(57)【要約】  少ないメモリ容量で高い精度のチャネル推定を行うことできる受信装置および受信方法、並びにコンピュータプログラムを提供する。受信した信号のリファレンスシグナルのチャネル推定値からチャネルの特性を示すパラメータを推定し、周波数方向に拡張されたリファレンスシグナルのパターンに応じた係数行列であって、予め記憶されている係数行列の中から、推定されたパラメータに応じて所定の係数行列を選択し、選択された係数行列に配置されている係数の範囲であって、受信した信号のリファレンスシグナルの配置に応じた範囲に含まれる係数を用いてLMMSEチャネル推定を行う。
2012153659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した信号のリファレンスシグナルのチャネル推定値からチャネルの特性を示すパラメータを推定するパラメータ推定手段と、
周波数方向または時間方向に拡張されたリファレンスシグナルのパターンに応じた係数行列であって、予め記憶されている係数行列の中から、推定された前記パラメータに応じて所定の係数行列を選択する選択手段と、
選択された前記係数行列に配置されている係数の範囲であって、受信した信号のリファレンスシグナルの配置に応じた範囲に含まれる前記係数を用いてLMMSE（Linear Minimum Mean Squared Error）チャネル推定を行うチャネル推定手段と
を有することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受信装置において、
前記チャネル推定手段は、選択された前記係数行列に配置されている前記係数を周波数方向に反転させ、反転させた前記係数を用いてLMMSEチャネル推定を行う
ことを特徴とする受信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の受信装置において、
前記チャネル推定手段は、選択された前記係数行列に配置されている前記係数を時間方向に反転させ、反転させた前記係数を用いてLMMSEチャネル推定を行う
ことを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の受信装置において、
前記チャネル推定手段は、選択された前記係数行列に配置されている前記係数を回転させ、回転させた係数を用いてLMMSEチャネル推定を行う
ことを特徴とする受信装置。
【請求項５】
請求項１に記載の受信装置において、
前記チャネル推定手段は、2D-LMMSEチャネル推定を行う
ことを特徴とする受信装置。
【請求項６】
請求項１に記載の受信装置において、
前記チャネル推定手段は、1D-LMMSEチャネル推定を行う
ことを特徴とする受信装置。
【請求項７】
請求項１に記載の受信装置において、
前記受信した信号は、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式により受信した信号である
ことを特徴とする受信装置。
【請求項８】
請求項１に記載の受信装置において、
前記受信した信号は、LTE（Long Term Evolution）に準拠する信号である
ことを特徴とする受信装置。
【請求項９】
受信した信号のリファレンスシグナルのチャネル推定値からチャネルの特性を示すパラメータを推定するパラメータ推定ステップと、
周波数方向に拡張されたリファレンスシグナルのパターンに応じた係数行列であって、予め記憶されている係数行列の中から、推定された上記パラメータに応じて所定の係数行列を選択する選択ステップと、
選択された上記係数行列に配置されている係数の範囲であって、受信した信号のリファレンスシグナルの配置に応じた範囲に含まれる上記係数を用いてLMMSEチャネル推定を行うチャネル推定ステップと
を含むことを特徴とする受信方法。
【請求項１０】
受信した信号のリファレンスシグナルのチャネル推定値からチャネルの特性を示すパラメータを推定するパラメータ推定ステップと、
周波数方向に拡張されたリファレンスシグナルのパターンに応じた係数行列であって、予め記憶されている係数行列の中から、推定された上記パラメータに応じて所定の係数行列を選択する選択ステップと、
選択された上記係数行列に配置されている係数の範囲であって、受信した信号のリファレンスシグナルの配置に応じた範囲に含まれる上記係数を用いてLMMSEチャネル推定を行うチャネル推定ステップと
を含む処理をコンピュータに行わせるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は受信装置および受信方法、並びにコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信技術の発達はめざましく、大容量のデータを高速で通信するシステムが実現されつつある。これは、有線通信のみの事ではなく、無線通信においても同様である。すなわち、携帯電話などの移動端末装置の普及に伴い、無線でも大容量のデータを高速で通信し、動画や音声などのマルチメディアデータを移動端末装置でも利用可能とする次世代通信方式の研究、開発が盛んに行われている。【０００３】
