(57)【要約】【課題】複数本のアンテナを用いて通信を行う通信システムにおいて、受信装置の受信特性を劣化させることなく、中継装置を用いた通信を行うことができること。【解決手段】複数本の送信アンテナを備える送信装置、又は前記送信装置から送信された信号を中継する中継装置から送信された信号を受信アンテナから受信する受信装置において、前記複数本の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の伝搬路応答を推定する伝搬路推定部と、前記伝搬路応答とビットの尤度とに基づいて受信レプリカを生成するレプリカ生成部と、前記受信レプリカを用いて前記受信アンテナのうち少なくとも１本のアンテナにおける受信信号を複数のブロックに分割するマルチパス分割部と、前記マルチパス分割部が分離したブロックの信号と前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答に基づいて前記受信信号から前記ビットの尤度を算出する尤度算出部と、を備える。【選択図】図４
2010114524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の送信アンテナを備える送信装置と、前記送信装置から送信された信号を中継する中継装置と、前記送信装置或いは前記中継装置又はその双方から送信された信号を少なくとも１本の受信アンテナから受信する受信装置と、を具備する通信システムにおいて、
前記受信装置は、
前記複数本の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の伝搬路応答を推定する伝搬路推定部と、
前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答とビットの尤度とに基づいて受信信号の複製である受信レプリカを生成するレプリカ生成部と、
前記レプリカ信号生成部が生成した受信レプリカを用いて前記少なくとも１本の受信アンテナにおける受信信号をマルチパスに基づく遅延波について複数のブロックに分割するマルチパス分割部と、
前記マルチパス分割部が分割したブロックの信号と前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答に基づいて前記受信信号から前記ビットの尤度を算出する尤度算出部と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記レプリカ生成部は、予め定めた前記送信アンテナからの受信信号の複製である第1の受信レプリカと、前記予め定めた送信アンテナ以外の送信アンテナからの受信信号の複製である第２の受信レプリカを生成し、
前記マルチパス分割部は、前記レプリカ信号生成部が生成した第２の受信レプリカを用いて、前記受信信号から前記予め定めた送信アンテナ以外の送信アンテナからの受信信号を除去した信号を、前記レプリカ信号生成部が生成した第1の受信レプリカを用いて複数のブロックに分割すること
を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記受信装置は、前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答に基づいて前記マルチパス分割部が分割するブロックを決定するマルチパス分割設定部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記マルチパス分割設定部は、前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答に基づいて前記受信信号の集合である遅延波群を検出し、前記検出した遅延波群を単位として前記ブロックを決定することを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記マルチパス分割設定部は、前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答に基づいて前記受信信号の集合である遅延波群を検出し、前記検出した遅延波群を分割することを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記マルチパス分割設定部は、前記送信装置から直接受信した受信信号の遅延波群と、前記中継装置から受信した受信信号の遅延波群と、を異なるブロックとして決定することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
複数本の送信アンテナを備える送信装置、或いは前記送信装置から送信された信号を中継する中継装置、又はその双方から送信された信号を少なくとも１本の受信アンテナから受信する受信装置において、
前記複数本の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の伝搬路応答を推定する伝搬路推定部と、
前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答とビットの尤度とに基づいて受信信号の複製である受信レプリカを生成するレプリカ生成部と、
前記レプリカ信号生成部が生成した受信レプリカを用いて前記少なくとも１本の受信アンテナにおける受信信号をマルチパスに基づく遅延波について複数のブロックに分割するマルチパス分割部と、
前記マルチパス分割部が分割したブロックの信号と前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答に基づいて前記受信信号から前記ビットの尤度を算出する尤度算出部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項８】
複数本の送信アンテナを備える送信装置、或いは前記送信装置から送信された信号を中継する中継装置、又はその双方から送信された信号を少なくとも１本の受信アンテナから受信する受信装置における受信制御方法において、
前記受信装置が、前記複数本の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の伝搬路応答を推定する第1の過程と、
前記受信装置が、前記第１の過程にて推定した伝搬路応答とビットの尤度とに基づいて受信信号の複製である受信レプリカを生成する第２の過程と、
前記受信装置が、  前記第２の過程にて生成した受信レプリカを用いて前記少なくとも１本の受信アンテナにおける受信信号をマルチパスに基づく遅延波について複数のブロックに分割する第３の過程と、
前記受信装置が、前記第３の過程にて分割したブロックの信号と前記第１の過程にて推定した伝搬路応答に基づいて前記受信信号から前記ビットの尤度を算出する第４の過程と、
を有することを特徴とする受信制御方法。
【請求項９】
複数本の送信アンテナを備える送信装置、或いは前記送信装置から送信された信号を中継する中継装置、又はその双方から送信された信号を少なくとも１本の受信アンテナから受信する受信装置のコンピュータを、
前記複数本の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の伝搬路応答を推定する伝搬路推定手段、
前記伝搬路推定手段にて推定した伝搬路応答とビットの尤度とに基づいて受信信号の複製である受信レプリカを生成するレプリカ生成手段、
前記レプリカ信号生成手段にて生成した受信レプリカを用いて前記少なくとも１本の受信アンテナにおける受信信号をマルチパスに基づく遅延波について複数のブロックに分割するマルチパス分割手段、
前記マルチパス分割手段にて分割したブロックの信号と前記伝搬路推定手段にて推定した伝搬路応答に基づいて前記受信信号から前記ビットの尤度を算出する尤度算出手段、
