(57)【要約】  アンテナ空間とビーム空間との間の空間変換を利用する場合に、チャネル推定精度を改善することが可能な無線装置を提供することを目的とする。無線装置（１０）は、各アンテナに関してチャネル応答の推定値を計算する推定部（２）と、推定値とパディング値とを結合してアンテナ数より大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成するパディング部（３）と、第１アンテナ空間チャネルベクトルを空間変換し第１ビーム空間チャネルベクトルを計算する空間変換部（４）と、第１ビーム空間チャネルベクトルの少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成する雑音抑圧部（５）と、第２ビーム空間チャネルベクトルを逆空間変換し第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算する逆空間変換部（６）と、第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて各チャネルの推定値を決定する抽出部（７）と、を備える。
2019215964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算する推定手段と、
前記推定値とパディング値とを結合して前記複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成するパディング手段と、
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算する空間変換手段と、
前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成する雑音抑圧手段と、
前記第２ビーム空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算する逆空間変換手段と、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出する抽出手段と、を備える無線装置。
【請求項２】
前記空間変換手段は、離散フーリエ変換又は高速フーリエ変換を用いて前記空間変換処理を行い、
前記逆空間変換手段は、逆離散フーリエ変換及び逆高速フーリエ変換のうち、前記空間変換処理に対応する逆変換を用いて前記逆空間変換処理を行う、請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記パディング手段は、前記第１アンテナ空間チャネルベクトルの次元を２のべき乗とする、請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記複数のアンテナの各々は、直交する２偏波により構成され、
前記空間変換手段は、前記２偏波に対して独立して前記空間変換処理を行う、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項５】
前記雑音抑圧手段は、前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる各要素の大きさと、雑音抑圧しきい値とを比較し、前記雑音抑圧しきい値を下回る要素を０に置換して、前記第２ビーム空間チャネルベクトルを生成する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項６】
前記パディング手段は、前記パディング値として０を用いる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項７】
前記パディング手段の処理対象とするタップを選択するタップ選択手段をさらに備え、
前記推定手段は、前記チャネル応答の推定値として、インパルス応答の推定値を計算し、
前記タップ選択手段は、前記インパルス応答の推定値を用いて前記タップを選択する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項８】
前記タップ選択手段は、所定の範囲内のタップを選択する、請求項７に記載の無線装置。
【請求項９】
前記タップ選択手段は、前記インパルス応答の推定値と、タップ選択しきい値とを比較し、前記タップ選択しきい値を上回るタップを選択する、請求項７又は８に記載の無線装置。
【請求項１０】
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに窓関数を乗算する窓関数乗算手段と、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルを前記窓関数で除算する窓関数除算手段と、をさらに備え、
前記空間変換手段は、前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに前記窓関数を乗算した第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理を行い、
前記抽出手段は、前記第２アンテナ空間チャネルベクトルを前記窓関数で除算した第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出する、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項１１】
前記窓関数は、三角窓、ハニング窓、ハミング窓、及びブラックマン窓のいずれかである、請求項１０に記載の無線装置。
【請求項１２】
前記窓関数のサイズは、第１アンテナ空間チャネルベクトルのサイズ及び前記複数のアンテナの数のいずれかである、請求項１０又は１１に記載の無線装置。
【請求項１３】
複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算することと、
前記推定値とパディング値とを結合して前記複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第２ビーム空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出することと、を含むチャネル推定方法。
【請求項１４】
複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算することと、
前記推定値とパディング値とを結合して前記複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第２ビーム空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出することと、をコンピュータに実行させるチャネル推定プログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１５】
無線端末と、前記無線端末と通信を行う無線装置とを備え、
前記無線装置は、
複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算する推定手段と、
前記推定値とパディング値とを結合して前記複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成するパディング手段と、
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算する空間変換手段と、
前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成する雑音抑圧手段と、
前記第２ビーム空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算する逆空間変換手段と、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出する抽出手段と、を備える無線通信システム。
【請求項１６】
前記空間変換手段は、離散フーリエ変換又は高速フーリエ変換を用いて前記空間変換処理を行い、
