(57)【要約】【課題】無線通信の品質を改善することができる受信機、通信システムおよび通信方法を提供することを課題とする。【解決手段】直前の複数のシンボルにおいて受信した信号の遅延プロファイルに基づいて、次のシンボルにおいて受信する信号の遅延プロファイルを予測しておき、信号を受信した場合に、予測しておいた遅延プロファイルを用いて受信信号を補償し、さらに次のシンボルにおいて受信する信号の遅延プロファイルを予測する。【選択図】図１
2010166266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝搬路を伝搬する信号を受信した場合に、前記伝搬路における遅延プロファイルを用いて、受信信号を補償する補償部と、
前記補償部によって補償された信号と、前記受信信号とに基づいて遅延プロファイルを算出する算出部と、
前記算出部によって算出された複数の遅延プロファイルに基づいて、新たに受信される受信信号を前記補償部が補償するための遅延プロファイルを予測する予測部と
を備えたことを特徴とする受信機。
【請求項２】
前記算出部は、
前記補償部によって補償された信号と、前記受信信号とに基づいて前記伝搬路の特性を推定し、推定結果である伝搬路推定値を用いて遅延プロファイルを算出することを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記算出部は、
所定の信号である既知信号を受信した場合に、該既知信号と、当該の受信機が予め保持している既知データとに基づいて、遅延プロファイルを算出することを特徴とする請求項１または２に記載の受信機。
【請求項４】
前記予測部は、
前記算出部によって前記受信信号の直前に受信した信号に基づいて算出された複数の遅延プロファイルを用いて、遅延プロファイルを予測することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の受信機。
【請求項５】
前記算出部によって算出された遅延プロファイルに基づいて、信号の電力が所定の閾値以上である伝搬路の遅延プロファイルを選択する選択部をさらに備え、
前記予測部は、前記選択部によって選択された遅延プロファイルに基づいて、遅延プロファイルを予測することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の受信機。
【請求項６】
送信機と受信機とを有する通信システムであって、
前記送信機は、
所定の時間単位であるシンボル単位で信号を送信する送信部
を備え、
前記受信機は、
前記送信部によって送信された信号を受信した場合に、前記伝搬路における遅延プロファイルを用いて、受信信号を補償する補償部と、
前記補償部によって補償された信号と、前記受信信号とに基づいて遅延プロファイルを算出する算出部と、
前記算出部によって算出された複数の遅延プロファイルに基づいて、新たに受信される受信信号を前記補償部が補償するための遅延プロファイルを予測する予測部と
を備えたことを特徴とする通信システム。
【請求項７】
送信機と受信機による通信方法であって、
前記送信機は、
所定の時間単位であるシンボル単位で信号を送信する送信ステップ
を含み、
前記受信機は、
前記送信ステップによって送信された信号を受信した場合に、前記伝搬路における遅延プロファイルを用いて、受信信号を補償する補償ステップと、
前記補償ステップによって補償された信号と、前記受信信号とに基づいて遅延プロファイルを算出する算出ステップと、
前記算出ステップによって算出された複数の遅延プロファイルに基づいて、新たに受信される受信信号を前記補償ステップが補償するための遅延プロファイルを予測する予測ステップと
を含んだことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信機、通信システムおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯端末等の移動局が急速に普及しており、移動通信システムが広く利用されている。このような移動通信システムでは、移動局の移動に伴って、信号の振幅と位相が変動する現象であるフェージングが発生する。フェージングは、無線通信を阻害する原因となるので、移動通信システムにおいて問題となっている。
【０００３】
そこで、近年の移動通信システムでは、フェージングの影響を抑制することを目的として、信号が伝搬する伝搬路（パスとも呼ばれる）の特性を推定する技術が用いられている（例えば、特許文献１参照）。なお、ここで言う「伝搬路の特性」とは、伝搬路を伝搬した信号が受ける歪みであり、例えば、振幅特性や位相特性である。
【０００４】
具体的には、基地局などの送信機は、データ送信前に既知信号（パイロット信号とも呼ばれる）を送信する。そして、移動局などの受信機は、既知信号と同様の信号である既知データを保持し、既知信号を受信した場合に、既知信号と既知データとに基づいて受信信号の伝搬路の特性を推定する。その後、受信機は、データ信号を受信した場合に、推定結果である伝搬路推定値を用いて、受信したデータ信号を補償する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０１／０４８９５９号パンフレット
【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、上述した従来の伝搬路推定手法では、フェージングの影響を十分に抑制できない場合があった。具体的には、従来の受信機は、上述したように、既知信号を受信した場合に伝搬路推定値を推定する。しかし、受信機が移動している場合には伝搬路の特性が変動するので、かかる受信機は、予め推定された伝搬路推定値を用いてデータ信号を補償しても、フェージングの影響を十分に抑制できるとは限らなかった。このことは、無線通信の品質が低下するという問題を招いていた。
【０００７】
