受信装置、受信方法、通信システムおよび通信方法
【課題】時間によって様々なＰＤＰを取る場合にも高精度な伝搬路推定が可能な受信装置を提供する。
【解決手段】参照信号を用いて第１の周波数応答推定値を算出する第１の周波数応答推定部ｂ１０６と、所定の最大遅延時間を複数の区間に分割した候補区間から、少なくとも１つの区間を抽出して推定区間を求める区間抽出部と、前記第１の周波数応答と前記推定区間とを用いて復調用の周波数応答推定値である第２の周波数応答推定値を算出する第２の周波数応答推定部ｂ１０８と、を備える。
【解決手段】参照信号を用いて第１の周波数応答推定値を算出する第１の周波数応答推定部ｂ１０６と、所定の最大遅延時間を複数の区間に分割した候補区間から、少なくとも１つの区間を抽出して推定区間を求める区間抽出部と、前記第１の周波数応答と前記推定区間とを用いて復調用の周波数応答推定値である第２の周波数応答推定値を算出する第２の周波数応答推定部ｂ１０８と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、受信方法、通信システムおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信においては、特に広帯域伝送の場合、先行して受信するパスに加え、建物や山などの障害物からの反射を経由する等して遅延して到来するパスが存在し、このように複数のパスが到来する環境をマルチパス環境という。近年、このようなマルチパス環境で高速・高信頼伝送を実現する手法としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）が注目されており、次世代移動通信システム、無線ＬＡＮ、放送等の様々な分野で採用されている。受信装置がＯＦＤＭ信号を復調する場合には、チャネル推定を行って、サブキャリア毎に伝搬路の周波数応答（Channel Frequency Response：ＣＦＲ）を算出する必要がある。これを実現するため、受信装置がその波形（あるいは、その信号系列）を予め記憶するパイロットシンボルを、送信装置から受信装置へ送信する方法がある。そのパイロットシンボルを用いて高精度なチャネル推定を行うには、高精度な周波数相関が必要となる。
【０００３】
非特許文献１には、スキャッタード・パイロットＯＦＤＭにおいて、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）基準で周波数応答を推定する技術が記載されている。具体的に、非特許文献１は、ＰＤＰ（Power Delay Profile：電力遅延プロファイル）をモデル化し、モデル化されたＰＤＰから周波数相関を求め、その周波数相関を用いてＭＭＳＥによるチャネル推定を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】J.J. van de Beek, O. Edfors, M. Sandell, S.K. Wilson, and P.O. Borjesson, “On channel estimation in OFDM systems,” in Proc. VTC’95, vol. 2, pp. 815-819, Chicago, IL, July 1995.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、実際の伝搬環境は位置、あるいは時間によって様々なＰＤＰを取りうるため、伝搬路のモデルを固定する非特許文献１の手法では推定精度の向上に限界がある。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、時間によって様々なＰＤＰを取る場合にも高精度な伝搬路推定が可能な受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の受信装置は、参照信号を用いて第１の周波数応答推定値を算出する第１の周波数応答推定部と、所定の最大遅延時間を複数の区間に分割した候補区間から、少なくとも１つの区間を抽出して推定区間を求める区間抽出部と、前記第１の周波数応答と前記推定区間とを用いて復調用の周波数応答推定値である第２の周波数応答推定値を算出する第２の周波数応答推定部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記候補区間の区間長は全て同じ長さでもよい。
前記候補区間の区間長のうち少なくとも１つは長さが異なってもよい。
前記候補区間の遅延時間に基づいて区間長を決定してもよい。
【０００８】
前記区間抽出部は、前記第１の周波数応答推定値に周波数時間変換を施して近似チャネルインパルス応答を算出する近似チャネルインパルス応答推定部と、前記近似チャネルインパルス応答を構成するパスのうち、所定の個数のパスを抽出するパス抽出部と、前記候補区間のうち前記抽出されたパスの、遅延時間を含む区間を前記推定区間として決定する対応区間決定部と、を備えてもよい。
【０００９】
前記パス抽出部は、電力に基づいて前記所定の個数のパスを抽出してもよい。
前記パス抽出部は、前記近似チャネルインパルス応答を構成するパスのうち、電力が雑音電力に所定の値を乗算した値を上回るパスを抽出してもよい。
【００１０】
前記対応区間決定部は、前記推定区間を構成するそれぞれの区間の面積を、その区間を決定するのに用いた遅延パスの電力に従って設定してもよい。
【００１１】
前記区間抽出部は、前記パス抽出部と前記対応区間決定部を各々複数かつ同数備え、前記第１の周波数応答と前記対応区間決定部が出力する各々の推定区間とを用いてテスト周波数応答推定値を複数算出するテスト周波数応答推定部と、前記第１の周波数応答を用いて前記テスト周波数応答推定値のそれぞれの伝搬路適合度を算出する伝搬路適合度算出部と、前記伝搬路適合度に基づいて前記第２の周波数応答推定部が用いる推定区間を選択する比較部と、を備えてもよい。
【００１２】
前記区間抽出部は、前記候補区間を組み合わせて推定区間候補とし、該推定区間候補からテスト周波数応答推定値を算出するテスト周波数応答推定部と、前記テスト周波数応答推定値から伝搬路適合度を算出する伝搬路適合度算出部と、をさらに備え、前記推定区間候補を複数求め、前記伝搬路適合度を用いて前記複数の推定区間候補から前記推定区間を算出してもよい。
【００１３】
前記区間抽出部は、前記候補区間を少なくとも１つ選択する処理を繰り返し、前記推定区間を決定し、前記テスト周波数応答推定部は、１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間に、前記候補区間を少なくとも１つ追加して推定区間候補を作成し、前記伝搬路適合度であって、１つ前の繰り返し算出された前記伝搬路適合度の中で最大のものを下回った伝搬路適合度を算出するのに用いた前記候補区間を削除する不要候補区間除去部と、削除が行われた後の前記候補区間の残り個数が０であった場合、前記繰り返しを中止して１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間を前記第２の周波数応答推定部が用いる推定区間として決定する判断部と、前記伝搬路適合度の中で大きい順に所定の個数を抽出し、該伝搬路適合度を算出するのに用いた候補区間を、１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間に追加して新たな推定区間とし、テスト周波数応答推定部から始まる次の繰り返しに移行させる区間決定部と、を備えてもよい。
【００１４】
前記区間決定部が１つの繰り返しで決定する候補区間の要素は１つでもよい。
前記判断部は、削除が行われた後の前記伝搬路適合度の個数が０と１以外の所定の個数以下であった場合、残った伝搬路適合度を算出するのに用いた候補区間の要素を、１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間に加えた新たな推定区間を前記第２の周波数応答推定部が用いる推定区間として決定する処理をさらに行ってもよい。
【００１５】
前記伝搬路適合度算出部は、前記伝搬路適合度として前記テスト周波数応答推定値と前記第１の周波数応答推定値との平均二乗誤差を用いてもよい。
【００１６】
前記伝搬路適合度算出部は、前記伝搬路適合度として前記テスト周波数応答推定値と前記第１の周波数応答推定値との相互相関を用いてもよい。
【００１７】
前記伝搬路適合度算出部は、前記伝搬路適合度として、さらに前記テスト周波数応答推定値を算出するのに用いた前記推定区間の形状から決まるモデルエビデンスをペナルティとして加算したものを用いてもよい。
【００１８】
前記伝搬路適合度算出部は、前記伝搬路適合度として、さらにベイズ情報量規準のペナルティを加算したものを用いてもよい。
【００１９】
前記伝搬路適合度算出部は、前記伝搬路適合度として、さらに赤池情報量規準のペナルティを加算したものを用いてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、伝搬路推定精度を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】マッピング部ａ１０４がパイロットシンボルと変調信号をマッピングする例を示す図である。
【図３】マッピング部ａ１０４がパイロットシンボルと変調信号をマッピングする他の例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】区間抽出部ｂ１０７の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】第ｉシンボルの送信信号ｓｉ（ｔ）の構成を示す図である。
【図７】受信信号の第ｉシンボル付近の構成を示す図である。
【図８】実際に受信装置ｂ１が受信信号を観測したときの遅延プロファイルとそのモデルとの不一致が大きい場合は、推定精度が低下する様子を示す図である。
【図９】８個の候補区間９０１〜９０８を用意した例を示す図である。
【図１０】候補区間からいくつかを選択し、伝搬路を推定する場合の関係を示す図である。
【図１１】チャネルインパルス応答を離散的と仮定した場合のパスの電力を示す図である。
【図１２】抽出したパスの推定区間を示す図である。
【図１３】第ｋ要素を第ｋ区間の面積に設定した場合の、抽出したパスの推定区間を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１６】区間抽出部ｂ２０７の構成を示す概略ブロック図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１９】区間抽出部ｂ３０７の構成を示す概略ブロック図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。以下、本実施形態では、送信装置をａ１という。この図において、送信装置ａ１は、パイロット生成部ａ１０１、符号部ａ１０２、変調部ａ１０３、マッピング部ａ１０４、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部ａ１０５、ＧＩ挿入部ａ１０６、送信部ａ１０７、及び送信アンテナ部ａ１０８を含んで構成され、ＯＦＤＭ信号を送信する。
【００２３】
パイロット生成部ａ１０１は、受信装置がその波形（あるいは、その信号系列）の振幅値を予め記憶するパイロットシンボルを生成し、マッピング部ａ１０４に出力する。なお、以下、本実施形態では、受信装置をｂ１という。受信装置ｂ１では、パイロットシンボルを参照信号として伝搬路推定を行う。
【００２４】
符号部ａ１０２は、受信装置ｂ１に送信する情報ビットに対して畳込み符号、ターボ符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check：低密度パリティ検査）符号などの誤り訂正符号を用いて符号化し、符号化ビットを生成する。符号部ａ１０２は、生成した符号化ビットを変調部ａ１０３に出力する。
【００２５】
変調部ａ１０３は、符号部ａ１０２から入力された符号化ビットを、ＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相変調）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調）などの変調方式を用いて変調し、変調シンボルを生成する。変調部ａ１０３は、生成した変調シンボルをマッピング部ａ１０４に出力する。
【００２６】
マッピング部ａ１０４は、パイロット生成部ａ１０１から入力されたパイロットシンボル、及び変調部ａ１０３から入力された変調シンボルを、予め定められたマッピング情報に基づいてリソースエレメント（時間−周波数帯域）にマッピングして周波数領域の信号を生成し、生成した周波数領域の信号をＩＦＦＴ部ａ１０５に出力する。なお、リソースエレメントとは、送信装置ａ１が送信するフレームにおいて１つのサブキャリアと１つの後述するＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）区間から成る、変調シンボルを配置する単位である。また、マッピング情報は、送信装置ａ１が決定し、送信装置ａ１から受信装置ｂ１へ予め通知される。ただし、放送のような、通知を必要としないシステムの受信装置である場合は、通知は行わない。図２は、マッピング部ａ１０４がパイロットシンボルと変調信号をマッピングする例であり、第３．９世代移動通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）のパイロット配置の一つを示している。なお、図３は別のマッピング例であり、日本の地上デジタルテレビジョンであるＩＳＤＢ−Ｔのパイロット配置を示している。
【００２７】
ＩＦＦＴ部ａ１０５は、マッピング部ａ１０４から入力された周波数領域の信号を周波数−時間変換し、時間領域の信号を生成する。ここで、ＩＦＦＴを行う単位の時間区間をＦＦＴ区間という。ＩＦＦＴ部ａ１０５は、生成した時間領域の信号をＧＩ挿入部ａ１０６に出力する。
【００２８】
ＧＩ挿入部ａ１０６は、ＩＦＦＴ部ａ１０５から入力された時間領域の信号に対して、ＦＦＴ区間の信号毎にガードインターバル（Guard Interval：ＧＩ）を付加する。ここで、ガードインターバルとは、ＦＦＴ区間の信号の後方の一部を複製したものであるサイクリックプレフィックス（Cyclic Prefix：ＣＰ）やゼロ区間が続くゼロパディング、Ｇｏｌａｙ符号等を用いた既知信号等であり、ＧＩ挿入部ａ１０６は、このような信号をこのＦＦＴ区間の信号の前方に付加する。
【００２９】
なお、ＦＦＴ区間と、ＧＩ挿入部ａ１０６がその時間区間の信号に付加したガードインターバルの時間区間（ＧＩ区間という）と、を併せてＯＦＤＭシンボル区間という。また、ＯＦＤＭシンボル区間の信号をＯＦＤＭシンボルという。ＧＩ挿入部ａ１０６は、ガードインターバルを付加した信号を送信部ａ１０７に出力する。
【００３０】
なお、ガードインターバルをＦＦＴ区間の後方に挿入してもよい。例えば、サイクリックプレフィックスを用いる場合、ＦＦＴ区間の前方の一部の複製をＦＦＴ区間の信号の後方に付加する。また、サイクリックプレフィックスの場合は、ＯＦＤＭシンボル区間で周期性が保たれるようにすればよく、前記の限りではない。
【００３１】
送信部ａ１０７は、ＧＩ挿入部ａ１０６から入力された信号をデジタル・アナログ変換し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部ａ１０７は、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナａ１０８から受信装置ｂ１へ送信する。
【００３２】
図４は、本実施形態に係る受信装置ｂ１の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置ｂ１は、受信アンテナｂ１０１、受信部ｂ１０２、ＧＩ除去部ｂ１０３、ＦＦＴ部ｂ１０４、デマッピング部ｂ１０５、第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６、区間抽出部ｂ１０７、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８、復調部ｂ１０９、復号部ｂ１１０を含んで構成される。なお、図４中の点線で囲まれた第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６、区間抽出部ｂ１０７、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８を併せて伝搬路推定部と呼ぶ。なお、第１のＣＦＲ推定値は、パイロットサブキャリアにおいて、パイロット信号を用いたＣＦＲの推定値のことを指し、第２のＣＦＲ推定値は、第１のＣＦＲ推定値を用いて雑音低減やパイロットサブキャリア以外への補間が行われた、復調に用いるＣＦＲ推定値のことを指す。
【００３３】
受信部ｂ１０２は、送信装置ａ１が送信した送信信号を、受信アンテナｂ１０１を介して受信する。受信部ｂ１０２は、受信した信号に対して、周波数変換及びアナログ−ディジタル変換を行う。
【００３４】
ＧＩ除去部ｂ１０３は、受信部ｂ１０２から入力された受信信号から、ガードインターバルを除去し、ＦＦＴ部ｂ１０４へ出力する。
【００３５】
ＦＦＴ部ｂ１０４は、ＧＩ除去部ｂ１０３から入力された時間領域の信号に対して時間周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号をデマッピング部ｂ１０５へ出力する。
【００３６】
デマッピング部ｂ１０５は、送信装置ａ１から予め通知されたマッピング情報に基づいてデマッピングし、分離されたパイロットシンボルが送信されたサブキャリアの受信信号を第一のＣＦＲ推定部ｂ１０６に出力する。また、データが送信されたサブキャリアの受信信号を復調部ｂ１０９に出力する。
【００３７】
第１のＣＦＲ推定部は、パイロットサブキャリアにおいて、パイロットシンボルを用いて第１のＣＦＲ推定値を算出し、区間抽出部ｂ１０７および第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。
【００３８】
図５は、区間抽出部ｂ１０７の構成を示す概略ブロック図である。この図において、区間抽出部ｂ１０７は、近似ＣＩＲ（Channel Impulse Response：チャネルインパルス応答）推定部ｂ１０７−１、パス抽出部ｂ１０７−２、対応区間決定部ｂ１０７−３を含んで構成される。
【００３９】
近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１は、第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６から入力される第１のＣＦＲ推定値にＩＦＦＴ等の離散的な周波数時間変換を施し、近似ＣＩＲ推定値に変換する。算出した近似ＣＩＲ推定値をパス抽出部ｂ１０７−２に出力する。
【００４０】
パス抽出部ｂ１０７−２は、近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１から入力される近似ＣＩＲ推定値を用いて、電力の高いパスを抽出する。抽出したパスの情報を、対応区間決定部ｂ１０７−３に出力する。
【００４１】
