(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを介して受信した変調信号を復調する受信装置であって、
所定の受信処理が行われた後の複数のベースバンドディジタル信号をベクトル表現した受信信号ベクトルに基づいて、アンテナ数およびシンボル数に応じた伝送路応答行列を推定する伝送路推定手段と、
前記受信信号ベクトルおよび前記伝送路応答行列に基づいて硬判定系列を推定し、当該推定結果として得られる硬判定系列および当該硬判定系列に対応する第１の尤度情報を出力する硬判定系列推定手段と、
前記受信信号ベクトル、前記伝送路応答行列の次元を縮小して再構成した伝送路応答行列、および前記硬判定系列を用いて、前記硬判定系列の特定ビットを反転した系列に対応する第２の尤度情報を生成し、当該第２の尤度情報および前記第１の尤度情報に基づいて前記硬判定系列におけるビット毎の軟判定値を生成する軟判定値生成手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記軟判定値生成手段は、
前記伝送路応答行列、および前記硬判定系列の特定ビットと反対のビットを有するシンボル、に基づいて、軟判定値生成の対象ビットを含むシンボルのレプリカを作成し、当該レプリカを前記受信信号ベクトルから減算するベクトル減算手段と、
前記伝送路応答行列の次元を縮小して再構成し、再構成後の伝送路応答行列に基づいてウェイト行列を生成するウェイト生成手段と、
前記ベクトル減算手段による減算結果と前記ウェイト行列とを乗算するウェイト乗算手段と、
送信信号のマッピングに基づいて前記ウェイト乗算手段による乗算結果を判定することにより、前記硬判定系列のビットを反転した系列を推定する信号判定手段と、
前記受信信号ベクトル、前記伝送路応答行列、および前記信号判定手段による判定結果に基づいて、前記第２の尤度情報を生成する尤度生成手段と、
前記第１の尤度情報および前記第２の尤度情報に基づいて軟判定値を算出する軟判定値計算手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記尤度生成手段が、前記伝送路応答行列と前記信号判定手段による判定結果とを乗算することによりレプリカを生成し、当該レプリカおよび前記受信信号ベクトルに基づいて前記第２の尤度情報を生成することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記伝送路推定手段は、さらに前記受信信号ベクトルに印加されている雑音電力に関する情報を推定し、
前記軟判定値生成手段は、前記軟判定値を生成する処理において、さらに前記雑音電力に関する情報を用いることを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項５】
前記ウェイト生成手段が、前記再構成後の伝送路応答行列および前記雑音電力に関する情報に基づいてウェイト行列を生成することを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
【請求項６】
前記軟判定値生成手段は、
さらに、前記伝送路応答行列に基づいて硬判定系列のレプリカを生成するレプリカ生成手段、
を備え、
前記レプリカ生成手段が生成したレプリカに対して、前記ベクトル減算手段、前記ウェイト乗算手段、前記信号判定手段、前記尤度生成手段による一連の処理を行うことにより第３の尤度情報を生成し、
前記軟判定値計算手段が、前記第２の尤度情報または前記第３の尤度情報のいずれか一方を選択し、当該選択結果および前記第１の尤度情報に基づいて軟判定値を生成することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項７】
前記硬判定系列推定手段は、前記硬判定系列および当該硬判定系列に対応する第１の尤度情報を出力する処理に加えて、さらに、当該処理過程において計算された送信シンボル候補に対応する尤度情報を記憶しておき、
前記尤度生成手段は、さらに、前記硬判定系列の特定ビットと反対のビットを有する送信シンボル候補に対応する尤度情報が記憶されている場合、その尤度情報を第２の尤度情報として出力することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項８】
前記軟判定値生成手段から受け取った軟判定値を所定の回数にわたって繰り返し復号する信号復号手段、
を備え、
前記信号復号手段が、繰り返し復号において用いる所定の事前情報を生成し、当該事前情報を前記硬判定系列推定手段および前記軟判定値生成手段に対して出力し、
前記硬判定系列推定手段が、さらに前記事前情報を参照して、前記硬判定系列の推定処理、および当該硬判定系列に対応する第１の尤度情報の生成処理、を行い、
前記軟判定値生成手段が、さらに前記事前情報を参照して、前記尤度生成手段および前記軟判定値計算手段による処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項９】
ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）やＭＣ−ＣＤＭＡ（Multi  Carrier-Code  Division  Multiple  Access）を採用するシステムにおいて、複数のアンテナを介して受信したマルチキャリア変調信号を復調する受信装置であって、
アンテナ毎の入力信号である時間領域信号を周波数領域信号に変換する信号変換手段と、
前記信号変換手段により得られるサブキャリア信号を用いて、前記請求項１〜８のいずれか一つに記載の軟判定値生成処理を行う、前記伝送路推定手段、前記硬判定系列推定手段および前記軟判定値生成手段と、
前記軟判定値生成手段において生成されたサブキャリア毎の軟判定値を直列に並び替える並べ替え手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１０】
前記軟判定値生成手段は、
前記伝送路応答行列、および前記硬判定系列の特定ビットと反対のビットを有するシンボル、に基づいて、軟判定値生成の対象ビットを含むシンボルのレプリカを作成し、当該レプリカを前記受信信号ベクトルから減算するベクトル減算手段と、
前記伝送路応答行列の次元を縮小して再構成し、再構成後の伝送路応答行列を保持しつつ当該再構成後の伝送路応答行列に基づいてウェイト行列を生成し、さらに、当該ウェイト行列を構成する特定の行ベクトルをウェイトとして出力するウェイト生成手段と、
前記ベクトル減算手段による減算結果と前記ウェイトとを乗算するウェイト乗算手段と、
送信信号のマッピングに基づいて前記ウェイト乗算手段による乗算結果を判定し、当該判定結果に基づいて前記硬判定系列のビットを反転した系列を推定する信号判定手段と、
前記受信信号ベクトル、前記伝送路応答行列、および前記信号判定手段による判定結果に基づいて、前記第２の尤度情報を生成する尤度生成手段と、
前記第１の尤度情報および前記第２の尤度情報に基づいて軟判定値を算出する軟判定値計算手段と、
を備え、
前記ベクトル減算手段は、前記信号判定手段からの出力（信号判定出力）を取得した場合、前記硬判定系列の特定ビットと反対のビットを有するシンボルに代えて当該信号判定出力を使用してレプリカを生成し、当該レプリカを前回のベクトル減算結果からさらに減算し、
