(57)【要約】【課題】直交復調により生じるＩＱインバランス特性、直交変調により生じるＩＱインバランスの特性を高精度に推定できる無線通信装置を提供する。【解決手段】中心周波数に対して対称の位置にある周波数成分に割り当てられた２組のパイロット信号に関して第１伝達特性及び第２伝達特性をそれぞれ推定し、推定した第１及び第２伝達特性を用いて、直交変調により生じた送信ＩＱインバランスの影響を除去した第３伝達特性を生成し、生成された第３伝達特性から、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの特性を推定する。【選択図】      図５
2008312149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数のうち、中心周波数に対して対称の位置にある第１周波数及び第２周波数のそれぞれ割り当てられた第１送信パイロット信号列及び第２送信パイロット信号列と、前記中心周波数に対して対称の位置にある第３周波数及び第４周波数のそれぞれ割り当てられた第３送信パイロット信号列及び第４送信パイロット信号列とを含む第１送信信号を生成するステップと、
生成された前記第１送信信号を直交変調して第１直交変調信号を得るステップと、
前記第１直交変調信号を送信するステップと、
受信された前記第１直交変調信号を直交復調して第１受信信号を得るステップと、
前記第１受信信号から、前記第１送信パイロット信号列に対応する第１受信パイロット信号列、前記第２送信パイロット信号列に対応する第２受信パイロット信号列、前記第３送信パイロット信号列に対応する第３受信パイロット信号列、及び前記第４送信パイロット信号列に対応する第４受信パイロット信号列を抽出するステップと、
前記第１受信パイロット信号列及び第２受信パイロット信号列を用いて、前記第１周波数及び第２周波数に関する第１伝達特性を推定し、前記第３受信パイロット信号列及び第４受信パイロット信号列を用いて、前記第３周波数及び第４周波数に関する第２伝達特性を推定するステップと、
推定された前記第１伝達特性及び前記第２伝達特性を用いて、直交変調により生じた送信ＩＱインバランスの影響を除去した第３伝達特性を生成するステップと、
生成された前記第３伝達特性から、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの特性を推定するステップと、
を含む無線通信方法。
【請求項２】
複数の周波数のうち、中心周波数に対して対称の位置にある第１周波数及び第２周波数のそれぞれ割り当てられた第１送信パイロット信号列及び第２送信パイロット信号列と、前記中心周波数に対して対称の位置にある第３周波数及び第４周波数のそれぞれ割り当てられた第３送信パイロット信号列及び第４送信パイロット信号列とを含む第１送信信号を生成するステップと、
生成された前記第１送信信号を直交変調して第１直交変調信号を得るステップと、
前記第１直交変調信号を送信するステップと、
受信された前記第１直交変調信号を直交復調して第１受信信号を得るステップと、
前記第１受信信号から、前記第１送信パイロット信号列に対応する第１受信パイロット信号列、前記第２送信パイロット信号列に対応する第２受信パイロット信号列、前記第３送信パイロット信号列に対応する第３受信パイロット信号列、及び前記第４送信パイロット信号列に対応する第４受信パイロット信号列を抽出するステップと、
前記第１受信パイロット信号列及び第２受信パイロット信号列を用いて、前記第１周波数及び第２周波数に関する第１伝達特性を推定し、前記第３受信パイロット信号列及び第４受信パイロット信号列を用いて、前記第３周波数及び第４周波数に関する第２伝達特性を推定するステップと、
推定された前記第１伝達特性及び前記第２伝達特性を用いて、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの影響を除去した第３伝達特性を生成するステップと、
生成された前記第３伝達特性から、直交変調により生じた送信ＩＱインバランスの特性を推定するステップと、
を含む無線通信方法。
【請求項３】
推定された前記第１伝達特性及び前記第２伝達特性を用いて、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの影響を除去した第４伝達特性を生成するステップと、
生成された前記第４伝達特性から、直交変調により生じた送信ＩＱインバランスの特性を推定するステップと、
をさらに含む請求項１記載の無線通信方法。
【請求項４】
前記第１送信信号は、前記複数の周波数のうち前記第１乃至第４周波数とは異なる少なくとも１つの周波数に割り当てられた送信データ信号を含み、
前記第１受信信号または該第１受信信号中の前記送信データ信号に対応する受信データ信号に対し、推定された前記受信ＩＱインバランスの特性に従って、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの影響を補償するステップと、
補償後の前記受信データ信号を復号するステップと、
をさらに含む請求項１記載の無線通信方法。
【請求項５】
前記第１送信信号は、前記複数の周波数のうち前記第１乃至第４周波数とは異なる少なくとも１つの周波数に割り当てられた送信データ信号を含み、
前記第１受信信号または該第１受信信号中の前記送信データ信号に対応する受信データ信号に対し、推定された前記受信ＩＱインバランスの特性及び前記送信ＩＱインバランスの特性に従って、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの影響及び直交変調により生じた送信ＩＱインバランスの影響を補償するステップと、
補償後の前記受信データ信号を復号するステップと、
をさらに含む請求項３記載の無線通信方法。
【請求項６】
送信データ信号を含む第２送信信号を生成するステップと、
生成された前記第２送信信号を直交変調して第２直交変調信号を得るステップと、
前記第１直交変調信号とは異なる時刻に、前記第２直交変調信号を送信するステップと、
受信された前記第２直交変調信号を直交復調して第２受信信号を得るステップと、
前記第２受信信号または該第２受信信号中の前記送信データ信号に対応する受信データ信号に対し、推定された前記受信ＩＱインバランス特性に従って、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの影響を補償するステップと、
補償後の前記受信データ信号を復号するステップと、
をさらに含む請求項１記載の無線通信方法。
【請求項７】
送信データ信号を含む第２送信信号を生成するステップと、
生成された前記第２送信信号を直交変調して第２直交変調信号を得るステップと、
前記第１直交変調信号とは異なる時刻に、前記第２直交変調信号を送信するステップと、
受信された前記第２直交変調信号を直交復調して第２受信信号を得るステップと、
前記第２受信信号または該第２受信信号中の前記送信データ信号に対応する受信データ信号に対し、推定された前記受信ＩＱインバランス特性及び前記送信ＩＱインバランス特性に従って、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの影響及び直交変調により生じた送信ＩＱインバランスの影響を補償するステップと、
補償後の前記受信データ信号を復号するステップと、
をさらに含む請求項３記載の無線通信方法。
【請求項８】
送信データ信号を含む第２送信信号を生成するステップと、
推定された前記送信ＩＱインバランス特性に従って、前記第２送信信号に対し、直交変調により生じる送信ＩＱインバランスの影響を打ち消す事前補償を適用するステップと、
事前補償後の前記第２送信信号を直交変調して第２直交変調信号を得るステップと、
前記第２直交変調信号を送信するステップと、
をさらに含む請求項２記載の無線通信方法。
【請求項９】
送信データ信号を含む第２送信信号を生成するステップと、
推定された前記送信ＩＱインバランス特性に従って、前記第２送信信号に対し、直交変調により生じる送信ＩＱインバランスの影響を打ち消す事前補償を適用するステップと、
事前補償後の前記第２送信信号を直交変調して第２直交変調信号を得るステップと、
前記第２直交変調信号を送信するステップと、
をさらに含む請求項３記載の無線通信方法。
【請求項１０】
複数の周波数のうち、中心周波数に対して対称の位置にある第１周波数及び第２周波数のそれぞれ割り当てられた第１送信パイロット信号列及び第２送信パイロット信号列と、前記中心周波数に対して対称の位置にある第３周波数及び第４周波数のそれぞれ割り当てられた第３送信パイロット信号列及び第４送信パイロット信号列とを含む第１直交変調信号を直交復調して第１受信信号を得る受信手段と、
前記第１受信信号から、前記第１送信パイロット信号列に対応する第１受信パイロット信号列、前記第２送信パイロット信号列に対応する第２受信パイロット信号列、前記第３送信パイロット信号列に対応する第３受信パイロット信号列、及び前記第４送信パイロット信号列に対応する第４受信パイロット信号列を抽出する抽出手段と、
前記第１受信パイロット信号列及び第２受信パイロット信号列を用いて、前記第１周波数及び第２周波数に関する第１伝達特性を推定し、前記第３受信パイロット信号列及び第４受信パイロット信号列を用いて、前記第３周波数及び第４周波数に関する第２伝達特性とを推定する伝達特性推定手段と、
推定された前記第１伝達特性及び前記第２伝達特性を用いて、直交変調により生じた送信ＩＱインバランスの影響を除去した第３伝達特性を生成する第１の伝達特性生成手段と、
生成された前記第３伝達特性から、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの特性を推定する受信ＩＱインバランス推定手段と、
を具備する無線通信装置。
【請求項１１】
複数の周波数のうち、中心周波数に対して対称の位置にある第１周波数及び第２周波数のそれぞれ割り当てられた第１送信パイロット信号列及び第２送信パイロット信号列と、前記中心周波数に対して対称の位置にある第３周波数及び第４周波数のそれぞれ割り当てられた第３送信パイロット信号列及び第４送信パイロット信号列とを含む、第１直交変調信号を直交復調して受信信号を得る受信手段と、
前記受信信号から、前記第１送信パイロット信号列に対応する第１受信パイロット信号列、前記第２送信パイロット信号列に対応する第２受信パイロット信号列、前記第３送信パイロット信号列に対応する第３受信パイロット信号列、及び前記第４送信パイロット信号列に対応する第４受信パイロット信号列を抽出する抽出手段と、
前記第１受信パイロット信号列及び第２受信パイロット信号列を用いて、前記第１周波数及び第２周波数に関する第１伝達特性を推定し、前記第３受信パイロット信号列及び第４受信パイロット信号列を用いて、前記第３周波数及び第４周波数に関する第２伝達特性とを推定する伝達特性推定手段と、
推定された前記第１伝達特性及び前記第２伝達特性を用いて、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの影響を除去した第３伝達特性を生成する伝達特性生成手段と、
生成された前記第３伝達特性から、直交変調により生じた送信ＩＱインバランスの特性を推定する送信ＩＱインバランス推定手段と、
を具備する無線通信装置。
【請求項１２】
推定された前記第１伝達特性及び前記第２伝達特性を用いて、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの影響を除去した第４伝達特性を生成する第２の伝達特性生成手段と、
生成された前記第４伝達特性から、直交変調により生じた送信ＩＱインバランスの特性を推定する送信ＩＱインバランス推定手段と、
をさらに具備する請求項１０記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記第１送信パイロット信号列は第１時刻及び第２時刻に割り当てられた第１送信パイロット信号及び第２送信パイロット信号を含み、
前記第２送信パイロット信号列は第１時刻及び第２時刻に割り当てられた第３送信パイロット信号及び第４送信パイロット信号を含み、
前記第３送信パイロット信号列は第３時刻及び第４時刻に割り当てられた第５送信パイロット信号及び第６送信パイロット信号を含み、
前記第４送信パイロット信号列は第３時刻及び第４時刻に割り当てられた第７送信パイロット信号及び第８送信パイロット信号を含み、
前記第１受信パイロット信号列は前記第１送信パイロット信号に対応する第１受信パイロット信号及び前記第２送信パイロット信号に対応する第２受信パイロット信号を含み、
前記第２受信パイロット信号列は前記第３送信パイロット信号に対応する第３受信パイロット信号及び前記第４送信パイロット信号に対応する第４受信パイロット信号を含み、
前記第３受信パイロット信号列は前記第５送信パイロット信号に対応する第５受信パイロット信号及び前記第６送信パイロット信号に対応する第６受信パイロット信号を含み、
前記第４受信パイロット信号列は前記第７送信パイロット信号に対応する第７受信パイロット信号及び前記第８送信パイロット信号に対応する第８受信パイロット信号を含む請求項１０または１１記載の無線通信装置。
【請求項１４】
前記第１送信パイロット信号ｐtx(+f1、t1)、第２送信パイロット信号ｐtx(+f1、t2)、第３送信パイロット信号ｐtx(-f1、t1)、第４送信パイロット信号ｐtx(-f1、t2)、第５送信パイロット信号ｐtx(+f2、t3)、第６送信パイロット信号ｐtx(+f2、t4)、第７送信パイロット信号ｐtx(-f2、t3)及び第８送信パイロット信号ｐtx(-f2、t4)は、
ｐtx(+fk、t2k-1)｛ｐtx(-fk、t2k)｝*−ｐtx(+fk、t2k)｛ｐtx(-fk、t2k-1)｝*≠０
（ｋ＝（１、２）、＋ｆ１：前記第１周波数、−ｆ１：前記第２周波数、＋ｆ２：前記第３周波数、−ｆ２：前記第４周波数、ｔ１：前記第１時刻、ｔ２：前記第２時刻、ｔ３：前記第３時刻、ｔ４：前記第４時刻、＊：複素共役演算）
を満たすことを特徴とする請求項１３記載の無線通信装置。
【請求項１５】
前記第１送信パイロット信号ｐtx(+f1、t1)、第２送信パイロット信号ｐtx(+f1、t2)、第３送信パイロット信号ｐtx(-f1、t1)、第４送信パイロット信号ｐtx(-f1、t2)、第５送信パイロット信号ｐtx(+f2、t3)、第６送信パイロット信号ｐtx(+f2、t4)、第７送信パイロット信号ｐtx(-f2、t3)及び第８送信パイロット信号ｐtx(-f2、t4)は、
ｐtx(+fk、t2k-1)ｐtx(+fk、t2k)＋{ｐtx(-fk、t2k-1)}*｛ｐtx(-fk、t2k)｝*＝０
（ｋ＝（１、２）、＋ｆ１：前記第１周波数、−ｆ１：前記第２周波数、＋ｆ２：前記第３周波数、−ｆ２：前記第４周波数、ｔ１：前記第１時刻、ｔ２：前記第２時刻、ｔ３：前記第３時刻、ｔ４：前記第４時刻、＊：複素共役演算）
を満たすことを特徴とする請求項１３記載の無線通信装置。
【請求項１６】
前記第２送信パイロット信号、第３送信パイロット信号、第６送信パイロット信号及び第７送信パイロット信号の値が「０」であり、前記第１送信パイロット信号、第４送信パイロット信号、第５送信パイロット信号及び第８送信パイロット信号の値が「０」でないことを特徴とする請求項１３記載の無線通信装置。
【請求項１７】
前記第１送信パイロット信号ｐtx(+f1、t1)、第２送信パイロット信号ｐtx(+f1、t2)、第３送信パイロット信号ｐtx(-f1、t1)、第４送信パイロット信号ｐtx(-f1、t2)、第５送信パイロット信号ｐtx(+f2、t3)、第６送信パイロット信号ｐtx(+f2、t4)、第７送信パイロット信号ｐtx(-f2、t3)及び第８送信パイロット信号ｐtx(-f2、t4)は、
【数１】
2008312149.tif 000044
（＋ｆ１：前記第１周波数、−ｆ１：前記第２周波数、＋ｆ２：前記第３周波数、−ｆ２：前記第４周波数、ｔ１：前記第１時刻、ｔ２：前記第２時刻、ｔ３：前記第３時刻、ｔ４：前記第４時刻、＊：複素共役演算）
を満たすことを特徴とする請求項１３記載の無線通信装置。
【請求項１８】
前記伝達特性推定手段は、
（ａ）前記第１送信パイロット信号ｐtx(+f1、t1)、第２送信パイロット信号ｐtx(+f1、t2)、第３送信パイロット信号ｐtx(-f1、t1)、第４送信パイロット信号ｐtx(-f1、t2)、第５送信パイロット信号ｐtx(+f2、t3)、第６送信パイロット信号ｐtx(+f2、t4)、第７送信パイロット信号ｐtx(-f2、t3)及び第８送信パイロット信号ｐtx(-f2、t4)と、
