(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送フレーム中の複数のユーザ割当最小単位を組み合わせた領域がユーザに割り当てられる通信方式において、パイロットサブキャリアにおける伝達関数を用いて、データサブキャリアにおける伝達関数を推定する通信装置であって、
同一のユーザ割当最小単位内のパイロットサブキャリア間における伝達関数の第１相互相関を算出するとともに、前記第１相互相関が算出された前記ユーザ割当最小単位内のパイロットサブキャリア−データサブキャリア間における伝達関数の第２相互相関を算出する相関計算部と、
前記第１相互相関及び前記第２相互相関に基づいて、前記第１相互相関及び前記第２相互相関が算出された前記ユーザ割当最小単位内のデータサブキャリアにおける伝達関数を推定するためのフィルタ係数を計算するフィルタ計算部と、
前記第１相互相関及び前記第２相互相関が算出された前記ユーザ割当最小単位内のパイロットサブキャリアにおける伝達関数と、前記フィルタ係数とを用いて、前記第１相互相関及び前記第２相互相関が算出された前記ユーザ割当最小単位内のデータサブキャリアにおける伝達関数を推定する伝達関数補間部と、
を備えていることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
伝送フレーム中の複数のユーザ割当最小単位を組み合わせたバースト領域がユーザに割り当てられる通信方式において、パイロットサブキャリアにおける伝達関数を用いて、データサブキャリアにおける伝達関数を推定する通信装置であって、
同一のバースト領域内のパイロットサブキャリア間における伝達関数の第１相互相関を算出するとともに、前記第１相互相関が算出された前記バースト領域内のパイロットサブキャリア−データサブキャリア間における伝達関数の第２相互相関を算出する相関計算部と、
前記第１相互相関及び前記第２相互相関に基づいて、前記第１相互相関及び前記第２相互相関が算出された前記バースト内のデータサブキャリアにおける伝達関数を推定するためのフィルタ係数を計算するフィルタ計算部と、
前記第１相互相関及び前記第２相互相関が算出された前記バースト領域内のパイロットサブキャリアにおける伝達関数と、前記フィルタ係数とを用いて、前記第１相互相関及び前記第２相互相関が算出された前記バースト領域内のデータサブキャリアにおける伝達関数を推定する伝達関数補間部と、
を備えていることを特徴とする通信装置。
【請求項３】
前記通信装置は、第１相互相関及び第２相互相関を算出するために、伝送フレーム中の特定の領域を周期的に同じユーザに割り当てる
請求項１又は２記載の通信装置。
【請求項４】
前記相関計算部は、伝達関数の電力スペクトルを算出する電力スペクトル算出部によって算出された電力スペクトルに基づいて、パイロットサブキャリア−データサブキャリア間における伝達関数の第２相互相関を算出するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項５】
前記相関計算部は、伝達関数の電力スペクトルを算出する電力スペクトル算出部によって算出された電力スペクトルに基づいて、パイロットサブキャリア間における伝達関数の第１相互相関を算出するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項６】
電力スペクトル算出部は、遅延時間領域における第１電力スペクトルを算出する第１電力スペクトル算出部、及び／又はドップラー周波数領域における第２電力スペクトルを算出する第２電力スペクトル算出部を備えていることを特徴とする請求項４又は５記載の通信装置。
【請求項７】
前記第１電力スペクトル算出部は、所定の周波数間隔にある複数のパイロットサブキャリアにおける複数の伝達関数に基づいて、離散逆フーリエ変換を行い、遅延時間領域における第１電力スペクトルを算出することを特徴とする請求項６記載の通信装置。
【請求項８】
前記第１電力スペクトル算出部によって求めた電力スペクトルの所定領域にある成分から雑音の大きさを推定し、推定した雑音の大きさによって前記電力スペクトルから雑音の影響を除去する第１ノイズ除去部を備えていることを特徴とする請求項６又は７記載の通信装置。
【請求項９】
前記第１電力スペクトル算出部は、電力スペクトルを求める複数回の演算により得られた複数の電力スペクトルの重み付き平均を演算するように構成されている請求項６〜８のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１０】
前記第２電力スペクトル算出部は、所定の時間間隔にある複数のパイロットサブキャリアにおける複数の伝達関数に基づいて、離散フーリエ変換を行い、ドップラー周波数領域における第２スペクトルを演算することを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１１】
前記第２電力スペクトル算出部によって求めた電力スペクトルの所定領域にある成分から雑音の大きさを推定し、推定した雑音の大きさによって前記電力スペクトルから雑音の影響を除去する第２ノイズ除去部を備えていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１２】
前記第２電力スペクトル算出部は、電力スペクトルを求める複数回の演算により得られた複数の電力スペクトルの重み付き平均を演算するように構成されている請求項６〜１１のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１３】
伝送フレーム中の複数のユーザ割当最小単位を組み合わせた領域がユーザに割り当てられる通信方式において、パイロットサブキャリアにおける伝達関数を用いて、データサブキャリアにおける伝達関数を推定する方法であって、
同一のユーザ割当最小単位内のパイロットサブキャリア間における伝達関数の第１相互相関を算出する第１相関計算ステップと、
前記第１相互相関が算出された前記ユーザ割当最小単位内のパイロットサブキャリア−データサブキャリア間における伝達関数の第２相互相関を算出する第２相関計算ステップと、
前記第１相互相関及び前記第２相互相関に基づいて、前記第１相互相関及び前記第２相互相関が算出された前記ユーザ割当最小単位内のデータサブキャリアにおける伝達関数を推定するためのフィルタ係数を計算するフィルタ計算ステップと、
前記第１相互相関及び前記第２相互相関が算出された前記ユーザ割当最小単位内のパイロットサブキャリアにおける伝達関数と、前記フィルタ係数とを用いて、前記第１相互相関及び前記第２相互相関が算出された前記ユーザ割当最小単位内のデータサブキャリアにおける伝達関数を推定する伝達関数補間ステップと、
を含むことを特徴とする伝達関数推定方法。
【請求項１４】
伝送フレーム中の複数のユーザ割当最小単位を組み合わせたバースト領域がユーザに割り当てられる通信方式において、パイロットサブキャリアにおける伝達関数を用いて、データサブキャリアにおける伝達関数を推定する方法であって、
