(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の送信アンテナを用いて無線信号を送信する送信機と、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の受信アンテナを用いて前記無線信号を受信する受信機とを有する無線通信システムの信号処理方法において、
前記送信機と前記受信機との間のチャネル行列を直交行列Ｑと上三角行列Ｒとの積にＱＲ分解し、
前記直交行列Ｑのエルミート共役であるＱＨと、前記受信機で受信されるＮ個の受信信号を構成要素とする受信列ベクトルｙとの積ＱＨｙを算出し、
前記算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒとに基づいて、Ｍ個の送信信号を構成要素とする送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素に対応する信号を算出し、
前記算出した信号についてコンスタレーション上での領域判定を行なうことにより、前記コンスタレーション上で前記算出した信号との信号点間距離に応じてランキング付けした、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素についての複数の送信信号候補を選出し、
前記算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒと前記選出した複数の送信信号候補とに基づいて、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）行目〜第１行目の構成要素に対応する各信号について、前記コンスタレーション上での領域判定をそれぞれ行なうことにより、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）〜第１行目の構成要素についてのそれぞれ複数の送信信号候補から、前記それぞれ複数の送信信号候補と前記各信号との信号点間距離に基づき、前記信号点間距離の総和の平均値と前記上三角行列Ｒの対角成分との比、又は、前記上三角行列Ｒの第（Ｍ−１）行目の対角成分と前記上三角行列Ｒの第Ｍ行目の対角成分との比を含む所定のパラメータに応じた数の送信信号候補を選出し、
前記選出した送信信号候補と前記各信号との信号点間距離の総和に基づいて、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目〜第１行目の構成要素についての前記送信信号候補の一意の組を決定することにより前記Ｍ個の送信信号を再生する、
ことを特徴とする、信号処理方法。
【請求項２】
Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の送信アンテナを用いて無線信号を送信する送信機と、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の受信アンテナを用いて前記無線信号を受信する受信機とを有する無線通信システムの信号処理方法において、
前記送信機と前記受信機との間のチャネル行列を構成する各列成分の電力値に基づいて、前記各列成分を並び替えた変形チャネル行列を生成し、
前記生成した変形チャネル行列を直交行列Ｑと上三角行列Ｒとの積にＱＲ分解し、
前記直交行列Ｑのエルミート共役であるＱＨと、前記受信機で受信されるＮ個の受信信号を構成要素とする受信列ベクトルｙとの積ＱＨｙを算出し、
前記算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒとに基づいて、Ｍ個の送信信号を構成要素とする送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素に対応する信号を算出し、
前記算出した信号についてコンスタレーション上での領域判定を行なうことにより、前記コンスタレーション上で前記算出した信号との信号点間距離に応じてランキング付けした、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素についての複数の送信信号候補を選出し、
前記算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒと前記選出した複数の送信信号候補とに基づいて、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）行目〜第１行目の構成要素に対応する各信号について、前記コンスタレーション上での領域判定をそれぞれ行なうことにより、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）〜第１行目の構成要素についてのそれぞれ複数の送信信号候補から、前記それぞれ複数の送信信号候補と前記各信号との信号点間距離に基づき、前記信号点間距離の総和の平均値と前記上三角行列Ｒの対角成分との比、又は、前記上三角行列Ｒの第（Ｍ−１）行目の対角成分と前記上三角行列Ｒの第Ｍ行目の対角成分との比を含む所定のパラメータに応じた数の送信信号候補を選出し、
前記選出した送信信号候補と前記各信号との信号点間距離の総和に基づいて、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目〜第１行目の構成要素についての前記送信信号候補の一意の組を決定することにより前記Ｍ個の送信信号を再生する、
ことを特徴とする、信号処理方法。
【請求項３】
Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の送信アンテナを用いて無線信号を送信する送信機と、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の受信アンテナを用いて前記無線信号を受信する受信機とを有する無線通信システムの前記受信機において、
前記送信機と前記受信機との間のチャネル行列を直交行列Ｑと上三角行列Ｒとの積にＱＲ分解するＱＲ分解処理部と、
前記ＱＲ分解処理部によって算出された前記直交行列Ｑのエルミート共役であるＱＨと、前記受信機で受信されるＮ個の受信信号を構成要素とする受信列ベクトルｙとの積ＱＨｙを算出するユニタリ変換部と、
前記ユニタリ変換部で算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒとに基づいて、Ｍ個の送信信号を構成要素とする送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素に対応する信号を算出し、前記算出した信号についてコンスタレーション上での領域判定を行なうことにより、前記コンスタレーション上で前記算出した信号との信号点間距離に応じてランキング付けした、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素についての複数の送信信号候補を選出し、前記算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒと前記選出した複数の送信信号候補とに基づいて、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）行目〜第１行目の構成要素に対応する各信号について、前記コンスタレーション上での領域判定をそれぞれ行なうことにより、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）〜第１行目の構成要素についてのそれぞれ複数の送信信号候補から、前記それぞれ複数の送信信号候補と前記各信号との信号点間距離に基づき、前記信号点間距離の総和の平均値と前記上三角行列Ｒの対角成分との比、又は、前記上三角行列Ｒの第（Ｍ−１）行目の対角成分と前記上三角行列Ｒの第Ｍ行目の対角成分との比を含む所定のパラメータに応じた数の送信信号候補を選出し、前記選出した送信信号候補と前記各信号との信号点間距離の総和に基づいて、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目〜第１行目の構成要素についての前記送信信号候補の一意の組を決定することにより前記Ｍ個の送信信号を再生する信号再生部とをそなえる、
ことを特徴とする、受信機。
【請求項４】
Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の送信アンテナを用いて無線信号を送信する送信機と、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の受信アンテナを用いて前記無線信号を受信する受信機とを有する無線通信システムの前記受信機において、
前記送信機と前記受信機との間のチャネル行列を構成する各列成分の電力値に基づいて、前記各列成分を並び替えた変形チャネル行列を生成するチャネル行列変換部と、
前記チャネル行列変換部で生成した変形チャネル行列を直交行列Ｑと上三角行列Ｒとの積にＱＲ分解するＱＲ分解処理部と、
前記ＱＲ分解処理部によって算出された前記直交行列Ｑのエルミート共役であるＱＨと、前記受信機で受信されるＮ個の受信信号を構成要素とする受信列ベクトルｙとの積ＱＨｙを算出するユニタリ変換部と、
前記ユニタリ変換部で算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒとに基づいて、Ｍ個の送信信号を構成要素とする送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素に対応する信号を算出し、前記算出した信号についてコンスタレーション上での領域判定を行なうことにより、前記コンスタレーション上で前記算出した信号との信号点間距離に応じてランキング付けした、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素についての複数の送信信号候補を選出し、前記算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒと前記選出した複数の送信信号候補とに基づいて、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）行目〜第１行目の構成要素に対応する各信号について、前記コンスタレーション上での領域判定をそれぞれ行なうことにより、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）〜第１行目の構成要素についてのそれぞれ複数の送信信号候補から、前記それぞれ複数の送信信号候補と前記各信号との信号点間距離に基づき、前記信号点間距離の総和の平均値と前記上三角行列Ｒの対角成分との比、又は、前記上三角行列Ｒの第（Ｍ−１）行目の対角成分と前記上三角行列Ｒの第Ｍ行目の対角成分との比を含む所定のパラメータに応じた数の送信信号候補を選出し、前記選出した送信信号候補と前記各信号との信号点間距離の総和に基づいて、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目〜第１行目の構成要素についての前記送信信号候補の一意の組を決定することにより前記Ｍ個の送信信号を再生する信号再生部とをそなえる、
ことを特徴とする、受信機。
【請求項５】
Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の送信アンテナを用いて無線信号を送信する送信機と、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の受信アンテナを用いて前記無線信号を受信する受信機とを有する無線通信システムの信号処理方法において、
