(57)【要約】      （修正有）【課題】変動周波数が大きい電波環境であっても適応的に伝送路推定を行うことができるようにする。【解決手段】パイロットキャリアに作用する伝送路特性を、変動周波数軸と遅延時間軸との２軸上において、複数の領域の成分に分割する伝送路特性分割部１３０と、分割された複数の領域の成分の物理量を算出するＳＰ伝送路特性分布算出部１４０と、パイロットキャリアが配置される規則性と伝送路の統計的性質を用いて、不要な繰り返し成分を含まない所望の成分の物理量を算出する所望伝送路特性分布算出部１５０と、算出された所望の成分の物理量に基づいて、分割された複数の領域から、所望成分が含まれる領域の成分を抽出する所望伝送路特性抽出部１６０とを備える。【選択図】図３
2014150469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロットキャリアを含む受信信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部で変換された周波数領域の信号に基づいて、前記パイロットキャリアに作用する伝送路特性を算出する伝送路特性算出部と、
前記伝送路特性算出部で算出された伝送路特性を、変動周波数軸と遅延時間軸との２軸上において、複数の領域の成分に分割する伝送路特性分割部と、
前記伝送路特性分割部で分割された複数の領域の成分の物理量を算出する伝送路特性分布算出部と、
前記伝送路特性分布算出部で算出された物理量から、前記伝送路特性算出部で算出された伝送路特性の繰り返し成分の物理量を、当該繰り返し成分の分布の規則性と、前記伝送路特性算出部で算出された伝送路特性の所望の成分の統計的性質とを用いて削減し、当該所望の成分の物理量を算出する所望伝送路特性分布算出部と、
前記所望伝送路特性分布算出部で算出された所望の成分の物理量に基づいて、前記伝送路特性分割部で分割された複数の領域の成分から、前記所望の成分が含まれる領域の成分を抽出する所望伝送路特性抽出部と、
前記所望伝送路特性抽出部で抽出された成分を結合することで、周波数領域の伝送路特性を生成する伝送路特性結合部と、
前記伝送路特性結合部で生成された周波数領域の伝送路特性を用いて、前記フーリエ変換部で変換された周波数領域の信号の伝送路歪みを補償する等化部と、を備えること
を特徴とする等化装置。
【請求項２】
前記所望伝送路特性分布算出部は、
前記伝送路特性分布算出部で算出された物理量が、前記所望の成分の物理量と、前記パイロットキャリアの配置で定まる、遅延時間及び変動周波数において巡回シフトした領域の前記所望の成分の物理量との和であること、並びに、遅延時間が等しく、変動周波数の符号が逆となる領域の物理量の比、を用いて、前記伝送路特性分布算出部で算出された物理量と、前記所望の成分の物理量との関係式を算出し、
前記算出された関係式を用いて、前記伝送路特性分布算出部で算出された物理量から前記所望の成分の物理量を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の等化装置。
【請求項３】
前記所望伝送路特性分布算出部は、
第１の領域の成分の物理量と、当該第１の領域に対して、遅延時間が等しく変動周波数の符号が逆となる第２の領域の成分の物理量と、の間の比を算出し、
前記値を、前記伝送路特性分布算出部で算出された物理量に当該算出された比を用いて算出すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の等化装置。
【請求項４】
前記第１の領域は、変動周波数の絶対値が予め定められた閾値よりも小さい領域であること
を特徴とする請求項３に記載の等化装置。
【請求項５】
前記所望伝送路特性抽出部は、
前記複数の領域の各々において、前記伝送路特性分布算出部で算出された物理量から、前記所望の成分の物理量を差し引くことで、前記繰り返し成分の物理量を算出し、
前記複数の領域の各々において、前記繰り返し成分の物理量に対する前記所望の成分の物理量の割合が高いほど、前記伝送路特性分割部で分割された複数の領域の成分から、前記所望の成分が含まれる領域の成分を抽出する抽出割合を高くすること
を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の等化装置。
【請求項６】
前記伝送路特性分布算出部は、
前記伝送路特性分割部で分割された複数の領域の成分の中から選択された領域の成分の物理量を算出することで、雑音成分の物理量を算出し、
前記伝送路特性分割部で分割された複数の領域の成分の物理量から、前記雑音成分の物理量を減算し、
前記所望伝送路特性分布算出部は、前記雑音成分の物理量が減算された後の物理量を用いて、前記所望の成分の物理量を算出すること
を特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の等化装置。
【請求項７】
前記物理量は、電力又は振幅であること
を特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の等化装置。
【請求項８】
パイロットキャリアを含む受信信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換過程と、
前記フーリエ変換過程で変換された周波数領域の信号に基づいて、前記パイロットキャリアに作用する伝送路特性を算出する伝送路特性算出過程と、
前記伝送路特性算出過程で算出された伝送路特性を、変動周波数軸と遅延時間軸との２軸上において、複数の領域の成分に分割する伝送路特性分割過程と、
前記伝送路特性分割過程で分割された複数の領域の成分の物理量を算出する伝送路特性分布算出過程と、
前記伝送路特性分布算出過程で算出された物理量から、前記伝送路特性算出過程で算出された伝送路特性の繰り返し成分の物理量を、当該繰り返し成分の分布の規則性と、前記伝送路特性算出過程で算出された伝送路特性の所望の成分の統計的性質とを用いて削減し、当該所望の成分の物理量を算出する所望伝送路特性分布算出過程と、
前記所望伝送路特性分布算出過程で算出された所望の成分の物理量に基づいて、前記伝送路特性分割過程で分割された複数の領域の成分から、前記所望の成分が含まれる領域の成分を抽出する所望伝送路特性抽出過程と、
前記所望伝送路特性抽出過程で抽出された成分を結合することで、周波数領域の伝送路特性を生成する伝送路特性結合過程と、
前記伝送路特性結合過程で生成された周波数領域の伝送路特性を用いて、前記フーリエ変換過程で変換された周波数領域の信号の伝送路歪みを補償する等化過程と、を有すること
を特徴とする等化方法。
【請求項９】
前記所望伝送路特性分布算出過程は、
前記伝送路特性分布算出過程で算出された物理量が、前記所望の成分の物理量と、前記パイロットキャリアの配置で定まる、遅延時間及び変動周波数において巡回シフトした領域の前記所望の成分の物理量との和であること、並びに、遅延時間が等しく、変動周波数の符号が逆となる領域の物理量の比、を用いて、前記伝送路特性分布算出過程で算出された物理量と、前記所望の成分の物理量との関係式を算出し、
前記算出された関係式を用いて、前記伝送路特性分布算出過程で算出された物理量から前記所望の成分の物理量を算出すること
を特徴とする請求項８に記載の等化方法。
【請求項１０】
前記所望伝送路特性分布算出過程は、
第１の領域の成分の物理量と、当該第１の領域に対して、遅延時間が等しく変動周波数の符号が逆となる第２の領域の成分の物理量と、の間の比を算出し、
前記値を、前記伝送路特性分布算出過程で算出された物理量に当該算出された比を用いて算出すること
を特徴とする請求項８又は９に記載の等化方法。
【請求項１１】
