(57)【要約】【課題】遅延時間の大きい遅延パスを含む伝送路の伝送路推定精度を向上することができる無線受信装置を提供する。【解決手段】既知のリファレンス信号レプリカを用いてリファレンス信号部分から伝送路を推定し、伝送路推定結果から遅延プロファイルを算出する遅延プロファイル生成手段と、遅延プロファイルに含まれるサンプルの位置をパス位置として検出するパス検出手段と、パス位置に基づいて遅延プロファイルを分割する遅延プロファイル分割手段と、パス毎の遅延プロファイルを周波数平均化してパス毎の伝送路を計算し、パス毎の伝送路計算結果を合成する伝送路計算手段とを有する伝送路推定手段を備える無線受信装置とする。【選択図】      図１
2018125714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数領域に変換された受信信号に含まれるリファレンス信号部分を入力とし、既知のリファレンス信号レプリカを用いて前記リファレンス信号部分から推定した伝送路推定結果から遅延プロファイルを算出する遅延プロファイル生成手段と、
前記遅延プロファイル生成手段から前記遅延プロファイルを入力とし、前記遅延プロファイルに含まれるサンプルの位置をパス位置として検出するパス検出手段と、
前記遅延プロファイル生成手段から前記遅延プロファイルを入力とするとともに、前記パス検出手段から前記パス位置を入力とし、前記パス位置に基づいて前記遅延プロファイルをパス毎に分割する遅延プロファイル分割手段と、
前記遅延プロファイル分割手段によって分割されたパス毎の前記遅延プロファイルを入力とし、パス毎の前記遅延プロファイルを周波数平均化してパス毎の伝送路を計算し、パス毎の伝送路計算結果を合成する伝送路計算手段とを有する伝送路推定手段を備える無線受信装置。
【請求項２】
前記伝送路計算手段は、
パス毎の前記遅延プロファイルのそれぞれを逐次処理する請求項１に記載の無線受信装置。
【請求項３】
前記伝送路計算手段は、
パス毎の前記遅延プロファイルのそれぞれを並列処理する請求項１に記載の無線受信装置。
【請求項４】
前記遅延プロファイル分割手段は、
所定の電力閾値を超えるパスに関して前記遅延プロファイルをパス毎に分割する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線受信装置。
【請求項５】
前記遅延プロファイル生成手段は、
前記リファレンス信号部分を入力とし、既知の前記リファレンス信号レプリカを用いて前記リファレンス信号部分から前記伝送路推定結果を算出するリファレンス乗算手段と、
前記リファレンス乗算手段による前記伝送路推定結果に基づいて前記遅延プロファイルを算出する遅延プロファイル算出手段とを有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の無線受信装置。
【請求項６】
前記遅延プロファイル分割手段からパス毎の前記遅延プロファイルを入力とし、前記パス位置に基づいて、パス毎の前記遅延プロファイルのパスタイミングがゼロタイミングになるように前記遅延プロファイルをローテーションして位相回転を取り除く遅延プロファイルローテーション手段と、
前記遅延プロファイルローテーション手段によって位相回転が取り除かれたパス毎の前記遅延プロファイルを入力とし、位相回転が取り除かれたパス毎の前記遅延プロファイルをフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段の出力信号を入力とし、前記フーリエ変換手段の出力信号に対して周波数平均化処理を行う平均化処理手段と、
前記平均化処理手段の出力信号を入力とするとともに、前記パス検出手段から前記パス位置を入力とし、前記パス位置に基づいて、前記遅延プロファイルローテーション手段によって行われたローテーションをキャンセルする位相を前記平均化処理手段の出力信号に乗算してパス毎の前記伝送路計算結果を算出する位相乗算手段と、
前記位相乗算手段からパス毎の前記伝送路計算結果を入力とし、パス毎の前記伝送路計算結果を全て合成する合成手段とを有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の無線受信装置。
【請求項７】
前記遅延プロファイル分割手段は、
前記遅延プロファイル算出手段から前記遅延プロファイルを入力とするとともに、前記パス検出手段から前記パス位置を入力とし、前記パス位置に基づいて前記遅延プロファイルの分割点を計算し、計算した前記分割点のインデックスを前記伝送路計算手段に出力し、
前記伝送路計算手段は、
前記リファレンス乗算手段から前記伝送路推定結果を入力するとともに、前記パス検出手段から前記パス位置を入力とし、さらに前記遅延プロファイル分割手段から前記分割点のインデックスを入力として伝送路を計算する請求項５に記載の無線受信装置。
【請求項８】
前記伝送路計算手段は、
前記遅延プロファイル算出手段によって出力される前記遅延プロファイルのサンプル数のサンプル系列を出力する平均化サンプル系列生成手段と、
前記平均化サンプル系列生成手段によって出力される前記サンプル系列を入力とし、入力した前記サンプル系列に逆フーリエ変換処理を行って時間領域平均化サンプル系列を生成する時間領域平均化サンプル系列生成手段と、
前記時間領域平均化サンプル系列生成手段から前記時間領域平均化サンプル系列を入力とするとともに、前記遅延プロファイル分割手段から前記分割点を入力し、さらに前記パス検出手段から前記パス位置を入力とし、入力した値を用いて合成時間領域平均化サンプル系列を計算する時間領域平均化サンプル系列合成手段と、
前記時間領域平均化サンプル系列合成手段から前記合成時間領域平均化サンプル系列を入力とし、入力した前記合成時間領域平均化サンプル系列を用いて平均化重み付け係数を算出する平均化重み付け係数算出手段と、
前記リファレンス乗算手段から前記伝送路推定結果を入力とするともに、前記平均化重み付け係数算出手段から前記平均化重み付け係数を入力とし、入力した前記平均化重み付け係数を用いて平均化サンプル数分の前記サンプルに重み付けを行い、重み付けが行われた隣接する前記サンプル間で平均化を行うことによって前記伝送路計算結果を算出する重み付き平均化処理手段とを有する請求項７に記載の無線受信装置。
【請求項９】
