JP2009081535A - 通信装置及び希望波伝送路特性算出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】干渉波が存在しても、希望局との間の伝送路特性の推定精度が低下するのを抑える。
【解決手段】データサブキャリアとパイロットサブキャリアとが周波数多重された受信信号を受信する通信装置であって、受信信号から、パイロットサブキャリアを抽出するパイロット抽出部４３ｅと、前記パイロットサブキャリアに基づいて、前記通信装置と希望局との間の希望波伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う希望波チャネル演算部４３ｃと、時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、所定の離散フーリエ変換サイズで、周波数領域での希望波伝送路特性に変換する離散フーリエ変換部４５と、備えている。
【選択図】図５
【解決手段】データサブキャリアとパイロットサブキャリアとが周波数多重された受信信号を受信する通信装置であって、受信信号から、パイロットサブキャリアを抽出するパイロット抽出部４３ｅと、前記パイロットサブキャリアに基づいて、前記通信装置と希望局との間の希望波伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う希望波チャネル演算部４３ｃと、時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、所定の離散フーリエ変換サイズで、周波数領域での希望波伝送路特性に変換する離散フーリエ変換部４５と、備えている。
【選択図】図５
Description
本発明は、通信装置及び希望波伝送路特性算出方法に関するものである。
ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access,IEEE802.16）などの通信方式では、移動局（Mobile Terminal）となる通信装置は、当該通信装置が通信を希望する基地局（Desired Base Station；以下、「希望局」という）との間で通信をおこなう。
このような無線通信装置では、良好な信号復調を行うために、通信装置間の伝送路特性の推定が行われる。
例えば、ＴＤＤ（Time Division Duplex；時分割複信）方式をとるＷｉＭＡＸのダウンリンク（基地局から移動局への通信）においては、希望局によってダウンリンクフレームの先頭にプリアンブルが付加される。このプリアンブルは、移動局側で既知の信号である。したがって、移動局では、既知のプリアンブルと実際に受信したプリアンブルとから、希望局との間の伝送路特性（チャネル）を推定することができる。
例えば、ＴＤＤ（Time Division Duplex；時分割複信）方式をとるＷｉＭＡＸのダウンリンク（基地局から移動局への通信）においては、希望局によってダウンリンクフレームの先頭にプリアンブルが付加される。このプリアンブルは、移動局側で既知の信号である。したがって、移動局では、既知のプリアンブルと実際に受信したプリアンブルとから、希望局との間の伝送路特性（チャネル）を推定することができる。
このようなプリアンブルを用いた伝送路特性の推定については、例えば、非特許文献１に開示されている。
Yasutaka OGAWA et al. "Channel Estimation and Signal Detection for Space Division Multiplexing in a MIMO-OFDM System", IEICE TRANS. COMMUN., VOL.E88-B, NO.1, pp.10-18, JANUARY 2005
Yasutaka OGAWA et al. "Channel Estimation and Signal Detection for Space Division Multiplexing in a MIMO-OFDM System", IEICE TRANS. COMMUN., VOL.E88-B, NO.1, pp.10-18, JANUARY 2005
ここで、移動局は、希望局からの電波（以下、「希望波」という）だけでなく、干渉源となる他の基地局（Interfering Base Station；以下、「干渉局」という）からの電波（以下、「干渉波」という）も受信する可能性がある。
干渉波が存在すると、希望局との間の伝送路特性の推定精度が大幅に悪化する。このため、この推定結果を利用して信号を復調すると、信号品質が悪くなる。
しかも、プリアンブル用いて伝送路特性を推定する場合、ＷｉＭＡＸのようにダウンリンクフレームにしかプリアンブルが付加されず、アップリンクフレームにプリアンブルが付加されない方式では、アップリンクでの伝送路推定が行えない。
そこで、本発明は、干渉波が存在しても、希望局との間の伝送路特性の推定精度が低下するのを抑えるとともに、ダウンリンク及びアップリンクのいずれでも伝送路特性を推定できる新たな技術的手段を提供することを目的とする。
本発明は、データサブキャリアとパイロットサブキャリアとが周波数多重された受信信号を受信する通信装置であって、伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う時間領域チャネル推定部を備え、当該時間領域チャネル推定部は、受信信号から、パイロットサブキャリアを抽出するパイロット抽出部と、前記パイロットサブキャリアに基づいて、前記通信装置と希望局との間の希望波伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う希望波チャネル演算部と、時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、所定の離散フーリエ変換サイズで、周波数領域での希望波伝送路特性に変換する離散フーリエ変換部と、を備え、前記パイロット抽出部は、時間領域の受信信号を、離散フーリエ変換して得られた周波数領域の受信信号から、前記パイロットサブキャリアを抽出するとともに、抽出されたパイロットサブキャリアを逆離散フーリエ変換して時間領域の信号に戻すように構成され、前記希望波チャネル演算部は、時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、前記離散フーリエ変換部における前記離散フーリエ変換サイズよりも短く、かつ、前記希望波伝送路の最大遅延長以上の長さで算出するよう構成されているとともに、前記パイロット抽出部によって抽出された希望パイロットサブキャリアを用いて、時間領域での希望波伝送路特性の推定値を演算するよう構成されている、ことを特徴とする通信装置である。
上記本発明によれば、希望波伝送路特性の推定値のサイズが小さいので、時間領域での希望波伝送路の特性の推定値における干渉波成分の影響を小さくできる。
しかも、伝送路特性を求めるのにプリアンブルではなく、データサブキャリアとともに周波数多重されたパイロットサブキャリアを用いるため、ダウンリンクだけでなく、アップリンクでも伝送路特性を推定することができる。
しかも、伝送路特性を求めるのにプリアンブルではなく、データサブキャリアとともに周波数多重されたパイロットサブキャリアを用いるため、ダウンリンクだけでなく、アップリンクでも伝送路特性を推定することができる。
