(57)【要約】【課題】マルチユーザＭＩＭＯシステムにおいて、受信側の信号検出アルゴリズムに最尤検出を用いることが可能な通信装置、及び通信方法を提供すること。【解決手段】サブストリーム毎に誤り訂正符号化された送信データを変調マッピングする際に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率を選択することが可能な通信装置が提供される。この通信装置はチャネル行列を用いてサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定する最小ユークリッド距離推定部と、最小ユークリッド距離及び雑音電力に基づき最尤検出後のＳＩＮＲを推定するＳＩＮＲ推定部とＳＩＮＲに基づいて推定されるパケット誤り率が所定値以下になり全てのサブストリームに対する伝送速度の合計が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定する伝送制御パラメータ選択部とを備える。【選択図】図２
2008118380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サブストリーム毎に誤り訂正符号化された送信データを変調マッピングする際に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率を選択することが可能な通信装置であって、
無線伝搬路の伝送特性を表すチャネル行列を用いてサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定する最小ユークリッド距離推定部と；
前記最小ユークリッド距離及び雑音電力に基づき、前記サブストリーム毎に最尤検出後の信号電力対干渉雑音電力比を推定するＳＩＮＲ推定部と；
前記信号電力対干渉雑音電力比に基づいて推定されるサブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定する伝送制御パラメータ選択部と；
を備えることを特徴とする、通信装置。
【請求項２】
前記伝送制御パラメータ選択部は、
サブストリーム毎に推定された前記信号電力対干渉雑音電力比に基づき、サブストリーム毎の前記パケット誤り率が所定値以下になる前記誤り訂正符号化率を選択するチャネル符号化率選択部と；
前記チャネル符号化率選択部により選択された前記誤り訂正符号化率と前記サブストリーム共通の変調方式とに基づき、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と；
所定の複数の前記サブストリーム共通の変調方式について算出された前記伝送速度の合計値を比較し、前記伝送速度の合計値が最大になる前記サブストリーム共通の変調方式を選択する変調方式選択部と；
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
さらに、前記チャネル行列を置換するためのプリコーディング行列を前記チャネル行列に乗積して仮想チャネル行列を生成する仮想チャネル行列生成部を備え、
前記最小ユークリッド距離推定部は、
前記仮想チャネル行列に基づいて前記サブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定し、
前記伝送制御パラメータ選択部は、
前記パケット誤り率が所定値以下になり、かつ、前記全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値が最大になるプリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定することを特徴とする、請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記伝送制御パラメータ選択部は、
サブストリーム毎に推定された前記信号電力対干渉雑音電力比に基づき、サブストリーム毎の前記パケット誤り率が所定値以下になる前記誤り訂正符号化率を選択するチャネル符号化率選択部と；
前記チャネル符号化率選択部により選択された前記誤り訂正符号化率と前記サブストリーム共通の変調方式とに基づき、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と；
所定の複数の前記サブストリーム共通の変調方式及び前記プリコーディング行列の組合せについて算出された前記伝送速度の合計値を比較し、前記伝送速度の合計値が最大になる前記サブストリーム共通の変調方式及び前記プリコーディング行列を選択するプリコーダ・変調方式選択部と；
を含むことを特徴とする、請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
さらに、前記仮想チャネル行列に基づいて受信電力を推定する受信電力推定部を備え、
前記受信電力推定部は、
所定の複数の前記プリコーディング行列を用いて算出された複数の前記仮想チャネル行列に基づいて前記受信電力を推定し、
前記伝送制御パラメータ選択部は、
前記仮想チャネル行列毎に推定された前記受信電力を比較して、前記受信電力が最大になる前記プリコーディング行列を選択する仮想チャネル行列選択部と；
サブストリーム毎に推定された前記信号電力対干渉雑音電力比に基づき、サブストリーム毎の前記パケット誤り率が所定値以下になる前記誤り訂正符号化率を選択するチャネル符号化率選択部と；
前記チャネル符号化率選択部により選択された前記誤り訂正符号化率と前記サブストリーム共通の変調方式とに基づき、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と；
所定の複数の前記サブストリーム共通の変調方式について算出された前記伝送速度の合計値を比較し、前記伝送速度の合計値が最大になる前記サブストリーム共通の変調方式を選択する変調方式選択部と；
を含むことを特徴とする、請求項３に記載の通信装置。
【請求項６】
さらに、前記仮想チャネル行列に基づいて受信電力を推定する受信電力推定部を備え、
前記受信電力推定部は、
所定の複数の前記プリコーディング行列を用いて算出された複数の前記仮想チャネル行列に基づいて前記受信電力を推定し、
前記伝送制御パラメータ選択部は、
前記仮想チャネル行列毎に推定された前記受信電力を比較して、最大の前記受信電力に対応する前記プリコーディング行列を選択する仮想チャネル行列選択部と；
前記最大の受信電力と前記雑音電力とに基づき、所定の複数の前記サブストリーム共通の変調方式について信号対雑音電力比を算出し、所定の伝送特性に必要な信号対雑音電力比が、その算出値以下となる前記サブストリーム共通の変調方式の中で変調多値数が最大になる前記サブストリーム共通の変調方式を選択する変調方式選択部と；
所定の複数の前記誤り訂正符号化率と前記サブストリーム共通の変調方式とに基づき、前記誤り訂正符号化率毎に、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と；
サブストリーム毎に推定された前記信号電力対干渉雑音電力比に基づき、サブストリーム毎の前記パケット誤り率が所定値以下になり、かつ、前記伝送速度の合計値が最大と成る前記誤り訂正符号化率を選択するチャネル符号化率選択部と；
を含むことを特徴とする、請求項３に記載の通信装置。
【請求項７】
サブストリーム毎に誤り訂正符号化された送信データを変調マッピングする際に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率を選択することが可能な通信装置であって、
無線伝搬路の伝送特性を表すチャネル行列を用いてサブストリーム毎の受信電力を推定する受信電力推定部と；
前記受信電力及び雑音電力に基づき、前記サブストリーム毎に最尤検出前の信号電力対干渉雑音電力比を推定するＳＩＮＲ推定部と；
前記信号電力対干渉雑音電力比に基づいて推定されるサブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定する伝送制御パラメータ選択部と；
を備えることを特徴とする、通信装置。
【請求項８】
さらに、前記チャネル行列を置換するためのプリコーディング行列を前記チャネル行列に乗積して仮想チャネル行列を生成する仮想チャネル行列生成部を備え、
前記受信電力推定部は、
前記仮想チャネル行列に基づいて前記サブストリーム毎の受信電力を推定し、
前記伝送制御パラメータ選択部は、
前記パケット誤り率が所定値以下になり、かつ、前記全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値が最大になるプリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定することを特徴とする、請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
前記受信電力推定部は、
所定の複数の前記プリコーディング行列を用いて算出された複数の前記仮想チャネル行列に基づいて前記受信電力を推定し、
前記伝送制御パラメータ選択部は、
前記仮想チャネル行列毎に推定された前記受信電力を比較して、最大の前記受信電力に対応する前記プリコーディング行列を選択する仮想チャネル行列選択部と；
前記最大の受信電力と前記雑音電力とに基づき、所定の複数の前記サブストリーム共通の変調方式について信号対雑音電力比を算出し、所定の伝送特性に必要な信号対雑音電力比が、その算出値以下となる前記サブストリーム共通の変調方式の中で変調多値数が最大になる前記サブストリーム共通の変調方式を選択する変調方式選択部と；
所定の複数の前記誤り訂正符号化率と前記サブストリーム共通の変調方式とに基づき、前記誤り訂正符号化率毎に、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と；
サブストリーム毎に推定された前記信号電力対干渉雑音電力比に基づき、サブストリーム毎の前記パケット誤り率が所定値以下になり、かつ、前記伝送速度の合計値が最大と成る前記誤り訂正符号化率を選択するチャネル符号化率選択部と；
を含むことを特徴とする、請求項８に記載の通信装置。
【請求項１０】
さらに、複数の送信アンテナを介して送信された送信信号ベクトルを前記最尤検出により推定する信号検出部を備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１１】
さらに、選択された前記プリコーディング行列、前記サブストリーム共通の変調方式、前記サブストリーム毎のチャネル符号化率、又は算出された前記サブストリーム毎の信号電力対干渉雑音電力比の一部又は全部に関する情報を送信側に帰還する送信部を備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１２】
複数の受信装置から帰還されたプリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、サブストリーム毎の誤り訂正符号化率、及びサブストリーム毎の信号電力対干渉雑音電力比に関する情報を含む伝送制御パラメータを取得し、前記伝送制御パラメータに基づいて、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値が最大になるように前記プリコーディング行列、前記サブストリーム共通の変調方式、前記サブストリーム毎の誤り訂正符号化率、及び各サブストリームに割り当てる送信先の前記受信装置を決定することが可能な通信装置であって、
前記伝送制御パラメータに基づき、前記プリコーディング行列と前記サブストリーム共通の変調方式との組合せが同じ前記受信装置を同じグループに分類する送信先分類部と；
前記同じグループに属する受信装置の中から前記サブストリーム毎の誤り訂正符号化率が最大となる前記受信装置をサブストリーム毎に選択するチャネル符号化率選択部と；
前記各グループに対し、前記サブストリーム毎に選択された前記受信装置に対応する前記サブストリーム毎の誤り符号化率と前記サブストリーム共通の変調方式とに基づいて前記全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と；
前記グループ毎に算出された前記伝送速度の合計値を比較して、前記伝送速度の合計値が最大になる前記プリコーディング行列と前記サブストリーム共通の変調方式とを選択する伝送制御パラメータ選択部と；
を備えることを特徴とする、通信装置。
【請求項１３】
複数の送信アンテナを介して送信信号を送信することが可能な送信装置と、サブストリーム毎に誤り訂正符号化された送信データを変調マッピングして前記送信信号を生成する際に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率を選択することが可能な複数の受信装置と、を含む多入力・多出力方式の信号検出システムであって、
前記各受信装置は、
無線伝搬路の伝送特性を表すチャネル行列を用いてサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定する最小ユークリッド距離推定部と；
前記最小ユークリッド距離及び雑音電力に基づき、前記サブストリーム毎に最尤検出後の信号電力対干渉雑音電力比を推定するＳＩＮＲ推定部と；
前記信号電力対干渉雑音電力比に基づいて推定されるサブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定する伝送制御パラメータ選択部と；
選択された前記サブストリーム共通の変調方式、前記サブストリーム毎の誤り訂正符号化率、及び前記サブストリーム毎の信号電力対干渉雑音電力比に関する情報を含む伝送制御パラメータを前記送信装置に対して送信する送信部と；
を備え、
前記送信装置は、
複数の受信装置から帰還された伝送制御パラメータを受信する受信部と；
前記伝送制御パラメータに基づき、前記プリコーディング行列と前記サブストリーム共通の変調方式との組合せが同じ前記受信装置を同じグループに分類する送信先分類部と；
前記同じグループに属する受信装置の中から前記サブストリーム毎の誤り訂正符号化率が最大となる前記受信装置をサブストリーム毎に選択するチャネル符号化率選択部と；
前記各グループに対し、前記サブストリーム毎に選択された前記受信装置に対応する前記サブストリーム毎の誤り符号化率と前記サブストリーム共通の変調方式とに基づいて前記全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と；
前記グループ毎に算出された前記伝送速度の合計値を比較して、前記伝送速度の合計値が最大になる前記プリコーディング行列と前記サブストリーム共通の変調方式とを選択する伝送制御パラメータ選択部と；
を備えることを特徴とする、信号検出システム。
