(57)【要約】それぞれのサブキャリアには、振幅１、同位相のデータが配置されるものとすると、時間軸信号の包絡線波形はIDFT処理帯域にガードバンド304が含まれるため、図３（ｃ）に示すように、時間0の位置を中心にサイドローブ306が大きく広がった波形となる。このサイドローブ306を押さえ込むためには、送信スペクトラムの帯域端の振幅をなめらかに小さくする。これにより通信装置において、補助パイロットサブキャリアのスペクトラムを最適化することにより時間軸上の波形の広がりを少なくすることが可能になる。
2009028589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ送信装置側において、パイロットシンボルの信号帯域外に補助パイロットサブキャリアを付加し、
ＯＦＤＭ受信装置側において、前記補助パイロットサブキャリアを含めて時間窓法による伝搬路推定を行う無線通信システムにおいて、
サブキャリアの振幅を前記信号帯域から離れるに従って小さくする減衰特性に従って減衰させる利得調整部を含む無線通信システム。
【請求項２】
ＯＦＤＭ送信装置において、パイロットシンボルの信号帯域外に補助パイロットサブキャリアを付加し、
ＯＦＤＭ受信装置において、
補助パイロットサブキャリアを付加されたパイロットシンボルを受信し、
受信したパイロットシンボルを時間周波数変換し、
時間周波数変換後の信号を、送信時に使用した符号で複素除算し、
複素除算後の信号を周波数時間変換し、
周波数時間変換後の信号のある区間の振幅を低減、もしくは削除する時間フィルタ処理を行い、
時間フィルタ処理後の信号を時間周波数変換することで周波数応答を求める無線通信システムにおいて、
前記送信装置において付加する補助パイロットサブキャリア、または前記受信装置において、前記複素除算後の信号の補助パイロットサブキャリアが付加されている帯域の、少なくともいずれか一方に対し、
前記補助パイロットサブキャリアの振幅を前記信号帯域から離れるに従って小さくする減衰特性に従って減衰させる利得調整部を含む無線通信システム。
【請求項３】
前記減衰特性は、余弦関数であることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記減衰特性は、ハミング窓の関数であることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
伝搬路の情報に従って、前記減衰特性を変えることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項６】
伝搬路の状況に応じて、前記時間フィルタ処理を行う区間の開始位置と、区間長と、のうちの少なくともいずれか１つを変更することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記伝搬路の状況が雑音の量であることを特徴とする請求項５又は６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記伝搬路の状況が遅延広がりである事を特徴とする請求項５又は６に記載の無線通信システム。
【請求項９】
伝搬路の雑音が少ない場合に、前記減衰特性をサイドローブ抑圧量が多い特性とすることを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
伝搬路の遅延広がりが少ない場合に、前記減衰特性をサイドローブ抑圧量が多い特性とすることを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
パイロットシンボル生成時に、信号帯域以外の帯域の少なくとも一部に補助パイロットサブキャリアを含むパイロット符号生成部と、
前記補助パイロットサブキャリアを、その振幅を前記信号帯域から離れるに従って減衰させる利得調整部と
を有することを特徴とするＯＦＤＭ送信装置。
【請求項１２】
伝搬路の情報に従って前記利得調整部の減衰特性を制御する制御部を更に備える事を特徴とする請求項１１記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項１３】
補助パイロットサブキャリアを付加されたパイロットシンボルを受信し、受信したパイロットシンボルを時間周波数変換する第１ＤＦＴ部と、
時間周波数変換した信号を送信時に使用した符号で複素除算する複素除算部と、
複素除算後の信号の補助パイロットサブキャリアを付加してある帯域の振幅を信号帯域から離れるほど減衰する補正を行う利得調整部と、
振幅補正後の信号を周波数時間変換するＩＤＦＴ部と、
周波数時間変換後の信号のある区間の振幅を低減、もしくは削除する時間フィルタ処理を行う時間フィルタ部と、
時間フィルタ処理後の信号を時間周波数変換する第２ＤＦＴ部と、
を有することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項１４】
伝搬路の情報に従って前記利得調整部の減衰特性を制御する制御部を更に備える事を特徴とする請求項１３記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項１５】
伝搬路の情報によって時間フィルタ時の前記ある区間の開始位置、または、区間幅の少なくともいずれか一方を変更する制御部を更に備えることを特徴とする請求項１３記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項１６】
ＯＦＤＭ送信装置側において、パイロットシンボルの信号帯域外に補助パイロットサブキャリアを付加し、ＯＦＤＭ受信装置側において、前記補助パイロットサブキャリアを含めて時間窓法による伝搬路推定を行う通信方法であって、
サブキャリアの振幅を前記信号帯域から離れるに従って小さくする減衰特性に従って減衰させるステップを有する通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置に関し、特に、OFDM通信装置における伝搬路推定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、OFDM通信技術に関する研究が盛んである。OFDM信号の受信の際は、復調処理の前に、伝播路の影響をなくするために周波数等化処理を行う。この処理の際に伝播路情報が必要となる。【０００３】
この伝播路情報を求めるために、送信側において、既知のパイロットシンボルを送信し、受信側において、受信したパイロットシンボルを周波数軸信号に変換し、送信時に使用した符号で複素除算して伝播路の周波数応答を得る方法が一般的に使用されている。【０００４】
しかしながら、上記の方法では、パイロットシンボルに含まれる雑音成分が得られる周波数応答にそのまま含まれてしまうこととなり、復調時の精度にそのまま影響してしまう。特にQAM(直交振幅変調)の場合には、振幅方向の雑音も復調性能の劣化原因となるため問題となりやすい。【０００５】
この周波数応答に含まれる雑音を低減する技術として時間窓法（DFT(離散フーリエ変換)法とも呼ばれる。）がある。時間窓法は、周波数応答を一度、周波数時間変換手段（通常IDFT(逆離散フーリエ変換)が使用される）によって時間軸のインパルス応答に変換し、有効な遅延波が含まれる時間領域以外の時間領域を時間窓などの時間フィルタにより低減し、削除した後に、時間周波数変換手段（通常DFTが使用される）により周波数軸信号に変換し、雑音が低減された周波数応答を得るものである。【０００６】