他の観点からみた本発明は、データサブキャリアとパイロットサブキャリアとが周波数多重された受信信号を受信する通信装置であって、伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う時間領域チャネル推定部を備え、当該時間領域チャネル推定部は、受信信号から、前記通信装置が通信を希望する希望局以外の干渉局から送信される干渉パイロットサブキャリアを抽出する干渉パイロット抽出部と、前記干渉パイロットサブキャリアに基づいて、前記通信装置と前記干渉局との間の干渉波伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う干渉波チャネル演算部と、受信信号から干渉波成分の影響を除去する干渉波成分除去部と、受信信号から、前記通信装置が通信を希望する希望局から送信される希望パイロットサブキャリアを抽出する希望パイロット抽出部と、前記希望パイロットサブキャリアに基づいて、前記通信装置と前記希望局との間の希望波伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う希望波チャネル演算部と、時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、所定の離散フーリエ変換サイズで、周波数領域での希望波伝送路特性に変換する離散フーリエ変換部と、を備え、前記干渉パイロット抽出部は、時間領域の受信信号を離散フーリエ変換して得られた周波数領域の受信信号から前記干渉パイロットサブキャリアを抽出するとともに、抽出された干渉パイロットサブキャリアを逆離散フーリエ変換して時間領域の信号に戻すように構成され、前記干渉波チャネル演算部は、時間領域での前記干渉波伝送路特性の前記推定値を、前記離散フーリエ変換部における離散フーリエ変換サイズよりも短く、かつ、希望波伝送路最大遅延長以上の長さで算出するよう構成されているとともに、前記干渉パイロット抽出部によって抽出された干渉パイロットサブキャリアを用いて、時間領域での干渉波伝送路特性の推定値を演算するよう構成され、前記干渉波成分除去部は、前記干渉波チャネル演算部によって算出した前記推定値から干渉波成分を算出し、当該干渉波成分を前記受信信号から除去するよう構成され、前記希望パイロット抽出部は、干渉波成分が除去された時間領域の受信信号を、離散フーリエ変換して得られた周波数領域の受信信号から、前記希望パイロットサブキャリアを抽出するとともに、抽出された希望パイロットサブキャリアを逆離散フーリエ変換して時間領域の信号に戻すように構成され、前記希望波チャネル演算部は、時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、前記離散フーリエ変換部における前記離散フーリエ変換サイズよりも短く、かつ、前記希望波伝送路の最大遅延長以上の長さで算出するよう構成されているとともに、前記希望パイロット抽出部によって抽出された希望パイロットサブキャリアを用いて、時間領域での希望波伝送路特性の推定値を演算するよう構成されている、ことを特徴とする通信装置である。
上記本発明によれば、希望波伝送路特性の推定値のサイズが小さいので、時間領域での希望波伝送路の特性の推定値における干渉波成分の影響を小さくできる。
また、受信信号から干渉波成分を除去することからも干渉波成分の影響が小さくなる。さらに、干渉波伝送路特性の推定値のサイズが小さいので、干渉波成分も精度良く求めることができる。
しかも、希望波伝送路特性や干渉波伝送路特性を求めるのにプリアンブルではなく、データサブキャリアとともに周波数多重されたパイロットサブキャリアを用いるため、ダウンリンクだけでなく、アップリンクでも伝送路特性を推定することができる。
また、受信信号から干渉波成分を除去することからも干渉波成分の影響が小さくなる。さらに、干渉波伝送路特性の推定値のサイズが小さいので、干渉波成分も精度良く求めることができる。
しかも、希望波伝送路特性や干渉波伝送路特性を求めるのにプリアンブルではなく、データサブキャリアとともに周波数多重されたパイロットサブキャリアを用いるため、ダウンリンクだけでなく、アップリンクでも伝送路特性を推定することができる。
前記希望波チャネル演算部によって算出した前記推定値から希望波成分を算出し、当該希望成分を前記受信信号から除去する希望波成分除去部を更に備え、前記干渉パイロット抽出部は、前記希望波成分除去部によって希望波成分が除去された時間領域の受信信号を、離散フーリエ変換して得られた周波数領域の受信信号から、前記干渉パイロットサブキャリアを再抽出するようにも構成され、前記干渉波チャネル演算部は、再抽出された干渉パイロットサブキャリアを用いて、時間領域での干渉波伝送路特性の推定値を再算出し、
再算出された干渉波伝送路特性の推定値を用いて、希望波伝送路特性の推定値を算出し直すように構成されているのが好ましい。
再算出された干渉波伝送路特性の推定値を用いて、希望波伝送路特性の推定値を算出し直すように構成されているのが好ましい。
一旦算出された希望波伝送路特性の推定値から、干渉波伝送路特性の推定値を再算出し、さらに、希望波伝送路特性の推定値を算出し直すことで、推定精度がより向上する。
干渉波成分を除去した受信信号に基づく希望波伝送路特性の推定値の算出と、希望波成分を除去した受信信号に基づく干渉波伝送路特性の推定値の算出と、を所定の終了条件に達するまで繰り返すよう構成されているのが好ましい。
希望波伝送路特性の算出と、干渉波伝送路特性の推定値の算出と、を繰り返すことで、推定精度をより向上させることができる。
希望波伝送路特性の算出と、干渉波伝送路特性の推定値の算出と、を繰り返すことで、推定精度をより向上させることができる。
前記終了条件は、希望波伝送路特性の推定値の収束であるのが好ましく、推定値が収束すれば良好か結果が期待できる。
前記終了条件は、干渉波成分を除去した受信信号の受信品質が、基準値に達したことであってもよい。前記受信品質は、干渉波成分を除去した受信信号から抽出された希望パイロットサブキャリアにおけるＣＩＮＲであるのが好ましい。
ＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio）などの受信品質を、終了条件とすることで、繰り返しを適切に終了させることができる。
ＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio）などの受信品質を、終了条件とすることで、繰り返しを適切に終了させることができる。
希望波伝送路特性の推定値を求める演算を周波数領域で行う周波数領域チャネル推定部と、受信信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、周波数領域での希望波伝送路特性の推定値を求める際に、前記時間領域チャネル推定部と前記周波数領域チャネル推定部のいずれを用いるかを選択する選択部と、を更に備え、前記選択部は、前記受信品質検出部によって検出された受信品質に応じて、選択を行うのが好ましい。
時間領域チャネル推定部での演算は、周波数領域チャネル推定部での演算に比べて処理量が多くなる。そこで、受信品質に応じて、時間領域チャネル推定部と周波数領域チャネル推定部とのいずれかを選択することで、常に時間領域チャネル推定部での演算が行われることを回避し、処理負荷が増大することを防止することができる。
前記離散フーリエ変換部は、離散フーリエ変換サイズよりも短い希望波伝送路特性の推定値の長さを、前記離散フーリエ変換部における離散フーリエ変換サイズに一致させるために、必要な数のゼロを付加するよう構成されているのが好ましい。この場合、ゼロ付加によって長さを一致させるとともに他局の成分が除去されるため、推定精度を良好にすることができる。
更に他の観点からみた本発明は、データサブキャリアとパイロットサブキャリアとが周波数多重された受信信号を受信する通信装置が、周波数領域での希望波伝送路特性を算出するための方法であって、受信信号から、パイロットサブキャリアを抽出するパイロット抽出ステップと、前記パイロットサブキャリアに基づいて、前記通信装置と希望局との間の希望波伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う希望波チャネル演算ステップと、時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、所定の離散フーリエ変換サイズで、周波数領域での希望波伝送路特性に変換する離散フーリエ変換ステップと、を含み、前記パイロット抽出ステップでは、時間領域の受信信号を、離散フーリエ変換して得られた周波数領域の受信信号から、前記パイロットサブキャリアを抽出するとともに、抽出されたパイロットサブキャリアを逆離散フーリエ変換して時間領域の信号に戻し、前記希望波チャネル演算ステップでは、時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、前記離散フーリエ変換ステップにおける前記離散フーリエ変換サイズよりも短く、かつ、前記希望波伝送路の最大遅延長以上の長さで算出するよう構成されているとともに、前記パイロット抽出ステップによって抽出された希望パイロットサブキャリアを用いて、時間領域での希望波伝送路特性の推定値を演算するよう構成されている、ことを特徴とする希望波伝送路特性算出方法である。
