(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た複数の送信信号を受信することにより、それぞれ受信信号を取得する複数の受信部と、
前記複数の受信信号の少なくとも何れかに対応し、かつ前記複数の送信信号の全てに相当する成分を持つ第１の信号から、前記複数の送信信号と前記複数の受信信号間の通信チャネルを表す第１のチャネル行列に基づいて前記複数の送信信号のうちの第１の送信信号を除いた第１の他の送信信号の候補に相当する成分をキャンセルした第１の残留成分を求め、前記第１の送信信号が取り得る値のうち当該第１の残留成分に最も近い値を前記第１の送信信号の候補として求め、当該第１の送信信号の候補と前記第１の他の送信信号の候補との組の集合を第１候補グループとして求め、かつ、
前記複数の受信信号の少なくとも何れかに対応し、かつ前記複数の送信信号の全てに相当する成分を持つ第２の信号から、前記複数の送信信号と前記複数の受信信号間の通信チャネルを表す第２のチャネル行列に基づいて前記複数の送信信号のうちの第２の送信信号を除いた第２の他の送信信号の候補に相当する成分をキャンセルした第２の残留成分を求め、前記第２の送信信号が取り得る値のうち当該第２の残留成分に最も近い値を前記第２の送信信号の候補として求め、当該第２の送信信号の候補と前記第２の他の送信信号の候補との組の集合を第２候補グループとして求める候補グループ設定部と、
前記第１候補グループと前記第２候補グループ間で共通する前記送信信号の候補の組の集合を共通グループとして選択する共通グループ検索部と、
前記共通グループに含まれる送信信号の候補の組のそれぞれについて、当該送信信号の候補の組に対応する推定受信信号の組を算出し、当該推定受信信号の組と前記複数の受信信号との距離を計算するメトリック計算部と、
前記距離が最小となる前記送信信号の候補の組を、前記複数の送信信号の組と推定する送信信号推定部と、
を有する通信装置。
【請求項２】
前記第１候補グループに含まれる前記送信信号の候補の組のそれぞれに対して前記複数の送信信号である確からしさを表す第１のランキング値を設定し、かつ前記第２候補グループに含まれる前記送信信号の候補の組のそれぞれに対して前記複数の送信信号である確からしさを表す第２のランキング値を設定するランキング決定部をさらに有し、
前記共通グループ検索部は、前記第１のランキング値及び前記第２のランキング値に基づいて前記共通グループに含まれる前記送信信号の候補の組のそれぞれに対して、前記複数の送信信号である確からしさが高いほど高くなる優先順位を付与し、
前記メトリック計算部は、前記優先順位が高い方から順に、前記複数の送信信号のそれぞれに対して適用される変調方式が取り得る値の数の最小値よりも小さい所定数の組について前記距離を計算する、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記第１のチャネル行列をユニタリ行列と三角行列に分解し、該ユニタリ行列のエルミート共役を前記複数の受信信号を要素とする受信信号ベクトルに乗じることにより複数のユニタリ変換信号を求める分解部をさらに有し、
前記候補グループ設定部は、前記複数の送信信号のうちの前記第１の送信信号と異なる第３の送信信号の近似値を、前記三角行列及び前記複数のユニタリ変換信号のうちの該第３の送信信号の成分のみを持つユニタリ変換信号に基づいて算出し、前記第１候補グループに含まれる前記送信信号の候補の組に対する前記第１のランキング値を、前記送信信号の候補の組に含まれる前記第３の送信信号の候補が前記近似値に近いほど前記確からしさが高いことを示す値に設定する、請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記候補グループ設定部は、前記第３の送信信号の候補のうち、前記第３の送信信号の近似値に近い方から順に所定個数の当該第３の送信信号の候補のみを用いて前記第１候補グループを求める、請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記候補グループ設定部は、前記第１の送信信号が取り得る値のうち、前記第１候補グループに含まれる前記第１の送信信号の候補となった値のみを前記第２の他の送信信号の候補に含めることにより、前記第２候補グループを求める、請求項１に記載の通信装置。
【請求項６】
更に、
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に記載の通信装置。
【請求項７】
更に、
前記複数の送信信号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請求項１に記載の通信装置。
【請求項８】
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受信装置が有する複数のアンテナのそれぞれによって受信することにより得られた複数の受信信号の少なくとも何れかに対応し、かつ前記複数の送信信号の全てに相当する成分を持つ第１の信号から、前記複数の送信信号と前記複数の受信信号間の通信チャネルを表す第１のチャネル行列に基づいて前記複数の送信信号のうちの第１の送信信号を除いた第１の他の送信信号の候補に相当する成分をキャンセルした第１の残留成分を求め、前記第１の送信信号が取り得る値のうち当該第１の残留成分に最も近い値を前記第１の送信信号の候補として求め、当該第１の送信信号の候補と前記第１の他の送信信号の候補との組の集合を第１候補グループとして求め、
前記複数の受信信号の少なくとも何れかに対応し、かつ前記複数の送信信号の全てに相当する成分を持つ第２の信号から、前記複数の送信信号と前記複数の受信信号間の通信チャネルを表す第２のチャネル行列に基づいて前記複数の送信信号のうちの第２の送信信号を除いた第２の他の送信信号の候補に相当する成分をキャンセルした第２の残留成分を求め、前記第２の送信信号が取り得る値のうち当該第２の残留成分に最も近い値を前記第２の送信信号の候補として求め、当該第２の送信信号の候補と前記第２の他の送信信号の候補との組の集合を第２候補グループとして求め、
前記第１候補グループと前記第２候補グループ間で共通する前記送信信号の候補の組の集合を共通グループとして選択し、
前記共通グループに含まれる送信信号の候補の組のそれぞれについて、当該送信信号の候補の組に対応する推定受信信号の組を算出し、当該推定受信信号の組と前記複数の受信信号との距離を計算し、
前記距離が最小となる前記送信信号の候補の組を、前記複数の送信信号の組と推定する、ことを含む通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示される実施形態は、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、送信装置と受信装置の双方が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、２及び非特許文献１〜３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が開示されている。ここで、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。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。
【数１】
0005585191.tif 000002
なお、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。また（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】
0005585191.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】
0005585191.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最初に計算し、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zm-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、最初に送信信号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、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。
また特許文献１には、互いに異なる二つの順序に並べられた受信信号に対してそれぞれ別個にQRM-MLD法を適用することにより、複数の送信信号のシンボル候補を判定し、その判定結果に基づいて複数のシンボル候補及び尤度を出力する技術が開示されている。
【０００６】
また非特許文献２には、QRM-MLDよりもメトリックの演算回数を削減できるAdaptive Selection of Surviving Symbol replica candidates based on the maximum reliability(ASESS)法が開示されている。ASESS法では、受信装置は、メトリックを計算する各ステージにおいて、チャネル行列をQR分解して送信信号を直交化することにより得られた受信信号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を計算し、ブランチメトリック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、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。
【０００７】
さらに、非特許文献３に開示されたLayered Orthogonal Lattice Detector(LORD)法及び特許文献２に開示された方法では、受信装置は、第１のチャネル行列をQR分解する。そして受信装置は、QR分解により得られた上三角行列及びユニタリ行列に基づいて、複数の送信信号の一部を所定の値としたときのメトリックを計算する。また受信装置は、第１のチャネル行列に対してチャネルの順序を入れ換えた第２のチャネル行列を生成する。そして受信装置は、第２のチャネル行列をQR分解して得られた上三角行列及び信号ベクトルZ'に基づいて、複数の送信信号の他の一部を所定の値としたときのメトリックを計算する。そして受信装置は、第１のチャネル行列について求めたメトリックと、第２のチャネル行列について求めたメトリックに基づいてシンボルレプリカの組を決定することによって、送信信号を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１２１３４８号公報
【特許文献２】特開２００９−３３６３６号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】K. J. Kim and J. Yue、“Joint channel estimation and data detection algorithms for MIMO-OFDM systems”、in Proc. Thirty-Sixth Asilomar Conference on Signals、Systems and Computers、2002年11月、pp. 1857-1861
【非特許文献２】K. Higuchi, H. Kawai, N. Maeda and M. Sawahashi、“Adaptive Selection of Surviving Symbol Replica Candidates Based on Maximum Reliability in QRM−MLD for OFCDM MIMO Multiplexing”、Proc. of IEEE Globecom 2004、2004年11月、pp. 2480−2486
【非特許文献３】M. Siti, M. P. Fitz、“Layered Orthogonal Lattice Detector for Two Transmit Antenna Communications”、in Proc. Allerton Conference On Communication Control And Computing、2005年9月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、これらの従来の方法を用いても、受信装置は、複数の送信信号の候補の組に対してメトリックを計算しながら、送信信号の候補の組の数を減らしていくので、送信信号を推定するための大量の演算を実行することになる。そのため、通信速度が低下しないようにこれらの演算を実行するためには、演算回路の規模が大きくなってしまう。演算回路の規模が大きくなると、携帯電話機のような移動局装置にMIMO技術を適用しようとすると、移動局装置のサイズを小型化することが困難となる。また、演算量が多いほど、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演算量が少ないほど好ましい。
