(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナの何れか一つと接続され、当該接続されたアンテナを介して複数のアンテナを有する送信装置から送信され、かつ、所定の多重化方式に従って多重化された第１の所定数の送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、
前記複数の受信部により受信された信号から、前記第１の所定数の送信信号の組のそれぞれごとに対応する受信信号の組を選択する選択部と、
前記受信信号の組から対応する前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する前記第１の所定数よりも少ない第２の所定数の演算器と、
前記第１の所定数の前記送信信号の組のそれぞれについて受信信号品質を求め、当該受信信号品質に基づいて、前記第２の所定数の演算器による演算量のバラツキを抑制するように、前記第１の所定数の送信信号の組のそれぞれを、前記第２の所定数の演算器の何れかに割り当てるスケジューラとを有し、
前記第２の所定数の演算器のそれぞれは、
割り当てられた前記受信信号の組の受信状態に応じて割り当てられた前記送信信号の組の候補の数を調整し、かつ前記割り当てられた前記送信信号の組の候補のうち、前記割り当てられた前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記割り当てられた前記送信信号の組として推定する送信信号推定部と、
前記割り当てられた前記送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、
前記送信信号推定部による演算量を計数し、前記送信信号推定部が前記割り当てられた前記送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記出力部に前記所定の信号を出力させ、一方、該演算量が所定の閾値に達する前に前記送信信号推定部が前記割り当てられた前記送信信号の組の推定を終了した場合には、前記送信信号推定部に前記推定した送信信号の組を出力させる制御部と、
を有する通信装置。
【請求項２】
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナの何れか一つと接続され、当該接続されたアンテナを介して複数のアンテナを有する送信装置から送信された送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、
前記複数の受信部により受信された信号から、前記送信信号の組に対応する受信信号の組を選択する選択部と、
前記受信信号の組から前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する演算器とを有し、
前記演算器は、
前記受信信号の組の受信状態に応じて前記送信信号の組の候補の数を調整し、かつ前記送信信号の組の候補のうち、前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記送信信号の組として推定する送信信号推定部と、
前記送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、
前記送信信号推定部による演算量を計数し、前記送信信号推定部が前記送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記出力部に前記所定の信号を出力させ、一方、該演算量が所定の閾値に達する前に前記送信信号推定部が前記送信信号の組の推定を終了した場合には、前記送信信号推定部に前記推定した送信信号の組を出力させる制御部と、
を有し、
前記出力部は、
前記送信信号推定部の演算量よりも少ない演算量で前記受信信号の組から前記送信信号の組を推定する第２の送信信号推定部をさらに有し、
前記出力部は、前記送信信号推定部の演算量が前記所定の閾値に達した場合、前記所定の信号として、前記第２の送信信号推定部により推定された前記送信信号の組を出力する、通信装置。
【請求項３】
さらに、
前記複数の送信信号を復号してアップリンク信号を再生する復号部と、
前記アップリンク信号をコアネットワークへ出力する回線終端部と、
を有する基地局装置である請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
複数のアンテナと、第１の所定数の送信信号の組を互いに異なる周波数帯域を持つ複数のサブキャリアの何れかに重畳する変調部とを有し、前記第１の所定数の送信信号の組に含まれる送信信号のそれぞれを、前記複数のアンテナのうちの互いに異なるアンテナから送信する送信装置と、
複数のアンテナと、前記複数のアンテナの何れか一つと接続され、当該接続されたアンテナを介して前記第１の所定数の送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、前記複数の受信部により受信された信号から、前記第１の所定数の送信信号の組のそれぞれごとに対応する受信信号の組を選択する選択部と、前記第１の所定数の前記受信信号の組のそれぞれから対応する前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する、前記第１の所定数よりも少ない第２の所定数の演算器と、前記第１の所定数の前記送信信号の組のそれぞれについて受信信号品質を求め、当該受信信号品質に基づいて、前記第２の所定数の演算器による演算量のバラツキを抑制するように、前記第１の所定数の前記送信信号の組のそれぞれを、前記第２の所定数の演算器の何れかに割り当てるスケジューラとを有する受信装置とを有する通信システムであって、
前記受信装置の前記第２の所定数の演算器のそれぞれは、
前記第１の所定数の前記受信信号の組のうちの割り当てられた受信信号の組の受信状態に応じて当該割り当てられた受信信号の組に対応する前記第１の所定数の送信信号の組のうちの割り当てられた送信信号の組の候補の数を調整し、かつ前記割り当てられた送信信号の組の候補のうち、前記割り当てられた受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記割り当てられた送信信号の組として推定する送信信号推定部と、
前記割り当てられた送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、
前記送信信号推定部による演算量を計数し、前記送信信号推定部が前記割り当てられた送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記出力部に前記所定の信号を出力させ、一方、該演算量が前記所定の閾値に達する前に前記送信信号推定部が前記割り当てられた送信信号の組の推定を終了した場合には、前記送信信号推定部に前記推定した送信信号の組を出力させる制御部と、
を有し、
前記送信装置は、前記第１の所定数の送信信号の組について周波数選択性フェージングが生じない場合に前記複数のサブキャリアの少なくとも一つにサイクリックディレイダイバーシティを適用する通信システム。
【請求項５】
複数のアンテナを有する送信装置から送信され、かつ、所定の多重化方式に従って多重化された第１の所定数の送信信号の組を、複数のアンテナを介してそれぞれ受信し、前記第１の所定数の送信信号の組のそれぞれごとに、対応する受信信号の組から当該送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する通信装置による通信方法であって、
前記第１の所定数の送信信号の組のそれぞれについて受信信号品質を求め、当該受信信号品質に基づいて、前記第１の所定数よりも少ない第２の所定数の演算器による演算量のバラツキを抑制するように、前記第１の所定数の送信信号の組のそれぞれを、前記第２の所定数の演算器の何れかに割り当て、
前記第２の所定数の演算器のそれぞれは、
割り当てられた前記受信信号の組の受信状態に応じて割り当てられた前記送信信号の組の候補の数を調整し、
前記割り当てられた前記送信信号の組の候補のうち、前記割り当てられた前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記割り当てられた前記送信信号の組として推定し、
前記推定に係る演算量を計数し、
前記割り当てられた前記送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記割り当てられた前記送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力し、一方、該演算量が所定の閾値に達する前に前記割り当てられた前記送信信号の組の推定を終了した場合には、前記推定した送信信号の組を出力する、
ことを含む通信方法。
【請求項６】
複数のアンテナと、所定数の送信信号の組を互いに異なる周波数帯域を持つ複数のサブキャリアの何れかに重畳する変調部とを有し、前記所定数の送信信号の組に含まれる送信信号のそれぞれを、前記複数のアンテナのうちの互いに異なるアンテナから送信する送信装置と、
複数のアンテナと、前記複数のアンテナの何れか一つと接続され、当該接続されたアンテナを介して前記所定数の送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、前記複数の受信部により受信された信号から、前記所定数の送信信号の組に対応する前記所定数の受信信号の組を選択する選択部と、前記所定数の受信信号の組のそれぞれから対応する前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する演算器とを有する受信装置とを有する通信システムであって、
前記受信装置の演算器は、
前記所定数の受信信号の組のうちの第１の受信信号の組の受信状態に応じて当該第１の受信信号の組に対応する前記所定数の送信信号の組のうちの第１の送信信号の組の候補の数を調整し、かつ前記第１の送信信号の組の候補のうち、前記第１の受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記第１の送信信号の組として推定する送信信号推定部と、
前記第１の送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、
前記送信信号推定部による演算量を計数し、前記送信信号推定部が前記第１の送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記出力部に前記所定の信号を出力させ、一方、該演算量が前記所定の閾値に達する前に前記送信信号推定部が前記第１の送信信号の組の推定を終了した場合には、前記送信信号推定部に前記推定した送信信号の組を出力させる制御部と、
を有し、
前記送信装置は、前記所定数の送信信号の組について周波数選択性フェージングが生じない場合に前記複数のサブキャリアの少なくとも一つにサイクリックディレイダイバーシティを適用し、
前記受信装置の前記出力部は、
前記送信信号推定部の演算量よりも少ない演算量で前記受信信号の組から前記送信信号の組を推定する第２の送信信号推定部をさらに有し、
前記出力部は、前記送信信号推定部の演算量が前記所定の閾値に達した場合、前記所定の信号として、前記第２の送信信号推定部により推定された前記送信信号の組を出力する、通信システム。
【請求項７】
複数のアンテナを有する送信装置から送信された送信信号の組を、複数のアンテナを介してそれぞれ受信し、前記送信信号の組に対応する受信信号の組から前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する通信装置による通信方法であって、
前記受信信号の組の受信状態に応じて前記送信信号の組の候補の数を調整し、
前記送信信号の組の候補のうち、前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記送信信号の組として推定し、
前記推定に係る演算量を計数し、
前記送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力し、一方、該演算量が所定の閾値に達する前に前記送信信号の組の推定を終了した場合には、前記推定した送信信号の組を出力する、
ことを含み、
前記所定の信号を出力することは、前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記送信信号の組として推定するための演算量よりも少ない演算量で前記受信信号の組から前記送信信号の組を推定し、前記所定の信号として、当該推定された前記送信信号の組を出力する、
通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複数のアンテナのそれぞれから送信された送信信号を複数のアンテナを用いて受信する通信装置及び通信方法、ならびにそのような通信装置を用いた通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無線通信におけるデータ転送の高速化に対する要望は非常に大きいものがある。そこで、Long Term Evolution（LTE）などの次世代のデータ通信規格の標準化が進められている。LTEのような高速データ通信規格において、二つの通信装置がともに複数のアンテナを用いて並列に信号を送受信することにより、擬似的に帯域を広げることができるMultiple Input Multiple Output（MIMO）技術が注目されている。
MIMO技術を採用した通信システムでは、複数のアンテナを有する送信装置が、１以上のデータストリームを複数の送信信号に分割する。そして送信装置は、各送信信号をそれぞれ別個のアンテナを介して送信する。一方、複数のアンテナを有する受信装置は、各アンテナにおいて送信装置からの送信信号を受信する。そして受信装置は、各アンテナで受信した信号から同時に送信された送信信号を分離する。この送信信号の分離方法として、例えば、最小二乗誤差法（Minimum Mean Square Error、MMSE）と最尤検出法（Maximum Likelihood Detection、MLD）が知られている。MLDを用いた受信装置は、実際に受信した受信信号の組と、送信される可能性のある送信信号候補の組から推定された受信信号の組とを比較し、その推定された組の中で最も確からしい組に対応する送信信号候補を、実際に送信された信号とする。MLDを用いた受信装置は、送信信号候補の組に対して推定された受信信号の組と実際の受信信号の組とを比較するために、それら二つの受信信号の組の間の二乗ユークリッド距離などのメトリックを計算する。