上記方法によれば、希望波伝送路特性の推定値のサイズが小さいので、時間領域での希望波伝送路の特性の推定値における干渉波成分の影響を小さくできる。
また、受信信号から干渉波成分を除去することからも干渉波成分の影響が小さくなる。さらに、干渉波伝送路特性の推定値のサイズが小さいので、干渉波成分も精度良く求めることができる。
しかも、希望波伝送路特性や干渉波伝送路特性を求めるのにプリアンブルではなく、データサブキャリアとともに周波数多重されたパイロットサブキャリアを用いるため、ダウンリンクだけでなく、アップリンクでも伝送路特性を推定することができる。
また、受信信号から干渉波成分を除去することからも干渉波成分の影響が小さくなる。さらに、干渉波伝送路特性の推定値のサイズが小さいので、干渉波成分も精度良く求めることができる。
しかも、希望波伝送路特性や干渉波伝送路特性を求めるのにプリアンブルではなく、データサブキャリアとともに周波数多重されたパイロットサブキャリアを用いるため、ダウンリンクだけでなく、アップリンクでも伝送路特性を推定することができる。
本発明によれば、干渉波があっても、希望局との間の伝送路特性の推定精度が低下するのを抑えることができるとともに、ダウンリンクだけでなくアップリンクでも伝送路特性を推定することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
［通信システム全体構成］
図１は、複数の基地局ＤＢＳ，ＵＢＳと、携帯端末などの移動局ＭＴと、を有する通信システムを示している。移動局は、通信しようとする基地局である希望局ＤＢＳからの電波（希望波）だけでなく、干渉源となる他の基地局（干渉局）ＵＢＳからの電波（干渉波；非希望波）を受信する可能性がある。
また、図２に示すように、基地局ＢＳは、通信しようとする移動局である希望局ＤＭＴからの電波（希望波）だけでなく、干渉源となる他の移動局（干渉局）ＵＭＴからの電波（干渉波；非希望波）を受信する可能性がある。
［第１実施形態］
［通信システム全体構成］
図１は、複数の基地局ＤＢＳ，ＵＢＳと、携帯端末などの移動局ＭＴと、を有する通信システムを示している。移動局は、通信しようとする基地局である希望局ＤＢＳからの電波（希望波）だけでなく、干渉源となる他の基地局（干渉局）ＵＢＳからの電波（干渉波；非希望波）を受信する可能性がある。
また、図２に示すように、基地局ＢＳは、通信しようとする移動局である希望局ＤＭＴからの電波（希望波）だけでなく、干渉源となる他の移動局（干渉局）ＵＭＴからの電波（干渉波；非希望波）を受信する可能性がある。
なお、以下では、通信方式としてＷｉＭＡＸを例として説明する。なお、ＷｉＭＡＸでは、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が用いられる。ＯＦＤＭＡは、従来のＯＦＤＭのサブキャリアを複数ユーザで共有する通信方式である。
［シグナルモデリング（Signal Modeling）］
以下、ＷｉＭＡＸにおける信号等を、説明する。
図３は、ＴＤＤ（Time Division Duplex；時分割複信）方式をとるＷｉＭＡＸのフレーム構成を示している。図示のように、ＷｉＭＡＸの１フレームは、ダウンリンクサブフレームとアップリンクサブフレームとからなり、各サブフレーム間にはガード区間が設けられている。ダウンリンク（基地局ＢＳから移動局ＭＴへの通信）においては、基地局ＢＳによりダウンリンクフレームの先頭にプリアンブルが付加される。一方、アップリンク（移動局ＭＴから基地局ＢＳへの通信）においては、プリアンブルは付加されない。
以下、ＷｉＭＡＸにおける信号等を、説明する。
図３は、ＴＤＤ（Time Division Duplex；時分割複信）方式をとるＷｉＭＡＸのフレーム構成を示している。図示のように、ＷｉＭＡＸの１フレームは、ダウンリンクサブフレームとアップリンクサブフレームとからなり、各サブフレーム間にはガード区間が設けられている。ダウンリンク（基地局ＢＳから移動局ＭＴへの通信）においては、基地局ＢＳによりダウンリンクフレームの先頭にプリアンブルが付加される。一方、アップリンク（移動局ＭＴから基地局ＢＳへの通信）においては、プリアンブルは付加されない。
ＷｉＭＡＸにおいて採用されているＯＦＤＭＡの前提となるＯＦＤＭは、多数のサブキャリア信号を周波数多重する変調方式である。サブキャリアには、データを送信するためのデータサブキャリアのほか、伝送路特性推定などに用いられるパイロットサブキャリアが設けられている。パイロットサブキャリアは、受信側で既知の信号である。
このパイロットサブキャリアは、ダウンリンクフレーム及びアップリンクフレームの双方に含まれる。
したがって、受信側の局が、基地局ＢＳであっても、移動局ＭＴであっても、受信したパイロットサブキャリアと、参照信号としての既知のパイロットサブキャリアとから、伝送路特性（チャネル）を推定することができる。
なお、以下では、図１に示すダウンリンクを前提に説明するが、アップリンクでも同様である。
このパイロットサブキャリアは、ダウンリンクフレーム及びアップリンクフレームの双方に含まれる。
したがって、受信側の局が、基地局ＢＳであっても、移動局ＭＴであっても、受信したパイロットサブキャリアと、参照信号としての既知のパイロットサブキャリアとから、伝送路特性（チャネル）を推定することができる。
なお、以下では、図１に示すダウンリンクを前提に説明するが、アップリンクでも同様である。
さて、希望局ＤＢＳから送信される信号（周波数領域信号）Ｐdは、式（１）のよう表される。なお、Ｎは、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform；離散フーリエ変換）サイズを表す。
式（１）の周波数領域信号Ｐdを、ＩＤＦＴ（Inverse DFT；逆離散フーリエ変換）すると、時間領域信号ｐdに変換される。時間領域信号の信号を、式（２）に示す。なお、ここでは、周波数領域については大文字で、時間領域については小文字で表す。
ここで、ＤＦＴとＩＤＦＴについて補足する。ＤＦＴ及びＩＤＦＴの定義は、下記式（３）（４）式の通りである。下記式（３）（４）において、Ｘkは、Ｐk d（周波数領域信号）、ｘnはｐn d（時間領域信号）に対応する。
時間領域信号ｐdから周波数領域信号Ｐdへの変換は、上記ＤＦＴを行列Ｄで表現することにより下記式（５）のように表せる。
このときのＤは、下記式（６）のとおりである。
周波数領域信号Ｐdから時間領域信号ｐdへの変換は、ＩＤＦＴを行列Ｆで表現することにより下記式（７）のように表せる。
このときのＦは、下記式（８）のとおりである。
上記より、下記式（９）の関係が成立する。なお、式（９）において、“Ｈ”は、共役転置（エルミート）を表す。
式（９）より、ＤＦＴとＩＤＦＴは、それぞれ、下記式（１０）（１１）のように表現できる。
さて、ＯＦＤＭ（Ａ）では、マルチパス遅延の対策のため、ＩＤＦＴされた信号に対して、ＣＰ（Cyclic Prefix）が付加される。ＣＰは、Ｐdの末尾からＬ（ＣＰ長）の長さ分を、Ｐdの先頭に付加したものである。なお、ＣＰ長Ｌは、通常、システムで想定する遅延波の最大遅延時間以上に設定される。
ｐdにＣＰを付加したＰd CPを下記式（１２）に示す。
ｐdにＣＰを付加したＰd CPを下記式（１２）に示す。
ＣＰ付加後の時間領域信号は、チャネル（希望波伝送路）ｈdを通って移動局ＭＴに到達する。希望波チャネルｈdの特性（希望波伝送路特性）を下記式（１３）に示す。なお、チャネルのインパルス応答長は、最大でＬである。
移動局ＭＴでの希望波の受信信号ｒd CPは、下記式（１４）のようになる。
受信信号ｒd CPのうち、下記式（１５）に示す最初のＬ個は、前のシンボルの影響（シンボル間干渉）を受けるため、処理時に破棄される。
式（１５）で示す部分を破棄した後の希望波成分の受信信号ｒdは、式（１６）で示される。
式（１６）より、各受信信号は、チャネルｈdとのたたみ込み演算により、下記のように表される。
上記を行列で表現すると、下記式（１７）のようになる。
式（１７）においてＣdは、希望波のチャネル行列（Ｎ×Ｎ）である。チャネル行列Ｃdは巡回行列（Ｃｉｒｃｕｌａｎｔ Ｍａｔｒｉｘ）となっている。
