(57)【要約】【課題】１または２以上の送信装置から送信される送信信号の検出精度の向上を図ることが可能な、通信装置、および信号検出方法を提供する。【解決手段】複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信するフェイズドアレーアンテナと、複数のビームフォーマを備え、ビームフォーマそれぞれは、複数のアンテナ素子がグループ化されたサブアレーごとに各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換する信号変換部と、リソースブロックごとに、複数のビームフォーマそれぞれから伝達されるサブアレーごとのベースバンド信号に基づいて、１または２以上の送信装置それぞれから送信される送信信号を検出する信号処理部と、を備える通信装置が提供される。【選択図】図７
2014060616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信するフェイズドアレーアンテナと、
複数のビームフォーマを備え、前記ビームフォーマそれぞれは、前記複数のアンテナ素子がグループ化されたサブアレーごとに各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、前記サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換する信号変換部と、
リソースブロックごとに、複数の前記ビームフォーマそれぞれから伝達されるサブアレーごとのベースバンド信号に基づいて、１または２以上の前記送信装置それぞれから送信される送信信号を検出する信号処理部と、
を備えることを特徴とする、通信装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、
軟入力軟出力−最尤検出を用いて前記送信信号をそれぞれ検出する信号検出部と、
検出された送信信号それぞれの誤りを検出する誤り検出部と、
を備え、
前記信号検出部は、
前記誤り検出部において検出されたいずれかの送信信号に誤りが検出された場合には、
検出された送信信号の各ビットの対数尤度比に基づいて、前記送信信号のソフトレプリカ信号を生成し、前記ソフトレプリカ信号を用いて前記ベースバンド信号から干渉信号による干渉をキャンセルし、
再度、前記軟入力軟出力−最尤検出を用いて前記送信信号をそれぞれ検出することを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記信号検出部は、
前記複数のビームフォーマ間のサブアレーウェイトベクトルの内積を用いて雑音成分の相関行列である雑音相関行列を算出し、
算出した前記雑音相関行列に基づく減損相関行列を用いて前記軟入力軟出力−最尤検出を行うことを特徴とする、請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記信号検出部は、
１回目の処理では、前記雑音相関行列を前記減損相関行列として用いて前記軟入力軟出力−最尤検出を行い、
２回目以降の再度の処理では、前記雑音相関行列と残留干渉成分の相関行列である残留干渉相関行列とを加算した行列を前記減損相関行列として用いて、前記軟入力軟出力−最尤検出を行うことを特徴とする、請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記信号検出部は、前記ソフトレプリカ信号と前記ソフトレプリカ信号の近接変調信号点との差信号の平均電力と、前記干渉信号の相関行列との積により、前記残留干渉相関行列を算出することを特徴とする、請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、前記ベースバンド信号それぞれに対して信号対雑音電力比を算出して、送信信号の符号化率と変調多値数とを設定する設定部を備え、
前記設定部は、他の送信装置から送信された送信信号による干渉信号成分が存在しないと仮定して、前記信号対雑音電力比を算出する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項７】
複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信するフェイズドアレーアンテナを備える通信装置における送信信号検出方法であって、
複数のビームフォーマそれぞれにより、前記複数のアンテナ素子がグループ化されたサブアレーごとに各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、前記サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換するステップと、
リソースブロックごとに、複数の前記ビームフォーマそれぞれにおいて変換されたサブアレーごとのベースバンド信号に基づいて、１または２以上の前記送信装置それぞれから送信される送信信号を検出するステップと、
を有することを特徴とする、信号検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、および信号検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動通信方式において伝送速度を向上させるための研究や技術開発が盛んに進められている。移動通信方式において伝送速度を向上させるための方法としては、例えば、より広帯域の信号を用いることが挙げられる。ここで、より広帯域の信号を伝送するには、例えば、これまで使用されているマイクロ波よりも高い周波数の準ミリ波などを用いる必要がある。しかしながら、高いキャリア周波数の信号を使用する場合には、伝搬損失が増える。そのため、高いキャリア周波数の信号を使用する場合には、例えば、移動通信サービスを提供可能なサービスエリアが縮小する、または、伝送品質が大幅に劣化するなどの問題が生じうる。
【０００３】
よって、伝搬損失を補償する補償技術として、例えばアレー利得により回線品質を確保するアンテナアレーに係る技術に注目が集まっている。また、複数のアンテナにより受信された受信信号から、送信側の通信装置から送信された信号を検出する技術も開発されている。信号検出に係る技術としては、例えば、非特許文献１に記載の技術や非特許文献２に記載の技術が挙げられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】S.Sasahara  and  T.Saba,  “Modified  SC-type  turbo  detection  using  SISO-MLD  for  CCI  suppression  in  SDM-OFDM  systems,”  IEICE  Transaction  on  Fundamentals,  vol.E90-A,  no.9,  pp.1854-1861,  September  2007.
【非特許文献２】A.V.Zelst,  R.V.Nee,  and  G.A.Awater,  “Turbo-BLAST  and  its  performance,”  VTC2001-Spring,  Rhodes,  Greece,  pp.1282-1286,  May  2001.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
より大きなアレー利得を得るには、マイクロ波の受信に係る従来のフェイズドアレーアンテナよりもかなり多くのアンテナ素子（以下、「アレー素子」と示す場合がある。）が必要となる。しかしながら、例えば、各アレー素子に、周波数変換器、Ａ／Ｄ変換器（analog-to-digital  converter）を設けて、各アレー素子が受信した受信信号に基づいて信号再生処理や、指向性（位相）制御処理を行う場合には、受信される信号の信号処理に係る回路規模や装置規模が膨大となるという問題が生じる。
【０００６】
また、例えば、各アレー素子が受信した受信信号の合成を中間周波数の信号を処理するアナログ回路で行う場合には、回路規模や装置規模を小さくすることは可能である。しかしながら、各アレー素子が受信した受信信号の合成を中間周波数の信号を処理するアナログ回路で行う場合には、信号検出に係る処理や指向制御処理などにおいて、より高機能な方法（例えば、より精度の高い方法）を用いることができない。よって、各アレー素子が受信した受信信号の合成を中間周波数の信号を処理するアナログ回路で行う場合には、伝送品質の向上を十分に図ることができないという問題が生じうる。
【０００７】
ここで、上記のような生じうる問題の解決を図るための一の方法としては、例えば、フェイズドアレーアンテナを構成する複数のアレー素子をグループ化し、アレー素子がグループ化されたサブアレーごとに、各アレー素子が受信した受信信号の合成を行って、各サブアレーから出力される信号に対してデジタル信号処理を行うことによって、信号再生処理や、指向性制御処理を行う方法が考えられる。上記のように、サブアレーごとに各アレー素子が受信した受信信号の合成を行って、信号再生処理や指向性制御処理を行う場合には、アレー素子ごとに周波数変換器やＡ／Ｄ変換器を設ける場合よりも、回路規模や装置規模をより小さくすることが可能であり、また、より高機能な方法を用いることが可能となる。