前記ウェイト生成手段は、次元縮小して再編成された伝送路応答行列を保持している場合、前記伝送路応答行列に代えて当該保持している再編成された伝送路応答行列に基づいてウェイト行列を生成し、
前記ベクトル減算手段、前記ウェイト生成手段、前記ウェイト乗算手段、前記信号判定手段による一連の処理を前記硬判定系列の全てのビットに対して実行することにより、前記硬判定系列のビットを反転した系列を推定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項１１】
前記ウェイト生成手段は、前記ウェイト行列を構成する行ベクトルの中で、大きさが最小の行ベクトルをウェイトとして出力することを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１２】
前記尤度生成手段が、前記伝送路応答行列と前記信号判定手段による判定結果とを乗算することによりレプリカを生成し、当該レプリカおよび前記受信信号ベクトルに基づいて前記第２の尤度情報を生成することを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１３】
前記伝送路推定手段は、さらに前記受信信号ベクトルに印加されている雑音電力に関する情報を推定し、
前記軟判定値生成手段は、前記軟判定値を生成する処理において、さらに前記雑音電力に関する情報を用いることを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１４】
前記ウェイト生成手段が、前記再構成後の伝送路応答行列および前記雑音電力に関する情報に基づいてウェイト行列を生成することを特徴とする請求項１３に記載の受信装置。
【請求項１５】
前記軟判定値生成手段は、
さらに、前記伝送路応答行列に基づいて硬判定系列のレプリカを生成するレプリカ生成手段、
を備え、
前記レプリカ生成手段が生成したレプリカに対して、前記ベクトル減算手段、前記ウェイト乗算手段、前記信号判定手段、前記尤度生成手段による一連の処理を行うことにより第３の尤度情報を生成し、
前記軟判定値計算手段が、前記第２の尤度情報または前記第３の尤度情報のいずれか一方を選択し、当該選択結果および前記第１の尤度情報に基づいて軟判定値を生成することを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１６】
前記硬判定系列推定手段は、前記硬判定系列および当該硬判定系列に対応する第１の尤度情報を出力する処理に加えて、さらに、当該処理過程において計算された送信シンボル候補に対応する尤度情報を記憶しておき、
前記尤度生成手段は、さらに、前記硬判定系列の特定ビットと反対のビットを有する送信シンボル候補に対応する尤度情報が記憶されている場合、その尤度情報を第２の尤度情報として出力することを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１７】
前記軟判定値生成手段から受け取った軟判定値を所定の回数にわたって繰り返し復号する信号復号手段、
を備え、
前記信号復号手段が、繰り返し復号において用いる所定の事前情報を生成し、当該事前情報を前記硬判定系列推定手段および前記軟判定値生成手段に対して出力し、
前記硬判定系列推定手段が、さらに前記事前情報を参照して、前記硬判定系列の推定処理、および当該硬判定系列に対応する第１の尤度情報の生成処理、を行い、
前記軟判定値生成手段が、さらに前記事前情報を参照して、前記尤度生成手段および前記軟判定値計算手段による処理を行うことを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１８】
ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）やＭＣ−ＣＤＭＡ（Multi  Carrier-Code  Division  Multiple  Access）を採用するシステムにおいて、複数のアンテナを介して受信したマルチキャリア変調信号を復調する受信装置であって、
アンテナ毎の入力信号である時間領域信号を周波数領域信号に変換する信号変換手段と、
前記信号変換手段により得られるサブキャリア信号を用いて、前記請求項１０〜１７のいずれか一つに記載の軟判定値生成処理を行う、前記伝送路推定手段、前記硬判定系列推定手段および前記軟判定値生成手段と、
前記軟判定値生成手段において生成されたサブキャリア毎の軟判定値を直列に並び替える並べ替え手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信信号を復調する受信装置に関するものであり、特に、複数のアンテナを介して受信した変調信号を復調する受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル通信におけるデータ判定法の一つとして最尤判定法がある。最尤判定法とは、受信装置（以下、受信機と呼ぶ）側において、伝送路応答および送信シンボル候補に基づいて作成されたレプリカと受信信号とのメトリックを計算し、メトリックが最小となるレプリカを全ての組み合わせの中から探し出し、メトリックが最小となったレプリカに対応する送信シンボル候補を判定結果として出力するものである。この最尤判定法は、優れた受信性能を有するが、メトリックを考えられる全ての組み合わせについて計算するため、一般に膨大な演算量を必要とする。また、この演算量を削減するための技術として、たとえば、演算量削減型の最尤判定法が下記非特許文献１に記載されている。下記非特許文献１によれば、何らかの手段によってメトリックを計算する組み合わせを制限することにより、最尤判定に要する演算量を削減している。【０００３】
一方、上記演算量削減型の最尤判定法は、誤り訂正復号に用いる軟判定値の計算が困難であるという問題点を有する。一般に、ビット単位の軟判定値は、当該ビットが「−１」である場合の尤度と「＋１」である場合の尤度の対数尤度比によって求められる。しかしながら、上記演算量削減型の最尤判定法は、全てのレプリカについてメトリックを計算するわけではない。そのため、メトリックを計算した送信シンボル候補中に「−１」または「＋１」を含むシンボルが全く存在しない可能性があり、そのような場合には軟判定値を計算できない。そのため、上記演算量削減型の最尤判定法の課題を解決する手法として、下記特許文献１に記載の技術がある。下記特許文献１に記載の技術では、まず、演算量削減型の最尤判定法を用いて硬判定系列を推定する。つぎに、推定した硬判定系列についてビット単位の軟判定値を計算する際に、計算の対象であるビットの硬判定値を参照し、その反転ビットを有する系列を演算量削減型の最尤判定法を用いて推定する。この操作を、一度の送信で伝送されるビット数と同一の回数分だけ繰り返すことにより、全伝送ビットに対する「−１」および「＋１」の尤度情報を取得する。これにより、演算量削減型の最尤判定法において軟判定値の計算が可能となる。【０００４】
【非特許文献１】Emanuele  Viterbo,  Joseph  Boutros,  "A  Universal  Lattice  Code  Decoder  for  Fading  Channels",  IEEE  Transactions  on  Information  Theory，  Vol.45，No.5，pp.1639-1642,  July  1999.
