(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを有する多入力多出力（ＭＩＭＯ）受信器が受信信号を処理する方法であって、
複数のリソースエレメント（ＲＥ）を有するＲＥグループ内で基準ＲＥを選択するステップと、
前記基準ＲＥのチャネル情報に基づいて、前記ＲＥグループ内の前記複数のＲＥが共有する前処理フィルタを生成するステップと、
前記複数のＲＥのうち前記基準ＲＥを除いたＲＥのチャネル情報に基づいて、前記基準ＲＥを除いたＲＥのそれぞれに対する共分散行列を生成するステップと、
前記前処理フィルタ及び前記共分散行列を用いて前記複数のＲＥのそれぞれに対する受信信号を補償することによって、前記ＲＥグループに対する検出信号を生成するステップと、を有し、
前記共分散行列は、前記共分散行列を用いる場合の計算複雑度が前記共分散行列を用いない場合の計算複雑度より低いと決定されると、生成される、受信信号処理方法。
【請求項２】
前記ＭＩＭＯ受信器の受信アンテナの数、前記受信信号のレイヤの数及び前記補償処理の予め決定された繰り返し回数のうちの少なくとも１つに基づいて、前記共分散行列を用いる場合の計算複雑度が前記共分散行列を用いない場合の計算複雑度よりも低いか否かが決定される、請求項１に記載の受信信号処理方法。
【請求項３】
前記検出信号を生成するステップにおいて、
前記共分散行列を用いる場合の計算複雑度が前記共分散行列を用いない場合の計算複雑度よりも高い場合、前記前処理フィルタ及び前記複数のＲＥのそれぞれのチャネル情報を用いて前記受信信号を補償する、請求項２に記載の受信信号処理方法。
【請求項４】
前記検出信号を生成するステップにおいて、前記基準ＲＥに対しては前記前処理フィルタのみを用いて補償し、前記基準ＲＥを除いたＲＥに対しては前記前処理フィルタ及びそれぞれの共分散行列を用いて補償する、請求項１に記載の受信信号処理方法。
【請求項５】
前記共分散行列を生成するステップにおいて、前記基準ＲＥのチャネル情報に基づいて、前記基準ＲＥに対する共分散行列をさらに生成し、
前記検出信号を生成するステップにおいて、前記基準ＲＥに対して、前記前処理フィルタ及び前記基準ＲＥに対する共分散行列を用いて前記基準ＲＥの受信信号を補償する、請求項１に記載の受信信号処理方法。
【請求項６】
前記前処理フィルタは、前記受信信号を補償して前記検出信号を生成する処理の速度を向上させるための行列である、請求項１に記載の受信信号処理方法。
【請求項７】
複数のアンテナを有し、前記複数のアンテナを介して受信される受信信号を処理するよう構成される多入力多出力（ＭＩＭＯ）受信器であって、
送信部と、
受信部と、
前記送信部及び前記受信部に接続されて前記受信信号を処理するよう構成されるプロセッサと、を有し、
前記プロセッサは、
複数のリソースエレメント（ＲＥ）を有するＲＥグループ内で基準ＲＥを選択し、
前記基準ＲＥのチャネル情報に基づいて、前記ＲＥグループ内の前記複数のＲＥが共有する前処理フィルタを生成し、
前記複数のＲＥのうち前記基準ＲＥを除いたＲＥのチャネル情報に基づいて、前記基準ＲＥを除いたＲＥのそれぞれに対する共分散行列を生成し、
前記前処理フィルタ及び前記共分散行列を用いて前記複数のＲＥのそれぞれに対する受信信号を補償することによって、前記ＲＥグループに対する検出信号を生成し、
前記共分散行列は、前記共分散行列を用いる場合の計算複雑度が前記共分散行列を用いない場合の計算複雑度より小さいと決定されると、生成される、受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大規模（マッシブ）（massive）ＭＩＭＯ環境で受信機（器）の性能劣化を最小にしながらも、具現複雑度（complexity）及びメモリ所要量（要求量）（memory requirements）を低減する方法に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
【数１】
0006640741.tif 000002
【０００３】
【数２】
0006640741.tif 000003
【０００４】
一方、理論的に無限数の送信アンテナを有する基地局が複数の端末にデータを同時に送信するとき、基地局の最適（optimal）送信アルゴリズムはＭＲＴ（Maximal Ratio Transmission）アルゴリズムである。一方、複数の端末が基地局に送信したデータを１つの基地局が受信するとき、基地局の最適受信アルゴリズムはＭＲＣ（Maximal Ratio Combining）アルゴリズムである。ＭＲＴ及びＭＲＣが干渉を考慮しないため、有限のアンテナ数を有する場合に性能の劣化を示すとしても、アンテナの数が無限大である場合にはそのような干渉が消えるため、ＭＲＴとＭＲＣは最適なソリューションになり得る。
【０００５】
基地局は、アンテナビームフォーミングを用いてビームを細く（sharp）することができ、特定の端末にエネルギを集中させることができる。これは、少ない電力で同量の情報を伝達できる一方で、周辺における他の端末には干渉をほとんど与えないため、干渉によるシステムの性能劣化を最小にする方法（方案）であるといえる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような一般的な技術の問題点を解決するために考案（案出）された（devised）ものであり、本発明の目的は、大規模（Massive）ＭＩＭＯ環境において受信器の性能を維持しながらも、受信信号検出の複雑度を最小にすることである。
【０００７】
本発明の他の目的は、通信環境の変化に応じて共分散行列（covariance matrix）を用いるか否かを選択的に適用することによって、計算複雑度を効率的に改善することにある。
【０００８】
本発明で達成しようとする技術的目的は、以上で言及した事項に制限されず、言及していない他の技術的課題は、以下に説明する本発明の実施例から、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって考慮され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記技術的課題を解決するための受信信号処理方法は、複数のリソースエレメント（resource element；ＲＥ）を有するＲＥグループ内で基準ＲＥを選択するステップと、基準ＲＥのチャネル情報に基づいて、ＲＥグループ内の複数のＲＥが共有する前処理フィルタを生成するステップと、複数のＲＥのうち基準ＲＥを除いたＲＥのチャネル情報に基づいて、基準ＲＥを除いたＲＥのそれぞれに対する共分散行列を生成するステップと、前処理フィルタ及び共分散行列を選択的に用いて複数のＲＥのそれぞれに対する受信信号を補償することによって、ＲＥグループに対する検出信号を生成するステップと、を有する。
【００１０】
検出信号を生成するステップにおいて、多入力多出力（Multiple Input Multiple Output；ＭＩＭＯ）受信器の受信アンテナの数、受信信号のレイヤの数及び補償処理（過程、プロセス）（process）の予め決定された繰り返し回数のうちの少なくとも１つに基づいて、共分散行列を用いるか否かを決定することができる。
【００１１】
共分散行列は、受信アンテナの数、レイヤの数及び繰り返し回数のうちの少なくとも１つに基づいて、計算された共分散行列を用いる場合の計算複雑度が共分散行列を用いない場合の計算複雑度よりも低いと決定される場合に生成されてもよい。
【００１２】
