(57)【要約】【課題】各送信信号ｔｊに対するＭＬＤ判定信号に対して、各送信信号ｔｊが経由する伝達係数ｈｉｊの大きさ、すなわち、各送信信号ｔｊのＳＮＲを反映させた尤度重み係数を乗算することにより、軟判定誤り訂正復号の誤り能力をより効果的に発揮させるＭＩＭＯ無線信号伝送システム及び方法を提供する。【解決手段】無線信号送信装置１は、送信アンテナ１−６−１〜１−６−Ｎを有し、同一周波数を用いて誤り訂正符号化した無線信号Ｔを送信する。無線信号受信装置２は、受信アンテナ２−１−１〜２−１−Ｍを有し、伝達応答行列Ｈの伝達応答行列推定手段２−３と、受信信号ＲのレプリカＨ×（＾Ｔｓ）を生成し、｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔｓ）｜を最小にする（〜Ｔ）を元の送信信号と判定するＭＬＤ手段２−４と、（〜Ｔ）を軟判定誤り訂正復号する軟判定誤り訂正復号手段２−８−１〜２−８−Ｎを有し、尤度重み係数として所定値を用いる。【選択図】図１
2005341131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の送信アンテナを具備し、前記送信アンテナから同一の周波数を用いて誤り訂正符号化を施した無線信号Ｔ(Ｔ＝（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）ｔを意味する。また、ｔは転置ベクトルを意味する。また、ｔｉのｉは送信アンテナ番号を意味する。)を送信する無線信号送信装置と、
Ｍ個（Ｍは１以上の整数）の受信アンテナを具備し、前記Ｎ個の送信アンテナと前記Ｍ個の受信アンテナの組み合せであるＮ×Ｍ個の無線伝送経路の伝達応答を各要素とする伝達応答行列Ｈ（Ｈの（ｉ，ｊ）成分ｈｉｊは、送信アンテナｊと受信アンテナｉ間の伝達応答を意味する。ｊは１以上Ｎ以下の整数、ｉは１以上Ｍ以下の整数。）の推定手段と、
前記推定手段により推定された伝達応答行列Ｈと、送信信号候補点（＾Ｔｓ）から受信信号のレプリカＨ×（＾Ｔｓ）を生成し、前記レプリカＨ×（＾Ｔｓ）と前記Ｍ個の各受信アンテナの受信信号Ｒ（Ｒ＝（ｒ１，ｒ２，・・・，ｒＭ）ｔを意味する。また、ｒｊのｊは受信アンテナ番号を意味する。)とのユークリッド距離差｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔｓ）｜を最小にする（〜Ｔ）を元の送信信号と判定するＭＬＤ手段と、
前記ＭＬＤ手段により判定された（〜Ｔ）を軟判定誤り訂正復号する軟判定誤り訂正復号手段と
を有する無線信号受信装置からなるＭＩＭＯ無線信号伝送システムにおいて、
前記無線信号受信装置が、前記軟判定誤り訂正復号手段に用いる軟判定情報としての送信信号ｔｋ（ｋは１以上、Ｎ以下の整数）に対する尤度重み係数として、伝達応答行列Ｈの左側擬似逆行列（ＨＨＨ）−１ＨＨ（（ＨＨＨ）−１ＨＨのｓ行ｔ列成分（ｓは１以上Ｎ以下の整数、ｔは１以上Ｍ以下の整数。）をｈ´ｓｔとする)のｋ行目要素成分の絶対値の２乗を列方向に和を取った後、平方根逆数した値である
【数１】
2005341131.tif 000010
を用いることを特徴とするＭＩＭＯ無線信号伝送システム。
【請求項２】
前記軟判定誤り訂正復号手段に用いる送信信号ｔｋに対する尤度重み係数として、前記Ａと前記全送信信号候補点（＾Ｔｓ）における前記ユークリッド距離差｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔ）｜のうち、２番目に小さな距離ｄ２と最小距離ｄ１の２乗差の平方根√（ｄ２２−ｄ１２）の積Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）を用いることを特徴とする請求項１に記載の無線信号伝送システム。
【請求項３】
前記軟判定誤り訂正復号手段に用いる送信信号ｔｋに対する尤度重み係数として、前記Ａと前記全送信信号候補点（＾Ｔｓ）における前記ユークリッド距離差｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔ）｜のうち、２番目に小さな距離ｄ２と最小距離ｄ１の比との積Ａ×ｄ２／ｄ１を用いることを特徴とする請求項１に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送システム。
【請求項４】
前記送信信号ＴがＯＦＤＭ信号であり、前記軟判定誤り訂正復号手段に用いる送信信号ｔｋのサブキャリア成分に対する尤度重み係数として、サブキャリア成分ｆの前記Ａを用いることを特徴とする請求項１に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送システム。
【請求項５】
前記送信信号ＴがＯＦＤＭ信号であり、前記軟判定誤り訂正復号手段に用いる送信信号ｔｋのサブキャリア成分に対する尤度重み係数として、サブキャリア成分ｆの前記Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）を用いることを特徴とする請求項２に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送システム。
【請求項６】
前記送信信号ＴがＯＦＤＭ信号であり、前記軟判定誤り訂正復号手段に用いる送信信号ｔｋのサブキャリア成分に対する尤度重み係数として、サブキャリア成分ｆの前記Ａ×ｄ２／ｄ１を用いることを特徴とする請求項３に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送システム。
【請求項７】
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の送信アンテナを具備する無線信号送信装置から送信される同一の周波数を用いて誤り訂正符合化を施した無線信号Ｔ(Ｔ＝（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）ｔを意味する。また、ｔは転置ベクトルを意味する。また、ｔｉのｉは送信アンテナ番号を意味する。)を、
Ｍ個（Ｍは１以上の整数）の受信アンテナを有するとともに、伝達応答行列推定手段、尤度重み係数計算手段、ＭＬＤ手段、軟判定誤り訂正復号手段を有する無線信号受信装置において受信するＭＩＭＯ無線信号伝送方法において、
前記伝達応答行列推定手段により、伝達応答行列Ｈ（Ｈの（ｉ，ｊ）成分ｈｉｊは、送信アンテナｊと受信アンテナｉ間の伝達応答を意味する。ｊは１以上Ｎ以下の整数、ｉは１以上Ｍ以下の整数。）を推定するステップと、
前記尤度重み係数計算手段により、前記伝達応答行列推定手段によって推定された伝達応答行列Ｈを用いて、Ｎ個の送信信号ｔｊについて、尤度重み係数
【数２】
2005341131.tif 000011
を計算するステップと、
前記尤度重み係数計算手段によって計算された尤度重み係数Ａを蓄積するステップと、
前記ＭＬＤ手段により、Ｎ個の送信信号ｔｊを判定し、判定したｔｊについて尤度Ｌｊを計算するステップと、
前記ＭＬＤ手段により計算された尤度と、前記蓄積されたＡを乗算した値Ｌｊ×Ａを軟判定値として求めるステップと、
前記軟判定誤り訂正復号手段により、前記ＭＬＤ手段が求めた軟判定値を訂正復号するステップと、
を有するＭＩＭＯ無線信号伝送方法。
【請求項８】
前記ＭＬＤ手段により、前記Ａと全送信信号候補点（＾Ｔ）におけるユークリッド距離差｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔ）｜のうち、２番目に小さな距離ｄ２と最小距離ｄ１と２乗差の平方根√（ｄ２２−ｄ１２）の積Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）を計算するステップを更に有し、