【特許文献１】GB2406760A
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術によれば、演算量削減型の最尤判定法において軟判定値を計算する際に、初段の硬判定系列推定を行い、さらに軟判定値を計算したいビット数と等しい回数の演算量削減型の最尤判定法を繰り返し行う必要がある。そのため、非常に多くの演算量を必要とする、という問題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、演算量削減型の最尤判定法において、より少ない演算量で精度の高い軟判定値を得ることを可能とし、小さな回路規模で良好な通信を提供することが可能な受信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる受信装置は、複数のアンテナを介して受信した変調信号を復調する受信装置であって、所定の受信処理が行われた後の複数のベースバンドディジタル信号をベクトル表現した受信信号ベクトルに基づいて、アンテナ数およびシンボル数に応じた伝送路応答行列を推定する伝送路推定手段と、前記受信信号ベクトルおよび前記伝送路応答行列に基づいて硬判定系列を推定し、当該推定結果として得られる硬判定系列および当該硬判定系列に対応する第１の尤度情報を出力する硬判定系列推定手段と、前記受信信号ベクトル、前記伝送路応答行列の次元を縮小して再構成した伝送路応答行列、および前記硬判定系列を用いて、前記硬判定系列の特定ビットを反転した系列に対応する第２の尤度情報を生成し、当該第２の尤度情報および前記第１の尤度情報に基づいて前記硬判定系列におけるビット毎の軟判定値を生成する軟判定値生成手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、簡易な処理で非常に高精度な軟判定値を生成することができ、小さな回路規模で良好な通信を提供することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１の受信機の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１の受信機のディジタル信号復調部の構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１の受信機のディジタル信号復調部が備える軟判定値生成部の構成例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態２の受信機のディジタル信号復調部の構成例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２の受信機のディジタル信号復調部が備える軟判定値生成部の構成例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態３の受信機のディジタル信号復調部が備える軟判定値生成部の構成例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態４の受信機のディジタル信号復調部の構成例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態４の受信機のディジタル信号復調部が備える軟判定値生成部の構成例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態５の受信機の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態５の受信機のディジタル信号復調部の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態５の受信機のディジタル信号復調部が備える軟判定値生成部の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態６の受信機の構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態７の受信機のディジタル信号復調部が備える軟判定値生成部の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００１０】
１０−１〜Ｎ  アンテナ
１１−１〜Ｎ  アナログ信号処理部
１２−１〜Ｎ  Ａ／Ｄ変換部
１３，１３ｄ，１３ｅ  ディジタル信号復調部
１４  デインターリーブ部
１５，１５ｄ  復号部
２１，２１ｃ，２１ｄ  硬判定系列推定部
２２  伝送路推定部
２３−１〜Ｋ，２３ａ−１〜Ｋ，２３ｃ−１〜Ｋ，２３ｄ−１〜Ｋ  軟判定値生成部
３１，３１ｂ，３１ｆ  ベクトル減算部
３２，３２ｂ  ウェイト乗算部
３３，３３ｂ，３３ｆ  信号判定部
３４，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ  尤度生成部
３５，３５ｂ，３５ｃ  軟判定値計算部
３６，３６ａ，３６ｆ  ウェイト生成部
４２  パラメータ推定部
５１  レプリカ生成部
６１  メモリ部
６４  メモリ参照器
７１，７２  加算器
８１−１〜Ｎ  ＦＦＴ部
８２  並直列変換部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる受信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる受信装置（以下、受信機と呼ぶ）の実施の形態１の構成例を示す図である。本実施の形態の受信機は、アンテナ１０−１〜Ｎと、アナログ信号処理部１１−１〜Ｎと、Ａ／Ｄ変換部１２−１〜Ｎと、本発明の特徴的な動作を行うディジタル信号復調部１３と、デインターリーブ部１４と、復号部１５と、を備えている。以下に、本発明にかかる受信機の動作を説明する。【００１３】
アナログ信号処理部１１−１〜Ｎは、アンテナ１０−１〜Ｎを介して受信した高周波アナログ信号に対してダウンコンバート等のアナログ信号処理を行う。つぎに、アナログ信号処理部１１−１〜Ｎから出力された信号は、Ａ／Ｄ変換部１２−１〜Ｎにおいてディジタル信号に変換され、ディジタル信号復調部１３に対して出力される。ディジタル信号復調部１３は、入力信号に対して後述する復調処理を行い、復調データを得る。この復調データは、デインターリーブ部１４において、送信信号に対して送信機が行ったインターリーブと逆の処理が行われた後に出力される。そして、復号部１５は、デインターリーブ部１４からの出力信号に対して軟判定復号である誤り訂正復号処理を行い、その結果を復号ビット系列として出力する。【００１４】
つづいて、ディジタル信号復調部１３が入力信号を復調する動作（復調処理）について説明する。図２は、ディジタル信号復調部１３の構成例を示す図である。ディジタル信号復調部１３は、硬判定系列推定部２１と、伝送路推定部２２と、軟判定値生成部２３−１〜Ｋと、を備えている。なお、Ｋは、１シンボルタイミングに送信されるビット数に等しく、受信信号の変調方式と送信機において複数のアンテナから同時に送信される信号数に依存する。【００１５】
