(57)【要約】パイロット抽出部１４は、受信信号からパイロット信号を抽出する。加算器２１は、サブキャリア毎に複数のパイロット信号の相関値を同相加算する。遅延器２０１−１〜２０１−６は、１つの同相加算値を一時保持する。乗算器２０２−１〜２０２−６は、遅延器から出力された同相加算値に所定の係数を乗算する。所定の係数は、１サブキャリア当たりの雑音電力を算出する際に生じる異なるサブキャリアにおける回線変動の差分を、複数回補正した結果を反映している。それぞれの乗算結果を加算器２４で加算し、２乗器２５で２乗する。累積加算器２６は、２乗された値を全サブキャリア分累積加算する。乗算器２０３は、累積加算値に所定の値を乗算することで平均化する。これにより、周波数選択性フェージングによって、隣接するサブキャリア間の相関性が低くなっても、雑音電力の推定精度を向上させることができる。
2004073223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の搬送波に配置された既知信号の相関値を平均化し、
前記既知信号の相関値の平均値を用いて１つの搬送波当たりの雑音電力を算出し、
搬送波間の回線変動の差分によって生じる前記雑音電力の算出誤差を前記既知信号に基づいて複数回補正し、
所望の搬送波帯における補正した１つの搬送波当たりの雑音電力を累積加算し、
前記累積加算して得られた値に所定の値を乗算することにより平均化して雑音電力を推定する雑音電力推定方法。
【請求項２】
搬送波間の回線変動の差分によって生じる前記１つの搬送波当たりの雑音電力の算出誤差を該当する搬送波における前記既知信号の相関値の平均値を用いて補正し、さらに、前記補正によって生じる誤差を繰り返し補正する請求の範囲１に記載の雑音電力推定方法。
【請求項３】
隣接する複数の搬送波における前記既知信号の相関値を平均化する際、前記隣接する複数の搬送波として用いる数を可変とする請求の範囲１に記載の雑音電力推定方法。
【請求項４】
受信信号に基づいてマルチパスの分散の度合いを測定し、測定したマルチパスの分散の度合いから隣接する搬送波間の相関性の高低を判定し、隣接する搬送波間の相関性が高い場合、前記隣接する複数の搬送波として用いる数を増やし、隣接する搬送波間の相関性が低い場合、前記隣接する複数の搬送波として用いる数を減らす請求の範囲３に記載の雑音電力推定方法。
【請求項５】
受信信号に基づいてドップラー周波数を推定し、推定したドップラー周波数が小さい場合、時間方向に配置された既知信号を用いる数を増やし、推定したドップラー周波数が大きい場合、時間方向に配置された既知信号を用いる数を減らし、搬送波毎に複数の既知信号の相関値を同相加算した値を前記既知信号の相関値として用いる請求の範囲１に記載の雑音電力推定方法。
【請求項６】
通信相手から複数の搬送波を用いて送信された信号から既知信号を抽出する既知信号抽出手段と、
隣接する複数の搬送波における前記既知信号の相関値にそれぞれ所定の係数を乗算する第１乗算手段と、
前記乗算結果を加算した後、２乗することで１つの搬送波当たりの雑音電力を算出する２乗手段と、
前記２乗手段によって算出された１つの搬送波当たりの雑音電力を所望の搬送波分累積加算する累積加算手段と、
前記累積加算手段によって算出された累積加算値に所定の値を乗算することで平均化する第２乗算手段と、
を具備し、
前記第１乗算手段は、搬送波間の回線変動の差分によって生じる１つの搬送波当たりの雑音電力の算出誤差を、前記既知信号に基づいて複数回補正した結果を反映する所定の係数が設定された雑音電力推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、雑音電力推定方法及び雑音電力推定装置に関し、例えば、無線受信装置に適用して好適なものである。
【背景技術】  従来、ＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式には、周波数領域に拡散する方式がある。この方式では、情報データ列を与えられた拡散符号系列で拡散した後、それぞれのチップを異なるサブキャリアにマッピングするものである。図１は、周波数領域拡散を行うＭＣ−ＣＤＭＡ方式のパケット構成を示す図である。ここで、Ｐ−ＰＩＣＨ（Ｐｒｉｍａｒｙ−ＰＩｌｏｔ  ＣＨａｎｎｅｌ）を斜線で、Ｄ−ＰＩＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ−ＰＩｌｏｔ  ＣＨａｎｎｅｌ）を網掛けで、ＤＰＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ＣＨａｎｎｅｌ）を白抜きで示した。Ｐ−ＰＩＣＨはセルサーチ及び同期トラッキング用のパイロットであり、Ｄ−ＰＩＣＨは適応無線パラメータ制御用のＳＩＲ推定やＤＰＣＨの回線推定、ドップラー周波数推定に用いられるパイロットである。
この図に示したパケットでは、１フレーム（５４シンボル）が２スロットから構成されている。１フレームについて、Ｐ−ＰＩＣＨ、Ｄ−ＰＩＣＨ及びＤＰＣＨが時分割配置されている。この図からも分かるように、Ｄ−ＰＩＣＨは１フレーム中に４シンボルが配置されている。
従来、適応変調やリソース割り当て等の制御を最適に行うため、受信信号の品質を正しく測定する必要があり、受信信号の品質として雑音電力を用いることがある。雑音電力には、受信機内部で発生する熱雑音と、伝搬路中で他セルの干渉によって発生する雑音が含まれる。１フレーム当たりの雑音電力（Ｎ＋Ｉｏｔｈｅｒという）の推定には、上述したパケット構成におけるＤ−ＰＩＣＨが用いられる。以下、従来の雑音電力（Ｎ＋Ｉｏｔｈｅｒ）推定方法について説明する。
図２は、従来の受信系の構成を示すブロック図である。この図において、無線処理部１１は、通信相手局から送信された信号をアンテナを介して受信し、受信した信号にダウンコンバートやＡ／Ｄ変換などの所定の無線処理を行い、無線処理後の信号をＧＩ除去部１２に出力する。ＧＩ除去部１２は、無線処理部１１から出力された信号のガードインターバルを除去し、除去した信号をＦＦＴ部１３に出力する。ＦＦＴ部１３は、ＧＩ除去部１２から出力された信号に対して高速フーリエ変換を行うことにより、それぞれのサブキャリアにより伝送された信号を取得する。取得したサブキャリア毎の信号は、パイロット抽出部１４に出力される。
パイロット抽出部１４は、ＦＦＴ部１３から出力されたサブキャリア毎の信号から、時間多重されたＰＩＣＨ（Ｐｉｌｏｔ  ＣＨａｎｎｅｌ）を抽出し、抽出したＰＩＣＨを雑音電力推定部１５に出力する。一方、ＰＩＣＨ以外の信号をＰ／Ｓ変換部１６に出力する。
雑音電力推定部１５は、パイロット抽出部１４から出力されたＰＩＣＨ基づいて、雑音電力を推定する。雑音電力推定部１５の詳細については後述する。
Ｐ／Ｓ変換部１６は、パイロット抽出部１４から出力されたＰＩＣＨ以外の信号に対してＰ／Ｓ変換処理を施し、Ｐ／Ｓ変換後の信号を逆拡散部１７に出力する。逆拡散部１７は、Ｐ／Ｓ変換された信号に所定の拡散符号を乗算することで逆拡散を行い、逆拡散後の信号を復調部１８に出力する。復調部１８は、逆拡散部１７から出力された逆拡散後の信号に復調処理を施し、復号部１９に出力する。復号部１９は、復調部１８から出力された信号にターボ復号等の復号処理を施し、誤り検出部２０に出力する。誤り検出部２０は、復号部１９から出力された信号の誤り検出を行い、誤りが検出されなければデータを出力する。
図３は、従来における雑音電力推定部１５の内部構成を示すブロック図である。加算器２１は、パイロット抽出部１４から出力されたＰＩＣＨを用いてサブキャリアｉの時間方向のパイロットシンボル相関・同相加算値（ξｉ）を算出し、サブキャリア毎の算出結果を遅延器２２−１（図中Ｄで示す）及び乗算器２３−１に出力する。
遅延器２２−１は、加算器２１から出力されたサブキャリア毎のξを次のξが入力されるまで遅延させ、遅延器２２−２及び乗算器２３−２に出力する。遅延器２２−２〜２２−４についても同様であり、これらの遅延器は加算器２１から出力されたξｉ−２〜ξｉ＋１（ｉ＝０〜７６７とする）をそれぞれ一つずつ遅延させ、各遅延器に接続された乗算器にξを出力する。ただし、遅延器２２−２から乗算器への出力はない。ここでは７６８本のサブキャリアを用いることにし、７６８個のξについて遅延が行われるものとする。
