(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の時間区間で受信した第１及び第２の受信信号からリファレンス信号をそれぞれ除去した第１及び第２の系列除去後信号間の相関を示す第１の相関値と第２の時間区間で受信した第３及び第４の受信信号から前記リファレンス信号をそれぞれ除去した第３及び第４の系列除去後信号間の相関を示す第２の相関値との和の振幅に対する前記第１の相関値と前記第２の相関値との差分の振幅の割合を示す評価値に基づいて、第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うか否かを判定する周波数オフセット推定部
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記周波数オフセット推定部は、前記評価値が閾値以上のとき、前記第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行わないと判定し、前記評価値が閾値より小さいとき、前記第１及び第２の相関値を用いて前記第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うと判定することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
更に、前記第５の受信信号に対して周波数オフセットを除去する周波数オフセット補償部を備え、
前記周波数オフセット推定部は、前記第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うと判定したときは、前記第１及び第２の相関値の平均相関値を前記周波数オフセット補償部へ出力し、
前記周波数オフセット補償部は、前記平均相関値から角度変換により算出した平均位相回転量と逆方向の位相回転量を前記第５の受信信号に与えることを特徴とする請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
更に、第１及び第２の受信アンテナを備え、
前記周波数オフセット推定部は、前記第１の時間区間で前記第１の受信アンテナで受信した前記第１及び第２の受信信号から前記リファレンス信号をそれぞれ除去した前記第１及び第２の系列除去後信号間の相関を示す相関値と前記第１の時間区間で前記第２の受信アンテナで受信した前記第１及び第２の受信信号から前記リファレンス信号をそれぞれ除去した前記第１及び第２の系列除去後信号間の相関を示す相関値の平均相関値を示す第１の平均相関値と、前記第２の時間区間で前記第１の受信アンテナで受信した前記第３及び第４の受信信号から前記リファレンス信号をそれぞれ除去した前記第３及び第４の系列除去後信号間の相関を示す相関値と前記第２の時間区間で前記第２の受信アンテナで受信した前記第３及び第４の受信信号から前記リファレンス信号をそれぞれ除去した前記第３及び第４の系列除去後信号間の相関を示す相関値の平均相関値を示す第２の平均相関値との和の振幅に対する前記第１の平均相関値と前記第２の平均相関値との差分の振幅の割合を示す前記評価値に基づいて、前記第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うか否かを判定することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項５】
通信装置における通信方法であって、
第１の時間区間で受信した第１及び第２の受信信号からリファレンス信号をそれぞれ除去した第１及び第２の系列除去後信号間の相関を示す第１の相関値と第２の時間区間で受信した第３及び第４の受信信号から前記リファレンス信号をそれぞれ除去した第３及び第４の系列除去後信号間の相関を示す第２の相関値との和の振幅に対する前記第１の相関値と前記第２の相関値との差分の振幅の割合を示す評価値に基づいて、第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うか否かを、周波数オフセット推定部により判定する
ことを特徴とする通信方法。
【請求項６】
通信装置におけるコンピュータに実行させる通信プログラムであって、
第１の時間区間で受信した第１及び第２の受信信号からリファレンス信号をそれぞれ除去した第１及び第２の系列除去後信号間の相関を示す第１の相関値と第２の時間区間で受信した第３及び第４の受信信号から前記リファレンス信号をそれぞれ除去した第３及び第４の系列除去後信号間の相関を示す第２の相関値との和の振幅に対する前記第１の相関値と前記第２の相関値との差分の振幅の割合を示す評価値に基づいて、第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うか否かを判定する処理
をコンピュータに実行させることを特徴とする通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信方法、及び通信プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話システムや無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線通信システムが広く利用されている。また、無線通信の分野では、通信速度や通信容量を更に向上させるべく、次世代の通信技術について継続的な議論が行われている。例えば、標準化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）ではＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる通信規格や、ＬＴＥをベースとしたＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）と呼ばれる通信規格の標準化が完了若しくは検討されている。
【０００３】
このような無線通信システムにおいては、基地局装置（以下、「基地局」と称する場合がある）と端末装置（以下、「端末」と称する場合がある）のクロック精度の相違や無線信号のドップラー効果の影響により周波数オフセット（又は周波数偏差）が生じる場合がある。周波数オフセットは、ベースバンド信号において位相回転量として観測される。この周波数オフセットは受信側の基地局における受信品質に大きな影響を与える場合がある。
【０００４】
周波数オフセットを推定する方式として、例えば、以下の方式がある。すなわち、異なるタイミングで受信されたリファレンス信号間の相関を算出することで、受信間隔における位相回転量を推定する方式がある。
【０００５】
受信側の基地局では、例えば、推定した位相回転量と逆方向の位相回転量を受信信号に与えることで周波数オフセットを除去することができる。これにより、基地局では周波数オフセットの影響を低減させた受信信号を得ることができる。
【０００６】
周波数オフセットに関する技術として、例えば、以下のような技術がある。すなわち、異なる複数の受信間隔で受信されたリファレンス信号に基づいて受信信号間の位相差を推定し、複数の受信間隔毎に選択される位相差候補同士を組合せて形成される位相差候補の複数の組合せの中から位相差候補を選択するようにした技術がある。
【０００７】
この技術によれば、例えば、異なるタイミングで受信されるリファレンス信号間の相関に基づいて推定可能な周波数偏差の範囲を拡大できる、とされる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】P. Moose, "A technical for Orthogonal Frequency Division Multiplexing Frequency Offset Correction", IEEE Trans. Commun., vol. 42, no. 10, October, 1994