ディジタル信号復調部１３には、Ａ／Ｄ変換部１２−１〜Ｎから出力されたＮ系統のベースバンドディジタル信号が入力される。以下、説明の便宜上、これらの入力信号を、Ｎ次元の列ベクトルで表現し、「受信信号ベクトル」と呼ぶことにする。ディジタル信号復調部１３は、Ａ／Ｄ変換部１２−１〜Ｎから受信信号ベクトルを受け取ると、まず、伝送路推定部２２が、受信信号ベクトルに基づいて希望信号の伝送路応答を推定する。この伝送路応答の推定は、たとえば、送信アンテナ間で直交した既知系列を用いた最小２乗法を使用して行う。ここで、送信機において、Ｍ（Ｍは１以上の整数）素子アンテナから同一周波数を用いて複数の異なる信号が同時に送信されているとすると、伝送路応答は、Ｍと受信機の受信アンテナ数Ｎとを用いてＮ行Ｍ列の行列で表すことができる。なお、ＭやＮの値によっては伝送路応答が行列ではなく、ベクトルや単にスカラーとなる場合もあるが、以下、本説明においては伝送路応答を「伝送路応答行列」という標記で統一する。なお、伝送路応答行列がベクトルやスカラーとなるような場合においても本発明はそのまま適用可能である。【００１６】
硬判定系列推定部２１は、入力信号である受信信号ベクトルおよび伝送路推定部２２から受け取った伝送路応答行列に基づいて、相手送信機の送信信号に相当する硬判定系列を推定する。また、硬判定系列推定部２１は、推定した硬判定系列およびその硬判定系列に対応する尤度情報αを軟判定値生成部２３−１〜Ｋに対して出力する。なお、硬判定系列推定部２１は、たとえば、「sphere  decoding」のような演算量削減型の最尤判定法など、想定する通信システムに適した任意の信号判定技術を使用して推定処理を行う。【００１７】
軟判定値生成部２３−１〜Ｋは、受信信号ベクトル、伝送路応答行列、硬判定系列および尤度情報αに基づいて、後述する処理を実施して硬判定系列についての軟判定値を生成する。図３は、軟判定値生成部２３−１〜Ｋの構成例を示す図であり、軟判定値生成部２３−１〜Ｋは、ベクトル減算部３１と、ウェイト乗算部３２と、信号判定部３３と、尤度生成部３４と、軟判定値計算部３５と、ウェイト生成部３６と、を備えている。そして、軟判定値生成部２３−１〜Ｋは、Ｋビットの硬判定系列の各要素（ビット）の軟判定値を生成する。なお、ｋ番目（ｋは１〜Ｋの整数）の軟判定値生成部２３−ｋは、硬判定系列の第ｋ番目のビットに対応する軟判定値を生成する。また、以下では、説明の便宜上、軟判定値計算の対象となるビット、すなわち、硬判定系列の第ｋ番目のビットを含むシンボル番号をｉ（ｉは１〜Ｍの整数）で表し、受信アンテナ番号に対応する受信信号ベクトルの要素番号をｊ（ｊは１〜Ｎの整数）で表すこととする。【００１８】
つづいて、軟判定値生成部２３−１〜Ｋが軟判定値を生成する動作の一例を、図３を用いて詳細に説明する。ここで、上記伝送路推定部２２から出力された伝送路応答行列は、ベクトル減算部３１、ウェイト生成部３６および尤度生成部３４へ入力される。また、上記硬判定系列推定部２１から出力された硬判定系列は、ベクトル減算部３１へ入力され、受信信号ベクトルは、ベクトル減算部３１および尤度生成部３４へ入力される。【００１９】
ベクトル減算部３１は、伝送路応答行列を構成している列ベクトルのうち第ｉ番目の列ベクトルと、硬判定系列の第ｋ番目のビットと反対のビットを有するシンボルと、を乗算し、この乗算結果として生成されるベクトル（レプリカ）を受信信号ベクトルから減算し、その結果をウェイト乗算部３２に対して出力する。上記減算処理を数式で表すと次式（１）となる。【００２０】
ｒj'＝ｒj−ｈijｓi'  …（１）【００２１】
ただし、ｒjは受信信号ベクトルの第ｊ番目の要素を表し、ｈijは伝送路応答行列のｉ行ｊ列目の要素を表し、ｓi'は硬判定系列の第ｋ番目のビットと反対のビットを有するシンボルを表す。上式（１）を全てのｊについて計算することにより、受信信号ベクトルは、軟判定値計算の対象としているビットを硬判定系列から反転させた場合の影響を考慮した形に変形される。ここで、取り得るｓi'の個数は、変調方式に依存しており、「（１シンボル当たりの信号点数）／２個」だけの組み合わせがある。そのため、使用している変調方式に対応する全ての組み合わせ（取り得るｓi'）に対して同様の処理を行う（詳細については後述する）。たとえば、ＱＰＳＫ変調であれば２通りの組み合わせがあり、１６ＱＡＭ変調であれば８通りの組み合わせがある。【００２２】
ウェイト生成部３６は、入力信号である伝送路応答行列に対して第ｉ番目の列ベクトルを削除し、Ｎ行（Ｍ−１）列に縮小した行列を再構成する。つぎに、この再構成した行列の逆行列を計算することによりウェイト行列を生成し、それをウェイト乗算部３２に対して出力する。ここで、再構成した行列が正方行列ではない場合、すなわち、Ｎ＝Ｍ−１が成り立たない場合は、数学的に広く知られているムーア・ペンローズ（Moore-Penrose）の一般逆行列を計算することでウェイト行列を生成する。なお、上記再構成した行列がＮ行（Ｍ−１）列のサイズであるため、ウェイト行列は（Ｍ−１）行Ｎ列の行列となる。【００２３】
ウェイト乗算部３２は、ベクトル減算部３１から受け取った信号（ベクトル）に対してウェイト生成部３６から受け取ったウェイト行列を乗算し、その乗算結果を信号判定部３３に対して出力する。ここで、ベクトル減算部３１からの出力信号はＮ次元ベクトルであり、ウェイト行列は（Ｍ−１）行Ｎ列の行列であるため、ウェイト乗算部３２の処理結果は（Ｍ−１）次元の列ベクトルとなる。そして、このベクトルの各要素は、送信信号のうち、第ｉ番目のシンボルをｓi'と仮定した場合における第ｉ番目以外のシンボルの推定値となる。【００２４】
信号判定部３３は、ウェイト乗算部３２の処理結果の（Ｍ−１）個の要素それぞれに対して、送信信号のマッピング（信号点配置）に基づいて信号判定を行い、ｓi'および信号判定結果（第ｉ番目以外のシンボルの推定値についての判定結果）の組み合わせを、硬判定系列の第ｋ番目のビットを反転した系列の推定値として尤度生成部３４に対して出力する。【００２５】
尤度生成部３４は、信号判定部３３から受け取った信号（硬判定系列の第ｋ番目のビットを反転した系列の推定値）に対する尤度情報βを生成し、それを軟判定値計算部３５に対して出力する。具体的には、まず、伝送路応答行列と信号判定部３３から受け取った信号とを乗算してレプリカを生成する。つぎに、生成したレプリカおよび受信信号ベクトルに基づいて尤度情報βを算出し、その算出結果を軟判定値計算部３５に対して出力する。【００２６】
なお、上記ベクトル減算部３１の動作説明において述べたように、ｓi'は複数個存在するため、ベクトル減算部３１、ウェイト乗算部３２、信号判定部３３および尤度生成部３４は、全てのｓi'に対して上述した処理を行い、尤度生成部３４は、それらの結果（尤度情報β）を軟判定値計算部３５に対して出力する。【００２７】
軟判定値計算部３５は、硬判定系列推定部２１から受け取った尤度情報αおよび尤度生成部３４から受け取った尤度情報βに基づいて軟判定値を算出し、得られた軟判定値を復調データとしてデインターリーブ部１４に対して出力する。なお、軟判定値計算部３５は、取り得るｓi'の組み合わせと等しい数の尤度情報βを保持しているが、これら複数の尤度情報βの中から一番尤度が高いものを使用して（選択して）軟判定値を算出する。また、軟判定値は、軟判定値を算出する対象となるビットが「−１」である尤度情報と「＋１」である尤度情報との比で表されるが、尤度情報として受信信号ベクトルとレプリカベクトルの２乗誤差によるメトリックを用いた場合、第ｋ番目のビットの軟判定値は、次式（２）に示すように「−１」に対応するメトリックと「＋１」に対応するメトリックとの差を計算することにより簡単に算出できる。【００２８】
（第ｋ番目のビットの軟判定値）
＝（「−１」に対応するメトリック）−（「＋１」に対応するメトリック）  …（２）【００２９】
たとえば、上記硬判定系列の第ｋ番目のビットが「＋１」を示す場合、式（２）に従って尤度情報αから尤度情報β（ただし尤度生成部３４の出力の中で尤度が最大となるもの、すなわち、受信信号ベクトルとレプリカベクトルの２乗誤差によるメトリックが最小であるもの）を減算した結果が軟判定値となる。【００３０】
