(57)【要約】      （修正有）【課題】ＯＦＤＭ伝送方式において，パケット或いはバースト長の短いパケット或いはバースト伝送においても高い伝送効率を保つことができ、且つチャネル推定の精度を確保することが可能な送信機及びその受信機を提供する。【解決手段】チャネル推定用シンボルにおいて全てのサブキャリアにパイロット信号を挿入せず，誤り訂正符号化されたデータ信号を挿入し，データ用シンボルとは異なったインタリーバでインタリーブを行うＯＦＤＭ送信機と，パイロット信号を用いて初回チャネル推定を行い，その後，同期検波と誤り訂正復号とソフト判定指向形チャネル推定とを最適に制御しながら繰り返し行うＯＦＤＭ受信機とから構成されており，チャネル推定用シンボルにデータ信号を挿入することで伝送効率を向上でき，チャネル推定，同期検波，誤り訂正復号の一連の受信処理を繰り返すことにより少ないパイロット信号でも高精度なチャネル推定ができる。【選択図】        図１
2007074689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ伝送方式におけるチャネル推定用シンボルにおいて，全てのサブキャリアにパイロット信号を挿入せず，誤り訂正符号化されたデータ信号を挿入し，データ用シンボルとは異なったインタリーバでインタリーブを行うＯＦＤＭ送信機と，前記パイロット信号を用いて初回チャネル推定を行い，その後，同期検波と誤り訂正復号とソフト判定指向形チャネル推定とを繰り返し行うＯＦＤＭ受信機とから構成されており，前記チャネル推定用シンボルに前記データ信号を挿入することで伝送効率を向上でき，チャネル推定，同期検波，誤り訂正復号の一連の受信処理を繰り返すことにより少ない前記パイロット信号でも高精度なチャネル推定が可能であることを特徴とする高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機．
【請求項２】
前記ＯＦＤＭ送信機は，情報ビット系列を巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号化するＣＲＣ符号器と，ＣＲＣ符号化後のビット系列を誤り訂正符号化する誤り訂正符号器と，前記チャネル推定用シンボルにおける誤り訂正符号化された第１データビット系列をインタリーブする第１インタリーバと，データ用シンボルにおける誤り訂正符号化された第２データビット系列をインタリーブする第２インタリーバと，前記第１または第２データビット系列から前記データ信号を生成する信号マッピング器と，前記パイロット信号及び前記データ信号を時間信号に変換する逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）器から構成されることを特徴とする請求項１記載の高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機．
【請求項３】
前記ＯＦＤＭ受信機は，前記初回チャネル推定或いは前記ソフト判定指向形チャネル推定を行い，チャネル推定値を求める前記チャネル推定器と，時間受信信号をサブキャリア受信信号に変換するフーリエ変換（ＦＦＴ）器と，前記チャネル推定値を用いて前記サブキャリア受信信号に対して同期検波を行い，検波信号を出力する同期検波器と，前記第１データ信号に対応する前記検波信号をデインタリーブする第１デインタリーバと，前記第２データ信号に対応する前記検波信号をデインタリーブする第２デインタリーバと，デインタリーブ後の前記検波信号を誤り訂正復号し，前記第１，第２データビット系列及び前記情報ビット系列の軟判定信号を出力する誤り訂正復号器と，軟判定信号から判定誤りを検出するＣＲＣ復号器と，チャネル推定，同期検波，誤り訂正復号の一連の受信処理の繰り返しを前記ＣＲＣ復号器の検出結果に基づいて制御する繰り返し制御器と，受信処理の繰り返し時に前記パイロット及び前記軟判定信号を用いて送信信号レプリカを生成するレプリカ信号生成器とから構成されることを特徴とする請求項１記載の高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機．
【請求項４】
前記チャネル推定器は，前記初回チャネル推定として前記パイロット信号を用いて最小２乗法に基づいたチャネル推定を行い，また，前記ソフト判定指向形チャネル推定として，前記送信信号レプリカを用いて最小２乗法に基づいたチャネル推定を行う請求項３記載の高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機．
【請求項５】
