JP2009088993A

JP2009088993A - 無線通信装置及び受信品質推定方法

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Publication number: JP2009088993A
Application number: JP2007255891A
Authority: JP
Inventors: Migaku Nakayama; 琢中山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-04-23

Abstract

【課題】既知信号に基づいて無線信号の受信品質を推定する場合において、特に、マルチキャリア方式が用いられる場合において、より正確に無線信号の受信品質を推定することができる無線通信装置及び受信品質推定方法を提供する。
【解決手段】無線基地局１００は、伝搬路推定情報を時間領域における信号系列である時間領域信号系列に再変換する周波数領域／時間領域変換部１６０と、再変換された時間領域信号系列が含まれる全時間帯のうち、時間帯ｔｓに含まれる時間領域信号系列に基づいて、無線信号の信号電力を算出するとともに、時間帯ｔｎに含まれる時間領域信号系列に基づいて、雑音電力を算出することによって、無線信号の信号対雑音比を推定する時間領域ＳＮＲ推定部１７０とを備え、時間領域ＳＮＲ推定部１７０は、既知信号における伝搬路推定情報のみを時間領域信号系列に変換する。
【選択図】図２

Description

本発明は、受信した無線信号を周波数領域における信号系列に変換し、前記無線信号に含まれる既知信号に基づいて無線信号の伝搬路の状態を推定した伝搬路推定情報を算出する無線通信装置、及び当該無線通信装置における受信品質推定方法に関する。

近年、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）など、マルチキャリア方式を用いることによって通信容量を増大させた無線通信システムが実現されている。このような無線通信システムでは、通信を実行する無線通信装置に対して、無線信号の受信品質に応じて適応的にサブキャリア数などの無線リソースを分配することによって、無線通信システム全体として取り扱うことができる通信容量をさらに増大する方法が導入されている。

このような無線リソースの配分の決定に用いられる受信品質として、信号対雑音比（ＳＮＲ）が広く用いられている。

具体的には、時間的に離散した無線信号を受信した無線通信装置は、当該無線信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行し、周波数領域における信号系列に変換する。さらに、無線通信装置は、振幅や位相などの設定値が送信側と受信側とにおいて既知である既知信号（既知シンボル）の状態に基づいて、各既知信号のＩ成分及びＱ成分の平均である平均信号ベクトル（伝搬路推定情報）を算出するとともに、各既知信号における信号ベクトルの分散に基づいて雑音電力を算出する。無線通信装置は、算出した平均信号ベクトルと雑音電力とを用いて無線信号のＳＮＲを推定する（例えば、特許文献１）。
特開２００２−３１９９１９号公報（第５頁、第１−２図）

ところで、ＯＦＤＭなど、マルチキャリア方式を用いる無線通信システムでは、シングルキャリア方式を用いる無線通信システムと比較して、一般的にシンボル当たりの時間が長い。また、マルチキャリア方式を用いる無線通信システムでは、シングルキャリア方式を用いる無線通信システムよりも広帯域を占有するため、使用周波数帯域によって受信品質が変動し得る。

このため、上述した既知信号の平均信号ベクトル（伝搬路推定情報）と雑音電力とに基づいて無線信号の受信品質（ＳＮＲ）を推定する方法では、無線信号の受信品質を推定精度が低下するといった問題がある。このような問題を解決するため、伝搬路推定情報を時間領域における信号系列に変換し、時間領域において当該信号系列を処理することが考えられる。

しかしながら、既知信号が周波数軸方向または時間軸方向において所定の間隔毎に配置されている場合、既知信号間に位置する複数の信号（ユーザデータなどを含む信号）の伝搬路推定情報を線形補間すると、雑音電力が平滑化されてしまう。このため、実際の受信品質（ＳＮＲ）よりも良好な受信品質が算出されてしまう問題がある。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、既知信号に基づいて無線信号の受信品質を推定する場合において、特に、マルチキャリア方式が用いられる場合において、より正確に無線信号の受信品質を推定することができる無線通信装置及び受信品質推定方法を提供することを目的とする。

