JP4338995B2 - Ｃｎｒ推定装置、ｃｎｒ推定方法、ｃｎｒ推定プログラム、適応伝送無線システム、無線装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数領域等化（ＦＤＥ；Frequency Domain Equalization）方式を用い、且つ適応的に伝送方式を変更する適応伝送無線システム、並びにその適応伝送無線システムに適用されるＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）推定装置、ＣＮＲ推定方法、ＣＮＲ推定プログラム、無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、音声や動画像などの種々のメディアのコンテンツを含むデータを無線通信回線を介してエンドユーザに提供するマルチメディア無線通信サービスの検討がなされている。この無線通信サービスでは高速度の無線データ通信が要求されるために、無線通信に特有のマルチパスフェージングによる通信品質の劣化が問題となる。この対策の一つとして、周波数領域等化（Frequency Domain Equalization）方式が注目を集めている。
【０００３】
周波数領域等化方式においては、送信側が時間領域で信号を生成して送信する。そして、受信側が周波数領域における伝送路特性を推定し、この推定した伝送路特性により受信信号を周波数領域で伝送路等化して時間領域に戻し、復調する。これにより、マルチパスの影響で周波数選択性フェージングが発生し、歪んだ信号を補正することが可能となる。
【０００４】
上記周波数領域等化方式は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Orthogonal Frequency Division Multiplex）方式やＳＣ（Single Carrier）−ＦＤＥ方式などの無線システムに適用される。また、周波数領域等化方式を用い、さらに、受信特性に基づいて、キャリア単位で、変調方式や符号化方式等の伝送方式を適応的に変更するシステム（以下、適応伝送無線システムと称する）にも適用される。この適応伝送無線システムでは、例えば、受信側で伝送路等化前に受信時のＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）を求め、この求めたＣＮＲに基づいて伝送方式（変調方式や符号化方式等）を選択し、送信側に通知する。そして、送信側がその通知された伝送方式により送信処理を行う。また、受信側で受信信号を復調した際のビット誤り率（ＢＥＲ；Bit Error Rate）を求め、このＢＥＲにより伝送方式を変更するものもある。これにより、伝送路特性の変化に応じて適切な伝送方式（変調方式や符号化方式等）で無線通信を行うようにしている。例えば、ＳＣ−ＦＤＥ（Single Carrier-Frequency Domain Equalization）方式における適応伝送方式が、非特許文献１に記載されている。
【０００５】
【非特許文献１】
“SC-FDE PHY Layer System Proposal for Sub 11 GHz BWA (An OFDM Compatible Solution)”、［online］、２００１年３月５日、IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Working Group、［平成１５年２月６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ieee802.org/16/tg3/contrib/802163c-01_32.pdf＞
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の適応伝送無線システムでは、伝送路等化前に求めたＣＮＲを使用するので、伝送路等化後に復調した復調信号に基づく実際のＣＮＲとは差が生じ、最適な伝送方式（変調方式や符号化方式等）を選択することができないという問題がある。しかし、復調信号を使用して実際のＣＮＲを算出すると、伝送方式の選択にかかる処理時間が増大し、移動通信システムのように伝送路特性が頻繁に変わるシステムには不向きなものとなる。また、復調後のＢＥＲを使用する方式においても、段階的に伝送方式を変更するため、最適な伝送方式に達するのに時間がかかるうえ、伝送路特性の変動に追従できないという問題がある。
【０００７】
このような理由から、適応伝送無線システムにおいて、伝送路等化後のＣＮＲを推定して使用することにより、最適な伝送方式（変調方式や符号化方式等）を選択し、通信品質の向上を図ることが要望されている。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、適応伝送無線システムにおいて、伝送路等化後のＣＮＲを推定することができるＣＮＲ推定装置、ＣＮＲ推定方法、ＣＮＲ推定プログラムを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、そのＣＮＲ推定装置を備えることにより、伝送路等化後のＣＮＲを使用して最適な伝送方式（変調方式や符号化方式等）を選択し、通信品質の向上を図ることができる適応伝送無線システム、無線装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載のＣＮＲ推定装置は、受信側で周波数領域における伝送路特性を推定して受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する周波数領域等化方式を用いた無線システムにおいて、受信側のＣＮＲを推定するＣＮＲ推定装置であって、前記伝送路等化する前の受信信号に基づいてノイズ電力を推定するノイズ電力推定手段と、前記伝送路等化する前の受信信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換手段と、送信側でプリアンブル部分に格納するパイロットデータと同じ既知のパイロットデータを有し、前記フーリエ変換手段から入力された周波数領域の受信信号のプリアンブル部分のパイロットデータを既知のパイロットデータで除すことにより伝送路特性データを算出する伝送路特性推定手段と、前記伝送路等化方法に対応する所定の演算式により伝送路等化後のＣＮＲを算出する等化後ＣＮＲ推定手段と、を備え、前記所定の演算式は、ＺＦ等化方法の場合は［数９］であり、ＭＭＳＥ等化方法の場合は［数１０］であり、
【数９】
【数１０】
