(57)【要約】【課題】本発明の実施例はマルチパスの時間遅延の推定装置、方法及び受信機を提供する。【解決手段】送信信号及び受信信号の相互相関値に基づいて時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割し、各サブ領域における各経路について時間遅延をそれぞれ推定することで、時間遅延推定の分解能を向上できる。また、各サブ領域における各経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定することで、他のサブ領域の強い経路の現在のサブ領域の各経路の時間遅延推定への影響を低減でき、弱い経路についての時間遅延推定の精度を効果的に向上できる。【選択図】図３
2016225981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチパスの時間遅延の推定装置であって、
送信信号及び受信信号に対して相互相関演算を行い、異なる時間遅延に対応する相互相関値を取得する計算手段と、
前記相互相関値が第１の閾値よりも大きい時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割する分割手段と、
各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延をそれぞれ推定する推定手段と、を含み、
各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定する、装置。
【請求項２】
各サブ領域において、前記時間遅延は連続するものである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記推定手段は、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、前記サブ領域の電力の最も強い信号伝送経路から前記サブ領域における全ての信号伝送経路の時間遅延を順次推定する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記推定手段は、
前記サブ領域における信号伝送経路の時間遅延を推定する度に、前記サブ領域の現在の相互相関値に基づいて信号部分空間及び雑音部分空間を構築する構築手段と、
前記サブ領域における信号伝送経路の時間遅延を推定する度に、前記信号部分空間及び前記雑音部分空間に基づいてスペクトルピークを検索し、前記サブ領域の現在の電力の最も強い信号伝送経路の時間遅延推定を取得する検索手段と、
前記サブ領域における信号伝送経路の時間遅延を推定する度に、前記サブ領域の現在の相互相関値から、前記現在の電力の最も強い信号伝送経路と前記送信信号との相互相関値を減算し、減算の結果が第２の閾値以上である場合に、減算の結果を、前記サブ領域の次回の時間遅延推定に用いられる相互相関値として決定する決定手段と、を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記構築手段は、
前記サブ領域の現在の相互相関値に基づいて共分散行列を生成し、前記共分散行列から特徴量を抽出する抽出手段と、
前記特徴量のうち前記特徴量における最大の特徴量の所定比率よりも大きい特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、前記信号部分空間を構築する第１の構築手段と、
前記特徴量のうち前記最大の特徴量の所定比率以下の特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、前記雑音部分空間を構築する第２の構築手段と、を含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置を含む受信機。
【請求項７】
マルチパスの時間遅延の推定方法であって、
送信信号及び受信信号に対して相互相関演算を行い、異なる時間遅延に対応する相互相関値を取得するステップと、
前記相互相関値が第１の閾値よりも大きい時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割するステップと、
各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延をそれぞれ推定するステップと、を含み、
各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定する、方法。
【請求項８】
各サブ領域において、前記時間遅延は連続するものである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延をそれぞれ推定するステップは、
前記サブ領域の電力の最も強い信号伝送経路から前記サブ領域における全ての信号伝送経路の時間遅延を順次推定するステップ、を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記サブ領域における信号伝送経路の時間遅延を推定する度に、
前記サブ領域の現在の相互相関値に基づいて信号部分空間及び雑音部分空間を構築するステップと、
前記信号部分空間及び前記雑音部分空間に基づいてスペクトルピークを検索し、前記サブ領域の現在の電力の最も強い信号伝送経路の時間遅延推定を取得するステップと、
前記サブ領域の現在の相互相関値から、前記現在の電力の最も強い信号伝送経路と前記送信信号との相互相関値を減算し、減算の結果が第２の閾値以上である場合に、減算の結果を、前記サブ領域の次回の時間遅延推定に用いられる相互相関値として決定するステップと、を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記サブ領域の現在の相互相関値に基づいて信号部分空間及び雑音部分空間を構築するステップは、
前記サブ領域の現在の相互相関値に基づいて共分散行列を生成し、前記共分散行列から特徴量を抽出するステップと、
前記特徴量のうち前記特徴量における最大の特徴量の所定比率よりも大きい特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、前記信号部分空間を構築するステップと、
