JP6683643B2 - 無線通信システムおよび受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムおよび受信装置に関する。

無線通信システムは、大容量のデータを伝送するために広帯域化が図られている。しかしながら、無線通信システムは、広帯域化により、建物等の反射や回折等で発生する電磁波の遅延による周波数選択性フェージングの影響を受ける。

このため、電磁波の遅延を時間領域で等化し、周波数選択性フェージングを補償する技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

また、市町村デジタル防災同報通信システム等の無線通信システムの技術が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。

S.U.H. Qureshi, "Adaptive Equalization", Proceeding of the IEEE., vol. 73, no.9, pp.1349-1387, Sep. 1985 "市町村デジタル防災同報通信システム 標準規格 ARIB STD-T86 3.0版", 社団法人電波産業会 (2007)

従来技術では、受信した電磁波のトレーニング信号に対して、ＲＬＳ（Recursive Least Square）等の適応等化処理を実行することにより、遅延を補償するタップ数および各タップのタップ係数（“等化係数”とも称される）を算出する。そして、従来技術は、算出した各タップの等化係数を用いて、受信した電磁波のデータ信号に対して等化処理を実行し、データ信号における遅延を補償する。しかしながら、タップ数を増加させることにより、遅延の補償の精度は向上するが、等化係数を求める演算量は増大するという問題がある。

また、市町村デジタル防災同報通信システム等の無線通信システムは、ＧＳＭ（Global System for Mobile communications）等の移動体通信と比べて、通信路応答の遅延の広がりが大きく、通信路の時変動が小さい長遅延波環境に配置されることがある。そして、長遅延波環境の無線通信システムに対する等化処理では、高い復調精度を実現するためにタップ数を多く設定する必要がある。

本発明は、処理量を増大させることなく、従来と比べてタップ数が多い等化処理を実行することができる無線通信システムおよび受信装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、トレーニング信号とデータ信号とを送信する送信装置と、送信されたトレーニング信号とデータ信号とを受信する受信装置とを有する無線通信システムにおいて、受信装置は、受信したトレーニング信号を用いて、送信装置との間の第１通信路応答を第１タップ数で推定する推定部と、推定部により推定された第１通信路応答と、所定の通信路応答との差分から第１通信路応答の時間変化を示す時変動成分を算出する第１算出部と、所定の通信路応答の逆応答を第１タップ数で求める適応等化部と、算出された時変動成分が所定値より小さい場合、第１通信路応答の逆応答を、所定の通信路応答の逆応答と時変動成分とを用いて算出する第２算出部と、第１通信路応答の逆応答を用いて、受信したデータ信号に対して時間領域における等化処理を実行する等化部とを備えることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、適応等化部は、算出された時変動成分が所定値以上の場合、推定部により推定された第１通信路応答の逆応答を、第１タップ数より少ない第２タップ数で求め、等化部は、第２タップ数で求められた第１通信路応答の逆応答を用いて、受信したデータ信号に対して等化処理を実行することを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明において、第１タップ数は、第２タップ数で第１通信路応答の逆応答を求める適応等化部の処理量と、第２算出部の処理量とが等しくなるタップ数であることを特徴とする。

第４の発明は、送信装置より送信されたトレーニング信号とデータ信号とを受信する受信部と、受信したトレーニング信号を用いて、送信装置との間の第１通信路応答を第１タップ数で推定する推定部と、推定部により推定された第１通信路応答と、所定の通信路応答との差分から第１通信路応答の時間変化を示す時変動成分を算出する第１算出部と、所定の通信路応答の逆応答を第１タップ数で求める適応等化部と、算出された時変動成分が所定値より小さい場合、第１通信路応答の逆応答を、所定の通信路応答の逆応答と時変動成分とを用いて算出する第２算出部と、第１通信路応答の逆応答を用いて、受信したデータ信号に対して時間領域における等化処理を実行する等化部とを備えることを特徴とする。