MLDは、MMSE等の線形分離法と比較して、優れた受信特性を得ることができる。しかし、MLDが受信信号から送信信号を分離するために行う演算量は、MMSE等の線形分離法が送信信号を分離するために行う演算量よりも多い。特に、同時に送信される送信信号の数と送信に利用される変調方式において取り得る値の数が増えるほど、MLDにおけるメトリックの計算回数は指数関数的に増大する。
そこで、演算量を削減させたMLDが提案されている（例えば、特許文献１〜３及び非特許文献１を参照）。
【０００３】
例えば、非特許文献１には、QR分解とMアルゴリズムを組み合わせることにより、メトリック計算回数を減少させたQRM-MLD法において、シンボルレプリカ候補の信頼度情報を用いてシンボルレプリカ候補数を制御する技術が開示されている。
まず、QRM-MLD法について説明する。送信装置から同時に送信されるN個の送信信号(x0, x1, ..., xN-1)と、受信装置にて受信されたN個の受信信号(y0, y1, ..., yN-1)との関係が次式で表されるとする。
【数１】
0005633271.tif 000002
ただし、Nは2以上の整数である。なお、送信信号の数は、受信信号の数、すなわち、受信装置が有するアンテナの数と同一でなくてもよい。同時に送信される送信信号の数よりも、受信装置が有するアンテナの数が多ければ、MIMO技術による信号伝送が可能となる。また行列Hは、送信信号と受信信号の対応関係を記述する有効チャネル行列を表す。（１）式では、簡単化のために、送信信号に加わるノイズは省略されている。QRM-MLD法では、有効チャネル行列Hがユニタリー行列Qと三角行列Rに分解され、次式のように表される。
【数２】
0005633271.tif 000003
（１）式の両辺に、左側からユニタリー行列Qのエルミート共役QHを乗じることにより、次式が得られる。
【数３】
0005633271.tif 000004
なお、ベクトルz=(z0, z1, ..., zN-1)は、受信信号ベクトルYと行列QHとの積により得られる受信信号ベクトルのユニタリ変換ベクトルである。（３）式に示されるように、ユニタリ変換ベクトルzの各要素に関連する送信信号の数は異なる。例えば、信号zN-1に対しては、送信信号xN-1のみが関連する。一方、信号z0に対しては、N個の送信信号x0〜xN-1が関連する。
【０００４】
受信装置は、実際に受信した受信信号から求められるz0〜zN-1の値と、送信される可能性のある送信信号に対応するシンボルレプリカの組を（３）式のベクトルXに入力することにより得られるz0'〜zN-1'の値との二乗ユークリッド距離をメトリックとして計算する。なお、このシンボルレプリカは、受信装置により仮に設定される信号である。MLDでは、受信装置は、z0〜zN-1の全てについて求めたメトリックの総和が最小となるシンボルレプリカの組を実際に送信された送信信号であると推定する。
【０００５】
QRM-MLD法を用いた受信装置は、信号z0〜zN-1のうち、関連する送信信号の数が最も少ないものから順にメトリックを計算する。例えば、（３）式では、信号zN-1に関連する送信信号の数が最小となる。そのため、受信装置は、最初のステージにおいて、信号zN-1についてのメトリックを計算し、次のステージにおいて、関連する送信信号の数が２番目に少ない信号zN-2についてのメトリックを計算する。その際、受信装置は、m番目のステージにおいて、一つ前のステージの信号zN-m+1について計算されたメトリックが小さい方から順にM個のシンボルレプリカについてのみ、メトリックを計算する。例えば、M=3であり、送信信号x0〜xN-1が64QAMにて変調されていると仮定する。この場合、各送信信号について、それぞれ64個のシンボルレプリカが存在する。そして信号zN-1については送信信号xN-1のみが関連するので、受信装置は、最初のステージにおいて送信信号xN-1に対応する64個のシンボルレプリカcN-1,0〜cN-1,63についてメトリックを計算する。その結果、メトリックが小さい方から順に、3個のメトリックに対応するシンボルレプリカがcN-1,a、cN-1,b、cN-1,c(ただし、0≦a,b,c≦63、a≠b≠c)であったとする。この場合、受信装置は、２番目のステージにおいて信号zN-2に対するメトリックを計算する際、送信信号xN-1については3個のシンボルレプリカcN-1,a、cN-1,b、cN-1,cのみを選択する。そして受信装置は、その3個のシンボルレプリカcN-1,a、cN-1,b、cN-1,cの何れかと、送信信号xN-2が取り得る64個のシンボルレプリカcN-2,0〜cN-2,63の何れかとの組のそれぞれについてメトリックを計算する。
このように、QRM-MLD法を用いた受信装置は、全てのシンボルレプリカの組についてメトリックを計算しなくてよいので、演算量を低減できる。
【０００６】
QRM-MLD法よりもさらにメトリックの演算回数を減らす方法の一例では、受信装置は、メトリックを計算する各ステージにおいて、ユニタリ変換信号z0〜zN-1から生き残りシンボルレプリカ候補の信号成分を差し引いた残留受信信号を求める。そして受信装置は、残留受信信号に基づいて、ブランチメトリックを計算する送信信号の各シンボルレプリカ候補に対し、ブランチメトリックが小さいと予想される順にランキングする。そして受信装置は、最上位にランキングされたシンボルレプリカ候補から順にブランチメトリックの累計値を計算し、ブランチメトリックの累計値が所定の閾値より小さいシンボルレプリカ候補だけを生き残らせる。また、シンボルレプリカ候補に対するランキングは、例えば、残留受信信号が属する象限を判定することによって行われる。
所定の閾値は、信号受信環境が悪いほど多くのシンボルレプリカ候補の組み合わせが送信信号の候補となるように、受信信号に含まれる雑音電力の推定値が大きいほど、大きな値となるように設定される。例えば、送信信号が直交周波数分割多重方式（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing、OFDM）により多重化されている場合、所定の閾値を決定するために用いられる雑音電力は、サブキャリア間のチャネル推定値の誤差電力の平均値から推定される。
【０００７】
また、分離された送信信号からターボ符号の復号またはビタビ復号などの誤り訂正復号処理を実行するために、最尤なシンボルレプリカ候補の組み合わせ以外のシンボルレプリカ候補の組み合わせについての尤度も用いられることがある。しかし、上記のような全てのシンボルレプリカの候補の組み合わせについてメトリックを計算しない送信信号分離方法では、最尤なシンボルレプリカ候補の組み合わせ以外のシンボルレプリカ候補の組み合わせについて直接的に尤度を算出できないことがある。そこで、メトリックが計算されていないシンボルレプリカの候補の組み合わせについて尤度を計算する方法が提案されている（例えば、特許文献４及び非特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−３０１１８８号公報
【特許文献２】特開２００８−１８２３３２号公報
【特許文献３】特開２００６−２７０４３０号公報
【特許文献４】特開２００８−１２４８４３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】川合、樋口、前田、佐和橋、“QRM-MLDを用いるOFDM MIMO多重における各ステージ独立候補数制御を用いた信頼度情報に基づく適応生き残りシンボルレプリカ候補選択法”、信学技報 RCS2004-221、2004年11月、pp. 61-66
【非特許文献２】関、伊藤、鹿倉、川合、前田、樋口、“OFCDM MIMO多重におけるシンボルレプリカ候補削減型QR分解-MLDに適した軟判定ターボ復号の尤度情報生成法”、信学技報 RCS2003-314、2004年3月、pp. 67-72
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
MLD法またはMLD法よりも演算量を少なくしたMLD法の改良により送信信号を分離する演算器を、便宜上、以下ではMLD演算器と呼ぶ。特に、上記のQRM-MLD法と雑音電力に基づく閾値を用いたメトリック累計値の判定とを組み合わせた送信信号分離法を実現するMLD演算器により実行されるメトリックの演算回数は、雑音電力によって変動する。
例えば、複数の送信信号の組がOFDMによって多重化され、一つの送信信号の組が一つのサブキャリアに重畳されているとする。ここで、マルチパス環境下では周波数選択性フェージングの影響によりサブキャリアごとに受信品質が変動する。上記の公知技術では、ブランチメトリックの累計値に対する閾値が雑音電力に応じて決定されている。そのため、各サブキャリアの受信品質が互いに異なると、サブキャリアごと、すなわち、送信信号の組ごとにMLD演算器によるメトリックの演算回数が異なる可能性がある。
例えば、雑音電力が大きいために閾値が十分に大きな値に設定されているサブキャリアに重畳された送信信号の組については、ブランチメトリックの累計値が閾値を超えない。そのため、MLD演算器は、各ステージについて予め設定された生き残り候補全てについてメトリックを計算する。すなわち、そのようなサブキャリアについてのメトリックの総演算回数が最大となる。
一方、雑音電力が低いために閾値が低いサブキャリアに重畳された送信信号の組については、何れかのステージにおいてブランチメトリックの累計値が閾値を超えることがある。このような場合、メトリックが計算されるシンボルレプリカの数が、予め設定された生き残り候補数よりも少なくなる。そのため、このようなサブキャリアについてのメトリックの総演算回数は、メトリックの総演算回数の最大値よりも少なくなる。
【００１１】
MLD演算器が雑音電力によらず所定時間内に送信信号を分離するためには、MLD演算器はメトリックの総演算回数の最大値に応じた演算量を所定時間内に実行できるように設計される。そのため、メトリックの演算回数がその最大値よりも少ないサブキャリアについては、MLD演算器は冗長になる。特に、一つのMLD演算器が複数のサブキャリアについて送信信号を分離する場合、MLD演算器の回路規模は、そのMLD演算器が信号分離処理を行うサブキャリア数nに、メトリックの総演算回数の最大値を乗じた演算量を所定時間内に実行できる規模となる。したがって、サブキャリア数nが大きいほど、MLD演算器は冗長になる可能性がある。
MLD演算器の回路規模が大きくなると、携帯電話機のような移動局装置にそのMLD演算器を実装することが困難となる。また、演算回路の規模が大きいほど、演算回路で消費される電力も多くなるので、携帯端末のようにバッテリによって駆動される受信装置にとってMLD演算器の回路規模は小さいほど好ましい。したがって、MLD演算器が冗長となるのは好ましくない。
【００１２】
そこで、本明細書は、複数のアンテナを介して受信した複数の受信信号に基づいて複数の送信信号を分離するMLD演算器の回路規模の増大を抑制可能な通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一つの実施形態によれば、通信装置が提供される。この通信装置は、複数のアンテナと、複数のアンテナの何れか一つと接続され、接続されたアンテナを介して複数のアンテナを有する送信装置から送信された送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、複数の受信部により受信された信号から、送信信号の組に対応する受信信号の組を選択する選択部と、受信信号の組から送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する演算器とを有する。演算器は、受信信号の組の受信状態に応じて送信信号の組の候補の数を調整し、かつ送信信号の組の候補のうち、受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を送信信号の組として推定する送信信号推定部と、送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、送信信号推定部による演算量を計数し、送信信号推定部が送信信号の組の推定を終了する前にその演算量が所定の閾値に達した場合に出力部に所定の信号を出力させ、一方、送信信号推定部の演算量が所定の閾値に達する前に送信信号推定部が送信信号の組の推定を終了した場合には、送信信号推定部にその推定した送信信号の組を出力させる制御部とを有する。
【００１４】
また他の実施形態によれば、複数のアンテナと、所定数の送信信号の組を互いに異なる周波数帯域を持つ複数のサブキャリアの何れかに重畳する変調部とを有し、所定数の送信信号の組に含まれる送信信号のそれぞれを、複数のアンテナのうちの互いに異なるアンテナから送信する送信装置と、複数のアンテナと、複数のアンテナの何れか一つと接続され、接続されたアンテナを介して所定数の送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、複数の受信部により受信された信号から、所定数の送信信号の組に対応する所定数の受信信号の組を選択する選択部と、所定数の受信信号の組のそれぞれから対応する送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する演算器とを有する受信装置とを有する通信システムが提供される。
そして受信装置の演算器は、受信信号の組の受信状態に応じて送信信号の組の候補の数を調整し、かつ送信信号の組の候補のうち、受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を送信信号の組として推定する送信信号推定部と、送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、送信信号推定部による演算量を計数し、送信信号推定部が送信信号の組の推定を終了する前にその演算量が所定の閾値に達した場合に出力部に所定の信号を出力させ、一方、送信信号推定部の演算量が所定の閾値に達する前に送信信号推定部が送信信号の組の推定を終了した場合には、送信信号推定部に推定した送信信号の組を出力させる制御部とを有する。
一方、送信装置は、所定数の送信信号の組について周波数選択性フェージングが生じない場合に複数のサブキャリアの少なくとも一つにサイクリックディレイダイバーシティを適用する。
【００１５】
本発明の目的及び利点は、請求項において特に指摘されたエレメント及び組み合わせにより実現され、かつ達成される。