前記特徴量のうち前記最大の特徴量の所定比率以下の特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、前記雑音部分空間を構築するステップと、を含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術分野に関し、特にマルチパスの時間遅延の推定装置、推定方法及び受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムでは、無線信号が伝搬環境の影響を受け、伝搬経路において反射、回折及び散乱が生じる。このように、送信側の信号が受信側に到達する際に、信号は単一の経路で伝送されることではなく、複数の経路で伝送された複数の信号の重畳であり、この現象はマルチパス効果と称される。各伝搬経路の実際の距離が異なるため、各経路信号の受信側に到達する時間が異なる。実際の通信システムでは、通常、これらのマルチパスの時間遅延を推定する必要はある。マルチパスの時間遅延を正確に推定することで、無線チャネル測定の精度を向上でき、チャネル伝送性能を向上できる。また、測位アプリケーションにおける位置決めの精度も向上できる。
【０００３】
従来のマルチパスの時間遅延の推定方法は、超分解能の多重信号分類（ＭＵＳＩＣ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）アルゴリズムをよく採用し、ＭＵＳＩＣアルゴリズムは周波数領域ＭＵＳＩＣアルゴリズム及び時間領域ＭＵＳＩＣアルゴリズムを含む。図１は従来の周波数領域ＭＵＳＩＣアルゴリズムに基づくマルチパスの時間遅延の推定方法のフローチャートである。図１に示すように、該方法はステップ１０１〜１０５を含み、ステップ１０１において、信号を送信し、ステップ１０２において、無線チャネルを通過した信号を受信し、ステップ１０３において、周波数領域においてチャネル推定を行い、ステップ１０４において、周波数領域ＭＵＳＩＣアルゴリズムを用いて共分散行列を生成し、特徴量の分解及びスペクトルピークの検索を行い、ステップ１０５において、マルチパスの時間遅延の推定を行う。
【０００４】
図２は従来の時間領域ＭＵＳＩＣアルゴリズムに基づくマルチパスの時間遅延の推定方法のフローチャートである。図２に示すように、該方法はステップ２０１〜２０５を含み、ステップ２０１において、信号を送信し、ステップ２０２において、無線チャネルを通過した信号を受信し、ステップ２０３において、送信信号及び受信信号に対して相互相関演算を行い、異なる時間遅延に対応する相互相関値を取得し、ステップ２０４において、時間領域ＭＵＳＩＣアルゴリズムを用いて共分散行列を生成し、特徴量の分解及びスペクトルピークの検索を行い、ステップ２０５において、マルチパスの時間遅延の推定を行う。
【０００５】
なお、上述した技術背景の説明は、本発明の技術案を明確、完全に理解させるための説明であり、当業者を理解させるために記述されているものである。これらの技術案は、単なる本発明の背景技術部分として説明されたものであり、当業者により周知されたものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した周波数領域ＭＵＳＩＣアルゴリズムに基づく方法を用いてマルチパスの時間遅延を推定する場合に、受信信号の信号対雑音比への要求が高く、また、複数の経路に信号電力の強い経路（以下は「強い経路」と称される）が存在するとき、信号電力の弱い経路（以下は「弱い経路」と称される）に対する分解能力が低下し、弱い経路について時間遅延を正確に推定できない。また、複数の経路について時間遅延を同時に推定する場合に、時間遅延推定の分解能は著しく低下する。一方、上述した時間領域ＭＵＳＩＣアルゴリズムに基づく方法を用いてマルチパスの時間遅延を推定する場合に、同様に、弱い経路に対する分解能力が低下し、弱い経路について時間遅延を正確に推定できないという問題点、及び複数の経路について時間遅延を同時に推定する場合に時間遅延の分解能が著しく低下するという問題点が存在する。
【０００７】
本発明の実施例は、送信信号及び受信信号の相互相関値に基づいて時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割し、各サブ領域における各経路について時間遅延をそれぞれ推定することで、時間遅延推定の分解能を向上できると共に、各サブ領域における各経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定することで、他のサブ領域の強い経路の現在のサブ領域の各経路の時間遅延推定への影響を低減でき、弱い経路についての時間遅延推定の精度を効果的に向上できる、マルチパスの時間遅延の推定装置、推定方法及び受信機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施例の第１の態様では、マルチパスの時間遅延の推定装置であって、送信信号及び受信信号に対して相互相関演算を行い、異なる時間遅延に対応する相互相関値を取得する計算手段と、前記相互相関値が第１の閾値よりも大きい時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割する分割手段と、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延をそれぞれ推定する推定手段と、を含み、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定する、装置を提供する。
【０００９】
本発明の実施例の第２の態様では、本発明の実施例の第１の態様に記載の装置を含む受信機を提供する。
【００１０】
本発明の実施例の第３の態様では、マルチパスの時間遅延の推定方法であって、送信信号及び受信信号に対して相互相関演算を行い、異なる時間遅延に対応する相互相関値を取得するステップと、前記相互相関値が第１の閾値よりも大きい時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割するステップと、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延をそれぞれ推定するステップと、を含み、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定する、方法を提供する。
【００１１】
本発明の効果としては、送信信号及び受信信号の相互相関値に基づいて時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割し、各サブ領域における各経路について時間遅延をそれぞれ推定することで、時間遅延推定の分解能を向上できると共に、各サブ領域における各経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定することで、他のサブ領域の強い経路の現在のサブ領域の各経路の時間遅延推定への影響を低減でき、弱い経路についての時間遅延推定の精度を効果的に向上できる。
