JP2014158113A - チャネル推定装置およびチャネル推定プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】推定の精度を向上させることで、受信品質の向上を図ることができるチャネル推定装置およびチャネル推定プログラムを提供する。
【解決手段】無線受信装置は、２本の送信アンテナから１本の受信アンテナに送信されるパイロット信号に基づいて、それぞれの伝送路を推定するチャネル推定部２３を備えている。チャネル推定部２３は、一方の軸をサブキャリア、他方の軸をＯＦＤＭシンボルとした２次元パターンとしたときに、２本の送信アンテナからの同じパイロット信号が伝搬する推定対象とした位置の伝送路と、いずれか一方から異なるパイロット信号が送信される推定対象に隣接した両側の位置の伝送路との３点の平均により、推定対象とした位置の伝送路を推定する平均化部３０３と、平均化部３０３により推定された伝送路に基づいて、それぞれの送信アンテナからのパイロット信号が伝搬する伝送路を推定する２次元補間部３０４，３０５とを備えている。
【選択図】図３
【解決手段】無線受信装置は、２本の送信アンテナから１本の受信アンテナに送信されるパイロット信号に基づいて、それぞれの伝送路を推定するチャネル推定部２３を備えている。チャネル推定部２３は、一方の軸をサブキャリア、他方の軸をＯＦＤＭシンボルとした２次元パターンとしたときに、２本の送信アンテナからの同じパイロット信号が伝搬する推定対象とした位置の伝送路と、いずれか一方から異なるパイロット信号が送信される推定対象に隣接した両側の位置の伝送路との３点の平均により、推定対象とした位置の伝送路を推定する平均化部３０３と、平均化部３０３により推定された伝送路に基づいて、それぞれの送信アンテナからのパイロット信号が伝搬する伝送路を推定する２次元補間部３０４，３０５とを備えている。
【選択図】図３
Description
本発明は、複数本の送信アンテナから１本の受信アンテナへ送信されるパイロット信号に基づいてパイロット信号が伝搬する伝送路を推定するチャネル推定装置およびチャネル推定プログラムに関するものである。
ＤＶＢ−Ｔ２（Digital Video Broadcasting-Terrestrial２）は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）に基づいた地上波デジタル放送の次世代の規格である。
地上デジタル放送は、家庭で視聴する他に、携帯電話、カーナビなど、車や列車などで移動しながらでも視聴できる。
しかしながら、高速列車のように、時速が３００ｋｍ／ｈを超える高速移動で、地上波デジタル放送を受信するような環境下では、受信品質がデジタル衛星放送のような他のデジタル放送と比較されることが想定される。
地上デジタル放送は、家庭で視聴する他に、携帯電話、カーナビなど、車や列車などで移動しながらでも視聴できる。
しかしながら、高速列車のように、時速が３００ｋｍ／ｈを超える高速移動で、地上波デジタル放送を受信するような環境下では、受信品質がデジタル衛星放送のような他のデジタル放送と比較されることが想定される。
ここで、図１５に示すようなＳＩＳＯ（Single-Input Single-Output）でのチャネル推定について説明する。図１６は、無線送信装置からの送信信号と無線受信装置での受信信号を２次元的なパターンで表現したものである。
ＳＩＳＯにて無線送信装置（放送局）から送信され、無線受信装置（ユーザのテレビ）が受信した受信信号Ｙを表すと、以下の式（１）のように示すことができる。但し、Ｘは、無線送信装置が送信する送信信号、Ｈは伝送路（チャネル）、Ｗはノイズである。また、ｋはサブキャリア、ｌはＯＦＤＭシンボルである。
ＳＩＳＯにて無線送信装置（放送局）から送信され、無線受信装置（ユーザのテレビ）が受信した受信信号Ｙを表すと、以下の式（１）のように示すことができる。但し、Ｘは、無線送信装置が送信する送信信号、Ｈは伝送路（チャネル）、Ｗはノイズである。また、ｋはサブキャリア、ｌはＯＦＤＭシンボルである。
式（１）にて、ノイズＷk,lが十分小さい値であるとして、式（１）を変形して、無線受信装置側で送信信号Ｘを推定した式とすると、式（２）となる。
無線送信装置から送信信号として送信されるパイロット信号は、無線受信装置側で既知な信号であるため、パイロット信号をＸrefとすると、伝送路は式（２）を変形して式（３）とすることができる。
無線送信装置から送信信号を、一方の軸をサブキャリア（周波数方向）、他方の軸をＯＦＤＭシンボル（時間方向）とした２次元的なパターンで表すと、無線送信装置と無線受信装置とで、パイロット信号が同じ位置に現れるので、パイロット信号を基準信号として扱うことができる。無線受信装置では、式（３）からパイロット信号が伝搬した伝送路を求め、これらの伝送路からパイロット信号が送信される間に位置するデータサブキャリアが伝搬した伝送路を推定する。このときのパイロット信号の間隔は、サブキャリア方向で３つ分である。
図１６からもわかるように、パイロット信号は無線送信装置から全ての位置で送信される訳ではない。従って、パイロット信号が配置されている位置の伝送路は高い精度で推定可能であるが、それ以外のサブキャリア部分に対する伝送路推定値は、周囲のパイロット信号による伝送路推定値から補間等の処理を行い、推定値を算出する必要がある。
従来のチャネル推定では、縦列および横列のそれぞれで、隣接するパイロット信号のサブキャリア同士の間を線形に補間する直線補間法や、特許文献１に記載された伝送路推定方法などが用いられている。
従来のチャネル推定では、縦列および横列のそれぞれで、隣接するパイロット信号のサブキャリア同士の間を線形に補間する直線補間法や、特許文献１に記載された伝送路推定方法などが用いられている。
特許文献１に記載の伝送路推定方法は、受信機において、非正方に配置されたスキャッタードパイロットに対して非正方な通過域を持つ２次元フィルタを用いることで、高精度の伝送路推定を行うことができ、またこの２次元フィルタを２段構成により生成、並びに１次元フィルタより生成することによりハードウェアコストを削減することができるというものである。
一方、受信品質を向上させるために、地上デジタルテレビ放送でのＤＶＢ−Ｔ２の提案では、複数の送信アンテナによるＭＩＳＯ（Multiple-Input Single-Output）により受信品質の向上を図っている（非特許文献１参照）。また、非特許文献２においては、非特許文献１にて提案されたＭＩＳＯから拡張して，複数のアンテナで受信できるようにしており，ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）として受信性能の向上を図っている。
ここで、ＤＶＢ−Ｔ２でのＭＩＳＯについて説明する。図１７では、無線送信装置が２本の送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２により無線信号を送信し、無線受信装置が１本の受信アンテナＲｘ１により無線信号を受信する例を示している。
図１７では、２本の送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２からそれぞれパイロット信号をパターンＡ，Ｂの異なるパターンで送信されている。
送信アンテナＴｘ１からは、全てのパイロット信号をそのまま（正論理）の状態で、パイロット信号のパターンＡとして送信している。また、送信側のアンテナＴｘ２から、正論理のパイロット信号と、論理を反転させた負論理の反転させたパイロット信号とを、混在させてパターンＢとして送信している。
送信アンテナＴｘ１からは、全てのパイロット信号をそのまま（正論理）の状態で、パイロット信号のパターンＡとして送信している。また、送信側のアンテナＴｘ２から、正論理のパイロット信号と、論理を反転させた負論理の反転させたパイロット信号とを、混在させてパターンＢとして送信している。
"Digital Video Broadcasting (DVB); Implementation guidelines for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2)": DVB Document A 133 December 2009.