前記送信機及び前記受信機間に関するチャネル行列を直交行列Ｑと上三角行列Ｒとの積にＱＲ分解し、
前記直交行列Ｑ及び上三角行列Ｒと、前記受信機で受信されるＮ個の受信信号を構成要素とする受信列ベクトルｙとに基づいて、Ｍ個の送信信号を構成要素とする送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素に対応する信号を算出し、
前記算出した信号についてコンスタレーション上での信号点間距離に応じてランキング付けした、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素についての複数の送信信号候補を選出し、
前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）行目〜第１行目の構成要素に対応する各信号について、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）〜第１行目の構成要素についてのそれぞれ複数の送信信号候補から、前記コンスタレーション上での前記それぞれ複数の送信信号候補と前記各信号との信号点間距離に基づき、前記信号点間距離の総和の平均値と前記上三角行列Ｒの対角成分との比、又は、前記上三角行列Ｒの第（Ｍ−１）行目の対角成分と前記上三角行列Ｒの第Ｍ行目の対角成分との比を含む所定のパラメータに応じた数の送信信号候補を選出し、
前記選出した送信信号候補と前記各信号との信号点間距離の総和に基づいて、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目〜第１行目の構成要素についての前記送信信号候補の一意の組を決定することにより前記Ｍ個の送信信号を再生する、
ことを特徴とする、信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理方法及び受信機に関する。前記の信号処理方法及び受信機には、例えば、複数の受信信号から、複数の送信信号を再生する信号処理方法及び受信機が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代通信技術としてＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）技術の研究が盛んに行なわれている。
ＭＩＭＯシステムでは、複数の送信アンテナをそなえる送信機から複数のデータストリームが送信され、複数の受信アンテナをそなえる受信機において複数のデータストリームを分離して受信する。
【０００３】
図１にＭＩＭＯシステムの構成の一例を示す。
この図１に示すＭＩＭＯシステム１０は、例示的に、複数の送信アンテナ２１−１，２１−２，・・・，２１−Ｍ（Ｍは２以上の整数）を有する送信機２０と、複数の受信アンテナ３１−１，３１−２，・・・，３１−Ｎ（Ｎは２以上の整数）を有する受信機３０とをそなえる。なお、以下では、送信アンテナ２１−１，２１−２，・・・，２１−Ｍを区別しない場合、単に送信アンテナ２１と表記し、受信アンテナ３１−１，３１−２，・・・，３１−Ｎを区別しない場合、単に受信アンテナ３１と表記する。
【０００４】
また、説明を簡単にするため、一例として、送信機２０は送信アンテナ２１の個数に等しいＭ個のデータストリームを送信する一方、受信機３０は受信アンテナ３１の個数に等しいＮ個の受信信号を受信することとする。ただし、
【０００５】
【数１】
0005630234.tif 000002
【０００６】
とする。
ここで、Ｍ個のデータストリームｘ１〜ｘＭを構成要素とするＭ行１列のベクトルｘ、ξ（１≦ξ≦Ｍ）番目の送信アンテナとζ（１≦ζ≦Ｎ）番目の受信アンテナとの間の伝搬路利得ｈζξを構成要素とするＮ行Ｍ列のチャネル行列Ｈ、受信信号ｙ１〜ｙＮを構成要素とするＮ行１列のベクトルｙ、雑音ｎ１〜ｎＮを構成要素とするＮ行１列のベクトルｎを定義すると、以下の式（１）及び式（２）が得られる。
【０００７】
【数２】
0005630234.tif 000003
【０００８】
さて、受信機３０側においてデータストリームを分離する方法として、例えば、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）法やＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）法がある。
ＭＭＳＥ法では、受信した信号に、平均二乗誤差規範に基づく所定の係数を乗算することでデータストリームを分離する。
【０００９】
ＭＬＤ法では、複数のデータストリームの全てのシンボルレプリカ候補の組み合わせに対し、二乗ユークリッド距離などのメトリックを計算し、メトリックの合計が最小になるシンボルレプリカ候補の組み合わせをデータストリーム分離後の信号とする。
このＭＬＤ法は、ＭＭＳＥ法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。しかしながら、ｌ（１≦ｌ≦Ｍ）番目の送信信号の変調多値数をｇｌとすると、シンボルレプリカ候補の組み合わせ数は
【００１０】
【数３】
0005630234.tif 000004
【００１１】
となる。なお、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）の場合、ｇｌ＝４、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）の場合、ｇｌ＝１６、６４ＱＡＭの場合、ｇｌ＝６４である。
このため、変調多値数及び送信データストリーム数の増加に伴い、メトリックの計算回数が指数関数的に増大し、処理量が膨大になることがある。
【００１２】
そこで、様々な演算量削減型ＭＬＤ法が提案されている。
例えば、下記非特許文献１では、ＱＲ分解とＭアルゴリズムとを組み合わせたＱＲＭ−ＭＬＤ（complexity-reduced Maximum Likelihood Detection with QR decomposition and the M-algorithm）法が提案されている。
ＱＲＭ−ＭＬＤ法では、前ステージの生き残りシンボルレプリカ候補に対して、全てのシンボルレプリカ候補との二乗ユークリッド距離等のメトリックを計算する。
【００１３】
ＱＲＭ−ＭＬＤ法におけるメトリックの計算回数は、ｋ（１，２，・・・，Ｍ）番目のステージの生き残りシンボルレプリカ候補数をＳｋとすると、
【００１４】
【数４】
0005630234.tif 000005
【００１５】
となる。
また、下記非特許文献２では、ＱＲＭ−ＭＬＤ法に更なるメトリックの計算回数削減方法を適用したＡＳＥＳＳ（Adaptive SElection of Surviving Symbol replica candidates based on the maximum reliability）法が示されている。
ＡＳＥＳＳ法では、各ステージにおけるシンボルレプリカ候補を象限判定によりランキング付けし、メトリックの累積値（総和）が小さいシンボルレプリカ候補から順に、生き残りシンボルレプリカ候補数だけメトリックの計算を行なう。
【００１６】
従って、ＡＳＥＳＳ法におけるメトリックの計算回数は、
【００１７】
【数５】
0005630234.tif 000006
【００１８】
となる。
このように、ＡＳＥＳＳ法では、メトリックの計算回数は、送信データストリーム数に対して線形増加する。
また、下記特許文献１には、推定された各送信系統の送信信号と送信コンスタレーション上で信号点間距離が近い信号点との対応を記憶する近接信号点データテーブルに基づき、段階的に複数の送信信号候補を所定の数だけ絞り込む方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００６−２２２８７２号公報
【非特許文献】
【００２０】
【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, pp. 1857-1861, Nov. 2002.
【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, pp. 2480−2486, Nov. 2004.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
まず、前述のＡＳＥＳＳ法について説明する。なお、説明を簡単にするため、ここでもＭ＝Ｎの場合を例にとる。
ＡＳＥＳＳ法では、次式（３）に示すように、チャネル行列Ｈをユニタリ行列Ｑと上三角行列ＲとにＱＲ分解する。
【００２２】
【数６】
0005630234.tif 000007
【００２３】
なお、上記の式（３）中、０は零行列を表す。
次に、前述の式（１）及び式（２）で示す受信信号ｙに、ユニタリ行列Ｑのエルミート共役ＱＨを左から乗算すると、次式（４）及び式（５）が得られる。
【００２４】
【数７】
0005630234.tif 000008
【００２５】
このように、受信信号を直交化することができる。
まず、ＡＳＥＳＳ法における第１ステージでは、上記式（５）の最下段の行について、
【００２６】
【数８】
0005630234.tif 000009
【００２７】
のコンスタレーション上における領域判定を行ない、送信信号ｘＮの候補レプリカｃＮ，ηのランキング付けを行なう。ただし、
【００２８】
【数９】
0005630234.tif 000010
【００２９】
である。
ここで、送信信号ｘＮに関し、ランキングｉ位の候補レプリカの番号をρ(1)(i)と表記する。また、第１ステージの生き残りパスをΠ1(1)(i)=ρ(1)(i)とする。ただし、Π（ｋ）（ｉ）と表記した場合、第ｋステージのｉ番目の生き残りパスであることを表し、
【００３０】
【数１０】
0005630234.tif 000011
【００３１】
と表記した場合、第ｋステージのｉ番目の生き残りパスの第κステージ（κ＝１，２，…，ｋ）におけるパスを表す。また、
【００３２】
【数１１】
0005630234.tif 000012
【００３３】
と表記した場合（ただし、ａ＜ｂとする）、第ｋステージのｉ番目の生き残りパスの第ａステージから第ｂステージにおける部分パスを表す。例えば、
【００３４】
【数１２】
0005630234.tif 000013
【００３５】
の場合、
【００３６】
【数１３】
0005630234.tif 000014
【００３７】
となる。
さらに、第１ステージにおけるランキング上位から生き残り候補数Ｓ１個の候補レプリカを
【００３８】
【数１４】
0005630234.tif 000015
【００３９】
とする。
次に、所定の生き残り候補数Ｓ１の候補レプリカをランキング上位から選択し、選択した候補レプリカを第１ステージの生き残りパスとし、二乗ユークリッド距離等のメトリックを計算する。
当該生き残りパスのメトリックは、二乗ユークリッド距離を採用した場合、次式で求められる。
【００４０】
【数１５】
0005630234.tif 000016
【００４１】
となる。
第２ステージでは、上記式（５）の下から２番目の行について、ユニタリ変換信号ｚＮ−１から第１ステージで生き残ったＳ１個の生き残りパスの候補レプリカｃＮ，ηをそれぞれキャンセル（減算）した結果を上三角行列Ｒの第（Ｎ−１）行目の対角成分で除した
【００４２】
【数１６】
0005630234.tif 000017
【００４３】
の領域判定を行ない、送信信号ｘＮ−１の候補レプリカｃＮ−１，ηのランキング付けを行なう。
なお、
【００４４】
【数１７】
0005630234.tif 000018
のランキングｊ位の候補レプリカの番号を
【数１８】
