(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに割り当てられるバースト領域が伝送フレーム中に含まれる通信方式によって通信を行う通信装置において、
受信信号に含まれるパイロット信号に基づいて、マルチアンテナのシステムを構成する通信装置における受信ビームのウェイトの更新を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新部と、
複数回のウェイト更新の演算によって得られたウェイト推定値を平滑化した平滑化推定値を求めるウェイト平滑化部と、
を備え、
前記ウェイト平滑化部は、前記ウェイト更新部が１つのバースト領域について、当該１つのバースト領域に含まれるパイロット信号に対応するウェイト推定値を求めた後、求めたウェイト推定値を用いて、前記パイロット信号に対応する複数の平滑化推定値を求める
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
ユーザに割り当てられるバースト領域が伝送フレーム中に含まれる通信方式によって通信を行う通信装置において、
受信信号に含まれるパイロット信号に基づいて、マルチアンテナのシステムを構成する通信装置における受信ビームのウェイトの更新を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新部と、
複数回のウェイト更新の演算によって得られたウェイト推定値を平滑化した平滑化推定値を求めるウェイト平滑化部と、
を備え、
前記ウェイト平滑化部は、前記ウェイト更新部が一のバースト領域内のパイロット信号を用いて行った複数回のウェイト更新の演算によって得たウェイト推定値を、前記一のバースト領域内だけで平滑化することにより、バースト領域単位で、複数のウェイト推定値の平滑化を行う
通信装置。
【請求項３】
前記一のバースト領域内のパイロット信号を用いて行った複数回のウェイト更新のうち、前記一のバースト領域内において最後に行われたウェイト更新の演算によって得たウェイト推定値を、そのまま、平滑化されたウェイト推定値とする
請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
前記バースト領域は、ＯＦＤＭＡ方式におけるバースト領域であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項５】
一つの伝送フレームを複数のユーザに割当可能な通信方式によって通信を行う通信装置において、
受信信号に含まれるパイロット信号に基づいて、マルチアンテナのシステムを構成する通信装置における受信ビームのウェイトの更新を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新部と、
ウェイト更新の演算によって得られた複数のウェイト推定値を平滑化した平滑化推定値を求めるウェイト平滑化部と、
を備え、
前記ウェイト平滑化部は、前記ウェイト更新部が１つのユーザ割当領域について、当該１つのユーザ割当領域に含まれるパイロット信号に対応するウェイト推定値を求めた後、求めたウェイト推定値を用いて、前記パイロット信号に対応する複数の平滑化推定値を求める
ことを特徴とする通信装置。
【請求項６】
一つの伝送フレームを複数のユーザに割当可能な通信方式によって通信を行う通信装置において、
受信信号に含まれるパイロット信号に基づいて、マルチアンテナのシステムを構成する通信装置における受信ビームのウェイトの更新を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新部と、
ウェイト更新の演算によって得られた複数のウェイト推定値を平滑化した平滑化推定値を求めるウェイト平滑化部と、
を備え、
前記ウェイト平滑化部は、前記ウェイト更新部が一のユーザ割当最小単位領域内のパイロット信号を用いて行った複数回のウェイト更新の演算によって得たウェイト推定値を、前記一のユーザ割当最小単位領域内だけで平滑化することにより、ユーザ割当最小単位で、複数のウェイト推定値の平滑化を行う
通信装置。
【請求項７】
前記一のユーザ割当最小単位領域内のパイロット信号を用いて行った複数回のウェイト更新のうち、前記一のユーザ割当最小単位領域内において最後に行われたウェイト更新の演算によって得たウェイト推定値を、そのまま、平滑化されたウェイト推定値とする
請求項６記載の通信装置。
【請求項８】
前記ユーザ割当最小単位領域は、ＷｉＭＡＸ又はモバイルＷｉＭＡＸのアップリンクＰＵＳＣ方式におけるタイル領域であることを特徴とする請求項６または請求項７のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項９】
前記ユーザ割当最小単位領域は、ＷｉＭＡＸ又はモバイルＷｉＭＡＸのダウンリンクＰＵＳＣ方式におけるクラスタ領域であることを特徴とする請求項６または請求項７のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項１０】
前記ウェイト更新部は、ＲＬＳアルゴリズム、ＬＭＳアルゴリズム、又はＳＭＩアルゴリズムによってウェイトの更新を行う
請求項１〜９のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項１１】
ユーザに割り当てられるバースト領域が伝送フレーム中に含まれる通信方式におけるウェイト更新方法であって、
受信したパイロット信号に基づいて、マルチアンテナのシステムにおける受信ビームのウェイトの更新の演算を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新ステップと、
ウェイト更新の演算によって得られた複数のウェイト推定値を平滑化した平滑化推定値を求めるウェイト平滑化ステップと、
を含み、
前記ウェイト平滑化ステップでは、前記ウェイト更新ステップにおいて１つのバースト領域について、当該１つのバースト領域に含まれるパイロット信号に対応するウェイト推定値を求めた後、求めたウェイト推定値を用いて、前記パイロット信号に対応する複数の平滑化推定値を求める
ことを特徴とするウェイト更新方法。
【請求項１２】
一つの伝送フレームを複数のユーザに割当可能な通信方式におけるウェイト更新方法であって、
受信信号に含まれるパイロット信号に基づいて、マルチアンテナのシステムにおける受信ビームウェイトの更新を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新ステップと、
ウェイト更新の演算によって得られた複数のウェイト推定値を平滑化した平滑化推定値を求めるウェイト平滑化ステップと、
を含み、
前記ウェイト平滑化ステップでは、前記ウェイト更新ステップにおいて１つのユーザ割当領域について、当該１つのユーザ割当領域に含まれるパイロット信号に対応するウェイト推定値を求めた後、求めたウェイト推定値を用いて、前記パイロット信号に対応する複数の平滑化推定値を求める
ことを特徴とするウェイト更新方法。
【請求項１３】
ユーザに割り当てられるバースト領域が伝送フレーム中に含まれる通信方式におけるウェイト更新方法であって、
受信したパイロット信号に基づいて、マルチアンテナのシステムにおける受信ビームのウェイトの更新の演算を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新ステップと、
ウェイト更新の演算によって得られた複数のウェイト推定値を平滑化した平滑化推定値を求めるウェイト平滑化ステップと、
を含み、
前記ウェイト平滑化ステップでは、前記ウェイト更新ステップにおいて一のバースト領域内のパイロット信号を用いて行った複数回のウェイト更新の演算によって得たウェイト推定値を、前記一のバースト領域内だけで平滑化することにより、バースト領域単位で、複数のウェイト推定値の平滑化を行うことを特徴とするウェイト更新方法。
【請求項１４】
一つの伝送フレームを複数のユーザに割当可能な通信方式におけるウェイト更新方法であって、
受信信号に含まれるパイロット信号に基づいて、マルチアンテナのシステムにおける受信ビームウェイトの更新を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新ステップと、
ウェイト更新の演算によって得られた複数のウェイト推定値を平滑化した平滑化推定値を求めるウェイト平滑化ステップと、
を含み、
前記ウェイト平滑化ステップでは、前記ウェイト更新ステップにおいて一のユーザ割当最小単位領域内のパイロット信号を用いて行った複数回のウェイト更新の演算によって得たウェイト推定値を、前記一のユーザ割当最小単位領域内だけで平滑化することにより、前記ユーザ割当最小単位で、複数のウェイト推定値の平滑化を行うことを特徴とするウェイト更新方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置及びウェイト更新方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マルチアンテナ技術は、無線通信において、送信・受信を複数のアンテナを用いて行うことにより、通信容量、周波数の利用効率、消費電力等の改善を行う技術である。なお、送信側・受信側いずれかのアンテナ数が１つであっても、他方のアンテナ数に応じて通信品質の改善等を行うことが可能である。
また、マルチアンテナ技術に関する用語として、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）がある。ＭＩＭＯとは、通信用語として用いられる場合、送信側及び受信側両方が複数のアンテナを用いる通信方式を指すことが多いが、マルチアンテナ技術全般を指して使われることもある。
【０００３】
マルチアンテナ信号の処理アルゴリズムによって得られる利点としては、次の４つが挙げられる。
（１）空間ダイバーシチ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）
（２）合成利得（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｇａｉｎ）
（３）干渉波除去（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ）
（４）空間多重（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）
【０００４】
前記空間ダイバーシチは、空間的に離れたアンテナを用いることで、マルチパスなどの影響による通信品質の劣化を小さくすることである。
前記合成利得は、受信側・送信側の各アンテナの信号に対して伝搬路の情報（振幅、位相の変化）を利用した重みをかけることで、希望方向からの受信電力と雑音の比を大きくすることである。
【０００５】
前記干渉波除去は、各アンテナからの受信信号に対して、所望信号以外の到来信号（干渉信号）を打ち消すように重みをかけて合成する。受信アンテナ数よりも一つ小さい数の干渉信号を除去することができる。到来信号の伝搬係数が未知であるならば、なんらかの学習アルゴリズムを用いる必要がある。
前記空間多重は、干渉波除去を応用して同時に複数の通信路を確立する方法である。一人のユーザが複数のアンテナから異なる信号を送信して通信容量を増やす方法と、複数のユーザが同時に通信を行って周波数利用効率を高める方法とがある。後者の方法は、ＳＤＭＡ（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）と呼ばれる。
【０００６】