【０００８】
また、例えば上記のような一の方法において、信号再生処理や指向性制御処理の精度をより高めるためには、フェイズドアレーアンテナが受信した、１または２以上の送信装置から送信される送信信号それぞれを検出することが望ましい。よって、１または２以上の送信装置から送信される送信信号それぞれを検出することが可能な信号検出方法（アナログ-ディジタルハイブリッドアレーに適したマルチユーザ信号検出方法）が求められている。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、１または２以上の送信装置から送信される送信信号の検出精度の向上を図ることが可能な、新規かつ改良された通信装置、および信号検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信するフェイズドアレーアンテナと、複数のビームフォーマを備え、上記ビームフォーマそれぞれは、上記複数のアンテナ素子がグループ化されたサブアレーごとに各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、上記サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換する信号変換部と、リソースブロックごとに、複数の上記ビームフォーマそれぞれから伝達されるサブアレーごとのベースバンド信号に基づいて、１または２以上の上記送信装置それぞれから送信される送信信号を検出する信号処理部と、を備える通信装置が提供される。
【００１１】
かかる構成によって、１または２以上の送信装置から送信される送信信号の検出精度の向上を図ることができる。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信するフェイズドアレーアンテナを備える通信装置における送信信号検出方法であって、複数のビームフォーマそれぞれにより、上記複数のアンテナ素子がグループ化されたサブアレーごとに各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、上記サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換するステップと、リソースブロックごとに、複数の上記ビームフォーマそれぞれにおいて変換されたサブアレーごとのベースバンド信号に基づいて、１または２以上の上記送信装置それぞれから送信される送信信号を検出するステップと、を有する信号検出方法が提供される。
【００１３】
かかる方法を用いることによって、１または２以上の送信装置から送信される送信信号の検出精度の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、１または２以上の送信装置から送信される送信信号の検出精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の技術に係る通信装置の一例を示している。
【図２】従来の技術に係る通信装置の一例を示している。
【図３】図２に示す従来の技術に係る通信装置が備える繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部の構成の一例を示している。
【図４】本発明の実施形態に係る通信装置を有する本発明の実施形態に係る通信システムの一例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る送信装置の構成の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る送信装置から送信されるベースバンド信号の一例を説明するための説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る通信装置の構成の一例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る通信装置における信号検出処理を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
（従来の信号検出に係る技術における問題）
本発明の実施形態に係る通信装置の構成について説明する前に、例えば上記非特許文献１などの従来の信号検出に係る技術（以下、単に「従来の技術」と示す。）における問題について説明する。
【００１８】
図１、図２は、従来の技術に係る通信装置の一例を示しており、各通信装置のアンテナ数がそれぞれ２の場合におけるＭＩＭＯ（multiple  input  multiple  output）の構成を示している。図１は、従来の技術に係る送信信号を送信する送信側の通信装置（以下、「従来の技術に係る送信装置」と示す。）の構成の一例を示しており、図２は、従来の技術に係る、送信信号を受信する受信側の通信装置（以下、「従来の技術に係る受信装置」と示す。）の構成の一例を示している。
【００１９】
まず、従来の技術に係る送信装置１０について説明する。従来の技術に係る送信装置１０は、例えば、誤り検出符号化部１２と、誤り訂正符号化部１４と、インターリーバ部１６と、変調マッピング部１８と、リファレンス信号多重化部２０と、アンテナ２２Ａ、２２Ｂとを備える。誤り検出符号化部１２、誤り訂正符号化部１４、インターリーバ部１６、変調マッピング部１８、およびリファレンス信号多重化部２０は、送信対象のパケットデータを、リソースブロック（Resource  Block。以下、「ＲＢ」と示す場合がある。）ごとに処理する。
【００２０】
誤り検出符号化部１２は、ＣＲＣ（Cyclic  Redundancy  Check）符号などの誤り検出用の符号を、送信対象のパケットデータに付加する。
【００２１】
誤り訂正符号化部１４は、ターボ符号やＬＤＰＣ（Low-Density  Parity-check  Code）符号などの誤り訂正用の符号を、誤り検出符号化部１２から伝達されるパケットデータに付加する。
【００２２】
インターリーバ部１６は、誤り訂正符号化部１４から伝達されるパケットデータに対してインターリービングを行い、変調マッピング部１８は、インターリーバ部１６においてインターリービングされたパケットデータを変調信号点へマッピングする。ここで、インターリーバ部１６におけるインターリービングは、例えば、異なるパケットでは異なるパターンのものが使用される。
【００２３】
リファレンス信号多重化部２０は、変調マッピング部１８から伝達されるパケットデータに対して、チャネル推定を行うためのリファレンス信号を多重する。そして、従来の技術に係る送信装置１０は、リファレンス信号が多重化されたパケットデータに対応する信号を、２本のアンテナ２２Ａ、２２Ｂから同時に送信する。ここで、リファレンス信号多重化部２０は、例えば、アンテナ間で直交させたリファレンス信号をパケットデータに対して多重する。
【００２４】
従来の技術に係る送信装置１０は、例えば図１に示す構成によって、送信対象のパケットデータを送信する。
して多重する。
【００２５】
次に、従来の技術に係る受信装置５０について説明する。従来の技術に係る受信装置５０は、例えば、アンテナ５２Ａ、５２Ｂと繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部５４と、判定回路５６と、誤り検出復号部５８とを備える。
【００２６】
従来の技術に係る受信装置５０は、２本のアンテナ５２Ａ、５２Ｂによって、従来の技術に係る送信装置１０から送信された信号を受信する。マルチストリーム信号検出・復号部５４は、繰り返しのマルチストリーム信号検出・誤り訂正復号を行う。判定回路５６は、マルチストリーム信号検出・復号部５４において誤りが訂正された信号（デジタル信号）の“０”、“１”を判定し、判定結果を示す信号（デジタル信号）を、従来の技術に係る送信装置１０から送信された信号に対応する再生データ（受信データ）として出力する。
【００２７】
誤り検出復号部５８は、例えば硬判定ビットを用いて誤り検出を行う。誤り検出復号部５８は、ビット誤りが検出されなければ復号ビットを出力し、ビット誤りが検出されれば、マルチストリーム信号検出・復号部５４において繰り返しの処理を行わせる。
【００２８】
図３は、図２に示す従来の技術に係る通信装置が備える繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部５４の構成の一例を示している。ここで、図３は、例えば非特許文献１に記載の技術に係るＳＩＳＯ−ＭＬＤ（Soft  Input  Soft  Output-Maximum  Likelihood  Detection。軟入力軟出力−最尤検出）を用いる構成の一例を示している。また、図３では、図２に示す判定回路５６および誤り検出復号部５８を併せて示している。
【００２９】
繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部５４は、例えば、ビット尤度算出部６０と、インターリービングされた信号の並び順を戻す処理（デインターリービング）を行うデインターリーバ部６２と、誤り訂正復号部６４と、加算器６６Ａ、６６Ｂと、インタリーバ６８と、送信信号ソフトレプリカ生成部７０と、減損分散算出部７２とを備える。
【００３０】
繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部５４では、初回の繰り返し（１回目の処理）においては、ビット尤度算出部６０が、例えば上記非特許文献２に記載されているような基本的なＳＩＳＯ−ＭＬＤを用い、減損信号の分散値には雑音電力を使用して誤り訂正前の対数尤度比を算出する。そして、誤り訂正復号部６４が、デインターリービングされた信号のビットごとの値を用いて誤り訂正を行う。
【００３１】
初回の繰り返し（１回目の処理）において誤りが残留している場合には、２回目以降の繰り返しにおいては、送信信号ソフトレプリカ生成部７０は、誤り訂正後の対数尤度比から送信信号のソフトレプリカ信号を生成する。また、減損分散算出部７２は、受信信号からソフトレプリカ信号を減算し、その残留信号の分散値を算出する。そして、ビット尤度算出部６０は、算出された残留信号の分散値を誤り訂正前の対数尤度比の算出に用いる。また、ビット尤度算出部６０は、各ビットの対数尤度算出の際には、受信信号を構成する１または２以上の送信装置から送信される送信信号の送信シンボルに含まれる他のビットに対して、誤り訂正復号後の対数尤度比を用いて確からしさの重み付けを行う。
【００３２】
以下、より具体的に繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部５４における処理について説明する。初回の繰り返し（１回目の処理）においては送信ビットの情報は無いため、繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部５４は、例えば下記の数式１によって、各ビットの確からしさの指標である誤り訂正前のＬＬＲ（Log-likelihood  Ratio。対数尤度比）を算出する。
【００３３】
ここで、下記の数式１に示す“ｘ（ｋ）”は、例えば下記の数式２で表される時刻ｋにおける受信信号ベクトルであり、下記の数式１に示す“Ｈ＾”は、２行２列の推定チャネル行列である。また、下記の数式１に示す“Ｓｉ（ｃ）”は、ビットｃ（０あるいは１）を含むｉ番目の送信信号ベクトル候補である。また、下記の数式１に示す“Ｍ”は、送信信号ベクトルに対応するビット数である。
【００３４】
【数１】
2014060616.tif 000003
・・・（数式１）
【数２】
2014060616.tif 000004
・・・（数式２）
【００３５】
例えば、従来の技術に係る送信装置１０から送信されたストリーム（信号）♯１とストリーム♯２ともに、ＱＰＳＫ（Quadrature  Phase  Shift  Keying）で変調されたＱＰＳＫ信号が使用されているとすると、Ｍ＝２［ストリーム］×２［ビット］＝４となる。このとき、“Ｓｉ（１）”（ｉ＝０，…，７）は、例えば下記の数式３で表される。ここで、下記の数式３に示す“σ２”は、雑音分散値である。
【００３６】
【数３】
2014060616.tif 000005
・・・（数式３）
【００３７】
繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部５４は、上記数式１により得られたＬＬＲを用いて誤り訂正復号を行い、その結果、ビット誤りが残留していると検出された場合には、以下に示す処理を行う。
【００３８】
まず、繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部５４は、復号後のＬＬＲに基づいて、例えば下記の数式４により各ビットのソフトレプリカを得る。
【００３９】
【数４】
2014060616.tif 000006
・・・（数式４）
【００４０】
繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部５４は、得られたビットのソフトレプリカを変調ソフトシンボルベクトル“Ｓ〜（ｋ）”に変換する。そして、繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部５４は、さらにチャネル推定値“Ｈ＾”を用いて、受信信号ベクトルから送信信号のレプリカを、例えば下記の数式５に示すようにキャンセル（ソフトキャンセル）する。ここで、下記の数式５に示す“ｄ（ｋ）”は、残留信号ベクトルである。
【００４１】
【数５】
2014060616.tif 000007
・・・（数式５）
【００４２】
また、残留信号ベクトルｄ（ｋ）には、雑音成分と残留信号成分が含まれており、残留信号ベクトルの分散値は、例えば下記の数式６により算出される。
【００４３】
【数６】
2014060616.tif 000008
・・・（数式６）
【００４４】
繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部５４は、数式６により算出される残留信号分散値ζを用いることによって、誤り訂正前のＬＬＲを、例えば下記の数式７により算出する。ここで、下記の数式７に示す“ｃ＾ｕ（ｉ）＼ｉｂ”は、“Ｓｉ（ｃ）”を構成するビットベクトルであり、ｉｂ番目のビットは除いたものである。また、下記の数式７に示す“Ｌ＼ｉｂ”は、各ビットに対する復号後のＬＬＲを値に持つベクトルである。
【００４５】
【数７】
2014060616.tif 000009
・・・（数式７）
【００４６】
２回目以降の処理において、繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部５４は、上記数式７に示す新たに得たＬＬＲを用いて、再度誤り訂正の復号を行う。
【００４７】
例えば非特許文献１に示すような、従来の信号検出に係る技術が用いられる場合には、従来の技術に係る受信装置５０は、繰り返しマルチストリーム信号検出・復号部５４において例えば上記のような処理を行うことによって、１または２以上の送信装置から送信される送信信号を検出する。
【００４８】
しかしながら、例えば非特許文献１に示すような従来の信号検出に係る技術が用いられる場合には、ストリーム数や変調多値数が多くなるにつれて演算量が多くなるという問題がある。
【００４９】
また、例えば上記従来の信号検出に係る技術では、復号後のＬＬＲを、帰還して残留信号の分散値の推定のみに使用しているので、復号後のＬＬＲを十分に活用できているとはいえない。よって、例えば上記従来の信号検出に係る技術を用いたとしても、１または２以上の送信装置から送信される送信信号の検出精度を向上できるとは限らない。
【００５０】
さらに、フェイズドアレーアンテナで受信された受信信号では、雑音に相関が生じるため、例えば上記従来の信号検出に係る技術をそのまま適用することは困難である。
【００５１】
（本発明の実施形態に係る通信装置）
次に、本発明の実施形態に係る通信装置について説明する。以下では、本発明の実施形態に係る通信装置が、ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）方式により変調された信号（ＯＦＤＭ信号）を処理する場合を例に挙げて説明する。なお、本発明の実施形態に係る通信装置が受信して処理する信号は、ＯＦＤＭ方式により変調された信号に限られない。
【００５２】
［１］本発明の実施形態に係る通信装置を有する通信システムの概要
図４は、本発明の実施形態に係る通信装置を有する本発明の実施形態に係る通信システムの一例を示す説明図である。まず、図４を参照しつつ、本発明の実施形態に係る通信システムを構成する、本発明の実施形態に係る通信装置と、本発明の実施形態に係る送信装置との概要について説明する。
【００５３】
本発明の実施形態に係る通信システムは、例えば、通信装置１００と、送信装置２００Ａ、２００Ｂ（以下、総称して「送信装置２００」と示す場合がある。）とを有する。なお、図４では、通信装置１００が、送信装置２００Ａおよび送信装置２００Ｂという２つの送信装置２００からそれぞれ送信された信号を受信する例を示しているが、本発明の実施形態に係る通信装置が受信する信号は、２つの送信装置２００からそれぞれ送信された信号に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る通信装置は、１または３以上の送信装置２００からそれぞれ送信される信号を受信し、受信した信号を処理することが可能である。
【００５４】
以下では、説明の便宜上、送信装置２００Ａを「ユーザ＃１」と示し、また、送信装置２００Ａから送信された信号に係る信号も「ユーザ＃１」と示す場合がある。同様に、以下では、説明の便宜上、送信装置２００Ｂを「ユーザ＃２」と示し、また、送信装置２００Ｂから送信された信号に係る信号も「ユーザ＃２」と示す場合がある。