前記尤度重み係数として、Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）を用いることを特徴とする請求項７に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送方法。
【請求項９】
前記ＭＬＤ手段により、前記Ａと全送信信号候補点（＾Ｔ）におけるユークリッド距離差｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔ）｜のうち、２番目に小さな距離ｄ２と最小距離ｄ１の比との積Ａ×ｄ２／ｄ１を計算するステップを更に有し、
前記尤度重み係数として、Ａ×ｄ２／ｄ１を用いることを特徴とする請求項７に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送方法。
【請求項１０】
前記送信信号ＴがＯＦＤＭ信号であり、前記軟判定誤り訂正復号手段により、前記ＭＬＤ手段が求めた軟判定値を訂正復号するステップにおいて使用する送信信号ｔｋ（ｋは１以上Ｎ以下の整数）のサブキャリア成分に対する尤度重み係数として、Ａを用いることを特徴とする請求項７に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送方法。
【請求項１１】
前記送信信号ＴがＯＦＤＭ信号であり、前記軟判定誤り訂正復号手段により、前記ＭＬＤ手段が求めた軟判定値を訂正復号するステップにおいて使用する送信信号ｔｋ（ｋは１以上Ｎ以下の整数）のサブキャリア成分に対する尤度重み係数として、Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）を用いることを特徴とする請求項８に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送方法。
【請求項１２】
前記送信信号ＴがＯＦＤＭ信号であり、前記軟判定誤り訂正復号手段により、前記ＭＬＤ手段が求めた軟判定値を訂正復号するステップにおいて使用する送信信号ｔｋ（ｋは１以上Ｎ以下の整数）のサブキャリア成分に対する尤度重み係数として、Ａ×ｄ２／ｄ１を用いることを特徴とする請求項９に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおいて、特に複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを用いてＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output)チャネルを構成する無線信号伝送システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを用いて同一周波数に複数の信号を空間多重伝送することにより、使用周波数帯域幅を拡大することなく伝送容量向上が図れるＭＩＭＯ無線伝送システムが、周波数利用効率を飛躍的に向上させる無線伝送システムとして注目を浴びている。
このようなＭＩＭＯ無線伝送システムでは、各受信アンテナで受信する空間多重信号は異なった複数の送信信号が重なっているため、受信側において、このような空間多重信号から特定の送信信号を判定する空間多重信号判定方法が必要となる。
【０００３】
このような空間多重信号判定方法として、送信信号候補点と推定したＭＩＭＯチャネルから各受信アンテナでの受信信号レプリカを生成し、実際に各アンテナが受信した受信信号と各受信信号レプリカのユークリッド距離差の２乗和が最小となるような送信信号候補点を元の送信信号と推定するＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）を用いることにより、理論上最良の伝送品質を実現できることが知られている。
【０００４】
無線信号送信装置にＮ個の送信アンテナが具備されているとし、各送信アンテナｊから送信される無線信号をｔｊとし、これらの集合を送信信号ベクトルＴ＝（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）ｔとする。但し、ｔは転置ベクトルを意味するものとする。
また、無線信号受信装置にＭ個の受信アンテナが具備されているとし、各受信アンテナｉが受信する受信信号をｒｉとし、これらの集合を受信信号ベクトルＲ＝（ｒ１，ｒ２，・・・，ｒＭ）ｔとする。
また、送信アンテナｊと受信アンテナｉ間の伝達係数をｈｉｊとおき、ｈｉｊをｉ行ｊ列成分要素とする行列を伝達係数行列Ｈとおく。Ｔ、Ｒ、Ｈの関係は下記の式（１）ように表される。
【０００５】
【数１】
2005341131.tif 000003
【０００６】
ここで、Ｎは各受信信号に付随される雑音信号から構成される雑音信号ベクトルであり、Ｎ＝（ｎ１，ｎ２，・・・，ｎＮ）ｔである。ＭＬＤは、受信側で伝達係数行列Ｈが推定できるものとし、全ての送信信号候補点を（＾Ｔｓ）と推定した伝達係数行列Ｈから、受信信号のレプリカＨ×（＾Ｔｓ）を生成する。
【０００７】
このレプリカＨ×（＾Ｔｓ）と受信信号Ｒとのユークリッド距離差｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔｓ）｜を最小にする（〜Ｔ）を元の送信信号と判定する。すなわち、以下の式（２）のように判定する。
【０００８】
【数２】
2005341131.tif 000004
【０００９】
しかしながら、このようなＭＬＤを適用したＭＩＭＯ無線伝送システムに軟判定誤り訂正符号を適用した場合、ＭＬＤで判定された信号は定まった送信信号候補点（＾Ｔｓ）、すなわち硬判定値になるため、軟判定誤り訂正符号の軟判定利得が十分に得られないという問題があった。
これを解決する手段として、ＭＬＤの判定信号（〜Ｔ）に、ＭＬＤ判定結果の信頼度を反映した重みをつける尤度重み係数を乗算する手法が考えられる。このような尤度重み係数として、各アンテナが受信した受信信号と各受信信号レプリカのユークリッド距離差｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔｓ）｜の２番目に小さな値ｄ２と１番目に小さな値ｄ１の２乗差ｄ２２−ｄ１２を用いる方法が従来提案されている（非特許文献１）。
【００１０】
図１０に本手法の尤度重み係数を受信信号複素空間上（ｒ１，ｒ２）に図示したものを示す。簡単のため、送信アンテナ数が２つ、受信アンテナ数が２つ、送信信号の変復調としてＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調を用いた場合のＭＩＭＯ無線信号伝送システムを考える。ＢＰＳＫ変調の送信信号ｔ１，ｔ２に対して、４通りの組み合わせ（ｔ１，ｔ２）＝（１，１），（１，−１），（−１，１），（−１，−１）があり、各々に対してレプリカ信号ｈ１＋ｈ２，ｈ１−ｈ２，−ｈ１＋ｈ２，−ｈ１−ｈ２が存在する。図１０における格子点●がこれに対応する。
【００１１】
なお、ベクトルｈ１，ｈ２は、各々送信信号ｔ１，ｔ２が経由した無線伝送経路の伝達係数の集合であり、ｈ１＝（ｈ１１，ｈ２１）ｔ、ｈ２＝（ｈ１２，ｈ２２）ｔである。受信信号（ｒ１，ｒ２）が×点（図１０）で受信した場合、×点から一番近いレプリカ信号はｈ１−ｈ２であり、２番目に近いレプリカ信号は−ｈ１−ｈ２となり、本手法の尤度重み係数ｄ２２−ｄ１２はこれらのレプリカ信号と受信信号の２点間の距離の２乗差となる。