検出信号を生成するステップにおいて、共分散行列を用いる場合の計算複雑度が共分散行列を用いない場合の計算複雑度よりも高い場合、前処理フィルタ及び複数のＲＥのそれぞれのチャネル情報を用いて受信信号を補償することができる。
【００１３】
検出信号を生成するステップにおいて、基準ＲＥに対しては前処理フィルタのみを用いて補償し、基準ＲＥを除いたＲＥに対しては前処理フィルタ及びそれぞれの共分散行列を用いて補償することができる。
【００１４】
共分散行列を生成するステップにおいて、基準ＲＥのチャネル情報に基づいて、基準ＲＥに対する共分散行列をさらに生成し、検出信号を生成するステップにおいて、基準ＲＥに対して、前処理フィルタ及び基準ＲＥに対する共分散行列を用いて基準ＲＥの受信信号を補償することができる。
【００１５】
前処理フィルタは、受信信号を補償して、検出信号を生成する処理の速度を向上させるための行列であってもよい。
【００１６】
検出信号を生成するステップにおいて、前処理フィルタの代わりに各ＲＥに対して最小平均二乗誤差（Minimum Mean Square Error；ＭＭＳＥ）フィルタ、ゼロ強制（Zero Forcing；ＺＦ）フィルタ、干渉抑圧合成（Interference Rejection Combining；ＩＲＣ）フィルタ又はベル研階層化時空間（Bell Laboratories Layered Space-Time；ＢＬＡＳＴ）フィルタを適用した結果と検出信号との間の誤差が閾値未満になるまで補償処理を繰り返して行い、補償処理を繰り返して行う最大回数は、ＭＩＭＯチャネル環境又はユーザ入力によって決定されてもよい。
【００１７】
検出信号は、受信信号に対して、共分散行列を用いて共役勾配（Conjugate Gradient；ＣＧ）アルゴリズム、ニュートン法（Newton method）アルゴリズム又は最急降下法（steepest descent method）アルゴリズムを適用することによって生成されてもよい。
【００１８】
上記技術的課題を解決するための多入力多出力（Multiple Input Multiple Output；ＭＩＭＯ）受信器は、送信部、受信部、及び送信部及び受信部に接続されて受信信号を処理するプロセッサを有し、プロセッサは、複数のリソースエレメント（Resource Element、ＲＥ）を有するＲＥグループ内で基準ＲＥを選択し、基準ＲＥのチャネル情報に基づいて、ＲＥグループ内の複数のＲＥが共有する前処理フィルタを生成し、複数のＲＥのうち基準ＲＥを除いたＲＥのチャネル情報に基づいて、基準ＲＥを除いたＲＥのそれぞれに対する共分散行列を生成し、前処理フィルタ及び共分散行列を選択的に用いて複数のＲＥのそれぞれに対する受信信号を補償することによって、ＲＥグループに対する検出信号を生成する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の実施例によれば、次のような効果を期待することができる。
【００２０】
第一に、ＲＥのチャネル情報を用いた共分散行列を予め生成し、活用（利用、使用）する（used）ことによって、アルゴリズムの繰り返し当たりの複雑度が減少することにより計算複雑度の利得が増加する。
【００２１】
第二に、共分散行列を用いるか否かを選択的に適用することによって、通信環境の変化に応じて計算複雑度を効率的に改善することができる。
【００２２】
第三に、共分散行列を用いる場合において、共分散行列を用いない場合と同一の性能を得ることができるので、性能を低下させずに計算複雑度の利得を得ることができる。
【００２３】
本発明の実施例から得られる効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、以下の本発明の実施例に関する記載から、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に導出され、理解されるであろう。すなわち、本発明を実施することに伴う意図しない効果も、本発明の実施例から、当該技術分野における通常の知識を有する者によって導出可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明と関連して、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）環境における受信ストリーム数による計算複雑度を示す図である。
【図２】本発明と関連して、ＭＩＭＯ環境における受信ストリーム数によるメモリ所要量を示す図である。
【図３】本発明と関連して、ＭＩＭＯ環境における同一のセル内の端末間の干渉を示す図である。
【図４】本発明と関連して、ＭＩＭＯ環境における隣接セル間の干渉を示す図である。
【図５】本発明と関連して、端末に割り当てられるリソースブロック（Resource Block：ＲＢ）の構造を示す図である。
【図６】本発明と関連して、複数のリソースエレメント（Resource Element：ＲＥ）が形成するＲＥグループを示す図である。
【図７】本発明と関連して、従来のＭＩＭＯ受信器の動作処理を示す図である。
【図８】本発明と関連するＭＩＭＯ受信器の動作処理を示す図である。
【図９】本発明と関連するＭＩＭＯ受信器が検出信号を検出する処理を概念的に示す図である。
【図１０】本発明と関連するＭＩＭＯ受信器が検出信号を検出する処理を概念的に示す図である。
【図１１】本発明と関連するＭＩＭＯ受信器が前処理フィルタを生成する一例を示す図である。
【図１２】本発明と関連する他のＭＩＭＯ受信器の動作処理を示す図である。
【図１３】本発明と関連する更に他のＭＩＭＯ受信器の動作処理を示す図である。
【図１４】本発明と関連する更に他のＭＩＭＯ受信器の動作処理を示す図である。
【図１５】本発明と関連する信号検出処理の計算複雑度を比較するグラフである。
【図１６】本発明の実施例に係るＭＩＭＯ受信器の動作処理を示す図である。
【図１７】本発明の実施例に係るＭＩＭＯ受信器の信号検出方法による計算複雑度を比較するグラフである。
【図１８】本発明の実施例に係るＭＩＭＯ受信器の信号検出方法による計算複雑度を繰り返し回数に応じて比較する表である。
【図１９】本発明の一実施例に係る端末及び基地局の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付する図面は、本発明に関する理解を助けるためのものであり、詳細な説明と共に本発明に関する実施例を提供する。ただし、本発明の技術的特徴が特定の図面に限定されるものではなく、各図に開示する特徴を組み合わせて新しい実施例として構成することができる。各図における参照番号（reference numerals）は、構造的構成要素（structural elements）を意味する。
【００２６】
本発明で使われる用語は、本発明における機能を考慮するとともに、可能な限り現在広く使われる一般的な用語を選択したが、これは、当該分野に従事する技術者の意図、判例、又は新しい技術の出現などによって変更されてもよい。また、特定の場合には、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、該当する発明の説明の部分において詳しくその意味を記載するものとする。したがって、本発明で使われる用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本発明の全般にわたる内容とに基づいて定義されなければならない。
【００２７】