同一のバースト領域内のパイロットサブキャリア間における伝達関数の第１相互相関を算出する第１相関計算ステップと、
前記第１相互相関が算出された前記バースト領域内のパイロットサブキャリア−データサブキャリア間における伝達関数の第２相互相関を算出する第２相関計算ステップと、
前記第１相互相関及び前記第２相互相関に基づいて、前記第１相互相関及び前記第２相互相関が算出された前記バースト内のデータサブキャリアにおける伝達関数を推定するためのフィルタ係数を計算するフィルタ計算ステップと、
前記第１相互相関及び前記第２相互相関が算出された前記バースト領域内のパイロットサブキャリアにおける伝達関数と、前記フィルタ係数とを用いて、前記第１相互相関及び前記第２相互相関が算出された前記バースト領域内のデータサブキャリアにおける伝達関数を推定する伝達関数補間ステップと、
を含むことを特徴とする伝達関数推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝達関数を推定する通信装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信などにおいては、送信側から送信された信号が伝搬路を通ると、信号の位相や振幅が変化する。このような振幅と位相の変化は、伝搬路の伝達関数として表される。
したがって、伝達関数を正確に推定できれば、受信側では、振幅と位相の変化を補償（等化）して、受信信号から正確な送信信号を推定することが可能である。伝達関数を推定する技術については、例えば、特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２４６１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、マルチキャリア方式の通信方式では、サブキャリア中に、データ送信のためのデータサブキャリアの他、受信側で既知の信号であるパイロットサブキャリアが含まれている。このパイロットサブキャリアを用いれば、当該パイロットサブキャリアにおける伝達関数を求めることが可能である。
【０００４】
しかし、本来必要なのは、パイロットサブキャリアにおける伝達関数ではなく、データサブキャリアにおける伝達関数である。したがって、パイロットサブキャリアの伝達関数から、データサブキャリアにおける伝達関数を適切に補間することが重要となる。
【０００５】
本発明者は、パイロットサブキャリア−データサブキャリア間における伝達関数の相互相関を求めれば、パイロットサブキャリアにおける伝達関数から、データサブキャリアにおける伝達関数を精度良く推定できるという着想を得た。
【０００６】
本発明は、本発明者の上述のような新たな着想に基づいてなされたものであり、データサブキャリアにおける伝達関数を推定するための新たな技術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】
【０００７】
本発明者は、パイロットサブキャリア間における伝達関数の相互相関と、イロットサブキャリア−データサブキャリア間における伝達関数の相互相関とからデータサブキャリアにおける伝達関数を精度よく推定することができるという着想を得た。
そして、本発明は、パイロットサブキャリアにおける伝達関数を用いて、データサブキャリアにおける伝達関数を推定する通信装置であって、パイロットサブキャリア間における伝達関数の第１相互相関を算出するとともに、パイロットサブキャリア−データサブキャリア間における伝達関数の第２相互相関を算出する相関計算部と、前記第１相互相関及び前記第２相互相関に基づいて、データサブキャリアにおける伝達関数を推定するためのフィルタ係数を計算するフィルタ計算部と、パイロットサブキャリアにおける伝達関数と、前記フィルタ係数とを用いて、データサブキャリアにおける伝達関数を推定する伝達関数補間部と、を備えていることを特徴とする通信装置である。
この通信装置によれば、サブキャリア間の伝達関数の相互相関を用いて、精度よく伝達関数を推定することができる。
【０００８】
前記相関計算部は、伝達関数の電力スペクトルを算出する電力スペクトル算出部によって算出された電力スペクトルに基づいて、パイロットサブキャリア−データサブキャリア間における伝達関数の第２相互相関を算出するよう構成されているのが好ましい。電力スペクトルを用いることで、パイロットサブキャリア−データサブキャリア間における伝達関数の第２相互相関を求めることができ、精度よく伝達関数を推定することができる。
【０００９】
また、前記相関計算部は、伝達関数の電力スペクトルを算出する電力スペクトル算出部によって算出された電力スペクトルに基づいて、パイロットサブキャリア間における伝達関数の第１相互相関を算出するよう構成されていてもよい。この場合、パイロットサブキャリア間における伝達関数の相互相関も電力スペクトルに基づいて求めることができ、精度よく伝達関数を推定することができる。
【００１０】
電力スペクトル算出部は、遅延時間領域における第１電力スペクトルを算出する第１電力スペクトル算出部、及び／又はドップラー周波数領域における第２電力スペクトルを算出する第２電力スペクトル算出部を備えているのが好ましい。
【００１１】
前記第１電力スペクトル算出部は、所定の周波数間隔にある複数のパイロットサブキャリアにおける複数の伝達関数に基づいて、離散逆フーリエ変換を行い、遅延時間領域における第１電力スペクトルを算出するのが好ましい。
【００１２】
前記第１電力スペクトル算出部によって求めた電力スペクトルの所定領域にある成分から雑音の大きさを推定し、推定した雑音の大きさによって前記電力スペクトルから雑音の影響を除去する第１ノイズ除去部を備えているのが好ましい。この場合、雑音の影響を低減できる。
【００１３】
前記第１電力スペクトル算出部は、電力スペクトルを求める複数回の演算により得られた複数の電力スペクトルの重み付き平均を演算するように構成されているのが好ましい。この場合、電力スペクトルの演算に際し、過去に求めた電力スペクトルを考慮することができ、求められる電力スペクトルが安定する。
【００１４】
前記第２電力スペクトル算出部は、所定の時間間隔にある複数のパイロットサブキャリアにおける複数の伝達関数に基づいて、離散フーリエ変換を行い、ドップラー周波数領域における第２スペクトルを演算するのが好ましい。
【００１５】
前記第２電力スペクトル算出部によって求めた電力スペクトルの所定領域にある成分から雑音の大きさを推定し、推定した雑音の大きさによって前記電力スペクトルから雑音の影響を除去する第２ノイズ除去部を備えているのが好ましい。この場合、雑音の影響を低減できる。
【００１６】
前記第２電力スペクトル算出部は、電力スペクトルを求める複数回の演算により得られた複数の電力スペクトルの重み付き平均を演算するように構成されているのが好ましい。この場合、電力スペクトルの演算に際し、過去に求めた電力スペクトルを考慮することができ、求められる電力スペクトルが安定する。
【００１７】
