(57)【要約】【課題】複数のサブキャリアを用いて１単位の情報伝送を行うマルチキャリア通信において、周波数選択性が弱い場合に、受信特性の劣化を回避すること。【解決手段】周波数選択性推定部１０７により周波数選択性の程度を推定し、回線補償方法決定部１０８により周波数選択性の程度に応じて位相変動及び振幅変動の両方を補償するか、または位相変動のみを補償するかを決定する。回線補償係数算出部１０９は位相変動及び振幅変動の両方を補償するための補償係数、または位相変動のみを補償するための補償係数を算出する。そして回線補償部１１０では、周波数選択性が強い場合には位相変動及び振幅変動の両方が補償され、周波数選択性が弱い場合には位相変動のみが補償される。【選択図】      図１
2004304473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア通信方式のうち、複数のサブキャリアで１単位の情報伝送を行う通信方式が適用されたマルチキャリア受信装置であって、
通信相手から受信した信号を用いて周波数選択性の程度を推定する周波数選択性推定手段と、
前記周波数選択性推定手段により推定された周波数選択性の程度に基づいて、サブキャリア毎の回線補償方法を決定する決定手段と、
伝搬路で回線変動を受けた受信信号の回線推定値を算出することにより、回線推定を行う回線推定手段と、
前記回線推定手段により算出された回線推定値を用いて、前記決定手段により決定された回線補償方法で回線補償係数を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された回線補償係数を用いて各サブキャリアの回線変動を補償する補償手段と、
を具備することを特徴とするマルチキャリア受信装置。
【請求項２】
前記決定手段は、
周波数選択性が強い場合、位相変動及び振幅変動を補償する方法に決定し、周波数選択性が弱い場合、位相変動のみを補償する方法に決定することを特徴とする請求項１に記載のマルチキャリア受信装置。
【請求項３】
前記周波数選択性推定手段は、
所定の受信処理が行われた受信信号から時分割で挿入された既知信号を抽出する抽出手段と、
既知信号のレプリカ信号を生成する生成手段と、
前記抽出手段により抽出された既知信号と前記生成手段により生成されたレプリカ信号との相関演算を行う相関演算手段と、
前記相関演算手段により算出された相関値から遅延プロファイルを生成し、遅延広がりを算出する遅延広がり算出手段と、
を具備することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマルチキャリア受信装置。
【請求項４】
前記周波数選択性推定手段は、
所定の受信処理が行われた受信信号からガードインターバルを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出されたガードインターバルを所定時間遅延させる遅延手段と、
前記遅延手段により遅延されたガードインターバルと当該ガードインターバルが抽出された受信信号との相関演算を行う相関演算手段と、
前記相関演算手段により算出された相関値から遅延プロファイルを生成し、遅延広がりを算出する遅延広がり算出手段と、
を具備することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマルチキャリア受信装置。
【請求項５】
前記周波数選択性推定手段は、
前記回線推定手段により算出された回線推定値を用いてサブキャリア毎の受信レベルを測定する受信レベル測定手段と、
受信した隣接サブキャリア間のレベル差を検出するレベル差検出手段と、
を具備することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマルチキャリア受信装置。
【請求項６】
前記周波数選択性推定手段は、
前記回線推定手段により算出された回線推定値を逆離散フーリエ変換することにより、遅延プロファイルを生成し、遅延広がりを算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマルチキャリア受信装置。
【請求項７】
送信信号を周波数領域に拡散し、拡散した信号を複数のサブキャリアに配置するマルチキャリアＣＤＭＡ方式であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のマルチキャリア受信装置。
【請求項８】
送信信号のシンボルパターンを他のパターン信号に変換し、変換したパターン信号を複数のサブキャリアに配置する方式であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のマルチキャリア受信装置。
【請求項９】
マルチキャリア通信方式のうち、複数のサブキャリアで１単位の情報伝送を行う通信方式における回線補償方法であって、
