JP2017509192A - スポットビーム衛星帯域幅を増加するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

複数の受信信号の復調のためのデバイス及び方法が提供される。デバイスは周波数で重ね合わされた２つ以上の成分信号を有する複合信号を受信するように構成された受信機を有することがある。デバイスは、２つ以上の成分信号に対応する少なくとも１つの変調タイプ及び少なくとも１つのシンボルレートを決定するように構成された１つ又は複数のプロセッサを有することがある。１つ又は複数のプロセッサは２つ以上の成分信号の特徴を決定するために少なくとも１つのシンボルレートの倍数であるサンプリングレートで複合信号をさらにサンプリングし直すことができる。１つ又は複数のプロセッサは、決定された特徴を使用し、２つ以上の成分信号を分離し、出力できる。【選択図】図５

Description

本開示は、概して干渉削減及び信号復調に関し、より詳細には衛星通信での信号分離に関連付けられた干渉削減及びスループット最大化に関する。

高速無線通信に使用可能な帯域幅は有限である。一方、その使用可能な帯域幅の中の多様な周波数スペクトルの使用は増え続けている。使用可能な周波数及び周波数スペクトルの使用及び再利用は伝送間の干渉の増加、及び使用可能な帯域幅を可能な限り効率的に使用する必要性の高まりにつながることがある。

干渉を削減できる１つの方法は、潜在的に干渉している信号間で可能な限り多くの分離を与えることである。係る分離は、例えば、周波数での分離、物理距離による分離、時間による分離等でもよい。係る分離は、送信機と受信機との間で伝送できる情報の量を削減する又はそれ以外の場合制限することもある。係る分離技法は、通信システム上で情報を伝送できる効率を減少させることがある。

本開示の一態様は、複数の受信信号の復調のための装置を提供する。装置は、複合信号を受信するように構成された受信機を有することがある。複合信号は第１の信号及び第２の信号を有することがある。第１の信号は第２の信号に重なることがある。また、装置はｎの第１の累乗が第１の信号に対応する第１の連続波を生じさせ、ｎの第２の累乗が第２の信号に対応する第２の連続波を生じさせるまで、複合信号をｎ倍累乗するように構成された少なくとも１つのプロセッサを有することがある。べき指数ｎは、第１の信号及び第２の信号のそれぞれの変調推定値に相当する。また、プロセッサは、第１のｎの累乗及び第２のｎの累乗に基づいて第１の信号に対応する少なくとも１つのシンボルレートを導き出すことができる。また、プロセッサは、第１の信号及び第２の信号のシンボル軌跡及び変調タイプ、並びに第１の信号と第２の信号との間のオフセット情報を決定するために少なくとも１つのシンボルレートのｘ倍の変調推定値に基づいて複合信号をサンプリングし直すこともできる。また、プロセッサは、少なくとも１つの変調タイプ、少なくとも１つのシンボル軌跡、及びオフセット情報に基づいて第１の信号及び第２の信号を再生できる。また、プロセッサは第１の信号及び第２の信号を出力することもできる。

本開示の別の態様は、複数の信号を復調するための方法を提供する。方法は、複合信号を受信することを含む。複合信号は、第１の信号及び第２の信号を有することがあり、第１の信号は第２の信号に重なる。また、方法は、第１のｎの累乗が第１の信号に対応する第１の連続波を生じさせ、第２のｎの累乗が第２の信号に対応する第２の連続波を生じさせるまで、複合信号をｎ倍累乗することも含む。べき指数ｎは、第１の信号及び第２の信号のそれぞれの変調推定値に相当することがある。また、方法は、第１の信号及び第２の信号の少なくとも１つに対応する複合信号のシンボルレートを導き出すことも含む。また、方法は、第１の信号及び第２の信号のそれぞれのシンボル軌跡及び変調タイプ、並びに第１の信号と第２の信号との間のオフセット情報を決定するために、シンボルレート推定値のｘ倍の変調推定値に基づいて複合信号をサンプリングし直すことも含む。また、方法は、変調タイプ、シンボル軌跡、整形係数、及びオフセット情報に基づいて第１の信号及び第２の信号を再生することも含む。また、方法は第１の信号及び第２の信号を出力することも含む。

本開示の別の態様は、複合信号を復調するための方法を提供する。複合信号は、周波数で第２の成分信号に重なる第１の成分信号を有することがある。方法は、第１の回数が少なくとも１つの連続波形を生じさせるまで第１の回数、複合信号をそれ自体で乗算することを含むことがあり、第１の回数は少なくとも１つの変調推定値を示す。また、方法は、複合信号の少なくとも１つのシンボルレートを決定することも含むことがある。少なくとも１つのシンボルレートは第１の回数及び連続波形に基づくことがある。また、方法は、シンボル軌跡、変調タイプ、及び第１の成分信号と第２の成分信号との間のオフセット情報を決定するために、少なくとも１つのシンボルレートの倍数の少なくとも１つの変調推定値に基づいて複合信号をサンプリングし直すことを含むこともある。また、方法は、変調タイプ、シンボル軌跡、整形係数、及びオフセット情報に基づいて第１の成分信号及び第２の成分信号を再生することを含むこともある。また、方法は、第１の成分信号及び第２の成分信号を出力することを含むこともある。

本発明の他の特徴及び利点は、例として本発明の態様を示す以下の説明から明らかになるはずであり、全体を通して類似する番号が類似する特徴を指す。

本発明の実施形態の詳細は、その構造及び作用の両方に関して、類似する番号が類似する部分を指す添付図面を検討することによって部分的に学ばれてよい。

複数の地上局間の衛星通信の一実施形態の図による描写である。 図１の通信システムの中で利用され得る通信デバイスの構成要素の機能ブロック図である。 信号復調の機能ブロック図である。 信号分離の方法のフローチャートである。 マルチ信号復調のための方法のフローチャートである。 図４及び図５の方法を使用し、分離され得る周波数で重ね合わされた２つの信号のプロットである。 図４及び図５の方法を使用し、分離され得る周波数で重ね合わされた２つの信号の別のプロットである。 図４及び図の方法を使用し、分離され得る周波数で重ね合わされた２つの信号の別のプロットである。 重ね合わされた信号の分離及び復調の方法のフローチャートである。

添付図面に関連して以下に説明される発明を実施するための形態は、多様な実施形態の説明として意図されており、本発明が実施され得る実施形態だけを表すことを目的としていない。発明を実施するための形態は、実施形態の完全な理解を提供するために特定の詳細を含む。いくつかの例では、説明を簡略化するために周知の構造及び構成要素は簡略化された形で示されている。

干渉を最小限に抑える又は削減するために周波数又は物理距離で信号を分離することは、所与の通信チャネル又は通信媒体を介して伝送できる情報の量を減少させることがある。干渉信号が未知のソース又は敵意をもったソースから受信される場合、干渉信号についての情報は、ほとんど又はまったく入手できないので、これらの方法で信号を分離することは可能ではない場合がある。

上述されたように、干渉を低減するために周波数又は物理距離で信号を分離することは、送信機と受信機との間で情報を伝送できる量及び速度を減少させることがある。さらに、干渉信号が（通常の場合のように）未知のソース又は敵意をもったソースからである場合、これらの方法で信号を分離することは可能ではない場合がある。したがって、複数の信号又は周波数で重複する伝送信号上での帯域幅の再利用は、使用可能な周波数スペクトルの効率的な使用を実現してよい。

本明細書に開示されるいくつかの実施形態では、特定の変調技法は、衛星通信信号及び衛星コマンド及び制御（Ｃ２）リンク、無人航空機（ＵＡＶ）視線（ＬＯＳ）及び衛星データリンク、船上マイクロ波及び衛星通信システム、マイクロ波通信リンク、ＧＰＳ受信機、携帯電話通信リンク、ケーブル信号、及び偶然の干渉又は意図的な干渉の影響を受けやすい任意のポイントツーポイント又はポイントツーマルチポイントの無線周波数（ＲＦ）システムを含むが、これに限定されるものではない複数の異なる通信システムで応用性を有する場合がある。また、それは、衛星トランスポンダ又は他の固定ＲＦ帯域幅リンク上で単一搬送波伝送よりも著しく高いデータレートのための容量の増加を実現するブラインド二重搬送波信号処理を可能にするために使用することもできる。

図１は、複数の地上局間の衛星通信の一実施形態の図による描写である。通信システム（「システム」）１００は、衛星１１０を介して互いと通信する複数の地上局１０２、１０４、１０６を示す。いくつかの実施形態では、通信システム１００は４つ以上の地上局１０２、１０４、１０６、及び複数の衛星１１０を含むことがある。

いくつかのシステムは、干渉低減のためにエコー除去用の発信信号のローカルコピーに依存することがある。いくつかのシステムでは、ポイントツーポイント又はポイントツーマルチポイントの衛星通信に対するバランスのとれたアプローチは通信リンクの両端（例えば、送信機および受信機ペア）で特定の信号処理を必要とすることがある。他のシステムでは、別の、バランスがとれていないアプローチは１つのサイトだけで信号処理を必要とすることがある。図１の通信システム１００は、後述されるように地上局１０６が送信信号のローカルコピーを有さないバランスがとれていないアプローチの例である。

