(57)【要約】【課題】  干渉信号を含む信号を受信しても、高精度なシンボルタイミングの検出および周波数ずれの補正ができるＯＦＤＭ信号受信装置を提供する。【解決手段】  不要信号測定器１２は、所望信号を受信しない時間において、第１のアンテナ１１ａと第２のアンテナ１１ｂとにそれぞれ入力される不要信号の重み係数を計算する。受信信号合成器１３は、各アンテナの重み係数に基づいて、各アンテナにそれぞれ入力される受信信号に対して重み付けを行い、合成する。相関演算器１４は、既知である所望信号のトレーニング信号と、合成された受信信号との相関量を計算する。周波数誤差推定器１５は、相関量を用いて、受信信号の周波数ずれを推定する。シンボル同期推定器１７は、相関値からシンボルタイミングを推定し、ＦＦＴ演算のための区間窓を設定する。【選択図】  図１
2006340312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数シンボルのトレーニング信号を含むＯＦＤＭ信号を、複数のアンテナで受信するＯＦＤＭ信号受信装置において、当該ＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングを推定するためのシンボルタイミング推定方法であって、
前記複数のアンテナがそれぞれ受信する干渉信号を検出するステップと、
前記干渉信号を送信する干渉局と前記複数のアンテナとの間の伝送路特性を示す複数の重み係数を計算して出力するステップと、
前記複数のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と前記干渉信号とが混在した前記複数の受信信号を、前記複数の重み係数に基づいて重み付けし、重み付けされた前記複数の受信信号を合成することによって、前記干渉信号が抑圧された合成受信信号を出力するステップと、
前記合成受信信号と、予め保持する前記所望信号のトレーニング信号との相関値を計算し、合成相関信号を出力するステップと、
前記合成相関信号のピーク値となるタイミングを、前記所望信号のシンボルタイミングと推定するステップと、
前記合成相関信号の二つピーク値を用いて、前記所望信号を送信する送信局と前記ＯＦＤＭ信号受信装置との間の周波数誤差を推定するステップとを備える、シンボルタイミング推定方法。
【請求項２】
前記干渉局の数が一つであり、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が第１のアンテナと第２のアンテナとを備える場合、
前記重み係数を計算して出力するステップは、
前記干渉局と前記第１のアンテナとの間の伝送路特性を示す第１の重み係数を、前記第１のアンテナが受信する前記干渉信号を用いて計算するステップと、
前記干渉局と前記第２のアンテナとの間の伝送路特性を示す第２の重み係数を、前記第２のアンテナが受信する前記干渉信号を用いて計算するステップとを含み、
前記合成受信信号を生成するステップは、
前記第１のアンテナが受信する第１の受信信号と前記第２の重み係数とを乗算することによって、第１の乗算信号を生成するステップと、
前記第２のアンテナが受信する第２の受信信号と前記第１の重み係数とを乗算することによって、第２の乗算信号を生成するステップと、
前記第１の乗算信号と前記第２の乗算信号との差を、前記合成受信信号として計算するステップとを含む、請求項１に記載のシンボルタイミング推定方法。
【請求項３】
前記干渉局の数が、第１の干渉局および第２の干渉局の二つであり、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が、第１のアンテナと、第２のアンテナと、第３のアンテナとを備える場合、
前記重み係数を計算するステップは、
前記第１の干渉局が送信する第１の干渉信号を検出するステップと、
前記第１の干渉局と前記第１のアンテナとの間の伝送路特性を示す第１の重み係数を、前記第１のアンテナが受信する前記第１の干渉信号を用いて計算するステップと、
前記第１の干渉局と前記第２のアンテナとの間の伝送路特性を示す第３の重み係数を、前記第２のアンテナが受信する前記第１の干渉信号を用いて計算するステップと、
前記第１の干渉局と前記第３のアンテナとの間の伝送路特性を示す第５の重み係数を、前記第３のアンテナが受信する前記第１の干渉信号を用いて計算するステップと、
前記第２の干渉局が送信する第２の干渉信号を検出するステップと、
前記第２の干渉局と前記第１のアンテナとの間の伝送路特性を示す第２の重み係数を、前記第１のアンテナが受信する前記第２の干渉信号を用いて計算するステップと、
前記第２の干渉局と前記第２のアンテナとの間の伝送路特性を示す第４の重み係数を、前記第２のアンテナが受信する前記第２の干渉信号を用いて計算するステップと、
前記第２の干渉局と前記第３のアンテナとの間の伝送路特性を示す第６の重み係数を、前記第３のアンテナが受信する前記第２の干渉信号を用いて計算するステップとを含み、
前記合成受信信号を生成するステップは、
前記第１のアンテナが受信する第１の受信信号を二つに分岐するステップと、
分岐された前記第１の受信信号の一方に、前記第３の重み係数と、前記第６の重み係数とを乗算した第１の乗算信号を出力するステップと、
分岐された前記第１の受信信号の他方に、前記第４の重み係数と、前記第５の重み係数とを乗算した第２の乗算信号を出力するステップと、
前記第２のアンテナが受信する第２の受信信号を二つに分岐するステップと、
分岐された前記第２の受信信号の一方に、前記第２の重み係数と、前記第５の重み係数とを乗算した第３の乗算信号を出力するステップと、
分岐された前記第２の受信信号の他方に、前記第１の重み係数と、前記第６の重み係数とを乗算した第４の乗算信号を出力するステップと、
前記第３のアンテナが受信する第３の受信信号を二つに分岐するステップと、
分岐された前記第３の受信信号の一方に、前記第１の重み係数と、前記第４の重み係数とを乗算した第５の乗算信号を出力するステップと、
分岐された前記第３の受信信号の他方に、前記第２の重み係数と、前記第３の重み係数とを乗算した第６の乗算信号を出力するステップと、
前記第１の乗算信号と、前記第３の乗算信号と、前記第５の乗算信号とを加算した信号と、前記第２の乗算信号と、前記第４の乗算信号と、前記第４の乗算信号とを減算した信号とを合成するステップとを含む、請求項１に記載のシンボルタイミング推定方法。
【請求項４】
複数シンボルのトレーニング信号を含むＯＦＤＭ信号を、複数のアンテナで受信するＯＦＤＭ信号受信装置において、当該ＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングを推定するためのシンボルタイミング推定方法であって、
前記複数のアンテナがそれぞれ受信する干渉信号を検出するステップと、
前記干渉信号を送信する干渉局と前記複数のアンテナとの間の伝送路特性を示す複数の重み係数を計算して出力するステップと、
前記複数のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と前記干渉信号とが混在した複数の受信信号と、予め保持する前記所望信号のトレーニング信号との相関値を計算し、複数の相関信号を出力するステップと、
前記複数の相関信号を前記複数の重み係数に基づいて重み付けし、重み付けされた前記複数の相関信号を合成することによって、前記干渉信号が抑圧された合成相関信号を出力するステップと、
前記合成相関信号のピーク値となるタイミングを、前記所望信号のシンボルタイミングと推定するステップと、
前記合成相関信号の二つピーク値を用いて、前記所望信号を送信する送信局と前記ＯＦＤＭ信号受信装置との間の周波数誤差を推定するステップとを備える、シンボルタイミング推定方法。
【請求項５】
前記干渉局の数が一つであり、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が第１のアンテナと第２のアンテナとを備える場合、
前記重み係数を計算して出力するステップは、
前記干渉局と前記第１のアンテナとの間の伝送路特性を示す第１の重み係数を、前記第１のアンテナが受信する前記干渉信号を用いて計算するステップと、
前記干渉局と前記第２のアンテナとの間の伝送路特性を示す第２の重み係数を、前記第２のアンテナが受信する前記干渉信号を用いて計算するステップとを含み、
前記合成受信信号を生成するステップは、
前記第１のアンテナが受信する受信信号に対応する第１の相関信号と前記第２の重み係数とを乗算することによって、第１の乗算信号を生成するステップと、
前記第２のアンテナが受信する受信信号に第２の相関信号と前記第１の重み係数とを乗算することによって、第２の乗算信号を生成するステップと、
前記第１の乗算信号と前記第２の乗算信号との差を、前記合成受信信号として計算するステップとを含む、請求項４に記載のシンボルタイミング推定方法。
【請求項６】
前記干渉局の数が、第１の干渉局および第２の干渉局の二つであり、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が、第１のアンテナと、第２のアンテナと、第３のアンテナとを備える場合、
前記重み係数を計算するステップは、
前記第１の干渉局が送信する第１の干渉信号を検出するステップと、
前記第１の干渉局と前記第１のアンテナとの間の伝送路特性を示す第１の重み係数を、前記第１のアンテナが受信する前記第１の干渉信号を用いて計算するステップと、
前記第１の干渉局と前記第２のアンテナとの間の伝送路特性を示す第３の重み係数を、前記第２のアンテナが受信する前記第１の干渉信号を用いて計算するステップと、
前記第１の干渉局と前記第３のアンテナとの間の伝送路特性を示す第５の重み係数を、前記第３のアンテナが受信する前記第１の干渉信号を用いて計算するステップと、
前記第２の干渉局が送信する第２の干渉信号を検出するステップと、
前記第２の干渉局と前記第１のアンテナとの間の伝送路特性を示す第２の重み係数を、前記第１のアンテナが受信する前記第２の干渉信号を用いて計算するステップと、
前記第２の干渉局と前記第２のアンテナとの間の伝送路特性を示す第４の重み係数を、前記第２のアンテナが受信する前記第２の干渉信号を用いて計算するステップと、
前記第２の干渉局と前記第３のアンテナとの間の伝送路特性を示す第６の重み係数を、前記第３のアンテナが受信する前記第２の干渉信号を用いて計算するステップとを含み、
前記合成受信信号を生成するステップは、
前記第１のアンテナが受信する受信信号に対応する第１の相関信号を二つに分岐するステップと、
分岐された前記第１の相関信号の一方に、前記第３の重み係数と、前記第６の重み係数とを乗算した第１の乗算信号を出力するステップと、
分岐された前記第１の相関信号の他方に、前記第４の重み係数と、前記第５の重み係数とを乗算した第２の乗算信号を出力するステップと、
前記第２のアンテナが受信する受信信号に対応する第２の相関信号を二つに分岐するステップと、
分岐された前記第２の相関信号の一方に、前記第２の重み係数と、前記第５の重み係数とを乗算した第３の乗算信号を出力するステップと、
分岐された前記第２の相関信号の他方に、前記第１の重み係数と、前記第６の重み係数とを乗算した第４の乗算信号を出力するステップと、
前記第３のアンテナが受信する受信信号に対応する第３の相関信号を二つに分岐するステップと、
分岐された前記第３の相関信号の一方に、前記第１の重み係数と、前記第４の重み係数とを乗算した第５の乗算信号を出力するステップと、
分岐された前記第３の相関信号の他方に、前記第２の重み係数と、前記第３の重み係数とを乗算した第６の乗算信号を出力するステップと、
前記第１の乗算信号と、前記第３の乗算信号と、前記第５の乗算信号とを加算した信号と、前記第２の乗算信号と、前記第４の乗算信号と、前記第４の乗算信号とを減算した信号とを合成するステップとを含む、請求項４に記載のシンボルタイミング推定方法。