【００１２】
本発明の特定の実施形態は、後述の説明及び図面に示すように、詳細に開示され、本発明の原理を採用されることが可能な方式を示している。なお、本発明の実施形態は、範囲上には限定されるものではない。本発明の実施形態は、添付されている特許請求の範囲の主旨及び内容の範囲内、各種の改変、修正、及び均等的なものが含まれる。
【００１３】
ある一つの実施形態に説明及び又は示されている特徴は、同一又は類似の方式で一つ又は多くの他の実施形態に使用されてもよく、他の実施形態における特徴と組み合わせてもよく、他の実施形態における特徴を代替してもよい。
【００１４】
なお、用語「包括／含む」は、本文に使用される際に、特徴、要素、ステップ又は構成要件の存在を意味し、一つ又は複数の他の特徴、要素、ステップ又は構成要件の存在又は追加を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
ここで含まれる図面は、本発明の実施例を理解させるためのものであり、本明細書の一部を構成し、本発明の実施例を例示するためのものであり、文言の記載と合わせて本発明の原理を説明する。なお、ここに説明される図面は、単なる本発明の実施例を説明するためのものであり、当業者にとって、これらの図面に基づいて他の図面を容易に得ることができる。
【図１】従来の周波数領域ＭＵＳＩＣアルゴリズムに基づくマルチパスの時間遅延の推定方法のフローチャートである。
【図２】従来の時間領域ＭＵＳＩＣアルゴリズムに基づくマルチパスの時間遅延の推定方法のフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１のマルチパスの時間遅延の推定装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の異なる時間遅延に対応する相互相関関数を示す図である。
【図５】本発明の実施例１の推定部３０３が全てのサブ領域について時間遅延を推定する方法のフローチャートである。
【図６】本発明の実施例１の推定部３０３の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例１の推定部３０３がｉ番目のサブ領域内において時間遅延を推定する方法のフローチャートである。
【図８】本発明の実施例１の構築部６０１の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施例１の構築部６０１が信号部分空間及び雑音部分空間を構築する方法のフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例２の受信機のシステム構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施例３の通信システムの構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施例４のマルチパスの時間遅延の推定方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の上記及びその他の特徴は、図面及び下記の説明により理解できるものである。明細書及び図面では、本発明の特定の実施形態、即ち本発明の原則に従う一部の実施形態を表すものを公開している。なお、本発明は説明される実施形態に限定されず、本発明は、特許請求の範囲内の全ての修正、変更されたもの、及び均等なものを含む。
【００１７】
＜実施例１＞
図３は本発明の実施例１のマルチパスの時間遅延の推定装置の構成を示す図である。図３に示すように、マルチパスの時間遅延の推定装置３００は、計算部３０１、分割部３０２、及び推定部３０３を含む。
【００１８】
計算部３０１は、送信信号及び受信信号に対して相互相関演算を行い、異なる時間遅延に対応する相互相関値を取得する。
【００１９】
分割部３０２は、相互相関値が第１の閾値よりも大きい時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割する。
【００２０】
推定部３０３は、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延をそれぞれ推定する。ここで、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定する。
【００２１】
上記実施例によれば、送信信号及び受信信号の相互相関値に基づいて時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割し、各サブ領域における各経路について時間遅延をそれぞれ推定することで、時間遅延推定の分解能を向上できると共に、各サブ領域における各経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定することで、他のサブ領域の強い経路の現在のサブ領域の各経路の時間遅延推定への影響を低減でき、弱い経路についての時間遅延推定の精度を効果的に向上できる。
【００２２】
本実施例では、計算部３０１は、送信信号及び受信信号に対して相互相関演算を行い、異なる時間遅延に対応する相互相関値を取得する。ここで、計算部３０１は、従来の方法を用いて送信信号及び受信信号に対して相互相関演算を行ってもよく、以下は相互相関演算を行う方法を例示的に説明する。
【００２３】
信号の送信側では、送信機は下記の式（１）に従って信号を送信してもよい。
【数１】
2016225981.tif 000003
【００２４】
ここで、Ｔｘ（ｔ）は送信機により送信された信号を表し、ｓ（ｔ）は既知の送信信号であり、ω０はキャリア角周波数であり、ｔは時間である。
【００２５】
送信機により送信された信号の通過した無線チャネルｈ（ｔ）は、下記の式（２）で表されてもよい。
【数２】
2016225981.tif 000004
【００２６】
ここで、Ｄはチャネルのマルチパスの数であり、αｄはｄ番目の経路の振幅であり、τｄはｄ番目の経路の遅延時間であり、Ｄ及びｄは正整数であり、ｔは時間である。
【００２７】
信号の受信側では、受信機により受信された信号は、ダウンコンバートされ、ＡＤＣ（アナログ／デジタル変換）サンプリングされた後、下記の式（３）で表されてもよい。
【数３】
2016225981.tif 000005
【００２８】
ここで、Ｒｘ（ｎ）は受信機により受信された信号であり、Ｄはチャネルのマルチパスの数であり、ｗ（ｎ）は雑音シーケンスである。
【数４】
2016225981.tif 000006