周波数選択性が強い場合、各サブキャリアの回線変動のうち、位相変動及び振幅変動を補償し、周波数選択性が弱い場合、各サブキャリアの回線変動のうち、位相変動のみを補償することを特徴とする回線補償方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のサブキャリア信号を用いて１単位の情報伝送を行うマルチキャリア通信におけるマルチキャリア受信装置及び回線補償方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＦＤＭ方式は、直交する多数のサブキャリアを用いて伝送する方式であり、高速な伝送を実現するものである。また、マルチパス干渉に強い方式として知られている。
【０００３】
図９は、従来のＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）送信装置の構成を示すブロック図である。この図において、パターン変換部１１は、テーブル記憶部１２から記憶された所定のパターンを読み出し、送信データを読み出した所定のパターンで変換し、変換した信号をディジタル変調部１３に出力する。
【０００４】
テーブル記憶部１２は、送信データを変換するパターンが複数記憶されており、記憶されたパターンがパターン変換部１１により読み出される。
【０００５】
ディジタル変調部１３は、パターン変換部１１から出力されたベースバンド信号をディジタル変調し、シンボル単位の信号に変換する。変調後の信号はＳ／Ｐ（シリアルパラレル）変換部１４に出力される。
【０００６】
Ｓ／Ｐ変換部１４は、ディジタル変調部１３から出力されたシリアル信号をパラレル信号に変換し、パラレル信号をＩＤＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部１５に出力する。
【０００７】
ＩＤＦＴ部１５は、Ｓ／Ｐ変換部１４から出力されたパラレル信号に逆離散フーリエ変換を施し、ＯＦＤＭシンボルの標本値を生成する。生成された標本値はＰ／Ｓ変換部１６に出力される。
【０００８】
Ｐ／Ｓ変換部１６は、ＩＤＦＴ部１５から出力された標本値をシリアル変換し、時系列のベースバンドＯＦＤＭ信号を生成する。生成されたベースバンドＯＦＤＭ信号はＧＩ（Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）挿入部１７に出力される。
【０００９】
ＧＩ挿入部１７は、Ｐ／Ｓ変換部１６から出力されたベースバンドＯＦＤＭ信号にＧＩを挿入し、ＧＩ挿入後の信号を送信ＲＦ部１８に出力する。
【００１０】
送信ＲＦ部１８は、ＧＩ挿入部１７から出力された信号に所定の送信処理（アップコンバートやＤ／Ａ変換等）を施し、送信処理後の信号を、アンテナを介して通信相手に送信する。
【００１１】
図１０は、従来のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。この図において、受信ＲＦ部２１は、通信相手から送信された信号を、アンテナを介して受信し、受信した信号に所定の受信処理（Ａ／Ｄ変換やダウンコンバート等）を施し、受信処理後の信号をＧＩ除去部２２に出力する。
【００１２】
ＧＩ除去部２２は、受信ＲＦ部２１から出力された信号からＧＩを除去し、ＧＩが除去された信号をＳ／Ｐ変換部２３に出力する。
【００１３】
Ｓ／Ｐ変換部２３は、ＧＩ除去部２２から出力されたシリアル信号をパラレル変換し、パラレル信号をＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部２４に出力する。
【００１４】
ＤＦＴ部２４は、Ｓ／Ｐ変換部２３から出力されたパラレル信号に離散フーリエ変換を施し、変換後のパラレル信号をＰ／Ｓ変換部２５に出力する。
【００１５】
Ｐ／Ｓ変換部２５は、ＤＦＴ部２４から出力されたパラレル信号をシリアル変換し、シリアル信号を回線推定部２６と回線補償部２８に出力する。
【００１６】
回線推定部２６は、Ｐ／Ｓ変換部２５から出力された信号に基づいて、サブキャリア毎に回線変動を推定し、推定結果を回線補償係数算出部２７に通知する。
【００１７】
回線補償係数算出部２７は、回線推定部２６から通知された回線変動の推定結果から回線変動を補償する係数を算出し、算出した回線補償係数を回線補償部２８に出力する。
【００１８】
回線補償部２８は、回線補償係数算出部２７から出力された回線補償係数を用いて、Ｐ／Ｓ変換部２５から出力された信号に対してサブキャリア毎に回線変動を補償する。回線変動が補償された信号は、ディジタル復調部２９に出力される。
【００１９】
ディジタル復調部２９は、回線補償部２８から出力された信号をディジタル復調し、復調後の信号をパターン変換部３０に出力する。
【００２０】
パターン変換部３０は、送信装置で送信信号を変換したパターンに対応するパターンをテーブル記憶部３１から読み出し、最尤判定等によりパターンを照合し、ディジタル復調部２９から出力された信号を読み出したパターンで変換し、受信データを出力する。
【００２１】
テーブル記憶部３１は、送信装置のテーブル記憶部１２に記憶されたパターンに対応するパターンが記憶されており、記憶されたパターンがパターン変換部３０により読み出される（特許文献１参照）。
【００２２】
ここで、回線補償について詳細に説明する。図１１は、各サブキャリアが周波数選択性フェージングを受ける様子を示す概念図である。この図においては、横軸を周波数で示し、周波数ｆ１〜ｆ４を中心周波数とする４つのサブキャリアを示している。太い実線は周波数選択性フェージングの様子を示している。ＯＦＤＭ方式はマルチパスに強い方式であるが、移動体通信環境においては、ガードインターバルを越える遅延波により、周波数選択性フェージングが発生する。このため、サブキャリア毎に異なる回線変動が加わる。これを式で表すと以下のようになる。
