(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭ方式により変調された信号を受信する受信装置で、伝送路特性の変動に応じて適した補間処理を行う。【解決手段】パイロットキャリア列補間手段１３、１４がパイロットキャリア列について周波数軸方向での伝送路特性の補間を行い、０次外挿補間手段１３又はｎ次外挿補間手段１４が後続のデータキャリア列について時間軸方向での伝送路特性の補間を行う。制御手段１１、１２が、変動量検出手段１１により検出された伝送路特性の変動量が所定の閾値以下である場合には０次外挿補間が行われるように制御し、所定の閾値を超える場合にはｎ次外挿補間が行われるように制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ方式により変調された信号を受信する受信装置において、
受信信号に含まれるパイロットキャリア列について周波数軸方向での伝送路特性の補間を行うパイロットキャリア列補間手段と、
前記パイロットキャリア列補間手段による補間結果に基づいて前記受信信号に含まれる後続のデータキャリア列について時間軸方向での伝送路特性の０次外挿補間を行う０次外挿補間手段と、
前記パイロットキャリア列補間手段による補間結果に基づいて前記受信信号に含まれる後続のデータキャリア列について時間軸方向での伝送路特性のｎ（ｎは１以上の整数値）次外挿補間を行うｎ次外挿補間手段と、
前記受信信号に基づいて伝送路特性の変動量を検出する変動量検出手段と、
前記変動量検出手段により検出された変動量が、所定の閾値以下である又は所定の閾値未満である場合には前記０次外挿補間手段により０次外挿補間が行われるように制御し、前記所定の閾値を超える又は前記所定の閾値以上である場合には前記ｎ次外挿補間手段によりｎ次外挿補間が行われるように制御する制御手段と、
を備えた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ｎ次外挿補間手段は、ｎ＝１である直線外挿補間を行い、
前記変動量検出手段は、伝送路特性の変動量として、前記受信信号に含まれるパイロットキャリアの値に関する変動量を検出し、
当該受信装置は、前記０次外挿補間手段又は前記ｎ次外挿補間手段による補間結果に基づいて前記受信信号に含まれるデータキャリアに関する等化処理を行う等化処理手段を備えた、
ことを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、デジタル通信システムの受信装置に関し、特に、時間軸方向で補間するときに、次のパイロットキャリア列を受信するまで待機しなくとも、伝送路特性の推定（チャネル推定）を行うことができ、また、伝送路特性（伝搬路特性）の変動に応じて適した補間処理を行うことができる受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を用いたデジタル通信システムでは、サブキャリア信号を等化するために、受信装置において振幅及び位相が既知であるパイロットキャリアを送信装置で挿入することが行われている。
【０００３】
図６には、パイロットキャリアとデータキャリアの配置の一例を示してある。横軸は時間（シンボル方向）を表しており、縦軸は周波数（キャリア方向）を表している。本例では、時間軸方向におけるパイロット間隔が４であり、周波数軸方向におけるパイロット間隔が５である。
具体的には、１個のスロット５１、その中に含まれる複数のパイロットキャリア５２（１個のみ符号を示してある）及び複数のデータキャリア５３（１個のみ符号を示してある）を示してあり、パイロットキャリア列５４（１列のみ符号を示してある）、データキャリア列５５（１列のみ符号を示してある）が形成されている。
【０００４】
このようなデジタル通信システムの受信装置では、例えばスロット単位で、パイロットキャリア間を補間して、伝送路特性の推定を行う。補間方式としては、ｎ（例えば、ｎは１以上の値）次関数で補間する方式や、補間フィルタを用いて補間する方式などを用いることができる。
パイロットキャリア５２が挿入されている列（周波数軸方向の並び）をパイロットキャリア列５４と呼ぶこととし、データキャリアのみが存在する列（周波数軸方向の並び）をデータキャリア列５５と呼ぶこととすると、例えば、周波数軸方向にパイロットキャリア間の補間を行って、パイロットキャリア列５４の伝送路特性の推定値を算出した後に、時間軸方向にデータキャリア列５５の補間を行って、伝送路特性を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１８３９０号公報
