JP5556409B2

JP5556409B2 - 無線受信装置およびその伝搬路推定方法

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Publication number: JP5556409B2
Application number: JP2010137910A
Authority: JP
Inventors: 武志井上; 慶太郎大塚
Original assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-06-17
Also published as: JP2012004854A

Description

本発明は，無線受信装置およびその伝搬路推定方法に関する。

ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）やＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）方式の無線通信システムでは，送信側が，互いに位相が直交関係にある周波数を持つ複数のサブキャリアで被変調成分を変調し，ＩＦＦＴ変換し，搬送周波数にアップコンバートして送信し，受信側が，受信信号をダウンコンバートし，ＦＦＴ変換し，複数のサブキャリアの被変調成分を復調する。各サブキャリアの周波数が異なるため，受信されるサブキャリアの位相が互いに異なるとともに，伝搬路や受信装置の移動に応じて振幅も変動する。

そこで，送信側で複数のサブキャリアに所定の割合で既知シンボルであるパイロット信号を挿入し，受信側でパイロット信号の既知の被変調成分の位相と振幅情報を抽出し，それを基準ベクトルとしてデータ伝送領域の被変調成分を復調することが行われる。このパイロット信号の位相と振幅情報（基準ベクトル）が伝搬路推定値である。伝送路特性を高精度に推定するためには全てのサブキャリアにパイロット信号を挿入するのが望ましいが，そうするとデータ伝送効率が下がるので，複数のサブキャリアのうち一部のサブキャリアにパイロット信号が挿入される。

ＯＦＤＭ方式におけるパイロット信号については，以下の特許文献に記載されている。

特開２００５−３０３９６０号公報特開２００７−３０６５５２号公報特開２００７−２６７３０７号公報

データ伝送効率の低下を避けるために複数のサブキャリアのうち一部のサブキャリアにのみパイロット信号が挿入されると，パイロット信号が挿入されていないサブキャリアについては近接するサブキャリア内のパイロット信号からそのサブキャリアの伝搬路推定値を算出する必要がある。同じサブキャリアにある近接するパイロット信号とデータ信号とは，受信装置の短時間の移動を無視すればほぼ同じ伝搬路特性を有する。しかし，異なるサブキャリアでは，振幅特性は周波数選択性フェージングによる落ち込みの発生で異なることになり，また，周波数が異なることに起因して受信器での位相回転量が異なり且つその位相回転量は伝搬路の距離によっても変動する。したがって，隣接または近接するサブキャリアのパイロット信号に基づく伝搬路推定の算出では，正確な演算が求められる。

また，全てのサブキャリアにパイロット信号が挿入されていたとしても，受信装置が移動体である場合は，周波数選択性フェージングによる落ち込みが瞬間的にある特定の周波数だけに発生するので，その落ち込みが偶然にパイロット信号に発生した場合は，その前後のデータ部分の復調データの信頼性は大きく低下する。したがって，このような信頼性の低下を回避するためには，隣接するまたは近接するサブキャリアのパイロット信号から自身のサブキャリアの伝搬路推定値を正確に算出することが必要になる。

特に，周波数帯域の端のサブキャリアにパイロット信号が挿入されていない場合は，その帯域端のサブキャリアについては外挿演算でその伝送路特性を推定する必要があり，正確に伝搬路推定を行うことが必要になる。

そこで，本発明の目的は，正確に伝搬路推定値を求める受信装置を提供することにある。

受信装置の第１の側面は，直交周波数分割多重方式の無線受信装置において，
時間域の受信信号をＦＦＴ変換して複数のサブキャリアに変換するＦＦＴユニットと，
前記複数のサブキャリアそれぞれの被変調成分の位相成分を抽出する復調部とを有し，
前記復調部は，
所定の周波数間隔で順に第１，第２，第３の周波数を有する第１，第２，第３のサブキャリアのうち，前記第２及び第３のサブキャリアに挿入された第２及び第３のパイロット信号の位相及び振幅を有する第２及び第３の基準ベクトルから，前記第１のサブキャリアの第１の基準ベクトルを算出する伝搬路算出回路を有し，
当該伝搬路算出回路は，前記第３の基準ベクトルの位相及び振幅の前記第２の基準ベクトルとは線対称の座標点の位相を前記第１の基準ベクトルの位相として算出する。

第１の側面によれば，正確に伝搬路推定値を求めることができる。

本実施の形態に係る無線装置の構成図である。本実施の形態に係る受信装置の構成図である。本実施の形態に係る伝搬路算出回路の構成図である。直線近似による内挿演算を示す図である。本実施の形態において説明するパイロット信号の配置例である。本実施の形態において説明するパイロット信号の配置例である。直線近似による内挿演算例を示す図である。直線近似による外挿演算例を示す図である。直線近似による外挿演算器の例を示す図である。第１の実施の形態における基準ベクトル検出方法を示す図である。第１の実施の形態における基準ベクトル検出部の外挿演算器の例（１）の構成図である。第１の実施の形態における基準ベクトル検出部の外挿演算器の例（２）の構成図である。第２の実施の形態において説明するパイロット信号の配置例である。第２の実施の形態における基準ベクトルの検出方法の例を示す図である。第２の実施の形態における基準ベクトルの検出方法の別の例を示す図である。第２の実施の形態における基準ベクトル検出部の外挿演算器の例（１）の構成図である。第２の実施の形態における基準ベクトル検出部の外挿演算器の例（２）の構成図である。第２の実施の形態において説明するパイロット信号の配置例である。