【００２３】
【数１】
2004304473.tif 000003
Ｒｍ：ｍサブキャリアの受信信号
Ｈ′ｍ：ｍサブキャリアにかかる回線変動
Ｓｍ：ｍサブキャリアの送信信号
σｍ：ｍサブキャリアの雑音成分
図１１や上式（１）で示したような各サブキャリアにおける回線変動は、再度、図１０を参照するに、従来のＯＦＤＭ受信装置の回線推定部２６において、パイロット信号を用いるなどして推定される。回線補償部２８では、回線推定部２６で推定された回線変動に基づいて、サブキャリア毎に回線の補償を行う。これを式で表すと以下のようになる。
【００２４】
【数２】
2004304473.tif 000004
Ｇｍ：ｍサブキャリア成分の回線補償係数
回線補償にはいくつかの方法が知られており、位相変動のみを補償する方法や振幅と位相両方の変動を補償する方法がある（非特許文献１参照）。これらの方法では、回線補償係数Ｇｍを決定するものであり、誤り率特性はＧｍに大きく依存する。以下、これらの方法について簡単に説明する。
【００２５】
まず、回線変動の位相変動のみを補償する方法について説明する。この方法の回線補償係数Ｇｍは、以下の式（３）で表される。
【００２６】
【数３】
2004304473.tif 000005
Ｈｍ：ｍサブキャリアの回線推定値
Ｈ＊ｍ：Ｈｍの複素共役
上式（３）の回線補償係数には、位相補償成分のみを含み、振幅補償成分を含まないので、この方法では、振幅変動を補償しないため、雑音成分の増加（雑音強調）を引き起こすことはない。
【００２７】
次に、回線変動の位相変動と振幅変動の両方を補償する方法について説明する。この方法の回線補償係数は、位相補償成分と振幅補償成分とを含み、以下の式（４）及び（５）で表される。
【００２８】
【数４】
2004304473.tif 000006
この方法では、回線変動の逆特性を各サブキャリアに乗算することにより回線補償を行うものである。このため、正確に回線推定が行われれば、回線変動については、正確に補償することができる。しかし、この方法では、フェージングで落ち込んだサブキャリアの振幅を回復する際、同時に雑音成分も増大させ、雑音強調を引き起こすため、誤り率特性などの受信特性が劣化する。
【００２９】
そこで、回線変動の位相変動と振幅変動の両方を補償し、送信データシンボルと受信データシンボルとの誤差が最小となるように回線補償を行う方法について説明する。この方法の回線補償係数は、以下の式（５）で表される。
【００３０】
【数５】
2004304473.tif 000007
Ａ：補正係数
σｍ２：ｍサブキャリアの雑音電力
この方法では、雑音が大きい場合には、Ｇｍが小さくなり、また雑音が小さければ回線推定値の逆数に近づくようになるため、雑音強調を引き起こすことはない。このため、一般的に、式（３）及び式（４）に示す回線補償方法より優れていると言われており、周波数選択性フェージングにより受信電力の落ち込みが激しい場合には、有効な方法である。
【００３１】
【特許文献１】
特開２００２−９４４７９号公報
【非特許文献１】
「ＯＦＤＭ変調方式の応用」トリケップス、２００１年１０月１９日、ｐ．１０９−１１２
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した式（４）や式（５）で示した回線補償方法では、以下のような問題がある。例えば、図１２に示すように、各サブキャリア間での回線変動状況に差異がほとんどないような場合（以下、「周波数選択性が弱い」と表記する）、各サブキャリアに雑音成分が含まれ、回線推定値Ｈｍが正確に求められないため、ほとんど一定であるべき回線補償係数の絶対値が一定にならない。このため、式（３）のように位相変動のみを補償する場合に比べて、受信特性が逆に悪くなってしまうことがある。なかでも、複数のサブキャリアを用いて１単位の情報伝送を行う場合に、誤差のある振幅補償成分を含む回線補償係数を用いると、連続する複数のサブキャリアで誤りが発生し、誤り訂正も行うことができないとバースト的な誤りとなってしまい、受信特性の劣化が顕著になることがある。このように、回線補償係数が実際の回線状況を反映していない場合には、受信特性が劣化するという問題がある。なお、複数のサブキャリアを用いて１単位の情報伝送を行う方式としては、上記従来例の他に、周波数領域拡散を行うＭＣ−ＣＤＭＡ方式等も挙げられる。なお、周波数選択性が弱い場合とは、周波数選択性がまったくないフラットフェージングはもちろん、フェージング変動そのものが存在しない場合も含む。
