(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの無線チャネルを時分割して得られる第一スロット及び第二スロットにおいてパケットを送信する発信局と、前記発信局が前記第一スロットにおいて送信した前記パケットを受信し、受信した前記パケットを前記第二スロットにおいて送信することによりパケット送信の中継を行う中継局と、前記パケットの宛先局であって、前記第一スロットの受信信号に含まれる前記宛先局に起因する雑音と、前記第二スロットの受信信号に含まれる前記中継局に起因する雑音との比である雑音電力比を用いて最尤復号を行って情報ビット列を生成する宛先局とを備える無線通信システムにおける前記宛先局として動作する無線通信装置であって、
前記第一スロット及び第二スロットのそれぞれで受信したトレーニング信号に基づき、演算を用いて前記雑音電力比を推定する雑音電力比推定部を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記雑音電力比推定部は、前記第二スロットで受信される前記トレーニング信号の第一シンボルと第二シンボルの差の平均を計算することにより前記雑音電力比を推定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記雑音電力比推定部は、前記第二スロットで受信される直交型の前記トレーニング信号の第一シンボルと第二シンボルの和から前記第一スロットで受信される前記トレーニング信号の第一シンボルの２倍を減算して得られる数の平均を求めることにより前記雑音電力比を推定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
一つの無線チャネルを時分割して得られる第一スロット及び第二スロットにおいてパケットを送信する発信局と、前記発信局が前記第一スロットにおいて送信した前記パケットを受信し、受信した前記パケットを前記第二スロットにおいて送信することによりパケット送信の中継を行う中継局と、前記パケットの宛先局であって、前記第一スロットの受信信号に含まれる前記宛先局に起因する雑音と、前記第二スロットの受信信号に含まれる前記中継局に起因する雑音との比である雑音電力比を用いて最尤復号を行って情報ビット列を生成する宛先局とを備える無線通信システムであって、
前記宛先局は、
前記第一スロット及び第二スロットのそれぞれで受信したトレーニング信号に基づき、演算を用いて前記雑音電力比を推定する雑音電力比推定部を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
一つの無線チャネルを時分割して得られる第一スロット及び第二スロットにおいてパケットを送信する発信局と、前記発信局が前記第一スロットにおいて送信した前記パケットを受信し、受信した前記パケットを前記第二スロットにおいて送信することによりパケット送信の中継を行う中継局と、前記パケットの宛先局であって、前記第一スロットの受信信号に含まれる前記宛先局に起因する雑音と、前記第二スロットの受信信号に含まれる前記中継局に起因する雑音との比である雑音電力比を用いて最尤復号を行って情報ビット列を生成する宛先局とを備える無線通信システムが行う無線通信方法であって、
前記宛先局が、前記第一スロット及び第二スロットのそれぞれで受信したトレーニング信号に基づき、演算を用いて前記雑音電力比を推定する雑音電力比推定ステップを有することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、協調中継伝送において雑音推定を行う無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発信局と宛先局以外の無線局に協調中継伝送を行わせることで通信特性を向上させる協調通信方式が注目を集めており、協調中継伝送について多くの研究がなされている。協調中継伝送における通信方式のシステムモデルは、主に中継局フォワード方式、協調システム構成（トポロジー）、協調プロトコルの三要素により決定づけられる。
