(57)【要約】【課題】  高速で移動している場合においても、その受信信号を精度よく位相補正することができる無線通信装置及び位相補正方法を提供する。【解決手段】  本発明の無線通信装置１は、受信信号の位相回転を補正するための複数の伝送路特性Ｈ（ｔ）の内、受信信号の位相を送信時の位相に近似するように位相補正できる伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択情報として選択する選択部２０と、選択部２０により選択された伝送路特性Ｈ（ｔ）（選択情報）に基づいて受信信号に対して位相補正を行う位相補正部２１と、を有している。複数の伝送路特性Ｈ（ｔ）は、それぞれ異なる通信環境における位相回転の経時的変化を示す情報である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号に対して位相補正を行う無線通信装置であって、
前記受信信号の位相回転を補正するための複数の位相補正情報の内、前記受信信号の位相を送信時の位相に近似するように位相補正できる位相補正情報を選択情報として選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記選択情報に基づいて前記受信信号に対して位相補正を行う位相補正部と、を有し、
前記複数の位相補正情報は、それぞれ異なる通信環境における位相回転の経時的変化を示す情報であることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記選択部は、
前記受信信号に含まれる受信パイロット信号に対して前記複数の位相補正情報それぞれに基づいて位相補正を行うことで、前記複数の位相補正情報それぞれに対応した補正パイロット信号を得るパイロット信号補正部と、
前記受信パイロット信号の送信時の位相に対する前記補正パイロット信号の位相の近似度合を求め、前記近似度合に基づいて、前記送信時の位相に最も近似する前記補正パイロット信号が得られる位相補正情報を、前記複数の位相補正情報の中から、前記選択情報として選択する位相補正情報選択部と、を有している請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
当該無線通信装置の移動速度を取得する移動速度取得部をさらに有し、
前記複数の位相補正情報は、それぞれ異なる速度に対応するものであり、
前記選択部は、前記移動速度取得部により取得された前記移動速度に対応する位相補正情報を、前記複数の位相補正情報の中から、前記選択情報として選択する請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
当該無線通信装置の移動速度を取得する移動速度取得部と、
前記移動速度取得部によって取得された前記移動速度が、第一の閾値より小さいか否かを判断する移動速度判断部と、
前記移動速度判断部により前記移動速度が前記第一の閾値より小さいと判断されると、前記受信信号に含まれる受信パイロット信号から求められる伝送路特性に基づいて、前記受信信号の補正を行う補正部と、をさらに有している請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記受信信号の通信品質を示す通信品質値を取得する通信品質取得部と、
前記通信品質取得部によって取得された前記通信品質値が、第二の閾値より小さいか否かを判断する通信品質判断部と、
前記通信品質判断部により前記通信品質値が前記第二の閾値より小さいと判断されると、前記受信信号に含まれる受信パイロット信号の伝送路特性に基づいて、前記受信信号の補正を行う補正部と、をさらに有している請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記通信品質を示す値は、パケットロス率又はパケットエラー率である請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
移動端末と基地局装置との間の無線通信において行われる位相補正方法であって、
それぞれ互いに異なる通信環境における位相回転の経時的変化を示す複数の位相補正情報の内、前記受信信号の位相を送信時の位相に近似するように位相補正できる位相補正情報を選択情報として選択し、
選択された前記選択情報に基づいて前記受信信号に対して位相補正を行うことを特徴とする位相補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域移動無線通信システムなどに用いられる無線通信装置及び位相補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、広範囲なエリアを無線でカバーして高速ブロードバンドサービスを提供することができる通信システムとして、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６に規定されるいわゆる「ＷｉＭＡＸ」と呼ばれる広帯域移動無線通信システム（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍ、以下、ＢＷＡシステムともいう）が、注目されている。
上記ＢＷＡシステムは、無線通信装置として、基地局装置と、この基地局装置との間で無線通信を確立する移動端末とを有しており、前記基地局装置は、前記移動端末に対して、広帯域の無線通信サービスを提供する。
一般に、上記無線通信システムにおいては、その通信環境に応じて受信信号のレベルや位相が変化するフェージングが生じる。このため、従来の無線通信装置では、上記フェージングによって受信信号に位相回転が生じた場合、受信信号に含まれる受信パイロット信号の伝送路特性に基づいて、位相補正を行ったり、受信信号の位相変動を抽出し、この位相変動に基づいて当該受信信号の位相補正を行うといった方法が採られていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２４７１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記フェージングには、受信側の周囲の建物等に反射する間接波の干渉を受けることに起因するものや、移動端末が移動することに起因するもの等がある。この内、移動端末が高速（例えば、自動車で移動する程度）で移動している場合においては、上記従来の無線通信装置では、受信信号を精度よく位相補正することが困難となる場合があった。