0005630234.tif 000019
【００４５】
と表記する。
また、ＡＳＥＳＳ法では、第２ステージ以降における生き残りパスを次のように適応的に選択する。
まず、初期値として、
【００４６】
【数１９】
0005630234.tif 000020
【００４７】
とする。
そして、Ｐ（ｉ）＝ｇＮ−１でないｅ（ｉ）が最小値となるｉｍｉｎのランキングＰ（ｉｍｉｎ）位の候補レプリカ
【００４８】
【数２０】
0005630234.tif 000021
【００４９】
を選択し、次式（６）で示す、第２ステージまでの累積メトリックを計算する。
【００５０】
【数２１】
0005630234.tif 000022
【００５１】
次に、各パラメータを以下のように更新する。
【００５２】
【数２２】
0005630234.tif 000023
【００５３】
そして、ｖ番目の第２ステージの生き残りパスを
【００５４】
【数２３】
0005630234.tif 000024
【００５５】
とする。上記の各処理を第２ステージの生き残りパス数Ｓ２に達するまで行なう。
第２ステージ以降の第ｋ（ｋ＝３，・・・，Ｎ）ステージでは、下からｋ番目の受信信号ｚＮ−ｋ＋１から第（ｋ−１）ステージで生き残ったＳｋ−１個の生き残りパスの各候補レプリカをそれぞれキャンセルした結果を上三角行列Ｒの第（Ｎ−ｋ＋１）行目の対角成分で除した
【００５６】
【数２４】
0005630234.tif 000025
【００５７】
の領域判定を行ない、送信信号ｘＮ−ｋ＋１の候補レプリカのランキング付けを行なう。第ｋステージにおける生き残りパスを次のように適応的に選択する。まず、初期条件として、
【００５８】
【数２５】
0005630234.tif 000026
【００５９】
とする。
そして、Ｐ（ｉ）＝ｇＮ−ｋ＋１でないｅ（ｉ）が最小値となるｉｍｉｎのランキングＰ（ｉｍｉｎ）位の候補レプリカ
【００６０】
【数２６】
0005630234.tif 000027
【００６１】
を選択し、次式（７）で示す、第ｋステージまでの累積メトリックを計算する。
【００６２】
【数２７】
0005630234.tif 000028
【００６３】
次に、各パラメータを以下のように更新する。
【００６４】
【数２８】
0005630234.tif 000029
【００６５】
そして、ｖ番目の第ｋステージの生き残りパスは、
【００６６】
【数２９】
0005630234.tif 000030
【００６７】
となる。上記の各処理を第ｋステージの生き残りパス数Ｓｋに達するまで行なう。
上記ＡＳＥＳＳ法における生き残りパスの検索例を図２（Ａ）〜図２（Ｄ）に示す。
図２（Ａ）に示すように、前ステージの生き残りパス＃１〜＃４に対し、累積メトリックの最小値検索が行なわれる。図２（Ａ）の例では、生き残りパス＃１が検出される。
次に、図２（Ｂ）に示すように、最小値検索で検出された生き残りパス＃１に、生き残りパス＃１のランキング１位の候補が追加される（図２（Ｂ）中、網掛け部分参照）。
【００６８】
そして、図２（Ｃ）に示すように、ランキング１位の候補が追加された生き残りパス＃１の累積メトリック値及び生き残りパス＃２〜＃４の累積メトリックに対し、最小値検索が行なわれる。この場合、生き残りパス＃３が選択され、生き残りパス＃３のランキング１位の候補が生き残りパス＃３に追加される。
同様に、図２（Ｄ）に示すように、累積メトリックの最小値検索が行なわれる。この場合、生き残りパス＃１が選択され、生き残りパス＃１のランキング２位の候補が生き残りパス＃１に追加される。
【００６９】
このように、ＡＳＥＳＳ法は、生き残りパスを適応的に検索するアルゴリズムを採用している。このため、前ステージの生き残りパス数に等しい要素数の最小値検索が現ステージの生き残り数に等しい回数だけ行なわれる。
しかしながら、最小値検索に必要な大小比較処理が膨大になる場合がある。第ｋステージにおける大小比較処理回数は、
【００７０】
【数３０】
0005630234.tif 000031
【００７１】
となる。
また、生き残りパスの検索アルゴリズムは、図３に例示するように、前に追加された候補に対する累積メトリックの大きさに依存する逐次アルゴリズムである。
図３に示す例では、時刻ｔ１において最小値検索が行なわれ、生き残りパス＃１のランキング１位の候補が追加される。
【００７２】
すると、次の時刻ｔ２において、追加された候補の累積メトリックが計算されるが、当該計算結果に依存して、次にどの生き残りパスが選択されるかが分岐する。
図３の分岐Ａに示すように、時刻ｔ２において、最小値検索により生き残りパス＃３の累積メトリックが最小値になった場合、時刻ｔ３において、生き残りパス＃３のランキング１位の候補が選択される。
【００７３】
一方、図３の分岐Ｂに示すように、時刻ｔ２において、最小値検索により生き残りパス＃１の累積メトリック値が最小になった場合、時刻ｔ３において、生き残りパス＃１のランキング２位の候補が追加される。
このような繰り返し処理では、処理内容が以前の処理結果に依存するので、ハードウェアやソフトウェアでの実装において、処理の並列化が困難である。そのため、要求処理時間内に処理を完了させるためには、動作クロック周波数を高速化することが求められる。しかしながら、動作クロック周波数が高くなると、電源電圧が高くなり、リーク電流が増えるため、消費電力の増加を招く。
【００７４】
そこで、本発明は、送信信号を再生する際の信号処理量を削減することを目的の１つとする。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとして位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【００７５】
（１）第１の案として、Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の送信アンテナを用いて無線信号を送信する送信機と、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の受信アンテナを用いて前記無線信号を受信する受信機とを有する無線通信システムの信号処理方法において、前記送信機と前記受信機との間のチャネル行列を直交行列Ｑと上三角行列Ｒとの積にＱＲ分解し、前記直交行列Ｑのエルミート共役であるＱＨと、前記受信機で受信されるＮ個の受信信号を構成要素とする受信列ベクトルｙとの積ＱＨｙを算出し、前記算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒとに基づいて、Ｍ個の送信信号を構成要素とする送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素に対応する信号を算出し、前記算出した信号についてコンスタレーション上での領域判定を行なうことにより、前記コンスタレーション上で前記算出した信号との信号点間距離に応じてランキング付けした、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素についての複数の送信信号候補を選出し、前記算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒと前記選出した複数の送信信号候補とに基づいて、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）行目〜第１行目の構成要素に対応する各信号について、前記コンスタレーション上での領域判定をそれぞれ行なうことにより、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）〜第１行目の構成要素についてのそれぞれ複数の送信信号候補から、前記それぞれ複数の送信信号候補と前記各信号との信号点間距離に基づき、前記信号点間距離の総和の平均値と前記上三角行列Ｒの対角成分との比、又は、前記上三角行列Ｒの第（Ｍ−１）行目の対角成分と前記上三角行列Ｒの第Ｍ行目の対角成分との比を含む所定のパラメータに応じた数の送信信号候補を選出し、前記選出した送信信号候補と前記各信号との信号点間距離の総和に基づいて、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目〜第１行目の構成要素についての前記送信信号候補の一意の組を決定することにより前記Ｍ個の送信信号を再生する、信号処理方法を用いることができる。
【００７６】
（２）また、第２の案として、Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の送信アンテナを用いて無線信号を送信する送信機と、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の受信アンテナを用いて前記無線信号を受信する受信機とを有する無線通信システムの信号処理方法において、前記送信機と前記受信機との間のチャネル行列を構成する各列成分の電力値に基づいて、前記各列成分を並び替えた変形チャネル行列を生成し、前記生成した変形チャネル行列を直交行列Ｑと上三角行列Ｒとの積にＱＲ分解し、前記直交行列Ｑのエルミート共役であるＱＨと、前記受信機で受信されるＮ個の受信信号を構成要素とする受信列ベクトルｙとの積ＱＨｙを算出し、前記算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒとに基づいて、Ｍ個の送信信号を構成要素とする送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素に対応する信号を算出し、前記算出した信号についてコンスタレーション上での領域判定を行なうことにより、前記コンスタレーション上で前記算出した信号との信号点間距離に応じてランキング付けした、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素についての複数の送信信号候補を選出し、前記算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒと前記選出した複数の送信信号候補とに基づいて、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）行目〜第１行目の構成要素に対応する各信号について、前記コンスタレーション上での領域判定をそれぞれ行なうことにより、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）〜第１行目の構成要素についてのそれぞれ複数の送信信号候補から、前記それぞれ複数の送信信号候補と前記各信号との信号点間距離に基づき、前記信号点間距離の総和の平均値と前記上三角行列Ｒの対角成分との比、又は、前記上三角行列Ｒの第（Ｍ−１）行目の対角成分と前記上三角行列Ｒの第Ｍ行目の対角成分との比を含む所定のパラメータに応じた数の送信信号候補を選出し、前記選出した送信信号候補と前記各信号との信号点間距離の総和に基づいて、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目〜第１行目の構成要素についての前記送信信号候補の一意の組を決定することにより前記Ｍ個の送信信号を再生する、信号処理方法を用いることができる。
【００７７】