第５の発明は、第４の発明において、適応等化部は、算出された時変動成分が所定値以上の場合、推定部により推定された第１通信路応答の逆応答を、第１タップ数より少ない第２タップ数で求め、等化部は、第２タップ数で求められた第１通信路応答の逆応答を用いて、受信したデータ信号に対して等化処理を実行することを特徴とする。

第６の発明は、第５の発明において、第１タップ数は、第２タップ数で第１通信路応答の逆応答を求める適応等化部の処理量と、第２算出部の処理量とが等しくなるタップ数であることを特徴とする。

本発明は、処理量を増大させることなく、従来と比べてタップ数が多い等化処理を実行することができる。

無線通信システムの一実施形態を示す図である。 図１に示した受信装置が受信したトレーニング信号の受信強度の時間分布の一例を示す図である。 図１に示した無線通信システムにおける通信処理の一例を示す図である。 シミュレーションによる図１に示した無線通信システムの定量評価の結果を示す図である。

以下、図面を用いて実施形態について説明する。

図１は、無線通信システムの一実施形態を示す。

図１に示した無線通信システムＳＹＳは、例えば、通信路の時変動が少ない山岳地帯等に配置される市町村デジタル防災同報通信システムであり、送信装置１００と、受信装置２００とを有する。送信装置１００と受信装置２００とは、例えば、市町村デジタル防災同報通信システムの通信方式に基づいて、通信路応答の遅延の広がりが大きい６０ＭＨｚ等のＶＨＦ（Very High Frequency）帯で広帯域の無線通信を行う。すなわち、無線通信システムＳＹＳは、ＳＩＳＯ（Single-Input Single-Output）のシングルアンテナシステムである。

なお、無線通信システムＳＹＳは、ＳＩＭＯ（Single-Input Multiple-Output）、ＭＩＳＯ（Multiple-Input Single-Output）、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）等のマルチアンテナシステムでもよい。

送信装置１００は、例えば、基地局等であり、データ受信部１１０、変調部１２０、トレーニング信号生成部１３０、切替部１４０、送信部１５０およびアンテナＡＮＴ１を有する。

データ受信部１１０は、例えば、入出力インタフェース等であり、有線または無線を介して、スマートフォン等の携帯通信端末やコンピュータ装置等に接続される。また、データ受信部１１０は、ネットワークインタフェース等の場合、有線または無線を介してネットワークに接続される。そして、データ受信部１１０は、携帯通信端末、コンピュータ装置またはネットワーク等から受信したデータを変調部１２０に出力する。なお、データ受信部１１０は、受信装置２００に送信するデータに対する誤り訂正符号化機能やインターリーブ機能を有してもよい。

変調部１２０は、例えば、市町村デジタル防災同報通信システム等の通信方式に基づいて、データ受信部１１０から受信したデータに対してＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等の変調処理を実行し、データ信号を生成する。変調部１２０は、生成したデータ信号を切替部１４０に出力する。

トレーニング信号生成部１３０は、受信装置２００との間における電磁波の遅延等の通信環境を受信装置２００に測定させるために、所定のデータ長を有したトレーニング信号を生成する。トレーニング信号生成部１３０は、生成したトレーニング信号を切替部１４０に出力する。なお、トレーニング信号生成部１３０は、データ受信部１１０が携帯通信端末等からデータを受信したことを契機として、トレーニング信号を生成することが好ましい。

切替部１４０は、スイッチ等である。例えば、送信装置１００に含まれるプロセッサ等の制御部は、送信装置１００に含まれるクロック回路等から出力される時刻を示す情報を参照して、切替部１４０に切り替えの制御指示を出力する。そして、切替部１４０は、送信装置１００の制御部からの制御指示に基づいて、トレーニング信号生成部１３０からのトレーニング信号と、変調部１２０からのデータ信号とを交互に受信し、送信部１５０に出力する。