対応区間決定部ｂ１０７−３は、パス抽出部ｂ１０７−２から入力される抽出されたパスに対応する区間を推定区間として決定する。決定した推定区間を第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。
【００４２】
第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８は、対応区間決定部ｂ１０７−３から入力される推定区間を用いて第２のＣＦＲ推定値を算出する。具体的には、推定区間の形状から周波数相関を求め、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）基準のフィルタ係数を算出し、第１のＣＦＲ推定値をその係数でフィルタリングすることで第２のＣＦＲ推定値を算出する。
【００４３】
復調部ｂ１０９は、伝搬路推定部ｂ１０６から入力される周波数応答を用いて、ＺＦ（Zero Forcing）基準、ＭＭＳＥ基準等のフィルタ係数を算出する。復調部ｂ１０９は、算出したフィルタ係数を用いて、信号の振幅と位相の変動の補償（伝搬路補償という）を行う。復調部ｂ１０９は、復調処理の結果のビット対数尤度比（Log Likelihood Ratio：ＬＬＲ）を復号部ｂ１１０に出力する。
【００４４】
復号部ｂ１１０は、復調部ｂ１０９から入力された復調シンボルに対して、例えば、最尤復号法（Maximum Likelihood Detection：ＭＬＤ）、最大事後確率（Maximum A posteriori Probability：ＭＡＰ）、ｌｏｇ−ＭＡＰ、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ、ＳＯＶＡ（Soft Output Viterbi Algorithm）等を用いて、復号処理を行う。
【００４５】
＜動作原理について＞
以下、受信装置ｂ１の動作原理について、図４を参照しながら説明する。
受信部ｂ１０２が受信した時刻ｔの受信信号ｒ（ｔ）は、次式（１）〜（３）で表わされる。
【００４６】
【数１】
【００４７】
ここで、Ｄは最大遅延時間、ｈ（ｔ，τ）は時刻ｔにおける遅延時間τの複素振幅、ｓ（ｔ）は送信信号、ｚ（ｔ）は雑音、ｓｉ（ｔ）は第ｉシンボルのみの送信信号、ＮはＦＦＴポイント数、Ｓｉ，ｎは第ｉシンボルの第ｎサブキャリアの変調信号、ＴＧはガードインターバル長、ＴｓはＯＦＤＭシンボル区間の長さ、Δｆはサブキャリア間の周波数間隔である。なお、τ＝０〜Ｄの複素振幅ｈ（ｔ，τ）をまとめて時刻ｔのチャネルインパルス応答という。ただし、送信信号と受信信号の先行波が同期しているものとしてモデル化を行った。
【００４８】
図６に、第ｉシンボルの送信信号ｓｉ（ｔ）の構成を示す。送信信号ｓ（ｔ）は、これら１つ１つのＯＦＤＭシンボルが時間的に並んだ形で構成される。
【００４９】
図７に、受信信号の第ｉシンボル付近の構成を示す。簡単のため、先行波と３つの遅延パスのみが到来する場合を示したが、実際は式（１）でモデル化したように、遅延パスは連続的に到来する。
【００５０】
以後、第ｉシンボルの復調・復号について考える。受信部ｂ１０２でディジタル領域の受信信号が得られ、ＧＩ除去部ｂ１０３でＧＩを除去し、ＦＦＴ部ｂ１０４で時間周波数変換を行う。これらの結果、得られる第ｉシンボルにおける第ｎサブキャリアの受信信号Ｒｉ，ｎは、次式（４）、（５）で表される。
【００５１】
【数２】
【００５２】
ここで、Ｈｉ，ｎは第ｉシンボルにおける第ｎサブキャリアのＣＦＲ、Ｚｉ，ｎは第ｉシンボルにおける第ｎサブキャリアの雑音、Δｔはディジタル信号のサンプリング周波数であり、Δｔ＝１／ＮΔｆの関係がある。なお、ｈ（ｔ，τ）がｉＴｓ≦ｔ＜（ｉ＋１）Ｔｓの間は変化せず、ｃｉ（τ）に固定されるものとし、ＤはＴＧを超えていないものとしてモデル化を行った。このため、雑音以外に干渉は生じていない。
【００５３】
ここでは、復調に用いるＨｉ，ｎの推定値である第２のＣＦＲ推定値Ｈ’’ｉ，ｎが得られているものとして、伝搬路推定部以外の受信装置ｂ１の残りの機能を説明する。Ｈ’’ｉ，ｎを推定する伝搬路推定部の動作原理は後述する。
【００５４】
復調部ｂ１０９は、例えばＭＭＳＥ基準のフィルタリングを用いた場合、復調シンボルＳ’ｉ，ｎを次式（６）を用いて算出する。
【００５５】
【数３】
【００５６】
ここで、Ｙ＊はＹの複素共役であることを示す。また、式（６）においてσｚ２はＺｉ，ｎの電力であり、復号の結果を用いて得られるＳｉ，ｎのレプリカＳ’’ｉ，ｎを用いて次式（７）のように推定することができる。
【００５７】
【数４】
【００５８】
ただし、Ｎ個全てのサブキャリアを使っていない場合は、適宜平均するサブキャリア数を調整する。この処理を、復号の終わっているシンボルで行えばよい。なお、式（７）のようにサブキャリア方向の平均化だけでなく、シンボルに関して平均（ｉに関する平均）してもよいし、その際に過去の結果ほど忘却するような重み付け平均を行ってもよい。また、Ｓ’’ｉ，ｎとして、復号部ｂ１１０の出力結果を用いて作成されるソフトレプリカを用いてもよいし、あるいはそれを硬判定したハードレプリカを用いてもよい。また、復号結果ではなく、復調結果Ｓ’ｉ，ｎをそのまま用いてもよいし、あるいはそれを硬判定したハードレプリカを用いてもよい。また、パイロットシンボルに該当する場合は、そのままパイロットシンボルを用いればよい。
【００５９】
復調部ｂ１０９は、式（６）の復調シンボルＳ’ｉ，ｎからビット対数尤度比を算出する。この算出処理には等価振幅利得が用いられる。具体的には、ＱＰＳＫの場合、次式（８）で表わされる第ｉシンボルにおける第ｎサブキャリアの等価振幅利得μｉ，ｎに対して、ビット対数尤度比λは、次式（９）、（１０）で表わされる。ここで、式（９）、（１０）は、それぞれ、１ビット目のビットｂｉ，ｎ，０、２ビット目のビットｂｉ，ｎ，１のビット対数尤度比λ（ｂｉ，ｎ，０）、λ（ｂｉ，ｎ，１）である。
【００６０】
【数５】
【００６１】
次に図４および図５を参照しながら、伝搬路推定の動作を説明する。第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６は、次式（１１）のように第１のＣＦＲ推定値Ｈ’ｉ，ｎを算出する。
【００６２】
【数６】
【００６３】
これを行うためには、第ｎサブキャリアの信号Ｓｉ，ｎが既知である必要があるが、パイロットサブキャリアにおいて、パイロットシンボルを用いればよい。なお、雑音電力の推定で述べたように、復調または復号を行ったシンボルも用いればパイロットサブキャリアでなくとも式（１１）を実行できるので、Ｈ’’ｉ，ｎを算出するために用いるＨ’ｉ，ｎを増やしてもよい。以後の説明は、パイロットサブキャリアのみを用いた場合で説明する。
【００６４】
ここで、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８において、第１のＣＦＲ推定値と後述する区間抽出部ｂ１０７から得られる推定区間を用いて第２のＣＦＲ推定値を算出する方法について説明する。まず、第ｉシンボルにおいて、式（１１）を実行できるパイロットサブキャリアを、ｎｉ（０）、ｎｉ（１）、・・・、ｎｉ（Ｐｉ−１）とし、そのサブキャリアにおける第１のＣＦＲ推定値を並べたベクトルＨｉ，ｐ（Ｈは太字）を次式（１２）のように定義する。
【００６５】
【数７】
【００６６】
ただし、Ｐｉは第ｉシンボルにおけるパイロットシンボル数、太字はベクトル又は行列を表わし、ＹＴ（Ｙは太字）はＹ（Ｙは太字）の転置を表わす。なお、例えば図２における最初のＯＦＤＭシンボルのパイロットサブキャリアを考えると、ｎｉ（０）は一番低いサブキャリア、ｎｉ（１）はそれより６つ先のサブキャリア、ｎｉ（２）はさらに６つ先のサブキャリア、・・・、ということになる。この推定値は、ただパイロットシンボルで除算しただけであり、雑音の影響が大きいため、伝搬路の統計的性質を用いて雑音を低減するのが望ましい。また、パイロットサブキャリア以外のサブキャリアではＣＦＲが求まっていないため、同様に伝搬路の統計的性質を用いて補間する。具体的に、伝搬路の統計的性質として周波数相関を用い、その周波数相関は推定区間の形状から算出される。
ＭＭＳＥ基準を用いて推定を行う場合、第２のＣＦＲ推定値を要素として持つベクトルＨｉ（Ｈは太字）は、次式（１３）〜（１５）で表される。
【００６７】
【数８】
【００６８】
ここで、ＲＨｉＨｉ，ｐ（Ｒは太字）はＨｉ（Ｈは太字）とＨｉ，ｐ（Ｈは太字）の相互相関行列、ＲＨｉ，ｐＨｉ，ｐ（Ｒは太字）はＨｉ，ｐ（Ｈは太字）の自己相関行列、ρｎ，ｍはサブキャリアｎとｍの相関係数である。ρｎ，ｍは次式（１６）で表される。
【００６９】
【数９】
【００７０】
ただし、Ｅ［ｘ］はｘのアンサンブル平均を表す。Ｅ［｜ｃｉ（τ）｜２］は遅延プロファイルを表し、通常は未知であるため、式（１６）はこのままでは計算できない。非特許文献１では、この遅延プロファイルをモデル化することで計算を可能にしているが、実際に受信装置ｂ１が受信信号を観測したときの遅延プロファイルとそのモデルとの不一致が大きい場合は、推定精度が低下する。図８にそのような場合の一例を示す。８０１と８０２は実際に受信した受信信号の電力を表し、８０３は想定するモデルの電力を表すものとする。この場合、８０４と８０５の区間に遅延パスは存在しないため、このような区間は０として推定する方が推定精度を向上させることができる。
【００７１】
これを実現するため、本発明では、複数の候補区間を用意し、それらの選び方を変化させ、推定精度の高いものを探索する。図９は、８個の候補区間９０１〜９０８を用意した例である。これら候補区間からいくつかを選択する。例えば、９０１、９０５、９０６を選んだとすると、図８の伝搬路を推定する場合に図１０のような関係となり、実際の伝搬路である８０１、８０２と最も似た形になり、推定精度が向上する。なお、本発明では、図１０のような候補区間を組み合わせて生成した区間を推定区間と呼ぶ。
【００７２】
候補区間の個数をＫ、候補区間ｋの幅をΔｋ、大きさをαｋ、候補区間ｋの開始位置における遅延時間をτｋとすると、式（１６）は次式（１７）、（１８）で表すことができる。
【００７３】
【数１０】
【００７４】
ここで、ｓｉｎｃ（ｘ）は、ｘ＝０のとき１であり、それ以外のときはｓｉｎ（πｘ）／（πｘ）となる関数である。また、式（１７）のΦは、選択した候補区間の番号の集合である。なお、Δｋはｋによらず固定の値、例えばΔｔや２Δｔとしてもよいし、一般的に遅延プロファイルは、遅延時間が大きい位置の方が広がっている傾向が強いため、遅延時間の大きい領域の区間では大きめに取る等としてもよい。以降の説明では、Δｔに一致しているものとして説明する。また、Ｋの具体的な値は、ＧＩを超える遅延波はないと仮定してτＫがＴＧ程度となるようなＫとΔｋの組み合わせとしてもよいし、もっと長い遅延波が存在することを想定してさらに大きいＫを設定してもよい。また、αｋは固定の値にしておけばよく、例えば０．５／Δｋなどにしておけばよい。
【００７５】
次に、図５を参照しながら区間抽出部ｂ１０７における本実施形態の推定区間の抽出方法について説明する。まず、第１のＣＦＲ推定値にＩＦＦＴを施すことで、遅延プロファイルの形状を近似的に把握する。Ｈｉ，ｐ（Ｈは太字）に対するＩＦＦＴ結果をｃ’ｉ（ｃは太字）とすると、次式（１９）、（２０）のように表すことができる。
【００７６】
【数１１】
【００７７】
ただし、Ｌは観測する最大遅延の離散時間に対応し、ＬΔｔ＞Ｄとなるようにする。図１１は、ｃ’ｉ（ｃは太字）の電力を表している。１１０１〜１１１０はチャネルインパルス応答を離散的と仮定した場合のパスである。これは、遅延プロファイルの形状を近似的に表していると考えることができる。そこで、ｃ’ｉ（ｃは太字）の電力のうち、大きい順に事前に定められた個数だけパスを抽出する。これは、パス抽出部ｂ１０７−２の処理である。例えば、図１１で５パス抽出する場合、１１０１、１１０２、１１０５、１１０６、１１０７を抽出する。この個数は、受信装置ｂ１の設計段階で決めておいてもよいし、可変として受信装置ｂ１のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新する等をしてもよい。
【００７８】
抽出したパスに対して、推定区間を決定する。具体的には、ｃ’ｉ（ｃは太字）のうち、第ｋ要素のパスを抽出した場合に、対応する推定に用いる区間は、ｋΔｔ≦τ＜（ｋ＋１）Δｔの区間とする。図１２は、図１１において１１０１、１１０２、１１０５、１１０６、１１０７を抽出した場合の推定区間を示す。図１０と同様、それぞれの区間には図９と同じ番号付けをしている。図１１の１１０１、１１０２、１１０５、１１０６、１１０７に対応する区間が、それぞれ図１２の９０１、９０２、９０５、９０６、９０７ということになる。なお、ｃ’ｉ（ｃは太字）の第ｋ要素を第ｋ区間の面積に設定するようにしてもよい。ここでは、面積はαｋΔｋに一致する。この場合、推定区間は図１３のようになり、より実際の遅延プロファイルに近づけることができるため、推定精度はさらに向上する。なお、ΔｋがΔｔと異なる値を取っており、候補区間ｋの始まりがｋΔｔにはならない場合は、遅延時間ｋΔｔを含む候補区間を選べばよい。
【００７９】
＜受信装置ｂ１の動作について＞
図１４は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図４の受信部ｂ１０２が受信信号をＧＩ除去部ｂ１０３に出力した後の処理である。
【００８０】
（ステップＳ１０１）ＧＩ除去部ｂ１０３は、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップＳ１０２へ進む。
【００８１】
（ステップＳ１０２）ＦＦＴ部ｂ１０４は、ステップＳ１０１で得られる信号に対して時間周波数変換を行う。デマッピング部ｂ１０５は、得られた周波数領域の信号から、データとパイロットを分離する。パイロットサブキャリアの受信信号を第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６に出力した後、ステップＳ１０３へ進む。
【００８２】
（ステップＳ１０３）第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６は、ステップＳ１０２で得られるパイロットサブキャリアの受信信号を用いて伝搬路推定を行い、第１のＣＦＲ推定値を算出して区間抽出部ｂ１０７および第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。その後、ステップＳ１０４へ進む。
【００８３】
（ステップＳ１０４）区間抽出部ｂ１０７中の近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１は、ステップＳ１０３で得られる第１のＣＦＲ推定値にＩＦＦＴを施すことで近似ＣＩＲを算出する。その後、ステップＳ１０５へ進む。
【００８４】
（ステップＳ１０５）パス抽出部ｂ１０７−２は、ステップＳ１０４で得られる近似ＣＩＲのうち電力の高い順番に所定の数のパスを抽出し、対応区間決定部ｂ１０７−３は、それらに対応する推定区間を設定する。設定した推定区間を第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力し、ステップＳ１０６へ進む。
【００８５】
（ステップＳ１０６）第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８は、ステップＳ１０３で得られる第１のＣＦＲ推定値とステップＳ１０５で得られる推定区間とを用いて第２のＣＦＲ推定値を算出する。その後、ステップＳ１０７へ進む。
【００８６】
（ステップＳ１０７）復調部ｂ１０９は、ステップＳ１０６で得られる第２のＣＦＲ推定値を用い、復調処理を行う。その後、ステップＳ１０８へ進む。
【００８７】
（ステップＳ１０８）復号部ｂ１１０は、ステップＳ１０７で得られる復調結果を用いて復号を行う。その後、受信装置ｂ１は動作を終了する。
【００８８】
このように、本実施形態によれば、伝搬路推定部は、まずパイロットシンボルを用いて第１のＣＦＲ推定値を算出し、第１のＣＦＲ推定値をＩＦＦＴすることで得られる近似ＣＩＲのうち、電力の高いパスを抽出し、抽出したパスから推定区間を決定し、第１のＣＦＲ推定値と推定区間を用いて第２のＣＦＲ推定値を算出する。これにより、推定に用いる電力遅延プロファイルを、実際に電力の存在する遅延時間に電力を割り振り、そうではない遅延時間には電力を割り振らない形にすることができ、雑音および干渉の抑圧効果を増加させることで、伝搬路推定精度を向上させることができる。
【００８９】
なお、上記第１の実施形態において、通信システムはマルチキャリア信号の通信を行う場合について説明したが、本発明はこれに限らず、ＦＦＴを用いてシングルキャリア信号の通信を行う場合にも、適用することができる。このことは、後述する他の実施形態においても同様である。
【００９０】
なお、上記第１の実施形態において、各候補区間は長方形であるとして説明したが、台形や三角形でもよく、これに限らない。例えば、Ｋ個に分割する前の区間が指数減衰するものとし、それをＫ個に分割する等でもよい。
【００９１】
なお、上記第１の実施形態において、式（１１）のようにあるシンボルにおいては、そのシンボルのパイロットサブキャリアを用いて第１のＣＦＲ推定値を算出するようにしたが、異なるシンボルのパイロットサブキャリアを用いてもよい。例えば、図２における最初のシンボルを考える。このとき、５つ目のシンボルまでの伝搬路の時間変動は充分小さいものとし、５つ目のシンボルのパイロットサブキャリアで求まる第１のＣＦＲ推定値を最初のシンボルでも用いるようにする。この場合、最初のシンボルのパイロットサブキャリアは、最初のサブキャリア、３個先のサブキャリア、６個先のサブキャリア、・・・、のように数を大幅に増加させることができる。また、パイロットサブキャリアを持たないシンボルにもこの推定値を適用してもよい。例えば、図２の２〜４つ目のシンボルの推定値を、上述した、最初のサブキャリア、３個先のサブキャリア、６個先のサブキャリア、・・・、の推定値にしてもよい。また、時間変動が無視できない場合は、パイロットサブキャリア間で線形補間を行えばよい。これは、例えば、図２の最初のサブキャリアにおいて、最初のシンボルと８個目のシンボルに挟まれる２〜７個目のシンボルにおいて行えばよい。このことは、後述する他の実施形態においても同様である。
【００９２】
なお、あるＯＦＤＭシンボルで決定した推定区間を異なるＯＦＤＭシンボルで用いてもよい。例えば、第ｉＯＦＤＭシンボルで推定区間を設定しても、伝搬路の時間変動が小さい場合には、第ｉ＋１ＯＦＤＭシンボルでも同じ推定区間を用いてもよい。このようにすることで、第ｉ＋１ＯＦＤＭシンボルでは区間抽出部ｂ１０７の処理を省略できるため、計算量を削減することができる。このことは、後述する他の実施形態においても同様である。
【００９３】
なお、上記第１の実施形態において、近似ＣＩＲ推定値からパス抽出を行う際に、電力の高い順に所定の数のパスを抽出する場合について説明したが、雑音電力に所定の値を乗算して閾値を作成し、その閾値を上回るパスを抽出するようにしてもよい。乗算する所定の値は受信装置ｂ１を設計する段階で固定してもよいし、受信装置ｂ１のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新する等でもよい。このことは後述する第３の実施形態においても同様である。