前記逆空間変換手段は、逆離散フーリエ変換及び逆高速フーリエ変換のうち、前記空間変換処理に対応する逆変換を用いて前記逆空間変換処理を行う、請求項１５に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線装置、チャネル推定方法、非一時的なコンピュータ可読媒体及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話基地局や無線ＬＡＮ（Local Area Network）アクセスポイントなどの無線装置は、高速通信を実現するために複数のアンテナを備えることが多い。複数のアンテナで受信した信号から所望の信号を検出し、複数のアンテナを利用して所望の方向へ信号を送信するには、無線伝搬路（以下、チャネルと称して記載する）に関する情報が必要となる。【０００３】
チャネルに関する情報を取得する技術に関連して、特許文献１には、チャネルに関する情報を取得する方法として、チャネルの周波数応答を推定する方法が記載されている。具体的には、まず、他の無線装置が送信した参照信号（またはパイロット信号）を含む信号を受信し、各サブキャリアに対して受信信号を参照信号で除算して仮の周波数応答を推定する。次に、推定した仮の周波数応答を逆フーリエ変換してインパルス応答を計算する。そして、インパルス応答の大きさがしきい値を下回る遅延タップについて、インパルス応答の値を０に置換する。最後に、０に置換した後のインパルス応答をフーリエ変換して周波数応答を推定する。特許文献１に記載の方法は、雑音成分が支配的とみられるタップのインパルス応答の値を０に置換することで、雑音成分を除去し、チャネルの周波数応答の推定精度を改善する。【０００４】
また、アンテナ空間とビーム空間との間の空間変換処理を利用して、チャネルの周波数応答を推定する技術も検討されている（例えば、非特許文献１）。
非特許文献１には、アンテナ空間とビーム空間との間の空間変換処理を利用して、チャネルの周波数応答を推定する方法が記載されている。具体的には、まず、他の無線装置が送信した参照信号を含む信号を受信し、各アンテナに対して受信信号を参照信号で除算して仮の周波数応答を推定する。次に、複数のアンテナに対する仮の周波数応答を空間変換してビーム空間における周波数応答を計算する。そして、周波数応答の大きさがしきい値を下回るビームについて、周波数応答の値を０に置換する。最後に、０に置換した後のビーム空間における周波数応答を逆空間変換して各アンテナに対する周波数応答を推定する。非特許文献１に記載の方法は、雑音成分が支配的とみられるビームの周波数応答の値を０に置換することで、雑音成分を除去し、チャネルの周波数応答の推定精度を改善する。なお、非特許文献１に記載の方法は、ビームの方向と支配的なパスの方向とが近いときほど、支配的なパスの成分が少数のビームに集中するので、除去できる雑音成分が多くなり、周波数応答の推定精度の改善度合いが大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０４４８９９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】式田他, “超多素子アンテナシステムにおけるビーム空間チャネル推定の特性評価,” 2017年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会, B-5-41, 2017年9月.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、非特許文献１に開示された方法の様に、アンテナ空間とビーム空間との間の空間変換処理を利用する場合、空間変換処理にアンテナ数のサイズの離散フーリエ変換を用いるため、ビームの数はアンテナ数と同数に制限される。そのため、ビームの方向と支配的なパスの方向との角度差が大きくなる場合があり、その場合には周波数応答の推定精度の改善度合いが小さい。【０００８】
本開示の目的は、上述の問題を解決するためになされたものであり、アンテナ空間とビーム空間との間の空間変換を利用する場合に、チャネル推定精度を改善することが可能な無線装置、チャネル推定方法、非一時的なコンピュータ可読媒体及び無線通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示にかかる無線装置は、
複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算する推定部と、
前記推定値とパディング値とを結合して前記複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成するパディング部と、
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算する空間変換部と、
前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成する雑音抑圧部と、
前記第２ビーム空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算する逆空間変換部と、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出する抽出部と、を備える。【００１０】
本開示にかかるチャネル推定方法は、
複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算することと、
前記推定値とパディング値とを結合して前記複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第２ビーム空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出することと、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、アンテナ空間とビーム空間との間の空間変換を利用する場合に、チャネル推定精度を改善することが可能な無線装置、チャネル推定方法、非一時的なコンピュータ可読媒体及び無線通信システムを提供出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の実施の形態にかかる無線装置１の概要を示す図である。
【図２】実施の形態１にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。
【図３】実施の形態１にかかる無線装置の構成例を示す図である。
【図４】実施の形態１にかかるチャネル推定部の構成例を示す図である。
【図５】実施の形態１にかかるチャネル推定部の動作例を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２にかかるチャネル推定部の構成例を示す図である。
【図７】実施の形態２にかかるチャネル推定部の動作例を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態３にかかるチャネル推定部の構成例を示す図である。
【図９】実施の形態３にかかるチャネル推定部の動作例を示すフローチャートである。
【図１０】本開示の各実施の形態にかかる無線装置を実現可能な、コンピュータ（情報処理装置）のハードウェア構成を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の記載及び図面は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、以下の各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１４】
（実施の形態の概要）
本開示の実施形態の説明に先立って、実施の形態の概要について説明する。図１は、本開示の実施の形態にかかる無線装置１の概要を示す図である。
無線装置１は、推定部２と、パディング部３と、空間変換部４と、雑音抑圧部５と、逆空間変換部６と、抽出部７と、を備える。
【００１５】
推定部２は、複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算する。
パディング部３は、推定部２が計算した推定値とパディング値とを結合して、複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成する。
【００１６】
空間変換部４は、パディング部３が生成した第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算する。