但し、Ｈ TC （ｆ）は前記伝送路特性データ、σ d 2 は既知の平均シンボル電力、σ n 2 は前記ノイズ電力、Ｎは前記フーリエ変換手段のＦＦＴポイント数であることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載のＣＮＲ推定方法は、受信側で周波数領域における伝送路特性を推定して受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する周波数領域等化方式を用いた無線システムにおいて、受信側のＣＮＲを推定するＣＮＲ推定方法であって、前記伝送路等化する前の受信信号に基づいてノイズ電力を推定する過程と、前記伝送路等化する前の受信信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換過程と、送信側でプリアンブル部分に格納するパイロットデータと同じ既知のパイロットデータを有し、前記フーリエ変換過程から入力された周波数領域の受信信号のプリアンブル部分のパイロットデータを既知のパイロットデータで除すことにより伝送路特性データを算出する伝送路特性推定過程と、前記伝送路等化方法に対応する所定の演算式により伝送路等化後のＣＮＲを算出する等化後ＣＮＲ推定過程と、を含み、前記所定の演算式は、ＺＦ等化方法の場合は［数１１］であり、ＭＭＳＥ等化方法の場合は［数１２］であり、
【数１１】
【数１２】
但し、Ｈ TC （ｆ）は前記伝送路特性データ、σ d 2 は既知の平均シンボル電力、σ n 2 は前記ノイズ電力、Ｎは前記フーリエ変換過程のＦＦＴポイント数であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載のＣＮＲ推定プログラムは、受信側で周波数領域における伝送路特性を推定して受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する周波数領域等化方式を用いた無線システムにおいて、受信側のＣＮＲを推定するＣＮＲ推定処理を行うためのＣＮＲ推定プログラムであって、前記伝送路等化する前の受信信号に基づいてノイズ電力を推定する処理と、前記伝送路等化する前の受信信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換処理と、送信側でプリアンブル部分に格納するパイロットデータと同じ既知のパイロットデータを有し、前記フーリエ変換処理から入力された周波数領域の受信信号のプリアンブル部分のパイロットデータを既知のパイロットデータで除すことにより伝送路特性データを算出する伝送路特性推定処理と、前記伝送路等化方法に対応する所定の演算式により伝送路等化後のＣＮＲを算出する等化後ＣＮＲ推定処理と、をコンピュータに実行させるものであり、前記所定の演算式は、ＺＦ等化方法の場合は［数１３］であり、ＭＭＳＥ等化方法の場合は［数１４］であり、
【数１３】
【数１４】
但し、Ｈ TC （ｆ）は前記伝送路特性データ、σ d 2 は既知の平均シンボル電力、σ n 2 は前記ノイズ電力、Ｎは前記フーリエ変換処理のＦＦＴポイント数であることを特徴とする。
これにより、前述のＣＮＲ推定装置がコンピュータを利用して実現できるようになる。
【００１４】
請求項４に記載の適応伝送無線システムは、周波数領域等化方式を用いて受信信号をＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する無線受信装置と、受信特性に基づき選択された伝送方式を用いて送信処理を行う無線送信装置とを備えた適応伝送無線システムにおいて、前記無線受信装置は、請求項１に記載のＣＮＲ推定装置と、前記ＣＮＲ推定装置により推定された伝送路等化後のＣＮＲに基づいて伝送方式を選択する伝送方式選択手段と、該選択された伝送方式を前記無線送信装置に通知する伝送方式通知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の適応伝送無線システムは、周波数領域等化方式を用いて受信信号をＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する無線受信装置と、受信特性に基づき選択された伝送方式を用いて送信処理を行う無線送信装置とを備えた適応伝送無線システムにおいて、前記無線受信装置は、請求項１に記載のＣＮＲ推定装置を備え、前記ＣＮＲ推定装置により推定された伝送路等化後のＣＮＲを前記無線送信装置に通知し、前記無線送信装置は、前記無線受信装置から通知された伝送路等化後のＣＮＲに基づいて伝送方式を選択する伝送方式選択手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の無線装置は、時分割複信方式の適応伝送無線システムに使用される無線装置であって、周波数領域等化方式により受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化して時間領域に戻し、復調する無線受信手段と、請求項１に記載のＣＮＲ推定装置と、前記ＣＮＲ推定装置により推定された伝送路等化後のＣＮＲに基づいて伝送方式を選択する伝送方式選択手段と、該選択された伝送方式を使用して送信処理を行う無線送信手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の無線装置は、時分割複信方式の適応伝送無線システムに使用される無線装置であって、周波数領域等化方式により受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化して時間領域に戻し、復調する無線受信手段と、請求項１に記載のＣＮＲ推定装置と、前記復調後のビット誤り率を算出するビット誤り率算出手段と、前記ＣＮＲ推定装置により推定された伝送路等化後のＣＮＲと前記算出されたビット誤り率とに基づいて伝送方式を選択する伝送方式選択手段と、該選択された伝送方式を使用して送信処理を行う無線送信手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。本実施形態においては、ＳＣ−ＦＤＥ方式及びＯＦＤＭ方式の適応伝送無線システムを例に挙げて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による適応伝送無線システムの構成を示すブロック図である。図１に示す適応伝送無線システムでは、無線送信機（以下、単に送信機と称する）１と無線受信機（以下、単に受信機と称する）２を備えている。送信機１から送信された電波は伝送路３を介して受信機２に到達し受信される。
【００１９】
送信機１は適応伝送部１１とガードインターバル（ＧＩ）挿入部１２を有する。適応伝送部１１は、受信機２から通知された伝送方式（変調方式や符号化方式等）を使用して、送信データに対する変調、符号化等の送信処理を行う。ＧＩ挿入部１２は、適応伝送部１１により送信処理された送信データと伝送方式データを、ＳＣ−ＦＤＥ方式で所定の伝送フレームによりアンテナ（図示せず）を介して無線送信する。ここで、伝送フレームにはガードインターバルが挿入される。
【００２０】
