JP2009089041A - 無線通信装置及び受信品質推定方法 - Google Patents

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の推定精度が低下するといった問題があった。

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。このため、シンボル当たりの時間が長く、広帯域を占有する無線通信システム、特に、マルチキャリア方式を用いる無線通信システムでも、ＳＮＲの推定精度が低下することを抑制できる。

すなわち、このような無線通信装置によれば、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、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。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記分割部は、前記無線信号のマルチパスの状態に応じて、前記第１時間帯と前記第２時間帯との分割位置（分割位置Ｄ１）を決定す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、前記分割部は、前記無線信号の遅延波の受信タイミングに基づいて、前記分割位置を決定することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記無線信号は、直交周波数分割多重方式に従って構成されるとともに、シンボル（データシンボルＳ_Ｄ）間の干渉を防止するガードインターバル（サイクリック・プリフィックスＣＰ）が含まれ、前記分割部は、前記ガードインターバルの時間長に基づいて、前記第１時間帯と前記第２時間帯との分割位置（分割位置Ｄ１）を決定することを要旨とする。

本発明の第５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、前記分割部は、前記無線信号のマルチパスの状態に応じて、前記第１時間帯と前記第２時間帯との分割位置を決定することを要旨とする。

本発明の第６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、前記雑音電力を算出するステップでは、前記無線信号のマルチパスの状態に応じて、前記第１時間帯と前記第２時間帯との分割位置を決定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、本発明の第１実施形態、第２実施形態、及びその他の実施形態について説明する。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。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態では、（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。

（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７（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、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７（ａ）及び（ｂ）は、信号系列Ｓ１の構成例を示す。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、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。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、いわゆるプリアンブルである。本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、全サブキャリアに既知シンボルＳ_Ｐが含まれる。

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、上述したように、既知シンボルＳ_Ｐ（プリアンブル）が全サブキャリアに含まれるため、チャネル推定部１５０は、（１式）に従って伝搬路推定情報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。

周波数領域／時間領域変換部１６０は、チャネル推定部１５０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。

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]を時間領域において示したものである。

このため、図８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８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、ガードインターバルの時間長、具体的には、図８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。

例えば、ＦＦＴポイント数が１，０２４、サイクリック・プリフィックスＣＰの割合が１２．５％の場合、（７式）のような条件となるため、Ｗ及びＮａは、（８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（９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５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５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から時間領域における信号系列への再変換を実行する。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Ｓ５０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Ｓ６０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Ｓ７０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、（５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Ｓ８０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、（６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Ｓ９０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、（６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Ｓ３、具体的には、インパルス応答h^[i]に基づいて推定される。このため、シンボル当たりの時間が長く、広帯域を占有する無線通信システム、特に、マルチキャリア方式を用いる無線通信システム１でも、ＳＮＲの推定精度が低下することを抑制できる。

すなわち、無線基地局１００によれば、既知シンボルＳ_Ｐ（プリアンブル）に基づいて無線信号ＲＳのＳＮＲを推定する場合において、より正確にＳＮＲを推定できる。

本実施形態では、ガードインターバルの時間長、具体的には、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が決定される。一般的に、振幅が所定の閾値を超えるインパルス応答h^[i]は、サイクリック・プリフィックス長Ｌ_ＣＰ内に収まることが多いため、複雑な演算をすることなく、時間帯ｔｓと時間帯ｔｎとの分割位置Ｄ１を決定することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、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と、雑音成分が支配的である時間帯ｔｎとの分割位置Ｄ１を、無線信号ＲＳのマルチパスの状態などに応じて、動的に変化させる。

すなわち、実際の環境においては、無線信号ＲＳの遅延波の到来時間がサイクリック・プリフィックス長Ｌ_ＣＰと同程度の時間になるとは限らず、図９（ａ）に示すようにサイクリック・プリフィックス長Ｌ_ＣＰよりも短い時間に集中したり、図９（ｂ）に示すようにサイクリック・プリフィックス長Ｌ_ＣＰを超える遅延波が存在したりする場合がある。そこで、本実施形態では、当該遅延波の到来タイミング（受信タイミング）に基づいて、時間帯ｔｓと時間帯ｔｎとの分割位置Ｄ１（図８参照）を変化させることによって、雑音電力の推定精度を向上させる。例えば、遅延波の到来時間がサイクリック・プリフィックス長Ｌ_ＣＰよりも短い場合、時間帯ｔｎを増やすことによって雑音電力の推定精度を向上させる。

（１）無線通信装置の機能ブロック構成
本実施形態に係る無線基地局１００（無線通信装置）の機能ブロック構成は、図２に示した第１実施形態に係る無線基地局１００と同様である。ただし、同期処理部１１０及び時間領域ＳＮＲ推定部１７０の機能が一部異なる。なお、以下、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分については、説明を適宜省略する。

図３は、本実施形態に係る同期処理部１１０の機能ブロック構成図である。また、図４は、本実施形態に係る時間領域ＳＮＲ推定部１７０の機能ブロック構成図である。

図３に示すように、本実施形態に係る同期処理部１１０は、相関ピークサーチ部１１１及びタイミング決定部１１３を備える。また、図４に示すように、本実施形態に係る時間領域ＳＮＲ推定部１７０は、時間領域分割部１７１及びＳＮＲ算出部１７３を備える。

