(57)【要約】【課題】低速な信号が用いられる場合であっても、ＭＩＭＯにおけるチャネル推定の精度を向上させることが可能な通信装置を提供する。【解決手段】ユニークワードを含む送信信号が含まれうる受信信号を処理する通信装置であって、受信信号から送信信号を検出する信号検出部と、検出された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量及び振幅変化によって、検出された送信信号を判別する信号判別部と、判別された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量と、判別された送信信号に対応する基準位相回転量との位相回転差分に基づいて、判別された送信信号の位相を補正する第１位相補正部と、位相回転差分に基づいて位相が補正された送信信号と位相の初期値との誤差を補正する第２位相補正部と、位相の誤差が補正された判別された送信信号と、既知の信号とに基づいて、チャネルを推定するチャネル推定部と、を備える通信装置が提供される。【選択図】図１
2015122564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナから切り替えて送信される、前記送信アンテナごとにユニークなユニークワードを含む送信信号が含まれうる、受信アンテナにより受信された信号が復調された受信信号を処理する通信装置であって、
切り替えて送信される前記送信信号の切替区間を前記受信信号から検出することによって、前記送信信号を検出する信号検出部と、
検出された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量及び該ユニークワードの区間の前後の振幅変化によって、検出された送信信号を判別する信号判別部と、
判別された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量と、前記判別された送信信号に対応する基準位相回転量との位相回転差分に基づいて、前記判別された送信信号の位相を補正する第１位相補正部と、
前記位相回転差分に基づいて位相が補正された送信信号と位相の初期値との誤差を補正する第２位相補正部と、
位相の誤差が補正された前記判別された送信信号と、既知の信号とに基づいて、チャネルを推定するチャネル推定部と、
を備えることを特徴とする、通信装置。
【請求項２】
前記信号判別部は、検出された送信信号に含まれるユニークワードの位相が時計回りで回転している場合と反時計回りで回転している場合とで、該ユニークワードの区間の前後の振幅が異なっていることで前記送信信号を判別することを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記信号判別部は、前記ユニークワードの変調点の振幅より該ユニークワードの区間の前後の変調点の振幅が大きい、または小さいことを検出することで送信信号を判別することを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
複数の送信アンテナから切り替えて送信される、前記送信アンテナごとにユニークなユニークワードを含む送信信号が含まれうる、受信アンテナにより受信された信号が復調された受信信号を処理する通信方法であって、
切り替えて送信される前記送信信号の切替区間を前記受信信号から検出することによって、前記送信信号を検出する信号検出ステップと、
検出された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量及び該ユニークワードの区間の前後の振幅変化によって、検出された送信信号を判別する信号判別ステップと、
判別された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量と、前記判別された送信信号に対応する基準位相回転量との位相回転差分に基づいて、前記判別された送信信号の位相を補正する第１位相補正ステップと、
前記位相回転差分に基づいて位相が補正された送信信号と位相の初期値との誤差を補正する第２位相補正ステップと、
位相の誤差が補正された前記判別された送信信号と、既知の信号とに基づいて、チャネルを推定するチャネル推定ステップと、
を含むことを特徴とする、チャネル推定方法。
【請求項５】
送信アンテナごとにユニークなユニークワードを含む送信信号を、複数の送信アンテナから切り替えて送信する第１の通信装置と、
前記送信信号が含まれうる、受信アンテナにより受信された信号が復調された受信信号を処理する第２通信装置と、
を有する通信システムであって、
前記第１の通信装置は、
複数の送信アンテナと、
前記送信アンテナに対応する送信信号を切り替えて送信させる送信部と、
を備え、
前記第２通信装置は、
切り替えて送信される前記送信信号の切替区間を前記受信信号から検出することによって、前記送信信号を検出する信号検出部と、
検出された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量及び該ユニークワードの区間の前後の振幅変化によって、検出された送信信号を判別する信号判別部と、
判別された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量と、前記判別された送信信号に対応する基準位相回転量との位相回転差分に基づいて、前記判別された送信信号の位相を補正する第１位相補正部と、
前記位相回転差分に基づいて位相が補正された送信信号と位相の初期値との誤差を補正する第２位相補正部と、
位相の誤差が補正された前記判別された送信信号と、既知の信号とに基づいて、チャネルを推定するチャネル推定部と、
を備えることを特徴とする、通信システム。
【請求項６】
送信アンテナごとにユニークなユニークワードを含む送信信号を切り替えて送信する複数の送信アンテナと、
前記送信アンテナに対応する送信信号を切り替えて送信させる送信部と、
を備え、
前記送信信号は、前記ユニークワードの変調点の振幅と、該ユニークワードの区間の前後の変調点とで振幅が異なることを特徴とする、通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、チャネル推定方法および通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アレーアンテナ（ａｒｒａｙ  ａｎｔｅｎｎａ）やＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  ａｎｄ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）を用いた空間センサが開発されている。上記空間センサに係る技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術や特許文献２に記載の技術が挙げられる。
【０００３】
通常のＭＩＭＯにおける送信信号は、例えば、送信側のアンテナ（以下、「送信アンテナ」と示す。）から同時に送信される。また、通常のＭＩＭＯでは、高速化、大容量化のために、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）により変調された信号（以下、「ＯＦＤＭ信号」と示す。）が用いられている。ＭＩＭＯを用いる場合には、チャネル推定が必要であり、チャネル推定の精度を高めるためには、送信側の通信装置と、受信側の通信装置との間で同期をとることが望ましい。ＯＦＤＭでは、例えば、ショートプリアンブルや、パイロット信号、ガードインターバルなどを用いて送信側の通信装置と、受信側の通信装置との間で同期がとられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３９０７７号公報
【特許文献２】特開２００８−２１６１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＯＦＤＭを用いる場合には、通信に係るデバイス（例えば送信機回路など）のコストが大きく、また、使用可能な周波数帯域にも制限が存在しうる。また、例えばＭＩＭＯを用いた空間センサでは、実際にはＯＦＤＭ信号のような高速な信号は必要なく、より低速な信号を用いれば十分である。よって、ＯＦＤＭを用いずに、より低速な信号を用いることが可能な、ＭＩＭＯを用いた空間センサが望まれている。
【０００６】
