(57)【要約】【課題】本願課題は、通信信号に含まれる希望信号成分と干渉信号成分との信号干渉比を高精度に求めることが可能な信号干渉比推定装置及び干渉信号推定装置を提供することである。【解決手段】本発明による信号干渉比推定装置は、通信信号の二乗平均を第１出力信号Ｐとして出力する第１演算手段と、通信信号をｎ個のサンプルにわたって平均化し、該平均化された通信信号の二乗平均を第２出力信号Ｑとして出力する第２演算手段と、第２出力信号に平均化数であるｎを乗じたものと第１出力信号との差分に、所定数ＣＡを乗じることで希望信号成分Ａを算出する希望信号演算手段と、第１出力信号及び第２出力信号の差分に所定数ＣＢを乗じることで干渉信号成分Ｂを算出する干渉信号演算手段と、希望信号成分及び干渉信号成分の比率を算出することで、信号干渉比ＳＩＲに比例する値を求める信号干渉比演算手段を有する。【選択図】  図２
2004304368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信信号に含まれる希望信号成分及び干渉信号成分に基づいて信号干渉比を推定する信号干渉比推定装置であって、
前記通信信号の電力を第１出力信号として出力する第１演算手段と、
平均化された通信信号の電力を第２出力信号として出力する第２演算手段
を有し、前記第１出力信号及び前記第２出力信号に基づいて前記信号干渉比を推定することを特徴とする信号干渉比推定装置。
【請求項２】
通信信号に含まれる希望信号成分及び干渉信号成分に基づいて信号干渉比を推定する信号干渉比推定装置であって、
前記通信信号の二乗平均を第１出力信号として出力する第１演算手段と、
前記通信信号をｎ（ｎは自然数）個のサンプルにわたって平均化し、該平均化された通信信号の二乗平均を第２出力信号として出力する第２演算手段と、
前記第２出力信号に平均化数であるｎを乗じたものと前記第１出力信号との差分に、所定数を乗じることで希望信号成分を算出する希望信号演算手段と、
前記第１出力信号及び前記第２出力信号の差分に所定数を乗じることで干渉信号成分を算出する干渉信号演算手段と、
前記希望信号成分及び前記干渉信号成分の比率を算出することで、前記信号干渉比に比例する値を求める信号干渉比演算手段
を有することを特徴とする信号干渉比推定装置。
【請求項３】
通信信号の信号干渉比を計算するための干渉信号成分を推定する干渉信号推定装置であって、
前記通信信号の電力を第１出力信号として出力する第１演算手段と、
平均化された通信信号の電力を第２出力信号として出力する第２演算手段
を有し、前記第１出力信号及び前記第２出力信号の線形結合により前記干渉信号成分を推定することを特徴とする干渉信号推定装置。
【請求項４】
通信信号の信号干渉比を計算するための干渉信号成分を推定する干渉信号推定装置であって、
前記通信信号の二乗平均を第１出力信号として出力する第１演算手段と、
前記通信信号をｎ（ｎは自然数）個のサンプルにわたって平均化し、該平均化された通信信号の二乗平均を第２出力信号として出力する第２演算手段と、
前記第２出力信号に平均化数であるｎを乗じたものと前記第１出力信号との差分に、所定数を乗じることで希望信号成分を算出する希望信号演算手段と、
前記第１出力信号及び前記第２出力信号の差分に所定数を乗じることで干渉信号成分を算出する干渉信号演算手段
を有することを特徴とする干渉信号推定装置。
【請求項５】
複数のブランチを有するダイバーシチ受信装置に使用される信号干渉比推定装置であって、
各ブランチに設けられたパラメータ算出手段と、
前記パラメータ算出手段からの出力に基づいて信号干渉比を算出する信号干渉比演算手段
を有し、前記パラメータ算出手段の各々は、
前記通信信号の二乗平均を第１出力信号として出力する第１演算手段と、
通信信号をｎ（ｎは自然数）個のサンプルにわたって平均化し、該平均化された通信信号の二乗平均を第２出力信号として出力する第２演算手段と、
前記第２出力信号に平均化数であるｎを乗じたものと前記第１出力信号との差分に、所定数を乗じることで希望信号成分を算出する希望信号演算手段
前記第１出力信号及び前記第２出力信号の差分に所定数を乗じることで干渉信号成分を算出する干渉信号演算手段と、
を有し、前記信号干渉比演算手段が、
各パラメータ算出手段からの希望信号の振幅の線形結合の二乗を算出する希望波合成手段と、
各パラメータ算出手段からの干渉信号の振幅の二乗の線形結合を算出する干渉波合成手段と、
複数のブランチの内の第１のブランチにおける通信信号と、該通信信号の入力される第１パラメータ算出手段からの希望信号成分との第１の差分ベクトルを算出し、複数のブランチの内の第２のブランチにおける通信信号と、該通信信号の入力される第２パラメータ算出手段からの希望信号成分との第２の差分ベクトルを算出し、前記第１及び第２の差分ベクトルのスカラー積の平均値を算出し、各ブランチの通信信号に含まれる干渉成分どうしの相関を求める相関演算手段