次世代通信方式としては、3GPP（3rd Generation Partnership Project）で議論されているLTE（Long Term
Evolution）に代表されるようなOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いた通信方式が注目されている。OFDMは、使用する帯域を複数のサブキャリアに分割し、それぞれのサブキャリアに各データシンボルを割り当てて送信を行う方式であり、サブキャリアは周波数軸上で互いに直交するように配置される為、OFDMは、周波数利用効率に優れている。また、１つ１つのサブキャリアは狭帯域となる為、マルチパス干渉の影響を抑えることができ、高速大容量通信を実現することができる。【０００４】
一方、無線通信では、受信信号には無線通信路（チャネル）において、マルチパスフェージング等に起因する信号の歪みが生じる。そこで、データシンボルと共に多重されて送信される既知のリファレンスシグナルを用いて、各サブキャリアのチャネル特性の推定値（以下、チャネル推定値と称する。）を求め、受信機で信号の歪みを補償する必要がある。チャネル推定値の精度が低いと、チャネルで受けた信号の歪みが適切に補正されず、受信信号の復調精度が低下することから、チャネル推定値の精度を向上させる為のさまざまな方式が提案されている。【０００５】
OFDMにおけるチャネル推定方式の一つに2D-LMMSE（Linear Minimum Mean Squared Error）チャネル推定がある。2D-LMMSEチャネル推定は、周波数方向・時間方向に配置された既知のリファレンスシグナルのチャネル推定値に、チャネルの周波数相関・時間相関・SNR（Signal to Noise Ratio）から求まる行列Gの係数を掛け合わせることによって、チャネル推定を行う方式である。【０００６】
2D-LMMSEチャネル推定は、数式で表すと、式（１）で表すことができる。
【数１】
2012153659.tif 000003
・・・（１）【０００７】
ここで、ベクトルhはチャネル推定結果を表し、ベクトルzはリファレンスシグナルのチャネル推定値を表し、行列Gはチャネルの周波数相関・時間相関・SNRから求まる係数からなる行列を表す。また、行列Iは単位行列を表し、行列Aは、チャネル推定を行うリソースエレメントとリファレンスシグナル間の相関行列であり、行列Bは、リファレンスシグナル間の相関行列である。行列Aおよび行列Bは、チャネルの周波数相関・時間相関・リソースエレメントとリファレンスシグナル間の距離によって求まる。【０００８】
図１６を参照して、ｎ番目のリソースエレメント（図１６中Ｒで示される）のチャネル推定値の求め方を説明する。ここでは、LTE（Long Term Evolution）のアンテナポート5のように周波数方向・時間方向に配置された６つのリファレンスシグナルを用いてチャネル推定する場合について説明する。ｎ番目のリソースエレメントのチャネル推定値hnは、式（２）に示されるように、リファレンスシグナルのチャネル推定値z0、z1、z2、z3、z4、およびz5に行列Gの対応する係数gn,0、gn,1、gn,2、gn,3、gn,4、およびgn,5をそれぞれ掛け合わせ、全て足し合わせたものとなる。
【数２】
2012153659.tif 000004
・・・（２）【０００９】
１つのリソースエレメントの推定に対し、リファレンスシグナルと同じ数の係数が必要となる為、総数Nがチャネル推定をするリソースエレメントの総数を示し、数Mがリファレンスシグナルの数を示す場合、行列GはN×Mの要素を持つ非常に大きな行列となる。チャネル推定に使用するリファレンスシグナルの数を増やせば増やすほど、2D-LMMSEチャネル推定の精度は向上するが、行列Gのサイズがさらに大きくなることになる。また、行列Gを求めるにはM×Mの逆行列の計算が必要であり、リファレンスシグナルの数が増えるほど非常に大きな計算量が必要となる。【００１０】
その為、行列Gをチャネル推定の都度求めることは計算量の観点から現実的ではない。あらかじめ、チャネルの状態（ドップラー周波数、遅延スプレッド、SNR）をいくつか設定し、行列Gの計算までを事前に行い、計算結果をメモリに記録しておき、実際のチャネル推定では、行列Gとベクトルzの乗算のみを行うことが望ましい。【００１１】