前記受信信号を受信し、受信した前記受信信号を時間領域信号から周波数領域信号に変換して周波数領域に変換した前記受信信号に含まれる前記リファレンス信号部分を前記伝送路推定手段に出力し、前記伝送路推定手段から前記伝送路計算結果を入力とし、入力した前記伝送路計算結果を用いて、周波数領域に変換した前記受信信号に含まれるデータ信号部分から元の信号を復調するデータ復調手段を備える請求項１乃至８のいずれか一項に記載の無線受信装置。
【請求項１０】
既知のリファレンス信号レプリカを用いて、周波数領域に変換された受信信号に含まれるリファレンス信号部分から伝送路を推定し、
伝送路推定結果から遅延プロファイルを算出し、
前記遅延プロファイルに含まれるサンプルの位置をパス位置として検出し、
前記パス位置に基づいて前記遅延プロファイルをパス毎に分割し、
パス毎の前記遅延プロファイルを周波数平均化してパス毎の伝送路を計算し、
パス毎の伝送路計算結果を合成する無線受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線受信装置および無線受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信では、建物等の障害物による反射や回折、散乱などの影響によって受信信号には歪が生じる。そのため、一般的な受信機には、受信信号から伝送路を推定し、その推定結果を用いて受信信号の歪を補正することによって信頼性のある受信性能を実現することが求められる。
【０００３】
推定した伝送路には雑音が含まれるが、雑音を抑圧する方法の一つとして、周波数領域または時間領域において隣接サンプルを平均化する技術がある。隣接サンプルの平均化を行った場合、所望信号は、サンプル間で位相が同相であるために電力が減少しない。一方、雑音は、位相がランダムであるため、平均化を行った隣接サンプル数に反比例して電力が減少する。この性質を利用すると、隣接サンプル数を増やすことによって信号電力に対する雑音電力を抑圧できる。
【０００４】
ところで、遅延時間の大きいマルチパス信号を受信した場合、遅延パスの影響により周波数領域の伝送路推定結果にサンプル間の位相変動や振幅変動が発生する。一般的な伝送路の周波数平均化では、平均化範囲内のサンプル間に位相変動がある場合、同相性が失われたサンプル同士で平均化することになる。そのため、一般的な伝送路の周波数平均化では、平均化後のサンプルの振幅が小さくなり、伝送路推定精度が劣化してしまうという問題点があった。
【０００５】
特許文献１には、遅延プロファイル中のパスを個別に有限インパルス応答により通過させることによって、遅延時間の長い遅延パスを含む伝送路特性に対しても雑音を抑圧する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、パイロットシンボルから求めたチャネル推定値を用いてデータシンボルの復調を行うＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）受信装置について開示されている。特許文献２の装置によれば、時間領域における全てのパス成分を考慮した周波数領域の有効帯域外補外を行うことができるため、有効帯域内の様々な周波数成分を十分反映させた仮想波形を生成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２４６０２４号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１７４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の技術によれば、妨害波の遅延時間が長い場合においてもノイズ耐性を向上させることができる。ところで、特許文献１の技術では、雑音抑圧を行う際に、予め設定した複数のフィルタ係数からフィルタ係数を一つ選択し、選択したフィルタ係数に対応するフィルタを使用するため、パスがフィルタの通過帯域の端に存在する状態になる可能性がある。そのため、特許文献１の技術には、パスがフィルタの通過帯域の端に存在する状態になった場合に、パスのサイドローブが除去され、伝送路推定精度が低下するという問題点があった。
【０００９】
特許文献２の装置によれば、時間軸上で遅延分散の大きい伝搬路においても、精度良く雑音が抑圧されたチャネル推定値を求めることができる。ところで、特許文献２の装置では、遅延プロファイルのパス位置以外の帯域におけるインデックスの複素振幅値を０に置き換えることで雑音を抑圧する。そのため、特許文献２の装置には、遅延プロファイルのパス位置以外の帯域におけるチャネル推定値を推測する必要があるという問題点があった。
【００１０】
本発明の目的は、上述した課題を解決するために、サイドローブを残したままで雑音を抑圧し、遅延時間の大きい遅延パスを含む伝送路の伝送路推定精度を向上できる無線受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様の無線受信装置は、周波数領域に変換された受信信号に含まれるリファレンス信号部分を入力とし、既知のリファレンス信号レプリカを用いてリファレンス信号部分から伝送路を推定し、伝送路推定結果から遅延プロファイルを算出する遅延プロファイル生成手段と、遅延プロファイル生成手段から遅延プロファイルを入力とし、遅延プロファイルに含まれるサンプルの位置をパス位置として検出するパス検出手段と、遅延プロファイル生成手段から遅延プロファイルを入力とするとともに、パス検出手段からパス位置を入力とし、パス位置に基づいて遅延プロファイルをパス毎に分割する遅延プロファイル分割手段と、遅延プロファイル分割手段によって分割されたパス毎の遅延プロファイルを入力とし、パス毎の遅延プロファイルを周波数平均化してパス毎の伝送路を計算し、パス毎の伝送路計算結果を合成する伝送路計算手段とを有する伝送路推定手段を備える。
【００１２】