はチャネルのｄ番目の経路の複素振幅であり、τｄはｄ番目の経路の遅延時間であり、Ｄ及びｄは正整数であり、ｎはサンプリング点の番号である。
【００２９】
計算部３０１は、下記の式（４）に従って送信信号ｓ（ｔ）及び受信信号Ｒｘ（ｎ）に対して相互相関演算を行ってもよい。
【数５】
2016225981.tif 000007
【００３０】
ここで、Ｒｙｘ（τ）は時間遅延τに対応する相互相関値を表し、ｎはサンプリング点の番号であり、Ｎはサンプリング点の数であり、ｎは整数であり、Ｎは正整数であり、τは非負の数である。
【００３１】
本実施例では、計算部３０１が異なる時間遅延に対応する相互相関値を算出した後に、分割部３０１は、相互相関値が第１の閾値よりも大きい時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割する。
【００３２】
本実施例では、第１の閾値は実際の需要に応じて設定されてもよく、例えば、該第１の閾値を相互相関値の最大値と所定比率との積に設定してもよく、該所定比率は例えば０．２である。
【００３３】
本実施例では、各サブ領域において、該時間遅延は連続するものであってもよい。連続する時間遅延を同一のサブ領域に分割することで、同一のサブ領域における経路が相関時間内にあるようにすることができ、時間遅延推定の精度をさらに向上できる。
【００３４】
以下は、分割部３０２が相互相関値の第１の閾値よりも大きい時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割する方法を例示的に説明する。
【００３５】
図４は本発明の実施例１の異なる時間遅延に対応する相互相関関数を示す図である。図４に示すように、各時間遅延点ｍについて、対応する相互相関値｜Ｒｙｘ（ｍ）｜を有し、例えば相互相関値｜Ｒｙｘ（ｍ）｜が第１の閾値よりも大きい時間遅延点の集合｛ｍ：｜Ｒｙｘ（ｍ）｜＞第１の閾値｝＝｛１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０７，１０８，１１０，１１１，１１２，１１３，１１５，１１６，１１７，１１８，１２０，１２１，１２２，１２４，１２５，１２７，１２８，１２９｝、ｍは０以上の整数である。
【００３６】
本実施例では、分割部３０２は、上記集合を下記７つの領域に分割してもよい。
【００３７】
ｚｏｎｅ（１）＝｛１０１，１０２，１０３，１０４，１０５｝；ｚｏｎｅ（２）＝｛１０７，１０８｝；ｚｏｎｅ（３）＝｛１１０，１１１，１１２，１１３｝；ｚｏｎｅ（４）＝｛１１５，１１６，１１７，１１８｝；ｚｏｎｅ（５）＝｛１２０，１２１，１２２｝；ｚｏｎｅ（６）＝｛１２４，１２５｝；ｚｏｎｅ（７）＝｛１２７，１２８，１２９｝。
【００３８】
本実施例では、分割部３０２は相互相関値に基づいて時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割した後に、推定部３０３は、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延をそれぞれ推定する。ここで、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定する。
【００３９】
本実施例では、各サブ領域における各経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定することで、他のサブ領域の強い経路の現在のサブ領域の各経路の時間遅延推定への影響を低減でき、弱い経路についての時間遅延推定の精度を効果的に向上できる。よって、該所定値は十分に小さい値であり、その具体的な値は実際の需要に応じて設定されてもよく、例えば該所定値は０である。
【００４０】
本実施例では、推定部３０３は、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、下記の式（５）に従って他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定してもよい。
【数６】
2016225981.tif 000008
【００４１】
ここで、Ｒｙｘ，ｉ，０（ｍ）はｉ番目のサブ領域について時間遅延を推定する際の各サブ領域の相互相関値を表し、ｍは時間遅延点であり、ｍ及びｉは０以上の整数である。
【００４２】
以下は、本実施例の推定部３０３が各サブ領域について時間遅延を推定する方法を例示的に説明する。
【００４３】
図５は本発明の実施例１の推定部３０３が全てのサブ領域について時間遅延を推定する方法のフローチャートである。図５に示すように、該方法は下記のステップを含む。
【００４４】
ステップ５０１：ｉ番目のサブ領域以外の他の領域の相互相関値を０に設定する。
【００４５】
ステップ５０２：ｉ番目のサブ領域の各経路について時間遅延を推定する。
【００４６】
ステップ５０３：ｉがＭに等しいか否かを判断し、Ｍはサブ領域の数であり、１≦ｉ≦Ｍ、ｉ及びＭは正整数であり、判断結果が「ＮＯ」の場合に、ステップ５０４に進み、判断結果が「ＹＥＳ」の場合に、処理を終了させる。
【００４７】
ステップ５０４：ｉに１を加算し、即ちｉ＝ｉ＋１。
【００４８】
本実施例では、推定部３０３は、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、該サブ領域の電力の最も強い信号伝送経路から、該サブ領域における全ての信号伝送経路の時間遅延を順次推定してもよい。
【００４９】
本実施例では、該サブ領域における現在の電力の最も強い経路が１つ又は複数ある可能性があるため、時間遅延を推定する度に、現在の最も強い１つ又は複数の経路について推定する。
【００５０】
このように、各サブ領域において強い経路から時間遅延推定を行うことで、該サブ領域における強い経路の弱い経路の時間遅延推定への影響を可能な限り除去でき、時間遅延推定の精度をさらに向上できる。
【００５１】
以下は、本実施例の推定部３０３の構成、及び各サブ領域において時間遅延を推定する方法を例示的に説明する。
【００５２】
図６は本発明の実施例１の推定部３０３の構成を示す図である。図６に示すように、推定部３０３は、構築部６０１、検索部６０２、及び決定部６０３を含む。
【００５３】
構築部６０１は、該サブ領域における信号伝送経路の時間遅延を推定する度に、該サブ領域の現在の相互相関値に基づいて信号部分空間及び雑音部分空間を構築する。
【００５４】
検索部６０２は、該サブ領域における信号伝送経路の時間遅延を推定する度に、該信号部分空間及び該雑音部分空間に基づいてスペクトルピークを検索し、該サブ領域の現在の電力の最も強い信号伝送経路の時間遅延推定を取得する。