上記の一般的な記述及び下記の詳細な記述の何れも、例示的かつ説明的なものであり、請求項のように、本発明を制限するものではないことを理解されたい。
【発明の効果】
【００１６】
本明細書に開示された通信装置及び通信方法は、MLD演算器の回路規模の増大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一つの実施形態による受信装置を有する通信システムの概略構成図である。
【図２】第１の実施形態による受信装置が有するストリーム分離部の概略構成図である。
【図３】ＭＬＤ演算器の概略構成図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、送信信号x0の推定値と、その推定値が属する象限との関係を示す図である。
【図５】送信信号分離処理の動作フローチャートである。
【図６】送信信号分離処理の動作フローチャートである。
【図７】係数α=0.8である場合における、ブロックエラーレートのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図８】第２の実施形態による受信装置のストリーム分離部の概略構成図である。
【図９】（ａ）は、各サブキャリアについて求められた受信信号品質の一例を示す図であり、（ｂ）は、各ＭＬＤ演算器に割り当てられるサブキャリアの一例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態による送信信号分離処理の動作フローチャートである。
【図１１】第３の実施形態によるＭＬＤ演算器の概略構成図である。
【図１２】第４の実施形態による通信システムの概略構成図である。
【図１３】何れかの実施形態に係る受信装置が組み込まれた基地局装置の概略構成図である。
【図１４】何れかの実施形態に係る受信装置が組み込まれた移動局装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図を参照しつつ、一つの実施形態による、受信装置について説明する。
この受信装置は、MIMO技術を利用することにより、複数のアンテナを有する送信装置から送信された複数の送信信号を複数のアンテナを介して受信する。そしてこの受信装置は、複数のアンテナのそれぞれによって受信された受信信号から送信信号を分離する。送信信号を分離するために、この受信装置が有するMLD演算器は、QRM-MLD法と雑音電力に基づく閾値を用いたメトリック累計値の判定とを組み合わせた送信信号分離法に基づいて送信信号を分離する。そしてMLD演算器は、送信信号分離処理の実行中の演算量が予め定められた閾値に達した場合には、送信信号の推定を中止して、所定の信号値を出力する。これにより、この受信装置は、MLD演算器の回路規模をその閾値に相当する演算量の回路規模に抑制する。
【００１９】
なお、本実施形態では、複数の送信信号の組がOFDM形式で多重化される。しかし、複数の送信信号の組は、チャネルあるいはサブキャリアごとに受信状態が異なる可能性のある、他の多重化方式に従って多重化されてもよい。そのような多重化方式には、例えば、周波数分割多重方式あるいはシングルキャリア周波数分割多重方式(Single Carrier Frequency Division Multiplexing、SC-FDM)が含まれる。
【００２０】
図１は、第１の実施形態による通信システム１の概略構成図である。通信システム１は、２本のアンテナ２１−１、２１−２を有する送信装置２と、２本のアンテナ３１−１、３１−２を有する受信装置３とを有する。そして送信装置２は、各アンテナ２１−１、２１−２から同時に送信信号が重畳された無線信号を放射する。一方、受信装置３は、送信装置２から放射された無線信号を各アンテナ３１−１、３１−２を介して受信する。なお、それぞれのアンテナ３１−１、３１−２で受信された信号を、以下では受信信号と呼ぶ。受信装置３は、各受信信号に基づいて送信信号を求める。
なお、この実施形態において、送信装置２が有するアンテナの数は単なる例示にすぎず、送信装置２が有するアンテナの数は、送信装置２に対して物理的に実装可能な２以上の任意の数に設定することができる。同様に、受信装置３が有するアンテナの数は単なる例示にすぎず、受信装置３が有するアンテナの数は、受信装置３に対して物理的に実装可能な２以上の任意の数に設定することができる。さらに、送信装置２が有するアンテナの数は、受信装置３が有するアンテナの数と異なっていてもよい。
【００２１】
送信装置２は、二つのアンテナ２１−１、２１−２と、コードワード生成部２２と、符号化部２３と、変調部２４と、二つの送信部２５−１、２５−２と、制御部２６とを有する。コードワード生成部２２、符号化部２３、変調部２４、送信部２５−１、２５−２及び制御部２６は、それぞれ別個の回路として送信装置２に実装されてもよく、それら回路が集積された一つの集積回路として、送信装置２に実装されてもよい。
【００２２】
コードワード生成部２２は、送信されるデータを、制御部２６により決定された、トランスポートサイズブロック（Transport Block Size、TBS）の長さを持つコードワードに分割する。なお、コードワードは、例えば、メディアアクセス制御（Media Access Control、MAC）層及びプロトコルデータユニット（Protocol Data Unit、PDU）層の規定にしたがった、MAC-PDUデータとすることができる。またコードワード生成部２２は、制御部２６により決定された、符号化部２３により符号化されるコードワードに対するストリーム数を参照して、生成したコードワードを符号化部２３に割り当てる。なおストリーム数は、一つのコードワードに対して同時に送信されるデータ数を表す。
コードワード生成部２２は、生成したコードワードを符号化部２３へ渡す。
【００２３】
符号化部２３は、コードワード生成部２２から受け取ったコードワードに対して、畳込み符号化処理あるいはターボ符号化処理などの誤り訂正用符号化処理を実行する。さらに符号化部２３は、制御部２６から取得したストリーム数で符号化されたコードワードを分割することにより、データストリームを生成する。そして符号化部２３は、符号化されたコードワードをデータストリーム単位で変調部２４へ出力する。
【００２４】
変調部２４は、制御部２６により決定された変調モードMODに従って、符号化部２３から受け取ったデータストリームを変調する。変調部２４は、その変調されたデータストリームを送信信号として、制御部２６から受け取った各種の制御信号及びパイロット信号とともにサブキャリアに重畳する。その際、変調部２４は、各アンテナから同時に送信される一つの送信信号の組を、同一の周波数帯域を持つサブキャリアに重畳する。そして変調部２４は、同一のアンテナから送信される複数のサブキャリアを、OFDMに従って、すなわち、逆フーリエ変換することにより多重化する。
さらに、変調部２４は、制御部２６により決定されたプレコーディング行列に従って、多重化された送信信号を送信部２５−１及び２５−２の何れかに出力する。
【００２５】
送信部２５−１、２５−２は、それぞれ、変調部２４から入力された多重化された送信信号を、無線周波数を持つ搬送波に重畳する。また送信部２５−１、２５−２は、ハイパワーアンプを有する。そして送信部２５−１、２５−２は、多重化された送信信号の強度を所望のレベルに増幅する。また、送信部２５−１、２５−２は、それぞれ、アンテナ２１−１、２１−２に接続されており、多重化された送信信号を接続されたアンテナを介して無線信号として送信する。
【００２６】
制御部２６は、送信装置２全体を制御する。そして制御部２６は、例えば、受信装置３から受信したフィードバック情報を参照して、コードワードの長さ、変調モード、各コードワードのストリーム数及びプレコーディング行列を決定する。そして制御部２６は、コードワードの長さ、変調モードなどの情報を、送信装置２の関連する各部へ通知する。
なお、フィードバック情報には、例えば、受信装置３において受信された信号の品質を表すCQI(Channel Quality Indicator)値などが含まれる。制御部２６は、何れかのアンテナに接続された受信部（図示せず）から受け取った、受信装置３からの信号を復調及び復号し、その復号された信号からフィードバック情報を抽出できる。
【００２７】
次に、第１の実施形態による受信装置３について説明する。受信装置３は、二つのアンテナ３１−１、３１−２と、二つの受信部３２−１、３２−２と、復調部３３と、復号部３７と、データ統合部３８とを有する。受信部３２−１、３２−２、復調部３３、復号部３７及びデータ統合部３８は、別個の回路として受信装置３に実装されてもよく、それら回路が集積された一つの集積回路として、受信装置３に実装されてもよい。
【００２８】
受信部３２−１、３２−２は、それぞれ、アンテナ３１−１、３１−２と接続されている。そして受信部３２−１、３２−２は、それぞれ、アンテナ３１−１、３１−２を介して、送信装置２の各アンテナ２１−１、２１−２から送信された無線信号を受信する。
また受信部３２−１、３２−２は、それぞれ、低ノイズアンプを有し、その低ノイズアンプにより、受信した無線信号を増幅する。そして受信部３２−１、３２−２は、増幅した無線信号に中間周波数を持つ信号を重畳することで、ベースバンド周波数を持つベースバンド信号を生成し、そのベースバンド信号を復調部３３へ出力する。
【００２９】
復調部３３は、受信部３２−１、３２−２から受け取ったベースバンド信号から送信装置２の各アンテナから送信された送信信号を分離する。そのために、復調部３３は、フーリエ変換部３４と、チャネル推定部３５と、ストリーム分離部３６とを有する。
【００３０】
フーリエ変換部３４は、選択部の一例であり、受信部３２−１、３２−２から受け取った各ベースバンド信号を、それぞれフーリエ変換することにより、サブキャリアごとの信号をそれぞれ再生する。そしてフーリエ変換部３４は、各受信部から受け取ったベースバンド信号から再生された信号のうち、送信信号が重畳されたサブキャリアに相当する周波数帯域の信号を、それぞれ、受信信号として選択する。したがって、フーリエ変換部３４は、送信信号が重畳されたサブキャリアごとに、受信信号の組を得る。そしてフーリエ変換部３４は、その受信信号の組をチャネル推定部３５及びストリーム分離部３６へ渡す。
なお、復調部３３は、受信装置が有するアンテナの数と同数のフーリエ変換部を有し、各フーリエ変換部がそれぞれ互いに異なるアンテナで受信した無線信号から生成されたベースバンド信号をフーリエ変換してもよい。
【００３１】
チャネル推定部３５は、サブキャリアごとに送信信号と受信信号の関係を表すチャネル行列を求める。例えば、チャネル推定部３５は、送信装置２の各アンテナから送信された信号に含まれるパイロット信号のような、送信装置２及び受信装置３が既知である信号のチャネルインパルス応答値をサブキャリアごとに求める。そしてチャネル推定部３５は、そのチャネルインパルス応答値をチャネル行列の各要素とする。この場合、送信信号と受信信号の関係は、チャネル行列を用いて次式で表される。
【数４】
0005633271.tif 000005
ここで、x0、x1は、それぞれ、アンテナ２１−１、２１−２から送信された送信信号を表す。送信信号ベクトルXは、各送信信号x0、x1を要素とするベクトルである。またy0、y1は、それぞれ、アンテナ３１−１、３１−２を介して受信された受信信号を表す。受信信号ベクトルYは、各受信信号y0、y1を要素とするベクトルである。行列Hはチャネル行列を表し、その要素hijは、例えば、パイロット信号に対するチャネルインパルス応答として求められる。さらに、ベクトルnはノイズベクトルを表し、その要素n0、n1は、それぞれ、アンテナ３１−１、３１−２で受信された受信信号に含まれるノイズ成分を表す。なお、チャネルの順序は上記の例に限定されない。例えば、送信信号x0、x1はそれぞれ、アンテナ２１−２、２１−１から送信された送信信号であってもよく、また、y0、y1は、それぞれ、アンテナ３１−２、３１−１を介して受信された受信信号であってもよい。
チャネル推定部３５は、チャネル行列をストリーム分離部３６へ渡す。
なお、復調部３３は、多重化されているサブキャリアの数と同数のチャネル推定部を有し、各チャネル推定部がそれぞれ互いに異なるサブキャリアのチャネル行列を生成してもよい。
ストリーム分離部３６は、サブキャリアごとに、チャネル行列に基づいて受信信号の組から送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する。なお、ストリーム分離部３６の詳細については後述する。
【００３２】
復調部３３は、分離された送信信号を、その送信信号に対して適用された変調方式に従って復調し、その復調された信号を復号部３７に渡す。
また復調部３３は、送信装置２へフィードバックするためのCQI値などのフィードバック情報を算出し、そのフィードバック情報を図示しない送信部へ送る。送信部は、フィードバック情報を持つ信号を直交変調した後、無線周波数を持つ搬送波に重畳することにより無線信号を生成する。そして送信部は、フィードバック情報が搬送される無線信号を何れかのアンテナを介して放射する。
【００３３】
復号部３７は、復調部３３から受け取ったデータストリームを結合することにより、符号化されたコードワードを生成する。そして復号部３７は、その符号化されたコードワードに対して誤り訂正復号処理を実行する。復号部３７は、復号処理がなされたコードワードをデータ統合部３８へ出力する。
【００３４】
データ統合部３８は、復号部３７から受け取ったコードワードを所定の順序で結合することで元のデータを再生する。そしてデータ統合部３８は、その元のデータを、受信装置３の図示しない他の構成要素へ出力する。
【００３５】
以下、ストリーム分離部３６の詳細について説明する。
図２は、ストリーム分離部３６の概略構成図である。ストリーム分離部３６は、４個のＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４を有する。そして各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４は、各アンテナ３１−１、３１−２で受信された受信信号のうちの同一のサブキャリアに重畳された受信信号の組から送信信号を分離する。そしてＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４は、分離した送信信号を復号部３７へ出力する。
