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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6294484
(24)【登録日】2018年2月23日
(45)【発行日】2018年3月14日
(54)【発明の名称】マルチキャリア信号の受信機および受信機方法
(51)【国際特許分類】
H04L 27/26 20060101AFI20180305BHJP
【ＦＩ】
H04L27/26 312
【請求項の数】14
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2016-535477(P2016-535477)
(86)(22)【出願日】2014年8月21日
(65)【公表番号】特表2016-533113(P2016-533113A)
(43)【公表日】2016年10月20日
(86)【国際出願番号】EP2014067820
(87)【国際公開番号】WO2015024994
(87)【国際公開日】20150226
【審査請求日】2016年4月13日
(31)【優先権主張番号】13306171.3
(32)【優先日】2013年8月23日
(33)【優先権主張国】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】391030332
【氏名又は名称】アルカテル−ルーセント
(74)【代理人】
【識別番号】100094112
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 讓
(74)【代理人】
【識別番号】100106183
【弁理士】
【氏名又は名称】吉澤 弘司
(74)【代理人】
【識別番号】100114915
【弁理士】
【氏名又は名称】三村 治彦
(74)【代理人】
【識別番号】100120363
【弁理士】
【氏名又は名称】久保田 智樹
(74)【代理人】
【識別番号】100125139
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 洋
(72)【発明者】
【氏名】ワイルド，トルステン
(72)【発明者】
【氏名】シャイヒ，フランク
【審査官】
吉江 一明
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１２／１６８９２６（ＷＯ，Ａ２）
【文献】
特開２０００−１５１５３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−２２５００２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−１１１７４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−１２４３３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−２３２８５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−１２５０７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１２−５０３９０５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０４Ｌ ２７／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
マルチキャリア信号を受信する受信機（３１０）であって、
前記マルチキャリア信号の第１の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行することであって、前記第１の周波数ブロックは、副搬送波の第１のグループを含み、前記第１の周波数ブロックは、前記第１の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第１の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタ（１０６−１）を用いてフィルタリングされ、前記フィルタリングされた第１の周波数ブロックは、前記第１のグループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む、実行することと、
前記マルチキャリア信号の少なくとも第２の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行することであって、前記第２の周波数ブロックは、副搬送波の第２のグループを含み、前記第２の周波数ブロックは、前記第２の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第２の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタ（１０６−２）を用いてフィルタリングされ、前記フィルタリングされた第２の周波数ブロックは、前記第２のグループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む、実行することと、
を行うように構成されたフィルタ・モジュール（３２０）
を含み、
前記フィルタ・モジュール（３２０）は、第１の送信信号の複数のフィルタリングされた仮説に基づいて、前記第１の周波数ブロックの前記第１の送信信号を検出し、かつ／または第２の送信信号の複数のフィルタリングされた仮説に基づいて、前記第２の周波数ブロックの前記第２の送信信号を検出するために、非線形最尤検出器に結合される、
受信機（３１０）。
前記マルチキャリア信号の第１の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行することであって、前記第１の周波数ブロックは、副搬送波の第１のグループを含み、前記第１の周波数ブロックは、前記第１の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第１の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタ（１０６−１）を用いてフィルタリングされ、前記フィルタリングされた第１の周波数ブロックは、前記第１のグループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む、実行することと、
前記マルチキャリア信号の少なくとも第２の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行することであって、前記第２の周波数ブロックは、副搬送波の第２のグループを含み、前記第２の周波数ブロックは、前記第２の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第２の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタ（１０６−２）を用いてフィルタリングされ、前記フィルタリングされた第２の周波数ブロックは、前記第２のグループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む、実行することと、
を行うように構成されたフィルタ・モジュール（３２０）
を含み、
前記フィルタ・モジュール（３２０）は、第１の送信信号の複数のフィルタリングされた仮説に基づいて、前記第１の周波数ブロックの前記第１の送信信号を検出し、かつ／または第２の送信信号の複数のフィルタリングされた仮説に基づいて、前記第２の周波数ブロックの前記第２の送信信号を検出するために、非線形最尤検出器に結合される、
受信機（３１０）。
【請求項2】
前記フィルタ・モジュール（３２０）は、線形フィルタ（３２２、３２４、３２６）を含み、前記フィルタ（３２２、３２４、３２６）は、伝送チャネルに依存し、前記伝送チャネルは、送信機（１００）での逆離散フーリエ変換（ＤＦＴ）と、前記第１の周波数ブロックおよび／または前記少なくとも第２の周波数ブロックに関する前記送信機（１００）の前記側波帯抑圧フィルタ（１０６）と、前記送信機（１００）と前記受信機（３１０）との間の物理通信チャネル（３０５）との連結に対応する、請求項１に記載の受信機（３１０）。
【請求項3】
前記線形フィルタ（３２２、３２４、３２６）は、整合フィルタ、ゼロフォーシング・フィルタ、および最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）フィルタからなる群のうちの１つである、請求項２に記載の受信機（３１０）。
【請求項4】
前記非線形最尤検出器は、前記受信されたマルチキャリア信号の逆側波帯抑圧フィルタリングされた異なる周波数ブロックに連続して作用するように構成される、請求項１に記載の受信機（３１０）。
【請求項5】
前記マルチキャリア信号を時間領域から周波数領域に変換するように構成されたフーリエ変換モジュール（４０４）を含み、
前記フィルタ・モジュール（３２０）は、前記周波数領域で前記第１の周波数ブロックおよび前記少なくとも第２の周波数ブロックに関する前記逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行するように構成される
請求項１に記載の受信機（３１０）。
前記フィルタ・モジュール（３２０）は、前記周波数領域で前記第１の周波数ブロックおよび前記少なくとも第２の周波数ブロックに関する前記逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行するように構成される
請求項１に記載の受信機（３１０）。
【請求項6】
前記受信機（３１０）は、長さＮ＋Ｌ−１の受信された時間領域マルチキャリア信号ベクトルにＮ−Ｌ＋１個の０を付加するように構成され、Ｎは、前記マルチキャリア信号の送信機（１００）で実行される逆離散フーリエ変換（１０２）の長さであり、Ｌは、前記送信機（１００）の側波帯抑圧フィルタ（１０６）の長さであり、
前記フーリエ変換モジュール（４０４）は、２Ｎの長さに対応する前記付加された時間領域マルチキャリア信号ベクトルに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行し、前記高速フーリエ変換の後に、前記入手された周波数領域信号ベクトルの２つおきのサンプルを破棄するように構成される
請求項５に記載の受信機（３１０）。
前記フーリエ変換モジュール（４０４）は、２Ｎの長さに対応する前記付加された時間領域マルチキャリア信号ベクトルに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行し、前記高速フーリエ変換の後に、前記入手された周波数領域信号ベクトルの２つおきのサンプルを破棄するように構成される
請求項５に記載の受信機（３１０）。
【請求項7】
前記フィルタ・モジュール（３２０）は、前記周波数領域内で、副搬送波ごとに、それぞれの前記周波数ブロックの側波帯抑圧フィルタ動作（１０６）と、前記送信機（１００）と前記受信機（３１０）との間のそれぞれの前記副搬送波の物理通信チャネル（３０５）との連結に対応する伝送チャネルを等化する、副搬送波ごとの等化フィルタ（４０８）を含む、請求項５に記載の受信機（３１０）。
