JP5154544B2

JP5154544B2 - マルチキャリア通信システムにおける信号検出

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Publication number: JP5154544B2
Application number: JP2009507103A
Authority: JP
Inventors: カイヤンセン
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2013-02-27
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Also published as: US8045927B2; KR20090008412A; KR101060392B1; CN101467412A; EP2016731B1; EP2016731A1; JP2009534971A; EP2016731A4; WO2007125167A1; CN101467412B; US20070254594A1

Description

分野
本発明は、一般には無線受信器において実行される信号処理に関し、詳細には、マルチキャリアデータ伝送方式に従って送信される信号を受信し処理することができる無線受信器における信号検出に関する。

背景
マルチキャリアデータ伝送方式は幅広く研究されてきたのであり、そして、２つの独立した通信装置の間で、又は無線電気通信システムにおいて、高速ワイヤレスデータ伝送方式として、ある程度採用されてきた。そのようなマルチキャリアデータ伝送方式には、例えば直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が含まれる。マルチキャリアシステムにおいては、典型的には幾つかのデータシンボルが複数の副搬送波上で平行して送信される。送信器と受信器との間でのデータ送信を可能とするために、受信器は、送信器によって送信される所定の同期信号又はパイロット信号を検出できなければならない。同期信号又はパイロット信号は、無線チャネルにより引き起こされるフェーディングに起因して減衰されるかもしれず、したがって、受信器においては非常に低い電力レベルに達するかもしれない。したがって、無線受信器において受信されるマルチキャリア信号内の同期信号及び／又はパイロット信号を検出するために、効率的な信号検出方法が必要とされている。

ＯＦＤＭシステムにおいては、信号検出を時間ドメイン又は周波数ドメインのどちらで実行してもよい。信号検出は、典型的には、検出のために処理された受信信号の相関に基づく。信号検出手続きは、不可視であっても、パイロット補助されていてもよい。不可視の信号検出においては、受信信号の自己相関特性、特に循環的プレフィックスを用いることにより引き起こされる相関特性が、典型的に用いられる。パイロット補助された信号検出においては、受信信号は既知の信号と相関されており、２つの信号が十分な相関を有する場合には、その信号が検出されたと決定される。

信号検出は、通常、受信信号の相関計算値と閾値との比較に基づく。相関値は所定の受信強度レベルを有する信号サンプルから計算されるので、相関値は受信信号についての受信強度により影響を受ける。したがって、閾値は、受信信号についての受信強度を考慮に入れることにより計算されなければならない。実際のところ、あらゆる信号検出手続きに対して閾値が計算されなければならない。このことにより信号処理の量が増大し、それ故に、信号検出手続きを実行する無線受信器が一層複雑になる。

発明の簡単な説明
本発明の目的は、無線受信器における信号検出のための改善された解決手段を提供することである。

本発明の１つの態様に従えば、無線受信器における信号検出方法が提供される。その方法は、第１の無線信号を受信することと、前記受信された第１の無線信号を周波数ドメインへと変換することと、前記変換された第１の無線信号における１以上の特定周波数成分を選択し、それによって、該選択された１以上の周波数成分に位置する信号の周波数ドメイン表示を得ることと、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号の周波数ドメイン表示を基準信号と相関させ、それによって、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号と該基準信号との間の類似性を記述する相関値を作り出すことと、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号に対する受信強度値を推定することと、前記相関値と前記受信強度値とから、決定メトリックを計算することと、前記決定メトリックに基づいて、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号が所望の信号であるか、又はノイズであるか、を決定することと、を含む。

本発明の別の態様に従えば、無線受信器が提供される。その無線受信器は、無線信号を受信するよう構成された通信インターフェースと、処理ユニットと、を備える。その処理ユニットは、前記通信インターフェースを通じて第１の無線信号を受信し、前記受信された第１の無線信号を周波数ドメインへと変換し、前記変換された第１の無線信号における１以上の特定周波数成分を選択し、それによって、該選択された１以上の周波数成分に位置する信号の周波数ドメイン表示を得て、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号の周波数ドメイン表示を基準信号と相関させ、それによって、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号と該基準信号との間の類似性を記述する相関値を作り出し、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号に対する受信強度値を推定し、前記相関値と前記受信強度値とから、決定メトリックを計算し、前記決定メトリックに基づいて、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号が所望の信号であるか、又はノイズであるか、を決定するよう、構成される。

本発明の別の態様に従えば、ワイヤレス通信ネットワーク内で使用するための携帯端末器が提供される。その携帯端末器は、第１の無線信号を受信し、前記受信された第１の無線信号を周波数ドメインへと変換し、前記変換された第１の無線信号における１以上の特定周波数成分を選択し、それによって、該選択された１以上の周波数成分に位置する信号の周波数ドメイン表示を得て、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号の周波数ドメイン表示を基準信号と相関させ、それによって、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号と該基準信号との間の類似性を記述する相関値を作り出し、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号に対する受信強度値を推定し、前記相関値と前記受信強度値とから、決定メトリックを計算し、前記決定メトリックに基づいて、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号が所望の信号であるか、又はノイズであるか、を決定するよう構成された、無線受信器を含む。