なお、ストリーム分離部３６が有するＭＬＤ演算器の数は４個に限られない。ストリーム分離部３６が有するＭＬＤ演算器の数は、各ＭＬＤ演算器が一つのフレームについて送信信号を分離するサブキャリアの数が等しくなるように設定されることが好ましい。例えば、OFDMによって多重化されるサブキャリアの数が8であれば、ストリーム分離部３６は、ＭＬＤ演算器を8個、4個、2個または1個有することが好ましい。
【００３６】
図３は、ＭＬＤ演算器４０−１の概略構成図である。なお、各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４は、同一の構成を有するので、ＭＬＤ演算器４０−２〜４０−４の詳細な説明については省略する。
ＭＬＤ演算器４０−１は、受信信号の組から送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する。そのために、ＭＬＤ演算器４０−１は、送信信号推定部４１と、対数尤度比算出部４２と、代替値出力部４３と、制御部４４と、セレクタ４５とを有する。
ＭＬＤ演算器４０−１が有するこれらの各部は、それぞれ別個の回路であってもよい。あるいは、ＭＬＤ演算器４０−１が有するこれらの各部は、その各部の機能を実現する一つの演算回路であってもよい。
【００３７】
送信信号推定部４１は、受信信号の組の受信状態に応じて送信信号の組の候補の数を調整し、かつ送信信号の組の候補のうち、その受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を送信信号の組として推定する。そこで本実施形態では、送信信号推定部４１は、QRM-MLD法と受信信号に含まれる雑音電力に基づく閾値を用いたメトリック累計値の判定とを組み合わせた送信信号分離法を用いる。
送信信号推定部４１は、QR分解部４１１と、ランキング決定部４１２と、メトリック計算部４１３と、判定部４１４とを有する。
【００３８】
QR分解部４１１は、チャネル推定部３５から受け取ったチャネル行列Hをユニタリ行列Qと上三角行列RにQR分解する。チャネル行列Hは、ユニタリ行列Qと上三角行列Rを用いて次式のように表される。
【数５】
0005633271.tif 000006
そしてQR分解部４１１は、（４）式の両辺に、それぞれ左側からユニタリ行列のエルミート共役QHを乗じる。これにより、QR分解部４１１は、受信信号ベクトルYをユニタリ変換したユニタリ変換ベクトルzを求める。ユニタリ変換ベクトルzと、上三角行列R及び送信信号ベクトルXとの関係は次式で表される。
【数６】
0005633271.tif 000007
ここで、ユニタリ変換信号z0、z1は、それぞれユニタリ変換ベクトルzの要素であり、何れも、受信信号y0、y1に関する成分を有する。
なお、QR分解部４１１は、QR分解を行うために、例えば、ギブンス回転、ハウスホルダー変換あるいはグラム・シュミット分解などを用いることができる。
QR分解部４１１は、ユニタリ変換ベクトルz及び上三角行列Rをランキング決定部４１２及びメトリック計算部４１３へ渡す。
【００３９】
ランキング決定部４１２は、送信信号ごとに、シンボルレプリカをランキングする。その際、ランキング決定部４１２は、ユニタリ変換ベクトルzの要素であるユニタリ変換信号のうち、関連する送信信号の数が少ないものから順に着目する。そしてユニタリ変換信号ごとにステージが設定される。ランキング決定部４１２は、ステージごとに、一つの送信信号の推定値を求め、象限判定により、シンボルレプリカをその推定値に近い順にランキングする。
なお、シンボルレプリカは、送信信号に対して適用された変調方式において送信信号が取り得る値を受信装置３が発生させたものである。
【００４０】
本実施形態では、（６）式を参照すると、ユニタリ変換信号z1は、送信信号x1に関する成分のみを含んでいる。そこで、ランキング決定部４１２は、最初のステージでは、ユニタリ変換信号z1に着目する。そしてランキング決定部４１２は、(z1/r11)をシンボルx1の推定値u1とする。
ランキング決定部４１２は、送信信号x1についての各シンボルレプリカのランクを決定するために、送信信号x1が取り得る信号値を表すI信号とQ信号の座標系において、送信信号x1の推定値u1が属する象限を判定する。そしてランキング決定部４１２は、推定値u1が属する象限の中心位置を原点として、例えば、少なくとも((1/2)log2m1)回の象限判定を行うことにより、推定値u1に近い順に、各シンボルレプリカに対するランクを決定する。なお、m1は、送信信号x1に対して適用される変調方式が取り得る値の数であり、例えば、変調方式がQPSKであれば、m1=2であり、変調方式が64QAMであれば、m1=8である。
【００４１】
図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照しつつ、象限判定処理について説明する。なお、一例として、送信信号x1に適用される変調方式は64QAMである。そして図４（ａ）〜図４（ｃ）のそれぞれにおいて、横軸はI信号成分を表し、縦軸はQ信号成分を表す。また各点４０１は、それぞれ、送信信号x1が取り得る信号値に対応する信号点である。例えば、点４０１ａはシンボル"101111"に対応する信号値を表す。また星印４１０は、推定値u1を表す。この例では、推定値u1のI信号成分及びQ信号成分の何れも負の値である。
【００４２】
図４（ａ）に示されるように、推定値u1は、I信号成分及びQ信号成分の何れも負であるため、第４象限４２０に位置している。
そこで次に、ランキング決定部４１２は、推定値u1が属する第４象限の中心に相当する信号値(-4/√42, -4/√42)を原点O'としたときに、推定値u1が属する象限を判定する。すなわち、ランキング決定部４１２は、推定値u1から第４象限の中心に相当する信号値(-4/√42, -4/√42)を減算することにより推定値u'1を求め、その推定値u'1のI信号成分及びQ信号成分がそれぞれ正か負かを判定する。図４（ｂ）に示されるように、この例では、推定値u1は、原点O'を基準とした第１象限４３０に属している。
【００４３】
また次に、ランキング決定部４１２は、推定値u1が属する、原点O'を基準とした第１象限４３０の中心に相当する信号値(-2/√42, -2/√42)を原点O"としたときに、推定値u1が属する象限を判定する。すなわち、ランキング決定部４１２は、推定値u1から第１象限４３０の中心に相当する信号値(-2/√42, -2/√42)を減算することにより推定値u"1を求め、その推定値u"1のI信号成分及びQ信号成分がそれぞれ正か負かを判定する。そして図４（ｃ）に示されるように、推定値u1は、原点O"を基準とした第２象限４４０に属している。その第２象限４４０は、１個のシンボル"110001"に対応する。そのため、シンボル"110001"に相当する信号点が推定値u1に最も近い。そこでランキング部４１２は、"110001"のシンボルレプリカを最も高いランクに設定する。
【００４４】
ランキング決定部４１２は、同様に、推定値u1が属する象限を判定する処理を繰り返すことにより、推定値u1に対して２番目〜M番目に近いシンボルレプリカを求める。なお、Mは、各ステージにおけるシンボルレプリカの生き残り数であり、例えば、3に設定される。
【００４５】
ランキング決定部４１２は、２番目以降のステージが注目するステージである場合、注目するステージにおいて着目するユニタリ変換信号から、一つ前のステージまでで選択された送信信号の成分を除く。これにより、ランキング決定部４１２は、送信信号ベクトルXに含まれる注目する一つの送信信号に含まれる推定値を求めることができる。そしてランキング決定部４１２は、その注目する送信信号について象限判定処理を実行することにより、その注目する送信信号についての各シンボルレプリカをランキングする。
例えば、ランキング決定部４１２は、（６）式を参照すると、２番目のステージでは、ユニタリ変換信号z0に着目する。ユニタリ変換信号z0は、送信信号x0とx1の両方の成分を持つ。そこで、ランキング決定部４１２は、次式に従って、送信信号x0の推定値u0i(i=1,2,..,M)を求める。
【数７】
0005633271.tif 000008
ここでr00、r01は、それぞれ上三角行列Rの要素である。またc1i(i=1,2,..,M)は、最初のステージにおいて生き残った送信信号x1のシンボルレプリカである。
ランキング決定部４１２は、ステージごとに、注目する送信信号のシンボルレプリカのランクをメトリック計算部４１３へ通知する。
【００４６】
メトリック計算部４１３は、ステージごとに、そのステージの一つ前のステージにおけるメトリックの累計値が最小となる生き残りシンボルレプリカの組を選択する。そしてメトリック計算部４１３は、そのステージにおいて注目する送信信号のシンボルレプリカについて、ランクが高い方から順にメトリックを計算する。そしてメトリック計算部４１３は、選択したシンボルレプリカの組に、新たにメトリックを計算したシンボルレプリカを追加する。またメトリック計算部４１３は、選択したシンボルレプリカの組について求めたメトリックの累計値に、注目するステージで求めたメトリックを加算することにより、メトリックの累計値を更新する。
メトリックは、実際に送信された送信信号である確からしさの指標である。本実施形態では、最初のステージにおけるメトリックd1j及び２番目のステージにおけるメトリックd2jは、それぞれ、２乗ユークリッド距離を用いて次式で表される。
【数８】
0005633271.tif 000009
ここで(c0j,c1j)(j=1,2,...,k、ただしk≦M)は、それぞれ、送信信号x0、x1の候補として生き残ったシンボルレプリカである。
あるいは、メトリック計算部４１３は、メトリックd1j及びd2jとして、次式のように、ユニタリ変換信号z0、z1と、シンボルレプリカの組(c0j,c1j)を（６）式の右辺の第１項に入力することにより得られた推定受信信号とのマンハッタン距離を算出してもよい。
【数９】
0005633271.tif 000010
なお、関数Re(P)は、変数Pの実数成分を出力する関数であり、関数Im(P)は、変数Pの虚数成分を出力する関数である。またメトリック計算部４１３は、ユニタリ変換信号z0、z1と、生き残ったシンボルレプリカの組(c0j,c1j)間の距離を表す他の指標をメトリックとして計算してもよい。
メトリック計算部４１３は、メトリックを１回計算する度に、メトリックを計算したことを表す演算実行信号を制御部４４へ通知する。
【００４７】
本実施形態では、最初のステージでは、メトリックの累計値はd1jそのものである。また２番目のステージでは、メトリックの累計値は、d1jとd2jの合計となる。そしてメトリック計算部４１３は、メトリックの累計値を算出する度に、その累計値及び対応するシンボルレプリカの組を判定部４１４へ通知する。またメトリック計算部４１３は、メトリックの累計値を算出する度に、その累計値及び対応するシンボルレプリカの組を内蔵するメモリに記憶する。
【００４８】
判定部４１４は、各ステージにおいて、各シンボルレプリカの組のメトリックの累計値が所定の閾値を超えたか否か判定する。また判定部４１４は、メトリックを計算したシンボルレプリカの個数が各ステージについて予め設定された生き残り数に達したか否か判定する。その累計値が所定の閾値以下であり、かつメトリックを計算したシンボルレプリカの個数が生き残り数に達していなければ、判定部４１４は、メトリック計算部４１３に対して次のランクを持つシンボルレプリカについてメトリックを計算するように指示する。
一方、累計値が所定の閾値を超えている場合、判定部４１４は、ランキング決定部４１２へ、注目するステージの次のステージに対応する送信信号について、シンボルレプリカのランキングを実行させる。また注目するステージについてメトリックを計算したシンボルレプリカの個数が予め設定された生き残り数に達していれば、判定部４１４は、そのステージにおけるメトリックの計算を終了する。そして判定部４１４は、ランキング決定部４１２へ、注目するステージの次のステージに対応する送信信号について、シンボルレプリカのランキングを実行させる。
【００４９】
所定の閾値は、例えば、受信信号の雑音電力に基づいてステージごとに設定される。例えば、ステージmにおける所定の閾値Δmは、非特許文献１に記載されているように、次式で算出される。
【数１０】
0005633271.tif 000011
ここでEm,minは、現時点でのステージmにおけるメトリックの累計値の最小値である。Xは所定の係数であり、予め設定される。またσ2は、推定された雑音電力である。雑音電力σ2は、例えば次式で算出される。
【数１１】
0005633271.tif 000012
ここでPpich/dtchは、1サブキャリア当たりのパイロットチャネルの送信電力とデータチャネルの送信電力との比である。またξp,q,kは、送信装置２のアンテナpと受信装置３のアンテナq間のサブキャリアkに対する複素フェージング変動であり、例えば、フーリエ変換部３４から得られるパイロットチャネルとすればよい。またNt、Nrは、それぞれ、送信信号が放射される送信装置２のアンテナ数及び送信信号を受信する受信装置３のアンテナ数である。またNsubは、サブキャリア数である。
【００５０】
注目するステージが最後のステージである場合、生き残ったシンボルレプリカの組が、送信信号の組の候補である。そこで判定部４１４は、それまでに計算したメトリックの累計値の最小値を求める。そして判定部４１４は、メトリックの累計値の最小値に対応するシンボルレプリカの組が、実際に送信された送信信号の組であると推定する。本実施形態では、実際に送信された送信信号の組(x0,x1)であると推定されたシンボルレプリカの組(c0min,c1min)を最尤シンボルセットと呼ぶ。最尤シンボルセットに含まれるシンボルレプリカに対応するシンボル(x0(ML),x1(ML))を最尤シンボルと呼ぶ。
判定部４１４は、メトリックの累計値の最小値及び最尤シンボルセット(c0min,c1min) を対数尤度比算出部４２へ出力する。また判定部４１４は、最終ステージまでメトリックの累計値を計算した各シンボルレプリカの組及び対応するメトリックの累計値も対数尤度比算出部４２へ出力する。
【００５１】
送信信号推定部４１は、最後のステージについてメトリックを計算する前に、制御部４４から停止指示信号を受け取ると、送信信号推定処理を停止する。この場合、判定部４１４は、対数尤度比算出部４２へ何も出力しない。
【００５２】
