(57)【要約】【課題】  空間分割多重された信号を受信して信号検出を行う場合に、特に変調多値数が大きくなっても回路規模の削減を可能とし、優れた誤り率特性を実現する。【解決手段】  各レプリカ信号に基づいた受信信号との信号点間距離演算を行う場合に、レプリカ信号を生成する演算手段における実数乗算器または実数加算器との回路の共有化を図ることにより、信号点間距離演算部の実数乗算器または実数加算器に相当する回路規模を削減する。【選択図】        図１
2006196990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号を一時的に記憶する受信信号記憶手段と、
前記受信信号から伝搬路のチャネルの歪を推定するチャネル推定手段と、
前記受信信号のプリアンブル信号部とデータ信号部を識別する識別手段と、
送信器から送信される可能性のある信号を生成する送信信号生成手段と、
前記送信信号生成手段の出力信号と、前記チャネル推定手段から出力されるチャネル推定信号と、第３の信号を入力し、前記識別手段の出力信号が前記プリアンブル信号部を示す場合に前記送信信号生成手段の出力信号と前記チャネル推定手段から出力されるチャネル推定信号を出力し、前記データ信号部を示す場合に前記第３の信号を出力する第１の切り替え手段と、
前記識別手段の出力信号が前記プリアンブル信号部を示す場合に、前記第１の切り替え手段を介して入力する前記送信信号生成手段の出力信号と前記チャネル推定手段から出力されるチャネル推定信号から受信信号のレプリカ信号を生成し、前記データ信号部を示す場合に前記第１の切り替え手段を介して入力する前記第３の信号に対して信号点間距離の演算を行う演算手段と、
前記演算手段から出力されるレプリカ信号または信号点間距離信号を入力し、前記識別手段の出力信号が前記プリアンブル信号部を示す場合と前記データ信号部を示す場合とで出力先を切り替える第２の切り替え手段と、
前記識別手段の出力信号が前記プリアンブル信号部を示す場合に、前記第２の切り替え手段を介して入力する前記レプリカ信号を一時的に記憶するレプリカ信号記憶手段と、
前記受信信号記憶手段に記憶された受信信号から前記レプリカ信号記憶手段に記憶されたレプリカ信号を減算し、前記第３の信号を出力する減算手段と、
前記識別手段の出力信号が前記データ信号部を示す場合に、前記第２の切り替え手段を介して入力する前記信号点間距離信号から最小の信号点間距離を示すレプリカ信号を推定し、空間分割多重送信された送信信号を検出する最尤推定手段と
を備えたことを特徴とする空間分割多重信号検出回路。
【請求項２】
マルチキャリア変調された受信信号を入力してマルチキャリア復調を行い、サブキャリア信号を出力するマルチキャリア復調手段と、
前記マルチキャリア復調手段から出力されるサブキャリア信号を一時的に記憶するサブキャリア信号記憶手段と、
前記マルチキャリア復調手段から出力されるサブキャリア信号から伝搬路のチャネルの歪を推定するチャネル推定手段と、
前記サブキャリア信号のプリアンブル信号部とデータ信号部を識別する識別手段と、
送信器から送信される可能性のある信号を生成する送信信号生成手段と、
前記送信信号生成手段の出力信号と、前記チャネル推定手段から出力されるチャネル推定信号と、第３の信号を入力し、前記識別手段の出力信号が前記プリアンブル信号部を示す場合に前記送信信号生成手段の出力信号と前記チャネル推定手段から出力されるチャネル推定信号を出力し、前記データ信号部を示す場合に前記第３の信号を出力する第１の切り替え手段と、
前記識別手段の出力信号が前記プリアンブル信号部を示す場合に、前記第１の切り替え手段を介して入力する前記送信信号生成手段の出力信号と前記チャネル推定手段から出力されるチャネル推定信号から受信信号のレプリカ信号を生成し、前記データ信号部を示す場合に前記第１の切り替え手段を介して入力する前記第３の信号に対して信号点間距離の演算を行う演算手段と、
前記演算手段から出力されるレプリカ信号または信号点間距離信号を入力し、前記識別手段の出力信号が前記プリアンブル信号部を示す場合と前記データ信号部を示す場合とで出力先を切り替える第２の切り替え手段と、
前記識別手段の出力信号が前記プリアンブル信号部を示す場合に、前記第２の切り替え手段を介して入力する前記レプリカ信号を一時的に記憶するレプリカ信号記憶手段と、