（ｂ）前記第１受信パイロット信号ｐrx(+f1、t1)、第２受信パイロット信号ｐrx(+f1、t2)、第３受信パイロット信号ｐrx(-f1、t1)、第４受信パイロット信号ｐrx(-f1、t2)、第５受信パイロット信号ｐrx(+f2、t3)、第６受信パイロット信号ｐrx(+f2、t4)、第７受信パイロット信号ｐrx(-f2、t3)及び第８受信パイロット信号ｐrx(-f2、t4)と、
を用いて、前記第１伝達特性の推定値を示す行列Ｃ’（ｆ１）、及び前記第２伝達特性の推定値を示す行列Ｃ’（ｆ２）
【数２】
2008312149.tif 000045
（＋ｆ１：前記第１周波数、−ｆ１：前記第２周波数、＋ｆ２：前記第３周波数、−ｆ２：前記第４周波数、ｔ１：前記第１時刻、ｔ２：前記第２時刻、ｔ３：前記第３時刻、ｔ４：前記第４時刻、＊：複素共役演算）
を算出することを特徴とする請求項１３記載の無線通信装置。
【請求項１９】
前記伝達特性推定手段は、
（ａ）前記第１受信パイロット信号ｐrx(+f1、t1)、第２受信パイロット信号ｐrx(+f1、t2)、第３受信パイロット信号ｐrx(-f1、t1)、第４受信パイロット信号ｐrx(-f1、t2)を用いて、前記第１伝達特性の推定値を示す行列Ｃ’（ｆ１）＝Ｐrx（ｆ１）
【数３】
2008312149.tif 000046
（＋ｆ１：前記第１周波数、−ｆ１：前記第２周波数、ｔ１：前記第１時刻、ｔ２：前記第２時刻、＊：複素共役演算）
を算出し、
（ｂ）第５受信パイロット信号ｐrx(+f2、t3)、第６受信パイロット信号ｐrx(+f2、t4)、第７受信パイロット信号ｐrx(-f2、t3)及び第８受信パイロット信号ｐrx(-f2、t4)を用いて、
前記第２伝達特性の推定値を示す行列Ｃ’（ｆ２）＝Ｐrx（ｆ２）
【数４】
2008312149.tif 000047
（＋ｆ２：前記第３周波数、−ｆ２：前記第４周波数、ｔ３：前記第３時刻、ｔ４：前記第４時刻、＊：複素共役演算）
を算出することを特徴とする請求項１７記載の無線通信装置。
【請求項２０】
前記第１の伝達特性生成手段は、
前記第１伝達特性の推定値を示す行列Ｃ’（ｆ１）及び、前記第２伝達特性の推定値を示す行列Ｃ’（ｆ２）を用いて、前記第３伝達特性を示す行列Ａ
Ａ＝Ｃ’（ｆ１）｛Ｃ’（ｆ２）｝-1
を算出することを特徴とする請求項１０記載の無線通信装置。
【請求項２１】
前記伝達特性生成手段は、
前記第１伝達特性の推定値を示す行列Ｃ’（ｆ１）及び、前記第２伝達特性の推定値を示す行列Ｃ’（ｆ２）を用いて、前記第３伝達特性を示す行列Ｂ
Ｂ＝｛Ｃ’（ｆ１｝-1Ｃ’（ｆ２）
を算出することを特徴とする請求項１１記載の無線通信装置。
【請求項２２】
前記受信ＩＱインバランス推定手段は、
（ａ）前記第３伝達特性を示す行列Ａの２つの固有ベクトルＶ１及びＶ２
Ｖ１＝［ｖ１(1) ｖ１(2)］T
Ｖ２＝［ｖ２(1) ｖ２(2)］T
を算出し、
（ｂ）前記固有ベクトルＶ１及びＶ２から前記受信ＩＱインバランスの特性の推定値を示す行列Ｑ’rx
Ｑ’rx＝［Ｖ１ Ｖ２］
（｜ｖ１(1)｜＞｜ｖ１(2)｜または｜ｖ２(2)｜＞｜ｖ２(1)｜）
Ｑ’rx＝［Ｖ２ Ｖ１］
（｜ｖ１(2)｜≧｜ｖ１(1)｜または｜ｖ２(1)｜≧｜ｖ２(2)｜）
を算出することを特徴とする請求項２０記載の無線通信装置。
【請求項２３】
前記送信ＩＱインバランス推定手段は、
（ａ）前記第３伝達特性を示す行列Ｂの２つの固有ベクトルＷ１及びＷ２
Ｗ１＝［ｗ１(1) ｗ１(2)］T
Ｗ２＝［ｗ２(1) ｗ２(2)］T
を算出し、
（ｂ）前記固有ベクトルＷ１及びＷ２から前記送信ＩＱインバランスの特性の推定値を示す行列Ｑ’tx
Ｑ’tx＝［Ｗ１ Ｗ２］-1
（｜ｗ１(1)｜＞｜ｗ１(2)｜または｜ｗ２(2)｜＞｜ｗ２(1)｜）
Ｑ’tx＝［Ｗ２ Ｗ１］-1
（｜ｗ１(2)｜≧｜ｗ１(1)｜または｜ｗ２(1)｜≧｜ｗ２(2)｜）
を算出することを特徴とする請求項２１記載の無線通信装置。
【請求項２４】
前記第１直交変調信号は、前記複数の周波数のうち前記第１乃至第４周波数とは異なる少なくとも１つの周波数に割り当てられた送信データ信号を含み、
前記第１受信信号または該第１受信信号中の前記送信データ信号に対応する受信データ信号に対し、推定された前記受信ＩＱインバランス特性に従って、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの影響を補償する第１の補償手段と、
補償後の前記受信データ信号を復号する復号手段と、
をさらに具備した請求項１０記載の無線通信装置。
【請求項２５】
前記受信手段は、さらに、送信データ信号を含む第２直交変調信号を直交復調して第２受信信号を得、
前記第２受信信号または該第２受信信号中の前記送信データ信号に対応する受信データ信号に対し、推定された前記受信ＩＱインバランス特性に従って、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの影響を補償する第１の補償手段と、
補償後の前記受信データ信号を復号する復号手段と、
をさらに具備した請求項１０記載の無線通信装置。
【請求項２６】
送信信号を生成する送信信号生成手段と、
推定された前記送信ＩＱインバランス特性に従って、前記送信信号に対し、直交変調により生じる送信ＩＱインバランスの影響を打ち消す事前補償を適用する事前補償手段と、
事前補償後の前記送信信号を直交変調して第２直交変調信号を得る変調手段と、
前記第２直交変調信号を送信する送信手段と、
をさらに具備した請求項１１または１２記載の無線通信装置。
【請求項２７】
前記直交変調信号は、前記複数の周波数のうち前記第１乃至第４周波数とは異なる少なくとも１つの周波数に割り当てられた送信データ信号を含み、
前記第１受信信号または該第１受信信号中の前記送信データ信号に対応する受信データ信号に対し、推定された前記受信ＩＱインバランス特性及び前記送信ＩＱインバランス特性に従って、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの影響及び直交変調により生じた送信ＩＱインバランスの影響を補償する補償手段と、
補償後の前記受信データ信号を復号する復号手段と、
をさらに具備した請求項１２記載の無線通信装置。
【請求項２８】
前記受信手段は、さらに、送信データ信号を含む第２直交変調信号を直交復調して第２受信信号を得、
前記第２受信信号または該第２受信信号中の前記送信データ信号に対応する受信データ信号に対し、推定された前記受信ＩＱインバランス特性及び前記送信ＩＱインバランス特性に従って、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの影響及び直交変調により生じた送信ＩＱインバランスの影響を補償する補償手段と、
補償後の前記受信データ信号を復号する復号手段と、
をさらに具備した請求項１２記載の無線通信装置。
【請求項２９】
複数の周波数のうち、中心周波数に対して対称の位置にある第１周波数及び第２周波数のそれぞれ割り当てられた第１送信パイロット信号列及び第２送信パイロット信号列と、前記中心周波数に対して対称の位置にある第３周波数及び第４周波数のそれぞれ割り当てられた第３送信パイロット信号列及び第４送信パイロット信号列とを含み、
前記第１送信パイロット信号列は第１時刻及び第２時刻に割り当てられた第１送信パイロット信号及び第２送信パイロット信号を含み、
前記第２送信パイロット信号列は第１時刻及び第２時刻に割り当てられた第３送信パイロット信号及び第４送信パイロット信号を含み、
前記第３送信パイロット信号列は第３時刻及び第４時刻に割り当てられた第５送信パイロット信号及び第６送信パイロット信号を含み、
前記第４送信パイロット信号列は第３時刻及び第４時刻に割り当てられた第７送信パイロット信号及び第８送信パイロット信号を含む送信信号を生成する生成手段と、
前記送信信号を直交変調し、直交変調信号を生成する直交変調手段と、
前記直交変調信号を送信する送信手段と、
を具備した無線送信装置。
【請求項３０】
前記第１送信パイロット信号ｐtx(+f1、t1)、第２送信パイロット信号ｐtx(+f1、t2)、第３送信パイロット信号ｐtx(-f1、t1)、第４送信パイロット信号ｐtx(-f1、t2)、第５送信パイロット信号ｐtx(+f2、t3)、第６送信パイロット信号ｐtx(+f2、t4)、第７送信パイロット信号ｐtx(-f2、t3)及び第８送信パイロット信号ｐtx(-f2、t4)は、
ｐtx(+fk、t2k-1)｛ｐtx(-fk、t2k)｝*−ｐtx(+fk、t2k)｛ｐtx(-fk、t2k-1)｝*≠０
（ｋ＝（１、２）、＋ｆ１：前記第１周波数、−ｆ１：前記第２周波数、＋ｆ２：前記第３周波数、−ｆ２：前記第４周波数、ｔ１：前記第１時刻、ｔ２：前記第２時刻、ｔ３：前記第３時刻、ｔ４：前記第４時刻、＊：複素共役演算）
を満たすことを特徴とする請求項２９記載の無線通信装置。
【請求項３１】
前記第１送信パイロット信号ｐtx(+f1、t1)、第２送信パイロット信号ｐtx(+f1、t2)、第３送信パイロット信号ｐtx(-f1、t1)、第４送信パイロット信号ｐtx(-f1、t2)、第５送信パイロット信号ｐtx(+f2、t3)、第６送信パイロット信号ｐtx(+f2、t4)、第７送信パイロット信号ｐtx(-f2、t3)及び第８送信パイロット信号ｐtx(-f2、t4)は、
ｐtx(+fk、t2k-1)ｐtx(+fk、t2k)＋{ｐtx(-fk、t2k-1)}*｛ｐtx(-fk、t2k)｝*＝０
（ｋ＝（１、２）、＋ｆ１：前記第１周波数、−ｆ１：前記第２周波数、＋ｆ２：前記第３周波数、−ｆ２：前記第４周波数、ｔ１：前記第１時刻、ｔ２：前記第２時刻、ｔ３：前記第３時刻、ｔ４：前記第４時刻、＊：複素共役演算）
を満たすことを特徴とする請求項２９記載の無線通信装置。
【請求項３２】
前記第２送信パイロット信号、第３送信パイロット信号、第６送信パイロット信号及び第７送信パイロット信号の値が「０」であり、前記第１送信パイロット信号、第４送信パイロット信号、第５送信パイロット信号及び第８送信パイロット信号の値が「０」でないことを特徴とする請求項２９記載の無線通信装置。
【請求項３３】
前記第１送信パイロット信号ｐtx(+f1、t1)、第２送信パイロット信号ｐtx(+f1、t2)、第３送信パイロット信号ｐtx(-f1、t1)、第４送信パイロット信号ｐtx(-f1、t2)、第５送信パイロット信号ｐtx(+f2、t3)、第６送信パイロット信号ｐtx(+f2、t4)、第７送信パイロット信号ｐtx(-f2、t3)及び第８送信パイロット信号ｐtx(-f2、t4)は、
【数５】
2008312149.tif 000048
（＋ｆ１：前記第１周波数、−ｆ１：前記第２周波数、＋ｆ２：前記第３周波数、−ｆ２：前記第４周波数、ｔ１：前記第１時刻、ｔ２：前記第２時刻、ｔ３：前記第３時刻、ｔ４：前記第４時刻、＊：複素共役演算）
を満たすことを特徴とする請求項２９記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:OFDM) 等を無線通信方法及び無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信を高速化することを目的として通信に用いる周波数帯域幅を拡張すると、マルチパス伝搬路の伝搬遅延時間差が無視できなくなる。伝搬遅延時間が異なる信号が到来する環境では、符号間干渉による波形歪みが通信品質を劣化させる大きな要因となる。このような環境において、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing ：以下ＯＦＤＭと記述）方式は、伝搬遅延時間の異なる信号を受信しても、符号間干渉に起因する波形歪みを補償することができる方式として知られている。
【０００３】
ＯＦＤＭ伝送方式では信号が複素信号になるため、送信装置では直交変調器、受信装置では直交復調器を用いる必要がある。送信時に同相成分の信号と直交成分の信号を正確に生成するためには９０度位相がずれた信号を生成する必要がある。受信時に同相成分の信号と直交成分の信号を正確に抽出するためには９０度位相がずれたローカル信号を生成し、受信信号にそれぞれ乗じる必要がある。また、同相成分の信号と直交成分の信号それぞれにフィルタや増幅器で利得がかけられる場合、同相成分と直交成分に等しい利得をかけなくてはならない。しかし、一般に同相成分と直交成分の振幅に差が生じたり、９０度移送器に位相誤差が生じてしまう。このようなアナログ回路の不完全性をここではＩＱインバランスと呼ぶことにする。
【０００４】
ＩＱインバランスが生じると、ＯＦＤＭ信号の複数のサブキャリアのうち、周波数軸上で中心周波数に対して互いに対称な位置にある２つのサブキャリアの信号が相互に干渉し、伝送性能が大きく制限されてしまう。このような環境化において、中心周波数に対して互いに対称な位置にあるサブキャリア間の干渉量を推定し、それらの推定結果に基づき補償を行う技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
前述の従来技術（特許文献１）は、ＩＱインバランスとチャネル特性の両者を併せた干渉量を推定する方式であり、直交復調により生ずるＩＱインバランス単体の影響を知ることができない。そのため、不特定多数の端末からの信号を受信しなければならない場合やチャネル変動が無視できない場合はフレーム毎に推定処理を行う必要がある。また、従来技術は、直交変調により生ずるＩＱインバランス単体の影響を知ることができないため、送信信号に対して直交変調により生ずるＩＱインバランスの補償を施すことはできない。
【０００６】
さらに、従来技術はデータが送信される全サブキャリアに通常必要とされる２倍の長さのチャネル推定用既知信号を送信しなければならず、オーバーヘッドが増加してしまうという、問題点もある。
【特許文献１】特開２００１−１１９３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み、一部のサブキャリアのみで伝送されたパイロット信号を用いて、直交復調により生じるＩＱインバランスの特性、直交変調により生じるＩＱインバランスの特性を、互いの誤差の影響を受けずに高精度に推定できる無線通信方法及び無線通信装置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】
【０００８】
（１）複数の周波数のうち、中心周波数に対して対称の位置にある第１周波数及び第２周波数のそれぞれ割り当てられた第１送信パイロット信号列及び第２送信パイロット信号列と、前記中心周波数に対して対称の位置にある第３周波数及び第４周波数のそれぞれ割り当てられた第３送信パイロット信号列及び第４送信パイロット信号列とを含む直交変調信号を直交復調して受信信号を得、
前記受信信号から、前記第１送信パイロット信号列に対応する第１受信パイロット信号列、前記第２送信パイロット信号列に対応する第２受信パイロット信号列、前記第３送信パイロット信号列に対応する第３受信パイロット信号列、及び前記第４送信パイロット信号列に対応する第４受信パイロット信号列を抽出し、
前記第１受信パイロット信号列及び第２受信パイロット信号列を用いて、前記第１周波数及び第２周波数に関する第１伝達特性を推定し、前記第３受信パイロット信号列及び第４受信パイロット信号列を用いて、前記第３周波数及び第４周波数に関する第２伝達特性を推定し、
推定された前記第１伝達特性及び前記第２伝達特性を用いて、（ａ）直交変調により生じた送信ＩＱインバランスの影響を除去した第３伝達特性、（ｂ）直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの影響を除去した第４伝達特性を生成し、
（ａ）生成された前記第３伝達特性から、直交復調により生じた受信ＩＱインバランスの特性を推定し、（ｂ）生成された前記第４の伝達特性から、直交変調により生じた送信ＩＱインバランスの特性を推定する。
【０００９】
中心周波数に対して対称の周波数成分にある２組のパイロット信号に関して伝達特性を推定し、推定した２組の伝達特性を用いて送信／受信ＩＱインバランスの影響を除去した後、受信／送信ＩＱインバランスの特性を推定をする。このため、送信／受信ＩＱインバランスによる誤差の影響を受けずに、受信／送信ＩＱインバランスの特性を高精度に推定することができる。
【００１０】
また、高精度に推定された受信／送信ＩＱインバランスの特性を用いて、受信データ信号を補償することで、受信データ信号の復調精度を大幅に改善できる。
【発明の効果】
【００１１】