乗算器２３−１〜２３−４は、所定の係数が予め論理的に算出されており、それぞれ入力されるξに所定の係数を乗算し、加算器２４に出力する。加算器２４は、入力された４個分のξを加算し、２乗器２５に出力する。２乗器２５は、加算器２４から出力された値を２乗し、各サブキャリアの雑音電力を算出する。累積加算器２６は、２乗器２５から出力された各サブキャリアの雑音電力を累積加算し、加算結果を乗算器２７に出力する。乗算器２７は、累積加算器２６から出力された加算値に、所定の係数を乗算し、Ｎ＋Ｉｏｔｈｅｒを算出する。
図４は、ＰＩＣＨを時間とサブキャリアの関係で示した図である。この図において、縦軸はサブキャリアの番号（サブキャリアｉ：ｉ＝０〜Ｎｃ−１）を、横軸は時間を示し、ＰＩＣＨをｒｉ，ｊとして示した。なお、Ｎｃは使用するサブキャリア数である。ｒｉ，ｊはサブキャリアｉのＰＩＣＨシンボルｊの受信信号の相関値であり、スクランブルコード、パイロットシンボルパターンを取り除いたものである。例えば、サブキャリア１で伝送されるＰＩＣＨは、ｒ１，０、ｒ１，１、ｒ１，２、ｒ１，３となる。
次に、雑音電力推定部１５で行われる演算について、式を用いて説明する。加算器２１では、ｒｉ，ｊを用いてサブキャリア毎の時間方向のパイロットシンボル相関・同相加算値（ξ）が得られる。具体的には、以下の式により求められる。
2004073223.tif 000003
なおξｉは回線変動成分ｈｉと雑音成分ｎｉとを用いて、ξｉ＝ｈｉ＋ｎｉと表すこともできる。加算器２１で算出されたξｉは、遅延器２２−１及び乗算器２３−１に順次送られる。
以下、サブキャリアｉに着目して具体的にＮ＋Ｉｏｔｈｅｒ求めてみる。ここでは、１サブキャリア当たりの雑音電力を算出する際に、隣接する２サブキャリアのξを平均化して用いる場合について説明する。
2004073223.tif 000004
εｉ−０．５とεｉ＋０．５はサブキャリア番号ｉ−１及びｉとサブキャリア番号ｉ及びｉ＋１のξをそれぞれ平均化した値である。仮に、雑音がない状態であり、かつ隣接するサブキャリア間の相関が１であれば、εｉ−０．５からεｉ＋０．５を引いた値が０になる。したがって、差分として得られた値が雑音成分であると考えられる。このようにして求められる雑音成分を２乗することでサブキャリアｉについての雑音電力が求められる。すなわち、
2004073223.tif 000005
と表され、（２）式及び（３）式より、以下の（５）式が導かれる。
2004073223.tif 000006
ここで、サブキャリアｉ−１〜ｉ＋１では、必ずしも隣接する搬送波間の相関が１とはならず、回線変動ｈについての差分が生じてしまう場合がある。すなわち、ｈｉ−１からｈｉ＋１を引いた値が０にならないので、求めたいσｉについて誤差が生じてしまう。そこで、回線変動による誤差を小さくするため補正を加えると、次の（６）式となる。
2004073223.tif 000007
ここで、ｈ＾ｉ−１はサブキャリアｉ−１に隣接する複数のサブキャリアのξについて平均して得られる値であり、以下の（７）式により求められる。
2004073223.tif 000008
一方、同様に、ｈ＾ｉ＋１は以下の（８）式により求められる。
2004073223.tif 000009
このように、複数のサブキャリアにわたるξを用いて平均化することで、より正確なｈを求めることができ、σｉの誤差を小さくすることができる。（６）式に（７）式及び（８）式を代入すると、次の（９）式が得られる。
2004073223.tif 000010
ここで、各回線変動成分の差分が等しいとして、ｈｉ−１−ｈｉ＋１＝ｈｉ−２−ｈｉ＝ｈｉ−ｈｉ＋２＝Δとすると、以下の式（１０）が成り立つ。
2004073223.tif 000011
（１０）式を用いて（９）式を近似すると、次式（１１）が得られる。
2004073223.tif 000012
（１１）式は、２乗器２５で行われる演算であり、実際にはｎをξに置き換えて計算される。
2004073223.tif 000013
この式において、各ξの係数は乗算器２３−１〜２３−４にそれぞれ設定された係数である。すなわち、これらの乗算器では（１２）式の一部が計算されることになる。２乗器２５で算出された結果は、累積加算器２６に出力される。よって（１１）式において、ｎｉ−２〜ｎｉ＋２はガウス分布の確率分布にしたがうものとして、平均電力を（ｎａ）２とすると（１３）式のように表すことができる。
2004073223.tif 000014
α＝（１／８）２（９）とおくと、雑音電力（Ｎ＋Ｉｏｔｈｅｒ）は次のようになる。
2004073223.tif 000015
なお、累積加算器２６では、２乗器２５から出力されたσ’について累積加算され、乗算器２７では、４／（（Ｎｃ−４）×α）が乗算され、Ｎ＋Ｉｏｔｈｅｒが推定される。ここで、４を乗算したのは、ξを求める際に４つのパイロットシンボルを用いて平均化したので、１フレーム当たりの雑音電力（Ｎ＋Ｉｏｔｈｅｒ）に反映させるためである。また、Ｎｃ−４で除算したのは、累積加算したσ’の数がＮｃ−４であり、平均化するためである。
上述した方法により、従来、雑音電力の推定が行われていた。
しかしながら、上記従来の雑音電力を推定する方法では、周波数選択性フェージング等の影響により、各サブキャリアにおける回線変動が大きいと、精度よく雑音電力を推定することができないという問題がある。
【発明の開示】
本発明の目的は、周波数選択性フェージングによって、隣接するサブキャリア間の相関性が低くなっても、雑音電力の推定精度を向上させる雑音電力推定方法及び雑音電力推定装置を提供することである。
上記目的は、１フレーム当たりの雑音電力（Ｎ＋Ｉｏｔｈｅｒ）を推定する際に、異なるサブキャリアにおける回線変動の差分を複数回繰り返し補正することにより達成される。
【図面の簡単な説明】  図１は、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式のパケット構成を示す図、
図２は、従来の受信系の構成を示すブロック図、
図３は、従来の雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図、
図４は、ＰＩＣＨを時間とサブキャリアの関係で示した図、
図５は、本発明の実施の形態１に係る雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図、
図６は、本発明の実施の形態２に係る受信系の構成を示すブロック図、
図７は、本発明の実施の形態２に係る雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図、
図８は、本発明の実施の形態３に係る雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図、
図９は、本発明の実施の形態４に係る雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図、及び、
図１０は、本発明の実施の形態５に係る受信系の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図５は、本発明の実施の形態１に係る雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図である。ただし、この図において、図３と共通する部分は図３と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図５が図３と異なる点は、遅延器と乗算器の数をそれぞれ増やした点であり、乗算器２０２−１〜２０２−６及び乗算器２０３については係数を変更したものである。
加算器２１は、パイロット抽出部１４から出力されたＰＩＣＨを用いてサブキャリアｉの時間方向のパイロットシンボル相関・同相加算値（ξｉ）を算出し、サブキャリア毎の算出結果を遅延器２０１−１（図中Ｄで示す）及び乗算器２０２−１に出力する。
遅延器２０１−１〜２０１−６は、加算器２１から出力されたξｉ−３〜ξｉ＋２（ｉ＝０〜７６７とする）をそれぞれ一つずつ遅延させ、各遅延器に接続された乗算器にξを出力する。ただし、遅延器２０１−３から乗算器への出力はない。
