(57)【要約】【課題】ＭＩＭＯなどの空間多重伝送方式を移動体通信においても高品質で実現する。【解決手段】時刻ｍにおける受信データベクトルｒ（ｍ）と伝送路行列Ｇ（ｍ）とを用いて復号データベクトルｑ（ｍ）を求める。復号データベクトルｑ（ｍ−１）、ｑ（ｍ）と受信データベクトルｒ（ｍ−１）、ｒ（ｍ）とを用いて伝送路行列Ｈ（ｍ）を求める。その伝送路行列Ｈ（ｍ）から伝送路の変動を考慮し時刻ｍ＋１における補正された伝送路行列Ｇ（ｍ＋１）を求める。初期値は、パイロットデータベクトルｓ（０）、ｓ（１）とその受信データベクトルｒ（０）、ｒ（１）とから伝送路行列Ｈ（１）を求める。その伝送路行列Ｈ（１）を、伝送路の変動を考慮して、最初にデータを復調する時刻２における補正された伝送路行列Ｇ（２）を求める。この逐次演算により伝送路行列が更新されて、正確な受信データの復調が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波を送信データで変調して得られる送信信号を、少なくとも送信アンテナを複数本用いて空間多重化して送信し、受信装置において、前記送信信号を復調して受信データを得て、送信データと受信データとの関係を規定する伝送路行列を推定し、この推定された伝送路行列と前記受信データとから、判定された真の送信データである真の復号データを求める空間多重伝送復調方法において、
前記推定された伝送路行列の更新タイミングにおいては、
現復調タイミングにおいて復調された現受信データと、復調に用いる現伝送路行列とから、その現受信データに対応する判定された真の現復号データを求め、
伝送路行列を求めるのに必要なシンボル数で構成され、前記現受信データと過去の受信データとから構成される受信データ組と、伝送路行列を求めるのに必要なシンボル数で構成され、前記真の復号データと過去の真の復号データとから構成される真の復号データ組と、から新たな伝送路行列を求めて、その新たな伝送路行列に基づいて伝送路行列を更新するこことを特徴とする空間多重伝送復調方法。
【請求項２】
伝送路行列を求めるのに必要なシンボル数で構成され、受信装置において既知のパイロットデータ組と、それを復調して得られる受信データ組とから求められる伝送路行列を、順次更新される前記伝送路行列の初期行列としてリセットすることを特徴とする請求項１に記載の空間多重伝送復調方法。
【請求項３】
前記伝送路行列の更新は、受信データの復調タイミング毎に実施することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空間多重伝送復調方法。
【請求項４】
前記伝送路行列の更新は、前記現受信データが前記現送信伝送路行列により変換される送信データと前記真の復号データとの間の偏差、又は、前記真の復号データが前記現送信伝送路行列により変換されるレプリカ受信データと前記現受信データとの間の偏差が、所定値以上となった場合に、行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空間多重伝送復調方法。
【請求項５】
復調タイミングにおいて、前記真の復号データを求めるのに用いられる伝送路行列は、過去の復調タイミングにおいて求められた伝送路行列の時間変化特性を、その復調タイミングまで外挿して得られる伝送行列に補正することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の空間多重伝送復調方法。
【請求項６】
更新タイミングにおいて更新される前記伝送路行列は、更新タイミングにおいて前記新たに求められた伝送路行列と過去に更新された所定回数の伝送路行列とを平均した平均行列を、次の更新された伝送路行列とすることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の空間多重伝送復調方法。
【請求項７】
更新タイミングにおいて前記新たに求められた伝送路行列と、前回に更新された伝送路行列又は過去に更新された所定回数の伝送行列を平均した平均行列との加重平均された行列を、次の更新された伝送路行列とすることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の空間多重伝送復調方法。
【請求項８】
搬送波を送信データで変調して得られる送信信号を、少なくとも送信アンテナを複数本用いて空間多重化して送信し、受信装置において、前記送信信号を復調して受信データを得て、送信データと受信データとの関係を規定する伝送路行列を推定し、この推定された伝送路行列と前記受信データとから、判定された真の送信データである真の復号データを求める空間多重伝送復調方法に用いられる復調装置において、
前記送信信号を復調して受信データを得る受信装置と、
前記推定された伝送路行列の更新タイミングにおいて、前記復調装置により現復調タイミングにおいて復調された現受信データと、復調に用いる現伝送路行列とから、その現受信データに対応する判定された真の現復号データを求める復号装置と、
前記推定された伝送路行列の更新タイミングにおいて、伝送路行列を求めるのに必要なシンボル数で構成され、前記現受信データと過去の受信データとから構成される受信データ組と、伝送路行列を求めるのに必要なシンボル数で構成され、前記真の復号データと過去の真の復号データとから構成される真の復号データ組と、から新たな伝送路行列を求めて、その新たな伝送路行列に基づいて伝送路行列を更新する伝送路行列更新装置と
を有するこことを特徴とする空間多重伝送復調装置。
【請求項９】
伝送路行列を求めるのに必要なシンボル数で構成され、受信装置において既知のパイロットデータ組と、それを復調して得られる受信データ組とから求められる伝送路行列を、順次更新される前記伝送路行列の初期行列としてリセットする伝送路行列初期化装置を、さらに、有することを特徴とする請求項８に記載の空間多重伝送復調装置。
【請求項１０】
前記伝送路行列更新装置は、受信データの復調タイミング毎に、前記伝送路行列の更新を実施することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の空間多重伝送復調装置。
【請求項１１】
前記現受信データが前記現送信伝送路行列により変換される送信データと前記真の復号データとの間の偏差、又は、前記真の復号データが前記現送信伝送路行列により変換されるレプリカ受信データと前記現受信データとの間の偏差が、所定値以上か否かを判定する判定装置を有し、
前記判定装置により前記偏差が所定値以上となった場合に、前記伝送路行列更新装置は、前記伝送路行列の更新を行う
ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の空間多重伝送復調装置。
【請求項１２】
復調タイミングにおいて、前記真の復号データを求めるのに用いられる伝送路行列は、過去の復調タイミングにおいて求められた伝送路行列の時間変化特性を、その復調タイミングまで外挿して得られる伝送行列に補正する伝送行列補正装置を、
さらに、有することを特徴とする請求項８乃至請求項１１の何れか１項に記載の空間多重伝送復調装置。
【請求項１３】
前記伝送路行列更新装置は、更新タイミングにおいて前記新たに求められた伝送路行列と過去に更新された所定回数の伝送路行列を平均した平均行列を、次の更新された伝送路行列とする装置である
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１２の何れか１項に記載の空間多重伝送復調装置。
【請求項１４】