しかしながら、ＭＩＭＯにおいて低速な信号を用いる場合には、キャリアオフセット（送信側の通信装置と、受信側の通信装置における搬送波周波数のずれ）が信号の伝送速度に対して等価的に大きくなることから、チャネル推定を行うことが困難となる。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、低速な信号が用いられる場合であっても、ＭＩＭＯにおけるチャネル推定の精度を向上させることが可能な、新規かつ改良された通信装置、チャネル推定方法および通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数の送信アンテナから切り替えて送信される、前記送信アンテナごとにユニークなユニークワードを含む送信信号が含まれうる、受信アンテナにより受信された信号が復調された受信信号を処理する通信装置であって、切り替えて送信される前記送信信号の切替区間を前記受信信号から検出することによって、前記送信信号を検出する信号検出部と、検出された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量及び該ユニークワードの区間の前後の振幅変化によって、検出された送信信号を判別する信号判別部と、判別された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量と、前記判別された送信信号に対応する基準位相回転量との位相回転差分に基づいて、前記判別された送信信号の位相を補正する第１位相補正部と、前記位相回転差分に基づいて位相が補正された送信信号と位相の初期値との誤差を補正する第２位相補正部と、位相の誤差が補正された前記判別された送信信号と、既知の信号とに基づいて、チャネルを推定するチャネル推定部と、を備えることを特徴とする、通信装置が提供される。
【０００９】
前記信号判別部は、検出された送信信号に含まれるユニークワードの位相が時計回りで回転している場合と反時計回りで回転している場合とで、該ユニークワードの区間の前後の振幅が異なっていることで前記送信信号を判別するようにしてもよい。
【００１０】
前記信号判別部は、前記ユニークワードの変調点の振幅より該ユニークワードの区間の前後の変調点の振幅が大きい、または小さいことを検出することで送信信号を判別するようにしてもよい。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の送信アンテナから切り替えて送信される、前記送信アンテナごとにユニークなユニークワードを含む送信信号が含まれうる、受信アンテナにより受信された信号が復調された受信信号を処理する通信方法であって、切り替えて送信される前記送信信号の切替区間を前記受信信号から検出することによって、前記送信信号を検出する信号検出ステップと、検出された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量及び該ユニークワードの区間の前後の振幅変化によって、検出された送信信号を判別する信号判別ステップと、判別された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量と、前記判別された送信信号に対応する基準位相回転量との位相回転差分に基づいて、前記判別された送信信号の位相を補正する第１位相補正ステップと、前記位相回転差分に基づいて位相が補正された送信信号と位相の初期値との誤差を補正する第２位相補正ステップと、位相の誤差が補正された前記判別された送信信号と、既知の信号とに基づいて、チャネルを推定するチャネル推定ステップと、を含むことを特徴とする、チャネル推定方法が提供される。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、送信アンテナごとにユニークなユニークワードを含む送信信号を、複数の送信アンテナから切り替えて送信する第１の通信装置と、前記送信信号が含まれうる、受信アンテナにより受信された信号が復調された受信信号を処理する第２通信装置と、を有する通信システムであって、前記第１の通信装置は、複数の送信アンテナと、前記送信アンテナに対応する送信信号を切り替えて送信させる送信部と、を備え、前記第２通信装置は、切り替えて送信される前記送信信号の切替区間を前記受信信号から検出することによって、前記送信信号を検出する信号検出部と、検出された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量及び該ユニークワードの区間の前後の振幅変化によって、検出された送信信号を判別する信号判別部と、判別された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量と、前記判別された送信信号に対応する基準位相回転量との位相回転差分に基づいて、前記判別された送信信号の位相を補正する第１位相補正部と、前記位相回転差分に基づいて位相が補正された送信信号と位相の初期値との誤差を補正する第２位相補正部と、位相の誤差が補正された前記判別された送信信号と、既知の信号とに基づいて、チャネルを推定するチャネル推定部と、を備えることを特徴とする、通信システムが提供される。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、送信アンテナごとにユニークなユニークワードを含む送信信号を切り替えて送信する複数の送信アンテナと、前記送信アンテナに対応する送信信号を切り替えて送信させる送信部と、を備え、前記送信信号は、前記ユニークワードの変調点の振幅と、該ユニークワードの区間の前後の変調点とで振幅が異なることを特徴とする、通信装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、低速な信号が用いられる場合であっても、ＭＩＭＯにおけるチャネル推定の精度を向上させることが可能な、新規かつ改良された通信装置、チャネル推定方法および通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るチャネル推定方法の概要を説明するための説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る第１の通信装置が送信する送信信号のデータフォーマットの一例を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る第１の通信装置が送信する送信信号のデータフォーマットの他の例を示す説明図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００の構成の一例を示すブロック図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る第２の通信装置２００の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る第２の通信装置２００におけるフレーム同期に係る処理の一例を説明するための説明図である。
【図７】１６ＱＡＭで変調する場合の信号点を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る具体的な信号フォーマットの例を示す説明図である。
【図９】６４ＱＡＭで変調する場合の信号点を示す説明図である。
【図１０】ＱＰＳＫで変調する場合の信号点を示す説明図である。
【図１１】第１の通信装置１００の送信アンテナが４本の場合に、１６ＱＡＭで変調される信号の信号点の選択例を示す説明図である。
【図１２】４つのユニークワードの位相変化の例を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る第２の通信装置２００での伝搬チャネルの推定結果例を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施形態によらずに伝搬チャネルを推定した結果の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
＜１．本発明の実施形態に係るチャネル推定方法の概要＞
本発明の実施形態に係る通信装置の構成について説明する前に、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法の概要について説明する。以下では、説明の簡単化のために、ＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  ａｎｄ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）を例に挙げて、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法の概要について説明する。なお、以下においてＳＩＳＯを例に挙げて説明する本発明の実施形態に係るチャネル推定方法の概要は、ＭＩＭＯにおいても本質的に同一である。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法の概要を説明するための説明図である。図１では、送信側の通信装置を「Ｔｘ」と示し、受信側の通信装置を「Ｒｘ」と示している。
【００１９】
例えば図１において受信側の通信装置が受信する受信信号は、例えば下記の数式１で表される。ここで、数式１に示す“ｙ（ｔ）”は、受信信号を示し、数式１に示す“ｈ１１”は、マルチパスの合成波を示している。また、数式１に示す“ｓｐ（ｔ）”は、送信側の通信装置および受信側の通信装置において既知の信号を示しており、数式１に示すｎ（ｔ）は、熱雑音を示している。
【００２０】
【数１】
2015122564.tif 000003
【００２１】