また、干渉局からのプリアンブルＰu，ｐu、受信信号ｒuについても、希望局からのものと同様に表され、それぞれ下記式（１８）〜（２０）のように表される。なお、式（１８）〜（２０）は、式（１）（２）（１７）におけるｄ（“ｄｅｓｉｒｅｄ”のｄ）を、ｕ（“ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ”のｕ）に変更したものである。
受信局である移動局ＭＴでの受信信号ｒは、希望波の受信信号ｒdと干渉波の受信信号ｒuの和である。よって、移動局ＭＴでの受信信号ｒは、下記式（２１）のように表される。
［チャネル推定（Channel Estimation）］
チャネル推定（伝送路特性の推定）は、通常、周波数領域において行われる。以下では、まず、周波数領域でのチャネル推定を説明し、その後、時間領域でのチャネル推定を説明する。
チャネル推定（伝送路特性の推定）は、通常、周波数領域において行われる。以下では、まず、周波数領域でのチャネル推定を説明し、その後、時間領域でのチャネル推定を説明する。
［周波数領域でのチャネル推定］
ここでは、本実施形態においても用いられる、パイロットサブキャリアを用いた周波数領域でのチャネル推定を説明する。
周波数領域のチャネル推定では、移動局（受信局）ＭＴは、まず、時間領域信号である受信信号ｒにＤＦＴを施して、周波数領域信号に変換する。そして、周波数領域の受信信号からパイロットサブキャリアを抽出する。抽出されたパイロットサブキャリアを、受信側の既知信号（参照信号）であるパイロットサブキャリア信号で割り算して、各サブキャリアにおけるチャネルを推定する。
すなわち、チャネル＝受信信号（パイロットサブキャリア）／送信信号（パイロットサブキャリア）である。
ここでは、本実施形態においても用いられる、パイロットサブキャリアを用いた周波数領域でのチャネル推定を説明する。
周波数領域のチャネル推定では、移動局（受信局）ＭＴは、まず、時間領域信号である受信信号ｒにＤＦＴを施して、周波数領域信号に変換する。そして、周波数領域の受信信号からパイロットサブキャリアを抽出する。抽出されたパイロットサブキャリアを、受信側の既知信号（参照信号）であるパイロットサブキャリア信号で割り算して、各サブキャリアにおけるチャネルを推定する。
すなわち、チャネル＝受信信号（パイロットサブキャリア）／送信信号（パイロットサブキャリア）である。
以下、周波数領域でのチャネル推定について詳述する。
ＤＦＴ演算により、受信信号（時間領域信号）を周波数領域信号に変換する（すなわち、受信信号に（式６）のＤを積算する）と、下記式（２２）のようになる。
ＤＦＴ演算により、受信信号（時間領域信号）を周波数領域信号に変換する（すなわち、受信信号に（式６）のＤを積算する）と、下記式（２２）のようになる。
ここで、巡回行列の性質を利用する。巡回行列Ｃは、ＤＦＴ行列Ｄによって対角化することが可能であるという性質を有する。この性質を用いると、巡回行列Ｃは、下記式（２３）のように表すことができる。
ここで、式（２３）中のΛは、対角行列であり、下記式（２４）によって表され、その対角成分は、下記式（２５）のようになる。
ただし、上記式（２５）中、ｃ1は、式（１７）に示す巡回行列Ｃの第一列ベクトルである。
上記性質を利用すると、周波数領域の受信信号Ｄｒは、下記式（２６）のように表される。
式（２６）より、各サブキャリアＰk（ｋ：０〜Ｎ−１）のうち、パイロットサブキャリアにおける周波数領域でのチャネル推定値（希望波伝送路特性の推定値）は、下記式（２７）により求めることができる。
式（２７）において、右辺の第一項が、本来の希望波伝送路特性を示し、右辺の第二項は、干渉波による推定誤差を表している。
ここで式（２７）のＰk d及びＰk uは、パイロットサブキャリアであり、これらは、通常、希望局ＤＢＳと干渉局ＵＢＳとの間で大きさの違いはない。そのため、周波数軸上でチャネルを推定した場合、干渉波が存在するとＤＵＲ（Desired to Undesired Ratio；希望波対干渉波比）は１（＝０ｄＢ）となり、推定精度は大幅に悪化する。このため、干渉波が存在すると、周波数領域チャネル推定では、この結果を利用して信号を復調するため、信号品質が悪くなる。
ここで式（２７）のＰk d及びＰk uは、パイロットサブキャリアであり、これらは、通常、希望局ＤＢＳと干渉局ＵＢＳとの間で大きさの違いはない。そのため、周波数軸上でチャネルを推定した場合、干渉波が存在するとＤＵＲ（Desired to Undesired Ratio；希望波対干渉波比）は１（＝０ｄＢ）となり、推定精度は大幅に悪化する。このため、干渉波が存在すると、周波数領域チャネル推定では、この結果を利用して信号を復調するため、信号品質が悪くなる。
［時間領域でのチャネル推定］
周波数領域でのチャネル推定では、時間領域の受信信号ｒにＤＦＴを施した周波数領域の受信信号Ｄｒを用いてチャネル推定を行ったが、時間領域の受信信号ｒを用いて時間領域チャネル推定を行い、その推定結果をＤＦＴによって周波数領域信号に変換しても同様の結果が得られる。
本実施形態の通信装置（移動局ＭＴ）では、時間領域でのチャネル推定を行うため、以下では、まず、基本的な時間領域のチャネル推定について説明した上で、本実施形態における時間領域チャネル推定について説明する。
周波数領域でのチャネル推定では、時間領域の受信信号ｒにＤＦＴを施した周波数領域の受信信号Ｄｒを用いてチャネル推定を行ったが、時間領域の受信信号ｒを用いて時間領域チャネル推定を行い、その推定結果をＤＦＴによって周波数領域信号に変換しても同様の結果が得られる。
本実施形態の通信装置（移動局ＭＴ）では、時間領域でのチャネル推定を行うため、以下では、まず、基本的な時間領域のチャネル推定について説明した上で、本実施形態における時間領域チャネル推定について説明する。
［基本的な時間領域チャネル推定］
受信局である移動局ＭＴでの受信信号ｒ（式２１）において、受信信号の各サブキャリアＰk（ｋ：０〜Ｎ−１）のうち、パイロットサブキャリア以外のサブキャリアの大きさをゼロとした上で、巡回行列が持つ下記式（２８）の性質を利用して書き替えると、下記式（２９）のように表せる。 式（２９）における、希望波信号Ｑd c，干渉波信号Ｑu c，希望波チャネルｈd (N)，干渉波チャネルｈu (N)は、下記式（３０）〜（３３）のとおりである。
受信局である移動局ＭＴでの受信信号ｒ（式２１）において、受信信号の各サブキャリアＰk（ｋ：０〜Ｎ−１）のうち、パイロットサブキャリア以外のサブキャリアの大きさをゼロとした上で、巡回行列が持つ下記式（２８）の性質を利用して書き替えると、下記式（２９）のように表せる。 式（２９）における、希望波信号Ｑd c，干渉波信号Ｑu c，希望波チャネルｈd (N)，干渉波チャネルｈu (N)は、下記式（３０）〜（３３）のとおりである。
以上より、希望波のパイロットサブキャリアは、既知であるので、希望波に対するチャネルｈd (N)の推定値は、最小二乗法により、下記（式３４）のようになる。
式（３４）のｒに、式（２９）のｒを代入すると、下記式（３５）のようになる。
式（３５）の右辺第一項のｈd (N)が本来の希望波伝送路特性を示し、右辺の第二項の
が干渉波の影響による誤差であることがわかる。式（３５）の結果をＤＦＴにより、時間領域信号から周波数領域変換すると、式（２７）に示すチャネル推定値（周波数領域）と同じ結果となる。
すなわち、周波数領域でのチャネル推定と同様に、上記のような時間領域でのチャネル推定であると、干渉波が存在する場合には、ＤＵＲは１（＝０ｄＢ）となり、推定精度は大幅に悪化する。
すなわち、周波数領域でのチャネル推定と同様に、上記のような時間領域でのチャネル推定であると、干渉波が存在する場合には、ＤＵＲは１（＝０ｄＢ）となり、推定精度は大幅に悪化する。
［第１実施形態の時間領域チャネル推定］
さて、第１実施形態では、干渉波が存在してもチャネル推定精度悪化を防ぐために、干渉波成分の影響を減少させる演算を行う。
さて、第１実施形態では、干渉波が存在してもチャネル推定精度悪化を防ぐために、干渉波成分の影響を減少させる演算を行う。
以下、本第１実施形態の時間領域チャネル推定の詳細を説明する。
まず、チャネルのインパルス応答長（チャネルの次数）が最大でＬであることから、移動局ＭＴでの受信信号ｒは、Ｑd CとＱu Cの最初のＬ列のみを抽出した行列Ｑd（式３６），Ｑu（式３７）利用することにより、下記式（３８）のように表すことができる（図４参照）。