図２は、その伝送フレームの構成例を示す図である。図２において、一つのフレームは先頭に位置するプリアンブル部分と、このプリアンブル部分に続くユーザデータ格納部分とから構成されている。プリアンブル部分には１シンボル分（１伝送単位分）のパイロットデータが格納されている。ユーザデータ格納部分には、データ１からデータＮまでのＮ個のユーザデータシンボル（伝送単位のユーザデータ）が格納されるとともに、各シンボル毎にガードインターバルが格納されている。ガードインターバルは、直後のユーザデータシンボルの後ろＭサンプル分のデータがコピーされたものである。このＭサンプル分の時間、すなわちガードインターバルの時間は伝送時の最大遅延許容時間を示している。この最大遅延許容時間は、無線システムにおいて予め定められており、送信機１及び受信機２にそれぞれ設定される。
各ユーザデータシンボルには、ユーザデータ本体とその誤り訂正用符号が含まれている。また、ユーザデータシンボル中に、伝送方式データを挿入することもできる。
【００２１】
受信機２は、ＧＩ除去部２０とフーリエ変換部２１と周波数領域等化部２２と逆フーリエ変換部２３と復調部２４とノイズ電力推定部２５と伝送路特性推定部２６と等化後ＣＮＲ推定部２７と伝送方式選択部２８と伝送方式通知部２９とを有する。
【００２２】
ＧＩ除去部２０は、アンテナ（図示せず）を介して受信した信号からガードインターバルを除去する。フーリエ変換部２１は、そのガードインターバルが除去された信号を離散フーリエ変換（以下、単にフーリエ変換と称する）する。これにより、受信信号は周波数領域の信号に変換される。周波数領域等化部２２は、その周波数領域の受信信号を、伝送路特性推定部２６から入力された伝送路特性データに基づいて補正する。これにより、周波数領域の受信信号は周波数領域で伝送路等化される。逆フーリエ変換部２３は、その伝送路等化後の受信信号を逆フーリエ変換して時間領域の信号に戻す。復調部２４は、その時間領域の受信信号を復調して受信データを出力する。この復調時には、受信信号に含まれている伝送方式データにより今回使用された伝送方式が特定され、送信データの復調が行われる。
【００２３】
ノイズ電力推定部２５は、アンテナを介して受信した信号（伝送路等化前の時間領域の受信信号）に基づいて伝送路等化前のノイズ電力を推定する。このノイズ電力推定方法については後述する。
【００２４】
伝送路特性推定部２６は、フーリエ変換部２１から入力された周波数領域の受信信号を使用して、周波数領域における伝送路特性を推定する。この伝送路特性推定方法としては、例えば、伝送路特性推定部２６に送信側でプリアンブル部分に格納するパイロットデータと同じ既知のパイロットデータを予め保持させておく。そして、受信信号のプリアンブル部分のパイロットデータを該保持しているパイロットデータで除すことにより、伝送路特性データを算出する。次いで、フィルタリングにより該伝送路特性データからノイズ成分を除去して出力する。
【００２５】
等化後ＣＮＲ推定部２７は、伝送路特性推定部２６から入力された伝送路特性データと、ノイズ電力推定部から入力された伝送路等化前のノイズ電力のデータとから、伝送路等化後のＣＮＲを推定する。この伝送路等化後のＣＮＲの推定方法については後述する。
【００２６】
伝送方式選択部２８は、その推定された伝送路等化後のＣＮＲに基づいて、伝送方式（変調方式や符号化方式等）を選択する。例えば、変調方式の選択方法としては、受信ＣＮＲ特性（受信電力特性）が優れており所定の範囲にあれば、対応した所定の多値変調方式を選択し、一方、受信ＣＮＲ特性が劣っている時には復調特性の良い、ＣＮＲに対応した所定の変調方式を選択する。なお、多値変調方式を適用した際には復調時に同期検波を行うが、伝送路特性を推定して受信信号に対し伝送路等化を行っているので、精度よく同期検波を行うことが可能である。
【００２７】
伝送方式通知部２９は、伝送方式選択部２８によって選択された伝送方式を何らかの通信回線を使用して送信機１に通知する。送信機１の適応伝送部１１は、その通知された伝送方式を使用して以降の送信処理を行う。
これにより、伝送路等化後の受信ＣＮＲ特性に基づいて選択された最適な伝送方式（変調方式や符号化方式等）によって、送信側で使用される伝送方式が適応的に変更されるので、現在の伝送路特性に合致した無線通信が可能となり、通信品質の向上を図ることができる。
【００２８】
なお、上述した第１の実施形態では、受信機２が伝送路等化後のＣＮＲに基づいて伝送方式を選択し、送信機１に通知するようにしたが、受信機２からは伝送路等化後のＣＮＲを送信機１に通知し、送信機１がその通知されたＣＮＲに基づいて伝送方式を選択するようにしてもよい。
【００２９】
また、受信機２から送信機１への通知方法としては、受信後に受信機２から送信機１へ返すＡＣＫ信号に多重するようにしてもよい。
【００３０】
次に、上記したノイズ電力の推定方法を説明する。ノイズ電力推定方法としては各種の方法があるが、その例を挙げて以下に説明する。
第１のノイズ電力推定方法；送信機１からの受信電力が０の状態における受信信号から、ノイズ電力を算出する。
第２のノイズ電力推定方法；同一信号で構成される受信信号間の差分を求めてノイズ波形を得る。次いで、このノイズ波形からノイズ電力を算出する。
第３のノイズ電力推定方法；同一信号で構成される受信信号間で平均化し、この平均値と受信信号間の差分を求めてノイズ波形を得る。次いで、このノイズ波形からノイズ電力を算出する。
なお、上記第２，第３の方法においては、図２に示すプリアンブル部分を複数連続させることにより受信信号間で同一な信号として利用可能である。あるいは、ガードインターバルとその対応するユーザデータシンボルの最後尾部分の信号が、受信信号間で同一な信号として利用可能である。
【００３１】
また、伝送路特性推定部２６の伝送路特性推定結果を用いて伝送路等化前のノイズ電力を推定することも可能である。このノイズ電力推定方法では、ノイズ成分を除去した伝送路特性推定結果と周波数領域のプリアンブル信号とから、フーリエ変換後の周波数領域における受信信号を作成する。次いで、この周波数領域の受信信号と実際の受信信号のフーリエ変換後の信号との差分を求め、この差分からノイズ電力を算出する。
【００３２】
次に、上記した伝送路等化後のＣＮＲの推定方法を説明する。伝送路等化後のＣＮＲの推定方法は伝送路等化方法により異なるが、二通りの伝送路等化方法について各々の伝送路等化後のＣＮＲの推定方法の例を挙げて説明する。ここで挙げる例は、推定した伝送路特性と推定したノイズ電力と既知の平均シンボル電力とから、伝送路等化後のＣＮＲを算出するものである。
なお、以下の説明において、ＨTC（ｆ）は伝送路特性、σd 2は平均シンボル電力、σn 2はノイズ電力、ＮはＦＦＴポイント数である。
【００３３】
伝送路等化方法がＺＦ（Zero Forcing）等化の場合、伝送路等化後のＣＮＲは、（１）式により算出する。
【００３４】
【数１】
【００３５】
伝送路等化方法がＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化の場合、伝送路等化後のＣＮＲは、（２）式により算出する。
【００３６】
【数２】
【００３７】
なお、上記ノイズ電力σn 2は、受信機側でフーリエ変換する直前の時間領域におけるノイズ電力であってもよく、あるいは、フーリエ変換直後の周波数領域におけるノイズ電力であってもよい。