前記繰り返し制御器は，前記誤り訂正復号器として復号処理の繰り返しを要する復号器を用いた場合には，前記ＣＲＣ復号器の検出結果に加えて，デインタリーブ後の前記検波信号と，前記第１，第２データビット系列の前記軟判定信号とを用いて，一連の受信処理の繰り返しと復号処理の繰り返しを合わせて制御する請求項３記載の高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機．
【請求項６】
前記ＯＦＤＭ送信機は，パケット或いはバーストを送信する毎に前記チャネル推定用シンボルにおける前記パイロット信号の挿入するサブキャリアを変えて送信を行い，前記ＯＦＤＭ受信機は，送信されるパケット或いはバースト毎のチャネル推定用シンボルの前記サブキャリア受信信号またはチャネル推定値を用いて現在のパケット或いはバーストにおけるチャネル推定精度を向上する請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機．
【請求項７】
前記ＯＦＤＭ受信機において，パケット或いはバースト毎のチャネルの変動及び遅延広がりを測定し，前記ＯＦＤＭ送信機にフィードバックすることで，前記ＯＦＤＭ送信機は，前記チャネル推定用シンボルのシンボル数，挿入するシンボル間隔，挿入する前記パイロット信号の数，挿入するサブキャリアを変更することができる請求項３乃至請求項６のいずれかにの高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機．
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は，高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機に関するものである．
【背景技術】
【０００２】  無線通信においてマルチパスフェージング環境において高信頼な高速信号伝送を実現する方式として，直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）が注目されている．ＯＦＤＭは，ＩＦＦＴ及びＦＦＴを用いて直交マルチキャリア伝送を実現する方式である．従来の受信機においては，ＦＦＴ後の受信信号からチャネル（無線通信路）の周波数応答（伝達関数）を推定するため，送信機から送信されるパケット或いはバーストにチャネル推定用シンボルを付加することで伝送を行っている（例えば、非特許文献１，非特許文献２参照）．【０００３】無線ＬＡＮのパケットは，図４（ａ）に示すようにチャネル推定用シンボルとデータ用シンボルから構成される．さらに，チャネル推定用シンボルは，全てのサブキャリアに送受信機間で既知なパイロット信号が挿入されており，また，データ用シンボルは，データを伝送するためのデータ信号が挿入されている．なお，無線ＬＡＮでは，データ用シンボル内にも非常に少ない数のパイロット信号が挿入されているが，このパイロット信号はチャネル推定には用いない（例えば、非特許文献１，非特許文献２参照）．【０００４】また，チャネル推定用シンボルが存在しないパケット或いはバーストもあり，そのようなパケット或いはバーストでは，データ用シンボル内に，ある程度多くのチャネル推定用パイロット信号が全サブキャリア（周波数）及び全シンボル（時間）の２次元において離散的に挿入されている．このようなパイロット信号はスキャッタードパイロット信号と呼ばれ，地上波ディジタルテレビジョン放送では図４（ｂ）のようなスキャッタードパイロット信号を用いてバースト伝送を行っている（例えば、非特許文献３参照）．【０００５】  従来，無線ＬＡＮ等のチャネル推定用シンボルは，全てのサブキャリアにパイロット信号が挿入されており，また，そのシンボルが複数送信されているため，少ないシンボル数のパケット伝送では，伝送効率の向上が見込めないという問題がある．
【非特許文献１】「Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  ｉｎ  ｔｈｅ  ５  ＧＨｚ  Ｂａｎｄ」ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１１ａ，１９９９
【非特許文献２】「Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＢＲＡＮ）；ＨＩＰＥＲＬＡＮ  Ｔｙｐｅ  ２  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ（ＰＨＹ）Ｌａｙｅｒ」ＥＴＳＩ  ＴＳ  １０１  ４７５，Ａｕｇ．１９９９