受信側の通信装置は、受信信号を既知の信号ｓｐ（ｔ）で割ることによって、例えば下記の数式２に示すように、チャネルを推定することができる。ここで、数式２に示す“ｎ（ｔ）／ｓｐ（ｔ）”は、雑音成分であるので無視することが可能である。
【００２２】
【数２】
2015122564.tif 000004
【００２３】
しかしながら、受信側の通信装置が例えば数式２に基づいてチャネルを推定する場合には、受信信号ｙ（ｔ）が既知の信号ｓｐ（ｔ）と同じ時刻ｔに相当するビット列の変調信号でないと、正しいチャネル推定を行うことができない。よって、例えば数式２に示すようにチャネルを推定する場合において、チャネルの推定制度を向上させるためには、受信側の通信装置においてフレーム同期を行う必要がある。
【００２４】
また、受信信号ｙ（ｔ）は、時間の経過と共に周波数回転を起こすため、受信側の通信装置は、同じ時刻ｔに相当するビット列の変調信号（送信側の通信装置から送信された送信信号）を受信信号ｙ（ｔ）から取り出すことができない。よって、受信側の通信装置は、例えば数式２に基づいてチャネルを推定する場合には、キャリア同期を行う必要がある。
【００２５】
また、受信信号ｙ（ｔ）は、時間の経過と共にサンプルタイミングがずれるため、受信側の通信装置は、同じ時刻ｔに相当するビット列の変調信号（送信側の通信装置から送信された送信信号）を受信信号ｙ（ｔ）から取り出すことができない。よって、受信側の通信装置は、例えば数式２に基づいてチャネルを推定する場合には、タイミング同期を行う必要がある。
【００２６】
また受信側の通信装置は、ＭＩＭＯにおいて例えば数式２に示すようにチャネルを推定する場合には、ＳＩＳＯを例に挙げて説明したように、フレーム同期と、キャリア同期と、タイミング同期とを図る必要がある。
【００２７】
ここで、上述したように、ＯＦＤＭでは、例えば、ショートプリアンブルや、パイロット信号、ガードインターバルなどを用いて送信側の通信装置と、受信側の通信装置との間で同期がとられている。そのため、ＯＦＤＭを用いる場合には、フレーム同期と、キャリア同期と、タイミング同期とを図ることができるので、ＭＩＭＯにおけるチャネル推定の精度を向上させることが可能である。
【００２８】
しかしながら、上述したように、ＯＦＤＭを用いる場合には、通信に係るデバイスのコストが大きく、また、使用可能な周波数帯域にも制限が存在しうる。また、例えばＭＩＭＯを用いた空間センサを実現する場合には、ＯＦＤＭ信号のような高速の信号は必要ない。
【００２９】
そこで、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法では、例えば、ＯＦＤＭを用いず、またＯＦＤＭ信号よりも低速な信号を用いる。より具体的には、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法では、本発明の実施形態に係る送信側の通信装置（以下、「第１の通信装置」と示す場合がある。）が、例えば、直角位相振幅変調（ＱＡＭ；ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）により変調された変調信号を、送信信号として送信する。ここで、本発明の実施形態に係る直角位相振幅変調による変調信号としては、例えば、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなどが挙げられる。また本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、位相偏移変調（ＰＳＫ；ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）により変調された変調信号を、送信信号として送信する。ここで、本発明の実施形態に係る位相偏移変調による変調信号としては、例えばＱＰＳＫ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）、８ＰＳＫなどが挙げられる。なお、本発明の実施形態に係る送信信号の変調方式が、上記に限られないことは、言うまでもない。
【００３０】
また、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法では、本発明の実施形態に係る受信側の通信装置（以下、「第２の通信装置」と示す場合がある。）が、ユニークワード（後述する）を含む送信信号が含まれうる、受信アンテナにより受信された信号が復調された受信信号を処理し、フレーム同期と、キャリア同期と、タイミング同期とを図ることによって、ＭＩＭＯにおけるチャネル推定を行う。
【００３１】
以上、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法の概要について説明した。続いて、本発明の実施形態に係る第１の通信装置と第２の通信装置におけるチャネル推定方法に係る処理を説明する。
【００３２】
＜２．本発明の実施形態に係るチャネル推定方法に係る処理＞
［２−１．第１の通信装置における処理］
まず、本発明の実施形態に係る第１の通信装置における、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法に係る処理について説明する。以下では、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が、第１の送信アンテナ及び第２の送信アンテナの２つの送信アンテナを備える場合を主に例に挙げて、第１の通信装置における本発明の実施形態に係るチャネル推定方法に係る処理について説明する。なお、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が備える送信アンテナの数は、２つに限られない。例えば、本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、３つ以上の送信アンテナを備えていてもよい。
【００３３】
図２は、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が送信する送信信号のデータフォーマットの一例を示す説明図であり、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が、２つの送信アンテナを備える場合において送信される送信信号の一例を示している。図２に示す“Ｔｘ１”は、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が備える第１の送信アンテナ（図２に示す送信アンテナ＃１）から送信される第１の送信信号の一例を示している。また、図２に示す“Ｔｘ２”は、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が備える第２の送信アンテナ（図２に示す送信アンテナ＃２）から送信される第２の送信信号の一例を示している。
【００３４】
例えば２つの送信アンテナを備える場合、本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、例えば図２に示すように、第１の送信アンテナから第１送信信号を送信し、第２の送信アンテナから第２送信信号を送信する。
【００３５】
また、本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、例えば図２に示すように、ユニークワード（図２に示すＵＷ）が含まれる送信信号を送信する。ここで、本発明の実施形態に係るユニークワードとは、例えば、送信信号が送信される送信アンテナごとにユニークなデータである。言い換えると、各送信アンテナから送信される送信信号に含まれるユニークワードは、互いに異なる。
【００３６】
より具体的に説明すれば、例えば２つの送信アンテナを備えている場合、本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、第１ユニークワード（図２に示すＵＷ１）が含まれる第１送信信号を第１の送信アンテナから送信し、第２ユニークワード（図２に示すＵＷ２）が含まれる第２送信信号を第２の送信アンテナから送信する。
【００３７】
本発明の実施形態に係る第１送信信号に含まれる第１ユニークワード（図２に示すＵＷ１）と、本発明の実施形態に係る第２送信信号に含まれる第２ユニークワード（図２に示すＵＷ２）としては、例えば図２に示すように、ビットが反転したデータが用いられても良い。例えば図２に示すように第１ユニークワードＵＷ１と第２ユニークワードＵＷ２とのビットを反転させることによって、本発明の実施形態に係る第２の通信装置では、ユニークワードを用いて受信信号に含まれる送信信号の種別を判別することが可能となる。
【００３８】
本発明の実施形態に係るユニークワードの前後には、反転されたデータが付加されていてもよい。本発明の実施形態に係るユニークワードの前後に反転されたデータが付加されることによって、本発明の実施形態に係る第２の通信装置では、ユニークワードそれぞれの先頭シンボルをより容易に検出することが可能となる。
【００３９】