さて、近年注目を浴びているマルチアンテナ技術として、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交周波数分割多重）方式を用いたＯＦＤＭ−ＭＩＭＯがある。
ＯＦＤＭ方式は、複数の搬送波（サブキャリア）を周波数軸上に多数配置するとともに、複数の搬送波を一部重ならせて周波数利用効率を上げたものである。ＯＦＤＭは、地上波デジタル放送、無線ＬＡＮなどの伝送方式に採用されている。
【０００７】
ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯにおける重要な技術の一つとして、重み（ウェイト）の更新が挙げられる。
例えば、ウェイトは、マルチアンテナ技術において上記（２）の合成利得により、希望波方向からの受信電力と雑音電力の比を大きくして、希望波方向に強い指向性を向ける（ビームフォーミング）場合に用いられる。
なお、ビームフォーミングでは、希望波方向に強い指向性を向けるのに加えて、希望波以外の受信信号による影響を小さくすることもできる。
【０００８】
ウェイトは、参照信号を用いて生成される。例えば、ＯＦＤＭでは、受信側と送信側で既知の信号（パイロット信号）が挿入されているので、このパイロット信号を参照信号として、ウェイトを更新することができる。
【０００９】
ウェイトの更新アルゴリズムとしては、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ−Ｓｑｕａｒｅｓ）があり、これらが適切に動作した場合には誤差エネルギーを最小化し、（１）〜（４）のすべての利点を得ることができる。
【００１０】
ＯＦＤＭのパイロット信号は、時間軸方向に所定間隔で配置されているため、パイロット信号を受信する度に、逐次、ウェイトを更新することが可能である。
定常状態（伝搬係数に時間的に変化がない場合）においては、ある程度の回数以上のウェイトの更新を行うことで、ウェイトの計算結果が収束し、干渉信号や雑音信号の影響を小さくすることができる。
【００１１】
ウェイトの更新方法については、例えば、特許文献１に記載されている。
図２６は、特許文献１の図８の信号配列図を示している。この信号配列図は、ＯＦＤＭ方式による地上デジタルテレビ放送方式の信号配列である。同図では、縦軸をシンボル方向（時間軸方向）ｉとし、横軸をキャリア方向（周波数軸方向）ｋとしたキャリア−シンボル空間上のサブキャリア配置を示している。図中の黒丸はスキャッタード・パイロット（Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ  Ｐｉｌｏｔ）ＳＰを示し、白丸はデータ信号（データサブキャリア）を示している。
同図の信号配列の場合、同一のＳＰキャリア番号ｋｐについては、４シンボル周期でＳＰ信号が繰り返される。
【００１２】
特許文献１では、ＬＭＳアルゴリズムを適用してウェイトを更新する方法が説明されている。
同文献によれば、あるキャリア番号ｋｐの時刻ｉにあるＳＰ信号を用いて更新されたウェイトｗｂｋｐ（ｉ）があるときに、次のウェイトの更新は、同じキャリア番号ｋｐの４シンボル後に位置するＳＰ信号（キャリア番号ｋｐ，時刻ｉ＋４）を用いてウェイト更新値ｗｂｋｐ（ｉ＋４）を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−１７４４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記のように特許文献１では、単純に、時間軸方向にウェイト更新を繰り返すだけである。ところが、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ；直交周波数分割多元接続）などの通信方式では、一つフレームを複数のユーザに割り当てることが可能である。
【００１５】
ＯＦＤＭＡでは、基本伝送フレームは、下りサブフレーム及び上りサブフレームを有しており、それぞれの伝送サブフレームは、バーストを含んでいる。
ここで、バーストとは、フレーム内で割り当てられるデータ伝送用のブロックである。
【００１６】
一つのフレームが複数のユーザに割り当てられていると、同じフレーム中のパイロット信号であっても、伝搬環境が異なる。例えば、基地局からみてユーザＡの端末との間の伝搬環境とユーザＢの端末との間の伝搬環境とは、異なる。
したがって、ユーザＡに割り当てられているバースト中のパイロット信号を用いたウェイト更新から、ユーザＢに割り当てられているバースト中のパイロット信号を用いたウェイト更新への切り替わり（以下、「バースト切替」という）が生じると、ビームフォーミングの指向性を変えなくてはならないため、そのバースト切替を挟んで連続的にウェイト更新を行うと、ウェイト推定精度が低下する。
【００１７】
また、希望信号では、バースト切替がないときでも、干渉局からの干渉信号では、バースト切り替わりが生じることがありえる。干渉信号においてバースト切替が起こると、ビームフォーミングによって打ち消すべき干渉信号が異なるものになる。したがって、ビームフォーミングの指向性を変える必要があり、やはりウェイト推定精度が低下する。
しかも、希望信号と異なり、干渉信号のバースト切替のタイミングを知ることは困難である。
【００１８】
そこで、本発明は、ウェイト更新の際のバースト切替に伴うウェイト推定精度の低下をできるだけ抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、ユーザに割り当てられるバースト領域が伝送フレーム中に含まれる通信方式によって通信を行う通信装置において、受信信号に含まれるパイロット信号に基づいて、ウェイトの更新を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新部と、ウェイトの更新に用いられるパイロット信号の順序を制御する順序制御部と、を備え、前記順序制御部は、一のバースト領域内に存在する複数のパイロット信号のすべてをウェイト更新に用いてから、他のバースト領域内に存在するパイロット信号を用いたウェイト更新を行うように、順序を制御することを特徴とする。
【００２０】
上記本発明によれば、逐次行われるウェイト更新の際に、バースト切替が発生することが少ないため、ウェイト推定精度の低下を抑えることができる。
【００２１】
前記バースト領域は、ＯＦＤＭＡ方式におけるバースト領域であるのが好ましい。ＯＦＤＡＭＡ方式では、ユーザ多重として周波数多重も可能であるため、バースト切替が特に発生しやすいが、本発明によれば、ＯＦＤＭＡ方式であってもウェイト推定精度の低下を抑えることができる。
【００２２】
他の観点からみた本発明は、一つの伝送フレームを複数のユーザに割当可能な通信方式によって通信を行う通信装置において、受信信号に含まれるパイロット信号に基づいて、ウェイトの更新を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新部と、ウェイトの更新に用いられるパイロット信号の順序を制御する順序制御部と、を備え、前記順序制御部は、前記伝送フレームにおけるユーザ割当の最小単位の領域内に存在する複数のパイロット信号のすべてをウェイト更新に用いてから、他のユーザ割当最小単位領域内に存在するパイロット信号を用いたウェイト更新を行うように、順序を制御する。
【００２３】
上記本発明によれば、バースト切替が発生しない領域であるユーザ割当最小単位の領域で多くのウェイト更新が行えるため、ウェイト推定精度の低下を抑えることができる。
【００２４】
前記ユーザ割当最小単位領域は、ＷｉＭＡＸ又はモバイルＷｉＭＡＸのアップリンクＰＵＳＣ方式におけるタイル領域であるのが好ましい。また、前記ユーザ割当最小単位領域は、ＷｉＭＡＸ又はモバイルＷｉＭＡＸのダウンリンクＰＵＳＣ方式におけるクラスタ領域であるのが好ましい。ＷｉＭＡＸでは、ユーザ多重として周波数多重も可能であるため、バースト切替が特に発生しやすいが、本発明では、バースト切替が発生しない領域であるユーザ割当最小単位の領域で多くのウェイト更新が行えるため、ウェイト推定精度の低下を抑えることができる。
【００２５】
複数回のウェイト更新の演算によって得られたウェイト推定値を平滑化した平滑化推定値を求めるウェイト平滑化部を備えているのが好ましい。ウェイトを平滑化することで、ウェイト推定精度が向上する。
【００２６】
他の観点からみた本発明は、ユーザに割り当てられるバースト領域が伝送フレーム中に含まれる通信方式によって通信を行う通信装置において、受信信号に含まれるパイロット信号に基づいて、ウェイトの更新を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新部と、
複数回のウェイト更新の演算によって得られたウェイト推定値を平滑化した平滑化推定値を求めるウェイト平滑化部と、を備え、前記ウェイト平滑化部は、バースト領域単位で、複数のウェイト推定値の平滑化を行う。
【００２７】
上記本発明によれば、ウェイト推定値の平滑化がバースト領域単位で行われるため、バースト切替の影響を受けずに平滑化を行うことができる。
【００２８】
前記バースト領域は、ＯＦＤＭＡ方式におけるバースト領域であるのが好ましい。ＯＦＤＭＡ方式では、ユーザ多重として周波数多重も可能であるため、バースト切替が特に発生しやすいが、バースト領域単位で平滑化を行うことで、バースト切替が頻繁にあっても、ウェイト推定精度の低下を抑えることができる。
【００２９】
他の観点からみた本発明は、一つの伝送フレームを複数のユーザに割当可能な通信方式によって通信を行う通信装置において、受信信号に含まれるパイロット信号に基づいて、ウェイトの更新を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新部と、ウェイト更新の演算によって得られた複数のウェイト推定値を平滑化した平滑化推定値を求めるウェイト平滑化部と、を備え、前記ウェイト平滑化部は、前記ユーザ割当最小単位で、複数のウェイト推定値の平滑化を行う。
【００３０】
上記本発明によれば、ウェイト推定値の平滑化がユーザ割当の最小単位で行われるため、干渉信号のバースト切替の影響も受けずに、平滑化を行うことができる。
【００３１】
前記ユーザ割当最小単位領域は、ＷｉＭＡＸ又はモバイルＷｉＭＡＸのアップリンクＰＵＳＣ方式におけるタイル領域であるのが好ましい。また、前記ユーザ割当最小単位領域は、ＷｉＭＡＸ又はモバイルＷｉＭＡＸのダウンリンクＰＵＳＣ方式におけるクラスタ領域であるのが好ましい。ＷｉＭＡＸでは、ユーザ多重として周波数多重も可能であるため、バースト切替が特に発生しやすいが、ユーザ割当最小単位で平滑化を行うことで、バースト切替が頻繁にあっても、ウェイト推定精度の低下を抑えることができる。
【００３２】
前記ウェイト平滑化部は、平滑化の対象となっているウェイト推定値を求めたときのウェイト更新よりも後に行われたウェイト更新の際に用いられた後パイロット信号の情報に基づいて、前記平滑化推定値を求めるのが好ましい。この場合、後に行われたウェイト更新に用いられた後パイロット信号の情報を、平滑化推定値に反映させることができる。したがって、平滑化推定値は、ウェイト推定値よりも多くの情報が反映されたものとなる。
【００３３】
前記後パイロット信号の前記情報は、前記後パイロット信号、前記ウェイト更新部が前記後パイロット信号を用いてウェイト更新を行って得たウェイト後推定値、又は前記ウェイト後推定値の平滑化推定値、であるのが好ましい。後パイロット信号以外に、ウェイト後推定値や前記ウェイト後推定値の平滑化推定値にも、後パイロット信号の情報が反映されているので、これらの情報（の１又は複数）を用いて、平滑化を行うことができる。
【００３４】