前記サブキャリア信号記憶手段に記憶されたサブキャリア信号から前記レプリカ信号記憶手段に記憶されたレプリカ信号を減算し、前記第３の信号を出力する減算手段と、
前記識別手段の出力信号が前記データ信号部を示す場合に、前記第２の切り替え手段を介して入力する前記信号点間距離信号から最小の信号点間距離を示すレプリカ信号を推定し、空間分割多重送信された送信信号を検出する最尤推定手段と
を備えたことを特徴とする空間分割多重信号検出回路。
【請求項３】
受信信号を一時的に記憶するステップ１と、
前記受信信号から伝搬路のチャネルの歪を推定するステップ２と、
前記受信信号のプリアンブル信号部とデータ信号部を識別するステップ３と、
送信器から送信される可能性のある信号を生成するステップ４と、
前記ステップ４で生成された信号と、前記ステップ２で推定されたチャネル推定信号と、第３の信号を入力し、前記ステップ３の識別結果が前記プリアンブル信号部を示す場合に前記ステップ４で生成された信号と前記ステップ２で推定されたチャネル推定信号を出力し、前記データ信号部を示す場合に前記第３の信号を出力するステップ５と、
前記ステップ３の識別結果が前記プリアンブル信号部を示す場合に、前記ステップ５を介して入力する前記ステップ４で生成された信号と前記ステップ２で推定されたチャネル推定信号から受信信号のレプリカ信号を生成し、前記データ信号部を示す場合に前記ステップ５を介して入力する前記第３の信号に対して信号点間距離の演算を行うステップ６と、
前記ステップ６で出力されるレプリカ信号または信号点間距離信号を入力し、前記ステップ３の識別結果が前記プリアンブル信号部を示す場合と前記データ信号部を示す場合とで出力先を切り替えるステップ７と、
前記ステップ３の識別結果が前記プリアンブル信号部を示す場合に、前記ステップ７を介して入力する前記レプリカ信号を一時的に記憶するステップ８と、
前記ステップ１で記憶された受信信号から前記ステップ８で記憶されたレプリカ信号を減算し、前記第３の信号を出力するステップ９と、
前記ステップ３の識別結果が前記データ信号部を示す場合に、前記ステップ７を介して入力する前記信号点間距離信号から最小の信号点間距離を示すレプリカ信号を推定し、空間分割多重送信された送信信号を検出するステップ１０と
を有することを特徴とする空間分割多重信号検出方法。
【請求項４】
マルチキャリア変調された受信信号を入力してマルチキャリア復調を行い、サブキャリア信号を出力するステップ０と、
前記ステップ０でマルチキャリア復調されたサブキャリア信号を一時的に記憶するステップ１と、
前記サブキャリア信号から伝搬路のチャネルの歪を推定するステップ２と、
前記サブキャリア信号のプリアンブル信号部とデータ信号部を識別するステップ３と、
送信器から送信される可能性のある信号を生成するステップ４と、
前記ステップ４で生成された信号と、前記ステップ２で推定されたチャネル推定信号と、第３の信号を入力し、前記ステップ３の識別結果が前記プリアンブル信号部を示す場合に前記ステップ４で生成された信号と前記ステップ２で推定されたチャネル推定信号を出力し、前記データ信号部を示す場合に前記第３の信号を出力するステップ５と、
前記ステップ３の識別結果が前記プリアンブル信号部を示す場合に、前記ステップ５を介して入力する前記ステップ４で生成された信号と前記ステップ２で推定されたチャネル推定信号から受信信号のレプリカ信号を生成し、前記データ信号部を示す場合に前記ステップ５を介して入力する前記第３の信号に対して信号点間距離の演算を行うステップ６と、
前記ステップ６で出力されるレプリカ信号または信号点間距離信号を入力し、前記ステップ３の識別結果が前記プリアンブル信号部を示す場合と前記データ信号部を示す場合とで出力先を切り替えるステップ７と、
前記ステップ３の識別結果が前記プリアンブル信号部を示す場合に、前記ステップ７を介して入力する前記レプリカ信号を一時的に記憶するステップ８と、
前記ステップ１で記憶されたサブキャリア信号から前記ステップ８で記憶されたレプリカ信号を減算し、前記第３の信号を出力するステップ９と、
前記ステップ３の識別結果が前記データ信号部を示す場合に、前記ステップ７を介して入力する前記信号点間距離信号から最小の信号点間距離を示すレプリカ信号を推定し、空間分割多重送信された送信信号を検出するステップ１０と