前記希望波合成手段の出力と、前記干渉波合成手段の出力及び前記相関演算手段の出力の和との比率を算出する信号干渉比出力手段
を有することを特徴とする信号干渉比推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に通信信号の品質を測定する技術分野に属し、特に通信信号の信号干渉比及び干渉信号を推定する推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信における信号は、送信側で作成された後に送信され、無線伝搬経路を通じて受信側に届く。通信信号には、送信側で作成された希望信号の他に、送信機及び受信機内の信号処理の過程で導入された雑音成分や、無線伝搬経路における自然雑音成分、人工雑音成分、自身の又は他者の通信チャネルに起因する雑音成分等が含まれ得る。このため、信号の品質を表す尺度として信号干渉比（ＳＩＲ：Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ）が使用され、その信号干渉比は、通信信号に含まれている希望信号とそれ以外の信号（干渉信号）との比率に基づいて算出される。なお、本明細書では、雑音と干渉は、通信信号に含まれる希望信号以外の信号という点で同義的に使用される。
【０００３】
図１は、信号干渉比の推定手法を説明するためのベクトル図を示す。図中、ｒは受信信号を表すベクトルであり、ａｓは希望信号を表すベクトルであり、ｂｗは干渉信号を表すベクトルである。希望信号ａｓの「ａ」は信号の振幅を表し、「ｓ」は信号の位相に関する部分を表現する（ｓ＝ｅｘｐ（ｊθ），θは位相角である。）。干渉信号ｂｗの「ｂ」は信号の振幅を表し、「ｗ」は信号の位相に関する部分を表現する（ｗ＝ｅｘｐ（ｊφ），φは位相角である。）。
【０００４】
ｒ＝ａｓ＋ｂｗ  ・・・（１）
この場合における信号干渉比ＳＩＲは、次のように定義することが可能である。
【０００５】
ＳＩＲ＝Ａ／Ｂ    ・・・（２）
Ａ＝Ｅ＜｜ａｓ｜２＞・・・（３）
Ｂ＝Ｅ＜｜ｂｗ｜２＞・・・（４）
希望信号成分を表す（３）式及び干渉信号成分を表す（４）式については、瞬時値ではなく希望信号ａｓ及び干渉信号ｂｗを平均化したものが使用されている（平均化数をｎとする（ｎは自然数）。）。
【０００６】
信号干渉比ＳＩＲの計算において、干渉信号ｂｗは、白色ガウス雑音として取り扱うことが可能であることを想定する。すなわち、
Ｅ＜ｗ＞＝０  及びＥ＜ｗ２＞＝１
である。ただし、Ｅは期待値を算出することを示す。この場合に、干渉信号の受信信号への寄与は、平均化数ｎを大きくする程小さくすることができる。すなわち、受信信号ベクトルｒをｎ回平均化した平均ベクトルｒ’は、
ｒ’＝（１／ｎ）Σｒ  ・・・（５）
であるが、これはｎが大きくなるほど希望信号ａｓに近づき、ｎが充分に大きい場合には、ｒ’＝ａｓ  として取り扱うことが可能である。そして、受信信号ベクトルｒから平均ベクトルｒ’を減算すれば、干渉信号ベクトルｂｗが得られる（ｎが大きければ、ｂｗ＝ｒ−ｒ’が成り立つ。）。以上の考察により、希望信号成分Ａ、干渉信号成分Ｂ及び信号干渉比ＳＩＲは、次式により算出される。
【０００７】
ＳＩＲ＝Ａ／Ｂ  ・・・（６）
Ａ＝｜ｒ’｜２＝｜（１／ｎ）Σｒ｜２  ・・・（７）
Ｂ＝Ｅ＜｜ｒ−ｒ’｜２＞＝Ｅ＜｜ｒ−（１／ｎ）Σｒ｜２＞・・・（８）
このような従来の信号干渉比の算出手法については、例えば、非特許文献１，２、特許文献１，２等に開示されている。
【０００８】
【非特許文献１】
清尾，「ＤＳ−ＣＤＭＡの適応送信電力制御におけるＳＩＲ測定法の検討」，１９９６年電子情報通信ソサイエティ大会，Ｂ−３３０，３３１頁
【０００９】
【非特許文献２】
佐野，「マルチキャリアＣＤＭＡ用ＳＩＲ推定方式の一検討」，２００１年電子情報通信学会総合大会，Ｂ−５−８６，４８４頁
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−２８４２０５号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開２００２−１５８６２１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の手法における（６）式の近似の妥当性を向上させる観点からは、平均化数ｎを充分に大きくする必要がある。さもなくば、希望信号ａｓと平均ベクトルｒ’との差分ベクトルｂ’ｗが大きくなることに起因して、干渉信号ｂｗと、それを近似するベクトルｒ−ｒ’との差も大きくなり、受信信号に含まれる干渉信号成分Ｂを正確に評価することが困難になる。その結果算出される信号干渉比ＳＩＲ＝Ａ／Ｂも不正確になってしまう。このような問題は、希望信号成分Ａに対して干渉信号成分Ｂが比較的大きい場合（ＳＩＲが低く、信号品質が良好でない場合）に特に顕著になる傾向がある。
