(57)【要約】【課題】フィードバック情報量を削減しつつ、周波数選択性フェージングによる伝送性能の劣化を防止すること。【解決手段】伝搬路推定部１０２は、受信信号（受信パイロット）を用いて、送信装置と受信装置１００との間の伝搬路特性を示すチャネル推定値を推定し、ケプストラム分析部１０３は、チャネル推定値をケプストラム分析することにより、チャネル推定値のケプストラム係数を算出し、フィードバック情報生成部１０５は、ケプストラム係数を含むフィードバック情報を生成する。【選択図】図１
2011172160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号を用いて、送信装置と受信装置との間の伝搬路特性を示すチャネル推定値を推定する推定手段と、
前記チャネル推定値をケプストラム分析することにより、前記チャネル推定値のケプストラム係数を算出する分析手段と、
前記ケプストラム係数を含むフィードバック情報を生成する生成手段と、
を具備する受信装置。
【請求項２】
前記チャネル推定値に基づいて、フィードバックすべき前記ケプストラム係数の次数を決定する決定手段、を更に具備し、
前記生成手段は、前記ケプストラム係数のうち、低次側から前記次数分のケプストラム係数を含む前記フィードバック情報を生成する、
請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記決定手段は、前記伝搬路特性の、周波数領域におけるパワー変動の激しさを示す複雑度がより低いほど、前記次数をより少なくする、
請求項２記載の受信装置。
【請求項４】
送信装置と受信装置との間の伝搬路特性を示すチャネル推定値をケプストラム分析することにより得られる前記チャネル推定値のケプストラム係数を含むフィードバック情報を用いて、前記伝搬路特性を復元する復元手段と、
復元された前記伝搬路特性に基づいて、送信信号の周波数スケジューリングを行うスケジューリング手段と、
を具備する送信装置。
【請求項５】
受信信号を用いて、送信装置と受信装置との間の伝搬路特性を示すチャネル推定値を推定する推定ステップと、
前記チャネル推定値をケプストラム分析することにより、前記チャネル推定値のケプストラム係数を算出する分析ステップと、
前記ケプストラム係数を含むフィードバック情報を生成する生成ステップと、
を具備するフィードバック情報生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、送信装置及びフィードバック情報生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムでは、マルチパス伝搬路の影響により、伝送信号の受信レベル及び位相が周波数毎に変動する（周波数選択性フェージング）。特に高速伝送を行う場合には、伝送信号のシンボル長に対してマルチパスの遅延時間が相対的に大きくなるため、周波数選択性フェージングの影響がより大きくなり、波形歪みによる伝送性能の劣化が顕著になる。
【０００３】
周波数選択性フェージング対策技術の１つとして、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式に代表されるマルチキャリア通信が注目されている。ＯＦＤＭ方式では、複数のキャリア（サブキャリア）を用いてデータ伝送を行い、各サブキャリアの帯域幅を小さくすることにより、各サブキャリアではフラットフェージングとみなすことができる。ただし、送受信間の伝搬路（チャネル）の状況を示す伝搬路特性において、深いフェージングの谷（ディップ）が生じた場合、ディップが生じた周波数（サブキャリア）に割り当てられて伝送される信号の復元は困難になる。
【０００４】
上記ディップが生じた周波数（サブキャリア）での伝送信号の割当を回避して最適な伝送性能を維持するために、受信側が各サブキャリアの受信品質（又はチャネル推定値）を測定し、測定結果をフィードバック情報として送信側にフィードバックする方法が考えられる。これにより、送信側はフィードバック情報に示される各サブキャリアの受信品質に基づいて周波数スケジューリングすることができる。この方法では、理想的には、受信側は、信号伝送に使用される全てのサブキャリアの受信品質を測定し、測定結果をフィードバックすることが望ましい。しかし、全てのサブキャリアの受信品質をフィードバックすると、フィードバック情報の情報量が膨大になり、データスループットが低下する可能性がある。
【０００５】
ここで、データスループットを低下させることなく、フィードバック情報をフィードバックする方法として、特許文献１には、信号伝送に使用される複数のサブキャリアを複数のグループにグループ化し、グループ単位の受信品質をフィードバックする方法が開示されている。これにより、サブキャリア毎に受信品質が通知されるのではなく、グループ毎に１つの受信品質が通知されるので、フィードバック情報の情報量を削減できる。また、特許文献１では、グループ内のサブキャリアをさらに複数のサブグループにグループ化し、サブグループ毎の受信品質を追加情報としてフィードバックすることで、送信側に通知される受信品質を詳細化することができる。例えば、受信側の移動速度に応じて、サブグループ単位での受信品質を示す追加情報の通知数が決定される。