一部のサブキャリアのみで伝送されたパイロット信号を用いて、直交復調により生じるＩＱインバランスの特性や、直交変調により生じるＩＱインバランスの特性を、互いの誤差の影響を受けずに高精度に推定できる。この結果、推定したＩＱインバランスの特性を用いて、直交復調により生ずるＩＱインバランスや直交変調により生ずるＩＱインバランスを高精度に補償することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
［第１の実施形態］
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に従うＯＦＤＭ無線通信システムでは、送信アンテナ１０２を有するＯＦＤＭ送信装置１０１からＯＦＤＭ信号が送信される。送信されたＯＦＤＭ信号は、受信アンテナ１０４を有するＯＦＤＭ受信装置１０３によって受信される。ここでは、ＯＦＤＭ送信装置１０１とＯＦＤＭ受信装置１０３がそれぞれ１つのアンテナを有する場合について述べるが、ＯＦＤＭ送信装置が複数の送信アンテナを有し、ＯＦＤＭ受信装置が複数の受信アンテナを有していてもよい。
【００１４】
（ＯＦＤＭ送信装置）
図２を用いて図１のＯＦＤＭ送信装置１０１の構成について説明する。ＯＦＤＭ送信装置１０１は符号化器２０１、ディジタル変調器２０２、シリアル・パラレル変換器２０３、パイロット信号挿入部２０４、プリアンブル信号付加部２０５、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）ユニット２０６及び直交変調器を含む無線送信部２０７を含む。
【００１５】
符号器２０１は、入力された送信データＳ２０１を符号化し、符号化データＳ２０２を出力する。ディジタル変調器２０２は、符号化データＳ２０２に対し、例えばＢＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、または６４ＱＡＭなどのディジタル変調を施す。ディジタル変調器２０２から出力される変調データ信号Ｓ２０３は、シリアル・パラレル変換器２０３に入力される。シリアル・パラレル変換器２０３は、変調データ信号Ｓ２０３を、サブキャリア（データサブキャリア）に割り当てる。
【００１６】
データサブキャリアに割り当てられた変調データＳ２０４は、パイロット信号挿入部２０４に入力される。パイロット信号挿入部２０４は、データサブキャリア間にあるサブキャリア（パイロットサブキャリア）によって送信されるパイロット信号と呼ばれる既知信号の挿入を行う。言い換えれば、パイロット信号挿入部２０４はパイロットサブキャリアにパイロット信号を割り当てる。なお、後述するＯＦＤＭ受信装置において受信されるＯＦＤＭ信号中のパイロット信号と区別するため、ＯＦＤＭ送信装置から送信されるパイロット信号を送信パイロット信号と呼ぶ。
【００１７】
パイロット信号挿入部２０４からの出力信号（パイロットサブキャリアに割り当てられたパイロット信号とデータサブキャリアに割り当てられたデータ信号）Ｓ２０５は、プリアンブル信号付加部２０５に入力される。プリアンブル信号付加部２０５は、信号Ｓ２０５の前にチャネル推定用プリアンブルと呼ばれるチャネル推定のための既知信号を付加する。
【００１８】
プリアンブル信号付加部２０５から出力される信号Ｓ２０６は、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部２０６に入力される。ＩＦＦＴ部２０６による逆高速フーリエ変換の結果、信号Ｓ２０６は時間軸上のＯＦＤＭ信号Ｓ２０７に変換される。ＯＦＤＭ信号Ｓ２０７は、無線送信部２０７に入力される。無線送信部２０７は、ＯＦＤＭ信号Ｓ２０７をアナログ信号に変換し、さらに無線周波数帯の信号に周波数変換を行って、送信ＯＦＤＭ信号を生成する。送信ＯＦＤＭ信号は、送信アンテナ１０２により送信される。
【００１９】
図３は、無線送信部２０７の概略構成例を示している。ＩＦＦＴ部２０６から出力された信号Ｓ２０７の同相成分と直交成分は、ディジタル／アナログ変換器やフィルタで構成されるような出力ユニット３０１及び３０２を経て、直交変調器を構成する乗算器３０３及び３０４に出力される。乗算器３０３及び３０４は、理想的には、−π／２の位相差を有する２つのローカル信号Ｓ３０３とＳ３０４を、それぞれ同相成分の信号Ｓ３０１と直交成分の信号Ｓ３０２に乗じる。ローカル信号Ｓ３０３は発振器３０５によって生成される。ローカル信号Ｓ３０４はローカル信号Ｓ３０３の位相を位相シフタ３０６により−π／２だけシフトすることにより生成される。乗算器３０３及び３０４からの出力信号は、加算器３０７で加算された後、送信アンテナ１０２から送信される。
【００２０】
図３の無線送信部２０７をアナログ回路で構成した場合、ローカル信号Ｓ３０３とローカル信号Ｓ３０４との位相差を正確に−π／２にすることは難しい。すなわち、実際には図３中の位相シフタ３０６により、上記位相差に位相誤差φtxが生ずる。ローカル信号Ｓ３０３とローカル信号Ｓ３０４の振幅についても同様である。すなわち、出力ユニット３０１及び３０２の特性差により、ローカル信号Ｓ３０３とローカル信号Ｓ３０４との間に、振幅誤差ｇtxが生じる。これらの位相誤差と振幅誤差は、合わせてＩＱインバランスと呼ばれている。以降の説明では、この無線送信部２０７で生じるＩＱインバランスを送信ＩＱインバランスと呼ぶ。
【００２１】
次に、図４を用いてＯＦＤＭ送信装置１０１において生成される送信ＯＦＤＭ信号のフレーム構成、特に、送信パイロット信号の構成について詳しく説明する。
【００２２】
ＯＦＤＭ送信装置１０１は、データ信号を送信する前にチャネル推定用プリアンブル信号ztx(k)を送信する。ここで、ztx(k)はｋ番目のサブキャリアに割り当てられるチャネル推定用プリアンブルの信号値を表す。チャネル推定用プリアンブル信号が送信された後、データ信号dtx(k,n)と同時に送信パイロット信号ptx(k,n)が送信される。ここで、dtx(k,n)及びptx(k,n)は、それぞれｋ番目のサブキャリアにおいてｎシンボル目に送信されるデータ信号の値及び送信パイロット信号の値を表す。チャネル推定用プリアンブル信号ztx(k)及び送信パイロット信号ptx(k,n)は、ＯＦＤＭ受信装置１０３において既知の信号である。
【００２３】
パイロット信号はそれぞれ中心周波数である０番目のサブキャリアに対して対称の位置にあるサブキャリアのペアを用いて送信される。つまり、パイロット信号が送信されるサブキャリア番号の集合をＳｐとすると、＋ｋ∈Ｓｐならば、−ｋ∈Ｓｐが成立する。さらに、パイロット信号は、０番目のサブキャリアに対して対称の位置関係にあるサブキャリアペアを２組以上用いて送信される。図４では、１組目のサブキャリアペアである±ｋ１番目のサブキャリアと、２組目のサブキャリアペアである±ｋ２番目のサブキャリアでパイロット信号が送信されている。
【００２４】
以下では、説明を簡単にするため、パイロット信号が送信されるサブキャリア番号のうち、正の番号だけを集めた集合をＳｐ＋と定義する(つまりＳｐ＋＝｛＋ｋ１、＋ｋ２｝)。同様に、データ信号が送信されるサブキャリア番号のうち、正の番号だけを集めた集合をＳｄ＋と定義する。さらに、チャネル推定用プリアンブル信号が送信されるサブキャリア番号のうち、正の番号だけを集めた集合をＳｚ＋と定義する。
【００２５】
ここで、±ｋ番目のサブキャリアペア（ｋ∈Ｓｐ＋）に割り当てられた、ｎ１シンボル目に送信される送信パイロット信号｛ptx(+k,n1), ptx(-k,n1)｝、及び±ｋ番目のサブキャリアペア（ｋ∈Ｓｐ＋）に割り当てられた、ｎ２シンボル目に送信される送信パイロット信号｛ptx(+k,n2), ptx(-k,n2)｝は、下式の条件を満足する。
【００２６】
ptx(+k,n1){ptx(-k,n2)}* − ptx(+k,n2){ptx(-k,n1)}* ≠ 0    （ｋ∈Ｓｐ＋）
（１）
ここで{ }*は複素共役演算を表す。
【００２７】
また、望ましくは｛ptx(+k,n1), ptx(-k,n1)｝及び｛ptx(+k,n2), ptx(-k,n2)｝は、下式に示す条件を満足する。
【００２８】
ptx(+k,n1)ptx(+k,n2) ＋ {ptx(-k,n1)}*{ptx(-k,n2)}* ＝ 0    （ｋ∈Ｓｐ＋）
（２）
送信パイロット信号が式（２）の条件を満足した場合、雑音環境下におけるＩＱインバランスの推定精度が改善され、その結果ＩＱインバランスの補償精度が向上するという利点がある。
【００２９】
パイロット信号は、０番目のサブキャリアに対して対称の位置にあるサブキャリアのペアを２組以上用いるならば、任意のサブキャリア番号で送信することができる。例えば、Ｓｐ＝｛±７，２１｝（Ｓｐ＋＝｛＋７、＋２１｝）や、Ｓｐ＝｛±４，±１２，±２０｝（Ｓｐ＋＝｛＋４、＋１２、＋２０｝）等のサブキャリアを用いて、パイロット信号を送信することが可能である。また、パイロット信号は、１シンボル目と２シンボル目、チャネル推定用プリアンブルと４シンボル目など、任意の２シンボル(ｎ１シンボル目とｎ２シンボル目)を用いて送信することが可能である。
【００３０】
以下、説明を容易にするため、±ｋ番目のサブキャリア（ｋ∈Ｓｄ＋）においてｎシンボル目に送信されるデータ信号を次式のベクトルＤtx（ｋ）と表記する。
【００３１】
【数６】
2008312149.tif 000003
【００３２】
なお、−ｋ番目のサブキャリアでｎシンボル目に送信されるデータ信号値はdtx(-k,n)であるが、式（３）では便宜上、複素共役値{dtx(-k,n)}*を用いてＤtx（ｋ）を定義する。また、±ｋ番目のサブキャリア（ｋ∈Ｓｐ）においてｎ１シンボル目とｎ２シンボル目に送信されるパイロット信号を次式の行列Ｐtx（ｋ）で表記する。
【００３３】
【数７】
2008312149.tif 000004
【００３４】
なお、−ｋ番目のサブキャリアでｎ１、ｎ２シンボル目に送信されるデータ信号値はそれぞれptx(-k,n1)、 ptx(-k,n1)であるが、式（４）では便宜上、それぞれの複素共役値{ptx(-k,n1)}*、 {ptx(-k,n1)}*を用いてＰtx（ｋ）を定義する。さらに、±ｋ番目のサブキャリア（ｋ∈Ｓｚ＋）において送信される伝送路推定用プリアンブル信号を次式のベクトルＺtx（ｋ）で表記する。
【００３５】
【数８】
2008312149.tif 000005
【００３６】
なお、−ｋ番目のサブキャリアで送信される伝送路推定用プリアンブル信号値はztx(-k)であるが、式（５）では便宜上、複素共役値{ztx(-k)}*を用いてＺtx（ｋ）を定義する。
【００３７】
（ＯＦＤＭ受信装置）
次に、図５を参照して、図１中のＯＦＤＭ受信装置１０３について説明する。ＯＦＤＭ受信装置１０３は直交復調器を含む無線受信部５０１、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部５０２、受信ＩＱインバランス補償部５０３、伝達特性推定部５０４、送信ＩＱインバランス除去部５０５、受信ＩＱインバランス推定部５０６、チャネル推定部５０７、チャネル等化部５０８及び復号部５０９を有する。
【００３８】
無線受信部５０１では、受信アンテナ１０４により受信されたＯＦＤＭ信号Ｓ５０１をベースバンドの信号へと周波数変換を行った後、ディジタル信号Ｓ５０２に変換する。
【００３９】
図６は、無線受信部５０１の概略構成例を示している。図６において、直交復調器を構成する乗算器６０１及び６０２は、同相成分の信号と直交成分の信号を分離するため、理想的には−π／２の位相差を有する２つのローカル信号Ｓ６０１及びＳ６０２を受信信号Ｓ５０１に乗じる。
【００４０】
ローカル信号Ｓ６０１は発振器６０３によって生成される。ローカル信号Ｓ６０２はローカル信号Ｓ６０１を位相シフタ６０４により−π／２だけ位相をシフトすることにより生成される。
【００４１】
乗算器６０１及び６０２からの出力信号は、フィルタや可変利得増幅器及びアナログ／ディジタル変換器などを含む出力ユニット６０５及び６０６を経て出力される。出力ユニット６０５及び６０６からの出力信号は、無線受信部５０１から出力されるディジタル信号Ｓ５０２に相当する。
【００４２】
図６の無線受信部５０１をアナログ回路で構成した場合、ローカル信号Ｓ６０１とローカル信号Ｓ６０２との位相差を正確に−π／２にすることは、無線送信部２０７の場合と同様に難しい。すなわち、実際には図６中の位相シフタ６０４により、上記位相差に位相誤差φrxが生じる。ローカル信号Ｓ６０１とローカル信号Ｓ６０２の振幅についても同様である。すなわち、出力ユニット６０５及び６０６あるいはアナログ・ディジタル変換器等の特性差により、ローカル信号Ｓ６０１とローカル信号Ｓ６０２との間に振幅誤差ｇrxが生じる。以降の説明では、この無線受信部５０１で生じるＩＱインバランスを受信ＩＱインバランスと呼び、無線送信部２０７で生じる送信ＩＱインバランスと区別する。
【００４３】
無線受信部５０１から出力されたディジタル信号Ｓ５０２は、ＦＦＴ部５０２に入力され、高速フーリエ変換が施されることによりサブキャリア毎の信号Ｓ５０３に分割される。サブキャリア毎の信号Ｓ５０３の中で、送信データ信号dtx(k,n)に対応する受信信号（受信データ信号）をdrx(k,n)とする。また、送信パイロット信号ptx(k,n)に対応する受信信号（受信パイロット信号）をprx(k,n)とする。さらに、送信チャネル推定用プリアンブル信号ztx(k)に対応する受信信号（受信チャネル推定用プリアンブル信号）をzrx(k)とする。
【００４４】
以下、説明を簡単にするため、±ｋ番目のサブキャリア（ｋ∈Ｓｄ＋）においてｎシンボル目に受信されるデータ信号を、次式のベクトルＤrx（ｋ）と表記する。
【００４５】
【数９】
2008312149.tif 000006
【００４６】
また、±ｋ番目のサブキャリア（ｋ∈Ｓｐ）においてｎ１シンボル目とｎ２シンボル目に受信されるパイロット信号を次式の行列Ｐrx（ｋ）で表記する。
【００４７】
【数１０】
2008312149.tif 000007
【００４８】
さらに、±ｋ番目のサブキャリア（ｋ∈Ｓｚ＋）において受信されるチャネル推定用プリアンブル信号を、次式のベクトルＺrx（ｋ）で表記する。
【００４９】
【数１１】
2008312149.tif 000008
【００５０】
以下、説明を簡単にするため、フレーム内におけるチャネル応答の時間変動、送信ＩＱインバランス及び受信ＩＱインバランスの時間変動、及び熱雑音は発生していないものと仮定する。
【００５１】
無線送信部２０７及び無線受信部５０１でそれぞれ送信ＩＱインバランス及び受信ＩＱインバランスが生じた場合、受信信号Ｄrx（ｋ）、Ｐrx（ｋ）、Ｚrx（ｋ）はそれぞれ次式で表現できる。
【００５２】
【数１２】
2008312149.tif 000009
【００５３】
ここで、Ｑtxは無線送信部２０７で生じた送信ＩＱインバランスの影響を表す行列であり、無線送信部２０７の振幅誤差ｇtxと位相誤差φtxとを用いて次式で表現できる。以後Ｑtxを送信ＩＱインバランス行列と呼ぶ。
【００５４】
【数１３】
2008312149.tif 000010
【００５５】
ただし、ｊは虚数単位を意味する。また、Ｑrxは無線受信部５０１で生じた受信ＩＱインバランスの影響を表す行列であり、無線受信部５０１の振幅誤差ｇrxと位相誤差φrxを用いて次式で表現できる。以後Ｑrxを受信ＩＱインバランス行列と呼ぶ。
【００５６】
【数１４】
2008312149.tif 000011
【００５７】
Ｈ（ｋ）は±ｋ番目のサブキャリアにおけるチャネル特性を表す行列であり、ｋ番目のサブキャリアのチャネル特性ｈ（ｋ）と−ｋ番目のサブキャリアのチャネル特性ｈ（−ｋ）を用いて次式で表現できる。以後Ｈ（ｋ）をチャネル行列と呼ぶ。
【００５８】
【数１５】
2008312149.tif 000012
【００５９】
なお、Ｈ（ｋ）は±ｋ番目のサブキャリアにおけるチャネル特性だけでなく、無線送信部２０７や無線受信部５０１の周波数特性も併せた特性と考えても良い。また、式（９）〜（１１）において、Ｃ（ｋ）は、送信ＩＱインバランスＱtx、±ｋ番目のサブキャリアにおけるチャネル特性Ｈ（ｋ）及び受信ＩＱインバランスＱrxのすべてを併せた伝達特性であり、次式で表現できる。以後の説明ではＣ（ｋ）を伝達特性行列と呼ぶ。
【００６０】
Ｃ（ｋ）＝ＱrxＨ（ｋ）Ｑtx                           （１５）
式（１４）において、チャネル特性行列Ｈ（ｋ）の非対角要素の値は「０」である。これは、チャネル単体の影響では、ｋ番目のサブキャリアで送られる信号と−ｋ番目のサブキャリアで送られる信号が互いに干渉しないことを意味する。
【００６１】
