JP4610401B2 - チャネル推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、マルチキャリア無線通信の技術分野に属し、特に、受信したマルチキャリア信号に含まれるパイロットチャネルを利用してチャネル推定値を出力するチャネル推定装置に関連する。

無線通信環境における通信信号は、マルチパス伝搬環境に委ねられ、伝搬途中で遭遇する地物や障害物により反射し、複数の到来波として受信装置に到達する。また、通信信号はその伝搬途中でフェージングの影響も受ける。従って、無線通信を良好に行なうには、マルチパスやフェージング等の影響に対処する必要がある。このような観点から、複数の搬送波又はサブキャリアを用いて信号伝送を行なうマルチキャリア方式が近年注目されている。中でも、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）方式は、周波数の利用効率の観点からも有利であり特に注目されている。また、マルチキャリア方式と符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）方式を組み合わせたＭＣ−ＣＤＭＡ方式や、ＯＦＤＭ方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせたＯＦＣＤＭ方式等も提案されている。

この種の技術分野では、伝搬路又はチャネルの様子を調べるために送信側及び受信側双方で既知のパイロットチャネルが利用される。即ち、振幅や位相が予め定められているパイロットチャネルが送信側から送信され、受信側にて受信されたパイロットチャネルの振幅や位相を調べることで、その伝搬路でどのような歪みが信号に導入されるかを把握することが可能になる（受信側でのこの作業は、チャネル推定と呼ばれる。）。例えば、振幅が１で位相が０度で送信されたパイロットチャネルを受信したところ、その振幅が０．５で位相が＋３０度であったとする。この場合の伝搬路は、振幅を１／２に減らし、位相を＋３０度回すような歪みをもたらしている。従って、受信信号に対して、振幅を２倍に増やし、位相を−３０度回すような操作をすれば、適切な信号内容に復元される。

図１は、時間及び周波数の観点から描いた信号伝送の様子を示す概念図である。図示されている信号は、８つのサブキャリア（ｆ_１〜ｆ_８）と５つのタイムスロット（ｔ_１〜ｔ_５）で指定される。説明の便宜上、比較的少ない数が採用されているが、サブキャリア数やタイムスロット数は任意の値をとり得る。パイロットチャネルは、データ信号を伝送する合間に時間方向に又は周波数方向に沿って定期的に挿入される。図示されている例では、タイムスロットｔ_１，ｔ_２でデータ信号が伝送され、タイムスロットｔ_３でパイロットチャネルが伝送され（図中の斜線部）、タイムスロットｔ_４，ｔ_５でデータ信号が伝送される。受信機は、受信したパイロットチャネルに基づいて伝搬路の様子を調べ、伝搬路で導入される歪み（振幅や位相の変化）を補償する。例えば、周波数ｆ_５に関するパイロットチャネルに基づいて、周波数ｆ_５に関するタイムスロットｔ_１，ｔ_２，ｔ_４，ｔ_５のデータ信号の内容が補償され得る。適切な補償を行なうには、伝搬路で導入される歪み即ちチャネル変動を正確に把握する必要がある。しかしながら、受信機内で発生する雑音や、他の通信装置との干渉その他の要因により、瞬時的なパイロットシンボルがチャネル変動を正確に表現することが妨げられる。

図２は、瞬時的なパイロットシンボルと実際のチャネル変動との関係を模式的に示す図である。実際のチャネル変動とは、理想的に測定されたチャネル変動を表し、受信機による雑音や他の通信装置との干渉等の影響が充分に排除される場合に得られるパイロットシンボルで表現されるチャネル変動である。図示されるように、瞬時的なパイロットシンボルにより得られる曲線（折れ線）が、実際のチャネル変動から大きく逸脱し得る。ところで、あるタイムスロットの中で隣接するサブキャリア同士の間では、パイロットチャネルは類似している。これに対して、上記の雑音や干渉等は、その性質上各パイロットシンボルにランダムに寄与する。そこで、隣接するパイロットシンボル同士を平均化してパイロットシンボルを修正すると、統計的には、パイロットチャネル成分同士は強め合うが、雑音等の成分は相殺される傾向にある。この好都合な性質を利用して、パイロットシンボルの各々について、隣接するパイロットシンボルを用いて平均化してパイロットシンボルを修正すると、図３に示されるように、チャネル変動の推定精度を向上させることが可能になる。