【特許文献２】特開２００７−８１５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような補間処理では、時間軸方向でパイロットキャリア列間を補間するときには、次のパイロットキャリア列を受信するまでは、伝送路特性の推定を行うことができず、等化処理も行うことができなかった。このため、データの蓄積処理が必要となり、処理負荷が大きくなって、データキャリアを蓄積するためのメモリも必要となる、といった問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、時間軸方向で補間するときに、次のパイロットキャリア列を受信するまで待機しなくとも、伝送路特性の推定を行うことができ、また、伝送路特性の変動に応じて適した補間処理を行うことができる受信装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、ＯＦＤＭ方式により変調された信号を受信する受信装置において、次のような構成とした。
パイロットキャリア列補間手段が、受信信号に含まれるパイロットキャリア列について、周波数軸方向での伝送路特性の補間を行う。０次外挿補間手段が、前記パイロットキャリア列補間手段による補間結果に基づいて、前記受信信号に含まれる後続（直後又はそれより後）のデータキャリア列について、時間軸方向での伝送路特性の０次外挿補間を行う。ｎ次外挿補間手段が、前記パイロットキャリア列補間手段による補間結果に基づいて、前記受信信号に含まれる後続（直後又はそれより後）のデータキャリア列について、時間軸方向での伝送路特性のｎ（ｎは１以上の整数値）次外挿補間を行う。
また、変動量検出手段が、前記受信信号に基づいて、伝送路特性の変動量を検出する。制御手段が、前記変動量検出手段により検出された変動量が、所定の閾値以下である（又は、所定の閾値未満である）場合には前記０次外挿補間手段により０次外挿補間が行われるように制御し、前記所定の閾値を超える（又は、前記所定の閾値以上である）場合には前記ｎ次外挿補間手段によりｎ次外挿補間が行われるように制御する。
【０００９】
従って、時間軸方向での伝送路特性の補間処理として、０次外挿補間又はｎ次外挿補間が行われるため、時間軸方向で補間するときに、次のパイロットキャリア列（補間対象となるデータキャリア列より後のパイロットキャリア列）を受信するまで待機しなくとも、伝送路特性の推定を行うことができ、また、送信装置と受信装置との間の通信における伝送路特性の変動量に応じて０次外挿補間とｎ次外挿補間が切り替えられて使用されるため、伝送路特性の変動に応じて適した補間処理を行うことができる。
【００１０】
ここで、通信としては、例えば、無線により行われるが、有線の通信が用いられてもよい。
また、送信装置や受信装置としては、それぞれ、例えば、送信機能と受信機能の両方を有する通信装置が用いられてもよい。
また、データキャリアとパイロットキャリアの配置の仕方としては、種々なものが用いられてもよい。
【００１１】
また、パイロットキャリア列におけるパイロットキャリア間の伝送路特性の補間の仕方としては、種々なものが用いられてもよい。
また、０次外挿補間の処理や、ｎ次外挿補間の処理としては、それぞれ、種々なものが用いられてもよい。
また、伝送路特性の変動量としては、種々な仕方で検出されてもよい。
また、伝送路特性の変動量に関する所定の閾値としては、例えば、装置の使用状況や各種の特性などに応じて、任意の値が設定されてもよい。
【００１２】
一構成例として、本発明に係る受信装置では、次のような構成とした。
すなわち、前記ｎ次外挿補間手段は、ｎ＝１である直線外挿補間を行う。前記変動量検出手段は、伝送路特性の変動量として、前記受信信号に含まれるパイロットキャリアの値に関する変動量を検出する。また、  当該受信装置では、等化処理手段が、前記０次外挿補間手段又は前記ｎ次外挿補間手段による補間結果に基づいて、前記受信信号に含まれるデータキャリアに関する等化処理を行う。
