(57)【要約】【課題】チャネル特性の推定誤差を減少できる無線通信装置を提供する。【解決手段】パイロットキャリア抽出・符号再生部１０５は、サブキャリアからパイロットキャリアを抽出し符号再生を行う。遅延器１０６は、符号再生されたパイロットキャリアを遅延させる。パイロットキャリアレベル算出器１０７は、パイロットキャリアの電力を算出する。パイロットキャリアレベル判定器１０８は、パイロットキャリアの電力が閾値以下であるかを判定する。パイロットキャリアレベル変動検出部１０９は、パイロットキャリアの時間軸での変動量を検出する。パイロットキャリア置換部１１０は、パイロットキャリアの電力が閾値以下で変動量が閾値より大きいときに、周波数軸方向の変動を補間・補外して生成したパイロットキャリアと、時間軸方向の変動を補間・補外して生成したパイロットキャリアとを合成したパイロットキャリアに置換する。【選択図】図１
2012019409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重方式のサブキャリアに含まれ振幅と位相が既知であるパイロットキャリアによりチャネル特性を推定する無線通信装置において、
前記パイロットキャリアの電力と電力閾値を比較し判定するパイロットキャリアレベル判定手段と、
前記パイロットキャリアの時間軸方向の瞬時の変動を検出するパイロットキャリア変動検出手段と、
前記パイロットキャリアを時間軸または周波数軸の少なくともいずれかの方向に補間または補外して置換パイロットキャリアを生成する置換パイロットキャリア生成手段とを備え、
前記パイロットキャリアレベル判定手段により前記パイロットキャリアの電力が前記電力閾値以下であると判定され、かつ前記パイロットキャリア変動検出手段により前記パイロットキャリアに瞬時の変動が検出されたときに、前記パイロットキャリアを前記置換パイロットキャリアに置き換えることを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変調された信号を復調するときに用いられる振幅と位相が既知であって、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式のサブキャリアに含まれる基準信号（以下、パイロットキャリアという）により、送受信間のチャネル状態（以下、チャネル特性という）を推定し、推定されたチャネル特性に基づいて受信信号の等化を行い、等化した受信信号を復調する無線通信装置に係り、特にチャネル特性の推定誤差を小さくする無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置において、チャネル特性の推定はパイロットキャリア同士の線形補完や周波数内挿フィルタを用いて行われている。このようなチャネル特性の推定では、パイロットキャリアの受信レベルが瞬時の変動により低下すると、受信レベルが低下したパイロットキャリア周辺のチャネル特性推定誤差が大きくなり、データを送信するキャリア（以下、データキャリアという）の信号品質が劣化する。
【０００３】
図１４にＯＦＤＭフレーム構成１０を示す。ＯＦＤＭフレーム構成１０は、キャリア番号とＯＦＤＭシンボル番号の２次元で構成される。キャリア番号０、１、・・・ｋ・・・は、サブキャリア番号（チャネル番号）を示す。ＯＦＤＭシンボル番号０、１、・・・、ｍ−１、ｍ、ｍ＋１、・・・は、シンボル番号を示す。このような構成のＯＦＤＭフレーム構成では、個々のサブキャリアをシンボル列で分割し、分割されたサブキャリアの領域（以下、データキャリア（ｋ、ｍ）という）にデータを割り当て、データを並列に伝送する。また、フレーム構成１０のキャリアには、振幅と位相が既知であるパイロットキャリアが所定の位置（ｋ、ｎ−１）、（ｋ、ｎ）、（ｋ、ｎ＋１）等に配置されている。このパイロットキャリアを用いてサブキャリアのチャネル推定が行われる。
【０００４】
次に、パイロットキャリアの受信レベルが瞬時に低下した場合のチャネル推定結果の例を図１５に示す。パイロットキャリアの受信レベルが図１５の（１）、（２）、（３）の順に検出され、（２）のパイロットキャリアの受信レベルが低下し、パイロットキャリア有効閾値以下となっている。このような場合のチャネル推定では、本来のチャネル推移（ア）に対してチャネル推定結果は（イ）となる。このため、このように受信レベルが瞬時に低下したパイロットキャリアを用いてチャネル推定及びチャネル等化を行うと、受信レベルが低下したパイロットキャリア周辺のチャネル特性の推定誤差である（ウ）が大きくなり、受信信号の等化を行ったときにパイロットキャリア周辺のデータキャリアが劣化することがある。
【０００５】
なお、上記従来のパイロットキャリアを用いたチャネル推定技術として下記特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１８３９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の装置では、伝送路特性推定方式に全キャリア方式を用い、低域通過フィルタの範囲を従来の１／２にすることで、不要な雑音成分を軽減でき、高速かつ高精度な伝送路特性推定を行うことができる。しかし、瞬時の変動によりパイロットキャリアの受信レベルが低下したときに、受信レベルが瞬時に低下したパイロットキャリア周辺のチャネル特性推定誤差によるデータキャリアの信号品質劣化というという問題の対策は行われていない。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決できる無線通信装置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】