【０００６】
また、特許文献２には、信号伝送に使用される複数のサブキャリアを複数のグループにグループ化し、グループ毎に受信品質に基づく優先順位を付け、優先順位の高いグループから順に、グループ単位の受信品質を時分割してフィードバックする方法が提案されている。これにより、１回のフィードバックあたりのフィードバック情報の情報量を削減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２１１６５１号公報
【特許文献２】特開２００７−２７４１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１及び特許文献２に開示された方法では、信号伝送に使用されるサブキャリア数が多いほどグループ数がより多くなり、フィードバック情報の情報量が増加してしまう。
【０００９】
また、特許文献１に開示された方法では、例えば、グループ内に受信品質が非常に良好であるサブキャリアと、受信品質が非常に劣悪であるサブキャリアとが混在する場合には、そのグループ単位の受信品質（例えば、グループ内の各サブキャリアの平均受信品質）に各サブキャリアの受信品質が正確に反映されなくなる。このため、フィードバック情報の正確さが失われてしまう。また、上述した特許文献１に開示された方法では、グループ内のサブグループ単位での追加情報の数が増加するほど（グループが細分化されるほど）、同一サブキャリアに関する受信品質を示すフィードバック情報が複数回フィードバックされる。よって、結果的に、無駄にフィードバックされるデータが増加してしまう。
【００１０】
また、特許文献２に開示された方法では、グループ毎の優先順位に応じて、時間領域で複数回に分けて各グループ単位の受信品質がフィードバックされる。このため、伝搬路特性の時間領域での変化が高速の場合には、後でフィードバックされる受信品質（優先順位が低いグループの受信品質）ほど、実際の伝搬路の状況が反映されにくくなり、送信側では、伝搬路特性の変動を追従できない可能性がある。よって、この場合、送信側では、正確なフィードバック情報を用いることができず、伝送性能が劣化してしまう可能性がある。
【００１１】
本発明の目的は、フィードバック情報量を削減しつつ、周波数選択性フェージングによる伝送性能の劣化を防止することができる受信装置、送信装置及びフィードバック情報生成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の受信装置は、受信信号を用いて、送信装置と受信装置との間の伝搬路特性を示すチャネル推定値を推定する推定手段と、前記チャネル推定値をケプストラム分析することにより、前記チャネル推定値のケプストラム係数を算出する分析手段と、前記ケプストラム係数を含むフィードバック情報を生成する生成手段と、を具備する。
【００１３】
本発明の送信装置は、送信装置と受信装置との間の伝搬路特性を示すチャネル推定値をケプストラム分析することにより得られる前記チャネル推定値のケプストラム係数を含むフィードバック情報を用いて、前記伝搬路特性を復元する復元手段と、復元された前記伝搬路特性に基づいて、送信信号の周波数スケジューリングを行うスケジューリング手段と、を具備する。
【００１４】
本発明のフィードバック情報生成方法は、受信信号を用いて、送信装置と受信装置との間の伝搬路特性を示すチャネル推定値を推定する推定ステップと、前記チャネル推定値をケプストラム分析することにより、前記チャネル推定値のケプストラム係数を算出する分析ステップと、前記ケプストラム係数を含むフィードバック情報を生成する生成ステップと、を具備する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、フィードバック情報量を削減しつつ、周波数選択性フェージングによる伝送性能の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る受信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係るケプストラム分析部の内部構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態に係る復元部の内部構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態に係る伝搬路特性の複雑度判定処理を示す図
【図６】本発明の一実施の形態に係るチャネル推定値のケプストラム係数を示す図
【図７】本発明の一実施の形態に係る復元される伝搬路特性と実際の伝搬路特性とを示す図（伝搬路特性の複雑度が低い場合）