【００１３】
一方、従来の手法における受信信号ベクトルｒの平均化の際に、通信環境は変化しないことを想定している。このため、平均化数ｎも、通信環境が変化しない程度の時間又はサンプル数に抑制される必要がある。通信環境は、移動端末の位置その他の要因に依存して刻々と変化するので、平均化数ｎを大きくすることができない場合もある。
【００１４】
従って、従来の手法によれば、通信環境の変化に速やかに追従しながら、信号干渉比を高精度に推定すること、特に干渉信号成分を推定することは困難である。
【００１５】
本願の課題は、通信信号に含まれる希望信号成分と干渉信号成分との信号干渉比を高精度に求めることが可能な信号干渉比推定装置及び干渉信号推定装置を提供することである。
【００１６】
本願の別の課題は、通信信号に含まれる希望信号成分と干渉信号成分との信号干渉比を高精度に求めることが可能であり、信号干渉比の算出の際に長期にわたる時間平均の必要性を回避することが可能な信号干渉比推定装置及び干渉信号推定装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
通信信号に含まれる希望信号成分及び干渉信号成分に基づいて信号干渉比を推定する信号干渉比推定装置であって、
前記通信信号の電力を第１出力信号として出力する第１演算手段と、
平均化された通信信号の電力を第２出力信号として出力する第２演算手段
を有し、前記第１出力信号及び前記第２出力信号に基づいて前記信号干渉比を推定することを特徴とする信号干渉比推定装置
が、提供される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本願第１実施例による信号干渉比ＳＩＲの算出手法について説明する。先ず、受信信号ベクトルｒの二乗平均Ｐ（電力）は、次のように表現することができる。
【００１９】
2004304368.tif 000003
ただし、希望信号と干渉信号の相関性を表す項は無視できる程度に小さいことが仮定されている。また、受信信号ベクトルｒを平均化したものの二乗平均Ｑ（平均化された受信信号の電力）は、次のように表現することができる。
【００２０】
2004304368.tif 000004
ただし、上記の場合と同様に、希望信号と干渉信号の相関性を表す項は無視できる程度に小さいことが仮定されている。また、
Ｅ＜｜（１／ｎ）Σｂｗ｜２＞＝Ｂ／ｎ  ・・・（１２）
という関係式も利用されている。（１２）式は、希望信号ａｓに付加される干渉信号ｂｗが、白色ガウス雑音として取り扱われる場合に成立する一般的な性質である。
【００２１】
（１０）式及び（１１）を参照すると、希望信号成分Ａは、Ｐ及びＱにより表現することが可能であり、干渉信号成分ＢもＰ及びＱにより表現することが可能であることがわかる。すなわち、
Ａ＝ＣＡ（ｎＱ−Ｐ）  ・・・（１３）
Ｂ＝ＣＢ（Ｐ−Ｑ）    ・・・（１４）
ＣＡ＝１／（ｎ−１）
ＣＢ＝ｎ／（ｎ−１）
と表現することができる。従って、信号干渉比ＳＩＲは、
2004304368.tif 000005
と表現することができる。
【００２２】
信号干渉比ＳＩＲの算出式（１５）を導出する際には、平均化数ｎが充分に大きいことは前提としていない。ただし、従来と同様に、希望波と干渉波の相関が無視できることや、干渉信号が白色ガウス雑音として取り扱われ得る、との条件を前提としている。従来は、平均化数ｎが充分に大きいことを想定し、数式（７）のような近似を利用していたが、本願実施例ではそのような近似を使用していないので、より厳密に信号干渉比を算出することが可能になる。
【００２３】
図２は、本願実施例による信号干渉比を推定する推定装置の概略ブロック図を示す。推定装置２００は、受信信号ｒの二乗平均を算出する第１演算部２０２を有する。第１演算部２０２は、数式（１０）におけるＥ＜｜ｒ｜２＞を算出し、その値であるＰを出力する。推定装置２００は、受信信号ｒをｎサンプルにわたって平均化し、その平均化された信号ｒ’の二乗平均を算出する第２演算部２０４を有する。第２演算部２０４は、数式（１１）におけるＥ＜｜（１／ｎ）Σｒ｜２＞を算出し、その値であるＱを出力する。
【００２４】
推定装置２００は、第１及び第２演算部からの出力Ｐ，Ｑに基づいて、希望信号成分Ａを算出する希望信号演算部２０６を有する。希望信号演算部２０６は、数式（１２）の右辺を算出する。すなわち、ｎＱ−Ｐが算出され、これに所定数ＣＡ＝１／（ｎ−１）が乗じられる。同様に、推定装置２００は、第１及び第２演算部からの出力Ｐ，Ｑに基づいて、干渉信号成分Ｂを算出する干渉信号演算部２０８を有する。干渉信号演算部２０８は、数式（１３）の右辺を算出する。すなわち、Ｐ−Ｑが算出され、これに所定数ＣＢ＝ｎ／（ｎ−１）が乗じられる。推定装置２００は信号干渉比演算部２１０を有し、この信号干渉比演算部２１０は、希望信号成分Ａ及び干渉信号成分Ｂの比率を算出することで、数式（１５）に示されるような所望の信号干渉比ＳＩＲ＝Ａ／Ｂを求める。