上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、受信した無線信号（無線信号ＲＳ）を周波数領域における信号系列（信号系列Ｓ２）に変換し、前記無線信号に含まれる既知信号（既知シンボルＳ_Ｐ）に基づいて前記無線信号の伝搬路の状態を推定した伝搬路推定情報（伝搬路推定情報H^[k]）を算出する無線通信装置（無線基地局１００）であって、前記伝搬路推定情報を時間領域における信号系列である時間領域信号系列（信号系列Ｓ３）に再変換する再変換部（周波数領域／時間領域変換部１６０）と、前記再変換部によって再変換された前記時間領域信号系列が含まれる全時間帯のうち、前記時間領域信号系列の振幅が所定の閾値を超える信号成分を含む第１時間帯（時間帯ｔｓ）と、前記第１時間帯以外の時間帯である第２時間帯（時間帯ｔｎ）とに分割する分割部（時間領域ＳＮＲ推定部１７０）と、前記第１時間帯に含まれる前記時間領域信号系列に基づいて、前記無線信号の信号電力（W-Na）を算出するとともに、前記第２時間帯に含まれる前記時間領域信号系列に基づいて、雑音電力（Na）を算出することによって、前記無線信号の信号対雑音比を推定するＳＮＲ推定部（時間領域ＳＮＲ推定部１７０）とを備え、前記再変換部は、前記既知信号における伝搬路推定情報のみを前記時間領域信号系列に変換することを要旨とする。

このような無線通信装置によれば、無線信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）は、周波数領域ではなく時間領域における信号系列に基づいて推定される。さらに、既知信号における伝搬路推定情報のみが時間領域信号系列に変換される。このため、既知信号が周波数軸方向または時間軸方向において所定の間隔毎に配置されている場合でも、既知信号間に位置する複数の信号を線形補間することによって雑音電力が平滑化されてしまう問題を回避できる。すなわち、このような無線通信装置によれば、ＳＮＲの推定精度が低下することを抑制できる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記無線信号は、異なる周波数帯を用いる複数のサブキャリアによって構成され、前記無線信号には、複数の前記既知信号が含まれ、前記複数の既知信号は、周波数軸方向において所定間隔を設けて配置されることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記複数の既知信号によって複数の前記所定間隔が形成され、前記複数の所定間隔は同一であることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記複数の既知信号によって複数の前記所定間隔が形成され、前記複数の所定間隔は、前記既知信号間の間隔が第１間隔である第１パターンと、前記既知信号間の間隔が第２間隔である第２パターンとを含むことを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記第１パターンと前記第２パターンとは、周波数軸方向において重複することを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第４または第５の特徴に係り、前記第１パターンによる前記既知信号間の間隔は、前記第２パターンによる前記既知信号間の間隔と異なることを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、受信した無線信号を周波数領域における信号系列に変換し、前記無線信号に含まれる既知信号に基づいて前記無線信号の伝搬路の状態を推定した伝搬路推定情報を算出する無線通信装置であって、前記伝搬路推定情報を時間領域における信号系列である時間領域信号系列に再変換する再変換部と、前記再変換部によって再変換された前記時間領域信号系列が含まれる時間帯のうち、前記時間領域信号系列の振幅が所定の閾値を超える信号成分を含む第１時間帯と、前記第１時間帯以外の時間帯である第２時間帯とに分割する分割部と、前記第２時間帯に含まれる前記時間領域信号系列に基づいて、前記無線信号の雑音電力を算出する雑音電力算出部（時間領域ＳＮＲ推定部１７０）とを備え、前記再変換部は、前記既知信号における伝搬路推定情報のみを前記時間領域信号系列に変換することを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、受信した無線信号を周波数領域における信号系列に変換し、前記無線信号に含まれる既知信号に基づいて前記無線信号の伝搬路の状態を推定した伝搬路推定情報を算出する無線通信装置における受信品質推定方法であって、前記伝搬路推定情報を時間領域における信号系列である時間領域信号系列に再変換するステップと、再変換された前記時間領域信号系列が含まれる全時間帯のうち、前記時間領域信号系列の振幅が所定の閾値を超える信号成分を含む第１時間帯と、前記第１時間帯以外の時間帯である第２時間帯とに分割するステップと、前記第１時間帯に含まれる前記時間領域信号系列に基づいて、前記無線信号の信号電力を算出するとともに、前記第２時間帯に含まれる前記時間領域信号系列に基づいて、雑音電力を算出することによって、前記無線信号の信号対雑音比を推定するステップとを備え、前記再変換するステップでは、前記既知信号における伝搬路推定情報のみを前記時間領域信号系列に変換することを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、受信した無線信号を周波数領域における信号系列に変換し、前記無線信号に含まれる既知信号に基づいて前記無線信号の伝搬路の状態を推定した伝搬路推定情報を算出する無線通信装置における受信品質推定方法であって、前記伝搬路推定情報を時間領域における信号系列である時間領域信号系列に再変換するステップと、再変換された前記時間領域信号系列が含まれる時間帯のうち、前記時間領域信号系列の振幅が所定の閾値を超える信号成分を含む第１時間帯と、前記第１時間帯以外の時間帯である第２時間帯とに分割するステップと、前記第２時間帯に含まれる前記時間領域信号系列に基づいて、前記無線信号の雑音電力を算出するステップとを備え、前記再変換するステップでは、前記既知信号における伝搬路推定情報のみを前記時間領域信号系列に変換することを要旨とする。