ｄ２とｄ１の差が大きければ、ｄ１が他の送信信号候補点（＾Ｔｓ）と比較してユークリッド距離｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔｓ）｜が著しく小さく、ｄ１が最小の送信信号（〜Ｔ）であるという結果に対する信頼度が高いと考えられるため、本手法の尤度重み係数ｄ２２−ｄ１２はＭＬＤの判定信号（〜Ｔ）の信頼度を反映していると考えられる。
【００１２】
従って、このような尤度重み係数を各ＭＬＤ判定信号（〜Ｔ）に乗算することにより、軟判定誤り訂正復号器への入力値がＭＬＤ判定信号の信頼度を反映させた軟判定値となる。従って、本手法により、尤度重み係数を何も乗算しない場合よりも誤り訂正復号後の誤り率を大幅に改善することができる。
一方、各送信信号ｔｊが経由した無線伝送経路の伝達係数ｈｉｊの大きさに差がある場合、全受信アンテナが受信する各送信信号ｔｊの全受信信号パワーである
【００１３】
【数３】
2005341131.tif 000005
【００１４】
はｊ毎に差があるため、各送信信号ｔｊのＳＮＲに差がある。
しかしながら、本尤度重み係数ｄ２２−ｄ１２は同時に送信された各送信信号ｔｊに対して全て同じ尤度重み係数となるため、同時に送信された各送信信号ｔｊのＳＮＲの差を反映することができず、軟判定誤り訂正復号の誤り訂正能力を最大限に発揮できないという問題があった。
【非特許文献１】堀,溝口，守倉，“ＳＤＭを適用したOFDMシステムにおけるビタビ復号軟判定法”、信学会総合大会、B-5-252, March. 2001.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、ＭＬＤを適用したＭＩＭＯ無線伝送システムにおいて、各送信信号ｔｊに対するＭＬＤ判定信号に対して、各送信信号ｔｊが経由する伝達係数ｈｉｊの大きさ、すなわち、各送信信号ｔｊのＳＮＲを反映させた尤度重み係数を乗算することにより、軟判定誤り訂正復号の誤り能力をより効果的に発揮させるＭＩＭＯ無線信号伝送システム及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送システムは、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の送信アンテナを具備し、前記送信アンテナから同一の周波数を用いて誤り訂正符号化を施した無線信号Ｔ(Ｔ＝（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）ｔを意味する。また、ｔは転置ベクトルを意味する。また、ｔｉのｉは送信アンテナ番号を意味する。)を送信する無線信号送信装置と、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）の受信アンテナを具備し、前記Ｎ個の送信アンテナと前記Ｍ個の受信アンテナの組み合せであるＮ×Ｍ個の無線伝送経路の伝達応答を各要素とする伝達応答行列Ｈ（Ｈの（ｉ，ｊ）成分ｈｉｊは、送信アンテナｊと受信アンテナｉ間の伝達応答を意味する。ｊは１以上Ｎ以下の整数、ｉは１以上Ｍ以下の整数。）の推定手段と、前記推定手段により推定された伝達応答行列Ｈと、送信信号候補点（＾Ｔｓ）から受信信号のレプリカＨ×（＾Ｔｓ）を生成し、前記レプリカＨ×（＾Ｔｓ）と前記Ｍ個の各受信アンテナの受信信号Ｒ（Ｒ＝（ｒ１，ｒ２，・・・，ｒＭ）ｔを意味する。また、ｒｊのｊは受信アンテナ番号を意味する。)とのユークリッド距離差｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔｓ）｜を最小にする（〜Ｔ）を元の送信信号と判定するＭＬＤ手段と、前記ＭＬＤ手段により判定された（〜Ｔ）を軟判定誤り訂正復号する軟判定誤り訂正復号手段とを有する無線信号受信装置からなるＭＩＭＯ無線信号伝送システムにおいて、前記無線信号受信装置が、前記軟判定誤り訂正復号手段に用いる軟判定情報としての送信信号ｔｋ（ｋは１以上、Ｎ以下の整数）に対する尤度重み係数として、伝達応答行列Ｈの左側擬似逆行列（ＨＨＨ）−１ＨＨ（（ＨＨＨ）−１ＨＨのｓ行ｔ列成分（ｓは１以上Ｎ以下の整数、ｔは１以上Ｍ以下の整数。）をｈ´ｓｔとする)のｋ行目要素成分の絶対値の２乗を列方向に和を取った後、平方根逆数した値である
【００１７】
【数４】
2005341131.tif 000006
【００１８】
を用いることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項２に記載の無線信号伝送システムは、前記軟判定誤り訂正復号手段に用いる送信信号ｔｋに対する尤度重み係数として、前記Ａと前記全送信信号候補点（＾Ｔｓ）における前記ユークリッド距離差｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔ）｜のうち、２番目に小さな距離ｄ２と最小距離ｄ１の２乗差の平方根√（ｄ２２−ｄ１２）の積Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）を用いることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項３に記載の無線信号伝送システムは、前記軟判定誤り訂正復号手段に用いる送信信号ｔｋに対する尤度重み係数として、前記Ａと前記全送信信号候補点（＾Ｔｓ）における前記ユークリッド距離差｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔ）｜のうち、２番目に小さな距離ｄ２と最小距離ｄ１の比との積Ａ×ｄ２／ｄ１を用いることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項４に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送システムは、前記送信信号ＴがＯＦＤＭ信号であり、前記軟判定誤り訂正復号手段に用いる送信信号ｔｋのサブキャリア成分に対する尤度重み係数として、サブキャリア成分ｆの前記Ａを用いることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項５に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送システムは、前記送信信号ＴがＯＦＤＭ信号であり、前記軟判定誤り訂正復号手段に用いる送信信号ｔｋのサブキャリア成分に対する尤度重み係数として、サブキャリア成分ｆの前記Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）を用いることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項６に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送システムは、前記送信信号ＴがＯＦＤＭ信号であり、前記軟判定誤り訂正復号手段に用いる送信信号ｔｋのサブキャリア成分に対する尤度重み係数として、サブキャリア成分ｆの前記Ａ×ｄ２／ｄ１を用いることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項７に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送方法は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の送信アンテナを具備する無線信号送信装置から送信される同一の周波数を用いて誤り訂正符合化を施した無線信号Ｔ(Ｔ＝（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）ｔを意味する。また、ｔは転置ベクトルを意味する。また、ｔｉのｉは送信アンテナ番号を意味する。)を、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）の受信アンテナを有するとともに、伝達応答行列推定手段、尤度重み係数計算手段、ＭＬＤ手段、軟判定誤り訂正復号手段を有する無線信号受信装置において受信するＭＩＭＯ無線信号伝送方法において、前記伝達応答行列推定手段により、伝達応答行列Ｈ（Ｈの（ｉ，ｊ）成分ｈｉｊは、送信アンテナｊと受信アンテナｉ間の伝達応答を意味する。ｊは１以上Ｎ以下の整数、ｉは１以上Ｍ以下の整数。）を推定するステップと、
