JP2008211311A

JP2008211311A - 通信装置及びウェイト更新方法

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Publication number: JP2008211311A
Application number: JP2007043711A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamamoto; 剛史山本
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2007-02-23
Filing date: 2007-02-23
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2027-02-23
Also published as: JP4882790B2

Abstract

【課題】新たなウェイト更新方法に関する技術を提供する。
【解決手段】ＯＦＤＭ方式によって通信を行う通信装置において、受信したパイロット信号に基づいて、ウェイト更新を行うウェイト更新部１４と、ウェイトの更新に用いられるパイロット信号の順序を制御する順序制御部１４６と、を備え、前記順序制御部１４６は、前回のウェイトの更新に用いたパイロット信号よりも時間軸の負方向にあるパイロット信号をウェイト更新に用いるように順序を制御可能である。
【選択図】図５

Description

本発明は、通信装置及びウェイト更新方法に関するものである。

マルチアンテナ技術は、無線通信において、送信・受信を複数のアンテナを用いて行うことにより、通信容量、周波数の利用効率、消費電力等の改善を行う技術である。なお、送信側・受信側いずれかのアンテナ数が１つであっても、他方のアンテナ数に応じて通信品質の改善等を行うことが可能である。
また、マルチアンテナ技術に関する用語として、ＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ）がある。ＭＩＭＯとは、通信用語として用いられる場合、送信側及び受信側両方が複数のアンテナを用いる通信方式を指すことが多いが、マルチアンテナ技術全般を指して使われることもある。

マルチアンテナ信号の処理アルゴリズムによって得られる利点としては、次の４つが挙げられる。
（１）空間ダイバーシチ（ＳｐａｔｉａｌＤｉｖｅｒｓｉｔｙ）
（２）合成利得（ＣｏｈｅｒｅｎｔＧａｉｎ）
（３）干渉波除去（ＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＭｉｔｉｇａｔｉｏｎ）
（４）空間多重（ＳｐａｔｉａｌＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）

前記空間ダイバーシチは、空間的に離れたアンテナを用いることで、マルチパスなどの影響による通信品質の劣化を小さくすることである。
前記合成利得は、受信側・送信側の各アンテナの信号に対して伝搬路の情報（振幅、位相の変化）を利用した重みをかけることで、希望方向からの受信電力と雑音の比を大きくすることである。

前記干渉波除去は、各アンテナからの受信信号に対して、所望信号以外の到来信号（干渉信号）を打ち消すように重みをかけて合成する。受信アンテナ数よりも一つ小さい数の干渉信号を除去することができる。到来信号の伝搬係数が未知であるならば、なんらかの学習アルゴリズムを用いる必要がある。
前記空間多重は、干渉波除去を応用して同時に複数の通信路を確立する方法である。一人のユーザが複数のアンテナから異なる信号を送信して通信容量を増やす方法と、複数のユーザが同時に通信を行って周波数利用効率を高める方法とがある。後者の方法は、ＳＤＭＡ（ＳｐａｃｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）と呼ばれる。

さて、近年注目を浴びているマルチアンテナ技術として、ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交周波数分割多重）方式を用いたＯＦＤＭ−ＭＩＭＯがある。
ＯＦＤＭ方式は、複数の搬送波（サブキャリア）を周波数軸上に多数配置するとともに、複数の搬送波を一部重ならせて周波数利用効率を上げたものである。ＯＦＤＭは、地上波デジタル放送、無線ＬＡＮなどの伝送方式に採用されている。

ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯにおける重要な技術の一つとして、重み（ウェイト）の更新が挙げられる。
例えば、ウェイトは、マルチアンテナ技術において上記（２）の合成利得により、希望波方向からの受信電力と雑音電力の比を大きくして、希望波方向に強い指向性を向ける（ビームフォーミング）場合に用いられる。
なお、ビームフォーミングでは、希望波方向に強い指向性を向けるのに加えて、希望波以外の受信信号による影響を小さくすることもできる。