本発明の無線通信装置は、直交周波数分割多重方式のサブキャリアに含まれ振幅と位相が既知であるパイロットキャリアによりチャネル特性を推定する無線通信装置において、前記パイロットキャリアの電力と電力閾値を比較し判定するパイロットキャリアレベル判定手段と、前記パイロットキャリアの時間軸方向の瞬時の変動を検出するパイロットキャリア変動検出手段と、前記パイロットキャリアを時間軸または周波数軸の少なくともいずれかの方向に補間または補外して置換パイロットキャリアを生成する置換パイロットキャリア生成手段とを備え、前記パイロットキャリアレベル判定手段により前記パイロットキャリアの電力が前記電力閾値以下であると判定され、かつ前記パイロットキャリア変動検出手段により前記パイロットキャリアに瞬時の変動が検出されたときに、前記パイロットキャリアを前記置換パイロットキャリアに置き換えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、パイロットキャリアの受信レベルが瞬時に低下したときに、このパイロットキャリアを補間・補外したパイロットキャリアに置換することで、無線通信装置のチャネル特性の推定誤差を減少させ、データキャリアの信号品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信装置における受信部の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るパイロットキャリア抽出・符号再生部の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るパイロットキャリアレベル判定器の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るパイロットキャリア変動検出部の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るパイロットキャリアの変動量の算出を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るパイロットキャリア置換部の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係るパイロットキャリアの置換が必要な変動例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るパイロットキャリアの置換が必要ない変動例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る置換パイロットキャリア生成部の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る時間軸補間・補外部の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る時間軸補間・補外部の変形例の構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る周波数軸補間・補外算出部の構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るパイロットキャリアの受信レベルが瞬時に低下した場合のチャネル推定結果を示す図である。
【図１４】従来の実施例に係るＯＦＤＭフレーム構成を示す図である。
【図１５】従来の実施例に係るパイロットキャリアの受信レベルが瞬時に低下した場合のチャネル推定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）について図面を参照して説明する。図１に、本発明の無線通信装置における受信部１００の構成を示す。尚、本発明のＯＦＤＭフレーム構成については、図１４に示す従来の実施例に係るＯＦＤフレーム構成１０に同じである。
【００１３】
本発明の実施形態である無線通信装置における受信部１００の構成について説明する。図１に示すように受信部１００は、Ａ／Ｄ(Analog to Digital)コンバータ１０１、同期検出器１０２、ＦＦＴ開始位置設定器１０３、ＦＦＴ演算器１０４、パイロットキャリア抽出・符号再生部１０５、遅延器１０６、パイロットキャリアレベル算出器１０７、パイロットキャリアレベル判定器１０８、パイロットキャリアレベル変動検出部１０９、パイロットキャリア置換部１１０、チャネル推定部１１１、遅延器１１２、チャネル等化部１１３、及び復調部１１４から構成されている。
【００１４】
Ａ／Ｄコンバータ１０１は受信信号（ｒ）をアナログ信号からデジタル信号への変換を行い、同期検出器１０２とＦＦＴ開始位置設定器１０３に出力する。同期検出器１０２は受信信号に含まれる所定の同期ワードやＣＰ(Cyclic Prefix)の相関演算により図１４に示すＯＦＤＭシンボル（以下、シンボルという）の先頭を検出し、検出結果をＦＦＴ開始位置設定器１０３に出力する。ＦＦＴ開始位置設定器１０３は同期検出器１０２で検出されたシンボルの先頭を基準にＦＦＴ窓開始位置を設定し、ＦＦＴ窓開始位置と受信信号をＦＦＴ演算器１０４に出力する。ＦＦＴ演算器１０４は、ＦＦＴ窓開始位置に基づいて受信信号に対してＦＦＴ(Fast Fourier Transform)演算を施し、キャリア信号（サブキャリア）をパイロットキャリア抽出・符号再生部１０５と遅延器１１２に出力する。