乗算器２０２−１〜２０２−６は、予め所定の係数が設定されており、それぞれ入力されるξに所定の係数を乗算し、加算器２４に出力する。
乗算器２０３は、累積加算器２６から出力された値に４／（（Ｎｃ−６）α）を乗算し、Ｎ＋Ｉｏｔｈｅｒを算出する。なお、Ｎｃは使用するサブキャリア数であり、αは定数である。
次に、上述した雑音電力推定部で行われる演算について、式を用いて説明する。ただし、上述した（１）式〜（９）式までの過程は同一なので、（９）式以降について説明する。（９）式において、さらに、回線変動成分ｈによる誤差を軽減するため、（６）式同様の補正を加える。これは、周波数選択性フェージングによりサブキャリア間の変動が生じた場合、隣接サブキャリアの相関性が低くなり、サブキャリア同士の回線変動成分を差し引いた値が大きくなってしまうので、精度のよい雑音電力（Ｎ＋Ｉｏｔｈｅｒ）を推定するためである。（９）式に補正を加えると次の（１５）式となる。
2004073223.tif 000016
ここで、（１５）式を展開すると、（１６）式になる。
2004073223.tif 000017
ここで、各回線変動成分の差分が等しいとして、ｈｉ−１−ｈｉ＋１＝ｈｉ−３−ｈｉ−１＝ｈｉ−２−ｈｉ＝ｈｉ−ｈｉ＋２＝ｈｉ＋１−ｈｉ＋３＝Δとすると、以下の（１７）式が成り立つ。
2004073223.tif 000018
（１７）式を用いて（１６）式を近似すると、次式（１８）が得られる。
2004073223.tif 000019
（１８）式は、実際にはｎをξに置き換えて計算される。
2004073223.tif 000020
乗算器２０２−１〜２０２−６に設定された係数は、（１９）式に示す各ξの係数と同一であり、この設定された係数は２度の補正を反映している。また、ξについての加算は加算器２４で行われ、加算された値は２乗器２５において２乗される。ここで、（１８）式において、ｎｉ−３〜ｎｉ＋３はガウス分布の確率分布にしたがうものとして、平均電力を（ｎａ）２とすると（２０）式のように表すことができる。
2004073223.tif 000021
α＝（１／３２）２（８４）とおくと、雑音電力（Ｎ＋Ｉｏｔｈｅｒ）は次のようになる。
2004073223.tif 000022
なお、累積加算器２６では、２乗器２５から出力されたσ”について累積加算され、乗算器２０３では、４／（（Ｎｃ−６）α）が乗算される。（Ｎｃ−６）は累積加算されたσ”の数である。
このように本実施の形態によれば、雑音電力の推定過程において、補正を２回加えることにより、回線変動による誤差を低減し、周波数選択性フェージングにより隣接するサブキャリアの相関性が低くなった場合でも、雑音電力の推定精度を向上させることができる。
（実施の形態２）
実施の形態１では、１サブキャリア当たりの雑音電力を算出する際に、隣接する２サブキャリアのξを平均化して用いる場合について説明したが、この実施の形態では、隣接する４サブキャリアのξを平均化して用いる場合について説明する。
図６は、本発明の実施の形態２に係る受信系の構成を示すブロック図である。ただし、図２と共通する部分については、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。遅延スプレッド判定部２０１は、無線処理部１１から出力された信号（受信信号）に基づいて、遅延プロファイルを生成し、マルチパスの分散（遅延スプレッド）の度合いを測定する。この測定結果は、周波数選択性フェージングの状態を表しており、隣接するサブキャリアの相関性の高低を判定することができる。すなわち、遅延スプレッド判定部２０１は、測定結果に基づいて、隣接するサブキャリアの相関性の高低を判定し、判定結果を雑音電力推定部２０２に出力する。
雑音電力推定部２０２は、遅延スプレッド判定部２０１の判定結果に基づいて、平均化に用いるξの数を変動させる。すなわち、サブキャリア間の相関性が高い場合には、平均化に用いるξの数を増やすことにより、雑音電力の推定精度を向上させることができる。また、サブキャリア間の相関性が低い場合には、平均化に用いるξの数を減らすことにより、回線変動の差分による誤差が増大するのを防ぐことができる。本実施の形態では、実施の形態１に比べ、サブキャリア間の相関性が高いものとし、平均化に用いるξの数を４つに増やしている。
図７は、本発明の実施の形態２に係る雑音電力推定部２０２の内部構成を示すブロック図である。この図において、図５と共通する部分は図５と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図７が図５と異なる点は、加算器２１を加算器３０１に変更した点と、遅延器と乗算器の数をそれぞれ増やした点であり、乗算器３０３−１〜３０３−１２及び乗算器３０４については係数を変更したものである。
以下、図７に示した雑音電力推定部２０２が意味する演算について、式を用いて説明する。ここでは、サブキャリアｉに着目して具体的に求めてみる。
2004073223.tif 000023
実施の形態１と同様に、εｉ−０．５からεｉ＋０．５を引いて得られた差分値を２乗して、サブキャリアｉについての雑音電力を求める。
2004073223.tif 000024
（２４）式に（２２）式及び（２３）式を代入し、まとめると次式（２５）になる。
2004073223.tif 000025
ここで、回線変動による誤差を小さくするため、（２５）式に補正を加える。
2004073223.tif 000026
ｈ＾ｉ−２及びｈ＾ｉ＋２はそれぞれ以下の（２７）式、（２８）式で表される。
2004073223.tif 000027
2004073223.tif 000028
（２７）式及び（２８）式を（２６）式に代入すると、
2004073223.tif 000029
となる。ここで、周波数選択性フェージングの影響を考慮して、回線変動成分による誤差を小さくするため、（２９）式にさらに補正を加える。
2004073223.tif 000030
（３０）式を展開すると、次式（３１）になる。
2004073223.tif 000031
ここで、各回線変動成分の差分が等しいとすると、以下の式（３２）が成り立つ。
2004073223.tif 000032
（３２）式を用いて（３１）式を近似すると、次式（３３）が得られる。
2004073223.tif 000033
（３３）式は、実際にはｎをξに置き換えて計算される。２乗の計算については、２乗器２５で行われる。
2004073223.tif 000034
乗算器３０３−１〜３０３−１２に設定された係数は、（３４）式に示す各ξの係数と同一であり、この設定された係数は２度の補正を反映している。また、ξについての加算は加算器２４で行われ、加算された値は２乗器２５において２乗される。ここで、（３３）式において、ｎｉ−６〜ｎｉ＋６は、ガウス分布の確率分布にしたがうものとして、平均電力を（ｎａ）２とすると（３５）式のように表すことができる。
2004073223.tif 000035
α＝（１／２５６）２（６１６４）とおくと、雑音電力（Ｎ＋Ｉｏｔｈｅｒ）は次のようになる。
2004073223.tif 000036
なお、累積加算器２６では、２乗器２５から出力されたσ”について累積加算され、乗算器３０４では、４／（（Ｎｃ−８）α）が乗算される。（Ｎｃ−８）は累積加算されたσ”の数である。
このように本実施の形態によれば、１サブキャリア当たりの雑音電力を算出する際に、隣接する４サブキャリアのξを平均化した場合に、雑音電力の推定過程において、補正を２回加えることにより、回線変動による誤差を低減し、周波数選択性フェージングにより隣接するサブキャリアの相関性が低くなっても、雑音電力の推定精度を向上させることができる。
（実施の形態３）
実施の形態１では、雑音電力の推定過程で補正を２回行う場合について説明したが、この実施の形態では、雑音電力の推定過程で補正を３回行う場合について説明する。
図８は、本発明の実施の形態３における雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図である。この図において、図５と共通する部分は図５と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図８が図５と異なる点は、遅延器及び乗算器の数をそれぞれ増やした点であり、乗算器４０２−１〜４０２−８及び乗算器４０３については係数を変更したものである。