送信部１５０は、例えば、アンテナＡＮＴ１を介して、切替部１４０から交互に受信するトレーニング信号とデータ信号との電磁波を受信装置２００に送信する。

受信装置２００は、例えば、基地局等であり、アンテナＡＮＴ２、受信部２１０、推定部２２０、時変動成分算出部２３０、適応等化部２４０、逆応答算出部２５０、等化部２６０、復調部２７０およびデータ送信部２８０を有する。

受信部２１０は、アンテナＡＮＴ２を介して、送信装置１００により送信されたトレーニング信号とデータ信号とを交互に含む電磁波を受信する。受信部２１０は、受信した電磁波をダウンコンバートし、受信部２１０に含まれるＡＤ（Analog-to-Digital）変換器等を用いて、ダウンコンバートしたトレーニング信号およびデータ信号をデジタル信号に変換する。受信部２１０は、トレーニング信号およびデータ信号のデジタル信号を推定部２２０に出力する。

推定部２２０は、受信部２１０から受信するデジタル信号のうちトレーニング信号を用いて、トレーニング信号が送信装置１００との間における通信路に応じたチャンネルインパルス応答（ＣＩＲ：Channel Impulse Response）、すなわち等化係数を推定する。そして、推定部２２０は、推定した等化係数を用いて通信路応答を推定し、推定した通信路応答を時変動成分算出部２３０および適応等化部２４０に出力する。

また、推定部２２０は、例えば、無線通信システムＳＹＳの動作開始時や所定の時刻等において、送信装置１００から受信したトレーニング信号を用いて、送信装置１００との間における基準となる基準通信路応答を推定する。そして、推定部２２０は、推定した基準通信路応答を、時変動成分算出部２３０および適応等化部２４０にする。この場合、時変動成分算出部２３０および適応等化部２４０は、受信装置２００に含まれるメモリ等の記憶部に、受信した基準通信路応答を記憶することが好ましい。推定部２２０の動作については、図２で説明する。基準通信路応答は、所定の通信路応答の一例である。

時変動成分算出部２３０は、推定部２２０により推定された通信路応答と、基準通信路応答との差分を算出する。時変動成分算出部２３０は、算出した差分を通信路における時間変化を示す時変動成分として、逆応答算出部２５０および等化部２６０に出力する。時変動成分算出部２３０は、第１算出部の一例である。

また、時変動成分算出部２３０は、算出した時変動成分が所定値以上の場合、送信装置１００との間の通信路の時変動が大きいと判定し、通信路の時変動が大きいことを示す信号を適応等化部２４０および等化部２６０に出力する。

なお、時変動成分算出部２３０は、通信路の時変動が小さいと判断する場合、通信路応答Ｇ（ｚ）と基準通信路応答Ｈ（ｚ）とのＮｐ個のＣＩＲの値ｈのうち、２分の１や３分の１等の一部のＣＩＲの値ｈや、通信路の時変動の影響を受け易いＣＩＲの値ｈ等を用いて、時変動成分Δ（ｚ）を算出してもよい。

適応等化部２４０は、推定部２２０により推定された基準通信路応答と、推定部２２０に設定されているタップ数とを用いて、基準通信路応答の逆応答（ＣＩＲの逆応答）を求める。適応等化部２４０は、求めた基準通信路応答の逆応答を逆応答算出部２５０および等化部２６０に出力する。

また、適応等化部２４０は、通信路の時変動が大きいことを示す信号を時変動成分算出部２３０より受信した場合、推定部２２０に設定されているタップ数と比べて少ないタップ数で、推定部２２０により推定された通信路応答の逆応答を求める。そして、適応等化部２４０は、求めた通信路応答の逆応答とタップ数とを等化部２６０に出力する。適応等化部２４０の動作については、図３で説明する。