本発明の一態様の無線受信方法においては、既知のリファレンス信号レプリカを用いて、周波数領域に変換された受信信号に含まれるリファレンス信号部分から伝送路を推定し、伝送路推定結果から遅延プロファイルを算出し、遅延プロファイルに含まれるサンプルの位置をパス位置として検出し、パス位置に基づいて遅延プロファイルをパス毎に分割し、パス毎の遅延プロファイルを周波数平均化してパス毎の伝送路を計算し、パス毎の伝送路計算結果を合成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、サイドローブを残したままで雑音を抑圧し、遅延時間の大きい遅延パスを含む伝送路の伝送路推定精度を向上することができる無線受信装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る無線受信装置が備える伝送路推定手段の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る無線受信装置が備える伝送路推定手段に含まれる伝送路計算手段の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る無線受信装置が備える伝送路推定手段に含まれる伝送路計算手段の変形例の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る無線受信装置のデータ復調手段の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る無線受信装置による伝送路推定処理に関するフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る無線受信装置が備える伝送路推定手段に含まれる遅延プロファイル分割手段の動作例について説明するための概念図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る無線受信装置が備える伝送路推定手段に含まれる遅延プロファイル分割手段の別の動作例について説明するための概念図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る無線受信装置による伝送路計算処理に関するフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る無線受信装置が備える伝送路計算手段に含まれる遅延プロファイルローテーション手段の動作について説明するための概念図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る無線受信装置が備える伝送路推定手段の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る無線受信装置が備える伝送路推定手段に含まれる伝送路計算手段の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る無線受信装置が備える伝送路推定手段に含まれる伝送路計算手段の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の各実施形態に係る無線受信装置の制御系統のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図１５】関連技術の無線受信装置に含まれる伝送理推定手段の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。また、図面中の矢印の向きは、一例であり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。
【００１６】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る無線受信装置について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の無線受信装置１の構成を示すブロック図である。図１のように、無線受信装置１は、データ復調手段１０と伝送路推定手段２０とを備える。以下において、直交周波数分割多重化（以下、ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）による信号伝送を想定して説明する箇所があるが、本実施形態の手法はＯＦＤＭ以外にも適用できる。
【００１７】
データ復調手段１０は、図示しないアンテナによって受信された受信信号を取得する。データ復調手段１０は、取得した受信信号を時間領域信号から周波数領域信号に変換し、周波数領域に変換された受信信号をリファレンス信号部分とデータ信号部分とに分離する。データ復調手段１０は、リファレンス信号部分を伝送路推定手段２０に出力する。
【００１８】
データ復調手段１０は、伝送路推定手段２０から伝送路計算結果を取得し、取得した伝送路計算結果を用いてデータ信号部分から元の信号を復調する。復調手段１３は、復調した信号を出力する。
【００１９】
伝送路推定手段２０は、データ復調手段１０から出力される周波数領域信号のうちリファレンス信号部分を入力とする。伝送路推定手段２０は、入力されたリファレンス信号から伝送路を推定し、伝送路推定結果から遅延プロファイルを計算する。遅延プロファイルは、横軸が時間、縦軸が受信電力の座標系でグラフ化される。
【００２０】
伝送路推定手段２０は、算出した遅延プロファイルからパスを検出し、パス毎に分割した遅延プロファイルに基づいてパス毎の伝送路を計算する。そして、伝送路推定手段２０は、パス毎の伝送路計算結果を全て合成した伝送路計算結果をデータ復調手段１０に出力する。
【００２１】
〔伝送路推定手段〕
次に、伝送路推定手段２０の構成について図面を参照しながら説明する。図２は、伝送路推定手段２０の構成を示すブロック図である。図２のように、伝送路推定手段２０は、リファレンス乗算手段２１、ＩＦＦＴ手段２２、パス検出手段２３、遅延プロファイル分割手段２４、伝送路計算手段２５を有する（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）。
【００２２】
リファレンス乗算手段２１（乗算手段とも呼ぶ）は、既知のリファレンス信号レプリカを用いて、入力されたリファレンス信号部分から伝送路を推定する。リファレンス乗算手段２１は、伝送路推定結果をＩＦＦＴ手段２２へ出力する。
【００２３】
ＩＦＦＴ手段２２（遅延プロファイル算出手段とも呼ぶ）は、リファレンス乗算手段２１から伝送路推定結果を入力とする。ＩＦＦＴ手段２２は、入力された伝送路推定結果を逆フーリエ変換して遅延プロファイルを算出する。ＩＦＦＴ手段２２は、算出した遅延プロファイルを遅延プロファイル分割手段２４およびパス検出手段２３へ出力する。
【００２４】
パス検出手段２３は、ＩＦＦＴ手段２２から遅延プロファイルを入力とする。パス検出手段２３は、入力した遅延プロファイルに含まれるサンプルの位置をパス位置として検出する。例えば、パス検出手段２３は、入力された遅延プロファイルのうち受信電力が所定の閾値を超えたサンプルの位置をパス位置として出力する。パス検出手段２３は、検出したパス位置を遅延プロファイル分割手段２４へ出力する。