【請求項8】
前記フィルタ・モジュール（３２０）は、第１のフィルタリングされたマルチキャリア信号および第２のフィルタリングされたマルチキャリア信号（７０３−１、７０３−ｐ）を入手するために、時間領域での前記第１の周波数ブロックおよび少なくとも周波数第２ブロックの前記逆側波帯抑圧フィルタ動作に従って前記マルチキャリア信号を別々にフィルタリングする（７０２−１、７０２−ｐ）ように構成され、
前記受信機（３１０）は、前記第１のフィルタリングされたマルチキャリア信号および前記第２のフィルタリングされたマルチキャリア信号（７０３−１、７０３−ｐ）を周波数領域に別々に変換し、関心のあるそれぞれの前記周波数ブロックの外の副搬送波を破棄するように構成されたフーリエ変換モジュール（７０４−１、７０４−ｐ）を含む
請求項１に記載の受信機（３１０）。
前記受信機（３１０）は、前記第１のフィルタリングされたマルチキャリア信号および前記第２のフィルタリングされたマルチキャリア信号（７０３−１、７０３−ｐ）を周波数領域に別々に変換し、関心のあるそれぞれの前記周波数ブロックの外の副搬送波を破棄するように構成されたフーリエ変換モジュール（７０４−１、７０４−ｐ）を含む
請求項１に記載の受信機（３１０）。
【請求項9】
前記受信機（３１０）は、前記第１の周波数ブロックおよび／または前記少なくとも第２の周波数ブロックに関する前記逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行する前に、時間領域において受信されたマルチキャリア信号ベクトルに窓関数を適用するように動作可能な干渉抑圧モジュールを含む、請求項１に記載の受信機（３１０）。
【請求項10】
前記受信機（３１０）は、隣接周波数帯のマルチキャリア信号に対応する送信信号を推定し、前記マルチキャリア信号内での干渉除去に前記推定された信号を使用するように動作可能な干渉除去モジュールを含む、請求項１に記載の受信機（３１０）。
【請求項11】
前記受信機（３１０）は、受信されフィルタリングされた前記第１の周波数ブロック内および前記少なくとも第２の周波数ブロック内の複数の信号レイヤを復号する手段を含み、前記複数の信号レイヤは、異なる符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）レイヤまたはインターリーブ分割多元接続（ＩＤＭＡ）レイヤに対応する、請求項１に記載の受信機（３１０）。
【請求項12】
前記マルチキャリア信号内に含まれる１つまたは複数の既知のパイロット信号のフーリエ変換に基づき、前記副搬送波を含む前記周波数ブロックの前記側波帯抑圧フィルタ（１０６）に基づいて、前記送信機（１００）と前記受信機（３１０）との間の物理通信チャネルの副搬送波固有推定値を判定するように動作可能なチャネル・エスティメータを含む、請求項１に記載の受信機（３１０）。
【請求項13】
マルチキャリア信号を受信する方法であって、
前記マルチキャリア信号の第１の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作（３２０）を実行するステップであって、前記第１の周波数ブロックは、副搬送波の第１のグループを含み、前記第１の周波数ブロックは、前記第１の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第１の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタ（１０６−１）を用いてフィルタリングされ、前記フィルタリングされた第１の周波数ブロックは、前記第１のグループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む、実行するステップと、
前記マルチキャリア信号の少なくとも第２の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作（３２０）を実行するステップであって、前記第２の周波数ブロックは、副搬送波の少なくとも第２のグループを含み、前記第２の周波数ブロックは、前記第２の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第２の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタ（１０６−２）を用いてフィルタリングされ、前記フィルタリングされた第２の周波数ブロックは、前記第２のグループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む、実行するステップと、
を含み、更に、
第１の送信信号の複数のフィルタリングされた仮説に基づいて、前記第１の周波数ブロックの前記第１の送信信号を検出するステップ、及び／または、
第２の送信信号の複数のフィルタリングされた仮説に基づいて、前記第２の周波数ブロックの前記第２の送信信号を検出するステップと、
を含む、
方法。
前記マルチキャリア信号の第１の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作（３２０）を実行するステップであって、前記第１の周波数ブロックは、副搬送波の第１のグループを含み、前記第１の周波数ブロックは、前記第１の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第１の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタ（１０６−１）を用いてフィルタリングされ、前記フィルタリングされた第１の周波数ブロックは、前記第１のグループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む、実行するステップと、
前記マルチキャリア信号の少なくとも第２の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作（３２０）を実行するステップであって、前記第２の周波数ブロックは、副搬送波の少なくとも第２のグループを含み、前記第２の周波数ブロックは、前記第２の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第２の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタ（１０６−２）を用いてフィルタリングされ、前記フィルタリングされた第２の周波数ブロックは、前記第２のグループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む、実行するステップと、
を含み、更に、
第１の送信信号の複数のフィルタリングされた仮説に基づいて、前記第１の周波数ブロックの前記第１の送信信号を検出するステップ、及び／または、
第２の送信信号の複数のフィルタリングされた仮説に基づいて、前記第２の周波数ブロックの前記第２の送信信号を検出するステップと、
を含む、
方法。
【請求項14】
マルチキャリア通信システムであって、
マルチキャリア信号の副搬送波を、前記副搬送波の第１のグループを含む第１の周波数ブロックと前記副搬送波の少なくとも第２のグループを含む少なくとも第２の周波数ブロックとにグループ化する手段と、
前記第１の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のための第１のフィルタリング手段であって、前記第１のグループの各副搬送波上で時間的にソフトな遷移を有する前記第１の周波数ブロックのマルチキャリア・シンボルを提供するように構成される、第１のフィルタリング手段と、
前記少なくとも第２の周波数ブロックの外の同時の別々の側波帯抑圧のための少なくとも第２のフィルタリング手段であって、前記第２のグループの各副搬送波上で時間的にソフトな遷移を有する前記第２の周波数ブロックのマルチキャリア・シンボルを提供するように構成される、少なくとも第２のフィルタリング手段と
を含む送信機と、
前記第１の周波数ブロックおよび前記少なくとも第２の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行するように動作可能なフィルタ・モジュール（３２０）
を含む受信機（３１０）と
を含むマルチキャリア通信システム。
マルチキャリア信号の副搬送波を、前記副搬送波の第１のグループを含む第１の周波数ブロックと前記副搬送波の少なくとも第２のグループを含む少なくとも第２の周波数ブロックとにグループ化する手段と、
前記第１の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のための第１のフィルタリング手段であって、前記第１のグループの各副搬送波上で時間的にソフトな遷移を有する前記第１の周波数ブロックのマルチキャリア・シンボルを提供するように構成される、第１のフィルタリング手段と、
前記少なくとも第２の周波数ブロックの外の同時の別々の側波帯抑圧のための少なくとも第２のフィルタリング手段であって、前記第２のグループの各副搬送波上で時間的にソフトな遷移を有する前記第２の周波数ブロックのマルチキャリア・シンボルを提供するように構成される、少なくとも第２のフィルタリング手段と
を含む送信機と、
前記第１の周波数ブロックおよび前記少なくとも第２の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行するように動作可能なフィルタ・モジュール（３２０）
を含む受信機（３１０）と
を含むマルチキャリア通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、全般的には通信システムに関し、より詳細には、マルチキャリア信号を使用する通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
このセクションでは、本発明のよりよい理解を促すのに役立つ可能性がある諸態様を紹介する。したがって、このセクションにおいて述べることは、これを考慮して読まれるものであり、何が従来技術に含まれるのかまたは何が従来技術に含まれないのかに関する承認と理解されるものではない。
【0003】
２〜３年おきに、無線セルラ通信は、一新される。第２世代（２Ｇ）への移行は、技術駆動すなわちデジタル信号処理への切替えであったが、３Ｇ（データ、インターネット・アクセス）および４Ｇ（ビデオ）への切替えは、高い程度までサービス駆動であった。達成可能なデータ・レートは、２Ｇに関して、２〜３ｋｂｉｔ／ｓ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ＧＳＭの初期）から始まって、２〜３００ｋｂｉｔ／ｓ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、ＥＤＧＥ）まで大幅に増加した。３Ｇの初期は、数百ｋｂｉｔ／ｓに達し、３Ｇの最新の具体化である高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）では４２Ｍｂｉｔ／ｓ（少なくとも理論的に）まで増加する。実際に、４Ｇは、マルチキャリア技法を使用して２〜３００Ｍｂｉｔ／ｓ（Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、ＬＴＥ）まで達成して本格展開され、その進化ＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄは、その限界においてＧｂｉｔ／ｓ領域に達しつつある。