逆応答算出部２５０は、時変動成分算出部２３０により算出された時変動成分と、適応等化部２４０により求められた基準通信路応答の逆応答とを用いて、推定部２２０により推定された通信路応答の逆応答を算出する。逆応答算出部２５０は、算出した通信路応答の逆応答を等化部２６０に出力する。逆応答算出部２５０の動作については、図３で説明する。逆応答算出部２５０は、第２算出部の一例である。

等化部２６０は、例えば、時変動成分算出部２３０より受信する通信路の時変動が大きいことを示す信号に応じて、適応等化部２４０から受信した通信路応答の逆応答または逆応答算出部２５０から受信した通信路応答の逆応答を用い、受信したデータ信号に等化処理を実行する。例えば、等化部２６０は、通信路の時変動が大きいことを示す信号を受信した場合、推定部２２０に設定されたタップ数より少ないタップ数で適応等化部２４０により求められた通信路応答の逆応答を用いて、受信したデータ信号に等化処理を実行し、データ信号における遅延を補償する。一方、等化部２６０は、通信路の時変動が大きいことを示す信号を受信しない場合、逆応答算出部２５０により求められた通信路応答の逆応答を用いて、受信したデータ信号に等化処理を実行し、データ信号における遅延を補償する。等化部２６０は、遅延を補償したデータ信号を復調部２７０に出力する。

復調部２７０は、等化部２６０から受信したデータ信号に対して復調処理を実行し、復調したデータをデータ送信部２８０に出力する。

データ送信部２８０は、例えば、入出力インタフェースやネットワークインタフェース等であり、有線または無線を介して、携帯通信端末、コンピュータ装置やネットワーク等に接続される。そして、データ送信部２８０は、復調部２７０より受信したデータを外部の携帯通信端末、コンピュータ装置やネットワーク等に出力する。また、データ送信部２８０は、送信装置１００から受信したデータに対する誤り訂正復号機能やデインターリーブ機能を有してもよい。

図２は、図１に示した受信装置２００が受信したトレーニング信号の受信強度の時間分布の一例を示す。図２の横軸は、トレーニング信号が最初に受信された時刻ｔ０を基準にした時刻を示す。図２の縦軸は、トレーニング信号が時刻ｔ０に最初に受信された受信強度を基準にした相対的な受信強度を示す。

図２に示すように、破線で示したトレーニング信号の受信強度は、時間が経過するに従い、より長い伝搬路を伝搬したトレーニング信号が受信されることにより減衰する。例えば、推定部２２０は、マイナス３０ｄＢ等の閾値αより小さい受信強度のトレーニング信号はノイズとの判別が困難と判定し、受信強度が閾値αとなる時刻ｔαを求める。推定部２２０は、例えば、受信部２１０のＡＤ変換器のサンプリング周波数と、時刻ｔ０から時刻ｔαの時間とを用いて、時刻ｔ０から時刻ｔαの時間におけるサンプリング数を、推定するＣＩＲのチャンネル数（以下、“ＣＩＲ長”とも称される）を決定する。換言すれば、ＣＩＲ長は、トレーニング信号が伝搬する通信路の数を示す。

そして、受信部２１０で受信されたトレーニング信号の受信信号ｙと、ＣＩＲの値（等化係数）ｈとは、送信装置１００が送信したトレーニング信号ｘを用いて、式（１）のように関係付けられる。

ここで、Ｌは、ＣＩＲ長を示し、トレーニング信号ｘは、Ｌ×Ｌの既知の行列を示す。また、ｗは、Additive white Gaussian noise（ＡＷＧＮ）のベクトルを示す。そして、推定部２２０は、式（１）を変形した式（２）を用いて、ＣＩＲを推定する。

なお、式（２）における左辺のハット付きのｈは、単にｈとも称される。

通信路応答Ｈ（ｚ）は、ＣＩＲの値ｈを用いて式（３）のように表される。

なお、非特許文献１のように、時間領域で等化処理におけるＣＩＲの値ｈを求める乗算回数は、トレーニング信号のデータ長（シンボル数）がΨで、タップ数がトレーニング信号のシンボル数Ψに等しい場合、Ψ（２．５Ψ^２＋４．５Ψ）となる。すなわち、タップ数（すなわち、トレーニング信号のシンボル数Ψ）が増加することで、乗算回数は増加する。