を有することを特徴とする空間分割多重信号検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタル無線通信システムにおいて、空間分割多重伝送された信号から信号検出を行う空間分割多重信号検出回路および方法に関する。特に、マルチキャリア変調方式の中でＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調方式に適用する空間分割多重信号検出回路および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチキャリア変調方式は、複数のサブキャリアを用いて情報を伝送する無線伝送方式である。入力データ信号は、サブキャリアごとにＱＰＳＫ（Quadrature phase shift keying)等に変調される。このマルチキャリア変調方式の中で、各サブキャリアの周波数が直交関係にあるＯＦＤＭ変調方式は、マルチパス伝搬が問題となる無線通信システムで広く用いられている。
【０００３】
ＯＦＤＭ変調方式は、マルチパスの影響を受けにくく高速伝送に適した変調方式であるが、さらなる伝送速度の向上を図るために、複数の送信アンテナから同一の周波数で同時に送信する空間分割多重方式が検討されている。この空間分割多重方式は、ＳＤＭ（Space division multiplexing ）伝送、あるいは複数の送信アンテナを用いた伝送路の特徴からＭＩＭＯ（Multi input multi output) 伝送とも呼ばれる。
【０００４】
図３は、空間分割多重伝送システムの構成例を示す。図において、送信器は、シリアルパラレル変換（Ｓ／Ｐ）した各データ系列の送信信号を、符号器、インタリーバ、ＯＦＤＭ変調器を介して送信アンテナ（ここでは４本）から送信する構成である。受信器は、受信アンテナ（ここでは４本）の受信信号をＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ復調器で処理し、各データ系列ごとにデインタリーバ、復号器を介してパラレルシリアル変換（Ｐ／Ｓ）して出力する構成である。なお、ＯＦＤＭに空間分割多重伝送を適用した場合には、ＯＦＤＭシンボルの送信タイミングは同期させて送信する必要がある。
【０００５】
空間分割多重伝送では、周波数帯域幅を増加させることなくアンテナ数に応じて伝送速度を高めることができる。例えば、伝送速度を２倍にする場合には、２本のアンテナから同時送信を行う。もちろん、多重化を行わずに１本の送信アンテナから送信を行うことも可能である。通常は、受信側のアンテナ数は、送信側で用いたアンテナ数と同数である。
【０００６】
ここで、送信アンテナ数（送信系統数）をＬ、受信アンテナ数（受信系統数）をＮとすると、周波数領域での行列表現を用い、伝搬路の伝達関数Ｈを用いて、受信信号Ｒは次式のように示すことができる。
【数１】
2006196990.tif 000003
【０００７】
復調器において、式(1) で示される空間分割多重された信号から各送信系統の送信信号を検出するには、Zero-forcing(ZF)方式、Minimum mean square error(MMSE) 方式、Ordered successive detection(OSD) 方式、最尤推定検出(Maximum Likelihood detection:MLD)方式等がある。この中で、ＭＬＤ方式の誤り率特性が一番優れている。なお、誤り率特性が優れていることは、低ＣＮＲでの通信が可能であることを意味しており、ＭＬＤ方式は通信エリアの拡大にも貢献することができる。さらに、ＭＬＤ方式は１本の受信アンテナで受信しても復調可能である。また、送信アンテナ数よりも受信アンテナ数が多い場合には、受信ダイバーシティ効果が得られる。
【０００８】
ここで、空間分割多重された信号から信号検出を行う信号検出方式は、信号分離または干渉キャンセラとも呼ばれるが、その本質は多重化された信号から送信系統（データ系列）ごとに送信された信号を検出することである。ＭＬＤ方式を用いて信号検出を行うには、図４に示すように、信号検出の前に同期処理を行い、ＦＦＴ回路で受信系統ごとにマルチキャリア復調処理を行い、信号検出回路でチャネル推定回路から出力されるチャネル推定結果を用いて送信系統（データ系列）ごとに送信された信号を検出する。なお、ＭＬＤ方式はマルチキャリア変調方式のみに適用できる方式ではなく、シングルキャリア伝送にも一般的に適用できる技術であるが、ここではマルチキャリア復調後のサブキャリア信号に適用する場合について説明する。