【００３３】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数のサブキャリアを用いて１単位の情報伝送を行うマルチキャリア通信において、周波数選択性が弱い場合に、受信特性の劣化を回避するマルチキャリア受信装置及び回線補償方法を提供することを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明のマルチキャリア受信装置は、マルチキャリア通信方式のうち、複数のサブキャリアで１単位の情報伝送を行う通信方式が適用されたマルチキャリア受信装置であって、通信相手から受信した信号を用いて周波数選択性の程度を推定する周波数選択性推定手段と、前記周波数選択性推定手段により推定された周波数選択性の程度に基づいて、サブキャリア毎の回線補償方法を決定する決定手段と、伝搬路で回線変動を受けた受信信号の回線推定値を算出することにより、回線推定を行う回線推定手段と、前記回線推定手段により算出された回線推定値を用いて、前記決定手段により決定された回線補償方法で回線補償係数を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された回線補償係数を用いて各サブキャリアの回線変動を補償する補償手段と、を具備する構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、周波数選択性の程度に基づいて、サブキャリア毎の回線補償方法を決定することにより、回線補償方法を変更せず回線補償を行うことでかえって受信特性が劣化してしまうことを回避することができる。
【００３６】
本発明のマルチキャリア受信装置は、上記構成において、前記決定手段が、周波数選択性が強い場合、位相変動及び振幅変動を補償する方法に決定し、周波数選択性が弱い場合、位相変動のみを補償する方法に決定する構成を採る。
【００３７】
この構成によれば、周波数選択性が弱い場合、受信特性の劣化の原因となる振幅補償を行わず、位相変動のみを補償することにより、受信特性の劣化を回避することができる。また、複数のサブキャリアで１単位の情報伝送を行う通信方式では、周波数選択性が弱い場合に振幅補償を行うと、複数のサブキャリアに配置された信号が誤ってしまい、誤り訂正できないという事態を回避することができる。
【００３８】
本発明のマルチキャリア受信装置は、上記構成において、前記周波数選択性推定手段が、所定の受信処理が行われた受信信号から時分割で挿入された既知信号を抽出する抽出手段と、既知信号のレプリカ信号を生成する生成手段と、前記抽出手段により抽出された既知信号と前記生成手段により生成されたレプリカ信号との相関演算を行う相関演算手段と、前記相関演算手段により算出された相関値から遅延プロファイルを生成し、遅延広がりを算出する遅延広がり算出手段と、を具備する構成を採る。
【００３９】
本発明のマルチキャリア受信装置は、上記構成において、前記周波数選択性推定手段が、所定の受信処理が行われた受信信号からガードインターバルを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出されたガードインターバルを所定時間遅延させる遅延手段と、前記遅延手段により遅延されたガードインターバルと当該ガードインターバルが抽出された受信信号との相関演算を行う相関演算手段と、前記相関演算手段により算出された相関値から遅延プロファイルを生成し、遅延広がりを算出する遅延広がり算出手段と、を具備する構成を採る。
【００４０】
本発明のマルチキャリア受信装置は、上記構成において、前記周波数選択性推定手段が、前記回線推定手段により算出された回線推定値を用いてサブキャリア毎の受信レベルを測定する受信レベル測定手段と、受信した隣接サブキャリア間のレベル差を検出するレベル差検出手段と、を具備する構成を採る。
【００４１】
本発明のマルチキャリア受信装置は、上記構成において、前記周波数選択性推定手段が、前記回線推定手段により算出された回線推定値を逆離散フーリエ変換することにより、遅延プロファイルを生成し、遅延広がりを算出する構成を採る。
【００４２】
これらの構成によれば、生成した遅延プロファイルから遅延広がりを算出したり、隣接サブキャリア間のレベル差を検出したりすることにより、周波数選択性の程度を推定することができる。
【００４３】
本発明のマルチキャリア受信装置は、上記構成のいずれかにおいて、送信信号を周波数領域に拡散し、拡散した信号を複数のサブキャリアに配置するマルチキャリアＣＤＭＡ方式である構成を採る。
【００４４】
この構成によれば、各サブキャリアにコード多重された信号が配置されるマルチキャリアＣＤＭＡ方式において、周波数選択性が弱い場合に、振幅補償を行わず、位相補償のみを行うことにより、コード間の直交性を保つことができ、コード多重数を増加させることができる。
【００４５】
本発明のマルチキャリア受信装置は、上記構成のいずれかにおいて、送信信号のシンボルパターンを他のパターン信号に変換し、変換したパターン信号を複数のサブキャリアに配置する方式である構成を採る。
【００４６】
この構成によれば、送信信号を変換したパターン信号を複数のサブキャリアに配置する方式において、周波数選択性が弱い場合に、誤り率特性をかえって悪くしてしまう振幅補償を行わないことにより、誤り率特性を改善することができる。
【００４７】
本発明の回線補償方法は、マルチキャリア通信方式のうち、複数のサブキャリアで１単位の情報伝送を行う通信方式における回線補償方法であって、周波数選択性が強い場合、各サブキャリアの回線変動のうち、位相変動及び振幅変動を補償し、周波数選択性が弱い場合、各サブキャリアの回線変動のうち、位相変動のみを補償するようにした。
【００４８】