【図８】本発明の一実施の形態に係る復元される伝搬路特性と実際の伝搬路特性とを示す図（伝搬路特性の複雑度が高い場合）
【図９】本発明の一実施の形態に係るケプストラム係数の抽出処理を示す図
【図１０】本発明の一実施の形態に係るフィードバック情報の生成処理を示す図
【図１１】本発明の一実施の形態に係るゼロパディング処理を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る受信装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示す受信装置１００において、分離部１０１は、送信装置（後述する）からの信号（受信信号）を、受信ビット系列と、送信装置と受信装置との間で既知であるパイロット（受信パイロット）とに分離する。そして、分離部１０１は、受信ビット系列を受信データとして出力し、受信パイロットを伝搬路推定部１０２に出力する。
【００２０】
伝搬路推定部１０２は、送信装置が送信するパイロットのレプリカ（送信パイロット（レプリカ））及び分離部１０１から入力される受信パイロットを用いて、送信装置と受信装置１００との間の伝送信号の使用周波数帯域における伝搬路（チャネル）特性を推定する。例えば、伝搬路推定部１０２は、受信パイロットと送信パイロット（レプリカ）との相関演算により、伝搬路特性（例えば、伝搬路における振幅変動量及び位相回転量）を推定する。そして、伝搬路推定部１０２は、伝搬路特性を示すチャネル推定値をケプストラム分析部１０３及び分析次数決定部１０４に出力する。なお、伝搬路推定部１０２における伝搬路特性の推定方法は、上述した受信パイロットと送信パイロット（レプリカ）との相関演算を行う方法に限定されない。
【００２１】
ケプストラム（Cepstrum）分析部１０３は、伝搬路推定部１０２から入力されるチャネル推定値に対してケプストラム分析することにより、チャネル推定値のケプストラム係数を算出する。図２は、ケプストラム分析部１０３の内部構成を示すブロック図である。
【００２２】
図２に示すケプストラム分析部１０３において、パワースペクトル算出部１０３１は、伝搬路推定部１０２（図１）から入力されるチャネル推定値のパワースペクトルを算出する。そして、パワースペクトル算出部１０３１は、算出したチャネル推定値のパワースペクトルを自然対数演算部１０３２に出力する。
【００２３】
自然対数演算部１０３２は、パワースペクトル算出部１０３１から入力される、チャネル推定値のパワースペクトルの自然対数を算出し、算出したチャネル推定値のパワースペクトルの自然対数をＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１０３３に出力する。
【００２４】
ＩＦＦＴ部１０３３は、自然対数演算部１０３２から入力される、チャネル推定値のパワースペクトルの自然対数をＩＦＦＴして、チャネル推定値のケプストラム係数を得る。
【００２５】
このように、ケプストラム分析部１０３は、信号（ここでは、チャネル推定値（周波数成分））のパワースペクトルの自然対数をＩＦＦＴしており、これをケプストラム分析という。なお、一般には、ケプストラム分析は、信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）して得られた値の絶対値（つまりパワースペクトル）の自然対数をＩＦＦＴし、得られる値をケプストラム係数とする。この処理は、音声信号と伝搬路特性とを分離する手段として、音声信号処理の分野でよく用いられている。また、この処理は、伝搬路特性と信号のパワースペクトルとを比較した場合、伝搬路特性が周波数領域で滑らか（緩やか）に変化する関数であるという性質を利用しており、伝搬路特性が低ケフレンシ、信号の特性が高ケフレンシに現れる。なお、周波数領域における、スペクトル（Spectrum）、周波数（Frequency）、フィルタ（Filter）は、それぞれケプストラム領域における、ケプストラム（Cepstrum）、ケフレンシ（Quefrency）、リフタ（Lifter）に相当する。
【００２６】
また、ケプストラム係数は、ＩＦＦＴ長（つまり、サブキャリア数）と同数の次数を有する。例えば、図２に示すケプストラム分析部１０３内のＩＦＦＴ部１０３３におけるＩＦＦＴ長が１２８の場合、１２８次のケプストラム係数が得られる。この場合、ケプストラム係数は１２８個の複素数で表される。ただし、ＩＦＦＴの性質により、得られたケプストラム係数の前半部分（低次側）が有効であり、後半部分（高次側）は前半部分が折り返されたものになる。
【００２７】
以上、ケプストラム分析部１０３の処理について説明した。
【００２８】