なお、本実施の形態においては、受信機が軟判定値生成部をＫ個備える構成としたが、これに限らず、たとえば、一つの軟判定値生成部を備え、この軟判定値生成部がすべての受信信号ベクトルに対する軟判定値を算出することとしてもよい。また、尤度生成部３４が情報を格納する手段（たとえばメモリ）を備えた構成とし、尤度生成部３４は、伝送路応答行列と送信信号候補から生成されるレプリカベクトルを逐一計算するのではなく、レプリカベクトルを予めメモリに格納しておき、信号判定部３３から信号を受け取った場合に、格納されているレプリカベクトルを参照して入力信号についての尤度情報（尤度情報β）を算出することとしてもよい。さらに、軟判定値生成部２３−１〜Ｋがそれぞれ備えているウェイト生成部３６を、軟判定値生成部２３−１〜Ｋの外部に一つ備えた構成とし、そのウェイト生成部が伝送路推定部２２の出力信号の各シンボルに対応するウェイト行列を計算することとしてもよい。【００３１】
このように、本実施の形態においては、硬判定系列の各要素（ビット）と反対のビットの尤度情報（上記尤度情報βに相当）を、列方向の次元を縮小して再構成した伝送路応答行列の逆行列を用いて推定することとした。さらに、硬判定系列の特定ビット（軟判定値計算の対象としているビット）と反対のビットを有するシンボルを、伝送路応答行列を考慮して判定することとした。これにより、簡易な処理で非常に高精度な軟判定値を生成することができ、小さな回路規模で良好な通信を提供することができる。また、軟判定値の算出に必要な処理量を、想定するシステム構成に基づいて容易に推定できる。【００３２】
実施の形態２．
つづいて、実施の形態２について説明する。本実施の形態の受信機の構成は、上述した実施の形態１と同様である。図４は、実施の形態２の受信機のディジタル信号復調部の構成例を示す図であり、このディジタル信号復調部は、上述した実施の形態１のディジタル信号復調部が備える伝送路推定部２２および軟判定値生成部２３−１〜Ｋに代えて、それぞれパラメータ推定部４２および軟判定値生成部２３ａ−１〜Ｋを備えている。なお、その他の部分については上述した実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。【００３３】
パラメータ推定部４２は、上述した実施の形態１の伝送路推定部２２と同様に、受信信号ベクトルに基づいて希望信号の伝送路応答（伝送路応答行列）を推定し、その結果を硬判定系列推定部２１および軟判定値生成部２３ａ−１〜Ｋに対して出力する。さらに、パラメータ推定部４２は、受信信号ベクトルに印加されている平均雑音電力または平均信号電力対雑音電力比などの雑音電力に関する情報（以下、雑音電力情報と呼ぶ）を推定し、その結果を軟判定値生成部２３ａ−１〜Ｋに対して出力する。この雑音電力情報の推定は、たとえば、送受信機間で既知の系列を送信し、受信した既知系列区間にわたって既知系列のレプリカを除去した信号の電力を平均化することで実現する。【００３４】
軟判定値生成部２３ａ−１〜Ｋは、受信信号ベクトル、伝送路応答行列、硬判定系列、硬判定系列に対応する尤度情報αおよび雑音電力情報に基づいて、軟判定値を生成する。図５は、実施の形態２の受信機が備えるディジタル信号復調部を構成する軟判定値生成部２３ａ−１〜Ｋの構成例を示す図であり、軟判定値生成部２３ａ−１〜Ｋは、上述した実施の形態１の軟判定値生成部２３−１〜Ｋのウェイト生成部３６に代えてウェイト生成部３６ａを備えている。なお、その他の部分については上述した実施の形態１と同様である。以下、ウェイト生成部３６ａの動作について説明する。【００３５】
ウェイト生成部３６ａは、まず、入力信号の一つである伝送路応答行列から第ｉ番目の列ベクトルを削除し、Ｎ行（Ｍ−１）列に縮小した行列を再構成する。つぎに、この再構成した行列および次式（３）を用いてウェイト行列を生成し、その結果をウェイト乗算部３２に対して出力する。【００３６】
ｗ＝［（Ｈ'*Ｈ'T＋Ｍσ2Ｉ）-1Ｈ'*］T              …（３）【００３７】
ただし、ｗはウェイト行列を表し、Ｈ'は再構成した伝送路応答行列を表し、Ｍは送信機において同時に送信された信号数を表し、Ｉは単位行列を表し、１／σ2は平均信号電力対雑音電力比を表し、記号*は複素共役を表し、Ｔは行列の転置を表す。【００３８】
このように、本実施の形態においては、硬判定系列の各要素（ビット）と反対のビットの尤度情報を、平均雑音電力を考慮して生成したウェイト行列を用いて推定することとした。また、ウェイト行列は、列方向の次元を縮小して再構成した伝送路応答行列を使用した行列演算のみで計算することとした。これにより、さらに高精度な軟判定値が計算でき、また、軟判定の計算に必要な処理量を、想定するシステム構成に基づいて容易に推定できる。さらに、非常に小さな回路規模で良好な通信を提供することができる。【００３９】
実施の形態３．
つづいて、実施の形態３について説明する。本実施の形態の受信機の構成および受信機が備えるディジタル信号復調部の構成は、上述した実施の形態２と同様である。本実施の形態においては、ディジタル信号復調部が備える軟判定値生成部の構成のみが異なる。以下、軟判定値生成部の動作について説明する。【００４０】
図６は、実施の形態３の受信機が備えるディジタル信号復調部を構成する軟判定値生成部の構成例を示す図であり、この軟判定値生成部は、上述した実施の形態２の軟判定値生成部が備えるベクトル演算部３１，ウェイト乗算部３２，信号判定部３３，尤度生成部３４，軟判定値計算部３５に代えて、それぞれ、ベクトル演算部３１ｂ，ウェイト乗算部３２ｂ，信号判定部３３ｂ，尤度生成部３４ｂ，軟判定値計算部３５ｂを備え、さらに、レプリカ生成部５１が追加された構成となる。なお、ウェイト生成部３６ａは、上述した実施の形態２のウェイト生成部と同様の動作を行う。【００４１】
つづいて、軟判定値生成部の動作例を、図６を用いて詳細に説明する。まず、レプリカ生成部５１は、硬判定系列と伝送路応答行列とを乗算することで硬判定系列のレプリカベクトルを作成し、その結果をベクトル減算部３１ｂに対して出力する。【００４２】
ベクトル減算部３１ｂは、伝送路応答行列を構成している列ベクトルのうち第ｉ番目の列ベクトルと、硬判定系列の第ｋ番目のビットと反対のビットを有するシンボルと、を乗算し、その乗算結果として生成されるベクトルを受信信号ベクトルおよび上記レプリカベクトルの双方から減算する。さらに、ベクトル減算部３１ｂは、上記減算処理により得られた結果をウェイト乗算部３２ｂに対して出力する。【００４３】
ウェイト乗算部３２ｂは、ベクトル減算部３１ｂから受け取った２系統のベクトル信号に対して、それぞれウェイト生成部３６ａから受け取ったウェイト行列を乗算し、それらの乗算結果を信号判定部３３ｂに対して出力する。【００４４】
信号判定部３３ｂは、送信信号のマッピングに基づいて、入力された２系統の信号に対してそれぞれ信号判定を行い、その結果を尤度生成部３４ｂに対して出力する。また、尤度生成部３４ｂは、受信信号ベクトルおよび伝送路応答行列を用いて信号判定部３３ｂから受け取った２系統の信号それぞれに対して上述した実施の形態１の尤度生成部３４と同様の処理を行うことにより、上記２系統の信号それぞれに対する尤度情報βを生成し、それを軟判定値計算部３５ｂに対して出力する。【００４５】
なお、上述した実施の形態１と同様に、本実施の形態においても、ベクトル減算部３１ｂにおいて考慮するｓi'は複数個存在するため、ベクトル減算部３１ｂ、ウェイト乗算部３２ｂ、信号判定部３３ｂおよび尤度生成部３４ｂは、全てのｓi'に対して上述した処理を行う。【００４６】