前記伝送路行列更新装置は、更新タイミングにおいて前記新たに求められた伝送路行列と、前回に更新された伝送路行列又は過去に更新された所定回数の伝送行列を平均した平均行列との加重平均された行列を、次の更新された伝送路行列とすることを特徴とする請求項８乃至請求項１３の何れか１項に記載の空間多重伝送復調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも送信アンテナを複数本用いる空間多重伝送における復調方法及び復調装置に関する。本発明は、特に、ＭＩＭＯ(Multi-Input Multi-Output)伝送方法の復調方法及び復調装置に用いることができ、伝送路特性が時間的に変動する移動体通信に有効である。また、ＭＩＳＯ、ＳＴＢＣ（:Space Time Block Code）通信方式においても有効である。
【背景技術】
【０００２】
ＭＩＭＯを用いた空間多重伝送方法に関しては、下記特許文献が知られている。受信装置において復調された受信データから、真の送信データを予測するには、送信アンテナと受信アンテナ間の伝達関数である伝送路行列が知られている必要がある。何れの特許文献においても、この伝送路行列を推定する方法として、必要なシンボル数の、受信装置において既知のパイロットデータを送信して、これを受信装置で復調して受信データを得て、その受信データとパイロットデータとの関係から、伝送路行列を推定する方式が採用されている。パイロットデータのシンボル数の期間は、伝送路行列が変化しないとすれば、パイロットデータを受信した時の伝送路行列は、正確に推定することが可能となる。また、パイロットデータの送信周期に比べて、伝送路行列の変動周期が長い場合には、次のパイロットデータが受信されるまでの間は、前のパイロットデータにより推定された伝送路行列を用いることで、可なり正確な受信データの復調が可能となる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２２８７２号公報
【特許文献２】特開２００４−２０１２９６号公報
【特許文献３】特開２００５−２２３４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のＭＩＭＯを用いた空間多重伝送方式を移動体通信に用いる場合には、次の問題がある。パイロットデータの送信周期に比べて、伝送路行列の変動周期が短くなった場合において、隣接するパイロットデータの送信時刻間で、一定の伝送路行列を用いて復調をした場合には、復調誤差が大きくなり、ビットエラーが発生する。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、高速移動体通信においても正確な復調が可能なようにすることである。
このために、本発明は、パイロットデータ間においても、変動する伝送路行列をより正確に推定することで、正確な復調を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の発明は、搬送波を送信データで変調して得られる送信信号を、少なくとも送信アンテナを複数本用いて空間多重化して送信し、受信装置において、送信信号を復調して受信データを得て、送信データと受信データとの関係を規定する伝送路行列を推定し、この推定された伝送路行列と受信データとから、判定された真の送信データである真の復号データを求める空間多重伝送復調方法において、推定された伝送路行列の更新タイミングにおいては、現復調タイミングにおいて復調された現受信データと、復調に用いる現伝送路行列とから、その現受信データに対応する判定された真の現復号データを求め、伝送路行列を求めるのに必要なシンボル数で構成され、現受信データと過去の受信データとから構成される受信データ組と、伝送路行列を求めるのに必要なシンボル数で構成され、真の復号データと過去の真の復号データとから構成される真の復号データ組と、から新たな伝送路行列を求めて、その新たな伝送路行列に基づいて伝送路行列を更新するこことを特徴とする空間多重伝送復調方法である。
【０００７】
また、第２の発明は、搬送波を送信データで変調して得られる送信信号を、少なくとも送信アンテナを複数本用いて空間多重化して送信し、受信装置において、送信信号を復調して受信データを得て、送信データと受信データとの関係を規定する伝送路行列を推定し、この推定された伝送路行列と受信データとから、判定された真の送信データである真の復号データを求める空間多重伝送復調方法に用いられる復調装置において、送信信号を復調して受信データを得る受信装置と、推定された伝送路行列の更新タイミングにおいて、復調装置により現復調タイミングにおいて復調された現受信データと、復調に用いる現伝送路行列とから、その現受信データに対応する判定された真の現復号データを求める復号装置と、推定された伝送路行列の更新タイミングにおいて、伝送路行列を求めるのに必要なシンボル数で構成され、現受信データと過去の受信データとから構成される受信データ組と、伝送路行列を求めるのに必要なシンボル数で構成され、真の復号データと過去の真の復号データとから構成される真の復号データ組と、から新たな伝送路行列を求めて、その新たな伝送路行列に基づいて伝送路行列を更新する伝送路行列更新装置とを有するこことを特徴とする空間多重伝送復調装置である。
【０００８】
本発明は、送信アンテナが複数である空間多重伝送方式に適用できる。送信アンテナが複数でありさえすれば、受信アンテナの数は、単数であっても、複数であっても良い。送信アンテナと受信アンテナの数は同一であっても、異なっていても良い。また、複数の送信アンテナから送信される送信データの組（送信データベクトル）と、次のタイミングにおける送信データベクトルとが所定の関係にある時分割多重を行う方式、すなわち、ＳＴＢＣ(Space Time Block Code) 通信方式にも適用できる。また、ＭＩＳＯ、ＭＩＭＯ、ＭＩＭＯ−ＳＤＭ(Space Division Multiplex)に、適用することができる。
【０００９】
伝送路行列の更新タイミングは、各受信データの復調タイミングであっても良いし、この復調タイミングの周期よりは長い周期であっても良い。また、伝送路行列の推定誤差が、所定値以上となった時に、伝送路行列を更新するようにしても良い。推定誤差としては、現受信データが現送信伝送路行列により逆変換される送信データと、その送信データを判定した後に得られる真の送信データである真の復号データとの間の偏差を用いることがでできる。または、真の復号データが現送信伝送路行列により変換されるレプリカ受信データと現受信データとの間の偏差を用いることができる。
【００１０】
本発明での変調方式は、ＦＳＫ、ＰＳＫなどのディジタル変調方式を用いることができるが、ＱＰＳＫ、ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどのＰＳＫ変調方式が有効である。また、ＱＰＳＫやＱＡＭなどのＰＳＫに、ＯＦＤＭ変調方式を組合せて周波数多重化した場合にも、本発明は有効である。ディジタル変調方式であれば、送信データの値は、複素空間上の離散的な値として限定されているので、受信データを用いて、ＭＬＤ(Maximum Likelihood Detection)等を用いて判定処理をして、真の送信データである真の復号データを推定することができる。判定処理をして、真の復号データを得る方法は、ＭＬＤの他、伝送行列の逆行列を用いるＺＦ(Zero Forcing)法、ＭＭＳＥ(Minimum Mean Square Error) 法などの空間フィルタリング手法を用いることができる。
【００１１】
