CN1691525A - 接收装置、发送装置、无线通信系统及接收方法 - Google Patents

Abstract

接收装置、发送装置、无线通信系统以及接收方法，本发明的课题在于提供一种即使在同一频带上存在中心频率不同的信号，也能使干扰消除性能提高的接收装置。通过本发明的接收装置解决了所述课题，该接收装置具有干扰抑制单元，其生成接收信号的副本，并分离所接收的多个信号，以抑制干扰，其中该干扰抑制单元具有：相位旋转单元，其考虑到所述多个信号的频率而以预定旋转频率旋转该多个信号的相位；旋转频率控制单元，其指定所述预定旋转频率；副本生成单元，其使用被所述相位旋转单元旋转过的信号，对所述多个信号生成副本。

Description

接收装置、发送装置、无线通信系统及接收方法

技术领域

本发明涉及在移动无线通信和固定无线通信中使用的接收装置、发送装置、无线通信系统、以及接收方法。

背景技术

在无线通信系统中，为了有效地使用有限的频率资源，希望让尽可能多的信号使用同一个频率。例如，根据这种背景正在研究和开发的干扰消除器作为能够增大系统容量的技术得到了关注。

图25是表示以往的干扰消除器的一例的结构图。该图所示的干扰消除器被称为副本生成型干扰消除器，其配备在无线通信系统的接收机中，生成接收信号的副本，将预期信号和其它信号(干扰信号)分离并取出。

以下，参照图25对副本生成型干扰消除器的动作进行说明。此处，为了使说明变得简单，假设了接收信号为2个波(信号#1、信号#2)的情况，下面开始说明。

在该副本生成型干扰消除器200中，信道估计部218对考虑了预期信号和干扰信号的信道脉冲响应的信道状态进行估计，在系数可变型滤波器a214和系数可变型滤波器b215中，将所述估计信道状态(信道估计值)附加到能够获得预期信号和干扰信号的所有码元序列候选上，由此，对所有的码元序列候选生成预期信号副本和干扰信号副本，并使用加法器216求得它们的和，生成接收信号副本。并且，在最大似然序列估计部220中确定接收信号副本与实际接收信号最接近的预期信号和干扰信号的码元序列候选，将预期信号的码元序列候选作为接收信号的判断结果来输出，从而有效地消除干扰。

通过这样从接收信号中适当地消除干扰，可以在同一时刻同一频率上使用不同的多个信号，可以提高频率利用效率。

另外，还提出了如下的方法：对于与各用户对应的每个路径都进行信道特性的估计，由此，补偿信息信号的相位，使用该补偿后的信息信号来消除干扰(例如，参照专利文献1)。该技术所记载的宗旨为，利用最后阶段所估计的频率偏移量来估计所述信道特性，由此，可以高精度地估计信道特性，其结果是，可以提高解码后的数据的质量。

[专利文献1]特开2000-252958号公报

所述以往的副本生成型干扰消除器通过生成预期信号和干扰信号的副本，可以有效地消除干扰，但是，在预期信号和干扰信号的中心频率不同的情况下，观测到在接收侧进行检波后的信号以高速旋转。图26是用于说明该情况的图。在该图中，假定现在发送装置#1和接收装置#1通信，从发送装置#1发送中心频率为F_C1、占用带宽为BW₁的宽带发送信号(信号#1)。另外，假设发送装置#2和接收装置#2通信，从发送装置#2发送中心频率为f_C2、占用带宽为BW₂的窄带发送信号(信号#2)。在这种状态下，当着眼于接收装置#1所接收的接收信号时，在该接收装置#1中，除了接收到从发送装置#1发送来的宽带信号以外，还接收到从发送装置#2发送来的作为干扰信号的窄带信号。即，如该图(a)的上段所示，在同一频带上存在中心频率不同的信号。当在IQ平面内展开这种接收信号时，如该图(a)的后段所示，观测到该接收信号根据中心频率差以高速旋转。因此，在所述环境下，即使使用以往的副本生成型干扰消除器，信道估计算法也不能跟随该高速旋转，存在着干扰消除性能显著劣化的问题。

另外，在共享同一频率的一部分或全部的无线信号中，在各信号的占用带宽不同的情况下，预期信号和干扰信号间的中心频率差成为干扰消除性能大幅劣化的主要原因。

发明内容

本发明就是鉴于以上的问题点而提出的，其课题为提供一种即使在同一频带上存在中心频率不同的信号，也能提高干扰消除性能的接收装置、发送装置、无线通信系统、以及接收方法。

为了解决所述课题，本发明之1的接收装置具备干扰抑制单元，其生成接收信号的副本，对所接收的多个信号进行分离，以抑制干扰，其特征在于，所述干扰抑制单元具有：相位旋转单元，其考虑所述多个信号的频率，以规定的旋转频率旋转该多个信号的相位；旋转频率控制单元，其指定所述规定的旋转频率；副本生成单元，其使用被所述相位旋转单元旋转过的信号，对所述多个信号生成副本。

另外，本发明之2的接收装置，其特征在于，所述干扰抑制单元具有频率差检测单元，其检测规定的基准频率和接收信号的中心频率之间的差，所述旋转频率控制单元对所述规定的旋转频率进行控制，以使所述规定的旋转频率与在所述频率差检测单元中检测出的频率差一致。

另外，本发明之3的接收装置，其特征在于，所述干扰抑制单元具有：信道估计单元，其估计所述多个信号的信道状态；误差估计单元，其根据在所述信道估计单元中估计出的信道估计值的旋转速度，估计所述规定的旋转频率与作为所述规定的基准频率和接收信号的中心频率之差的频率之间的频率误差。

另外，本发明之4的接收装置，其特征在于，所述频率差检测单元对所检测出的频率差进行修正，使得所述频率误差的均方差为规定值。

另外，本发明之5的接收装置，其特征在于，所述频率差检测单元使所述规定的旋转频率在所述旋转频率控制单元中可变，通过探索使所述误差估计单元的频率误差成为规定值的旋转频率，检测所述规定的基准频率和接收信号的中心频率之间的差。

另外，本发明之6的接收装置，其特征在于，所述频率差检测单元使所述规定的旋转频率在所述旋转频率控制单元中可变，通过探索使所述副本生成单元所生成的副本和接收信号之间的误差的平均成为规定值的旋转频率，检测所述规定的基准频率和接收信号的中心频率之间的差。