特に、受信機が高速に移動する高速フェージング環境下では、伝搬路の特性が激しく変動するので、従来の伝搬路推定手法では、無線通信の品質が大きく低下するおそれがあった。
【０００８】
そこで、無線通信の品質を改善することができる受信機、通信システムおよび通信方法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】
【０００９】
第１の案では、伝搬路を伝搬する信号を受信した場合に、前記伝搬路における遅延プロファイルを用いて、受信信号を補償する補償部と、前記補償部によって補償された信号と、前記受信信号とに基づいて遅延プロファイルを算出する算出部と、前記算出部によって算出された複数の遅延プロファイルに基づいて、新たに受信される受信信号を前記補償部が補償するための遅延プロファイルを予測する予測部とを備えることとする。
【００１０】
なお、本願に開示する受信機の構成要素、表現または構成要素の任意の組合せを、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、記録媒体、データ構造などに適用したものも、他の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本願に開示した受信機によれば、無線通信の品質を改善することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施例１に係る受信機を含む通信システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、フレーム構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、受信機による受信処理の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、予測部による予測処理について説明するための図である。
【図５】図５は、実施例１に係る受信機の構成例を示す図である。
【図６】図６は、実施例１に係る受信機による受信処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例２に係る受信機の構成を示す図である。
【図８】図８は、選択部による選択処理を説明するための図である。
【図９】図９は、実施例３に係る受信機の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、フレーム構成の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、受信機による受信処理の一例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、フレーム構成の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、最小二乗法を用いて予測処理を行う例を示す図である。
【図１４】図１４は、遅延プロファイルに重み付けをして予測処理を行う例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、本発明の実施例について説明する。以下の実施例では、通信方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）を採用する通信システムを例に挙げて説明するが、本発明の適用対象はこれに限定されない。例えば、本発明は、伝搬路推定値を用いて受信信号を補償するＯＦＤＭＡ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing  Access）やＣＤＭＡ（Code  Division  Multiple  Access）などの通信方式を採用する通信システムにも適用することができる。
【実施例１】
【００１４】
［通信システムの構成］
まず、実施例１に係る受信機を含む通信システムの構成について説明する。図１は、実施例１に係る受信機を含む通信システムの構成を示す図である。なお、図１に示す通信システム１は、通信方式の１例としてＯＦＤＭを採用するものとする。図１に示すように、通信システム１は、送信機１０と、受信機１００とを有する。なお、図１では、実施例１に係る受信機１００と関連のない構成については、図示することを省略している。
【００１５】
送信機１０は、例えば、基地局であり、送信部１１を有する。送信部１１は、受信機１００に対して信号を送信する。具体的には、送信部１１は、無線インタフェースにおける所定のフレーム構成に従って信号を送信する。図２に、フレーム構成の一例を示す。図２に示したフレーム構成において、縦軸は周波数（サブキャリア）を示し、横軸はＯＦＤＭシンボル（時間）を示す。また、図２において、黒丸によって示した図形は、既知信号が割り当てられる既知シンボル（パイロットシンボル）を示し、白丸によって示した図形は、データ信号が割り当てられるデータシンボルを示す。
【００１６】
すなわち、通信システム１におけるフレーム構成が図２に示したフレーム構成である場合、送信部１１は、第１シンボル及び第２シンボルにおいて既知信号を送信し、第３シンボル以降のシンボルにおいてデータ信号を送信する。
【００１７】
このようにして送信機１０から送信された信号は、図１に示した例のように、複数の伝搬路ＰＴ（０）〜ＰＴ（τ）を伝搬して、受信機１００に受信される。なお、τは、それぞれの伝搬路ＰＴにおける信号の遅延時間を示している。具体的には、図１では、伝搬路ＰＴ（０）、ＰＴ（１）、ＰＴ（２）、・・・、ＰＴ（τ）の順番で、その伝搬路を伝搬する信号が遅延していることを示している。
【００１８】
受信機１００は、例えば、携帯端末等の移動局であり、送信機１０から送信された既知信号やデータ信号を、複数の伝搬路ＰＴ（０）〜ＰＴ（τ）を介して受信する。受信機１００が受信する信号は、フェージングの影響により、送信機１０から送信された信号と比較して、振幅や位相が変化した信号となる場合がある。このため、受信機１００は、送信機１０との間で品質の高い無線通信を行えないおそれがある。