以下の実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定の形態に結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮することができる。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明する動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に置き換えてもよい。
【００２８】
図面に関する説明において、本発明の要旨を曖昧にさせ得る手順又は段階などは記述を省略し、当業者のレベルで理解可能な程度の手順又は段階も記述しないものとする。
【００２９】
明細書の全体を通じて、ある部分がある構成要素を“含む（有する）（又は、備える）”としたとき、これは、特別に反対する記載がない限り、他の構成要素を除外するという意味ではなく、他の構成要素をさらに含み得るということを意味する。また、明細書に記載された“…部”，“… 器”，“モジュール”などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの結合によって具現することができる。また、“一つ（ａ又はａｎ）”、“一（ｏｎｅ）”，“上記（前記）（ｔｈｅ）”及び類似の関連語は、本明細書及び以下の請求項において、本明細書に特別に指示されたり又は文脈によって明らかに反駁されない限り、単数及び複数の両方の意味で使われるものとする。
【００３０】
本明細書において、本発明の実施例は、基地局と移動局との間におけるデータ送受信の関係を中心に説明されている。ここで、基地局は、移動局と直接通信を行うネットワークの終端ノード（terminal node）としての意味がある。本文書で基地局によって行われると説明された特定動作は、場合によっては、基地局の上位ノード（upper node）によって行われてもよい。
【００３１】
すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード（network nodes）で構成されるネットワークにおいて移動局との通信のために行われる様々な動作は、基地局又は基地局以外のネットワークノードによって行われる。ここで、‘基地局’は、固定局（fixed station）、Ｎｏｄｅ Ｂ、ｅＮｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）、高度（発展した）基地局（Advanced Base Station、ＡＢＳ）、又はアクセスポイント（access point）などの用語に言い換えてもよい。
【００３２】
また、‘移動局（Mobile Station、ＭＳ）’は、ＵＥ（User Equipment）、ＳＳ（Subscriber Station）、ＭＳＳ（Mobile Subscriber Station）、移動端末（Mobile Terminal）、高度移動端末（発展した移動端末）（Advanced Mobile Station、ＡＭＳ）、又は端末（Terminal）などの用語に言い換えてもよい。
【００３３】
また、送信端は、データサービス又は音声サービスを提供する固定及び／又は移動ノードを意味し、受信端は、データサービス又は音声サービスを受信する固定及び／又は移動ノードを意味する。このため、上りリンクでは移動局を送信端とし、基地局を受信端とすることができる。同様に、下りリンクでは移動局を受信端とし、基地局を送信端とすることができる。
【００３４】
また、デバイスが‘セル’と通信を行うという記載は、デバイスが該当のセルの基地局と信号を送受信することを意味することができる。すなわち、デバイスが信号を送受信する実質的な対象は特定の基地局であるが、記載の便宜上、特定の基地局によって形成されるセルと信号を送受信すると記載してもよい。同様に、‘マクロセル’及び／又は‘スモールセル’という記載は、それぞれ、特定のカバレッジ（coverage）を意味してもよく、‘マクロセルを支援（サポート）する（supporting）マクロ基地局’及び／又は‘スモールセルを支援するスモールセル基地局’を意味してもよい。
【００３５】
本発明の実施例は、無線接続システムであるＩＥＥＥ ８０２．ｘｘシステム、３ＧＰＰシステム、３ＧＰＰ ＬＴＥシステム、及び３ＧＰＰ２システムのうち少なくとも一つに開示された標準文書によって裏付けることができる。すなわち、本発明の実施例において説明していない自明な段階又は部分は、上記の文書を参照して説明することができる。
【００３６】
また、本文書で開示している全ての用語は、上記の標準文書によって説明することができる。特に、本発明の実施例は、ＩＥＥＥ ８０２．１６システムの標準文書であるＰ８０２．１６ｅ−２００４、Ｐ８０２．１６ｅ−２００５、Ｐ８０２．１６．１、Ｐ８０２．１６ｐ及びＰ８０２．１６．１ｂ標準文書のうち一つ以上によって裏付けることができる。
【００３７】
以下、本発明に係る好適な実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。添付の図面と共に以下に開示する詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのものであり、本発明が実施され得る唯一の実施の形態を示すためのものではない。
【００３８】
また、本発明の実施例で使われる特定の用語は、本発明の理解を助けるために提供されるものであり、このような特定の用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で他の形態に変更されてもよい。
【００３９】
１．大規模ＭＩＭＯシステム
大規模ＭＩＭＯシステムの構築において、大規模ＭＩＭＯ受信アルゴリズムの開発は必須である。既存のＭＩＭＯシステムに比べて、大規模ＭＩＭＯシステムでの受信器は次の２つの側面で向上（改善）（to be improved）が必要である。
【００４０】
第一に、大規模ＭＩＭＯ環境では、受信器が同時に受信すべきデータストリームの数が増加する。同時に処理すべきデータストリームの数の増加は、受信器における計算複雑度及びメモリ所要量の増加を招き、結果としてシステム具現コスト及び処理（プロセシング）（processing）時間の増加につながり、受信システムに大きな負担を与える。既存の（existing）ＭＩＭＯ受信アルゴリズムの受信ストリームの数による計算複雑度及びメモリ所要量は、図１及び図２に示すように幾何級数的（指数関数的）な（exponentially）増加特性（属性）を示す。
【００４１】
第二に、大規模ＭＩＭＯ環境では、干渉源の数が増加することにより、向上した（改善された）（improved）干渉除去性能を有する受信アルゴリズムが要求される。大規模ＭＩＭＯシステムにおいて基地局が数十〜数百名のユーザに同時にデータを送信すると、各ユーザは、自身に送信されるデータ信号以外にも、数十個以上のマルチ（多重）ユーザ（multi-user）干渉信号を受信する。したがって、それらを効率的に除去するための大規模ＭＩＭＯ受信アルゴリズムが必要である。また、高密度（密集した）スモールセル環境まで考慮すると、周辺セル及び周辺セルのユーザから受信される干渉の効率的な除去も要求される。
【００４２】
このような技術的課題を解決するために、下記のような技術的問題（technical issues）を考慮する必要がある。
【００４３】