より具体的には、例えば図２に示すように、第１ユニークワードＵＷ１および第２ユニークワードＵＷ２のそれぞれの前後に反転されたデータが付加される場合には、本発明の実施形態に係る第１送信信号と本発明の実施形態に係る第２送信信号との位相回転量が反転する。よって、例えば、第１ユニークワードＵＷ１および第２ユニークワードＵＷ２のそれぞれの前後に反転されたデータが付加されることによって、本発明の実施形態に係る第２の通信装置では、第１ユニークワードＵＷ１および第２ユニークワードＵＷ２のそれぞれの先頭シンボルをより容易に検出することができる。
【００４０】
また本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、第１ユニークワードＵＷ１と第２ユニークワードＵＷ２の開始タイミング及び終了タイミングを、第２の通信装置が高精度で推定できるよう、第１ユニークワードＵＷ１と第２ユニークワードＵＷ２の前後のビットを、異なる振幅の信号点から与える。本発明の実施形態に係る第２の通信装置は、位相と振幅の変化によって、第１ユニークワードＵＷ１と第２ユニークワードＵＷ２の開始タイミング及び終了タイミングを高精度で推定できる。
【００４１】
なお、本発明の実施形態に係る送信信号のデータフォーマットは、図２に示す例に限られない。
【００４２】
例えば、本発明の実施形態に係る第１送信信号、本発明の実施形態に係る第２送信信号には、第１ユニークワードおよび第２ユニークワードそれぞれの前後に反転されたデータが付加されていなくてもよい。第１ユニークワードおよび第２ユニークワードそれぞれの前後に反転されたデータが付加されていない場合であっても、本発明の実施形態に係る第２の通信装置では、受信信号から、本発明の実施形態に係る第１送信信号または本発明の実施形態に係る第２送信信号を検出することが可能である。
【００４３】
また、本発明の実施形態に係る第１ユニークワードと本発明の実施形態に係る第２ユニークワードとのビット数は３２ビットに限られず、また、第１ユニークワードおよび第２ユニークワードそれぞれの前後に付加される反転されたデータのビット数は８ビットに限られない。
【００４４】
また、図２では、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が、第１の送信アンテナと第２の送信アンテナとの２つの送信アンテナを備える場合において送信される送信信号のデータフォーマットの一例を示したが、上述したように、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が備える送信アンテナの数は、２つに限られない。本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、ユニークワードの系列を変えることによって、複数の任意の数の送信アンテナから送信信号を切り替えて送信することが可能である。
【００４５】
図３は、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が送信する送信信号のデータフォーマットの他の例を示す説明図であり、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が、４つの送信アンテナを備える場合において送信される送信信号のデータフォーマットの一例を示している。図３に示す“Ｔｘ１”は、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が備える第１の送信アンテナ（図３に示す送信アンテナ＃１）から送信される第１の送信信号の一例を示している。また、図３に示す“Ｔｘ２”は、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が備える第２の送信アンテナ（図３に示す送信アンテナ＃２）から送信される第２の送信信号の一例を示している。また、図３に示す“Ｔｘ３”は、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が備える第３の送信アンテナ（図３に示す送信アンテナ＃３）から送信される第３の送信信号の一例を示している。また、図３に示す“Ｔｘ４”は、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が備える第４の送信アンテナ（図３に示す送信アンテナ＃４）から送信される第４の送信信号の一例を示している。
【００４６】
４つの送信アンテナを備える場合、本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、例えば図３に示すように、第１の送信アンテナから第１のユニークワードＵＷ１を含む第１送信信号、第２の送信アンテナから第２のユニークワードＵＷ２を含む第２送信信号、第３の送信アンテナから第３のユニークワードＵＷ３を含む第３送信信号、第４の送信アンテナから第４のユニークワードＵＷ４を含む第４送信信号を送信する。また、例えば図３に示すように、各送信信号に含まれるユニークワード（ＵＷ１〜ＵＷ４）は、異なるビット列を有するユニークなデータである。
【００４７】
なお、図３に示す第１〜第４のユニークワードＵＷ１〜ＵＷ４の前後には、反転されたデータが付加されていてもよい。ここで、図３に示す第１のユニークワードＵＷ１の前後に付加される反転されたデータとしては、例えば、“０”のビット列が挙げられる。また、図３に示す第２のユニークワードＵＷ２の前に付加される反転されたデータとしては、例えば、“０”のビット列が挙げられ、図３に示す第２のユニークワードＵＷ２の後に付加される反転されたデータとしては、例えば、“１”のビット列が挙げられる。また、図３に示す第３のユニークワードＵＷ３の前に付加される反転されたデータとしては、例えば、“１”のビット列が挙げられ、図３に示す第３のユニークワードＵＷ３の後に付加される反転されたデータとしては、例えば、“０”のビット列が挙げられる。また、図３に示す第４のユニークワードＵＷ４の前後に付加される反転されたデータとしては、例えば、“１”のビット列が挙げられる。なお、図３に示す第１〜第４のユニークワードＵＷ１〜ＵＷ４に付加される反転されたデータは、上記に限られない。例えば、図３に示す第１〜第４のユニークワードＵＷ１〜ＵＷ４には、ユニークワードそれぞれの先頭シンボルをより容易に検出することが可能な、任意のビット列を付加することが可能である。
【００４８】
本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、例えば図２、図３に示すような、送信アンテナごとに異なるビット列を有するユニークワードを含む送信信号を、複数のアンテナから切り替えて送信する。また本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、ユニークワードの開始タイミング及び終了タイミングを第２の通信装置が高精度で推定できるよう、ユニークワードの前後のビットを異なる振幅の信号点から与える。そして後述するように、本発明の実施形態に係る第２の通信装置は、ユニークワードのビット列の違い、及び振幅の違いによって、送信信号を判別し、また、送信信号が送信された送信アンテナを判別することが可能である。よって、本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、ユニークワードの系列を変えることによって、複数の任意の数の送信アンテナを備え、各送信アンテナからユニークワードを含む送信信号を切り替えて送信する構成をとることができる。なお、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が送信する送信信号に含まれる、第１〜第４のユニークワードＵＷ１〜ＵＷ４の位相変化の例を、後述する図１２に示す。
【００４９】
［２−２．第２の通信装置における処理］
続いて、本発明の実施形態に係る第２の通信装置における、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法に係る処理について説明する。以下では、本発明の実施形態に係る第２の通信装置が、第１の送信アンテナと第２の送信アンテナとの２つの送信アンテナを備える第１の通信装置から送信される、第１送信信号または第２送信信号が含まれうる受信信号を処理する場合を主に例に挙げて、第２の通信装置における、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法に係る処理について説明する。
【００５０】
本発明の実施形態に係る第２の通信装置は、例えば図２や図３に示すような、ユニークワードを含む送信信号が含まれうる受信信号から、ユニークワードを含む送信信号を検出することによって、フレーム同期を図る。また、本発明の実施形態に係る第２の通信装置は、ユニークワードの位相回転量などに基づいて検出された送信信号の位相を補正することによって、キャリア同期、およびタイミング同期を図る。
【００５１】