C. Gomez-Calero, L. Cuellar Navarette, L. de Haro, R. Martinez, "A 2 × 2 MIMO DVB-T2 system: design, new channel estimation scheme,and measurements with polarization diversity," IEEE. Trans. Broadcast,vol.57,no.2,pp.195-203,June 2011.
パイロット信号が、送信アンテナＴｘ１からパターンＡ、送信アンテナＴｘ２からパターンＢにて送信されると、無線受信装置側では、このパターンＡとパターンＢとが重畳されて受信される。
従って、送信アンテナＴｘ１からの正論理のパイロット信号と、送信アンテナＴｘ２からの負論理のパイロット信号とを受信したときの伝送路は、
と表すことができる。また、送信アンテナＴｘ１からの正論理のパイロット信号と、送信アンテナＴｘ２からの負論理のパイロット信号とを受信したときの伝送路は、
と表すことができる。
送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２からのパイロット信号が重畳して伝搬したそれぞれの伝送路は、図１７に示す例では、サブキャリア方向で間隔が６つ分であるため、図１７に示す例と比較すると、推定の精度が悪化する。
従って、送信アンテナＴｘ１からの正論理のパイロット信号と、送信アンテナＴｘ２からの負論理のパイロット信号とを受信したときの伝送路は、
と表すことができる。また、送信アンテナＴｘ１からの正論理のパイロット信号と、送信アンテナＴｘ２からの負論理のパイロット信号とを受信したときの伝送路は、
と表すことができる。
送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２からのパイロット信号が重畳して伝搬したそれぞれの伝送路は、図１７に示す例では、サブキャリア方向で間隔が６つ分であるため、図１７に示す例と比較すると、推定の精度が悪化する。
そこで本発明は、推定の精度を向上させることで、受信品質の向上を図ることができるチャネル推定装置およびチャネル推定プログラムを提供することを目的とする。
本発明のチャネル推定装置は、２本の送信アンテナから１本の受信アンテナに向けた送信信号に挿入されるパイロット信号に基づいて、それぞれの伝送路を推定するチャネル推定装置において、前記送信信号を、一方の軸をサブキャリア、他方の軸をＯＦＤＭシンボルとした２次元パターンで表したときに、前記２本の送信アンテナからの同じパイロット信号が伝搬する推定対象とした位置の伝送路と、前記２本の送信アンテナのいずれか一方から異なるパイロット信号が送信される該推定対象に隣接した両側の位置の伝送路との３点の平均により、前記推定対象とした位置の伝送路を推定する平均化部を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、平均化部が、２本の送信アンテナからの同じパイロット信号が伝搬する推定対象とした位置の伝送路と、２本の送信アンテナのいずれか一方から異なるパイロット信号が送信される該推定対象に隣接した両側の位置の伝送路との３点の平均により、隣接した位置の伝送路同士で推定対象とした位置の伝送路を推定することができるので、推定の精度を向上させることができる。
前記平均化部は、一方の送信アンテナから正論理のパイロット信号が送信され、他方の送信アンテナから正論理のパイロット信号と負論理のパイロット信号とが混在して送信されるときに、式（４）〜式（７）によりパイロット信号が配置される推定対象とした位置の伝送路Ｈ1a k,l（推定値），伝送路Ｈ2a k,l（推定値），伝送路Ｈ1b k,l（推定値），伝送路Ｈ2b k,l（推定値）を推定するのが望ましい。
但し、ｋ，ｌは推定対象の位置を示すものであり、ｋはサブキャリア方向，ｌはＯＦＤＭ方向であり、（ｋ−α，ｌ−β），（ｋ＋γ，ｌ＋δ）は、推定対象からの相対位置、Ｈa k,l（推定値）は、一方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号と、他方の送信アンテナからの負論理のパイロット信号とが伝搬する伝送路の推定値、Ｈb k,l（推定値）は、一方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号と、他方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号が伝搬する伝送路の推定値、Ｈ1a k,l（推定値）は、一方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号と、他方の送信アンテナからの負論理のパイロット信号とが伝搬した推定対象の伝送路の推定値であって、一方の送信アンテナから伝送路Ｈ1 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にて推定される伝送路の推定値、Ｈ2a k,l（推定値）は、一方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号と他方の送信アンテナからの負論理のパイロット信号とが伝搬した推定対象の伝送路の推定値であって、他方の送信アンテナから伝送路Ｈ2 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にて推定される伝送路の推定値、Ｈ1b k,l（推定値）は、一方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号と、他方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号とが伝搬した推定対象の伝送路の推定値であって、一方の送信アンテナから伝送路Ｈ1 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にて推定される伝送路の推定値、Ｈ2b k,l（推定値）は、一方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号と、他方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号とが伝搬した推定対象の伝送路の推定値であって、他方の送信アンテナから伝送路Ｈ2 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にて推定される伝送路の推定値である。
平均化部は、式（４）〜式（７）に示す計算式により推定対象とした位置の伝送路を推定することができる。
伝送路Ｈ1a k,l（推定値）と伝送路Ｈ1b k,l（推定値）とから、一方の送信アンテナから受信アンテナへパイロット信号が伝搬する伝送路Ｈ1 k,lを推定し、伝送路Ｈ2a k,l（推定値）と伝送路Ｈ2b k,l（推定値）とから、他方の送信アンテナから受信アンテナへパイロット信号が伝搬する伝送路Ｈ2 k,lを推定する２次元補間部を備えるのが望ましい。
２次元補間部が、伝送路Ｈ1a k,l（推定値）および伝送路Ｈ1b k,l（推定値）から伝送路Ｈ1 k,lを推定し、伝送路Ｈ2a k,l（推定値）および伝送路Ｈ2b k,l（推定値）から伝送路Ｈ2 k,lを推定することで、それぞれの送信アンテナからのパイロット信号が伝搬する伝送路を精度よく推定することができる。