一方、式（１２）の送信ＩＱインバランス行列Ｑtxは、非対角要素にβtxとβtx*という値を持つ。これは、無線送信部２０７で生じる送信ＩＱインバランスの影響で、ｋ番目のサブキャリアで送られる信号と−ｋ番目のサブキャリアで送られる信号が相互に干渉することを意味する。
【００６２】
同様に、式（１３）の受信ＩＱインバランス行列Ｑrxは、非対角要素にβrxとβrx*という値を持つ。これは、無線受信部５０１で生じる受信ＩＱインバランスの影響で、ｋ番目のサブキャリアで送られる信号と−ｋ番目のサブキャリアで送られる信号が相互に干渉することを意味する。
【００６３】
以上のような、ＩＱインバランスによって生じる中心周波数に対して周波数軸上で対称の位置関係にあるサブキャリア間の干渉は、受信品質を劣化させるため問題となる。
【００６４】
第１の実施形態では、受信ＩＱインバランスによって生じるサブキャリア間干渉を以下のようにして除去することで受信品質を改善する。
【００６５】
ＦＦＴ部５０２からの出力信Ｓ５０３のうち、受信チャネル推定用プリアンブル信号Ｚrx（ｋ）に対応する信号、及び受信データ信号Ｄrx（ｋ）に対応する信号は、受信ＩＱインバランス補償部５０３に入力される。ＦＦＴ部５０２からの出力信号Ｓ５０３のうち、受信パイロット信号Ｐrx（ｋ）に対応する信号は、伝達特性推定部５０４に入力される。
【００６６】
伝達特性推定部５０４は、入力された受信パイロット信号Ｐrx（ｋ）から、サブキャリア番号±ｋ１及び±ｋ２の２組のサブキャリアペアについて、送信ＩＱインバランス、チャネル特性及び受信ＩＱインバランスのすべてを併せた伝達特性Ｃ（ｋ）を推定する。伝達特性推定部５０４により推定された伝達特性を示す情報Ｓ５０４は、送信ＩＱインバランス除去部５０５に与えられる。
【００６７】
送信ＩＱインバランス除去部５０５では、サブキャリア番号±ｋ１及び±ｋ２の２組のサブキャリアペアに関する伝達特性行列の推定値を用いて、送信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性を生成する。当該特性を示す信号Ｓ５０５を受信ＩＱインバランス推定部５０６に与える。
【００６８】
受信ＩＱインバランス推定部５０６では、与えられた伝達特性から受信ＩＱインバランスの特性を推定し、当該特性を示す信号Ｓ５０６を受信ＩＱインバランス補償部５０３に与える。
【００６９】
受信ＩＱインバランス補償部５０３は、算出された受信ＩＱインバランスの特性に従って、ＦＦＴ部５０２から入力されたチャネル推定用プリアンブル信号Ｚrx（ｋ）及びデータ信号Ｄrx（ｋ）に対し、受信ＩＱインバランスの影響を補償する処理を行う。受信ＩＱインバランスの影響が補償されたチャネル推定用プリアンブル信号Ｓ５０７及びデータ信号Ｓ５０８はそれぞれチャネル推定部５０７及びチャネル等化部５０８に与えられる。
【００７０】
チャネル推定部５０７は、チャネル推定用プリアンブル信号Ｓ５０７を用いてチャネル特性の推定を行い、推定したチャネル特性を示す信号Ｓ５０９をチャネル等化部５０８に入力する。
【００７１】
チャネル等化部５０８は、推定されたチャネル特性に従って、データ信号Ｓ５０８に対してチャネル歪みを除去するための等化を行い、等化後のデータ信号Ｓ５１０を出力する。チャネル特性の推定と等化については、公知の技術を用いることが可能である。
【００７２】
復号部５０９は、チャネル歪み等化後のデータ信号Ｓ５１０に復号を施すことにより、送信データの再生データＳ５１１を出力する。
【００７３】
以下、伝達特性推定部５０４、送信ＩＱインバランス除去部５０５、受信ＩＱインバランス推定部５０６、受信ＩＱインバランス補償部５０３について詳細に説明する。
【００７４】
伝達特性推定部５０４は、サブキャリア番号±ｋ１及び±ｋ２の２組のサブキャリアペアについて、送信ＩＱインバランス、チャネル特性及び受信ＩＱインバランスのすべてを併せた伝達特性行列Ｃ（ｋ）を推定する。ここで、±ｋ番目のサブキャリアペアに関する伝達特性行列Ｃ（ｋ）の推定値をＣ’（ｋ）とした場合、伝達特性推定部５０４は、受信パイロット信号Ｐrx（ｋ）と既知の送信パイロット信号Ｐtx（ｋ）を用いて、次式により伝達特性行列Ｃ’（ｋ）を計算する。
【００７５】
Ｃ’（ｋ）＝Ｐrx（ｋ）｛Ｐtx（ｋ）｝-1    （ｋ∈Ｓｐ＋）      （１６）
ここで、{ }-1は逆行列演算を意味する。フレーム内におけるチャネル応答の時間変動、送信ＩＱインバランス及び受信ＩＱインバランスの時間変動、及び熱雑音を無視した場合、式（１０）が成立する。従って、式（１６）は次式のように展開でき、正しく伝達特性行列Ｃ（ｋ）が推定できていることがわかる。
【００７６】
Ｃ’（ｋ）＝Ｐrx（ｋ）｛Ｐtx（ｋ）｝−１
＝｛Ｃ（ｋ）Ｐtx（ｋ）｝｛Ｐtx（ｋ）｝−１
＝Ｃ（ｋ）      （ｋ∈Ｓｐ＋）
（１７）
送信パイロット信号Ｐtx（ｋ）は、式（１）を満足するため、逆行列｛Ｐtx（ｋ）｝−１を計算できる。その結果、式（１６）により伝達特性行列Ｃ’（ｋ）を算出することが可能となる。もし、送信パイロット信号Ｐtx（ｋ）が、さらに式（２）を満足する場合は、式（２）を満足しない場合に比べ、熱雑音環境下における伝達特性行列の推定精度が改善される。伝達特性推定部５０４は、式（１６）から計算された１組目のサブキャリアペアに対する伝達特性行列Ｃ’（ｋ１）と２組目のサブキャリアペアに対する伝達特性行列Ｃ’（ｋ２）を示す信号Ｓ５０４を送信ＩＱインバランス除去部５０５に与える。
【００７７】
送信ＩＱインバランス除去部５０５は、伝達特性推定部５０４より与えられたサブキャリア番号±ｋ１及び±ｋ２に関する伝達特性行列の推定値Ｃ’（ｋ１）、Ｃ’（ｋ２）を用いて、送信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性を生成する。ここで、送信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性をＡとする。
【００７８】
送信ＩＱインバランス除去部５０５は、サブキャリア番号±ｋ１及び±ｋ２の２組のサブキャリアペアに関する伝達特性行列推定値Ｃ’（ｋ１）、Ｃ’（ｋ２）を用いて、次式によりＡを計算する。
【００７９】
Ａ＝Ｃ’（ｋ１）{Ｃ’（ｋ２）}-1
（１８）
フレーム内におけるチャネル応答の時間変動、送信ＩＱインバランス及び受信ＩＱインバランスの時間変動、及び熱雑音を無視した場合、式（１７）が成立するため、式（１８）は次式（１９）のように展開できる。式（１９）から、送信ＩＱインバランスの影響(Ｑtxの項)が除去されていることがわかる。
【００８０】
【数１６】
2008312149.tif 000013
【００８１】
送信ＩＱインバランス除去部５０５は、式（１８）によって計算した伝達特性行列Ａを示す信号Ｓ５０５を受信ＩＱインバランス推定部５０６に与える。
【００８２】
次に、式（１８）により計算される伝達特性行列Ａに関する重要な性質について説明する。式（１３）で定義した受信ＩＱインバランス行列Ｑrxを便宜上、次式のようにベクトルＥ１、Ｅ２を用いて表記する。
【００８３】
【数１７】
2008312149.tif 000014
【００８４】
前述したように、フレーム内におけるチャネル応答の時間変動、送信ＩＱインバランス及び受信ＩＱインバランスの時間変動、及び熱雑音を無視した場合、式（１８）によって計算したＡは式（１９）のように表現できる。式（１９）はさらに、式（２０）及び式（２１）を用いて次式のように変形できる。
【００８５】
【数１８】
2008312149.tif 000015
【００８６】
式（２３）は、λｉが行列Ａの固有値であり、Ｅｉは固有値λｉに対応する行列Ａの固有ベクトルであることを示している。つまり、伝達特性行列Ａから求まる２つの固有ベクトルは、受信ＩＱインバランス行列Ｑrxを構成するベクトルＥ１、Ｅ２と等しい。
【００８７】
受信ＩＱインバランス推定部５０６は、以上説明したような伝達特性行列Ａの性質を利用して、受信ＩＱインバランス行列Ｑrxの推定を行う。具体的には、Ａに関する２つの固有ベクトルを計算することで、受信ＩＱインバランス行列Ｑrxを算出する。
【００８８】
受信ＩＱインバランス推定部５０６は、送信ＩＱインバランス除去部５０５より与えられた伝達特性行列Ａを用いて、Ａに関する２つの固有ベクトルを算出する。行列から固有ベクトルを求める手法は、公知の技術を用いることが可能であるため、ここでの説明を省略する。以下では、Ａから算出した２つの固有ベクトルを
Ｖ１＝［ｖ１(1) ｖ１(2)］Ｔ
Ｖ２＝［ｖ２(1) ｖ２(2)］Ｔ
と表記する。ここで、Ｔは転置演算を表す。
【００８９】
次に、受信ＩＱインバランス推定部５０６は、２つの固有ベクトルＶ１、Ｖ２から、受信ＩＱインバランス行列Ｑrxを推定する。ここで、受信ＩＱインバランスの位相誤差φrxが−π／２＜φrx＜π／２の範囲に収まっていると仮定した場合、式（１３）に示した受信ＩＱインバランス行列Ｑrxにおいて、関係式｜αrx｜＞｜βrx｜が成立する。
【００９０】
そこで、受信ＩＱインバランス推定部５０６は、固有ベクトルＶ１に関して、条件｜ｖ１(1)｜＞｜ｖ１(2)｜を満足する場合（または、 固有ベクトルＶ２に関して、条件｜ｖ２(2)｜＞｜ｖ２(1)｜を満足する場合)、次式により受信ＩＱインバランス行列の推定値Ｑ’rxを算出する。
【００９１】
Ｑ’rx＝［Ｖ１ Ｖ２］
（｜ｖ１(1)｜＞｜ｖ１(2)｜または｜ｖ２(2)｜＞｜ｖ２(1)｜）
（２４）
一方、固有ベクトルＶ１に関して条件｜ｖ１(2)｜≧｜ｖ１(1)｜を満足する場合(または、固有ベクトルＶ２に関して条件｜ｖ２(1)｜≧｜ｖ２(2)｜を満足する場合)、次式により受信ＩＱインバランス行列の推定値Ｑ’rxを算出する。
【００９２】
Ｑ’rx＝［Ｖ２ Ｖ１］
（｜ｖ１(2)｜≧｜ｖ１(1)｜または｜ｖ２(1)｜≧｜ｖ２(2)｜）
（２５）
受信ＩＱインバランス推定部５０６は、式（２４）または式（２５）によって計算した受信ＩＱインバランス行列の推定値Ｑ’rxを示す信号Ｓ５０６を受信ＩＱインバランス補償部５０３に与える。
【００９３】
受信ＩＱインバランス補償部５０３は、入力された受信ＩＱインバランス行列の推定値Ｑ’rxを用いて、受信データ信号Ｄtx（ｋ）及び受信チャネル推定用プリアンブル信号Ｚrx（ｋ）に対して、受信ＩＱインバランスの影響を除去するための補償を行う。
【００９４】
より具体的には、式（９）、（１１）の受信ＩＱインバランス行列Ｑrxを除去することで、受信ＩＱインバランスに起因するサブキャリア間の干渉の補償を行う。
【００９５】
ここで、受信データ信号drx(k,n)に対して受信ＩＱインバランスを補償した後の信号をd’rx(k,n)とする。また、受信チャネル推定用プリアンブル信号zrx(k)に対して受信ＩＱインバランスを補償した後の信号をz’rx(k)とする。
【００９６】
以下、説明を簡単にするため、±ｋ番目のサブキャリア（ｋ∈Ｓｄ＋）においてｎシンボル目に受信されるデータ信号の受信ＩＱインバランス補償後の信号を、次式のベクトルＤ’rx（ｋ）で表記する。
【００９７】
【数１９】
2008312149.tif 000016
【００９８】
また、±ｋ番目のサブキャリア（ｋ∈Ｓｄ＋）において受信されるチャネル推定用プリアンブル信号の受信ＩＱインバランス補償後の信号を、次式のベクトルＺ’rx（ｋ）で表記する。
【００９９】
【数２０】
2008312149.tif 000017
【０１００】
このとき、受信ＩＱインバランス補償部５０３は、受信ＩＱインバランス行列の推定値Ｑ’rxを用いて次式により、受信データ信号Ｄrx（ｋ）及び受信チャネル推定用プリアンブル信号Ｚrx（ｋ）に対して、受信ＩＱインバランスの影響を除去するための補償を行う。
【０１０１】
【数２１】
2008312149.tif 000018
【０１０２】
受信ＩＱインバランス行列の推定が完全であると仮定した場合（Ｑ’rx＝Ｑrx）、式（９）及び式（１１）より、式（２８）及び式（２９）はそれぞれ式（３０）及び式（３１）のように展開できる。式（３０）及び式（３１）から、受信ＩＱインバランスの影響(Ｑrxの項)が除去されていることがわかる。
【０１０３】
【数２２】
2008312149.tif 000019
【０１０４】
（第１の実施形態の効果）
以上説明したように、第１の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置では、中心周波数に対して対称のサブキャリアにある２組のパイロット信号に関する伝達特性を推定し、推定した２組の伝達特性を用いて送信ＩＱインバランスの影響を除去した後、受信ＩＱインバランスの特性を推定をする。そのため、送信ＩＱインバランスによる誤差の影響を受けずに、受信ＩＱインバランスの特性を高精度に推定することが可能となる。また、推定した受信ＩＱインバランスの特性を用いて、チャネル推定用プリアンブル信号やデータ信号の補償を行うことで、効果的に受信ＩＱインバランスの影響を除去でき、高い精度でチャネル推定処理やデータ信号の復調を行うことができる。
【０１０５】
また、第１の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置は、受信ＩＱインバランスそのものの特性を推定するため、従来技術のようにフレーム毎に推定処理を行う必要がない。つまり、パイロット信号が含まれる受信フレームを用いて１回だけ受信ＩＱインバランス特性の推定を行い、その推定値を他フレーム受信時の補償処理に使いまわすことが可能である。
【０１０６】
また、複数のフレームで受信ＩＱインバランス特性の推定を行い、それらを平均化することで、受信ＩＱインバランスの推定精度を改善することも可能である。
【０１０７】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係るＯＦＤＭ送信装置の構成は、図２と同様である。第２の実施形態では、送信パイロット信号が式（１）と望ましくは式（２）を満足するだけでなく、次式（３２）も満足する。
【０１０８】
Ｐtx（ｋ１）＝μＰtx（ｋ２）    （μは任意の複素係数）
（３２）
式（１）、式（２）及び式（３２）に示した３つの条件を満足する、送信パイロット信号の組合せ、すなわち、
ptx(+k1,n1)、ptx(-k1,n1)、ptx(+k1,n2)、ptx(-k1,n2)、ptx(+k2,n1)、ptx(-k2,n1)、ptx(+k2,n2)、及びptx(-k2,n2)の組み合わせとして、例えば以下の式（３３）、（３４）、（３５）及び（３６）が挙げられる。
【０１０９】
【数２３】
2008312149.tif 000020
【０１１０】
送信パイロット信号が式（３２）を満足する場合、第１の実施形態で示した図５の伝達特性推定部５０４を用いずに、送信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性Ａを求めることが可能となる。
【０１１１】
図７は、第２の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置１０３の構成例を示している。図７において、ＯＦＤＭ受信装置１０３は、直交復調器を含む無線受信部７０１、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部７０２、受信ＩＱインバランス補償部７０３、送信ＩＱインバランス除去部７０４、受信ＩＱインバランス推定部７０５、チャネル推定部７０６、チャネル等化部７０７及び復号部７０８を含む。
【０１１２】
無線受信部７０１は、受信アンテナ１０４により受信されたＯＦＤＭ信号Ｓ７０１をベースバンドの信号へと周波数変換を行った後、ディジタル信号Ｓ７０２に変換する。無線受信部７０１から出力されたディジタル信号Ｓ７０２は、ＦＦＴ部７０２に入力され、高速フーリエ変換が施されることによりサブキャリア毎の信号Ｓ７０３に分割される。
【０１１３】
サブキャリア毎の信号Ｓ７０３の中で、受信チャネル推定用プリアンブル信号Ｚrx（ｋ）に対応する信号、及び受信データ信号Ｄrx（ｋ）に対応する信号は、受信ＩＱインバランス補償部７０３に入力される。ＦＦＴ部７０２からの出力信号Ｓ７０３のうち、受信パイロット信号Ｐrx（ｋ）に対応する信号は、送信ＩＱインバランス除去部７０４に入力される。
【０１１４】
送信ＩＱインバランス除去部７０４は、入力された受信パイロット信号から、送信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性を生成し、当該特性を示す信号Ｓ７０４を受信ＩＱインバランス推定部７０５に与える。
【０１１５】
受信ＩＱインバランス推定部７０５では、与えられた伝達特性から受信ＩＱインバランスの特性を推定し、当該特性を示す信号Ｓ７０５を受信ＩＱインバランス補償部７０３に与える。