【非特許文献３】「Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  ｂｒｏａｄ−ｃａｓｔｉｎｇ」ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ３１，Ｍａｙ  ２００１．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  受信機において，チャネルの推定精度を向上させるためには，全てのサブキャリアにパイロット信号が挿入されたチャネル推定用シンボルを複数送る必要がある．しかしながら，そのようなパケット構成では，伝送効率を確保するためにはデータ用シンボル数を多くする必要がある．パケット伝送においては，パケットの受信が正しく行われたかどうかを送信者に通知する必要があるが，その際の情報量は非常に少ないので，現状でのパケット構成では無駄が多くなる．また，チャネルの変動が速い際には，データ用シンボル数を多くするとチャネル推定用シンボルで推定したチャネルからの偏差が大きくなるため，判定誤りが生じ，パケットが全く通らないという状況に陥る可能性がある．すなわち，パケット伝送においては，状況によってパケット長を短くする必要があるが，その際には現状でのパケット構成では伝送効率が非常に下がってしまうという問題がある．【０００７】また，伝送効率を保ちつつ，パケット長を短くすることは，チャネル推定用シンボルのシンボル数を減らすことや，チャネル推定用シンボルに挿入するパイロット信号を減らすことで可能であるが，その場合には受信機でのチャネル推定の精度が著しく劣化してしまうという問題がある．以上の点を考慮すると，チャネル推定の精度を保ちつつ，パケット長を短くしても伝送効率が確保できるＯＦＤＭ送受信機は存在しない．【０００８】  本発明は，このような課題に鑑みてなされたものであり，無線通信におけるＯＦＤＭ伝送方式において，パケット或いはバースト長の短いパケット或いはバースト伝送においても高い伝送効率を保つことができるように，チャネル推定用シンボルに挿入するパイロット信号を減らし，さらに，減らしてもチャネル推定の精度を確保できる送信機及びその送信機で送信された信号を受信できる受信機を提供することを目的とする．
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明の高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機は，ＯＦＤＭ伝送方式におけるチャネル推定用シンボルにおいて，全てのサブキャリアにパイロット信号を挿入せず，誤り訂正符号化されたデータ信号を挿入し，データ用シンボルとは異なったインタリーバでインタリーブを行うＯＦＤＭ送信機と，前記パイロット信号を用いて初回チャネル推定を行い，その後，同期検波と誤り訂正復号とソフト判定指向形チャネル推定とを繰り返し行うＯＦＤＭ受信機とから構成されており，チャネル推定用シンボルにデータ信号を挿入することで伝送効率を向上でき，チャネル推定，同期検波，誤り訂正復号の一連の受信処理を繰り返すことにより少ないパイロット信号でも高精度なチャネル推定が可能であることにより上述目的は達成される．【００１０】  また，本発明の上述目的は，前記ＯＦＤＭ送信機は，情報ビット系列を巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号化するＣＲＣ符号器と，ＣＲＣ符号化後のビット系列を誤り訂正符号化する誤り訂正符号器と，前記チャネル推定用シンボルにおける誤り訂正符号化された第１データビット系列をインタリーブする第１インタリーバと，データ用シンボルにおける誤り訂正符号化された第２データビット系列をインタリーブする第２インタリーバと，前記第１または第２データビット系列から前記データ信号を生成する信号マッピング器と，前記パイロット信号及び前記データ信号を時間信号に変換する逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）器から構成されることにより，或いは，前記ＯＦＤＭ受信機は，前記初回チャネル推定或いは前記ソフト判定指向形チャネル推定を行い，チャネル推定値を求める前記チャネル推定器と，時間受信信号をサブキャリア受信信号に変換するフーリエ変換（ＦＦＴ）器と，前記チャネル推定値を用いて前記サブキャリア受信信号に対して同期検波を行い，検波信号を出力する同期検波器と，前記第１データ信号に対応する前記検波信号をデインタリーブする第１デインタリーバと，前記第２データ信号に対応する前記検波信号をデインタリーブする第２デインタリーバと，デインタリーブ後の前記検波信号を誤り訂正復号し，前記第１，第２データビット系列及び前記情報ビット系列の軟判定信号を出力する誤り訂正復号器と，軟判定信号から判定誤りを検出するＣＲＣ復号器と，チャネル推定，同期検波，誤り訂正復号の一連の受信処理の繰り返しを前記ＣＲＣ復号器の検出結果に基づいて制御する繰り返し制御器と，受信処理の繰り返し時に前記パイロット及び前記軟判定信号を用いて送信信号レプリカを生成するレプリカ信号生成器とから構成されることにより，或いは，前記チャネル推定器は，前記初回チャネル推定として前記パイロット信号を用いて最小２乗法に基づいたチャネル推定を行い，また，前記ソフト判定指向形チャネル推定として，前記送信信号レプリカを用いて最小２乗法に基づいたチャネル推定を行うことにより，或いは，  