まず、大規模ＭＩＭＯ環境における計算複雑度及びメモリ所要量の増加について説明する。送信器のアンテナの数が受信器のアンテナの数よりも常に多い場合、送信器から送信可能なストリームの数は受信器のアンテナの数に比例して増加する。このとき、受信器は、受信信号からそれぞれのストリームを検出するために受信フィルタを用いる。ＬＴＥシステムの場合、フィルタはサブフレームごとに再計算される必要がある。
【００４４】
【数３】
0006640741.tif 000004
【００４５】
以下では、従来のＭＩＭＯ受信器の受信アルゴリズム及び／又はフィルタによる計算複雑度及びメモリ所要量について説明する。
【００４６】
【数４】
0006640741.tif 000005
【００４７】
【数５】
0006640741.tif 000006
【００４８】
【数６】
0006640741.tif 000007
【００４９】
また、ＭＭＳＥ受信のための逆行列演算のためには、新しいメモリに全てのチャネル情報を移す処理が必要であり、これは相当な遅延を招く（誘発する）（leading）。また、プロセッサが逆行列演算のためにメモリにアクセス（接近）する（access）が、これは更なる遅延を招く。このような遅延は、全システムの処理時間を大きく増加させる。
【００５０】
最後に、ＩＣ（Interference Cancellation）フィルタは、非線形（non-linear）検出方法であり、ＩＣの一例であるＤ−ＢＬＡＳＴ受信器の場合、最大通信容量に対応（該当）する（corresponding）性能を得ることができる。これよりも具現複雑度が低いＶ−ＢＬＡＳＴ受信器の場合、ＭＭＳＥとＳＩＣとが結合された形態で構成されている。特に、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ環境におけるＶ−ＢＬＡＳＴ受信器は、チャネルの選択性（セレクティビティ）（selectivity）が高いほど、最大通信容量に近接した性能を示す。しかし、Ｖ−ＢＬＡＳＴも、ＭＭＳＥフィルタに基づくものであるため、ＭＭＳＥよりも高い複雑度及びメモリ所要量を要求する。
【００５１】
また、ＩＣ技法は、以前に検出されたシンボル及びレイヤを受信信号から除去することによって干渉を制御する。したがって、以前に検出された値が誤りを有する場合、後に検出性能が大きく低下する誤り伝搬現象が発生する。このような問題点を補完した様々なＩＣアルゴリズムが提案されたが、従来（既存）（conventional method）に比べて複雑度が非常に増加するという問題点がある。
【００５２】
図３は、本発明と関連して、ＭＩＭＯ環境における同一のセル内の端末間の干渉を示す図である。図４は、本発明と関連して、ＭＩＭＯ環境における隣接セル間の干渉を示す図である。前述した計算複雑度及びメモリ所要量の増加に加えて、大規模ＭＩＭＯ環境で発生する干渉について、図３及び図４を用いて説明する。
【００５３】
基地局のアンテナが多い場合、１つの基地局は、図３に示すように、複数の端末を同時に支援することができる。この場合、基地局が端末Ａに送信した信号は端末Ｂに干渉として作用し、同様に、端末Ｂに送信した信号は端末Ａに干渉として作用する。上記干渉は、所望（選好）信号（desired signal）の基地局と同じ基地局から送信されたため、同じパスロス（path loss）を経ることになる。したがって、干渉信号の電力は所望信号の電力と類似して受信され、受信ＳＩＮＲが急に減少する。このような問題点を解決するために、基地局は干渉を最小にするためにＭＵ−ＭＩＭＯ（Multi User-MIMO）プリコーディングを行うことができるが、この場合にも、チャネル情報の誤り、チャネルエージング（aging）現象、及びコードブックサイズの制限などによって、マルチユーザ干渉を完璧に除去することは困難である。
【００５４】
また、マルチ（多重）セル（multi-cell）環境を考慮すれば、様々なセル間干渉が存在する。典型的には（代表的に）（Representatively）、図４のような環境で、端末Ａは基地局Ｂから、端末Ｂは基地局Ａから干渉の影響を受ける。特に、端末が隣接セルとの境界に近接する場合、端末が隣接基地局から受ける干渉は一層大きくなる。そのうえ、スモールセル（例えば、マイクロセル、ピコセル、フェムトセルなど）のようにセル間の間隔が狭い場合、端末が隣接基地局から強い干渉を受ける確率は一層高くなる。
【００５５】
大規模ＭＩＭＯが導入された高密度（密集した）（dense）マルチセル環境を考慮するとき、ＭＩＭＯ受信器の干渉除去能力の向上は必須である。特に、強い干渉が存在する場合、ＩＣ（Interference Cancellation）系列の干渉除去受信アルゴリズムが必要であるが、既存のＩＣ受信器は、干渉源の数よりも多い受信アンテナの数が必要である。例えば、受信器で１０個の干渉源を除去するためには１１個の受信アンテナが必要である。十分な数のアンテナを装着し難い小型端末の場合、このような限界を克服するための技術の導入が必要である。例えば、マルチユーザ及びマルチセル干渉に対して改善されたＩＳ（Interference Suppression）技術が適用されたり、送信器で干渉アラインメント（整列）（interference alignment）技術を用いて干渉を特定の信号空間に揃えた（整列させた）（align）後、ＩＣ系列の受信器を適用して、限られた数の受信アンテナで多数の干渉源からの干渉を除去することができる。
【００５６】
次に、以下では、上述した問題点と関連して従来のＭＩＭＯ受信器の動作アルゴリズムを説明する。図５は、本発明と関連して、端末に割り当てられるリソースブロック（Resource Block：ＲＢ）の構造を示す図である。図６は、本発明と関連して、複数のリソースエレメント（Resource Element：ＲＥ）が形成するＲＥグループを示す図である。図７は、本発明と関連して、従来のＭＩＭＯ受信器の動作処理を示す図である。
【００５７】
【数７】
0006640741.tif 000008
【００５８】
【数８】
0006640741.tif 000009
【００５９】
【数９】
0006640741.tif 000010
【００６０】
一方、前述したように、受信器は、受信信号からチャネルの影響を除去するためにＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）フィルタを用いることができる。ＭＭＳＥフィルタを用いて受信信号から検出した伝送信号は、次の式２のように表現される。
【００６１】
【数１０】
0006640741.tif 000011
【００６２】
【数１１】
0006640741.tif 000012
【００６３】
【数１２】
0006640741.tif 000013
【００６４】
【数１３】
0006640741.tif 000014
【００６５】
一方、図６は、図５のＲＢの一部を示すものであり、複数のＲＥで構成されるＲＥグループを示す。各ＲＥグループ内で各ＲＥのチャネルは互いに相関関係を有することができる。特に、ドップラ効果が小さい場合（受信器が低速で移動したり固定されている場合）、同じ横軸に位置しているＲＥの相関関係が大きい。一方、チャネルの電力遅延分散（power delay spread）が少ない場合、同じ縦軸に位置しているＲＥの相関関係が大きい。仮に、ドップラ効果が小さいと共に、チャネルの電力遅延分散が小さい場合、図６に示す全ＲＥの相関関係が大きくなる。図６の場合、中心ＲＥと周辺ＲＥとの相関関係を、陰影の濃さで示した。すなわち、各ＲＥの陰影が濃いほど中心ＲＥとの相関関係が大きく、逆に、薄いほど相関関係が小さい。
【００６６】