【００２５】
遅延プロファイル分割手段２４は、ＩＦＦＴ手段２２から遅延プロファイルを入力とするとともに、パス検出手段２３からパス位置を入力とする。遅延プロファイル分割手段２４は、入力された遅延プロファイルをパス位置に基づいてパスの個数分に分割する。遅延プロファイル分割手段２４は、分割した遅延プロファイルを出力する。
【００２６】
伝送路計算手段２５は、遅延プロファイル分割手段２４から分割された遅延プロファイルを入力とする。伝送路計算手段２５は、各パスの遅延プロファイルから位相回転を除去し、位相回転が除去された各パスの遅延プロファイルに周波数平均化処理を行うことによって雑音電力を抑圧する。伝送路計算手段２５は、周波数平均化処理の後、平均化された各パスの伝送路推定値に対して、平均化処理の前に除去した位相回転を乗算し直すことによって、雑音抑圧した各パスの伝送路計算結果を合成して伝送路を計算する。伝送路計算手段２５は、全てのパスの伝送路推定結果を足し合わせた伝送路計算結果を出力する。
【００２７】
〔伝送路計算手段〕
図３は、伝送路計算手段２５の構成を示すためのブロック図である。図３を参照すると、伝送路計算手段２５は、遅延プロファイルローテーション手段５１、ＦＦＴ手段５２、平均化処理手段５３、位相乗算手段５４、合成手段５５を含む。
【００２８】
遅延プロファイルローテーション手段５１は、遅延プロファイル分割手段２４から遅延プロファイルを入力とするとともに、パス検出手段２３からパス位置を入力とする。遅延プロファイルローテーション手段５１は、パス検出手段２３から入力されたパス位置に基づいて、パスタイミングがゼロタイミングになるように、各遅延プロファイルをローテーションし、位相回転を取り除く。遅延プロファイルローテーション手段５１は、位相回転を取り除いた各遅延プロファイル（以下、ローテーション済み遅延プロファイルと呼ぶ）をＦＦＴ手段５２に出力する。
【００２９】
ＦＦＴ手段５２（フーリエ変換手段とも呼ぶ）は、遅延プロファイルローテーション手段５１からの出力信号である各ローテーション済み遅延プロファイルを入力とする。ＦＦＴ手段５２は、遅延プロファイルローテーション手段５１から入力された各ローテーション済み遅延プロファイルに対してＦＦＴを行う。ＦＦＴ手段５２は、ＦＦＴを行った各ローテーション済み遅延プロファイルの計算結果（以下、パス毎伝送路推定値と呼ぶ）を平均化処理手段５３へ出力する。
【００３０】
平均化処理手段５３は、ＦＦＴ手段５２からパス毎伝送路推定値を入力とする。平均化処理手段５３は、ＦＦＴ手段５２から入力されたパス毎伝送路推定値を、設定した個数の隣接サンプル毎に平均化する。平均化処理手段５３は、隣接サンプル毎に平均化されたパス毎伝送路推定値を位相乗算手段５４へ出力する。
【００３１】
位相乗算手段５４は、パス検出手段２３からパス位置を入力とするとともに、平均化処理手段５３からの出力信号である隣接サンプル毎に平均化されたパス毎伝送路推定値を入力とする。位相乗算手段５４は、パス検出手段２３から入力されたパス位置に基づいて、遅延プロファイルローテーション手段５１によるローテーションをキャンセルする位相を、平均化されたパス毎伝送路推定値に乗算し、パス毎の伝送路計算結果を算出する。位相乗算手段５４は、算出したパス毎の伝送路計算結果を合成手段５５へ出力する。
【００３２】
合成手段５５は、位相乗算手段５４からパス毎の伝送路計算結果を入力とする。合成手段５５は、位相乗算手段５４から入力されたパス毎の伝送路計算結果を全て加算する。合成手段５５は、パス毎の伝送路計算結果の総和を伝送路計算結果としてデータ復調手段１０に出力する。
【００３３】
図３においては、パス毎の遅延プロファイルを逐次処理する例を示したが、図４のように、パス毎の遅延プロファイルを並列処理してもよい。図４の伝送路計算手段２５−２は、遅延プロファイルローテーション手段５１、ＦＦＴ手段５２、平均化処理手段５３、位相乗算手段５４を複数有する。伝送路計算手段２５−２は、位相乗算手段５４から出力されるパス毎の伝送路計算結果を合成手段５５によって合成し、伝送路計算結果としてデータ復調手段１０に出力する。
【００３４】
〔データ復調手段〕
ここで、データ復調手段１０の構成例について図面を参照しながら説明する。図５は、直交周波数分割多重化（以下、ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）によって信号伝送を行う場合の無線受信装置１−２の構成例を示すブロック図である。なお、図５はデータ復調手段１０の一構成例であって、本実施形態のデータ復調手段１０の構成を図５の構成例に限定するわけではない。
【００３５】
図５のように、無線受信装置１−２は、データ復調手段１０−２と伝送路推定手段２０とを備える。データ復調手段１０−２は、ＣＰ除去手段１１、ＦＦＴ手段１２、復調手段１３を備える（ＣＰ：Cyclic Prefix、ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）。
【００３６】
ＣＰ除去手段１１は、図示しないアンテナが受信した受信信号を取得し、入力された受信信号からＣＰを除去する。ＣＰ除去手段１１は、ＦＦＴポイント数の入力データをＦＦＴ手段１２に出力する。
【００３７】
ＦＦＴ手段１２は、ＣＰが除去された受信信号をＣＰ除去手段１１から取得する。ＦＦＴ手段１２は、ＣＰが除去された受信信号にＦＦＴ処理を行うことによって、受信信号を時間領域から周波数領域に変換する。ＦＦＴ手段１２は、入力されたＦＦＴポイント数のデータのＦＦＴ計算結果をリファレンス信号部分とデータ信号部分とに分離する。ＦＦＴ手段１２は、データ信号部分を復調手段１３に出力し、リファレンス信号部分を伝送路推定手段２０に出力する。
【００３８】
復調手段１３は、ＦＦＴ手段１２からデータ信号部分を取得し、伝送路推定手段２０から伝送路計算結果を取得する。復調手段１３は、伝送路計算結果を用いて、データ信号部分から元の信号を復調する。復調手段１３は、復調した元の信号を出力する。例えば、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）を用いる場合、復調手段における等化処理の後にＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）を行う。