軟判定値計算部３５ｂは、硬判定系列に対応する尤度情報αおよび尤度生成部３４ｂから受け取った尤度情報βに基づいて軟判定値を計算する。ここで、尤度生成部３４ｂから入力された尤度情報βとは、受信信号ベクトルに対して所定の信号処理（上記ベクトル減算部３１ｂ、ウェイト乗算部３２ｂ、信号判定部３３ｂおよび尤度生成部３４ｂにおいて実施される処理に相当）が行われた結果として得られた尤度情報β、および上記レプリカ生成部５１から出力されたレプリカベクトルに対して所定の信号処理が行われた結果として得られた尤度情報β、を示す。そのため、複数個存在している尤度情報βの中から一番尤度が高いものを使用して（選択して）、上述した実施の形態１に記載の軟判定値計算部３５と同様の処理を行うことにより、軟判定値を計算する。【００４７】
なお、本実施の形態の軟判定値生成部は、受信信号ベクトルおよびレプリカ生成部５１から出力されたレプリカベクトルの双方に対して所定の処理を行う一組の信号処理部（ベクトル減算部３１ｂ〜尤度情報生成部３４ｂに相当）を備える構成としたが、これに限らず、受信信号ベクトルを処理するための信号処理部およびレプリカベクトルを処理するための信号処理部を独立に備える（信号処理部を２組備える）構成としてもよい。【００４８】
また、図６のレプリカ生成部５１を軟判定値生成部の外部（前段）に一つ備える構成とし、そのレプリカ生成部が、各軟判定値生成部に対してレプリカベクトルを出力することとしてもよい。【００４９】
また、硬判定系列推定部が「sphere  decoding」のような演算量削減型の最尤判定法等を実行する場合、硬判定系列推定部は、信号推定過程（硬判定系列の推定過程）において硬判定系列のレプリカベクトルを計算済みである。そのため、硬判定系列推定部が上記信号推定過程において計算したレプリカベクトルを出力し、そのレプリカベクトルを使用して軟判定値生成部が上述した処理を行うこととしてもよい。これにより、レプリカ生成部５１を削除しても同様の効果を得ることができる。【００５０】
また、ウェイト生成部３６ａに入力している雑音電力情報に基づいて雑音電力が小さいと判断した場合、軟判定値生成部は、レプリカ生成部５１において生成されたレプリカベクトルに対する軟判定値生成処理のみを行い、受信信号ベクトルに対する軟判定値生成処理は行わないこととしてもよい。これにより、平均的な処理量を削減することができる。【００５１】
また、ベクトル減算部３１ｂ〜尤度生成部３４ｂまでの一連の処理は受信信号ベクトルと、硬判定系列と伝送路応答行列から生成されるレプリカベクトルと、の２系統に対するものに限定されず、３系統以上の信号ベクトルを入力し、それらの入力に対する尤度情報をベクトル演算部３１ｂ〜尤度生成部３４ｂが算出するようにしてもよい。【００５２】
このように、本実施の形態においては、軟判定値計算のための信号処理を、受信信号ベクトル、および、硬判定系列と伝送路応答行列から生成されたレプリカベクトル、に対して行い、それぞれの信号処理結果を考慮して尤度情報を生成することとした。これにより、処理量を低く抑えつつさらに精度の高い軟判定値を得ることができる。【００５３】
実施の形態４．
つづいて、実施の形態４について説明する。本実施の形態の受信機の構成は、上述した実施の形態２と同様である。図７は、実施の形態４のディジタル信号復調部の構成例を示す図であり、このディジタル信号復調部は、上述した実施の形態２の受信機が備えるディジタル信号復調部の硬判定系列推定部２１および軟判定値生成部２３ａ−１〜Ｋに代えて、硬判定系列推定部２１ｃおよび軟判定値生成部２３ｃ−１〜Ｋを備え、さらに、メモリ部６１が追加された構成となる。なお、その他の部分については上述した実施の形態２と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。本実施の形態においては、硬判定系列推定部２１ｃの出力などをメモリ部６１に格納しておき、軟判定値生成部２３ｃ−１〜Ｋが、上記メモリ部６１に蓄積された情報を参照して処理を行う。【００５４】
硬判定系列推定部２１ｃは、上述した実施の形態１の硬判定系列推定部２１と同様に、受信信号ベクトルおよび伝送路応答行列に基づいて硬判定系列を推定し、その推定結果とそれに対応する尤度情報αを軟判定値生成部２３ｃ−１〜Ｋに対して出力する。また、一般に、演算量削減型の最尤判定法では、最尤シンボルを算出するまでの処理過程において、最終的に出力する送信シンボルに対する尤度情報の他にいくつかの送信シンボル候補に対する尤度情報も計算している場合が多い。そのため、硬判定系列推定部２１ｃは、最終的に出力される硬判定系列と尤度情報αとの組み合わせ、および処理過程において計算したすべての尤度情報とそれに対応する送信シンボル候補との組み合わせ、をメモリ部６１に対して出力し、メモリ部６１では、硬判定系列推定部２１ｃから受け取った情報を格納する。また、メモリ部６１は、後述する尤度生成部３４ｃにおいて生成された複数の尤度情報βおよびそれに対応する信号の情報を格納する。【００５５】
つづいて、軟判定値生成部２３ｃ−１〜Ｋの動作例について図８を用いて詳細に説明する。ここで、図８は、軟判定値生成部２３ｃ−１〜Ｋの構成例を示す図であり、軟判定値生成部２３ｃ−１〜Ｋは、上述した実施の形態２の軟判定値生成部２３ａ−１〜Ｋが備える尤度生成部３４および軟判定値計算部３５に代えて、それぞれ尤度生成部３４ｃおよび軟判定値計算部３５ｃを備え、さらに、メモリ参照器６４が追加された構成となる。その他の部分については上述した実施の形態２と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。なお、信号判定部３３は、処理結果（信号判定の結果）をメモリ参照器６４に対して出力する。【００５６】
メモリ参照器６４は、信号判定部３３から信号（信号判定の結果）を受け取ると、上記メモリ部６１に格納されている送信シンボル候補を参照する。そして、信号判定部３３から受け取った信号と同一の送信シンボル候補がメモリ部６１に格納されている場合、メモリ参照器６４は、その送信シンボル候補に対応する尤度情報βをメモリ部６１から読み出して軟判定値計算部３５ｃに対して出力する。これに対して、メモリ部６１に信号判定部３３から受け取った信号と同一の送信シンボル候補が格納されていない場合、メモリ参照器６４は、信号判定部３３から受け取った信号を尤度生成部３４ｃに対して出力する。尤度生成部３４ｃは、メモリ参照器６４から信号を受け取ると、上述した実施の形態２の尤度生成部３４と同様の処理を実施して尤度情報βを計算し、その結果を軟判定値計算部３５ｃに対して出力する。また、尤度生成部３４ｃは、計算した尤度情報βおよびその尤度情報βを計算する際に使用した信号（メモリ参照器６４を介して信号判定部３３から受け取った信号）をメモリ部６１に対して出力する。軟判定値計算部３５ｃは、メモリ参照器６４または尤度生成部３４ｃから尤度情報βを受け取ると、その尤度情報βに基づいて、上述した実施の形態１に記載の軟判定値計算部３５と同様の処理を行うことにより、軟判定値を計算する。【００５７】
なお、本実施の形態においては、上述した実施の形態２にかかる受信機のディジタル信号復調部にメモリ部６１を追加し、軟判定値生成部にメモリ参照器６４を追加した構成としたが、これに限らず、上述した実施の形態１または３にかかる受信機のディジタル信号復調部にメモリ部６１を追加し、軟判定値生成部にメモリ参照器６４を追加した構成としてもよい。【００５８】
また、図８においてメモリ参照器６４をベクトル減算部３１の前段に配置し、予めメモリ部６１を参照し、軟判定値計算の対象となる硬判定系列のビットと反対のビットを有するシンボルに対応する尤度情報がメモリ部６１に記憶されている場合に、その尤度情報を軟判定値計算部３５ｃへ出力する構成としてもよい。この場合は、尤度情報計算に必要な途中の処理が不要となるため、さらに演算量を削減することができる。また、メモリ部６１を用意する代わりに硬判定系列推定部と軟判定値生成部が直接尤度情報とシンボル情報とを交換する構成をとるようにしてもよい。【００５９】