【００１９】
そこで、実施例１に係る受信機１００は、過去に算出した遅延プロファイルを用いて、新たに受信する信号を補償するための遅延プロファイルを予測する。具体的には、受信機１００は、算出部１０６と、予測部１０８と、補償部１１０とを有し、各処理部による処理によって、遅延プロファイルを予測しながら受信信号を補償する。以下に、受信機１００が有する各処理部による処理を詳細に説明する。
【００２０】
［受信機１００による受信処理］
図３を用いて、受信機１００による受信処理について説明する。図３は、受信機１００による受信処理の一例を示す図である。図３の上段は、伝搬路ＰＴ（０）〜ＰＴ（３）を介して受信した信号の遅延プロファイルを示している。かかる遅延プロファイルの横軸は時間を示し、縦軸は電力（複素振幅）を示し、横軸および縦軸に対して垂直方向の軸は受信信号の遅延時間を示す。また、図３の下段は、受信機１００による受信処理手順を示している。なお、図３に示した例において、受信機１００は、図２に示したフレーム構成に従って送信される信号を受信するものとする。
【００２１】
図３に示した例のように、受信機１００は、第１シンボルにおいて送信された既知信号を受信したものとする（ステップＳ１１）。かかる場合、受信機１００の算出部１０６は、受信した既知信号に基づいて伝搬路推定値を推定し、推定した伝搬路推定値から遅延プロファイルを算出する（ステップＳ１２）。具体的には、算出部１０６は、推定した伝搬路推定値に対してＩＦＦＴ（Inverse  Fast  Fourier  Transform）処理を行うことにより、遅延プロファイルを算出する。
【００２２】
続いて、受信機１００は、第２シンボルにおいて送信された既知信号を受信したものとする（ステップＳ１３）。かかる場合、算出部１０６は、受信した既知信号に基づいて伝搬路推定値を推定し、推定した伝搬路推定値から遅延プロファイルを算出する（ステップＳ１４）。
【００２３】
続いて、受信機１００の予測部１０８は、ステップＳ１２において算出された遅延プロファイルと、ステップＳ１４において算出された遅延プロファイルとに基づいて、新たに受信される信号を補償するための遅延プロファイルを予測する（ステップＳ１５）。具体的には、予測部１０８は、２個の遅延プロファイルの変化量に基づいて、第３シンボルにおいて送信される信号を補償するための遅延プロファイルを予測する。なお、予測部１０８による予測処理については、図４を用いて後に説明する。
【００２４】
続いて、受信機１００は、第３シンボルにおいて送信されたデータ信号を受信したものとする（ステップＳ１６）。かかる場合、受信機１００の補償部１１０は、ステップＳ１５において予測された遅延プロファイルを用いて、受信したデータ信号を補償する（ステップＳ１７）。
【００２５】
続いて、算出部１０６は、ステップＳ１６において受信されたデータ信号と、ステップＳ１７において補償されたデータ信号とに基づいて、伝搬路推定値を推定し、推定した伝搬路推定値から遅延プロファイルを算出する（ステップＳ１８）。
【００２６】
続いて、予測部１０８は、ステップＳ１４において算出された遅延プロファイルと、ステップＳ１８において算出された遅延プロファイルとに基づいて、第４シンボルにおいて送信される信号を補償するための遅延プロファイルを予測する（ステップＳ１９）。受信機１００は、その後にデータ信号を受信するたびに、上述したステップＳ１７〜Ｓ１９における処理を繰り返し行う。
【００２７】
なお、図３では、算出済みの２個の遅延プロファイルに基づいて、新たに受信される信号を補償するための遅延プロファイルを予測する例を示したが、予測部１０８は、３個以上の遅延プロファイルに基づいて、遅延プロファイルを予測してもよい。３個以上の遅延プロファイルに基づいて、遅延プロファイルを予測する処理については、実施例５において説明する。
【００２８】
次に、上述した予測部１０８による予測処理について説明する。図４は、予測部１０８による予測処理を説明するための図である。なお、図４では、図３に示した伝搬路ＰＴ（０）における遅延プロファイルを示す。図４において、白丸によって示した図形は、算出部１０６によって算出された遅延プロファイルの電力値を示し、黒丸によって示した図形は、予測部１０８によって予測された遅延プロファイルの電力値を示す。
【００２９】
図４に示した例の場合、予測部１０８は、遅延プロファイルＥ１とＥ２とを用いて、時刻ｔ３において受信する信号を補償するための遅延プロファイルＥ１２を予測する。例えば、遅延プロファイルＥ２の電力値が、遅延プロファイルＥ１の電力値よりも１０％減少していたとする。かかる場合、予測部１０８は、次に信号を受信する時点でも遅延プロファイルの電力値が１０％減少するであろうと予測する。すなわち、予測部１０８は、遅延プロファイルＥ２の電力値から１０％減少した値を遅延プロファイルＥ１２の電力値として予測する。
【００３０】
同様に、図４に示した例において、予測部１０８は、遅延プロファイルＥ２とＥ３とを用いて、時刻ｔ４において受信する信号を補償するための遅延プロファイルＥ２３を予測する。このようにして、予測部１０８は、遅延プロファイルＥｎ−１とＥｎとを用いて、時刻ｔｎ＋１において受信する信号を補償するための遅延プロファイルを予測する。
【００３１】
このように、受信機１００は、過去に推定した伝搬路推定値を用いて受信信号を補償せずに、過去に推定した複数の伝搬路推定値に基づいて、新たに受信する信号を補償するための遅延プロファイルを予測する。これにより、受信機１００は、自身が移動して伝搬路の特性が変動する環境下であっても、フェージングの影響を抑制できる。その結果、受信機１００は、送信機１０との間で行う無線通信の品質を向上させることができる。
【００３２】
［受信機１００の構成］
