(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア伝送方法における、特定シンボル長にＬ本のサブキャリアを使用したパイロットシンボルを有する信号を受信して当該信号の伝搬路特性を推定するマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定方法において、
Ｎ本（Ｎ＞Ｌ）のサブキャリアを全て復調できるＮ点のディジタル信号を得て、
前記Ｎ−Ｍ本のヌルキャリア以外のＭ本のサブキャリアの番号と前記取り出されたサンプル点の番号を基に、前記Ｍ点のサンプル点から前記Ｎ−Ｍ本のヌルキャリア以外のＭ本のサブキャリアのうち所望のＬ本のサブキャリア（Ｌ≦Ｍ）を復調するための行列を用意しておき、
当該用意された行列と、Ｍ点のサンプル点から成るベクトルとの積から前記Ｎ−Ｍ本のヌルキャリア以外のＭ本のサブキャリアのうち所望のＬ本のサブキャリアを復調することで前記パイロットシンボルを復調し、
当該復調されたパイロットシンボルから受信信号の伝搬路特性を推定することを特徴とするマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定方法。
【請求項２】
前記マルチキャリア伝送方式は、逆離散フーリエ変換を用いて変調する方式であり、
前記ディジタル信号は、Ｎ本のサブキャリアの隣り合う周波数間隔をΔｆとしてサンプリング間隔１／（ＮΔｆ）で直交復調されたＮ点の複素ディジタル信号であることを特徴とする請求項１に記載のマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定方法。
【請求項３】
前記予め設定されたＭ点が、連続するＭ個のサンプリング点であることを特徴とする請求項２に記載のマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定方法。
【請求項４】
パイロットシンボルを有する特定シンボル長中においてｈ回（ただしｈは自然数で２≦ｈ≦Ｎ−Ｍ＋１）パイロットシンボルを復調することで、伝搬路特性を推定することを特徴とする請求項３に記載のマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定方法。
【請求項５】
マルチキャリア伝送方式の受信装置における、特定シンボル長にＬ本のサブキャリアを使用したパイロットシンボルを有する信号を受信して当該信号の伝搬路特性を推定するマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置において、
Ｎ本（Ｎ＞Ｌ）のサブキャリアを全て復調できるＮ点のディジタル信号を得るサンプリング装置と、
当該Ｎ点のディジタル信号から、Ｍ点をとりだす抽出装置と、
前記Ｎ−Ｍ本のヌルキャリア以外のＭ本のサブキャリアの番号と前記抽出装置で取り出されたサンプル点の番号を基に、前記抽出装置でとりだしたＭ点のサンプル点から前記Ｎ−Ｍ本のヌルキャリア以外のＭ本のサブキャリアのうち所望のＬ本のサブキャリア（Ｌ≦Ｍ）を復調するための行列と、Ｍ点のサンプル点から成るベクトルとの積から前記Ｎ−Ｍ本のヌルキャリア以外のＭ本のサブキャリアのうち所望のＬ本のサブキャリア（Ｌ≦Ｍ）を復調することで前記パイロットシンボルを復調するパイロットシンボル演算器とを有し、
当該復調されたパイロットシンボルから、受信信号の伝搬路特性を推定することを特徴とするマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置。
【請求項６】
前記マルチキャリア伝送方式は、逆離散フーリエ変換を用いて変調する方式であり、
前記ディジタル信号は、Ｎ本のサブキャリアの隣り合う周波数間隔をΔｆとしてサンプリング間隔１／（ＮΔｆ）で直交復調されたＮ点の複素ディジタル信号であることを特徴とする請求項５に記載のマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置。
【請求項７】
前記予め設定されたＭ点が、連続するＭ個のサンプリング点であることを特徴とする請求項６に記載のマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置。
【請求項８】
パイロットシンボルを有する特定シンボル長中においてｈ回（ただしｈは自然数で２≦ｈ≦Ｎ−Ｍ＋１）パイロットシンボルを復調することで、伝搬路特性を推定することを特徴とする請求項７に記載のマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置。
