側に設けられた OFDM変調器 504と、 ODFM変調器の出力をシ リアルデータに変換するパラレル/シリアル (PZS)変換器 505と、変換後のシリアル データの帯域を制限する帯域制限フィルタ 506と、を備えている。タグ付けフィルタ 5 03は、シリアル/パラレル変換器 502から出力されるパラレルデータの各ラインにそ れぞれ設けられている。ここでパラレルデータの要素 uに対応するタグ付けフィルタ
1
の伝達関数は H (z)であり、パラレルデータの要素 uに対応するタグ付けフィルタの
1 N
伝達関数は H (z)である。各帯域制限フィルタ 506からの出力は、例えば、アップコン
N
バージョンや増幅などのさらなる信号処理を経て、それぞれの送信アンテナに送られ る。
[0083] 受信機では、まず、複数のアンテナから受信した信号が、帯域通過フィルタ処理、 増幅およびベースバンドへのダウンコンバージョンによって前処理される。また、前処 理装置(不図示)内では、 OFDMフレーム同期およびサイクリックプレフィックスの除 去が行われる。次に、図 4Bに示すように、各アンテナまたは受信機からのベースバン ド信号が OFDM復調器 307によってシリアルからパラレルに変換され、パラレルに生 成されたすべての信号が、注目するユーザまたは端末に関連付けられた逆フィルタ 3 12によってフィルタ処理される。第 1の送信機からの信号が取り出される場合には、 第 1の送信機に対応するタグ付けフィルタが Hで表わされるとして、シリアル/パラレ
1
ル変換後のすべてのアンテナからのすべての信号は、フィルタ Hの逆フィルタをモ
1
デル化するフィルタによってフィルタ処理される。
[0084] 次に、すべての周波数ビン {Y : m= l, · · ·, M (受信アンテナ数)かつ b= l,…,
m,b
N (FFTのサイズ) }力 フィルタ Hの逆フィルタによってフィルタ処理され、 Z を生
F 1 ml'b じる(m= l,…, M、かつ、 b = l,…, Nである)。 64ポイント FFTの場合には、 Nは
F F
64になる。これに続いて、周波数ビンがグループ化される。例をあげると、第 bの周波 数ビンに関連付けられた第 bのベクトルは、 {Z , Z , · · · , Z }で与えられる。次
l l'b 21,b Ml'b
いで、このベクトルの各要素に、適応重み付け係数 {W , W ,…, W }を乗じて
l l,b 21'b Ml,b
、ユーザ「ι」に関連付けられたコンスタントモジュラス信号とその他すベてのユーザま たは端末に関連付けられた非コンスタントモジュラス信号の混合である信号 V を生
i,b じる。
[0085] 次いで、モジュラス誤差 { I V _ 1 }2を最小にする任意の適応アルゴリズムを適
l,b
用する。その後、前述のプロセスを第 2の周波数ビン、第 3の周波数ビンから第 Nの
F
周波数ビンまで反復することができる。他の送信アンテナの信号も同様に生成するこ とができる。生じた信号 {V · · · V }はシリアルデータ Vに変換される。同じ処理
1,1 l'NF 1
力 S {V · · · V }にも適用され、 Vを生じる。一般に、 {V · · · V } ttvを生じる
2,1 2,NF 2 m'l m,NF m
。最終的に、信号 {v V … V }はシリアルデータ S'に変換される。
1 2 N
[0086] 図 10のモデルの動作原理は、基本的に、図 8および図 9に示したものと同じである
[0087] したがって、図 9に示したモデルで説明したように、すべての混合周波数ビンを分離 することが可能である。各分離時には、注目する送信アンテナに関連付けられた信 号を取り出すことが可能である。最後に、結果として生じた信号は、いかなる置換配 歹 IJも持たず、パラレルデータからシリアルデータに容易に変換され得る。
[0088] この結果は、所与の送信アンテナに対して一意のフィルタを用いることによって実 現される。受信機では、注目する送信アンテナに対応する逆フィルタを用いるため、 注目する信号の特性だけが復元されることになる。次に、注目する信号の特性に応 答し、またはそれに制約されるブラインド適応アルゴリズムを用いて、置換なしに、信 号をそれらの注目する順序で取り出すことが可能である。
産業上の利用可能性
[0089] 本発明の技術は、例えば周波数チャネル、時間チャネルまたは符号チャネルであ る同一のチャネルを何人かのユーザが共用する移動無線通信の分野に適用すること が可能である。これは、他の LAN (ローカルエリアネットワーク)からの干渉がトレー二 ング信号を用いずに最小にされ、または除去され得る無線 LANに、特に、当てはま る。さらに、タグ付けフィルタを用いることによって、信号が送信前に変調されるために 、セキュリティが強化される。
[0090] 本発明が適用できる他の分野は、複数のセンサあるいはヘッドを用いた磁気記録 媒体または光記録媒体への記録である。そのような用途では、すべての並列トラック のデータを、配列の置き換えなしに、ブラインド取得することが可能になる。