【００２５】
図３，図４は、信号干渉比の推定に関するシミュレーション結果を示すグラフである。図３は、従来の手法によりＳＩＲを推定した場合のシミュレーション結果である。このシミュレーションでは、希望信号成分Ａ（＝√ａ）及び干渉信号成分Ｂ（＝√ｂ）を予め設定し、この設定されたＡ，Ｂから直接的に算出されたＳＩＲ（設定ＳＩＲ）と、数式（６）ないし（８）により算出されたＳＩＲ（推定ＳＩＲ）との関係が調べられている。理想的には、設定ＳＩＲと推定ＳＩＲは等しいので、グラフ３０２は理想曲線を表す。グラフ３０４は、設定ＳＩＲに対して、数式（６）ないし（８）を利用して推定されたＳＩＲをプロットすることで得られたものである。
【００２６】
図示されているように、設定ＳＩＲが大きい（信号品質が良好である）場合には、推定ＳＩＲが正確に計算されている。しかしながら、設定ＳＩＲが小さくなるほど（信号品質が良好でなくなるほど）、推定ＳＩＲは不正確になり、理想曲線から徐々に遠ざかってしまうことが分かる。
【００２７】
図４は、本願実施例によりＳＩＲを推定した場合のシミュレーション結果である。図３の場合と同様に、グラフ４０２は理想曲線を表す。グラフ４０４は、設定ＳＩＲに対して、数式（１５）を利用して推定されたＳＩＲをプロットすることで得られたものである。図示されているように、設定ＳＩＲの全範囲にわたって、推定ＳＩＲが正確に計算されていることが分かる。
【００２８】
なお、本実施例では、希望信号演算部２０６及び干渉信号演算部２０８にて、所定数ＣＡ，ＣＢを乗じているが、本発明は必ずしもこの形態に限定されない。例えば、そのような所定数ＣＡ，ＣＢを乗じる代りに、信号干渉比演算部２１０にて、希望信号演算部２０６及び干渉信号演算部２０８からの出力の比率を算出し、その比率に１／ｎを乗じることで、数式（１５）を算出することも可能である。
【００２９】
また、数式（１５）は、
2004304368.tif 000006
のように変形することも可能である。このようにすると、受信信号ｒの平均を算出する際に、次式の右辺に示されるように、ｎで除算する演算を回避することが可能になる。
【００３０】
ｎ２Ｑ＝Ｅ＜｜Σｒ｜２＞
数値計算において、除算や乗算は加算や減算に比べて演算負担が大きいので、除算演算を少なくすることで演算負担を減らし、高精度化を図ることが可能になる。このように、信号干渉比ＳＩＲを算出する際の所定数（又は比例係数）には、様々なものが使用され得る。
【００３１】
ところで、数式（１３）に示されるように、干渉信号成分Ｂを求めるには、受信信号の二乗平均Ｐと、受信信号の平均の二乗平均Ｑとの差分を計算する必要がある。Ｐ及びＱは供に電力に関連する値であり、両者は同程度の大きさを有することが予想される。従って、Ｐ及びＱを正確に算出しなければ、干渉信号成分Ｂの精度が非常に悪くなってしまう。希望信号成分Ａを求める場合にも、これらの電力に関する差分を計算しているが、その場合はＰとＱの差分ではなく、ＰとｎＱとの差分であり、干渉信号成分Ｂよりも正確に求め得る。
【００３２】
しかしながら、Ｑを計算するには、受信信号の第１の平均化を行った後に更にそれを二乗して第２の平均化を行う必要がある。しかも、第１の平均化（ｎサンプルにわたる平均）及び第２の平均化（ｍサンプルにわたる平均）の間に受信信号ｒが大きく変化することは望ましくない。このため、第２の平均化が、充分に多くのサンプル数又は時間にわたって行うことの困難な場合が生じ得る。第２の平均化のサンプル数ｍが不足したままであると、Ｑを正確に求めることができず、干渉信号成分Ｂの精度も劣化してしまうことが懸念される。このような場合には、次式のようにして、干渉信号成分Ｂを近似することが有利である。
【００３３】
2004304368.tif 000007
ただし、ＣＢ＝ｎ／（ｎ−１）である。このようにすると、受信信号の平均の二乗平均であるＱ自体の精度は、ｍが充分に大きくないことに起因して劣化するが、Ｐ−Ｑの全体を平均化することで、干渉信号成分Ｂの精度劣化を抑制することが可能になる。このような近似は、例えばＣＤＭＡにおけるパワーコントロールのように、信号の電力が急激に変化するような場合に有利である。
【００３４】
［第２実施例］
以下、本願第２実施例について説明する。本実施例では、２系統のブランチを有するダイバーシチ受信機における信号干渉比が推定される。簡単のため、ブランチ数を２にしているが、本発明は、２以上のブランチを有するダイバーシチ受信に適用することも可能である。ダイバーシチ受信機の各ブランチで受信された通信信号は、選択合成、等利得合成、最大比合成その他の適切な合成手法を利用して、１つの信号に合成される。合成後の信号に基づいて、信号干渉比を推定するには、合成後の信号を受信信号ｒとして取り扱うことで、上述の第１実施例の手法をそのまま利用することが可能である（従って、詳細な説明は省略される）。