【００１５】
パイロットキャリア抽出・符号再生部１０５はキャリア信号（サブキャリア）に変換された受信信号からパイロットキャリアを抽出し符号再生を行い、符号再生したパイロットキャリアを遅延器１０６とパイロットキャリアレベル算出器１０７に出力する。パイロットキャリア抽出・符号再生部１０５の詳細については、後述する。遅延器１０６は、符号再生されたパイロットキャリアをパイロットキャリアレベル算出器１０７とパイロットキャリアレベル判定器１０８とパイロットキャリアレベル変動検出部１０９で要する処理時間分を遅延させ、符号再生されたパイロットキャリアをパイロットキャリア置換部１１０に出力する。
【００１６】
パイロットキャリアレベル算出器１０７はパイロットキャリアの電力を算出し、算出したパイロットキャリア電力をパイロットキャリアレベル判定器１０８とパイロットキャリアレベル変動検出部１０９に出力する。図１４に示すようにＯＦＤＭフレーム構成１０において、ｋ番目のサブキャリアのｎ番目のパイロットキャリア（ｋ、ｎ）の電力Ｐｋは、パイロットキャリア（ｋ、ｎ）の振幅をＡ（ｋ、ｎ）とすると、数式１のように算出できる。
【００１７】
【数１】
2012019409.tif 000003
ここで、real（Ａ（ｋ、ｎ））はＡ（ｋ、ｎ）の実部、imag（Ａ（ｋ、ｎ））はＡ（ｋ、ｎ）の虚部である。
【００１８】
パイロットキャリアレベル判定器１０８はパイロットキャリアの電力が閾値以下であるかを判定し、閾値の判定結果をパイロットキャリア置換部１１０に出力する。パイロットキャリアレベル判定器１０８の詳細については、後述する。パイロットキャリアレベル変動検出部１０９はパイロットキャリア（ｋ、ｎ）の電力変動を検出し、検出した電力変動をパイロットキャリア置換部１１０に出力する。パイロットキャリア置換部１１０は、パイロットキャリアレベル判定部１０８の閾値の判定結果とパイロットキャリアレベル変動検出部１０９で検出された電力変動に基づいてパイロットキャリアを置換する必要が有るか否かの判定を行う。パイロットキャリアを置換する必要が有るときは、パイロットキャリア置換部１１０は、パイロットキャリアの置換を行い、置換したパイロットキャリアをチャネル推定部１１１に出力する。また、パイロットキャリアを置換する必要がないときは、パイロットキャリア置換部１１０は、遅延器１０６から入力したパイロットキャリアをチャネル推定部１１１に出力する。パイロットキャリア置換部１１０の詳細については、後述する。
【００１９】
チャネル推定部１１１は、パイロットキャリアを用いてチャネル特性の推定を行い、チャネル特性推定結果である信号Ｈ（ｊ）をチャネル等化部１１３に出力する。チャネル特性の推定は、例えば、パイロットキャリア間同士の線形補間や周波数内挿フィルタなどの方法を用いて行う。遅延器１１２は受信信号のキャリア信号をパイロットキャリア抽出・符号再生部１０５からチャネル推定部１１１で信号Ｈ（ｊ）を算出するのに要する処理時間分遅延させた信号Ｘ（ｊ）をチャネル等化部１１３に出力する。チャネル等化部１１３は、信号Ｘ（ｊ）と信号Ｈ（ｊ）から等化した信号Ｙ（ｊ）を算出し、算出した信号Ｙ（ｊ）を復調部１１４に出力する。信号Ｙ（ｊ）は、信号Ｘ（ｊ）と信号Ｈ（ｊ）を例えば数式２の演算で算出することができる。
【００２０】
【数２】
2012019409.tif 000004
【００２１】
復調部１１４は等化した受信信号からデマッピング、誤り訂正等を行い、後段のデータ処理部に出力する。
【００２２】
次に、パイロットキャリア抽出・符号再生部１０５の構成を図２に示す。パイロットキャリア抽出・符号再生部１０５は、パイロットキャリア配置位置情報格納メモリ２０１、パイロット抽出器２０２、パイロット符号パターン格納メモリ２０３、及びパイロット符号再生器２０４から構成されている。パイロットキャリア配置位置情報格納メモリ２０１は、パイロットキャリアが配置されているキャリアを示す情報、またはイネーブル「有効」をパイロット抽出器２０２に出力する。パイロット抽出器２０２は、パイロットキャリア配置位置情報格納メモリ２０１からキャリア配置位置情報を入力し、パイロットキャリアに該当するキャリアを通過させその他のキャリアは０に置換し、パイロット符号再生器２０４に出力する。また、パイロットキャリア時にイネーブル「有効」が出力されるときは、該当するキャリアを通過させその他のキャリアは０に置換し、パイロット符号再生器２０４に出力する。パイロット符号パターン格納メモリ２０３は、送信側におけるパイロットキャリアの符号パターンを格納し、この符号パターンをパイロット符号再生器２０４に出力する。パイロット符号再生器２０４は、パイロット符号パターン格納メモリ２０３から符号パターンを入力し、この符号パターンを用いてパイロットキャリアの符号再生を行い、遅延器１０６とパイロットキャリアレベル算出器１０７に出力する。
【００２３】