【００１１】
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ために行う演算量を削減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】
【００１２】
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複数の送信信号を受信することにより、それぞれ受信信号を取得する複数の受信部と、複数の受信信号の少なくとも何れかに対応し、かつ複数の送信信号の全てに相当する成分を持つ第１の信号から、複数の送信信号と複数の受信信号間の通信チャネルを表す第１のチャネル行列に基づいて複数の送信信号のうちの第１の送信信号を除いた第１の他の送信信号の候補に相当する成分をキャンセルした第１の残留成分を求め、第１の送信信号が取り得る値のうち第１の残留成分に最も近い値を第１の送信信号の候補として求め、その第１の送信信号の候補と第１の他の送信信号の候補との組の集合を第１候補グループとして求め、かつ、複数の受信信号の少なくとも何れかに対応し、かつ複数の送信信号の全てに相当する成分を持つ第２の信号から、複数の送信信号と複数の受信信号間の通信チャネルを表す第２のチャネル行列に基づいて複数の送信信号のうちの第２の送信信号を除いた第２の他の送信信号の候補に相当する成分をキャンセルした第２の残留成分を求め、第２の送信信号が取り得る値のうち第２の残留成分に最も近い値を第２の送信信号の候補として求め、その第２の送信信号の候補と第２の他の送信信号の候補との組の集合を第２候補グループとして求める候補グループ設定部と、第１候補グループと第２候補グループ間で共通する送信信号の候補の組の集合を共通グループとして選択する共通グループ検索部と、共通グループに含まれる送信信号の候補の組のそれぞれについて、その送信信号の候補の組に対応する推定受信信号の組を算出し、推定受信信号の組と複数の受信信号との距離を計算するメトリック計算部と、その距離が最小となる送信信号の候補の組を、複数の送信信号の組と推定する送信信号推定部とを有する。
【００１３】
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】
【００１４】
本明細書に開示された通信装置及び通信方法は、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ために行う演算量を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】（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４】二つの候補グループと、その二つの候補グループに共通する送信信号の候補の組を示す概念図である。
【図５】反転ビットごとに最尤シンボルに最も近いシンボルが反転ビットシンボルとして選択された場合の反転ビットシンボルを示す図である。
【図６】反転ビットごとに最尤シンボルに2番目に近いシンボルまで反転ビットシンボルとして選択された場合の反転ビットシンボルを示す図である。
【図７】送信信号分離処理の動作フローチャートである。
【図８】送信信号分離処理の動作フローチャートである。
【図９】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１０】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、送信信号x1の推定値v1とシンボルレプリカとの位置関係の例を示す図である。
【図１１】図７に示された送信信号分離処理のステップＳ１０１〜Ｓ１１０の代わりに実行される、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１２】第３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１３】候補グループの一例を示す図である。
【図１４】第４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１５】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１６】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】
【００１６】
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、この受信装置は、チャネルの順序を入れ替えた二つのチャネル行列を求める。そしてこの受信装置は、チャネル行列ごとに送信信号の候補の組を求める。その際、この受信装置は、複数の送信信号のうちの一つの候補を、全ての送信信号に関する成分を持つ受信信号のユニタリ変換信号から、他の送信信号の候補に相当する成分をキャンセルした残留成分に最も近いシンボルレプリカとして決定する。そしてこの受信装置は、チャネル行列ごとに求めた送信信号の候補の組の二つの集合において共通する組についてのみメトリックを計算することで、１回の演算量が多いメトリック演算の回数を削減する。
【００１７】
図１は、第１の実施形態による受信装置３を含む、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から同時に無線信号である送信信号を放射する。一方、受信装置３は、送信装置２から送信された送信信号を各アンテナ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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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直交変調する。
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、各データストリームを送信部２５−１及び２５−２の何れかに出力する。
【００２２】
送信部２５−１、２５−２は、それぞれ、変調部２４から入力されたデータストリームを、無線周波数を持つ搬送波に重畳することにより送信信号を生成する。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、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、送信信号を接続されたアンテナを介して送信する。
【００２３】
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。
【００２４】
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３６と、データ統合部３７とを有する。受信部３２−１、３２−２、復調部３３、復号部３６及びデータ統合部３７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。
【００２５】
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から送信された送信信号を受信する。
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、受信信号を増幅する。そして受信部３２−１、３２−２は、増幅した受信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に変換した後、その受信信号を復調部３３へ出力する。
【００２６】
復調部３３は、受信部３２−１、３２−２から受け取った受信信号から送信装置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、チャネル推定部３４とストリーム分離部３５とを有する。
チャネル推定部３４は、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３４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求める。そしてチャネル推定部３４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】
0005585191.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、上記のように、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３４は、チャネル行列をストリーム分離部３５に渡す。
ストリーム分離部３５は、チャネル行列に基づいて、受信信号から送信信号を分離する。なお、ストリーム分離部３５の詳細については後述する。
【００２７】
復調部３３は、分離した送信信号を、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３６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。
【００２８】
復号部３６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３６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３６は、復号処理がなされたコードワードをデータ統合部３７へ出力する。
【００２９】
データ統合部３７は、復号部３６から受け取ったコードワードを結合し、元のデータに戻す。そしてデータ統合部３７は、その元のデータを、受信装置３の他の構成要素へ出力する。
【００３０】
以下、ストリーム分離部３５の詳細について説明する。
図２は、ストリーム分離部３５の概略構成図である。ストリーム分離部３５は、チャネル入替部４１と、QR分解部４２と、候補グループ設定部４３と、共通グループ検索部４４と、メトリック計算部４５と、最小値検索部４６と、追加メトリック計算部４７と、対数尤度比算出部４８とを有する。
ストリーム分離部３５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３５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。
【００３１】
チャネル入替部４１は、チャネル行列Hの列を入れ替えることにより、変換チャネル行列H'を作成する。変換チャネル行列H'を用いた送信信号と受信信号の関係は、次式により表される。
【数５】
0005585191.tif 000006
チャネル入替部４１は、変換チャネル行列H'をQR分解部４２へ渡す。
【００３２】
QR分解部４２は、第１QR分解部４２１と第２QR分解部４２２とを有する。
第１QR分解部４２１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６】
0005585191.tif 000007
そして第１QR分解部４２１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、第１QR分解部４２１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７】
0005585191.tif 000008
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。
【００３３】
また第２QR分解部４２２は、チャネル入替部４１から受け取った変換チャネル行列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８】
0005585191.tif 000009
そして第２QR分解部４２２は、第１QR分解部４２１と同様に、（５）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Q'Hを乗じる。これにより、第２QR分解部４２２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９】
0005585191.tif 000010
ここで、ユニタリ変換信号z'0、z'1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、第１QR分解部４２１及び第２QR分解部４２２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４２は、ユニタリ変換ベクトルz、z'及び上三角行列R、R'を候補グループ設定部４３へ渡す。
【００３４】
候補グループ設定部４３は、第１候補グループ設定部４３１と第２候補グループ設定部４３２とを有する。