【００５５】
決定部６０３は、該サブ領域における信号伝送経路の時間遅延を推定する度に、該サブ領域の現在の相互相関値から、現在の電力の最も強い信号伝送経路と送信信号との相互相関値を減算し、減算の結果が第２の閾値以上である場合に、減算の結果を、該サブ領域の次回の時間遅延推定の相互相関値として決定する。
【００５６】
図７は本発明の実施例１の推定部３０３がｉ番目のサブ領域内において時間遅延を推定する方法のフローチャートである。図７に示すように、該方法は図５におけるステップ５０２の具体的なステップであって、下記のステップを含む。
【００５７】
ステップ７０１：該サブ領域の現在の相互相関値に基づいて信号部分空間及び雑音部分空間を構築する。
【００５８】
ステップ７０２：該信号部分空間及び前記雑音部分空間に基づいてスペクトルピークを検索し、該サブ領域の現在の電力の最も強い信号伝送経路の時間遅延推定を取得する。
【００５９】
ステップ７０３：該サブ領域の現在の相互相関値から、現在の電力の最も強い信号伝送経路と送信信号との相互相関値を減算する。
【００６０】
ステップ７０４：減算の結果が第２の閾値以上であるか否かを判断し、判断結果が「ＮＯ」の場合に、ステップ７０５に進み、判断結果が「ＹＥＳ」の場合に、該サブ領域の時間遅延推定を終了させる。
【００６１】
ステップ７０５：減算の結果を該サブ領域の次回の時間遅延推定の相互相関値として決定する。
【００６２】
本実施例では、構築部６０１は、該サブ領域における信号伝送経路の時間遅延を推定する度に、該サブ領域の現在の相互相関値に基づいて信号部分空間及び雑音部分空間を構築する。以下は、本実施例の構築部の構成、及び信号部分空間及び雑音部分空間の構築方法を例示的に説明する。
【００６３】
図８は本発明の実施例１の構築部６０１の構成を示す図である。図８に示すように、構築部６０１、抽出部８０１、第１の構築部８０２、及び第２の構築部８０３を含む。
【００６４】
抽出部８０１は、該サブ領域の現在の相互相関値に基づいて共分散行列を生成し、該共分散行列から特徴量を抽出する。
【００６５】
第１の構築部８０２は、該特徴量のうち該特徴量における最大の特徴量の所定比率よりも大きい特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、信号部分空間を構築する。
【００６６】
第２の構築部８０３は、該特徴量のうち該最大の特徴量の所定比率以下の特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、雑音部分空間を構築する。
【００６７】
図９は本発明の実施例１の構築部６０１が信号部分空間及び雑音部分空間を構築する方法のフローチャートである。図９に示すように、該方法は下記のステップを含む。
【００６８】
ステップ９０１：該サブ領域の現在の相互相関値に基づいて共分散行列を生成し、該共分散行列から特徴量を抽出する。
【００６９】
ステップ９０２：該特徴量のうち該特徴量における最大の特徴量の所定比率よりも大きい特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、信号部分空間を構築する。
【００７０】
ステップ９０３：該特徴量のうち該最大の特徴量の所定比率以下の特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、雑音部分空間を構築する。
【００７１】
以下は、本実施例の抽出部８０１が共分散行列を生成し、特徴量を抽出する方法、第１の構築部８０２は信号部分空間を構築する方法、及び第２の構築部８０３が雑音部分空間を構築する方法を例示的に説明する。
【００７２】
本実施例では、下記の式（６）に従って上記の式（４）におけるｓ（ｎ−τ）を計算してもよい。
【数７】
2016225981.tif 000009
【００７３】
ここで、Ｎはサンプリング点の数であり、ｋは整数であり、τは時間遅延であり、ｎはサンプリング点の番号であり、ｎは整数であり、Ｎは正整数である。
【００７４】
式（６）を式（４）に代入し、下記の式（７）を取得する。
【数８】
2016225981.tif 000010
【００７５】
ここで、Ｒｙｘ（τ）は相互相関関数であり、Ｄはチャネルのマルチパスの数であり、
【数９】
2016225981.tif 000011
はチャネルのｄ番目の経路の複素振幅であり、Ｓ（ｋ）はｓ（ｎ）の離散フーリエ変換であり、τｄはｄ番目の経路の遅延時間であり、Ｄ及びｄは正整数であり、ｋは整数である。
【００７６】
下記の式（８）に従ってγ（ｋ）を定義する。
【数１０】
2016225981.tif 000012
【００７７】
ここで、Ｄはチャネルのマルチパスの数であり、
【数１１】
2016225981.tif 000013
はチャネルのｄ番目の経路の複素振幅であり、Ｓ（ｋ）はｓ（ｎ）の離散フーリエ変換であり、τｄはｄ番目の経路の遅延時間であり、Ｎはサンプリング点の数であり、Ｎは正整数であり、Ｄ及びｄは正整数であり、ｋは整数である。
【００７８】
γ（ｋ）は下記の式（９）に従って行列の形で表されてもよい。
【数１２】
2016225981.tif 000014
【００７９】
ここで、
【数１３】
2016225981.tif 000015
、
【数１４】
2016225981.tif 000016
、
【数１５】
2016225981.tif 000017
、
【数１６】
2016225981.tif 000018
、
【数１７】
2016225981.tif 000019
、Ｄはチャネルのマルチパスの数であり、
【数１８】
2016225981.tif 000020
はチャネルのｄ番目の経路の複素振幅であり、τｄはｄ番目の経路の遅延時間であり、Ｎはサンプリング点の数であり、Ｎは正整数であり、Ｄ及びｄは正整数である。
【００８０】
上記の式（７）及び（８）から分かるように、相互相関関数Ｒｙｘ（τ）はγ（ｋ）の離散フーリエ変換であるため、相互相関関数Ｒｙｘ（τ）の逆フーリエ変換を算出することでγ（ｋ）を取得でき、即ち
【数１９】
2016225981.tif 000021
。従って、抽出部８０１により生成された共分散行列は
（外１）
2016225981.tif 000022
で表されてもよい。
【００８１】
本実施例では、抽出部８０１は、共分散行列
（外２）
2016225981.tif 000023
に対して特徴量の分解を行い、各特徴量及び対応する特徴ベクトルを取得する。
【００８２】