次に、受信機１００の構成について説明する。図５は、実施例１に係る受信機１００の構成例を示す図である。図５に示すように、受信機１００は、アンテナ１０１と、既知データ格納部１０２と、補償データ格納部１０３と、スイッチ１０４と、ＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform）処理部１０５と、算出部１０６と、遅延プロファイルバッファ１０７と、予測部１０８と、ＦＦＴ処理部１０９と、補償部１１０と、硬判定部１１１とを有する。なお、図５では、実施例１に係る受信機１００と関連しない構成については、図示することを省略している。
【００３３】
アンテナ１０１は、送信機１０から送信された信号を受信する。既知データ格納部１０２は、既知信号と相関を取るためのデータである既知データを格納する。そして、既知データ格納部１０２は、アンテナ１０１によって既知信号が受信された場合に、算出部１０６へ既知データを出力する。
【００３４】
補償データ格納部１０３は、後述する補償部１１０によって補償されたデータ信号を硬判定部１１１を介して受信する。具体的には、補償データ格納部１０３は、硬判定部１１１によって硬判定処理が施された補償データを受信し、受信した補償データを算出部１０６へ出力する。
【００３５】
スイッチ１０４は、推定部１０６ａと接続する処理部を、既知データ格納部１０２または補償データ格納部１０３のいずれかに切り替える。具体的には、スイッチ１０４は、アンテナ１０１によって既知信号が受信された場合に、推定部１０６ａと既知データ格納部１０２とが接続されるように接続を切り替える。また、スイッチ１０４は、アンテナ１０１によってデータ信号が受信された場合に、推定部１０６ａと補償データ格納部１０３とが接続されるように接続を切り替える。
【００３６】
ＦＦＴ処理部１０５は、アンテナ１０１によって受信された信号に対してＦＦＴ処理を行う。そして、ＦＦＴ処理部１０５は、受信した信号が既知信号である場合、ＦＦＴ処理後の既知信号を、推定部１０６ａへ出力する。一方、ＦＦＴ処理部１０５は、受信した信号がデータ信号である場合、ＦＦＴ処理後の信号を、推定部１０６ａおよび補償部１１０へ出力する。
【００３７】
算出部１０６は、受信信号や、既知データ、補償データ等に基づいて、遅延プロファイルを算出する。具体的には、算出部１０６は、推定部１０６ａと、ＩＦＦＴ処理部１０６ｂとを有する。
【００３８】
推定部１０６ａは、伝搬路の特性を示す伝搬路推定値を推定する。具体的には、推定部１０６ａは、アンテナ１０１によって既知信号が受信された場合に、ＦＦＴ処理部１０５から入力された既知信号と、既知データ格納部１０２から入力された既知データとに基づいて伝搬路推定値を推定する。また、推定部１０６ａは、アンテナ１０１によってデータ信号が受信された場合に、ＦＦＴ処理部１０５から入力されたデータ信号と、補償データ格納部１０３から入力された補償データとに基づいて伝搬路推定値を推定する。
【００３９】
ＩＦＦＴ処理部１０６ｂは、推定部１０６ａによって推定された伝搬路推定値に対してＩＦＦＴ処理を行うことにより、遅延プロファイルを算出する。そして、ＩＦＦＴ処理部１０６ｂは、算出した遅延プロファイルを遅延プロファイルバッファ１０７に格納する。
【００４０】
遅延プロファイルバッファ１０７は、ＩＦＦＴ処理部１０６ｂから入力される遅延プロファイルを格納する。図５に示した例では、遅延プロファイルバッファ１０７は、バッファ１０７ａおよび１０７ｂを有する。そして、遅延プロファイルバッファ１０７は、ＩＦＦＴ処理部１０６ｂから遅延プロファイルを入力された場合、入力された遅延プロファイルをバッファ１０７ａに格納する。このとき、遅延プロファイルバッファ１０７は、既にバッファ１０７ａに遅延プロファイルが格納されている場合、バッファ１０７ａに格納されている遅延プロファイルを、バッファ１０７ｂに格納した後に、ＩＦＦＴ処理部１０６ｂから入力された遅延プロファイルをバッファ１０７ａに格納する。
【００４１】
予測部１０８は、遅延プロファイルバッファ１０７に格納されている遅延プロファイルに基づいて、新たに受信される信号を補償するための遅延プロファイルを予測する。図５に示した例では、予測部１０８は、バッファ１０７ａに格納されている遅延プロファイルと、バッファ１０７ｂに格納されている遅延プロファイルとの変動量に基づいて、遅延プロファイルを予測する。
【００４２】
ＦＦＴ処理部１０９は、予測部１０８によって予測された遅延プロファイルに対してＦＦＴ処理を行う。そして、ＦＦＴ処理部１０９は、ＦＦＴ処理後の遅延プロファイルを補償部１１０へ出力する。
【００４３】
補償部１１０は、ＦＦＴ処理部１０５から入力された受信信号を補償する。具体的には、補償部１１０は、ＦＦＴ処理部１０５から入力された受信信号と、ＦＦＴ処理部１０９から入力された遅延プロファイルとの共役複素を掛け合わせることにより、受信信号を補償する。そして、補償部１１０は、補償後の信号を硬判定部１１１へ出力する。なお、補償部１１０によって補償された信号は、図示しない復調部によって元の送信信号に復調される。
【００４４】
硬判定部１１１は、補償部１１０から入力された補償後の信号に対して硬判定処理を行い、硬判定処理後のデータである補償データを補償データ格納部１０３へ出力する。
【００４５】
［受信機１００による受信処理手順］
次に、実施例１に係る受信機１００による受信処理の手順について説明する。図６は、実施例１に係る受信機１００による受信処理手順を示すフローチャートである。図６に示すように、受信機１００のＦＦＴ処理部１０５は、送信機１０から信号を受信した場合に（ステップＳ１０１肯定）、受信信号に対してＦＦＴ処理を行う（ステップＳ１０２）。
【００４６】
続いて、ＦＦＴ処理部１０５は、受信した信号が既知信号である場合（ステップＳ１０３肯定）、ＦＦＴ処理後の既知信号を推定部１０６ａへ出力する。続いて、推定部１０６ａは、ＦＦＴ処理部１０５から入力された既知信号と、既知データ格納部１０２から入力された既知データとに基づいて伝搬路推定値を推定する（ステップＳ１０４）。