本発明の別の態様に従えば、コンピュータ読取可能であって、無線受信器における信号検出のためのコンピュータプロセスを実行するための命令からなるコンピュータプログラムを符号化する、コンピュータプログラム頒布媒体、が提供される。そのプロセスは、第１の無線信号を受信することと、前記受信された第１の無線信号を周波数ドメインへと変換することと、前記変換された第１の無線信号における１以上の特定周波数成分を選択し、それによって、該選択された１以上の周波数成分に位置する信号の周波数ドメイン表示を得ることと、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号の周波数ドメイン表示を基準信号と相関させ、それによって、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号と該基準信号との間の類似性を記述する相関値を作り出すことと、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号に対する受信強度値を推定することと、前記相関値と前記受信強度値とから、決定メトリックを計算することと、前記決定メトリックに基づいて、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号が所望の信号であるか、又はノイズであるか、を決定することと、を含む。

本発明により、幾つかの利点が与えられる。本発明は、別の信号又は他の副搬送波上で送信される他の信号と同時に所定の副搬送波上で送信された信号の着実な検出を可能とする。加えて、本発明により、検出のために処理されている信号についての受信強度レベルに左右されない、単純化された信号検出が可能となる。

以下に、実施形態及び添付図面を参照して、本発明が更に詳しく説明される。

実施形態の説明
図１を参照し、本発明の実施形態を適用することが可能な通信システムの例を検討する。通信システムは、例えばユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ：ＵｎｉｖｅｒｓａｌＭｏｂｉｌｅＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｓｙｓｔｅｍ）、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ：ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等のような、移動通信システムであってよい。あるいは、その通信システムは、例えばお互いにワイヤレスで通信している２つの携帯電話のような、２つの独立した通信装置を含んでよい。通信システムは、例えば直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）のようなマルチキャリアデータ伝送方式を利用してよい。

図１を参照し、本発明の実施形態を適用することが可能な無線受信器１００の構造例を検討する。図１における無線受信器１００は、ワイヤレス通信が可能であって、無線チャネルを通じて送信される情報を受信することが少なくとも可能な無線受信器１００である。無線受信器１００は、ＯＦＤＭ技法に従って送信される情報を受信できてよい。無線受信器１００は、例えば、コンピュータ、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、又はワイヤレス通信システムにおける携帯端末のような、個人用の移動通信又は情報処理装置であってよい。無線受信器１００は、例えば移動通信システムにおける基地局又はＷＬＡＮへのアクセス・ポイントのような、通信ネットワークにおける一要素であってもよい。さらには、その無線受信器は、無線信号を受信し、本発明の実施形態に従って処理するよう構成された、電子装置の構成部品であってよい。

無線受信器１００は、無線チャネルを通じて送信される情報を受信するための通信インターフェース１０８を含む。通信インターフェース１０８は、上述の通信技法の中での任意のものを用いて送信される情報を受信するよう構成された受信ユニットであってよい。通信インターフェース１０８は、受信された情報信号をある程度まで処理するよう構成されていてよい。通信インターフェース１０８は、受信された情報信号をフィルタリングし増幅するよう、及び、アナログ情報信号をデジタル形式へと変換するよう、構成されていてよい。情報信号を受信することに加えて、通信インターフェース１０８は、無線チャネルを通じて情報信号を送信するよう構成されていてよい。

無線受信器１００は更に、無線受信器１００の動作を制御するよう構成された処理ユニット１０４を含む。処理ユニット１０４は、通信インターフェース１０８を通じて受信された情報を処理するよう構成されていてよい。特に処理ユニット１０４は、送信された情報信号を確実に検出するために、受信された情報についてデジタル信号処理アルゴリズムを実行すべく構成されていてよい。処理ユニット１０４を、コンピュータ読取可能な媒体上に組み込まれた適正なソフトウェアを与えられたデジタル・シグナル・プロセッサと共に、又は、例えばＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）のような別個の論理回路と共に実装することができる。

無線受信器１００は更に、情報を記憶するためのメモリユニット１０６を含んでよい。メモリユニット１０６は、任意の不揮発性記憶型であってよい。メモリユニット１０６は、無線受信器の動作のために必要なソフトウェアを記憶することができ、またそれだけでなく、無線信号の受信及び処理のために必要な特定パラメータも併せて記憶することができる。

加えて無線受信器１００は、無線受信器と無線受信器１００のユーザとの間での対話のためのユーザインターフェース１０２を含んでよい。ユーザインターフェース１０２は、キーボード又はキーパッドのような入力装置と、表示装置と、マイクロフォンと、そしてラウドスピーカとを備えていてよい。