【００３９】
伝送路推定手段２０は、ＦＦＴ手段１２から出力される周波数領域信号のうちリファレンス信号部分を入力とする。伝送路推定手段２０は、入力されたリファレンス信号部分から推定した伝送路推定結果から遅延プロファイルを計算する。そして、伝送路推定手段２０は、算出した遅延プロファイルからパスを検出し、パス毎に分割した遅延プロファイルに基づいてパス毎に伝送路計算を行う。伝送路推定手段２０は、各パスの伝送路計算結果を合成した伝送路計算結果を復調手段１３に出力する。
【００４０】
図５のデータ復調手段１０−２は、ＯＦＤＭによって信号伝送する場合の構成例である。ＯＦＤＭ以外の変調手段によって信号伝送する場合は、ＣＰ除去手段１１やＦＦＴ手段１２は、必須の構成ではない。
【００４１】
以上が、本実施形態の無線受信装置１の構成に関する説明である。
【００４２】
（動作）
次に、本実施形態の無線受信装置１の動作について図面を参照しながら説明する。ここでは、無線受信装置の動作として、伝送路推定手段２０による伝送路推定処理と、伝送路計算手段２５による伝送路計算処理とについて説明する。
【００４３】
〔伝送路推定処理〕
まず、伝送路推定手段２０による伝送路推定処理について説明する。図６は、伝送路推定手段２０による伝送路推定処理の流れを示すフローチャートである。
【００４４】
図６において、まず、リファレンス乗算手段２１は、既知のリファレンス信号レプリカの逆数を受信信号のリファレンス信号部分に乗算することによって伝送路推定結果を算出する（ステップＳ１１）。
【００４５】
ＩＦＦＴ手段２２は、伝送路推定結果を逆フーリエ変換することによって遅延プロファイルを算出する（ステップＳ１２）。
【００４６】
パス検出手段２３は、遅延プロファイルから閾値以上の振幅値を持つポイントを全て検出し、それらのＩＦＦＴポイントにおけるインデックスをパス位置として出力する（ステップＳ１３）。
【００４７】
遅延プロファイル分割手段２４は、パス検出手段２３の出力結果であるパス位置を用いて、遅延プロファイルをパスの個数分に分割する（ステップＳ１４）。
【００４８】
伝送路計算手段２５は、遅延プロファイル毎に伝送路を計算する（ステップＳ１５）。
【００４９】
伝送路計算手段２５は、各遅延プロファイルから出力されたパス毎伝送路計算結果を全て足し合わせ、伝送路計算結果として出力する（ステップＳ１６）。
【００５０】
以上が、伝送路推定手段２０による伝送路推定処理の流れについての説明である。
【００５１】
ここで、遅延プロファイル分割手段２４によるパスの分割について図面を参照しながら説明する。図７は、遅延プロファイル分割手段２４によるパスの分割例を示す。図７の例は、パスの個数が３つの場合である。
【００５２】
図７のように、遅延プロファイル分割手段２４は、パス３０１とパス３０２との間、パス３０２とパス３０３との間、パス３０３とパス３０１との間に分割点を計算する。図７の例において、遅延プロファイル分割手段２４は、算出した３つの分割点を用いて、遅延プロファイルを３つに分割する。例えば、遅延プロファイル分割手段２４は、パス間の距離をパスの振幅の比で内分する点を分割点とするなどしてパス間の分割点を計算する。ただし、パス間の分割点の計算方法についてはここで挙げた限りではない。
【００５３】
例えば、遅延プロファイル分割手段２４は、図８のように、所定の電力閾値を超えたパスに関して分割点を設定してもよい。図８の例では、遅延プロファイル分割手段２４は、電力閾値を超えたパス３０１およびパス３０３に関して遅延プロファイルを分割し、電力閾値を下回るパス３０２に関しては遅延プロファイルを分割しない。
【００５４】
〔伝送路計算処理〕
次に、伝送路計算手段２５による伝送路計算処理について説明する。図９は、伝送路計算手段２５による伝送路計算処理の流れを示すフローチャートである。
【００５５】
図９において、まず、遅延プロファイルローテーション手段５１は、入力されたパス位置の値に応じて各遅延プロファイルをローテーションする（ステップＳ２１）。具体的には、遅延プロファイルローテーション手段５１は、各遅延プロファイルのパス位置がＦＦＴ区間の先頭になるように遅延プロファイルをローテーションする。
【００５６】
ＦＦＴ手段５２は、ローテーションが適用された各遅延プロファイルに対してＦＦＴを行い、パス毎の伝送路推定値を出力する（ステップＳ２２）。
【００５７】
平均化処理手段５３は、パス毎の伝送路推定値を隣接サンプル間で平均化し、雑音の抑圧を行う（ステップＳ２３）。
【００５８】
位相乗算手段５４は、平均化されたパス毎の伝送路推定値に対して、パス検出手段２３からの入力であるパス位置に応じた位相回転量を乗算する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の処理により、遅延プロファイルローテーション手段５１で加えられた遅延プロファイルのパス位置の移動をキャンセルし、元のパス位置に関するパス毎の伝送路計算結果が得られる。
【００５９】
合成手段５５は、入力されたパス毎の伝送路計算結果をパスの個数分足し合わせ、足し合わせた結果を伝送路計算結果として出力する（ステップＳ２５）。
【００６０】
以上が、伝送路計算手段２５による伝送路計算処理の流れについての説明である。
【００６１】
ここで、遅延プロファイルローテーション手段５１によるパス位置の値に応じた各遅延プロファイルのローテーションについて図面を参照しながら説明する。図１０は、図７のパス３０２に関して分割された遅延プロファイルに対する遅延プロファイルローテーション手段５１の動作例に関する。
【００６２】
図１０のように、遅延プロファイルローテーション手段５１は、パス３０２のパス位置の点がＦＦＴ区間の先頭に移動するように遅延プロファイル（破線）を左側の実線の位置にローテーションする。パス３０２のパス位置の点をＦＦＴ区間の先頭に移動した結果、ローテーションされた遅延プロファイルをフーリエ変換した結果であるパス毎伝送路推定値から位相の回転が取り除かれ、パス毎伝送路推定値のサンプル間の同相性を確保できる。
【００６３】
以上のように、本実施形態によれば、伝送路推定における周波数方向平均化を行う際に、雑音と共に抑圧されていた遅延パスを抑圧することなく雑音を抑圧することができる。そのため、本実施形態の手法によれば、一般的な周波数方向平均化に比べ、マルチパス環境における伝送路推定精度を向上できる。すなわち、本実施形態によれば、遅延時間の大きいマルチパスにより同相性が失われた受信信号に対しても、受信信号電力を抑圧せずに、周波数方向平均化による雑音抑圧を行うことができる。