【請求項１４】
サブストリーム毎に誤り訂正符号化された送信データを変調マッピングする際に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率を選択することが可能な通信方法であって、
無線伝搬路の伝送特性を表すチャネル行列を用いてサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定する最小ユークリッド距離推定工程と；
前記最小ユークリッド距離及び雑音電力に基づき、前記サブストリーム毎に最尤検出後の信号電力対干渉雑音電力比を推定するＳＩＮＲ推定工程と；
前記信号電力対干渉雑音電力比に基づいて推定されるサブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定する伝送制御パラメータ選択工程と；
を含むことを特徴とする、通信方法。
【請求項１５】
サブストリーム毎に誤り訂正符号化された送信データを変調マッピングする際に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率を選択することが可能な通信方法であって、
無線伝搬路の伝送特性を表すチャネル行列を用いてサブストリーム毎の受信電力を推定する受信電力推定工程と；
前記受信電力及び雑音電力に基づき、前記サブストリーム毎に最尤検出前の信号電力対干渉雑音電力比を推定するＳＩＮＲ推定工程と；
前記信号電力対干渉雑音電力比に基づいて推定されるサブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定する伝送制御パラメータ選択工程と；
を含むことを特徴とする、通信方法。
【請求項１６】
複数の受信装置から帰還されたプリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、サブストリーム毎の誤り訂正符号化率、及びサブストリーム毎の信号電力対干渉雑音電力比に関する情報を含む伝送制御パラメータを取得し、前記伝送制御パラメータに基づいて、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値が最大になるように前記プリコーディング行列、前記サブストリーム共通の変調方式、前記サブストリーム毎の誤り訂正符号化率、及び各サブストリームに割り当てる送信先の前記受信装置を決定することが可能な通信方法であって、
前記伝送制御パラメータに基づき、前記プリコーディング行列と前記サブストリーム共通の変調方式との組合せが同じ前記受信装置を同じグループに分類する送信先分類工程と；
前記同じグループに属する受信装置の中から前記サブストリーム毎の誤り訂正符号化率が最大となる前記受信装置をサブストリーム毎に選択するチャネル符号化率選択工程と；
前記各グループに対し、前記サブストリーム毎に選択された前記受信装置に対応する前記サブストリーム毎の誤り符号化率と前記サブストリーム共通の変調方式とに基づいて前記全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算工程と；
前記グループ毎に算出された前記伝送速度の合計値を比較して、前記伝送速度の合計値が最大になる前記プリコーディング行列と前記サブストリーム共通の変調方式とを選択する伝送制御パラメータ選択工程と；
を含むことを特徴とする、通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無線通信の高速化技術の一つとして、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）方式の信号伝送技術が知られている。この方式は、文字通り、複数のアンテナを用いた信号の入出力を基本としている。この方式の特徴は、異なる複数のアンテナを利用して、同じタイミング、かつ、同じ周波数で複数の送信データを一度に送信することが可能な点にある。同時に送信可能なチャネルが増加すれば、増加したチャネルの分だけ、単位時間当たりに送信可能な通信量を増加することができるため、実質的に通信速度を向上させることが可能になる。また、この方式は、通信速度が向上しても、使用する周波数帯域が増加しないという利点を有する。
【０００３】
しかし、上記のように、同一周波数の搬送波成分を有する複数の変調信号が同時に送信されるため、受信側では、混信した変調信号を分離する装置が必要になる。ＭＩＭＯ方式の場合、無線伝送路の伝送特性を表すチャネル行列を用いて、変調信号の分離が行われる。このチャネル行列は、例えば、パイロットシンボルを用いたチャネル推定方式などにより検出することが可能である。
【０００４】
しかし、チャネル行列の構成によっては、ノイズ等の影響により、送信時の各変調信号を精度良く再現できない場合がある。そのため、ＭＩＭＯ信号検出の精度を向上させるべく様々な研究がなされ、その成果が公表されている。その中でも、複数の受信装置を含むマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムに関する信号検出方式として、例えば、下記の非特許文献１には、受信装置における信号検出手段としてＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｅｒｒｏｒ）検出を利用し、プリコーダ毎又は変調方式毎にＭＭＳＥ検波後のＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を算出する方法が開示されている。また、これらの情報を送信装置に帰還し、送信装置において当該情報に基づいた伝送制御を行うことによって伝送特性を向上させる方法が開示されている。
【０００５】
【非特許文献１】Ｊ．Ｓ．Ｋｉｍ，  Ｈ．Ｋｉｍ，  Ｃ．Ｓ．Ｐａｒｋ  ａｎｄ  Ｋ．Ｂ．Ｌｅｅ，“Ｏｎ  ｔｈｅ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｉｎ  ＷＣＤＭＡ／ＨＳＤＰＡ：  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ，ｆｅｅｄｂａｃｋ  ａｎｄ  ｕｓｅｒ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ”,ＩＥＩＣＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，ｖｏｌ．Ｅ８９−Ｂ，ｎｏ．８，ｐｐ．２１６１−２１６９，Ａｕｇｕｓｔ  ２００６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の非特許文献１に開示されている信号検出方式を用いる場合には、信号検出手段にＭＭＳＥ検出を利用するため、例えば、プリコーダ、変調方式、及びチャネル復号化率等の伝送制御パラメータをサブストリーム毎に最適化することが容易である。しかし、ＭＭＳＥ検出よりも伝送特性に優れるＭＬＤ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法を当該信号検出手段に利用しようとすると、上記の伝送制御パラメータをサブストリーム毎に最適化することが難しいため、ＭＬＤ法に基づく信号検出アルゴリズムをマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムの受信装置に適用できないという問題があった。
【０００７】
そこで、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、マルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムを構成する受信装置において、伝送特性に優れる最尤検出を用いて通信品質を向上させることが可能な、新規かつ改良された通信装置、及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、サブストリーム毎に誤り訂正符号化された送信データを変調マッピングする際に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率を選択することが可能な通信装置が提供される。この通信装置は、無線伝搬路の伝送特性を表すチャネル行列を用いてサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定する最小ユークリッド距離推定部と、最小ユークリッド距離及び雑音電力に基づき、サブストリーム毎に最尤検出後の信号電力対干渉雑音電力比を推定するＳＩＮＲ推定部と、信号電力対干渉雑音電力比に基づいて推定されるサブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定する伝送制御パラメータ選択部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記の伝送制御パラメータ選択部は、サブストリーム毎に推定された信号電力対干渉雑音電力比に基づき、サブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になる誤り訂正符号化率を選択するチャネル符号化率選択部と、チャネル符号化率選択部により選択された誤り訂正符号化率とサブストリーム共通の変調方式とに基づき、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と、所定の複数のサブストリーム共通の変調方式について算出された伝送速度の合計値を比較し、伝送速度の合計値が最大になるサブストリーム共通の変調方式を選択する変調方式選択部と、を含んでいてもよい。
【００１０】
さらに、チャネル行列を置換するためのプリコーディング行列を当該チャネル行列に乗積して仮想チャネル行列を生成する仮想チャネル行列生成部を備えていてもよい。また、上記の最小ユークリッド距離推定部は、仮想チャネル行列に基づいてサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定してもよい。さらに、上記の伝送制御パラメータ選択部は、パケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値が最大になるプリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定してもよい。
【００１１】
上記の伝送制御パラメータ選択部は、サブストリーム毎に推定された信号電力対干渉雑音電力比に基づき、サブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になる誤り訂正符号化率を選択するチャネル符号化率選択部と、チャネル符号化率選択部により選択された誤り訂正符号化率とサブストリーム共通の変調方式とに基づき、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と、所定の複数のサブストリーム共通の変調方式及びプリコーディング行列の組合せについて算出された伝送速度の合計値を比較し、伝送速度の合計値が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びプリコーディング行列を選択するプリコーダ・変調方式選択部と、を含んでいてもよい。
【００１２】
さらに、仮想チャネル行列に基づいて受信電力を推定する受信電力推定部を備えていてもよい。また、上記の受信電力推定部は、所定の複数のプリコーディング行列を用いて算出された複数の仮想チャネル行列に基づいて受信電力を推定してもよい。さらに、上記の伝送制御パラメータ選択部は、仮想チャネル行列毎に推定された受信電力を比較して、受信電力が最大になるプリコーディング行列を選択する仮想チャネル行列選択部と、サブストリーム毎に推定された信号電力対干渉雑音電力比に基づき、サブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になる誤り訂正符号化率を選択するチャネル符号化率選択部と、チャネル符号化率選択部により選択された誤り訂正符号化率とサブストリーム共通の変調方式とに基づき、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と、所定の複数のサブストリーム共通の変調方式について算出された伝送速度の合計値を比較し、伝送速度の合計値が最大になるサブストリーム共通の変調方式を選択する変調方式選択部と、を含んでいてもよい。
【００１３】
さらに、仮想チャネル行列に基づいて受信電力を推定する受信電力推定部を備えていてもよい。また、上記の受信電力推定部は、所定の複数のプリコーディング行列を用いて算出された複数の仮想チャネル行列に基づいて受信電力を推定してもよい。さらに、伝送制御パラメータ選択部は、仮想チャネル行列毎に推定された受信電力を比較して、最大の受信電力に対応するプリコーディング行列を選択する仮想チャネル行列選択部と、最大の受信電力と雑音電力とに基づき、所定の複数のサブストリーム共通の変調方式について信号対雑音電力比を算出し、所定の伝送特性に必要な信号対雑音電力比が、その算出値以下となるサブストリーム共通の変調方式の中で変調多値数が最大になるサブストリーム共通の変調方式を選択する変調方式選択部と、所定の複数の誤り訂正符号化率とサブストリーム共通の変調方式とに基づき、誤り訂正符号化率毎に、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と、サブストリーム毎に推定された信号電力対干渉雑音電力比に基づき、サブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、伝送速度の合計値が最大と成る誤り訂正符号化率を選択するチャネル符号化率選択部と、を含んでいてもよい。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、サブストリーム毎に誤り訂正符号化された送信データを変調マッピングする際に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率を選択することが可能な通信装置が提供される。この通信装置は、無線伝搬路の伝送特性を表すチャネル行列を用いてサブストリーム毎の受信電力を推定する受信電力推定部と、受信電力及び雑音電力に基づき、サブストリーム毎に最尤検出前の信号電力対干渉雑音電力比を推定するＳＩＮＲ推定部と、信号電力対干渉雑音電力比に基づいて推定されるサブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定する伝送制御パラメータ選択部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、チャネル行列を置換するためのプリコーディング行列を当該チャネル行列に乗積して仮想チャネル行列を生成する仮想チャネル行列生成部を備えていてもよい。また、上記の受信電力推定部は、仮想チャネル行列に基づいてサブストリーム毎の受信電力を推定してもよい。さらに、上記の伝送制御パラメータ選択部は、パケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値が最大になるプリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定してもよい。