他の観点からみた本発明は、パイロットサブキャリアにおける伝達関数を用いて、データサブキャリアにおける伝達関数を推定する方法であって、パイロットサブキャリア間における伝達関数の第１相互相関を算出する第１相関計算ステップと、パイロットサブキャリア−データサブキャリア間における伝達関数の第２相互相関を算出する第２相関計算ステップと、前記第１相互相関及び前記第２相互相関に基づいて、データサブキャリアにおける伝達関数を推定するためのフィルタ係数を計算するフィルタ計算ステップと、パイロットサブキャリアにおける伝達関数と、前記フィルタ係数とを用いて、データサブキャリアにおける伝達関数を推定する伝達関数補間ステップと、を含むものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、データサブキャリアにおける伝達関数を精度良く推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、通信方式としてＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ，  ＩＥＥＥ８０２．１６）を例として説明する。
【００２０】
図１は、ＷｉＭＡＸにおいて採用されているＯＦＤＭ方式（ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭ）又はＯＦＤＭＡ方式（ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ）のサブキャリア配置を示している。ＯＦＤＭは、周波数多重方式の一種であり、周波数軸上で直交するように多数配置された搬送波（サブキャリア）にＱＡＭ変調をかけ、デジタル情報の伝送を行う通信方式である。また、ＯＦＤＭＡは、ＯＦＤＭ方式に、各サブキャリアのサブセットで構成する論理サブチャネルの概念を導入し、ユーザデータへの無線リソース割当の柔軟性を拡張した方式である。
【００２１】
ＯＦＤＭのサブキャリアには、データサブキャリア（Ｄａｔａ  Ｓｕｂ−Ｃａｒｒｉｅｒ）、パイロットサブキャリア（Ｐｉｌｏｔ  Ｓｕｂ−Ｃａｒｒｉｅｒ）、ヌルサブキャリア（Ｎｕｌｌ  Ｓｕｂ−Ｃａｒｒｉｅｒ）の３種類がある。
データサブキャリア（データ信号）は、データや制御用メッセージを送信するためのサブキャリアである。パイロットサブキャリアは、受信側及び送信側で既知の信号（パイロット信号）であり、伝達関数推定等に用いられる。
【００２２】
ヌルサブキャリアは、実際には何も送信されないサブキャリアであり、低周波数域側のガードサブバンド（ガードサブキャリア）、高周波数域側のガードサブバンド（ガードサブキャリア）、及びＤＣサブキャリア（中心周波数サブキャリア）によって構成されている。
【００２３】
図２は、ＯＦＤＭＡの上りＰＵＳＣ（Ｐａｒｔｉａｌｙ  Ｕｓｅｄ  ＳｕｂＣｈａｎｎｅｌｉｚａｔｉｏｎ）について、ヌルサブキャリアを除いたデータサブキャリア及びパイロットサブキャリアの２次元配置を示している。図２において、横軸は周波数軸であり、縦軸は時間軸である。
図２の横軸のｌ（１〜Ｌ）はサブキャリア番号を示している。サブキャリア番号は、ヌルサブキャリアを除くサブキャリアについて、周波数の小さい順に番号を付したものである。なお、ヌルサブキャリアを含めた全サブキャリアの数を１０２４とした場合、データサブキャリア及びパイロットサブキャリアの総数Ｌは、８４０となる。
図２の縦軸のｋは、シンボル番号を示している。シンボル番号は、到来時間の早い順にシンボルに番号を付したものである。
【００２４】
各サブキャリアは、伝搬路を通ることによって振幅と位相が変化する。振幅と位相の変化の仕方は、各サブキャリアによって異なることが多い。サブキャリア間での振幅と位相の変動の仕方は、伝搬環境に依存する。データサブキャリアの振幅と位相の変化は、値が既知のパイロットサブキャリアを用いて補償（空間等化）される。
【００２５】
図２では、シンボル方向（時間軸方向）に３個×周波数軸方向に４個の計１２個のサブキャリアによって１つのタイル構造を構成している。タイルは、ＷｉＭＡＸ  Ｕｐｌｉｎｋ  ＰＵＳＣにおいて、ユーザ割当の際の最小単位となるものである。
タイルの四隅には、パイロットサブキャリアが配置され、タイル内の他のサブキャリアはデータサブキャリアとされている。
図２に示すように、上記タイルが時間軸方向及び周波数軸方向に規則的に並んでいる。この結果、パイロットサブキャリアは、複数の周波数軸方向位置に存在するとともに、複数の時間軸方向位置に存在する。換言すると、パイロットサブキャリアは、サブキャリア中に（周波数軸方向及び時間軸方向において）分散して配置されているのである。すなわち、本実施形態のＯＦＤＭシステムは、パイロット信号が分散配置されたＳＰ（Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ  Ｐｉｌｏｔ）システムとして構成されている。
なお、本発明のサブキャリア配置は、上記のものに限られない。
【００２６】
ＯＦＤＭＡでは、各ユーザに各タイルを割り当てることが可能である。  ＯＦＤＭＡ（の上り回線）のユーザ割当は、前記タイル単位（ユーザ割当の最小単位）で行われる。複数のタイル（ユーザ割当の最小単位）が組み合わされた領域がデータ領域（バースト領域）としてユーザに割り当てられる。
【００２７】
図３は、ＯＦＤＭＡの伝送フレーム構造を示している。１伝送フレーム（１基本フレーム）は、下りサブフレーム及び上りサブフレームを有している。下りサブフレームとそれに続く上りサブフレームとの間には、送信／受信切替ギャップＴＴＧ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｇａｐ）が設けられている。また、上りフレームとそれに続く下りサブフレームとの間には、受信／送信切替ギャップＲＴＧ（Ｒｅｃｅｉｖｅ／Ｔｒａｎｓｍｉｔ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｇａｐ）が設けられている。
【００２８】
下りサブフレームは、最初にプリアンブルを有し、続いて、ＦＣＨ（フレーム制御ヘッダ）、ＤＬ−ＭＡＰ（下り割当情報）、ＵＬ−ＭＡＰ（上り割当情報）を有する。下りサブフレームは、さらに、下りのユーザデータを伝送する下りバースト＃ｎ（例えばｎ：１〜９）を有する。下りバースト領域は、ユーザに割り当てられる下り回線のデータ領域であり、ＴＤＭとＦＤＭを組み合わせたユーザデータの多重化が行われている。
【００２９】
上りフレームは、レジング・サブチャネルの他、上りのユーザデータを伝送する上りバースト＃ｍ（例えば、ｍ：１〜３）を有する。上りバースト領域は、ユーザに割り当てられる上り回線のデータ領域であり、１又は複数のタイル領域の組み合わせによって構成されている。
図３では、上りフレームは、サブチャネルによる多重（ＦＤＭ）だけが行われている。ただし、スロット単位での多重（ＴＤＭ）も行っても良い。つまり、下り回線と同様の多重も可能である。
【００３０】