【００６４】
本実施形態では、代表的なパスを選択し、パス毎に遅延プロファイルを選択して分割するため、分割された遅延プロファイルのそれぞれが周波数軸上で一定の振幅を持つ。その結果、本実施形態によれば、マルチパスのまま平均化する場合、すなわち異なる特性のものを平均化してしまう場合と比較して、伝送路推定制度を向上できる。
【００６５】
また、本実施形態において、分割した遅延プロファイルをローテーションした状態でＦＦＴすれば、雑音と共に信号の電力が低下することを抑制できる。さらに、本実施形態によれば、フィルタの通過帯域の端にパスが存在する状態にならないため、パスのサイドローブを残したままで雑音を抑圧できる。
【００６６】
すなわち、本実施形態によれば、サイドローブを残したままで雑音を抑圧し、遅延時間の大きい遅延パスを含む伝送路の伝送路推定精度を向上できる。
【００６７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る無線受信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、遅延プロファイルから平均化のための重みを計算し、伝送路推定結果に重み付けをして平均化を行う点で第１の実施形態とは異なる。なお、本実施形態の無線受信装置は、伝送路推定手段以外は第１の実施形態の無線受信装置１（図１）と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６８】
図１１は、本実施形態の伝送路推定手段２０−２の構成を示すブロック図である。図１１のように、伝送路推定手段２０−２は、リファレンス乗算手段２１、ＩＦＦＴ手段２２、パス検出手段２３、遅延プロファイル分割点計算手段２６、伝送路計算手段２７を有する。
【００６９】
伝送路推定手段２０−２は、第１の実施形態の遅延プロファイル分割手段２４および伝送路計算手段２５が、それぞれ遅延プロファイル分割点計算手段２６および伝送路計算手段２７に置換されている点が、第１の実施形態の伝送路推定手段２０と異なっている。また、伝送路推定手段２０−２は、リファレンス乗算手段２１から伝送路計算手段２７に伝送路推定結果が出力される点が、第１の実施形態の伝送路推定手段２０と異なっている。以下においては、第１の実施形態の伝送路推定手段２０−２と同様の構成については説明を省略する。
【００７０】
遅延プロファイル分割点計算手段２６は、遅延プロファイル分割手段２４と同様に、遅延プロファイルとパス位置とを入力とし、遅延プロファイルの分割点を計算する。また、遅延プロファイル分割点計算手段２６は、計算した分割点のインデックスを伝送路計算手段２７に出力する。
【００７１】
伝送路計算手段２７は、リファレンス乗算手段２１からの伝送路推定結果と、パス検出手段２３からのパス位置と、遅延プロファイル分割点計算手段２６からの遅延プロファイル分割点のインデックスとを入力として伝送路計算を行う。伝送路計算手段２７は、算出した伝送路計算結果を出力する。
【００７２】
図１２は、伝送路計算手段２７の構成を示すブロック図である。図１２のように、伝送路計算手段２７は、平均化サンプル系列生成手段７１、ＩＦＦＴ手段７２、時間領域平均化サンプル系列合成手段７３、ＦＦＴ手段７４、重み付き平均化処理手段７５を有する。
【００７３】
平均化サンプル系列生成手段７１は、ＩＦＦＴ手段２２の出力である遅延プロファイルのサンプル数と同一のサンプル数のサンプル系列を出力する。平均化サンプル系列生成手段７１は、重み付き平均化処理手段７５において平均化を行う隣接サンプルの個数を表す平均化サンプル数と同一の個数の１を先頭に持ち、先頭の次以降の残りサンプルの値を０とするサンプル系列を出力する。
【００７４】
ＩＦＦＴ手段７２（時間領域平均化サンプル系列生成手段とも呼ぶ）は、平均化サンプル系列生成手段７１から入力されたサンプル系列に対して逆フーリエ変換処理を行う。ＩＦＦＴ手段７２は、逆フーリエ変換処理を行うことによってｓｉｎｃ関数となった時間領域平均化サンプル系列を時間領域平均化サンプル系列合成手段７３に出力する。
【００７５】
時間領域平均化サンプル系列合成手段７３は、ＩＦＦＴ手段７２の出力である時間領域平均化サンプル系列と、遅延プロファイル分割点計算手段２６の出力である遅延プロファイル分割点と、パス検出手段２３の出力であるパス位置とを入力とする。時間領域平均化サンプル系列合成手段７３は、入力した値を用いて時間領域重み付け系列を計算する。時間領域平均化サンプル系列合成手段７３は、算出した時間領域重み付け系列（合成時間領域平均化サンプル系列とも呼ぶ）を出力する。
【００７６】
時間領域平均化サンプル系列合成手段７３は、第１の処理として、各パスに対して時間領域平均化サンプル系列をパス位置のインデックスの値分だけ右側にローテーションさせる。
【００７７】
時間領域平均化サンプル系列合成手段７３は、第２の処理として、ローテーションが行われた時間領域平均化サンプル系列に対して遅延プロファイル分割手段２４と同一の処理を行い、パスを含む分割エリア以外のサンプルの値を０に置換する。
【００７８】
時間領域平均化サンプル系列合成手段７３は、第１の処理と第２の処理とを各パスに対して行い、得られた各時間領域平均化サンプル系列を足し合わせることによって合成時間領域平均化サンプル系列を計算する。時間領域平均化サンプル系列合成手段７３は、算出した合成時間領域平均化サンプル系列をＦＦＴ手段７４に出力する。
【００７９】
ＦＦＴ手段７４（平均化重み付け係数算出手段とも呼ぶ）は、時間領域平均化サンプル系列合成手段７３の出力である合成時間領域平均化サンプル系列を入力とする。ＦＦＴ手段７４は、合成時間領域平均化サンプル系列のＦＦＴ計算を行う。ＦＦＴ手段７４は、ＦＦＴ計算結果から先頭の平均化サンプル数分のサンプルを取り出して順序を反転させ、平均化重み付け係数を算出する。ＦＦＴ手段７４は、算出した平均化重み付け係数を重み付き平均化処理手段７５に出力する。
【００８０】
重み付き平均化処理手段７５は、ＦＦＴ手段７４の出力である平均化重み付け係数を入力とする。重み付き平均化処理手段７５は、ＦＦＴ手段７４から出力された平均化重み付け係数を用いて平均化サンプル数分のサンプルに重み付けを行い、重み付けが行われた隣接サンプル間で平均化を行うことによって伝送路計算を行う。重み付き平均化処理手段７５は、伝送路計算結果をデータ復調手段１０に出力する。
