JP7233569B2 - 受信装置及び受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、受信装置及び受信方法に関する。本発明は特に、フェージングにより生じる受信信号の歪みを補正する技術に関する。

移動体向け無線通信方式として、ブロック単位で信号を送信するＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式、ＳＣＢＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｂｌｏｃｋ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）方式、ＳＣ－ＦＤＥ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｏｍａｉｎ Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）方式、ＳＣ－ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ－Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｏｍａｉｎ Ｍｕｌｔｉ Ａｃｃｅｓｓ）方式などが広く用いられている。

移動体通信を行う場合移動に伴い伝送路が変動する。
ＯＦＤＭ方式においては、移動に伴うドップラーシフトによって周波数オフセットが生じ、サブキャリア間の直交性が崩れる。そのために、キャリア間干渉（Ｉｎｔｅｒ－Ｃａｒｒｉｅｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：ＩＣＩ）が生じる。

周波数領域で等化を行うＳＣＢＴ方式、ＳＣ－ＦＤＥ方式、及びＳＣ－ＦＤＭＡ方式においてもＯＦＤＭのＩＣＩに相当する干渉（等価ＩＣＩ）が発生する。
特に、変動が大きい場合には、受信信号を周波数領域に変換するための１ブロック（フーリエ変換ブロック）長内での変動が問題となる。
本願では、これらのフーリエ変換ブロック内での伝送路変動による干渉成分をブロック内変動干渉と呼ぶ。

特許文献１には、受信信号をフーリエ変換し、周波数領域において等化し、信頼性に基づいて重み付けすることで得られた信号と、伝送路特性の変動とからＩＣＩ成分を推定し、ＩＣＩ成分を除去する受信装置が示されている。

特開２０１２－１０９９９３号公報

特許文献１の受信装置は、１フーリエ変換ブロック長内で伝送路が大きく変動する場合、干渉を十分に除去することができないという問題があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、１フーリエ変換ブロック長内で伝送路が大きく変動する場合にも干渉を十分に除去できるようにし、移動受信性能を改善することを目的としている。

本発明に係る受信装置は、
受信信号をブロック毎にフーリエ変換して等化することで時間領域の送信信号を推定し、推定結果を時間領域送信信号推定値として出力する時間領域送信信号推定部と、
前記受信信号に基づき、前記フーリエ変換のブロック毎に伝送路特性を推定し、該伝送路特性の推定結果から前記フーリエ変換の各ブロック内での伝送路特性の時間変動を推定し、該時間変動の推定結果を時間領域伝送路変動推定値として出力する時間領域伝送路変動推定部と、
前記時間領域送信信号推定値と前記時間領域伝送路変動推定値とから前記伝送路特性の時間変動による干渉を推定し、推定結果を干渉推定値として出力する干渉推定部と、
前記受信信号から前記干渉推定値を除去し、除去の結果得られる信号を干渉除去受信信号として出力する干渉除去部と、
前記干渉除去受信信号を復調して復調信号を生成する復調部とを有する。

本発明によれば、１フーリエ変換ブロック長内で伝送路が大きく変動する場合にも干渉を十分除去することができ、従って、移動受信性能を改善することができる。

本発明の実施の形態１に係る受信装置を示すブロック図である。 受信信号がＯＦＤＭ信号である場合に用いられる、時間領域送信信号推定部及び時間領域伝送路変動推定部の構成例を示すブロック図である。 （ａ）及び（ｂ）は、伝送路変動の一例を示すグラフである。 図２の変動成分解析部の構成例を示すブロック図である。 図１の干渉推定部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２で用いられる時間領域送信信号推定部を示すブロック図である。 （ａ）及び（ｂ）は、３つの到来波の時間の経過に伴う遅延時間の変化の例を示す図である。 本発明の実施の形態３で用いられる変動成分解析部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４に係る受信装置を示すブロック図である。 図９の第１の信号処理部の構成例を示すブロック図である。 図９の第Ｊの信号処理部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１～４に係る受信装置の機能を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。 図１２のコンピュータで実施の形態１の受信装置の機能を実現する場合のプロセッサにおける処理の手順を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る受信装置１００の構成を概略的に示す。
図示の受信装置１００には、通信信号を受信し同期処理を実施することで得られた受信信号Ｓｂが入力される。

図１に示される受信装置１００は、時間領域送信信号推定部１１０と、時間領域伝送路変動推定部１２０と、干渉推定部１３０と、干渉除去部１４０と、復調部１５０とを有する。

時間領域送信信号推定部１１０は、入力された受信信号Ｓｂをブロック毎にフーリエ変換して等化することで時間領域の送信信号を推定し、推定結果を時間領域送信信号推定値Ｓａとして出力する。受信信号がＯＦＤＭ信号である場合、上記の「ブロック」は、１ＯＦＤＭシンボルに相当する。
例えば、受信信号Ｓｂをブロック(シンボル）毎にフーリエ変換することで得られる周波数領域の受信信号を用いて伝送路特性を推定し、推定値（伝送路推定値）を用いて、周波数領域の受信信号の等化を行って、周波数領域の推定送信信号を生成し、周波数領域の推定送信信号を逆フーリエ変換することで上記の時間領域の送信信号の推定を行うことができる。
伝送路特性の推定には受信信号Ｓｂに含まれる既知信号を用いればよい。

