(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号から情報を復調する受信装置において、
ＯＦＤＭシンボル区間内の複数時刻のチャネルインパルス応答を推定し、推定した前記複数時刻のチャネルインパルス応答を一つのチャネルインパルス応答に変換し、変換した前記チャネルインパルス応答に対して時間周波数変換を行うことで周波数応答を推定する伝搬路推定部と、
復調した情報の変調シンボルであるシンボルレプリカを生成するシンボルレプリカ生成部と、
前記複数時刻のチャネルインパルス応答と前記シンボルレプリカとに基づいて、時間領域の受信信号レプリカである受信信号レプリカを生成するフィルタ部と、
前記受信信号から前記受信信号レプリカを減算する減算部と、
前記減算部が減算した信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部と、
前記周波数応答と前記シンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する復元部と、
前記復元部が抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する復調部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記伝搬路推定部は、
前記複数時刻のチャネルインパルス応答を時間平均し、該時間平均した結果に対して時間周波数変換を行うことで前記周波数応答を推定すること、
を特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記伝搬路推定部は、
前記複数時刻のチャネルインパルス応答のうち、ＯＦＤＭシンボル区間内の一つの時刻のチャネルインパルス応答に対して時間周波数変換を行うことで前記周波数応答を推定すること
を特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
前記１つの時刻のチャネルインパルス応答は、ＯＦＤＭシンボル区間の中央のものであること
を特徴とする請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号のサブキャリア成分であって当該サブキャリア成分に近接するサブキャリア成分を加算すること
を特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項６】
複数のアンテナを備え、送信装置とＭＩＭＯ伝送方式の通信を行うこと
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項７】
前記復調部は、前記復元部が抽出した各サブキャリア成分の信号を復調し、前記複数時刻のチャネルインパルス応答に基づいてＭＩＭＯ分離を行うこと
を特徴とする請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
前記受信装置は、
送信装置が備える複数のアンテナ各々から送信された信号系列であるストリームの信号を、前記受信信号として受信し、
前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち所望のストリーム成分を加算すること
を特徴とする請求項７に記載の受信装置。
【請求項９】
前記受信装置は、
送信装置が備える複数のアンテナ各々から送信された信号系列であるストリームの信号を、前記受信信号として受信し、
前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち全てのストリーム成分を加算すること
を特徴とする請求項７に記載の受信装置。
【請求項１０】
前記復調部は、
最小平均２乗誤差基準で信号を復調すること
を特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項１１】
受信信号から情報を復調する受信方法において、
ＯＦＤＭシンボル区間内の複数時刻のチャネルインパルス応答を推定し、推定した前記複数時刻のチャネルインパルス応答を一つのチャネルインパルス応答に変換し、変換した前記チャネルインパルス応答に対して時間周波数変換を行うことで周波数応答を推定する伝搬路推定過程と、
復調した情報の変調シンボルであるシンボルレプリカを生成するシンボルレプリカ生成過程と、
前記複数時刻のチャネルインパルス応答と前記シンボルレプリカとに基づいて、時間領域の受信信号レプリカである受信信号レプリカを生成するフィルタ過程と、
前記受信信号から前記受信信号レプリカを減算する減算過程と、
前記減算過程が減算した信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換過程と、
前記周波数応答と前記シンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、前記時間周波数変換過程が変換した周波数領域の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する復元過程と、
前記復元過程が抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する復調過程と、
を有することを特徴とする受信方法。
【請求項１２】
受信信号から情報を復調する受信装置のコンピュータを、
ＯＦＤＭシンボル区間内の複数時刻のチャネルインパルス応答を推定し、推定した前記複数時刻のチャネルインパルス応答を一つのチャネルインパルス応答に変換し、変換した前記チャネルインパルス応答に対して時間周波数変換を行うことで周波数応答を推定する伝搬路推定手段、
復調した情報の変調シンボルであるシンボルレプリカを生成するシンボルレプリカ生成手段、
前記複数時刻のチャネルインパルス応答と前記シンボルレプリカとに基づいて、時間領域の受信信号レプリカである受信信号レプリカを生成するフィルタ手段、
前記受信信号から前記受信信号レプリカを減算する減算手段、
前記減算手段が減算した信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換手段、
前記周波数応答と前記シンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、前記時間周波数変換手段が変換した周波数領域の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する復元手段、
前記復元手段が抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する復調手段、
として機能させる受信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、受信方法、及び受信プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信においては、特に広帯域伝送の場合、先行して受信するパスに加え、建物や山などの障害物からの反射を経由する等して遅延して到来するパスが存在し、シンボル間干渉（ＩＳＩ：Ｉｎｔｅｒ  Ｓｙｍｂｏｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ＩＳＩ）となる。このように複数のパスが到来する環境をマルチパス環境という。例えば、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交周波数分割多重）、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ；直交周波数分割多元接続）、ＭＣ−ＣＤＭ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；マルチキャリア−符号分割多重）などのマルチキャリア伝送では、マルチキャリアの時間領域の信号にガードインターバル（ＧＩ：Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を付加することで、ＧＩ以内の遅延パスであればＩＳＩが生じることを防止する。従って、ＧＩ長を適切に設定すれば、ＩＳＩの影響を受けない良好な伝送品質を実現することができる。しかしながら、受信装置が高速に移動している場合、１つのＯＦＤＭシンボル内における伝搬路変動が大きくなり、キャリア間干渉（ＩＣＩ：Ｉｎｔｅｒ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が生じる。このような環境を高速フェージング環境という。ＩＣＩは受信性能を大幅に劣化させる。
【０００３】
非特許文献１には、ターボＩＣＩキャンセラ技術が記載されている。具体的に、非特許文献１には、誤り訂正復号結果のビット対数尤度比（ＬＬＲ：Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ）からＩＣＩのレプリカを生成し、生成したレプリカを受信信号から除去することでＩＣＩを抑圧し、除去後の残った信号に対してＩＣＩの除去残差抑圧と最適検出を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】伊藤 雅文、須山 聡、府川 和彦、鈴木 博、「高速フェージングによるＩＣＩを除去するスキャッタードパイロット信号用ＯＦＤＭターボ干渉キャンセル受信」、電子情報通信学会技術報告、ＲＣＳ２００３−７４、２００３年７月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１の技術では、サブキャリア毎に最適検出を行うため、計算量が増大する。具体的には、非特許文献１の技術では、サブキャリア毎の検出処理の乗算回数のオーダはＯ（Ｎ）（ＮはＦＦＴのポイント数、つまりＦＦＴポイント数のオーダ）であるため、全体ではＯ（Ｎ２）のオーダとなる問題があった。また、非特許文献１の技術では、最適検出フィルタを生成するのにＯ（Ｎ２ｌｏｇ２Ｎ）の乗算回数がかかり、それらを保存しておくために大量のメモリを必要とする問題があった。