地上局１０２は、次いで衛星１１０に、地上局１０４、１０６に中継される信号１２２（Ｔ_１）を送信してよい。地上局１０４は、地上局１０２及び地上局１０６に中継される信号１２４（Ｔ_２）を衛星１１０に送信してよい。地上局１０２は、（Ｓ_１＋Ｓ_２として示される）複合信号１３４として信号１２４（Ｔ_２）及びそれ自体の送信済み信号１２２（Ｔ_１）のエコーを受信してよい。同様に、地上局１０４は、（Ｓ_１＋Ｓ_２として示される）複合信号１３２として信号１２２（Ｔ_１）及びそれ自体の送信信号１２４（Ｔ_２）のエコーを受信してよい。図１に使用されるように、「Ｔ」は送信信号を示す。一方、「Ｓ」は地上局１０２、１０４、１０６の内の１つ又は複数で受信される対応する信号を示す。また、「Ｓ_１」及び「Ｓ_２」は複合信号（例えば、複合信号１３２、１３４、１３６）の成分信号を指すこともある。

いくつかの実施形態では、地上局１０２、１０４の両方ともエコー除去で使用するための送信信号１２２、１２４のローカルコピーを有していることがある。いくつかの場合では、自己干渉送信信号の削除は、エコー除去等のプロセスを使用し、達成される。係る実施形態では、「エコー」は、送信信号１２２、１２４をサンプリングし、遅延ライン（不図示）を通してこの信号を処理し、入力複合信号１３２、１３４の位相及び利得を適合させ、ダウンリンク信号の中の送信済み信号を除去して、処理済み周波数空間の中の追加信号を抽出することによって提供されてよい。エコー除去は、通信システム１００がそれぞれ信号１２２及び信号１２４を受信し、無事に復調できるように通信システム１００の中で一定のレベルの干渉低減を実現し得る。

他方、地上局１０６は、それ自体の信号を送信せず、したがって信号１２２（Ｓ_１）及び信号１２４（Ｓ_２）の受信及び処理のための重要なエコー除去機能を有していないことがある。地上局１０６によって受信される信号１２２（Ｓ_１）及び信号１２４（Ｓ_２）は、共に複合信号１３６と示される。複合信号１３６は、２つの信号Ｓ_１＋Ｓ_２の組合せである、複合信号１３２及び複合信号１３４に類似してよい。いくつかの実施形態では、信号１２２及び信号１２４のどちらか又は両方とも地上局１０６の対象信号であることがある。

ただし、複合信号１３６は、異なる操作環境に起因する異なる形式及び干渉のレベルに影響を受けることがある。いくつかの実施形態では、複合信号１３２、１３４、１３６は、エコー干渉に加えて、さまざまな量の干渉をさらに含むことがある。他の実施形態では、複合信号１３２、１３４、１３６の中で見付けられる１つ又は複数の信号１２２、１２４も、本明細書では成分信号と呼ばれることがある。また、共に送信される２つの変調信号は、追加変調と見なされてもよい。したがって、例えば、信号１２２及び信号１２４は複合信号１３６の成分信号と呼ばれることがある。

いくつかの実施形態では、対象信号（例えば、信号１２２又は信号１２４）は、複合信号１３６から特徴付けられ、除去され、例えばノイズフロアを離れる。本明細書で使用されるノイズフロアは概して、すべてのノイズソース及び測定システムの中の不要な信号の総計から生じる又は再生される信号の基準を指すことがあり、ノイズは監視されている信号以外の任意の信号として定義される。ノイズフロアは、対象信号（例えば、信号１２２、１２４）が複合信号１３６から削除された後の残留信号つまり残っている信号を記述することがある。ノイズフロアは次いで、除去信号を生じさせるために本明細書で説明される（図４及び図５と関連して以下に説明される）干渉軽減又は干渉除去の方法を使用し、特徴付けることができる。

いくつかの実施形態では、ノイズフロアは特徴付けられないことがある。したがって、生じた除去信号は、ノイズフロアを低減するために周波数及び振幅の変動を補償しつつ、フィードフォワードループで複合信号のコピーと結合できる。これが、対象信号のより高い信号対ノイズ（ＳＮＲ）比を生じさせることがある。これは、高次モード変調方式の使用を許可することによって信号の潜在的なデータスループットを高め、したがって衛星全体１１０のスループットを高めることがある。

いくつかの実施形態では、使用可能な周波数スペクトルの使用を最大限にするために、信号１２２及び信号１２４は同じ又は類似した帯域幅を使用してよい。いくつかの実施形態では、信号１２２及び信号１２４は同じ振幅を有してよい。いくつかの他の実施形態では、信号１２２及び信号１２４は、帯域幅、位相、及び振幅の内の１つ又は複数でわずかに異なってよい。したがって、地上局１０２、１０４は、類似する周波数、帯域幅、及びパワーレベル（例えば、振幅）を偶然に又は故意に活用して、それぞれの信号（Ｔ_１、Ｔ_２）、例えば信号１２２及び信号１２４を送信してよい。このようにして、地上局１０６は、受信信号間の著しい又は完全な周波数重複を有する信号１２２及び信号１２４を受信することがある。いくつかの実施形態では、図５に関連して以下に説明されるように、３つ以上の重ね合わされた信号がある場合がある。対象の２つ以上の信号の重複は、重ね合わされ、おそらく干渉する信号、例えば信号１２２、及び信号１２４の分離及び解析を必要とする特定の問題を地上局１０６に与えることがある。

本明細書に説明される変調は、アナログ変調又はデジタル変調を含んでよいが、これに限定されるものではない。本明細書で参照される変調方式のいくつかは、他のタイプの変調、つまり時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）、及び連続位相変調（ＣＰＭ）の中で、直交振幅変調（ＱＡＭ）、位相偏移変調（ＰＳＫ）、二進ＰＳＫ（ＢＰＳＫ）、４位ＰＳＫ（ＱＰＳＫ）、差動ＰＳＫ（ＤＰＳＫ）、差動ＱＰＳＫ（ＤＱＰＳＫ）、振幅位相偏移変調（ＡＰＳＫ）、オフセットＱＰＳＫ（ＯＱＰＳＫ）、振幅偏移変調（ＡＳＫ）、最小偏移変調（ＭＳＫ）、ガウスＭＳＫ（ＧＭＳＫ）を含むことがあるが、これに限定されるものではない。例えば、ＱＡＭ及びＡＰＳＫ等の特定の変調タイプは、例えば、少し例を挙げれば４ＱＡＭ、８ＱＡＭ、及び１６ＡＰＳＫ等、係数で異なることがある。

図２は、図１の通信システムの中で利用され得る通信デバイスの構成要素の機能ブロック図である。図示されるように、通信デバイス２００は、図１の地上局として実装されてよい。例えば、通信デバイス２００は地上局１０６を備えてよい。

通信デバイス（「デバイス」）２００は、通信デバイス２００の動作を制御するプロセッサ２０４を含んでよい。プロセッサ２０４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）と呼ばれることもある。通信デバイス２００は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）とランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の両方を含み、プロセッサ２０４に命令及びデータを提供してよい、プロセッサ２０４に操作可能に接続されたメモリ２０６をさらに含んでよい。また、メモリ２０６の一部分は、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）を含んでもよい。プロセッサ２０４は、通常、メモリ２０６の中に記憶されているプログラム命令に基づいて論理演算及び算術演算を実行する。メモリ２０６内の命令は、本明細書に説明される方法を実装するために実行可能であってよい。

通信デバイス２００が受信ノード又は地上局として実装又は使用されるとき、プロセッサ２０４は複数の異なる信号タイプの情報を処理するように構成されてよい。係る実施形態では、通信デバイス２００は地上局１０６として実装され、複合信号１３６を受信し、解析する、又は複合信号１３６をその成分信号（例えば、信号１２２及び信号１２４）に分離するように構成されてよい。例えば、プロセッサ２０４は、信号１２２、１２４を再作成又は再生するために、他の伝送特性の中で周波数、帯域幅、変調タイプ、整形係数、及びシンボル軌跡を決定するように構成されてよい。プロセッサ２０４は、係る決定を達成するために特定の信号分離モジュール及び干渉低減モジュール（「モジュール」）２０２で多様なプロセス又は方法を実装してよい。モジュール２０２は、以下に図３に関連して説明される適応再生技術（ＡＲＴ）も含んでよい。

プロセッサ２０４は、１つ又は複数の適応等化器（不図示）をさらに含んでよい。適応等化器は、時間領域で入力信号を推定し、特徴付けるように構成されてよい。

プロセッサ２０４は、１つ又は複数のプロセッサ２０４で実装された処理システムの構成要素を備えてよく、あるいは構成要素であってよい。１つ又は複数のプロセッサ２０４は、汎用マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、コントローラ、状態機械、ゲートロジック、離散ハードウェア構成要素、専用ハードウェア有限状態機械、又は情報の計算もしくは他の操作を実行できる任意の他の適切なエンティティの任意の組合せで実装されてよい。

