特許 6209105 送信機、ＸＰＤ補正演算係数算出装置、ＸＰＤ補正演算係数算出方法、及びコンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6209105

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】送信機、ＸＰＤ補正演算係数算出装置、ＸＰＤ補正演算係数算出方法、及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/0413 20170101AFI20170925BHJP

   H04J 11/00 20060101ALI20170925BHJP

   H04L 27/26 20060101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   H04B7/0413 300

   H04J11/00 B

   H04L27/26 100

【請求項の数】11

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-39437(P2014-39437)

(22)【出願日】2014年2月28日

(65)【公開番号】特開2015-164246(P2015-164246A)

(43)【公開日】2015年9月10日

【審査請求日】2016年7月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(72)【発明者】

【氏名】北藪 透

(72)【発明者】

【氏名】中野 雅之

【審査官】 太田 龍一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０４９７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２９２９２６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／０２−７／１０

Ｈ０４Ｊ １１／００

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のサブキャリアを利用する直交偏波通信システムの送信機において、
前記サブキャリア毎に、ＸＰＤ補正演算に使用されるＸＰＤ補正演算係数を記憶する係数記憶部と、
各前記サブキャリアの送信信号に対して、該サブキャリアの前記ＸＰＤ補正演算係数を使用してＸＰＤ補正演算を行うＸＰＤ補正演算部と、
を備えたことを特徴とする送信機。

【請求項2】

前記係数記憶部は、サブキャリア毎にビーム方向の別に前記ＸＰＤ補正演算係数を記憶し、
前記ＸＰＤ補正演算部は、前記サブキャリア毎に、ビーム方向に該当する前記ＸＰＤ補正演算係数を使用して前記ＸＰＤ補正演算を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の送信機。

【請求項3】

前記係数記憶部は、サブキャリア毎に各偏波のビーム方向の別に前記ＸＰＤ補正演算係数を記憶し、
前記ＸＰＤ補正演算部は、前記サブキャリア毎に、各偏波のビーム方向に該当する前記ＸＰＤ補正演算係数を使用して前記ＸＰＤ補正演算を行う、
ことを特徴とする請求項２に記載の送信機。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の送信機で使用されるＸＰＤ補正演算係数を算出するＸＰＤ補正演算係数算出装置であり、
前記送信機から偏波毎に送信された既知信号の受信機での受信信号と、該既知信号との相関演算を行い、この相関演算結果を用いて前記ＸＰＤ補正演算係数を算出する、
ことを特徴とするＸＰＤ補正演算係数算出装置。

【請求項5】

前記送信機から偏波毎に繰り返し送信された既知信号の受信機での受信信号を平均化し、この平均化された受信信号と該既知信号との差分を用いて前記ＸＰＤ補正演算係数を算出する、
ことを特徴とする請求項４に記載のＸＰＤ補正演算係数算出装置。

【請求項6】

前記送信機から偏波毎に繰り返し送信された既知信号は、各偏波の既知信号が各々直交するサブキャリアで送信されたものであることを特徴とする請求項５に記載のＸＰＤ補正演算係数算出装置。

【請求項7】

前記送信機から偏波毎に繰り返し送信された既知信号は、各偏波の既知信号が時分割で送信されたものであることを特徴とする請求項５に記載のＸＰＤ補正演算係数算出装置。

【請求項8】

所定の伝送品質を満たすサブキャリア又は受信信号のＸＰＤ補正演算係数のみを前記送信機で使用するものとすることを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載のＸＰＤ補正演算係数算出装置。

【請求項9】

Ｋファクターが所定の閾値より高い受信信号から算出されたＸＰＤ補正演算係数のみを前記送信機で使用するものとすることを特徴とする請求項８に記載のＸＰＤ補正演算係数算出装置。

【請求項10】

請求項１から３のいずれか１項に記載の送信機で使用されるＸＰＤ補正演算係数を算出するＸＰＤ補正演算係数算出装置のＸＰＤ補正演算係数算出方法であり、
前記ＸＰＤ補正演算係数算出装置が、前記送信機から偏波毎に送信された既知信号の受信機での受信信号と、該既知信号との相関演算を行い、この相関演算結果を用いて前記ＸＰＤ補正演算係数を算出する、
ことを特徴とするＸＰＤ補正演算係数算出方法。