（３）さらに、第３の案として、Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の送信アンテナを用いて無線信号を送信する送信機と、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の受信アンテナを用いて前記無線信号を受信する受信機とを有する無線通信システムの前記受信機において、前記送信機と前記受信機との間のチャネル行列を直交行列Ｑと上三角行列Ｒとの積にＱＲ分解するＱＲ分解処理部と、前記ＱＲ分解処理部によって算出された前記直交行列Ｑのエルミート共役であるＱＨと、前記受信機で受信されるＮ個の受信信号を構成要素とする受信列ベクトルｙとの積ＱＨｙを算出するユニタリ変換部と、前記ユニタリ変換部で算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒとに基づいて、Ｍ個の送信信号を構成要素とする送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素に対応する信号を算出し、前記算出した信号についてコンスタレーション上での領域判定を行なうことにより、前記コンスタレーション上で前記算出した信号との信号点間距離に応じてランキング付けした、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素についての複数の送信信号候補を選出し、前記算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒと前記選出した複数の送信信号候補とに基づいて、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）行目〜第１行目の構成要素に対応する各信号について、前記コンスタレーション上での領域判定をそれぞれ行なうことにより、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）〜第１行目の構成要素についてのそれぞれ複数の送信信号候補から、前記それぞれ複数の送信信号候補と前記各信号との信号点間距離に基づき、前記信号点間距離の総和の平均値と前記上三角行列Ｒの対角成分との比、又は、前記上三角行列Ｒの第（Ｍ−１）行目の対角成分と前記上三角行列Ｒの第Ｍ行目の対角成分との比を含む所定のパラメータに応じた数の送信信号候補を選出し、前記選出した送信信号候補と前記各信号との信号点間距離の総和に基づいて、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目〜第１行目の構成要素についての前記送信信号候補の一意の組を決定することにより前記Ｍ個の送信信号を再生する信号再生部とをそなえる、受信機を用いることができる。
【００７８】
（４）また、第４の案として、Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の送信アンテナを用いて無線信号を送信する送信機と、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の受信アンテナを用いて前記無線信号を受信する受信機とを有する無線通信システムの前記受信機において、前記送信機と前記受信機との間のチャネル行列を構成する各列成分の電力値に基づいて、前記各列成分を並び替えた変形チャネル行列を生成するチャネル行列変換部と、前記チャネル行列変換部で生成した変形チャネル行列を直交行列Ｑと上三角行列Ｒとの積にＱＲ分解するＱＲ分解処理部と、前記ＱＲ分解処理部によって算出された前記直交行列Ｑのエルミート共役であるＱＨと、前記受信機で受信されるＮ個の受信信号を構成要素とする受信列ベクトルｙとの積ＱＨｙを算出するユニタリ変換部と、前記ユニタリ変換部で算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒとに基づいて、Ｍ個の送信信号を構成要素とする送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素に対応する信号を算出し、前記算出した信号についてコンスタレーション上での領域判定を行なうことにより、前記コンスタレーション上で前記算出した信号との信号点間距離に応じてランキング付けした、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素についての複数の送信信号候補を選出し、前記算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒと前記選出した複数の送信信号候補とに基づいて、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）行目〜第１行目の構成要素に対応する各信号について、前記コンスタレーション上での領域判定をそれぞれ行なうことにより、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）〜第１行目の構成要素についてのそれぞれ複数の送信信号候補から、前記それぞれ複数の送信信号候補と前記各信号との信号点間距離に基づき、前記信号点間距離の総和の平均値と前記上三角行列Ｒの対角成分との比、又は、前記上三角行列Ｒの第（Ｍ−１）行目の対角成分と前記上三角行列Ｒの第Ｍ行目の対角成分との比を含む所定のパラメータに応じた数の送信信号候補を選出し、前記選出した送信信号候補と前記各信号との信号点間距離の総和に基づいて、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目〜第１行目の構成要素についての前記送信信号候補の一意の組を決定することにより前記Ｍ個の送信信号を再生する信号再生部とをそなえる、受信機を用いることができる。
（５）さらに、第５の案として、Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の送信アンテナを用いて無線信号を送信する送信機と、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の受信アンテナを用いて前記無線信号を受信する受信機とを有する無線通信システムの信号処理方法において、前記送信機及び前記受信機間に関するチャネル行列を直交行列Ｑと上三角行列Ｒとの積にＱＲ分解し、前記直交行列Ｑ及び上三角行列Ｒと、前記受信機で受信されるＮ個の受信信号を構成要素とする受信列ベクトルｙとに基づいて、Ｍ個の送信信号を構成要素とする送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素に対応する信号を算出し、前記算出した信号についてコンスタレーション上での信号点間距離に応じてランキング付けした、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素についての複数の送信信号候補を選出し、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）行目〜第１行目の構成要素に対応する各信号について、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）〜第１行目の構成要素についてのそれぞれ複数の送信信号候補から、前記コンスタレーション上での前記それぞれ複数の送信信号候補と前記各信号との信号点間距離に基づき、前記信号点間距離の総和の平均値と前記上三角行列Ｒの対角成分との比、又は、前記上三角行列Ｒの第（Ｍ−１）行目の対角成分と前記上三角行列Ｒの第Ｍ行目の対角成分との比を含む所定のパラメータに応じた数の送信信号候補を選出し、前記選出した送信信号候補と前記各信号との信号点間距離の総和に基づいて、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目〜第１行目の構成要素についての前記送信信号候補の一意の組を決定することにより前記Ｍ個の送信信号を再生する、信号処理方法を用いることができる。
【発明の効果】
【００７９】
送信信号を再生する際の信号処理量を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】ＭＩＭＯシステムの構成の一例を示す図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、ＡＳＥＳＳ法による生き残りパスの検索例を示す図である。
【図３】ＡＳＥＳＳ法による生き残りパスの検索例を示す図である。
【図４】一実施形態に係るＭＩＭＯシステムの構成の一例を示す図である。
【図５】図４に示すＭＩＭＯストリーム分離部の構成の一例を示す図である。
【図６】変調方式にＱＰＳＫを用いた場合の１回目の領域判定の一例を示す図である。
【図７】図６に示す領域判定に対応したランキングテーブルの一例を示す図である。
【図８】変調方式にＱＰＳＫを用いた場合の２回目の領域判定の一例を示す図である。
【図９】図８に示す領域判定に対応したランキングテーブルの一例を示す図である。
【図１０】変調方式に６４ＱＡＭを用いた場合の象限判定の一例を示す図である。
【図１１】変調方式に６４ＱＡＭを用いた場合の象限判定の一例を示す図である。
【図１２】変調方式に６４ＱＡＭを用いた場合の象限判定の一例を示す図である。
【図１３】一実施形態に係る生き残りパス選択用テーブルの一例を示す図である。
【図１４】一実施形態に係る受信機の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１５】第１変形例に係るＭＩＭＯシステムの構成の一例を示す図である。
【図１６】図１５に示すＭＩＭＯストリーム分離部の構成の一例を示す図である。
【図１７】第１変形例に係る受信機の動作例を示すフローチャートである。
【図１８】第２変形例に係るＭＩＭＯシステムの構成の一例を示す図である。
【図１９】図１８に示すＭＩＭＯストリーム分離部の構成の一例を示す図である。
【図２０】第２変形例に係る受信機の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００８１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す実施形態及び変形例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、実施形態及び変形例を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
〔１〕一実施形態
（１．１）ＭＩＭＯシステムの構成
図４に本発明の一実施形態に係るＭＩＭＯシステムの構成の一例を示す。この図４に示すＭＩＭＯシステム１００は、例示的に、送信機２００と、受信機３００とをそなえる。
【００８２】
送信機２００は、送信データに所定の送信処理を施し、当該所定の送信処理が施された送信データをＭ（Ｍは２以上の整数）個の送信アンテナを用いて送信する。
このため、送信機２００は、例示的に、送信アンテナ２０１−１，２０１−２，・・・，２０１−Ｍと、送信部２０２−１，２０２−２，・・・，２０２−Ｍと、変調部２０３と、誤り訂正符号化部２０４とをそなえる。なお、以下では、送信アンテナ２０１−１，２０１−２，・・・，２０１−Ｍを区別しない場合、単に送信アンテナ２０１と表記し、送信部２０２−１，２０２−２，・・・，２０２−Ｍを区別しない場合、単に送信部２０２と表記する。
【００８３】
誤り訂正符号化部２０４は、送信データに所定の誤り訂正符号を付加する。前記所定の誤り訂正符号には、例えば、畳み込み符号やターボ符号などが含まれる。また、誤り訂正符号が付加された送信データは変調部２０３へ入力される。
変調部２０３は、上記の誤り訂正符号化部２０４から入力された送信データに対し、所定の変調処理を施す。変調方式には、例えば、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)、１６ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)及び６４ＱＡＭなどがある。なお、以下では、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭを例にして本実施形態を説明するが、あくまで一例であり、特定の変調方式に限定する意図はない。