本実施例では、第１の構築部８０２は、該特徴量のうち該特徴量における最大の特徴量の所定比率よりも大きい特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、信号部分空間Ｑを構築し、第２の構築部８０３は、該特徴量のうち該最大の特徴量の所定比率以下の特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、雑音部分空間ＧＡを構築する。
【００８３】
本実施例では、構築部６０１は、信号部分空間Ｑ及び雑音部分空間ＧＡを構築した後に、下記の式（１０）に従ってＭＵＳＩＣ時間遅延スペクトルを生成する。
【数２０】
2016225981.tif 000024
【００８４】
ここで、Ｐ（τ）はＭＵＳＩＣ時間遅延スペクトルを表し、
【数２１】
2016225981.tif 000025
、
【数２２】
2016225981.tif 000026
、ＧＡは雑音部分空間を表し、τは時間遅延であり、Ｎはサンプリング点の数であり、Ｎは正整数である。
【００８５】
検索部６０２は、該ＭＵＳＩＣ時間遅延スペクトルに基づいてスペクトルピークを検索し、該サブ領域の現在の電力の最も強い信号伝送経路の時間遅延推定τｊを取得し、ｊは該サブ領域における現在の電力の最も強い信号伝送経路の番号を表す。
【００８６】
決定部６０３は、該サブ領域の現在の相互相関値から、現在の電力の最も強い信号伝送経路と送信信号との相互相関値を減算し、減算の結果が第２の閾値以上である場合に、減算の結果を、該サブ領域の次回の時間遅延推定に用いられる相互相関値として決定する。
【００８７】
本実施例では、決定部６０３は、下記の式（１１）に従って減算の演算を行ってもよい。
【数２３】
2016225981.tif 000027
【００８８】
ここで、Ｒｙｘ，ｉ，１（ｍ）は、ｉ番目のサブ領域の次回の時間遅延推定に用いられる相互相関値を表し、Ｒｙｘ，ｉ，０（ｍ）は、ｉ番目のサブ領域の今回の時間遅延推定に用いられる相互相関値を表し、ｍは時間遅延点であり、
（外３）
2016225981.tif 000028
は現在の電力の最も強い信号伝送経路と送信信号の相互相関値を表し、
（外４）
2016225981.tif 000029
はｉ番目のサブ領域の現在の電力の最も強い信号伝送経路の時間遅延推定を表し、ｊはｉ番目のサブ領域における現在の電力の最も強い信号伝送経路の番号を表し、Ｐはｉ番目のサブ領域における現在の電力の最も強い信号伝送経路の数であり、ｊ及びＰは正整数である。
【００８９】
ここで、
（外５）
2016225981.tif 000030
及び
（外６）
2016225981.tif 000031
は従来の補間方法により取得されてもよく、例えば、線形補間又はスプライン（Ｓｐｌｉｎｅ）補間の方法により取得されてもよい。
【００９０】
本実施例では、該第２の閾値は、該サブ領域における全ての経路について時間遅延を推定したか否かを判断するために用いられ、該第２の閾値の値は実際の需要に応じて設定されてもよい。
【００９１】
上記実施例によれば、送信信号及び受信信号の相互相関値に基づいて時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割し、各サブ領域における各経路について時間遅延をそれぞれ推定することで、時間遅延推定の分解能を向上できると共に、各サブ領域における各経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定することで、他のサブ領域の強い経路の現在のサブ領域の各経路の時間遅延推定への影響を低減でき、弱い経路についての時間遅延推定の精度を効果的に向上できる。
【００９２】
＜実施例２＞
本発明の実施例はマルチパスの時間遅延の推定装置を含む受信機をさらに提供し、該マルチパスの時間遅延の推定装置の構成及び機能は実施例１に記載された内容と同じであり、ここでその説明が省略される。
【００９３】
図１０は本発明の実施例２の受信機のシステム構成を示すブロック図である。図１０に示すように、受信機１０００は、中央処理装置１００１及びメモリ１００２を含んでもよく、メモリ１００２は中央処理装置１００１に接続される。なお、該図は単なる例示的なものであり、電気通信機能又は他の機能を実現するように、他の種類の構成を用いて、該構成を補充又は代替してもよい。
【００９４】
図１０に示すように、受信機１０００は、通信モジュール１００３、入力部１００４、ディスプレイ１００５、及び電源１００６をさらに含んでもよい。
【００９５】
１つの態様では、マルチパスの時間遅延の推定装置の機能は中央処理装置１００１に統合されてもよい。ここで、中央処理装置１００１は、送信信号及び受信信号に対して相互相関演算を行い、異なる時間遅延に対応する相互相関値を取得し、該相互相関値が第１の閾値よりも大きい時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割し、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延をそれぞれ推定する。各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定する。
【００９６】
ここで、各サブ領域において、前記時間遅延は連続するものである。
【００９７】
ここで、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、該サブ領域の電力の最も強い信号伝送経路から該サブ領域における全ての信号伝送経路の時間遅延を順次推定する。
【００９８】
ここで、該サブ領域における信号伝送経路の時間遅延を推定する度に、該サブ領域の現在の相互相関値に基づいて信号部分空間及び雑音部分空間を構築し、該信号部分空間及び前記雑音部分空間に基づいてスペクトルピークを検索し、該サブ領域の現在の電力の最も強い信号伝送経路の時間遅延推定を取得し、該サブ領域の現在の相互相関値から、該現在の電力の最も強い信号伝送経路と該送信信号との相互相関値を減算し、減算の結果が第２の閾値以上である場合に、減算の結果を、該サブ領域の次回の時間遅延推定に用いられる相互相関値として決定する。
【００９９】
ここで、該サブ領域の現在の相互相関値に基づいて信号部分空間及び雑音部分空間を構築する際に、該サブ領域の現在の相互相関値に基づいて共分散行列を生成し、該共分散行列から特徴量を抽出し、該特徴量のうち該特徴量における最大の特徴量の所定比率よりも大きい特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、該信号部分空間を構築し、該特徴量のうち該最大の特徴量の所定比率以下の特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、該雑音部分空間を構築する。