従来、ユーザ機器がプリコーディング行列と遅延との様々な組合せを評価し、最高の性能を有する組合せを決定し、このプリコーディング行列と遅延との組合せをノードに送信できるようにしているものもある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特表２０１０−５１９７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、行列Gのサイズは非常に大きいことに加えて、チャネル推定の精度を上げるためには様々なチャネルの状態を想定し、いくつもの行列を用意する必要がある為、膨大なメモリ容量が必要となる。さらに、LTEでは隣接するセル間の干渉を低減する為、リファレンスシグナルの配置を周波数方向にシフトする仕組みがあるが、このように、リファレンスシグナルの配置がシフトしたり、スロット毎にリファレンスシグナルの配置が変わる場合、リファレンスシグナルの配置のパターンごとに行列Gを用意する必要がある為、さらに膨大なメモリ容量が必要となる。【００１４】
そこで、本発明は、上記課題を解決すること、すなわち、少ないメモリ容量で高い精度のチャネル推定を行うことのできる受信装置および受信方法、並びにコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によると、受信した信号のリファレンスシグナルのチャネル推定値からチャネルの特性を示すパラメータを推定するパラメータ推定手段と、周波数方向または時間方向に拡張されたリファレンスシグナルのパターンに応じた係数行列であって、予め記憶されている係数行列の中から、推定されたパラメータに応じて所定の係数行列を選択する選択手段と、選択された係数行列に配置されている係数の範囲であって、受信した信号のリファレンスシグナルの配置に応じた範囲に含まれる係数を用いてLMMSE（Linear Minimum Mean Squared Error）チャネル推定を行うチャネル推定手段と、を有する受信装置が提供される。【００１６】
本発明の第2の観点によると、受信した信号のリファレンスシグナルのチャネル推定値からチャネルの特性を示すパラメータを推定するパラメータ推定ステップと、周波数方向に拡張されたリファレンスシグナルのパターンに応じた係数行列であって、予め記憶されている係数行列の中から、推定されたパラメータに応じて所定の係数行列を選択する選択ステップと、選択された係数行列に配置されている係数の範囲であって、受信した信号のリファレンスシグナルの配置に応じた範囲に含まれる係数を用いてLMMSEチャネル推定を行うチャネル推定ステップと、を含む受信方法が提供される。【００１７】
本発明の第３の観点によると、コンピュータに、受信した信号のリファレンスシグナルのチャネル推定値からチャネルの特性を示すパラメータを推定するパラメータ推定ステップと、周波数方向に拡張されたリファレンスシグナルのパターンに応じた係数行列であって、予め記憶されている係数行列の中から、推定されたパラメータに応じて所定の係数行列を選択する選択ステップと、選択された係数行列に配置されている係数の範囲であって、受信した信号のリファレンスシグナルの配置に応じた範囲に含まれる係数を用いてLMMSEチャネル推定を行うチャネル推定ステップと、を含む処理を行わせるコンピュータプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、少ないメモリ容量で高い精度のチャネル推定を行うことのできる受信装置および受信方法、並びにコンピュータプログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】送信機の構成を示すブロック図である。
【図２】受信機の構成を示すブロック図である。
【図３】チャネル推定部２６の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】LMMSEチャネル推定の処理を説明するフローチャートである。
【図５】図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、リファレンスシグナルのパターンの例を示す図である。
【図６】行列Gの操作の例を示す図である。
【図７】図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、リファレンスシグナルのパターンの例を示す図である。
【図８】行列Gの操作の例を示す図である。
【図９】図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、リファレンスシグナルのパターンの例を示す図である。
【図１０】行列Gの操作の例を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、リファレンスシグナルのパターンの例を示す図である。
【図１２】行列Gの操作の例を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）は、リファレンスシグナルのパターンの例を示す図である。
【図１４】行列Gの操作の例を示す図である。