另外，本发明之7的接收装置，其特征在于，所述干扰抑制单元具有信号分离单元，其将从发送侧的发送装置发送来的与中心频率或载波频率相关的信息和其它信息进行分离和划分，所述频率差检测单元检测所述信号分离单元所分离的中心频率或载波频率的信息，通过计算与所述规定的基准频率之间的差，求出频率差。

另外，本发明之8的接收装置，其特征在于，所述干扰抑制单元具有频率信息保存单元，其保存在发送装置中使用的中心频率的列表，所述频率信息保存单元从所述中心频率的列表中选择一个中心频率，所述频率差检测单元算出所述频率信息保存单元所选择的中心频率和所述规定的基准频率之间的差。

另外，本发明之9的接收装置，其特征在于，所述干扰抑制单元具有旋转速度计算单元，其根据在所述信道估计单元中估计出的信道估计值算出信号的旋转速度，所述频率信息保存单元在所述旋转速度大于等于规定值的情况下，再次选择所述中心频率。

另外，本发明之10的接收装置，其特征在于，所述频率信息保存单元根据所述旋转速度计算单元所算出的旋转速度的正负，再次选择中心频率。

另外，本发明之11的接收装置，其特征在于，所述频率差检测单元提取发送侧的发送装置所发送的与中心频率或载波频率相关的信息，使旋转频率在以所提取的中心频率或载波频率为中心的规定范围内可变，检测所述规定的基准频率与接收信号的中心频率或载波频率之间的差。

另外，本发明之12的接收装置，其特征在于，所述干扰抑制单元具有接收质量估计单元，其估计接收信号中包含的多个信号的接收质量，所述频率差检测单元根据所述接收质量估计单元所估计出的多个信号的接收质量，依次检测所述规定的基准频率和中心频率之间的频率差。

另外，为了解决所述课题，本发明之13的发送装置，其特征在于，具有：频率信息生成单元，其生成与中心频率或载波频率相关的信息；频率信息发送单元，其将所述生成的与中心频率或载波频率相关的信息包含在规定的信号中发送给接收装置。

另外，本发明之14的发送装置，其特征在于，使用共享频带的一部分或全部的所有发送装置所共用的信道来发送所述规定的信号。

根据所述的本发明，通过对中心频率不同的多个信号生成接收信号副本，信道估计算法能够跟随中心频率不同的干扰信号，可以在同一频带上重复利用中心频率不同的多个信号。

根据本发明，即使在同一频带上存在中心频率不同的信号，也能分离并取出各个信号，可以提高干扰消除性能。

附图说明

图1是表示第1实施方式的接收装置的结构的方框图。

图2是表示信号相位旋转部的结构的图。

图3是表示第2实施方式的接收装置的结构的方框图。

图4是表示第3实施方式的接收装置的结构的方框图。

图5是表示第4实施方式的接收装置的结构的方框图。

图6是表示频率差检测部的结构的方框图。

图7是旋转频率的示意图。

图8是表示第4实施方式的频率差检测动作的处理过程的流程图。

图9是表示第5实施方式的接收装置的结构的方框图。

图10是表示第5实施方式的频率差检测动作的处理过程的流程图。

图11是表示第6实施方式的无线通信系统中的控制信号收发的示例图。

图12是表示第6实施方式的发送装置的结构的方框图。

图13是表示第6实施方式的接收装置的结构的方框图。

图14是表示信号分离部的结构的方框图。

图15是表示第7实施方式的接收装置的结构的方框图。

图16是表示第8实施方式的接收装置的结构的方框图。

图17是表示第8实施方式的频率信息保存部的第1处理过程的流程图。

图18是表示第8实施方式的频率信息保存部的第2处理过程的流程图。

图19是表示第8实施方式的频率信息保存部的第3处理过程的流程图。

图20是表示第8实施方式的频率信息保存部的第4处理过程的流程图。

图21是表示第9实施方式的接收装置的结构的方框图。

图22是表示旋转频率可变范围的示意图。

图23是表示第10实施方式的接收装置的结构的方框图。

图24是表示多个信号共享频带的一部分或者全部来进行通信的状态的示意图。

图25是表示以往的干扰消除器的一例的结构图。

图26是用于说明以往在同一频率上重复利用中心频率不同的信号时的问题的图。

具体实施方式

本发明的精髓在于，考虑接收信号中包含的多个信号的各自的频率(例如，中心频率或载波频率)的差异，高精度地生成副本。

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

本发明的一个实施方式的无线通信系统采用与所述以往技术的说明中使用的图26相同的结构，由多个发送装置和多个接收装置构成。

图1是表示在本实施方式的无线通信系统中使用的接收装置1的结构的方框图。

在该图中，该接收装置1作为干扰抑制单元，具有：信号检测部11、本地振荡器12、取样部13、副本生成部14₁、14₂、旋转频率控制部15、加法器16、减法器17、信道估计部18、平方器19、最大似然序列估计部20。另外，副本生成部14₁、14₂分别具有：信号发生部a21、b31、信号相位旋转部a22、b32、系数可变型滤波器a23、b33。

接着，对所述构成的接收装置1的动作进行说明。以下，为了使本实施例的说明变得简单，与以往技术的说明相同，假设了接收信号是2个波(信号#1、信号#2)的情况来进行说明。

首先，在接收装置1中，接收从多个发送装置发送来的发送信号(信号#1、信号#2)。该接收信号混合了中心频率不同的多个信号，接收到该接收信号后，输入给信号检测部11。本地振荡器12将用于检波的规定的基准频率(F_CC)输入给信号检测部11。被信号检测部11检波后的接收信号通过取样部13输入给减法器17。在减法器17中，从来自取样部13的取样值中减去接收信号副本，将作为减法结果的误差信号输入给平方器19和信道估计部18。