分析次数決定部１０４（図１）は、伝搬路推定部１０２から入力されるチャネル推定値に基づいて、送信装置へフィードバックすべきケプストラム係数の次数を決定する。具体的には、分析次数決定部１０４は、まず、チャネル推定値に示される伝搬路特性の、周波数領域におけるパワー変動の激しさを示す複雑度を判定する。そして、分析次数決定部１０４は、判定結果に基づいて、ケプストラム係数の次数を決定する。例えば、分析次数決定部１０４は、伝搬路特性の複雑度がより低いほど（伝搬路特性の周波数領域におけるパワー変動がより滑らかであるほど）、フィードバックすべきケプストラム係数の次数をより少なくする。そして、分析次数決定部１０４は、決定した次数をフィードバック情報生成部１０５に出力する。なお、分析次数決定部１０４における次数決定処理の詳細については後述する。
【００２９】
フィードバック情報生成部１０５は、チャネル推定値のケプストラム係数を含むフィードバック情報を生成する。ここで、フィードバック情報生成部１０５は、ケプストラム分析部１０３から入力されるケプストラム係数のうち、分析次数決定部１０４から入力される次数分のケプストラム係数を低次側（低ケフレンシ側）から順に抽出する。そして、フィードバック情報生成部１０５は、抽出したケプストラム係数を、フィードバックすべきケプストラム係数とする。例えば、ＩＦＦＴ部１０３３でのＩＦＦＴ長をｑとし、ｑ次のケプストラム係数をＣｎ（ｎ＝１，２，…，ｑ）とし、分析次数決定部１０４で決定された次数をｐ（ただし、ｐ＜ｑ）とする。この場合、フィードバック情報生成部１０５は、フィードバックすべきケプストラム係数を、Ｃｎ（ｎ＝１，…，ｐ）とする。そして、フィードバック情報生成部１０５は、フィードバックすべきケプストラム係数を含むフィードバック情報を合成処理部１０６に出力する。なお、フィードバック情報生成部１０５におけるフィードバック情報（フィードバックすべきケプストラム係数）の生成処理の詳細については後述する。
【００３０】
合成処理部１０６は、送信ビット系列と、フィードバック情報生成部１０５から入力されるフィードバック情報とを合成し、合成結果である送信信号を送信装置へ送信する。これにより、フィードバック情報が送信装置へフィードバックされる。
【００３１】
次に、図３は、本発明の一実施の形態に係る送信装置２００の構成を示すブロック図である。
【００３２】
図３に示す送信装置２００において、分離部２０１は、受信装置１００（図１）からの信号（受信信号）を、受信ビット系列（データ信号）と、フィードバック情報とに分離する。そして、分離部２０１は、受信ビット系列を受信データとして出力し、フィードバック情報を復元部２０２に出力する。なお、フィードバック情報には、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性を示すチャネル推定値のケプストラム係数が含まれる。また、フィードバック情報に含まれるケプストラム係数は、上述したように、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性を示すチャネル推定値のケプストラム係数のうち、受信装置１００（分析次数決定部１０４）で決定された次数分の低次のケプストラム係数である。
【００３３】
復元部２０２は、分離部２０１から入力されるフィードバック情報に含まれるケプストラム係数を用いて、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性を復元する。図４は、復元部２０２の内部構成を示すブロック図である。
【００３４】
図４に示す復元部２０２において、ゼロパディング部２０２１は、フィードバック情報に含まれるケプストラム係数に対してゼロパディングを行う。具体的には、ゼロパディング部２０２１は、フィードバック情報に含まれるケプストラム係数の次数以外の次数のケプストラム係数にゼロ情報を付加する。ここで、ゼロパディング後のケプストラム係数はＦＦＴ部２０２２でのＦＦＴ長と同数の次数であり、後半部分は前半が折り返されたものになる。例えば、ＦＦＴ部２０２２でのＦＦＴ長をｑとし、フィードバック情報に含まれるケプストラム係数をＣｎ（ｎ＝１，…，ｐ）（ただし、ｐ＜ｑ）とする。この場合、ゼロパディング部２０２１は、フィードバック情報に含まれるケプストラム係数の次数（ｎ＝１，…，ｐ）以外の次数（ｎ＝ｐ＋１，…，ｑ−ｐ＋１）のケプストラム係数にゼロ情報を付加する（つまり、Ｃｎ＝０（ｎ＝ｐ＋１，…，ｑ−ｐ＋１））。そして、残りの次数にフィードバック情報に含まれるケプストラム係数を折り返したものを付加する（つまり、Ｃｎ＝Ｃｑ＋２−ｎ（ｎ＝ｑ−ｐ＋２，…，ｑ））。これにより、ゼロパディング部２０２１は、ＦＦＴ長と同数のｑ次のケプストラム係数Ｃｎ（ｎ＝１，２，…，ｑ）を得る。そして、ゼロパディング部２０２１は、ゼロパディング後のケプストラム係数をＦＦＴ部２０２２に出力する。
【００３５】
ＦＦＴ部２０２２は、ゼロパディング部２０２１から入力されるケプストラム係数をＦＦＴして、ＦＦＴ後の信号をパワースペクトル算出部２０２３に出力する。
【００３６】