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−９００８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、周波数オフセットが干渉の影響によって全く異なる方向に収束する場合がある。例えば、所定周期毎に干渉源となるユーザ（又は端末）が異なり、所定周期毎に送信される送信信号系列が異なれば乱雑性が加わるため干渉の影響は低減される。しかし、ＬＴＥのＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）のように、所定周期毎に同一の送信信号系列が送信される場合、当該送信信号系列により一度干渉が発生すると、所定周期毎に干渉が発生し続けることになる。
【００１１】
例えば、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）を利用して送信されるリファレンス信号に関し、リファレンス信号のベースとなるベース系列やベース系列に適用される巡回シフト系列は１無線フレーム（１０ｍｓ）周期でセル毎に異なるホッピングパターンとなっている。この場合、あるユーザが送信したリファレンス信号に対して、他のユーザによって送信されたリファレンス信号が干渉信号となると、例えば、１０ｍｓ経過前はホッピングパターンによって当該信号は干渉信号となる可能性は低くなる。しかし、１０ｍｓ経過後、他のユーザは１０ｍｓ前と同一系列のリファレンス信号を同一の周波数及び同一のタイミングで送信することになり、当該信号が再び干渉信号となり得る。
【００１２】
このような干渉の影響によってベースバンド信号の位相回転の方向や位相回転量が変化し、周波数オフセットの推定が全く異なる位相に収束する場合がある。このような場合、受信側の基地局では周波数オフセットを正しく推定できず、これにより、受信信号に対する周波数オフセットも正しく除去することができなくなり、受信信号の受信特性に大きな影響を与えることになる。
【００１３】
上述した位相差候補の複数の組合せの中から位相差候補を選択する技術は、例えば、周波数オフセットの範囲を拡大するようにしたものであって、干渉が発生した場合、どのようにして受信信号に対する周波数オフセットを正しく除去できるのかは何ら解決しているものではない。
【００１４】
そこで、一開示は、干渉に対しても受信信号に対する周波数オフセットを正しく除去できるようにした通信装置、通信方法、及び通信プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
一開示は、第１の時間区間で受信した第１及び第２の受信信号間の位相回転量を示す第１の位相回転量と第２の時間区間で受信した第３及び第４の受信信号間の位相回転量を示す第２の位相回転量との差分に基づいて、第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うか否かを判定する周波数オフセット推定部を備える通信装置にある。
【発明の効果】
【００１６】
一開示によれば、干渉に対しても受信信号に対する周波数オフセットを正しく除去できるようにした通信装置、通信方法、及び通信プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は無線通信システムの構成例を表す図である。
【図２】図２はサブフレームの構成例を表わす図である。
【図３】図３は基地局を含む無線通信システムの構成例を表わす図である。
【図４】図４は受信回路の構成例を表す図である。
【図５】図５は周波数オフセット推定部の構成例を表す図である。
【図６】図６は評価値算出処理の動作例を表すフローチャートである。
【図７】図７は比較処理と時間平均処理の動作例を表すフローチャートである。
【図８】図８（Ａ）と図８（Ｂ）はアンテナ間相関平均値の位相回転量の例を表すグラフである。
【図９】図９は端末を含む無線通信システムの構成例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１９】
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態における通信装置３００の構成例を表している。通信装置３００は、例えば、基地局装置や端末装置でもよい。通信装置３００は、第１から第５の受信信号を受信する。第１から第５の受信信号は、他の通信装置から送信された信号を通信装置３００において受信した受信信号である。例えば、第１から第４の受信信号はリファレンス信号であり、第５の受信信号はデータ信号である。
【００２０】
通信装置３００は、周波数オフセット推定部１４０を備える。周波数オフセット推定部１４０は、第１の位相回転量と第２の位相回転量の差分に基づいて、第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うか否かを判定する。
【００２１】
第１の位相回転量は、第１の時間区間で受信した第１及び第２の受信信号間の位相回転量を示す。また、第２の位相回転量は、第２の時間区間で受信した第３及び第４の受信信号間の位相回転量を示す。
【００２２】
例えば、周波数オフセット推定部１４０は、第１の位相回転量と第２の位相回転量の差分が閾値以上のとき周波数オフセットの除去を行わないと判定する。当該差分が閾値以上のときは、第１及び第２の位相回転量は閾値以上に離れており、このような場合は干渉の影響が所定の場合よりも大きいと判別する。この場合、周波数オフセット推定部１４０においては、このタイミングで推定した第１及び第２の位相回転量を用いて周波数オフセットの推定が行われず、通信装置３００では第５の信号に対する周波数オフセットの除去も行われない。
【００２３】
一方で、周波数オフセット推定部１４０は、例えば、第１の位相回転量と第２の位相回転量の差分が閾値より小さいとき、周波数オフセットの除去を行うと判定する。当該差分が閾値より小さいときは、第１及び第２の位相回転量は閾値よりも小さい範囲内にあり、このような場合は干渉の影響が所定の場合以下と判別する。この場合、周波数オフセット推定部１４０は、このタイミングで推定した第１及び第２の位相回転量の平均位相回転量を周波数オフセット推定結果として、周波数オフセット補償部へ出力する。周波数オフセット補償部では、平均位相回転量と逆方向の位相回転量を第５のデータ信号に与えて周波数オフセットの除去を行う。
【００２４】
従って、干渉の影響が所定の場合よりも大きい場合は周波数オフセットの推定や除去は行われなくなり、第１の時間区間と第２の時間区間で全く異なる位相回転量に基づいて周波数オフセットの推定や除去も行われなくなる。一方、干渉の影響が所定の場合以下の場合に、このタイミングで推定した第１及び第２の位相回転量を用いて周波数オフセットの除去が行われる。
【００２５】
よって、本通信装置３００は干渉の影響に対しても受信信号に対する周波数オフセットを正しく除去することができる。
【００２６】
［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態について説明する。
【００２７】
＜周波数オフセットの算出方法＞
最初に周波数オフセット（又は周波数偏差、以下では「周波数オフセット」と称する場合がある）について、図２を参照しながら説明する。
【００２８】
図２はＬＴＥ（Long Term Evolution）方式によるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）の１サブフレームの構成例を表している。１サブフレームは前半スロットと後半スロットの２つのスロットを含み、各スロットは７つのシンボル（又はＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）シンボル）を含む。そして、１０サブフレームで１無線フレーム（１０ｍｓ）となっている。
【００２９】