図７に示すように、従来（既存）の（conventional）ＭＩＭＯ受信器は、このようなＲＥ間の相関関係を考慮しないでそれぞれのＲＥに同一の処理を行って伝送信号を検出した。すなわち、従来のＭＩＭＯ受信器は、受信信号に対して、各ＲＥごとにチャネル情報ＧiからフィルタＢiを計算し（７１０）、それぞれのＲＥに対して伝送信号を検出してデコードした（７２０）。しかし、このような従来の受信アルゴリズムは、上述したように、大規模ＭＩＭＯ環境でストリーム数の増加による計算複雑度及びメモリ所要量の増加を考慮する場合、改善される必要がある。
【００６７】
以下では、上述したＲＥ間の相関関係を用いて、既存のアルゴリズムと同じ性能を提供しながらも、より一層小さい複雑度を有するアルゴリズムによって動作するＭＩＭＯ受信器を提案する。
【００６８】
２．前処理フィルタを用いたＭＩＭＯ受信器の動作方法
図８は、本発明の一実施例によって前処理フィルタを用いるＭＩＭＯ受信器の動作処理を示す図である。
【００６９】
【数１４】
0006640741.tif 000015
【００７０】
以下において、Ｖ1は、ＲＥグループ内の１番目のＲＥのＭＩＭＯチャネルに基づいて生成された‘前処理フィルタ（又は、加速フィルタ）’を意味する。上述した数値解析アルゴリズムは、繰り返し計算処理を通じて解を見つけ、各繰り返し毎に計算される解が正確な解に近づく。このような繰り返し計算処理で前処理フィルタＶ1を活用する場合、ＭＩＭＯ受信器は、少ない繰り返し数（すなわち、速い速度で）のみでも所望の解を見つけることができる。
【００７１】
しかし、上述したように所望の解を見つけるための速度を十分に速くするための前処理フィルタを生成することもまた、高い複雑度を要求する。したがって、ＲＥグループ内で全てのＲＥに対してそれぞれ前処理フィルタを求める計算複雑度を低減するために、特定のＲＥ（例えば、上述した１番目のＲＥ）で前処理フィルタを生成し、ＲＥグループ内の他のＲＥがこれを共有して使用することができる。すなわち、ＲＥグループ内のＲＥが検出信号を検出する処理において、数値解析アルゴリズムは同一の前処理フィルタを活用する。上述した特定のＲＥ（又は、１番目のＲＥ）を‘基準ＲＥ’として定義することができ、これは、単に前処理フィルタを計算する基準となるＲＥを意味し、ＲＥグループ内でＲＥの順序やインデックスとは関係がない。
【００７２】
したがって、グループ内のＲＥ間のチャネル相関関係が大きい場合、提案するＭＩＭＯ受信器は、一つのＲＥから生成した前処理フィルタ（８１０）をＲＥグループ内の全てのＲＥで共有し、数値解析アルゴリズムは、前処理フィルタを用いて検出信号を生成する（８２０，８３０，８４０）。これによって、従来のＭＩＭＯ受信器よりも少ない複雑度のみでも同じ性能を具現することができる。ＲＥグループ内で１番目のＲＥと他のＲＥとの間のチャネル相関関係が大きいほど、このような繰り返し速度の短縮効果は大きくなる。
【００７３】
図９及び図１０は、前処理フィルタを活用するＭＩＭＯ受信器が検出信号を検出する処理を概念的に示した図である。図９は、受信信号検出器（又は、受信フィルタ）を共有する方式によって動作するＭＩＭＯ受信器の検出信号検出処理を示し、図１０は、上述した前処理フィルタを共有する方式によって動作するＭＩＭＯ受信器の検出信号検出処理を示す。図９及び図１０で矢印は、数値解析アルゴリズムが計算を繰り返すそれぞれの処理を意味する。
【００７４】
まず、図９において、円の中心（９２０）は、ＭＩＭＯ受信器が所望する（望む）解、すなわち、正確な検出信号を意味する。検出信号が正確な解から多少差がある場合（９１０）、数値解析アルゴリズムは、正確な解（９２０）に到達するためには、複数回の繰り返し処理を経なければならない。一方、検出信号が正確な解に相対的に近い場合（９３０，９４０）、少ない回数の繰り返しのみでも正確な解（９２０）を見つけることができる（９５０）。したがって、受信フィルタ共有方式によって動作するＭＩＭＯ受信器は、受信フィルタを共有することによって、検出信号の初期値が正確な解に近づく（すなわち、誤差が小さくなる（少ない誤差を有する）（an error decreases））方向に動作する。
【００７５】
一方、図１０において、前処理フィルタを共有する方式によって動作するＭＩＭＯ受信器は、検出信号の初期値を所望の解（すなわち、円の中心（１０２０））に近付ける（近く）計算を行うよりは（instead of enabling the initial value of the detection signal to become close to the desired value (that is, the center 1020 of the circles)）、繰り返し回数を低減する方向に動作する。すなわち、提案する方式によるＭＩＭＯ受信器は、数値解析アルゴリズムの所望の解（１０２０）と相対的に大きい差を有する初期値が計算されるとしても（１０１０）、図９に比べて相対的に少ない回数の繰り返し（１０３０）のみで所望の解を見つけることができる。換言すれば、図１０でのＭＩＭＯ受信器は、数値解析アルゴリズムの繰り返し計算による収束速度を急激に増加させて複雑度を減少させる方向に動作する。
【００７６】
以下では、このようなＭＩＭＯ受信器が前処理フィルタＶ1を生成する具体的な実施例について説明する。
【００７７】
第１の実施例によれば、前処理フィルタは、ヤコビ（Jacobi）方式、ガウスザイデル（Gauss-Seidel）方式、ＳＱＲプレコンディショニング（SQR preconditioning）方式、不完全コレスキ因数分解（incomplete Cholesky factorization）方式などの様々なアルゴリズムによって生成されてもよい。
【００７８】
【数１５】
0006640741.tif 000016
【００７９】
【数１６】
0006640741.tif 000017
【００８０】
【数１７】
0006640741.tif 000018
【００８１】
【数１８】
0006640741.tif 000019
【００８２】
【数１９】
0006640741.tif 000020
【００８３】
【数２０】
0006640741.tif 000021
【００８４】
【数２１】
0006640741.tif 000022
【００８５】
【数２２】
0006640741.tif 000023
【００８６】
【数２３】
0006640741.tif 000024
【００８７】
【数２４】
0006640741.tif 000025
【００８８】
【数２５】
0006640741.tif 000026
【００８９】
【数２６】
0006640741.tif 000027
【００９０】
【数２７】
0006640741.tif 000028
【００９１】
【数２８】
0006640741.tif 000029
【００９２】
【数２９】
0006640741.tif 000030
【００９３】
【数３０】
0006640741.tif 000031
【００９４】
【数３１】
0006640741.tif 000032
【００９５】
【数３２】
0006640741.tif 000033
【００９６】
【数３３】
0006640741.tif 000034
【００９７】
【数３４】
0006640741.tif 000035
【００９８】
【数３５】
0006640741.tif 000036
【００９９】
次いで、前処理フィルタを生成する第３の実施例を図１１と共に説明する。図１１は、本発明と関連してＭＩＭＯ受信器が前処理フィルタを生成する一例を示す図である。