前記ウェイト平滑化部は、平滑化の対象となっているウェイト先推定値と、前記ウェイト推定値を求めたときのウェイト更新よりも後に行われたウェイト更新によって得られたウェイト後推定値の平滑化推定値と、を重み付け合成することによって、前記ウェイト先推定値の平滑化推定値を求めることが好ましい。この場合、簡易な演算で平滑化推定値を求めることができる。
【００３５】
前記ウェイト平滑化部は、平滑化の対象となっているウェイト推定値を求めたときのウェイト更新の際に用いたパイロット信号によって、当該ウェイト更新よりも後に行われたウェイト更新によって得られたウェイト後推定値のウェイト更新を行うことにより、前記ウェイト推定値の平滑化推定値を求めるのが好ましい。この場合、ウェイト更新のアルゴリズムで平滑化を行うことができる。
【００３６】
前記ウェイト平滑化部は、平滑化の対象となっているウェイト推定値を求めたときのウェイト更新よりも後に行われたウェイト更新の際に用いられた後パイロット信号に基づいて、固定区間スムージングを行うことにより、前記ウェイト推定値の平滑化推定値を求めるのが好ましい。固定区間スムージングを用いることにより、精度良く推定を行うことができる。
【００３７】
前記ウェイト平滑化部が平滑化を行うためのパラメータを調整する平滑化パラメータ調整部を備えているのが好ましい。この場合、平滑化パラメータを調整して、適切な平滑化を行うことができる。
【００３８】
他の観点からみた本発明は、ユーザに割り当てられるバースト領域が伝送フレーム中に含まれる通信方式におけるウェイト更新方法であって、一のバースト領域内に存在する複数のパイロット信号のすべてをウェイト更新に用いてから、他のバースト領域内に存在するパイロット信号を用いたウェイト更新を行う。
【００３９】
さらに他の観点からみた本発明は、一つの伝送フレームを複数のユーザに割当可能な通信方式におけるウェイト更新方法であって、前記伝送フレームにおけるユーザ割当の最小単位の領域内に存在する複数のパイロット信号のすべてをウェイト更新に用いてから、他のユーザ割当最小単位領域内に存在するパイロット信号を用いたウェイト更新を行う。
【００４０】
さらに他の観点からみた本発明は、ユーザに割り当てられるバースト領域が伝送フレーム中に含まれる通信方式におけるウェイト更新方法であって、受信したパイロット信号に基づいて、ウェイト更新の演算を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新ステップと、ウェイト更新の演算によって得られた複数のウェイト推定値を平滑化した平滑化推定値を求めるウェイト平滑化ステップと、を含み、前記ウェイト平滑化ステップでは、バースト領域単位で、複数のウェイト推定値の平滑化を行う。
【００４１】
さらに他の観点からみた本発明は、一つの伝送フレームを複数のユーザに割当可能な通信方式におけるウェイト更新方法であって、受信信号に含まれるパイロット信号に基づいて、ウェイトの更新を行って、ウェイト推定値を求めるウェイト更新ステップと、ウェイト更新の演算によって得られた複数のウェイト推定値を平滑化した平滑化推定値を求めるウェイト平滑化ステップと、を含み、前記ウェイト平滑化ステップでは、前記ユーザ割当最小単位で、複数のウェイト推定値の平滑化を行う。
【００４２】
さらに開示する他の発明は、前記通信装置において、前記ウェイト平滑化部は、平滑化の対象となっているウェイト先推定値と、前記ウェイト推定値を求めたときのウェイト更新よりも後に行われたウェイト更新によって得られたウェイト後推定値の平滑化推定値と、を重み付け合成することによって、前記ウェイト先推定値の平滑化推定値を求めることを特徴とする。
【００４３】
さらに開示する他の発明は、前記通信装置において、前記ウェイト平滑化部は、平滑化の対象となっているウェイト推定値を求めたときのウェイト更新の際に用いたパイロット信号によって、当該ウェイト更新よりも後に行われたウェイト更新によって得られたウェイト後推定値のウェイト更新を行うことにより、前記ウェイト推定値の平滑化推定値を求めることを特徴とする。
【００４４】
さらに開示する他の発明は、前記通信装置において、前記ウェイト平滑化部は、平滑化の対象となっているウェイト推定値を求めたときのウェイト更新よりも後に行われたウェイト更新の際に用いられた後パイロット信号に基づいて、固定区間スムージングを行うことにより、前記ウェイト推定値の平滑化推定値を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、ウェイト更新の際のバースト切替に伴うウェイト推定精度の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】ＯＦＤＭのサブキャリア構造を示す図である。
【図２】サブキャリアの周波数−時間２次元配列である。
【図３】タイルのサブチャネル−時間スロット２次元配列である。
【図４】伝送フレーム構造を示す図である。
【図５】クラスタ構造を示す図である。
【図６】通信装置のブロック図である。
【図７】簡略化した空間フィルタリングモデルを示す図である。
【図８】第１実施形態に係るフィルタリング処理部のブロック図である。
【図９】ウェイト補間方法の説明図である。
【図１０】ウェイト更新順序ルールの例を示す図である。
【図１１】ウェイト更新順序ルールの他の例を示す図である。
【図１２】各パイロットサブキャリアにおける伝搬係数を示す図である。
【図１３】伝搬係数の相互相関演算の前提を示す図である。
【図１４】シミュレーションにおけるウェイト更新パターンを示す図である。
【図１５】シミュレーション結果を示す図である。
【図１６】第２実施形態に係るフィルタリング処理部のブロック図である。
【図１７】ウェイト更新順序と平滑化順序を示す図である。
【図１８】第２実施形態における平滑化処理のフローチャートである。
【図１９】第３実施形態に係るフィルタリング処理部のブロック図である。
【図２０】第３実施形態における平滑化処理のフローチャートである。
【図２１】第４実施形態に係るフィルタリング処理部のブロック図である。
【図２２】第４実施形態における平滑化処理のフローチャートである。
【図２３】タイル単位の平滑化順序を示す図である。
【図２４】シミュレーションにおけるウェイト更新及び平滑化順序を示す図である。
【図２５】シミュレーション結果を示す図である。
【図２６】地上デジタル放送でのサブキャリア配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、通信方式としてＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ，  ＩＥＥＥ８０２．１６）を例として説明する。
【００４８】
図１は、ＷｉＭＡＸにおいて採用されているＯＦＤＭ方式（ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭ）又はＯＦＤＭＡ方式（ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ）のサブキャリア配置を示している。ＯＦＤＭは、周波数多重方式の一種であり、周波数軸上で直交するように多数配置された搬送波（サブキャリア）にＱＡＭ変調をかけ、デジタル情報の伝送を行う通信方式である。また、ＯＦＤＭＡは、ＯＦＤＭ方式に、各サブキャリアのサブセットで構成する論理サブチャネルの概念を導入し、ユーザデータへの無線リソース割当の柔軟性を拡張した方式である。
【００４９】
ＯＦＤＭのサブキャリアには、データサブキャリア（Ｄａｔａ  Ｓｕｂ−Ｃａｒｒｉｅｒ）、パイロットサブキャリア（Ｐｉｌｏｔ  Ｓｕｂ−Ｃａｒｒｉｅｒ）、ヌルサブキャリア（Ｎｕｌｌ  Ｓｕｂ−Ｃａｒｒｉｅｒ）の３種類がある。
データサブキャリア（データ信号）は、データや制御用メッセージを送信するためのサブキャリアである。パイロットサブキャリアは、受信側及び送信側で既知の信号（パイロット信号）であり、伝搬係数推定に用いられたり、ウェイト更新の参照信号として用いられたりする。
【００５０】
ヌルサブキャリアは、実際には何も送信されないサブキャリアであり、低周波数域側のガードサブバンド（ガードサブキャリア）、高周波数域側のガードサブバンド（ガードサブキャリア）、及びＤＣサブキャリア（中心周波数サブキャリア）によって構成されている。
【００５１】
図２は、ＯＦＤＭＡの上りＰＵＳＣ（Ｐａｒｔｉａｌｙ  Ｕｓｅｄ  ＳｕｂＣｈａｎｎｅｌｉｚａｔｉｏｎ）について、ヌルサブキャリアを除いたデータサブキャリア（データ信号）及びパイロットサブキャリア（パイロット信号）の２次元配置を示している。図２において、横軸は周波数軸であり、縦軸は時間軸である。
図２の横軸のｌ（１〜Ｌ）はサブキャリア番号を示している。サブキャリア番号は、ヌルサブキャリアを除くサブキャリアについて、周波数の小さい順に番号を付したものである。なお、ヌルサブキャリアを含めた全サブキャリアの数を１０２４とした場合、データサブキャリア及びパイロットサブキャリアの総数Ｌは、８４０となる。
図２の縦軸のｋは、シンボル番号を示している。シンボル番号は、到来時間の早い順にシンボルに番号を付したものである。
【００５２】
なお、図２では、シンボル方向（時間軸方向）に３個×周波数軸方向に４個の計１２個のサブキャリアが、サブセット化され、１つのタイル構造を構成している。タイルは、ユーザ割当の際の最小単位となるものである。
タイルの四隅には、パイロットサブキャリアが配置され、タイル内の他のサブキャリアはデータサブキャリアとされている。
図２に示すように、上記タイルが時間軸方向及び周波数軸方向に規則的に並んでいる。この結果、パイロットサブキャリアは、複数の周波数軸方向位置に存在するとともに、複数の時間軸方向位置に存在する。
【００５３】
図３は、図２のサブキャリア配置を、サブチャネルと時間スロットで、表したものである。ここで、サブチャネルは、４つ（複数）のサブキャリアをサブセット化したものである。また、時間スロットは、３つ（複数）のシンボル分の時間を１スロットとしたものである。つまり、前述のタイルは、１サブチャネル１スロットである。
【００５４】
ＯＦＤＭＡでは、各ユーザにサブチャネルを割り当てることが可能である。したがって、ＯＦＤＭＡでは、ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭで採用されている時分割多重（ＴＤＭ）だけでなく、周波数分割多重（ＦＤＭ）を行う多元接続が可能である。
【００５５】
ＯＦＤＭＡ（の上り回線）のユーザ割当は、前記タイル単位（ユーザ割当の最小単位）で行われる。複数のタイル（ユーザ割当の最小単位）が組み合わされた領域がデータ領域（バースト領域）としてユーザに割り当てられる。
【００５６】
図４は、ＯＦＤＭＡの伝送フレーム構造を示している。１伝送フレーム（１基本フレーム）は、下りサブフレーム及び上りサブフレームを有している。下りサブフレームとそれに続く上りサブフレームとの間には、送信／受信切替ギャップＴＴＧ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｇａｐ）が設けられている。また、上りフレームとそれに続く下りサブフレームとの間には、受信／送信切替ギャップＲＴＧ（Ｒｅｃｅｉｖｅ／Ｔｒａｎｓｍｉｔ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｇａｐ）が設けられている。
【００５７】
下りサブフレームは、最初にプリアンブルを有し、続いて、ＦＣＨ（フレーム制御ヘッダ）、ＤＬ−ＭＡＰ（下り割当情報）、ＵＬ−ＭＡＰ（上り割当情報）を有する。下りサブフレームは、さらに、下りのユーザデータを伝送する下りバースト＃ｎ（例えばｎ：１〜９）を有する。下りバースト領域は、ユーザに割り当てられる下り回線のデータ領域であり、ＴＤＭとＦＤＭを組み合わせたユーザデータの多重化が行われている。