【０１１６】
受信ＩＱインバランス補償部７０３は，算出された受信ＩＱインバランスの特性に従って、ＦＦＴ部７０２から入力されたチャネル推定用プリアンブル信号Ｚrx（ｋ）及びデータ信号Ｄrx（ｋ）に対し、受信ＩＱインバランスの影響を補償する処理を行う。受信ＩＱインバランスの影響が補償されたチャネル推定用プリアンブル信号Ｓ７０６及びデータ信号Ｓ７０７は、それぞれチャネル推定部７０６及びチャネル等化部７０７に与えられる。
【０１１７】
チャネル推定部７０７は、チャネル推定用プリアンブル信号Ｓ７０６を用いてチャネル特性の推定を行う。推定したチャネル特性を示す信号Ｓ７０８は、チャネル等化部７０７に入力される。
【０１１８】
チャネル等化部７０７は、推定されたチャネル特性に従って、データ信号Ｓ７０７に対してチャネル歪みを除去するための等化を行い、等化後のデータ信号Ｓ７０９を出力する。
【０１１９】
復号部７０８は、等化後のデータ信号Ｓ７０９に復号を施すことにより、送信データの再生データＳ７１０を出力する。
【０１２０】
本実施形態におけるＯＦＤＭ受信装置は、送信ＩＱインバランス除去部７０４以外は、第１の実施形態と同様の処理を行う。以下、第２の実施形態に係る送信ＩＱインバランス除去部７０４について説明する。
【０１２１】
送信ＩＱインバランス除去部７０４は、サブキャリア番号±ｋ１の受信パイロット信号Ｐrx（ｋ１）とサブキャリア番号±ｋ２の受信パイロット信号Ｐrx（ｋ２）を用いて、次式により送信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性Ａを算出する。
【０１２２】
Ａ＝Ｐrx（ｋ１）｛Ｐrx（ｋ２）｝−１
（３７）
第２の実施形態において、送信パイロット信号は式（３２）を満足するため、式（３７）は次式（３８）のように展開できる。式（３８）から、送信ＩＱインバランスの影響、すなわち、Ｑtxの項が除去された伝達特性を推定できることがわかる。
【０１２３】
【数２４】
2008312149.tif 000021
【０１２４】
送信ＩＱインバランス除去部７０４は、式（３７）によって計算した伝達特性行列Ａを示す信号Ｓ７０４を受信ＩＱインバランス推定部７０５に与える。
【０１２５】
（第２の実施形態の効果）
以上説明したように、上記第２の実施形態に係る送信パイロット信号は、式（１）と望ましくは式（２）を満足するだけでなく、式（３２）も満足する。これにより、第２の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置では、受信パイロット信号から直接、送信ＩＱインバランス除去後の伝達特性を推定できる。そのため、第２の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置では、第１の実施形態で示した図５の伝達特性推定部５０４の処理を必要とせず、受信装置の演算量や回路規模を削減することが可能となる。
【０１２６】
［第３の実施形態］
第３の実施形態に係るＯＦＤＭ送信装置の構成は、図２と同様である。
【０１２７】
第３の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成例を図８に示す。以下、図８を参照して第３の実施形態におけるＯＦＤＭ受信装置１０３について説明する。
【０１２８】
ＯＦＤＭ受信装置１０３は、直交復調器を含む無線受信部８０１、受信ＩＱインバランス補償部８０２、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部８０３、伝達特性推定部８０４、送信ＩＱインバランス除去部８０５、受信ＩＱインバランス推定部８０６、チャネル推定部８０７、チャネル等化部８０８及び復号部８０９を含む。
【０１２９】
無線受信部８０１は、受信アンテナ１０４により受信されたＯＦＤＭ信号Ｓ８０１をベースバンドの信号へと周波数変換を行った後、ディジタル信号Ｓ８０２に変換する。無線受信部８０１から出力されたディジタル信号Ｓ８０２は、受信ＩＱインバランス補償部８０２に入力される。
【０１３０】
受信ＩＱインバランス補償部８０２は、受信ＩＱインバランス推定部８０６から受信ＩＱインバランスの特性Ｓ８０７が入力されるまでは、無線受信部８０１から順次入力されるディジタル信号Ｓ８０２を、そのままＦＦＴ部８０３に出力する。
【０１３１】
ＦＦＴ部８０３からの出力信号Ｓ８０４のうち、受信チャネル推定用プリアンブル信号Ｚrx（ｋ）に対応する信号は、チャネル推定部８０７に入力される。ＦＦＴ部８０３からの出力信号Ｓ８０４のうち、受信データ信号Ｄrx（ｋ）に対応する信号は、チャネル等化部８０８に入力される。ＦＦＴ部８０３からの出力信号Ｓ８０４のうち、受信パイロット信号Ｐrx（ｋ）に対応する信号は、伝達特性推定部８０４に入力される。
【０１３２】
伝達特性推定部８０４は、入力された受信パイロット信号Ｐrx（ｋ）から、サブキャリア番号±ｋ１及び±ｋ２の２組のサブキャリアペアそれぞれについて、送信ＩＱインバランス、チャネル特性及び受信ＩＱインバランスのすべてを併せた伝達特性Ｃ（ｋ）を推定する。
【０１３３】
伝達特性推定部８０４により推定された伝達特性を示す情報Ｓ８０５は、送信ＩＱインバランス除去部８０５に与えられる。送信ＩＱインバランス除去部８０５では、サブキャリア番号±ｋ１及び±ｋ２の２組のサブキャリアペアに関する伝達特性行列の推定値を用いて、送信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性を生成する。送信ＩＱインバランス除去部８０５は、当該特性を示す信号Ｓ８０６を受信ＩＱインバランス推定部８０６に与える。受信ＩＱインバランス推定部８０６では、与えられた伝達特性から受信ＩＱインバランスの特性を推定し、当該特性を示す信号Ｓ８０７を受信ＩＱインバランス補償部５０２に与える。
【０１３４】
受信ＩＱインバランス補償部８０２は、受信ＩＱインバランス推定部８０６から入力された受信ＩＱインバランスの特性に従って、無線受信部８０１から順次入力されるディジタル信号Ｓ８０２に対し、受信ＩＱインバランスの影響を補償する処理を行う。
【０１３５】
チャネル推定部８０７は、チャネル推定用プリアンブル信号を用いてチャネル特性の推定を行う。推定した結果得られるチャネル特性を示す信号Ｓ８０８はチャネル等化部８０８に入力される。チャネル等化部８０８は、推定されたチャネル特性に従って、データ信号に対してチャネル歪みを除去するための等化を行い、等化後のデータ信号Ｓ８０９を出力する。
【０１３６】
復号部８０９は、等化後のデータ信号Ｓ８０９に復号を施すことにより、送信データの再生データＳ８１０を出力する。
【０１３７】
無線受信部８０１から時刻ｔに出力されたディジタル信号をｙ(t)=ｙI(t)+ｊｙQ(t)とする。
【０１３８】
ｙI(t)、ｙQ(t)はそれぞれ図６で示した同相成分の信号と直交成分の信号を表す。また、受信ＩＱインバランスが発生しない理想環境下において、時刻ｔに出力されるディジタル信号をｙ0(t)=ｙ0I(t)+ｊｙ0Q(t)とする。ｙ0I(t)、ｙ0Q(t)はそれぞれ無線受信部８０１において受信ＩＱインバランスが発生しない理想環境下で得られる同相成分の信号と直交成分の信号を表す。以下、説明を簡単にするため、時刻ｔに出力されたディジタル信号を、次式（４０）に示すようにベクトルＹ（ｔ）で表記する。
【０１３９】
【数２５】
2008312149.tif 000022
【０１４０】
また、受信ＩＱインバランスが発生しない理想環境下において、時刻ｔに出力されるディジタル信号を、次式（４１）に示すようにベクトルＹ0（ｔ）で表記する。
【０１４１】
【数２６】
2008312149.tif 000023
【０１４２】
無線受信部８０１で受信ＩＱインバランスが生じた場合、受信信号Ｙ（ｔ）は式（１３）で定義した受信ＩＱインバランス行列Ｑrxを用いて、次式（４２）のように表現できる。
【０１４３】
Ｙ（ｔ）＝ＱrxＹ0（ｔ）                       （４２）
第３の実施形態のＯＦＤＭ受信装置は、受信ＩＱインバランス補償部８０２以外は、第１の実施形態に係る図５と同一の処理を行う。以下、本実施形態で用いられる受信ＩＱインバランス補償部８０２の補償処理について説明する。
【０１４４】
受信ＩＱインバランス補償部８０２は、受信ＩＱインバランス行列の推定値Ｑ’rxを示す出力信号Ｓ８０７が受信ＩＱインバランス推定部８０６から入力されると、ディジタル信号Ｙ（ｔ）に対して、受信ＩＱインバランスの影響を除去するための補償を行う。より具体的には、式（４２）の受信ＩＱインバランス行列Ｑrxを除去することで、受信ＩＱインバランスの影響を補償する。
【０１４５】
ここで、ディジタル信号ｙ（ｔ）に対して受信ＩＱインバランスを補償した後の信号をｙ’（ｔ）とする。以下、説明を簡単にするため、時刻ｔにおける受信ＩＱインバランス補償後のディジタル信号を、次式のベクトルＹ’（ｔ）で表記する。
【０１４６】
【数２７】
2008312149.tif 000024
【０１４７】
このとき、受信ＩＱインバランス補償８０２は、次式の処理により、ディジタル信号Ｙ（ｔ）に対して受信ＩＱインバランスの影響を除去するための補償を行う。
【０１４８】
Ｙ’（ｔ）＝Ｑ’rx-1Ｙ（ｔ）                               （４４）
受信ＩＱインバランス行列の推定が完全であると仮定した場合（Ｑ’rx＝Ｑrx）、式（４２）より式（４４）は次式（４５）のように展開できる。式（４５）に示すように、受信ＩＱインバランスの影響（Ｑrxの項）が除去されていることがわかる。
【０１４９】
Ｙ’（ｔ）＝Ｑ’rx-1Ｙ（ｔ）
＝Ｑrx-1ＱrxＹ0（ｔ）
＝Ｙ0（ｔ）                                 （４５）
（第３の実施形態の効果）
以上説明したように、上記第３の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置は、ＦＦＴ入力前のＯＦＤＭ信号に対して、ＩＱインバランスの補償を適用する構成となっている。この構成を用いた場合においても、受信ＩＱインバランスの影響を補償でき、高い精度で送信データを復調できる。
【０１５０】
［第４の実施形態］
第４の実施形態に係るＯＦＤＭ送信装置の構成は、図２と同様である。
【０１５１】
第４の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置を図９に示す。以下、図９を参照してＯＦＤＭ受信装置１０３について説明する。
【０１５２】
ＯＦＤＭ受信装置１０３は、直交復調器を含む無線受信部９０１、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部９０２、受信ＩＱインバランス補償部９０３、伝達特性推定部９０４、送信ＩＱインバランス除去部９０５、受信ＩＱインバランス推定部９０６、受信ＩＱインバランス除去部９０７、送信ＩＱインバランス推定部９０８、チャネル推定部９０９、チャネル等化部９１０、送信ＩＱインバランス補償部９１１及び復号部９１２を含む。
【０１５３】
無線受信部９０１では、受信アンテナ１０４により受信されたＯＦＤＭ信号Ｓ９０１をベースバンドの信号へと周波数変換を行った後、ディジタル信号Ｓ９０２に変換する。無線受信部９０１から出力されたディジタル信号Ｓ９０２は、ＦＦＴ部９０２に入力され、高速フーリエ変換が施されることによりサブキャリア毎の信号Ｓ９０３に分割される。
【０１５４】
サブキャリア毎の信号Ｓ９０３のうち、受信チャネル推定用プリアンブル信号Ｚrx（ｋ）に対応する信号及び受信データ信号Ｄrx（ｋ）に対応する信号は、受信ＩＱインバランス補償部９０３に入力される。ＦＦＴ部９０２からの出力信号Ｓ９０３のうち、受信パイロット信号Ｐrx（ｋ）に対応する信号は、伝達特性推定部９０４に入力される。
【０１５５】
伝達特性推定部９０４は入力された受信パイロット信号Ｐrx（ｋ）から、サブキャリア番号±ｋ１及び±ｋ２の２組のサブキャリアペアについて、送信ＩＱインバランス、チャネル特性及び受信ＩＱインバランスのすべてを併せた伝達特性Ｃ（ｋ）を推定する。伝達特性推定部９０４により推定された伝達特性を示す情報Ｓ９０４は、送信ＩＱインバランス除去部９０５及び受信ＩＱインバランス除去部９０７に与えられる。
【０１５６】
送信ＩＱインバランス除去部９０５は、サブキャリア番号±ｋ１及び±ｋ２の２組のサブキャリアペアに関する伝達特性行列の推定値Ｓ９０４を用いて、送信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性を生成する。送信ＩＱインバランス除去部９０５は、当該特性を示す信号Ｓ９０５を受信ＩＱインバランス推定部９０６に与える。
【０１５７】
受信ＩＱインバランス推定部９０６では、送信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性から受信ＩＱインバランスの特性を推定し、当該特性を示す信号Ｓ９０６を受信ＩＱインバランス補償部９０３に与える。
【０１５８】
受信ＩＱインバランス除去部９０７はサブキャリア番号±ｋ１及び±ｋ２の２組のサブキャリアペアに関する伝達特性行列の推定値Ｓ９０４を用いて、受信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性を生成する。受信ＩＱインバランス除去部９０７は当該特性を示す信号Ｓ９０７を送信ＩＱインバランス推定部９０８に与える。
【０１５９】
送信ＩＱインバランス推定部９０８では、受信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性から送信ＩＱインバランスの特性を推定し、当該特性を示す信号Ｓ９０８をチャネル推定部９０９と送信ＩＱインバランス補償部９１１に与える。
【０１６０】
受信ＩＱインバランス補償部９０３は、算出された受信ＩＱインバランスの特性Ｓ９０６に従って、ＦＦＴ部９０２から入力されたチャネル推定用プリアンブル信号Ｚrx（ｋ）及びデータ信号Ｄrx（ｋ）に対し、受信ＩＱインバランスの影響を補償する処理を行う。
【０１６１】
受信ＩＱインバランスの影響が補償されたチャネル推定用プリアンブル信号Ｓ９０９及びデータ信号Ｓ９１０は、それぞれチャネル推定部９０９及びチャネル等化部９１０に与えられる。  
チャネル推定部９０９は、送信ＩＱインバランスの特性Ｓ９０８とチャネル推定用プリアンブル信号Ｓ９０９を用いてチャネル特性の推定を行い、推定したチャネル特性を示す信号Ｓ９１１をチャネル等化部９１０に入力する。
【０１６２】
チャネル等化部９１０は、推定されたチャネル特性に従って、データ信号Ｓ９１０に対してチャネル歪みを除去するための等化を行い、等化後のデータ信号Ｓ９１２を送信ＩＱインバランス補償部９１１に出力する。
【０１６３】
送信ＩＱインバランス補償部９１１は、算出された送信ＩＱインバランスの特性Ｓ９０８に従って、チャネル等化部９１０から入力されたデータ信号Ｓ９１２に対し、送信ＩＱインバランスの影響を補償する処理を行う。送信ＩＱインバランスの影響が補償されたデータ信号Ｓ９１３は復号部９１２に与えられる。
【０１６４】
復号部９１２は、送信ＩＱインバランスの影響が補償されたデータ信号Ｓ９１３に復号を施すことにより、送信データの再生データＳ９１４を出力する。
【０１６５】
第４の実施形態におけるＯＦＤＭ受信装置は、受信ＩＱインバランス除去部９０７、送信ＩＱインバランス推定部９０８、チャネル推定部９０９及び送信ＩＱインバランス補償部９１１以外は、図５に示した第１の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置と同様の処理を行う。以下、図９の受信ＩＱインバランス除去部９０７、送信ＩＱインバランス推定部９０８、チャネル推定部９０９、チャネル等化部９１０及び送信ＩＱインバランス補償部９１１の詳細な処理について順次説明する。
【０１６６】
受信ＩＱインバランス除去部９０７は、伝達特性推定部９０４から与えられたサブキャリア番号±ｋ１及び±ｋ２に関する伝達特性行列の推定値Ｃ’（ｋ１）、Ｃ’（ｋ２）を用いて、受信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性を生成する。ここで、受信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性をＢとした場合、受信ＩＱインバランス除去部９０７は、サブキャリア番号±ｋ１及び±ｋ２の２組のサブキャリアペアに関する伝達特性行列推定値Ｃ’（ｋ１）、Ｃ’（ｋ２）を用いて、次式によりＢを計算する。