として機能させる受信制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、受信装置、受信制御方法、及び受信制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信の分野では、高速伝送を実現する技術として、複数の独立した送信信号を、同じ周波数、同一タイミングで送信装置から受信装置に送信することにより、周波数帯域幅を広げずに伝送レートを増大できるＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ：多入力多出力）システムが注目されている。しかしながら、ＭＩＭＯシステムで良好な受信特性を得るためには、例えば基地局周辺エリアのように、受信電力や受信ＳＩＮＲ（信号電力対干渉および雑音電力比：Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が大きい必要がある。
【０００３】
一方、受信電力が小さいエリアや電波が届かないエリアをカバーするために、送信装置から送信された信号を中継装置に経由させて受信装置で受信させるような、中継システムの検討も多く行われている。例えば中継装置は、受信した信号電力を増幅させることで、受信装置における受信電力を大きくすることができるため、受信電力が大きいエリアを拡大することができる。
【０００４】
ＭＩＭＯシステムに中継システムを適用すれば、中継システムにより受信電力が大きいエリアを拡大できるため、ＭＩＭＯシステムが適用できるエリアの拡大が期待できる。
このようなＭＩＭＯシステムに中継システムを適用した技術は、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１９８４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、受信装置が中継システムを経由して受信した信号は、送信装置から直接受信した信号に比べて、時間的に遅延して受信するため、他の信号と干渉し、受信装置の受信特性が劣化してしまうという問題があった。特に、この遅延時間がＯＦＤＭ方式や周波数領域等化を行うシングルキャリア方式で付加されるガードインターバル長を超える場合、受信装置の受信特性が著しく劣化してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数本のアンテナを用いて通信を行う通信システムにおいて、受信装置の受信特性を劣化させることなく、中継装置を用いた通信を行うことができる通信システム、受信装置、受信制御方法、及び受信制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、その一態様は、複数本の送信アンテナを備える送信装置と、前記送信装置から送信された信号を中継する中継装置と、前記送信装置或いは前記中継装置又はその双方から送信された信号を少なくとも１本の受信アンテナから受信する受信装置と、を具備する通信システムにおいて、前記受信装置は、前記複数本の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の伝搬路応答を推定する伝搬路推定部と、前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答とビットの尤度とに基づいて受信信号の複製である受信レプリカを生成するレプリカ生成部と、前記レプリカ信号生成部が生成した受信レプリカを用いて前記少なくとも１本の受信アンテナにおける受信信号をマルチパスに基づく遅延波について複数のブロックに分割するマルチパス分割部と、前記マルチパス分割部が分割したブロックの信号と前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答に基づいて前記受信信号から前記ビットの尤度を算出する尤度算出部と、を備えることを特徴とする通信システムである。
上記構成によると、前記通信システムは、前記受信装置が複数のブロックに分割した受信信号と伝搬路応答に基づいて前記ビットの尤度を算出し、前記送信装置が送信した送信信号を検出するので、時間的に遅延して受信する他のブロックの信号による干渉の影響を除いて送信信号を検出することができ、受信装置の受信特性を劣化させることなく、中継装置を用いた通信を行うことができる。
【０００８】
（２）また、本発明の一態様は、前記レプリカ生成部は、予め定めた前記送信アンテナからの受信信号の複製である第1の受信レプリカと、前記予め定めた送信アンテナ以外の送信アンテナからの受信信号の複製である第２の受信レプリカを生成し、前記マルチパス分割部は、前記レプリカ信号生成部が生成した第２の受信レプリカを用いて、前記受信信号から前記予め定めた送信アンテナ以外の送信アンテナからの受信信号を除去した信号を、前記レプリカ信号生成部が生成した第1の受信レプリカを用いて複数のブロックに分割することを特徴とする通信システムである。
上記構成によると、前記通信システムは、受信信号から前記予め定めた送信アンテナ以外の送信アンテナからの受信信号を除去することができ、該受信信号による干渉の影響を除いて送信信号を検出することができる。
【０００９】
（３）また、本発明の一態様は、前記受信装置は、前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答に基づいて前記マルチパス分割部が分割するブロックを決定するマルチパス分割設定部を備えることを特徴とする通信システムである。
【００１０】
（４）また、本発明の一態様は、前記マルチパス分割設定部は、前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答に基づいて前記受信信号の集合である遅延波群を検出し、前記検出した遅延波群を単位として前記ブロックを決定することを特徴とする通信システムである。
【００１１】
（５）また、本発明の一態様は、前記マルチパス分割設定部は、前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答に基づいて前記受信信号の集合である遅延波群を検出し、前記検出した遅延波群の少なくとも１つを分割する前記ブロックを決定することを特徴とする通信システムである。
【００１２】
（６）前記マルチパス分割設定部は、前記送信装置から直接受信した受信信号の遅延波群と、前記中継装置から受信した受信信号の遅延波群と、を異なるブロックとして決定することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の通信システム。
上記構成によると、前記通信システムは、前記送信装置から直接受信した受信信号の遅延波群と、前記中継装置から受信した受信信号の遅延波群と、を異なるブロックとして決定するので、信号の干渉が少ない前記送信装置から直接受信した受信信号の遅延波群のブロックと前記中継装置から受信した受信信号の遅延波群のブロックとを用いて前記ビットの尤度を算出することができるので、中継装置を用いない場合と比較して、送信信号の検出品質を高くすることができる。
【００１３】
（７）また、本発明の一態様は、複数本の送信アンテナを備える送信装置、或いは前記送信装置から送信された信号を中継する中継装置、又はその双方から送信された信号を少なくとも１本の受信アンテナから受信する受信装置において、前記複数本の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の伝搬路応答を推定する伝搬路推定部と、前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答とビットの尤度とに基づいて受信信号の複製である受信レプリカを生成するレプリカ生成部と、前記レプリカ信号生成部が生成した受信レプリカを用いて前記少なくとも１本の受信アンテナにおける受信信号をマルチパスに基づく遅延波について複数のブロックに分割するマルチパス分割部と、前記マルチパス分割部が分割したブロックの信号と前記伝搬路推定部が推定した伝搬路応答に基づいて前記受信信号から前記ビットの尤度を算出する尤度算出部と、を備えることを特徴とする受信装置である。