【００８４】
本例の変調部２０３は、前記所定の変調処理が施された送信データを複数のデータストリームに分離し、送信部２０２へ入力する。
送信部２０２は、変調部２０３から入力された信号に対して所定の無線送信処理を施し、当該所定の無線送信処理が施された信号を、アンテナ２０１を介して送信する。前記所定の無線送信処理には、例えば、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換、周波数変換（アップコンバート）及び信号増幅などが含まれる。
【００８５】
一方、受信機３００は、送信機２００から送信された信号を受信し、受信した信号について所定の受信処理を施すことにより、データを再生する。
このため、受信機３００は、例示的に、受信アンテナ３０１−１，３０１−２，・・・，３０１−Ｎ（Ｎは２以上の整数）と、受信部３０２−１，３０２−２，・・・，３０２−Ｎと、復調部３０３と、誤り訂正復号部３０４とをそなえる。なお、以下では、受信アンテナ３０１−１，３０１−２，・・・，３０１−Ｎを区別しない場合、単に受信アンテナ３０１と表記し、受信部３０２−１，３０２−２，・・・，３０２−Ｎを区別しない場合、単に受信部３０２と表記する。
【００８６】
受信部３０２は、受信アンテナ３０１で受信した信号に所定の無線受信処理を施す。前記所定の無線受信処理には、信号増幅、周波数変換（ダウンコンバート）及びＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換などが含まれる。前記所定の無線受信処理が施された信号は、復調部３０３に入力される。
ここで、受信部３０２で受信されるＮ個の受信信号を構成要素とするＮ行１列の受信列ベクトルｙは、Ｍ個のデータストリームｘ１〜ｘＭを構成要素とするＭ行１列の送信列ベクトルｘと、ξ（１≦ξ≦Ｍ）番目の送信アンテナとζ（１≦ζ≦Ｎ）番目の受信アンテナとの間の伝搬路利得ｈζξを構成要素とするＮ行Ｍ列のチャネル行列Ｈと、雑音ｎ１〜ｎＮを構成要素とするＮ行１列の雑音列ベクトルｎとを用いて、以下の式（８）及び式（９）で示される。
【００８７】
【数３１】
0005630234.tif 000032
【００８８】
復調部３０３は、受信部３０２で受信した信号に所定の復調処理を施し、データを再生する。
このため、復調部３０３は、例示的に、チャネル推定部３０５と、ＭＩＭＯストリーム分離部３０６とをそなえる。
チャネル推定部３０５は、受信信号からパイロット信号（参照信号）などの既知の信号を抽出し、抽出したパイロット信号などに基づいてチャネル（伝搬路）推定処理を行ない、チャネル行列Ｈを得る。前記推定されたチャネル行列Ｈは、ＭＩＭＯストリーム分離部３０６に入力される。
【００８９】
ＭＩＭＯストリーム分離部３０６は、受信部３０２で受信した信号と、チャネル推定部３０５で推定されたチャネル行列とを用いて、後述するデータ再生処理を行なうとともに、再生された信号に所定の復調処理を施す。前記所定の復調処理が施された信号は、誤り訂正復号部３０４に入力される。
誤り訂正復号部３０４は、ＭＩＭＯストリーム分離部で分離されたストリームに対して所定の誤り訂正復号を行なう。
【００９０】
ここで、図５にＭＩＭＯストリーム分離部３０６の構成の一例を示す。この図５に示すＭＩＭＯストリーム分離部３０６は、例示的に、受信信号変換部４００と、ＭＩＭＯ復調部５００と、ＬＬＲ（Log Likelihood Ratio）算出部６００とをそなえる。
受信信号変換部４００は、受信部３０２から入力された受信信号ｙと、チャネル推定部３０５から入力されたチャネル行列Ｈとに対して変換処理を施す。
【００９１】
このため、受信信号変換部４００は、例示的に、ＱＲ分解処理部４０１と、ユニタリ変換部４０２とをそなえる。
ＱＲ分解処理部４０１は、チャネル推定部３０５から入力されたチャネル行列Ｈに対してＱＲ分解を行ない、次式（１０）で示すように、チャネル行列Ｈをユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとに分解する。
【００９２】
【数３２】
0005630234.tif 000033
【００９３】
ここで、ユニタリ行列Ｑを適切に選ぶことによって、上三角行列Ｒの対角成分を正の実数にすることができる。前記ユニタリ行列Ｑはユニタリ変換部４０２に入力され、前記上三角行列ＲはＭＩＭＯ復調部５００に入力される。即ち、ＱＲ分解処理部４０１は、送信機２００と受信機３００との間のチャネル行列Ｈを直交行列Ｑと上三角行列Ｒとの積にＱＲ分解するＱＲ分解処理部の一例として機能する。
【００９４】
ユニタリ変換部４０２は、受信部３０２で受信した受信列ベクトルｙにＱＲ分解処理部４０１で得られたユニタリ行列Ｑのエルミート共役ＱＨを乗算し、ユニタリ変換ベクトルｚを得る。このとき、ユニタリ変換ベクトルｚと送信列ベクトルｘとの間には、次式（１１）及び（１２）に示す関係が成り立つ。
【００９５】
【数３３】
0005630234.tif 000034
【００９６】
前記ユニタリ変換ベクトルｚはＭＩＭＯ復調部５００に入力される。即ち、ユニタリ変換部４０２は、ＱＲ分解処理部４０１によって算出された前記直交行列Ｑのエルミート共役であるＱＨと、受信機３００で受信されるＮ個の受信信号を構成要素とする受信列ベクトルｙとの積ＱＨｙを算出するユニタリ変換部の一例として機能する。
ＭＩＭＯ復調部５００は、データ再生処理をＮ個のステージに分割して行なう。例えば、ＭＩＭＯ復調部５００は、ユニタリ変換部４０２で算出した積ＱＨｙとＱＲ分解部４０１で算出した上三角行列Ｒとに基づいて、Ｍ個の送信信号を構成要素とする送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素に対応する信号を算出する。ＭＩＭＯ復調部５００は、前記算出した信号についてコンスタレーション上での領域判定を行なうことにより、前記コンスタレーション上で前記算出した信号との信号点間距離に応じてランキング付けした、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素についての複数の送信信号候補を選出する。ＭＩＭＯ復調部５００は、前記算出した積ＱＨｙと前記上三角行列Ｒと前記選出した複数の送信信号候補とに基づいて、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）行目〜第１行目の構成要素に対応する各信号について、前記コンスタレーション上での領域判定をそれぞれ行なうことにより、前記送信列ベクトルｘの第（Ｍ−１）〜第１行目の構成要素についてのそれぞれ複数の送信信号候補から、前記それぞれ複数の送信信号候補と前記各信号との信号点間距離に基づく所定のパラメータに応じた数の送信信号候補を選出する。ＭＩＭＯ復調部５００は、前記選出した送信信号候補と前記各信号との信号点間距離の総和に基づいて、前記送信列ベクトルの第Ｍ行目〜第１行目の構成要素についての前記送信信号候補の一意の組を決定する。この一連の処理を実行することにより、ＭＩＭＯ復調部５００は、前記Ｍ個の送信信号を再生する信号再生部の一例として機能し得る。
【００９７】
このため、ＭＩＭＯ復調部５００は、例示的に、第１ステージ処理部５０１−１，第２ステージ処理部５０１−２，第３ステージ処理部５０１−３，・・・，第Ｎステージ処理部５０１−Ｎをそなえる。
なお、本実施形態では、ＭＩＭＯ復調部５００が、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素についての複数の送信信号候補について、前記送信列ベクトルｘの第Ｍ行目の構成要素に対応する信号との信号点間距離が近い順にランキング付けを行ない、また、前記選出した送信信号候補と前記各信号との信号点間距離の総和が最小となるように、前記送信列ベクトルの第Ｍ行目〜第１行目の構成要素についての前記送信信号候補の一意の組を決定する例を用いて説明する。
【００９８】
第１ステージ処理部５０１−１は、データ再生処理の第１ステージを担当するものであり、上記式（１２）における送信ストリームｘＮのシンボルレプリカ候補を決定する。
このため、第１ステージ処理部５０１−１は、例示的に、ランキング決定部５０２と、メトリック計算部５０３とをそなえる。
第１ステージ処理部５０１−１のランキング決定部５０２は、ＱＲ分解処理部４０１から出力された上三角行列Ｒと、ユニタリ変換部４０２から出力されたユニタリ変換ベクトルｚとを用いて、上記の式（１２）の最下段から導かれる
【００９９】
【数３４】
0005630234.tif 000035
【０１００】
を算出する。
そして、前記ｕＮ，ηについてコンスタレーション上における所定の領域判定を行なうことにより、前記ｕＮ，ηとｘＮの送信に用いられた変調方式の信号点との距離が近い順にランキング付けを行なう。
なお、送信に使用された変調方式は、送信機２００から送信されたデータを用いて受信機３００が判別するように構成してもよいし、送信に使用する変調方式を予め決定しておき、その情報を送信機２００及び受信機３００で共有してもよい。
【０１０１】
ここで、ランキング決定部５０２による信号点のランキング付けについて以下に詳述する。
まず、ｕＮ，ηの実部、虚部の正負を判定し、どの象限に属しているかを判定する。次に、１回目の判定でｕＮ，ηが属するとされた象限の中心に原点を移動し、２回目の象限判定を行なう。これを順次Ｎｄｉｖ（少なくともlog4gl）回繰り返すことにより、ｘＮの送信に用いられた変調方式のコンスタレーションおける
【０１０２】
【数３５】
0005630234.tif 000036
【０１０３】
個の領域の中から、ｕＮ，ηが存在する領域を判定することができる。
図６に、変調方式にＱＰＳＫを用いてＮｄｉｖ＝１とした場合の象限判定の一例を示す。ただし、領域番号は各領域に含まれる信号点の番号と同じとする。また、ｕＮ，ηを星印で示す。
図６に示す例の場合、象限判定を行なうことにより、ｕＮ，ηが存在するのは領域番号０の領域（第１象限）であると判定される。
【０１０４】
次に、上述の領域判定の結果に基づき、信号点のランキングを行なう。ｘＮの送信に用いられた変調方式の信号点が、上記の領域判定で判定された領域から近いものから順にランキングされる。
本例では、テーブル等に保存されたランキングテーブルを参照することにより各信号点のランキングを決める。
【０１０５】
図７にランキングテーブルの一例を示す。図７の領域番号０の行を参照すると、ランキング１位の信号点は００（１０進：０）、ランキング２位の信号点は０１（１０進：１）、ランキング３位の信号点は１０（１０進：２）、ランキング４位の信号点は１１（１０進：３）となる。
なお、図６に示す例の場合、信号点１０（１０進：２)と０１（１０進：１）のどちらが近いかを判定できないが、どちらを上位にするかは、あらかじめ任意に決定しておいてもよい。
【０１０６】
また、象限判定の繰り返し回数を増やすことにより、ランキングの精度を上げることで対応することもできる。
図８に、変調方式にＱＰＳＫを用いてＮｄｉｖ＝２とした場合の象限判定の一例を示す。
図８に示す例の場合、象限判定によって、ｕＮ，ηが存在するのは領域番号２の領域であると判定される。また、図９のランキングテーブルの領域番号２の行を参照することにより、ランキング１位の信号点は００（１０進：０)、ランキング２位の信号点は０１（１０進：１）、ランキング３位の信号点は１０（１０進：２)、ランキング４位の信号点は１１（１０進：３）となる。