次に、パイロットキャリアレベル判定器１０８の構成を図３に示す。パイロットキャリアレベル判定器１０８は、遅延器３０１、平均電力算出器３０２、閾値算出器３０３、及び閾値判定器３０４から構成されている。以下、キャリア（ｋ、ｎ）について説明する。遅延器３０１は、パイロットキャリアレベル算出器１０７からパイロットキャリアの電力Ｐｋを入力し、平均電力算出器３０２及び閾値算出器３０３における平均電力算出に要する処理時間分の遅延を発生させ、遅延させたパイロットキャリアの電力ＰDLY（ｋ、ｎ）を閾値判定器３０４に出力する。平均電力算出器３０２は、パイロットキャリアレベル算出器１０７からパイロットキャリアの電力Ｐｋを入力し、１シンボルのパイロットキャリアの平均電を算出し、閾値算出器３０３に出力する。平均電力は、例えば、数式３の演算で算出することができる。
【００２４】
【数３】
2012019409.tif 000005
【００２５】
閾値算出器３０３は平均電力から閾値Ｐthrを算出し、閾値判定器３０４に出力する。閾値Ｐthrは、例えば、数式４の演算で算出することができる。
【００２６】
【数４】
2012019409.tif 000006
ここで、μは０<μ<１の範囲の定数である。
【００２７】
閾値判定器３０４はパイロットキャリアの電力ＰDLY（ｋ、ｎ）と閾値Ｐthrとの比較を行い、比較結果であるＰresultをパイロットキャリア置換部１１０に出力する。閾値比較結果Ｐresultは、例えば、数式５で算出することができる。
【００２８】
【数５】
2012019409.tif 000007
【００２９】
次に、パイロットキャリアレベル変動検出部１０９の構成を図４に示す。また、パイロットキャリアの変動量ΔＰ（ｋ、ｎ）の算出を図５に示す。図４に示すようにパイロットキャリアレベル変動検出部１０９は、１シンボル遅延メモリ４０１、減算器４０２、絶対値算出器４０３、閾値格納レジスタ４０４、及び閾値判定器４０５から構成されている。１シンボル遅延メモリ４０１は、パイロットキャリアレベル算出器１０７から図１４に示すキャリア番号ｋ、ＯＦＤＭシンボル番号がnのパイロットキャリアの電力Ｐｋ（以下、電力Ｐ（ｋ、ｎ）という）を入力し、１シンボル分遅延させ、減算器４０２にパイロットキャリア電力Ｐ（ｋ、ｎ−１）を出力する。減算器４０２は、１シンボル遅延メモリ４０１からパイロットキャリア電力Ｐ（ｋ、ｎ−１）と、パイロットキャリアレベル算出器１０７からパイロットキャリア電力Ｐ（ｋ、ｎ）を入力する。そして減算器４０２は、図５に示すように１シンボル前のパイロットキャリア電力Ｐ（ｋ、ｎ−１）とパイロットキャリア電力Ｐ（ｋ、ｎ）の減算によりパイロットキャリア変動量ΔＰ（ｋ、ｎ）を算出し、パイロットキャリア変動量ΔＰ（ｋ、ｎ）を絶対値算出器４０３に出力する。絶対値算出器４０３は、減算器４０２から入力したパイロットキャリア変動量ΔＰ（ｋ、ｎ）の絶対値|ΔＰ（ｋ、ｎ）|をとり、パイロットキャリア変動量の|ΔＰ（ｋ、ｎ）|を閾値判定器４０５に出力する。閾値格納レジスタ４０４は、大きな変動とみなす変動量の閾値を格納し、閾値判定器４０５に出力する。閾値判定器４０５は、絶対値算出器４０３から入力したパイロットキャリア変動量|ΔＰ（ｋ、ｎ）|と閾値格納レジスタ４０４から入力した変動量の閾値とを比較し、比較結果をパイロットキャリア置換部１１０に出力する。比較結果ＤＥＴVARIは、例えば、数式６で算出することができる。つまり、|ΔＰ（ｋ、ｎ）|がΔＰTHRより大きければ比較結果ＤＥＴVARIに「１」を設定し、|ΔＰ（ｋ、ｎ）|がΔＰTHR以下であれば比較結果ＤＥＴVARIに「０」を設定し、比較結果ＤＥＴVARIをパイロットキャリア置換部１１０に出力する。
【００３０】
【数６】
2012019409.tif 000008
【００３１】
次に、パイロットキャリア置換部１１０の構成を図６に示す。また、パイロットキャリアの置換が必要な変動例を図７に、パイロットキャリアの置換が必要ない変動例を図８に示す。図６に示すようにパイロットキャリア置換部１１０は、遅延器５０１、置換パイロットキャリア生成部５０２、置換判定器５０３、及び信号選択器５０４から構成されている。遅延器５０１は、遅延器１０６からパイロットキャリア（以下、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ）とする）を入力すると、置換パイロットキャリア生成部５０２で要する処理時間分遅延させたパイロットキャリア（以下、遅延パイロットキャリアＰDLY（ｋ、ｎ）とする）を信号選択器５０４に出力する。置換パイロットキャリア生成部５０２は、遅延器１０６からパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ）を入力すると、置換パイロットキャリアの生成を行い、生成した置換パイロットキャリア（以下、置換パイロットキャリアＰ'（ｋ、ｎ）とする）を信号選択器５０４に出力する。置換パイロットキャリア生成部５０２の詳細については、後述する。
【００３２】
置換判定器５０３は、パイロットキャリアレベル判定器１０８から比較結果Ｐresultを入力し、またパイロットキャリアレベル変動検出部１０９から比較結果ＤＥＴVARIを入力すると、比較結果Ｐresultと比較結果ＤＥＴVARIに基づいてパイロットキャリアを置換する必要が有るか否かの判定を行い、判定結果である置換判定信号を信号選択器５０４に出力する。例えば、図７に示すようにパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ）が閾値Ｐthr以下であり、かつ隣り合うパイロットキャリアの変動量ΔＰ（ｋ、ｎ）と変動量ΔＰ（ｋ、ｎ＋１）の両方が変動量の閾値ΔＰTHRより大きいきいときには、置換判定器５０３は、Ｐ（ｋ、ｎ）の受信レベルは瞬時の低下であると判定する。