また、平均シンボル電力σd 2は、送信データ系列から信号を変調する際に生成されるシンボル（このシンボルは図２のＯＦＤＭのシンボルとは異なる）の平均電力のことであり、通常は電力１に設定される。
【００３８】
次に、第２の実施形態を説明する。図３は、本発明の第２の実施形態による適応伝送無線システムの構成を示すブロック図である。この図３において図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
図３に示す適応伝送無線システムでは、一対の無線送受信機（以下、単に送受信機と称する）３０ａ，３０ｂを備えている。この適応伝送無線システムは、時分割複信（ＴＤＤ；Time Division Duplex）方式を用いている。そして、ＴＤＤ方式のため、送受信機３０ａから３０ｂへ向かう方向の無線通信回線で使用する周波数と、送受信機３０ｂから３０ａへ向かう方向の無線通信回線で使用する周波数は同じである。したがって、送受信機３０ａ，３０ｂは伝送路３を介して相互に同じ周波数の電波を送受する。これにより、各送受信機３０ａ，３０ｂに対応する伝送路特性、ノイズ電力は同じものとなる、もしくは、異なっていた場合でも事前に通知することにより相手側のノイズ電力を取得し記憶できるので、各送受信機３０ａ，３０ｂに対応する伝送路等化後のＣＮＲも同じものとなる、もしくは、推定できる。
【００３９】
このような知見に基づき、第２の実施形態では、図３に示すように、送受信機３０ａ，３０ｂに上述した第１の実施形態の送信機１と受信機２の双方の機能を備え、各送受信機３０ａ，３０ｂが自己の受信信号に基づき伝送路等化後のＣＮＲを推定し、このＣＮＲにより自己の伝送方式を選択する構成としている。すなわち、伝送方式選択部２８が、自送受信機で受信した信号に基づき推定されたＣＮＲにより最適な伝送方式を選択し、自送受信機の適応伝送部１１に通知する。次いで、適応伝送部１１は、その自送受信機の伝送方式選択部２８から通知された伝送方式を使用して、これ以降の送信処理を行う。
【００４０】
これにより、受信側から送信側への伝送方式あるいは伝送路等化後のＣＮＲの通知が不要となるので、適応伝送無線システムの構成を簡略化することができる。
【００４１】
なお、上述した第２の実施形態において、受信信号を復調した際のビット誤り率（ＢＥＲ）を算出するようにし、伝送方式選択部２８がそのＢＥＲと伝送路等化後のＣＮＲに基づいて最適な伝送方式を選択するようにしてもよい。例えば、伝送路等化後のＣＮＲが所定の伝送方式を示す範囲の境界付近にある場合に、ＢＥＲの算出結果が所定の条件を満たすか否かによって伝送方式の選択を行う。これにより、伝送方式の適応度がさらに向上する。
【００４２】
また、図１に示す受信機あるいは図３に示す送受信機が行う各処理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりＣＮＲ推定処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００４３】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００４４】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、適応伝送無線システムにおいて、伝送路等化後のＣＮＲを推定することができる。また、伝送路等化後のＣＮＲを推定して使用することにより、最適な伝送方式（変調方式や符号化方式等）を選択し、通信品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態による適応伝送無線システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 伝送フレームの構成例を示す図である。
【図３】 本発明の第２の実施形態による適応伝送無線システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…無線送信機（送信機）、２…無線受信機（受信機）、３…伝送路、１１…適応伝送部、１２…ガードインターバル（ＧＩ）挿入部、２０…ＧＩ除去部、２１…フーリエ変換部、２２…周波数領域等化部、２３…逆フーリエ変換部、２４…復調部、２５…ノイズ電力推定部、２６…伝送路特性推定部、２７…等化後ＣＮＲ推定部、２８…伝送方式選択部、２９…伝送方式通知部、３０ａ，３０ｂ…無線送受信機（送受信機）
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数領域等化（ＦＤＥ；Frequency Domain Equalization）方式を用い、且つ適応的に伝送方式を変更する適応伝送無線システム、並びにその適応伝送無線システムに適用されるＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）推定装置、ＣＮＲ推定方法、ＣＮＲ推定プログラム、無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、音声や動画像などの種々のメディアのコンテンツを含むデータを無線通信回線を介してエンドユーザに提供するマルチメディア無線通信サービスの検討がなされている。この無線通信サービスでは高速度の無線データ通信が要求されるために、無線通信に特有のマルチパスフェージングによる通信品質の劣化が問題となる。この対策の一つとして、周波数領域等化（Frequency Domain Equalization）方式が注目を集めている。
【０００３】
周波数領域等化方式においては、送信側が時間領域で信号を生成して送信する。そして、受信側が周波数領域における伝送路特性を推定し、この推定した伝送路特性により受信信号を周波数領域で伝送路等化して時間領域に戻し、復調する。これにより、マルチパスの影響で周波数選択性フェージングが発生し、歪んだ信号を補正することが可能となる。
【０００４】
上記周波数領域等化方式は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Orthogonal Frequency Division Multiplex）方式やＳＣ（Single Carrier）−ＦＤＥ方式などの無線システムに適用される。また、周波数領域等化方式を用い、さらに、受信特性に基づいて、キャリア単位で、変調方式や符号化方式等の伝送方式を適応的に変更するシステム（以下、適応伝送無線システムと称する）にも適用される。この適応伝送無線システムでは、例えば、受信側で伝送路等化前に受信時のＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）を求め、この求めたＣＮＲに基づいて伝送方式（変調方式や符号化方式等）を選択し、送信側に通知する。そして、送信側がその通知された伝送方式により送信処理を行う。また、受信側で受信信号を復調した際のビット誤り率（ＢＥＲ；Bit Error Rate）を求め、このＢＥＲにより伝送方式を変更するものもある。これにより、伝送路特性の変化に応じて適切な伝送方式（変調方式や符号化方式等）で無線通信を行うようにしている。例えば、ＳＣ−ＦＤＥ（Single Carrier-Frequency Domain Equalization）方式における適応伝送方式が、非特許文献１に記載されている。