図１は，本実施の形態に係る無線装置の構成図である。無線装置の送信側は，送信データＴｘｄを符号化する符号化回路１０と，符号化データをＩ，Ｑ座標軸上にマッピングするマッピング回路１１と，マッピングされた座標点のＩ成分，Ｑ成分を複数のサブキャリアで変調しＩＦＦＴ変換する変調回路１２と，デジタルアナログ変換回路１３と，Ｉ成分，Ｑ成分の時間域信号をローカル周波数信号で直交変調する直交変調回路１４と，さらに搬送波の高周波にアップコンバートするＩＦ／ＲＦ回路１５とを有する。搬送波信号は，ディプレクサ１６を介してアンテナＡＴから送出される。

一方，無線装置の受信側は，アンテナＡＴで受信された受信信号は，ディプレクサ１６を介してＲＦ／ＩＦ回路２０に入力され中間周波数までダウンコンバートされる。そして，直交検波回路２１がローカル周波数信号で直交検波してＩ成分とＱ成分の時間域信号を生成する。その後，アナログデジタル変換回路２２がデジタル信号に変換し，復調回路２３でＦＦＴ変換されて周波数域信号に変換され，各サブキャリアの伝搬路特性がパイロット信号などから推定されて，データ信号のＩ成分とＱ成分から伝搬路特性が除去されて復調され，デマッピング回路２４がＩ，Ｑ座標上の座標点からデマッピングして符号化データを再生し，さらにデコーダ回路２５がそれを復号化して受信データＲｘｄを抽出する。

本実施の形態にかかる伝送路推定回路は，復調回路２３内に設けられる。

図２は，本実施の形態に係る受信装置の構成図である。この受信装置は，図１の受信部をより詳細に示すものであり，ＯＦＤＭ方式の通信システムに適用される。アンテナで受信された受信信号はバンドパスフィルタ２６を通過してローノイズアンプＬＮＡで増幅され自動ゲイン制御アンプ２７で一定の振幅に増幅される。そして，その受信信号に基準信号発振器ＶＣＯ＿ＲＦが生成する０°とπ／２の位相のローカル信号ＦＬがミキサＭＩＸｉ，ＭＩＸｑで乗算され，ローパスフィルタＬＰＦを経由してベースバンドまでダウンコンバートされる。つまり，図１のＲＦ／ＩＦ回路２０と直交検波回路２１とが，ミキサＭＩＸｉ，ＭＩＸｑにより構成されている。そして，アナログデジタル変換器Ａ／ＤによりＩ成分とＱ成分のデジタル受信信号がデジタルベースバンド部３０に入力される。

デジタルベースバンド部３０では，自動ゲイン制御回路ＡＧＣがＩ信号とＱ信号の振幅が一定になるように自動ゲイン制御アンプ２７のゲインを制御する。さらに，Ｉ信号とＱ信号からＦＦＴタイミング検出回路３１がＦＦＴウインドウを検出し，そのタイミング信号をサイクリックプレフィックス除去回路３２とＦＦＴ３３とに供給する。サイクリックプレフィックス除去回路３２は，時間域のＩ信号とＱ信号からガードインターバルとして加えられているサイクリックプレフィックスを除去して有効シンボル成分を出力し，ＦＦＴ３３は，時間域のＩ信号とＱ信号をＦＦＴ変換して複数のサブキャリアを抽出する。

さらに，伝搬路算出回路（Carrier Estimation）３４は，いくつかのサブキャリアに挿入されているパイロット信号の既知データの位相と振幅を検出し，そのパイロット信号の位相及び振幅（基準ベクトル）からパイロット信号が挿入されていないサブキャリアの基準ベクトルを算出する。そして，各サブキャリアのデータ領域のＩ信号とＱ信号に対して各基準ベクトルに基づいて位相回転などを行ってデータ領域のＩ信号とＱ信号の絶対位相などを取得する。

そして，デマッピング回路２４は，データ領域のＩ信号とＱ信号の座標点から元の送信コードをデマッピングし，デコーダ回路２５が誤り訂正などの復号化を行い，受信データＲｘｄを出力する。

上記のプレフィックス除去回路３２，ＦＦＴ３３，伝搬路算出回路３４が，図１の復調回路２３に対応する。

図３は，伝搬路算出回路の構成図である。伝搬路算出回路３４は，ＦＦＴ変換された複数のサブキャリアの位相と振幅（基準ベクトル）を一部のキャリア信号に挿入されているパイロット信号の位相と振幅に基づいて検出する基準ベクトル検出部３５と，各サブキャリアについて検出した複数の基準ベクトルの平均化を演算する平均化部３６と，平均化された基準ベクトルの位相情報に基づいて，各サブキャリアのデータ領域の信号の位相を回転して絶対位相に修正する位相回転部３７とを有する。基準ベクトル検出部３５は，パイロット信号の基準ベクトルに加えて，パイロット信号が挿入されていないサブキャリアの基準ベクトルもパイロット信号の基準ベクトルから演算する。つまり，基準ベクトル検出部３５は，全サブキャリアの基準ベクトルの少なくとも位相成分を基準位相として検出する。