【０１００】
もう１つの態様では、マルチパスの時間遅延の推定装置は中央処理装置１００１とそれぞれ構成されてもよく、例えばマルチパスの時間遅延の推定装置は中央処理装置１００１に接続されたチップであり、中央処理装置１００１の制御によりマルチパスの時間遅延の推定装置の機能を実現してもよい。
【０１０１】
本実施例における受信機１０００は図１０に示す全てのユニットを含む必要がない。
【０１０２】
図１０に示すように、中央処理装置１００１は、コントローラ又は操作制御部とも称され、マイクロプロセッサ又は他の処理装置及び／又は論理装置を含んでもよく、中央処理装置１００１は入力を受信し、受信機１０００の各部の操作を制御する。
【０１０３】
メモリ１００２は、例えばバッファ、フラッシュメモリ、ハードディスク、移動可能な媒体、発揮性メモリ、不発揮性メモリ、又は他の適切な装置の１つ又は複数であってもよい。また、中央処理装置１００１は、メモリ１００２に記憶されたプログラムを実行し、情報の記憶又は処理などを実現してもよい。他の構成部は従来技術に類似するため、ここでその説明が省略される。受信機１０００の各部は、本発明の範囲から逸脱することなく、特定のハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその組み合わせによって実現されてもよい。
【０１０４】
上記の実施例によれば、送信信号及び受信信号の相互相関値に基づいて時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割し、各サブ領域における各経路について時間遅延をそれぞれ推定することで、時間遅延推定の分解能を向上できると共に、各サブ領域における各経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定することで、他のサブ領域の強い経路の現在のサブ領域の各経路の時間遅延推定への影響を低減でき、弱い経路についての時間遅延推定の精度を効果的に向上できる。
【０１０５】
＜実施例３＞
本発明の実施例は通信システムをさらに提供する。図１１は本発明の実施例３の通信システムの構成を示す図である。図１１に示すように、通信システム１１００は、送信機１１０１、マルチパス・チャネル１１０２、及び受信機１１０３を含む。受信機１１０３の構成及び機能は実施例２に記載された内容と同じであり、ここでその説明が省略される。送信機１１０１及びマルチパス・チャネル１１０２は従来の構成及び機能を有してもよいが、本発明の実施例は送信機１１０１及びマルチパス・チャネル１１０２の構成及び機能を限定しない。
【０１０６】
上記の実施例によれば、送信信号及び受信信号の相互相関値に基づいて時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割し、各サブ領域における各経路について時間遅延をそれぞれ推定することで、時間遅延推定の分解能を向上できると共に、各サブ領域における各経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定することで、他のサブ領域の強い経路の現在のサブ領域の各経路の時間遅延推定への影響を低減でき、弱い経路についての時間遅延推定の精度を効果的に向上できる。
【０１０７】
＜実施例４＞
本発明の実施例は、実施例１のマルチパスの時間遅延の推定装置に対応するマルチパスの時間遅延の推定方法をさらに提供する。図１２は本発明の実施例４のマルチパスの時間遅延の推定方法のフローチャートである。図１２に示すように、該方法は以下のステップを含む。
【０１０８】
ステップ１２０１：送信信号及び受信信号に対して相互相関演算を行い、異なる時間遅延に対応する相互相関値を取得する。
【０１０９】
ステップ１２０２：相互相関値が第１の閾値よりも大きい時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割する。
【０１１０】
ステップ１２０３：各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延をそれぞれ推定し、ここで、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定する。
【０１１１】
本実施例では、送信信号及び受信信号に対して相互相関演算を行う方法、時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割する方法、並びに各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する方法は、実施例１に記載された内容と同じであり、ここでその説明が省略される。
【０１１２】
上記の実施例によれば、送信信号及び受信信号の相互相関値に基づいて時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割し、各サブ領域における各経路について時間遅延をそれぞれ推定することで、時間遅延推定の分解能を向上できると共に、各サブ領域における各経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定することで、他のサブ領域の強い経路の現在のサブ領域の各経路の時間遅延推定への影響を低減でき、弱い経路についての時間遅延推定の精度を効果的に向上できる。
【０１１３】
本発明の実施例は、マルチパスの時間遅延の推定装置又は受信機においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、該マルチパスの時間遅延の推定装置又は受信機において実施例４に記載のマルチパスの時間遅延の推定方法を実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムをさらに提供する。
【０１１４】
本発明の実施例は、コンピュータに、マルチパスの時間遅延の推定装置又は受信機において実施例４に記載のマルチパスの時間遅延の推定方法を実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体をさらに提供する。
【０１１５】
本発明の以上の装置及び方法は、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアを結合して実現されてもよい。本発明はコンピュータが読み取り可能なプログラムに関し、該プログラムは論理部により実行される時に、該ロジック部に上述した装置又は構成要件を実現させる、或いは該ロジック部に上述した各種の方法又はステップを実現させることができる。本発明は上記のプログラムを記憶するための記憶媒体、例えばハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等に関する。