無線受信器１００は、通信インターフェース１１４と処理ユニット１１２とを有する無線送信器１１０との通信接続を備えていてよい。無線送信器１１０は、ＯＦＤＭ技法に従って情報を送信する能力を有していてよい。すなわち、マルチキャリアＯＦＤＭ信号を送信する能力を有していてよい。

次に、本発明の実施形態に従って無線受信器１００内で実行される信号検出を、図２から図５を参照しつつ説明する。

図２は、無線受信器１００において受信することができるＯＦＤＭ信号の周波数ドメイン表示の例を図解する。当該技術分野において周知であるとおり、ＯＦＤＭ信号は、異なった周波数を中心とする複数の副搬送波を含むマルチキャリア信号である。図２が図解するとおり、副搬送波の周波数スペクトルは重なりうる。ＯＦＤＭ送信技法に従えば、データは、ＯＦＤＭシンボル区間中の複数の副搬送波上で送信される。マルチキャリアＯＦＤＭ信号のあらゆる副搬送波上で、又は、例えばあらゆるＮ番目の副搬送波のような所定の副搬送波上のみで、所定の信号を送信することができる。後者の方式に従えば、マルチキャリアＯＦＤＭ信号の副搬送波を、ＯＦＤＭシンボル区間中の複数の異なった信号へと割り当てることができる。図２において、マルチキャリアＯＦＤＭ信号の副搬送波は、３つの信号Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３へと割り当てられている。信号Ｓ１は中央周波数ｆ１，ｆ４，及びｆ７を有する副搬送波に位置し、信号Ｓ２は中央周波数ｆ２，ｆ５，及びｆ８を有する副搬送波に位置し、そして信号Ｓ３は、中央周波数ｆ３及びｆ６を有する副搬送波に位置する。信号Ｓ１，Ｓ２，及びＳ３のうちの１つは、無線受信器１００が、例えば同期目的のために検出を試みている所望の信号であるかもしれない。したがって、所望の信号は、例えば、同期信号又はパイロット信号であってよい。送信器と受信器との間でのデータ送信を可能とするためには、受信器は送信器により送信された信号を検出しなければならない。送信器により送信された、例えば同期信号のような信号が検出されたとき、受信器はデータ受信のために要求される他の手続きを作動させる。そのような手続きは、例えば同期信号への同期を含んでよい。

信号検出スキームの性能は、誤認警報に比較しての正しい信号検出量によって決定することができる。誤認警報は、例えばノイズのような他の信号が所望の信号（例えば同期信号）として検出されたことを意味する。そのような場合、受信器は、その間違った信号に、あるいはノイズにさえ、同期することを試みるのであって、受信器内での不必要な動作が引き起こされる。上述したとおり、信号検出は、典型的には受信信号の相関特性を閾値と比較することに基づく。その比較に基づいて、受信信号が所望の信号又はノイズのいずれであるのかが決定される。閾値は、一方では、信号検出器がたとえ弱い信号であっても検出できるように、しかしながら他方では、例えばノイズを所望信号として検出すること等の誤認警報を最小化するように、設定されるべきである。無線受信器内での信号検出アルゴリズムにおける計算の複雑さを削減するために、受信信号の受信強度にかかわらず用いられる一般的な閾値が好都合であろう。

図３は、本発明の実施形態に従った信号検出スキームを図解する。無線受信器（例えば無線受信器１００）内で無線信号が受信される。受信される無線信号は、図２において図解された構造を持つマルチキャリアＯＦＤＭ無線信号であってよいし、又はノイズであってもよい。無線受信器１００は、それについて何の知識も持たないのであり、したがって信号検出手続きを実行する。無線受信器１００は、受信された無線信号を、あたかもそれがマルチキャリアＯＦＤＭ信号であるかのように処理する。したがって、マルチキャリアＯＦＤＭ信号内の異なった信号は、そのマルチキャリア信号の異なった副搬送波へと割り当てられるであろう。無線受信器１００のアンテナを通じて受信される無線信号は、最初にフィルタリングされ、増幅され、そしてベースバンド（図示しない）へと変換される。それから、受信された無線信号は、Ａ／Ｄ変換器３００において、アナログからデジタルへと変換される。デジタル化された無線信号は、その後フーリエ変換器３０２におけるフーリエ変換を通じて周波数ドメインへと変換され、そして受信された無線信号の周波数ドメイン表示を作り出す。そのフーリエ変換を、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムを利用することにより実行してもよい。