上記の手法を含む従来のチャネル推定は、例えば、非特許文献１乃至４に開示されている。
Ｐ．Ｈｏｅｈｅｒ，"ＴＣＭ ｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｎｄ−ｍｏｂｉｌｅ ｆａｄｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌｓ"，ｉｎ Ｐｒｏｃ．Ｔｉｒｒｅｎｉａ Ｉｎｔ．，Ｗｏｒｋｓｈｏｐ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐｐ．３１７−３２８，Ｓｅｐｔ．１９９１ Ｊ．Ｊ．ｖａｎ ｄｅ Ｂｅｅｋ，Ｏ．Ｅｄｆｏｒｓ，Ｍ．Ｓａｎｄｅｌｌ，Ｓ．Ｋ．Ｗｉｌｓｏｎ，ａｎｄ Ｐ．Ｏ．Ｂｏｒｊｅｓｓｏｎ，"Ｏｎ ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｉｎ ＯＦＤＭ ｓｙｓｔｅｍｓ"，ｉｎ Ｐｒｏｃ．ＶＴＶ ’９５，ｐｐ．８１５−８１９，１９９５ Ｏ．Ｅｄｆｏｒｓ，Ｍ．Ｓａｎｄｅｌｌ，Ｊ．Ｊ．ｖａｎ ｄｅ Ｂｅｅｋ，Ｓ．Ｋ．Ｗｉｌｓｏｎ，ａｎｄ Ｐ．Ｏ．Ｂｏｒｊｅｓｓｏｎ，"ＯＦＤＭ ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｂｙ ｓｉｎｇｕｌａｒ ｖａｌｕｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ"，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，ｖｏｌ．４６，ｎｏ．７，ｐｐ．９０２−９１５，Ｊｕｌｙ １９９８ Ｔ．Ｏｎｉｚａｗａ，Ｍ．Ｍｉｚｏｇｕｃｈｉ ａｎｄ Ｍ．Ｍｏｒｉｋｕｒａ，"Ａ ｎｏｖｅｌ ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ ａｄａｐｔｉｖｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｏｍａｉｎ ｆｉｌｔｅｒｓ ｆｏｒ ＯＦＤＭ ｓｙｓｔｅｍｓ"，ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，ｖｏｌ．Ｅ８２−Ｂ，ｎｏ．１２，ｐｐ．１９２３−１９３１，Ｄｅｃ．１９９９

非特許文献１記載発明では、時間領域及び周波数領域で独立にウィーナ解を求めて上記の平均化の際の重み係数を推定する。この手法によれば、仮に推定したチャネル推定値に基づいてチャネル変動を推定し、その結果に基づいてチャネル推定値を反復的に求める。このため、当初のチャネル推定の精度が良好ならば好結果が得られるが、当初の推定精度が悪い場合には、推定値を累積的に悪化させてしまう虞がある。また、適切な値に収束するまでの時間が長期化し、１パケット内で終了しない虞もある。

非特許文献２記載発明では、周波数領域の信号を逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）することで時間領域の信号に変換し、閾値より小さなパス（パイロットシンボル又は受信サンプル）を除去することで雑音を除去し、推定精度を向上させる。しかしながら、この手法を実行するのに要する演算負担が大きくなってしまうという問題がある。言い換えれば、簡易な装置では充分に高い精度を確保することが困難になってしまう虞がある。