雑音抑圧部５は、空間変換部４が計算した第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成する。
【００１７】
逆空間変換部６は、雑音抑圧部５が生成した第２ビーム空間チャネルベクトルに対して空間変換部４が行った空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算する。
抽出部７は、逆空間変換部６が計算した第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、複数のアンテナの各々に対応する要素をチャネル応答の推定値として抽出する。
【００１８】
以上、説明した様に、実施の形態にかかる無線装置１は、アンテナ空間とビーム空間との間の空間変換を利用する場合に、パディング値を結合し、アンテナ数よりも大きい次元のベクトルに対して空間変換処理を行う。そのため、ビーム数がアンテナ数よりも増え、ビームの方向とパスの方向との角度差が小さくなるので、チャネル推定精度を改善できる。したがって、実施の形態にかかる無線装置１によれば、アンテナ空間とビーム空間との間の空間変換を利用する場合に、チャネル推定精度を改善することが可能となる。
【００１９】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して、本開示の実施の形態について説明する。
＜無線通信システムの構成例＞
まず、図２を用いて、実施の形態１にかかる無線通信システム１００の構成例を説明する。図２は、実施の形態１にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。図２に示す様に、無線通信システム１００は、無線装置１０と、無線端末２０とを含む。なお、無線通信システム１００は、１台の無線端末２０を含む構成として記載しているが、当然ながら複数台の無線端末を含む構成であってもよい。
【００２０】
無線装置１０は、例えば、基地局又はアクセスポイントであってもよい。無線装置１０は、ＮＲ  ＮｏｄｅＢ（NR NB）又はｇＮｏｄｅＢ（gNB）であってもよい。もしくは、無線装置１０は、ｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B又はeNB）であってもよい。
【００２１】
無線装置１０は、複数のアンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）を備える。Ｎは２以上の整数であり、以降の説明においても同様とする。無線装置１０は、複数のアンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）の各々を介して、無線端末２０と接続及び通信を行う。なお、以降の説明において、アンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）のそれぞれを区別しない場合、単に「アンテナ１１」として記載することがある。
【００２２】
無線端末２０は、例えば、移動局、ＵＥ（User Equipment）、ＷＴＲＵ（Wireless Transmit/Receive Unit）又は中継機能を有する中継装置であってもよい。無線端末２０は、アンテナ２１を備える。無線端末２０は、アンテナ２１を介して、無線装置１０と接続及び通信を行う。なお、無線端末２０は、１つのアンテナを備える構成として記載しているが、複数のアンテナを備える構成であってもよい。
【００２３】
＜無線装置の構成例＞
続いて、図３を用いて、実施の形態１にかかる無線装置１０の構成例を説明する。図３は、実施の形態１にかかる無線装置の構成例を示す図である。図２に示す様に、無線装置１０は、アンテナ１１と、無線送受信部１２と、チャネル推定部１３と、送信信号生成部１４と、を備える。
【００２４】
アンテナ１１は、無線端末２０が送信した参照信号を含む無線信号を受信し、受信した無線信号を無線送受信部１２へ出力する。なお、無線端末２０が送信した参照信号は無線装置１０において既知であるとする。また、アンテナ１１は、無線送受信部１２から入力された無線信号を無線端末２０に送信する。
【００２５】
無線送受信部１２は、アンテナ１１から入力された無線信号をベースバンド信号に変換し、チャネル推定部１３へ出力する。また、無線送受信部１２は、後述する送信信号生成部１４から入力されたベースバンド信号を無線信号に変換し、アンテナ１１へ出力する。
【００２６】
無線通信システム１００において用いられる無線通信方式によっては、無線送受信部１２とチャネル推定部１３との間で、ＣＰ（Cyclic Prefix）の除去、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）等の処理が必要となる。そのため、無線送受信部１２とチャネル推定部１３との間に、上記処理を行う処理モジュールを設けてもよい。なお、本明細書においては、上記処理は本開示と直接関連がないので、上記処理モジュールの図示及び説明を割愛する。
【００２７】
チャネル推定部１３は、無線送受信部１２から入力された信号と参照信号とを用いて、無線装置１０のアンテナ１１と無線端末２０のアンテナ２１との間のチャネル応答を推定し、チャネル応答の推定値を送信信号生成部１４へ出力する。チャネル推定部１３は、チャネル応答として、チャネルの周波数応答を推定してもよいし、チャネルのインパルス応答を推定してもよい。
【００２８】
送信信号生成部１４は、図示しないコアネットワークから入力された送信データに対して、暗号化、符号化、変調、無線リソースへのマッピング等の処理を行う。そして、送信信号生成部１４は、チャネル推定部１３から入力されたチャネル応答の推定値を用いて、無線リソースにマッピングされた変調信号に対してプリコーディングを行い、生成した信号を無線送受信部１２へ出力する。
【００２９】
なお、符号化方法、変調方式、無線リソースへのマッピング方法等は、図示しないスケジューラが決定する。スケジューラは、実施する処理において、チャネル推定部１３が出力するチャネル応答の推定値を用いてもよい。なお、本明細書においては、スケジューラは本開示と直接関連がないため説明を割愛する。
【００３０】
また、無線通信システム１００において用いられる無線通信方式によっては、送信信号生成部１４と無線送受信部１２との間で、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）や、ＣＰの付加等の処理が必要となる。そのため、送信信号生成部１４と無線送受信部１２との間に、上記処理を行う処理モジュールを設けてもよい。本明細書においては、上記処理は本開示と直接関連がないので、処理モジュールの図示及び説明を割愛する。
【００３１】
＜チャネル推定部の構成例＞
次に、図４を用いて、実施の形態１にかかるチャネル推定部１３の構成例の詳細を説明する。図４は、実施の形態１にかかるチャネル推定部の構成例を示す図である。チャネル推定部１３は、アンテナ毎チャネル推定部１３１と、パディング部１３２と、空間変換部１３３と、雑音抑圧部１３４と、逆空間変換部１３５と、アンテナ毎要素抽出部１３６と、を備える。
【００３２】
アンテナ毎チャネル推定部１３１は、実施の形態の概要における推定部２に対応する。アンテナ毎チャネル推定部１３１は、無線送受信部１２から入力された信号と参照信号とを用いて、無線装置１０のアンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）の各々と無線端末２０のアンテナ２１との間のチャネルに関するチャネル応答を推定する。そして、アンテナ毎チャネル推定部１３１は、チャネル応答の推定値をパディング部１３２へ出力する。
【００３３】
パディング部１３２は、実施の形態の概要におけるパディング部３に対応する。パディング部１３２は、アンテナ毎チャネル推定部１３１から入力されたチャネル応答の推定値とパディング値とを結合して、アンテナ１１の数よりも大きい次元のアンテナ空間チャネルベクトルを生成する。具体的には、アンテナ１１の数はＮであるので、パディング部１３２は、Ｎ次元よりも大きい次元のアンテナ空間チャネルベクトルを生成する。パディング部１３２は、生成したアンテナ空間チャネルベクトルを空間変換部１３３へ出力する。