【請求項９】
請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載のマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置を有することを特徴とするマルチキャリア復調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のサブキャリアをそれぞれ変調し、１シンボル長で当該複数の変調信号を送信可能とするマルチキャリア伝送方式の、伝搬路特性を推定する方法及び装置に関する。本発明は例えば直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM）方式により変調された信号を受信する復調器に特に有効である。
【０００２】
【従来の技術】
例えばOFDM方式においては、伝搬路特性を推定するため、一定のサブキャリア（任意個数）を用いてパイロットシンボルを形成して、受信側で復調し、その伝搬路特性を推定することが一般的である。即ち、パイロットシンボルを含むシンボル長において、パイロットシンボルを含まないシンボル長と同様に復調していた。このとき、例えばOFDM方式においては、変調側でＮ点ＩＤＦＴ（Ｎ点逆離散フーリエ変換）を用いて変調されるので、復調側ではＮ点ＤＦＴ（Ｎ点離散フーリエ変換）を用いて復調していた。こののち、復調されたパイロットシンボルの本来あるべき値との差から、伝搬路特性を推定するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、変調側でＮ点ＩＤＦＴ（Ｎ点逆離散フーリエ変換）の入力（サブキャリアに乗せる信号）のうち、常に０であるヌルキャリアが多数含まれている。また、パイロットシンボルを含むシンボル長において、パイロットシンボルを乗せるサブキャリアのみを変調させ、その他のサブキャリアをヌルキャリアとすることもあり得る。
【０００４】
本発明は、上記点に着目し、復調側でのパイロットシンボル復調にはＮ点ＤＦＴを用いる必要がないことから、１シンボル長より短いシンボル長でパイロットシンボル復調を可能とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、マルチキャリア伝送方法における、特定シンボル長にＬ本のサブキャリアを使用したパイロットシンボルを有する信号を受信して当該信号の伝搬路特性を推定するマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定方法において、Ｎ本（Ｎ＞Ｌ）のサブキャリアを全て復調できるＮ点のディジタル信号を得て、Ｎ−Ｍ本のヌルキャリア以外のＭ本のサブキャリアの番号と取り出されたサンプル点の番号を基に、Ｍ点のサンプル点からＮ−Ｍ本のヌルキャリア以外のＭ本のサブキャリアのうち所望のＬ本のサブキャリア（Ｌ≦Ｍ）を復調するための行列を用意しておき、当該用意された行列と、Ｍ点のサンプル点から成るベクトルとの積からＮ−Ｍ本のヌルキャリア以外のＭ本のサブキャリアのうち所望のＬ本のサブキャリアを復調することでパイロットシンボルを復調し、当該復調されたパイロットシンボルから受信信号の伝搬路特性を推定することを特徴とする。ここで「特定シンボル長にＬ本のサブキャリアを使用したパイロットシンボルを有する信号」とは、パイロットシンボルを有する信号はＮ−Ｍ本のサブキャリアを使用しており、そのうちパイロットシンボルにはＬ本のサブキャリアを使用しているの意味である。尚、「Ｎ本のサブキャリアを変調」は、複素変調でも、また、振幅又は位相のみの変調でも良い。Ｎ本のサブキャリアが複素変調されている場合はＮ点のディジタル信号は複素信号とすべきことは当然である。いずれの場合も、何等かの手段で同期がとられることが前提であるが、本発明はその同期をとる手段に左右されない。
【０００６】
また、請求項２に係る発明は、マルチキャリア伝送方式は、逆離散フーリエ変換を用いて変調する方式であり、ディジタル信号は、Ｎ本のサブキャリアの隣り合う周波数間隔をΔｆとしてサンプリング間隔１／（ＮΔｆ）で直交復調されたＮ点の複素ディジタル信号であることを特徴とする。ここで、直交復調とサンプリングは、アナログ直交復調ののちアナログ／ディジタル変換する場合も、アナログ／ディジタル変換ののちディジタル直交する場合も、どちらも本願発明に包含される。
【０００７】
