(57)【要約】【課題】演算量を増加させること無く、伝搬路のコヒーレンス性を保った範囲内で、複数の時間スロット、及び、複数のサブキャリアを平均する。【解決手段】複数の時間スロット及びサブキャリア（周波数）から成るパイロット信号を受信して、時間軸と周波数軸の平均範囲の組み合わせを平均範囲セットとして、第ｔ時間スロットを含む時間軸上のＰ（ｉ）個、及び周波数軸上のＱ（ｊ）個のチャネル推定値に重み係数を乗算し、加算した結果を出力して平均化チャネル推定値を求め、平均化チャネル推定値を用いて、各受信パイロット信号のチャネル補償を行って受信パイロットチャネル補償値を求め、送信パイロット信号点と受信パイロットチャネル補償値信号点間の信号間距離を用いて復調精度が最適なチャネル推定値を決定する。【選択図】図４
2008118411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線受信機に使用されるチャネル推定装置であって、
Ｍ（Ｍは自然数）個の時間スロット及びＮ（Ｎは自然数）個のサブキャリアから成るパイロット信号を受信パイロット信号として入力し、単位時間スロットあたり、及び、単位サブキャリアあたりのチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
前記チャネル推定値を入力とし、時間軸上における複数の異なる平均範囲Ｐ（１）、Ｐ（２）、…、Ｐ（Ｕ）（Ｐ（１）〜Ｐ（Ｕ）は、Ｐ（１）＜Ｐ（２）＜…＜Ｐ（Ｕ）を満たすＭ以下の自然数）時間スロット、及び、周波数軸上における複数の異なる平均範囲Ｑ（１）、Ｑ（２）、…、Ｑ（Ｖ）（Ｑ（１）〜Ｑ（Ｖ）は、Ｑ（１）＜Ｑ（２）＜…＜Ｑ（Ｖ）を満たすＮ以下の自然数）サブキャリアから成る、時間軸上と周波数軸上における平均範囲の組み合わせを、第１〜（Ｕ×Ｖ）の平均範囲セットとし、第（ｉ×Ｖ＋ｊ）の前記平均範囲セットに対し（ｉはＵ以下の自然数、ｊはＶ以下の自然数）、第（ｉ×Ｖ＋ｊ）の平均化チャネル推定値ベクトルの第ｔ（ｔは０以上Ｍ以下の整数）時間スロット第ｓ（ｓは０以上Ｎ以下の整数）サブキャリアの成分として、第ｔ時間スロットを含む時間軸上の連続したＰ（ｉ）個、及び、第ｓサブキャリアを含む周波数軸上の連続したＱ（ｊ）個、合計（Ｐ（ｉ）×Ｑ（ｊ））個のチャネル推定値に重み係数を乗算し、加算した結果を出力する平均化手段と、
前記受信パイロット信号と前記第１〜（Ｕ×Ｖ）の平均化チャネル推定値ベクトルを入力とし、前記受信パイロット信号を、前記第ｋ（ｋは、（Ｕ×Ｖ）以下の自然数）の平均化チャネル推定値ベクトルでチャネル補償して得られる第１〜（Ｎ×Ｍ）の信号点を、第ｋの受信パイロットチャネル補償ベクトルとし、前記受信パイロット信号の送信信号点である送信パイロット信号点と、前記第ｋの受信パイロットチャネル補償ベクトルにおける第１〜（Ｎ×Ｍ）の信号点それぞれとの信号間距離の計算結果を用いて、データ部のチャネル補償に用いる最適チャネル推定値を決定し出力する復調精度測定手段と
を備えることを特徴とする
チャネル推定装置。
【請求項２】
前記復調精度測定手段が、
チャネル補償の対象となる前記受信パイロット信号と同一の、時間スロットおよびサブキャリアに対応する平均化チャネル推定値ベクトルを用いて、前記受信パイロット信号のチャネル補償を行うことを特徴とする
請求項１に記載のチャネル推定装置。
【請求項３】
前記復調精度測定手段が、
チャネル補償の対象となる前記受信パイロット信号に対し、時間スロットまたはサブキャリアの少なくともいずれか一方が異なる平均化チャネル推定値ベクトルを用いて、前記受信パイロット信号のチャネル補償を行うことを特徴とする
請求項１に記載のチャネル推定装置。
【請求項４】
前記平均化手段が、
チャネル補償の対象となる前記受信パイロット信号の時間スロット及びサブキャリアに対応する前記重み係数を、０にすることを特徴とする
請求項１〜３の何れか１項に記載のチャネル推定装置。
【請求項５】
前記復調精度測定手段が、
前記平均化チャネル推定値の生成における平均化範囲に、チャネル補償の対象となる前記受信パイロット信号に対応する時間スロット及びサブキャリア成分が含まれないように、
平均化チャネル推定値ベクトルの時間スロットまたはサブキャリアの少なくともいずれか一方をずらして、前記受信パイロット信号のチャネル補償を行うことを特徴とする
請求項１に記載のチャネル推定装置。
【請求項６】
前記復調精度測定手段が、
チャネル補償の対象となる前記受信パイロット信号に対し、同一のサブキャリアで時間スロットが異なる平均化チャネル推定値ベクトル、及び、同一の時間スロットでサブキャリアが異なる平均化チャネル推定値ベクトルを用いて、前記受信パイロット信号のチャネル補償を行い、復調精度が良好ないずれか一方を選択することを特徴とする
請求項１及び４記載のチャネル推定装置。
【請求項７】
無線受信機に使用されるチャネル推定方法であって、
Ｍ時間スロット及びＮサブキャリアから成るパイロット信号を受信パイロット信号として入力し、単位時間スロットあたり、及び、単位サブキャリアあたりのチャネル推定値を求めるチャネル推定ステップと、
前記チャネル推定値を入力とし、時間軸上における複数の異なる平均範囲Ｐ（１）、Ｐ（２）、…、Ｐ（Ｕ）時間スロット、及び、周波数軸上における複数の異なる平均範囲Ｑ（１）、Ｑ（２）、…、Ｑ（Ｖ）サブキャリアから成る、時間軸上と周波数軸上における平均範囲の組み合わせを、第１〜（Ｕ×Ｖ）の平均範囲セットとし、第（ｉ×Ｖ＋ｊ）の前記平均範囲セットに対し、第（ｉ×Ｖ＋ｊ）の平均化チャネル推定値ベクトルの第ｔ時間スロット第ｓサブキャリアの成分として、第ｔ時間スロットを含む時間軸上の連続したＰ（ｉ）個、及び、第ｓサブキャリアを含む周波数軸上の連続したＱ（ｊ）個、合計（Ｐ（ｉ）×Ｑ（ｊ））個のチャネル推定値に重み係数を乗算し、加算した結果を出力する平均化ステップと、