本発明の実施形態に係る第２の通信装置は、例えば数式２と同様の原理によって、チャネルをより正確に推定することができる。なお、本発明の実施形態に係る第２の通信装置における、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法に係る処理の具体例については、後述する。
【００５２】
本発明の実施形態に係るチャネル推定方法が用いられる場合には、本発明の実施形態に係る第１の通信装置（送信側の通信装置）、および本発明の実施形態に係る第２の通信装置（受信側の通信装置）それぞれにおいて、上記のような処理が行われる。
【００５３】
本発明の実施形態に係る第１の通信装置と本発明の実施形態に係る第２の通信装置としては、例えば、別体の通信装置が挙げられる。本発明の実施形態に係る第１の通信装置と本発明の実施形態に係る第２の通信装置とが、別体の通信装置である場合には、本発明の実施形態に係る第１の通信装置と本発明の実施形態に係る第２の通信装置とを有する通信システムによって、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法が実現される。
【００５４】
なお、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法は、通信システムによってされることに限られない。例えば、本発明の実施形態に係る第１の通信装置と本発明の実施形態に係る第２の通信装置とは、１つの通信装置であってもよい。つまり、本発明の実施形態に係る通信装置は、本発明の実施形態に係る第１の通信装置の機能と、本発明の実施形態に係る第２の通信装置との双方を有していてもよい。
【００５５】
以下、本発明の実施形態に係る第１の通信装置の構成と、本発明の実施形態に係る第２の通信装置との構成について、より具体的に説明する。また、以下では、本発明の実施形態に係る第１の通信装置と本発明の実施形態に係る第２の通信装置とが、別体の通信装置である場合を主に例に挙げて、本発明の実施形態に係る第１の通信装置の構成および本発明の実施形態に係る第２の通信装置との構成それぞれについて説明する。
【００５６】
また、以下では、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が、第１の送信アンテナと第２の送信アンテナとの２つの送信アンテナを備える場合を例に挙げて、本発明の実施形態に係る第１の通信装置の構成の一例について説明する。また、以下では、本発明の実施形態に係る第２の通信装置が、第１の送信アンテナと第２の送信アンテナとの２つの送信アンテナを備える第１の通信装置から送信される、第１送信信号または第２送信信号が含まれうる受信信号を処理する場合を例に挙げて、本発明の実施形態に係る第２の通信装置の構成の一例について説明する。
【００５７】
＜３．本発明の実施形態に係る通信装置の構成例＞
［３−１．第１の通信装置の構成例］
続いて、本発明の実施形態に係る第１の通信装置の構成例について説明する。図４Ａ、図４Ｂは、本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００の構成の一例を示すブロック図である。以下、本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００の構成例について説明する。
【００５８】
第１の通信装置１００は、例えば、第１の送信アンテナ１０２Ａと、第２の送信アンテナ１０２Ｂと、送信部１０４とを備える。
【００５９】
第１の通信装置１００は、図４Ａ、図４Ｂには図示しないが、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）や各種処理回路などで構成され得る制御部、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを備えていてもよい。第１の通信装置１００は、例えば、データの伝送路としてのバスにより上記各構成要素間を接続する。
【００６０】
図示しない制御部は、第１の通信装置１００全体を制御する。また、制御部は、例えば、送信部１０４の役割を果たしてもよい。なお、送信部１０４は、専用の、または汎用の処理回路で構成されていてもよいことは言うまでもない。
【００６１】
第１の送信アンテナ１０２Ａは、第１の通信装置１００が備える第１の通信アンテナであり、第１の送信アンテナ１０２Ａからは、送信部１０４から伝達される第１送信信号が送信される。
【００６２】
第２の送信アンテナ１０２Ｂは、第１の通信装置１００が備える第２の通信アンテナであり、第２の送信アンテナ１０２Ｂからは、送信部１０４から伝達される第２送信信号が送信される。
【００６３】
送信部１０４は、例えば図２に示すように、第１送信信号と第２送信信号とを切り替えて第１の送信アンテナ１０２Ａ及び第２の送信アンテナ１０２Ｂから送信させる。
【００６４】
送信部１０４は、例えば図４Ａに示すように、１つの送信回路１０６によって第１送信信号と第２送信信号とを切り替えて対応する送信アンテナから送信させるが、送信部１０４の構成は、上記に限られない。例えば、送信部１０４は、図４Ｂに示すように、第１の送信アンテナ１０２Ａに対応する第１送信回路１０６Ａと、第２の送信アンテナ１０２Ｂに対応する第２送信回路１０６Ｂとを備え、第１送信回路１０６Ａと第２送信回路１０６Ｂとが連携することによって、第１送信信号と第２送信信号とを対応する送信アンテナから切り替えて送信させてもよい。
【００６５】
第１の通信装置１００は、例えば、図４Ａや図４Ｂに示す構成を有することで、例えば図２に示すように、第１の送信アンテナ１０２Ａから第１送信信号を送信し、第２の送信アンテナ１０２Ｂから第２送信信号を切り替えて送信する。
【００６６】
もちろん、本発明の実施形態に係る第１の通信装置の構成は、図４Ａ、図４Ｂに示す構成に限られない。
【００６７】
例えば、本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、３つ以上の送信アンテナを備えていてもよい。３つ以上の送信アンテナを備える場合、本発明の実施形態に係る第１の通信装置（より具体的には、例えば第１の通信装置が備える送信部）は、例えば図３に示すように、ユニークワードの系列を変えることによって、各送信アンテナからユニークワードを含む送信信号を切り替えて送信する。
【００６８】
また、本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、例えば、後述する本発明の実施形態に係る第２の通信装置が備える構成をさらに備えていてもよい。本発明の実施形態に係る第１の通信装置が後述する本発明の実施形態に係る第２の通信装置が備える構成をさらに備える場合には、本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、送信側の通信装置および受信側の通信装置双方の機能を有することとなる。
【００６９】
例えば上記のように、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が、送信側の通信装置および受信側の通信装置双方の機能を有する場合であっても、本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、後述する本発明の実施形態に係る第２の通信装置と同様にチャネルを推定することが可能である。よって、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が、送信側の通信装置および受信側の通信装置双方の機能を有する場合には、本発明の実施形態に係る第１の通信装置は、ＭＩＭＯにおけるチャネル推定の精度を向上させることができる。
【００７０】
［３−２．第２の通信装置の構成例］
続いて、本発明の実施形態に係る第２の通信装置の構成例について説明する。図４Ａ、図５は、本発明の実施形態に係る第２の通信装置２００の構成の一例を示すブロック図である。以下、本発明の実施形態に係る第２の通信装置２００の構成例について説明する。
【００７１】
第２の通信装置２００は、例えば、第１の受信アンテナ２０２Ａと、第２の受信アンテナ２０２Ｂと、受信部２０４と、信号検出部２０６と、信号判別部２０８と、第１位相補正部２１０と、第２位相補正部２１２と、チャネル推定部２１４とを備える。
【００７２】
第２の通信装置２００は、図５には図示しないが、例えば、ＣＰＵや各種処理回路などで構成され得る制御部、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えていてもよい。第２の通信装置２００は、例えば、データの伝送路としてのバスにより上記各構成要素間を接続する。
【００７３】
図示しない制御部は、第２の通信装置２００全体を制御する。また、図示しない制御部は、例えば、受信部２０４、信号検出部２０６、信号判別部２０８、第１位相補正部２１０、第２位相補正部２１２、およびチャネル推定部２１４のうちの１または２以上の役目を果たしてもよい。なお、受信部２０４、信号検出部２０６、信号判別部２０８、第１位相補正部２１０、第２位相補正部２１２、およびチャネル推定部２１４それぞれは、各部の機能を実現することが可能な専用の、または汎用の処理回路で構成されていてもよいことは、言うまでもない。