【００５５】
［１−１］本発明の実施形態に係る通信装置の概要
通信装置１００は、例えば、フェイズドアレーアンテナ１０２と、受信部１０４とを備える。
【００５６】
また、通信装置１００は、例えば、制御部（図示せず）や、ＲＯＭ（Read  Only  Memory。図示せず）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory。図示せず）、外部装置と通信を行うための他の通信部（図示せず）などを備えていてもよい。通信装置１００は、例えば、データの伝送路としてのバスにより上記各構成要素間を接続する。
【００５７】
ここで、制御部（図示せず）は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）や各種処理回路などで構成され、通信装置１００全体を制御する。また、制御部（図示せず）は、例えば、受信部１０４の役目を果たしてもよい。なお、受信部１０４は、専用の（または汎用の）処理回路で構成されていてもよいことは、言うまでもない。
【００５８】
ＲＯＭ（図示せず）は、制御部（図示せず）が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データを記憶する。ＲＡＭ（図示せず）は、制御部（図示せず）により実行されるプログラムなどを一時的に記憶する。
【００５９】
他の通信部（図示せず）は、通信装置１００が備える他の通信手段であり、ネットワークを介して（あるいは、直接的に）、外部装置と無線／有線で通信を行う。ここで、他の通信部（図示せず）としては、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂポートおよび送受信回路（無線通信）や、光ファイバーが接続される光コネクタおよび光ＩＣ（Integrated  Circuit）、あるいはＬＡＮ（Local  Area  Network）端子および送受信回路（有線通信）などが挙げられる。また、本発明の実施形態に係るネットワークとしては、例えば、ＬＡＮやＷＡＮ（Wide  Area  Network）などの有線ネットワーク、無線ＬＡＮ（Wireless  Local  Area  Network：ＷＬＡＮ）や無線ＷＡＮ（Wireless  Wide  Area  Network：ＷＷＡＮ）などの無線ネットワーク、あるいは、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission  Control  Protocol/Internet  Protocol）などの通信プロトコルを用いたインターネットなどが挙げられる。
【００６０】
フェイズドアレーアンテナ１０２は、複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信する。ここで、フェイズドアレーアンテナ１０２は、例えば図４に示すように、２次元アンテナアレーを構成する。
【００６１】
受信部１０４は、フェイズドアレーアンテナ１０２の各アンテナ素子が受信した信号を処理する。受信部１０４の構成の具体例については、後述する。
【００６２】
通信装置１００は、例えば図４に示す構成によって、同時期にまたは異なる時期に、送信装置２００からそれぞれ送信された信号を受信し、各送信装置２００から送信された送信信号を再生する。したがって、通信装置１００では、各送信装置２００から送信された信号が互いに干渉した信号から、各送信装置２００から送信された送信信号を検出することが求められる。
【００６３】
［１−２］本発明の実施形態に係る送信装置の概要
図５は、本発明の実施形態に係る送信装置２００の構成の一例を示す説明図である。ここで、図５では、送信装置２００の構成のうち、信号の送信に係る構成の一例を示している。
【００６４】
送信装置２００は、例えば、誤り検出符号化部２０２と、誤り訂正符号化部２０４と、インターリーバ部２０６と、変調マッピング部２０８と、リファレンス信号多重化部２１０と、逆高速フーリエ変換（Inverse  Fast  Fourier  Transform：ＩＦＦＴ）部２１２と、周波数ｆｃの信号を生成する発振回路２１４と、乗算器２１６と、アンテナ２１８とを備える。誤り検出符号化部２０２、誤り訂正符号化部２０４、インターリーバ部２０６、変調マッピング部２０８、およびリファレンス信号多重化部２１０は、送信対象のパケットデータを、リソースブロックごとに処理する。
【００６５】
誤り検出符号化部２０２は、ＣＲＣ符号などの誤り検出用の符号を、送信対象のパケットデータ（送信信号の一例）に付加する。
【００６６】
誤り訂正符号化部２０４は、ターボ符号やＬＤＰＣ符号などの誤り訂正用の符号を、誤り検出符号化部２０２から伝達されるパケットデータに付加する。
【００６７】
また、インターリーバ部２０６は、誤り訂正符号化部２０４から伝達されるパケットデータに対してインターリービングを行い、変調マッピング部２０８は、インターリーバ部２０６においてインターリービングされたパケットデータを変調マッピングする。ここで、誤り訂正符号化部２０４において使用される符号化率と、変調マッピング部２０８において使用される変調次数は、例えば、リソースブロックごとにチャネル状況に応じて、例えば通信装置１００や基地局などによってＭＣＳ（Modulation  and  Coding  Set）インデックスとして指定される。
【００６８】
リファレンス信号多重化部２１０は、変調マッピング部２０８から伝達されるパケットデータに対して、チャネル推定を行うためのリファレンス信号を多重する。ここで、リファレンス信号多重化部２１０においてリファレンス信号が多重されたパケットデータ（デジタル信号）は、例えば本発明の実施形態に係るベースバンド信号に該当する。
【００６９】
図６は、本発明の実施形態に係る送信装置２００から送信されるベースバンド信号の一例を説明するための説明図である。ここで、図６は、送信装置２００が、ＯＦＤＭ方式で変調を行ってＯＦＤＭ信号を送信する場合における、ベースバンド信号の例を示している。
【００７０】
ＯＦＤＭ方式で変調を行う場合には、図６に示すように、送信装置２００は、時間方向のＯＦＤＭシンボルと周波数方向のサブキャリアとからなるリソースブロックを設定する。変調マッピング部２０８は、誤り訂正符号化部２０４において生成される１符号語を、変調マッピングして、リソースブロック内に配置する。また、リファレンス信号多重化部２１０は、図６に示すように、リファレンス信号を多重化する。なお、図６では、便宜上、リソースブロック＃１のみに、多重化されたリファレンス信号を示している。
【００７１】
再度図５を参照して、送信装置２００の構成の一例について説明する。逆高速フーリエ変換部２１２は、リファレンス信号多重化部２１０から伝達されるパケットデータを、逆高速フーリエ変換によって時間領域の信号に変換し、ガードインターバル（ＧＩ）を付加する。ここで、逆高速フーリエ変換部２１２における処理は、送信装置２００から送信される信号を生成する処理に該当する。
【００７２】
逆高速フーリエ変換部２１２から出力される信号は、乗算器２１６において変調され、アンテナ２１８から通信装置１００の方向へ送信される。ここで、通信装置１００の方向への信号の送信は、例えば、セクタアンテナや、送信ビームフォーミングなどによって実現される。
【００７３】
送信装置２００は、例えば図５に示す構成を有することによって、通信装置１００へと信号を送信する。
【００７４】
［２］本発明の実施形態に係る通信装置の構成の一例
次に、本発明の実施形態に係る通信装置１００の構成について、より具体的に説明する。以下では、通信装置１００が、図４に示す送信装置２００Ａと送信装置２００Ｂとの２つの送信装置２００から送信される信号を受信する場合を例に挙げて、通信装置１００の構成の一例を説明する。
【００７５】
［２−１］本発明の実施形態に係る通信装置の構成
図７は、本発明の実施形態に係る通信装置１００の構成の一例を示す説明図である。
【００７６】
通信装置１００は、例えば、フェイズドアレーアンテナ１０２と、信号変換部１０６と、信号処理部１０８と、指向性制御部１１０とを備える。ここで、信号変換部１０６、信号処理部１０８、および指向性制御部１１０は、図３に示す受信部１０４に対応する。
【００７７】
フェイズドアレーアンテナ１０２は、上述したように、複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信する。また、通信装置１００では、フェイズドアレーアンテナ１０２を構成する複数のアンテナ素子がグループ化され、フェイズドアレーアンテナ１０２を構成する複数のアンテナ素子は、サブアレーに分割される。
【００７８】
ここで、本発明の実施形態に係る通信装置１００におけるサブアレーは、方位と仰角のビーム制御が可能な２（水平方向）×２（垂直方向）の４つ以上のアンテナ素子で構成することが可能である。また、フェイズドアレーアンテナ１０２は、例えば、２以上のサブアレーに分割される。さらに、フェイズドアレーアンテナ１０２では、各サブアレーを構成するアンテナ素子の数が、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００７９】