このようなときは、置換判定器５０３は、パイロットキャリアの置換が必要であると判断し、置換判定信号にパイロットキャリアの置換が必要である「有効」を設定し、信号選択器５０４に出力する。また、例えば、図８に示すようにパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ）が閾値Ｐthr以下であるが、隣り合うパイロットキャリアの変動量ΔＰ（ｋ、ｎ−１）と変動量ΔＰ（ｋ、ｎ）のいずれか一方のみが変動量の閾値ΔＰTHRより大きいときには、置換判定器５０３はＰ（ｋ、ｎ）の受信レベルは瞬時の低下でないと判定する。このようなときには、置換判定器５０３は、パイロットキャリアの置換は必要でないと判断し、置換判定信号にパイロットキャリアの置換は必要ない「無効」を設定し、信号選択器５０４に出力する。
【００３３】
信号選択器５０４は、置換判定信号に「有効」が設定されているときには置換パイロットキャリア生成部５０２から出力される置換パイロットキャリアＰ'（ｋ、ｎ）を選択する。また、信号選択器５０４は、置換判定信号に「無効」が設定されているときには遅延器５０１から出力される遅延パイロットキャリアＰDLY（ｋ、ｎ）を選択する。次に、信号選択器５０４は、選択したパイロットキャリア（以下、選択パイロットキャリアＰ'sc（ｋ、ｎ）とする）をチャネル推定部１１１に出力する。
【００３４】
次に、置換パイロットキャリア生成部５０２の構成を図９に示す。置換パイロットキャリア生成部５０２は、時間軸補間・補外算出部６０１、周波数軸補間・補外算出部６０２、減算器６０３、乗算器６０４、乗算器６０５、及び加算器６０６から構成されている。時間軸補間・補外算出部６０１は、図１４に示すＯＦＤＭシンボルにおいて時間的に前後しているパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−１）とパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋１）を用いて置換パイロットキャリアＰ't（ｋ、ｎ）を算出し、算出した置換パイロットキャリアを乗算器６０４に出力する。時間軸補間・補外算出部６０１の詳細については、後述する。周波数軸補間・補外算出部６０２は、図１４に示すキャリアにおいて周波数的に前後しているパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−１）とパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋１）を用いて置換パイロットキャリアを算出し、算出した置換パイロットキャリアＰ'f（ｋ、ｎ）を乗算器６０５に出力する。周波数軸補間・補外算出部６０２の詳細については、後述する。減算器６０３は、係数である「1」と「μf」の減算を行い、乗算器６０４に出力する。「μf」は周波数軸での補外・補間で算出された置換パイロットキャリアに対する重み付けの係数であり、０≦μf≦１の範囲である。乗算器６０４は、時間軸補間・補外算出部６０１から出力される置換パイロットキャリアＰ't（ｋ、ｎ）と減算器６０３から出力される係数「１−μf」を乗じて、加算器６０６に出力する。乗算器６０５は、周波数軸補間・補外算出部６０２から出力される置換パイロットキャリアＰ'f（ｋ、ｎ）と係数「μf」を乗じて、加算器６０６に出力する。加算器６０６は、乗算器６０４から出力される置換パイロットキャリアＰ't（ｋ、ｎ）と係数「１−μf」を乗じた値と、乗算器６０５から出力される置換パイロットキャリアＰ'f（ｋ、ｎ）と係数「μf」を乗じた値とを加算した置換パイロットキャリアＰ'（ｋ、ｎ）を、信号選択器５０４に出力する。
【００３５】
次に、時間軸補間・補外算出部６０１の構成を図１０に示す。時間軸補間・補外算出部６０１は、１シンボル遅延メモリ７０１、１シンボル遅延メモリ７０２、１シンボル遅延メモリ７０３、１シンボル遅延メモリ７０４、及び平均算出器７０５から構成されている。時間軸補間・補外算出部６０１には、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ）〜パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋２）が遅延器１０６から入力されるとする。入力されたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋２）は、１シンボル遅延メモリ７０１と平均算出器７０５に出力される。１シンボル遅延メモリ７０１は、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋２）を入力すると、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋２）を１シンボル遅延させたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋１）を、１シンボル遅延メモリ７０２と平均算出器７０５に出力する。１シンボル遅延メモリ７０２は、１シンボル遅延メモリ７０１から出力されたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋１）を１シンボル遅延させたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ）を、１シンボル遅延メモリ７０３に出力する。