図４は，伝送路推定回路内の位相回転部の構成図である。被変調信号のＩ信号とＱ信号の入力I_Data_inとQ_Data_inと，基準位相I_Pilot, Q_Pilotとがミキサ３７０，３７１，３７２，３７３でそれぞれ乗算され，加算器３７４，３７５で加算または減算され，絶対位相に復調された復調信号I_Data_out, Q_Data_outが出力される。

前述のとおり，OFDMまたはOFDMAでは，互いに位相が直交関係にある複数の周波数のサブキャリアで被変調成分が変調されている。各サブキャリアの周波数が異なるので，伝搬路を経由して受信装置で受信されたときの各サブキャリアの位相はそれぞれ異なる。また，受信装置が移動する場合は，時間によってそれらの位相が変化する。したがって，既知データを変調したパイロット信号から基準ベクトルの少なくとも位相成分を推定し，データ成分の位相をその基準ベクトルの位相に基づいて絶対位相に戻すことが行われる。この絶対位相に戻す演算が，図４の位相回転部により行われる。

また，変調方式が１６ＱＡＭや６４ＱＡＭの場合は，変調情報に位相に加えて振幅が含まれているので，基準ベクトルの振幅成分に基づいて，データ成分の振幅も絶対振幅に戻すことが行われるが，図４にはその構成は示されていない。

図５，図６は，本実施の形態において説明するパイロット信号の配置例である。図５の例では，複数のサブキャリアＳＣ_０〜ＳＣ_３と，複数のシンボルＳ_ｍ＋１〜Ｓ_ｍ＋９とに対して，一部のサブキャリアＳＣ_１，ＳＣ_２において，シンボルＳ_ｍ＋２，Ｓ_ｍ＋８にパイロット信号Pilotが配置されている。したがって，周波数帯域の端のサブキャリアＳＣ_０，ＳＣ_３にはパイロット信号が配置されていないので，近接するサブキャリアＳＣ_２，ＳＣ_３のパイロット信号Pilotの基準ベクトルからサブキャリアＳＣ_０，ＳＣ_３の基準ベクトルを算出する必要がある。

同様に，図６の例では，複数のサブキャリアＳＣ_０〜ＳＣ_６と，複数のシンボルＳ_ｍ＋１〜Ｓ_ｍ＋９とに対して，一部のサブキャリアＳＣ_２，ＳＣ_４においてのみ，シンボルＳ_ｍ＋２，Ｓ_ｍ＋８にパイロット信号Pilotが配置されている。したがって，周波数帯域の端のサブキャリアＳＣ_０，ＳＣ_１，ＳＣ_５，ＳＣ_６にはパイロット信号が配置されていないので，近接するサブキャリアＳＣ_２，ＳＣ_４のパイロット信号Pilotの基準ベクトルからサブキャリアＳＣ_０，ＳＣ_１，ＳＣ_５，ＳＣ_６の基準ベクトルを算出する必要がある。

パイロット信号を有する２つのサブキャリアで挟まれたサブキャリアの基準ベクトルは，両側のパイロット信号の基準ベクトルの座標値から内挿演算（または補間演算）することで，少なくとも位相成分を求めることができる。例えば，図６において，サブキャリアＳＣ３の基準ベクトルは，それの両側のサブキャリアＳＣ２，ＳＣ４のパイロット信号の基準ベクトルから内挿演算により求めることができる。

しかし，図５，図６のように周波数帯域の端にあるサブキャリアにパイロット信号が配置されていない場合は，近接する他のサブキャリアのパイロット信号の基準ベクトルから外挿演算（または補外演算）により，その基準ベクトルの位相，または位相と振幅を求めることが必要になる。この外挿演算を正確に行うことができなければ，図５の周波数帯域端のサブキャリアＳＣ_０，ＳＣ_３，または図６のサブキャリアＳＣ_０，ＳＣ_６の復調を適切に行うことができない。

図７は，直線近似による内挿演算例を示す図である。図７の例は，図６のように，サブキャリアＳＣ_２，ＳＣ_４にパイロット信号が挿入されていて，それらの間のパイロット信号が挿入されていないサブキャリアＳＣ_３の基準位相を求める内挿演算例である。一般的に行われる内挿演算によれば，サブキャリアＳＣ_２，ＳＣ_４の基準ベクトルの座標点（Ｉ_２，Ｑ_２）（Ｉ_４，Ｑ_４）の中点ｃ（Ｉ_ｃ，Ｑ_ｃ）を求め，中点ｃの位相をサブキャリアＳＣ_０の基準位相とする。したがって，この演算式は，次の通りである。
Ｉ_ｃ＝（Ｉ_２＋Ｉ_４）／２
Ｑ_ｃ＝（Ｑ_２＋Ｑ_４）／２
このＩ_ｃ，Ｑ_ｃからサブキャリアＳＣ_３の少なくとも基準位相を求めることができる。

さらに，サブキャリアＳＣ_３の基準振幅を求める必要がある場合は，中点ｃ（Ｉ_ｃ，Ｑ_ｃ）の振幅とサブキャリアＳＣ_２，ＳＣ_４の基準振幅との比に基づいて，サブキャリアＳＣ_３の基準振幅を推定することが行われる。