【００９４】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。第１の実施形態では、送信装置ａ１がパイロットシンボルを周波数領域にマッピングするマルチキャリア信号等を送信し、受信装置ｂ１が、パイロットサブキャリアにおいて第１のＣＦＲ推定値を算出し、第１のＣＦＲ推定値から算出される近似ＣＩＲ推定値のうち電力の高いパスを抽出し、対応する推定区間を設定し、第１のＣＦＲ推定値と設定した推定区間とを用いることで第２のＣＦＲ推定値を算出する。本実施形態では、Ｋ個に分けた区間を候補区間とし、それらのどれを選択すべきかを、実際に第２のＣＦＲ推定値算出を行いながらテストすることを繰り返すことで決定する方法について説明する。
【００９５】
図１５は、本発明の第２の実施形態に係る受信装置ｂ２の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置ｂ２（図１５）と第１の実施形態に係る受信装置ｂ１（図４）とを比較すると、区間抽出部ｂ２０７が異なる。しかし、その他の構成要素（受信アンテナｂ１０１、受信部ｂ１０２、ＧＩ除去部ｂ１０３、ＦＦＴ部ｂ１０４、デマッピング部ｂ１０５、第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８、復調部ｂ１０９、復号部ｂ１１０）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００９６】
図１６は、区間抽出部ｂ２０７の構成を示す概略ブロック図である。この図において、区間抽出部ｂ２０７は、テストＣＦＲ推定部ｂ２０７−１、伝搬路適合度算出部ｂ２０７−２、不要候補区間除去部ｂ２０７−３、判断部ｂ２０７−４、区間決定部ｂ２０７−５から構成される。ここで、テストＣＦＲとは、候補区間を組み合わせて推定区間候補とし、それと第１の周波数応答推定値を用いて算出される第２のＣＦＲ推定値であり、区間抽出部ｂ２０７は、テストＣＦＲ推定値の推定精度を予想して、推定精度を向上させる推定区間を繰り返し処理により決定する。また、伝搬路適合度とは、ある推定区間候補を用いて推定されたテストＣＦＲ推定値が、第１のＣＦＲ推定値とどれだけ適合しているかを表す量であり、本発明では、この伝搬路適合度が高い推定値を推定精度の高い推定値と判断する。伝搬路適合度に関する詳細は後述する。
【００９７】
また、区間抽出部ｂ２０７は、推定区間を抽出するために一時記憶場所を持ち、以下のような変数で表す。
selected_interval: 選択した区間を保存する。初期値は空とする。
candidate_intervals: 候補区間を保存する。初期値は［０、１、・・・、Ｋ−１］とする。
estimate_interval_candidates: 推定区間候補を保存する。初期値は任意とする。
estimated_H: テストＣＦＲ推定値を保存する。初期値は任意とする。
channel_match: 伝搬路適合度を保存する。初期値は任意とする。
channel_match_prev: １つ前の繰り返し処理で決定した伝搬路適合度を保存する。初期値は−∞とする。
【００９８】
テストＣＦＲ推定部ｂ２０７−１では、まずselected_intervalにcandidate_intervalsの各要素を加えて推定区間候補を作成し、estimate_interval_candidatesに保存する。次に、estimate_interval_candidatesの各候補を用いて、テストＣＦＲ推定値を式（１３）〜（１８）を用いて算出し、その結果をestimated_Hに保存する。例えば、初回処理ではselected_intervalは空、candidate_intervalsは［０、１、・・・Ｋ−１］であるため、estimate_interval_candidatesは［［０］、［１］、・・・、［Ｋ−１］］となる。また、例えば３回目の繰り返し処理において、selected_intervalが［０、２］、candidate_intervalsが［１、３、５］になっていた場合、estimate_interval_candidatesは［［０、２、１］、［０、２、３］、［０、２、５］］となる。
【００９９】
伝搬路適合度算出部ｂ２０７−２では、estimated_Hそれぞれに対して、伝搬路適合度を算出する。伝搬路適合度としては、例えばテストＣＦＲ推定値と第１のＣＦＲ推定値の平均２乗誤差を用いる。具体的には、次式（２１）を用いる。
【０１００】
【数１２】
【０１０１】
ここで、第ｉ’シンボルは、テストＣＦＲ推定値を算出した第ｉシンボルとは異なるシンボルである。例えば、図２において先頭のシンボルでテストＣＦＲ推定値を算出した場合、５番目のシンボルを第ｉ’シンボルとすればよい。なお、それ以外の過去のシンボルや未来のシンボルを用いてもよい。第ｉシンボルとは異なるシンボルを用いるのは、同じ雑音系列の乗ったシンボルで比較を行うと、過学習が起こり、最終的な選択区間数が多くなる可能性があるためである。この計算を各テストＣＦＲ推定値に対して行い、channel_matchに保存する。
【０１０２】
不要候補区間除去部ｂ２０７−３では、channel_matchに保存された複数の伝搬路適合度の中で、channel_match_prevに保存された１つ前の繰り返しで決定された伝搬路適合度より小さいものが存在した場合、対応するcandidate_intervalsの要素を削除する。これは、その区間を追加して推定を行っても、推定精度が向上していないと考えられ、これ以上考慮に入れる必要がないと判断できるためである。なお、初回処理の場合は、１つ前の繰り返しが存在せず、channel_match_prevに保存されている値は−∞となっているため、除去は行われない。
【０１０３】
判断部ｂ２０７−４では、繰り返し処理を終了するか否かを判断する。まず、candidate_intervalsが空だった場合、１つ前の繰り返しで決定した区間に対して、どの候補区間を追加しても伝搬路適合度が向上しなかったことを意味するため、selected_intervalに保存された１つ前の繰り返しで決定された推定区間を最終結果として第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力し、繰り返し処理を終了する。次に、candidate_intervalsの要素が残り１つだった場合、その残った候補区間は、１つ前の繰り返しで決定した区間に追加して伝搬路適合度が向上する最後の候補であることを意味するため、対応するestimate_interval_candidatesの要素を推定区間として第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力して処理を終了する。上述した２つの条件に当てはまらなかった場合は、繰り返し処理を続行する。なお、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力するのを、推定区間ではなく、対応するテストＣＦＲ推定値としてもよい。この場合、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８は推定を行わず、入力されたＣＦＲ推定値を第２のＣＦＲ推定値としてそのまま復調部ｂ１０９に出力する。なお、candidate_intervalsの要素が残り１つでなくても、処理を終了するようにしてもよい。例えば、２つや３つのような少ない数であればよく、これに限るものではない。そのような場合、残った候補区間の要素を全て１つ前の繰り返しで決定した推定区間に加えてから出力してもよいし、最大のものだけを加えるようにしてもよい。
【０１０４】
区間決定部ｂ２０７−５では、channel_matchの要素の中で、最大のものを選択し、それに対応する候補区間を新たな推定区間の一部として決定する。処理としては、選択したchannel_matchの要素をchannel_match_prevに保存し、candidate_intervalsから該当する候補区間を削除し、selected_intervalに新たな要素として追加する。その後、テストＣＦＲ推定部ｂ２０７−１の処理に戻り、次の繰り返し処理に移行する。
【０１０５】
これらの動作は、判断部ｂ２０７−４による終了判定が行われるまで繰り返し行われる。
【０１０６】
＜受信装置ｂ２の動作について＞
図１７は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図１５の受信部ｂ１０２が受信信号をＧＩ除去部ｂ１０３に出力した後の処理である。
【０１０７】
（ステップＳ２０１）ＧＩ除去部ｂ１０３は、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップＳ２０２へ進む。
【０１０８】
（ステップＳ２０２）ＦＦＴ部ｂ１０４は、ステップＳ２０１で得られる信号に対して時間周波数変換を行う。デマッピング部ｂ１０５は、得られた周波数領域の信号から、データとパイロットを分離する。パイロットサブキャリアの受信信号を第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６に出力した後、ステップＳ２０３へ進む。
【０１０９】
（ステップＳ２０３）第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６は、ステップＳ２０２で得られるパイロットサブキャリアの受信信号を用いて伝搬路推定を行い、第１のＣＦＲ推定値を算出して区間抽出部ｂ２０７および第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。その後、ステップＳ２０４へ進む。
【０１１０】
（ステップＳ２０４）区間抽出部ｂ２０７中のテストＣＦＲ推定部ｂ２０７−１は、既に決定されている推定区間に、残っている候補区間を追加して推定区間候補を生成し、その推定区間候補それぞれとステップＳ２０３で得られる第１のＣＦＲ推定値を用いたテストＣＦＲ推定値算出を行う。結果を伝搬路適合度算出部ｂ２０７−２に出力し、その後、ステップＳ２０５へ進む。
【０１１１】
（ステップＳ２０５）伝搬路適合度算出部ｂ２０７−２は、ステップＳ２０４で得られる各テストＣＦＲ推定値と、ステップＳ２０３で得られる第１のＣＦＲ推定値とを用いて伝搬路適合度を算出し、その結果を不要候補区間除去部ｂ２０７−３に出力する。その後、ステップＳ２０６へ進む。
【０１１２】
（ステップＳ２０６）不要候補区間除去部ｂ２０７−３は、ステップＳ２０５で得られる伝搬路適合度のうち、ステップＳ２０９で決定された１つ前の繰り返しにおける伝搬路適合度より小さかった場合、対応する候補区間を削除する。ただし、初回処理の場合はステップＳ２０９が実行されていないので、上述した比較および削除は行わない。その後、ステップＳ２０７へ進む。
【０１１３】
（ステップＳ２０７）判断部ｂ２０７−４は、ステップＳ２０６の結果、候補区間が空になったことを検出した場合、ステップＳ２０９で決定された１つ前の繰り返しにおける推定区間を第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力し、ステップＳ２１０へ進む。そうではない場合、ステップＳ２０８へ進む。
【０１１４】
（ステップＳ２０８）判断部ｂ２０７−４は、ステップＳ２０６の結果、候補区間が残り１つになったことを検出した場合、ステップＳ２０４で得られるテストＣＦＲ推定値のうち、残った候補区間に対応するものを選び、そのテストＣＦＲ推定値算出に用いた推定区間候補を推定区間として第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力し、ステップＳ２１０へ進む。そうではない場合、ステップＳ２０９へ進む。
【０１１５】
（ステップＳ２０９）区間決定部ｂ２０７−５は、ステップＳ２０６の結果、残った伝搬路適合度のうち、最大のものを選択し、その伝搬路適合度を保存する。また、その伝搬路適合度に対応する候補区間の要素を候補区間から削除し、推定区間に追加する。それを新たに決定された推定区間とし、ステップＳ２０４へ戻る。
【０１１６】
（ステップＳ２１０）第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８は、ステップＳ２０８またはステップＳ２０９で得られる推定区間を用いて第２のＣＦＲ推定値を算出し、復調部ｂ１０９に出力する。その後、ステップＳ２１１へ進む。
【０１１７】
（ステップＳ２１１）復調部ｂ１０９は、ステップＳ２１０で得られる第２のＣＦＲ推定値を用い、復調処理を行う。その後、ステップＳ２１１へ進む。
【０１１８】
（ステップＳ２１２）復号部ｂ１１０は、ステップＳ２１１で得られる復調結果を用いて復号を行う。その後、受信装置ｂ２は動作を終了する。
【０１１９】
このように、本実施形態によれば、区間抽出部ｂ２０７は、伝搬路適合度を向上させる候補区間を１つずつ検出し、推定区間を決定する。これにより、推定に用いる電力遅延プロファイルを、実際に電力の存在する遅延時間に電力を割り振り、そうではない遅延時間には電力を割り振らない形にすることができ、雑音および干渉の抑圧効果を増加させることで、伝搬路推定精度を向上させることができる。また、伝搬路適合度を向上できない区間を削除する動作を同時に行うことで、計算量を大幅に削減する。
【０１２０】
なお、上記第２の実施形態において、候補区間を１つずつ決定する場合について説明したが、一度に決定する候補区間を増やしてもよい。一度に決定する区間数は、予め決めておいてもよいし、設計段階では可変にしておき、受信装置ｂ１のファームウェア、ソフトウェア等をアップデートするときに更新する等してもよい。
【０１２１】
なお、上記第２の実施形態において、候補区間を１つずつ検出し、同時に伝搬路適合度を増加できない候補区間を削除する方法について説明したが、削除を省略してもよい。
【０１２２】
なお、上記第２の実施形態において、式（１７）のように、候補区間ｋの電力αｋは定数としているが、複数の候補から選ぶようにしてもよい。例えば、αｋの候補として０．５／Δｆ、０．２５／Δｆ、０．１２５／Δｆを用意しておき、それぞれに対して伝搬路適合度を算出するようにしてもよい。その３つの中で最大の伝搬路適合度を、候補区間ｋの伝搬路適合度としてchannel_matchに保存するようにしてもよい。
【０１２３】
なお、上記第２の実施形態において、ある推定区間候補を用いて算出したテストＣＦＲ推定値の伝搬路適合度算出に用いる第１のＣＦＲ推定値を、異なるシンボルのものとしたが、違う雑音系列であればよく、これに限るものではない。例えば、図２の最初のシンボルにおいて、テストＣＦＲ推定値を算出するのに用いる第１のＣＦＲ推定値を、最初のサブキャリア、１２個先のサブキャリア、２４個先のサブキャリア、・・・、というように１つ飛ばしとし、飛ばした６個先のサブキャリア、１８個先のサブキャリア、３０個先のサブキャリア、・・・、の系列を伝搬路適合度算出に用いるようにしてもよい。
【０１２４】
なお、上記第２の実施形態において、伝搬路適合度としてテストＣＦＲ推定値と第１のＣＦＲ推定値との平均２乗誤差を用いる場合について説明したが、相互相関を用いてもよい。
【０１２５】
なお、上記第２の実施形態において、伝搬路適合度としてテストＣＦＲ推定値と第１のＣＦＲ推定値との平均２乗誤差や相互相関を用いる場合について説明したが、これに加えて推定区間の形状によって決まるペナルティを加算してもよい。ここで、その説明を行う。
【０１２６】
Ｈｉ，ｐ（Ｈは太字）に加わっている雑音は、白色ガウス雑音とみなすのが一般的である。従って、Ｈｉ，ｐ（Ｈは太字）の尤度関数ｐ（Ｈｉ，ｐ｜Ｈ）（Ｈは太字）を次式（２２）で表すことができる。
【０１２７】
【数１３】
【０１２８】
ここで、Ｈ（Ｈは太字）はテストＣＦＲ推定値の変数ベクトルである。ただし、記述を簡単にするため、第ｉシンボルにおけるパイロットサブキャリアの要素のみを持つサイズＰｉのベクトルとする。また、Ｈ（Ｈは太字）もガウス分布であると仮定すると、その事前分布ｐ（Ｈ）（Ｈは太字）は次式（２３）で表すことができる。
【０１２９】
【数１４】
【０１３０】
尤度関数と事前分布を用いると、次式（２４）で表される相関行列ＲＨｉ，ｐＨｉ，ｐ（Ｒは太字）を用いたときの推定ベクトルＨ’ｉ（Ｈは太字）がどれだけ式（１２）のＨｉ，ｐ（Ｈは太字）にフィッティングしているかを表すモデルエビデンスを、次式（２５）のように計算することができる。
【０１３１】
【数１５】
【０１３２】
ここで、式（２４）は式（１３）で得られる推定値のうち、第ｉシンボルのパイロットサブキャリアの要素のみを並べたベクトルを表す。
【０１３３】
式（２５）がペナルティを加算する場合の伝搬路適合度であり、第１項はテストＣＦＲ推定値と第１のＣＦＲ推定値の相互相関に対して雑音電力で除算を行ったものを表す。相互相関の代わりに平均２乗誤差を用いてもよい。
【０１３４】
また、第２項はＲＨｉ，ｐＨｉ，ｐ（Ｒは太字）を用いたときのペナルティを表し、最終的な推定区間が必要以上に増加することを防ぐ。
【０１３５】
第３項は、ＲＨｉ，ｐＨｉ，ｐ（Ｒは太字）によらない定数であるので、伝搬路適合度算出部ｂ２０７−２では加算を行わない。このようなペナルティを含んだ伝搬路適合度を用いると、過学習の問題を防ぐことができ、伝搬路適合度算出に用いる第１のＣＦＲ推定値をテストＣＦＲ推定値と同じシンボルのものにすることができ、伝搬路が高速に変動している場合に有効となる。
【０１３６】
なお、ペナルティ値は、ベイズ情報量規準や赤池情報量規準のように、事前に決まった値であってもよい。例えば、区間抽出部ｂ２０７の処理において、そのときに選択している区間の数をパラメータ数ｍと考えると、ベイズ情報量規準を用いる場合の伝搬路適合度は次式（２６）のようになる。
【０１３７】
【数１６】
【０１３８】
これを用いれば、ペナルティの計算は不要となる。なお、次式（２７）のような赤池情報量規準を用いてもよいし、その他の情報量規準を用いてもよい。
【０１３９】
【数１７】
【０１４０】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施形態について詳しく説明する。第１の実施形態では、送信装置ａ１がパイロットシンボルを周波数領域にマッピングするマルチキャリア信号等を送信し、受信装置ｂ１が、パイロットサブキャリアにおいて第１のＣＦＲ推定値を算出し、第１のＣＦＲ推定値から算出される近似ＣＩＲ推定値のうち電力の高いパスを抽出し、対応する推定区間を設定し、第１のＣＦＲ推定値と設定した推定区間とを用いることで第２のＣＦＲ推定値を算出する。一方、第２の実施形態では、Ｋ個に分けた区間を候補区間とし、それらのどれを選択すべきかを、実際に第２のＣＦＲ推定値算出を行いながらテストすることを繰り返す。本実施形態では、第１の実施形態と同様に近似ＣＩＲのうち電力の高いパスを抽出し、対応する推定区間を設定し、第１のＣＦＲ推定値と設定した推定区間とを用いることで第２のＣＦＲ推定値を算出するが、抽出するパス数を複数パターン用意しておく。この結果得られる複数の第２のＣＦＲ推定値をテストＣＦＲ推定値とし、どれを復調用に用いるかを第２の実施形態で用いる伝搬路適合度により決定する方法について説明する。
【０１４１】