【００１６】
また、上記の受信電力推定部は、所定の複数のプリコーディング行列を用いて算出された複数の仮想チャネル行列に基づいて受信電力を推定してもよい。さらに、上記の伝送制御パラメータ選択部は、仮想チャネル行列毎に推定された受信電力を比較して、最大の受信電力に対応するプリコーディング行列を選択する仮想チャネル行列選択部と、最大の受信電力と雑音電力とに基づき、所定の複数のサブストリーム共通の変調方式について信号対雑音電力比を算出し、所定の伝送特性に必要な信号対雑音電力比が、その算出値以下となる前記サブストリーム共通の変調方式の中で変調多値数が最大になる前記サブストリーム共通の変調方式を選択する変調方式選択部と、所定の複数の誤り訂正符号化率とサブストリーム共通の変調方式とに基づき、誤り訂正符号化率毎に、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と、サブストリーム毎に推定された信号電力対干渉雑音電力比に基づき、サブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、伝送速度の合計値が最大と成る誤り訂正符号化率を選択するチャネル符号化率選択部と、を含んでいてもよい。
【００１７】
さらに、複数の送信アンテナを介して送信された送信信号ベクトルを最尤検出により推定する信号検出部を備えていてもよい。
【００１８】
さらに、選択されたプリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、サブストリーム毎のチャネル符号化率、又は算出されたサブストリーム毎の信号電力対干渉雑音電力比の一部又は全部に関する情報を送信側に帰還する送信部を備えていてもよい。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の受信装置から帰還されたプリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、サブストリーム毎の誤り訂正符号化率、及びサブストリーム毎の信号電力対干渉雑音電力比に関する情報を含む伝送制御パラメータを取得し、伝送制御パラメータに基づいて、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値が最大になるようにプリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、サブストリーム毎の誤り訂正符号化率、及び各サブストリームに割り当てる送信先の受信装置を決定することが可能な通信装置が提供される。この通信装置は、伝送制御パラメータに基づき、プリコーディング行列とサブストリーム共通の変調方式との組合せが同じ受信装置を同じグループに分類する送信先分類部と、同じグループに属する受信装置の中からサブストリーム毎の誤り訂正符号化率が最大となる受信装置をサブストリーム毎に選択するチャネル符号化率選択部と、各グループに対し、サブストリーム毎に選択された受信装置に対応するサブストリーム毎の誤り符号化率とサブストリーム共通の変調方式とに基づいて全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と、グループ毎に算出された伝送速度の合計値を比較して、伝送速度の合計値が最大になるプリコーディング行列とサブストリーム共通の変調方式とを選択する伝送制御パラメータ選択部と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の送信アンテナを介して送信信号を送信することが可能な送信装置と、サブストリーム毎に誤り訂正符号化された送信データを変調マッピングして送信信号を生成する際に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率を選択することが可能な複数の受信装置と、を含む多入力・多出力方式の信号検出システムが提供される。この信号検出システムが含む各受信装置は、無線伝搬路の伝送特性を表すチャネル行列を用いてサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定する最小ユークリッド距離推定部と、最小ユークリッド距離及び雑音電力に基づき、サブストリーム毎に最尤検出後の信号電力対干渉雑音電力比を推定するＳＩＮＲ推定部と、信号電力対干渉雑音電力比に基づいて推定されるサブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定する伝送制御パラメータ選択部と、選択されたサブストリーム共通の変調方式、サブストリーム毎の誤り訂正符号化率、及びサブストリーム毎の信号電力対干渉雑音電力比に関する情報を含む伝送制御パラメータを送信装置に対して送信する送信部と、を備えていてもよい。さらに、上記の送信装置は、複数の受信装置から帰還された伝送制御パラメータを受信する受信部と、伝送制御パラメータに基づき、プリコーディング行列とサブストリーム共通の変調方式との組合せが同じ受信装置を同じグループに分類する送信先分類部と、同じグループに属する受信装置の中からサブストリーム毎の誤り訂正符号化率が最大となる受信装置をサブストリーム毎に選択するチャネル符号化率選択部と、各グループに対し、サブストリーム毎に選択された受信装置に対応するサブストリーム毎の誤り符号化率とサブストリーム共通の変調方式とに基づいて全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算部と、グループ毎に算出された伝送速度の合計値を比較して、伝送速度の合計値が最大になるプリコーディング行列とサブストリーム共通の変調方式とを選択する伝送制御パラメータ選択部と、を備えていてもよい。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、サブストリーム毎に誤り訂正符号化された送信データを変調マッピングする際に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率を選択することが可能な通信方法が提供される。この通信方法は、無線伝搬路の伝送特性を表すチャネル行列を用いてサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定する最小ユークリッド距離推定工程と、最小ユークリッド距離及び雑音電力に基づき、サブストリーム毎に最尤検出後の信号電力対干渉雑音電力比を推定するＳＩＮＲ推定工程と、信号電力対干渉雑音電力比に基づいて推定されるサブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定する伝送制御パラメータ選択工程と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、サブストリーム毎に誤り訂正符号化された送信データを変調マッピングする際に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率を選択することが可能な通信方法が提供される。この通信方法は、無線伝搬路の伝送特性を表すチャネル行列を用いてサブストリーム毎の受信電力を推定する受信電力推定工程と、受信電力及び雑音電力に基づき、サブストリーム毎に最尤検出前の信号電力対干渉雑音電力比を推定するＳＩＮＲ推定工程と、信号電力対干渉雑音電力比に基づいて推定されるサブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定する伝送制御パラメータ選択工程と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の受信装置から帰還されたプリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、サブストリーム毎の誤り訂正符号化率、及びサブストリーム毎の信号電力対干渉雑音電力比に関する情報を含む伝送制御パラメータを取得し、伝送制御パラメータに基づいて、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値が最大になるようにプリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、サブストリーム毎の誤り訂正符号化率、及び各サブストリームに割り当てる送信先の受信装置を決定することが可能な通信方法が提供される。この通信方法は、伝送制御パラメータに基づき、プリコーディング行列とサブストリーム共通の変調方式との組合せが同じ受信装置を同じグループに分類する送信先分類工程と、同じグループに属する受信装置の中からサブストリーム毎の誤り訂正符号化率が最大となる受信装置をサブストリーム毎に選択するチャネル符号化率選択工程と、各グループに対し、サブストリーム毎に選択された受信装置に対応するサブストリーム毎の誤り符号化率とサブストリーム共通の変調方式とに基づいて全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算工程と、グループ毎に算出された伝送速度の合計値を比較して、伝送速度の合計値が最大になるプリコーディング行列とサブストリーム共通の変調方式とを選択する伝送制御パラメータ選択工程と、を含むことを特徴とする。
【００２４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、サブストリーム毎に誤り訂正符号化された送信データを変調マッピングする際に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率を選択する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。このプログラムは、無線伝搬路の伝送特性を表すチャネル行列を用いてサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定する最小ユークリッド距離推定機能と、最小ユークリッド距離及び雑音電力に基づき、サブストリーム毎に最尤検出後の信号電力対干渉雑音電力比を推定するＳＩＮＲ推定機能と、信号電力対干渉雑音電力比に基づいて推定されるサブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定する伝送制御パラメータ選択機能と、をコンピュータに実現させるためのプログラムである。
【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、サブストリーム毎に誤り訂正符号化された送信データを変調マッピングする際に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率を選択する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。このプログラムは、無線伝搬路の伝送特性を表すチャネル行列を用いてサブストリーム毎の受信電力を推定する受信電力推定機能と、受信電力及び雑音電力に基づき、サブストリーム毎に最尤検出前の信号電力対干渉雑音電力比を推定するＳＩＮＲ推定機能と、信号電力対干渉雑音電力比に基づいて推定されるサブストリーム毎のパケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計が最大になるサブストリーム共通の変調方式及びサブストリーム毎の誤り訂正符号化率を決定する伝送制御パラメータ選択機能と、をコンピュータに実現させるためのプログラムである。
【００２６】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の受信装置から帰還されたプリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、サブストリーム毎の誤り訂正符号化率、及びサブストリーム毎の信号電力対干渉雑音電力比に関する情報を含む伝送制御パラメータを取得し、伝送制御パラメータに基づいて、全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値が最大になるようにプリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、サブストリーム毎の誤り訂正符号化率、及び各サブストリームに割り当てる送信先の受信装置を決定する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。このプログラムは、伝送制御パラメータに基づき、プリコーディング行列とサブストリーム共通の変調方式との組合せが同じ受信装置を同じグループに分類する送信先分類機能と、同じグループに属する受信装置の中からサブストリーム毎の誤り訂正符号化率が最大となる受信装置をサブストリーム毎に選択するチャネル符号化率選択機能と、各グループに対し、サブストリーム毎に選択された受信装置に対応するサブストリーム毎の誤り符号化率とサブストリーム共通の変調方式とに基づいて全てのサブストリームに対する伝送速度の合計値を算出する伝送速度計算機能と、グループ毎に算出された伝送速度の合計値を比較して、伝送速度の合計値が最大になるプリコーディング行列とサブストリーム共通の変調方式とを選択する伝送制御パラメータ選択機能と、をコンピュータに実現させるためのプログラムである。
【００２７】
以上の構成により、マルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムを構成する受信装置において、信号検出手段に最尤検出を利用することが可能になり、より高い伝送特性を実現することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように本発明によれば、マルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムを構成する受信装置において、伝送特性に優れる最尤検出を用いることが可能になり、通信品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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、本明細書及び図面において、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。