[0091] また、本発明を単入力単出力(SISO)システムに適用することも可能である。そのよ うなシステムは、単純な QPSKベースの送信機と、ブラインド適応等化器を備える受 信機とすることができるであろう。この種の用途では、 2ポート送信機および 2ポート受 信機を生じる、実数部および虚数部チャネルがチャネルとして考えることができる。本 発明で提示する概念を適用すると、常に、実数成分信号は実数部チャネル上で取り 出され、虚数成分信号は、常に、虚数部チャネル上で受信されることになる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の信号源からの信号が、各信号源が最終的に異なる周波数帯域またはタイム スロットで送信されることになるように、スペクトルまたは時間を細分化することなぐ同 一のチャネルと、同一の周波数帯域、タイムスロットまたは拡散符号とを用いてデータ を送信する方法であって、
少なくとも 1つの信号源に関し、信号源ごとに当該信号源に対して一意に定まる特 性を有するフィルタを用いて、当該信号源からの信号をフィルタ処理してタグ付けす る段階と、
前記タグ付けされたデータを、複数の送信機またはオーバーラップする周波数帯 域を用いて送信する段階と、
を有する方法。
[2] 前記各フィルタは、複数の送信機を用いて同一のチャネルを介して同時に送信さ れるべき前記信号源のそれぞれに一意の線形フィルタである、請求項 1に記載の方 法。
[3] 前記線形フィルタは、前記信号源すべてが複数の送信機を用いて同一のチャネル を介して同時に送信されるように、平坦な周波数応答を有する全通過フィルタである 、請求項 2に記載の方法。
[4] 複数出力システムとして表わされる受信信号力 各信号源からの信号をブラインド 分離する方法であって、
少なくとも 1つの信号源に関し、信号源ごとに当該信号源に対して一意に定まるフィ ルタが定められており、
前記フィルタの逆に対応する逆フィルタを、対応する信号源の特性を復元するよう に、前記受信信号の複数出力のうちの 1または複数に適用する段階と、
前記逆フィルタによってフィルタ処理された出力に対し、同じ周波数帯域または送 信時間間隔を占める他の信号源または干渉信号を除去するために、重み付けされた 多重フィルタリング出力信号の和が対応する信号源の元の信号と同じ特性を有する という制約条件の下で、それぞれの利得を調整する段階と、
を有する方法。
[5] 各信号源からの信号をブラインド分離する方法であって、
請求項 1乃至 3のいずれ力 1項に記載の方法によって送信された信号を受信し、受 信信号を複数出力システムとして表わす段階と、
信号を送信する際に適用したフィルタの逆に対応する逆フィルタを、対応する信号 源の特性を復元するように、前記受信信号の複数出力のうちの 1または複数に適用 する段階と、
前記逆フィルタによってフィルタ処理された出力に対し、同じ周波数帯域または送 信時間間隔を占める他の信号源または干渉信号を除去するために、重み付けされた 多重フィルタリング出力信号の和が対応する信号源の元の信号と同じ特性を有する という制約条件の下で、それぞれの利得を調整する段階と、
を有する方法。
[6] 複数の信号源からの信号が、各信号源が最終的に異なる周波数帯域またはタイム スロットで送信されることになるように、スペクトルまたは時間を細分化することなぐ同 一のチャネルと、同一の周波数帯域、タイムスロットまたは拡散符号とを用いてデータ を送信する送信装置であって、
少なくとも 1つの信号源に関し、当該信号源からの信号をフィルタ処理してタグ付け する、信号源ごとに当該信号源に対して一意に定まる特性を有するフィルタと、 前記タグ付けされたデータを、複数の送信機またはオーバーラップする周波数帯 域を用いて送信する手段と、
を有する送信装置。
[7] 前記各フィルタは、複数の送信機を用いて同一のチャネルを介して同時に送信さ れるべき前記信号源のそれぞれに一意の線形フィルタである、請求項 6に記載の送 信装置。
[8] 前記線形フィルタは、前記信号源すべてが複数の送信機を用いて同一のチャネル を介して同時に送信されるように、平坦な周波数応答を有する全通過フィルタである 、請求項 7に記載の送信装置。
[9] 複数出力システムとして表わされる受信信号力 各信号源からの信号をブラインド 分離する装置であって、 少なくとも 1つの信号源に関し、信号源ごとに当該信号源に対して一意に定まるフィ ルタが定められており、
前記受信信号の複数出力のうちの 1または複数に適用され、対応する信号源の特 性を復元する、前記フィルタの逆に対応する逆フィルタと、
前記逆フィルタによってフィルタ処理された出力に対し、同じ周波数帯域または送 信時間間隔を占める他の信号源または干渉信号を除去するために、重み付けされた 多重フィルタリング出力信号の和が対応する信号源の元の信号と同じ特性を有する という制約条件の下で、それぞれの利得を調整する調整手段と、
を有する装置。
[10] 請求項 6乃至 8のいずれか 1項に記載の送信装置によって送信された信号を受信 して各信号源の信号を復元する受信装置であって、
複数出力システムとして表わされる受信信号の複数出力のうちの 1または複数に適 用され、対応する信号源の特性を復元する、信号を送信する際に適用したフィルタの 逆に対応する逆フィルタと、
前記逆フィルタによってフィルタ処理された出力に対し、同じ周波数帯域または送 信時間間隔を占める他の信号源または干渉信号を除去するために、重み付けされた 多重フィルタリング出力信号の和が対応する信号源の元の信号と同じ特性を有する という制約条件の下で、それぞれの利得を調整する調整手段と、
を有する受信装置。
[11] 請求項 6乃至 8のいずれか 1項に記載の送信装置と、請求項 10に記載の受信装置 と、前記送信装置と前記受信装置とを接続する電波、音波または光に基づくリンクと、 を有する通信システム。
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