本発明のチャネル推定装置は、ｍ本の送信アンテナから１本の受信アンテナに向けた送信信号に挿入されるパイロット信号に基づいて、それぞれの伝送路を推定するチャネル推定装置において、前記送信信号を、一方の軸をサブキャリア、他方の軸をＯＦＤＭシンボルとした２次元パターンで表したときに、前記ｍ本の送信アンテナからのそれぞれのパイロット信号の組み合わせの信号が配置されるｍ点の位置の伝送路をそれぞれ推定対象として、ｍ点の平均により、前記推定対象とした位置の伝送路を推定する平均化部を備えたことを特徴とする。但し、ｍは２nであり、ｎは２以上である。
本発明によれば、平均化部が、ｍ本の送信アンテナからのそれぞれのパイロット信号の組み合わせの信号が配置されるｍ点の位置の伝送路をそれぞれ推定対象として、ｍ点の平均により、推定対象とした位置の伝送路を推定するので、近接した位置の伝送路により推定対象の伝送路を推定することができる。従って、推定の精度を向上させることができる。
前記平均化部は、前記ｍ本の送信アンテナからアマダール行列の行列要素の行列に従ったパイロット信号が送信されて送信されるときに、式（８）によりパイロット信号が配置される推定対象とした位置の伝送路Ｈm k,lを推定するのが望ましい。
但し、ｋ，ｌは推定対象の位置を示すものであり、ｋはサブキャリア方向，ｌはＯＦＤＭ方向であり、Ｈa k,l（推定値）〜ＨSymbol(m) k,l（推定値）は、ｍ本の送信アンテナからそれぞれ送信されたパイロット信号が送伝搬したそれぞれ伝送路を合成した伝送路の推定値である。
平均化部は、式（８）に示す計算式により推定対象とした位置の伝送路を推定することができる。
前記２次元補間部は、パイロット信号が配置される位置の伝送路の推定値から、データサブキャリアが配置される位置の伝送路を補間するのが望ましい。
２次元補間部が、推定されたパイロット信号が配置された位置の伝送路に基づいて、データサブキャリアが配置される伝送路を推定することで、これらの伝送路も精度よく推定することができる。
２次元補間部が、推定されたパイロット信号が配置された位置の伝送路に基づいて、データサブキャリアが配置される伝送路を推定することで、これらの伝送路も精度よく推定することができる。
本発明のチャネル推定チャネル推定プログラムは、コンピュータを、本発明のチャネル推定装置を構成する各部として機能させるチャネル推定プログラムにより実現することができる。
本発明は、隣接した位置の伝送路同士で推定対象とした位置の伝送路を推定することができるので、推定の精度を向上させることができる。従って、本発明は、受信品質の向上を図ることができる。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る無線通信システムを図面に基づいて説明する。なお、本明細書において、数式中のハットが表記できない箇所については、「（推定値）」と表記することとする。
本実施の形態１に係る無線通信システムは、例えば、送信側がＤＶＢ−Ｔ２により地上デジタル放送を行うテレビ放送局で、受信側が列車に備え付けられたテレビ装置である。図１に示すように、テレビ放送局では、無線送信装置１０が設置されている。列車のテレビ装置は、無線受信装置２０である。
無線送信装置１０は、パイロット信号やデータサブキャリアを、ＯＦＤＭ変調により送信する機能を備えている。無線送信装置１０は、送信アンテナＴｘ１（第１の送信アンテナ），送信アンテナＴｘ２（第２の送信アンテナ）が２本の場合を示している。
本発明の実施の形態１に係る無線通信システムを図面に基づいて説明する。なお、本明細書において、数式中のハットが表記できない箇所については、「（推定値）」と表記することとする。
本実施の形態１に係る無線通信システムは、例えば、送信側がＤＶＢ−Ｔ２により地上デジタル放送を行うテレビ放送局で、受信側が列車に備え付けられたテレビ装置である。図１に示すように、テレビ放送局では、無線送信装置１０が設置されている。列車のテレビ装置は、無線受信装置２０である。
無線送信装置１０は、パイロット信号やデータサブキャリアを、ＯＦＤＭ変調により送信する機能を備えている。無線送信装置１０は、送信アンテナＴｘ１（第１の送信アンテナ），送信アンテナＴｘ２（第２の送信アンテナ）が２本の場合を示している。
無線受信装置２０は、受信アンテナＲｘを１本備えている。無線受信装置２０は、図２に示すように、ＧＩリムーブ部２1と、高速フーリエ変換器２２と、チャネル推定部２３と、ＭＩＳＯデコーダ部２４と、デマッパ部２５と、チャネル復号部２６とを備えている。
ＧＩリムーブ部２１は、受信信号から付加されたガードインターバルを除去する。
高速フーリエ変換器２２は、複数のサブキャリアに変調されたサブキャリア複素信号に基づいて、一定のサブキャリア間隔で並べたマルチキャリア波信号を生成する。
チャネル推定部２３は、一方の軸をサブキャリア、他方の軸をＯＦＤＭシンボルとした２次元パターンで表したときに、所定位置に挿入されるパイロット信号を用いて、伝送路で歪んだ信号を補正するためのチャネル行列を推定するチャネル推定装置として機能するものである。
ＭＩＳＯデコーダ部２４は、推定されたチャネル行列から重み行列を生成し、受信信号に乗算することで元の独立な信号を復号する処理を行う。
デマッパ部２５は、受信信号のコンスタレーションから対数尤度比(ＬＬＲ：Log Likelihood Ratio)を生成する。ビット列に復号する際にビットが０と１のどちらに近いのかという信頼度を表現することで、ビタビ復号の誤り訂正能力を高める。
チャネル復号部２６は、畳み込み符号化器により生成された符号化率１／２の符号化ビットをパンクチャ（Puncture）によって、指定された場所のビット情報を省略することにより，符号化ビット数を低減して符号化率を増加する。符号化率は１／２，３／５，２／３，３／４，４／５，５／６に対応できる。
高速フーリエ変換器２２は、複数のサブキャリアに変調されたサブキャリア複素信号に基づいて、一定のサブキャリア間隔で並べたマルチキャリア波信号を生成する。
チャネル推定部２３は、一方の軸をサブキャリア、他方の軸をＯＦＤＭシンボルとした２次元パターンで表したときに、所定位置に挿入されるパイロット信号を用いて、伝送路で歪んだ信号を補正するためのチャネル行列を推定するチャネル推定装置として機能するものである。
ＭＩＳＯデコーダ部２４は、推定されたチャネル行列から重み行列を生成し、受信信号に乗算することで元の独立な信号を復号する処理を行う。
デマッパ部２５は、受信信号のコンスタレーションから対数尤度比(ＬＬＲ：Log Likelihood Ratio)を生成する。ビット列に復号する際にビットが０と１のどちらに近いのかという信頼度を表現することで、ビタビ復号の誤り訂正能力を高める。
チャネル復号部２６は、畳み込み符号化器により生成された符号化率１／２の符号化ビットをパンクチャ（Puncture）によって、指定された場所のビット情報を省略することにより，符号化ビット数を低減して符号化率を増加する。符号化率は１／２，３／５，２／３，３／４，４／５，５／６に対応できる。
ここで、チャネル推定部２３について、図３に基づいて詳細に説明する。
チャネル推定部２３は、チャネル推定プログラムをコンピュータで動作させることで、チャネル推定装置として機能するものである。チャネル推定部２３は、伝送路算出部３０１，３０２と、平均化部３０３と、２次元補間部３０４，３０５とを備えている。