前記尤度重み係数計算手段により、前記伝達応答行列推定手段によって推定された伝達応答行列Ｈを用いて、Ｎ個の送信信号ｔｊについて、尤度重み係数
【００２５】
【数５】
2005341131.tif 000007
【００２６】
を計算するステップと、前記尤度重み係数計算手段によって計算された尤度重み係数Ａを蓄積するステップと、前記ＭＬＤ手段により、Ｎ個の送信信号ｔｊを判定し、判定したｔｊについて尤度Ｌｊを計算するステップと、前記ＭＬＤ手段により計算された尤度と、前記蓄積されたＡを乗算した値Ｌｊ×Ａを軟判定値として求めるステップと、前記軟判定誤り訂正復号手段により、前記ＭＬＤ手段が求めた軟判定値を訂正復号するステップとを有する。
【００２７】
また、請求項８に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送方法は、前記ＭＬＤ手段により、前記Ａと全送信信号候補点（＾Ｔ）におけるユークリッド距離差｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔ）｜のうち、２番目に小さな距離ｄ２と最小距離ｄ１と２乗差の平方根√（ｄ２２−ｄ１２）の積Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）を計算するステップを更に有し、前記尤度重み係数として、Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）を用いることを特徴とする。
【００２８】
また、請求項９に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送方法は、前記ＭＬＤ手段により、前記Ａと全送信信号候補点（＾Ｔ）におけるユークリッド距離差｜Ｒ−Ｈ×（＾Ｔ）｜のうち、２番目に小さな距離ｄ２と最小距離ｄ１の比との積Ａ×ｄ２／ｄ１を計算するステップを更に有し、前記尤度重み係数として、Ａ×ｄ２／ｄ１を用いることを特徴とする。
【００２９】
また、請求項１０に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送方法は、前記送信信号ＴがＯＦＤＭ信号であり、前記軟判定誤り訂正復号手段により、前記ＭＬＤ手段が求めた軟判定値を訂正復号するステップにおいて使用する送信信号ｔｋ（ｋは１以上Ｎ以下の整数）のサブキャリア成分に対する尤度重み係数として、Ａを用いることを特徴とする。
【００３０】
また、請求項１１に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送方法は、前記送信信号ＴがＯＦＤＭ信号であり、前記軟判定誤り訂正復号手段により、前記ＭＬＤ手段が求めた軟判定値を訂正復号するステップにおいて使用する送信信号ｔｋ（ｋは１以上Ｎ以下の整数）のサブキャリア成分に対する尤度重み係数として、Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）を用いることを特徴とする。
【００３１】
また、請求項１２に記載のＭＩＭＯ無線信号伝送方法は、前記送信信号ＴがＯＦＤＭ信号であり、前記軟判定誤り訂正復号手段により、前記ＭＬＤ手段が求めた軟判定値を訂正復号するステップにおいて使用する送信信号ｔｋ（ｋは１以上Ｎ以下の整数）のサブキャリア成分に対する尤度重み係数として、Ａ×ｄ２／ｄ１を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１に記載の発明によれば、各送信信号のＳＮＲを反映させた尤度重み係数
【００３３】
【数６】
2005341131.tif 000008
【００３４】
を乗算することにより、軟判定誤り訂正復号の誤り能力を効果的に発揮させることができる。
【００３５】
また、請求項２に記載の発明によれば、各送信信号のＳＮＲを反映させた尤度重み係数Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）を乗算することにより、軟判定誤り訂正復号の誤り能力をより効果的に発揮させることができる。
【００３６】
また、請求項３に記載の発明によれば、各送信信号のＳＮＲを反映させた尤度重み係数Ａ×ｄ２／ｄ１を乗算することにより、軟判定誤り訂正復号の誤り能力を更に効果的に発揮させることができる。
【００３７】
また、請求項４〜６に記載の発明によれば、周波数選択性フェージング環境下において、軟判定誤り訂正復号の誤り訂正能力をより効果的に発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムを、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムを構成する無線信号送信装置１と無線信号受信装置２のブロック図である。
無線信号送信装置１には、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の独立なデータ信号系列＃１，＃２,・・・，＃Ｎが入力される。なお、データ信号系列＃１，＃２，・・・，＃Ｎは、ＰＣなどの外部から独立なＮ個のデータ信号列が供給されるような形態でもよいし、また、同じくＰＣなどの外部から１個のデータ信号列が供給され、データ信号系列を無線装置がシリアル−パラレル変換によりＮ個のデータ信号系列に分解するような形態でもよい。また、無線装置自体がＮ個の独立なデータ信号を発生するような形態でもよい。
【００３９】
無線信号送信装置１は、データ信号系列＃１，＃２，・・・，＃Ｎに対して、各信号系列＃１，＃２，・・・，＃Ｎに対して誤り訂正符号化を行うＮ個の誤り訂正符号化手段１−１−１〜１−１−Ｎを有する。また、Ｎ個の誤り訂正符号化手段１−１−１〜１−１−Ｎの出力信号をＮ個の無線信号Ｔ＝（ｔｌ，ｔ２，・・・，ｔＮ）ｔに変調するＮ個の変調手段１−２−１〜１−２−Ｎを有する。
また、無線信号受信装置２が伝達応答行列Ｈを推定するための経路伝達応答行列推定用パイロット信号を生成する経路伝達応答行列推定用パイロット信号生成手段１−３を有する。また、無線信号Ｔに経路伝達応答行列推定用パイロット信号を付加するＮ個の信号多重手段１−４−１〜１−４−Ｎを有する。
【００４０】
また、Ｎ個の信号多重手段１−４−１〜１−４−Ｎの出力信号を無線周波数へ変換するＮ個の周波数変換手段１−５−１〜１−５−Ｎを有する。また、Ｎ個の周波数変換手段の出力信号を空間上へ送信するＮ個の送信アンテナ１−６−１〜１−６−Ｎを有する。
なお、誤り訂正符号化手段１−１−１〜１−１−Ｎは、データ信号系列＃１，＃２，・・・，＃Ｎが１個のデータ信号系列からシリアル−パラレル変換により生成される場合に、シリアル−パラレル変換の前段に１個だけ置くような構成も考えれる。
【００４１】