まず、チャネルのインパルス応答長（チャネルの次数）が最大でＬであることから、移動局ＭＴでの受信信号ｒは、Ｑd CとＱu Cの最初のＬ列のみを抽出した行列Ｑd（式３６），Ｑu（式３７）利用することにより、下記式（３８）のように表すことができる（図４参照）。
これにより、希望波に対する伝送路の推定値は、下記式（３９）のようにして求めることができる。
すると、推定値のサイズは、式（３４）の（Ｎ×１）から、式（３９）に示すように、（Ｌ×１）になり、小さくなる。
式（３９）のｒに、式（３８）のｒを代入すると、下記式（４０）のようになる。
式（３９）のｒに、式（３８）のｒを代入すると、下記式（４０）のようになる。
そして、式（４０）の最右辺の第二項である
が干渉波成分の影響であることがわかる。この干渉波成分の影響による誤差のサイズも（Ｌ×１）である。よって、チャネル推定値に対する干渉波成分の影響の度合いもＮからＬに減少する。
なお、上記の例では、Ｑd CとＱu Cの最初のＬ列のみを抽出して、行列Ｑd，Ｑuを生成したが、抽出列数は、最初のＬ列に限られず、最初のＬ列以上、最初のＮ列未満（Ｎ−１列以下）であればよい。抽出列数をＬ１とすると、チャネル推定値のサイズはＬ１となり、干渉波成分の影響の度合いはＬ１となる。
Ｎ＞Ｌ１である限りは、干渉波成分の影響の度合いを低減することができる。また、Ｌ１＝Ｌにすると、干渉波成分の影響の度合いを最も低減することができる。
Ｎ＞Ｌ１である限りは、干渉波成分の影響の度合いを低減することができる。また、Ｌ１＝Ｌにすると、干渉波成分の影響の度合いを最も低減することができる。
さて、ＯＦＤＭの復調は、周波数領域で行われるため、時間領域でのチャネル推定値（式（３９），式（４０））を周波数領域に変換する。ここで、時間領域でのチャネル推定値の長さ（サイズ）は、Ｌであるため、（Ｎ−Ｌ）個のゼロを付加して、サイズをＮにした上で、ＤＦＴを行う。ＤＦＴ後のチャネル推定値を下記式（４１）に示す。
なお、時間領域でのチャネル推定値の長さがＬ１であれば、（Ｎ−Ｌ１）個のゼロを付加すればよい。
また、サイズを一致させるだけであれば、０以外の値を付加してもよいが、０を付加させることで、推定精度を良好にすることができる。
なお、時間領域でのチャネル推定値の長さがＬ１であれば、（Ｎ−Ｌ１）個のゼロを付加すればよい。
また、サイズを一致させるだけであれば、０以外の値を付加してもよいが、０を付加させることで、推定精度を良好にすることができる。
式（４１）において、最右辺の第二項が誤差となる。この誤差成分はＤＦＴにより全周波数領域に拡散されるが、各サブキャリアにおける誤差成分は、式（２７）のようにして求める従来の推定値と比較して、Ｌ／Ｎ倍（Ｌ＜Ｎ）となる。その結果、従来方法と比較してＮ／Ｌ倍のＤＵＲを達成でき、復調したシンボルの精度が向上する。
なお、ＤＦＴを行った結果、パイロットサブキャリアにおけるチャネル推定結果が得られるが、データパイロットサブキャリアにおけるチャネル推定値は得られないため、必要であれば、パイロットサブキャリアにおけるチャネル推定結果から、補間処理により、データパイロットサブキャリアにおけるチャネル推定値を求めればよい。
続いて、干渉局ＵＢＳからの干渉波の干渉波伝送路特性を推定した上で、干渉波成分を求め、当該干渉波成分を受信信号ｒから除去する方法について説明する。
まず、受信局である移動局ＭＴでの受信信号は、前述のように式（３８）で表される。
まず、受信局である移動局ＭＴでの受信信号は、前述のように式（３８）で表される。
ここでは、干渉波Ｑuにおけるパイロットサブキャリアも、干渉局などから取得して既知であるとする。したがって、干渉波のチャネル推定値は下記式（４２）で求めることができる。
これを利用して、受信信号から干渉波成分を除去することができる。干渉波成分を除去した受信信号は、下記式（４３）のように表される。
式（４３）の受信信号を式（３９）のｒに代入すると、希望波のチャネル推定値は、下記式（４４）で求めることができる。
式（４４）の最右辺第二項の
が干渉波成分の影響による誤差となるが、式（４０）の場合の誤差
と比較して、誤差成分はさらに小さくなる。
図５は、上記のように干渉波成分の影響を低減することができる移動局（通信装置）ＭＴの構成を示している。なお、ここでは、受信局が移動局ＭＴである例を説明するが、受信局は基地局であってもよい。
移動局ＭＴは、周波数変換・同期・ＡＤ変換等の前処理を行う前処理部１を備えている。前処理部１から出力されたＣＰ付き受信信号（時間領域信号）ｒcpは、ＣＰ除去部２によってＣＰを除去する処理が行われる。ＣＰが除去された時間領域での受信信号ｒは、データサブキャリアとパイロットサブキャリアが周波数多重されており、ＤＦＴ部３と時間領域チャネル推定部４に与えられる。
ＤＦＴ部３は、時間領域での受信信号ｒに対して、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を行って周波数領域信号Ｒに変換する。
時間領域チャネル推定部４では、時間領域の受信信号ｒに含まれるパイロットサブキャリアを用いて、時間領域でのチャネル推定値を算出し、その後、ＤＦＴを行って、周波数領域でのチャネル推定値を出力する。
時間領域チャネル推定部４では、時間領域の受信信号ｒに含まれるパイロットサブキャリアを用いて、時間領域でのチャネル推定値を算出し、その後、ＤＦＴを行って、周波数領域でのチャネル推定値を出力する。
時間チャネル推定部４で求めた周波数領域のチャネル推定値、及び周波数領域の受信信号は、復調部５に与えられ、この復調部５において受信信号の復調が行われる。なお、復調信号は移動局ＭＴの上位層に与えられる。
また、ＤＦＴ部３から出力された周波数領域の受信信号は、周波数領域チャネル推定部６にも与えられる。周波数チャネル推定部６は、周波数領域の受信信号を用いて、周波数領域でチャネル推定値を求める演算を行う。周波数領域チャネル推定部６が出力した周波数領域でのチャネル推定値は、復調部５に与えられる。
上述のように、周波数領域でのチャネル推定値は、時間領域チャネル推定部４及び周波数領域チャネル推定部６のいずれからでも、復調部５に与えることができる。本実施形態では、移動局ＭＴには、両推定部４，６のいずれを用いてチャネル推定を行うかを選択するための選択部８が備わっている。この選択部８は、ＣＩＮＲ測定部７によって測定した受信品質に応じて、推定部４，６を選択するように構成されている。例えば、干渉波成分が大きく受信品質が所定値よりも悪い場合には、時間領域チャネル推定部４によってチャネル推定を行うことで精度良くチャネル推定が行える。一方、時間チャネル推定部４によるチャネル推定は演算負荷が大きいため、受信品質が良い場合には、周波数領域チャネル推定を行うことで、演算負荷増大を避けることができる。
上記の移動局ＭＴの各部２〜８における各処理は、コンピュータがコンピュータプログラムを実行することによって行われるが、各処理を行うためのハードウェアを用いても良い。
図６は、時間領域チャネル推定部４の詳細を示している。
この時間領域チャネル推定部４は、時間領域でのチャネル推定のための時間領域での演算を行うチャネル演算部４３と、チャネル演算部４３で求めた時間領域でのチャネル推定値をＤＦＴ演算して、周波数領域でのチャネル推定値に変換するＤＦＴ部（離散フーリエ変換部）４５と、を備えている。
この時間領域チャネル推定部４は、時間領域でのチャネル推定のための時間領域での演算を行うチャネル演算部４３と、チャネル演算部４３で求めた時間領域でのチャネル推定値をＤＦＴ演算して、周波数領域でのチャネル推定値に変換するＤＦＴ部（離散フーリエ変換部）４５と、を備えている。
図７は、前記チャネル演算部４３の詳細を示している。このチャネル演算部４３は、干渉波チャネル演算部４３ａ、干渉波成分除去部４３ｂ、希望波チャネル演算部４３ｃ、干渉パイロット抽出部４３ｄ、及び希望パイロット抽出部４３ｅを有している。
干渉波チャネル演算部４３ａは、受信信号ｒに含まれる干渉波のパイロットサブキャリアと、移動局ＭＴにとって既知の干渉波パイロットサブキャリア（干渉既知信号）とから干渉波チャネル推定値を演算する（式（４２）参照）。