図８は，直線近似による外挿演算例を示す図である。図８の例は，図５のように，サブキャリアＳＣ_１，ＳＣ_２にパイロット信号が挿入されていて，その外側のパイロット信号が挿入されていないサブキャリアＳＣ_０の基準位相を求める外挿演算例である。この外挿演算では，サブキャリアＳＣ_２，ＳＣ_１の基準ベクトルの座標点（Ｉ_２，Ｑ_２）（Ｉ_１，Ｑ_１）から，直線近似によってサブキャリアＳＣ_０の基準ベクトルの座標点（Ｉ_０，Ｑ_０）を求める。つまり，演算式は，次の通りである。
Ｉ_０＝Ｉ_１＋（Ｉ_１−Ｉ_２）＝２Ｉ_１−Ｉ_２
Ｑ_０＝Ｑ_１＋（Ｑ_１−Ｑ_２）＝２Ｑ_１−Ｑ_２
図９は，直線近似による外挿演算器の例を示す図である。上記の演算をするための乗算器と加算器とが，Ｉ成分とＱ成分の信号に対してそれぞれ設けられている。

このように，直線近似による外挿演算は，サブキャリアＳＣ_１，ＳＣ_２，ＳＣ_０の基準ベクトルの座標点が直線状に配置されることを前提にしている。しかし，実際の基準ベクトルは各サブキャリアの周波数の違いに起因して座標軸の原点を中心にして回転している。したがって，上記の直線近似による外挿演算では，必ずしも正確にサブキャリアＳＣ_０の基準ベクトルの位相や振幅を求めることはできていない。

図１０は，第１の実施の形態における基準ベクトル検出方法を示す図である。この検出方法は，図５のようにサブキャリアＳＣ_１，ＳＣ_２にパイロット信号が挿入され，その外側のサブキャリアＳＣ_０には挿入されていない場合に，サブキャリアＳＣ_１，ＳＣ_２の基準ベクトルからサブキャリアＳＣ_０の基準ベクトルを外挿演算する例である。

本実施の形態では，サブキャリアＳＣ_０，ＳＣ_１，ＳＣ_２は所定の周波数間隔で順に異なる周波数を有する。たとえば，サブキャリアＳＣ_０の周波数をｆ_０とすると，サブキャリアＳＣ_１，ＳＣ_２の周波数は２ｆ_０，３ｆ_０であり，各周波数はｆ_０ずつ異なる。したがって，これらの基準ベクトルは，周波数選択性フェージングなどにより振幅が落ち込むことがなければ，同じ振幅で等間隔の位相差で回転している。

それを考慮して，本実施の形態では，サブキャリアＳＣ_２の基準ベクトルの位相及び振幅（Ｉ_２，Ｑ_２）に対して，サブキャリアＳＣ_１の基準ベクトルとは線対称の座標点ｄの位相をサブキャリアＳＣ_０の基準ベクトルの位相として算出する。

この算出方法は，伝搬路による遅延量と各サブキャリアのキャリア周波数とに対して，サブキャリアＳＣ_２とＳＣ_０の間隔が十分に狭く，位相平面上で９０°未満の場合，図１０に示すようにサブキャリアＳＣ_２とＳＣ_０の基準ベクトルの２つの座標点は，サブキャリアＳＣ_１の基準ベクトルの座標点と原点とを結ぶ直線に対して高精度に線対称になることを利用している。

この演算方法は，以下のとおりである。
SC₁=(I₁,Q₁)，SC₂=(I₂,Q₂)に対して，SC₀=(I₀,Q₀)を算出するためには，SC₀はSC₁と原点を結ぶ直線に対してSC₂と線対象の位置にある。SC₁と原点を結ぶ直線は次の通りである。
y=(Q₁/I₁)・x （１）
これに垂直に交わる直線の傾きは-(I₁/Q₁)であり，これがSC₂を通るときの直線は，次の通りである。
y'=-(I₁/Q₁)・(x' - I₂)+Q2 （２）
そして，両直線の交点がSC₂とSC₀の中点cであるため，上記式（１）（２）の連立方程式を解くと，以下の通り，ｙ＝ｙ’から，
0 = (Q₁/I₁)・x + (I₁/Q₁)・(x - I₂) - Q₂
(Q₁/I₁)・x + (I₁/Q₁)・x = (I₁/Q₁)・I₂+ Q₂
x = {(I₁/Q₁)・I₂ + Q₂}/{(Q₁/I₁) + (I₁/Q₁)}
= {(I₁/Q₁)・I₂+ Q₂}/{(I₁ ² + Q₁ ²)/(I₁・Q₁)}
= (I₁ ²・I₂+ I₁・Q₁・Q₂)/(I₁ ² + Q₁ ²) （３）
そして，このｘを式（１）に代入すると，
y = (I₁・I₂・Q₁ + Q₁ ²・Q₂)/(I₁ ²+ Q₁ ²) （４）
となり，中点ｃの座標値（I_c,Q_c）=(x,y)が求まる。