従って、適切な補間処理の結果に基づいて、データキャリアに関する等化処理を行うことができ、良好な受信特性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明に係る受信装置によると、例えば、時間軸方向で補間するときに、次のパイロットキャリア列を受信するまで待機しなくとも、伝送路特性の推定を行うことができ、また、伝送路特性の変動に応じて適した補間処理を行うことができ、効率的である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係る伝送路特性推定部の構成例を示す図である。
【図２】伝送路特性を算出する手順の一例を示す図である。
【図３】０次外挿補間の例を示す図である。
【図４】直線外挿補間の例を示す図である。
【図５】０次外挿補間と直線外挿補間のフェージング周波数に対するビット誤り率特性（ＢＥＲ）のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図６】パイロットキャリアとデータキャリアの配置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施例に係るＯＦＤＭ方式を用いるデジタル通信システムの受信装置に設けられた伝送路特性推定部（チャネル推定部）１の構成例及び等化処理部２を示してある。
ここで、本例の受信装置は、例えば、アンテナ、ダウンコンバータ、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部、伝送路特性推定部１及び等化処理部２、復調部などを有しているが、本例では、伝送路特性推定部１及び等化処理部２について詳しく説明する。
【００１６】
本例の伝送路特性推定部１は、補間方法選定部１１、補間選択スイッチ１２、０次外挿補間部１３、直線外挿補間部１４を備えている。
本例の伝送路特性推定部１及び等化処理部２における動作の概要を示す。
伝送路特性推定部１の補間方法選定部１１及び補間選択スイッチ１２に、受信信号をＦＦＴ処理して得られたデータ（例えば、パイロットキャリアのデータ）が入力される。
【００１７】
補間方法選定部１１は、入力されたパイロットキャリアのデータに基づいて、０次外挿補間を使用するか或いは直線外挿補間を使用するかを選定し、当該選定結果が実現されるように補間選択スイッチ１２を制御する。
補間選択スイッチ１２は、補間方法選定部１１により制御されて、０次外挿補間を使用することが選定された場合には、入力されたデータを０次外挿補間部１３へ出力するように接続先の経路を切り替え、一方、直線外挿補間を使用することが選定された場合には、入力されたデータを直線外挿補間部１４へ出力するように接続先の経路を切り替える。
【００１８】
０次外挿補間部１３は、入力されたデータについて０次の外挿補間処理を行って、その結果を伝送路特性の推定値（チャネル推定値）として、等化処理部２へ出力する。
直線外挿補間部１４は、入力されたデータについて直線外挿補間処理を行って、その結果を伝送路特性の推定値（チャネル推定値）として、等化処理部２へ出力する。
【００１９】
等化処理部２に、受信信号をＦＦＴ処理して得られたデータ（例えば、データキャリアのデータ）が入力される。
等化処理部２は、伝送路特性推定部１から入力された伝送路特性の推定値（チャネル推定値）に基づいて、入力されたデータキャリアのデータに対して等化処理を行い、当該処理後の信号を復調部へ出力する。
なお、０次外挿補間処理や直線外挿補間処理などの外挿補間処理や、等化処理としては、それぞれ、種々なものが用いられてもよく、例えば、一般的に知られている種々な技術を利用することも可能である。
【００２０】
図２には、伝送路特性を算出する手順の一例を模式的に示してある。本例では、図６に示されるのと同様なデータキャリアとパイロットキャリアの配置が用いられる場合を示す。
（手順１）パイロットキャリア列を受信したときについて説明する。
このとき、周波数軸方向でパイロットキャリア間を補間して、伝送路特性の推定結果（例えば、図２に示される伝送路特性推定結果４１ａ、４１ｂ）を得る。ここで、補間方式としては、例えば、従来と同様に、ｎ次関数で補間する方式や、フィルタを用いて補間する方式などを用いることができる。また、周波数軸方向でのパイロットキャリア間の補間処理は、例えば、０次外挿補間部１３や直線外挿補間部１４により行うことができ、或いは、他の構成例として、他の処理部により行われてもよい。
【００２１】