請求項３にかかる発明は、予め設定されたＭ点が、連続するＭ個のサンプリング点であることを特徴とする。更に請求項４に係る発明は、パイロットシンボルを有する特定シンボル長中においてｈ回（ただしｈは自然数で２≦ｈ≦Ｎ−Ｍ＋１）パイロットシンボルを復調することで、伝搬路特性を推定することを特徴とする。
【０００８】
請求項５乃至請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項４に係るマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定方法を採用したマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置である。特許請求の範囲における用語の説明も同様である。尚、パイロットシンボル演算器は、いわゆる行列演算等によるソフトウエアによるものも、或いはＦＩＲ回路等によるハードウエアによるものも、本願発明に包含される。
【０００９】
請求項９に係る発明は、請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載のマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置を有することを特徴とするマルチキャリア復調装置である。
【００１０】
【作用及び発明の効果】
本発明による伝搬路特性推定方法又は伝搬路特性推定装置は、本来Ｎ点で復調すべきシンボルを、そのうちのＭ点（Ｍ＜Ｎ）で復調することが可能であるものを用いる。そのようなことを可能とするための方策は後述する。即ち、パイロットシンボルの復調に関し、通常のＮ点サンプリングの復調方法又は復調装置によることなく、より少ないサンプリング点数で復調可能である。よって、計算量を最小限にすることができ、パイロットシンボル復調結果から伝送路伝搬特性を推定の上、より早く復調方法全体又は復調装置全体に反映させることができる（請求項１、５、９）。
【００１１】
特に、逆離散フーリエ変換を用いて変調された、例えばＯＦＤＭ系の信号を受信する復調方法又は復調装置における伝搬路特性推定方法として有効である。これは、逆離散フーリエ変換を用いて変調された、例えばＯＦＤＭ系の変調信号は設計方法が画一的であるからである。即ち、パイロットシンボルを有するサブキャリアのキャリア番号及びその他のヌルキャリアでないサブキャリアのキャリア番号から、必要なＭ点のサンプリング番号を容易に設計することが可能である（請求項２、６、９）。この際のＭ点のサンプリング番号の設計についても後述する。
【００１２】
更に、連続するＭ個のサンプリング点によることで、パイロットシンボルを有するサブキャリアのキャリア番号及びその他のヌルキャリアでないサブキャリアのキャリア番号の設定に関係なく、パイロットシンボルの復調が可能となる（請求項３、７、９）。連続するＭ個のサンプリング点で良い理由についても後述する。また、連続するＭ個の選び方を考えると、パイロットシンボルを有する特定シンボル長中において最大Ｎ−Ｍ＋１回パイロットシンボルを復調することができる。このように復調された２組以上のパイロットシンボルを比較することで、伝送路伝搬特性の時間変化をも算出することができ、より的確に復調方法全体又は復調装置全体に反映させることができる（請求項４、８、９）。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を可能とするキャリア番号とサンプリング点番号について、ＯＦＤＭを例にして説明する。尚、後述するとおり、本発明はＯＦＤＭに限定されない。以下の説明は、Ｎ点逆離散フーリエ変換を示すＮ行Ｎ列の行列から取り出したＭ行Ｍ列の行列に対し、階数（ｒａｎｋ）がＭであること（逆行列が存在すること）を対角化等の直接計算により求めることなく確かめることを目的とする。
【００１４】
〔本発明を可能とするキャリア番号とサンプリング点番号について〕
まず、ＯＦＤＭ系のキャリア、即ち波形が第ｎ点（ｎ＝０からＮ−１までの整数）で、次の式（１）を満たすものを考える。
【数１】
0004724979.tif 000002
【００１５】
ここで、キャリアが、ｋ＝０からＮ−１までの全数を使っていないとき、有効シンボルキャリアを全数含むＭ個のキャリアが、ｎ＝０からＮ−１までのＮ個のサンプル点のうちＭ個のサンプル点で復調可能な場合の条件を求める。これを次のように表す。
【数２】
0004724979.tif 000003
【００１６】