【００１４】
（８）また、本発明の一態様は、複数本の送信アンテナを備える送信装置、或いは前記送信装置から送信された信号を中継する中継装置、又はその双方から送信された信号を少なくとも１本の受信アンテナから受信する受信装置における受信制御方法において、前記受信装置が、前記複数本の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の伝搬路応答を推定する第1の過程と、前記受信装置が、前記第１の過程にて推定した伝搬路応答とビットの尤度とに基づいて受信信号の複製である受信レプリカを生成する第２の過程と、前記受信装置が、  前記第２の過程にて生成した受信レプリカを用いて前記少なくとも１本の受信アンテナにおける受信信号をマルチパスに基づく遅延波について複数のブロックに分割する第３の過程と、前記受信装置が、前記第３の過程にて分割したブロックの信号と前記第１の過程にて推定した伝搬路応答に基づいて前記受信信号から前記ビットの尤度を算出する第４の過程と、を有することを特徴とする受信制御方法である。
【００１５】
（９）また、本発明の一態様は、複数本の送信アンテナを備える送信装置、或いは前記送信装置から送信された信号を中継する中継装置、又はその双方から送信された信号を少なくとも１本の受信アンテナから受信する受信装置のコンピュータに、前記複数本の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の伝搬路応答を推定する伝搬路推定手段、前記伝搬路推定手段にて推定した伝搬路応答とビットの尤度とに基づいて受信信号の複製である受信レプリカを生成するレプリカ生成手段、前記レプリカ信号生成手段にて生成した受信レプリカを用いて前記少なくとも１本の受信アンテナにおける受信信号をマルチパスに基づく遅延波について複数のブロックに分割するマルチパス分割手段、前記マルチパス分割手段にて分割したブロックの信号と前記伝搬路推定手段にて推定した伝搬路応答に基づいて前記受信信号から前記ビットの尤度を算出する尤度算出手段、として機能させる受信制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、通信システムは、受信装置が複数のブロックに分割した受信信号と伝搬路応答に基づいて送信装置が送信した送信信号を検出するので、時間的に遅延して受信する他のブロックの信号による干渉の影響を除いて送信信号を検出することができ、受信装置の受信特性を劣化させることなく、中継装置を用いた通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
＜ＭＩＭＯ中継システムについて＞
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は、この発明の第１の実施形態に係るＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ：多入力多出力）信号を中継するＭＩＭＯ中継システムの概略図である。
この図が示すＭＩＭＯ中継システムは、送信装置Ａ１、中継装置Ｂ１−１〜Ｂ１−Ｍ、及び受信装置Ｃ１を備える。また、この図は、送信装置Ａ１が、ＮＴ本の送信アンテナＡ１９−１〜Ａ１９−ＮＴを備え、受信装置Ｃ１がＮＲ本の受信アンテナＣ１１−１〜Ｃ１１−ＮＲを備えることを示す。
【００１８】
この図が示すＭＩＭＯ中継システムでは、送信装置Ａ１からＮＴ本の送信アンテナＡ１９−１〜Ａ１９−ＮＴを介して送信された信号が、ＮＭ本の中継装置Ｂ１−１〜Ｂ１−Ｍの中継アンテナＢ１１−１〜Ｂ１１−ＮＭを経由し、ＮＲ本の受信アンテナＣ１１−１〜Ｃ１１−ＮＲを介して受信装置Ｃ１１に受信されることを示す。なお、信号を中継する中継装置Ｂ１−１〜Ｂ１−Ｍが備えるアンテナ数の合計は、ＮＭ本であり、例えば、１つの中継装置Ｂ１−１がＮＭ本のアンテナを備えていてもよいし、１本のアンテナを備えたＮＭ個の中継装置Ｂ１−１〜Ｂ１−ＮＭがあってもよい。
以下、本実施形態では、送信装置Ａ１、中継装置Ｂ１−１〜Ｂ１−Ｍ、受信装置Ｃ１を、それぞれ、送信装置ａ１、中継装置ｂ１、受信装置ｃ１という。また、送信アンテナＡ１９−１〜Ａ１９−ＮＴ、受信アンテナＣ１１−１〜Ｃ１１−ＮＲは、それぞれ、送信アンテナａ１９−１〜ａ１９−ＮＴ、受信アンテナｃ１１−１〜ｃ１１−ＮＲという。
【００１９】
＜送信装置ａ１の構成について＞
以下、送信装置ａ１の構成について説明をする。
図２は、本実施形態に係る送信装置ａ１の構成を示す概略ブロック図である。
送信装置ａ１は、符号部ａ１１、変調部ａ１２、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）部ａ１３、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）部ａ１４−１〜ａ１４−ＮＴ、ＧＩ（ガードインターバル：Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）挿入部ａ１５−１〜ａ１５−ＮＴ、パイロット多重部ａ１６−１〜ａ１６−ＮＴ、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇｕｅ：デジタル／アナログ）変換部ａ１７−１〜ａ１７−ＮＴ、無線部ａ１８−１〜ａ１８−ＮＴ、及び送信アンテナａ１９−１〜ａ１９−ＮＴ、を含んで構成される。
【００２０】
符号部ａ１１は、入力された送信ビットを、畳込み符号、ターボ符号等の誤り訂正符号を用いて誤り訂正符号化して符号化ビットを生成し、生成した符号化ビットを変調部ａ１２に出力する。
変調部ａ１２は、符号部ａ１１から入力された符号化ビットを、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の変調シンボルにマッピングし、マッピングした変調信号をＳ／Ｐ部ａ１３に出力する。
【００２１】
Ｓ／Ｐ部ａ１３は、変調部ａ１２から入力された変調信号を、直列並列変換してＩＦＦＴ部ａ１４−１〜ａ１４−ＮＴに出力する。
ＩＦＦＴ部ａ１４−１〜ａ１４−ＮＴは、Ｓ／Ｐ部ａ１３から入力された変調信号を、時間領域の信号に変換し、変換した信号を、それぞれ、ＧＩ挿入部ａ１５−１〜ａ１５−ＮＴに出力する。
ＧＩ挿入部ａ１５−１〜ａ１５−ＮＴは、ＩＦＦＴ部ａ１４−１〜ａ１４−ＮＴから入力された信号にガードインターバルを挿入し、ガードインターバルを挿入した信号を、それぞれ、パイロット多重部ａ１６−１〜ａ１６−ＮＴに出力する。
【００２２】
パイロット多重部ａ１６−１〜ａ１６−ＮＴは、ＧＩ挿入部ａ１５−１〜ａ１５−ＮＴから入力された信号と、パイロット信号を多重し、多重した信号を、それぞれ、Ｄ／Ａ変換部ａ１７−１〜ａ１７−ＮＴに出力する。
Ｄ／Ａ変換部ａ１７−１〜ａ１７−ＮＴは、パイロット多重部ａ１６−１〜ａ１６−ＮＴから入力されたアナログ信号をデジタル・アナログ変換し、それぞれ、無線部ａ１８−１〜ａ１８−ＮＴに出力する。
無線部ａ１８−１〜ａ１８−ＮＴは、Ｄ／Ａ変換部ａ１７−１〜ａ１７−ＮＴから入力された信号を、無線周波数の送信信号に変換し、それぞれ、送信アンテナａ１９−１〜ａ１９−ＮＴを介して送信する。
【００２３】
＜中継装置ｂ１について＞
中継装置ｂ１は、送信装置ａ１から送信された送信信号を受信し、受信した信号を増幅等して受信装置ｃ１に送信する。中継装置ｂ１には、受信した信号を増幅し同一フレーム内で送信するもの（リピーター）や、受信した信号を増幅して後続のフレームで送信するもの（Ａｍｐｌｉｆｙ―ａｎｄ―Ｆｏｒｗａｒｄ：ＡＦタイプ）、一旦復調、復号し誤りがなければ再変調して後続のフレームで送信するもの（Ｄｅｃｏｄｅ―Ａｎｄ―Ｆｏｒｗａｒｄ：ＤＦタイプ）がある。