【請求項７】
前記重み係数を計算して出力するステップは、前記複数のアンテナがそれぞれ受信する複数の前記干渉信号と前記所望信号のトレーニング信号との相関値である複数の干渉相関信号を用いて、前記複数の重み係数を計算することを特徴とする、請求項４に記載のシンボルタイミング推定方法。
【請求項８】
複数シンボルのトレーニング信号を含むＯＦＤＭ信号を、Ｎ個（Ｎは１以上の自然数）のアンテナで受信するＯＦＤＭ信号受信装置において、当該ＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングを推定するためのシンボルタイミング推定方法であって、
前記Ｎ個のアンテナがそれぞれ受信する干渉信号と雑音とが混在する含むＮ個の不要信号を検出するステップと、
前記Ｎ個の前記不要信号をＮ行１列の不要信号行列Ｕとした場合、Ｕ＊ＵH （＊は乗算演算子、ＡH は、行列Ａの複素共役転置行列を表す）を共分散行列Ｒｕｕとして計算するステップと、
前記Ｎ個のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と前記不要信号とが混在するＮ個の受信信号と、予め保持する前記所望信号のトレーニング信号との相関値を計算し、Ｎ個の相関信号を出力するステップと、
前記Ｎ個の相関信号から、前記所望信号の送信局と前記Ｎ個のアンテナとの間の伝送路特性を示すＮ行１列の相関信号行列を求めるステップと、
前記相関信号行列をＨとした場合、ＨH （ＨＨH ＋Ｒｕｕ）-1（Ａ-1は行列Ａの逆行列を表す）を前記複数の相関信号を合成するための重み行列Ｗとして計算するステップと、
Ｗ＊Ｈを前記不要信号成分が抑圧された合成相関信号として計算するステップと、
前記合成相関信号のピーク値となるタイミングを、前記所望信号のシンボルタイミングと推定するステップと、
前記合成相関信号の二つピーク値を用いて、前記所望信号を送信する送信局と当該ＯＦＤＭ信号受信装置との間の周波数誤差を推定するステップとを備える、シンボルタイミング推定方法。
【請求項９】
前記共分散行列Ｒｕｕを計算して出力するステップは、前記複数のアンテナがそれぞれ受信する複数の前記不要信号と前記所望信号のトレーニング信号との相関値である複数の不要相関信号を用いて、前記不要信号の共分散行列Ｒｕｕを計算することを特徴とする、請求項４に記載のシンボルタイミング推定方法。
【請求項１０】
複数シンボルのトレーニング信号を含むＯＦＤＭ信号を、複数のアンテナで受信するＯＦＤＭ信号受信装置であって、
前記複数のアンテナがそれぞれ受信する干渉信号を検出し、前記干渉信号を送信する干渉局と前記複数のアンテナとの間の伝送路特性を示す複数の重み係数を計算して出力する不要信号測定器と、
前記複数のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と前記干渉信号とが混在した前記複数の受信信号を、前記複数の重み係数に基づいて重み付けし、重み付けされた前記複数の受信信号を合成することによって、前記干渉信号が抑圧された合成受信信号を出力する受信信号合成部と、
前記合成受信信号と、予め保持する前記所望信号のトレーニング信号との相関値を計算し、合成相関信号を出力する相関量演算器と、
前記合成相関信号のピーク値となるタイミングを、前記所望信号のシンボルタイミングと推定するシンボルタイミング推定器と、
前記合成相関信号の二つピーク値を用いて、前記所望信号を送信する送信局と前記ＯＦＤＭ信号受信装置との間の周波数誤差を推定する周波数誤差推定部とを備える、ＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項１１】
複数シンボルのトレーニング信号を含むＯＦＤＭ信号を、複数のアンテナで受信するＯＦＤＭ信号受信装置であって、
前記複数のアンテナがそれぞれ受信する干渉信号を検出し、当該干渉信号を送信する干渉局と前記複数のアンテナとの間の伝送路特性を示す複数の重み係数を計算して出力するステップ不要信号測定器と、
前記複数のアンテナに対応して設置され、前記複数のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と前記干渉信号とが混在する複数の受信信号と、予め保持する前記所望信号のトレーニング信号との相関値をそれぞれ計算し、相関信号を出力する複数の相関演算器と、
前記複数の相関信号を、前記複数の重み係数に基づいて重み付けし、重み付けされた前記複数の相関信号を合成することによって、前記干渉信号が抑圧された合成相関信号を出力する相関出力合成器と、
前記合成相関信号のピーク値となるタイミングを、前記所望信号のシンボルタイミングと推定するシンボルタイミング推定器と、
前記合成相関信号の二つピーク値を用いて、前記所望信号を送信する送信局と前記ＯＦＤＭ信号受信装置との間の周波数誤差を推定する周波数誤差推定器とを備える、ＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項１２】
複数シンボルのトレーニング信号を含むＯＦＤＭ信号を、Ｎ個（Ｎは１以上の自然数）のアンテナで受信するＯＦＤＭ信号受信装置であって、
前記Ｎ個のアンテナがそれぞれ受信する干渉信号と雑音とが混在するＮ個の不要信号を検出し、当該Ｎ個の前記不要信号をＮ行１列の不要信号行列Ｕとした場合、Ｕ＊ＵH （＊は乗算演算子、ＡH は、行列Ａの複素共役転置行列を表す）を不要信号の共分散行列Ｒｕｕとして計算する不要信号測定器と、
前記Ｎ個のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と前記不要信号とを含むＮ個の受信信号と、予め保持する前記所望信号のトレーニング信号との相関値を計算して相関信号をそれぞれ出力するＮ個の相関量演算器と、
Ｎ個の前記相関信号から、前記所望信号の送信局と前記Ｎ個のアンテナとの間の伝送路特性を示すＮ行１列の相関信号行列を求め、当該相関信号行列をＨとした場合、Ｗ＝ＨH （ＨＨH ＋Ｒｕｕ）-1（Ａ-1は行列Ａの逆行列を表す）を前記複数の相関信号を合成するための重み行列Ｗとして計算し、Ｗ＊Ｙを前記不要信号成分が抑圧された合成相関信号を合成する相関出力合成器と、
前記合成相関信号のピーク値となるタイミングを、前記所望信号のシンボルタイミングと推定するシンボルタイミング推定器と、
前記合成相関信号の二つピーク値を用いて、前記所望信号を送信する送信局と当該ＯＦＤＭ信号受信装置との間の周波数誤差を推定する周波数誤差推定器とを備える、ＯＦＤＭ信号受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ信号受信装置およびシンボルタイミング推定方法に関し、より特定的には、複数のアンテナを備え、複数シンボルのトレーニング信号を含むＯＦＤＭ信号を、複数のアンテナで受信するＯＦＤＭ信号受信装置、および当該ＯＦＤＭ信号受信装置におけるシンボルタイミング推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線ＬＡＮが急速に普及している。無線ＬＡＮは、５．２ＧＨｚ帯を用いたＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ａや２．４ＧＨｚ帯を用いたＩＥＥＥ８０２．１１ｇなどの規格が存在する。ＩＥＥＥ８０２．１１およびＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）と呼ばれるマルチキャリア通信方式を用いて通信を行う。
【０００３】
以下、マルチキャリア通信方式として、ＯＦＤＭ通信方式を例にして説明を行う。ＯＦＤＭ通信方式において、伝送されるＯＦＤＭ信号の先頭部分には、シンボルタイミング推定用のトレーニング信号が付加されている。ＯＦＤＭ信号受信装置は、受信したＯＦＤＭ信号に含まれるトレーニング信号と、受信側が予め保持するトレーニング信号との相関量を計算することによって、シンボルタイミングを決定する。
【０００４】
また、ＯＦＤＭ通信において、送受信間のＲＦフロントエンドにおける搬送波周波数の誤差によって生じる、送信信号の周波数と受信信号の周波数とのずれ（以下、周波数ずれという）が発生する。周波数誤差は、受信したＯＦＤＭ信号と、予め保持するトレーニング信号との相関量が小さくなる原因となる。周波数ずれは、上記相関量を用いて周波数ずれを推定し、推定した値に基づいて除去することが可能である。
【０００５】
図１３は、ＯＦＤＭ信号受信装置の一般的な構成を示す図である。図１３に示すＯＦＤＭ信号受信装置は、アンテナ９１と、相関演算器９２と、周波数誤差推定器９３と、周波数誤差補正器９４と、シンボル同期検出部９５と、ＦＦＴ演算器９６と、復調器９７とを備える。
【０００６】
図１３において、アンテナ９１が受信する受信信号は、相関演算器９２に入力される。受信信号（ＯＦＤＭ信号）には、２シンボルのトレーニング信号が含まれているものとする。相関演算器９２は、受信信号のトレーニング信号を予め保持しており、受信信号とトレーニング信号との時間ごとの相関値を計算する。周波数誤差推定器９３は、相関値の二つの相関ピークの位相差および時間差とから、周波数ずれを推定する。周波数誤差補正器９４は、推定した周波数ずれの値に基づいて、受信信号に印加された周波数ずれ成分を除去して、受信信号をＦＦＴ演算器９６に出力する。シンボル同期検出部９５は、相関値から受信信号のシンボルタイミングを推定する。具体的には、シンボルタイミングは、相関値がピークを示すタイミングが、受信信号のトレーニング信号が入力されたタイミングであると推定される。シンボル同期検出部９５は、ＦＦＴ演算のための区間窓を設定して、ＦＦＴ演算器９６に出力する。ＦＦＴ演算器９６は、区間窓に基づいて受信信号をシンボル単位でＦＦＴ演算を行い、受信信号を各サブキャリアに分離する。復調器９７は、各サブキャリアに分離された信号を復調する。
【０００７】
受信信号に他の送信局が送信する干渉信号などの不要信号が混在する場合、受信信号の伝送特性が劣化する。この場合、図１３に示すＯＦＤＭ信号受信装置は、シンボルタイミングの推定および周波数誤差の推定の精度が下がるという問題がある。そこで、複数のアンテナを備えたＯＦＤＭ受信装置が、従来から考えられている。複数のアンテナを備えたＯＦＤＭ受信装置は、それぞれのアンテナが受信した受信信号を合成することによって、パスダイバーシチ効果を得る。しかし、複数のアンテナを備えたＯＦＤＭ受信装置は、干渉信号を除去することができないため、シンボルタイミングの推定および周波数誤差の推定の制度には限界がある。
【０００８】
また、不要信号の影響を少なくするために、図１４に示すＯＦＤＭ受信装置を用いることが考えられる。図１４に示すＯＦＤＭ信号受信装置は、第１のアンテナ９１ａと、第２のアンテナ９１ｂと、受信信号選択部９８と、相関演算器９２と、シンボル同期検出部９５と、第１のＦＦＴ演算器９６ａと、第２のＦＦＴ演算器９６ｂと、復調器９７とを備える。
【０００９】
受信信号選択部９８は、第１のアンテナ９１ａおよび第２のアンテナ９１ｂがそれぞれ受信する二つの受信信号の電力を比較する。受信信号選択部９８は、電力の最も大きい受信信号を選択して、相関演算器９２に出力する。相関演算器９２は、受信信号と予め保持する受信信号のトレーニング信号との時間ごとの相関値を計算する。シンボル同期検出部９５は、相関値から受信信号のシンボルタイミングを推定する。シンボル同期検出部９５は、ＦＦＴ演算のための区間窓を設定して、第１のＦＦＴ演算器９６ａおよび第２のＦＦＴ演算器９６ｂに出力する。第１のＦＦＴ演算器９６ａ、第２のＦＦＴ演算器９６ｂは、区間窓に基づいて受信信号をシンボル単位でＦＦＴ演算をそれぞれ行い、それぞれの受信信号を各サブキャリアに分離する。復調器９７は、第１のＦＦＴ演算器９６ａおよび第２のＦＦＴ演算器９６ｂによって各サブキャリアに分離された信号を復調して送信データを再生する。