時間領域伝送路変動推定部１２０は、受信信号Ｓｂをブロック（シンボル）毎にフーリエ変換することで得られる周波数領域の受信信号を用いて伝送路特性を推定し、推定値（伝送路推定値）からフーリエ変換の各ブロック（シンボル）内での伝送路特性の時間変動を推定し、該変動の推定結果を時間領域伝送路変動推定値Ｖｓとして出力する。伝送路特性の推定には、時間領域送信信号推定部１１０における時間領域送信信号推定と同様に、受信信号Ｓｂに含まれる既知信号を用いればよい。
時間領域の伝送路特性の時間変動の推定は、周波数領域の伝送路推定値を逆フーリエ変換することで時間間領域の伝送路推定値を生成し、各サンプル点についての伝送路推定値と当該サンプル点を含むブロック（シンボル）についての伝送路推定値との差を求めることで行われる。

なお、時間領域送信信号推定部１１０及び時間領域伝送路変動推定部１２０における伝送路特性の推定を、上記のように周波数領域で行う代わりに、時間領域で行うこととしても良い。

図２は、受信信号ＳｂがＯＦＤＭ信号である場合に用いられる、時間領域送信信号推定部１１０及び時間領域伝送路変動推定部１２０の具体的な構成例を示す。図２に示す構成では、時間領域送信信号推定部１１０及び時間領域伝送路変動推定部１２０を構成する機能部分の一部、即ちＤＦＴ部１０６及び伝送路推定部１０７が共用されている。

図示の構成では、時間領域送信信号推定部１１０が、ＤＦＴ部１０６及び伝送路推定部１０７のほか、等化部１１３及びＩＤＦＴ部１１４を含み、時間領域伝送路変動推定部１２０は、ＤＦＴ部１０６及び伝送路推定部１０７のほかＩＤＦＴ部１２３及び変動成分解析部１２４を含む。

ＤＦＴ部１０６は、受信信号Ｓｂを、シンボル毎にフーリエ変換して、受信信号Ｓｂを周波数領域の受信信号Ｓｂｆに変換する。ＤＦＴ部１０６におけるフーリエ変換は、各シンボル内のサンプル点毎のサンプル値を用いて行われる。

伝送路推定部１０７は、ＤＦＴ部１０６から出力される周波数領域の受信信号Ｓｂｆに基づいて、伝送路特性の推定を行って、各シンボルについての伝送路推定値Ｈｆを出力する。伝送路特性の推定には受信信号Ｓｂに含まれる既知信号を用いればよい。
例えばパイロット信号が送信信号に挿入されている場合、パイロット信号についての伝送路推定値に基づき、シンボル方向及びキャリア方向の補間を行うことで、すべてのシンボルについて、かつすべてのキャリアについての伝送路推定値を求めることができる。

等化部１１３は、周波数領域の受信信号Ｓｂｆに対し、伝送路推定値Ｈｆを用いて等化を行う。等化の結果得られる信号は、推定送信信号Ｓａｆとして出力される。
ＩＤＦＴ部１１４は、推定送信信号Ｓａｆを逆フーリエ変換して、時間領域送信信号推定値Ｓａを出力する。

ＩＤＦＴ部１２３は、伝送路推定値Ｈｆを逆フーリエ変換して、時間領域の伝送路推定値Ｈｔを出力する。

変動成分解析部１２４は、各シンボル期間内における、各サンプル点についての伝送路特性の時間変動を算出する。ここでいう各サンプル点についての伝送路特性の時間変動は、当該サンプル点が含まれるシンボルについて算出された伝送路特性に対する、当該サンプル点についての伝送路特性の差分を意味する。

上記のように伝送路推定値Ｈｆは、シンボル毎に算出される。伝送路特性の変動（伝送路変動）が小さい場合は、シンボル期間内での伝送路変動は無視できる。伝送路変動が大きい場合は、シンボル期間内での変動が無視できない。

図３（ａ）及び（ｂ）は、伝送路特性及びその変動の一例を示す。図３（ａ）及び（ｂ）において横軸は時間であり、シンボル期間毎に区切ってある。図３（ａ）において縦軸は時間領域伝送路特性であり、図３（ｂ）において縦軸は伝送路変動である。