【００３５】
以下、各ブランチで受信した信号毎に信号干渉比に関するパラメータを求め、その後に全体的な信号干渉比を算出する手法を説明する。
【００３６】
２系統のブランチで受信される受信信号ｒ１，ｒ２を、それぞれ
ｒ１＝ａ１ｓ＋ｂ１ｗ１
ｒ２＝ａ２ｓ＋ｂ２ｗ２
とする。ただし、ｓは希望信号の位相に関連する部分を示し、ａ１は第１のブランチで受信された希望信号の振幅を示し、ａ２は第２のブランチで受信された希望信号の振幅を示す。ｂ１ｗ１は、第１のブランチで受信された干渉信号を示し、ｂ１はその振幅を示し、ｗ１はその位相に関する部分を示す。ｂ２ｗ２は、第２のブランチで受信された干渉信号を示し、ｂ２はその振幅を示し、ｗ２はその位相に関する部分を示す。各ブランチの受信信号ｒ１，ｒ２について上述の第１実施例の手法を利用すれば、希望信号成分Ａ１，Ａ２及び干渉信号波成分Ｂ１，Ｂ２が得られる。ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２は、それぞれＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の平方根により求めることが可能である。なお、本願実施例とは別に、通信信号の復調により希望信号ａ１ｓ，ａ２ｓが判明している場合には、その値を利用することも可能である。
【００３７】
次に、受信信号ｒ１，ｒ２は適切な係数ｋ１，ｋ２を利用して合成され、合成信号ｒｃが形成される。ｋ１，ｋ２をどのように設定するかは、各ブランチを合成するための手法に依存して決定される。
【００３８】
2004304368.tif 000008
従って、合成信号ｒｃに関する信号干渉比ＳＩＲｃは、
2004304368.tif 000009
となる。ＳＩＲｃの分母の第３項（２ｋ１ｋ２ｂ１ｂ２Ｅ＜ｗ１ｗ２＞）は、各ブランチで受信された干渉波どうしの相関を表す。この項の影響は一般には小さいので、計算負担を軽減する観点からは、これを無視して信号干渉比ＳＩＲｃを算出することが可能である。より厳密には、この第３項（相関項）の影響をも考慮して信号干渉比ＳＩＲｃが高精度に算出される。
【００３９】
受信信号の希望信号成分Ａが判明すれば、干渉信号成分Ｂも算出され得る。具体的には、干渉信号は、
ｂ１ｗ１＝ｒ１−ａ１ｓ
ｂ２ｗ２＝ｒ２−ａ２ｓ
と、表現することができる（図１のベクトル図参照）。従って、干渉波どうしの相関は、次式のように表現することができ、これにより上記の相関項が算出され得る。
【００４０】
2004304368.tif 000010
ただし、＊は複素共役をとることを意味する。
【００４１】
図５は、本実施例による信号干渉比推定装置５００の概略ブロック図を示す。概して、第１及び第２のダイバーシチブランチの各々に、第１，第２パラメータ算出部５０２，５０４が設けられている。第１，第２パラメータ算出部５０２，５０４の出力は、信号干渉比演算部５０６に与えられる。第１及び第２パラメータ算出部５０２，５０４は同一構成を有し、それぞれ第１実施例で説明したのと同様な機能及び手段を有する。
【００４２】
第１パラメータ算出部５０２は、第１のダイバーシチブランチで受信した受信信号ｒ１を受信する第１演算部５０８を有し、この第１演算部５０８は、受信信号ｒ１の二乗平均Ｅ＜｜ｒ１｜２＞を算出し、それを出力する（Ｐ）。第１パラメータ算出部５０２は第２演算部５１０を有し、この第２演算部５１０は、受信信号ｒ１をｎサンプルにわたって平均化し、その平均化された信号ｒ１’の二乗平均Ｅ＜｜（１／ｎ）Σｒ｜２＞を算出し、それを出力する（Ｑ）。第１パラメータ算出部５０２は希望信号演算部５１２を有し、この希望信号演算部５１２は、ｎＱ−Ｐを算出し、これに所定数ＣＡ＝１／（ｎ−１）を乗じることで、希望信号成分Ａ１を算出する。第１パラメータ算出部５０２は干渉信号演算部５１４を有し、この干渉信号演算部５１４は、Ｐ−Ｑを算出し、これに所定数ＣＢ＝ｎ／（ｎ−１）を乗じることで、干渉信号成分Ｂ１を算出する。
【００４３】
同様に、第２パラメータ算出部５０４は、第２のダイバーシチブランチで受信した受信信号ｒ２を受信する第１演算部５１６を有し、この第１演算部５１６は、受信信号ｒ１の二乗平均を算出し、それを出力する（Ｐ）。第２パラメータ算出部５０４は第２演算部５１８を有し、この第２演算部５１８は、受信信号ｒ１をｎサンプルにわたって平均化し、その平均化された信号ｒ１’の二乗平均を算出し、それを出力する（Ｑ）。第２パラメータ算出部５０４は希望信号演算部５２０を有し、この希望信号演算部５２０は、ｎＱ−Ｐを算出し、これに所定数ＣＡ＝１／（ｎ−１）を乗じることで、希望信号成分Ａ２を算出する。第２パラメータ算出部５０４は干渉信号演算部５２２を有し、この干渉信号演算部５２２は、Ｐ−Ｑを算出し、これに所定数ＣＢ＝ｎ／（ｎ−１）を乗じることで、干渉信号成分Ｂ２を算出する。尚、第１実施例で説明したように、所定数ＣＡ，ＣＢは一義的なものではなく、他の値を使用することも可能である。