ウェイトは、参照信号を用いて生成される。例えば、ＯＦＤＭでは、受信側と送信側で既知の信号（パイロット信号）が挿入されているので、このパイロット信号を参照信号として、ウェイトを更新することができる。

ウェイトの更新アルゴリズムとしては、ＬＭＳ（ＬｅａｓｔＭｅａｎＳｑｕａｒｅ）、ＲＬＳ（ＲｅｃｕｒｓｉｖｅＬｅａｓｔ−Ｓｑｕａｒｅｓ）があり、これらは誤差エネルギーの最小化を目的とする。

ＯＦＤＭのパイロット信号は、時間軸方向に所定間隔で配置されているため、パイロット信号を受信する度に、逐次、ウェイトを更新することが可能である。
定常状態（伝搬係数に時間的に変化がない場合）においては、ある程度の回数以上のウェイトの更新を行うことで、ウェイトの計算結果が収束し、干渉信号や雑音信号の影響を小さくすることができる。

ウェイトの更新方法については、例えば、特許文献１に記載されている。
図１０は、特許文献１の図８の信号配列図を示している。この信号配列図は、ＯＦＤＭ方式による地上デジタルテレビ放送方式の信号配列である。同図では、縦軸をシンボル方向（時間軸方向）ｉとし、横軸をキャリア方向（周波数軸方向）ｋとしたキャリア−シンボル空間上のサブキャリア配置を示している。図中の黒丸はスキャッタード・パイロット（ＳｃａｔｔｅｒｅｄＰｉｌｏｔ）ＳＰを示し、白丸はデータ信号（データサブキャリア）を示している。
同図の信号配列の場合、同一のＳＰキャリア番号ｋｐについては、４シンボル周期でＳＰ信号が繰り返される。

特許文献１では、ＬＭＳアルゴリズムを適用してウェイトを更新する方法が説明されている。
同文献によれば、あるキャリア番号ｋｐの時刻ｉにあるＳＰ信号を用いて更新されたウェイトｗｂ _ｋｐ（ｉ）があるときに、次のウェイトの更新は、同じキャリア番号ｋｐの４シンボル後に位置するＳＰ信号（キャリア番号ｋｐ，時刻ｉ＋４）を用いてウェイト更新値ｗｂ _ｋｐ（ｉ＋４）を算出する。
すなわち、特許文献１のウェイトの更新方向は、図１１において矢印で示すように、シンボル方向（時間軸方向）の正方向のみである。換言すると、ウェイト更新に使用するＳＰ信号の順番は、単純な時間順である。
特開２００３−１７４４２７号公報

従来、ウェイト更新に使用するパイロット信号（参照信号）の順序について、適切な考察が行われたことがなく、上記のような単純な正方向の時間軸方向更新しかなかった。

本発明は、ウェイト更新に使用されるパイロットの順序に着目して、ウェイト更新に関する新たな技術を提供することを目的とする。

本発明は、ウェイト更新に用いられるパイロット信号が時間軸方向の複数に位置に存在する通信方式によって通信を行う通信装置において、受信したパイロット信号に基づいて、ウェイト更新を行うウェイト更新部と、ウェイトの更新に用いられるパイロット信号の順序を制御する順序制御部と、を備え、前記順序制御部は、前回のウェイトの更新に用いたパイロット信号よりも時間軸の負方向にあるパイロット信号をウェイト更新に用いるように順序を制御可能である。

上記本発明によれば、複数回のウェイト更新の中に、既にウェイト更新に用いたパイロット信号よりも時間的に前のパイロット信号を用いたウェイト更新を含むことができる。これにより、従来とは異なる方向へのウェイト更新が可能となる。

通信装置は、時間軸上で異なる位置にある複数のパイロット信号を蓄えることができる受信パイロット信号記憶部を備え、前記順序制御部は、前記受信パイロット信号記憶部に蓄えられている複数のパイロット信号を対象として、ウェイト更新に用いられるパイロット信号の順序を制御するのが好ましい。
受信パイロット信号記憶部にパイロット信号を蓄えることで、時間軸の負方向にあるパイロット信号であっても容易にウェイト更新に用いることができる。