干渉パイロットサブキャリアは、干渉パイロット抽出部４３ｄによって抽出される。図８に示すように、干渉パイロット抽出部４３ｄは、時間領域の受信信号ｒをＤＦＴ（離散フーリエ変換）部４３ｄ−１によって周波数領域の受信信号ｒに変換する。そして、パイロット抽出処理部４３ｄ−２によって、周波数領域の受信信号ｒから、干渉波のパイロットサブキャリアを抽出する。ここでは、周波数領域の受信信号に含まれる複数のサブキャリアのうち、パイロットサブキャリア以外のサブキャリアの大きさを０とすることで、パイロットサブキャリアの抽出を行う。なお、干渉波と希望波とでは、通常、パイロットサブキャリアの変調方式が異なるため、変調方式によって干渉波のパイロットサブキャリアを判別する。
そして、パイロット抽出処理部４３ｄ−２によって抽出された干渉波のパイロットサブキャリアは、ＩＤＦＴ（逆離散フーリエ変換）部４３ｄ−３によって、時間領域の信号に戻される。なお、ここでは、説明の便宜上、干渉波のパイロットサブキャリアが抽出された受信信号も、記号「ｒ」で表すものとする。
なお、時間領域チャネル推定部４のパイロット記録部４４には、干渉波パイロットサブキャリア（既知信号）及び希望波パイロットサブキャリア（既知信号）の双方が記録されており、このパイロット記録部４４から干渉波パイロットサブキャリアｐuが干渉波チャネル演算部４３ａに与えられる。なお、干渉波チャネル演算部４３ａが、取得した干渉既知信号ｐuのうち、パイロットサブキャリア以外のデータサブキャリア部分については大きさがゼロとされている。また、後述の希望波チャネル演算部４３ｃが取得する希望既知信号ｐdについても同様である。
この干渉波チャネル演算部４３ａでは、干渉パイロット抽出部４３ｄによって抽出した干渉パイロットサブキャリアｒと、干渉既知信号ｐuと、を用いて、式（４２）の演算を行うことにより、希望波成分の影響の度合いを低減して、精度良く干渉波チャネル推定値を求めることができる。
干渉波チャネル演算部４３ａでは、受信信号ｒの長さＮよりも短い、長さＬの推定値を求める。このため、干渉波チャネル演算部４３ａでは、受信信号からチャネル推定値を求めるためのパラメータとして、（Ｎ×Ｌ）の縮小用演算パラメータが採用されている。
この結果、干渉波チャネル演算部４３ａでは、長さＬのチャネル推定値（時間領域）が算出される。
この結果、干渉波チャネル演算部４３ａでは、長さＬのチャネル推定値（時間領域）が算出される。
干渉波成分除去部４３ｂは、干渉波チャネル演算部４３ａで求めた干渉波のチャネル推定値と、干渉既知信号ｐuと、から干渉波成分を算出し、元の受信信号ｒから干渉波成分を除去する。なお、干渉波成分除去部４３ｂは、干渉既知信号ｐuを、パイロット記録部４４から取得する。
さらに、干渉波成分が除去された時間領域の受信信号から、希望パイロットサブキャリアの抽出が行われる。希望パイロットサブキャリアは、希望パイロット抽出部４３ｅによって抽出される。図９に示すように、希望パイロット抽出部４３ｅは、干渉波成分が除去された時間領域の受信信号をＤＦＴ（離散フーリエ変換）部４３ｅ−１によって周波数領域の受信信号に変換する。
そして、パイロット抽出処理部４３ｅ−２によって、周波数領域の受信信号から、希望波のパイロットサブキャリアを抽出する。ここでは、周波数領域の受信信号に含まれる複数のサブキャリアのうち、パイロットサブキャリア以外のサブキャリアの大きさを０とすることで、パイロットサブキャリアの抽出を行う。なお、希望波と干渉波とでは、通常、パイロットサブキャリアの変調方式が異なるため、変調方式によって干渉波のパイロットサブキャリアを判別する。
そして、パイロット抽出処理部４３ｅ−２によって、周波数領域の受信信号から、希望波のパイロットサブキャリアを抽出する。ここでは、周波数領域の受信信号に含まれる複数のサブキャリアのうち、パイロットサブキャリア以外のサブキャリアの大きさを０とすることで、パイロットサブキャリアの抽出を行う。なお、希望波と干渉波とでは、通常、パイロットサブキャリアの変調方式が異なるため、変調方式によって干渉波のパイロットサブキャリアを判別する。
そして、パイロット抽出処理部４３ｅ−２によって抽出された希望波のパイロットサブキャリアは、ＩＤＦＴ（逆離散フーリエ変換）部４３ｅ−３によって、時間領域の信号に戻される。なお、ここでは、説明の便宜上、希望波のパイロットサブキャリアが抽出された受信信号も、当該抽出前と同じ記号で表すものとする。
そして、希望波チャネル演算部４３ｃは、干渉波成分を除去した受信信号から抽出されたパイロットサブキャリアと、希望既知信号ｐdとから、希望波チャネル推定値を算出する（式（３９）参照）。希望波チャネル演算部４３ｃは、パイロット記録部４４から希望波のパイロットサブキャリアｐdを取得する。希望波チャネル演算部４３ｃでは、取得したｐdに基づいて、式（３９）のＱdを生成する。
希望波チャネル演算部４３ｃでも、受信信号の長さＮよりも短い、長さＬの推定値を求める。つまり、希望波チャネル演算部４３ｃでも、受信信号からチャネル推定値を求めるためのパラメータとして、（Ｎ×Ｌ）の縮小用演算パラメータが採用されている。
この結果、希望チャネル演算部４３ｃでも、長さＬのチャネル推定値（時間領域）が算出される。
この結果、希望チャネル演算部４３ｃでも、長さＬのチャネル推定値（時間領域）が算出される。
チャネル演算部４３（希望波チャネル演算部４３ｃ）から出力された希望波の時間領域チャネル推定値は、ＤＦＴ部（離散フーリエ変換部）４５に与えられる（図６参照）。ＤＦＴ部４５では、チャネル演算部４３から与えられた時間領域チャネル推定値（長さＬ）に対して、（Ｎ−Ｌ）個の０を付加する０パディング処理を行って、長さＮの時間領域チャネル推定値にする（図１０参照）。
ＤＦＴ部４５は、０パディング処理が施された時間領域チャネル推定値を、離散フーリエ変換サイズＮで離散フーリエ変換を施し、周波数領域チャネル推定値にする。
ＤＦＴ部４５は、０パディング処理が施された時間領域チャネル推定値を、離散フーリエ変換サイズＮで離散フーリエ変換を施し、周波数領域チャネル推定値にする。
図１１は、上述の時間領域チャネル推定部４での処理手順を示している。まず、チャネル演算部４３による既知信号読み込みが行われる（ステップＳ１）。このステップＳ１では、希望既知信号ｐdと干渉既知信号ｐuとがパイロット記録部４４から読み出される。
チャネル演算部４３は、受信信号の干渉パイロットサブキャリアと干渉既知信号とから、最小二乗法により、時間領域でのチャネル推定値を算出する（ステップＳ２）。より具体的には、最小二乗法により干渉波チャネル推定及び干渉波成分の算出を行い（ステップＳ２−１）、その後、干渉波成分が除去された受信信号に含まれる希望パイロットサブキャリアを用いて、最小二乗法により希望波チャネル推定を行う（ステップＳ２−２）。
続いて、ＤＦＴ部４５は、長さＬの時間領域チャネル推定値に（Ｎ−Ｌ）個の０を付加する０パディング処理を行い、その後、ＤＦＴ（離散フーリエ変換）を行って、周波数領域チャネル推定値を得る（ステップＳ３）。
周波数領域チャネル推定値は、チャネル出力部４６によって復調部５へ出力されるとともに（ステップＳ４）、チャネル記録部４７に記録される（ステップＳ５）。
続いて、ＤＦＴ部４５は、長さＬの時間領域チャネル推定値に（Ｎ−Ｌ）個の０を付加する０パディング処理を行い、その後、ＤＦＴ（離散フーリエ変換）を行って、周波数領域チャネル推定値を得る（ステップＳ３）。
周波数領域チャネル推定値は、チャネル出力部４６によって復調部５へ出力されるとともに（ステップＳ４）、チャネル記録部４７に記録される（ステップＳ５）。
［第２実施形態］
第１実施形態のように受信信号から干渉波成分を除去して、希望波のチャネル推定を行うことにより推定精度は向上するが、さらに、希望波のチャネル推定値を利用して干渉波のチャネル推定値を再度推定することにより、干渉波のチャネル推定精度が、初期推定値（第１実施形態の干渉波チャネル推定値）よりもさらに向上する。
第１実施形態のように受信信号から干渉波成分を除去して、希望波のチャネル推定を行うことにより推定精度は向上するが、さらに、希望波のチャネル推定値を利用して干渉波のチャネル推定値を再度推定することにより、干渉波のチャネル推定精度が、初期推定値（第１実施形態の干渉波チャネル推定値）よりもさらに向上する。
第２実施形態では、干渉波チャネル推定と希望波チャネル推定を交互に何度も繰り返すことで、より精度の高いチャネル推定値が得られる。なお、第２実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。
図１２は、第２実施形態におけるチャネル演算部４３を示し、図１３は、第２実施形態における時間領域チャネル推定部４の処理手順を示している。