第１候補グループ設定部４３１は、チャネル行列Hに基づいて算出されたユニタリ変換ベクトルz及び上三角行列Rを用いて、送信信号の候補の組を求める。ここで（７）式を参照すると、ユニタリ変換信号z0は、送信信号x0及び送信信号x1の両方の成分を含んでいる。そこで、第１候補グループ設定部４３１は、（７）式における、ユニタリ変換信号z0に関する式に基づいて、ユニタリ変換信号z0から送信信号x1の候補に関する成分をキャンセルすることにより算出した残留成分を、送信信号x0の推定値として求める。そして第１候補グループ設定部４３１は、送信信号x1がある候補c1iである場合の送信信号x0の推定値に最も近い送信信号x0が取り得る値と、送信信号x1のその候補との組を、送信信号の候補の組とする。
【００３５】
送信信号x1が、c1i(i=0,1,...,m1-1)であれば、送信信号x0の推定値u0iは次式により表される。c1iは、シンボルレプリカであり、送信信号x1に対して適用された変調方式において送信信号x1が取り得る信号値を受信装置３が発生させたものである。c1iは、実数(I)信号と虚数(Q)信号のセットによって表される。m1は、送信信号x1に対して適用された変調方式が取り得る値の数である。例えば、変調方式が16QAMであれば、m1=16であり、また変調方式が64QAMであれば、m1=64である。
【数１０】
0005585191.tif 000011
【００３６】
第１候補グループ設定部４３１は、推定値u0iに最も近い送信信号x0の候補を決定するために、例えば、推定値u0iが属する象限を判定する。
図３（ａ）〜図３（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x0に適用される変調方式は64QAMである。そして図３（ａ）〜図３（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３０１は、それぞれ、送信信号x0が取り得る信号値に対応する信号点である。例えば、点３０１ａはシンボル"101111"に対応する信号値を表す。また星印３１０は、（１０）式にシンボルレプリカc1iを入力することにより得られた推定値u0iを表す。この例では、推定値u0iのI信号成分及びQ信号成分の何れも負の値である。
【００３７】
図３（ａ）に示されるように、推定値u0i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３２０に位置している。そのため、第１候補グループ設定部４３１は、送信信号x0が第４象限内に属する信号値の何れかであると推定する。
次に、第１候補グループ設定部４３１は、推定値u0i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u0iが属する象限を判定する。すなわち、第１候補グループ設定部４３１は、推定値u0i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'0iを求め、その推定値u'0i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３（ｂ）に示されるように、この例では、推定値u0iは、原点O'を基準とした第１象限３３０に属している。そのため、第１候補グループ設定部４３１は、送信信号x0が原点O'を基準とした第１象限３３０内に属する信号値の何れかであると推定する。
【００３８】
第１候補グループ設定部４３１は、推定値u0iに最も近い信号値が求まるまで、上記の象限判定処理を繰り返す。この例では、第１候補グループ設定部４３１は、推定値u0iが属する、原点O'を基準とした第１象限３３０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u0iが属する象限を判定する。すなわち、第１候補グループ設定部４３１は、推定値u0iから第１象限３３０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"0iを求め、その推定値u"0i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３（ｃ）に示されるように、推定値u0iは、原点O"を基準とした第２象限３４０に属している。その第２象限３４０は、１個のシンボル"110001"に対応する。そのため、シンボル"110001"に相当する信号値が推定値u0iに最も近い。
そこで、第１候補グループ設定部４３１は、送信信号x1がc1iであれば、送信信号x0の候補をシンボル"110001"に対応する信号値に設定する。なお、以下では、上記のようにして設定された、送信信号x1がc1iであるときの送信信号x0の候補をx0(min)(c1i)と表す。
このように、第１候補グループ設定部４３１は、象限判定を用いることにより、乗算のような演算量の多い処理の実行回数を減らせるので、x0(min)(c1i)を特定するための演算量を削減できる。
【００３９】
なお、（１０）式に従って推定値u0iが算出される場合、(z0-r01c1i)をr00で除算する演算が行われる。そこで、第１候補グループ設定部４３１は、推定値u0iを（１０）式の右辺の分子の項(z0-r01c1i)として算出するとともに、２回目以降の象限判定における原点を、推定値u0iが属すると判定された象限の中心に相当する信号値にr00を乗じた値としてもよい。これにより、除算処理の実行回数が減るので、第１候補グループ設定部４３１は、x0(min)(c1i)を決定するための演算量を減らすことができる。
【００４０】
第１候補グループ設定部４３１は、各シンボルレプリカc1i(i=0,1,...,m1-1)について上記の処理を行うことにより、送信信号x0の候補とx1の候補の組の集合である、第１候補グループφ1を求める。ただし、第１候補グループφ1は以下のように表される。
φ1=｛(x0(min)(c10), c10), (x0(min)(c11), c11),..., (x0(min)(c1m1-1), c1m1-1)｝
第１候補グループφ1には、送信信号x1に対して適用された変調方式が取り得る値の数m1と等しい数の候補が含まれる。
【００４１】
第２候補グループ設定部４３２は、第１候補グループ設定部４３１と同様に、変換チャネル行列H'に基づいて算出されたユニタリ変換ベクトルz'及び上三角行列R'を用いて、送信された可能性が有る送信信号の組の候補を求める。ここで（９）式を参照すると、ユニタリ変換ベクトルの要素z'0は、送信信号x0及び送信信号x1の両方の成分を有している。そこで、第２候補グループ設定部４３２は、（９）式における、ユニタリ変換信号z'0から送信信号x0の成分をキャンセルすることにより算出した残留成分を、送信信号x1の推定値として求める。そして第２候補グループ設定部４３２は、送信信号x0がある候補c0iである場合の送信信号x1の推定値に最も近い送信信号x1が取り得る値と、送信信号x0のその候補との組を、送信信号の候補の組とする。
【００４２】
送信信号x0が、シンボルレプリカc0i(i=0,1,...,m0-1)であれば、送信信号x1の推定値u1iは次式により表される。c0iは送信信号x0のシンボルレプリカである。m0は送信信号x0に対して適用された変調方式が取り得る値の数である。
【数１１】
0005585191.tif 000012
【００４３】
第２候補グループ設定部４３２は、第１候補グループ設定部４３１と同様に、推定値u1iが属する象限の判定を繰り返すことにより、推定値u1iに最も近いシンボルの信号値を、送信信号x0がc0iである場合の送信信号x1の候補として決定する。なお、以下では、送信信号x0がc0iであるときの送信信号x1の候補をx1(min)(c0i)と表す。そして第２候補グループ設定部４３２は、各シンボルレプリカc0i(i=0,1,...,m0-1)について送信信号x1の候補を求めることにより、送信信号x0の候補とx1の候補の組の集合である、第２候補グループφ2を求める。ただし、第２候補グループφ2は以下のように表される。
φ2=｛(c00, x1(min)(c00)), (c01, x1(min)(c01)),..., (c0m0-1, x1(min)(c0m0-1))｝
候補グループ設定部４３は、第１候補グループφ1及び第２候補グループφ2を共通グループ検索部４４及び追加メトリック計算部４７へ渡す。
【００４４】
共通グループ検索部４４は、第１候補グループφ1と第２候補グループφ2とで共通する送信信号x0の候補とx1の候補の組を検索する。第１候補グループφ1と第２候補グループφ2は、同一のチャネル行列に基づく異なる関係式に従って得られた送信信号x0の候補とx1の候補の組の集合である。そのため、実際に送信された送信信号の組は、両方の候補グループに含まれる可能性が高い。そこで共通グループ検索部４４は、二つの候補グループにおいて共通する送信信号の候補の組の集合を、メトリック計算の対象となる共通グループとする。
【００４５】
図４は、第１候補グループφ1及び第２候補グループφ2と、その二つのグループに共通する送信信号x0の候補とx1の候補の組を示す概念図である。なお、図４では、一例として、送信信号x0とx1はともに64QAMにより変調された信号である。
図４において、第１候補グループφ1及び第２候補グループφ2には、それぞれ、m個の送信信号の候補の組が含まれている。
このうち、第１候補グループφ1における組４０１と、第２候補グループφ2における組４１１は、何れも送信信号x0として"010001"、送信信号x1として"010100"を含んでいる。そのため、共通グループ検索部４４は、("010001", "010100")を送信信号(x0,x1)に対する送信信号候補の組として選択する。また、第１候補グループφ1における組４０２と、第２候補グループφ2における組４１２は、何れも送信信号x0として"111010"、送信信号x1として"000101"を含んでいる。そのため、共通グループ検索部４４は、("111010", "000101")も送信信号(x0,x1)に対する送信信号候補の組として選択する。
共通グループ検索部４４は、共通グループをメトリック計算部４５へ渡す。
【００４６】
共通グループに含まれる送信信号候補の組の数は、チャネル変動またはノイズによって変動し、最小の場合1となり、最大の場合、min(m0,m1)となる。なお、m0、m1は、それぞれ、送信信号x0、x1に対して適用される変調方式において送信信号x0、x1が取り得る値の数である。また関数min(a,b)は、aとbのうちの小さい方の値を出力する関数である。ここで、推定値u0iに着目すると、上記の（１０）式は、以下のように書き換えられる。
【数１２】
0005585191.tif 000013
（１２）式に示されるように、推定値u0iは、c1iを点z0/r00を中心とした平均電力|r01/r00|2の位相arg(r01)だけ回転させた信号点に対応する。ここで、平均電力|r01/r00|2が小さい場合、すなわち、送信信号x0に対する送信信号x1の干渉が小さい場合、c1iがどのような値であっても推定値u0iは点z0/r00に近い値となる。そのため、送信信号x0の候補の数は少なくなる。一方、平均電力|r01/r00|2が大きい場合、すなわち、送信信号x0に対する送信信号x1の干渉が大きい場合、c1iによって推定値u0iは大きく変化する。そのため、送信信号x0の候補の数は多くなる。同様に、推定値u1iは、c0iを点z'0/r'00を中心とした平均電力|r'01/r'00|2の位相arg(r'01)だけ回転させた信号点に対応する。したがって、平均電力|r'01/r'00|2が小さいほど、すなわち、送信信号x1に対する送信信号x0の干渉が小さいほど、送信信号x1の候補の数は少なくなる。このように、一方の送信信号に対する他方の送信信号の干渉が小さいほど、送信信号候補の数は少なくなる。したがって、一方の送信信号に対する他方の送信信号の干渉が小さいほど、この受信装置３は送信信号を分離するために行う演算量を減らすことができる。
【００４７】
メトリック計算部４５は、共通グループに含まれる送信信号候補の組ごとに、実際に送信された送信信号である確からしさの指標となるメトリックを計算する。このメトリックは、着目する送信信号候補の組が実際に送信された送信信号であるとした場合の推定受信信号と、実際の受信信号との距離を表す。例えば、メトリック計算部４５は、メトリックdjとして、次式のように、ユニタリ変換信号z0、z1と、送信信号候補の組(c0j,c1j)(j=0,1,...,k-1)を（７）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２乗ユークリッド距離の和を算出する。
【数１３】
0005585191.tif 000014
ただしkは、共通グループに含まれる送信信号候補の組の総数を表す。なお、メトリック計算部４５は、（７）式の代わりに（９）式を用いてもよい。
あるいは、メトリック計算部４５は、メトリックdjとして、次式のように、ユニタリ変換信号z0、z1と、送信信号候補の組(c0j,c1j)を（７）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１４】