本発明の特徴によれば、既知信号に基づいて無線信号の受信品質を推定する場合において、特に、マルチキャリア方式が用いられる場合において、より正確に無線信号の受信品質を推定することができる無線通信装置及び受信品質推定方法を提供することができる。

次に、本発明の実施形態について説明する。具体的には、（１）無線通信システムの全体概略構成、（２）無線通信装置の機能ブロック構成、（３）無線通信装置の動作、及び（４）作用・効果について説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（１）無線通信システムの全体概略構成
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１の全体概略構成図である。図１に示すように、無線通信システム１は、無線基地局１００と無線通信端末２００とを含む。なお、無線通信システム１に含まれる無線基地局１００及び無線通信端末２００に示した数に限定されない。

無線通信システム１では、複数のサブキャリアによって無線信号ＲＳが構成される、いわゆるマルチキャリア方式が採用されている。具体的には、無線通信システム１では、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式が採用されている。すなわち、無線信号ＲＳは、ＯＦＤＭに従って構成される。

無線基地局１００は、無線通信端末２００との間において無線信号ＲＳを送受信する。本実施形態において、無線基地局１００は、無線通信装置を構成する。無線基地局１００は、無線通信端末２００から時間的に離散した無線信号ＲＳを受信する。無線基地局１００は、受信した無線信号ＲＳを周波数領域における信号系列Ｓ２（図１において不図示、図２参照）に変換し、無線信号ＲＳに含まれる既知信号、具体的には、既知シンボルＳ_Ｐ（図１において不図示、図４（ａ）及び（ｂ）参照）に基づいて、無線信号ＲＳの伝搬路の状態を推定した伝搬路推定情報を算出する。

無線通信端末２００は、無線基地局１００と同様に、無線基地局１００から受信した無線信号ＲＳを周波数領域における信号系列に変換し、無線信号ＲＳに含まれる既知シンボルに基づいて、無線信号ＲＳの伝搬路推定情報を算出する。

（２）無線通信装置の機能ブロック構成
図２は、本実施形態において無線通信装置を構成する無線基地局１００の機能ブロック構成図である。図２に示すように、無線基地局１００は、同期処理部１１０、ＣＰ除去部１２０、Ｓ／Ｐ変換部１３１、ＦＦＴ部１３２、チャネル等化部１３３、Ｐ／Ｓ変換部１３４、復調部１４０、チャネル推定部１５０、既知シンボルチャネル情報取得部１５５、周波数領域／時間領域変換部１６０及び時間領域ＳＮＲ推定部１７０を備える。

同期処理部１１０は、無線通信端末２００から受信した無線信号ＲＳを構成する各サブキャリアに含まれる信号系列Ｓ１の同期処理を実行する。

図４（ａ）及び（ｂ）は、信号系列Ｓ１の構成例を示す。無線信号ＲＳ、具体的には、信号系列Ｓ１は、異なる周波数帯を用いる複数のサブキャリアによって構成される。信号系列Ｓ１は、既知シンボルＳ_Ｐと、データシンボルＳ_Ｄとを含む。

複数の既知シンボルＳ_Ｐは、周波数軸方向及び時間軸方向において所定間隔を設けて配置される。本実施形態では、既知シンボルＳ_Ｐは、振幅や位相などの設定値が無線通信端末２００（送信側）と無線基地局１００（受信側）とにおいて既知である、いわゆるパイロットシンボルである。

本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、４サブキャリア毎に既知シンボルＳ_Ｐが配置される。すなわち、所定間隔は、４サブキャリア分であり、既知シンボルＳ_Ｐ間の所定間隔は同一である。