最大似然序列估计部20将分别与中心频率不同的多个信号(此处为信号#1、信号#2)对应的码元序列候选输出给信号#1用的信号发生部a21、信号#2用的信号发生部b31。信号发生部a21、b31对所输入的码元序列候选进行调制，并将其作为信号空间上的信号候选输入给信号相位旋转部a22、b32。信号相位旋转部a22、b32根据从旋转频率控制部15输出的与旋转频率相关的规定信号(例如，是控制信号，以下使用控制信号来说明)，来旋转信号候选。此时，对于旋转频率Δf_C，以角速度2πΔf_C对信号相位进行旋转。具体来讲，如图2所示，信号相位旋转部a22使用旋转量计算部41算出对于时间t的相位旋转量2πΔf_Ct，使用乘法器42将从信号发生部21a、22b输入的信号候选乘以e^j2πΔfct，由此可以获得相位旋转后的信号候选。此处，以信号相位旋转部a22为例进行了说明，但是，信号相位旋转部b32的动作也与所述相同。

另外，在本实施方式中，假定旋转频率控制部15将与信号#1、信号#2相对的规定的旋转频率Δf₁、Δf₂的信息预先保存到存储器等中。旋转频率控制部15以规定的定时从存储器中读出所述规定的旋转频率Δf₁、Δf₂的信息，并包含在控制信号中输出给信号相位旋转部a22、b23。

另外，旋转频率控制部15所保存的规定的旋转频率Δf₁、Δf₂的信息通过例如有线网络或无线网络发送给该接收装置1。

如上所述，在信号相位旋转部a22、b23中被施加了相位旋转的信号候选被输入给系数可变型滤波器a23、b33和信道估计部18。在系数可变型滤波器a23、b33中，根据从信道估计部18输入的信道估计值来设定滤波系数，输出具有包含延迟波的脉冲响应的副本信号(接收信号副本)。然后，在平方器19中，算出该输出的接收信号副本与取样后的接收信号的差的平方，输入给最大似然序列估计部20。

最大似然序列估计部20以取样后的接收信号与接收信号副本之差的平方为基准，判断为接收了与产生最接近接收信号的副本信号的信号#1、信号#2相对应的码元序列，并输出判断结果。

信道估计部18使用从信号相位旋转部a22、b32输入的相位旋转后的信号、以及接收信号与接收信号副本之间的差，依次进行信道估计。

这样，根据本实施方式，信号相位旋转部利用旋转频率控制部所指示的旋转频率，将信号发生部所输出的信号的相位进行旋转，在系数可变型滤波器中，使用该旋转后的信号对中心频率不同的多个信号生成副本，所以，即使在重复利用带宽的一部分或全部的多个信号的中心频率分别不同，从而检波后的信号高速旋转的情况下，也可容易地生成副本。其结果是，能够提高干扰消除性能而不损害信道估计算法的跟随性。

(第2实施方式)

图3是表示第2实施方式的接收装置2的结构的方框图。本实施方式的接收装置与图1所示的接收装置1相比，新增加了频率检测部51。另外，与图1所示的接收装置的结构要素相同的要素被赋予相同的标号，省略其说明，并且，以下对本实施方式的特征点进行说明。

在该图中，将混合有中心频率不同的多个信号的接收信号输入给信号检测部11和频率差检测部51。本地振荡器12将检波的基准频率f_CC输入给信号检测部11和频率差检测部51。

在信号检测部11中被检波后的接收信号通过取样部13被输入给减法器17。在减法器17中，从来自取样部13的取样值中减去接收信号副本，并将作为减法结果的误差信号输入给平方器19和信道估计部18。

最大似然序列估计部20针对多个信号(此处，为信号#1、信号#2)分别输出码元序列候选，并输入给信号发生部a21、b31。

信号发生部a21、b31对所输入的码元序列候选进行调制，作为信号空间上的信号候选输入给信号相位旋转部a22、b32。

频率差检测部51根据输入信号和信号检测部11中的基准频率f_CC，算出多个信号的中心频率(f_C1、f_C2)和检波基准频率(f_CC)之间的频率差(Δf_C1、Δf_C2)(参照下述公式(1))，将算出的频率差的信息输入给旋转频率控制部15。

(公式1)

Δf_C1＝f_C1-f_CC

Δf_C2＝f_C2-f_CC

旋转频率控制部15将频率差(Δf_C1、Δf_C2)的信息作为旋转频率的信息包含在控制信号中，并输出给信号相位旋转部a22、b32。信号相位旋转部a22、b32从控制信号中提取与旋转频率相关的信息，并根据与该旋转频率相关的信息来旋转信号候选。在本实施方式中，信号相位旋转部a22、b32对于频率差Δf_C，以角速度2πΔf_C来旋转信号相位。

如上所述，在信号相位旋转部a22、b32中被施加了相位旋转的信号候选被输入给系数可变型滤波器a23、b33和信道估计部18。

在系数可变型滤波器a23、b33中，根据从信道估计部18输入的信道估计值来设定滤波系数，输出具有包含延迟波的脉冲响应的副本信号。

最大似然序列估计部20以从取样部13输出的取样后的接收信号和从系数可变型滤波器a23、b33输出的在加法器16中进行了加法运算的接收信号副本之间的差的平方为基准，判断为接收了产生最接近接收信号的副本信号的码元序列，并输出判断结果。

信道估计部18使用从信号相位旋转部a22、b32输入的信号、以及接收信号与接收信号副本之间的差，依次进行信道估计。此时，输入给信道估计部18的信号以与中心频率和检波基准频率之间的频率差对应的角速度进行旋转，所以，在信道估计部18中估计的信道估计值不受频率差的影响。

这样，根据本实施方式，由于根据频率差检测部所检测出的中心频率和基准频率之间的频率差来旋转信号候选，所以，即使在中心频率的差变大并且信号高速旋转的情况下，也能高精度地求出信道估计值。即，对于使用规定的检波基准频率检波后的接收信号，考虑到包含在接收信号中的多个信号的中心频率的差异，可以高精度地生成副本，提高干扰消除性能。

(第3实施方式)

在所述第2实施方式中，示出了将检波基准频率设为规定的频率，在频率差检测部51中检测频率差的情况，但是，在本实施方式中，使检波基准频率与信号#1的中心频率(f_C1)一致。

图4是表示第3实施方式的接收装置3的结构的方框图。本实施方式中的接收装置与图3所示的接收装置相比，省略了信号#1用副本生成电路14₁内的信号相位旋转部22。另外，与图1所示的接收装置的结构要素相同的要素被赋予相同的标号，省略其说明，并且，以下对本实施方式的特征点进行说明。