非特許文献３記載発明は、非特許文献２記載発明を改良したものであり、その基本的な手法は同様であるため、同様な欠点を有する。

非特許文献４記載発明は、隣接サブキャリア信号との差分や相対的な振幅値に基づいて、サブキャリア毎に予め用意されている複数のフィルタ係数（重み係数）の中から１つを選択する。この手法は演算負担が少なくて済む点で有利であるが、フィルタ係数が段階的に変化し、適応的に追従的に変化させることができない点で、推定精度を向上させる観点からは不利である。

本発明は、上記問題点の少なくとも１つに対処するためになされたものであり、その課題は、受信したマルチキャリア信号に含まれるパイロットチャネルを構成するパイロットシンボルを重み付け平均化し、マルチキャリア信号の伝搬路を高精度に推定することの可能なチャネル推定装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、受信したマルチキャリア信号に含まれるパイロットチャネルを利用してチャネル推定値を出力するチャネル推定装置が使用される。前記パイロットチャネルを構成するパイロットシンボルの各々は、自身を含む複数のパイロットシンボルの間で重み付け平均化されることで修正される。当該チャネル推定装置は、希望信号と非希望信号の比率に基づいて信号品質を求める信号品質測定手段と、所定数のパイロットシンボルの各々に与える重み係数を算出するウエイト算出手段とを備える。あるパイロットシンボルの修正後のパイロットシンボルに、前記あるパイロットシンボルとは別のパイロットシンボルの寄与する程度が、前記信号品質の良否に依存して異なるように前記重み係数が設定される。

信号品質ρ_ｍの計算は比較的複雑ではないので、パイロットシンボルに対する重み付けされた平均値ひいてはチャネル推定値を高精度に且つ速やかに求めることが可能になる。

本発明の一態様によれば、信号品質が良好な場合には、あるパイロットシンボルの修正後のパイロットシンボルに、前記あるパイロットシンボルとは別のパイロットシンボルが小さく寄与し、信号品質が良好でない場合には、あるパイロットシンボルの修正後のパイロットシンボルに、前記あるパイロットシンボルとは別のパイロットシンボルが大きく寄与するように、前記重み係数が設定される。

信号品質に基づいて重み係数を決定することで、伝搬路の実情を正確に反映した重み係数を導出することが可能になる。

本発明の一態様によれば、前記重み係数が、第１の重み係数及び第２の重み係数より成る。第１の重み係数は、あるパイロットシンボルの修正後のパイロットシンボルに、前記あるパイロットシンボルとは別のパイロットシンボルの寄与する程度が、複数のパイロットシンボルにわたるパイロットシンボルの変動量の多少に依存して異なるように設定される。第２の重み係数は、あるパイロットシンボルの修正後のパイロットシンボルに、前記あるパイロットシンボルとは別のパイロットシンボルの寄与する程度が、前記信号品質の良否に依存して異なるように設定される。

変動量を表す相関値や信号品質等の計算は比較的複雑ではないので、第１，第２の重み係数は比較的簡易に算出され得る。従って、パイロットシンボルに対する重み付けされた平均値ひいてはチャネル推定値を更に高精度に且つ速やかに求めることが可能になる。

本発明によれば、マルチキャリア信号の伝搬路を高精度に推定することが可能になる。

図４は、本願実施例によるチャネル推定装置を利用することの可能な受信装置の部分ブロック図を示す。簡単のため、本実施例では、ＯＦＤＭ方式の通信システムで使用され得る受信装置を想定しているが、本発明はこれに限定されず、チャネル推定を行なう任意のマルチキャリア方式の用途に利用可能である。受信装置４００は、アンテナ４０２と、ガードインターバル除去部（−ＧＩ）４０４と、シンボルタイミング検出部４０６と、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）４０８と、チャネル推定部４１０と、並列直列変換部（Ｓ／Ｐ）４１２とを有する。