また、パイロットキャリア列が伝送路特性推定部１に入力された場合、補間方法選定部１１では、今回入力されたパイロットキャリア値と前回入力されたパイロットキャリア値とを比較し、これらの間の変動が小さい（フェージング周波数が低い）と判定したときには、補間選択スイッチ１２の出力先を０次外挿補間部１３に接続するように切り替え、一方、これらの間の変動が大きい（フェージング周波数が高い）と判定したときには、補間選択スイッチ１２の出力先を直線外挿補間部１４に接続するように切り替える。
【００２２】
ここで、変動が小さいか或いは大きいかは、例えば、変動の値が所定の閾値以下（又は、所定の閾値未満）か或いは所定の閾値を超える（又は、所定の閾値以上となる）かに応じて判定することができる。なお、所定の閾値は、例えば、予め設定されてメモリに記憶され、或いは、運用中などに変更することが可能であってもよい。
【００２３】
（手順２）データキャリア列を受信したときについて説明する。
上記した（手順１）で算出されたパイロットキャリア列の周波数方向の伝送路特性推定結果４１ａ、４１ｂに基づいて、上記した（手順１）で選択された補間方式（いずれかの外挿補間部）を用いて、時間軸方向でデータキャリア（データサブキャリア）に対応した伝送路特性の推定値（例えば、図２に示される伝送路特定推定結果４２）を算出する。このような時間軸方向での伝送路特性の推定処理は、それぞれの行（それぞれの周波数キャリア）について行われる。このようにして算出された伝送路特性の推定値（チャネル推定値）に基づいて、等化処理部２によりデータキャリアの等化を行う。つまり、上記のような周波数軸方向での補間と時間軸方向での補間により、全てのデータキャリアの位置（タイミング）における伝送路特性の推定結果が得られ、これにより、等化処理が行われる。
【００２４】
なお、図２に示されるように、例えば、直線外挿補間処理では、パイロットキャリア列に関する周波数方向の伝送路特性推定結果４１ａ、４１ｂ（なお、実際に受信されたパイロットキャリア値が用いられてもよい）を用いて、データキャリア列に関する時間軸方向の伝送路特性推定結果が得られる。
【００２５】
次に、本例の補間方法について説明する。
０次外挿補間（０次補間）について説明する。
図３には、０次外挿補間の例を示してある。横軸は時間を表しており、縦軸は振幅を表している。そして、パイロットキャリア値２１（１個のみ符号を示してある）と、伝送路特性推定値２２ａ、２２ｂ、２２ｃ（３個のみ符号を示してある）を示してある。
０次外挿補間の処理では、図３に示されるように、一番近い過去のパイロットキャリア値２１を保持して、時間軸方向での補間対象となるデータキャリアの位置（タイミング）における伝送路特性推定値２２ａ、２２ｂ、２２ｃとする。
【００２６】
直線外挿補間について説明する。
図４には、直線外挿補間の例を示してある。横軸は時間を表しており、縦軸は振幅を表している。そして、パイロットキャリア値３１ａ、３１ｂ（２個のみ符号を示してある）と、伝送路特性推定値３２ａ、３２ｂ、３２ｃ（３個のみ符号を示してある）を示してある。
直線外挿補間の処理では、図４に示されるように、伝送路特性の推定対象をシンボル（データキャリアの位置（タイミング））３２ａ、３２ｂ、３２ｃとしたときに、それに一番近い過去のパイロットキャリア値３１ｂと更にもう一つ前（過去）のパイロットキャリア値３１ａを用いて一次関数式を算出し、その一次関数式を用いて直線外挿補間を行う。なお、先頭のパイロットキャリア間（図４の例では、２個のパイロットキャリア値３１ａ、３１ｂの間のシンボル）については、前（過去）の情報が無いため、０次補間を行う。
【００２７】
図５には、０次外挿補間と直線外挿補間のフェージング周波数に対するビット誤り率特性（ＢＥＲ）のシミュレーション結果の一例を示してある。横軸は時間軸方向のパイロットキャリアの間隔［μｓｅｃ］を表しており、縦軸はＢＥＲを表している。また、レイリーフェージングモデルを用いており、ＣＮＲ＝４０ｄＢとしてある。
図５に示されるように、フェージング周波数ｆｄが高いほど、０次補間のビット誤り率特性（ＢＥＲ）は劣化する。例えば、時間軸方向のパイロットキャリアの間隔が１０００μｓｅｃ程度であるとき、フェージング周波数が１０Ｈｚであるときには０次補間と直線外挿補間との差異は（ほとんど）無く、よってこの例では、フェージング周波数１０Ｈｚが補間選択スイッチ１２の切り替えポイントとなり、それ以下であれば０次補間を選択し、１０Ｈｚを越えれば直線外挿補間を選択する。