【００３４】
空間変換部１３３は、実施の形態の概要における空間変換部４に対応する。空間変換部１３３は、パディング部１３２から入力されたアンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、ビーム空間チャネルベクトルを計算する。そして、空間変換部１３３は、算出したビーム空間チャネルベクトルを雑音抑圧部１３４へ出力する。
【００３５】
雑音抑圧部１３４は、実施の形態の概要における雑音抑圧部５に対応する。雑音抑圧部１３４は、空間変換部１３３から入力されたビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧し、抑圧後のビーム空間チャネルベクトルを逆空間変換部１３５へ出力する。
【００３６】
逆空間変換部１３５は、実施の形態の概要における逆空間変換部６に対応する。逆空間変換部１３５は、雑音抑圧部１３４から入力されたビーム空間チャネルベクトルに対して空間変換部１３３が行う空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、アンテナ空間チャネルベクトルを計算する。そして、逆空間変換部１３５は、算出したアンテナ空間チャネルベクトルをアンテナ毎要素抽出部１３６へ出力する。
【００３７】
アンテナ毎要素抽出部１３６は、実施の形態の概要における抽出部７に対応する。アンテナ毎要素抽出部１３６は、逆空間変換部１３５から入力されたアンテナ空間チャネルベクトルからアンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）の各々に対応する要素を抽出する。アンテナ毎要素抽出部１３６は、抽出した要素をアンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）の各々に対応するチャネル応答の推定値として送信信号生成部１４へ出力する。
【００３８】
＜チャネル推定部の動作例＞
続いて、図５を用いて、チャネル推定部１３の動作例について説明する。図５は、実施の形態１にかかるチャネル推定部の動作例を示すフローチャートである。
【００３９】
まず、ステップＳ１０１において、アンテナ毎チャネル推定部１３１は、無線送受信部１２から入力された信号と参照信号とを用いて、アンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）の各々とアンテナ２１との間のチャネルに関するチャネル応答を推定する。
【００４０】
ここで、無線送受信部１２から入力された第ｉサブキャリアにおける第ｎアンテナの受信信号をｙｉ，ｎとし、第ｉサブキャリアにおける参照信号をｓｉとすると、第ｉサブキャリアにおける第ｎアンテナの周波数応答の推定値ｈｉ，ｎは、式（１）で計算される。
【数１】
2019215964.tif 000003
ここで、＊は複素共役を表す。
【００４１】
なお、周波数応答の推定値の算出方法は、上記式（１）に限定されない。アンテナ毎チャネル推定部１３１は、例えば、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）規範に基づいて周波数応答の推定値を算出してもよい。
【００４２】
また、チャネル応答としてインパルス応答を推定する場合、アンテナ毎チャネル推定部１３１は、周波数応答の推定値を逆離散フーリエ変換してインパルス応答の推定値を計算してもよい。もしくは、アンテナ毎チャネル推定部１３１は、時間領域における受信信号と参照信号との相関を計算してインパルス応答を推定してもよい。
【００４３】
次に、ステップＳ１０２において、パディング部１３２は、アンテナ毎チャネル推定部１３１から入力されたチャネル応答の推定値とパディング値とを結合して、アンテナ１１の数よりも大きい次元のアンテナ空間チャネルベクトルを生成する。具体的には、アンテナ１１の数はＮであるので、パディング部１３２は、Ｎ次元よりも大きい次元のアンテナ空間チャネルベクトルを生成する。
【００４４】
アンテナ毎チャネル推定部１３１から周波数応答の推定値が入力された場合、パディング部１３２は、サブキャリア毎にアンテナ空間チャネルベクトルを生成する。
【００４５】
また、アンテナ毎チャネル推定部１３１からインパルス応答の推定値が入力された場合、パディング部１３２は、タップ毎にアンテナ空間チャネルベクトルを生成する。ここで、アンテナ毎チャネル推定部１３１から入力された第ｄタップにおける第ｎアンテナのインパルス応答の推定値をｈｄ，ｎとし、パディング値をｚとすると、Ｎ´（＞Ｎ）次元のアンテナ空間チャネルベクトルｈｄは、式（２）で表される。
【数２】
2019215964.tif 000004
ここで、Ｔは転置を表す。
【００４６】
なお、上記式（２）は、アンテナ空間チャネルベクトルの第１要素から第Ｎ要素に推定値を代入し、第（Ｎ＋１）要素から第Ｎ´要素にパディング値を代入している。しかしながら、アンテナ空間チャネルベクトルの代入方法は、これには限定されない。パディング部１３２は、パディング値として、例えば、０（ゼロ）、チャネル応答の推定値の平均値、アンテナ１１−０に対応するチャネル応答の推定値、アンテナ１１−（Ｎ−１）に対応するチャネル応答の推定値等を用いてもよい。
【００４７】
次に、ステップＳ１０３において、空間変換部１３３は、パディング部１３２から入力されたアンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、ビーム空間チャネルベクトルを計算する。空間変換部１３３は、空間変換処理として、例えば、離散フーリエ変換（Discrete Fourier Transform: DFT）を用いてもよい。もしくは、空間変換部１３３は、ＤＦＴの代わりに、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform: FFT）を用いてもよい。また、ＦＦＴを用いる場合、空間変換部１３３は、パディング部１３２で結合するパディング値の数を調整して、Ｎ´が２のべき乗となるようにしてもよい。つまり、空間変換部１３３は、アンテナ空間チャネルベクトルの次元を２のべき乗としてもよい。
【００４８】
アンテナ１１が平面アレー構成の場合、空間変換部１３３は、空間変換処理として２次元ＤＦＴを用いてもよいし、２次元ＦＦＴを用いてもよい。
【００４９】
また、アンテナ１１が直交する２偏波で構成される場合には、偏波毎に独立して空間変換処理を行ってもよい。ここで、Ｎ´×Ｎ´次元空間変換行列をＡとし、第ｄタップに対するＮ´次元アンテナ空間チャネルベクトルｈｄに対して空間変換処理を行うと、第ｄタップに対するＮ´次元ビーム空間チャネルベクトルｇｄは、式（３）で表される。
【数３】
2019215964.tif 000005
ここで、Ｈはエルミート転置を表す。
【００５０】
次に、ステップＳ１０４において、雑音抑圧部１３４は、空間変換部１３３から入力されたビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧する。雑音抑圧部１３４は、ビーム空間チャネルベクトルの要素の値が、所定の閾値を下回る要素を抑圧する要素として選択してもよい。ここで、第ｄタップに対する第ｂビームのインパルス応答の推定値、つまり、第ｄタップに対するビーム空間チャネルベクトルｇｄの第ｂ要素をｇｄ，ｂとし、所定の閾値をＧｔｈとする。この場合、雑音抑圧部１３４は、|ｇｄ，ｂ|２<Ｇｔｈを満たす場合に、ｇｄ，ｂを抑圧する要素として選択してもよい。
【００５１】
なお、雑音抑圧部１３４は、インパルス応答の推定値を時間方向、及び／又は周波数方向に対して平均化したものと所定の閾値とを比較してもよい。また、閾値の設定により、雑音抑圧部１３４は、全要素を抑圧対象として選択する可能性がある。そのため、全要素を抑圧対象として選択されることを避けるために、ステップＳ１０４において、雑音抑圧部１３４は、少なくとも１つの要素を抑圧対象から外す処理を実施してもよい。所定の閾値は、例えば、無線装置１０における雑音電力に比例する値、参照信号の送信電力に反比例する値であってもよい。また、雑音抑圧部１３４は、例えば、抑圧対象の要素を０（ゼロ）に置換してもよいし、抑圧対象の要素に所定の抑圧係数を乗算してもよい。
【００５２】