【０００３】
中継局フォワード方式とは、中継局が発信局から受信した信号に対してどのような信号処理を行い、宛先局へ伝送するかを示すものである。中継局フォワード方式の最も代表的なものはＤＦ（Decode-and-Forward）法と、ＡＦ（Amplify-and-Forward）法との二つである。ＤＦ法は、中継局が受信した信号を再生してから、再生した信号を宛先局に伝送する手法である。ＡＦ法は、中継局が受信した信号を増幅し、増幅した信号を宛先局に伝送する手法である。
【０００４】
また、協調システム構成（トポロジー）は、協調通信方式を用いた無線通信システムを構成する発信局、中継局、及び宛先局としての通信装置の個数と、当該無線通信システム内において行われる協調中継ホップ数を示すものである。例えば、協調通信方式を用いた無線通信システムの最も単純な構成は、発信局（Ｓｏｕｒｃｅ）と、発信局が送信した信号を中継する中継局（Ｒｅｌａｙ）と、宛先局（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）とを具備する１−Ｒｅｌａｙ２−ＨＯＰ（１Ｒ２Ｈ）構成である。１Ｒ２Ｈ構成では、一般に、発信局から中継局への送受信と、中継局から宛先局への送受信とに対して、無線資源（時間及び周波数）の１スロットを割り当てるため、無線通信システム全体における、送受信における１周期を２スロットとすることが多い。また、協調プロトコルとは、無線通信システムの１周期における各通信装置（発信局、中継局、及び宛先局）間における送受信関係の組合せを示すものである。
【０００５】
次に、図３を参照して、１Ｒ２Ｈ構成を有する無線通信システムにおける協調プロトコルＩ（例えば、非特許文献１参照）について説明する。図３は、１Ｒ２Ｈ構成を有する無線通信システムにおける協調プロトコルＩの動作を示す説明図である。無線通信システムは、発信局Ｓと、中継局Ｒと、宛先局Ｄとを具備する。無線通信システムの１周期は、第一スロットと第二スロットとの２つのスロットに分けられている。第一スロットにおいて、発信局Ｓが中継局Ｒ及び宛先局Ｄへのブロードキャスト送信を行い、スロット２において、中継局Ｒが宛先局Ｄへ送信をする。宛先局Ｄは、スロット１において、発信局Ｓが送信する信号（サブパケットＰ１）を受信し、スロット２において、発信局Ｓと中継局Ｒが送信する信号（サブパケットＰ１とＰ２）を受信する。
【０００６】
以下、無線通信システムにおいて、協調プロトコルとしてプロトコルＩを適用した場合の発信局Ｓ、中継局Ｒ及び宛先局Ｄの送受信関係を説明する。図４は、１Ｒ２Ｈ構成を有する無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【０００７】
発信局Ｓは、送信データ信号生成部１、トレーニング信号生成部２、ＯＦＤＭ（orthogonal frequency division multiplexing，直交周波数分割多重）変調部３及び送信部４により構成される。送信データ信号生成部１は、情報ビット列を変調し、送信データ信号を生成する。トレーニング信号生成部２は、トレーニング信号を生成し、ＯＦＤＭ変調部３へ出力する。ここで、トレーニング信号は、後述するチャネル周波数応答を算出するための既知信号である。ＯＦＤＭ変調部３は、トレーニング信号とデータ信号を結合してパケット信号を生成し、送信部４を介して送信する。
【０００８】