【０１０７】
象限判定の一連の動作を、６４ＱＡＭの場合を例にとり、図１０〜図１２を用いて説明する。ただし、Ｎｄｉｖ＝３とする。
まず、第１回目の象限判定において、実部及び虚部の正負の判定を行なう。その結果、図１０に示すように、両者とも負と判定され、ｕＮ，ηが存在するのは第３象限と判定される。
【０１０８】
次に、第１回目の象限判定において第３象限と判定されたため、原点を
【０１０９】
【数３６】
0005630234.tif 000037
【０１１０】
に移動する。これは、ｕＮ，ηから次の原点となる座標を減算すればよい。すなわち、
【０１１１】
【数３７】
0005630234.tif 000038
【０１１２】
となる。
第２回目の象限判定も同様に、
【０１１３】
【数３８】
0005630234.tif 000039
【０１１４】
の実部及び虚部の正負の判定を行なう。その結果、図１１に示すように、第１象限が検出されるので、第１回目と同様に原点を
【０１１５】
【数３９】
0005630234.tif 000040
【０１１６】
移動する。
同様に第３回目の象限判定を行ない、その結果、図１２に示すように、第２象限が検出される。
以上より、ｕＮ，ηは領域番号１１０００１（１０進：４９）に存在すると判定される。
【０１１７】
次に、テーブル等に保存されたランキングテーブルからランキングを決める。判定された領域番号は４９だったため、６４ＱＡＭ、Ｎｄｉｖ＝３の場合のランキングテーブルを参照することで、例えば、ランキング１位は１１０００１（１０進：４９）、ランキング２位は１００００１（１０進：３３）、ランキング３位は１１００００（１０進：４８）、・・・となる。
【０１１８】
なお、上記の処理において、ｕＮ，ηを計算するために除算があるが、
【０１１９】
【数４０】
0005630234.tif 000041
【０１２０】
として、原点となる座標を
【０１２１】
【数４１】
0005630234.tif 000042
【０１２２】
としておけば、除算が不要になり、処理量を削減することができる。また、以上により決まった第１ステージのランキングｉ位の候補レプリカの番号をρ（１）（ｉ）とする。信号点のランキング結果は、メトリック計算部５０３に入力される。
メトリック計算部５０３は、ＱＲ分解処理部４０１から入力された上三角行列Ｒと、ユニタリ変換部４０１から入力されたユニタリ変換ベクトルｚと、ランキング決定部５０２から入力された信号点のランキングとを用いて、ユニタリ変換信号ｚＮと送信信号ｘＮのシンボルレプリカ候補とのメトリックを計算する。
【０１２３】
まず、ランキング決定部５０２で得られた、ランキング上位から生き残り候補数Ｓ１個の候補レプリカを生き残りパスとして決定する。ここで、第１ステージの生き残りパスを
【０１２４】
【数４２】
0005630234.tif 000043
【０１２５】
とする。
次に、決定された生き残りパスについて、メトリックを計算する。メトリックは、二乗ユークリッド距離を用いる場合、次式（１３）により計算される。
【０１２６】
【数４３】
0005630234.tif 000044
【０１２７】
もしくは、メトリックとして、次式（１４）で示す、マンハッタン距離の合計を用いてもよい。
【０１２８】
【数４４】
0005630234.tif 000045
【０１２９】
なお、以降の記述において、メトリックの計算に二乗ユークリッド距離を用いるが、本発明は、これに限定されることなく、マンハッタン距離を用いてもよい。前記算出されたメトリックは、第２ステージ処理部５０１−２の生き残りパス選択部５０６及びメトリック計算部５０７に入力される。
第２ステージ処理部５０１−２は、データ再生処理の第２ステージを担当するものであり、送信ストリームｘＮに加え送信ストリームｘＮ−１のシンボルレプリカ候補を決定する。このため、第２ステージ処理部５０１−２は、例示的に、パラメータ算出部５０４と、ランキング決定部５０５と、生き残りパス選択部５０６と、メトリック計算部５０７と、平均累積メトリック計算部５０８とをそなえる。
【０１３０】
第２ステージのパラメータ算出部５０４は、ＱＲ分解部４０１から入力された上三角行列Ｒより、上三角行列Ｒの下から２行目の対角成分と最下段の対角成分との比
【０１３１】
【数４５】
0005630234.tif 000046
【０１３２】
を計算する。前記算出された上三角行列対角成分比αは、生き残りパス選択部５０６に入力される。
ランキング決定部５０５は、ユニタリ変換部４０２から入力されたユニタリ変換信号ｚＮ−１から第１ステージの各生き残りパスのシンボルレプリカをキャンセルした結果を上三角行列Ｒの第（Ｎ−１）行目の対角成分で除した
【０１３３】
【数４６】
0005630234.tif 000047
【０１３４】
の領域判定を行ない、信号点のランキングを行なう。この詳細は第１ステージと同様のため省略する。なお、第１ステージのｉ番目の生き残りパスΠ（１）（ｉ）に対する第２ステージのランキングｊ位の候補レプリカの番号を
【０１３５】
【数４７】
0005630234.tif 000048
【０１３６】
とする。前記信号点のランキング結果は、生き残りパス選択部５０６に入力される。
生き残りパス選択部５０６は、第１パラメータ算出部５０４から入力された上三角行列対角成分比αに基づいて生き残りパスの選択方法を決定し、当該決定された生き残りパスの選択方法とランキング決定部５０５から入力されたランキング結果とに基づいて第２ステージの生き残りパス数Ｓ２個の生き残りパスΠ（２）（ｉ）を選択する。
【０１３７】
ここで、従来例の生き残りパス選択方法について考えてみる。
図３を用いて上述したように、追加されるパスの二乗ユークリッド距離が大きいと、当該パスが追加された後に累積メトリック値が最小値となる生き残りパスは他のパスになる可能性が高くなる。即ち、前ステージまでの生き残りパスの中で累積メトリックが大きいパスも選択される可能性が高い（図３の分岐Ａ参照）。
【０１３８】
一方、追加されるパスの二乗ユークリッド距離が小さいと、パスが追加された生き残りパスの累積メトリック値が最小値である可能性が高くなる。即ち、前ステージまでの生き残りパスの中で累積メトリックが小さいパスから選択される可能性が高い（図３の分岐Ｂ参照）。
そこで、生き残りパス選択部５０６は、上三角行列対角成分比αに基づいてパスの選択先を変更することにより、大小比較処理回数を削減し、かつＡＳＥＳＳ法のように逐次的に生き残りパスを選択しないため、処理の並列化により高速化することができる。
【０１３９】
第２ステージにおける累積メトリック値は、次式（１５）で示される。ここで、式（１５）の右辺における第１項は、第１ステージで生き残ったパスの二乗ユークリッド距離であり、第２項は、第２ステージで追加されるパスの二乗ユークリッド距離である。また、式（１５）は、式（１６）のように変形することができる。
【０１４０】
【数４８】
0005630234.tif 000049
【０１４１】
上記の式（１６）から分かるように、第２ステージで追加されるパスの二乗ユークリッド距離は、上三角行列Ｒの最下段の対角成分と下から２番目の対角成分との比
【０１４２】
【数４９】
0005630234.tif 000050
【０１４３】
即ちαに比例している。
そこで、αに基づいて、前ステージのある生き残りパスに追加されるパスの数を変化させる。
即ち、第２ステージの生き残りパス選択の際、上記の値αが小さいほど、第１ステージの累積メトリックが小さい生き残りパスから多くのパスを選択されるようにする。逆に、上記の値が大きいほど、第１ステージの累積メトリックの大きいパスからも選択されるようにする。
【０１４４】
あるいは、α２に基づいて、前ステージのある生き残りパスに追加されるパスの数を変化させてもよい。
あるいは、第１ステージの累積メトリック値の平均値と上三角行列Ｒの下から２行目の対角成分との比
【０１４５】
【数５０】
0005630234.tif 000051
【０１４６】
に基づいて、選択パス数を変更しても良い。即ち、上記の値β２が小さいほど、第１ステージの累積メトリックが小さい生き残りパスから多くのパスが選択されるようにする。逆に、上記の値が大きいほど、第１ステージの累積メトリックの大きいパスからも選択されるようにする。
あるいは、β２２に基づいて、前ステージのある生き残りパスに追加されるパスの数を変化させてもよい。
【０１４７】
第３ステージ以降では、前ステージ(第ｋ−１ステージ)までの累積メトリック値の平均値と上三角行列Ｒの下からｋ番目の対角成分との比
【０１４８】
【数５１】
0005630234.tif 000052
【０１４９】
に基づいて、選択パス数を変更することができる。即ち、上記の値βｋが小さいほど、第（ｋ−１）ステージの累積メトリックが小さい生き残りパスから多くのパスが選択されるようにする。逆に、上記の値が大きいほど、第（ｋ−１）ステージの累積メトリックの大きいパスからも選択されるようにする。
本例では、第２ステージにおける生き残りパス選択の一例として、上三角行列対角成分比αの値と選択するパス数との関係を予め示した生き残りパス選択用テーブルを検索し、第１ステージのｉ番目に小さいメトリック値の生き残りパスついて、第２ステージにおけるランキングの上位σ（ｉ）個の候補レプリカを生き残りパスとして選択する。
【０１５０】
なお、生き残りパス選択用テーブルは、αの値が小さいほど前ステージにおける累積メトリックが小さい生き残りパスから多くのパスが選択されるように作成され、αの値が大きいほど前ステージの累積メトリックの大きいパスからも選択されるように作成される。
図１３に前ステージの生き残りパス数が１６、今回のステージの生き残りパス数が１６とした場合の生き残りパス選択用テーブルの一例を示す。
【０１５１】
αの値が０以上１未満の場合、前ステージにおける累積メトリックが最小の生き残りパスから８個のパスが選択され、前ステージにおける累積メトリックが２番目に小さい生き残りパスから４個のパスが選択され、前ステージにおける累積メトリックが３番目に小さい生き残りパスから２個のパスが選択され、前ステージにおける累積メトリックが４番目に小さい生き残りパスから２個のパスが選択される。
【０１５２】
一方、αが１５以上の場合、１６個ある前ステージの生き残りパスからそれぞれ１個ずつパスが選択される。
ここで、第２ステージにおける生き残りパス選択のアルゴリズムについて詳細に説明する。
まず、第１ステージにおけるメトリック値ｄ１の小さい順（昇順）にソートした第１ステージの生き残りパスを
【０１５３】
【数５２】
0005630234.tif 000053
【０１５４】
とする。
次に、下記のアルゴリズムを用いて、第２ステージの生き残りパスを選択する。
【０１５５】
【数５３】
0005630234.tif 000054
【０１５６】
また、第１ステージのランキングｉ位の生き残りパスからランキング上位σ（ｉ）個のパスを選択するようにしてもよい。即ち、上述の選択方法から、第１ステージの生き残りパスの第１ステージにおけるメトリック値ｄ１の大きさによるソートを省略し、
【０１５７】
【数５４】
0005630234.tif 000055
【０１５８】
のように、第２ステージの生き残りパスを選択してもよい。
ここで選択された生き残りパスは、メトリック計算部５０７及び第３ステージのランキング決定部５１０に入力される。
メトリック計算部５０７は、ＱＲ分解部４０１から入力された上三角行列Ｒと、ユニタリ変換部４０２から入力されたユニタリ変換ベクトルｚとを用いて生き残りパス選択部５０６で選択された生き残りパスに対してメトリックを計算し、第１ステージのメトリック計算部５０３から入力されたメトリックを用いて、次式（１７）で示す、累積メトリックを計算する。前記算出された累積メトリックは、平均累積メトリック計算部５０８並びに第３ステージの生き残りパス決定部５１１及びメトリック計算部５１２に入力される。