プロセッサ２０４は、ソフトウェアを記憶するための機械可読媒体も含んでよい。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語又はそれ以外と呼ばれるかどうかに関わりなく、任意のタイプの命令を意味すると広範囲に解釈されるものとする。命令は（例えば、ソースコードフォーマット、バイナリコードフォーマット、実行可能コードフォーマット、又は任意の他の適切なコードのフォーマットの）コードを含んでよい。命令は、１つ又は複数のプロセッサ２０４によって実行されるとき、処理システムに本明細書で説明される多様な機能を実行させる。

通信デバイス２００は、通信デバイス２００と遠隔地との間でのデータの送信及び受信を可能にするために送信機２１０及び受信機２１２を含んでよいハウジング２０８を含んでもよい。例えば、係る通信は、地上局１０２、１０４、１０６の間で発生してよい。送信機２１０及び受信機２１２はトランシーバ２１４に結合されてよい。アンテナ２１６は、ハウジング２０８に取り付けられ、トランシーバ２１４に又は送信機２１０及び受信機２１２に別々に電気的に連結されてよい。また、通信デバイス２００は（不図示の）複数の送信機、複数の受信機、複数のトランシーバ、及び／又は複数のアンテナを含んでもよい。

また、通信デバイス２００は、トランシーバ２１４によって受信される信号のレベルを検出し、定量化するために使用され得る信号検出器２１８を含んでもよい。信号検出器２１８は、周波数、帯域幅、シンボルレート、総エネルギー、シンボルあたりのエネルギー、パワースペクトル密度、及び他の信号特性等の信号を検出してよい。また、信号検出器２１８は（図３に説明される）「窓掛けモジュール」を含んでもよく、入力データ（例えば、１つ又は複数の信号１２２、１２４）を処理し、プロセッサ２０４が使用中の無線通信スペクトルの正しい帯域幅制限部分を受信していることを保証するように構成されてよい。非制限的な例として、地上局１０２、１０４への及び地上局１０２、１０４からの特定の伝送は、伝送が衛星１１０で受信され、地上局１０６に別ルートで送られるまで、一定の時間及び周波数の変動を被ることがある。係る変動は、他の要因の中で特にドップラー偏移及び移動距離に起因することがある。したがって、信号検出器２１８（又は窓掛けモジュール）は、プロセッサ２０４が信号（複数の場合がある）１２２、１２４、１３６を含んだスペクトルの正しい部分を受信したことを保証するために帯域幅及び中心周波数について入力信号（複数の場合がある）１３６を補正してよい。

通信デバイス２００は、信号を処理する際に使用するためのデジタルシグナルプロセッサ２２０（ＤＳＰ）も含んでよい。ＤＳＰ２２０は、伝送のためにデータユニットを生成するように構成されてよい。ＤＳＰ２２０は、信号検出器２１８及びプロセッサ２０４と協調して、複合信号１３６の特定の特性をさらに決定してよい。

通信デバイス２００は、いくつかの態様ではユーザインタフェース２２２をさらに含んでよい。ユーザインタフェース２２２は、キーパッド、マイク、スピーカ、及び／又はディスプレイを含んでよい。ユーザインタフェース２２２は、通信デバイス２００のユーザに情報を伝達する及び／又はユーザから入力を受信する任意の要素又は構成要素を含んでよい。

本明細書に説明される通信デバイス２００の多様な構成要素は、バスシステム２２６によって互いに連結されてよい。バスシステム２２６は、データバスに加えて、例えば、電力バス、制御信号バス、及びステータス信号バスだけではなくデータバスも含んでよい。当業者は、通信デバイス２００の構成要素が互いに連結されてよい、又は何らかの他の機構を使用し、入力を受け入れるもしくは互いに入力を提供してよいことを理解するだろう。

多くの別々の構成要素が図２に示されているが、構成要素の内の１つ又は複数は結合されてよい、又は一般的に実装されてよい。例えば、プロセッサ２０４は、プロセッサ２０４に関して上述された機能性を実装するためだけではなく、信号検出器２１８及び／又はＤＳＰ２２０に関して上述された機能性を実装するためにも使用され得る。さらに、図２に示される構成要素のそれぞれは複数の別々の要素を使用し、実装されてよい。さらに、プロセッサ２０４が以下に説明される構成要素、モジュール、回路等のいずれかを実装するために使用されることもあれば、それぞれが複数の別々の要素を使用し、実装されることもある。

図３は、信号復調器（「復調器」）の機能ブロック図である。復調器３００は、その部分が１つ又は複数の対象信号を含むことがある未処理信号３１０を受信することがある。例えば、地上局１０６は、上述されたように、複数の成分信号１２２、１２４を有することがある複合信号１３６を含んだ未処理信号３１０を受信してよい。未処理信号３１０は、無線通信（例えば、衛星通信）のために使用する周波数のスペクトル全体又は複数のスペクトルを備えてよい。

未処理信号３１０は、受信機２１２（図２）によって受信され、デジタル化モジュール３２０によって処理される。デジタル化モジュール３２０は、未処理信号３１０をアナログ信号からデジタル信号に変換するための１つ又は複数のアナログ／デジタル（Ａ２Ｄ）変換器を備えることがある。デジタル化モジュール３２０は、デジタル化された信号３２２を出力できる。

復調器３００は、デジタル化モジュール３２０に操作可能に連結された窓掛けモジュール３２５をさらに含むことがある。上述されたように、窓掛けモジュール３２５は、信号検出器２１８の構成要素であることがある。窓掛けモジュール３２５は、本明細書に説明されるプロセスを完了するためにプロセッサ２０４及びＤＳＰ２２０と協調することもある。

いくつかの実施形態では、窓掛けモジュール３２５は、復調器３００が対象信号（複数の場合がある）を包含するスペクトルの所望の部分を処理することを保証するために、デジタル化信号３２２の帯域幅を制限する又はデジタル化信号３２２の一部分に集中するように構成できる。いくつかの実施形態では、スペクトルの所望の部分は対象の１つ又は複数の信号（例えば、信号１２２及び信号１２４）を含んでよい。窓掛けモジュール３２５は、対象信号（複数の場合がある）（例えば、複合信号１３６及び信号１２２、１２４）が復調器３００によって処理されるように中心周波数及び帯域幅についてスペクトルの帯域幅制限部分を補正することもできる。以下の説明のために、窓掛けモジュール３２５によって制限されるデジタル化信号３２２の帯域幅制限部分は、本明細書では、概して窓掛けされた信号３２８と呼ばれることがある。いくつかの実施形態では、窓掛けされた信号３２８は、複数の成分信号（例えば、信号１２２及び信号１２４）を含んだ複合信号１３６のデジタル形式であってよい。成分信号の内の１つ又は複数は対象信号（複数の場合がある）であることがある。

復調器３００は、干渉検出器３３０をさらに含むことがある。いくつかの実施形態では、干渉検出器３３０は、他の干渉信号に加えて、窓掛けされた信号３２８を受信し、信号１２２及び信号１２４又は複合信号１３６の存在を判定するように構成できる。いくつかの実施形態では、それ自体が個別に変調される（例えば、ＱＰＳＫ、４ＱＡＭ、１６ＡＰＳＫ等）３つ以上の信号は、複合信号１３６として共に伝搬されるときにさらに変調と見なされることがある。

干渉検出器３３０は、複数の干渉信号（例えば、信号１２２及び信号１２４）の存在を判定するために時間領域で入力される窓掛けされた信号３２５を処理できる。また、干渉検出器３３０は、周波数領域で窓掛けされた信号３２８を処理することもできる。いくつかの実施形態では、干渉検出器３３０は、複数の成分信号の存在を判定するために窓掛けされた信号３２８の係数のフーリエ変換を分析できる。いくつかの他の実施形態では、干渉検出器３３０によって実施されるプロセスはソフトウェアに実装できる。

干渉検出器３３０は、少なくとも変調推定値及びシンボルレート又はクロックレートを決定するために周波数と時間の両方でプロセスを使用してよい。いくつかの実施形態では、変調推定値は、連続波（ＣＷ）がｎ乗の窓掛けされた信号３２８の積となるまで、窓掛けされた信号３２８をそれ自体でｎ倍乗算することによって導き出されてよい。本明細書に使用されるように、信号をそれ自体で乗算する、つまり信号をｎ乗する演算は、概して「指数化」と呼ばれる。窓掛けされた信号３２８の指数化は、時間領域及び周波数領域の複数の成分信号の存在を判定するために複数回完了できる。したがって、窓掛けされた信号３２８は、干渉検出器３３０（又は信号検出器２１８）が、窓掛けされた信号３２８に１つ、２つ又は２つ以上の信号が存在すると判定するまでそれ自体で乗算されてよい。成分信号（例えば、信号１２２及び信号１２４）のそれぞれは異なる変調を有し、したがってｎの異なる累乗でＣＷ積を生じさせることがある。例えば、３つの異なる変調タイプの３つの成分信号を有する複合信号１３６の指数化は、ｎの３つの異なる累乗で３つの別々のＣＷ波形を生じさせることがある。別の例では、成分信号の内の２つ以上が同じ変調を有し、したがってＣＷ波形はｎの同じ値で生じるだろう。いくつかの実施形態では、ｎの累乗は２の倍数である。