伝送路特性及びその変動は時間領域の複素数ベクトルで表されるが、図３（ａ）及び（ｂ）では、簡単のため１次元の値として表している。図３（ａ）のグラフの実線は伝送路特性の変化を遅滞なく正確に反映した伝送路推定値Ｈ^＊を示す。推定が正確で遅延がなければ、この推定値は、実際の伝送路特性に一致する。破線は、各シンボルについて算出された伝送路推定値、即ち、当該シンボルの、等化部１１３における等化に用いられる伝送路推定値Ｈｆに対応する時間領域の伝送路推定値Ｈｔを示す。例として、シンボル期間ｉ－１、ｉ、ｉ＋１の各々についての伝送路推定値がそれぞれＨｔ（ｉ－１）、Ｈｔ（ｉ）、Ｈｔ（ｉ＋１）で示されている。

変動成分解析部１２４は、上記の各シンボル期間内での伝送路推定値の時間変動を各サンプル点について算出する。変動成分解析部１２４は、例えば、図４に示すように、補間部１２４１及び変動成分算出部１２４２を有する。

補間部１２４１は、ＩＤＦＴ部１２３から出力される、シンボルごとの伝送路推定値Ｈｔに対し補間フィルタを用いる補間を行うことで、各サンプル点についての伝送路推定値Ｈｓを算出する。各サンプル点についての伝送路推定値Ｈｓの補間には、当該サンプル点を含むシンボル及びその前後の１以上のシンボルについての伝送路推定値Ｈｔが用いられる。図３（ａ）には、あるサンプル点Ｔ（ｐ）について補間により算出された伝送路推定値がＨｓ（ｐ）で示されている。図３（ａ）では、補間により算出された伝送路推定値Ｈｓ（ｐ）が、上記の正確な推定値Ｈ^＊に一致する場合を想定している。

変動成分算出部１２４２は、補間部１２４１から出力される、各サンプル点についての伝送路推定値Ｈｓと、ＩＤＦＴ部１２３から出力される、当該サンプル点が含まれるシンボルについての伝送路推定値Ｈｔとから、当該サンプル点についての伝送路変動成分Ｖｓを算出する。具体的には、各サンプル点を含むシンボルについての伝送路推定値Ｈｔに対する、当該サンプル点についての伝送路推定値Ｈｓの差分が、当該サンプル点についての伝送路変動成分Ｖｓとして算出される。図３（ｂ）には、上記のサンプル点Ｔ（ｐ）について算出された伝送路変動成分がＶｓ（ｐ）で示されている。
図３（ｂ）には、全てのサンプル点について算出された伝送路変動成分Ｖｓを繋ぐことで得られる曲線が示してある。

変動成分算出部１２４２で算出された各サンプル点についての伝送路変動成分Ｖｓが、時間領域伝送路変動推定値Ｖｓとして、時間領域伝送路変動推定部１２０から出力される。

干渉推定部１３０は、時間領域送信信号推定値Ｓａと時間領域伝送路変動推定値Ｖｓとからキャリア間干渉（ＩｎｔｅｒーＣａｒｒｉｅｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：ＩＣＩ）を推定し、推定結果を干渉推定値Ｎｚとして出力する。

図５は干渉推定部１３０の構成例を示す。図示の干渉推定部１３０は、推定フィルタ部１３１とフィルタ係数算出部１３２とを備える。

フィルタ係数算出部１３２は、時間領域伝送路変動推定部１２０から出力された時間領域伝送路変動推定値Ｖｓをフィルタ係数として推定フィルタ部１３１に渡す。
雑音の影響を抑圧し計算量を削減するために、時間領域伝送路変動推定値Ｖｓのうち、予め定められたしきい値を下回る要素を０としてＦＩＲ係数に設定してもよい。ここで、上記のしきい値は通信装置が想定する雑音量に応じて決めれば良い。

推定フィルタ部１３１は、フィルタ係数算出部１３２から渡されたフィルタ係数を用いて、時間領域送信信号推定値Ｓａに対してＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ処理を行って、干渉推定値Ｎｚを算出する。

時間領域伝送路特性はＣＩＲ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）とも呼ばれ、伝送路における歪みをＦＩＲフィルタの係数として考えることができる。時間領域伝送路変動推定値Ｖｓも同様に、ＩＣＩを推定するためのＦＩＲのフィルタ係数として考えることができる。従って、時間領域伝送路変動推定値Ｖｓをフィルタ係数として時間領域送信信号推定値Ｓａをフィルタ処理することでＩＣＩを推定することができる。

干渉除去部１４０は、受信信号Ｓｂから干渉推定値Ｎｚを除去し、除去の結果を干渉除去受信信号Ｓｃとして出力する。除去には、干渉推定値Ｎｚと受信信号Ｓｂのタイミングをあわせて減算処理を実施する。減算処理においては、受信信号Ｓｂから干渉推定値Ｎｚを減算する。

復調部１５０は、干渉除去受信信号Ｓｃを復調することで、復調信号Ｓｄを生成する。
受信信号がＯＦＤＭ信号である場合、復調処理においては、ＯＦＤＭシンボル毎に再度フーリエ変換し等化処理を実施する。