【０００５】
【非特許文献１】
“SC-FDE PHY Layer System Proposal for Sub 11 GHz BWA (An OFDM Compatible Solution)”、［online］、２００１年３月５日、IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Working Group、［平成１５年２月６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ieee802.org/16/tg3/contrib/802163c-01_32.pdf＞
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の適応伝送無線システムでは、伝送路等化前に求めたＣＮＲを使用するので、伝送路等化後に復調した復調信号に基づく実際のＣＮＲとは差が生じ、最適な伝送方式（変調方式や符号化方式等）を選択することができないという問題がある。しかし、復調信号を使用して実際のＣＮＲを算出すると、伝送方式の選択にかかる処理時間が増大し、移動通信システムのように伝送路特性が頻繁に変わるシステムには不向きなものとなる。また、復調後のＢＥＲを使用する方式においても、段階的に伝送方式を変更するため、最適な伝送方式に達するのに時間がかかるうえ、伝送路特性の変動に追従できないという問題がある。
【０００７】
このような理由から、適応伝送無線システムにおいて、伝送路等化後のＣＮＲを推定して使用することにより、最適な伝送方式（変調方式や符号化方式等）を選択し、通信品質の向上を図ることが要望されている。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、適応伝送無線システムにおいて、伝送路等化後のＣＮＲを推定することができるＣＮＲ推定装置、ＣＮＲ推定方法、ＣＮＲ推定プログラムを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、そのＣＮＲ推定装置を備えることにより、伝送路等化後のＣＮＲを使用して最適な伝送方式（変調方式や符号化方式等）を選択し、通信品質の向上を図ることができる適応伝送無線システム、無線装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載のＣＮＲ推定装置は、受信側で周波数領域における伝送路特性を推定して受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する周波数領域等化方式を用いた無線システムにおいて、受信側のＣＮＲを推定するＣＮＲ推定装置であって、前記伝送路等化する前の受信信号に基づいてノイズ電力を推定するノイズ電力推定手段と、前記伝送路等化する前の受信信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換手段と、送信側でプリアンブル部分に格納するパイロットデータと同じ既知のパイロットデータを有し、前記フーリエ変換手段から入力された周波数領域の受信信号のプリアンブル部分のパイロットデータを既知のパイロットデータで除すことにより伝送路特性データを算出する伝送路特性推定手段と、前記伝送路等化方法に対応する所定の演算式により伝送路等化後のＣＮＲを算出する等化後ＣＮＲ推定手段と、を備え、前記所定の演算式は、ＺＦ等化方法の場合は［数９］であり、ＭＭＳＥ等化方法の場合は［数１０］であり、
【数９】
【００１２】
請求項２に記載のＣＮＲ推定方法は、受信側で周波数領域における伝送路特性を推定して受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する周波数領域等化方式を用いた無線システムにおいて、受信側のＣＮＲを推定するＣＮＲ推定方法であって、前記伝送路等化する前の受信信号に基づいてノイズ電力を推定する過程と、前記伝送路等化する前の受信信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換過程と、送信側でプリアンブル部分に格納するパイロットデータと同じ既知のパイロットデータを有し、前記フーリエ変換過程から入力された周波数領域の受信信号のプリアンブル部分のパイロットデータを既知のパイロットデータで除すことにより伝送路特性データを算出する伝送路特性推定過程と、前記伝送路等化方法に対応する所定の演算式により伝送路等化後のＣＮＲを算出する等化後ＣＮＲ推定過程と、を含み、前記所定の演算式は、ＺＦ等化方法の場合は［数１１］であり、ＭＭＳＥ等化方法の場合は［数１２］であり、
【数１１】
【００１３】
請求項３に記載のＣＮＲ推定プログラムは、受信側で周波数領域における伝送路特性を推定して受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する周波数領域等化方式を用いた無線システムにおいて、受信側のＣＮＲを推定するＣＮＲ推定処理を行うためのＣＮＲ推定プログラムであって、前記伝送路等化する前の受信信号に基づいてノイズ電力を推定する処理と、前記伝送路等化する前の受信信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換処理と、送信側でプリアンブル部分に格納するパイロットデータと同じ既知のパイロットデータを有し、前記フーリエ変換処理から入力された周波数領域の受信信号のプリアンブル部分のパイロットデータを既知のパイロットデータで除すことにより伝送路特性データを算出する伝送路特性推定処理と、前記伝送路等化方法に対応する所定の演算式により伝送路等化後のＣＮＲを算出する等化後ＣＮＲ推定処理と、をコンピュータに実行させるものであり、前記所定の演算式は、ＺＦ等化方法の場合は［数１３］であり、ＭＭＳＥ等化方法の場合は［数１４］であり、
【数１３】
これにより、前述のＣＮＲ推定装置がコンピュータを利用して実現できるようになる。
【００１４】