干渉検出器３３０は、窓掛けされた信号３２８の指数関数によってシンボルレート推定値をさらに導き出すことがある。窓掛けされた信号３２８の指数化は、関連付けられたシンボルレートの表示又は推定値を生じさせることがある。いくつかの実施形態では、信号が何回もそれ自体で乗算されるとき、シンボルの位相は相互に関連する又は除去し、周波数領域内の単一の周波数によって示されるＣＷ積を生じさせることがある。このプロセスは、ＣＷ周波数の回りで均等に離間される小さいサイドローブ（例えば「サイドスパー」）を生じさせてもよい。サイドローブのスペーシングは、対応する成分信号の搬送波のシンボルレートに関係し、シンボルレートを推定するために使用されてよい。干渉検出器３３０は、指数積（複数の場合がある）及び「サイドスパー」のスペーシングを使用して、１つ又は複数のシンボルレート推定値をさらに精密化し、成分信号に対応する１つ又は複数の実際のシンボルレートを導き出すように構成された、１つ又は複数の適応等化器（不図示）をさらに有することもある。いくつかの実施形態では、係る適応等化器は実際のシンボルレートを導き出すためにシンボルレート推定値の倍数で実行できる。いくつかの実施形態では、このプロセスはｎの異なる値（例えば、ｎの累乗）ごとに完了されてよい。１つ又は複数の実際のシンボルレートは窓掛けされた信号３２８に存在する１つ又は複数の成分信号に対応することがある。例えば、複合信号が（上述の）３つの異なるシンボルレートの３つの例示的な成分信号を有する場合、３つの別々のシンボルレートは干渉検出器３３０によって導き出すことができる。一実施形態では、同じシンボルレートを有する２つ以上の成分信号が存在してよい。別の実施形態では、２つ以上の成分信号（例えば、信号１２２及び信号１２４）は同じシンボルレートを有するが、異なる変調を有することがある。

復調器３００は、１つ又は複数の適応再生器（「ＡＲＴ」）３５０をさらに含むことがある。本明細書で使用される頭字語「ＡＲＴ」は、適応再生技術を表し、概してＡＲＴ３５０を備えるプロセッサを指すことがある。図３のＡＲＴ３５０は、複数のサブコンポーネント又はモジュールを有してよい。１つ又は複数の信号（例えば、対象信号及び干渉信号）が干渉検出器３３０によって検出されるとき、窓掛けされた信号３２８は、ＡＲＴ３５０の中のセパレータモジュール３５２に移ってよい。

セパレータモジュール３５２は、（干渉検出器３３０から）シンボルレートのＸ倍の変調推定値を使用し、窓掛けされた信号３２８をサンプリングし直してよい。いくつかの実施形態では、窓掛けされた信号３２８は、干渉検出器３３０と同様に、干渉検出器３３０によって検出されたシンボルレートごとにシンボルレートのＸ倍でサンプリングし直すことができる。したがって、セパレータモジュール３５２は、高いレートで入力成分信号（複数の場合がある）をサンプリングし、シンボル軌跡、整形係数、及び窓掛けされた信号３２８に存在する成分信号のそれぞれの変調タイプのより正確な推定値を導き出すことができる。また、セパレータモジュール３５２は、成分信号の周波数及び帯域幅、並びに窓掛けされた信号３２８の中の成分信号（例えば、信号１２２、１２４）のそれぞれの間の位相オフセットを決定することもできる。本明細書に使用されるように、整形係数は概して所与の成分信号（例えば、信号１２２又は信号１２４）の信号エネルギーの集中又は分散を指してよい。いくつかの実施形態では、整形係数は窓掛けされた信号３２８のルートレイズドコサインスペクトルであってよい。整形係数は、窓掛けされた信号３２８の周波数領域を指すときに使用されてよい。一方、「パルス整形」は窓掛けされた信号３２８の時間領域を指すために使用されてよい。

ＡＲＴ３５０は、セパレータモジュール３５２に操作可能に連結された再生器モジュール３５４をさらに有することがある。再生器モジュール３５４は、成分信号の整形係数、変調、及び位相オフセットに加えてシンボル軌跡を使用して、成分信号（例えば、信号１２２、１２４）のそれぞれを再生できる。再生器モジュール３５４は、成分信号の再生で帯域幅、周波数オフセット、及び振幅をさらに使用してよい。いくつかの実施形態では、成分信号（例えば、信号１２２及び信号１２４）のそれぞれの復調は同時に又は少なくとも並行して完了されてよい。

いくつかの実施形態では、再生器モジュール３５４が成分信号（例えば、信号１２２及び信号１２４）の再生バージョンを出力する場合、プロセッサ２０４は、成分信号のどれが所望の信号であるのかを判定し、所望の信号（例えば、信号１２２）を保護する又はそれ以外の場合、所望の信号を隔離して、それに集中してよい。例えば、信号１２２及び信号１２４が窓掛けされた信号３２８の成分信号である場合、プロセッサは所望の信号として信号１２２を選択し、信号１２２の干渉のないバージョンを出力してよい。いくつかの実施形態では、対象信号（例えば、信号１２２）は、複合信号１３６のノイズフロアをさらに特徴付けるために使用できる。ノイズフロアは次いで対象信号（例えば、信号１２２）のＳＮＲを増加するために除去できる。

再生信号（複数の場合がある）が対象信号ではない場合、再生信号は干渉除去のために使用されてよい。ＡＲＴ３５０は再生器モジュール３５４に操作可能に連結された反転モジュール３５６をさらに有することがある。反転モジュール３５６は信号１２２を反転し、除去モジュール３６０で信号１２２の反転コピーをデジタル化信号３２２のコピーと合計できる。処理時間のため、デジタル化信号３２２のコピーは遅延モジュール３６５を通して提供されてよい。除去モジュール３６０は、利得及び位相のために未処理信号３１０で干渉信号の反転コピーを補正して、干渉のない信号３７０を生じさせてよい。いくつかの実施形態では、干渉のない信号３７０は存在している、あらゆる干渉をさらに低減するために再び処理されてよい。干渉のない信号３７０は所望の信号（例えば、信号１２２）のコピー又は干渉信号（例えば、信号１２４）が除去されたデジタル化信号３２２のコピーと見なされてよい。

いくつかの実施形態では、復調器３００は、処理された信号をアナログ信号に変換して戻してよい、除去モジュール３６０及び再生器モジュール３５４に連結されたデジタル／アナログ（Ｄ２Ａ）変換器（不図示）をさらに有することがある。

図４は、信号分離の方法のフローチャートである。図示されるように、信号分離のための方法（「方法」）４００は、ブロック４０２で未処理信号３１０の受信で開始してよい（図３を参照）。未処理信号３１０は、ブロック４０２でデジタル化モジュール３２０によってデジタル化することもできる。いくつかの実施形態では、対象信号（複数の場合がある）（例えば、信号１２２、１２４）は未処理信号３１０スペクトルの一部分だけを占有してよい。さらに、復調システム３００は、信号処理のために考慮される未処理信号３１０の量を選択的に制限してよい。ブロック４１０で、窓掛けモジュール３２５は、復調システム３００が対象帯域幅と見なす帯域幅を調整できる。例えば、未処理信号３１０は、対象信号（複数の場合がある）（例えば、信号１２２及び信号１２４）だけではなく、地上局１０６又は他の干渉伝送のために必ずしも意図されていない多様な他の伝送も含んだ広大な周波数であることがある。したがって、ブロック４１０で、窓掛けモジュール３２５は未処理信号３１０（例えば、図３の窓掛けされた信号３２８）を帯域制限して信号１２２が受信されると予期される帯域幅に集中してよい。いくつかの実施形態では、信号１２２と信号１２４の両方とも対象信号であることがあるため、窓掛けモジュール３２５は未処理信号３１０を帯域制限して両方の信号１２２、１２４を受信してよい。いくつかの他の実施形態では、窓掛けされた信号３２８は信号１２２、１２４より多くを含むことがある。いくつかの実施形態では、復調器３００で、信号１２２、信号１２４、又は受信される任意の他の干渉信号についてほとんど又はまったく情報が知られていないことがある。しかしながら、いくつかの場合、少なくとも予期される帯域幅は知られていることがある。

地上局１０２又は地上局１０４から衛星１１０まで及び次いで地上局１０６までの長い伝送距離でのドップラー偏移のため、一定の時間遅延又は周波数の偏移が生じることがある。例えば、信号１２４は１．４４ＭＨｚ（メガヘルツ）の中心周波数及び２２ＭＨｚの帯域幅を有すると予期されてよい。係る信号（例えば、信号１２４）は、長い伝送経路上で時間及び周波数で偏移され、したがって窓掛けモジュール３２５によって決定されるように、１．４５２ＭＨｚの中心周波数及び２２．６４ＭＨｚの帯域幅を有する複合信号１３６の一部分として地上局１０６に到達することがある。窓掛けされた信号３２８の帯域幅及び中心周波数は、例えばプロセッサ２０４によって決定される他の要因にさらに依存してよい。