【0004】
マルチキャリア信号フォーマットは、大きい柔軟性を提供する。この柔軟性は、スケーラブル無線フレーム構造を目指す時に、非常に魅力的である。マルチキャリア信号フォーマットが望ましい理由の、自然な物理的な説明もある。無線伝搬チャネルは、おおむね１つのマルチキャリア・シンボルの持続時間にわたって、線形時不変（ＬＴＩ）である。ＬＴＩシステムは、固有関数としてシヌソイドを保存する。シヌソイドは、マルチキャリア変調信号の１つの基本構成ブロックである。これは、復調および等化に関してよいプロパティにつながる。
【0005】
マルチキャリア変調の１つの重大な欠点は、ピーク対平均電力比（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ、ＰＡＰＲ）であるが、ＰＡＰＲを下げる、マルチキャリア信号からシングルキャリア周波数分割多重（ＳＣ−ＦＤＭＡ）を構築するために直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）に関連して使用される離散フーリエ変換（ＤＦＴ）プリコーディングなどの方法がある。
【0006】
ＯＦＤＭは、現在最も有力なマルチキャリア技術である。その巡回プレフィックス（ＣＰ）は、チャネルの線形畳み込みを巡回畳み込みに変換することを可能にし、したがって、通常は５〜２５％の範囲にわたるＣＰの追加のオーバーヘッドを犠牲にして、マルチパス伝搬を非常に的確に（ｅｌｅｇａｎｔｌｙ）扱う。長いＯＦＤＭが完全に時間同期的かつ周波数同期的な形で使用されるので、これは、非常に魅力的である。
【0007】
５Ｇシステムは、たとえばモノのインターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ、ＩｏＴ）から駆動される、新しいデバイス・クラスおよび新しいトラフィック・タイプを持ってくる。共時性の緩和は、膨大な個数の機械のうんざりするオーバーヘッドを減らすことを可能にする。自律タイミング・アドバンス（ＡＴＡ）などの技法を使用することができる。ＡＴＡは、ここでは、開ループ・タイミング制御手法を意味し、ここで、モバイル端末は、たとえばパイロット信号および／または同期シーケンスを使用してダウンリンク受信信号に基づいてそれ自体を同期化し、たとえばサポートされるセル・サイズの知識などに基づいてそのタイミングを自律的に訂正する。さらに、ローエンド・デバイスは、たとえばＬＴＥに関して非常に厳格である、たとえば発振器要件が緩和され得る時に、より安価にされ得る。それに加えて、ミリメートル波など、より高い搬送波周波数に向かう傾向は、同一の相対キャリア周波数発振器（ＣＦＯ）要件が、ベースバンド処理内で観察される遙かに大きい絶対周波数シフト、位相ジッタなどにつながることを引き起こす。
【0008】
頑健性の向上および厳密な時間割当および周波数割当の緩和に対する需要は、ＯＦＭＤと調和しない。ＯＦＤＭＡアップリンクでは、デバイスが、時間オフセットおよび周波数オフセットを有する隣接周波数に割り当てられる時に、直交性が失われ、搬送波間干渉（ＩＣＩ）が生成され、全体的なシステム性能が低下する。ＯＦＤＭシンボルの方形窓の時間領域形状に起因して、副搬送波スペクトルは、比較的高いサイドローブ・レベルを有するｓｉｎｃ関数から形成される。厳密な時間整列および周波数整列を用いてのみ、ＯＦＤＭは、スペクトル副搬送波のヌルが他の副搬送波の最大値と一緒になる時に、魅力的になり得る。
【0009】
ＯＦＤＭに対する既存のマルチキャリア代替案は、減らされたスペクトル・サイドローブ・レベルで、たとえば、断片化されたスペクトル内に非同期ユーザおよび非同期動作を有するアップリンクＦＤＭＡにとって、それらの代替案をより魅力的にすることを目指す。フィルタバンクベース・マルチキャリア（ＦＢＭＣ）は、通常は複数のマルチキャリア・シンボルの長さを有する、追加の副搬送波ごとのパルス整形フィルタを使用している。これらのフィルタは、非常に強いサイドローブ抑圧を提供し、多相フィルタ・バンク内で効率的に実施され得る。ＣＰオーバーヘッドを回避することができる。長いフィルタ長に起因して、ＦＢＭＣは、後続シンボル・オーバーラップを有するが、シンボルの実部と虚部とを交互に使用することによって直交化されるオフセットＱＡＭ（ＯＱＡＭ）に関連して最もよく使用される。ＦＢＭＣの欠点は、ＯＱＡＭに起因して、たとえば、すべての種類の多入力多出力（ＭＩＭＯ）と非互換であることである。さらに、長いフィルタ長は、フィルタ「ランプアップ」時間およびフィルタ「ランプダウン」時間に起因して、短いバーストを非効率的にする。短いバーストは、エネルギ効率のよいＭＴＣにとって重要になる。ここで、別の既存のマルチキャリア信号フォーマットは、汎用周波数分割多重（ＧＦＤＭ）につながる（ｈｏｏｋ ｉｎ）。これは、副搬送波に関するパルス整形を有するＦＢＭＣに類似するが、短いバーストに関して魅力的になるために、テール・バイティング（線形畳み込みではなくフィルタを用いる巡回畳み込み）などの方法を使用する。その欠点は、オーバーラップする副搬送波であり、したがって、通常は比較的複雑な受信機である。Ｆｉｌｔｅｒｅｄ ＯＦＤＭ、したがって全帯域にわたるＯＦＤＭのフィルタリングが、既知であり、帯域外放射を減らすのに時々使用される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】Ｌｉ Ｐｉｎｇ； Ｌｉｈａｉ Ｌｉｕ； Ｌｅｕｎｇ， Ｗ． Ｋ．、「Ａ ｓｉｍｐｌｅ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｎｅａｒ−ｏｐｔｉｍａｌ ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ： ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ａｃｃｅｓｓ」、ＩＥＥＥ ＷＣＮＣ ２００３、２００３年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
ＯＦＤＭに対するより多くのマルチキャリア代替案を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0012】
さまざまな例示的な実施形態のいくつかの態様を強調し、紹介することを意図したいくつかの単純化が、次の要約で行われるが、そのような単純化は、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。当業者が発明の概念を作成し使用することを可能にするのに適当な好ましい例示的実施形態の詳細について以下に述べられる。
【0013】
諸実施形態は、本明細書全体を通じてＵｎｉｖｅｒｓａｌ Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｃａｒｒｉｅｒ（ＵＦＭＣ）と呼ばれる、新規のマルチキャリア信号フォーマットに関する受信機方式を提案する。ＵＦＭＣを、ＦＢＭＣおよびｆｉｌｔｅｒｅｄ ＯＦＤＭの一般化と解釈することができる。前者は、各副搬送波をフィルタリングし、後者は、帯域全体をフィルタリングするが、ＵＦＭＣは、複数の副搬送波のブロックをフィルタリングする。
【0014】
したがって、諸実施形態は、マルチキャリア信号（ＵＦＭＣ信号）を条件付ける送信機に対応する受信機を提供する。対応する送信機は、マルチキャリア信号の副搬送波を、前記副搬送波の第１のグループを含む第１の周波数ブロックと前記副搬送波の少なくとも第２のグループを含む少なくとも第２の周波数ブロックとにグループ化する手段を含む。この送信機は、第１の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のための第１のフィルタリング手段をさらに含む。第１のフィルタリング手段は、第１の副搬送波グループの各副搬送波上で時間的にソフトな遷移（ｓｏｆｔ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）を有する第１の周波数ブロックのマルチキャリア・シンボルを提供するように構成される。この送信機は、少なくとも第２の周波数ブロックの外の同時の別々の側波帯抑圧のための少なくとも第２のフィルタリング手段をさらに含む。第２のフィルタリング手段は、第２の副搬送波グループの各副搬送波上で時間的にソフトな遷移を有する第２の周波数ブロックのマルチキャリア・シンボルを提供するように構成される。無線通信において、側波帯は、変調プロセスの結果としての電力を含む、搬送波または中心周波数より高いまたはこれより低い周波数の帯域である。側波帯は、搬送波または中心周波数を除く、変調された信号のすべてのフーリエ成分からなる。第１の周波数ブロックの側波帯は、隣接チャネル、たとえば第２の周波数ブロックと干渉する可能性がある。第１の周波数ブロックの側波帯の、隣接するチャネルとオーバーラップする部分は、第１のフィルタリング手段によって抑圧される。同一のことが、第２の周波数ブロックの側波帯にあてはまる。
【0015】
これに対応して、受信機の実施形態は、前記（ＵＦＭＣ）マルチキャリア信号を受信するように働く。受信されたマルチキャリア信号は、第１の周波数ブロックを含む。第１の周波数ブロックは、副搬送波の第１のグループを含む。送信機では、第１の周波数ブロックは、前記第１の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第１の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタを用いてフィルタリングされている。ここで、フィルタリングされた第１の周波数ブロックは、第１の副搬送波グループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む。さらに、マルチキャリア信号は、少なくとも第２の周波数ブロックを含む。第２の周波数ブロックは、副搬送波の第２のグループを含む。送信機では、第２の周波数ブロックは、前記第２の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第２の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタを用いてフィルタリングされている。ここで、フィルタリングされた第２の周波数ブロックは、第２の副搬送波グループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む。諸実施形態では、受信機は、受信されたマルチキャリア信号内に含まれる第１のおよび少なくとも第２の周波数ブロックの逆（または逆方向）側波帯抑圧フィルタ動作を実行するように動作可能であるかそのように構成されたフィルタ・モジュールを含む。これによって、「逆」は、受信機のフィルタ・モジュールが、したがってそのインパルス応答が、送信機の第１のおよび第２の側波帯抑圧フィルタリング手段に適合されまたは整合されるようにすることと理解することができる。