【００４７】
続いて、ＩＦＦＴ処理部１０６ｂは、推定部１０６ａによって推定された伝搬路推定値に対してＩＦＦＴ処理を行うことにより、遅延プロファイルを算出する（ステップＳ１０５）。そして、ＩＦＦＴ処理部１０６ｂは、算出した遅延プロファイルを遅延プロファイルバッファ１０７に格納する。
【００４８】
続いて、予測部１０８は、遅延プロファイルバッファ１０７に遅延プロファイルが２個以上格納されている場合に（ステップＳ１０６肯定）、次のシンボルにおいて受信する信号を補償するための遅延プロファイルを予測する（ステップＳ１０７）。
【００４９】
一方、受信した信号がデータ信号である場合（ステップＳ１０３否定）、補償部１１０は、予測部１０８によって予測された遅延プロファイルを用いて、受信したデータ信号を補償する（ステップＳ１０８）。
【００５０】
硬判定部１１１は、補償部１１０によって補償された信号に対して硬判定処理を行い、硬判定処理後の補償データを補償データ格納部１０３へ出力する。そして、補償データ格納部１０３は、補償データを算出部１０６へ出力する。
【００５１】
続いて、推定部１０６ａは、ＦＦＴ処理部１０５から入力されたデータ信号と、補償データ格納部１０３から入力された補償データとに基づいて伝搬路推定値を推定する（ステップＳ１０９）。そして、ＩＦＦＴ処理部１０６ｂは、推定部１０６ａによって推定された伝搬路推定値に対してＩＦＦＴ処理を行うことにより、遅延プロファイルを算出する（ステップＳ１１０）。
【００５２】
続いて、予測部１０８は、遅延プロファイルバッファ１０７に、遅延プロファイルが２個以上格納されている場合に（ステップＳ１０６肯定）、次のシンボルにおいて受信する信号を補償するための遅延プロファイルを予測する（ステップＳ１０７）。
【００５３】
［実施例１の効果］
上述してきたように、実施例１に係る通信システム１は、直前の複数のシンボルにおいて受信した信号の遅延プロファイルに基づいて、次のシンボルにおいて受信する信号の遅延プロファイルを予測しながらデータ信号を補償する。これにより、受信機１００は、フェージングの影響を抑制でき、その結果、無線通信の品質を向上させることができる。
【実施例２】
【００５４】
上記実施例１では、算出部１０６によって算出された遅延プロファイルを遅延プロファイルバッファ１０７に格納する例を示した。ここで、受信機は、補償処理に用いる遅延プロファイルを選択して遅延プロファイルバッファ１０７に格納するようにしてもよい。これは、一般に、受信機は、遅延プロファイルに基づいて、有効パスと呼ばれる伝搬路を特定して、信号の受信タイミングを検出するからである。言い換えれば、受信機は、有効パスを伝搬した信号を有効な信号として扱い、他の信号については雑音と扱って除去する。すなわち、受信機は、有効パスを伝搬した信号の遅延プロファイルを保持しておけばよく、有効パス以外の伝搬路を伝搬した信号の遅延プロファイルを保持しなくてもよい。そこで、実施例２では、遅延プロファイルを選択して遅延プロファイルバッファ１０７に格納する受信機２００の例について説明する。
【００５５】
［受信機２００の構成］
まず、実施例２に係る受信機２００の構成について説明する。図７は、実施例２に係る受信機２００の構成を示す図である。なお、以下では、図５に示した構成部位と同様の機能を有する部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
図７に示すように、受信機２００は、図５に示した受信機１００と比較して、選択部２０１を新たに有する。選択部２０１は、ＩＦＦＴ処理部１０６ｂによって算出された遅延プロファイルに基づいて、遅延プロファイルを選択する。具体的には、選択部２０１は、信号の電力が所定の閾値以上である伝搬路を有効パスとする。そして、選択部２０１は、有効パスを伝搬する信号の遅延プロファイルを選択する。
【００５７】
図８を用いて、選択部２０１による選択処理の一例を説明する。図８は、選択部２０１による選択処理を説明するための図である。なお、図８に示した遅延プロファイルは、第１シンボルの既知信号に基づいて算出されたものとする。図８に示した例では、遅延時間０〜５に電力のピーク値が現れている。遅延時間０にピーク値が現れている信号は、伝搬路ＰＴ（０）を伝搬した信号に該当する。同様に、遅延時間１〜５にピーク値が現れている信号は、それぞれ伝搬路ＰＴ（１）〜ＰＴ（５）を伝搬した信号に該当する。
【００５８】
遅延プロファイルが図８に示した状態である場合、選択部２０１は、信号の電力値が閾値ＴＨ以上である伝搬路ＰＴ（０）〜ＰＴ（３）を選択する。そして、選択部２０１は、選択した伝搬路ＰＴ（０）〜ＰＴ（３）の遅延プロファイルを遅延プロファイルバッファ１０７に格納する。これは、受信機２００は、伝搬路ＰＴ（０）〜ＰＴ（３）以外の伝搬路を伝搬した信号を除去するので、かかる信号の遅延プロファイルを保持しなくてもよいからである。
【００５９】
なお、選択部２０１は、閾値ＴＨを遅延プロファイルに基づいて算出してもよい。例えば、選択部２０１は、図８に示した例において、所定の遅延時間ｔｘ以降に受信した信号を雑音とみなす。そして、選択部２０１は、かかる雑音の平均電力を算出し、算出した平均電力に所定の定数を乗算した値を閾値ＴＨとしてもよい。また、例えば、選択部２０１は、雑音の分散値を算出し、算出した分散値に所定の定数を乗算した値を閾値ＴＨとしてもよい。
【００６０】
選択部２０１は、上述した選択処理を、既知信号を受信した場合に行ってもよいし、所定のシンボル毎に行ってもよいし、全てのシンボルにおいて行ってもよい。
【００６１】
［実施例２の効果］
上述してきたように、実施例２に係る受信機２００は、遅延プロファイルを選択して遅延プロファイルバッファ１０７に格納するので、無線通信の品質を向上させることができる上に、遅延プロファイルバッファ１０７のサイズを小さくすることができる。
【実施例３】
【００６２】