このように、本実施の形態においては、硬判定系列の推定処理の結果として得られた硬判定系列およびそれに対応する尤度情報αと、硬判定系列の推定処理の過程において算出された硬判定系列の候補およびそれに対応する尤度情報と、尤度情報βおよびその尤度情報βを計算する際に使用した信号の情報と、を予めメモリに格納しておくこととした。また、ディジタル信号復調部は、これらの情報を参照して動作を行い、たとえば、既に計算済みのシンボルに対する尤度情報の計算を省略することとした。これにより、処理結果の精度を損なうことなく演算量を削減することができる。【００６０】
実施の形態５．
つづいて、実施の形態５について説明する。図９は、実施の形態５の受信機の構成例を示す図である。本実施の形態の受信機は、上述した実施の形態１の受信機が備えるディジタル信号復調部１３，復号部１５に代えて、それぞれディジタル信号復調部１３ｄ，復号部１５ｄを備え、さらに、インターリーブ部７３，加算器７１および７２が追加された構成となる。なお、図１に示したアンテナ１０−１〜Ｎ、アナログ信号処理部１１−１〜ＮおよびＡ／Ｄ変換部１２−１〜Ｎに相当する部分については同一の構成である。【００６１】
また、本実施の形態においては、デインターリーブ部１４、復号部１５ｄ、インターリーブ部７３、加算器７１および７２が、信号復号手段として動作する。また、復号部１５ｄは、いわゆる軟入力軟出力復号器であり、本実施の形態の受信機は、この復号部１５ｄが出力する復号データに基づいて事前情報を生成し、ここで得られた事前情報を考慮してディジタル信号復調部１３ｄが信号復調動作を行い、さらに、信号復号手段とディジタル信号復調部１３ｄとの間で事前情報および軟判定値のやりとりを所定回数実施した後に、復号部１５ｄにおいて得られた復号データを判定精度の向上が図られた最終的な復号データとして取り扱う。【００６２】
図１０は、実施の形態５の受信機が備えるディジタル信号復調部１３ｄの構成例を示す図であり、ディジタル信号復調部１３ｄは、上述した実施の形態１のディジタル信号復調部１３の硬判定系列推定部２１および軟判定値生成部２３−１〜Ｋに代えて、それぞれ硬判定系列推定部２１ｄおよび軟判定値生成部２３ｄ−１〜Ｋを備える。なお、その他の部分については上述した実施の形態１と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。【００６３】
硬判定系列推定部２１ｄは、受信信号ベクトル、伝送路応答行列、および後述するインターリーブ部７３からの出力信号である事前情報に基づいて、最も確からしい硬判定系列とそれに対応する尤度情報αを出力する。ここで、硬判定系列推定部２１ｄは、たとえば、事前情報を考慮した尤度情報の生成方法として知られているＭＡＰ（Maximum  A  posteriori  Probability）推定を行う「sphere  decoding」等を使用して尤度情報を生成する。硬判定系列推定部２１ｄは、推定した硬判定系列および尤度情報αを軟判定値生成部２３ｄ−１〜Ｋに対して出力する。【００６４】
つづいて、軟判定値生成部２３ｄ−１〜Ｋの動作例を、図１１を用いて説明する。図１１は、軟判定値生成部２３ｄ−１〜Ｋの構成例を示す図であり、軟判定値生成部２３ｄ−１〜Ｋは、上述した実施の形態１の軟判定値生成部２３−１〜Ｋが備える尤度生成部３４に代えて、尤度生成部３４ｄを備える。その他の部分については上述した実施の形態１と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。【００６５】
尤度生成部３４ｄは、信号判定部３３から受け取った信号、受信信号ベクトル、伝送路応答行列、およびインターリーブ部７３から受け取った事前情報に基づいて尤度情報βを算出し、その結果を軟判定値計算部３５に対して出力する。なお、尤度生成部３４ｄは、上記硬判定系列推定部２１ｄと同様に、たとえば、ＭＡＰ推定を行う「sphere  decoding」等を使用して尤度情報生成処理を行う。すなわち、上述した実施の形態１と同様に、伝送路応答行列および信号判定部３３からの出力信号に基づいてレプリカベクトルを生成し、ここで得られたレプリカベクトル、受信信号ベクトルおよび事前情報に基づいて尤度情報を生成する。【００６６】
そして、軟判定値計算部３５は、硬判定系列推定部２１ｄから受け取った尤度情報αおよび尤度生成部３４ｄから受け取った尤度情報βに基づいて、上述した実施の形態１と同様の処理を行うことにより、軟判定値を算出する。【００６７】
また、上記ディジタル信号復調部１３ｄから軟判定値を受け取った加算器７１は、その軟判定値からインターリーブ部７３の出力信号である事前情報を減算し、その結果をデインターリーブ部１４に対して出力する。デインターリーブ部１４は、送信信号に対して送信機が行ったインターリーブと逆の処理を行い、その結果を復号部１５ｄおよび加算器７２に対して出力する。復号部１５ｄは、たとえば、ＳＯＶＡ（Soft  Output  Viterbi  Algorithm）復号器や、ＭＡＰ復号器などの、いわゆる軟入力軟出力復号器により実現され、デインターリーブ部１４から受け取った信号に対して復号処理を行う。また、加算器７２は、デインターリーブ部１４から受け取った信号を復号部１５ｄの出力信号から減算し、その結果をインターリーブ部７３に対して出力する。インターリーブ部７３は、送信信号に対して送信機が行ったインターリーブと同じ処理を行い、その結果を事前情報としてディジタル信号復調部１３ｄおよび加算器７１に対して出力する。【００６８】
そして、本実施の形態の受信機は、ディジタル信号復調部１３ｄと復号部１５ｄとの間で、上記加算器７１，デインターリーブ部１４，加算器７２，インターリーブ部７３を介して軟判定値および事前情報をやりとりしながら、上述した軟判定値の生成処理および復号処理を繰り返し行い、これらの処理を所定回数にわたって繰り返し実行して得られたデータを、最終的な復号データとして扱う。これにより、判定精度の向上を図っている。【００６９】
なお、本実施の形態においては、上述した実施の形態１にかかる受信機にインターリーブ部７３などを追加した構成としたが、これに限らず、上述した実施の形態２、３または４にかかる受信機に対してインターリーブ部７３などを追加した構成としてもよい。【００７０】
このように、本実施の形態においては、ディジタル信号復調部１３ｄと復号部１５ｄの間で軟判定値と事前情報をやりとりし、繰り返し復調・復号処理を行うこととした。これにより、判定データの精度が向上し、良好な通信を実現することができる。また、ディジタル信号復調部１３ｄにおける軟判定値生成処理は、上述した他の実施の形態と同様に、列方向の次元を縮小して再構成した伝送路応答行列を使用した行列演算によって行うこととした。これにより、復調処理と復号処理を繰り返して実行する本実施の形態の受信機を小さな回路規模で実現できる。【００７１】
実施の形態６．
つづいて、実施の形態６について説明する。図１２は、実施の形態６の受信機の構成例を示す図である。本実施の形態の受信機は、上述した実施の形態１の受信機が備えるディジタル信号復調部１３に代えてディジタル信号復調部１３ｅを備え、さらに、ＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform）部８１−１〜Ｎおよび並直列変換部８２が追加された構成となる。なお、その他の部分については上述した実施の形態１と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。【００７２】