図４は、本実施形態に係る通信装置の機能ブロックを示している。この通信装置１としては、主に基地局を想定する。この通信装置１は、複数のアンテナ素子１１を有し、フィルタリング処理部１４によって、空間フィルタリング特性を適応的に制御するアダプティブアレーアンテナシステムを構成している。
【００３１】
通信装置１は、各アンテナ素子１１に対応してＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１２及びＦＦＴ部１３が設けられている。ＲＦ部１２は、送信側で付加されたガードインターバルの除去やＡ／Ｄ変換などの処理を行う。ＦＦＴ部では、直列／並列変換や離散フーリエ変換などの処理を行う。
各ＦＦＴ部１３の出力（マルチアンテナ信号）は、フィルタリング処理部１４に与えられる。フィルタリング処理部１４では、伝搬環境に応じた空間フィルタリング特性を適応的に求めるアダプティブアンテナ処理を行う。
【００３２】
図４には、通信装置１が通信しようとしている移動局（希望局）２以外に、干渉源となる干渉局（移動局）３，４を示した。希望局及び干渉局３，４の総数はＭ個とする。
希望局２及び干渉局３，４は、それぞれ、並列／直列変換や逆離散フーリエ変換などの処理を行うＩＦＦＴ部２１，３１，４１と、ガードインターバルの付加やＤ／Ａ変換などの処理を行うＲＦ部２２，３２，４２と、アンテナ素子２３，３３，４３を備えている。
【００３３】
送信側通信装置２，３，４と受信側通信装置１との間の伝搬路は、フェージング伝搬路となっている。サブキャリアは、フェージング伝搬路を通過すると、その振幅と位相が変化する。変化量は、サブキャリアの位置（時間軸方向位置と周波数軸方向位置）によって変わる。
【００３４】
受信側通信装置１の前記フィルタリング処理部１４は、各アンテナ素子１１に対応する各ＦＴＴ部からの出力信号に対して適当なウェイトをかけて合成し、各サブキャリアにおける所望信号を抽出して、出力信号として出力する。
図５は、図４における所望信号、出力信号、受信信号（厳密には、通信装置１のアンテナ素子１１に対応するＦＦＴ部１３からの信号）の関係を示すフィルタリングモデルを示している。
【００３５】
図５において、ｋはシンボル番号、ｌはサブキャリア番号を示す。また、Ｍは所望信号及び干渉信号の数を示す。
雑音信号Ｚ（ｋ，ｌ）は、各アンテナ素子１１における雑音を表す複素Ｎ×１ベクトルである。
受信信号Ｘ（ｋ，ｌ）は、各アンテナ素子１１に対応するＦＦＴ部からの出力からなる複素Ｎ×１ベクトルである。
伝達関数Ｈm（ｋ，ｌ）（ｍ＝１〜Ｍ）は、各信号の各サブキャリアが、アンテナ素子数Ｎのフェージング伝搬路で受ける振幅と位相の変化を並べた複素Ｎ×１ベクトルである。
ウェイトＷ（ｋ，ｌ）は、受信信号の各要素に対して掛ける複素数重みの複素共役を並べたＮ×１ベクトルである。図５において、上付のＨは、複素共役転置を表す。また、以下において、上付のＴは転置を表す。
【００３６】
図５の各信号の関係は、式（１）（２）のように表される。
【数１】
0004998107.tif 000002
【数２】
0004998107.tif 000003
【００３７】
本実施形態の前記フィルタリング処理部１４は、干渉信号Ｓ2〜ＳM及び雑音Ｚの影響を受けている受信信号Ｘ（ｋ，ｌ）から所望信号Ｓ1（ｋ，ｌ）だけを推定するものである。
図６に、本実施形態に係るフィルタリング処理部１４の詳細を示している。フィルタリング処理部１４は、受信信号Ｘ（ｋ，ｌ）を逐次的に保存する第１バッファ（受信信号記憶部；受信パイロット信号記憶部）１６を備えている。第１バッファ１６に蓄えられたデータサブキャリアＸ（ｋd，ｌd）は、ウェイト乗算部２０に与えられる。
ウェイト乗算部２０は、データサブキャリアＸ（ｋd，ｌd）にウェイトＷ（ｋd，ｌd）を乗じて、合成した出力信号Ｙ（ｋd，ｌd）＝Ｗ（ｋd，ｌd）HＸ（ｋd，ｌd）を出力する。この出力信号Ｙ（ｋd，ｌd）が、所望信号Ｓ1（ｋd，ｌd）の推定値である。
【００３８】
所望信号の推定値を精度良く求めるには、ウェイトＷ（ｋd，ｌd）を精度良く推定することが重要である。ウェイトを推定するため、フィルタリング処理部１４は、伝達関数計算部１７とウェイト計算部１９とを有している。
【００３９】
前記第１バッファ１６の受信信号（パイロットサブキャリア）Ｘ（ｋp，ｌp）は、伝達関数計算のために用いられる。このため、第１バッファ１６から伝達関数計算部１７へパイロットサブキャリアＸ（ｋp，ｌp）が与えられる。
なお、第１バッファ１６に記憶している受信信号は、ウェイト乗算部２０、伝達関数計算部１７で使われなくなると随時消去される。
【００４０】
伝達関数計算部１７では、受信信号に含まれるパイロットサブキャリアを用いて、データサブキャリアにおける伝達関数を算出する処理を行う。なお、伝達関数計算部１７における演算処理の詳細は後述する。
【００４１】
ウェイト計算部１９は、伝達関数計算部１７で求められた、データサブキャリアにおける伝達関数Ｈ（ｋd，ｌd）を用いて、受信信号Ｘ（ｋd，ｌd）から、送信信号Ｓ1（ｋd，ｌd）を推定するためのウェイトを計算する。
本実施形態では、ウェイト計算部１４４は、Ｗ（ｋd，ｌd）＝１／Ｈ（ｋd，ｌd）Hの演算を行うことにより、ウェイトＷ（ｋd，ｌd）を計算する。なお、ウェイト演算式は、上記式のようなシンプルなものに限られない。
【００４２】
図７は、伝達関数計算部１７の詳細を示している。伝達関数計算部１７は、第１バッファ１４１から与えられたパイロットサブキャリアＸ（ｋp，ｌp）を用いて、パイロットサブキャリアＸ（ｋp，ｌp）における伝達関数Ｈ（ｋp，ｌp）を算出し、パイロットサブキャリアＸ（ｋp，ｌp）における伝達関数Ｈ（ｋp，ｌp）から、データサブキャリアＸ（ｋd，ｌd）における伝達関数Ｈ（ｋd，ｌd）を補間する演算を行う。
【００４３】
具体的には、伝達関数計算部１７は、伝達関数補間部１７２を有している。この伝達関数補間部１７２は、Ｎ個のパイロットサブキャリア（ｋp1，ｌp1），・・・，（ｋpN，ｌpN）それぞれにおけるＮ個の伝達関数Ｈ（ｋp1，ｌp1），・・・，Ｈ（ｋpN，ｌpN）から、フィルタ係数（フィルタ係数行列）Ｆを用いて、Ｍ個のデータサブキャリア（ｋd1，ｌd1），・・・，（ｋdM，ｌdM）それぞれにＭ個の伝達関数Ｈ（ｋd1，ｌd1），・・・，Ｈ（ｋdM，ｌdM）を求めるものである。
【００４４】
伝達関数補間部１７２は、Ｎ個のパイロットサブキャリアの受信信号から計算した、Ｎ個のパイロットサブキャリアそれぞれにおける伝達関数を、
【数３】
0004998107.tif 000004
とおき、
Ｍ個のデータサブキャリアにおける伝達関数を
【数４】
0004998107.tif 000005
とおくと、
【数５】
0004998107.tif 000006
の演算によってデータサブキャリアにおける伝達関数を求める。
【００４５】
つまり、伝達関数補間部１７２は、Ｎ個のパイロットサブキャリアにおける伝達関数とフィルタ係数Ｆとが与えられると、Ｍ個のデータサブキャリアにおける伝達関数を補間することができる。
【００４６】