請求項４に記載の適応伝送無線システムは、周波数領域等化方式を用いて受信信号をＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する無線受信装置と、受信特性に基づき選択された伝送方式を用いて送信処理を行う無線送信装置とを備えた適応伝送無線システムにおいて、前記無線受信装置は、請求項１に記載のＣＮＲ推定装置と、前記ＣＮＲ推定装置により推定された伝送路等化後のＣＮＲに基づいて伝送方式を選択する伝送方式選択手段と、該選択された伝送方式を前記無線送信装置に通知する伝送方式通知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の適応伝送無線システムは、周波数領域等化方式を用いて受信信号をＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する無線受信装置と、受信特性に基づき選択された伝送方式を用いて送信処理を行う無線送信装置とを備えた適応伝送無線システムにおいて、前記無線受信装置は、請求項１に記載のＣＮＲ推定装置を備え、前記ＣＮＲ推定装置により推定された伝送路等化後のＣＮＲを前記無線送信装置に通知し、前記無線送信装置は、前記無線受信装置から通知された伝送路等化後のＣＮＲに基づいて伝送方式を選択する伝送方式選択手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の無線装置は、時分割複信方式の適応伝送無線システムに使用される無線装置であって、周波数領域等化方式により受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化して時間領域に戻し、復調する無線受信手段と、請求項１に記載のＣＮＲ推定装置と、前記ＣＮＲ推定装置により推定された伝送路等化後のＣＮＲに基づいて伝送方式を選択する伝送方式選択手段と、該選択された伝送方式を使用して送信処理を行う無線送信手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の無線装置は、時分割複信方式の適応伝送無線システムに使用される無線装置であって、周波数領域等化方式により受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化して時間領域に戻し、復調する無線受信手段と、請求項１に記載のＣＮＲ推定装置と、前記復調後のビット誤り率を算出するビット誤り率算出手段と、前記ＣＮＲ推定装置により推定された伝送路等化後のＣＮＲと前記算出されたビット誤り率とに基づいて伝送方式を選択する伝送方式選択手段と、該選択された伝送方式を使用して送信処理を行う無線送信手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。本実施形態においては、ＳＣ−ＦＤＥ方式及びＯＦＤＭ方式の適応伝送無線システムを例に挙げて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による適応伝送無線システムの構成を示すブロック図である。図１に示す適応伝送無線システムでは、無線送信機（以下、単に送信機と称する）１と無線受信機（以下、単に受信機と称する）２を備えている。送信機１から送信された電波は伝送路３を介して受信機２に到達し受信される。
【００１９】
送信機１は適応伝送部１１とガードインターバル（ＧＩ）挿入部１２を有する。適応伝送部１１は、受信機２から通知された伝送方式（変調方式や符号化方式等）を使用して、送信データに対する変調、符号化等の送信処理を行う。ＧＩ挿入部１２は、適応伝送部１１により送信処理された送信データと伝送方式データを、ＳＣ−ＦＤＥ方式で所定の伝送フレームによりアンテナ（図示せず）を介して無線送信する。ここで、伝送フレームにはガードインターバルが挿入される。
【００２０】
図２は、その伝送フレームの構成例を示す図である。図２において、一つのフレームは先頭に位置するプリアンブル部分と、このプリアンブル部分に続くユーザデータ格納部分とから構成されている。プリアンブル部分には１シンボル分（１伝送単位分）のパイロットデータが格納されている。ユーザデータ格納部分には、データ１からデータＮまでのＮ個のユーザデータシンボル（伝送単位のユーザデータ）が格納されるとともに、各シンボル毎にガードインターバルが格納されている。ガードインターバルは、直後のユーザデータシンボルの後ろＭサンプル分のデータがコピーされたものである。このＭサンプル分の時間、すなわちガードインターバルの時間は伝送時の最大遅延許容時間を示している。この最大遅延許容時間は、無線システムにおいて予め定められており、送信機１及び受信機２にそれぞれ設定される。
各ユーザデータシンボルには、ユーザデータ本体とその誤り訂正用符号が含まれている。また、ユーザデータシンボル中に、伝送方式データを挿入することもできる。
【００２１】
受信機２は、ＧＩ除去部２０とフーリエ変換部２１と周波数領域等化部２２と逆フーリエ変換部２３と復調部２４とノイズ電力推定部２５と伝送路特性推定部２６と等化後ＣＮＲ推定部２７と伝送方式選択部２８と伝送方式通知部２９とを有する。
【００２２】
ＧＩ除去部２０は、アンテナ（図示せず）を介して受信した信号からガードインターバルを除去する。フーリエ変換部２１は、そのガードインターバルが除去された信号を離散フーリエ変換（以下、単にフーリエ変換と称する）する。これにより、受信信号は周波数領域の信号に変換される。周波数領域等化部２２は、その周波数領域の受信信号を、伝送路特性推定部２６から入力された伝送路特性データに基づいて補正する。これにより、周波数領域の受信信号は周波数領域で伝送路等化される。逆フーリエ変換部２３は、その伝送路等化後の受信信号を逆フーリエ変換して時間領域の信号に戻す。復調部２４は、その時間領域の受信信号を復調して受信データを出力する。この復調時には、受信信号に含まれている伝送方式データにより今回使用された伝送方式が特定され、送信データの復調が行われる。
【００２３】
ノイズ電力推定部２５は、アンテナを介して受信した信号（伝送路等化前の時間領域の受信信号）に基づいて伝送路等化前のノイズ電力を推定する。このノイズ電力推定方法については後述する。
【００２４】
伝送路特性推定部２６は、フーリエ変換部２１から入力された周波数領域の受信信号を使用して、周波数領域における伝送路特性を推定する。この伝送路特性推定方法としては、例えば、伝送路特性推定部２６に送信側でプリアンブル部分に格納するパイロットデータと同じ既知のパイロットデータを予め保持させておく。そして、受信信号のプリアンブル部分のパイロットデータを該保持しているパイロットデータで除すことにより、伝送路特性データを算出する。次いで、フィルタリングにより該伝送路特性データからノイズ成分を除去して出力する。
【００２５】
等化後ＣＮＲ推定部２７は、伝送路特性推定部２６から入力された伝送路特性データと、ノイズ電力推定部から入力された伝送路等化前のノイズ電力のデータとから、伝送路等化後のＣＮＲを推定する。この伝送路等化後のＣＮＲの推定方法については後述する。
【００２６】
伝送方式選択部２８は、その推定された伝送路等化後のＣＮＲに基づいて、伝送方式（変調方式や符号化方式等）を選択する。例えば、変調方式の選択方法としては、受信ＣＮＲ特性（受信電力特性）が優れており所定の範囲にあれば、対応した所定の多値変調方式を選択し、一方、受信ＣＮＲ特性が劣っている時には復調特性の良い、ＣＮＲに対応した所定の変調方式を選択する。なお、多値変調方式を適用した際には復調時に同期検波を行うが、伝送路特性を推定して受信信号に対し伝送路等化を行っているので、精度よく同期検波を行うことが可能である。
【００２７】