以上のように、本実施の形態では、サンプル点毎の伝送路特性の変動成分を求め、求められた変動成分に基づいて干渉成分を推定し、推定された干渉成分の除去を行うので、伝送路特性の時間変動が大きい場合であっても、干渉の除去を十分に行うことができ、移動受信性能を改善できる。

実施の形態２．
図６は、実施の形態２で用いられる時間領域送信信号推定部１１０ａを示す。図示の時間領域送信信号推定部１１０ａは図２の時間領域送信信号推定部１１０の代わりに用いられる。
図６の時間領域送信信号推定部１１０ａは、受信信号Ｓｂが、ＯＦＤＭ信号で誤り訂正符号化された信号である場合に用いられるものであり、誤り訂正復号処理を行うことで、送信信号をより高精度に推定することができるものである。

図６に示される時間領域送信信号推定部１１０ａは、図２の時間領域送信信号推定部１１０に対して、復調部１１６、誤り訂正部１１７、及び変調部１１８が付加されている。

復調部１１６は、等化部１１３の出力に対して復調処理を行う。
誤り訂正部１１７は、復調部１１６の出力に対して誤り訂正を行う。誤り訂正符号としては、送信側の方式に合わせたものが用いられる。
変調部１１８は、変調処理を行う。
復調部１１６による復調を行うのは、誤り訂正が復調後のビット列に対して行われるためであり、変調部１１８による変調を行うのは、復調前の形態の信号に戻すためである。

ＩＤＦＴ部１１４は、変調部１１８の出力を逆フーリエ変換して、時間領域の伝送路推定値Ｈｔを出力する。
また、ＳＣＢＴ等の時間領域で一次変調する方式の場合、等化部１１３のあとにＩＤＦＴ部を配置し、その後、復調部、誤り訂正部、変調部にて同様の処理を実施すればよい。

実施の形態２でも、実施の形態１と同様の効果が得られる。それに加え、時間領域送信信号の推定に誤り訂正処理を加えることで、時間領域送信信号の推定をより高い精度で行うことができ、その結果ＩＣＩをより高い精度で推定することができ、従って移動受信性能が向上する。

実施の形態３．
実施の形態３では、時間領域伝送路変動推定部１２０が、到来波毎に、遅延時間、振幅、及び位相の時間変動を推定する。

図７（ａ）及び（ｂ）に、到来波が３つある場合の、時間領域伝送路特性の変動の一例を示す。図７（ａ）は、あるシンボル期間ｉ（ｉは整数）の伝送路特性を示し、図７（ｂ）は、次のシンボル期間ｉ＋１の伝送路特性を示す。Ａ１、Ａ２、Ａ３がそれぞれ、第１の到来波、第２の到来波、第３の到来波に相当する。

シンボル期間ｉに対しシンボル期間ｉ＋１の到来波Ａ２及び到来波Ａ３の伝送の経路が短くなった場合、図７（ｂ）に示すように、到来波Ａ２及び到来波Ａ３の遅延時間が短くなる。時間変動する伝送路においては、伝送路特性の振幅、位相だけでなく遅延時間も変動することがわかる。

図８は、実施の形態３で、図４の変動成分解析部１２４の代わりに用いられる変動成分解析部１２４ｂの構成例を示す。
図示の変動成分解析部１２４ｂは、分離部１２４４と、特性算出部１２４５と、補間部１２４６と、変動成分算出部１２４７と、加算部１２４８とを有する。

分離部１２４４は、各シンボル期間についての伝送路推定値を到来波ごとの成分に分離する。

特性算出部１２４５は、分離された到来波ごとに、各シンボル期間についての遅延時間、振幅、及び位相を算出する。

補間部１２４６は、特性算出部１２４５で算出された、シンボル期間についての遅延時間、振幅、及び位相から、各サンプル点についての遅延時間、振幅、及び位相を、補間により算出する。

変動成分算出部１２４７は、補間部１２４６で算出された各サンプル点についての遅延時間、振幅、及び位相の時間変動を到来波ごとに算出する。
具体的には、各サンプル点が含まれるシンボルについての遅延時間、振幅、及び位相に対する、当該サンプル点についての遅延時間、振幅、及び位相の差分が、当該サンプル点についての遅延時間、振幅、及び位相の時間変動として算出される。

加算部１２４８は、すべての到来波についての各サンプル点についての、遅延時間、振幅、及び位相の時間変動を加算することで、各サンプル点について伝送路変動成分Ｖｓを算出する。
加算部１２４８で算出された各サンプル点についての伝送路変動成分Ｖｓは、時間領域伝送路変動推定値Ｖｓとして、時間領域伝送路変動推定部１２０ｂから出力される。

実施の形態３でも、実施の形態１と同様の効果が得られる。それに加え、到来波毎に、遅延時間、振幅、及び位相を推定することで、変動の態様をより詳細に把握することができ、遅延時間の変動が大きい場合であっても、干渉の除去をより良く行うことができ、移動受信性能を改善することができる。