上記実施例２では、有効パスを特定して、遅延プロファイルを選択する例を示した。このような受信機は、ＦＦＴ処理やＩＦＦＴ処理を行わずに、ＤＦＴ（Discrete  Fourier  Transform）処理やＩＤＦＴ（Inverse  Discrete  Fourier  Transform）処理を行ってもよい。これは、特定した有効パスの数が少なければ、ＤＦＴやＩＤＦＴの演算量は大きくならないからである。そこで、実施例３では、遅延プロファイルに対してＤＦＴ処理やＩＤＦＴ処理を行う受信機３００の例について説明する。
【００６３】
［受信機３００の構成］
まず、実施例３に係る受信機３００の構成について説明する。図９は、実施例３に係る受信機３００の構成を示す図である。図９に示すように、受信機３００は、図７に示した受信機２００と比較して、算出部１０６の代わりに算出部３０６を有し、ＦＦＴ処理部１０９の代わりにＤＦＴ処理部３０９を有する。
【００６４】
算出部３０６は、図５に示した算出部１０６と比較して、スイッチ３０６ａと、ＩＤＦＴ処理部３０６ｂとを新たに有する。スイッチ３０６ａは、推定部１０６ａと接続される処理部を、ＩＦＦＴ処理部１０６ｂまたはＩＤＦＴ処理部３０６ｂのいずれかに切り替える。具体的には、スイッチ３０６ａは、アンテナ１０１によって既知信号が受信された場合に、推定部１０６ａとＩＦＦＴ処理部１０６ｂとが接続されるように接続を切り替える。これは、既知信号を受信している時点では、有効パスが特定されていない場合が多いので、演算量の少ないＩＦＦＴ処理部１０６ｂに既知信号を入力する。
【００６５】
一方、スイッチ１０４は、アンテナ１０１によってデータ信号が受信された場合に、推定部１０６ａとＩＤＦＴ処理部３０６ｂとが接続されるように接続を切り替える。なお、スイッチ１０４は、特性された有効パスの数が所定の閾値よりも少ない場合に、推定部１０６ａとＩＤＦＴ処理部３０６ｂとが接続されるようにしてもよい。これにより、有効パスの数が多いために、ＩＤＦＴ処理部３０６ｂによる演算量が大きくなる場合には、ＩＦＦＴ処理部１０６ｂにＩＦＦＴ処理を行わせることで演算量を小さくすることができる。
【００６６】
ＩＤＦＴ処理部３０６ｂは、推定部１０６ａによって推定された伝搬路推定値に対してＩＤＦＴ処理を行うことにより、遅延プロファイルを算出する。具体的には、ＩＤＦＴ処理部３０６ｂは、有効パスを伝搬する信号を受信するための受信タイミングで、伝搬路推定値に対してＩＦＦＴ処理を行う。
【００６７】
ＤＦＴ処理部３０９は、予測部１０８によって予測された遅延プロファイルに対してＤＦＴ処理を行う。具体的には、ＤＦＴ処理部３０９は、有効パスを伝搬する信号を受信するための受信タイミングで、遅延プロファイルに対してＤＦＴ処理を行う。
【００６８】
［実施例３の効果］
上述してきたように、実施例３に係る受信機３００は、有効パスの数に応じてＤＦＴ処理およびＩＤＦＴ処理を行うように切り替えるので、無線通信の品質を向上させることができる上に、回路規模を小さくすることができる。
【実施例４】
【００６９】
上記実施例１〜３では、受信機１００、２００および３００が、図２に例示したフレーム構成に従って送信される信号を受信する場合について説明した。しかし、受信機１００、２００および３００は、他のフレーム構成に従って送信される信号を受信する場合であっても、上述した補償処理を行うことができる。そこで、実施例４では、図２に例示したフレーム構成以外のフレーム構成に従って送信される信号を受信する受信機の例について説明する。なお、実施例４では、受信機１００、２００および３００のうち、受信機１００を例に挙げて説明する。
【００７０】
［フレーム構成の別例１］
まず、受信機１００が、図１０に示したフレーム構成に従って送信される信号を受信する場合について説明する。図１０は、フレーム構成の一例を示す図である。図１０に示した例では、送信機１０は、第１シンボルにおいて既知信号を送信し、第２シンボル以降のシンボルにおいてデータ信号を送信する。
【００７１】
図１１を用いて、図１０に示したフレーム構成に従って信号が送信される場合における受信機１００による受信処理について説明する。図１１は、受信機１００による受信処理の一例を示す図である。
【００７２】
図３に示した例のように、受信機１００は、第１シンボルにおいて送信された既知信号を受信したものとする（ステップＳ２１）。かかる場合、受信機１００の算出部１０６は、受信した既知信号に基づいて伝搬路推定値を推定し、推定した伝搬路推定値から遅延プロファイルを算出する（ステップＳ２２）。
【００７３】
続いて、受信機１００は、第２シンボルにおいて送信されたデータ信号を受信したものとする（ステップＳ２３）。かかる場合、受信機１００の補償部１１０は、ステップＳ２２において算出された遅延プロファイルを用いて、受信したデータ信号を補償する（ステップＳ２４）。
【００７４】
続いて、算出部１０６は、ステップＳ２３において受信されたデータ信号と、ステップＳ２４において補償された補償データとに基づいて、伝搬路推定値を推定し、推定した伝搬路推定値から遅延プロファイルを算出する（ステップＳ２５）。
【００７５】
続いて、受信機１００の予測部１０８は、ステップＳ２２において算出された遅延プロファイルと、ステップＳ２５において算出された遅延プロファイルとに基づいて、第３シンボルにおいて送信される信号を補償するための遅延プロファイルを予測する（ステップＳ２６）。
【００７６】
続いて、受信機１００は、第３シンボルにおいて送信されたデータ信号を受信したものとする（ステップＳ２７）。かかる場合、補償部１１０は、ステップＳ２６において予測された遅延プロファイルを用いて、受信したデータ信号を補償する（ステップＳ２８）。
【００７７】
続いて、算出部１０６は、ステップＳ２７において受信されたデータ信号と、ステップＳ２８において補償されたデータ信号とに基づいて、伝搬路推定値を推定して遅延プロファイルを算出する（ステップＳ２９）。
【００７８】