0005585191.tif 000015
なお、関数Re(α)は、変数αの実数成分を出力する関数であり、関数Im(α)は、変数α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４５は、ユニタリ変換信号z0、z1と、送信信号候補の組(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４５は、共通グループに含まれる各送信信号候補の組及び対応するメトリックdjを最小値検索部４６へ渡す。
【００４８】
最小値検索部４６は、送信信号推定部の一例であり、各送信信号候補のメトリックdjのうちの最小値を求める。そして最小値検索部４６は、メトリックdjのうちの最小値dminに対応する送信信号候補の組(c0min,c1min)が、実際に送信された送信信号の組(x0,x1)であると推定する。以下では、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送信信号候補の組(c0min,c1min)を最尤シンボルセットと呼び、最尤シンボルセットに含まれる送信信号候補であ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。
最小値検索部４６は、最小値dmin及び最尤シンボルセット(c0min,c1min)を対数尤度比算出部４８へ渡す。また最小値検索部４６は、共通グループに含まれる各送信信号候補の組及び各組について算出したメトリックdjを追加メトリック計算部４７へ渡す。
【００４９】
追加メトリック計算部４７は、最尤シンボルのそれぞれについて、何れかのビットの値を反転させたシンボルの中で最尤シンボルから所定の距離内に位置するシンボルを反転ビットシンボルとして特定する。そして追加メトリック計算部４７は、送信信号x0について求めた反転ビットシンボルs0p(p=1,2,...,m)に対応するシンボルレプリカx0pについて、そのシンボルレプリカx0pに対応する送信信号x1のシンボルレプリカx1(min)(x0p)を特定する。例えば、追加メトリック計算部４７は、第２候補グループφ2に含まれる送信信号候補の組の中から、シンボルレプリカx0pを含む組を検出する。そして追加メトリック計算部４７は、検出した送信信号候補の組に基づいて、シンボルレプリカx0pに対応する送信信号x1のシンボルレプリカx1(min)(x0p)を特定する。同様に、追加メトリック計算部４７は、送信信号x1について求めた反転ビットシンボルs1pに対応するシンボルレプリカx1pについて、第１候補グループφ1を参照することで、そのシンボルレプリカx1pに対応する送信信号x0のシンボルレプリカx0(min)(x1p)を特定する。
【００５０】
追加メトリック計算部４７は、送信信号x0についての反転ビットシンボルs0rに関連するシンボルレプリカの組(x0p, x1(min)(x0p))とユニタリ変換信号z0、z1との追加メトリックd(additional)を求める。同様に、追加メトリック計算部４７は、送信信号x1についての反転ビットシンボルs1rに関連するシンボルレプリカの組(x0(min)(x1p), x1p)とユニタリ変換信号z0、z1との追加メトリックd(additional)を求める。例えば、追加メトリック計算部４７は、（１３）式または（１４）式に従ってこれらの追加メトリックを算出できる。追加メトリックは、復号部３６が誤り訂正復号処理を実行するために使用する対数尤度比を算出するために使用される。
そのため、追加メトリック計算部４７は、各反転ビットシンボルについて求めた追加メトリックを対数尤度比算出部４８へ出力する。
なお、シンボルレプリカの組(x0(min)(x1p), x1p)及び(x0p, x1(min)(x0p))のうち、メトリック計算部４５によって既にメトリックdが計算されている組については、追加メトリック計算部４７はそのメトリックdを対数尤度比算出部４８へ出力する。
【００５１】
図５は、一例として、送信信号x0が64QAMにより変調されており、かつ送信信号x0に対応する最尤シンボルが"000000"である場合において、反転ビットごとに1番近いシンボルが反転ビットシンボルとして選択された場合の反転ビットシンボルを示す図である。図５に示されるように、ブロック５０１〜５０６に示されるシンボルが反転ビットシンボルとして選択される。例えば、反転ビットが右端のビットである場合、ブロック５０１に示されるシンボル"000001"が、ブロック５００に示される最尤シンボルに最も近い。そこで反転ビットシンボルとして"000001"が選択される。また、反転ビットが左端のビットである場合、左端のビットが"1"であるシンボルのうちで最尤シンボルに最も近い、ブロック５０６に示されるシンボル"100010"が反転ビットシンボルとして選択される。
【００５２】
図６は、送信信号x0に対応する最尤シンボルが"000000"である場合において、反転ビットごとに2番目に近いシンボルまでを反転ビットシンボルとして選択された場合の反転ビットシンボルを示す図である。図６に示されるように、ブロック６０１〜６１４に示されるシンボルが反転ビットシンボルとして選択される。
なお、各シンボルに対応する信号点の位置は予め決まっているので、最尤シンボルごとの反転ビットシンボルは予め決定することができる。そこで、最尤シンボルごとに対応する反転ビットシンボルを表す参照テーブルが、予め追加メトリック計算部４７が有するメモリ回路に記憶されていてもよい。この場合、追加メトリック計算部４７は、参照テーブルを参照することにより、最尤シンボルに対応する反転ビットシンボルを特定できる。
【００５３】
対数尤度比算出部４８は、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４８は、送信信号xr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１５】
0005585191.tif 000016
ここで、dminは、最尤シンボルセット(x0(ML), x1(ML))について算出されたメトリックを表す。関数bit(xr(ML),n)は、最尤シンボルxr(ML)(r=0,1)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)(r=0,1)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dのうちの最小値を出力する関数である。さらに、d(c0j(common), c1j(common))(j=0,1,...,k-1)は、共通グループに含まれる送信信号候補の組(c0j(common), c1j(common))について算出されたメトリックを表す。d(additional)(x0p(inv), x1p(min)(x0p(inv)))は、最尤シンボルx0(ML)の反転ビットシンボルx0p(inv)と、その反転ビットシンボルに対応するシンボルx1p(min)(x0p(inv))の組について算出された追加メトリックを表す。そしてd(additional)(x0p(min)(x1p(inv)), x1p(inv))は、最尤シンボルx1(ML)の反転ビットシンボルx1p(inv)と、その反転ビットシンボルに対応するシンボルx0p(min)(x1p(inv))の組について算出された追加メトリックを表す。
また対数尤度比算出部４８は、次式に従ってビットLLRr(n)を算出してもよい。
【数１６】
0005585191.tif 000017
対数尤度比算出部４８は、各ビットLLRr(n)及び対応する反転ビットシンボルを復号部３６へ出力する。
なお、復号部３６により実行される誤り訂正復号処理が対数尤度比を用いない場合、追加メトリック計算部４７及び対数尤度比算出部４８は省略されてもよい。
【００５４】
図７及び図８は、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、ストリーム分離部３５によって制御され、そして受信装置３が受信信号を受信する度に繰り返し実行される。
QR分解部４２の第１QR分解部４２１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）。そして第１QR分解部４２１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を乗じて受信信号ベクトルYのユニタリ変換ベクトルz(=(z0,z1))を生成する（ステップＳ１０２）。第１QR分解部４２１は、ユニタリ変換ベクトルZ及び上三角行列Rを候補グループ設定部４３へ出力する。
【００５５】
候補グループ設定部４３の第１候補グループ設定部４３１は、着目する送信信号x0について、ユニタリ変換信号z0から他の送信信号x1のシンボルレプリカc1iによる成分をキャンセルした残留成分を、着目送信信号x0の推定値u0iとして算出する（ステップＳ１０３）。その際、第１候補グループ設定部４３１は、各シンボルレプリカc1i(i=0,1,2,...,m1-1)についてそれぞれ推定値u0iを算出する。そして第１候補グループ設定部４３１は、各推定値u0iに最も近いシンボルレプリカx0(min)(c1i)と対応する送信信号x1のシンボルレプリカc1iとの組(x0(min)(c1i), c1i)を一つの送信信号の候補の組とする第１候補グループを生成する（ステップＳ１０４）。第１候補グループ設定部４３１は、第１候補グループを共通グループ検索部４４及び追加メトリック計算部４７へ出力する。
【００５６】
チャネル入替部４１は、チャネル行列Hの列を入れ替えることで変換チャネル行列H'を作成する（ステップＳ１０５）。そしてチャネル入替部４１は、変換チャネル行列H'をQR分解部４２へ出力する。
QR分解部４２の第２QR分解部４２２は、変換チャネル行列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Ｓ１０６）。そして第２QR分解部４２２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Q'Hを乗じて受信信号ベクトルYのユニタリ変換ベクトルz'(=(z'0,z'1))を生成する（ステップＳ１０７）。第２QR分解部４２２は、ユニタリ変換ベクトルz'及び上三角行列R'を候補グループ設定部４３へ出力する。
【００５７】
候補グループ設定部４３の第２候補グループ設定部４３２は、着目する送信信号x1について、ユニタリ変換信号z'0から他の送信信号x0のシンボルレプリカc0iによる成分をキャンセルした残留成分を着目送信信号x1の推定値u1iとして算出する（ステップＳ１０８）。その際、第２候補グループ設定部４３２は、各シンボルレプリカc0i(i=0,1,2,...,m0-1)についてそれぞれ推定値u1iを算出する。そして第２候補グループ設定部４３２は、各推定値u1iに最も近いシンボルレプリカx1(min)(c0i)と、対応する送信信号x0のシンボルレプリカc0iとの組(c0i, x1(min)(c0i))を一つの送信信号の候補の組とする第２候補グループを生成する（ステップＳ１０９）。第２候補グループ設定部４３２は、第２候補グループを共通グループ検索部４４及び追加メトリック計算部４７へ出力する。
共通グループ検索部４４は、第１候補グループと第２候補グループ間で共通する送信信号の候補の組を検索する（ステップＳ１１０）。そして共通グループ検索部４４は、その共通する送信信号の候補の組を含む共通グループをメトリック計算部４５へ出力する。
【００５８】
図８に示されるように、メトリック計算部４５は、共通グループに含まれる送信信号の候補の各組について、その送信信号候補の組に基づく推定受信信号の組と受信信号の組との距離の指標を表すメトリックを算出する（ステップＳ１１１）。
最小値検索部４６は、メトリックの最小値に対応する組に含まれる送信信号の候補を実際に送信された送信信号と推定する（ステップＳ１１２）。最小値検索部４６は、メトリックの最小値及び推定された送信信号を対数尤度比算出部４８へ出力する。また最小値検索部４６は、推定された送信信号を追加メトリック計算部４７へ出力する。
【００５９】
追加メトリック計算部４７は、最尤シンボルに対して反転ビットを持つシンボルのうち所定距離内のシンボルを反転ビットシンボルとして選択する（ステップＳ１１３）。そして追加メトリック計算部４７は、第１及び第２候補グループを参照して反転ビットシンボルに対応するシンボルレプリカの組を決定する（ステップＳ１１４）。追加メトリック計算部４７は、反転ビットシンボルに対応するメトリックを算出する（ステップＳ１１５）。追加メトリック計算部４７は、メトリック及び反転ビットシンボルを対数尤度比算出部４８へ出力する。
対数尤度比算出部４８は、各最尤シンボルの反転ビットのそれぞれについて、最小メトリックの２乗根と反転ビットシンボルに対応するメトリックの最小値の２乗根の差を対数尤度比として算出する（ステップＳ１１６）。そして対数尤度比算出部４８は、推定された送信信号と、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復号部３６へ出力する。