【００３０】
＜一般的なマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムの構成例＞
まず、本発明の好適な実施形態について説明するのに先立ち、本実施形態の構成と一般的な構成との相違点を明確にするため、マルチユーザＭＩＭＯ信号検出システム１０の一般的な構成例について、図１を参照しながら簡単に説明する。図１は、マルチユーザＭＩＭＯ信号検出システム１０の一般的な構成例を示す説明図である。なお、図中には明示しないが、送信装置２及び受信装置４は、そのハードウェア構成として、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ、又は記憶デバイス等を含んでいてもよい。但し、上記の記憶デバイスは、例えば、ハードディスク、半導体メモリ、光記録媒体、又は磁気記録媒体等であってもよいし、上記のメモリは、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、又はその他の記憶デバイス等であってもよい。そして、上記の各構成要素が実現する機能は、メモリ又は他の記憶デバイス等に記録されたプログラムに基づいてＣＰＵにより実現されてもよいし、専用のハードウェアにより実現されてもよい。
【００３１】
図１を参照すると、マルチユーザＭＩＭＯ信号検出システム１０は、主に、送信装置２と、複数の受信装置４と、により構成される。但し、図１には、ユーザ＃１に対応する受信装置４の構成例のみを明示したが、他の受信装置４も同様の機能構成を有するものとする。なお、以下では、各送信アンテナブランチから送信される信号系列をサブストリームと呼び、１つの誤り訂正符号で符号化されて変調マッピングされるデータ系列をパケットと呼ぶことにする。
【００３２】
［送信装置２の構成例］
まず、送信装置２の構成例について説明する。
送信装置２は、主に、スケジューリング部１２と、チャネル符号化部１４と、変調マッピング部１６と、プリコーディング部１８と、送信アンテナ２０とにより構成される。
【００３３】
（スケジューリング部１２）
まず、スケジューリング部１２は、複数の受信装置４から帰還された伝送制御パラメータを取得する。この伝送制御パラメータには、主に、サブストリーム毎のチャネル符号化率、サブストリーム毎の変調方式、及びプリコーディング行列が含まれる。また、この伝送制御パラメータは、後述するように、各受信装置４において、全サブストリームの伝送速度が最大となるように組み合わせて選択されたパラメータである。従って、スケジューリング部１２は、各受信装置４から帰還された伝送制御パラメータを参照し、まず、同じプリコーディング行列を用いる受信装置４を複数のグループに分類し、同じグループに属する受信装置４を送信先とするパケットを同時に送信するようにタイミング調整をする。さらに、スケジューリング部１２は、各タイミングに応じて、全サブストリームの伝送速度が最大になるように、各サブストリームに受信装置４を割り当てた上で、サブストリーム毎の変調方式、及びサブストリーム毎のチャネル符号化率を決定する。そして、スケジューリング部１２は、決定した各伝送制御パラメータに基づき、後述するチャネル符号化部１４、変調マッピング部１６、及びプリコーディング部１８を制御する。
【００３４】
（チャネル符号化部１４）
まず、チャネル符号化部１４は、スケジューリング部１２により決定されたサブストリーム毎のチャネル符号化率に基づいて送信データを符号化する。その後、チャネル符号化部１４は、変調マッピング部１６に対して符号化された送信データを伝送する。なお、チャネル符号化部１４は、例えば、サブストリーム毎に形成されていてもよい。
【００３５】
（変調マッピング部１６）
次いで、変調マッピング部１６は、スケジューリング部１２により決定されたサブストリーム毎の変調方式に基づき、チャネル符号化部１４により符号化された各送信データを変調信号点にマッピングして各送信信号を生成する。このとき、各サブストリームに対応する送信データは、サブストリーム毎の変調方式に基づいて変調マッピングされる。その後、変調マッピング部１６は、送信信号をプリコーディング部１８に伝送する。
【００３６】
（プリコーディング部１８）
次いで、プリコーディング部１８は、スケジューリング部１２により選択されたプリコーディング行列に送信信号ベクトルを積算して置換する。例えば、各プリコーディング行列は、ＮＴ行Ｍ列（ＮＴは送信アンテナ数、Ｍはサブストリーム数）により構成される。そして、プリコーディング部１８は、Ｍ個の送信信号を成分とする送信信号ベクトルを当該プリコーディング行列に作用させてＮＴ個の成分をもつ置換後の送信信号ベクトルを生成する。その後、置換後の送信信号ベクトルの各成分は、送信アンテナ１１０を介して送信される。
【００３７】
［受信装置４の構成例］
次に、受信装置４の構成例について説明する。
受信装置４は、主に、受信アンテナ３２と、ＭＭＳＥ部３４と、ＬＬＲ計算部３６と、チャネル復号部３８と、伝送制御パラメータ算出部４０と、により構成される。
【００３８】
（ＭＭＳＥ部３４）
まず、ＭＭＳＥ部３４は、受信アンテナ３２により受信された受信信号から、ＭＭＳＥ検出を利用して各サブストリームに対応する送信信号を検出する。また、ＭＭＳＥ部３４は、ＭＭＳＥ検出された送信信号ベクトルを伝送制御パラメータ算出部４０に伝送する。
【００３９】
（ＬＬＲ計算部３６、チャネル復号部３８）
次いで、ＬＬＲ計算部３６は、ＭＭＳＥ検出された送信信号ベクトルを変調デマッピングし、ビット毎の対数尤度比（ＬＬＲ；Ｌｏｇ−Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ−Ｒａｔｉｏ）を算出する。次いで、チャネル復号部３８は、送信信号ベクトルを変調デマッピングして得られた送信データに対して誤り訂正の復号を行うことによりパケットデータを再生する。
【００４０】
（伝送制御パラメータ算出部４０）
また、伝送制御パラメータ算出部４０は、各送信信号に付加されたパイロットシンボル等に基づいて推定された無線伝送路の伝送特性を表すチャネル行列と所定のプリコーディング行列とを用いて仮想的なチャネル行列を算出する。このとき、伝送制御パラメータ算出部４０は、複数のプリコーディング行列を用いて複数の仮想的なチャネル行列を算出する。なお、プリコーディング行列は、予め設定された複数のプリコーディング行列の中から選択できるものである。さらに、伝送制御パラメータ算出部４０は、複数の仮想的なチャネル行列を用いて、各々に対するサブストリーム毎のＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を推定する。
【００４１】
その後、伝送制御パラメータ算出部４０は、仮想的なチャネル行列の各々に対するサブストリーム毎のＳＩＮＲを参照し、パケット誤り率（ＰＥＲ；Ｐａｃｋｅｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）が所定値以下になる変調方式とチャネル符号化率との組合せを抽出する。さらに、伝送制御パラメータ算出部４０は、抽出された変調方式とチャネル符号化率との組合せの中から、全サブストリームの伝送速度が最大となる組合せを選択する。このとき、全サブストリームの伝送速度とは、サブストリーム毎の伝送速度を合算した伝送速度の総和である。さらに、伝送制御パラメータ算出部４０は、全サブストリームの伝送速度が最大になるプリコーダを選択する。
【００４２】
その後、伝送制御パラメータ算出部４０は、伝送制御パラメータとして、選択されたプリコーダの種類を表すプリコーダインデックス、サブストリーム毎の変調方式を表す変調方式インデックス、及びサブストリーム毎のＳＩＮＲの一部又は全部を送信装置２に帰還する。なお、受信装置４は、上記の伝送制御パラメータを送信装置２に送信するための送信部を別途備えてもよい。
【００４３】
以上、マルチユーザＭＩＭＯ信号検出システム１０を構成する送信装置２及び受信装置４の構成例について説明した。このように、一般的なマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システム１０においては、受信装置４にＭＭＳＥ検出法に基づく信号検出アルゴリズムが用いられることが前提になっている。確かに、ＭＭＳＥ検出法は、所望しないサブストリームを抑制することが可能であり、ＭＩＭＯチャネルをサブストリーム毎の独立な伝送路に変換できる。さらに、サブストリーム毎に個別のチャネル推定を行えるため、サブストリーム毎に伝送速度（変調方式及びチャネル符号化率）を制御することが容易である。
【００４４】
しかし、ＭＭＳＥ検出法は、最尤検出（ＭＬＤ）法に比較すると伝送特性が大幅に劣るという根本的な問題がある。一方で、マルチユーザＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯ信号検出手段にＭＬＤ法を適用する際には以下に列挙する問題点が存在する。
【００４５】
（問題点１）最尤検出後にサブストリーム毎の伝送特性を推定するのが困難である。その結果、精度良くサブストリーム毎の伝送速度を制御することが不可能である。
（問題点２）ＭＬＤ法は全サブストリームの同時推定方式である。そのため、あるサブストリームの変調方式が変更されると他のサブストリームの伝送特性が影響される。
（問題点３）あるサブストリームが未知の変調方式を利用している他の受信装置に割り当てられている場合に最尤検出が実行できない。
【００４６】
そこで、本件出願人は、上記の問題に対する有効な解決手段を開発しており、以下にその好適な実施形態に係るマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システム、及びこれに含まれる送信装置及び受信装置の構成例を開示する。
【００４７】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係るマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムの構成について説明する。本実施形態に係るマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムは、当該システムに含まれる複数の受信装置の各々がＭＬＤ法に基づく信号分離アルゴリズムに基づく信号検出手段を備える点に特徴を有する。以下では、図２及び図３を参照しながら、このようなマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムを実現するための送信装置及び受信装置の構成について詳細に説明する。図２は、本実施形態に係るマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システム１０００の構成を示す説明図である。また、図３は、本実施形態に係る受信装置２００が備える伝送制御パラメータ算出部２１０の構成を示す説明図である。
【００４８】
図２を参照すると、本実施形態に係るマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システム１０００は、送信装置１００と、複数の受信装置２００と、により構成される。図２には、ユーザ＃１に対応する受信装置２００についてのみ機能構成が明示してあるが、他のユーザ＃２〜＃Ｋに対応する受信装置２００についても同様の機能構成を有するものとする。なお、送信装置１００及び受信装置２００は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、及び記憶デバイス等を備えていてもよく、各装置に含まれる各構成要素の機能は、メモリ又は記憶デバイス等に格納されたプログラム等に基づいてＣＰＵ等により実現されてもよいし、構成要素毎に専用のハードウェアにより実現されてもよい。
【００４９】
［受信装置２００の構成例］
まず、受信装置２００の構成について説明する。
図２を参照すると、受信装置２００は、主に、ＭＬＤ部２０４と、ＬＬＲ計算部２０６と、チャネル復号部２０８と、伝送制御パラメータ算出部２１０と、により構成される。既に述べたように、受信装置２００の特徴は信号分離アルゴリズムにＭＬＤ法を用いる点にある。そこで、この機能を実現させるために必要な伝送制御パラメータ算出部２１０の構成について、図３を参照しながら詳細に説明する。まず、これに先立ち、図２を参照しながら他の構成要素についても簡単に説明する。
【００５０】
（ＭＬＤ部２０４）
まず、ＭＬＤ部２０４は、受信アンテナ２０２により受信された受信信号から、ＭＬＤ法に基づく信号分離アルゴリズムを利用して各サブストリームに対応する送信信号を検出する。その後、ＭＬＤ部２０２は、推定された送信信号ベクトルをＬＬＲ計算部２０６に伝送する。なお、ＭＬＤ部２０４は、自己に割り当てられたサブストリームのみを分離して送信信号を検出してもよい。例えば、第１番目の受信装置２００にサブストリーム＃１〜＃ｍ（ｍ＜Ｍ）が割り当てられていたならば、第１番目の受信装置２００が備えるＭＬＤ部２０４は、サブストリーム＃（ｍ＋１）〜＃Ｍの分離を行わなくてもよい（例えば、図９を参照）。
【００５１】
（ＬＬＲ計算部２０６、チャネル復号部２０８）
次いで、ＬＬＲ計算部２０６は、ＭＬＤ部２０４により検出された送信信号ベクトルを変調デマッピングし、ビット毎の対数尤度比（ＬＬＲ；Ｌｏｇ−Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ−Ｒａｔｉｏ）を算出する。次いで、チャネル復号部２０８は、送信信号ベクトルを変調デマッピングして得られた送信データに対し、誤り訂正の復号を行ってパケットデータを再生する。
【００５２】
（伝送制御パラメータ算出部２１０）
次いで、伝送制御パラメータ算出部２１０は、ＭＬＤ検出後のＳＩＮＲを参照しながら、全サブストリームの伝送速度が最大となるように、プリコーディング行列、サブストリーム共通の変調方式、及びサブストリーム毎のチャネル符号化率を抽出する。
【００５３】
より詳細に、図３を参照しながら、伝送制御パラメータ算出部２１０について説明する。図３を参照すると、伝送制御パラメータ算出部２１０は、プリコーディング行列入力部２１２と、チャネル行列入力部２１４と、仮想チャネル行列生成部２１６と、変調方式毎・サブストリーム毎最小ユークリッド距離推定部２１８と、変調方式毎・サブストリーム毎チャネル符号化率選択部２２０と、変調方式毎全サブストリーム伝送速度計算部２２２と、プリコーダ・変調方式選択部２２４と、により構成される。