前記繰り返し制御器は，前記誤り訂正復号器として復号処理の繰り返しを要する復号器を用いた場合には，前記ＣＲＣ復号器の検出結果に加えて，デインタリーブ後の前記検波信号と，前記第１，第２データビット系列の前記軟判定信号とを用いて，一連の受信処理の繰り返しと復号処理の繰り返しを合わせて制御することにより，或いは，  前記ＯＦＤＭ送信機は，パケット或いはバーストを送信する毎に前記チャネル推定用シンボルにおける前記パイロット信号の挿入するサブキャリアを変えて送信を行い，前記ＯＦＤＭ受信機は，送信されるパケット或いはバースト毎のチャネル推定用シンボルの前記サブキャリア受信信号またはチャネル推定値を用いて現在のパケット或いはバーストにおけるチャネル推定精度を向上することにより，或いは，前記ＯＦＤＭ受信機において，パケット或いはバースト毎のチャネルの変動及び遅延広がりを測定し，前記ＯＦＤＭ送信機にフィードバックすることで，前記ＯＦＤＭ送信機は，前記チャネル推定用シンボルのシンボル数，挿入するシンボル間隔，挿入する前記パイロット信号の数，挿入するサブキャリアを変更することができることにより一層効果的に達成される．
【発明の効果】
【００１１】  本発明は，以下に記載されるような効果を奏する．
請求項１記載の発明である高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機によれば，チャネル推定用シンボルのパイロット信号を減らし，そこにデータ信号を挿入することでパケット長の短いパケット伝送においても伝送効率を向上しつつ，チャネル推定，同期検波，誤り訂正復号の一連の受信処理を繰り返すことにより，少ないパイロット信号でもチャネル推定の精度を確保することができる．
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  以下，本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する．【００１３】  まず，高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機に係る第１，第２の発明を実施するための最良の形態について説明する．高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送信機の基本構成を図１に示す．【００１４】  図１に示されるように，本発明に係る高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送信機は，送信ビット入力端子１から入力された情報ビット系列に対して，ＣＲＣ符号器２を用いてＣＲＣ符号化を行い，情報ビット系列にＣＲＣ符号を付加したビット系列を出力する．誤り訂正符号器３は，ＣＲＣ符号化後のビット系列に対して誤り訂正符号化を行う．ここまでの処理については，チャネル推定用シンボル内の第１データビット系列とデータ用シンボル内の第２データビット系列の区別はなく，一括して行われる．【００１５】誤り訂正符号化されたビット系列は，シンボル毎に周波数軸（サブキャリア）方向にインタリーブされる（例えば、非特許文献１，非特許文献２参照）．しかしながら，チャネル推定用シンボルにはパイロット信号が挿入されているため，１シンボル内の第１データビット系列のビット数は，第２データビット系列のビット数と異なる．そのため，それぞれのビット数に対応した第１インタリーバと第２インタリーバが必要となる．第１データビット系列が入力された際には，インタリーバ入力切り換えスイッチ４及びインタリーバ出力切り換えスイッチ７を第１インタリーバ５に接続するように切り換える．第１インタリーバ５は，第１データビット系列をインタリーブし，出力する．また，第２データビット系列が入力された際には，インタリーバ入力切り換えスイッチ４及びインタリーバ出力切り換えスイッチ７は，第２インタリーバ６に接続するように切り換えられ，第２データビット系列は，第２インタリーバ６によってインタリーブされる．【００１６】インタリーブされたビット系列は，シリアル・パラレル変換器８によって，各サブキャリアに割り当てられ，信号マッピング器９によりデータ信号にマッピングされる．さらに，チャネル推定用シンボル内のデータ信号はマルチプレクサ１１によってパイロット信号入力端子１０から入力されたパイロット信号と多重される．図３に本発明が想定するチャネル推定用シンボルの構成を示す．