対数尤度比算出部４２は、軟判定による誤り訂正復号処理で利用される、推定された送信信号のビットごとの対数尤度比（Log-likelihood ratio、LLR）を算出する。対数尤度比算出部４２は、送信信号xr(r=0,1)の左からn番目のビットに対するLLRであるビットLLRr(n)を次式に従って算出する。
【数１２】
0005633271.tif 000013
ここで、dr,min(bn=1)、dr,min(bn=0)は、それぞれ、最尤シンボルxr(ML)(r=0,1)の左からn番目のビットが'1'、'0'のときのメトリックの累計値である。dminは、最尤シンボルセット(c0min,c1min)について算出されたメトリックの累計値を表す。関数bit(xr(ML),n)は、最尤シンボルxr(ML)の左からn番目のビット値を表す。また関数invbit(xr(ML),n)は、最尤シンボルxr(ML)の左からn番目のビットの反転値を表す。そして関数mina=b(d)は、a=bの条件を満たすメトリックの累計値dのうちの最小値を出力する関数である。さらに、d(c0j(survived), c1j(survived))(j=0,1,...,k-1)は、最終ステージまで生き残ったシンボルレプリカの組(c0j(survived), c1j(survived))について算出されたメトリックの累計値を表す。
また対数尤度比算出部４２は、次式に従ってビットLLRr(n)を算出してもよい。
【数１３】
0005633271.tif 000014
対数尤度比算出部４２は、推定された送信信号と、各ビットLLRr(n)及び対応する反転ビットシンボルとをセレクタ４５へ出力する。
【００５３】
なお、送信信号推定部４１は、最終ステージまで生き残ったシンボルレプリカの組についてのみ、メトリックの累計値を計算しているので、反転ビットシンボルを含むシンボルレプリカの組についてのメトリックの累計値は計算されていないことがある。この場合、反転ビットシンボルを含むシンボルレプリカについての尤度は、直接的には算出されない。
そこでこのような場合、対数尤度比算出部４２は、メトリックの累計値が計算されていないシンボルレプリカの尤度を、例えば、次のように算出する。
対数尤度比算出部４２は、最尤シンボルの組から推定される受信信号と実際の受信信号の組との最小２乗ユークリッド距離を、複数のシンボルについて平均する。そして対数尤度比算出部４２は、その平均値に所定の係数を乗じた値をメトリックの累計値が計算されていないシンボルレプリカの組の尤度とする。なお、所定の係数は、例えば、3とすることができる。
あるいは、対数尤度比算出部４２は、非特許文献２に開示されているその他の尤度算出方法に従って、メトリックの累計値が計算されていないシンボルレプリカの組の尤度を算出してもよい。
【００５４】
代替値出力部４３は、出力部の一例であり、例えば、不揮発性の半導体メモリ回路を有し、送信信号の組の誤り訂正復号に用いられる所定の値として、各ビットの対数尤度比LLRr(n)の事前設定値を記憶する。各ビットのLLRr(n)は、送信信号の事前設定値の信頼度が低いことを示す値、例えば、0あるいは±0.5程度の値を持つ。そして代替値出力部４３は、制御部４４から出力指示信号を受け取ると、各ビットのLLRr(n)の事前設定値をセレクタ４５へ出力する。
【００５５】
制御部４４は、例えば、プロセッサと、不揮発性又は揮発性の半導体メモリ回路とを有する。そして制御部４４は、フレームごとに、送信信号推定部４１で計算されるメトリックの演算回数を計数する。本実施形態では、制御部４４は、送信信号推定部４１のメトリック計算部４１３から演算実行信号を受け取る度に、メトリック演算回数を1インクリメントすることで、そのメトリック演算回数を更新する。そして制御部４４は、更新されたメトリック演算回数を内蔵するメモリ回路に記憶する。
【００５６】
また制御部４４は、メトリック演算回数が更新される度に、更新されたメトリック演算回数が、ＭＬＤ演算器４０−１の許容最大演算量に対応する所定の演算量閾値に達したか否か判定する。そして更新されたメトリック演算回数が演算量閾値に達していなければ、制御部４４は、送信信号推定部４１に送信信号推定処理の実行を継続させる。
一方、更新されたメトリック演算回数が演算量閾値に達した場合、制御部４４は、送信信号推定部４１へ送信信号推定処理の停止を命じる停止指示信号を送信する。また制御部４４は、代替値出力部４３に対して、出力指示信号を送信する。さらに制御部４４は、セレクタ４５に対して、代替値出力部４３から受け取った各ビットLLRr(n)の事前設定値を出力させるよう制御信号を送信する。
【００５７】
ＭＬＤ演算器４０−１の許容最大演算量は、ＭＬＤ演算器４０−１が所定時間内に所定回数の送信信号分離処理を終えることができる演算量の最大値である。この所定時間は、例えば、受信装置３に要求される信号処理速度に応じて予め決定される。許容最大演算量が大きいほど、ＭＬＤ演算器４０−１は多くの演算を同時に実行するので、ＭＬＤ演算器４０−１の回路規模は大きくなる。
例えば、送信信号推定部４１が各ステージで予め設定された生き残り候補数のシンボルレプリカそれぞれについてメトリックを計算した場合の演算量を最大演算量MAXAとする。この場合、ＭＬＤ演算器４０−１の許容最大演算量は、最大演算量MAXAに、ＭＬＤ演算器４０−１が送信信号分離処理を行うサブキャリアの数ns及び係数α(ただし、0<α<1)を乗じた値(MAXA×ns×α)である。そこで上記の演算量閾値は、例えば、(MAXA×ns×α)に設定される。この係数αは、受信装置３が用いられることが想定される通信環境に応じて予め決定される。マルチパス環境下で各サブキャリアの受信品質が異なる場合、送信信号分離処理の演算量がサブキャリアごとに変動する。そのため、遅延分散が大きい場合には、サブキャリアによっては信号電力が大きくなるので、比較的少ないメトリック演算回数でも送信信号が分離される。そのため、係数αは比較的小さな値（例えば、0.6〜0.7）に設定可能である。
一方、遅延分散が小さい場合には、全てのサブキャリアについて信号電力が小さくなることがある。このような場合、送信信号推定処理において、各ステージにおいてメトリックが計算されるシンボルレプリカの数が多くなる。そのため、許容最大演算量が小さいと、ＭＬＤ演算器４０−１は、送信信号を分離できない可能性が高くなってしまう。そこで想定される遅延分散が小さいほど、係数αは、1に近い値に設定される。
【００５８】
セレクタ４５は、制御部４４から制御信号を受け取っていない場合には、対数尤度比算出部４２から受け取った送信信号の組、反転ビットシンボル及び各ビットLLRr(n)を出力する。一方、セレクタ４５は、制御部４４から制御信号を受け取っている場合には、代替値出力部４３から受け取った各ビットLLRr(n)を出力する。
【００５９】
図５及び図６は、ＭＬＤ演算器４０−１により実行される送信信号分離処理の動作フローチャートである。この送信信号分離処理は、各サブキャリアについて、一つのシンボルに相当する受信信号ごとに実行される。
ＱＲ分解部４１１は、チャネル行列Hをユニタリ行列Ｑと上三角行列ＲにＱＲ分解する（ステップＳ１０１）。そしてＱＲ分解部４１１は、受信信号ベクトルYにユニタリ行列Qのエルミート共役QHを乗じてユニタリ変換ベクトルzを生成する（ステップＳ１０２）。ＱＲ分解部４１１は、ユニタリ変換ベクトルzをランキング決定部４１２及びメトリック計算部４１３へ出力する。
【００６０】
ランキング決定部４１２は、注目するステージに対応する受信信号のユニタリ変換信号から一つ前のステージまでに生き残ったシンボルレプリカの組による成分をキャンセルした残留成分を、注目する送信信号の推定値として算出する（ステップＳ１０３）。なお、各ステージは、ユニタリ変換ベクトルzに含まれる一つのユニタリ変換信号に対応する。そして関連する送信信号の数が少ないユニタリ変換信号ほど先に注目される。
ランキング決定部４１２は、象限判定により、注目する送信信号の推定値に近い順にシンボルレプリカをランキングする（ステップＳ１０４）。そしてランキング決定部４１２は、メトリック計算部４１３へ各シンボルレプリカのランクを通知する。
【００６１】
メトリック計算部４１３は、注目するステージについて、一つ前のステージにおいてメトリックの累計値が最小となるシンボルレプリカの組を選択する。またメトリック計算部４１３は、注目するステージについて、ランク順に着目するシンボルレプリカを設定する（ステップＳ１０５）。メトリック計算部４１３は、着目するシンボルレプリカについてメトリックを算出する。そしてメトリック計算部４１３は、選択したシンボルレプリカの組について求められたメトリックの累計値に算出したメトリックを加算して、メトリックの累計値を更新する（ステップＳ１０６）。
メトリック計算部４１３は、メトリックの累計値及びシンボルレプリカの組を内蔵するメモリに記憶し、そのメトリックの累計値及びシンボルレプリカの組を判定部４１４へ通知する。またメトリック計算部４１３は、メトリックを計算したことを表す演算実行信号を制御部４４へ通知する。
【００６２】
制御部４４は、演算実行信号を受け取ると、メトリックの演算回数を1インクリメントすることにより更新する（ステップＳ１０７）。そして制御部４４は、更新されたメトリックの演算回数がＭＬＤ演算器４０−１の許容最大演算量に対応する所定の演算量閾値に達したか否か判定する（ステップＳ１０８）。
更新されたメトリックの演算回数が演算量閾値に達していれば（ステップＳ１０８−Ｙｅｓ）、制御部４４は、送信信号推定部４１による送信信号推定を停止させる（ステップＳ１０９）。また制御部４４は、代替値出力部４３に、各ビットの対数尤度比の事前設定値を出力させる（ステップＳ１１０）。そしてＭＬＤ演算器４０−１は、送信信号分離処理を終了する。
【００６３】
一方、更新されたメトリックの演算回数が演算量閾値未満である場合（ステップＳ１０８−Ｎｏ）、図６に示されるように、制御部４４は、送信信号推定部４１による送信信号推定を継続させる。そして判定部４１４は、メトリックの累計値は受信信号の雑音電力に基づいて決定された閾値以上か否か判定する（ステップＳ１１１）。
メトリックの累計値が閾値未満であれば（ステップＳ１１１−Ｎｏ）、判定部４１４は、注目するステージにおいてランク順に選択されたシンボルレプリカの数は所定の生き残り数に達したか否か判定する（ステップＳ１１２）。選択されたシンボルレプリカの数が所定の生き残り数に達していなければ（ステップＳ１１２−Ｎｏ）、判定部４１４は、メトリック計算部４１３に、次のランクのシンボルレプリカを選択するよう指示する。そしてＭＬＤ演算器４０−１は、ステップＳ１０５以降の処理を実行する。
【００６４】
一方、メトリックの累計値が閾値以上である場合（ステップＳ１１１−Ｙｅｓ）、判定部４１４は、注目するステージが最終ステージか否か判定する（ステップＳ１１３）。あるいは、選択されたシンボルレプリカの数が所定の生き残り数に達している場合も（ステップＳ１１２−Ｙｅｓ）、判定部４１４は、注目するステージが最終ステージか否か判定する（ステップＳ１１３）。
注目するステージが最終ステージでなければ（ステップＳ１１３−Ｎｏ）、判定部４１４は、次のステージへ移行させる（ステップＳ１１４）。判定部４１４は、ランキング決定部４１２へ次のステージの処理を行うよう通知する。そしてＭＬＤ演算器４０−１は、ステップＳ１０３以降の処理を実行する。
一方、注目するステージが最終ステージであれば（ステップＳ１１３−Ｙｅｓ）、判定部４１４は、メトリックの累計値の最小値を求める（ステップＳ１１５）。そして判定部４１４は、メトリックの累計値の最小値に対応するシンボルレプリカの組を実際に送信された送信信号の組と推定する（ステップＳ１１６）。判定部４１４は、メトリックの累計値の最小値及び推定された送信信号を対数尤度比算出部４２へ出力する。
【００６５】
対数尤度比算出部４２は、推定された送信信号に相当するシンボルに含まれるビットのそれぞれについて、最尤シンボルと反転ビットシンボル間の対数尤度比を算出する（ステップＳ１１７）。そして対数尤度比算出部４２は、推定された送信信号の組と、対数尤度比及びその対数尤度比の算出に用いられた反転ビットシンボルをセレクタ４５を介して復号部３７へ出力する。
その後、ＭＬＤ演算器４０−１は、送信信号分離処理を終了する。
【００６６】
図７は、第１の実施形態による送信信号分離処理によるブロックエラーレートと、非特許文献１に開示された送信信号分離処理によるブロックエラーレートとをシミュレーションにより算出したグラフを表す。このシミュレーションでは、送信装置が有する4本のアンテナからそれぞれ送信信号が放射され、受信装置は、4本のアンテナで放射された送信信号を受信するものとする。また送信信号の変調方式は16QAMであり、信号の伝播環境として、6パス指数減衰モデルを仮定した。
さらに、第１の実施形態による送信信号分離処理における、ＭＬＤ演算器の演算量を規定する閾値を決定するための係数αは0.8とした。
【００６７】
図７において、横軸は受信信号のSN比を表し、縦軸はブロックエラーレートを表す。グラフ７０１は、符号化率が3/4であり、非特許文献１に開示された送信信号分離処理が用いられた場合のブロックエラーレートを表す。またグラフ７０２は、符号化率が3/4であり、第１の実施形態による送信信号分離処理が用いられた場合のブロックエラーレートを表す。さらに、グラフ７１１は、符号化率が8/9であり、非特許文献１に開示された送信信号分離処理が用いられた場合のブロックエラーレートを表す。またグラフ７１２は、符号化率が8/9であり、第１の実施形態による送信信号分離処理が用いられた場合のブロックエラーレートを表す。
図７に示されるように、符号化率が3/4、8/9の何れの場合についても、第１の実施形態の送信信号分離処理によるブロックエラーレートと、非特許文献１に開示された送信信号分離処理によるブロックエラーレートとの間には有意差は認められない。
したがって、第１の実施形態による送信信号分離処理を実行するＭＬＤ演算器の回路規模は、非特許文献１に開示された送信信号分離処理を実行する演算器の回路規模よりも、係数α=0.8に相当する20%の演算量分だけ小さくできることが分かる。
【００６８】
以上に説明してきたように、ＭＬＤ演算器は、送信信号分離処理実行時の演算量を監視して、その演算量がＭＬＤ演算器の最大許容演算量を超える場合には送信信号分離処理を停止して、事前に設定された対数尤度比を出力する。そのため、このＭＬＤ演算器により実行される演算量は、QRM-MLD法と雑音電力に基づく閾値を用いたメトリック累計値の判定とを組み合わせた送信信号分離法による最大演算量よりも少なくて済む。その結果、ＭＬＤ演算器の回路規模は、QRM-MLD法と雑音電力に基づく閾値を用いたメトリック累計値の判定とを組み合わせた送信信号分離法を実現する演算器の回路規模よりも小さくできる。従って、第１の実施形態による受信装置の回路規模も小さくできる。