在本实施方式中，频率差检测部51根据输入信号和信号检测部11中的基准频率f_C1，算出多个信号的各自的中心频率与检波基准频率之间的频率差(Δf_C2)(参照下述公式(2))，将算出的频率差的信息输入给旋转频率控制部15。

(公式2)

Δf_C2＝f_C2-f_C1

该情况下，由于将检波基准频率设为信号#1的中心频率，所以输入给信号#1的副本生成电路14₁的频率差为0，由于没有必要旋转信号，所以可以省略信号相位旋转部a22。

这样，根据本实施方式，除了能获得第3实施方式的效果，还能简化副本生成电路的结构，可以提高干扰消除性能。

(第4实施方式)

图5是表示第4实施方式的接收装置4的结构的方框图。本实施方式中的接收装置与图3所示的接收装置相比，新增加了误差检测单元。另外，与图1所示的接收装置的结构要素相同的要素被赋予相同的标号，省略其说明，并且，以下对本实施方式的特征点进行说明。

在该图中，将混合有中心频率不同的多个信号的接收信号输入给信号检测部11。本地振荡器12将检波基准频率输入给信号检测部11。在信号检测部11中被检波后的接收信号通过取样部13输入给减法器17。在减法器17中，从来自取样部13的取样值中减去接收信号副本，并将作为减法结果的误差信号输入给平方器19和信道估计部18。

在信道估计部18中，使用从信号相位旋转部a22、b32输入的信号、以及接收信号与接收信号副本之间的误差，依次进行信道估计。在信道估计部18中估计出的信道估计值被输入给系数可变型滤波器a23、b33和误差估计部61。例如，当接收信号的中心频率和检波基准频率只相差频率差Δf_C时，信道估计值被估计为传播路径中的衰减的影响加上与所述频率差对应的角速度2πΔf_C的旋转后的值。

另外，在信号相位旋转部a22、b32中，即使以角速度2πfn旋转信号，信道估计值也被估计为加上角速度2π(Δf_C-fn)的旋转后的值。所以，在本实施方式中，误差估计部61根据所述的信道估计值观测信号的旋转速度，根据该旋转速度，算出信号的中心频率和在频率差检测部51中检测出的频率之间的频率误差。具体来讲，误差估计部61观测信号的旋转速度，根据以下的公式算出频率误差。

(公式3)

频率误差＝(信道估计值的观测时间内的总相位旋转量)/(2π×(观测时间))

频率差检测部51将所述误差估计部61所算出的频率差的估计值(Δf_C1、Δf_C2)作为输入，使用依次估计算法来修正频率差，使该频率误差的均方差变为规定值、最好是变小。此处，使用图6，对该依次估计算法进行说明。本示例作为依次估计算法的例子，示出了使用LMS(LeastMean Square：最小均方)算法的情况。图6是表示使用了所述依次估计算法的频率差检测部51的结构的方框图。此处，将在某时刻检测出的频率差设为f_n-1。当在误差估计部61中估计的频率误差估计值Δf被输入到频率差检测部51中时，在乘法器52中将该频率误差与步长参数μ相乘。此处，步长参数μ可以是任意的非常小的正数(0＜μ＜＜1)。

接下来，在加法器53中将频率误差与步长参数μ相乘而得到的值μΔf与某时刻检测出的频率差f_n-1相加，由此，求出下一个时刻的频率差f_n。这样，可以使均方差变小，可以依次估计出精确度高的频率差估计值。

返回到图5，继续说明。频率差检测部51将所述修正后的频率差的信息f_n1、f_n2输入给旋转频率控制部15。

最大似然序列估计部20分别针对多个信号输出码元序列候选，并输入给信号发生部a21、b31。信号发生部a21、b31对所输入的码元序列候选进行调制，作为信号空间上的信号候选输入给信号相位旋转部a22、b32。在信号相位旋转部a22、b32中，根据从旋转频率控制部15输入的与旋转频率有关的控制信号，旋转信号候选。这样，在信号相位旋转部a22、b32中被施加了相位旋转的信号候选被输入给系数可变型滤波器a23、b33和信道估计部18。

在系数可变型滤波器a23、b33中，根据从信道估计部18输入的信道估计值来设定滤波系数，输出具有包含延迟波的脉冲响应的副本信号。最大似然序列估计部20以从取样部13输出的被取样后的接收信号和从各个系数可变型滤波器a23、b33输出的在加法器16中进行了加法运算的接收信号副本之间的差的平方为基准，判断为接收了产生最接近接收信号的副本信号的码元序列，并输出判断结果。

这样，根据本实施方式，使用在误差估计部61中算出的频率误差来修正频率差，由此，可以获得适宜的最佳旋转频率，并且，即使在没有中心频率的信息的条件下，也可以独立地估计出频率差。其结果是，因为不必管理用于识别中心频率的信息，所以可以简化接收装置中的信息管理。

另外，在与所述同样的结构中，旋转频率控制部15输出控制信号，使得信号相位旋转部a22、b32中的信号的旋转频率可变，频率差检测部51探索使误差估计部61中的频率误差变成最小的旋转频率，由此，可以检测接收信号和检波基准频率之间的频率差。以下，对此进行详细的说明。

首先，如图7所示，以规定的步长划分旋转频率的可变范围，如f_cy，1、f_cy，2、…、f_cy，n那样，对各个频率赋予标号。

接下来，根据图8所示的流程图，求出产生最小频率误差的旋转频率。首先，作为初始设定，将最小频率误差Wmin设定成足够大的值(步骤S1)，作为下标，将k设定为‘1’(步骤S2)，将产生最小频率误差的旋转频率设定为f_cy，1(步骤S3)。

接下来，将信号相位旋转部a22、b32中的信号的旋转频率设定为f_cy，k(步骤S4)，估计使用该旋转频率时的频率误差Wch(步骤S5)。

接下来，比较在步骤S5中估计出的频率误差Wch和最小频率误差Wmin的绝对值(步骤S6)，在判断为估计出的频率误差小于最小频率误差Wmin的情况下(在步骤S6中为“是”)，将最小频率误差Wmin置换成估计出的频率误差Wch，将产生最小频率误差的频率设为f_cy，k。