そして，次に，SC₂と中点ｃとから直線近似による外挿演算することで，SC₀が求まり，その演算式は次の通りである。
SC₀とSC₂とその中点c(Ic,Qc)とは，(I₂+I₀)/2=Ic,(Q₂+Q₀)/2=Qcとなるので，
I₀=2Ic-I₂, Q₀=2Qc - Q₂に式（３）（４）のcの（I_c,Q_c）=(x,y)を代入すると，
I₀ = {2(I₁ ²・I₂ + I₁・Q₁・Q₂)/(I₁ ²+ Q₁ ²)} - I₂
= {2(I₁ ²・I₂+ I₁・Q₁・Q₂) - I₁ ²・I₂- I₂・Q₁ ²}/(I₁ ² + Q₁ ²)
= (I₁ ²・I₂+ 2I₁・Q₁・Q₂ - I₂・Q₁ ²)/(I₁ ²+ Q₁ ²) （５）
Q₀ = (Q₁ ²・Q₂ + 2I₁・I₂・Q₁- I₁ ²・Q₂)/(I₁ ² + Q₁ ²) （６）
と，サブキャリアSC₀の座標値I₀,Q₀が求まる。

ただし，式（５）（６）の演算式では，I₀,Q₀ともにパワーP₁=(I₁ ²+ Q₁ ²)で除算しているが，サブキャリアSC₀の基準ベクトルの位相情報だけ抽出するならこの除算は不要である。除算をすることにより振幅情報も抽出することができる。

図１１は，第１の実施の形態における基準ベクトル検出部の外挿演算器の例（１）の構成図である。この外挿演算器は，上記の演算式（５）（６）を実現する乗算器，加減算器４１〜５６と，除算器５７，５８とを有する。基準ベクトル検出部３５では，サブキャリアSC₁,SC₂のパイロット信号からそれぞれの（I₁,Q₁）(I₂,Q₂)を抽出し，図１１の外挿演算器が，それらを元にして，パイロット信号が挿入されていないサブキャリアSC₀の基準ベクトルの座標値（I₀,Q₀）を求める。

図１２は，第１の実施の形態における基準ベクトル検出部の外挿演算器の例（２）の構成図である。この外挿演算器は，上記の式（５）（６）のパワーP₁=(I₁ ² + Q₁ ²)による除算を行わない例である。したがって，図１１の除算器５７，５８と，パワーP₁=(I₁ ²+ Q₁ ²)を求める加算器４４とが設けられていない。図１２の外挿演算器により求められたI₀,Q₀からは，位相情報しか正確には得られず，√（I₀ ²+ Q₀ ²）による振幅情報は，必ずしも正確ではない。

しかし，√（I₀ ² + Q₀ ²）をサブキャリアSC₀の振幅情報として平均値をとる場合は，他の振幅情報に(I₁ ²+ Q₁ ²)を乗算して正規化しておけばよい。あるいは，サブキャリアSC₀の振幅情報としては，サブキャリアSC₁,SC₂の振幅情報の平均値を利用するようにしてもよい。

図６のようなパイロット信号の配置がなされる場合は，次のようにしてパイロット信号が挿入されていないサブキャリSC₀,SC₁,SC₃,SC₅,SC₆の基準ベクトルを算出することができる。

まず，サブキャリアSC₀,SC₂,SC₄は，所定の周波数間隔で順に異なる周波数を有するので，上記の図１１の外挿演算器によりサブキャリアSC0の基準ベクトルを推定することができる。サブキャリアSC₂,SC₄,SC₆も同様の関係にあるので，サブキャリアSC₆の基準ベクトルも同様に推定することができる。その後，パイロット信号が挿入されていないサブキャリアSC₁,SC₃,SC₅の基準ベクトルは，それらの両隣のサブキャリアSC₀,SC₂,SC₄,SC₆の基準ベクトルに基づいて図７の直線近似による内挿演算により，少なくともその位相情報を得ることができる。

図１３は，第２の実施の形態において説明するパイロット信号の配置例である。この配置例では，サブキャリアSC₁,SC₃にパイロット信号が挿入されているが，周波数帯域端のサブキャリアSC₀,SC₄には挿入されていない。したがって，サブフィールドキャリアSC₀,SC₄の基準ベクトルをサブフィールドキャリアSC₁,SC₂のパイロット信号から得られる基準ベクトルから演算する必要がある。ただし，サブキャリアSC₀,SC₁,SC₃の周波数間隔は１：２であるので，第１の実施の形態とは異なる演算が必要になる。

図１４は，第２の実施の形態における基準ベクトル検出方法を示す図である。この検出方法は，図１３のようにサブキャリアＳＣ_１，ＳＣ_３にパイロット信号が挿入され，その外側のサブキャリアＳＣ_０には挿入されていない場合に，サブキャリアＳＣ_１，ＳＣ_３の基準ベクトルからサブキャリアＳＣ_０の基準ベクトルを外挿演算する例である。