【請求項11】

請求項１から３のいずれか１項に記載の送信機で使用されるＸＰＤ補正演算係数を算出するＸＰＤ補正演算係数算出装置のコンピュータに、
前記送信機から偏波毎に送信された既知信号の受信機での受信信号と、該既知信号との相関演算を行い、この相関演算結果を用いて前記ＸＰＤ補正演算係数を算出する機能、
を実現させるためのコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送信機、ＸＰＤ補正演算係数算出装置、ＸＰＤ補正演算係数算出方法、及びコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＴＥ（Long Term Evolution）規格やＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）規格等の無線通信システムでは、スループットを増加させるためにＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）技術を利用している。ＭＩＭＯ技術は、送信機側と受信機側のそれぞれに複数のアンテナを用いて空間多重を行うことにより、スループットを増加させる技術である。この空間多重では、複数ある送受信アンテナ間の伝搬路に相違があることを利用して、多重した信号を分離および復調する。そのため、見通し環境のように直接波が支配的となる場所では伝搬路間の相関性が高くなり、空間多重による効果が減少する。

【0003】

そこで、偏波の異なる送信アンテナを用いることで伝搬路の相関性を低く抑える技術が提案されている。直交偏波としては、例えば、垂直偏波（Ｖ偏波）と水平偏波（Ｈ偏波）の直交する偏波や、右旋円偏波と左旋円偏波の組合せなどが利用可能である。ここで、例えばＶ偏波用の送信アンテナから送信される信号はＶ偏波成分のみであることが望ましいが、実際にはＨ成分も含む。同様にＨ偏波用の送信アンテナから送信される信号はＶ偏波成分も含む。この偏波間の電力差を表す指標として交差偏波識別度（Cross Polarization Discrimination：ＸＰＤ）が知られている。また、送信機から受信機までの信号の流れを考えると、上述した送信アンテナが理想的でないことに起因するＸＰＤの他に、伝搬路の途中で偏波面が回転することで生じるＸＰＤ、受信アンテナのＸＰＤがある。

【0004】

特許文献１に記載の従来技術では、受信機で計算した直交偏波電力比を送信機側に伝え、該直交偏波電力比に基づいて送信機のＸＰＤを調整している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−４９７４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上述した特許文献１の従来技術では、各サブキャリアで周波数特性が一様でないことを考慮していない。このため、各サブキャリアにおけるＸＰＤを十分に補正できないという課題がある。また、ＸＰＤは、送信アンテナの指向方向に依存する。このため、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で検討されている「Massive-MIMO」技術などで利用されるビームフォーミングを行う場合、送信ビームの方向によってＸＰＤの値は異なるので、ＸＰＤを補正すべき値も異なってくる。

【0007】

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、複数のサブキャリアを利用する直交偏波通信システムにおいて、各サブキャリアの交差偏波識別度を向上させることができる送信機、ＸＰＤ補正演算係数算出装置、ＸＰＤ補正演算係数算出方法、及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明に係る送信機は、複数のサブキャリアを利用する直交偏波通信システムの送信機において、前記サブキャリア毎に、ＸＰＤ補正演算に使用されるＸＰＤ補正演算係数を記憶する係数記憶部と、各前記サブキャリアの送信信号に対して、該サブキャリアの前記ＸＰＤ補正演算係数を使用してＸＰＤ補正演算を行うＸＰＤ補正演算部と、を備えたことを特徴とする。

【0009】

（２）本発明に係る送信機は、上記（１）の送信機において、前記係数記憶部は、サブキャリア毎にビーム方向の別に前記ＸＰＤ補正演算係数を記憶し、前記ＸＰＤ補正演算部は、前記サブキャリア毎に、ビーム方向に該当する前記ＸＰＤ補正演算係数を使用して前記ＸＰＤ補正演算を行う、ことを特徴とする。

【0010】

（３）本発明に係る送信機は、上記（２）の送信機において、前記係数記憶部は、サブキャリア毎に各偏波のビーム方向の別に前記ＸＰＤ補正演算係数を記憶し、前記ＸＰＤ補正演算部は、前記サブキャリア毎に、各偏波のビーム方向に該当する前記ＸＰＤ補正演算係数を使用して前記ＸＰＤ補正演算を行う、ことを特徴とする。