【０００９】
ＭＬＤ方式の信号検出原理を次式に示す。
【数２】
2006196990.tif 000004
【００１０】
ただし、
ＴL,k ＝[t1,t2, …,tL]kT 
はｋ番目の信号点候補を示し、
ｈ'i ＝[hi1,hi2, …,hiL］
はチャネル推定されたＮ×Ｌ−ＭＩＭＯ行列のｉ行ベクトルを示す。
【００１１】
式(2) では１つの尺度であるメトリックμを用いて最尤推定を行っている。ＭＬＤ方式では、受信系統ごとにレプリカ信号と受信信号の信号点間距離を算出する。その後、各受信系統で得られた信号点間距離を加算する。なお、１受信系統でもＭＬＤ方式による信号検出は可能であり、その場合には１つの受信系統の結果のみを用いる。この加算された信号点間距離の中で最も信号点間距離の小さいものを最も確からしい送信信号の組み合わせであるとして選択する。そして、この組み合わせの送信信号を信号検出推定結果として出力する。このように、ＭＬＤ方式は、送信信号のレプリカの組み合わせの全てについて全検索を行うために誤り率特性が改善し、優れた通信が実現可能である。
【００１２】
図５は、従来の空間分割多重信号検出回路の構成例を示す（非特許文献１）。
図において、空間分割多重された受信信号Ｓ21は受信信号記憶回路２２に入力され、ＭＬＤ方式の信号処理所要時間に渡り記憶される。チャネル推定回路２３は、受信信号Ｓ21から伝搬路のチャネルの歪みを推定し、チャネル推定信号Ｓ23を出力する。
【００１３】
一方、送信信号生成回路２４は、送信される可能性のある送信信号Ｓ24を出力する。乗算・加算回路群２５は、チャネル推定信号Ｓ23と送信信号Ｓ24の複素乗算および加算等の処理を行い、受信信号のレプリカ信号Ｓ25を生成する。減算回路２６は、受信信号記憶回路２２に記憶された受信信号Ｓ22からレプリカ信号Ｓ25の減算処理を行う。減算回路２６の出力信号Ｓ26は乗算・加算回路群２７に入力されて信号点間距離が算出され、信号点間距離信号Ｓ27が出力される。この信号点間距離信号Ｓ27は最尤推定回路２８に入力されて最尤推定され、入力信号の中で信号点間距離が最も小さいレプリカ信号の組み合わせが最も確からしい送信信号の組み合わせであるとして信号検出され、これに対応した送信信号Ｓ28が出力される。
【００１４】
このように、従来の空間分割多重信号検出回路では、まず受信信号とレプリカ信号との信号点間距離の演算を行い、この結果に対して信号点間距離が最も小さいレプリカ信号を選択し、このレプリカ信号を構成する信号を出力することにより、空間分割多重された信号の最尤推定による信号検出を行っている。
【非特許文献１】A.van Zelst, R.van Nee and G.A.Awater,"Space division multiplexing (SDM) for OFDM systems", Proc.of VTC2000-Spring, pp.1070-1074
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、従来の無線ＬＡＮ方式（例えばIEEE802.11a やIEEE802.11g など）とのバックワードコンパチビィリティを実現しながら、無線パケットの高速伝送を実現する空間分割多重伝送を用いた無線ＬＡＮシステムが検討されている。
【００１６】
このバックワードコンパチビィリティを実現し、かつ空間分割多重伝送を用いる無線ＬＡＮでは、IEEE802.11a に準拠した信号が多重化される前のＯＦＤＭ信号になり、既存システムに相当する。このバックワードコンパチビィリティを考慮し、IEEE802.11a 信号との共通部分を備えたパケットフォーマットの一例を図６に示す。図７は、IEEE802.11a 信号との共通部分を備えたパケットフォーマットを周波数領域と時間領域の二次元表現で示す。これらのパケットでは、バックワードコンパチビィリティを実現するために、パケットの先頭部分では既存システムが復調可能なプリアンブル信号が送信される。
【００１７】