另一方面，在所述步骤S6中，在判断为估计出的频率误差的绝对值大于最小频率误差Wmin的绝对值的情况下(在步骤S6中为“否”)，判断下标k是否达到了n(步骤S8)，如果没有达到n(在步骤S8中为“否”)，则将k递增1(步骤S9)，重复进行所述步骤S4以后的处理。另一方面，在步骤S8中，在判断为下标k达到了n时(在步骤S8中为“是”)，转入到步骤S10，将检测频率差设为f_cy，min，结束处理。

这样，根据本发明，频率差检测部51对所有的在图7中被赋予了标号的旋转频率f_cy，1、f_cy，2、…、f_cy，n进行所述的比较动作，由此，在旋转频率的可变范围中，可以得到产生最小频率误差的旋转频率，即、可以使用简单的结构得到检波基准频率和接收信号的中心频率之间的频率差。

(第5实施方式)

图9是表示第5实施方式的接收装置5的结构的方框图。本实施方式的接收装置与图5所示的接收装置的基本结构相同，但是省略了误差估计部。另外，与图1所示的接收装置的结构要素相同的要素被赋予相同的标号，省略其说明，并且，以下对本实施方式的特征点进行说明。

在该图中，混合有中心频率不同的多个信号的接收信号被输入给信号检测部11和频率差检测部51。本地振荡器12将检波基准频率输入给信号检测部11和频率差检测部51。在信号检测部11中被检波后的接收信号通过取样部13被输入给减法器17。在减法器17中，从来自取样部13的取样值中减去接收信号副本，将作为减法结果的误差信号输入给平方器19和信道估计部18。

在信道估计部18中，使用从信号相位旋转部a22、b32输入的信号、以及接收信号与接收信号副本之间的误差，依次进行信道估计。在信道估计部18中估计出的信道估计值被输入给系数可变型滤波器a23、b33。

信号发生部a21、b31对所输入的码元序列候选进行调制，作为信号空间上的信号候选输入给信号相位旋转部a22、b32。在信号相位旋转部a22、b32中，根据从旋转频率控制部15输入的与旋转频率有关的控制信号，旋转信号候选。

如上所述，在信号相位旋转部a22、b32中被施加了相位旋转后的信号候选被输入给系数可变型滤波器a23、b33和信道估计部18，在可变型滤波器a23、b33中，根据从信道估计部18输入的信道估计值来设定滤波系数，输出具有包含延迟波的脉冲响应的副本信号。平方器19将接收信号和副本信号之差的平方(在复信号的情况下，是乘以复共轭所得的值)输入给最大似然序列估计部20和频率差检测部。

最大似然序列估计部20以从取样部13输出的取样后的接收信号和从系数可变型滤波器a23、b33输出的在加法器16中进行了加法运算的接收信号副本之间的差的平方为基准，判断为接收了产生最接近接收信号的副本信号的码元序列，并输出判断结果。

频率差检测部51使旋转频率控制部15中控制信号可变，使信号相位旋转部a22、b32中的信号的旋转频率可变，并探索使针对各个旋转频率得到的从平方器19输入的接收信号和副本信号之间的误差的平均值为最小的旋转频率，检测接收信号和检波基准频率之间的频率差。具体来讲，如所述图7所示，以规定的步长划分旋转频率的可变范围，如f_cy，1、f_cy，2、…、f_cy，n那样，对各个频率赋予标号。以下，根据图10所示的流程图，对检测接收信号和检波基准频率的频率差的处理过程进行说明。

在该图中，首先，作为初始设定，将最小误差|e_min|设定为足够大的值(步骤S11)，作为下标，将k设定为‘1’(步骤S12)，将产生最小误差的旋转频率设定为f_cy，1(步骤S13)。

接下来，将信号相位旋转部a22、b32中的信号的旋转频率设定为f_cy，k(步骤S14)，算出使用该旋转频率时的平方误差|e_k|²(步骤S15)。

接下来，比较在步骤S15中算出的平方误差|e_k|²和最小误差的平方|e_min|²(步骤S16)，在判断为所算出的误差更小的情况下(在步骤S16中为“是”)，将最小误差|e_min|置换成所算出的误差|e_k|，将产生最小误差的频率设为f_cy，k。

另一方面，在所述步骤S16中，在判断为所算出的平方误差更大的情况下(在步骤S16中为“否”)，判断下标k是否达到了n(步骤S18)，如果没有达到n(在步骤S18中为“否”)，则将k递增1(步骤S19)，重复进行所述步骤S14以后的处理。另一方面，在步骤S18中，当判断为下标k达到了n时(在步骤S18中为“是”)，转入到步骤S20，将检测频率差设为f_cy，min，结束处理。

这样，根据本发明，频率差检测部51对所有的在图7中被赋予了标号的旋转频率f_cy，1、f_cy，2、…、f_cy，n进行所述处理，由此，在旋转频率的可变范围中，可以得到产生最小误差的旋转频率，即、可以得到检波基准频率和接收信号的中心频率之间的频率差。

(第6实施方式)

图11是表示第6实施方式的无线通信系统中的控制信号收发的示例图。本实施方式的无线通信系统采用与在所述以往技术的说明中使用的图26相同的结构，由多个发送装置和多个接收装置构成。因此，此处赋予了与图26所示的结构要素相同的标号。

在该图中，发送装置发送包含待发送信号的中心频率的信息的控制信号，在接收装置中，不仅接收预期信号的控制信号，也接收干扰信号的控制信号。例如，在接收装置#1中，接收从发送装置#1发送的包含信号#1的中心频率f_C1的信息的控制信号、和从发送装置#2发送的包含信号#2的中心频率f_C2的信息的控制信号。

图12是表示发送所述控制信号的发送装置的结构的方框图。

在该图中，该发送装置100包括：控制信号生成部101、本地振荡器102、频率变换器103、调制器104、信号合成器105、天线106。

控制信号生成部101生成控制信号，该控制信号包含所使用的中心频率的信息和其它的控制信息，在发送数据调制信号时将所生成的控制信号输入给信号合成器105。中心频率信息也被输入给本地振荡器102，本地振荡器102将与该中心频率信息对应的基准频率输入给频率变换器103，对从调制器104中输出的数据调制信号的中心频率进行控制。这样，将在频率变换器103中被变换了中心频率后的数据调制信号输入给信号合成器105，在该合成器105中，将控制信号和数据调制信号合成。然后，通过天线106将合成后的信号发送给接收装置。