次に、ステップＳ１０５において、逆空間変換部１３５は、雑音抑圧部１３４から入力されたビーム空間チャネルベクトルに対して空間変換部１３３とは逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、アンテナ空間チャネルベクトルを計算する。空間変換部１３３が空間変換処理として離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を用いた場合、逆空間変換部１３５は、逆離散フーリエ変換を用いる。もしくは、空間変換部１３３が空間変換処理として高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いた場合、逆空間変換部１３５は、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を用いる。
【００５３】
ここで、雑音抑圧部１３４から入力された第ｄタップに対するＮ´次元ビーム空間チャネルベクトルをｇ´ｄとすると、逆空間変換部１３５の処理で計算される第ｄタップに対するＮ´次元アンテナ空間チャネルベクトルｈ´ｄは、次式（４）で表される。
【数４】
2019215964.tif 000006
【００５４】
次に、ステップＳ１０６において、アンテナ毎要素抽出部１３６は、逆空間変換部１３５から入力されたアンテナ空間チャネルベクトルからアンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）の各々に対応する要素を抽出する。そして、アンテナ毎要素抽出部１３６は、抽出した要素をアンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）の各々に対応するチャネル応答の推定値とする。
【００５５】
なお、アンテナ毎要素抽出部１３６は、抽出したチャネル応答の推定値がインパルス応答の推定値の場合には周波数応答への変換を行ってもよい。もしくは、アンテナ毎要素抽出部１３６は、抽出したチャネル応答の推定値が周波数応答の推定値の場合にはインパルス応答への変換を行ってもよい。
【００５６】
アンテナ毎要素抽出部１３６が実施する要素の抽出方法は、パディング部１３２におけるアンテナ空間チャネルベクトルの生成方法に依存する。例えば、上記式（２）のように、アンテナ１１−０からアンテナ１１−（Ｎ−１）に対応するチャネル応答の推定値を、アンテナ空間チャネルベクトルの第１要素から第Ｎ要素に代入したとする。この場合、アンテナ毎要素抽出部１３６は、逆空間変換部１３５から入力されたアンテナ空間チャネルベクトルの第１要素から第Ｎ要素を抽出し、アンテナ１１−０からアンテナ１１−（Ｎ−１）に対応するチャネル応答の推定値とすればよい。
【００５７】
以上説明したように、実施の形態１にかかる無線装置１０は、アンテナ空間とビーム空間との間の空間変換を利用する場合に、パディング値を結合し、アンテナ数よりも大きい次元のベクトルに対して空間変換処理を行う。そのため、ビーム数がアンテナ数よりも大きい値となるので、ビームの方向とパスの方向との角度差が小さくなる。したがって、実施の形態１にかかる無線装置１０を用いることにより、チャネル推定精度を改善できる。
【００５８】
（実施の形態２）
続いて、実施の形態２について図面を参照して詳細に説明する。実施の形態２は、実施の形態１の改良例である。実施の形態２では、無線装置１０がタップ選択機能を備え、選択したタップに対してのみ空間変換処理を行い、チャネル推定を行う。
【００５９】
実施の形態２にかかる無線通信システム１００の基本構成は、実施の形態１と同様である。また、実施の形態２にかかる無線装置１０は、実施の形態１にかかる無線装置１０のチャネル推定部１３がチャネル推定部１５に置き換わった構成である。実施の形態２にかかる無線通信システム１００及び無線装置１０は、図２及び図３に示した構成と同様であるので説明を割愛する。以降の説明では、実施の形態２にかかる無線装置１０のチャネル推定部１５の構成例及び動作例を説明する。
【００６０】
＜チャネル推定部の構成例＞
図６を用いて、実施の形態２にかかるチャネル推定部１５の構成例を説明する。図６は、実施の形態２にかかるチャネル推定部の構成例を示す図である。図６に示すように、チャネル推定部１５は、図４に示した実施の形態１にかかるチャネル推定部１３と比較すると、タップ選択部１５１を備える点が異なる。
【００６１】
アンテナ毎チャネル推定部１３１は、無線装置１０のアンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）の各々と、無線端末２０のアンテナ２１と、の間のチャネル応答として、インパルス応答を推定し、その推定値をタップ選択部１５１へ出力する。
【００６２】
タップ選択部１５１は、アンテナ毎チャネル推定部１３１から入力されたインパルス応答の推定値を用いて、パディング部１３２の処理対象とするタップを選択する。そして、タップ選択部１５１は、選択したタップに対するインパルス応答の推定値をパディング部１３２へ出力する。
【００６３】
なお、タップ選択部１５１は、全てのタップに対するインパルス応答の推定値と、選択したタップの番号と、を出力してもよい。もしくは、タップ選択部１５１は、非選択のタップに対するインパルス応答の推定値を０に置換した上で、全てのタップに対するインパルス応答の推定値を出力してもよい。
【００６４】
パディング部１３２、空間変換部１３３、雑音抑圧部１３４、逆空間変換部１３５及びアンテナ毎要素抽出部１３６は、処理対象をタップ選択部１５１が選択したタップとする点以外は、実施の形態１と同様であるため、説明を割愛する。
【００６５】
＜チャネル推定部の動作例＞
次に、図７を用いて、チャネル推定部１５の動作例について説明する。図７は、実施の形態２にかかるチャネル推定部の動作例を示すフローチャートである。図７に示す動作例は、図４に示す実施の形態１に示したチャネル推定部１３の動作例と比較すると、ステップＳ１１１が追加されている点が異なる。なお、図７に示す動作例のうち、その他の動作例は、図４と同様であるので説明を適宜割愛する。
【００６６】
まず、ステップＳ１０１において、アンテナ毎チャネル推定部１３１は、無線装置１０のアンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）の各々と、無線端末２０のアンテナ２１と、の間のチャネル応答として、インパルス応答を推定する。インパルス応答の推定方法は、実施の形態１と同様であるので説明を割愛する。
【００６７】
次に、ステップＳ１１１において、タップ選択部１５１は、アンテナ毎チャネル推定部１３１から入力されたインパルス応答の推定値を用いてタップ選択を行う。換言すると、タップ選択部１５１は、インパルス応答の推定値を用いて、パディング部１３２の処理対象とするタップを選択する。なお、ステップＳ１１１において実施される処理の詳細は後述する。
【００６８】
次に、チャネル推定部１５は、ステップＳ１０２からＳ１０６を実施する。なお、ステップＳ１０２からＳ１０６の処理は、処理対象をＳ１１１で選択したタップとする点以外は、実施の形態１と同様であるため説明を割愛する。
【００６９】
＜ステップＳ１１１の動作例の詳細＞
次に、図７のステップＳ１１１において実施されるタップ選択方法について説明する。タップ選択部１５１は、アンテナ毎チャネル推定部１３１から入力されたインパルス応答の推定値を用いてタップ選択を行う。
【００７０】
タップ選択部１５１は、所定の範囲内のタップを選択してもよい。インパルス応答のタップ数をＤとし、インパルス応答のタップ番号が０〜Ｄであるとすると、タップ選択部１５１は、タップ番号０〜（Ｄ＋−１）及びタップ番号（Ｄ−Ｄ−）〜（Ｄ−１）のタップを選択してもよい。ここで、Ｄ＋及びＤ−は、選択するタップの範囲を決定するためのパラメータである。Ｄ＋及びＤ−の値は、チャネルの遅延スプレッド、処理負荷等に応じて設定される。例えば、遅延スプレッドが大きい場合には、Ｄ＋の値を大きめに設定してもよい。このようにすれば、遅延の大きいパスを考慮してタップを選択することが出来る。
【００７１】
また、タップ選択部１５１は、インパルス応答の２乗の平均値が、所定の閾値を上回るタップを選択するようにしてもよい。ここで、第ｄタップのインパルス応答の２乗の平均値ξｄは、式（５）で計算される。
【数５】