続いて、予測部１０８は、ステップＳ２５において算出された遅延プロファイルと、ステップＳ２９において算出された遅延プロファイルとに基づいて、第４シンボルにおいて送信される信号を補償するための遅延プロファイルを予測する（ステップＳ３０）。受信機１００は、その後にデータ信号を受信するたびに、上述したステップＳ２８〜Ｓ３０における処理を繰り返し行う。
【００７９】
すなわち、実施例４における受信機１００の補償部１１０は、第２シンボルのデータ信号を受信した場合、算出部１０６によって算出された遅延プロファイルを用いて、受信したデータ信号を補償する。一方、補償部１１０は、第３シンボル以降のデータ信号を受信した場合、予測部１０８によって予測された遅延プロファイルを用いて、受信したデータ信号を補償する。
【００８０】
このように、受信機１００は、第１シンボルのみにおいて既知信号が送信される場合であっても、遅延プロファイルを予測しながら、第３シンボル以降に送信されるデータ信号を補償することができる。
【００８１】
［フレーム構成の別例２］
次に、受信機１００は、図１２に示したフレーム構成に従って送信される信号を受信する場合について説明する。図１２は、フレーム構成の一例を示す図である。図１２に示したフレーム構成に従って信号が送信される場合、受信機１００は、第１シンボルにおいて送信される既知信号と、第２シンボルにおいて送信される既知信号との線形補間を行うことにより、伝搬路推定値を算出する。
【００８２】
例えば、図１２に示した例において、受信機１００の推定部１０６ａは、シンボルＳｙ１１およびシンボルＳｙ１５において受信した既知信号の線形補間を行うことにより、シンボルＳｙ１２〜Ｓｙ１４における伝搬路推定値を算出してもよい。
【００８３】
ＩＦＦＴ処理部１０６ｂは、線形補間により算出された伝搬路推定値に対してＩＦＦＴ処理を行うことにより、遅延プロファイルを算出する。その後に行われる予測部１０８による予測処理や、補償部１１０による補償処理、算出部１０６による算出処理等は、上記実施例１において説明した処理と同様である。
【００８４】
［実施例４の効果］
このように、受信機１００、２００および３００は、例えば、図１０や図１２に示したフレーム構成を用いて通信を行う場合であっても、遅延プロファイルの予測処理等を行うことができ、その結果、無線通信の品質を向上させることができる。特に、図１０や図１２に示したフレーム構成は、データシンボルが多く、既知シンボルが少ないインタフェースである。このため、図１０や図１２に示したフレーム構成を用いて通信を行う場合、受信機１００、２００および３００は、多くのユーザデータを送受することができる。
【実施例５】
【００８５】
上記実施例１〜４では、予測部１０８が、２個の遅延プロファイルを用いて、新たに受信される信号を補償するための遅延プロファイルを予測する例を示した。しかし、予測部１０８は、３個以上の遅延プロファイルを用いて予測処理を行ってもよい。そこで、実施例５では、３個以上の伝搬路推定値を用いて予測処理を行う受信機の例について説明する。なお、実施例５では、受信機１００を例に挙げて説明する。
【００８６】
［予測処理の別例１］
例えば、予測部１０８は、最小二乗法を用いて、３個以上の遅延プロファイルから予測処理を行ってもよい。図１３に、最小二乗法を用いて予測処理を行う例を示す。図１３に示した例では、予測部１０８は、時刻ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎにおいて算出された遅延プロファイルから、時刻ｔｎ＋１において受信する信号を補償するための遅延プロファイルを予測する。具体的には、予測部１０８は、時刻ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎにおいて算出された遅延プロファイルから、最小二乗近似で多項式に近似して、遅延プロファイルを予測する。
【００８７】
［予測処理の別例２］
また、例えば、予測部１０８は、複数の遅延プロファイルに重み付けをして、予測処理を行ってもよい。図１４に、遅延プロファイルに重み付けをして予測処理を行う例を示す。図１４に示した例では、予測部１０８は、時刻ｔ１１〜ｔ１４において算出された遅延プロファイルに、それぞれ重みＷ１１〜Ｗ１４を掛け合わせる。そして、予測部１０８は、掛け合わせたそれぞれの値を加算した値を、時刻ｔ１５において受信する信号を補償するための遅延プロファイルとして予測する。
【００８８】
なお、各遅延プロファイルに付与する重みの値は、例えば、直前に受信した信号の遅延プロファイルほど大きくしてもよい。また、例えば、遅延プロファイルの予測値と、実際に受信した信号との誤差が大きいほど、重みの値を小さくしてもよい。
【００８９】
また、受信機１００、２００および３００は、３個以上の遅延プロファイルを用いて予測処理を行う場合、遅延プロファイルバッファ１０７に３個以上の遅延プロファイルを格納する。
【００９０】
［実施例５の効果］
このように、受信機１００、２００および３００は、３個以上の遅延プロファイルを用いて予測処理を行う場合、高精度に遅延プロファイルを予測することができる。これにより、受信機１００、２００および３００は、無線通信の品質をさらに向上させることができる。
【００９１】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００９２】
（付記１）伝搬路を伝搬する信号を受信した場合に、前記伝搬路における遅延プロファイルを用いて、受信信号を補償する補償部と、
前記補償部によって補償された信号と、前記受信信号とに基づいて遅延プロファイルを算出する算出部と、
前記算出部によって算出された複数の遅延プロファイルに基づいて、新たに受信される受信信号を前記補償部が補償するための遅延プロファイルを予測する予測部と
を備えたことを特徴とする受信機。
【００９３】
（付記２）前記算出部は、