したがって、いくつかの実施形態では、窓掛けモジュール３２５はさらに、信号１２４に集中するために、スペクトルの受信された部分（例えば、未処理信号３１０）の帯域幅を調整してよい。別の実施形態では、複合信号１３６は１つ又は複数の成分信号（例えば、信号１２２及び信号１２４）を有してよい。窓掛けモジュール３２５は、次いで成分信号（例えば、信号１２２、１２４）のすべてを包含するために受信された未処理信号３１０の帯域幅を調整してよい。図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃと関連して以下に説明されるように、複合信号１３６は周波数で重ね合わされた複数の成分信号１２２、１２４を備えてよい。

ブロック４２０で、干渉検出器３３０は、窓掛けされた信号３２８を累乗してよい。指数化プロセスは窓掛けされた信号３２８をｎ乗すること、又はＣＷがｎ乗の積になるまでｎ回、窓掛けされた信号３２８をそれ自体で乗算することを含むことがある。いくつかの実施形態で、指数化は時間領域で完了できる。干渉検出器３３０は、窓掛けされた信号３２８の時間領域の小さい時間ブロックで係る演算を実行するように構成できる。いくつかの実施形態では、これはソフトウェアによって実行されてよい。

判定ブロック４２５で、干渉検出器３３０は、１つ又は複数のＣＷが指数化によって生じるかどうかを判定してよい。生じない場合、方法４００はブロック４３０でｎをインクリメントしてよい。方法４００は次いでブロック４２０に戻り、例えばｎ＋２で窓掛けされた信号３２８を再び累乗してよい。ブロック４２０での指数化は、１つ又は複数のＣＷが存在するまで繰り返されてよい。

いくつかの実施形態では、複合信号１３６（例えば、窓掛けされた信号３２８）の中の複数の成分信号はｎの異なる累乗で複数のＣＷ積を生じさせてよい。例えば、信号１２２がＢＰＳＫを使用し変調される場合、連続波はｎ＝２で生じることがある。別の例として、信号１２４がＱＰＳＫを使用し変調される場合、次いでＣＷ波形がｎ＝４の累乗から生じるだろう。いくつかの実施形態では、ｎは２の倍数である。べき指数ｎは次いで変調タイプの表示、つまり１＝ＣＷ、２＝ＢＰＳＫ、４＝ＱＰＳＫ及びｎ＝ｍまでを提供する。いくつかの実施形態では、ｍは２の任意の整数倍であってよい。例えば、両方ともｎ＝４でＣＷを生じさせることがあるので、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭの間の曖昧さを解消するために特定の追加のプロセスが必要とされることがある。これは以下により詳細に説明される。

いくつかの実施形態では、干渉検出器３３０によって受信される窓掛けされた信号３２８はＩ及びＱ形のシンボルのデータストリームとして受信されてよく、Ｉは実軸でのシンボル座標を表し、Ｑは虚軸でのシンボル座標を表す。Ｉ及びＱのデータは、所与のシンボルの極座標を表すためにさらに実装されてよい。したがって、複合信号はＳ_ｃ＝Ｓ_ｉ＋Ｓ_ｑとして表すことができる。信号Ｓ_ｃは累乗され（例えば、ｎ乗され）、ｎは例えば２の倍数、つまりｎ＝２、４、８、１２、１６、２４、３２等であることがある。ｎの値（複数の場合がある）は１つ又は複数の変調タイプを示すことがある。また、信号Ｓ_ｃ、Ｓ_ｉ、及びＳ_ｑの複合成分は、変調タイプが一定振幅を有するかどうかを判定するために累乗することもできる。例えば、ｎ＝４で、変調はＱＰＳＫ又はＱＡＭであることがある。該２つのタイプの間の曖昧さを解消するために、干渉検出器３３０はシンボルの累乗及び位相を表すシンボルベクトルのヒストグラムを構築して、Ｉ及びＱの各象限の中に複数の累乗状態及び位相状態があるかどうかを判定できる。ヒストグラムは、Ｓ_ｃの変調がＱＰＳＫであるか、８ＱＡＭであるか、１６ＱＡＭであるか、それとも６４ＱＡＭであるかを明らかにできる。いくつかの実施形態では、ＡＰＳＫ（例えば、１６−ＡＰＳＫ又は３２−ＡＰＳＫ）が存在してよい。係る信号はデジタルビデオ放送−衛星−第２世代（ＤＶＢ−Ｓ２）と関連付けられてよい。いくつかの他の実施形態では、干渉検出器３３０は、図１の説明で上記に挙げられる変調タイプなどの他の変調タイプから特にＭＳＫ、ＧＭＳＫ、ＯＱＰＳＫ、及び８ＰＳＫをさらに区別できる。

ブロック４１２で、干渉検出器３３０は、窓掛けされた信号３２８の中の１つ又は複数の成分信号の１つ又は複数のシンボルレートを導き出すこともできる。上述されたように、干渉検出器３３０は、指数化の結果を使用して１つ又は複数の成分信号に対応する１つ又は複数のシンボルレート推定値を精密化するように構成された１つ又は複数の適応等化器を含むことがある。適応等化器は、ＡＲＴ３５０に提供できる実際のシンボルレートにシンボルレート推定値を精密化するために推定されたシンボルレートの倍数で実行され得る、できる。判定ブロック４２５で、干渉検出器３３０が１つ又は複数のＣＷ積の存在を判定する場合、方法はブロック４４０に進む。ブロック４４０で、干渉検出器３３０は、ＡＲＴ３５０に（ブロック４１２からの）１つ又は複数のシンボルレート及び（ブロック４２０からの）力率ｎに基づいた変調推定値を提供してよい。ＡＲＴ３５０は、次いで（ブロック４１２からの）シンボルレートのＸ倍で力率ｎを使用し、窓掛けされた信号３２８をサンプリングし直してよい。したがって、ＡＲＴ３５０は高いレートで窓掛けされた信号３２８をサンプリングし直して、シンボル軌跡を決定し、変調タイプを精密化してよい。複数の成分信号が存在する場合、ＡＲＴ３５０は個々の成分信号間の位相オフセット及び周波数オフセットをさらに決定してよい。

ブロック４５０で、ＡＲＴ３５０は、上記に決定されたシンボル軌跡及び変調を使用し、サンプリングし直された信号（複数の場合がある）を再生できる。したがって、ＡＲＴ３５０は、１つ又は複数の成分信号（例えば、信号１２２、１２４）の内の少なくとも１つのコピーを再生してよい。

いくつかの実施形態では、単一の成分信号（例えば、信号１２２）が対象信号である。例えば、信号１２２が対象信号である場合がある。一方、信号１２４は干渉信号である。したがって、決定ブロック４５２で、プロセッサ２０４は、ブロック４５０で再生信号が対象信号（例えば、信号１２２）であると判定し、４５４で再生信号を保護してよい。本明細書で使用されるように、保護するという用語は、概して、追加の干渉低減及び／又は変調のために所望の信号を隔離することを指してよい。

判定ブロック４５２で、プロセッサ２０４が、再生信号が干渉信号（例えば、信号１２４）であり、対象信号ではないと判定する場合、プロセッサ２０４はブロック４５５に進んでデジタル化信号３２２から干渉信号を除去してよい。この除去は、デジタル化信号３２２が複数の干渉信号を有する間は反復であってよい。いくつかの実施形態では、方法４００は、ブロック４５０で再生された信号をさらに精密化するための反復であってよい。

ブロック４５５で、ブロック４５０からの再生信号は、デジタル化信号３２２がブロック４６０で遅延モジュール３６５を通して送られた後、ブロック４５５でデジタル化信号３２２から除去されてよい。ブロック４５５での除去は、ブロック４５０で生成されたコピーを反転し、利得及び位相のためにコピーを補正し、反転されたコピーをデジタル化信号３２２と合計することを含んでよい。

ブロック４６５で、残留信号が反転干渉信号及びデジタル化信号３２２の組合せから生じる。残留信号は、少なくとも１つの成分信号（例えば、干渉信号）が除去されたデジタル化信号３２２のバージョンであってよい。いくつかの実施形態では、これがノイズフロアと呼ばれることがある。これは、さらに、復調器３００がノイズフロアを特徴付け、対象信号、例えば信号１２２のＳＮＲを増加できるようにしてよい。

図５は、マルチ信号復調のための方法のフローチャートである。方法５００は、方法４００に類似する特定の特徴を有することがある。したがって、類似する番号が類似する特徴及び類似する構成要素を示す。

方法５００は、ブロック５０２で受信機２１２での未処理信号３１０の受信で始まる。ブロック５０２で、未処理信号３１０はモジュール３２０によりデジタル化され、デジタル化信号３２２を生じてよい。ブロック５１０で、窓掛けモジュール３２５は、窓掛けされた信号３２８が、方法４００と同様に、対象信号（複数の場合がある）を含むようにデジタル化信号３２２を帯域制限できる。