また、信号系列Ｓ１は、サイクリック・プリフィックスＣＰを含む。サイクリック・プリフィックスＣＰは、シンボル間の干渉を防止するガードインターバルである。サイクリック・プリフィックスＣＰは、無線信号ＲＳのマルチパスの影響を吸収することを目的として、データシンボルＳ_Ｄ間に挿入される。サイクリック・プリフィックスＣＰは、サイクリック・プリフィックスＣＰが付加される送信シンボル（既知シンボルＳ_Ｐ及びデータシンボルＳ_Ｄ）の後部の一部がコピーされたものである。

ＣＰ除去部１２０は、同期処理部１１０から出力された信号系列Ｓ１に含まれるサイクリック・プリフィックスＣＰを除去する。

Ｓ／Ｐ変換部１３１は、ＣＰ除去部１２０から出力された信号系列Ｓ１の直並列変換を実行する。ＦＦＴ部１３２は、Ｓ／Ｐ変換部１３１から出力された各信号系列に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行する。ＦＦＴ部１３２は、当該信号系列に対してＦＦＴを実行することによって、周波数領域における信号系列Ｓ２をチャネル等化部１３３及びチャネル推定部１５０に出力する。

チャネル等化部１３３は、ＦＦＴ部１３２から出力された信号系列Ｓ２に対してチャネル等化を実行する。具体的には、チャネル等化部１３３は、チャネル推定部１５０からの制御に基づいて、無線信号ＲＳの伝搬路におけるフェージングの影響により位相と振幅に歪みが生じている信号系列Ｓ２を補正することによって、無線通信端末２００が送信した信号系列を再生する。

Ｐ／Ｓ変換部１３４は、チャネル等化部１３３から出力された補正後の信号系列Ｓ２の並直列変換を実行する。復調部１４０は、Ｐ／Ｓ変換部１３４から出力された信号系列を用いて無線通信端末２００が送信した信号系列の再生、つまり、復調処理を実行する。

チャネル推定部１５０は、ＦＦＴ部１３２から出力された信号系列Ｓ２に基づいて、チャネル推定を実行する。本実施形態では、チャネル推定部１５０は、（１式）に従って、既知シンボルＳ_Ｐにおける伝搬路推定情報H^[k]を算出する。具体的には、チャネル推定部１５０は、各サブキャリアを対象として、最小二乗推定法（LS）によって既知シンボルＳ_Ｐにおける伝搬路推定情報H^[k]を算出する。

ここで、kはサブキャリアインデックス、R[k]はサブキャリアkの受信信号系列、S[k]はサブキャリアkの既知シンボル（プリアンブル）とする。

チャネル推定部１５０は、算出した伝搬路推定情報H^[k]をチャネル等化部１３３に出力する。チャネル等化部１３３は、各サブキャリアに対応する信号系列（データ部）を算出した伝搬路推定情報H^[k]で除算することによって、無線信号ＲＳの伝搬路における歪みを補償する。

このとき、伝搬路推定情報は、（２式）に示すように、ノイズNの影響を受けている。なお、H[k]は、真の伝搬路特性を意味する。

ここで、ＳＮＲの推定から周波数選択性フェージングの影響を除外するため、算出した伝搬路推定情報を用いて等化された信号系列（データ部）の平均と分散とに基づいて既知シンボルを等化しようとすると、等化した結果は必ずS[k]となってしまう。つまり、ノイズNによる振幅や位相の分散は検出できず、特許文献１に記載されているような方法では、ＳＮＲを正確に推定することができない。

既知シンボルチャネル情報取得部１５５は、既知シンボルＳ_Ｐ（図４（ａ）及び（ｂ）参照）のチャネル情報を取得する。具体的には、既知シンボルチャネル情報取得部１５５は、４サブキャリア毎に配置されている既知シンボルＳ_Ｐの周波数及び使用コードなどを取得する。

周波数領域／時間領域変換部１６０は、既知シンボルチャネル情報取得部１５５から出力された伝搬路推定情報H^[k]を、時間領域における信号系列である信号系列Ｓ３（時間領域信号系列）に再変換する。本実施形態では、周波数領域／時間領域変換部１６０は、再変換部を構成する。

周波数領域／時間領域変換部１６０は、既知シンボルチャネル情報取得部１５５から出力された伝搬路推定情報H^[k]に基づいて、既知シンボルＳ_Ｐにおける伝搬路推定情報H^[k]のみを信号系列Ｓ３に変換する。