【０１６７】
Ｂ＝｛Ｃ’（ｋ１）｝-1Ｃ’（ｋ２）                   （４６）
フレーム内におけるチャネル応答の時間変動、送信ＩＱインバランス及び受信ＩＱインバランスの時間変動、及び熱雑音を無視した場合、式（１７）が成立するため、式（４６）は次式（４７）のように展開できる。式（４７）から、受信ＩＱインバランスの影響（Ｑrxの項）が除去されていることがわかる。
【０１６８】
【数２８】
2008312149.tif 000025
【０１６９】
受信ＩＱインバランス除去部９０７は、式（４６）によって計算した受信ＩＱインバランス除去後の伝達特性行列Ｂを示す信号Ｓ９０７を送信ＩＱインバランス推定部９０８に与える。
【０１７０】
次に、式（４６）によって計算した伝達特性行列Ｂに関する重要な性質について説明する。式（１２）で定義した受信ＩＱインバランス行列Ｑtxに関して、その逆行列Ｑ-1txを、便宜上、次式のようにベクトルＦ１、Ｆ２を用いて定義する。
【０１７１】
【数２９】
2008312149.tif 000026
【０１７２】
前述したように、フレーム内におけるチャネル応答の時間変動、送信ＩＱインバランス及び受信ＩＱインバランスの時間変動、及び熱雑音を無視した場合、式（４６）によって計算したＢは式（４７）のように表現できる。式（４７）はさらに、式（４８）及び式（４９）を用いて次式（５０）のように変形できる。
【０１７３】
【数３０】
2008312149.tif 000027
【０１７４】
式（５１）は、γｉが行列Ｂの固有値であり、Ｆｉは固有値γｉに対応する行列Ｂの固有ベクトルであることを表している。つまり、伝達特性行列Ｂから求まる２つの固有ベクトルは、受信ＩＱインバランス行列Ｑtxの逆行列Ｑ-1txを構成するベクトルＦ１、Ｆ２と等しい。
【０１７５】
送信ＩＱインバランス推定部９０８は、以上で示した伝達特性行列Ｂの性質を利用して、送信ＩＱインバランス行列Ｑtxの推定を行う。具体的には、Ｂに関する２つの固有ベクトルを計算することで、送信ＩＱインバランス行列Ｑtxの逆行列Ｑ-1txを算出する。
【０１７６】
送信ＩＱインバランス推定部９０８は、はじめに、受信ＩＱインバランス除去部９０７より与えられた伝達特性行列Ｂを用いて、Ｂに関する２つの固有ベクトルを算出する。以下では、Ｂから算出した２つの固有ベクトルを
Ｗ１＝［ｗ１(1) ｗ１(2)］T
Ｗ２＝［ｗ２(1) ｗ２(2)］T
と表記する（Ｔは転置演算を表す）。
【０１７７】
次に、送信ＩＱインバランス推定部９０８は、２つの固有ベクトルＷ１、Ｗ２から、送信ＩＱインバランス行列Ｑtxの逆行列を推定する。ここで、送信ＩＱインバランスの位相誤差φtxが−π／２＜φtx＜π／２の範囲に収まっていると仮定する。この場合、式（４９）で定義したＱ-1txにおいて、関係式｜αtx｜＞｜βtx｜が成立する。そこで、送信ＩＱインバランス推定部９０８は、固有ベクトルＷ１に関して条件｜ｗ１(1)｜＞｜ｗ１(2)｜を満足する場合（または、固有ベクトルＷ２に関して条件｜ｗ２(1)｜＞｜ｗ２(2)｜を満足する場合）、次式により送信ＩＱインバランス行列Ｑtxの逆行列の推定値Ｑ’-1txを算出する。
【０１７８】
Ｑ’-1tx＝［Ｗ１ Ｗ２］
（｜ｗ１(1)｜＞｜ｗ１(2)｜または
｜ｗ２(2)｜＞｜ｗ２(1)｜）            （５２）
一方、固有ベクトルＷ１に関して条件｜ｗ１(2)｜≧｜ｗ１(1)｜を満足する場合（または、固有ベクトルＷ２に関して条件｜ｗ２(1)｜≧｜ｗ２(2)｜を満足する場合）、次式により送信ＩＱインバランス行列Ｑtxの逆行列の推定値Ｑ’-1txを算出する。
【０１７９】
Ｑ’-1tx＝［Ｗ２ Ｗ１］
（｜ｗ１(2)｜≧｜ｗ１(1)｜または
｜ｗ２(1)｜≧｜ｗ２(2)｜）            （５３）
送信ＩＱインバランス推定部９０８は、式（５２）または式（５３）によって計算したＱ’-1txに関して、その逆行列Ｑ’tx＝｛Ｑ’-1tx｝-1を算出することで、送信ＩＱインバランス行列の計算を行う。
【０１８０】
その後、送信ＩＱインバランス推定部９０８は、送信ＩＱインバランス行列の推定値Ｑ’txを示す信号Ｓ９０８を、チャネル推定部９０９と送信ＩＱインバランス補償部９１１に与える。
【０１８１】
なお、第４の実施形態の送信ＩＱインバランス推定部９０８は、チャネル推定部９０９と送信ＩＱインバランス補償部９１１に、送信ＩＱインバランス行列の推定値Ｑ’txを与えるが、これに限らず、その逆行列Ｑ’-1txを与える構成であってもよい。
【０１８２】
チャネル推定部９０９は、送信ＩＱインバランス推定部９０８より与えられた送信ＩＱインバランス行列の推定値Ｑ’txと、受信ＩＱインバランス補償部９０３より与えられたチャネル推定用プリアンブル信号Ｚ’rx（ｋ）を用いて、チャネル特性を推定する。ここで、ｋ番目のサブキャリアにおけるチャネル特性ｈ（ｋ）の推定値をｈ’（ｋ）とする。
【０１８３】
以下、説明を簡単にするため、±ｋ番目のサブキャリア（（ｋ∈Ｓｚ＋）におけるチャネル特性の推定値を、次式（５４）の行列Ｈ’（ｋ）で表記する。
【０１８４】
【数３１】
2008312149.tif 000028
【０１８５】
このとき、チャネル推定部９０９は、次式の処理により、チャネル行列Ｈ’（ｋ）を推定する。
【０１８６】
Ｈ’（ｋ）＝Ｚ’rx（ｋ）｛Ｚtx（ｋ）｝-1Ｑ’-1tx              （５５）
送信ＩＱインバランス行列の推定が完全で（Ｑ’tx＝Ｑtx）、かつ、式（３１）が成立すると仮定した場合、式（５５）は次式のように展開でき、正しくチャネル行列Ｈ（ｋ）を推定できることがわかる。
【０１８７】
Ｈ’（ｋ）＝Ｚ’rx（ｋ）｛Ｚtx（ｋ）｝-1Ｑ’-1tx
＝Ｈ（ｋ）ＱtxＺtx（ｋ）｛Ｚtx（ｋ）｝-1Ｑ-1tx
＝Ｈ（ｋ）
（５６）
チャネル推定部９０９は、式（５５）によって計算したチャネル行列Ｈ’（ｋ）を示す信号Ｓ９１１をチャネル等化部９１０に与える。
【０１８８】
次に、チャネル等化部９１０における処理の一例について説明する。このチャネル等化については他の公知の技術を用いることが可能である。
【０１８９】
チャネル等化部９１０は、受信ＩＱインバランス補償部９０３より与えられたデータ信号Ｄ’rx（ｋ）に対して、チャネル歪みを除去するための等化を行う。ここで、受信ＩＱインバランス補償後のデータ信号ｄ’rx(k、n)に対して、チャネル歪みを除去した後の信号をｄeq(k、n)とする。
【０１９０】
以下、説明を簡単にするため、±ｋ番目のサブキャリア（ｋ∈Ｓｄ＋）において、チャネル歪みを除去した後のデータ信号を、次式のベクトルＤeq（ｋ）で表記する。
【０１９１】
【数３２】
2008312149.tif 000029
【０１９２】
このとき、チャネル等化部９１０は、次式の処理により、データ信号Ｄeq（ｋ）に対して、チャネル歪みの影響を除去するための補償を行う。
【０１９３】
Ｄeq（ｋ）＝｛Ｈ’（ｋ）｝-1Ｄ’rx（ｋ）    （ｋ∈Ｓｄ＋）
（５８）
伝送路行列の推定が完全で（Ｈ’（ｋ）＝Ｈ（ｋ））、かつ、式（３０）が成立すると仮定した場合、式（５８）は次式（５９）のように展開できる。式（５９）チから、ャネル歪みの影響Ｈ（ｋ）が除去されていることがわかる。
【０１９４】
Ｄeq（ｋ）＝｛Ｈ’（ｋ）｝-1Ｄ’rx（ｋ）
＝｛Ｈ’（ｋ）｝-1Ｈ（ｋ）ＱtxＤtx（ｋ）
＝ＱtxＤtx（ｋ）
（５９）
チャネル等化部９１０は、式（５８）によって計算したチャネル歪み等化後のデータ信号Ｄeq（ｋ）を示す信号Ｓ９１２を送信ＩＱインバランス補償部９１１に与える。
【０１９５】
送信ＩＱインバランス補償部９１１は、送信ＩＱインバランス行列の推定値Ｑ’txを示す出力信号Ｓ９０８が送信ＩＱインバランス推定部９０８から入力されると、チャネル歪み除去後のデータ信号Ｄeq（ｋ）に対して、送信ＩＱインバランスの影響を除去するための補償を行う。より具体的には、式（５９）の送信ＩＱインバランス行列Ｑtxを除去することで、送信ＩＱインバランスに起因するサブキャリア間の干渉の補償を行う。ここで、チャネル歪み除去後のデータ信号ｄeq(k、n)に対して、送信ＩＱインバランスを補償した後の信号をｄ’eq(k、n)とする。以下、説明を簡単にするため、±ｋ番目のサブキャリア（ｋ∈Ｓｄ＋）において送信ＩＱインバランス補償後の信号を、次式のベクトルＤ’eq（ｋ）で表記する。
【０１９６】
【数３３】
2008312149.tif 000030
【０１９７】
このとき、送信ＩＱインバランス補償部９１１は、次式の処理により、チャネル歪み除去後のデータ信号Ｄeq（ｋ）に対して、送信ＩＱインバランスの影響を除去するための補償を行う。
【０１９８】
Ｄ’eq（ｋ）＝Ｑ’-1txＤeq（ｋ）            （ｋ∈Ｓｄ＋）
（６１）
送信ＩＱインバランス行列の推定が完全で（Ｑ’tx＝Ｑtx）、かつ、式（５９）が成立すると仮定した場合、式（６１）は次式（６２）のように展開できる。式（６２）から送信ＩＱインバランスの影響（Ｑtxの項）が除去されていることがわかる。
【０１９９】
Ｄ’eq（ｋ）＝Ｑ’-1txＤeq（ｋ）
＝Ｑ-1txＱtxＤtx（ｋ）
＝Ｄtx（ｋ）                                （６２）
（第４の実施形態の効果）
以上説明したように、第４の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置では、中心周波数に対して対称のサブキャリアにある２組のパイロット信号に関する伝達特性を推定し、推定した２組の伝達特性を用いて送信ＩＱインバランスの影響を除去した後、受信ＩＱインバランスの特性を推定する。また、推定した２組の伝達特性を用いて受信ＩＱインバランスの影響を除去した後、送信ＩＱインバランスの特性を推定する。
【０２００】
その後、推定した受信ＩＱインバランスの特性と送信ＩＱインバランスの特性を用いて、受信ＩＱインバランスと送信ＩＱインバランスの両者の影響を除去するための補償を行う。
【０２０１】
本実施形態では、受信ＩＱインバランスの影響だけでなく、送信ＩＱインバランスの影響も補償するため、さらに高い精度でデータ信号の復調を行うことができる。
【０２０２】
［第５の実施形態］
図１０に示すように、第５の実施形態に係る無線通信システムでは、アンテナ１００２を有する無線通信装置１００１から無線周波数帯の信号が送信され、該無線周波数帯の信号が、アンテナ１００４を有する無線通信装置１００３によって受信される。また、アンテナ１００４を有する無線通信装置１００３から無線周波数帯の信号が送信され、該無線周波数帯の信号が、アンテナ１００２を有する無線通信装置１００１によって受信される。
【０２０３】
ここでは、無線通信装置１００１と無線通信装置１００３がそれぞれ１つのアンテナを有する場合について述べるが、無線通信装置１００１及び無線通信装置１００３が複数のアンテナを有していてもよい。また、無線通信装置１００１及び無線通信装置１００３が送信する信号はＯＦＤＭ信号に限定されず、シングルキャリア信号、符号分割多重信号など任意の伝送方式を適用した信号を送信することが可能である。
【０２０４】
第１の実施形態から第４の実施形態では、ＯＦＤＭ受信装置１０３がＯＦＤＭ送信装置１０１より送信されたパイロット信号を用いて、受信ＩＱインバランス特性の推定を行っていた。第５の実施形態では、無線通信装置１００３は、無線通信装置１００３内でパイロット信号を発生させ、そのパイロット信号を用いて、受信ＩＱインバランス特性の推定を行う。
【０２０５】
次に、図１１を用いて図１０中の無線通信装置１００３について説明する。無線通信装置１００３はパイロット信号発生部１１０１、送信信号発生部１１０２、直交変調器を含む無線送信部１１０３、スイッチ１１０４、直交復調器を含む無線受信部１１０５、周波数分離部１１０６、伝達特性推定部１１０７、送信ＩＱインバランス除去部１１０８、受信ＩＱインバランス推定部１１０９及び受信処理部１１１０を有する。
【０２０６】
無線通信装置１００３は、（Ａ）事前処理モード、（Ｂ）受信処理モード、（Ｃ）送信処理モードの３種類のモードを有し、それぞれのモードに応じて異なる処理を行う。以下、それぞれのモードにおける無線通信装置１００３の処理について説明する。
【０２０７】
（Ａ）事前処理モードにおける動作
無線通信装置１００３では、受信処理モードに遷移する前に、事前処理を行う。無線通信装置１００３が事前処理モードに遷移すると、まずパイロット信号発生部１１０１が、複数の周波数成分に送信パイロット信号を割り当てたディジタル信号Ｓ１１０１を生成し、生成したディジタル信号Ｓ１１０１を無線送信部１１０３に与える。無線送信部１１０３は、ディジタル信号Ｓ１１０１をアナログ信号に変換し、さらに無線周波数帯（ＲＦ）の信号に周波数変換を行って、ＲＦ信号Ｓ１１０３を生成する。
【０２０８】
無線送信部１１０３より出力されるＲＦ信号Ｓ１１０３は、スイッチ１１０４に入力される。事前処理モードにおいて、スイッチ１１０４は、端子Ｔ２と端子Ｔ３を接続し、無線送信部１１０３より出力されたＲＦ信号Ｓ１１０３を無線受信部１１０５に入力する。
【０２０９】
なお、本実施形態において、チャネル特性とは、無線送信部１１０３の周波数特性、無線送信部１１０３から無線受信部１１０５までの経路が持つ周波数特性、及び無線受信部１１０５の周波数特性の以上３つを併せた特性のことを指す。また、図示はしないが、無線送信部１１０３、無線送信部１１０３から無線受信部１１０５までの経路、無線受信部１１０５のいずれかに、付加的に周波数特性を与えるユニット（アナログフィルタ等）を挿入してもよい。
【０２１０】
無線受信部１１０５は、無線送信部１１０３から出力されたＲＦ信号Ｓ１１０３をベースバンドの信号へと周波数変換を行った後、ディジタル信号Ｓ１１０６に変換する。なお、無線送信部１１０３と無線受信部１１０５は、それぞれ個別に発信器を持つ必要は無く、１つの発信器を無線送信部１１０３と無線受信部１１０５で共用してもよい。
【０２１１】
無線受信部１１０５から出力されたディジタル信号Ｓ１１０６は、周波数分離部１１０６に入力される。周波数分離部１１０６は、入力されたディジタル信号Ｓ１１０６を周波数成分毎の受信パイロット信号に分離し、得られた受信パイロット信号Ｓ１１０７を伝達特性推定部１１０７に入力する。なお、周波数分離部１１０６で、入力されたディジタル信号を各周波数成分に分離する方法は、ＦＦＴやフィルタバンクを用いる手法などの公知の技術を用いることが可能である。
【０２１２】
伝達特性推定部１１０７は、入力された受信パイロット信号Ｓ１１０７から、無線送信部１１０３で生じた送信ＩＱインバランス、チャネル特性及び無線受信部１１０５で生じた受信ＩＱインバランスのすべてを併せた伝達特性を推定する。伝達特性推定部１１０７により推定された伝達特性を示す情報Ｓ１１０８は、送信ＩＱインバランス除去部１１０８に与えられる。
【０２１３】
送信ＩＱインバランス除去部１１０８では、送信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性を生成し、当該特性を示す信号Ｓ１１０９を受信ＩＱインバランス推定部１１０９に与える。
【０２１４】
受信ＩＱインバランス推定部１１０９では、与えられた伝達特性から受信ＩＱインバランスの特性を推定し、当該特性を示す信号Ｓ１１１０を受信処理部１１１０に与える。
【０２１５】
図１２は、パイロット信号発生部１１０１において生成されるディジタル信号Ｓ１１０１の構成例を示している。
【０２１６】
時刻ｔ１から時刻ｔ１＋Δの区間では、周波数＋ｆ１を用いてパイロット信号が送信される。時刻ｔ２から時刻ｔ２＋Δの区間では、周波数−ｆ１を用いてパイロット信号が送信される。時刻ｔ３から時刻ｔ３＋Δの区間では、周波数＋ｆ２を用いてパイロット信号が送信される。時刻ｔ４から時刻ｔ４＋Δの区間では、周波数−ｆ２を用いてパイロット信号が送信される。ここで、時刻ｔｎから時刻ｔｎ＋Δの区間で、周波数ｆを用いて送信されるパイロット信号をｐtx(f、tn)と定義する。このとき、正の周波数＋ｆｋ（ｋ＝１、２）で送信されるパイロット信号については、ｎ＝２ｋ−１の関係が成立する。また、負の周波数−ｆｋ（ｋ＝１、２）で送信されるパイロット信号については、ｎ＝２ｋの関係が成立する。
【０２１７】
パイロット信号はそれぞれ中心周波数に対して対称の位置にある周波数のペアを用いて送信される。つまり、パイロット信号が送信される周波数の集合をＳｆとすると、
＋ｆｋ∈Ｓｆならば、−ｆｋ∈Ｓｆが成立する。
【０２１８】