受信された無線信号の周波数ドメイン表示は、それから副搬送波選択器３０４へと供給される。副搬送波選択器３０４は、受信された無線信号における、１以上の特定周波数成分、または副搬送波上の信号を選択する。１以上の特定周波数成分上の信号は、信号検出のために選択される。副搬送波選択器３０４は、例えば、同期信号又はパイロット信号を搬送する副搬送波を含むと知られている周波数成分を選択することができる。図２を再び参照して、無線受信器は同期信号Ｓ１の検出を試みていると仮定する。したがって、副搬送波選択器３０４は、ｆ１，ｆ４，ｆ７の中心周波数と、既知のＯＦＤＭ副搬送波帯域幅に対応する帯域幅と、を有する周波数成分を選択する。それ故に、無線受信器は、周波数成分ｆ１，ｆ４，ｆ７を有する信号Ｓを得る。副搬送波選択器３０４は、例えば望ましくない周波数成分をフィルタリング除去することによって、所望の周波数成分を選択することができる。無線受信器は、同期信号の検出のためにどの周波数成分が阻止されるべきか、についての知識を有していてよいということに注意すべきである。

副搬送波選択器３０４より、選択された周波数成分に位置する信号Ｓが、相関器３０８及び強度推定器３０６へと供給される。相関器３０８は、相関値を計算するために、副搬送波選択器３０４から受信した信号を基準信号と相関させる。基準信号は、無線受信器１００のメモリユニット１０６内に事前に記憶されていてよい。副搬送波選択器から受信される信号がＳ（ｎ）であって、基準信号がＳＲ（ｎ）であって、どちらもＮ（ｎ＝１からＮ）個のサンプルを含む場合、相関値を以下の式に従って計算することができる。

サンプルｎは、信号Ｓ及びＳＲの周波数ドメインサンプルであってよい。したがって、信号Ｓの周波数ドメイン表示が基準信号ＳＲの周波数ドメイン表示と関連付けられる。相関器３０８は、それから相関値Ｃを出力する。この段階で、無線受信器１００は、自己が検出を試みている、送信された同期信号の波形についての知識を有しており、そして基準信号はそれに対応する波形を有しているということに、注意すべきである。実際に、受信信号が、無線受信器が検出を試みている信号であるような理想的な場合には、Ｓ（ｎ）＝ＳＲ（ｎ）である。無線受信器１００が受信信号Ｓ（ｎ）の位相について何の知識も持たない場合、相関器１００は、信号Ｓ（ｎ）とＳＲ（ｎ）との間で異なった時間シフトを用いて式（１）を計算し、そして最大値を選択してよい。相関器３０８は、スライディング相関器として知られている種類のものであってよい。

強度推定器３０６は、副搬送波選択器３０４から受信した信号Ｓの受信強度、すなわち選択された周波数成分ｆ１，ｆ４，及びｆ７上での信号Ｓの受信強度を推定する。強度推定器３０６は、以下の式に従って受信強度値Ｐを計算することができる。

強度推定器３０６は、それから、選択された周波数成分上での信号の受信強度計算値を出力する。

除算器３１０は、相関器３０８から相関値Ｃを受信し、そして強度推定器３０６から受信強度値Ｐを受信する。除算器３１０は、相関値Ｃを受信強度値Ｐで除算することによって相関値Ｃの強度を規格化し、そのようにして、相関値Ｃへの受信強度の影響を除外する。結果として、除算器３１０は決定メトリックを出力し、決定メトリックは比較器３１２へ供給される。比較器３１２は、受信された信号Ｓが基準信号ＳＲと十分な相関を持つか否かを決定するために、決定メトリックを閾値と比較する。閾値は、事前にメモリユニット１０６内に記憶されていてよい。決定メトリックが閾値よりも高い場合、比較器３１２は、受信信号Ｓが所望の信号（同期信号Ｓ１）であると決定する。したがって比較器は、無線受信器１００が同期信号への自身の同期化を開始することができるような、無線受信器１００内での同期化手続きを作動させる信号を出力することができる。他方、決定メトリックが閾値よりも低い場合、比較器３１２は、受信信号Ｓがノイズであると決定する。したがって比較器３１２は、受信信号内に所望の信号が発見されなかったことを示唆する信号を出力することができる。

強度推定器３０６と共に除算器３１０により実行される強度の規格化は、同一の固定された閾値を受信信号の受信強度に左右されず適用することができるように、信号検出手続きを単純化する。したがって、各々の信号検出手続きに対して別個に閾値を計算する必要はない。これにより信号検出手続きが著しく単純化される。

上述の実施形態において、図３を参照することにより、相関手続き及び受信強度推定手続きが、複数の周波数成分に位置する信号に対して計算された。このことは、複数の周波数成分が一緒に処理されたということを示唆する。既に述べたように、無線受信器１００が検出を試みている信号Ｓ１における各々の副搬送波（周波数成分）は、ＯＦＤＭシンボル区間中で１つのシンボルを搬送する。したがって、中央周波数ｆ１，ｆ４，及びｆ７を有する副搬送波上の信号Ｓ１は、ＯＦＤＭシンボル区間中で３つのシンボルを搬送する。それ故、信号Ｓ１は３つのシンボルの和である。対応して、相関手続き中で用いられる基準信号ＳＲは、３つの対応するシンボルの和であってよい。