この方法によれば、周波数選択性が弱い場合に、位相変動のみを補償することにより、振幅補償を行うことでかえって受信特性が劣化してしまうことを回避することができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、回線変動を受けた各サブキャリアについて回線補償する際、周波数選択性が強い場合、回線変動のうち位相変動及び振幅変動を補償し、周波数選択性が弱い場合、回線変動のうち位相変動のみを補償することである。
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００５１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図である。この図において、受信ＲＦ部１０１は、通信相手から送信された信号を、アンテナを介して受信し、受信した信号に所定の受信処理（Ａ／Ｄ変換やダウンコンバート等）を施し、受信処理後の信号をＧＩ除去部１０２及び周波数選択性推定部１０７に出力する。
【００５２】
ＧＩ除去部１０２は、受信ＲＦ部１０１から出力された信号からＧＩを除去し、ＧＩが除去された信号をＳ／Ｐ変換部１０３に出力する。
【００５３】
Ｓ／Ｐ変換部１０３は、ＧＩ除去部１０２から出力されたシリアル信号をパラレル変換し、複数系列のパラレル信号を生成する。生成されたパラレル信号は、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部１０４に出力される。
【００５４】
ＤＦＴ部１０４は、Ｓ／Ｐ変換部１０３から出力されたパラレル信号に離散フーリエ変換を施し、変換後のパラレル信号をＰ／Ｓ変換部１０５に出力する。
【００５５】
Ｐ／Ｓ変換部１０５は、ＤＦＴ部１０４から出力されたパラレル信号をシリアル変換し、シリアル信号を回線推定部１０６と回線補償部１１０に出力する。
【００５６】
回線推定部１０６は、Ｐ／Ｓ変換部１０５から出力された信号に基づいて、サブキャリア毎に回線推定値を算出し、回線推定を行う。算出された回線推定値は回線補償係数算出部１０９に出力される。
【００５７】
周波数選択性推定部１０７は、受信ＲＦ部１０１から出力された受信処理後の信号に基づいて、伝搬路で受けた周波数選択性フェージングの影響を推定し、推定結果を回線補償方法決定部１０８に出力する。なお、周波数選択性推定部１０７の詳細については後述する。
【００５８】
回線補償方法決定部１０８は、周波数選択性推定部１０７から出力された推定結果から、回線変動を受けたサブキャリアの回線補償方法を決定する。具体的には、周波数選択性が強いことを示す推定結果の場合には、サブキャリアの位相変動及び振幅変動を補償する方法に決定する。これは、上述した式（４）又は式（５）に示す補償係数を算出することを意味する。また、周波数選択性が弱いことを示す推定結果の場合には、回線変動を受けたサブキャリアの位相変動のみを補償する方法に決定する。これは、上述した式（３）に示す補償係数を算出することを意味する。決定された方法は、回線補償係数算出部１０９に通知される。
【００５９】
回線補償係数算出部１０９は、回線補償方法決定部１０８から通知された決定方法で、回線推定部１０６から出力された回線推定値を用いて回線変動を補償する係数を算出する。算出された回線補償係数は回線補償部１１０に出力される。
【００６０】
回線補償部１１０は、回線補償係数算出部１０９から出力された回線補償係数を用いて、Ｐ／Ｓ変換部１０５から出力された信号に対してサブキャリア毎に回線変動を補償する。回線変動を補償する際、位相変動及び振幅変動を補償するか位相変動のみを補償するかは、回線補償係数に依存する。回線変動が補償された信号は、ディジタル復調部１１１に出力される。
【００６１】
ディジタル復調部１１１は、回線補償部１１０から出力された信号をディジタル復調し、復調後の信号をパターン変換部１１２に出力する。
【００６２】
パターン変換部１１２は、送信装置で送信信号を変換したパターンに対応するパターンをテーブル記憶部１１３から読み出し、読み出したパターンでディジタル復調部１１１から出力された信号を変換し、受信データを出力する。
【００６３】
テーブル記憶部１１３は、図示せぬ送信装置のテーブル記憶部に記憶されたパターンに対応するパターンが記憶されており、記憶されたパターンがパターン変換部１１２により読み出される。
【００６４】
次に、周波数選択性推定部１０７について詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態１における周波数選択性推定部１０７の内部構成を示すブロック図である。この図において、ＰＬ抽出部２０１は、受信ＲＦ部１０１から出力された受信処理後の信号から時分割で挿入されたパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号を相関演算部２０３に出力する。
【００６５】
ＰＬレプリカ生成部２０２は、通信相手の送信装置が生成するパイロット信号と同一のレプリカ信号を生成し、生成したレプリカ信号を相関演算部２０３に出力する。
【００６６】
相関演算部２０３は、ＰＬ抽出部２０１で抽出されたパイロット信号と、ＰＬレプリカ生成部２０２で生成されたレプリカ信号との相関演算が行われ、演算結果が遅延分散算出部２０４に出力される。