【０１５９】
【数５５】
0005630234.tif 000056
【０１６０】
平均累積メトリック計算部５０８は、第３ステージの生き残りパス選択に用いるため、次式（１８）で示す、累積メトリック値の平均値を求める。前記累積メトリック値の平均値は第３ステージの第２パラメータ算出部５０９に入力される。
【０１６１】
【数５６】
0005630234.tif 000057
【０１６２】
第３ステージ処理部５０１−３は、再生処理の第３ステージを担当するものであり、第２ステージにおける第１パラメータ算出部５０４を第２パラメータ算出部５０９に置き換えることにより実現できる。
第２パラメータ算出部５０９は、ＱＲ分解処理部４０１から入力された上三角行列Ｒと、第２ステージの平均累積メトリック計算部５０８から入力された平均累積メトリック値とを用いて、上三角行列対角成分と平均累積メトリックとの比
【０１６３】
【数５７】
0005630234.tif 000058
【０１６４】
を計算する。前記算出された上三角行列対角成分対平均累積メトリック比β３は、生き残りパス選択部５１１に入力される。
生き残りパス選択部５１１は、第２パラメータ算出部５０９から入力された上三角行列対角成分対平均累積メトリック比β３に基づいて生き残りパスの選択方法を決定し、当該決定された生き残りパスの選択方法とランキング決定部５１０から入力されたランキング結果とに基づいて第２ステージの生き残りパス数Ｓ３個の生き残りパスΠ（３）（ｉ）を選択する。
【０１６５】
本例では、第３ステージ以降の第ｋステージにおける生き残りパス選択の一例として、上三角行列対角成分対平均累積メトリック比βｋの値と選択するパス数との関係を予め示したテーブルを検索し、第ｋ−１ステージのｉ番目に小さいメトリック値の生き残りパスついて、第ｋステージにおけるランキングの上位χ（ｉ）個の候補レプリカを生き残りパスとして選択する。
【０１６６】
なお、生き残りパス選択用テーブルは、βｋの値が小さいほど前ステージにおける累積メトリックが小さい生き残りパスから多くのパスが選択されるように作成され、βｋの値が大きいほど前ステージの累積メトリックの大きいパスからも選択されるように作成される。
第４ステージ以降の第ｋ（ｋ＝４，・・・，Ｎ）ステージ処理部は、第３ステージ処理部５０１−３と同様に構成される。従って、上述の処理が最終の第Ｎステージまで行なわれる。
【０１６７】
なお、最終ステージでは次のステージがないため、平均累積メトリック計算部５１３をそなえる必要はない。即ち、ＭＩＭＯ復調処理の第ｎステージを担当する第ｎステージ処理部５０１−Ｎは、第２パラメータ算出部５１４と、ランキング決定部５１５と、生き残りパス選択部５１６と、メトリック計算部５１７とをそなえる。第Ｎステージのメトリック計算部５１７で算出された累積メトリックはＬＬＲ算出部６００に入力される。
【０１６８】
ＬＬＲ算出部６００は、それぞれの送信ストリームについてビットＬＬＲを計算する。まず、累積メトリックの最小値を検索し、累積メトリックが最小値となる生き残りパスを最尤なシンボルの組み合わせとする。ｌ番目のストリームｘｌのｎ番目のビットのビットＬＬＲは、最尤シンボル組み合わせに対する合計メトリックと最尤シンボルのｎ番目のビットの反転値を持つシンボルに対する累積メトリックの最小値の差となる。
【０１６９】
具体的には、まず、各パラメータを以下のように算出する。
【０１７０】
【数５８】
0005630234.tif 000059
【０１７１】
ただし、lはストリーム番号、ｂｉｔ（ｘ， ｎ）、ｉｎｖｂｉｔ（ｘ， ｎ）はそれぞれｘのｎ番目のビット値および反転ビット値を表す。これらのパラメータを用いて、次式（１９）で示す、ビットＬＬＲを算出する。
【０１７２】
【数５９】
0005630234.tif 000060
【０１７３】
なお、上記では、ビットＬＬＲをメトリックの差としているが、次式（２０）で示すように、二乗根を取ってもよい。
【０１７４】
【数６０】
0005630234.tif 000061
【０１７５】
（１．２）一実施形態に係る受信機の動作
ここで、図１４に示すフローチャートに従って一実施形態に係る受信機３００の動作の一例を説明する。
まず、受信アンテナ３０１によって受信された信号に対し、受信部３０２によって所定の無線受信処理が施され、復調部３０３へと入力される（ステップＳ１０１）。
【０１７６】
次に、復調部３０３のチャネル推定部３０５によって、ステップＳ１０１で得られた信号から、送信機で送信されたパイロット信号などが抽出され、チャネル行列Ｈが推定される（ステップＳ１０２）。推定されたチャネル行列ＨはＭＩＭＯストリーム分離部３０６に入力される。
ＭＩＭＯストリーム分離部３０６に入力された信号は、まず、受信信号変換部４００に入力される。そして、受信信号変換部４００のＱＲ分解処理部４０１によって、ステップＳ１０２で得られたチャネル行列Ｈに対しＱＲ分解が施され、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとが出力される（ステップＳ１０３）。
【０１７７】
次に、ユニタリ変換部４０２によって、ステップＳ１０１で得られた受信信号ベクトルｙにステップＳ１０３で得られたユニタリ行列Ｑのエルミート共役が乗算され、ユニタリ変換ベクトルｚが算出される（ステップＳ１０４）。
そして、ステップＳ１０３で得られた上三角行列Ｒ及びステップＳ１０４で得られたユニタリ変換ベクトルはＭＩＭＯ復調部に入力され、第１ステージ処理部５０１−１〜第Ｎステージ処理部５０１−Ｎによって所定のデータ再生処理が施される。
【０１７８】
まず、第１ステージ処理部５０１−１のランキング決定部５０２によって、ステップＳ１０３で得られた上三角行列Ｒ及びステップＳ１０４で得られたユニタリ変換ベクトルｚを用いて、送信信号ｘＮの候補レプリカのランキングが行なわれる（ステップＳ１０５）。
次に、メトリック計算部５０３によって、ステップＳ１０５で得られたランキングの上位からＳ１個の生き残りレプリカについてメトリックが計算される（ステップＳ１０６）。
【０１７９】
その後、第２ステージ処理部へ処理が移行する（ステップＳ１０７）。
第２ステージ以降の第ｋステージでは、まず、ランキング決定部５０５，５１０又は５１５によって、ステップＳ１０３で得られた上三角行列Ｒと、ステップＳ１０４で得られたユニタリ変換ベクトルｚと、第ｋ−１ステージの各生き残りレプリカとを用いて、送信信号ｘＮ−ｋ＋１の候補レプリカのランキングが行なわれる（ステップＳ１０８）。
【０１８０】
次に、現在の処理が第２ステージで行なわれているか否かが判断され（ステップＳ１０９）、処理が第２ステージで行なわれていると判断された場合には（ステップＳ１０９のＹｅｓルート）、第１パラメータ算出部５０４によって、ステップＳ１０３で得られた上三角行列Ｒの下から２番目の対角成分と最下段の対角成分との比αが計算される（ステップＳ１１０）。一方、処理が既に第３ステージ以降に移行していると判断された場合（ステップＳ１０７のＮｏルート）、第２パラメータ算出部５０９又は５１４によって、ステップＳ１０３で得られた上三角行列Ｒの対角成分と第ｋ−１ステージで得られた平均累積メトリックとの比βが計算される（ステップＳ１１１）。
【０１８１】
次いで、生き残りパス選択部５０６，５１１又は５１６によって、上記のステップＳ１１０で得られたα又はステップＳ１１１で得られたβに基づき生き残りパス数が決定され、決定された生き残りパス数及びステップＳ１０８で得られたランキングを基に第ｋステージにおける生き残りパスが選択される（ステップＳ１１２）。
そして、メトリック計算部５０７，５１２又は５１７によって、ステップＳ１１２で選択された各生き残りパスに対してメトリック及び累積メトリックが計算される（ステップＳ１１３）。
【０１８２】
次に、現在の処理が第Ｎステージで行なわれているか否かが判断され（ステップＳ１１４）、第Ｎステージで行なわれていると判断された場合には（ステップＳ１１４のＹｅｓルート）、処理をステップＳ１１７へ移行する。一方、現在の処理が第Ｎステージで行なわれていないと判断された場合には（ステップＳ１１４のＮｏルート）、平均累積メトリック計算部５０８又は５１３によって、ステップＳ１１３で得られた累積メトリックの平均値が計算される（ステップＳ１１５）。
【０１８３】
続くステップにおいて、処理を次のステージへと移行する（ステップＳ１１６）。
次に、第Ｎステージまでの処理が完了したか否かが判断され（ステップＳ１１７）、第Ｎステージまでの処理が完了していないと判断された場合（ステップＳ１１７のＹｅｓルート）、処理をステップＳ１０８へ移行して、ステップＳ１０８〜ステップＳ１１６の処理を第Ｎステージまで施す。一方、既に第Ｎステージまでの処理が完了したと判断された場合（ステップＳ１１７のＮｏルート）、ＬＬＲ計算部６００によって、各送信ストリームについてビットＬＬＲが計算される（ステップＳ１１８）。
【０１８４】
そして、誤り訂正復号部３０４によって、ＭＩＭＯストリーム分離部３０６で分離されたストリームに対して所定の誤り訂正復号が行なわれる（ステップＳ１１９）。
以上のように、生き残りパス選択部５０６，５１１又は５１６による生き残りパス選択を、第１パラメータ算出部５０４又は第２パラメータ算出部５０９，５１４による計算結果に基づいて行なうことで、データ再生の際の信号処理量を削減することができる。
【０１８５】
〔２〕第１変形例
図１５に第１変形例に係るＭＩＭＯシステムの構成の一例を示す。なお、図１５中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
この図１５に示すように、第１変形例では、ＭＩＭＯストリーム分離部３０６Ａをそなえる。
【０１８６】
図１６に第１変形例に係るＭＩＭＯストリーム分離部３０６Ａの構成の一例を示す。なお、図１６においても、既述の符号と同一の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
この図１６に示すように、第１変形例では、ＭＩＭＯストリーム分離部３０６Ａが、例示的に、チャネルランキング部７００をそなえる。
【０１８７】
チャネルランキング部７００は、チャネル推定部３０５からチャネル行列Ｈが入力されると、チャネル行列Ｈの第ｆ列成分の電力の和
【０１８８】
【数６１】
0005630234.tif 000062
【０１８９】
を計算し、Ｐｆの大きい順に右から並ぶようにチャネル行列の列ベクトルを並び替える。
一例として、チャネルランキング部７００に、次式（２１）で示す、３行３列のチャネル行列Ｈが入力された場合について説明する。
【０１９０】
【数６２】
0005630234.tif 000063
【０１９１】
例えば、Ｐｆを算出した結果、Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ１の関係が得られたとする。すると、チャネルランキング部７００によって、上記の式（２１）で示されるチャネル行列Ｈに対し、Ｐｆの大きい順に右から並ぶように列ベクトルの並び替えが施され、次式（２２）で示される、Ｈ´が得られる。
【０１９２】
【数６３】
0005630234.tif 000064
【０１９３】
前記並び替えが施されたチャネル行列Ｈ´は、受信信号変換部４００に入力される。
即ち、チャネルランキング部７００は、送信機２００と受信機３００との間のチャネル行列を構成する各列成分の電力値に基づいて、前記各列成分を並び替えた変形チャネル行列を生成するチャネル行列変換部の一例として機能する。