いくつかの実施形態では、対象信号（複数の場合がある）は、周波数で重ね合わされてよい。したがって、窓掛けモジュール３２５は、対象信号（複数の場合がある）を包含する帯域幅に窓掛けされた信号３２８を調整できる。

ブロック５２０で、干渉検出器３３０は、窓掛けされた信号３２８を累乗してよい。ブロック５２０での指数化は、方法４００のブロック４２０と同様に、ＣＷ信号を生じさせるために窓掛けされた信号３２８をそれ自体によってｎ倍乗算する。

ブロック５２５で、現在のべき指数ｎがＣＷ信号を生じない場合、次いでｎはブロック５３０でインクリメントされ、方法５００は、方法４００と同様に、べき指数ｎがインクリメントされたブロック５２０に戻る。べき指数ｎは、ＣＷ波形が窓掛けされた信号３２８の中の成分信号ごとに生じるまでインクリメントできる。べき指数ｎは成分信号の変調タイプの表示を提供する。上述されたように、ｎの値は２＝ＢＰＳＫ、４＝１６ＱＡＭ、又はＱＰＳＫ等を示してよい。

いくつかの実施形態では、異なる変調タイプの２つ以上の信号が存在することがある。したがって、ブロック４２０は、成分信号の数に応じてｎの２つ以上の値を生じてよい。いくつかの実施形態では、２つ以上の成分信号は同じ変調タイプを有することがあり、したがって同じべき指数ｎが成分信号に対応する複数のＣＷ波形を生じさせてよい。

ブロック５１２で、干渉検出器３３０は、窓掛けされた信号３２８、及びブロック５２０でＣＷ波形（複数の場合がある）を生成するために使用されるべき指数に基づいて窓掛けされた信号３２８に存在する成分信号ごとにシンボルレートの推定値をさらに生成してよい。干渉検出器３３０は、図３に関連して説明されたプロセスと同様に、窓掛けされた信号３２８の中の成分信号のそれぞれに実際のシンボルレートを導き出すためにシンボルレート推定値を精密化するように構成された１つ又は複数の適応等化器をさらに有してよい。

方法５００は、ＡＲＴ３５０が、ブロック５１２で生成された実際のシンボルレート、及びブロック５２０で生成されたべき指数ｎを受信するブロック５４０に続行してよい。上記と同様に、ブロック５４０で、窓掛けされた信号３２８は、シンボルレートのＸ倍で（べき指数ｎに従って）変調を使用し、サンプリングし直される。増加した再サンプリングレート、例えば、シンボルレートの倍数は、ブロック５４０で、ＡＲＴ３５０が窓掛けされた信号３２８の中に存在する成分信号のそれぞれにシンボル軌跡を生成できるようにする。例えば、ｎの３つの値が異なるシンボルレート及び異なるタイプの変調での３つのＣＷ波形に対応する場合、ブロック５４０での再サンプリングは、多様な信号のシンボル軌跡、整形係数、帯域幅、周波数オフセット、位相オフセット、及び変調タイプを示す３つすべての成分信号についての特定の情報を生じてよい。ブロック５４０は、成分信号の数に従って、複数の並行インスタンスで発生してよい。例えば、図５は、複数の信号（例えば、以下に説明される信号Ｓ_１及び信号Ｓ_２から信号Ｓ_ｋ）に対応する３つの再サンプリングブロック５４０を示す。

ブロック５５０で、ＡＲＴ３５０は、シンボル軌跡、整形係数、位相オフセット，周波数オフセット、帯域幅、及び他の入手できる情報の内の１つ又は複数を使用し、成分信号をさらに再生してよい。再生信号は信号Ｓ_１、信号Ｓ_２から信号Ｓ_ｋと名付けられる。信号Ｓ_ｋは、３つ以上の信号から最高でｋ数の信号までが再生され得ることを示す。いくつかの実施形態では、ｋ数の信号が並行して処理され、したがって同時に復調されてよい。

ブロック５５０で、多様な再生された成分信号が復調できる（例えば、信号Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_ｋ）。いくつかの実施形態では、ＡＲＴ３５０は、周波数重複が存在する場合にも、成分信号のそれぞれを単独で導き出すことができ、それらを同時に復調した。

判定ブロック５５２で、プロセッサ２０４は、再生信号の内の１つ又は複数が所望の信号であるかどうかを判定できる。したがって、プロセッサ２０４は、対象信号（例えば、信号１２２）が方法５００によってまだ回復されていなかったと判定してよい。いくつかの実施形態では、対象信号（例えば、信号１２２）が低パワーレベル、つまり再生信号Ｓ_１：Ｓ_ｋよりも低いパワーレベルを有するために、これが発生することがある。例えば、方法５００は、対象信号よりも高いパワーレベルを有する１つ又は複数の成分信号を隔離し、係る信号が干渉信号であることを判断することができた可能性がある。再生信号の内の１つ又は複数が対象信号ではない場合、ブロック５５５で、再生された干渉信号の内の１つ又は複数の１つ又は複数の反転コピーが除去モジュール３６０に提供されてよい。いくつかの実施形態では、ブロック５５０で再生信号のどれも所望の信号ではない場合、次いで再生信号を干渉信号として処理し、除去することができる。

除去モジュール３６０は、入力として、ブロック５６０で遅延モジュール３６５によって遅延される窓掛けされた信号３２８のコピーをとってもよい。ブロック５６５で、残留信号から１つ又は複数の再生信号（対象信号（複数の場合がある）ではない）が除去された残留信号が生じてよい。したがって、ブロック５５５で除去された干渉信号を差し引いた窓掛けされた信号３２８がブロック５６５で所望の信号（例えば、信号１２２）を生成してよい。

判定ブロック５５２で、再生され、復調された信号の内の１つ又は複数が所望の信号であるとプロセッサ２０４が判定する場合、方法５００はブロック５８０に移動できる。ブロック５８０で、プロセッサ２０４は次いで１つ又は複数の所望の再生信号を保護してよい。いくつかの実施形態では、方法５００は任意の数の再生信号を生じさせてよい。いくつかの実施形態では、不要信号は廃棄又は無視されてよい。いくつかの他の実施形態では、不要信号は適応除去（不図示）によって所望の信号を精密化するために使用されてよい。

いくつかの実施形態では、方法５００は反復である。方法５００の各反復は、成分信号（例えば、信号１２２、１２４）のより正確な再生を連続して実現してよい。図６Ａから図６Ｃに示されるように、複数の重複信号の復調は周波数のかなりの又は完全な重複で達成できる。

したがって、上述された干渉除去方法を使用することによって、複数の信号が周波数で重ね合わされ、使用可能な周波数スペクトルの使用を最大限にしてよい。

続く図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃは、本明細書に説明されるように信号が分離され、復調され得るように十分な際立った品質を維持しつつ、信号が重ね合わされ、伝送され得る可能性のある方法のプロットである。２つ以上の信号（例えば、信号１２２及び信号１２４）を周波数で重ね合わせることによって、通信リンク（例えば、通信システム１００）は使用可能な周波数スペクトルをより効率的に利用し、データスループットを高め得る。

上述されたように、２つ以上の変調信号１２２、１２４の合計は別個の変調を形成できる。いくつかの実施形態では、結合された信号は相互に干渉することがある。（例えば、通信システム１００の）通信チャネルの所与の程度の干渉又はノイズ混入の場合、チャネルを通して最高で計算可能な最大レートまで、ほぼエラーのない離散データ（デジタル情報）を通信することが可能である。係る最大値はシャノンの定理を使用し、計算されてよい。本明細書に説明される重複周波数に適用されるように、シャノンの定理は、変調信号１２２、１２４の信号対ノイズ比の変化が、信号１２２、１２４のそれぞれに提案されている変調技法、及び基本的に必要なビットあたりのエネルギーとノイズパワースペクトル密度比（ＥｓＮ_０）に依存していることを示す。また、この値はビットあたりの信号対ノイズ比（ＳＮＲ）、つまり個々の信号１２２、１２４の正規化されたＳＮＲ基準として表すこともできる。いくつかの実施形態では、係る計算は、重ね合わされた信号を送信するときに最大重複及び最適帯域幅又は変調タイプを導き出すために有用であることがある。いくつかの他の実施形態では、係る計算は、本明細書に説明されるように、重ね合わされた信号のための分離技法、再生技法、及び復調技法でさらに有用であってよい。

図６Ａは、図４及び図５の方法を使用し、分離されてよい周波数で重ね合わされた２つの信号のプロットである。プロット６００は、縦（ｙ）軸の振幅対横（ｘ）軸の周波数（ｆ）で示される。プロット６００は、ＡＲＴ３５０によって周波数で重ね合わされ、復調できる（破線によって境界を付けられた）信号１２２及び（実線によって境界を付けられた）信号１２４などの２つの信号の一実施形態を示す。一実施形態では、信号１２２及び信号１２４は同じ帯域幅６０５を有することがある。信号１２２は中心周波数６０２を有することがあり、信号１２４は中心周波数６１２を有することがある。中心周波数６０２、６１２の差異は、本明細書では概して位相オフセット６１０と呼ばれることがある。