【００５８】
上りフレームは、レジング・サブチャネルの他、上りのユーザデータを伝送する上りバースト＃ｍ（例えば、ｍ：１〜３）を有する。上りバースト領域は、ユーザに割り当てられる上り回線のデータ領域であり、１又は複数のタイル領域の組み合わせによって構成されている。
図４では、上りフレームは、サブチャネルによる多重（ＦＤＭ）だけが行われている。ただし、スロット単位での多重（ＴＤＭ）も行っても良い。つまり、下り回線と同様の多重も可能である。
【００５９】
なお、図５は、下りＰＵＳＣにおけるユーザ割当の最小単位であるクラスタ構造を示している。下りＰＵＳＣの場合も、クラスタ構造を最小単位としてクラスタの組み合わせによってバースト領域が構成される。
【００６０】
［第１実施形態］
図６は、第１実施形態に係る通信装置の機能ブロックを示している。この通信装置１としては、主に基地局を想定する。この通信装置１は、複数のアンテナ素子１１を有し、フィルタリング処理部１４によって、空間フィルタリング特性を適応的に制御するアダプティブアレーアンテナシステムを構成している。
【００６１】
通信装置１は、各アンテナ素子１１に対応してＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１２及びＦＦＴ部１３が設けられている。ＲＦ部１２は、送信側で付加されたガードインターバルの除去やＡ／Ｄ変換などの処理を行う。ＦＦＴ部では、直列／並列変換や離散フーリエ変換などの処理を行う。
各ＦＦＴ部１３の出力（マルチアンテナ信号）は、フィルタリング処理部１４に与えられる。フィルタリング処理部１４では、伝搬環境に応じた空間フィルタリング特性を適応的に求める。
【００６２】
図６には、通信装置１が通信しようとしている移動局（希望局）２以外に、干渉源となる干渉局（移動局）３，４を示した。希望局及び干渉局３，４の総数はＭ個とする。
希望局２及び干渉局３，４は、それぞれ、並列／直列変換や逆離散フーリエ変換などの処理を行うＩＦＦＴ部２１，３１，４１と、ガードインターバルの付加やＤ／Ａ変換などの処理を行うＲＦ部２２，３２，４２と、アンテナ素子２３，３３，４３を備えている。
【００６３】
送信側通信装置２，３，４と受信側通信装置１との間の伝搬路は、フェージング伝搬路となっている。サブキャリアは、フェージング伝搬路を通過すると、その振幅と位相が変化する。変化量は、サブキャリアの位置（時間軸方向位置と周波数軸方向位置）によって変わる。
【００６４】
受信側通信装置１の前記フィルタリング処理部１４は、各アンテナ素子１１に対応する各ＦＴＴ部からの出力信号に対して適当なウェイトをかけて合成し、各サブキャリアにおける所望信号を抽出して、出力信号として出力する。
図７は、図６における所望信号、出力信号、受信信号（厳密には、通信装置１のアンテナ素子１１に対応するＦＦＴ部１３からの信号）の関係を示すフィルタリングモデルを示している。
【００６５】
図７において、ｋはシンボル番号、ｌはサブキャリア番号を示す。また、Ｍは所望信号及び干渉信号の数を示す。なお、記号Ｍは、以下の説明において、他の意味で用いられることもある。
雑音信号Ｚ（ｋ，ｌ）は、各アンテナ素子１１における雑音を表す複素Ｎ×１ベクトルである。
受信信号Ｘ（ｋ，ｌ）は、各アンテナ素子１１に対応するＦＦＴ部からの出力からなる複素Ｎ×１ベクトルである。
伝達関数Ｈｍ（ｋ，ｌ）（ｍ＝１〜Ｍ）は、各信号の各サブキャリアが、アンテナ素子数Ｎのフェージング伝搬路で受ける振幅と位相の変化を並べた複素Ｎ×１ベクトルである。
ウェイトＷ（ｋ，ｌ）は、受信信号の各要素に対して掛ける複素数重みの複素共役を並べたＮ×１ベクトルである。図４において、上付のＨは、複素共役転置を表す。また、以下において、上付のＴは転置を表す。
【００６６】
図７の各信号の関係は、式（１）（２）のように表される。
【数１】
0005408224.tif 000002
【数２】
0005408224.tif 000003
【００６７】
前記フィルタリング処理部１４の目的は、干渉信号の影響を受けている受信信号Ｘ（ｋ，ｌ）から所望信号Ｓ１（ｋ，ｌ）だけを推定することである。
図８にフィルタリング処理部１４の詳細を示している。フィルタリング処理部１４は、受信信号Ｘ（ｋ，ｌ）を逐次的に保存する第１バッファ（受信信号記憶部；受信パイロット信号記憶部）１４１を備えている。第１バッファ１４１に蓄えられた受信信号Ｘ（ｋ，ｌ）は、ウェイト乗算部１４２に与えられる。ウェイト乗算部１４２は、受信信号（データサブキャリア）Ｘ（ｋ，ｌ）にウェイトＷ（ｋ，ｌ）を乗じて、合成した出力信号Ｙ（ｋ，ｌ）＝Ｗ（ｋ，ｌ）ＨＸ（ｋ，ｌ）を出力する。
【００６８】
また、第１バッファ１４１の受信信号（パイロットサブキャリア）Ｘ（ｋ，ｌ）は、ウェイトＷ（ｋ，ｌ）の更新に用いられるため、ウェイト更新部１４３に与えられる。第１バッファ１４１に記憶している受信信号は、ウェイト乗算部１４２及びウェイト更新部１４３で使われなくなると随時消去される。
第１バッファ１４１で受信信号を蓄積しておくことで、本実施形態のようにウェイト更新方向を多様化しても容易に対応できる。また、ウェイト推定値の平滑化にも対応可能である。
【００６９】
ウェイト更新部１４３では、受信信号に含まれるパイロットサブキャリアを用いた更新処理（ウェイト更新ステップ）により、現在のウェイト推定値の更新を行い、更新後のウェイト推定値を第２バッファ１４４へ出力する。なお、更新処理の詳細は後述する。
【００７０】
第２バッファ（ウェイト推定値記憶部）１４４は、パイロットサブキャリアの位置でのウェイト推定値Ｗ（ｋ，ｌ）（（ｋ，ｌ）＝（１，１），（１，４），・・・，（１，Ｌ），・・・）を複数個保存する。具体的には、サブキャリアを時間軸−周波数軸の２次元配置でみたときの所定領域内の複数のパイロットサブキャリアを用いたウェイト更新によって得られた、複数のウェイト推定値が保存される。
第２バッファ１４４のウェイト推定値は、後述のウェイト補間部１４５において使用されなくなると随時消去される。
【００７１】
ウェイト補間部１４５は、パイロットサブキャリア位置でのウェイトを用いて、データサブキャリア位置でのウェイトＷ（ｋ，ｌ）を補間して、そのウェイトＷ（ｋ，ｌ）をウェイト乗算部１４２に与える。
図９は、ウェイト補間の一例を示している。図９の例では、タイル単位での線形補間を行う。具体的には、図９（ｂ）に示すタイルのパイロットサブキャリア位置でのウェイトＷ１，Ｗ４，Ｗ９，Ｗ１２に対して、図９（ａ）に示す演算を行うことにより、データサブキャリア位置でのウェイトＷ２，Ｗ３，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７，Ｗ８，Ｗ１０，Ｗ１１を算出する。
この演算をすべてのタイルについて行うことで、全データサブキャリア位置でのウェイトを算出することができる。
【００７２】
［ウェイト更新部によるウェイト更新処理（ウェイト更新ステップ）］
本実施形態のウェイト更新部１４３は、ＲＬＳアルゴリズムによってウェイトを更新するように構成されている。ただし、他のアルゴリズム、例えば、ＬＭＳアルゴリズムやＳＭＩアルゴリズムを用いても良い。
【００７３】
前記ウェイト更新部１４３は、受信信号中のパイロットサブキャリアＸ（ｋ，ｌ）と、対応する所望信号の参照信号（パイロットサブキャリア）Ｓ（ｋ，ｌ）と、ウェイト更新パラメータＰ，αと、を用いて、現在のウェイトＷ（ｋｐｒｅｖ，ｌｐｒｅｖ）を新たなウェイトＷ（ｋ，ｌ）に更新する。
【００７４】
ＲＬＳアルゴリズムによるウェイト更新演算式は、下記式（３）（４）のとおりである。なお、ウェイト更新部１４３では、式（４）で用いられるパラメータＰの更新値Ｐｎｅｘｔも算出する。Ｐの更新演算式は、下記式（５）のとおりである。
【数３】
0005408224.tif 000004
【数４】
0005408224.tif 000005
【数５】
0005408224.tif 000006
【００７５】
図８に示すように、上記式（３）〜（５）で用いられる値のうち、パイロットサブキャリアＸ（ｋ，ｌ）は、順序制御部１４６を介して、第１バッファ１４１から取得される。また、所望信号の参照信号（パイロットサブキャリア）Ｓ（ｋ，ｌ）は、参照信号生成部１４７によって生成され、ウェイト更新部１４３に与えられる。ウェイト更新パラメータＰ（Ｎ×Ｎ行列）は、第３バッファ（ウェイト更新パラメータ記憶部）１４８に保存されており、ウェイト更新部１４３は、当該第３バッファ１４８からパラメータＰを取得する。また、ウェイト更新部１４３によって更新されたパラメータＰｎｅｘｔは、第３バッファ１４８に更新保存され、次回のウェイト更新時のパラメータＰとして用いられる。
【００７６】
また、上記式（４）（５）における更新パラメータαは、忘却係数であり、０〜１の間の値をとる。αの値を調整することによって、周波数軸方向、時間軸方向に対する伝達関数の変動への追従特性を調整することができる。なお、パラメータＰは、αに依存して値が決定されるため、αの値を調整することで、Ｐの値も調整できる。
【００７７】
［ウェイト更新順序制御］
前述のように、ウェイト更新部１４３は、順序制御部１４６を介して、第１バッファ１４１から受信信号（パイロットサブキャリア）Ｘ（ｋ，ｌ）を取得する。
順序制御部１４６は、第１バッファ１４１に保存されている受信信号の中から、パイロットサブキャリアを分離して抽出する。
そして、順序制御部１４６は、ウェイト更新部１４３がウェイト更新に用いるパイロットサブキャリアの順序を制御する。具体的には、順序制御部１４６は、分離したパイロットサブキャリアを、ウェイト更新に用いる順番に並べ替える。そして、順序制御部１４６は、並び替えたパイロットサブキャリアを、並び替えた順番で、ウェイト更新部１４３に与える。
順序制御部１４６は、１つ又は複数のパイロットサブキャリアの並び替えルール（更新順序ルール）を有している。なお、並び替えルール（更新順序）は、伝搬環境に応じて動的に変更することも可能である。
【００７８】
更新順序ルールの一例を図１０に示す。ここでの更新順序ルールの基本方針の一つは、一つのバースト領域Ｂ１内に存在するすべてのパイロットサブキャリアを用いることである。また、この更新順序ルールでは、一つのバースト領域Ｂ１内に存在するすべてのパイロットサブキャリアを用いたウェイト更新が完了するまで、他のバースト領域Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４内のパイロットサブキャリアを用いたウェイト更新を行わない。
換言すると、この更新順序ルールでは、一のバースト領域Ｂ１内でのウェイト更新が終わって、他のバースト領域Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４内でのウェイト更新に切り替わると、その後は、元のバースト領域Ｂ１に戻らないのである。
【００７９】
図１０の更新順序ルールでは、まず、ある一のバースト領域Ｂ１について、図１０のＤ１方向への更新を行う。すなわち、同一シンボル（同一時間ｋ＝１）において周波数軸方向にある複数のパイロットサブキャリアＸ（１，１）〜Ｘ（１，ｌ）を対象として、周波数の小さいパイロットサブキャリアから順番に用いてウェイト更新を行う（周波数軸方向更新制御；周波数軸昇順方向更新制御Ｄ１）。
【００８０】