【図１５】コンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。
【図１６】ｎ番目のリソースエレメントのチャネル推定値の求め方を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態の受信装置について、3GPP（3rd Generation Partnership Project）のLTEを採用した場合を例に、図１〜図１５を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、一般的なLTEの送信機の構成を示すブロック図である。送信機１０は、チャネル符号化部１１、変調部１２、IFFT（Inverse Fast Fourier Transform）処理部１３、CP（Cyclic Prefix）付加部１４、D/A（Digital/Analog）変換部１５、および送信アンテナ１６を備えている。
【００２２】
送信機１０では、各ユーザ宛の送信データは、まず、チャネル符号化部１１で誤り検出符号化・誤り訂正符号化が施される。変調部１２は、送信データをI成分およびQ成分にマッピングする。次に、IFFT処理部１３は、I成分およびQ成分を時間領域の信号波に変換する。CP付加部１４は、マルチパスによるシンボル間干渉の影響を防ぐ為に、OFDMシンボルの先頭にCPを付加する。D/A変換部１５は、CPが付加されたOFDMシンボルを、デジタル信号からアナログ信号へ変換する。アナログ信号は、送信アンテナ１６から送信される。
【００２３】
図２は、LTEの受信機の構成を示すブロック図である。受信機２０は、受信装置の一例であり、受信アンテナ２１、A/D（Analog/Digital）変換部２２、FFT（Fast Fourier Transform）タイミング検出部２３、CP除去部２４、FFT処理部２５、チャネル推定部２６、復調部２７、およびチャネル復号部２８を備えている。
【００２４】
受信機２０では、受信アンテナ２１で受信された受信信号は、A/D変換部２２でアナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号は、FFTタイミング検出部２３とCP除去部２４とに供給される。FFTタイミング検出部２３は、OFDMシンボルの先頭のタイミングを検出し、OFDMシンボルの先頭のタイミングを示すFFTタイミング情報をCP除去部２４に供給する。
【００２５】
CP除去部２４は、FFTタイミング検出部２３で検出されたFFTタイミング情報を基に、OFDMシンボルから先頭に付加されているCPを除去する。FFT処理部２５は、時間領域の信号波（デジタル信号）を各サブキャリア成分に変換する。
【００２６】
更に、チャネル推定部２６は、データシンボルと共に多重されて送信される既知のリファレンスシグナルを用いて、各サブキャリアのチャネル推定値を求める。復調部２７において、各サブキャリアの受信信号にチャネル推定値の複素共役を乗算することによって、チャネルで受けた信号の歪みが補償（チャネル等化）される。復調部２７は、チャネルの影響が補償された、各サブキャリアの受信信号であって、I成分およびQ成分からなる受信信号を尤度情報に変換する。チャネル復号部２８は、誤り訂正復号・誤り検出を行い、受信データを得る。
【００２７】
図３は、チャネル推定部２６の構成の一例を示すブロック図である。チャネル推定部２６は、パターンキャンセル部３１、チャネルパラメータ推定部３２、制御部３３、メモリ３４、およびLMMSEチャネル推定部３５を備えている。
【００２８】
チャネル推定部２６では、まず、パターンキャンセル部３１が、データシンボルと共に多重されて送信されているリファレンスシグナルのパターンをキャンセルし、リファレンスシグナルのチャネル推定値を求める。
【００２９】
次に、リファレンスシグナルのチャネル推定値はチャネルパラメータ推定部３２とLMMSEチャネル推定部３５に供給される。チャネルパラメータ推定部３２は、あらかじめ用意されている行列G群の中から、最も適した行列Gを選択する為にチャネルのドップラー周波数、遅延スプレッド、またはSNR等を推定し、推定結果を制御部３３に通知する。制御部３３は、チャネルパラメータ推定部３２で推定されたパラメータ（推定結果）を基に現在のチャネルの状況に最適な行列Gを選択し、LMMSEチャネル推定部３５に通知する。メモリ３４は、チャネルのドップラー周波数、遅延スプレッド、またはSNR等のパラメータの値毎に、行列Gを記憶する。
【００３０】
LMMSEチャネル推定部３５は、制御部３３の指示に従い、選択された行列Gを用いてLMMSEチャネル推定を行う。
【００３１】
なお、制御部３３はリファレンスシグナルの配置に応じて、メモリ３４に記憶されている行列Gをシフト、反転、または回転させて使用するようLMMSEチャネル推定部３５に指示する。以下、リファレンスシグナルの配置のパターンを単にパターンとも称する。