なお、本実施形態では、パイロット信号が周波数毎に異なる時刻で送信されているが、これに限らない。中心周波数に対して対称の位置関係にある２つのパイロット信号が異なる時刻で送信されていれば、任意の時刻でパイロット信号を送信することが可能である。例えば、中心周波数に対して対称の位置関係にない２つのパイロット信号ｐtx(+f1、t1)、ｐtx(+f2、t3)は、同時刻ｔ１＝ｔ３に送信されてもよい。また、パイロット信号をｔ２＝ｔ３＜ｔ４＜ｔ１の順序関係で送信してもよい。
【０２１９】
以下、説明を簡単にするため、±ｆｋの周波数を用いて送信される２つのパイロット信号を次式の行列Ｐtx（ｆｋ）で表記する。
【０２２０】
【数３４】
2008312149.tif 000031
【０２２１】
さらに、周波数成分毎に分離された信号Ｓ１１０７の中で、時刻ｔｎから時刻ｔｎ＋Δの区間において、周波数ｆで受信されるパイロット信号をｐrx(f、tn)と定義し、±ｋの周波数における受信パイロット信号を次式の行列Ｐrx（ｆｋ）で表記する。
【０２２２】
【数３５】
2008312149.tif 000032
【０２２３】
無線送信部１１０３及び無線受信部１１０５でそれぞれ送信ＩＱインバランス及び受信ＩＱインバランスが生じた場合、受信パイロット信号Ｐrx（ｆｋ）は次式で表現できる。
【０２２４】
Ｐrx（ｆｋ）＝ＱrxＨ（ｆｋ）ＱtxＰtx（ｆｋ）
＝Ｃ（ｆｋ）Ｐtx（ｆｋ）    （ｋ＝１、２）
（６５）
ここで、Ｑtx及びＱrxは、それぞれ式（１２）及び式（１３）で与えた送信ＩＱインバランス行列及び受信ＩＱインバランス行列である。Ｈ（ｆｋ）は、周波数±ｆｋにおけるチャネル特性を表す行列であり、周波数＋ｆｋにおけるチャネル特性ｈ（＋ｆｋ）と周波数−ｆｋにおけるチャネル特性ｈ（−ｆｋ）を用いて次式で表現できる。
【０２２５】
【数３６】
2008312149.tif 000033
【０２２６】
また、Ｃ（ｆｋ）は、送信ＩＱインバランスＱtx、周波数±ｆｋにおけるチャネル特性及び受信ＩＱインバランスＱrxのすべてを併せた伝達特性行列であり、次式で表現できる。
【０２２７】
Ｃ（ｆｋ）＝ＱrxＨ（ｆｋ）Ｑtx
（６７）
以下、伝達特性推定部１１０７、送信ＩＱインバランス除去部１１０８及び受信ＩＱインバランス推定部１１０９の詳細な処理について説明する。
【０２２８】
まず、伝達特性推定部１１０７の処理について説明する。伝達特性推定部１１０６は、１組目の周波数±ｆ１及び２組目の周波数±ｆ２のそれぞれについて、送信ＩＱインバランス、チャネル特性及び受信ＩＱインバランスのすべてを併せた伝達特性行列を推定する。ここで、周波数±ｆｋに関する伝達特性行列Ｃ（ｆｋ）の推定値をＣ’（ｆｋ）とした場合、伝達特性推定部１１０７は、受信パイロット信号Ｐrx（ｆｋ）と既知の送信パイロット信号Ｐtx（ｆｋ）を用いて、次式により伝達特性行列Ｃ’（ｆｋ）を計算する。
【０２２９】
Ｃ’（ｆｋ）＝Ｐrx（ｆｋ）｛Ｐtx（ｆｋ）｝-1    （ｋ＝１、２）
（６８）
送信パイロット信号が式（６３）で与えられる場合、｛Ｐtx（ｆｋ）｝-1は、次式で計算できる。
【０２３０】
【数３７】
2008312149.tif 000034
【０２３１】
伝達特性推定部１１０７は、式（６８）の計算によって推定した１組目の周波数±ｆ１に関する伝達特性行列Ｃ’（ｆ１）と２組目の周波数±ｆ２に関する伝達特性行列Ｃ’（ｆ２）を示す信号Ｓ１１０８を送信ＩＱインバランス除去部１１０８に与える。
【０２３２】
次に、送信ＩＱインバランス除去部１１０８の処理について説明する。送信ＩＱインバランス除去部１１０８は、伝達特性推定部１１０７から与えられた周波数±ｆ１及び±ｆ２に関する伝達特性行列の推定値Ｃ’（ｆ１）及びＣ’（ｆ２）を用いて、送信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性を生成する。ここで、送信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性をＡとした場合、送信ＩＱインバランス除去部１１０８は、次式によりＡを計算する。
【０２３３】
Ａ＝Ｃ’（ｆ１）｛Ｃ’（ｆ２）｝-1
（７０）
送信ＩＱインバランス除去部１１０８は、式（７０）によって計算した伝達特性行列Ａを示す信号Ｓ１１０９を受信ＩＱインバランス推定部１１０９に与える。
【０２３４】
受信ＩＱインバランス推定部１１０９の処理について説明する。受信ＩＱインバランス推定部１１０９は、まず、送信ＩＱインバランス除去部１１０８より与えられた伝達特性行列Ａを用いて、Ａに関する２つの固有ベクトルを算出する。以下、Ａから算出した２つの固有ベクトルを
Ｖ１＝［ｖ１(1) ｖ１(2)］T
Ｖ２＝［ｖ２(1) ｖ２(2)］T
と表記する。
【０２３５】
次に、受信ＩＱインバランス推定部１１０９は、２つの固有ベクトルＶ１、Ｖ２から、受信ＩＱインバランス行列Ｑrxを推定する。固有ベクトルＶ１に関して条件｜ｖ１(1)｜＞｜ｖ１(2)｜を満足する場合（または、固有ベクトルＶ２に関して条件｜ｖ２(2)｜＞｜ｖ２(1)｜を満足する場合）、次式により受信ＩＱインバランス行列の推定値Ｑ’rxを算出する。
【０２３６】
Ｑ’rx＝［Ｖ１ Ｖ２］  
（｜ｖ１(1)｜＞｜ｖ１(2)｜または｜ｖ２(2)｜＞｜ｖ２(1)｜）
（７１）
一方、固有ベクトルＶ１に関して条件｜ｖ１(2)｜≧｜ｖ１(1)｜を満足する場合（または固有ベクトルＶ２に関して条件｜ｖ２(1)｜≧｜ｖ２(2)｜を満足する場合）、次式により受信ＩＱインバランス行列の推定値Ｑ’rxを算出する。
【０２３７】
Ｑ’rx＝［Ｖ２ Ｖ１］
（｜ｖ１(2)｜≧｜ｖ１(1)｜または｜ｖ２(1)｜≧｜ｖ２(2)｜）
（７２）
受信ＩＱインバランス推定部１１０９は、式（７１）または式（７２）によって計算した受信ＩＱインバランス行列の推定値Ｑ’rxを示す信号Ｓ１１１０を受信処理部１１１０に与える。
【０２３８】
仮に、伝達特性推定部１１０７から与えられた伝達特性行列の推定値が、Ｃ’（ｆ１）＝Ｃ’（ｆ２）であるとした場合、式（７０）より伝達特性行列Ａは単位行列となる。その場合、行列Ａの固有ベクトルを一意に求めることができないという問題が生じる。前述したように、無線送信部１１０３、無線送信部１１０３から無線受信部１１０５までの経路、無線受信部１１０５のいずれかに、付加的に周波数特性を与えるユニットを挿入した場合、このＣ’（ｆ１）＝Ｃ’（ｆ２）となる確率を低く抑えることができ、この結果、固有ベクトルを一意に求めることが可能となる。
【０２３９】
（Ｂ）受信処理モードにおける動作
無線通信装置１００３は、無線通信装置１００１から送信された無線周波数帯の信号が受信アンテナ１００４で受信されると受信処理モードに遷移し、以下で説明する処理を行う。
【０２４０】
まず、受信アンテナ１００４で受信された無線周波数帯の信号Ｓ１１０５が、スイッチ１１０４に入力される。受信処理モードにおいて、スイッチ１１０４は、端子Ｔ１と端子Ｔ３を接続し、無線周波数帯の信号Ｓ１１０５を無線受信部１１０５に入力する。無線受信部１１０５では、スイッチ１１０４により入力された無線周波数帯の信号Ｓ１１０５をベースバンドの信号へと周波数変換を行った後、ディジタル信号Ｓ１１１１に変換し、受信処理部１１１０へ出力する。
【０２４１】
受信処理部１１１０は、ディジタル信号Ｓ１１１１に対し、受信ＩＱインバランス推定部１１０９から入力された受信ＩＱインバランス特性Ｑ’rxに従って、例えば、次式で示すような受信ＩＱインバランスの補償処理を行う。
【０２４２】
Ｙ’（ｔ）＝Ｑ’-1rxＹ（ｔ）                         （７３）
ここで、Ｙ（ｔ）は、時刻ｔにおける受信ＩＱインバランス補償前のディジタル信号
ｙ(t)=ｙI(t)+ｊｙQ(t)
（ｙI(t)及びｙQ(t)はそれぞれ受信ＩＱインバランス補償前の同相成分の信号及び直交成分の信号）を用いて、次式により与えられるベクトルである。
【０２４３】
【数３８】
2008312149.tif 000035
【０２４４】
また、Ｙ’（ｔ）は、時刻ｔにおける受信ＩＱインバランス補償後のディジタル信号
ｙ’(t)=ｙ’I(t)+ｊｙ’Q(t)
（ｙ’I(t)及びｊｙ’Q(t)はそれぞれ受信ＩＱインバランス補償後の同相成分の信号及び直交成分の信号）を用いて、次式により与えられるベクトルである。
【０２４５】
【数３９】
2008312149.tif 000036
【０２４６】
受信処理部１１１０ではさらに、受信ＩＱインバランス補償後の信号に対して、その信号のフレーム構成や伝送方式に合わせた受信処理（チャネル推定、チャネル等化、復号処理等）を施すことで、送信データの再生データＳ１１１２を出力する。
【０２４７】
なお、受信処理部１１１０にＦＦＴ等の周波数分離部が含まれる場合は、事前処理モード時に用いられる周波数分離部１１０６を、受信処理部１１１０に含まれる周波数分離部で代用することが可能である。
【０２４８】
また、受信処理部１１１０にＦＦＴ等の周波数分離部が含まれ、ディジタル信号Ｓ１１１１がその周波数分離部によって、周波数成分毎に分離される場合は、式（７３）の代わりに次式の処理を行なうことで、受信ＩＱインバランスを補償することも可能である。
【０２４９】
Ｙ’（ｆｋ）＝Ｑ’-1rxＹ（ｆｋ）               （７６）
ここで、Ｙ（ｆｋ）は、周波数成分毎に分離されたディジタル信号に含まれる周波数成分＋ｆｋの信号ｙ(+fk)及び周波数成分−ｆｋの信号ｙ(-fk)を用いて、次式により与えられるベクトルである。
【０２５０】
【数４０】
2008312149.tif 000037
【０２５１】
また、Ｙ’（ｆｋ）は、受信ＩＱインバランス補償後の周波数成分＋ｆｋの信号ｙ’（＋ｆｋ）、及び周波数成分−ｆｋの信号ｙ’(-fk)を用いて、次式により与えられるベクトルである。
【０２５２】
【数４１】
2008312149.tif 000038
【０２５３】
（Ｃ）送信処理モードにおける動作
無線通信装置１００３は、無線通信装置１００１へ信号の送信を行う際に、送信処理モードに遷移し、以下で説明する処理を行う。
【０２５４】
まず、送信信号発生部１１０２は、無線通信装置１００１へ送信するための任意のフレーム構成や伝送方式のディジタル信号を生成し、ディジタル信号Ｓ１１０２を無線送信部１１０３に入力する。
【０２５５】
無線送信部１１０３は、ディジタル信号Ｓ１１０２をアナログ信号に変換し、さらに無線周波数帯の信号に周波数変換を行って、ＲＦ信号Ｓ１１０３を生成する。ＲＦ信号Ｓ１１０３はスイッチ１１０４に入力される。
【０２５６】
送信処理モードにおいて、スイッチ１１０４は、端子Ｔ１と端子Ｔ２を接続し、無線送信部１１０３から出力されたＲＦ信号Ｓ１１０３を送信信号Ｓ１１０４として、アンテナ１００４へ出力する。送信信号Ｓ１１０４は、送信アンテナ１００４により送信される。
【０２５７】
（第５の実施形態の効果）
以上説明したように、上記第５の実施形態に係る無線通信装置１００３によれば、中心周波数に対して対称の周波数成分にある２組のパイロット信号に関する伝達特性を推定し、推定した２組の伝達特性を用いて送信ＩＱインバランスの影響を除去した後、受信ＩＱインバランスの特性を推定をする。そのため、送信ＩＱインバランスによる誤差の影響を受けずに、受信ＩＱインバランスの特性を高精度に推定することができる。
【０２５８】
さらに、上記第５の実施形態に係る無線通信装置１００３では、無線通信装置１００３内でパイロット信号を発生させ、そのパイロット信号を用いて、受信ＩＱインバランス特性の推定を行う。そのため、他の無線通信装置からの信号を用いずに、無線通信装置１００３単体で受信ＩＱインバランスの特性を推定できる。
【０２５９】
また、１つの発信器を無線送信部１１０３と無線受信部１１０５で共用した場合、無線送信部と無線受信部の間の周波数誤差（周波数オフセット）が生じないため、周波数オフセットによる誤差の影響を受けずに、受信ＩＱインバランスの特性を推定できる。
【０２６０】
（変形例）
上記第５の実施形態に係る無線通信装置１００３では、無線通信装置１００３内でパイロット信号を発生させていたが、第１の実施形態と同様、無線通信装置１００１等の他の無線通信装置がパイロット信号を送信し、無線通信装置１００３はそのパイロット信号を用いて、受信ＩＱインバランスを推定してもよい。その際のチャネル特性は、第１の実施形態と同様、無線通信装置１００１から無線通信装置１００３までの無線伝搬路が持つ周波数特性のことを指す（無線送信部１１０３の周波数特性や無線受信部１１０５の周波数特性が含まれていてもよい）。
【０２６１】
また、他の無線通信装置がパイロット信号を送信する際、パイロット信号とは異なる周波数、時間、符号系列、送信アンテナ等を用いて、パイロット信号と同時にデータ信号を送信してもよい。
【０２６２】
また、第５の実施形態に係るパイロット信号は、図１２で示したように、中心周波数に対して対称の位置関係にある２つのパイロット信号が異なる時刻で送信されていたが、これに限られない。例えば、図１３に示すように、対称の位置関係にある２つのパイロット信号が同時刻に送信されてもよい。
【０２６３】
図１３において、時刻ｔ１から時刻ｔ１＋Δの区間では、パイロット信号ｐtx(+f1、t1)及びｐtx(-f1、t1)が送信される。時刻ｔ２から時刻ｔ２＋Δの区間では、パイロット信号ｐtx(+f1、t2)及びｐtx(-f1、t2)が送信される。時刻ｔ１から時刻ｔ３＋Δの区間では、パイロット信号ｐtx(+f2、t3)及びｐtx(-f2、t3)が送信される。時刻ｔ４から時刻ｔ４＋Δの区間では、パイロット信号ｐtx(+f2、t4)及びｐtx(-f2、t4)が送信される。
【０２６４】
なお、同一の周波数を用いて送信されるパイロット信号が異なる時刻で送信されていれば、任意の時刻でパイロット信号を送信することが可能である。例えば、周波数±ｆ１を用いて送信される時刻ｔ１から時刻ｔ１＋Δ区間のパイロット信号と、周波数±ｆ２を用いて送信される時刻ｔ３から時刻ｔ３＋Δ区間のパイロット信号は、同時刻ｔ１＝ｔ３に送信されてもよい。また、パイロット信号をｔ２＝ｔ３＜ｔ４＜ｔ１の順序関係で送信してもよい。
【０２６５】
図１３に示すパイロット信号は、本発明で用いられるパイロット信号の一般系を表している。図１２に示したパイロット信号は、図１３で示したパイロット信号のｐtx(+f1、t2)、ｐtx(-f1、t1)、ｐtx(+f2、t4)及びｐtx(-f2、t3)の値を零とした一例であると考えてよい。
【０２６６】
パイロット信号の一般系である、図１３のパイロット信号が用いられる場合、送信パイロット信号の行列Ｐtx（ｆｋ）を次式で定義した上で、前述した事前処理を行う。
【０２６７】
【数４２】
2008312149.tif 000039
【０２６８】
式（６３）は、上式（７９）に、
ｐtx（＋ｆ１、ｔ２）＝ｐtx（−ｆ１、ｔ１）
＝ｐtx（＋ｆ２、ｔ４）
＝ｐtx（−ｆ２、ｔ３）
＝０
を代入した例であると考えることができる。
【０２６９】
送信パイロット信号は、次式の条件を満足する必要がある。
【０２７０】
【数４３】
2008312149.tif 000040
【０２７１】
送信パイロット信号が式（８０）の条件を満足した場合、逆行列｛Ｐtx（ｆｋ）｝-1が計算でき、式（６８）で示した伝達特性行列の推定を行なうことが可能となる。
【０２７２】
また、送信パイロット信号は、望ましくは、下式に示す条件を満足する．
【０２７３】
【数４４】
2008312149.tif 000041
【０２７４】
送信パイロット信号が式（８１）の条件を満足した場合、雑音環境下における式（６８）の推定精度が改善されるという利点がある。なお、図１２で示したパイロット信号は、
ｐtx(+f1、t2)＝ｐtx(-f1、t1)
＝ｐtx(+f2、t4)
＝ｐtx(-f2、t3)
＝０
であるため、式（８０）及び式（８１）の両者を満足する。
【０２７５】
また、送信パイロット信号は、望ましくは、下式に示す条件を満足する。
【０２７６】
Ｐtx（ｆ１）＝μＰtx（ｆ２）（μは任意の複素係数）        （８２）
送信パイロット信号が式（８２）の条件を満足した場合、第２の実施形態と同様、受信パイロット信号から直接、送信ＩＱインバランス除去後の伝達特性を推定できる。つまり、式（６８）の処理を行わずに、次式で示すように受信パイロット信号Ｐrx（ｆｋ）をそのまま伝達特性行列Ｃ’（ｆｋ）として与え、式（７０）の計算をすればよい。
【０２７７】
Ｃ’（ｆｋ）＝Ｐrx（ｆｋ）    （ｋ＝１、２）
この場合、無線通信装置１００３において伝達特性推定部１１０７を省くことが可能となり、受信装置の演算量や回路規模を削減することが可能となる。
【０２７８】
［第６の実施形態］