【００６９】
次に、第２の実施形態による受信装置について説明する。
第２の実施形態による受信装置は、サブキャリア数よりも少ないＭＬＤ演算器を持つ。この受信装置は、各サブキャリアの信号受信状態に応じてサブキャリアごとの送信信号分離処理に要する演算量を推定する。そしてこの受信装置は、各ＭＬＤ演算器による送信信号分離処理の演算量のバラツキが小さくなるように、各ＭＬＤ演算器にサブキャリアを割り当てる。
この第２の実施形態による受信装置は、第１の実施形態による受信装置と比較して、ストリーム分離部のみが異なる。そこで以下では、ストリーム分離部について説明する。
なお、この実施形態において、OFDMによって多重化されているサブキャリア数は8であるとする。
【００７０】
図８は、第２の実施形態による受信装置のストリーム分離部５０の概略構成図である。ストリーム分離部５０は、スケジューラ５１と、4個のＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４と、再配列部５２とを有する。
ストリーム分離部５０が有するこれらの各部は、それぞれ別個の演算回路であってもよい。あるいは、ストリーム分離部５０が有するこれらの各部は、その各部の機能を実現する一つの演算回路であってもよい。
なお、図８において、ストリーム分離部５０の各部には、図２に示された第１の実施形態によるストリーム分離部３６の対応する構成要素の参照番号と同じ参照番号を付した。ストリーム分離部５０は、スケジューラ５１と再配列部５２とを有する点で、第１の実施形態によるストリーム分離部３６と異なる。
【００７１】
スケジューラ５１は、サブキャリアごとの受信信号品質に基づいて、各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４に割り当てるサブキャリアを決定する。そのために、スケジューラ５１は、受信品質測定部５１１と、演算器割当部５１２とを有する。
受信品質測定部５１１は、各サブキャリアの受信信号品質を測定する。本実施形態では、受信品質測定部５１１は、受信信号品質として、サブキャリアごとのキャパシティを求める。
そのために、受信信号品質測定部５１１は、例えば、フーリエ変換部３４から受け取った各サブキャリアに重畳されたパイロットチャネルの信号に基づいて、サブキャリアごとの信号対雑音比(Signal to Noise Ratio、SNR)を求める。また受信品質測定部５１１は、チャネル推定部３５からチャネル行列を受け取る。そして受信信号品質測定部５１１は、次式に従ってサブキャリアごとのキャパシティCs(s=1,2,..,Nsub、ただしNsubはサブキャリア数)を算出する。
【数１４】
0005633271.tif 000015
ここでMは、送信信号が放射されるアンテナ数かつ送信信号を受信するアンテナ数である。またγsは、サブキャリアsにおけるSNRである。そしてHは、M×M個の要素を持つチャネル行列であり、HHは、チャネル行列Hのエルミート共役である。そしてIは、M×M個の要素を持つ単位行列であり、det(A)は、行列Aの行列式を表す。
【００７２】
受信信号品質測定部５１１は、受信信号品質として、キャパシティの代わりにサブキャリアごとの信号電力対干渉雑音電力比(Signal to Interference plus Noise Ratio、SINR)を算出してもよい。
受信信号品質測定部５１１は、フレームごとに各サブキャリアの受信信号品質を測定する。あるいは、受信信号品質測定部５１１は、所定数のフレームに1回の割合で、各サブキャリアの受信信号品質を測定してもよい。なお、所定数は、例えば、2〜10程度に設定される。
そして受信信号品質測定部５１１は、各サブキャリアの受信信号品質を割当部５１２へ通知する。
【００７３】
割当部５１２は、サブキャリアごとの受信信号品質に基づいて、各ＭＬＤ演算器による送信信号分離処理の演算量のバラツキが小さくなるように、各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４に割り当てるサブキャリアを決定する。
（１０）式及び（１１）式から明らかなように、信号電力が小さいほど、すなわち、受信信号品質が低いほど、ＭＬＤ演算器による送信信号分離処理の演算量を規定する閾値Δmも大きくなる。したがって、受信信号品質が低いほど、送信信号分離処理の演算量が多くなる可能性が高い。
そこで例えば、割当部５１２は、サブキャリアに対して、そのサブキャリアに対応する受信信号品質に応じて順位を付ける。そして割当部５１２は、各ＭＬＤ演算器に割り当てられるサブキャリアの順位の合計ができるだけ等しくなるように、各ＭＬＤ演算器に割り当てるサブキャリアを決定する。
【００７４】
図９（ａ）は、各サブキャリアについて求められた受信信号品質の一例を示す図であり、図９（ｂ）は、各ＭＬＤ演算器に割り当てられるサブキャリアの一例を示す図である。
図９（ａ）において、縦方向の軸に付された数値は、サブキャリアの識別番号であり、横方向の軸はキャパシティである。そして棒グラフ９０１〜９０８は、それぞれ、サブキャリア１〜８のキャパシティを表す。この例では、キャパシティは、サブキャリア５、７、６、３、１、４、２、８の順に高くなっている。
【００７５】
図９（ｂ）において、縦方向の軸に付された数値１〜４は、ＭＬＤ演算器の識別番号であり、それぞれ、ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４に対応する。また横軸は、演算量を表す。そして棒グラフ９１１〜９１４は、それぞれ、各ＭＬＤ演算器における送信信号分離処理の演算量を表す。また棒グラフ９１１〜９１４内に付された番号１〜８は、サブキャリアの識別番号である。
この例では、割当部５１２は、キャパシティの高い方から順に、４個のサブキャリア５、７、６、３を、それぞれ、ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４に割り当てる。そして割当部５１２は、残りのサブキャリアを、それぞれ、キャパシティの低い方から順に、それぞれ、ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４に割り当てる。
そのため、各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４に割り当てられた二つのサブキャリアのうちの一方は演算量が少なくて済み、その結果、何れのＭＬＤ演算器についても、送信信号分離処理の演算量がＭＬＤ演算器の許容最大演算量を超える可能性が低くなっている。
【００７６】
割当部５１２は、各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４に対して割り当てたサブキャリアのチャネル行列及び受信信号を出力する。また割当部５１２は、再配列部５２へ、各ＭＬＤ演算器の識別番号と、そのＭＬＤ演算器に割り当てたサブキャリアの識別番号との組を含む割当情報を通知する。
【００７７】
各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４は、スケジューラ５１によって割り当てられたサブキャリアの送信信号を分離する。そして各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４は、それぞれ、サブキャリアの送信信号のセットと、ビットごとの反転ビットシンボル及び対数尤度比を再配列部５２へ出力する。
なお、本実施形態では、各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４の回路規模は、２回の送信信号分離処理が何れも最大許容演算量以下の演算量を有する場合に、２回の送信信号分離処理が受信装置３に要求される所定時間内に終了するように設定される。
【００７８】
再配列部５２は、割当情報に基づいて、各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４から受け取った各サブキャリアの送信信号、反転ビットシンボル及び対数尤度比を、送信信号の順序と同一となるように並び替える。そして再配列部５２は、並び替えた送信信号の組、反転ビットシンボル及び対数尤度比を復号部３７へ出力する。
【００７９】
図１０は、ストリーム分離部５０により実行されるストリーム分離処理の動作フローチャートである。
スケジューラ５１の受信信号品質測定部５１１は、各サブキャリアの受信信号品質を測定する（ステップＳ２０１）。そして受信信号品質測定部５１１は、各サブキャリアの受信信号品質をスケジューラ５１の割当部５１２へ通知する。割当部５１２は、各サブキャリアの受信信号品質に基づいて、各ＭＬＤ演算器の演算量のバラツキが小さくなるように、各ＭＬＤ演算器に対してサブキャリアを割り当てる（ステップＳ２０２）。割当部５１２は、各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４に対して割り当てたサブキャリアのチャネル行列及び受信信号を出力する。また割当部５１２は、再配列部５２へ、各ＭＬＤ演算器の識別番号と、そのＭＬＤ演算器に割り当てたサブキャリアの識別番号との組を含む割当情報を通知する。
【００８０】
各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４は、それぞれ、割り当てられたサブキャリアについて送信信号分離処理を実行する（ステップＳ２０３）。なお、送信信号分離処理の動作フローの詳細については、図５及び図６を参照されたい。
各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４は、それぞれ、サブキャリアごとの送信信号の組と、反転ビットシンボル及び対数尤度比を再配列部５２へ出力する。
再配列部５２は、割当情報に基づいて、各ＭＬＤ演算器４０−１〜４０−４から受け取った各サブキャリアの送信信号の組、反転ビットシンボル及び対数尤度比を、元の送信信号の順序と同一となるように並び替える（ステップＳ２０４）。そして再配列部５２は、並び替えた送信信号の組、反転ビットシンボル及び対数尤度比を復号部３７へ出力する。
そしてストリーム分離部５０は、ストリーム分離処理を終了する。
【００８１】
この第２の実施形態による受信装置は、送信信号分離処理の演算量のバラツキが小さくなるように、各ＭＬＤ演算器に割り当てるサブキャリアを決定する。そのため、この受信装置は、送信信号分離処理の演算量がＭＬＤ演算器の最大許容演算量を超える確率を小さくすることができる。
【００８２】
次に、第３の実施形態による受信装置について説明する。
第３の実施形態による受信装置が有するＭＬＤ演算器は、最尤推定による送信信号分離処理の演算量がＭＬＤ演算器の許容最大演算量を超える場合、QRM-MLD法の演算量よりも少ない演算量の送信信号分離処理を用いて送信信号を分離する。
【００８３】
図１１は、第３の実施形態による受信装置が有するＭＬＤ演算器の概略構成図である。なお、受信装置が複数のＭＬＤ演算器を有する場合、その複数のＭＬＤ演算器のうちの１以上の任意の数のＭＬＤ演算器が、第３の実施形態によるＭＬＤ演算器であり、その他のＭＬＤ演算器は第１の実施形態によるＭＬＤ演算器であってもよい。
第３の実施形態によるＭＬＤ演算器６０は、送信信号推定部４１と、対数尤度比算出部４２と、代替値出力部４３と、制御部４４と、セレクタ４５とを有する。さらに、代替値出力部４３は、簡易送信信号推定部４６と第２対数尤度比算出部４７とを有する。
ＭＬＤ演算器６０が有するこれらの各部は、それぞれ別個の回路であってもよい。あるいは、ＭＬＤ演算器６０が有するこれらの各部は、その各部の機能を実現する一つの回路であってもよい。
なお、図１１において、ＭＬＤ演算器６０の各部には、図３に示された第１の実施形態によるＭＬＤ演算器４０−１の対応する構成要素の参照番号と同じ参照番号を付した。ＭＬＤ演算器６０は、代替値出力部４３の構成に関して、第１の実施形態によるＭＬＤ演算器４０−１と異なる。
そこで以下では、代替値出力部４３に関する点についてのみ説明する。
【００８４】
この実施形態では、制御部４４は、送信信号分離処理のメトリック演算回数が所定の閾値に達したと判定した場合、代替値出力部４３の簡易送信信号推定部４６を起動する。
簡易送信信号推定部４６は、第２の送信信号推定部の一例である。そして簡易送信信号推定部４６は、送信信号推定部４１による送信信号分離処理の演算量よりも少ない演算量の送信信号分離法に従って、フーリエ変換部３４から受け取った受信信号から送信信号を分離する。なお、簡易送信信号推定部４６は、送信信号分離法として、例えば、MMSE法、Vertical-Bell Laboratories layered space-time(V-BLAST)法あるいはゼロフォーシング法を用いることができる。
簡易送信信号推定部４６は、得られた送信信号の組を代替値出力部４３の第２対数尤度比算出部４７へ出力する。
【００８５】
第２対数尤度比算出部４７は、簡易送信信号推定部４６により採用された送信信号分離法に応じて、受け取った送信信号のシンボルの各ビットについて、送信信号と反転ビットシンボル間の対数尤度比を算出する。そして第２対数尤度比算出部４７は、送信信号の組と、対数尤度比及び反転ビットシンボルをセレクタ４５に出力する。なお、MMES法、V-BLAST法あるいはゼロフォーシング法などにより送信信号の組が求められた場合における対数尤度比の算出方法としては、例えば、公知の様々な方法が利用可能である。
この実施形態におけるＭＬＤ演算器６０で実行される送信信号分離処理の動作フローは、図５及び図６に示された第１の実施形態による送信信号分離処理の動作フローと比較してステップＳ１１０の処理のみが異なる。この実施形態では、代替値出力部４３が各ビットの対数尤度比の事前設定値を出力する代わりに、代替値出力部４３は、簡易送信信号推定部４６及び第２対数尤度比算出部４７により求められた送信信号、対数尤度比などを出力する。
【００８６】
なお、この実施形態では、制御部４４で用いられる演算量に対する閾値は、簡易送信信号推定部４６及び第２対数尤度比算出部４７による演算量に相当する値だけ、第１の実施形態における演算量に対する閾値よりも低く設定されることが好ましい。これは、送信信号推定部４１が送信信号を分離できない場合の演算量が、第１の実施形態によるＭＬＤ演算器による演算量よりも代替値出力部４３の演算量だけ多いことによる。
【００８７】