【００３２】
図４は、LMMSEチャネル推定の処理を説明するフローチャートである。ステップＳ１１において、パターンキャンセル部３１は、リファレンスシグナルのパターンをキャンセルする。ステップＳ１２において、チャネルパラメータ推定部３２は、チャネルのドップラー周波数、遅延スプレッド、またはSNR等のチャネルのパラメータを推定する。
【００３３】
ステップＳ１３において、制御部３３は、推定されたパラメータを基に行列Gを選択する。ステップＳ１４において、制御部３３は、LMMSEチャネル推定部３５に行列Gのシフト、反転、または回転を指示する。ステップＳ１５において、LMMSEチャネル推定部３５は、制御部３３の指示に従い、選択された行列Gを用いてLMMSEチャネル推定し、LMMSEチャネル推定の処理は終了する。
【００３４】
例えば、LTEのアンテナポート5のリファレンスシグナルは、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示される配置のいずれかとなっている。リファレンスシグナルは隣接セル間の干渉を低減する為に周波数方向にシフトさせたパターンが３種類存在する。これらのパターンはvshift=0、vshift=1、vshift=2の値を取り得るパラメータvshiftによって区別される。図５（Ａ）は、パラメータvshiftが０である場合のパターンの配置を示す図である。図５（Ｂ）は、パラメータvshiftが１である場合のパターンの配置を示す図である。
【００３５】
左下の０番目のリソースエレメントに着目すると、図５（Ａ）に示されるパターンの配置では０番目のリソースエレメントから時間方向に３つのリソースエレメントだけ離れた位置にリファレンスシグナル（図５（Ａ）中において斜線が付された四角で示される。以下、同様。）がある。これに対して、図５（Ｂ）に示されるパターンの配置ではリファレンスシグナルは、０番目のリソースエレメントから時間方向に３つのリソースエレメントだけ離れ、周波数方向に１つのリソースエレメントだけ離れた位置に存在する。このように、各リソースエレメントとリファレンスシグナルとの距離はパラメータvshiftが０である場合とパラメータvshiftが１である場合とでは異なっている為、行列Gもそれぞれのパターンに合わせて別々に用意する必要がある。
【００３６】
しかしながら、図５（Ａ）と図５（Ｂ）を良く見ると、図５（Ａ）における０番目のリソースエレメントと６つのリファレンスシグナルのそれぞれとの位置関係は、図５（Ｂ）における１番目のリソースエレメントと６つのリファレンスシグナルのそれぞれとの位置関係と同じであることが分かる。
【００３７】
その為、図６のＡに示されるように周波数方向に拡張した（周波数方向に１３のリソースエレメントが配置され、時間方向に７つのリソースエレメントが配置されるように拡張した）リファレンスシグナルパターンに対して１３×７の係数からなる行列Gを用意し、パラメータvshiftの値に応じて使用する範囲をシフトさせればよいことになる。すなわち、パラメータvshiftが０である場合、図６のＢに示されるように、行列Gの上側の１２×７の範囲の係数が使用され、パラメータvshiftが１である場合、図６のＣに示されるように、行列Gの下側の１２×７の範囲の係数が使用されるようにすれば良い。
【００３８】
受信機２０では、周波数方向に拡張した行列Gをメモリ３４に記憶しておき、リファレンスシグナルの配置に応じて、つまりパラメータvshiftの値に応じて、制御部３３が拡張された行列Gの上側の係数を使用するか、下側の係数を使用するかをLMMSEチャネル推定部３５に通知する。
【００３９】
また、LTEのアンテナポート5のリファレンスシグナルは、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示されるように、サブフレームの前半のスロットと後半のスロットでは、リファレンスシグナルが配置されるOFDMシンボルが異なる。図７（Ａ）に示される前半スロットは、４番目と７番目のOFDMシンボルにリファレンスシグナルが配置されているのに対し、図７（Ｂ）に示される後半スロットは３番目と６番目のOFDMシンボルにリファレンスシグナルが配置されている。この場合、左下の０番目のリソースエレメントに着目すると、図７（Ａ）に示される配置では０番目のリソースエレメントから時間方向に３つのリソースエレメントだけ離れた位置にリファレンスシグナルがあるが、図７（Ｂ）に示される配置ではリファレンスシグナルは０番目のリソースエレメントから時間方向に２つのリソースエレメントだけ離れた位置に存在する為、行列Gも前半スロット用と後半スロット用に別々に必要がある。
【００４０】