その後、ストリーム分離部３５は、送信信号分離処理を終了する。
なお、ストリーム分離部３５は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理と、ステップＳ１０５〜Ｓ１０９の処理を並列に実行してもよい。
【００６０】
表１は、二つの送信信号がともに64QAMにより変調されている場合における、本実施形態による送信信号分離処理により行われるメトリック計算回数と、従来技術による送信信号分離処理により行われるメトリック計算回数を表す。表１では、メトリックは（１３）式に従って二乗ユークリッド距離により算出され、１回のノルムの計算が１回のメトリックの計算であるとした。追加メトリック計算部４７は、それぞれの反転ビットについて、その反転ビットを含むシンボルのうち、最尤シンボルと最も近いシンボルのみを反転ビットシンボルとしてメトリックを計算するものとした。
【表１】
0005585191.tif 000018
本実施形態による方式では、メトリック計算回数は最小で26となり、最大で128となる。第１候補グループと第２候補グループ間で共通する送信信号の候補の組が一つしかない場合、メトリック計算回数は最小となる。この場合、その共通する組について２回のメトリックが計算され、かつ、各送信信号ごとにlog264(=6)個の反転ビットシンボルが存在するので、反転ビットシンボルに関して24回のメトリックが計算される。
一方、第１候補グループと第２候補グループ間で共通する送信信号の候補の組が64個存在する場合、すなわち、両候補グループが等しい場合、メトリック計算回数は最大となる。この場合、共通する組について128(=2×64)回のメトリックが計算される。ただし、反転ビットシンボルを含む送信信号の組は共通グループに含まれるので、反転ビットシンボルに関するメトリック計算回数は0となる。
表１に示されるように、メトリック計算回数が最大となる場合でも、本実施形態による方式によるメトリック計算回数は、他の従来方式による送信信号分離方式によるメトリック計算回数よりも少ない。
【００６１】
以上に説明してきたように、第１の実施形態による受信装置は、送信信号を分離する際、チャネルの順序を入れ替えた二つのチャネル行列を求める。そしてこの受信装置は、チャネル行列ごとに送信信号の候補の組を求める。その際、この受信装置は、着目する送信信号について、全ての送信信号に関する成分を持つ受信信号のユニタリ変換信号から、他の送信信号の候補に相当する成分をキャンセルした残留成分に最も近いシンボルレプリカをその着目する送信信号の候補とする。そしてこの受信装置は、チャネル行列ごとに求めた送信信号の候補の組の二つの集合において共通する組についてのみメトリックを計算することで、送信信号を推定する。このように、この受信装置は、演算量の多いメトリックを計算せずに送信信号の候補の組を決定できるので、メトリックの計算回数を減らすことができる。その結果、この受信装置は、送信信号を分離する際の演算量を削減できる。
【００６２】
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、送信信号分離処理を行う際、第１の候補グループと第２の候補グループ間で共通する送信信号の候補の組に優先順位を付け、優先順位が高い組についてのみメトリックを計算する。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。
【００６３】
図９は、第２の実施形態による受信装置のストリーム分離部３５１の概略構成図である。ストリーム分離部３５１は、チャネル入替部４１と、QR分解部４２と、候補グループ設定部４３と、共通グループ検索部４４と、メトリック計算部４５と、最小値検索部４６と、追加メトリック計算部４７と、対数尤度比算出部４８と、ランキング決定部５１とを有する。
ストリーム分離部３５１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３５１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９において、ストリーム分離部３５１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３５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３５１は、ランキング決定部５１を有する点で、第１の実施形態によるストリーム分離部３５と異なる。
【００６４】
ランキング決定部５１は、第１信号ランキング決定部５１１と、第２信号ランキング決定部５１２とを有する。
第１信号ランキング決定部５１１は、第１候補グループに含まれる各送信信号候補の組に優先順位をつけるためのランキング値を算出する。ここで、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との関係を表す（７）式に示されるように、送信信号x1は、ユニタリ変換信号z1を用いて次式のように表される。
【数１７】
0005585191.tif 000019
この（１７）式の右辺の第１項(z1/r11)は、送信信号x1の推定値v1を表している。すなわち、ノイズ成分が小さければ、推定値v1に近い信号値ほど実際に送信された送信信号x1である可能性が高い。
そこで第１信号ランキング決定部５１１は、送信信号x1が取り得る信号値に対応するシンボルレプリカc1iのそれぞれに対して推定値v1に近い順に従ってランキング値を決定する。そして第１信号ランキング決定部５１１は、例えば、推定値v1に近い信号値ほど小さいランキング値を設定する。このランキング値は、各信号値が送信信号x1である確からしさを表す。この例では、ランキング値が小さいほど、その確からしさは高い。
ランキング値を決定するために、第１信号ランキング決定部５１１は、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v1(=z1/r11)が属する象限を判定する。そして第１信号ランキング決定部５１１は、推定値v1が属する象限の中心位置を原点として、((1/2)log2m1)回の象限判定を行うことにより、各信号値に対して推定値v1に近い順序を決定する。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である。
【００６５】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、それぞれ、送信信号x1の推定値v1と送信信号x1が取り得る信号値との位置関係の例を示す図である。なお、一例として、送信信号x1に適用される変調方式はQPSKである。そして図１０（ａ）及び図１０（ｂ）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１００１ａ〜１００１ｄは、それぞれ、送信信号x1が取り得る信号値に対応する。例えば、点１００１ａはシンボル"00"に対応する信号値を表す。また点１０１０は、推定値v1を表す。この例では、推定値v1のI信号成分及びQ信号成分の何れも正の値を持つ。したがって、４個の信号値のうち、シンボル"00"に対応する信号値が推定値v1に最も近い。一方、シンボル"11"に対応する信号値は、I成分とQ成分の両方とも推定値v1と異なるので、その信号値は推定値v1から最も遠い。そこで、第１信号ランキング決定部５１１は、例えば、シンボル"00"に対応するシンボルレプリカに対してランキング値"1"を設定し、一方、シンボル"11"に対応するシンボルレプリカに対してランキング値"4"を設定する。また、シンボル"01"に対応するシンボルレプリカ及びシンボル"00"に対応する信号値については、１回の象限判定では、どちらの信号値が推定値v1により近いか分からない。そのため、第１信号ランキング決定部５１１は、シンボル"01"に対応するシンボルレプリカ及びシンボル"00"に対応するシンボルレプリカに対して、それぞれ、ランキング値"2"を設定する。
【００６６】
さらに、第１信号ランキング決定部５１１は、((1/2)log2m1)回よりも多くの象限判定を行ってもよい。これにより、第１信号ランキング決定部５１１は、全ての信号値について、推定値v1に近い順序を決定できる。
例えば、図１０（ｂ）に示されるように、推定値v1に対して２回目の象限判定処理を行うことにより、推定値v1が16個の領域のうちの領域１０２０に属していることが分かる。そして領域１０２０は、シンボル"10"に対応する信号値よりもシンボル"01"に対応する信号値に近い。そのため、第１信号ランキング決定部５１１は、シンボル"01"に対応する信号値の方がシンボル"10"に対応する信号値よりも推定値v1に近いと判定できる。そこで第１信号ランキング決定部５１１は、各シンボル"00"、"01"、"10"、"11"に対応するシンボルレプリカに対して、それぞれ、ランキング値"1"、"2"、"3"、"4"を設定する。
【００６７】
第２信号ランキング決定部５１２は、第２候補グループに含まれる各送信信号候補の組に順位をつけるためのランキング値を算出する。そこで、第２信号ランキング決定部５１２は、第１信号ランキング決定部５１１と同様に、（９）式に基づいて、(z'1/r'11)を送信信号x0の推定値v0として算出する。そして第２信号ランキング決定部５１２は、推定値v0が属する象限を判定することにより、送信信号x0が取り得る信号値に対応する各シンボルレプリカc0iに対して推定値v0に近い順に従ってランキング値を決定する。
ランキング決定部５１は、送信信号x0が取り得る信号値に対応する各シンボルレプリカc0iに設定されたランキング値R0i及び送信信号x1が取り得る信号値に対応する各シンボルレプリカc1iに設定されたランキング値R1iを候補グループ設定部４３へ渡す。
【００６８】
候補グループ設定部４３は、第１の実施形態における候補グループ設定部４３と同様に、送信信号x0、x1の候補の組の集合である第１候補グループ及び第２候補グループを求める。
その際、第１候補グループ設定部４３１は、第１候補グループに含まれるそれぞれの送信信号候補の組に含まれるシンボルレプリカc1iに設定されたランキング値R1iを、その組が実際に送信された送信信号である確からしさを表すランキング値とする。同様に、第２候補グループ設定部４３２は、第２候補グループに含まれるそれぞれの送信信号候補の組に含まれるシンボルレプリカc0iに設定されたランキング値R0iを、その組が実際に送信された送信信号である確からしさを表すランキング値とする。
候補グループ設定部４３は、第１候補グループ、第２候補グループ及びそれら候補グループに含まれるそれぞれの組のランキング値を共通グループ検索部４４及び追加メトリック計算部４７へ出力する。
【００６９】
共通グループ検索部４４は、第１候補グループと第２候補グループ間で共通する送信信号候補の組を検索し、その共通する送信信号候補の組の集合を共通グループとする。そして共通グループ検索部４４は、その共通する送信信号候補の組についてそれぞれ設定されたランキング値(R0i,R1i)に基づいて優先順位を決定する。
例えば、共通グループ検索部４４は、共通する送信信号候補の各組について、ランキング値の和Rsum(=R0i+R1i)を優先順位としてそれぞれ算出する。そして共通グループ検索部４４は、優先順位の高い方から順に、すなわち、ランキング値の和Rsumが小さい方から順にS個の組を選択する。
あるいは、共通グループ検索部４４は、共通する送信信号候補の各組について、ランキング値の積Rpro(=R0i*R1i)を優先順位として算出する。そして共通グループ検索部４４は、ランキング値の積Rproが小さい方から順にS個の組を選択してもよい。
ただし、共通グループに含まれる送信信号候補の組の数がS未満である場合には、共通グループ検索部４４は、共通グループに含まれる送信信号候補の組の全てを選択する。なお、Sは、1以上の整数であり、かつ、例えば、送信信号x0、x1に対して適用される変調方式が取り得る値の数m0、m1のうちの小さい方の値よりも小さい値に設定される。例えば、送信信号x0、x1に対して適用される変調方式が64QAMである場合、Sは16に設定される。
共通グループ検索部４４は、選択した送信信号候補の組をメトリック計算部４５へ出力する。そしてメトリック計算部４５は、共通グループ検索部４４により選択された送信信号候補の組についてのみ、メトリックを計算する。
【００７０】
図１１は、図７に示された送信信号分離処理のステップＳ１０１〜Ｓ１１０の代わりに実行される、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。この送信信号分離処理は、ストリーム分離部３５１によって制御され、そして受信装置３が受信信号を受信する度に繰り返し実行される。
【００７１】