まず，パイロット信号により求まるサブキャリアＳＣ１，ＳＣ３の基準ベクトルの座標点の中点ｅ（Ｉ_ｅ，Ｑ_ｅ）を，図７の内挿演算により求める。すなわち，以下の通りである。
Ｉ_ｅ＝（Ｉ_１＋Ｉ_３）／２
Ｑ_ｅ＝（Ｑ_１＋Ｑ_３）／２
そして，中点ｅ（Ｉ_ｅ，Ｑ_ｅ）の振幅√（Ｉ_ｅ ^２＋Ｑ_ｅ ^２）とサブキャリアＳＣ１の基準ベクトルの振幅√（Ｉ_１ ^２＋Ｑ_１ ^２）との比に基づいて，サブキャリアＳＣ２の座標値（Ｉ_２，Ｑ_２）を以下のように求める。
Ｉ_２＝｛（Ｉ_１＋Ｉ_３）／２｝＊√（Ｉ_１ ^２＋Ｑ_１ ^２）／√（Ｉ_ｅ ^２＋Ｑ_ｅ ^２）（７）
Ｑ_２＝｛（Ｑ_１＋Ｑ_３）／２｝＊√（Ｉ_１ ^２＋Ｑ_１ ^２）／√（Ｉ_ｅ ^２＋Ｑ_ｅ ^２）（８）
次に，サブキャリアＳＣ_２，ＳＣ_１とサブキャリアＳＣ_０とは，所定の周波数間隔で順に周波数が異なる関係にあるので，図１０の外挿演算を行うことで，サブキャリアＳＣ_０の基準ベクトルの位相情報または位相と振幅情報を求めることができる。この外挿演算においても，サブキャリアＳＣ_１，ＳＣ_３との位相差と，サブキャリアＳＣ_０，ＳＣ_２との位相差とが，それぞれ９０°未満であることが正確な演算結果を得るためには望ましい。

図１５は，第２の実施の形態における基準ベクトルの検出方法の別の例を示す図である。この例は，図１４と同様に，図１３のようにサブキャリアＳＣ_１，ＳＣ_３にパイロット信号が挿入され，その外側のサブキャリアＳＣ_０には挿入されていない場合に，サブキャリアＳＣ_１，ＳＣ_３の基準ベクトルからサブキャリアＳＣ_０の基準ベクトルを外挿演算する例である。ただし，サブキャリアＳＣ_０の基準ベクトルの位相情報のみを求める例である。

そのために，サブキャリアＳＣ_１，ＳＣ_３のパイロット信号から求まる基準ベクトルの座標点（Ｉ_１，Ｑ_１）（Ｉ_２，Ｑ_２）の中点ｅ（Ｉ_ｅ，Ｑ_ｅ）を求め，図１０の外挿演算により，中点ｅ（Ｉ_ｅ，Ｑ_ｅ）に対してサブキャリアＳＣ_１の基準ベクトルの直線とは線対称の座標位置にサブキャリアＳＣ_０の座標点（Ｉ_０，Ｑ_０）を求める。中点ｅ（Ｉ_ｅ，Ｑ_ｅ）にはサブキャリアＳＣ２の基準ベクトルの振幅情報は含まれていないが，位相情報は含まれている。したがって，上記で求められるサブキャリアＳＣ_０の座標点（Ｉ_０，Ｑ_０）には，少なくとも位相情報が正しく求められる。

図１６は，第２の実施の形態における基準ベクトル検出部の外挿演算器の例（１）の構成図である。この外挿演算器は，図１４で説明した演算を行う。図中，加算器６０，６１と乗算器６２，６３とにより，中点ｅ（Ｉ_ｅ，Ｑ_ｅ）を求めている。そして，規格用回路８２により，上記の式（７）（８）のように，中点ｅ（Ｉ_ｅ，Ｑ_ｅ）の座標値から中点ｅの振幅で除算（除算器７４，７５）し，サブキャリアＳＣ_１の基準ベクトル（Ｉ_１，Ｑ_１）の振幅を乗算（乗算器７２，７３）している。乗算器６４，６５，加算器６６，平方根演算器６７によりサブキャリアＳＣ_１の基準ベクトル（Ｉ_１，Ｑ_１）の振幅が求められ，乗算器６８，６９，加算器７０，平方根演算器７１により中点ｅ（Ｉ_ｅ，Ｑ_ｅ）の振幅が求められている。

そして，サブキャリアＳＣ_１，ＳＣ_２の基準ベクトルの座標値から，外挿演算器８０により，サブキャリアＳＣ_０の基準ベクトルの座標値（Ｉ_０，Ｑ_０）が求められる。この外挿演算器８０は，図１１または図１２に示した外挿演算器である。ただし前述のとおり，図１２を用いると，求められるサブキャリアＳＣ_０の基準ベクトルの座標値（Ｉ_０，Ｑ_０）からは位相情報しか得られない。

図１７は，第２の実施の形態における基準ベクトル検出部の外挿演算器の例（２）の構成図である。この外挿演算器は，図１５で説明した演算を行う。つまり，図１７の演算器は，図１６の規格化回路８２が設けられていない。したがって，中点ｅ（Ｉ_ｅ，Ｑ_ｅ）の座標のサブキャリアＳＣ_１の座標点と原点とを結ぶ直線に対して線対称の位置にサブキャリアＳＣ_０の基準ベクトルの座標（Ｉ_０，Ｑ_０）が求められる。