実施の形態４．
図９は、本発明の実施の形態４に係る受信装置を示す。図示の受信装置は、第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の信号処理部１６０－１～１６０－Ｎと、復調部１５０とを有する。

第１の信号処理部１６０－１は、例えば図１０に示されるように、第１の時間領域送信信号推定部１１０－１と、第１の時間領域伝送路変動推定部１２０－１と、第１の干渉推定部１３０－１と、第１の干渉除去部１４０－１とを有する。第１の時間領域送信信号推定部１１０－１、第１の時間領域伝送路変動推定部１２０－１、第１の干渉推定部１３０－１、及び第１の干渉除去部１４０－１は、それぞれ図１の時間領域送信信号推定部１１０、時間領域伝送路変動推定部１２０、干渉推定部１３０、及び干渉除去部１４０と同様のものである。

即ち、第１の時間領域送信信号推定部１１０－１は、受信信号Ｓｂをシンボル毎にフーリエ変換して等化することで時間領域の送信信号を推定し、推定結果を第１の時間領域送信信号推定値Ｓａ－１として出力する。例えば、受信信号Ｓｂをシンボル毎にフーリエ変換することで得られる周波数領域の受信信号を用いて伝送路特性を推定し、推定値（伝送路推定値）を用いて、周波数領域の受信信号の等化を行って、周波数領域の推定送信信号を生成し、周波数領域の推定送信信号を逆フーリエ変換することで、上記の時間領域の送信信号の推定を行うことができる。

第１の時間領域伝送路変動推定部１２０－１は、受信信号Ｓｂをシンボル毎にフーリエ変換することで得られる周波数領域の受信信号を用いて伝送路特性を推定し、推定値（伝送路推定値）から各シンボル内での伝送路特性の時間変動を推定し、変動の推定結果を第１の時間領域伝送路変動推定値Ｖｓ－１として出力する。

第１の干渉推定部１３０－１は、第１の時間領域送信信号推定値Ｓａ－１と第１の時間領域伝送路変動推定値Ｖｓ－１とからＩＣＩを推定し、推定結果を第１の干渉推定値Ｎｚ－１として出力する。

第１の干渉除去部１４０－１は、受信信号Ｓｂから、第１の干渉推定値Ｎｚ－１を除去し、除去の結果得られる信号を、第１の干渉除去受信信号Ｓｃ－１として出力する。第１の干渉除去受信信号Ｓｃ－１は、第１の信号処理部１６０－１の出力として、第２の信号処理部１６０－２に供給される。

第２～第Ｎの信号処理部１６０－２～１６０－Ｎの各々、即ち、第Ｊ（Ｊは２からＮのいずれか）の信号処理部１６０－Ｊは、例えば図１１に示されるように、第Ｊの時間領域送信信号推定部１１０－Ｊと、第Ｊの時間領域伝送路変動推定部１２０－Ｊと、第Ｊの干渉推定部１３０－Ｊと、第Ｊの干渉除去部１４０－Ｊとを有する。

第Ｊの時間領域送信信号推定部１１０－Ｊ、第Ｊの時間領域伝送路変動推定部１２０－Ｊ、第Ｊの干渉推定部１３０－Ｊ、及び第Ｊの干渉除去部１４０－Ｊは、それぞれ図１の時間領域送信信号推定部１１０、時間領域伝送路変動推定部１２０、干渉推定部１３０、及び干渉除去部１４０と同様のものである。

但し、第Ｊの時間領域送信信号推定部１１０－Ｊ及び第Ｊの時間領域伝送路変動推定部１２０－Ｊは、受信信号Ｓｂの代わりに、第（Ｊ－１）の信号処理部１６０－（Ｊ－１）から出力される、第（Ｊ－１）の干渉除去受信信号Ｓｃ－（Ｊ－１）を用いて処理を行う。

即ち、第Ｊの時間領域送信信号推定部１１０－Ｊは、第（Ｊ－１）の干渉除去受信信号Ｓｃ－（Ｊ－１）をシンボル毎にフーリエ変換して等化することで時間領域の送信信号を推定し、推定結果を第Ｊの時間領域送信信号推定値Ｓａ－Ｊとして出力する。例えば、干渉除去受信信号Ｓｃ－（Ｊ－１）をシンボル毎にフーリエ変換することで得られる周波数領域の受信信号を用いて伝送路特性を推定し、推定値（伝送路推定値）を用いて、周波数領域の受信信号の等化を行って、周波数領域の推定送信信号を生成し、周波数領域の推定送信信号を逆フーリエ変換することで、上記の時間領域の送信信号の推定を行うことができる。

第Ｊの時間領域伝送路変動推定部１２０－Ｊは、第（Ｊ－１）の干渉除去受信信号Ｓｃ－（Ｊ－１）をシンボル毎にフーリエ変換することで得られる周波数領域の干渉除去受信信号を用いて伝送路特性を推定し、推定値（伝送路推定値）から各シンボル内での伝送路特性の時間変動を推定し、変動の推定結果を第Ｊの時間領域伝送路変動推定値Ｖｓ－Ｊとして出力する。