しかし、データ部分は空間分割多重されて伝送されるため、高性能な信号検出方式の適用は通信品質の改善のために非常に重要である。さらに、伝送されるパケット全てが空間分割多重された信号で伝送される場合にも、高性能な信号検出が当然重要である。この場合においても、高性能な信号検出を実現する手法としてＭＬＤ方式の適用が望ましい。
【００１８】
従来の空間分割多重信号検出回路では、式(2) に示すように、レプリカ信号と受信信号との全ての探索を行う。まず、従来回路ではレプリカ信号を生成するために、複素乗算演算およびその複素乗算結果の加算演算が必要である。次に、受信信号と各レプリカ信号の差分信号から導出される信号点間距離の演算のために、複素乗算演算およびその複素乗算結果の加算演算が必要である。この場合の回路規模の一例を示すと、実数乗算器は実数加算器の約20倍であり、乗算器を多数備えることは回路規模の増大を招くことになる。
【００１９】
例えば、送信系統数Ｌ＝２、受信系統数Ｎ＝２の場合（２×２）について示す。ここで、各受信系統の受信信号ｒを
ｒi ＝ｒI ＋ｊｒQ                 …(3) 
と定義し、加算されたレプリカ信号ｃを
ｃi ＝ｈi'Ｔ2,k ＝ｃI ＋ｊｃQ     …(4) 
と定義して説明する。式(3),(4) を用いて信号点間距離ｄを２乗ユークリッドで示すと、  ｄ＝（ｒI−ｃI)2＋（ｒQ−ｃQ)2    …(5) 
と表される。ただし、ｊは虚数成分を示す。
【００２０】
この場合に、１つのレプリカ信号について信号点間距離を演算するには、２つの実数乗算器と３つの実数加算器が必要になる。さらに、全体で信号点間距離の演算に必要な実数乗算器の数は、送信系統数Ｌと送信信号の変調多値数Ｍに対して、２ＭL だけ必要になり、回路規模が飛躍的に増大する。
【００２１】
あるいは、信号点間距離はユークリッド距離である必要はなく、様々な構成が考えられる。例えば、信号点間距離ｄをマンハッタン距離で示すと、
ｄ＝｜ｒI−ｃI｜＋｜ｒQ−ｃQ｜    …(6) 
と表される。この場合に、１つのレプリカ信号について信号点間距離を演算するには、３つの実数加算器が必要になる。さらに、全体で信号点間距離の演算に必要な実数加算器の数は、送信系統数Ｌと送信信号の変調多値数Ｍに対して、３ＭL だけ必要になり、回路規模が飛躍的に増大する。
【００２２】
さらに、無線ＬＡＮでは、伝送速度のさらなる高速化を実現するために、多重化される前の信号のサブキャリア変調にも変調多値数が大きいもの（例えば64ＱＡＭ）が適用される場合が多い。このように、高速化のために変調多値数が大きい変調方式を適用した場合には、指数的に回路規模が増大するため、その影響はより深刻である。
【００２３】
特に、ＰＣＭＣＩＡカード等の使用が多い無線ＬＡＮでは、ＰＣＭＣＩＡカードに許容される回路規模に制限があるために、回路規模の抑制は大きな課題になっている。さらに、回路規模に比例して消費電力も大きくなる。特に、外部電源の使用が難しい無線ＬＡＮ等での使用を考慮すると、消費電力の増大はバッテリィの消耗を早めることになる。
【００２４】
本発明は、空間分割多重された信号を受信して信号検出を行う場合に、特に変調多値数が大きくなっても回路規模の削減を可能とし、優れた誤り率特性を実現することができる空間分割多重信号検出回路および空間分割多重信号検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明は、各レプリカ信号に基づいた受信信号との信号点間距離演算を行う場合に、レプリカ信号を生成する演算手段における実数乗算器または実数加算器との回路の共有化を図ることにより、信号点間距離演算部の実数乗算器または実数加算器に相当する回路規模を削減することを特徴とする。
【００２６】
空間分割多重信号の検出をＭＬＤ方式に基づいて行う場合には、受信信号とレプリカ信号の比較を行い、送信信号の推定を行っている。このレプリカ信号の生成は、チャネル推定結果と送信された可能性のある信号との複素乗算を行う。このときのチャネル推定は、通常、受信パケットの先頭で送信されるプリアンブル信号で行われる。あるいは、ミッドアンブルと呼ばれる受信パケットの中間に挿入される既知の信号で行われる場合もある。いずれにしても、空間分割多重されたデータ部分とは異なる時間部分でレプリカ信号の生成が行われることに着目し、生成されたレプリカ信号を読み書き可能な記憶回路に一時的に記憶してデータ信号部分を読み出し、信号点間距離演算に用いる。このように、レプリカ信号を記憶回路に記憶させることにより、プリアンブル信号部分とデータ信号部分の処理を分けることが可能となる。