例えば、前半スロットが第１時間区間（又は第１区間、以下では「第１区間」と称する場合がある）、後半スロットが第２時間区間（又は第２区間、以下では「第２区間」と称する場合がある）となっていてもよい。
【００３０】
図２はＰＵＣＣＨ  ｆｏｒｍａｔ２のサブフレームの構成例を表しており、各スロットの２番目（「x1」と「x8」）と６番目（「x5」と「x12」）のシンボルを利用してリファレンス信号が送信される。図２に示すように、１サブフレームにおいては４つのシンボルを利用して４つのリファレンス信号が送信される。この場合、４つのリファレンス信号の信号系列は、例えば、所定のホッピングパターンによって全て異なる信号系列となっている。
【００３１】
例えば、あるユーザ（又は端末）が図２に示す４つのシンボルを利用して４つのリファレンス信号系列を送信する場合を考える。４つのリファレンス信号は同一の周波数オフセットを受けるものとする。
【００３２】
この場合、シンボル「x５」とシンボル「x1」で送信した２つのリファレンス信号間の位相回転と、シンボル「x12」とシンボル「x8」で送信した２つのリファレンス信号の間の位相回転は同じ方向で同じ量となるはずである。すなわち、４つのリファレンス信号は同一の周波数オフセットを受けていれば、前半スロット区間と後半スロット区間の２つの位相回転の回転方向は同じ方向であり、２つの位相回転の回転量は同じになるはずである。本第２の実施の形態においては、このような場合、干渉の影響は小さく（又は干渉の影響がなく）、２つの位相回転の量や方向は正しく推定されていると判定する。この場合、２つの位相回転の推定結果を用いてデータ信号に対する周波数オフセットを除去する処理が行われる。
【００３３】
しかし、前半スロット区間の位相回転と後半スロット区間の２つの位相回転の回転方向が異なる方向となっておりその回転量が閾値よりも大きいとき、２つの位相回転の推定結果は正しい結果である可能性は低い。本第２の実施の形態においては、このような場合、干渉の影響によって２つの位相回転が異なるものとなっているとし、この場合、２つの位相回転の推定結果を用いて周波数オフセットを除去する処理が行われないようになっている。
【００３４】
以下、周波数オフセットの算出方法について述べる。最初に通信方式をＬＴＥなどと特定しない一般的な例で説明する。
【００３５】
ユーザuの区間kにおけるl番目のリファレンス信号（以下では、「送信信号」と称する場合がある）をｓk,l(u)とする。例えば、区間ｋは各スロット区間を識別し、l番目は各スロット区間における複数のリファレンス信号の各々を識別する。U人（又はU個）のユーザ（又は端末）が同一周波数で同一のタイミングでリファレンス信号を送信した場合、基地局の受信アンテナmにおける受信信号xm,k,lは以下のように表される。
【００３６】
【数１】
0006561471.tif 000002
【００３７】
ここで、θ(u)はユーザuの周波数オフセットによる位相回転の速度、t(l)はl番目のリファレンス信号に対応する時刻、hm,k(u)はアンテナm、区間kにおけるユーザuのチャネルゲインを夫々示している。ここで、チャネルゲインhm,k(u)は区間kで時不変であるとする。また、nm,k,lは、アンテナm、区間k、タイミングt(l)における白色ガウス雑音を示している。
【００３８】
なお、ここでは簡単のため、送信信号ｓk,l(u)について次元のないスカラー値であるケースについて議論する。ただし、ベクトル値の送信信号に対しても議論を拡張することは容易である。
【００３９】
式（１）で示す受信信号xm,k,lに対して、ユーザ「１」についてのリファレンス信号ｓk,l(1)を除去すると、以下の信号を得る。
【００４０】
【数２】
0006561471.tif 000003
【００４１】
式（２）の信号ym,k,l(1)は、例えば、伝搬路におけるチャネル応答を表している。本第２の実施の形態においては式（２）で示される信号を、送信系列除去後信号（又は系列除去後信号）と称する場合がある。
【００４２】
ただし、リファレンス信号ｓk,l(1)の振幅を１と仮定している。また、n'm,k,lは、nm,k,lに対して位相のみが変化した信号であるため統計的な性質はnm,k,lと変わらない白色ガウス雑音とみなすことができる。
【００４３】
ここで干渉ユーザとなるユーザが存在しない場合と干渉ユーザが存在する場合の２つの場合における周波数オフセット推定結果の振る舞いについて以下に述べることにする。
【００４４】
＜１．干渉ユーザが存在しない場合＞
干渉ユーザが存在しない場合、系列除去後信号ym,k,l(1)は以下のように表される。
【００４５】
【数３】
0006561471.tif 000004
【００４６】
次に、区間ｋにおける１番目（ｌ＝１）の系列除去後信号ym,k,1(1)と２番目（ｌ＝２）の系列除去信号ym,k,2(1)との相関zm,k(1)を演算する。
【００４７】
【数４】
0006561471.tif 000005
【００４８】
２つの系列除去後信号ym,k,1(1)，ym,k,2(1)の相関zm,k(1)が演算されることで、例えば、２つの系列除去後信号ym,k,1(1)，ym,k,2(1)の位相回転量が算出される。このように２つの信号の相関を演算することで２つの信号の位相回転量を得ることは、例えば、P. Moose, "A technical for Orthogonal Frequency Division Multiplexing Frequency Offset Correction", IEEE Trans. Commun., vol. 42, no. 10, October, 1994などを参照されたい。
【００４９】
そして、相関zm,k(1)に対して受信アンテナ間（１≦ｍ≦Ｍ）で平均をとることで、以下のように
0006561471.tif 000006
を得る。
【００５０】
【数５】
0006561471.tif 000007
【００５１】
ここで、式（４）においてＮは白色ガウス雑音を含む平均０の項であり、十分平均することで統計的に０に近づく。
【００５２】
平均
0006561471.tif 000008
が十分平均された場合、期待値E[]として表すことができ、
【数６】
0006561471.tif 000009
が得られる。
【００５３】
式（６）において、
0006561471.tif 000010
は、実数であり位相への影響はない。平均
0006561471.tif 000011
の偏角arg()を取ることで１番目（l＝１）と２番目（l＝２）のリファレンス信号間の位相回転量を得る。
【００５４】
【数７】
0006561471.tif 000012
【００５５】
式（７）の右辺は、周波数オフセットによる位相回転の速度と、１番目と２番目のリファレンス信号の受信時間差との積、すなわち位相回転量を表している。
【００５６】
この結果に基づき、単位時間あたりの位相回転の推定
0006561471.tif 000013
は以下のように算出される。
【００５７】
【数８】
0006561471.tif 000014
【００５８】
干渉が無く、ユーザ「１」の位相回転の速度θ(1)が時不変で十分な統計量が得られるという仮定の下では、式（８）に示すように、単位時間あたりの位相回転の推定（又は単位時間の位相回転量）
0006561471.tif 000015
は正しい結果に収束することが判る。
【００５９】
単位時間あたりの位相回転は、例えば、周波数オフセットと比例の関係にある。そのため単位時間あたりの位相回転が推定（又は単位時間あたりの位相回転量が推定）されることで、周波数オフセット
0006561471.tif 000016
も推定されることになる。すなわち、
【００６０】
【数９】
0006561471.tif 000017
によって、周波数オフセットが推定される。
【００６１】
＜２．干渉ユーザが存在する場合＞