【０１００】
【数３６】
0006640741.tif 000037
【０１０１】
【数３７】
0006640741.tif 000038
【０１０２】
数値解析アルゴリズムは、ＲＥグループ全体に対して検出信号を検出し、生成するためのＭＭＳＥ、ＺＦ（Zero Forcing）、ＩＲＣ（Interference Rejection Combining）、ＢＬＡＳＴアルゴリズムなどの逆行列演算を代替する。提案する数値解析アルゴリズムは、ＴＲ  ３６．８６６  ｆｏｒ  ＮＡＩＣ  ｖ１．１．０に記述された全てのＭＩＭＯ受信器に適用可能である。このような数値解析アルゴリズムは、上述した逆行列演算のみを代替するアルゴリズムであるので、従来のＭＩＭＯ受信器よりも複雑度が改善されると共に、同一又は類似の水準の検出性能を示す。
【０１０３】
【数３８】
0006640741.tif 000039
【０１０４】
図８及びＣＧアルゴリズムを例に挙げて数値解析アルゴリズムを具体的に説明する。ＣＧアルゴリズムは、予め決定された正確度を導出するまで反復的に演算するアルゴリズムであり、収束アルゴリズム（converging algorithm）であって、アルゴリズムの繰り返しによって誤差が減少する方向に結果が導出される。
【０１０５】
まず、ＭＩＭＯ受信器は、相関関係が一定以上である複数のＲＥを束ねて図６のような一つのＲＥグループを形成する。ＲＥグループに含まれたいずれか１つのＲＥが基準ＲＥ（１番目のＲＥ）となり、ＭＩＭＯ受信器は、基準ＲＥのＭＩＭＯチャネルを用いて前処理フィルタを生成する。基準ＲＥは、ＲＥグループにおいて時間軸／周波数軸上で最も中心に近いＲＥとなり得るが、このような例に限定されるものではない。
【０１０６】
【数３９】
0006640741.tif 000040
【０１０７】
【数４０】
0006640741.tif 000041
【０１０８】
【数４１】
0006640741.tif 000042
【０１０９】
【数４２】
0006640741.tif 000043
【０１１０】
一実施例によれば、ＭＩＭＯ受信器は、数値解析アルゴリズムの繰り返し回数を制限することによって、検出信号を検出するのにかかる最大時間を制限することができる。ＭＩＭＯ受信器が特定のＲＥの信号を検出するのにかかる時間が、他のＲＥよりも相対的に長い場合、システム全体の総処理時間に影響を与えることになる。このような状況を防止するために、検出信号を検出する時間を特定範囲内に制限することができる。
【０１１１】
検出時間は、数値解析アルゴリズムの繰り返し回数を制限することによって共に制限され得る。すなわち、数値解析アルゴリズムの各繰り返しを実行するのにかかる時間は一定であるため、繰り返し回数を制限することによって、ＭＩＭＯ受信器は繰り返し時間を調節することができる。一方、繰り返し回数を制限することは、ＣＧアルゴリズムを通じて求めた解と、ＭＭＳＥフィルタを用いて求めた解との誤差が大きくなり得るため、性能劣化と処理時間とのトレードオフとして作用し得る。
【０１１２】
【数４３】
0006640741.tif 000044
【０１１３】
【数４４】
0006640741.tif 000045
【０１１４】
【数４５】
0006640741.tif 000046
【０１１５】
【数４６】
0006640741.tif 000047
【０１１６】
【数４７】
0006640741.tif 000048
【０１１７】
【数４８】
0006640741.tif 000049
【０１１８】
上述した処理を、次式１３を参照して具体的に説明する。
【０１１９】
【数４９】
0006640741.tif 000050
【０１２０】
【数５０】
0006640741.tif 000051
【０１２１】
【数５１】
0006640741.tif 000052
【０１２２】
【数５２】
0006640741.tif 000053
【０１２３】
【数５３】
0006640741.tif 000054
【０１２４】
【数５４】
0006640741.tif 000055
【０１２５】
【数５５】
0006640741.tif 000056
【０１２６】
【数５６】
0006640741.tif 000057
【０１２７】
【数５７】
0006640741.tif 000058
【０１２８】
【数５８】
0006640741.tif 000059
【０１２９】
【数５９】
0006640741.tif 000060
【０１３０】
【数６０】
0006640741.tif 000061
【０１３１】
【数６１】
0006640741.tif 000062
【０１３２】
【数６２】
0006640741.tif 000063
【０１３３】
【数６３】
0006640741.tif 000064
【０１３４】
【数６４】
0006640741.tif 000065
【０１３５】
上述した実施例は、単なる例示に過ぎず、これらの方法以外にも、様々な方法によって前処理フィルタ及び共用受信フィルタを定義することができる。
【０１３６】
【数６５】
0006640741.tif 000066
【０１３７】
【数６６】
0006640741.tif 000067
【０１３８】
【数６７】
0006640741.tif 000068
【０１３９】
それぞれのＲＥに対して固有の前処理フィルタを生成する処理は、上記の図８乃至図１３で説明した実施例が適用されてもよい。次いで、ＭＩＭＯ受信器は、それぞれのＲＥに対して生成された固有の前処理フィルタを用いて、数値解析アルゴリズムに基づいた補償処理を行う（１４５０，１４７０）。補償処理を経て生成された２次信号（１４８０）は、デコーダ１４９０に入力されて処理される。
【０１４０】
図１４の実施例によれば、それぞれのＲＥ毎に前処理フィルタが生成されるため、追加の複雑度が要求される。しかし、ＲＥ間のチャネル相関関係が低い場合、図８乃至図１３の方式によって前処理フィルタを共有する実施例は、補償処理の繰り返し回数が増加する。これによって、図１４の固有の前処理フィルタを活用する実施例は、全体の複雑度及び計算処理にかかる時間の短縮においてより一層効果的である。
【０１４１】
【数６８】
0006640741.tif 000069
【０１４２】
図１５は、従来技術と前処理フィルタを適用する場合との計算複雑度を比較するグラフである。
【０１４３】
【数６９】
0006640741.tif 000070
【０１４４】
【数７０】
0006640741.tif 000071
【０１４５】
【数７１】
0006640741.tif 000072
【０１４６】
計算複雑度をさらに低減しようとする場合、ＭＩＭＯ受信器は、前処理フィルタを活用した補償処理で誤差による性能劣化を甘受する代わりに、計算複雑度を低減することもできるので、計算複雑度と性能とのトレードオフを提供することができる。
【０１４７】
また、提案された技法によれば、基準ＲＥを除いたＲＥに対しては逆行列を直接計算しないため、全ての演算が行列Ｘベクトル演算で行われる。逆行列演算は分散処理が難しい一方、行列Ｘベクトル演算は、並列化が容易であるため、分散処理技法を容易に適用することができる。これによって、全体の処理時間を著しく減らすことができる。
【０１４８】
３．提案するＭＩＭＯ受信器の動作方法
以上では、ＭＩＭＯ受信器が前処理フィルタを適用して受信信号を処理する動作処理について記述した。以下では、ＭＩＭＯ受信器がＲＥグループに対する共分散行列を用いて受信信号を処理する処理について説明する。
【０１４９】
