JP2010118783A - Ｏｆｄｍ受信装置、リファレンスシンボルの補間方法および移動端末ならびにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＦＤＭ受信装置において、精度の良いチャネル推定を簡単な処理によって行うこと。
【解決手段】直交周波数分割多重された受信信号の遅延プロファイルを計算し、この遅延プロファイルに基づき受信信号のＦＦＴ演算開始位置を検出するパスサーチ処理部１０を備えるＯＦＤＭ受信装置１において、遅延プロファイルに基づき遅延分散を計算する遅延分散計算部１５と、この遅延分散計算部１５の計算結果が閾値を超えたとき、または閾値以上のときには、受信信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの周波数方向による補間を禁止するチャネル推定部１６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＯＦＤＭ受信装置、リファレンスシンボルの補間方法および移動端末ならびにプログラムに関する。

近年、通信技術の発達はめざましく、大容量のデータを高速で通信するシステムが実現されつつある。これは、有線通信のみのことではなく、無線通信においても同様である。すなわち、携帯電話などの移動端末の普及に伴い、無線でも大容量のデータを高速で通信し、動画や音声などのマルチメディアデータを移動端末でも利用可能とする次世代通信方式の研究、開発が盛んに行われている。

次世代通信方式としては、３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership
Project)で議論されているＬＴＥ(Long Term Evolution)に代表されるようなＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を用いた通信方式が注目されている。ＯＦＤＭは、使用する帯域を複数のサブキャリアに分割し、それぞれのサブキャリアに各データシンボルを割当てて送信を行う方式である。このときに、サブキャリアは周波数軸上で互いに直交するように配置されるため、周波数利用効率に優れている。また、１つ１つのサブキャリアは狭帯域となるため、マルチパス干渉の影響を抑えることができる。これにより、高速大容量通信を実現することができる。

一方、無線通信では、受信信号は無線通信路（チャネル）において、マルチパスフェージング等に起因する信号の歪が生じる。そこで、データシンボルと共に多重された送信される既知のリファレンスシンボルを用いて、各サブキャリアのチャネル特性の推定値（チャネル推定値）を求め、受信機で信号の歪を補償する必要がある。このとき、チャネル推定値の精度が低いと、そのチャネルで受けた信号の歪が適切に補正されず、受信信号の復調精度が低下する。よって、チャネル推定値の精度を向上させるための方式が様々提案されている。

例えば、非特許文献１に記載されているチャネル推定方式では、リファレンスシンボルから推定した各サブキャリアのチャネル推定値をＩＦＦＴ(Inverse Fast Fourier Transform)処理して、複素遅延プロファイルを作成する。そして、規定の閾値以下の成分を雑音とみなして“０”に置き換える。これにより、雑音の影響が少ない精度の良いチャネル推定値を得ることができる。

上述したようなチャネル推定方法では、雑音除去の精度を高めるために分解能の高い遅延プロファイルを作成する必要がある。例えば、リファレンスシンボル間のチャネル推定値を補間する処理が必要とされる。この補間する処理について図１０を参照して説明する。図１０は、リファレンスシンボル間のチャネル推定値の補間処理を説明するための図である。図１０の横方向は周波数領域を表し、縦方向は時間領域を表す。なお、図１０は、３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１１で定義されているリファレンスシンボルマッピングの一例である。

図１０のＲ１は第１のリファレンスシンボルであり、Ｒ２は第２のリファレンスシンボルである。また、図１０のＤは補間するデータ信号である。すなわち、リファレンスシンボルＲ１、Ｒ２は、既知の信号である。よって、リファレンスシンボルＲ１、Ｒ２を抽出し、その変調成分を取り除き、これを既知であるリファレンスシンボルＲ１、Ｒ２の初期値と比較する。これにより、リファレンスシンボルＲ１、Ｒ２が伝送路を伝送されることにより、どのような歪を受けたかを推定することができる。したがって、リファレンスシンボルＲ１、Ｒ２が挿入されたサブキャリアの伝送路特性が判明する。

このようにして図１０に示すリファレンスシンボルＲ１、Ｒ２が挿入されたマッピング位置についてはチャネル推定が可能となる。このようにしてチャネル推定されたリファレンスシンボルＲ１、Ｒ２を用いて図１０に「Ｄ」で示すデータのマッピング位置のチャネル推定を行う。すなわち、データＤは、リファレンスシンボルＲ１またはＲ２のほぼ中間に位置するので、データＤのチャネルにおける伝送路特性もリファレンスシンボルＲ１またはＲ２のチャネルにおける伝送路特性に準じたものであろうと推定することができる。

このときに、図１０における周波数領域（横方向）を用いて補間するか、あるいは、図１０における時間領域（縦方向）を用いて補間するか、あるいは、その双方を用いて補間するかを決める必要がある。すなわち、より誤差の少ない方の領域を用いて補間することが好ましい。例えば、ＯＦＤＭ受信装置の移動速度が速い場合には、時間領域（縦方向）により補間する方法では誤差が大きい。これに対し、遅延分散が大きい場合には、周波数領域（横方向）により補間する方法では誤差が大きい。よって、図１０に矢印で示すリファレンスシンボルＲ１またはＲ２のペア毎に、時間領域変化量（Ｅｒｒ＿ｔ）および周波数領域変化量（Ｅｒｒ＿ｆ）を求め、平均変化量の小さい方を選択することが好ましい。