尚、フェージング周波数の検出（パイロットキャリア値の変化の検出）と、検出したフェージング周波数（パイロットキャリア値の変化）としきい値の比較は、前述した補間方法選定部１１で行う。
ここで、補間方法の切り換えに用いるパラメータは、フェージング周波数であってもよいし、切り換えポイントとなるフェージング周波数のときに生じるパイロットキャリア値の変化量（振幅や位相の変化量）をしきい値として記憶しておき、パイロットキャリア値の変化量をパラメータとして用いてもよい。
【００２８】
以上のように、本例では、ＯＦＤＭ方式を用いたデジタル通信システムの伝送路特性推定方法において、時間軸方向における現データキャリアより過去の２点のパイロットキャリア値を一次関数で表し、その式から現データキャリアに対応する伝送路特性を推定（直線外挿補間）することで、蓄積処理することなくリアルタイムに伝送路特性（チャネル特性）を推定することを可能とした。
また、本例の伝送路特性推定方法では、パイロットキャリア値の変化（フェージング周波数の変化）に応じて、０次外挿補間と直線外挿補間を選択することを可能とした。
【００２９】
具体例として、本例の受信装置では、現在のデータキャリアよりも時間軸方向において過去の２点のパイロットキャリアについて、受信強度（振幅）−時間座標上に配置したときにおける各パイロットキャリアの間を１次関数式で表し、当該１次関数式から現在のデータキャリアに対応する伝送路特性を１次外挿補間により推定し、また、伝送路特性（伝搬路特性）の変動、即ち、パイロットキャリア値の変化が、所定値と比べて大きいときには１次外挿補間を行い、所定値と比べて小さいときには０次外挿補間を行う。
このように、受信したデータキャリア列より過去の２列のパイロットキャリア列間を一次関数で表し、その式から現サブキャリアの伝送路特性を推定（直線外挿補間）する。また、パイロットキャリア値の変化に応じて、補間方法を選択する。
【００３０】
従って、本例の受信装置における伝送路特性推定方法では、例えば、次のパイロットキャリア列の受信を待つことなく伝送路特性の推定を行うことができることから処理負荷を少なくすることができ、パイロットキャリア列間のデータキャリア列蓄積用メモリを備える必要を無くすことができる。特に、時間軸方向のパイロットキャリア挿入間隔が大きい場合に有効である。また、伝送路特性の変動が、小さい（フェージング周波数が低い）ときには０次外挿補間を使用し、大きい（フェージング周波数が高い）ときには直線外挿補間を使用するというように、必要に応じた最低の処理量で伝送路特性推定値を算出することができる。
【００３１】
なお、本例の受信装置では、伝送路特性推定部１において、例えば０次外挿補間部１３や直線外挿補間部１４によりパイロットキャリア列について周波数軸方向での伝送路特性の補間を行う機能によりパイロットキャリア列補間手段が構成されており、０次外挿補間部１３の機能により０次外挿補間手段が構成されており、直線外挿補間部１４の機能によりｎ（本例では、ｎ＝１）次外挿補間手段が構成されており、補間方法選定部１１により伝送路特性の変動量（本例では、パイロットキャリア値の変化量）を検出する機能により変動量検出手段が構成されており、補間方法選定部１１が補間選択スイッチ１２を制御して使用する外挿補間部を切り替える機能により制御手段が構成されている。また、本例の受信装置では、等化処理部２の機能により等化処理手段が構成されている。
【００３２】
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１・・伝送路特性推定部、  ２・・等化処理部、  １１・・補間方法推定部、  １２・・補間選択スイッチ、  １３・・０次外挿補間部、  １４・・直線外挿補間部、  ４１ａ、４１ｂ・・周波数方向伝送路特性推定結果、  ４２・・時間軸方向伝送路特性推定結果、  ２１、３１ａ、３１ｂ・・パイロットキャリア値、  ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ・・伝送路特性推定値、  ５１・・スロット、  ５２・・パイロットキャリア、  ５３・・データキャリア、  ５４・・パイロットキャリア列、  ５５・・データキャリア列、
【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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