次に干渉ユーザが存在する場合の周波数オフセット推定の振る舞いについて述べる。干渉ユーザが存在する場合は、上記した＜１．干渉ユーザが存在しない場合＞の例で説明した推定が成り立つわけではない。式（３）で示すユーザ「１」の系列除去後信号ym,k,l(1)の各要素ついて、簡単化して以下のように表すことにする。
【００６２】
【数１０】
0006561471.tif 000018
【００６３】
干渉ユーザが存在しない場合の例と同様に、１番目と２番目の系列除去後信号について相関をとると、以下が得られる。
【００６４】
【数１１】
0006561471.tif 000019
【００６５】
【数１２】
0006561471.tif 000020
【００６６】
ここで、式（１１）に示すＮは白色ガウス雑音を含む項であり統計的な操作によって０に収束することが期待できる。一方、式（１２）において干渉の影響を示す項
【数１３】
0006561471.tif 000021
については、ユーザuの送信信号（又は送信系列）ｓk,l(u)や伝搬路hm,k(u)がランダム性を有していれば、統計的な操作により干渉ユーザの影響を小さくすることができる。しかし、送信系列ｓk,l(u)が一定であったり伝搬路hm,k(u)の変動がほとんど無い状況では、干渉の影響を示す項（式（１３））の影響が強く表れることになる。
【００６７】
干渉を除去するためには、干渉ユーザに関する情報を基地局において予め保持していればよいが、基地局において干渉ユーザに関する情報を保持していない場合、干渉を除去することもできない。このような干渉下において、式（１３）で示す干渉の影響を示す項次第で位相回転の推定
0006561471.tif 000022
は真の解θ(1)から離れたまったく異なる値となる可能性があり、周波数オフセットについて正しい推定を行えないことになる。
【００６８】
本第２の実施の形態においては、このような干渉下においても正しい位相回転量、或いは正しい周波数オフセットを推定するために、干渉の影響を評価値によって判定するようにしている。そして、干渉の影響が他と比較して小さい時点での位相回転の推定結果を採用して、なるべく正しい周波数オフセットの推定結果に近づけるようにしている。
【００６９】
干渉の影響を判定する評価値は例えば以下のようにして算出される。すなわち、各区間において、式（１１）などを用いて算出された相関値
0006561471.tif 000023
に基づいて、評価値R(1)が以下のように算出される。
【００７０】
【数１４】
0006561471.tif 000024
【００７１】
評価値R(1)については、式（１４）に示すように、例えばある区間「１」の相関値と他の区間「２」の相関値との差分が演算されている。上述したように、相関値の演算により２つのリファレンス信号間の位相回転量が演算される。従って、式（１４）で示す評価値R(1)は、例えば、ある区間「１」における位相回転量と他の区間「２」における位相回転量の２つの位相回転量の差分を表している。
【００７２】
そして、評価値R(1)が周波数オフセット推定閾値θAFCより大きいとき、２つの位相回転量の差分も所定量より小さくなり、干渉の影響は少なく、推定した位相回転量（例えば）に基づいて、データ信号に対する周波数オフセットの除去などの処理が行われる。
【００７３】
一方、評価値R(1)が周波数オフセット推定閾値θAFC以下のとき、２つの位相回転量の差分も一定以上となっており、干渉の影響が大きく、推定した位相回転量を用いてデータ信号に対する周波数オフセットの除去は行われない。
【００７４】
上記した評価値Rは、例えば、２つの区間で独立に推定された位相回転の差分を表している。その差分が大きいほど各区間で推定された位相回転が異なることになる。評価値Rは、干渉の影響が大きいほど、各区間の位相回転の推定はランダムな結果となり、干渉の影響が小さいほど、各区間の推定は一定の結果になる性質を利用している。基地局では、評価値Rを予め定められた閾値（例えば周波数オフセット推定閾値θAFC）と比較して、閾値を上回り干渉の影響が所定の場合より小さいと判定した場合に、単位時間あたりの位相回転量又は周波数オフセットの推定、及び更新を行うようにしている。また、基地局では、評価値Rが閾値以下のとき干渉の影響が所定の場合よりも大きくなっていると判定し、周波数オフセットの推定を行わないようにしている。基地局これにより、干渉の影響が低減された、正しい周波数オフセットの推定結果が得られる。
【００７５】
＜３．ＬＴＥのＰＵＣＣＨへの適用＞
以上の推定方法について、ＬＴＥ方式のＰＵＣＣＨへ適用する場合を考える。ユーザu、スロットk、OFDMシンボルlの周波数領域における送信信号ベクトルをｓk,l(u)とする。U人のユーザ（又は端末）から同一周波数の同一タイミングでリファレンス信号を送信したとすると、基地局のアンテナmにおける周波数領域の受信信号ベクトルxm,k,l(u)は以下のように表される。
【００７６】
【数１５】
0006561471.tif 000025
【００７７】
ここで、WはDFT行列、Hk(u) はユーザuのチャネル応答行列を表している。ＬＴＥのＰＵＣＣＨ  ｆｏｒｍａｔ２では、図２に示すように第１送信区間ではＯＦＤＭシンボル「x1」と「x8」を利用して、既知のリファレンス信号系列が送信される。ユーザuについて既知のリファレンス信号が除去され、直交多重によるユーザ分離を行うと、以下が算出される。
【００７８】
【数１６】
0006561471.tif 000026
【００７９】
式（１６）により算出された系列除去後信号ym,k,l(1)が、式（５）又は式（１１）に適用されることで、第１送信区間（k=1）における２つの送信信号（l=1,2）の送信系列除去後信号（ym,k,1(u),ym,k,２(u)）の相関が演算されて、第１送信区間（又は前半スロット）の位相回転量が得られる。第２送信区間（又は後半スロット）の位相回転量も同様に演算されて、式（１４）により、２つの区間の位相回転量の差分が演算可能となる。
【００８０】
＜無線基地局装置の構成例＞
次に無線基地局装置（以下、「基地局」と称する場合がある）の構成例について説明する。図３は基地局１００の構成例を含む無線通信システム１０の構成例を表している。
【００８１】
無線通信システム１０は、基地局１００と端末装置（以下、「端末」と称する場合がある）２００を備える。なお、第１の実施の形態における通信装置３００は、例えば、基地局１００に対応する。
【００８２】
端末２００は、例えば、フィーチャーフォンやスマートフォン、パーソナルコンピュータなどの携帯型の通信装置である。本第２の実施の形態においては、端末２００は既知の信号系列を利用してリファレンス信号を基地局１００へ送信する。基地局２００においては周波数オフセットの推定に際して送信系列が全て異なる４つのリファレンス信号を使用し、そのため、端末２００はこのような４つのリファレンス信号を基地局１００へ送信する。
【００８３】
基地局１００は、自局の通信範囲において端末２００と無線通信可能な通信装置である。基地局１００は、端末２００に対して通話サービスやコンテンツ配信サービスなど種々のサービスを提供する。また、基地局１００は、端末２００から送信されたリファレンス信号を受信して、周波数オフセットを推定し、推定した周波数オフセットに基づいてＡＦＣ制御を行う。ＡＦＣ制御は、例えば、受信したデータ信号に対して推定した位相回転量と逆方向の位相回転量を与えることで周波数オフセットを除去する処理のことである。このような処理により、基地局１００では周波数オフセットを低減させたデータ信号を得ることができる。
【００８４】
基地局１００は、ネットワークインタフェース１１０、制御回路１２０、ベースバンド処理回路１３０、無線インタフェース回路１７０、複数のアンテナ１７５−１〜１７５−Ｍを備える。
【００８５】