図中，加算器６０，６１と乗算器６２，６３とにより，中点ｅ（Ｉ_ｅ，Ｑ_ｅ）を求めている。そして，サブキャリアＳＣ_１，の基準ベクトルの座標値（Ｉ_１，Ｑ_１）と中点ｅの座標値（Ｉ_ｅ，Ｑ_ｅ）から，外挿演算器８０により，サブキャリアＳＣ_０の基準ベクトルの座標値（Ｉ_０，Ｑ_０）が求められる。この外挿演算器８０は，図１１または図１２に示した外挿演算器である。

図１８は，第２の実施の形態において説明するパイロット信号の配置例である。この例では，所定周波数間隔で順に並べられているサブキャリアＳＣ_０〜ＳＣ_８のうち，サブキャリアＳＣ２，ＳＣ６にのみパイロット信号が挿入されている例である。

このようなパイロット信号の配置例の場合は，伝送路推定回路における基準ベクトル検出部は，ＳＣ２，ＳＣ６の基準ベクトルから，第２の実施の形態の演算方法により，ＳＣ４とＳＣ０，ＳＣ８の基準ベクトルを求める。さらに，ＳＣ０，ＳＣ２，ＳＣ４，ＳＣ６，ＳＣ８から，直線近似による内挿演算により，奇数番目のサブキャリアの基準ベクトル（少なくとも位相情報）を求める。このように，図１８のパイロット信号の配置例であっても，第１，第２の実施の形態の演算方法により全てのサブキャリアの基準ベクトルを求めることができる。

以上説明したとおり，本実施の形態によれば，パイロット信号が配置されていないサブキャリアの基準ベクトルの位相情報または位相と振幅情報を，外挿演算により正確に求めることができる。

以上の実施の形態をまとめると，次の付記のとおりである。

（付記１）
直交周波数分割多重方式の無線受信装置において，
時間域の受信信号をＦＦＴ変換して複数のサブキャリアに変換するＦＦＴユニットと，
前記複数のサブキャリアそれぞれの被変調成分の位相成分を抽出する復調部とを有し，
前記復調部は，
所定の周波数間隔で順に第１，第２，第３の周波数を有する第１，第２，第３のサブキャリアのうち，前記第２及び第３のサブキャリアに挿入された第２及び第３のパイロット信号の位相及び振幅を有する第２及び第３の基準ベクトルから，前記第１のサブキャリアの第１の基準ベクトルを算出する伝搬路算出回路を有し，
当該伝搬路算出回路は，前記第３の基準ベクトルの位相及び振幅の前記第２の基準ベクトルとは線対称の座標点の位相を前記第１の基準ベクトルの位相として算出することを特徴とする無線受信装置。

（付記２）
直交周波数分割多重方式の無線受信装置において，
時間域の受信信号をＦＦＴ変換して複数のサブキャリアに変換するＦＦＴユニットと，
前記複数のサブキャリアそれぞれの被変調成分の位相成分を抽出する復調部とを有し，
前記復調部は，
前記所定の周波数間隔で順に第１，第２，第３，第４の周波数を有する第１，第２，第３，第４のサブキャリアのうち，前記第２及び第４のサブキャリアに挿入された第２及び第４のパイロット信号の位相及び振幅を有する第２及び第４の基準ベクトルから，前記第１のサブキャリアの第１の基準ベクトルを算出する伝搬路算出回路を有し，
当該伝搬路算出回路は，前記第２及び第４の基準ベクトルの中点の位相及び振幅を前記第３の基準ベクトルの位相及び振幅として算出し，さらに，前記第３の基準ベクトルの位相及び振幅の前記第２の基準ベクトルとは線対称の座標点の位相を前記第１の基準ベクトルの位相として算出することを特徴とする無線受信装置。

（付記３）
付記１または２において，
前記伝搬路算出回路は，前記第１のサブキャリアのデータ信号の位相を前記第１の基準ベクトルの位相に基づいて回転する位相回転部を有する無線受信装置。

（付記４）
付記１，２，３のいずれかにおいて，
前記伝搬路算出回路は，前記第１の基準ベクトルの位相に加えて，前記第３の基準ベクトルの位相成分及び振幅成分の前記第２の基準ベクトルとは線対称の座標点の振幅を前記第１の基準ベクトルの振幅として算出する無線受信装置。

（付記５）
付記２において，
前記伝搬路算出回路は，前記第２及び第４の基準ベクトルの中点の振幅を当該第２または第４の基準ベクトルの振幅に変換した振幅を，前記第３の基準ベクトルの振幅として算出する無線受信装置。

（付記６）
付記１乃至５のいずれかにおいて，
前記所定の周波数間隔は，隣接するサブキャリアの周波数間隔または隣接する複数サブキャリアの周波数間隔のいずれかである無線受信装置。

（付記７）
付記１において，
前記第１及び第３のサブキャリアの位相差が９０°未満であることを特徴とする無線受信装置。

（付記８）
付記２において，
前記第１及び第３のサブキャリアの位相差が９０°未満であり，第２及び第３のサブキャリアの位相差が９０°未満であることを特徴とする無線受信装置。