【0016】
言い換えると、マルチキャリア信号のための受信機が提供される。この受信機は、マルチキャリア信号の第１の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行するように構成されたフィルタ・モジュールを含む。第１の周波数ブロックは、副搬送波の第１のグループを含む。第１の周波数ブロックは、前記第１の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第１の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタを用いてフィルタリングされている。フィルタリングされた第１の周波数ブロックは、第１のグループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む。さらに、フィルタ・モジュールは、マルチキャリア信号の少なくとも第２の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行するように構成される。第２の周波数ブロックは、副搬送波の第２のグループを含む。第２の周波数ブロックは、前記第２の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第２の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタを用いてフィルタリングされている。フィルタリングされた第２の周波数ブロックは、第２のグループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む。
【0017】
さらなる態様によれば、マルチキャリア通信システムも提供される。このシステムは、送信機を含む。この送信機は、マルチキャリア信号の副搬送波を、前記副搬送波の第１のグループを含む第１の周波数ブロックと前記副搬送波の少なくとも第２のグループを含む少なくとも第２の周波数ブロックとにグループ化する手段を含む。この送信機は、第１の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のための第１のフィルタをさらに含む。第１のフィルタは、第１のグループの各副搬送波上で時間的にソフトな遷移を有する第１の周波数ブロックのマルチキャリア・シンボルを提供するように構成される。この送信機は、少なくとも第２の周波数ブロックの外の同時の別々の側波帯抑圧のための少なくとも第２のフィルタをも含む。第２のフィルタは、第２のグループの各副搬送波上で時間的にソフトな遷移を有する第２の周波数ブロックのマルチキャリア・シンボルを提供するように構成される。このシステムは、第１のおよび少なくとも第２の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行するように構成されたフィルタ・モジュールを含む受信機をも含む。
【0018】
諸実施形態では、受信機のフィルタ・モジュールは、任意のフィルタリング・ユニット、フィルタ・ユニット、ラジオ周波数フィルタなどに対応することができる。したがって、諸実施形態では、フィルタ・モジュールは、第１の周波数ブロックと少なくとも第２の周波数ブロックとを含む受信されたマルチキャリア信号またはその一部の入力と、フィルタ特性を用いて信号をフィルタリングし、それぞれ第１の周波数ブロックと少なくとも第２の周波数ブロックとの周波数位置に適合されるアルゴリズムと、フィルタリングされた信号の出力とを含むことができる。いくつかの実施形態では、フィルタ・モジュールは、コンピュータ・プログラムおよび／またはＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、もしくは任意の他のプロセッサなど、コンピュータ・プログラムがその上で実行されるハードウェア・コンポーネントに関して実施され得る。
【0019】
１つまたは複数の実施形態では、受信機のフィルタ・モジュールは、１つまたは複数の線形フィルタを含むことができる。線形フィルタは、線形性の制約の対象となる出力信号を作るために、時間変動する入力信号を処理する。これによって、受信機の１つまたは複数の線形フィルタは、ＵＦＭＣ送信機と受信機との間の伝送チャネルに依存することができる。諸実施形態では、伝送チャネルは、送信機でマルチキャリア信号を入手するために実行される１つまたは複数の逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）と、第１の周波数ブロックおよび／または少なくとも第２の周波数ブロックに関する送信機の１つまたは複数の側波帯抑圧フィルタと、送信機と受信機との間の物理通信チャネルとの連結に対応することができる。諸実施形態では、物理通信チャネルは、たとえば、無線フェージング・チャネルとすることができる。１つまたは複数の線形フィルタを、１つまたは複数のフィルタ係数行列によって表すことができ、このフィルタ係数行列を、マルチキャリア信号を表す受信信号ベクトルに適用することができる。
【0020】
たとえば、１つまたは複数の線形フィルタは、整合フィルタ、ゼロフォーシング（ＺＦ）フィルタ（Ｚｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ）、および最小平均二乗誤差（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅｄ Ｅｒｒｏｒ、ＭＭＳＥ）フィルタからなる群のうちの１つとすることができる。信号処理において、整合フィルタは、未知の信号内のテンプレートの存在を検出するために既知の信号またはテンプレートを未知の信号（受信されたマルチキャリア信号）と相関させることによって入手される。これは、テンプレートの共役時間反転版（すなわち、側波帯抑圧フィルタ）を用いて未知の信号を畳み込むことと同等である。ゼロフォーシング・フィルタは、伝送チャネルの周波数応答の逆数を適用する、通信システム内で使用される線形フィルタ・アルゴリズムの１つの形を指す。ＭＭＳＥフィルタは、エスティメータ品質の共通尺度である従属変数のあてはめられた値の平均二乗誤差（ＭＳＥ）を最小にする。
【0021】
オプションで、受信機のフィルタ・モジュールは、（受信されたマルチキャリア信号および）第１の送信信号の複数のフィルタリングされた仮説に基づいて、第１の周波数ブロックの第１の送信信号を検出し、かつ／または（受信されたマルチキャリア信号および）第２の送信信号の複数のフィルタリングされた仮説に基づいて、第２の周波数ブロックの第２の送信信号を検出するために、非線形最尤（ＭＬ）検出器に結合されまたはその中に含まれ得る。ここでは、第１の周波数ブロックおよび／または第２の周波数ブロックの側波帯抑圧フィルタのエッジのしゅん度に依存して、関心のある（ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）周波数ブロックに隣接する副搬送波に属する信号のフィルタリングされた仮説をも考慮することができる。
【0022】
いくつかの実施形態では、非線形最尤検出器は、受信機の複雑さを減らすために、受信されたマルチキャリア信号の異なる「逆」または「逆方向」側波帯抑圧フィルタリングされた周波数ブロックに連続して作用するように構成され得る。
【0023】
１つまたは複数の実施形態では、受信機は受信されたマルチキャリア信号を時間領域から周波数領域に変換するように構成されたフーリエ変換モジュールを含むことができる。諸実施形態では、フーリエ変換モジュールは、任意の実施ユニット、実行ユニット、処理ユニットなどに対応することができる。したがって、諸実施形態では、フーリエ変換モジュールは、第１の周波数ブロックおよび少なくとも第２の周波数ブロックを含む受信された時間領域マルチキャリア信号の入力と、フーリエ変換を実行するアルゴリズムと、周波数領域信号の出力とを含むことができる。いくつかの実施形態では、フーリエ変換の実行を、コンピュータ・プログラムと、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、または任意の他のプロセッサなど、コンピュータ・プログラムがその上で実行されるハードウェア・コンポーネントとに関して実施することができる。
【0024】
したがって、受信機のフィルタ・モジュールは、周波数領域で第１のおよび少なくとも第２の周波数ブロックに関する逆側波帯抑圧フィルタ動作（または少なくともその一部）を実行するように構成され得る。そのために、受信機は、長さＮ＋Ｌ−１の受信された時間領域マルチキャリア信号ベクトルにＮ−Ｌ＋１個の０を付加するように構成され得、Ｎは、マルチキャリア信号の送信機で実行される逆離散フーリエ変換（ＤＦＴ）の長さを表し、Ｌは、送信機の側波帯抑圧フィルタの長さを表す。諸実施形態では、受信機のフーリエ変換モジュールは、２Ｎの長さに対応する付加された時間領域マルチキャリア信号ベクトルに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行し、高速フーリエ変換の後に、入手された周波数領域信号ベクトルの２つおきのサンプルを破棄するように構成され得る。
【0025】
オプションで、受信機のフィルタ・モジュールは、周波数領域内で、副搬送波ごとに、送信機と受信機との間の全体的な伝送チャネルを等化する、副搬送波ごとの等化フィルタを含むことができる。全体的な伝送チャネルは、それぞれの周波数ブロックまたは副搬送波ブロックの（送信側）側波帯抑圧フィルタ動作と、送信機と受信機との間のそれぞれの副搬送波の物理通信チャネルとの連結に対応することができる。
【0026】
いくつかの実施形態では、受信機のフィルタ・モジュールは、第１のおよび第２のフィルタリングされたマルチキャリア信号を入手するために、時間領域での前記第１の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作に従い、少なくとも第２の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作に従って、受信されたマルチキャリア信号を別々にフィルタリングするように構成され得る。受信機は、さらなる処理のために、第１のおよび第２のフィルタリングされたマルチキャリア信号を周波数領域に別々に変換し、関心のあるそれぞれの周波数ブロックの外の副搬送波を破棄するように構成されたフーリエ変換モジュールを含むことができる。
【0027】
オプションで、受信機は、第１のおよび／または少なくとも第２の周波数ブロックに関する逆側波帯抑圧フィルタ動作を（少なくとも部分的に）実行する前に、時間領域において受信されたマルチキャリア信号に窓関数を適用するように動作可能であるかそのように構成された干渉抑圧モジュールを含むことができる。これによって、窓関数を、ある選択された区間の外で０の値を有する数学関数と理解することができる。たとえば、その区間の内部で一定であり、他所で０である関数は、方形窓と呼ばれる。別の関数または波形／データシーケンスが窓関数によって乗算される時に、その積は、やはり区間の外で０の値を有し、残されるものすべては、オーバーラップする部分すなわち「窓を通した眺め」である。通常の応用例では、使用される窓関数は、非負の滑らかな「釣鐘状の」曲線であるが、長方形、三角形、および他の関数を使用することもできる。