チャネル推定部２３は、チャネル推定プログラムをコンピュータで動作させることで、チャネル推定装置として機能するものである。チャネル推定部２３は、伝送路算出部３０１，３０２と、平均化部３０３と、２次元補間部３０４，３０５とを備えている。
伝送路算出部３０１，３０２は、受信信号Ｙa k,lを送信アンテナＴｘ１およびＴｘ２から送信されたそれぞれの既知のパイロット信号Ｘa k,l，Ｘb k,lにより除算することで伝送路を算出する。
平均化部３０３は、伝送路算出部３０１が算出した伝送路Ｈa k,l（推定値）と伝送路算出部３０２が算出した伝送路Ｈb k,l（推定値）とを平均して推定対象の伝送路の推定値を演算する。
２次元補間部３０４は、平均化部３０３が推定した伝送路Ｈ1a k,l（推定値）と伝送路Ｈ2a k,l（推定値）とを入力して、送信アンテナＴｘ１からのパイロット信号が配置される位置の伝送路Ｈ1 k,l（推定値）を演算し、更に、伝送路Ｈ1 k,l（推定値）からデータサブキャリアが配置される位置の伝送路Ｈ1 k,l（推定値）を演算する。
２次元補間部３０５は、平均化部３０３が推定した伝送路Ｈ1b k,l（推定値）と伝送路Ｈ2b k,l（推定値）とを入力して、送信アンテナＴｘ２からのパイロット信号が配置される位置の伝送路Ｈ2 k,l（推定値）を演算し、更に、伝送路Ｈ2 k,l（推定値）からデータサブキャリアが配置される位置の伝送路Ｈ2 k,l（推定値）を演算する。
平均化部３０３は、伝送路算出部３０１が算出した伝送路Ｈa k,l（推定値）と伝送路算出部３０２が算出した伝送路Ｈb k,l（推定値）とを平均して推定対象の伝送路の推定値を演算する。
２次元補間部３０４は、平均化部３０３が推定した伝送路Ｈ1a k,l（推定値）と伝送路Ｈ2a k,l（推定値）とを入力して、送信アンテナＴｘ１からのパイロット信号が配置される位置の伝送路Ｈ1 k,l（推定値）を演算し、更に、伝送路Ｈ1 k,l（推定値）からデータサブキャリアが配置される位置の伝送路Ｈ1 k,l（推定値）を演算する。
２次元補間部３０５は、平均化部３０３が推定した伝送路Ｈ1b k,l（推定値）と伝送路Ｈ2b k,l（推定値）とを入力して、送信アンテナＴｘ２からのパイロット信号が配置される位置の伝送路Ｈ2 k,l（推定値）を演算し、更に、伝送路Ｈ2 k,l（推定値）からデータサブキャリアが配置される位置の伝送路Ｈ2 k,l（推定値）を演算する。
以上のように構成されたチャネル推定部２３が行うチャネル推定方法について詳細に説明する。
まず、送信アンテナＴｘ１からの正論理のパイロット信号を無線受信装置により受信したときの信号を式（９）にて示し、送信アンテナＴｘ２からの負論理のパイロット信号を無線受信装置による受信したときの信号を式（１０）にて示す。
式（９）と式（１０）とより、ＳＩＳＯによる受信信号Ｙa k,lを示す式（１）は、ＭＩＳＯによる受信信号として式（１１）のように表すことができる。
また、送信アンテナＴｘ１からの正論理のパイロット信号を無線受信装置により受信したときの信号を式（１２）にて示し、また、送信アンテナＴｘ２から、送信アンテナＴｘ１からの正論理のパイロット信号と同じ正論理のパイロット信号を無線受信装置による受信したときの信号を式（１３）にて示す。
式（１２）と式（１３）とより、式（１１）と同様に、受信信号Ｙb k,lは、式（１４）のように表される。
ノイズＷk,lが十分小さいとすると、図４に示すパイロット信号のパターンでの合成の伝送路Ｈa k,l（推定値）は、式（１１）から式（１５）とすることができる。以下、この送信アンテナＴｘ１から正論理のパイロット信号が送信され、送信アンテナＴｘ２からの負論理のパイロット信号が送信されるパターンをケースＡと称する。
また、図５に示すケースＢでのパイロット信号のパターンでの合成の伝送路Ｈb k,l（推定値）は、式（１４）から式（１６）とすることができる。以下、この送信アンテナＴｘ１から正論理のパイロット信号が送信され、送信アンテナＴｘ２からの正論理のパイロット信号が送信されるパターンをケースＢと称する。
ケースＢでは、送信アンテナＴｘ２から、ケースＡと異なる正論理のパイロット信号が送信される。
ケースＢでは、送信アンテナＴｘ２から、ケースＡと異なる正論理のパイロット信号が送信される。
このようにして、伝送路算出部３０１は、式（１５）からＨa k,l（推定値）を演算することができ、伝送路算出部３０２は、式（１６）からＨb k,l（推定値）を演算することができる。
ケースＡにおいて、パイロット信号が送信される推定対象の伝送路（例えば、図４では、左端からサブキャリア方向に「３」，ＯＦＤＭシンボル方向に「２」の位置を「ｋ，ｌ」とする。）の推定値であって、送信アンテナＴｘ１から伝送路Ｈ1 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にて推定される伝送路の推定値を
とし、
送信アンテナＴｘ２から伝送路Ｈ2 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にてチャネル推定される伝送路の推定値を
とする。
とし、
送信アンテナＴｘ２から伝送路Ｈ2 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にてチャネル推定される伝送路の推定値を
とする。
平均化部３０３は、これらの推定値を、チャネル推定する対象の伝送路と、この伝送路と一方側と他方側とに隣接して対をなす伝送路（この場合、「ｋ,ｌ」の右側に位置する「ｋ‐３，ｌ‐１」と、「ｋ,ｌ」の左側に位置する「ｋ＋３，ｌ＋１」。）とのそれぞれの２点の和、および差を算出して平均を求める。この３点の平均化を式（１７）および式（１８）として表すことができる。
例えば、式（１７）であれば、式（１５）と式（１６）から、式（１９）となる。
・・・（１９）
この式（１９）を変形すると、式（２０）となる。
ここで、Ｈ1 k-3,l-1，Ｈ1 k+3,l+1はＨ1 k,lに近似し、Ｈ2 k-3,l-1，Ｈ2 k+3,l+1はＨ2 k,lに近似するため置き換えると、
となる。
つまり、式（１７）により求められる伝送路Ｈ1a k,l（推定値）は、伝送路Ｈ1 k,l（推定値）に近似することがわかる。
この式（１９）を変形すると、式（２０）となる。
となる。
つまり、式（１７）により求められる伝送路Ｈ1a k,l（推定値）は、伝送路Ｈ1 k,l（推定値）に近似することがわかる。
また、式（１８）であれば、式（１５）と式（１６）から、式（２１）となる。
・・・（２１）
この式（２１）を変形すると、式（２２）となる。
ここで、式（２０）と同様に、Ｈ1 k-3,l-1，Ｈ1 k+3,l+1はＨ1 k,lに近似し、Ｈ2 k-3,l-1，Ｈ2 k+3,l+1はＨ2 k,lに近似するため置き換えると、
となる。
つまり、式（１８）により求められる伝送路Ｈ2a k,l（推定値）は、伝送路Ｈ2 k,l（推定値）に近似することがわかる。
この式（２１）を変形すると、式（２２）となる。
となる。
つまり、式（１８）により求められる伝送路Ｈ2a k,l（推定値）は、伝送路Ｈ2 k,l（推定値）に近似することがわかる。
このように、式（１７）により送信アンテナＴｘ１と受信アンテナＲｘとの間の経路の伝送路が推定でき、式（１８）により、送信アンテナＴｘ２と受信アンテナＲｘとの間の経路の伝送路が推定できる。