しかしながら、図７（Ａ）と図７（Ｂ）を良く見ると、図７（Ｂ）における０番目のリソースエレメントと６つのリファレンスシグナルのそれぞれとの位置関係は、図７（Ａ）における１２番目のリソースエレメントと６つのリファレンスシグナルのそれぞれとの位置関係と同じであることが分かる。
【００４１】
その為、図８のＤに示されるように時間方向に拡張した（周波数方向に１２のリソースエレメントが配置され、時間方向に８つのリソースエレメントが配置されるように拡張した）リファレンスシグナルパターンに対して１２×８の係数からなる行列Gを用意し、前半スロットと後半スロットで使用する範囲をシフトさせればよいことになる。すなわち、前半スロットである場合、図８のＥに示されるように、行列Gの前側（図中の左側）の１２×７の範囲の係数が使用され、後半スロットである場合、図８のＦに示されるように、行列Gの後側（図中の右側）の１２×７の範囲の係数が使用されるようにすれば良い。
【００４２】
受信機２０では、時間方向に拡張した行列Gをメモリ３４に記憶しておき、前半スロットか、後半スロットかに応じて、制御部３３が拡張された行列Gの前側を使用するか、後側を使用するかをLMMSEチャネル推定部３５に通知する。
【００４３】
さらに、LTEのアンテナポート5のリファレンスシグナルは、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示されるように、パラメータvshiftが２である場合のパターンの配置は、パラメータvshiftが０である場合のパターンまたはパラメータvshiftが１である場合のパターンの配置を単純に周波数方向にシフトしたものとは異なる。
【００４４】
パラメータvshiftが０である場合または図９（Ａ）に示されるようにパラメータvshiftが１である場合、４番目のOFDMシンボルのリファレンスシグナルの方が低い周波数に配置されているが、図９（Ｂ）に示されるようにパラメータvshiftが２である場合、７番目のOFDMシンボルのリファレンスシグナルの方が低い周波数に配置されている。
【００４５】
この場合、左下の０番目のリソースエレメントに着目すると、図９（Ａ）に示される配置では０番目のリソースエレメントから時間方向に３つのリソースエレメントだけ離れた位置であって、周波数方向に１つのリソースエレメントだけ離れた位置にリファレンスシグナルがあるが、図９（Ｂ）に示される配置ではリファレンスシグナルは０番目のリソースエレメントから時間方向に３つのリソースエレメントだけ離れた位置であって、周波数方向に２つのリソースエレメントだけ離れた位置に存在する。このように、各リソースエレメントとリファレンスシグナルとの距離は、パラメータvshiftが０である場合またはパラメータvshiftが１である場合とパラメータvshiftが２である場合とでは異なっている為、行列Gもそれぞれのパターンに合わせて別々に用意する必要がある。
【００４６】
しかしながら、図９（Ａ）と図９（Ｂ）を良く見ると、図９（Ａ）における０番目のリソースエレメントとリファレンスシグナルの位置関係は、図９（Ｂ）における１１番目のリソースエレメントとリファレンスシグナルの位置関係を上下反転（周波数方向に反転）させたものと同じであることが分かる。
【００４７】
その為、図１０のＧに示されるようにパラメータvshiftが１である場合のリファレンスシグナルパターンに対して行列Gを用意し、パラメータvshiftが２である場合は行列Gを周波数方向に反転させて使用すればよいことになる。すなわち、パラメータvshiftが１である場合、図１０のＨに示されるように、行列Gがそのまま使用され、パラメータvshiftが２である場合、図１０のＪに示されるように、行列Gが周波数方向に反転させて（図中の上下方向に反転させて）使用されるようにすれば良い。
【００４８】
受信機２０では、行列Gをメモリ３４に記憶しておき、リファレンスシグナルの配置に応じて、つまりパラメータvshiftの値に応じて、制御部３３は行列Gをそのまま使用するか、行列Gを周波数方向に反転させて使用するかをLMMSEチャネル推定部３５に通知する。なお、行列Gを周波数方向に反転させて使用する場合、LMMSEチャネル推定部３５では、行列Gの性質から係数の共役複素数をリファレンスシグナルのチャネル推定値に乗算する。
【００４９】
以上のように、LMMSEチャネル推定において、LMMSEチャネル推定の係数行列をシフトさせたり反転させることによって、１つの係数行列が複数のリファレンスシグナルの配置に使用される。
【００５０】
図５に示されるリファレンスシグナルの配置を考えた場合、チャネル推定をするリソースエレメントの数は、１２サブキャリア×７OFDMシンボル＝８４である。各リソースエレメントのLMMSEチャネル推定を行うには、６リファレンスシグナル分の係数が必要となる為、行列Gに含まれる係数の総数は、１２サブキャリア×７OFDMシンボル×６リファレンスシグナル＝５０４となる。
【００５１】