【0028】
１つまたは複数の実施形態では、受信機は、隣接周波数帯のマルチキャリア信号（またはその一部）に対応する送信信号を推定し、関心のある周波数帯でのマルチキャリア信号（またはその一部）内での干渉除去に推定された信号を使用するように動作可能であるかそのように構成された干渉除去モジュールを含むことができる。そのような実施形態では、たとえば、マルチユーザ検出（Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ、ＭＵＤ）技法を使用することができる。
【0029】
オプションで、受信機は、受信されフィルタリングされた第１のおよび第２の周波数ブロック内の複数の信号レイヤを復号する手段を含むことができる。これによって、複数の信号レイヤは、ＵＦＭＣマルチキャリア信号の第１のおよび／または第２の周波数ブロックの副搬送波内で使用される異なる符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）レイヤまたはインターリーブ分割多元接続（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、ＩＤＭＡ）レイヤに対応することができる。
【0030】
いくつかの実施形態では、受信機は、送信機と受信機との間の物理通信チャネルの副搬送波固有推定値を判定するように動作可能またはそのように構成されたチャネル・エスティメータを含むことができる。副搬送波固有チャネル推定値は、マルチキャリア信号内に含まれる１つまたは複数の既知のパイロット信号のフーリエ変換に基づき、それぞれの副搬送波を含む周波数ブロックの側波帯抑圧フィルタに基づいて、判定され得る。したがって、チャネル推定に関して、１つの考え方は、受信信号の周波数領域表現を見つけ、パイロット・シンボル振幅に加えてＵＦＭＣフィルタ周波数応答を補償し、たとえばＯＦＤＭから既知のすべての入手可能なチャネル・エスティメータ系列を用いてこの第１の生のチャネル推定値を処理することである。
【0031】
さらなる態様によれば、諸実施形態は、（ＵＦＭＣ）マルチキャリア信号を受信する方法をも提供する。マルチキャリア信号は、副搬送波の第１のグループを含む第１の周波数ブロックを含み、第１の周波数ブロックは、前記第１の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第１の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタを用いてフィルタリングされる。さらに、マルチキャリア信号は、副搬送波の少なくとも第２のグループを含む少なくとも第２の周波数ブロックを含み、第２の周波数ブロックは、前記第２の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第２の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタを用いてフィルタリングされる。この方法は、第１のおよび少なくとも第２の周波数ブロックに関して少なくとも部分的に逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行するステップを含む。
【0032】
言い換えると、この方法は、マルチキャリア信号の第１の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行するステップを含む。第１の周波数ブロックは、副搬送波の第１のグループを含む。第１の周波数ブロックは、前記第１の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第１の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタを用いてフィルタリングされている。フィルタリングされた第１の周波数ブロックは、第１のグループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む。さらに、この方法は、マルチキャリア信号の少なくとも第２の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行するステップを含む。第２の周波数ブロックは、副搬送波の少なくとも第２のグループを含む。第２の周波数ブロックは、前記第２の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第２の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタを用いてフィルタリングされている。フィルタリングされた第２の周波数ブロックは、第２のグループの各副搬送波上の時間的にソフトな遷移を有するマルチキャリア・シンボルを含む。
【0033】
いくつかの実施形態は、それぞれの方法を実行するために送信機／受信機内に設置されたデジタル回路網を含む。そのようなデジタル制御回路網、たとえばデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または汎用プロセッサは、しかるべくプログラムされることを必要とする。したがって、さらなる実施形態は、コンピュータ・プログラムがコンピュータまたはプログラマブル・ハードウェア・デバイス上で実行される時に、この方法の実施形態を実行するプログラム・コードを有するコンピュータ・プログラムをも提供する。
【0034】
したがって、諸実施形態は、ＵＦＭＣ信号を復調するための複数の異なる柔軟でスケーラブルな受信機チェーン実現を提供する。これらの受信機チェーン（その副変形を伴う）は、ＵＦＭＣ信号受信に関する多数の魅力的な手法を包含することができる。これによって、提案される受信機は、線形および非線形の純時間領域処理を含む。その複雑さは、少数の副搬送波に関してそれらを特に魅力的にする。諸実施形態は、純周波数領域受信機処理をも提供し、この処理は、ＯＦＤＭとほぼ同程度に低い複雑さを達成することができる。さらに、諸実施形態は、時間領域処理とそれに続く周波数領域処理とを含み、これは、複雑さの穏当な増加を伴って、純周波数領域処理と比較して追加の性能利益を提供することができる。
【0035】
装置および／または方法のいくつかの実施形態を、例としてのみ、添付図面を参照して以下で説明する。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】例示的なＵＦＭＣ送信機を示すブロック図である。
【図2a】ＯＦＤＭおよびＵＦＭＣの単一の周波数ブロックに関連するスペクトルの比較を示す図である。
【図2b】ＵＦＭＣと比較した、ＵＦＭＣの性能結果を示す図である。
【図3】ＵＦＭＣ通信システムを示す概略ブロック図である。
【図4】線形ＵＦＭＣ受信機を示す概略ブロック図である。
【図5】周波数領域ＵＦＭＣ受信機を示す概略ブロック図である。
【図6】時間領域前処理を用いる周波数領域ＵＦＭＣ受信機を示す概略ブロック図である。
【図7】時間領域前処理を用いるサブバンド固有周波数領域ＵＦＭＣ受信機を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
さまざまな例の実施形態を、これから、いくつかの例の実施形態が示された添付図面を参照してより十分に説明する。図面では、線、層、および／または領域の厚さが、明瞭さのために誇張されている場合がある。
【0038】
したがって、例の実施形態は、さまざまな変更および代替の形が可能であるが、その実施形態が、例として図面に示され、本明細書で詳細に説明される。しかし、例の実施形態を開示される特定の形態に限定することは意図されておらず、逆に、例の実施形態は、本発明の範囲に含まれるすべての修正形態、同等物、および代替物を包含しなければならないことを理解されたい。同様の符号は、図面の説明全体を通じて同様のまたは類似する要素を指す。
【0039】
ある要素が、別の要素に「接続される」または「結合される」と言われる時に、その要素を別の要素に直接に接続しまたは結合することができ、あるいは介在する要素が存在してもよいことを理解されたい。対照的に、ある要素が、別の要素に「直接に接続される」または「直接に結合される」と言われる時には、介在する要素は存在しない。要素の間の関係を説明するのに使用される他の単語は、同様の形で解釈されなければならない（たとえば、「間に」対「直接に間に」、「隣接する」対「直接に隣接する」など）。
【0040】
本明細書で使用される用語法は、特定の実施形態を説明するためのみのものであって、例の実施形態を限定することは意図されていない。本明細書で使用される時に、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈がそうではないことを明瞭に示さない限り、複数形をも含むことが意図されている。さらに、用語「含む」（「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、および／または「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」）は、本明細書で使用される時に、述べられる特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはその群の存在または追加を除外しないことを理解されたい。
【0041】
他の形で定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、例の実施形態が属する技術の当業者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。さらに、用語、たとえば一般に使用される辞書で定義される用語は、関連技術の文脈における意味と一貫する意味を有すると解釈されなければならず、本明細書で定義されない限り、理想化された意味または過度に形式的な意味で解釈されてはならないことを理解されたい。
【0042】
図１は、一実施形態によるＵＦＭＣマルチキャリア信号を条件付ける例示的な送信機１００のブロック図を示す。
【0043】
例示的なＵＦＭＣ送信機１００は、周波数ブロックに関するＩＤＦＴ（ＩＤＦＴ＝逆離散フーリエ変換）の特徴がある。すなわち、データ・シンボルｄｉ，ｊ（ｉ＝１…ｐ；ｊ＝１…ｎ）は、それぞれがｎ個の副搬送波を含むｐ個のグループ（または周波数ブロック）に変調される。周波数ブロック（サブバンドとも称する）ごとの副搬送波の個数が、お互いから逸脱し得ることに留意されたい。各周波数ブロックｉは、周波数ブロック固有ＩＤＦＴモジュール１０２−１、１０２−２、…、１０２−ｐによって周波数領域から時間領域に変換されて、ｐ個の時間領域信号１０４−１、１０４−２、…、１０４−ｐが入手され、時間領域信号１０４−１、１０４−２、…、１０４−ｐは、その後、周波数ブロック固有サイドローブ抑圧（帯域）フィルタ１０６−１、１０６−２、…、１０６−ｐによって個別にフィルタリングされる。フィルタリングされた時間領域信号１０８−１、１０８−２、…、１０８−ｐは、その後、ＵＦＭＣマルチキャリア信号１０９に組み合わされ、ベースバンドからラジオ周波数（ＲＦ）領域に変換される。図１に示された処理ユニットにまたがる処理機能の分割が、クリティカルではなく、当業者によって理解され得るように、処理ユニットの個数、処理機能の個数、および処理ユニットへの処理機能の割振りを、実施形態の範囲から逸脱せずに変更できることに留意されたい。