【００６７】
遅延分散算出部２０４は、相関演算部２０３から出力された演算結果から遅延プロファイルを生成し、生成した遅延プロファイルから遅延広がりを示す遅延分散を算出する。算出された遅延分散は回線補償方法決定部１０８に出力される。ここで、遅延分散を算出した理由について簡単に説明する。周波数選択性フェージングは、マルチパス（遅延波）の干渉により生じるものである。このため、遅延波の直接波に対する遅延時間及び遅延波の電力、すなわち遅延波の分散から周波数選択性の程度が推定できる。具体的には、分散が大きい場合は周波数選択性が強く、分散が小さい場合は周波数選択性が弱い。
【００６８】
次に、上述した構成を有するマルチキャリア受信装置における回線補償の動作について説明する。通信相手から送信された信号は、受信ＲＦ部１０１において、所定の受信処理が施され、周波数選択性推定部１０７に出力される。
【００６９】
周波数選択性推定部１０７では、ＰＬ抽出部２０１において、所定の受信処理が施された信号から、時分割で挿入されたパイロット信号が抽出され、相関演算部２０３において、抽出されたパイロット信号とパイロット信号のレプリカとの相関演算が行われる。
【００７０】
遅延分散算出部２０４では、相関演算部２０３で算出された相関値から遅延プロファイルが生成され、生成された遅延プロファイルに基づいて、周波数選択性の程度を示す遅延分散が算出される。
【００７１】
回線補償方法決定部１０８では、遅延分散算出部２０４で算出された分散値が所定の値より大きい場合、周波数選択性が強いと判断され、回線変動の位相変動及び振幅変動の両方を補償する方法が決定される。また、分散値が所定の値未満の場合、周波数選択性が弱いと判断され、回線変動の位相変動のみを補償する方法が決定される。
【００７２】
ここで、周波数選択性が弱い場合に、位相補償のみを行うことについて説明する。各サブキャリアに重畳された雑音成分を正確に分離又は測定することができないことに起因して、雑音成分を含む回線推定値が求められてしまう。このため、実際の回線状況とは異なる回線推定値となってしまい、回線補償係数にも誤差を含むことになる。周波数選択性が弱い場合は、サブキャリア間の振幅変動の差異が小さいにもかかわらず、振幅補償成分に誤差を含む補償係数で振幅補償を行うと、誤り率を向上させる目的で行う回線補償がかえって誤り率の劣化を増大させてしまう。特に、複数のサブキャリアを用いて１単位の情報伝送を行う場合には、連続する複数のサブキャリアで誤りが発生し、バースト的な誤りとなってしまうと、受信特性の劣化が顕著になる。
【００７３】
このため、周波数選択性が弱い場合には、あえて振幅補償を行わず、位相変動のみを補償することとしたものである。これにより、振幅変動の補償誤差を引き起こすことなく、誤り率を低減し、受信特性の劣化を回避することができる。
【００７４】
回線補償係数算出部１０９では、回線補償方法決定部１０８で決定された補償方法で、回線推定部１０６で算出された回線推定値を用いて各サブキャリアについて回線補償係数が算出される。すなわち、決定された補償方法が位相及び振幅の補償を行う場合には、上述した式（４）又は式（５）が示す補償係数の算出が行われ、決定された補償方法が位相のみの補償を行う場合には、上述した式（３）が示す補償係数の算出が行われる。算出された補償係数は回線補償部１１０に出力される。
【００７５】
回線補償部１１０では、Ｐ／Ｓ変換部１０５から出力された信号に回線補償係数算出部１０９で算出された補償係数が乗算され、各サブキャリアの回線変動が補償される。
【００７６】
このように本実施の形態によれば、各サブキャリアが受けた回線変動を補償する際、受信信号に含まれたパイロット信号に基づいて、周波数選択性の程度を推定し、周波数選択性が弱い場合には、位相変動のみを補償することにより、位相及び振幅の双方共に補償する場合に比べ、受信性能の劣化を回避することができる。
【００７７】
（実施の形態２）
実施の形態１では、周波数選択性の程度を推定するのに、受信信号に時分割で含まれたパイロット信号を用いて行われたが、本発明の実施の形態２では、ＯＦＤＭシンボルの後端部のコピーを先頭部分に接続したガードインターバル（ＧＩ）を用いて周波数選択性の程度を推定する場合について説明する。
【００７８】
本発明の実施の形態２に係るマルチキャリア受信装置の構成は、図１における周波数選択性推定部１０７を周波数選択性推定部３００に変更したものである。以下において、周波数選択性推定部３００について説明する。
【００７９】
図３は、本発明の実施の形態２における周波数選択性推定部３００の内部構成を示すブロック図である。この図において、ＧＩ抽出部３０１は、受信ＲＦ部１０１から出力された受信処理後の信号からＧＩを抽出し、抽出したＧＩを有効シンボル長遅延部３０２に出力すると共に、ＧＩが抽出された信号を相関演算部３０３に出力する。
【００８０】
有効シンボル長遅延部３０２は、ＧＩ抽出部３０１から出力されたＧＩを所定時間遅延させる。具体的には、ＧＩと同一のＯＦＤＭシンボルの後端部がＧＩ抽出部３０１から相関演算部３０３に出力されるまで遅延される。遅延されたＧＩは相関演算部３０３に出力される。
【００８１】