ここで、３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１１で定義されているＬＴＥ仕様における上述した変化量計算方法の一例について数１として示す。Ｎ_txを送信アンテナ数、Ｎ_rxを受信アンテナ数、Ｎ_BWをシステム帯域幅のサブキャリア数、「ａ，ｂ，ｎ，ｔ，ｉ」を送信アンテナ数、受信アンテナ数、スロット番号、シンボル番号、サブキャリア番号、Ｌ_cpを３ＧＰＰ−ＬＴＥ仕様におけるＥｘｔｅｎｄｅｄＣＰを示すインジケータ、ｈ_ZFをゼロフォーシング（干渉信号をゼロとする規範）チャネル推定結果、ζ（ｔ）を時間領域誤差、η（ｔ）を周波数領域誤差とすると、

となる。なお、ＥｘｔｅｎｄｅｄＣＰの場合にはＬ_cp＝１、ＮｏｒｍａｌＣＰの場合にはＬ_cp＝０となる。また、「６」で除算している理由は３ＧＰＰで策定されているＬＴＥ仕様では６サブキャリア毎にリファレンスシンボルがマッピングされているためである。

再特ＷＯ２００３０３２５４１ 特開２００７−２０２０８１ 特開２００８−１１３２４０ 特表２００７−５１１９４２ 社団法人電子情報通信学会、「電子情報通信学会技術研究報告」、ＲＳＣ２００１−１７７、ｐｐ．１−６，Ｎｏｖ．２００１

上述したような動画や音声などのマルチメディアデータを移動端末でも利用可能とする次世代通信方式において、高速データ通信を実現するためには、受信処理の軽減、処理時間の短縮化および省電力化が必須である。

これに対し、上述したようなチャネル推定方法では、リファレンスシンボルのチャネル推定値の平均変化量を用いて制御を行うため、適切な制御を行うには多数の変化量を演算かつ平均化する必要がある。このことは、次世代通信方式において必須となる受信処理の軽減、処理時間の短縮化および省電力化に相反するものである。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、精度の良いチャネル推定を簡単な処理によって行うことができるＯＦＤＭ受信装置、リファレンスシンボルの補間方法および移動端末ならびにプログラムを提供することを目的とする。

本発明のＯＦＤＭ受信装置は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された受信信号の遅延プロファイルを計算し、この遅延プロファイルに基づき受信信号のＦＦＴ演算開始位置を検出する手段を備えるＯＦＤＭ受信装置において、遅延プロファイルに基づき遅延分散を計算する遅延分散計算手段と、この遅延分散計算手段の計算結果が閾値を超えたとき、または閾値以上のときには、受信信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの周波数方向により補間を禁止するチャネル推定手段と、を備えるものである。

あるいは、本発明のＯＦＤＭ受信装置は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された受信信号の遅延プロファイルを計算し、この遅延プロファイルに基づき受信信号のＦＦＴ演算開始位置を検出する制御部を備えるＯＦＤＭ受信装置において、制御部は、遅延プロファイルに基づき遅延分散を計算し、この計算結果が閾値を超えたとき、または閾値以上のときには、受信信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの周波数方向による補間を禁止するものである。

本発明のリファレンスシンボルの補間方法は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された受信信号の遅延プロファイルを計算し、この遅延プロファイルに基づき受信信号のＦＦＴ演算開始位置を検出するＯＦＤＭ受信装置に適用されるリファレンスシンボルの補間方法において、遅延プロファイルに基づき遅延分散を計算する遅延分散計算ステップと、この遅延分散計算ステップの処理による計算結果が閾値を超えたとき、または閾値以上のときには、受信信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの周波数方向による補間を禁止するチャネル推定ステップと、を有するものである。

本発明のＯＦＤＭ受信装置は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された信号を受信するＯＦＤＭ受信装置において、ＯＦＤＭ受信装置の移動速度を検出する移動速度検出手段と、この移動速度検出手段が検出した移動速度が閾値を超えたとき、または閾値以上のときには、信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの時間方向による補間を禁止するチャネル推定手段と、を備えるものである。

あるいは、本発明のＯＦＤＭ受信装置は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された信号を受信する制御部を備えるＯＦＤＭ受信装置において、制御部は、ＯＦＤＭ受信装置の移動速度を検出し、検出した移動速度が閾値を超えたとき、または閾値以上のときには、信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの時間方向による補間を禁止するものである。

本発明のリファレンスシンボルの補間方法は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された信号を受信するＯＦＤＭ受信装置に適用されるリファレンスシンボルの補間方法において、ＯＦＤＭ受信装置の移動速度を検出する移動速度検出ステップと、この移動速度検出ステップの処理により検出した移動速度が閾値を超えたとき、または閾値以上のときには、信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの時間方向による補間を禁止するチャネル推定ステップと、を有するものである。

本発明のＯＦＤＭ受信装置は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された受信信号の遅延プロファイルを計算し、この遅延プロファイルに基づき受信信号のＦＦＴ演算開始位置を検出する手段を備えるＯＦＤＭ受信装置において、遅延プロファイルに基づき遅延分散を計算する遅延分散計算手段と、ＯＦＤＭ受信装置の移動速度を検出する移動速度検出手段と、（１）遅延分散計算手段の計算結果が遅延分散値の閾値を超えたとき、または遅延分散値の閾値以上のとき、および、（２）移動速度検出手段が検出した移動速度検出値が移動速度検出値の閾値未満のとき、または移動速度検出値の閾値以下のときの２つの条件（１）（２）を満足した場合には、受信信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの周波数方向による補間を禁止するチャネル推定手段と、を備えるものである。