【特許文献１】特開２００４−８０１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１４に示すＯＦＤＭ信号受信装置は、受信信号の電力を比較して、電力が最大の受信信号のみを用いてシンボルタイミングを推定する。このため、選択されなかったアンテナの受信信号が全く利用されず、精度の高いシンボル同期タイミングの検出が出来ないという課題を有していた。
【００１１】
さらに受信信号に不要信号が混在する場合には、不要信号の電力値が、受信信号選択部９８が行う電力比較に影響を与えている可能性がある。このため、不要信号の電力値によっては、不要信号が大きく入力されているアンテナを選択することが考えられる。干渉信号の比率が大きい受信信号を受信するアンテナを選択した場合、受信信号と予め保持するトレーニング信号との相関値が小さくなるため、ＯＦＤＭ信号受信装置が決定するシンボルタイミングの精度が劣化する。このため、シンボルタイミングを検出することが出来なくなる場合も発生すると考えられる。また、シンボルタイミングの精度の劣化のため、周波数ずれの補正を精度よくできないという問題が発生する。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するために、受信信号に不要信号が含まれる伝搬環境においても、高精度のシンボルタイミングの検出と周波数ずれの補正とを行うことができるＯＦＤＭ信号受信装置およびシンボルタイミング推定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】
【００１３】
複数シンボルのトレーニング信号を含むＯＦＤＭ信号を、複数のアンテナで受信するＯＦＤＭ信号受信装置において、当該ＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングを推定するためのシンボルタイミング推定方法であって、複数のアンテナがそれぞれ受信する干渉信号を検出するステップと、干渉信号を送信する干渉局と複数のアンテナとの間の伝送路特性を示す複数の重み係数を計算して出力するステップと、複数のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と干渉信号とが混在した複数の受信信号を、複数の重み係数に基づいて重み付けし、重み付けされた複数の受信信号を合成することによって、干渉信号が抑圧された合成受信信号を出力するステップと、合成受信信号と、予め保持する所望信号のトレーニング信号との相関値を計算し、合成相関信号を出力するステップと、合成相関信号のピーク値となるタイミングを、所望信号のシンボルタイミングと推定するステップと、合成相関信号の二つピーク値を用いて、所望信号を送信する送信局とＯＦＤＭ信号受信装置との間の周波数誤差を推定するステップとを備える。
【００１４】
本発明によれば、所望信号を受信しない時間において、各アンテナごとに入力される干渉信号を受信し、干渉信号を送信する干渉局と複数のアンテナとの間の伝送路特性を示す複数の重み係数を計算し、複数のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と干渉信号とが混在した複数の受信信号を、複数の重み係数に基づいて重み付けし、重み付けされた複数の受信信号を合成することによって、干渉信号が抑圧された合成受信信号を出力する。これにより、不要信号成分が抑圧された受信信号と、所望信号のトレーニング信号との相関量を演算することができるため、高精度なシンボルタイミングの推定と、周波数ずれの推定とを実現できる。
【００１５】
好ましくは、干渉局の数が一つであり、ＯＦＤＭ信号受信装置が第１のアンテナと第２のアンテナとを備える場合、重み係数を計算して出力するステップは、干渉局と第１のアンテナとの間の伝送路特性を示す第１の重み係数を、第１のアンテナが受信する干渉信号を用いて計算するステップと、干渉局と第２のアンテナとの間の伝送路特性を示す第２の重み係数を、第２のアンテナが受信する干渉信号を用いて計算するステップとを含み、合成受信信号を生成するステップは、第１のアンテナが受信する第１の受信信号と第２の重み係数とを乗算することによって、第１の乗算信号を生成するステップと、第２のアンテナが受信する第２の受信信号と第１の重み係数とを乗算することによって、第２の乗算信号を生成するステップと、第１の乗算信号と第２の乗算信号との差を、合成受信信号として計算するステップとを含む。
【００１６】
ＯＦＤＭ受信装置が二つのアンテナを備える場合、第１の受信信号と第２の重み係数とを乗算し、第２の受信信号と第１の重み係数とを乗算し、乗算された第１の受信信号と第２の受信信号とを合成することによって、干渉信号を抑圧することができる。
【００１７】
好ましくは、干渉局の数が、第１の干渉局および第２の干渉局の二つであり、ＯＦＤＭ信号受信装置が、第１のアンテナと、第２のアンテナと、第３のアンテナとを備える場合、重み係数を計算するステップは、第１の干渉局が送信する第１の干渉信号を検出するステップと、第１の干渉局と第１のアンテナとの間の伝送路特性を示す第１の重み係数を、第１のアンテナが受信する第１の干渉信号を用いて計算するステップと、第１の干渉局と第２のアンテナとの間の伝送路特性を示す第３の重み係数を、第２のアンテナが受信する第１の干渉信号を用いて計算するステップと、第１の干渉局と第３のアンテナとの間の伝送路特性を示す第５の重み係数を、第３のアンテナが受信する第１の干渉信号を用いて計算するステップと、第２の干渉局が送信する第２の干渉信号を検出するステップと、第２の干渉局と第１のアンテナとの間の伝送路特性を示す第２の重み係数を、第１のアンテナが受信する第２の干渉信号を用いて計算するステップと、第２の干渉局と第２のアンテナとの間の伝送路特性を示す第４の重み係数を、第２のアンテナが受信する第２の干渉信号を用いて計算するステップと、第２の干渉局と第３のアンテナとの間の伝送路特性を示す第６の重み係数を、第３のアンテナが受信する第２の干渉信号を用いて計算するステップとを含み合成受信信号を生成するステップは、第１のアンテナが受信する第１の受信信号を二つに分岐するステップと、分岐された第１の受信信号の一方に、第３の重み係数と、第６の重み係数とを乗算した第１の乗算信号を出力するステップと、分岐された第１の受信信号の他方に、第４の重み係数と、第５の重み係数とを乗算した第２の乗算信号を出力するステップと、第２のアンテナが受信する第２の受信信号を二つに分岐するステップと、分岐された第２の受信信号の一方に、第２の重み係数と、第５の重み係数とを乗算した第３の乗算信号を出力するステップと、分岐された第２の受信信号の他方に、第１の重み係数と、第６の重み係数とを乗算した第４の乗算信号を出力するステップと、第３のアンテナが受信する第３の受信信号を二つに分岐するステップと、分岐された第３の受信信号の一方に、第１の重み係数と、第４の重み係数とを乗算した第５の乗算信号を出力するステップと、分岐された第３の受信信号の他方に、第２の重み係数と、第３の重み係数とを乗算した第６の乗算信号を出力するステップと、第１の乗算信号と、第３の乗算信号と、第５の乗算信号とを加算した信号と、第２の乗算信号と、第４の乗算信号と、第４の乗算信号とを減算した信号とを合成するステップとを含む。
【００１８】
上記のように、ＯＦＤＭ信号受信装置が三つのアンテナを備え、干渉信号を送信する基地局が二つである場合、受信信号に含まれる二つの干渉信号を除去することが可能となる。
【００１９】
また、本発明は、複数シンボルのトレーニング信号を含むＯＦＤＭ信号を、複数のアンテナで受信するＯＦＤＭ信号受信装置において、当該ＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングを推定するためのシンボルタイミング推定方法であって、複数のアンテナがそれぞれ受信する干渉信号を検出するステップと、干渉信号を送信する干渉局と複数のアンテナとの間の伝送路特性を示す複数の重み係数を計算して出力するステップと、複数のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と干渉信号とが混在した複数の受信信号と、予め保持する所望信号のトレーニング信号との相関値を計算し、複数の相関信号を出力するステップと、複数の相関信号を複数の重み係数に基づいて重み付けし、重み付けされた複数の相関信号を合成することによって、干渉信号が抑圧された合成相関信号を出力するステップと、合成相関信号のピーク値となるタイミングを、所望信号のシンボルタイミングと推定するステップと、合成相関信号の二つピーク値を用いて、所望信号を送信する送信局とＯＦＤＭ信号受信装置との間の周波数誤差を推定するステップとを備える。
【００２０】
好ましくは、干渉局の数が一つであり、ＯＦＤＭ信号受信装置が第１のアンテナと第２のアンテナとを備える場合、重み係数を計算して出力するステップは、干渉局と第１のアンテナとの間の伝送路特性を示す第１の重み係数を、第１のアンテナが受信する干渉信号を用いて計算するステップと、干渉局と第２のアンテナとの間の伝送路特性を示す第２の重み係数を、第２のアンテナが受信する干渉信号を用いて計算するステップとを含み、合成受信信号を生成するステップは、第１のアンテナが受信する受信信号に対応する第１の相関信号と第２の重み係数とを乗算することによって、第１の乗算信号を生成するステップと、第２のアンテナが受信する受信信号に第２の相関信号と第１の重み係数とを乗算することによって、第２の乗算信号を生成するステップと、第１の乗算信号と第２の乗算信号との差を、合成受信信号として計算するステップとを含む。
【００２１】
好ましくは、干渉局の数が、第１の干渉局および第２の干渉局の二つであり、ＯＦＤＭ信号受信装置が、第１のアンテナと、第２のアンテナと、第３のアンテナとを備える場合、重み係数を計算するステップは、第１の干渉局が送信する第１の干渉信号を検出するステップと、第１の干渉局と第１のアンテナとの間の伝送路特性を示す第１の重み係数を、第１のアンテナが受信する第１の干渉信号を用いて計算するステップと、第１の干渉局と第２のアンテナとの間の伝送路特性を示す第３の重み係数を、第２のアンテナが受信する第１の干渉信号を用いて計算するステップと、第１の干渉局と第３のアンテナとの間の伝送路特性を示す第５の重み係数を、第３のアンテナが受信する第１の干渉信号を用いて計算するステップと、第２の干渉局が送信する第２の干渉信号を検出するステップと、第２の干渉局と第１のアンテナとの間の伝送路特性を示す第２の重み係数を、第１のアンテナが受信する第２の干渉信号を用いて計算するステップと、第２の干渉局と第２のアンテナとの間の伝送路特性を示す第４の重み係数を、第２のアンテナが受信する第２の干渉信号を用いて計算するステップと、第２の干渉局と第３のアンテナとの間の伝送路特性を示す第６の重み係数を、第３のアンテナが受信する第２の干渉信号を用いて計算するステップとを含み、合成受信信号を生成するステップは、第１のアンテナが受信する受信信号に対応する第１の相関信号を二つに分岐するステップと、分岐された第１の相関信号の一方に、第３の重み係数と、第６の重み係数とを乗算した第１の乗算信号を出力するステップと、分岐された第１の相関信号の他方に、第４の重み係数と、第５の重み係数とを乗算した第２の乗算信号を出力するステップと、第２のアンテナが受信する受信信号に対応する第２の相関信号を二つに分岐するステップと、分岐された第２の相関信号の一方に、第２の重み係数と、第５の重み係数とを乗算した第３の乗算信号を出力するステップと、分岐された第２の相関信号の他方に、第１の重み係数と、第６の重み係数とを乗算した第４の乗算信号を出力するステップと、第３のアンテナが受信する受信信号に対応する第３の相関信号を二つに分岐するステップと、分岐された第３の相関信号の一方に、第１の重み係数と、第４の重み係数とを乗算した第５の乗算信号を出力するステップと、分岐された第３の相関信号の他方に、第２の重み係数と、第３の重み係数とを乗算した第６の乗算信号を出力するステップと、第１の乗算信号と、第３の乗算信号と、第５の乗算信号とを加算した信号と、第２の乗算信号と、第４の乗算信号と、第４の乗算信号とを減算した信号とを合成するステップとを含む。