図１８は、本発明の第３の実施形態に係る受信装置ｂ３の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置ｂ３（図１８）と第１の実施形態に係る受信装置ｂ１（図４）とを比較すると、区間抽出部ｂ３０７が異なる。しかし、その他の構成要素（受信アンテナｂ１０１、受信部ｂ１０２、ＧＩ除去部ｂ１０３、ＦＦＴ部ｂ１０４、デマッピング部ｂ１０５、第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８、復調部ｂ１０９、復号部ｂ１１０）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【０１４２】
図１９は、区間抽出部ｂ３０７の構成を示す概略ブロック図である。この図において、区間抽出部ｂ３０７は、近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１、パス抽出部ｂ３０７−２−ｑ、対応区間決定部ｂ３０７−３−ｑ、テストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑ、伝搬路適合度算出部ｂ３０７−５−ｑ、比較部ｂ３０７−６から構成される。ここで、ｑ＝１、２、・・・、Ｑであり、Ｑは複数存在する抽出するパス数の個数である。近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１は、第１の実施形態の区間抽出部ｂ１０７（図５）における近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１と同じである。この機能の説明は省略する。
【０１４３】
パス抽出部ｂ３０７−２−ｑは、近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１から入力される近似ＣＩＲ推定値を用いて、電力の高いパスを抽出する。ここで、抽出するパス数はｑによって異なる。それぞれの抽出するパス数は、受信装置ｂ３を設計した段階で固定してもよいし、受信装置ｂ３のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新する等でもよい。パス抽出部ｂ３０７−２−ｑが抽出したパスの情報を、対応区間決定部ｂ３０７−３−ｑに出力する。
【０１４４】
対応区間決定部ｂ３０７−３−ｑは、パス抽出部ｂ３０７−２−ｑから入力される抽出されたパスに対応する区間を推定区間として決定する。決定した推定区間をテストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑに出力する。
【０１４５】
テストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑは、対応区間決定部ｂ３０７−３−ｑから入力される推定区間と第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６から入力される第１のＣＦＲ推定値を用いてテストＣＦＲ推定値を算出する。推定値を伝搬路適合度算出部ｂ３０７−５−ｑに出力する。
【０１４６】
伝搬路適合度算出部ｂ３０７−５−ｑは、テストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑから入力されるテストＣＦＲ推定値と第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６から入力される第１のＣＦＲ推定値を用いて伝搬路適合度を算出する。この際に用いる伝搬路適合度は、第２の実施形態で説明したものを用いればよい。算出した伝搬路適合度を比較部ｂ３０７−６に出力する。
【０１４７】
比較部ｂ３０７−６は、伝搬路適合度算出部ｂ３０７−５−ｑから入力されるＱ個の伝搬路適合度のうち、最大のものを選択する。選択した伝搬路適合度に対応する推定区間を第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。なお、Ｑ個の伝搬路適合度のうち最大のものではなく、ある閾値を上回るものの中から任意に選んでもよい。その閾値は受信装置ｂ３の設計段階で固定してもよいし、受信装置ｂ３のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新する等でもよい。なお、選択した伝搬路適合度に対応するテストＣＦＲ推定値を第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力してもよい。この場合は、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８は推定を行わず、入力されたテストＣＦＲ推定値を第２のＣＦＲ推定値として復調部ｂ１０９に出力する。
【０１４８】
＜受信装置ｂ３の動作について＞
図２０は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図１８の受信部ｂ１０２が受信信号をＧＩ除去部ｂ１０３に出力した後の処理である。
【０１４９】
（ステップＳ３０１）ＧＩ除去部ｂ１０３は、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップＳ３０２へ進む。
【０１５０】
（ステップＳ３０２）ＦＦＴ部ｂ１０４は、ステップＳ３０１で得られる信号に対して時間周波数変換を行う。デマッピング部ｂ１０５は、得られた周波数領域の信号から、データとパイロットを分離する。パイロットサブキャリアの受信信号を第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６に出力した後、ステップＳ３０３へ進む。
【０１５１】
（ステップＳ３０３）第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６は、ステップＳ３０２で得られるパイロットサブキャリアの受信信号を用いて伝搬路推定を行い、第１のＣＦＲ推定値を算出して区間抽出部ｂ３０７および第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。その後、ステップＳ３０４へ進む。
【０１５２】
（ステップＳ３０４）区間抽出部ｂ３０７中の近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１は、ステップＳ３０３で得られる第１のＣＦＲ推定値にＩＦＦＴを施すことで近似ＣＩＲ推定値を算出する。その後、ステップＳ３０５へ進む。
【０１５３】
（ステップＳ３０５）パス抽出部ｂ３０７−２−ｑは、ステップＳ３０４で得られる近似ＣＩＲ推定値のうち電力の高い順番に所定の数のパスを抽出し、対応区間決定部ｂ３０７−３−ｑは、それらに対応する推定区間を設定する。設定した推定区間をテストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑに出力し、ステップＳ３０６へ進む。
【０１５４】
（ステップＳ３０６）テストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑは、ステップＳ３０５で得られる推定区間とステップＳ３０３で得られる第１のＣＦＲ推定値を用いてテストＣＦＲ推定値を算出する。その後、ステップＳ３０７へ進む。
【０１５５】
（ステップＳ３０７）伝搬路適合度算出部ｂ３０７−５−ｑは、ステップＳ３０６で得られる伝搬路適合度とステップＳ３０３で得られる第１のＣＦＲ推定値を用いて伝搬路適合度を算出する。比較部Ｓ３０７−６は、算出した伝搬路適合度の中で最大のものを選択し、選択した伝搬路適合度に対応する推定区間を第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。その後、ステップＳ３０８へ進む。
【０１５６】
（ステップＳ３０８）第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８は、ステップＳ３０７で得られる推定区間を用いて第２のＣＦＲ推定値を算出し、復調部ｂ１０９に出力する。その後、ステップＳ３０９へ進む。
【０１５７】
（ステップＳ３０９）復調部ｂ１０９は、ステップＳ３０８で得られる第２のＣＦＲ推定値を用い、復調処理を行う。その後、ステップＳ３１０へ進む。
【０１５８】
（ステップＳ３１０）復号部ｂ１１０は、ステップＳ３０９で得られる復調結果を用いて復号を行う。その後、受信装置ｂ３は動作を終了する。
【０１５９】
このように、本実施形態によれば、電力の高い順の抽出するパス数を伝搬路適合度により決定し、その数だけ抽出されたパスから推定区間を決定する。これにより抽出パス数を最適な数値に設定することができ、伝搬路推定精度を向上させることができる。また、繰り返し処理を伴わないため、計算量を削減することができる。
【０１６０】
なお、上記第３の実施形態において、パス抽出部ｂ３０７−２−ｑ、対応区間決定部ｂ３０７−３−ｑ、テストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑ、伝搬路適合度算出部ｂ３０７−５−ｑがＱ個並列に並んでいる場合について説明したが、並列でなくともよい。例えば、パス抽出部、対応区間決定部、テストＣＦＲ推定部、伝搬路適合度算出部を１つだけ備え、抽出パス数を変えながら順番に動作させる等でもよい。
【０１６１】
なお、上述した実施形態における送信装置ａ１及び受信装置ｂ１〜ｂ３の一部、例えば、区間抽出部ｂ１０７、復調部ｂ１０９をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能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、実行することによって実現してもよい。
【０１６２】
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、送信装置ａ１又は受信装置ｂ１〜ｂ３に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。さらに、「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。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を送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その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のように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。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よく、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であってもよい。
【０１６３】
また、上述した実施形態における送信装置ａ１及び受信装置ｂ１〜ｂ３の一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現してもよい。送信装置ａ１及び受信装置ｂ１〜ｂ３の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【０１６４】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１６５】
本発明は、受信装置、受信方法、通信システムおよび通信方法に利用可能である。
【符号の説明】
【０１６６】
ａ１ 送信装置
ａ１０１ パイロット生成部
ａ１０２ 符号部
ａ１０３ 変調部
ａ１０４ マッピング部
ａ１０５ ＩＦＦＴ部
ａ１０６ ＧＩ挿入部
ａ１０７ 送信部
ａ１０８ 送信アンテナ部
ｂ１ 受信装置
ｂ１０１ 受信アンテナ
ｂ１０２ 受信部
ｂ１０３ ＧＩ除去部
ｂ１０４ ＦＦＴ部
ｂ１０５ デマッピング部
ｂ１０６ 第１のＣＦＲ推定部
ｂ１０７、ｂ２０７、ｂ３０７区間抽出部
ｂ１０７−１ 近似ＣＩＲ推定部
ｂ１０７−２、ｂ３０７−２−１〜Ｑ パス抽出部
ｂ１０７−３、ｂ３０７−３−１〜Ｑ対応区間決定部
ｂ１０８ 第２のＣＦＲ推定部
ｂ１０９ 復調部
ｂ１１０ 復号部
ｂ２０７−１、ｂ３０７−４−１〜Ｑ テストＣＦＲ推定部
ｂ２０７−２、ｂ３０７−５−１〜Ｑ 伝搬路適合度算出部
ｂ２０７−３ 不要候補区間除去部
ｂ２０７−４ 判断部
ｂ２０７−５ 区間決定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、受信方法、通信システムおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信においては、特に広帯域伝送の場合、先行して受信するパスに加え、建物や山などの障害物からの反射を経由する等して遅延して到来するパスが存在し、このように複数のパスが到来する環境をマルチパス環境という。近年、このようなマルチパス環境で高速・高信頼伝送を実現する手法としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）が注目されており、次世代移動通信システム、無線ＬＡＮ、放送等の様々な分野で採用されている。受信装置がＯＦＤＭ信号を復調する場合には、チャネル推定を行って、サブキャリア毎に伝搬路の周波数応答（Channel Frequency Response：ＣＦＲ）を算出する必要がある。これを実現するため、受信装置がその波形（あるいは、その信号系列）を予め記憶するパイロットシンボルを、送信装置から受信装置へ送信する方法がある。そのパイロットシンボルを用いて高精度なチャネル推定を行うには、高精度な周波数相関が必要となる。
【０００３】
非特許文献１には、スキャッタード・パイロットＯＦＤＭにおいて、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）基準で周波数応答を推定する技術が記載されている。具体的に、非特許文献１は、ＰＤＰ（Power Delay Profile：電力遅延プロファイル）をモデル化し、モデル化されたＰＤＰから周波数相関を求め、その周波数相関を用いてＭＭＳＥによるチャネル推定を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】J.J. van de Beek, O. Edfors, M. Sandell, S.K. Wilson, and P.O. Borjesson, “On channel estimation in OFDM systems,” in Proc. VTC’95, vol. 2, pp. 815-819, Chicago, IL, July 1995.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、実際の伝搬環境は位置、あるいは時間によって様々なＰＤＰを取りうるため、伝搬路のモデルを固定する非特許文献１の手法では推定精度の向上に限界がある。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、時間によって様々なＰＤＰを取る場合にも高精度な伝搬路推定が可能な受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の受信装置は、参照信号を用いて第１の周波数応答推定値を算出する第１の周波数応答推定部と、所定の最大遅延時間を複数の区間に分割した候補区間から、少なくとも１つの区間を抽出して推定区間を求める区間抽出部と、前記第１の周波数応答と前記推定区間とを用いて復調用の周波数応答推定値である第２の周波数応答推定値を算出する第２の周波数応答推定部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記候補区間の区間長は全て同じ長さでもよい。
前記候補区間の区間長のうち少なくとも１つは長さが異なってもよい。
前記候補区間の遅延時間に基づいて区間長を決定してもよい。
【０００８】
前記区間抽出部は、前記第１の周波数応答推定値に周波数時間変換を施して近似チャネルインパルス応答を算出する近似チャネルインパルス応答推定部と、前記近似チャネルインパルス応答を構成するパスのうち、所定の個数のパスを抽出するパス抽出部と、前記候補区間のうち前記抽出されたパスの、遅延時間を含む区間を前記推定区間として決定する対応区間決定部と、を備えてもよい。
【０００９】
前記パス抽出部は、電力に基づいて前記所定の個数のパスを抽出してもよい。
前記パス抽出部は、前記近似チャネルインパルス応答を構成するパスのうち、電力が雑音電力に所定の値を乗算した値を上回るパスを抽出してもよい。
【００１０】
前記対応区間決定部は、前記推定区間を構成するそれぞれの区間の面積を、その区間を決定するのに用いた遅延パスの電力に従って設定してもよい。
【００１１】
前記区間抽出部は、前記パス抽出部と前記対応区間決定部を各々複数かつ同数備え、前記第１の周波数応答と前記対応区間決定部が出力する各々の推定区間とを用いてテスト周波数応答推定値を複数算出するテスト周波数応答推定部と、前記第１の周波数応答を用いて前記テスト周波数応答推定値のそれぞれの伝搬路適合度を算出する伝搬路適合度算出部と、前記伝搬路適合度に基づいて前記第２の周波数応答推定部が用いる推定区間を選択する比較部と、を備えてもよい。
【００１２】
前記区間抽出部は、前記候補区間を組み合わせて推定区間候補とし、該推定区間候補からテスト周波数応答推定値を算出するテスト周波数応答推定部と、前記テスト周波数応答推定値から伝搬路適合度を算出する伝搬路適合度算出部と、をさらに備え、前記推定区間候補を複数求め、前記伝搬路適合度を用いて前記複数の推定区間候補から前記推定区間を算出してもよい。
【００１３】
前記区間抽出部は、前記候補区間を少なくとも１つ選択する処理を繰り返し、前記推定区間を決定し、前記テスト周波数応答推定部は、１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間に、前記候補区間を少なくとも１つ追加して推定区間候補を作成し、前記伝搬路適合度であって、１つ前の繰り返し算出された前記伝搬路適合度の中で最大のものを下回った伝搬路適合度を算出するのに用いた前記候補区間を削除する不要候補区間除去部と、削除が行われた後の前記候補区間の残り個数が０であった場合、前記繰り返しを中止して１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間を前記第２の周波数応答推定部が用いる推定区間として決定する判断部と、前記伝搬路適合度の中で大きい順に所定の個数を抽出し、該伝搬路適合度を算出するのに用いた候補区間を、１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間に追加して新たな推定区間とし、テスト周波数応答推定部から始まる次の繰り返しに移行させる区間決定部と、を備えてもよい。
【００１４】
前記区間決定部が１つの繰り返しで決定する候補区間の要素は１つでもよい。
前記判断部は、削除が行われた後の前記伝搬路適合度の個数が０と１以外の所定の個数以下であった場合、残った伝搬路適合度を算出するのに用いた候補区間の要素を、１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間に加えた新たな推定区間を前記第２の周波数応答推定部が用いる推定区間として決定する処理をさらに行ってもよい。