一実施形態では、ＡＲＴ３５０は、セパレータモジュール３５２によって使用されるサンプルレートの増加のために、部分的な再サンプリング（例えば、ブロック４５０、５５０）の間に信号１２４から信号１２２を区別してよい。信号１２２及び信号１２４は位相オフセット６１０分だけわずかにオフセットされるが、高い再サンプリングレート（例えば、シンボルレートのＸ倍）により、ＡＲＴ３５０が中心周波数、振幅、又は帯域幅にわずかな変動しかない複数の信号間を区別できるようになる。

例えば、位相オフセット６１０は、信号１２２と信号１２４との間の位相偏移の結果であることがある。したがって、信号１２２及び信号１２４が共に４５度（π／４ラジアン）の位相オフセット６１０を伴うＱＰＳＫで変調される場合、各信号１２２、１２４のＱＰＳＫコンスタレーションは位相の４５度の偏移で表示され、ＡＲＴ３５０はその結果、信号１２２及び信号１２４のシンボル軌跡及び整形係数を使用し、信号１２２を信号１２４と区別して、信号１２２、１２４の両方を再生し、復調することができる。いくつかの実施形態では、システム３００は、一度に３つ以上の信号を分離、再生、及び復調できることがある。

図６Ｂは、図４及び図５の方法を使用し、分離されてよい周波数で重ね合わされた２つの信号の別のプロットである。プロット６３０は、縦（ｙ）軸の振幅対横（ｘ）軸の周波数（ｆ）で示される。プロット６３０は、上述のように、同じ帯域幅６０５の（破線によって境界を付けられた）信号１２２及び（実線によって境界を付けられた）信号１２４をさらに示す。ただし、プロット６００とプロット６３０の相違点は、プロット６３０では、信号１２２、１２４が周波数で完全に重ね合わされ、共に中心周波数６３２を有する点である。また、プロット６３０は振幅６３５の差異も示す。振幅６３５の差異は、信号１２２及び信号１２４が同じ帯域幅６０５及び同じ中心周波数６３２を共有するが、振幅６３５の差異（例えば、パワーレベル又は受信信号強度）は本明細書に開示される方法４００及び方法５００を使用し、信号１２２、１２４を区別するのに十分である場合があることを示す。したがって、ＡＲＴ３５０は、振幅６３５に差異があるとき、同じ帯域幅６０５及び同じ中心周波数６３２の２つ以上の周波数を分離、再生、及び復調してよい。

図６Ｃは、図４及び図５の方法を使用し、分離されてよい周波数で重ね合わされた２つの信号の別のプロットである。プロット６６０は、縦（ｙ）軸の振幅対横（ｘ）軸の周波数（ｆ）で示される。プロット６６０は、同じ中心周波数６６２及び同じ振幅６６４を有する（破線によって境界を付けられた）信号１２２及び（実線によって境界を付けられた）信号１２４をさらに示す。プロット６６０は、帯域幅６６５を有する信号１２２及び帯域幅６７５を有する信号１２４をさらに示す。信号１２２と信号１２４の間の帯域幅の差異は、ＡＲＴ３５０が信号１２２、１２４を分離、再生、及び復調できるようにするのに十分であることがある。

図７は、重ね合わされた信号の分離及び復調の方法のフローチャートである。方法７００は、地上局（例えば、図１の地上局１０６）が２つ以上の成分信号を有する入力（例えば、未処理信号３１０）を受信するときにブロック７１０で開始する。いくつかの実施形態では、２つ以上の成分信号（例えば、信号１２２及び信号１２４）は対象信号であってよい。いくつかの他の実施形態では、入力は１つ又は複数の干渉信号を有してよい。

ブロック７２０で、復調器３００は、入力の一部分の中の特定の干渉信号（例えば、窓掛けされた信号３２８）を検出することがある。干渉検出器３３０は、窓掛けされた信号３２８の中の２つ以上の成分信号１２２、１２４のシンボルレートを導き出すことができる。また、干渉検出器３３０は、窓掛けされた信号３２８の指数化（例えば、ｎ乗）を通して変調推定値を導き出すこともできる。指数化（例えば、ｎ乗）から生じるＣＷ波形は、位相オフセット、周波数オフセット、帯域幅、及び時間遅延を決定するために使用されてよい。

ブロック７３０で、１つ又は複数の適応等化器は、個々の成分信号１２２、１２４のシンボルレートのＸ倍で窓掛けされた信号３２８に適用されて、信号１２２及び信号１２４のシンボル軌跡、整形係数、位相オフセット、周波数オフセット、及び変調タイプを決定できる。

ブロック７４０で、復調器３００及びより詳細にはＡＲＴ３５０は、帯域幅、シンボル軌跡、整形係数、変調タイプ、位相オフセット、及び周波数オフセットの内の１つ又は複数に基づいて成分信号（例えば、信号１２２及び信号１２４）を再生してよい。

判定ブロック７４５で、プロセッサ２０４は、再生信号が対象信号かどうかを判定できる。再生信号が対象信号である場合、方法７００はブロック７５０に進むことができる。

ブロック７５０で、復調器３００は成分信号のそれぞれを復調できる。いくつかの実施形態では、成分信号は同時に復調できる。いくつかの他の実施形態では、方法７００で開示された適応再生は時間遅延に関わりなく発生することがある。適応等化及びシンボルレートのＸ倍での再サンプリングのため、成分信号のより正確な推定値が、干渉除去単独よりも速い速度で再生できる。いくつかの実施形態では、ブロック７１０、ブロック７２０、及びブロック７３０に示されるステップはソフトウェアで実行できる。いくつかの実施形態では、ブロック７４０及びブロック７５０に示されるステップはファームウェアで実行できる。

判定ブロック７４５で、２つの信号が対象信号ではない場合、再生信号（例えば、ブロック７４０）は干渉信号と見なすことができる。したがって、ブロック７６０で、復調器３００（図３）は窓掛けされた信号３２８から干渉信号を除去できる。方法７００はブロック７５０に進み、少なくとも１つの対象信号を出力できる。

いくつかの実施形態では、方法７００は成分信号を復調又は分離するために、必要に応じて繰り返す又は反復することができる。方法７００は、未処理信号の時間遅延コピーから１つ又は複数の成分信号を除去して残留信号（例えば、図５のブロック５６５）を決定し、方法７００を使用し、残留信号を再処理することによって追加の干渉除去を達成するために、方法４００及び方法５００と結合できる。

本明細書に開示される実施形態に関連して説明される多様な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又は両方の組合せとして実装されてよい。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、多様な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップは概してその機能性に関して上述された。係る機能性がハードウェアとして実装されるか、それともソフトウェアとして実装されるかは、特定の応用及び全体のシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、それぞれの特定の応用について説明された機能性をさまざまな方法で実装してよいが、係る実装の決定は本発明の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈されるべきではない。

本明細書に説明される技法は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、及びその任意の組合せで実装されてよい。係る技法は汎用コンピュータ、無線通信デバイスハンドセット、又は無線通信デバイスハンドセット及び他のデバイスでの応用を含んだ複数の用途を有する集積回路デバイス等のさまざまなデバイスの内のいずれかで実装されてよい。モジュール又は構成要素として説明されるあらゆる特徴は、集積論理デバイスで共に又は別々であるが相互運用可能な論理デバイスとして別個に実装されてよい。ソフトウェアで実装される場合、技法は、実行時、上述された方法の内の１つ又は複数の実行する命令を含んだプログラムコードを備えるコンピュータ可読データ記憶媒体によって少なくとも部分的に実現されてよい。コンピュータ可読データ記憶媒体は、パッケージング材料を含むことがあるコンピュータプログラム製品の一部を形成してよい。コンピュータ可読媒体は、同期型ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）等のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、電気的消去・プログラム可能読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、磁気データ記憶媒体又は光データ記憶媒体等のメモリ又はデータ記憶媒体を含んでよい。技法は、さらに又は代わりに、命令又はデータ構造の形式でプログラムコードを搬送又は通信し、伝搬信号又は電波等、コンピュータによってアクセス、読み取り、及び／又は実行可能であるコンピュータ可読通信媒体によって少なくとも部分的に実現されてよい。

プログラムコードは、図２に関連して説明されるように、１つ又は複数のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、汎用マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルロジックアレイ（ＦＰＧＡ）、又は他の同等な集積論理回路網もしくは離散論理回路網等の１つ又は複数のプロセッサを含むことがあるプロセッサによって実行されてよい。係るプロセッサは、本開示に説明される技法のいずれかを実行するように構成されてよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよい。ただし、代替的には、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又は状態機械であってよい。また、プロセッサは、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動する１つ又は複数のマイクロプロセッサ、又は任意の他の係る構成等の計算装置の組合せとして実装されてもよい。したがって、本明細書に使用される用語「プロセッサ」は、上記の構造のいずれか、上記の構造の任意の組合せ、又は本明細書に説明される技法の実装に適した任意の他の構造もしくは装置を指してよい。さらに、いくつかの態様では、本明細書に説明される機能性は、符号化及び復号のために構成された専用のソフトウェアモジュールもしくはハードウェアモジュールの中に設けられてよい、又は結合された符号器および復号器（ＣＯＤＥＣ）に組み込まれてよい。