中継局Ｒは、スイッチ部１１、受信信号記憶部１２、信号増幅部１３及び増幅係数情報生成部１４により構成される。スイッチ部１１は、送受信共通のアンテナが第一スロットでは受信を、第二スロットでは送信を行うよう回路内の信号の流れを切り替える。受信信号記憶部１２は、第一スロットで受信した信号の値を第二スロットで信号送信を行うために記憶する。信号増幅部１３は受信した信号を減衰した分増幅させる。増幅係数情報生成部１４は中継局Ｒの増幅係数を宛先局Ｄへ通知するために情報を生成する。
【０００９】
宛先局Ｄは、受信部２１、ＯＦＤＭ復調部２２、ＣＦＲ（channel frequency response；通信路周波数応答）分散分析部２３、増幅係数情報分析部２４、受信データ信号復号部２５より構成される。受信信号は受信部２１を介してＯＦＤＭ復調部２２へ入力される。ＯＦＤＭ復調部２２は受信信号の復調を行い、トレーニング信号とデータ信号を分離する。ＣＦＲ分散分析部２３は既知のトレーニング信号を利用して中継局Ｒ−宛先局Ｄ間のＣＦＲの分散を計算する。増幅係数情報分析部２４は、中継局Ｒから通知された情報を分析して増幅係数の値を得る。得られたＣＦＲ分散と増幅係数により雑音電力比を算出できる。受信データ信号復号部２５はデータ信号を復号して情報ビット列を生成するが、ここで最尤復号を実現するために雑音電力比が必要である。
【００１０】
以下の説明においては、一例として直交周波数多重（orthogonal frequency domain multiplexing：ＯＦＤＭ）伝送システムを想定して説明する。協調プロトコルとしてプロトコルＩを適用した場合、スロット１において、発信局Ｓが中継局Ｒ及び宛先局Ｄに対してサブパケットＰ１をブロードキャスト送信する。このとき、ｍ番目ＯＦＤＭシンボルｋ番目サブキャリアに対応する宛先局の受信信号Ｙｄ１，ｍ［ｋ］は、（１）式として表される。
【数１】
0005658187.tif 000002
【００１１】
ここで、Ｈｓｄ［ｋ］は発信局Ｓと宛先局Ｄとの間におけるｋ番目サブキャリアのチャネル周波数応答（channel frequency response；ＣＦＲ）であり、その分散をＬｓｄとする。Ｘ１，ｍ［ｋ］は、ｍ番目ＯＦＤＭシンボルｋ番目サブキャリアのサブパケットＰ１に対応する送信信号である。Ｗｄ１，ｍ［ｋ］は宛先局におけるスロット１での付加白色ガウス雑音（Additive White Gaussian Noise；ＡＷＧＮ）であり、その雑音電力をＥ［｜Ｗｄ１，ｍ［ｋ］２｜］＝σ１２とする。Ｅ［・］は平均を表す。各無線局で発生する付加雑音の雑音電力は全てσ１２であり、かつ各無線局においてはその値が既知であるものと仮定する。
【００１２】
また、スロット１における中継局Ｒが受信するｍ番目ＯＦＤＭシンボルｋ番目サブキャリアの受信信号Ｙｒ１，ｍ［ｋ］は、（２）式として表される。
【数２】
0005658187.tif 000003
【００１３】
ここで、Ｈｓｒ［ｋ］は発信局Ｓと中継局Ｒとの間におけるＣＦＲであり、その分散をＬｓｒとする。Ｗｒ１，ｍ［ｋ］は中継局におけるスロット１での付加白色ガウス雑音であり、その雑音電力は上記の各無線局で全て等しいとの記載通りＥ［｜Ｗｒ１，ｍ［ｋ］２｜］＝σ１２である。
【００１４】
中継局は、スロット１において受信した受信信Ｙｒ１，ｍ［ｋ］を増幅係数αｒで増幅し、増幅した受信信号をスロット２において宛先局に送信する。増幅係数αｒは、中継局が受信信号Ｙｒ１，ｍ［ｋ］を増幅する特性に応じて定められる。このとき、スロット２における宛先局が受信する受信信号Ｙｄ２，ｍ［ｋ］は、（３−１）式で表される。
【数３】
0005658187.tif 000004
【００１５】
ここで、Ｈｒｄ［ｋ］は中継局Ｒと宛先局ＤにおけるＣＦＲであり、その分散をＬｒｄとする。Ｗｄ２，ｍ［ｋ］はスロット２で宛先局Ｄで発生する付加雑音であり、その雑音電力は上記の各無線局で全て等しいとの記載通りＥ［｜Ｗｄ２，ｍ［ｋ］２｜］＝σ１２である。Ｗ’ｄ２，ｍ［ｋ］は上記の付加雑音と中継局から伝搬される雑音の和であり、