伝送方式通知部２９は、伝送方式選択部２８によって選択された伝送方式を何らかの通信回線を使用して送信機１に通知する。送信機１の適応伝送部１１は、その通知された伝送方式を使用して以降の送信処理を行う。
これにより、伝送路等化後の受信ＣＮＲ特性に基づいて選択された最適な伝送方式（変調方式や符号化方式等）によって、送信側で使用される伝送方式が適応的に変更されるので、現在の伝送路特性に合致した無線通信が可能となり、通信品質の向上を図ることができる。
【００２８】
なお、上述した第１の実施形態では、受信機２が伝送路等化後のＣＮＲに基づいて伝送方式を選択し、送信機１に通知するようにしたが、受信機２からは伝送路等化後のＣＮＲを送信機１に通知し、送信機１がその通知されたＣＮＲに基づいて伝送方式を選択するようにしてもよい。
【００２９】
また、受信機２から送信機１への通知方法としては、受信後に受信機２から送信機１へ返すＡＣＫ信号に多重するようにしてもよい。
【００３０】
次に、上記したノイズ電力の推定方法を説明する。ノイズ電力推定方法としては各種の方法があるが、その例を挙げて以下に説明する。
第１のノイズ電力推定方法；送信機１からの受信電力が０の状態における受信信号から、ノイズ電力を算出する。
第２のノイズ電力推定方法；同一信号で構成される受信信号間の差分を求めてノイズ波形を得る。次いで、このノイズ波形からノイズ電力を算出する。
第３のノイズ電力推定方法；同一信号で構成される受信信号間で平均化し、この平均値と受信信号間の差分を求めてノイズ波形を得る。次いで、このノイズ波形からノイズ電力を算出する。
なお、上記第２，第３の方法においては、図２に示すプリアンブル部分を複数連続させることにより受信信号間で同一な信号として利用可能である。あるいは、ガードインターバルとその対応するユーザデータシンボルの最後尾部分の信号が、受信信号間で同一な信号として利用可能である。
【００３１】
また、伝送路特性推定部２６の伝送路特性推定結果を用いて伝送路等化前のノイズ電力を推定することも可能である。このノイズ電力推定方法では、ノイズ成分を除去した伝送路特性推定結果と周波数領域のプリアンブル信号とから、フーリエ変換後の周波数領域における受信信号を作成する。次いで、この周波数領域の受信信号と実際の受信信号のフーリエ変換後の信号との差分を求め、この差分からノイズ電力を算出する。
【００３２】
次に、上記した伝送路等化後のＣＮＲの推定方法を説明する。伝送路等化後のＣＮＲの推定方法は伝送路等化方法により異なるが、二通りの伝送路等化方法について各々の伝送路等化後のＣＮＲの推定方法の例を挙げて説明する。ここで挙げる例は、推定した伝送路特性と推定したノイズ電力と既知の平均シンボル電力とから、伝送路等化後のＣＮＲを算出するものである。
なお、以下の説明において、ＨTC（ｆ）は伝送路特性、σd 2は平均シンボル電力、σn 2はノイズ電力、ＮはＦＦＴポイント数である。
【００３３】
伝送路等化方法がＺＦ（Zero Forcing）等化の場合、伝送路等化後のＣＮＲは、（１）式により算出する。
【００３４】
【数１】
伝送路等化方法がＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化の場合、伝送路等化後のＣＮＲは、（２）式により算出する。
【００３６】
【数２】
なお、上記ノイズ電力σn 2は、受信機側でフーリエ変換する直前の時間領域におけるノイズ電力であってもよく、あるいは、フーリエ変換直後の周波数領域におけるノイズ電力であってもよい。
また、平均シンボル電力σd 2は、送信データ系列から信号を変調する際に生成されるシンボル（このシンボルは図２のＯＦＤＭのシンボルとは異なる）の平均電力のことであり、通常は電力１に設定される。
【００３８】
次に、第２の実施形態を説明する。図３は、本発明の第２の実施形態による適応伝送無線システムの構成を示すブロック図である。この図３において図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
図３に示す適応伝送無線システムでは、一対の無線送受信機（以下、単に送受信機と称する）３０ａ，３０ｂを備えている。この適応伝送無線システムは、時分割複信（ＴＤＤ；Time Division Duplex）方式を用いている。そして、ＴＤＤ方式のため、送受信機３０ａから３０ｂへ向かう方向の無線通信回線で使用する周波数と、送受信機３０ｂから３０ａへ向かう方向の無線通信回線で使用する周波数は同じである。したがって、送受信機３０ａ，３０ｂは伝送路３を介して相互に同じ周波数の電波を送受する。これにより、各送受信機３０ａ，３０ｂに対応する伝送路特性、ノイズ電力は同じものとなる、もしくは、異なっていた場合でも事前に通知することにより相手側のノイズ電力を取得し記憶できるので、各送受信機３０ａ，３０ｂに対応する伝送路等化後のＣＮＲも同じものとなる、もしくは、推定できる。
【００３９】
このような知見に基づき、第２の実施形態では、図３に示すように、送受信機３０ａ，３０ｂに上述した第１の実施形態の送信機１と受信機２の双方の機能を備え、各送受信機３０ａ，３０ｂが自己の受信信号に基づき伝送路等化後のＣＮＲを推定し、このＣＮＲにより自己の伝送方式を選択する構成としている。すなわち、伝送方式選択部２８が、自送受信機で受信した信号に基づき推定されたＣＮＲにより最適な伝送方式を選択し、自送受信機の適応伝送部１１に通知する。次いで、適応伝送部１１は、その自送受信機の伝送方式選択部２８から通知された伝送方式を使用して、これ以降の送信処理を行う。
【００４０】
これにより、受信側から送信側への伝送方式あるいは伝送路等化後のＣＮＲの通知が不要となるので、適応伝送無線システムの構成を簡略化することができる。
【００４１】
なお、上述した第２の実施形態において、受信信号を復調した際のビット誤り率（ＢＥＲ）を算出するようにし、伝送方式選択部２８がそのＢＥＲと伝送路等化後のＣＮＲに基づいて最適な伝送方式を選択するようにしてもよい。例えば、伝送路等化後のＣＮＲが所定の伝送方式を示す範囲の境界付近にある場合に、ＢＥＲの算出結果が所定の条件を満たすか否かによって伝送方式の選択を行う。これにより、伝送方式の適応度がさらに向上する。
【００４２】
また、図１に示す受信機あるいは図３に示す送受信機が行う各処理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりＣＮＲ推定処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００４３】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００４４】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、適応伝送無線システムにおいて、伝送路等化後のＣＮＲを推定することができる。また、伝送路等化後のＣＮＲを推定して使用することにより、最適な伝送方式（変調方式や符号化方式等）を選択し、通信品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態による適応伝送無線システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 伝送フレームの構成例を示す図である。