更新される伝送路行列の初期値である初期伝送路行列は、受信装置において既知のパイロットデータと、そのパイロットデータの受信データとから求めることができる。すなわち、伝送路行列を求めるのに必要なシンボル数で構成され、受信装置において既知のパイロットデータ組と、それを復調して得られる受信データ組とから、初期伝送路行列を求めることができる。パイロットデータの受信毎に、伝送路行列を初期伝送路行列にリセットする必要は、必ずしもないが、そうすれば、より正確に伝送路行列を推定することができる。
【００１２】
また、伝送路行列の推定に用いられた受信データの受信時刻と、その伝送路行列を用いて、受信データを復号化する時刻とは異なる。したがって、復調タイミングにおいて、真の復号データを求めるのに用いられる伝送路行列は、過去の復調タイミングにおいて求められた伝送路行列の時間変化特性を、その復調タイミングまで外挿して得られる伝送行列に補正することが望ましい。このようにすれば、さらに、復調時刻における伝送路を反映した伝送路行列を求めることができる。
【００１３】
また、求められる伝送路行列は、復号データベクトルの組と受信データベクトルの組とが用いられるために、誤差を含む可能性がある。推定された伝送路行列に高周波的に変動する誤差が含まれる場合には、正確な復調が妨げられる。よって、伝送路行列から高周波変動成分を除去するような各種のフィルタリングを行うことが望ましい。例えば、更新タイミングにおいて更新される伝送路行列は、更新タイミングにおいて新たに求められた伝送路行列と過去に更新された所定回数の伝送路行列とを平均した平均行列を、次の更新された伝送路行列とするようにしても良い。また、更新タイミングにおいて新たに求められた伝送路行列と、前回に更新された伝送路行列又は過去に更新された所定回数の伝送行列を平均した平均行列との加重平均された行列を、次の更新された伝送路行列としても良い。このような処理をした伝送路行列を用いると、高周波的変動誤差が除去され、復号精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、受信データを復調するとき、複素平面上において、最も距離の近い可能性のある真の送信データである復号データを得る。この現在の復号データと過去の復号データとの組と、対応する現在の受信データと過去の受信データとの組とから、その復調時刻での伝送路行列を求めるようにした点が、本発明の要旨である。復号データの組と、受信データの組との関係が、その時の伝送路の状態を反映した伝送路行列を与える。このようにして、伝送路行列を更新して、次の復調時刻では、その伝送行列とその時の受信データとを用いて、真の復号データを判定するようにしている。したがって、本発明では、受信装置や送信装置が移動して、送信装置と受信装置との間の相対距離が時間的に変動し、伝送路行列が時間的に変動するような伝送路であっても、正確に、受信データを復調することができる。よって、本発明は、受信装置が停止しているが、送信装置が移動している場合、送信装置が停止しているが、受信装置が移動している場合、その両者が移動している場合などの、空間多重伝送方式を移動体通信に用いた場合に有効である。
【００１５】
また、受信装置において既知の、伝送路行列を求めるのに必要なシンボル数のパイロットデータを受信して、このパイロットデータ組とそれに対応する受信データ組とから、その時の伝送路行列を正確に求めることができる。パイロットデータを受信する毎に、この伝送路行列を初期値とすれば、更新される伝送路行列において誤差が拡大することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
まず、本発明の原理について説明する。説明を簡単にするために、単一搬送波を用いたＱＰＳＫ変調方式で、送信アンテナ数が２、受信アンテナ数が２の２×２のＭＩＭＯ−ＳＤＭ方式に本発明を用いた場合について説明する。
【００１７】
〔初期伝送路行列の推定〕
まず、伝送路行列Ｈは、２行２列であり、時刻ｔにおける伝送路行列Ｈ（ｔ）を（１）式のように定義する。ただし、ｈijは、図２に示すように、送信アンテナｉから受信アンテナｊへの伝送路の伝達関数である。
【数１】
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次に、各送信アンテナから送信される送信データの組を考える。すなわち、各送信アンテナの送信データを成分とするベクトルｓを、時刻ｔにおける送信データベクトルｓ（ｔ）として、（２）式のように定義する。ただし、ｓ1 、ｓ2 は、それぞれ、送信アンテナ１、２から送信される送信データである。ｓ1 、ｓ2 は、exp(π/4) 、exp(3 π/4) 、exp(5 π/4) 、exp(7 π/4) の４値の何れかをとる値である。
【数２】
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同様に、各受信アンテナにより受信される受信データの組を考える。すなわち、各受信アンテナにより受信される受信データを成分とするベクトルｒを、時刻ｔにおける受信データベクトルｒ（ｔ）として、（３）式のように定義する。ただし、ｒ1 、ｒ2 は、それぞれ、受信アンテナ１、２により受信される受信データである。
【数３】
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【００１８】
送信データベクトルｒ（ｔ）と受信データベクトルｒ（ｔ）と、伝送路行列Ｈ（ｔ）とは、（４）、（５）式の関係が成立する。
【数４】
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【数５】
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【００１９】
送信データベクトルｓ（ｔ）と、それに対応する受信データベクトルｒ（ｔ）を、与えても、（４）又は（５）式では、４要素を有する伝送路行列Ｈ（ｔ）を求めることができない。そこで、Δｔ時刻前、すなわち、時刻、ｔ−Δｔにおける送信データベクトルｓ（ｔ−Δｔ））と、それに対応する受信データベクトルｒ（ｔ−Δｔ）を考える。そして、２つの送信データベクトル（ｓ（ｔ）  ｓ（ｔ−Δｔ））から成る送信データ行列Ｓ（ｔ）を、（６）式で定義する。
【数６】
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同様に、２つの受信データベクトル（ｒ（ｔ）  ｒ（ｔ−Δｔ））から成る受信データ行列Ｒ（ｔ）を、（７）式で定義する。
【数７】
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【００２０】
以上の定義のように、行列は英文字の大文字、ベクトルは同一文字の小文字、行列、ベクトルの要素は、添字付きの小文字で表す。
【００２１】
受信データ行列Ｒ（ｔ）、送信データ行列Ｓ（ｔ）、伝送路行列Ｈ（ｔ）との間には、（８）、（９）式の関係が成立する。
【数８】
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【数９】
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【００２２】
以下、説明を簡単にするために、送信タイミングを０，Δｔ、２Δｔ、…、ｎΔｔとし、それぞれの時刻を、Δｔを１単位として、単に、０、１、２、…ｎで表す。そして、時刻０、１で送信される２シンボルの送信データをパイロットデータと定義する。すると、上記の送信データ関する定義から、各送信アンテナから送信される第１シンボルのパイロットデータは、ｓ1 （０）、ｓ2 （０）、第１シンボルのパイロットデータベクトルは、ｓ（０）、第２シンボルのパイロットデータは、ｓ1 （１）、ｓ2 （０）、第２シンボルのパイロットデータベクトルは、ｓ（１）、２シンボルで構成されるパイロットデータ行列は、Ｓ（１）で定義される。