アンテナ部４０２により受信されたＯＦＤＭ信号は、不図示の受信部を経てガードインターバル除去部４０４及びシンボルタイミング検出部４０６に入力される。ガードインターバル除去部４０４では、シンボルタイミング検出部４０６により検出されたタイミングを利用して、ＯＦＤＭシンボルのガードインターバルを分離することで、データ信号やパイロットチャネルを含む情報部分を抽出する。抽出された情報部分は高速フーリエ変換部４０８に入力される。高速フーリエ変換部４０８では、時系列情報として抽出された情報部分をサブキャリア毎の信号成分（ξ_１，ξ_２，．．．，ξ_ｆＭＡＸ）に分解する。ｆＭＡＸの値は、使用されるサブキャリア数に対応付けることが可能であり、本実施例では、ｆＭＡＸ＝７６８である。チャネル推定部４１０は、パイロットチャネルのサブキャリア毎の信号成分から、チャネル推定値を求め、それらを乗算部４１１に与える。チャネル推定部４１０の詳細については、図５に関連して説明される。乗算部４１１では、サブキャリア毎に振幅及び位相の変動を補償するような乗算が行なわれる。各乗算部４１１からの出力は並列直列変換部４１２に入力される。並列直列変換部４１２は、補償されたサブキャリア毎の信号を直列信号に変換し、後段の復調部に伝送する。

図５は、チャネル推定部４１０の詳細な機能ブロック図を示す。チャネル推定部は、概して、ウエイト算出部５０２と、第１乗算部５０４と、第２乗算部５０６と、加算部５０８とを有する。ウエイト算出部５０２は、更に、第１ウエイト算出部５１０と、信号品質測定部５１２と、第２ウエイト算出部５１４とを有する。

上述したように、チャネル変動の様子を適切に求めるために、瞬時的なパイロットシンボルξ_ｍは、それ自身を含む複数のパイロットシンボルの間で平均化される。本実施例では、あるパイロットシンボルξ_ｍは、複数のパイロットシンボルξ_{ｍ−Ｎａｖｇ}，．．．，ξ_ｍ−２，ξ_ｍ―１，ξ_ｍ，ξ_ｍ＋１，ξ_ｍ＋２，．．．，ξ_{ｍ＋Ｎａｖｅ}の間で平均化される。ここで、Ｎ_ａｖｇは、平均化の演算に考慮され得るパイロットシンボル数（又は平均化を行なう範囲）を定めるパラメータである。本実施例では、Ｎ_ａｖｇ＝５である。本実施例では、この平均化は、単なる算術平均ではなく、適切な重み係数（ウエイト）を利用して行なわれる。この重み係数は、ウエイト算出部５０２内の第１及び第２ウエイト算出部５１０，５１４で生成される。