パワースペクトル算出部２０２３は、ＦＦＴ部２０２２から入力される信号のパワースペクトルを算出し、算出結果を、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性とする。そして、パワースペクトル算出部２０２３は、復元した伝搬路特性を示す情報（以下、伝搬路情報という）をスケジューリング部２０３（図３）に出力する。
【００３７】
このようにして、復元部２０２は、フィードバック情報（チャネル推定値のケプストラム係数）を用いて、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性を復元する。以上、復元部２０２の処理について説明した。
【００３８】
スケジューリング部２０３（図３）は、復元部２０２から入力される伝搬路情報（つまり、復元された伝搬路特性）に基づいて、送信信号の周波数スケジューリングを行う。例えば、スケジューリング部２０３は、伝搬路情報に示される周波数（サブキャリア）のうち電力損がより少ない周波数を検出し、検出した周波数を、送信信号の割当周波数として決定する。そして、スケジューリング部２０３は、スケジューリング結果を送信部２０４に出力する。
【００３９】
送信部２０４は、スケジューリング部２０３から入力されるスケジューリング結果に基づいて、送信ビット系列を各周波数に割り当てる。また、送信部２０４は、送信装置２００と受信装置１００との間で既知である送信パイロットを予め設定された周波数に割り当てる。そして、送信部２０４は、送信ビット系列及び送信パイロットを含む送信信号を受信装置１００へ送信する。
【００４０】
次に、受信装置１００（図１）の分析次数決定部１０４における次数決定処理、フィードバック情報生成部１０５におけるフィードバック情報生成処理、及び、送信装置２００の復元部２０２（図３）における伝搬路特性の復元処理の詳細について説明する。
【００４１】
上述したように、分析次数決定部１０４は、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性の、周波数領域におけるパワー変動の激しさを示す複雑度を判定し、判定結果に基づいて、ケプストラム係数の次数を決定する。
【００４２】
例えば、伝搬路特性の周波数領域におけるパワー変動のピーク（山及び谷）の数を伝搬路特性の複雑度を示す指標とする場合を一例として説明する。具体的には、分析次数決定部１０４は、図５に示すように、伝搬路特性と、予め設定した閾値１及び閾値２とが交差する回数に基づいて伝搬路特性の複雑度を判定してもよい。つまり、分析次数決定部１０４は、図５に示す、信号伝送に使用される全周波数帯域において、閾値１（又は閾値２）未満の状態から閾値１（又は閾値２）以上の状態へパワーが変化する回数、及び、閾値１（又は閾値２）以上の状態から閾値１（又は閾値２）未満の状態へパワーが変化する回数を特定する。ここで、図５では、パワーが閾値１以上である周波数帯がパワー変動の山部分に対応し、パワーが閾値２未満である周波数帯がパワー変動の谷部分に対応する。よって、閾値１及び閾値２と交差する回数が多い伝搬路特性ほど、パワー変動のピーク数が多くなり、パワー変動が激しいと言える。つまり、閾値１及び閾値２と交差する回数が多い伝搬路特性ほど、伝搬路特性の複雑度がより高くなる。一方、閾値１及び閾値２と交差する回数が少ない伝搬路特性ほど、パワー変動のピーク数が少なくなり、パワー変動が滑らか（緩やか）であると言える。つまり、閾値１及び閾値２と交差する回数が少ない伝搬路特性ほど、伝搬路特性の複雑度がより低くなる。
【００４３】
なお、伝搬路特性の複雑度を求める方法は、上述したような、周波数領域に設定された閾値（図５では閾値１及び閾値２）と伝搬路特性とが交差する回数を判定する場合に限らず、伝搬路特性の周波数領域におけるパワー変動の激しさを示す他の指標を判定できる他の方法を用いてもよい。
【００４４】
次いで、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性の複雑度と、受信装置１００がフィードバックすべきケプストラム係数の次数との対応関係について説明する。
【００４５】
以下の説明では、受信装置１００のケプストラム分析部１０３（ＩＦＦＴ部１０３３）がＩＦＦＴ長３００のＩＦＦＴによりケプストラム分析を行う場合について説明する。この場合、ケプストラム分析部１０３では、図６に示すように、３００次のケプストラム係数（実部と虚部とからなる複素数）が得られる。なお、図６は、伝搬路特性の周波数領域におけるパワー変動が滑らかである場合におけるケプストラム係数を示す。
【００４６】
また、図６に示す３００次のケプストラム係数のうち次数ｎ＝１のケプストラム係数は全体の振幅を表し、常に実数（実部のみ）となる。また、図６に示す３００次のケプストラム係数は、ＩＦＦＴの性質により、ＩＦＦＴ長３００の中央（図６では次数ｎ＝１５０）から低次側（低ケフレンシ側）及び高次側（高ケフレンシ側）の双方に折り返された値をとる。つまり、図６では、例えば、次数ｎ＝２，３，４，５，…１４９のケプストラム係数と、次数ｎ＝３００，２９９，２９８，２９７，…，１５１のケプストラム係数とはそれぞれ同一の値をとる。