具体的には、周波数領域／時間領域変換部１６０は、伝搬路推定情報H^[k]の逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を実行し、信号系列Ｓ３を出力する。すなわち、周波数領域／時間領域変換部１６０は、信号系列Ｓ３として、無線信号ＲＳの伝搬路のインパルス応答h^[i]を算出する。無線信号ＲＳの伝搬路のインパルス応答h^[i]は、伝搬路推定情報H^[k]を時間領域周波数領域において示したものである。

このため、図５に示すように、伝搬路推定情報H^[k]の時間領域における信号系列は、遅延プロファイルに代表される信号系列となり、時間軸上の波形のうち、当該波形の前方にエネルギーが集中すると考えられる。

また、最小二乗推定法によって伝搬路推定情報H^[k]が算出されるため、インパルス応答h^[i]は、本質的にノイズを含んでいる。図５に示すように、当該ノイズは、加法性白色ガウスノイズ（ＡＷＧＮ）若しくは白色雑音と考えられる。また、当該ノイズは、全周波数帯において、全時間帯Ｔに一様に分布すると考えられる。

時間領域ＳＮＲ推定部１７０は、周波数領域／時間領域変換部１６０から出力された信号系列Ｓ３、つまり、インパルス応答h^[i]に基づいて、無線信号ＲＳのＳＮＲを推定する。

具体的には、時間領域ＳＮＲ推定部１７０は、周波数領域／時間領域変換部１６０によってて再変換されたインパルス応答h^[i]が含まれる全時間帯Ｔのうち、インパルス応答h^[i]の振幅が所定の閾値を超える信号成分を含む時間帯ｔｓ（第１時間帯）と、時間帯ｔｓ以外の時間帯、つまり、雑音成分が支配的である時間帯ｔｎ（第２時間帯）とに分割する。本実施形態において、時間領域ＳＮＲ推定部１７０は、分割部を構成する。

本実施形態では、時間領域ＳＮＲ推定部１７０は、図５に示すサイクリック・プリフィックス長Ｌ_ＣＰに基づいて、時間帯ｔｓと時間帯ｔｎとの分割位置Ｄ１を決定する。

ここで、それぞれのデータシンボルＳ_Ｄに付加されるサイクリック・プリフィックスＣＰの割合をCP[％]、時間領域における全電力をＷ、サイクリック・プリフィックス長Ｌ_ＣＰ以外の期間における電力をＮａとすると、全時間帯Ｔ、時間帯ｔｓ及び時間帯ｔｎとの間では、（３式）の関係が成り立つ。

また、ＦＦＴの時間長（FFT Size）、全時間帯Ｔ及びサイクリック・プリフィックスＣＰの割合との間には、（４式）の関係が成り立つ。

このため、ＳＮＲは、（５式）及び（６式）によって推定できる。

なお、信号系列は、複素数として処理され、Ｒｅは実部、Ｉｍは虚部を意味する。また、本実施形態では、ノイズ電力Ｎは、Na/(1-CP/100)によって算出される。

つまり、時間領域ＳＮＲ推定部１７０は、時間帯ｔｓに含まれる信号系列Ｓ３（インパルス応答h^[i]）に基づいて、無線信号ＲＳの信号電力（W-Na）を算出する。また、時間領域ＳＮＲ推定部１７０は、時間帯ｔｎに含まれる信号系列Ｓ３に基づいて、雑音電力（Na）を算出することによって、無線信号ＲＳのＳＮＲを推定する。本実施形態において、時間領域ＳＮＲ推定部１７０は、ＳＮＲ推定部を構成する。

本実施形態では、４サブキャリア毎、つまり、等間隔で配置されている既知シンボルＳ_Ｐに対応する伝搬路推定情報H^[k]のみを抽出し、抽出した伝搬路推定情報H^[k]のみを時間領域における信号系列に変換する。例えば、サブキャリア数が１，０２４であり、４サブキャリア毎に既知シンボルＳ_Ｐが配置されている場合、２５６ポイントの変換が実行される。

２５６ポイントの変換の実行によって得られた信号系列（２５６個のデータ）を対象として、ＳＮＲが推定される。この場合でも（３式）の関係が成り立つが、既知シンボルＳ_Ｐ間の所定間隔がｎの場合、（４式）は、（４’式）のように表される。