QR分解部４２の第１QR分解部４２１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Ｓ２０１）。そして第１QR分解部４２１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を乗じて受信信号ベクトルYのユニタリ変換ベクトルz(=(z0,z1))を生成する（ステップＳ２０２）。第１QR分解部４２１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５１及候補グループ設定部４３へ出力する。
【００７２】
ランキング決定部５１の第１信号ランキング決定部５１１は、送信信号x1が取り得る信号値である各シンボルレプリカc1iに対して、送信信号x1の推定値v1(=z1/r11)に近い順に従ってランキング値R1iを決定する（ステップＳ２０３）。そして第１信号ランキング決定部５１１は、各シンボルレプリカc1iに設定されたランキング値R1iを候補グループ設定部４３へ渡す。
候補グループ設定部４３の第１候補グループ設定部４３１は、着目する送信信号x0について、ユニタリ変換信号z0から他の送信信号x1のシンボルレプリカc1iによる成分をキャンセルした残留成分を着目送信信号x0の推定値u0iとして算出する（ステップＳ２０４）。その際、第１候補グループ設定部４３１は、各シンボルレプリカc1i(i=0,1,2,...,m1-1)についてそれぞれ推定値u0iを算出する。そして第１候補グループ設定部４３１は、各推定値u0iに最も近いシンボルレプリカx0(min)(c1i)と対応する他の送信信号x1のシンボルレプリカc1iとの組(x0(min)(c1i), c1i)を一つの送信信号の候補の組とする第１候補グループを生成する（ステップＳ２０５）。第１候補グループ設定部４３１は、第１候補グループに含まれるそれぞれの送信信号候補の組に含まれるシンボルレプリカc1iに設定されたランキング値R1iを、その組に対するランキング値とする。そして第１候補グループ設定部４３１は、第１候補グループ及びそのグループに含まれるそれぞれの組のランキング値を共通グループ検索部４４及び追加メトリック計算部４７へ出力する。
【００７３】
チャネル入替部４１は、チャネル行列Hの列を入れ替えることで変換チャネル行列H'を作成する（ステップＳ２０６）。そしてチャネル入替部４１は、変換チャネル行列H'をQR分解部４２へ出力する。
QR分解部４２の第２QR分解部４２２は、変換チャネル行列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Ｓ２０７）。そして第２QR分解部４２２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Q'Hを乗じてユニタリ変換ベクトルz'(=(z'0,z'1))を生成する（ステップＳ２０８）。第２QR分解部４２２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５１及び候補グループ設定部４３へ出力する。
【００７４】
ランキング決定部５１の第２信号ランキング決定部５１２は、送信信号x0が取り得る信号値である各シンボルレプリカc0iに対して、送信信号x0の推定値v0(=z'1/r'11)に近い順に従ってランキング値R0iを決定する（ステップＳ２０９）。そして第２信号ランキング決定部５１２は、各シンボルレプリカc0iに設定されたランキング値R0iを候補グループ設定部４３へ渡す。
【００７５】
第２候補グループ設定部４３２は、着目する送信信号x1について、ユニタリ変換信号z'0から他の送信信号x0のシンボルレプリカc0iによる成分をキャンセルした残留成分を着目送信信号x1の推定値u1iとして算出する（ステップＳ２１０）。その際、第２候補グループ設定部４３２は、各シンボルレプリカc0i(i=0,1,2,...,m0-1)についてそれぞれ推定値u1iを算出する。そして第２候補グループ設定部４３２は、各推定値u1iに最も近いシンボルレプリカx1(min)(c0i)と対応する他の送信信号x0のシンボルレプリカc0iとの組(c0i, x1(min)(c0i))を一つの送信信号の候補の組とする第２候補グループを生成する（ステップＳ２１１）。第２候補グループ設定部４３２は、第２候補グループに含まれるそれぞれの送信信号候補の組に含まれるシンボルレプリカc0iに設定されたランキング値R0iを、その組に対するランキング値とする。そして第２候補グループ設定部４３２は、第２候補グループ及びそのグループに含まれるそれぞれの組のランキング値を共通グループ検索部４４及び追加メトリック計算部４７へ出力する。
【００７６】
共通グループ検索部４４は、第１候補グループと第２候補グループとの間で共通する送信信号の候補の組を検索し、その共通する送信信号の候補の組の集合を共通グループとする（ステップＳ２１２）。共通グループ検索部４４は、共通グループに含まれる送信信号候補の組のそれぞれに対して、その送信信号候補の組にそれぞれ設定されたランキング値(R0i,R1i)に基づいて優先順位を決定する。そして共通グループ検索部４４は、優先順位の高い方から順に所定個の組を選択する（ステップＳ２１３）。共通グループ検索部４４は、選択した送信信号の候補の組をメトリック計算部４５へ出力する。
その後、ストリーム分離部３５１は、図８に示されたステップＳ１１１以降の処理を実行する。なお、ストリーム分離部３５１は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理と、ステップＳ２０６〜Ｓ２１１の処理を並列に実行してもよい。
【００７７】
この第２の実施形態では、メトリックを計算する送信信号候補の数の最大値が所定数Sによって規定される。すなわち、メトリック計算部４５におけるメトリックの計算回数は、最大で2S回となる。また追加メトリック計算部４７におけるメトリックの計算回数は、最大で(log2m0+log2m1)×2回となる。なお、m0、m1は、それぞれ、送信信号x0、x1に対して適用される変調方式が取り得る値の数である。したがって、第２の実施形態によるメトリック計算回数の最大値は(2S+(log2m0+log2m1)×2)となる。例えば、表１に示したメトリック計算回数を算出する条件と同様の条件が設定され、かつ、Sが16に設定されていれば、メトリック計算回数の最大値は56回となる。
このように、第２の実施形態による受信装置は、メトリック計算回数の最大値を第１の実施形態による受信装置よりも小さくできる。
【００７８】
上記のように、送信信号x0、x1に対応するシンボルレプリカc0i、c1iの何れか一方でもランキング値が大きい送信信号候補の組は、優先順位が低くなり、その結果、そのような組はメトリック計算の対象とならない。そのため、そのような組を求めるための演算量を削減することが好ましい。
そこで第１候補グループ設定部４３１は、第１ランキング決定部５１により算出されたランキング値が上位のΣ1個に含まれるシンボルレプリカc1iについてのみ、象限判定を行って送信信号候補の組を設定してもよい。同様に、第２候補グループ設定部４３２は、第２ランキング決定部５２により算出されたランキング値が上位のΣ0個に含まれるシンボルレプリカc0iについてのみ、象限判定を行って送信信号候補の組を設定してもよい。
これにより、ストリーム分離部３５１は、象限判定を行う回数を減らすことができるので、送信信号分離処理全体の演算量をさらに削減できる。例えば、送信信号x0、x1に対して適用される変調方式が64QAMであり、かつΣ0=Σ1=32である場合、第１及び第２の実施形態と比較して、候補グループ設定部４３の象限判定処理の演算量は1/2となる。
【００７９】
また、送信信号x0に対して適用される変調方式が送信信号x1に対して適用される変調方式と異なる場合、Σ0とΣ1とは異なる値であってもよい。例えば、送信信号x0に対して適用される変調方式が16QAMであり、送信信号x1に対して適用される変調方式が64QAMである場合、Σ0は8、Σ1は32に設定される。あるいは、Σ0とΣ1とは、送信信号x0、x1に対して適用される変調方式に応じて異なる値に設定されてもよい。例えば、適用される変調方式がQPSKであれば、Σ0及びΣ1は3に設定され、適用される変調方式が16QAMであれば、Σ0及びΣ1は8に設定され、また適用される変調方式が64QAMであれば、Σ0及びΣ1は32に設定される。
【００８０】
なお、この変形例では、送信信号x0、x1が取り得る値のうちの一部に関して送信信号候補の組が求められていないため、反転シンボルに対応する送信信号の候補の組が第１候補グループ及び第２候補グループに含まれていないことがある。そこで、反転シンボルに対応する送信信号の候補の組が第１候補グループ及び第２候補グループの何れにも含まれていない場合、追加メトリック計算部４７は、候補グループ設定部４３の処理と同様の処理を行って、反転シンボルを含む送信信号の組を決定する。
【００８１】
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は、送信信号分離処理を行う際、一方の候補グループ設定部が、他方の候補グループ設定部により設定された候補グループを参照する。そしてその一方の候補グループ設定部が、参照された候補グループに含まれる送信信号の候補に対応するシンボルレプリカについてのみ、送信信号の候補の組を求める。
【００８２】
図１２は、第３の実施形態による受信装置のストリーム分離部３５２の概略構成図である。ストリーム分離部３５２は、チャネル入替部４１と、QR分解部４２と、候補グループ設定部４３と、共通グループ検索部４４と、メトリック計算部４５と、最小値検索部４６と、追加メトリック計算部４７と、対数尤度比算出部４８とを有する。
ストリーム分離部３５２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３５２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１２において、ストリーム分離部３５２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３５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３５２は、候補グループ設定部４３の第２候補グループ設定部４３２が、第１候補グループ設定部４３１により設定された第１候補グループを参照する点で、第１の実施形態によるストリーム分離部３５と異なる。
【００８３】
第２候補グループ設定部４３２は、第１候補グループφ1に含まれる、各送信信号候補の組(x0(min)(c1i), c1i)(i=0, 1, 2,...,m-1)を参照する。そして第２候補グループ設定部４３２は、x0(min)(c1i)の何れかについてのみ、対応する送信信号x1の候補を求める。
【００８４】
図１３は、第１候補グループφ1の一例を示す図である。なお、送信信号x0とx1はともにQPSKにより変調された信号である。図１３に示されるように、x0(min)(c1i)(m=0〜3)は、シンボル"01"、"10"及び"11"の何れかに対応するシンボルレプリカである。そのため、送信信号x0についてシンボル"00"となるシンボルレプリカは、送信信号x0の候補にはならない。そこで、第２候補グループ設定部４３２は、送信信号x0のシンボル"01"、"10"及び"11"の何れかに対応するシンボルレプリカについてのみ、対応する送信信号x1の候補を求める。
このように、第３の実施形態による受信装置では、第２候補グループ設定部４３２が象限判定を行う回数が減るので、送信信号分離処理における演算量を削減できる。
なお、第２候補グループ設定部４３２が第２候補グループを設定した後に、第１候補グループ設定部４３１がその第２候補グループに含まれる送信信号x1の候補についてのみ、対応する送信信号x0の候補を求めてもよい。
【００８５】
次に、第４の実施形態による受信装置について説明する。
第４の実施形態による受信装置は、3本以上のアンテナ及び各アンテナに接続された受信部を有し、そしてその受信装置が有する復調部は、各アンテナで受信した受信信号から送信信号を分離する。なお、以下では、一例として、受信装置は3本のアンテナ及び各アンテナに接続された受信部を有するものとして説明する。
【００８６】
図１４は、第４の実施形態による受信装置のストリーム分離部３５３の概略構成図である。ストリーム分離部３５３は、チャネル入替部４１と、QR分解部４２’と、候補グループ設定部４３’と、共通グループ検索部４４と、メトリック計算部４５と、最小値検索部４６と、追加メトリック計算部４７と、対数尤度比算出部４８とを有する。
ストリーム分離部３５３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３５３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１４において、ストリーム分離部３５３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３５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。