図４は、副搬送波選択器３０４により選択される周波数成分が相関器４００及び強度推定器４０２において別個に処理されるような、本発明の別の実施形態を図解する。相関器４００は、各々の選択された周波数成分上の信号を、対応する基準信号と別個に相関させ、それによって、選択された周波数成分の数と同じ数の相関値を作り出す。再び、副搬送波選択器３０４は、中央周波数ｆ１，ｆ４，及びｆ７を有する周波数成分上の信号Ｓを選択したと仮定する。本発明におけるこの実施形態に従えば、信号Ｓは、それぞれの中心周波数ｆ１，ｆ４，及びｆ７を有するような周波数成分に各々が関連する、信号Ｓ１，Ｓ２，及びＳ３へと分割される。それから、相関器４００が、信号Ｓ１，Ｓ２，及びＳ３の各々を、対応する基準信号ＳＲ１，ＳＲ２，及びＳＲ３と、各々関連付ける。相関は、式（１）に従って実行することができる。例えば、信号Ｓ１は、中心周波数ｆ１を有する副搬送波上で送信されるべきであることが知られている信号を表す基準信号と関連付けられる。したがって、相関器４００は、それぞれが信号Ｓ１，Ｓ２，及びＳ３に関連する、相関値Ｃ１，Ｃ４，及びＣ７を出力する。

同様に、強度推定器４０２は、各々の周波数成分に対して別個に、すなわち信号Ｓ１，Ｓ２，及びＳ３に対して別個に、信号Ｓの受信強度を推定する。受信強度推定は、式（２）に従って実行することができる。したがって、強度推定器３０２は、信号Ｓ１，Ｓ２，及びＳ３の各々に対して、受信強度値Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７を出力する。

相関値Ｃ１，Ｃ４，及びＣ７、そして受信強度値Ｐ１，Ｐ４，及びＰ７は、結合器４０４へと供給される。結合器４０４は、１つの相関値Ｃと１つの受信強度値Ｐとを作り出すために、相関値Ｃ１，Ｃ４，及びＣ７と、受信強度値Ｐ１，Ｐ４，及びＰ７とを結合する。結合器４０４は、相関値Ｃ１，Ｃ４，及びＣ７を一緒に加算する、単なる加算器であってもよい。同様に、結合器４０４は、受信強度値Ｐ１，Ｐ４，及びＰ７を一緒に加算してよい。相関値Ｃ及び受信強度値は、それから、受信信号が所望の信号Ｓ１であるか、又はノイズであるかの決定を可能とするための決定メトリックを作り出すために、除算器３１０へと供給される。

図５は、本発明の別の実施形態をさらに図解する。無線受信器１００が検出を試みている同一の信号が、例えば複数回のように多様性を持って送信される場合、無線受信器１００は、平均化を通じて決定メトリックの正確性を向上させることができる。副搬送波選択器３０４は、再び、所望の信号（同期信号）を含むことが知られている周波数成分を選択する。したがって、副搬送波選択器３０４は、前に受信された無線信号に対して選択されたものと同一の周波数成分を、新たに受信された無線信号に対して選択することができる。他方、副搬送波選択器３０４は、前に受信された無線信号に対して選択されたものとは異なる周波数成分を、新たに受信された無線信号に対して選択してよい。例えば、周波数多様性を利用する目的で、別々の時に別々の周波数成分を用いることが可能であり、それによって信号検出手続きの性能が向上する。上述された任意の方法に従って、別々の受信された無線信号に各々が関連する複数の決定メトリックを計算することができるのであり、それを除算器３１０から平均化ユニット５００への入力とすることができる。平均化ユニット５００は、それから、受信した複数の決定メトリックを平均化することにより、平均決定メトリックを計算することができる。複数の決定メトリックの平均化により、信号検出スキームの性能が向上する。例えば、無線チャネル内での厳しいフェーディングに起因して、最初に送信された同期信号が弱かった場合、受信された同期信号は、基準信号と、検出されるために十分な相関をしないかもしれない。しかしながら、その後に送信される同一の同期信号が、その厳しいフェーディングの影響を受けていなかったならば、この受信された同期信号は基準信号とうまく相関し、同期信号が検出されるよう、平均化の後に、閾レベルを超えて決定メトリックを上昇させるかもしれない。

次に、本発明の実施形態に従って無線受信器内で実行される信号検出プロセスを、図６におけるフロー図を参照しながら説明する。そのプロセスは、ブロック６００において開始される。