前記第１の領域は、変動周波数の絶対値が予め定められた閾値よりも小さい領域であること
を特徴とする請求項１０に記載の等化方法。
【請求項１２】
前記所望伝送路特性抽出過程は、
前記複数の領域の各々において、前記伝送路特性分布算出過程で算出された物理量から、前記所望の成分の物理量を差し引くことで、前記繰り返し成分の物理量を算出し、
前記複数の領域の各々において、前記繰り返し成分の物理量に対する前記所望の成分の物理量の割合が高いほど、前記伝送路特性分割過程で分割された複数の領域の成分から、前記所望の成分が含まれる領域の成分を抽出する抽出割合を高くすること
を特徴とする請求項８から１１の何れか一項に記載の等化方法。
【請求項１３】
前記伝送路特性分布算出過程は、
前記伝送路特性分割過程で分割された複数の領域の成分の中から選択された領域の成分の物理量を算出することで、雑音成分の物理量を算出し、
前記伝送路特性分割過程で分割された複数の領域の成分の物理量から、前記雑音成分の物理量を減算し、
前記所望伝送路特性分布算出過程は、前記雑音成分の物理量が減算された後の物理量を用いて、前記所望の成分の物理量を算出すること
を特徴とする請求項８から１２の何れか一項に記載の等化方法。
【請求項１４】
前記物理量は、電力又は振幅であること
を特徴とする請求項８から１３の何れか一項に記載の等化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等化装置及び等化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの無線通信システム及び地上デジタル放送は、１つのシンボル内に複数の直交する搬送波（キャリア）を多重化して伝送する直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）伝送方式を用いている。このＯＦＤＭ信号を、車等の移動体において受信する場合、建物等の障害物による反射、回折、散乱、及び、移動に伴う電波環境の変動等により信号に歪みが生じる。
【０００３】
上記歪みを補償するために、受信機は、電波環境を推定し、その逆特性を受信信号に乗算する。ここで、電波環境を推定するため、送信機は、有効データの他に既知信号を送信信号に挿入しており、受信機は、その既知信号を用いて伝送路歪みを算出し、キャリア間及びシンボル間に補間することで、データ区間の電波環境の推定（以下、伝送路推定と呼ぶ）を行う。激しい変動を伴う劣悪な電波環境であっても正確な受信を行うためには、伝送路推定技術の向上が必要である。
【０００４】
特許文献１には、パイロットキャリアであるＳＰ（Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ  Ｐｉｌｏｔ）での伝送路特性を算出し、２次元離散フーリエ変換を行い、伝送路を推定する手法が記載されている。この従来技術は、まず、ＳＰで算出した伝送路特性に、キャリア周波数とシンボル時間に対して２次元フーリエ変換を施すことで、遅延時間と変動周波数を変数に持つ伝送路特性を生成する。図１は、２波ライス伝送路（直接波は時間変動なし、遅延波はレイリー波）の場合の２次元フーリエ変換の変換結果を示す概略図である。図１において、符号７００は所望の伝送路特性、符号８００は不要な繰り返し成分である。なお、図１においては、不要な繰り返し成分８００にハッチングが施されている。従来技術は、２次元離散フーリエ変換を行った信号について、予め定められた第１のフィルタ抽出領域９００から電力の大きい成分を含むように第２のフィルタ抽出領域９０１を選択することで、不要な繰り返し成分８００を抑圧して、所望の伝送路特性７００を抽出する。そして、従来技術は、上記の抽出結果に２次元逆フーリエ変換を施すことで、伝送路特性を推定している。このように、従来技術は、遅延時間領域と変動周波数領域とにおける不要な繰り返し成分８００を抑圧することで、ＳＰで算出された伝送路特性をキャリア間及びシンボル間に補間し、ＳＰ以外の有効データ区間に対して伝送路推定を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８０２０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された従来技術は、２次元フーリエ変換を用いたフィルタ抽出処理により適応的に繰り返し成分及びガウス雑音の影響を抑圧することができる。しかしながら、この従来技術は、変動周波数が大きい時、注目する領域に繰り返し成分が入り込むため、正確な伝送路特性を得ることができないという課題がある。例えば、図２に示されているように、時間変動が大きい２波ライス伝送路の場合、所望の伝送路特性を抽出するための第１のフィルタ抽出領域９０２に、不要な繰り返し成分８０１が含まれるため、特許文献１に記載の従来技術では、正確な伝送路を推定することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、変動周波数が大きい電波環境であっても適応的に伝送路推定を行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る等化装置は、
パイロットキャリアを含む受信信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部で変換された周波数領域の信号に基づいて、前記パイロットキャリアに作用する伝送路特性を算出する伝送路特性算出部と、
前記伝送路特性算出部で算出された伝送路特性を、変動周波数軸と遅延時間軸との２軸上において、複数の領域の成分に分割する伝送路特性分割部と、
前記伝送路特性分割部で分割された複数の領域の成分の物理量を算出する伝送路特性分布算出部と、
前記伝送路特性分布算出部で算出された物理量から、前記伝送路特性算出部で算出された伝送路特性の繰り返し成分の物理量を、当該繰り返し成分の分布の規則性と、前記伝送路特性算出部で算出された伝送路特性の所望の成分の統計的性質とを用いて削減し、当該所望の成分の物理量を算出する所望伝送路特性分布算出部と、
前記所望伝送路特性分布算出部で算出された所望の成分の物理量に基づいて、前記伝送路特性分割部で分割された複数の領域の成分から、前記所望の成分が含まれる領域の成分を抽出する所望伝送路特性抽出部と、
前記所望伝送路特性抽出部で抽出された成分を結合することで、周波数領域の伝送路特性を生成する伝送路特性結合部と、
前記伝送路特性結合部で生成された周波数領域の伝送路特性を用いて、前記フーリエ変換部で変換された周波数領域の信号の伝送路歪みを補償する等化部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の一態様に係る等化方法は、
パイロットキャリアを含む受信信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換過程と、
前記フーリエ変換過程で変換された周波数領域の信号に基づいて、前記パイロットキャリアに作用する伝送路特性を算出する伝送路特性算出過程と、
前記伝送路特性算出過程で算出された伝送路特性を、変動周波数軸と遅延時間軸との２軸上において、複数の領域の成分に分割する伝送路特性分割過程と、
前記伝送路特性分割過程で分割された複数の領域の成分の物理量を算出する伝送路特性分布算出過程と、
前記伝送路特性分布算出過程で算出された物理量から、前記伝送路特性算出過程で算出された伝送路特性の繰り返し成分の物理量を、当該繰り返し成分の分布の規則性と、前記伝送路特性算出過程で算出された伝送路特性の所望の成分の統計的性質とを用いて削減し、当該所望の成分の物理量を算出する所望伝送路特性分布算出過程と、