【００２３】
同様に、時刻０、１で受信される２シンボルの受信データを受信パイロットデータと定義する。すると、上記の受信データに関する定義から、各受信アンテナから出力される第１シンボルの受信パイロットデータは、ｒ1 （０）、ｒ2 （０）、第１シンボルの受信パイロットデータベクトルは、ｒ（０）、第２シンボルの受信パイロットデータは、ｒ1 （１）、ｒ2 （０）、第２シンボルの受信パイロットデータベクトルは、ｒ（１）、２シンボルで構成される受信パイロットデータ行列は、Ｒ（１）で定義される。
【００２４】
このように定義すれば、パイロットデータ行列Ｓ（１）、受信パイロットデータ行列Ｒ（１）、伝送路行列Ｈ（１）には、（１０）、（１１）式の関係が成立する。
【数１０】
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【数１１】
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ここで、パイロットデータ行列Ｓ（１）の逆行列が存在するようにパイロットデータを選択する。すると、（１２）式により、伝送路行列Ｈ（１）を求めることができる。
【数１２】
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【００２５】
この伝送路行列Ｈ（１）が、初期値を与える初期伝送路行列となる。ただし、（１１）式から明らかなように、時刻０、１での送信データと受信データとから、伝送路行列を求めているので、時刻０と、時刻１とで、伝送路行列が不変であれば、（１１）式から、伝送路行列は正確に求まる。しかし、この時刻間で、伝送路行列が変動していると、（１２）式で求められる伝送路行列Ｈ（１）は、近似値となる。
【００２６】
今、受信装置が電波の進行方向に平行に直線的に等速運動をしているとする。搬送波の伝搬定数γ( ただし、γ＝α＋ｊβ、αは減衰定数、βは位相定数である）として、送信データの周期Δｔ間での受信装置の移動距離（送信装置から遠ざかる方向を正とする）Δｘで、搬送波はexp(- γΔｘ) だけ、振幅と位相が変化する。以下、γΔｘを、時間Δｔ又は距離Δｘ当たりの伝送量Δγ＝（α＋ｊβ）Δｘとする。伝送路行列Ｈは、Δｔの間に、exp(- γΔｘ) ＝exp(- Δγ) 倍の値に変化する。したがって、受信データベクトルは、伝送量Δγだけ、減算された値となる。例えば、減衰定数を０とすれば、受信データの位相は、伝送路がΔｘだけ長くなったことによる遅延作用により、βΔｘだけ遅れる。また、伝送路行列Ｈ（１）を受信データの復調に用いる時刻は時刻２であるから、伝送路行列は時刻２における値が必要となる。一般的に、時刻ｍ−１における伝送路行列Ｈ（ｍ−１）と、Δｔ後の時刻ｍにおける伝送路行列Ｈ（ｍ）との間には、（１３）式が成立する。
【数１３】
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ただし、Ｅは単位行列である。
【００２７】
このような伝送路行列の時間変化を考慮すると、（１２）式で求められた伝送路行列（１）は、時刻０と時刻１との中点時刻における伝送路行列と考えることができる。したがって、時刻２における補正された正確な伝送路行列Ｇ（２）は、Ｈ（１）のexp(- ３Δγ／２) 倍の値となる。すなわち、Ｇ（２）とＨ（１）との間には、（１４）式による関係が成立する。
【数１４】
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【００２８】
この補正された時刻２における伝送路行列Ｇ（２）を、初期伝送路行列とすると、より正確な復調が可能となる。なお、復調時刻２において、伝送路行列Ｈ（１）を用いた場合には、伝送路行列Ｈ（１）は、（１５）式に示す誤差ΔＨ（１）を有する。
【数１５】
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【００２９】
ΔＨ（１）が存在しても、受信データを判定して、ＭＬＤ法などにより、真の送信データを求める場合に、ビットエラーが発生しない程度であれば、伝送路行列を補正することなく、Ｈ（１）を初期伝送行列とすることも可能である。
以下の説明では、より正確な復調を実現するために、時刻２におけるより正確な伝送行列である補正された初期伝送行列Ｇ（２）を用いる。
【００３０】
〔受信データの復調〕
時刻２以後、次のパイロットデータが受信されるまでの期間において、Δｔ間隔で、データの復調が行われるものとする。
時刻２での復調においては、時刻１において推定された時刻２での伝送路行列Ｇ（２）を用いる。すると、時刻２で受信された受信データベクトルｒ（２）、送信データベクトルｓ（２）、初期伝送路行列Ｇ（２）との間には、（１６）式が成立する。
【数１６】
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【００３１】
したがって、受信装置において、推定される送信データベクトルｓ（２）は、伝送路行列Ｇ（２）の逆行列が存在すれば、（１７）式で、一意に、符号間干渉なく求められる。しかし、伝送路行列Ｇ（２）の逆行列が存在しない場合には、各送受信アンテナ間の伝送路の独立性がなく、一意的には、送信データベクトルを決定することはできない。すなわち、符号間干渉が発生する。
【数１７】
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【００３２】
このようにして、（１７）式で得られた送信データベクトルｓ（２）は、推定された伝送路行列Ｇ（２）が時刻２における現実の伝送路の正確な伝送路行列であれば、理論値である（exp(（２ｉ−１）π/4) 、exp(（２ｊ−１）π/4) ）の１６通りの何れかになる。ただし、ｉ，ｊ＝１、２、３、４である。ところが、伝送路行列Ｇ（２）は、時刻２における真の伝送路行列に対して、一般的には、推定誤差を有する。したがって、（１７）式で求められた送信データベクトルｓ（２）に最も近い理論値（exp(（２ｉ−１）π/4) 、exp(（２ｊ−１）π/4) ）を決定する必要がある。これが受信データの判定処理である。この１６通りの理論値だけをとる送信データベクトルを候補送信データベクトルｕとする。（１８）式で定義されるように、（１７）式で求められた送信データベクトルｓ（２）と、候補送信データベクトルｕの差ベクトルのノルムＬs が最小となる候補送信データベクトルｕを真の復号データベクトルｑとして決定することで、受信データの判定が完了する。
【数１８】
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【００３３】
また、上記の判定は、受信データベクトルの次元で行っても良い。候補送信データベクトルの任意の一つのベクトルｕに対して、その受信データベクトルをレプリカ受信データベクトルｖとすると、候補送信データベクトルｕと、時刻２でのレプリカ受信データベクトルｖ（２）との間には、（１９）式の関係が成立する。
【数１９】
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【数２０】
2008124818.tif 000022
【００３４】