【００５４】
（プリコーディング行列入力部２１２）
まず、プリコーディング行列入力部２１２は、予め設定された複数のプリコーディング行列の中から所定のプリコーディング行列を仮想チャネル行列生成部２１６に入力する。なお、プリコーディング行列の情報は、送信装置１００及び受信装置２００により共有されており、互いにプリコーディング行列の種類を示すプリコーディングインデックスを指定することにより、所定のプリコーディング行列を特定することが可能である。但し、予め設定された複数のプリコーディング行列が送信装置１００及び受信装置２００に与えられてもよいが、例えば、送信装置１００又は受信装置２００において、所定の方法によりプリコーディング行列が生成され、当該プリコーディング行列の情報を両者で共有すべく相手側の装置に送信されてもよい。
【００５５】
（チャネル行列入力部２１４）
一方、チャネル行列入力部２１４は、無線伝送路の伝送特性を表すチャネル行列を仮想チャネル行列生成部２１６に入力する。このチャネル行列は、図示しないチャネル推定部により、例えば、送信信号に付加されたパイロットシンボル等に基づいて推定することが可能である。
【００５６】
（仮想チャネル行列生成部２１６）
次いで、仮想チャネル行列生成部２１６は、プリコーディング行列入力部２１２により入力された複数のプリコーディング行列と、チャネル行列入力部２１４から入力されたチャネル行列とを用いて、複数の仮想的なチャネル行列を算出する。以下、この仮想的なチャネル行列のことを仮想チャネル行列と呼ぶことにする。つまり、仮想チャネル行列生成部２１６は、プリコーディング行列にチャネル行列を乗積することにより、仮想チャネル行列を算出することができる。そして、仮想チャネル行列生成部２１６は、算出された複数の仮想チャネル行列を変調方式毎・サブストリーム毎最小ユークリッド距離推定部２１８に伝送する。
【００５７】
（変調方式毎・サブストリーム毎最小ユークリッド距離推定部２１８）
次いで、変調方式毎・サブストリーム毎最小ユークリッド距離推定部２１８（以下、最小ユークリッド距離推定部２１８）は、複数の仮想チャネル行列を用いて、それぞれ、所定の変調方式に対するサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定する。この構成により、サブストリーム毎の伝送特性を精度良く評価することが可能になり、上記の（問題点１）を解決することができる。
【００５８】
一般に、サブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定するのは大変困難である。例えば、ある方式によると、所定の変調方式の信号点配置に含まれる全ての変調信号点について、異なる２つの変調シンボルの差分である差分変調シンボルを算出し、差分変調シンボルの組合せで構成される多数の差分変調シンボルベクトルの各々についてユークリッド距離を計算しなくてはならない。その後、各サブストリームに対応する差分変調シンボルが０とならない差分変調シンボルベクトルの中からユークリッド距離が最小となる差分変調シンボルベクトルを選択する。そして、この差分変調シンボルベクトルに対応するユークリッド距離を最小ユークリッド距離と決定する。
【００５９】
この方式に基づくと、変調多値数をＭ、送信アンテナ数をＮＴとしたときに、差分変調シンボルベクトルの組合せ数はＭＮＴ通りと表現される。例えば、送信アンテナ数が４、変調方式が１６ＱＡＭの場合には、４９４＝５，７６４，８０１通りの組合せについてユークリッド距離を計算しなくてはならない。その結果、計算量が膨大になり、実施するのが極めて困難になる。
【００６０】
しかし、本件出願人は、上記の問題に対する極めて有効な解決手段を開発しており、既に日本国特許庁に出願している（特願２００６−２８２３７６）。この中で、本件出願人は、チャネル行列をユニタリ行列と上三角行列とにＱＲ分解し、この上三角行列の各行ベクトルに対応する各ユークリッド距離が小さくなるように、差分変調シンボルベクトルの候補を選別した上で、所定の条件の下、これに対応するユークリッド距離が最小となる差分変調シンボルベクトルを抽出するトレリス探索アルゴリズムを提案している。このアルゴリズムに基づいて抽出された差分変調シンボルに対応するユークリッド距離が所望の最小ユークリッド距離となる。なお、この方式に基づくと、送信アンテナ数が４、変調方式が１６ＱＡＭの場合で約２２,５００倍の高速化を図ることが可能になる。
【００６１】
そこで、最小ユークリッド距離推定部２１８は、上記のアルゴリズムを用いてサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定する。もちろん、最小ユークリッド距離推定部２１８は、他のアルゴリズムに基づいてサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定してもよい。このように、最小ユークリッド距離推定部２１８は、所定の変調方式に対して、サブストリーム毎の最小ユークリッド距離を算出することができる。なお、所定の変調方式とは、送信装置１００及び受信装置２００において予め使用することが決定されている一又は複数の変調方式であってもよい。従って、最小ユークリッド距離推定部２１８は、このような変調方式の各々についてサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を算出する。その後、最小ユークリッド距離推定部２１８は、算出された各最小ユークリッド距離の情報を変調方式毎・サブストリーム毎チャネル符号化率選択部２２０に伝送する。
【００６２】
（変調方式毎・サブストリーム毎チャネル符号化率選択部２２０）
次いで、変調方式毎・サブストリーム毎チャネル符号化率選択部２２０（以下、チャネル符号化率選択部２２０）は、サブストリーム毎の最小ユークリッド距離と雑音電力とに基づいて最尤検出後の各サブストリームに対するＳＩＮＲを推定する。なお、サブストリーム毎のＳＩＮＲは、サブストリーム毎の最小ユークリッド距離を雑音電力で割り算することにより算出される。もちろん、このＳＩＮＲは変調方式毎に推定されるものである。また、雑音電力は、図示しない雑音電力推定部により推定される。そして、チャネル符号化率選択部２２０は、推定されたサブストリーム毎のＳＩＮＲを用いて、各変調方式に対するパケット誤り率（ＰＥＲ）が所定値以下となるチャネル符号化率を選択する。もちろん、チャネル符号化率は、入力ビットに対する符号ビットの割合であるから、チャネル符号化率が小さいほど誤り訂正能力が向上する反面、冗長度が増加して伝送速度が低下する。従って、チャネル符号化率選択部２２０は、例えば、パケット誤り率が所定値以下となるチャネル符号化率の中から最大のチャネル符号化率を選択する構成であってもよい。なお、選択肢となる複数のチャネル符号化率は、送信装置１００、受信装置２００、又はその他の装置等により予め設定されているものとする。その後、チャネル符号化率選択部２２０は、選択されたチャネル符号化率の情報を変調方式毎全サブストリーム伝送速度計算部２２２に伝送する。
【００６３】
（変調方式毎全サブストリーム伝送速度計算部２２２）
次いで、変調方式毎全サブストリーム伝送速度計算部２２２（以下、伝送速度計算部２２２）は、所定の変調方式と選択されたチャネル符号化率とに基づいて全サブストリームの伝送速度を算出する。より詳細に述べると、伝送速度計算部２２２は、変調方式毎に算出された各サブストリームに対応するチャネル符号化率に基づいてサブストリーム毎の伝送速度を算出し、全てのサブストリームについて、サブストリーム毎の伝送速度を合算して全サブストリームの伝送速度を算出する。従って、プリコーダ毎及び変調方式毎の全サブストリームに対する伝送速度が算出される。
【００６４】
（プリコーダ・変調方式選択部２２４）
次いで、プリコーダ・変調方式選択部２２４は、複数のプリコーダ（プリコーディング行列）と複数の変調方式とによる組合せの中から、全サブストリームの伝送速度が最大になる組合せを選択する。既に述べた通り、本実施形態に係るプリコーダ及び変調方式は、予め複数の種類が設定されている。そこで、プリコーダ・変調方式選択部２２４は、これらの全ての組合せから全サブストリームの伝送速度が最大となる組合せを選択する。その後、プリコーダ・変調方式選択部２２４は、伝送制御パラメータとして、プリコーダの種類を示すプリコーダインデックス、サブストリーム共通の変調方式を示す変調方式インデックス、サブストリーム毎のチャネル符号化率を示すサブストリーム毎チャネル符号化率インデックス、及び最尤検出後の各サブストリームに対応するＳＩＮＲの情報を送信装置１００に帰還する。なお、受信装置２００は、上記の伝送制御パラメータの一部又は全部を送信装置１００に送信するための送信部を別途備えてもよい。
【００６５】
ここで、下式（１）及び式（２）にプリコーディング行列の具体例を示す。これは、送信アンテナ数ＮＴ＝４のシステムにおいて、２種類のプリコーダ（下式（１）及び（２））を用いる場合の例である（例えば、「３ＧＰＰ  ＴＳＧ  ＲＡＮ  ＷＧ１  Ｍｅｅｔｉｎｇ  ＃４３  Ｓｅｏｕｌ，Ｋｏｒｅａ，７−１１  Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２００５，Ｒ１−０５１３５３」を参照）。これらのプリコーディング行列を用いて、２種類のプリコーダを切り替えて利用することができる。
【００６６】
【数１】
2008118380.tif 000003
【００６７】
【数２】
2008118380.tif 000004
【００６８】
以上説明したように、本実施形態に係る受信装置２００は、ＭＬＤ法に基づく信号分離アルゴリズムにより、受信信号を各サブストリームに分離して送信パケットデータを推定できると共に、全サブストリームの伝送速度が最大になる好適な伝送制御パラメータとして、プリコーディングインデックス、変調方式インデックス、サブストリーム毎チャネル符号化率インデックスを抽出し、さらに、サブストリーム毎の最尤検出後ＳＩＮＲを推定することができる。以下、受信装置２００による好適な伝送制御パラメータの選択方法について、図４を参照しながら具体的に説明する。
【００６９】
（伝送制御パラメータの選択方法）
ここで、図４を参照しながら、上記の受信装置２００による伝送制御パラメータの選択方法について具体的に説明する。図４は、伝送制御パラメータの選択例を示す説明図である。
【００７０】
図４を参照すると、受信装置２００により選択可能な伝送制御パラメータの組合せ、各組合せに応じて得られるサブストリーム毎の最小２乗ユークリッド距離、最尤検出後ＳＩＮＲ、伝送速度、及び全サブストリーム伝送速度が表形式で例示されている。例えば、受信装置２００は、２種類のプリコーディング行列、３種類の変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ）、５種類のチャネル符号化率（１／３、１／２、２／３、３／４、４／５）を組み合わせて利用することが可能である。
【００７１】
この例に沿って説明すると、プリコーディング行列入力部２１２は、例えば、上式（１）及び式（２）に示した２種類のプリコーディング行列をそれぞれ、仮想チャネル行列生成部２１６に入力する。そして、仮想チャネル行列生成部２１６は、上記の各プリコーディング行列とチャネル行列とを用いて、２種類の仮想チャネル行列を算出する。また、最小ユークリッド距離推定部２１８は、上記の３種類の変調方式について、それぞれ、各仮想チャネル行列に対するサブストリーム毎の最小２乗ユークリッド距離を算出する。図４には、４本のサブストリームを利用する場合について、各サブストリームに対応する最小２乗ユークリッド距離の評価値を例示した。
【００７２】
さらに、チャネル符号化率選択部２２０は、プリコーディング行列毎及び変調方式毎に最小ユークリッド距離推定部２１８によって推定されたサブストリーム毎の最小２乗ユークリッド距離と雑音電力とを用いて、最尤検出後の各サブストリームに対応するＳＩＮＲを推定する。図４には、プリコーダ及び変調方式の各組合せに対して推定されたサブストリーム毎のＳＩＮＲの評価値を例示した。ここで、チャネル符号化率選択部２２０は、上記の各ＳＩＮＲを参照し、各プリコーダと各変調方式との組み合わせに対して、予め設定された５種類のチャネル符号化率の中から、パケット誤り率が所定値以下になるチャネル符号化率の中でより大きな値を選択する。
【００７３】
また、伝送速度計算部２２２は、チャネル符号化率選択部２２０により選択された各チャネル符号化率から、プリコーダ及び変調方式の各組合せについて、サブストリーム毎の伝送速度を計算する。そして、伝送速度計算部２２２は、サブストリーム毎の伝送速度を全てのサブストリームについて合算し、全サブストリーム伝送速度を算出する。その後、プリコーダ・変調方式選択部２２４は、プリコーダと変調方式との各組合せに応じて、伝送速度計算部２２２により算出された全サブストリーム伝送速度を比較し、当該全サブストリーム伝送速度が最大となるプリコーダと変調方式とを選択する。図４の例では、全サブストリーム伝送速度が最大となるプリコーダと変調方式との組み合わせとして、第２番目のプリコーディング行列及び１６ＱＡＭが選択され、サブストリーム毎のチャネル符号化率セットとして（３／４、４／５、２／３、２／３）が決定される。そして、プリコーダ、変調方式、及びチャネル符号化率を含む伝送制御パラメータと、ＭＬＤ検波後の各サブストリームに対するＳＩＮＲの評価値とが送信装置１００に帰還される。なお、以下では、ＭＬＤ検波後のＳＩＮＲも含めて伝送制御パラメータと呼ぶ場合がある。
【００７４】
（送信装置１００に帰還される伝送制御パラメータの例）
ここで、図５を参照しながら、本実施形態に係るマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムに含まれる各受信装置２００から送信装置１００に帰還される伝送制御パラメータについて具体的に説明する。図５は、送信装置１００に帰還される伝送制御パラメータを表形式に表現した説明図である。
【００７５】