一方、無線信号受信装置２は、Ｍ個の受信アンテナ２−１−１〜２−１−Ｍを有する。また、受信アンテナ２−１−１〜２−１−Ｍが受信した信号に対してベースバンド帯へ周波数変換するＭ個の周波数変換手段２−２−１〜２−２−Ｍを有する。
また、Ｍ個の受信アンテナ２−１−１〜２−１−Ｍで受信した経路伝達応答行列推定用パイロット信号から経路伝達応答行列Ｈを推定する伝達応答行列推定手段２−３を有する。また、伝達応答行列推定手段２−３が推定した伝達応答行列Ｈを用いて、Ｍ個の受信アンテナ２−１−１〜２−１−Ｍが受信したＭ個の受信信号Ｒ＝（ｒ１，ｒ２，・・・，ｒＭ）ｔから、ＭＬＤにより元のＮ個の送信信号（〜Ｔ）＝（（〜ｔ１），（〜ｔ２），・・・，（〜ｔＮ））ｔを判定するＭＬＤ手段２−４を有する。
【００４２】
また、伝達応答行列推定手段２−３が推定した伝達応答行列ＨからＮ個の尤度重み係数
【００４３】
【数７】
2005341131.tif 000009
【００４４】
を計算する尤度重み係数計算手段２−６を有する。
また、ＭＬＤ手段２−４で判定したＮ個の送信信号（〜Ｔ）＝（（〜ｔ１），（〜ｔ２），・・・，（〜ｔＮ））ｔに対して尤度を計算するＮ個の尤度計算手段２−５−１〜２−５−Ｎを有する。また、Ｎ個の尤度計算手段２−５−１〜２−５−Ｎで計算された尤度に、尤度重み係数計算手段２−６で計算されたＮ個の尤度重み係数Ａを各々乗算するＮ個の尤度重み係数乗算手段２−７−１〜２−７−Ｎを有する。
また、尤度重み係数乗算手段２−７−１〜２−７−ＮのＮ個の出力信号を各々軟判定誤り訂正を行う軟判定誤り訂正復号手段２−８−１〜２−８−Ｎを有する。
【００４５】
なお、無線信号送信装置１における誤り訂正符号化手段が１個から構成される場合、無線信号受信装置２における誤り訂正復号手段も、Ｎ個の尤度重み係数乗算手段２−６からのＮ個の出力信号をパラレル−シリアル変換により１個の信号列に変換した後段に１個だけ構成するケースも考えられる。
無線信号送信装置１は、Ｎ個の送信信号Ｔ＝（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）ｔを誤り訂正符号化手段１−１−１〜１−１−Ｎにより誤り訂正符号化を行った後、N個の誤り訂正符号化を施した送信信号Ｔ＝（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）ｔに先立ち、無線信号受信装置２が経路伝達応答行列Hを推定するための無線信号受信装置２が既知の信号パターンである伝達応答行列推定用パイロット信号を伝達応答行列推定用パイロット信号生成手段１−３により生成する。そして、Ｎ個の信号多重手段１−４−１〜１−４−ＮによってＮ個の誤り訂正符号化を施した送信信号Ｔ＝（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）ｔの前に伝達応答行列推定用パイロット信号を付加する。
【００４６】
なお、伝達応答行列推定用パイロット信号は、無線信号受信装置２が伝達応答行列Hを推定できればどんなパイロット信号パターンでも良い。例えば、各送信アンテナから同じパイロット信号パターンを時分割に送信するような形態が考えられる。この信号パターンを図２に示す。
図２では、例えば、送信アンテナ１−６−１から順に同じパイロット信号パターンを送信しており、ある送信アンテナからパイロット信号を送信している間は他の送信アンテナは送信していない。例えば、送信アンテナ１−６−ｊ（ｊは１以上、Ｎ以下の整数）からパイロット信号が送信された場合、無線信号受信装置２の受信アンテナ２−１−ｉ（ｉは１以上、Ｍ以下の整数）では、送信アンテナ１−６−ｊから受信アンテナ２−１−ｉを経由したパイロット信号のみが受信されるため、無線信号受信装置２がパイロット信号パターンを既知であれば、送信アンテナ１−６−ｊと受信アンテナ２−１−ｉ間の伝達応答ｈｉｊが推定可能である。以下、同様な動作を各送信アンテナから順番に送信されるパイロット信号について、各受信アンテナで行えば、Ｎ個の送信アンテナとＭ個の受信アンテナの全ての組み合わせの伝達応答ｈｉｊ、すなわち伝達応答行列Ｈが推定可能である。
以上の無線信号受信装置２における伝達応答行列Ｈの推定動作は図１において、伝達応答行列推定手段２−３で行われる。
【００４７】
Ｎ個の多重手段１−４−１〜１−４−Ｎが、Ｎ個の誤り訂正符号化を施した送信信号Ｔ＝（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）ｔに伝達応答行列推定用パイロット信号を付加したＮ個の信号は、Ｎ個の周波数変換手段１−５−１〜１−５−Ｎによって無線周波数帯へ周波数変換され、Ｎ個の送信アンテナ１−６−１〜１−６−Ｎにより空間へ送信される。
無線信号受信装置２は、N個の送信アンテナｌ−６−１〜１−６−Ｎから送信されたＮ個の送信信号を、Ｍ個の受信アンテナ２−１−１〜２−１−ＭでＭ個の受信信号を受信した後、周波数変換手段２−２−１〜２−１−Ｍによりベースバンド帯へ周波数変換される。
【００４８】
ＭＬＤ手段２−４は、Ｍ個の受信信号から伝達応答行列推定手段２−３で推定した伝達応答行列Hを用いて、元のＮ個の送信信号（〜Ｔ）＝（（〜ｔ１），（〜ｔ２），・・・，（〜ｔＮ））ｔを判定する。一方、尤度重み係数計算手段２−６は、伝達応答行列推定手段２−３で推定した伝達応答行列Ｈを用いてN個の尤度重み係数Ａを計算する。
Ｎ個の尤度計算手段２−５−１〜２−５−Ｎは、ＭＬＤ手段が判定したＮ個の送信信号（〜Ｔ）＝（（〜ｔ１），（〜ｔ２），・・・，（〜ｔＮ））ｔに対して各々尤度を計算する。この場合、変調方式の多値数をｍとすると各送信信号（〜ｔｊ）毎にｍ個の尤度が計算され、総計でｍ×Ｎ個の尤度が計算される。
【００４９】
尤度重み係数乗算手段２−７−１〜２−７−Ｎは、Ｎ個の尤度計算手段２−５−１〜２−５−Ｎが計算したｍ×Ｎ個の尤度に、尤度重み係数計算手段２−６が計算した各々N個の尤度重み係数Ａを各送信信号（〜ｔｊ）に対応するもの同士を乗算し、Ｎ個の軟判定誤り訂正復号手段２−８−１〜２−８−Ｎに入力する。
Ｎ個の軟判定誤り訂正復号手段２−８−１〜２−８−Ｎは、入力された各々Ｎ個の入力信号系列に対して軟判定誤り訂正を行い、最終的に元のＮ個のデータ信号系列＃（〜１），＃（〜２），・・・，＃（〜Ｎ）を再生する。
【００５０】
本実施形態の尤度重み係数Ａの物理的意味を明らかにするために、図３に本実施形態の尤度重み係数と受信信号複素空間上（ｒ１，ｒ２）におけるレプリカ信号の配置の関係を図示したものを示す。図１０と同様、説明を簡単にするため、送信アンテナ数を２つ、受信アンテナ数を２つ、送信信号の変復調としてＢＰＳＫ変調を用いた場合のＭＩＭＯ無線信号伝送システムについて説明する。なお、以下の説明では、送信信号の変調方式がＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの多値変調についてもＩ成分、Ｑ成分が直交していることから同様のことが成立する。
【００５１】
図１０と同様に、ＢＰＳＫ変調の送信信号ｔ１，ｔ２に対して、４通りの組み合わせ（ｔ１，ｔ２）=（１，１）、（１，−１）、（−１，１）、（−１，−１）があり、各々に対してレプリカ信号ｈ１＋ｈ２、ｈ１−ｈ２、−ｈ１＋ｈ２、−ｈ１−ｈ２が存在する。図３における格子点●がこれに対応する。
なお、図１０と同様、ベクトルｈ１，ｈ２は、各々送信信号ｔ１，ｔ２が経由した無線伝送経路の伝達係数の集合であり、ｈ１＝（ｈ１１，ｈ２１）ｔ、ｈ２＝（ｈ１２，ｈ２２）ｔである。また、ｅ１、ｅ２はｈ２、ｈ１と各々直交し、大きさ１の単位ベクトルである。
【００５２】