これを、０であるパラメータvshiftと１であるパラメータvshiftとの両方に対して用意しなければならない為、さらに２倍の１００８の係数が必要となる。
【００５２】
一方、周波数方向に拡張したリファレンスシグナルパターンに対して行列Gを用意し、パラメータvshiftの値に応じて使用する範囲をシフトさせて使用した場合、１サブキャリア分余分に係数を用意すればよいので、必要な係数の数は、１３サブキャリア×７OFDMシンボル×６リファレンスシグナル＝５４６となり、必要な係数は約半分となり、係数を記憶しておく為のメモリ容量も約半分に削減できることになる。
【００５３】
同様に、図７に示されるリファレンスシグナルの配置を考えた場合、前半スロット、後半スロットでそれぞれ別の行列Gを用意する場合、１００８の係数が必要となる。一方、時間方向に拡張したリファレンスシグナルパターンに対して行列Gを用意し、前半スロットと後半スロットで使用する範囲をシフトさせて使用した場合、１OFDMシンボル分余分に係数を用意すればよいので、必要な係数の数は、１２サブキャリア×８OFDMシンボル×６リファレンスシグナル＝５７６となる。
【００５４】
また、図９に示されるリファレンスシグナルの配置を考えた場合、１であるパラメータvshiftと２であるパラメータvshiftとでそれぞれ別の行列Gを用意する場合、１００８の係数が必要となるが、１つの行列Gを周波数方向に反転して使用すれば、半分の５０４の係数で十分なことになる。
【００５５】
さらに、上記の周波数方向にシフト、時間方向にシフト、周波数方向に反転の３つを組み合わせれば、１つの拡張された行列Gを用意するだけで、全てのパターンに対応できることになる。この場合、従来であれば、１２サブキャリア×７OFDMシンボル×６リファレンスシグナル×３種類×前半・後半２スロット分＝３０２４の係数が必要になる。
【００５６】
これに対して、受信機２０の場合、１３サブキャリア×８OFDMシンボル×６リファレンスシグナル＝６２４の係数で足りることになり、必要な係数は通常の約５分の１となり、係数を記憶しておく為のメモリ容量も約５分の１に削減できることになる。
【００５７】
以上の説明では、一例として、行列Gを周波数方向にシフトする場合、時間方向にシフトする場合、行列Gを上下反転させて使用する場合を例にあげたが、これに限るものではない。
【００５８】
図１１（Ｂ）および図１１（Ｂ）のようなリファレンスシグナルパターンの場合、図１１（Ａ）における０番目のリソースエレメントとリファレンスシグナルの位置関係は、図１１（Ｂ）における６０番目のリソースエレメントとリファレンスシグナルの位置関係を左右反転させたものと同じであることが分かる。その為、図１２のＫに示されるように図１１（Ａ）に示されるリファレンスシグナルパターンに対して行列Gを用意し、図１１（Ａ）に示されるリファレンスシグナルパターンの場合、図１２のＬに示されるように行列Gをそのまま使用し、図１１（Ｂ）に示されるリファレンスシグナルパターンの場合、図１２のＭに示されるように行列Gを左右反転させて使用すればよい。
【００５９】
また、図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）のようなリファレンスシグナルパターンの場合、図１３（Ａ）における０番目のリソースエレメントとリファレンスシグナルの位置関係は、図１３（Ｂ）における８３番目のリソースエレメントとリファレンスシグナルの位置関係を１８０度回転させたものと同じであることが分かる。その為、図１４のＮに示されるように図１３（Ａ）のリファレンスシグナルパターンに対して行列Gを用意し、図１３（Ａ）に示されるリファレンスシグナルパターンの場合、図１４のＰに示されるように行列Gをそのまま使用し、図１３（Ｂ）に示されるリファレンスシグナルパターンの場合、図１４のＱに示されるように行列Gを１８０度回転させて使用すればよい。
【００６０】
同様に、リファレンスシグナルの配置に応じて、９０度回転または２７０度回転等も考えることができる。
【００６１】
また、以上の説明では、一例として、2D-LMMSEチャネル推定を挙げたが、同じOFDMシンボル内のリファレンスシグナルのみを用いる1D-LMMSEチャネル推定でも同様に適用することができる。この場合、行列Gの周波数方向へのシフト、行列Gの上下反転が適用できる。
【００６２】
さらに、以上の説明では、LMMSEチャネル推定を用いた場合について説明したが、必ずしもこれに限るものではない。あらかじめ、リファレンスシグナルに乗算する係数を計算し、メモリに保存しておくようなチャネル推定であれば、他のアルゴリズムを用いたチャネル推定にも同様に適用することができる。
【００６３】
以上の説明は、3GPPで議論されているLTEを例に説明したが、必ずしもこれに限るものではない。OFDMを用いた他の無線通信システムにも同様に適用することができる。
【００６４】