【0011】

（４）本発明に係るＸＰＤ補正演算係数算出装置は、上記（１）から（３）のいずれかの送信機で使用されるＸＰＤ補正演算係数を算出するＸＰＤ補正演算係数算出装置であり、前記送信機から偏波毎に送信された既知信号の受信機での受信信号と、該既知信号との相関演算を行い、この相関演算結果を用いて前記ＸＰＤ補正演算係数を算出する、ことを特徴とする。

【0012】

（５）本発明に係るＸＰＤ補正演算係数算出装置は、上記（４）のＸＰＤ補正演算係数算出装置において、前記送信機から偏波毎に繰り返し送信された既知信号の受信機での受信信号を平均化し、この平均化された受信信号と該既知信号との差分を用いて前記ＸＰＤ補正演算係数を算出する、ことを特徴とする。

【0013】

（６）本発明に係るＸＰＤ補正演算係数算出装置は、上記（５）のＸＰＤ補正演算係数算出装置において、前記送信機から偏波毎に繰り返し送信された既知信号は、各偏波の既知信号が各々直交するサブキャリアで送信されたものであることを特徴とする。

【0014】

（７）本発明に係るＸＰＤ補正演算係数算出装置は、上記（５）のＸＰＤ補正演算係数算出装置において、前記送信機から偏波毎に繰り返し送信された既知信号は、各偏波の既知信号が時分割で送信されたものであることを特徴とする。

【0015】

（８）本発明に係るＸＰＤ補正演算係数算出装置は、上記（４）から（７）のいずれかのＸＰＤ補正演算係数算出装置において、所定の伝送品質を満たすサブキャリア又は受信信号のＸＰＤ補正演算係数のみを前記送信機で使用するものとすることを特徴とする。

【0016】

（９）本発明に係るＸＰＤ補正演算係数算出装置は、上記（８）のＸＰＤ補正演算係数算出装置において、Ｋファクターが所定の閾値より高い受信信号から算出されたＸＰＤ補正演算係数のみを前記送信機で使用するものとすることを特徴とする。

【0017】

（１０）本発明に係るＸＰＤ補正演算係数算出方法は、上記（１）から（３）の送信機で使用されるＸＰＤ補正演算係数を算出するＸＰＤ補正演算係数算出装置のＸＰＤ補正演算係数算出方法であり、前記ＸＰＤ補正演算係数算出装置が、前記送信機から偏波毎に送信された既知信号の受信機での受信信号と、該既知信号との相関演算を行い、この相関演算結果を用いて前記ＸＰＤ補正演算係数を算出する、ことを特徴とする。

【0018】

（１１）本発明に係るコンピュータプログラムは、上記（１）から（３）の送信機で使用されるＸＰＤ補正演算係数を算出するＸＰＤ補正演算係数算出装置のコンピュータに、前記送信機から偏波毎に送信された既知信号の受信機での受信信号と、該既知信号との相関演算を行い、この相関演算結果を用いて前記ＸＰＤ補正演算係数を算出する機能、を実現させるためのコンピュータプログラムであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、複数のサブキャリアを利用する直交偏波通信システムにおいて、各サブキャリアの交差偏波識別度を向上させることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態に係る送信機１の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る係数記憶部１１１の構成例を示す図である。

【図3】本発明の実施例２に係る既知信号の送信手順を説明するためのタイムチャートである。

【図4】本発明の実施例３に係る既知信号の送信手順を説明するためのタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る送信機１の構成を示すブロック図である。この送信機１は、複数のサブキャリアを利用する直交偏波通信システムで使用される。直交偏波通信システムでは、送信機と受信機が直交偏波を利用して無線通信を行う。直交偏波通信システムとして、例えば、ＭＩＭＯ技術を利用した無線通信システム（以下、ＭＩＭＯ通信システムと称する）、ＦＷＡ（Fixed Wireless Access）で利用される偏波多重通信システムなどが挙げられる。直交偏波としては、例えば、垂直偏波（Ｖ偏波）と水平偏波（Ｈ偏波）の組み合わせ、円偏波（右旋円偏波と左旋円偏波の組み合わせ）、又は、斜め偏波（＋４５度偏波と−４５度偏波の組み合わせ）等の直交偏波を利用可能である。