ケースＢにおいて、パイロット信号が送信される推定対象の伝送路（例えば、図５では、左端からサブキャリア方向に「６」，ＯＦＤＭシンボル方向に「３」の位置）の推定値であって、送信アンテナＴｘ１から伝送路Ｈ1 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にて推定される伝送路の推定値を
とし、
送信アンテナＴｘ２から伝送路Ｈ2 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にてチャネル推定される伝送路の推定値を
とすると、これらの推定値は、チャネル推定する対象の伝送路と、この伝送路と一方側と他方側とに隣接して対をなす伝送路（この場合、「ｋ,ｌ」の右側に位置する「ｋ‐３，ｌ‐１」と、「ｋ,ｌ」の左側に位置する「ｋ＋３，ｌ＋１」。）とのそれぞれ和および差を算出して平均を求める。この３点の平均化を式（２３）および式（２４）として表すことができる。
とし、
送信アンテナＴｘ２から伝送路Ｈ2 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にてチャネル推定される伝送路の推定値を
とすると、これらの推定値は、チャネル推定する対象の伝送路と、この伝送路と一方側と他方側とに隣接して対をなす伝送路（この場合、「ｋ,ｌ」の右側に位置する「ｋ‐３，ｌ‐１」と、「ｋ,ｌ」の左側に位置する「ｋ＋３，ｌ＋１」。）とのそれぞれ和および差を算出して平均を求める。この３点の平均化を式（２３）および式（２４）として表すことができる。
例えば、式（２３）であれば、式（１５）と式（１６）から、式（２５）となる。
・・・（２５）
この式（２５）を変形すると、式（２６）となる。
ここで、Ｈ1 k-3,l-1，Ｈ1 k+3,l+1はＨ1 k,lに近似し、Ｈ2 k-3,l-1，Ｈ2 k+3,l+1はＨ2 k,lに近似するため置き換えると、
となる。
つまり、式（２３）により求められる伝送路Ｈ1b k,l（推定値）は、伝送路Ｈ1 k,l（推定値）に近似することがわかる。
この式（２５）を変形すると、式（２６）となる。
となる。
つまり、式（２３）により求められる伝送路Ｈ1b k,l（推定値）は、伝送路Ｈ1 k,l（推定値）に近似することがわかる。
また、式（２４）であれば、式（１５）と式（１６）から、式（２７）となる。
・・・（２７）
この式（２７）を変形すると、式（２８）となる。
ここで、式（２１）と同様に、Ｈ1 k-3,l-1，Ｈ1 k+3,l+1はＨ1 k,lに近似し、Ｈ2 k-3,l-1，Ｈ2 k+3,l+1はＨ2 k,lに近似するため置き換えると、
となる。
つまり、式（２４）により求められる伝送路Ｈ2b k,l（推定値）は、伝送路Ｈ2 k,l（推定値）に近似することがわかる。
この式（２７）を変形すると、式（２８）となる。
となる。
つまり、式（２４）により求められる伝送路Ｈ2b k,l（推定値）は、伝送路Ｈ2 k,l（推定値）に近似することがわかる。
このように、式（１８）により送信アンテナＴｘ１と受信アンテナＲｘとの間の経路の伝送路が推定でき、式（１９）により、送信アンテナＴｘ２と受信アンテナＲｘとの間の経路の伝送路が推定できる。
本実施の形態１では、推定対象の位置（ｋ，ｊ）の伝送路を中心に、パイロット信号が配置された一方の相対位置を（ｋ−３，ｌ−１）、他方の相対位置を（ｋ＋３，ｌ＋１）としたが、パイロット信号が配置される隣接した位置をサブキャリア方向にα，γ、ＯＦＤＭシンボル方向にβ、δとして表せば、式（１７），（１８），（２３），（２４）は式（２９）〜式（３２）とすることができる。
そして、平均化部３０３，３０４は、上記式式（２９）〜式（３２）により、パイロット信号が配置された位置を、順次、推定対象として、伝送路Ｈ1a k,l（推定値）、伝送路Ｈ1b k,l（推定値）、伝送路Ｈ2a k,l（推定値）、伝送路Ｈ2b k,l（推定値）を推定する。
図６に示すように、ケースＡにおける送信アンテナＴｘ１から伝送路Ｈ1 k,lを伝搬したパイロット信号から推定される伝送路Ｈ1a k,l（推定値）と、ケースＢにおける送信アンテナＴｘ１から伝送路Ｈ1 k,lを伝搬したパイロット信号から推定される伝送路Ｈ1b k,l（推定値）とから、２次元補間部３０４が直線補間法や、特許文献１に記載された伝送路推定方法などにより、伝送路Ｈ1 k,l（推定値）を推定する。
また、ケースＡにおける送信アンテナＴｘ２から伝送路Ｈ2 k,lを伝搬したパイロット信号から推定される伝送路Ｈ2a k,l（推定値）と、ケースＢにおける送信アンテナＴｘ２から伝送路Ｈ2 k,lを伝搬したパイロット信号から推定される伝送路Ｈ2b k,l（推定値）とから、２次元補間部３０５が直線補間法や、特許文献１に記載された伝送路推定方法などにより、伝送路Ｈ2 k,l（推定値）を推定する。
また、ケースＡにおける送信アンテナＴｘ２から伝送路Ｈ2 k,lを伝搬したパイロット信号から推定される伝送路Ｈ2a k,l（推定値）と、ケースＢにおける送信アンテナＴｘ２から伝送路Ｈ2 k,lを伝搬したパイロット信号から推定される伝送路Ｈ2b k,l（推定値）とから、２次元補間部３０５が直線補間法や、特許文献１に記載された伝送路推定方法などにより、伝送路Ｈ2 k,l（推定値）を推定する。
そして、パイロット信号が配置された位置の伝送路Ｈ1 k,l（推定値）が推定されると、２次元補間部３０４は、データサブキャリアが配置される位置の伝送路Ｈ1 k,l（推定値）を、直線補間法や、特許文献１に記載された伝送路推定方法などにより、補間する。
また、パイロット信号が配置された位置の伝送路Ｈ2 k,l（推定値）が推定されると、２次元補間部３０５は、データサブキャリアが配置される位置の伝送路Ｈ2 k,l（推定値）を、同様に、直線補間法や、特許文献１に記載された伝送路推定方法などにより補間する。
また、パイロット信号が配置された位置の伝送路Ｈ2 k,l（推定値）が推定されると、２次元補間部３０５は、データサブキャリアが配置される位置の伝送路Ｈ2 k,l（推定値）を、同様に、直線補間法や、特許文献１に記載された伝送路推定方法などにより補間する。
ケースＡにおけるパイロット信号の送信位置と、ケースＢにおけるパイロット信号の送信位置とを組み合わせた３点のそれぞれの間隔は、図１７に示す距離と比較して近いため、推定の精度を向上させるができる。従って、データサブキャリアが配置された位置の伝送路を精度よく推定できるので、受信品質の向上を図ることができる。
次に、チャネル推定部２３をシミュレーションにより評価した。比較のために、非特許文献１，２に記載の方法についてもシミュレーションを行った。シミュレーション条件を図７に示す。チャネル（伝送路）モデルについては、平均的な市街地モデルを採用した。
シミュレーションを行った結果を、図８および図９に示すグラフで表した。
シミュレーションを行った結果を、図８および図９に示すグラフで表した。
図８は、横軸にＳＮＲ（Signal-Noise Ratio）、縦軸にＢＥＲ（Bit Error Rate）とし、同図（Ａ）は最大ドップラー周波数が１０４Ｈｚ（移動速度２４０Ｋｍ／ｈ）、同図（Ｂ）は最大ドップラー周波数が１５６Ｈｚ（移動速度３６０Ｋｍ／ｈ）としたグラフである。
図８から、本発明の推定方法の方が非特許文献１，２の方法より優れており、同図（Ｂ）においては、本発明の推定方法は、非特許文献２の方法より５ｄＢ改善されていることがわかる。
図８から、本発明の推定方法の方が非特許文献１，２の方法より優れており、同図（Ｂ）においては、本発明の推定方法は、非特許文献２の方法より５ｄＢ改善されていることがわかる。