【００８１】
以上のように、本実施形態の無線伝送装置は、遅延プロファイルから平均化のための重みを計算して伝送路推定結果に重み付けをし、重み付けされた伝送路推定結果に関して平均化を行う。そのため、本実施形態によれば、第１の実施形態と比較して、平均化処理を簡略化できる。
【００８２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る無線受信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、第１および第２の実施形態を上位概念化したものである。なお、本実施形態の無線受信装置は、伝送路推定手段以外は第１の実施形態の無線受信装置１（図１）と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８３】
図１３は、本実施形態の無線受信装置が備える伝送路推定手段２００の構成を示すブロック図である。伝送路推定手段２００は、遅延プロファイル生成手段２１０、パス検出手段２３０、遅延プロファイル分割手段２４０、伝送路計算手段２５０を有する。
【００８４】
遅延プロファイル生成手段２１０は、周波数領域に変換された受信信号に含まれるリファレンス信号部分を入力とする。遅延プロファイル生成手段２１０は、既知のリファレンス信号レプリカを用いて、入力したリファレンス信号部分から伝送路を推定し、伝送路推定結果から遅延プロファイルを算出する。遅延プロファイル生成手段２１０は、パス検出手段２３０および遅延プロファイル分割手段２４０に、算出した遅延プロファイルを出力する。
【００８５】
パス検出手段２３０は、遅延プロファイル生成手段２１０の出力結果である遅延プロファイルを入力とする。パス検出手段２３０は、入力した遅延プロファイルに含まれるサンプルの位置をパス位置として遅延プロファイル分割手段２４０に出力する。例えば、パス検出手段２３は、入力された遅延プロファイルのうち電力が閾値を超えたサンプルの位置をパス位置として出力する。
【００８６】
遅延プロファイル分割手段２４０は、遅延プロファイル生成手段２１０から遅延プロファイルを入力とするとともに、パス検出手段２３０からパス位置を入力とする。遅延プロファイル分割手段２４０は、入力した遅延プロファイルをパス位置に基づいてパスの個数分に分割する。遅延プロファイル分割手段２４０は、分割した遅延プロファイルを伝送路計算手段２５に出力する。
【００８７】
伝送路計算手段２５は、遅延プロファイル分割手段２４０から分割された遅延プロファイルを入力とするとともに、パス検出手段２３０からパス位置を入力とする。伝送路計算手段２５は、各パスの遅延プロファイルから位相回転を除去し、位相回転が除去された各パスの遅延プロファイルに周波数平均化処理を行うことによって雑音電力を抑圧する。伝送路計算手段２５は、周波数平均化処理の後、平均化された各パスの伝送路推定値に対して、平均化処理の前に除去した位相回転を乗算し直すことによって、雑音抑圧した各パスの伝送路計算結果を合成して伝送路を計算する。伝送路計算手段２５は、各パスの伝送路推定結果をパスの個数分足し合わせた結果を伝送路推定結果として出力する。
【００８８】
（処理系統）
ここで、本実施形態に係る無線受信装置の演算処理や制御処理を実行する処理系統を実現するハードウェア構成について、図１４のコンピュータ９０を一例として挙げて説明する。なお、図１４のコンピュータ９０は、各実施形態の無線受信装置の処理系統を実現するための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、本実施形態に係る無線受信装置の処理系統は、図１４に図示した構成の全てを備えていなくてもよいし、図１４に図示していない構成が追加されていてもよい。
【００８９】
図１４のように、コンピュータ９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６を備える。図１４においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略して表記している。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、バス９９を介して互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。
【００９０】
プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを主記憶装置９２に展開し、展開されたプログラムを実行する。本発明の各実施形態においては、コンピュータ９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態に係る無線受信装置の処理系統による演算処理や制御処理を実行する。
【００９１】
主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリや、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリによって実現できる。
【００９２】
補助記憶装置９３は、種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって構成される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略してもよい。
【００９３】
入出力インターフェース９５は、コンピュータ９０と周辺機器との接続規格に基づいて、コンピュータ９０と周辺機器とを接続する。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続する。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。
【００９４】
必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器をコンピュータ９０に接続できるように構成してもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成とすればよい。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース９５に仲介させる。また、コンピュータ９０には、画像情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器は、入出力インターフェース９５を介してコンピュータ９０に接続する。