すなわち、従来の無線通信装置では、時間軸方向に並ぶ受信パイロット信号同士間の伝送路特性に基づいて受信パイロット信号の位相回転量を求めるとともに、前記受信パイロット信号同士間における位相回転量の変化を推定補完し、補正すべき位相回転量を求めていた。
しかし、移動端末が高速で移動している場合には、その通信環境の変化の速度が早くなり、時間軸方向に並ぶ受信パイロット信号同士間の位相回転量の変化が大きくなる。このため、前記受信パイロット信号の位相回転量から推定補完により求められる位相回転量と、受信信号に含まれる前記受信パイロット信号以外のデータ信号に実際に生じている位相回転量との間の差異が大きくなり、受信信号の位相回転を精度よく補正することが困難となる場合があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、高速で移動している場合においても、その受信信号を精度よく位相補正することができる無線通信装置及び位相補正方法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】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明は、受信信号に対して位相補正を行う無線通信装置であって、前記受信信号の位相回転を補正するための複数の位相補正情報の内、前記受信信号の位相を送信時の位相に近似するように位相補正できる位相補正情報を選択情報として選択する選択部と、前記選択部により選択された前記選択情報に基づいて前記受信信号に対して位相補正を行う位相補正部と、を有し、前記複数の位相補正情報は、それぞれ異なる通信環境における位相回転の経時的変化を示す情報であることを特徴としている。
【０００７】
上記のように構成された無線通信装置によれば、それぞれ互いに異なる通信環境における位相回転の経時的変化を示す複数の位相補正情報の内、通信環境に応じて好適に位相補正を行うことができる位相補正情報を選択情報として選択し、位相補正を行うので、当該無線通信装置が受信した受信信号の位相回転量の変化の大小に関係なく、位相補正を行うことができる。従って、当該無線通信装置が高速で移動し、受信信号における位相回転量の変化が大きくなったとしても、その位相補正の精度に対する影響を受けることがなく、上記従来例のように受信信号（パイロット信号）に基づいて位相補正を行う場合と比較して、より精度よく位相補正を行うことができる。
【０００８】
前記選択部は、前記受信信号に含まれる受信パイロット信号に対して前記複数の位相補正情報それぞれに基づいて位相補正を行うことで、前記複数の位相補正情報それぞれに対応した補正パイロット信号を得るパイロット信号補正部と、前記受信パイロット信号の送信時の位相に対する前記補正パイロット信号の位相の近似度合を求め、前記近似度合に基づいて、前記送信時の位相に最も近似する前記補正パイロット信号が得られる位相補正情報を、前記複数の位相補正情報の中から、前記選択情報として選択する位相補正情報選択部と、を有していることが好ましい。
【０００９】
この場合、互いに異なる通信環境に基づいた複数の位相補正情報の内、補正パイロット信号の位相が送信時の位相に最も近似するように位相補正がなされる位相補正情報を選択情報として選択し、これによって受信信号の位相補正を行うので、異なる通信環境に応じて、最適な位相補正情報を選択し位相補正を行うことができる。
【００１０】
上記無線通信装置において、当該無線通信装置の移動速度を取得する移動速度取得部をさらに有し、前記複数の位相補正情報は、それぞれ異なる速度に対応するものであり、前記選択部は、前記移動速度取得部により取得された前記移動速度に対応する位相補正情報を、前記複数の位相補正情報の中から、前記選択情報として選択するものであってもよい。
この場合、選択部は、移動速度取得部により取得された移動速度に対応する速度の位相補正情報を、複数の前記位相補正情報の内から選択するので、通信相手又は当該無線通信装置の移動速度に応じて、最適な位相補正情報を選択し位相補正を行うことができる。
【００１１】
また、上記無線通信装置において、当該無線通信装置の移動速度を取得する移動速度取得部と、前記移動速度取得部によって取得された前記移動速度が、第一の閾値より小さいか否かを判断する移動速度判断部と、前記移動速度判断部により前記移動速度が前記第一の閾値より小さいと判断されると、前記受信信号に含まれる受信パイロット信号から求められる伝送路特性に基づいて、前記受信信号の補正を行う補正部と、をさらに有していてもよい。
この場合、当該無線通信装置の移動速度が小さく、受信信号の位相回転量の変化が小さい場合には、位相補正情報を用いずとも、上記補正部によって、受信信号に含まれる受信パイロット信号に基づいて受信信号の位相補正を行うことができる。従って、上記第一の閾値を好適に設定することで、無線通信装置の通信環境としての移動速度に応じて、位相補正情報に基づいて位相補正を行うか、受信パイロット信号に基づいて位相補正を行うかを適宜選択することができる。
【００１２】
また、上記無線通信装置において、前記受信信号の通信品質を示す通信品質値を取得する通信品質取得部と、前記通信品質取得部によって取得された前記通信品質値が、第二の閾値より小さいか否かを判断する通信品質判断部と、前記通信品質判断部により前記通信品質値が前記第二の閾値より小さいと判断されると、前記受信信号に含まれる受信パイロット信号の伝送路特性に基づいて、前記受信信号の補正を行う補正部と、をさらに有していてもよい。