信号変換部１０６は、複数のビームフォーマを備える。信号変換部１０６が備えるビームフォーマそれぞれは、サブアレーごとに各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換する。
【００８０】
信号変換部１０６は、例えば、変換部１１２と、ローパスフィルタ１１４Ａ、１１４Ｂ、…１１４ｎ（以下、総称して「ローパスフィルタ１１４」と示す場合がある。）と、Ａ／Ｄ変換器１１６Ａ、１１６Ｂ、…、１１６ｍ（以下、総称して「Ａ／Ｄ変換器１１６」と示す場合がある。）と、高速フーリエ変換回路１１８Ａ、１１８Ｂ、…１１８ｍ（以下、総称して「高速フーリエ変換回路１１８」と示す場合がある。）とを備える。
【００８１】
変換部１１２は、例えば、サブアレーごとに、変換回路１１２Ａ、１１２Ｂ、…、１１２ｎを備える。変換回路１１２Ａ、１１２Ｂ、…、１１２ｎそれぞれは、アンテナ素子それぞれに対応する周波数変換器と合成回路とを備える。
【００８２】
アンテナ素子（各アレー）において受信された信号は、周波数変換器において周波数変換される。そして、合成回路は、周波数変換器において周波数変換された信号を合成する。ここで、周波数変換器は、アンテナ素子において受信された信号を無線周波数から中間周波数ｆＩＦへと周波数変換し、さらに、送信信号に対応する周波数の信号へと周波数変換する。また、周波数変換器は、送信信号に対応する周波数の信号へと周波数変換する際には、発振回路が生成した信号を、アンテナ素子それぞれにおいて所望の指向性に対応した位相に合わせて周波数変換する。また、上記所望の指向性は、例えば、指向性制御部１１０を構成するビーム指向性制御部１２８によって制御される。
【００８３】
変換部１１２は、例えば図７に示す構成によって、サブアレーごとに、各アンテナ素子において受信された受信信号を周波数変換し、周波数変換した信号を合成する。
【００８４】
ここで、変換部１１２において、上記のようにサブアレーごとに受信信号が周波数変換された後に合成されることによって、サブアレーごとに合成された信号は、ビームフォーミングがなされた信号となる。よって、信号変換部１０６は、図７に示すように、ローパスフィルタ１１４、Ａ／Ｄ変換器１１６、および高速フーリエ変換回路１１８を、サブアレーごとに１系統ずつ備えていればよい。したがって、通信装置１００は、フェイズドアレーアンテナ１０２により受信される信号の信号処理に係る回路規模をより低減することができる。
【００８５】
変換回路１１２Ａ、１１２Ｂ、…、１１２ｎそれぞれから出力される信号は、対応するローパスフィルタ１１４によりフィルタリングされた後に、対応するＡ／Ｄ変換器１１６によってサンプリングされる。つまり、ローパスフィルタ１１４は、フィルタリング回路の役目を果たし、Ａ／Ｄ変換器１１６は、サンプリング回路の役目を果たす。Ａ／Ｄ変換器１１６によってサンプリングされることによって、通信装置１００における以降の処理は、デジタル信号に対する処理となる。
【００８６】
高速フーリエ変換回路１１８は、対応するＡ／Ｄ変換器１１６から伝達されるサンプリングされた信号からＯＦＤＭ信号のガードインターバル（ＧＩ）を取り除き、高速フーリエ変換を行うことによって、周波数領域の信号へと変換する。ここで、高速フーリエ変換回路１１８から出力される信号は、例えば、本発明の実施形態に係るベースバンド信号（例えば、図５に示す送信装置２００のリファレンス信号多重化部２１０においてリファレンス信号が多重されたパケットデータ）に相当する信号を含む。
【００８７】
信号変換部１０６は、例えば図７に示すように、複数のビームフォーマを備える。そして、ビームフォーマそれぞれは、サブアレーごとに各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換する。
【００８８】
なお、本発明の実施形態に係る信号変換部１０６の構成は、図７に示す構成に限られない。例えば、図７では、信号変換部１０６が、フィルタリング回路としてローパスフィルタを備える構成を示しているが、本発明の実施形態に係る信号変換部１０６は、バンドパスフィルタなどの他のフィルタでフィルタリング回路を構成してもよい。
【００８９】
また、図７では、信号変換部１０６が、変換部１１２、ローパスフィルタ１１４、Ａ／Ｄ変換器１１６、および高速フーリエ変換回路１１８を有するビームフォーマーを２つ備える構成を示しているが、本発明の実施形態に係る信号変換部１０６は、３以上のビームフォーマーを備えていてもよい。さらに、本発明の実施形態に係る信号変換部１０６は、例えば時間分割を用いることによって、備えているビームフォーマーの数以上の、複数の送信装置から送信される信号を、処理することが可能である。
【００９０】
信号処理部１０８は、リソースブロックごとに、複数のビームフォーマそれぞれから伝達されるサブアレーごとのベースバンド信号に基づいて、１または２以上の送信装置２００それぞれから送信される送信信号を検出する。また、信号処理部１０８は、例えば、検出された送信信号を復号して、復号された再生データ（送信信号に対応するデータ）を得る。
【００９１】
信号処理部１０８は、例えば、信号検出部１２０と、判定回路１２２と、誤り検出復号部１２４（誤り検出部）と、設定部１２６とを備える。
【００９２】
信号検出部１２０は、例えばＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）を用いて１または２以上の送信信号それぞれを検出する。また、信号検出部１２０は、例えば、検出された送信信号に含まれる、ターボ符号やＬＤＰＣ符号などの誤り訂正用の符号に基づいて、検出された送信信号の誤りを訂正してもよい。
【００９３】
より具体的には、信号検出部１２０は、例えば、誤り検出復号部１２４において検出されたいずれかの送信信号に誤りが検出された場合には、検出された送信信号の各ビットの対数尤度比に基づいて、送信信号のソフトレプリカ信号を生成し、ソフトレプリカ信号を用いてベースバンド信号から干渉信号による干渉をキャンセルする。そして、信号検出部１２０は、再度、ＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）を用いて１または２以上の送信信号それぞれを検出する。なお、信号検出部１２０における具体的な処理については、後述する。
【００９４】
判定回路１２２は、信号検出部１２０において検出された信号（または、誤りが訂正された信号）の“０”、“１”を判定し、判定結果を示す信号（デジタル信号）を、送信装置２００それぞれから送信された送信信号に対応する再生データ（受信データ）として出力する。
【００９５】
誤り検出復号部１２４は、判定回路１２２から伝達される再生データに含まれるＣＲＣ符号などの誤り検出用の符号に基づいて、再生データの誤りを検出する。
【００９６】
設定部１２６は、ベースバンド信号それぞれに対して信号対雑音電力比を算出して、送信信号の符号化率と変調多値数とを設定する。ここで、設定部１２６は、例えば、他の送信装置から送信された送信信号による干渉信号成分が存在しないと仮定して、上記信号対雑音電力比を算出する。
【００９７】
信号処理部１０８が設定部１２６を備えることによって、通信装置１００は、リンクアダプテーションを実現することができる。なお、設定部１２６における具体的な処理については、後述する。
【００９８】
信号処理部１０８は、例えば図７に示す構成によって、１または２以上の送信装置２００それぞれから送信される送信信号を検出し、誤り訂正の復号を行う。なお、信号処理部１０８におけるより具体的な処理については、後述する。
【００９９】
なお、本発明の実施形態に係る信号処理部１０８の構成は、図７に示す構成に限られない。
【０１００】
例えば、本発明の実施形態に係る信号処理部は、判定回路１２２を備えない構成をとってもよい。信号処理部１０８が判定回路１２２を備えない構成をとる場合であっても、本発明の実施形態に係る信号処理部は、１または２以上の送信装置２００それぞれから送信される送信信号を検出することが可能である。
【０１０１】
また、本発明の実施形態に係る信号処理部は、例えば、設定部１２６を備えない構成をとってもよい。設定部１２６を備えない構成をとる場合であっても、本発明の実施形態に係る信号処理部は、１または２以上の送信装置２００それぞれから送信される送信信号を検出することが可能である。
【０１０２】
指向性制御部１１０は、ビーム指向性制御部１２８を備え、送信装置２００ごとに指向性制御を行う。より具体的には、指向性制御部１１０は、例えば、サブアレーごとのベースバンド信号と、再生データに誤りのないリソースブロックの信号（正しく復号されたリソースブロックの信号）とに基づいて、フェイズドアレーアンテナ１０２における指向性を制御する。
【０１０３】
通信装置１００は、例えば図７に示す構成によって、１または２以上の送信装置２００から送信される送信信号を検出する。