提案する実施例において、ＭＩＭＯ受信器は、ＲＥグループに含まれたＲＥのチャネル情報に基づいて共分散行列を生成する。ＲＥグループに含まれたＲＥのうち基準ＲＥを除いたＲＥのそれぞれに対して共分散行列が生成され、それぞれのＲＥは、固有の共分散行列を有する。
【０１５０】
【数７２】
0006640741.tif 000073
【０１５１】
【数７３】
0006640741.tif 000074
【０１５２】
【数７４】
0006640741.tif 000075
【０１５３】
【数７５】
0006640741.tif 000076
【０１５４】
【数７６】
0006640741.tif 000077
【０１５５】
【数７７】
0006640741.tif 000078
【０１５６】
一方、次式１８は、ＭＩＭＯ受信器が共分散行列を用いて受信信号を処理する処理での数値解析アルゴリズム（ＣＧアルゴリズム）を示す。
【０１５７】
【数７８】
0006640741.tif 000079
【０１５８】
【数７９】
0006640741.tif 000080
【０１５９】
【数８０】
0006640741.tif 000081
【０１６０】
【数８１】
0006640741.tif 000082
【０１６１】
【数８２】
0006640741.tif 000083
【０１６２】
【数８３】
0006640741.tif 000084
【０１６３】
結果的に、検出信号を生成するために受信信号を処理する一連の処理が繰り返される回数が増加するほど、式１８によって共分散行列を活用する実施例の場合、計算複雑度に利得が増加する。２つの方式による計算複雑度の比較結果は、図１８で具体的に説明する。
【０１６４】
【数８４】
0006640741.tif 000085
【０１６５】
以下では、図１６乃至図１８を参照して、式１６及び式１８で説明したＲＥグループの共分散行列を用いるＭＩＭＯ受信器の動作処理を説明する。図１６は、本発明の実施例に係るＭＩＭＯ受信器の動作処理を示す図である。
【０１６６】
【数８５】
0006640741.tif 000086
【０１６７】
【数８６】
0006640741.tif 000087
【０１６８】
次いで、ＭＩＭＯ受信器は、ＲＥグループ内の各ＲＥに対して前処理フィルタ及び共分散行列を活用して１次信号を補償する処理を経て２次信号を検出する（１６５０，１６６０，１６７０）。すなわち、上記の図１３で説明した実施例とは異なり、ＭＩＭＯ受信器は、各ＲＥのチャネル情報ではなく共分散行列を用いて各ＲＥを補償する。各ＲＥに対する共分散行列は、各ＲＥのチャネル情報を用いて生成されるので、各ＲＥのチャネル情報から検出信号を直接計算する場合との性能の差はなく、２次信号を検出する前に予め生成されているので、ＭＩＭＯ受信器は、２次信号を検出する処理での繰り返し回数が増加するのに伴い、計算複雑度の観点で利得を得ることができる。補償処理を経て生成された２次信号１６７０は、デコーダ１６８０に入力されて処理される。
【０１６９】
逆に、共分散行列を用いない場合、ＭＩＭＯ受信器は、上述したように前処理フィルタ及び受信フィルタのみを用いて受信信号を処理する。
【０１７０】
一方、図１６に示された実施例とは異なり、ＭＩＭＯ受信器は、受信フィルタを用いて１次信号を検出する処理を省略し、共分散行列を用いて受信信号を直接処理することもできる。すなわち、図８でＭＩＭＯ受信器は、ＲＥのチャネル及び前処理フィルタＶ1を用いて受信信号から検出信号を生成する。提案する追加実施例でのＭＩＭＯ受信器は、図８とは異なり、各ＲＥのチャネル情報に基づいて共分散行列Ｕ1,Ｕ2,…,ＵNを予め生成し、各ＲＥに対する受信信号にチャネル情報の代わりに共分散行列を適用して検出信号を生成することもできる。このような実施例の場合、基準ＲＥに対する補償処理が行われなければならないため、基準ＲＥに対しても共分散行列が生成され、受信信号が処理されなければならない。
【０１７１】
図１７及び図１８は、本発明の実施例に係るＭＩＭＯ受信器の信号検出方法による計算複雑度を説明するグラフ及び表である。ＭＩＭＯ受信器は、上述した共分散行列を用いるか否かを選択的に決定することができ、図１７及び図１８を参照して具体的に説明する。
【０１７２】
図１７のグラフにおいて三角形で示された線は、共分散行列を用いない場合の計算複雑度を示し、逆三角形で示された線は、共分散行列を用いる場合の計算複雑度を示す。アルゴリズムの繰り返し回数は２回に固定された場合を示す。三角形及び逆三角形の場合の両方とも、受信フィルタ及び前処理フィルタを活用する場合を示し、共分散行列を用いるか否かのみが互いに異なる点である。図１７において、２つの場合はいずれも、ダイレクトＭＭＳＥフィルタを用いた受信信号処理方法に比べて改善された計算複雑度が得られることを確認することができる。
【０１７３】
一方、共分散行列を用いる場合及び用いない場合の計算複雑度は、式１９で説明しており、計算複雑度は、受信アンテナの数（Ｎr）、受信レイヤの数（Ｎs）、アルゴリズムの繰り返し回数（iter）を変数とする。このような変数は固定された値であって、ＭＩＭＯ受信器で予め知っている値である。このような点を参考にする場合、図１７で確認できるように、受信アンテナ及び受信レイヤの数が１０よりも小さい場合には、共分散行列を用いる場合（逆三角形）の複雑度が、共分散行列を用いない場合（三角形）の複雑度よりも低いことがわかる。すなわち、受信アンテナ及び受信レイヤの数が１０よりも小さい場合には、共分散行列を用いることが計算複雑度に利得がある。一方、受信アンテナと受信レイヤの数が増加する場合には、共分散行列を用いない場合に計算複雑度の利得がある。
【０１７４】
このような点を考慮する場合、ＭＩＭＯ受信器は、アンテナの数、受信レイヤの数、アルゴリズムの繰り返し回数が予め決定されると、共分散行列を用いるか否かを決定することができる。
【０１７５】
図１８の表では、繰り返し（反復）（iteration）回数による計算複雑度の差を示す。上述したように、繰り返し回数が２であり、受信レイヤの数が１０よりも大きい場合、共分散行列を用いる場合には、そうでない場合に比べて計算複雑度がさらに高く要求される。しかし、計算繰り返し回数が増加するほど、共分散行列を用いる場合に全体の計算複雑度の増加幅がさらに低くなる。表１８は、数値解析アルゴリズムの繰り返し回数のそれぞれに対して、横軸を受信レイヤの数、縦軸を受信アンテナの数として示す。受信レイヤの数は、受信アンテナの数よりも常に小さいか又は同一である。
【０１７６】
図１８の各セルにパーセントで示された数値は、共分散行列を用いる場合の共分散行列を用いない場合に対する計算複雑度を意味する。すなわち、各セルのパーセント数値が正数である場合には、共分散行列を用いることが計算複雑度に利得があること（すなわち、計算複雑度が相対的にさらに低い）を示し、負数である場合には、共分散行列を用いないことが計算複雑度に利得があることを意味する。図１８で確認できるように、アンテナの数が少ないほど、受信レイヤの数が少ないほど、繰り返し回数が多いほど、共分散行列を用いる場合に計算複雑度の利得がある。
【０１７７】
ＭＩＭＯ受信器は、図１７及び図１８で説明したように、受信アンテナの数、受信レイヤの数、繰り返し回数のうちの少なくとも１つを考慮して、共分散行列を適用するか否かを決定することができる。共分散行列を適用したか否かに関係なく性能は同一であるので、ＭＩＭＯ受信器は、場合によって選択的に共分散行列を適用することによって、常に低い計算複雑度を得ることができる。ＭＩＭＯ受信器は、共分散行列を用いるか否かを決定するための計算複雑度を、図１８の表の形態のルックアップテーブル（look-up table）として予め生成して用いることもできる。ＭＩＭＯ受信器は、共分散行列を用いる場合の計算複雑度が有利であると判断される場合には、ＲＥに対して共分散行列を生成し、不利であると判断される場合には、共分散行列を生成しない。