【0022】

本実施形態では、直交偏波通信システムとして、ＭＩＭＯ通信システムを例に挙げて説明する。また、直交偏波として、垂直偏波（Ｖ偏波）と水平偏波（Ｈ偏波）を例に挙げて説明する。また、本実施形態に係るＭＩＭＯ通信システムは、複数のサブキャリアを利用するマルチキャリア（多重搬送波）伝送方式の一例である、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ）方式を使用する。

【0023】

図１において送信機１は、サブキャリアマッピング部１０１と、交差偏波識別度（ＸＰＤ）補正演算部１０２と、周波数特性補正部１０３と、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１０４と、サイクリックプレフィックス（Cyclic prefix：Ｃ／Ｐ）挿入部１０５と、デジタル−アナログ変換（ＤＡＣ）部１０６と、無線部１０７と、位相・振幅調整部１０８と、複数（図１の例では３本）のＶ偏波アンテナＡＮＴ＿Ｖと、複数（図１の例では３本）のＨ偏波アンテナＡＮＴ＿Ｈと、制御部１１０と、を備える。制御部１１０は係数記憶部１１１を備える。

【0024】

サブキャリアマッピング部１０１、周波数特性補正部１０３、ＩＦＦＴ部１０４、Ｃ／Ｐ挿入部１０５、ＤＡＣ部１０６、無線部１０７及び位相・振幅調整部１０８は、Ｖ偏波アンテナＡＮＴ＿Ｖ群とＨ偏波アンテナＡＮＴ＿Ｈ群の別に設けられる。ＸＰＤ補正演算部１０２と制御部１１０は、Ｖ偏波アンテナＡＮＴ＿Ｖ群とＨ偏波アンテナＡＮＴ＿Ｈ群に共通して設けられる。

【0025】

サブキャリアマッピング部１０１は、入力される送信信号（一次変調された送信信号）をＯＦＤＭ信号の各サブキャリアにマッピングする。ＸＰＤ補正演算部１０２は、サブキャリアマッピング部１０１による各サブキャリアへのマッピング後の送信信号に対して、ＸＰＤ補正演算を行う。このＸＰＤ補正演算は、［数１］で表される。

【0026】

【数1】

【0027】

但し、ｋはサブキャリア番号である。Ｓ_ｖ（ｋ）は、Ｖ偏波アンテナＡＮＴ＿Ｖ群に対応して設けられたサブキャリアマッピング部１０１により、ｋ番目のサブキャリアにマッピングされた送信信号である。Ｓ_ｈ（ｋ）は、Ｈ偏波アンテナＡＮＴ＿Ｈ群に対応して設けられたサブキャリアマッピング部１０１により、ｋ番目のサブキャリアにマッピングされた送信信号である。Ｓ_ｖ’（ｋ）は、Ｖ偏波アンテナＡＮＴ＿Ｖ群に対応して設けられた周波数特性補正部１０３へ入力される、ｋ番目のサブキャリアの送信信号である。Ｓ_ｈ’（ｋ）は、Ｈ偏波アンテナＡＮＴ＿Ｈ群に対応して設けられた周波数特性補正部１０３へ入力される、ｋ番目のサブキャリアの送信信号である。ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）は複素数の係数（複素係数）である。

【0028】

［数１］では送信信号Ｓ_ｖ（ｋ），Ｓ_ｈ（ｋ）と対応する複素係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）との複素乗算が行われる。複素係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）は制御部１１０からＸＰＤ補正演算部１０２へ入力される。

【0029】

複素係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）は、予め、係数記憶部１１１に記憶されている。制御部１１０は、係数記憶部１１１に記憶される複素係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）を、ＸＰＤ補正演算部１０２へ出力する。

【0030】

図２は、本実施形態に係る係数記憶部１１１の構成例を示す図である。図２において、係数記憶部１１１は、サブキャリア番号とＶ偏波ビーム方向とＨ偏波ビーム方向の組み合わせに対して複素係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）を記憶する。これにより、係数記憶部１１１には、サブキャリア毎に、Ｖ偏波ビーム方向の別、且つ、Ｈ偏波ビーム方向の別に、複素係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）が格納される。

【0031】

なお、Ｖ偏波とＨ偏波を同一方向にしか向けない場合には、ビーム方向をＶ偏波とＨ偏波で分けず、サブキャリア毎にビーム方向の別に、複素係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）を係数記憶部１１１に格納すればよい。また、ビーム方向が固定されている場合には、サブキャリア毎に、複素係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）を係数記憶部１１１に格納すればよい。