前記所望伝送路特性分布算出過程で算出された所望の成分の物理量に基づいて、前記伝送路特性分割過程で分割された複数の領域の成分から、前記所望の成分が含まれる領域の成分を抽出する所望伝送路特性抽出過程と、
前記所望伝送路特性抽出過程で抽出された成分を結合することで、周波数領域の伝送路特性を生成する伝送路特性結合過程と、
前記伝送路特性結合過程で生成された周波数領域の伝送路特性を用いて、前記フーリエ変換過程で変換された周波数領域の信号の伝送路歪みを補償する等化過程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、変動周波数が大きい電波環境であっても適応的に伝送路推定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】２波ライス伝送路で時間変動が小さい時の伝送路特性の変動周波数軸と遅延時間軸での電力分布を示す概略図である。
【図２】２波ライス伝送路で時間変動が大きい時の伝送路特性の変動周波数軸と遅延時間軸での２次元電力分布を示す概略図である。
【図３】実施の形態１〜３に係る等化装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図４】実施の形態１におけるＯＦＤＭシンボルの構成を示す概略図である。
【図５】実施の形態１におけるパイロットキャリア（ＳＰ）の配置を示す概略図である。
【図６】実施の形態１における伝送路特性の変動周波数軸と遅延時間軸での繰り返し成分の間隔を示す概略図である。
【図７】実施の形態１における変動周波数軸と遅延時間軸での伝送路特性の分割を示す概略図である。
【図８】実施の形態１におけるシンボル時間補間フィルタの通過帯域例を示す概略図である。
【図９】実施の形態１において、変動周波数軸と遅延時間軸での伝送路特性の変動周波数領域での分割を示す概略図である。
【図１０】実施の形態１において、変動周波数軸と遅延時間軸でのＳＰ伝送路特性の２次元電力分布を示す概略図である。
【図１１】実施の形態１において、変動周波数軸と遅延時間軸での所望伝送路特性の２次元電力分布を示す概略図である。
【図１２】実施の形態１において、変動周波数の符号が逆の領域の電力比ｍｕとｍを示す概略図である。
【図１３】実施の形態２において、変動周波数領域の分割数が「５」の時の２次元２次元電力分布を示す概略図である。
【図１４】実施の形態２において、変動周波数領域の分割数が「５」の時における、所望成分の２次元２次元電力分布を示す概略図である。
【図１５】実施の形態４に係る等化装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図１６】実施の形態４において、３波ライス伝送路における変動周波数軸と遅延時間軸でのＳＰ伝送路特性の２次元電力分布を示す概略図である。
【図１７】実施の形態４において、４波ライス伝送路における変動周波数軸と遅延時間軸でのＳＰ伝送路特性の２次元電力分布を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図３は、実施の形態１に係る等化装置１００の構成を概略的に示す機能ブロック図である。等化装置１００は、フーリエ変換部１１０と、ＳＰ伝送路特性算出部１２０と、伝送路特性分割部１３０と、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０と、所望伝送路特性分布算出部１５０と、所望伝送路特性抽出部１６０と、伝送路特性結合部１７０と、等化部１８０とを備える。なお、図３の括弧内の符号は、実施の形態２及び３における構成である。
【００１３】
本実施の形態では、等化装置１００を備える受信装置（図示せず）は、図４に示すような、有効シンボルの前にＧＩ（Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を挿入したＯＦＤＭシンボルＳＢＬを受信するものとする。ここで、図４に示されているように、有効シンボル間隔をＴｕ、シンボル間隔をＴｓ、ＧＩ長をＴｇｉとする。また、ＯＦＤＭシンボルＳＢＬは、ＮＤＦＴポイント逆離散フーリエ変換することで生成され、図５に示すようなＳＰ配置を持つ。図５に示されているように、ＳＰは、時間方向に４シンボル毎に挿入され、周波数方向に１２キャリア毎に挿入される。また、ＳＰは、シンボル毎に３キャリアずつ巡回シフトされる。以降の実施の形態においても、上記信号を受信するものとする。ここで、本実施の形態は、前記受信信号に限るものではないが、ＳＰ配置は、シンボル毎に巡回シフトされる必要がある。また、図５で示されているＳＰ配置を持つ場合、ＳＰで算出された伝送路特性は、図６に示されているように、変動周波数領域と遅延時間領域とにおいて、変動周波数方向に１／４Ｔｓ及び遅延時間方向にＴｕ／１２巡回シフトする繰り返し成分を持ち、さらに、遅延時時間方向にＴｕ／３巡回シフトする繰り返し成分を持つ。
【００１４】
図３の説明に戻り、フーリエ変換部１１０は、パイロットキャリアを含む受信信号を周波数領域の信号に変換する。例えば、フーリエ変換部１１０は、受信信号に対して１シンボル毎にＮＤＦＴポイント離散フーリエ変換を行い、各キャリアの信号を得る。
【００１５】
ＳＰ伝送路特性算出部１２０は、フーリエ変換部１１０で変換された周波数領域の信号に基づいて、パイロットキャリアに作用する伝送路特性を算出する伝送路特性算出部である。例えば、ＳＰ伝送路特性算出部１２０は、フーリエ変換部１１０で取得された各キャリアの信号から、ＳＰ信号を抽出し、既知の値で除算することで、ＳＰに作用する伝送路特性（以下、ＳＰ伝送路特性と呼ぶ）を得る。そして、ＳＰ伝送路特性算出部１２０は、ＳＰが配置されない変調信号が存在するキャリアに関してはゼロ値を挿入する。ここで、ＳＰ伝送路特性は、キャリア周波数インデックスｋとシンボル時間インデックスｌを変数に持つ複素関数ｈ（ｋ，ｌ）として考えることができる。
【００１６】
以降において、ＳＰで求められた複素関数である伝送路特性を、時間軸及び周波数軸の変換によらず、伝送路特性と呼ぶこととする。
【００１７】
伝送路特性分割部１３０は、ＳＰ伝送路特性算出部１２０で算出された伝送路特性を、変動周波数軸と遅延時間軸との２軸上において、複数の領域の成分に分割する。例えば、伝送路特性分割部１３０は、ＳＰ伝送路特性算出部１２０で算出された伝送路特性を、図７に示すように、遅延時間領域でＮ分割、変動周波数領域でＭ分割する。ここで、Ｎ及びＭは、２以上の自然数である。また、伝送路特性分割部１３０で分割される領域は、遅延時間軸に対して対称に配置されていることが望ましい。これは、特許文献１における２次元フーリエ変換部での処理に対応する。特許文献１と同様に伝送路特性の分割に２次元離散フーリエ変換を用いた場合、伝送路特性分割部１３０は、ＳＰ伝送路特性算出部１２０で求められた１シンボルあたりＮＤＦＴポイントの伝送路特性のＭＳＹＭシンボルに対して、キャリア周波数領域で離散逆フーリエ変換（ここで、離散フーリエ変換ではなく、離散逆フーリエ変換を行うのは、変換後の領域に物理的な意味を持たせるためである）を行い、シンボル時間領域で離散フーリエ変換を行うことで、ＮＤＦＴポイントの遅延時間インデックス及びＭＳＹＭポイントの変動周波数インデックスを変数に持つ複素関数の伝送路特性を算出する。つまり、伝送路特性分割部１３０は、遅延時間領域でＮ＝ＮＤＦＴ分割、変動周波数領域でＭ＝ＭＳＹＭ分割を行う。この場合、後段において、所望伝送路特性抽出部１６０で所望の伝送路特性を抽出した後、伝送路特性結合部１７０において２次元逆フーリエ変換、つまり遅延時間領域で離散フーリエ変換、変動周波数領域で離散逆フーリエ変換を行うことで、等化部１８０での歪み補償に用いるＭＳＹＭシンボルの伝送路特性を算出することができる。なお、図７において、符号７０２は、所望の成分であり、符号８０２は、不要な繰り返し成分である。