前記受信パイロット信号と前記第１〜（Ｕ×Ｖ）の平均化チャネル推定値ベクトルを入力とし、前記受信パイロット信号を、前記第ｋの平均化チャネル推定値ベクトルでチャネル補償して得られる第１〜（Ｎ×Ｍ）の信号点を、第ｋの受信パイロットチャネル補償ベクトルとし、前記受信パイロット信号の送信信号点である送信パイロット信号点と、前記第ｋの受信パイロットチャネル補償ベクトルにおける第１〜（Ｎ×Ｍ）の信号点それぞれとの信号間距離の計算結果を用いて、データ部のチャネル補償に用いる最適チャネル推定値を決定し出力する復調精度測定ステップとを含むことを特徴とする
チャネル推定方法。
【請求項８】
無線通信に用いる無線伝送システムであって、
Ｍ時間スロット及びＮサブキャリアから成るパイロット信号を受信パイロット信号として入力し、
単位時間スロットあたり、及び、単位サブキャリアあたりのチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
前記チャネル推定値を入力とし、時間軸上における複数の異なる平均範囲Ｐ（１）、Ｐ（２）、…、Ｐ（Ｕ）時間スロット、及び、周波数軸上における複数の異なる平均範囲Ｑ（１）、Ｑ（２）、…、Ｑ（Ｖ）サブキャリアから成る、時間軸上と周波数軸上における平均範囲の組み合わせを、第１〜（Ｕ×Ｖ）の平均範囲セットとし、第（ｉ×Ｖ＋ｊ）の前記平均範囲セットに対し、第（ｉ×Ｖ＋ｊ）の平均化チャネル推定値ベクトルの第ｔ時間スロット第ｓサブキャリアの成分として、第ｔ時間スロットを含む時間軸上の連続したＰ（ｉ）個、及び、第ｓサブキャリアを含む周波数軸上の連続したＱ（ｊ）個、合計（Ｐ（ｉ）×Ｑ（ｊ））個のチャネル推定値に重み係数を乗算し、加算した結果を出力する平均化手段と、
前記受信パイロット信号と前記第１〜（Ｕ×Ｖ）の平均化チャネル推定値ベクトルを入力とし、前記受信パイロット信号を、前記第ｋの平均化チャネル推定値ベクトルでチャネル補償して得られる第１〜（Ｎ×Ｍ）の信号点を、第ｋの受信パイロットチャネル補償ベクトルとし、前記受信パイロット信号の送信信号点である送信パイロット信号点と、前記第ｋの受信パイロットチャネル補償ベクトルにおける第１〜（Ｎ×Ｍ）の信号点それぞれとの信号間距離の計算結果を用いて、データ部のチャネル補償に用いる最適チャネル推定値を決定し出力する復調精度測定手段とを備えることを特徴とする
無線伝送システム。
【請求項９】
無線受信機に、
Ｍ時間スロット及びＮサブキャリアから成るパイロット信号を受信パイロット信号として入力し、単位時間スロットあたり、及び、単位サブキャリアあたりのチャネル推定値を求めるチャネル推定処理と、
前記チャネル推定値を入力とし、時間軸上における複数の異なる平均範囲Ｐ（１）、Ｐ（２）、…、Ｐ（Ｕ）時間スロット、及び、周波数軸上における複数の異なる平均範囲Ｑ（１）、Ｑ（２）、…、Ｑ（Ｖ）サブキャリアから成る、時間軸上と周波数軸上における平均範囲の組み合わせを、第１〜（Ｕ×Ｖ）の平均範囲セットとし、第（ｉ×Ｖ＋ｊ）の前記平均範囲セットに対し、第（ｉ×Ｖ＋ｊ）の平均化チャネル推定値ベクトルの第ｔ時間スロット第ｓサブキャリアの成分として、第ｔ時間スロットを含む時間軸上の連続したＰ（ｉ）個、及び、第ｓサブキャリアを含む周波数軸上の連続したＱ（ｊ）個、合計（Ｐ（ｉ）×Ｑ（ｊ））個のチャネル推定値に重み係数を乗算し、加算した結果を出力する平均化処理と、
前記受信パイロット信号と前記第１〜（Ｕ×Ｖ）の平均化チャネル推定値ベクトルを入力とし、前記受信パイロット信号を、前記第ｋ（ｋは、（Ｕ×Ｖ）以下の自然数）の平均化チャネル推定値ベクトルでチャネル補償して得られる第１〜（Ｎ×Ｍ）の信号点を、第ｋの受信パイロットチャネル補償ベクトルとし、前記受信パイロット信号の送信信号点である送信パイロット信号点と、前記第ｋの受信パイロットチャネル補償ベクトルにおける第１〜（Ｎ×Ｍ）の信号点それぞれとの信号間距離の計算結果を用いて、データ部のチャネル補償に用いる最適チャネル推定値を決定し出力する復調精度測定処理と
を実行させるための
無線受信機プログラム。
【請求項１０】
無線受信機に使用されるチャネル推定装置であって、
Ｍ個の時間スロットとＮ個のサブキャリアとに対応して構成される複数のパイロット信号を受信パイロット信号とし、前記受信パイロット信号に基づいて、一つの時間スロットあたり、及び、一つのサブキャリアあたりのチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
前記チャネル推定値を入力とし、時間軸上における複数の異なる時間スロットを平均範囲時間スロットとして特定し、かつ、周波数軸上における複数の異なるサブキャリアを平均範囲サブキャリアとして特定したときに、前記平均範囲時間スロットと前記平均範囲サブキャリアとの組み合わせを平均範囲セットとし、
前記平均範囲セットに対し平均化チャネル推定値ベクトルを算出し、前記平均化チャネル推定値ベクトルの第ｔ時間スロット含む時間軸上の連続したＰ個の時間スロットと、第ｓサブキャリアを含む周波数軸上の連続したＱ個のサブキャリアと成分として、Ｐ×Ｑ個のチャネル推定値に重み係数を乗算して乗算値を求め、その乗算値をそれぞれ加算した結果を出力する平均化手段と、
前記受信パイロット信号と前記平均化チャネル推定値ベクトルを入力とし、前記受信パイロット信号を、第ｋの平均化チャネル推定値ベクトルでチャネル補償して得られる信号点を、第ｋの受信パイロットチャネル補償ベクトルとし、前記受信パイロット信号の送信信号点である送信パイロット信号点と、前記第ｋの受信パイロットチャネル補償ベクトルにおける信号点それぞれとの信号間距離の計算結果を用いて、データ部のチャネル補償に用いる最適チャネル推定値を決定する復調精度測定手段と