【００８７】
QR分解部４２’は、チャネル推定部３４により推定されたチャネル行列またはチャネル入替部４１により生成された変換チャネル行列をQR分解する。
ここで、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１８】
0005585191.tif 000020
ここで、x0〜x2は、それぞれ、送信装置が有する３本のアンテナのそれぞれ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〜x2を要素とするベクトルである。またy0〜y2は、それぞれ、受信装置が有する各アンテナ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〜y2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〜n2は、それぞれ、受信信号y0〜y2に含まれるノイズ成分を表す。
【００８８】
QR分解部４２’は、チャネル推定部３５から受け取ったチャネル行列Hを、次式のようにユニタリ行列Qと上三角行列RにQR分解する。
【数１９】
0005585191.tif 000021
そしてQR分解部４２’は、（１８）式の両辺に、それぞれ左側からユニタリ行列Qのエルミート共役QHを乗じる。これにより、QR分解部４２’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。なお、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２０】
0005585191.tif 000022
ここで、ユニタリ変換信号z0〜z2は、それぞれユニタリ変換ベクトルzの要素である。
【００８９】
同様に、QR分解部４２’は、チャネル入替部４１により生成された変換チャネル行列H(abc)も、ユニタリ行列Q(abc)と上三角行列R(abc)にQR分解する。そしてQR分解部４２’は、受信信号ベクトルと変換チャネル行列及び送信信号ベクトルの関係を表す式にユニタリ行列Q(abc)のエルミート共役Q(abc)Hを乗じる。これにより、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(abc)を求める。ユニタリ変換ベクトルz(abc)と、上三角行列R(abc)及び送信信号ベクトルX(abc)との関係は次式で表される。
【数２１】
0005585191.tif 000023
なお、（２１）式において、a,b,cは、それぞれ、0,1,2の何れかであり、かつ、a≠b≠cである。
QR分解部４２’は、ユニタリ変換ベクトルz、z(abc)上三角行列R、R(abc)などを候補グループ設定部４３’へ渡す。
【００９０】
候補グループ設定部４３’は、送信された可能性が有る送信信号の候補の組を求める。ここで（２０）式を参照すると、ユニタリ変換ベクトル信号z0は、全ての送信信号と関連している。そこで、候補グループ設定部４３’は、（２０）式に基づいて、ユニタリ変換信号z0から、送信信号x1及びx2の成分をキャンセルすることにより、送信信号x0の推定値を求める。
【００９１】
送信信号x1及びx2が、それぞれ、シンボルレプリカc1i及びc2j(i=0,1,...,m1-1, j=0,1,...,m2-1)であれば、送信信号x0の推定値u0ijは次式により表される。なお、m1、m2は、それぞれ、送信信号x1、x2に対して適用された変調方式が取り得る値の数である。
【数２２】
0005585191.tif 000024
候補グループ設定部４３’は、例えば、第１候補グループ設定部４３１と同様に、推定値u0ijに対する象限判定処理を実行することにより、推定値u0ijに最も近い、送信信号x0のシンボルレプリカx(min)(c1i,c2j)を決定する。そして候補グループ設定部４３’は、｛x(min)(c1i,c2j), c1i,c2j｝を、送信信号の候補の組とする。
候補グループ設定部４３’は、シンボルレプリカc1i及びc2jの全ての組を（２２）式に入力することにより、シンボルレプリカc1i及びc2jのそれぞれの組に対する送信信号x0の推定値u0ijを求める。そして候補グループ設定部４３’は、各推定値u0ijについて上記の処理を行うことにより、送信信号の候補の組の集合である第１候補グループを求める。
【００９２】
同様に、候補グループ設定部４３’は、変換チャネル行列H(abc)に基づいて求められた（２１）式より、送信信号の候補の組の集合である第ｎ候補グループを求める。なおｎは、2以上かつ、a、b、cの順列の総数、すなわち6以下の整数である。この場合、送信信号xb及びxcが、それぞれ、シンボルレプリカcbi及びccj(i=0,1,...,mb-1, j=0,1,...,mc-1)であれば、送信信号xaの推定値uaijは次式により表される。なお、mb、mcは、それぞれ、送信信号xb、xcに対して適用された変調方式が取り得る値の数である。
【数２３】
0005585191.tif 000025
候補グループ設定部４３’は、推定値uaijに対する象限判定処理を実行することにより、推定値uaijに最も近い、送信信号xaのシンボルレプリカxa(min)(cbi,ccj)を決定する。そして候補グループ設定部４３’は、｛xa(min)(cbi,ccj), cbi,ccj｝を、送信信号の候補の組とする。
候補グループ設定部４３’は、候補グループを求める度に、その候補グループを共通グループ検索部４４へ出力する。
【００９３】
チャネル入替部４１は、チャネル行列Hの列を入れ替えることにより、少なくとも一つの変換チャネル行列H(abc)を作成する。各変換チャネル行列H(abc)は、互いに列の順序が異なるように作成される。本実施形態では、送信信号は３個であるため、変換チャネル行列H(abc)の数は最大で5(=3P3-1)個である。作成する変換チャネル行列の数が送信信号の数未満である場合、チャネル入替部４１は、上記の（２１）式において最上段に位置する送信信号xaが、送信信号x0及び他の変換チャネル行列におけるxaと異なるように変換チャネル行列H(abc)を作成することが好ましい。これにより、（２２）式及び（２３）式により推定値が求められる送信信号がチャネル行列及び変換チャネル行列ごとに異なる。そのため、チャネル行列及び変換チャネル行列に応じて作成される候補グループも異なるものになるので、ストリーム分離部３５３は、大域的に送信信号候補の組を探索することができる。
チャネル入替部４１は、変換チャネル行列H(abc)を作成する度に、作成した変換チャネル行列H(abc)をQR分解部４２’へ出力する。またチャネル入替部４１は、作成した変換チャネル行列H(abc)の列の順序をチャネル入替部４１が有するバッファメモリに記憶する。そしてチャネル入替部４１は、バッファメモリに記憶された列の順序を参照して、まだ記憶されていない列の順序を選択し、選択した列の順序に従ってチャネル行列の列を入れ替える。これにより、チャネル入替部４１は、新たに作成する変換チャネル行列をそれまでに作成した変換チャネル行列H(abc)と異ならせることができる。
【００９４】
共通グループ検索部４４は、候補グループ設定部４３’から候補グループを受け取る度に、共通グループ検索部４４が有するバッファメモリにその候補グループを記憶する。そして共通グループ検索部４４は、二個目の候補グループを受け取ると、最初に受け取った候補グループとの間で共通する送信信号候補の組を検索する。そして共通グループ検索部４４は、二つの候補グループ間で共通する送信信号候補の組の集合を共通グループとして、共通グループ検索部４４が有するバッファメモリに記憶する。
共通グループ検索部４４は、３個目以降の候補グループを受け取る度に、その候補グループと共通グループ間で共通する送信信号候補の組を検索し、その共通する送信信号候補の組の集合を新たな共通グループとしてバッファメモリに記憶する。そして共通グループ検索部４４は、全ての候補グループ間で共通する送信信号候補の組を抽出すると、その抽出された組をメトリック計算部４５へ出力する。そしてメトリック計算部４５は、抽出された送信信号候補の組についてメトリックを計算する。最小値検索部４６は、メトリックの最小値を求め、その最小値に対応する送信信号候補の組を、実際に送信された送信信号の組として推定する。
【００９５】
なお、ストリーム分離部３５３により制御される送信信号分離処理の動作フローチャートは、図７及び図８に示された動作フローチャートと比較して、ステップＳ１０５〜Ｓ１１０の処理が作成される変換チャネル行列の数だけ繰り返される点でのみ異なる。
ストリーム分離部３５３は、ステップＳ１０５〜Ｓ１１０の処理を予め設定された回数だけ繰り返してもよい。あるいは、ストリーム分離部３５３は、共通グループに含まれる送信信号候補の組の数が所定数以下となった時点で、ステップＳ１０５〜Ｓ１１０の処理を停止してもよい。
【００９６】
この第４の実施形態による受信装置も、共通グループ検索部により抽出された送信信号候補の組についてのみメトリックを計算するので、3本以上のアンテナを介して受信した受信信号に基づいて送信信号を分離するための演算量を削減できる。
【００９７】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、第１、第３及び第４の実施形態の何れかによるストリーム分離部は、QR分解部を有さなくてもよい。この場合、候補グループ設定部は、チャネル行列または変換チャネル行列と、受信信号ベクトル及び送信信号ベクトルの関係を表す式に基づいて、第１候補グループ及び第２候補グループを求める。例えば、（４）式に基づいて、送信信号x0の推定値u0iは、受信信号y0から送信信号x1のシンボルレプリカc1iに関する成分をキャンセルした残留成分として次式のように求められる。
【数２４】
0005585191.tif 000026
そこで候補グループ設定部は、上記の実施形態と同様に、推定値u0iに最も近い送信信号x0のシンボルレプリカx0(c1i)を求め、(x0(c1i), c1i)を第１候補グループに含まれる送信信号候補の組とすることができる。また同様に、（５）式に基づいて、送信信号x1の推定値u1iは、受信信号y1から送信信号x0の信号レプリカc0iに関する成分をキャンセルした残留成分として次式のように求められる。
【数２５】
0005585191.tif 000027
そこで候補グループ設定部は、上記の実施形態と同様に、推定値u1iに最も近い送信信号x1のシンボルレプリカx1(c0i)を求め、(c0i, x1(c0i))を第２候補グループに含まれる送信信号候補の組とすることができる。
あるいは、候補グループ設定部は、（４）式に基づいて、受信信号y1から送信信号x0の信号レプリカc0iに関する成分をキャンセルすることにより、送信信号x1の推定値u1iを求めてもよい。このように、候補グループ設定部が異なる受信信号に着目し、受信信号ごとに異なる送信信号の推定値を求める場合には、チャネル入替部も省略されてもよい。
また、メトリック計算部及び追加メトリック計算部は、その送信信号候補の組を、例えば（４）式の右辺の第１項に入力することにより、推定受信信号の組を算出できる。
【００９８】
また、第４の実施形態による受信装置に、第２の実施形態による受信装置を組み合わせてもよい。この場合、ストリーム分離部３５３は、送信信号候補の組のランキングを決定するためのランキング決定部を有する。そしてランキング決定部は、例えば、（２０）式及び（２１）式において一つの送信信号だけに依存するユニタリ変換信号z2またはzcから、対応する送信信号x2、xcの推定値を求める。そしてランキング決定部は、その推定値に対して象限判定することにより、送信信号x2、xcが取り得る信号値に対応するシンボルレプリカのそれぞれについて、推定値に近い順にランキング値を付与する。そして共通グループ検索部４４は、共通グループに含まれる送信信号候補の組に含まれるシンボルレプリカに付与されたランキング値に従って各組に優先順位を設定し、優先順位が高い方から順に所定個数の組のみを選択する。
【００９９】
あるいは、第４の実施形態による受信装置に、第３の実施形態による受信装置を組み合わせてもよい。また、第１〜第３の実施形態による受信装置も、第４の実施形態による受信装置と同様に、一つのQR分解部及び一つの候補グループ設定部のみを有してもよい。そして一つのQR分解部がチャネル行列及び変換チャネル行列をQR分解し、一つの候補グループ設定部がチャネル行列及び変換チャネル行列に応じた候補グループを作成してもよい。
【０１００】
さらに、上記の実施形態の何れかによる受信装置が有するストリーム分離部の各部の機能をプロセッサに実行させる命令を有するコンピュータプログラムは、例えば、無線信号により受信装置へ配信されてもよい。そして受信装置は、受信装置が有するプロセッサにそのコンピュータプログラムをロードすることにより、ストリーム分離部による送信信号分離処理を実行してもよい。