【００４７】
図７Ａ〜図７Ｄは、パワー変動が滑らかな（つまり、複雑度が低い）伝搬路特性（点線で示す‘元データ’）、及び、低次側から或る次数（２次、３次、５次、７次）のケプストラム係数を用いて復元される伝搬路特性（実線で示す‘ケプストラム’）を示す。一方、図８Ａ〜図８Ｄは、パワー変動が激しい（つまり、複雑度が高い）伝搬路特性（点線で示す‘元データ’）、及び、低次側から或る次数（３次、５次、７次、１０次）のケプストラム係数を用いて復元される伝搬路特性（実線で示す‘ケプストラム’）を示す。
【００４８】
つまり、例えば、図７Ａに示す伝搬路特性（実線）は、３００次のケプストラム係数のうち低次側（次数ｎ＝１）から２次（図６に示す次数ｎ＝１，２）のケプストラム係数を用いて得られる伝搬路特性である。同様に、図７Ｂに示す伝搬路特性（実線）は、３００次のケプストラム係数のうち低次側（次数ｎ＝１）から３次（図６に示す次数ｎ＝１，２，３）のケプストラム係数を用いて得られる伝搬路特性である。図７Ｃ（５次）及び図７Ｄ（７次）についても同様である。また、同様にして、図８Ａ〜図８Ｄに示す伝搬路特性（実線）は、パワー変動が激しい（つまり、複雑度が高い）伝搬路特性を示すチャネル推定値から得られる３００次のケプストラム係数（図示せず）を用いて得られる伝搬路特性である。
【００４９】
図７Ａ〜図７Ｄを比較すると、図７Ａ（２次のケプストラム係数を用いる場合）では、復元された伝搬路特性（実線）と、実際の伝搬路特性（点線）とは異なる特性となる。つまり、図７Ａでは、復元された伝搬路特性（実線）は、実際の伝搬路特性（点線）に近似しない。これに対して、図７Ｂ〜図７Ｄ（３次、５次又は７次のケプストラム係数を用いる場合）では、復元された伝搬路特性（実線）と、実際の伝搬路特性（点線）とはほぼ同一の特性となる。つまり、図７Ｂ〜図７Ｄでは、復元された伝搬路特性（実線）は、実際の伝搬路特性（点線）に近似する。すなわち、図７Ａ〜図７Ｄに示すように、パワー変動が滑らかな伝搬路特性（点線）、つまり、複雑度が低い伝搬路特性では、低次側の３次以上のケプストラム係数を用いることにより、実際の伝搬路特性を正確に復元することができる。
【００５０】
一方、図８Ａ〜図８Ｄを比較すると、図８Ａ〜図８Ｃ（３次、５次又は７次のケプストラム係数を用いる場合）では、復元された伝搬路特性（実線）と、実際の伝搬路特性（点線）とは異なる特性となる。つまり、図８Ａ〜図８Ｃでは、復元された伝搬路特性（実線）は、実際の伝搬路特性（点線）に近似しない。これに対して、図８Ｄ（１０次のケプストラム係数を用いる場合）では、復元された伝搬路特性（実線）と、実際の伝搬路特性（点線）とはほぼ同一の特性となる。つまり、図８Ｄでは、復元された伝搬路特性（実線）は、実際の伝搬路特性（点線）に近似する。すなわち、図８Ａ〜図８Ｄに示すように、パワー変動が激しい伝搬路特性（点線）、つまり、複雑度が高い伝搬路特性では、低次側の１０次以上のケプストラム係数を用いることにより、実際の伝搬路特性を正確に復元することができる。
【００５１】
このように、周波数領域におけるパワー変動がより滑らか（緩やか）な伝搬路特性であるほど、つまり、複雑度がより低い伝搬路特性ほど、より少ない次数（つまり、低ケフレンシ）のケプストラム係数を用いて、実際の伝搬路特性を復元することができる。
【００５２】
そこで、分析次数決定部１０４は、伝搬路特性の複雑度がより低いほど（パワー変動がより滑らかであるほど）、フィードバックすべきケプストラム係数の次数をより少なくする。なお、伝搬路特性の複雑度（ここでは、パワー変動のピーク数）とケプストラム係数の次数との対応関係は、システムが使用する周波数帯域幅（システム帯域幅）等に応じて予め設定されるものとする。例えば、伝搬路特性の複雑度が低い場合（ピーク数が少ない場合）には、ケプストラム係数の次数を３次〜５次のいずれか１つが選択され、伝搬路特性の複雑度が高い場合（ピーク数が多い場合）には、ケプストラム係数の次数を５次〜１０次のいずれか１つが選択されるように、伝搬路特性の複雑度とケプストラム係数の次数との対応関係を設定してもよい。
【００５３】
ここで、例えば、図７Ａ〜図７Ｄに示す、複雑度が低い伝搬路特性（点線）の場合について説明する。
【００５４】
図７Ａ〜図７Ｄでは、上述したように、低次側の３次以上のケプストラム係数を用いれば、実際の伝搬路特性（点線）を正確に復元することができる。そこで、伝搬路推定部１０２で推定される伝搬路特性が図７Ａ〜図７Ｄに示す伝搬路特性（点線）の場合、分析次数決定部１０４は、フィードバックすべきケプストラム係数の次数を３に決定する。
【００５５】
よって、図９に示すように、フィードバック情報生成部１０５は、ケプストラム分析部１０３から入力される、図８に示す３００次のケプストラム係数のうち、低次側から３次（次数ｎ＝１，２，３）のケプストラム係数を抽出する。そして、フィードバック情報生成部１０５は、抽出した３次（次数ｎ＝１，２，３）のケプストラム係数を量子化する。なお、上述したように、次数ｎ＝１のケプストラム係数は、常に実部のみとなるため、虚部を無視することができる。よって、例えば、図１０に示すように、フィードバック情報生成部１０５は、次数ｎ＝１のケプストラム係数の実部、及び、次数ｎ＝２，３のケプストラム係数の実部及び虚部をそれぞれ８ビットで量子化する。