【００２７】
例えば、図６および図７に示すフレームフォーマットの例では、ロングプリアンブルと呼ばれるパケット先頭のプリアンブル信号部分を用いてレプリカ信号の生成が行われる。本発明では、式(7) に示すようにレプリカ信号を各項に分けて考える。
【数３】
2006196990.tif 000005
【００２８】
従来構成では、検索する全ての組み合わせに対応したレプリカ信号を生成していたため、Ｌ×ＭL ×Ｎ個の複素乗算器が必要であった。したがって、実数乗算器の数は４×Ｌ×ＭL ×Ｎになり、信号点間距離演算に必要な実数乗算器の数２×ＭL より多い。そのため、レプリカ信号生成を行わないデータ部分では、レプリカ信号生成に用いる実数乗算器を用いて信号点間距離演算を行うことにより、信号検出回路の全体の回路規模を削減することができる。
【００２９】
あるいは、実数加算器の数に関しても全検索を行う場合を想定すると、レプリカ信号生成部では２×Ｌ×ＭL ×Ｎ以上必要になる。一方、信号点間距離演算に必要な実数加算器の数は３×ＭL 以上であり、例えばＬ≧２の場合にはレプリカ信号生成部の実数加算器の方が多くなる。そのため、レプリカ信号生成を行わないデータ部分では、レプリカ信号生成に用いる実数加算器を用いて信号点間距離演算を行うことにより、信号検出回路の全体の回路規模を削減することができる。
【００３０】
特に、従来回路で問題であった送信信号の変調多値数Ｍが大きい場合でも、回路規模の大幅な削減が可能である。
【００３１】
さらに、本発明では、式(2) に示されるＭＬＤ方式に基づいた信号検出の演算自体を変更しているわではないので、回路規模を削減しながら信号検出部分の特性劣化がない、すなわち優れた誤り率特性を実現できる格別の効果が得られる。
【００３２】
第１の発明は、受信信号を一時的に記憶する受信信号記憶手段と、受信信号から伝搬路のチャネルの歪を推定するチャネル推定手段と、受信信号のプリアンブル信号部とデータ信号部を識別する識別手段と、送信器から送信される可能性のある信号を生成する送信信号生成手段と、送信信号生成手段の出力信号と、チャネル推定手段から出力されるチャネル推定信号と、第３の信号を入力し、識別手段の出力信号がプリアンブル信号部を示す場合に送信信号生成手段の出力信号とチャネル推定手段から出力されるチャネル推定信号を出力し、データ信号部を示す場合に第３の信号を出力する第１の切り替え手段と、識別手段の出力信号がプリアンブル信号部を示す場合に、第１の切り替え手段を介して入力する送信信号生成手段の出力信号とチャネル推定手段から出力されるチャネル推定信号から受信信号のレプリカ信号を生成し、データ信号部を示す場合に第１の切り替え手段を介して入力する第３の信号に対して信号点間距離の演算を行う演算手段と、演算手段から出力されるレプリカ信号または信号点間距離信号を入力し、識別手段の出力信号がプリアンブル信号部を示す場合とデータ信号部を示す場合とで出力先を切り替える第２の切り替え手段と、識別手段の出力信号がプリアンブル信号部を示す場合に、第２の切り替え手段を介して入力するレプリカ信号を一時的に記憶するレプリカ信号記憶手段と、受信信号記憶手段に記憶された受信信号からレプリカ信号記憶手段に記憶されたレプリカ信号を減算し、第３の信号を出力する減算手段と、識別手段の出力信号がデータ信号部を示す場合に、第２の切り替え手段を介して入力する信号点間距離信号から最小の信号点間距離を示すレプリカ信号を推定し、空間分割多重送信された送信信号を検出する最尤推定手段とを備える。
【００３３】
これにより、受信信号のプリアンブル信号部とデータ信号部において、演算手段をレプリカ信号生成または信号点間距離信号生成の各手段として共用することができ、回路規模を削減しながら優れた誤り率特性を実現することができる。
【００３４】
なお、第１の発明は、マルチキャリア変調方式におけるマルチキャリア復調後のサブキャリア信号に対する信号検出およびシングルキャリア変調方式のいずれにも適用可能な構成である。第２の発明はマルチキャリア復調手段を含み、第１の発明における受信信号記憶手段、チャネル推定手段、識別手段にマルチキャリア復調後のサブキャリア信号を入力する場合に対応する。