ネットワークインタフェース１１０は、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）やＳ−ＧＷ（Serving-Gateway）などの上位装置と基地局１００との間の通信のための通信インタフェース回路である。
【００８６】
制御回路１２０は、例えば、基地局１００全体を制御する。制御回路１２０は、ＣＰＵ１２１とメモリ１２２によって制御回路１２０内で行われる機能を実現する。この場合、ＣＰＵ１２１はメモリ１２２に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、制御回路１２０で行われる機能を実行する。
【００８７】
ベースバンド処理回路１３０は、ベースバンド信号に対する処理を行う。また、ベースバンド処理回路１３０は、周波数オフセットの推定などを行う。
【００８８】
ベースバンド処理回路１３０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１３１とメモリ１３２を備える。ＤＳＰ１３１は、メモリ１３２に記憶されたプログラム（例えばファームウェア）を読み出して実行することで、ベースバンド処理回路１３０内で行われる機能を実現する。本第３の実施の形態では、ＤＳＰ１３１がプログラムを実行することで、受信回路１３５や送信回路１３６における機能を実現する。周波数オフセットの推定などは、例えば、受信回路１３５で行われる。受信回路１３５の構成例（又は各機能を実現する機能ブロック構成例）については後述する。なお、送信回路１３６は公知の回路構成でもよい。
【００８９】
無線インタフェース回路１７０は、基地局１００と端末２００との間の無線通信のための通信インタフェース回路である。
【００９０】
複数のアンテナ１７５−１〜１７５−Ｍは、無線インタフェース回路１７０から受け取った無線信号を端末２００へ送信する。また、複数のアンテナ１７５−１〜１７５−Ｍは、端末２００から送信された無線信号を受信すると、受信した無線信号を無線インタフェース回路１７０へ出力する。複数のアンテナ１７５−１〜１７５−Ｍはすべて送信と受信を共用する共用アンテナでもよいし、一部又は全てが受信アンテナであってもよい。
【００９１】
なお、基地局１００は、ＲＥＣ（Radio Equipment Control）１８０と、ＲＥ（Radio Equipment）１８１を含んでもよい。ＲＥＣ１８０には、ネットワークインタフェース１１０、制御回路１２０、ベースバンド処理回路１３０が含まれる。また、ＲＥ１８１には無線インタフェース回路１７０が含まれる。ＲＥＣ１８０とＲＥ１８１は光インタフェースにより接続される。この場合、基地局１００には複数のＲＥが含まれ、ＲＥＣ１８０が複数のＲＥ１８１と接続されてもよい。また、ＲＥＣ１８０とＲＥ１８１は所定距離離れた位置に設置されてもよい。ＲＥＣ１８０はベースバンド部、ＲＥ１８１は無線部とそれぞれ称する場合もある。例えば、通信装置１００にはＲＥＣ１８０が含まれ、ＲＥ１８１が含まなくてもよい。
【００９２】
また、本第２の実施の形態における基地局１００と端末２００は、ＬＴＥ方式による無線通信システムでそれぞれ使用される基地局１００と端末２００であってもよい。
【００９３】
＜受信回路の構成例＞
次に受信回路１３５の構成例について説明する。図４は受信回路１３５の構成例を表している。受信回路１３５は、ユーザ・チャネル分離・データ・ＲＳ分離部（以下、「ＲＳ分離部」と称する場合がある）１３７、送信系列除去部１３８、周波数オフセット推定部１４０、周波数オフセット補償部１６０、チャネル推定部１６１、検波部１６２、復号部１６３を備える。
【００９４】
ＲＳ分離部１３７は、無線インタフェース回路１７０から受け取った受信信号をユーザ（又は端末２００）毎に分離し、各ユーザの受信信号をリファレンス信号とデータ信号に分離する。
【００９５】
例えば、ＲＳ分離部１３７は、ＰＵＣＣＨの無線リソース領域で受信した受信信号をリファレンス信号、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）の無線リソース領域で受信した受信信号をデータ信号として分離することができる。ＰＵＣＣＨがＰＵＣＣＨ  ｆｏｒｍａｔ２の場合、図２で示したように、時間領域では各スロットの２番目と６番目のＯＦＤＭシンボルを利用してリファレンス信号が送信されるため、当該ＯＦＤＭシンボルを利用して受信した信号をリファレンス信号としてもよい。
【００９６】
ＲＳ分離部１３７は、リファレンス信号を送信系列除去部１３８、データ信号を周波数オフセット補償部１６０へそれぞれ出力する。
【００９７】
送信系列除去部１３８は、ＲＳ分離部１３７から受け取ったリファレンス信号に基づいて、送信系列除去後信号を生成し、生成した送信系列除去後信号をチャネル推定部１６１と周波数オフセット推定部１４０へ出力する。この場合、送信系列除去部１３８は、上述した式（２）により送信系列除去後信号を算出できる。
【００９８】
具体的には、送信系列除去部１３８は、受け取ったリファレンス信号を受信信号xm,k,lとし、受信信号xm,k,lからユーザ「１」についてのリファレンス信号ｓk,l(1)を除去することで、あるユーザ「１」についての送信系列除去後信号ym,k,l(1)を算出する。上述した式（２）に算出式が示されているが、この場合、ユーザ「１」についてのリファレンス信号ｓk,l(1)に対する複素共役ｓk,l(1)*は、送信系列除去部１３８内のメモリなどに保持されており、演算処理の際に適宜読み出される。他のユーザについては、式（２）におけるuを適宜「１」以外の数字とすることで、他のユーザの送信系列除去後信号ym,k,l(u)が算出される。
【００９９】
なお、送信系列除去部１３８では、第１区間における２つのリファレンス信号と第２区間における２つのリファレンス信号の合計４つのリファレンス信号に対する４つの送信系列除去後信号を算出する。
【０１００】
さらに、送信系列除去部１３８では、アンテナ１つ１つにつき、４つのリファレンス信号に対する送信系列除去後信号を算出し、これを受信アンテナ１７５−１〜１７５−Ｍの個数であるＭ個分算出する。従って、送信系列除去部１３８では、合計４×Ｍ個の送信系列除去後信号を算出する。詳細については後述する。
【０１０１】
周波数オフセット推定部１４０は、送信系列除去後信号に基づいて評価値Rを算出し、評価値Rに基づいて周波数オフセットの推定を行うか否か（又はデータ信号に対する周波数オフセットの除去を行うか否か）を判定する。周波数オフセット推定部１４０は、周波数オフセットの除去を行うと判定した場合、このタイミングで算出した位相回転量を周波数オフセット推定結果として周波数オフセット補償部１６０へ出力する。一方、周波数オフセット推定部１４０は、周波数オフセットの除去を行わないと判定した場合、このタイミングで算出した位相回転量を周波数オフセット補償部１６０へ出力しないようにしている。周波数オフセット推定部１４０の構成例は後述する。
【０１０２】
周波数オフセット補償部１６０は、周波数オフセット推定部１４０から受け取った周波数オフセット推定結果に基づいて、ＡＦＣ制御を行う。チャネル推定部１６１は、送信系列除去後信号に基づいてチャネル推定を行う。検波部１６２は、チャネル推定部１６１により推定された伝搬路のチャネル推定値に従ってデータ信号のチャネル等化を行い、データの復調処理を行う。復号部１６３は、復調されたデータに対して誤り訂正復号化処理を行い、復号データを得る。復号データは、制御回路１２０の制御により、ネットワークインタフェース１１０を介してネットワークへ送信される。
【０１０３】
＜周波数オフセット推定部＞
次に周波数オフセット推定部１４０の構成例について説明する。図５は周波数オフセット推定部１４０の構成例を表す図である。
【０１０４】