【００７４】
第１の受信アンテナ２０２Ａは、第２の通信装置２００が備える第１の通信アンテナであり、本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００から送信される送信信号が含まれるうる信号を受信する。本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００が、例えば図４Ａや図４Ｂに示す構成を有する場合、第１の受信アンテナ２０２Ａは、例えば図２に示すような、第１の送信アンテナ１０２Ａから送信される第１送信信号または第２の送信アンテナ１０２Ｂから第２送信信号が含まれうる信号を受信する。
【００７５】
第２の受信アンテナ２０２Ｂは、第２の通信装置２００が備える第２の通信アンテナであり、本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００から送信される送信信号が含まれるうる信号を受信する。本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００が、例えば図４Ａや図４Ｂに示す構成を有する場合、第２の受信アンテナ２０２Ｂは、例えば図２に示すような、第１の送信アンテナ１０２Ａから送信される第１送信信号または第２の送信アンテナ１０２Ｂから第２送信信号が含まれうる信号を受信する。
【００７６】
受信部２０４は、例えば受信アンテナそれぞれに対応する受信回路を備え、受信アンテナそれぞれが受信した信号を復調する。例えば図５に示す例では、受信部２０４は、第１の受信アンテナ２０２Ａが受信した信号を復調する第１受信回路２１６Ａと、第２の受信アンテナ２０２Ｂが受信した信号を復調する第２受信回路２１６Ｂとを備える。
【００７７】
信号検出部２０６は、フレーム同期を行う役目を果たす。より具体的には、信号検出部２０６は、例えば、送信信号の切替区間を受信信号から検出することによって送信信号を検出する。例えば図２に示すような第１送信信号と第２送信信号とが本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００から送信される場合には、信号検出部２０６は、例えば、受信信号から第１送信信号と第２送信信号との切替区間を検出することによって、第１送信信号または第２送信信号のいずれかの送信信号を検出する。
【００７８】
ここで、本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００は、例えば図２や図３に示すように、各送信信号を切り替えて送信する。また、例えば図２や図３に示すように、本発明の実施形態に係る送信信号の切り替えに際しては、切替区間が存在する。なお、本発明の実施形態に係る切替区間は、例えば、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が意図的に設ける期間であってもよいし、本発明の実施形態に係る第１送信信号と本発明の実施形態に係る第２送信信号との切り替えに際して生じる期間であってもよい。
【００７９】
本発明の実施形態に係る切替区間は、本発明の実施形態に係る第１の通信装置から送信信号が送信されない期間であるので、第２の通信装置２００が処理する受信信号は、ノイズのみとなる。そこで、第２の通信装置２００は、ノイズのみを含む受信信号を検出すること、すなわち、受信信号におけるノイズ区間を検出することによって、受信信号から第１送信信号または第２送信信号を含むデータ区間を検出する。
【００８０】
図６は、本発明の実施形態に係る第２の通信装置２００におけるフレーム同期に係る処理の一例を説明するための説明図である。ここで、図６は、第２の通信装置２００が受信する受信信号の一例を示している。
【００８１】
第２の通信装置２００は、受信された受信信号から設定されている時間内における電力の最大値を検出する。ここで、上記設定されている時間としては、例えば、２シンボル分に相当する時間などが挙げられる。
【００８２】
また、第２の通信装置２００は、検出された最大値から設定されている値を減算した値を、閾値として設定する。ここで、検出された最大値から減算する値は、例えば、第１送信信号と第２送信信号との電力の差分値より大きく設定される。
【００８３】
そして、第２の通信装置２００は、設定された閾値以下の区間（または、設定された閾値より小さな区間。以下、同様とする。）を、ノイズ区間として判定し、判定されたノイズ区間に続く区間を、送信信号を含む区間であるデータ区間であると判定する。
【００８４】
例えば上記のように、送信信号を含むデータ区間を判定することによって、第２の通信装置２００は、フレーム位置を特定することが可能となる。したがって、第２の通信装置２００が、受信信号から送信信号の切替区間を検出して、送信信号を検出することによって、第２の通信装置２００は、フレーム同期を図ることができる。
【００８５】
信号判別部２０８は、検出された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量と、検出された送信信号の信号点の振幅に基づいて、検出された送信信号を判別する。例えば図２に示すような第１送信信号と第２送信信号とが本発明の実施形態に係る第１の通信装置から送信される場合には、信号判別部２０８は、検出された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量によって、検出された送信信号が、第１送信信号であるかまたは第２送信信号であるかを判別する。
【００８６】
本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００は、送信アンテナに対応する送信信号を異なる送信アンテナから切り替えて送信する。よって、信号判別部２０８は、検出された送信信号を判別することによって、送信信号が送信された送信アンテナを判別することができる。例えば図２に示すような第１送信信号と第２送信信号とが本発明の実施形態に係る第１の通信装置から送信される場合には、信号判別部２０８は、検出された送信信号が第１送信信号であるかまたは第２送信信号であるかを判別することによって、送信信号が送信された送信アンテナが、第１の通信アンテナ１０２Ａであるか、または、第２の通信アンテナ１０２Ｂであるかを判別することができる。
【００８７】
また信号判別部２０８は、検出された送信信号の信号点の振幅に基づいて、検出された送信信号を判別する。具体的な処理については後述するが、本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００は、ユニークワードの前後のビットを、ユニークワードとは異なる振幅の信号点から与える。信号判別部２０８は、振幅の変化を検出することによってユニークワードの期間を高精度で判別することが出来る。
【００８８】
第１位相補正部２１０は、キャリア同期を行う役目を果たす。第１位相補正部２１０は、例えば、信号判別部２０８で判別された送信信号に含まれるユニークワードの位相回転量と、判別された送信信号に対応する基準位相回転量との位相回転差分を算出する。そして、第１位相補正部２１０は、算出された位相回転差分に基づいて、判別された送信信号の位相を補正することによって、キャリア同期を行う。
【００８９】
送信信号の位相は、信号をフィルタリングするロールオフフィルタの影響により、一定には変化しない。従って第１位相補正部２１０は、送信信号から、オーバーサンプル時にサンプル間の位相変化量ｐｄ（ｔ）を予め推定しておく。下記の数式３で位相のオフセットの計算を行なうと、第１位相補正部２１０は、補正後の信号を以下の数式４で得ることが出来る。なお、数式３において、ＮＯはオーバーサンプリング数、ＮＵＷはユニークワード数を意味する。
【００９０】
【数３】
2015122564.tif 000005
【００９１】
【数４】
2015122564.tif 000006
【００９２】
第２位相補正部２１２は、タイミング同期を行う役目を果たす。第２位相補正部２１２は、第１位相補正部２１０から伝達される、位相回転差分に基づいて位相が補正された送信信号と、位相の初期値との誤差を補正する。
【００９３】
位相が補正された後のユニークワードの位相回転量と理想的なユニークワードの位相回転量との間にはタイミング誤差が生じ、当該タイミング誤差によって、位相回転差分に基づいて位相が補正された送信信号の初期位相は０［度］からずれてしまう。このタイミング誤差は、例えば、本発明の実施形態に係る第１の通信装置が備える送信回路が有するＤ／Ａコンバータ（Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）と、受信部２０４が備える受信回路が有するＡ／Ｄコンバータ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）との間のサンプリングレート誤差や、本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００における送信信号の切り替え時間の誤差などによって生じる。