式（２）において、Σは、Ｍ個の整数から成る集合｛kp｝について取る。また、集合｛nq｝は、Ｍ個の整数から成る。ここで1≦p,q≦M、0≦kp,nq≦N-1、kp＜kp+1、nq＜nq+1とする。式（２）は、Ｍ個の複素数ｘ(nq)から成るベクトルが、ｑ行ｐ列がexp(2πjkpnq／N)から成る行列とＭ個の複素数Ｘ(kp)から成るベクトルとの積であることを示している。すると、Ｍ個の複素数ｘ(nq)から成るベクトルが得られた場合、Ｍ個の複素数Ｘ(kp)から成るベクトルを算出できるかどうかは、ｑ行ｐ列がexp(2πjkpnq／N)から成る行列が逆行列を有するかどうかと等価である。
【００１７】
ｑ行ｐ列がexp(2πjkpnq／N)である行列について、集合｛kp｝、｛nq｝がどちらも０以上Ｎ−１以下の整数Ｎ個の集合と一致する場合は式（１）に帰着する。逆行列は、ＷN＝exp(-2πj／N)として、ｋ＋１行ｎ＋１列がＷNknのＮ行Ｎ列の行列である（ただし０≦ｋ≦Ｎ−１、０≦ｎ≦Ｎ−１、ＩＤＦＴ（Ｎ点逆離散フーリエ変換）とＤＦＴ（Ｎ点離散フーリエ変換）の関係）。一方、ｑ行ｐ列がexp(2πjkpnq／N)である行列が逆行列を有するよう、０以上Ｎ−１以下の、互いに異なるＭ個の整数から成る集合｛kp｝、｛nq｝を選ぶ方法は極めて広範囲である。しかし、次のようにして、当該集合｛kp｝、｛nq｝が、ｑ行ｐ列がexp(2πjkpnq／N)である行列が逆行列を有しないものを判断すること、即ち、逆行列を有するよう設定することが可能である。
【００１８】
〔逆行列の有無にいて〕
ｑ行ｐ列がexp(2πjkpnq／N)（各々Ｍ個の整数から成る集合｛kp｝、｛nq｝は、1≦p,q≦M、0≦kp,nq≦N-1、kp＜kp+1、nq＜nq+1）のＭ行Ｍ列の行列が逆行列を有するか（行列式が０でないか）どうかについては、次の変換をした行列の行列式が０かどうかと等価である。即ち、第ｑ'行と第ｐ'列に着目し、全要素をexp(2πjkp'nq'／N)で除したのち、第ｐ列（ｐ≠ｐ'）をexp(2πj(kp-kp')nq'／N)で除し第ｑ行（ｑ≠ｑ'）をexp(2πjkp'(nq-nq')／N)で除すことである。これにより、第ｑ'行と第ｐ'列の要素をすべて１にすることができる。ここで、行について、Ｎの約数ｂ（Ｎ＝ａｂ）をとり、ｂによる剰余系で元の数が最も多くなる｛nq｝の剰余系（その元の数をＢとする）を選ぶ。列については第１列の成分を全て１に、前記ｂにより選んだ｛nq｝の剰余系に対応する行のうちの１行の成分を全て１にする。
【００１９】
これについて実例を上げる。Ｎ＝１２、ｑ行ｐ列がexp(πjkpnq／６)、｛kp｝＝｛０，１，４，５，８｝、｛nq｝＝｛０，１，２，３，６｝とする。ｂ＝３（即ち、ａ＝４）による｛nq｝の剰余系は｛０，３，６｝と｛１｝と｛２｝で、元の最多となるものは｛０，３，６｝。当該行列は、次のものである。
【数３】
0004724979.tif 000004
【００２０】
数３の行列は、第１列の成分が全て１となっており、｛nq｝＝｛０，１，２，３，６｝のうち、ｂ＝３による剰余系で元の数が最も多くなる行｛nq｝＝｛０，３，６｝のうち、nq＝０となる第１行の成分が全て１となっている。
【００２１】
行列式の０か否かについては、行の交換、列の交換に影響されない。今、ｂによる剰余系で元の数が最も多くなる行を第１行乃至第Ｂ行に置き替える。さらに、第１列（ｐ＝１）がすべて１、第１行（ｑ＝１）がすべて１となるというにする。数３の行列においては、元の最多となる｛０，３，６｝に対応する行を、第１行乃至第３行（即ちＢ＝３）に置き替ればよく、次のとおりとなる。
【数４】
0004724979.tif 000005
【００２２】
ここまでの作業は、問題となっている行列について、Ｎの約数ｂによる整数の集合｛nq｝の剰余系を勘案したのち、元の数が最多（その数をＢ）となる剰余系に対応する行を第１行乃至第Ｂ行に置き替え、全要素をexp(2πjk1n1／N)で除したのち、第ｐ列（ｐ≠１）をexp(2πj(kp-k1)n1／N)で除し第ｑ行（ｑ≠１）をexp(2πjk1(nq-n1)／N)で除すことで得られる。これらはいわゆる行列の基本変形であり、このような変形の前後の行列について、行列式が０か否かは入れ代わることが無い。
【００２３】
すると、列｛kp｝について、ａによる剰余系の種類の数をＡとおくと、第１乃至第Ｂ行は、Ａ通りの成分配置しかない。実際、数３の行列において、｛kp｝＝｛０，１，４，５，８｝のａ＝４についての剰余は、２種類（即ちＡ＝２）で｛０，４，８｝と｛１，５｝である。これを変形した（行列式が０かどうかには関係しない）数４において、第１乃至第３行の成分のパターンは、第１、３、５列と第２、４列の２種類しかない。