を備えることを特徴とする
チャネル推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上波デジタル放送、ＩＥＥＥ８０２．１１ａなどの無線ＬＡＮ、電力線モデムなどの伝送方式にＯＦＤＭ（直交波周波数分割多重：Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）方式用いた無線送受信装置が採用されている。
【０００３】
ＯＦＤＭ方式による無線通信では、基地局から送信された電波が建物や地形などの障害によって反射・回折し、受信装置が複数の経路から同じ電波を受信してしまうことがある（以下、マルチパスと呼ぶ。）。特に高速データ伝送時における受信品質を上げるには、受信した電波のマルチパスの状態を、より正確に推定する技術(チャネル推定)が重要になる。ＯＦＤＭ方式を用いた無線送受信装置の受信装置において、チャネル推定精度を向上させる方法として、複数の時間スロット、及び、複数のサブキャリアにわたって、チャネル推定値を平均する方法が知られている（例えば、特許文献１〜６参照）。平均化に用いる時間スロット数やサブキャリア数を増加させることで、雑音レベルを低下させることができる。
【０００４】
以下、従来のチャネル推定値を平均化する方法を、図面を参照して説明する。図１は、従来の受信機１００の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、従来の受信機１００は、受信部１０１と、信号分離部１０２と、チャネル推定部１０３とを含んで構成されている。
【０００５】
受信部１０１は、単位時間スロット内において、Ｎ（Ｎは自然数）個のサブキャリアから成るデータとＮ個のサブキャリアから成るパイロット信号とが時間多重された多重化信号を受信する。受信部１０１は、受信した多重化信号を受信信号Ｓｒｘとして出力する。ここにおいて、受信部１０１は複数の時間スロットに渡り、多重化信号を受信する。
【０００６】
信号分離部１０２は、受信信号Ｓｒｘを入力とし、受信信号Ｓｒｘから、時間スロット毎に、パイロット信号とデータ信号を分離し、それぞれ、受信パイロット信号Ｓｐｌｔ、受信データ信号Ｓｄａｔとして出力する。
【０００７】
チャネル推定部１０３は、受信パイロット信号Ｓｐｌｔを入力とし、単位時間スロット当たり、単位サブキャリア当たりのチャネル推定値Ｓｅｓｔを求め出力する。
【０００８】
ここにおいて、時間軸上及び周波数軸上の平均化範囲をそれぞれ、時間平均化範囲Ｐ及び周波数平均化範囲Ｑとする。このとき、Ｐを０以上Ｍ以下の整数、Ｑを０以上Ｎ以下の整数として、平均化部１０４の処理を以下に説明する。
【０００９】
平均化部１０４は、チャネル推定値Ｓｅｓｔを入力とする。そして、平均化チャネル推定値ベクトルＳａｖにおける、第ｘ（ｘは０以上Ｍ以下の整数）時間スロット、第ｙ（ｙは０以上Ｎ以下の整数）サブキャリアの成分として、
第ｘ−ｄｘ、第ｘ−ｄｘ＋１、  …、第ｘ−ｄｘ＋（Ｐ−１）
の時間スロット、及び、
第ｙ−ｄｙ、第ｙ−ｄｙ＋１、  …、第ｙ−ｄｙ＋（Ｑ−１）
のサブキャリアにわたって、チャネル推定値Ｓｅｓｔに重み付け係数を乗算し、加算した結果を出力する。なお、ｄｘ、ｄｙは、それぞれ、Ｐ、Ｑを２で除算し小数点第１位以下を除いた整数部分である。
【００１０】
復調部１０５は、平均化チャネル推定値ベクトルＳａｖおよび受信データ信号Ｓｄａｔを入力とし、平均化チャネル推定値ベクトルＳａｖを用いて、受信データ信号Ｓｄａｔのチャネル補償を行ってデータの復調処理を行う。重み係数を用いた平均化は、下記（１）式に従って行われる。
【００１１】
【数１】
2008118411.tif 000003
…  （１）
【００１２】
（１）式において、Φ’ｘ（ｙ）は、第ｘ時間スロット−第ｙサブキャリアに対応する平均化されたチャネル推定値を示している。Φｘ（ｙ）は、第ｘ時間スロット−第ｙサブキャリアに対応する平均化されていないチャネル推定値を示している。Ｗｘ’、ｙ’は、重み係数であり、平均化に使用される時間スロット数、サブキャリア数は、それぞれ、Ｐ、Ｑである。
【００１３】
第ｘ時間スロット−第ｙサブキャリアにおけるチャネル推定値の重み付け加算には、合計（Ｐ×Ｑ）個のチャネル推定値が使用される。
【００１４】
図２は、重み係数を乗算し加算を行う動作を示す概念図である。図２を参照すると、（１）式において、Ｐ＝３、Ｑ＝３、ｄｘ＝１及びｄｙ＝１である場合の重み係数を求める動作を示している。図２には、
第（ｘ−１）時間スロット、第ｘ時間スロット、第（ｘ＋１）時間スロット
及び
第（ｙ−１）サブキャリア、第ｙサブキャリア、第（ｙ＋１）サブキャリア
に対応する合計９個のチャネル推定値を用いて、第ｘ時間スロット−第ｙサブキャリアにおける平均化されたチャネル推定値を求める概念図が示されている。
【００１５】
各時間スロット、及び、各サブキャリアにおけるチャネル推定値は、それぞれ、乗算部に入力され、重み係数が乗算される。例えば、第５乗算部１１５においては、第ｘ時間スロットにおける第ｙサブキャリアのチャネル推定値に、重み係数Ｗｘ、ｙが乗算される。同じ第ｙサブキャリアのチャネル推定値であって、第ｘ時間スロットに隣接する第（ｘ−１）時間スロット及び第（ｘ＋１）時間スロットにおけるチャネル推定値には、第４乗算部１１４及び第６乗算部１１６のそれぞれにおいて、重み係数Ｗｘ、（ｙ−１）、及び、重み係数Ｗｘ、（ｙ＋１）が乗算される。
【００１６】
第４乗算部１１４、第５乗算部１１５および第６乗算部１１６からの出力は、第２加算部１２２で加算される。第２加算部１２２の出力は、第ｙサブキャリアに関する第（ｘ−１）時間スロット、第ｘ時間スロット、第（ｘ＋１）時間スロットにわたるチャネル推定値の重み付け加算値に対応する。