この第３の実施形態による受信装置では、ＭＬＤ演算器が最尤推定法に従って送信信号を分離できない場合でも、簡易的な送信信号分離法に従って送信信号を分離する。そのため、この受信装置は、一定の精度を保って送信信号を分離できる。
【００８８】
次に、第４の実施形態による通信システムについて説明する。
第４の実施形態による通信システムに含まれる受信装置は、サブキャリア間の信号の相関度を求めてその相関度を送信装置へ通知する。一方、通信システムに含まれる送信装置は、その相関度に基づいて、周波数選択性フェージングが殆ど無い通信環境であると判定すると、送信信号に対してサイクリックディレイダイバーシティ(Cyclic Delay Diversity、CDD)を適用する。これにより、この通信システムは、サブキャリアごとの受信信号の信号品質にバラツキを生じさせることで、受信装置のＭＬＤ演算器における演算量が、ＭＬＤ演算器の最大許容演算量を超える可能性を低減させる。
【００８９】
図１２は、第４の実施形態による、通信システム１０の概略構成図である。通信システム１０は、２本のアンテナ２１−１、２１−２を有する送信装置１２と、２本のアンテナ３１−１、３１−２を有する受信装置１３とを有する。そして送信装置１２は、各アンテナ２１−１、２１−２から同時に送信信号が重畳された無線信号を放射する。一方、受信装置１３は、送信装置１２から放射された無線信号を各アンテナ３１−１、３１−２を介して受信する。
なお、図１２において、送信装置１２及び受信装置１３の各部には、図１に示された第１の実施形態による送信装置２及び受信装置３の対応する構成要素の参照番号と同じ参照番号を付した。受信装置１３は、相関度算出部７０と、送信部７１とを有する点で、第１の実施形態による受信装置３と異なる。また送信装置１２は、受信部７２を有する点で、第１の実施形態による送信装置２と異なる。
そこで以下では、相関度算出部７０、送信部７１及び受信部７２とCDDの適用に関する点についてのみ説明する。
【００９０】
受信装置１３の相関度算出部７０は、フーリエ変換部３４からフレームごとに各サブキャリアのパイロットチャネルの信号を受け取る。そして相関度算出部７０は、隣接するサブキャリア間で同一フレームのパイロットチャネルの信号間の相関度をそれぞれ算出する。そして相関度算出部７０は、各相関度を含むフィードバック信号を生成し、そのフィードバック信号を送信部７１へ渡す。
送信部７１は、フィードバック信号を直交変調した後、無線周波数を持つ搬送波に重畳することにより無線信号を生成する。また送信部７１は、高周波スイッチ（図示せず）またはデュプレクサ（図示せず）を介してアンテナ３１−２と接続される。そして送信部７１は、フィードバック信号が搬送される無線信号をアンテナ３１−２を介して放射する。
【００９１】
送信装置１２は、アンテナ２１−２を介して受信装置１３からの無線信号を受信する。その無線信号は、高周波スイッチ（図示せず）またはデュプレクサ（図示せず）を介してアンテナ２１−２と接続された受信部７２へ送られる。
受信部７２は、受信された無線信号に中間周波数を持つ信号を重畳して受信信号の周波数をベースバンド周波数を持つベースバンド信号に変換した後、そのベースバンド信号を制御部２６へ出力する。
【００９２】
制御部２６は、受信部７２から受け取ったベースバンド信号を復調し、その復調された信号からフィードバック信号を抽出する。
制御部２６は、フィードバック信号に含まれる各相関度を所定の相関度閾値とそれぞれ比較する。何れかの相関度が相関度閾値よりも高い場合、制御部２６は、送信信号にCDDを適用すると判定する。そして制御部２６は、変調部２４へCDDを適用することを指示する制御信号を送信する。一方、全ての相関度が相関度閾値以下である場合、制御部２６は、送信信号にCDDを適用しないと判定する。そして制御部２６は、変調部２４へCDDを適用しないことを指示する制御信号を送信する。
なお、相関度閾値は、例えば、送信装置１２と受信装置１３間の通信パスが単一パスで周波数選択性フェージングが生じない場合の相関度の最小値に設定される。
【００９３】
変調部２４は、制御部２６からCDDを適用することを指示する制御信号を受け取ると、サブキャリアごとに異なるサイクリックシフト量を設定する。本実施形態では、サブキャリアごとの受信信号品質のバラツキが大きい方が、全てのサブキャリアについて送信信号分離処理の演算量が多くなることを避けられるので好ましい。特に、受信装置が有するＭＬＤ演算器の数が、多重化されているサブキャリアの数よりも少ないことがある。この場合には、受信装置１３は、第２の実施形態のように各ＭＬＤ演算器に割り当てるサブキャリアを調整することで、送信信号分離処理の演算量がＭＬＤ演算器の許容最大演算量を超える確率を低下させることができる。
そこで、変調部２４は、各サブキャリア間の周波数領域での位相差が大きくなるように、サイクリックシフト量を設定することが好ましい。例えば、変調部２４は、各サブキャリアに対するサイクリックシフト量をe-j2π(k-1)/2に設定する。なおkは、サブキャリアの識別番号(k=1,2,..,Nsub)である。この場合、サブキャリアの識別番号kが1が大きくなる度に、位相が-180°回転することになる。そのため、時間領域では、各フレームの信号のサブキャリアごとの成分がフレーム内でガイドインターバルを除いたデータ長の半分の長さだけサイクリックシフトすることになる。
【００９４】
この第４の実施形態による通信システムは、マルチパス環境とならない場合に送信信号に対してCDDを適用することによって周波数選択性フェージングを強制的に生じさせ、サブキャリアごとに受信信号品質を異ならせることができる。そのため、この通信システムは、サブキャリアごとの受信信号の信号品質にバラツキを生じさせることで、受信装置のＭＬＤ演算器における演算量が、ＭＬＤ演算器の許容最大演算量を超える可能性を低減させることができる。
【００９５】
上記の各実施形態において、ＭＬＤ演算器のメトリック計算部は、メトリックを計算する度に演算実行信号を制御部へ送信する代わりに、計算したメトリックに含まれる乗算の回数と除算の回数を制御部へ通知してもよい。この場合、制御部は、各送信信号分離処理において、乗算の回数と除算の回数を受け取る度に、乗算の回数と除算の回数の合計を求める。そして制御部は、その合計が所定の閾値を超えると、送信信号分離処理を停止する。所定の閾値は、全てのステージで設定されたシンボルレプリカの生き残り数についてメトリックを計算した場合の乗算の回数と除算の回数の合計に上記の係数α(0<α<1)を乗じた値に設定される。
また、上記の各実施形態において、受信装置の復号部が硬判定により誤り訂正復号処理を実行する場合、対数尤度比算出部及び第２対数尤度比算出部は省略されてもよい。
【００９６】
また、受信装置が複数のＭＬＤ演算器とスケジューラを有する場合、その複数のＭＬＤ演算器のうちの何れか一つの許容最大演算量が、他のＭＬＤ演算器の許容最大演算量よりも多いように、各ＭＬＤ演算器は設計されてもよい。この場合、スケジューラは、受信信号品質が最も低いサブキャリアを、許容最大演算量が他のＭＬＤ演算器の許容最大演算量よりも多いＭＬＤ演算器に割り当てる。これにより、受信装置は、全てのサブキャリアについて、最尤推定により送信信号を分離できる可能性を高くすることができる。
あるいはまた、複数のＭＬＤ演算器のうちの何れか一つが、第３の実施形態によるＭＬＤ演算器であってもよい。この場合、スケジューラは、受信信号品質が最も低いサブキャリアを、第３の実施形態によるＭＬＤ演算器に割り当てる。これにより、受信装置は、最尤推定によって送信信号を分離できる可能性を高くできるとともに、最尤推定による送信信号の分離ができない場合でも、一定の信頼度で送信信号を分離できる。
【００９７】
また、送信装置２または１２の各構成要素と、受信装置３または１３の各構成要素の両方を有することにより、MIMO技術により信号の送信と受信の両方を行える通信装置が形成される。この場合、送信装置２または１２のアンテナ２１−１、２１−２と受信装置３または１３のアンテナ３１−１、３１−２は、共通の一組のアンテナに置換される。そして共通の一組のアンテナのそれぞれは、デュプレクサを介して送信装置２または１２が有する送信部２５−１、２５−２の一つ及び受信装置３または１３が有する受信部３２−１、３２−２の一つと接続される。
【００９８】
この場合において、特に、信号の多重化方式として、時分割多重方式が採用されている場合には、一方の通信装置から他方の通信装置へ送信する信号のチャネルと、一方の通信装置が他方の通信装置から受信する信号のチャネル間の相関が高い。そのため、一方の通信装置が他方の通信装置から受信した信号のサブキャリア間での相関度が高い場合には、その一方の通信装置から他方の通信装置へ送信する信号に含まれるサブキャリア間の相関度も高いと推定される。
そこで、第４の実施形態の変形例では、一方の通信装置の制御部が、他方の通信装置から受信した信号の隣接するサブキャリア間での相関度を算出し、その相関度が相関度閾値を超えた場合に、CDDを適用してもよい。
【００９９】
次に、上記の各実施形態の何れかによる受信装置または通信装置を採用した移動体通信システムの移動局及び基地局装置について説明する。
【０１００】
図１３は、上述した送信装置及び受信装置が組み込まれた基地局装置の概略構成図である。基地局装置１００は、回線終端部１０１と、ベースバンド処理部１０２と、呼制御部１０３と、複数の通信部１０４−１〜１０４−ｎと、複数のアンテナ１０５−１〜１０５−ｎを有する。なお、ｎは２以上の自然数である。ベースバンド処理部１０２、呼制御部１０３、通信部１０４−１〜１０４−ｎは、それぞれ、別個の回路であってもよく、あるいは、これらの各部は、それら回路が集積された一つの集積回路であってもよい。
【０１０１】
回線終端部１０１は、コアネットワークと接続するための通信インターフェースを有する。そして回線終端部１０１は、上位装置が接続されるコアネットワークを終端する。そして回線終端部１０１は、移動局装置へ送信されるダウンリンク信号をコアネットワークから受信し、そのダウンリンク信号をベースバンド処理部１０２に出力する。一方、回線終端部１０１は、移動局装置から受信したアップリンク信号をベースバンド処理部１０２から受信し、そのアップリンク信号をコアネットワークへ出力する。
【０１０２】
ベースバンド処理部１０２は、上記の実施形態における送信装置２または１２のうちのコードワード生成部２２、符号化部２３、変調部２４及び制御部２６の各機能を実現する。さらにベースバンド処理部１０２は、上記の各実施形態における受信装置３または１３のうちの復調部３３、復号部３７及びデータ統合部３８の各機能を実現する。
【０１０３】
ベースバンド処理部１０２は、移動局装置から受信したフィードバック情報に基づいて、各コードワードのストリーム数、MOD、TBS及びプレコーディング行列を決定する。またベースバンド処理部１０２は、コアネットワークから受信したダウンリンク信号を、トランスポートサイズブロックTBSの長さを持つコードワードに分割する。またベースバンド処理部１０２は、コードワードに対して、誤り訂正符号化処理を実行する。さらにベースバンド処理部１０２は、決定されたストリーム数で符号化されたコードワードを分割することにより、データストリームを生成する。そしてベースバンド処理部１０２は、変調モードMODに従って、各データストリームを直交変調してダウンリンク信号である送信信号を生成する。さらにベースバンド処理部１０２は、複数の送信信号の組をOFDM方式に従って多重化し、多重化された送信信号をプレコーディング行列に従ってアンテナ１０５−１〜１０５−ｎの何れかに出力する。
【０１０４】
またベースバンド処理部１０２は、アンテナ１０５−１〜１０５−ｎを介して受信したアップリンク信号を通信部１０４−１〜１０４−ｎから受け取る。そしてベースバンド処理部１０２は、そのアップリンク信号から、上記の各実施形態またはその変形例に従って、移動局装置の各アンテナから送信された送信信号を分離する。そしてベースバンド処理部１０２は、分離された送信信号を結合することにより、符号化されたコードワードを生成する。ベースバンド処理部１０２は、その符号化されたコードワードに対して、誤り訂正復号処理を実行する。ベースバンド処理部１０２は、復号処理がなされたコードワードを結合し、元のアップリンク信号を再生する。そしてベースバンド処理部１０２は、そのアップリンク信号を、回線終端部１０１を介してコアネットワークへ出力する。
またベースバンド処理部１０２は、移動局装置へ通知するCQI値、RANK値、プレコーディングベクトルなどのフィードバック情報を算出し、そのフィードバック情報を、通信部１０４−１〜１０４−ｎのうちの何れか一つを介して移動局装置へ送信する。
【０１０５】
呼制御部１０３は、基地局装置１００を介して通信する携帯端末などの移動局装置と基地局装置１００との間における、呼び出し、応答、切断及びハンドオーバなどの呼制御処理を実行する。そして呼制御部１０３は、その呼制御処理の結果に応じて、ベースバンド処理部１０２に対して動作の開始または終了を指示する。
【０１０６】
通信部１０４−１〜１０４−ｎは、それぞれ、上述した実施形態による送信装置２の送信部のうちの一つと、受信装置３の受信部のうちの一つを有する。そして各通信部１０４−１〜１０４−ｎが有する送信部と受信部とは、それぞれ、デュプレクサ（図示せず）を介してアンテナ１０５−１〜１０５−ｎと接続されている。そして通信部１０４−１〜１０４−ｎは、ベースバンド処理部１０２から受け取ったダウンリンク信号を増幅し、その増幅されたダウンリンク信号をアンテナ１０５−１〜１０５−ｎを介して送信する。
また通信部１０４−１〜１０４−ｎは、移動局装置から発信されたアップリンク信号をアンテナ１０５−１〜１０５−ｎを介して受信する。そして通信部１０４−１〜１０４−ｎは、受信したアップリンク信号を増幅し、ベースバンド処理部１０２に渡す。
【０１０７】
図１４は、上述した送信装置及び受信装置が組み込まれた移動局装置の概略構成図である。移動局装置２００は、制御部２０１と、ベースバンド処理部２０２と、呼制御部２０３と、複数の通信部２０４−１〜２０４−ｎと、複数のアンテナ２０５−１〜２０５−ｎを有する。なお、ｎは２以上の自然数である。制御部２０１、ベースバンド処理部２０２、呼制御部２０３及び通信部２０４−１〜２０４−ｎは、それぞれ、別個の回路であってもよく、あるいは、これらの各部は、それら回路が集積された一つの集積回路であってもよい。
【０１０８】