そして、現実の受信データベクトルｒ（２）と、レプリカ受信データベクトルｖ（２）との差のベクトルのノルムＬr が最小となる候補送信ベクトルｕを真の復号データベクトルｑとして決定する。このようにしても、受信データベクトルｒ（２）に対応した最も確からしい復号データベクトルｑを決定することができる。なお、伝送路行列Ｇ（２）の逆行列が存在しない場合にも、この方法で、復号データベクトルｑを決定することができるが、符号間干渉によりその復号データベクトルは複数となり、受信データベクトルから復号データベクトルを一意的に決定することができないことに変わりはない。この方法は、ＭＬＤ(Maximum Likelihood Detection)と言われる方法である。
【００３５】
〔伝送路行列の更新〕
次に、伝送路行列の更新方法について説明する。上記の（１８）式、又は、（２０）式のノルムを最小とする確定された一つの候補送信データベクトルｕを、時刻２における復号データベクトルｑ（２）として定義する。また、Δｔ前の時刻１における復号データベクトルｑ（１）は、第２シンボルのパイロットデータｓ（１）として知られている。よって、この時刻１、２における復号データベクトル（ｑ（１）  ｑ（２））の行列を復号データ行列Ｑ（２）として定義する。この時の受信データ行列はＲ（２）となり、受信装置におて、既に、受信されているデータで構成される。
【００３６】
受信装置において真の送信データと考えられる復号データ行列Ｑ（２）を受信データ行列Ｒ（２）に変換する伝送路行列Ｈ（２）が、最も新しい受信データ情報により得られる伝送路行列である。この時刻２における推定すべき伝送路行列Ｈ（２）、復号データ行列Ｑ（２）、受信データ行列Ｒ（２）には、（２１）式の関係式が成立する。
よって、復号データ行列Ｑ（２）の逆行列が存在すれば、（２２）式により、時刻２における伝送路行列Ｈ（２）が求められる。
【数２１】
2008124818.tif 000023
【数２２】
2008124818.tif 000024
【００３７】
求めるべきは、次の受信データの復調タイミングである時刻３における予測される伝送路行列である。前述したように、この伝送路行列Ｈ（２）は、時刻１と時刻２との中点時刻１．５における伝送路行列である。中点時刻１．５と次の時刻３間における伝送路の伝達関数の変化を（１４）式と同様に考慮して、補正された時刻３における正確な伝送路行列Ｇ（３）を求める。（１４）式におけるΔｒは、パイロットデータとパイロットデータの間のデータを送信するデータブロックにおいては、一定と見做す。受信装置の移動の様子（加速度などを）を知ることができるのであれば、それを考慮して、各時刻におけるΔｒを求めることは可能である。
このようにして、次の復調時刻３において、用いられる補正された伝送路行列Ｇ（３）を求めることができる。
【００３８】
〔逐次演算の一般化〕
時刻ｍにおける受信データの復調は、次のようにして行われる。Δｔ時間前の時刻ｍ−１において、時刻ｍにおける補正された正確な伝送路行列Ｇ（ｍ）は、既に、求められている。したがって、時刻ｍでの受信データベクトルｒ（ｍ）と送信データベクトルｓ（ｍ）と伝送路行列Ｇ（ｍ）との間には、（２３）式の関係式が成立する。
【数２３】
2008124818.tif 000025
【００３９】
次に、（２４）式により、受信データベクトルｒ（ｍ）と候補送信データベクトルｕのレプリカ受信データベクトルＧ（ｍ）ｕとの差ベクトルのノルムＬr （ｍ）が最小となる候補送信データベクトルを復号データベクトルｑ（ｍ）として決定する。これにより、時刻ｍにおいて、受信データベクトルｒ（ｍ）から、正確な復号データベクトルｑ（ｍ）が決定される。
【数２４】
2008124818.tif 000026
【００４０】
次に、次の復調タイミングである時刻ｍ＋１における伝送路行列Ｇ（ｍ＋１）を求める処理が、以下のようになされる。時刻ｍ−１での復号データベクトルｑ（ｍ−１）は、時刻ｍ−１における復調処理によって決定されているので、ベクトルｑ（ｍ−１）、ｑ（ｍ）からなる復号データ行列Ｑ（ｍ）を生成することができる。時刻ｍにおては、時刻ｍ−１における受信データベクトルｒ（ｍ−１）及びｒ（ｍ）は既知であるので、受信データ行列Ｒ（ｍ）を求めることができる。復号データ行列Ｑ（ｍ）が真の値であれば、復号データ行列Ｑ（ｍ）と、受信データ行列Ｒ（ｍ）との間の関係が、その時の伝送路行列Ｈ（ｍ）となる。Ｑ（ｍ）、Ｒ（ｍ）、Ｈ（ｍ）には、（２５）、（２６）式の関係が成立する。
【数２５】
2008124818.tif 000027
【数２６】
2008124818.tif 000028
【００４１】
そして、復号データ行列Ｑ（ｍ）の逆行列Ｑ-1（ｍ）が存在する場合には、（２７）により、伝送路行列Ｈ（ｍ）を求めることができる。Ｑ-1（ｍ）が存在する場合とは、行列式ａ＝ｑ1 （ｍ−１）ｑ2 （ｍ）−ｑ1 （ｍ）ｑ2 （ｍ−１）≠０の場合である。
具体的には、伝送路行列Ｈ（ｍ）の各成分ｈij（ｍ）は、（２８）式により求められる。
【数２７】
2008124818.tif 000029
【数２８】
2008124818.tif 000030
【００４２】
次に、この伝送路行列Ｈ（ｍ）は、時刻ｍ−１と時刻ｍの中点時刻（２ｍ−１）／２における伝送路行列である。ところが、この推定された伝送路行列Ｈ（ｍ）が復調に使用されるのは、次の復調時刻であるｍ＋１である。したがって、中点時刻（２ｍ−１）／２から時刻ｍ＋１までの伝送路の変動に基づく、補正された正確な伝送路行列Ｇ（ｍ＋１）を求める必要がある。補正は、（２９）式による。
【数２９】
2008124818.tif 000031
ただし、Δγ（ｍ）は、前述したように、時刻ｍにおいて予測される時刻ｍ＋１と時刻ｍ間における伝送量の変化分、又は、伝送路がその時間においてΔｘだけ長くなったことによるその長さΔｘの伝送路における伝送量である。このような補正が、請求項の伝送路行列の時間変化特性の外挿による補正に相当する。
【００４３】
このようにして、時刻ｍでの全ての処理は完了する。時刻ｍ＋１では、伝送路行列Ｇ（ｍ＋１）を用いて、時刻ｍ＋１での受信データの復調処理と次の復調時刻ｍ＋２における伝送路行列の更新処理とが実行される。このような逐次演算が、次のパイロットデータが受信されるまで実行される。次のパイロットデータが受信された時には、伝送路行列をリセットして、２シンボルから成るパイロットデータにより正確な初期伝送路行列Ｈ（１）、Ｇ（２）が演算されて、上記の処理が繰り返される。
【００４４】
復号データ行列Ｑ（ｍ）の逆行列Ｑ-1（ｍ）が存在しない場合には、伝送路行列Ｈ（ｍ）の更新は、行わずに、直近に求められている伝送路行列Ｈ、Ｇを用いる。ただし、その求められた時刻と、次に復調に使用する時刻との差に応じた時間差又は距離差に対応する伝送量の補正を（２９）式と同様な式で補正しても良い。ただし、（２９）式の３／２が、時刻差又は距離差に対応した時間単位となる。
【００４５】
この復調の様子を図に示すと図１のようになる。時刻ｍにおける受信データベクトルｒ（ｍ）と、伝送路行列Ｇ（ｍ）とを用いて、復号データベクトルｑ（ｍ）を求める。復号データベクトルｑ（ｍ−１）、ｑ（ｍ）と、受信データベクトルｒ（ｍ−１）、ｒ（ｍ）とを用いて、伝送路行列Ｈ（ｍ）を求める。その伝送路行列Ｈ（ｍ）から、伝送路の変動を考慮し、時刻ｍ＋１における補正された伝送路行列Ｇ（ｍ＋１）を求める。これの繰り返し演算となる。初期値は、パイロットデータベクトルｓ（０）、ｓ（１）と、その受信データベクトルｒ（０）、ｒ（１）とから、伝送路行列Ｈ（１）を求める。その伝送路行列Ｈ（１）を、伝送路の変動を考慮して、最初にデータを復調する時刻２における補正された伝送路行列Ｇ（２）を求める。この逐次演算により伝送路行列が更新されて、正確な受信データの復調が可能となる。