第Ｊの干渉推定部１３０－Ｊは、第Ｊの時間領域送信信号推定値Ｓａ－Ｊと、第Ｊの時間領域伝送路変動推定値Ｖｓ－ＪとからＩＣＩを推定し、推定結果を第Ｊの干渉推定値Ｎｚ－Ｊとして出力する。

第Ｊの干渉除去部１４０－Ｊは、受信信号Ｓｂから、第Ｊの干渉推定値Ｎｚ－Ｊを除去し、除去の結果得られる信号を、第Ｊの干渉除去受信信号Ｓｃ－Ｊとして出力する。第Ｊの干渉除去受信信号Ｓｃ－Ｊは、第Ｊの信号処理部１６０－Ｊの出力となる。
第Ｎの干渉除去受信信号Ｓｃ－Ｎは、第Ｎの信号処理部１６０－Ｎの出力として、復調部１５０に供給される。

復調部１５０は、第Ｎの干渉除去受信信号Ｓｃ－Ｎに対して復調を行う。

実施の形態４でも、実施の形態１と同様の効果が得られる。それに加え、ＩＣＩを除去した信号を用いて、送信信号の推定及びＩＣＩの推定を繰り返すことができ、ＩＣＩ除去の精度が向上し、移動受信性能が向上する。

実施の形態５．
実施の形態１～４の受信装置の全部又は一部は、処理回路で構成することができる。
例えば、実施の形態１、２又は３の受信装置の各部分の機能をそれぞれ別個の処理回路で実現しても良いし、複数の部分の機能を纏めて１つの処理回路で実現しても良い。

処理回路はハードウェアで構成されていても良く、ソフトウェアで、即ちプログラムされたコンピュータで構成されていても良い。
実施の形態１、２又は３の受信装置の各部分の機能のうち、一部をハードウェアで実現し、他の一部をソフトウェアで実現するようにしても良い。

図１２は、実施の形態１、２、又は４の受信装置の全ての機能を実現するコンピュータ９の構成例を示す。
図示の例ではコンピュータ９は、プロセッサ９１及びメモリ９２を有する。
メモリ９２には、実施の形態１、２又は３の受信装置の各部の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。

プロセッサ９１及びメモリ９２は、バスライン９３で互いに接続されている。
プロセッサ９１は、入力インタフェース９４及びバスライン９３を介して、受信信号Ｓｂを取得する。
プロセッサ９１は、受信信号Ｓｂに対して処理を行うことで復調信号Ｓｄを生成し、バスライン９３及び出力インタフェース９５を介して出力する。

プロセッサ９１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等を用いたものである。

メモリ９２は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）若しくはＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、又は光磁気ディスク等を用いたものである。

プロセッサ９１は、メモリ９２に記憶されているプログラムを実行することにより、実施の形態１、２又は３の受信装置の機能を実現する。

図１２のコンピュータは単一のプロセッサを含むが、２以上のプロセッサを含んでいても良い。

以下、一例として、図１２のコンピュータで、図１の受信装置の機能を実現する場合の、プロセッサにおける処理の手順を図１３を参照して説明する。

図１３に示される処理は、通信信号を受信し、同期処理を実施することで得られた受信信号Ｓｂに対して行われる。
図１３に示される処理では、ＩＣＩ除去を含む復調処理が実施され、復調信号が算出される。

時間領域送信信号推定ステップＳＴ１では、入力された受信信号Ｓｂをシンボル毎にフーリエ変換して等化することで時間領域送信信号推定値Ｓａを算出する。この処理は、図１の時間領域送信信号推定部１１０における処理と同様である。
例えば、受信信号Ｓｂをフーリエ変換することで得られる周波数領域の受信信号Ｓｂｆを用いて伝送路特性を推定し、推定値（伝送路推定値）Ｈｆを用いて、周波数領域の受信信号Ｓｂｆの等化を行って、周波数領域の推定送信信号Ｓａｆを生成し、周波数領域の推定送信信号Ｓａｆを逆フーリエ変換することで時間領域送信信号推定値Ｓａを生成する。
伝送路特性の推定には受信信号Ｓｂに含まれる既知信号を用いればよい。

時間領域伝送路変動推定ステップＳＴ２では、受信信号Ｓｂをシンボル毎にフーリエ変換することで得られる周波数領域の受信信号を用いて伝送路特性を推定し、該推定結果から各シンボル内での伝送路特性の時間変動を表す時間領域伝送路変動推定値Ｖｓを算出する。この処理は、図１の時間領域伝送路変動推定部１２０における処理と同様である。
伝送路特性の推定には、ステップＳＴ１における時間領域送信信号推定と同様に、受信信号Ｓｂに含まれる既知信号を用いればよい。
時間領域伝送路変動推定値Ｖｓは、例えば、周波数領域の伝送路推定値Ｈｆを逆フーリエ変換することで時間領域の伝送路推定値Ｈｔを生成し、各サンプル点についての伝送路推定値Ｈｓと当該サンプル点を含むシンボルについての伝送路推定値Ｈｔとの差を求めることで算出される。