このように、従来の技術では、遅延パスが存在する高速フェージング環境で受信信号から情報を検出するときに計算量が増大するという欠点があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、遅延パスが存在する高速フェージング環境で受信信号から情報を検出するときに計算量の増大を防止することができる受信装置、受信方法、及び受信プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明は、受信信号から情報を復調する受信装置において、伝搬路推定値を推定する伝搬路推定部と、復調した情報の変調シンボルであるシンボルレプリカを生成するシンボルレプリカ生成部と、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて、干渉を除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出する信号抽出部と、前記信号抽出部が抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する復調部と、を備えることを特徴とする受信装置である。
上記構成によると、受信装置は、遅延波を除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出し、抽出した各サブキャリア成分の信号を復調するので、計算量の増大を防止することができる。
【０００８】
（２）また、本発明は、上記の受信装置において、前記信号抽出部は、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて、時間領域での受信信号のレプリカである受信信号レプリカを生成するフィルタ部と、前記受信信号から前記受信信号レプリカを減算する減算部と、前記減算部が減算した信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部と、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号に対して前記所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する復元部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
（３）また、本発明は、上記の受信装置において、前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分を加算することを特徴とする。
【００１０】
（４）また、本発明は、上記の受信装置において、前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号のサブキャリア成分であって当該サブキャリアに近接するサブキャリアの成分を加算することを特徴とする。
【００１１】
（５）また、本発明は、上記の受信装置において、前記受信装置は、複数のアンテナを備え、前記受信装置は、送信装置とＭＩＭＯ伝送方式の通信を行うことを特徴とする。
【００１２】
（６）また、本発明は、上記の受信装置において、前記復調部は、前記伝搬路推定値に基づいてＭＩＭＯ分離を行うことを特徴とする。
【００１３】
（７）また、本発明は、上記の受信装置において、前記受信装置は、送信装置が備える複数のアンテナ各々から送信された信号系列であるストリームの信号を、前記受信信号として受信し、前記信号抽出部は、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて、時間領域での受信信号のレプリカである受信信号レプリカを生成するフィルタ部と、前記受信信号から前記受信信号レプリカを減算する減算部と、前記減算部が減算した信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部と、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号に対して前記所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する復元部と、を備え、前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち所望のストリーム成分を加算することを特徴とする。
【００１４】
（８）また、本発明は、上記の受信装置において、前記受信装置は、送信装置が備える複数のアンテナ各々から送信された信号系列であるストリームの信号を、前記受信信号として受信し、前記信号抽出部は、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて、時間領域での受信信号のレプリカである受信信号レプリカを生成するフィルタ部と、前記受信信号から前記受信信号レプリカを減算する減算部と、前記減算部が減算した信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部と、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号に対して前記所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する復元部と、を備え、前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち全てのストリーム成分を加算することを特徴とする。
【００１５】
（９）また、本発明は、上記の受信装置において、前記復調部は、最小平均２乗誤差基準で信号を復調することを特徴とする。
【００１６】
（１０）また、本発明は、受信信号から情報を復調する受信装置における受信方法において、伝搬路推定部が、伝搬路推定値を推定する第１の過程と、シンボルレプリカ生成部が、復調した情報の変調シンボルであるシンボルレプリカを生成する第２の過程と、信号抽出部が、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて、干渉を除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出する第３の過程と、復調部が、前記第３の過程にて抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する第４の過程と、を有することを特徴とする受信方法である。
【００１７】
（１１）また、本発明は、受信信号から情報を復調する受信装置のコンピュータを、伝搬路推定値を推定する伝搬路推定手段、復調した情報の変調シンボルであるシンボルレプリカを生成するシンボルレプリカ生成手段、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて、干渉を除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出する信号抽出手段、前記信号抽出手段にて抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する復調手段、として機能させる受信プログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、無線通信の受信装置において、遅延パスが存在する高速フェージング環境で受信信号から情報を検出するときに計算量の増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る通信システムの概念図である。
【図２】本実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】本実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】本実施形態に係る受信信号の一例を示す概略図である。
【図５】本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態に係る通信システムのシミュレーション条件の一例を示す概略図である。
【図７】本実施形態に係る通信システムのシミュレーション結果の一例を示す概略図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】本実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１２】本実施形態に係る受信信号レプリカ生成部の構成を示す概略ブロック図である。
【図１３】本実施形態に係る受信装置の動作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】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信システムの概念図である。
この図において、通信システムは、送信装置Ａ及び受信装置Ｂを具備する。この図は、送信装置Ａから送信された送信信号が、建物等の反射により、Ｄ＋１個（図１ではＤ＝３）の伝搬路（パスとも呼ぶ）ｄ（ｄ＝０、１、２、・・・、Ｄ）を介して受信装置Ｂに受信されることを示す。なお、ｄは短い伝搬路の順（伝搬路を介した信号の到達時間が早い順）に、昇順に番号付けされている（ｄを伝搬路番号と呼ぶ）。また、Ｄは最大の伝搬路番号を示し、例えばＤ＝３の場合に伝搬路は４個である。
以下、本実施形態では、送信装置Ａを送信装置ａ１といい、受信装置Ｂを受信装置ｂ１という。
【００２１】
＜送信装置ａ１の構成について＞
図２は、本実施形態に係る送信装置ａ１の構成を示す概略ブロック図である。この図において、送信装置ａ１は、パイロット生成部ａ１０１、符号部ａ１０２、変調部ａ１０３、マッピング部ａ１０４、ＩＦＦＴ部ａ１０５、ＧＩ挿入部ａ１０６、送信部ａ１０７、及び送信アンテナ部ａ１０８を含んで構成される。
【００２２】
パイロット生成部ａ１０１は、受信装置ｂ１がその波形（あるいは、その信号系列）の振幅値を予め記憶するパイロット信号を生成し、マッピング部ａ１０４に出力する。