チャネル演算部４３は、干渉パイロット抽出部４３ｄ及び干渉波チャネル初期演算部４３ａを備えている。これらの干渉パイロット抽出部４３ｄ及び干渉チャネル初期演算部４３ａは、図７の干渉パイロット抽出部４３ｄ及び干渉波チャネル演算部４３ａと同様の機能を有している。すなわち、干渉パイロット抽出部４３ｄは、受信信号ｒから干渉パイロットサブキャリアを抽出し、干渉チャネル初期演算部４３は、受信信号ｒから抽出された干渉パイロットサブキャリアと干渉既知信号ｐuとから干渉チャネル推定値（初期推定値）を算出する。
チャネル演算部４３は、干渉パイロット抽出部４３ｄ及び干渉波チャネル初期演算部４３ａを備えている。これらの干渉パイロット抽出部４３ｄ及び干渉チャネル初期演算部４３ａは、図７の干渉パイロット抽出部４３ｄ及び干渉波チャネル演算部４３ａと同様の機能を有している。すなわち、干渉パイロット抽出部４３ｄは、受信信号ｒから干渉パイロットサブキャリアを抽出し、干渉チャネル初期演算部４３は、受信信号ｒから抽出された干渉パイロットサブキャリアと干渉既知信号ｐuとから干渉チャネル推定値（初期推定値）を算出する。
また、チャネル演算部４３は、干渉波成分除去部４３ｂ、希望パイロット抽出部４３ｅ、及び希望波チャネル演算部４３ｃを有しており、これらも図７に示すものと同様の機能を有している。
第３実施形態のチャネル演算部４３は、さらに、希望波成分除去部４３ｆと干渉波チャネル演算部４３ｇとを有している。また、希望波成分除去部４３ｆから出力された受信信号から干渉パイロットサブキャリアを抽出する干渉パイロット抽出部４３ｄも備えている。
第３実施形態のチャネル演算部４３は、さらに、希望波成分除去部４３ｆと干渉波チャネル演算部４３ｇとを有している。また、希望波成分除去部４３ｆから出力された受信信号から干渉パイロットサブキャリアを抽出する干渉パイロット抽出部４３ｄも備えている。
希望波成分除去部４３ｆは、希望波チャネル演算部４３ｃによって算出された希望波チャネル推定値と希望既知信号ｐdとから希望波成分を算出し、受信信号ｒから希望波成分を除去する。
希望波成分除去部４３ｆから出力された受信信号から干渉パイロットサブキャリアを抽出する干渉パイロット抽出部４３ｄは、元の受信信号ｒから干渉パイロットサブキャリアを抽出する干渉パイロット抽出部４３ｄと同様の機能を有している。
干渉波チャネル演算部４３ｇは、希望波成分を除去した受信信号と干渉既知信号ｐuとから干渉波チャネル推定値を演算する。この干渉波チャネル推定値は、初期推定値よりも精度が向上している。
希望波成分除去部４３ｆから出力された受信信号から干渉パイロットサブキャリアを抽出する干渉パイロット抽出部４３ｄは、元の受信信号ｒから干渉パイロットサブキャリアを抽出する干渉パイロット抽出部４３ｄと同様の機能を有している。
干渉波チャネル演算部４３ｇは、希望波成分を除去した受信信号と干渉既知信号ｐuとから干渉波チャネル推定値を演算する。この干渉波チャネル推定値は、初期推定値よりも精度が向上している。
前記干渉波成分除去部４３ｂは、精度が向上した干渉波チャネル推定値を用いて、受信信号ｒから干渉波成分の除去を再度行い、希望波チャネル演算部４３ｃは希望波チャネル推定値の算出を再度行う。
以上のようにして、干渉波成分除去部４３ｂ、希望波チャネル演算部４３ｃ、希望波成分除去部４３ｄ、及び干渉波チャネル演算部４３ｅは、希望波チャネル推定と干渉波チャネル推定を繰り返す（図１３のステップＳ２−１，Ｓ２−２）。
以上のようにして、干渉波成分除去部４３ｂ、希望波チャネル演算部４３ｃ、希望波成分除去部４３ｄ、及び干渉波チャネル演算部４３ｅは、希望波チャネル推定と干渉波チャネル推定を繰り返す（図１３のステップＳ２−１，Ｓ２−２）。
第２実施形態のチャネル演算部４３は、上記繰り返しを終了させる終了判定部４３ｈを備えている。この終了判定部４３ｈは、希望波チャネル推定値が収束したか否かを判定する収束判定部として構成されている。希望波チャネル推定と干渉波チャネル推定を繰り返して、希望波チャネル推定値が収束したら、終了する（図１３のステップＳ２−３）。
なお、図１１に示す処理手順は、ステップＳ６以外は、図７に示す処理手順と同様である。
なお、図１１に示す処理手順は、ステップＳ６以外は、図７に示す処理手順と同様である。
終了判定部４３ｈにおける収束判定条件としては、干渉チャネル推定値の収束を考慮してもよい。また、終了判定条件としては、収束ではなく、繰り返し回数であってもよい。すなわち、所定回数（例えば、３〜４回）ほど両推定を繰り返せば、終了するものとしてもよい。
さらに、終了判定部４３ｈにおける終了判定条件としては、推定値の収束に限らず、干渉波成分を除去した受信信号の品質が基準値に達しているか否かであってもよい。前記品質は、干渉波成分を除去した希望パイロットサブキャリアのＣＩＮＲ（推定ＣＩＮＲ）が好ましい。
また、他の終了条件を併用する場合、干渉波成分を除去した受信信号の品質が基準値に達すれば、他の終了条件に達していなくても、繰り返し処理を打ち切るのが好ましい。
さらに、終了判定部４３ｈにおける終了判定条件としては、推定値の収束に限らず、干渉波成分を除去した受信信号の品質が基準値に達しているか否かであってもよい。前記品質は、干渉波成分を除去した希望パイロットサブキャリアのＣＩＮＲ（推定ＣＩＮＲ）が好ましい。
また、他の終了条件を併用する場合、干渉波成分を除去した受信信号の品質が基準値に達すれば、他の終了条件に達していなくても、繰り返し処理を打ち切るのが好ましい。
図１４は、両推定の繰り返しを行ったときの希望波チャネル推定値の収束に関する実験結果である。
ここで、離散フーリエ変換サイズＮ＝１２８、チャネル次数Ｌ＝１６、ＤＵＲ＝０ｄＢである。
図１４におけるＮＭＳＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ＭＳＥ）は、下記式（４５）のようにして求められる。
ここで、離散フーリエ変換サイズＮ＝１２８、チャネル次数Ｌ＝１６、ＤＵＲ＝０ｄＢである。
図１４におけるＮＭＳＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ＭＳＥ）は、下記式（４５）のようにして求められる。
図１４に示す実験結果の場合、両推定を３〜４回繰り返すことによって、干渉波があっても干渉波がない場合の値近傍に収束することがわかる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、図７に示すチャネル演算部４３は、干渉波チャネル演算部４３ａ、干渉成分除去部４３ｂ、干渉パイロット抽出部４３ｄを省略し、希望パイロット抽出部４３ｅと希望波チャネル演算部４３ｃとから構成してもよい。この場合、干渉波成分除去部４３ｂによる干渉波成分を除去はできないものの、希望波チャネル演算部４３ｃによる干渉波成分低減効果は得られる。
ＤＢＳ：希望局 ＵＢＳ：干渉局 ＭＴ：移動局（通信装置） １：前処理部 ２：ＣＰ除去部 ３：ＤＦＴ部 ４：時間領域チャネル推定部 ５：復調部 ６：周波数領域チャネル推定部 ７：ＣＩＮＲ測定部 ８：選択部 ４３：チャネル演算部 ４４：パイロット記録部 ４５：ＤＦＴ部（離散フーリエ変換部） ４６：チャネル出力部 ４７：チャネル記録部 ４３ａ：干渉波チャネル演算部 ４３ｂ：干渉波成分除去部 ４３ｃ：希望波チャネル演算部 ４３ｄ：干渉パイロット抽出部 ４３ｅ：希望パイロット抽出部 ４３ｆ：希望波成分除去部 ４３ｇ：干渉波チャネル演算部 ４３ｈ：終了判定部
Claims (10)
- データサブキャリアとパイロットサブキャリアとが周波数多重された受信信号を受信する通信装置であって、
伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う時間領域チャネル推定部を備え、
当該時間領域チャネル推定部は、
受信信号から、パイロットサブキャリアを抽出するパイロット抽出部と、
前記パイロットサブキャリアに基づいて、前記通信装置と希望局との間の希望波伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う希望波チャネル演算部と、
時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、所定の離散フーリエ変換サイズで、周波数領域での希望波伝送路特性に変換する離散フーリエ変換部と、