伝達関数計算部１７は、パイロットサブキャリア受信信号から当該パイロットサブキャリアにおける伝達関数を算出するための受信信号除算部（パイロットサブキャリアにおける伝達関数算出部）１７１を備えている。この受信信号除算部１７１は、受信したパイロットサブキャリアＸ（ｋp，ｌp）を第１バッファ１６から取得し、そのパイロットサブキャリアＸ（ｋp，ｌp）を参照信号Ｓ（ｋp，ｌp）で除算する。本実施形態では、除算部１７１の出力を、パイロットサブキャリアにおける伝達関数Ｈ（ｋ，ｌ）であるとみなす。なお、参照信号は、参照信号生成部１７３によって生成される。
【００４７】
第２バッファ（パイロットサブキャリアにおける伝達関数の記憶部）１７４は、パイロットサブキャリアの位置での伝達関数Ｈ（ｋp，ｌp）を逐次的に保存する。第２バッファ１７４は、記憶している伝達関数を、伝達関数補間部１７２及び後述の電力スペクトル算出部１７５に対し、必要な数ほど、与えることができる。なお、第２バッファ１７３に保存されている伝達関数Ｈ（ｋp，ｌp）は、伝達関数補間部１７２及び後述の電力スペクトル算出部１７５において使用されなくなると随時消去される。
【００４８】
さて、前記フィルタ係数Ｆを求めるために、伝達関数計算部１７は、フィルタ計算部１８１も備えている。フィルタ計算部１８１は、下記式（６）の式によって、フィルタ係数Ｆを求める演算を行う。
【数６】
0004998107.tif 000007
【００４９】
上記（６）式について説明する。ここでは、Ｎ個のパイロット信号（ｋp1，ｌp1），・・・，（ｋpN，ｌpN）から、Ｍ個のデータ信号（ｋd1，ｌd1），・・・，（ｋdM，ｌdM）における伝達関数Ｈ（ｋd1，ｌd1），・・・，Ｈ（ｋdM，ｌdM）をＭＭＳＥ規範で求めるものとする。この場合、Ｍ個のデータ信号（ｋd1，ｌd1），・・・，（ｋdM，ｌdM）における伝達関数Ｈ（ｋd1，ｌd1），・・・，Ｈ（ｋdM，ｌdM）をＭＭＳＥ規範で推定する問題は、式（３）に示すΦ、および式（４）に示すΨを用いると、下記式（７）を最小にする行列Ｆを求める問題として定式化できる。
【数７】
0004998107.tif 000008
なお、上記式（７）において、Ξは、下記式（８）のように定義されるものである。
【数８】
0004998107.tif 000009
ただし、式（８）におけるＺ（ｋ，ｌ）は、雑音信号を送信信号Ｓ（ｋ，ｌ）で割ったものである。また、式（６）においても同様である。
【００５０】
上記式（７）の行列Ｆは、各パイロット信号に対する重みの大きさに対応し、本実施形態では、この行列Ｆをフィルタリング係数という。
上記式（７）の最小化解（ウィーナ解）が、上記式（６）である。
【００５１】
さて、上記式（６）に示すように、フィルタ係数Ｆを求めるには、パイロット信号部（ｋp，ｌp）間の第１相互相関ＲΦΦ、パイロット信号部−データ信号部間の第２相互相関ＲΦΨ、が必要である。これらの相互相関ＲΦΦ，ＲΦΨを計算するため、伝達関数計算部１７は、相関計算部１８０を備えている。
相関計算部１８０は、電力スペクトル算出部１７５によって求められた電力スペクトルに基づいて、相互相関ＲΦΦ，ＲΦΨを計算する。
以下、伝達関数計算部１７の電力スペクトル算出部１７５および相関計算部１８０について詳述する。
【００５２】
図７の伝達関数計算部１７は、電力スペクトル算出部１７５は、伝搬路における伝達関数の遅延時間領域の電力スペクトル（第１電力スペクトル）と、伝搬路における伝達関数のドップラー周波数領域の電力スペクトル（第２電力スペクトル）とを算出する。
また、相関計算部１８０は、遅延時間領域の電力スペクトルから、周波数軸方向に異なる位置にあるサブキャリア間における伝達関数の相互相関を求め、ドップラー周波数領域の電力スペクトルから、時間軸方向に異なる位置にあるサブキャリア間における伝達関数の相互相関を求める。
【００５３】
具体的には、電力スペクトル算出部１７５は、遅延時間領域の電力スペクトルを算出する第１電力スペクトル算出部１７６ａと、ドップラー周波数領域の電力スペクトルを算出する第２電力スペクトル算出部１７６ｂとを備えている。
【００５４】
各電力スペクトル算出部１７６ａ，１７６ｂは、除算部１７１において求めた複数の伝達関数Ｈ（ｋp，ｌp）を用いて、電力スペクトルの演算を行う。このため、第１及び第２電力スペクトル算出部１７６ａ，１７６ｂは、除算部１７１で得た複数の伝達関数Ｈ（ｋp，ｌp）を逐次的に保存するための第３バッファ（伝達関数記憶部）１７７ａ及び第４バッファ（伝達関数記憶部）１７７ｂを備えている。なお、電力スペクトル算出部１７６ａ，１７６ｂで使用されなくなった伝達関数Ｈ（ｋp，ｌp）は第３及び第４バッファ１７７ａ，１７７ｂから消去される。
【００５５】
遅延時間領域の電力スペクトルを算出する第１電力スペクトル算出部１７６ａは、第２バッファ１７４から、複数個（Ｎ個）の伝達関数Ｈ（ｋp，ｌp1）〜Ｈ（ｋp，ｌpN）を取得する。第１電力スペクトル算出部１７６ａが取得する複数の伝達関数Ｈ（ｋp，ｌp1）〜Ｈ（ｋp，ｌpN）は、図８に示すように、同一時刻（同一シンボル）ｋｐにおいて一定の周波数間隔Δｌ（例えば、４個のサブキャリア間隔分１０．９ｋＨｚ×４＝４３．６ｋＨｚ）にあるＮ個のパイロットサブキャリアそれぞれの伝達関数（Ｎ個）である。なお、Ｎの数は特に限定されない。なお、図８においては、第１電力スペクトル算出部１７６ａが伝達関数Ｈ（ｋp，ｌp1）〜Ｈ（ｋp，ｌpN）を取得するパイロットサブキャリアを太丸で示している。
【００５６】
また、第１電力スペクトル算出部１７６ａが取得する伝達関数Ｈ（ｋp，ｌp1）〜Ｈ（ｋp，ｌpN）は、伝送フレーム中の任意の位置のパイロットサブキャリアについてのものでよいが、好ましくは、ユーザが割り当てられているバースト内又はその近傍にあるパイロットサブキャリアについての伝達関数が好ましい。
【００５７】
さて、上記Δｌ［Ｈｚ］は、伝送フレームに付加されるガードインターバル（例えば、サイクリックプレフィックス；ＣＰ）長をＬ［ｓｅｃ］としたとき、（Ｎ−１）／（ＮΔｌ）＞Ｌとなるようにするのが好ましい。このようにすることで、後述の逆離散フーリエ変換の際のエイリアスの影響を減少させることができる。
なお、伝送フレームは、少なくともガードインターバル（ＣＰ）とデータ部とを含み、データ部にデータサブキャリア及びパイロットサブキャリアが配置される。
【００５８】
第１電力スペクトル算出部１７６ａは、取り出した複数（Ｎ個）の伝達関数を下記式（９）のようにおく。
【数９】
0004998107.tif 000010
【００５９】
第１電力スペクトル算出部１７６ａは、上記式のＨpに対して、サイズがＮの逆離散フーリエ変換を施し、Ｈpの逆離散フーリエ変換値ｈpを算出する。
さらに、第１電力スペクトル算出部１７６ａは、ｈpHｈpを求め、ｈpHｈpの行列対角成分を並べて、行列ｒ１pを計算する。行列ｒ１pの各成分が、時間間隔１／（ＮΔｌ）、最大遅延時間（Ｎ−１）／（ＮΔｌ）の電力スペクトルの各電力成分となっている。