一方、通信路応答の遅延の広がりが大きく、通信路の時変動が小さい長遅延波環境では、通信路が時変動する前の基準通信路応答Ｈ（ｚ）と、時変動後の通信路応答Ｇ（ｚ）とは、時変動成分Δ（ｚ）を用いて式（４）のように関係付けられる。
Ｇ（ｚ）＝Ｈ（ｚ）＋Δ（ｚ） …（４）
そして、時変動成分Δ（ｚ）が基準通信路応答Ｈ（ｚ）と比べて、例えば、マイナス１５ｄＢ等の所定値より小さい場合、通信路応答Ｇ（ｚ）の逆応答は、線形近似により、基準通信路応答Ｈ（ｚ）の逆応答と時変動成分Δ（ｚ）と式（５）のように表される。

この場合、式（５）のＨ（ｚ）^−２Δ（ｚ）^−１の乗算回数は、２Ｎｐ・Ｌであり、式（５）全体の乗算回数は、Ψ^２／４＋２Ｎｐ・Ｌである。なお、Ｎｐは、推定部２２０に設定されるタップ数を示す。例えば、式（５）の乗算回数が従来の乗算回数と等しいとする場合、タップ数Ｎｐは、（２．５Ψ^３＋４．２５Ψ^２）／２Ｌとなる。そして、従来のタップ数Ｎｃおよびトレーニング信号のシンボル数Ψが２０で、ＣＩＲ長Ｌが６の場合、タップ数Ｎｐは、１３５６となる。すなわち、推定部２２０は、長遅延波環境において式（５）を用いることにより、従来と同じ乗算回数の場合でも、より多くのタップ数Ｎｐ（ＣＩＲ長Ｌ）のＣＩＲの値ｈを推定できる。そして、推定部２２０は、推定したＣＩＲの値ｈと式（３）とを用いて、通信路応答Ｇ（ｚ）を推定する。通信路応答Ｇ（ｚ）は、第１通信路応答の一例である。

図３は、図１に示した無線通信システムＳＹＳにおける通信処理の一例を示す。例えば、ステップＳ１００からステップＳ１２０の処理は、送信装置１００により実行される。また、ステップＳ２００からステップＳ２８０の処理は、受信装置２００により実行される。

ステップＳ１００では、変調部１２０は、データ受信部１１０を介して携帯通信端末、コンピュータ装置やネットワークから受信したデータに、ＱＡＭ等の変調処理を実行し、データ信号を生成する。

次に、ステップＳ１１０では、トレーニング信号生成部１３０は、例えば、データ受信部１１０がコンピュータ装置等からデータを受信したことを契機として、トレーニング信号を生成する。

次に、ステップＳ１２０では、送信部１５０は、切替部１４０の切り替え動作により、トレーニング信号とデータ信号とを交互に受信し、受信したトレーニング信号とデータ信号との電磁波を、アンテナＡＮＴ１を介して受信装置２００に送信する。

そして、送信装置１００は、携帯通信端末等からデータを受信する度に、ステップＳ１００からステップＳ１２０の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ２００では、受信部２１０は、アンテナＡＮＴ２を介して、ステップＳ１２０で送信されたトレーニング信号とデータ信号との電磁波を受信する。受信部２１０は、受信した電磁波をダウンコンバートし、受信部２１０に含まれるＡＤ変換器等を用いて、ダウンコンバートしたトレーニング信号およびデータ信号をデジタル信号に変換する。受信部２１０は、トレーニング信号およびデータ信号のデジタル信号を推定部２２０に出力する。