ブロック６０２において、無線受信器内で無線信号が受信される。受信された無線信号は、ブロック６０４においてＦＦＴを通じて周波数ドメインへと変換され、したがって、受信された無線信号の周波数ドメイン表示が得られる。ブロック６０６において、受信され、そして変換された無線信号における１以上の特定周波数成分が選択される。無線受信器が、例えばＯＦＤＭ信号のような、マルチキャリア信号の複数の副搬送波上で送信されるべきであると知られているような信号を検出しようと試みている場合は、所望の信号を搬送している副搬送波に対応する周波数成分が選択される。

ブロック６０８において、選択された周波数成分上の信号が基準信号と比較され、それにより、選択された周波数成分上の信号と基準信号との間の類似性を記述する相関値が得られる。相関は、選択された周波数成分を含む単独の信号と対応する基準信号とを相関させることにより実行されてよい。あるいは、各々の周波数成分を別個に、同一周波数成分の基準信号と相関させることによって、相関を実行してもよい。前者の場合には１つの相関値が得られるのであり、一方で後者の場合には複数の相関値が得られる。複数の相関値を、特定の結合スキームに従って結合することができる。

ブロック６１０において、選択された周波数成分に対して受信強度値が計算される。再び、受信強度は、選択されたあらゆる周波数成分を表す信号の強度を計算することによって計算してよいし、又は、各々の周波数成分に対して別個に受信強度を計算してもよい。後者の場合において、周波数成分における受信強度値を、特定の結合スキームに従って結合することができる。

ブロック６０８において計算された相関値と、ブロック６１０において計算された、選択された周波数成分における受信強度値と、から、ブロック６１２において決定メトリックが計算される。相関値を受信強度値で除算し、相関値の強度を規格化することによって、すなわち相関値から受信強度の影響を除外することによって、決定メトリックは計算できる。

ブロック６１４において、別の決定メトリックを計算するか否かが決定される。無線受信器が検出を試みている所望の信号が複数回送信されるということを無線受信器が知っている場合には、無線受信器は、決定メトリックの正確性を向上させるために、この多様な送信を利用することを、選択できる。ブロック６１４において、別の決定メトリックが計算されるべきであると決定された場合は、プロセスはブロック６０２へと戻る。ブロック６１４において別の決定メトリックは計算されないと決定された場合、プロセスはブロック６１６へ移行し、そこにおいて、計算された決定メトリックの平均値が計算される。単独の決定メトリックのみが計算されていた場合には、ブロック６１６を実行する必要はない。

その後プロセスはブロック６１８へ移行し、そこにおいて決定メトリック（又は決定メトリックの平均値）が閾値と比較される。決定メトリックが閾値よりも高い場合、プロセスはブロック６２２へ移行し、そこにおいて、受信信号は所望の信号であるとの決定がなされる。他方、決定メトリックが閾値よりも低い場合、プロセスはブロック６２０へ移行し、そこにおいて、受信信号はノイズであるとの決定がなされる。プロセスはブロック６２４において終了する。

本発明の実施形態は、通信インターフェースと、通信インターフェース１０８へと動作可能に接続された処理ユニット１０４とを備える無線受信器内において実現可能である。処理ユニット１０４は、図６のフローチャートに関連して、及び図３から図５に関連して説明されたステップの、少なくとも幾つかを実行できるよう、構成することができる。無線受信器内での信号検出のためのコンピュータプロセスを実行するための命令を含むコンピュータプログラムとして、実施形態を実装することができる。

コンピュータ又はプロセッサにより読取可能なコンピュータプログラム頒布媒体上に、コンピュータプログラムを記憶することができる。コンピュータプログラム媒体は、例えば電気的、磁気的、光学的、赤外線又は半導体システムの、デバイス、又は伝送媒体であってよいが、これらに制限はされない。コンピュータプログラム媒体は、コンピュータ読取可能な媒体、プログラム記憶媒体、記録媒体、コンピュータ読取可能なメモリ、ランダム・アクセス・メモリ、消去可能なプログラミング可能な読取専用メモリ、コンピュータ読取可能なソフトウェア頒布パッケージ、コンピュータ読取可能な信号、コンピュータ読取可能な遠隔通信信号、コンピュータ読取可能な印刷物、及びコンピュータ読取可能な圧縮ソフトウェアパッケージ、の媒体の中の、少なくとも１つを含むことができる。

本発明は、添付図面に従って、その一例を参照しつつ上述の通り説明されてきたのではあるが、本発明がその一例に制限されるわけではなく、添付の請求の範囲内でさまざまな方法により修正可能であるということは明らかである。

図面のリスト

図１は、本発明の実施形態を実装することができる、典型的通信システムのブロック図を図解する。図２は、本発明の実施形態に従って無線受信器において受信されるマルチキャリア信号の周波数スペクトルの例を図解する。図３は、本発明の実施形態に従って無線受信器において実行される信号検出を図解する。図４は、本発明の別の実施形態に従って無線受信器において実行される信号検出を図解する。図５は、さらに本発明の別の実施形態に従って無線受信器において実行される信号検出を図解する。図６は、本発明の実施形態に従った信号検出プロセスを図解するフロー図である。