以下、図８に示した雑音電力推定部が意味する演算について、式を用いて説明する。ここでは、サブキャリアｉに着目して具体的に求めてみる。ただし、実施の形態１において（１６）式を導出するまでの過程は同一なので、（１６）式以降について説明する。本実施の形態では（１６）式にさらに補正を加えた後に、上述した各実施の形態と同様、展開及び近似を行い、次式（３７）を得る。
2004073223.tif 000037
（３７）式は、実際にはｎをξに置き換えて計算される。
2004073223.tif 000038
乗算器４０２−１〜４０２−８に設定された係数は、（３８）式に示す各ξの係数と同一であり、この設定された係数は３度の補正を反映している。また、ξについての加算は加算器２４で行われ、加算された値は２乗器２５において２乗される。ここで、（３７）式において、ｎｉ−４〜ｎｉ＋４がガウス分布の確率分布にしたがうものとして、平均電力を（ｎａ）２とすると、（３９）式のように表すことができる。
2004073223.tif 000039
ここで、α＝（１／１２８）２（８５８）とおくと、雑音電力（Ｎ＋Ｉｏｔｈｅｒ）は次のようになる。
2004073223.tif 000040
このように本実施の形態によれば、雑音電力の推定過程において、補正を３回加えることにより、雑音電力の推定精度をさらに向上させることができる。
（実施の形態４）
実施の形態３では、サブキャリアの雑音電力を算出する際に、隣接する２サブキャリアのξを平均化して用いる場合に、雑音電力推定過程において、補正を３回行うことについて説明したが、この実施の形態では、隣接する４サブキャリアのξを平均化して用いる場合に、雑音電力推定過程において、補正を３回行うことについて説明する。
図９は、本発明の実施の形態４に係る雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図である。この図において、図５と共通する部分は図５と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図９が図５と異なる点は、遅延器及び乗算器の数をそれぞれ増やした点であり、乗算器５０２−１〜５０２−１６及び乗算器５０３については係数を変更したものである。
以下、図９に示した雑音電力推定部が意味する演算について、式を用いて説明する。ここでは、サブキャリアｉに着目して具体的に求める。ただし、実施の形態２において（３１）式を導出するまでの過程は同一なので、（３１）式以降について説明する。本実施の形態では（３１）式にさらに補正を加えた後に、上述した各実施の形態と同様、展開及び近似を行い、次式（４１）を得る。
2004073223.tif 000041
（４１）式は、実際にはｎをξに置き換えて計算される。
2004073223.tif 000042
乗算器５０２−１〜５０２−１６に設定された係数は、（４２）式に示す各ξの係数と同一であり、この設定された係数は３度の補正を反映している。また、ξについての加算は加算器２４で行われ、加算された値は２乗器２５において２乗される。ここで、（４１）式において、ｎｉ−８〜ｎｉ＋８がガウス分布の確率分布にしたがうものとして、平均電力を（ｎａ）２とすると、（４３）式のように表すことができる。
2004073223.tif 000043
ここで、α＝（１／２０４８）２（４５６３１４）とおくと、雑音電力（Ｎ＋Ｉｏｔｈｅｒ）は次のようになる。
2004073223.tif 000044
このように本実施の形態によれば、サブキャリアの雑音電力を算出する際に、隣接する４サブキャリアのξを平均化して用いる場合に、雑音電力推定過程において、補正を３回行うことにより、雑音電力の推定精度をさらに向上させることができる。
（実施の形態５）
実施の形態２では、遅延スプレッドを測定することにより周波数選択性フェージングの状態を推定し、遅延スプレッドの測定結果に基づいて、平均化に用いるサブキャリア数、すなわち、周波数方向に配置されたパイロット数を調節する場合について説明したが、本発明の実施の形態では、平均化に用いる時間方向に配置されたパイロット数を調節する場合について説明する。
図１０は、本発明の実施の形態５に係る受信系の構成を示すブロック図である。ただし、図１０が図６と共通する部分には、図６と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図１０が図６と異なる点は、遅延スプレッド判定部２０１をｆＤ推定部１００１に変更した点と、雑音電力推定部２０２を雑音電力推定部１００２に変更した点である。
ｆＤ推定部１００１は、無線処理部１１から出力された信号（受信信号）に基づいて、ドップラー周波数を推定し、推定したドップラー周波数を雑音電力推定部１００２に出力する。
雑音電力推定部１００２は、ｆＤ検出部１００１の推定結果に基づいて、同相加算に用いる時間方向に配置されたＰＩＣＨの数を変動させる。すなわち、ドップラー周波数が小さい場合には、フェージングの変動が緩やかなので、同相加算に用いる時間方向に配置されたＰＩＣＨの数を増やすことにより、雑音電力の推定精度を向上させることができる。また、ドップラー周波数が大きい場合には、フェージングの変動が激しいので、同相加算に用いる時間方向に配置されたＰＩＣＨの数を減らすことにより、回線変動の差分による誤差が増大するのを防ぐことができる。
このように本実施の形態によれば、ドップラー周波数に基づいて、同相加算に用いる時間方向に配置されたＰＩＣＨの数を変動させることにより、フェージングによる影響を軽減し、雑音電力の推定精度をさらに向上させることができる。
以上説明したように、本発明によれば、雑音電力を推定する際に、異なるサブキャリアにおける回線変動の差分を複数回繰り返し補正することにより、周波数選択性フェージングによって、隣接するサブキャリア間の相関性が低くなっても、雑音電力の推定精度を向上させることができる。
なお、上述した各実施の形態では、補正した１つのサブキャリア当たりの雑音電力を全搬送波について求めた値を累積加算し、得られた値を平均化して雑音電力を推定するものとして説明したが、本発明はこれに限らず、補正した１つのサブキャリア当たりの雑音電力を所望のサブキャリアについて求めた値を累積加算し、得られた値をその所望のサブキャリア数で平均化してもよい。
また、上述した各実施の形態で説明したパイロット信号（ＰＩＣＨ）は、時間多重、周波数多重、スキャッタード多重、コード多重など、多重方式はなんでもよい。
また、本発明の雑音電力推定方法及び雑音電力推定装置は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭや送信ダイバーシチに適用することもできる。ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭや送信ダイバーシチは基本的に多くのスキャッタードがあり、アンテナ毎の伝搬路が大きな選択性フェージングを受け、受信電力がサブキャリア間で大きく変動すると考えられ、本発明の雑音電力推定方法及び雑音電力推定装置を適用することにより、雑音電力の推定精度を向上させることができる。
本明細書は、２００３年２月１７日出願の特願２００３−０３８９３５に基づくものである。この内容をここに含めておく。
【産業上の利用可能性】本発明は、無線受信装置に用いるに好適である。
【図１】
2004073223.tif 000045
【図２】
2004073223.tif 000046
【図３】
2004073223.tif 000047
【図４】
2004073223.tif 000048
【図５】
2004073223.tif 000049
【図６】
2004073223.tif 000050
【図７】
2004073223.tif 000051
【図８】
2004073223.tif 000052
【図９】
2004073223.tif 000053
【図１０】
2004073223.tif 000054
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月22日(2005.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の搬送波に配置された既知信号の相関値を平均化し、