周波数オフセット推定部１４０は、複数の相関演算部１４１−１１〜１４１−１ＮＲＸ（ＮＲＸはアンテナの個数を示しており、例えばＮＲＸ＝Ｍ），１４１−２１〜１４１−２ＮＲＸを備える。また、周波数オフセット推定部１４０は、第１及び第２のアンテナ間平均部１４５，１４６、第１及び第２の角度変換部１４７，１４８、２区間平均部１４９、評価値算出部１５０、閾値比較部１５１、時間平均部１５２、第３の角度変換部１５３を備える。
【０１０５】
図５において、相関演算部１４１−１１に入力される信号のうち、第１区間のアンテナ＃１の送信系列除去後信号前半とあるのは、第１区間に含まれる１番目（l=1）のリファレンス信号に基づいて生成された送信系列除去後信号のことである。
【０１０６】
また、第１区間のアンテナ＃１の送信系列除去後信号後半とあるのは、第１区間に含まれる２番目（l=2）のリファレンス信号に基づいて生成された送信系列除去後信号のことである。
【０１０７】
従って、相関演算部１４１−１１では、第１区間のアンテナ＃１において受信した２つのリファレンス信号に基づいて生成された２つの送信系列除去後信号の相関値を算出する。当該相関値により、例えば、第１区間における２つのリファレンス信号の位相回転量が演算される。相関演算部１４１−１１では、例えば、式（２）で示す式を用いて相関演算（ただし、m=1,k=1,l=1）を行う。
【０１０８】
よって、相関演算部１４１−１１〜１４１−１ＮＲＸでは、アンテナ＃１〜＃ＮＲＸにおいてそれぞれ受信した第１区間における２つのリファレンス信号に基づいて生成された２つの送信系列除去後信号の相関値（第１区間アンテナ＃１相関値〜第１区間アンテナ＃ＮＲＸ相関値）をそれぞれ算出している。
【０１０９】
一方、相関演算部１４１−２１〜１４１−２ＮＲＸでは、アンテナ＃１〜＃ＮＲＸにおいてそれぞれ受信した第２区間における２つのリファレンス信号に基づいて生成された２つの送信信号系列除去後信号の相関値（第２区間アンテナ＃１相関値〜第２区間アンテナ＃ＮＲＸ相関値）をそれぞれ算出している。
【０１１０】
なお、周波数オフセット推定部１４０の各部１４５等では、例えば、式（１）〜式（１６）などの各式を各部１４５等の内部メモリに保持しており、適宜読み出して実行することで各式による演算を行うことができる。
【０１１１】
第１のアンテナ間平均部１４５は、複数の相関演算部１４１−１１〜１４１−１ＮＲＸから第１区間アンテナ＃１相関値〜第１区間アンテナ＃ＮＲＸ相関値をそれぞれ受け取り、アンテナ１７５−１〜１７５−Ｍの個数で平均化する。これにより、第１のアンテナ間平均部１４５は第１区間のアンテナ間平均相関値を算出する。第１のアンテナ間平均部１４５は、例えば、式（５）を用いてアンテナ間平均相関値を算出する（ただし、k=1）。
【０１１２】
また、第２のアンテナ間平均部１４６は、複数の相関演算部１４１−２１〜１４１−２ＮＲＸから第２区間アンテナ＃１相関値〜第２区間アンテナ＃ＮＲＸ相関値をそれぞれ受け取り、アンテナ１７５−１〜１７５−Ｍの個数で平均化する。これにより、第２のアンテナ間平均部１４６は第２区間のアンテナ間平均相関値を算出する。第２のアンテナ間平均部１４６は、例えば、式（５）を用いて第２区間のアンテナ間平均相関値を算出する（ただし、k=2）。
【０１１３】
第１の角度変換部１４７は、第１のアンテナ間平均部１４５から第１区間のアンテナ間平均相関値を受け取り、第１区間位相回転量を算出する。第１の角度変換部１４７は、例えば、式（７）を用いて第１区間位相回転量を算出する（ただし、k=1）。
【０１１４】
また、第２の角度変換部１４８は、第２のアンテナ間平均部１４６から第２区間のアンテナ間平均相関値を受け取り、第２区間位相回転量を算出する。第２の角度変換部１４８は、例えば、式（７）を用いて第２区間位相回転量を算出する（ただし、k=2）。
【０１１５】
２区間平均部１４９は、第１のアンテナ間平均部１４５と第２のアンテナ間平均部１４６から第１区間のアンテナ間平均相関値と第２区間のアンテナ間平均相関値をそれぞれ受け取り、これらの平均を算出する。
【０１１６】
評価値算出部１５０は、第１の角度変換部１４７と第２の角度変換部１４８から第１区間位相回転量と第２区間位相回転量をそれぞれ受け取り、評価値Rを算出する。評価値算出部１５０は、例えば、式（１４）を用いて評価値Ｒを算出する（u=1など）。
【０１１７】
閾値比較部１５１は、評価値算出部１５０から評価値Rを受け取り、評価値Rと周波数オフセット推定閾値θAFCと比較し、判定結果（又は比較結果）を出力する。
【０１１８】
時間平均部１５２は、閾値比較部１５１から受け取った判定結果に従って、２区間平均部１４９から出力された区間平均相関値に対して時間平均処理を行う又は時間平均処理を行わないようにしている。時間平均部１５２は、例えば、以下の式を用いて時間平均処理を行う。
【０１１９】
【数１７】
0006561471.tif 000027
【０１２０】
Zavgを時間平均相関値と称する場合がある。
【０１２１】
例えば、時間平均部１５２は、評価値Rが周波数オフセット推定閾値θAFCより大きいことを示す評価結果を得たときは、周波数オフセットの除去を行うと判定して、区間平均相関値に対して式（１７）を用いて時間平均相関値Zavgを算出する。一方、時間平均部１５２は、評価値Rが周波数オフセット推定閾値θAFC以下であることを示す評価結果を得たときは、周波数オフセットの除去を行わないと判定し、時間平均相関値Zavgを算出しない。この場合、時間平均部１５２は２区間平均部１４９から受け取った区間平均相関値を破棄してもよい。
【０１２２】
第３の角度変換部１５３は、時間平均部１５２から受け取った時間平均相関値Zavgに対して、角度変換を行い、平均位相回転量を算出する。第３の角度変換部１５３は、例えば、以下の式を用いて平均位相回転量θを算出する。
【０１２３】
【数１８】
0006561471.tif 000028
【０１２４】
周波数オフセット推定部１４０は、平均位相差θを周波数オフセットの推定結果として周波数オフセット補償部１６０へ出力する。周波数オフセット補償部１６０では、平均位相回転量θと逆方向の位相回転量をデータ信号に与えて周波数オフセットを除去する。
【０１２５】
＜動作例＞
次に基地局１００における動作例について説明する。図６と図７は、評価値Rの算出から周波数オフセット推定閾値θAFCと比較して時間平均値を得るまでの動作例を表している。このうち、図６は評価値Rの算出方法の例を表すフローチャートである。
【０１２６】
評価値算出部１５０は処理を開始すると（Ｓ１０）、評価値Ｒを算出する（Ｓ１１）。例えば、評価値算出部１５０は、式（１４）を用いて、第１区間における２つのリファレンス信号の位相差θ1(arg(z1))と第２区間における２つのリファレンス信号の位相差θ2（arg(z2)）算出し、その差分値によりR'を得る。なお、本処理においては、評価値算出部１５０は、R=π-R'により評価値Rを得ている。例えば、アンテナ間の平均相関の回転量がπを超えた場合、評価値Rがπ以内の範囲内に収まるようにしている。
【０１２７】
次に、周波数オフセット推定部１４０は算出したR'がπよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１２）。
【０１２８】
算出したR'がπよりも大きい場合（Ｓ１２で「Ｔｒｕｅ」）、評価値Rを補正し、Ｓ１１で算出した評価値Rに対してπを加算する。そして、周波数オフセット推定部１４０は一連の処理を終了する（Ｓ１４）。
【０１２９】
一方、周波数オフセット推定部１４０は、算出したR'がπ以下のとき（Ｓ１２で「Ｆａｌｓｅ」）、評価値Rの補正を行うことなく一連の処理を終了する（Ｓ１４）。
【０１３０】
図７は評価値Rと周波数オフセット推定閾値θAFCと比較して時間平均値を得るまでの例を表すフローチャートである。
【０１３１】
閾値比較部１５１は処理を開始すると（Ｓ２０）、評価値Rが周波数オフセット推定閾値θAFCよりも大きいか否かを判定する（Ｓ２１）。
【０１３２】