あるいは、本発明のＯＦＤＭ受信装置は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された受信信号の遅延プロファイルを計算し、この遅延プロファイルに基づき受信信号のＦＦＴ演算開始位置を検出する制御部を備えるＯＦＤＭ受信装置において、制御部は、ＯＦＤＭ受信装置の移動速度を検出すると共に、遅延プロファイルに基づき遅延分散を計算し、（１）この計算結果が遅延分散値の閾値を超えたとき、または遅延分散値の閾値以上のとき、および、（２）検出した移動速度検出値が移動速度検出値の閾値未満のとき、または移動速度検出値の閾値以下のときの２つの条件（１）（２）を満足した場合には、受信信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの周波数方向による補間を禁止するものである。

本発明のリファレンスシンボルの補間方法は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された受信信号の遅延プロファイルを計算し、この遅延プロファイルに基づき受信信号のＦＦＴ演算開始位置を検出するＯＦＤＭ受信装置に適用されるリファレンスシンボルの補間方法において、ＯＦＤＭ受信装置の移動速度を検出する移動速度検出ステップと、遅延プロファイルに基づき遅延分散を計算する遅延分散計算ステップと、（１）この遅延分散計算ステップの処理による計算結果が遅延分散値の閾値を超えたとき、または遅延分散値の閾値以上のとき、および、（２）移動速度検出ステップの処理により検出された移動速度検出値が移動速度検出値の閾値未満のとき、または移動速度検出値の閾値以下のときの２つの条件（１）（２）を満足した場合には、受信信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの周波数方向による補間を禁止するチャネル推定ステップと、を有するものである。

本発明の移動端末は、本発明のＯＦＤＭ受信装置を備えるものである。

本発明のプログラムは、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、本発明のＯＦＤＭ受信装置の機能を実現するものである。

本発明によれば、精度の良いチャネル推定を簡単な処理によって行うことができる。

（本発明の第一の実施の形態）
本発明の第一の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置１の構成を図１および図２を参照して説明する。図１は、ＯＦＤＭ受信装置１のブロック構成図である。図２は、チャネル推定部１６のブロック構成図である。ＯＦＤＭ受信装置１は、図１に示すように、パスサーチ処理部１０としての遅延プロファイル計算部１１および有効パスタイミング検出部１２を備える。さらに、ＣＰ(Cyclic Prefix)除去部１３、ＦＦＴ処理部１４、遅延分散計算部１５、チャネル推定部１６、チャネル復調部１７、チャネル復号部１８を備える。

また、チャネル推定部１６は、図２に示すように、リファレンスシンボル抽出部２０、仮推定値生成部２１、ＩＦＦＴ処理部２２、雑音除去部２３、ＦＦＴ処理部２４、チャネル推定補間部２５を備える。

また、ＯＦＤＭ受信装置１の各部は、所定のソフトウェア（請求項でいうプログラム）により動作する汎用の情報処理装置（ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＤＳＰ(Digital Signal
Processor)、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）など）などによって構成されてもよい。なお、後述するＯＦＤＭ受信装置１Ａ、１Ｂの各部についても同様である。例えば、汎用の情報処理装置は、メモリ、ＣＰＵ、入出力ポートなどを有する。汎用の情報処理装置のＣＰＵは、メモリなどから所定のプログラムとして制御プログラムを読み込んで実行する。これにより、汎用の情報処理装置には、ＯＦＤＭ受信装置１の各部の機能が実現される。

なお、汎用の情報処理装置が実行する制御プログラムは、ＯＦＤＭ受信装置１の出荷前に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであっても、ＯＦＤＭ受信装置１の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。また、制御プログラムの一部が、ＯＦＤＭ受信装置１の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。ＯＦＤＭ受信装置１の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶される制御プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶されているものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。

また、制御プログラムは、汎用の情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。

次に、ＯＦＤＭ受信装置１の動作を説明する。ＯＦＤＭ受信装置１では、直交検波されたＩ成分信号およびＱ成分信号が遅延プロファイル計算部１１に入力される。遅延プロファイル計算部１１では、受信信号の自己相関に基づき遅延プロファイルが計算される。有効パスタイミング検出部１２では、遅延プロファイル計算部１１の計算結果として得られた遅延プロファイルから有効パスタイミングを決定し、ＦＦＴ演算の開始タイミングを決定する。なお、遅延プロファイルを用いてＦＦＴ演算の開始タイミングを決定する技術の例は特許文献１に開示されており、このような方法や他の方法を採用することができる。さらに、有効パスタイミング検出部１２は、有効パスとして検出したタイミングと受信電力レベルとを遅延分散計算部１５に入力する。ここで、有効パスとは１つのＯＦＤＭシンボルのうちでガードインターバルを除いた部分をいう。また、パスタイミングとは、有効パスに対するＦＦＴ演算開始タイミングのことである。

ＣＰ除去部１３では、有効パスタイミング検出部１２で検出されたＦＦＴタイミング情報に基づき、ＯＦＤＭシンボルから先頭に付加されているＣＰを除去する。ＣＰ除去部１３でＣＰが除去されたＯＦＤＭシンボルはＦＦＴ処理部１４に入力される。ＦＦＴ処理部１４では、ＣＰが除去されたＯＦＤＭシンボルをフーリエ変換することによりＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号波を各サブキャリア成分に変換する。

このとき、上述したＣＰ除去部１３、ＦＦＴ処理部１４による処理と並行してチャネル推定部１６では、データシンボルと共に多重されて送信された既知のリファレンスシンボルを用いて、各サブキャリアのチャネル推定値を求める。