2019215964.tif 000007
なお、式（５）において、タップ選択部１５１は、インパルス応答の２乗の平均化の範囲をアンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）としているが、平均化の対象とするアンテナの数は１以上であればよい。また、閾値の設定によっては、いずれのタップも選択されない可能性がある。そのため、タップ選択部１５１は、少なくとも１つのタップを選択するようにしてもよい。
【００７２】
閾値は、無線装置１０における雑音電力に比例する値、及び参照信号の送信電力に反比例する値のいずれかであってもよい。もしくは、閾値は、パス成分が無視できるほど小さいとみられる所定の範囲のタップに対してインパルス応答の２乗の平均値を計算し、それを推定値の誤差の分散とみなし、その推定値の誤差の分散に比例する値であってもよい。この場合、推定値の誤差の分散σ2は、例えば、式（６）で計算される。
【数６】
2019215964.tif 000008
なお、上記式（６）において用いられる平均化の範囲は一例であるので、これよりも平均化の範囲を狭めてもよい。
【００７３】
以上説明したように、実施の形態２にかかる無線装置１０は、実施の形態１と同様の構成を有している。つまり、実施の形態２にかかる無線装置１０も、実施の形態１と同様に、アンテナ空間とビーム空間との間の空間変換を利用する場合に、パディング値を結合し、アンテナ数よりも大きい次元のベクトルに対して空間変換処理を行う。したがって、実施の形態２にかかる無線装置１０を用いることにより、ビーム数がアンテナ数よりも大きい値となり、ビームの方向とパスの方向との角度差が小さくなるので、チャネル推定精度を改善できる。
【００７４】
また、実施の形態２にかかる無線装置１０は、実施の形態１にかかる無線装置１０の構成に加えて、タップ選択部１５１を有している。実施の形態２にかかる無線装置１０は、タップ選択部１５１が選択したタップに対してのみ空間変換処理を行い、チャネル推定を行う。したがって、実施の形態２にかかる無線装置１０を用いることにより、実施の形態１よりも、演算量を削減することができる。
【００７５】
（実施の形態３）
続いて、実施の形態３について、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態３は、実施の形態１及び２の改良例である。そのため、実施の形態３を、実施の形態１を用いて説明する。実施の形態３では、無線装置１０が窓関数の乗算機能と除算機能を備え、空間変換前に窓関数の乗算を行い、逆空間変換後に窓関数の除算を行う。
【００７６】
実施の形態３にかかる無線通信システム１００の基本構成は、実施の形態１と同様である。また、実施の形態３にかかる無線装置１０は、実施の形態１にかかる無線装置１０のチャネル推定部１３がチャネル推定部１６に置き換わった構成である。実施の形態３にかかる無線通信システム１００及び無線装置１０は、図２及び図３に示した構成と同様であるので説明を割愛する。以降の説明では、実施の形態３にかかる無線装置１０のチャネル推定部１６の構成例及び動作例を説明する。
【００７７】
＜チャネル推定部の構成例＞
図８を用いて、実施の形態３にかかるチャネル推定部１６の構成例を説明する。図８は、実施の形態３にかかるチャネル推定部の構成例を示す図である。図８に示すように、チャネル推定部１６は、図４に示した実施の形態１にかかるチャネル推定部１３と比較すると、窓関数乗算部１６１と、窓関数除算部１６２とを備える点が異なる。
【００７８】
図８において、窓関数乗算部１６１は、パディング部１３２と、空間変換部１３３との間に設けられているが、パディング部１３２と、窓関数乗算部１６１との順番が入れ替わった構成であってもよい。つまり、窓関数乗算部１６１が、アンテナ毎チャネル推定部１３１の次に設けられており、パディング部１３２が窓関数乗算部１６１の次に設けられる構成であってもよい。
【００７９】
また、図８において、窓関数除算部１６２は、逆空間変換部１３５と、アンテナ毎要素抽出部１３６との間に設けられているが、逆空間変換部１３５と、窓関数除算部１６２との順番が入れ替わった構成であってもよい。つまり、アンテナ毎要素抽出部１３６が、逆空間変換部１３５の次に設けられており、窓関数除算部１６２がアンテナ毎要素抽出部１３６の次に設けられる構成であってもよい。
【００８０】
パディング部１３２は、生成したアンテナ空間チャネルベクトルを窓関数乗算部１６１へ出力する。
窓関数乗算部１６１は、パディング部１３２から入力されたアンテナ空間チャネルベクトルに対して窓関数を乗算し、窓関数を乗算後のアンテナ空間チャネルベクトルを空間変換部１３３へ出力する。
【００８１】
空間変換部１３３は、窓関数乗算部１６１から入力されたアンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、算出したビーム空間チャネルベクトルを雑音抑圧部１３４へ出力する。
逆空間変換部１３５は、算出したアンテナ空間チャネルベクトルを窓関数除算部１６２へ出力する。
【００８２】
窓関数除算部１６２は、逆空間変換部１３５から入力されたアンテナ空間チャネルベクトルを、窓関数乗算部１６１で乗算した窓関数で除算し、窓関数で除算後のアンテナ空間チャネルベクトルをアンテナ毎要素抽出部１３６へ出力する。
【００８３】
アンテナ毎要素抽出部１３６は、窓関数除算部１６２から入力されたアンテナ空間チャネルベクトルからアンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）の各々に対応する要素を抽出する。アンテナ毎要素抽出部１３６は、抽出した要素をアンテナ１１−０〜１１−（Ｎ−１）の各々に対応するチャネル応答の推定値として送信信号生成部１４へ出力する。
アンテナ毎チャネル推定部１３１及び雑音抑圧部１３４は、実施の形態１と同様であるため説明を割愛する。
【００８４】
＜チャネル推定部の動作例＞
次に、図９を用いて、チャネル推定部１６の動作例について説明する。図９は、実施の形態３にかかるチャネル推定部の動作例を示すフローチャートである。図９に示す動作例は、図４に示す実施の形態１に示したチャネル推定部１３の動作例と比較すると、ステップＳ１６１及びステップＳ１６２が追加されている点が異なる。なお、図９に示す動作例のうち、その他の動作例は、図４と同様であるので説明を適宜割愛する。
【００８５】
ステップＳ１６１において、窓関数乗算部１６１は、パディング部１３２から入力されたアンテナ空間チャネルベクトルに対して窓関数を乗算する。窓関数乗算部１６１は、例えば、三角窓、ハニング窓、ハミング窓、ブラックマン窓等を窓関数として用いてもよい。窓関数乗算部１６１は、適用する窓関数により、パスの成分がビームに分散する度合いが変わるので、所望の特性に応じて適切な窓関数を選択してもよい。窓関数のサイズは、アンテナ空間チャネルベクトルのサイズであるＮ´であってもよく、アンテナ１１の数であるＮであってもよい。
【００８６】
ステップＳ１６２において、窓関数除算部１６２は、逆空間変換部１３５から入力されたアンテナ空間チャネルベクトルを、窓関数乗算部１６１で乗算した窓関数で除算する。なお、窓関数除算部１６２は、窓関数の逆数を乗算する方法を用いてもよい。
ステップＳ１０１からＳ１０６の処理は、実施の形態１と同様であるため説明を割愛する。
【００８７】
以上説明したように、実施の形態３にかかる無線装置１０も、実施の形態１及び２と同様の構成を有している。つまり、実施の形態３にかかる無線装置１０も、実施の形態１及び２と同様に、アンテナ空間とビーム空間との間の空間変換を利用する場合に、パディング値を結合し、アンテナ数よりも大きい次元のベクトルに対して空間変換処理を行う。したがって、実施の形態３にかかる無線装置１０を用いることにより、ビーム数がアンテナ数よりも大きい値となり、ビームの方向とパスの方向との角度差が小さくなるので、チャネル推定精度を改善できる。
【００８８】
また、実施の形態３にかかる無線装置１０は、実施の形態１及び２にかかる無線装置１０の構成に加えて、窓関数乗算部１６１及び窓関数除算部１６２を有している。そのため、実施の形態３にかかる無線装置１０は、アンテナ空間からビーム空間への空間変換前に、窓関数を乗算するので、パスの成分を持つビームの数を減らして雑音成分が支配的なビームの数を増やすことができる。したがって、実施の形態３にかかる無線装置１０を用いることにより、実施の形態１及び２と比較して、チャネル推定精度をさらに改善することが可能となる。