を備え、
前記パイロット抽出部は、時間領域の受信信号を、離散フーリエ変換して得られた周波数領域の受信信号から、前記パイロットサブキャリアを抽出するとともに、抽出されたパイロットサブキャリアを逆離散フーリエ変換して時間領域の信号に戻すように構成され、
前記希望波チャネル演算部は、
時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、前記離散フーリエ変換部における前記離散フーリエ変換サイズよりも短く、かつ、前記希望波伝送路の最大遅延長以上の長さで算出するよう構成されているとともに、
前記パイロット抽出部によって抽出された希望パイロットサブキャリアを用いて、時間領域での希望波伝送路特性の推定値を演算するよう構成されている、
ことを特徴とする通信装置。 - データサブキャリアとパイロットサブキャリアとが周波数多重された受信信号を受信する通信装置であって、
伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う時間領域チャネル推定部を備え、
当該時間領域チャネル推定部は、
受信信号から、前記通信装置が通信を希望する希望局以外の干渉局から送信される干渉パイロットサブキャリアを抽出する干渉パイロット抽出部と、
前記干渉パイロットサブキャリアに基づいて、前記通信装置と前記干渉局との間の干渉波伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う干渉波チャネル演算部と、
受信信号から干渉波成分の影響を除去する干渉波成分除去部と、
受信信号から、前記通信装置が通信を希望する希望局から送信される希望パイロットサブキャリアを抽出する希望パイロット抽出部と、
前記希望パイロットサブキャリアに基づいて、前記通信装置と前記希望局との間の希望波伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う希望波チャネル演算部と、
時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、所定の離散フーリエ変換サイズで、周波数領域での希望波伝送路特性に変換する離散フーリエ変換部と、
を備え、
前記干渉パイロット抽出部は、時間領域の受信信号を離散フーリエ変換して得られた周波数領域の受信信号から前記干渉パイロットサブキャリアを抽出するとともに、抽出された干渉パイロットサブキャリアを逆離散フーリエ変換して時間領域の信号に戻すように構成され、
前記干渉波チャネル演算部は、時間領域での前記干渉波伝送路特性の前記推定値を、前記離散フーリエ変換部における離散フーリエ変換サイズよりも短く、かつ、希望波伝送路最大遅延長以上の長さで算出するよう構成されているとともに、前記干渉パイロット抽出部によって抽出された干渉パイロットサブキャリアを用いて、時間領域での干渉波伝送路特性の推定値を演算するよう構成され、
前記干渉波成分除去部は、前記干渉波チャネル演算部によって算出した前記推定値から干渉波成分を算出し、当該干渉波成分を前記受信信号から除去するよう構成され、
前記希望パイロット抽出部は、干渉波成分が除去された時間領域の受信信号を、離散フーリエ変換して得られた周波数領域の受信信号から、前記希望パイロットサブキャリアを抽出するとともに、抽出された希望パイロットサブキャリアを逆離散フーリエ変換して時間領域の信号に戻すように構成され、
前記希望波チャネル演算部は、
時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、前記離散フーリエ変換部における前記離散フーリエ変換サイズよりも短く、かつ、前記希望波伝送路の最大遅延長以上の長さで算出するよう構成されているとともに、
前記希望パイロット抽出部によって抽出された希望パイロットサブキャリアを用いて、時間領域での希望波伝送路特性の推定値を演算するよう構成されている、
ことを特徴とする通信装置。 - 前記希望波チャネル演算部によって算出した前記推定値から希望波成分を算出し、当該希望成分を前記受信信号から除去する希望波成分除去部を更に備え、
前記干渉パイロット抽出部は、前記希望波成分除去部によって希望波成分が除去された時間領域の受信信号を、離散フーリエ変換して得られた周波数領域の受信信号から、前記干渉パイロットサブキャリアを再抽出するようにも構成され、
前記干渉波チャネル演算部は、再抽出された干渉パイロットサブキャリアを用いて、時間領域での干渉波伝送路特性の推定値を再算出し、
再算出された干渉波伝送路特性の推定値を用いて、希望波伝送路特性の推定値を算出し直すように構成されていることを特徴とする請求項２記載の通信装置。 - 干渉波成分を除去した受信信号に基づく希望波伝送路特性の推定値の算出と、希望波成分を除去した受信信号に基づく干渉波伝送路特性の推定値の算出と、を所定の終了条件に達するまで繰り返すよう構成されていることを特徴とする請求項３記載の通信装置。
- 前記終了条件は、希望波伝送路特性の推定値の収束であることを特徴とする請求項４記載の通信装置。
- 前記終了条件は、干渉波成分を除去した受信信号の受信品質が、基準値に達したことであることを特徴とする請求項４又は５記載の通信装置。
- 前記受信品質は、干渉波成分を除去した受信信号から抽出された希望パイロットサブキャリアにおけるＣＩＮＲであることを特徴とする請求項６記載の通信装置。
- 希望波伝送路特性の推定値を求める演算を周波数領域で行う周波数領域チャネル推定部と、
受信信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、
周波数領域での希望波伝送路特性の推定値を求める際に、前記時間領域チャネル推定部と前記周波数領域チャネル推定部のいずれを用いるかを選択する選択部と、
を更に備え、
前記選択部は、前記受信品質検出部によって検出された受信品質に応じて、選択を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の通信装置。 - 前記離散フーリエ変換部は、離散フーリエ変換サイズよりも短い希望波伝送路特性の推定値の長さを、前記離散フーリエ変換部における離散フーリエ変換サイズに一致させるために、必要な数のゼロを付加するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の通信装置。
- データサブキャリアとパイロットサブキャリアとが周波数多重された受信信号を受信する通信装置が、周波数領域での希望波伝送路特性を算出するための方法であって、
受信信号から、パイロットサブキャリアを抽出するパイロット抽出ステップと、
前記パイロットサブキャリアに基づいて、前記通信装置と希望局との間の希望波伝送路特性の推定値を求める演算を時間領域で行う希望波チャネル演算ステップと、
時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、所定の離散フーリエ変換サイズで、周波数領域での希望波伝送路特性に変換する離散フーリエ変換ステップと、
を含み、
前記パイロット抽出ステップでは、時間領域の受信信号を、離散フーリエ変換して得られた周波数領域の受信信号から、前記パイロットサブキャリアを抽出するとともに、抽出されたパイロットサブキャリアを逆離散フーリエ変換して時間領域の信号に戻し、
前記希望波チャネル演算ステップでは、
時間領域での前記希望波伝送路特性の推定値を、前記離散フーリエ変換ステップにおける前記離散フーリエ変換サイズよりも短く、かつ、前記希望波伝送路の最大遅延長以上の長さで算出するよう構成されているとともに、
前記パイロット抽出ステップによって抽出された希望パイロットサブキャリアを用いて、時間領域での希望波伝送路特性の推定値を演算するよう構成されている、
ことを特徴とする希望波伝送路特性算出方法。
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| JP2007247513A JP2009081535A (ja) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | 通信装置及び希望波伝送路特性算出方法 |
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