第１ウエイト算出部５０４で算出される重み係数α_ｉ（−Ｎ_ａｖｇ≦ｉ≦Ｎ_ａｖｇ）は、以下の（１）式で表現され、

ここで、パラメータγ_ｉは、以下の（２）式

で表現され、これは相関値に相当する量である。記号「＊」は複素共役をとることを表す。γ_０は、以下の（３）式

で表現され、これは後述するように正規化するための基準値である。

この重み係数α_ｉは、γ_ｉの定義（２）式から明らかなように、パイロットシンボルの相関値を表す。一般に、ある一連のパイロットシンボルと、別の一連のパイロットシンボルとが類似していればそれらの間の相関値（相互相関値）は大きく、類似していなければ相関値は小さく、相関値の最大値は自身との相関値（自己相関値）を演算する場合に得られる。一連のパイロットシンボル｛ξ_{ｍ−Ｎａｖｇ}，．．．，ξ_ｍ，．．．，ξ_{ｍ＋Ｎａｖｇ}｝と別の一連のパイロットシンボル｛ξ_{ｍ−Ｎａｖｇ＋ｉ}，．．．，ξ_ｍ＋ｉ，．．．，ξ_{ｍ＋Ｎａｖｇ＋ｉ}｝が類似する場合は、それらのパイロットシンボル間でチャネル変動が少ないことが予想される。従って、あるパイロットシンボルξ_ｍを平均化する際に、近隣のパイロットシンボルξ_ｍ±１，ξ_ｍ±２，．．．をなるべく多く考慮した方が、チャネル変動を正確に求めることができる。逆に、一連のパイロットシンボル｛．．．ξ_ｍ．．．｝と別の一連のパイロットシンボル｛．．．ξ_ｍ＋ｉ．．．｝が類似しない場合は、それらのパイロットシンボル間でチャネル変動が大きいことが予想される。従って、あるパイロットシンボルξ_ｍを平均化する際に、多くの近隣のパイロットシンボルξ_ｍ±１，ξ_ｍ±２，．．．を考慮しても、チャネル変動の推定精度は向上しにくいと考えられる。

図６は、チャネル変動と重み係数α_ｉとの関係を模式的に表す図である。図示されるように、チャネル変動量が小さい場合（右側）、平均化の対象となるパイロットシンボルξ_ｍに与える重みα_０だけでなく、近隣の多くのパイロットシンボルが平均値に寄与するように重み係数α_±１，α_±２，．．．が定められている。これに対して、チャネル変動量が大きい場合（左側）は、平均化の対象となるパイロットシンボルξ_ｍのみが平均値に大きく寄与し、近隣のパイロットシンボルはほとんど寄与しないように重み係数が定められる（α_０は大きいが、α_ｉ≠０は非常に小さい）。或いは、ｉ＝０の極近傍でα_ｉは大きく、それ以外では小さくするようにすることも可能である。

ところで、第１の重み係数を算出する際に、相関値を規格化するために、基準値、即ち自己相関値（γ_０）を算出する必要がある。この基準値γ_０を、（２）式に基づいて算出することも理論的には可能であるが、本実施例では、基準値γ_０は（３）式によって求めている。パイロットシンボルに、サブキャリア毎に独立した白色雑音が含まれていたとする。（２）式により相互相関を計算する場合（ｉ≠０）は雑音成分が相殺し合うので演算精度は良好であるが、自己相関を計算する場合（ｉ＝０）にはそのような相殺効果を期待できないので、演算精度が劣化する虞がある。そこで、（２）式により基準値γ_０（自己相関値）を計算する代りに、（３）式による補間を用いて、基準値γ_０が求められている。

本実施例では、簡単のため、パイロットシンボルξ_ｍが瞬時的なサンプル値であることを想定していたが、本発明は必ずしもそのような形式に限定されない。例えば、図７に示されるように、ｍ番目のサブキャリアについて、ｋで指定されるサンプリング時間と共に得られる一連のパイロットシンボルξ_ｍ，ｋを時間的に平均化することで、サブキャリアｍに対するパイロットシンボルξ_ｍを求めることも可能である。

図５に戻って、ウエイト算出部５０２内の信号品質測定部では、パイロットシンボルに対する信号品質が求められる。この信号品質は第２ウエイト算出部５１４に与えられ、第２の重み係数β_ｉを算出するために使用される。本実施例による信号品質測定部５１２では、受信信号に対する信号対雑音及び干渉比（ＳＩＮＲ）が算出される。この信号品質（ＳＩＮＲ）は、目下平均化の対象としているξ_ｍに関して求められる瞬時的な値（ρ_ｍ）であり、この瞬時値を平均化することで、例えば送信電力制御に使用されるような信号品質パラメータを求めることが可能になる。ＳＩＮＲは、希望信号Ｓ_ｍと非希望信号Ｉとの比率（ρ_ｍ＝Ｓ_ｍ／Ｉ）によって定められる。より具体的には、非希望信号Ｉは、パイロットシンボルξ_ｍの統計的な分散によって算出され得る。希望信号Ｓ_ｍは、パイロットシンボルξ_ｍ又はその平均化後の二乗値で求めることが可能である。この場合に、希望信号Ｓ_ｍを、（ａ）サブキャリア毎に別々に求めても良いし、（ｂ）全サブキャリアにわたる平均値を求めることで全サブキャリアに共通の値を採用しても良いし、（ｃ）更にはサブキャリアをいくつかのブロックに分割し、そのブロック毎に異なる値を使用することも可能である。個々のパイロットシンボルξ_ｍの信頼性が低い場合は、総てのパイロットシンボルを平均化する手法（ａ）が有利であるが、信頼性が高ければ（ｂ）が有利である。このようにして導出された信号品質（ＳＩＮＲ）は、第２ウエイト算出部５１４に与えられる。尚、信号品質は、ＳＩＮＲに限定されず、信号対雑音比（ＳＮＲ）、信号対干渉比（ＳＩＲ）その他任意の品質尺度を採用することが可能である。