次に、ステップＳ２１０では、推定部２２０は、ステップＳ２００で受信したデジタル信号のうちトレーニング信号と式（１）および式（２）とを用いて、送信装置１００との間の通信路におけるタップ数ＮｐのＣＩＲの値（等化係数）ｈを推定する。推定部２２０は、推定したタップ数ＮｐのＣＩＲの値ｈと式（３）とを用いて、通信路応答Ｇ（ｚ）を推定し、推定した通信路応答Ｇ（ｚ）を、時変動成分算出部２３０および適応等化部２４０に出力する。

なお、推定部２２０は、例えば、無線通信システムＳＹＳの動作開始時や所定の時刻等において、推定した通信路応答Ｇ（ｚ）を基準通信路応答Ｈ（ｚ）として時変動成分算出部２３０および適応等化部２４０に出力する。

次に、ステップＳ２２０では、時変動成分算出部２３０は、ステップＳ２１０で算出された通信路応答Ｇ（ｚ）と、基準通信路応答Ｈ（ｚ）との差分（Ｇ（ｚ）−Ｈ（ｚ））から、時変動成分Δ（ｚ）を算出する。時変動成分算出部２３０は、算出した時変動成分Δ（ｚ）を逆応答算出部２５０に出力する。

次に、ステップＳ２３０では、時変動成分算出部２３０は、ステップＳ２２０で算出された時変動成分Δ（ｚ）が所定値以上か否かを判定する。時変動成分Δ（ｚ）が所定値以上の場合、時変動成分算出部２３０は、通信路の時変動が大きいことを示す信号を、適応等化部２４０および等化部２６０に出力する。この場合、受信装置２００の処理は、ステップＳ２６０に移る。一方、時変動成分Δ（ｚ）が所定値より小さい場合、受信装置２００の処理は、ステップＳ２４０に移る。

ステップＳ２４０では、適応等化部２４０は、推定部２２０に設定されたタップ数Ｎｐで、ステップＳ２１０で推定された基準通信路応答の逆応答Ｈ（ｚ）^−１を求める。適応等化部２４０は、求めた基準通信路応答の逆応答Ｈ（ｚ）^−１を、逆応答算出部２５０および等化部２６０に出力する。

次に、ステップＳ２５０では、逆応答算出部２５０は、ステップＳ２２０で算出された時変動成分Δ（ｚ）と、ステップＳ２３０で求められた基準通信路応答の逆応答Ｈ（ｚ）^−１と、式（５）とを用いて、タップ数Ｎｐの通信路応答の逆応答Ｇ（ｚ）^−１を算出する。そして、逆応答算出部２５０は、算出した通信路応答の逆応答Ｇ（ｚ）^−１を等化部２６０に出力する。そして、受信装置２００の処理は、ステップＳ２７０に移る。

ステップＳ２６０では、適応等化部２４０は、ステップＳ２１０で推定された通信路応答Ｇ（ｚ）を、推定部２２０に設定されたタップ数Ｎｐより少ないタップ数Ｎｃ（例えば、Ｎｃ＝２０）で通信路応答の逆応答Ｇ（ｚ）^−１を求める。適応等化部２４０は、求めた通信路応答の逆応答Ｇ（ｚ）^−１を、等化部２６０に出力する。

次に、ステップＳ２７０では、等化部２６０は、ステップＳ２５０で求められた通信路応答の逆応答Ｇ（ｚ）^−１またはステップＳ２６０で算出された通信路応答の逆応答Ｇ（ｚ）^−１を用いて、受信したデータ信号に対し等化処理を実行する。等化部２６０は、受信したデータ信号における遅延を補償する。等化部２６０は、遅延を補償したデータ信号を復調部２７０に出力する。

なお、等化部２６０は、ステップＳ２５０で求められた通信路応答の逆応答Ｇ（ｚ）^−１を用いる場合、受信したデータ信号に対してタップ数Ｎｐで等化処理を実行する。一方、等化部２６０は、ステップＳ２６０で求められた通信路応答の逆応答Ｇ（ｚ）^−１を用いる場合、受信したデータ信号に対してタップ数Ｎｐより少ないタップ数Ｎｃで等化処理を実行する。