【００１７】
同様に、第ｙサブキャリアに隣接する第（ｙ−１）サブキャリアにおける、第（ｘ−１）時間スロット、第ｘ時間スロット、第（ｘ＋１）時間スロットにわたるチャネル推定値の重み付け加算値が第１加算部１２１から出力される。さらに、第ｙサブキャリアに隣接する、他方の第（ｙ＋１）サブキャリアにおける、第（ｘ−１）時間スロット、第ｘ時間スロット、（ｘ＋１）時間スロットにわたるチャネル推定値の重み付け加算値が第３加算部１２３から出力される。
【００１８】
第１加算部１２１、第２加算部１２２および第３加算部１２３からの出力は、第４加算部１２４において加算される。第４加算部１２４の出力は、第（ｘ−１）時間スロット、第ｘ時間スロット、第（ｘ＋１）時間スロット、及び、第（ｙ−１）サブキャリア、第ｙサブキャリア、第（ｙ＋１）サブキャリアにわたるチャネル推定値の重み付け加算値に対応する。上記の処理により、平均化チャネル推定値ベクトルＳａｖが生成される。
【００１９】
【特許文献１】特開２００５−３２８３１２号公報
【特許文献２】特開２００４−３６４０９４号公報
【特許文献３】特開２００４−２５３８９４号公報
【特許文献４】特開２００３−０６９５３０号公報
【特許文献５】特開２００１−２６８０４８号公報
【特許文献６】特開２０００−１２４９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
従来の受信機１００において、伝搬路のコヒーレント時間およびコヒーレント帯域を越えてチャネル推定値を平均すると、平均化の範囲内においてチャネルの変動を一定と見なせないため、チャネル推定精度が劣化してしまう。このため、チャネル推定精度を高く保ちつつ雑音を抑圧するためには、伝搬路のコヒーレンス性を保った範囲内で、複数の時間スロット、及び、複数のサブキャリアにわたってチャネル推定値を平均することが求められる。また、重み係数は、伝搬環境に応じて変更することが可能である。伝搬環境に応じて重み係数を変える場合には、重み係数の時間成分は、最大ドップラー周波数等に依存して設定され、重み係数の周波数成分は、遅延スプレッド等に依存して設定される。そこで、従来例では、ドップラー周波数や遅延スプレッドなどを測定し、伝搬路に応じて、平均化に用いる時間スロット数及びサブキャリア数、または、重み係数を設定することを推奨している。
【００２１】
上述した方法において、高い精度でチャネル推定値を求めるためには、チャネル推定値の平均化を行う時間スロットの範囲、及び、サブキャリアの範囲にわたって、伝搬路のコヒーレンス性を保つ必要がある。伝搬路のコヒーレンス性を保った範囲内で、複数の時間スロット、及び、複数のサブキャリアを平均するためには、ドップラー周波数や、遅延スプレッド等の推定が求められる。特に遅延スプレッド推定においては、IFFT（Inverse Fourier Transform）または相互相関を用いて遅延プロファイルを求める必要があり、演算量が増加してしまう場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、上記課題を解決するために、
Ｍ（Ｍは自然数）時間スロット及びＮ（Ｎは自然数）サブキャリアから成るパイロット信号を受信パイロット信号として入力し、
単位時間スロットあたり、及び、単位サブキャリアあたりのチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
前記チャネル推定値を入力とし、時間軸上における複数の異なる平均範囲Ｐ（１），Ｐ（２），…，Ｐ（Ｕ）    （Ｐ（１），Ｐ（２），…，Ｐ（Ｕ）は、Ｐ（１）＜Ｐ（２）  ＜…＜Ｐ（Ｕ）を満たすＭ以下の自然数。Ｕは自然数。）時間スロット、及び、周波数軸上における複数の異なる平均範囲Ｑ（１），Ｑ（２），…，Ｑ（Ｖ）    （Ｑ（１），Ｑ（２），…，Ｑ（Ｖ）は、Ｑ（１）＜Ｑ（２）  ＜…＜Ｑ（Ｖ）を満たすＮ以下の自然数。Ｖは自然数。）サブキャリアから成る、時間軸上と周波数軸上における平均範囲の組み合わせを、第１〜（Ｕ＊Ｖ）の平均範囲セットとし、第（  ｉ＊Ｖ＋ｊ  ）の前記平均範囲セットに対し（ｉはＵ以下の自然数、ｊはＶ以下の自然数）、第（  ｉ＊Ｖ＋ｊ  ）の平均化チャネル推定値ベクトルの第ｔ（ｔは０以上Ｍ以下の整数）時間スロット第ｓ（ｓは０以上Ｎ以下の整数）サブキャリアの成分として、第ｔ時間スロットを含む時間軸上の連続したＰ（ｉ）個、及び、第ｓサブキャリアを含む周波数軸上の連続したＱ（ｊ）個、合計（Ｐ（ｉ）＊Ｑ（ｊ））個のチャネル推定値に重み係数を乗算し、加算した結果を出力する平均化手段と、
前記受信パイロット信号と前記第１〜（Ｕ＊Ｖ）の平均化チャネル推定値ベクトルを入力とし、前記受信パイロット信号を、前記第ｋ（ｋは、（Ｕ＊Ｖ）以下の自然数）の平均化チャネル推定値ベクトルでチャネル補償して得られる第１〜（Ｎ＊Ｍ）の信号点を、第ｋの受信パイロットチャネル補償ベクトルとし、前記受信パイロット信号の送信信号点である送信パイロット信号点と、前記第ｋの受信パイロットチャネル補償ベクトルにおける第１〜（Ｎ＊Ｍ）の信号点それぞれとの信号間距離の計算結果を用いて、データ部のチャネル補償に用いる最適チャネル推定値を決定し出力する復調精度測定手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