相関ピークサーチ部１１１は、無線信号ＲＳのマルチパスを検出するために、無線信号ＲＳと既知信号（既知シンボルＳ_Ｐ）との相関をとり、相関度が高いピーク部分のサーチを実行する。相関ピークサーチ部１１１は、当該サーチの実行結果に基づいて、無線基地局１００に到来するタイミングが最も遅い遅延波の受信タイミングを測定し、測定した到来タイミングを時間領域分割部１７１に出力する。

タイミング決定部１１３は、無線通信端末２００から受信した無線信号ＲＳを構成する信号系列Ｓ１の処理タイミングを決定する。

時間領域分割部１７１は、相関ピークサーチ部１１１から出力された最も遅い遅延波の受信タイミング（latest incoming wave timing）に応じて時間帯ｔｓと時間帯ｔｎとの分割比、つまり、時間帯ｔｓと時間帯ｔｎとの分割位置Ｄ１を算出する。具体的には、時間領域分割部１７１は、（１０式）を用いて時間帯ｔｓと時間帯ｔｎとの分割比を算出する。

ＳＮＲ算出部１７３は、時間領域分割部１７１によって算出された時間帯ｔｓと時間帯ｔｎとの分割比、つまり、時間帯ｔｓと時間帯ｔｎとの分割位置Ｄ１に基づいて、第１実施形態と同様の方法によって、ＳＮＲを算出する。

（２）無線通信装置の動作
図６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６に示すように、ステップＳ１１０において、無線基地局１００は、無線信号ＲＳと既知信号（既知シンボルＳ_Ｐ）との相関をとり、相関度が高いピーク部分のサーチを実行する。無線基地局１００は、当該サーチの実行結果に基づいて無線基地局１００に到来するタイミングが最も遅い遅延波の受信タイミングを測定する。

ステップＳ１２０において、無線基地局１００は、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の処理タイミングを決定する。

ステップＳ１３０〜Ｓ１６０の処理は、第１実施形態に係るステップＳ１０〜Ｓ４０の処理と同様である。

ステップＳ１７０において、無線基地局１００は、ステップＳ１１０におけるピーク部分のサーチ結果に基づいて、時間帯ｔｓの長さを決定する。具体的には、（１０式）を用いて、時間帯ｔｓと時間帯ｔｎとの分割比を算出する。

ステップＳ１８０〜Ｓ２２０の処理は、第１実施形態に係るステップＳ５０〜Ｓ９０の処理と同様である。

（３）作用・効果
本実施形態に係る無線基地局１００によれば、無線信号ＲＳの遅延波の受信タイミングに基づいて、時間帯ｔｓと時間帯ｔｎとの分割位置Ｄ１が決定される。このため、無線信号ＲＳの遅延波がサイクリック・プリフィックス長Ｌ_ＣＰと同程度の時間とならない場合でも、適切な分割位置Ｄ１を設定することができる。すなわち、本実施形態に係る無線基地局１００によれば、無線信号ＲＳの遅延波がサイクリック・プリフィックス長Ｌ_ＣＰと同程度の時間とならない場合でも、正確にＳＮＲを推定できる。

［その他の実施形態］
上述したように、本発明の第１実施形態及び第２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、上述した第２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。

上述した第１実施形態及び第２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。

上述した第１実施形態及び第２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。

本発明の第１及び第２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。 本発明の第１及び第２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。 本発明の第２実施形態に係る同期処理部１１０の機能ブロック構成図である。 本発明の第２実施形態に係る時間領域ＳＮＲ推定部１７０の機能ブロック構成図である。 本発明の第１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。 本発明の第２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。 本発明の第１及び第２実施形態に係る信号系列Ｓ１の構成例を示す図である。 本発明の第１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。 本発明の第２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。

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、１１１…相関ピークサーチ部、１１３…タイミング決定部、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、１６０…周波数領域／時間領域変換部、１７０…時間領域ＳＮＲ推定部、１７１…時間領域分割部、１７３…ＳＮＲ算出部、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、ＲＳ…無線信号、Ｓ１〜Ｓ３…信号系列、Ｓ_Ｄ…データシンボル、Ｓ_Ｐ…既知シンボル、Ｔ…全時間帯、ｔｎ，ｔｓ…時間帯

Claims (7)

1. 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
   を備える無線通信装置。
2. 前記分割部は、前記無線信号のマルチパスの状態に応じて、前記第１時間帯と前記第２時間帯との分割位置を決定する請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記分割部は、前記無線信号の遅延波の受信タイミングに基づいて、前記分割位置を決定する請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記無線信号は、直交周波数分割多重方式に従って構成されるとともに、シンボル間の干渉を防止するガードインターバルが含まれ、
   前記分割部は、前記ガードインターバルの時間長に基づいて、前記第１時間帯と前記第２時間帯との分割位置を決定する請求項１に記載の無線通信装置。
5. 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、
   前記分割部は、前記無線信号のマルチパスの状態に応じて、前記第１時間帯と前記第２時間帯との分割位置を決定する無線通信装置。
6. 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
   を備える受信品質推定方法。
7. 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、
   前記雑音電力を算出するステップでは、前記無線信号のマルチパスの状態に応じて、前記第１時間帯と前記第２時間帯との分割位置を決定する受信品質推定方法。

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