Ｎ素子のアンテナ１０−１〜Ｎを介して受信したマルチキャリア高周波アナログ信号（たとえば、ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）やＭＣ−ＣＤＭＡ（Multi  Carrier-Code  Division  Multiple  Access）は、アナログ信号処理部１１−１〜Ｎなどにおいて所定の処理が行われた後、ＦＦＴ部８１−１〜Ｎに入力される。ＦＦＴ部８１−１〜Ｎでは、入力信号に対し、離散フーリエ変換または高速離散フーリエ変換を行うことにより、時間領域信号をサブキャリア毎の周波数領域信号に変換し、その結果をディジタル信号復調部１３ｅに対して出力する。【００７３】
ディジタル信号復調部１３ｅは、上述した実施の形態１〜５のいずれか一つの受信機が備えるディジタル信号復調部と同様の構成をとり、その構成に対応した動作を行うことにより復調データである軟判定値を出力する。ここで、本実施の形態のディジタル信号復調部１３ｅは、入力信号であるサブキャリア毎に軟判定値を出力する処理を行う。そして、並直列変換部８２は、ディジタル信号復調部１３ｅにおいて推定された各サブキャリアの復調データを直列に並び替え、その結果を出力する。【００７４】
なお、本実施の形態においては、上述した実施の形態１にかかる受信機にＦＦＴ部８１−１〜Ｎなどを追加した構成としたが、これに限らず、上述した実施の形態２〜５にかかる受信機に対してＦＦＴ部８１−１〜Ｎなどを追加した構成としてもよい。【００７５】
このように、本実施の形態においては、受信信号をサブキャリア毎に復調することとし、ＯＦＤＭやＭＣ−ＣＤＭＡにおけるマルチキャリア信号を受信する受信機に対して、前述したディジタル信号復調部による処理を適用することとした。これにより、ＯＦＤＭやＭＣ−ＣＤＭＡを採用する場合であっても、前述した実施の形態１〜５と同様の効果を得ることができる。【００７６】
実施の形態７．
つづいて、実施の形態７について説明する。本実施の形態の受信機の構成は、上述した実施の形態１と同様である。図１３は、実施の形態７受信機が備えるディジタル信号復調部を構成する軟判定値生成部の構成例を示す図であり、この軟判定値生成部は、上述した実施の形態１の受信機が備える軟判定値生成部のベクトル減算部３１、信号判定部３３、ウェイト生成部３６に代えて、ベクトル減算部３１ｆ、信号判定部３３ｆ、ウェイト生成部３６ｆを備え、さらに信号判定部３３ｆからベクトル減算部３１ｆへ、その処理結果を出力する構成となっている。その他の部分については上述した実施の形態１と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。【００７７】
本実施の形態においては、軟判定値生成部において硬判定系列のビットを反転した系列を推定する際に、ウェイト乗算とベクトル減算を繰り返し行うことで、順次信号判定を行う。【００７８】
まず、ベクトル減算部３１ｆは、上述した実施の形態１のベクトル減算部３１と同様の手順により、伝送路応答行列および硬判定系列に対応するシンボルに基づいてレプリカを生成し、そのレプリカを受信信号ベクトルから減算する。そして、ベクトル減算結果をウェイト乗算部３２に対して出力する。【００７９】
一方、ウェイト生成部３６ｆは、実施の形態１のウェイト生成部３６と同様に、入力信号である伝送路応答行列から、軟判定値計算の対象としているビットを含むシンボルに関連する列ベクトルを削除し、伝送路応答行列の再構成を行う。そして、再構成した伝送路応答行列の逆行列、またはムーア・ペンローズの一般逆行列を計算することでウェイト行列を生成する。さらに、ウェイト行列を構成する各行ベクトルのノルム（大きさ）を計算し、ノルムが最小である行ベクトルをウェイトとして出力する。【００８０】
つぎに、ウェイト乗算部３２は、ベクトル減算部３１ｆから受け取った信号に対してウェイト生成部３６ｆから受け取ったウェイトを乗算し、その乗算結果を信号判定部３３ｆに対して出力する。上述したように、ウェイト生成部３６ｆから受け取るウェイトはベクトルであるため、ここでの処理結果は複素スカラーとなる。【００８１】
信号判定部３３ｆは、ウェイト乗算部３２の処理結果に対して、送信信号のマッピングに基づいて信号判定を行い、その結果を蓄積するとともにベクトル減算部３１ｆに対して出力する（フィードバックする）。【００８２】
信号判定部３３ｆから上記出力信号を受け取った場合、ベクトル減算部３１ｆは、実施の形態１のベクトル減算部３１とは異なり、信号判定部３３ｆからの信号と、伝送路応答行列を構成する列ベクトルのうち信号判定部３３ｆからの信号と関連する列ベクトルを乗算してレプリカを生成する。そして、生成したレプリカを、一つ前のタイミングにおいてベクトル減算を行った後の受信信号ベクトル（前回のベクトル減算結果）から減算する。【００８３】
ウェイト生成部３６ｆは、前回のウェイト生成処理において次元縮小を行い生成（再構成）した伝送路応答行列から、前回ウェイトとして出力した行ベクトルに関連する列ベクトルをさらに削除して再構成し、新しい伝送路応答行列を生成する。その後、今回生成した伝送路応答行列の逆行列、またはムーア・ペンローズの一般逆行列を計算し、新しいウェイト行列を生成する。そして、今回生成したウェイト行列を構成する行ベクトルのうちノルムが最小になる行ベクトルをウェイトとしてウェイト乗算部３２へ出力する。信号判定部３３ｆは、上述したように、信号判定処理および判定結果のフィードバックを行う。【００８４】
ベクトル減算部３１ｆ、ウェイト生成部３６ｆ、ウェイト乗算部３２および信号判定部３３ｆは、以上のような一連の処理を、信号判定部３３ｆにおいて全ての信号次元に関する信号判定が終了するまで繰り返し実行する。その後、信号判定部３３ｆは、信号を検出した順序（ウェイト生成部３６ｆにおいてウェイト行列の行ノルムに基づいて順序付けを行った順番）に従い、各判定信号を元の信号の順番に並べ替え、硬判定系列のうち軟判定値計算の対象となっているビットを反転させた場合の推定値として尤度生成部３４へ出力する。以後、尤度生成部３４および軟判定値計算部３５では、実施の形態１と同様の処理を行い、軟判定値を生成する。【００８５】
なお、本実施の形態の軟判定値生成部は、ウェイト計算方法として、次元を縮小して再構成した伝送路応答行列の逆行列、またはムーア・ペンローズの一般逆行列を用いることとしたが、これに限らず、実施の形態２で説明したような雑音電力に関する情報を併用する構成としても良い。【００８６】
また、ウェイト生成部３６ｆにおいてウェイト行列の行ノルムに基づいた順序付けを行う構成としたが、この処理を省略し、行ノルムに依存しない順番でウェイトを生成出力する構成としても良い。【００８７】
このように、本実施の形態においては、硬判定系列と反対のビットを有する系列の尤度情報をウェイト乗算とレプリカ減算の繰り返しを用いて判定することとした。また、信号検出を行う順序はウェイト行列の行ノルムの大きさによって決定することとした。これにより、さらに高精度に軟判定値を計算できる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、本発明にかかる受信装置は、複数のアンテナを介して受信した変調信号を復調可能な通信装置として有用であり、特に、復調処理として最尤判定を行う通信装置に適している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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