【0032】

制御部１１０は、サブキャリア番号毎に、Ｖ偏波ビーム方向とＨ偏波ビーム方向に対応する複素係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）を係数記憶部１１１から読み出して、ＸＰＤ補正演算部１０２へ出力する。これにより、ＸＰＤ補正演算部１０２のＸＰＤ補正演算によって、サブキャリア毎に、Ｖ偏波ビーム方向とＨ偏波ビーム方向に応じたＸＰＤ補正が行われる。

【0033】

説明を図１に戻す。周波数特性補正部１０３は、ＸＰＤ補正演算部１０２によるＸＰＤ補正演算後の各サブキャリアの送信信号に対して、無線部１０７の周波数特性を補正するための係数を乗算する。この補正はアナログ回路の不完全性に起因して送信回路内の周波数特性が一様にならないものを補正するものである。送信機１の温度、電源電圧に周波数特性が依存するような場合には、温度、電源電圧を検出するセンサを送信機１内部に保持し、その検出値に基づいて補正係数を決定するようにしてもよい。例えば、温度、電源電圧の検出値に対応する補正係数を保持する補正係数テーブルを設け、該補正係数テーブルから検出値に対応する補正係数を取得することが挙げられる。なお、周波数特性は回路に依存することから、Ｖ偏波用の送信系とＨ偏波用の送信系とで補正係数を別に用意する。

【0034】

ＩＦＦＴ部１０４は、周波数特性補正部１０３による周波数特性の補正後の各サブキャリアの送信信号に対して、逆高速フーリエ変換を行う。Ｃ／Ｐ挿入部１０５は、該逆高速フーリエ変換後の送信信号に対して、サイクリックプレフィックスを挿入する。ＤＡＣ部１０６は、該サイクリックプレフィックス挿入後の送信信号（デジタル信号）をアナログ信号に変換する。無線部１０７は、該アナログ信号に変換された送信信号を送信周波数の信号に変換する。位相・振幅調整部１０８は、該送信周波数の送信信号に対して、位相および振幅の調整を行う。この位相および振幅の調整値は、制御部１１０から指示される。

【0035】

各Ｖ偏波アンテナＡＮＴ＿Ｖは、自系統の位相・振幅調整部１０８による位相および振幅の調整後の送信信号を送信する。各Ｈ偏波アンテナＡＮＴ＿Ｈは、自系統の位相・振幅調整部１０８による位相および振幅の調整後の送信信号を送信する。

【0036】

本実施形態によれば、サブキャリア毎に、ＸＰＤ補正演算に使用される複素係数を設ける。そして、サブキャリア毎に、該複素係数を用いてＸＰＤ補正演算を行う。これにより、各サブキャリアに適合するＸＰＤ補正演算を行うことができるので、各サブキャリアの交差偏波識別度を向上させることができるという効果が得られる。

【0037】

さらに、ビーム方向が変化する場合には、サブキャリア毎にビーム方向の別に、ＸＰＤ補正演算に使用される複素係数を設ける。そして、サブキャリア毎にビーム方向の別に、該複素係数を用いてＸＰＤ補正演算を行う。これにより、各サブキャリアと各ビーム方向に適合するＸＰＤ補正演算を行うことができるので、各サブキャリアの各ビーム方向に関する交差偏波識別度を向上させることができるという効果が得られる。

【0038】

また、偏波毎にビーム方向が異なる場合には、サブキャリア毎に、各偏波のビーム方向の別に、ＸＰＤ補正演算に使用される複素係数を設ける。そして、サブキャリア毎に、各偏波のビーム方向の別に、該複素係数を用いてＸＰＤ補正演算を行う。これにより、各サブキャリアと各偏波のビーム方向に適合するＸＰＤ補正演算を行うことができるので、各サブキャリアの各偏波のビーム方向に関する交差偏波識別度を向上させることができるという効果が得られる。

【0039】

次に、本実施形態に係るＸＰＤ補正演算に使用される複素係数（以下、ＸＰＤ補正演算係数と称する）ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）の取得方法（ＸＰＤ補正演算係数取得方法）について、以下に実施例を挙げて説明する。

【実施例1】

【0040】

送信機１から送信された送信信号は、伝搬路の影響を受けて受信機で受信される。その送信信号と受信機での受信信号との関係は［数２］で表される。ここでは、説明の便宜上、送信機１と受信機の両方ともに、Ｖ偏波アンテナとＨ偏波アンテナを１本ずつ合計２本のアンテナを使用し、送信機１が該２本のアンテナで送信し、受信機が該２本のアンテナで受信するとする。