前記周波数軸昇順方向更新制御Ｄ１を行って、バースト領域Ｂ１の最大のサブキャリア番号ｌを持つパイロットサブキャリアＸ（１，ｌ）まできたら、次に、図１０のＤ２方向への更新を行う。すなわち、（１，ｌ）の位置から時間軸方向へ移動し、時間軸方向にみて次にあるパイロットサブキャリアＸ（３，ｌ）をウェイト更新に用いる（第１時間軸方向更新制御Ｄ２）。なお、第１時間軸方向更新の移動幅（パイロット間隔）は、２シンボル分である。
【００８１】
第１時間軸方向更新制御Ｄ２後は、図１０のＤ３方向への更新を行う。すなわち、同一シンボル（同一時間）における周波数の大きいパイロットサブキャリアから順に、ウェイト更新に用いる（周波数軸方向更新制御；周波数軸降順方向更新制御Ｄ３）。換言すると、前記周波数軸昇順方向更新制御Ｄ１とは逆方向にウェイト更新を行う。
【００８２】
前記周波数軸降順方向更新制御Ｄ３を行って、最小のサブキャリア番号１を持つパイロットサブキャリアＸ（３，１）まできたら、１０７のＤ４方向への更新を行う。すなわち、Ｘ（３，１）の位置から時間軸方向へ移動し、時間軸方向にみて次にあるパイロットサブキャリアＸ（４，１）をウェイト更新に用いる（第２時間軸方向更新制御Ｄ４）。なお、第２時間軸方向更新の移動幅（パイロット間隔）は、１シンボル分である。
第２時間軸方向更新制御Ｄ４後は、前記周波数軸昇順方向更新Ｄ１を行い、上記処理を１つのバースト領域Ｂ１が終わるまで繰り返す。なお、一つのバースト領域Ｂ１でのウェイト更新が完了すれば、他のバースト領域（例えば、時間的に次のバースト領域Ｂ２）において、ウェイト更新を行えばよい。
【００８３】
図１０ルールでは、周波数軸昇順方向更新制御Ｄ１、第１時間軸方向更新制御Ｄ２、周波数軸降順方向更新制御Ｄ３、及び第２時間軸方向更新制御Ｄ４の４つの更新制御を組み合わせた制御となっている。上記更新制御Ｄ１〜Ｄ４では、周波数軸方向更新制御Ｄ１，Ｄ３と、時間軸方向更新制御Ｄ２，Ｄ４と、を組み合わせたものとなっている。
【００８４】
上記ルールによれば、パイロットサブキャリアが存在するシンボルについてみると、１シンボルあたりのウェイト更新数が、複数回行われている。時間軸方向のみのウェイト更新であれば、１シンボル１回しかウェイト更新が行われないが、上記ルールでは、飛躍的に更新回数が増加する。この結果、シンボル数が少なくても多くの更新を行うことができ、適切なウェイトを得るのが容易となる。
【００８５】
また、図１０のルールでは、周波数軸方向へ移動して行われる更新の方が、時間軸方向へ移動して行われる更新よりも多くなされる。したがって、各サブキャリアの位置における伝搬係数の相互相関を考えたときに、周波数軸方向のサブキャリア間での相互相関が時間軸方向での相互相関よりも大きい場合には、適切なウェイトが早期に得られる。
なお、時間軸方向のサブやキャリア間での伝搬係数の相互相関の方が大きい環境であれば、時間軸方向へ移動して行われる更新の方を多くすればよい。
【００８６】
高速で適切なウェイトが得られることは、モバイルＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ  ８０２．１６ｅ）のように、移動体との間で伝送を行う方式において、特に有用である。
また、本実施形態の更新順序ルールでは、複数の方向を組み合わせているので、更新順序の自由度が高い。また、時間軸方向及び周波数軸方向に同時に移動する斜め方向を含んでいる場合には、より自由度が高くなる。
【００８７】
また、バースト領域Ｂ１と他のバースト領域Ｂ２，３，４とでは、異なるユーザに領域（リソース）が割り当てられる可能性がある。したがって、例えば、バースト領域Ｂ１から周波数軸方向にウェイト更新を行って、バースト領域Ｂ１を超えてバースト領域Ｂ３へ進入してウェイト更新を行うと、バースト領域Ｂ３での最初の何回かのウェイト推定値は精度が低下する。そして、バースト領域Ｂ３から再びバースト領域Ｂ２に戻ると、バースト領域Ｂ１に戻ってからの最初の何回かのウェイト推定値も精度が低下する。
このように、バースト切替が生じると、バースト領域Ｂ１，Ｂ３の境界付近においては全体的にウェイト推定精度が悪化する。
【００８８】
同様に、バースト領域Ｂ１とバースト領域Ｂ２との間でもバースト切替が生じると、バースト領域Ｂ１，Ｂ２の境界付近においては全体的にウェイト推定精度が悪化する。
【００８９】
これに対し、図１０のルールでは、バースト領域Ｂ１内のすべてのパイロット信号をウェイト更新に用いてから他のバースト領域Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４へ移動するため、一のバースト領域Ｂ１から他のバースト領域Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４への移行（バースト切替）は、１度しか起こらず、バースト切替が頻繁に生じないようになっている。
この結果、バースト切替に伴う、ウェイト推定精度悪化を抑えることができる。
【００９０】
なお、バースト切替は、時間軸方向に行われても良く、周波数軸方向に行われても良い。また、一つのバースト領域内においてウェイト更新に用いられるパイロットサブキャリアの順番は適宜設定可能である。
【００９１】
図１１は、ウェイト更新順序ルールの他の例を示している。
図１１の例では、上りＰＵＳＣにおけるユーザ割当の最小単位であるタイルを基準としてウェイト更新を行う。図１１の更新順序ルールの基本方針の一つは、一つのタイル領域Ｔ１内に存在するすべてのパイロットサブキャリアを用いることである。また、この更新順序ルールでは、一つのタイル領域Ｔ１内に存在するすべてのパイロットサブキャリアを用いたウェイト更新が完了するまで、他のタイル領域Ｔ２〜Ｔ６内のパイロットサブキャリアを用いたウェイト更新を行わない。
換言すると、図１１の更新順序ルールでは、一のタイル領域Ｔ１内でのウェイト更新が終わって、他のタイル領域Ｔ２〜Ｔ６内でのウェイト更新に切り替わると、その後は、元のタイル領域Ｔ１に戻らないのである。
【００９２】
より具体的には、図１１の例では、次のようにウェイト更新を行う。まず、タイル左上のパイロットサブキャリア位置でのウェイトをＷ１、タイル右上のパイロットサブキャリア位置でのウェイトをＷ４、タイル左下のパイロットサブキャリア位置でのウェイトをＷ９、タイル右下のパイロットサブキャリア位置でのウェイトをＷ１２とする。
【００９３】
この場合、図１１では、一つのタイルについて、Ｗ１、Ｗ４、Ｗ１２、Ｗ９の順番でウェイト更新を行い、後続のタイルについても同様の順番でウェイトを更新する。
Ｗ１からＷ４への移動Ｄ１１は、周波数軸方向更新制御（昇順）であり、Ｗ１２からＷ９への移動Ｄ１３も周波数軸方向更新制御（降順）である。また、Ｗ４からＷ１２への移動Ｄ１２及びＷ９から次のタイルのＷ１への移動Ｄ１４は時間軸方向更新制御である。
上記更新制御Ｄ１１〜Ｄ１４でも、周波数軸方向更新制御Ｄ１１，Ｄ１３と、時間軸方向更新制御Ｄ１２，Ｄ１４と、を組み合わせたものとなっている。
【００９４】
図１１のルールにおいても、１シンボル当たりのウェイト更新回数が、時間軸方向のみのウェイト更新に比べて、多くなっている。しかも、１タイルあたりでは、４回のウェイト更新が行えるため、１タイル内でのウェイト更新で、適切なウェイトを得られる可能性が高い。
【００９５】
しかも、タイルは、ユーザ割当の最小単位であるため、一のタイル領域Ｔ１と他のタイル領域Ｔ２〜Ｔ６とでは、異なるユーザに領域が割り当てられる可能性がある。一方、一つのタイルが、複数のユーザに分割して割り当てられることはない。
【００９６】
図１１の例も、図１０の例の場合と同様に、あるタイルＴ１から他のタイルＴ２〜Ｔ６へ切り替わってウェイト更新を行うタイル切替がおこる場合がある。しかし、タイル領域Ｔ１内のすべてのパイロット信号をウェイト更新に用いてから他のタイル領域Ｔ２〜Ｔ６へ移動するため、一のタイル領域Ｔ１から他のタイル領域Ｔ２〜Ｔ６への移行（タイル切替）は、１度しか起こらず、タイル切替が頻繁に生じないようになっている。
この結果、タイル切替に伴う、ウェイト推定精度悪化を抑えることができる。
【００９７】
しかも、図１１のようにタイル単位で、逐次、ウェイト更新を行う場合には、バースト領域がどのように設定されているかを考慮しなくても、ウェイト推定精度悪化を抑えることができる。
さらに、図１１のようにタイル単位で、逐次、ウェイト更新を行う場合、干渉信号のバースト切替によるウェイト推定精度悪化を避けることができる。つまり、干渉信号は、本来の通信相手（希望局）からの信号ではないため、バースト切替がどこで生じるかを通信装置が把握するのは（干渉局と通信しない限り）困難である。しかし、タイル内でバースト切替が起こることはないため、干渉信号のバースト切替がどこで起こっても、図１１のようにタイル単位でウェイト更新を行えば、ウェイト推定精度悪化を抑えることができる。
【００９８】
なお、一のタイル領域Ｔ１の後に、ウェイト更新に用いるタイル領域として、図１１では、時間軸方向にあるタイル領域Ｔ２を図示したが、周波数方向にあるタイルＴ３などを用いても良い。
また、一つのタイル領域内で、ウェイト更新に用いられるパイロットサブキャリアの順番は、適宜設定できる。
さらに、ユーザ割当の最小単位が、図５に示すクラスタ構造であっても、上記のような更新順序ルールを適用できる。つまり、ユーザ割当の最小単位は、タイルに限定されるものではなく、他のユーザ割当最小単位であってもよい。
【００９９】
［伝搬係数の相互相関とウェイト更新との関係について］
以下では、図１０及び図１１のような更新順序ルールにおいて採用されている時間軸方向更新制御と周波数軸方向更新制御の特質について、説明する。
図１２は、上りＰＵＳＣのサブキャリアの２次元配列を示している。このサブキャリア配列上の各パイロットサブキャリア位置における伝搬係数ｈＡ，ｈＢ，ｈＣ，ｈＤ，ｈＥの相関係数を下記条件により算出した。
中心周波数：２６００ＭＨｚ
ドップラー周波数：（１）７．２Ｈｚ，（２）２８８Ｈｚ
遅延分散：（ａ）０．３７μｓｅｃ  （ｂ）２．２μｓｅｃ
【０１００】
なお、ドップラー周波数（１）７．２Ｈｚは、移動局の移動速度が３ｋｍ／ｈの場合、ドップラー周波数（２）２８８Ｈｚは、移動局の移動速度が１２０ｋｍ／ｈの場合に相当する。
遅延分散（ａ）０．３７μｓｅｃは、ＩＴＵ−Ｒ  Ｍ．１２２５  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  ｃｈ．Ａの値であり平均的な遅延分散を示す。遅延分散（ｂ）２．２μｓｅｃは、ＩＴＵ−Ｒ  Ｍ．１２２５  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  ｃｈ．Ｂの値であり、建物等が多く遅延分散が大きい場合を示している。
上記（１）と（ａ）の組み合わせが、想定される平均的な環境であり、上記（２）（ｂ）の組み合わせが想定環境の中で最悪に近い場合である。
【０１０１】
また、図１３に示す信号点（サブキャリア）ｎ，ｍの伝搬係数ｈｎ，ｈｍの相関係数ρは、時間変化モデルをＪａｋｅｓモデル、遅延プロファイルを指数減衰遅延プロファイルとした場合、下記式のようにして求まる。
【数６】
0005408224.tif 000007
【０１０２】
下記表１は、図１２の伝搬係数ｈＡと他の伝搬係数ｈＢ，ｈＣ，ｈＤ，ｈＥとの間の相関係数の計算結果を示している。
【表１】
0005408224.tif 000008
【０１０３】
表１からわかるように、伝搬係数ｈＡと伝搬係数ｈＢとの間の相関係数［ｈＢ：ρ］及び伝搬係数ｈＡと伝搬係数ｈＣとの間の相関係数［ｈＣ：ρ］については、移動局の移動速度が低速である場合［（１）（ａ），（１）（ｂ）］には、相関係数がほぼ１であり大きい。
したがって、このような場合には、時間軸方向更新制御が好ましい。
【０１０４】