【０１１６】
以上、具体的な実施形態を参照しながら本発明を説明しているが、上記の説明は、例示的なものに過ぎず、本発明の保護の範囲を限定するものではない。本発明の趣旨及び原理を離脱しない限り、本発明に対して各種の変形及び修正を行ってもよく、これらの変形及び修正も本発明の範囲に属する。
【０１１７】
また、上述の各実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
マルチパスの時間遅延の推定装置であって、
送信信号及び受信信号に対して相互相関演算を行い、異なる時間遅延に対応する相互相関値を取得する計算手段と、
前記相互相関値が第１の閾値よりも大きい時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割する分割手段と、
各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延をそれぞれ推定する推定手段と、を含み、
各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定する、装置。
（付記２）
各サブ領域において、前記時間遅延は連続するものである、付記１に記載の装置。
（付記３）
前記推定手段は、各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、前記サブ領域の電力の最も強い信号伝送経路から前記サブ領域における全ての信号伝送経路の時間遅延を順次推定する、付記１に記載の装置。
（付記４）
前記推定手段は、
前記サブ領域における信号伝送経路の時間遅延を推定する度に、前記サブ領域の現在の相互相関値に基づいて信号部分空間及び雑音部分空間を構築する構築手段と、
前記サブ領域における信号伝送経路の時間遅延を推定する度に、前記信号部分空間及び前記雑音部分空間に基づいてスペクトルピークを検索し、前記サブ領域の現在の電力の最も強い信号伝送経路の時間遅延推定を取得する検索手段と、
前記サブ領域における信号伝送経路の時間遅延を推定する度に、前記サブ領域の現在の相互相関値から、前記現在の電力の最も強い信号伝送経路と前記送信信号との相互相関値を減算し、減算の結果が第２の閾値以上である場合に、減算の結果を、前記サブ領域の次回の時間遅延推定に用いられる相互相関値として決定する決定手段と、を含む、付記３に記載の装置。
（付記５）
前記構築手段は、
前記サブ領域の現在の相互相関値に基づいて共分散行列を生成し、前記共分散行列から特徴量を抽出する抽出手段と、
前記特徴量のうち前記特徴量における最大の特徴量の所定比率よりも大きい特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、前記信号部分空間を構築する第１の構築手段と、
前記特徴量のうち前記最大の特徴量の所定比率以下の特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、前記雑音部分空間を構築する第２の構築手段と、を含む、付記４に記載の装置。
（付記６）
付記１乃至５のいずれかに記載の装置を含む受信機。
（付記７）
付記６に記載の受信機を含む通信システム。
（付記８）
マルチパスの時間遅延の推定方法であって、
送信信号及び受信信号に対して相互相関演算を行い、異なる時間遅延に対応する相互相関値を取得するステップと、
前記相互相関値が第１の閾値よりも大きい時間遅延を少なくとも２つのサブ領域に分割するステップと、
各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延をそれぞれ推定するステップと、を含み、
各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延を推定する際に、他のサブ領域の相互相関値を所定値に設定する、方法。
（付記９）
各サブ領域において、前記時間遅延は連続するものである、付記８に記載の方法。
（付記１０）
前記各サブ領域における各信号伝送経路について時間遅延をそれぞれ推定するステップは、
前記サブ領域の電力の最も強い信号伝送経路から前記サブ領域における全ての信号伝送経路の時間遅延を順次推定するステップ、を含む、付記８に記載の方法。
（付記１１）
前記サブ領域における信号伝送経路の時間遅延を推定する度に、
前記サブ領域の現在の相互相関値に基づいて信号部分空間及び雑音部分空間を構築するステップと、
前記信号部分空間及び前記雑音部分空間に基づいてスペクトルピークを検索し、前記サブ領域の現在の電力の最も強い信号伝送経路の時間遅延推定を取得するステップと、
前記サブ領域の現在の相互相関値から、前記現在の電力の最も強い信号伝送経路と前記送信信号との相互相関値を減算し、減算の結果が第２の閾値以上である場合に、減算の結果を、前記サブ領域の次回の時間遅延推定に用いられる相互相関値として決定するステップと、を含む、付記１０に記載の方法。
（付記１２）
前記サブ領域の現在の相互相関値に基づいて信号部分空間及び雑音部分空間を構築するステップは、
前記サブ領域の現在の相互相関値に基づいて共分散行列を生成し、前記共分散行列から特徴量を抽出するステップと、
前記特徴量のうち前記特徴量における最大の特徴量の所定比率よりも大きい特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、前記信号部分空間を構築するステップと、
前記特徴量のうち前記最大の特徴量の所定比率以下の特徴量に対応する特徴ベクトルに基づいて、前記雑音部分空間を構築するステップと、を含む、付記１１に記載の方法。
【図１】
2016225981.tif 000032
【図２】
2016225981.tif 000033
【図３】
2016225981.tif 000034
【図４】
2016225981.tif 000035
【図５】
2016225981.tif 000036
【図６】
2016225981.tif 000037
【図７】
2016225981.tif 000038
【図８】
2016225981.tif 000039
【図９】
2016225981.tif 000040
【図１０】
2016225981.tif 000041
【図１１】
2016225981.tif 000042
【図１２】
2016225981.tif 000043