このように、中継装置ｂ１が信号の増幅等の処理に時間を要するため、中継装置ｂ１を経由して受信装置ｃ１に受信される信号は、送信装置ａ１から直接受信する信号と比較して、少なくとも中継装置ｂ１での信号の増幅等の処理時間遅延して受信される。
【００２４】
＜受信装置ｃ１の構成について＞
以下、受信装置ｃ１の構成について説明をする。
図３は、本実施形態に係る受信装置ｃ１の構成を示す概略ブロック図である。
受信装置ｃ１は、受信アンテナｃ１１−１〜ｃ１１−ＮＲ、無線部ｃ１２−１〜ｃ１２−ＮＲ、Ａ／Ｄ変換部ｃ１３−１〜ｃ１３−ＮＲ、伝搬路推定部ｃ１４、信号検出部ｃ１５で構成される。
【００２５】
無線部ｃ１２−１〜ｃ１２−ＮＲは、受信アンテナｃ１１−１〜ｃ１１−ＮＲを介して、送信装置ａ１が送信して中継装置ｂ１が中継した無線信号を受信し、該無線信号を無線周波数からベースバンドの信号に変換して、Ａ／Ｄ変換部ｃ１３−１〜ｃ１３−ＮＲに出力する。
Ａ／Ｄ変換部ｃ１３−１〜ｃ１３−ＮＲは、無線部ｃ１２−１〜ｃ１２−ＮＲから入力された信号を、アナログ・デジタル変換した受信信号を、伝搬路推定部ｃ１４及び信号検出部ｃ１５に出力する。
【００２６】
伝搬路推定部ｃ１４は、Ａ／Ｄ変換部ｃ１３−１〜ｃ１３−ＮＲから入力された受信信号のうち、パイロット信号を用いて伝搬路推定を行い、伝搬路応答ｈを検出する。伝搬路推定部ｃ１４は、検出した伝搬路応答ｈを信号検出部ｃ１５に出力する。なお、伝搬路推定部ｃ１４が検出する伝搬路応答ｈは、送信装置ａ１から直接又は中継装置ｂ１を経由して受信装置ｃ１に至る伝搬路応答である。
【００２７】
信号検出部ｃ１５は、伝搬路推定部ｃ１４から入力された伝搬路応答ｈを用いて、Ａ／Ｄ変換部ｃ１３−１〜ｃ１３−ＮＲから入力された受信信号から、送信ビットの検出を行う。信号検出部ｃ１５の構成の詳細については、後述する。
【００２８】
＜信号検出部ｃ１５の構成について＞
図４は、本実施形態に係る信号検出部ｃ１５の構成を示すブロック図である。
信号検出部ｃ１５は、レプリカ生成部ｃ１５１、マルチパス分割部ｃ１５２、信号分離部ｃ１５３、復調部ｃ１５４、復号部ｃ１５５を含んで構成される。
【００２９】
レプリカ生成部ｃ１５１は、後述する復号部ｃ１５５から入力された符号化ビットＬＬＮＲから、マルチパス分割用の受信レプリカ（以下、分割用遅延波レプリカという）を生成し、生成した分割用遅延波レプリカをマルチパス分割部ｃ１５２に出力する。レプリカ生成部ｃ１５１が行う分割用遅延波レプリカの生成処理については、後述する。
【００３０】
マルチパス分割部ｃ１５２は、信号検出部ｃ１５から入力された受信信号から、レプリカ生成部ｃ１５１から入力された分割用遅延波レプリカを減算することで、先行波と遅延波から構成されるマルチパス分割処理を行う。なお、マルチパス分割部ｃ１５２が行うマルチパス分割処理については後述する。なお、この受信信号は、予め定められた時間間隔の受信信号が図示しない記憶部に記憶さる。
マルチパス分割部ｃ１５２は、マルチパス分割処理を行った信号を、信号分離部ｃ１５３に出力する。
【００３１】
信号分離部ｃ１５３は、マルチパス分割部ｃ１５２から入力された信号に対して、ＭＩＭＯ信号分離を行って、空間的に多重された信号の分離を行う。例えば、信号分離部ｃ１５３は、ＭＭＳＥＤ（最小２乗誤差検出：Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）やＭＬＤ（最尤検出：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）等の分離法を用いてＭＩＭＯ信号分離処理を行う。なお、信号分離部ｃ１５３が行うＭＩＭＯ信号分離処理については後述する。
信号分離部ｃ１５３は、ＭＩＭＯ信号分離処理を行った信号を、復調部ｃ１５４に出力する。
【００３２】
復調部ｃ１５４は、信号分離部ｃ１５３から入力された信号に対して、復調処理を行い、符号化ビットＬＬＲ（対数尤度比：Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ、ビットの尤度）を算出する。
復調部ｃ１５４は、算出した符号化ビットＬＬＲを、復号部ｃ１５５に出力する。
【００３３】
復号部ｃ１５５は、復調部ｃ１５４から入力された符号化ビットＬＬＲに対して、誤り訂正復号処理を行い、既定の回数の復号処理が行われていれば、復号処理により得られる送信ビットを出力する。一方、既定の回数の復号処理が行われていなければ、誤り訂正復号後の符号化ビットＬＬＲをレプリカ生成部ｃ１５１に出力する。
なお、信号分離部ｃ１５３、復調部ｃ１５４、及び復号部ｃ１５５が尤度算出部に相当する。
【００３４】
＜マルチパス分割処理について＞
図５は、本実施形態に係るマルチパス分割処理の一例を示す説明図である。なお、図５（ａ）〜（ｄ）は、横軸に時間、縦軸に電力をとった場合の遅延プロファイルを示す。
図５（ａ）は、マルチパスの遅延プロファイルの一例である。ｐ１〜ｐ６は各パスの伝搬路応答の一例であり、先行波および遅延波を表している。なお、以降、先行波および遅延波を合わせて遅延波という。
【００３５】
図５（ａ）のパスｐ１〜ｐ６を、例えば、３ブロックにマルチパス分割を行うとする。図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図５（ａ）のパスｐ１〜ｐ６を時間軸方向に等間隔に３分割した場合を示し、各ブロックｄ１〜ｄ３に、それぞれ、２パスずつ遅延波が含まれていることを示す。具体的に、図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、ブロックｄ１がパスｐ１〜ｐ６のうちパスｐ１、ｐ２で構成され、ブロックｄ２がパスｐ３、ｐ４で構成され、ブロックｄ３がパスｐ５、ｐ６で構成されていることを示す。
ここで、各ブロックを構成する遅延波（実線で示した遅延波）は、ガードインターバル長より短い時間内に存在することが好ましい。
【００３６】
マルチパス分割部ｃ１５２は、受信信号をブロックｄ１、ｄ２、ｄ３に示す伝搬路を通った信号に分割する。
具体的に、レプリカ生成部ｃ１５１は、例えば、ブロックｄ１が示す伝搬路を通った受信信号を生成する場合、パスｐ３〜ｐ６の伝搬路応答を用いて分割用遅延波レプリカを生成する。この場合、マルチパス分割部ｃ１５２は、受信信号からパスｐ３〜ｐ６から生成した分割用遅延波レプリカを減算して、ブロックｄ１が示す伝搬路を通った受信信号を生成する。
【００３７】
同様に、レプリカ生成部ｃ１５１は、ブロックｄ２が示す伝搬路を通った受信信号を生成する場合、パスｐ１、ｐ２、ｐ５、ｐ６の伝搬路応答を用いて分割用遅延波レプリカを生成し、ブロックｄ３が示す伝搬路を通った受信信号を生成する場合、ｐ１〜ｐ４を用いて分割用遅延波レプリカを生成する。なお、最初の一度も復号部ｃ１５５による復号処理が行われていない場合、レプリカ生成部ｃ１５１が分割用遅延波レプリカを生成できないため、マルチパス分割部ｃ１５２は、マルチパス分割処理は行わない。
【００３８】
＜分割用遅延波レプリカの生成処理について＞
以下、レプリカ生成部ｃ１５１が行う分割用遅延波レプリカの生成処理について説明をする。
レプリカ生成部ｃ１５１は、まず、符号化ビットＬＬＲから変調シンボルのレプリカを生成する。例えば、レプリカ生成部ｃ１５１は、ビットｂ０、ｂ１で構成されているＱＰＳＫ変調シンボルのレプリカＸを、式（１）を用いて生成する。
【００３９】
【数１】
2010114524.tif 000003
【００４０】
なお、式（１）において、ｔａｎｈ（）は双曲線正接関数、ｊはｊ２＝−１の虚数単位、λ（）はビットＬＬＲを表わしている。
【００４１】
レプリカ生成部ｃ１５１は、生成した変調シンボルのレプリカに対し、送信装置ａ１（図２）と同様に、Ｓ／Ｐ部ａ１３の直列並列変換処理、ＩＦＦＴ部ａ１４−１〜ａ１４−ＮＴのＩＦＦＴ処理、ＧＩ挿入部ａ１５−１〜ａ１５−ＮＴのＧＩ挿入処理を行い、送信信号レプリカを生成する。