前記通信方式は、周波数多重のために周波数方向に複数のサブキャリアを有するとともに、複数のサブキャリア中にパイロット信号となるパイロットサブキャリアが含まれる通信方式であり、サブキャリアの配置を時間軸方向及び周波数軸方向の２次元配置でみたときに、前記順序制御部は、前回のウェイトの更新に用いたパイロットサブキャリアよりも時間軸方向の負方向にあるパイロットサブキャリアを用いてウェイト更新を行う負方向更新制御と、前回のウェイトの更新に用いたパイロットサブキャリアよりも時間軸方向の正方向にあるパイロットサブキャリアを用いてウェイト更新を行う正方向更新制御と、を組み合わせた制御を行うのが好ましい。

時間軸方向の負方向のウェイト更新と正方向のウェイト更新とを組み合わせること時間軸方向にみて正負２方向に更新が行える。これにより、１シンボルあたりのウェイト更新回数を多くすることができる。
なお、負方向及び正方向には、時間軸と平行な方向だけでなく、時間軸に対して傾いた方向も含まれる。

他の観点からみた本発明は、ウェイト更新に用いられるパイロット信号が時間軸方向の複数に位置に存在する通信方式において、前記ウェイト更新をする方法であって、前回のウェイトの更新に用いたパイロット信号よりも時間軸の負方向にあるパイロット信号を用いて、ウェイト更新を行うことを特徴とする。

本発明によれば、従来とは異なる方向へのウェイト更新が行える。

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（ＷｏｒｌｄｗｉｄｅＩｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＭｉｃｒｏｗａｖｅＡｃｃｅｓｓ，ＩＥＥＥ８０２．１６）を例として説明する。

図１は、ＷｉＭＡＸにおいて採用されているＯＦＤＭ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。

ＯＦＤＭのサブキャリアには、データサブキャリア（ＤａｔａＳｕｂ−Ｃａｒｒｉｅｒ）、パイロットサブキャリア（ＰｉｌｏｔＳｕｂ−Ｃａｒｒｉｅｒ）、ヌルサブキャリア（ＮｕｌｌＳｕｂ−Ｃａｒｒｉｅｒ）の３種類がある。
データサブキャリアは、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、伝搬係数推定に用いられたり、ウェイト更新の参照信号として用いられたりする。

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。

図２は、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。

なお、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、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。

図３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。

通信装置１は、各アンテナ素子１１に対応してＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）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。

図３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。

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。

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４は、図３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。

図４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Ｈ_ｍ（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４において、上付のＨは、複素共役転値を表す。また、以下において、上付のＴは転値を表す。

図４の各信号の関係は、式（１）（２）のように表される。

前記フィルタリング処理部１４の目的は、干渉信号の影響を受けている受信信号Ｘ（ｋ，ｌ）から所望信号Ｓ_１（ｋ，ｌ）だけを推定することである。
図５に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）１４１を備えている。第１バッファ１４１に蓄えられた受信信号Ｘ（ｋ，ｌ）は、ウェイト乗算部１４２に与えられる。ウェイト乗算部１４２は、受信信号（データサブキャリア）Ｘ（ｋ，ｌ）にウェイトＷ（ｋ，ｌ）を乗じて、合成した出力信号Ｙ（ｋ，ｌ）＝Ｗ（ｋ，ｌ）^ＨＸ（ｋ，ｌ）を出力する。

また、第１バッファ１４１の受信信号（パイロットサブキャリア）Ｘ（ｋ，ｌ）は、ウェイトＷ（ｋ，ｌ）の更新に用いられるため、ウェイト更新部１４３に与えられる。第１バッファ１４１に記憶している受信信号は、ウェイト乗算部１４２及びウェイト更新部１４３で使われなくなると随時消去される。
第１バッファ４１で受信信号を蓄積しておくことで、本実施形態のようにウェイト更新方向を多様化しても容易に対応できる。