【0041】

【数2】

【0042】

但し、ｓ_１は、Ｖ偏波アンテナから送信される送信信号である。ｓ_２は、Ｈ偏波アンテナから送信される送信信号である。ｒ_１は、Ｖ偏波アンテナで受信される受信信号である。ｒ_２は、Ｈ偏波アンテナで受信される受信信号である。Ｈは伝搬路のチャネル行列である。Ｑは、ＸＰＤに応じた成分を表す行列である。

【0043】

行列Ｑは［数３］で表される。

【0044】

【数3】

【0045】

そして、行列Ｑの各成分ｑ_１１、ｑ_１２、ｑ_２１、ｑ_２２は［数４］により算出される。

【0046】

【数4】

【0047】

但し、ｒ_ｖ（ｋ，ｉ）は、Ｖ偏波アンテナで受信されたｋ番目のサブキャリアのｉ番目の受信シンボルである。ｒ_ｈ（ｋ，ｉ）は、Ｈ偏波アンテナで受信されたｋ番目のサブキャリアのｉ番目の受信シンボルである。ｐ_ｖ（ｋ，ｉ）は、Ｖ偏波アンテナで送信されるｋ番目のサブキャリアのｉ番目のパイロット信号（既知信号）である。ｐ_ｈ（ｋ，ｉ）は、Ｈ偏波アンテナで送信されるｋ番目のサブキャリアのｉ番目のパイロット信号（既知信号）である。パイロット信号ｐ_ｖ（ｋ，ｉ）とｐ_ｈ（ｋ，ｉ）とは、互いに直交する。ｉは各サブキャリアのシンボル番号である。ｎはシンボル数である。

【0048】

送信機１は、Ｖ偏波アンテナからパイロット信号ｐ_ｖ（ｋ，ｉ）を送信し、Ｈ偏波アンテナからパイロット信号ｐ_ｈ（ｋ，ｉ）を送信する。受信機は、Ｖ偏波アンテナで受信した受信信号に対してＯＦＤＭ復調を行うことにより、受信シンボルｒ_ｖ（ｋ，ｉ）を取得する。また、受信機は、Ｈ偏波アンテナで受信した受信信号に対してＯＦＤＭ復調を行うことにより、受信シンボルｒ_ｈ（ｋ，ｉ）を取得する。

【0049】

その受信機で得られた受信シンボルｒ_ｖ（ｋ，ｉ），ｒ_ｈ（ｋ，ｉ）と、既知のパイロット信号ｐ_ｖ（ｋ，ｉ），ｐ_ｈ（ｋ，ｉ）とを使用して上記［数４］の相関演算を行うことにより、行列Ｑの各成分ｑ_１１、ｑ_１２、ｑ_２１、ｑ_２２が算出される。この算出された成分ｑ_１１、ｑ_１２、ｑ_２１、ｑ_２２から成る行列Ｑを使用して、［数５］により、ＸＰＤ補正演算係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）が算出される。

【0050】

【数5】

【0051】

但し、Ｑ^Ｈは、行列Ｑの複素共役転置行列である。

【0052】

その算出されたＸＰＤ補正演算係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）は、送信機１の係数記憶部１１１に格納され、ＸＰＤ補正演算に使用される。なお、上記［数４］及び［数５］の演算は、受信機の演算装置（ＸＰＤ補正演算係数算出装置）で行ってもよく、又は、受信機とは別に設けられる演算装置（ＸＰＤ補正演算係数算出装置）で行ってもよい。

【0053】

なお、所定の伝送品質を満たすサブキャリア又は受信信号に着目し、該サブキャリア又は受信信号のＸＰＤ補正演算係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）のみを用いるようにしてもよい。例えば、送信機１から繰り返し送られた既知信号の受信機での受信信号（既知信号受信信号）のうちから、直接波と反射波の電力比を表すＫファクターが所定の閾値より高い既知信号受信信号を選択する。そして、該選択された既知信号受信信号から算出されたＸＰＤ補正演算係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）について平均化を行う。