【０１７８】
以上で説明したように、ＭＩＭＯ受信器は、計算複雑度の観点で、共分散行列を用いるか否かを予め決定する。共分散行列を用いる場合、ＲＥグループに含まれたＲＥに対する共分散行列を生成し、活用して受信信号を処理することができる。受信レイヤの数が少ないか、又はアルゴリズムの繰り返し回数が増加するほど、共分散行列の利用による計算複雑度の改善の程度が大きい。提案した方式を用いて、ＭＩＭＯ受信器は、性能を低下させずに計算複雑度を低下させることができる。
【０１７９】
４．装置構成
図１９は、本発明の一実施例に係る端末及び基地局の構成を示すブロック図である。
【０１８０】
図１９において、端末１００及び基地局２００は、それぞれ、無線周波（ＲＦ）ユニット１１０，２１０、プロセッサ１２０，２２０、及びメモリ１３０，２３０を含むことができる。図１９では、端末１００と基地局２００との間の１：１通信環境を示しているが、複数の端末と基地局２００との間に通信環境が構築されてもよい。また、図１９に示す基地局２００は、マクロセル基地局にもスモールセル基地局にも適用することができる。
【０１８１】
各ＲＦユニット１１０，２１０は、それぞれ、送信部１１１，２１１及び受信部１１２，２１２を含むことができる。端末１００の送信部１１１及び受信部１１２は、基地局２００及び他の端末と信号を送信及び受信するように構成し、プロセッサ１２０は、送信部１１１及び受信部１１２と機能的に接続して、送信部１１１及び受信部１１２が他の機器と信号を送受信する処理を制御するように構成することができる。また、プロセッサ１２０は、送信する信号に対する各種処理を行った後に送信部１１１に送信し、受信部１１２が受信した信号に対する処理を行う。
【０１８２】
必要な場合、プロセッサ１２０は、交換されたメッセージに含まれた情報をメモリ１３０に格納させることができる。このような構造により、端末１００は、以上で説明した本発明の様々な実施の形態の方法を実行することができる。
【０１８３】
基地局２００の送信部２１１及び受信部２１２は、他の基地局及び端末と信号を送信及び受信するように構成し、プロセッサ２２０は、送信部２１１及び受信部２１２と機能的に接続して送信部２１１及び受信部２１２が他の機器と信号を送受信する処理を制御するように構成することができる。また、プロセッサ２２０は、送信する信号に対する各種処理を行った後に送信部２１１に送信し、受信部２１２が受信した信号に対する処理を行うことができる。必要な場合、プロセッサ２２０は、交換されたメッセージに含まれた情報をメモリ２３０に記憶させることができる。このような構造により、基地局２００は、前述した様々な実施形態の方法を実行することができる。
【０１８４】
端末１００及び基地局２００のプロセッサ１２０，２２０は、それぞれ、端末１００及び基地局２００における動作を指示（例えば、制御、調整、管理など）する。それぞれのプロセッサ１２０，２２０は、プログラムコード及びデータを格納するメモリ１３０，２３０と接続してもよい。メモリ１３０，２３０は、プロセッサ１２０，２２０に接続して、オペレーティングシステム、アプリケーション、及び一般ファイル（general files）を格納する。
【０１８５】
本発明のプロセッサ１２０，２２０は、コントローラ（controller）、マイクロコントローラ（microcontroller）、マイクロプロセッサ（microprocessor）、マイクロコンピュータ（microcomputer）などと呼ぶこともできる。一方、プロセッサ１２０，２２０は、ハードウェア（hardware）又はファームウェア（firmware）、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせによって具現することができる。ハードウェアを用いて本発明の実施例を具現する場合には、本発明を実行するように構成されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＤＳＰＤ（Digital Signal Processing Device）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などをプロセッサ１２０，２２０に具備することができる。
【０１８６】
一方、上述した方法は、コンピュータで実行可能なプログラムとして作成することができ、コンピュータ読み取り可能媒体を用いて上記プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータで具現することができる。また、上述した方法で用いられたデータの構造は、コンピュータ読み取り可能媒体に様々な手段によって記録されてもよい。本発明の様々な方法を実行するための実行可能なコンピュータコードを含む格納デバイスを説明するために使用可能なプログラム格納デバイスは、搬送波（carrier waves）又は信号などの一時的な対象を含むものとして理解してはならない。上記コンピュータ読み取り可能媒体は、磁気記憶媒体（例えば、ＲＯＭ、フロッピ（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光学的読み取り媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）などの記憶媒体を含む。
【０１８７】
本願発明の実施例に関連した技術の分野における通常の知識を有する者にとって、上述した本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な変形が可能であることは明らかである。したがって、開示された方法は、限定的な観点ではなく説明的な観点で考慮しなければならない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明ではなく特許請求の範囲によって定められ、特許請求の範囲と同等範囲内における差異点はいずれも本発明の範囲に含まれるものとして解釈しなければならない。
【図１】
0006640741.tif 000088
【図２】
0006640741.tif 000089
【図３】
0006640741.tif 000090
【図４】
0006640741.tif 000091
【図５】
0006640741.tif 000092
【図６】
0006640741.tif 000093
【図７】
0006640741.tif 000094
【図８】
0006640741.tif 000095
【図９】
0006640741.tif 000096
【図１０】
0006640741.tif 000097
【図１１】
0006640741.tif 000098
【図１２】
0006640741.tif 000099
【図１３】
0006640741.tif 000100
【図１４】
0006640741.tif 000101
【図１５】
0006640741.tif 000102
【図１６】
0006640741.tif 000103
【図１７】
0006640741.tif 000104
【図１８】
0006640741.tif 000105
【図１９】
0006640741.tif 000106