【００８９】
（他の実施の形態）
＜１＞上述した実施の形態１から３では、無線装置１０が無線端末２０との間のチャネル応答を推定し、その推定結果を用いて無線端末２０に信号を送信することで説明した。しかしながら、本開示はこれには限定されず、無線装置１０が推定したチャネル応答の推定結果を用いて、無線端末２０から送信された信号を受信する受信処理に適用してもよい。
【００９０】
＜２＞上述した実施の形態にかかる無線装置１及び無線装置１０（以下、無線装置１等と称する）は次のようなハードウェア構成を有していてもよい。図１０は、本開示の各実施の形態にかかる無線装置を実現可能な、コンピュータ（情報処理装置）のハードウェア構成を例示するブロック図である。
【００９１】
図１０を参照すると、無線装置１等は、複数のアンテナ１２０１−０〜１２０１−（Ｎ−１）、ネットワーク・インターフェース１２０２、プロセッサ１２０３及びメモリ１２０４を含む。複数のアンテナ１２０１−０〜１２０１−（Ｎ−１）及びネットワーク・インターフェース１２０２は、無線端末２０を含む他の無線通信装置と通信するために使用される。ネットワーク・インターフェース１２０２は、例えば、IEEE 802.11 series、IEEE 802.3 series等に準拠したネットワークインターフェースカード（NIC）を含んでもよい。
【００９２】
プロセッサ１２０３は、メモリ１２０４からソフトウェア（コンピュータプログラム）を読み出して実行することで、上述の実施形態においてフローチャートを用いて説明された無線装置１等の処理を行う。プロセッサ１２０３は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU（Micro Processing Unit）、又はCPU（Central Processing Unit）であってもよい。プロセッサ１２０３は、複数のプロセッサを含んでもよい。
【００９３】
メモリ１２０４は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１２０４は、プロセッサ１２０３から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１２０３は、図示されていないI/Oインタフェースを介してメモリ１２０４にアクセスしてもよい。
【００９４】
図１０の例では、メモリ１２０４は、ソフトウェアモジュール群を格納するために使用される。プロセッサ１２０３は、これらのソフトウェアモジュール群をメモリ１２０４から読み出して実行することで、上述の実施形態において説明された無線装置１等の処理を行うことができる。
【００９５】
図１０を用いて説明したように、無線装置１等が有するプロセッサの各々は、図面を用いて説明されたアルゴリズムをコンピュータに行わせるための命令群を含む１または複数のプログラムを実行する。
【００９６】
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）を含む。さらに、非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗを含む。さらに、非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、半導体メモリを含む。半導体メモリは、例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００９７】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、本開示は、それぞれの実施の形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。
【００９８】
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算する推定部と、
前記推定値とパディング値とを結合して前記複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成するパディング部と、
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算する空間変換部と、
前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成する雑音抑圧部と、
前記第２ビーム空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算する逆空間変換部と、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出する抽出部と、を備える無線装置。
（付記２）
前記空間変換部は、離散フーリエ変換又は高速フーリエ変換を用いて前記空間変換処理を行い、
前記逆空間変換部は、逆離散フーリエ変換及び逆高速フーリエ変換のうち、前記空間変換処理に対応する逆変換を用いて前記逆空間変換処理を行う、付記１に記載の無線装置。
（付記３）
前記パディング部は、前記第１アンテナ空間チャネルベクトルの次元を２のべき乗とする、付記２に記載の無線装置。
（付記４）
前記複数のアンテナの各々は、直交する２偏波により構成され、
前記空間変換部は、前記２偏波に対して独立して前記空間変換処理を行う、付記１乃至３のいずれか１項に記載の無線装置。
（付記５）
前記雑音抑圧部は、前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる各要素の大きさと、雑音抑圧しきい値とを比較し、前記雑音抑圧しきい値を下回る要素を０に置換して、前記第２ビーム空間チャネルベクトルを生成する、付記１乃至４のいずれか１項に記載の無線装置。
（付記６）
前記パディング部は、前記パディング値として０を用いる、付記１乃至５のいずれか１項に記載の無線装置。
（付記７）
前記パディング部の処理対象とするタップを選択するタップ選択部をさらに備え、
前記推定部は、前記チャネル応答の推定値として、インパルス応答の推定値を計算し、
前記タップ選択部は、前記インパルス応答の推定値を用いて前記タップを選択する、付記１乃至６のいずれか１項に記載の無線装置。
（付記８）
前記タップ選択部は、所定の範囲内のタップを選択する、付記７に記載の無線装置。
（付記９）
前記タップ選択部は、前記インパルス応答の推定値と、タップ選択しきい値とを比較し、前記タップ選択しきい値を上回るタップを選択する、付記７又は８に記載の無線装置。
（付記１０）
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに窓関数を乗算する窓関数乗算部と、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルを前記窓関数で除算する窓関数除算部と、をさらに備え、
前記空間変換部は、前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに前記窓関数を乗算した第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理を行い、
前記抽出部は、前記第２アンテナ空間チャネルベクトルを前記窓関数で除算した第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出する、付記１乃至９のいずれか１項に記載の無線装置。
（付記１１）
前記窓関数は、三角窓、ハニング窓、ハミング窓、及びブラックマン窓のいずれかである、付記１０に記載の無線装置。
（付記１２）
前記窓関数のサイズは、第１アンテナ空間チャネルベクトルのサイズ及び前記複数のアンテナの数のいずれかである、付記１０又は１１に記載の無線装置。
（付記１３）
複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算することと、
前記推定値とパディング値とを結合して前記複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第２ビーム空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出することと、を含むチャネル推定方法。