なお、特許請求の範囲の現復調タイミングは、時刻ｍのことであり、現受信データは、受信データベクトルｒ（ｍ）の成分であるｒ1 （ｍ）、ｒ2 （ｍ）のことである。また、現復号データは、復号データベクトルｑ（ｍ）の成分であるｑ1 （ｍ）、ｑ2 （ｍ）のことである。さらに、過去の受信データは、受信データベクトルｒ（ｍ−１）の成分であるｒ1 （ｍ−１）、ｒ2 （ｍ−１）のことである。また、過去の復号データは、復号データベクトルｑ（ｍ−１）の成分であるｑ1 （ｍ−１）、ｑ2 （ｍ−１）のことである。また、現伝送路行列はＧ（ｍ）のことである。また、補正された伝送路行列を用いないのであれば、現伝送路行列はＨ（ｍ−１）のことである。また、伝送路行列を求めるのに必要なシンボル数は、上記の説明では２である。受信データ組は、受信データ行列Ｒ（ｍ）、復号データ組は、復号データ行列Ｑ（ｍ）のことであり、新たな伝送路行列は、Ｈ（ｍ）、Ｇ（ｍ＋１）のことである。
【００４６】
〔実施態様の各種の変形〕
１．伝送量Δγの推定
パイロットデータのシンボル数を多くすれば、隣接するシンボルの各中点時刻における伝送路行列Ｈを複数求めることができる。この伝送路行列Ｈの時間変化特性を測定して、データの送信周期Δｔ当たりの伝送量の変化を測定すれば、Δγを得ることができる。パイロットデータブロックを受信する毎に、この伝送量Δγは、更新することができる。パイロットデータブロック間のデータブロックにおいては、伝送量Δγは一定と見做すか、受信装置の移動速度をリアルタイムに検出してΔｔ時間毎の移動距離Δｘを求めて、そのΔｘに応じて、伝送量Δγを補正するようにしても良い。
【００４７】
受信装置の移動速度が速くなく、パイロットデータブロックの送信周期が長い場合には、次のようにして求めても良い。一つのパイロットデータブロックを受信して、これから求められる伝送路行列Ｈの平均値ＨE を求めて、１周期前のパイロットデータブロックで求められている平均された伝送行列Ｈの平均値ＨS を求め、それらの値ＨE 、ＨS から、隣接するパイロットデータブロック間のΔｔ当たりの平均された伝送量Δγを求める。この値を次のパイロットデータブロックが受信されるまでの伝送量Δγとする。多数シンボルで構成されるパイロットデータを用いる場合の上述の手法も含めて、これらは、直線外挿補間の手法であるが、受信装置の移動態様が測定でき、伝送量の曲線的変化が予測できるのであれば、曲線による外挿補間の手法を用いても良い。
【００４８】
２．補正された伝送路行列Ｇの必要性
上記したように、伝送路行列を求めた時刻と、それを用いて復調する復調時刻のずれを、伝送量Δγにより補正することで、より、正確な受信データの復調が可能となる。上記したように、この補正は、１．５Δｔの時間差に基づく伝送量の変化を補正するものであるが、この期間の伝送量の変動が小さい場合には、１．５Δｔ時間前の伝送路を反映している伝送路行列Ｈを用いても良い。伝送路行列Ｈを用いた時の誤差は、（２４）式においてＧ（ｍ）をＨ（ｍ−１）として求められた復号データベクトルｑ（ｍ）のレプリカ受信ベクトルＨ（ｍ−１）ｑ（ｍ）と、受信データベクトルｒ（ｍ）との差ベクトルのノルムとなる。したがって、ビットエラーが発生する確率は、Ｇ（ｍ）を用いた場合に比べて高くなるが、ビットエラーが発生しない余裕がある範囲の誤差であれば、伝送路行列Ｈを用いることも十分に可能である。
また、上記の説明では、（２９）式のように、伝送路行列Ｈ（ｍ）の全ての要素について、同一の補正係数exp （−３Δγ／２）を掛けているが、各要素毎に補正係数が異なるのであれば、補正係数を各要素毎に変えても良い。
【００４９】
３．送信アンテナと受信アンテナの数について
上記の説明では、送信アンテナと受信アンテナとを同数の２本とした。上記の説明が、３以上のｎ×ｎのＭＩＭＯにおいても、成立することは明らかである。全ての行列がｎ×ｎの正方行列となるからである。
【００５０】
送信アンテナの数が、受信アンテナの数よりも多い場合にも、上記した説明は成立する。例えば、送信アンテナの数をｎ本、受信アンテナの数をｍ本（１≦ｍ＜ｎ）とした場合を考える。送信データ行列Ｓをｎ×ｎの正方行列（データ数を増加するだけであるので、このように設定できる）とすれば、受信データ行列Ｒはｍ×ｎ、伝送路行列Ｈは、ｍ×ｎ行となる。送信データ行列の逆行列が存在する限り、伝送路行列Ｈを求めることができる。伝送路行列Ｈが求まれば、受信データベクトルとレプリカ受信データベクトルの差ベクトルのノルムが最小な復号データベクトルを求めることができる。
【００５１】
また、送信アンテナの数が、受信アンテナの数よりも少ない場合にも、上記した説明は成立する。例えば、送信アンテナの数をｎ本、受信アンテナの数をｍ本（２≦ｎ＜ｍ）とした場合を考える。送信データ行列Ｓをｎ×ｎの正方行列とすれば、受信データ行列Ｒはｍ×ｎ、伝送路行列Ｈは、ｍ×ｎ行となる。送信データ行列の逆行列が存在する限り、伝送路行列Ｈを求めることができる。伝送路行列Ｈが求まれば、受信データベクトルとレプリカ受信データベクトルの差ベクトルのノルムが最小な復号データベクトルを求めることができる。
したがって、本発明は、送信アンテナが２本以上存在した空間多重伝送方式において適用することができる。
また、ＳＴＢＣ方式は、上述した方式の特別な場合であるから、送信データ行列Ｓを正方行列として、送信データ行列に逆行列が存在する限り、伝送路行列Ｈを推定することができる。よって、本発明は、ＳＴＢＣ方式にも適用可能である。
【００５２】
４．伝送路行列の更新時期について
上記の説明では、Δｔ毎の毎回の復調時刻において、伝送路行列の更新を実行している。伝送路行列が大きく変化しないのであれば、この更新周期は、復調周期Δｔよりも長くすることができる。また、（２４）式におけるノルムＬr （ｍ）の最小値が所定値を越える毎に、伝送路行列の更新を実行し、越えない場合には、その更新を実行しないような不定期な更新であっても良い。さらに、更新周期が復調周期よりも長い場合において、更新後、ｋだけ経過した復調時刻における補正された伝送路行列を、直近に更新された伝送路行列を、ｋΔγで補正した伝送路行列を受信データの復調に用いても良い。そして、この補正された伝送路行列に対して、（２４）式におけるノルムＬr （ｍ）の最小値が所定値を越える毎に、伝送路行列を更新するようにしても良い。
【００５３】
５．伝送路行列Ｈ，Ｇのフィルタリングについて
上記の説明では、最も新しい受信データ行列Ｒ、復号データ行列Ｑとから、最新の伝送路行列Ｈ，Ｇを求めている。この場合には、推定された伝送路行列の高周波的変動が、そのまま、復号に反映される。高周波成分が雑音成分であることも考えられるので、この伝送路行列Ｈ，Ｇに関して、良く知られている比例、積分演算や、所定期間における各種の平均、加重平均などにより、更新されるべき伝送路行列を求めても良い。
【００５４】
例えば、（３０）式に示されるように、受信データ行列Ｒ、復号データ行列Ｑとから求められる各復調時刻毎の伝送路行列Ｈ（ｔ）、Ｇ（ｔ）の過去の一定期間（ｋ＋１の復調時刻数）における平均行列Ｈ1 （ｍ）、Ｇ1 （ｍ）を、更新行列としても良い。
【数３０】
2008124818.tif 000032
【００５５】