上記構成では、受信信号の位相回転量の変化が小さいと判断できる程度に、受信信号の通信品質値が小さく現れる場合には、位相補正情報を用いずとも、上記補正部によって、受信信号に含まれる受信パイロット信号に基づいて受信信号の位相補正を行うことができる。従って、上記第二の閾値を好適に設定することで、受信信号の通信品質に応じて、位相補正情報に基づいて位相補正を行うか、受信パイロット信号に基づいて位相補正を行うかを適宜選択することができる。
【００１３】
なお、前記通信品質を示す値は、パケットロス率又はパケットエラー率であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、移動端末と基地局装置との間の無線通信において行われる位相補正方法であって、それぞれ互いに異なる通信環境における位相回転の経時的変化を示す複数の位相補正情報の内、前記受信信号の位相を送信時の位相に近似するように位相補正できる位相補正情報を選択情報として選択し、選択された前記選択情報に基づいて前記受信信号に対して位相補正を行うことを特徴としている。
【００１５】
上記のように構成された位相補正方法によれば、上述のように、無線通信装置が受信した受信信号の位相回転量の大小に関係なく、位相補正情報が示す位相回転の経時的変化に基づいて位相補正を行うことができるので、受信パイロット信号に基づいて位相補正を行う場合と比較して、より精度よく位相補正を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明の無線通信装置及び位相補正方法によれば、当該無線通信装置が高速で移動している場合においても、その受信信号を精度よく位相補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔無線通信装置の構成〕
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第一の実施形態である、無線通信装置の受信部の構成を示す図である。この無線通信装置１は、広帯域移動無線通信システムの移動端末として用いられるものであり、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６に規定されるいわゆる「ＷｉＭＡＸ」と呼ばれる無線通信システムに準拠しており、基地局２との間で、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）により通信を行う。
【００１８】
無線通信装置１の受信部１０は、基地局２から送信される送信信号を受信し、この受信した受信信号に対して、フェージング環境における伝送路特性に基づく位相補正を行い、当該無線通信装置１の通信制御部３に位相補正後の受信信号を出力する。通信制御部３は、位相補正後の受信信号について復調を行うことで受信データを取得する。
受信部１０は、フェージング環境における伝送路特性に基づいて受信信号の位相補正を行う第一補正部１１と、この第一補正部１１が受信信号の位相補正のために用いる伝送路特性等の位相補正情報を複数記憶する補正情報記憶部１２と、無線通信装置１の現状の移動速度を取得するための移動速度取得部１３と、各部の制御を行うための制御部１４とを有している。
【００１９】
このうち、第一補正部１１は、上記複数の位相補正情報の内、受信信号の位相を送信時の位相に近似するように位相補正することができる位相補正情報を選択情報として選択するための選択部２０と、選択部２０により選択された位相補正情報に基づいて受信信号に対して位相補正を行う位相補正部２１とを有している。
さらに、選択部２０は、補正情報記憶部１２から位相補正情報を取得し、受信信号に含まれる受信パイロット信号に対して、前記位相補正情報に基づいた位相補正を行うことで補正パイロット信号を得るパイロット信号補正部２０ａと、複数の位相補正情報の内、送信パイロット信号の位相に最も近似する補正パイロット信号が得られる位相補正情報を前記選択情報として選択する位相補正情報選択部２０ｂとを有している。
なお、上記送信パイロット信号とは、受信パイロット信号の送信時の信号であり、受信パイロット信号に位相回転が生じる前の位相となっている。送信パイロット信号は、既知の位相や出力で送信される信号であるので、無線通信装置１は、この送信パイロット信号の位相（受信パイロット信号の送信時の位相）と、受信パイロット信号の伝送路特性とに基づいて、受信信号の位相回転等の情報を取得することができる。
【００２０】
移動速度取得部１３は、例えば、無線通信装置１に内蔵されているＧＰＳ４から出力される当該無線通信装置１の移動速度に関する情報を受け取り、無線通信装置１の現状の移動速度を取得することができるように構成されている。
なお、この移動速度取得部１３が移動速度を取得するために必要な情報は、例えば、無線通信装置１が自動車に搭載されている場合には、当該自動車の車速センサや、カーナビゲーションシステムが有するＧＰＳ等から得ることもできる。
【００２１】
また、受信部１０は、上記第一補正部１１とは別に、受信信号の位相補正を行う第二補正部１５を有している。この第二補正部１５は、第一補正部１１のように、補正情報記憶部１２の位相補正情報を用いて受信信号の位相補正を行うのではなく、受信信号に含まれる受信パイロット信号の伝送路特性を取得しこれに基づいて当該受信パイロット信号の位相回転量を求め、この位相回転量に基づいて受信信号の位相や振幅の補正を行う機能を有している。
制御部１４は、後述するように、移動速度取得部１３が取得した移動速度に応じて、第二補正部１５に受信信号の位相補正をさせるか、第一補正部１１に位相補正をさせるかの判断を行う。
【００２２】
〔位相補正情報の内容〕
次に、補正情報記憶部１２が記憶している位相補正情報の内容について説明する。補正情報記憶部１２は、上述のように、受信信号に生じた位相回転を補正するための位相補正情報として、無線通信装置１が移動している際の伝送路特性を複数記憶している。