【００１８】
また、伝送路特性分割部１３０は、複数のフィルタを用いて遅延時間領域もしくは変動周波数領域の分割を行なってもよい。
従来より、ＳＰで求めた伝送路特性をキャリア周波数方向及びシンボル時間方向にフィルタ処理することで、ＳＰ以外の変調データの伝送路特性を求める技術が知られている。ここで、キャリア周波数方向のフィルタは、遅延時間領域に通過帯域を持ち、シンボル時間方向のフィルタは、変動周波数領域に通過帯域を持つ。
【００１９】
そのため、伝送路特性分割部１３０は、通過帯域が隣り合うＮ個のキャリア周波数方向フィルタと、通過帯域が隣り合うＭ個のシンボル時間方向フィルタとを用いてＳＰで求めた伝送路特性を演算することで、ＳＰ伝送路特性を、図７に示されているように、遅延時間領域でＮ分割、変動周波数領域でＭ分割することができる。この場合、キャリア周波数インデックスｋと、シンボル時間インデックスｌとで規定される各信号点において、Ｎ×Ｍ点の分割された伝送路特性情報が得られる。言い換えれば、キャリア周波数インデックスｋとシンボル時間インデックスｌとを変数に持つ複素関数がＮ×Ｍ個得られる。この場合、後段において、所望伝送路特性抽出部１６０で所望の伝送路特性を抽出した後、伝送路特性結合部１７０において各キャリア周波数インデックスｋと、各シンボル時間インデックスｌとで、Ｎ×Ｍ点の分割された伝送路特性情報を加算し結合することで、等化部１８０での歪み補償に用いる伝送路特性が算出できる。
【００２０】
また、伝送路特性分割部１３０は、フーリエ変換と、フィルタとを組み合わせて分割処理を行なってもよい。具体的には、伝送路特性分割部１３０は、キャリア方向に対してはフーリエ変換を行うことで、遅延時間領域での分割を行い、シンボル時間方向に対してはフィルタ処理を行うことで、変動周波数領域での分割を行うことができる。以下、詳しく説明する。
【００２１】
まず、伝送路特性分割部１３０は、Ｍ個のシンボル時間方向フィルタを、ＳＰで算出された複数シンボルの伝送路特性に施すことで、変動周波数領域でＭ分割する。
【００２２】
第ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）のシンボル時間方向フィルタにＦＩＲフィルタを用いた場合、伝送路特性分割部１３０は、下記の（１）式により、フィルタ処理を行う。
【数１】
2014150469.tif 000003
ここで、ｈ（・）は、ＳＰで算出された伝送路特性である。ｋは、キャリア周波数インデックスである。ｌは、シンボル時間インデックスである。ａｍは、第ｍのシンボル時間方向フィルタのフィルタ係数である。ｇｍ（・）は、第ｍのシンボル時間方向フィルタの処理結果である。
【００２３】
ここで、各フィルタの通過帯域の例を図８に示す。最大変動周波数ｆｄｍａｘと最小変動周波数ｆｄｍｉｎに挟まれる区間をＭ分割していることがわかる。また後段において、所望の伝送路特性を抽出後に各フィルタ出力を結合するため、第１〜Ｍのシンボルフィルタ特性の和が一定になるように係数を設定するのが望ましい。上記特性を持つシンボル時間方向フィルタを用いることで、図９に示すように、遅延時間軸と変動周波数軸において、変動周波数方向にＭ分割された領域に対応する伝送路特性が得られる。図９において、符号７０３は、所望の成分であり、符号８０３は、不要な繰り返し成分である。
【００２４】
次に、伝送路特性分割部１３０は、下記の（２）式に示すように、Ｍ個のシンボル時間方向フィルタの出力それぞれに、キャリア周波数に対してＮ＝ＮＤＦＴポイント逆フーリエ変換を施すことで、変動周波数領域でＭ分割された伝送路特性それぞれに対して、遅延時間でＮ分割することができる。
【００２５】
【数２】
2014150469.tif 000004
ここで、ｆｍ（・）は、第ｍのシンボル時間方向フィルタ結果ｇｍ（・）をキャリア逆フーリエ変換した結果である。τは、遅延時間インデックスである。
【００２６】
これらの処理により、各シンボル（ｌ）に対し、遅延時間インデックスτ及び変動周波数に対応するフィルタインデックスｍ毎の伝送路特性ｆｍ（・）を算出することができる。
【００２７】
ここで分割数Ｍとしては、対応しようとする伝送路によって予め定められた値が用いられる。分割数を増やすことで、より細かい帯域の制御が可能となり、伝送路特性の所望成分と、繰り返し及びガウス雑音等の不要成分とを詳細に分離して、不要成分を抑圧することができる。また、想定する伝送路の時間変動量に合わせて、予め、ｆｄｍａｘ及びｆｄｍｉｎを設定すればよい。
【００２８】
以上で示したように、ＳＰ伝送路特性算出部１２０で求められた伝送路特性を、遅延時間領域でＮ分割、変動周波数領域でＭ分割する方法は、フーリエ変換とフィルタ処理とのどちらが用いられてもよい。また、フィルタ処理とフーリエ変換の処理とは、逆の順番で行われてもよい。さらに、キャリア周波数方向にフィルタ処理を行い、シンボル時間方向にフーリエ変換を行うことで、分割が行われてもよい。
【００２９】
また、伝送路特性分割部１３０は、ＳＰ伝送路特性算出部１２０で求められた伝送路特性の内、伝送路特性の所望の成分が含まれる予め定められた領域（区間）の成分を分割する。
例えば、図５に示されているようなＳＰ配置の場合、図１に示されているように、遅延時間方向の繰り返し成分は、Ｔｕ／３の周期で発生する。このため、所望成分のみが含まれる幅Ｔｕ／３の領域（区間）が、伝送路特性分割部１３０で分割される。なお、伝送路特性分割部１３０は、Ｔｕ／３を超える領域（区間）を分割して、Ｔｕ／３を超える領域の成分がゼロ値をとるような処理を行なってもよい。または、伝送路特性分割部１３０は、想定される遅延時間（Ｔｄ）がＴｕ／３より小さい環境では、Ｔｄの幅の領域を分割して残りの領域をゼロ値としてもよい。また、遅延時間が負の領域に遅延波（先行波）が存在する場合、伝送路特性分割部１３０は、分割する領域を負の方向にずらしてもよい。
また、図２に示されているように、変動周波数方向の繰り返し成分は、１／４Ｔｓ周期で現れ、さらに変動周波数の広がりが大きい場合、±１／２Ｔｓを超えて隣の繰り返し成分からの影響を受ける。本実施の形態は、±１／２Ｔｓを超えた変動周波数の広がりを判別し除去するものであるため、±１／２Ｔｓよりも大きな範囲（判別に用いる範囲）で分割を行う必要がある。なお、±１／４Ｔｓを超える領域は、変動周波数が小さい場合でも、繰り返し成分が生じるため、伝送路特性分割部１３０は、分割領域に含めない方が望ましい。
【００３０】
図３の説明に戻り、次に、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０、所望伝送路特性分布算出部１５０及び所望伝送路特性抽出部１６０について説明する。伝送路特性分割部１３０で得られた伝送路特性には、ＳＰの配置に起因する不要な繰り返し成分が存在する。そのため、所望成分のみを抽出する必要がある。本実施の形態は、所望成分を抽出するために、伝送路の統計的性質に起因する遅延時間が等しく変動周波数の符号が逆となる領域の電力比と、ＳＰ配置に起因する所望成分の２次元電力分布が繰り返される規則性とを用いて、伝送路特性のうち、繰り返し成分を含まない所望成分の２次元電力分布を推定する。
【００３１】
ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０は、伝送路特性分割部１３０で分割された複数の領域の成分の物理量を算出する伝送路特性分布算出部である。例えば、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０は、伝送路特性分割部１３０により分割された、各分割領域の伝送路特性の電力を求め、変動周波数領域及び遅延時間領域での２次元電力分布を算出する。ここで、電力は、複数シンボルの各分割領域の伝送路特性を用いて求めてもよい。なお、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０は、電力ではなく、振幅又は複数シンボルの振幅を平均した値を用いて、伝送路特性の分布を算出してもよい。以降においても、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０は、電力ではなく、振幅を用いて演算を行なってもよい。言い換えると、ＳＰ電伝送路特性分布算出部１４０で算出される物理量は、電力又は振幅であってもよい。
【００３２】
またさらに、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０は、雑音成分が重畳されていることを考慮して、物理量を算出してもよい。例えば、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０は、伝送路特性分割部１３０で分割された複数の領域の成分の中から選択された領域の成分の物理量を算出することで、雑音成分の物理量を算出して、伝送路特性分割部１３０で分割された複数の領域の成分の物理量から、算出された雑音成分の物理量を減算してもよい。より詳細には、まず、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０は、電力値が最も小さい領域、又は、電力値が予め定められた閾値よりも小さい領域、つまり所望成分も繰り返し成分も存在しない分割領域の電力値を雑音電力として求める。その後、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０は、各分割領域の伝送路特性に対して求めた電力値から雑音電力を減算することで、雑音成分の含まれない伝送路特性の２次元電力分布を算出して、この雑音成分の含まれない伝送路特性の２次元電力分布を、以降の処理に用いることができる。これは、雑音成分と伝送路特性とが相関を持たないため、検出される電力値が両者の加算となることを利用したものである。以上により、雑音が大きい環境においても、所望成分の２次元電力分布を正確に求めることができる。
【００３３】
所望伝送路特性分布算出部１５０は、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で算出された伝送路特性分布を用いて、伝送路特性の繰り返し成分を含まない所望成分の分布を求める。例えば、所望伝送路特性分布算出部１５０は、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で算出された物理量から、ＳＰ伝送路特性算出部１２０で算出された伝送路特性の繰り返し成分の物理量を、当該繰り返し成分の分布の規則性と、ＳＰ伝送路特性算出部１２０で算出された伝送路特性の所望の成分の統計的性質とを用いて削減し、当該所望の成分の物理量を算出する。より詳細には、所望伝送路特性分布算出部１５０は、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で算出された物理量が、伝送路特性の所望の成分の物理量と、パイロットキャリアの配置で定まる、遅延時間及び変動周波数において巡回シフトした領域の伝送路特性の所望の成分の物理量との和であること、並びに、遅延時間が等しく、変動周波数の符号が逆となる領域の物理量の比、を用いて、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で算出された物理量と、伝送路特性の所望の成分の物理量との関係式を算出し、この関係式を用いて、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で算出された物理量から伝送路特性の所望の成分の物理量を算出する。一例として、本実施の形態においては、所望伝送路特性分布算出部１５０は、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で算出された物理量に応じて算出される値を、当該物理量が算出された領域から予め定められた遅延時間巡回シフトされた領域の物理量から減算することで、パイロットキャリアの所望の成分の物理量を算出する。以降において、詳しく説明していく。
【００３４】
まず、図１０及び図１１を用いて、繰り返し成分を含む２次元電力分布と、繰り返し成分を含まない所望成分の２次元電力分布との関係を述べる。
【００３５】
図１０は、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で求められる繰り返し成分を含む電力分布を示す概略図である。また、図１１は、所望伝送路特性分布算出部１５０で求めようとしている繰り返し成分を含まない所望成分の２次元電力分布を示す概略図である。図１０及び図１１では、変動周波数が大きい２波ライス伝送路での受信が想定されている。また、図１０及び図１１は、伝送路特性分割部１３０で、遅延時間領域でＴｕ／３の区間をＮ＝８で分割し、変動周波数領域で±３／１６Ｔｓの区間をＭ＝３で分割した場合である。想定する伝送路において、図１０及び図１１に示されているように、変動周波数領域をＭ＝３で分割された領域において、変動周波数＝０を含む変動周波数に対応する領域には、不要な繰り返し成分が含まれずに所望の成分のみが含まれ、当該領域の両側の領域、言い換えると、分割が行われた領域のうち、変動周波数の絶対値の最大値を含む帯域に対応する領域には、所望の成分及び不要な繰り返し成分が含まれる。
【００３６】
図１１のＰｐは、下記の（３）式で示され、図１１に示されているそれぞれの分割領域の電力値を示す。
【数３】
2014150469.tif 000005
また、図１１のＰｎは、下記の（４）式で示され、図１１に示されているそれぞれの分割領域の電力値を示す。
【数４】
2014150469.tif 000006
さらに、図１０のｒＰｐは、下記の（５）式で示され、図１０に示されているそれぞれの分割領域の電力値を示す。
【数５】
2014150469.tif 000007
なお、Ｐｐ、Ｐｎ及びｒＰｐでは、添字が大きいほど、長遅延の到来波に対応する。但し、ｐｐ０よりも先に到来する先行波が存在する場合、遅延時間方向に巡回シフトしていることを考慮すると、添字の大きな成分、例えばｐｐ７が負の遅延時間を持つ到来波、つまり先行波として扱われる。
【００３７】
また、Ｐｐの領域は、変動周波数１／８Ｔｓを中心とする領域であるとする。そして、Ｐｎの領域は、Ｐｐの領域を変動周波数方向に−１／４Ｔｓシフトした領域であり、さらにＰｐの領域の変動周波数の符号を反転した領域でもあるとする。さらに、ｒＰｐの領域は、Ｐｐの領域と同じ領域である。ここで、Ｐｐの領域、Ｐｎの領域及びｒＰｐの領域は、伝送路特性の所望の成分と不要な繰り返し成分とが含まれる可能性のある変動周波数帯に対応する領域である。なお、Ｐｐの領域とＰｎの領域との間に挟まれた領域は、伝送路特性の所望の成分は含まれる可能性が有るが、不要な繰り返し成分は含まれない領域である。
【００３８】
まず、繰り返し成分８０４が存在する図１０のｒｐｐ４の分割領域に注目すると、所望の成分７０４の電力値ｐｐ４に繰り返し成分８０４の電力値としてｐｎ２が重畳された電力値がｒｐｐ４として算出される。ここで、所望の成分７０４と、シフトし重畳される繰り返し成分８０４には相関がないため、ｒｐｐ４は、電力値の和として検出される。同様に、他の遅延時間成分についても考えると、下記の（６）式及び（７）式となる関係式が求まる。