ＭＬＤ手段２−４が判定する送信信号ｔ１に対する信頼度は送信信号ｔ２が同じで送信信号ｔ１が異なるレプリカ信号間の距離、すなわち、（ｔ１，ｔ２）＝（１，１）と（ｔ１，ｔ２）=（−１，１）（または、（ｔ１，ｔ２）＝（１，−１）と（ｔ１，ｔ２）＝(−１，−１）)に対応するレプリカ信号ｈ１＋ｈ２と−ｈ１＋ｈ２のユークリッド距離差となる。このユークリッド距離差はｈ１とｈ２のなす角とｈ２の大きさに依存するが、最小値はｈ１とｅ１の内積値＜ｅ１｜ｈ１＞の２倍と等しくなる。
【００５３】
従って、内積値＜ｅ１｜ｈ１＞はＭＬＤが判定する送信信号ｔ１の信頼度を反映するものと考えられる。また、同様に内積値＜ｅ２｜ｈ２＞はＭＬＤ手段２−４が判定する送信信号ｔ２の信頼度を反映するものと考えられる。
なお、本実施形態における尤度重み係数Ａは、左側擬似逆行列の性質からこの内積値＜ｅｔ｜ｈｔ＞そのものとなる。従って、本実施形態における尤度重み係数Ａは、ＭＬＤ判定する各送信信号の信頼度を各送信信号が経由する無線伝送経路の伝達係数の面から反映しており、ＭＬＤ判定信号に対する軟判定誤り訂正復号の誤り訂正効果が従来の重み係数を使用する場合よりも期待できる。
【００５４】
次に、本発明の第１の実施携帯によるＭＩＭＯ無線信号伝送方法について説明する。
図４は、第１の実施形態による無線信号受信装置２の動作を示すフローチャートである。無線信号受信装置２の受信アンテナ２−１−１〜２−１−Ｍで受信された信号は、周波数変換手段２−２−１〜２−２−Ｍを介して、伝達応答行列推定手段２−３に入力される。
伝達応答行列推定手段２−３では、伝達応答行列Ｈが推定される（ステップＳ１１）。
次に、尤度重み係数計算手段２−６において、伝達応答行列推定手段２−３で推定された伝達応答行列Ｈを用いて、無線信号送信装置１から送信されたＮ個の送信信号ｔｋについて、尤度重み係数Ａが計算される（ステップＳ１２）。
次に、尤度重み係数計算手段２−６で計算された尤度重み係数Ａが蓄積される（ステップＳ１３）。
【００５５】
次に、無線信号送信装置１から送信された送信信号Ｔを、無線信号受信装置２が受信したか否かが判断される（ステップＳ１４）。送信信号Ｔを受信した場合には、ステップＳ１４において、「ＹＥＳ」と判断され、ステップＳ１５に進む。一方、送信信号Ｔを受信していない場合には、送信信号Ｔを受信するまで、ステップＳ１４の処理を繰り返す。
ステップＳ１４において、送信信号Ｔを受信した場合には、尤度計算手段２−５−１〜２−５−Ｎにより、Ｎ個の送信信号（〜ｔｋ）が判定され、判定された（〜ｔｋ）について尤度Ｌｋが計算される（ステップＳ１５）。
次に、Ｎ個の送信信号（〜ｔｋ）に対して計算された尤度Ｌｋと、蓄積されたＡが乗算され、Ｌｋ×Ａの値が軟判定値として求められる（ステップＳ１６）。
次に、軟判定誤り訂正復号手段２−８−１〜２−８−Ｎにおいて、Ｌｋ×Ａの値を用いて、軟判定誤り訂正復号化が行われ、無線信号送信装置１から送信された送信信号Ｔが再生される（ステップＳ１７）。
次に、送信信号Ｔの受信が終了したか否かが判断される（ステップＳ１８）。送信信号Ｔの受信が終了した場合には、処理を終了する。一方、送信信号Ｔの受信が終了していない場合には、ステップＳ１９に進む。
ステップＳ１９では、伝達応答行列を推定できるか否かが判断される。伝達応答行列が推定できる場合には、ステップＳ１２に進む。一方、伝達応答行列が推定できない場合には、ステップＳ１４に進む。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムについて説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムを構成する無線信号送信装置１と無線信号受信装置４のブロック図である。
無線信号送信装置１は、図１の無線信号送信装置１と同じ構成になっている。また、無線信号受信装置４は、図１の無線信号受信装置２のＭＬＤ手段２−４と尤度重み係数計算手段２−６が異なるが、他は同じ構成になっている。無線信号受信装置４におけるＭＬＤ手段４−４は２番目に小さなユークリッド距離ｄ２と、１番目に小さなユークリッド距離ｄ１を尤度重み係数計算手段４−６へ出力する。
無線信号受信装置４における尤度重み係数計算手段４−６は伝達応答行列推定手段２−３が推定した伝達応答行列ＨとＭＬＤ手段４−４からの出力前記ｄ２，ｄ１から尤度重み係数Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）を計算し、尤度重み係数乗算手段２−７−１〜２−７−Ｎへ出力する。
【００５７】
本実施形態の尤度重み係数は、従来の尤度重み係数（ｄ２２−ｄ１２）と、第１の実施形態で用いた重み係数Ａを次元を合わせて乗算したものであり、互いの尤度重み係数の相乗効果が期待できる。
【００５８】
次に、本発明の第２の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送方法について説明する。
図６は、第２の実施形態による無線信号受信装置４の動作を示すフローチャートである。
第１の実施形態による無線信号受信装置２とは、ステップＳ２５、Ｓ２６、Ｓ２７の処理が異なる。すなわち、ステップＳ２５では、尤度計算手段１−５−１〜１−５−Ｎにより、Ｎ個の送信信号（〜ｔｋ）が判定され、判定されたについて尤度Ｌｋが計算されるとともに、送信信号Ｔに対して最小のユークリッド距離ｄ１と、２番目に小さなユークリッド距離ｄ２が計算される。
また、ステップＳ２６では、Ｎ個の送信信号ｔｋに対して計算された尤度Ｌｋと、蓄積されたＡの他に更に√（ｄ２２−ｄ１２）が乗算され、√（ｄ２２−ｄ１２）×Ａ×Ｌｋの値が軟判定値として求められる。
また、ステップＳ２７では、軟判定誤り訂正復号手段２−８−１〜２−８−Ｎにおいて、√（ｄ２２−ｄ１２）×Ａ×Ｌｋの値を用いて、軟判定誤り訂正復号化が行われ、無線信号送信装置１から送信された送信信号Ｔが再生される。
その他のステップ（ステップＳ２１〜Ｓ２４、Ｓ２８、Ｓ２９）の処理については、第１の実施形態における処理（図４）と同じなので説明を省略する。
【００５９】
次に、本発明の第３の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムについて説明する。
本発明の第３の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムの構成は、図５に示した第２の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムの構成と同じである。
第２の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムとの違いは無線信号受信装置４における尤度重み係数計算手段４−６が、伝達応答行列推定手段２−３が推定した伝達応答行列ＨとＭＬＤ手段４−４からの出力前記ｄ２，ｄ１から尤度重み係数Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）の代わりに尤度重み係数Ａ×ｄ２／ｄ１を計算する。尤度重み係数計算手段４−６以外の構成は第２の実施形態と同じである。
第３の実施形態の尤度重み係数は前記ｄ２，ｄ１の差を反映する量として比を用いており、第２の実施形態における尤度重み係数よりもさらなる効果が期待できる。
【００６０】
次に、本発明の第３の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送方法について説明する。
図７は、第３の実施形態による無線信号受信装置４の動作を示すフローチャートである。