ＦＦＴポイント数が２５６、サイクリック・プリフィックスＣＰの割合が１２．５％の場合、Ｗ及びＮａは、（７式）によって算出することができる。

時間領域ＳＮＲ推定部１７０は、算出したＷ及びＮａを（８式）に代入し、ＳＮＲを算出する。

（３）無線通信装置の動作
次に、本実施形態において無線通信装置を構成する無線基地局１００の動作について説明する。具体的には、無線基地局１００による無線信号ＲＳのＳＮＲの推定動作について説明する。

図３は、本実施形態に係る無線基地局１００による無線信号ＲＳのＳＮＲの推定動作フロー図である。図３に示すように、ステップＳ１０において、無線基地局１００は、無線通信端末２００から受信した無線信号ＲＳに含まれるサイクリック・プリフィックスＣＰを除去する。

ステップＳ２０において、無線基地局１００は、サイクリック・プリフィックスＣＰが除去された信号系列に対してＦＦＴを実行する。

ステップＳ３０において、無線基地局１００は、Least Square（LS）推定によって、伝搬路推定情報H^[k]を算出する。具体的には、無線基地局１００は、（１式）に従って既知シンボルＳ_Ｐにおける伝搬路推定情報H^[k]を算出する。

ステップＳ４０において、無線基地局１００は、算出した既知シンボルＳ_Ｐにおける伝搬路推定情報H^[k]を用いて、既知シンボルＳ_Ｐ間の伝搬路推定情報H^[k]を補間する。具体的には、無線基地局１００は、既知シンボルＳ_Ｐ間に配置されるデータシンボルＳ_Ｄの伝搬路推定情報H^[k]を線形補間によって補間する。

ステップＳ５０において、無線基地局１００は、算出した伝搬路推定情報H^[k]のうち、既知シンボルＳ_Ｐの伝搬路推定情報H^[k]のみを抽出する。

ステップＳ６０において、無線基地局１００は、抽出した既知シンボルＳ_Ｐの伝搬路推定情報H^[k]、つまり、周波数領域における信号系列を、時間領域における信号系列に再変換する。具体的には、無線基地局１００は、無線信号ＲＳの伝搬路のインパルス応答h^[i]を算出する。

ステップＳ７０において、無線基地局１００は、インパルス応答h^[i]が含まれる全時間帯Ｔにおける全電力Ｗを算出する。

ステップＳ８０において、無線基地局１００は、時間帯ｔｎにおける電力Ｎａを算出する。

ステップＳ９０において、無線基地局１００は、時間帯ｔｎにおける電力Ｎａに基づいて、ノイズ電力Ｎを算出する。

具体的には、無線基地局１００は、（７式）に基づいて、全電力Ｗ及び電力Ｎａを算出する。また、無線基地局１００は、Na/(1-CP/100)によってノイズ電力Ｎを算出する。

ステップＳ１００において、無線基地局１００は、無線信号ＲＳの信号電力を算出する。具体的には、無線基地局１００は、（８式）に示すように、全電力Ｗから電力Ｎａを減算することによって、信号電力を算出する。

ステップＳ１１０において、無線基地局１００は、算出した信号電力及び電力Ｎａを用いてＳＮＲを推定する。具体的には、無線基地局１００は、（８式）を用いて無線信号ＲＳのＳＮＲを算出する。

（４）作用・効果
無線基地局１００によれば、無線信号ＲＳのＳＮＲは、周波数領域ではなく時間領域における信号系列、具体的には、インパルス応答h^[i]に基づいて推定される。さらに、既知シンボルＳ_Ｐ（プリアンブル）における伝搬路推定情報H^[k]のみが時間領域信号系列に変換される。このため、既知シンボルＳ_Ｐが周波数軸方向または時間軸方向において所定の間隔毎に配置されている場合でも、既知シンボルＳ_Ｐの伝搬路推定情報H^[k]を線形補間することによって雑音電力が平滑化されてしまう問題を回避できる。すなわち、無線基地局１００によれば、ＳＮＲの推定精度が低下することを抑制できる。

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。

例えば、上述した実施形態では、既知シンボルＳ_Ｐは、周波数軸方向及び時間軸方向において等間隔で配置されていたが、信号系列における既知シンボルＳ_Ｐの位置は、例えば、図６のようにしてもよい。