換言すると、本発明は、上記課題を解決するために、無線受信機に使用されるチャネル推定装置であって、無線受信機に使用されるチャネル推定装置であって、複数の時間スロット及びサブキャリア（周波数）から成るパイロット信号を受信して、時間軸と周波数軸の平均範囲の組み合わせを平均範囲セットとして、第ｔ時間スロットを含む時間軸上のＰ（ｉ）個、及び周波数軸上のＱ（ｊ）個のチャネル推定値に重み係数を乗算し、加算した結果を出力して平均化チャネル推定値を求め、平均化チャネル推定値を用いて、各受信パイロット信号のチャネル補償を行って受信パイロットチャネル補償値を求め、送信パイロット信号点と受信パイロットチャネル補償値信号点間の信号間距離を用いて復調精度が最適なチャネル推定値を決定する。また、時間スロット及び周波数スロットのいずれか一方をずらして、異なる平均化チャネル推定値を用い、重み係数の乗算処理において、時間スロット及び周波数スロットの平均範囲にチャネル補償を行う対象となる受信パイロット信号点が含まれる場合、重み係数を０とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、演算量を増加させること無く、伝搬路のコヒーレンス性を保った範囲内で、複数の時間スロット、及び、複数のサブキャリアを平均することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［第１実施形態］
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。図３は本実施形態の受信機１０の構成を例示するブロック図である。図３を参照すると、受信機１０は、受信部１と、信号分離部２と、チャネル推定部３と、平均化部４と、復調精度測定部５と、復調部６とを含んで構成されている。受信部１は、一つの時間スロットを特定したときに、Ｎ（Ｎは自然数）個のサブキャリアから成るデータとＮ個のサブキャリアから成るパイロット信号とが時間多重された多重化信号を、書くサブキャリアごとに受信する。また受信部１は、その多重化信号をＭ（Ｍは１以上の自然数）個の時間スロットで受信する。受信部１は、受信した多重化信号を受信信号ＳＲＸとして出力する。
【００２６】
信号分離部２は、受信信号ＳＲＸを入力とし、受信信号ＳＲＸから、パイロット信号とデータ信号を分離する。信号分離部２は、分離した信号を、それぞれ、受信パイロット信号ＳＰＬＴと受信データ信号ＳＤＡＴとして出力する。チャネル推定部３は、受信パイロット信号ＳＰＬＴを入力とし、単位時間スロット当たり、単位サブキャリア当たりのチャネル推定値ＳＥＳＴを求め出力する。
【００２７】
平均化部４は、チャネル推定値ＳＥＳＴを入力とし、時間軸上における複数の異なる平均範囲Ｐ（１）、Ｐ（２）、…、Ｐ（Ｕ）時間スロット、及び、周波数軸上における複数の異なる平均範囲Ｑ（１）、Ｑ（２）、…、Ｑ（Ｖ）サブキャリアから成る、時間軸上と周波数軸上における平均範囲の組み合わせを、第１〜（Ｕ×Ｖ）の平均範囲セットとする。
【００２８】
ここにおいて、Ｐ（１）、Ｐ（２）、…、Ｐ（Ｕ）は、
Ｐ（１）＜Ｐ（２）＜…＜Ｐ（Ｕ）
を満たすＭ以下の自然数とし、Ｕは自然数であるものとする。
【００２９】
また、Ｑ（１）、Ｑ（２）、…、Ｑ（Ｖ）は、
Ｑ（１）＜Ｑ（２）＜…＜Ｑ（Ｖ）を満たすＮ以下の自然数とし、Ｖは自然数とする。
【００３０】
第（ｉ×Ｖ＋ｊ）の前記平均範囲セット（ｉはＵ以下の自然数、ｊはＶ以下の自然数）に対し、第（ｉ×Ｖ＋ｊ）の平均化チャネル推定値ベクトルの第ｔ（ｔは０以上Ｍ以下の整数）時間スロット−第ｓ（ｓは０以上Ｎ以下の整数）サブキャリアの成分として、第ｔ時間スロットを含む時間軸上の連続したＰ（ｉ）個、及び、第ｓサブキャリアを含む周波数軸上の連続したＱ（ｊ）個、合計（Ｐ（ｉ）×Ｑ（ｊ））個のチャネル推定値に重み係数を乗算し、加算した結果を出力する。
【００３１】
次に、（２）式を用いて本実施形態の平均化に関する動作を説明する。
【００３２】
【数２】
2008118411.tif 000004
…  （２）
【００３３】
（２）式におけるｄｔ、ｄｓは、それぞれ、Ｐ（ｉ）、Ｑ（ｊ）を２で除算し小数点第１位以下を除いた整数部分である。例えば、
時間軸上における平均範囲Ｐ（Ｕ）＝３
周波数軸上における平均範囲Ｑ（Ｖ）＝３
としたとき、平均範囲セットは、
第１平均範囲セット：（（Ｐ（ｉ）、Ｑ（ｊ））＝（１、１）
第２平均範囲セット：（（Ｐ（ｉ）、Ｑ（ｊ））＝（２、１）
第３平均範囲セット：（（Ｐ（ｉ）、Ｑ（ｊ））＝（３、１）
第４平均範囲セット：（（Ｐ（ｉ）、Ｑ（ｊ））＝（１、２）
第５平均範囲セット：（（Ｐ（ｉ）、Ｑ（ｊ））＝（２、２）
第６平均範囲セット：（（Ｐ（ｉ）、Ｑ（ｊ））＝（３、２）
第７平均範囲セット：（（Ｐ（ｉ）、Ｑ（ｊ））＝（１、３）
第８平均範囲セット：（（Ｐ（ｉ）、Ｑ（ｊ））＝（２、３）
第９平均範囲セット：（（Ｐ（ｉ）、Ｑ（ｊ））＝（３、３）
である。
【００３４】
すべての組み合わせそれぞれについて、重み付け乗算、および、加算を行い、第１平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（１）〜第９平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（９）を出力する。
【００３５】
平均範囲セット（Ｐ（ｉ）、Ｑ（ｊ））＝（３，３）の場合において、平均化部４が行う重み付け加算の処理を、図４を用いて説明する。この場合において、上述のｄｓ及びｄｔは共に１である。図４は、第（ｔ−１）、ｔ、（ｔ＋１）時間スロット、及び、第（ｓ−１）、ｓ、（ｓ＋１）サブキャリアに対応する合計９個すべてのチャネル推定値を用いて、第ｔ時間スロットの第ｓサブキャリアにおける平均化されたチャネル推定値を求める概念図を示している。
【００３６】