図９は、上記のようにして第１電力スペクトル算出部１７５で求めた遅延時間領域の電力スペクトルを示している。
【００６０】
第１電力スペクトル算出部１７６ａは、上記の演算を定期的（例えば、所定シンボルごと）に行う。第１電力スペクトル算出部１７６ａは、電力スペクトルの統計的性質を考慮するために、複数回の演算によって求めた電力スペクトルの重み付き平均をとる。重み付き平均ｒ１aveは、下記式によって求められる。具体的には、いままでに算出した電力スペクトルｒ１pの重みつき平均ｒ１aveを第３バッファ（電力スペクトル記憶部）１７７ａに保存しておき、新たにｒ１pを演算した場合には、重み係数γ1（０＜γ1＜１）を用いて、下記式に従い、保存されているｒ１aveを更新する。
【数１０】
0004998107.tif 000011
【００６１】
ドップラー周波数領域の電力スペクトルを算出する第２電力スペクトル算出部１７６ｂは、第２バッファ１７４から、複数個（Ｎ個）の伝達関数Ｈ（ｋp1，ｌp）〜Ｈ（ｋpN，ｌp）を取得する。第２電力スペクトル算出部１７６ｂが取得する複数の伝達関数Ｈ（ｋp1，ｌp）〜Ｈ（ｋpN，ｌp）は、図１０に示すように、同一周波数（同一サブキャリア番号）ｌｐにおいて一定の時間間隔Δｋ（例えば、３個のサブキャリア間隔分１０２μｓｅｃ×３＝３０６μｓｅｃ）にあるＮ個のパイロットサブキャリアそれぞれの伝達関数（Ｎ個）である。なお、Ｎの数は特に限定されない。
【００６２】
また、第２電力スペクトル算出部１７６ｂが取得する伝達関数Ｈ（ｋp1，ｌp）〜Ｈ（ｋpN，ｌp）は、伝送フレーム中の任意の位置のパイロットサブキャリアについてのものでよいが、好ましくは、ユーザが割り当てられているバースト内又はその近傍にあるパイロットサブキャリアについての伝達関数が好ましい。
【００６３】
上記Δｋ［ｓｅｃ］は、最大ドップラー周波数をＦd[Ｈｚ]としたとき、１／Δｋ＞２×Ｆdとなるようにするのが好ましい。ここで、最大ドップラー周波数は、搬送波周波数や伝搬環境における端末局の（想定される）最大移動速度によって決まる。このようにすることで、後述の離散フーリエ変換の際のエイリアスの影響を減少させることができる。
【００６４】
第２電力スペクトル算出部１７６ｂは、取り出した複数の伝達関数を下記式のようにおく。
【数１１】
0004998107.tif 000012
【００６５】
第２電力スペクトル算出部１７６ｂは、上記式のＨpに対して、サイズがＮの離散フーリエ変換を施し、Ｈpの離散フーリエ変換値ｈpを算出する。
さらに、第２電力スペクトル算出部１７６は、ｈpHｈpを求め、ｈpHｈpの行列対角成分を並べて、行列ｒ２pを計算する。行列ｒ２pの各成分が、周波数間隔１／（ＮΔｋ）、周波数−１／２Δｋ〜（Ｎ／２−１）／ＮΔｋの電力スペクトルの各電力成分となっている。
図１１は、上記のようにして第２電力スペクトル算出部１７６ｂで求めたドップラー周波数領域の電力スペクトルを示している。
なお、図２６（ａ）は、離散フーリエ変換を行って得られる電力スペクトルを示しており、図２６（ｂ）は、図２６（ａ）の１／２Δｋ以上の成分を、１／２Δｋほど、負方向へシフトして、周波数範囲−１／２Δｋ〜（Ｎ／２−１）／ＮΔｋの電力スペクトルとしたものである。
【００６６】
第２電力スペクトル算出部１７６ｂは、上記の演算を定期的に行う。第２電力スペクトル１７６ｂは、電力スペクトルの統計的性質を考慮するため、複数回の演算によって求めた電力スペクトルの重み付き平均をとる。重み付き平均ｒ２aveは、下記式によって求められる。具体的には、いままでに算出した電力スペクトルｒ２pの重みつき平均ｒ２aveを第４バッファ（電力スペクトル記憶部）１７７ｂに保存しておき、新たにｒ２pを演算した場合には、重み係数γ2（０＜γ2＜１）を用いて、下記式（１２）に従い、保存されているｒ２aveを更新する。
【数１２】
0004998107.tif 000013
【００６７】
各電力スペクトル算出部１７６ａ，１７６ｂから出力された電力スペクトルｒ１ave，ｒ２aveは、ノイズ除去部１７８ａ，１７８ｂによってノイズが除去されるとともに、電力スペクトル整形部１７９ａ，１７９ｂによってスペクトル整形が行われる。
【００６８】
第１電力スペクトル算出部１７６ａによって求めた遅延時間領域の電力スペクトルｒ１aveのうち、ＣＰ長Ｌよりも遅延時間の大きい成分は、遅延信号によるものではなく雑音信号の寄与分であると考えられる。そこで、図１２に示すように、第１ノイズ除去部１７８ａは、ＣＰ長Ｌよりも遅延時間が大きい範囲の成分を除去する（０にする）。
【００６９】
また、第１ノイズ除去部１７８ａでは、Ｌから（Ｎ−１）／（ＮΔｌ）の範囲にある成分から雑音電力の推定値σ2を求める。このように、第１ノイズ除去部１７８ａは、ノイズ推定部ということもできる。雑音の推定値σ2は、例えば、Ｌから（Ｎ−１）／（ＮΔｌ）の範囲にある各成分の平均値を求めることで得られるが、他の方法であってもよく、例えば、Ｌから（Ｎ−１）／（ＮΔｌ）の範囲にある各成分のうち、いずれかの成分を推定値σ2としてもよい。
【００７０】
そして、第１ノイズ除去部１７８ａは、遅延時間領域の電力スペクトルｒ１aveの各成分（ＣＰ長Ｌ内の成分）から、雑音電力推定値σ2引いて、各成分中の雑音を除去する。ただし、雑音電力推定値σ2を引いたときに各成分が負となった場合には、０とする。
【００７１】
以上の処理によって、遅延時間領域の電力スペクトルｒ１aveから雑音信号の影響が低減される。
【００７２】
同様に、第２ノイズ除去部１７８ｂでは、第１ノイズ除去部１７８ａと同様に、雑音を除去する。つまり、ドップラー周波数領域の電力スペクトルｒ２aveの各成分から、雑音電力推定値σ2引いて、各成分中の雑音を除去する。
具体的には、第２ノイズ除去部１７８ｂは、図１１（ｂ）に示すドップラー周波数領域の電力スペクトルｒ２aveの各成分のうち、−ＦdからＦdの範囲以外のドップラー周波数の電力成分を除去する（０にする）。
【００７３】
また、第２ノイズ除去部１７８ｂは、ドップラー周波数領域の電力スペクトルｒ２aveの電力成分のうち、１／（ＮΔｋ）からＦdの範囲及び１／（２Δｋ）〜１／Δｋの範囲以外のドップラー周波数の電力成分から雑音電力の推定値を求め、当該雑音電力の推定値を、前記電力スペクトルの各電力成分から引いて、各成分中の雑音を除去する。ただし、この場合も、雑音電力推定値σ2を引いたときに各成分が負となった場合には、０とする。この処理により、ドップラー周波数領域の電力スペクトルｒ２aveから雑音信号の影響が低減される。なお、雑音推定値σ2は、第１ノイズ除去部１７９ａから取得してもよい。
【００７４】
さらに、第１電力スペクトル整形部１７９ａは、（雑音信号の影響が低減された）遅延時間領域の電力スペクトルｒ１aveの整形を行う。第１電力スペクトル算出部１７８ａにおいて用いた伝達関数の数Ｎが少ない場合、図１３（ａ）に示すように、電力スペクトル推定が粗いものになる。そこで、第１電力スペクトル整形部１７９ａでは、図１３（ｂ）に示すように、第１電力スペクトル算出部１７６ａで計算できなかった部分を補間して、成分数を増やし、波形整形を行う。波形整形を行うことで、推定精度が向上する。なお、成分の補間は、線形補間のほか、指数関数的に整形することで行ってもよい。