ｒＰｐ＝Ｐｐ＋Ｓ×Ｐｎ      （６）
【数６】
2014150469.tif 000008
ここで、Ｓは、遅延時間方向にＴｕ／１２に巡回シフトする行列である。（７）式は、変動周波数の符号が負の領域を巡回シフトし重畳していることを示している。また、ｐｐｉとｐｎｉとの比をｍｉ（ここでは、ｉは、０≦ｉ＜８を満たす整数）とすると、ｐｎｉをｍｉ×ｐｐｉに置き換えることができるため、下記の（８）式の関係式が導かれる。
ｒＰｐ＝Ｐｐ＋Ｓ×Ｒ×Ｐｐ
＝Ｐｐ＋Ｍ×Ｐｐ
＝（Ｉ＋Ｍ）×Ｐｐ
＝Ｃ×Ｐｐ            （８）
ここで、Ｉは、単位行列である。Ｒは、下記の（９）式で算出される。Ｍは、下記の（１０）式及び（１１）式で算出される。Ｃは、下記の（１２）式及び（１３）式で算出される。
【数７】
2014150469.tif 000009
Ｍ＝Ｓ×Ｒ        （１０）
【数８】
2014150469.tif 000010
Ｃ＝Ｉ＋Ｍ        （１２）
【数９】
2014150469.tif 000011
なお、Ｃは、繰り返し成分を重畳する行列（以下、繰り返し重畳行列と呼ぶ）である。
【００３９】
また、ｍｉは、伝送路の特性や、アンテナの指向性等により決まる。例えば、指向性のないアンテナで、レイリーフェージング環境下での移動受信を行う際、ｍｉ＝１とすればよい。また、受信機の進行方向に対して感度の高い指向性アンテナを用いた場合、変動周波数が正となるように分布が偏るため、予め、ｍｉが「１」よりも小さい値をとるように定めればよい。
【００４０】
さらに、図１２に示すように、変動周波数領域の分割数を増やして、変動周波数の絶対値が予め定められた閾値よりも小さい領域で電力比ｍｕを算出し、所望の電力比ｍとして用いてもよい。ここで、変動周波数の絶対値が小さい領域は、繰り返し成分の影響を受けにくいため、所望の成分の変動周波数の符号が逆となる領域の電力比を求めることができる。このように電波環境に合わせてｍを算出することで、変動周波数領域での２次元電力分布が偏った場合でも、繰り返し成分を適応的に推定することができる。また、全てのシンボルでｍが算出される必要はなく、伝送路特性の２次元電力分布の変化に合わせた時間間隔でｍが求められればよい。
【００４１】
このようにｍを決定することで繰り返し重畳行列Ｃが定まる。そして、所望伝送路特性分布算出部１５０は、（８）式を変形した下記の（１４）式を算出することで、検出された繰り返し成分を含む電力分布ｒＰｐから、所望の成分の電力分布Ｐｐを求めることができる。
Ｐｐ＝Ｃ−１×ｒＰｐ        （１４）
ここで、Ｃ−１は、Ｃの逆行列である。
【００４２】
また、Ｐｎは、下記の（１５）式により算出することができる。
Ｐｎ＝Ｒ×Ｐｐ        （１５）
【００４３】
つまり、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で求められた２次元電力分布のうち、繰り返し成分が重畳されうる領域の電力値ｒＰｐに繰り返し重畳行列Ｃの逆行列を演算することで、繰り返し成分を含まない電力値Ｐｐを求めることができる。ここで、逆行列Ｃ−１は、「０」を多く含む行列であるため、分割数Ｎに比例した演算量で処理することができる。また、各成分で、同様な計算が行われるため、比較的簡単な演算回路を用いて繰り返し処理を行うことで、演算を行うことができる。また、逆行列が存在しない場合は、擬似逆行列が演算されてもよい。
【００４４】
また、逆行列Ｃ−１は、想定される電波環境に対応するようなｍｉを用いて、予め求められていてもよい。また、電波環境に応じて適応的に逆行列を求める場合でも、各シンボルで逆行列演算が行われる必要はなく、伝送路特性の２次元電力分布の変化に合わせた時間間隔で演算が行われればよい。
【００４５】
ここまで分割数を指定して説明してきたが、本実施の形態は、分割数を制限するものではない。遅延時間方向をＮ分割した場合、Ｐｐ、ｒＰｐ、Ｐｎは、Ｎ個からなる列ベクトルとなり、また、Ｒ、Ｓ、Ｍ、Ｉは、Ｎ×Ｎの行列となる。また、巡回シフト行列Ｓは、遅延時間方向にＴｕ／１２巡回シフトさせる行列となる。変動周波数領域の分割数を増やした場合については、実施の形態２に示す。
【００４６】
以上のように、所望伝送路特性分布算出部１５０は、変動周波数の絶対値が予め定められた値以上の変動周波数帯域に対応する領域の所望成分の電力値（図１１では、Ｐｐ及びＰｎ）については、上記の（１４）式及び（１５）式により算出する。また、所望伝送路特性分布算出部１５０は、変動周波数の絶対値が予め定められた値よりも小さい変動周波数帯域に対応する領域の所望成分の電力値については、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で算出された電力値をそのまま用いる。これらにより、所望伝送路特性分布算出部１５０は、伝送路特性の所望の成分の２次元電力分布を求めることができる。
【００４７】
所望伝送路特性抽出部１６０は、所望伝送路特性分布算出部１５０で算出された伝送路特性の所望の成分の物理量に基づいて、伝送路特性分割部１３０で分割された複数の領域の成分から、伝送路特性の所望の成分が含まれる領域の成分を抽出する。例えば、所望伝送路特性抽出部１６０は、所望伝送路特性分布算出部１５０で得られた、所望の伝送路特性の２次元電力分布をもとに、伝送路特性分割部１３０で分割された伝送路特性から、所望成分の電力値が大きい分割領域を抽出する。より詳細には、所望伝送路特性抽出部１６０は、所望伝送路特性分布算出部１５０で算出された２次元電力分布において、電力値が予め定められた閾値を超える分割領域には、所望成分が存在すると判断する。そして、所望伝送路特性抽出部１６０は、伝送路特性分割部１３０で分割された伝送路特性の内、所望成分が存在すると判断された分割領域の伝送路特性に「１」を乗算する。一方、所望伝送路特性抽出部１６０は、所望伝送路特性分布算出部１５０で算出された２次元電力分布において、電力値が予め定められた閾値を超えない場合、所望成分は存在しない、つまり繰り返し成分又は雑音成分しか存在し得ないと判断する。そして、所望伝送路特性抽出部１６０は、伝送路特性分割部１３０で分割された伝送路特性の内、所望成分が存在しないと判断された分割領域の伝送路特性に「０」を乗算する。ここで、閾値は、想定される雑音成分の大きさに合わせて設定されればよい。もしくは、ＳＰ伝送路特性の２次元電力分布から電力値が最も小さい領域、つまり、所望成分及び繰り返し成分のどちらも存在しない分割領域の電力値を雑音電力として、その雑音電力を上回る値が閾値として設定されてもよい。
【００４８】
伝送路特性結合部１７０は、所望伝送路特性抽出部１６０で抽出された成分を結合することで、周波数領域の伝送路特性を生成する。例えば、伝送路特性結合部１７０は、前述した伝送路特性分割部１３０の分割方法にあわせて、伝送路特性分割部１３０で分割され、所望伝送路特性抽出部１６０で所望成分が抽出された伝送路特性を結合し、各シンボルの伝送路特性を算出する。
【００４９】
等化部１８０は、伝送路特性結合部１７０で生成された周波数領域の伝送路特性を用いて、フーリエ変換部１１０で変換された周波数領域の信号の伝送路歪みを補償する。例えば、等化部１８０は、フーリエ変換部１１０でフーリエ変換されたキャリア周波数領域の受信信号を、伝送路特性結合部１７０で算出されたキャリア周波数領域の伝送路特性を用いて、対応するシンボル毎に伝送路歪みを補償する。伝送路歪みの補償方法としては、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）等化やＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）等化等が知られている。伝送路歪み補償方法については、既知の技術であるため説明を省略する。