前記補償部によって補償された信号と、前記受信信号とに基づいて前記伝搬路の特性を推定し、推定結果である伝搬路推定値を用いて遅延プロファイルを算出することを特徴とする付記１に記載の受信機。
【００９４】
（付記３）前記算出部は、
所定の信号である既知信号を受信した場合に、該既知信号と、当該の受信機が予め保持している既知データとに基づいて、遅延プロファイルを算出することを特徴とする付記１または２に記載の受信機。
【００９５】
（付記４）前記予測部は、
前記算出部によって前記受信信号の直前に受信した信号に基づいて算出された複数の遅延プロファイルを用いて、遅延プロファイルを予測することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の受信機。
【００９６】
（付記５）前記算出部によって算出された遅延プロファイルに基づいて、信号の電力が所定の閾値以上である伝搬路の遅延プロファイルを選択する選択部をさらに備え、
前記予測部は、前記選択部によって選択された遅延プロファイルに基づいて、遅延プロファイルを予測することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の受信機。
【００９７】
（付記６）前記予測部は、
前記複数の遅延プロファイルから、最小二乗近似で多項式に近似して、遅延プロファイルを予測することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の受信機。
【００９８】
（付記７）前記予測部は、
前記複数の遅延プロファイルのそれぞれに対して重みを付与し、各遅延プロファイルに対応する重みを乗算し、乗算結果を加算して遅延プロファイルを予測することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の受信機。
【００９９】
（付記８）送信機と受信機とを有する通信システムであって、
前記送信機は、
所定の時間単位であるシンボル単位で信号を送信する送信部
を備え、
前記受信機は、
前記送信部によって送信された信号を受信した場合に、前記伝搬路における遅延プロファイルを用いて、受信信号を補償する補償部と、
前記補償部によって補償された信号と、前記受信信号とに基づいて遅延プロファイルを算出する算出部と、
前記算出部によって算出された複数の遅延プロファイルに基づいて、新たに受信される受信信号を前記補償部が補償するための遅延プロファイルを予測する予測部と
を備えたことを特徴とする通信システム。
【０１００】
（付記９）前記送信部は、前記受信機との間で通信を行う場合に、一番目のシンボルにおいて所定の信号である既知信号を送信し、二番目以降のシンボルにおいて前記既知信号以外のデータ信号を送信し、
前記算出部は、前記送信部によって送信された既知信号を受信した場合に、該既知信号に基づいて遅延プロファイルを算出し、
前記補償部は、前記送信部によって二番目のシンボルにおいて送信されたデータ信号を受信した場合に、前記算出部によって既知信号に基づいて算出された遅延プロファイルを用いて、受信したデータ信号を補償することを特徴とする付記８に記載の通信システム。
【０１０１】
（付記１０）送信機と受信機による通信方法であって、
前記送信機は、
所定の時間単位であるシンボル単位で信号を送信する送信ステップ
を含み、
前記受信機は、
前記送信ステップによって送信された信号を受信した場合に、前記伝搬路における遅延プロファイルを用いて、受信信号を補償する補償ステップと、
前記補償ステップによって補償された信号と、前記受信信号とに基づいて遅延プロファイルを算出する算出ステップと、
前記算出ステップによって算出された複数の遅延プロファイルに基づいて、新たに受信される受信信号を前記補償ステップが補償するための遅延プロファイルを予測する予測ステップと
を含んだことを特徴とする通信方法。
【０１０２】
（付記１１）前記送信ステップは、前記受信機との間で通信を行う場合に、一番目のシンボルにおいて所定の信号である既知信号を送信し、二番目以降のシンボルにおいて前記既知信号以外のデータ信号を送信し、
前記算出ステップは、前記送信ステップによって送信された既知信号を受信した場合に、該既知信号に基づいて遅延プロファイルを算出し、
前記補償ステップは、前記送信ステップによって二番目のシンボルにおいて送信されたデータ信号を受信した場合に、前記算出ステップによって既知信号に基づいて算出された遅延プロファイルを用いて、受信したデータ信号を補償することを特徴とする付記１０に記載の通信方法。
【符号の説明】
【０１０３】
１  通信システム
１０  送信機
１１  送信部
１００、２００、３００  受信機
１０１  アンテナ
１０２  既知データ格納部
１０３  補償データ格納部
１０４  スイッチ
１０５  ＦＦＴ処理部
１０６  算出部
１０６ａ  推定部
１０６ｂ  ＩＦＦＴ処理部
１０７  遅延プロファイルバッファ
１０７ａ、１０７ｂ  バッファ
１０８  予測部
１０９  ＦＦＴ処理部
１１０  補償部
１１１  硬判定部
２０１  選択部
３０６  算出部
３０６ａ  スイッチ
３０６ｂ  ＩＤＦＴ処理部
３０９  ＤＦＴ処理部
【図１】
2010166266.tif 000003
【図２】
2010166266.tif 000004
【図３】
2010166266.tif 000005
【図４】
2010166266.tif 000006
【図５】
2010166266.tif 000007
【図６】
2010166266.tif 000008
【図７】
2010166266.tif 000009
【図８】
2010166266.tif 000010
【図９】
2010166266.tif 000011
【図１０】
2010166266.tif 000012
【図１１】
2010166266.tif 000013
【図１２】
2010166266.tif 000014
【図１３】
2010166266.tif 000015
【図１４】
2010166266.tif 000016