符号部ａ１０２は、受信装置ｂ１に送信する情報ビットに対して畳込み符号、ターボ符号、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ：低密度パリティ検査）符号などの誤り訂正符号を用いて符号化し、符号化ビットを生成する。符号部ａ１０２は、生成した符号化ビットを変調部ａ１０３に出力する。
変調部ａ１０３は、符号部ａ１０２から入力された符号化ビットを、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：位相偏移変調）やＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：直交振幅変調）などの変調方式を用いて変調し、変調シンボルを生成する。変調部ａ１０３は、生成した変調シンボルをマッピング部ａ１０４に出力する。
【００２３】
マッピング部ａ１０４は、パイロット生成部ａ１０１から入力されたパイロット信号、及び変調部ａ１０３から入力された変調シンボルを、予め定められたマッピング情報に基づいてリソース（時間−周波数帯域）にマッピングして周波数領域の信号を生成し、生成した周波数領域の信号をＩＦＦＴ部ａ１０５に出力する。なお、リソースとは、送信装置ａ１が送信するフレームにおいて１つのサブキャリアと１つの後述するＦＦＴ区間から成る、変調シンボルを配置する単位である。また、マッピング情報は、送信装置ａ１が決定し、送信装置ａ１から受信装置ｂ１へ予め通知される。
ＩＦＦＴ部ａ１０５は、マッピング部ａ１０４から入力された周波数領域の信号を周波数−時間変換し、時間領域の信号を生成する。ここで、ＩＦＦＴを行う単位の時間区間をＦＦＴ区間という。ＩＦＦＴ部ａ１０５は、生成した時間領域の信号をＧＩ挿入部ａ１０６に出力する。
【００２４】
ＧＩ挿入部ａ１０６は、ＩＦＦＴ部ａ１０５から入力された時間領域の信号に対して、ＦＦＴ区間の信号毎にガードインターバルを付加する。ここで、ガードインターバルとは、ＦＦＴ区間の信号の後方の一部を複製したものであり、ＧＩ挿入部ａ１０６は、この複製した信号をこのＦＦＴ区間の信号の前方に付加する。
なお、ＦＦＴ区間と、ＧＩ挿入部ａ１０６がその時間区間の信号に付加したガードインターバルの時間区間（ＧＩ区間という）と、を併せてＯＦＤＭシンボル区間という。また、ＯＦＤＭシンボル区間の信号をＯＦＤＭシンボルという。ＧＩ挿入部ａ１０６は、ガードインターバルを付加した信号を送信部ａ１０７に出力する。
送信部ａ１０７は、ＧＩ挿入部ａ１０６から入力された信号をデジタル・アナログ変換し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部ａ１０７は、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナａ１０８から受信装置ｂ１へ送信する。
【００２５】
＜受信装置ｂ１の構成について＞
図３は、本実施形態に係る受信装置ｂ１の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置ｂ１は、受信アンテナｂ１０１、受信部ｂ１０２、減算部ｂ１０３、ＧＩ除去部ｂ１０４、ＦＦＴ部ｂ１０５、伝搬路推定部ｂ１０６、復元部ｂ１０７、復調部ｂ１０８、復号部ｂ１０９、シンボルレプリカ生成部ｂ１１０、ＩＦＦＴ部ｂ１１１、ＧＩ挿入部ｂ１１２、及びフィルタ部ｂ１１３を含んで構成される。ここで、減算部ｂ１０３、ＧＩ除去部ｂ１０４、ＦＦＴ部ｂ１０５、復元部ｂ１０７、フィルタ部ａ１１３を信号抽出部Ｂ１という。
【００２６】
受信部ｂ１０２は、送信装置ａ１が送信した送信信号を、受信アンテナｂ１０１を介して受信する。受信部ｂ１０２は、受信した信号に対して、周波数変換及びアナログ―デジタル変換を行う。受信部ｂ１０２は、変換を行った受信信号を記憶する。受信部ｂ１０２は、初回処理、及び、後述するフィルタ部ｂ１１３が減算部ｂ１０３に受信信号レプリカを入力するタイミングで、記憶する受信信号を減算部ｂ１０３及び伝搬路推定部ｂ１０６に出力する。
【００２７】
減算部ｂ１０３は、受信部ｂ１０２から入力された受信信号から、後述するフィルタ部ｂ１１３から入力された受信信号レプリカを減算する。減算部ｂ１０３は、受信信号レプリカを減算した信号をＧＩ除去部ｂ１０４に出力する。
なお、初回処理の場合、フィルタ部ｂ１１３から減算部ｂ１０３への入力はなく（ゼロであり）、減算部ｂ１０３は、受信部ｂ１０２から入力された受信信号をそのままＧＩ除去部ｂ１０４に出力する。
【００２８】
ＧＩ除去部ｂ１０４は、減算部ｂ１０３から入力された信号からＧＩを除去し、ＧＩを除去した信号をＦＦＴ部ｂ１０５に出力する。
ＦＦＴ部ｂ１０５は、ＧＩ除去部ｂ１０４から入力された時間領域の信号に対して時間周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号を復元部ｂ１０７に出力する。
【００２９】
伝搬路推定部ｂ１０６は、受信部ｂ１０２から入力された受信信号、及び後述するＧＩ挿入部ｂ１１２から入力された送信信号レプリカ信号、に基づいて、ＯＦＤＭシンボル区間でチャネルインパルス応答を推定する。ここで、チャネルインパルス応答の推定には、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ：再帰最小自乗）アルゴリズムを用いてもよいし、その他のアルゴリズム、例えばＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ；最小平均２乗法）アルゴリズム等を用いてもよい。なお、初回の処理の場合、ＧＩ挿入部ｂ１１２から伝搬路推定部ｂ１０６への入力はなく（ゼロであり）、伝搬路推定部ｂ１０６は、予め記憶するパイロット信号、及び受信部ｂ１０２から入力された受信信号に基づいて、ＯＦＤＭシンボル区間で時間変動するチャネルインパルス応答を推定する。
伝搬路推定部ｂ１０６は、推定したチャネルインパルス応答をフィルタ部ｂ１１３に出力する。また、伝搬路推定部ｂ１０６は、推定したチャネルインパルス応答に対して時間周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号である周波数応答を、復元部ｂ１０７及び復調部ｂ１０８に出力する。
【００３０】
また、伝搬路推定部ｂ１０６は、推定した周波数応答と予め記憶するパイロット信号からパイロット信号のレプリカを生成する。伝搬路推定部ｂ１０６は、受信信号のパイロット信号と、生成したパイロット信号のレプリカと、に基づいて雑音電力を算出する。また、伝搬路推定部ｂ１０６は、推定した周波数応答とパイロット信号とに基づいてＩＣＩの電力（ＩＣＩ電力という）を算出する。なお、伝搬路推定部ｂ１０６が行う雑音電力及びＩＣＩ電力の算出処理の詳細については、動作原理と併せて後述する。伝搬路推定部ｂ１０６は、算出した雑音電力及びＩＣＩ電力を復調部ｂ１０８に出力する。
【００３１】
復元部ｂ１０７は、サブキャリア毎に、伝搬路推定部ｂ１０６から入力された周波数応答を、後述するシンボルレプリカ生成部ｂ１１０から入力されたシンボルレプリカに乗算して、伝搬路の影響を受けた所望信号のレプリカ信号を生成する。復元部ｂ１０７は、サブキャリア毎に、ＦＦＴ部ｂ１０５から入力された信号に生成したレプリカ信号を加算する。すなわち、復元部ｂ１０７は、伝搬路推定値とシンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、ＦＦＴ部ｂ１０５が変換した周波数領域の信号に対してこの所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する。
復元部ｂ１０７は、レプリカ信号を加算した信号を復調部ｂ１０８に出力する。
なお、初回の処理の場合、シンボルレプリカ生成部ｂ１１０から復元部ｂ１０７への入力はなく（ゼロであり）、復元部ｂ１０７は、ＦＦＴ部ｂ１０５から入力された信号をそのまま復調部ｂ１０８に出力する。
以上のように、信号抽出部Ｂ１は、伝搬路推定値とシンボルレプリカとに基づいて受信信号から受信信号レプリカを除去し、所望信号を復元することでＩＣＩ（干渉）を除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出する。
【００３２】
復調部ｂ１０８は、伝搬路推定部ｂ１０６から入力された周波数応答、雑音電力、及びＩＣＩ電力を用いて、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）基準、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）基準等を用いたフィルタ係数を算出する。復調部ｂ１０８は、算出したフィルタ係数を用いて、信号の振幅と位相の変動の補償（伝搬路補償という）を行う。復調部ｂ１０８は、伝搬路補償を行った信号を、送信装置ａ１から予め通知されたマッピング情報に基づいてデマッピングし、デマッピングした信号に対して、復調処理を行う。復調部ｂ１０８は、復調処理の結果のビット対数尤度比（ＬＬＲ；Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ）を復号部ｂ１０９に出力する。
【００３３】
復号部ｂ１０９は、復調部ｂ１０８から入力された復調シンボルに対して、例えば、最尤復号法（ＭＬＤ；  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ）、最大事後確率推定（ＭＡＰ；  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ａ  ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ  Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）、ｌｏｇ−ＭＡＰ、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ、ＳＯＶＡ（Ｓｏｆｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｖｉｔｅｒｂｉ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）等を用いて、復号処理を行う。