また、第２電力スペクトル整形部１７９ｂは、（雑音信号の影響が低減された）ドップラー周波数領域の電力スペクトルｒ２aveに対し、同様の整形を行う。
【００７５】
さて、前記相関計算部１８０では、第１相関計算部１８０ａと第２相関計算部１８０ｂとを備えている。第１相関計算部１８０ａは、遅延時間領域の電力スペクトルｒ１aveとサブキャリア周波数間隔Δｆとから、同じ時刻のサブキャリアであって周波数間隔がΔｆである任意の２つのサブキャリア間の伝達関数の相互相関Ｒt（Δｆ）を求める。
また、第２相関計算部１８０ｂは、ドッブラー周波数領域の電力スペクトルｒ２aveとサブキャリア時間間隔Δｔとから、同じ周波数のサブキャリアであって時間間隔がΔｔである任意の２つのサブキャリア間の伝達関数の相互相関Ｒf（Δｔ）を求める。
【００７６】
第１相関計算部１８０ａにおいて、伝達関数の周波数方向の相互相関Ｒt（Δｆ）を求めるための演算式は、下記式（１３）のとおりである。
【数１３】
0004998107.tif 000014
【００７７】
以下、式（１３）について説明する。
まず、ドップラーシフトが発生しない伝搬路における応答（インパルス応答）を、デルタ関数δを用いて、式（１４）のようにｈI（ｔ）で定義する（図１４参照）。なお、実際の到来信号の遅延時間が、式（１４）のように（０，ｔs，・・・，（Ｎ−１）ｔs）であるとは限らないが、ｔsの値を適宜調整することによって任意の精度で到来信号の遅延時間を近似できる。
【数１４】
0004998107.tif 000015
【００７８】
また、下記式（１５）のように、ｈI（ｔ）の各係数の相互相関をＲhhとおく。下記のように、Ｒhhが対角行列になるのは、各遅延信号における位相回転量が、無相関に変化するためである。
【数１５】
0004998107.tif 000016
【００７９】
式（１３）で定義したインパルス応答ｈI（ｔ）をフーリエ変換すると、下記式（１６）に示す伝達関数ＨI（ｆ）が導出できる。
【数１６】
0004998107.tif 000017
【００８０】
このとき、伝達関数ＨI（ｆ）と伝達関数ＨI（ｆ＋Δｆ）との相互相関は、上記式（１５）及び（１６）より、下記式（１７）のようになる。なお、式（１７）と式（１３）は同じものである。
【数１７】
0004998107.tif 000018
【００８１】
以上より、ある任意のサブキャリア（第１サブキャリア）の伝達関数ＨI（ｆ）と、当該第１サブキャリアとの周波数間隔がΔｆである他のサブキャリア（サブキャリア）の伝達関数ＨI（ｆ＋Δｆ）との相互相関Ｒｔ（Δｆ）＝Ｅ［ＨI（ｆ＋Δｆ）HＨI（ｆ）］は、式（１７）又は式（１３）より求まる。
【００８２】
式（１７）又は式（１３）より、周波数方向の相互相関Ｒｔ（Δｆ）は、遅延時間領域の電力スペクトルとサブキャリア間の周波数間隔Δｆから求めることができることがわかる。式（１７）又は式（１３）において、遅延時間領域の電力スペクトルは、図１４に示すように、式（１５）に示すＲhhの対角成分（ｒh（ｎ）＝ｒh（１），・・・，ｒh（Ｎ））とｔsとから定まるものである。
【００８３】
ここで、図１４における電力スペクトルの時間間隔ｔsは、図８に示すΔｌを用いて表すと、ｔs＝１／（ＮΔｌ）である（図９及び図１４参照）。なお、図８に示すΔｌは、電力スペクトルを求めるための複数の伝達関数に対応する複数のパイロットサブキャリア間の周波数間隔である。
【００８４】
さて、第２相関計算部１８０ｂにおいて、伝達関数の時間方向の相互相関Ｒf（Δｔ）を求めるための演算式は、下記式（１８）のとおりである。
【数１８】
0004998107.tif 000019
【００８５】
以下、式（１８）について説明する。
まず、遅延信号の存在しない伝搬路における応答（インパルス応答）を、式（１９）のようにＨI（ｔ）で定義する（図１５参照）。ただし、説明の便宜上、以下では、Ｎは２の倍数であると仮定するが、Ｎは２の倍数に限られるものではない。
なお、式（１９）において、ｅj2πnfdtは、ドップラー周波数（−Ｎ／２）ｆｄ〜（Ｎ／２−１）ｆｄによるドップラーシフトを示している。また、実際の到来信号のドップラー周波数が、式（１９）のように（（−Ｎ／２）ｆd，（−Ｎ／２＋１）ｆd，・・・，（Ｎ／２−２）ｆd，（Ｎ／２−１）ｆd）であるとは限らないが、ｆdの値を適宜調整することによって任意の精度で到来信号のドップラーシフトを近似できる。
【数１９】
0004998107.tif 000020
【００８６】
また、下記式（２０）のように、ＨI（ｔ）の各係数の相互相関をＲhhとおく。下記のように、Ｒhhが対角行列になるのは、各ドップラー信号における位相回転量が、無相関に変化するためである。
【数２０】
0004998107.tif 000021
【００８７】
このとき、伝達関数ＨI（ｔ）と伝達関数ＨI（ｔ＋Δｔ）との相互相関Ｒf（Δｔ）は、上記式（１９）及び（２０）より、下記式（２１）のようになる。なお、式（２１）と式（１８）は同じものである。
【数２１】
0004998107.tif 000022
【００８８】
以上より、ある任意のサブキャリア（第１サブキャリア）の伝達関数ＨI（ｔ）と、当該第１サブキャリアとの時間間隔がΔｔである他のサブキャリア（第２サブキャリア）の伝達関数の相互相関Ｒf（Δｔ）は、式（２１）又は式（１８）で表される。
【００８９】
式（２１）又は式（１８）より、時間軸方向の前記相互相関Ｒf（Δｔ）は、ドップラー周波数領域の電力スペクトルと時間間隔Δｔから求めることができる。式（２１）ないし式（１８）において、ドップラー周波数領域の電力スペクトルは、図１５に示すように、式（２０）に示すＲHHの対角成分（ｒH（ｎ）＝ｒH（−Ｎ／２），・・・，ｒH（Ｎ／２−１））とｆdとから定まるものである。
【００９０】
ここで、図１５における電力スペクトルの周波数間隔ｆdは、図１０に示すΔｋを用いて表すと、ｆd＝１／（ＮΔｋ）である（図１１（ｂ）及び図１５参照）。なお、図１０に示すΔｋは、電力スペクトルを求めるための複数の伝達関数に対応する複数のパイロットサブキャリア間の時間間隔である。
【００９１】
前記フィルタリング係数Ｆを求めるには、上記式（６）に関して既に説明したように、パイロットサブキャリア間の伝達関数Φの第１相互相関ＲΦΦ、パイロットサブキャリアΦ−データサブキャリアΨ間の伝達関数の第２相互相関ＲΦΨ、が必要である。
以下では、周波数間隔Δｆ及び時間間隔Δｔを適宜設定することで、相互相関Ｒt（Δｆ），Ｒf（Δｔ）から、第１相互相関ＲΦΦ，第２相互相関ＲΦΨを求める方法について説明する。
【００９２】
ここでは、一例として、図１６に示す一つのタイルで相互相関ＲΦΦ，ＲΦΨを考える。一つのタイルには、４個のパイロットサブキャリアΦ１，Φ２，Φ３，Φ４と、８個のデータサブキャリアΨ１，Ψ２，Ψ３，Ψ４，Ψ５，Ψ６，Ψ７，Ψ８がある。