【００５６】
これにより、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性を示すフィードバック情報の情報量は、図１０に示すように、４０ビット（＝８ビット×５）となる。すなわち、この４０ビットにより、信号伝送に使用される全周波数帯域の伝搬路特性（図７Ａ〜図７Ｄに示す実際の伝搬路特性（点線））を正確に表すことができる。
【００５７】
ここで、信号伝送に使用される全周波数帯域（ここでは３００サブキャリア）の伝搬路特性を周波数毎（各周波数８ビット）にフィードバックする場合、フィードバック情報の情報量は、２４００ビット（＝８ビット×３００サブキャリア）となる。つまり、本実施の形態によれば、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性を示すフィードバック情報の情報量は、伝搬路特性を周波数毎にフィードバックする場合と比較すると６０分の１に削減できる。
【００５８】
また、例えば、上述した特許文献１又は特許文献２のようにして、信号伝送に使用される全周波数帯域（ここでは３００サブキャリア）を３０サブキャリアずつ１０個のグループにグループ化し、各グループの受信品質の平均値を８ビットで量子化する場合について説明する。この場合のフィードバック情報の情報量は、８０ビット（＝８ビット×１０グループ）となる。つまり、本実施の形態によれば、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性を示すフィードバック情報の情報量は、使用周波数を複数のグループにグループ化する場合と比較すると２分の１に削減できる。
【００５９】
次いで、送信装置２００の復元部２０２（図３）は、図１０に示すフィードバック情報が入力されると、３００次（＝ＦＦＴ部２０２２（図４）のＦＦＴ長）のケプストラム係数のうち、フィードバック情報に含まれるケプストラム係数以外のケプストラム係数にゼロをパディングする。
【００６０】
ただし、上述したように、３００次のケプストラム係数は、ＩＦＦＴ処理の性質により、ＩＦＦＴ長３００の中央（次数ｎ＝１５１）から低次側及び高次側の双方に折り返された値をとる。つまり、図１１に示すように、次数ｎ＝２，３のケプストラム係数（低次側）に対応する次数ｎ＝３００，２９９のケプストラム係数（高次側）は、フィードバック情報により特定することができる。よって、復元部２０２のゼロパディング部２０２１（図４）は、図１１に示すように、３００次のケプストラム係数のうち、次数ｎ＝１，２，３のケプストラム係数（フィードバックされた情報）、及び、次数ｎ＝３００，２９９のケプストラム係数以外の次数ｎ＝４〜２９８のケプストラム係数にゼロをパディングする。
【００６１】
そして、復元部２０２のＦＦＴ部２０２２（図４）は、図１１に示すゼロパディング後の３００次のケプストラム係数に対してＦＦＴ（ＦＦＴ長＝３００）し、パワースペクトル算出部２０２３（図４）は、ＦＦＴ後の信号のパワースペクトルを算出する。これにより、復元部２０２は、図７Ｂに示す伝搬路特性（実線）を復元する。
【００６２】
これにより、送信装置２００のスケジューリング部２０３は、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性（図７Ｂに示す実線）に基づいて、送信信号の周波数スケジューリングを行うことができる。
【００６３】
また、同様にして、例えば、図８Ａ〜図８Ｄに示す伝搬路特性（つまり、複雑度が高い伝搬路特性）では、上述したように、低次側の１０次以上のケプストラム係数を用いれば、実際の伝搬路特性（点線）を正確に復元することができる。そこで、伝搬路推定部１０２で推定される伝搬路特性が図８Ａ〜図８Ｄに示す伝搬路特性（点線）の場合、分析次数決定部１０４は、フィードバックすべきケプストラム係数の次数を１０に決定する。よって、フィードバック情報生成部１０５は、３００次のケプストラム係数（図示せず）のうち、低次側から１０次（次数ｎ＝１〜１０）のケプストラム係数を抽出する。そして、フィードバック情報生成部１０５は、抽出した１０次（次数ｎ＝１〜１０）のケプストラム係数を量子化する。すなわち、フィードバック情報生成部１０５は、次数ｎ＝１のケプストラム係数の実部、及び、次数ｎ＝２〜１０のケプストラム係数の実部及び虚部をそれぞれ８ビットで量子化する。
【００６４】