【００３５】
以上示した本発明の特徴により、回路規模あるいは消費電力の制限が厳しい無線ＬＡＮ等においても、誤り率特性に優れた信号検出方式の適用が可能となる。すなわち、従来は回路規模や消費電力の点から、回路規模は小さいが誤り率特性が悪い信号検出方式を使用せざるを得なかった場合でも、本発明を用いることにより、誤り率特性に優れた信号検出方式の適用によって高品質の無線システムを実現することができる。また、回路規模を削減しながら低ＣＮＲでの通信が可能となり、通信エリアの拡大も可能となる。
【００３６】
また、本発明における信号点間距離演算手段には、ユークリッド距離、マンハッタン距離等に基づいた距離演算が可能であり、さらにそれぞれの２乗距離等を用いることも可能である。
【００３７】
また、本発明における記憶手段には、受信パケットごとに書き換え可能な回路として例えばＲＡＭ等を用いた回路が可能である。
【００３８】
さらに、本発明は、マルチキャリア変調方式におけるマルチキャリア復調後のサブキャリア信号に適用されるものであるが、マルチキャリア変調方式でもマルチキャリア復調後は各サブキャリアでの信号処理となる。したがって、本発明はマルチキャリア変調方式に限らず、シングルキャリア変調方式を使用する場合にも適用が可能である。なお、サブキャリア信号に適用する場合には、復調するマルチキャリア信号のサブキャリア数に対応させて、本発明の構成を全サブキャリア数分並列に備えることも可能である。さらに、複数のサブキャリア分あるいは１サブキャリア分だけ備え、順次入力させるサブキャリアを切り替えて使用することも可能である。並列に備える数は、通常システムの要求条件から決定されるものであり、本発明はその並列数の要求条件に応じた対応が可能である。
【００３９】
また、本発明における送信信号生成手段は一般にＭ値信号を生成するが、Ｍ値ＱＡＭ信号、Ｍ値ＰＳＫ信号、Ｍ値ＡＳＫ信号、Ｍ値ＦＳＫ信号、Ｍ値ＣＣＫ（Complementary Code Keying)信号、Ｍ多重されたＳＳ（Spread Spectrum)信号等、無線通信方式に適用される一般的な変調方式にも適用可能である。
【００４０】
また、マルチキャリア復調手段では、ガードインターバルと呼ばれる繰り返し信号区間を除去してから、マルチキャリア復調を行うようにしてもよい。
【００４１】
また、チャネル推定手段では、送信側の空間分割多重された信号用のチャネル推定用プリアンブル信号がどのような信号形式で送信されるかによっても複数の構成が考えられる。単純に、受信器でプリアンブル信号を用いて同期検波を行いチャネル推定結果を得る場合、あるいは逆行列演算を行う場合等、様々な構成を適用することができる。
【００４２】
また、本発明の空間分割多重信号検出回路を備える復調器には、既存システムの復調を行う複数の手段が併せて備えられる場合がある。この場合には、回路規模を必要以上に増加させないためにも、本発明の回路と既存システム用の回路の共有を図ってもよい。
【００４３】
また、本発明は送信系統数（データ系列数）Ｌが２多重以上の場合にも当然拡張可能であり、また受信系統数Ｎが２以上の場合にも当然拡張可能である。また、送信系統数（データ系列数）Ｌが２多重以上の構成において、送信系統数に等しい数だけ受信系統を備える必要はなく、システムの要求に応じて送信系統数と受信系統数が同じ、あるいは送信系統数より受信系統数が少なくてもよい。例えば、送信系統数が２、受信系統数１の最小構成でもＭＬＤ方式の適用は可能である。
【００４４】
また、本発明における各手段は、常に動作させるのではなく、動作が必要な時点でのみ動作させて消費電力を低減させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００４５】
本発明は、空間分割多重伝送された信号を受信して信号検出を行う場合に、特に変調多値数を増加させた場合に回路規模の削減を可能にしながら、回路規模削減に伴う特性劣化のない優れた誤り率特性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の空間分割多重信号検出回路の第１の実施形態を示す。