チャネル推定用シンボル内のパイロット信号は全てのサブキャリアには挿入されず（図３では偶数サブキャリアのみに挿入），パイロット信号が挿入されていないサブキャリアにはデータ信号が挿入される．また，データ用シンボルのデータ信号も必要であればチャネル推定用ではないパイロット信号と多重される．なお，チャネル推定用シンボルのシンボル数は１以上であり，１のみには限定しない．【００１７】ＩＦＦＴ器１２は，パイロット信号及びデータ信号をＩＦＦＴによりパラレルな時間信号に変換し，パラレル・シリアル変換器１３によりシリアルな時間信号に変換される．そして，ガードインターバル（ＧＩ）挿入器１４は，シリアルに変換された時間信号の後半の一部をコピーし，前半部に挿入して送信ＯＦＤＭ信号を生成し，送信信号出力端子１５より送信する．【００１８】  以上のことから，本発明を実���するための最良の形態によれば，チャネル推定用シンボル内において，パイロット信号を減らし，誤り訂正符号化されたデータ信号を挿入することができ，データ用シンボルのみにより伝送を行う場合に比べて伝送効率が向上できる．【００１９】  次に，高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機に係る第１，第３の発明を実施するための最良の形態について説明する．高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ受信機の基本構成を図２に示す．【００２０】  図２に示されるように，本発明に係る高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ受信機は，受信信号入力端子１６から受信信号が入力され，まず，ＧＩ除去器１７によりＦＦＴに必要な部分の受信信号が抽出される．次に，シリアル・パラレル変換器１８により受信信号はパラレルに変換され，その時間領域の受信信号はＦＦＴ器１９によって各サブキャリアにおける受信信号，すなわち，サブキャリア受信信号に変換される．さらに，チャネル推定器２０はチャネル推定用シンボルのパイロット信号が挿入されているサブキャリア受信信号からチャネルの周波数応答を推定する．この最初のチャネル推定を初回チャネル推定と呼び，その推定方法については後述する．【００２１】  同期検波器２２は，チャネル推定器２０により求められたチャネルの周波数応答の推定値を用いてサブキャリア受信信号に対して同期検波を行い，各データビット系列の検波信号を出力する，各ビットの検波信号の導出方法については，非特許文献４に示されている方法を用いる．
【非特許文献４】伊藤  雅文，須山  聡，府川  和彦，鈴木  博，「高速フェージングによるＩＣＩを除去するスキャッタードパイロット信号用ＯＦＤＭターボ干渉キャンセル受信」電子情報通信学会技術報告，ＲＣＳ２００３−７４，２００３年７月．
【００２２】各サブキャリアの検波信号は，パラレル・シリアル変換器２３によってシリアルに変換される．次に，デインタリーバ入力切り換えスイッチ２４及びデインタリーバ出力切り換えスイッチ２７が，第１インタリーバ５に対応した第１デインタリーバ２５に接続され，チャネル推定シンボルにおけるデータ信号に対応した検波信号がデインタリーブされる．そして，デインタリーバ入力切り換えスイッチ２４及びデインタリーバ出力切り換えスイッチ２７が，第２インタリーバ６に対応した第２デインタリーバ２６に接続され，データシンボル用のデータ信号に対応した検波信号がデインタリーブされる．【００２３】  デインタリーブされたデータビット系列の検波信号は，誤り訂正復号器２８によって誤り訂正復号され，第１及び第２データビット系列に対する軟判定信号及び情報ビット系列に対する軟判定信号が計算される．誤り訂正復号方法はＭＡＰ復号により行われる．ＭＡＰ復号は前方向，後方向の対数領域でのビタビ復号により実現され，ビタビ復号におけるメトリックの差から符号化されたデータビット系列と情報ビット系列の軟判定信号を計算する．なお，符号化されたビット系列に関しては，軟判定信号から入力した検波信号を減算して出力する．具体的な計算手法については，非特許文献５に示されている方法を用いる．
【非特許文献５】センサティット  ソーサワン，須山  聡，府川  和彦，鈴木  博，「複数シンボル区間ＦＦＴによるＯＦＤＭ適応等化器」電子情報通信学会技術報告，ＲＣＳ２００２−２７０，２００３年１月．