第２ウエイト算出部５１４で算出される第２の重み係数β_ｍ，ｉ（−Ｎ_ａｖｇ≦ｉ≦Ｎ_ａｖｇ）は、以下の（４）式で表現され、

ここで、ρ_ｍは、ｍ番目のサブキャリアに関する信号品質を表し、δ_ｉは後述する調整パラメータである。

ところで、図８に模式的に示されるように、信号品質（ＳＩＮＲ）が良好である場合は、パイロットシンボルにより表現されるチャネル変動は正確であり（左側）、ＳＩＮＲが良好でない場合はチャネル変動の表現も不正確になる（右側）。パイロットシンボルの表現するチャネル変動が不正確である場合は（右側）、あるパイロットシンボルξ_ｍを平均化する際に、近隣のパイロットシンボルξ_ｍ±１，ξ_ｍ±２，．．．をなるべく多く考慮した方が、チャネル変動を正確になものに近づける。チャネル変動の表現が正確である場合（左側）には、あるパイロットシンボルξ_ｍを平均化する際に、近隣のパイロットシンボルξ_ｍ±１，ξ_ｍ±２，．．．の多くを考慮しても（推定内容は既に良好な水準に達しているので）、チャネル変動の推定精度はさほど向上しないであろう。そこで、第２の重み係数β_ｍ，ｉ（混乱の虞がなければ、β_ｉと略す。）は、信号品質が良好でない場合は、平均化の対象となるパイロットシンボルξ_ｍに与える重みβ_０だけでなく、近隣の多くのパイロットシンボルが平均値に寄与するように重み係数β_±１，β_±２，．．．が定められる。これに対して、信号品質が良好な場合（左側）は、平均化の対象となるパイロットシンボルξ_ｍに与える重みβ_０だけが平均値に支配的に大きく寄与し、近隣のパイロットシンボルはほとんど寄与しないように重み係数が定められる。例えば、β_０は大きくするが、β_ｉ≠０は０又は小さくする、或いはｉ＝０の極近傍のβ_ｉは大きくするが、それ以外は０又は小さくすることが可能である。