ここで、無線通信装置１が移動する際のフェージング環境を示す伝送路特性は、下記式（１）に示すように、最大ドップラ周波数に基づいて得られる。
【００２３】
【数１】
2009147583.tif 000003
【００２４】
上記式（１）において、Ｈ（ｔ）は伝送路特性、ｆｄは最大ドップラ周波数、Ｎは素波数であり、φは伝搬位相、ｔは時間である。このうち、最大ドップラ周波数ｆｄは、下記式（２）のように表される。
ｆｄ  ＝  （ｖ  ／  Ｃ）  ・  ｆ        ・・・・（２）
但し、ｖは無線通信装置の移動速度、Ｃは光速度、ｆはキャリア周波数である。
【００２５】
素波数Ｎは、通信環境（フェージング環境）に依存する変数である。また、伝搬位相φは、０〜３６０°で一様に分布し、乱数によって示される。
【００２６】
上記式（１）において、移動速度ｖ、素波数Ｎが定まれば、最大ドップラ周波数ｆｄ及び、この最大ドップラ周波数ｆｄに基づいて得られる伝送路特性Ｈ（ｔ）を求めることができる。なお、伝送路特性Ｈ（ｔ）は、上記式（１）に示すように、時間ｔを変数として有しており、時間ｔの関数である。従って、伝送路特性Ｈ（ｔ）は、移動速度ｖ、素波数Ｎである通信環境における伝送路特性の経時的変化を示している。
さらに、この伝送路特性Ｈ（ｔ）における虚部を逆正弦演算することで、移動速度ｖ、素波数Ｎにおける位相回転の経時的変化を求めることができる。
つまり、伝送路特性Ｈ（ｔ）は、受信信号における位相回転の経時的変化を示す情報である。
【００２７】
補正情報記憶部１２は、図２に示すように、無線通信装置１が設定速度として、３ｋｍ／ｈ、６０ｋｍ／ｈ、及び１２０ｋｍ／ｈで移動する通信環境それぞれにおける最大ドップラ周波数ｆｄ、及び伝送路特性Ｈ（ｔ）を６つ（Ｈ1（ｔ）〜Ｈ6（ｔ））記憶している。
例えば、図２中、最上段に示されている伝送路特性Ｈ1（ｔ）は、設定速度Ｖが３ｋｍ／ｈ、素波数Ｎが９に設定されて算出されたものであり、キャリアの周波数が２．５ＧＨｚとすると、上記式（２）より最大ドップラ周波数ｆｄは７Ｈｚとなり、この最大ドップラ周波数ｆｄを上記式（１）に代入することで伝送路特性Ｈ1（ｔ）が算出される。
またその次の段に示されている伝送路特性Ｈ2（ｔ）は、伝送路特性Ｈ1（ｔ）と比較して素波数Ｎのみが異なる設定である２１とされている。この素波数Ｎは無線通信装置１の周囲の環境に応じて異なるため、ひとつの設定速度に対して複数の素波数Ｎ（本実施形態では２つ）が設定されている。このように、補正情報記憶部１２は、互いに異なる通信環境に基づいた複数の伝送路特性Ｈ（ｔ）を記憶している。
第一補正部１１は、補正情報記憶部１２が記憶している上記伝送路特性Ｈ（ｔ）を用いることによって、受信信号の位相補正を行う。
【００２８】
〔受信信号の位相補正〕
次に、上記無線通信装置１の受信部１０が行う受信信号の位相補正の処理について説明する。ここでは、まず、上記第一補正部１１のみによって受信信号の位相補正を行う態様について説明する。
図３は、第一補正部１１のみによる受信信号の位相補正の処理を示すフローチャートである。受信部１０の制御部１４は、基地局２からの信号を受信する毎に、図３に示す処理を行う。
まず、受信部１０が基地局２からの信号を受信すると、制御部１４は、パイロット信号補正部２０ａに、補正情報記憶部１２に記憶されている各伝送路特性Ｈ（ｔ）に基づいて受信パイロット信号に対する位相補正を行わせる（ステップＳ１０１）。つまり、パイロット信号補正部２０ａは、受信信号に含まれる複数の受信パイロット信号に対して、各伝送路特性Ｈ1（ｔ）〜Ｈ6（ｔ）ごとに位相回転の経時的変化を算出し、これに基づいて、受信パイロット信号に対して位相補正を行い、各伝送路特性Ｈ（ｔ）それぞれに対応した補正パイロット信号を取得する。
【００２９】
次に、パイロット信号補正部２０ａは、上記各補正パイロット信号を位相補正情報選択部２０ｂに渡す。各補正パイロット信号を受け取った位相補正情報選択部２０ｂは、受信パイロット信号の送信時の位相（送信パイロット信号の位相）に対する上記各補正パイロット信号の位相の近似度合を求め、各伝送路特性Ｈ（ｔ）の内、基準位相と最も近似する補正パイロット信号を得ることができる選択情報としての伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択する（ステップＳ１０２）。
【００３０】
図４は、補正パイロット信号の基準位相に対する近似度合を求めるための態様を示した図である。図４には、横軸に実部、縦軸に虚部を示したグラフ上に、送信パイロット信号Ｐと、一の伝送路特性Ｈ（ｔ）によって補正された補正パイロット信号ｐ１〜ｐｎが示されている。なお、受信パイロット信号は、受信信号に複数含まれているため、図４では、補正パイロット信号が複数現れている。
位相補正情報選択部２０ｂは、送信パイロット信号Ｐと、一の伝送路特性Ｈ（ｔ）によって補正された補正パイロット信号ｐ１〜ｐｎそれぞれとの間の距離ｄ１〜ｄｎを求め、下記式（３）に示すように、これら距離ｄ１〜ｄｎの総和を算出する。
Ｄ＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４＋ｄ５＋ｄ６＋ｄ７＋  ・・・  ＋ｄｎ  ・・・（３）
【００３１】
位相補正情報選択部２０ｂは、上記式（３）より求められる総和を近似度Ｄとし、各伝送路特性Ｈ1（ｔ）〜Ｈ6（ｔ）のそれぞれに対応した補正パイロット信号について、近似度Ｄ1〜Ｄ6を求める。この近似度Ｄは、補正パイロット信号ｐが、どの程度送信パイロット信号Ｐに近似しているかを示す指数となる。すなわち、近似度Ｄは、その値が小さければ小さいほど、一の伝送路特性Ｈ（ｔ）によって補正された補正パイロット信号ｐ１〜ｐｎが、全体として送信パイロット信号Ｐに近似することとなる。従って、この近似度Ｄを比較し、近似度Ｄ1〜Ｄ6の内で、最も小さい値となる近似度Ｄが得られる伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択することで、各伝送路特性Ｈ1（ｔ）〜Ｈ6（ｔ）の内、送信パイロット信号Ｐの位相に最も近似する補正パイロット信号が得られる伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択することができる。