この復号処理の結果、誤りが検出されなかったと判定した場合、もしくは、既定の回数の処理が行われたと判定した場合、復号部ｂ１０９は、復号結果のビット対数尤度比を情報データビットとして出力する。一方、誤りが検出され、かつ、規定の回数の処理が行われていない、と判定した場合、復号部ｂ１０９は、復号結果のビット対数尤度比をシンボルレプリカ生成部ｂ１１０に出力する。
【００３４】
シンボルレプリカ生成部ｂ１１０は、復号部ｂ１０９から入力されたビット対数尤度比の期待値を算出し、算出した期待値を復号及び変調して変調シンボル（シンボルレプリカという）を生成する。シンボルレプリカ生成部ｂ１１０は、生成したシンボルレプリカを、送信装置ａ１から予め通知されたマッピング情報に基づいてマッピングする。シンボルレプリカ生成部ｂ１１０は、マッピングしたシンボルレプリカを復元部ｂ１０７及びＩＦＦＴ部ｂ１１１に出力する。
【００３５】
ＩＦＦＴ部ｂ１１１は、シンボルレプリカ生成部ｂ１１０から入力されたシンボルレプリカに対して周波数時間変換を行い、変換した時間領域のレプリカ信号をＧＩ挿入部ｂ１１２に出力する。
ＧＩ挿入部ｂ１１２は、ＩＦＦＴ部ｂ１１１から入力されたレプリカ信号に対して、ＦＦＴ区間の信号毎にガードインターバルを付加して、送信信号レプリカを生成する。ＧＩ挿入部ｂ１１２は、生成した送信信号レプリカを、伝搬路推定部ｂ１０６及びフィルタ部ｂ１１３に出力する。
フィルタ部ｂ１１３は、伝搬路推定部ｂ１０６から入力されたチャネルインパルス応答と、ＧＩ挿入部ｂ１１２から入力された送信信号レプリカと、に基づいて、受信信号レプリカを生成する。フィルタ部ｂ１１３は、生成した受信信号レプリカを減算部ｂ１０３に出力する。
受信装置ｂ１は、復号部ｂ１０９が誤りを検出しなくなるまで、又は、既定の回数まで、同じ信号に対して、上記の減算部ｂ１０３からフィルタ部ｂ１１３までの処理を繰り返し行う（繰り返し処理という）。
【００３６】
図４は、本実施形態に係る受信信号の一例を示す概略図である。この図は、最大遅延がＧＩ長を超えず、前のＯＦＤＭシンボルによる干渉は無い場合の図である。
この図において、図1の伝搬路番号１、２、３、４の伝搬路を介して受信した受信信号を、それぞれ、０ｔｈ  ｐａｔｈ、１ｓｔ  ｐａｔｈ、２ｎｄ  ｐａｔｈ、３ｒｄ  ｐａｔｈとして、上から順に示す。
なお、図４において、横軸は時間軸であり、予め定めた時間幅で区切られた離散時刻である。この図において、左斜め上がりの斜線でハッチングした領域は、ＧＩ（Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ガードインターバル）を示す。また、右斜め上がりの斜線でハッチングした領域は前後のＯＦＤＭシンボルの受信信号を示す。
また、ＮはＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；フーリエ変換）区間のポイント数（ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；逆フーリエ変換）区間のポイント数でもある）、ＮｇはＧＩのポイント数である。ここで、ポイント数とは離散時刻の数である。
【００３７】
＜動作原理について＞
以下、受信装置ｂ１の動作原理について、図３を参照ながら説明をする。
まず、初回の処理についての動作原理について説明をする。受信部ｂ１０２が受信した第ｋ離散時刻の受信信号ｒｋは、次式（１）、（２）で表わされる。
【００３８】
【数１】
0005428788.tif 000002
【００３９】
ここで、Ｄは最大の伝搬路番号、ｈｄ，ｋは伝搬路番号ｄのパス（第ｄパスという）における第ｋ離散時刻の複素振幅、ｓｋは時間領域の送信信号であり、ｚｋは時間領域の雑音である。また、ＮはＦＦＴ区間のポイント数、Ｓｎは第ｎサブキャリアの変調信号、ＮｇはＧＩ区間のポイント数（図４参照）、ｊは虚数単位である。
ＦＦＴ区間（図４のｋ＝Ｎｇからｋ＝Ｎｇ＋Ｎ−１）の受信信号ｒｋに対して、ＦＦＴ部ｂ１０５にて、時間周波数変換を行った後の信号Ｒｎは、次式（３）、（４）で表わされる。
【００４０】
【数２】
0005428788.tif 000003
【００４１】
ここで、Ｗｎ，ｍは第ｍサブキャリアから第ｎサブキャリアへの信号の漏れ込み係数であり、また、Ｚｎは第ｎサブキャリアにおける雑音である。また、式（４）において、ｍ＝ｎである場合のＷｎ，ｎは、第ｎサブキャリアの周波数応答であり、次式（５）で表わされる。
【００４２】
【数３】
0005428788.tif 000004
【００４３】
なお、式（５）は、ＯＦＤＭシンボル内で時間変動しているチャネルインパルス応答の時間平均に対する離散フーリエ変換結果に一致する。初回処理において、伝搬路推定部ｂ１０６、パイロット信号を用いてＷｎ，ｎを直接推定する。初回処理では、式（３）で示す信号は、ＦＦＴ部ｂ１０５から復元部ｂ１０７を介して、そのまま復調部ｂ１０８に出力される。復調部ｂ１０８は、例えばＭＭＳＥ基準のフィルタリングを用いた場合、復調シンボルＳ’ｎを次式（６）を用いて算出する。
【００４４】
【数４】
0005428788.tif 000005
【００４５】
ここで、Ｙ＊はＹの複素共役であることを示す。初回処理では、ＩＣＩが取り除かれることなく行われる受信処理であるため、その影響を受けて伝送特性は劣化する。また、式（６）において、σｚ２は雑音電力、σＩ２はＩＣＩ電力であり、伝搬路推定部ｂ１０６は次式（７）、（８）を用いて算出する。
【００４６】
【数５】
0005428788.tif 000006
【００４７】
【数６】
0005428788.tif 000007
【００４８】
ここで、Ｅ［Ｘ］は、Ｘのアンサンブル平均を示す。なお、本実施形態では、伝搬路推定部ｂ１０６がパイロット信号を用いてσｚ２は雑音電力、σＩ２はＩＣＩ電力を算出し、その結果を式（６）に用いて復調シンボルＳ’ｎを算出する。
復調部ｂ１０８は、式（６）の復調シンボルＳ’ｎからビット対数尤度比を算出する。この算出処理には等価振幅利得が用いられる。具体的には、ＱＰＳＫの場合、次式（９）で表わされる第ｎサブキャリアの等価振幅利得μｎに対してと、ビット対数尤度比λは、次式（１０）、（１１）で表わされる。ここで、式（１０）、（１１）は、それぞれ、１ビット目のビットｂｎ，０、２ビット目のビットｂｎ，１のビット対数尤度比λ（ｂｎ，０）、λ（ｂｎ，１）である。
【００４９】
【数７】
0005428788.tif 000008
【００５０】
【数８】
0005428788.tif 000009
【００５１】
【数９】
0005428788.tif 000010
【００５２】
次に、繰返し処理についての動作原理について説明をする。シンボルレプリカ生成部ｂ１１０は、復号部ｂ１０９が復号したビット対数尤度比の期待値を算出し、算出した期待値を復号及び変調してシンボルレプリカＳ’’ｎを生成する。シンボルレプリカＳ’’ｎは、ＩＦＦＴ部ｂ１１１で周波数時間変換され、ＧＩ挿入部ｂ１１２でＧＩが挿入される。ＧＩ挿入部ｂ１１２が出力する送信信号レプリカｓ’’ｋは、次式（１２）で表わされる。
【００５３】
【数１０】
0005428788.tif 000011
【００５４】
ここで、式（１２）の送信信号レプリカｓ’’ｋを生成するために、ＩＦＦＴ部ｂ１１１は逆高速フーリエ変換を行い、この変換での乗算回数のオーダはＯ（Ｎｌｏｇ２Ｎ）である。
伝搬路推定部ｂ１０６は、式（１２）で表わされた送信信号レプリカ、受信部ｂ１０２から入力された受信信号に基づいてチャネルインパルス応答ｈｄ，ｋを推定する。また、伝搬路推定部ｂ１０６は、チャネルインパルス応答ｈｄ，ｋを時間平均して時間周波数変換を行い、周波数応答Ｗｎ，ｎを算出する。
フィルタ部ｂ１１３は、チャネルインパルス応答ｈｄ，ｋと、式（１２）で表わされる送信信号レプリカｓ’’ｋと、に基づいて、次式（１３）で表わされる受信信号レプリカｒ’’ｋを生成する。
【００５５】
【数１１】
0005428788.tif 000012
【００５６】
なお、式（１３）の受信信号レプリカを生成するために、フィルタ部ｂ１１３が行う処理での乗算回数のオーダはＯ（ＤＮ）である。ここで、一般的にＤ＜＜Ｎであるため、Ｏ（Ｎ）と考えてもよい。
減算部ｂ１０３は、式（１）で表わされる受信信号ｒｋから、式（１３）で表わされる受信信号レプリカｒ’’ｋを減算し、次式（１４）で表わされる信号ｒ’ｋを出力する。
【００５７】
【数１２】
0005428788.tif 000013
【００５８】
ＧＩ除去部ｂ１０４は、ＦＦＴ区間の信号ｒ’ｋからＧＩを除去し、ＦＦＴ部ｂ１０５は、ＧＩを除去した信号を時間周波数変換する。ＦＦＴ部ｂ１０５が出力する信号Ｒ’ｎは、次式（１５）で表わされる。
【００５９】
【数１３】
0005428788.tif 000014
【００６０】
ここで、式（１５）の信号Ｒ’ｎを生成するために、ＦＦＴ部ｂ１０５は高速フーリエ変換を行い、この変換での乗算回数のオーダはＯ（Ｎｌｏｇ２Ｎ）である。
復元部ｂ１０７は、シンボルレプリカＳ’’ｎに周波数応答Ｗｎ，ｎを乗算して、伝搬路の影響を受けた所望信号のレプリカ信号Ｗｎ，ｎＳ’’ｎを生成する。復元部ｂ１０７は、式（１５）で表わされる信号Ｒ’ｎに生成したレプリカ信号Ｗｎ，ｎＳ’’ｎを加算する。この加算後の信号Ｙｎは、次式（１６）で表わされる。
【００６１】
【数１４】
0005428788.tif 000015
【００６２】
この式（１６）は、第ｎサブキャリアの所望信号が残り、ＩＣＩが除去された信号であることを意味する。ＩＣＩが除去されることで、信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ）が改善でき、伝送特性が改善される。
また、復元部ｂ１０７は、式（１６）の信号Ｙｎを生成するための処理をサブキャリア毎に行うため、この処理での乗算回数のオーダはＯ（Ｎ）である。復調部ｂ１０８は、例えばＭＭＳＥ基準のフィルタリングを用いた場合、式（１６）で表わされる信号Ｙｎから次式（１７）で表わされる第ｎサブキャリアの復調シンボルＳ’ｎを算出して復調する。