【００２４】ＣＲＣ復号器２９は，情報ビット系列の軟判定信号を硬判定し，ＣＲＣ復号を行うことで判定誤りを検出する．判定誤りが検出されなかった場合には，受信ビット出力端子３０から情報ビット系列を出力して，受信機は受信処理を終了する．判定誤りが検出された場合には，繰り返し制御器３１に検出結果が通知され，繰り返し用スイッチ３２をオンにすることで，受信機はチャネル推定，同期検波，誤り訂正復号の一連の受信処理を繰り返す．【００２５】その際，レプリカ信号生成器３３は，パイロット信号及び軟判定信号を用いて送信信号レプリカを生成する．まず，各ビット系列の軟判定信号をインタリーブし，シリアル・パラレル変換後に各サブキャリアにおいてデータ信号の期待値を計算する．軟判定信号のインタリーブに用いられるインタリーバは，図１の第１インタリーバ５及び第２インタリーバ６と同じ構造をしているが，入出力が０または１ではなく，ある程度のビット数で表現された軟判定信号となる．また，データ信号の期待値の導出方法は，非特許文献４に示されており，ｔａｎｈ関数を求めることで計算できる．次に，データ信号の期待値とパイロット信号とを多重し，ＩＦＦＴ及びＧＩの挿入を行って送信信号レプリカを生成する．【００２６】さらに，送信信号レプリカはチャネル推定器２０に入力され，受信信号に対してソフト判定指向形チャネル推定により最小２乗法に基づいたチャネル推定を行う．推定方法については後述する．更新されたチャネル推定値は再び同期検波器２２に入力され，以降の一連の受信処理が再度行われる．ソフト判定指向形チャネル推定，同期検波，誤り訂正復号を繰り返すことで，少ないパイロット信号数でもチャネル推定の精度を確保できる．【００２７】  以上のことから，本発明を実施するための最良の形態によれば，ＯＦＤＭ伝送方式において，パケット長の短いパケット伝送においても高い伝送効率を保つことができるように，少ないパイロット信号でもチャネル推定の精度を確保できる受信方式を提供できる．【００２８】  高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機に係る第４の発明を実施するための最良の形態について説明する．【００２９】  チャネル推定器２０は，初回チャネル推定とソフト判定指向形チャネル推定という２種類の処理を行う．初回チャネル推定は，最初の受信処理時のみに一回行われ，以降の繰り返し時には行われない．それに対して，ソフト判定指向形チャネル推定は，誤り訂正復号が行われた後の受信処理の繰り返し時のみに行われ，ＣＲＣ復号器による判定誤りが検出されなくなるか，あるいは，予め決められた繰り返し回数まで行われる．【００３０】初回チャネル推定は，チャネル推定用シンボルのパイロット信号が挿入されているサブキャリア受信信号からチャネルのインパルス応答を最小２乗法により推定し，さらに，それをＦＦＴすることで，チャネルの周波数応答を求める．Ｌパスのチャネルのインパルス応答の複素共役値を推定するＬ次元ベクトルｗは，以下の数式により求めることができる．
2007074689.tif 000003
ここで，ａｎは第ｎサブキャリアのＬ次元のフーリエ変換ベクトルで
2007074689.tif 000004
となる．また，Ｍはチャネル推定用シンボルのシンボル数，Ｎｐはパイロット信号が挿入されているサブキャリアの集合，σは１以下の正の数，ＩはＬ×Ｌの単位行列，Ｒｎ（ｍ）は第ｍシンボル，第ｎサブキャリアにおけるサブキャリア受信信号，ｚｎ（ｍ）は第ｍシンボル，第ｎサブキャリアにおけるパイロット信号であり，さらに，Ｈは複素共役転置を，＊は複素共役を表す．数式（１）及び（２）の導出は非特許文献６に示されているが，この非特許文献６では，σＩを考慮していない．そのため，本発明のようにパイロット信号を減らした場合にはチャネル推定が劣化するという問題があり，本発明では，σＩを考慮するように拡張している．第ｎサブキャリアにおける周波数応答の推定値Ｈｎは
Ｈｎ＝ｗＨａｎ                                        （３）
となる．ただし，この処理はＦＦＴを用いることで，全サブキャリアの周波数応答の推定値を一括して求めることができる．
【非特許文献６】Ｋ．Ｆｕｋａｗａ，Ｈ．Ｓｕｚｕｋｉ，ａｎｄ  Ｔ．Ｕｓａｍｉ「ＯＦＤＭ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ＲＬＳ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  ｐｉｌｏｔ  ｓｃｈｅｍｅｓ  ｉｎ  ｍｏｂｉｌｅ  ｒａｄｉｏ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」ＩＥＩＣＥ  Ｔｒａｎｓ．ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉ．，ｖｏｌ．Ｅ８６−Ｂ，ｎｏ．１，ｐｐ．２６６−２７４，Ｊａｎ．２００３．