また、図９は、横軸にＳＮＲ（Signal-Noise Ratio）、縦軸にＭＳＥ（Mean Squared Error）とし、同図（Ａ）は最大ドップラー周波数が１０４Ｈｚ（移動速度２４０Ｋｍ／ｈ）、同図（Ｂ）は最大ドップラー周波数が１５６Ｈｚ（移動速度３６０Ｋｍ／ｈ）としたグラフである。
図９から、本発明の推定方法の方が非特許文献１，２の方法より優れており、同図（Ｂ）においては、本発明の推定方法は、非特許文献２の方法より５ｄＢ改善されていることがわかる。また、本発明の方法では、伝送路を既知としたときのシミュレーション（Ｐｅｒｆｅｃｔ ＣＳＩ）よりは劣るものの近い評価が得られた。
図９から、本発明の推定方法の方が非特許文献１，２の方法より優れており、同図（Ｂ）においては、本発明の推定方法は、非特許文献２の方法より５ｄＢ改善されていることがわかる。また、本発明の方法では、伝送路を既知としたときのシミュレーション（Ｐｅｒｆｅｃｔ ＣＳＩ）よりは劣るものの近い評価が得られた。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る無線通信システムを図面に基づいて説明する。
本実施の形態２に係る無線通信システムでは、２n（ｎは自然数）本以上の送信アンテナにより送信信号を送信するものとしている。図１０では、４本の送信アンテナにより、送信信号を送信している。
従って、チャネル推定部２３ｘは、図１１に示すように、４つの伝送路算出部３１１〜３１４と、平均化部３１５と、４つの２次元補間部３１６〜３１９とを備えている。チャネル推定部２３ｘは、チャネル推定プログラムをコンピュータで動作させることで、チャネル推定装置として機能するものである。
本発明の実施の形態２に係る無線通信システムを図面に基づいて説明する。
本実施の形態２に係る無線通信システムでは、２n（ｎは自然数）本以上の送信アンテナにより送信信号を送信するものとしている。図１０では、４本の送信アンテナにより、送信信号を送信している。
従って、チャネル推定部２３ｘは、図１１に示すように、４つの伝送路算出部３１１〜３１４と、平均化部３１５と、４つの２次元補間部３１６〜３１９とを備えている。チャネル推定部２３ｘは、チャネル推定プログラムをコンピュータで動作させることで、チャネル推定装置として機能するものである。
送信アンテナＴｘ１〜Ｔｘ４から送信されるパイロット信号の正負は、アダマール行列式（３１）〜式（３５）から式（３６）として表すことができる。
式（３６）から受信信号Ｙk,1〜Ｙk,4は、式(３７）〜式（４０）として表すことができる。なお、ノイズは十分に小さいものとする。
これは、送信アンテナＴｘ１〜Ｔｘ４のそれぞれから送信されるパイロット信号が伝送路Ｈ1 k,l〜Ｈ4 k,lを伝搬して重畳すると、Ｙa k,l〜Ｙd k,lの４種類の受信信号となることを示している。
式(３７）から式（４０）により、伝送路算出部３１１〜３１４が出力する伝送路Ｈa k,l，Ｈb k,l，Ｈc k,l，Ｈd k,lは、式（４１）〜式（４４）とすることができる。
式（４１）に示されるＨa k,lは、図１２に示すように、送信アンテナＴｘ１〜Ｔｘ４からの正論理のパイロット信号がそれぞれＨ1 k,l，Ｈ2 k,l，Ｈ3 k,l，Ｈ4 k,lを伝搬したときの合成の伝送路である。
以下、同様に、Ｈb k,lは、送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ３からの正論理のパイロット信号と、送信アンテナＴｘ２，Ｔｘ３からの負論理のパイロット信号とが伝搬した合成の伝送路である。Ｈc k,lは、送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２からの正論理のパイロット信号と、送信アンテナＴｘ３，Ｔｘ４からの負論理のパイロット信号とが伝搬した合成の伝送路である。Ｈd k,lは、送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ４からの正論理のパイロット信号と、送信アンテナＴｘ２，Ｔｘ４からの負論理のパイロット信号とが伝搬した合成の伝送路である。
以下、同様に、Ｈb k,lは、送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ３からの正論理のパイロット信号と、送信アンテナＴｘ２，Ｔｘ３からの負論理のパイロット信号とが伝搬した合成の伝送路である。Ｈc k,lは、送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２からの正論理のパイロット信号と、送信アンテナＴｘ３，Ｔｘ４からの負論理のパイロット信号とが伝搬した合成の伝送路である。Ｈd k,lは、送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ４からの正論理のパイロット信号と、送信アンテナＴｘ２，Ｔｘ４からの負論理のパイロット信号とが伝搬した合成の伝送路である。
このようにして、伝送路算出部３１１〜３１４は、式（４１）〜式（４４）から、４本の送信アンテナＴｘ１〜Ｔｘ４からのそれぞれのパイロット信号が重畳する組み合わせの信号が配置される４点の位置の伝送路Ｈa k,l（推定値）〜伝送路Ｈd k,l（推定値）を演算することができる。
平均化部３１５は、これらの推定値を、チャネル推定する対象（推定対象）の伝送路と、この伝送路と近接して組みをなす他の３点の伝送路（この場合、「ｋ‐３，ｌ‐１」、「ｋ＋３，ｌ＋１」、「ｋ＋６，ｌ＋２」。）とのそれぞれ和および差を算出して平均により求める。
平均化部３１５は、これらの推定値を、チャネル推定する対象（推定対象）の伝送路と、この伝送路と近接して組みをなす他の３点の伝送路（この場合、「ｋ‐３，ｌ‐１」、「ｋ＋３，ｌ＋１」、「ｋ＋６，ｌ＋２」。）とのそれぞれ和および差を算出して平均により求める。
図１３（Ａ）に示すように、チャネル推定する対象の伝送路を、例えば、左から２番目の位置Ｈa k,lとすると、他の３つの位置はＨd k-3,l-1、Ｈb k+3,l+1、Ｈc k+6,l+2で表すことができる。これをケースＡと称す。
図１３（Ｂ）に示すように、チャネル推定する対象の伝送路を、左から ２番目の位置Ｈb k,lとしたとすると、他の３つの位置はＨa k-3,l-1、Ｈc k+3,l+1、Ｈd k+6,l+2で表すことができる。これをケースＢと称す。
図１３（Ｃ）に示すように、チャネル推定する対象の伝送路を、左から ２番目の位置Ｈc k,lとしたとすると、他の３つの位置はＨb k-3,l-1、Ｈa k+ 6,l+ 2 、Ｈd k+3,l+1で表すことができる。これをケースＣと称す。
図１３（Ｄ）に示すように、チャネル推定する対象の伝送路を、左から２番目の位置Ｈd k,lとしたとすると、他の３つの位置はＨb k+6,l+2、Ｈc k-3,l-1、Ｈa k+3,l+1で表すことができる。これをケースＤと称す。
図１３（Ｂ）に示すように、チャネル推定する対象の伝送路を、左から ２番目の位置Ｈb k,lとしたとすると、他の３つの位置はＨa k-3,l-1、Ｈc k+3,l+1、Ｈd k+6,l+2で表すことができる。これをケースＢと称す。
図１３（Ｃ）に示すように、チャネル推定する対象の伝送路を、左から ２番目の位置Ｈc k,lとしたとすると、他の３つの位置はＨb k-3,l-1、Ｈa k+ 6,l+ 2 、Ｈd k+3,l+1で表すことができる。これをケースＣと称す。