また、最新の時刻ｍにおいて推定された伝送路行列Ｈ（ｍ）、Ｇ（ｍ）と、それらのΔｔ時刻前の時刻ｍ−１での補正伝送行列Ｈ2 （ｍ−１）、Ｇ2 （ｍ−１）との、加重平均値を、新たに更新された補正伝送路行列Ｈ2 （ｍ）、Ｇ2 （ｍ）として、この伝送行列に基づいて復調する方法がある。すなわち、（３１）式により、補正伝送路行列Ｈ2 （ｍ）、Ｇ2 （ｍ）を求める方法がある。係数αを大きくすれば、過去の履歴に重きを置いて補正伝送路行列が演算されることになる。比例、積分演算で、積分係数を大きくしたのと透過である。
【数３１】
2008124818.tif 000033
【００５６】
また、上記の第１の方法と第２の方法とを組合せた方法も考えられる。受信データ行列Ｒ、復号データ行列Ｑとから求められた各復調時刻毎の伝送路行列Ｈ（ｔ）、Ｇ（ｔ）の過去の一定期間（ｋ＋１の復調時刻数）における平均行列Ｈ1 （ｍ）、Ｇ1 （ｍ）と、最新の時刻ｍにおいて求められた伝送路行列Ｈ（ｍ）、Ｇ（ｍ）との加重平均を、時刻ｍでの更新された伝送路行列Ｈ3 （ｍ）、Ｇ3 （ｍ）とする方法である。すなわち、（３２）式により、更新された伝送路行列Ｈ3 （ｍ）、Ｇ3 （ｍ）を求める方法である。
【数３２】
2008124818.tif 000034
【００５７】
６．伝送路行列の更新の意味
復調時刻ｍにおける伝送行列Ｈ（ｍ）、Ｇ（ｍ）は、それらの初期伝送行列Ｈ（１）、Ｇ（２）を用いて、（３３）式のように表現することができる。ただし、Ｂ（ｍ）は、初期伝送行列に対する変位を表しているので、変位行列と呼ぶ。
【数３３】
2008124818.tif 000035
また、送信データベクトルｓ（ｍ）は、受信データベクトルｒ（ｍ）を用いて、（３４）式で表現される。したがって、Ｂ-1（ｍ）ｒ（ｍ）を補正された受信データベクトルｒ' （ｍ）とすれば、この補正された受信データベクトルｒ' （ｍ）を用いるのであれば、変動しない初期伝送行列Ｈ（１）、Ｇ（２）を用いて、復号できる。したがって、伝送行列の更新と、受信データベクトルのＢ-1（ｍ）ｒ（ｍ）による補正は、等価となる。よって、本件発明の伝送路行列の更新は、このような伝送路行列の変動により、受信データベクトルを補正することも含むものである。
【数３４】
2008124818.tif 000036
【実施例１】
【００５８】
以下、本発明の具体的な実施例として、本発明を実現する復調装置を示す。
本実施例は図２に示すように、送信アンテナが２本、受信アンテナが２本の２×２のＭＩＭＯ伝送方式によるものである。送信装置１０は送信アンテナ１１、１２を有し、受信装置２０は受信アンテナ２１、２２を有する。送信装置１０はシリアルな送信データを、２系統に分離して、変調して、各送信アンテナ１１、１２から送信する多重化装置１５を有している。また、受信装置２０は、受信アンテナ２１、２２から受信された高周波変調信号を受信して、送信時のベースバンドデータに復号化する復調装置２５を有している。  
【００５９】
送信アンテナ１１、１２から受信アンテナ２１、２２への伝達関数が伝送路行列である。伝送路行列の各要素は、図示されているように、ｈ11は、送信アンテナ１から受信アンテナ１への伝達関数、ｈ12は、送信アンテナ１から受信アンテナ２への伝達関数、ｈ21は、送信アンテナ２から受信アンテナ１への伝達関数、ｈ22は、送信アンテナ２から受信アンテナ２への伝達関数である。送信データｓ1 、ｓ2 、受信データｒ1 、ｒ2 、時刻ｍにおける送信データベクトル、受信データベクトル、送信データ行列、受信データ行列の定義は前述した通りである。
【００６０】
次に、受信装置２０の復調装置２５の構成について説明する。復調装置２５は、受信アンテナ２１、２２で受信された高周波変調信号から搬送波を再生して、その搬送波を用いて高周波変調信号を同期復調して受信データを得るＱＰＳＫ復調装置５０（請求項の受信装置に対応）を有している。このＱＰＳＫ復調装置５０から、受信データｒ1 、ｒ2 が得られる。受信データｒ1 、ｒ2 は複素空間にけおる任意の値exp(j θ) であり、まだ、exp(j （２ｋ−１）π／４）（ただし、ｋ＝１，２，３，４）の離散値には判定されて復号されていない値である。本明細書では、この離散的な真の送信データを求めることを復号化と言う。
【００６１】
また、復調装置２５は、受信データ判定部５１と初期伝送路行列演算部５２とＭＩＭＯデコード部５３と伝送路行列更新部５４などから主に構成されている。これらは、アナログ回路、デジタル回路、コンピュータ・ハードウェア、またはコンピュータ・ソフトウェアなどによって実現することができ、それらの実現方式は任意でよく、特段限定されるものではない。
そして、この復調装置２５の最も大きな特徴は、伝送路行列更新部５４により、受信データの受信時刻における伝送路行列を求め、次の復調時刻において、その伝送路行列を用いて、受信データを復号化する点に大きな特徴がある。
【００６２】
受信データ判定部５１は、受信データｒ1 ，ｒ2 がパイロットデータであるか否かを判定し、これらがパイロットデータである場合には、受信データｒ1 ，ｒ2 を初期伝送路行列演算部５２へ、そうでなければ受信データｒ1 ，ｒ2 をＭＩＭＯデコード部５３へ送出する。また、同時に、受信データｒ1 ，ｒ2 がパイロットデータである場合には、スイッチｓｗ１を接点ａに接続し、そうでなければスイッチｓｗ１を接点ｂに接続する。
【００６３】
初期伝送路行列演算部５２は、入力されたパイロットデータに基づいて、送信局と当該受信局との間のマルチパスの各伝搬路特性を推定する。即ち、（１０）、（１１）、（１２）式にしたがって、初期伝送路行列Ｈ（１）を演算する。その後、（１４）式に従って、次の復調時刻２における補正された初期伝送路行列Ｇ（２）を求め、接点ａに出力する。
【００６４】
ＭＩＭＯデコード部５３は、スイッチｓｗ１から初期伝送路行列Ｇ（２）を入力する。次に、ＭＩＭＯデコード部５３は、パイロットデータではない復号されるべき受信データｒ1 ，ｒ2 を受信データ判定部５１から入力する。そして、（１６）〜（２０）式に従って、最初のデータの復号データｑ（２）を得る。
また、一般に、データの復調時刻ｍにおいては、受信データ判定部５１から受信データベクトルｒ（ｍ）を入力して、伝送路行列更新部５４からその時刻における伝送路行列Ｇ（ｍ）を入力して、（２４）式によるノルムＬr （ｍ）が最小となる候補送信データベクトルｕを真の復号データベクトルｑ（ｍ）として求める。
【００６５】
伝送行列更新部５４は、受信データ判定部５１から既に入力されているパイロットデータブロックではない復調時刻ｍ−１、ｍにおける受信データベクトルｒ（ｍ−１）、ｒ（ｍ）から、受信データ行列Ｒ（ｍ）を生成する。また、伝送行列更新部５４は、ＭＩＭＯデコード部５３から、既に、入力されている復号データベクトルｑ（ｍ）、ｑ（ｍ−１）から復号データ行列Ｑ（ｍ）を生成し、（２７）式により伝送路行列Ｈ（ｍ）を求め、（２９）式により時刻ｍ＋１における補正された伝送路行列Ｇ（ｍ＋１）を求める。そして、伝送路行列Ｇ（ｍ＋１）をＭＩＭＯデコード部５３に出力する。ＭＩＭＯデコード部５３は、次の復調時刻ｍ＋１において、入力した受信データベクトルｒ（ｍ＋１）と、伝送路行列Ｇ（ｍ＋１）から、復号データベクトルｑ（ｍ＋１）を求める。
なお、請求項において、復号装置は、主として、ＭＩＭＯデコード部５３に、伝送路行列更新装置は、伝送路行列更新部５４に、伝送路行列初期化装置は、初期伝送路行列演算部５２に対応する。
【００６６】