【００４４】
信号干渉比演算部５０６は希望波合成部５２４を有し、この希望波合成部５２４は、第１，第２パラメータ算出部５０２，５０４からの希望信号成分Ａ１，Ａ２を受信し、希望波の振幅の線形結合の二乗を算出する。すなわち、希望波合成部５２４は、数式（２１）の分子を算出し、それを出力する。信号干渉比演算部５０６は干渉波合成部５２６を有し、この干渉波合成部５２６は、第１，第２パラメータ算出部５０２，５０４からの干渉信号成分Ｂ１，Ｂ２を受信し、干渉波の振幅の二乗の線形結合を算出する。すなわち、干渉波合成部５２６は、数式（２１）の分母の中の相関項以外の部分を算出する。信号干渉比演算部５０６は相関演算部５２８を有し、相関演算部５２８は、第１，第２受信信号ｒ１，ｒ２及び第１，第２パラメータ算出部５０２，５０４からの希望波成分Ａ１，Ａ２を受信し、第１の受信信号ｒ１及び希望信号ａ１ｓの差分と、第２の受信信号ｒ２及び希望信号ａ２ｓの差分とのスカラー積の平均値を算出することで、干渉波の相関を計算する。具体的には、相関演算部５２８は、数式（２２）に従って干渉波どうしの相関を算出し、それを出力する。信号干渉比演算部５０６は、希望波合成部５２４からの出力を分子とし、干渉波合成部５２６及び相関演算部５２８からの出力の和を分母とすることで、所望の信号干渉比を算出し、それを出力する。
【００４５】
図６は、信号干渉比の推定に関するシミュレーション結果を示すグラフである。このシミュレーションでは、希望信号成分Ａ（＝ａｉ１／２）及び干渉信号成分Ｂ（＝ｂｉ１／２）を予め設定し、この設定されたＡ，Ｂから直接的に算出されたＳＩＲ（設定ＳＩＲ）と、従来の数式（６）ないし（８）により算出された推定ＳＩＲ（グラフ６０４）と、本願実施例の手法による推定ＳＩＲ（グラフ６０６，６０８）との関係が調べられている。理想的には、設定ＳＩＲと推定ＳＩＲは等しく、グラフ６０２はそのような理想曲線を表す。本願実施例によるグラフ６０６は、第２実施例の数式（２１）を利用して算出されたものであり、グラフ６０４は、第１実施例の数式（１５）を利用して算出されたものである。すなわち、前者では各ブランチ毎にパラメータを算出し、それを合成することでＳＩＲが算出され、後者では各ブランチからの受信信号が適切に合成された後の信号に対して、数式（１５）を利用してＳＩＲが算出される。図６に関するシミュレーションでは、干渉波どうしの相関がゼロになるような通信環境であることを想定している（Ｅ＜Ｗ１Ｗ２＞＝０）。
【００４６】
グラフ６０４に示されているように、従来の手法によれば、設定ＳＩＲが大きい（信号品質が良好である）場合には、ＳＩＲが正確に計算されている。しかしながら、設定ＳＩＲが小さくなるほど（信号品質が良好でなくなるほど）、推定ＳＩＲは不正確になり、理想曲線から徐々に遠ざかってしまう。数式（２１）を使用して推定したグラフ６０６でも、設定ＳＩＲが小さくなるほど、推定ＳＩＲが不正確になり、理想曲線から徐々に遠ざかってしまうが、その逸脱する程度は従来の手法よりも小さいことが分かる。ダイバーシチ合成後の信号に対して数式（１５）によりＳＩＲを推定した場合のグラフ６０８は、理想曲線にほぼ一致しており、設定ＳＩＲの全範囲にわたって、ＳＩＲが正確に推定されていることが分かる。
【００４７】
図７に関連するシミュレーションは、干渉波どうしの相関がゼロでなく０．５になるような通信環境であることを想定している（Ｅ＜Ｗ１Ｗ２＞＝０．５）点を除いて、図６と同様な条件の下に行われている。この場合も、図６と同様の傾向が示されている。図８に関連するシミュレーションは、干渉波どうしの相関がゼロでなく０．８になるような通信環境であることを想定している（Ｅ＜Ｗ１Ｗ２＞＝０．８）点を除いて、図６と同様な条件の下に行われている。この場合も、図６と同様の傾向が示されている。
【００４８】
何れのシミュレーション結果も、本願実施例による手法が、従来の手法より有利であることを示している。また、各ブランチからの受信信号を合成した後の信号に基づいてＳＩＲを推定したものが、最も高精度になっている（グラフ６０８，７０８，８０８）。ただし、これらのシミュレーションでは、ダイバーシチ受信機内での復調処理の過程で導入される雑音又は干渉成分を無視している。シミュレーションで無視したこのような干渉成分は、合成前よりも合成後の信号に、より多く含まれ得る。したがって、そのような受信機内の信号処理に起因して導入される干渉成分に配慮する観点からは、各ブランチからパラメータを算出する手法（数式（２１）を利用した手法）でＳＩＲを推定することが望ましい。逆に、そのような受信機内の干渉の影響が充分に小さいならば、合成後の信号に基づく手法（数式（１５）を利用する手法）でＳＩＲを推定することが望ましい。