Claims

無線受信器における信号検出方法であって、
第１の無線信号を受信することと、
前記受信された第１の無線信号を周波数ドメインへと変換することと、
前記変換された第１の無線信号における１以上の特定周波数成分を選択し、それによって、該選択された１以上の周波数成分に位置する信号の周波数ドメイン表示を得ることと、
前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号の周波数ドメイン表示を基準信号と相関させ、それによって、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号と該基準信号との間の類似性を記述する相関値を作り出すことと、
前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号に対する受信強度値を推定することと、
前記相関値と前記受信強度値とから、決定メトリックを計算することと、
少なくとも１つの他の無線信号を受信することと、
周波数成分を選択し、相関させ、受信強度を推定し、決定メトリックを計算するという、前記受信された第１の無線信号に対して実行された作業と同様の作業を、前記少なくとも１つの他の無線信号に対して実行し、それにより複数の決定メトリックを得ることと、前記複数の決定メトリックに対する平均値を計算することと、
前記平均値に基づいて、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号が所望の信号であるか、又はノイズであるか、を決定することと、
を含む方法。
前記決定メトリックは、前記相関値を前記受信強度値で除算することにより計算される、請求項１に記載の方法。
前記決定は、前記決定メトリックを固定された閾値と比較し、該比較に基づいて、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号が所望の信号であるかノイズであるかを決定することにより実行される、請求項１に記載の方法。
前記決定メトリックが前記閾値よりも高い場合には前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号が前記所望の信号であると決定され、前記決定メトリックが前記閾値よりも低い場合には前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号がノイズであると決定される、請求項３に記載の方法。
前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号の周波数ドメイン表示が前記基準信号の周波数ドメイン表示と相関される、請求項１に記載の方法。
前記方法においては複数の周波数成分が選択され、前記相関させることと、前記受信強度を推定することと、前記決定メトリックを計算することと、が各々の周波数成分に対して別個に実行され、それにより複数の決定メトリックが得られ、そして前記方法が更に、該複数の決定メトリックを結合することを含む、請求項５に記載の方法。
前記方法においては複数の周波数成分が選択され、前記相関させることと、前記受信強度を推定することと、前記決定メトリックを計算することと、が各々の周波数成分に対して別個に実行され、それにより複数の決定メトリックが得られ、そして前記方法が更に、該複数の決定メトリックを結合することを含む、請求項１に記載の方法。
前記受信された少なくとも１つの他の無線信号に対して、前記第１の無線信号に対して選択された周波数成分とは少なくとも一部分が異なる１以上の周波数成分が選択される、請求項１に記載の方法。
前記無線受信器はマルチキャリア無線信号を受信するよう構成される、請求項１に記載の方法。
無線信号を受信するよう構成された通信インターフェースと、
処理ユニットと、
を備えた無線受信器であって、
前記処理ユニットは、
前記通信インターフェースを通じて第１の無線信号を受信し、
前記受信された第１の無線信号を周波数ドメインへと変換し、
前記変換された第１の無線信号における１以上の特定周波数成分を選択し、それによって、該選択された１以上の周波数成分に位置する信号の周波数ドメイン表示を得て、
前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号の周波数ドメイン表示を基準信号と相関させ、それによって、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号と該基準信号との間の類似性を記述する相関値を作り出し、
前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号に対する受信強度値を推定し、
前記相関値と前記受信強度値とから、決定メトリックを計算し、
少なくとも１つの他の無線信号を受信し、
周波数成分を選択し、相関させ、受信強度を推定し、決定メトリックを計算するという、前記受信された第１の無線信号に対して実行された作業と同様の作業を、前記少なくとも１つの他の無線信号に対して実行し、それにより複数の決定メトリックを得て、
前記複数の決定メトリックに対する平均値を計算し、
前記平均値に基づいて、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号が所望の信号であるか、又はノイズであるか、を決定するよう構成される、
無線受信器。
前記処理ユニットは、前記相関値を前記受信強度値で除算することにより前記決定メトリックを計算するよう更に構成される、請求項１０に記載の無線受信器。
前記処理ユニットは、前記決定を、前記決定メトリックを閾値と比較し、該比較に基づいて前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号が所望の信号であるかノイズであるかを決定することにより、実行するよう更に構成される、請求項１０に記載の無線受信器。
前記処理ユニットは、前記決定メトリックが前記閾値よりも高い場合には前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号が前記所望の信号であると決定し、前記決定メトリックが前記閾値よりも低い場合には前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号がノイズであると決定するよう、更に構成される、請求項１２に記載の無線受信器。