【００２２】
上記のように、複数の受信信号と所望信号のトレーニング信号との相関量をそれぞれ演算した複数の相関信号を生成した後に、複数の相関信号に対して重み付けを行い、重み付けされた複数の相関信号を合成することによって、干渉信号が抑圧された合成相関信号を得ることができる。したがって、高精度なシンボルタイミングの推定および周波数誤差の推定が可能となる。
【００２３】
好ましくは、重み係数を計算して出力するステップは、複数のアンテナがそれぞれ受信する複数の干渉信号と所望信号のトレーニング信号との相関値である複数の干渉相関信号を用いて、複数の重み係数を計算する。
【００２４】
また、本発明は、複数シンボルのトレーニング信号を含むＯＦＤＭ信号を、Ｎ個（Ｎは１以上の自然数）のアンテナで受信するＯＦＤＭ信号受信装置において、当該ＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングを推定するためのシンボルタイミング推定方法であって、Ｎ個のアンテナがそれぞれ受信する干渉信号と雑音とが混在する含むＮ個の不要信号を検出するステップと、Ｎ個の不要信号をＮ行１列の不要信号行列Ｕとした場合、Ｕ＊ＵH （＊は乗算演算子、ＡH は、行列Ａの複素共役転置行列を表す）を共分散行列Ｒｕｕとして計算するステップと、Ｎ個のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と不要信号とが混在するＮ個の受信信号と、予め保持する所望信号のトレーニング信号との相関値を計算し、Ｎ個の相関信号を出力するステップと、Ｎ個の相関信号から、所望信号の送信局とＮ個のアンテナとの間の伝送路特性を示すＮ行１列の相関信号行列を求めるステップと、相関信号行列をＨとした場合、ＨH （ＨＨH ＋Ｒｕｕ）-1（Ａ-1は行列Ａの逆行列を表す）を複数の相関信号を合成するための重み行列Ｗとして計算するステップと、Ｗ＊Ｈを不要信号成分が抑圧された合成相関信号として計算するステップと、合成相関信号のピーク値となるタイミングを、所望信号のシンボルタイミングと推定するステップと、合成相関信号の二つピーク値を用いて、所望信号を送信する送信局と当該ＯＦＤＭ信号受信装置との間の周波数誤差を推定するステップとを備える。
【００２５】
このように、Ｎ個のアンテナがそれぞれ受信する干渉信号と雑音とが混在する含むＮ個の不要信号を用いて共分散行列と、Ｎ個の相関信号から、所望信号の送信局とＮ個のアンテナとの間の伝送路特性を示すＮ行１列の相関信号行列をを複数の相関信号とを用いて重み行列Ｗとして計算することによって、干渉信号の他に、白色雑音などの雑音が抑圧された合成相関信号を得ることができる。したがって、さらに高精度なシンボルタイミングの推定と周波数誤差の推定とが可能となる。
【００２６】
好ましくは、共分散行列Ｒｕｕを計算して出力するステップは、複数のアンテナがそれぞれ受信する複数の不要信号と所望信号のトレーニング信号との相関値である複数の不要相関信号を用いて、不要信号の共分散行列Ｒｕｕを計算する。
【００２７】
また、本発明は、複数シンボルのトレーニング信号を含むＯＦＤＭ信号を、複数のアンテナで受信するＯＦＤＭ信号受信装置であって、複数のアンテナがそれぞれ受信する干渉信号を検出し、干渉信号を送信する干渉局と複数のアンテナとの間の伝送路特性を示す複数の重み係数を計算して出力する不要信号測定器と、複数のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と干渉信号とが混在した複数の受信信号を、複数の重み係数に基づいて重み付けし、重み付けされた複数の受信信号を合成することによって、干渉信号が抑圧された合成受信信号を出力する受信信号合成部と、合成受信信号と、予め保持する所望信号のトレーニング信号との相関値を計算し、合成相関信号を出力する相関量演算器と、合成相関信号のピーク値となるタイミングを、所望信号のシンボルタイミングと推定するシンボルタイミング推定器と、
合成相関信号の二つピーク値を用いて、所望信号を送信する送信局とＯＦＤＭ信号受信装置との間の周波数誤差を推定する周波数誤差推定部とを備える。
【００２８】
また、本発明は、複数シンボルのトレーニング信号を含むＯＦＤＭ信号を、複数のアンテナで受信するＯＦＤＭ信号受信装置であって、複数のアンテナがそれぞれ受信する干渉信号を検出し、当該干渉信号を送信する干渉局と複数のアンテナとの間の伝送路特性を示す複数の重み係数を計算して出力するステップ不要信号測定器と、複数のアンテナに対応して設置され、複数のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と干渉信号とが混在する複数の受信信号と、予め保持する所望信号のトレーニング信号との相関値をそれぞれ計算し、相関信号を出力する複数の相関演算器と、複数の相関信号を、複数の重み係数に基づいて重み付けし、重み付けされた複数の相関信号を合成することによって、干渉信号が抑圧された合成相関信号を出力する相関出力合成器と、合成相関信号のピーク値となるタイミングを、所望信号のシンボルタイミングと推定するシンボルタイミング推定器と、合成相関信号の二つピーク値を用いて、所望信号を送信する送信局とＯＦＤＭ信号受信装置との間の周波数誤差を推定する周波数誤差推定器とを備える。
【００２９】
また、本発明は、複数シンボルのトレーニング信号を含むＯＦＤＭ信号を、Ｎ個（Ｎは１以上の自然数）のアンテナで受信するＯＦＤＭ信号受信装置であって、Ｎ個のアンテナがそれぞれ受信する干渉信号と雑音とが混在するＮ個の不要信号を検出し、当該Ｎ個の不要信号をＮ行１列の不要信号行列Ｕとした場合、Ｕ＊ＵH （＊は乗算演算子、ＡH は、行列Ａの複素共役転置行列を表す）を不要信号の共分散行列Ｒｕｕとして計算する不要信号測定器と、Ｎ個のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と不要信号とを含むＮ個の受信信号と、予め保持する所望信号のトレーニング信号との相関値を計算して相関信号をそれぞれ出力するＮ個の相関量演算器と、Ｎ個の相関信号から、所望信号の送信局とＮ個のアンテナとの間の伝送路特性を示すＮ行１列の相関信号行列を求め、当該相関信号行列をＨとした場合、Ｗ＝ＨH （ＨＨH ＋Ｒｕｕ）-1（Ａ-1は行列Ａの逆行列を表す）を複数の相関信号を合成するための重み行列Ｗとして計算し、Ｗ＊Ｙを不要信号成分が抑圧された合成相関信号を合成する相関出力合成器と、合成相関信号のピーク値となるタイミングを、所望信号のシンボルタイミングと推定するシンボルタイミング推定器と、合成相関信号の二つピーク値を用いて、所望信号を送信する送信局と当該ＯＦＤＭ信号受信装置との間の周波数誤差を推定する周波数誤差推定器とを備える。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、所望信号を受信しない時間において、各アンテナごとに入力される干渉信号を受信し、干渉信号を送信する干渉局と複数のアンテナとの間の伝送路特性を示す複数の重み係数を計算し、複数のアンテナがそれぞれ受信する所望信号と干渉信号とが混在した複数の受信信号を、複数の重み係数に基づいて重み付けし、重み付けされた複数の受信信号を合成することによって、干渉信号が抑圧された合成受信信号を出力する。これにより、不要信号成分が抑圧された受信信号と、所望信号のトレーニング信号との相関量を演算することができるため、高精度なシンボルタイミングの推定と、周波数ずれの推定とを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置１の構成を示す図である。図１において、ＯＦＤＭ信号受信装置１は、第１のアンテナ１１ａと、第２のアンテナ１１ｂと、不要信号測定器１２と、受信信号合成器１３と、相関演算器１４と、周波数誤差推定器１５と、第１の周波数誤差補正器１６ａと、第２の周波数誤差補正器１６ｂと、シンボル同期推定部１７と、第１のＦＦＴ演算器１８ａと、第２のＦＦＴ演算器１８ｂと、復調器１９を備える。
【００３２】
第１のアンテナ１１ａおよび第２のアンテナ１１ｂは、図示しない送信局から送信された信号をそれぞれ受信する。
【００３３】
不要信号測定器１２は、所望の送信局（図示せず、以下、所望局という）が送信する信号（以下、所望信号という）を受信しない時間において、第１のアンテナ１１ａと第２のアンテナ１１ｂとにそれぞれ入力される不要信号の重み係数を計算し、受信信号合成器１３に出力する。不要信号測定器１２の詳細な動作については、後述する。
【００３４】
受信信号合成器１３は、各アンテナの重み係数に基づいて、第１のアンテナ１１ａと第２のアンテナ１１ｂとにそれぞれ入力される受信信号に対して重み付けを行う。受信信号合成器１３は、重み付けされた二つの受信信号を合成して、出力する。
【００３５】
相関演算器１４は、既知である所望信号のトレーニング信号と、受信信号合成器１３が合成した受信信号（以下、合成受信信号という）との相関値を計算し、合成相関信号を出力する。
【００３６】
周波数誤差推定器１５は、相関演算器１４が計算した相関値を用いて、受信信号の周波数誤差を推定して、周波数誤差値を出力する。
【００３７】
第１の周波数誤差補正器１６ａは、周波数誤差値に基づいて、第１のアンテナ１１ａが受信した受信信号の周波数誤差成分を除去する。第２の周波数誤差補正器１６ｂは、第２のアンテナ１１ｂが受信した受信信号の周波数誤差成分を除去する。
【００３８】
シンボル同期推定器１７は、相関演算器１４が出力する合成相関信号からシンボルタイミングを推定する。また、シンボル同期推定器１７は、ＦＦＴ演算のための区間窓を設定して、第１のＦＦＴ演算器１８ａおよび第２のＦＦＴ演算器１８ｂに出力する。
【００３９】
第１のＦＦＴ演算器１８ａは、区間窓に基づいて、第１のアンテナ１１ａが受信した受信信号をシンボル単位でＦＦＴ演算を行い、受信信号を各サブキャリアに分離する。第２のＦＦＴ演算器１８ｂは、第１のＦＦＴ演算器１８ａと同様に、第２のアンテナ１１ｂが受信した受信信号を各サブキャリアに分離する。
【００４０】
復調器１９は、第１のＦＦＴ演算器１８ａおよび第２のＦＦＴ演算器１８ｂがそれぞれ分離したサブキャリアを復調して、データを再生する。
【００４１】
図２は、ＯＦＤＭ信号受信装置１の動作の概要を示すフローチャートである。ＯＦＤＭ信号受信装置１は、所望信号を受信していない状態で、図２に示す処理を開始する。
【００４２】
ＯＦＤＭ信号受信装置１は、不要信号を検出しているか否か判断する（ステップＳ１１）。なお、不要信号とは、所望局以外の送信局（以下、干渉局という）から送信される信号（干渉信号）である。ＯＦＤＭ信号受信装置１は、不要信号を検出した場合、第１のアンテナ１１ａおよび第２のアンテナ１１ｂにそれぞれ入力される不要信号から、干渉局とそれぞれのアンテナとの間の伝送特性を示す重み係数を求める（ステップＳ１２）。
【００４３】
ＯＦＤＭ信号受信装置１は、重み係数を求めると、所望信号の受信を待機する。ＯＦＤＭ信号受信装置１は、所望信号を受信すると（ステップＳ１３におけるＹｅｓ）、重み係数を用いて、第１のアンテナ１１ａに入力される信号（以下、第１の受信信号という）、および第２のアンテナ１１ｂに入力される信号（以下、第２の受信信号という）に対して、重み付けを行う（ステップＳ１４）。
【００４４】