レプリカ生成部ｃ１５１は、生成した送信信号に、抽出したい遅延波以外の伝搬路応答を畳み込むことで、分割用遅延波レプリカを生成する。レプリカ生成部ｃ１５１は、マルチパス分割数だけの分割用遅延波レプリカを生成する。
【００４２】
以下、一例として、送信アンテナ数を「２」本、受信アンテナ数を「２」本とし、マルチパス分割の分割数を「３」とした場合について説明をする。
ここで、伝搬路推定部ｃ１４が推定した伝搬路応答をｈとする。また、図５のブロックｄ１〜ｄ３の場合に、それぞれ、レプリカ生成部ｃ１５１が生成する分割用遅延波レプリカをベクトルｒ１、ｒ２、ｒ３、遅延波成分の伝搬路応答を伝搬路応答ｈ１、ｈ２、ｈ３とする。
このとき伝搬路応答ｈ１は、送信アンテナ数及び受信アンテナ数を「２」本としているため、式（２）で表わすことができる。
【００４３】
【数２】
2010114524.tif 000004
【００４４】
ただし、ベクトルｈ１の各要素は、各送信アンテナと受信アンテナとの間の伝搬路応答であり、ｈｉｊｋとした場合は、第ｉブロック（ブロックｄｉ）の第ｊ送信アンテナ（送信アンテナａ１９−ｊ）と第ｋ受信アンテナ（受信アンテナｃ１１−ｋ）との間の伝搬路応答を表している。このとき、ブロックｄ１を抽出するための分割用遅延波レプリカのベクトルｒ１は式（３）のように表わすことができる。
【００４５】
【数３】
2010114524.tif 000005
【００４６】
式（３）におけるｒ１１、ｒ１２はそれぞれベクトルｒ１のうち１本目の受信アンテナの成分、２本目の受信アンテナの成分を表す。また、ｓ１、ｓ２は１本目の送信アンテナが送信する信号の成分、２本目の送信アンテナが送信する信号の成分を表している。ブロックｄ２、ｄ３の場合も同様に、分割用遅延波レプリカのベクトルｒ２、ｒ３は、式（４）、式（５）のように表わすことができる。
【００４７】
【数４】
2010114524.tif 000006
【００４８】
【数５】
2010114524.tif 000007
【００４９】
マルチパス分割部ｃ１５２は、レプリカ生成部ｃ１５１が生成した式（３）〜（５）で表わされる分割用遅延波レプリカのベクトルｒ１、ｒ２、ｒ３を受信信号からそれぞれ減算することで、マルチパス分割処理を行う。
【００５０】
＜ＭＩＭＯ信号分離処理について＞
以下、信号分離部ｃ１５３が行うＭＩＭＯ信号分離処理について説明をする。
送信アンテナ数、受信アンテナ数をそれぞれＮＴ本、ＮＲ本とする。ブロック分割数は受信アンテナ毎に異なってもよいが、ここでは、受信アンテナ毎に同じブロック分割数ＮＢとする場合について説明する。
【００５１】
ブロック分割する前はＮＴ行×ＮＲ列のＭＩＭＯシステムであるが、ブロック分割して仮想的に受信信号数を増やしたので、ブロック分割後は、ＮＴ行×ＮＲＮＢ列のＭＩＭＯシステムとなっている。ここで、ＮＲＮＢは、ＮＲ×ＮＢを示す（以下、仮想受信アンテナ数ＮＲＮＢという）。信号分離部ｃ１５３は、各サブキャリアで仮想受信アンテナ数ＮＲＮＢ本の受信信号から、ＮＴ本の送信信号を推定する。このとき第ｋサブキャリアにおける受信信号は次の式（６）〜式（１０）のように表すことができる。
【００５２】
【数６】
2010114524.tif 000008
【００５３】
【数７】
2010114524.tif 000009
【００５４】
【数８】
2010114524.tif 000010
【００５５】
【数９】
2010114524.tif 000011
【００５６】
【数１０】
2010114524.tif 000012
【００５７】
ただし、式（６）の左辺と式（７）の左辺のベクトルＲ（ｋ）は、マルチパス分割部ｃ１５２の出力を要素に持つＮＲＮＢ行×１列のベクトルである。また、式（８）の左辺のＨ（ｋ）は、各ブロックで抽出したパスの周波数応答を要素に持つ（ＮＲＮＢ）行×ＮＴ列の行列（以下、伝搬路行列Ｈ（ｋ）という）である。また、式（９）の左辺のベクトルＳ（ｋ）は、送信側の変調シンボルを要素に持つＮＴ行×１列のベクトルである。また、式（１０）の左辺のベクトルＮ（ｋ）は、マルチパス分割後の信号における雑音を要素に持つＮＲＮＢ行×１列のベクトルである。またＴは転置行列を表している。
【００５８】
信号分離部ｃ１５３におけるＭＩＭＯ信号分離は、例えば式（１１）で示すＭＭＳＥ（最小平均２乗誤差）重みＭ（ｋ）を用いて行うことができる。
【００５９】
【数１１】
2010114524.tif 000013
【００６０】
ただし、Ｈは複素共役転置行列、−１は逆行列を表している。σ２は雑音電力を表している。ＩＮＲＮＢはＮＲＮＢ行ＮＲＮＢ列の単位行列を表している。またσ２にはマルチパス分割で生じる誤差を含めてもよい。またＭＩＭＯ信号分離には、ＭＭＳＥ基準だけではなく、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）基準のような線形重みを用いることもできるし、ＭＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）基準のような非線形処理を用いることもできる。
【００６１】
信号分離部ｃ１５３は、ベクトルＳ（ｋ）を、ベクトルＲ（ｋ）の左からベクトルＭ（ｋ）を乗算することで行う。
このように、マルチパス分割処理をした信号に対してＭＩＭＯ信号分離を行うと、マルチパスに含まれるパス間の相関は低いため、仮想的に受信信号を増やすことができ、ＭＩＭＯ信号分離性能を向上させることができる。
【００６２】
＜受信装置ｃ１の動作について＞
以下、受信装置ｃ１の動作について説明をする。
図６は本実施形態に係る受信装置ｃ１の動作を示すフローチャートである。
【００６３】
（ステップＳ６０１）受信装置ｃ１は、後述するステップｓ６０６にて生成した分割用遅延波レプリカを、受信信号から減算してマルチパス分割処理を行う。その後、ステップＳ１０２に進む。
（ステップＳ６０２）受信装置ｃ１は、マルチパス分割後の受信信号に対しＭＩＭＯ多重信号の分離を行う。その後、ステップＳ６０３に進む。
【００６４】
（ステップＳ６０３）受信装置ｃ１は、ＭＩＭＯ分離後の信号に対し、復調処理を行って符号化ビットＬＬＲを算出する。その後、ステップＳ６０４に進む。
（ステップＳ６０４）受信装置ｃ１は、ステップＳ６０３にて算出した符号化ビットＬＬＲに対して誤り訂正復号処理を行う。その後、ステップＳ６０５に進む。
【００６５】
（ステップＳ６０５）受信装置ｃ１は、ステップｓ６０４の復号処理が既定の回数処理が行われたか否かを判定する。
受信装置ｃ１がステップｓ６０４の復号処理が既定の回数処理が行われたと判定した場合（Ｙｅｓ）、受信装置ｃ１は、復号処理で得られた送信ビットを出力してフローチャートを終了する。一方、受信装置ｃ１がステップｓ６０４の復号処理が既定の回数処理が行われていないと判定した場合（Ｎｏ）、ステップＳ６０６に進む。
【００６６】
（ステップＳ６０６）受信装置ｃ１は、ステップＳ６０４にて誤り訂正復号処理を行った符号化ビットＬＬＲから、分割用遅延波レプリカを生成する。
【００６７】
このように、本実施形態によれば、ＭＩＭＯ中継システムは、受信装置ｃ１が複数のブロックに分割した受信信号と伝搬路応答に基づいて送信装置ａ１が送信した送信信号を検出するので、時間的に遅延して受信する他のブロックの信号による干渉の影響を除いて送信信号を検出することができ、受信装置ｃ１の受信特性を劣化させることなく、中継装置ｂ１を用いた通信を行うことができる。
特に、各ブロックを構成する遅延波をガードインターバル長より短い時間内に存在するようにブロックの大きさを決定することで、遅延波がガードインターバル長を超えて受信装置ｃ１に受信される場合であっても、ガードインターバル長内のブロックの信号を用いて送信信号を検出することができ、受信装置ｃ１の受信特性の劣化を防止することができる。