ウェイト更新部１４３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た更新処理により、ウェイトの更新を行い、更新後のウェイトを第２バッファ１４４へ出力する。なお、更新処理の詳細は後述する。

第２バッファ（更新ウェイト記憶部）１４４は、パイロットサブキャリアの位置でのウェイトＷ（ｋ，ｌ）（（ｋ，ｌ）＝（１，１），（１，４），・・・，（１，Ｌ），・・・）を逐次的に保存する。第２バッファ１４４の更新ウェイトは、後述のウェイト補間部１４５において使用されなくなると随時消去される。

ウェイト補間部１４５は、パイロットサブキャリア位置でのウェイトを用いて、データサブキャリア位置でのウェイトＷ（ｋ，ｌ）を補間して、そのウェイトＷ（ｋ，ｌ）をウェイト乗算部１４２に与える。
図６は、ウェイト補間の一例を示している。図６の例では、タイル単位での線形補間を行う。具体的には、図６（ｂ）に示すタイルのパイロットサブキャリア位置でのウェイトＷ_１，Ｗ_４，Ｗ_９，Ｗ_１２に対して、図６（ａ）に示す演算を行うことにより、データサブキャリア位置でのウェイトＷ_２，Ｗ_３，Ｗ_５，Ｗ_６，Ｗ_７，Ｗ_８，Ｗ_１０，Ｗ_１１を算出する。
この演算をすべてのタイルについて行うことで、全データサブキャリア位置でのウェイトを算出することができる。

［ウェイト更新部によるウェイト更新処理］
本実施形態のウェイト更新部１４３は、ＲＬＳアルゴリズムによってウェイトを更新するように構成されている。ただし、他のアルゴリズム、例えば、ＬＭＳアルゴリズムやＳＭＩアルゴリズムを用いても良い。

前記ウェイト更新部１４３は、受信信号中のパイロットサブキャリアＸ（ｋ，ｌ）と、対応する所望信号の参照信号（パイロットサブキャリア）Ｓ（ｋ，ｌ）と、ウェイト更新パラメータＰと、を用いて、現在のウェイトＷ（ｋ_ｐｒｅｖ，ｌ_ｐｒｅｖ）を新たなウェイトＷ（ｋ，ｌ）に更新する。

ＲＬＳアルゴリズムによるウェイト更新演算式は、下記式（３）（４）のとおりである。なお、ウェイト更新部１４３では、式（４）で用いられるパラメータＰの更新値Ｐ_ｎｅｘｔも算出する。Ｐの更新演算式は、下記式（５）のとおりである。

図５に示すように、上記式（３）〜（５）で用いられる値のうち、パイロットサブキャリアＸ（ｋ，ｌ）は、順序制御部１４６を介して、第１バッファ１４１から取得される。また、所望信号の参照信号（パイロットサブキャリア）Ｓ（ｋ，ｌ）は、参照信号生成部１４７によって生成され、ウェイト更新部１４３に与えられる。ウェイト更新パラメータＰ（Ｎ×Ｎ行列）は、第３バッファ（ウェイト更新パラメータ記憶部）１４８に保存されており、ウェイト更新部１４３は、当該第３バッファ１４８からパラメータＰを取得する。また、ウェイト更新部１４３によって更新されたパラメータＰ_ｎｅｘｔは、第３バッファ１４８に更新保存され、次回のウェイト更新時のパラメータＰとして用いられる。

また、上記式（４）（５）におけるαは、忘却係数であり、０〜１の間の値をとる。αの値を調整することによって、周波数軸方向、時間軸方向に対する伝達関数の変動への追従特性を調整することができる。

［ウェイト更新順序制御］
前述のように、ウェイト更新部１４３は、順序制御部１４６を介して、第１バッファ１４１から受信信号（パイロットサブキャリア）Ｘ（ｋ，ｌ）を取得する。
順序制御部１４６は、第１バッファ１４１に保存されている受信信号の中から、パイロットサブキャリアを分離して抽出する。
そして、順序制御部１４６は、ウェイト更新部１４３がウェイト更新に用いるパイロットサブキャリアの順序を制御する。具体的には、順序制御部１４６は、分離したパイロットサブキャリアを、ウェイト更新に用いる順番に並べ替える。そして、順序制御部１４６は、並び替えたパイロットサブキャリアを、並び替えた順番で、ウェイト更新部１４３に与える。