【図３】 本発明の第２の実施形態による適応伝送無線システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…無線送信機（送信機）、２…無線受信機（受信機）、３…伝送路、１１…適応伝送部、１２…ガードインターバル（ＧＩ）挿入部、２０…ＧＩ除去部、２１…フーリエ変換部、２２…周波数領域等化部、２３…逆フーリエ変換部、２４…復調部、２５…ノイズ電力推定部、２６…伝送路特性推定部、２７…等化後ＣＮＲ推定部、２８…伝送方式選択部、２９…伝送方式通知部、３０ａ，３０ｂ…無線送受信機（送受信機）
Claims (7)
- 受信側で周波数領域における伝送路特性を推定して受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する周波数領域等化方式を用いた無線システムにおいて、受信側のＣＮＲを推定するＣＮＲ推定装置であって、
前記伝送路等化する前の受信信号に基づいてノイズ電力を推定するノイズ電力推定手段と、
前記伝送路等化する前の受信信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換手段と、
送信側でプリアンブル部分に格納するパイロットデータと同じ既知のパイロットデータを有し、前記フーリエ変換手段から入力された周波数領域の受信信号のプリアンブル部分のパイロットデータを既知のパイロットデータで除すことにより伝送路特性データを算出する伝送路特性推定手段と、
前記伝送路等化方法に対応する所定の演算式により伝送路等化後のＣＮＲを算出する等化後ＣＮＲ推定手段と、を備え、
前記所定の演算式は、ＺＦ等化方法の場合は［数３］であり、ＭＭＳＥ等化方法の場合は［数４］であり、
ことを特徴とするＣＮＲ推定装置。 - 受信側で周波数領域における伝送路特性を推定して受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する周波数領域等化方式を用いた無線システムにおいて、受信側のＣＮＲを推定するＣＮＲ推定方法であって、
前記伝送路等化する前の受信信号に基づいてノイズ電力を推定する過程と、
前記伝送路等化する前の受信信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換過程と、
送信側でプリアンブル部分に格納するパイロットデータと同じ既知のパイロットデータを有し、前記フーリエ変換過程から入力された周波数領域の受信信号のプリアンブル部分のパイロットデータを既知のパイロットデータで除すことにより伝送路特性データを算出する伝送路特性推定過程と、
前記伝送路等化方法に対応する所定の演算式により伝送路等化後のＣＮＲを算出する等化後ＣＮＲ推定過程と、を含み、
前記所定の演算式は、ＺＦ等化方法の場合は［数５］であり、ＭＭＳＥ等化方法の場合は［数６］であり、
ことを特徴とするＣＮＲ推定方法。 - 受信側で周波数領域における伝送路特性を推定して受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する周波数領域等化方式を用いた無線システムにおいて、受信側のＣＮＲを推定するＣＮＲ推定処理を行うためのＣＮＲ推定プログラムであって、
前記伝送路等化する前の受信信号に基づいてノイズ電力を推定する処理と、
前記伝送路等化する前の受信信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換処理と、
送信側でプリアンブル部分に格納するパイロットデータと同じ既知のパイロットデータを有し、前記フーリエ変換処理から入力された周波数領域の受信信号のプリアンブル部分のパイロットデータを既知のパイロットデータで除すことにより伝送路特性データを算出する伝送路特性推定処理と、
前記伝送路等化方法に対応する所定の演算式により伝送路等化後のＣＮＲを算出する等化後ＣＮＲ推定処理と、をコンピュータに実行させるものであり、
前記所定の演算式は、ＺＦ等化方法の場合は［数７］であり、ＭＭＳＥ等化方法の場合は［数８］であり、
ことを特徴とするＣＮＲ推定プログラム。 - 周波数領域等化方式を用いて受信信号をＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する無線受信装置と、受信特性に基づき選択された伝送方式を用いて送信処理を行う無線送信装置とを備えた適応伝送無線システムにおいて、
前記無線受信装置は、
請求項１に記載のＣＮＲ推定装置と、
前記ＣＮＲ推定装置により推定された伝送路等化後のＣＮＲに基づいて伝送方式を選択する伝送方式選択手段と、
該選択された伝送方式を前記無線送信装置に通知する伝送方式通知手段と、
を備えたことを特徴とする適応伝送無線システム。 - 周波数領域等化方式を用いて受信信号をＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化する無線受信装置と、受信特性に基づき選択された伝送方式を用いて送信処理を行う無線送信装置とを備えた適応伝送無線システムにおいて、
前記無線受信装置は、請求項１に記載のＣＮＲ推定装置を備え、前記ＣＮＲ推定装置により推定された伝送路等化後のＣＮＲを前記無線送信装置に通知し、
前記無線送信装置は、前記無線受信装置から通知された伝送路等化後のＣＮＲに基づいて伝送方式を選択する伝送方式選択手段を備えた
ことを特徴とする適応伝送無線システム。 - 時分割複信方式の適応伝送無線システムに使用される無線装置であって、
周波数領域等化方式により受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化して時間領域に戻し、復調する無線受信手段と、
請求項１に記載のＣＮＲ推定装置と、
前記ＣＮＲ推定装置により推定された伝送路等化後のＣＮＲに基づいて伝送方式を選択する伝送方式選択手段と、
該選択された伝送方式を使用して送信処理を行う無線送信手段と、
を備えたことを特徴とする無線装置。 - 時分割複信方式の適応伝送無線システムに使用される無線装置であって、
周波数領域等化方式により受信信号を周波数領域でＺＦ（Zero Forcing）等化方法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等化方法により伝送路等化して時間領域に戻し、復調する無線受信手段と、
請求項１に記載のＣＮＲ推定装置と、
前記復調後のビット誤り率を算出するビット誤り率算出手段と、
前記ＣＮＲ推定装置により推定された伝送路等化後のＣＮＲと前記算出されたビット誤り率とに基づいて伝送方式を選択する伝送方式選択手段と、
該選択された伝送方式を使用して送信処理を行う無線送信手段と、
を備えたことを特徴とする無線装置。
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