Ｗ’ｄ２，ｍ［ｋ］＝Ｈｒｄ［ｋ］αｒＷｒ１，ｍ［ｋ］＋Ｗｄ２，ｍ［ｋ］・・・（３−２）
である。このとき、その雑音電力をＥ［｜Ｗ’ｄ２，ｍ［ｋ］２｜］＝σ’１２＝τσ’１２とおくと、
τ＝Ｌｒｄαｒ２＋１・・・（３−３）
である。すなわち、このτは各無線局とスロット２の宛先局の受信信号の雑音電力比である。
（１）式と（３−１）式とをまとめると、（４）式と表すことができる。
【数４】
0005658187.tif 000005
【００１６】
ここで、Ｈｓｒｄ［ｋ］＝Ｈｓｒ［ｋ］Ｈｒｄ［ｋ］としている。宛先局Ｄにおいて、スロット２で受信した受信信号Ｙｄ１，ｍ［ｋ］とＹｄ２，ｍ［ｋ］に含まれる送信信号の復調、復号を行う。最尤復号を行うためには第一スロットと第二スロットの雑音電力を正規化する必要があり（非特許文献１，２）、そのためにはτを推定する必要がある。τが推定できて、Ｙｄ２，ｍ［ｋ］に１／τをかけると
【数５】
0005658187.tif 000006
となる。
【００１７】
（５）式の第一行、第二行の雑音項それぞれは
【数６】
0005658187.tif 000007
となるので、このとき第一スロットと第二スロットの雑音電力は正規化できている。
【００１８】
Ｈｓｄ［ｋ］とＨｓｒｄ［ｋ］の推定値は一般にトレーニング信号（例えば無線ＬＡＮ規格ＩＥＥＥ８０２．１１ａであればロングトレーニング系列［非特許文献３］のｐ．１３）により宛先局Ｄでチャネル推定を行い求められる。例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａのロングトレーニングは２シンボルあり、そのトレーニング信号Ｃ［ｋ］の送受信関係は（４）式より
【数７】
0005658187.tif 000008
と表せる。
【００１９】
この式に対してチャネル推定を行うことで、Ｈｓｄ［ｋ］とＨｓｒｄ［ｋ］の推定値＾Ｈｓｄ［ｋ］、＾Ｈｓｒｄ［ｋ］（＾はＨの頭に付く、以下同様）が得られる。しかしながら、上述の通り最尤復号のためには＾Ｈｓｄ［ｋ］、＾Ｈｓｒｄ［ｋ］だけでなく、雑音電力比τの推定値も必要である。
【００２０】
受信データ信号復号部２５は（５）式に対して最尤判定を行う。最尤判定は（８−１）式、（８−２）式により送信信号の検出値＾Ｘを得る。
【数８】
0005658187.tif 000009
【００２１】
送信信号の検出値＾Ｘを発信局の逆操作で復調して情報ビット列を出力する。（例えば非特許文献３のｐｐ．１９−２０で見られるグレイ符号化に基づくコンスタレーションマッピングによりＸ１，ｍ［ｋ］、Ｘ２，ｍ［ｋ］が生成されているなら、＾Ｘは同じコンスタレーションによるデマッピングが施され情報ビット列に変換される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】R. U. Nabar, H. Bolcskei, and F.W. Kneubuhler, “Fading relay channels: Performance limits and space-time signal design," IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 22, no. 6, pp. 1099-1109, Jun. 2004.
【非特許文献２】W. Su, A. K. Sadek, and K. J. R. Liu,“ Cooperative communicationprotocols in wireless networks: performance analysis and optimum power allocation, "Wireless Personal Commun., vol. 44, pp. 181-217, Jan. 2008.