図６は、本発明の変更例に係る信号系列（一部）の構成例を示す。図６に示すように、信号系列Ｓ４には、既知シンボルＳ_Ｐ１１〜Ｓ_Ｐ１３、Ｓ_Ｐ２１〜２３、Ｓ_Ｐ３１〜Ｓ_Ｐ３６が配置される。すなわち、信号系列Ｓ４では、複数の既知シンボルによって既知シンボル間の間隔が複数形成される。例えば、既知シンボルＳ_Ｐ１１〜Ｓ_Ｐ１２の間隔（第１間隔）と、既知シンボルＳ_Ｐ３１〜Ｓ_Ｐ３２の間隔（第２間隔）とは、異なっている。

また、既知シンボルの配置パターンには、パターンＰ１（第１パターン）と、パターンＰ２（第２パターン）とが含まれる。パターンＰ１とパターンＰ２とは、周波数軸方向において重複する。具体的には、既知シンボルＳ_Ｐ１１、Ｓ_Ｐ１２及びＳ_Ｐ１３によって構成されるパターンＰ１が占める周波数帯と、既知シンボルＳ_Ｐ２１、Ｓ_Ｐ２２及びＳ_Ｐ２３によって構成されるパターンＰ２が占める周波数帯とは、重複している。

このような既知シンボルの配置の場合、パターンＰ１及びパターンＰ２のそれぞれについて伝搬路推定情報H^[k]を算出することができるため、ＳＮＲの推定精度をさらに向上できる。

また、既知シンボルＳ_Ｐ３１、Ｓ_Ｐ３２及びＳ_Ｐ３３によって、既知シンボルの間隔がパターンＰ１及びパターンＰ２と異なるパターンを用いてもよい。

上述した実施形態では、無線信号ＲＳの受信品質としてＳＮＲが推定されていたが、ＳＮＲに代えて無線信号ＲＳの雑音電力を受信品質として算出してもよい。

具体的には、無線基地局１００の時間領域ＳＮＲ推定部１７０（雑音電力算出部）は、ＳＮＲに代えて、時間帯ｔｎに含まれる信号系列Ｓ３（時間領域信号系列）に基づいて、無線信号ＲＳの雑音電力を算出する。

上述した実施形態では、周波数領域／時間領域変換部１６０において伝搬路推定情報H^[k]のＩＦＦＴが実行されていたが、ＩＦＦＴに代えて、離散コサイン変換（ＤＣＴ）などを用いても構わない。

上述した無線通信システム１では、ＯＦＤＭ方式が採用されていたが、無線通信システム１では、必ずしもＯＦＤＭ方式が採用されていなくてもよい。また、本発明は、シングルキャリア方式を用いる無線通信システムに適用してもよい。

上述した実施形態では、無線基地局１００が本発明に係る無線通信装置を構成する場合を例として説明したが、無線通信端末２００が本発明に係る無線通信装置を構成するようにしても勿論構わない。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の実施形態に係る無線通信システム１の全体概略構成図である。本発明の実施形態に係る無線基地局１００の機能ブロック構成図である。本発明の実施形態に係る無線基地局１００による無線信号ＲＳのＳＮＲの推定動作フロー図である。本発明の実施形態に係る信号系列Ｓ１の構成例を示す図である。本発明の実施形態に係るインパルス応答h^[i]の例を示す図である。本発明の変更例に係る信号系列の構成例を示す図である。

符号の説明

１…無線通信システム、１００…無線基地局、１１０…同期処理部、１２０…ＣＰ除去部、１３１…Ｓ／Ｐ変換部、１３２…ＦＦＴ部、１３３…チャネル等化部、１３４…Ｐ／Ｓ変換部、１４０…復調部、１５０…チャネル推定部、１５５…既知シンボルチャネル情報取得部、１６０…周波数領域／時間領域変換部、１７０…時間領域ＳＮＲ推定部、２００…無線通信端末、ＣＰ…サイクリック・プリフィックス、Ｄ１…分割位置、Ｌ_ＣＰ…サイクリック・プリフィックス長、Ｐ１，Ｐ２…パターン、ＲＳ…無線信号、Ｓ１〜Ｓ４…信号系列、Ｓ_Ｄ…データシンボル、Ｓ_Ｐ，Ｓ_Ｐ１１〜１３，２１〜２３，３１〜３６…既知シンボル、Ｔ…全時間帯、ｔｎ，ｔｓ…時間帯