チャネル復調部１７では、チャネル推定部１６が求めたチャネル推定値の複素共役を各サブキャリアの受信信号に乗算する。これにより、チャネル復調部１７では、各チャネルで受けた信号の歪を補償（チャネル等化）することができる。さらに、チャネル復調部１７は、各チャネルで受けた信号の歪が補償された各サブキャリアの受信信号のＩ成分信号およびＱ成分信号を尤度情報に変換する。

チャネル復号部１８では、チャネル復調部１７で尤度情報に変換された受信信号に対して誤り訂正復号化および誤り検出を実施する。これによりチャネル復号部１８からは復号信号が出力される。

次に、チャネル推定部１６の動作を図２を参照して説明する。

チャネル推定部１６では、まず、リファレンスシンボル抽出部２０で、ＦＦＴ処理部１４からデータシンボルと共に多重されて送信されているリファレンスシンボルが抽出され、各リファレンスシンボルのチャネル推定値が求められる。すなわち、リファレンスシンボル抽出部２０では、データシンボルと共に多重されて送信されているリファレンスシンボルのパターンがキャンセルされ、各リファレンスシンボルのチャネル推定値を得る。なお、リファレンスシンボルの受信信号におけるマッピング状態は図１０（Ｒ１、Ｒ２）で説明したとおりである。

仮推定値生成部２１には、リファレンスシンボル抽出部２０で得られたチャネル推定値と、遅延分散計算部１５で得られた遅延分散値とが入力する。なお、遅延分散値は後述する数２によって得られる値である。仮推定値生成部２１では、ＩＦＦＴ処理部２２により分解能の高いＩＦＦＴ結果を得るために、図１０で説明したようなリファレンスシンボルの補間処理と似た補間処理を図３の処理フローによって実施する。図３の処理フローについては後述する。このときに、既に説明したように、周波数領域（図１０の横方向）を用いて補間するか、あるいは、時間領域（図１０の縦方向）を用いて補間するか、あるいは、その双方を用いて補間するかを決める必要がある。すなわち、より誤差の少ない方の領域を用いて補間することが好ましい。

ＯＦＤＭ受信装置１では、既に説明した３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１１で定義されているＬＴＥ仕様における変化量計算方法の一例のような複雑な計算を避けるために、以下で説明するような方法を用いる。

すなわち、ＯＦＤＭ受信装置１では、遅延分散計算部１５を設け、この遅延分散計算部１５によりパスサーチ処理部１０の遅延プロファイル計算部１１によって計算された遅延プロファイルを利用して遅延分散を求める。そして、チャネル推定部１６は、この遅延分散に基づき仮推定値生成処理を制御する。これにより、伝送路環境に関わらず精度の高いチャネル推定を簡単な処理によって実現できる。

（本発明の第一の実施の形態に係るチャネル推定方法について）
パスサーチ処理部１０の有効パスタイミング検出部１２は、複数の有効パスを検出し、各有効パスの電力レベルとパスタイミングを遅延分散計算部１５に入力する。遅延分散計算部１５では、下式（数２）を用いて遅延分散値Ｓを計算する。なお、下式中におけるｆ（ｔ_i）はパスタイミングｔ_iにおける電力レベルである（ｉは自然数）。また、Ｐは遅延分散計算区間における総受信電力であり、Ｔ_Dは平均遅延である。

遅延分散計算部１５から遅延分散値Ｓを受け取った仮推定値生成部２１は、図３のフローチャートに従い、仮推定値生成の補間方向を制御する。すなわち、仮推定値生成部２１は、遅延分散計算部１５から入力される遅延分散値Ｓを監視する（ステップＳ１）。仮推定値生成部２１は、遅延分散値Ｓが閾値以上であれば（ステップＳ２のＹｅｓ）、時間方向の補間を実施可とし、周波数方向の補間を禁止として仮推定値を生成する（ステップＳ３）。これは遅延分散が大きいためチャネル推定値の周波数方向の変動が激しく、周波数方向補間は誤差が大きいと判断されるためである。

また、仮推定値生成部２１は、遅延分散値Ｓが閾値未満であれば（ステップＳ２のＮｏ）、時間方向の補間を禁止し周波数方向の補間を実施可として仮推定値を生成する（ステップＳ４）。これは、遅延分散が小さいため、チャネル推定値の周波数方向の変動は緩やかであり、周波数方向補間は誤差が小さいと判断されるためである。

なお、上述したステップＳ２のＹｅｓを「閾値を超えていれば」とし、ステップＳ２のＮｏを「閾値以下であれば」としてもよい。また、ステップＳ４において、「禁止」を「実施可」としてもよい。なぜなら、遅延分散が小さいという理由により時間方向補間を禁止する必要はなく、時間方向補間と周波数方向補間と併用してもよいからである。ただし、遅延分散以外の理由で、時間方向補間を禁止しなければならない事情があってもここではそれを認識できない。よって、確実に誤差が小さいと判断できる周波数方向補間のみを実施可とする方が好ましいともいえる。

また、ステップＳ４において、時間方向の補間および周波数方向の補間の双方が共に実施可となった場合に、どのような補間制御を実施するかについては、特許文献２〜４などに開示されている。よって、ここでの詳細な説明は省略する。これは以下の実施の形態においても同じである。