【実施例2】

【0054】

上述した実施例１のＸＰＤ補正演算係数取得方法では、電波無響室内などのチャネル変動の影響を受けない環境でパイロット信号の送受を行う場合には問題ない。しかしながら、そうではない環境、例えば実際に運用される送信機１の設置場所でパイロット信号の送受を行う場合には、周辺の建物等によって反射したり又は回折されたりする信号が受信機に届くため、受信機や周辺の人や車などが移動することによって発生するチャネル変動の影響を受ける。そこで実施例２のＸＰＤ補正演算係数取得方法では、直接波以外の信号の影響を取り除いた状態でＸＰＤ補正演算係数を算出することを図る。

【0055】

［送信機での既知信号の送信手順］
図３を参照して、送信機１での既知信号の送信手順を説明する。図３は、実施例２に係る既知信号の送信手順を説明するためのタイムチャートである。

【0056】

まずＯＦＤＭシンボルの送信開始タイミング（ｔ＝０とする）に合わせて、送信信号として、送受信機間で既知である疑似乱数系列を割り当てる。ＯＦＤＭシンボル時間（ガードインターバルを含まない）をＴとし、ガードインターバル時間をＴｇとする。そして、疑似乱数系列の長さをＮ、疑似乱数系列のシンボル時間をＴｎとすると、疑似乱数系列は「Ｎ×Ｔｎ≦Ｔ」を満たすものとする。疑似乱数系列として、例えば、Ｍ系列を利用できる。又は、疑似乱数系列としては、ｋ×Ｔｎ時間遅延した自身との相関値が低くなる系列であれば、任意の系列であってもよい（但し、ｋ＜Ｎ）。これにより、時刻「ｔ＝０」から「ｔ＝Ｔ」まで疑似乱数系列（例えばＭ系列）が送信される（図３参照）。

【0057】

次いで、時刻「ｔ＝Ｔ」から「ｔ＝Ｔ＋Ｔｇ」までは送信信号として０を割り当てる（つまり、送信を行わない）。次いで、時刻「ｔ＝Ｔ＋Ｔｇ」からは、送受信機間で既知である既知信号を各サブキャリアに割り当てたＯＦＤＭシンボル（以下、シンボルＡと称する）の送信を開始する。これにより、時刻「ｔ＝Ｔ」から「ｔ＝Ｔ＋Ｔｇ」までのガードインターバルのタイミングではサイクリックプレフィックスを付加していない状態になる（図３参照）。この後、シンボルＡを時刻「ｔ＝Ｔ＋Ｔｇ」から「２Ｔ＋Ｔｇ」まで送信する（図３参照）。

【0058】

上述の送信手順を、「２Ｔ＋２Ｔｇ」の周期で所定回数、又は受信機からの終了通知を受けるまで繰り返す（図３参照）。

【0059】

また、上述のシンボルＡとして、Ｖ偏波用のシンボルＡｖとＨ偏波用のシンボルＡｈとに分けて生成し、シンボルＡｖとシンボルＡｈを同じタイミングで送信する。このとき、シンボルＡｖとシンボルＡｈとでサブキャリア間が直交するように０を割り当てる。例えば、シンボルＡｖには奇数番目のサブキャリアのみを使用し、シンボルＡｈには偶数番目のサブキャリアのみを使用することが挙げられる。

【0060】

［受信機の受信信号からＸＰＤ補正演算係数を取得する手順］
受信機において、送信機から送信された信号を受信し、この受信信号と送受信機間で既知である疑似乱数系列（例えばＭ系列）とのスライディング相関を演算する。この相関値のピークが立つタイミングをシンボル同期タミングとして保持する。受信機側の時刻をt’とし、シンボル同期タミングを「t’＝０」とする。

【0061】

まず、時刻「t’＝Ｔ＋Ｔg」から「t’＝２Ｔ＋Ｔg」までの受信信号（時間領域の受信信号（時間信号））「ｒ_１（ｉ），ｉ＝０，１，２，３，・・・」を取得する。この時間信号の取得を「２Ｔ＋２Ｔｇ」の周期で繰り返し、該取得した時間信号の平均を計算する。ｊ回目に取得した時間信号をｒ_ｊ（ｉ）とすると、時間信号の平均ｒ（ｉ）は次式で表される。
ｒ（ｉ）＝（ｒ_１（ｉ）＋ｒ_２（ｉ）＋・・・＋ｒ_ｊ（ｉ））／ｊ
この時間信号の平均ｒ（ｉ）は、送信機１から受信機までの伝搬路におけるチャネル変動の影響が相殺されたものとして扱うことができる。