しかし、遅延分散が平均的で、移動局の移動速度が高速である場合［（２）（ａ）］には、伝搬係数ｈＡと伝搬係数ｈｃとの間の相関係数［ｈＤ：ρ］が、［ｈＢ：ρ］及び［ｈＣ：ρ］よりも小さくなる。
したがって、移動局の移動速度が高速である場合には、周波数軸方向更新制御を行うのが好ましい。なお、遅延分散が大きい場合には、時間軸方向への更新を優先的に行うのが望ましい。
【０１０５】
［図１１の更新順序ルールによるシミュレーション］
上りＰＵＳＣのサブキャリア配置において、図１４に示すパターンＡ（比較例）及びパターンＢ（実施例；図１１のルールと同じ）について、シミュレーションを下記条件にて行った。パターンＡは時間軸方向更新制御のみ、パターンＢは時間軸方向更新制御と周波数軸方向更新制御を組み合わせたものである。
【０１０６】
（シミュレーションパラメータ）
中心周波数：２．６［ＧＨｚ］、サンプリング時間８９．２［ｎｓ］、サブキャリア間隔１０．９［ｋＨｚ］、アンテナ素子数：２、ＦＦＴサイズ：１０２４，ガードインターバル長：１１．４［μｓ］、使用サブキャリア数：８４０、フレーム長：５［ｍｓ］、Ｕｐｌｉｎｋサブフレーム長：１．５［ｍｓ］、変調方式：ＱＰＳＫ、使用アルゴリズム：ＲＬＳアルゴリズム（忘却係数０．５）
【０１０７】
（シミュレーションにおける伝搬路モデル）
到来信号数：２（所望信号と干渉信号）、伝搬路モデル：等電力２波レイリーフェージングモデル、遅延時間差：８．９２×１０２［ｎｓ］、最大ドップラー周波数：２８８
［Ｈｚ］（１２０ｋｍ／ｈ移動時に相当）、平均受信ＳＮＲ：２０[ｄＢ]、平均受信ＳＩＲ:０[ｄＢ]
【０１０８】
上記シミュレーション結果を図１５に示す。図１５は、データ部におけるＭＥＲ（変調エラーレート）により、図１４のウェイト更新パターンに対する干渉信号除去特性の変化（受信シンボルごとの）の比較を行ったものである。なお、ＭＥＲは、ＭＥＲ＝Ｅ［｜Ｙ（ｔ）−Ｗ（ｔ）ＨＸ（ｔ）｜２］によって算出した。また、伝搬路パラメータは、ランダムに変更して１００回の試行を行い、その平均値を算出した。
【０１０９】
図１５のＰ１部分に現れているように、１５シンボルごとにＭＥＲが大きく落ち込むが、これは、１５シンボルの上りフレームの間に下りフレーム区間があり、下りフレーム区間中に伝搬特性が大きく変わるためである。
【０１１０】
図１５によれば、ＭＥＲが大きく落ち込んでも、実施例のパターンＢの方が、立ち上がりが早く、１タイル内でのウェイト更新で比較的良好なウェイト推定値が得られていることがわかる。これは、１シンボルあたりの更新回数が多い（２倍）ためである（図１５のＰ２参照）。
また、ＭＥＲが立ち上がった場合も、パターンＢの方がパターンＡよりも約３ｄＢ大きくなっている（図１５のＰ３，Ｐ４参照）。なお、受信シンボルごとに復調特性が変化しているのは、パイロット間の伝搬特性の相関の大きさが異なるためである。
【０１１１】
［第２実施形態］
図１６は、第２実施形態に係る通信装置のフィルタリング処理部１４を示している。なお、第２実施形態以降の実施形態において、特に説明しない点については、第１実施形態と同様である。
【０１１２】
第２実施形態のフィルタリング処理部１４は、図８に示すフィルタリング処理部１４にウェイト平滑化部１４９、第４バッファ１５０、平滑化パラメータ調整部１５１を加えたものである。
【０１１３】
第２実施形態においても、ウェイト更新部１４３で演算されたウェイト推定値は、第２バッファ１４４に蓄積される。第２バッファ１４４のウェイト推定値は、ウェイト補間部１４５において使用されなくなると随時消去される。
【０１１４】
ウェイト平滑化部１４９は、第２バッファ１４４に保存されている複数のウェイト推定値それぞれの平滑化（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）処理を行って、ウェイトの平滑化推定値を算出する（平滑化ステップ）。ウェイト平滑化部１４９によって算出されたウェイト平滑化推定値は、第４バッファ１５０へ出力される。なお、平滑化処理の詳細は後述する。
【０１１５】
第４バッファ（ウェイト平滑化推定値記憶部）１４５は、複数の平滑化推定値を保存することができる。第４バッファ１４５の平滑化推定値は、ウェイト補間部１４５において使用されなくなると随時消去される。
【０１１６】
前記ウェイト補間部１４５は、パイロットサブキャリア位置でのウェイトの平滑化推定値）を用いて、データサブキャリア位置でのウェイトＷ（ｋ，ｌ）を補間して、そのウェイトＷ（ｋ，ｌ）をウェイト乗算部１４２に与える。
なお、本実施形態では、ウェイトが平滑化されて精度が向上しているので、データサブキャリア位置でのウェイトも精度が良いものとなり、精度良い信号合成が行える。
【０１１７】
［ウェイト推定値の平滑化処理（平滑化ステップ）］
ここで、順序制御部１４６によるウェイト更新順序は、１つのバースト領域Ｂ１内のすべてのパイロットサブキャリア（Ｍ個のパイロットサブキャリア）を用いる図１０の順序であるものとする。
１つのバースト領域Ｂ１内で行われた全Ｍ回のウェイト更新の結果であるＭ個（複数個）のウェイト推定値は、第２バッファ１４４に蓄積される。
ここでは、一つのバースト領域Ｂ１を一つの平滑化対象領域とし、ウェイト平滑化部１４９は、Ｍ個のウェイト推定値を平滑化した、平滑化推定値を求める。
【０１１８】
図１７において点線矢印Ｄ１−Ｓ〜Ｄ４−Ｓで示すように、ウェイト平滑化部１４９は、ウェイト更新順序とは逆の順序で、平滑化を行う。
一つのバースト領域Ｂ１内でのウェイト更新回数をｍ（ｍ＝１〜Ｍ）とした場合、Ｍ個のウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）のうち、最も多くの情報（Ｍ個のパイロットサブキャリア）が反映されているのは、バースト領域Ｂ１内における最後（ｍ＝Ｍ番目）のウェイト更新で得られたＷ（ｋＭ，ｌＭ）である。
【０１１９】
一方、平滑化対象領域であるバースト領域Ｂ１における最初のウェイト更新で得られたＷ（１，１）は、最も少ない情報（１個のパイロットサブキャリア）しか反映されていない。一般には、多くの情報（パイロットサブキャリア）を用いて推定されたウェイトの方が、より精度が高くなる。
【０１２０】
そこで、ここでの平滑化処理では、最も多くの情報が反映されているＷ（ｋＭ、ｌＭ）を、平滑化対象領域における他のウェイトＷ（ｋｍ，ｌｍ）（ｍ＝１〜Ｍ−１）に反映させる。
【０１２１】
具体的には、ここでのウェイト平滑化部１４９が行う平滑化処理は、図１８に示すとおりである。
まず、平滑化部１４９は、ウェイト推定値Ｗ（ｋＭ、ｌＭ）を、第２バッファ１４４から第４バッファ１５０へ送る（ステップＳ１）。ウェイト推定値Ｗ（ｋＭ、ｌＭ）は、最も多くの情報が反映されており、更に平滑化を行う必要がないので、平滑化推定値ＷＳ（ｋＭ、ｌＭ）＝ウェイト推定値Ｗ（ｋＭ、ｌＭ）とする。なお、ステップＳ１の処理も、必要であれば、後述のステップＳ５と同様に、平滑化演算処理というものとする。
【０１２２】
続いて、ウェイト平滑化部１４９は、カウンタｍ＝Ｍ−１とする（ステップＳ２）。そして、ウェイト平滑化部１４９は、第２バッファ１４４からウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）を取得するとともに（ステップＳ３）、第４バッファ１５０から先に得た平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ＋１、ｌｍ＋１）を取得する（ステップＳ４）。なお、ウェイト平滑化部１４９は、平滑化パラメータβを平滑化パラメータ調整部１５１から取得する。
【０１２３】
そして、ウェイト平滑化部１４９は、ステップＳ５の演算式に従った平滑化演算処理を行う。ステップ５の平滑化演算処理ではウェイト更新部１４３で得られたウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）と、当該ウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）を求めた後（直後）のウェイト更新で得られたウェイト推定値Ｗ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）についての平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）とを合成（パラメータ（重み係数）βによる重み付き合成）し、ウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）の平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）を得る。
【０１２４】
ここで、ウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）を「ウェイト先推定値」といい、ウェイト推定値Ｗ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）を「ウェイト後推定値」というものとする。
ウェイト先推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）とウェイト後推定値Ｗ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）とを比較すると、ウェイト後推定値Ｗ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）は、ウェイト先推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）よりも後（直後）のウェイト更新処理によって得られた値であるから、より多くの情報が反映されている。
また、いずれの平滑化推定値も、平滑化領域内での最後のウェイト更新によって得られたウェイト推定値Ｗ（ｋＭ、ｌＭ）の情報を含んでいる。
したがって、上記合成によって得られた平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）は、平滑化前のウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）よりも多くの情報が反映されたものとなり、精度が良いものとなる。
【０１２５】
そして、ウェイト平滑化部１４９は、算出された平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）を第４バッファ１５０へと送る（ステップＳ６）。
その後、ウェイト平滑化部１４９は、上記平滑化演算の繰り返しの終了判定として、ｍ＝１か否かを判定する（ステップＳ７）。ｍ＝１でなければ、ｍをデクリメントし、再び、ステップＳ３〜Ｓ６の処理を行う。また、ｍ＝１であれば、平滑化処理を終了する。
【０１２６】
以上の平滑化処理により、平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）が、ｍ＝Ｍ，Ｍ−１，・・・２，１の順番で得られる。つまり、ウェイト更新と逆の順番で平滑化推定値が得られる。
【０１２７】
平滑化処理を行うことにより、比較的に初期のウェイト更新で得られるウェイト（未収束のウェイト）についても、多くのパイロット信号の情報を反映させた良好なウェイトを得ることができる。
具体的には、例えば、ウェイト推定値Ｗ（１，１）は、１個のパイロット信号に基づいて得られたものであり、通常、収束していない推定値であるが、平滑化推定値ＷＳ（１，１）には、Ｍ個のパイロット信号の情報が反映されている。また、他の平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）についても同様である。