（本発明の第二の実施の形態）
次に、本発明の第二の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置１Ａについて説明する。以下では、本発明の第一の実施の形態の構成と同一または同種の部材は同一または同一系の符号を用いて説明し、その説明を省略または簡略化し、かつ異なる部材について主として説明する。ＯＦＤＭ受信装置１Ａの構成を図４に示す。ＯＦＤＭ受信装置１Ａは、図４に示すように、移動速度検出部３０がＯＦＤＭ受信装置１の遅延分散計算部１５と置き換わり、かつ、移動速度検出部３０には有効パスタイミング検出部１２からの出力が入力しないところが本発明の第一の実施の形態と異なる。また、有効パスタイミング検出部１２は、受信電力レベルを検出せず、単に、有効パスタイミングのみを検出することとなる。

移動速度検出部３０は、例えば、ＧＰＳ(Global Positioning
System)によって実現できる。すなわち、移動速度検出部３０にＧＰＳを備えておけば、ＯＦＤＭ受信装置１Ａの位置情報を知ることができる。よって、ある地点から他の地点までの移動に要する距離と時間の情報から移動速度を検出することができる。

本発明の第一の実施の形態では、遅延分散計算部１５からの遅延分散値Ｓがチャネル推定部１６の仮推定値生成部２１に入力されたのに対し、本発明の第二の実施の形態では、図５に示すように、移動速度検出部３０からの移動速度検出値Ｍがチャネル推定部１６Ａの仮推定値生成部２１Ａに入力される。

（本発明の第二の実施の形態に係るチャネル推定方法について）
移動速度検出部３０から移動速度検出値Ｍを受け取った仮推定値生成部２１Ａは、図６のフローチャートに従い、仮推定値生成の補間方向を制御する。すなわち、仮推定値生成部２１Ａは、移動速度検出部３０から入力される移動速度検出値Ｍを監視する（ステップＳ１０）。仮推定値生成部２１Ａは、移動速度検出値Ｍが閾値以上であれば（ステップＳ１１のＹｅｓ）、時間方向の補間を禁止し、周波数方向の補間を実施可として仮推定値を生成する（ステップＳ１２）。これは移動速度検出値Ｍが閾値以上であれば、チャネル推定値の時間方向の変動が激しく、時間方向補間は誤差が大きいと判断されるためである。

また、仮推定値生成部２１Ａは、移動速度検出値Ｍが閾値未満であれば（ステップＳ１１のＮｏ）、周波数方向の補間を禁止し時間方向の補間を実施可として仮推定値を生成する（ステップＳ１３）。これは移動速度検出値Ｍが閾値未満であれば、チャネル推定値の時間方向の変動が緩やかであり、時間方向補間は誤差が小さいと判断されるためである。

なお、上述したステップＳ１１のＹｅｓを「閾値を超えていれば」とし、ステップＳ１１のＮｏを「閾値以下であれば」としてもよい。また、ステップＳ１３の「禁止」を「実施可」としてもよい。なぜなら、移動速度が小さいという理由により周波数方向補間を禁止する必要はなく、時間方向補間と周波数方向補間と併用してもよいからである。ただし、移動速度以外の理由で、周波数方向補間を禁止しなければならない事情があってもここではそれを認識できない。よって、確実に誤差が小さいと判断できる時間方向補間のみを実施可とする方が好ましいともいえる。

（本発明の第三の実施の形態）
次に、本発明の第三の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置１Ｂについて説明する。以下では、本発明の第一および第二の実施の形態の構成と同一または同種の部材は同一または同一系の符号を用いて説明し、その説明を省略または簡略化し、かつ異なる部材について主として説明する。ＯＦＤＭ受信装置１Ｂの構成を図７に示す。ＯＦＤＭ受信装置１Ｂは、図７に示すように、遅延分散計算部１５および移動速度検出部３０の両者を備えたところが本発明の第一および第二の実施の形態と異なる。

遅延分散計算部１５および移動速度検出部３０の両者を備えることにより、チャネル推定部１６Ｂは、遅延分散値Ｓおよび移動速度検出値Ｍの両者を用いてチャネル推定の制御を行うことができる。これにより、遅延分散計算部１５または移動速度検出部３０のいずれか一方のみを備える場合と比べてチャネル推定制御の精度を高めることができる。すなわち、遅延分散計算部１５の計算結果および移動速度検出部３０の検出結果が共に時間方向の補間あるいは周波数方向の補間のいずれかを禁止すべきという判断を示すものであれば、当該判断の信頼性は高いといえる。

一方、次のような場合が問題とされる。すなわち、遅延分散計算部１５の計算結果が遅延分散値Ｓの閾値未満であり、時間方向補間が禁止されるにも関わらず、移動速度検出部３０の検出結果が移動速度検出値Ｍの閾値以下であり、周波数方向補間も禁止される場合である。あるいは、遅延分散計算部１５の計算結果は遅延分散値Ｓが閾値以上であり、周波数方向補間が禁止されるにも関わらず、移動速度検出部３０の検出結果が移動速度検出値Ｍの閾値を超えていて、時間方向補間も禁止される場合である。いずれの場合にも、時間方向の補間、周波数方向の補間のいずれもが禁止されてしまうが、このような場合にはステップＳ４（第一の実施の形態の図３）の時間方向補間の「禁止」を「実施可」とし、ステップＳ１３（第二の実施の形態の図６）の周波数方向補間の「禁止」を「実施可」とすることで対応することができる。