【００２４】
このように考えると、次のことが明らかである。
〔１〕Ａ＜Ｂならば、変形後の行列式に対応する行列を下三角行列化した際、対角成分はＡ＋１行Ａ＋１列乃至Ｂ行Ｂ列まで０が並び、そもそも元の行列式が０である。例えばＡ＝２、Ｂ＝３である上記数４の行列を下三角化すると、第３行第３列の成分が０となる。
〔２〕Ａ≧Ｂが、Ｎの１とＮ以外の約数ａ、ｂの全ての対について言える（ただし、行と列を入れ換え、行｛nq｝の剰余系の種類の数と列｛kp｝の剰余系で元の数が最多のものも検討した上で）なら、変形後の行列式に対応する行列は必ず対角化可能。即ち、元の行列式は０とならない。
【００２５】
よって、Ｎが素数なら常に逆行列を有する。Ｎが素数でないなら、Ｍ個の整数から成る集合｛kp｝、｛nq｝を、Ｎ＝ａｂとなる、Ｎの１とＮ以外の約数ａ、ｂの全ての対に関する剰余系につて検討し、｛kp｝のａによる剰余系の種類の数Ａが、｛nq｝のによる剰余系の元の数の最大値Ｂより小さいようなＮの約数の対ａ，ｂがあれば、当該行列式は０。そのようなＮの約数の対ａ，ｂが全くなければ（ただし、行と列を入れ換え、行｛nq｝の剰余系の種類の数と列｛kp｝の剰余系で元の数が最多のものも検討した上で）、当該行列式は０でない。
【００２６】
また、ｑ行ｐ列がexp(2πjkpnq／N)（ただし、各々Ｍ個の整数から成る集合｛kp｝、｛nq｝は、1≦p,q≦M、0≦kp,nq≦N-1、kp＜kp+1,nq＜nq+1とする）のＭ行Ｍ列の行列が逆行列を有するか（行列式が０でないか）どうかは、ｑ'行ｐ'列がexp(2πjkp'nq'／N)（ただし1≦p',q'≦N-M、0≦kp',nq'≦N-1、kp'＜kp'+1,nq'＜nq'+1、kp'≠kp、nq'≠nq）のＮ−Ｍ行Ｎ−Ｍ列の行列が逆行列を有するか（行列式が０でないか）どうかと等価であることも明らかである。当該２つの行列は、Ｎ点ＩＤＦＴの行列（逆行列はＤＦＴの行列）から、互いに異なるＭ行Ｍ列の行列とＮ−Ｍ行Ｎ−Ｍ列の行列を取り出したものの関係にあるからである。
【００２７】
また、Ｍ個の連続した整数から成る集合｛kp｝に対し、どんなＭ個の互いに異なる整数から成る集合｛nq｝をとってもｑ行ｐ列がexp(2πjkpnq／N)のＭ行Ｍ列の行列は逆行列を有する。逆に、Ｍ個の連続した整数から成る集合｛nq｝に対し、どんなＭ個の互いに異なる整数から成る集合｛kp｝をとってもｑ行ｐ列がexp(2πjkpnq／N)のＭ行Ｍ列の行列は逆行列を有する。これらは互いに等価である。このうち後者の証明の概略は次のようである。即ち、Ｍ個の連続した整数から成る集合｛nq｝の上記ｂ（Ｎ＝ａｂ）による剰余系の元の数の最大値Ｂは、−[−Ｍ／ｂ]である。ただし[Ｒ]はガウスの記号で、実数Ｒを越えない最大の整数を表す。Ｍ個の互いに異なる整数から成る集合｛kp｝のａによる剰余系の種類Ａの最小値を求めると、ａによる剰余系には最大ｂ＝Ｎ／ａ個までしか元が無いのであるから、−[−Ｍ／ｂ]となる。即ち、Ｍ個の連続した整数から成る集合｛nq｝の上記ｂによる剰余系の元の数の最大値Ｂは、Ｍ個の互いに異なる整数から成る集合｛kp｝のａによる剰余系の種類Ａの最小値に等しい。このとき、ＢはＡを越えることが無い。
【００２８】
さらに、Ｎ＝ｃm（ｃは素数、ｍは２以上の整数）であれば、Ｍ個の連続した整数から成る集合｛kp｝と、ｃm'（ｍ'＝[logcＭ]、[Ｒ]はガウスの記号で、実数Ｒを越えない最大の整数）による剰余系（剰余の種類と各々の元の個数）が完全一致するＭ個の整数から成る集合｛kp｝に対し、どんなＭ個の互いに異なる整数から成る集合｛nq｝をとってもｑ行ｐ列がexp(2πjkpnq／N)のＭ行Ｍ列の行列は逆行列を有する。これは｛nq｝と｛kp｝を逆にしても成立する。ｃm'とは（ｍ'＝[logcＭ]）、Ｍに等しいか、又はＭを越えない最大の、Ｎの唯一の素因数の階乗である。｛kp｝と、ｃm'による剰余系が完全一致するとは、Ｍ個の連続した整数の任意の各kpに対し、kp±ｃm'、kp±２ｃm'、kp±３ｃm'、…、kp±(ｃm−ｃ)（ただし、０以上Ｎ−１以下の範囲外にあたるものは一切除外するものとする）のうちのひとつに置き替えた（置き換えによる重複は許されない）、０以上Ｎ−１以下のＭ個の互いに異なる整数の集合を意味する。
【００２９】
〔逆行列についてまとめ〕
１．Ｎが素数であれば当該行列は逆行列を有する。
２．｛nq｝と｛kp｝の少なくとも一方が、連続したＭ個の整数から成る集合であれば、ｑ行ｐ列がexp(2πjkpnq／N)のＭ行Ｍ列の行列は逆行列を有する。