各時間スロット、及び、各サブキャリアにおけるチャネル推定値は、それぞれ、乗算部に入力され、重み係数が乗算される。例えば、第５乗算部１５においては、第ｔ時間スロット第ｓサブキャリアに対応するチャネル推定値に、重み係数Ｗｔ，ｓが乗算される。同じ第ｓサブキャリアであって、第ｔ時間スロットに隣接する第（ｔ−１）及び第（ｔ＋１）時間スロットに対応するチャネル推定値には、第４乗算部１４及び第６乗算部１６それぞれにおいて、Ｗ（ｔ−１），ｓ、及び、Ｗ（ｔ＋１），ｓが乗算される。
【００３７】
第４乗算部１４、第５乗算部１５および第６乗算部１６からの出力は第２加算部２２で加算される。第２加算部２２の出力は、第ｓのサブキャリアに関する第（ｔ−１）、ｔ、（ｔ＋１）の時間スロットにわたるチャネル推定値の平均値に対応する。
【００３８】
同様に、第ｓサブキャリアに隣接する第（ｓ−１）のサブキャリアにおける、第（ｔ−１）、ｔ、（ｔ＋１）の時間スロットにわたるチャネル推定値の重み付け加算値が第３加算部２３から出力され、第ｓのサブキャリアに隣接する他方の第（ｓ−１）のサブキャリアにおける、第（ｔ−１）、ｔ、（ｔ＋１）の時間スロットにわたるチャネル推定値の重み付け加算値が第１加算部２１から出力される。
【００３９】
第１加算部２１、第２加算部２２および第３加算部２３からの出力は、第４加算部２４において加算される。第４加算部２４の出力は、第（ｓ−１）、ｓ、ｓ＋１）の３つのサブキャリア、及び、第（ｔ−１）、ｔ、（ｔ＋１）の３つの時間スロットにわたるチャネル推定値の重み付け加算値に対応する。
【００４０】
他の平均範囲セットについても上記と同様の処理が行われ、第１〜９の平均化範囲セットにおいて、第ｔ時間スロット―第ｓサブキャリアにおける重み付け加算を行ったチャネル推定値を、それぞれ、第１平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（１）〜第９平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（９）として出力する。
【００４１】
復調精度測定部５において、チャネル補償の対象となる受信パイロット信号と同一の時間スロットおよびサブキャリアに対応する第１平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（１）〜第９平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（９）のそれぞれを用いて、受信パイロット信号のチャネル補償を行う。
【００４２】
次に、受信パイロット信号を、第ｈ（ｈは、９以下の自然数）の平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（ｈ）でチャネル補償して得られる第１〜（Ｎ＊Ｍ）の信号点を、第ｈの受信パイロットチャネル補償ベクトルとする。そして、受信パイロット信号の送信信号点である送信パイロット信号点と、第ｈの受信パイロットチャネル補償ベクトルにおける第１〜（Ｎ＊Ｍ）の信号点それぞれとの信号間距離を計算する。
【００４３】
その計算結果に基づいて、第１〜（Ｎ＊Ｍ）の信号点それぞれに対し、第１〜９の受信パイロットチャネル補償ベクトルの中で、最小の信号間距離となる成分に対応した平均化チャネル推定値ベクトルの成分を、データ部のチャネル補償に用いる最適チャネル推定値として出力する。
【００４４】
上記により、時間スロットおよびサブキャリアにおける平均化範囲を複数設定して求めた平均化チャネル推定値の中でチャネル推定精度が最良となるチャネル推定値を用いて、データのチャネル補償を行うことが可能である。
【００４５】
［第２実施形態］
以下に、本願発明における第２の実施形態について説明する。第２の実施形態における受信機１０の構成は、第１の実施形態と同様である。第２の実施例では、復調精度測定部５における処理が第１実施形態と異なる。したがって、以下の説明においては、第１実施形態との差分に対応して説明を行う。
【００４６】
上述の第１実施形態では、チャネル補償の対象となる受信パイロット信号と同一の、時間スロットおよびサブキャリアに対応する第１〜９の平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（１）〜（９）それぞれを用いて、受信パイロット信号のチャネル補償を行っている。
【００４７】
平均化チャネル推定値の生成において、時間スロットおよびサブキャリアの平均範囲を共に１に設定した場合、平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶにおける雑音成分は、受信パイロット信号における雑音成分と同一になる。
【００４８】
このため、チャネル補償後に得られる受信パイロットチャネル補償点と、送信パイロット信号点が一致し、平均を行わない場合のチャネル補償精度が最良であると判定することがある。第２実施形態では、受信パイロット信号に対し、平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶにおける時間スロット、または、サブキャリアの少なくともいずれか一方を異なる値にすることで、より高精度にチャネル推定を行う。
【００４９】
復調精度測定部５は、受信パイロット信号における第ｘ時間スロットの第ｙサブキャリア成分を、第ｘ＋１（ｔ＝ｘ＋１）時間スロットの第ｙ（ｓ＝ｙ）サブキャリア成分について求めた第１〜９の平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（１）〜（９）それぞれを用いて、チャネル補償を行う。
【００５０】