この例では、４本の送信アンテナを備えた送信装置１００と、複数の受信装置２００（ユーザ＃１〜＃Ｋに対応）と、を含むマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムを想定しており、伝送制御パラメータとして、２種類のプリコーダと、３種類の変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ）と、５種類のチャネル符号化率（１／３、１／２、２／３、３／４、４／５）とを組み合わせて選択することが可能に構成されているものとする。図５を参照すると、例えば、受信装置２００（ユーザ＃３）は、全サブストリーム伝送速度が最大となるように、プリコーダとして第２番目のプリコーディング行列、変調方式として１６ＱＡＭ、及びチャネル符号化率セットとして（３／４、４／５、２／３、２／３）を選択したことが分かる。このとき、サブストリーム毎のＳＩＮＲは順に、１６．０、１８．０、１５．０、１５．０であることも分かる。このように、送信装置１００には、各受信装置２００から、各受信装置２００において最適な伝送制御パラメータが帰還される。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態に係る受信装置２００は、変調方式及びプリコーダの組合せに応じて、サブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定することが可能なため、この推定値と雑音電力とに基づいて、ＭＬＤ検波後のサブストリームに対するＳＩＮＲを算出することができる。その結果、受信装置２００は、このＳＩＮＲに基づいてパケット誤り率を評価し、この評価値が所定の値以下になるチャネル符号化率のセットを選択することができる。従って、受信装置２００は、このチャネル符号化率に基づいて算出された全サブストリームの伝送速度を参照し、変調方式、プリコーダ、及びチャネル符号化率を選択することができる。そして、これらの伝送制御パラメータは、各ユーザから送信装置１００に帰還されて伝送制御に利用される。なお、上記のチャネル符号化率選択部２２０、全サブストリーム伝送速度計算部２２２、及びプリコーダ・変調方式選択部２２４は、受信装置２００の伝送制御パラメータ選択部に含まれる要素の一例である。
【００７７】
［受信装置２００の第１変形例］
次に、図６を参照しながら、本実施形態に係る受信装置２００の構成に関する第１変形例について説明する。図６は、受信装置２００が備える伝送制御パラメータ算出部２１０の他の構成例を示す説明図である。なお、第１変形例に係る受信装置２００は、伝送制御パラメータ算出部２１０の構成を除き、上記の受信装置２００の構成と実質的に同一の構成であるから、これに係る重複説明を省略し、伝送制御パラメータ算出部２１０の構成についてのみ詳細に説明する。
【００７８】
図６を参照すると、伝送制御パラメータ算出部２１０は、主に、プリコーディング行列入力部２１２と、チャネル行列入力部２１４と、仮想チャネル行列生成部２１６と、受信電力推定部２３２と、仮想チャネル行列選択部２３４と、変調方式毎・サブストリーム毎最小ユークリッド距離推定部２１８と、変調方式毎・サブストリーム毎チャネル符号化率選択部２２０と、変調方式毎全サブストリーム伝送速度計算部２２２と、変調方式選択部２３６と、により構成される。なお、既に説明した上記の伝送制御パラメータ算出部２１０の構成と実質的に同一の構成要素については重複説明を省略する。
【００７９】
（受信電力推定部２３２）
まず、受信電力推定部２３２は、仮想チャネル行列生成部２１６により生成された複数の仮想チャネル行列の各々に対し、各仮想チャネル行列に基づいて受信電力を推定する。その後、受信電力推定部２３２は、推定された仮想チャネル行列毎の受信電力を仮想チャネル行列選択部２３４に伝送する。この場合、受信電力は、仮想チャネル行列の各成分の２乗ノルムにより推定される。例えば、送信アンテナ＃２から受信アンテナ＃４に到達する信号系列の受信電力は、仮想チャネル行列の第４行第２列に位置する成分の２乗ノルムにより評価される。
【００８０】
（仮想チャネル行列選択部２３４）
次いで、仮想チャネル行列選択部２３４は、受信電力推定部２３２により推定された仮想チャネル行列毎の受信電力を比較し、最大の受信電力に対応する仮想チャネル行列を選択する。さらに、仮想チャネル行列選択部２３４は、選択された仮想チャネル行列を生成する際に用いたプリコーディング行列の種類を選択する。その後、仮想チャネル行列選択部２３４は、選択されたプリコーディング行列の種類を示すプリコーダインデックスを送信装置１００に対して帰還する。
【００８１】
次いで、最小ユークリッド距離推定部２１８は、選択された仮想チャネル行列に対して、変調方式毎に、サブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定する。また、チャネル符号化率選択部２２０は、推定された雑音電力とサブストリーム毎の最小ユークリッド距離とに基づいて、当該受信装置２００において最尤検出を実行した場合に検出されるＳＩＮＲをサブストリーム毎に算出する。さらに、チャネル符号化率選択部２２０は、算出されたＳＩＮＲを参照し、予測されるパケット誤り率が所定値以下になるチャネル符号化率を候補として選択する。そして、伝送速度計算部２２２は、変調方式毎に、選択されたチャネル符号化率に基づいて全サブストリーム伝送速度を算出する。
【００８２】
（変調方式選択部２３６）
次いで、変調方式選択部２３６は、全サブストリーム伝送速度が最大となる変調方式を選択する。このとき、変調方式選択部２３６は、チャネル符号化率選択部２２０により候補として選択されたチャネル符号化率の中から、パケット誤り率が所定値以下になり、かつ、全サブストリーム伝送速度が最大となるサブストリーム毎のチャネル符号化率を選択する。その後、変調方式選択部２３６は、選択された変調方式の種類を示すサブストリーム共通の変調方式インデックス、選択された各チャネル符号率を示すサブストリーム毎チャネル符号化率インデックス、及びサブストリーム毎のＭＬＤ検波後ＳＩＮＲを送信装置１００に帰還する。
【００８３】
以上、第１変形例に係る伝送制御パラメータ算出部２１０の構成例について説明した。このような構成を用いると、プリコーダの選択が処理の早い段階で実行されるため、図３に示した構成に比べ、主に、最小ユークリッド距離の推定処理、チャネル符号化率の選択処理、全サブストリーム伝送速度の計算処理等を実行する回数が減少し、大幅に計算量を削減することが可能になる。つまり、プリコーダ数分だけ実行していた処理を一度の処理に置き換えることができるため、プリコーダ数が大きい場合に計算量の削減効果が顕著になる。なお、上記の仮想チャネル行列選択部２３４、及び変調方式選択部２３６は、受信装置２００の伝送制御パラメータ選択部に含まれる要素の一例である。
【００８４】
［受信装置２００の第２変形例］
次に、図７を参照しながら、本実施形態に係る受信装置２００の構成に関する第２変形例について説明する。図７は、受信装置２００が備える伝送制御パラメータ算出部２１０の他の構成例を示す説明図である。なお、第２変形例に係る受信装置２００は、伝送制御パラメータ算出部２１０の構成を除き、上記の受信装置２００の構成と実質的に同一の構成であるから、これに係る重複説明を省略し、伝送制御パラメータ算出部２１０の構成についてのみ詳細に説明する。
【００８５】
図７を参照すると、伝送制御パラメータ算出部２１０は、主に、プリコーディング行列入力部２１２と、チャネル行列入力部２１４と、仮想チャネル行列生成部２１６と、受信電力推定部２３２と、仮想チャネル行列選択部２３４と、変調方式選択部２４２と、サブストリーム毎最小ユークリッド距離推定部２４４と、サブストリーム毎チャネル符号化率選択部２４６と、により構成される。なお、既に説明した上記の伝送制御パラメータ算出部２１０の構成と実質的に同一の構成要素については重複説明を省略する。
【００８６】
（変調方式選択部２４２）
まず、変調方式選択部２４２は、仮想チャネル行列選択部２３４により選択されたプリコーディング行列に対応する受信電力と雑音電力とを用いて変調方式を選択する。例えば、変調方式選択部２４２は、変調方式毎に、受信電力と雑音電力とから信号対雑音電力比（ＳＮＲ；Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を算出し、所定の伝送特性に必要な信号対雑音電力比が、その算出値以下となる変調方式の中で変調多値数が最大になる変調方式を選択することができる。その後、変調方式選択部２４２は、選択した変調方式の情報を送信装置１００に帰還すると共に、サブストリーム毎最小ユークリッド距離推定部２４４に伝送する。
【００８７】
（サブストリーム毎最小ユークリッド距離推定部２４４）
次いで、サブストリーム毎最小ユークリッド距離推定部２４４（以下、最小ユークリッド距離推定部２４４）は、変調方式選択部２４２により選択された変調方式に対応し、仮想チャネル行列選択部２３４により選択された仮想チャネル行列に基づいて、サブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定する。このとき、最小ユークリッド距離推定部２４４は、上記の最小ユークリッド距離推定部２１８と同様の方法に基づいてサブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定することができる。その後、最小ユークリッド距離推定部２４４は、推定した各最小ユークリッド距離をサブストリーム毎チャネル符号化率選択部２４６に伝送する。
【００８８】
（サブストリーム毎チャネル符号化率選択部２４６）
次いで、サブストリーム毎チャネル符号化率選択部２４６（以下、チャネル符号化率選択部２４６）は、上記のチャネル符号化率選択部２２０と同様の方法により、サブストリーム毎の最小ユークリッド距離と雑音電力とに基づいて最尤検出後の各サブストリームに対するＳＩＮＲを推定する。そして、チャネル符号化率選択部２２０は、推定されたサブストリーム毎のＳＩＮＲを用いて、各変調方式に対するパケット誤り率（ＰＥＲ）が所定値以下となり、かつ、当該チャネル符号化率に基づいて算出される全サブストリーム伝送速度が最大となるチャネル符号化率を選択する。その後、チャネル符号化率選択部２４６は、サブストリーム毎に選択されたチャネル符号化率を示すチャネル符号化率インデックスとサブストリーム毎のＭＬＤ検波後ＳＩＮＲとを送信装置１００に帰還する。
【００８９】
以上、第２変形例に係る伝送制御パラメータ算出部２１０の構成例について説明した。このような構成を用いると、プリコーダを選択した後で変調方式の選択が実行されるため、図３に示した構成と比較すると、プリコーダ数分の繰り返し処理が必要な計算を省略できると共に、変調方式毎に推定していた最小ユークリッド距離を１つの変調方式において実行するだけで済むため、更なる計算量の削減が可能になる。その結果、利用するプリコーダ数及び変調方式の種類が増加するにつれて計算量の削減効果が大きくなる。なお、上記の変調方式選択部２４２、及びチャネル符号化率選択部２４６は、受信装置２００の伝送制御パラメータ選択部に含まれる要素の一例である。
【００９０】
［受信装置２００の第３変形例］
次に、図８を参照しながら、本実施形態に係る受信装置２００の構成に関する第３変形例について説明する。図８は、受信装置２００が備える伝送制御パラメータ算出部２１０の他の構成例を示す説明図である。なお、第３変形例に係る受信装置２００は、伝送制御パラメータ算出部２１０の構成を除き、上記の受信装置２００の構成と実質的に同一の構成であるから、これに係る重複説明を省略し、伝送制御パラメータ算出部２１０の構成についてのみ詳細に説明する。
【００９１】
図８を参照すると、伝送制御パラメータ算出部２１０は、主に、プリコーディング行列入力部２１２と、チャネル行列入力部２１４と、仮想チャネル行列生成部２１６と、受信電力推定部２３２と、仮想チャネル行列選択部２３４と、変調方式選択部２４２と、サブストリーム毎受信電力推定部２５２と、サブストリーム毎チャネル符号化率選択部２４６と、により構成される。なお、既に説明した上記の伝送制御パラメータ算出部２１０の構成と実質的に同一の構成要素については重複説明を省略する。なお、第３変形例と上記の第２変形例との主な相違点は、サブストリーム毎受信電力推定部２５２の構成についてである。つまり、第２変形例に係るサブストリーム毎最小ユークリッド距離推定部２４４をサブストリーム毎受信電力推定部２５２により置き換えたものが第３変形例である。
【００９２】
（サブストリーム毎受信電力推定部２５２）
サブストリーム毎受信電力推定部２５２は、変調方式選択部２４２により選択された変調方式に対し、仮想チャネル行列選択部２３４により選択された仮想チャネル行列に基づいて、サブストリーム毎の受信電力を推定する。その後、サブストリーム毎受信電力推定部２５２は、推定したサブストリーム毎の受信電力をチャネル符号化率選択部２４６に伝送する。そして、チャネル符号化率選択部２４６は、サブストリーム毎受信電力推定部２５２により推定された各受信電力と雑音電力とを用いてＭＬＤ検出前のＳＩＮＲを推定する。さらに、チャネル符号化率選択部２４６は、推定したＭＬＤ検出前のＳＩＮＲに基づいて、予測されるパケット誤り率が所定値以下となり、かつ、全サブストリームの伝送速度が最大となるサブストリーム毎のチャネル符号化率を選択する。その後、チャネル符号化率選択部２４６は、サブストリーム毎チャネル符号化率インデックスと、サブストリーム毎のＭＬＤ検出前のＳＩＮＲを送信装置１００に帰還する。
【００９３】
以上、第３変形例に係る伝送制御パラメータ算出部２１０の構成例について説明した。このような構成を用いると、最小ユークリッド距離を推定する必要がないため、サブストリーム毎の最小ユークリッド距離に基づいてＳＩＮＲを算出する構成と比較すると、演算量を低減することができる。
【００９４】
［受信装置２００の第４変形例］
次に、図９を参照しながら、本実施形態に係る受信装置２００の構成に関する第４変形例について説明する。但し、図２に示した受信装置２００と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。
【００９５】
図９を参照すると、受信装置２００は、主に、ＭＬＤ部２０４と、ＬＬＲ計算部２０６と、チャネル復号部２０８と、により構成される。なお、図９には明示していないが、第４変形例に係る受信装置２００においても、上記の伝送制御パラメータ計算部２１０のいずれかが含まれる。
【００９６】
（ＭＬＤ部２０４）
まず、ＭＬＤ部２０４は、自己に割り当てられたサブストリームに対応する受信信号についてのみ、ＭＬＤ法を用いてＭＩＭＯ信号検出を実行する。つまり、ＭＬＤ部２０４は、他のユーザに対応する受信装置２００に対して割り当てられたサブストリームを廃棄する。その後、ＭＬＤ部２０４は、自己に割り当てられたサブストリームのみをＬＬＲ計算部２０６に伝送し、ビット毎の対数尤度比を計算した後、チャネル復号部２０８により誤り訂正の復号が行われ、パケットデータが再生される。
【００９７】
以上説明したように、第４変形例に係る受信装置２００は、他ユーザに対応するサブストリームについてパケットデータの再生処理を実行しないことから、当該再生処理に係る演算量を削減することが可能になる。
【００９８】
［送信装置１００の構成例］