この方法は、時間フィルタで削減される電力分だけ雑音も低減することができる優れた方法である。しかしながら、アナログフィルタの性能の問題などでガードバンドが含まれる場合などのように、DFT/IDFT処理ポイントと信号のサブキャリア数とが異なる場合に、時間フィルタ処理によって信号帯域端に歪が発生するという問題がある。図９を参照しながら、歪みの発生原理について説明を行う。ここでは、説明の容易化のために、パイロットシンボルを周波数軸上の信号として表現した時に、信号帯域の振幅が１であり、ガードバンドの振幅が０であり、全てのサブキャリアで同位相であると仮定する。この時のパイロットシンボルの時間軸上の波形が図９（ａ）である。また、時間フィルタとして矩形窓を用いるとし、時間窓の時間軸上の波形を図９（ｂ）とする。時間窓処理は、図９（ａ）に示した波形と図９（ｂ）に示した波形との乗算処理となり、図９（ａ）に示した、広がったインパルス波形の一部を切り取ることとなり、元の信号の情報が失われる。【０００７】
この時間窓処理を周波数軸上の処理としてみる。時間軸上の乗算処理は、周波数軸上の畳み込み処理と等価である。図９（ｃ）にパイロットシンボルのスペクトラムを、図９（ｄ）に時間窓のスペクトラムを、図９（ｅ）に、この二つのスペクトラムを畳み込んだ波形を示す。図９（ｅ）に現れているように、帯域端に元のパイロットシンボルのスペクトラムに無かった振幅が加わっており、これが伝搬路推定時の歪みとなる。【０００８】
この歪を軽減する方法として、送信時に補助パイロットサブキャリアキャリアをパイロット信号に付加する方法が提案されている（下記非特許文献１参照）。【０００９】
以下に、この非特許文献１に示されている、送信時においてパイロット信号に補助パイロットサブキャリアを付加する方法について簡単に説明する。【００１０】
図１０（ａ）は、ここで想定しているシステムのスペクトラムの概要を示す図である。ここで符号1001はデータシンボルが使用する帯域であり、符号1002がDFT/IDFTを行う帯域である。このようなシステムにおいて、データシンボルが使用する帯域全体に一様な振幅を持つパイロットシンボル1003を使用してDFT法による伝搬路推定を行うと、帯域端に歪が発生し、図１０（ｂ）に示すように、帯域端の推定精度が悪くなる。【００１１】
しかしながら、図１０（ｃ）に示すように、パイロットシンボル1003の帯域両端に補助パイロットサブキャリア1005を付加して送信し、受信側において補助パイロットサブキャリアを含めてDFT法を行うと、発生する歪が補助パイロットサブキャリアの方に移動し、図１０（ｄ）に示すように、伝搬路推定誤差が信号帯域1001の外に移動する（符号1006参照）。これにより、信号帯域1001内の伝搬路推定精度が向上する。【００１２】
図１１は、上記の方法を実現するための送信機と受信機との一構成例を示す図である。図１１（ａ）が送信機装置であり、図１１（ｂ）が受信機装置である。DFT/IDFT処理は演算量が多いため、演算量低減のためにDFT/IDFTの変わりにFFT(高速フーリエ変換)/IFFT(逆高速フーリエ変換)を使用するものとする。【００１３】
まず、送信機装置について説明する。送信信号は、無線LANなどで一般的な、最初に同期用シンボル、パイロットシンボルが配置され、続いてデータシンボルが続くタイプを想定している。最初は、制御部1109が入力切替部1103を切り替え、同期用符号生成部1101からの信号をIFFT(逆高速フーリエ変換)部1104により時間軸信号に変換し、GI(ガードインターバル)付加部1105によりガードインターバルを付加した後に、D/A(デジタル/アナログ)変換部1106によりアナログ信号に変換され、無線送信部1107において周波数変換・電力増幅がなされ、同期用シンボルが送信される。制御部1108は、入力切替部1103の入力先をパイロット符号生成部1102に切り替える。このパイロット符号生成部1102では、信号帯域以外に補助パイロットサブキャリアの分の符号も発生させる。発生されたパイロットシンボル用の符号は、以下、同期用シンボルの場合と同じように処理され、パイロットシンボルとして送信される。【００１４】
続いて、パイロットシンボル送信後に、入力切替部1103を変調部1108側に切り替えることで、後続のデータシンボルの送信を行う。変調部1108は、送信制御データに従って制御部1109が所定の変調方式で処理されるように設定するものとする。以上のように処理することにより、図１０（ｃ）に示したスペクトラムのパイロットシンボルが使用される信号が送信される。【００１５】
次に、受信機装置について説明する。無線受信部1111において受信された信号は、ベースバンド信号に変換され、A/D(アナログ/デジタル)変換部1112においてデジタル信号に変換され、同期・G/I除去部1113でパイロットシンボルを利用したシンボル同期並びにカードインターバルの除去が行わる。同期・GI除去部1113では、同期用シンボルが受信されると、そのタイミングが制御部1123に通知され、他のブロックの制御に使用される。ガードインターバルが除去されたシンボルは第1FFT部1114に送られ、周波数軸上の信号に変換される。制御部1123からの制御により、出力切替部1115でパイロットシンボルは複素除算部1116に送られ、データシンボルはIFFT部1117へ送られる。パイロットシンボルは送信時に使用した符号で複素除算処理が行われ、補助パイロットサブキャリアの帯域を含めた周波数応答に変換される。以下、IFFT部1117で時間軸信号に変換されてインパルス応答となり、時間軸フィルタ1118で有効遅延波が存在する時間帯以外の信号を削除し、第2FFT部1119において、再び周波数応答に変換される。その後に、補助パイロットサブキャリア削除部1120において、送信時に付加された補助パイロットサブキャリアの帯域の成分を削除し、信号帯域内の周波数応答として伝搬路補正部1121に入力され、伝搬路補正部1121でのデータシンボルの補正に使用される。補正されたデータシンボルは復調部1122で復調処理が行われる。【００１６】
以上のように動作させることにより、信号帯域内の歪を少なくしたDFT法による伝搬路推定を利用した通信が可能となる。
【非特許文献１】「時間窓法による伝搬路推定時における歪に関する一検討」, 2006年電子情報通信学会総合大会, B-5-93
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
先に示したパイロットシンボルに補助パイロットサブキャリアを付加する方法は、DFT法によって発生する信号帯域内の歪を軽減する優れた方法である。【００１８】
しかしながら、補助パイロットサブキャリアを付加した後のパイロットシンボルのスペクトラムも図９（ｃ）に示した波形と同様の矩形スペクトルであるため、時間軸上の波形はある程度広がったままとなるという問題がある。【００１９】