第６の実施形態に係る無線通信装置１００３は、無線通信装置１００３内でパイロット信号を発生させ、そのパイロット信号を用いて、送信ＩＱインバランス特性の推定を行う。さらに、無線通信装置１００３は、無線通信装置１００１へ送信する信号に対して、推定した送信ＩＱインバランス特性に従って、送信ＩＱインバランスの事前補償を行う。
【０２７９】
次に、図１４を用いて図１０の無線通信装置１００３について説明する。無線通信装置１００３は、パイロット信号発生部１４０１、送信信号発生部１４０２、直交変調器を含む無線送信部１４０３、スイッチ１４０４、直交復調器を含む無線受信部１４０５、周波数分離部１４０６、伝達特性推定部１４０７、受信ＩＱインバランス除去部１４０８、送信ＩＱインバランス推定部１４０９及び受信処理部１４１０を含む。
【０２８０】
無線通信装置１００３は、（Ａ）事前処理モード、（Ｂ）受信処理モード、（Ｃ）送信処理モードの３種類のモードを有し、それぞれのモードに応じて異なる処理を行う。以下、それぞれのモードにおける無線通信装置１００３の処理について説明する。
【０２８１】
（Ａ）事前処理モードにおける動作
無線通信装置１００３は、送信処理モードに遷移する前に、以下で説明する事前処理を行う。無線通信装置１００３が事前処理モードに遷移すると、まずパイロット信号発生部１４０１が、複数の周波数成分に送信パイロット信号を割り当てたディジタル信号Ｓ１４０１を生成し、生成したディジタル信号Ｓ１４０１を無線送信部１４０３に与える。無線送信部１４０３は、ディジタル信号Ｓ１４０１をアナログ信号に変換し、さらに無線周波数帯（ＲＦ）の信号に周波数変換を行って、ＲＦ信号Ｓ１４０３を生成する。無線送信部１４０３から出力されるＲＦ信号Ｓ１４０３は、スイッチ１４０４に入力される。
【０２８２】
事前処理モードにおいて、スイッチ１４０４は、端子Ｔ２と端子Ｔ３を接続し、無線送信部１４０３より出力されたＲＦ信号Ｓ１４０３を無線受信部１４０５に入力する。なお、本実施形態において、チャネル特性とは、無線送信部１４０３の周波数特性、無線送信部１４０３から無線受信部１４０５までの経路が持つ周波数特性、及び無線受信部１４０５の周波数特性の以上３つを併せた特性のことを指す。また、図示はしないが、無線送信部１４０３、無線送信部１４０３から無線受信部１４０５までの経路、無線受信部１４０５のいずれかに、付加的に周波数特性を与えるユニット（アナログフィルタ等）を挿入してもよい。
【０２８３】
無線受信部１４０５では、無線送信部１４０３により出力されたＲＦ信号Ｓ１４０３をベースバンドの信号へと周波数変換を行った後、ディジタル信号Ｓ１４０６に変換する。
【０２８４】
なお、無線送信部１４０３と無線受信部１４０５は、それぞれ個別に発信器を持つ必要は無く、１つの発信器を無線送信部１４０３と無線受信部１４０５で共用してもよい。
【０２８５】
無線受信部１４０５から出力されたディジタル信号Ｓ１４０６は、周波数分離部１４０６に入力される。周波数分離部１４０６では、ディジタル信号Ｓ１４０６を周波数成分毎の受信パイロット信号に分離し、得られた周波数成分毎の受信パイロット信号Ｓ１４０７を伝達特性推定部１４０７に入力する。信号を周波数成分毎に分離する方法は、ＦＦＴやフィルタバンクを用いる手法などの公知の技術を用いることが可能である。
【０２８６】
伝達特性推定部１４０７は、入力された受信パイロット信号Ｓ１４０７から、無線送信部１４０３で生じた送信ＩＱインバランス、チャネル特性、及び無線受信部１４０５で生じた受信ＩＱインバランスのすべてを併せた伝達特性を推定する。伝達特性推定部１４０７により推定された伝達特性を示す情報Ｓ１４０８は、受信ＩＱインバランス除去部１４０８に与えられる。
【０２８７】
受信ＩＱインバランス除去部１４０８では、受信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性を生成し、当該特性を示す信号Ｓ１４０９を送信ＩＱインバランス推定部１４０９に与える。
【０２８８】
送信ＩＱインバランス推定部１４０９では、与えられた伝達特性から送信ＩＱインバランスの特性を推定し、当該特性を示す信号Ｓ１４１０を送信信号発生部１４０２に与える。
【０２８９】
第６の実施形態における無線通信装置１００３の事前処理モード時の動作は、受信ＩＱインバランス除去部１４０８及び送信ＩＱインバランス推定部１４０９以外は図１４（第５の実施形態）と同様である。
【０２９０】
以下、第６の実施形態で用いられる受信ＩＱインバランス除去部１４０８及び送信ＩＱインバランス推定部１４０９の詳細な処理について順次説明する。
【０２９１】
受信ＩＱインバランス除去部１４０８は、伝達特性推定部１４０７より与えられた周波数±ｆ１及び±ｆ２に関する伝達特性行列の推定値Ｃ’（ｆ１）及びＣ’（ｆ２）を用いて、受信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性を生成する。ここで、受信ＩＱインバランスの影響を除去した伝達特性をＢとした場合、受信ＩＱインバランス除去部１４０８は、次式によりＢを計算する。
【０２９２】
Ｂ＝｛Ｃ’（ｆ１）｝-1Ｃ（ｆ２）                          （８３）
受信ＩＱインバランス除去部１４０８は、式（８３）によって計算した伝達特性行列Ｂを示す信号Ｓ１４０９を送信ＩＱインバランス推定部１４０９に与える。
【０２９３】
次に、送信ＩＱインバランス推定部１４０９の処理について説明する。送信ＩＱインバランス推定部１４０９は、まず、受信ＩＱインバランス除去部１４０８から与えられた伝達特性行列Ｂを用いて、Ｂに関する２つの固有ベクトルを算出する。
【０２９４】
以下、Ｂから算出した２つの固有ベクトルを
Ｗ１＝［ｗ１(1) ｗ１(2)］T、
Ｗ２＝［ｗ２(1) ｗ２(2)］T
と表記する。
【０２９５】
次に、送信ＩＱインバランス推定部１４０９は、２つの固有ベクトルＷ１、Ｗ２から、送信ＩＱインバランス行列Ｑtxを推定する。固有ベクトルＷ１に関して条件｜ｗ１(1)｜＞｜ｗ１(2)｜を満足する場合（または、固有ベクトルＷ２に関して条件｜ｗ２(2)｜＞｜ｗ２(1)｜を満足する場合）、次式により送信ＩＱインバランス行列Ｑtxの逆行列の推定値Ｑ’-1txを算出する。
【０２９６】
Ｑ’-1tx＝［Ｗ１ Ｗ２］
（｜ｗ１(1)｜＞｜ｗ１(2)｜または｜ｗ２(2)｜＞｜ｗ２(1)｜）
（８４）
一方、固有ベクトルＷ１に関して条件｜ｗ１(2)｜≧｜ｗ１(1)｜を満足する場合（または、固有ベクトルＷ２に関して条件｜ｗ２(1)｜≧｜ｗ２(2)｜を満足する場合）、次式により送信ＩＱインバランス行列Ｑtxの逆行列の推定値Ｑ’-1txを算出する。
【０２９７】
Ｑ’-1tx＝［Ｗ２ Ｗ１］
（｜ｗ１(2)｜≧｜ｗ１(1)｜または｜ｗ２(1)｜≧＞｜ｗ２(2)｜）
（８５）
送信ＩＱインバランス推定部１４０９は、式（８４）または式（８５）によって計算した送信ＩＱインバランス行列の逆行列の推定値Ｑ’-1txを示す信号Ｓ１４１０を送信信号発生部１４０２に与える。
【０２９８】
仮に、伝達特性推定部１４０７により与えられた伝達特性行列の推定値がＣ’（ｆ１）＝Ｃ’（ｆ２）であるとした場合、式（８３）より伝達特性行列Ｂは単位行列となる。この場合、行列Ｂの固有ベクトルを一意に求めることができないという問題が生じる。前述したように、無線送信部１４０３、無線送信部１４０３から無線受信部１４０５までの経路、無線受信部１４０５のいずれかに、付加的に周波数特性を与えるユニットを挿入した場合、Ｃ’（ｆ１）＝Ｃ’（ｆ２）となる確率を低く抑えることができ、その結果、固有ベクトルを一意に求めることが可能となる。
【０２９９】
（Ｂ）受信処理モードにおける動作
無線通信装置１００３は、無線通信装置１００１から送信された無線周波数帯の信号が受信アンテナ１００４で受信されると受信処理モードに遷移し、以下で説明する処理を行う。
【０３００】
まず、受信アンテナ１００４で受信された無線周波数帯の信号Ｓ１４０５が、スイッチ１４０４に入力される。受信処理モードにおいて、スイッチ１４０４は、端子Ｔ１と端子Ｔ３を接続し、無線周波数帯の信号Ｓ１４０５を無線受信部１４０５に入力する。
【０３０１】
無線受信部１４０５では、スイッチ１４０４により入力された無線周波数帯の信号Ｓ１４０５をベースバンドの信号へと周波数変換を行った後、ディジタル信号Ｓ１４１１に変換し、受信処理部１４１０へ出力する。
【０３０２】
受信処理部１４１０は、ディジタル信号Ｓ１４１１の信号に対して、その信号のフレーム構成や伝送方式に合わせた受信処理（チャネル推定、チャネル等化、復号処理等）を施すことで、送信データの再生データＳ１４１２を出力する。
【０３０３】
なお、受信処理部１４１０にＦＦＴ等の周波数分離部が含まれる場合は、事前処理モード時に用いられる周波数分離部１４０６を、受信処理部１４１０に含まれる周波数分離部で代用することが可能である。
【０３０４】
（Ｃ）送信処理モードにおける動作
無線通信装置１００３は、無線通信装置１００１へ信号の送信を行う際に、送信処理モードに遷移し、以下で説明する処理を行う。
【０３０５】
まず、送信信号発生部１４０２は、無線通信装置１００１へ送信するための任意のフレーム構成や伝送方式のディジタル信号を生成する。送信信号発生部１４０２はさらに、生成したディジタル信号に対して、送信ＩＱインバランス推定部１４０９より入力された送信ＩＱインバランス特性の逆行列Ｑ’-1txに従って、次式で示すような送信ＩＱインバランスの事前補償を行う。
【０３０６】
Ｘ’（ｔ）＝Ｑ’-1txＸ（ｔ）                               （８６）
ここで、Ｘ’（ｔ）は、時刻ｔにおける送信ＩＱインバランス補償前のディジタル信号
ｘ(t)＝ｘI(t)＋ｊｘQ(t)
（ｘI(t)及びｘQ(t)はそれぞれ送信ＩＱインバランス補償前の同相成分の信号及び直交成分の信号）を用いて次式により与えられるベクトルである。
【０３０７】
【数４５】
2008312149.tif 000042
【０３０８】
また、Ｘ’（ｔ）は、時刻ｔにおける送信ＩＱインバランス補償後のディジタル信号
ｘ’(t)＝ｘ’I(t)＋ｊｘ’Q(t)
（ｘI(t)及びｘQ(t)はそれぞれ送信ＩＱインバランス補償後の同相成分の信号及び直交成分の信号）を用いて次式により与えられるベクトルである。
【０３０９】
【数４６】
2008312149.tif 000043
【０３１０】
送信信号発生部１４０２は、送信ＩＱインバランス補償後のディジタル信号Ｓ１４０２を無線送信部１４０３に入力する。無線送信部１４０３は、ディジタル信号Ｓ１４０２をアナログ信号に変換し、さらに無線周波数帯の信号に周波数変換を行って、ＲＦ信号Ｓ１４０３を生成する。ＲＦ信号Ｓ１４０３はスイッチ１４０４に入力される。送信処理モードにおいて、スイッチ１４０４は、端子Ｔ１と端子Ｔ２を接続し、無線送信部１４０３より出力されたＲＦ信号Ｓ１４０３を送信信号Ｓ１４０４としてアンテナ１００４に入力する。送信信号Ｓ１４０４は、送信アンテナ１００４により送信される。
【０３１１】
（第６の実施形態の効果）
以上説明したように、上記第６の実施形態に係る無線通信装置１００３では、中心周波数に対して対称の周波数成分にある２組のパイロット信号に関する伝達特性を推定し、推定した２組の伝達特性を用いて受信ＩＱインバランスの影響を除去した後、送信ＩＱインバランスの特性を推定をする。そのため、受信ＩＱインバランスによる誤差の影響を受けずに、送信ＩＱインバランスの特性を高精度に推定することができる。
【０３１２】
さらに、第６の実施形態に係る無線通信装置１００３では、無線通信装置１００３内でパイロット信号を発生させ、そのパイロット信号を用いて、送信ＩＱインバランス特性の推定を行う。そのため、他の無線通信装置からの信号を用いずに、無線通信装置１００３単体で自装置で生じる送信ＩＱインバランスの特性を推定できる。
【０３１３】
また、１つの発信器を無線送信部１４０３と無線受信部１４０５で共用した場合、無線送信部と無線受信部の間の周波数誤差（周波数オフセット）が生じないため、周波数オフセットによる誤差の影響を受けずに、送信ＩＱインバランスの特性を推定できる。
【０３１４】
また、推定した送信ＩＱインバランスの特性に従って、送信信号に送信ＩＱインバランスの補償を予め施すことで、無線通信装置１００３が変調精度の高い信号を送信することが可能である。その結果、無線通信装置１００１の受信精度を改善できる。
【０３１５】
（変形例）
第６の実施形態に係るパイロット信号は、図１２で示したように、中心周波数に対して対称の位置関係にある２つのパイロット信号が異なる時刻で送信されてもよい。
【０３１６】
図１３に示したパイロット信号は、式（８０）の条件と、望ましくは式（８１）及び式（８２）の条件を満足する。送信パイロット信号が式（８２）の条件を満足した場合は、第２実施形態と同様、無線通信装置１００３において伝達特性推定部１５０７を省くことが可能である。
【０３１７】
また、図１５に示すように、第５の実施形態と第６の実施形態を併せた無線通信装置１００３の構成も考えられる。
【０３１８】
図１５の無線通信装置１００３では、無線送信部１４０３及び無線受信部１４０５でそれぞれ生じる送信ＩＱインバランス及び受信ＩＱインバランスの両者を無線通信装置１００３自身で推定・補償することが可能である。
【０３１９】
以上説明したように、上記第１乃至第６の実施形態によれば、中心周波数に対して対称の周波数成分にある２組のパイロット信号に関して伝達特性を推定し、推定した２組の伝達特性を用いて送信／受信ＩＱインバランスの影響を除去した後、受信／送信ＩＱインバランスの特性を推定をする。このため、送信／受信ＩＱインバランスによる誤差の影響を受けずに、受信／送信ＩＱインバランスの特性を高精度に推定することができる。
【０３２０】
また、高精度に推定された受信／送信ＩＱインバランスの特性を用いて、受信データ信号を補償することで、受信データ信号の復調精度を大幅に改善できる。
【０３２１】
本発明の実施の形態に記載した本発明の手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することもできる。
【０３２２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０３２３】
【図１】第１、２、３及び４の実施形態に係るＯＦＤＭ通信システムの構成例を示す図。
【図２】第１、２、３及び４の実施形態に係るＯＦＤＭ信号送信装置の構成例を示す図。
【図３】無線送信部の概略構成図。
【図４】送信ＯＦＤＭ信号のフレーム構成例を示す図。
【図５】第１の実施形態に係るＦＤＭ信号受信装置の構成例を示す図。
【図６】無線受信部の概略構成例を示す図。
【図７】第２の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示す図。
【図８】第３の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示す図。
【図９】第４の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示す図。
【図１０】第５及び６の実施形態に係る通信システムの構成例を示す図。
【図１１】第５の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示す図。
【図１２】第５及び６の実施形態に係るパイロット信号の構成例を示す図。
【図１３】第５及び６の実施形態に係るパイロット信号の他の構成例を示す図。
【図１４】第６の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示す図。
【図１５】第５及び第６の実施形態に係る無線通信装置の機能を備えた無線通信装置の構成例を示した図。
【符号の説明】
【０３２４】
５０３…受信ＩＱインバランス補償部
５０４…伝達特性推定部
５０５…送信ＩＱインバランス除去部
５０６…受信ＩＱインバランス推定部
【図１】
2008312149.tif 000049
【図２】
2008312149.tif 000050
【図３】
2008312149.tif 000051
【図４】
2008312149.tif 000052
【図５】
2008312149.tif 000053
【図６】
2008312149.tif 000054
【図７】
2008312149.tif 000055
【図８】
2008312149.tif 000056
【図９】
2008312149.tif 000057
【図１０】
2008312149.tif 000058
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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