（付記１４）
複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算することと、
前記推定値とパディング値とを結合して前記複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第２ビーム空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出することと、をコンピュータに実行させるチャネル推定プログラム。
（付記１５）
無線端末と、前記無線端末と通信を行う無線装置とを備え、
前記無線装置は、
複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算する推定部と、
前記推定値とパディング値とを結合して前記複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成するパディング部と、
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算する空間変換部と、
前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成する雑音抑圧部と、
前記第２ビーム空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算する逆空間変換部と、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出する抽出部と、を備える無線通信システム。
（付記１６）
前記空間変換部は、離散フーリエ変換又は高速フーリエ変換を用いて前記空間変換処理を行い、
前記逆空間変換部は、逆離散フーリエ変換及び逆高速フーリエ変換のうち、前記空間変換処理に対応する逆変換を用いて前記逆空間変換処理を行う、付記１５に記載の無線通信システム。
【００９９】
この出願は、２０１８年５月８日に出願された日本出願特願２０１８−０８９７７７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１００】
１、１０  無線装置
２  推定部
３、１３２  パディング部
４、１３３  空間変換部
５、１３４  雑音抑圧部
６、１３５  逆空間変換部
７  抽出部
１１、１１−０〜１１−（Ｎ−１）、２１  アンテナ
１２  無線送受信部
１３、１５、１６  チャネル推定部
１４  送信信号生成部
２０  無線端末
１００  無線通信システム
１３１  アンテナ毎チャネル推定部
１３６  アンテナ毎要素抽出部
１５１  タップ選択部
１６１  窓関数乗算部
１６２  窓関数除算部
【図１】
2019215964.tif 000009
【図２】
2019215964.tif 000010
【図３】
2019215964.tif 000011
【図４】
2019215964.tif 000012
【図５】
2019215964.tif 000013
【図６】
2019215964.tif 000014
【図７】
2019215964.tif 000015
【図８】
2019215964.tif 000016
【図９】
2019215964.tif 000017
【図１０】
2019215964.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月3日(2020.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算する推定手段と、
前記推定値とパディング値とを結合して前記複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成するパディング手段と、
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算する空間変換手段と、
前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成する雑音抑圧手段と、
前記第２ビーム空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算する逆空間変換手段と、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出する抽出手段と、を備える無線装置。
【請求項２】
前記空間変換手段は、離散フーリエ変換又は高速フーリエ変換を用いて前記空間変換処理を行い、
前記逆空間変換手段は、逆離散フーリエ変換及び逆高速フーリエ変換のうち、前記空間変換処理に対応する逆変換を用いて前記逆空間変換処理を行う、請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記パディング手段は、前記第１アンテナ空間チャネルベクトルの次元を２のべき乗とする、請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記複数のアンテナの各々は、直交する２偏波により構成され、
前記空間変換手段は、前記２偏波に対して独立して前記空間変換処理を行う、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項５】
前記雑音抑圧手段は、前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる各要素の大きさと、雑音抑圧しきい値とを比較し、前記雑音抑圧しきい値を下回る要素を０に置換して、前記第２ビーム空間チャネルベクトルを生成する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項６】
前記パディング手段は、前記パディング値として０を用いる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項７】
前記パディング手段の処理対象とするタップを選択するタップ選択手段をさらに備え、
前記推定手段は、前記チャネル応答の推定値として、インパルス応答の推定値を計算し、
前記タップ選択手段は、前記インパルス応答の推定値を用いて前記タップを選択する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項８】
前記タップ選択手段は、所定の範囲内のタップを選択する、請求項７に記載の無線装置。
【請求項９】
複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算することと、
前記推定値とパディング値とを結合して前記複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第２ビーム空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出することと、を含むチャネル推定方法。
【請求項１０】
複数のアンテナの各々に関してチャネル応答の推定値を計算することと、
前記推定値とパディング値とを結合して前記複数のアンテナの数よりも大きい次元の第１アンテナ空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第１アンテナ空間チャネルベクトルに対して空間変換処理を行い、第１ビーム空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第１ビーム空間チャネルベクトルに含まれる少なくとも１つの要素を抑圧して第２ビーム空間チャネルベクトルを生成することと、
前記第２ビーム空間チャネルベクトルに対して前記空間変換処理と逆方向の空間変換処理である逆空間変換処理を行い、第２アンテナ空間チャネルベクトルを計算することと、
前記第２アンテナ空間チャネルベクトルに基づいて、前記複数のアンテナの各々に対応する要素を前記チャネル応答の推定値として抽出することと、をコンピュータに実行させるチャネル推定プログラム。
【国際調査報告】
2019215964.tif 000019
2019215964.tif 000020
2019215964.tif 000021
2019215964.tif 000022