本発明の実施形態は、特定の実施形態について上述されているが、本発明の多くの変形形態が可能である。例えば、多様な構成要素の数は増加又は減少してよく、電源電圧を決定するモジュール及びステップは、周波数、別のシステムパラメータ又はパラメータの組合せを決定するために修正されてよい。さらに、多様な実施形態の特徴は、上述された組合せとは異なる組合せで結合されてよい。

当業者は、本明細書に開示される実施形態と関連して説明される多様な例示的なブロック及びモジュールが多様な形式で実装できることを理解するだろう。いくつかのブロック及びモジュールは概してその機能性に関して上述されてきた。係る機能性がどのようにして実装されるのかは、全体のシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、特定の応用について説明された機能性をさまざまな方法で実装できるが、係る実装の決定は本発明の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈されるべきではない。さらに、モジュール、ブロック、又はステップの中の機能性のグループ化は説明を容易にするためである。特定の機能又はステップは、本発明から逸脱することなく、あるモジュールもしくはブロックから移動することができる、又はモジュールもしくはブロックに全体にわたり分散できる。

開示されている実施形態の上記説明は、当業者が本発明をなすこと又は使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する多様な変更形態は当業者にとって容易に明らかとなり、本明細書に説明される一般的な原理は本発明の精神又は範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用できる。このようにして、本明細書に提示される説明及び図面は本発明の現在好まれている実装を表し、したがって本発明によって広範囲に考慮される主題を表すことが理解されるべきである。さらに、本発明の範囲が、当業者に明らかになることがある他の実施形態を完全に包含すること、及び本発明の範囲が従って添付の特許請求の範囲以外の何によっても制限されないことも理解される。

Claims (20)

1. 複合信号を受信するように構成された受信機であって、前記複合信号が第１の信号及び第２の信号を有し、前記第１の信号が前記第２の信号に重なる、受信機と、
   第１のｎの累乗が前記第１の信号に対応する第１の連続波を生じさせ、第２のｎの累乗が前記第２の信号に対応する第２の連続波を生じさせるまでｎ倍前記複合信号を累乗することであって、前記第１のｎの累乗が前記第１の信号の変調推定値に相当し、前記第２のｎの累乗が前記第２の信号の変調推定値に相当し、
   前記第１のｎの累乗及び前記第２のｎの累乗に基づいて前記第１の信号に対応する少なくとも１つのシンボルレートを導き出し、
   前記少なくとも１つのシンボルレートのｘ倍の前記変調推定値に基づいて前記複合信号をサンプリングし直して、少なくとも１つのシンボル軌跡、少なくとも１つの変調タイプ、及び前記第１の信号と前記第２の信号の間のオフセット情報を決定し、
   前記少なくとも１つの変調タイプ、前記少なくとも１つのシンボル軌跡、及びオフセット情報に基づいて前記第１の信号及び前記第２の信号を再生し、並びに
   前記第１の信号及び前記第２の信号を出力する
   ように構成された少なくとも１つのプロセッサと
   を備える、複数の受信信号の復調のための装置。
2. 前記複合信号が第３の信号を備え、前記プロセッサが前記第１の信号及び前記第２の信号で前記第３の信号を復調するようにさらに構成される、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１のｎの累乗及び前記第２のｎの累乗が異なる値を有し、前記第１のｎの累乗が第１の変調タイプに対応し、前記第２のｎの累乗が第２の変調タイプに対応する、請求項１に記載の装置。
4. 前記オフセット情報が、前記第１の信号と前記第２の信号の間の位相オフセット及び周波数オフセットを備える、請求項１に記載の装置。
5. 前記第１の信号と前記第２の信号の間の前記位相オフセット及び前記周波数オフセットがそれぞれゼロに等しい、請求項２に記載の装置。
6. 前記第１の信号及び前記第２の信号が同じ帯域幅を有し、前記第１の信号と前記第２の信号の間の前記位相オフセットがゼロに等しい、請求項２に記載の装置。
7. 前記第１の信号及び前記第２の信号が同じ振幅を有し、前記第１の信号と前記第２の信号の間の前記周波数オフセットがゼロに等しい、請求項２に記載の装置。
8. 前記第１の信号及び前記第２の信号の組合せの中心周波数及び帯域幅に基づいて、前記帯域幅制限部分を補正するための窓掛けユニットをさらに備える、請求項１に記載の装置。
9. ｘが２に等しい、請求項１に記載の装置。
10. ｎが２の倍数である、請求項１に記載の装置。
11. 複合信号を受信することであって、前記複合信号が第１の信号及び第２の信号を有し、前記第１の信号が前記第２の信号に重なる、複合信号を受信することと、
    第１のｎの累乗が前記第１の信号に対応する第１の連続波を生じさせ、第２のｎの累乗が前記第２の信号に対応する第２の連続波を生じさせるまでｎ倍前記複合信号を累乗することであって、前記第１のｎの累乗が前記第１の信号の変調推定値に相当し、前記第２のｎの累乗が前記第２の信号の変調推定値に相当する、前記複合信号を累乗することと、
    前記第１の信号及び前記第２の信号の内の少なくとも１つに対応する前記複合信号のシンボルレートを導き出すことと、
    前記シンボルレート推定値のｘ倍の前記変調推定値に基づいて前記複合信号をサンプリングし直して、シンボル軌跡、変調タイプ、及び前記第１の信号と前記第２の信号の間のオフセット情報を決定することと、
    前記変調タイプ、前記シンボル軌跡、前記整形係数、及び前記オフセット情報に基づいて前記第１の信号及び前記第２の信号を再生することと、
    前記第１の信号及び前記第２の信号を出力すること
    を含む、複数の受信信号を復調するための方法。
12. 第３の信号を備える前記複合信号を受信することと、
    前記第１の信号及び前記第２の信号で前記第３の信号を復調すること
    をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第１のｎの累乗がｎの第１の値で連続波を生じさせ、前記第２のｎの累乗が、ｎの前記第１の値とは異なるｎの第２の値で連続波を生じさせるまで前記複合信号を累乗し、ｎの前記第１の値及びｎの前記第２の値が異なる変調タイプに対応する、請求項１１に記載の方法。
14. 前記オフセット情報が、位相オフセット、周波数オフセット、及び前記第１の信号と前記第２の信号の間の時間遅延の内の少なくとも１つを備える、請求項１１に記載の方法。
15. 前記第１の信号及び前記第２の信号の組合せの中心周波数及び帯域幅に基づいて、前記複合信号を補正することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
16. ｘが２に等しい、請求項１１に記載の方法。
17. ｎが２の倍数である、請求項１１に記載の方法。
18. 複合信号を復調するための方法であって、前記複合信号が周波数で第２の成分信号に重なる第１の成分信号を有し、前記方法は、
    第１の回数が少なくとも１つの連続波形を生じさせるまで、前記第１の回数、前記複合信号をそれ自体で乗算することであって、前記第１の回数が少なくとも１つの変調推定値を示すことと、
    前記複合信号の少なくとも１つのシンボルレートを決定することであって、前記少なくとも１つのシンボルレートが前記第１の回数及び前記連続波形に基づくことと、
    前記少なくとも１つのシンボルレートの倍数で前記少なくとも１つの変調推定値に基づいて前記複合信号をサンプリングし直して、シンボル軌跡、変調タイプ、及び前記第１の成分信号と前記第２の成分信号の間のオフセット情報を決定することと、
    前記変調タイプ、前記シンボル軌跡、前記整形係数、及び前記オフセット情報に基づいて前記第１の成分信号及び前記第２の成分信号を再生することと、
    前記第１の成分信号及び前記第２の成分信号を出力すること
    を含む、方法。
19. 前記第１の回数、前記複合信号をそれ自体で乗算して、前記第１の成分信号に対応する連続波形を生じさせることであって、前記第１の回数が前記第１の成分信号の第１の変調タイプを示すことと、
    第２の回数、前記複合信号をそれ自体で乗算して、前記第２の成分信号に対応する連続波形を生じさせることであって、前記第２の回数が前記第２の成分信号の第２の変調を示し、前記第２の回数が前記第１の回数とは異なること
    をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記連続波及び前記第１の回数に基づいて第１のシンボルレート推定値を決定することと、
    前記第１の成分信号に対応する第１のシンボルレートを決定することであって、前記第１のシンボルレートが、前記第１のシンボルレート推定値の倍数に等しい第１のサンプリングレートで前記複合信号をサンプリングする第１の適応等化器に基づくことと、
    前記連続波及び前記第２の回数に基づいて第２のシンボルレート推定値を決定することと、
    前記第２の成分信号に対応する第２のシンボルレートを決定することであって、前記第２のシンボルレートが、第２のシンボルレート推定値の倍数に等しいサンプリングレートで前記複合信号をサンプリングする第２の適応等化器に基づくことと
    をさらに含む、請求項１８に記載の方法。

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