【００５０】
以上、実施の形態１に係る等化装置１００は、伝送路特性の遅延時間軸及び変動周波数軸上での２次元電力分布を算出し、遅延時間が等しく変動周波数の符号が逆となる領域の電力比と、所望成分の２次元電力分布が繰り返される規則性とから、繰り返し成分を含まない領域を推定し、伝送路特性の所望成分のみを抽出する。これにより、伝送路の時間変動が大きい場合においても適応的に伝送路推定することで正確な等化ができる。
【００５１】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１で示した所望伝送路特性分布算出部１５０の算出方法について、分割数を増やした場合の形態である。
図３に示されているように、実施の形態２に係る等化装置２００は、フーリエ変換部１１０と、ＳＰ伝送路特性算出部１２０と、伝送路特性分割部２３０と、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０と、所望伝送路特性分布算出部２５０と、所望伝送路特性抽出部１６０と、伝送路特性結合部１７０と、等化部１８０とを備える。実施の形態２に係る等化装置２００は、伝送路特性分割部２３０及び所望伝送路特性分布算出部２５０での処理において、実施の形態１に係る等化装置１００と異なっている。
【００５２】
実施の形態１では、変動周波数領域の分割数を「３」とし、さらに、変動周波数方向に１／４Ｔｓシフトした領域が、変動周波数の符号を反転した領域と等しい場合を想定して、所望成分の２次元電力分布が算出されている。実施の形態２では、分割数を増やした時の、ＳＰ伝送路特性の２次元電力分布と所望成分の２次元電力分布との関係を示し、その関係を用いて伝送路特性のうち、所望成分を抽出する方法を示す。
【００５３】
伝送路特性分割部２３０は、ＳＰ伝送路特性算出部１２０で算出された伝送路特性を、遅延時間領域及び変動周波数領域において分割する。実施の形態１における伝送路特性分割部１３０は、変動周波数領域の分割数を「３」としているが、図１３に示されているように、実施の形態２における伝送路特性分割部２３０は、変動周波数領域の分割数を「６」としている。ここで、ｒＰＢｐは、ｒＰＡｎを変動周波数方向に１／４Ｔｓシフトした領域であり、ｒＰＡｐは、ｒＰＢｎを変動周波数方向に１／４Ｔｓシフトした領域である。なお、図１３において、符号７０５は、所望の成分であり、符号８０５は、不要な繰り返し成分である。
また、実施の形態２においては、所望伝送路特性分布算出部２５０で求めようとしている繰り返し成分を含まない所望成分の２次元電力分布は、図１４のようになっているものとする。ここで、ＰＡｐの領域は、ｒＰＡｐの領域と同じ領域である。ＰＢｐの領域は、ｒＰＢｐの領域と同じ領域である。ＰＡｎの領域は、ｒＰＡｎの領域と同じ領域である。ＰＢｎの領域は、ｒＰＢｎの領域と同じ領域である。
【００５４】
この時、実施の形態１と同様に、図５で示されているように、変動周波数方向に１／４Ｔｓ及び遅延時間方向にＴｕ／１２巡回シフトして繰り返し成分を持つことと、遅延時間が等しく周波数変動の符号が逆となる領域の電力比とを考慮して、下記の（１６）式及び（１７）式が得られる。
ｒＰＡｐ＝ＰＡｐ＋Ｓ×ＰＢｎ
＝ＰＡｐ＋Ｓ×Ｒ×ＰＢｐ
＝ＰＡｐ＋Ｍ×ＰＢｐ        （１６）
ｒＰＢｐ＝ＰＢｐ＋Ｓ×ＰＡｎ
＝ＰＢｐ＋Ｓ×Ｒ×ＰＡｐ
＝ＰＢｐ＋Ｍ×ＰＡｐ        （１７）
ここで、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で算出された電力分布ｒＰＡｐにおいて、所望の成分が含まれているＰＡｐとＰＢｐとが重畳された電力値が検出され、電力分布ｒＰＢｐにおいても、ＰＡｐとＰＢｐとが重畳された電力値が検出されることがわかる。
【００５５】
また、ｒＰＡｐ、ｒＰＢｐ、ＰＡｐ、ＰＢｐ、Ｉ及びＭを部分行列として、（１６）式及び（１７）式を、下記の（１８）式及び（１９）式と表すことができる。
【数１０】
2014150469.tif 000012
ｒＰｐ＝Ｃ×Ｐｐ        （１９）
ここで、各行列は、下記の（２０）式〜（２２）式のように表すことができる。
【数１１】
2014150469.tif 000013
【数１２】
2014150469.tif 000014
【数１３】
2014150469.tif 000015
また、ｒＰｐ及びＰｐは、２Ｎ個の成分を持つ列ベクトルであり、Ｃは、２Ｎ×２Ｎ行列である。
【００５６】
さらに、（１９）式を変形することで、下記の（２３）式が得られる。
Ｐｐ＝Ｃ−１×ｒＰｐ        （２３）
【００５７】
所望伝送路特性分布算出部２５０は、実施の形態１と同様に、（２３）式を演算することで、所望成分の電力分布を求めることができる。また、変動周波数が負の領域については、所望伝送路特性分布算出部２５０は、実施の形態１と同様に、下記の（２４）式及び（２５）式により、所望成分の電力分布を算出することができる。
ＰＡｎ＝Ｒ×ＰＡｐ        （２４）
ＰＢｎ＝Ｒ×ＰＢｐ        （２５）
【００５８】
分割数をさらに増やした場合についても、所望伝送路特性分布算出部２５０は、ある領域について、遅延時間方向に−１２／Ｔｕ及び変動周波数方向に−１／４Ｔｓシフトし、さらに変動周波数の符号を反転した領域を考え、上記と同様に両者の関係式を求めることで、所望成分の電力分布を算出することができる。また、変動周波数方向の分割の間隔については、伝送路特性分割部２３０は、各領域について、−１／４Ｔｓシフトした領域が重なるように分割すればよい。さらに、所望伝送路特性分布算出部２５０は、想定される電波環境において、繰り返し成分が重畳されうる変動周波数の領域のみ、上記逆行列演算を行えばよい。
【００５９】
以上のように、実施の形態２に係る等化装置２００は、変動周波数領域での分割数Ｍが大きい場合でも、伝送路特性の遅延時間軸及び変動周波数軸上での２次元電力分布を算出し、遅延時間が等しく変動周波数の符号が逆となる領域の電力比と、所望成分の２次元電力分布が繰り返される規則性とから、繰り返し成分を含まない領域を推定し、伝送路特性の所望成分のみを抽出することができる。これにより、伝送路の時間変動が大きい場合においても、適応的に伝送路推定することで正確な等化ができる。
【００６０】
実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態１及び２で示した所望伝送路特性分布算出部１５０の算出方法について、逆行列演算処理を削減するものである。また、所望伝送路特性分布算出部１５０以外の機能は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００６１】
実施の形態１及び２では、所望成分の電力分布が、遅延時間領域Ｔｕ／３にわたって、存在しうるとして、所望伝送路特性分布算出部１５０、２５０は計算を行なっている。実施の形態３では、想定される最大の遅延時間がＴｕ／３より短い電波環境を考慮して、逆行列演算処理をより簡易にする方法を示す。
【００６２】
図３に示されているように、実施の形態３に係る等化装置３００は、フーリエ変換部１１０と、ＳＰ伝送路特性算出部１２０と、伝送路特性分割部１３０と、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０と、所望伝送路特性分布算出部３５０と、所望伝送路特性抽出部１６０と、伝送路特性結合部１７０と、等化部１８０とを備える。実施の形態３に係る等化装置３００は、所望伝送路特性分布算出部３５０での処理において、実施の形態１に係る等化装置１００と異なっている。