【0044】
例示的な送信機１００の処理機能を、処理ユニット１０２−１、１０２−２、…、１０２−ｐの第１のグループと、帯域フィルタ１０６−１、１０６−２、…、１０６−ｐの第２のグループとに分割することができる。送信される複素数値時間領域信号ベクトルＸの数学的記述を、たとえば次式によって与えることができ、【数1】
ｐ：周波数ブロックの個数（ＬＴＥ ＰＲＢの個数など）、
Ｆｉ：周波数ブロックの個数ｉをフィルタリングするための帯域ＦＩＲフィルタ（ＦＩＲ＝有限インパルス応答）を含む、周波数ブロックの個数ｉに関するいわゆるテプリッツ行列、
Ｖｉ：ＩＤＦＴを適用し、たとえばシヌソイド副搬送波にデータ・シンボル行列ｄｉをマッピングするための、周波数ブロックの個数ｉに関する複素数値の行列、
ｄｉ：ｐ個の周波数ブロック（サブバンド）の個数ｉに関するデータ・シンボル・ベクトル。
【0045】
図１によれば、ｎ１個のデータ・シンボルｄ１，ｊ（ｊ＝１…ｎ１）を含む第１のデータ・シンボル・ベクトルｄ１が、第１のシンボル・ベクトルｄ１に第１のＩＤＦＴを実行するために、ＩＤＦＴ処理ユニット１０２−１、１０２−２、…、１０２−ｐのグループの第１のＩＤＦＴ処理ユニット１０２−１に適用される。ＩＤＦＴは、長さおよび位相回転に関してそれぞれのＩＤＦＴベクトルを適当に選択することによる補間およびアップコンバージョンを含むことができる。ＩＤＦＴ処理ユニット１０２−１は、第１の時間領域信号１０４−１を生成し、この第１の時間領域信号１０４−１は、第１の周波数ブロックを形成する複数の副搬送波を含む。ＩＤＦＴは、ｎ１×Ｎの次元を有することができ、ｎ１は、第１の周波数ブロックの変調される副搬送波の個数であり、Ｎは、事前に定義された周波数範囲全体が副搬送波によって占有される時の、事前に定義された副搬送波距離に関して事前に定義された周波数範囲（帯）全体に理論的にあてはまる副搬送波の総数と等しい。同一の形で、データ・シンボル・ベクトルｄ２、…、ｄｐを、補間およびアップコンバージョンを含むさらなるＩＤＦＴを実行するため、およびそれぞれが副搬送波の周波数ブロックを含むさらなる時間領域信号１０４−２、…、１０４−ｐを生成するために、対応するさらなるＩＤＦＴ処理ユニット１０２−２、…、１０２−ｐに適用することができる。処理ユニット１０２−１、１０２−２、…、１０２−ｐは、サブバンドまたはサブバンドの部分集合とすることができる周波数ブロックごとに別々の逆フーリエ変換を可能にする。すなわち、ｉでインデクシングされる周波数ブロックまたはサブバンドごとに、ｎｉ個の複素直角位相振幅変調（ＱＡＭ）データ・シンボルｄｉ，ｊ（ｉ＝１…ｐ；ｊ＝１…ｎｉ）を、ＩＤＦＴ行列Ｖｉを使用して時間領域に変換することができる。これによって、Ｖｉは、次元Ｎｘｎｉであるものとすることができ、使用可能な周波数範囲全体の中のそれぞれのサブバンド位置に従う逆フーリエ行列の関連する列を含む。
【0046】
第１の時間領域信号１０４−１は、帯域フィルタ１０６−１、１０６−２、…、１０６−ｐのグループの第１の帯域フィルタ１０６−１に供給され、第１の帯域フィルタ１０６−１は、ｎ１個の副搬送波を含む第１の周波数ブロックまたは第１の副搬送波ブロックに対応する第１のフィルタリングされた時間領域信号１０８−１を生成する。第１の帯域フィルタ１０６−１の帯域幅は、第１の帯域フィルタ１０６−１が第１の周波数ブロックの周波数範囲の外のすべての周波数成分をブロックし、減衰させることができるようにするために適合され得る。同様の形で、さらなる時間領域信号１０４−２、…、１０４−ｐが、さらなるフィルタリングされた時間領域信号１０８−２、…、１０８−ｐを生成するために対応するさらなる帯域フィルタ１０６−２、…、１０６−ｐに供給され得る。帯域フィルタ１０６−ｉ（ｉ＝１、…、ｐ）を、それぞれ、それぞれのフィルタ・インパルス応答から構成され、畳み込みを可能にする、次元（Ｎ＋Ｎｆｉｌｔｅｒ−１）ｘＮを有するテプリッツ行列Ｆｉによって表すことができる。
【0047】
フィルタリングされた時間領域信号１０８−１、１０８−２、…、１０８−ｐを、組み合わされたフィルタリングされた時間領域信号１０８−２、…、１０８−ｐのベースバンドからＲＦへの変換を実行するように構成され得るバック・エンド処理ユニット１１０に供給することができる。
【0048】
ＵＦＭＣ送信信号は、フィルタが、式（１）に従ってソフト・エネルギ・ランプアップおよびソフト・エネルギ・ランプダウンを有するマルチキャリア・シンボルを生成するという点で、時間領域特性を有する。後続のマルチキャリア・シンボルは、やはりランプアップから始まり、ランプダウンで終わる。したがって、ＯＦＤＭＡシステムの各副搬送波上の方形パルスは、フィルタが時間領域でより短い長さを有し、その結果、より短いシンボル・レートを有することにつながる、ソフトな遷移を有するパルスによって置換される。ＵＦＭＣの周波数ブロックに関するフィルタリングは、追加の柔軟性を生じ、ＦＢＭＣの欠点を回避するのに使用され得る。副搬送波のブロック（たとえば、ＬＴＥ用語法では「物理リソース・ブロック」または「サブバンド」）ごとのフィルタリングは、通過帯域内でＦＢＭＣよりスペクトル的に幅広く、したがって時間的により短い帯域フィルタ１０６−ｉ（ｉ＝１、…、ｐ）をもたらすことができる。この短縮された時間を使用して、たとえばＯＦＤＭサイクリック・プレフィックス（ＣＰ）程度に、フィルタ長を戻すことができる。短いバーストは、断片化された帯域での動作と同様に、それを用いてよくサポートされ得る。サイドローブ抑圧は、今や、副搬送波間よりもリソース（周波数）ブロック間で働く。時間領域でのフィルタ・ランプアップおよびフィルタ・ランプダウンは、シンボル間干渉（ＩＳＩ）に対する固有のソフト・プロテクション（ｓｏｆｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）ならびにたとえばＡＴＡに完全には時間整列されない多元接続ユーザをサポートするための頑健性を有するシンボル形状を提供することができる。
【0049】
図２ａに、ＯＦＤＭ（符号２０２を参照されたい）と提案されるＵＦＭＣ信号フォーマット（符号２０４を参照されたい）との間の単一の物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）または周波数ブロックの比較を示す。サイドローブ・レベルの削減が、明白である。
【0050】
図２ｂに、異なるユーザの間の異なるタイミング・オフセットの下での、サイクリック・プレフィックス（ＣＰ）付きおよびＣＰなしのＯＦＤＭとのＵＦＭＣの比較の性能結果を示す。ＡＷＧＮチャネルでの、２ユーザ隣接チャネル干渉シナリオが示されている。具体的には、図２ｂは、サンプル単位の隣接ユーザ時間遅れの関数として１０−３の４位相偏移変調（ＱＰＳＫ）シンボル・エラー・レートを達成するのに必要なＥｂ／Ｎ０を示す。フィルタ１０６−ｉ（ｉ＝１、…、ｐ）の選択されたＵＦＭＣフィルタ長は、ＣＰと同一である。マルチキャリア・シンボル持続時間は、１２８サンプル（それぞれ、＋ＣＰ（０または１５）およびフィルタ長−１（１５））に対応する。ＣＦＯは、副搬送波間隔に対して正規化されている。通信システムの当業者は、ＵＦＭＣが、ガード・バンドを減らす可能性と受信機内で後に破棄されるＣＰの使用を回避する可能性とに起因して、ＯＦＤＭよりスペクトル効率が良い可能性があることを了解する。
【0051】
以下では、ＵＦＭＣ概念に従ってフィルタリングされた周波数ブロックまたはサブバンドを用いてマルチキャリア信号を受信するいくつかの例示的な受信機構造を、より詳細に説明する。
【0052】
図３に、ＵＦＭＣ信号ｘの送信機１００と対応する受信機３１０とを含む通信システム３００を概略的に示す。
【0053】
フィルタリングされた周波数ブロックまたは副搬送波ブロックを含む送信されたＵＦＭＣ信号ｘは、いくつかの実施形態で無線フェージング・チャネルとすることができる物理通信チャネル３０５を介して送信機１００から受信機３１０へ移動する。物理通信チャネル３０５は、マルチキャリア信号ｘの周波数ブロックまたはサブバンドごとに複素数値のフェージング係数と加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）項とを含む複素数値の行列Ｈとしてモデル化され得る。上で説明したように、マルチキャリア信号ｘは、副搬送波の第１のグループを含む第１の周波数ブロックを含み、第１の周波数ブロックは、前記第１の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第１の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタ１０６−１を用いてフィルタリングされている。さらに、マルチキャリア信号は、副搬送波の少なくとも第２のグループを含む少なくとも第２の周波数ブロックを含み、第２の周波数ブロックは、前記第２の周波数ブロックの外の側波帯抑圧のために第２の周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタ１０６−ｉ（ｉ＝２、…ｐ）を用いてフィルタリングされている。
【0054】
諸実施形態によれば、マルチキャリア信号ｘの受信機３１０は、受信されたマルチキャリア信号によって含まれる第１のおよび少なくとも第２の周波数ブロックの逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行するように動作可能なフィルタ・モジュール３２０を含む。ここで、表現「逆」は、周波数ブロック固有の側波帯抑圧フィルタ１０６−ｉ（ｉ＝１、…、ｐ）の送信フィルタ動作に少なくとも部分的に適合されまたは一致された受信フィルタ動作と理解することができる。
【0055】
前述の式（１）を、次の定義によって、和を伴わずに書き直すことができる。【数2】
【数3】
【数4】
【数5】
【0056】
ＵＦＭＣ受信機３１０のさまざまな実施形態が可能であり、これを、下でより詳細に説明する。
【0057】
第１の例示的な実施形態によれば、受信機のフィルタ・モジュール３２０は、線形フィルタを含む。結果の線形時間領域受信機３１０またはそのフィルタ・モジュール３２０は、データ・シンボル推定値を入手するために時間領域受信ベクトルｙにフィルタ重み行列Ｗを適用することができる。数学的には、これを【数6】
【0058】
フィルタ重み行列Ｗは、システム帯域幅内の可能な副搬送波の量Ｎに対応する複数の行を有することができ、（逆）フーリエ変換の長さと送信側波帯抑圧フィルタ長との和に対応する複数の列を有することができる。諸実施形態では、線形フィルタＷは、送信機１００と受信機３１０との間の伝送チャネル全体に依存することができる。伝送チャネル全体は、送信機１００のそれぞれのＩＤＦＴ １０２−１、１０２−２、…１０２−ｐと、第１のおよび／または少なくとも第２の周波数ブロックに関する送信機でのそれぞれの側波帯抑圧フィルタ１０６−１、１０６−２、…、１０６−ｐと、ＵＦＭＣ送信機１００とＵＦＭＣ受信機３１０との間の物理通信３０５チャネルとの連結に対応することができる。