前記既知信号の相関値の平均値を用いて１つの搬送波当たりの雑音電力を算出し、
搬送波間の回線変動の差分によって生じる前記雑音電力の算出誤差を前記既知信号に基づいて複数回補正し、
所望の搬送波帯における補正した１つの搬送波当たりの雑音電力を累積加算し、
前記累積加算して得られた値に所定の値を乗算することにより平均化して雑音電力を推定することを特徴とする雑音電力推定方法。
【請求項２】
搬送波間の回線変動の差分によって生じる前記１つの搬送波当たりの雑音電力の算出誤差を該当する搬送波における前記既知信号の相関値の平均値を用いて補正し、さらに、前記補正によって生じる誤差を繰り返し補正することを特徴とする請求項１に記載の雑音電力推定方法。
【請求項３】
隣接する複数の搬送波における前記既知信号の相関値を平均化する際、前記隣接する複数の搬送波として用いる数を可変とすることを特徴とする請求項１に記載の雑音電力推定方法。
【請求項４】
受信信号に基づいてマルチパスの分散の度合いを測定し、測定したマルチパスの分散の度合いから隣接する搬送波間の相関性の高低を判定し、隣接する搬送波間の相関性が高い場合、前記隣接する複数の搬送波として用いる数を増やし、隣接する搬送波間の相関性が低い場合、前記隣接する複数の搬送波として用いる数を減らすことを特徴とする請求項３に記載の雑音電力推定方法。
【請求項５】
受信信号に基づいてドップラー周波数を推定し、推定したドップラー周波数が小さい場合、時間方向に配置された既知信号を用いる数を増やし、推定したドップラー周波数が大きい場合、時間方向に配置された既知信号を用いる数を減らし、搬送波毎に複数の既知信号の相関値を同相加算した値を前記既知信号の相関値として用いることを特徴とする請求項１に記載の雑音電力推定方法。
【請求項６】
通信相手から複数の搬送波を用いて送信された信号から既知信号を抽出する既知信号抽出手段と、
隣接する複数の搬送波における前記既知信号の相関値にそれぞれ所定の係数を乗算する第１乗算手段と、
前記乗算結果を加算した後、２乗することで１つの搬送波当たりの雑音電力を算出する２乗手段と、
前記２乗手段によって算出された１つの搬送波当たりの雑音電力を所望の搬送波分累積加算する累積加算手段と、
前記累積加算手段によって算出された累積加算値に所定の値を乗算することで平均化する第２乗算手段と、
を具備し、
前記第１乗算手段は、搬送波間の回線変動の差分によって生じる１つの搬送波当たりの雑音電力の算出誤差を、前記既知信号に基づいて複数回補正した結果を反映する所定の係数が設定されたことを特徴とする雑音電力推定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音電力推定方法及び雑音電力推定装置に関し、例えば、無線受信装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＣ−ＣＤＭＡ（Multi Carrier-Code Division Multiple Access）方式には、周波数領域に拡散する方式がある。この方式では、情報データ列を与えられた拡散符号系列で拡散した後、それぞれのチップを異なるサブキャリアにマッピングするものである。図１は、周波数領域拡散を行うＭＣ−ＣＤＭＡ方式のパケット構成を示す図である。ここで、Ｐ−ＰＩＣＨ（Primary-PIlot CHannel）を斜線で、Ｄ−ＰＩＣＨ（Dedicated-PIlot CHannel）を網掛けで、ＤＰＣＨ（Dedicated Physical CHannel）を白抜きで示した。Ｐ−ＰＩＣＨはセルサーチ及び同期トラッキング用のパイロットであり、Ｄ−ＰＩＣＨは適応無線パラメータ制御用のＳＩＲ推定やＤＰＣＨの回線推定、ドップラー周波数推定に用いられるパイロットである。
【０００３】
この図に示したパケットでは、１フレーム（５４シンボル）が２スロットから構成されている。１フレームについて、Ｐ−ＰＩＣＨ、Ｄ−ＰＩＣＨ及びＤＰＣＨが時分割配置されている。この図からも分かるように、Ｄ−ＰＩＣＨは１フレーム中に４シンボルが配置されている。
【０００４】
従来、適応変調やリソース割り当て等の制御を最適に行うため、受信信号の品質を正しく測定する必要があり、受信信号の品質として雑音電力を用いることがある。雑音電力には、受信機内部で発生する熱雑音と、伝搬路中で他セルの干渉によって発生する雑音が含まれる。１フレーム当たりの雑音電力（Ｎ＋Ｉotherという）の推定には、上述したパケット構成におけるＤ−ＰＩＣＨが用いられる。以下、従来の雑音電力（Ｎ＋Ｉother）推定方法について説明する。
【０００５】
図２は、従来の受信系の構成を示すブロック図である。この図において、無線処理部１１は、通信相手局から送信された信号をアンテナを介して受信し、受信した信号にダウンコンバートやＡ／Ｄ変換などの所定の無線処理を行い、無線処理後の信号をＧＩ除去部１２に出力する。ＧＩ除去部１２は、無線処理部１１から出力された信号のガードインターバルを除去し、除去した信号をＦＦＴ部１３に出力する。ＦＦＴ部１３は、ＧＩ除去部１２から出力された信号に対して高速フーリエ変換を行うことにより、それぞれのサブキャリアにより伝送された信号を取得する。取得したサブキャリア毎の信号は、パイロット抽出部１４に出力される。
【０００６】
パイロット抽出部１４は、ＦＦＴ部１３から出力されたサブキャリア毎の信号から、時間多重されたＰＩＣＨ（Pilot CHannel）を抽出し、抽出したＰＩＣＨを雑音電力推定部１５に出力する。一方、ＰＩＣＨ以外の信号をＰ／Ｓ変換部１６に出力する。
【０００７】
雑音電力推定部１５は、パイロット抽出部１４から出力されたＰＩＣＨ基づいて、雑音電力を推定する。雑音電力推定部１５の詳細については後述する。
【０００８】
Ｐ／Ｓ変換部１６は、パイロット抽出部１４から出力されたＰＩＣＨ以外の信号に対してＰ／Ｓ変換処理を施し、Ｐ／Ｓ変換後の信号を逆拡散部１７に出力する。逆拡散部１７は、Ｐ／Ｓ変換された信号に所定の拡散符号を乗算することで逆拡散を行い、逆拡散後の信号を復調部１８に出力する。復調部１８は、逆拡散部１７から出力された逆拡散後の信号に復調処理を施し、復号部１９に出力する。復号部１９は、復調部１８から出力された信号にターボ復号等の復号処理を施し、誤り検出部２０に出力する。誤り検出部２０は、復号部１９から出力された信号の誤り検出を行い、誤りが検出されなければデータを出力する。
【０００９】
図３は、従来における雑音電力推定部１５の内部構成を示すブロック図である。加算器２１は、パイロット抽出部１４から出力されたＰＩＣＨを用いてサブキャリアｉの時間方向のパイロットシンボル相関・同相加算値（ξi）を算出し、サブキャリア毎の算出結果を遅延器２２−１（図中Ｄで示す）及び乗算器２３−１に出力する。
【００１０】
遅延器２２−１は、加算器２１から出力されたサブキャリア毎のξを次のξが入力されるまで遅延させ、遅延器２２−２及び乗算器２３−２に出力する。遅延器２２−２〜２２−４についても同様であり、これらの遅延器は加算器２１から出力されたξi-2〜ξi+1（ｉ＝０〜７６７とする）をそれぞれ一つずつ遅延させ、各遅延器に接続された乗算器にξを出力する。ただし、遅延器２２−２から乗算器への出力はない。ここでは７６８本のサブキャリアを用いることにし、７６８個のξについて遅延が行われるものとする。
【００１１】
乗算器２３−１〜２３−４は、所定の係数が予め論理的に算出されており、それぞれ入力されるξに所定の係数を乗算し、加算器２４に出力する。加算器２４は、入力された４個分のξを加算し、２乗器２５に出力する。２乗器２５は、加算器２４から出力された値を２乗し、各サブキャリアの雑音電力を算出する。累積加算器２６は、２乗器２５から出力された各サブキャリアの雑音電力を累積加算し、加算結果を乗算器２７に出力する。乗算器２７は、累積加算器２６から出力された加算値に、所定の係数を乗算し、Ｎ＋Ｉotherを算出する。
【００１２】
図４は、ＰＩＣＨを時間とサブキャリアの関係で示した図である。この図において、縦軸はサブキャリアの番号（サブキャリアｉ：ｉ＝０〜Ｎc-1）を、横軸は時間を示し、ＰＩＣＨをｒi,jとして示した。なお、Ｎcは使用するサブキャリア数である。ｒi,jはサブキャリアｉのＰＩＣＨシンボルｊの受信信号の相関値であり、スクランブルコード、パイロットシンボルパターンを取り除いたものである。例えば、サブキャリア１で伝送されるＰＩＣＨは、ｒ1,0、ｒ1,1、ｒ1,2、ｒ1,3となる。