【００１５】
前記伝搬路適合度算出部は、前記伝搬路適合度として前記テスト周波数応答推定値と前記第１の周波数応答推定値との平均二乗誤差を用いてもよい。
【００１６】
前記伝搬路適合度算出部は、前記伝搬路適合度として前記テスト周波数応答推定値と前記第１の周波数応答推定値との相互相関を用いてもよい。
【００１７】
前記伝搬路適合度算出部は、前記伝搬路適合度として、さらに前記テスト周波数応答推定値を算出するのに用いた前記推定区間の形状から決まるモデルエビデンスをペナルティとして加算したものを用いてもよい。
【００１８】
前記伝搬路適合度算出部は、前記伝搬路適合度として、さらにベイズ情報量規準のペナルティを加算したものを用いてもよい。
【００１９】
前記伝搬路適合度算出部は、前記伝搬路適合度として、さらに赤池情報量規準のペナルティを加算したものを用いてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、伝搬路推定精度を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】マッピング部ａ１０４がパイロットシンボルと変調信号をマッピングする例を示す図である。
【図３】マッピング部ａ１０４がパイロットシンボルと変調信号をマッピングする他の例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】区間抽出部ｂ１０７の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】第ｉシンボルの送信信号ｓｉ（ｔ）の構成を示す図である。
【図７】受信信号の第ｉシンボル付近の構成を示す図である。
【図８】実際に受信装置ｂ１が受信信号を観測したときの遅延プロファイルとそのモデルとの不一致が大きい場合は、推定精度が低下する様子を示す図である。
【図９】８個の候補区間９０１〜９０８を用意した例を示す図である。
【図１０】候補区間からいくつかを選択し、伝搬路を推定する場合の関係を示す図である。
【図１１】チャネルインパルス応答を離散的と仮定した場合のパスの電力を示す図である。
【図１２】抽出したパスの推定区間を示す図である。
【図１３】第ｋ要素を第ｋ区間の面積に設定した場合の、抽出したパスの推定区間を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１６】区間抽出部ｂ２０７の構成を示す概略ブロック図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１９】区間抽出部ｂ３０７の構成を示す概略ブロック図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。以下、本実施形態では、送信装置をａ１という。この図において、送信装置ａ１は、パイロット生成部ａ１０１、符号部ａ１０２、変調部ａ１０３、マッピング部ａ１０４、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部ａ１０５、ＧＩ挿入部ａ１０６、送信部ａ１０７、及び送信アンテナ部ａ１０８を含んで構成され、ＯＦＤＭ信号を送信する。
【００２３】
パイロット生成部ａ１０１は、受信装置がその波形（あるいは、その信号系列）の振幅値を予め記憶するパイロットシンボルを生成し、マッピング部ａ１０４に出力する。なお、以下、本実施形態では、受信装置をｂ１という。受信装置ｂ１では、パイロットシンボルを参照信号として伝搬路推定を行う。
【００２４】
符号部ａ１０２は、受信装置ｂ１に送信する情報ビットに対して畳込み符号、ターボ符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check：低密度パリティ検査）符号などの誤り訂正符号を用いて符号化し、符号化ビットを生成する。符号部ａ１０２は、生成した符号化ビットを変調部ａ１０３に出力する。
【００２５】
変調部ａ１０３は、符号部ａ１０２から入力された符号化ビットを、ＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相変調）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調）などの変調方式を用いて変調し、変調シンボルを生成する。変調部ａ１０３は、生成した変調シンボルをマッピング部ａ１０４に出力する。
【００２６】
マッピング部ａ１０４は、パイロット生成部ａ１０１から入力されたパイロットシンボル、及び変調部ａ１０３から入力された変調シンボルを、予め定められたマッピング情報に基づいてリソースエレメント（時間−周波数帯域）にマッピングして周波数領域の信号を生成し、生成した周波数領域の信号をＩＦＦＴ部ａ１０５に出力する。なお、リソースエレメントとは、送信装置ａ１が送信するフレームにおいて１つのサブキャリアと１つの後述するＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）区間から成る、変調シンボルを配置する単位である。また、マッピング情報は、送信装置ａ１が決定し、送信装置ａ１から受信装置ｂ１へ予め通知される。ただし、放送のような、通知を必要としないシステムの受信装置である場合は、通知は行わない。図２は、マッピング部ａ１０４がパイロットシンボルと変調信号をマッピングする例であり、第３．９世代移動通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）のパイロット配置の一つを示している。なお、図３は別のマッピング例であり、日本の地上デジタルテレビジョンであるＩＳＤＢ−Ｔのパイロット配置を示している。
【００２７】
ＩＦＦＴ部ａ１０５は、マッピング部ａ１０４から入力された周波数領域の信号を周波数−時間変換し、時間領域の信号を生成する。ここで、ＩＦＦＴを行う単位の時間区間をＦＦＴ区間という。ＩＦＦＴ部ａ１０５は、生成した時間領域の信号をＧＩ挿入部ａ１０６に出力する。
【００２８】
ＧＩ挿入部ａ１０６は、ＩＦＦＴ部ａ１０５から入力された時間領域の信号に対して、ＦＦＴ区間の信号毎にガードインターバル（Guard Interval：ＧＩ）を付加する。ここで、ガードインターバルとは、ＦＦＴ区間の信号の後方の一部を複製したものであるサイクリックプレフィックス（Cyclic Prefix：ＣＰ）やゼロ区間が続くゼロパディング、Ｇｏｌａｙ符号等を用いた既知信号等であり、ＧＩ挿入部ａ１０６は、このような信号をこのＦＦＴ区間の信号の前方に付加する。
【００２９】
なお、ＦＦＴ区間と、ＧＩ挿入部ａ１０６がその時間区間の信号に付加したガードインターバルの時間区間（ＧＩ区間という）と、を併せてＯＦＤＭシンボル区間という。また、ＯＦＤＭシンボル区間の信号をＯＦＤＭシンボルという。ＧＩ挿入部ａ１０６は、ガードインターバルを付加した信号を送信部ａ１０７に出力する。
【００３０】
なお、ガードインターバルをＦＦＴ区間の後方に挿入してもよい。例えば、サイクリックプレフィックスを用いる場合、ＦＦＴ区間の前方の一部の複製をＦＦＴ区間の信号の後方に付加する。また、サイクリックプレフィックスの場合は、ＯＦＤＭシンボル区間で周期性が保たれるようにすればよく、前記の限りではない。
【００３１】
送信部ａ１０７は、ＧＩ挿入部ａ１０６から入力された信号をデジタル・アナログ変換し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部ａ１０７は、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナａ１０８から受信装置ｂ１へ送信する。
【００３２】
図４は、本実施形態に係る受信装置ｂ１の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置ｂ１は、受信アンテナｂ１０１、受信部ｂ１０２、ＧＩ除去部ｂ１０３、ＦＦＴ部ｂ１０４、デマッピング部ｂ１０５、第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６、区間抽出部ｂ１０７、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８、復調部ｂ１０９、復号部ｂ１１０を含んで構成される。なお、図４中の点線で囲まれた第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６、区間抽出部ｂ１０７、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８を併せて伝搬路推定部と呼ぶ。なお、第１のＣＦＲ推定値は、パイロットサブキャリアにおいて、パイロット信号を用いたＣＦＲの推定値のことを指し、第２のＣＦＲ推定値は、第１のＣＦＲ推定値を用いて雑音低減やパイロットサブキャリア以外への補間が行われた、復調に用いるＣＦＲ推定値のことを指す。
【００３３】
受信部ｂ１０２は、送信装置ａ１が送信した送信信号を、受信アンテナｂ１０１を介して受信する。受信部ｂ１０２は、受信した信号に対して、周波数変換及びアナログ−ディジタル変換を行う。
【００３４】
ＧＩ除去部ｂ１０３は、受信部ｂ１０２から入力された受信信号から、ガードインターバルを除去し、ＦＦＴ部ｂ１０４へ出力する。
【００３５】
ＦＦＴ部ｂ１０４は、ＧＩ除去部ｂ１０３から入力された時間領域の信号に対して時間周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号をデマッピング部ｂ１０５へ出力する。
【００３６】
デマッピング部ｂ１０５は、送信装置ａ１から予め通知されたマッピング情報に基づいてデマッピングし、分離されたパイロットシンボルが送信されたサブキャリアの受信信号を第一のＣＦＲ推定部ｂ１０６に出力する。また、データが送信されたサブキャリアの受信信号を復調部ｂ１０９に出力する。
【００３７】
第１のＣＦＲ推定部は、パイロットサブキャリアにおいて、パイロットシンボルを用いて第１のＣＦＲ推定値を算出し、区間抽出部ｂ１０７および第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。
【００３８】
図５は、区間抽出部ｂ１０７の構成を示す概略ブロック図である。この図において、区間抽出部ｂ１０７は、近似ＣＩＲ（Channel Impulse Response：チャネルインパルス応答）推定部ｂ１０７−１、パス抽出部ｂ１０７−２、対応区間決定部ｂ１０７−３を含んで構成される。
【００３９】
近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１は、第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６から入力される第１のＣＦＲ推定値にＩＦＦＴ等の離散的な周波数時間変換を施し、近似ＣＩＲ推定値に変換する。算出した近似ＣＩＲ推定値をパス抽出部ｂ１０７−２に出力する。
【００４０】
パス抽出部ｂ１０７−２は、近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１から入力される近似ＣＩＲ推定値を用いて、電力の高いパスを抽出する。抽出したパスの情報を、対応区間決定部ｂ１０７−３に出力する。
【００４１】
対応区間決定部ｂ１０７−３は、パス抽出部ｂ１０７−２から入力される抽出されたパスに対応する区間を推定区間として決定する。決定した推定区間を第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。
【００４２】
第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８は、対応区間決定部ｂ１０７−３から入力される推定区間を用いて第２のＣＦＲ推定値を算出する。具体的には、推定区間の形状から周波数相関を求め、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）基準のフィルタ係数を算出し、第１のＣＦＲ推定値をその係数でフィルタリングすることで第２のＣＦＲ推定値を算出する。
【００４３】
復調部ｂ１０９は、伝搬路推定部ｂ１０６から入力される周波数応答を用いて、ＺＦ（Zero Forcing）基準、ＭＭＳＥ基準等のフィルタ係数を算出する。復調部ｂ１０９は、算出したフィルタ係数を用いて、信号の振幅と位相の変動の補償（伝搬路補償という）を行う。復調部ｂ１０９は、復調処理の結果のビット対数尤度比（Log Likelihood Ratio：ＬＬＲ）を復号部ｂ１１０に出力する。
【００４４】
復号部ｂ１１０は、復調部ｂ１０９から入力された復調シンボルに対して、例えば、最尤復号法（Maximum Likelihood Detection：ＭＬＤ）、最大事後確率（Maximum A posteriori Probability：ＭＡＰ）、ｌｏｇ−ＭＡＰ、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ、ＳＯＶＡ（Soft Output Viterbi Algorithm）等を用いて、復号処理を行う。
【００４５】
＜動作原理について＞
以下、受信装置ｂ１の動作原理について、図４を参照しながら説明する。
受信部ｂ１０２が受信した時刻ｔの受信信号ｒ（ｔ）は、次式（１）〜（３）で表わされる。
【００４６】
【数１】
【００４７】
ここで、Ｄは最大遅延時間、ｈ（ｔ，τ）は時刻ｔにおける遅延時間τの複素振幅、ｓ（ｔ）は送信信号、ｚ（ｔ）は雑音、ｓｉ（ｔ）は第ｉシンボルのみの送信信号、ＮはＦＦＴポイント数、Ｓｉ，ｎは第ｉシンボルの第ｎサブキャリアの変調信号、ＴＧはガードインターバル長、ＴｓはＯＦＤＭシンボル区間の長さ、Δｆはサブキャリア間の周波数間隔である。なお、τ＝０〜Ｄの複素振幅ｈ（ｔ，τ）をまとめて時刻ｔのチャネルインパルス応答という。ただし、送信信号と受信信号の先行波が同期しているものとしてモデル化を行った。
【００４８】
図６に、第ｉシンボルの送信信号ｓｉ（ｔ）の構成を示す。送信信号ｓ（ｔ）は、これら１つ１つのＯＦＤＭシンボルが時間的に並んだ形で構成される。
【００４９】
図７に、受信信号の第ｉシンボル付近の構成を示す。簡単のため、先行波と３つの遅延パスのみが到来する場合を示したが、実際は式（１）でモデル化したように、遅延パスは連続的に到来する。
【００５０】
以後、第ｉシンボルの復調・復号について考える。受信部ｂ１０２でディジタル領域の受信信号が得られ、ＧＩ除去部ｂ１０３でＧＩを除去し、ＦＦＴ部ｂ１０４で時間周波数変換を行う。これらの結果、得られる第ｉシンボルにおける第ｎサブキャリアの受信信号Ｒｉ，ｎは、次式（４）、（５）で表される。
【００５１】
【数２】
【００５２】
ここで、Ｈｉ，ｎは第ｉシンボルにおける第ｎサブキャリアのＣＦＲ、Ｚｉ，ｎは第ｉシンボルにおける第ｎサブキャリアの雑音、Δｔはディジタル信号のサンプリング周波数であり、Δｔ＝１／ＮΔｆの関係がある。なお、ｈ（ｔ，τ）がｉＴｓ≦ｔ＜（ｉ＋１）Ｔｓの間は変化せず、ｃｉ（τ）に固定されるものとし、ＤはＴＧを超えていないものとしてモデル化を行った。このため、雑音以外に干渉は生じていない。
【００５３】
ここでは、復調に用いるＨｉ，ｎの推定値である第２のＣＦＲ推定値Ｈ’’ｉ，ｎが得られているものとして、伝搬路推定部以外の受信装置ｂ１の残りの機能を説明する。Ｈ’’ｉ，ｎを推定する伝搬路推定部の動作原理は後述する。
【００５４】
復調部ｂ１０９は、例えばＭＭＳＥ基準のフィルタリングを用いた場合、復調シンボルＳ’ｉ，ｎを次式（６）を用いて算出する。
【００５５】
【数３】
【００５６】
ここで、Ｙ＊はＹの複素共役であることを示す。また、式（６）においてσｚ２はＺｉ，ｎの電力であり、復号の結果を用いて得られるＳｉ，ｎのレプリカＳ’’ｉ，ｎを用いて次式（７）のように推定することができる。
【００５７】
【数４】
【００５８】
ただし、Ｎ個全てのサブキャリアを使っていない場合は、適宜平均するサブキャリア数を調整する。この処理を、復号の終わっているシンボルで行えばよい。なお、式（７）のようにサブキャリア方向の平均化だけでなく、シンボルに関して平均（ｉに関する平均）してもよいし、その際に過去の結果ほど忘却するような重み付け平均を行ってもよい。また、Ｓ’’ｉ，ｎとして、復号部ｂ１１０の出力結果を用いて作成されるソフトレプリカを用いてもよいし、あるいはそれを硬判定したハードレプリカを用いてもよい。また、復号結果ではなく、復調結果Ｓ’ｉ，ｎをそのまま用いてもよいし、あるいはそれを硬判定したハードレプリカを用いてもよい。また、パイロットシンボルに該当する場合は、そのままパイロットシンボルを用いればよい。
【００５９】
復調部ｂ１０９は、式（６）の復調シンボルＳ’ｉ，ｎからビット対数尤度比を算出する。この算出処理には等価振幅利得が用いられる。具体的には、ＱＰＳＫの場合、次式（８）で表わされる第ｉシンボルにおける第ｎサブキャリアの等価振幅利得μｉ，ｎに対して、ビット対数尤度比λは、次式（９）、（１０）で表わされる。ここで、式（９）、（１０）は、それぞれ、１ビット目のビットｂｉ，ｎ，０、２ビット目のビットｂｉ，ｎ，１のビット対数尤度比λ（ｂｉ，ｎ，０）、λ（ｂｉ，ｎ，１）である。
【００６０】
【数５】
【００６１】
次に図４および図５を参照しながら、伝搬路推定の動作を説明する。第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６は、次式（１１）のように第１のＣＦＲ推定値Ｈ’ｉ，ｎを算出する。
【００６２】
【数６】
【００６３】
これを行うためには、第ｎサブキャリアの信号Ｓｉ，ｎが既知である必要があるが、パイロットサブキャリアにおいて、パイロットシンボルを用いればよい。なお、雑音電力の推定で述べたように、復調または復号を行ったシンボルも用いればパイロットサブキャリアでなくとも式（１１）を実行できるので、Ｈ’’ｉ，ｎを算出するために用いるＨ’ｉ，ｎを増やしてもよい。以後の説明は、パイロットサブキャリアのみを用いた場合で説明する。
【００６４】
ここで、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８において、第１のＣＦＲ推定値と後述する区間抽出部ｂ１０７から得られる推定区間を用いて第２のＣＦＲ推定値を算出する方法について説明する。まず、第ｉシンボルにおいて、式（１１）を実行できるパイロットサブキャリアを、ｎｉ（０）、ｎｉ（１）、・・・、ｎｉ（Ｐｉ−１）とし、そのサブキャリアにおける第１のＣＦＲ推定値を並べたベクトルＨｉ，ｐ（Ｈは太字）を次式（１２）のように定義する。
【００６５】
【数７】
【００６６】
ただし、Ｐｉは第ｉシンボルにおけるパイロットシンボル数、太字はベクトル又は行列を表わし、ＹＴ（Ｙは太字）はＹ（Ｙは太字）の転置を表わす。なお、例えば図２における最初のＯＦＤＭシンボルのパイロットサブキャリアを考えると、ｎｉ（０）は一番低いサブキャリア、ｎｉ（１）はそれより６つ先のサブキャリア、ｎｉ（２）はさらに６つ先のサブキャリア、・・・、ということになる。この推定値は、ただパイロットシンボルで除算しただけであり、雑音の影響が大きいため、伝搬路の統計的性質を用いて雑音を低減するのが望ましい。また、パイロットサブキャリア以外のサブキャリアではＣＦＲが求まっていないため、同様に伝搬路の統計的性質を用いて補間する。具体的に、伝搬路の統計的性質として周波数相関を用い、その周波数相関は推定区間の形状から算出される。