【００６３】
【数１５】
0005428788.tif 000016
【００６４】
なお、本実施形態では、復元部ｂ１０７は、後述する近似式（１９）を用いて復調シンボルＳ’ｎを算出する。
復号部ｂ１０９は、式（１７）で表わされる復調シンボルＳ’ｎのビット対数尤度比λ（ｂｎ，０）、λ（ｂｎ，１）に対して、復号処理を行う。その後は、繰返し処理をくり返す。以上説明した繰返し処理を繰り返すことで伝送特性を大幅に改善することができる。
なお、式（５）で表わされる周波数応答Ｗｎ，ｎにおいて、式（５）内のチャネルインパルス応答に代えて、変動しているチャネルインパルス応答のシンボルの中央の値を用いてもよい。この場合、式（５）に代えて用いられる周波数応答Ｗｎ，ｎは、次式（１８）で表わされる。
【００６５】
【数１６】
0005428788.tif 000017
【００６６】
これにより、周波数応答Ｗｎ，ｎの算出処理を軽減することができる。
また、式（１７）は、受信信号レプリカによる除去残差を正確に考慮し、復号処理によって事前情報が得られ、さらに、各サブキャリアの変調シンボルの電力が１に正規化できなくなることも考慮した場合の式である。これに対し、除去残差を雑音近似し、復調シンボルの電力を１に正規化してもよい。この場合、復調部ｂ１０８は、復調シンボルＳ’ｎを次式（１９）を用いて算出する。
【００６７】
【数１７】
0005428788.tif 000018
【００６８】
ここで、σＩ’２はＩＣＩ除去残差の電力（信号Ｒ’ｎのサブキャリアについてのアンサンブル平均）である。このようにしても特性は劣化しない。式（１７）では、分母の第２項のＩＣＩの除去残差項の計算のためにオーダＯ（Ｎ２）の乗算回数が必要である。しかし、式（１９）を用いることで、オーダＯ（Ｎ）の乗算回数で処理をすることができ、乗算回数を大きく削減できる。よって、繰返し処理の各部における最大の乗算回数のオーダはＯ（Ｎｌｏｇ２Ｎ）となり、受信装置ｂ１は、オーダＯ（Ｎｌｏｇ２Ｎ）の乗算回数の処理で、繰返し処理を行うことができる。
【００６９】
＜受信装置ｂ１の動作について＞
図５は、本実施形態に係る受信装置ｂ１の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図３の受信部ｂ１０２が初回に受信信号を減算部ｂ１０３に出力した後の処理である。
【００７０】
（ステップＳ１０１）減算部ｂ１０３は、受信信号から、後述するステップＳ１０８で生成された受信信号レプリカを減算する。その後、ステップＳ１０２へ進む。
（ステップＳ１０２）ＦＦＴ部ｂ１０５は、ステップＳ１０１での減算結果の信号に対して時間周波数変換を行う。その後、ステップＳ１０３へ進む。
（ステップＳ１０３）復元部ｂ１０７は、サブキャリア毎に、ステップＳ１０２での変換結果の信号に対して、後述するステップＳ１０７で生成するシンボルレプリカに周波数応答を乗算したレプリカ信号を加算する。その後、ステップＳ１０４へ進む。
【００７１】
（ステップＳ１０４）復調部ｂ１０８は、ステップＳ１０３での加算結果の信号に対して、伝搬路補償し、ビット対数尤度比を算出する。その後、ステップＳ１０５へ進む。
（ステップＳ１０５）復号部ｂ１０９は、ステップＳ１０４での算出結果のビット対数尤度比に対して、誤り訂正等の復号処理を行う。その後、ステップＳ１０６へ進む。
（ステップＳ１０６）復号部ｂ１０９は、ステップＳ１０５での復号結果に誤りが検出されなかったか、もしくは、既定の回数の処理が行われたかを判定する。これらのいずれかに該当する場合（Ｙｅｓ）、受信装置ｂ１は動作を終了する。一方、これらの両方に該当しない場合（Ｎｏ）、ステップＳ１０７へ進む。なお、復号結果に誤りがあるかの判定は、例えば、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層で行ってもよい。
【００７２】
（ステップＳ１０７）シンボルレプリカ生成部ｂ１１０は、ステップＳ１０５での復号結果のビット対数尤度比からシンボルレプリカを生成する。その後、ステップＳ１０８へ進む。
（ステップＳ１０８）ＩＦＦＴ部ｂ１１１、ＧＩ挿入部ｂ１１２、及びフィルタ部ｂ１１３は、ステップＳ１０７で生成されたシンボルレプリカに基づいて受信信号レプリカを生成する。その後、ステップＳ１０１へ進む。
【００７３】
このように、本実施形態によれば、受信装置ｂ１は、ＩＣＩを除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出し、抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する。これにより、受信装置ｂ１は、計算量の増大を防止することができる。
【００７４】
＜実験結果＞
以下、本実施形態に係る通信システムの有効性を示すために行った計算機シミュレーションの結果について説明をする。
図６は、本実施形態に係る通信システムのシミュレーション条件の一例を示す概略図である。本例のシミュレーションでは、図６の条件でシミュレーションを行った。
【００７５】
図７は、本実施形態に係る通信システムのシミュレーション結果の一例を示す概略図である。この図において、横軸は平均Ｅｓ／Ｎｏ（平均受信エネルギー対雑音電力密度比）であり、縦軸は平均フレーム誤り率（ＦＥＲ：Ｆｒａｍｅ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）特性を示す。なお、この図は、図６のシミュレーション条件で行った場合のシミュレーションの結果を示す。
【００７６】
図７において、符号Ｐ１を付したグラフは、初回処理のみを行う（繰り返し処理を行わない）場合の特性（特性１という）を示す。また、符号Ｐ２を付したグラフは、本実施形態に係る受信装置ｂ１での特性（特性２という）を示す。また、符号Ｐ３を付したグラフは、伝搬路変動がない（最大ドップラー周波数が０Ｈｚ）ときの初回処理のみを行う場合の特性（特性３という）を示す。特性１と特性２とを比較すると、高速移動（大きな伝搬路変動）に起因するＩＣＩを除去できるため、平均Ｅｓ／Ｎｏが１６ｄＢの場合に平均ＦＥＲが前者では０．６であるのに対して後者では０．００６となり、精度が大きく改善していることが分かる。また、特性２は、特性３と比較しても精度がよいことが分かる。これは伝搬路が変動することにより時間ダイバーシチ効果を得られるためである。
【００７７】
なお、上記第１の実施形態において、フィルタ部ｂ１１３が受信信号レプリカを生成し、減算部ｂ１０３がこの受信信号レプリカを減算し、復元部ｂ１０７が所望信号のレプリカ信号を加算して、サブキャリア毎に復調処理を行う場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、フィルタ部ｂ１１３が受信信号から所望信号の受信信号を除いた信号レプリカを生成し、減算部ｂ１０３がこの信号レプリカを減算し、サブキャリア毎に復調処理を行ってもよい。
この場合、上記の式（１４）は、次式（２０）、（２１）で置き換えられる。
【００７８】
【数１８】
0005428788.tif 000019
【００７９】
また、上記第１の実施形態において、通信システムはマルチキャリア信号の通信を行う場合について説明したが、本発明はこれに限らず、ＦＦＴを用いてシングルキャリア信号の通信を行う場合にも、適用することができる。
【００８０】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。本実施形態では、受信装置が、伝搬路変動によって所望サブキャリアから他のサブキャリアに漏れた信号を用いて受信信号を復調する場合について説明する。
本実施形態に係る通信システムの概念図は第１の実施形態（図１）と同じであるので説明は省略する。ここで、本実施形態に係る送信装置Ａは、第１の実施形態と同じ送信装置ａ１であるので、説明は省略する。以下、本実施形態では、受信装置Ｂを受信装置ｂ２という。
【００８１】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る受信装置ｂ２の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置ｂ２（図８）と第１の実施形態に係る受信装置ｂ１（図３）とを比較すると、ＦＦＴ部ｂ２０５、伝搬路推定部ｂ２０６、復元部ｂ２０７、及び復調部ｂ２０８が異なる。しかし、他の構成要素（受信アンテナｂ１０１、受信部ｂ１０２、減算部ｂ１０３、ＧＩ除去部ｂ１０４、復号部ｂ１０９、シンボルレプリカ生成部ｂ１１０、ＩＦＦＴ部ｂ１１１、ＧＩ挿入部ｂ１１２、及びフィルタ部ａ１１３）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。なお、減算部ｂ１０３、ＧＩ除去部ｂ１０４、ＦＦＴ部ｂ２０５、復元部ｂ２０７、フィルタ部ａ１１３を信号抽出部Ｂ２という。
【００８２】
ＦＦＴ部ｂ２０５は、ＧＩ除去部ｂ１０４から入力された時間領域の信号に対して時間周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号を復元部ｂ２０７に出力する。ここで、ＦＦＴ部ｂ２０５は、復元部ｂ２０７の第ｎサブキャリアの信号に対して、周辺の第ｎ＋ｌサブキャリア（ｌ＝１、−１、２、−２、・・・、Ｌ、−Ｌ）の信号をあわせて出力する。なお、サブキャリア番号ｎは、周波数が大きい又は小さい順に昇順に付された番号である。
【００８３】
伝搬路推定部ｂ２０６は、第１の実施形態に係る伝搬路推定部ｂ１０６の処理に加えて、パイロット信号に基づいて第ｎサブキャリアから第ｎ＋ｌサブキャリアへの漏れ込み係数を算出する。伝搬路推定部ｂ２０６は、算出した漏れ込み係数を復元部ｂ２０７及び復調部ｂ２０８に出力する。
【００８４】