次に、送信装置１００の構成例について説明する。
再び図２を参照すると、送信装置１００は、主に、スケジューリング部１０２と、チャネル符号化部１０４と、変調マッピング部１０６と、プリコーディング部１０８と、送信アンテナ１１０と、により構成される。なお、本実施形態に係る送信装置１００は、複数の受信装置２００から帰還された伝送制御パラメータを取得して、この伝送制御パラメータに基づいて各構成要素を制御するスケジューリング部１０２の機能構成に特徴を有する。そこで、図１０を参照しながら、スケジューリング部１０２の機能構成について詳細に説明するが、これに先立ち、図２を参照しながら、送信装置１００が有する他の機能構成について簡単に説明する。
【００９９】
（チャネル符号化部１０４）
まず、チャネル符号化部１０４は、後述するスケジューリング部１０２により決定されたサブストリーム毎のチャネル符号化率に従って送信データを符号化する。その後、チャネル符号化部１０４は、符号化された送信データを変調マッピング部１０６に伝送する。なお、チャネル符号化部１０４は、例えば、サブストリーム毎に形成される。
【０１００】
（変調マッピング部１０６）
次いで、変調マッピング部１０６は、後述するスケジューリング部１０２により決定された全サブストリーム共通の変調方式に基づき、チャネル符号化部１０４によりサブチャネル毎に符号化された送信データを変調信号点にマッピングして送信信号を生成する。このとき、各送信データは、全てのサブストリームに共通の変調方式に基づいて変調マッピングされる。その後、変調マッピング部１０６は、各送信信号をプリコーディング部１０８に伝送する。このように、本実施形態に係る送信装置１００が備える変調マッピング部１０６は、一般的な送信装置２が備える変調マッピング部１６とは異なり、サブストリーム共通の変調方式を用いて変調マッピングする。これは、受信装置２００における信号分離アルゴリズムにＭＬＤ法を利用するために必要な構成であり、上記の（問題点２）に対する一つの解決手段を提供する。
【０１０１】
（プリコーディング部１０８）
次いで、プリコーディング部１０８は、後述するスケジューリング部１０２により、複数の所定のプリコーディング行列の中から選択されたプリコーディング行列に送信信号ベクトルを積算して、当該送信信号ベクトルを置換する。例えば、各プリコーディング行列は、ＮＴ行Ｍ列（ＮＴは送信アンテナ数、Ｍはサブストリーム数）により構成される。そして、プリコーディング部１０８は、Ｍ個の送信信号を成分とする送信信号ベクトルを当該プリコーディング行列に作用させてＮＴ個の成分を有する置換後の送信信号ベクトルを生成する。
【０１０２】
（スケジューリング部１０２）
ここで、図１０を参照しながら、スケジューリング部１０２の機能構成について詳細に説明する。図１０は、スケジューリング部１０２の機能構成を示す説明図である。なお、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した説明を省略する。
【０１０３】
図１０を参照すると、スケジューリング部１０２は、主に、プリコーダ分類部１２２と、変調方式分類部１２４と、ユーザ・チャネル符号化率選択部１２６と、全サブストリーム伝送速度計算部１２８と、伝送制御パラメータ選択部１３０と、により構成される。さらに、伝送制御パラメータ選択部１３０は、主に、プリコーダ選択部１３２と、変調方式選択部１３４と、サブストリーム毎ユーザ・チャネル符号化率選択部１３６と、により構成される。
【０１０４】
（プリコーダ分類部１２２）
まず、プリコーダ分類部１２２は、各受信装置２００（ユーザ＃１〜＃Ｋに対応）から帰還された伝送制御パラメータを取得する。そして、プリコーダ分類部１２２は、伝送制御パラメータのうち、各受信装置２００により選択されたプリコーダインデックスを参照して、選択されたプリコーダの種類毎に受信装置２００を分類する。
【０１０５】
（変調方式分類部１２４）
次いで、変調方式分類部１２４は、各受信装置２００から帰還された伝送制御パラメータのうち、各受信装置２００により選択された変調方式インデックスを参照して、選択された変調方式の種類毎に受信装置２００をさらに分類する。従って、複数の受信装置２００は、この時点で、プリコーダ毎及び変調方式毎に分類された各グループに振り分けられている。
【０１０６】
（ユーザ・チャネル符号化率選択部１２６）
次いで、ユーザ・チャネル符号化率選択部１２６は、同じプリコーダと変調方式とを選択している受信装置２００のグループから、サブストリーム毎にチャネル符号化率が最大となる受信装置２００を選択する。例えば、第ｉ番目（ｉ＝１〜Ｍ）のサブストリームに対して設けられたサブストリーム＃ｉ用のユーザ・チャネル符号化率選択部１２６は、あるプリコーダと変調方式とを選択しているグループの中から、第ｉ番目のサブストリームに対するチャネル符号化率が最大の受信装置２００を選択する。もし、複数の受信装置２００が同一サブストリームに対して同じチャネル符号化率を選択している場合には、各受信装置２００から帰還された最尤検出後ＳＩＮＲを参照し、最尤検出後ＳＩＮＲが大きい受信装置２００を選択する。従って、第ｉ番目（ｉ＝１〜Ｍ）のサブストリーム用ユーザ・チャネル符号化率選択部１２６は、第ｉ番目のサブストリームに対するチャネル符号化率を、選択した受信装置２００から帰還された、第ｉ番目のサブストリームに対するチャネル符号化率インデックスに基づいて設定することができる。従って、プリコーダ及び変調方式の組み合わせ毎に、各サブストリームに割り当てる受信装置２００と、サブストリーム毎のチャネル符号化率とが決定される。
【０１０７】
（全サブストリーム伝送速度計算部１２８）
次いで、全サブストリーム伝送速度計算部１２８は、プリコーダと変調方式との組合せ毎に全サブストリームの伝送速度を算出する。つまり、全サブストリーム伝送速度計算部１２８は、各サブストリーム用のユーザ・チャネル符号化率選択部１２６により選択された当該各サブストリームに対応するチャネル符号化率に基づいて、サブストリーム毎の伝送速度を計算し、全てのサブストリームについて伝送速度を合算することによって全サブストリーム伝送速度を算出する。従って、プリコーダと変調方式との組み合わせ毎に全サブストリーム伝送速度が決定される。
【０１０８】
（伝送制御パラメータ選択部１３０）
次いで、伝送制御パラメータ選択部１３０は、プリコーダと変調方式との組み合わせ毎に決定された全サブストリーム伝送速度を比較し、当該全サブストリーム伝送速度が最大となるプリコーダと変調方式との組み合わせを選択する。このように、プリコーダと変調方式とが決定されると、伝送制御パラメータ１３０は、各サブストリームに割り当てられる受信装置２００と、その受信装置２００に対する送信データを符号化する際に用いられるチャネル符号化率と、を決定することができる。その後、プリコーダ選択部１３２は、決定されたプリコーダの種類を示すプリコーダインデックスをプリコーディング部１０８に伝送し、変調方式選択部１３４は、決定された変調方式を示す変調方式インデックスを各変調マッピング部１０６に伝送し、サブストリーム毎ユーザ・チャネル符号化率選択部１３６は、各サブストリームに割り当てられた受信装置２００に対応する送信データを各サブストリームに振り分けると共に、各チャネル符号化部１０４に対して、決定されたチャネル符号化率を示すチャネル符号化率インデックスを伝送する。
【０１０９】
以上説明したように、送信装置１００が備えるスケジューリング部１０２は、複数の受信装置２００の各々により帰還された伝送制御パラメータに基づいて、サブストリームに共通の変調方式と、サブストリーム毎のチャネル符号化率と、プリコーダとを決定する。また、スケジューリング部１０２は、各サブストリームに対して割り当てられる受信装置２００を決定する。このように、送信装置１００は、スケジューリング部１０２により、全サブストリームの伝送速度が最大になるように設定された伝送制御パラメータに基づいて各部の伝送制御を実行した上で、各受信装置２００に対して送信信号を伝送する。
【０１１０】
（伝送制御パラメータの選択方法）
ここで、図１１を参照しながら、スケジューリング部１０２による伝送制御パラメータの選択方法について簡単に説明する。図１１は、スケジューリング部１０２により決定された伝送制御パラメータの一例を表形式に記した説明図である。
【０１１１】
図１１を参照すると、スケジューリング部１０２は、複数の受信装置２００により帰還された伝送制御パラメータを参照し、プリコーダの種類が同じ一又は複数の受信装置２００を同じグループに分類する。また、スケジューリング部１０２は、各グループを変調方式毎に分類する。次いで、スケジューリング部１０２は、同じプリコーダ及び変調方式に分類される複数の受信装置２００の中から、サブストリーム毎にチャネル符号化率が最大となる受信装置２００を選択する。図１１の例では、プリコーダ＃２と１６ＱＡＭとの組み合わせに分類される複数の受信装置２００の中から、サブストリーム毎に、それぞれ、ユーザ＃４、＃３、＃２０、＃７が選択されている。このとき、チャネル符号化率が同じ複数の受信装置２００が存在する場合には、最尤検出後ＳＩＮＲを比較して、より大きい値に対応する受信装置２００が選択される。
【０１１２】
次いで、スケジューリング部１０２は、プリコーダと変調方式との組み合わせ毎に、全サブストリーム伝送速度を計算する。例えば、図１１の例では、プリコーダと変調方式との各組合せに対して、左列から順に、６．４、１２．２、８．０、６．４、１２．６、１０．０という全サブストリーム伝送速度が示されている。そこで、スケジューリング部１０２は、これらの伝送速度の中から、最大の伝送速度（１２．６）を選択し、これに対応するプリコーダ（＃２）と変調方式（１６ＱＡＭ）との組合せを決定する。その結果、サブストリーム毎に割り当てられる受信装置２００及びその受信装置２００に対するチャネル符号化率が決定される。図１１の例では、サブストリーム＃１〜＃４に対し、ユーザ＃４、＃３、＃２０、＃７に対応する受信装置２００が割り当てられ、各々、４／５、４／５、４／５、３／４のチャネル符号化率が設定される。
【０１１３】
以上、本実施形態に係るマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システム１０００の機能構成について詳細に説明した。このような構成により、マルチユーザＭＩＭＯ信号検出システム１０００におけるスループットを増大させることが可能になる。また、最小ユークリッド距離に基づいてサブストリーム毎のチャネル符号化率を決定しているため、全サブストリーム伝送速度を最大にする伝送制御パラメータをより精度良く抽出することが可能になる。さらに、送信装置１００において全サブストリーム共通の変調方式を利用しているため、あるサブストリームのチャネル符号化率を調整して伝送速度を制御したとしても、受信装置２００の側において最尤検出を実行する際に、他のサブストリームに対する伝送特性及び信号検出特性への影響が除去される。さらに、同時に送信された他の受信装置２００に対する送信信号の変調方式が同じであるため、他の受信装置に使用されている変調方式を検知する必要がなくなり最尤検出を実行することが可能になる。つまり、上記の（問題点３）を解決することができる。なお、上記のプリコーダ分類部１２２及び変調方式分類部１２４は、送信先分類部が含む要素の一例である。
【０１１４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムの構成について説明する。本実施形態に係るマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムは、主に、図１２に示す送信装置３００と、図１３に示す受信装置４００と、により構成される。そこで、本実施形態に係る送信装置３００及び受信装置４００の機能構成について図１２及び図１３を参照しながら詳細に説明する。
【０１１５】
［送信装置３００の構成例］
まず、図１２を参照しながら、本実施形態に係る送信装置３００の機能構成について説明する。図１２は、本実施形態に係る送信装置３００の機能構成を示す説明図である。当該送信装置３００は、複数の受信装置４００の各々から帰還された伝送制御パラメータに基づいてサブチャネル毎の伝送制御を実行する点に特徴を有する。また、送信装置３００は、上記の第１実施形態に係る送信装置１００を直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）に応用した一例である。
【０１１６】
まず、図１２を参照すると、送信装置３００は、主に、サブチャネル用スケジューリング部３０２と、チャネル符号化部３０４と、変調マッピング部３０６と、プリコーディング部３０８と、直並列変換部３１０と、ＩＦＦＴ＆ＧＩ付加部３１２と、により構成される。なお、各構成要素は、サブチャネル毎に形成されており、また、チャネル符号化部３０４と、変調マッピング部３０６と、直並列変換部３１０とは、各サブチャネルに対する複数のサブストリームに対応して形成されている。
【０１１７】
（サブチャネル用スケジューリング部３０２）
まず、サブチャネル用スケジューリング部３０２は、複数の受信装置４００の各々から帰還されたサブチャネル毎の伝送制御パラメータを取得する。そして、サブチャネル用スケジューリング部３０２は、上記の第１実施形態に係るスケジューリング部１０２と同様に、サブチャネル毎の伝送制御パラメータに基づいて、プリコーダと、サブストリーム共通の変調方式と、各サブストリームに割り当てる受信装置４００と、サブストリーム毎のチャネル符号化率とを決定する。その後、サブストリーム毎スケジューリング部３０２は、該当するサブチャネルに属する、チャネル符号化部３０４と、変調マッピング部３０６と、プリコーディング部３０８とに決定された各伝送制御パラメータを設定する。つまり、サブチャネル用スケジューリング部３０２の機能構成は、サブチャネル用の伝送制御パラメータを用いる点を除き、上記の第１実施形態に係るスケジューリング部１０２と同様の構成であってもよい。もちろん、上記の各変形例に係るスケジューリング部１０２の構成を採用することも可能である。
【０１１８】
（チャネル符号化部３０４）
次いで、チャネル符号化部３０４は、サブチャネル用スケジューリング部３０２により決定された、当該サブチャネルに対応するサブストリーム毎のチャネル符号化率によって送信データを符号化する。その後、チャネル符号化部３０４は、符号化された送信データを変調マッピング部３０６に伝送する。
【０１１９】
（変調マッピング部３０６）
次いで、変調マッピング部３０６は、サブチャネル用スケジューリング部３０２により決定された当該サブチャネルに対応するサブストリーム共通の変調方式により、符号化された送信データを変調信号点にマッピングして送信信号を生成する。その後、変調マッピング部３０６は、各送信信号をプリコーディング部３０８に伝送する。