【００３２】
図３に戻って、位相補正情報選択部２０ｂは、上記のように、最も送信パイロット信号の位相に近似する補正パイロット信号が得られる伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択すると、その情報を第一補正部１１の位相補正部２１に渡す。この情報を受けた位相補正部２１は、選択された伝送路特性Ｈ（ｔ）から得られる位相回転の経時的変化に基づいて、受信信号に対して位相補正を行う（ステップＳ１０３）。
つまり、パイロット信号補正部２０ａ及び位相補正情報選択部２０ｂからなる選択部２０は、ステップＳ１０２において、近似度Ｄに基づいて、送信パイロット信号の位相に最も近似する補正パイロット信号が得られる伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択することによって、受信信号の位相を、全体として送信時の位相に近似するように位相補正できる伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択する。そして、位相補正部２１は、ステップＳ１０３において、選択された伝送路特性Ｈ（ｔ）に基づいて受信信号の位相補正を行う。
その後、ステップＳ１０４に進み、位相補正部２１は、位相補正後の受信信号を通信制御部３に出力し、処理を終える。
【００３３】
上記のように構成された無線通信装置１によれば、それぞれ互いに異なる通信環境における位相回転の経時的変化を示す複数の伝送路特性Ｈ（ｔ）の内、通信環境に応じて好適に位相補正を行うことができる伝送路特性Ｈ（ｔ）（選択情報）を選択し、位相補正を行うので、当該無線通信装置１が受信した受信信号の位相回転量の変化の大小に関係なく、位相補正を行うことができる。従って、当該無線通信装置１が高速で移動し、受信信号における位相回転量の変化が大きくなったとしても、その位相補正の精度に対する影響を受けることがなく、上記従来例のように受信信号（パイロット信号）に基づいて位相補正を行う場合と比較して、より精度よく位相補正を行うことができる。
【００３４】
また、上記本実施形態では、互いに異なる通信環境に基づいた複数の伝送路特性Ｈ1（ｔ）〜Ｈ6（ｔ）の内、補正パイロット信号の位相が送信パイロット信号の位相（受信パイロット信号の送信時の位相）に最も近似するように位相補正がなされる伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択しこれによって受信信号の位相補正を行うので、異なる通信環境に応じて、最適な伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択し位相補正を行うことができる。
具体的には、本実施形態では、低速域である３ｋｍ／ｈ、中速域である６０ｋｍ／ｈ、高速域である１２０ｋｍ／ｈといったように各速度域の設定速度に対応した伝送路特性Ｈ（ｔ）を補正情報記憶部１２に記憶させているので、位相補正情報選択部２０ｂは、無線通信装置１が移動している場合においても、その移動速度応じて、最も精度よく位相補正できる伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択することができ、精度よく受信信号の位相補正を行うことができる。
【００３５】
次に、本実施形態において、第一補正部１１と、第二補正部１５とを選択的に用いて受信信号の位相補正を行う態様について説明する。図５は、第一補正部１１と、第二補正部１５とを選択的に用いて行う場合の受信信号の位相補正の処理を示すフローチャートである。
まず、受信部１０が基地局２からの信号を受信すると、制御部１４は移動速度取得部１３に現状の無線通信装置１の移動速度ｖを取得させ（ステップＳ２０１）、移動速度ｖが、６０ｋｍ／ｈより小さいか否かを判断する（ステップＳ２０２）。
【００３６】
移動速度ｖが６０ｋｍ／ｈより小さいと判断すると、制御部１４は、ステップＳ２０３に進み、第二補正部１５に、受信信号に含まれる受信パイロット信号の伝送路特性を取得させ、これに基づいて当該受信パイロット信号の位相回転量を算出させる。さらに、この位相回転量に基づいて受信信号の位相回転量の変化を補完推定し、これに基づいて位相補正を行わせる（ステップＳ２０３）。その後、第二補正部１５は、位相補正後の受信信号を通信制御部３に出力し（ステップＳ２０５）、処理を終える。
一方、移動速度ｖが６０ｋｍ／ｈより小さくないと判断すると、制御部１４は、ステップＳ２０４に進み、第一補正部１１に、補正情報記憶部１２に記憶されている各伝送路特性Ｈ（ｔ）による受信信号の位相補正を行わせる（ステップＳ２０４）。このステップＳ２０４では、図３にて示したステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様の処理が、第一補正部１１によって行われる。
位相補正された受信信号が得られると、第一補正部１１は、この位相補正後の受信信号を通信制御部３に出力し（ステップＳ２０５）、処理を終える。
【００３７】
上記無線通信装置１では、移動速度取得部１３によって取得された移動速度ｖが第一の閾値として設定された６０ｋｍ／ｈより小さいと制御部１４によって判断されると、第二補正部１５が受信パイロット信号の伝送路特性に基づいて、受信信号の位相補正を行うように構成されている。このため、無線通信装置１の移動速度が小さく、受信信号の位相回転量の変化が小さい場合には、補正情報記憶部１２が記憶している伝送路特性Ｈ（ｔ）を用いずとも、上記第二補正部１５によって、受信信号に含まれる受信パイロット信号に基づいて受信信号の位相補正を行うことができる。従って、上記第一の閾値を好適に設定することで、無線通信装置１の通信環境としての移動速度に応じて、補正情報記憶部１２が記憶した伝送路特性Ｈ（ｔ）に基づいて位相補正を行うか、受信パイロット信号に基づいて位相補正を行うかを適宜選択することができる。