評価値Rが周波数オフセット推定閾値θAFCよりも大きい場合（Ｓ２１で「Ｔｒｕｅ」）、周波数オフセットの除去を行う（又は周波数オフセットの推定を行う）と判定して、時間平均部１５２は相関値の時間平均値を算出する（Ｓ２２）。例えば、時間平均部１５２は、式（１７）を用いて時間平均相関値を算出する。その後、第３の角度変換部１５３において時間平均相関値に対して式（１８）を用いて平均位相差が算出され、周波数オフセットの推定結果が得られる。そして、周波数オフセット推定部１４０は一連の処理を終了する（Ｓ２３）。
【０１３３】
一方、評価値Rが周波数オフセット推定閾値θAFC以下のとき（Ｓ２１で「Ｆａｌｓｅ」）、周波数オフセットの除去を行わない（又は周波数オフセットの推定を行う）と判定して、時間平均部１５２では時間平均相関値を算出しない。
【０１３４】
図８（Ａ）は、評価値Rが周波数オフセット推定閾値θAFCよりも大きい場合の第１区間と第２区間の２つのアンテナ間平均相関値ｚ1，ｚ2の例を表している。図８（Ａ）の例では、第１区間のアンテナ間平均相関値ｚ1の位相回転量θ1と第２区間のアンテナ間平均相関値ｚ2の位相回転量θ2の差分（ただし差分はπ以下）は所定量よりも小さくなっている。この場合は、基地局は干渉の影響が所定の場合よりも小さいタイミングと判定する。そして、基地局１００は、データ信号に対する周波数オフセットの除去に２つの位相回転量θ1，θ2を用いると判定し、周波数オフセットの除去を行う。
【０１３５】
一方、図８（Ｂ）は評価値Rが周波数オフセット推定閾値θAFC以下の場合の例を表している。この場合は、第１区間のアンテナ間平均相関値ｚ1の位相回転量θ1と第２区間のアンテナ間平均相関値ｚ2の位相回転量θ2の差分（ただし差分はπ以下）は所定量以上となっている。この場合は、基地局は干渉の影響が所定の場合よりも大きいタイミングと判定する。そして、基地局１００は、データ信号に対する周波数オフセットの除去に２つの位相回転量θ1，θ2を用いないと判定し、周波数オフセットの推定も周波数オフセットの除去もキャンセルする。
【０１３６】
なお、周波数オフセット推定閾値θAFCをどのような値にするかは、例えば、種々のシミュレーションによって基地局１００毎に決定されてもよい。
【０１３７】
本第２の実施の形態においては、第１区間で受信した２つのリファレンス信号間の位相回転量と、第２区間で受信した２つのリファレンス信号間の位相回転量との差分に基づいて、受信信号（例えばデータ信号）に対する周波数オフセットの除去を行うか否かが判定される。
【０１３８】
例えば、２つの区間の位相回転量の差分が所定量（又は閾値）より小さい場合（又は評価値Rが周波数オフセット推定閾値θAFCよりも大きい場合）、基地局１００では干渉の影響が所定の場合より小さいタイミングであると判定する。この場合、基地局１００では、このタイミングで推定した２つの区間の位相回転量を周波数オフセットの除去に用いるようにする。
【０１３９】
他方、例えば、２つの区間の位相回転量の差分が所定量以上の場合（又は評価値Rが周波数オフセット推定閾値θAFC以下の場合）、基地局１００では干渉の影響は所定の場合よりも大きいタイミングであると判定する。この場合、基地局１００では、このタイミングで推定した２つの区間の位相回転量を周波数オフセットの除去に用いないようにする。
【０１４０】
これにより、例えば、干渉の影響が所定の場合よりも大きいときに周波数オフセットの推定がキャンセルされ、干渉の影響が所定の場合以下のときに周波数オフセットの除去が行われる。
【０１４１】
従って、本第２の実施の形態における通信装置は、干渉に対しても周波数オフセットを正しく推定することができ、受信信号に対する周波数オフセットの除去も正しく行うことが可能となる。
【０１４２】
［その他の実施の形態］
上記した第２の実施の形態においては、端末２００がリファレンス信号を送信して基地局１００がこれを受信し、基地局１００が周波数オフセットの推定や周波数オフセットの除去を行う例を説明した。例えば、基地局１００がリファレンス信号を送信して端末２００において、周波数オフセットの推定や周波数オフセットの除去が行われるようにしてもよい。
【０１４３】
図９はこの場合の無線通信システム１０の構成例を表す図である。端末２００は、制御回路２２０、ベースバンド処理回路２３０、無線インタフェース回路２７０を備える。ベースバンド処理回路２３０にはＤＳＰ２３１を備え、ＤＳＰ２３１において受信回路２３５の機能を実現している。受信回路２３５の構成例は、例えば、図４に示される。このような受信回路２３５によって、例えば、第２の実施の形態と同様に、干渉に対しても周波数オフセットを正しく推定し、データ信号に対する周波数オフセットを正しく除去できる。
【０１４４】
例えば、端末２００の制御回路２２０は第２の実施の形態における制御回路１２０に対応し、端末２００のベースバンド処理回路２３０は第２の実施の形態におけるベースバンド処理回路１３０に対応する。また、無線インタフェース回路２７０は第２の実施の形態における無線インタフェース回路１７０に対応する。さらに、端末２００は、例えば、第１の実施の形態における通信装置３００に対応する。
【０１４５】
また、上述した実施の形態においては、評価値Rとして式（１４）を例にして説明した。評価値Rについては例えば以下のような値でもよい。
【０１４６】
【数１９】
0006561471.tif 000029
【０１４７】
上記の評価値Rは各区間における系列除去後信号の相関値の差分を、区間平均相関値の振幅により正規化したものとみることができる。分子である各区間における系列除去後信号相関値の差分が小さいほど干渉の影響が小さく正しい周波数オフセットの推定が行われる可能性が他の場合よりも高いことが期待される。また、分母である区間平均相関値の振幅（の２倍）は大きいほど正しい推定である可能性が他の場合よりも高いことが期待される。式（１９）は、例えば、系列除去後信号（又はリファレンス信号）の相関値の振幅に対する系列除去後信号（又はリファレンス信号）の相関値の差分の割合を示している。
【０１４８】
基地局１００では、式（１９）で示された評価値についても予め定められた閾値（例えば、周波数オフセット推定閾値θAFC）と比較して、閾値以下である場合には干渉の影響が他の場合よりも小さいタイミングであると判定する。この場合、基地局では位相回転量又は周波数オフセットの推定と更新を行うことで、受信信号に対する周波数オフセットの除去も正しく行うことが可能となる。
【０１４９】
上述した実施の形態では、基地局１００は２つの区間の平均相関値
0006561471.tif 000030
に基づいて式（１７）などを用いて平均化するなどして周波数オフセットの推定結果を算出する例を説明した。例えば、２つの平均相関値
0006561471.tif 000031
のいずれか一方を用いて、周波数オフセットの推定結果を得るようにしてもよい。この場合、基地局１００は式（１７）を用いず、式（１８）のZavgを平均相関値のいずれか一方とすれば周波数オフセットの推定結果を得ることができる。式（１７）の算出が行われないため、上述した実施の形態と比較して処理速度を向上させることが可能である。
【０１５０】
また、上述した実施の形態においては、ＰＵＣＣＨ  ｆｏｒｍａｔ２の例で説明した。例えば、ＰＵＣＣＨ  ｆｏｒｍａｔ２以外のｆｏｒｍａｔ、ＰＵＣＣＨ  ｆｏｒｍａｔ２ａ、２ｂであったり、ＰＵＣＣＨ  ｆｏｒｍａｔ１、１ａ、１ｂなどが用いられてもよい。
【０１５１】
また、上述した実施の形態では、リファレンス信号の例で説明した。例えば、パイロット信号などでもよく、既知の信号系列であればよい。
【０１５２】
さらに、上述した実施の形態では、第１区間を前半スロット、第２区間を同一サブフレーム内の後半スロットを例にして説明した。例えば、第２区間は第１区間のサブフレームの次のサブフレームの後半スロットでもよい。例えば、１つの無線フレーム内で異なる時間区間であれば、第１区間と第２区間はどの区間（又はスロット）が用いられてもよい。