【0062】

次いで、その時間信号の平均ｒ（ｉ）に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うことにより、各サブキャリアの受信信号ｒ（ｋ）を取得する。そして、
Ｖ偏波成分ｒ_ｖ（ｋ）とＨ偏波成分ｒ_ｈ（ｋ）を、送受信機間で既知である割り当てに従って受信信号ｒ（ｋ）から分離し取得する。

【0063】

ここで、各サブキャリアに割り当てられた信号（シンボルＡｖ，Ａｈ）Ｓ_ｖ（ｋ），Ｓ_ｈ（ｋ）は既知である。これにより、受信信号から取得されたＶ偏波成分ｒ_ｖ（ｋ）及びＨ偏波成分ｒ_ｈ（ｋ）と、既知信号Ｓ_ｖ（ｋ），Ｓ_ｈ（ｋ）との差分を複素除算により算出し、該差分を用いて各サブキャリアの行列Ｑを求める。

【0064】

次いで、各サブキャリアの行列Ｑを用いて、上記［数５］により、ＸＰＤ補正演算係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）を算出する。

【実施例3】

【0065】

実施例３は上述した実施例２の変形例である。実施例２では、Ｖ偏波の信号とＨ偏波の信号を同一タイミングで送信したが、本実施例３ではＶ偏波の信号とＨ偏波の信号を、時間をずらして送信する。

【0066】

図４は、実施例３に係る既知信号の送信手順を説明するためのタイムチャートである。図４に示されるように、時刻「ｔ＝Ｔ＋Ｔｇ」から「ｔ＝２Ｔ＋Ｔｇ」までは一方の偏波（図４の例ではＶ偏波）の信号を送信する。そして、時刻「ｔ＝２Ｔ＋２Ｔｇ」から「ｔ＝３Ｔ＋２Ｔｇ」まではもう一方の偏波（図４の例ではＨ偏波）の信号を送信する。この繰り返しの周期は、「３Ｔ＋３Ｔｇ」とする。

【0067】

なお、上記実施例２，３において、ＸＰＤ補正演算係数を算出する演算は、受信機の演算装置（ＸＰＤ補正演算係数算出装置）で行ってもよく、又は、受信機とは別に設けられる演算装置（ＸＰＤ補正演算係数算出装置）で行ってもよい。

【0068】

また、上記実施例２，３において、所定の伝送品質を満たすサブキャリア又は受信信号に着目し、該サブキャリア又は受信信号のＸＰＤ補正演算係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）のみを用いるようにしてもよい。例えば、送信機１から繰り返し送られた既知信号の受信機での受信信号（既知信号受信信号）のうちから、直接波と反射波の電力比を表すＫファクターが所定の閾値より高い既知信号受信信号を選択する。そして、該選択された既知信号受信信号から算出されたＸＰＤ補正演算係数ａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ），ｄ（ｋ）について平均化を行う。

【0069】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【0070】

例えば、上述した実施形態では、直交偏波通信システムとして、ＭＩＭＯ通信システムに適用したが、他の直交偏波通信システム（例えば、ＦＷＡで利用される偏波多重通信システムなど）にも同様に適用可能である。

【0071】

また、上述した実施形態では、直交偏波として、Ｖ偏波とＨ偏波を使用したが、円偏波（右旋円偏波と左旋円偏波の組み合わせ）、斜め偏波（＋４５度偏波と−４５度偏波の組み合わせ）等を使用してもよい。

【0072】

また、上述したＸＰＤ補正演算係数算出装置の機能を実現するためのコンピュータ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、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。

【0073】

また、「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、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）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。

【0074】

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が送信された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（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
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良い。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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

【符号の説明】

【0075】

１…送信機、１０１…サブキャリアマッピング部、１０２…ＸＰＤ補正演算部、１０３…周波数特性補正部、１０４…ＩＦＦＴ部、１０５…Ｃ／Ｐ挿入部、１０６…ＤＡＣ部、１０７…無線部、１０８…位相・振幅調整部、１１０…制御部、１１１…係数記憶部、ＡＮＴ＿Ｖ…Ｖ偏波アンテナ、ＡＮＴ＿Ｈ…Ｈ偏波アンテナ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】