調整パラメータδ_ｉの値をどのように設定するかに依存して、信号品質ρ_ｍの第２の重み係数β_ｍ，ｉへの依存性を調整することができる。一群の調整パラメータδ_ｉ＝｛δ_０，δ_±１，δ_±２，δ_±３，．．．，δ_{±Ｎａｖｇ}｝は、例えば、｛δ_０＝０，δ_±１＝０．１，δ_±２＝０．５，δ_±３＝１，．．．｝のような一群の固定値とすることも可能であるし、何らかのパラメータに依存して動的に変化する関数とすることも可能である。そのようなパラメータとしては、例えば、通信システムに採用されているセル構成、伝搬路状況、チャネル負荷等の情報を示すパラメータが挙げられる。更には、
δ_ｉ＝１−｜α_ｉ｜^２ ・・・（５）
となるように調整パラメータを設定することで、上記のチャネル変動性に関する第１の重み係数α_ｉに依存させることも可能である。このようにすると、チャネル変動が小さい場合には（｜α_ｉ≠０｜が比較的大きい場合には）、調整パラメータδ_ｉ≠０は小さくなり、信号品質ρ_ｍの第２の重み係数β_ｍ，ｉへの寄与も小さくなり、第２の重み係数β_{ｍ，ｉ≠０}が比較的大きくなる。一方、チャネル変動が大きい場合には（｜α_ｉ≠０｜が比較的小さい場合には）、調整パラメータδ_ｉ≠０は大きくなり、信号品質ρ_ｍの第２の重み係数β_ｍ，ｉへの寄与も大きくなり、第２の重み係数β_{ｍ，ｉ≠０}が比較的小さくなる。このような調整パラメータを採用すると、チャネル変動と第１の重み係数α_ｉの大小関係が、チャネル変動と第２の重み係数β_ｍ，ｉの大小関係に符号するようにすることが可能になる。言い換えれば、チャネル変動とは別に信号品質ρ_ｍの観点から第２の重み係数β_ｍ，ｉを定めることも可能であるし、信号品質ρ_ｍに加えてチャネル変動にも配慮しながら第２の重み係数β_ｍ，ｉを定めることも可能である。（５）式で表現される関数形は一例であり、他の様々な関数形が存在し得る。

ウエイト算出部５０２で算出された第１及び第２の重み係数は、第１及び第２乗算部５０４，５０６に与えられる。第１乗算部５０４では、２Ｎ_ａｖｇ＋１個のパイロットシンボル（ξ_{ｍ−Ｎａｖｇ}，．．．，ξ_ｍ−２，ξ_ｍ―１，ξ_ｍ，ξ_ｍ＋１，ξ_ｍ＋２，．．．，ξ_{ｍ＋Ｎａｖｅ}）と、２Ｎ_ａｖｇ＋１個の第１の重み係数（α_{−Ｎａｖｇ}，．．．，α_{＋Ｎａｖｇ}）とがそれぞれ乗算される。その結果の２Ｎ_ａｖｇ＋１個の出力と、第２の重み係数（β_{−Ｎａｖｇ}，．．．，β_{＋Ｎａｖｇ}）との乗算が、第２乗算部５０６にて行なわれ、それらの出力は加算部５０８に与えられる。加算部５０８では、重み付けされた２Ｎ_ａｖｇ＋１個のパイロットシンボルを加算することで、ｍ番目のサブキャリアに対するパイロットシンボルξ_ｍの重み付け平均値ζ_ｍが出力される。この重み付け平均値ζ_ｍは、適切なチャネル変動の影響を表現する振幅及び位相を有しており、チャネル推定値としてチャネル推定部４１０（図４）から出力される信号を形成する。尚、本実施例では、第１の重み係数α_ｉ及び第２の重み係数β_ｍ，ｉを、第１乗算部５０４及び第２乗算部５０６で別々に乗算しているが、本発明は必ずしもこの態様に限定されない。ウエイト算出部５０２にて、第１及び第２の重み係数の積（α_ｉ×β_ｍ，ｉ）を算出し、それらを各パイロットシンボルに乗算することも可能である。但し、複素数演算を要する第１の重み係数の乗算と、実数演算で済む第２の重み係数の乗算とを区別する観点からは、図５に示される本実施例のように構成することが望ましい。

本実施例では、第１の重み係数α_ｉと第２の重み係数β_ｍ，ｉの双方を使用しているが、通信環境によっては、第１の重み係数α_ｉのみを採用する、第２の重み係数β_ｍ，ｉのみを採用することも可能である。後者の場合には、調整パラメータδ_ｉが第１の重み係数α_ｉに依存して変化するようにすることで、チャネル変動の影響を考慮することも可能である。双方の重み係数を使用すると、チャネル変動の激しさと信号品質とを考慮するので、伝搬路の実情に適した重み係数を生成することが可能になり、チャネル推定の高精度化に一層寄与することが可能になる。