次に復調精度測定部５は、受信パイロット信号を、第ｈ（ｈは、９以下の自然数）の平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（ｈ）でチャネル補償して得られる第１〜（Ｎ＊Ｍ）の信号点を、第ｈの受信パイロットチャネル補償ベクトルとする。そして、受信パイロット信号の送信信号点である送信パイロット信号点と、第ｈの受信パイロットチャネル補償ベクトルにおける第１〜（Ｎ＊Ｍ）の信号点それぞれとの信号間距離を計算する。
【００５１】
復調精度測定部５は、その計算結果に基づいて、第１〜（Ｎ＊Ｍ）の信号点それぞれに対し、第１〜９の受信パイロットチャネル補償ベクトルの中で、最小の信号間距離となる成分に対応した前記平均化チャネル推定値ベクトルの成分を、データ部のチャネル補償に用いる最適チャネル推定値として出力する。
【００５２】
第２実施形態に構成・動作により、時間スロットおよびサブキャリアの平均範囲を共に１に設定した場合に生じる最適平均化範囲の誤選択を回避し、第１〜９の平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（１）〜（９）の中で最良となるチャネル推定値を用いて、データのチャネル補償を行うことが可能である。
【００５３】
また、第２実施形態に構成・動作では、受信パイロット信号に対し、１時間スロットシフトした平均化チャネル推定値を用いて、受信パイロット信号のチャネル補償を行っているが、時間軸上のコヒーレンス性が保たれる範囲内であれば、時間軸上のシフト量を他の値にしても良い。また、周波数軸上のコヒーレンス性が保たれる範囲内であれば、周波数軸上でシフトした平均化チャネル推定値を用いても良い。
【００５４】
［第３実施形態］
以下に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態における受信機１０の構成は、第１の実施形態と同様である。以下に述べる第３実施形態は、平均化部４における処理が第１の実施例と異なる。したがって、第３実施形態では、第１実施形態のと差分に対応して説明を行う。
【００５５】
上述した第１実施形態では、平均化部４の重み付け加算において、第１〜９の平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（１）〜（９）の第ｔ時間スロット―第ｓサブキャリア成分の生成において、受信パイロット信号でのチャネル補償の対象となる第ｘ時間スロット―第ｙサブキャリア成分を含めて平均化を行っている。
【００５６】
この場合、平均化に用いるチャネル推定値の数が少なくなると、平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶが、チャネル補償を行う対象となる受信パイロット信号ＳＰＬＴにおける第ｘ時間スロット―第ｙサブキャリアの成分に近づく。この結果、チャネル補償して得られる受信パイロットチャネル補償点と、送信パイロット信号点との信号間距離が０に近づき、平均範囲を減少させた場合のチャネル補償精度が良好であると判定する場合がある。
【００５７】
第３実施形態では、平均化部４における重み係数の乗算処理において、時間スロットおよびサブキャリアの平均範囲に、チャネル補償を行う対象となる受信パイロット信号ＳＰＬＴの第ｘ時間スロット―第ｙサブキャリアの成分が含まれる場合、第ｘ時間スロット―第ｙサブキャリアに対応する重み係数Ｗｘ，ｙを０に設定する。そして、平均化チャネル推定値を生成する。第３実施形態では、平均化に用いるチャネル推定値の数が少なくなる場合にも、最適な平均範囲を適切に選択することができる。それによって、平均化チャネル推定値の中で最良となるチャネル推定値を用いて、データのチャネル補償を行うことが可能である。
【００５８】
［第４実施形態］
以下に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態における受信機１０の構成は、第１の実施形態と同様である。第４実施形態では、復調精度測定部５における処理が第１実施形態と異なる。したがって、第４実施形態では、第１実施形態との差分に対応して説明を行う。
【００５９】
本発明の最良の形態では、チャネル補償の対象となる前記受信パイロット信号と同一の、時間スロットおよびサブキャリアに対応する第１平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（１）〜第９平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（９）のそれぞれを用いて、前記受信パイロット信号のチャネル補償を行っている。
【００６０】
平均化チャネル推定値を求める処理において、時間スロットおよびサブキャリアの平均範囲に、チャネル補償を行う対象となる受信パイロット信号ＳＰＬＴの第ｘ時間スロット―第ｙサブキャリアの成分が含まれる場合、平均化に用いるチャネル推定値の数が少なくなると、平均化チャネル推定値が、チャネル補償を行う対象となる受信パイロット信号ＳＰＬＴの第ｘ時間スロット―第ｙサブキャリア成分に近づく。
【００６１】
この結果、チャネル補償して得られる受信パイロットチャネル補償点と、送信パイロット信号点との信号間距離が０に近づき、平均範囲を減少させた場合のチャネル補償精度が良好であると判定してしまう場合がある。
【００６２】
第４実施形態では、復調精度測定部５の平均化チャネル推定値の生成において、時間スロットおよびサブキャリアの平均化範囲内に、チャネル補償の対象となる受信パイロット信号ＳＰＬＴの第ｘ時間スロット―第ｙサブキャリア成分を含まないようにする。平均化チャネル推定値の時間スロット、または、サブキャリアの少なくともいずれか一方を、受信パイロット信号に対し、（Ｐ（ｉ）＋１）時間スロット以上、または、（Ｑ（ｊ）＋１）サブキャリア以上、正方向にシフトする。
【００６３】