【０１０４】
なお、本発明の実施形態に係る通信装置の構成は、図７に示す構成に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る通信装置は、図７に示す指向性制御部１１０を備えず、フェイズドアレーアンテナ１０２の指向性は指向性制御部１１０と同様の機能を有する外部のデバイスによって制御されてもよい。指向性制御部１１０を備えない構成であっても、本発明の実施形態に係る通信装置は、１または２以上の送信装置２００から送信される送信信号の検出精度の向上を図ることが可能である。
【０１０５】
［２−２］本発明の実施形態に係る通信装置における、本発明の実施形態に係る信号検出方法に係る処理
次に、本発明の実施形態に係る通信装置における、本発明の実施形態に係る信号検出方法に係る処理について、説明する。以下では、本発明の実施形態に係る信号検出方法に係る処理を、図７に示す通信装置１００が行う場合を例に挙げて、本発明の実施形態に係る信号検出方法に係る処理について説明する。
【０１０６】
通信装置１００は、例えば、複数のビームフォーマそれぞれにより、サブアレーごとに各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換する（信号変換処理）。ここで、通信装置１００では、例えば、図７に示す信号変換部１０６によって、上記信号変換処理が行われる。
【０１０７】
また、通信装置１００は、リソースブロックごとに、複数のビームフォーマそれぞれにおいて変換されたサブアレーごとのベースバンド信号に基づいて、１または２以上の送信装置それぞれから送信される送信信号を検出する（信号検出処理）。ここで、通信装置１００では、例えば、図７に示す信号処理部１０８によって、上記信号検出処理が行われる。
【０１０８】
通信装置１００は、本発明の実施形態に係る信号検出方法に係る処理として、例えば、（１）信号変換処理、および（２）信号検出処理を行うことによって、１または２以上の送信装置から送信される送信信号の検出精度の向上を図る。
【０１０９】
以下、本発明の実施形態に係る信号検出方法に係る（２）の処理（信号検出処理）について、より具体的に説明する。以下では、本発明の実施形態に係る信号検出方法に係る（２）の処理（信号検出処理）を、例えば図７に示す通信装置１００が行う場合を例に挙げる。
【０１１０】
図８は、本発明の実施形態に係る通信装置１００における信号検出処理を説明するための説明図である。ここで、図８は、図７に示す信号処理部１０８の構成の一例を示している。
【０１１１】
上述したように、通信装置１００では、例えば、ＣＰＵなどで構成される制御部（図示せず）が信号処理部１０８の役目を果たしてもよい。また、通信装置１００では、例えば、信号処理部１０８が、専用の（または汎用の）処理回路によって実現されていてもよい。また、信号処理部１０８における各処理は、ハードウェアによって行われてもよいし、ソフトフェア（プログラム）が実行されることによって行われてもよい。
【０１１２】
以下では、図４に示すように、送信装置２００Ａと送信装置２００Ｂとの２つの送信装置２００それぞれから送信される送信信号を検出する場合を例に挙げて、通信装置１００における信号検出処理の一例を説明する。以下では、送信装置２００を「ユーザ」と示し、また、図４に示す送信装置２００Ａを「ユーザ＃１」、図４に示す送信装置２００Ｂを「ユーザ＃２」とそれぞれ示す。
【０１１３】
信号処理部１０８は、例えば、ソフト干渉キャンセル部１３０と、ビット尤度算出部１３２と、デインターリービングを行うデインターリーバ部１３４と、誤り訂正復号部１３６と、スイッチング部１３８Ａ、１３８Ｂと、加算器１４０Ａ、１４０Ｂと、インターリービングを行うインタリーバ部１４２と、送信信号ソフトレプリカ生成部１４４と、判定回路１２２と、誤り検出復号部１２４と、設定部１２６とを備える。ここで、例えば、図８に示すソフト干渉キャンセル部１３０、ビット尤度算出部１３２、デインターリーバ部１３４、誤り訂正復号部１３６、スイッチング部１３８Ａ、１３８Ｂ、加算器１４０Ａ、１４０Ｂ、インタリーバ１４２、および送信信号ソフトレプリカ生成部１４４が、信号検出部１２０を構成する。
【０１１４】
信号検出部１２０を構成するソフト干渉キャンセル部１３０、ビット尤度算出部１３２、および送信信号ソフトレプリカ生成部１４４は、信号検出部１２０において、ＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）を主導的に行う役目を果たす。
【０１１５】
誤り訂正復号部１３６は、デインターリーバ部１３４から伝達される信号（デインターリービングが行われた、ＬＬＲ（対数尤度比））に含まれる、ターボ符号やＬＤＰＣ符号などの誤り訂正用の符号に基づいて、デインターリーバ部１３４から伝達される信号の誤りを訂正する。
【０１１６】
スイッチング部１３８Ａ、１３８Ｂは、誤り検出復号部１２４から伝達される誤り検出信号に基づいて、デインターリーバ部１３４から出力される信号（誤り訂正が行われる前のＬＬＲ（対数尤度比））と、誤り訂正復号部１３６から出力される信号（誤り訂正が行われた後のＬＬＲ（対数尤度比））を、選択的に加算器１４０Ａ、１４０Ｂに伝達する。スイッチング部１３８Ａ、１３８Ｂとしては、例えば、誤り検出信号の信号レベルに応じて選択的にオン／オフするＦＥＴ（Field  Effect  Transistor）などが挙げられる。
【０１１７】
デインターリーバ部１３４から出力される信号（誤り訂正が行われる前のＬＬＲ（対数尤度比））と、誤り訂正復号部１３６から出力される信号（誤り訂正が行われた後のＬＬＲ（対数尤度比））とが加算器１４０Ａ、１４０Ｂに伝達されることによって、信号処理部１０８では、繰り返し処理が行われる。ここで、誤り検出復号部１２４は、例えば、検出されたいずれかの送信信号に誤りが検出された場合に、繰り返し処理を行わせるための信号レベルの誤り検出信号（スイッチング部１４０Ａ、１４０Ｂをオンさせる信号レベルの誤り検出信号）を、スイッチング部１３８Ａ、１３８Ｂへ伝達する。
【０１１８】
以下、図８に示す信号処理部１０８の構成を適宜参照しつつ、本発明の実施形態に係る通信装置１００における信号検出処理について説明する。なお、下記に示す本発明の実施形態に係る通信装置１００における信号検出処理を実現することが可能な信号処理部１０８の構成が、図８に示す構成に限られないことは、言うまでもない。以下では、本発明の実施形態に係る通信装置１００における信号検出処理を、信号処理部１０８が行うものとして説明する。
【０１１９】
通信装置１００が備えるビームフォーマ数ＮＢＦをＮＢＦ＝２とし、ユーザ数をｕ（＝１，２）とすると、サブアレーｎ（１≦ｎ≦ＮＳＡ）のシンボルｋ（１≦ｋ≦Ｋ）、およびサブキャリアｍ（１≦ｍ≦Ｍ）におけるＮＥＸ（＝ＮＢＦ・ＮＳＡ）次元受信アレーベクトルは、例えば、下記の数式８で表される。下記の数式８に示すＮＥＸ次元受信アレーベクトルは、ソフト干渉キャンセル部１３０に入力される各サブアレーから出力される信号に該当する。
【０１２０】
ここで、下記の数式８に示す“ｇｂ，ｕ（ｍ）”は、ビームフォーマーｂにおけるユーザｕに対するＮＳＡ次元のチャネルベクトルを示し、下記の数式８に示す“η（ｋ，ｍ）”は、周波数領域雑音ベクトルを示している。
【０１２１】
【数８】
2014060616.tif 000010
・・・（数式８）
【０１２２】
また、ＮＥＸ次元のチャネルベクトルは、例えば下記の数式９で定義される。
【０１２３】
【数９】
2014060616.tif 000011
・・・（数式９）
【０１２４】
初回の繰り返し処理（１回目の処理）においては、送信ビットの情報はない。よって、信号処理部１０８では、初回の繰り返し（１回目の処理）においては、ソフト干渉キャンセル部１３０を動作させない。
【０１２５】
また、例えば頭り検出復号部１２４において検出されたいずれかの送信信号に誤りが検出された場合に行われる、２回目以降の繰り返し処理では、信号処理部１０８は、ソフト干渉キャンセル部１３０を動作させ、例えば下記の数式１０に示すように、不要な干渉信号のソフトレプリカ信号をキャンセルする。
【０１２６】
ここで、下記の数式１０に示す“Δｓ⌒ｕ’（ｋ，ｍ）”は、レプリカ誤差信号であり、例えば下記の数式１１で表される。また、下記の数式１０に示す“η〜（ｋ，ｍ）”は、雑音成分と残留干渉成分とを含む新たに定義される減損ベクトルである。
【０１２７】
【数１０】
2014060616.tif 000012
・・・（数式１０）
【数１１】
2014060616.tif 000013
・・・（数式１１）
【０１２８】
信号処理部１０８、より具体的には、例えば信号処理部１０８を構成するビット尤度算出部１３２は、上述した図３に示す従来の技術に係るビット尤度算出部６０と同様に、初回の繰り返し処理（１回目の処理）における各ビットの確からしさの指標である誤り訂正前のＬＬＲ（対数尤度比）を、例えば下記の数式１２により算出する。ここで、下記の数式１２に示す“Ｍ”は、送信信号ベクトルに対応するビット数である。
【０１２９】