第２の実施形態による処理とは、ステップＳ３６、Ｓ３７が異なる。すなわち、ステップＳ３６では、Ｎ個の送信信号ｔｋに対して計算された尤度Ｌｋと、蓄積されたＡに√（ｄ２２−ｄ１２）ではなく、ｄ２／ｄ１が乗算され、ｄ２／ｄ１×Ａ×Ｌｋの値が軟判定値として求められる。
また、ステップＳ３７では、軟判定誤り訂正復号手段２−８−１〜２−８−Ｎにおいて、ｄ２／ｄ１×Ａ×Ｌｋの値を用いて、軟判定誤り訂正復号化が行われ、無線信号送信装置１から送信された送信信号Ｔが再生される。
その他のステップ（ステップＳ３１〜Ｓ３５、Ｓ３８、Ｓ３９）の処理については、第２の実施形態における処理（図６）と同じなので説明を省略する。
【００６１】
次に、本発明の第４の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムについて説明する。
図８は、本発明の第４の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムを構成する無線信号送信装置５と無線信号受信装置６のブロック図である。
本実施形態は、第１の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号システムにＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式に適用したものである。
無線信号送信装置５は、図１の無線信号送信装置１におけるＮ個の変調手段１−２−１〜１−２−Ｎの後段にＮ個のＩＦＦＴ（Inverse-Fast-Fourier Transform)手段５−３−１〜５−３−Ｎを配置したものであり、変調手段１−２−１〜１−２−Ｎの出力信号Ｔ＝（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）ｔにＩＦＦＴ手段５−３−１〜５−３−ＮによりＯＦＤＭ変調が施される。
【００６２】
一方、無線信号受信装置６は、図１の無線信号受信装置２におけるとＭＬＤ手段２−４の前段にＭ個のＦＦＴ（Fast-Fourier Transform）手段６−４−１〜６−４−Ｎが配置され、伝達応答行列推定手段２−３とＭＬＤ手段２−４とＮ個の尤度計算手段２−５−１〜２−５−Ｎと尤度重み係数計算手段２−６とＮ個の尤度重み係数乗算手段２−７−１〜２−７−Ｎは、第１の実施形態の無線信号受信装置２（図１）における伝達応答行列推定手段２−３とＭＬＤ手段２−４とＮ個の尤度計算手段２−５−１〜２−５−Ｎと尤度重み係数計算手段２−６とＮ個の尤度重み係数乗算手段２−７−１〜２−７−Ｎの各々の処理が各サブキャリア成分独立に行われる。
【００６３】
すなわち、各サブキャリア成分毎にＭＬＤ手段２−４によりＮ個の送信信号（〜Ｔ）＝(（〜ｔ１），（〜ｔ２），・・・，（〜ｔＮ)）ｔが判定され、尤度計算手段２−５−１〜２−５−Ｎにより各サブキャリア毎にＮ個の送信信号（〜Ｔ）＝(（〜ｔ１），（〜ｔ２），・・・，（〜ｔＮ)）ｔに対してｍ×Ｎ個の尤度が計算され、尤度重み係数計算手段２−６により各サブキャリア成分ごとに各々Ｎ個の尤度重み係数Ａが計算され、Ｎ個の尤度重み係数乗算手段２−７−１〜２−７−Ｎにより各サブキャリア成分毎にｍ×Ｎ個の尤度とＮ個の尤度重み係数（〜Ｔ）＝(（〜ｔ１），（〜ｔ２），・・・，（〜ｔＮ)）ｔが各送信信号（〜ｔｊ）に対応するもの同士で乗算される。各尤度重み係数乗算手段２−７−ｊの出力信号はサブキャリア数分出力されるが、全サブキャリア成分とも同一の軟判定誤り訂正復号手段２−８−ｊに入力される。軟判定誤り訂正復号手段２−８−ｊは全サブキャリア成分の入力信号に対して誤り訂正を行い、元のデータ信号系列＃（〜ｊ）が再生される。
誤り訂正がＮ個の軟判定誤り訂正復号手段２−８−１〜２−８−Ｎにおいて同様に行われ、最終的にＮ個の元のデータ信号系列＃（〜１），＃（〜２），・・・，＃（〜Ｎ）が再生される。
【００６４】
尤度重み係数乗算手段２−７−ｊの出力信号の全サブキャリア成分を軟判定誤り訂正復号手段２−８−ｊへ入力する順番は、元のデータ信号系列＃（〜ｊ）の順番に対応する。仮に無線信号送信装置５内でインタリーバを行った場合、無線信号受信装置６内ではインタリーバに対応したデインタリーバが行われる。
本実施形態では、第１の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムに、更にＯＦＤＭ方式を適用することにより、第１の実施形態と比較して、周波数選択性フェージング環境下において、第１の実施形態の尤度重み係数Ａを用いることによる軟判定利得向上が更に期待できる。
【００６５】
次に、本発明の第４の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送方法について説明する。
第４の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送方法を示すフローチャートは、第１の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送方法を示すフローチャート（図４）と同じである。
ただ、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１１〜Ｓ１６及びＳ１９の処理については、サブキャリア単位での処理を行い、ステップＳ１７及びＳ１８の処理については、全サブキャリアでの処理を行う点で相違する。
【００６６】
次に、本発明の第５の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムについて説明する。本実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムを構成する無線信号送信装置と無線信号受信装置の構成は、第４の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムの構成（図８）と同じである。また、第５の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムは、第２の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムにＯＦＤＭ方式を適用したものである。
図８において、無線信号送信装置５と無線信号受信装置６には、各々ＩＦＦＴ手段５−３−１〜５−３−ＮとＦＦＴ手段６−４−１〜６−４−Ｎが配置されている。誤り訂正符号化手段１−１−１〜１−１−Ｎから尤度重み係数乗算手段２−７−１〜２−７−Ｎまでの処理は、第２の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システム（図５）の誤り訂正符号化手段１−１−１〜１−１−Ｎから尤度重み係数乗算手段２−７−１〜２−７−Ｎまでの処理と同様の処理をサブキャリア単位で行う。尤度重み乗算手段２−７−１〜２−７−Ｎ以降の軟判定誤り訂正復号手段２−８−１〜２−８−Ｎの処理は、第４の実施形態（図８）における軟判定誤り訂正復号手段２−８−１〜２−８−Ｎと同様である。
【００６７】
第５の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムでは、第２の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムに、更にＯＦＤＭ方式を適用することにより、周波数選択性フェージング環境下において、尤度重み係数Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）を用いることによる軟判定利得向上が更に期待できる。