ここで、順序制御部１４６は、後述のように、前回のウェイト更新に用いたパイロットサブキャリアよりも時間軸上で負方向に位置するパイロットサブキャリアをウェイト更新に用いるように制御することがある。このような負方向更新制御を行うには、時間的に前のパイロットサブキャリアを取得する必要があるが、本実施形態では、第１バッファ１４１に過去の一定期間内（所定シンボル数分）のサブキャリアが蓄積されているため、負方向更新制御を容易に行うことができる。

なお、順序制御部１４６は、１つ又は複数のパイロットサブキャリアの並び替えルール（更新順序ルール）を有している。なお、並び替えルール（更新順序）は、伝搬環境に応じて動的に変更することも可能である。

更新順序ルールの一例を図７に示す。このルールでは、まず、図７のＤ１方向への更新を行う。すなわち、同一サブキャリア（同一サブキャリア番号＝１）において、時間軸方向に複数存在するパイロットサブキャリア（１，１）〜（ｋ，１）を対象として、シンボル番号の小さいパイロットサブキャリアから順番に用いてウェイト更新を行う（時間軸方向での正方向更新制御Ｄ１）。

なお、１回の正方向更新制御Ｄ１の移動幅（時間方向の移動幅）は、任意の長さでよいが、例えば、１フレーム（サブフレーム）分のシンボル長又はそれ以下とすることができる。
ＷｉＭＡＸでは、１基本フレームは、アップリンクサブフレームとダウンリンクサブフレームを含み、基地局は、アップリンクサブフレームを受け取る。このアップリンクサブフレームは、１５シンボルで構成されている。したがって、１回の正方向更新制御Ｄ１での移動幅は、最大１５シンボル分とするのが好ましい。

前記正方向更新制御Ｄ１を行って、所定のシンボル番号＝ｋのパイロットサブキャリア（ｋ，１）まできたら、次に周波数方向Ｄ２への更新を行う。すなわち、（ｋ，１）の位置から周波数軸方向へ移動し、周波数軸方向にみて次にあるパイロットサブキャリア（ｋ，４）をウェイト更新に用いる（第１周波数軸方向更新制御Ｄ２）。なお、第１周波数軸方向更新制御Ｄ２の移動幅は、サブキャリア３個分である。

第１周波数軸方向更新制御Ｄ２後は、図７のＤ３方向への更新を行う。すなわち、同一サブキャリア（同一サブキャリア番号＝４）において、時間軸方向に複数存在するパイロットサブキャリア（ｋ，４）〜（１，４）を対象として、シンボル番号の大きいパイロットサブキャリアから順番に用いてウェイト更新を行う（時間軸方向での負方向更新制御Ｄ３）。

なお、１回の負方向更新制御Ｄ３の移動幅（時間方向の移動幅）も、任意の長さでよいが、最大で、１フレーム（サブフレーム）分のシンボル長（１５シンボル分）が好ましい。

負方向更新制御Ｄ３を行って、最小のシンボル番号１を持つパイロットサブキャリア（１，４）まできたら、図７のＤ４方向への更新を行う。すなわち、（１，４）の位置から時間軸方向へ移動し、周波数軸方向にみて次にあるパイロットサブキャリア（１，５）をウェイト更新に用いる（第２周波数軸方向更新制御Ｄ４）。なお、第２周波数軸方向更新の移動幅は、サブキャリア１個分である。
第２周波数軸方向更新制御Ｄ４後は、前記正方向更新制御Ｄ１を行い、上記処理を繰り返す。なお、Ｄ４方向への更新が行えなくなったら、シンボル番号ｋよりも時間的に後にある次のｋ個のシンボルを用いて同様に更新を行えばよい。