【００１３】
次に、雑音電力推定部１５で行われる演算について、式を用いて説明する。加算器２１では、ｒi,jを用いてサブキャリア毎の時間方向のパイロットシンボル相関・同相加算値（ξ）が得られる。具体的には、以下の式により求められる。
【数１】
2004073223.tif 000055
なおξiは回線変動成分ｈiと雑音成分ｎiとを用いて、ξi＝ｈi＋ｎiと表すこともできる。加算器２１で算出されたξiは、遅延器２２−１及び乗算器２３−１に順次送られる。
【００１４】
以下、サブキャリアｉに着目して具体的にＮ＋Ｉother求めてみる。ここでは、１サブキャリア当たりの雑音電力を算出する際に、隣接する２サブキャリアのξを平均化して用いる場合について説明する。
【数２】
2004073223.tif 000056
【数３】
2004073223.tif 000057
εi-0.5とεi+0.5はサブキャリア番号ｉ−１及びｉとサブキャリア番号ｉ及びｉ＋１のξをそれぞれ平均化した値である。仮に、雑音がない状態であり、かつ隣接するサブキャリア間の相関が１であれば、εi-0.5からεi+0.5を引いた値が０になる。したがって、差分として得られた値が雑音成分であると考えられる。このようにして求められる雑音成分を２乗することでサブキャリアｉについての雑音電力が以下の（４）式により求められる。
【数４】
2004073223.tif 000058
（２）式及び（３）式より、以下の（５）式が導かれる。
【数５】
2004073223.tif 000059
ここで、サブキャリアｉ−１〜ｉ＋１では、必ずしも隣接する搬送波間の相関が１とはならず、回線変動ｈについての差分が生じてしまう場合がある。すなわち、ｈi-1からｈi+1を引いた値が０にならないので、求めたいσiについて誤差が生じてしまう。そこで、回線変動による誤差を小さくするため補正を加えると、次の（６）式となる。
【数６】
2004073223.tif 000060
ここで、ｈ＾i-1はサブキャリアｉ−１に隣接する複数のサブキャリアのξについて平均して得られる値であり、以下の（７）式により求められる。
【数７】
2004073223.tif 000061
一方、同様に、ｈ＾i+1は以下の（８）式により求められる。
【数８】
2004073223.tif 000062
このように、複数のサブキャリアにわたるξを用いて平均化することで、より正確なｈを求めることができ、σiの誤差を小さくすることができる。（６）式に（７）式及び（８）式を代入すると、次の（９）式が得られる。
【数９】
2004073223.tif 000063
ここで、各回線変動成分の差分が等しいとして、ｈi-1−ｈi+1＝ｈi-2−ｈi＝ｈi−ｈi+2＝Δとすると、以下の式（１０）が成り立つ。
【数１０】
2004073223.tif 000064
（１０）式を用いて（９）式を近似すると、次式（１１）が得られる。
【数１１】
2004073223.tif 000065
（１１）式は、２乗器２５で行われる演算であり、実際にはｎをξに置き換えて計算される。
【数１２】
2004073223.tif 000066
この式において、各ξの係数は乗算器２３−１〜２３−４にそれぞれ設定された係数である。すなわち、これらの乗算器では（１２）式の一部が計算されることになる。２乗器２５で算出された結果は、累積加算器２６に出力される。よって（１１）式において、ｎi-2〜ｎi+2はガウス分布の確率分布にしたがうものとして、平均電力を(ｎa)2とすると（１３）式のように表すことができる。
【数１３】
2004073223.tif 000067
α＝(１／８)2(９)とおくと、雑音電力（Ｎ＋Ｉother）は次のようになる。
【数１４】
2004073223.tif 000068
なお、累積加算器２６では、２乗器２５から出力されたσ’について累積加算され、乗算器２７では、４／（（Ｎc−４）×α）が乗算され、Ｎ＋Ｉotherが推定される。ここで、４を乗算したのは、ξを求める際に４つのパイロットシンボルを用いて平均化したので、１フレーム当たりの雑音電力（Ｎ＋Ｉother）に反映させるためである。また、Ｎc−４で除算したのは、累積加算したσ’の数がＮc−４であり、平均化するためである。
【００１５】
上述した方法により、従来、雑音電力の推定が行われていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記従来の雑音電力を推定する方法では、周波数選択性フェージング等の影響により、各サブキャリアにおける回線変動が大きいと、精度よく雑音電力を推定することができないという問題がある。
【００１７】
本発明の目的は、周波数選択性フェージングによって、隣接するサブキャリア間の相関性が低くなっても、雑音電力の推定精度を向上させる雑音電力推定方法及び雑音電力推定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的を達成するために、本発明は、１フレーム当たりの雑音電力（Ｎ＋Ｉother）を推定する際に、異なるサブキャリアにおける回線変動の差分を複数回繰り返し補正する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、周波数選択性フェージングによって、隣接するサブキャリア間の相関性が低くなっても、雑音電力の推定精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図５は、本発明の実施の形態１に係る雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図である。ただし、この図において、図３と共通する部分は図３と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図５が図３と異なる点は、遅延器と乗算器の数をそれぞれ増やした点であり、乗算器２０２−１〜２０２−６及び乗算器２０３については係数を変更したものである。
【００２２】
加算器２１は、パイロット抽出部１４から出力されたＰＩＣＨを用いてサブキャリアｉの時間方向のパイロットシンボル相関・同相加算値（ξi）を算出し、サブキャリア毎の算出結果を遅延器２０１−１（図中Ｄで示す）及び乗算器２０２−１に出力する。
【００２３】
遅延器２０１−１〜２０１−６は、加算器２１から出力されたξi-3〜ξi+2（ｉ＝０〜７６７とする）をそれぞれ一つずつ遅延させ、各遅延器に接続された乗算器にξを出力する。ただし、遅延器２０１−３から乗算器への出力はない。
【００２４】
乗算器２０２−１〜２０２−６は、予め所定の係数が設定されており、それぞれ入力されるξに所定の係数を乗算し、加算器２４に出力する。
【００２５】
乗算器２０３は、累積加算器２６から出力された値に４／（（Ｎc−６）α）を乗算し、Ｎ＋Ｉotherを算出する。なお、Ｎcは使用するサブキャリア数であり、αは定数である。
【００２６】
次に、上述した雑音電力推定部で行われる演算について、式を用いて説明する。ただし、上述した（１）式〜（９）式までの過程は同一なので、（９）式以降について説明する。（９）式において、さらに、回線変動成分ｈによる誤差を軽減するため、（６）式同様の補正を加える。これは、周波数選択性フェージングによりサブキャリア間の変動が生じた場合、隣接サブキャリアの相関性が低くなり、サブキャリア同士の回線変動成分を差し引いた値が大きくなってしまうので、精度のよい雑音電力（Ｎ＋Ｉother）を推定するためである。（９）式に補正を加えると次の（１５）式となる。
【数１５】
2004073223.tif 000069
ここで、（１５）式を展開すると、（１６）式になる。
【数１６】
2004073223.tif 000070
ここで、各回線変動成分の差分が等しいとして、ｈi-1−ｈi+1＝ｈi-3−ｈi-1＝ｈi-2−ｈi＝ｈi−ｈi+2＝ｈi+1−ｈi+3＝Δとすると、以下の（１７）式が成り立つ。
【数１７】
2004073223.tif 000071
（１７）式を用いて（１６）式を近似すると、次式（１８）が得られる。