【００３８】
また、本実施形態において、補正情報記憶部１２は、設定速度Ｖが３ｋｍ／ｈに設定された伝送路特性Ｈ1（ｔ）、Ｈ2（ｔ）、６０ｋｍ／ｈに設定された伝送路特性Ｈ3（ｔ）、Ｈ4（ｔ）、１２０ｋｍ／ｈに設定された伝送路特性Ｈ5（ｔ）、Ｈ6（ｔ）を記憶した場合を例示しているが、制御部１４は、移動速度ｖが６０ｋｍ／ｈより小さい場合には、伝送路特性Ｈ（ｔ）を用いた位相補正を行わないので、伝送路特性Ｈ1（ｔ）、Ｈ2（ｔ）については、本実施形態においては記憶させない構成としてもよい。
【００３９】
なお、上記実施形態では、制御部１４によって移動速度ｖが６０ｋｍ／ｈより小さいか否かを判断し、この判断に基づいて第一補正部１１による受信信号の位相補正を行うか、第二補正部１５によって受信信号の位相補正を行うか、を選択するように構成したが、例えば、移動速度取得部１３により取得される移動速度ｖに基づいて、補正情報記憶部１２に記憶されている複数の伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択し、位相補正を行わせる構成とすることもできる。
例えば、上記実施形態において、移動速度ｖが６０ｋｍ／ｈ以上と判断され、第一補正部１１によって位相補正を行う場合、移動速度ｖが６０ｋｍ／ｈ以上、８０ｋｍ／ｈ未満の範囲では設定速度Ｖが６０ｋｍ／ｈに設定された伝送路特性Ｈ３（ｔ）、Ｈ４（ｔ）を用い、移動速度ｖが８０ｋｍ／ｈ以上の範囲では設定速度Ｖが１２０ｋｍ／ｈに設定された伝送路特性Ｈ５（ｔ）、Ｈ６（ｔ）を用いるといったように、パイロット信号補正部２０ａが、移動速度取得部１３により取得される移動速度ｖに応じて、補正情報記憶部１２に記憶されている伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択し、第一補正部１１による位相補正を行うようにしてもよい。
【００４０】
また、第二補正部１５を用いず、第一補正部１１のみによって位相補正を行わせる構成とした場合、例えば、移動速度ｖが０ｋｍ／ｈから３０ｋｍ／ｈ未満の範囲では設定速度Ｖが３ｋｍ／ｈに設定された伝送路特性Ｈ1（ｔ）、Ｈ2（ｔ）を用い、移動速度ｖが３０ｋｍ／ｈ以上、８０ｋｍ／ｈ未満の範囲では設定速度Ｖが６０ｋｍ／ｈに設定された伝送路特性Ｈ3（ｔ）、Ｈ4（ｔ）を用い、移動速度ｖが８０ｋｍ／ｈ以上の範囲では設定速度Ｖが１２０ｋｍ／ｈに設定された伝送路特性Ｈ5（ｔ）、Ｈ6（ｔ）を用いるといったように、パイロット信号補正部２０ａが、移動速度取得部１３により取得される移動速度ｖに応じて、補正情報記憶部１２に記憶されている伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択し、第一補正部１１による位相補正を行うようにしてもよい。
この場合、無線通信装置１の移動速度ｖに応じて、最適な伝送路特性Ｈ（ｔ）を選択し位相補正を行うことができる。
【００４１】
〔第二の実施形態〕
図６は、本発明の第二の実施形態に係る無線通信装置の構成を示す図であり、図７は、その受信部１０による受信信号の位相補正の処理を示すフローチャートである。上記第一の実施形態と、本実施形態との相違点は、無線通信装置１の移動速度ｖを取得するための移動速度取得部に代えて、受信信号の通信品質を取得するための通信品質取得部１６を備えている点である。その他の点については、第一の実施形態と同様なので、以下、この相違点に着目して説明する。
【００４２】
通信品質取得部１６は、直前に受信した受信信号におけるパケットエラーに関する情報を通信制御部３から取得し、通信品質を示す値としてのパケットエラー率ｑを算出する。そして、算出したパケットエラー率ｑを制御部１４に出力する。パケットエラー率ｑを取得した制御部１４は、このパケットエラー率ｑが、５％より小さいか否かを判断する（図７中、ステップＳ３０２）。
【００４３】
パケットエラー率ｑが５％より小さいと判断すると、制御部１４は、ステップＳ３０３に進み、第二補正部１５に、受信パイロット信号に基づいて、受信信号の位相補正を行わせる（ステップＳ３０３）。その後、第二補正部１５は、位相補正後の受信信号を通信制御部３に出力して処理を終える。
一方、パケットエラー率ｑが５％より小さくないと判断すると、制御部１４は、ステップＳ３０４に進み、第一補正部１１に、補正情報記憶部１２に記憶されている各伝送路特性Ｈ（ｔ）による受信信号の位相補正を行わせる（ステップＳ３０４）。
なお、ここで、制御部１４がパケットエラー率ｑを第二の閾値としての５％より小さいと判断される場合には、受信信号の位相回転量の変化が小さいと判断できるため、第二補正部１５による補正を行ったとしても、位相補正の精度が低下することはない。
【００４４】
上記構成では、受信信号の位相回転量の変化が小さいと判断できる程度に、受信信号のパケットエラー率ｑが小さく現れる場合には、補正情報記憶部１２が記憶している伝送路特性Ｈ（ｔ）を用いずとも、第二補正部１５によって、受信信号に含まれる受信パイロット信号に基づいて受信信号の位相補正を行うことができる。従って、上記パケットエラー率ｑにおける第二の閾値を好適に設定することで、受信信号の通信品質に応じて、伝送路特性Ｈ（ｔ）に基づいて位相補正を行うか、受信パイロット信号に基づいて位相補正を行うかを適宜選択することができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、受信信号の通信品質を示す値として、パケットエラー率ｑを取得し、これに基づいて位相補正の方法を選択するように構成したが、このパケットエラー率に代えてパケットロス率を用いてもよいし、これら両者共に参照することで位相補正の方法を選択するようにすることもできる。