本発明は、通信装置において、補助パイロットサブキャリアのスペクトラムを最適化することにより時間軸上の波形の広がりを少なくすることを目的とする。さらに、歪みの軽減を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の一観点によれば、ＯＦＤＭ送信装置側において、パイロットシンボルの信号帯域外に補助パイロットサブキャリアを付加し、ＯＦＤＭ受信装置側において、前記補助パイロットサブキャリアを含めて時間窓法による伝搬路推定を行う無線通信システムにおいて、サブキャリアの振幅を前記信号帯域から離れるに従って小さくする減衰特性に従って減衰させる利得調整部を含む無線通信システムが提供される。【００２１】
また、ＯＦＤＭ送信装置において、パイロットシンボルの信号帯域外に補助パイロットサブキャリアを付加し、ＯＦＤＭ受信装置において、補助パイロットサブキャリアを付加されたパイロットシンボルを受信し、受信したパイロットシンボルを時間周波数変換し、時間周波数変換後の信号を、送信時に使用した符号で複素除算し、複素除算後の信号を周波数時間変換し、周波数時間変換後の信号のある区間の振幅を低減、もしくは削除する時間フィルタ処理を行い、時間フィルタ処理後の信号を時間周波数変換することで周波数応答を求める無線通信システムにおいて、前記送信装置において付加する補助パイロットサブキャリア、または前記受信装置において、前記複素除算後の信号の補助パイロットサブキャリアが付加されている帯域の、少なくともいずれか一方に対し、前記補助パイロットサブキャリアの振幅を前記信号帯域から離れるに従って小さくする減衰特性に従って減衰させる利得調整部を含む無線通信システムが提供される。【００２２】
前記減衰特性を、余弦関数であることが好ましい。前記減衰特性を、ハミング窓の関数であることが好ましい。また、伝搬路の情報に従って、前記減衰特性を変えることが好ましい。【００２３】
上記において、伝搬路の状況に応じて、前記時間フィルタ処理を行う区間の開始位置と、区間長と、のうちの少なくともいずれか１つを変更することが好ましい。この際、前記伝搬路の状況が雑音の量であることが好ましい。或いは、前記伝搬路の状況が遅延広がりである事が好ましい。或いは、伝搬路の雑音が少ない場合に、前記減衰特性をサイドローブ抑圧量が多い特性とすることが好ましい。或いは、伝搬路の遅延広がりが少ない場合に、前記減衰特性をサイドローブ抑圧量が多い特性とすることが好ましい。【００２４】
本発明の他の観点によれば、パイロットシンボル生成時に、信号帯域以外の帯域の少なくとも一部に補助パイロットサブキャリアを含むパイロット符号生成部と、前記補助パイロットサブキャリアを、その振幅を前記信号帯域から離れるに従って減衰させる利得調整部と、を有することを特徴とするＯＦＤＭ送信装置が提供される。伝搬路の情報に従って前記利得調整部の減衰特性を制御する制御部を更に備えることが好ましい。【００２５】
また、補助パイロットサブキャリアを付加されたパイロットシンボルを受信し、受信したパイロットシンボルを時間周波数変換する第１ＤＦＴ部と、時間周波数変換した信号を送信時に使用した符号で複素除算する複素除算部と、複素除算後の信号の補助パイロットサブキャリアを付加してある帯域の振幅を信号帯域から離れるほど減衰する補正を行う利得調整部と、振幅補正後の信号を周波数時間変換するＩＤＦＴ部と、周波数時間変換後の信号のある区間の振幅を低減、もしくは削除する時間フィルタ処理を行う時間フィルタ部と、時間フィルタ処理後の信号を時間周波数変換する第２ＤＦＴ部と、を有することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置が提供される。伝搬路の情報に従って前記利得調整部の減衰特性を制御する制御部を更に備えることが好ましい。伝搬路の情報によって時間フィルタ時の前記ある区間の開始位置、または、区間幅の少なくともいずれか一方を変更する制御部を更に備えることが好ましい。【００２６】
本発明の別の観点によれば、ＯＦＤＭ送信装置側において、パイロットシンボルの信号帯域外に補助パイロットサブキャリアを付加し、ＯＦＤＭ受信装置側において、前記補助パイロットサブキャリアを含めて時間窓法による伝搬路推定を行う通信方法であって、
サブキャリアの振幅を前記信号帯域から離れるに従って小さくする減衰特性に従って減衰させるステップを有する通信方法が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の通信技術によれば、補助パイロットサブキャリアのスペクトラムを最適化することにより時間軸上の波形の広がりを少なくすることができる。また、信号の歪みを軽減することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１（ａ）は、本発明の本実施の形態による送信機の一構成例を示す機能ブロック図であり、図１（ｂ）は受信機の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図２】フレームの構成例を示す図である。
【図３】補助パイロットサブキャリアを含めたパイロットシンボルのスペクトラムについて示す図である。
【図４】図４（ａ）は、メインローブ幅が狭い関数の一例としてハミング窓の関数を、サイドローブ抑圧量が多い関数としてブラックマン窓の関数を補助パイロットサブキャリアの減衰特性として使用した時の時間軸信号の包絡線の一例であり、図４（ｂ）は、メインローブ付近の包絡線波形の拡大図の一例を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の第１の実施の形態によるパイロットシンボルの一例を示す図である。図５（ｂ）は、得られたインパルス応答の概要を示す図であり、図５（ｃ）は、補助パイロットサブキャリアを挿入したパイロットシンボルのスペクトラム概要を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による通信装置であり、図６（ａ）が送信側の通信装置であり、図６（ｂ）が受信側の通信装置を示す図である。
【図７】図７（ａ）は、通常時の到来波と時間窓との関係を示す図であり、図７（ｂ）は、SNRが高く、かつ、遅延広がりが小さい時の到来波と時間窓との関係を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態による受信機の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図９】時間フィルタ処理によって信号帯域端に歪が発生する原理について説明した図である。
【図１０】非特許文献１に示されている、送信時においてパイロット信号に補助パイロットサブキャリアを付加する方法を示す図である。
【図１１】図１０に示す方法を実現するための送信機と受信機との一構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