前記処理ユニットは、前記通信インターフェースを通じて、マルチキャリア無線信号を受信するよう更に構成される、請求項１０に記載の無線受信器。
前記処理ユニットは、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号の周波数ドメイン表示を前記基準信号の周波数ドメイン表示と相関させるよう構成される、請求項１０に記載の無線受信器。
前記処理ユニットは、複数の周波数成分を選択し、各々の周波数成分に対して別個に、前記相関させることと、前記受信強度を推定することと、前記決定メトリックを計算することと、を実行し、それにより複数の決定メトリックを得て、該複数の決定メトリックを結合するよう構成される、請求項１５に記載の無線受信器。
前記処理ユニットは、複数の周波数成分を選択し、各々の周波数成分に対して別個に、前記相関させることと、前記受信強度を推定することと、前記決定メトリックを計算することと、を実行し、それにより複数の決定メトリックを得て、該複数の決定メトリックを結合するよう構成される、請求項１０に記載の無線受信器。
前記処理ユニットは更に、前記受信された少なくとも１つの他の無線信号に対して、前記第１の無線信号に対して選択された周波数成分とは少なくとも一部分が異なる１以上の周波数成分を選択するよう構成される、請求項１０に記載の無線受信器。
無線受信器を備えた、ワイヤレス通信ネットワーク内で使用するための携帯端末器であって、
前記無線受信器は、
第１の無線信号を受信し、
前記受信された第１の無線信号を周波数ドメインへと変換し、
前記変換された第１の無線信号における１以上の特定周波数成分を選択し、それによって、該選択された１以上の周波数成分に位置する信号の周波数ドメイン表示を得て、
前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号の周波数ドメイン表示を基準信号と相関させ、それによって、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号と該基準信号との間の類似性を記述する相関値を作り出し、
前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号に対する受信強度値を推定し、
前記相関値と前記受信強度値とから、決定メトリックを計算し、
少なくとも１つの他の無線信号を受信し、
周波数成分を選択し、相関させ、受信強度を推定し、決定メトリックを計算するという、前記受信された第１の無線信号に対して実行された作業と同様の作業を、前記少なくとも１つの他の無線信号に対して実行し、それにより複数の決定メトリックを得て、
前記複数の決定メトリックに対する平均値を計算し、
前記平均値に基づいて、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号が所望の信号であるか、又はノイズであるか、を決定する
よう構成される、
携帯端末器。
第１の無線信号を受信するための手段と、
前記受信された第１の無線信号を周波数ドメインへと変換するための手段と、
前記変換された第１の無線信号における１以上の特定周波数成分を選択し、それによって、該選択された１以上の周波数成分に位置する信号の周波数ドメイン表示を得るための手段と、
前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号の周波数ドメイン表示を基準信号と相関させ、それによって、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号と該基準信号との間の類似性を記述する相関値を作り出すための手段と、
前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号に対する受信強度値を推定するための手段と、
前記相関値と前記受信強度値とから、決定メトリックを計算するための手段と、
少なくとも１つの他の無線信号を受信するための手段と、
周波数成分を選択し、相関させ、受信強度を推定し、決定メトリックを計算するという、前記受信された第１の無線信号に対して実行された作業と同様の作業を、前記少なくとも１つの他の無線信号に対して実行し、それにより複数の決定メトリックを得るための手段と、
前記複数の決定メトリックに対する平均値を計算するための手段と、
前記平均値に基づいて、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号が所望の信号であるか、又はノイズであるか、を決定するための手段と
を備える、
無線受信器。
コンピュータ読取可能であって、無線受信器における信号検出のためのコンピュータプロセスを実行するための命令からなるコンピュータプログラムを符号化する、コンピュータプログラム記録媒体であって、
前記プロセスが、
第１の無線信号を受信することと、
前記受信された第１の無線信号を周波数ドメインへと変換することと、
前記変換された第１の無線信号における１以上の特定周波数成分を選択し、それによって、該選択された１以上の周波数成分に位置する信号の周波数ドメイン表示を得ることと、
前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号の周波数ドメイン表示を基準信号と相関させ、それによって、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号と該基準信号との間の類似性を記述する相関値を作り出すことと、
前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号に対する受信強度値を推定することと、
前記相関値と前記受信強度値とから、決定メトリックを計算することと、
少なくとも１つの他の無線信号を受信することと、
周波数成分を選択し、相関させ、受信強度を推定し、決定メトリックを計算するという、前記受信された第１の無線信号に対して実行された作業と同様の作業を、前記少なくとも１つの他の無線信号に対して実行し、それにより複数の決定メトリックを得ることと、前記複数の決定メトリックに対する平均値を計算することと、
前記平均値に基づいて、前記選択された１以上の周波数成分に位置する前記信号が所望の信号であるか、又はノイズであるか、を決定することと
を含む、
コンピュータプログラム記録媒体。