【非特許文献３】Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications: High-speed Physical Layer in the 5GHz band,IEEE Std. 802.11a-1999.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
前述したように、最尤復号を行うためには宛先局はチャネル周波数応答Ｈｓｄ［ｋ］とＨｓｒｄ［ｋ］だけでなく、雑音電力比τの推定情報も必要である。τは（３−３）式より増幅係数αｒと、中継局Ｒと宛先局Ｄにおけるチャネル周波数応答の分散Ｌｒｄが分かれば求められる。そのため、一般にはαｒとＬｒｄの情報を中継局から宛先局へ通知する。しかしながら、通知するための信号を送信することはオーバヘッドになるため、通知処理無しに宛先局は雑音電力比τの値が分かることが望ましい。
【００２４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、中継局から情報通知をすることなく、宛先局だけで雑音電力比を算出することができる無線通信装置、無線通信システム及び無線通信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】
【００２５】
本発明は、一つの無線チャネルを時分割して得られる第一スロット及び第二スロットにおいてパケットを送信する発信局と、前記発信局が前記第一スロットにおいて送信した前記パケットを受信し、受信した前記パケットを前記第二スロットにおいて送信することによりパケット送信の中継を行う中継局と、前記パケットの宛先局であって、前記第一スロットの受信信号に含まれる前記宛先局に起因する雑音と、前記第二スロットの受信信号に含まれる前記中継局に起因する雑音との比である雑音電力比を用いて最尤復号を行って情報ビット列を生成する宛先局とを備える無線通信システムにおける前記宛先局として動作する無線通信装置であって、前記第一スロット及び第二スロットのそれぞれで受信したトレーニング信号に基づき、演算を用いて前記雑音電力比を推定する雑音電力比推定部を備えたことを特徴とする。
【００２６】
本発明は、前記雑音電力比推定部は、前記第二スロットで受信される前記トレーニング信号の第一シンボルと第二シンボルの差の平均を計算することにより前記雑音電力比を推定することを特徴とする。
【００２７】
本発明は、前記雑音電力比推定部は、前記第二スロットで受信される直交型の前記トレーニング信号の第一シンボルと第二シンボルの和から前記第一スロットで受信される前記トレーニング信号の第一シンボルの２倍を減算して得られる数の平均を求めることにより前記雑音電力比を推定することを特徴とする。
【００２８】
本発明は、一つの無線チャネルを時分割して得られる第一スロット及び第二スロットにおいてパケットを送信する発信局と、前記発信局が前記第一スロットにおいて送信した前記パケットを受信し、受信した前記パケットを前記第二スロットにおいて送信することによりパケット送信の中継を行う中継局と、前記パケットの宛先局であって、前記第一スロットの受信信号に含まれる前記宛先局に起因する雑音と、前記第二スロットの受信信号に含まれる前記中継局に起因する雑音との比である雑音電力比を用いて最尤復号を行って情報ビット列を生成する宛先局とを備える無線通信システムであって、前記宛先局は、前記第一スロット及び第二スロットのそれぞれで受信したトレーニング信号に基づき、演算を用いて前記雑音電力比を推定する雑音電力比推定部を備えたことを特徴とする。
【００２９】
本発明は、一つの無線チャネルを時分割して得られる第一スロット及び第二スロットにおいてパケットを送信する発信局と、前記発信局が前記第一スロットにおいて送信した前記パケットを受信し、受信した前記パケットを前記第二スロットにおいて送信することによりパケット送信の中継を行う中継局と、前記パケットの宛先局であって、前記第一スロットの受信信号に含まれる前記宛先局に起因する雑音と、前記第二スロットの受信信号に含まれる前記中継局に起因する雑音との比である雑音電力比を用いて最尤復号を行って情報ビット列を生成する宛先局とを備える無線通信システムが行う無線通信方法であって、前記宛先局が、前記第一スロット及び第二スロットのそれぞれで受信したトレーニング信号に基づき、演算を用いて前記雑音電力比を推定する雑音電力比推定ステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、雑音電力比を計算するのに必要な値を中継局が宛先局へ通知処理することなく、宛先局内で雑音電力比を算出できるため、オーバーヘッドを削減することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】プロトコルＩＩにおける動作を示す説明図である。