【数１８】
2004073223.tif 000072
（１８）式は、実際にはｎをξに置き換えて計算される。
【数１９】
2004073223.tif 000073
乗算器２０２−１〜２０２−６に設定された係数は、（１９）式に示す各ξの係数と同一であり、この設定された係数は２度の補正を反映している。また、ξについての加算は加算器２４で行われ、加算された値は２乗器２５において２乗される。ここで、（１８）式において、ｎi-3〜ｎi+3はガウス分布の確率分布にしたがうものとして、平均電力を(ｎa)2とすると（２０）式のように表すことができる。
【数２０】
2004073223.tif 000074
α＝(１／３２)2(８４)とおくと、雑音電力（Ｎ＋Ｉother）は次のようになる。
【数２１】
2004073223.tif 000075
なお、累積加算器２６では、２乗器２５から出力されたσ"について累積加算され、乗算器２０３では、４／（（Ｎc−６）α）が乗算される。（Ｎc−６）は累積加算されたσ"の数である。
【００２７】
このように本実施の形態によれば、雑音電力の推定過程において、補正を２回加えることにより、回線変動による誤差を低減し、周波数選択性フェージングにより隣接するサブキャリアの相関性が低くなった場合でも、雑音電力の推定精度を向上させることができる。
【００２８】
（実施の形態２）
実施の形態１では、１サブキャリア当たりの雑音電力を算出する際に、隣接する２サブキャリアのξを平均化して用いる場合について説明したが、この実施の形態では、隣接する４サブキャリアのξを平均化して用いる場合について説明する。
【００２９】
図６は、本発明の実施の形態２に係る受信系の構成を示すブロック図である。ただし、図２と共通する部分については、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。遅延スプレッド判定部２０１は、無線処理部１１から出力された信号（受信信号）に基づいて、遅延プロファイルを生成し、マルチパスの分散（遅延スプレッド）の度合いを測定する。この測定結果は、周波数選択性フェージングの状態を表しており、隣接するサブキャリアの相関性の高低を判定することができる。すなわち、遅延スプレッド判定部２０１は、測定結果に基づいて、隣接するサブキャリアの相関性の高低を判定し、判定結果を雑音電力推定部２０２に出力する。
【００３０】
雑音電力推定部２０２は、遅延スプレッド判定部２０１の判定結果に基づいて、平均化に用いるξの数を変動させる。すなわち、サブキャリア間の相関性が高い場合には、平均化に用いるξの数を増やすことにより、雑音電力の推定精度を向上させることができる。また、サブキャリア間の相関性が低い場合には、平均化に用いるξの数を減らすことにより、回線変動の差分による誤差が増大するのを防ぐことができる。本実施の形態では、実施の形態１に比べ、サブキャリア間の相関性が高いものとし、平均化に用いるξの数を４つに増やしている。
【００３１】
図７は、本発明の実施の形態２に係る雑音電力推定部２０２の内部構成を示すブロック図である。この図において、図５と共通する部分は図５と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図７が図５と異なる点は、加算器２１を加算器３０１に変更した点と、遅延器と乗算器の数をそれぞれ増やした点であり、乗算器３０３−１〜３０３−１２及び乗算器３０４については係数を変更したものである。
【００３２】
以下、図７に示した雑音電力推定部２０２が意味する演算について、式を用いて説明する。ここでは、サブキャリアｉに着目して具体的に求めてみる。
【数２２】
2004073223.tif 000076
【数２３】
2004073223.tif 000077
実施の形態１と同様に、εi-0.5からεi+0.5を引いて得られた差分値を２乗して、サブキャリアｉについての雑音電力を求める。
【数２４】
2004073223.tif 000078
（２４）式に（２２）式及び（２３）式を代入し、まとめると次式（２５）になる。
【数２５】
2004073223.tif 000079
ここで、回線変動による誤差を小さくするため、（２５）式に補正を加える。
【数２６】
2004073223.tif 000080
ｈ＾i-2及びｈ＾i+2はそれぞれ以下の（２７）式、（２８）式で表される。
【数２７】
2004073223.tif 000081
【数２８】
2004073223.tif 000082
（２７）式及び（２８）式を（２６）式に代入すると、以下の（２９）式で表される。
【数２９】
2004073223.tif 000083
ここで、周波数選択性フェージングの影響を考慮して、回線変動成分による誤差を小さくするため、（２９）式にさらに補正を加える。
【数３０】
2004073223.tif 000084
（３０）式を展開すると、次式（３１）になる。
【数３１】
2004073223.tif 000085
ここで、各回線変動成分の差分が等しいとすると、以下の式（３２）が成り立つ。
【数３２】
2004073223.tif 000086
（３２）式を用いて（３１）式を近似すると、次式（３３）が得られる。
【数３３】
2004073223.tif 000087
（３３）式は、実際にはｎをξに置き換えて計算される。２乗の計算については、２乗器２５で行われる。
【数３４】
2004073223.tif 000088
乗算器３０３−１〜３０３−１２に設定された係数は、（３４）式に示す各ξの係数と同一であり、この設定された係数は２度の補正を反映している。また、ξについての加算は加算器２４で行われ、加算された値は２乗器２５において２乗される。ここで、（３３）式において、ｎi-6〜ｎi+6は、ガウス分布の確率分布にしたがうものとして、平均電力を(ｎa)2とすると（３５）式のように表すことができる。
【数３５】
2004073223.tif 000089
α＝(１／２５６)2(６１６４)とおくと、雑音電力（Ｎ＋Ｉother）は次のようになる。
【数３６】
2004073223.tif 000090
なお、累積加算器２６では、２乗器２５から出力されたσ"について累積加算され、乗算器３０４では、４／（（Ｎc−８）α）が乗算される。（Ｎc−８）は累積加算されたσ"の数である。
【００３３】
このように本実施の形態によれば、１サブキャリア当たりの雑音電力を算出する際に、隣接する４サブキャリアのξを平均化した場合に、雑音電力の推定過程において、補正を２回加えることにより、回線変動による誤差を低減し、周波数選択性フェージングにより隣接するサブキャリアの相関性が低くなっても、雑音電力の推定精度を向上させることができる。
【００３４】
（実施の形態３）
実施の形態１では、雑音電力の推定過程で補正を２回行う場合について説明したが、この実施の形態では、雑音電力の推定過程で補正を３回行う場合について説明する。
【００３５】
図８は、本発明の実施の形態３における雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図である。この図において、図５と共通する部分は図５と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図８が図５と異なる点は、遅延器及び乗算器の数をそれぞれ増やした点であり、乗算器４０２−１〜４０２−８及び乗算器４０３については係数を変更したものである。
【００３６】
以下、図８に示した雑音電力推定部が意味する演算について、式を用いて説明する。ここでは、サブキャリアｉに着目して具体的に求めてみる。ただし、実施の形態１において（１６）式を導出するまでの過程は同一なので、（１６）式以降について説明する。本実施の形態では（１６）式にさらに補正を加えた後に、上述した各実施の形態と同様、展開及び近似を行い、次式（３７）を得る。
【数３７】
2004073223.tif 000091
（３７）式は、実際にはｎをξに置き換えて計算される。
【数３８】
2004073223.tif 000092