【数１２】
2014060616.tif 000014
・・・（数式１２）
【０１３０】
また、２回目以降の繰り返し処理では、信号処理部１０８を構成するビット尤度算出部１３２は、誤り訂正前のＬＬＲ（対数尤度比）を、例えば下記の数式１３により算出する。ここで、下記の数式１３に示す“Ｍ”は、干渉キャンセル後の信号検出ユーザ（干渉キャンセル後の検出された送信信号）に対応するビット数である。
【０１３１】
【数１３】
2014060616.tif 000015
・・・（数式１３）
【０１３２】
ここで、上記数式１２において“ζｕ，ｊ（ｋ，ｍ）”は、例えば下記の数式１４で表される。下記の数式１４に示す“Ｇ＾（ｍ）”は、推定チャネル行列である。
【０１３３】
【数１４】
2014060616.tif 000016
・・・（数式１４）
【０１３４】
また、上記数式１３に示す“ζ’ｕ，ｊ（ｋ，ｍ）”は、干渉キャンセルユーザ数に応じて“Ｇ＾（ｍ）”と“ｓ’ｊ”の次元を縮小して算出される。
【０１３５】
減損相関行列の推定値は、例えば、下記の数式１５で表される。ここで、下記の数式１５に示す“Ｒ＾η”は、雑音成分の相関行列である雑音相関行列の推定値を示し、下記の数式１５に示す“Ｒ＾Ｉ，ｕ’”は、残留干渉成分の相関行列である残留干渉相関行列を示している。
【０１３６】
【数１５】
2014060616.tif 000017
・・・（数式１５）
【０１３７】
信号処理部１０８を構成するビット尤度算出部１３２は、例えば上記数式１２〜上記数式１５に示すように雑音相関行列に基づく減損相関行列を用いてＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）を行う。
【０１３８】
ここで、信号処理部１０８を構成するビット尤度算出部１３２は、初回の繰り返し（１回目の処理）においては、雑音相関行列のみを使用する。より具体的には、信号処理部１０８を構成するビット尤度算出部１３２は、初回の繰り返し（１回目の処理）においては、例えば、雑音相関行列を減損相関行列として用いてＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）を行う。
【０１３９】
また、信号処理部１０８を構成するビット尤度算出部１３２は、２回目以降の繰り返し処理では、雑音相関行列と残留干渉相関行列の両方を用いる。より具体的には、信号処理部１０８を構成するビット尤度算出部１３２は、２回目以降の繰り返し処理では、例えば、雑音相関行列と残留干渉相関行列とを加算した行列を減損相関行列として用いて、ＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）を行う。
【０１４０】
信号処理部１０８を構成するビット尤度算出部１３２は、例えば、上記数式１５において“Ｒ＾η”で示される雑音相関行列を、複数のビームフォーマ間のサブアレーウェイトベクトルの内積を用いて算出する。
【０１４１】
より具体的には、信号処理部１０８を構成するビット尤度算出部１３２は、上記数式１５において“Ｒ＾η”で示される雑音相関行列の推定値を、サブアレーウェイトベクトル“ｗｂ（ｎ）”を用いて、例えば下記の数式１６により算出する。
【０１４２】
【数１６】
2014060616.tif 000018
・・・（数式１６）
【０１４３】
信号処理部１０８を構成するビット尤度算出部１３２は、上記数式１５において“Ｒ＾Ｉ，ｕ’”で示される残留干渉相関行列の推定値を、例えば、送信信号のソフトレプリカ信号と当該ソフトレプリカ信号の近接変調信号点との差信号の平均電力と、干渉信号の相関行列との積により、算出する。
【０１４４】
より具体的には、信号処理部１０８を構成するビット尤度算出部１３２は、例えば、上記数式１５において“Ｒ＾Ｉ，ｕ’”で示される残留干渉相関行列の推定値を、例えば下記の数式１７により算出する。ここで、上記の数式１７に示す“εｕ’”は、残留干渉信号電力であり、信号処理部１０８を構成するビット尤度算出部１３２は、例えば、下記の数式１８により残留干渉信号電力を近似して算出する。
【０１４５】
ここで、下記の数式１８に示す“ｓ⌒ｕ’（ｋ，ｍ）”は、誤り訂正復号部１３６において誤りが訂正された誤り訂正後のＬＬＲ（対数尤度比）に基づいて生成される干渉信号のソフトレプリカ信号である。上記ソフトレプリカ信号は、信号検出部１２０を構成する送信信号ソフトレプリカ生成部１４４により生成される。また、下記の数式１８に示す“ｓ＾ｕ’（ｋ，ｍ）”は、上記干渉信号のソフトレプリカ信号から最も近い変調信号点を示す。また、下記の数式１８に示す“Ｎｓ”は、リソースブロック内の信号点数を示す。
【０１４６】
【数１７】
2014060616.tif 000019
・・・（数式１７）
【数１８】
2014060616.tif 000020
・・・（数式１８）
【０１４７】
信号処理部１０８では、例えば上記にように、ＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）を用いて１または２以上の送信信号それぞれを検出する。
【０１４８】
ここで、信号処理部１０８は、初回の繰り返し処理（１回目の処理）では、上述した従来の信号検出に係る技術と同様の演算を行うが、２回目以降の繰り返し処理では、干渉ユーザの信号を互いにキャンセルすることによってチャネル行列の次元を縮小する。よって、信号処理部１０８は、上述した従来の信号検出に係る技術が用いられる場合よりも、送信信号の検出に係る演算量をより低減することができる。
【０１４９】
また、信号処理部１０８は、送信信号の検出に際して、信号変換部１０６における上記（１）の処理（信号変換処理）により生じる雑音相関の影響を考慮している。上記のように雑音相関の影響を考慮することは、信号検出特性の改善に寄与する。よって、信号処理部１０８は、上述した従来の信号検出に係る技術の適用が困難な、フェイズドアレーアンテナで受信された受信信号を処理する場合において、１または２以上の送信装置から送信される送信信号の検出精度の向上を図ることができる。
【０１５０】
さらに、信号処理部１０８は、送信信号の検出に際して、ソフト干渉キャンセルによる残留干渉の影響も考慮する。上記のようにソフト干渉キャンセルによる残留干渉の影響を考慮することは、信号検出特性の改善に寄与する。よって、信号処理部１０８は、上述した従来の信号検出に係る技術の適用が困難な、フェイズドアレーアンテナで受信された受信信号を処理する場合において、１または２以上の送信装置から送信される送信信号の検出精度の向上を図ることができる。
【０１５１】
なお、本発明の実施形態に係る通信装置１００における（２）の処理（信号検出処理）は、上記に限られない。例えば、通信装置１００が備える信号処理部１０８は、上述したように、設定部１２６を備えることによって、リンクアダプテーションを実現することも可能である。
【０１５２】
リンクアダプテーションを実現しようとする場合、例えば、基地局やアクセスポイントなどから、送信装置２００における送信用に、伝送速度、すなわちＭＣＳインデックスをソースブロックごとに指定する必要がある。伝送可能な伝送速度は、例えばチャネル状態と信号検出性能によって決まるため、信号検出後のＳＩＮＲ（Signal-to-Interference  and  Noise  power  Ratio。信号対雑音電力比）を推定する必要がある。
【０１５３】
しかしながら、上述した本発明の実施形態に係る信号検出方法に係る、（２）の処理（信号検出処理）で用いているＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）では、信号検出後のＳＩＮＲ（信号対雑音電力比）を算出することは、困難である。
【０１５４】
そこで、信号処理部１０８は、他の送信装置から送信された送信信号による干渉信号成分が存在しないと仮定して、ＳＩＮＲ（信号対雑音電力比）を算出する。
【０１５５】
より具体的には、例えば信号処理部１０８を構成する設定部１２６は、ソフト干渉キャンセル部１３０における干渉キャンセラが理想的に機能したと仮定する。上記仮定をおくと、各ユーザとも自身の受信信号が残留しているため、信号処理部１０８を構成する設定部１２６は、ユーザ数が１の場合のＭＭＳＥ（Minimum  Mean  Squared  Error）空間フィルタによる検波後のＳＩＮＲ（信号対雑音電力比）で代用する。
【０１５６】
上記の場合において、ウェイトベクトルは、例えば下記の数式１９で表される。また、検波後のＳＩＮＲ（信号対雑音電力比）は、例えば下記の数式２０により推定される。
【０１５７】
【数１９】
2014060616.tif 000021
・・・（数式１９）
【数２０】
2014060616.tif 000022
・・・（数式２０）
【０１５８】
信号処理部１０８を構成する設定部１２６は、上記数式２０に示す演算による推定を、各サブキャリアに対して行う。そして、信号処理部１０８を構成する設定部１２６は、例えば下記の数式２１に示すように、推定結果をリソースブロック内で平均して、リソースブロックごとのＳＩＮＲ（信号対雑音電力比）を算出する。