图13是表示第6实施方式的接收装置的结构的方框图。本实施方式的接收装置与图3所示的接收装置相比，新增加了信号分离部71，除了信号分离部71的动作之外，进行与图3所示的接收装置同样的动作。因此，对重复的部分省略其说明，并且，以下对本实施方式的特征点进行说明。另外，与图3所示的接收装置的结构要素相同的要素被赋予相同的标号。

在该图中，当将包含分别与中心频率不同的多个信号相关的中心频率信息的控制信号和各自的数据调制信号的合成信号输入给信号分离部71时，信号分离部71将数据调制信号和控制信号分离开，从控制信号中提取与中心频率相关的信息，输入给频率差检测部51。另外，将数据调制信号输入给信号检测部11。此时，在使用共享频带的一部分或全部的所有发送装置中共用的控制用频率来发送控制信号的情况下，如图14所示，所述信号分离部71使用使控制信号通过的带通滤波器72和使数据信号通过的带通滤波器73来分离控制信号和数据信号，在频率信息提取部74中，通过从控制信号中取出中心频率信息，将中心频率信息和数据信号分离开。

另外，在使用与数据信号相同的频带来发送频率信息信号时，在发送装置中，通过采用所使用的中心频率所固有的已知码元序列作为频率信息，在接收装置6中，通过这些已知码元序列取得相关关系，信号分离部71可以获得频率信息，并且可以输出中心频率的信息。在该情况下，接收装置6中的频率差检测部51根据与所输入的多个信号相关的中心频率信息，算出各自的中心频率和检波基准频率之间的频率差，并输入给信号相位旋转部a22、b32。由此，在接收装置6中，可以简单高速地检测接收信号的中心频率，可以高精度地生成接收信号副本。

(第7实施方式)

图15是表示本实施方式的接收装置7的结构的方框图。本实施方式的接收装置7与图3所示的接收装置相比，新增加了频率信息保存部81，除了频率信息保存部81的动作之外，进行与图3所示的接收装置同样的动作。因此，对重复的部分省略其说明，并且，以下对本实施方式的特征点进行说明。另外，与图3所示的接收装置的结构要素相同的要素被赋予相同的标号。

在该图中，频率信息保存部81保存可以在发送侧的发送装置中使用的中心频率的列表，从该列表中选择被认为是分别对应于多个信号而使用的频率，并输出给频率差检测部51。此处，将所述所选择的频率称为被选择频率。被选择频率的选择方法例如可以使用频率信息信号来指定，也可以根据信道估计值来估计频率差，根据该估计出的频率差和检波基准频率算出中心频率估计值，从列表中选择与该算出的中心频率最接近的频率。

所述频率差检测部51算出从频率信息保存部81中输出的被选择频率(f_S1、f_S2)和检波基准频率(f_CC)之间的频率差(Δf_C1、Δf_C2)(参照下述公式(4))，并输入给信号相位旋转部a22、b32。

(公式4)

Δf_C1＝f_S1-f_CC

Δf_C2＝f_S2-f_CC

根据所述结构，接收装置7即使在没有控制信号的情况下也能更加准确地设定信号相位旋转部a22、b32中的旋转频率。其结果是，可以避免频率差估计精度的劣化所导致的信道估计精度的劣化。

(第8实施方式)

图16是表示本实施方式的接收装置8的结构的方框图。本实施方式的接收装置8与图15所示的接收装置相比，新增加了旋转速度检测部91，除了旋转速度检测部91的动作之外，进行与图15所示的接收装置同样的动作。因此，对重复的部分省略其说明，并且，以下使用图17～20所示的流程图对本实施方式的特征点进行说明。另外，与图15所示的接收装置的结构要素相同的要素被赋予相同的标号。

图17是表示频率信息保存部81的第1处理过程的流程图。

在该图中，首先，在频率信息保存部81中，对旋转速度检测部91所检测出的信道估计值的旋转速度(w)进行检测(步骤S21)。然后，在步骤S22中，对该检测出的旋转速度的绝对值(|w|)和旋转速度阈值(w_th)进行比较，在判断为旋转速度的绝对值(|w|)小于旋转速度阈值(w_th)(在步骤S22中为“否”)时，判断为被选择频率是合适的，返回到步骤S21的旋转速度的检测。

另一方面，在判断为所述旋转速度的绝对值(|w|)大于等于旋转速度阈值(w_th)(在步骤S22中为“是”)时，判断出被选择频率与实际使用的中心频率不同，重新选择被选择频率(步骤S23)。此时，在旋转速度为正(旋转方向是逆时针方向)的情况下，判断为被选择频率比实际的中心频率低，将被选择频率变成更高的频率。具体来讲，根据图18所示的处理过程，选择被选择频率。图18是表示频率信息保存部81的第2处理过程的流程图。

在该图中，首先，按从低到高的顺序对中心频率的列表进行排序，并赋予连续的编号(例如：f₁、f₂、…、f_N)(步骤S31)。即，编号越小对应的频率越低，越大对应的频率越高。然后，在步骤S32中，设定被选择频率的初始值(f_K)，对在旋转速度检测部91中所检测的信道估计值的旋转速度进行检测(步骤S33)。然后，判断该检测出的旋转速度是否为正(步骤S34)，如果不为正(在步骤S34中为“否”)，则重复进行步骤S33、S34的处理，如果为正(在步骤S34中为“是”)，则在排序后的频率列表中，求出比该时刻使用的被选择频率的编号大的编号(k←k+m)所对应的频率(步骤S35)，并将所求出的频率设定为被选择频率(步骤S36)。

在所述图18所示的流程图中，对旋转速度为正时的被选择频率的选择过程进行了说明，但是，在旋转速度为负(旋转方向为顺时针方向)的情况下，判断为被选择频率比实际的中心频率高，将被选择频率变成更低的频率。具体来讲，根据图19所示的流程图，设定被选择频率。图19是表示频率信息保存部81的第3处理过程的流程图。

在该图中，首先，按从低到高的顺序对中心频率的列表进行排序，并赋予连续的编号(例如：f₁、f₂、…、f_N)。然后，在步骤S42中，设定被选择频率的初始值(f_K)，对在旋转速度检测部91中所检测的信道估计值的旋转速度进行检测(步骤S43)。然后，判断该检测出的旋转速度是否为负(步骤S44)，如果不为负(在步骤S44中为“否”)，则重复进行步骤S43、S44的处理，如果为负(在步骤S44中为“是”)，则在排序后的频率列表中，求出比该时刻使用的被选择频率的编号小的编号所对应的频率(步骤S45)，并将所求出的频率设定为被选择频率(步骤S46)。