【００６３】
実施の形態１において、所望伝送路特性分布算出部１５０は、Ｐｐ及びＰｎが分割された全ての遅延時間で値を持つとして演算を行なったが、想定される最大の遅延時間がＴｕ／３よりも短いような電波環境が考えられる。このような環境において、Ｐｐのうち、絶えずゼロ値をとる遅延時間の成分に乗算される繰り返し重畳行列Ｃのうち、行列Ｍに起因する成分のみを「０」にすることで、逆行列の演算量を削減することができる。
【００６４】
例えば、（８）式において、Ｐｐ６及びＰｐ７が絶えずゼロ値をとる電波環境を考える。この時、繰り返し重畳行列Ｃの６列目及び７列目は、ゼロ値との乗算となるので、任意の値に置き換えても問題ない。そのため、演算量を減らすためにＣの６列目及び７列目の値をゼロとしても、（６）式は成り立つ。しかし、一方で、対角成分をゼロにすると、逆行列を求めることができない。よって、Ｍに起因する成分、つまり、ｍ６及びｍ７のみをゼロ値にし、繰り返し重畳行列Ｃを、下記の（２６）式とすることで、逆行列Ｃ−１の演算量を削減することができる。
【数１４】
2014150469.tif 000016
【００６５】
このように、所望伝送路特性分布算出部３５０において、想定される電波環境において無視できる遅延時間に対応する繰り返し重畳行列Ｃの成分をゼロ値として逆行列を算出することで、所望成分の２次元電力分布を求める際の演算量を大幅に削減することができる。
【００６６】
実施の形態４．
実施の形態４では、実施の形態１、２及び３で示した所望伝送路特性抽出部１６０の抽出方法に対して、繰り返し成分の含有割合を考慮に入れた抽出方法を説明する。実施の形態１、２及び３では、所望伝送路特性分布算出部１５０、２５０、３５０で求められた電力分布のみを用いて抽出領域を決めていたが、実施の形態４では、所望伝送路特性分布算出部４６０は、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で求められた電力分布も用いることで、繰り返し成分の２次元電力分布を算出し、各分割領域における所望成分と繰り返し成分の割合をもとに伝送路特性の抽出割合を決定する。
【００６７】
図１５は、実施の形態４に係る等化装置４００の構成を概略的に示す機能ブロック図である。等化装置４００は、フーリエ変換部１１０と、ＳＰ伝送路特性算出部１２０と、伝送路特性分割部１３０と、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０と、所望伝送路特性分布算出部１５０と、所望伝送路特性抽出部４６０と、伝送路特性結合部１７０と、等化部１８０とを備える。実施の形態４に係る等化装置４００は、所望伝送路特性抽出部４６０での処理において、実施の形態１に係る等化装置１００と異なっている。なお、実施の形態４においては、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０は、算出された伝送路特性の分布を所望伝送路特性抽出部４６０にも与える。
【００６８】
所望伝送路特性抽出部４６０は、複数の領域の各々において、伝送路特性分布算出部１４０で算出された物理量から、伝送路特性の所望の成分の物理量を差し引くことで、伝送路特性の繰り返し成分の物理量を算出する。例えば、所望伝送路特性抽出部４６０は、所望伝送路特性分布算出部１５０で得られた所望の伝送路特性の電力分布と、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で得られた繰り返し成分を含む伝送路特性の電力分布とをもとに、伝送路特性分割部１３０で分割された伝送路特性から、繰り返し成分の電力値と比較して所望成分の電力値が大きい分割領域を抽出する。
【００６９】
ここで、各分割領域において、所望成分と繰り返し成分との間に相関がないため、繰り返し成分の２次元電力分布は、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で求められた２次元電力分布から、所望伝送路特性分布算出部１５０で求められた２次元電力分布を、各分割領域毎に減算することで、求められる。もしくは、ＳＰ伝送路特性分布算出部１４０で求められた２次元電力分布を用いずに、所望伝送路特性分布算出部１５０で求められた２次元電力分布を変動周波数方向に１／４Ｔｓの整数倍、遅延時間方向にＴｕ／１２の整数倍シフトさせることで、繰り返し成分の２次元電力分布が求められてもよい。
【００７０】
そして、所望伝送路特性抽出部４６０は、複数の領域の各々において、伝送路特性の繰り返し成分の物理量に対する伝送路特性の所望の成分の物理量の割合が高いほど、伝送路特性分割部１３０で分割された複数の領域の成分から、伝送路特性の所望の成分が含まれる領域の成分を抽出する抽出割合を高くする。例えば、所望伝送路特性抽出部４６０は、各分割領域において所望成分の電力値と繰り返し成分の電力値とを用いて抽出割合を決定すればよい。この時、所望伝送路特性抽出部４６０は、繰り返し成分の電力値と比べて所望成分の電力値が大きい時、抽出割合が大きくなるように、つまり「１」に近い係数を分割された伝送路特性に乗算すればよい。また、所望伝送路特性抽出部４６０は、繰り返し成分の電力値と比べて所望成分の電力値が小さい時、抽出割合が小さくなるように、つまり「０」に近い係数を分割された伝送路特性に乗算すればよい。乗算する係数は、両者の比若しくは差、又はその両方を用いて算出されればよい。例えば、（所望成分の電力値）／（所望成分の電力値＋繰り返し成分の電力値）を用いればよい。言い換えると、両者の比若しくは差、又はその両方により、繰り返し成分の電力値と比べて所望成分の電力値が大きいほど、抽出割合が大きくなる（乗算する係数が「１」に近くなる）ようにすればよい。一方、両者の比若しくは差、又はその両方により、繰り返し成分の電力値と比べて所望成分の電力値が小さいほど、抽出割合が小さくなる（乗算する係数が「０」に近くなる）ようにすればよい。
【００７１】
実施の形態１では、所望成分の電力値が大きい分割領域の伝送路特性を抽出する。図１６に示されているような伝送路の場合、所望成分の伝送路特性と、繰り返し成分の伝送路特性とが重なる領域ａにおいて、所望成分の電力値が大きくなるため、所望成分だけでなく繰り返し成分も含めて抽出されてしまう。一方、実施の形態４では、所望成分の電力値と、繰り返し成分の電力値との両方を用いて抽出割合を変化させることにより、可能な限り繰り返し成分を抑圧することができるので、図１６のような所望成分と繰り返し成分とを完全に分割できない伝送路であっても、等化精度の低下を抑えることができる。
【００７２】
また、実施の形態４に係る等化装置４００は、図１７に示されているように、変動周波数が正の領域ａにも、負の領域ｂにも繰り返し成分が所望成分に重畳されている場合でも、所望成分と繰り返し成分との電力値を算出することができ、同様に所望成分を抽出することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１００，２００，３００，４００  等化装置、  １１０  フーリエ変換部、  １２０  ＳＰ伝送路特性算出部、  １３０，２３０  伝送路特性分割部、  １４０  ＳＰ伝送路特性分布算出部、  １５０，２５０，３５０  所望伝送路特性分布算出部、  １６０  所望伝送路特性抽出部、  １７０  伝送路特性結合部、  １８０  等化部。
【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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