【0059】
いくつかの実施形態では、受信機の線形フィルタ行列Ｗを、整合フィルタ（ＭＦ）行列とすることができる。このＭＦ行列を【数7】
【0060】
図４に概略的に示されているように、式（５）によって表される受信機の線形フィルタ動作を、チャネル整合３２２、逆副搬送波ブロックフィルタリング３２４、およびＤＦＴ逆拡散３２６の連結とみなすことができる。
【0061】
その代わりに、いくつかの実施形態では、受信機のフィルタ行列Ｗを、ゼロフォーシング（ＺＦ）フィルタ行列とすることができる。ＺＦフィルタを、【数8】
【0062】
その代わりに、いくつかの実施形態では、受信機のフィルタ行列Ｗを、ＭＭＳＥ／ウィーナ・フィルタ行列とすることができる。ＭＭＳＥフィルタを、【数9】
【0063】
受信機３１０のさらなる実施形態は、非線形時間領域受信機をも含む。そのような実施形態では、フィルタ・モジュール３２０を、非線形最尤（ＭＬ）検出器に結合し、またはこれに含めることができる。ここで、ＭＬ検出器は、第１の送信信号の複数のフィルタリングされた仮説に基づいて、第１の周波数ブロックの第１の送信信号ｄ１を検出することができる。同様に、ＭＬ検出器は、第２の送信信号の複数のフィルタリングされた仮説に基づいて、少なくとも第２の周波数ブロックの第２の送信信号ｄ２を検出することができる。すなわち、非線形時間領域受信機３１０は、ｋによってインデクシングされ、異なる副搬送波にマッピングされたすべての可能なシンボル仮説【数10】
【数11】
【数12】
【0064】
副搬送波の個数に依存して、式（８）による非線形時間領域受信機は、非常に複雑になる可能性がある。したがって、いくつかの実施形態では、非線形時間領域受信機は、サブバンドに関して動作することができる。すなわち、非線形最尤検出器を、受信されたマルチキャリア信号ｙの逆側波帯抑圧フィルタリングされた異なる周波数ブロックに連続して作用するように構成することができる。検索空間の次元を、適当なプレフィルタリングによって減らすことができる。このプレフィルタリングは、反転された共役フィルタ・インパルス応答を用いる畳み込み、すなわち、ＵＦＭＣのそれぞれのサブバンドごとの帯域フィルタ１０６−ｉ（ｉ＝１、…、ｐ）に整合され得る線形畳み込みを実行するテプリッツ行列Ｇによって記述されるフィルタを適用することによって実行され得る。可読性のために、Ｇに記述されるインデックスがないが、これが、サブバンドごとに変化する、サブバンドに個別のフィルタであることに留意されたい。たとえば、第１の周波数ブロックまたはサブバンドに関して、Ｇは、Ｆ１Ｈに対応することができ、第２のサブバンドに関して、Ｇは、Ｆ２Ｈに対応することができるなどである。
【0065】
図２ａにプロットされたスペクトル２０４からわかるように、サイドローブ・レベルは、ＵＦＭＣに関してすばやく減少する。したがって、検索に関して、我々は、考慮される（サブ）バンドｋの両側の２〜３個の隣接する副搬送波について、関心のあるサブバンドｋ内の可能なシンボル・コンステレーションを評価するだけでよい。仮説は、【数13】
【数14】
【0066】
１つまたは複数の実施形態では、受信機３１０は、さらにまたはその代わりに、受信されたマルチキャリア信号ｙ（たとえば、１つのシンボル期間に対応する）を時間領域から周波数領域に変換するように構成されたフーリエ変換モジュールを含むことができる。すなわち、１つまたは複数の実施形態では、受信フィルタリングを含む受信機処理を、周波数領域で実行することができる。したがって、フィルタ・モジュール３２０を、第１のおよび少なくとも第２の周波数ブロックまたは副搬送波ブロックに関する逆側波帯抑圧フィルタ動作の少なくとも一部を周波数領域で実行するように構成することができる。いくつかの実施形態では、フーリエ変換モジュールを、図５を参照して以下で説明されるように、受信されたマルチキャリア信号ｙに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を適用するように動作可能とすることができる。
【0067】
２のべきを有するＦＦＴを適用するために、式（３）による受信ベクトルｙに、全長において２の次のべきに達するまで０を付加し、ｙｐａｄをもたらすことができる。たとえば、Ｌ＝８０のサブバンドフィルタ長を有するＮ＝１０２４サンプルＩＤＦＴを有する受信されたＵＦＭＣ信号は、Ｎ＋Ｌ−１＝１１０３時間サンプルの総マルチキャリア・シンボル持続時間を有する。２の次のべきは、２０４８である。したがって、０を有する２０４８−１１０３＝９４５個のサンプルをｙに付加して、ｙｐａｄを入手することができる。これを、ブロック４０２によって行うことができる。次に、ｙｐａｄを、ＦＦＴモジュール４０４によって、Ｙｄｏｕｂｌｅ＝ＦＦＴ（Ｙｐａｄ） （１０）
に従って周波数領域に転送することができる。結果の周波数領域ベクトルＹｄｏｕｂｌｅは、要求されるものの２倍の個数の周波数サンプル点を有する。したがって、モジュール４０６の出力で周波数応答Ｙｓｉｎｇｌｅを入手するために、Ｙｄｏｕｂｌｅの各第２のサンプル点を、ブロック４０６で破棄することができる。したがって、受信機３１０は、長さＮ＋Ｌ−１の受信された時間領域マルチキャリア信号ベクトルｙにＮ−Ｌ＋１個の０を付加するように構成され得、Ｎは、マルチキャリア信号の送信機１００で実行される逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）の長さであり、Ｌは、送信機１００の側波帯抑圧フィルタ１０６の長さである。受信機のフーリエ変換モジュール４０４は、２Ｎの長さに対応する付加された時間領域マルチキャリア信号ベクトルｙｐａｄに対してＦＦＴを実行するように構成され得る。ＦＦＴ ４０４の後に、入手された周波数領域信号ベクトルＹｄｏｕｂｌｅの２つおきのサンプルを、破棄することができる。
【0068】
ここで、これらの処理ステップの後に、副搬送波ごとのスカラ等化器４０８を適用し、等化ベクトルｑと周波数応答ベクトルＹｓｉｎｇｌｅとの要素に関する乗算【数15】
【0069】
図６および図７に概略的に示された１つまたは複数の実施形態では、追加の時間領域前処理６０２を、周波数領域処理と組み合わせることができる。たとえば、（副）搬送波周波数オフセットによって引き起こされる位相回転を、まずモジュール６０２によって時間領域で、たとえば共役位相係数推定値の要素に関する乗算によって事前に補償することができる。図６に示された以下の処理ステップまたはモジュールは、図５の実施形態に対応する。
【0070】
図７に、後続のサブバンドごとの処理を有する一実施形態を概略的に示す。ここで、全般的な時間領域前処理６０２（たとえば、位相オフセット補償）の後に、サブバンドごとの受信フィルタリング７０２−１、７０２−２、…、７０２−ｐを、たとえば整合フィルタＧｉ（ｉ＝１、２、…、ｐ）を使用することによって、時間領域で適用することができる。たとえば、第１の周波数ブロックまたはサブバンドについて、フィルタＧ１（７０２−１）は、Ｆ１Ｈに対応することができ、第２のサブバンドについて、Ｇ２（７０２−２）は、Ｆ２Ｈに対応することができるなどである。したがって、フィルタ・モジュール３２０は、第１のおよび第２のフィルタリングされたマルチキャリア信号７０３−１、７０３−２、…、７０３−ｐを入手するために、時間領域において、第１の周波数ブロックに関する逆側波帯抑圧フィルタ動作（Ｆ１Ｈ）に従い、少なくとも第２の周波数ブロック（Ｆ２Ｈ）に従って、受信されたマルチキャリア信号を別々にフィルタリングするように構成され得る。特定のサブバンドまたは周波数ブロックｉのフィルタ出力Ｇｉｙについて、複数の処理オプションがある。
【0071】
一実施形態では、２の次のべきに達するまで、特定のサブバンドのフィルタ出力７０３−１、７０３−２、…、７０３−ｐに０をパディングすることができる。これは、上ですでに説明したように、ベクトルＧｉｙｐａｄをもたらす。次に、ＦＦＴモジュールによって、Ｇｉｙｐａｄを周波数領域に転送することができる。【数16】
【数17】
【数18】
【数19】
【数20】
【数21】
【0072】
他の実施形態では、結果【数22】
【0073】
いくつかの実施形態によれば、サブバンド固有受信フィルタＧｉ（ｉ＝１、２、…、ｐ）は、さらに、ダウンサンプリングを含むことができ、Ｇｉ，ｄｏｗｎ（ｉ＝１、２、…、ｐ）になり、ここで、ダウンサンプリング・レートは、エイリアシングを防ぐために、送信ＵＦＭＣフィルタ１０６−ｉ（ｉ＝１、２、…、ｐ）のフィルタ・スロープに合わせて調整され得る。特定の周波数ブロックまたはサブバンドｉ＝１、２、…、ｐに関して、ダウンサンプリングされたシーケンスＧｉ，ｄｏｗｎｙｐａｄを、ＦＦＴを用いて処理することができる。【数23】
【0074】
受信されたＵＦＭＣマルチキャリア信号ｙは、搬送波間干渉（ＩＣＩ）および／またはシンボル間干渉（ＩＳＩ）に悩まされる可能性がある。これは、たとえば、２つのユーザが隣接する帯域内で受信されるが、そのタイミングが正確には整列されない時に発生し得る。この場合に、隣接周波数からの（副）搬送波が、お互いに漏話する。この場合に、受信機３１０は、第１のおよび／または少なくとも第２の周波数ブロックに関する逆側波帯抑圧フィルタ動作を実行する前に、時間領域において受信されたマルチキャリア信号ベクトルｙに窓関数を適用するように動作可能な干渉抑圧モジュールを含むことができる。時間領域受信信号ベクトルｙ（たとえば、マルチキャリア・シンボルに対応する）に重み付け窓を適用することによって、すなわち、たとえばシンボル・エッジでの滑らかな振幅減少につながる窓との受信信号の要素に関する乗算によって、効果が２倍になる。・干渉電力を減らすことができ、
・単一の副搬送波が窓の周波数応答を用いて畳み込まれるので、自己干渉が増加し得る。
したがって、シンボルの誤整列に起因してもたらされる干渉が、ウィンドウイングによってもたらされる自己干渉を超えるや否や、窓関数を適用することができる。
【0075】
説明したように、受信されたＵＦＭＣマルチキャリア信号ｙは、２つのユーザが隣接帯域内で受信されるが、そのタイミングが正確には整列されない時に、ＩＣＩに悩まされる可能性がある。この場合に、隣接する周波数からの（副）搬送波は、お互いに漏話する。この影響は、ＯＦＤＭと比較して、ＵＦＭＣのサイドローブ・レベルが遙かにより低いので、周波数においてどちらかといえば局所化されている。したがって、いくつかの実施形態による受信機３１０は、搬送波間干渉を除去するために、これらの干渉する帯域からのシンボルを推定し、干渉除去（並列または直列）を実行することができる。すなわち、受信機３１０は、隣接周波数帯のマルチキャリア信号に対応する送信信号を推定し、関心のあるマルチキャリア信号内での干渉除去に推定された信号を使用するように動作可能な干渉除去モジュールを含むことができる。そのために、周知の並列または直列のマルチユーザ検出（ＭＵＤ）またはジョイント検出の概念を使用することができる。
【0076】