ＯＦＤＭ信号受信装置１は、重み付けされた第１の受信信号と、重み付けされた第２の受信信号とを合成し、合成受信信号を出力する（ステップＳ１５）。ＯＦＤＭ信号受信装置１は、合成された受信信号と、予め保持する所望信号のトレーニング信号との相関を求め、合成相関信号を生成する（ステップＳ１６）。ＯＦＤＭ信号受信装置１は、合成相関信号を用いて、シンボルタイミングを決定し、窓関数を生成する（ステップＳ１７）。ＯＦＤＭ信号受信装置１は、合成相関信号を用いて、周波数ずれを推定する。（ステップＳ１８）。
【００４５】
図３および図４を用いて、ＯＦＤＭ信号受信装置１の動作を詳細に説明する。図３は、ＯＦＤＭ信号受信装置１における不要信号測定器１２および受信信号合成器１３の動作を具体的に説明するための図である。図４は、無線信号装置１が処理する信号の波形の一例を示す図である。なお、図４において、破線で示される正方形の枠は、信号のシンボル単位を表す。
【００４６】
図３は、ＯＦＤＭ信号受信装置１を構成する、第１のアンテナ１１ａ、第２のアンテナ１１ｂ、不要信号測定器１２、および受信信号合成器１３のみを表示し、それ以外の構成の表示を省略する。図２に示すように、不要信号測定器１２は、干渉信号伝送路検出器１２１を含む。受信信号合成器１３は、第１の乗算器１３１と、第２の乗算器１３２と、加算器１３３とを含む。
【００４７】
図３に示すように、ＯＦＤＭ信号受信装置１は、所望局８０１が送信する所望信号および干渉局８０２が送信する干渉信号を受信するものとする。なお、以下の説明では、不要信号は、干渉信号に相当する。所望信号をＳ（ｔ）とし、干渉信号をＩ（ｔ）とする。第１のアンテナ１１ａに入力される所望信号Ｓ（ｔ）の重み係数をｈ11とする。第２のアンテナ１１ｂに入力される所望信号Ｓ（ｔ）の重み係数をｈ21とする。第１のアンテナ１１ａに入力される干渉信号Ｉ（ｔ）の重み係数（以下、第１の重み係数という）をｈ12とする。第２のアンテナ１１ｂに入力される干渉信号Ｉ（ｔ）の重み係数（以下、第２の重み係数という）をｈ22とする。なお、Ｓ（ｔ）、Ｉ（ｔ）、ｈ11、ｈ21、ｈ12、およびｈ22は、ベクトルである。
【００４８】
図４（ａ）は、所望信号Ｓ（ｔ）の一例を示す図である。図４（ａ）に示す所望信号Ｓ（ｔ）は、２シンボルのトレーニング信号と、その後に続く複数シンボルのデータ信号とを有する。所望信号Ｓ（ｔ）のトレーニング信号のシンボル数は２以上であればよい。
【００４９】
第１のアンテナ１１ａおよび第２のアンテナ１１ｂは、所望信号Ｓ（ｔ）を受信しない時間に、図４（ｂ）に示す干渉信号を受信する。干渉信号伝送路検出器１２１は、受信した干渉信号を用いて、第１の重み係数ｈ12と第２の重み係数ｈ22とを求める。この処理は、図２に示すステップＳ１２に相当する。
【００５０】
干渉信号伝送路検出器１２１は、干渉信号Ｉ（ｔ）が既知である場合、第１の重み係数ｈ12および第２の重み係数ｈ22の固有の値を求める。干渉信号Ｉ（ｔ）が既知である場合とは、例えば、ＯＦＤＭ信号受信装置１が、干渉信号Ｉ（ｔ）に含まれるトレーニング信号を予め保持している場合などが考えられる。
【００５１】
干渉信号伝送路検出器１２１は、第１の重み係数ｈ12および第２の重み係数ｈ22の固有の値を求めることができない場合、ｈ12とｈ22との相対関係を求める。干渉信号伝送路検出器１２１は、所定の時間内において、第１のアンテナ１１ａが受信した干渉信号Ｉ（ｔ）と第２のアンテナ１１ｂがそれぞれ受信した干渉信号Ｉ（ｔ）とを比較することによって、ｈ12とｈ22との相対関係を求めることができる。
【００５２】
以下の説明では、第１の重み係数ｈ12および第２の重み係数ｈ22が固有の値である場合を説明する。所望局８０１から所望信号Ｓ（ｔ）の送信が開始される。このとき、第１の受信信号をＲ１（ｔ）とし、第２の受信信号をＲ１（ｔ）とする。図４（ｃ）は、第１の受信信号Ｒ１（ｔ）の一例を示す図である。また、図４（ｄ）は、第２の受信信号Ｒ２（ｔ）の一例を示す図である。図４（ｃ）および（ｄ）に示すように、第１の受信信号Ｒ１（ｔ）および第２の受信信号Ｒ２（ｔ）は、所望信号Ｓ（ｔ）と干渉信号Ｉ（ｔ）とが合成された信号となる。このとき、第１の受信信号Ｒ１（ｔ）および第２の受信信号Ｒ２（ｔ）は、（１）式のように表すことができる。
【００５３】
【数１】
2006340312.tif 000003
【００５４】
不要信号測定器１２は、第１の重み係数ｈ12を第２の乗算器１３２に出力し、第２の重み係数ｈ22を、第１の乗算器１３１に出力する。受信信号合成器１３において、第１の乗算器１３１は、第１の受信信号Ｒ１（ｔ）と第２の重み係数ｈ22とを乗算して、第１の乗算信号Ｒ３（ｔ）を出力する。第１の乗算信号Ｒ３（ｔ）は、（２）式のように表される。
【００５５】
【数２】
2006340312.tif 000004
【００５６】
第２の乗算器１３２は、第２の受信信号Ｒ２（ｔ）と第１の重み係数ｈ12とを乗算して、第２の乗算信号Ｒ４（ｔ）を出力する。第２の乗算信号Ｒ４（ｔ）は、（３）式のように表される。
【００５７】
【数３】
2006340312.tif 000005
【００５８】
第１の乗算器１３１および第２の乗算器１３２が行う処理は、図２に示すステップＳ１４に相当する。
【００５９】
加算器１３３は、第１の乗算信号Ｒ３（ｔ）と第２の乗算信号Ｒ４（ｔ）とを合成し、合成受信信号Ｒ（ｔ）を出力する。合成受信信号Ｒ（ｔ）は、（４）式のように表される。なお、加算器１３３が行う処理は、図２に示すステップＳ１５に相当する。
【００６０】
【数４】
2006340312.tif 000006
【００６１】
（４）式から明らかなように、合成受信信号Ｒ（ｔ）は、干渉信号Ｉ（ｔ）の成分を有さない。したがって、合成受信信号Ｒ（ｔ）から干渉信号Ｉ（ｔ）が除去されていることがわかる。図４（ｅ）は、合成受信信号Ｒ（ｔ）の一例を示す図である。図４（ｅ）からも明らかなように、合成信号Ｒ（ｔ）から干渉信号Ｉ（ｔ）が除去されている。
【００６２】
相関演算器１４は、合成受信信号Ｒ（ｔ）と、予め記憶している所望信号Ｓ（ｔ）のトレーニング信号との相関値を計算して出力する。この処理は、図２に示すステップＳ１６が相当する。図４（ｆ）は、合成受信信号Ｒ（ｔ）と所望信号Ｓ（ｔ）との相関値を示す図である。図４（ｆ）に示すように、合成相関信号は、干渉信号Ｉ（ｔ）を除去した合成受信信号から相関値を求めているため、相関値のピークとノイズとの差が大きく表れている。
【００６３】
周波数誤差推定器１５は、入力された合成相関信号の二つのピークの位相差と、ピーク信号の時間差とから、受信信号の周波数ずれを推定する。シンボル同期推定部１７は、入力された相関値のピーク値からシンボルタイミングの検出を行い、ガードインターバルを考慮したＦＦＴ演算を行うための区間窓を示す信号を生成して出力する。この処理は、図２に示すステップＳ１７が相当する。
【００６４】
以下の説明では、第１の重み係数ｈ12と第２の重み係数ｈ22との相対関係のみが得られる場合における、ＯＦＤＭ信号受信装置１の動作を説明する。
【００６５】
所望信号Ｓ（ｔ）を受信しない時間において、第１のアンテナ１１ａおよび第２のアンテナ１１ｂが受信する干渉信号が未知の信号である場合、干渉信号伝送路検出器１２１は、第１の重み係数ｈ12に対する第２の重み係数ｈ22の相対値を求める。ｈ12＝１、ｈ22＝ａであるとすると、第１の受信信号Ｒ１（ｔ）および第２の受信信号Ｒ２（ｔ）は、（５）式のように表される。。
【００６６】
【数５】
2006340312.tif 000007
【００６７】
第１の乗算器１４１の出力信号Ｒ３（ｔ）、および第２の乗算器１４２の出力信号Ｒ４（ｔ）は、（６）式のように表される。
【００６８】
【数６】
2006340312.tif 000008
【００６９】
この結果、合成信号Ｒ（ｔ）は、以下のように表される。
【００７０】
【数７】
2006340312.tif 000009
【００７１】
（７）式のように、干渉信号が未知であっても、ＯＦＤＭ信号受信装置１は、第１の重み係数に対する第２の重み係数の相対値を用いることによって、受信信号に含まれる干渉信号の成分を除去することができる。
【００７２】
このように、図１に示すＯＦＤＭ信号受信装置１は、所望信号を受信しない時間に二つのアンテナにそれぞれ入力される干渉信号の重み係数を用いて、それぞれにアンテナに入力された受信信号の重み付けを行い、合成する。これにより、ＯＦＤＭ信号受信装置１は、受信信号に混在する干渉信号を除去することができる。したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置１は、干渉信号が存在する環境においても、所望信号のシンボルタイミングの正確な検出、および精度の高い周波数誤差の補正を行うことが可能となる。
【００７３】
なお、ＯＦＤＭ信号受信装置１は、図５に示す構成でも、図３に示す構成と同様の効果を得ることができる。図５に示すＯＦＤＭ信号受信装置２は、図１に示すＯＦＤＭ信号受信装置１の受信信号合成器１３および相関演算器１４に代えて、第１の相関演算器１４ａと、第２の相関演算器１４ｂと、相関出力合成器１３ｂとを備える。
【００７４】
ＯＦＤＭ信号受信装置２が、干渉信号のみを受信している場合、第１の相関演算器１４ａは、第１のアンテナ１１ａに入力される干渉信号（以下、第１の干渉信号という）と、所望信号のトレーニング信号とを乗算し、第１の干渉相関信号を求める。第２の相関演算器１４ｂは、第２のアンテナ１１ｂに入力される干渉信号（以下、第２の干渉信号という）と、所望信号のトレーニング信号とを乗算し、第２の干渉相関信号を求める。ＯＦＤＭ信号受信装置２が、所望信号を受信している場合、第１の相関演算器１４ａは、第１の受信信号と、所望信号のトレーニング信号とを乗算し、第１の相関信号を求める。第２の相関演算器１４ｂは、第２の受信信号と、所望信号のトレーニング信号とを乗算し、第２の相関信号を求める。
【００７５】
不要信号測定器１２は、第１の干渉相関信号および第２の干渉相関信号から、第１の重み係数ｈ12および第２の重み係数ｈ22をそれぞれ求める。相関出力合成器１３ｂは、受信信号合成器１３と同様に、各重み係数に基づいて、第１の相関信号と第２の相関信号とに対して、それぞれ重み付けを行う。相関出力合成器１３ｂは、重み付けされた、第１の相関信号および第２の相関信号を合成し、周波数誤差推定器１５およびシンボル同期推定器１７に合成相関信号を出力する。
【００７６】
第１の干渉相関信号、および第２の干渉相関信号は、第１の干渉信号および第２の干渉信号と、所望信号のトレーニング信号とをそれぞれ乗算したものである。また、第１の相関信号、および第２の相関信号は、第１の受信信号および第２の受信信号と、所望信号のトレーニング信号とをそれぞれ乗算したものである。したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置２で得られる相関信号は、ＯＦＤＭ信号受信装置の相関演算器１４から出力される信号と同じ信号となる。したがって、したがって、図４に示すＯＦＤＭ信号受信装置２は、図１に示すＯＦＤＭ信号受信装置と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
また、図８に示すＯＦＤＭ信号受信装置のように、不要信号測定器１２に、第１の干渉信号および第２の干渉信号を、直接入力してもよい。この場合でも、図１に示すＯＦＤＭ信号受信装置と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置３の構成を示すブロック図である。図６に示すＯＦＤＭ信号受信装置３は、第１のアンテナ１１ａと、第２のアンテナ１１ｂと、第３のアンテナ１１ｃと、不要信号測定器２２と、受信信号合成器２３と、相関演算器１４と、周波数誤差推定器１５と、第１の周波数誤差補正器１６ａと、第２の周波数誤差補正器１６ｂと、第３の周波数誤差補正器１６ｃと、シンボル同期検出器１７と、第１のＦＦＴ演算器１８ａと、第２のＦＦＴ演算器１８ｂと、第３のＦＦＴ演算器１８ｃと、復調器１９とを備える。