次に、ステップＳ２８０では、復調部２７０は、ステップＳ２７０で等化処理されたデータ信号に対して復調処理を実行し、復調したデータをデータ送信部２８０に出力する。その後、データ送信部２８０は、有線または無線を介して接続される携帯通信端末、コンピュータ装置やネットワーク等に、受信したデータを出力する。

そして、受信装置２００は、送信装置１００からトレーニング信号とデータ信号と含む電磁波を受信する度に、ステップＳ２００からステップＳ２８０の処理を繰り返し実行する。

図４は、シミュレーションによる図１に示した無線通信システムＳＹＳの定量評価の結果を示す。図４の縦軸は、等化平均二乗誤差を示す、横軸は、信号対雑音電力比（ＳＮＲ：Signal-to-Noise Ratio）を示す。また、図４は、無線通信システムＳＹＳを実線で示し、従来技術を一点破線で示す。

図４に示したシミュレーションでは、無線通信システムＳＹＳの帯域幅は１２０ｋＨｚとし、シンボルレートは８．３マイクロ秒となる。また、シミュレーションでは、図２に示した時刻ｔ０と時刻ｔαの間の時間を５０マイクロ秒程度とし、離散時間のＣＩＲ長Ｌは６で、タップ数Ｎｐは１３５６となる。また、シミュレーションでは、ＣＩＲは、２波モデルＨ（ｚ）= ｈ_０＋ｈ_Ｌ−１ｚ^−Ｌ＋１（｜ｈ_０｜＞｜ｈ_Ｌ−１｜）を用い、｜ｈ_０｜^２＝１、｜ｈ_Ｌ−１｜^２＝０．９として各位相は−πからπの一様分布に独立に従う。また、シミュレーションでは、トレーニングの信号数Ψは２０とし固定パターン（ＦＰ）の１０シンボルの無相関系列を２回繰り返す。また、時変動成分Δ（ｚ）は、Δ（ｚ）＝ｄｚ^−Ｌ＋１とし, 係数ｄは、平均が０で分散が１０^−３の複素正規分布に従う。また、送信信号ｘ_ｎは、振幅が１のＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）の信号とし、付加雑音ｗ_ｎは、平均が０で分散がσ^２の複素正規分布に従う。そして、シミュレーションでは、等化処理後の信号は、Ａ（ｚ）（Ｇ（ｚ）ｘ_ｎ＋ｗ_ｎ）と、等化誤差ｅ_ｎは、（Ａ（ｚ）（Ｇ（ｚ）ｘ_ｎ＋ｗ_ｎ）−ｘ_ｎ）と定義される。なお、Ａ（ｚ）は、Ｎｐ次の等化器タップを示す。

図４は、上記条件において、図１に示した無線通信システムＳＹＳと、従来技術とにおける信号対雑音電力比（ＳＮＲ）に対する等化平均二乗誤差を示す。図４に示すように、従来技術は、タップ数Ｎｃが十分な数でないことから、ＳＮＲが高い場合でも等化誤差が減少せずフロアをひいている。一方、無線通信システムＳＹＳは、従来技術より多くのタップ数Ｎｐにより等化処理により、線形近似誤差による劣化影響は見られず、ＳＮＲの増加に伴い等化誤差が減少している。

以上、図１から図４に示した実施形態では、受信装置２００は、通信路応答の時変動成分Δ（ｚ）が所定値より小さい場合、式（５）を用いて、タップ数Ｎｐで推定された基準通信路応答Ｈ（ｚ）^−１および時変動成分Δ（ｚ）から通信路応答の逆応答Ｇ（ｚ）^−１を求める。すなわち、受信装置２００は、線形近似された式（５）を用いることにより、従来のタップ数Ｎｃの乗算回数と同様の処理量で、タップ数Ｎｃより十分多いタップ数Ｎｐの通信路応答の逆応答Ｇ（ｚ）^−１を算出できる。これにより、受信装置２００は、無線通信システムＳＹＳが長遅延波環境に配置される場合でも、処理量を増大させることなく、従来と比べて多くのタップ数Ｎｐの等化処理を実行できる。そして、無線通信システムＳＹＳおよび受信装置２００は、復調精度の向上を図ることができる。