１つまたは複数の実施形態では、受信機３１０は、受信されたＵＦＭＣマルチキャリア信号ｙまたはそのフィルタリングされた第１のおよび少なくとも第２の周波数ブロック内の複数の信号レイヤを復号する手段をも含むことができる。これによって、複数の信号レイヤは、異なる符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）レイヤまたはインターリーブ分割多元接続（ＩＤＭＡ）レイヤに対応することができる。すなわち、ＵＦＭＣマルチキャリア信号の各副搬送波（すなわち、各データ・シンボルｄｉ，ｊ（ｉ＝１…ｐ；ｊ＝１…ｎｉ））は、複数の符号分割多重化されたおよび／またはインターリーブ分割多重化されたユーザの情報を伝えることができる。第１に、シンボル推定値を、前述の受信機実施形態の解決策のうちの１つによって生成することができる。マルチレイヤ伝送（ＣＤＭＡ成分またはＩＤＭＡ成分を有する）の場合には、これらの初期シンボル推定値は、今や、複数の信号レイヤの重畳である。マルチキャリア伝送が、すでに複数のシンボルの伝送を並列化し、（近似的に）シンボル間干渉を除去しているので、Ｒａｋｅ受信機のような戦略は、不要である。
【0077】
ＣＤＭＡ様レイヤの場合に、逆拡散は、たとえば、受信機シンボルと、拡散符号ｃ、チャネル伝達関数ｈ、および受信機フィルタｆの合同の影響との内積すなわち【数24】
【0078】
ＩＤＭＡ様レイヤの場合に、Ｌｉ Ｐｉｎｇ； Ｌｉｈａｉ Ｌｉｕ； Ｌｅｕｎｇ， Ｗ． Ｋ．、「Ａ ｓｉｍｐｌｅ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｎｅａｒ−ｏｐｔｉｍａｌ ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ： ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ａｃｃｅｓｓ」、ＩＥＥＥ ＷＣＮＣ ２００３、２００３年３月に記載のエレメンタル・シンボル・エスティメータ（ＥＳＥ）などの受信機戦略が、レイヤを並列に復号するために軟ビットに対して作用することができる。
【0079】
受信機処理ステップを説明する前に、差分変調などが使用されない限り、通常は、チャネルの知識が必要である。ＵＦＭＣは、ＯＦＤＭに似て、既知の送信シンボルが挿入される、たとえば時間および周波数において散乱された、パイロット・リソース要素を挿入することができる。たとえば、一定振幅ゼロ自己相関（ＣＡＺＡＣ）プロパティを有するパイロット・シンボル・シーケンスを選択し、したがって、たとえば、正確なタイミングおよび周波数の推定および同期に役立つ可能性がある、Ｚａｄｏｆｆ−ＣｈｕシーケンスまたはＢｊｏｅｒｃｋシーケンスを使用することが有利である可能性がある。パイロット・シンボルが、図５または図６の実施形態に似た処理チェーンを適用し、したがって、オプションで時間領域プレフィルタリングを伴う周波数領域処理を実行することが、推奨される。例示的に、図５の実施形態に関して、式（１１）は、Ｙｓｉｎｇｌｅからの等化された周波数応答結果として副搬送波シンボル推定値を含む。式（１１）の特定の副搬送波ｎを調べることによって、次式が得られる。【数25】
【数26】
【0080】
したがって、単一のリソース要素の生のチャネル推定値を、既知のパイロット・シンボルＳＰｉｌｏｔ（ｎ）、既知のフィルタ周波数応答ＦＦＤ（ｎ）、および観察された副搬送波受信値Ｙｓｉｎｇｌｅ（ｎ）に基づいて、【数27】
【0081】
したがって、受信機３１０は、マルチキャリア信号内に含まれる１つまたは複数の既知のパイロット信号のフーリエ変換ＳＰｉｌｏｔ（ｎ）に基づき、副搬送波ｎを含む周波数ブロックの側波帯抑圧フィルタＦＦＤ（ｎ）に基づいて、送信機１００と受信機３１０との間の物理通信チャネルの副搬送波固有推定値【数28】
【0082】
ＯＦＤＭと比較して、異なる処理（たとえば、図５の実施形態による）が、周波数領域受信信号を達成するために行われ、その後、フィルタリングの影響が、さらに考慮に入れられた。式（１７）を介して生のチャネル推定値を入手した後に、ＯＦＤＭから既知のすべての後続処理を適用することができる。たとえば、時間次元および周波数次元での２次元ウィーナ・フィルタリングは、ＯＦＤＭもこれらの生のチャネル推定値を使用する場合に、ＯＦＤＭと同一になり、これは、パイロット・シンボルの影響を補償する。
【0083】
本明細書で提示される実施形態は、たとえば断片化帯域動作での５Ｇ、非同期システム、発振器の緩和された要件などに適切な、ＯＦＤＭの新規の万能拡張のための効率的な受信機アーキテクチャ実現を提供することができる。したがって、本明細書で提示される実施形態は、将来の５Ｇ物理レイヤの基礎を提供することができる。
【0084】
いくつかの実施形態では、受信機処理を、それでも周波数領域ＦＦＴに基づくものとすることができ、受信機時間窓は、２の次のべきまで０を付加され、ＦＦＴは、各第２の周波数値が副搬送波メイン・ローブに対応するところで実行される。ＯＦＤＭに似て、無線チャネルおよびそれぞれのサブバンドフィルタの合同の影響を等化する、単一タップの副搬送波ごとの周波数領域等化器を使用することができる。これは、ＯＦＤＭに類似する複雑さのオーダーにつながる。ＦＦＴを実行する前に、時間ウィンドウイング機能性を適用することができる。時間におけるウィンドウイングは、周波数領域での畳み込みに対応し、したがって、関心のあるユーザの副搬送波は、それ相応に幅を広げられる。さらに、関心のあるユーザの通過帯域内の干渉するユーザの帯域外放射を減衰させることができる。したがって、高い度合の同期があると、干渉は、窓を適用する時に、関心のあるユーザの自己干渉に起因して悪化するが、緩和された時間共時性があると、トラフィック間干渉の減少が支配的になり、全体的に改善された性能をもたらす。
【0085】
より複雑ではあるがさらなるオプションは、搬送波間干渉を抑圧することができる時間領域（ＴＤ）線形受信機（たとえば、ＭＭＳＥ）を使用することである。ここでの魅力的な妥協は、割振り帯域のエッジの少数の副搬送波だけに関してこのＴＤ受信機を使用し、ほとんどの副搬送波をＦＦＴベースのＦＤ処理を介して処理することである。
【0086】
ＵＦＭＣは、柔軟に使用可能であり、パラメータ化可能であり、たとえば、遅延拡散に似た、大スケール伝搬条件に合わせて調整されたユーザ個々のフィルタ適合を設けることができる。
【0087】
ＦＢＭＣと比較して、ＦＢＭＣ欠点の多くは、わずかにより低いサイドローブ抑圧能力を犠牲にして、ＵＦＭＣを用いて回避され得る。したがって、ＵＦＭＣは、興味深い５Ｇ波形候補技術である。
【0088】
この説明および図面は、単に、本発明の原理を示す。したがって、当業者が、本明細書で明示的に説明されず、図示されていないが、本発明の原理を実施し、本発明の趣旨および範囲に含まれるさまざまな配置を考案できることを了解されたい。さらに、本明細書で列挙されるすべての例は、特に、当技術を促進するために本発明の原理および本発明人（１人または複数）によって寄与される概念を理解する際に読者を助けるという教育的目的だけのためのものであることが、原理的に意図されている。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態ならびにその特定の例を列挙する本明細書のすべての言説は、その同等物を包含することが意図されている。
【0089】
機能ブロックは、それぞれある機能を実行するように適合された回路網を含む機能ブロックと理解されなければならない。したがって、「あるもののための手段」を、「あるもののために適合されまたはこれに適する手段」と理解することもできる。したがって、ある機能を実行するために適合された手段は、そのような手段が必ず前記機能を（所与の瞬間に）実行しつつあることを暗示しない。
【0090】
すべての機能ブロックを含む、図に示されたさまざまな要素の機能を、「プロセッサ」、「コントローラ」、その他などの専用ハードウェアならびに適当なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行することのできるハードウェアの使用を介して提供することができる。さらに、本明細書で機能ブロックとして説明されるすべてのエンティティは、「１つまたは複数のモジュール」、「１つまたは複数のデバイス」、「１つまたは複数のユニット」などに対応し、またはそれらとして実施され得る。プロセッサによって提供される時に、機能を、単一の専用プロセッサによって、単一の共有されるプロセッサによって、またはいくつかが共有される可能性がある複数の個々のプロセッサによって、提供することができる。さらに、用語「プロセッサ」または「コントローラ」の明示的使用を、ソフトウェアを実行できるハードウェアを排他的に参照すると解釈してはならず、この明示的使用は、限定なしに、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワーク・プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを格納する読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性ストレージを暗黙のうちに含むことができる。従来のおよび／またはカスタムの、他のハードウェアを含めることもできる。
【0091】
当業者は、本明細書のすべてのブロック図が、本発明の原理を実施する例示的な回路網の概念的な図を表すことを了解するであろう。同様に、すべてのフロー・チャート、流れ図、状態遷移図、擬似コード、および類似物は、実質的にコンピュータ可読媒体内で表すことができ、したがってコンピュータまたはプロセッサが明示的に図示されているか否かに関わりなくそのようなコンピュータまたはプロセッサによって実行され得るさまざまなプロセスを表すことを了解されたい。
【0092】
さらに、以下の特許請求の範囲は、これによって「発明を実施するための形態」に組み込まれ、各請求項は、別々の実施形態として自立することができる。各請求項が、別々の実施形態として自立することができるが、（従属請求項が、その請求項内で１つまたは複数の他の請求項との特定の組合せに言及する場合があるが）他の実施形態が、各他の従属請求項の主題とその従属請求項との組合せをも含むことができることに留意されたい。そのような組合せは、特定の組合せが意図されていないと述べられない限り、本明細書で提案される。さらに、ある請求項が、独立請求項に従属するように直接に作られてはいない場合であっても、この請求項の特徴が任意の他の独立請求項にも含まれることが意図されている。
【0093】
さらに、本明細書または特許請求の範囲で開示される方法を、これらの方法のそれぞれのステップのそれぞれを実行する手段を有するデバイスによって実施できることに留意されたい。
【0094】
さらに、本明細書または特許請求の範囲で開示される複数のステップまたは機能の開示を、特定の順序であるものと解釈してはならないことを理解されたい。したがって、複数のステップまたは機能の開示は、そのようなステップまたは機能が技術的理由から交換可能ではない場合を除いて、そのようなステップまたは機能を特定の順序に限定しない。さらに、いくつかの実施形態で、単一のステップが、複数のサブ・ステップを含むことができ、あるいは、複数のサブ・ステップに分解され得る。そのようなサブ・ステップは、明示的に除外されない限り、この単一のステップの開示に含まれ、その一部とされ得る。