【００６８】
次に、本発明の第５の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送方法について説明する。
第５の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送方法を示すフローチャートは、第２の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送方法を示すフローチャート（図６）と同じである。
ただ、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２１〜Ｓ２６、Ｓ２９の処理については、サブキャリア単位での処理を行い、ステップＳ２７及びＳ２８の処理については、全サブキャリアでの処理を行う点で相違する。
【００６９】
次に、本発明の第６の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムについて説明する。本実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムを構成する無線信号送信装置と無線信号受信装置の構成は、第４の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムの構成（図８）と同じである。また、第６の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムは、第３の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムにＯＦＤＭ方式を適用したものである。
図８において、無線信号送信装置５と無線信号受信装置６には、各々ＩＦＦＴ手段５−３−１〜５−３−ＮとＦＦＴ手段６−４−１〜６−４−Ｎが配置されている。
【００７０】
誤り訂正符号化手段１−１−１〜１−１−Ｎから尤度重み係数乗算手段２−７−１〜２−７−Ｎまでの処理は、第３の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システム（図５）の誤り訂正符号化手段１−１−１〜１−１−Ｎから尤度重み係数乗算手段２−７−１〜２−７−Ｎまでの処理と同様の処理をサブキャリア単位で行う。
尤度重み乗算手段２−７−１〜２−７−Ｎ以降の軟判定誤り訂正復号手段２−８−１〜２−８−Ｎの処理は、第４の実施形態（図８）における軟判定誤り訂正復号手段２−８−１〜２−８−Ｎと同様である。
第６の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムでは、第３の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムに、更にＯＦＤＭ方式を適用することにより、周波数選択性フェージング環境下において、尤度重み係数Ａ×ｄ２／ｄ１を用いることによる軟判定利得向上が更に期待できる。
【００７１】
次に、本発明の第６の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送方法について説明する。
第６の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送方法を示すフローチャートは、第３の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送方法を示すフローチャート（図７）と同じである。
ただ、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ３１〜Ｓ３６及びＳ３９の処理については、サブキャリア単位での処理を行い、ステップＳ３７及びＳ３８の処理については、全サブキャリアでの処理を行う点で相違する。
【００７２】
本発明の実施形態による尤度重み係数Ａ、Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）、Ａ×ｄ２／ｄ１の効果を定量的に示すために、これらと従来の尤度重み係数（ｄ２２−ｄ１２）と尤度重み係数を用いない場合のＰＥＲ（Packet Error Rate）特性をシュミレーション評価したグラフを図９に示す。
図９のシミュレーション条件は以下のようにした。すなわち、送信アンテナ数と受信アンテナ数ともに２つにした。また、ＯＦＤＭ方式を適用し、ＯＦＤＭ方式は５ＧＨｚ無線ＬＡＮ標準ＩＥＥＥ８０２．１１ａに準拠した。また、サブキャリア変調方式は６４ＱＡＭを用い、符号化率は３／４を用いた。また、パケット長は６４ｂｙｔｅを使用した。また、ＭＩＭＯチャネルモデルは、各無線伝送経路はＩＥＥＥ８０２．１１ａ指定のレイリーフェージングチャネルで遅延分散１００ｎｓとした。また、空間相関は無相関にし、チャネル推定、同期理想の条件のもとでシミュレーションを行った。
【００７３】
図９より、（尤度重みなし）＜（ｄ２２−ｄ１２）＜Ａ＜Ａ×√（ｄ２２−ｄ１２）＜Ａ×ｄ２／ｄ１の順番でＰＥＲ特性が向上していることが分かる。このことから、本実施形態の尤度重み係数の効果を確認することができる。
【００７４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、具体的な構成についてはこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムのブロック図である。
【図２】伝達応答行列Ｈの推定を実現するパイロット信号の構成を示す図である。
【図３】本実施形態の尤度重み係数の物理的意味を示した図である。
【図４】第１の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２及び第３の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムのブロック図である。
【図６】第２の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第３の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の第４の実施形態によるＭＩＭＯ無線信号伝送システムのブロック図である。
【図９】本発明の実施形態の尤度重み係数を用いた場合のＰＥＲ特性のシミュレーション評価結果を示すグラフである。
【図１０】従来の尤度重み係数の物理的意味を示した図である。
【符号の説明】
【００７６】
１・・・無線信号送信装置
１−１−１〜１−１−Ｎ・・・誤り訂正符号化手段
１−２−１〜１−２−Ｎ・・・変調手段
１−３・・・経路伝達応答行列推定用パイロット信号生成手段
１−４−１〜１−４−Ｎ・・・信号多重手段
１−５−１〜１−５−Ｎ・・・周波数変換手段
１−６−１〜１−６−Ｎ・・・送信アンテナ
２・・・無線信号受信装置
２−１−１〜２−１−Ｍ・・・受信アンテナ
２−２−１〜２−２−Ｍ・・・周波数変換手段
２−３・・・伝達応答行列推定手段
２−４，４−４・・・ＭＬＤ手段
２−５−１〜２−５−Ｎ・・・尤度計算手段
２−６，４−６・・・尤度重み係数計算手段
２−７−１〜２−７−Ｎ・・・尤度重み係数乗算手段
２−８−１〜２−８−Ｎ・・・軟判定誤り訂正復号手段
５−３−１〜５−３−Ｎ・・・ＩＦＦＴ手段
６−４−１〜６−４−Ｎ・・・ＦＦＴ手段
【図１】
2005341131.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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