３．Ｎ＝ｃm（ｃは素数、ｍは２以上の整数）であれば、上述の通り、連続したＭ個の整数の集合でなくても、｛nq｝と｛kp｝の少なくとも一方が、連続したＭ個の整数の集合とｃm'（ｍ'＝[logcＭ]）による剰余系について剰余の種類と各々の元の個数が一致する集合であれば当該行列は逆行列を有する。
４．その他の｛nq｝と｛kp｝であっても、Ｎの１とＮ以外の約数ａ、ｂの全ての対に関する剰余系につて検討し、｛kp｝のａによる剰余系の種類の数Ａが、｛nq｝のｂによる剰余系の元の数の最大値Ｂより小さいようなＮの約数の対ａ，ｂが全くなく、且つ、｛nq｝のａによる剰余系の種類の数Ａが、｛kp｝のｂによる剰余系の元の数の最大値Ｂより小さいようなＮの約数の対ａ，ｂが全くないならば、当該行列は逆行列を有する。
【００３０】
ところで上記逆行列はＭ行Ｍ列であるが、そこから所望のＬ行を取り出したＬ行Ｍ列の行列（Ｌ≦Ｍ）を用いれば、Ｍ本のサブキャリアから任意のＬ本のキャリアをＭ個のサンプル点から求めるための行列となることは自明である。即ち、本願発明うち復調方法及び復調装置の実施に使われる行列は正方行列に限定されない。
【００３１】
また、ここまでの議論が、Ｍ本のサブキャリアにヌルキャリア含まれていたとてしても成立することは明らかである。すると、Ｍ本のサブキャリアの中に更にＭ−Ｌ本（Ｌ＜Ｍ）のヌルキャリアがあったとして、残りＬ本のキャリアをＭ個のサンプル点から求めるための行列は、上記議論におけるｑ行ｐ列がexp(2πjkpnq／N)のＭ行Ｍ列の行列の逆行列であるＭ行Ｍ列の行列から当該Ｌ本のキャリアを復調ために必要なＬ行を取り出したもので良いことは明らかである。即ち、Ｌ本のキャリアに対応するkpの他に、Ｍ−Ｌ個の任意のkp（Ｌ本のキャリアに対応するkpを除く）を仮に用いたＭ行Ｍ列の行列を構成してその逆行列を求め、そこからＬ本のキャリアに対応するＬ行Ｍ列の行列（Ｌ＜Ｍ）を取りだせば良い。簡単な考察から、このようなＬ行Ｍ列の行列は無数に構成することができる。
【００３２】
〔他のマルチキャリアについて〕
上記はＯＦＤＭを代表例に、等周波数間隔のＮ本のサブキャリアから成る通信方法について説明したが、上記説明から明らかなように、本発明の本質は等周波数間隔のＮ本のサブキャリアから成る通信方法に限定されない。即ち、周波数間隔比が整数比であれば、上記逆行列の有無を検討した内容をそのまま考慮することで、Ｍ点のサンプリング点の設計が可能である。この際、Ｍ点のサンプリング点の設計において、「Ｎ本のサブキャリアを復調できるＮ点」が、そもそも等間隔でない場合であっても、上記逆行列の有無を検討した内容をそのまま考慮することで、Ｍ点のサンプリング点の設計が可能である。このことは、周波数間隔比が整数比であるＮ本のサブキャリアから成る通信方法は、等周波数間隔のＮ’本のサブキャリアから成る通信方法であってＮ’−Ｎ本がヌルキャリアであるものと同等と考えることができるからである。
【００３３】
〔実施例〕
図１は、本発明の具体的な一実施例であるマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置１２０を有するマルチキャリア復調装置１０００の構成を示したブロック図である。本実施例においては、ガードインターバルを有する、Ｎ本のサブキャリアから成るＯＦＤＭ変調信号を受信してアナログ直交復調するマルチキャリア復調装置１０００を示した。
【００３４】
マルチキャリア復調装置１０００は、図示しない外部からの受信波を受け、発振器１０２及び位相変換器１０２Ｉ、乗算器１０３Ｉ及び１０３Ｑ、ＬＰＦ１０４Ｉ、１０４Ｑ、Ａ／Ｄ１０５Ｉ、１０５Ｑ、ガードインターバル除去器１０６Ｉ及び１０６Ｑにより、Ｎ個の複素数に対応するＮ点のサンプリングを行う（図１でＲＣＶと示した部分）。次に、二重選択器１２１、線形演算器１２２、周波数特性演算器１２３から構成されるマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置１２０においてパイロット信号が復調され、周波数特性が出力される。前記Ｎ個の複素数は、Ｓ／Ｐ１０７Ｉ、１０７Ｑを通してＮポイントＤＦＴ１０８で復調され、パイロットシンボルの周波数特性により等化回路１０９で補正が行われる。
【００３５】
ここで二重選択器１２１及び線形演算器１２２がパイロットシンボルを復調する手段又はパイロットシンボル演算器にあたる。尚、受信波から同相成分ＩRと直交成分ＱRを取り出す部分（図１でＲＣＶとした部分）がＮ点のディジタル信号を得るサンプリング装置、又は、直交復調及びサンプリング装置にあたる。
【００３６】