また、ここでは、１つのタイル内の４つのパイロットサブキャリアΦ１，Φ２，Φ３，Φ４における各伝達関数Ｈ（ｋp，ｌp）から、当該タイル内の８個のデータサブキャリアΨ１，Ψ２，Ψ３，Ψ４，Ψ５，Ψ６，Ψ７，Ψ８それぞれの伝達関数Ｈ（ｋd，ｌd）を推定するものとする。
【００９３】
上記の場合、パイロットサブキャリア間の相互相関ＲΦΦとしては、図１６（ａ）に示すように、４つのパイロットサブキャリアそれぞれの間における伝達関数相互相関ＲA〜ＲFがあればよい。
この場合、相互相関ＲA〜ＲFのうち、ＲB，ＲDは、ともに同じ時刻のパイロットサブキャリア間の伝達関数の相互相関であって、パイロットサブキャリア間の周波数間隔Δｆがサブキャリア間隔３個分（１０．９ｋＨｚ×３＝３２．７ｋＨｚ）であるから、ＲB＝ＲD＝Ｒｔ（Δｆ＝３２．７ｋＨｚ）によって求まる。
また、ＲA，ＲFは、ともに同じ周波数のパイロットサブキャリア間の伝達関数の相互相関であって、パイロットサブキャリア間の時間間隔Δｔがサブキャリア間隔２個分（１０２μｓｅｃ×２＝１０４μｓｅｃ）であるから、ＲA＝ＲF＝Ｒｆ（Δｔ＝１０４μｓｅｃ）によって求まる。
さらに、ＲC，ＲDは、パイロットサブキャリア間の周波数間隔Δｆがサブキャリア間隔３個分であるとともに、時間間隔Δｔがサブキャリア間隔２個分であるパイロットサブキャリア間の伝達関数であるから、ＲC＝ＲD＝Ｒｔ（３２．７ｋＨｚ）×Ｒｆ（１０４μｓｅｃ）によって求まる。
【００９４】
また、上記の場合、パイロットサブキャリア−データサブキャリア間の相互相関ＲΦΨとしては、図１６（ｂ）に示すように、各データサブキャリアについて、４つのパイロットサブキャリアそれぞれとの間における伝達関数相互相関ＲG〜ＲJがあればよい。
なお、図１６（ｂ）では、データサブキャリアΨ４と、４つのパイロットサブキャリアそれぞれとの間における伝達関数相互相関ＲG〜ＲJだけを示したが、他のデータサブキャリアΨ１〜Ψ３，Ψ５〜Ψ８についても同様な相互相関があればよい。
これら相互相関ＲG〜ＲJについても、パイロットサブキャリア−データサブキャリア間の周波数間隔Δｆ及びΔｔをサブキャリア配置に応じて適宜調整し、Ｒｔ（Δｆ）、Ｒｆ（Δｔ）を用いることに求めることができる。
【００９５】
相関計算部１８０では、以上のようにして、相互相関ＲΦΦ，ＲΦΨを求めて、フィルタ計算部１８１に出力する。
また、フィルタ計算部１８１では、相互相関ＲΦΦ，ＲΦΨと、第１ノイズ除去部１７８ａ及び／又は第２ノイズ除去部１７８ｂで推定された雑音電力σ2から、上記式（６）に従って、フィルタリング係数Ｆを計算する。そして、伝達関数補間部１７２では、フィルタリング係数Ｆを用いて、データサブキャリアにおける伝達関数が補間（推定）する。
このように、本実施形態では、伝達関数の遅延時間領域、ドッブラー周波数領域における電力スペクトルを利用して伝達関数を推定するため、推定精度が向上する。
【００９６】
さて、本実施形態の通信装置では、電力スペクトルの定期的に測定を行うが、複数ユーザの割り当てが行われるＯＦＤＭＡでは、図３に示すフレーム（上りサブフレーム）内のある時間方向及び周波数方向における特定の領域を、常に又は周期的に同じユーザが確保しているのが好ましい。そして、図１７に示すように、当該ユーザに割り当てられたバースト領域中の一部の領域を遅延時間領域電力スペクトル推定用の領域とし、他の一部の領域をドップラー周波数領域電力スペクトル推定用の領域とする。
このようにすることで、ユーザ割り当てが行われるＯＦＤＭＡ方式において、基地局がカバーするエリアの電力スペクトルを測定することができ、精度のよい伝達関数推定が行え、ひいては精度のよい復調を行うことができる。
【００９７】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図を逸脱しないかぎり、様々な変形が可能である。例えば、パイロットサブキャリア間における伝達関数の相互相関は、電力スペクトルを用いずに、除算部によって得られた伝達関数からそのまま相互相関を求めてもよい。また、電力スペクトルは、遅延時間領域とドップラー周波数領域の両方を求める必要はなく、いずれか一方だけであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】ＯＦＤＭのサブキャリア構造を示す図である。
【図２】サブキャリアの周波数−時間２次元配列である。
【図３】ＯＦＤＭＡの伝送フレーム構造である。
【図４】通信装置のブロック図である。
【図５】簡略化した空間フィルタリングモデルを示す図である。
【図６】フィルタリング処理部のブロック図である。
【図７】伝達関数計算部のブロックズである。
【図８】第１電力スペクトル算出部が取得する伝達関数算出の基礎となったパイロットサブキャリアの位置を示す図である。
【図９】遅延時間領域における電力スペクトルである。
【図１０】第２電力スペクトル算出部が取得する伝達関数算出の基礎となったパイロットサブキャリアの位置を示す図である。
【図１１】ドップラー周波数領域における電力スペクトルである。
【図１２】雑音を除去した遅延時間領域における電力スペクトルである。
【図１３】遅延時間領域における電力スペクトルの整形（補間）を示す図であり、（ａ）は整形前、（ｂ）は整形後を示す図である。
【図１４】遅延時間領域における電力スペクトルである。
【図１５】ドップラー周波数領域における電力スペクトルである。
【図１６】（ａ）はパイロットサブキャリア間の相互相関を示す図であり、（ｂ）はパイロットサブキャリア−データサブキャリア間の相互相関を示す図である。
【図１７】ユーザ割当領域（バースト領域）における電力スペクトル推定領域を示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
１：通信装置（基地局），１１：アンテナ素子，１２：ＲＦ部,１３：ＦＦＴ部，１４：フィルタリング処理部，１６：第１バッファ（受信信号記憶部），１７：伝達関数計算部，１９：ウェイト計算部，２０：ウェイト乗算部，１７１：受信信号除算部，１７２：伝達関数補間部，１７３：参照信号生成部，１７４：第２バッファ（パイロットサブキャリア伝達関数記憶部），１７５：電力スペクトル算出部，１７６ａ：第１電力スペクトル算出部，１７６ｂ：第２電力スペクトル算出部，１７７ａ：第３バッファ，１７７ｂ：第４バッファ，１７８a：第１ノイズ除去部，１７８ｂ：第２ノイズ除去部，１７９ａ：第１電力スペクトル整形部，１７９ｂ：第２電力スペクトル整形部，１８０：相関計算部，１８１：フィルタ計算部
【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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【図１６】
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【図１７】
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