在所述实施方式中，示例出了对旋转速度为正和为负时的被选择频率的选择方法分别另行进行处理的方式，但是，这些处理也可以同时进行。具体来讲，根据图20所示的流程图的处理过程来进行。图20是表示频率信息保存部81的第4处理过程的流程图。

在该图中，首先，按频率从低到高的顺序对中心频率的列表进行排序，并赋予连续的编号(例如：f₁、f₂、…、f_N)(步骤S51)。然后，在步骤S52中，设定被选择频率的初始值(f_K)，对在旋转速度检测部91中所检测的信道估计值的旋转速度进行检测(步骤S53)。在步骤S54中，对旋转速度的绝对值(|w|)和旋转速度阈值(w_th)进行比较，在判断为小于阈值的情况下(在步骤S54中为“否”)，判断为被选择频率是合适的，不进行控制，返回到步骤S53的旋转速度的检测。

另一方面，在判断为大于等于阈值的情况下(在步骤S54中为“是”)，判断为被选择频率是不适合的，转入步骤S55，判断旋转速度的正负。并且，如果判断结果为正(旋转方向是逆时针方向)(在步骤S55中为“是”)，则判断为被选择频率比实际的中心频率低，在排序后的频率列表中，求出比该时刻使用的被选择频率的编号大的编号(k←k+m₁)所对应的频率(步骤S56)，并将所求出的频率设定为被选择频率(步骤S57)，提高被选择频率的频率。另一方面，在步骤S55的判断中，在判断为判断结果为负(旋转方向是顺时针方向)的(在步骤S55中为“否”)情况下，判断为被选择频率比实际的中心频率高，在排序后的频率列表中，求出比该时刻使用的被选择频率的编号小的编号(k←k-m₂)所对应的频率(步骤S58)，并将所求出的频率设定为被选择频率(步骤S57)，降低被选择频率的频率。

根据以上说明的所述方法，被选择频率的初始值可以是合适的值，每经过一定的时间将被选择频率修正为合适的值。即，通过使用所述方法，即使在没有中心频率的信息的条件下，也能在接收装置中高精度地估计频率差，可以高精度地分离并取出中心频率不同的信号。

另外，对信号相位旋转部中的信号的旋转频率和实际信号的旋转速度进行比较，在二者的差较大的情况下重新选择被选择频率，所以，可以使被选择频率与接收信号的中心频率和信号检测部的基准频率之间的差接近。

另外，可以使被选择频率快速接近接收信号的中心频率和信号检测部的基准频率之间的差。

(第9实施方式)

图21是表示本实施方式的接收装置9的结构的方框图。本实施方式的接收装置9与图13所示的接收装置相比，新增加了误差估计部61，除了误差估计部61的动作之外，进行与图13所示的接收装置同样的动作。因此，对重复的部分省略其说明，并且，以下对本实施方式的特征点进行说明。另外，与图13所示的接收装置的结构要素相同的要素被赋予相同的标号。

在本实施方式中，如图11和图12所示，将包含与中心频率相关的信息的控制信号与数据信号一起从发送装置中发送出去。信号分离部71分离数据信号和控制信号，将数据信号输入给信号检测部11，将控制信号输入给频率差检测部51。在频率差检测部51中，算出控制信号中包含的中心频率信息和检波基准频率之间的频率差，输入给旋转频率控制部15。此时，接收信号的实际的中心频率因发送侧发送装置的本地振荡器的准确度等原因，有可能与控制信号所指定的中心频率产生偏差。所以，在本实施方式中，如图22所示，旋转频率控制部15使信号相位旋转部a22、b32的旋转频率在以所指定的中心频率为中心的规定宽度的频率范围内可变。频率差检测部51通过探索使误差估计部61中的频率误差为最小的旋转频率，检测接收信号和检波基准频率之间的频率差。具体的动作可以与图5～7所示的第4实施方式同样进行。

这样，根据本发明，可以高速且高精度地检测频率差。

另外，在本实施方式中，作为一例，示例出了探索使频率误差为最小的旋转频率的情况，但是，也可以与图9、图7、图19所示的方法一样，探索使接收信号和副本信号之间的误差的平均值为最小的旋转频率。

另外，在本实施方式中，控制信号所包含的中心频率信息是中心频率的信息本身，但是如果具有图15所示的频率信号保存部81，也可以是对频率信号保存部81的列表中的频率进行指定的信息。

(第10实施方式)

图23是表示第10实施方式的接收装置10的结构的方框图。本实施方式的接收装置10与图21所示的接收装置相比，还具有接收质量估计部92，除了接收质量估计部92的动作之外，进行与图21所示的接收装置同样的动作。因此，对重复的部分省略其说明，并且，以下对本实施方式的特征点进行说明。另外，与图21所示的接收装置的结构要素相同的要素被赋予相同的标号。

在该图中，所接收的数据信号通过信号分离部71和信号检测部11输入给接收质量估计部92。在接收质量估计部92中，比较接收信号中所包含的信号的接收质量，并将该比较结果输入给频率差检测部51。此时，作为接收质量，使用SNR、CNR、接收功率、SIR、CIR等。图24是表示5个信号共享频带的一部分或者全部来进行通信的状态的图，示出了各信号(信号#1～信号#5)的接收功率为(信号#3)＞(信号#1)＞(信号#4)＞(信号#2)＞(信号#5)的状态。本实施方式的接收质量估计部92将该接收功率的强弱顺序输入给频率差检测部51。另外，接收功率的强弱可以比较控制信号的接收功率，也可以是各信号的发送侧的发送装置分别向接收侧的接收装置发送已知的码元序列，在接收侧的接收装置中，通过使用该已知的码元序列取得相关关系，判断功率的强弱。

这样，在本实施方式中，接收质量估计部92按照所输入的共享频带的一部分或全部来进行通信的信号的接收质量从高到低的顺序，决定信号相位旋转部a22、b32中的旋转频率。由此，可以正确地对接收信号所包含的多个信号检测频率差，并可以高精度地生成接收信号副本，并且分离信号。