【００７９】
図６に示すＯＦＤＭ信号受信装置３は、第３のアンテナ１１ｃと、不要信号測定器２２と、受信信号合成器２３と、第３の周波数誤差検出器１６ｃと、第３のＦＦＴ演算器１８ｃとを新たに備える点が、図１に示すＯＦＤＭ信号受信装置１と異なる。以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に、第２の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置３を説明する。
【００８０】
ＯＦＤＭ信号受信装置３の動作の概要は、図２に示すＯＦＤＭ信号受信装置１のフローチャートと同様であるため、その説明を省略する。
【００８１】
図７は、ＯＦＤＭ信号受信装置２の詳細な動作を説明するための図である。図７において、ＯＦＤＭ信号受信装置３に係る第１のアンテナ１１ａ、第２のアンテナ１１ｂ、第３のアンテナ１１ｃ、不要信号測定器２２、および受信信号合成器２３以外の構成の表示を省略している。
【００８２】
図７において、不要信号測定器２２は、第１の干渉信号伝送路検出器２２１と、第２の干渉信号伝送路検出器２２２とを含む。受信信号合成器２３は、第１の乗算器２３１と、第２の乗算器２３２と、第３の乗算器２３３と、第４の乗算器２３４と、第５の乗算器２３５と、第６の乗算器２３６と、第７の乗算器２３７と、第８の乗算器２３８と、第９の乗算器２３９と、第１０の乗算器２４０と、第１１の乗算器２４１と、第１２の乗算器２４２と、加算器２４３とを含む。
【００８３】
ＯＦＤＭ信号受信装置３は、所望局８０１、第１の干渉局８０２、および第２の干渉局８０３がそれぞれ送信する信号を受信する。第１の干渉信号および第２の干渉信号は、不要信号に相当する。所望信号をＳ（ｔ）、第１の干渉信号をＩａ（ｔ）、第２の干渉信号をＩｂ（ｔ）とする。なお、Ｓ（ｔ）、Ｉａ（ｔ）およびＩｂ（ｔ）は、それぞれベクトルである。
【００８４】
ＯＦＤＭ信号受信装置３は、所望信号Ｓ（ｔ）を受信する前に、第１の干渉信号Ｉａ（ｔ）および第２の干渉信号Ｉｂ（ｔ）を、それぞれ独立に受信する。第１の干渉信号伝送路検出器２２１は、第１の干渉信号Ｉａ（ｔ）のみを受信する時間に、各アンテナに入力される第１の干渉信号Ｉａ（ｔ）の、各アンテナの重み係数を求める。第２の干渉信号伝送路検出器２２２は、第２の干渉信号Ｉｂ（ｔ）のみを受信する時間に、各アンテナに入力される第２の干渉信号Ｉｂ（ｔ）の、各アンテナの重み係数を求める。不要信号測定器２２は、受信信号合成器２３に、各重み係数を出力する。
【００８５】
第１のアンテナ１１ａに入力される第１の干渉信号Ｉａ（ｔ）の重み係数（以下、第１の重み係数という）をｈ12とする。第２のアンテナ１１ｂに入力される第１の干渉信号Ｉａ（ｔ）の重み係数（以下、第２の重み係数という）をｈ22とする。第３のアンテナ１１ｃに入力される第１の干渉信号Ｉａ（ｔ）の重み係数（以下、第３の重み係数という）をｈ32とする。
【００８６】
第１のアンテナ１１ａに入力される第２の干渉信号Ｉｂ（ｔ）の重み係数（以下、第４の重み係数という）をｈ13とする。第２のアンテナ１１ｂに入力される第２の干渉信号Ｉｂ（ｔ）の重み係数（以下、第５の重み係数という）をｈ23とする。第３のアンテナ１１ｃに入力される第２の干渉信号Ｉｂ（ｔ）の重み係数（以下、第６の重み係数という）をｈ33とする。
【００８７】
なお、第１のアンテナ１１ａに入力される所望信号Ｓ（ｔ）の重み係数をｈ11とする。第２のアンテナ１１ｂに入力される所望信号Ｓ（ｔ）の重み係数をｈ21とする。第３のアンテナ１１ｃに入力される所望信号Ｓ（ｔ）の重み係数をｈ31とする。ｈ11、ｈ21、ｈ31、ｈ12、ｈ22、ｈ32、ｈ13、ｈ23、およびｈ33は、ベクトル量である。
【００８８】
ＯＦＤＭ信号受信装置２は、各アンテナに対する第１の干渉信号および第２の干渉信号のそれぞれの重み係数を求めた後、所望信号Ｓ（ｔ）を受信する。第１のアンテナ１１ａ、第２のアンテナ１１ｂ、および第３のアンテナ１１ｃは、所望信号Ｓ（ｔ）と、第１の干渉信号Ｉａ（ｔ）と、第２の干渉信号Ｉｂ（ｔ）が合成された信号を受信する。第１のアンテナ１１ａが受信する信号を第１の受信信号をＲ１（ｔ）、第２のアンテナ１１ｂが受信する信号を第２の受信信号をＲ２（ｔ）、第３のアンテナ１１ｃが受信する信号を第３の受信信号をＲ３（ｔ）とする。このとき、Ｒ１（ｔ）、Ｒ２（ｔ）およびＲ３（ｔ）は、（８）式のように表される。
【００８９】
【数８】
2006340312.tif 000010
【００９０】
受信信号合成器２３は、第１の受信信号Ｒ（ｔ）を二つに分岐する。分岐された第１の受信信号の一方（以下、第１の受信信号ａという）は、第１の乗算器２３１において第２の重み係数ｈ22と乗算され、第２の乗算器２３２において第６の重み係数ｈ33と乗算される。乗算された第１の受信信号ａをＲ１ａ（ｔ）とする。Ｒ１ａ（ｔ）を、（９）式に示す。
【００９１】
【数９】
2006340312.tif 000011
【００９２】
分岐された第１の受信信号の他方（以下、第１の受信信号ｂという）は、第３の乗算器２３３において第３の重み係数ｈ32と乗算され、さらに、第４の乗算器２３４において、第４の重み係数ｈ23と乗算される。乗算された第１の受信信号ｂをＲ１ｂ（ｔ）とする。Ｒ１ｂ（ｔ）を（１０）式に示す。
【００９３】
【数１０】
2006340312.tif 000012
【００９４】
受信信号合成器２３は、第２の受信信号Ｒ２（ｔ）を二つに分岐する。分岐された第２の受信信号の一方（以下、第２の受信信号ａという）は、第５の乗算器２３５において第３の重み係数ｈ32と乗算され、第６の乗算器２３６において第４の重み係数ｈ13と乗算される。乗算された第２の乗算信号ａをＲ２ａ（ｔ）とする。Ｒ１ｂ（ｔ）を（１１）式に示す。
【００９５】
【数１１】
2006340312.tif 000013
【００９６】
分岐された第２の受信信号の他方（以下、第２の受信信号ｂという）は、第７の乗算器２３７において第３の重み係数ｈ12と乗算され、第８の乗算器２３８において、第６の重み係数ｈ33と乗算される。乗算された第２の乗算信号ｂをＲ２ｂ（ｔ）とする。Ｒ２ｂ（ｔ）を（１２）式に示す。
【００９７】
【数１２】
2006340312.tif 000014
【００９８】
受信信号合成器２３は、第３の受信信号Ｒ３（ｔ）を二つに分岐する。分岐された第３の受信信号の一方（以下、第３の受信信号ａという）は、第９の乗算器２３９において第１の重み係数ｈ12と乗算され、第１０の乗算器２４０において第５の重み係数ｈ23と乗算される。乗算された第３の受信信号ａをＲ３ａ（ｔ）とする。Ｒ３ａ（ｔ）を（１３）式に示す。
【００９９】
【数１３】
2006340312.tif 000015
【０１００】
分岐された第３の受信信号の他方（以下、第３の受信信号ｂという）は、第１１の乗算器２４１において第２の重み係数ｈ22と乗算され、第１２の乗算器２４２において、第４の重み係数ｈ13と乗算される。乗算された第３の乗算信号ｂをＲ３ｂ（ｔ）とする。Ｒ３ｂ（ｔ）を（１４）式に示す。
【０１０１】
【数１４】
2006340312.tif 000016
【０１０２】
加算器２４３は、Ｒ１ａ（ｔ）と、Ｒ２ｂ（ｔ）と、Ｒ３ａ（ｔ）とを加算する。加算器２４３は、加算結果から、Ｒ１ｂ（ｔ）と、Ｒ２ｂ（ｔ）と、Ｒ３ｂ（ｔ）とを減算する。加算器２４３の出力信号を合成受信信号Ｒ（ｔ）とすると、Ｒ（ｔ）は、（１５）式のように表される。
【０１０３】
【数１５】
2006340312.tif 000017
【０１０４】
（１５）式から明らかなように、合成受信信号Ｒ（ｔ）は、干渉信号の成分を含まない。従って、ＯＦＤＭ信号受信装置３は、加算器２４３の出力信号とトレーニング信号との相関値を用いて、精度の高いシンボルタイミングの推定と周波数誤差の推定とを行うことが可能となる。
【０１０５】
第１の実施形態と同様に、第１の干渉信号Ｉａ（ｔ）および第２の干渉信号Ｉｂ（ｔ）が既知である場合、ｈ12、ｈ22、ｈ32、ｈ13、ｈ23およびｈ33は、固有の値となる。干渉信号が既知である場合とは、例えば、ＯＦＤＭ信号受信装置３が、第１および第２の干渉信号に含まれるトレーニング信号を保持している場合である。一方、第１および第２の干渉信号がＯＦＤＭ信号受信装置３にとって未知の信号である場合、干渉信号伝送路検出器２２１は、第１の実施形態と同様に、ｈ12、ｈ22、ｈ32、ｈ13、ｈ23およびｈ33の相対値を求めればよい。
【０１０６】
このように、第２の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置は、所望信号を受信しない時間において、３つのアンテナにそれぞれ入力される干渉信号の重み係数を求める。そして、それぞれにアンテナに入力された受信信号の重み付けを行い、合成する。これにより、ＯＦＤＭ信号受信装置１は、受信信号に混在する干渉信号を除去することができる。したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置１は、干渉信号が存在する環境においても、精度の高い所望信号のシンボルタイミングの推定、および周波数誤差の補正を行うことが可能となる。
【０１０７】
なお、第２の実施形態において、ＯＦＤＭ信号受信装置３は、相関演算器１４に代えて、第１の相関演算器１４ａと、第２の相関演算器１４ｂと、第３の相関演算器１４ｃとを備えても良い。第１の相関演算器１４ａ、第２の相関演算器１４ｂ、および第３の相関演算器１４ｃは、第１のアンテナ１１ａ、第２のアンテナ１１ｂ、および第３のアンテナ１１ｃにそれぞれ入力される信号と、予め保持する所望信号のトレーニング信号との相関を計算し、計算したそれぞれの相関信号を、不要信号測定器２２および受信信号合成器２３に入力する。このようにすることによって、第２の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置３と同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
また、第１の相関演算器１４ａ、第２の相関演算器１４ｂ、および第３の相関演算器１４ｃは、受信信号合成器２３にのみ、それぞれの相関信号を出力してもよい。
【０１０９】
なお、図７では、所望局の数と干渉局の数との合計が、ＯＦＤＭ信号受信装置２のアンテナの数とが一致する場合を説明した。しかし、ＯＦＤＭ信号受信装置２のアンテナの数が、送信局の数より多い場合、例えば、干渉局の数が１つの場合、第１の干渉信号伝送路検出器２２１および第２の干渉信号伝送路検出器２２２のどちらかが動作すればよい。第１の干渉信号伝送路検出器２２１のみが動作する場合、受信信号合成器２３は、第２の乗算器、第４の乗算器、第６の乗算器、第８の乗算器、第１０の乗算器、および第１２の乗算器で乗算処理を行わない。また、干渉局が存在しない場合、受信信号合成器２３は、第１の受信信号〜第３の受信信号に対して乗算処理を行わなければよい。
【０１１０】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置４の構成を示すブロック図である。図８に示すＯＦＤＭ信号受信装置４は、第１のアンテナ１１ａと、第２のアンテナ１１ｂと、第１の相関演算器３１ａと、第２の相関演算器３１ｂと、不要信号測定器３２と、相関出力合成器３３と、周波数誤差推定器１５と、第１の周波数誤差補正器１６ａと、第１の周波数誤差補正器１６ｂと、シンボル同期検出器１７と、第１のＦＦＴ演算器１８ａと、第２のＦＦＴ演算器１８ｂと、復調器１９とを備える。
【０１１１】