１シンボル遅延メモリ７０３は、１シンボル遅延メモリ７０２から出力されたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ）を１シンボル遅延させたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−１）を、平均算出器７０５と１シンボル遅延メモリ７０４に出力する。１シンボル遅延メモリ７０４は、１シンボル遅延メモリ７０３から出力されたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−１）を１シンボル遅延させたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−２）を、平均算出器７０５に出力する。平均算出器７０５は、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋２）、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋１）、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−１）、及びパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−２）の加算平均または重み付け平均の演算を行い、算出したパイロットキャリアを平均パイロットキャリアＰ't（ｋ、ｎ）として乗算器６０４に出力する。
【００３６】
時間軸補間・補外算出部６０１の変形例として、時間軸補間・補外算出部６０１ａの構成を図１１に示す。時間軸補間・補外算出部６０１ａは、長い遅延ができない無線通信装置の場合に用いられる構成である。時間軸補間・補外算出部６０１ａは、１シンボル遅延メモリ７０３、１シンボル遅延メモリ７０４、及び平均算出器７０５から構成されている。図１１の時間軸補間・補外算出部６０１ａでは、遅延器１０６からパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ）が出力されるとしている。１シンボル遅延メモリ７０３は、遅延器１０６から出力されたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ）を１シンボル遅延させたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−１）を、１シンボル遅延メモリ７０４と平均算出器７０５に出力する。１シンボル遅延メモリ７０４は、１シンボル遅延メモリ７０３から出力されたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−１）を１シンボル遅延させたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−２）を、平均算出器７０５に出力する。平均算出器７０５は、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−１）、及びパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−２）の加算平均または重み付け平均の演算を行い、算出したパイロットキャリアを平均パイロットキャリアＰ't（ｋ、ｎ）として乗算器６０４に出力する。このような時間軸補間・補外算出部６０１ａを用いることで、過去のパイロットキャリアのみで平均を求めることも可能である。
【００３７】
次に、周波数軸補間・補外算出部６０２の構成を図１２に示す。周波数軸補間・補外算出部６０２は、１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０１、１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０２、１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０３、１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０４、及び平均算出器８０５から構成されている。周波数軸補間・補外算出部６０２には、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ）〜パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋２）が遅延器１０６から入力されるとする。入力されたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋２）は１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０１と平均算出器８０５に出力される。１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０１は、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋２）を入力すると、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋２）を１パイロットキャリア間隔遅延させたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋１）を、１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０２と平均算出器８０５に出力する。