Claims

受信した無線信号を周波数領域における信号系列に変換し、前記無線信号に含まれる既知信号に基づいて前記無線信号の伝搬路の状態を推定した伝搬路推定情報を算出する無線通信装置であって、
前記伝搬路推定情報を時間領域における信号系列である時間領域信号系列に再変換する再変換部と、
前記再変換部によって再変換された前記時間領域信号系列が含まれる全時間帯のうち、前記時間領域信号系列の振幅が所定の閾値を超える信号成分を含む第１時間帯と、前記第１時間帯以外の時間帯である第２時間帯とに分割する分割部と、
前記第１時間帯に含まれる前記時間領域信号系列に基づいて、前記無線信号の信号電力を算出するとともに、前記第２時間帯に含まれる前記時間領域信号系列に基づいて、雑音電力を算出することによって、前記無線信号の信号対雑音比を推定するＳＮＲ推定部と
を備え、
前記再変換部は、前記既知信号における伝搬路推定情報のみを前記時間領域信号系列に変換する無線通信装置。
前記無線信号は、異なる周波数帯を用いる複数のサブキャリアによって構成され、
前記無線信号には、複数の前記既知信号が含まれ、
前記複数の既知信号は、周波数軸方向において所定間隔を設けて配置される請求項１に記載の無線通信装置。
前記複数の既知信号によって複数の前記所定間隔が形成され、
前記複数の所定間隔は同一である請求項２に記載の無線通信装置。
前記複数の既知信号によって複数の前記所定間隔が形成され、
前記複数の所定間隔は、
前記既知信号間の間隔が第１間隔である第１パターンと、
前記既知信号間の間隔が第２間隔である第２パターンと
を含む請求項２に記載の無線通信装置。
前記第１パターンと前記第２パターンとは、周波数軸方向において重複する請求項４に記載の無線通信装置。
前記第１パターンによる前記既知信号間の間隔は、前記第２パターンによる前記既知信号間の間隔と異なる請求項４または５に記載の無線通信装置。
受信した無線信号を周波数領域における信号系列に変換し、前記無線信号に含まれる既知信号に基づいて前記無線信号の伝搬路の状態を推定した伝搬路推定情報を算出する無線通信装置であって、
前記伝搬路推定情報を時間領域における信号系列である時間領域信号系列に再変換する再変換部と、
前記再変換部によって再変換された前記時間領域信号系列が含まれる時間帯のうち、前記時間領域信号系列の振幅が所定の閾値を超える信号成分を含む第１時間帯と、前記第１時間帯以外の時間帯である第２時間帯とに分割する分割部と、
前記第２時間帯に含まれる前記時間領域信号系列に基づいて、前記無線信号の雑音電力を算出する雑音電力算出部と
を備え、
前記再変換部は、前記既知信号における伝搬路推定情報のみを前記時間領域信号系列に変換する無線通信装置。
受信した無線信号を周波数領域における信号系列に変換し、前記無線信号に含まれる既知信号に基づいて前記無線信号の伝搬路の状態を推定した伝搬路推定情報を算出する無線通信装置における受信品質推定方法であって、
前記伝搬路推定情報を時間領域における信号系列である時間領域信号系列に再変換するステップと、
再変換された前記時間領域信号系列が含まれる全時間帯のうち、前記時間領域信号系列の振幅が所定の閾値を超える信号成分を含む第１時間帯と、前記第１時間帯以外の時間帯である第２時間帯とに分割するステップと、
前記第１時間帯に含まれる前記時間領域信号系列に基づいて、前記無線信号の信号電力を算出するとともに、前記第２時間帯に含まれる前記時間領域信号系列に基づいて、雑音電力を算出することによって、前記無線信号の信号対雑音比を推定するステップと
を備え、
前記再変換するステップでは、前記既知信号における伝搬路推定情報のみを前記時間領域信号系列に変換する受信品質推定方法。
受信した無線信号を周波数領域における信号系列に変換し、前記無線信号に含まれる既知信号に基づいて前記無線信号の伝搬路の状態を推定した伝搬路推定情報を算出する無線通信装置における受信品質推定方法であって、
前記伝搬路推定情報を時間領域における信号系列である時間領域信号系列に再変換するステップと、
再変換された前記時間領域信号系列が含まれる時間帯のうち、前記時間領域信号系列の振幅が所定の閾値を超える信号成分を含む第１時間帯と、前記第１時間帯以外の時間帯である第２時間帯とに分割するステップと、
前記第２時間帯に含まれる前記時間領域信号系列に基づいて、前記無線信号の雑音電力を算出するステップと
を備え、
前記再変換するステップでは、前記既知信号における伝搬路推定情報のみを前記時間領域信号系列に変換する受信品質推定方法。