上記ルールでは、正方向更新制御Ｄ１、第１周波数方向更新制御Ｄ２、負方向更新制御Ｄ３、及び第２周波数方向更新制御Ｄ４の４つの更新制御を組み合わせたものとなっている。上記ルールのように、正方向更新制御Ｄ１及び負方向更新制御Ｄ３を行うことで、１シンボル当たりのウェイト更新回数が、正方向更新制御Ｄ１のみの場合に比べて、非常に多くなる。この結果、適切なウェイトを高速で得ることができる。
また、周波数方向更新制御Ｄ２，Ｄ４をも組み合わせていることで、多くのパイロットシンボルを容易にウェイト更新の対象とすることができる。

図７のルールでは、時間軸方向へ移動して行われる更新の方が、周波数軸方向へ移動して行われる更新よりも多くなされる。したがって、各サブキャリアの位置における伝搬係数の相互相関を考えたときに、時間軸方向のサブキャリア間での相互相関が周波数軸方向での相互相関よりも大きい場合には、適切なウェイトが早期に得られる。
しかも、時間軸方向の相関係数が大きいとしても、単純な正方向更新制御Ｄ１では、ウェイト更新回数を多くするのが困難であるが、負方向更新制御Ｄ３を組み合わせることで、相関係数が大きい方向（時間軸方向）に何度も更新することができる。

ここで、伝搬係数の相互相関は、周波数軸方向の方が大きい場合と、時間軸方向の方が大きい場合がある。例えば、基地局の通信相手である移動局が高速移動している場合には、時々刻々と伝搬環境が変化するため、時間軸方向の相互相関が低くなり、相対的に周波数方向の相互相関の方が大きくなる。
一方、移動局が低速又は停止している場合には、時間が推移しても伝搬環境にはほとんど変化がないため、時間軸方向の方が、相互相関が大きくなる。

このように、時間軸方向に伝搬係数の相互相関が大きい場合には、当該軸方向にウェイト更新を行った方が、ウェイト計算値が収束し易く、高速で適切なウェイトを算出することができる。

図８は、更新順序ルールの第２例を示している。
図８の例では、ユーザ割当の最小単位であるタイルを基準としてウェイト更新を行う。すなわち、時間軸方向に並んだタイル列単位でタイル更新を行い、周波数軸方向のそれぞれのタイル列では、別個にウェイト更新を行う。なおこの点については、図９の例においても同様である。

より具体的には、図８の例では、次のようにウェイト更新を行う。すなわち、一つのタイルについて、Ｗ１、Ｗ１２、Ｗ４、Ｗ９の順番でウェイト更新を行い、後続のタイルについても同様の順番でウェイトを更新する。
Ｗ１からＷ１２への移動Ｄ１１及びＷ４からＷ９への移動Ｄ１３は、周波数軸方向及び時間軸方向双方の移動を行う正の斜め方向更新制御である。また、Ｗ１２からＷ４への移動Ｄ１２は、負方向更新制御であり、Ｗ９から次のタイルのＷ１への移動Ｄ１４は、正方向更新制御である。
上記更新制御Ｄ１１〜Ｄ１４では、正の斜め方向更新制御Ｄ１１，Ｄ１３と、負方向更新制御Ｄ１２と、正方向更新制御Ｄ１４と、を組み合わせたものとなっている。

図９は、更新順序ルールの第３例を示している。図９では、ある一つのタイルＴ１について、Ｗ１，Ｗ９，Ｗ４，Ｗ１２の順番でウェイト更新を行い、時間軸方向にみて次のタイルＴ２については、Ｗ４，Ｗ１２，Ｗ１，Ｗ９の順番でウェイト更新を行う。以下、後続のタイルについて、この順番を交互に繰り返す。