相関演算部３０３は、ＧＩ抽出部から出力されたＯＦＤＭシンボルの後端部と、有効シンボル長遅延部３０２で遅延されたＧＩとの自己相関を求める。求められた自己相関値は、遅延分散算出部３０４に出力される。
【００８２】
遅延分散算出部３０４は、相関演算部３０３から出力された自己相関値から遅延プロファイルを生成し、生成した遅延プロファイルから遅延広がりを示す遅延分散を算出する。算出された遅延分散は回線補償方法決定部１０８に出力される。
【００８３】
このように本実施の形態では、ＧＩの自己相関値から遅延プロファイルを生成し、遅延分散を算出することにより、周波数選択性の程度を推定することができる。
【００８４】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、離散フーリエ変換後の各サブキャリアの回線推定値を用いて周波数選択性の程度を推定する場合について説明する。
【００８５】
図４は、本発明の実施の形態３に係るマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図である。ただし、図４が図１と共通する部分は図１と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。
【００８６】
図４において、回線推定部１０６は、各サブキャリアにおける回線推定値を算出し、算出した回線推定値を周波数選択性推定部４０１及び回線補償係数算出部１０９に出力する。
【００８７】
周波数選択性推定部４０１は、回線推定部１０６から出力された回線推定値を周波数軸上の信号と見立てて、逆離散フーリエ変換することにより、時間軸上の信号に変換し、遅延プロファイルを生成する。そして、生成した遅延プロファイルに基づいて、遅延分散を算出する。
【００８８】
このように本実施の形態によれば、回線推定値を逆離散フーリエ変換することにより遅延プロファイルを生成し、遅延分散を算出することで、周波数選択性の程度を推定することができる。
【００８９】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係るマルチキャリア受信装置の構成は、図４における周波数選択性推定部４０１を周波数選択性推定部５００に変更したものである。以下において、周波数選択性推定部５００について説明する。
【００９０】
図５は、本発明の実施の形態４における周波数選択性推定部５００の内部構成を示すブロック図である。この図において、受信レベル測定部５０１は、回線推定部１０６から出力された各サブキャリアの回線推定値に基づいて、サブキャリア毎の受信レベル（電力）を測定し、測定した受信レベルをレベル差検出部５０２に出力する。
【００９１】
レベル差検出部５０２は、隣接サブキャリア間のレベル差を検出し、検出結果を回線補償方法決定部１０８に出力する。これにより、レベル差が大きい場合には、周波数選択性が強いことを示しており、レベル差が小さい場合には、周波数選択性が弱いことを示す。
【００９２】
回線補償方法決定部１０８は、レベル差検出部５０２で検出されたレベル差が所定の値より大きい場合、周波数選択性が強いと判断し、回線変動の位相変動及び振幅変動の両方を補償する方法に決定する。また、レベル差が所定の値未満の場合、周波数選択性が弱いと判断し、回線変動の位相変動のみを補償する方法に決定する。
【００９３】
このように本実施の形態によれば、隣接サブキャリア間のレベル差を検出することにより、周波数選択性の程度を推定することができる。
【００９４】
なお、本実施の形態では、受信レベル測定部５０１は回線推定値に基づいて受信レベルを測定するが、Ｐ／Ｓ変換後の信号から受信レベルを測定するようにしてもよい。
【００９５】
（実施の形態５）
上述した実施の形態１から４では、送信信号を所定のパターン信号に変換する方式について説明したが、本発明の実施の形態５では、送信信号を周波数領域に拡散するＭＣ−ＣＤＭＡ方式について説明する。
【００９６】
図６は、一般的なＭＣ−ＣＤＭＡ送信装置の構成を示すブロック図である。この図において、ディジタル変調部６０１及び拡散部６０２は、複数備えられており、ディジタル変調部６０１は、ユーザ毎に送信するデータをディジタル変調し、拡散部６０２は、ディジタル変調後の信号をユーザ毎に異なる拡散符号で拡散する。
【００９７】
コード多重部６０３は、複数の拡散部６０２から出力された信号をコード多重し、多重した信号をＳ／Ｐ変換部６０４に出力する。
【００９８】
コード多重部６０４から出力された信号は、Ｓ／Ｐ変換部６０４でシリアル信号からパラレル信号に変換され、ＩＤＦＴ部６０５で逆離散フーリエ変換され、Ｐ／Ｓ変換部６０６でパラレル信号からシリアル信号に変換される。
【００９９】
Ｐ／Ｓ変換部６０６から出力された信号は、ＧＩ挿入部６０７でＧＩが挿入され、送信ＲＦ部６０８で所定の送信処理が施され、アンテナを介して送信される。
【０１００】
このような構成を有する送信装置により、送信信号を周波数領域に拡散して送信することができる。
【０１０１】
図７は、本発明の実施の形態５に係るＭＣ−ＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図である。ただし、図７が図１と共通する部分には、図１と同一の符号を付す。図７が示すように、図１と異なる点は、回線補償後の信号を逆拡散する逆拡散部７０１を設けた点と、パターン変換部１１２及びテーブル記憶部１１３を削除した点である。