【００６８】
（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。本実施形態では、ＭＩＭＯの分離性能をさらに向上させるために、マルチパス分割だけでなくＭＩＭＯ空間多重によって生じるストリーム間干渉キャンセルも行う方法を説明する。
なお、本実施形態では、各送信アンテナから異なるデータストリームの信号を送信しているとする。このため、他アンテナから送信された信号の干渉が、ストリーム間干渉となる。
【００６９】
本実施形態に係るＭＩＭＯ中継システムの概略図は、第１の実施形態と同じ図（図１）である。以下、受信装置Ｃ１を受信装置ｃ２という。
また、本実施形態に係る送信装置Ａ１及び中継装置Ｂ１−１〜Ｂ１−Ｍは、それぞれ、第１の実施形態に係る送信装置ａ１と中継装置ｂ１と同じであるので、これらの装置についての説明は省略する。
【００７０】
図７は、この発明の第２の実施形態に係る受信装置ｃ２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ｃ２（図７）と、第１の実施形態による受信装置ｃ１（図３）とを比較すると、信号検出部ｃ２５が異なる。しかし、他の構成要素（受信アンテナｃ１１−１〜ｃ１１−ＮＲ、無線部ｃ１２−１〜ｃ１２−ＮＲ、Ａ／Ｄ変換部ｃ１３−１〜ｃ１３−ＮＲ、伝搬路推定部ｃ１４）が持つ機能は第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００７１】
＜信号検出部ｃ２５の構成について＞
図８は、本実施形態に係る信号検出部ｃ２５の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る信号検出部ｃ２５（図８）と、第１の実施形態による信号検出部ｃ１５（図４）とを比較すると、レプリカ生成部ｃ２５１、及びマルチパス分割・干渉除去部ｃ２５２が異なる。しかし、他の構成要素（信号分離部ｃ１５３、復調部ｃ１５４、復号部ｃ１５５）が持つ機能は第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００７２】
レプリカ生成部ｃ２５１は、予め定めた所望の信号を送信する送信アンテナ（以下、所望信号送信アンテナという）から送信された信号について、分割用遅延波レプリカ（第１の受信レプリカ）を生成する。一方、レプリカ生成部ｃ２５１は、所望信号送信アンテナ以外のアンテナから送信された信号について、全パスの受信レプリカ（第２の受信レプリカ、以下、全パスレプリカという）を生成する。
【００７３】
例えば、図５（ｂ）が示すブロックｄ１において、レプリカ生成部ｃ２５１は、所望信号送信アンテナから送信された信号について、ｐ３〜ｐ６の伝搬路応答を用いて分割用遅延波レプリカを生成する。一方、レプリカ生成部ｃ２５１は、所望信号送信アンテナ以外のアンテナから送信された信号について、ｐ１〜ｐ６の伝搬路応答を用いて全パスレプリカを生成する。
レプリカ生成部ｃ２５１は、生成した分割用遅延波レプリカをマルチパス分割部ｃ１５２に出力する。
【００７４】
マルチパス分割・干渉除去部ｃ２５２は、所望信号送信アンテナから送信された信号について、受信信号をブロックｄ１、ｄ２、ｄ３に示す伝搬路を通った信号に分割する。ここで、マルチパス分割・干渉除去部ｃ２５２は、所望信号送信アンテナ以外のアンテナから送信された信号を除去する。
具体的に、受信信号から、所望信号送信アンテナから送信された信号についてｐ３〜ｐ６から生成された分割用遅延波レプリカと、所望信号送信アンテナ以外のアンテナから送信された信号についてｐ１〜ｐ６から生成された全パスレプリカと、を減算し、所望信号送信アンテナから送信されてｄ１の伝搬路を通った受信信号を生成する。
これにより、所望信号送信アンテナ以外のアンテナから送信された信号を除去し、ストリーム間干渉を発生させずに、所望信号送信アンテナから送信された所望の信号からデータストリームを復号することができる。
【００７５】
以下、レプリカ生成部ｃ２５１が生成するレプリカと伝搬路の関係について説明する。
図９は、本実施形態に係るレプリカ生成部ｃ２５１が生成するレプリカと伝搬路の関係の一例を説明するための図である。
【００７６】
この図は、本実施形態に係るＭＩＭＯ中継システムの概略図であり、送信装置ａ１が２本の送信アンテナａ１９−１、ａ１９−２を備え、受信装置ｃ２が２本の受信アンテナｃ１１−１、ｃ１１−２を備えることを示す。送信装置ａ１は、中継装置ｂ１（図示せず）を介して、受信装置ｃ２に信号をＭＩＭＯ伝送する。
また、この図において、伝搬路ｈｐｑ（ｐ＝１、２、ｑ＝１、２）は、送信アンテナａ１９−ｐと受信アンテナｃ１１−ｑとの間の伝搬路である。なお、この伝搬路ｈｐｑは、中継装置ｂ１の経由も考慮された伝搬路である。
【００７７】
上述の第１の実施形態では、伝搬路ｈ１１、ｈ１２、ｈ２１、ｈ２２の全てに対し、図５を用いて説明したマルチパス分割処理を行った。
一方、本実施形態では、所望の信号を送信する所望信号送信アンテナを送信アンテナａ１９−１とした場合、レプリカ生成部ｃ２５１は、送信アンテナａ１９−１と２本の受信アンテナ（受信アンテナｃ１１−１、ｃ１１−２）との間の伝搬路ｈ１１、ｈ１２について、分割用遅延波レプリカを生成する。また、レプリカ生成部ｃ２５１は、送信アンテナａ１９−２と２本の受信アンテナ（受信アンテナｃ１１−１、ｃ１１−２）との間の伝搬路ｈ２１、ｈ２２について、全パスレプリカを生成する。
【００７８】
このようにして、レプリカ生成部ｃ２５１が生成したレプリカはマルチパス分割・干渉除去部ｃ２５２で受信信号から減算され、所望信号送信アンテナから送信された信号はマルチパス分割が行われ、所望信号送信アンテナ以外のアンテナから送信された信号は除去される。
なお、所望信号送信アンテナは複数本あってもよい。また、所望信号送信アンテナは、時間や通信の品質等によって他のアンテナに変更してもよい。
【００７９】
このように、本実施形態によれば、ＭＩＭＯ中継システムは、受信装置ｃ２が所望信号送信アンテナから送信された信号について分割用遅延波レプリカを生成し、それ以外アンテナから送信された信号について全パスレプリカを生成し、受信信号から生成したレプリカを減算する。
これにより、ＭＩＭＯ中継システムは、受信装置ｃ２が受信信号から所望信号送信アンテナ以外の送信アンテナからの受信信号を除去することができる。
【００８０】
（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。ＭＩＭＯ中継システムにおいて、各中継装置を経由した信号は時間方向の時間帯（以下、遅延波群時間帯という）にかたまって遅延波の集合（以下、遅延波群という）として、受信装置に受信される。
第３の実施形態では、遅延波群時間帯を検出し、遅延波群を単位としたマルチパス分割処理を行うＭＩＭＯ中継システムについて説明をする。
【００８１】
図１０は、この発明の第３の実施形態に係るＭＩＭＯ中継システムの概略図である。  この図が示すＭＩＭＯ中継システムにおいて、受信装置Ｃ３は、送信装置Ａ１が送信した信号を、中継装置Ｂ１−１〜Ｂ１−Ｍのいずれかを経由して受信する場合や、中継装置ｂ１を経由せずに受信する場合がある。
この場合、中継装置Ｂ１−１〜Ｂ１−Ｍを経由した信号は、中継装置Ｂ１−１〜Ｂ１−Ｍで増幅等の処理が行われるため、中継装置Ｂ１−１〜Ｂ１−Ｍを経由しない信号と比較して、大きく遅延して受信装置Ｃ３に受信される。
【００８２】
図１１は、本実施形態に係る遅延波を説明する図である。この図は、横軸に時間、縦軸に電力をとった場合の遅延プロファイルを示す。
本実施形態に係る遅延波（図１１）と、第１の実施形態に係る遅延波（図５（ａ））を比較すると、本実施形態に係る遅延波は、各中継装置Ｂ１−１〜Ｂ１−Ｍを経由して時間方向にかたまり、遅延波群時間帯ｔ１、ｔ２、ｔ３の遅延波群として、それぞれ、受信装置Ｃ３に受信される。遅延波群時間帯各々に受信された遅延波の集合が遅延波群である。