制御部２０１は、移動局装置２００全体を制御する。そして制御部２０１は、移動局装置２００で動作する各種のアプリケーションプログラムを実行する。そのために、制御部２０１は、プロセッサと不揮発性メモリ及び揮発性メモリを有する。制御部２０１は、移動局装置２００が有するキーパッドなどの操作部（図示せず）を介したユーザの操作により、電話、データ通信などの通信を行うアプリケーションが起動されると、そのアプリケーションに従って呼制御部２０３を動作させる。そして制御部２０１は、そのアプリケーションにより送信することが要求されたデータあるいは移動局装置２００が有するマイクロホン（図示せず）から取得した音声信号に対して情報源符号化処理を実行する。そして制御部２０１は、それらの処理の結果得られた信号をアップリンク信号としてベースバンド処理部２０２に渡す。また制御部２０１は、ベースバンド処理部２０２からダウンリンク信号を受け取ると、情報源符号の復号処理などを実行することにより、音声信号あるいはデータを取得する。そして制御部２０１は、移動局装置２００が有するスピーカ（図示せず）へ音声信号を渡す。また制御部２０１は、取得したデータを移動局装置２００が有するディスプレイ（図示せず）に表示させる。
【０１０９】
ベースバンド処理部２０２は、上記の実施形態における送信装置２または１２のうちのコードワード生成部２２、符号化部２３、変調部２４及び制御部２６の各機能を実現する。さらにベースバンド処理部２０２は、上記の各実施形態における受信装置３または１３のうちの復調部３３、復号部３７及びデータ統合部３８の各機能を実現する。
【０１１０】
ベースバンド処理部２０２は、基地局装置から受信したフィードバック情報に基づいて、各コードワードのストリーム数、MOD、TBS及びプレコーディング行列を決定する。またベースバンド処理部２０２は、アップリンク信号を、トランスポートサイズブロックTBSの長さを持つコードワードに分割する。ベースバンド処理部２０２は、コードワードに対して、誤り訂正符号化処理を実行する。さらにベースバンド処理部２０２は、決定されたストリーム数で符号化されたコードワードを分割することにより、データストリームを生成する。そしてベースバンド処理部２０２は、変調モードMODに従って、各データストリームを直交変調することで送信信号を生成する。さらにベースバンド処理部２０２は、複数の送信信号の組を、例えば、SC-FDM方式に従って多重化する。ベースバンド処理部２０２は、多重化された送信信号を、プレコーディング行列に従って通信部２０４−１〜２０４−ｎの何れかに出力する。
【０１１１】
またベースバンド処理部２０２は、通信部２０４−１〜２０４−ｎからダウンリンク信号を受け取る。そしてベースバンド処理部２０２は、そのダウンリンク信号から、上記の各実施形態またはその変形例に従って、基地局装置の各アンテナから送信された送信信号を分離する。そしてベースバンド処理部２０２は、分離された送信信号を結合することにより、符号化されたコードワードを生成する。ベースバンド処理部２０２は、その符号化されたコードワードに対して、誤り訂正復号処理を実行する。ベースバンド処理部２０２は、復号処理がなされたコードワードを結合し、元のダウンリンク信号に戻す。そしてベースバンド処理部２０２は、そのダウンリンク信号を制御部２０１へ出力する。
またベースバンド処理部２０２は、基地局装置へ通知するCQI値、RANK値、プレコーディングベクトルなどのフィードバック情報を算出し、そのフィードバック情報を、アンテナ２０５−１〜２０５−ｎのうちの何れか一つを介して基地局装置へ送信する。
【０１１２】
呼制御部２０３は、移動局装置２００と基地局装置との間における、呼び出し、応答、切断及びハンドオーバなどの呼制御処理を実行する。そして呼制御部２０３は、その呼制御処理の結果に応じて、ベースバンド処理部２０２に対して動作の開始または終了を指示する。
【０１１３】
通信部２０４−１〜２０４−ｎは、それぞれ、上述した実施形態による送信装置２の送信部のうちの一つと、受信装置３の受信部のうちの一つを有する。そして各通信部２０４−１〜２０４−ｎが有する送信部と受信部とは、それぞれ、デュプレクサ（図示せず）を介してアンテナ２０５−１〜２０５−ｎと接続されている。そして通信部２０４−１〜２０４−ｎは、ベースバンド処理部２０２から受け取ったアップリンク信号を増幅し、その増幅されたアップリンク信号をアンテナ２０５−１〜２０５−ｎを介して送信する。
また通信部２０４−１〜２０４−ｎは、基地局装置から発信されたダウンリンク信号をアンテナ２０５−１〜２０５−ｎを介して受信する。そして通信部２０４−１〜２０４−ｎは、受信したダウンリンク信号を増幅し、ベースバンド処理部２０２に渡す。
【０１１４】
ここに挙げられた全ての例及び特定の用語は、読者が、本発明及び当該技術の促進に対する本発明者により寄与された概念を理解することを助ける、教示的な目的において意図されたものであり、本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する、本明細書の如何なる例の構成、そのような特定の挙げられた例及び条件に限定しないように解釈されるべきものである。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。
【０１１５】
以上説明した実施形態及びその変形例に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナの何れか一つと接続され、当該接続されたアンテナを介して複数のアンテナを有する送信装置から送信された送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、
前記複数の受信部により受信された信号から、前記送信信号の組に対応する受信信号の組を選択する選択部と、
前記受信信号の組から前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する演算器とを有し、
前記演算器は、
前記受信信号の組の受信状態に応じて前記送信信号の組の候補の数を調整し、かつ前記送信信号の組の候補のうち、前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記送信信号の組として推定する送信信号推定部と、
前記送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、
前記送信信号推定部による演算量を計数し、前記送信信号推定部が前記送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記出力部に前記所定の信号を出力させ、一方、該演算量が前記所定の閾値に達する前に前記送信信号推定部が前記送信信号の組の推定を終了した場合には、前記送信信号推定部に前記推定した送信信号の組を出力させる制御部と、
を有する通信装置。
（付記２）
前記所定の閾値は、前記演算器が所定時間内に前記送信信号の組を分離するための許容最大演算量である、付記１に記載の通信装置。
（付記３）
第１の所定数の前記送信信号の組が所定の多重化方式に従って多重化されており、かつ、前記第１の所定数よりも少ない第２の所定数の前記演算器を有し、
前記第１の所定数の前記送信信号の組のそれぞれについて受信信号品質を求め、当該受信信号品質に基づいて、前記第２の所定数の演算器による演算量のバラツキを抑制するように、前記送信信号の組のそれぞれを、前記第２の所定数の演算器の何れかに割り当てるスケジューラをさらに有する、付記１または２に記載の通信装置。
（付記４）
前記スケジューラは、前記送信信号の組のそれぞれに対して前記受信信号品質に応じて順位付けし、前記第２の所定数の演算器のそれぞれに割り当てられる前記送信信号の組の順位の合計が等しくなるように、前記送信信号の組のそれぞれを、前記第２の所定数の演算器の何れかに割り当てる、付記３に記載の通信装置。
（付記５）
前記所定の多重化方式は、直交周波数分割多重方式である、付記３または４に記載の通信装置。
（付記６）
前記出力部は、
前記送信信号推定部の演算量よりも少ない演算量で前記受信信号の組から前記送信信号の組を推定する第２の送信信号推定部をさらに有し、
前記出力部は、前記送信信号推定部の演算量が前記所定の閾値に達した場合、前記所定の信号として、前記第２の送信信号推定部により推定された前記送信信号の組を出力する、付記１〜５の何れか一項に記載の通信装置。
（付記７）
さらに、
前記送信信号の組を復号してアップリンク信号を再生する復号部と、
前記アップリンク信号をコアネットワークへ出力する回線終端部と、
を有する基地局装置である付記１〜６の何れか一項に記載の通信装置。
（付記８）
さらに、
前記送信信号の組を復号してダウンリンク信号を再生する復号部を有する移動局装置である付記１〜６の何れか一項に記載の通信装置。
（付記９）
複数のアンテナと、所定数の送信信号の組を互いに異なる周波数帯域を持つ複数のサブキャリアの何れかに重畳する変調部とを有し、前記所定数の送信信号の組に含まれる送信信号のそれぞれを、前記複数のアンテナのうちの互いに異なるアンテナから送信する送信装置と、
複数のアンテナと、前記複数のアンテナの何れか一つと接続され、当該接続されたアンテナを介して前記所定数の送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、前記複数の受信部により受信された信号から、前記所定数の送信信号の組に対応する前記所定数の受信信号の組を選択する選択部と、前記所定数の受信信号の組のそれぞれから対応する前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する演算器とを有する受信装置とを有する通信システムであって、
前記受信装置の演算器は、
前記所定数の受信信号の組のうちの第１の受信信号の組の受信状態に応じて当該第１の受信信号の組に対応する前記所定数の送信信号の組のうちの第１の送信信号の組の候補の数を調整し、かつ前記第１の送信信号の組の候補のうち、前記第１の受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記第１の送信信号の組として推定する送信信号推定部と、
前記第１の送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、
前記送信信号推定部による演算量を計数し、前記送信信号推定部が前記第１の送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記出力部に前記所定の信号を出力させ、一方、該演算量が前記所定の閾値に達する前に前記送信信号推定部が前記第１の送信信号の組の推定を終了した場合には、前記送信信号推定部に前記推定した送信信号の組を出力させる制御部と、
を有し、
前記送信装置は、前記所定数の送信信号の組について周波数選択性フェージングが生じない場合に前記複数のサブキャリアの少なくとも一つにサイクリックディレイダイバーシティを適用する通信システム。
（付記１０）
前記受信装置は、
前記複数のサブキャリアのうちの周波数帯域が隣接するサブキャリア間で相関度を算出する相関度算出部と、
前記相関度を前記送信装置へ送信する送信部とをさらに有し、
前記送信装置は、前記相関度が前記所定数の送信信号の組について周波数選択性フェージングが生じない場合の最小値以上である場合、前記所定数の送信信号の組について周波数選択性フェージングが生じないと判定する通信システム。
（付記１１）
複数のアンテナを有する送信装置から送信された送信信号の組を、複数のアンテナを介してそれぞれ受信し、前記送信信号の組に対応する受信信号の組から前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する通信装置による通信方法であって、
前記受信信号の組の受信状態に応じて前記送信信号の組の候補の数を調整し、
前記送信信号の組の候補のうち、前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記送信信号の組として推定し、
前記推定に係る演算量を計数し、
前記送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力し、一方、該演算量が所定の閾値に達する前に前記送信信号の組の推定を終了した場合には、前記推定した送信信号の組を出力する、
ことを含む通信方法。
【符号の説明】
【０１１６】
１、１０    通信システム
２、１２    送信装置
２１−１、２１−２    アンテナ
２２    コードワード生成部
２３    符号化部
２４    変調部
２５−１、２５−２    送信部
２６    制御部
３、１３    受信装置
３１−１、３１−２    アンテナ
３２−１、３２−２    受信部
３３    復調部
３４    フーリエ変換部
３５    チャネル推定部
３６、５０    ストリーム分離部
３７    復号部
３８    データ統合部
４０−１〜４０−４、６０    ＭＬＤ演算器
４１    送信信号推定部
４１１    ＱＲ分解部
４１２    ランキング決定部
４１３    メトリック計算部
４１４    判定部
４２    対数尤度比算出部
４３    代替値出力部
４４    制御部
４５    セレクタ
４６    簡易送信信号推定部
４７    第２対数尤度比算出部
５１    スケジューラ
５１１    受信品質測定部
５１２    割当部
５２    再配列部
７０    相関度算出部
７１    送信部
７２    受信部
１００    基地局装置
１０１    回線終端部
１０２    ベースバンド処理部
１０３    呼制御部
１０４−１〜１０４−ｎ    通信部
１０５−１〜１０５−ｎ    アンテナ
２００    移動局装置
２０１    制御部
２０２    ベースバンド処理部
２０３    呼制御部
２０４−１〜２０４−ｎ    通信部
２０５−１〜２０５−ｎ    アンテナ
【図１】
0005633271.tif 000016
【図２】
0005633271.tif 000017
【図３】
0005633271.tif 000018
【図４】
0005633271.tif 000019
【図５】
0005633271.tif 000020
【図６】
0005633271.tif 000021
【図７】
0005633271.tif 000022
【図８】
0005633271.tif 000023
【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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