【００４６】
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態では、受信信号の位相回転を補正するための位相補正情報を、伝送路特性Ｈ（ｔ）としたが、位相補正情報としては、この伝送路特性Ｈ（ｔ）を求めるためのパラメータである、設定速度Ｖと、素波数Ｎとを位相補正情報とすることもできる。これらパラメータが決定すれば、上記式（１）に示すように、伝送路特性Ｈ（ｔ）が定まるからである。
また、上記各実施形態において、図２で示した、補正情報記憶部１２が記憶した位相補正情報としては、設定速度Ｖとして、３ｋｍ／ｈ、６０ｋｍ／ｈ、及び１２０ｋｍ／ｈで移動する通信環境それぞれにおける伝送路特性Ｈ（ｔ）を６つ（Ｈ1（ｔ）〜Ｈ6（ｔ））記憶した場合を例示したが、例えば、設定速度Ｖの間隔をより細分し、より多くの設定速度に対応する伝送路特性Ｈ（ｔ）を記憶しておいてもよい。この場合、無線通信装置１の移動速度に応じてより好適な位相補正が可能となり、第一補正部１１による位相補正の精度をより高めることができる。
また、上記各実施形態では、広帯域移動無線通信システムにおける移動端末に本発明を適用した場合を例示したが、本発明の無線通信装置は、移動端末に限らず、所定の移動速度で移動しながら信号を送信してくる移動端末からの受信信号を受信する基地局にも適用することができる。
【００４７】
〔効果の検証〕
次に、本発明者が行った、本発明の効果を確認するための検証結果について説明する。
この検証の方法としては、、まず、基地局から信号を送信し、この信号を移動中の移動端末としての本発明による無線通信装置が受信したときの受信信号をシミュレーションにより再現する。そして、再現した受信信号について位相補正を行ったときの位相回転の状態をコンスタレーションマップとして示し、得られたコンスタレーションマップの検討を行うことによって位相補正の状態を評価した。
なお、上記無線通信装置としては、上記第一の実施形態による無線通信装置を用い、基地局が送信する送信信号はＱＰＳＫに変調された信号とし、移動速度については、３ｋｍ／ｈ、及び１２０ｋｍ／ｈの二種類の速度の場合について検討した。
【００４８】
図８（ａ）は、基地局から送信される送信信号のコンスタレーションマップの一例を示す図である。図において、横軸は実部、縦軸は虚部を示している。図に示すように、基地局による送信信号は、４カ所に割り付けられた４つの送信データ信号群ＤＳと、これら送信データ信号群ＤＳとは異なる位置に割り付けられた送信パイロット信号を示す１つの送信パイロット信号群ＰＳとを含んでいる。上記送信データ信号及び送信パイロット信号は、上述のように、一の受信信号に複数含まれており、これらは、時間軸上に所定間隔で配列されているが、図８（ａ）に示す送信信号では、位相回転が生じていないため、全ての信号は、所定の割り付け位置に完全に一致して重なっているため、見かけ上、送信データ信号群ＤＳは４カ所、送信パイロット信号群ＰＳは１カ所にのみ現れている。
【００４９】
図８（ｂ）は、３ｋｍ／ｈで移動する無線通信装置が受信した受信信号の位相補正前のコンスタレーションマップの一例を示す図である。図８（ｂ）において、受信パイロット信号群ＰＳ１及び受信データ信号群ＤＳ１は、それぞれ、図８（ａ）にて示した送信信号群の元の位置から移動して回転するように連続して分布しており、位相回転が生じていることが判る。
【００５０】
これに対して、図８（ｃ）は、図８（ｂ）にて示した受信信号について、位相補正した後のコンスタレーションマップを示す図である。ここでは、無線通信装置の移動速度が３ｋｍ／ｈであるので、第二補正部１５（図１参照）によって、受信パイロット信号に基づいた位相補正が行われている。
これを見ると、位相補正された補正パイロット信号群ＰＳ２及び補正データ信号群ＤＳ２は、図８（ａ）にて示した送信信号群の元の割り当て位置にほぼ復元するように補正されており、元の割り当て位置が判別不能となるデータ信号は見当たらず、精度よく位相補正されている。
【００５１】
図９は、図８（ｂ）にて示した３ｋｍ／ｈで移動する無線通信装置が受信した受信信号の位相補正前の時間軸に対する位相回転量の変化、及び振幅の変化を示すグラフである。図中、実線は位相回転量と時間との関係を示しており、破線は振幅と時間との関係を示している。図９のように、無線通信装置が３ｋｍ／ｈで移動する場合、受信信号の位相回転量、及び振幅は、ほぼ一定に増加（減少）している。このため、図８（ｃ）に示すように、受信パイロット信号に基づいた位相補正を行うことで、位相回転が生じた受信信号を送信信号群の元の位置にほぼ復元することができる。
【００５２】
図１０（ａ）は、１２０ｋｍ／ｈで移動する無線通信装置が受信した受信信号の位相補正前のコンスタレーションマップの一例を示す図である。この図１０（ａ）において、各受信信号は、図８（ｂ）の場合とは異なり、位相がどのように回転しているのか判別不能に分布するように、位相回転が生じていることが判る。
一方、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）にて示した受信信号について、位相補正した後のコンスタレーションマップを示す図である。ここでは、無線通信装置の移動速度が１２０ｋｍ／ｈであるので、第一補正部１１（図１参照）によって、補正情報記憶部１２が記憶した伝送路特性Ｈ（ｔ）（１２０ｋｍ／ｈに対応した伝送路特性Ｈ5（ｔ），Ｈ6（ｔ）の内のいずれか一方）を用いて求められる位相回転に基づいた位相補正が行われている。
これを見ると、位相補正された補正パイロット信号群ＰＳ３及び補正データ信号群ＤＳ３は、図８（ａ）にて示した送信信号群の元の割り当て位置周辺に集合部分を形成するように補正されている。これら各補正信号群ＰＳ３，ＤＳ３を構成している集合部分は、互いに隣り合う集合部分に対してほとんど重なる部分がほとんどなく、元の割り当て位置が判別不能となるデータ信号がほとんど存在しない程度に補正されていることが判る。この結果より、図１０（ｂ）に示す位相補正後の受信信号は、精度よく位相補正されていると言える。