図１１は、例えば、中継装置を経由しない遅延波の集合が第１の遅延波群（遅延波群Ｐ１）であり、遅延波群Ｐ１は、遅延波群時間帯ｔ１に受信されていることを示す。また、この図は、例えば、中継装置Ｂ１−１を経由した遅延波の集合が第２の遅延波群（遅延波群Ｐ２）であり、遅延波群時間帯ｔ２に受信されていることを示す。また、この図は、例えば、中継装置Ｂ１−２を経由した遅延波の集合が第３の遅延波群（遅延波群Ｐ３）であり、遅延波群時間帯ｔ２に受信されていることを示す。
【００８３】
本実施形態では、ＭＩＭＯ中継システムは、遅延波群毎にマルチパス分割処理を行う
以下、本実施形態では、送信装置Ａ１、中継装置Ｂ１−１〜Ｂ１−Ｍ、受信装置Ｃ３を、それぞれ、送信装置ａ１、中継装置ｂ１、受信装置ｃ３という。
また、本実施形態に係る送信装置Ａ１及び中継装置Ｂ１−１〜Ｂ１−Ｍは、それぞれ、第１の実施形態に係る送信装置ａ１と中継装置ｂ１と同じであるので、これらの装置についての説明は省略する。
【００８４】
図１２は、本実施形態に係る受信装置ｃ３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ｃ３（図１２）と、第１の実施形態による受信装置ｃ１（図３）とを比較すると、信号検出部ｃ３５が異なる。しかし、他の構成要素（受信アンテナｃ１１−１〜ｃ１１−ＮＲ、無線部ｃ１２−１〜ｃ１２−ＮＲ、Ａ／Ｄ変換部ｃ１３−１〜ｃ１３−ＮＲ、伝搬路推定部ｃ１４）が持つ機能は第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００８５】
＜信号検出部ｃ３５の構成について＞
図１３は、本実施形態に係る信号検出部ｃ３５の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る信号検出部ｃ３５（図１３）と、第１の実施形態による信号検出部ｃ１５（図４）と、を比較すると、マルチパス分割設定部ｃ３５６、レプリカ生成部ｃ３５１、マルチパス分割部ｃ３５２が異なる。しかし、他の構成要素（信号分離部ｃ１５３、復調部ｃ１５４、復号部ｃ１５５）が持つ機能は第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００８６】
マルチパス分割設定部ｃ３５６は、受信電力が予め定めた閾値以上となる遅延波の集合を受信した時間帯を遅延波群時間帯ｔとして検出する。マルチパス分割設定部ｃ３５６が行う遅延波群の検出処理の詳細については後述する。
マルチパス分割設定部ｃ３５６は、検出した遅延波群毎の遅延波群時間帯ｔを、それぞれの１つのブロックとして、レプリカ生成部ｃ３５１に出力する。
【００８７】
なお、本実施形態では、遅延波群毎の遅延波群時間帯ｔをブロックとしているが、本発明は、これに限らず、２以上の遅延波群を含む時間帯を１のブロックとしてもよい。すなわち、マルチパス分割設定部ｃ３５６は、検出した遅延波群を単位としてブロックを決定する。ただし、マルチパス分割設定部ｃ３５６は、図１１の１番目の遅延波群Ｐ１のように最初に受信した遅延波群について、２番目の遅延波群Ｐ２以降の遅延波群とは別のブロックに決定する。
【００８８】
レプリカ生成部ｃ３５１は、遅延波群時間帯ｔ毎の分割用遅延波レプリカを生成し、マルチパス分割部ｃ３５２に出力する。
マルチパス分割部ｃ３５２は、信号検出部ｃ３５から入力された受信信号から、レプリカ生成部ｃ３５１から入力された遅延波群時間帯毎の分割用遅延波レプリカを減算することで、マルチパス分割処理を行う。マルチパス分割部ｃ３５２が行うマルチパス分割処理についての詳細は、レプリカ生成部ｃ３５１が生成する遅延波群時間帯毎の分割用遅延波レプリカの詳細とあわせて、後述する。
マルチパス分割部ｃ３５２は、マルチパス分割処理を行った信号を、信号分離部ｃ１５３に出力する。
【００８９】
＜遅延波群の検出処理について＞
以下、マルチパス分割設定部ｃ３５６が行う遅延波群の検出処理の詳細について説明する。
図１４は、本実施形態に係る遅延波群の検出処理の一例を説明する図である。この図は、横軸に時間、縦軸に電力をとった場合の遅延プロファイルを示す。
【００９０】
図１４（ａ）は、マルチパス分割設定部ｃ３５６が、伝搬路応答を示すグラフと閾値との交点を、遅延波群の始点又は終点として選択したことを示す。この始点から終点までの時間帯が遅延波群時間帯ｔである。
なお、この閾値は、予め定めた定数であってもよいし、例えば、雑音電力を用いてもよい。また、マルチパス分割設定部ｃ３５６は、伝搬路応答に対して低域通過フィルタを通すなどして高周波数成分を取り除いてから始点と終点を選択してもよい。
例えば、図１４（ａ）は、マルチパス分割設定部ｃ３５６が遅延波群時間帯ｔ４、ｔ５を検出し、それぞれ、遅延波群時間帯ｔ４に受信した遅延波の集合が遅延波群Ｐ４、遅延波群時間帯ｔ５に受信した遅延波の集合が遅延波群Ｐ５であることを示す。
【００９１】
図１４（ｂ）は、マルチパス分割設定部ｃ３５６が、伝搬路応答を示すグラフの極小値を始点及び終点として選択したことを示す。ここで、ある遅延波群の終点は次の遅延波群の始点となる。この始点から終点までの時間帯が遅延波群時間帯ｔである。
ここで、マルチパス分割設定部ｃ３５６は、伝搬路応答を示すグラフの接線の傾きがマイナスからプラスになる点を極小値として選択する。なお、マルチパス分割設定部ｃ３５６は、時間軸方向に平行な線を平行移動し、伝搬路応答を示すグラフに接する点を極小値として選択してもよい。
例えば、図１４（ｂ）は、マルチパス分割設定部ｃ３５６が遅延波群時間帯ｔ６、ｔ７を検出し、それぞれ、遅延波群時間帯ｔ６に受信した遅延波の集合が遅延波群Ｐ６、遅延波群時間帯ｔ７に受信した遅延波の集合が遅延波群Ｐ７であることを示す。
【００９２】
＜マルチパス分割処理について＞
以下、マルチパス分割部ｃ３５２が行うマルチパス分割処理の詳細について説明する。
図１５は、本実施形態に係るマルチパス分割処理の一例を説明する図である。この図は、横軸に時間、縦軸に電力をとった場合の遅延プロファイルを示す。
【００９３】
図１５（ａ）は、レプリカ生成部ｃ３５１が遅延波群Ｐ２、Ｐ３内の点線で示す遅延波を、分割用遅延波レプリカとして生成したことを示す。マルチパス分割部ｃ３５２は、信号検出部ｃ３５から入力された受信信号からレプリカ生成部ｃ３５１から入力された分割用遅延波レプリカを減算することで、実線で示す遅延波群Ｐ１から構成されるマルチパス分割を行う。
【００９４】
図１５（ｂ）は、レプリカ生成部ｃ３５１が遅延波群Ｐ１、Ｐ３内の点線で示す遅延波を、分割用遅延波レプリカというとして生成したことを示す。マルチパス分割部ｃ３５２は、信号検出部ｃ３５から入力された受信信号からレプリカ生成部ｃ３５１から入力された分割用遅延波レプリカを減算することで、実線で示す遅延波群Ｐ２から構成されるマルチパス分割を行う。
【００９５】
図１５（ｃ）は、レプリカ生成部ｃ３５１が遅延波群Ｐ１、Ｐ２内の点線で示す遅延波を、分割用遅延波レプリカというとして生成したことを示す。マルチパス分割部ｃ３５２は、信号検出部ｃ３５から入力された受信信号からレプリカ生成部ｃ３５１から入力された分割用遅延波レプリカを減算することで、実線で示す遅延波群Ｐ３から構成されるマルチパス分割を行う。
【００９６】
以下、マルチパス分割設定部ｃ３５６が行う遅延波群の検出処理の別の一例について説明をする。
図１６は、本実施形態に係る遅延波群の検出方法の別の一例を説明する図である。この図は、横軸に時間、縦軸に電力をとった場合の遅延プロファイルを示す。
【００９７】
図１６（ａ）は、図１１と同じ図である。この場合、上記のように、マルチパス分割設定部ｃ３５６が遅延波群Ｐ１〜Ｐ３の遅延波群時間帯を検出し、レプリカ生成部ｃ３５１が遅延波群毎の受信レプリカを生成し、マルチパス分割部ｃ３５２がマルチパス分割処理を行う。