101…パイロット符号生成部、102…利得調整部、103…入力切替部、104…同期用符号生成部、105…変調部、106…IFFT部、107…ガードインターバル(GI)付加部、108…D/A変換部、109…無線送信部、110…制御部、121…無線受信部、122…A/D変換部、123…同期・GI除去部、124…第1FFT部、125…切り替え部、126…複素除算部、128…IFFT部、129…時間フィルタ部、130…第2FFT部、131…補助パイロットサブキャリア削除部、132…伝搬路補正部、133…復調部、134…制御部。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施の形態による通信技術について図面を参照しながら説明を行う。まず、通信用のフレーム構造について説明する。ここでは、説明を簡単にするために固定長フレームを使用した例について説明するが、本発明は固定長フレームのみに適用されるものではなく、可変長フレーム、または、可変長の非同期パケット通信にも適用可能である。【００３１】
以下で使用するフレームは、時間、周波数方向に固定長で、フレームが繰り返し送信されることで通信が行われる。図２（ａ）は、フレームの構成例を示す図である。図２（ａ）に示すように、フレーム先頭に同期用シンボルが配置され、続いて伝搬路推定用のパイロットシンボルが配置され、更に続いてデータシンボルが配置される。符号201が１フレームを示し、このフレーム201が繰り返し送信されることが示されている。フレーム201の先頭には、同期用シンボル202が配置される。この同期用シンボル202は、受信時にフレーム先頭であることを識別するために使用される。多くの場合、時間軸方向に、特徴がある信号が使用される。フレームは、OFDMシンボル群で構成することができるが、OFDM信号以外の信号でも使用可能であるため、詳細は省略する。OFDM信号を使用する場合の一例として時間軸上で同じ信号が繰り返されるように１サブキャリア毎にヌルキャリアを挿入した信号が使われることがある。同期用シンボル202に続いて、パイロットシンボル203が配置される。更に続いて、データシンボル群204が配置される。データシンボル群の内容の詳細についての説明は省略する。一般的には、データシンボル群は、そのフレームや後続のフレーム内の構造を示すための制御データや実際に通信に使用するデータが含まれる。【００３２】
図２（ｂ）は、１フレーム内のより詳しい図である。フレーム201内の各OFDMシンボルには、ガードインターバル205が付加される。ガードインターバル205は、遅延波の影響を吸収するために付加するものである。一例として、OFDMシンボルの一部をサイクリックプリフィックスとして付加する方法について説明する。【００３３】
以下に、本発明の第１の実施の形態による通信技術について図面を参照しながら説明を行う。最初に、本実施の形態において使用する補助パイロットサブキャリアを含めたパイロットシンボルのスペクトラムについて説明する。実際に使用するパイロットシンボルは、周波数軸上で何からの符号を乗じて白色化を行い、PAPRを下げた信号を使用するが、説明の簡単化のために、白色化用の符号をひとまず除いて説明を行う。【００３４】
最初に、従来の補助パイロットサブキャリアを使用したパイロットシンボルのスペクトラムと、時間軸上の波形と、について説明する。従来の補助パイロットサブキャリアを使用したパイロットシンボルのスペクトラムの概要を図３（ａ）に示す。信号帯域のパイロットサブキャリア301の両端に、補助パイロットサブキャリア302が隣接する形で配置される。DFT/IDFTの処理帯域は符号303で表され、両端にはサブキャリアが配置されないガードバンド304が配置される。【００３５】
それぞれのサブキャリアには、振幅１、同位相のデータが配置されるものとすると、時間軸信号の包絡線波形はIDFT処理帯域にガードバンド304が含まれるため、図３（ｃ）に示すように、時間0の位置を中心にサイドローブ306が大きく広がった波形となる。【００３６】
このサイドローブ306を押さえ込むためには、送信スペクトラムの帯域端の振幅をなめらかに小さくする。本実施の形態では、補助パイロットサブキャリアの帯域内で、信号帯域に隣接した部分を振幅１００％とし、信号帯域から離れるに従って振幅を小さくする。この時のスペクトラムの概要を図３（ｂ）に示す。信号帯域に配置されたパイロットサブキャリア301の両端に、信号帯域端から離れるほど振幅が小さくなる補助パイロットサブキャリア305、308が配置されている。【００３７】
補助パイロットサブキャリア305、308の減衰の度合いに関しては、減衰形状がどのような形状であっても効果はあるが、余弦関数や二乗余弦関数や高次の余弦関数、またはこれらと類似の曲線の場合に、サイドローブが小さくなる効果が大きい。これは、時間軸の出力波形がsinc関数の波形とパイロットのスペクトラムとを畳み込んだ波形と等価であるためであり、その原理は、スペクトラム解析時に使用する時間窓用の関数がサイドローブを抑圧する理由と同じである。【００３８】
図３（ｃ）の符号307に補助パイロットサブキャリアの減衰特性としてハミング窓（ｈａｍｍｉｎｇ）用の下記（１）式の関数を使用した際の、時間軸の包絡線波形の一例を示す。
【数１】
2009028589.tif 000003
【００３９】
図３（ｃ）に示すように、メインローブ幅が少しだけひろがっているが、サイドローブが20dB以上抑圧されていることが判る。このメインローブ幅とサイドローブ抑圧量とはトレードオフの関係にあり、サイドローブを抑圧できる減衰特性の時はメインローブ幅が広がり、メインローブ幅を狭くするとサイドローブ抑圧量が減る。これもスペクトラム解析時に使用する窓関数の場合と同様である。【００４０】
メインローブ幅は、想定されるパルス位置からどれだけ時間窓を開けておかないと特性が劣化するかの指標となり、サイドローブ抑圧量は雑音が少ない環境、言い換えると高SNR環境での限界推定精度の指標となる。これらの値は、使用するサブキャリア数、想定される到来パスの最大遅延時間、想定される雑音の度合いなどで変動するため、一概に特定の閾値をもって判断する事は出来ない。【００４１】
メインローブ幅が狭い関数の一例としてハミング窓の関数を、サイドローブ抑圧量が多い関数としてブラックマン窓の関数を補助パイロットサブキャリアの減衰特性として使用した時の時間軸信号の包絡線の一例を図４（ａ）に示す。ブラックマン窓（Ｂｌａｃｋｍａｎ）の関数は下記（２）式で表される関数である。
【数２】
2009028589.tif 000004
【００４２】
比較対象として従来方式で補助パイロットサブキャリアを使用した時、すなわち減衰特性が矩形（Ｒｅｃｔａｎｇ）である場合の包絡線も示してある。【００４３】
図４（ａ）に示すように、補助パイロットサブキャリアの減衰特性が矩形の場合とブラックマン窓の関数を使用した場合とでは、メインローブから十分に離れたポイントでのサイドローブの電力差が40dB以上となる。【００４４】
次に、メインローブ付近の包絡線波形の拡大図の一例を図４（ｂ）に示す。波形中心から50ポイント程度離れたポイントでの電力は、補助パイロットサブキャリアの減衰特性としてハミング窓（ｈａｍｍｉｎｇ）の関数を使用したものが一番少ない。これは、波形中心から50ポイントだけ時間窓を開けていた場合、ハミング窓の関数を使用すると時間窓内に収められる電力が一番多くなることを示している。【００４５】
前述のように、どの関数を使用すれば伝搬路推定精度が最も良くなるかは、サブキャリア数などのパラメータや、想定される伝搬環境に依存するため一様には決められない。本実施の形態では、ハミング窓の関数を使用するものとして説明する。【００４６】