【００４９】
本実施例は、簡単のため２系統のブランチであることを前提としていたが、更に多くのブランチを有するシステムに本発明を応用することが可能である。Ｌ個のブランチを有し、受信信号ｒｉ＝ａｉｓ＋ｂｉｗｉ（ｉ＝１，．．．，Ｌ）が各ブランチで受信され、これらが重み係数ｋｉで重み付け合成されるものとする。この場合の信号干渉比ＳＩＲｃは、次式で表現される。
【００５０】
ＳＩＲｃ＝｜Σｋｉａｉ｜２  ／（Σ｜ｋｉｂｉ｜２＋ΣΣ２ｋｉｋｊｂｉｂｊＥ＜ｗｉｗｊ＞）・・・（３０）
この場合における総和の計算Σは、１≦ｉ＜ｊ≦Ｌの範囲内で行われる。
【００５１】
以上本願実施例によれば、数式（１０）及び（１１）の連立方程式を厳密に解いてＳＩＲを推定するので、従来行われていたような近似を行わずに、より厳密にＳＩＲを推定することが可能になる。このため、長期にわたる平均化を行うことなしに、高精度にＳＩＲを算出することが可能になる。
【００５２】
本願実施例によれば、ＳＩＲの計算式に所定数を乗じることで、通信信号の平均化に関する数式から除算演算を排除することが可能になる。このため、演算労力が軽減され、ＳＩＲ計算の高精度化を図ることが可能になる。
【００５３】
以下、本発明が教示する手段を列挙する。
【００５４】
（付記１）  通信信号に含まれる希望信号成分及び干渉信号成分に基づいて信号干渉比を推定する信号干渉比推定装置であって、
前記通信信号の二乗平均を第１出力信号として出力する第１演算手段と、
前記通信信号をｎ（ｎは自然数）個のサンプルにわたって平均化し、該平均化された通信信号の二乗平均を第２出力信号として出力する第２演算手段と、
前記第２出力信号に平均化数であるｎを乗じたものと前記第１出力信号との差分に、所定数を乗じることで希望信号成分を算出する希望信号演算手段と、
前記第１出力信号及び前記第２出力信号の差分に所定数を乗じることで干渉信号成分を算出する干渉信号演算手段と、
前記希望信号成分及び前記干渉信号成分の比率を算出することで、前記信号干渉比に比例する値を求める信号干渉比演算手段
を有することを特徴とする信号干渉比推定装置。
【００５５】
（付記２）  前記希望信号成分に関する所定数が、前記平均化数より１だけすくない値の逆数に等しいことを特徴とする付記１記載の信号干渉比推定装置。
【００５６】
（付記３）  前記干渉信号成分に関する所定数が、前記平均化数と前記平均化数より１だけ少ない値との比率に等しいことを特徴とする付記１記載の信号干渉比推定装置。
【００５７】
（付記４）  前記希望信号成分に関する所定数が、前記平均化数と、前記平均化数の二乗から前記平均化数を減じた値との比率に等しいことを特徴とする付記１記載の信号干渉比推定装置。
【００５８】
（付記５）  前記干渉信号成分に関する所定数が、前記平均化数の二乗と前記平均化数の二乗から前記平均化数を減じた値との比率に等しいことを特徴とする付記１記載の信号干渉比推定装置。
【００５９】
（付記６）  前記希望信号成分及び前記干渉信号成分の比率に、前記平均化数の逆数を乗じることで、前記信号干渉比が算出されることを特徴とする付記１記載の信号干渉比推定装置。
【００６０】
（付記７）  前記干渉信号演算手段が、前記第１出力信号及び前記第２出力信号の差分を平均化したものに所定数を乗じることで前記干渉信号成分を算出することを特徴とする付記１記載の信号干渉比推定装置。
【００６１】
（付記８）  前記干渉信号成分が、白色ガウス雑音として近似することが可能であることを特徴とする付記１記載の信号干渉比推定装置。
【００６２】
（付記９）  複数のブランチを有するダイバーシチ受信装置に使用される信号干渉比推定装置であって、
各ブランチに設けられたパラメータ算出手段と、
前記パラメータ算出手段からの出力に基づいて信号干渉比を算出する信号干渉比演算手段
を有し、前記パラメータ算出手段の各々は、
前記通信信号の二乗平均を第１出力信号として出力する第１演算手段と、
通信信号をｎ（ｎは自然数）個のサンプルにわたって平均化し、該平均化された通信信号の二乗平均を第２出力信号として出力する第２演算手段と、
前記第２出力信号に平均化数であるｎを乗じたものと前記第１出力信号との差分に、所定数を乗じることで希望信号成分を算出する希望信号演算手段
前記第１出力信号及び前記第２出力信号の差分に所定数を乗じることで干渉信号成分を算出する干渉信号演算手段と、
を有し、前記信号干渉比演算手段が、
各パラメータ算出手段からの希望信号の振幅の線形結合の二乗を算出する希望波合成手段と、
各パラメータ算出手段からの干渉信号の振幅の二乗の線形結合を算出する干渉波合成手段と、