図において、空間分割多重された受信信号Ｓ21は受信信号記憶回路２２に入力され、ＭＬＤ方式の信号処理所要時間（例えば10ＦＤＭシンボル時間）に渡り記憶される。チャネル推定回路２３は、受信信号Ｓ21から伝搬路のチャネルの歪みを推定し、チャネル推定信号Ｓ23を出力する。また、受信信号Ｓ21は識別回路１１に入力され、パケット信号のプリアンブル信号部を受信しているかデータ信号部を受信しているかを識別し、識別信号Ｓ11を出力する。
【００４７】
一方、送信信号生成回路２４は、送信される可能性のある送信信号Ｓ24を出力する。出力切替回路１２は、送信信号生成回路２４の出力信号Ｓ24と、チャネル推定回路２３から出力されるチャネル推定信号Ｓ23と、減算回路２６の出力信号Ｓ26を入力し、識別回路１１から出力される識別信号Ｓ11がプリアンブル信号部を示す場合に送信信号生成回路２４の出力信号Ｓ24とチャネル推定回路２３から出力されるチャネル推定信号Ｓ23を出力し、データ信号部を示す場合に減算回路２６の出力信号Ｓ26を出力する。
【００４８】
乗算・加算回路群２５は、識別信号Ｓ11がプリアンブル信号部を示す場合に、チャネル推定信号Ｓ23と送信信号Ｓ24の複素乗算および加算等の処理を行い、受信信号のレプリカ信号Ｓ25を生成する。また、乗算・加算回路群２５は、識別信号Ｓ11がデータ信号部を示す場合に、減算回路２６の出力信号Ｓ26を入力して信号点間距離を算出し、信号点間距離信号Ｓ27を生成する。
【００４９】
出力切替回路１３は、乗算・加算回路群２５から出力されるレプリカ信号Ｓ25または信号点間距離信号Ｓ27を入力し、識別回路１１から出力される識別信号Ｓ11がプリアンブル信号部を示す場合とデータ信号部を示す場合とで出力先を切り替える。レプリカ信号記憶回路１４は、識別回路１１から出力される識別信号Ｓ11がプリアンブル信号部を示す場合に、出力切替回路１３を介して入力するレプリカ信号Ｓ25を一時的に記憶する。減算回路２６は、受信信号記憶回路２２に記憶された受信信号Ｓ22からレプリカ信号記憶回路１４で記憶されたレプリカ信号Ｓ14の減算処理を行う。減算回路２６の出力信号Ｓ26は、識別信号Ｓ11がデータ信号部を示す場合に出力切替回路１２を介して乗算・加算回路群２５に入力され、信号点間距離信号Ｓ27が生成される。この信号点間距離信号Ｓ27は、出力切替回路１３を介して最尤推定回路２８に入力されて最尤推定され、入力信号の中で信号点間距離が最も小さいレプリカ信号の組み合わせが最も確からしい送信信号の組み合わせであるとして信号検出され、これに対応した送信信号Ｓ28が出力される。
【００５０】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の空間分割多重信号検出回路の第２の実施形態を示す。
本実施形態の特徴は、第１の実施形態の構成において、マルチキャリア変調された受信信号Ｓ20を入力し、マルチキャリア復調した受信信号（サブキャリア信号）Ｓ21を出力するＦＦＴ回路２１を備え、受信信号記憶回路２２、チャネル推定回路２３および識別回路１１にこの受信信号（サブキャリア信号）Ｓ21を入力するところにある。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す図。
【図３】空間分割多重伝送システムの構成例を示す図。
【図４】マルチキャリア信号復調回路の構成例を示す図。
【図５】従来の空間分割多重信号検出回路の構成例を示す図。
【図６】本発明で用いるパケットフォーマットの例を示す図。
【図７】本発明で用いるパケットフォーマットの二次元表示例を示す図。
【符号の説明】
【００５２】
１１  識別回路
１２，１３  出力切替回路
１４  レプリカ信号記憶回路
２１  ＦＦＴ回路
２２  受信信号記憶回路
２３  チャネル推定回路
２４  送信信号生成回路
２５  乗算・加算回路群
２６  減算回路
２８  最尤推定回路
【図１】
2006196990.tif 000006
【図２】
2006196990.tif 000007
【図３】
2006196990.tif 000008
【図４】
2006196990.tif 000009
【図５】
2006196990.tif 000010
【図６】
2006196990.tif 000011
【図７】
2006196990.tif 000012