以下、本実施の形態では、パイロットシンボルの信号帯域の両端に付加する補助パイロットサブキャリアの電力を信号帯域から離れるに従って低減する送信機と、補助パイロットサブキャリアが付加されたパイロットシンボルを利用して伝搬路推定精度を向上させる受信機との一例について説明する。【００４７】
図１（ａ）が送信機の一構成例を示す機能ブロック図であり、図１（ｂ）が受信機の一構成例を示す機能ブロック図である。【００４８】
符号101はパイロット信号用の符号を発生させるパイロット符号生成部であり、符号102は後述する制御部110の指示に従ってパイロット符号の振幅を変化させる利得調整部、符号103はIFFT部105の入力を制御部110からの指示で同期用符号生成部104出力と利得調整部102出力と変調部105出力とのいずれかに切り替える入力切替部であり、符号104はフレーム同期用符号を発生させる同期用符号生成部であり、符号105は制御部110からの指示で送信データを変調する変調部であり、符号106は入力切替部103の出力をIFFTするIFFT部であり、符号107はIFFT部106出力の一部をサイクリックプリフィックスとして付加するガードインターバル(GI)付加部であり、符号108はデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換部であり、符号109は入力された信号をベースバンド信号として送信に必要な周波数に変換し、必要な電力まで増幅した後にアンテナから送信する無線送信部であり、符号110はフレーム送出タイミングと送信制御データにより送信機の各ブロックを制御する制御部である。【００４９】
符号121はアンテナで電波を受信し、必要な帯域を取り出してベースバンド信号に変換する無線受信部であり、符号122はアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部であり、符号123は入力された信号からフレーム同期用シンボルを検出し、以降の信号からガードインターバルを取り除いたOFDMシンボルを切り出す同期・GI除去部であり、符号124は入力されたOFDMシンボルをFFTする第1FFT部であり、符号125は、入力信号を複素除算部126と伝搬路補正部132とのいずれかに出力する切り替え部であり、符号126は入力信号を送信時に使用したパイロットシンボル用符号で複素除算する複素除算部であり、符号128は入力信号をIFFTするIFFT部であり、符号129は入力された時間軸信号の所定の時間領域の電力を低減、削除する時間フィルタ部であり、符号130は入力信号をFFTする第2FFT部であり、符号131は補助パイロットサブキャリアのデータを0にする補助パイロットサブキャリア削除部であり、符号132は切り替え部125から入力されたデータシンボルを補助パイロットサブキャリア削除部131から出力される伝搬路情報に従って補正する伝搬路補正部であり、符号133は制御部134から指示された変調方式で入力データの復調を行う復調部であり、符号134は同期・GI除去部から出力されるフレーム同期タイミングを基準に各ブロックの制御を行う制御部である。【００５０】
以下、各ブロックがどのように動作するかについて詳細に説明する。最初に、送信機側の動作について説明する。【００５１】
本実施の形態では、図３（ｂ）に示したスペクトラムのパイロットシンボルを使用する。図３（ｂ）に示すスペクトルのパイロットシンボルをどのように送信するかを各ブロックの動作と共に説明する。【００５２】
まず、パイロットシンボルの送信に先立って、先に説明したフレーム先頭の同期用シンボルを送信するために、制御部110は入力切替部103の入力先を同期用符号生成部104に切り替える。これにより、同期用符号がIFFT部106に入力される。同期用符号はIFFTにより時間軸信号に変換され、GI付加部107に入力される。GI付加部107では時間軸信号に変換された同期用符号の一部をガードインターバルとして付加し、D/A部108においてアナログ信号に変換され、無線送信部109で送信に必要な周波数に変換し、増幅されて送信される。【００５３】
制御部110は、入力切替部103からIFFT部106に同期用符号が出力された直後に、入力先を利得調整部102に切り替える。これと同時に、利得調整部102を設定し、利得調整部102に入力されたパイロット符号の振幅を基準として各サブキャリアの振幅を調整する。【００５４】
この利得の設定は補助パイロットサブキャリアの減衰特性がハミング窓の関数となるように設定する。すなわち上記(式1)において、０≦x＜０．５πが信号帯域の低域端に付加する補助パイロットサブキャリア305の帯域に割り当てられ、０．５π≦x<πが、信号帯域の高域端に配置される補助パイロットサブキャリア308の帯域に割り当てられる。【００５５】
また、利得調整部102の入力には、パイロット符号生成部101から出力されるパイロットシンボル用の符号がIFFT処理ポイント分入力される。利得調整部102で振幅調整を受けると図３（ｂ）に示したスペクトルの信号となる。振幅調整を受けた信号は、以下、同期用シンボルの場合と同じようにIFFT部106、GI付加部107、D/A部108、無線送信部109を経てパイロットシンボルとして送信される。制御部110は入力切替部108からIFFT部106に振幅調整を受けたパイロット符号が入力されると、入力を変調部106に切り替え、変調部106を送信制御データに従って設定し、次のフレーム開始時までデータの送信を行う。次のフレーム開始時間になると、入力切替部103の入力先を同期用符号生成部104に切り替え、以上の手順を繰り返す。【００５６】
これにより、図２に示したフレーム構成で、図３（ｂ）に示したスペクトルのパイロットシンボルを使用した信号の送信が可能となる。これにより、受信時の伝搬路推定時にインパルス応答を求めた際に、波形中心部への電力集中が良いパイロットの送信が可能となる。また、従来方式の補助パイロットサブキャリアに比べて振幅を制限するため、送信に必要な電力が減り、送信機の増幅部の電力効率が向上するという効果が得られる。【００５７】
次に、受信機の動作について説明する。【００５８】
まず無線受信部121において、信号を受信してベースバンド信号に変換する。続いてA/D部122でデジタル信号に変換し、同期・GI除去部123に出力する。同期・GI除去部123は、まず入力信号中のフレーム同期シンボルの検出を行い、フレーム開始タイミングを制御部134に入力する。その後、後続の受信信号からGIを取り除いたOFDMシンボルの切り出しを行い、FFT部124に入力する。フレーム同期シンボルの同期の検出方法はどのような方法でも良い。一例として受信信号とフレーム同期シンボルとの送信時の時間波形との相関を調べ、最も相関が大きくなったところをフレーム先頭とする方法が使用可能である。同期・GI除去部でGIを除去されたOFDMシンボルは、FFT部124で周波数軸信号に変換され、切り替え部125に入力される。同期・GI除去部123からフレーム開始タイミングを通知された制御部134は切り替え部125出力を複素除算部126側に切り替え、複素除算部126に受信したパイロットシンボルを入力する。その後、後続のデータシンボルのために、切り替え部125の出力を伝搬路補正部132に変更する。複素除算部126に入力された信号はパイロットシンボルの送信時に使用された符号で複素除算され、IFFT部128に入力される。IFFT部128で入力信号をIFFTすることで、時間軸信号、すなわちインパルス応答に変換される。このインパルス応答は、送信時に補助パイロットサブキャリアが付加されているため、中心部分への電力集中が良くなる。その後、インパルス応答を時間フィルタ129で有効な信号以外を削除し、第2FFT部でFFTすることで再び周波数軸の信号に変換する。その後、補助パイロットサブキャリア削除部131において制御部134から指示された補助パイロットサブキャリア部分の振幅を０にして信号帯域について雑音成分を取り除いた周波数応答が得られる。【００５９】