ＭＭＳＥ基準を用いて推定を行う場合、第２のＣＦＲ推定値を要素として持つベクトルＨｉ（Ｈは太字）は、次式（１３）〜（１５）で表される。
【００６７】
【数８】
【００６８】
ここで、ＲＨｉＨｉ，ｐ（Ｒは太字）はＨｉ（Ｈは太字）とＨｉ，ｐ（Ｈは太字）の相互相関行列、ＲＨｉ，ｐＨｉ，ｐ（Ｒは太字）はＨｉ，ｐ（Ｈは太字）の自己相関行列、ρｎ，ｍはサブキャリアｎとｍの相関係数である。ρｎ，ｍは次式（１６）で表される。
【００６９】
【数９】
【００７０】
ただし、Ｅ［ｘ］はｘのアンサンブル平均を表す。Ｅ［｜ｃｉ（τ）｜２］は遅延プロファイルを表し、通常は未知であるため、式（１６）はこのままでは計算できない。非特許文献１では、この遅延プロファイルをモデル化することで計算を可能にしているが、実際に受信装置ｂ１が受信信号を観測したときの遅延プロファイルとそのモデルとの不一致が大きい場合は、推定精度が低下する。図８にそのような場合の一例を示す。８０１と８０２は実際に受信した受信信号の電力を表し、８０３は想定するモデルの電力を表すものとする。この場合、８０４と８０５の区間に遅延パスは存在しないため、このような区間は０として推定する方が推定精度を向上させることができる。
【００７１】
これを実現するため、本発明では、複数の候補区間を用意し、それらの選び方を変化させ、推定精度の高いものを探索する。図９は、８個の候補区間９０１〜９０８を用意した例である。これら候補区間からいくつかを選択する。例えば、９０１、９０５、９０６を選んだとすると、図８の伝搬路を推定する場合に図１０のような関係となり、実際の伝搬路である８０１、８０２と最も似た形になり、推定精度が向上する。なお、本発明では、図１０のような候補区間を組み合わせて生成した区間を推定区間と呼ぶ。
【００７２】
候補区間の個数をＫ、候補区間ｋの幅をΔｋ、大きさをαｋ、候補区間ｋの開始位置における遅延時間をτｋとすると、式（１６）は次式（１７）、（１８）で表すことができる。
【００７３】
【数１０】
【００７４】
ここで、ｓｉｎｃ（ｘ）は、ｘ＝０のとき１であり、それ以外のときはｓｉｎ（πｘ）／（πｘ）となる関数である。また、式（１７）のΦは、選択した候補区間の番号の集合である。なお、Δｋはｋによらず固定の値、例えばΔｔや２Δｔとしてもよいし、一般的に遅延プロファイルは、遅延時間が大きい位置の方が広がっている傾向が強いため、遅延時間の大きい領域の区間では大きめに取る等としてもよい。以降の説明では、Δｔに一致しているものとして説明する。また、Ｋの具体的な値は、ＧＩを超える遅延波はないと仮定してτＫがＴＧ程度となるようなＫとΔｋの組み合わせとしてもよいし、もっと長い遅延波が存在することを想定してさらに大きいＫを設定してもよい。また、αｋは固定の値にしておけばよく、例えば０．５／Δｋなどにしておけばよい。
【００７５】
次に、図５を参照しながら区間抽出部ｂ１０７における本実施形態の推定区間の抽出方法について説明する。まず、第１のＣＦＲ推定値にＩＦＦＴを施すことで、遅延プロファイルの形状を近似的に把握する。Ｈｉ，ｐ（Ｈは太字）に対するＩＦＦＴ結果をｃ’ｉ（ｃは太字）とすると、次式（１９）、（２０）のように表すことができる。
【００７６】
【数１１】
【００７７】
ただし、Ｌは観測する最大遅延の離散時間に対応し、ＬΔｔ＞Ｄとなるようにする。図１１は、ｃ’ｉ（ｃは太字）の電力を表している。１１０１〜１１１０はチャネルインパルス応答を離散的と仮定した場合のパスである。これは、遅延プロファイルの形状を近似的に表していると考えることができる。そこで、ｃ’ｉ（ｃは太字）の電力のうち、大きい順に事前に定められた個数だけパスを抽出する。これは、パス抽出部ｂ１０７−２の処理である。例えば、図１１で５パス抽出する場合、１１０１、１１０２、１１０５、１１０６、１１０７を抽出する。この個数は、受信装置ｂ１の設計段階で決めておいてもよいし、可変として受信装置ｂ１のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新する等をしてもよい。
【００７８】
抽出したパスに対して、推定区間を決定する。具体的には、ｃ’ｉ（ｃは太字）のうち、第ｋ要素のパスを抽出した場合に、対応する推定に用いる区間は、ｋΔｔ≦τ＜（ｋ＋１）Δｔの区間とする。図１２は、図１１において１１０１、１１０２、１１０５、１１０６、１１０７を抽出した場合の推定区間を示す。図１０と同様、それぞれの区間には図９と同じ番号付けをしている。図１１の１１０１、１１０２、１１０５、１１０６、１１０７に対応する区間が、それぞれ図１２の９０１、９０２、９０５、９０６、９０７ということになる。なお、ｃ’ｉ（ｃは太字）の第ｋ要素を第ｋ区間の面積に設定するようにしてもよい。ここでは、面積はαｋΔｋに一致する。この場合、推定区間は図１３のようになり、より実際の遅延プロファイルに近づけることができるため、推定精度はさらに向上する。なお、ΔｋがΔｔと異なる値を取っており、候補区間ｋの始まりがｋΔｔにはならない場合は、遅延時間ｋΔｔを含む候補区間を選べばよい。
【００７９】
＜受信装置ｂ１の動作について＞
図１４は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図４の受信部ｂ１０２が受信信号をＧＩ除去部ｂ１０３に出力した後の処理である。
【００８０】
（ステップＳ１０１）ＧＩ除去部ｂ１０３は、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップＳ１０２へ進む。
【００８１】
（ステップＳ１０２）ＦＦＴ部ｂ１０４は、ステップＳ１０１で得られる信号に対して時間周波数変換を行う。デマッピング部ｂ１０５は、得られた周波数領域の信号から、データとパイロットを分離する。パイロットサブキャリアの受信信号を第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６に出力した後、ステップＳ１０３へ進む。
【００８２】
（ステップＳ１０３）第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６は、ステップＳ１０２で得られるパイロットサブキャリアの受信信号を用いて伝搬路推定を行い、第１のＣＦＲ推定値を算出して区間抽出部ｂ１０７および第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。その後、ステップＳ１０４へ進む。
【００８３】
（ステップＳ１０４）区間抽出部ｂ１０７中の近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１は、ステップＳ１０３で得られる第１のＣＦＲ推定値にＩＦＦＴを施すことで近似ＣＩＲを算出する。その後、ステップＳ１０５へ進む。
【００８４】
（ステップＳ１０５）パス抽出部ｂ１０７−２は、ステップＳ１０４で得られる近似ＣＩＲのうち電力の高い順番に所定の数のパスを抽出し、対応区間決定部ｂ１０７−３は、それらに対応する推定区間を設定する。設定した推定区間を第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力し、ステップＳ１０６へ進む。
【００８５】
（ステップＳ１０６）第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８は、ステップＳ１０３で得られる第１のＣＦＲ推定値とステップＳ１０５で得られる推定区間とを用いて第２のＣＦＲ推定値を算出する。その後、ステップＳ１０７へ進む。
【００８６】
（ステップＳ１０７）復調部ｂ１０９は、ステップＳ１０６で得られる第２のＣＦＲ推定値を用い、復調処理を行う。その後、ステップＳ１０８へ進む。
【００８７】
（ステップＳ１０８）復号部ｂ１１０は、ステップＳ１０７で得られる復調結果を用いて復号を行う。その後、受信装置ｂ１は動作を終了する。
【００８８】
このように、本実施形態によれば、伝搬路推定部は、まずパイロットシンボルを用いて第１のＣＦＲ推定値を算出し、第１のＣＦＲ推定値をＩＦＦＴすることで得られる近似ＣＩＲのうち、電力の高いパスを抽出し、抽出したパスから推定区間を決定し、第１のＣＦＲ推定値と推定区間を用いて第２のＣＦＲ推定値を算出する。これにより、推定に用いる電力遅延プロファイルを、実際に電力の存在する遅延時間に電力を割り振り、そうではない遅延時間には電力を割り振らない形にすることができ、雑音および干渉の抑圧効果を増加させることで、伝搬路推定精度を向上させることができる。
【００８９】
なお、上記第１の実施形態において、通信システムはマルチキャリア信号の通信を行う場合について説明したが、本発明はこれに限らず、ＦＦＴを用いてシングルキャリア信号の通信を行う場合にも、適用することができる。このことは、後述する他の実施形態においても同様である。
【００９０】
なお、上記第１の実施形態において、各候補区間は長方形であるとして説明したが、台形や三角形でもよく、これに限らない。例えば、Ｋ個に分割する前の区間が指数減衰するものとし、それをＫ個に分割する等でもよい。
【００９１】
なお、上記第１の実施形態において、式（１１）のようにあるシンボルにおいては、そのシンボルのパイロットサブキャリアを用いて第１のＣＦＲ推定値を算出するようにしたが、異なるシンボルのパイロットサブキャリアを用いてもよい。例えば、図２における最初のシンボルを考える。このとき、５つ目のシンボルまでの伝搬路の時間変動は充分小さいものとし、５つ目のシンボルのパイロットサブキャリアで求まる第１のＣＦＲ推定値を最初のシンボルでも用いるようにする。この場合、最初のシンボルのパイロットサブキャリアは、最初のサブキャリア、３個先のサブキャリア、６個先のサブキャリア、・・・、のように数を大幅に増加させることができる。また、パイロットサブキャリアを持たないシンボルにもこの推定値を適用してもよい。例えば、図２の２〜４つ目のシンボルの推定値を、上述した、最初のサブキャリア、３個先のサブキャリア、６個先のサブキャリア、・・・、の推定値にしてもよい。また、時間変動が無視できない場合は、パイロットサブキャリア間で線形補間を行えばよい。これは、例えば、図２の最初のサブキャリアにおいて、最初のシンボルと８個目のシンボルに挟まれる２〜７個目のシンボルにおいて行えばよい。このことは、後述する他の実施形態においても同様である。
【００９２】
なお、あるＯＦＤＭシンボルで決定した推定区間を異なるＯＦＤＭシンボルで用いてもよい。例えば、第ｉＯＦＤＭシンボルで推定区間を設定しても、伝搬路の時間変動が小さい場合には、第ｉ＋１ＯＦＤＭシンボルでも同じ推定区間を用いてもよい。このようにすることで、第ｉ＋１ＯＦＤＭシンボルでは区間抽出部ｂ１０７の処理を省略できるため、計算量を削減することができる。このことは、後述する他の実施形態においても同様である。
【００９３】
なお、上記第１の実施形態において、近似ＣＩＲ推定値からパス抽出を行う際に、電力の高い順に所定の数のパスを抽出する場合について説明したが、雑音電力に所定の値を乗算して閾値を作成し、その閾値を上回るパスを抽出するようにしてもよい。乗算する所定の値は受信装置ｂ１を設計する段階で固定してもよいし、受信装置ｂ１のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新する等でもよい。このことは後述する第３の実施形態においても同様である。
【００９４】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。第１の実施形態では、送信装置ａ１がパイロットシンボルを周波数領域にマッピングするマルチキャリア信号等を送信し、受信装置ｂ１が、パイロットサブキャリアにおいて第１のＣＦＲ推定値を算出し、第１のＣＦＲ推定値から算出される近似ＣＩＲ推定値のうち電力の高いパスを抽出し、対応する推定区間を設定し、第１のＣＦＲ推定値と設定した推定区間とを用いることで第２のＣＦＲ推定値を算出する。本実施形態では、Ｋ個に分けた区間を候補区間とし、それらのどれを選択すべきかを、実際に第２のＣＦＲ推定値算出を行いながらテストすることを繰り返すことで決定する方法について説明する。
【００９５】
図１５は、本発明の第２の実施形態に係る受信装置ｂ２の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置ｂ２（図１５）と第１の実施形態に係る受信装置ｂ１（図４）とを比較すると、区間抽出部ｂ２０７が異なる。しかし、その他の構成要素（受信アンテナｂ１０１、受信部ｂ１０２、ＧＩ除去部ｂ１０３、ＦＦＴ部ｂ１０４、デマッピング部ｂ１０５、第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８、復調部ｂ１０９、復号部ｂ１１０）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００９６】
図１６は、区間抽出部ｂ２０７の構成を示す概略ブロック図である。この図において、区間抽出部ｂ２０７は、テストＣＦＲ推定部ｂ２０７−１、伝搬路適合度算出部ｂ２０７−２、不要候補区間除去部ｂ２０７−３、判断部ｂ２０７−４、区間決定部ｂ２０７−５から構成される。ここで、テストＣＦＲとは、候補区間を組み合わせて推定区間候補とし、それと第１の周波数応答推定値を用いて算出される第２のＣＦＲ推定値であり、区間抽出部ｂ２０７は、テストＣＦＲ推定値の推定精度を予想して、推定精度を向上させる推定区間を繰り返し処理により決定する。また、伝搬路適合度とは、ある推定区間候補を用いて推定されたテストＣＦＲ推定値が、第１のＣＦＲ推定値とどれだけ適合しているかを表す量であり、本発明では、この伝搬路適合度が高い推定値を推定精度の高い推定値と判断する。伝搬路適合度に関する詳細は後述する。
【００９７】
また、区間抽出部ｂ２０７は、推定区間を抽出するために一時記憶場所を持ち、以下のような変数で表す。
selected_interval: 選択した区間を保存する。初期値は空とする。
candidate_intervals: 候補区間を保存する。初期値は［０、１、・・・、Ｋ−１］とする。
estimate_interval_candidates: 推定区間候補を保存する。初期値は任意とする。
estimated_H: テストＣＦＲ推定値を保存する。初期値は任意とする。
channel_match: 伝搬路適合度を保存する。初期値は任意とする。
channel_match_prev: １つ前の繰り返し処理で決定した伝搬路適合度を保存する。初期値は−∞とする。
【００９８】
テストＣＦＲ推定部ｂ２０７−１では、まずselected_intervalにcandidate_intervalsの各要素を加えて推定区間候補を作成し、estimate_interval_candidatesに保存する。次に、estimate_interval_candidatesの各候補を用いて、テストＣＦＲ推定値を式（１３）〜（１８）を用いて算出し、その結果をestimated_Hに保存する。例えば、初回処理ではselected_intervalは空、candidate_intervalsは［０、１、・・・Ｋ−１］であるため、estimate_interval_candidatesは［［０］、［１］、・・・、［Ｋ−１］］となる。また、例えば３回目の繰り返し処理において、selected_intervalが［０、２］、candidate_intervalsが［１、３、５］になっていた場合、estimate_interval_candidatesは［［０、２、１］、［０、２、３］、［０、２、５］］となる。
【００９９】
伝搬路適合度算出部ｂ２０７−２では、estimated_Hそれぞれに対して、伝搬路適合度を算出する。伝搬路適合度としては、例えばテストＣＦＲ推定値と第１のＣＦＲ推定値の平均２乗誤差を用いる。具体的には、次式（２１）を用いる。
【０１００】
【数１２】
【０１０１】
ここで、第ｉ’シンボルは、テストＣＦＲ推定値を算出した第ｉシンボルとは異なるシンボルである。例えば、図２において先頭のシンボルでテストＣＦＲ推定値を算出した場合、５番目のシンボルを第ｉ’シンボルとすればよい。なお、それ以外の過去のシンボルや未来のシンボルを用いてもよい。第ｉシンボルとは異なるシンボルを用いるのは、同じ雑音系列の乗ったシンボルで比較を行うと、過学習が起こり、最終的な選択区間数が多くなる可能性があるためである。この計算を各テストＣＦＲ推定値に対して行い、channel_matchに保存する。
【０１０２】
不要候補区間除去部ｂ２０７−３では、channel_matchに保存された複数の伝搬路適合度の中で、channel_match_prevに保存された１つ前の繰り返しで決定された伝搬路適合度より小さいものが存在した場合、対応するcandidate_intervalsの要素を削除する。これは、その区間を追加して推定を行っても、推定精度が向上していないと考えられ、これ以上考慮に入れる必要がないと判断できるためである。なお、初回処理の場合は、１つ前の繰り返しが存在せず、channel_match_prevに保存されている値は−∞となっているため、除去は行われない。
【０１０３】
判断部ｂ２０７−４では、繰り返し処理を終了するか否かを判断する。まず、candidate_intervalsが空だった場合、１つ前の繰り返しで決定した区間に対して、どの候補区間を追加しても伝搬路適合度が向上しなかったことを意味するため、selected_intervalに保存された１つ前の繰り返しで決定された推定区間を最終結果として第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力し、繰り返し処理を終了する。次に、candidate_intervalsの要素が残り１つだった場合、その残った候補区間は、１つ前の繰り返しで決定した区間に追加して伝搬路適合度が向上する最後の候補であることを意味するため、対応するestimate_interval_candidatesの要素を推定区間として第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力して処理を終了する。上述した２つの条件に当てはまらなかった場合は、繰り返し処理を続行する。なお、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力するのを、推定区間ではなく、対応するテストＣＦＲ推定値としてもよい。この場合、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８は推定を行わず、入力されたＣＦＲ推定値を第２のＣＦＲ推定値としてそのまま復調部ｂ１０９に出力する。なお、candidate_intervalsの要素が残り１つでなくても、処理を終了するようにしてもよい。例えば、２つや３つのような少ない数であればよく、これに限るものではない。そのような場合、残った候補区間の要素を全て１つ前の繰り返しで決定した推定区間に加えてから出力してもよいし、最大のものだけを加えるようにしてもよい。
【０１０４】
区間決定部ｂ２０７−５では、channel_matchの要素の中で、最大のものを選択し、それに対応する候補区間を新たな推定区間の一部として決定する。処理としては、選択したchannel_matchの要素をchannel_match_prevに保存し、candidate_intervalsから該当する候補区間を削除し、selected_intervalに新たな要素として追加する。その後、テストＣＦＲ推定部ｂ２０７−１の処理に戻り、次の繰り返し処理に移行する。