図８に示すＯＦＤＭ信号受信装置４、図１に示すＯＦＤＭ信号受信装置１の不要信号測定器１２と、受信信号合成器１３と、相関演算器１４とに代えて、第１の相関演算器３１ａと、第２の相関演算器３１ｂと、不要信号測定器３２と、相関出力合成器３３とを備える点が異なる。ＯＦＤＭ信号受信装置４において、ＯＦＤＭ信号受信装置１と同じ構成要素には、同じ参照符号を付している。以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１１２】
第１の相関演算器３１ａは、第１のアンテナ１１ａが受信する信号と、既知である所望信号に含まれるトレーニング信号との相関を計算して、第１の相関信号を出力する。
【０１１３】
第２の相関演算器３１ｂは、第２のアンテナ１１ｂが受信する信号と、既知である所望信号に含まれるトレーニング信号との相関を計算して、第２の相関信号を出力する。
【０１１４】
不要信号測定器３２は、所望信号を受信しない時間において、第１のアンテナ１１ａが受信する不要信号（以下、第１の不要信号という）と、第２のアンテナ１１ｂが受信する不要信号（以下、第２の不要信号という）とを同時に受信して、第１のアンテナ１１ａおよび第２のアンテナ１１ｂに入力される不要信号のアンテナ間共分散行列を求める。第３の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置４は、所望信号を受信しない期間において、各アンテナに同時に入力される不要信号を用いて、アンテナ間共分散行列を求める点が、第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置１と異なる。第１の不要信号および第２の不要信号には、干渉局が送信する干渉信号や、白色雑音などの雑音信号が含まれる。
【０１１５】
相関出力合成器３３は、第１の相関信号と、第２の相関信号と、アンテナ間の重み行列とを合成した合成相関信号を生成して出力する。重み行列については、後述する。
【０１１６】
図９および図１０を用いて、ＯＦＤＭ信号受信装置４の動作を詳細に説明する。図９は、ＯＦＤＭ信号受信装置４における不要信号測定器３２および相関出力合成器３３の動作を具体的に説明するための図である。図１０は、ＯＦＤＭ信号受信装置４が処理する信号の波形の一例を示す図である。図１０において、破線で示される正方形の枠は、信号のシンボル単位を表す。
【０１１７】
図９では、ＯＦＤＭ信号受信装置４を構成する、第１のアンテナ１１ａ、第２のアンテナ１１ｂ、第１の相関演算器３１ａ、第２の相関演算器３１ｂ、不要信号測定器３２、および相関出力合成器３３のみを表示し、それ以外の構成の表示を省略する。図９に示すように、不要信号測定器３２は、アンテナ間共分散行列演算器３２１を含む。相関出力合成器３３は、行列演算器３３１を含む。
【０１１８】
図１０（ａ）は、所望信号Ｓ（ｔ）の一例を示す図である。所望局８０１は、図１０（ａ）に示す所望信号を送信するものとする。
【０１１９】
図１０（ｂ）は、不要信号の一例を示す図である。図１０（ｂ）に示す不要信号ｕ（ｔ）は、干渉局８０２が送信する干渉信号Ｉ（ｔ）と、白色雑音などの雑音成分とを有する。不要信号測定器３２は、所望信号Ｓ（ｔ）を受信しない時間に、不要信号ｕ（ｔ）を受信する。具体的には、第１のアンテナ１１ａおよび第２のアンテナ１１ｂが、不要信号ｕ（ｔ）を、第１の不要信号ｕ１（ｔ）および第２の不要信号ｕ２（ｔ）としてそれぞれ受信する。なお、ｕ１（ｔ）およびｕ２（ｔ）は、それぞれベクトルで表される。この処理は、図２に示すステップＳ１１に相当する。
【０１２０】
不要信号測定器３２は、第１の不要信号ｕ１（ｔ）と、第２の不要信号ｕ２（ｔ）とから表される２行１列の不要信号行列Ｕを用いて、アンテナ間共分散行列Ｒｕｕを求める。不要信号行列Ｕは、（１６）式のように、アンテナ間共分散行列Ｒｕｕは、（１７）式のように表される。アンテナ間共分散行列Ｒｕｕを求める処理は、図２に示すステップＳ１２に相当する。
【０１２１】
【数１６】
2006340312.tif 000018
【数１７】
2006340312.tif 000019
【０１２２】
（１６）式および（１７）式から、アンテナ間共分散行列Ｒｕｕは、干渉信号Ｉ（ｔ）の他に、雑音成分の情報を含むことがわかる。なお、不要信号ｕ（ｔ）が干渉信号Ｉ（ｔ）を含まない場合、アンテナ間共分散行列Ｒｕｕは雑音成分のみを反映することになる。
【０１２３】
続いて、所望局が所望信号Ｓ（ｔ）を送信すると、第１のアンテナ１１ａおよび第２のアンテナ１１ｂは、所望信号Ｓ（ｔ）と不要信号ｕ（ｔ）とが合成された信号をそれぞれ受信する。第１の受信信号をｒ１（ｔ）とし、第２の受信信号をｒ２（ｔ）とする。図１０（ｃ）に、第１の受信信号ｒ１（ｔ）の波形の一例を示す。図１０（ｄ）に、第２の受信信号ｒ２（ｔ）の波形の一例を示す。
【０１２４】
第１の相関演算器３１ａは、第１の受信信号ｒ１（ｔ）と予め保持する所望信号のトレーニング信号との相関量を演算し、第１の相関信号ｈ１（ｔ）を生成する。図１０（ｅ）に、第１の相関信号ｈ１（ｔ）の一例を示す。第２の相関演算器３１ｂは、第２の受信信号ｒ２（ｔ）と予め保持する所望信号のトレーニング信号との相関量を演算し、第２の相関信号ｈ２（ｔ）を生成する。図１０（ｆ）に、第２の相関信号ｈ２（ｔ）の一例を示す。この処理は、図２に示すステップＳ１６に相当する。第３の実施形態の場合、ステップＳ１６の処理が、ステップＳ１３とステップＳ１４との間に行われることになる。
【０１２５】
第１の受信信号ｒ１（ｔ）および第２の受信信号ｒ２（ｔ）は、不要信号成分ｕ（ｔ）をそれぞれ含む。このため、図１０（ｃ）に示す第１の相関信号ｈ１（ｔ）および図１０（ｄ）に示す第２の相関信号ｈ２（ｔ）の信号のピークは、図２（ｆ）に示す合成相関信号の相関値のピークよりも小さい。
【０１２６】
相関出力合成器３３は、第１の相関信号ｈ１（ｔ）と、第２の相関信号ｈ２（ｔ）と、アンテナ間共分散行列Ｒｕｕとを用いて、合成相関信号を生成する。具体的には、相関出力合成器３３において、行列演算器３３１は、第１の相関信号ｈ１（ｔ）および第２の相関信号ｈ２（ｔ）とを、２行１列の相関信号行列Ｈとする。相関信号行列Ｈを、（１８）式に示す。
【０１２７】
【数１８】
2006340312.tif 000020
【０１２８】
行列演算器３３１は、相関信号行列Ｈと、アンテナ間共分散行列Ｒｕｕとを用いて、第１の相関信号と第２の相関信号とを合成するための重み行列Ｗを計算する。重み行列Ｗは、（１９）式に基づいて求められる。
【０１２９】
【数１９】
2006340312.tif 000021
【０１３０】
（１９）式において、Ａ-1は、行列Ａの逆行列を表す。重み行列Ｗは、１行２列の行列となる。行列演算器３３１は、重み行列Ｗに，相関行列Ｈを乗算することによって、合成相関信号行列Ｙを得る。合成相関信号行列Ｙは、（２０）式のように表される。合成相関信号行列Ｙは、１行１列の行列となり、図９に示す合成相関信号を示すベクトルが得られる。（１９）式に示されるように、行列演算器３３１は、ステップＳ１４の処理およびステップＳ１５の処理を同時に行う。
【０１３１】
【数２０】
2006340312.tif 000022
【０１３２】
（２０）式において、行列成分の計算を行うと、第１の不要信号成分ｕ１（ｔ）および第２の不要信号成分ｕ２（ｔ）とが除去される。図１０（ｇ）に、相関出力合成器３３が出力する合成相関信号の一例を示す。図１０（ｇ）に示すように、合成相関信号は、不要信号成分が抑圧されるため、図１０（ｃ）に示す第１の相関信号ｈ１（ｔ）および図１０（ｄ）に示す第２の相関信号ｈ２（ｔ）のピークと比較して大きくなる。
【０１３３】
不要信号測定器３２がアンテナ間共分散行列Ｒｕｕを求める際に、干渉信号Ｉ（ｔ）が不要信号ｕ（ｔ）を含まない場合、アンテナ間共分散行列Ｒｕｕは雑音成分のみを反映する。このため、合成相関信号は、入力される複数の相関値と雑音との比が最大になるように合成される。また、不要信号測定器３２がアンテナ間共分散行列Ｒｕｕを求める際に、干渉信号Ｉ（ｔ）が不要信号ｕ（ｔ）を含む場合、アンテナ間共分散行列Ｒｕｕは、干渉信号Ｉ（ｔ）および雑音成分を反映する。このため、相関出力合成器３３は、干渉信号Ｉ（ｔ）とを雑音成分とを抑圧した合成相関信号を合成する。
【０１３４】
ＯＦＤＭ信号受信装置４は、相関出力合成器３３の出力信号Ｙを用いてシンボルタイミングの推定と周波数誤差とを推定することにより、雑音および干渉信号の影響を抑圧した精度の高いシンボル同期の検出と、周波数誤差の補正を行う。なお、周波数誤差推定器、シンボル同期検出器、第１の周波数誤差補正器、第２の周波数誤差補正器、第１のＦＦＴ演算器、第２のＦＦＴ演算器、復調器の動作は、第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置１と同様であるため、説明を省略する。
【０１３５】
このように、第３の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置は、所望信号を受信しない時間に二つのアンテナにそれぞれ入力される、干渉信号の成分と雑音成分とが混在する不要信号の重み係数として、アンテナ間共分散行列として求める。そして、アンテナ間共分散行列を用いて、アンテナごとに入力された受信信号の重み付けを行い、合成する。これにより、第３の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置は、受信信号に含まれる干渉信号の成分および雑音信号の成分を除去することができる。したがって、第３の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置は、第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置と比較して、より精度の高いシンボルタイミングの推定、および周波数ずれの補正が可能となる。
【０１３６】
（第４の実施形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置５の構成を示すブロック図である。図１０に示すＯＦＤＭ信号受信装置４は、第１のアンテナ１１ａと、第２のアンテナ１１ｂと、第３のアンテナ１１ｃと、第１の相関演算器３１ａと、第２の相関演算器３１ｂと、第３の相関演算器３１ｃと、不要信号測定器４２と、相関出力合成器４３と、周波数誤差推定器１５と、第１の周波数誤差補正器１６ａと、第１の周波数誤差補正器１６ｂと、第３の周波数誤差補正器１６ｃと、シンボル同期検出器１７と、第１のＦＦＴ演算器１８ａと、第２のＦＦＴ演算器１８ｂと、第３のＦＦＴ演算器１８ｃと、復調器１９とを備える。
【０１３７】
図１１からわかるように、ＯＦＤＭ信号受信装置５は、図８に示すＯＦＤＭ信号受信装置４と比較して、第３のアンテナ１１ｃと、第３の相関演算器３１ｃと、第３の周波数誤差演算器１６ｃと、第３のＦＦＴ演算器１８ｃとをさらに備える。ＯＦＤＭ信号受信装置５は、図８に示すＯＦＤＭ信号受信装置４の不要信号測定器３２と相関出力合成器３３とに代えて、不要信号測定器４２と相関出力合成器４３とを備える。図８に示すＯＦＤＭ信号受信装置４と同一の動作を行うブロックについては、同じ参照符号を付し、その説明を省略する。以下、第３の実施形態と異なる部分を中心に、第４の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置５について説明する。
【０１３８】
第３の相関演算器３１ｃは、第３のアンテナ１１ｃが受信する信号と、予め保持する所望信号のトレーニング信号との相関量を計算して、第３の相関信号を出力する。
【０１３９】
不要信号測定器４２は、所望信号を受信しない時間において、第１の不要信号と、第２の不要信号と、第３のアンテナ１１ｃが受信する不要信号（以下、第３の不要信号という）とを同時に受信して、各アンテナに入力される不要信号の重み係数を求める。第４の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置５は、各アンテナに同時に入力される不要信号を用いて、各アンテナに対する不要信号の重み係数を求める点が、第２の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置３と異なる。