１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０２は、１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０１から出力されたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋１）を１パイロットキャリア間隔遅延させたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ）を、１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０３に出力する。１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０３は、１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０２から出力されたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ）を１パイロットキャリア間隔遅延させたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−１）を、平均算出器８０５と１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０４に出力する。１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０４は、１パイロットキャリア間隔遅延メモリ８０３から出力されたパイロットキャリアP（ｋ、ｎ−１）を１パイロットキャリア間隔遅延させたパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−２）を、平均算出器８０５に出力する。平均算出器８０５は、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋２）、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ＋１）、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−１）、及びパイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ−２）の加算平均または重み付け平均の演算を行い、算出したパイロットキャリアを平均パイロットキャリアＰ'f（ｋ、ｎ）として乗算器６０５に出力する。
【００３８】
次に、本発明の実施形態に係るパイロットキャリアの受信レベルが瞬時に低下した場合におけるパイロットキャリアの置換を図１３に示す。パイロットキャリアの受信レベルが図１３の（１）、（２）、（３）の順に検出され、また（２）のパイロットキャリアはパイロットキャリアの受信レベルが瞬時に低下し、パイロットキャリア有効閾値以下となっている。しかし、本発明においては、受信レベルが瞬時に低下した（２）のパイロットキャリアは（２）'に置換されるため、この置換されたパイロットキャリア（２）'を用いてチャネル推定を行うと、図１３に示すように本来のチャネル（ア）に対してチャネル推定（イ）となる。この結果、パイロットキャリア周辺のチャネル特性の推定誤差（ウ）が大きくならないので、受信信号の等化を行ったときにパイロットキャリア周辺のデータキャリアの劣化を抑制することができる。
【００３９】
なお、本実施形態において、置換パイロットキャリアは時間的に前後のパイロットキャリアから生成したパイロットキャリアと、周波数軸上で周波数の大小順が前後のパイロットキャリアから生成したパイロットキャリアとを合成して生成したが、これに限定されない。つまり、時間的に前後のパイロットキャリアから生成したパイロットキャリア、または周波数軸上で周波数の大小順が前後のパイロットキャリアから生成したパイロットキャリアのいずれかに置換することも可能である。また、本実施形態において、パイロットキャリアＰ（ｋ、ｎ）について説明したが、パイロットキャリアＰ（ｋ−１、ｎ）やパイロットキャリアＰ（ｋ＋１、ｎ）についても同様に受信レベルが瞬時に低下したときには、このパイロットキャリアを補間・補外したパイロットキャリアに置換することが可能である。
【００４０】
本発明によれば、パイロットキャリアの受信レベルが瞬時に低下したときに、このパイロットキャリアを置換することで、無線通信装置のチャネル特性の推定誤差が減少され、データキャリアの信号品質を向上させることができる。
【００４１】
以上、具体的な実施の形態により本発明を説明したが、上記実施の形態は本発明の例示であり、この実施の形態に限定されないことは言うまでもない。
【００４２】
以上をまとめると、本発明は次のような特徴を有する。
(１) 本発明の無線通信装置は、直交周波数分割多重方式のサブキャリアに含まれ振幅と位相が既知であるパイロットキャリアによりチャネル特性を推定する無線通信装置において、前記パイロットキャリアの電力と電力閾値を比較し判定するパイロットキャリアレベル判定手段と、前記パイロットキャリアの時間軸方向の瞬時の変動を検出するパイロットキャリア変動検出手段と、前記パイロットキャリアを時間軸または周波数軸の少なくともいずれかの方向に補間または補外して置換パイロットキャリアを生成する置換パイロットキャリア生成手段とを備え、前記パイロットキャリアレベル判定手段により前記パイロットキャリアの電力が前記電力閾値以下であると判定され、かつ前記パイロットキャリア変動検出手段により前記パイロットキャリアに瞬時の変動が検出されたときに、前記パイロットキャリアを前記置換パイロットキャリアに置き換えることを特徴としている。