また、このような場合には、時間方向の補間および周波数方向の補間の双方により補間を行った上で、双方の補間結果を平均化するようにしてもよい。すなわち、時間方向の補間、周波数方向の補間のいずれを禁止するべきかの判断に迷ってしまうような状況下は、双方の補間方向が共にほぼ同じ程度の誤差を含むと推察できる。よって、この第三の実施の形態では、双方の補間方向により補間を実施した後にその補間結果を平均化することにより誤差についても平均化し、尤度の高い補間結果を得ている。

（本発明の第三の実施の形態に係るチャネル推定方法について）
遅延分散計算部１５から遅延分散値Ｓおよび移動速度検出部３０から移動速度検出値Ｍを受け取った仮推定値生成部２１Ｂは、図９のフローチャートに従い、仮推定値生成の補間方向を制御する。すなわち、仮推定値生成部２１Ｂは、遅延分散計算部１５から入力される遅延分散値Ｓおよび移動速度検出部３０から入力される移動速度検出値Ｍをそれぞれ監視する（ステップＳ２０）。仮推定値生成部２１Ｂは、遅延分散値Ｓが遅延分散値の閾値以上であり（ステップＳ２１のＹｅｓ）、移動速度検出値Ｍが移動速度検出値の閾値未満であれば（ステップＳ２２のＹｅｓ）、時間方向の補間を実施可とし、周波数方向の補間を禁止として仮推定値を生成する（ステップＳ２３）。

また、仮推定値生成部２１Ｂは、遅延分散値Ｓが遅延分散値の閾値未満であり（ステップＳ２１のＮｏ）、移動速度検出値Ｍが移動速度検出値の閾値以上であれば（ステップＳ２４のＹｅｓ）、時間方向の補間を禁止し、周波数方向の補間を実施可として仮推定値を生成する（ステップＳ２５）。

一方、遅延分散値が遅延分散値Ｓの閾値未満であり（ステップＳ２１のＮｏ）、移動速度検出値Ｍが移動速度検出値の閾値未満である（ステップＳ２４のＮｏ）場合や、遅延分散値Ｓが遅延分散値の閾値以上であり（ステップＳ２１のＹｅｓ）、移動速度検出値Ｍが移動速度検出値の閾値以上である（ステップＳ２２のＮｏ）場合には、ステップＳ２６へ移行させる。すなわち、仮推定値生成部２１Ｂは、時間方向の補間および周波数方向の補間の双方を実施し（ステップＳ２６）、その上で双方の補間結果を平均化する（ステップＳ２７）。これにより、時間方向の補間および周波数方向の補間の双方に含まれている誤差についても平均化することができる。

なお、上述したステップＳ２１のＹｅｓを「閾値を超えており」とし、ステップＳ２１のＮｏを「閾値以下であり」とし、ステップＳ２２のＹｅｓを「閾値以下であれば」とし、ステップＳ２２のＮｏを「閾値を超えており」とし、ステップＳ２４のＹｅｓを「閾値を超えており」とし、ステップＳ２４のＮｏを「閾値以下である」としてもよい。

（本発明の実施の形態による効果について）
次に、本発明の第一〜第三の実施の形態による効果について説明する。本発明の第一の実施の形態では、遅延分散計算部１５が計算する遅延分散値Ｓに基づき周波数方向の補間の禁止の如何を判断することができる。これにより、伝送路の遅延分散が大きいときに、誤差を多く含む周波数方向による補間を実施してしまうことを回避できる。よって、チャネル推定部１６は、精度の良いチャネル推定を行うことができる。しかも遅延分散計算部１５が利用するパラメータは、パスサーチ処理部１０の遅延プロファイルであり、遅延分散計算に要する処理量を増加させることを回避できる。

また、本発明の第二の実施の形態では、移動速度検出部３０が検出する移動速度検出値Ｍに基づき時間方向の補間の禁止の如何を判断することができる。これにより、ＯＦＤＭ受信装置１Ａの移動速度が速く、時間方向の誤差が大きいときに、誤差を多く含む時間方向による補間を実施してしまうことを回避できる。よって、チャネル推定部１６Ａは、精度の良いチャネル推定を行うことができる。しかも移動速度検出部３０が利用するパラメータは、移動端末であるＯＦＤＭ受信装置１Ａが位置検出のために有するＧＰＳなどの情報であり、移動速度検出に要する処理量を増加させることを回避できる。

また、本発明の第三の実施の形態では、遅延分散計算部１５が計算する遅延分散値Ｓおよび移動速度検出部３０が検出する移動速度検出値Ｍに基づき周波数方向の補間の禁止の如何を判断することができる。この判断基準には、遅延分散値Ｓおよび移動速度検出値Ｍの双方を利用できるので、片方のみを利用した場合と比べて判断の信頼性を高めることができる。

さらに、本発明の第三の実施の形態では、時間方向と周波数方向とが双方ともに誤差を含む状態を判断することができる。このような状態と判断された場合には、時間方向の補間および周波数方向の補間を双方ともに実施し、その補間結果を平均化することにより、誤差を平均化することができる。したがって、あらゆる状況において尤度の高い補間を実施することができる。

このように、本発明の第一〜第三の実施の形態によれば、精度の良いチャネル推定を簡単な処理によって行うことができる。

（変形例）
上述した本発明の実施の形態は、その要旨を逸脱しない限り、種々変更が可能である。例えば、ＯＦＤＭ受信装置１、１Ａ、１Ｂは、携帯電話機やノートパソコンのような移動端末の構成要素とすることができる。この場合には、携帯電話機やノートパソコンがＧＰＳなどの位置検出機能を有している。よって、移動速度検出部３０がＧＰＳなどの位置検出機能を有さず、移動速度検出部３０は、単に、外部から供給される位置検出情報に基づき移動速度検出値を計算する機能のみを有してもよい。なお、遅延分散値Ｓや移動速度検出値Ｍの閾値は、過去のデータから選択される。または、ＯＦＤＭ受信装置１、１Ａ、１Ｂに要求される仕様から求められる。