【０１４０】
第１の不要信号、第２の不要信号、および第３の不要信号には、所望局以外の送信局が送信する干渉信号や、白色雑音などの雑音信号などが含まれる。不要信号測定器４２は、複数の干渉局が送信する干渉信号の成分と雑音信号とを考慮に入れて、各アンテナに入力される信号の重み係数を求める。
【０１４１】
相関出力合成器４３は、第１の相関信号と、第２の相関信号と、第３の相関信号と、重み行列とを合成した、合成相関信号を生成して出力する。重み行列については、後述する。
【０１４２】
図１２は、ＯＦＤＭ信号受信装置５の詳細な動作を説明するための図である。不要信号測定器４２は、アンテナ間共分散行列演算器４２１を含む。相関出力合成器４３は、行列演算器４３１を含む。また、図１１は、ＯＦＤＭ信号受信装置５の第１のアンテナ１１ａ、第２のアンテナ１１ｂ、第３のアンテナ１１ｃ、第１の相関演算器３１ａ、第２の相関演算器３１ｂ、第３の相関演算器３１ｃ、不要信号測定器４２、および相関出力合成器４３以外の構成の表示を省略している。
【０１４３】
図１２に示すように、ＯＦＤＭ信号受信装置５は、所望局８０１からの所望信号、干渉源となる干渉局８０２からの干渉信号と、白色雑音などの雑音信号とを受信する。所望局８０１が、所望信号を受信していない時間に、第３のアンテナ１１ｃが受信する信号を、第３の不要信号ｕ３（ｔ）とする。ｕ３（ｔ）は、ベクトルで表される。アンテナ間共分散行列演算器４２１は、ｕ１（ｔ）、ｕ２（ｔ）およびｕ３（ｔ）とを用いて、３行１列の不要信号行列Ｕを生成する。不要信号行列Ｕを（２１）式に示す。
【０１４４】
【数２１】
2006340312.tif 000023
【０１４５】
アンテナ間共分散行列Ｒｕｕの計算方法は、第３の実施形態と同様であるため省略する。続いて、所望局が所望信号を送信すると、第１のアンテナ１１ａ、第２のアンテナ１１ｂ、および第３のアンテナ１１ｃは、第１の受信信号ｒ１（ｔ）、第２の受信信号ｒ１（ｔ）および第３の受信信号ｒ３（ｔ）をそれぞれ受信する。アンテナ間共分散行列Ｒｕｕを求める処理は、図２に示すステップＳ１２に相当する。
【０１４６】
第１の相関演算器３１ａは、第１の受信信号ｒ１（ｔ）と予め保持する所望信号のトレーニング信号とから、第１の相関信号ｈ１（ｔ）を生成する。第２の相関演算器３１ｂは、第２の受信信号ｒ２（ｔ）と予め保持する所望信号のトレーニング信号とから、第２の相関信号ｈ２（ｔ）を生成する。第３の相関演算器３１ｃは、第３の受信信号ｒ３（ｔ）と予め保持する所望信号のトレーニング信号とから、第３の相関信号ｈ３（ｔ）を生成する。なお、ｒ３（ｔ）およびｈ３（ｔ）は、それぞれベクトルで記述される。このように、第４の実施形態の場合、ステップＳ１６の処理が、ステップＳ１３とステップＳ１４との間に行われることになる。
【０１４７】
相関出力合成器４３は、第１の相関信号ｈ１（ｔ）と、第２の相関信号ｈ２（ｔ）と、第３の相関信号ｈ３（ｔ）とを用いて、３行１列の相関信号行列Ｈを生成する。相関信号行列Ｈを、（２２）式に示す。
【０１４８】
【数２２】
2006340312.tif 000024
【０１４９】
行列演算器４３１は、相関信号行列Ｈと、アンテナ間共分散行列Ｒｕｕとを用いて、第１の相関信号と第２の相関信号と第３の相関信号とを合成するための重み行列Ｗを、（１９）式を用いて計算する。行列演算器４３１は、第３の実施形態と同様に、重み行列Ｗと相関信号行列Ｈとを用いて、合成相関信号行列Ｙを求める。合成相関信号行列Ｙを求める式は、（２０）式と同様である。合成相関信号行列Ｙは、１行１列の行列となる。（数２０）において、行列成分の計算を行うと、第１の不要信号成分ｕ１（ｔ）、第２の不要信号ｕ２（ｔ）および第３の不要信号成分ｕ３（ｔ）が除去されることがわかる。このように、行列演算器３３１は、ステップＳ１４の処理およびステップＳ１５の処理を同時に行う。
【０１５０】
第４の実施形態において、ＯＦＤＭ信号受信装置５のアンテナの数が３本である場合を例にして説明した。しかし、ＯＦＤＭ信号受信装置５のアンテナの数は、４本以上であってもよい。ＯＦＤＭ信号受信装置５のアンテナの数をＮ本とした場合、ＯＦＤＭ信号受信装置５は、Ｎ個の相関演算器を備えればよい。不要信号測定器４２は、Ｎ行１列の不要信号行列Ｕを用いて、アンテナ間共分散行列を求める。このとき、アンテナ間共分散行列Ｒｕｕは、Ｎ行Ｎ列の行列となる。また、相関出力合成器４３は、Ｎ行１列の相関信号行列Ｈと、Ｎ行Ｎ列のアンテナ間共分散行列Ｒｕｕとを（２０）式に適用して、重み行列Ｗを求める。このとき、重み行列Ｗは、１行Ｎ列の行列となる。合成相関信号行列Ｙは、１行１列の行列のまま変わらない。このように、Ｎ本のアンテナを備えるＯＦＤＭ信号受信装置５であっても、第４の実施形態を適用することが可能となる。
【０１５１】
第４の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置において、所望局と干渉局とを含めた送信局の数と、ＯＦＤＭ信号受信装置５のアンテナの数との間に制約はない。しかし、送信局の数がＯＦＤＭ信号受信装置５のアンテナの数よりも多い場合、ＯＦＤＭ信号受信装置５は、送信局の数とＯＦＤＭ信号受信装置５のアンテナの数とが等しい場合と比較して、各干渉局から送信される干渉信号を十分に抑圧することができない。しかし、ＯＦＤＭ信号受信装置５は、第２の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置３と異なり、送信局の数がＯＦＤＭ信号受信装置５のアンテナの数よりも大きい場合であっても、各干渉局から送信される干渉信号と、雑音成分とを抑圧することができる。
【０１５２】
このように、第４の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置は、所望信号を受信しない時間において、それぞれのアンテナにそれぞれ入力される不要信号を同時に受信して、不要信号の重み係数として、アンテナ間共分散行列として求める。このため、第４の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置は、第２の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置と比較して、効率良く不要信号の重み係数を求めることができる。また、第４の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置は、干渉局が送信する干渉信号だけでなく、白色雑音などの雑音信号を考慮した重み係数を求めることができる。したがって、第３の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置は、第２の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置と比較して、より精度の高いシンボルタイミングの推定、および周波数ずれの補正が可能となる。
【０１５３】
なお、第４の実施形態において、ＯＦＤＭ信号受信装置５は、干渉信号を受信しない状態であっても、アンテナ間共分散行列Ｒｕｕを求めてもよい。この場合、アンテナ間共分散行列Ｒｕｕは、雑音信号のみを反映する。したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置５は、第２の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置と異なり、干渉信号を受信していない状態においても、雑音信号のみを抑圧した合成相関信号を生成して、精度の良いシンボルタイミングの決定と周波数ずれとを実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
本発明に係るＯＦＤＭ信号受信方法およびＯＦＤＭ信号受信装置は、受信信号に含まれる干渉信号および雑音信号を抑圧することによって、高精度なシンボルタイミングの推定と、周波数ずれの推定が可能なＯＦＤＭ信号受信方法およびＯＦＤＭ信号受信装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置１の構成を示すブロック図
【図２】ＯＦＤＭ信号受信装置１の動作の概要を示すフローチャート
【図３】ＯＦＤＭ信号受信装置１の詳細な動作を説明するための図
【図４】ＯＦＤＭ信号受信装置１が処理する信号の波形の一例を示す図
【図５】第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置１の他の構成の一例を示すブロック図
【図６】第２の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置３の構成を示すブロック図
【図７】ＯＦＤＭ信号受信装置２の詳細な動作を説明するための図
【図８】第３の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置４の構成を示すブロック図
【図９】ＯＦＤＭ信号受信装置４の詳細な動作を説明するための図
【図１０】ＯＦＤＭ信号受信装置４が処理する信号の波形の一例を示す図
【図１１】第４の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置５の構成を示すブロック図
【図１２】ＯＦＤＭ信号受信装置５の詳細な動作を説明するための図
【図１３】ＯＦＤＭ信号受信装置の一般的な構成を示す図
【図１４】干渉信号の影響を少なくするＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
【０１５６】
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  アンテナ
１２、２２、３２、４２  不要信号測定器
１３、２３  受信信号合成器
１３ｂ、３３、４３  相関出力合成器
１４、１４ａ、１４ｂ、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  相関演算器
１５  周波数誤差推定器
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  周波数誤差補正器
１７  シンボル同期推定器
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ  ＦＦＴ演算器
１９  復調器
１２１、２２１、２２２  干渉信号伝送路検出器
１３１、１３２、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２  乗算器
１３３、２４３  加算器
３２１、４２１  アンテナ間共分散行列演算器
３３１、４３１  行列演算器
【図１】
2006340312.tif 000025
【図２】
2006340312.tif 000026
【図３】
2006340312.tif 000027
【図４】
2006340312.tif 000028
【図５】
2006340312.tif 000029
【図６】
2006340312.tif 000030
【図７】
2006340312.tif 000031
【図８】
2006340312.tif 000032
【図９】
2006340312.tif 000033
【図１０】
2006340312.tif 000034
【図１１】
2006340312.tif 000035
【図１２】
2006340312.tif 000036
【図１３】
2006340312.tif 000037
【図１４】
2006340312.tif 000038