図１のマルチキャリア復調装置１０００の作用は次のとおりである。後述するマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置１２０の出力するパイロット信号に基づき、同期回路１０１が同期信号を発振器１０２に出力する。受信波は、乗算器１０３Ｉ、１０３Ｑにおいて発振器１０２の出力する正弦波及び位相変換器１０２Ｉを通したπ／２位相のずれた正弦波と乗ぜられ、低域濾波器（ＬＰＦ）１０４Ｉ、１０４Ｑを通ってベース信号ＩA、ＱAとなる。これをアナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）１０５Ｉ、１０５Ｑによりディジタル信号の同相成分ＩDとディジタル信号の直交成分ＱDとなる。これをガードインターバル除去器１０６Ｉ及び１０６Ｑでガードインターバルを除去して、各々１シンボル中にＮ個のディジタル信号を有する同相成分ＩRと直交成分ＱRとなる。サンプリングレートは、Ｎ本のサブキャリアの周波数間隔をΔｆとしたとき、１／（ＮΔｆ）である。
【００３７】
直並列変換器（Ｓ／Ｐ）１０７Ｉと１０７Ｑとにより、Ｎ個のディジタル信号ＩR、ＱRがＮ個の複素信号としてＮ点離散フーリエ変換器（ＮポイントＤＦＴ）１０８に入力され、Ｎ個の複素信号が復調され、等化回路１０９、デマッピング回路１１０、並直列変換器（Ｐ／Ｓ）１１１を通して所望の信号列が再生される。ここで、等化回路１０９においては、以下のマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置１２０の出力により、ＮポイントＤＦＴ１０８の出力するＮ個の複素信号について、伝搬路の周波数特性に応じて補正が行われる。
【００３８】
マルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置１２０は、二重選択器１２１、線形演算器１２２、周波数特性演算器１２３から構成される。これらの作用は次のとおりである。二重選択器１２１は、ガードインターバル除去器１０６Ｉ及び１０６Ｑが出力するＮ個のディジタル信号を有する同相成分ＩRと直交成分ＱRとから、各々必要なＭ個の信号を選択し、直並列変換したのち線形演算器１２２に出力する。この際の必要なＭ個の信号は、予め設定されたサンプリング番号に対するものであるが、例えば１シンボル長中の最初から連続したＭ個とすれば良い。線形演算器１２２は、二重選択器１２１が出力する２Ｍ個の信号を、Ｍ個の複素信号として、予め設定された係数によりパイロット信号を復調する。この際、Ｍ個の複素信号から、１乃至複数個のパイロット信号が復調される。この演算は、ソフトウエア的にＭ個の複素信号から線形演算するものである。線形演算、即ち線形結合における係数は、本実施例の記載の前において詳述した逆行列の一部である。なお、パイロット信号のキャリアについてのみ解ければ良いので、当該逆行列が存在しない場合であってもパイロット信号を復調するための線形係数が求められることが有り得る。尚、若干の構成の修正の基に、ハードウエア的にＦＩＲにより構成することも可能である。線形演算器１２２の出力は周波数特性演算器１２３と、同期回路１０１に出力される。同期回路１０１では当該パイロット信号により同期信号を生成することは上述の通りである。
【００３９】
線形演算器１２２が復調した１乃至複数個のパイロット信号を、周波数特性演算器１２３にかけて、伝搬路特性を推定する。その結果は、上述した等化回路１０９に出力され、ＮポイントＤＦＴ１０８の出力するＮ個の複素信号について、伝搬路の周波数特性に応じて補正が行われる。ここにおいて、線形演算器１２２が１乃至複数個のパイロット信号を復調する際、ＮポイントＤＦＴを用いず、且つ１乃至複数個のパイロット信号を復調するのに最低限必要なＬ個以上のＭ個の複素信号のみを用いてそれらの線形演算により当該１乃至複数個のパイロット信号のみを復調しているので、パイロット信号復調をより短時間で行うことができる。
【００４０】
これは図２から理解することができる。即ち、本来の１シンボルの時間軸上の長さＴ（サンプル数Ｎ）よりも、短い時間Ｔ'（サンプル数Ｍ、Ｍ＜Ｎ）でパイロットシンボルについて復調可能である。これは、パイロットシンボルを含むシンボル区間で、パイロットシンボルを含む有効キャリアがＭ本以下のＬ本であるから可能となっている。
【００４１】
〔変形例〕