ここで、図１０と同様にして、ケプストラム係数の実部及び虚部をそれぞれ８ビットで量子化する場合、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性を示すフィードバック情報の情報量は、１５２ビット（＝８ビット×１９）となる。よって、伝搬路特性を周波数（３００サブキャリア）毎にフィードバックする場合（フィードバック情報の情報量＝２４００ビット）と比較すると、本実施の形態（フィードバック情報の情報量＝１５２ビット）では、フィードバック情報の情報量は約１６分の１に削減できる。
【００６５】
一方、例えば、上述した特許文献１又は特許文献２のようにして、使用周波数（３００サブキャリア）を複数のグループ（１０グループ）にグループ化する場合（フィードバック情報の情報量＝８０ビット）と比較すると、本実施の形態（フィードバック情報の情報量＝１５２ビット）では、フィードバック情報の情報量は削減されていない。ただし、図８Ａ〜図８Ｄに示すように、複雑度が高い伝搬路特性（つまり、周波数領域におけるパワー変動が激しい伝搬路特性）では、使用周波数を複数のグループにグループ化する場合、グループ内に受信品質が非常に良好であるサブキャリアと、受信品質が非常に劣悪であるサブキャリアとが混在する可能性が高くなる。よって、グループ毎のフィードバック情報（グループ内の各サブキャリアの平均受信品質）の正確さが失われる可能性が高い。その結果、受信装置は、同一サブキャリアに関する受信品質についてのフィードバック情報を複数回フィードバックする必要があり、無駄にフィードバックされるデータが増加してしまう可能性がある。これに対して、本実施の形態では、複雑度が高い伝搬路特性でも、必要最小限の次数（ここでは１０次）のケプストラム係数をフィードバックするだけで、送信装置２００では、実際の伝搬路特性を正確に復元することができる。
【００６６】
このように、受信装置１００は、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性を示すチャネル推定値をケプストラム分析して、得られるチャネル推定値のケプストラム係数をフィードバック情報として送信装置へフィードバックする。これにより、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性を、低次（低ケフレンシ）のケプストラム係数のみで表すことが可能となる。つまり、受信装置１００では、チャネル推定値のケプストラム係数をフィードバック情報とすることで、フィードバック情報の情報量を削減することができる。
【００６７】
さらに、受信装置１００は、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性の複雑度（例えば、周波数領域におけるパワー変動のピーク数）に応じて、フィードバックするケプストラム係数の次数を決定する。具体的には、受信装置１００は、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性の複雑度がより低いほど、フィードバックするケプストラム係数の次数をより少なくする。つまり、受信装置１００は、周波数選択性フェージングによる伝搬路特性の周波数領域におけるパワー変動（つまり、伝搬路特性の複雑度）に応じて、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性の復元に必要最小限の次数のケプストラム係数のみをフィードバックする。
【００６８】
これにより、受信装置１００は、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性の複雑度が低いほど、フィードバック情報の情報量をより削減することができる。さらに、送信装置２００は、フィードバックされた低次（低ケフレンシ）のケプストラム係数を用いて、送信装置２００と受信装置１００との間の伝搬路特性を正確に復元することができる。そのため、送信装置２００は、実際の伝搬路特性に近似する、復元された伝搬路特性を用いて、送信信号の周波数スケジューリングを効率的に行うこができる。よって、送信装置２００では、周波数選択性フェージングによる伝送性能の劣化を防止することができる。
【００６９】
このように、本実施の形態によれば、フィードバック情報量を削減しつつ、周波数選択性フェージングによる伝送性能の劣化を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、移動通信システム等に適用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１００  受信装置
２００  送信装置
１０１，２０１  分離部
１０２  伝搬路推定部
１０３  ケプストラム分析部
１０４  分析次数決定部
１０５  フィードバック情報生成部
１０６  合成処理部
２０２  復元部
２０３  スケジューリング部
２０４  送信部
【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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