【０１０２】
ＭＣ−ＣＤＭＡ方式では、回線状況を反映していない回線補償係数により、振幅変動の補償を行うと、コード間の直交性をくずしてしまい符号間干渉が増大するので、コード多重数を増加させることができない。これに対して、上述した構成により、周波数選択性が弱い場合には、位相補償のみを行うことにより、コード間の直交性を保つことができ、コード多重数を増加させることができるので、伝送容量を増大させることができる。
【０１０３】
なお、周波数選択性の程度を推定する方法は、実施の形態１又は実施の形態２で説明した方法を用いることができる。
【０１０４】
また、周波数選択性の程度を推定するのに用いる信号を離散フーリエ変換後の信号とする場合には、図８に示すＭＣ−ＣＤＭＡ受信装置のような構成とし、周波数選択性の程度を推定する方法は、実施の形態３又は実施の形態４で説明した方法を用いることができる。
【０１０５】
このように本実施の形態によれば、送信信号を周波数領域に拡散して送信するＭＣ−ＣＤＭＡ方式においても、各サブキャリアが受けた回線変動を補償する際、周波数選択性の程度を推定し、周波数選択性が弱い場合には、位相変動のみを補償することにより、多重されたコード間の直交性を保つことができ、コード多重数を増加させることができるので、伝送容量を増大させることができる。
【０１０６】
なお、上述した各実施の形態では、送信信号を所定のパターン信号に変換する方式や、送信信号を周波数領域に拡散するＭＣ−ＣＤＭＡ方式について説明したが、本発明は、送信信号を所定のパターン信号に変換して複数のサブキャリアに配置し、各サブキャリアに配置された信号を時間領域拡散するＭＣ／ＤＳ−ＣＤＭＡ方式にも適用してもよい。これにより、誤り率特性を改善させることができる。
【０１０７】
【発明の効果】
回線変動を受けた各サブキャリアについて回線補償する際、周波数選択性が強い場合、回線変動のうち位相変動及び振幅変動を補償し、周波数選択性が弱い場合、回線変動のうち位相変動のみを補償することにより、周波数選択性が弱い場合に、各サブキャリアの雑音成分の影響により、本来ほぼ一定となるべき各サブキャリアの振幅補償成分に差異が生じ、振幅補償を行って受信特性が劣化することを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における周波数選択性推定部の内部構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態２における周波数選択性推定部の内部構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態３に係るマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態４における周波数選択性推定部の内部構成を示すブロック図
【図６】一般的なＭＣ−ＣＤＭＡ送信装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態５に係るＭＣ−ＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態５に係るＭＣ−ＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図
【図９】従来のＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図
【図１０】従来のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図１１】各サブキャリアが周波数選択性フェージングを受ける様子を示す概念図
【図１２】回線状況が一定である様子を示す概念図
【符号の説明】
１０６  回線推定部
１０７、４０１、５００  周波数選択性推定部
１０８  回線補償方法決定部
１０９  回線補償係数算出部
１１０  回線補償部
１１１  ディジタル復調部
１１２  パターン変換部
１１３  テーブル記憶部
２０１  ＰＬ抽出部
２０２  ＰＬレプリカ生成部
２０３、３０３  相関演算部
２０４、３０４  遅延分散算出部
３０１  ＧＩ抽出部
３０２  有効シンボル長遅延部
５０１  受信レベル測定部
５０２  レベル差検出部
【図１】
2004304473.tif 000008
【図２】
2004304473.tif 000009
【図３】
2004304473.tif 000010
【図４】
2004304473.tif 000011
【図５】
2004304473.tif 000012
【図６】
2004304473.tif 000013
【図７】
2004304473.tif 000014
【図８】
2004304473.tif 000015
【図９】
2004304473.tif 000016
【図１０】
2004304473.tif 000017
【図１１】
2004304473.tif 000018
【図１２】
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