復元部ｂ２０７は、サブキャリア毎に、伝搬路推定部ｂ２０６から入力された漏れ込み係数を、シンボルレプリカ生成部ｂ１１０から入力されたシンボルレプリカに乗算して、第ｎサブキャリアから第ｎ＋ｌサブキャリアに漏れ込んだ所望信号のレプリカ信号（第ｎ＋ｌ漏込レプリカ信号という）を生成する。復元部ｂ２０７は、ＦＦＴ部ｂ２０５から入力された第ｎ＋ｌサブキャリアの信号に、生成した第ｎ＋ｌ漏込レプリカ信号を加算する。すなわち、復元部ｂ２０７は、ＦＦＴ部ｂ２０５が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、所望信号のレプリカ信号のサブキャリア成分であって当該サブキャリアに近接するサブキャリアの成分を加算する。
復元部ｂ２０７は、第ｎ＋ｌ漏込レプリカ信号を加算した信号を復調部ｂ２０８に出力する。
【００８５】
復調部ｂ２０８は、伝搬路推定部ｂ２０６から入力された漏れ込み係数、雑音電力、及びＩＣＩ電力を用いて、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）基準、ＭＭＳＥ基準等を用いたフィルタ係数を算出する。復調部ｂ２０８は、算出したフィルタ係数を用いて、伝搬路補償を行う。復調部ｂ２０８は、伝搬路補償を行った信号を、送信装置ａ１から予め通知されたマッピング情報に基づいてデマッピングし、デマッピングした信号に対して、復調処理を行う。復調部ｂ２０８は、復調処理の結果のビット対数尤度比を復号部ｂ１０９に出力する。
【００８６】
＜動作原理について＞
以下、受信装置ｂ２の動作原理について、図８を参照ながら説明をする。なお、まず、初回の処理についての動作原理については、第１の実施形態と同じであるので説明は省略する。以下、繰返し処理についての動作原理について説明をする。
【００８７】
第１の実施形態で説明したように、ＦＦＴ部ｂ２０５が出力する第ｎサブキャリアの信号Ｒ’ｎは、式（１５）で表わされる。よって、第ｎ＋ｌサブキャリアの信号Ｒ’ｎ＋ｌは、次式（２２）で表わされる。
【００８８】
【数１９】
0005428788.tif 000020
【００８９】
上記のように変形した式（２２）では、第１項が第ｎサブキャリアの要素であることを示す。復元部ｂ２０７は、シンボルレプリカＳ’’ｎに周波数応答Ｗｎ＋ｌ，ｎを乗算して、第ｎ＋ｌ漏込レプリカ信号Ｗｎ＋ｌ，ｎＳ’’ｎを生成する。復元部ｂ２０７は、式（２２）で表わされる信号Ｒ’ｎ＋ｌに生成した、第ｎ＋ｌ漏込レプリカ信号Ｗｎ＋ｌ，ｎＳ’’ｎを加算する。この加算後の信号Ｘｎ，ｌは、次式（２３）で表わされる。
【００９０】
【数２０】
0005428788.tif 000021
【００９１】
復調部ｂ１０８は、第ｎサブキャリアの復調シンボルＳ’ｎを次式（２４）を用いて算出する。ただし、次式（２４）は、除去残差を雑音近似し、復調シンボルの電力を１に正規化した場合の式である。
【００９２】
【数２１】
0005428788.tif 000022
【００９３】
なお、各サブキャリアにおいて、他のサブキャリアから漏れ込んでくる信号の電力は、周波数の差が大きくなる程、減少する。よって、受信装置ｂ１では、Ｌを予め定めておいていてもよく、例えば、Ｌ＝±１であってもよい。つまり、隣接する２つのサブキャリアについてのみ考慮した値であってもよい。また、上記のように、受信装置ｂ１では、第ｎサブキャリアから周波数について大小Ｌ個のサブキャリアに関する情報を処理に用いた。しかし本発明はこれに限らず、周波数の大小方向で異なる数のサブキャリアを用いて処理を行ってもよいし、また、周波数の大方向、又は、小方向のいずれかのみを用いて処理を行ってもよい。
【００９４】
＜受信装置ｂ２の動作について＞
図９は、本実施形態に係る受信装置ｂ２の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図８の受信部ｂ１０２が初回に受信信号を減算部ｂ１０３に出力した後の処理である。
本実施形態に係る受信装置ｂ２の動作（図９）と第１の実施形態に係る受信装置ｂ１の動作（図５）とを比較すると、ステップＳ２０３、Ｓ２０４の処理が異なる。しかし、他の処理（ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０５〜Ｓ１０８の処理）は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ処理の説明は省略する。
【００９５】
（ステップＳ２０３）復元部ｂ２０７は、サブキャリア毎に、ステップＳ１０２での変換結果の第ｎ＋１サブキャリアの信号に対して、ステップＳ１０７で生成するシンボルレプリカに漏れ込み係数を乗算した第ｎ＋ｌ漏込レプリカ信号を加算する。その後、ステップＳ２０４へ進む。
（ステップＳ２０４）復調部ｂ２０７は、ステップＳ２０３での加算結果の信号に対して、伝搬路補償し、ビット対数尤度比を算出する。その後、ステップＳ１０５へ進む。
【００９６】
このように、本実施形態によれば、受信装置ｂ２は、サブキャリア成分の信号に対して、所望信号のレプリカ信号のサブキャリア成分であって当該サブキャリアに近接するサブキャリアの成分を加算する。これにより、受信装置ｂ２はＳＩＮＲを向上して高い伝送特性を得ることができる。
【００９７】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施形態について詳しく説明する。本実施形態では、通信システムがＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ；多入力多出力）伝送方式の通信を行う場合について説明をする。
本実施形態に係る通信システムの概念図は第１の実施形態（図１）と同じであるので説明は省略する。以下、本実施形態では、送信装置Ａを送信装置ａ３といい、受信装置Ｂを受信装置ｂ３という。なお、本実施形態では、Ｔ本のアンテナを備えた送信装置ａ３が送信した信号を、Ｒ本のアンテナを備えた受信装置ｂ３が受信する場合について説明をする。ここで、受信装置ｂ３は、送信装置ａ３からＴ本のアンテナで送信されたＴ個のストリームをＲ本のアンテナで受信し、ＭＩＭＯ分離を行う。
【００９８】
＜送信装置ａ３の構成について＞
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る送信装置ａ３の構成を示す概略ブロック図である。この図において、送信装置ａ３は、パイロット生成部ａ３０１−ｔ（ｔ＝１、２、・・・Ｔ、以下同じ）、符号部ａ３０２−ｔ、変調部ａ３０３−ｔ、マッピング部ａ３０４−ｔ、ＩＦＦＴ部ａ３０５−ｔ、ＧＩ挿入部ａ３０６−ｔ、送信部ａ３０７−ｔ、及び送信アンテナ部ａ３０８−ｔを含んで構成される。
【００９９】
パイロット生成部ａ３０１−ｔは、受信装置ｂ３がその波形（あるいは、その信号系列）の振幅値を予め記憶するパイロット信号を生成し、マッピング部ａ３０４−ｔに出力する。
符号部ａ３０２−ｔは、受信装置ｂ３に送信する情報ビットに対して畳込み符号、ターボ符号、ＬＤＰＣ符号などの誤り訂正符号を用いて符号化し、符号化ビットを生成する。符号部ａ３０２−ｔは、生成した符号化ビットを変調部ａ３０３−ｔに出力する。
変調部ａ３０３−ｔは、符号部ａ３０２−ｔから入力された符号化ビットを、ＰＳＫやＱＡＭなどの変調方式を用いて変調し、変調シンボルを生成する。変調部ａ３０３−ｔは、生成した変調シンボルをマッピング部ａ３０４−ｔに出力する。
【０１００】
マッピング部ａ３０４−ｔは、パイロット生成部ａ３０１−ｔから入力されたパイロット信号、及び変調部ａ３０３−ｔから入力された変調シンボルを、予め定められたマッピング情報に基づいてリソースにマッピングして周波数領域の信号を生成し、生成した周波数領域の信号をＩＦＦＴ部ａ３０５−ｔに出力する。また、マッピング情報は、送信装置ａ３が決定し、送信装置ａ３から受信装置ｂ３へ予め通知される。
ＩＦＦＴ部ａ３０５−ｔは、マッピング部ａ３０４−ｔから入力された周波数領域の信号を周波数−時間変換し、時間領域の信号を生成する。ＩＦＦＴ部ａ３０５−ｔは、生成した時間領域の信号をＧＩ挿入部ａ３０６−ｔに出力する。
【０１０１】
ＧＩ挿入部ａ３０６−ｔは、ＩＦＦＴ部ａ３０５−ｔから入力された時間領域の信号に対して、ＦＦＴ区間の信号毎にガードインターバルを付加する。ここで、ガードインターバルとは、ＦＦＴ区間の信号の後方の一部を複製したものであり、ＧＩ挿入部ａ３０６−ｔは、この複製した信号をこのＦＦＴ区間の信号の前方に付加する。
ＧＩ挿入部ａ３０６−ｔは、ガードインターバルを付加した信号を送信部ａ３０７−ｔに出力する。
送信部ａ３０７−ｔは、ＧＩ挿入部ａ３０６−ｔから入力された信号をデジタル・アナログ変換し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部ａ３０７−ｔは、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナａ３０８−ｔから受信装置ｂ３へ送信する。
【０１０２】
＜受信装置ｂ３の構成について＞
図１１は、本実施形態に係る受信装置ｂ３の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置ｂ３は、受信アンテナｂ３０１−ｒ（ｒ＝１、２、・・・Ｒ、以下同じ）、受信部ｂ３０２−ｒ、減算部ｂ３０３−ｒ、ＧＩ除去部ｂ３０４−ｒ、ＦＦＴ部ｂ３０５−ｒ、受信信号レプリカ生成部Ｂ３−ｒ、復元部ｂ３０７−ｒ、復調部ｂ３０８、復号部ｂ３０９−ｔ、及び、シンボルレプリカ生成部ｂ３１０−ｔを含んで構成される。なお、減算部ｂ３０３−１〜ｂ３０３−Ｒ、ＧＩ除去部ｂ３０４−１〜ｂ３０４−Ｒ、ＦＦＴ部ｂ３０５−１〜ｂ３０５−Ｒ、復元部ｂ３０７−１〜ｂ３０７−Ｒ、受信信号レプリカ生成部Ｂ３−１〜Ｂ３−Ｒ（後述するフィルタ部ｂ３１３−１〜ｂ３１３−Ｒ）を信号抽出部Ｂ３という。
【０１０３】
受信部ｂ３０２−ｒは、送信装置ａ３が送信した送信信号を、受信アンテナｂ３０１−ｒを介して受信する。受信部ｂ３０２−ｒは、受信した信号に対して、周波数変換及びアナログ―デジタル変換を行う。受信部ｂ３０２−ｒは、変換を行った受信信号を記憶する。受信部ｂ３０２−ｒは、初回処理、及び、後述するフィルタ部ｂ３１３−ｒが減算部ｂ３０３−ｒに受信信号レプリカを入力するタイミングで、記憶する受信信号を減算部ｂ３０３−ｒ及び受信信号レプリカ生成部Ｂ３−ｒに出力する。