なお、本例においては、一例として、チャネルランキング部７００が、送信機２００と受信機３００との間のチャネル行列を構成する各列成分の電力値の総和が大きい順に、前記各列成分の並び替えを行なう場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、チャネルランキング部７００が、チャネル行列を構成する各列成分の並び替えを、受信信号ごとの信号対雑音比などに基づいて行なってもよい。
【０１９４】
図１７に、第１変形例に係るフローチャートの一例を示す。
まず、受信アンテナ３０１によって受信された信号に対し、受信部３０２によって所定の無線受信処理が施され、復調部３０３へと入力される（ステップＳ２０１）。
次に、復調部３０３のチャネル推定部３０５によって、ステップＳ２０１で得られた信号から、送信機で送信されたパイロット信号などが抽出され、チャネル行列Ｈが推定される（ステップＳ２０２）。推定されたチャネル行列ＨはＭＩＭＯストリーム分離部３０６Ａに入力される。
【０１９５】
そして、ＭＩＭＯストリーム分離部３０６Ａのチャネルランキング部７００によって、ステップＳ２０２で得られたチャネル行列Ｈに対し列ベクトルの並び替えが行なわれる（ステップＳ２０３）。前記並び替えが行なわれたチャネル行列Ｈ´は、受信信号変換部４００へと入力される。
そして、受信信号変換部４００のＱＲ分解処理部４０１によって、ステップＳ２０３で得られたチャネル行列Ｈ´に対しＱＲ分解が施され、その後、上述した一実施形態と同様に、図１４に示す処理νが行なわれる。
【０１９６】
上述した第１変形例によれば、ＱＲ分解処部４０１によるＱＲ分解処理後に得られる上三角行列Ｒの第Ｎ行目の対角成分ｒＮ，Ｎを大きくとることができるので、第１ステージ処理部５０１−１におけるｕＮ，ηの算出においてノイズの影響を低減することができ、シンボルレプリカ候補をより正確に選出することができる。
また、以降のステージでは、第１ステージでの選出結果を基にしてシンボルレプリカ候補を選出するため、以降のステージにおけるシンボルレプリカ候補についても正確に選出することができる。この結果、受信機３００のデータ再生精度を向上せしめることができる。
【０１９７】
〔３〕第２変形例
また、上述した一実施形態では、第２ステージの生き残りパス選択に上三角行列Ｒの対角成分の比αを用いているが、第３ステージ以降と同様に前ステージまでの平均累積メトリック値と上三角行列Ｒの対角成分との比を用いてもよい。そこで、第２変形例では、第２ステージの生き残りパス選択に上三角行列対角成分対平均累積メトリック比β２を用いる。
【０１９８】
図１８に第２変形例に係るＭＩＭＯシステムの構成の一例を示す。なお、図１８中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
この図１８に示すように、第２変形例では、ＭＩＭＯストリーム分離部３０６Ｂをそなえる。
【０１９９】
図１９に第２変形例に係るＭＩＭＯストリーム分離部３０６Ｂの構成の一例を示す。なお、図１９においても、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
第１ステージ処理部５０１−１の平均累積メトリック計算部５１８は、メトリック計算部５０３から入力された、上記の式（１３）で示される、メトリックを用いて、次式（２３）で示す、平均累積メトリックを計算する。
【０２００】
【数６４】
0005630234.tif 000065
【０２０１】
算出された平均累積メトリックは、第２ステージ処理部５０１−２の第２パラメータ算出部５１９に入力される。
第２パラメータ算出部５１９は、平均累積メトリック計算部５１８から入力された平均累積メトリックを用いて、次式（２４）で示す、上三角行列対角成分と平均累積メトリックとの比β２を計算する。
【０２０２】
【数６５】
0005630234.tif 000066
【０２０３】
その他の処理は上述の一実施形態と同様である。
図２０に、本実施形態のフローチャートの例を示す。
まず、受信アンテナ３０１によって受信された信号に対し、受信部３０２によって所定の無線受信処理が施され、復調部３０３へと入力される（ステップＳ３０１）。
次に、復調部３０３のチャネル推定部３０５によって、ステップＳ３０１で得られた信号から、送信機で送信されたパイロット信号などが抽出され、チャネル行列Ｈが推定される（ステップＳ３０２）。推定されたチャネル行列ＨはＭＩＭＯストリーム分離部３０８に入力される。
【０２０４】
ＭＩＭＯストリーム分離部３０８に入力された信号は、まず、受信信号変換部４００に入力される。そして、受信信号変換部４００のＱＲ分解処理部４０１によって、ステップＳ３０２で得られたチャネル行列Ｈに対しＱＲ分解が施され、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとが出力される（ステップＳ３０３）。
次に、ユニタリ変換部４０２によって、ステップＳ３０１で得られた受信信号ベクトルｙにステップＳ３０３で得られたユニタリ行列Ｑのエルミート共役が乗算され、ユニタリ変換ベクトルｚが算出される（ステップＳ３０４）。
【０２０５】
そして、ステップＳ３０３で得られた上三角行列Ｒ及びステップＳ３０４で得られたユニタリ変換ベクトルはＭＩＭＯ復調部に入力され、第１ステージ処理部５０１−１〜第Ｎステージ処理部５０１−Ｎによって所定のデータ再生処理が施される。
まず、第１ステージ処理部５０１−１のランキング決定部５０２によって、ステップＳ３０３で得られた上三角行列Ｒ及びステップＳ３０４で得られたユニタリ変換ベクトルｚを用いて、送信信号ｘＮの候補レプリカのランキングが行なわれる（ステップＳ３０５）。
【０２０６】
次に、メトリック計算部５０３によって、ステップＳ３０５で得られたランキングの上位からＳ１個の生き残りレプリカについてメトリックが計算される（ステップＳ３０６）。
続くステップにおいて、第１ステージの平均累積メトリック計算部５１８によって、ステップＳ３０６で得られたメトリックを用いて累積メトリックの平均値が計算される（ステップＳ３０７）。
【０２０７】
その後、第２ステージ処理部へ処理が移行する（ステップＳ３０８）。
第２ステージ以降の第ｋステージでは、まず、ランキング決定部５０５又は５１５によって、ステップＳ３０３で得られた上三角行列Ｒと、ステップＳ３０４で得られたユニタリ変換ベクトルｚと、第ｋ−１ステージの各生き残りレプリカとを用いて、送信信号ｘＮ−ｋ＋１の候補レプリカのランキングが行なわれる（ステップＳ３０９）。
【０２０８】
次に、第２パラメータ算出部５１４又は５１９によって、ステップＳ３０３で得られた上三角行列Ｒの対角成分と第ｋ−１ステージで得られた平均累積メトリックとの比βが計算される（ステップＳ３１０）。
そして、生き残りパス選択部５０６又は５１６によって、ステップＳ３０９で得られたランキング及びステップＳ３１０で得られたβに基づき生き残りパス数が決定され、決定された生き残りパス数及びステップＳ３０８で得られたランキングを基に第ｋステージにおける生き残りパスが選択される（ステップＳ３１１）。
【０２０９】
次に、メトリック計算部５０７又は５１７によって、ステップＳ３１１で選択された各生き残りパスに対してメトリック及び累積メトリックが計算される（ステップＳ３１２）。
そして、現在の処理が第Ｎステージで行なわれているか否かが判断され（ステップＳ３１３）、現在の処理が第Ｎステージで行なわれていると判断された場合には（ステップＳ３１３のＹｅｓルート）、処理をステップＳ３１６へ移行する。一方、現在の処理が第Ｎステージで行なわれていないと判断された場合には（ステップＳ３１３のＮｏルート）、平均累積メトリック計算部５０８によって、ステップＳ３１２で得られた累積メトリックの平均値が計算される（ステップＳ３１４）。
【０２１０】
続くステップにおいて、処理が次のステージへと移行する（ステップＳ３１５）。
次に、第Ｎステージまでの処理が完了したか否かが判断され（ステップＳ３１６）、第Ｎステージまでの処理が完了していないと判断された場合（ステップＳ３１６のＹｅｓルート）、処理をステップＳ３０９へ移行して、ステップＳ３０９〜ステップＳ３１５の処理を第Ｎステージまで施す。一方、既に第Ｎステージまでの処理が完了したと判断された場合（ステップＳ３１６のＮｏルート）、ＬＬＲ計算部６００によって、各送信ストリームについてビットＬＬＲが計算される（ステップＳ３１７）。
【０２１１】
そして、誤り訂正復号部３０４によって、ＭＩＭＯストリーム分離部３０６Ｂで分離されたストリームに対して所定の誤り訂正復号が行なわれる（ステップＳ３１８）。
上述した第２変形例によれば、第２ステージ処理部５０１−２以降の各ステージが同様の構成を有するので、ＭＩＭＯ復調部５００における処理内容を単純化することができ、受信機３００Ｂの製造コストを大幅に低減することが可能となる。
【０２１２】
〔４〕その他
なお、上述した送信機２００，受信機３００，受信機３００Ａ及び受信機３００Ｂの各構成及び各機能は、必要に応じて取捨選択してもよいし、適宜組み合わせて用いてもよい。即ち、本発明の機能を発揮できるように、上記の各構成及び各機能を取捨選択したり、適宜組み合わせて用いたりしてもよい。
【０２１３】
また、上述した一実施形態におけるランキング決定部５０２，５０５，５１０又は５１５による信号点のランキング付けにおいて、ｕＮ，ηの領域判定を行なった後に、テーブル等に保存されたランキングテーブルを参照することにより各信号点のランキング付けを行なう例を示したが、信号点のランキング付けを、ｕＮ，ηとの距離が近い順に行なってもよい。即ち、ランキング決定部５０２，５０５，５１０又は５１５において、ｕＮ，ηと各信号点との距離をそれぞれ算出し、当該距離が小さい順に、各信号点についてランキング付けを行なってもよい。
【０２１４】
さらに、上記一実施形態の信号点のランキング付けについて、変調方式にＱＰＳＫ又は６４ＱＡＭを用いた場合を例示して説明を行なったが、本発明はこれらの変調方式に限定されるものではなく、他の変調方式を用いた場合についても同様に実施することができる。
【符号の説明】
【０２１５】
１０，１００  ＭＩＭＯシステム
２０，２００  送信機
２１−１〜２１−Ｍ，２０１−１〜２０１−Ｍ  送信アンテナ
２０２−１〜２０２−Ｍ  送信部
２０３  変調部
２０４  誤り訂正符号化部
３０，３００，３００Ａ，３００Ｂ  受信機
３１−１〜３１−Ｎ，３０１−１〜３０１−Ｎ  受信アンテナ
３０２−１〜３０２−Ｎ  受信部
３０３  復調部
３０４  誤り訂正復号部
３０５  チャネル推定部
３０６，３０６Ａ，３０６Ｂ  ＭＩＭＯストリーム分離部
４００  受信信号変換部
４０１  ＱＲ分解処理部
４０２  ユニタリ変換部
５００  ＭＩＭＯ復調部
５０１−１〜５０１−Ｎ  第１ステージ処理部〜第Ｎステージ処理部
５０２，５０５，５１０，５１５  ランキング決定部
５０３，５０７，５１２，５１７  メトリック計算部
５０４  第１パラメータ算出部
５０６，５１１，５１６  生き残りパス選択部
５０８，５１３，５１８  平均累積メトリック計算部
５０９，５１４，５１９  第２パラメータ算出部
６００  ＬＬＲ算出部
７００  チャネルランキング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図６】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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