（付記９）
直交周波数分割多重方式の無線受信装置であって，
時間域の受信信号をＦＦＴ変換して複数のサブキャリアに変換するＦＦＴユニットと，
前記複数のサブキャリアそれぞれの被変調成分の位相成分を抽出する復調部とを有する無線受信装置の前記復調部による伝送路推定方法において，
所定の周波数間隔で順に第１，第２，第３の周波数を有する第１，第２，第３のサブキャリアのうち，前記第２及び第３のサブキャリアに挿入された第２及び第３のパイロット信号の位相及び振幅を有する第２及び第３の基準ベクトルから，前記第１のサブキャリアの第１の基準ベクトルを推定する伝搬路推定工程で，前記第３の基準ベクトルの位相及び振幅の前記第２の基準ベクトルとは線対称の座標点の位相を前記第１の基準ベクトルの位相として算出することを特徴とする伝送路推定方法。

（付記１０）
直交周波数分割多重方式の無線受信装置であって，
時間域の受信信号をＦＦＴ変換して複数のサブキャリアに変換するＦＦＴユニットと，
前記複数のサブキャリアそれぞれの被変調成分の位相成分を抽出する復調部とを有する無線受信装置の前記復調部による伝送路推定方法において，
前記所定の周波数間隔で順に第１，第２，第３，第４の周波数を有する第１，第２，第３，第４のサブキャリアのうち，前記第２及び第４のサブキャリアに挿入された第２及び第４のパイロット信号の位相及び振幅を有する第２及び第４の基準ベクトルから，前記第１のサブキャリアの第１の基準ベクトルを推定する伝搬路推定工程で，前記第２及び第４の基準ベクトルの中点の位相及び振幅を前記第３の基準ベクトルの位相及び振幅として算出し，さらに，前記第３の基準ベクトルの位相及び振幅の前記第２の基準ベクトルとは線対称の座標点の位相を前記第１の基準ベクトルの位相として算出することを特徴とする伝送路推定方法。

ＳＣ_０，ＳＣ_１，ＳＣ_２：第１，第２，第３のサブキャリアと基準ベクトル

Claims

直交周波数分割多重方式の無線受信装置において，
時間域の受信信号をＦＦＴ変換して複数のサブキャリアに変換するＦＦＴユニットと，
前記複数のサブキャリアそれぞれの被変調成分の位相成分を抽出する復調部とを有し，
前記復調部は，
所定の周波数間隔で順に第１，第２，第３の周波数を有する第１，第２，第３のサブキャリアのうち，前記第２及び第３のサブキャリアに挿入された第２及び第３のパイロット信号の位相及び振幅を有する第２及び第３の基準ベクトルから，前記第１のサブキャリアの第１の基準ベクトルを算出する伝搬路算出回路を有し，
当該伝搬路算出回路は，前記第３の基準ベクトルの位相及び振幅で示される座標点に対して，前記第２の基準ベクトルを軸とした線対称の位置にある座標点の位相を前記第１の基準ベクトルの位相として算出することを特徴とする無線受信装置。
直交周波数分割多重方式の無線受信装置において，
時間域の受信信号をＦＦＴ変換して複数のサブキャリアに変換するＦＦＴユニットと，
前記複数のサブキャリアそれぞれの被変調成分の位相成分を抽出する復調部とを有し，
前記復調部は，
前記所定の周波数間隔で順に第１，第２，第３，第４の周波数を有する第１，第２，第３，第４のサブキャリアのうち，前記第２及び第４のサブキャリアに挿入された第２及び第４のパイロット信号の位相及び振幅を有する第２及び第４の基準ベクトルから，前記第１のサブキャリアの第１の基準ベクトルを算出する伝搬路算出回路を有し，
当該伝搬路算出回路は，前記第２及び第４の基準ベクトルの中点の位相及び振幅を前記第３の基準ベクトルの位相及び振幅として算出し，さらに，前記第３の基準ベクトルの位相及び振幅で示される座標点に対して，前記第２の基準ベクトルを軸とした線対称の位置にある座標点の位相を前記第１の基準ベクトルの位相として算出することを特徴とする無線受信装置。
請求項１，２のいずれかにおいて，
前記伝搬路算出回路は，前記第１の基準ベクトルの位相に加えて，前記第３の基準ベクトルの位相及び振幅で示される座標点に対して，前記第２の基準ベクトルを軸とした線対称の位置にある座標点の振幅を前記第１の基準ベクトルの振幅として算出する無線受信装置。
請求項２において，
前記伝搬路算出回路は，前記第２及び第４の基準ベクトルの中点の振幅を当該第２または第４の基準ベクトルの振幅に変換した振幅を，前記第３の基準ベクトルの振幅として算出する無線受信装置。
直交周波数分割多重方式の無線受信装置であって，
時間域の受信信号をＦＦＴ変換して複数のサブキャリアに変換するＦＦＴユニットと，
前記複数のサブキャリアそれぞれの被変調成分の位相成分を抽出する復調部とを有する無線受信装置の前記復調部による伝送路推定方法において，
所定の周波数間隔で順に第１，第２，第３の周波数を有する第１，第２，第３のサブキャリアのうち，前記第２及び第３のサブキャリアに挿入された第２及び第３のパイロット信号の位相及び振幅を有する第２及び第３の基準ベクトルから，前記第１のサブキャリアの第１の基準ベクトルを推定する伝搬路推定工程で，前記第３の基準ベクトルの位相及び振幅で示される座標点に対して，前記第２の基準ベクトルを軸とした線対称の位置にある座標点の位相を前記第１の基準ベクトルの位相として算出することを特徴とする伝送路推定方法。