【０１０１】
また、送信装置２の各構成要素と、受信装置３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のアンテナ２１−１、２１−２と受信装置３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が有する送信部２５−１、２５−２の一つ及び受信装置３が有する受信部３２−１、３２−２の一つと接続される。
【０１０２】
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。
【０１０３】
図１５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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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のうちの復調部３３、復号部３６及びデータ統合部３７の各機能を実現する。
【０１０６】
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、プレコーディング行列に従って、各送信信号をアンテナ１０５−１〜１０５−ｎの何れかに出力する。
【０１０７】
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から受け取り、そのアップリンク信号から、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に戻す。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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
なお、基地局装置の各通信部は、基地局装置本体と独立した装置として設けられてもよい。この場合、各通信部と基地局装置本体は、例えば、光ファイバで接続される。そして各通信部と基地局装置本体は、Common Public Radio Interface（CPRI）などの規格に従って互いに通信する。
【０１１１】
図１６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。
【０１１２】
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したがって呼制御部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。
【０１１３】
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のうちの復調部３３、復号部３６及びデータ統合部３７の各機能を実現する。
【０１１４】
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、プレコーディング行列に従って、各送信信号を通信部２０４−１〜２０４−ｎの何れかに出力する。
【０１１５】
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り、そのダウンリンク信号から、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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
なお、移動局装置２００は、移動局装置２００をPeripheral Components Interconnect（PCI）バスまたはUniversal Serial Bus（USB）のようなデータ伝送路を介して他の装置に接続するためのインターフェース部をさらに有していてもよい。この場合、そのインターフェース部は制御部２０１と接続され、制御部２０１から出力された信号をデータ伝送路を介して他の装置へ出力する。あるいは、そのインターフェース部は、他の装置からデータ伝送路を介して受信した信号を制御部２０１へ渡す。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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複数の送信信号を受信することにより、それぞれ受信信号を取得する複数の受信部と、
前記複数の受信信号の少なくとも何れかに対応し、かつ前記複数の送信信号の全てに相当する成分を持つ第１の信号から、前記複数の送信信号と前記複数の受信信号間の通信チャネルを表す第１のチャネル行列に基づいて前記複数の送信信号のうちの第１の送信信号を除いた第１の他の送信信号の候補に相当する成分をキャンセルした第１の残留成分を求め、前記第１の送信信号が取り得る値のうち当該第１の残留成分に最も近い値を前記第１の送信信号の候補として求め、当該第１の送信信号の候補と前記第１の他の送信信号の候補との組の集合を第１候補グループとして求め、かつ、
前記複数の受信信号の少なくとも何れかに対応し、かつ前記複数の送信信号の全てに相当する成分を持つ第２の信号から、前記複数の送信信号と前記複数の受信信号間の通信チャネルを表す第２のチャネル行列に基づいて前記複数の送信信号のうちの第２の送信信号を除いた第２の他の送信信号の候補に相当する成分をキャンセルした第２の残留成分を求め、前記第２の送信信号が取り得る値のうち当該第２の残留成分に最も近い値を前記第２の送信信号の候補として求め、当該第２の送信信号の候補と前記第２の他の送信信号の候補との組の集合を第２候補グループとして求める候補グループ設定部と、
前記第１候補グループと前記第２候補グループ間で共通する前記送信信号の候補の組の集合を共通グループとして選択する共通グループ検索部と、
前記共通グループに含まれる送信信号の候補の組のそれぞれについて、当該送信信号の候補の組に対応する推定受信信号の組を算出し、当該推定受信信号の組と前記複数の受信信号との距離を計算するメトリック計算部と、
前記距離が最小となる前記送信信号の候補の組を、前記複数の送信信号の組と推定する送信信号推定部と、
を有する通信装置。
（付記２）
前記第１のチャネル行列に含まれる列の順序を入れ替えることにより前記第２のチャネル行列を作成するチャネル入替部をさらに有する、付記１に記載の通信装置。
（付記３）
前記第１のチャネル行列と前記第２のチャネル行列は同一のチャネル行列である、付記１に記載の通信装置。
（付記４）
前記第１候補グループに含まれる前記送信信号の候補の組のそれぞれに対して前記複数の送信信号である確からしさを表す第１のランキング値を設定し、かつ前記第２候補グループに含まれる前記送信信号の候補の組のそれぞれに対して前記複数の送信信号である確からしさを表す第２のランキング値を設定するランキング決定部をさらに有し、
前記共通グループ検索部は、前記第１のランキング値及び前記第２のランキング値に基づいて前記共通グループに含まれる前記送信信号の候補の組のそれぞれに対して、前記複数の送信信号である確からしさが高いほど高くなる優先順位を付与し、
前記メトリック計算部は、前記優先順位が高い方から順に所定数の組について前記距離を計算する、付記１または２に記載の通信装置。
（付記５）
前記第１のチャネル行列をユニタリ行列と三角行列に分解し、該ユニタリ行列のエルミート共役を前記複数の受信信号を要素とする受信信号ベクトルに乗じることにより複数のユニタリ変換信号を求める分解部をさらに有し、
前記候補グループ設定部は、前記複数の送信信号のうちの前記第１の送信信号と異なる第３の送信信号の推定値を、前記三角行列及び前記複数のユニタリ変換信号のうちの該第３の送信信号の成分のみを持つユニタリ変換信号に基づいて算出し、前記第１候補グループに含まれる前記送信信号の候補の組に対する前記第１のランキング値を、前記送信信号の候補の組に含まれる前記第３の送信信号の候補が前記推定値に近いほど前記確からしさが高いことを示す値に設定する、付記４に記載の通信装置。
（付記６）
前記候補グループ設定部は、前記第３の送信信号の候補のうち、前記第３の送信信号の推定値に近い方から順に所定個数の当該第３の送信信号の候補のみを用いて前記第１候補グループを求める、付記５に記載の通信装置。
（付記７）
前記候補グループ設定部は、前記第１の送信信号が取り得る値のうち、前記第１候補グループに含まれる前記第１の送信信号の候補となった値のみを前記第２の他の送信信号の候補に含めることにより、前記第２候補グループを求める、付記１〜３の何れか一項に記載の通信装置。
（付記８）
前記候補グループ設定部は、前記第１の残留成分の実数成分の符号及び虚数成分の符号に基づいて前記第１の残留成分が属する象限を判定し、前記第１の送信信号が取り得る値のうち、当該象限に属する値が当該象限に属さない値よりも前記第１の残留成分に近いと判定することにより、前記第１の残留成分に最も近い値を決定する、付記１〜７の何れか一項に記載の通信装置。
（付記９）
前記推定された送信信号の組に含まれる何れかの送信信号に対して一つのビット値が反転された送信信号を含む送信信号の候補の組についての前記距離を第２の距離として算出する追加メトリック計算部と、
前記第１の距離と前記第２の距離の差を対数尤度比として算出する対数尤度比算出部とをさらに有する、付記１〜８の何れか一項に記載の通信装置。
（付記１０）
更に、
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付記１に記載の通信装置。
（付記１１）
更に、
前記複数の送信信号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に記載の通信装置。
（付記１２）
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受信装置が有する複数のアンテナのそれぞれによって受信することにより得られた複数の受信信号の少なくとも何れかに対応し、かつ前記複数の送信信号の全てに相当する成分を持つ第１の信号から、前記複数の送信信号と前記複数の受信信号間の通信チャネルを表す第１のチャネル行列に基づいて前記複数の送信信号のうちの第１の送信信号を除いた第１の他の送信信号の候補に相当する成分をキャンセルした第１の残留成分を求め、前記第１の送信信号が取り得る値のうち当該第１の残留成分に最も近い値を前記第１の送信信号の候補として求め、当該第１の送信信号の候補と前記第１の他の送信信号の候補との組の集合を第１候補グループとして求め、
前記複数の受信信号の少なくとも何れかに対応し、かつ前記複数の送信信号の全てに相当する成分を持つ第２の信号から、前記複数の送信信号と前記複数の受信信号間の通信チャネルを表す第２のチャネル行列に基づいて前記複数の送信信号のうちの第２の送信信号を除いた第２の他の送信信号の候補に相当する成分をキャンセルした第２の残留成分を求め、前記第２の送信信号が取り得る値のうち当該第２の残留成分に最も近い値を前記第２の送信信号の候補として求め、当該第２の送信信号の候補と前記第２の他の送信信号の候補との組の集合を第２候補グループとして求め、
前記第１候補グループと前記第２候補グループ間で共通する前記送信信号の候補の組の集合を共通グループとして選択し、
前記共通グループに含まれる送信信号の候補の組のそれぞれについて、当該送信信号の候補の組に対応する推定受信信号の組を算出し、当該推定受信信号の組と前記複数の受信信号との距離を計算し、
前記距離が最小となる前記送信信号の候補の組を、前記複数の送信信号の組と推定する、ことを含む通信方法。
【符号の説明】
【０１２１】
１    通信システム
２    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    受信装置
３１−１、３１−２    アンテナ
３２−１、３２−２    受信部
３３    復調部
３４    チャネル推定部
３５    ストリーム分離部
３６    復号部
３７    データ統合部
３５    送信部
４１    チャネル入替部
４２、４２’    QR分解部
４３、４３’    候補グループ設定部
４４    共通グループ検索部
４５    メトリック計算部
４６    最小値検索部
４７    追加メトリック計算部
４８    対数尤度比算出部
５１    ランキング決定部
５１１    第１信号ランキング決定部
５１２    第２信号ランキング決定部
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】
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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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