【０１０５】
これらの動作は、判断部ｂ２０７−４による終了判定が行われるまで繰り返し行われる。
【０１０６】
＜受信装置ｂ２の動作について＞
図１７は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図１５の受信部ｂ１０２が受信信号をＧＩ除去部ｂ１０３に出力した後の処理である。
【０１０７】
（ステップＳ２０１）ＧＩ除去部ｂ１０３は、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップＳ２０２へ進む。
【０１０８】
（ステップＳ２０２）ＦＦＴ部ｂ１０４は、ステップＳ２０１で得られる信号に対して時間周波数変換を行う。デマッピング部ｂ１０５は、得られた周波数領域の信号から、データとパイロットを分離する。パイロットサブキャリアの受信信号を第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６に出力した後、ステップＳ２０３へ進む。
【０１０９】
（ステップＳ２０３）第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６は、ステップＳ２０２で得られるパイロットサブキャリアの受信信号を用いて伝搬路推定を行い、第１のＣＦＲ推定値を算出して区間抽出部ｂ２０７および第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。その後、ステップＳ２０４へ進む。
【０１１０】
（ステップＳ２０４）区間抽出部ｂ２０７中のテストＣＦＲ推定部ｂ２０７−１は、既に決定されている推定区間に、残っている候補区間を追加して推定区間候補を生成し、その推定区間候補それぞれとステップＳ２０３で得られる第１のＣＦＲ推定値を用いたテストＣＦＲ推定値算出を行う。結果を伝搬路適合度算出部ｂ２０７−２に出力し、その後、ステップＳ２０５へ進む。
【０１１１】
（ステップＳ２０５）伝搬路適合度算出部ｂ２０７−２は、ステップＳ２０４で得られる各テストＣＦＲ推定値と、ステップＳ２０３で得られる第１のＣＦＲ推定値とを用いて伝搬路適合度を算出し、その結果を不要候補区間除去部ｂ２０７−３に出力する。その後、ステップＳ２０６へ進む。
【０１１２】
（ステップＳ２０６）不要候補区間除去部ｂ２０７−３は、ステップＳ２０５で得られる伝搬路適合度のうち、ステップＳ２０９で決定された１つ前の繰り返しにおける伝搬路適合度より小さかった場合、対応する候補区間を削除する。ただし、初回処理の場合はステップＳ２０９が実行されていないので、上述した比較および削除は行わない。その後、ステップＳ２０７へ進む。
【０１１３】
（ステップＳ２０７）判断部ｂ２０７−４は、ステップＳ２０６の結果、候補区間が空になったことを検出した場合、ステップＳ２０９で決定された１つ前の繰り返しにおける推定区間を第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力し、ステップＳ２１０へ進む。そうではない場合、ステップＳ２０８へ進む。
【０１１４】
（ステップＳ２０８）判断部ｂ２０７−４は、ステップＳ２０６の結果、候補区間が残り１つになったことを検出した場合、ステップＳ２０４で得られるテストＣＦＲ推定値のうち、残った候補区間に対応するものを選び、そのテストＣＦＲ推定値算出に用いた推定区間候補を推定区間として第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力し、ステップＳ２１０へ進む。そうではない場合、ステップＳ２０９へ進む。
【０１１５】
（ステップＳ２０９）区間決定部ｂ２０７−５は、ステップＳ２０６の結果、残った伝搬路適合度のうち、最大のものを選択し、その伝搬路適合度を保存する。また、その伝搬路適合度に対応する候補区間の要素を候補区間から削除し、推定区間に追加する。それを新たに決定された推定区間とし、ステップＳ２０４へ戻る。
【０１１６】
（ステップＳ２１０）第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８は、ステップＳ２０８またはステップＳ２０９で得られる推定区間を用いて第２のＣＦＲ推定値を算出し、復調部ｂ１０９に出力する。その後、ステップＳ２１１へ進む。
【０１１７】
（ステップＳ２１１）復調部ｂ１０９は、ステップＳ２１０で得られる第２のＣＦＲ推定値を用い、復調処理を行う。その後、ステップＳ２１１へ進む。
【０１１８】
（ステップＳ２１２）復号部ｂ１１０は、ステップＳ２１１で得られる復調結果を用いて復号を行う。その後、受信装置ｂ２は動作を終了する。
【０１１９】
このように、本実施形態によれば、区間抽出部ｂ２０７は、伝搬路適合度を向上させる候補区間を１つずつ検出し、推定区間を決定する。これにより、推定に用いる電力遅延プロファイルを、実際に電力の存在する遅延時間に電力を割り振り、そうではない遅延時間には電力を割り振らない形にすることができ、雑音および干渉の抑圧効果を増加させることで、伝搬路推定精度を向上させることができる。また、伝搬路適合度を向上できない区間を削除する動作を同時に行うことで、計算量を大幅に削減する。
【０１２０】
なお、上記第２の実施形態において、候補区間を１つずつ決定する場合について説明したが、一度に決定する候補区間を増やしてもよい。一度に決定する区間数は、予め決めておいてもよいし、設計段階では可変にしておき、受信装置ｂ１のファームウェア、ソフトウェア等をアップデートするときに更新する等してもよい。
【０１２１】
なお、上記第２の実施形態において、候補区間を１つずつ検出し、同時に伝搬路適合度を増加できない候補区間を削除する方法について説明したが、削除を省略してもよい。
【０１２２】
なお、上記第２の実施形態において、式（１７）のように、候補区間ｋの電力αｋは定数としているが、複数の候補から選ぶようにしてもよい。例えば、αｋの候補として０．５／Δｆ、０．２５／Δｆ、０．１２５／Δｆを用意しておき、それぞれに対して伝搬路適合度を算出するようにしてもよい。その３つの中で最大の伝搬路適合度を、候補区間ｋの伝搬路適合度としてchannel_matchに保存するようにしてもよい。
【０１２３】
なお、上記第２の実施形態において、ある推定区間候補を用いて算出したテストＣＦＲ推定値の伝搬路適合度算出に用いる第１のＣＦＲ推定値を、異なるシンボルのものとしたが、違う雑音系列であればよく、これに限るものではない。例えば、図２の最初のシンボルにおいて、テストＣＦＲ推定値を算出するのに用いる第１のＣＦＲ推定値を、最初のサブキャリア、１２個先のサブキャリア、２４個先のサブキャリア、・・・、というように１つ飛ばしとし、飛ばした６個先のサブキャリア、１８個先のサブキャリア、３０個先のサブキャリア、・・・、の系列を伝搬路適合度算出に用いるようにしてもよい。
【０１２４】
なお、上記第２の実施形態において、伝搬路適合度としてテストＣＦＲ推定値と第１のＣＦＲ推定値との平均２乗誤差を用いる場合について説明したが、相互相関を用いてもよい。
【０１２５】
なお、上記第２の実施形態において、伝搬路適合度としてテストＣＦＲ推定値と第１のＣＦＲ推定値との平均２乗誤差や相互相関を用いる場合について説明したが、これに加えて推定区間の形状によって決まるペナルティを加算してもよい。ここで、その説明を行う。
【０１２６】
Ｈｉ，ｐ（Ｈは太字）に加わっている雑音は、白色ガウス雑音とみなすのが一般的である。従って、Ｈｉ，ｐ（Ｈは太字）の尤度関数ｐ（Ｈｉ，ｐ｜Ｈ）（Ｈは太字）を次式（２２）で表すことができる。
【０１２７】
【数１３】
【０１２８】
ここで、Ｈ（Ｈは太字）はテストＣＦＲ推定値の変数ベクトルである。ただし、記述を簡単にするため、第ｉシンボルにおけるパイロットサブキャリアの要素のみを持つサイズＰｉのベクトルとする。また、Ｈ（Ｈは太字）もガウス分布であると仮定すると、その事前分布ｐ（Ｈ）（Ｈは太字）は次式（２３）で表すことができる。
【０１２９】
【数１４】
【０１３０】
尤度関数と事前分布を用いると、次式（２４）で表される相関行列ＲＨｉ，ｐＨｉ，ｐ（Ｒは太字）を用いたときの推定ベクトルＨ’ｉ（Ｈは太字）がどれだけ式（１２）のＨｉ，ｐ（Ｈは太字）にフィッティングしているかを表すモデルエビデンスを、次式（２５）のように計算することができる。
【０１３１】
【数１５】
【０１３２】
ここで、式（２４）は式（１３）で得られる推定値のうち、第ｉシンボルのパイロットサブキャリアの要素のみを並べたベクトルを表す。
【０１３３】
式（２５）がペナルティを加算する場合の伝搬路適合度であり、第１項はテストＣＦＲ推定値と第１のＣＦＲ推定値の相互相関に対して雑音電力で除算を行ったものを表す。相互相関の代わりに平均２乗誤差を用いてもよい。
【０１３４】
また、第２項はＲＨｉ，ｐＨｉ，ｐ（Ｒは太字）を用いたときのペナルティを表し、最終的な推定区間が必要以上に増加することを防ぐ。
【０１３５】
第３項は、ＲＨｉ，ｐＨｉ，ｐ（Ｒは太字）によらない定数であるので、伝搬路適合度算出部ｂ２０７−２では加算を行わない。このようなペナルティを含んだ伝搬路適合度を用いると、過学習の問題を防ぐことができ、伝搬路適合度算出に用いる第１のＣＦＲ推定値をテストＣＦＲ推定値と同じシンボルのものにすることができ、伝搬路が高速に変動している場合に有効となる。
【０１３６】
なお、ペナルティ値は、ベイズ情報量規準や赤池情報量規準のように、事前に決まった値であってもよい。例えば、区間抽出部ｂ２０７の処理において、そのときに選択している区間の数をパラメータ数ｍと考えると、ベイズ情報量規準を用いる場合の伝搬路適合度は次式（２６）のようになる。
【０１３７】
【数１６】
【０１３８】
これを用いれば、ペナルティの計算は不要となる。なお、次式（２７）のような赤池情報量規準を用いてもよいし、その他の情報量規準を用いてもよい。
【０１３９】
【数１７】
【０１４０】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施形態について詳しく説明する。第１の実施形態では、送信装置ａ１がパイロットシンボルを周波数領域にマッピングするマルチキャリア信号等を送信し、受信装置ｂ１が、パイロットサブキャリアにおいて第１のＣＦＲ推定値を算出し、第１のＣＦＲ推定値から算出される近似ＣＩＲ推定値のうち電力の高いパスを抽出し、対応する推定区間を設定し、第１のＣＦＲ推定値と設定した推定区間とを用いることで第２のＣＦＲ推定値を算出する。一方、第２の実施形態では、Ｋ個に分けた区間を候補区間とし、それらのどれを選択すべきかを、実際に第２のＣＦＲ推定値算出を行いながらテストすることを繰り返す。本実施形態では、第１の実施形態と同様に近似ＣＩＲのうち電力の高いパスを抽出し、対応する推定区間を設定し、第１のＣＦＲ推定値と設定した推定区間とを用いることで第２のＣＦＲ推定値を算出するが、抽出するパス数を複数パターン用意しておく。この結果得られる複数の第２のＣＦＲ推定値をテストＣＦＲ推定値とし、どれを復調用に用いるかを第２の実施形態で用いる伝搬路適合度により決定する方法について説明する。
【０１４１】
図１８は、本発明の第３の実施形態に係る受信装置ｂ３の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置ｂ３（図１８）と第１の実施形態に係る受信装置ｂ１（図４）とを比較すると、区間抽出部ｂ３０７が異なる。しかし、その他の構成要素（受信アンテナｂ１０１、受信部ｂ１０２、ＧＩ除去部ｂ１０３、ＦＦＴ部ｂ１０４、デマッピング部ｂ１０５、第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８、復調部ｂ１０９、復号部ｂ１１０）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【０１４２】
図１９は、区間抽出部ｂ３０７の構成を示す概略ブロック図である。この図において、区間抽出部ｂ３０７は、近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１、パス抽出部ｂ３０７−２−ｑ、対応区間決定部ｂ３０７−３−ｑ、テストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑ、伝搬路適合度算出部ｂ３０７−５−ｑ、比較部ｂ３０７−６から構成される。ここで、ｑ＝１、２、・・・、Ｑであり、Ｑは複数存在する抽出するパス数の個数である。近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１は、第１の実施形態の区間抽出部ｂ１０７（図５）における近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１と同じである。この機能の説明は省略する。
【０１４３】
パス抽出部ｂ３０７−２−ｑは、近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１から入力される近似ＣＩＲ推定値を用いて、電力の高いパスを抽出する。ここで、抽出するパス数はｑによって異なる。それぞれの抽出するパス数は、受信装置ｂ３を設計した段階で固定してもよいし、受信装置ｂ３のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新する等でもよい。パス抽出部ｂ３０７−２−ｑが抽出したパスの情報を、対応区間決定部ｂ３０７−３−ｑに出力する。
【０１４４】
対応区間決定部ｂ３０７−３−ｑは、パス抽出部ｂ３０７−２−ｑから入力される抽出されたパスに対応する区間を推定区間として決定する。決定した推定区間をテストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑに出力する。
【０１４５】
テストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑは、対応区間決定部ｂ３０７−３−ｑから入力される推定区間と第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６から入力される第１のＣＦＲ推定値を用いてテストＣＦＲ推定値を算出する。推定値を伝搬路適合度算出部ｂ３０７−５−ｑに出力する。
【０１４６】
伝搬路適合度算出部ｂ３０７−５−ｑは、テストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑから入力されるテストＣＦＲ推定値と第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６から入力される第１のＣＦＲ推定値を用いて伝搬路適合度を算出する。この際に用いる伝搬路適合度は、第２の実施形態で説明したものを用いればよい。算出した伝搬路適合度を比較部ｂ３０７−６に出力する。
【０１４７】
比較部ｂ３０７−６は、伝搬路適合度算出部ｂ３０７−５−ｑから入力されるＱ個の伝搬路適合度のうち、最大のものを選択する。選択した伝搬路適合度に対応する推定区間を第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。なお、Ｑ個の伝搬路適合度のうち最大のものではなく、ある閾値を上回るものの中から任意に選んでもよい。その閾値は受信装置ｂ３の設計段階で固定してもよいし、受信装置ｂ３のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新する等でもよい。なお、選択した伝搬路適合度に対応するテストＣＦＲ推定値を第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力してもよい。この場合は、第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８は推定を行わず、入力されたテストＣＦＲ推定値を第２のＣＦＲ推定値として復調部ｂ１０９に出力する。
【０１４８】
＜受信装置ｂ３の動作について＞
図２０は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図１８の受信部ｂ１０２が受信信号をＧＩ除去部ｂ１０３に出力した後の処理である。
【０１４９】
（ステップＳ３０１）ＧＩ除去部ｂ１０３は、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップＳ３０２へ進む。
【０１５０】
（ステップＳ３０２）ＦＦＴ部ｂ１０４は、ステップＳ３０１で得られる信号に対して時間周波数変換を行う。デマッピング部ｂ１０５は、得られた周波数領域の信号から、データとパイロットを分離する。パイロットサブキャリアの受信信号を第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６に出力した後、ステップＳ３０３へ進む。
【０１５１】
（ステップＳ３０３）第１のＣＦＲ推定部ｂ１０６は、ステップＳ３０２で得られるパイロットサブキャリアの受信信号を用いて伝搬路推定を行い、第１のＣＦＲ推定値を算出して区間抽出部ｂ３０７および第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。その後、ステップＳ３０４へ進む。
【０１５２】
（ステップＳ３０４）区間抽出部ｂ３０７中の近似ＣＩＲ推定部ｂ１０７−１は、ステップＳ３０３で得られる第１のＣＦＲ推定値にＩＦＦＴを施すことで近似ＣＩＲ推定値を算出する。その後、ステップＳ３０５へ進む。
【０１５３】
（ステップＳ３０５）パス抽出部ｂ３０７−２−ｑは、ステップＳ３０４で得られる近似ＣＩＲ推定値のうち電力の高い順番に所定の数のパスを抽出し、対応区間決定部ｂ３０７−３−ｑは、それらに対応する推定区間を設定する。設定した推定区間をテストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑに出力し、ステップＳ３０６へ進む。
【０１５４】
（ステップＳ３０６）テストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑは、ステップＳ３０５で得られる推定区間とステップＳ３０３で得られる第１のＣＦＲ推定値を用いてテストＣＦＲ推定値を算出する。その後、ステップＳ３０７へ進む。
【０１５５】
（ステップＳ３０７）伝搬路適合度算出部ｂ３０７−５−ｑは、ステップＳ３０６で得られる伝搬路適合度とステップＳ３０３で得られる第１のＣＦＲ推定値を用いて伝搬路適合度を算出する。比較部Ｓ３０７−６は、算出した伝搬路適合度の中で最大のものを選択し、選択した伝搬路適合度に対応する推定区間を第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８に出力する。その後、ステップＳ３０８へ進む。
【０１５６】
（ステップＳ３０８）第２のＣＦＲ推定部ｂ１０８は、ステップＳ３０７で得られる推定区間を用いて第２のＣＦＲ推定値を算出し、復調部ｂ１０９に出力する。その後、ステップＳ３０９へ進む。
【０１５７】
（ステップＳ３０９）復調部ｂ１０９は、ステップＳ３０８で得られる第２のＣＦＲ推定値を用い、復調処理を行う。その後、ステップＳ３１０へ進む。
【０１５８】