【００９５】
通信インターフェース９６は、ネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続される。通信インターフェース９６に無線通信する機能を持たせ、種々のデータを無線通信で送受信するように構成してもよい。
【００９６】
また、必要に応じて、コンピュータ９０にリーダライタを備え付けてもよい。リーダライタは、バス９９に接続される。リーダライタは、プロセッサ９１と図示しない記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体からのデータ・プログラムの読み出し、コンピュータ９０の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。記録媒体は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体などで実現できる。また、記録媒体は、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体やその他の記録媒体によっても実現できる。
【００９７】
以上が、本発明の各実施形態に係る無線受信装置の処理系統を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図１４のコンピュータ９０は、本発明の各実施形態に係る無線受信装置の処理系統を可能とするためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
【００９８】
本発明の各実施形態に係る無線受信装置の処理系統を構成する要素の少なくともいずれかは、図１４のコンピュータ９０によって実現される。例えば、本発明の各実施形態に係る無線受信装置の処理系統を構成する要素は、図１４のコンピュータ９０において動作するソフトウェアによって実現できる。また、本発明の各実施形態に係る無線受信装置の処理系統を構成する要素は、各構成要素の機能を有する回路によって実現してもよい。
【００９９】
また、本発明の各実施形態に係る無線受信装置に関する処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、本発明の各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。
【０１００】
（関連技術）
次に、周波数方向平均化を用いて伝送路を計算する関連技術の無線受信装置について図面を参照しながら説明する。なお、関連技術の無線受信装置は、伝送路推定手段以外は第１の実施形態の無線受信装置１（図１）と同様であるため、詳細な説明は省略する。以下の説明においては、図１の伝送路推定手段２０に替えて、図１５の伝送路推定手段を構成する例について説明する。
【０１０１】
図１５は、関連技術の無線受信装置が備える伝送路推定手段４２０の構成を示すブロック図である。伝送路推定手段４２０は、リファレンス乗算手段４２１と平均化処理手段４２３とを有する。伝送路推定手段４２０は、入力されたリファレンス信号部分をリファレンス乗算手段４２１に入力する。
【０１０２】
リファレンス乗算手段４２１は、既知のリファレンス信号レプリカを用いてリファレンス信号部分から伝送路を推定する。リファレンス乗算手段４２１は、伝送路推定結果を平均化処理手段４２３へ入力する。
【０１０３】
平均化処理手段４２３は、入力された伝送路推定結果を、設定した個数の隣接サンプル毎に平均化し、伝送路計算結果として出力する。伝送路推定手段４２０は、平均化処理手段４２３によって算出された伝送路計算結果を出力する。
【０１０４】
関連技術の無線受信装置では、遅延時間の大きいマルチパスの影響により平均化範囲内のサンプル間に位相変動が発生した場合、同相性が失われたサンプル同士で平均化することになる。そのため、関連技術の無線受信装置には、平均化後のサンプルの振幅が小さくなり、伝送路推定精度が劣化するという問題があった。
【０１０５】
それに対し、本発明の各実施形態に係る無線受信装置によれば、遅延時間の大きいマルチパスにより同相性が失われた受信信号に対しても、受信信号電力を抑圧せずに、周波数方向平均化による雑音抑圧を行うことができる。
【０１０６】
以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１    無線受信装置
１０    データ復調手段
１１    ＣＰ除去手段
１２    ＦＦＴ手段
１３    復調手段
２０    伝送路推定手段
２１    リファレンス乗算手段
２２    ＩＦＦＴ手段
２３    パス検出手段
２４    遅延プロファイル分割手段
２５    伝送路計算手段
２６    遅延プロファイル分割点計算手段
２７    伝送路計算手段
５１    遅延プロファイルローテーション手段
５２    ＦＦＴ手段
５３    平均化処理手段
５４    位相乗算手段
５５    合成手段
７１    平均化サンプル系列生成手段
７２    ＩＦＦＴ手段
７３    時間領域平均化サンプル系列合成手段
７４    ＦＦＴ手段
７５    重み付き平均化処理手段
２００    伝送路推定手段
２１０    遅延プロファイル生成手段
２３０    パス検出手段
２４０    遅延プロファイル分割手段
２５０    伝送路計算手段
４２０    伝送路推定手段
４２１    リファレンス乗算手段
４２３    平均化処理手段
【図１】
2018125714.tif 000003
【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】
2018125714.tif 000010
【図９】
2018125714.tif 000011
【図１０】
2018125714.tif 000012
【図１１】
2018125714.tif 000013
【図１２】
2018125714.tif 000014
【図１３】
2018125714.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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