【００３１】ソフト判定指向形チャネル推定は，時間領域の受信信号に対して，トランスバーサルフィルタを用いて受信信号レプリカを生成し，受信信号とそのレプリカとの差の絶対値２乗値が最小になるように最小２乗法によりチャネルのインパルス応答を推定する．初回チャネル推定とは異なり，送信信号レプリカを用いてチャネル推定を行うため，データ用シンボルにおいてもチャネル推定を行うことができる．まず，トランスバーサルフィルタの入力信号として送信信号レプリカを入力し，推定するチャネルのインパルス応答を，トランスバーサルフィルタの重み係数として設定する．次に，受信信号と生成した受信信号レプリカとの差の絶対値２乗値が最小になるように逐次的な最小２乗法を用いて重み係数の更新を行う．逐次的な最小２乗法として，ＬＭＳアルゴリズム或いはＲＬＳアルゴリズムを用いる．以降では，ＬＭＳアルゴリズムを用いる場合について数式を用いて説明する．第ｋサンプルにおける時間領域の受信信号をｒ（ｋ）とする．また，受信信号レプリカは，推定するチャネルのインパルス応答の複素共役値を要素に持つＬ次元のベクトルｗ（ｋ）と，送信信号レプリカを要素に持つＬ次元のベクトルｘ（ｋ）とを用いて表せる．さらに，受信信号とそのレプリカとの差をｅ（ｋ）とすると，ｅ（ｋ）は
ｅ（ｋ）＝ｒ（ｋ）−ｗＨ（ｋ）ｘ（ｋ）                  （４）
となる．次に，ｗ（ｋ）はＬＭＳアルゴリズムにより以下のようにサンプル毎に逐次的に更新される．
ｗ（ｋ＋１）＝ｗ（ｋ）＋μｅ＊（ｋ）ｘ（ｋ）            （５）
ここで，μはＬＭＳアルゴリムにおけるステップサイズである．なお，ｗ（ｋ）の初期値ｗ（０）として，初回チャネル推定のチャネル推定値である数式（１）のｗを用いる．チャネルの変動が遅い場合には，全ての受信信号に対して更新を行い，最終的に推定されたチャネルインパルス応答ｗＨ（ｋ）をＦＦＴしてチャネルの周波数応答に変換する．また，チャネルの変動が速い場合には，全ての受信信号に対して更新を行わず，ある程度のシンボルにおいて更新した後のチャネルインパルス応答ｗＨ（ｋ）をＦＦＴして，同期検波で利用する．【００３２】  以上のことから，本発明を実施するための最良の形態によれば，直接的に各サブキャリアにおけるチャネルの周波数応答を推定せずに，チャネルのインパルス応答を推定し，それをＦＦＴすることで間接的にチャネルの周波数応答を推定することで，推定パラメタ数をサブキャリア数からチャネルのインパルス応答の長さ程度に減すことができるため，高い精度のチャネル推定が可能である．また，ソフト判定指向形チャネル推定は，データ用シンボルにおいてもチャネル推定が可能となるため，推定精度が向上する．さらに，ＦＦＴ前の時間領域の受信信号に対して処理を行っているため，ＦＦＴ時に除去していた符号間干渉を起こしている受信信号成分も有効に用いることができる．【００３３】  高効率パイロット信号を用いたＯＦＤＭ送受信機に係る第５の発明を実施するための最良の形態について説明する．【００３４】誤り訂正符号として，復号に繰り返し処理を要する符号を用いた場合には，復号処理の繰り返しと受信処理の繰り返しという２種類の繰り返し処理が存在する．繰り返し制御器３１は，それぞれの繰り返し処理の繰り返し回数の制御を統合的に行う．まず，繰り返し制御器３１は，誤り訂正復号器２８の入力であるデインタリーブ後の検波信号と，誤り訂正復号器２８の出力である第１，第２データビット系列の軟判定信号とを用いて，復号の繰り返しの制御を行う．具体的な手法としては，１回目の誤り訂正復号を行い，軟判定信号を検波信号で割って，或いは，軟判定信号から検波信号を引いて，その結果を全ビット系列に渡って平均を取ることで，誤り訂正復号による利得を計算する．次に，ＣＲＣ復号器２９により判定誤りを検出し，検出されなかった場合には処理を終了し，検出された場合には再度，誤り訂正復号を行う．そして，２回目の誤り訂正復号をＣＲＣ復号器２９による判定誤りの検出を行い，同様に，検出されなかった場合には処理を終了し，検出された場合には，誤り訂正復号による利得を計算する．次に，２回目の誤り訂正復号による利得が前回よりもある程度減少した場合には，再び誤り訂正復号を行う．逆に，２回目の誤り訂正復号による利得が前回よりもある程度増加した場合には，復号処理を止め，受信処理の繰り返しを行う．それらの判断基準には閾値を利用し，その閾値は予め計算機シミュレーションにより最適化したものを用いる．なお，このような操作を行う理由は，復号処理が発散する傾向にあるので，これ以上復号処理の繰り返し回数を増やしても誤りが低減できないためである．そのため，受信機は現状の軟判定信号を用いて受信処理の繰り返しを行う．以降では，上記の処理を予め決められた最大の復号処理の繰り返し数及び最大の受信処理の繰り返し数まで行う．【００３５】以上のことから，本発明を実施するための最良の形態によれば，チャネル推定の精度が悪い際に生じる復号処理における誤り伝搬を抑え，復号処理ができるだけ正しく収束するように動作させることで，誤り訂正能力を最大限に引き出し，それに伴い，チャネルの推定精度の向上を実現できる．