このように、LMMSE（Linear Minimum Mean Squared Error）チャネル推定において、LMMSEチャネル推定の係数行列をシフト、反転、または回転させ、1つの係数行列を複数のリファレンスシグナルの配置に使用することによって、係数を記憶する為のメモリ容量を削減することができる。
【００６５】
3GPPで議論されているLTEに準拠した受信機２０を例に説明したが、携帯電話機、データ通信カード、PHS(Personal Handyphone System)、PDA(Personal Data
Assistance, Personal Digital Assistants)、スマートフォン、または無線基地局等の通信装置の受信機などに適用することもできる。
【００６６】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するコンピュータプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のコンピュータプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。
【００６７】
図１５は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。
【００６８】
コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）１０１，ROM（Read Only Memory）１０２，RAM（Random Access Memory）１０３は、バス１０４により相互に接続されている。
【００６９】
バス１０４には、さらに、入出力インタフェース１０５が接続されている。入出力インタフェース１０５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部１０６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部１０７、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記憶部１０８、ネットワークインタフェースなどよりなる通信部１０９、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１１１を駆動するドライブ１１０が接続されている。
【００７０】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU１０１が、例えば、記憶部１０８に記憶されているコンピュータプログラムを、入出力インタフェース１０５及びバス１０４を介して、RAM１０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【００７１】
コンピュータ（CPU１０１）が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア１１１に記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。
【００７２】
そして、コンピュータプログラムは、リムーバブルメディア１１１をドライブ１１０に装着することにより、入出力インタフェース１０５を介して、記憶部１０８に記憶することで、コンピュータにインストールすることができる。また、コンピュータプログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部１０９で受信し、記憶部１０８に記憶することで、コンピュータにインストールすることができる。その他、コンピュータプログラムは、ROM１０２や記憶部１０８にあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータにあらかじめインストールしておくことができる。
【００７３】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【００７４】
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７５】
２０…受信機、２１…受信アンテナ、２２…A/D変換部、２３…FFTタイミング検出部、２４…CP除去部、２５…FFT処理部、２６…チャネル推定部、２７…復調部、２８…チャネル復号部、３１…パターンキャンセル部、３２…チャネルパラメータ推定部、３３…制御部、３４…メモリ、３５…LMMSEチャネル推定部、１０１…CPU、１０２…ROM、１０３…RAM、１０８…記憶部、１０９…通信部、１１１…リムーバブルメディア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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