複数のブランチの内の第１のブランチにおける通信信号と、該通信信号の入力される第１パラメータ算出手段からの希望信号成分との第１の差分ベクトルを算出し、複数のブランチの内の第２のブランチにおける通信信号と、該通信信号の入力される第２パラメータ算出手段からの希望信号成分との第２の差分ベクトルを算出し、前記第１及び第２の差分ベクトルのスカラー積の平均値を算出し、各ブランチの通信信号に含まれる干渉成分どうしの相関を求める相関演算手段
前記希望波合成手段の出力と、前記干渉波合成手段の出力及び前記相関演算手段の出力の和との比率を算出する信号干渉比出力手段
を有することを特徴とする信号干渉比推定装置。
【００６３】
（付記１０）  複数のブランチを有するダイバーシチ受信装置に使用される付記１記載の信号干渉比推定装置であって、
各ブランチからの信号を合成することで得られる合成信号が、前記通信信号として入力されることを特徴とする信号干渉推定装置。
【００６４】
（付記１１）  通信信号に含まれる希望信号成分及び干渉信号成分に基づいて信号干渉比を推定する信号干渉比推定装置であって、
前記通信信号の電力を第１出力信号として出力する第１演算手段と、
平均化された通信信号の電力を第２出力信号として出力する第２演算手段
を有し、前記第１出力信号及び前記第２出力信号に基づいて前記信号干渉比を推定することを特徴とする信号干渉比推定装置。
【００６５】
（付記１２）  通信信号の信号干渉比を計算するための干渉信号成分を推定する干渉信号推定装置であって、
前記通信信号の電力を第１出力信号として出力する第１演算手段と、
平均化された通信信号の電力を第２出力信号として出力する第２演算手段
を有し、前記第１出力信号及び前記第２出力信号の線形結合により前記干渉信号成分を推定することを特徴とする干渉信号推定装置。
【００６６】
（付記１３）  通信信号の信号干渉比を計算するための干渉信号成分を推定する干渉信号推定装置であって、
前記通信信号の二乗平均を第１出力信号として出力する第１演算手段と、
前記通信信号をｎ（ｎは自然数）個のサンプルにわたって平均化し、該平均化された通信信号の二乗平均を第２出力信号として出力する第２演算手段と、
前記第２出力信号に平均化数であるｎを乗じたものと前記第１出力信号との差分に、所定数を乗じることで希望信号成分を算出する希望信号演算手段と、
前記第１出力信号及び前記第２出力信号の差分に所定数を乗じることで干渉信号成分を算出する干渉信号演算手段
を有することを特徴とする干渉信号推定装置。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、通信信号に含まれる希望信号成分と干渉信号成分との信号干渉比を高精度に求めることが可能になる。また、信号干渉比の算出の際に長期にわたる時間平均の必要性を回避しつつ、通信信号に含まれる希望信号成分と干渉信号成分との信号干渉比を高精度に求めることが可能になる。
【００６８】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、信号干渉比を算出する従来の手法を説明するためのベクトル図を示す。
【図２】図２は、本願実施例による信号干渉比推定装置の概略ブロック図を示す。
【図３】図３は、従来の手法により推定した信号干渉比に関するシミュレーション結果のグラフである。
【図４】図４は、本願実施例により推定した信号干渉比に関するシミュレーション結果のグラフである。
【図５】図５は、本願実施例による信号干渉比推定装置の概略ブロック図を示す。
【図６】図６は、信号干渉比に関するシミュレーション結果のグラフである。
【図７】図７は、信号干渉比に関するシミュレーション結果のグラフである。
【図８】図８は、信号干渉比に関するシミュレーション結果のグラフである。
【符号の説明】
ｒ  受信信号
ａｓ  希望信号
ｂｗ  干渉信号
ｒ’  平均化された受信信号
２００  信号干渉比推定装置
２０２  第１演算部
２０４  第２演算部
２０６  希望信号演算部
２０８  干渉信号演算部
２１０  信号干渉比演算部
５００  信号干渉比推定装置
５０２  第１パラメータ算出部
５０４  第２パラメータ算出部
５０６  信号干渉比演算部
５０８  第１演算部
５１０  第２演算部
５１２  希望信号演算部
５１４  干渉信号演算部
５１６  第１演算部
５１８  第２演算部
５２０  希望信号演算部
５２２  干渉信号演算部
５２４  希望波合成部
５２６  干渉波合成部
５２８  相関演算部
５３０  信号干渉比出力部
【図１】
2004304368.tif 000011
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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