【０１２０】
（プリコーディング部３０８）
次いで、プリコーディング部３０８は、サブチャネル用スケジューリング部３０２により決定された当該サブチャネルに対応するプリコーダに応じて、該当するプリコーディング行列に対し、サブストリーム毎の送信信号を成分とする送信信号ベクトルを乗積して、当該送信信号ベクトルを置換する。
【０１２１】
（直並列変換部３１０）
次いで、直並列変換部３１０は、プリコーディング部３０８により置換された送信信号ベクトルを構成する各送信信号系列に対し、直並列変換を施すことにより、サブチャネル内の各サブキャリアに対応するサブキャリア信号を生成する。その後、直並列変換部３１０は、各サブキャリア信号をＩＦＦＴ＆ＧＩ付加部３１２に伝送する。
【０１２２】
なお、送信装置３００を構成する上記の各構成要素は、図１２に示すように、サブチャネル毎に一又はサブストリーム数分だけ形成されており、いずれも同等の機能を有する。例えば、第ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）のサブチャネルに対し、サブチャネル＃ｉ用スケジューリング部３０２は、複数の受信装置４００から帰還された伝送制御パラメータに基づいて、サブチャネル＃１用に、プリコーダ、サブストリーム共通の変調方式、サブストリーム毎のチャネル符号化率を決定し、これらの情報をそれぞれプリコーディング部（＃ｉ）３０８、変調マッピング部（＃ｉ）３０６、及びチャネル符号化部（＃ｉｍ）３０４（ｍ＝１〜Ｍ）に伝送する。これらの情報に応じて、チャネル符号化部（＃ｉｍ）３０４は送信データを符号化し、変調マッピング部（＃ｉ）３０６は符号化された送信データを変調信号点にマッピングし、プリコーディング部（＃ｉ）３０８は送信信号ベクトルをプリコーディング行列に乗積する。
【０１２３】
（ＩＦＦＴ＆ＧＩ付加部３１２）
次いで、ＩＦＦＴ＆ＧＩ付加部３１２は、複数のサブチャネルに対応する直並列変換部３１０から入力された複数のサブキャリア信号を逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ；Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により時間領域信号へと変換する。さらに、ＩＦＦＴ＆ＧＩ付加部３１２は、シンボル間の干渉を避けるため、時間領域信号にガードインターバル（ＧＩ；Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を付加する。
【０１２４】
なお、上記の各サブチャネルには伝搬路がほぼ同一であると看做せる程度のサブキャリア数が設定されている。一般には、異なるサブチャネル間で伝搬路係数が異なるため、各サブチャネルに対し、異なる受信装置４００、異なる変調方式、異なるチャネル符号化率、異なるプリコーディング行列が設定される。
【０１２５】
［受信装置４００の構成例］
次に、図１３を参照しながら、本実施形態に係る受信装置４００の構成例について説明する。図１３は、受信装置４００の機能構成を示す説明図である。当該受信装置４００は、上記の第１実施形態に係る受信装置２００を直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）に応用した一例である。
【０１２６】
図１３を参照すると、受信装置４００は、主に、ＧＩ除去＆ＦＦＴ部４０２と、チャネル推定部４０４と、伝送制御パラメータ算出部４０６と、により構成される。
【０１２７】
（ＧＩ除去＆ＦＦＴ部４０２）
まず、ＧＩ除去＆ＦＦＴ部４０２は、受信した時間領域信号からガードインターバルを除去した後、高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いて、時間領域信号からサブキャリア信号に変換する。さらに、ＧＩ除去＆ＦＦＴ部４０２又は図示しない並直列変換部は、サブキャリア信号を並直列変換して受信信号を生成する。その後、ＧＩ除去＆ＦＦＴ部４０２は、チャネル推定部４０４に受信信号を伝送する。
【０１２８】
（チャネル推定部４０４）
次いで、チャネル推定部４０４は、例えば、受信信号に付加されたパイロットシンボルを用いてチャネル行列を推定する。その後、チャネル推定部４０４は、伝送制御パラメータ算出部４０６に推定されたチャネル行列を伝送する。
【０１２９】
（伝送制御パラメータ算出部４０６）
次いで、伝送制御パラメータ算出部４０６は、サブチャネル毎に伝送制御パラメータを算出し、各サブチャネルに対する伝送制御パラメータを送信装置３００に帰還する。例えば、伝送制御パラメータ算出部４０６は、上記の第１実施形態に係る伝送制御パラメータ算出部２１０と同様に構成され、サブチャネル毎のチャネル行列、プリコーディング行列等を含むサブチャネル毎の伝送制御パラメータが算出される。なお、時分割複信（ＴＤＤ；Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）により送信装置３００においてチャネル行列が推定可能な場合には、上記の伝送制御パラメータの算出処理を送信装置３００において実行することができる。
【０１３０】
［受信装置５００の構成例（受信装置４００の変形例）］
次に、図１４を参照しながら、本実施形態に係る受信装置４００の変形例である受信装置５００の機能構成について簡単に説明する。図１４は、受信装置５００の構成を示す説明図である。図１４を参照すると、受信装置５００は、主に、ＧＩ除去＆ＦＦＴ部５０２と、ＱＲ分解ＭＬＤ部５０４と、ＬＬＲ計算部５０６と、チャネル復号部５０８と、により構成される。
【０１３１】
まず、ＧＩ除去＆ＦＦＴ部５０２は、受信した時間領域信号からガードインターバルを除去し、高速フーリエ変換を用いて時間領域信号からサブキャリア信号を生成する。また、ＧＩ除去＆ＦＦＴ部５０２又は図示しない並直列変換部は、サブキャリア信号を並直列変換して受信信号を生成する。もし、当該受信装置５００に対して送信された送信データが、あるサブチャネルにおける所定のサブストリームに割り当てられているとすれば、上記の受信信号は、複数のサブストリームが互いに干渉した状況で受信されているため、何らかの信号分離アルゴリズムによってサブストリーム毎に信号を分離する必要がある。
【０１３２】
そこで、ＱＲ分解ＭＬＤ部５０４は、少ない演算量で最尤検出を実現することが可能なＱＲ分解（ＱＲ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）に基く最尤検出（ＭＬＤ）法を用いて上記の受信信号に対する信号分離を実行する。ＱＲ分解ＭＬＤ部５０４、チャネル行列をＱＲ分解して得られるユニタリ行列Ｑの複素共役転置を受信信号ベクトルに乗算することにより、受信信号ベクトルのチャネル応答を上三角行列Ｒに変換した上で、この上三角行列Ｒを用いて効率的な送信シンボルベクトルの探索を行うことができる。
【０１３３】
このとき、ＱＲ分解ＭＬＤ部５０４は、帰還したプリコーダ、変調方式、及び割り当てられたサブストリームに対するチャネル符号化率を用いて、上記のＱＲ分解とＭＬＤ法とに基づく受信信号の信号分離を実行する。さらに、ＬＬＲ計算部５０６は、デコーディングされた送信信号ベクトルを変調デマッピングしてビット毎の対数尤度比（ＬＬＲ）を算出する。その後、チャネル復号部５０８は、誤り訂正の復号を行って送信データを再生する。なお、上記の各パラメータは、信号フレーム内の制御チャネルにより通知される。また、自己（受信装置５００）に対して割り当てられていないサブチャネルの受信信号に対しては上記の各処理を実行せず、ＱＲ分解ＭＬＤ部５０４により推定された他ユーザ用の他のサブストリームに対応する信号を破棄する。
【０１３４】
以上、本発明の第２実施形態に係るマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムについて説明した。このように、上記の第１実施形態に係る送信装置１００及び受信装置２００の機能構成を直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）に容易に応用することが可能である。また、上記の第１実施形態において説明した各種の変形例に関しても同様に応用することが可能である。
【０１３５】
＜まとめ＞
以上説明したように、上記の２つの実施形態に係る基本的な技術的思想は、マルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムにおいて、選択可能なプリコーダと変調方式との組合せに対して、サブストリーム毎の最小ユークリッド距離を推定し、これに基づいて最尤検出後ＳＩＮＲを算出した上で、サブストリーム毎にチャネル符号化率を選択し、さらに、全サブストリームの伝送速度が最大となるプリコーダと変調方式との組み合わせを選択して、この組み合わせに対応するサブストリーム毎のチャネル符号化率を送信側へと帰還するという構成にある。また、送信側では、全サブストリーム伝送速度が最大となるプリコーダ、サブストリーム共通変調方式、サブストリーム毎に割り当てるユーザ、及びチャネル符号化率を選択してＭＩＭＯ伝送を行なう点に特徴を有する。このような構成により、本発明に係るマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムは、受信側における信号検出手段に最尤検出を用いることが可能になり、より良好な伝送特性を得ることが可能になる。
【０１３６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】一般的なマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムを示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムを示す説明図である。
【図３】同実施形態に係る受信装置が備える伝送制御パラメータ算出部の機能構成を示す説明図である。
【図４】同実施形態に係る受信装置により選択された伝送制御パラメータの一例を示す説明図である。
【図５】同実施形態に係るマルチユーザＭＩＭＯ信号検出システムに含まれる各受信装置から送信装置に帰還された伝送制御パラメータの一例を示す説明図である。
【図６】同実施形態に係る受信装置が備える伝送制御パラメータ算出部の他の機能構成を示す説明図である。
【図７】同実施形態に係る受信装置が備える伝送制御パラメータ算出部の他の機能構成を示す説明図である。
【図８】同実施形態に係る受信装置が備える伝送制御パラメータ算出部の他の機能構成を示す説明図である。
【図９】同実施形態に係る受信装置の他の機能構成を示す説明図である。
【図１０】同実施形態に係る送信装置が備えるスケジューリング部の機能構成を示す説明図である。
【図１１】同実施形態に係る送信装置により選択されたユーザ及び伝送制御パラメータの一例を示す説明図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る送信装置の機能構成を示す説明図である。
【図１３】同実施形態に係る受信装置の機能構成を示す説明図である。
【図１４】同実施形態に係る受信装置の他の機能構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１３８】
２    送信装置
４    受信装置
１０    マルチユーザＭＩＭＯ信号検出システム
１２    スケジューリング部
１４    チャネル符号化部
１６    変調マッピング部
１８    プリコーディング部
２０    送信アンテナ
３２    受信アンテナ
３４    ＭＭＳＥ部
３６    ＬＬＲ計算部
３８    チャネル復号部
４０    伝送制御パラメータ算出部
１０００    マルチユーザＭＩＭＯ信号検出システム
１００    送信装置
１０２    スケジューリング部
１０４    チャネル符号化部
１０６    変調マッピング部
１０８    プリコーディング部
１１０    送信アンテナ
１２２    プリコーダ分類部
１２４    変調方式分類部
１２６    ユーザ・チャネル符号化率選択部
１２８    全サブストリーム伝送速度計算部
１３０    伝送制御パラメータ選択部
１３２    プリコーダ選択部
１３４    変調方式選択部
１３６    サブストリーム毎ユーザ・チャネル符号化率選択部
２００    受信装置
２０２    受信アンテナ
２０４    ＭＬＤ部
２０６    ＬＬＲ計算部
２０８    チャネル復号部
２１０    伝送制御パラメータ計算部
２１２    プリコーディング行列入力部
２１４    チャネル行列入力部
２１６    仮想チャネル行列生成部
２１８    変調方式毎・サブストリーム毎最小ユークリッド距離推定部
２２０    変調方式毎・サブストリーム毎チャネル符号化率選択部
２２２    変調方式毎全サブストリーム伝送速度計算部
２２４    プリコーダ・変調方式選択部
２３２    受信電力推定部
２３４    仮想チャネル行列選択部
２３６    変調方式選択部
２４２    変調方式選択部
２４４    サブストリーム毎最小ユークリッド距離推定部
２４６    サブストリーム毎チャネル符号化率選択部
２５２    サブストリーム毎受信電力推定部
３００    送信装置
３０２    サブチャネル用スケジューリング部
３０４    チャネル符号化部
３０６    変調マッピング部
３０８    プリコーディング部
３１０    直並列変換部
３１２    ＩＦＦＴ＆ＧＩ付加部
４００    受信装置
４０２    ＧＩ除去＆ＦＦＴ部
４０４    チャネル推定部
４０６    伝送制御パラメータ算出部
５００    受信装置
５０２    ＧＩ除去＆ＦＦＴ部
５０４    ＱＲ分解ＭＬＤ部
５０６    ＬＬＲ計算部
【図１】
2008118380.tif 000005
【図２】
2008118380.tif 000006
【図３】
2008118380.tif 000007
【図４】
2008118380.tif 000008
【図５】
2008118380.tif 000009
【図６】
2008118380.tif 000010
【図７】
2008118380.tif 000011
【図８】
2008118380.tif 000012
【図９】
2008118380.tif 000013
【図１０】
2008118380.tif 000014
【図１１】
2008118380.tif 000015
【図１２】
2008118380.tif 000016
【図１３】
2008118380.tif 000017
【図１４】
2008118380.tif 000018