周波数応答が得られた後は、伝搬路補正部132において切り替え部125から出力されるデータシンボルを補助パイロットサブキャリア削除部131から出力される周波数応答を利用して周波数等化を行い、続いて復調部133で制御部134から指示された変調情報により復調動作を行い、受信データを得る事が出来る。【００６０】
以上のように、送信機側で補助パイロットサブキャリアを付加する際に信号帯域から離れるほど振幅が少なくなるパイロットシンボルを送信することで、受信機側で補助パイロットサブキャリアを含めたDFT法を行う際の伝搬路推定精度を向上させることが可能となる。【００６１】
また、本実施の形態では、パイロットシンボルの号帯域内の全てのサブキャリアにパイロットサブキャリアが連続して配置されている場合について説明したが、本発明はスキャッタードパイロットと呼ばれる不連続にパイロットキャリアが配置されている場合にDFT法による伝搬路推定を行う場合にも適用することが可能である。スキャッタードパイロットを利用したパイロットシンボルの一例を図５（ａ）に示す。ここでは、１サブキャリア毎に、パイロットキャリア、ヌルキャリアとなる一例について説明する。符号501が信号帯域、符号502がDFT/IDFT処理帯域、符号503がパイロットキャリア、符号504がヌルキャリアを示している。このようなパイロットシンボルを送信して、ある伝搬路を通じて受信された信号を送信時に使用した符号で複素除算し、IDFTにより得られたインパルス応答の概要を図５（ｂ）に示す。OFDMシンボル期間内に、符号505、506に示したように、同じインパルス応答が２つ現れる。このインパルス応答のうちの一つ符号505を時間フィルタによって取り出し、DFTを施すと信号帯域内の周波数応答を求めることが可能となる。この処理は先に述べたDFT法そのものである。【００６２】
この時、図５（ａ）に示したように、パイロットシンボルが使用する信号帯域501がDFT/IDFT処理帯域502の一部のみになる場合は、先に説明したように信号帯域501両端に歪が発生する。【００６３】
この歪を軽減するために、信号帯域の両端に、信号帯域から離れるほど振幅が小さくなる補助パイロットサブキャリアを挿入する。補助パイロットサブキャリアを挿入したパイロットシンボルのスペクトラム概要を図５（ｃ）に示す。信号帯域501の両端の帯域507に振幅調整をした補助パイロットサブキャリア508が付加されている。この補助パイロットサブキャリア508は信号帯域501内のパイロットサブキャリアの挿入間隔と同じ間隔で挿入することで、図５（ｂ）に示したような２つのインパルス応答を得ることができる。【００６４】
この図５（ｃ）に示したパイロットシンボルを使用し、伝搬路推定を行う際は受信時に補助パイロットサブキャリアを含めた帯域でDFT法による処理を行えばよい。このスキャッタードパイロットを使用した場合も図１に示した構成例による送信機、受信機を使用することが可能であり、送信時に利得調整部102を適切に設定することで、電力低減されたダミーサブキャリアを付加したスキャッタードパイロットを使用したパイロットシンボルを生成することが可能となり、受信時も、利得調整部127を設定してヌルキャリアに設定されたポイントのデータを削除してダミーサブキャリアのポイントを増幅する。その後、時間フィルタ129で２つ現れるインパルス応答の片側を取り出してFFT部130でFFTを行い、補助パイロットサブキャリア削除部131で信号帯域外の信号を削除すれば良い。【００６５】
スキャッタードパイロットは、MIMO(Multi Input Multi Output)システムにおいてパイロットシンボルを多重する際にも使用されることがあるが、その場合も本実施の形態を同様に使用することが可能である。【００６６】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら説明を行う。補助パイロットサブキャリアの減衰特性は、パラメータや使用する状況に応じて変わるため、一意には決まらないということに関しては前述した。本実施の形態では、通信機器間の伝搬路の状況に応じて補助パイロットサブキャリアの減衰特性を制御する通信機の一構成例を示す。【００６７】
最初に本実施の形態による通信装置における制御の概要について説明する。ＤＦＴ法による伝搬路推定精度の改善量は、時間フィルタにおける信号削除量によって決まる。従って、時間フィルタの信号通過時間、時間窓幅は、できるだけ狭い方が良く、通常は想定される最大遅延時間に合わせる。しかしながら、ガードバンドがある環境でＤＦＴ法による伝搬路推定を行う場合に、到来波を中心に前後の時間にある程度の余分を持った時間窓を開けないと推定精度の劣化が大きくなるという問題がある。伝搬路推定精度の改善量を確保しつつ時間窓における推定精度劣化を抑えるためには、到来波が余り広がらないように、つまりインパルス波形のメインローブが狭い方が狭くなるような信号であることが望ましい。一方、高SNR域では、インパルス波形のサイドローブが十分に抑圧されていないとDFT法による伝搬路推定の劣化が雑音に比べて相対的に大きくなるため、推定精度が劣化する問題が発生する。しかし、サイドローブ抑圧量を多くするとメインローブ幅が広がり、時間窓幅を余計に用意する必要が発生する。【００６８】
そこで、本実施の形態では、通常はメインローブ幅が狭くなる補助パイロットサブキャリアを付加し、SNRが高く、かつ遅延広がりが小さい時にサイドローブ抑圧量が多い補助パイロットサブキャリアを付加する。この概要について図７に示す。【００６９】
図7(a)が、通常時の到来波と時間窓との関係を示す図であり、速い到来波と遅い到来波と、のどちらも時間窓内に入れられ、かつ、到来波から時間窓端までが狭い時間窓を設定している。そして、図7(b)は、SNRが高く、かつ、遅延広がりが小さい時の到来波と時間窓との関係を示す図であり、遅延広がりが小さいことを利用して、到来波から時間窓端までが広い時間窓を設定している。時間窓幅が変わらない場合は、通常時の時間窓の位置よりも時間的に早いタイミングに設定されることになる。【００７０】
以上のように動作する通信装置について、図６を参照しながら説明する。図６（ａ）が送信側の通信装置であり、図６（ｂ）が受信側の通信装置である。基本的な動作は、図１（ａ）に示した送信装置、図１（ｂ）に示した受信装置と同じであり、同じ動作を行うブロックには、図１と同じ符号、同じ名称を用いている。以下、名称、動作が異なるブロックについて説明する。【００７１】
符号601は、受信側の通信機から送られてくるSNR情報と遅延広がり情報とを受信する無線受信部であり、符号602は図１（ａ）の制御部110の動作に、無線受信部601から送られてくる情報に従って利得調整部102の設定を変える動作が追加された制御部である。【００７２】