本願実施例における相関値γ_ｉや、信号品質ρ_ｍ等の計算は比較的複雑ではないので、第１，第２の重み係数α_ｉ，β_ｍ，ｉは比較的簡易に算出され得る。従って、本願実施例によれば、パイロットシンボルに対する重み付けされた平均値を高精度に且つ速やかに求めることが可能になる。

時間及び周波数の観点から描いた伝送信号を示す概念図である。 瞬時的なパイロットシンボルと実際のチャネル変動との関係を示す図である。 平均化されたパイロットシンボルと実際のチャネル変動との関係を示す図である。 本願実施例によるチャネル推定装置を利用することの可能な受信装置の部分ブロック図である。 チャネル推定部のより詳細なブロック図を示す。 チャネル変動と第１の重み係数α_ｉとの関係を模式的に表す図である。 パイロットシンボルを求めるための変形例を示す図である。 チャネル変動と第２の重み係数β_ｉとの関係を模式的に表す図である。

符号の説明

４００ 受信装置
４０２ アンテナ
４０４ ガードインターバル除去部
４０６ シンボルタイミング検出部
４０８ 高速フーリエ変換部
４１０ チャネル推定部
４１２ 並列直列変換部
５０２ ウエイト算出部
５０４ 第１乗算部
５０６ 第２乗算部
５０８ 加算部
５１０ 第１ウエイト算出部
５１２ 信号品質測定部
５１４ 第２ウエイト算出部

Claims (6)

1. 受信したマルチキャリア信号に含まれるパイロットチャネルを利用してチャネル推定値を出力するチャネル推定装置であって、前記パイロットチャネルを構成するパイロットシンボルの各々について、自身を含む複数のパイロットシンボルの間で重み付け平均化することでチャネル推定を行ない、当該チャネル推定装置は、
   希望信号電力と非希望信号電力の比率に基づいて信号品質を求める信号品質測定手段と、
   所定数のパイロットシンボルの各々に与える重み係数を算出するウエイト算出手段と
   を備え、前記重み係数が、第１の重み係数及び第２の重み係数より成り、
   あるパイロットシンボルを平均化する際に、前記あるパイロットシンボルとは別のパイロットシンボルの寄与する程度が、複数のパイロットシンボルにわたるパイロットシンボルの変動量の多少に依存して異なるように、前記第１の重み係数が設定され、
   あるパイロットシンボルを平均化する際に、前記あるパイロットシンボルとは別のパイロットシンボルの寄与する程度が、前記信号品質の良否に依存して異なるように、前記第２の重み係数が設定され、かつ前記第２の重み係数の逆数は、前記信号品質に比例する、チャネル推定装置。
2. 前記信号品質が、信号と雑音及び干渉との比率により算出されることを特徴とする請求項１記載のチャネル推定装置。
3. 前記信号品質が、パイロットシンボルの統計的な分散に基づいて算出されることを特徴とする請求項２記載のチャネル推定装置。
4. あるパイロットシンボルを平均化する際に、前記あるパイロットシンボルとは別のパイロットシンボルの寄与する程度が、複数のパイロットシンボルにわたるパイロットシンボルの変動量が小さい場合には多くなり、該変動量が大きい場合には少なくなるように前記第１の重み係数が設定されている、請求項１ないし３の何れか１項に記載のチャネル推定装置。
5. あるパイロットシンボルについて、前記第１の重み係数が大きい場合、前記第２の重み係数も大きく、前記第１の重み係数が小さい場合、前記第２の重み係数も小さい、請求項４記載のチャネル推定装置。
6. 前記重み係数は、
   α（１＋ρ（１−｜α｜ ^２ ）） ^−１
   により算出され、αは前記第１の重み係数を表し、ρは前記信号品質を表す、請求項５記載のチャネル推定装置。

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