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。

１００…送信装置；１１０…データ受信部；１２０…変調部；１３０…トレーニング信号生成部；１４０…切替部；１５０…送信部；２００…受信装置；２１０…受信部；２２０…推定部；２３０…時変動成分算出部；２４０…適応等化部；２５０…逆応答算出部；２６０…等化部；２７０…復調部；２８０…データ送信部；ＡＮＴ１，ＡＮＴ２…アンテナ；ＳＹＳ…無線通信システム

Claims (6)

1. トレーニング信号とデータ信号とを送信する送信装置と、送信された前記トレーニング信号とデータ信号とを受信する受信装置とを有する無線通信システムにおいて、
   前記受信装置は、
   受信した前記トレーニング信号を用いて、前記送信装置との間の第１通信路応答を第１タップ数で推定する推定部と、
   前記推定部により推定された前記第１通信路応答と、所定の通信路応答との差分から前記第１通信路応答の時間変化を示す時変動成分を算出する第１算出部と、
   前記所定の通信路応答の逆応答を前記第１タップ数で求める適応等化部と、
   算出された前記時変動成分が所定値より小さい場合、前記第１通信路応答の逆応答を、前記所定の通信路応答の逆応答と前記時変動成分とを用いて算出する第２算出部と、
   前記第１通信路応答の逆応答を用いて、受信した前記データ信号に対して時間領域における等化処理を実行する等化部と
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記適応等化部は、算出された前記時変動成分が所定値以上の場合、前記推定部により推定された前記第１通信路応答の逆応答を、前記第１タップ数より少ない第２タップ数で求め、
   前記等化部は、前記第２タップ数で求められた前記第１通信路応答の逆応答を用いて、受信した前記データ信号に対して前記等化処理を実行する
   ことを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
   前記第１タップ数は、前記第２タップ数で前記第１通信路応答の逆応答を求める前記適応等化部の処理量と、前記第２算出部の処理量とが等しくなるタップ数であることを特徴とする無線通信システム。
4. 送信装置より送信されたトレーニング信号とデータ信号とを受信する受信部と、
   受信した前記トレーニング信号を用いて、前記送信装置との間の第１通信路応答を第１タップ数で推定する推定部と、
   前記推定部により推定された前記第１通信路応答と、所定の通信路応答との差分から前記第１通信路応答の時間変化を示す時変動成分を算出する第１算出部と、
   前記所定の通信路応答の逆応答を前記第１タップ数で求める適応等化部と、
   算出された前記時変動成分が所定値より小さい場合、前記第１通信路応答の逆応答を、前記所定の通信路応答の逆応答と前記時変動成分とを用いて算出する第２算出部と、
   前記第１通信路応答の逆応答を用いて、受信した前記データ信号に対して時間領域における等化処理を実行する等化部と
   を備えることを特徴とする受信装置。
5. 請求項４に記載の受信装置において、
   前記適応等化部は、算出された前記時変動成分が所定値以上の場合、前記推定部により推定された前記第１通信路応答の逆応答を、前記第１タップ数より少ない第２タップ数で求め、
   前記等化部は、前記第２タップ数で求められた前記第１通信路応答の逆応答を用いて、受信した前記データ信号に対して前記等化処理を実行する
   ことを特徴とする受信装置。
6. 請求項５に記載の受信装置において、
   前記第１タップ数は、前記第２タップ数で前記第１通信路応答の逆応答を求める前記適応等化部の処理量と、前記第２算出部の処理量とが等しくなるタップ数であることを特徴とする受信装置。

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