【００３６】  高効率チャネル推定用シンボルを用いたＯＦＤＭ送受信機に係る第６，第７の発明を実施するための最良の形態について説明する．【００３７】本発明におけるＯＦＤＭ送信機では，図３のようなチャネル推定用シンボルを用いてパケット或いはバースト伝送を行う．チャネル推定用シンボルは，パケット或いはバースト毎に送信されるため，常に同じサブキャリアにパイロット信号を挿入したチャネル推定用シンボルを送信するのではなく，パケット或いはバースト毎に変更を行うことができる．そこで，送信機は，現時点以前に送信されたチャネル推定用シンボルとは異なったサブキャリアにパイロット信号を挿入したチャネル推定用シンボルを送信する．受信機は，現時点以前のチャネル推定用シンボルのサブキャリア受信信号と，現時点のチャネル推定用シンボルのサブキャリア受信信号の両方を用いて，数式（１）の初回チャネル推定を行う．その際，パイロット信号が挿入されているサブキャリアの集合Ｎｐは，現時点以前のチャネル推定用シンボルにおけるパイロット信号も含むため，チャネル推定の精度が向上すると共に，等価的にパイロット信号の挿入間隔が短くなるため，長い遅延波まで推定できるようになる．或いは，現時点以前のパケット或いはバーストにおけるチャネル推定値を用いて，同期検波器により現時点のチャネル推定用シンボル内のデータ信号の仮判定を行い，その仮判定値をパイロット信号と合わせて用いて，数式（１）の初回チャネル推定を行う．なお，上記処理は現時点以前についてのみの記述であるが，現時点の受信信号をメモリに保存することで，現時点以降に送信されるパケット或いはバーストのチャネル推定用シンボルも用いることが可能である．【００３８】しかしながら，現時点以前および現時点以降のチャネル推定用シンボルを利用する処理は，チャネルの変動が速い場合には，推定精度の劣化を招く可能がある．そこで，本発明では，ＯＦＤＭ受信機が，各時点のパケット或いはバーストにおけるソフト判定指向形チャネル推定による各シンボルのチャネル推定値からチャネルの変動と遅延広がりを測定し，ＯＦＤＭ送信機にそれらをフィードバックする．ＯＦＤＭ送信機は，そのフィードバック情報を基に各パケット或いはバーストにおけるチャネル推定用シンボルのシンボル数，挿入するシンボル間隔，挿入するパイロット信号の数，挿入するサブキャリアを変更する．また，ＯＦＤＭ受信機も送信機にフィードバックした情報を用いて，それらのパラメタ変更に対応し，さらに，現時点以前，現時点及び現時点以降のチャネル推定用シンボルのサブキャリア受信信号或いはチャネル推定値の利用方法を最適化する．【００３９】以上のことから，本発明を実施するための最良の形態によれば，パケット或いはバースト毎のチャネル推定用シンボルの設計が可能とな���，また，受信機は，現時点以前，現時点及び現時点以降において取得できるチャネルの情報を利用することで，チャネルの推定精度の向上を実現できる．【００４０】  なお，上述した各発明を実施するための最良の形態に限らず，本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである．
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による高効率パイロット信号を用いた送信機の基本構成を示す図である．
【図２】本発明による高効率パイロット信号を用いた受信機の基本構成を示す図である．
【図３】本発明が想定するチャネル推定用シンボルの構成を示す図である．
【図４】無線ＬＡＮのパケット構成及び地上波ディジタルテレビジョン放送のバースト構成である．
【符号の説明】
【００４２】１：送信ビット入力端子，２：ＣＲＣ符号器，３：誤り訂正符号器，４：インタリーバ入力切り換えスイッチ，５：第１インタリーバ，６：第２インタリーバ，７：インタリーバ出力切り換えスイッチ，８：シリアル・パラレル変換器，９：信号点マッピング器，１０：パイロット信号入力端子，１１：マルチプレクサ，１２：ＩＦＦＴ器，１３：パラレル・シリアル変換器，１４：ＧＩ挿入器，１５：送信信号出力端子，１６：受信信号入力端子，１７：ＧＩ除去器，１８：シリアル・パラレル変換器，１９：ＦＦＴ器，２０：チャネル推定器，２１：パイロット信号入力端子，２２：同期検波器，２３：パラレル・シリアル変換器，２４：デインタリーバ入力切り換えスイッチ，２５：第１デインタリーバ，２６：第２デインタリーバ，２７：デインタリーバ出力切り換えスイッチ，２８：誤り訂正復号器，２９：ＣＲＣ復号器，３０：受信ビット出力端子，３１：繰り返し制御器，３２：繰り返し用スイッチ，３３：レプリカ信号生成器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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