時間領域送信信号推定ステップＳＴ１と時間領域伝送路変動推定ステップＳＴ２とは並行して行い得る。

干渉推定ステップＳＴ３では、時間領域送信信号推定値Ｓａと時間領域伝送路変動推定値Ｖｓとから干渉推定値Ｎｚを算出する。この処理は、図１の干渉推定部１３０における処理と同様である。
例えば、時間領域伝送路変動推定値Ｖｓを干渉推定フィルタ係数として算出し、算出された干渉推定フィルタ係数を用いて時間領域送信信号推定値Ｓａをフィルタすることで、干渉推定値Ｎｚを算出する。

干渉除去ステップＳＴ４では、受信信号ＳｂからＩＣＩを除去することで、干渉除去受信信号Ｓｃを生成する。この処理は、図１の干渉除去部１４０における処理と同様である。
除去には、干渉推定値Ｎｚと受信信号Ｓｂのタイミングをあわせて受信信号Ｓｂから干渉推定値Ｎｚを減算する。

復調ステップＳＴ５では、干渉除去受信信号Ｓｃを復調して復調信号Ｓｄを生成する。この処理は、図１の復調部１５０における処理と同様である。
受信信号ＳｂがＯＦＤＭ信号である場合、復調処理においては、ＯＦＤＭシンボル毎に再度フーリエ変換し等化処理を実施する。

実施の形態５でも実施の形態１と同様の効果が得られる。

上記の実施の形態には種々の変形を加えることが可能である。例えば、実施の形態１の説明中に幾つかの変形例を記載したが、同様の変形を実施の形態２～５に加えることができる。また、実施の形態２を実施の形態１に対する変形として説明したが、実施の形態３、４及び５に対しても同様の変形を加えることができる。また、実施の形態３を実施の形態１に対する変形として説明したが、実施の形態４及び５に対しても同様の変形を加えることができる。

以上受信信号ＳｂがＯＦＤＭ信号である場合を想定して説明したが、本発明は、受信信号が、ＯＦＤＭ信号以外の、周波数領域で等化を行う方式の信号、例えば、ＳＣＢＴ方式の信号、ＳＣ－ＦＤＥ方式の信号、あるいはＳＣ－ＦＤＭＡ方式の信号である場合にも適用し得る。それらの場合には、ＩＣＩ等価干渉、一般化して言えば、フーリエ変換ブロック内での時間変動の推定、そのような時間変動による干渉の推定、及びそのような干渉の除去にも上記と同様の装置又は方法を用いることができる。

以上本発明に係る受信装置について説明したが、受信装置で実施される受信方法もまた本発明の一部を成す。また、受信装置又は受信方法における処理をコンピュータに実行させるためのプログラム及び該プログラムを記録したコンピュータで読取可能な記録媒体、例えば非一時的な記録媒体もまた本発明の一部を成す。

１１０，１１０－１～１１０－Ｎ 時間領域送信信号推定部、 １１３ 等化部、 １１４ ＩＤＦＴ部、 １１６ 復調部、 １１７ 誤り訂正部、 １１８ 変調部、 １２０，１２０－１～１２０－Ｎ 時間領域伝送路変動推定部、 １２３ ＩＤＦＴ部、 １２４，１２４ｂ 変動成分解析部、 １２４１ 補間部、 １２４２ 変動成分算出部、 １２４４ 分離部、 １２４５ 特性算出部、 １２４６ 補間部、 １２４７ 変動成分算出部、 １２４８ 加算部、 １３０，１３０－１～１３０－Ｎ 干渉推定部、 １３１ 推定フィルタ部、 １３２ フィルタ係数算出部、 １４０，１４０－１～１４０－Ｎ 干渉除去部、 １５０ 復調部、 １６０－１～１６０－Ｎ 信号処理部、 ＳＴ１ 時間領域送信信号推定ステップ、 ＳＴ２ 時間領域伝送路変動推定ステップ、 ＳＴ３ 干渉推定ステップ、 ＳＴ４ 干渉除去ステップ、 ＳＴ５ 復調ステップ。

Claims (7)