図１６（ｂ）は、マルチパス分割設定部ｃ３５６が遅延波群Ｐ８、Ｐ９を検出し、さらに、遅延波群Ｐ９をＰ９１、Ｐ９２に分割することを示す。
【００９８】
以下、マルチパス分割設定部ｃ３５６が検出した遅延波群を分割する処理について説明をする。
まず、一例として、マルチパス分割設定部ｃ３５６が検出した遅延波群時間帯ｔに基づき遅延波群を分割する処理について説明をする。
マルチパス分割設定部ｃ３５６は、検出した遅延波群時間帯ｔがガードインターバル長より長いか否かを判定する。
【００９９】
判定の結果、遅延波群時間帯ｔがガードインターバル長より長い場合、遅延波群時間帯ｔをガードインターバル長で除算し、検出した遅延波群をこの遅延波群時間帯ｔの遅延波群を除算した結果の値の数の遅延波群に分割する。一方、判定の結果、遅延波群時間帯ｔがガードインターバル長より短い場合、検出した遅延波群の分割は行わない。
【０１００】
次に、別の一例として、マルチパス分割設定部ｃ３５６が式（８）の伝搬路行列Ｈ（ｋ）に基づき遅延波群を分割する処理について説明をする。
マルチパス分割設定部ｃ３５６は、伝搬路行列Ｈ（ｋ）がフルランクになるように遅延波群を分割する数を決定する。
【０１０１】
具体的に、マルチパス分割設定部ｃ３５６は、伝搬路行列Ｈ（ｋ）の固有値を算出し、算出した固有値の数が、送信アンテナの数ＮＴと仮想受信アンテナ数ＮＲＮＢのうち少ない方と、が一致しているか否かを判定する。マルチパス分割設定部ｃ３５６は、固有値の数が送信アンテナの数ＮＴ及び仮想受信アンテナ数ＮＲＮＢのうち少ない方と一致していると判定した場合、フルランクと判定し、遅延波群の分割は行わない。
一方、マルチパス分割設定部ｃ３５６は、固有値の数が送信アンテナの数ＮＴ及び仮想受信アンテナ数ＮＲＮＢのうち少ない方と一致していないと判定した場合、固有値の数が受信アンテナ数ＮＲＮＢと一致するようにブロック分割数ＮＢを決定して、遅延波群を分割する。
【０１０２】
また、マルチパス分割設定部ｃ３５６は、伝搬路行列Ｈ（ｋ）がフルランクであるか否かによって、マルチパス分割処理をするかしないかを決定してもよい。
例えば、図１１の第１の遅延波群のように、１番目の遅延波群は、中継装置ｂ１を経由していない遅延波群であるので、固有値の数が送信アンテナ数ＮＴと受信アンテナ数ＮＲうち少ない方と一致しているか否かの判定により、フルランクか否か、つまり、マルチパス分割処理をするかしないかを決定することができる。また、図１１の第２の遅延波群以降の遅延波群のように、２番目以降の遅延波群は、中継装置ｂ１を経由した遅延波であるので、必ずマルチパス分割処理をすると決定してもよい。
【０１０３】
このように、本実施形態によれば、ＭＩＭＯ中継システムは、送信装置ａ１から直接受信した受信信号の遅延波群と、中継装置ｂ１から受信した受信信号の遅延波群と、を異なるブロックとして決定するので、信号の干渉が少ない送信装置ａ１から直接受信した受信信号の遅延波群のブロックと中継装置ｂ１から受信した受信信号の遅延波群のブロックとを用いて符号化ビットＬＬＲを算出することができるので、中継装置ｂ１を用いない場合と比較して、送信信号の検出品質を高くすることができる。
【０１０４】
なお、上記第３の実施形態において、マルチパス分割設定部ｃ３５６は、図１１の第１の遅延波群のような中継装置ｂ１を経由していない遅延波群について、遅延波群時間帯ｔ１を、最初の遅延波の受信時から中継装置ｂ１での信号の増幅等の処理時間が経過した時としてもよい。
【０１０５】
なお、上述した実施形態における受信装置ｃ１〜ｃ３の一部、例えば、レプリカ生成部ｃ１５１、ｃ２５１、マルチパス分割部ｃ１５２、ｃ３５２マルチパス分割・干渉除去部ｃ２５２、信号分離部ｃ１５３、復調部ｃ１５４、復号部ｃ１５５、及びマルチパス分割設定部ｃ３５６をコンピュータで実現するようにしても良い。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良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、受信装置ｃ１〜ｃ３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。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、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良い。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良く、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良い。
【０１０６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るＭＩＭＯ中継システムの概略図である。
【図２】本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３】本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４】本実施形態に係る信号検出部の構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係るマルチパス分割の一例を示す説明図である。
【図６】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。
【図７】この発明の第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８】本実施形態に係る信号検出部の構成を示すブロック図である。
【図９】本実施形態に係るレプリカ生成部が生成するレプリカと伝搬路の関係の一例を説明するための図である。
【図１０】この発明の第３の実施形態に係るＭＩＭＯ中継システムの概略図である。
【図１１】本実施形態に係る遅延波を説明する図である。
【図１２】本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１３】本実施形態に係る信号検出部の構成を示すブロック図である。
【図１４】本実施形態に係る遅延波群の検出処理の一例を説明する図である。
【図１５】本実施形態に係るマルチパス分割処理の一例を説明する図である。
【図１６】本実施形態に係る遅延波群の検出方法の別の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【０１０８】
Ａ１、ａ１・・・送信装置、Ｂ１−１〜Ｂ１−Ｍ、ｂ１・・・中継装置、Ｃ１、Ｃ３、ｃ１〜ｃ３・・・受信装置
ａ１１・・・符号部、ａ１２・・・変調部、ａ１３・・・Ｓ／Ｐ部、ａ１４−１〜ａ１４−ＮＴ・・・ＩＦＦＴ部、ａ１５−１〜ａ１５−ＮＴ・・・ＧＩ挿入部、ａ１６−１〜ａ１６−ＮＴ・・・パイロット多重部、ａ１７−１〜ａ１７−ＮＴ・・・Ｄ／Ａ変換部、ａ１８−１〜ａ１８−ＮＴ・・・無線部、Ａ１９−１〜Ａ１９−ＮＴ、ａ１９−１〜ａ１９−ＮＴ・・・送信アンテナ
Ｂ１１−１〜Ｂ１１−ＮＭ・・・中継アンテナ
Ｃ１１−１〜Ｃ１１−ＮＲ、ｃ１１−１〜ｃ１１−ＮＲ・・・受信アンテナ、ｃ１２−１〜ｃ１２−ＮＲ・・・無線部、ｃ１３−１〜ｃ１３−ＮＲ・・・Ａ／Ｄ変換部、ｃ１４・・・伝搬路推定部、ｃ１５、ｃ２５、ｃ３５・・・信号検出部、ｃ１５１、ｃ２５１、ｃ３５１・・・レプリカ生成部、ｃ１５２、ｃ３５２・・・マルチパス分割部、ｃ２５２・・・マルチパス分割・干渉除去部、ｃ１５３・・・信号分離部、ｃ１５４・・・復調部、ｃ１５５・・・復号部、ｃ３５６・・・マルチパス分割設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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