【０１０４】
減算部ｂ３０３−ｒは、受信部ｂ３０２−ｒから入力された受信信号から、後述する受信信号レプリカ生成部Ｂ３−ｒから入力された受信信号レプリカを減算する。減算部ｂ３０３−ｒは、受信信号レプリカを減算した信号をＧＩ除去部ｂ３０４−ｒに出力する。
なお、初回処理の場合、受信信号レプリカ生成部Ｂ３−ｒから減算部ｂ３０３−ｒへの入力はなく（ゼロであり）、減算部ｂ３０３−ｒは、受信部ｂ３０２−ｒから入力された受信信号をそのままＧＩ除去部ｂ３０４−ｒに出力する。
【０１０５】
ＧＩ除去部ｂ３０４−ｒは、減算部ｂ３０３−ｒから入力された信号からＧＩを除去し、ＧＩを除去した信号をＦＦＴ部ｂ３０５−ｒに出力する。
ＦＦＴ部ｂ３０５−ｒは、ＧＩ除去部ｂ３０４−ｒから入力された時間領域の信号に対して時間周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号を復元部ｂ３０７−ｒに出力する。
【０１０６】
受信信号レプリカ生成部Ｂ３−ｒは、送信装置ａ３のアンテナａ３０８−ｔ（第ｔアンテナという）各々からアンテナｂ３０１−ｒ（第ｒアンテナという）への周波数応答を推定し、復元部ｂ３０７−ｒ及び復調部ｂ３０８に出力する。また、受信信号レプリカ生成部Ｂ３−ｒは、雑音電力及びＩＣＩ電力を算出し、復調部ｂ３０８に出力する。
また、受信信号レプリカ生成部Ｂ３−ｒは、シンボルレプリカ生成部ｂ３１０−ｔから入力されたシンボルレプリカから、第ｒアンテナで受信した受信信号の受信信号レプリカを生成し、減算部ｂ３０３−ｒに出力する。なお、受信信号レプリカ生成部Ｂ３−ｒの構成及び処理の詳細については、後述する。
【０１０７】
復元部ｂ３０７−ｒは、サブキャリア毎に、伝搬路推定部ｂ３０６から入力された周波数応答を、後述するシンボルレプリカ生成部ｂ３１０−ｔから入力されたシンボルレプリカに乗算して、伝搬路の影響を受けた所望信号のレプリカ信号を生成する。復元部ｂ３０７−ｒは、サブキャリア毎に、ＦＦＴ部ｂ３０５−ｒから入力された信号に生成したレプリカ信号を加算する。すなわち、復元部ｂ３０７−ｒは、ＦＦＴ部ｂ３０５−ｒが変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち所望のストリーム（第ｔストリーム）成分を加算する。復元部ｂ３０７−ｒは、レプリカ信号を加算した信号を復調部ｂ３０８に出力する。
なお、初回の処理の場合、シンボルレプリカ生成部ｂ３１０−ｔから復元部ｂ３０７−ｒへの入力はなく（ゼロであり）、シンボルレプリカ生成部ｂ３１０−ｔは、ＦＦＴ部ｂ３０５−ｒから入力された信号をそのまま復調部ｂ３０８に出力する。
【０１０８】
復調部ｂ３０８は、伝搬路推定部ｂ３０６−ｒから入力された周波数応答、雑音電力、及びＩＣＩ電力を用いて、ＺＦ基準、ＭＭＳＥ基準等を用いたフィルタ係数を算出する。復調部ｂ３０８は、算出したフィルタ係数を用いて、伝搬路補償を行う。復調部ｂ３０８は、伝搬路補償を行った信号を、送信装置ａ３から予め通知されたマッピング情報に基づいてデマッピングし、デマッピングした信号に対して、復調処理を行う。復調部ｂ３０９−ｔは、第ｔアンテナから送信された送信信号系列（第ｔストリームという）の信号について、復調処理の結果のビット対数尤度比を復号部ｂ３０９−ｔに出力する。
【０１０９】
復号部ｂ３０９−ｔは、復調部ｂ３０８から入力された復調シンボルに対して、例えば、最尤復号法、最大事後確率推定、ｌｏｇ−ＭＡＰ、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ、ＳＯＶＡ等を用いて、復号処理を行う。
この復号処理の結果、誤りが検出されなかったと判定した場合、もしくは、既定の回数の処理が行われたと判定した場合、復号部ｂ３０９−ｔは、復号結果のビット対数尤度比を情報データビットとして出力する。一方、誤りが検出された、かつ、規定の回数の処理が行われていない、と判定した場合、復号部ｂ３０９−ｔは、復号結果のビット対数尤度比をシンボルレプリカ生成部ｂ３１０−ｔに出力する。
【０１１０】
シンボルレプリカ生成部ｂ３１０−ｔは、復号部ｂ３０９−ｔから入力されたビット対数尤度比の期待値を算出し、算出した期待値を復号及び変調してシンボルレプリカを生成する。シンボルレプリカ生成部ｂ３１０−ｔは、生成したシンボルレプリカを、送信装置ａ３から予め通知されたマッピング情報に基づいてマッピングする。シンボルレプリカ生成部ｂ３１０は、マッピングしたシンボルレプリカを復元部ｂ３０７−１〜ｂ３０７−Ｒ及び受信信号レプリカ生成部Ｂ３−１〜Ｂ３−Ｒに出力する。
【０１１１】
図１２は、本実施形態に係る受信信号レプリカ生成部Ｂ３−ｒの構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信信号レプリカ生成部Ｂ３−ｒは、ＩＦＦＴ部ｂ３１１−ｔ、ＧＩ挿入部ｂ３１２−ｔ、伝搬路推定部ｂ３０６、フィルタ部ｂ３１３−ｔ、及び、合計部ｂ３１４を含んで構成される。
【０１１２】
ＩＦＦＴ部ｂ３１１−ｔは、シンボルレプリカ生成部ｂ３１０−ｔから入力されたシンボルレプリカに対して周波数時間変換を行い、変換した時間領域のレプリカ信号をＧＩ挿入部ｂ３１２−ｔに出力する。
ＧＩ挿入部ｂ３１２−ｔは、ＩＦＦＴ部ｂ３１１−ｔから入力されたレプリカ信号に対して、ＦＦＴ区間の信号毎にガードインターバルを付加して、送信信号レプリカを生成する。ＧＩ挿入部ｂ３１２−ｔは、生成した送信信号レプリカを、伝搬路推定部ｂ３０６及びフィルタ部ｂ３１３−ｔに出力する。
【０１１３】
伝搬路推定部ｂ３０６は、受信部ｂ３０２−ｒから入力された受信信号、及びＧＩ挿入部ｂ３１２−ｔから入力された送信信号レプリカ信号、に基づいて、ＯＦＤＭシンボル区間で、第ｔアンテナ各々から第ｒアンテナへの伝搬路のチャネルインパルス応答を推定する。なお、初回の処理の場合、ＧＩ挿入部ｂ３１２−ｔから伝搬路推定部ｂ３０６への入力はなく（ゼロであり）、伝搬路推定部ｂ３０６は、予め記憶するパイロット信号、及び受信部ｂ３０２−ｒから入力された受信信号に基づいて、ＯＦＤＭシンボル区間で時間変動するチャネルインパルス応答を推定する。
伝搬路推定部ｂ３０６は、推定したチャネルインパルス応答をフィルタ部ｂ３１３−ｔに出力する。また、伝搬路推定部ｂ３０６は、推定したチャネルインパルス応答に対して時間周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号である周波数応答を、復元部ｂ３０７−ｒ及び復調部ｂ３０８に出力する。
【０１１４】
また、伝搬路推定部ｂ３０６は、推定した周波数応答と予め記憶するパイロット信号からパイロット信号のレプリカを生成する。伝搬路推定部ｂ３０６は、受信信号のパイロット信号と、生成したパイロット信号のレプリカと、に基づいて雑音電力を算出する。また、伝搬路推定部ｂ３０６は、推定した周波数応答とパイロット信号とに基づいてＩＣＩの電力（ＩＣＩ電力という）を算出する。なお、伝搬路推定部ｂ３０６が行う雑音電力及びＩＣＩ電力の算出処理の詳細については、動作原理と併せて後述する。伝搬路推定部ｂ３０６は、算出した雑音電力及びＩＣＩ電力を復調部ｂ３０８に出力する。
【０１１５】
フィルタ部ｂ３１３−ｔは、伝搬路推定部ｂ３０６から入力されたチャネルインパルス応答と、ＧＩ挿入部ｂ３１２−ｔから入力された送信信号レプリカと、に基づいて、第ｒアンテナで受信した第ｔストリームの受信信号レプリカを生成する。フィルタ部ｂ３１３−ｔは、生成した受信信号レプリカを合成部ｂ３１４に出力する。
合成部ｂ３１４は、フィルタ部ｂ３１３−ｔから入力された受信信号レプリカを合成し、第ｒアンテナで受信した受信信号の受信信号レプリカを生成する。合成部ｂ３１４は、生成した受信信号レプリカを減算部ｂ３０３−ｒに出力する。
【０１１６】
＜動作原理について＞
以下、受信装置ｂ３の動作原理について、図１１、１２を参照しながら説明をする。受信部ｂ３０２−ｒが受信した第ｋ離散時刻の受信信号ｒｋ，ｒは、次式（２５）、（２６）で表わされる。
【０１１７】
【数２２】
0005428788.tif 000023
【０１１８】
ここで、Ｔは送信装置ａ３のアンテナ数、Ｄは最大の伝搬路番号、ｈｄ，ｋ，ｒ，ｔは、第ｔアンテナから第ｒアンテナへの第ｄパスにおける第ｋ離散時刻の複素振幅である。また、ｓｋ，ｔは第ｔストリームの時間領域の送信信号であり、ｚｋ，ｒは第ｒアンテナでの時間領域の雑音である。
また、ＮはＦＦＴ区間のポイント数、Ｓｎ,tは第ｔストリームの第ｎサブキャリアの変調信号、ＮｇはＧＩ区間のポイント数、ｊは虚数単位である。
【０１１９】
減算部ｂ３０３−ｒは、式（２５）で表わされる信号ｒｋ，ｒから受信信号レプリカを減算する。ＧＩ除去部ｂ３０４−ｒは、減算結果のＦＦＴ区間の信号からＧＩを除去し、ＦＦＴ部ｂ３０５−ｒは、ＧＩを除去した信号を時間周波数変換する。ＦＦＴ部ｂ３０５−ｒが出力する信号Ｒ’ｎ，ｒは、次式（２７）、（２８）で表わされる。
【０１２０】
【数２３】
0005428788.tif 000024
【０１２１】
ここで、Ｗｎ，ｍ，ｒ，ｔは第ｒアンテナが受信した第ｔストリームについての第ｍサブキャリアから第ｎサブキャリアへの信号の漏れ込み係数であり、ｍ＝ｎの場合の漏れ込み係数Ｗｎ，ｎ，ｒ，ｔは周波数応答である。また、Ｓ’’ｍ，ｔは第ｔストリームの第ｎサブキャリアの信号のシンボルレプリカである。
復元部ｂ３０７−ｒは、シンボルレプリカＳ’’ｎ，ｔに伝搬路推定部ｂ３０６から入力された周波数応答Ｗｎ，ｎ，ｒ，ｔを乗算して、伝搬路の影響を受けて第ｒアンテナが受信した第ｔストリームの第ｎサブキャリアについての所望信号のレプリカ信号Ｗｎ，ｎ，ｒ，ｔＳ’’ｎ，ｔを生成する。復元部ｂ３０７−ｒは、式（２７）で表わされる信号Ｒ’ｎ，ｒに生成したレプリカ信号Ｗｎ，ｎ，ｒ，ｔＳ’’ｍ，ｔを加算する。すなわち、復元部ｂ３０７−ｒは、ＦＦＴ部ｂ３０５−ｒが変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち所望のストリーム成分を加算する。この加算後の信号Ｙｎ，ｒ，ｔは、次式（２９）で表わされる。