1. 受信信号をブロック毎にフーリエ変換して等化することで時間領域の送信信号を推定し、推定結果を時間領域送信信号推定値として出力する時間領域送信信号推定部と、
   前記受信信号に基づき、前記フーリエ変換のブロック毎に伝送路特性を推定し、該伝送路特性の推定結果から前記フーリエ変換の各ブロック内での伝送路特性の時間変動を推定し、該時間変動の推定結果を時間領域伝送路変動推定値として出力する時間領域伝送路変動推定部と、
   前記時間領域送信信号推定値と前記時間領域伝送路変動推定値とから前記伝送路特性の時間変動による干渉を推定し、推定結果を干渉推定値として出力する干渉推定部と、
   前記受信信号から前記干渉推定値を除去し、除去の結果得られる信号を干渉除去受信信号として出力する干渉除去部と、
   前記干渉除去受信信号を復調して復調信号を生成する復調部とを有する
   する受信装置。
2. 前記干渉推定部は、
   前記時間領域伝送路変動推定値を干渉推定フィルタ係数として算出するフィルタ係数算出部と、
   前記時間領域送信信号推定値を、前記干渉推定フィルタ係数を用いてフィルタすることで、前記干渉推定値を算出する推定フィルタ部と
   を有する請求項１に記載の受信装置。
3. 前記時間領域伝送路変動推定部は、到来波毎に、遅延時間、振幅及び位相の時間変動を推定する請求項１又は２に記載の受信装置。
4. 前記受信信号が、誤り訂正符号化された信号であり、
   前記時間領域送信信号推定部は、誤り訂正復号処理を実施する
   請求項１から３のいずれか１項に記載の受信装置。
5. 前記時間領域伝送路変動推定部は、前記フーリエ変換の各ブロック内における、各サンプル点についての時間変動を推定し、
   前記干渉推定部は、前記フーリエ変換の各ブロック内における、各サンプル点についての干渉を推定する
   請求項１から４のいずれか１項に記載の受信装置。
6. 第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の時間領域送信信号推定部と、
   第１乃至第Ｎの時間領域伝送路変動推定部と、
   第１乃至第Ｎの干渉推定部と、
   第１乃至第Ｎの干渉除去部と、
   復調部と
   を有し、
   前記第１乃至第Ｎの時間領域送信信号推定部のうち、第１の時間領域送信信号推定部は、受信信号をブロック毎にフーリエ変換して等化することで時間領域の送信信号を推定し、推定結果を第１の時間領域送信信号推定値として出力し、
   前記第１乃至第Ｎの時間領域伝送路変動推定部のうち、第１の時間領域伝送路変動推定部は、前記受信信号に基づき、前記フーリエ変換のブロック毎に伝送路特性を推定し、該伝送路特性の推定結果から前記フーリエ変換の各ブロック内での伝送路特性の時間変動を推定し、該時間変動の推定結果を第１の時間領域伝送路変動推定値として出力し、
   前記第１乃至第Ｎの干渉推定部のうち、第１の干渉推定部は、前記第１の時間領域送信信号推定値と前記第１の時間領域伝送路変動推定値とから、前記伝送路特性の時間変動による干渉を推定し、推定結果を第１の干渉推定値として出力し、
   前記第１乃至第Ｎの干渉除去部のうち、第１の干渉除去部は、前記受信信号から前記第１の干渉推定値を除去し、除去の結果得られる信号を第１の干渉除去受信信号として出力し、
   第Ｊ（Ｊは２からＮのいずれか）の時間領域送信信号推定部は、第（Ｊ－１）の干渉除去受信信号をブロック毎にフーリエ変換して等化することで時間領域の送信信号を推定し、推定結果を第Ｊの時間領域送信信号推定値として出力し、
   第Ｊの時間領域伝送路変動推定部は、前記第（Ｊ－１）の干渉除去受信信号に基づき、前記フーリエ変換のブロック毎に伝送路特性を推定し、該伝送路特性の推定結果から前記フーリエ変換の各ブロック内での伝送路特性の時間変動を推定し、該時間変動の推定結果を第Ｊの時間領域伝送路変動推定値として出力し、
   第Ｊの干渉推定部は、前記第Ｊの時間領域送信信号推定値と前記第Ｊの時間領域伝送路変動推定値とから前記伝送路特性の時間変動による干渉を推定し、推定結果を第Ｊの干渉推定値として出力し、
   第Ｊの干渉除去部は、前記受信信号から前記第Ｊの干渉推定値を除去し、除去の結果得られる信号を第Ｊの干渉除去受信信号として出力し、
   前記復調部は、第Ｎの干渉除去受信信号を復調して復調信号を生成する
   受信装置。
7. 受信信号をブロック毎にフーリエ変換して等化することで時間領域送信信号推定値を算出し、
   前記受信信号に基づき、前記フーリエ変換のブロック毎に伝送路特性を推定し、該伝送路特性の推定結果から前記フーリエ変換の各ブロック内での前記伝送路特性の時間変動を表す時間領域伝送路変動推定値を算出し、
   前記時間領域送信信号推定値と前記時間領域伝送路変動推定値とから前記伝送路特性の時間変動による干渉の推定値を算出し、
   前記受信信号から前記干渉の推定値を除去することで干渉除去受信信号を生成し、
   前記干渉除去受信信号を復調して復調信号を生成する
   する受信方法。

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