(２) （１）の本発明の無線通信装置は、周波数軸方向に配置された複数の前記パイロットキャリアの平均電力を算出するパイロットキャリア平均電力算出手段を備え、前記電力閾値は前記パイロットキャリアの平均電力から算出されることを特徴としている。
(３) （１）または（２）の本発明の無線通信装置の前記パイロット変動検出手段は、前記時間軸において隣接する前記パイロットキャとの変動量を算出し、前記パイロットキャリアの前記変動量が変動量閾値より大きいときに前記パイロットキャリアに瞬時の変動が検出されたと判定することを特徴としている。
(４) （１）から（３）のいずれかの本発明の無線通信装置の前記置換パイロットキャリア生成手段は、前記置換パイロットキャリアを前記時間軸の時間的に前後の関係にある前記パイロットキャリアから生成することを特徴としている。
(５) （１）から（３）のいずれかの本発明の無線通信装置の前記置換パイロットキャリア生成手段は、前記置換パイロットキャリアを前記周波数軸上で周波数の大小順が前後の前記パイロットキャリアから生成することを特徴としている。
(６) （１）から（３）のいずれかの本発明の無線通信装置の前記置換パイロットキャリア生成手段は、前記時間軸の時間的に前後の前記パイロットキャリアから生成した時間軸置換パイロットキャリアと、前記周波数軸上で周波数の大小順が前後の関係にある前記パイロットキャリアから生成した周波数軸置換パイロットキャリアとを合成して前記置換パイロットキャリアを生成することを特徴としている。
(７) 本発明の無線通信装置のパイロットキャリア置換方法は、直交周波数分割多重方式のサブキャリアに含まれ振幅と位相が既知であるパイロットキャリアによりチャネル特性を推定する無線通信装置において、前記パイロットキャリアの電力と電力閾値を比較し判定するパイロットキャリアレベル判定工程と、前記パイロットキャリアの時間軸方向の瞬時の変動を検出するパイロットキャリア変動検出工程と、前記パイロットキャリアを時間軸または周波数軸の少なくともいずれかの方向に補間または補外して置換パイロットキャリアを生成する置換パイロットキャリア生成工程とを備え、前記パイロットキャリアレベル判定工程により前記パイロットキャリアの電力が前記電力閾値以下であると判定され、かつ前記パイロットキャリア変動検出工程により前記パイロットキャリアに瞬時の変動が検出されたときに、前記パイロットキャリアを前記置換パイロットキャリアに置き換えることを特徴としている。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、無線通信装置に好適であるが、チャネル推定を行う機器一般に適用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０・・・・・・ＯＦＤＭフレーム構成
１００・・・・・受信部
１０１・・・・・Ａ／Ｄコンバータ
１０２・・・・・同期検出器
１０３・・・・・ＦＦＴ開始位置設定器
１０４・・・・・ＦＦＴ演算器
１０５・・・・・パイロットキャリア抽出・符号再生部
１０６・・・・・遅延器
１０７・・・・・パイロットキャリアレベル算出器
１０８・・・・・パイロットキャリアレベル判定器
１０９・・・・・パイロットキャリアレベル変動検出部
１１０・・・・・パイロットキャリア置換部
１１１・・・・・チャネル推定部
１１２・・・・・遅延器
１１３・・・・・チャネル等化部
１１４・・・・・復調部
２０１・・・・・パイロットキャリア配置位置情報格納メモリ
２０２・・・・・パイロット抽出器
２０３・・・・・パイロット符号パターン格納メモリ
２０４・・・・・パイロット符号再生器
３０１・・・・・遅延器
３０２・・・・・平均電力算出器
３０３・・・・・閾値算出器
３０４・・・・・閾値判定器
４０１・・・・・１シンボル遅延メモリ
４０２・・・・・減算器
４０３・・・・・絶対値算出器
４０４・・・・・閾値格納レジスタ
４０５・・・・・閾値判定器
５０１・・・・・遅延器
５０２・・・・・置換パイロットキャリア生成部
５０３・・・・・置換判定器
５０４・・・・・信号選択器
６０１・・・・・時間軸補間・補外算出部
６０１ａ・・・・時間軸補間・補外算出部
６０２・・・・・周波数軸補間・補外算出部
６０３・・・・・減算器
６０４・・・・・乗算器
６０５・・・・・乗算器
６０６・・・・・加算器
７０１・・・・・１シンボル遅延メモリ
７０２・・・・・１シンボル遅延メモリ
７０３・・・・・１シンボル遅延メモリ
７０４・・・・・１シンボル遅延メモリ
７０５・・・・・平均算出器
８０１・・・・・１パイロットキャリア間隔遅延メモリ
８０２・・・・・１パイロットキャリア間隔遅延メモリ
８０３・・・・・１パイロットキャリア間隔遅延メモリ
８０４・・・・・１パイロットキャリア間隔遅延メモリ
８０５・・・・・平均算出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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