【０１５３】
さらに、上述した実施の形態では、各区間において２つのリファレンス信号を送信する２つの送信シンボルの位置は左から２番目と６番目のシンボルを利用する例について説明した。例えば、第１区間の左から１番目と５番目、第２区間の左から３番目と７番目など、各区間で異なる位置のシンボルを利用して送信されたリファレンス信号が利用されてもよい。
【０１５４】
さらに、上述した実施の形態においてベースバンド処理回路１３０，２３０にはＤＳＰ１３１，２３１が含まれる例を説明した。例えば、ＤＳＰ１３１，２３１に代えて、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＣＰＵなどのコントローラであってもよい。
【０１５５】
以上まとめると付記のようになる。
【０１５６】
（付記１）
第１の時間区間で受信した第１及び第２の受信信号間の位相回転量を示す第１の位相回転量と第２の時間区間で受信した第３及び第４の受信信号間の位相回転量を示す第２の位相回転量との差分に基づいて、第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うか否かを判定する周波数オフセット推定部
を備えることを特徴とする通信装置。
【０１５７】
（付記２）
前記周波数オフセット推定部は、前記差分が閾値以上のとき、前記第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行わないと判定し、前記差分が閾値より小さいとき、前記第１及び第２の位相回転量を用いて前記第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うと判定することを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０１５８】
（付記３）
更に、前記データ信号に対して周波数オフセットを除去する周波数オフセット補償部を備え、
前記周波数オフセット推定部は、前記第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うと判定したときは、前記第１及び第２の位相回転量の平均位相回転量を前記周波数オフセット補償部へ出力し、
前記周波数オフセット補償部は、前記データ信号に対して前記平均位相回転量と逆方向の位相回転量を前記データ信号に与えることを特徴とする付記２記載の通信装置。
【０１５９】
（付記４）
更に、第１及び第２の受信アンテナを備え、
前記周波数オフセット推定部は、前記第１の時間区間で前記第１の受信アンテナで受信した前記第１及び第２の受信信号間の位相回転量と前記第１の時間区間で前記第２の受信アンテナで受信した前記第１及び第２の受信信号間の位相回転量の平均位相回転量を示す第１の平均位相回転量と、前記第２の時間区間で前記第１の受信アンテナで受信した前記第３及び第４の受信信号間の位相回転量と前記第２の時間区間で前記第２の受信アンテナで受信した前記第３及び第４の受信信号間の位相回転量の平均位相回転量を示す第２の平均位相回転量との差分に部基づいて、前記第１及び第２の平均位相回転量を用いて第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うか否かを判定することを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０１６０】
（付記５）
前記周波数オフセット推定部は、前記第１及び第２の受信信号に基づく相関演算により前記第１の位相回転量を算出し、前記第３及び第４の受信信号に基づく相関演算により前記第２の位相回転量を算出することを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０１６１】
（付記６）
更に、メモリを備え、
前記周波数オフセット推定部は、前記メモリから読み出した既知の第１及び第２の信号系列を前記第１及び第２の受信信号から除去した第１及び第２の送信系列除去後信号に基づいて前記第１の位相回転量を算出し、前記メモリから読み出した既知の第３及び第４の信号系列を前記第３及び第４の受信信号から除去した第３及び第４の送信系列除去後信号に基づいて前記第２の位相回転量を算出することを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０１６２】
（付記７）
前記周波数オフセット推定部は、前記差分に代えて、前記第１の位相回転量と前記第２の位相回転量の振幅に対する前記第１の位相回転量と前記第２の位相回転量の差分の割合に基づいて、前記第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うか否かを判定することを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０１６３】
（付記８）
前記第１乃至第４の受信信号は他の通信装置から第１乃至第４の既知の信号系列を含むことを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０１６４】
（付記９）
前記第１乃至第４の受信信号はリファレンス信号を含み、前記第５の受信信号はデータ信号であることを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０１６５】
（付記１０）
前記通信装置は基地局装置又は端末装置であることを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０１６６】
（付記１１）
通信装置における通信方法であって、
第１の時間区間で受信した第１及び第２の受信信号間の位相回転量を示す第１の位相回転量と第２の時間区間で受信した第３及び第４の受信信号間の位相回転量を示す第２の位相回転量との差分に基づいて、第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うか否かを、周波数オフセット推定部により判定する
ことを特徴とする通信方法。
【０１６７】
（付記１２）
通信装置におけるコンピュータに実行させる通信プログラムであって、
第１の時間区間で受信した第１及び第２の受信信号間の位相回転量を示す第１の位相回転量と第２の時間区間で受信した第３及び第４の受信信号間の位相回転量を示す第２の位相回転量との差分に基づいて、第５の受信信号に対する周波数オフセットの除去を行うか否かを判定する処理
をコンピュータに実行させることを特徴とする通信プログラム。
【符号の説明】
【０１６８】
１０：無線通信システム                １００：無線基地局装置（基地局）
１２０：制御回路                      １２１：ＣＰＵ  
１２２：メモリ                        １３０：ベースバンド処理回路
１３１：ＤＳＰ                        １３５：受信回路
１３７：ユーザ・チャネル分離・データ・ＲＳ分離部（ＲＳ分離部）
１３８：送信系列除去部                １４０：周波数オフセット推定部
１４１−１１〜１４１−１ＮＲＸ，１４１−２１〜１４１−２ＮＲＸ：相関演算部
１４５：第１のアンテナ間平均部        １４６：第２のアンテナ間平均部
１４７：第１の角度変換部              １４８：第２の角度変換部
１４９：２区間平均部                  １５０：評価値算出部
１５１：閾値比較部                    １５２：時間平均部
１５３：第３の角度変換部              １６０：周波数オフセット補償部
【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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