【図３】１Ｒ２Ｈ構成を有する無線通信システムにおける協調プロトコルＩの動作を示す説明図である。
【図４】１Ｒ２Ｈ構成を有する無線通信システム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】
【００３２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による無線通信システムを説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、発信局Ｓは、送信データ信号生成部１、トレーニング信号生成部２、ＯＦＤＭ変調部３、送信部４により構成される。送信データ信号生成部１は、情報ビット列を変調し、送信データ信号を生成する。トレーニング信号生成部２は、トレーニング信号を生成し、ＯＦＤＭ変調部へ出力する。ここで、トレーニング信号は、後述するチャネル周波数応答を算出するための既知信号である。ＯＦＤＭ変調部３は、トレーニング信号とデータ信号を結合してパケット信号を生成し、送信部４を介して送信する。図１に示す発信局Ｓは図４に示す発信局Ｓの構成と同じである。
【００３３】
中継Ｒ局は、スイッチ部１１、受信信号記憶部１２、信号増幅部１３により構成される。スイッチ部１１は、送受信共通のアンテナが第一スロットでは受信を、第二スロットでは送信を行うよう回路内の信号の流れを切り替える。受信信号記憶部１２は、第一スロットで受信した信号の値を第二スロットで信号送信を行うために記憶する。信号増幅部１３は受信した信号を減衰した分増幅させる。図１に示す中継局Ｒは、図４に示す増幅係数情報生成部１４が無い以外は図４に示す中継力Ｒの構成と同じである。
【００３４】
宛先局Ｄは、受信部２１、ＯＦＤＭ復調部２２、雑音電力比推定部２６、受信データ信号復号部２５より構成される。受信信号は受信部２１を介してＯＦＤＭ復調部２２へ入力される。ＯＦＤＭ復調部２２は受信信号の復調を行い、トレーニング信号とデータ信号を分離する。雑音電力比推定部２６は既知のトレーニング信号を利用して雑音電力比τを推定する。受信データ信号復号部２５はデータ信号を復号して情報ビット列を生成するが、ここで最尤復号を実現するために雑音電力比τを利用する。
【００３５】
以下、図１に示す無線通信システムにおける雑音電力比τの推定値の算出動作を説明する。ここではパケットが二つ以上のトレーニングシンボルを持つシステム（例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａのロングトレーニングシンボルＴ１とＴ２［非特許文献３のｐｐ．１２−１３］）を想定して説明する。なお、Ｔ１とＴ２は同一パターンの信号である。
【００３６】
以下の処理動作において、宛先局Ｄの雑音電力推定部２６は中継局Ｒからの通知処理無しで雑音電力比τの推定値を得る。初めに第一番目と第二番目のトレーニング受信信号Ｙｄ２，１［ｋ］、Ｙｄ２，２［ｋ］の差を計算する。ここではその値をＡ１［ｋ］と定義する。このときＡ１［ｋ］は
【数９】
0005658187.tif 000010
の値となる。
【００３７】
そして、全サブキャリアｋ＝１，２，・・・，Ｋでの｜Ａ１［ｋ］｜２の平均を２σ１２で割ったものをτの推定値＾τ（＾はτの頭に付く、以下同様）とする。
【数１０】
0005658187.tif 000011
【００３８】
このτの推定法は以下の考察に基づく。Ａ１［ｋ］の分散Ｅ［｜Ａ１［ｋ］｜２］を計算すると、
【数１１】
0005658187.tif 000012
であり、Ｅ［｜Ａ１［ｋ］｜２］が得られればτが計算できることがわかる。
【００３９】
そこで、以下の（１２）式の様に全サブキャリアでの｜Ａ１［ｋ］｜２の平均をＡ１［ｋ］の分散として近似すればよい。
【数１２】
0005658187.tif 000013
【００４０】
以上の考察により、宛先局Ｄは、（９）式、（１０）式によりτの推定値を中継局Ｒからの通知処理無しで得ることができる。
【００４１】
次に、直交型のトレーニング信号を用いる場合について説明する。直交型のトレーニング信号が使われる場合は異なる信号処理を行なって雑音電力比τを推定する。直交型のトレーニング信号を用いたときの送受信関係は
【数１３】
0005658187.tif 000014
である。
【００４２】
ここで、Ａ２≡−２Ｙｄ１，１［ｋ］＋Ｙｄ２，１［ｋ］＋Ｙｄ２，２［ｋ］としてＡ２［ｋ］を定義する。このときＡ２［ｋ］は
【数１４】
0005658187.tif 000015