上述の実施例において、マルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置１２０の各構成要素の働きを次のように変えることで、伝搬路特性の時間変化をより的確に検出することができる。ただし、１乃至複数個のパイロット信号を復調するために必要な複素信号の個数Ｍは、Ｎ／２以下であるとする。
【００４２】
本変形例におけるマルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置１２０を構成する二重選択器１２１と線形演算器１２２の作用は、ガードインターバル除去器１０６Ｉ及び１０６ＱがＮ個のディジタル信号を出力する毎に２回行われる。即ち、ガードインターバル除去器１１Ｉ及び１１Ｑが各々前半のＮ／２個のディジタル信号を出力すると、二重選択器１２１と線形演算器１２２はそこからＭ個の複素信号を選択して１乃至複数個のパイロット信号を復調する。次に、ガードインターバル除去器１０６Ｉ及び１０６Ｑが各々後半のＮ／２個のディジタル信号を出力すると、二重選択器１２１と線形演算器１２２はそこからＭ個の複素信号を選択して１乃至複数個のパイロット信号を復調する。こうして、ガードインターバル除去器１０６Ｉ及び１０６Ｑの出力するディジタル信号の前半と後半とで１乃至複数個のパイロット信号が２度復調される。周波数特性演算器１２３は、それら２度復調された１乃至複数個のパイロット信号の変化をも検出して、等化回路１０９に伝搬路特性及びその時間変化を出力する。このようにして本変形例では、伝搬路特性及びその時間変化を１シンボル長中で検出することができるので、精度の良い等化を行うことができる。
【００４３】
これは図３から理解することができる。即ち、本来の１シンボルの時間軸上の長さＴ（サンプル数Ｎ）の１／２よりも短い時間Ｔ1'、Ｔ2'（どちらもサンプル数Ｍ、Ｍ＜Ｎ／２）でパイロットシンボルについて復調可能である。これは、パイロットシンボルを含むシンボル区間で、パイロットシンボルを含む有効キャリアがＭ本以下のＬ本であるから可能となっている。
【００４４】
この変形例においては、１シンボルの時間軸上の長さＴ（サンプル数Ｎ）を前半と後半に分割し、各々サンプル数Ｍ（Ｍ＜Ｎ／２）のサンプル点を取る方法とし、２組のＭ個のサンプル点に重なりが無いようにしているが、２組のＭ個のサンプル点に重なりはあっても構わない。１シンボルのサンプル数Ｎから、連続するＭ点のサンプル点の取り出し方はＮ−Ｍ＋１通り有り、そこから２組以上のＭ個のサンプル点からパイロットシンボルを復調することで、伝搬路特性及びその時間変化を検出することが可能である。尚、Ｍ個のサンプル点の間隔（第１サンプル点から、各サンプル点までの間隔のパターン）が一致すれば、２組以上のサンプル点からパイロットシンボルを復調する際、Ｍ点は連続していなくてもよい。
【００４５】
上記実施例では、ガードインターバルを有するＯＦＤＭによる信号を受信する例を挙げたが、ガードインターバルは本発明の実施に必須ではなく、また、通信方法もＯＦＤＭに限定されない。また、上記実施例ではアナログ直交復調する例を挙げたが、ディジタル直交復調するものでも良く、また、直交復調を行わないものでも良い。
【００４６】
本実施例では、通常の復調のためのＮポイントＤＦＴとＡ／Ｄ変換及び直交復調を合わせて、サンプリングレート１／（ＮΔｆ）にてサンプリングする構成としたが、Ｎ本のサブキャリアの復調を他の方法（例えば逆行列演算）により行うなどの場合、そのサンプリングレートは１／（ＮΔｆ）より小さい（より速いサンプリング）で行うことも可能である。また、ＮポイントＤＦＴとＡ／Ｄ変換及び直交復調を別に有する場合、パイロット信号を復調できるのであれば、サンプリングレートは任意である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の具体的な実施例に係るマルチキャリア復調装置の構成を示すブロック図。
【図２】  実施例のパイロットシンボルを復調する時間を示した説明図。
【図３】  変形例のパイロットシンボルを復調する時間を示した説明図。
【符号の説明】
１０００  マルチキャリア復調装置
１２０  伝搬路推定装置
１２１  二重選択器
１２２  線形演算器
１２３  周波数特性演算器
１０１  同期回路
１０６Ｉ、１０６Ｑ  ガードインターバル除去器
１０８  ＮポイントＤＦＴ
１０９  等化回路２
【図１】
0004724979.tif 000006
【図２】
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【図３】
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