【００９４】
そこで、第２位相補正部２１２は、上記のような、位相回転差分に基づいて位相が補正された送信信号と位相の初期値との誤差を補正することによって、タイミングを補償し、タイミング同期を図る。
【００９５】
タイミング誤差をＴｓ［度］とすると、第２位相補正部２１２は、以下の数式５に基づいて信号を補正する。
【００９６】
【数５】
2015122564.tif 000007
【００９７】
チャネル推定部２１４は、第２位相補正部２１２において位相の誤差が補正された判別された送信信号と、既知の信号（本発明の実施形態に係る第１の通信装置および第２の通信装置２００において既知の信号）とに基づいて、チャネルを推定する。
【００９８】
より具体的には、チャネル推定部２１４は、例えば、既知信号の先頭（ｔ＝ｔｍａｘ）を検出する。そして、チャネル推定部２１４は、検出された既知信号の先頭を用いて、第２位相補正部２１２において位相の誤差が補正された判別された送信信号（すなわち第１位相補正部２１０および第２位相補正部２１２において位相の誤差が補正された判別された受信信号ｒ’’（ｔ））に対して、例えば下記の数式６に示す演算を行うことによって、チャネルを推定する。
【００９９】
【数６】
2015122564.tif 000008
【０１００】
＜３．本発明の実施形態に係る通信装置の動作例＞
続いて、本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００及び第２の通信装置２００の動作例を説明する。以下の説明では、まず１６ＱＡＭで変調する場合を例に挙げて説明する。
【０１０１】
図７は、１６ＱＡＭで変調する場合の信号点を示す説明図である。１６ＱＡＭで変調する場合、図７に示したように、原点を通らず、原点からの距離が同一となる同一振幅の信号点の組み合わせは３つ（＃１、＃２、＃３）存在する。本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００、この同一振幅となる信号点の組み合わせをユニークワードとする。
【０１０２】
上述の例のように送信アンテナが２本、受信アンテナが２本の２×２  ＭＩＭＯの場合、図７の振幅＃２を持つ信号点に対応するビットを、第１のユニークワードＵＷ１、及び第２のユニークワードＵＷ２とする。第１のユニークワードＵＷ１と第２のユニークワードＵＷ２とは、振幅＃２の位相を反時計回りまたは時計回りで位相変化させるようにビットを割り当てることで識別する。
【０１０３】
そして第２の通信装置２００が第１のユニークワードＵＷ１と第２のユニークワードＵＷ２の開始タイミング及び終了タイミングを高精度で推定できるよう、第１の通信装置１００は、第１のユニークワードＵＷ１と第２のユニークワードＵＷ２の前後のビットを、図７の振幅＃２とは異なる振幅＃１または＃３から与える。第１のユニークワードＵＷ１と第２のユニークワードＵＷ２の前後のビットが、振幅＃２とは異なる振幅＃１または＃３から与えられることで、第２の通信装置２００は、信号判別部２０８で、ユニークワードの位相回転量及び振幅の変化に基づいてユニークワードの開始タイミング及び終了タイミングを推定するとともに、どのアンテナからの送信信号なのかをユニークワードから判別することが出来る。
【０１０４】
図８は、本発明の実施形態に係る具体的な信号フォーマットの例を示す説明図である。図８には、第１のユニークワードＵＷ１と第２のユニークワードＵＷ２の信号フォーマット例が示されている。
【０１０５】
図８に示した例では、第１のユニークワードＵＷ１及び第２のユニークワードＵＷ２は、いずれも振幅＃２で第１の通信装置１００から送信されている。そして、第１のユニークワードＵＷ１の前後のビットは、振幅＃２とは異なる振幅＃１で第１の通信装置１００から送信されている。同様に、第２のユニークワードＵＷ２の前後のビットは、振幅＃２とは異なる振幅＃３で第１の通信装置１００から送信されている。
【０１０６】
このように、ユニークワードと、ユニークワードの前後とで信号点の振幅を変えることで、第１の通信装置１００は、第２の通信装置２００に、ユニークワードの開始タイミング及び終了タイミングを高精度で推定させることが可能になり、第２の通信装置２００は、ユニークワードの開始タイミング及び終了タイミングを高精度で推定することが可能になる。
【０１０７】
図８に示した例では、第１のユニークワードＵＷ１の前後のビットは、振幅＃２とは異なる振幅＃１で第１の通信装置１００から送信されて、第２のユニークワードＵＷ２の前後のビットは、振幅＃２とは異なる振幅＃３で第１の通信装置１００から送信されているが、本発明は係る例に限定されるものではない。第１のユニークワードＵＷ１の前後のビットと、第２のユニークワードＵＷ２の前後のビットは、いずれも同じ振幅（例えば振幅＃１）で送信されるようにしてもよい。ただ、第１のユニークワードＵＷ１の前後のビットと、第２のユニークワードＵＷ２の前後のビットとを異なる振幅で送信すると、第２の通信装置２００は、単に振幅の変化でユニークワードの開始タイミング及び終了タイミングを推定できるので、より望ましい。
【０１０８】
ここまで、１６ＱＡＭで変調する場合を例に挙げて説明したが、本発明は、変調方式は係る例に限定されるものではない。続いて６４ＱＡＭで変調する場合を例に挙げて説明する。
【０１０９】
図９は、６４ＱＡＭで変調する場合の信号点を示す説明図である。６４ＱＡＭで変調する場合、図９に示したように、原点を通らず、原点からの距離が同一となる同一振幅の信号点の組み合わせは９つ存在する。図９には、その中から３つ（＃１、＃２、＃３）の組み合わせが図示されている。本発明の実施形態に係る第１の通信装置１００、この同一振幅となる信号点の組み合わせをユニークワードとする。
【０１１０】
６４ＱＡＭの場合も、１６ＱＡＭの場合と同様に、ユニークワードと、ユニークワードの前後とで信号点の振幅を変えることで、第１の通信装置１００は、第２の通信装置２００に、ユニークワードの開始タイミング及び終了タイミングを高精度で推定させることが可能になり、第２の通信装置２００は、ユニークワードの開始タイミング及び終了タイミングを高精度で推定することが可能になる。
【０１１１】
続いてＱＰＳＫで変調する場合を例に挙げて説明する。図１０は、ＱＰＳＫで変調する場合の信号点を示す説明図である。ＱＰＳＫで変調する場合は、同一振幅となる信号点の組み合わせは１つしか存在しない。この場合は、例えば第１のユニークワードＵＷ１を反時計回りに、第２のユニークワードＵＷ２を時計回りにして、ユニークワードの前後のビットは、それぞれのユニークワードの半分のデータで、かつ逆回転にしたものを用いる。
【０１１２】
ＱＰＳＫで変調する場合は、ユニークワードと、ユニークワードの前後とで位相の回転を逆にすることで、第１の通信装置１００は、第２の通信装置２００に、ユニークワードの開始タイミング及び終了タイミングを高精度で推定させることが可能になり、第２の通信装置２００は、ユニークワードの開始タイミング及び終了タイミングを高精度で推定することが可能になる。
【０１１３】
ここまでは、送信アンテナが２本、受信アンテナが２本の２×２  ＭＩＭＯの場合を例示した。続いて、送信アンテナが２本より多い場合（例えば４本の場合）を説明する。
【０１１４】
送信アンテナが４本の場合、必ずしも同一振幅の信号点をユニークワードに選ばなくてもよく、ほぼ同一振幅となるような信号を組み合わせることで、送信アンテナが２本の場合と同様の効果を得ることが出来る。
【０１１５】
図１１は、第１の通信装置１００の送信アンテナが４本の場合に、１６ＱＡＭで変調される信号の信号点の選択例を示す説明図である。図１１のように振幅＃１、＃２、＃３、＃４を決定し、それぞれの振幅の信号を組み合わせることで、第１の通信装置１００は、送信アンテナが４本の場合にも、送信アンテナが２本の場合と同様の効果を得ることが出来る。
【０１１６】
送信アンテナが４本になるということは、ユニークワードが４つ用いられることになる。ここで、例えば位相が反時計回りで変化するビットで与えられる第１のユニークワードと、同じく反時計回りで変化するビットで与えられる第２のユニークワードとで、シンボル数を変化させることで、第１の通信装置１００は、第２の通信装置２００に、ユニークワードをより容易に検出させることが可能になる。
【０１１７】
図１２は、４つのユニークワードの位相変化の例を示す説明図である。図１２には、位相が反時計回りで変化するビットで与えられる第１のユニークワードＵＷ１及び第２のユニークワードＵＷ２、位相が時計回りで変化するビットで与えられる第３のユニークワードＵＷ３及び第４のユニークワードＵＷ４の位相変化の例が示されている。
【０１１８】
そして図１２に示した例では、第１のユニークワードＵＷ１及び第３のユニークワードＵＷ３が８シンボルで、第２のユニークワードＵＷ２及び第４のユニークワードＵＷ４が６シンボルである場合が示されている。従って、シンボル数の違いでまずは第１のユニークワードＵＷ１または第３のユニークワードＵＷ３なのか、第２のユニークワードＵＷ２または第４のユニークワードＵＷ４なのかが判別可能である。さらに、位相が時計回りに変化しているのか反時計回りに変化しているのかで、どのユニークワードであるのかを一意に判別可能である。