（ステップＳ３１０）復号部ｂ１１０は、ステップＳ３０９で得られる復調結果を用いて復号を行う。その後、受信装置ｂ３は動作を終了する。
【０１５９】
このように、本実施形態によれば、電力の高い順の抽出するパス数を伝搬路適合度により決定し、その数だけ抽出されたパスから推定区間を決定する。これにより抽出パス数を最適な数値に設定することができ、伝搬路推定精度を向上させることができる。また、繰り返し処理を伴わないため、計算量を削減することができる。
【０１６０】
なお、上記第３の実施形態において、パス抽出部ｂ３０７−２−ｑ、対応区間決定部ｂ３０７−３−ｑ、テストＣＦＲ推定部ｂ３０７−４−ｑ、伝搬路適合度算出部ｂ３０７−５−ｑがＱ個並列に並んでいる場合について説明したが、並列でなくともよい。例えば、パス抽出部、対応区間決定部、テストＣＦＲ推定部、伝搬路適合度算出部を１つだけ備え、抽出パス数を変えながら順番に動作させる等でもよい。
【０１６１】
なお、上述した実施形態における送信装置ａ１及び受信装置ｂ１〜ｂ３の一部、例えば、区間抽出部ｂ１０７、復調部ｂ１０９をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能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、実行することによって実現してもよい。
【０１６２】
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、送信装置ａ１又は受信装置ｂ１〜ｂ３に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。さらに、「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。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を送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その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のように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。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よく、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であってもよい。
【０１６３】
また、上述した実施形態における送信装置ａ１及び受信装置ｂ１〜ｂ３の一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現してもよい。送信装置ａ１及び受信装置ｂ１〜ｂ３の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【０１６４】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１６５】
本発明は、受信装置、受信方法、通信システムおよび通信方法に利用可能である。
【符号の説明】
【０１６６】
ａ１ 送信装置
ａ１０１ パイロット生成部
ａ１０２ 符号部
ａ１０３ 変調部
ａ１０４ マッピング部
ａ１０５ ＩＦＦＴ部
ａ１０６ ＧＩ挿入部
ａ１０７ 送信部
ａ１０８ 送信アンテナ部
ｂ１ 受信装置
ｂ１０１ 受信アンテナ
ｂ１０２ 受信部
ｂ１０３ ＧＩ除去部
ｂ１０４ ＦＦＴ部
ｂ１０５ デマッピング部
ｂ１０６ 第１のＣＦＲ推定部
ｂ１０７、ｂ２０７、ｂ３０７区間抽出部
ｂ１０７−１ 近似ＣＩＲ推定部
ｂ１０７−２、ｂ３０７−２−１〜Ｑ パス抽出部
ｂ１０７−３、ｂ３０７−３−１〜Ｑ対応区間決定部
ｂ１０８ 第２のＣＦＲ推定部
ｂ１０９ 復調部
ｂ１１０ 復号部
ｂ２０７−１、ｂ３０７−４−１〜Ｑ テストＣＦＲ推定部
ｂ２０７−２、ｂ３０７−５−１〜Ｑ 伝搬路適合度算出部
ｂ２０７−３ 不要候補区間除去部
ｂ２０７−４ 判断部
ｂ２０７−５ 区間決定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照信号を用いて第１の周波数応答推定値を算出する第１の周波数応答推定部と、
所定の最大遅延時間を複数の区間に分割した候補区間から、少なくとも１つの区間を抽出して推定区間を求める区間抽出部と、
前記第１の周波数応答と前記推定区間とを用いて復調用の周波数応答推定値である第２の周波数応答推定値を算出する第２の周波数応答推定部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記候補区間の区間長は全て同じ長さであることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記候補区間の区間長のうち少なくとも１つは長さが異なることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
前記候補区間の遅延時間に基づいて区間長を決定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項５】
前記区間抽出部は、
前記第１の周波数応答推定値に周波数時間変換を施して近似チャネルインパルス応答を算出する近似チャネルインパルス応答推定部と、
前記近似チャネルインパルス応答を構成するパスのうち、所定の個数のパスを抽出するパス抽出部と、
前記候補区間のうち前記抽出されたパスの、遅延時間を含む区間を前記推定区間として決定する対応区間決定部と、
を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項６】
前記パス抽出部は、電力に基づいて前記所定の個数のパスを抽出すること
を特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記パス抽出部は、
前記近似チャネルインパルス応答を構成するパスのうち、電力が雑音電力に所定の値を乗算した値を上回るパスを抽出することを特徴とする請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
前記対応区間決定部は、
前記推定区間を構成するそれぞれの区間の面積を、その区間を決定するのに用いた遅延パスの電力に従って設定することを特徴とする請求項６または７に記載の受信装置。
【請求項９】
前記区間抽出部は、
前記パス抽出部と前記対応区間決定部を各々複数かつ同数備え、
前記第１の周波数応答と前記対応区間決定部が出力する各々の推定区間とを用いてテスト周波数応答推定値を複数算出するテスト周波数応答推定部と、
前記第１の周波数応答を用いて前記テスト周波数応答推定値のそれぞれの伝搬路適合度を算出する伝搬路適合度算出部と、
前記伝搬路適合度に基づいて前記第２の周波数応答推定部が用いる推定区間を選択する比較部と、
を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１０】
前記区間抽出部は、
前記候補区間を組み合わせて推定区間候補とし、該推定区間候補からテスト周波数応答推定値を算出するテスト周波数応答推定部と、
前記テスト周波数応答推定値から伝搬路適合度を算出する伝搬路適合度算出部と、
をさらに備え、
前記推定区間候補を複数求め、前記伝搬路適合度を用いて前記複数の推定区間候補から前記推定区間を算出すること
を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１１】
前記区間抽出部は、
前記候補区間を少なくとも１つ選択する処理を繰り返し、前記推定区間を決定し、
前記テスト周波数応答推定部は、１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間に、前記候補区間を少なくとも１つ追加して推定区間候補を作成し、
前記伝搬路適合度であって、１つ前の繰り返し算出された前記伝搬路適合度の中で最大のものを下回った伝搬路適合度を算出するのに用いた前記候補区間を削除する不要候補区間除去部と、
削除が行われた後の前記候補区間の残り個数が０であった場合、前記繰り返しを中止して１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間を前記第２の周波数応答推定部が用いる推定区間として決定する判断部と、
前記伝搬路適合度の中で大きい順に所定の個数を抽出し、該伝搬路適合度を算出するのに用いた候補区間を、１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間に追加して新たな推定区間とし、テスト周波数応答推定部から始まる次の繰り返しに移行させる区間決定部と、
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１２】
前記区間決定部が１つの繰り返しで決定する候補区間の要素は１つであることを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。
【請求項１３】
前記判断部は、
削除が行われた後の前記伝搬路適合度の個数が０と１以外の所定の個数以下であった場合、残った伝搬路適合度を算出するのに用いた候補区間の要素を、１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間に加えた新たな推定区間を前記第２の周波数応答推定部が用いる推定区間として決定する処理をさらに行うことを特徴とする請求項１１または１２に記載の受信装置。
【請求項１４】
前記伝搬路適合度算出部は、
前記伝搬路適合度として前記テスト周波数応答推定値と前記第１の周波数応答推定値との平均二乗誤差を用いることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１５】
前記伝搬路適合度算出部は、
前記伝搬路適合度として前記テスト周波数応答推定値と前記第１の周波数応答推定値との相互相関を用いることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１６】
前記伝搬路適合度算出部は、
前記伝搬路適合度として、さらに前記テスト周波数応答推定値を算出するのに用いた前記推定区間の形状から決まるモデルエビデンスをペナルティとして加算したものを用いることを特徴とする請求項１４または１５に記載の受信装置。
【請求項１７】
前記伝搬路適合度算出部は、
前記伝搬路適合度として、さらにベイズ情報量規準のペナルティを加算したものを用いることを特徴とする請求項１４または１５に記載の受信装置。
【請求項１８】
前記伝搬路適合度算出部は、
前記伝搬路適合度として、さらに赤池情報量規準のペナルティを加算したものを用いることを特徴とする請求項１４または１５に記載の受信装置。
【請求項１９】
マルチキャリア信号を復調する受信方法であって、
参照信号を用いて第１の周波数応答推定値を算出する第１の周波数応答推定過程と、
所定の最大遅延時間を持つ電力遅延プロファイルを所定の個数の区間に分割して候補区間とし、前記候補区間から少なくとも１つの区間を抽出して推定区間とする区間抽出過程と、
前記第１の周波数応答と前記推定区間とを用いて復調用の周波数応答推定値である第２の周波数応答推定値を算出する第２の周波数応答推定過程と、
を有することを特徴とする受信方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の受信方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１】
参照信号を用いて第１の周波数応答推定値を算出する第１の周波数応答推定部と、
所定の最大遅延時間を複数の区間に分割した候補区間から、少なくとも１つの区間を抽出して推定区間を求める区間抽出部と、
前記第１の周波数応答と前記推定区間とを用いて復調用の周波数応答推定値である第２の周波数応答推定値を算出する第２の周波数応答推定部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記候補区間の区間長は全て同じ長さであることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記候補区間の区間長のうち少なくとも１つは長さが異なることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
前記候補区間の遅延時間に基づいて区間長を決定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項５】
前記区間抽出部は、
前記第１の周波数応答推定値に周波数時間変換を施して近似チャネルインパルス応答を算出する近似チャネルインパルス応答推定部と、
前記近似チャネルインパルス応答を構成するパスのうち、所定の個数のパスを抽出するパス抽出部と、
前記候補区間のうち前記抽出されたパスの、遅延時間を含む区間を前記推定区間として決定する対応区間決定部と、
を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項６】
前記パス抽出部は、電力に基づいて前記所定の個数のパスを抽出すること
を特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記パス抽出部は、
前記近似チャネルインパルス応答を構成するパスのうち、電力が雑音電力に所定の値を乗算した値を上回るパスを抽出することを特徴とする請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
前記対応区間決定部は、
前記推定区間を構成するそれぞれの区間の面積を、その区間を決定するのに用いた遅延パスの電力に従って設定することを特徴とする請求項６または７に記載の受信装置。
【請求項９】
前記区間抽出部は、
前記パス抽出部と前記対応区間決定部を各々複数かつ同数備え、
前記第１の周波数応答と前記対応区間決定部が出力する各々の推定区間とを用いてテスト周波数応答推定値を複数算出するテスト周波数応答推定部と、
前記第１の周波数応答を用いて前記テスト周波数応答推定値のそれぞれの伝搬路適合度を算出する伝搬路適合度算出部と、
前記伝搬路適合度に基づいて前記第２の周波数応答推定部が用いる推定区間を選択する比較部と、
を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１０】
前記区間抽出部は、
前記候補区間を組み合わせて推定区間候補とし、該推定区間候補からテスト周波数応答推定値を算出するテスト周波数応答推定部と、
前記テスト周波数応答推定値から伝搬路適合度を算出する伝搬路適合度算出部と、
をさらに備え、
前記推定区間候補を複数求め、前記伝搬路適合度を用いて前記複数の推定区間候補から前記推定区間を算出すること
を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１１】
前記区間抽出部は、
前記候補区間を少なくとも１つ選択する処理を繰り返し、前記推定区間を決定し、
前記テスト周波数応答推定部は、１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間に、前記候補区間を少なくとも１つ追加して推定区間候補を作成し、
前記伝搬路適合度であって、１つ前の繰り返し算出された前記伝搬路適合度の中で最大のものを下回った伝搬路適合度を算出するのに用いた前記候補区間を削除する不要候補区間除去部と、
削除が行われた後の前記候補区間の残り個数が０であった場合、前記繰り返しを中止して１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間を前記第２の周波数応答推定部が用いる推定区間として決定する判断部と、
前記伝搬路適合度の中で大きい順に所定の個数を抽出し、該伝搬路適合度を算出するのに用いた候補区間を、１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間に追加して新たな推定区間とし、テスト周波数応答推定部から始まる次の繰り返しに移行させる区間決定部と、
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１２】
前記区間決定部が１つの繰り返しで決定する候補区間の要素は１つであることを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。
【請求項１３】
前記判断部は、
削除が行われた後の前記伝搬路適合度の個数が０と１以外の所定の個数以下であった場合、残った伝搬路適合度を算出するのに用いた候補区間の要素を、１つ前の繰り返しで決定された前記推定区間に加えた新たな推定区間を前記第２の周波数応答推定部が用いる推定区間として決定する処理をさらに行うことを特徴とする請求項１１または１２に記載の受信装置。
【請求項１４】
前記伝搬路適合度算出部は、
前記伝搬路適合度として前記テスト周波数応答推定値と前記第１の周波数応答推定値との平均二乗誤差を用いることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１５】
前記伝搬路適合度算出部は、
前記伝搬路適合度として前記テスト周波数応答推定値と前記第１の周波数応答推定値との相互相関を用いることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１６】
前記伝搬路適合度算出部は、
前記伝搬路適合度として、さらに前記テスト周波数応答推定値を算出するのに用いた前記推定区間の形状から決まるモデルエビデンスをペナルティとして加算したものを用いることを特徴とする請求項１４または１５に記載の受信装置。
【請求項１７】
前記伝搬路適合度算出部は、
前記伝搬路適合度として、さらにベイズ情報量規準のペナルティを加算したものを用いることを特徴とする請求項１４または１５に記載の受信装置。
【請求項１８】
前記伝搬路適合度算出部は、
前記伝搬路適合度として、さらに赤池情報量規準のペナルティを加算したものを用いることを特徴とする請求項１４または１５に記載の受信装置。
【請求項１９】
マルチキャリア信号を復調する受信方法であって、
参照信号を用いて第１の周波数応答推定値を算出する第１の周波数応答推定過程と、
所定の最大遅延時間を持つ電力遅延プロファイルを所定の個数の区間に分割して候補区間とし、前記候補区間から少なくとも１つの区間を抽出して推定区間とする区間抽出過程と、
前記第１の周波数応答と前記推定区間とを用いて復調用の周波数応答推定値である第２の周波数応答推定値を算出する第２の周波数応答推定過程と、
を有することを特徴とする受信方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の受信方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−９３７１４（Ｐ２０１３−９３７１４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３４０９１（Ｐ２０１１−２３４０９１）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
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