符号611は、制御部614からの指示で入力された時間軸信号の所定の時間領域の電力を低減、削除する時間を変更できる時間フィルタ部であり、符号612は時間フィルタ部611の出力を利用して遅延広がりを推定する遅延広がり推定部であり、符号613は時間フィルタ部611の入出力からSNRを推定するSNR推定部であり、符号614は図１（ｂ）の制御部134の動作に遅延広がり推定部612とSNR推定部613との出力を利用して無線送信部615を通じて送信側通信機に伝搬路の遅延広がり情報とSNR情報とを通知する動作と、遅延広がり推定部612とSNR推定部613との出力で時間フィルタ部611の設定を変更する動作が加わった制御部であり、符号615は制御部614からの指示で送信側通信機に遅延広がり情報とSNR情報を送信する無線送信部である。無線送信部615と無線受信部601とは、伝搬路の変動に追従できるレイテンシで、無線送信部615、無線受信部601間で情報の伝送ができればどのような方式を用いても良い。【００７３】
以下、各ブロックがどのように動作して先に説明した方法で補助パイロットサブキャリアを使用するかについて説明する。【００７４】
初期状態は、送信側通信機も受信側通信機も遅延広がりが大きい状態を想定して動作する。すなわち、補助パイロットサブキャリアの減衰特性としてメインローブ幅が小さくなるものを使用し、利得調整部102と時間フィルタ部611との設定を行う。本実施の形態では、メインローブ幅が小さい補助パイロットサブキャリアの減衰特性としてハミング窓の関数(上記式１)を、サイドローブ抑圧量が大きい補助パイロットサブキャリアの減衰特性としてブラックマン窓の関数(上記式２)を使用するものとするが、これ以外の関数、余弦関数由来以外の関数も使用可能である。例えばカイザー窓の関数は下記（３）式で表される。
【数３】
2009028589.tif 000005
【００７５】
ここで、αが小さい場合はメインローブが小さい関数、αが大きい場合はサイドローブ抑圧量が多い関数として使用することも可能である。【００７６】
送信側通信機は、メインローブ幅が小さくなる補助パイロットサブキャリアを付加してパイロットシンボルを送信する。そして、受信側通信機は、送信側通信機が送信したパイロットシンボルを受信し、伝搬路推定を行う。【００７７】
無線受信部121で受信したパイロットシンボルをベースバンド信号に変換し、A/D部122でデジタル信号に変換する。同期・GI除去部123では、まず入力信号中のフレーム同期シンボルの検出を行い、フレーム開始タイミングを制御部614に入力する。その後、後続の受信信号からGIを取り除いたOFDMシンボルの切り出しを行い、FFT部124に入力する。同期・GI除去部123でGIを除去されたOFDMシンボルは、FFT部124で周波数軸信号に変換され、切り替え部125に入力される。同期・GI除去部123からフレーム開始タイミングを通知された制御部614は、切り替え部125の出力を複素除算部126側に切り替え、複素除算部126に受信したパイロットシンボルを入力する。その後、後続のデータシンボルのために、切り替え部125の出力を伝搬路補正部132に変更し、データシンボルは得られる周波数応答をもとに伝搬路補正部132で周波数等化され、復調部133で復調される。【００７８】
一方、複素除算部126に入力された信号はパイロットシンボルの送信時に使用された符号で複素除算され、IFFT部128に入力される。IFFT部128で入力信号をIFFT処理を行うことで、時間軸信号、すなわちインパルス応答に変換される。その後、通常の時間窓位置、図７（ａ）に示した時間窓位置に設定された時間フィルタ611でインパルス応答から有効な信号以外を削除し、第２FFT部でFFTすることで再び周波数軸の信号に変換する。その後、補助パイロットサブキャリア削除部131で制御部614から指示された補助パイロットサブキャリア部分の振幅を０にして信号帯域について雑音成分を取り除いた周波数応答が得られる。【００７９】
この周波数応答を求めるとともに、遅延広がり推定部612で遅延広がりを推定する。使用する指標は様々なものが使用できるが、本実施の形態では、最も遅い有効遅延波の遅延時間を遅延広がり情報として使用する。有効遅延波の判定の方法も様々な方法が使用できるが、一例として時間フィルタ部611の出力信号の中で所定の閾値以上の振幅がある最も遅い時間を使用する。更に、SNR推定部612でSNRを推定する。SNRを推定する方法も様々な方法が使用できるが、本実施の形態では、時間フィルタ部611の入力信号の総電力から出力信号の総電力を減算した値を雑音電力とみなし、時間フィルタ部611の出力信号の総電力を信号電力とみなしてSNRを計算する。【００８０】
得られた遅延広がり情報とSNR情報とは制御部614に入力され、遅延広がりが所定の閾値以下で、かつ、SNRが所定の閾値より高いか、すなわち図７（ｂ）に示した時間窓の位置が良い伝搬路であるかどうかを判断し、良いと判断した場合は時間フィルタ部611の設定を図７（ｂ）に示した窓位置に、それ以外は図７（ａ）に示した窓位置に設定する。同時に、遅延広がり情報とSNR情報とを無線送信部615を通じて送信側通信機に伝える。【００８１】
送信側通信機では、制御部602が受信側通信機から送られてくる遅延広がり情報とSNR情報とを無線受信部601を通じて監視し、サイドローブ抑圧量が多い補助パイロットサブキャリアの減衰特性が良いか、すなわち遅延広がり情報が所定の閾値以下であり、かつ、SNRが所定の閾値より高いかどうかの判定を行う。サイドローブ抑圧量が多い補助パイロットサブキャリアの減衰特性が良い場合は、利得調整部102に対し補助パイロットサブキャリアの減衰特性をサイドローブ抑圧量が大きい値を設定し、そうでない場合はメインローブの幅が小さい値を設定する。【００８２】
以上のように、各ブロックが動作することで、伝搬路の状況に適した補助パイロットサブキャリアを付加したパイロットシンボルを使用して通信を行うことが可能になる。【００８３】
尚、本実施の形態では、補助パイロットサブキャリアの減衰特性を切り替える指標として伝搬路の雑音の量と遅延広がりとの両方を使用したが、いずれか一方の指標に用いても良い。両方の指標に重み付けを行って用いても良い。遅延広がりが小さい時にサイドローブ抑圧量の多い減衰特性を、遅延広がりが大きい時はメインローブ幅が狭くなる減衰特性を設定しても良い。また、雑音の量が多い時はメインローブ幅が狭くなる減衰特性を設定し、雑音の量が少ない時はサイドローブ抑圧量が多い減衰特性を設定しても良い。雑音の量だけで判断する時に、低雑音で遅延時間が大きい遅延波がある場合もあるので、受信側の通信装置では時間窓位置を変えると共に時間窓幅を広げても良い。【００８４】
また、本実施例では伝搬路の情報を得るために受信側から報告させる方法を例にして説明したが、通信方式が時分割多重（ＴＤＤ）の場合は、送信受信で同一の伝搬路を用いるため、自身が受信時に測定した伝搬路情報を送信時の伝搬路情報として使用できる。従って、受信側から情報を得る必要がない。このような場合には、伝搬路情報の送受信を省略することが可能である。【００８５】
次に、本発明の第３の実施の形態による通信技術について図面を参照しながら説明を行う。【００８６】