【０１１９】
＜４．効果例＞
本発明の実施形態に係る効果の例を示す。変調方式が１６ＱＡＭ、ユニークワード長が８シンボル、ユニークワードとは異なる振幅の信号点で送られる折り返しユニークワードが４シンボルであり、４倍オーバーサンプリングで伝搬チャネルを求めた結果を図１３に示し、補償が無い場合の結果を図１４に示す。
【０１２０】
補償が無い場合は、図１４に示したように、伝搬チャネルを固定した場所で推定することが出来ない。しかし図１３に示したように、第２の通信装置２００は、上述してきたようにユニークワードを検出することで、伝搬チャネルをほぼ固定した場所で推定することが可能になる。従って、本発明の実施形態に係る第２の通信装置２００は、ＭＩＭＯにおけるチャネル推定の精度を向上させることが可能となる。
【０１２１】
＜５．まとめ＞
以上説明したように本発明の実施形態によれば、ユニークワードと、ユニークワードの前後とで信号点の振幅を変えて信号を送信する第１の通信装置１００と、第１の送信信号１００から送信された送信信号を、位相変化量及び信号の振幅変化でユニークワードを検出する第２の通信装置２００と、が提供される。
【０１２２】
第１の通信装置１００は、ユニークワードと、ユニークワードの前後とで信号点の振幅を変えて信号を送信することで、ユニークワードの開始タイミング及び終了タイミングを、第２の通信装置２００に高精度で推定させることが可能になり、第２の通信装置２００は、第１の通信装置１００から送信された送信信号から、ユニークワードの開始タイミング及び終了タイミングを高精度で推定し、ユニークワードを検出することが可能になる。
【０１２３】
本明細書における装置が実行する処理における各ステップは、必ずしもフローチャートやシーケンス図として記載された順序に沿って時系列に処理される必要はない。例えば、各装置が実行する処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても良く、並列的に処理されてもよい。
【０１２４】
また上述した各装置の構成と同等の機能を、本明細書における装置に内蔵されるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などのハードウェア（図示せず）に発揮させるためのコンピュータプログラムも作成されることができる。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供されることが可能である。また、機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。
【０１２５】
例えば、コンピュータを、本発明の実施形態に係る第１の通信装置（送信側の通信装置）として機能させるためのプログラム（例えば、図４Ａ、図４Ｂに示す送信部１０４として機能させるためのプログラム）が、コンピュータにおいて実行されることによって、複数の送信アンテナそれぞれに対応する送信信号の送信の切り替えが実現される。
【０１２６】
また例えば、コンピュータを、本発明の実施形態に係る第２の通信装置（受信側の通信装置）として機能させるためのプログラム（例えば、図５に示す信号検出部２０６、信号判別部２０８、第１位相補正部２１０、第２位相補正部２１２、およびチャネル推定部２１４として機能させるためのプログラム）が、コンピュータにおいて実行されることによって、ＭＩＭＯにおけるチャネル推定の精度を向上させることができる。
【０１２７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１２８】
例えば本発明の実施形態に係る第２の通信装置は、受信アンテナ２０２Ａ、２０２Ｂ、および／または、受信部２０４を備えない構成であってもよい。受信アンテナ２０２Ａ、２０２Ｂ、および／または、受信部２０４を備えない構成であっても、本発明の実施形態に係る第２の通信装置は、例えば、“受信アンテナ２０２Ａ、２０２Ｂに該当する外部の通信に係るデバイスから受信した信号に基づく受信信号”や、“受信アンテナ２０２Ａ、２０２Ｂおよび受信部２０４に該当する外部の通信に係るデバイスから受信した受信信号”に対して、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法に係る処理を行うことが可能である。よって、例えば受信アンテナ２０２Ａ、２０２Ｂ、および／または、受信部２０４を備えない構成であっても、本発明の実施形態に係る第２の通信装置は、ＭＩＭＯにおけるチャネル推定の精度を向上させることができる。
【０１２９】
また、本発明の実施形態に係る第２の通信装置は、例えば、上述した本発明の実施形態に係る第１の通信装置が備える構成（例えば図４Ａ、図４Ｂに示す構成や変形例に係る構成など）をさらに備えていてもよい。本発明の実施形態に係る第２の通信装置が上述した本発明の実施形態に係る第１の通信装置が備える構成をさらに備える場合には、本発明の実施形態に係る第２の通信装置は、送信側の通信装置および受信側の通信装置双方の機能を有することとなる。
【０１３０】
例えば上記のように、本発明の実施形態に係る第２の通信装置が、送信側の通信装置および受信側の通信装置双方の機能を有する場合であっても、本発明の実施形態に係る第２の通信装置は、例えば図５に示す構成と同様にチャネルを推定することが可能である。よって、本発明の実施形態に係る第２の通信装置が、送信側の通信装置および受信側の通信装置双方の機能を有する場合であっても、本発明の実施形態に係る第２の通信装置は、例えば図５に示す第２の通信装置２００と同様の効果を奏することができる。
【０１３１】
以上、本発明の実施形態として第１の通信装置（送信側の通信装置）を挙げて説明したが、本発明の実施形態は、かかる形態に限られない。本発明の実施形態は、例えば、伝搬チャネル応答変化を利用する電波センサや空間センサ、当該センサを有する様々な装置に適用することができる。
【０１３２】
また、本発明の実施形態として第２の通信装置（受信側の通信装置）を挙げて説明したが、本発明の実施形態は、かかる形態に限られない。本発明の実施形態は、例えば、伝搬チャネル応答変化を利用する電波センサや空間センサ、当該センサを有する様々な装置に適用することができる。また、本発明の実施形態は、上記のようなセンサや装置に組み込むことが可能な、信号処理ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）として実現することも可能である。
【０１３３】
また、上述したように、本発明の実施形態では、例えば、本発明の実施形態に係る第１の通信装置と本発明の実施形態に係る第２の通信装置とを有する通信システムによって、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法を実現してもよいし、本発明の実施形態に係る第１の通信装置の機能と本発明の実施形態に係る第２の通信装置の機能との双方の通信装置の機能を有する１つの通信装置によって、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法を実現することも可能である。
【０１３４】
また、上記では、本発明の実施形態に係るチャネル推定方法が、ＭＩＭＯに適用される例を示したが、本発明の実施形態は、例えば、ＭＩＳＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１３５】
１００    第１の通信装置
１０２Ａ、１０２Ｂ    送信アンテナ
１０４    送信部
１０６    送信回路
１０６Ａ    第１送信回路
１０６Ｂ    第２送信回路
２００    第２の通信装置
２０２Ａ、２０２Ｂ    受信アンテナ
２０４    受信部
２０６    信号検出部
２０８    信号判別部
２１０    第１位相補正部
２１２    第２位相補正部
２１４    チャネル推定部
２１６Ａ    第１受信回路
２１６Ｂ    第２受信回路
【図１】
2015122564.tif 000009
【図２】
2015122564.tif 000010
【図３】
2015122564.tif 000011
【図４Ａ】
2015122564.tif 000012
【図４Ｂ】
2015122564.tif 000013
【図５】
2015122564.tif 000014
【図６】
2015122564.tif 000015
【図７】
2015122564.tif 000016
【図８】
2015122564.tif 000017
【図９】
2015122564.tif 000018
【図１０】
2015122564.tif 000019
【図１１】
2015122564.tif 000020
【図１２】
2015122564.tif 000021
【図１３】
2015122564.tif 000022
【図１４】
2015122564.tif 000023