図１３（Ｄ）に示すように、チャネル推定する対象の伝送路を、左から２番目の位置Ｈd k,lとしたとすると、他の３つの位置はＨb k+6,l+2、Ｈc k-3,l-1、Ｈa k+3,l+1で表すことができる。これをケースＤと称す。
ケースＡにおいて、パイロット信号が送信される推定対象の伝送路（左端からサブキャリア方向（ｋ）に「３」，ＯＦＤＭシンボル方向（ｌ）に「２」の位置。）の推定値であって、送信アンテナＴｘ１から伝送路Ｈ1 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にて推定される伝送路の推定値を
送信アンテナＴｘ２から伝送路Ｈ2 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にてチャネル推定される伝送路の推定値を
送信アンテナＴｘ３から伝送路Ｈ3 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にてチャネル推定される伝送路の推定値を
送信アンテナＴｘ４から伝送路Ｈ4 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にてチャネル推定される伝送路の推定値を
とする。
送信アンテナＴｘ２から伝送路Ｈ2 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にてチャネル推定される伝送路の推定値を
送信アンテナＴｘ３から伝送路Ｈ3 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にてチャネル推定される伝送路の推定値を
送信アンテナＴｘ４から伝送路Ｈ4 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にてチャネル推定される伝送路の推定値を
とする。
平均化部３１５は、これらの推定値を、チャネル推定する対象の伝送路と、この伝送路と近接する伝送路とのそれぞれ和および差を算出して平均化により求める。この４点の平均化をケースＡについて、式（４５）〜式（４８）により表すことができる。
ケースＢについては、式（４９）〜式（５２）により表すことができる。
ケースＣについては、式（５３）〜式（５６）により表すことができる。
ケースＤについては、式（５７）〜式（６０）、として表すことができる。
ここで、式（４５）について説明する。
式（４５）の伝送路Ｈa〜Ｈdについて、式（４１）〜式（４４）を代入すると、図１４に示す式（Ａ１）となる。これを変形すると式（Ａ２）となる。Ｈ1 k-3,l-1，Ｈ1 k+6,l+2，Ｈ1 k-3,l-1はＨ1 k,lに近似し、Ｈ2 k-3,l-1，Ｈ2 k+6,l+2，Ｈ2 k-3,l-1はＨ2 k,lに近似し、はＨ2 k,lに近似し、Ｈ3 k-3,l-1，Ｈ3 k+6,l+2，Ｈ3 k-3,l-1はＨ3 k,lに近似し、Ｈ4 k-3,l-1，Ｈ4 k+6,l+2，Ｈ4 k-3,l-1はＨ4 k,lに近似するとして置き換える。
結果、図１４の式（Ａ３）に示すように、Ｈ1a k,l（推定値）＝Ｈ1 k,l（推定値）となる。同様にして、式（４６）からＨ2a k,l（推定値）＝Ｈ2 k,l（推定値）、式（４７）からＨ3a k,l（推定値）＝Ｈ3 k,l（推定値）、式（４８）からＨ4a k,l（推定値）＝Ｈ4 k,l（推定値）となるため、式（４４）〜式（４８）により送信アンテナＴｘ１〜Ｔｘ２と受信アンテナＲｘとの間の経路の伝送路が推定できる。
式（４５）の伝送路Ｈa〜Ｈdについて、式（４１）〜式（４４）を代入すると、図１４に示す式（Ａ１）となる。これを変形すると式（Ａ２）となる。Ｈ1 k-3,l-1，Ｈ1 k+6,l+2，Ｈ1 k-3,l-1はＨ1 k,lに近似し、Ｈ2 k-3,l-1，Ｈ2 k+6,l+2，Ｈ2 k-3,l-1はＨ2 k,lに近似し、はＨ2 k,lに近似し、Ｈ3 k-3,l-1，Ｈ3 k+6,l+2，Ｈ3 k-3,l-1はＨ3 k,lに近似し、Ｈ4 k-3,l-1，Ｈ4 k+6,l+2，Ｈ4 k-3,l-1はＨ4 k,lに近似するとして置き換える。
結果、図１４の式（Ａ３）に示すように、Ｈ1a k,l（推定値）＝Ｈ1 k,l（推定値）となる。同様にして、式（４６）からＨ2a k,l（推定値）＝Ｈ2 k,l（推定値）、式（４７）からＨ3a k,l（推定値）＝Ｈ3 k,l（推定値）、式（４８）からＨ4a k,l（推定値）＝Ｈ4 k,l（推定値）となるため、式（４４）〜式（４８）により送信アンテナＴｘ１〜Ｔｘ２と受信アンテナＲｘとの間の経路の伝送路が推定できる。
これら式（４５）〜式（６０）から、４本の送信アンテナの場合を一般式で表すと、式（６１）〜式（６４）となることから、送信アンテナがｍ本の場合には、式（６５）とすることができる。但し、Ｐはアダマール行列の行要素の行列、ｍは送信アンテナ数で、１から２n（ｎは２以上）である。
図１１に示すように、平均化部３１５は、推定した伝送路Ｈ1a k,l（推定値）〜伝送路Ｈ1d k,l（推定値）を２次元補間部３１６へ出力する。以下、同様に、平均化部３１５は、伝送路Ｈ2a k,l（推定値）〜伝送路Ｈ2d k,l（推定値）を２次元補間部３１７へ、伝送路Ｈ3a k,l（推定値）〜伝送路Ｈ3d k,l（推定値）を２次元補間部３１８へ、伝送路Ｈ4a k,l（推定値）〜伝送路Ｈ4d k,l（推定値）を２次元補間部３１９へ出力する。
２次元補間部３１６〜３１９では、直線補間法や、特許文献１に記載された伝送路推定方法などにより、伝送路Ｈ1 k,l（推定値），伝送路Ｈ2 k,l（推定値），伝送路Ｈ3 k,l（推定値），伝送路Ｈ4 k,l（推定値）を推定する。そして、２次元補間部３１６〜３１９は、直線補間法や、特許文献１に記載された伝送路推定方法などにより、データサブキャリアが伝搬する伝送路を補間する。
２次元補間部３１６〜３１９では、直線補間法や、特許文献１に記載された伝送路推定方法などにより、伝送路Ｈ1 k,l（推定値），伝送路Ｈ2 k,l（推定値），伝送路Ｈ3 k,l（推定値），伝送路Ｈ4 k,l（推定値）を推定する。そして、２次元補間部３１６〜３１９は、直線補間法や、特許文献１に記載された伝送路推定方法などにより、データサブキャリアが伝搬する伝送路を補間する。
このように、ケースＡ〜Ｄにおけるパイロット信号の間隔は、図１７に示す距離と比較して近いため、推定の精度を向上させるができるので、受信品質の向上を図ることができる。
本発明のチャネル推定装置およびチャネル推定プログラムは、ＭＩＳＯ通信する無線受信装置に好適である。
１０ 無線送信装置
２０ 無線受信装置
２１ ＧＩリムーブ部
２２ 高速フーリエ変換器
２３ チャネル推定部
３０１，３０２ 伝送路算出部
３０３ 平均化部
３０４，３０５ ２次元補間部
２３ｘ チャネル推定部
３１１〜３１４ 伝送路算出部
３１５ 平均化部
３１６〜３１９ ２次元補間部
２４ ＭＩＳＯデコーダ部
２５ デマッパ部
２６ チャネル復号部
２０ 無線受信装置
２１ ＧＩリムーブ部
２２ 高速フーリエ変換器
２３ チャネル推定部
３０１，３０２ 伝送路算出部
３０３ 平均化部
３０４，３０５ ２次元補間部
２３ｘ チャネル推定部
３１１〜３１４ 伝送路算出部
３１５ 平均化部
３１６〜３１９ ２次元補間部
２４ ＭＩＳＯデコーダ部
２５ デマッパ部
２６ チャネル復号部
Claims (7)
- ２本の送信アンテナから１本の受信アンテナに向けた送信信号に挿入されるパイロット信号に基づいて、それぞれの伝送路を推定するチャネル推定装置において、