在所述实施方式中，以单载波传送方式的收发装置为例进行了说明，但是，本发明不限定于适用于这种传送方式的情况。例如，可以适用于多载波传送方式的收发装置，在该情况下，只要按照副载波数准备副本生成电路即可。

另外，在所述实施方式中，以考虑到接收信号中所包含的多个信号各自的中心频率的差异而生成接收信号副本的情况为例进行说明，但是，也可以是考虑到载波频率的差异而生成接收信号副本的方式。

另外，示出了发送装置所生成的控制信号中包含中心频率的信息的情况，但是，本发明不限于此，控制信号中也可以包含可识别中心频率的载波频率或信道信息等。

另外，本发明的收发装置可以安装在移动通信系统的无线通信装置上，例如无线基站装置或无线终端装置。

Claims (16)

1、一种信号接收装置，包括：

干扰抑制单元，其被配置为生成接收信号中的多个信号的副本，并通过抑制干扰信号而分离这些信号；

其中，所述干扰抑制单元具有：

信号相位旋转单元，其被配置为以规定的相应旋转频率旋转所述接收信号中的信号的相位，所述预定旋转频率与所述接收信号的各自频率相关；

旋转频率控制单元，其被配置为设定所述预定旋转频率；以及

副本生成单元，其被配置为使用被所述相位旋转单元旋转后的相位旋转信号候选，生成所述接收信号中的信号的副本。

2、根据权利要求1所述的信号接收装置，其中，所述干扰抑制单元还包括：

频率差检测单元，其被配置为检测所述接收信号中的信号的中心频率与检测基准频率之间的频率差；以及

所述旋转频率控制单元对所述预定旋转频率进行控制，使所述预定旋转频率等于所述频率差检测单元所检测到的频率差。

3、根据权利要求2所述的信号接收装置，其中，所述干扰抑制单元还具有：

信道估计单元，其被配置为估计所述接收信号中的信号的信道脉冲响应；以及

频率偏差估计单元，其被配置为估计所述预定旋转频率和所述频率差之间的频率偏差。

4、根据权利要求3所述的信号接收装置，其中，所述频率差检测单元对所述频率差检测单元所检测出的频率差进行调节，使得所述频率偏差的均方值成为预定的值。

5、根据权利要求3所述的信号接收装置，其中，

所述旋转频率控制单元改变所述旋转频率；并且

所述频率差检测单元通过探索使所述频率偏差成为预定值的旋转频率，检测所述频率差。

6、根据权利要求2所述的信号接收装置，其中，

所述旋转频率控制单元改变所述旋转频率；并且

所述频率差检测单元通过探索使从所述接收信号中减去所述副本生成单元所生成的副本信号而得到的残余信号的均方值成为预定值的旋转频率，从而检测所述频率差。

7、根据权利要求2所述的信号接收装置，其中，所述干扰抑制单元还具有：

信号分离单元，其被配置为将接收信号分离为数据信号和从信号发送装置发送来的信号的中心频率或载波频率的信息，并提取所述中心频率的信息，并且，

所述频率差检测单元检测由所述信号分离单元所分离的中心频率或载波频率的信息，并计算所述中心频率或载波频率与所述检测基准频率之间的频率差。

8、根据权利要求3所述的信号接收装置，其中，

所述干扰抑制单元还具有：

频率信息保存单元，其被配置为保存待由信号发送装置使用的中心频率的值，

所述频率信息保存单元选择所保存的中心频率值中的一个，并且

所述频率差检测单元计算所选择的保存中心频率值和所述检测基准频率之间的频率差。

9、根据权利要求8所述的信号接收装置，其中，

所述干扰抑制单元还具有：

旋转速度检测单元，其被配置为检测所述接收信号中的信号的估计信道脉冲响应的相位旋转速度，并且，

所述频率信息保存单元在所述旋转速度高于预定值的情况下，再次选择所述中心频率的选择值。

10、根据权利要求9所述的信号接收装置，其中，所述频率信息保存单元根据所检测到的旋转速度是正还是负来再次选择所述中心频率的选择值。

11、根据权利要求2所述的信号接收装置，其中，

所述频率差检测单元提取从信号发送装置发送来的信号的中心频率或载波频率的信息，并且在以所述中心频率或载波频率为中心的预定范围内改变所述旋转频率的同时，检测所述中心频率或载波频率与所述检测基准频率之间的频率差。

12、根据权利要求3所述的信号接收装置，其中，

所述干扰抑制单元还具有：

接收质量估计单元，其被配置为估计所述接收信号中的信号的接收质量，

所述频率差检测单元根据所述接收信号中的各个信号的估计接收质量，依次检测所述中心频率与所述检测基准频率之间的频率差。

13、一种信号发送装置，包括：

频率信息生成单元，其被配置为生成发送信号的中心频率或载波频率的信息；以及

频率信息发送单元，其被配置为将所生成的中心频率或载波频率的信息包含在预定信号中，并将该预定信号发送给信号接收装置。

14、根据权利要求13所述的信号发送装置，其中，通过该信号发送装置和其它信号发送装置共用的信道发送所述预定信号，所述信号发送装置和其它信号发送装置共享频带的一部分或全部。

15、一种无线通信系统，包括：

多个信号发送装置；以及

与这些信号发送装置进行通信的多个信号接收装置，其中，

所述信号发送装置生成包含各个信号的中心频率或载波频率的信息的预定信号，并发送所述预定信号；

各个信号接收装置具有干扰抑制单元，该干扰抑制单元被配置为生成所述接收信号中的多个信号的副本，并通过抑制干扰信号来分离出这些信号；

所述干扰抑制单元具有副本生成单元，该副本生成单元被配置为利用所述中心频率或载波频率生成所述接收信号中的信号的副本，所述中心频率或载波频率的信息是从所述预定信号中提取出来的；并且

所述信号接收装置利用所述副本生成单元所生成的副本信号，分离出所述接收信号中的信号。

16、一种信号接收方法，在对接收信号进行解调时，生成接收信号中的信号的副本，并分离出这些信号，从而抑制干扰信号，该方法包括以下步骤：

以预定的旋转频率旋转信号候选的相位，所述预定旋转频率与所述接收信号中的信号的相应中心频率或载波频率相关；

利用所述相位旋转后的信号候选，生成副本信号；以及

利用所生成的副本信号分离出所述接收信号中的信号。

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