【００５３】
ここで、例えば、図１０（ａ）にて示した受信信号について、受信パイロット信号に基づいた位相補正を行うと、図１０（ｃ）に示すように補正される。これを見ると、各補正信号群は、送信信号群の元の割り当て位置に集合体を形成するように補正されてはいるが、各補正信号群の各集合体は重なり合っており、元の割り当て位置が判別不能であるデータ信号が多数存在している。このような状態の受信信号をＡ／Ｄ変換すれば、多くのデータエラーが生じるおそれがあり、精度よく位相補正が行われているとは言えない。
【００５４】
図１１は、図１０（ａ）にて示した１２０ｋｍ／ｈで移動する無線通信装置が受信した受信信号の位相補正前の時間軸に対する位相回転量の変化、及び振幅の変化を示すグラフである。図中、実線は位相回転量と時間との関係を示しており、破線は振幅と時間との関係を示している。図１１のように、無線通信装置が１２０ｋｍ／ｈで移動する場合、受信信号の位相回転量、及び振幅は、大きな傾きでランダムに増減を繰り返し、かつ多数の極点が現れるように変化している。これは、無線通信装置が高速で移動しているためにその通信環境の変化の速度が早いために生じるものであり、このように時間軸方向に並ぶ受信パイロット信号同士間の位相回転量の変化が大きく現れている受信パイロット信号に基づいて、補正すべき位相回転量を推定したとしても、推定した位相回転量と、データ信号に生じている位相回転量との差異が大きくなり、精度よく位相補正することが困難となる。
このため、高速移動している無線通信装置の受信信号について、受信パイロット信号に基づいた位相補正を行うと、図１０（ｃ）に示すように精度よく位相補正を行うことができない。
【００５５】
以上より、本発明に係る無線通信装置によれば、高速度で移動し、受信信号における位相回転量の変化が大きくなる場合においても、伝送路特性Ｈ（ｔ）を用いて位相補正を行うので、図１０（ｂ）に示すように、受信パイロット信号に基づいて位相補正を行う場合と比較して、より精度よく位相補正を行なえることが検証できた。
【００５６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第一の実施形態である、広帯域移動無線通信システムの移動端末として用いられる無線通信装置の受信部の構成を示す図である。
【図２】補正情報記憶部が記憶している複数の伝送路特性の態様を示す図である。
【図３】第一補正部のみによる受信信号の位相補正の処理を示すフローチャートである。
【図４】補正パイロット信号の基準位相に対する近似度合を求めるための態様を示した図である。
【図５】第一補正部と、第二補正部とを選択的に用いて行う場合の受信信号の位相補正の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第二の実施形態に係る無線通信装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第二の実施形態に係る無線通信装置の受信部による受信信号の位相補正の処理を示すフローチャートである。
【図８】検証試験を説明するための図であり、（ａ）は、基地局から送信される送信信号のコンスタレーションマップの一例を示す図、（ｂ）は、３ｋｍ／ｈで移動する無線通信装置が受信した受信信号の位相補正前のコンスタレーションマップの一例を示す図、（ｃ）は、図８（ｂ）にて示した受信信号について、位相補正した後のコンスタレーションマップを示す図である。
【図９】図８（ｂ）にて示した３ｋｍ／ｈで移動する無線通信装置が受信した受信信号の位相補正前の時間軸に対する位相回転量の変化、及び振幅の変化を示すグラフである。
【図１０】検証試験を説明するための図であり、（ａ）は、１２０ｋｍ／ｈで移動する無線通信装置が受信した受信信号の位相補正前のコンスタレーションマップの一例を示す図、（ｂ）は、図１０（ａ）にて示した受信信号について、補正情報記憶部が記憶した伝送路特性によって位相補正した後のコンスタレーションマップを示す図、（ｃ）は、図１０（ａ）にて示した受信信号について、受信パイロット信号に基づいた位相補正を行った後のコンスタレーションマップを示す図である。
【図１１】図１０（ａ）にて示した１２０ｋｍ／ｈで移動する無線通信装置が受信した受信信号の位相補正前の時間軸に対する位相回転量の変化、及び振幅の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１  無線通信装置      ２  基地局      ３  通信制御部      ４  ＧＰＳ
１０  受信部      １１  第一補正部      １２  補正情報記憶部      
１３  移動速度取得部      １４  制御部      １５  第二補正部      
１６  通信品質取得部      ２０  選択部      ２０ａ  パイロット信号補正部
２０ｂ  位相補正情報選択部      ２１  受信信号補正部      
【図１】
2009147583.tif 000004
【図２】
2009147583.tif 000005
【図３】
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【図４】
2009147583.tif 000007
【図５】
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【図６】
2009147583.tif 000009
【図７】
2009147583.tif 000010
【図８】
2009147583.tif 000011
【図９】
2009147583.tif 000012
【図１０】
2009147583.tif 000013
【図１１】
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