また、ＯＦＤＭ受信装置１のパスサーチ処理部１０（遅延プロファイル計算部１１、有効パスタイミング検出部１２）、遅延分散計算部１５、チャネル推定部１６などを１つの制御部として構成することもできる。同様に、ＯＦＤＭ受信装置１Ａのパスサーチ処理部（遅延プロファイル計算部１１、有効パスタイミング検出部１２）、移動速度検出部３０、チャネル推定部１６Ａなどを１つの制御部として構成することもできる。あるいは、ＯＦＤＭ受信装置１Ｂのパスサーチ処理部１０（遅延プロファイル計算部１１、有効パスタイミング検出部１２）、遅延分散計算部１５、移動速度検出部３０、チャネル推定部１６Ｂなどを１つの制御部として構成することもできる。

さらに、この制御部は、所定のソフトウェア（請求項でいうプログラム）により動作する汎用の情報処理装置（ＣＰＵ、ＤＳＰ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）など）などによって構成されてもよい。例えば、汎用の情報処理装置は、メモリ、ＣＰＵ、入出力ポートなどを有する。汎用の情報処理装置のＣＰＵは、メモリなどから所定のプログラムとして制御プログラムを読み込んで実行する。これにより、汎用の情報処理装置には、制御部の機能が実現される。

なお、汎用の情報処理装置が実行する制御プログラムは、制御部の出荷前に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであっても、制御部の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。また、制御プログラムの一部が、制御部の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。制御部の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶される制御プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶されているものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。

また、制御プログラムは、汎用の情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。

本発明の第一の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置のブロック構成図である。 図１に示すＯＦＤＭ受信装置におけるチャネル推定部のブロック構成図である。 図２に示す仮推定値生成部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第二の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置のブロック構成図である。 図４に示すＯＦＤＭ受信装置におけるチャネル推定部のブロック構成図である。 図５に示す仮推定値生成部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第三の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置のブロック構成図である。 図７に示すＯＦＤＭ受信装置におけるチャネル推定部のブロック構成図である。 図８に示す仮推定値生成部の動作を示すフローチャートである。 ３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１１で定義されているリファレンスシンボルマッピングの一例を示す図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ…ＯＦＤＭ受信装置、１０…パスサーチ処理部、１１…遅延プロファイル計算部、１２…有効パスタイミング検出部、１３…ＣＰ除去部、１４…ＦＦＴ処理部、１５…遅延分散計算部（遅延分散計算手段）、１６、１６Ａ、１６Ｂ…チャネル推定部（チャネル推定手段）、１７…チャネル復調部、１８…チャネル復号部、２０…リファレンスシンボル抽出部、２１、２１Ａ、２１Ｂ…仮推定値生成部（チャネル推定手段）、２２…ＩＦＦＴ処理部、２３…雑音除去部、２４…ＦＦＴ処理部、２５…チャネル推定補間部、３０…移動速度検出部

Claims (14)

1. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された受信信号の遅延プロファイルを計算し、この遅延プロファイルに基づき上記受信信号のＦＦＴ(Fast Fourier transform )演算開始位置を検出する手段を備えるＯＦＤＭ受信装置において、
   上記遅延プロファイルに基づき遅延分散を計算する遅延分散計算手段と、
   この遅延分散計算手段の計算結果が閾値を超えたとき、または閾値以上のときには、上記受信信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの周波数方向による補間を禁止するチャネル推定手段と、
   を備えることを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
2. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された受信信号の遅延プロファイルを計算し、この遅延プロファイルに基づき上記受信信号のＦＦＴ演算開始位置を検出する制御部を備えるＯＦＤＭ受信装置において、
   上記制御部は、
   上記遅延プロファイルに基づき遅延分散を計算し、この計算結果が閾値を超えたとき、または閾値以上のときには、上記受信信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの周波数方向による補間を禁止する、
   ことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
3. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された受信信号の遅延プロファイルを計算し、この遅延プロファイルに基づき上記受信信号のＦＦＴ演算開始位置を検出するＯＦＤＭ受信装置に適用されるリファレンスシンボルの補間方法において、
   上記遅延プロファイルに基づき遅延分散を計算する遅延分散計算ステップと、
   この遅延分散計算ステップの処理による計算結果が閾値を超えたとき、または閾値以上のときには、上記受信信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの周波数方向による補間を禁止するチャネル推定ステップと、
   を有することを特徴とするリファレンスシンボルの補間方法。
4. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された信号を受信するＯＦＤＭ受信装置において、
   上記ＯＦＤＭ受信装置の移動速度を検出する移動速度検出手段と、
   この移動速度検出手段が検出した移動速度が閾値を超えたとき、または閾値以上のときには、上記信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの時間方向による補間を禁止するチャネル推定手段と、
   を備えることを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
5. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された信号を受信する制御部を備えるＯＦＤＭ受信装置において、
   上記制御部は、
   上記ＯＦＤＭ受信装置の移動速度を検出し、検出した移動速度が閾値を超えたとき、または閾値以上のときには、上記信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの時間方向による補間を禁止する、
   ことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
6. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された信号を受信するＯＦＤＭ受信装置に適用されるリファレンスシンボルの補間方法において、
   上記ＯＦＤＭ受信装置の移動速度を検出する移動速度検出ステップと、
   この移動速度検出ステップの処理により検出した移動速度が閾値を超えたとき、または閾値以上のときには、上記信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの時間方向による補間を禁止するチャネル推定ステップと、
   を有することを特徴とするリファレンスシンボルの補間方法。
7. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された受信信号の遅延プロファイルを計算し、この遅延プロファイルに基づき上記受信信号のＦＦＴ演算開始位置を検出する手段を備えるＯＦＤＭ受信装置において、
   上記遅延プロファイルに基づき遅延分散を計算する遅延分散計算手段と、
   上記ＯＦＤＭ受信装置の移動速度を検出する移動速度検出手段と、
   （１）上記遅延分散計算手段の計算結果が遅延分散値の閾値を超えたとき、または遅延分散値の閾値以上のとき、および、（２）上記移動速度検出手段が検出した移動速度検出値が移動速度検出値の閾値未満のとき、または移動速度検出値の閾値以下のときの２つの条件（１）（２）を満足した場合には、上記受信信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの周波数方向による補間を禁止するチャネル推定手段と、
   を備えることを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
8. 請求項７記載のＯＦＤＭ受信装置において、
   （１）上記遅延分散計算手段の計算結果が遅延分散値の閾値未満のとき、または遅延分散値の閾値以下のとき、および、上記移動速度検出手段が検出した移動速度検出値が移動速度検出値の閾値未満のとき、または移動速度検出値の閾値以下のとき、あるいは、（２）上記遅延分散計算手段の計算結果が閾値を超えたとき、または閾値以上のとき、および、上記移動速度検出手段が検出した移動速度検出値が閾値以上のとき、または閾値を超えたときの２つの条件（１）（２）のいずれかを満足した場合には、上記リファレンスシンボルの補間を時間方向および周波数方向の双方で行った後に双方の補間結果を平均化するチャネル推定手段を備える、
   ことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
9. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された受信信号の遅延プロファイルを計算し、この遅延プロファイルに基づき上記受信信号のＦＦＴ演算開始位置を検出する制御部を備えるＯＦＤＭ受信装置において、
   上記制御部は、
   上記ＯＦＤＭ受信装置の移動速度を検出すると共に、上記遅延プロファイルに基づき遅延分散を計算し、（１）この計算結果が遅延分散値の閾値を超えたとき、または遅延分散値の閾値以上のとき、および、（２）上記検出した移動速度検出値が移動速度検出値の閾値未満のとき、または移動速度検出値の閾値以下のときの２つの条件（１）（２）を満足した場合には、上記受信信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの周波数方向により補間を禁止する、
   ことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
10. 請求項９記載のＯＦＤＭ受信装置において、
    （１）上記計算結果が遅延分散値の閾値未満のとき、または遅延分散値の閾値以下のとき、および、上記検出した移動速度検出値が移動速度検出値の閾値未満のとき、または移動速度検出値の閾値以下のとき、あるいは、（２）上記計算結果が閾値を超えたとき、または閾値以上のとき、および、上記検出した移動速度検出値が閾値以上のとき、または閾値を超えたときの２つの条件（１）（２）のいずれかを満足した場合には、上記リファレンスシンボルの補間を時間方向および周波数方向の双方で行った後に双方の補間結果を平均化するチャネル推定手段を備える、
    ことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
11. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）された受信信号の遅延プロファイルを計算し、この遅延プロファイルに基づき上記受信信号のＦＦＴ演算開始位置を検出するＯＦＤＭ受信装置に適用されるリファレンスシンボルの補間方法において、
    上記ＯＦＤＭ受信装置の移動速度を検出する移動速度検出ステップと、
    上記遅延プロファイルに基づき遅延分散を計算する遅延分散計算ステップと、
    （１）この遅延分散計算ステップの処理による計算結果が遅延分散値の閾値を超えたとき、または遅延分散値の閾値以上のとき、および、（２）上記移動速度検出ステップの処理により検出された移動速度検出値が移動速度検出値の閾値未満のとき、または移動速度検出値の閾値以下のときの２つの条件（１）（２）を満足した場合には、上記受信信号に離散的に挿入されたリファレンスシンボルの周波数方向による補間を禁止するチャネル推定ステップと、
    を有することを特徴とするリファレンスシンボルの補間方法。
12. 請求項１１記載のリファレンスシンボルの補間方法において、
    （１）上記遅延分散計算ステップの処理による計算結果が遅延分散値の閾値未満のとき、または遅延分散値の閾値以下のとき、および、上記移動速度検出ステップの処理により検出した移動速度検出値が移動速度検出値の閾値未満のとき、または移動速度検出値の閾値以下のとき、あるいは、（２）上記遅延分散計算ステップの処理による計算結果が閾値を超えたとき、または閾値以上のとき、および、上記移動速度検出ステップの処理により検出した移動速度検出値が閾値以上のとき、または閾値を超えたときの２つの条件（１）（２）のいずれかを満足した場合には、上記リファレンスシンボルの補間を時間方向および周波数方向の双方で行った後に双方の補間結果を平均化するチャネル推定ステップを有する、
    ことを特徴とするリファレンスシンボルの補間方法。
13. 請求項１、２、４、５、７、８、９または１０のいずれか１項記載のＯＦＤＭ受信装置を備えることを特徴とする移動端末。
14. 情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、請求項１、２、４、５、７、８、９または１０のいずれか１項記載のＯＦＤＭ受信装置の機能を実現することを特徴とするプログラム。

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