その結果、それぞれのウェイトの精度が向上するほか、平滑化推定値を用いてウェイト補間が行われるため、信号推定も全体的に良好となる。
【０１２８】
なお、上記の例では、ウェイト更新と逆の順番で平滑化演算を行ったが、Ｍ個のウェイト推定値をどのような順番で平滑化演算の対象とするかは、上記の例に限られない。例えば、ｍ＝Ｍ，１，２，・・・，Ｍ−２，Ｍ−１の順番であってもよい。つまり、後のウェイト更新で得られたウェイト推定値を、前のウェイト更新で得られたウェイト推定値に反映できれば、どのような順番であってもよい。つまり、ウェイト更新順と無関係に平滑化演算の順番を決定してもよい。
また、上記の例では、ウェイト更新の単位と平滑化の単位がともに、バースト領域であったが、平滑化を行うのであれば、ウェイト更新は、バースト領域単位で行わなくても良い。
【０１２９】
ここでの平滑化処理は、平滑化対象領域をバースト領域単位としているため、良好な平滑化が行える。つまり、バースト領域は、ユーザ割当領域であるから、一つのバースト領域は同一ユーザに割り当てられている。このため、バースト領域内であれば、伝搬係数の変動が比較的少ないことから、このバースト領域単位で平滑化処理を行えば、バースト領域全体で良好なウェイトを得ることができる。
なお、他のバースト領域についても同様に平滑化処理が行われる。
【０１３０】
［平滑化パラメータβの調整］
さて、図１８のステップ５の演算式から明らかなように、平滑化演算によって、後のウェイト更新によるウェイト後推定値の情報（平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１））をどの程度、ウェイト先推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）の平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）に反映されるかは、平滑化パラメータβの値次第である。前述のウェイト更新パラメータαと同様に、βの値を調整することによって、周波数軸方向、時間軸方向に対する伝搬係数の変動への追従特性を調整することができる。
【０１３１】
パイロットサブキャリアＸ（ｋｍ，ｌｍ）Ｘ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）間で、伝搬係数の相互相関が大きい場合、ウェイト後推定値の平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）の情報をより多く利用すべきであるから、平滑化パラメータβを大きくした方が、ウェイト先推定値の平滑化推定値の推定精度は向上する。
一方、  パイロットサブキャリアＸ（ｋｍ，ｌｍ）Ｘ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）間で、伝搬係数の相互相関が小さい場合、ウェイト後推定値の平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）の情報をあまり利用しない方が、伝搬係数の変動への追従特性が向上する。よって、この場合、平滑化パラメータβを小さくした方が、ウェイト先推定値の平滑化推定値の推定精度は向上する。
【０１３２】
そこで、平滑化パラメータ調整部１５１では、パイロットサブキャリアＸ（ｋｍ，ｌｍ）Ｘ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）の位置関係（サブキャリア２次元配置における方向（時間軸方向と周波数軸方向）及び／又はサブキャリア間隔）に応じて、伝搬係数の相互相関に応じて、βの調整を行う。
これにより、平滑化方向（図１７参照）及び／又は伝搬環境に応じて、適切なウェイト平滑化が行え、ウェイト推定精度を向上させることができる。
【０１３３】
［第３実施形態］
図１９及び図２０は、第３実施形態に係るフィルタリング処理部１４を示している。なお、第３実施形態もウェイト平滑化部１４９を備えたものであり、第３実施形態において特定に説明しない点については、第２実施形態と同様である。
【０１３４】
第３実施形態のウェイト平滑化部１４９の機能は、ウエイト更新部１４３の機能とほぼ同様のウェイト更新機能を有している。ただし、ここでのウェイト平滑化部１４９は、ウェイト更新１４３の更新順序とは逆の順序により平滑化のための更新演算を行う（図１７の点線矢印参照）。
【０１３５】
具体的には、図２０に示す手順により平滑化処理が行われる。まず、平滑化部１４９は、ウェイト推定値Ｗ（ｋＭ、ｌＭ）を、第２バッファ１４４から第４バッファ１５０へ送る（ステップＳ１１）。つまり、ウェイト推定値Ｗ（ｋＭ、ｌＭ）が、そのまま平滑化推定値ＷＳ（ｋＭ、ｌＭ）となる。
【０１３６】
続いて、ウェイト平滑化部１４９は、カウンタｍ＝Ｍ−１とする（ステップＳ１２）。そして、ウェイト平滑化部１４９は、第１バッファ１４１からパイロットサブキャリアＸ（ｋｍ，ｌｍ）を取得するとともに（ステップＳ１３）、第４バッファ１５０から先に得た平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ＋１、ｌｍ＋１）を取得する（ステップＳ１４）。なお、ウェイト平滑化部１４９は、参照信号Ｓ（ｋｍ，ｌｍ）を取得する。また、ウェイト平滑化部１４９は、ウェイト平滑化部１４９でのウェイト更新のためのパラメータＰを第５バッファ１５５から、パラメータαを平滑化パラメータ調整部（更新パラメータ調整部）１５６から取得する。
【０１３７】
なお、本第３実施形態では、ウェイト更新部１４３での更新パラメータαも、更新パラメータ調整部１５３によって調整自在となっている。
また、第５バッファと第３バッファの機能は、それぞれ同じであり、平滑化パラメータ調整部１５６と更新パラメータ調整部１５３の機能も同じである。
【０１３８】
そして、ウェイト平滑化部１４９は、下記式に示す平滑化演算式に従った平滑化演算処理（更新演算処理）を行う（ステップＳ１５）。
【数７】
0005408224.tif 000009
【０１３９】
上記平滑化演算式は、前述のウェイト更新演算式（３）〜（５）と、更新順序を除き、実質的に同じである。
【０１４０】
ステップ１５の平滑化演算処理では、直前に求めた平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）を、パイロットサブキャリアＸ（ｋｍ，ｌｍ）に基づいて、上記式の演算によってウェイト更新することによって得られた推定値を、ウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）の平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）として得る。
【０１４１】
さて、ここでも、ウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）を「ウェイト先推定値」といい、ウェイト推定値Ｗ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）を「ウェイト後推定値」というものとする。
ウェイト先推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）と、ウェイト後推定値Ｗ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）の平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）とを比較すると、平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）は、パイロットサブキャリア（後パイロット信号）Ｘ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）に基づいて演算されたウェイト先推定値Ｗ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）を平滑化したものであるから、多くの情報が反映されたものである。
【０１４２】
したがって、上記のように、ウェイト後推定値Ｗ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）の平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）を、パイロットサブキャリア（先パイロット信号）Ｘ（ｋｍ，ｌｍ）に基づいて、ウェイト更新することで、元のウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）よりも精度の良い平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）が得られる。
【０１４３】
そして、ウェイト平滑化部１４９は、算出された平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）を第４バッファ１５０へと送る（ステップＳ１６）。
その後、ウェイト平滑化部１４９は、上記平滑化演算の繰り返しの終了判定として、ｍ＝１か否かを判定する（ステップＳ１７）。ｍ＝１でなければ、ｍをデクリメントし、再び、ステップＳ１３〜Ｓ１６の処理を行う。また、ｍ＝１であれば、平滑化処理を終了する。
【０１４４】
以上の平滑化処理により、平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）が、ｍ＝Ｍ，Ｍ−１，・・・２，１の順番で得られる（図１７参照）。
【０１４５】
なお、図１９の平滑化パラメータ調整部１５６及び／又は更新パラメータ調整部１５３では、パラメータ（忘却係数）αが適宜調整される。
具体的には、前回のウェイト更新演算（平滑化演算）に用いたパイロット信号と、ウェイト更新に用いようとするパイロット信号とで、伝搬係数の相互相関が大きい場合には、忘却係数αは小さい方が好ましい。一方、前回のウェイト更新に用いたパイロット信号と、ウェイト更新に用いようとするパイロット信号とで、伝搬係数の相互相関が小さい場合には、忘却係数αは大きい方が好ましい。
したがって、どのような更新方向及び／又はパイロットサブキャリア間隔であっても、更新（平滑化）方向及び／又はパイロットサブキャリア間隔に応じてパラメータαを調整することで、推定精度を向上させることができる。
【０１４６】
なお、第３実施形態のウェイト平滑化部１４９の更新アルゴリズムとしては、ウェイト更新部１４３と同様に、ＲＬＳアルゴリズムが採用されているが、他のアルゴリズム、例えば、ＬＭＳアルゴリズムやＳＭＩアルゴリズムを用いても良い。
また、平滑化に用いるパイロット信号の順番も、上記のものに限らず、自由である。
【０１４７】
［第４実施形態］
図２１〜図２２は、第４実施形態に係るフィルタリング処理部１４を示している。なお、第４実施形態において特定に説明しない点については、既述のものと同様である。
【０１４８】
第４実施形態では、主に、ウェイト更新部１４３及びウェイト平滑化部１４９が、第２及び第３実施形態のものと異なる。
なお、図２１に示す第３バッファ（更新パラメータ記憶部）１４８は、ウェイト更新部から送られてくるパラメータＰ（ｋｍ，ｌｍ）を保存する。第３バッファ１４８は、Ｐ（ｋｍ，ｌｍ）がウェイト更新部１４３及びウェイト平滑化部１４９で使用されなくなると消去する。また、図２１に示す第５バッファ（平滑化パラメータ記憶部）１６２は、ウェイト平滑化部１４９から送られてくるパラメータλを保存する。ここでは、λの初期値は０とする。