前記送信信号を、一方の軸をサブキャリア、他方の軸をＯＦＤＭシンボルとした２次元パターンで表したときに、
前記２本の送信アンテナからの同じパイロット信号が伝搬する推定対象とした位置の伝送路と、前記２本の送信アンテナのいずれか一方から異なるパイロット信号が送信される該推定対象に隣接した両側の位置の伝送路との３点の平均により、前記推定対象とした位置の伝送路を推定する平均化部を備えたことを特徴とするチャネル推定装置。 - 前記平均化部は、
一方の送信アンテナから正論理のパイロット信号が送信され、他方の送信アンテナから正論理のパイロット信号と負論理のパイロット信号とが混在して送信されるときに、
式（１）〜式（４）によりパイロット信号が配置される推定対象とした位置の伝送路Ｈ1a k,l（推定値），伝送路Ｈ2a k,l（推定値），伝送路Ｈ1b k,l（推定値），伝送路Ｈ2b k,l（推定値）を推定する請求項１記載のチャネル推定装置。
ｋ，ｌは推定対象の位置を示すものであり、ｋはサブキャリア方向，ｌはＯＦＤＭ方向であり、（ｋ−α，ｌ−β），（ｋ＋γ，ｌ＋δ）は、推定対象からの相対位置、
Ｈa k,l（推定値）は、一方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号と、他方の送信アンテナからの負論理のパイロット信号とが伝搬する伝送路の推定値、
Ｈb k,l（推定値）は、一方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号と、他方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号が伝搬する伝送路の推定値、
Ｈ1a k,l（推定値）は、一方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号と、他方の送信アンテナからの負論理のパイロット信号とが伝搬した推定対象の伝送路の推定値であって、一方の送信アンテナから伝送路Ｈ1 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にて推定される伝送路の推定値、
Ｈ2a k,l（推定値）は、一方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号と他方の送信アンテナからの負論理のパイロット信号とが伝搬した推定対象の伝送路の推定値であって、他方の送信アンテナから伝送路Ｈ2 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にて推定される伝送路の推定値、
Ｈ1b k,l（推定値）は、一方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号と、他方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号とが伝搬した推定対象の伝送路の推定値であって、一方の送信アンテナから伝送路Ｈ1 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にて推定される伝送路の推定値、
Ｈ2b k,l（推定値）は、一方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号と、他方の送信アンテナからの正論理のパイロット信号とが伝搬した推定対象の伝送路の推定値であって、他方の送信アンテナから伝送路Ｈ2 k,lによりパイロット信号を受信したときの無線受信装置にて推定される伝送路の推定値である。 - 伝送路Ｈ1a k,l（推定値）と伝送路Ｈ1b k,l（推定値）とから、一方の送信アンテナから受信アンテナへパイロット信号が伝搬する伝送路Ｈ1 k,lを推定し、伝送路Ｈ2a k,l（推定値）と伝送路Ｈ2b k,l（推定値）とから、他方の送信アンテナから受信アンテナへパイロット信号が伝搬する伝送路Ｈ2 k,lを推定する２次元補間部を備えた請求項２記載のチャネル推定装置。
- ｍ本の送信アンテナから１本の受信アンテナに向けた送信信号に挿入されるパイロット信号に基づいて、それぞれの伝送路を推定するチャネル推定装置において、
前記送信信号を、一方の軸をサブキャリア、他方の軸をＯＦＤＭシンボルとした２次元パターンで表したときに、
前記ｍ本の送信アンテナからのそれぞれのパイロット信号の組み合わせの信号が配置されるｍ点の位置の伝送路をそれぞれ推定対象として、ｍ点の平均により、前記推定対象とした位置の伝送路を推定する平均化部を備えたことを特徴とするチャネル推定装置。
但し、ｍは２nであり、ｎは２以上である。 - 前記平均化部は、
前記ｍ本の送信アンテナからアマダール行列の行列要素の行列に従ったパイロット信号が送信されて送信されるときに、
式（５）によりパイロット信号が配置される推定対象とした位置の伝送路Ｈm k,lを推定する請求項４記載のチャネル推定装置。
- 前記２次元補間部は、パイロット信号が配置される位置の伝送路の推定値から、データサブキャリアが配置される位置の伝送路を補間する請求項３または５記載のチャネル推定装置。
- コンピュータを、
前記請求項１から６のいずれかの項に記載のチャネル推定装置を構成する各部として機能させることを特徴とするチャネル推定プログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013027126A JP2014158113A (ja) | 2013-02-14 | 2013-02-14 | チャネル推定装置およびチャネル推定プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013027126A JP2014158113A (ja) | 2013-02-14 | 2013-02-14 | チャネル推定装置およびチャネル推定プログラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014158113A true JP2014158113A (ja) | 2014-08-28 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013027126A Pending JP2014158113A (ja) | 2013-02-14 | 2013-02-14 | チャネル推定装置およびチャネル推定プログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2014158113A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2016067752A1 (ja) * | 2014-10-28 | 2017-04-27 | 株式会社日立国際電気 | 受信装置 |
| US11552888B2 (en) | 2020-06-09 | 2023-01-10 | Fujitsu Limited | Communication apparatus and communication method |
-
2013
- 2013-02-14 JP JP2013027126A patent/JP2014158113A/ja active Pending
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