次に、復調装置２５の動作手順について、図４に基づいて説明する。本実施例では、図３の装置は、コンピュータ装置で実現したもので、受信された高周波変調信号をサンプリングして、ディジタルデータにしてから、ＱＰＳＫ復調以下の処理を行うものである。複素空間のベースバンドの受信データｒに変換されたデータに関して、以下の処理が実行される。図４の手順は、復調装置２５が受信モードになった時に実行される。まず、ステップ１００において、受信データベクトルｒが読み取られ、ステップ１０２で、装置が受信モードに設定されてから、初めて受信するパイロットデータか否かが判定される。パイロットデータが受信されていない場合には、伝送路行列が、全く求まっていないので、受信データの復調処理をすることなく、ステップ１００に戻る。このステップ１００、１０２のループにより、最初のパイロットデータが受信されるまで、ＣＰＵは、待機することになる。
【００６７】
次に、初めてのパイロットデータが受信されると、初めて、受信データの処理が可能となる。パイロットデータであれば、ステップ１０４において、受信データベクトルｒ（ｍ）として記憶し、時刻変数ｍを１だけ更新する。次に、ステップ１０６において、次の受信データベクトルｒが読み込まれ、次のステップ１０６において、パイロットデータか否かが判定される。パイロットデータであれば、次のステップ１１０において、パイロットデータの先頭か否かが判定れる。先頭でない場合には、次のステップ１１２で、受信データベクトルｒ（ｍ）を記憶し、復調時刻変数ｍを１だけ更新し、ステップ１１４へ移行して、パイロットデータの終了か否かが判定される。受信データがパイロットデータの最終でない場合には、ステップ１０６へ移行して、受信データの記憶を繰り返す。受信データがパイロットデータの最終である場合には、本実施例では、２シンボルの受信パイロットデータｒ（０）、ｒ（１）の受信が完了したことになるので、ステップ１１６に移行して、初期伝送路行列Ｈ（１）が、（１２）式により演算される。ここで、送信データ行列Ｓ（１）は、パイロットデータｓ（０）、ｓ（１）で構成されるので、受信装置において既知の値である。次に、ステップ１１８において、（１４）式により、初期伝送路行列Ｈ（１）の補正演算を行って、次の復調時刻２における補正された初期伝送路行列Ｇ（２）が求められる。このステップは、請求項の伝送路行列補正装置に対応する。そして、次の受信データを読み取るべく、ステップ１０６に戻る。
【００６８】
ステップ１０８で、受信データがパイロットデータでないと判定された場合には、復号すべきデータであるから、ステップ１２０に移行して、受信データベクトルｒ（ｍ）を記憶して、時刻変数ｍを１だけ更新して、ステップ１２２に移行する。ステップ１２２では、時刻ｍにおける補正された伝送路行列（ｍ）、既に得られている受信データ行列Ｒ（ｍ）とから、（２３）、（２４）式により、候補送信データベクトルｕの中から、ノルムＬr （ｍ）を最小とする復号データベクトルｑ（ｍ）を求める。次に、ステップ１２４において、復号データ行列Ｑ（ｍ）、受信データ行列Ｒ（ｍ）とから、伝送路行列（ｍ）を（２６）、（２７）式により求める。次に、次の復調時刻ｍ＋１での補正された正確な伝送路行列Ｇ（ｍ＋１）を（２９）式により求める。このステップは、請求項の伝送路行列補正装置に対応する。そして、ステップ１０６に戻る。この処理の繰り返しにより、受信データベクトルｒ（ｍ）は、精度高く、復号データベクトルｑ（ｍ）を得ることができる。
【００６９】
また、このデータの復号の後に、次のパイロットデータが受信されると、ステップ１０８の判断がYes となるので、ステップ１１０で、パイロットデータの先頭か否かが判定されて、判定がYes であれば、ステップ１２８において、時刻変数ｍが０に初期設定され、次のステップ１１２で、受信データベクトルｒ（ｍ）は、受信パイロットデータｒ（０）として記憶される。このような処理により、パイロットデータが受信される毎に、伝送路行列Ｈ、Ｇは、初期値にリセットされることになり、伝送路の推定誤差が伝搬することを防止することができる。
【実施例２】
【００７０】
実施例１は、データの復調時刻毎に伝送路行列を推定する方法を採用している。本実施例では、（２４）式により、受信データベクトルｒ（ｍ）と、レプリカ受信データベクトルＧ（ｍ）ｕとの差ベクトルのノルムＬr （ｍ）の最小値、すなわち、受信データベクトルｒ（ｍ）とレプリカ復号データベクトルＧ（ｍ）ｑ（ｍ）のノルムＬq （ｍ）が所定値Ｔｈ以上である場合に、伝送路行列を更新するようにしたことが特徴である。図５に示すように、図４のステップ１２２と１２４との間に、ステップ２００の判定ステップ（請求項の判定装置に対応）を挿入している。ステップ２００で、上記のノルムＬq （ｍ）が所定値Ｔｈ以上と判定された場合には、図４のステップ１２４以下の伝送路行列Ｈ、Ｇの更新処理が実行され、そうでない場合には、図４のステップ１２４以下の更新処理をすることなく、図４のステップ１０６に戻り、次の復調時刻ｍ＋１での受信データベクトルｒ（ｍ＋１）の読取が実行される。
また、高周波変動誤差があることを考慮して、ノルムＬq （ｍ）が所定回数（例えば、３、４回）連続して、所定値Ｔｈ以上となった場合に、伝送路行列の更新を行うようにしても良い。さらに、ノルムＬq （ｍ）の過去の所定回数分の平均値が、所定値Ｔｈ以上となった場合に、伝送路行列の更新を行うようにしても良い。
【実施例３】
【００７１】
実施例１、２は、時刻ｍ−１、ｍの２時刻における２シンボル分の復号データベクトルｑ（ｍ−１）、ｑ（ｍ）と、受信データベクトルｒ（ｍ−１）、ｒ（ｍ）から、伝送路行列Ｈ（ｍ）、補正された伝送路行列Ｇ（ｍ＋１）を求める方式である。したがって、伝送路の高周波的変動が直ちにデータの復号に反映されることになる。これも一つの利点ではあるが、この高周波変動を除去して、ある時間範囲での平均された値で伝送路行列を求めるのも効果がある。このために、実施例１、２における図４のステップ１２６の後に、その意味を上述したように、高周波成分を除去する（３１）、（３２）式で示すＨ2 （ｍ）、Ｇ2 （ｍ＋１）、Ｈ3 （ｍ）、Ｇ3 （ｍ＋１）を、データの復号に用いる伝送路行列としている。
【００７２】
〔変形例〕
全実施例において、補正された伝送路行列Ｇを用いることなく、伝送路行列Ｈ（ｍ）を次の復調時刻ｍ＋１でのデータの復号に用いる伝送路行列としても良い。また、パイロットデータは、２×２のＭＩＭＯの場合には、少なくとも２シンボルあれば良い。パイロットデータは、送信データ行列を正方行列とするために、少なくとも送信アンテナの数だけのシンボルを有すれば良い。パイロットデータを最低限のシンボル数以上とした場合には、複数の初期伝送路行列を求めることができるので、それらの平均値などを用いることで、さらに、正確な初期伝送路行列を得ることができると共に、伝送路の変化特性を予測することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、高品質の移動体通信に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る伝送路行列の逐次更新を示した説明図。
【図２】本発明の具体的な一実施例に係るＭＩＭＯ伝送方式を示した説明図。
【図３】本発明の実施例１に係る装置の構成を示したブロック図。
【図４】本発明の実施例１に係る装置のＣＰＵの動作手順を示したフローチャート。
【図５】本発明の実施例２に係る装置のＣＰＵの動作手順の特徴部を示したフローチャート。
【符号の説明】
【００７５】
１０…送信装置
１５…多重化装置
２０…受信装置
２５…復調装置
５０…ＱＰＳＫ復調装置
５１…受信データ判定部
５２…初期伝送行列演算部
５３…ＭＩＭＯデコード部
５４…伝送行列更新部
【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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