乗算器４０２−１〜４０２−８に設定された係数は、（３８）式に示す各ξの係数と同一であり、この設定された係数は３度の補正を反映している。また、ξについての加算は加算器２４で行われ、加算された値は２乗器２５において２乗される。ここで、（３７）式において、ｎi-4〜ｎi+4がガウス分布の確率分布にしたがうものとして、平均電力を(ｎa)2とすると、（３９）式のように表すことができる。
【数３９】
2004073223.tif 000093
ここで、α＝(１／１２８)2(８５８)とおくと、雑音電力（Ｎ＋Ｉother）は次のようになる。
【数４０】
2004073223.tif 000094
このように本実施の形態によれば、雑音電力の推定過程において、補正を３回加えることにより、雑音電力の推定精度をさらに向上させることができる。
【００３７】
（実施の形態４）
実施の形態３では、サブキャリアの雑音電力を算出する際に、隣接する２サブキャリアのξを平均化して用いる場合に、雑音電力推定過程において、補正を３回行うことについて説明したが、この実施の形態では、隣接する４サブキャリアのξを平均化して用いる場合に、雑音電力推定過程において、補正を３回行うことについて説明する。
【００３８】
図９は、本発明の実施の形態４に係る雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図である。この図において、図５と共通する部分は図５と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図９が図５と異なる点は、遅延器及び乗算器の数をそれぞれ増やした点であり、乗算器５０２−１〜５０２−１６及び乗算器５０３については係数を変更したものである。
【００３９】
以下、図９に示した雑音電力推定部が意味する演算について、式を用いて説明する。ここでは、サブキャリアｉに着目して具体的に求める。ただし、実施の形態２において（３１）式を導出するまでの過程は同一なので、（３１）式以降について説明する。本実施の形態では（３１）式にさらに補正を加えた後に、上述した各実施の形態と同様、展開及び近似を行い、次式（４１）を得る。
【数４１】
2004073223.tif 000095
（４１）式は、実際にはｎをξに置き換えて計算される。
【数４２】
2004073223.tif 000096
乗算器５０２−１〜５０２−１６に設定された係数は、（４２）式に示す各ξの係数と同一であり、この設定された係数は３度の補正を反映している。また、ξについての加算は加算器２４で行われ、加算された値は２乗器２５において２乗される。ここで、（４１）式において、ｎi-8〜ｎi+8がガウス分布の確率分布にしたがうものとして、平均電力を(ｎa)2とすると、（４３）式のように表すことができる。
【数４３】
2004073223.tif 000097
ここで、α＝(１／２０４８)2(４５６３１４)とおくと、雑音電力（Ｎ＋Ｉother）は次のようになる。
【数４４】
2004073223.tif 000098
このように本実施の形態によれば、サブキャリアの雑音電力を算出する際に、隣接する４サブキャリアのξを平均化して用いる場合に、雑音電力推定過程において、補正を３回行うことにより、雑音電力の推定精度をさらに向上させることができる。
【００４０】
（実施の形態５）
実施の形態２では、遅延スプレッドを測定することにより周波数選択性フェージングの状態を推定し、遅延スプレッドの測定結果に基づいて、平均化に用いるサブキャリア数、すなわち、周波数方向に配置されたパイロット数を調節する場合について説明したが、本発明の実施の形態では、平均化に用いる時間方向に配置されたパイロット数を調節する場合について説明する。
【００４１】
図１０は、本発明の実施の形態５に係る受信系の構成を示すブロック図である。ただし、図１０が図６と共通する部分には、図６と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図１０が図６と異なる点は、遅延スプレッド判定部２０１をｆＤ推定部１００１に変更した点と、雑音電力推定部２０２を雑音電力推定部１００２に変更した点である。
【００４２】
ｆＤ推定部１００１は、無線処理部１１から出力された信号（受信信号）に基づいて、ドップラー周波数を推定し、推定したドップラー周波数を雑音電力推定部１００２に出力する。
【００４３】
雑音電力推定部１００２は、ｆＤ検出部１００１の推定結果に基づいて、同相加算に用いる時間方向に配置されたＰＩＣＨの数を変動させる。すなわち、ドップラー周波数が小さい場合には、フェージングの変動が緩やかなので、同相加算に用いる時間方向に配置されたＰＩＣＨの数を増やすことにより、雑音電力の推定精度を向上させることができる。また、ドップラー周波数が大きい場合には、フェージングの変動が激しいので、同相加算に用いる時間方向に配置されたＰＩＣＨの数を減らすことにより、回線変動の差分による誤差が増大するのを防ぐことができる。
【００４４】
このように本実施の形態によれば、ドップラー周波数に基づいて、同相加算に用いる時間方向に配置されたＰＩＣＨの数を変動させることにより、フェージングによる影響を軽減し、雑音電力の推定精度をさらに向上させることができる。
【００４５】
以上説明したように、本発明によれば、雑音電力を推定する際に、異なるサブキャリアにおける回線変動の差分を複数回繰り返し補正することにより、周波数選択性フェージングによって、隣接するサブキャリア間の相関性が低くなっても、雑音電力の推定精度を向上させることができる。
【００４６】
なお、上述した各実施の形態では、補正した１つのサブキャリア当たりの雑音電力を全搬送波について求めた値を累積加算し、得られた値を平均化して雑音電力を推定するものとして説明したが、本発明はこれに限らず、補正した１つのサブキャリア当たりの雑音電力を所望のサブキャリアについて求めた値を累積加算し、得られた値をその所望のサブキャリア数で平均化してもよい。
【００４７】
また、上述した各実施の形態で説明したパイロット信号（ＰＩＣＨ）は、時間多重、周波数多重、スキャッタード多重、コード多重など、多重方式はなんでもよい。
【００４８】
また、本発明の雑音電力推定方法及び雑音電力推定装置は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭや送信ダイバーシチに適用することもできる。ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭや送信ダイバーシチは基本的に多くのスキャッタードがあり、アンテナ毎の伝搬路が大きな選択性フェージングを受け、受信電力がサブキャリア間で大きく変動すると考えられ、本発明の雑音電力推定方法及び雑音電力推定装置を適用することにより、雑音電力の推定精度を向上させることができる。
【００４９】
本明細書は、２００３年２月１７日出願の特願２００３−０３８９３５に基づくものである。この内容をここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明にかかるは、無線受信装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ＭＣ−ＣＤＭＡ方式のパケット構成を示す図
【図２】従来の受信系の構成を示すブロック図
【図３】従来の雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図
【図４】ＰＩＣＨを時間とサブキャリアの関係で示した図
【図５】本発明の実施の形態１に係る雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態２に係る受信系の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態２に係る雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態３に係る雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態４に係る雑音電力推定部の内部構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態５に係る受信系の構成を示すブロック図
【国際調査報告】
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