【０１２２】
【数２４】
0005428788.tif 000025
【０１２３】
ここで、式（２９）の第３項は、他のストリームの信号が除去されていることを示すので、式（２９）はＭＩＭＯ分離されたことを意味する。
復調部ｂ３０８は、第ｔストリームの第ｎサブキャリアの復調シンボルＳ’ｎ，ｔを次式（３０）を用いて算出する。ただし、次式（３０）は、除去残差を雑音近似し、復調シンボルの電力を１に正規化した場合の式である。
【０１２４】
【数２５】
0005428788.tif 000026
【０１２５】
＜受信装置ｂ３の動作について＞
図１３は、本実施形態に係る受信装置ｂ３の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図１１の受信部ｂ３０２−ｒが、初回に受信信号を減算部ｂ３０３−ｒに出力した後の処理である。
【０１２６】
（ステップＳ３０１）減算部ｂ３０３−ｒは、受信信号から、後述するステップＳ３０８から入力された受信信号レプリカを減算する。その後、ステップＳ３０２へ進む。
（ステップＳ３０２）ＦＦＴ部ｂ３０５は、ステップＳ３０１での減算結果の信号に対して時間周波数変換を行う。その後、ステップＳ３０３へ進む。
（ステップＳ３０３）復元部ｂ３０７−ｒは、サブキャリア毎に、ステップＳ３０２での変換結果の信号に対して、後述するステップＳ３０７で生成するシンボルレプリカに周波数応答を乗算したレプリカ信号を加算する。その後、ステップＳ３０４へ進む。
【０１２７】
（ステップＳ３０４）復調部ｂ３０８は、ステップＳ３０３での加算結果の信号に対して、伝搬路補償し、ビット対数尤度比を算出する。その後、ステップＳ３０５へ進む。
（ステップＳ３０５）復号部ｂ３０９−ｔは、ステップＳ３０４での算出結果のビット対数尤度比に対して、誤り訂正等の復号処理を行う。その後、ステップＳ３０６へ進む。。
（ステップＳ３０６）復号部ｂ３０９−ｔは、ステップＳ３０５での復号結果に誤りが検出されなかったか、もしくは、既定の回数の処理が行われたかを判定する。これらのいずれかに該当する場合（Ｙｅｓ）、受信装置ｂ３は動作を終了する。一方、これらの両方に該当しない場合（Ｎｏ）、ステップＳ３０７へ進む。
【０１２８】
（ステップＳ３０７）シンボルレプリカ生成部ｂ３１０−ｔは、ステップＳ３０５での復号結果のビット対数尤度比からシンボルレプリカを生成する。その後、ステップＳ３０８へ進む。
（ステップＳ３０８）受信信号レプリカ生成部Ｂ３−ｒは、ステップＳ３０７で生成されたシンボルレプリカに基づいて受信信号レプリカを生成する。その後、ステップＳ３０１へ進む。
【０１２９】
このように、本実施形態によれば、受信装置ｂ３は、遅延波を除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出し、抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する。これにより、受信装置ｂ３は、ＭＩＭＯ伝送方式の場合でも、計算量の増大を防止することができる。
【０１３０】
なお、上記第３の実施形態において、受信装置ｂ３は、所望サブキャリアであっても、他ストリームの信号は復元していないが、復元してもよい。すなわち、式（２９）の第３項を復元してもよい。この場合は、復調部がＭＩＭＯ分離を行うことになり、ＺＦやＭＭＳＥのような線形処理だけではなく、最尤検出（ＭＬＤ；Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ、以下では、ＭＬＤという略語は最尤検出を意味する）のような非線形処理を行うことも可能となる。
以下、他ストリームの信号も復元したときに、受信装置ｂ３がＭＬＤを用いて行うビット対数尤度比の算出処理の原理について説明をする。
【０１３１】
復元部ｂ３０７−ｒは、式（２７）で表わされる信号Ｒ’ｎ，ｒに生成したレプリカ信号Ｗｎ，ｎ，ｒ，ｔＳ’’ｍ，ｔをすべてのｔについて加算する。すなわち、復元部ｂ３０７−ｒは、ＦＦＴ部ｂ３０５−ｒが変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち全てのストリーム成分を加算する。この加算後の信号Ｙｎ，ｒ，ｔは、次式（３１）、（３２）で表わされる。
【０１３２】
【数２６】
0005428788.tif 000027
【０１３３】
これらの式（３１）、（３２）をベクトル表記すると、次式（３３）〜（３６）で表わされる。
【０１３４】
【数２７】
0005428788.tif 000028
【０１３５】
ここで、式（３５）のベクトルＳｎを構成するビット系列βを次式（３７）とする。
【０１３６】
【数２８】
0005428788.tif 000029
【０１３７】
ただし、Ｍは変調多値数であり、例えばＱＰＳＫのときはＭ＝２、１６ＱＡＭのときはＭ＝４である。式（３７）のビットｂｔ，ｑのビット対数尤度比λ（ｂｔ，ｑ）は次式（３８）で表わされる。
【０１３８】
【数２９】
0005428788.tif 000030
【０１３９】
ここで、ベイズの定理、ｐ（Ａ｜Ｂ）ｐ（Ｂ）＝ｐ（Ｂ｜Ａ）ｐ（Ａ）を用いると、式（３８）のビット対数尤度比λ（ｂｔ，ｑ）は、次式（３９）で表わされる。
【０１４０】
【数３０】
0005428788.tif 000031
【０１４１】
また、Ｚ’ｎ，ｒがガウス過程に従うと仮定し、Ｍａｘ−ｌｏｇ近似を用いると、式（３９）のビット対数尤度比λ（ｂｔ，ｑ）は、次式（４０）で表わされる。
【０１４２】
【数３１】
0005428788.tif 000032
【０１４３】
式（４０）でのｐ（β）は、各ビットが独立であると仮定すると、以下の式（４１）で表わされる。
【０１４４】
【数３２】
0005428788.tif 000033
【０１４５】
ここで、ｐ（ｂｔ’，ｑ’）は、復号部ｂ３０９−ｔ’が出力するビット対数尤度比λａ（ｂｔ’，ｑ’）を用いて計算することができる。また、このようにして得られたビット対数尤度比λ（ｂｔ，ｑ）は、ビット対数尤度比λａ（ｂｔ，ｑ）を用いて計算されているため、その分は減算するのが一般的である。すなわち、復調部ｂ３０８が復号部ｂ３０９−ｔへ出力する値は、λ（ｂｔ，ｑ）−λａ（ｂｔ，ｑ）である。
なお、簡単のため、事前情報が無いものと仮定してＬＬＲを計算してもよい。この場合、ビット対数尤度比λ（ｂｔ，ｑ）は、次式（４２）で表わされる。
【０１４６】
【数３３】
0005428788.tif 000034
【０１４７】
復調部ｂ３０８は、復調処理の結果のビット対数尤度比λ（ｂｔ，ｑ）を式（４２）を用いて算出し、復号部ｂ１０９−ｔに出力する。
【０１４８】
また、上記第３の実施形態において、第２の実施形態と同様にして、所望サブキャリアから他のサブキャリアに漏れた信号を用いて受信信号を復調してもよい。
また、上記第３の実施形態において、送信装置ａ３（図１０）は、１個のアンテナａ３０８−ｔに対して１個の符号部ａ３０２−ｔが備えられているが、本発明はこれに限らず、複数のアンテナに対して１個の符号部を備えてもよい。例えば、送信装置ｂ３は、１個の符号部を備え、誤り訂正符号化した結果を、予め決められたパターンに従って変調部ａ３０３−１〜ａ３０３−Ｔに振り分けて出力してもよい。
また、上記第３の実施形態において、第１〜第Ｔストリームには、同じ情報データ信号系列の送信信号が含まれてもよいし、全て異なる情報データ信号系列の送信信号であってもよい。例えば、送信装置ａ３は、２つの情報データ信号系列を送信する場合、一方の情報データ系列を第１、２ストリームとして送信し、他方の情報データ信号系列を第３、４ストリームとして送信してもよい。
【０１４９】
なお、上述した実施形態における受信装置ｂ１、ｂ２、ｂ３の一部、例えば、受信部ｂ１０２、ｂ３０２−ｒ、減算部ｂ１０３、ｂ３０３−ｒ、ＧＩ除去部ｂ１０４、ｂ３０４−ｒ、ＦＦＴ部ｂ１０５、ｂ２０５、ｂ３０５−ｒ、伝搬路推定部ｂ１０６、ｂ２０６、ｂ３０６、復元部ｂ１０７、ｂ２０７、ｂ３０７−ｒ、復調部ｂ１０８、ｂ２０８、ｂ３０８、復号部ｂ１０９、ｂ３０９−ｔ、シンボルレプリカ生成部ｂ１１０、ｂ３１０−ｔ、ＩＦＦＴ部ｂ１１１、ｂ３１１−ｔ、ＧＩ挿入部ｂ１１２、ｂ３１２−ｔ、フィルタ部ａ１１３、ｂ３１３−ｔ、合成部ｂ３１４をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、受信装置ｂ１、ｂ２、ｂ３に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０１５０】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明は、無線通信の受信に用いて好適である。
【符号の説明】
【０１５２】
Ａ、ａ１、ａ３・・・送信装置、Ｂ、ｂ１、ｂ２、ｂ３・・・受信装置、ａ１０１、ａ３０１−ｔ・・・パイロット生成部、ａ１０２、ａ３０２−ｔ・・・符号部、ａ１０３、ａ３０３−ｔ・・・変調部、ａ１０４、ａ３０４−ｔ・・・マッピング部、ａ１０５、ａ３０５−ｔ・・・ＩＦＦＴ部、ａ１０６、ａ３０６−ｔ・・・ＧＩ挿入部、ａ１０７、ａ３０７−ｔ・・・送信部、ａ１０８、ａ３０８−ｔ・・・送信アンテナ部、ｂ１０１、ｂ３０１−ｒ・・・受信アンテナ、ｂ１０２、ｂ３０２−ｒ・・・受信部、ｂ１０３、ｂ３０３−ｒ・・・減算部、ｂ１０４、ｂ３０４−ｒ・・・ＧＩ除去部、ｂ１０５、ｂ２０５、ｂ３０５−ｒ・・・ＦＦＴ部、ｂ１０６、ｂ２０６、ｂ３０６・・・伝搬路推定部、ｂ１０７、ｂ２０７、ｂ３０７−ｒ・・・復元部、ｂ１０８、ｂ２０８、ｂ３０８・・・復調部、ｂ１０９、ｂ３０９−ｔ・・・復号部、ｂ１１０、ｂ３１０−ｔ・・・シンボルレプリカ生成部、ｂ１１１、ｂ３１１−ｔ・・・ＩＦＦＴ部、ｂ１１２、ｂ３１２−ｔ・・・ＧＩ挿入部、ａ１１３、ｂ３１３−ｔ・・・フィルタ部、Ｂ３−ｒ・・・受信信号レプリカ生成部、ｂ３１４・・・合成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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