の値となる。
【００４３】
そして、全サブキャリアｋ＝１，２，・・・，Ｋでの｜Ａ２［ｋ］｜２の平均を２σ１２で割ったものを２＋τの推定値として、その値から２減算することでτの推定値＾τが得られる。
【数１５】
0005658187.tif 000016
【００４４】
このτの推定法は以下の考察に基づく。Ａ２［ｋ］の分散Ｅ［｜Ａ２［ｋ］｜２］を計算すると、
【数１６】
0005658187.tif 000017
であり、Ｅ［｜Ａ２［ｋ］｜２］が得られればτが計算できることがわかる。
【００４５】
そこで、以下の（１７）式のように全サブキャリアでの｜Ａ２［ｋ］｜２の平均をＡ２［ｋ］の分散として近似すればよい。
【数１７】
0005658187.tif 000018
【００４６】
以上の考察により、宛先局は（１４）式、（１５）式によりτの推定値を中継局からの通知処理無しで得ることができる。
【００４７】
なお、前述した説明において、協調プロトコルのプロトコルＩを用いた場合を例にして説明しているが、プロトコルＩＩを用いるようにしてもよい（非特許文献１参考）。図２はプロトコルＩＩにおける動作を示す説明図である。スロット２の宛先局Ｄで行われる信号処理はプロトコルＩのときと同じで良い。
【００４８】
また、前述した説明において、マルチキャリアシステムとしてＯＦＤＭ変調を用いた場合について説明したが、これに限ることなく、直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；ＯＦＤＭＡ）システムや、マルチキャリア符号分割多元接続（Multi Carrier-Code Division Multiple Access；ＭＣ−ＣＤＭＡ）を用いるようにしてもよい。
【００４９】
また、２ホップシステムだけでなくマルチホップシステムを用いるようにしてもよい。また、中継局Ｒが１つだけ存在する１リレーシステムだけでなく複数の中継局Ｒが存在し同時送信を行うマルチリレーシステムを用いるようにしてもよい。さらに、各無線局が１本のアンテナのみを持つシングルアンテナシステムだけでなく、複数のアンテナを持つマルチアンテナシステムを用いるようにしてもよい。
【００５０】
以上説明したように、無線中継における協調伝送の一形態として、無線チャネルを２つのタイムスロットに区切って、第１のタイムスロットにおいて、発信局が第１のデータを送信し、第２のタイムスロットにおいて、中継局が第１のデータを転送する形態がある。この形態において、最尤復号を行うためには、第１のタイムスロットにおける受信信号に含まれる雑音電力と第２のタイムスロットにおける受信信号に含まれる雑音電力との比である雑音電力比を算出する必要がある。従来は、中継局Ｒと宛先局Ｄとの間のチャネル情報と中継局Ｒでの増幅率に基づいて雑音電力比を算出していた。この方法では、中継局Ｒと宛先局Ｄとの間での信号のやりとりが生じるため、オーバヘッドが増加する問題があった。
【００５１】
本実施形態では、宛先局Ｄが第１のタイムスロット及び第２のタイムスロットで受信した既知信号に対して演算処理を行うことによって雑音電力比τを算出し、この雑音電力比を用いて最尤復号を行う。具体的には、従来のパイロット信号を用いる場合には、第１のタイムスロット及び第２のタイムスロットの受信既知信号の差の平均を用いることによって、雑音電力比を算出した。また、直交型の既知信号を用いる場合には、第２のタイムスロットで受信した既知信号の第１シンボルと第２シンボルの和から第１スロットで受信した既知信号の第１シンボルの２倍を減算し、平均化することによって雑音電力比を算出する。この構成により、宛先局だけで雑音電力比を算出できるため、オーバーヘッドを削減することができる。
【００５２】
なお、図１における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより雑音電力比の算出処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００５３】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００５４】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
協調中継伝送において雑音推定を行うことが不可欠な用途に適用できる。
【符号の説明】
【００５６】
Ｓ・・・発信局、Ｒ・・・中継局、Ｄ・・・宛先局、２６・・・雑音電力比推定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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