【０１４９】
第４実施形態のウェイト更新部１４３は、下記手順によって、ウェイト更新を行う。ウェイト更新部１４３における更新処理手順は、更新演算式を除き、基本的には、既述の実施形態のものと同様である。
具体的には、更新処理手順は、下記の通りであり、平滑化対象領域であるバースト領域Ｂ１内（図１７参照）のＭ個のパイロット信号について、下記手順２〜３をｍがＭになるまで繰り返す。
手順１：ｍ＝１
手順２：更新演算処理
手順３：ｍ＝ｍ＋１として手順２に戻る
【０１５０】
手順２の更新演算処理は、下記式に従って行われる。
【数８】
0005408224.tif 000010
【０１５１】
手順２の更新演算処理を行う際、ウェイト更新部１４３は、参照信号Ｓ（ｋｍ，ｌｍ）を参照信号生成部１４７から取得し、パイロットサブキャリアＸ（ｋｍ，ｌｍ）を第１バッファ１４１から取得し、パラメータＰ（ｋｍ−１，ｌｍ−１）を第３バッファから取得する。
【０１５２】
上記式により、ウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）が求まるほか、更新パラメータＰ（ｋｍ，ｌｍ）が求まる。求められたウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）は第２バッファ１４４に送られ、Ｐ（ｋｍ，ｌｍ）は第３バッファ１４８に送られ、それぞれのバッファで保存される。
【０１５３】
なお、上記Ｑ（ｋｍ，ｌｍ）は、パイロットサブキャリアＸ（ｋｍ，ｌｍ）Ｘ（ｋｍ−１，ｌｍ−１）の位置関係に応じて、更新パラメータ調整部１５３によって調整される。
【０１５４】
第４実施形態のウェイト平滑化部１４９は、平滑化アルゴリズムとして、固定区間スムーザ（fixed-interval smoother）を利用する。なお、ここでは、固定区間スムーザとしてＦｒａｓｅｒのアルゴリズムを用いる。
具体的には、図２２に示す手順により平滑化処理が行われる。まず、平滑化部１４９は、ウェイト推定値Ｗ（ｋＭ、ｌＭ）を、第２バッファ１４４から第４バッファ１５０へ送る（ステップＳ２１）。つまり、ウェイト推定値Ｗ（ｋＭ、ｌＭ）が、そのまま平滑化推定値ＷＳ（ｋＭ、ｌＭ）となる。
【０１５５】
続いて、ウェイト平滑化部１４９は、カウンタｍ＝Ｍ−１とする（ステップＳ２２）。そして、ウェイト平滑化部１４９は、第１バッファ１４１からパイロットサブキャリアＸ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）を取得するとともに（ステップＳ２３）、第２バッファ１４４から平滑化対象のウェイト推定値ＷＳ（ｋｍ、ｌｍ）を取得する（ステップＳ２４）。
なお、ウェイト平滑化部１４９は、参照信号Ｓ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）を参照信号生成部１６０から取得し、ウェイト更新演算の際に求めたパラメータＰ（ｋｍ、ｌｍ）を第３バッファ１４８から取得し、λｍ＋１を第５バッファ１６２から取得する。
【０１５６】
そして、ウェイト平滑化部１４９は、下記式に示す平滑化演算式に従った平滑化演算処理を行う（ステップＳ２５）。
【数９】
0005408224.tif 000011
【０１５７】
ステップ２５の平滑化演算処理では、図１７にも示すように、ウェイト更新部１４３にて求めたウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）を、Ｆｒａｓｅｒのアルゴリズムで平滑化して、平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）を求めている。
【０１５８】
さて、ここでは、ウェイト推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）を「ウェイト先推定値」といい、ウェイト推定値Ｗ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）を「ウェイト後推定値」というものとする。また、ウェイト先推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）を求めるために用いたパイロット信号Ｘ（ｋｍ，ｌｍ）を先パイロット信号といい、ウェイト後推定値Ｗ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）を求めるために用いたパイロット信号Ｘ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）というものとする。
【０１５９】
上記演算式では、後パイロット信号Ｘ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）の情報が反映されるように、ウェイト先推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）の平滑化を行う。したがって、ウェイト先推定値Ｗ（ｋｍ，ｌｍ）の平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）は、後パイロット信号Ｘ（ｋｍ＋１，ｌｍ＋１）の情報が反映されたものとなる。
【０１６０】
そして、ウェイト平滑化部１４９は、算出された平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）を第４バッファ１５０へと送る（ステップＳ２６）。なお、ウェイト平滑化部１４９は、更新されたλｍを第５バッファ１６２へ送り、第５バッファ１６２は、次の平滑化演算処理に用いるためにλｍを保存する。
【０１６１】
その後、ウェイト平滑化部１４９は、上記平滑化演算の繰り返しの終了判定として、ｍ＝１か否かを判定する（ステップＳ２７）。ｍ＝１でなければ、ｍをデクリメントし、再び、ステップＳ２３〜Ｓ２６の処理を行う。また、ｍ＝１であれば、平滑化処理を終了する。
【０１６２】
以上の平滑化処理により、平滑化推定値ＷＳ（ｋｍ，ｌｍ）が、ｍ＝Ｍ，Ｍ−１，・・・２，１の順番で得られる（図１７参照）。
【０１６３】
図２３は、平滑化対象領域の他の例を示している。ここでは、平滑化対象領域を、バースト領域ではなく、ユーザ割当最小単位であるタイル領域Ｔ１〜Ｔ６としている。また、ウェイト更新順序は、図１１に示す順序と同様であり、一つのタイル領域内での平滑化の順序Ｄ１３−Ｓ、Ｄ１２−Ｓ，Ｄ１１−Ｓは、ウェイト更新順序の逆となっている。また、平滑化処理は、第２実施形態〜第４実施形態のいずれのものでもよい。タイル領域を平滑化対象領域とする場合、上記平滑化処理におけるＭは、「４」となる。
【０１６４】
タイル領域は、ユーザ割当最小単位であるから、タイル領域単位で平滑化を行うことにより、バースト切替が起こらない領域内で平滑化を行うことができる。つまり、複数のタイル領域を一つの平滑化領域とすると、複数のユーザが割り当てられている領域で平滑化処理を行う可能性が生じる。一方、同じユーザが割り当てられた領域における複数の信号から各時刻のウェイトを推定することで、ユーザ切替による最適ウェイトの急激な変化の影響を抑えることができる。
また、バースト切替の発生を把握するのが困難な干渉信号についても、タイル領域内でバースト切替が起こることはないので、干渉信号におけるバースト切替の影響も排除できる。
【０１６５】
なお、図２３の例では、ウェイト更新の単位と平滑化の単位がともに、タイル領域であったが、平滑化を行うのであれば、ウェイト更新は、タイル領域単位で行わなくても良い。例えば、ウェイト更新は、図１０のようにバースト領域単位で行って、平滑化をタイル領域単位で行ってもよい。
また、ウェイト更新は、バースト領域やタイル領域と無関係に行って、連続するウェイト更新中にバースト切替が生じるように行って、タイル単位で平滑化してもよい。
【０１６６】
［平滑化のシミュレーション］
上りＰＵＳＣのサブキャリア配置において、図２４に示す平滑化なしの場合（図１１の更新順序ルールによるウェイト更新）と、平滑化ありの場合（図２３のウェイト更新及び平滑化と同じ）について、第２実施形態の通信装置の構成に基づき、シミュレーションを下記条件にて行った。
【０１６７】
（シミュレーションパラメータ）
中心周波数：２．６［ＧＨｚ］、サンプリング時間８９．２［ｎｓ］、サブキャリア間隔１０．９［ｋＨｚ］、アンテナ素子数：２、ＦＦＴサイズ：１０２４，ガードインターバル長：１１．４［μｓ］、使用サブキャリア数：８４０、フレーム長：５［ｍｓ］、Ｕｐｌｉｎｋサブフレーム長：１．５［ｍｓ］、変調方式：ＱＰＳＫ、ウェイト更新部の使用アルゴリズム：ＲＬＳアルゴリズム（忘却係数０．５）、平滑化パラメータβ＝０．５
【０１６８】
（シミュレーションにおける伝搬路モデル）
到来信号数：２（所望信号と干渉信号）、伝搬路モデル：等電力２波レイリーフェージングモデル、遅延時間差：８．９２×１０２［ｎｓ］、最大ドップラー周波数：２８８
［Ｈｚ］（１２０ｋｍ／ｈ移動時に相当）、平均受信ＳＮＲ：２０[ｄＢ]、平均受信ＳＩＲ:０[ｄＢ]
【０１６９】
上記シミュレーション結果を図２５に示す。図２５は、データ部におけるＭＥＲ（変調エラーレート）により、タイル単位で平滑化を行わない場合と行った場合の、干渉信号除去特性の変化（受信シンボルごと）の比較を行ったものである。なお、ＭＥＲは、ＭＥＲ＝Ｅ［｜Ｙ（ｔ）−Ｗ（ｔ）ＨＸ（ｔ）｜２］によって算出した。また、伝搬路パラメータは、ランダムに変更して１００回の試行を行い、その平均値を算出した。
【０１７０】
図２５のＰ５部分に現れているように、１５シンボルごとにＭＥＲが大きく落ち込むが、これは、１５シンボルの上りフレームの間に下りフレーム区間があり、下りフレーム区間中に伝搬特性が大きく変わるためである。しかし、平滑化を行うと、１５シンボルごとの落ち込みが小さく、立ち上がり性能も向上していることがわかる。
【０１７１】
また、図２５のＰ６部分からわかるように、平滑化を行うことにより、全体で約１ｄＢ特性が改善していることがわかる。また、タイル構造（３シンボル）において時間的に最初のシンボルをｋ、２番目のシンボルをｋ＋２、３番目のシンボルをｋ＋３とした場合、シンボルｋ、シンボルｋ＋２、シンボルｋ＋２の順に、ウェイトの改善効果が大きくなっている。
【０１７２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図を逸脱しないかぎり、様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【０１７３】
１：通信装置（基地局）  ２：希望局  ３：干渉局  ４：干渉局  １１：アンテナ素子
１２：ＲＦ部  １３：ＦＦＴ部  １４：フィルタリング処理部  １４１：第１バッファ（受信信号記憶部）  １４２：ウェイト乗算部  １４３：ウェイト更新部  １４４：第２バッファ（ウェイト推定値記憶部）  １４５：ウェイト補間部  １４６：順序制御部  １４７：参照信号生成部  １４８：第３バッファ（ウェイト更新パラメータ記憶部）  １４９：ウェイト平滑化部  １５０：第４バッファ（ウェイト平滑化推定値記憶部）  １５１：平滑化パラメータ調整部  １５３：更新パラメータ調整部  １５４：参照信号生成部  １５５：第５バッファ（平滑化パラメータ記憶部）  １５６：平滑化（更新）パラメータ調整部  １６０：参照信号生成部  １６１：平滑化パラメータ調整部  １６２：第５バッファ（λ記憶部）
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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