【０１５９】
【数２１】
2014060616.tif 000023
・・・（数式２１）
【０１６０】
信号処理部１０８を構成する設定部１２６は、例えば数式２１により得られた推定ＳＩＮＲ（信号対雑音電力比）を用いて、ＭＣＳインデックスを設定する。
【０１６１】
より具体的には、信号処理部１０８を構成する設定部１２６は、例えば、ＳＩＮＲ（信号対雑音電力比）とＭＣＳインデックスとが対応付けられたテーブルを用いることによって、推定ＳＩＮＲ（信号対雑音電力比）に対応するＭＣＳインデックスを特定する。そして、信号処理部１０８を構成する設定部１２６は、特定されたＭＣＳインデックスを設定する。
【０１６２】
本発明の実施形態に係る信号検出方法に係る（２）の処理（信号検出処理）として、例えば上記のようなＭＣＳインデックスの設定に係る処理が行われることによって、通信装置１００は、リンクアダプテーションを実現することができる。
【０１６３】
［２−３］
以上のように、本発明の実施形態に係る通信装置は、本発明の実施形態に係る信号検出方法に係る処理として、例えば、（１）の処理（信号変換処理）、および（２）の処理（信号検出処理）を行い、ＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）を用いて１または２以上の送信信号それぞれを検出する。
【０１６４】
ここで、本発明の実施形態に係る通信装置は、初回の繰り返し処理（１回目の処理）では、上述した従来の信号検出に係る技術と同様の演算を行うが、２回目以降の繰り返し処理では、干渉ユーザの信号を互いにキャンセルすることによってチャネル行列の次元を縮小する。よって、本発明の実施形態に係る通信装置は、上述した従来の信号検出に係る技術が用いられる場合よりも、送信信号の検出に係る演算量をより低減することができる。
【０１６５】
また、本発明の実施形態に係る通信装置は、送信信号の検出に際して、上記（１）の処理（信号変換処理）により生じる雑音相関の影響を考慮している。上記のように雑音相関の影響を考慮することは、信号検出特性の改善に寄与する。よって、本発明の実施形態に係る通信装置は、上述した従来の信号検出に係る技術の適用が困難な、フェイズドアレーアンテナで受信された受信信号を処理する場合において、１または２以上の送信装置から送信される送信信号の検出精度の向上を図ることができる。
【０１６６】
さらに、本発明の実施形態に係る通信装置は、送信信号の検出に際して、ソフト干渉キャンセルによる残留干渉の影響も考慮する。上記のようにソフト干渉キャンセルによる残留干渉の影響を考慮することは、信号検出特性の改善に寄与する。よって、本発明の実施形態に係る通信装置は、上述した従来の信号検出に係る技術の適用が困難な、フェイズドアレーアンテナで受信された受信信号を処理する場合において、１または２以上の送信装置から送信される送信信号の検出精度の向上を図ることができる。
【０１６７】
したがって、本発明の実施形態に係る通信装置は、１または２以上の送信装置から送信される送信信号の検出精度の向上を図ることができる。
【０１６８】
また、本発明の実施形態に係る信号検出方法に係る処理は、例えば非特許文献１に示すような従来の信号検出に係る技術に対して、例えば下記の（Ｉ）〜（ＩＶ）に示す相違点を有する。そして、上記相違点により、本発明の実施形態に係る信号検出方法を用いる本発明の実施形態に係る通信装置は、上述した従来の信号検出に係る技術が奏することができない効果を奏する。
【０１６９】
さらに、本発明の実施形態に係る信号検出方法に係る処理は、従来のリンクアダプテーションに係る技術に対して、例えば下記の（Ｖ）に示す効果を奏する。
【０１７０】
（Ｉ）
例えば非特許文献１に示すような従来の信号検出に係る技術では、マルチユーザのユーザ毎にマルチビームの中の１つのビームで受信された信号を用いる。これに対して、本発明の実施形態に係る信号検出方法を用いる本発明の実施形態に係る通信装置は、マルチユーザのそれぞれのユーザ信号の検出に際して、すべてのマルチビームのさらにすべてのサブアレー出力信号を用いてマルチユーザ信号検出を行う。
【０１７１】
（ＩＩ）
例えば非特許文献１に示すような従来の信号検出に係る技術では、繰り返しＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）の全繰り返しにおいて、マルチストリームの全ストリームに対して信号検出を行う。これに対して、本発明の実施形態に係る信号検出方法を用いる本発明の実施形態に係る通信装置は、初回の繰り返しにおいてはマルチユーザの全ユーザに対して信号検出を行うが、２回目以降の繰り返しにおいてはそれぞれのユーザ信号を検出する際には、検出対象のユーザ以外のユーザの信号をソフト干渉キャンセルし、残留した信号に対してユーザ数が削減された状態で繰り返しＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）を行う。
【０１７２】
（ＩＩＩ）
例えば非特許文献１に示すような従来の信号検出に係る技術では、ダイバーシチアンテナにより受信される信号に付加される雑音が互いに独立である。これに対して、本発明の実施形態に係る信号検出方法を用いる本発明の実施形態に係る通信装置に係る構成では、複数のビームを形成する際に同じ雑音が付加された信号に対して異なるアレー重みにより重み付け加算がなされるため、ビーム間で雑音の相関が生じる。そのため、本発明の実施形態に係る信号検出方法を用いる本発明の実施形態に係る通信装置は、相関雑音の影響を考慮したＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）を行う。
【０１７３】
（ＩＶ）
例えば非特許文献１に示すような従来の信号検出に係る技術では、残留干渉成分を含む残留信号の分散値（スカラー値）を簡易的に用いる。これに対して、本発明の実施形態に係る信号検出方法を用いる本発明の実施形態に係る通信装置は、ＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）において誤差信号の電力値を算出する際に送信信号レプリカから算出される、その残留信号の分散値と干渉信号の相関行列との積により近似する。
【０１７４】
（Ｖ）
従来のリンクアダプテーション方式は、ＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）よりもより簡易な信号検出方式に対して用いられており、ＳＩＳＯ−ＭＬＤ（軟入力軟出力−最尤検出）のような方式に対して適用可能な簡易なリンクアダプテーション方式はなかった。これに対して、本発明の実施形態に係る信号検出方法を用いる本発明の実施形態に係る通信装置は、それぞれのユーザに対して、検出対象のユーザ以外のユーザの信号がキャンセルされると仮定して処理を行うので、より簡易にリンクアダプテーションを行うことができる。
【０１７５】
以上、本発明の実施形態として通信装置を挙げて説明したが、本発明の実施形態は、かかる形態に限られない。本発明の実施形態は、例えば、基地局の役目を果たす装置や、無線アクセスポイントの役目を果たす装置など、様々な装置に適用することができる。また、本発明の実施形態は、例えば、上記のような装置に組み込むことが可能な、信号処理ＩＣとして実現することも可能である。
【０１７６】
（本発明の実施形態に係るプログラム）
コンピュータを、本発明の実施形態に係る通信装置として機能させるためのプログラム（例えば、上記（１）の処理（信号変換処理）、および上記（２）の処理（信号検出処理）など、本発明の実施形態に係る信号検出方法に係る処理を実行することが可能なプログラム）が、フェイズドアレーアンテナを備えるコンピュータにおいて実行されることによって、１または２以上の送信装置から送信される送信信号の検出精度の向上を図ることができる。
【０１７７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１７８】
例えば、上記では、コンピュータを、本発明の実施形態に係る通信装置として機能させるためのプログラム（コンピュータプログラム）が提供されることを示したが、本発明の実施形態は、さらに、上記プログラムをそれぞれ記憶させた記録媒体も併せて提供することができる。
【符号の説明】
【０１７９】
１０、２００Ａ、２００Ｂ、２００    送信装置
５０      受信装置
１００    通信装置
１０２    フェイズドアレーアンテナ
１０４    受信部
１０６    信号変換部
１０８    信号処理部
１１０    指向性制御部
【図１】
2014060616.tif 000024
【図２】
2014060616.tif 000025
【図３】
2014060616.tif 000026
【図４】
2014060616.tif 000027
【図５】
2014060616.tif 000028
【図６】
2014060616.tif 000029
【図７】
2014060616.tif 000030
【図８】
2014060616.tif 000031