第１及び第２の実施の形態では、補助パイロットサブキャリアを付加したパイロットシンボルの送信時にスペクトラムを補正することで、伝搬路推定精度の向上と送信電力効率の向上を図った。【００８７】
本実施の形態では、従来方法による補助パイロットサブキャリアを付加した場合、すなわち矩形状のスペクトラムを持つ補助パイロットサブキャリアを付加した場合に、受信機側で同様の効果を得ることができる方法について説明する。この場合、送信電力効率の向上は図れないが、伝搬路推定精度の向上を第１、第２の実施の形態で示した方法と同等にすることが可能となる。送信装置は、従来例で示した図１１（ａ）に示したものと同様の構成が使用可能である。【００８８】
図８は、本実施の形態による受信機の一構成例を示す機能ブロック図である。この受信機の基本構成は第２の実施の形態において説明した受信側通信機と同様であり、同様の動作をするブロックには同じ符号、同じ名称を用いている。異なる部分は、送信機に対して遅延広がり情報、SNR情報を送信する無線送信部が存在しないこと、IFFT部128の前段に、補助パイロットサブキャリアの帯域の振幅補正を行う利得調整部801が配置され、制御部802の制御先として利得調整部801が増えていることである。【００８９】
本実施の形態では、第１の実施形態、第２の実施の形態では、送信時に補助パイロットサブキャリアのスペクトラムを補正する代わりに、送信時にはフラットなスペクトラムの補助パイロットサブキャリアを送信し、受信時に補助パイロットサブキャリアのスペクトラムの補正をすることで同等の効果を得る。以下、各ブロックの動作を説明する。【００９０】
無線受信部121で受信したパイロットシンボルをベースバンド信号に変換し、A/D変換部122でデジタル信号に変換する。同期・GI除去部123では、まず入力信号中のフレーム同期シンボルの検出を行い、フレーム開始タイミングを制御部614に入力する。その後、後続の受信信号からGIを取り除いたOFDMシンボルの切り出しを行い、FFT部124に入力する。同期・GI除去部123でGIを除去されたOFDMシンボルは、FFT部124で周波数軸信号に変換され、切り替え部125に入力される。同期・GI除去部123からフレーム開始タイミングを通知された制御部802は、切り替え部125の出力を複素除算部126側に切り替え、複素除算部126に受信したパイロットシンボルを入力する。その後、後続のデータシンボルのために、切り替え部125の出力を伝搬路補正部132に変更し、データシンボルは得られる周波数応答をもとに伝搬路補正部132で周波数等化され、復調部133で復調される。【００９１】
一方、複素除算部126に入力された信号は、パイロットシンボルの送信時に使用された符号で複素除算され、利得調整部801に入力される。利得調整部801では、補助パイロットサブキャリアのスペクトラムを補正する。補助パイロットサブキャリアの減衰特性は、第２の実施の形態の場合と同様に、通常時はメインローブが狭くなるように設定し、高SNR、低遅延広がりの場合にサイドローブ抑圧量が多くなるように設定するものとする。尚、本実施の形態では、複素除算処理の後に振幅補正処理を行っているが、どちらの処理も各サブキャリアに対する線形処理であるため順番を入れ替えても良い。【００９２】
また、本実施例は送信側で付加する補助パイロットサブキャリアはフラットなスペクトラムであるとしているが、送信側がフラットなスペクトラムで無い場合は、送信側のスペクトラムと受信側での補正を含めてメインローブが狭くなるように、またはサイドローブ抑圧量が多くなるように設定すればよい。【００９３】
補助パイロットサブキャリアの帯域の振幅補正を行った信号は、IFFT部128に入力される。IFFT部128で入力信号をIFFTすることで、時間軸信号、すなわちインパルス応答に変換される。その後、時間フィルタ611でインパルス応答から有効な信号以外を削除し、第2FFT部130でFFTすることで再び周波数軸の信号に変換する。その後補助パイロットサブキャリア削除部131で制御部134から指示された補助パイロットサブキャリア部分の振幅を０にして信号帯域について雑音成分を取り除いた周波数応答が得られる。初期状態ではSNRや遅延広がり情報は不明であるため、制御部802は、利得調整部801と時間フィルタ部611との設定を、補助パイロットサブキャリアの減衰特性においてメインローブが狭くなる時の設定にする。【００９４】
この周波数応答を求めると同時に、遅延広がり推定部612で遅延広がりを推定する。使用する指標は様々なものが使用できるが、本実施の形態では、最も遅い有効遅延波の遅延時間を、遅延広がり情報として使用する。有効遅延波の判定の方法も様々な方法が使用できるが、一例として時間フィルタ部611の出力信号の中で所定の閾値以上の振幅がある最も遅い時間を使用するのが好ましい。さらに、SNR推定部612においてSNRを推定する。SNRを推定する方法も様々な方法が使用できるが、本実施の形態では、時間フィルタ部611の入力信号の総電力から出力信号の総電力を引いた値を雑音電力と見なし、出力信号の総電力を信号電力と見なしてSNRを計算する。【００９５】
得られた遅延広がり情報とSNR情報とは、制御部802に入力され、遅延広がりが所定の閾値以下で、かつ、SNRが所定の閾値より高いかどうか、すなわちサイドローブ抑圧量が多くても良いかどうかを判断し、良いと判断した場合には利得調整部801をサイドローブ抑圧量が多い補助パイロットサブキャリアのように、時間フィルタ部611の設定を図７（ｂ）に示した窓位置に設定し、良くないと判断した場合には利得調整部801をメインローブが狭くなる補助パイロットサブキャリアのように設定し、時間フィルタ部611の設定を図７（ａ）に示した窓位置に設定する。【００９６】
以上のように、各ブロックが動作することで、伝搬路の状況に適した補助パイロットサブキャリアを付加したパイロットシンボルと同等の推定精度を得ることが出来る。本実施の形態の場合には、送信側の送信電力効率の改善にはつながらないが、送信側へのフィードバックすること無しに伝搬路の状況に応じた補助パイロットサブキャリアを付加したパイロットシンボルと同等の推定精度を得ることが出来るという利点がある。【００９７】
また、本実施の形態では、伝搬路の遅延広がり情報やSNRに従って補助パイロットサブキャリアのスペクトラムへの補正と時間フィルタの時間窓位置を変える場合、すなわち第２の実施の形態と同等の推定精度を得る方法について説明したが、伝搬路の遅延広がり情報やSNRの変化とは独立して、一定の補助パイロットサブキャリアのスペクトラム補正を行うと、第１の実施の形態に示した場合と同等の推定精度を得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、通信装置に利用可能である。
【図１】
2009028589.tif 000006
【図２】
2009028589.tif 000007
【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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【国際調査報告】
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