図９において、タイルＴ１のＷ１からＷ９への移動Ｄ２１、タイルＴ１のＷ４からＷ１２への移動Ｄ２３、タイルＴ１のＷ１２からタイルＴ２のＷ４への移動Ｄ２４、タイルＴ２のＷ４からＷ１２への移動Ｄ２５、及びタイルＴ２のＷ１からＷ９への移動は、正方向更新制御である。
一方、タイルＴ１のＷ９からＷ４への移動Ｄ２２、及びタイルＴ２のＷ１２からＷ１への移動Ｄ２６は、負の斜め方向更新制御である。この負の斜め方向更新制御は、周波数軸方向への移動を伴う負方向更新制御といえる。
このように、負方向更新制御は、周波数軸方向への移動を伴ってもよい。

なお、更新順序ルールは、上記のものに限られるものではなく、少なくとも負方向更新制御を含んだ様々な組み合わせが可能である。また、１回の更新制御における移動幅も自由に設定できる。
さらに、上記例では、一つのパイロットサブキャリアを１度しか更新に用いていないが、複数回更新に用いても良い。また、更新に用いないパイロットサブキャリアが存在してもよい。

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、本発明は、ＷｉＭＡＸに限らず、例えば、地上デジタル放送のための装置に適用することができる。

ＯＦＤＭのサブキャリア構造を示す図である。サブキャリアの周波数−時間２次元配列である。通信装置のブロック図である。簡略化した空間フィルタリングモデルを示す図である。フィルタリング処理部のブロック図である。ウェイト補間方法の説明図である。ウェイト更新順序ルールの第１例を示す図である。ウェイト更新順序ルールの第２例を示す図である。ウェイト更新順序ルールの第３例を示す図である。地上デジタル放送でのサブキャリア配置を示す図である。従来のウェイト更新方向を示す図である。

符号の説明

１：通信装置（基地局）２：希望局３：干渉局４：干渉局１１：アンテナ素子１２：ＲＦ部１３：ＦＦＴ部１４：フィルタリング処理部１４１：第１バッファ（受信パイロット信号記憶部）１４２：ウェイト乗算部１４３：ウェイト更新部１４４：第２バッファ（更新ウェイト記憶部）１４５：ウェイト補間部１４６：順序制御部１４７：参照信号生成部１４８：第３バッファ（ウェイト更新パラメータ記憶部）

Claims

ウェイト更新に用いられるパイロット信号が時間軸方向の複数に位置に存在する通信方式によって通信を行う通信装置において、
受信したパイロット信号に基づいて、ウェイト更新を行うウェイト更新部と、
ウェイトの更新に用いられるパイロット信号の順序を制御する順序制御部と、
を備え、
前記順序制御部は、前回のウェイトの更新に用いたパイロット信号よりも時間軸の負方向にあるパイロット信号をウェイト更新に用いるように順序を制御可能であることを特徴とする通信装置。
時間軸上で異なる位置にある複数のパイロット信号を蓄えることができる受信パイロット信号記憶部を備え、
前記順序制御部は、前記受信パイロット信号記憶部に蓄えられている複数のパイロット信号を対象として、ウェイト更新に用いられるパイロット信号の順序を制御することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
前記通信方式は、周波数多重のために周波数方向に複数のサブキャリアを有するとともに、複数のサブキャリア中にパイロット信号となるパイロットサブキャリアが含まれる通信方式であり、
サブキャリアの配置を時間軸方向及び周波数軸方向の２次元配置でみたときに、前記順序制御部は、
前回のウェイトの更新に用いたパイロットサブキャリアよりも時間軸方向の負方向にあるパイロットサブキャリアを用いてウェイト更新を行う負方向更新制御と、
前回のウェイトの更新に用いたパイロットサブキャリアよりも時間軸方向の正方向にあるパイロットサブキャリアを用いてウェイト更新を行う正方向更新制御と、を組み合わせた制御を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の通信装置。
ウェイト更新に用いられるパイロット信号が時間軸方向の複数に位置に存在する通信方式において、前記ウェイト更新をする方法であって、
前回のウェイトの更新に用いたパイロット信号よりも時間軸の負方向にあるパイロット信号を用いて、ウェイト更新を行うことを特徴とするウェイト更新方法。