平均化チャネル推定値の第（ｘ＋（Ｐ（ｉ）＋１））時間スロット―第ｙサブキャリア成分、または、第ｘ時間スロット―第（ｙ＋（Ｑ（ｊ）＋１））サブキャリア成分を用いて、受信パイロット信号ＳＰＬＴにおける第ｘ時間スロット―第ｙサブキャリア成分のチャネル補償を行う。なお、第４実施形態では、平均化チャネル推定値の時間スロットまたはサブキャリアを、受信パイロット信号に対して正方向にシフトしているが、負方向にしても良い。
【００６４】
次に復調精度測定部５は、受信パイロット信号を、第ｈ（ｈは、９以下の自然数）の平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（ｈ）でチャネル補償して得られる第１〜（Ｎ＊Ｍ）の信号点を、第ｈの受信パイロットチャネル補償ベクトルとし、受信パイロット信号の送信信号点である送信パイロット信号点と、第ｈの受信パイロットチャネル補償ベクトルにおける第１〜（Ｎ＊Ｍ）の信号点それぞれとの信号間距離を計算する。そして、この信号間距離の計算結果を用い、最小の信号間距離となる平均化チャネル推定値ベクトルを選択し、データ部のチャネル補償に用いる最適チャネル推定値として出力する。
【００６５】
上述の構成・動作によって、第４実施形態の受信機１０は、平均化に用いるチャネル推定値の数が少なくなる場合に生じる最適な平均範囲をより適切に選択することができる。そして、平均化チャネル推定値の中で最良となるチャネル推定値を用いて、データのチャネル補償を行うことが可能である。
【００６６】
［第５実施形態］
以下に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態における受信機１０の構成は、第１の実施形態と同様である。第５実施形態では、復調精度測定部５における処理が第１の実施例と異なる。したがって、第５実施形態では、第１の実施例との差分に対応して説明を行う。
【００６７】
上述の第１実施形態では、受信パイロット信号に対し、平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶにおける時間スロット、または、サブキャリアの少なくともいずれか一方が異なる値になるように、第１平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（１）〜第９平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶ（９）のそれぞれの時間スロットまたはサブキャリアの少なくともいずれか一方を、受信パイロット信号ＳＰＬＴに対し正方向に１シフトしている。
【００６８】
この動作により、時間スロットおよびサブキャリアの平均範囲を共に１に設定した場合に生じる最適な平均化範囲の誤選択を回避している。第１実施形態では、受信パイロット信号ＳＰＬＴに対する平均化チャネル推定値のシフト方向を、時間スロット、サブキャリアから選択している。最適なシフト方向が、伝搬環境に依存することがある。
【００６９】
第５実施形態では、復調精度測定部５において、受信パイロット信号に対し、平均化チャネル推定値ベクトルＳＡＶにおける時間スロットのみを異なる値にした場合と、サブキャリアのみを異なる値にした場合、それぞれにおいて、受信パイロットチャネル補償点を生成する。
【００７０】
次に、受信パイロットチャネル補償点と、受信パイロット信号ＳＰＬＴの送信信号点である送信パイロット信号点との信号間距離を計算する。この後、最小の信号間距離となる平均化チャネル推定値を用いて、受信データ信号のチャネル補償を行う。
【００７１】
第５実施形態の受信機１０は、上述の構成・動作によって、時間または周波数のどちらか一方のチャネル変動が激しく、１時間スロットまたは１サブキャリア間において、コヒーレンス性が保たれない場合においても、復調精度が最良となるチャネル推定値を用いて、データのチャネル補償を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１は、従来の受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、従来のチャネル推定値の重み付け加算処理を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態における受信機の構成を例示するブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態におけるチャネル推定値の重み付け加算処理を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０…受信機
１…受信部
２…信号分離部
３…チャネル推定部
４…平均化部
５…復調精度測定部
６…復調部
１１…第１乗算部
１２…第２乗算部
１３…第３乗算部
１４…第４乗算部
１５…第５乗算部
１６…第６乗算部
１７…第７乗算部
１８…第８乗算部
１９…第９乗算部
２１…第１加算部
２２…第２加算部
２３…第３加算部
２４…第４加算部
１００…受信機
１０１…受信部
１０２…信号分離部
１０３…チャネル推定部
１０４…平均化部
１０５…復調部
１１１…第１乗算部
１１２…第２乗算部
１１３…第３乗算部
１１４…第４乗算部
１１５…第５乗算部
１１６…第６乗算部
１１７…第７乗算部
１１８…第８乗算部
１１９…第９乗算部
１２１…第１加算部
１２２…第２加算部
１２３…第３加算部
１２４…第４加算部
Ｐ…時間平均化範囲
Ｑ…周波数平均化範囲
【図１】
2008118411.tif 000005
【図２】
2008118411.tif 000006
【図３】
2008118411.tif 000007
【図４】
2008118411.tif 000008