(57)【要約】ＭＩＭＯシステムにおいてデータレートを向上させることができる送信装置、受信装置及び通信方法を開示する。３つの信号のうち１つの信号ｘ２を残り２つの信号ｘ１，ｘ３とそれぞれ合成し、２つの合成信号ｘ１＋ｘ２，ｘ２＋ｘ３を生成する。そして、生成された合成信号を各送信アンテナ（１０２，１０３）から送信する。受信側の信号分離処理部（１０６）では、ＺＦ等の信号分離処理によって、受信信号ｒ１，ｒ２を２つの信号ｙ１，ｙ２に分離する。ＭＬＤ処理部（１０７）では、ｙ１，ｙ２を用いてＭＬＤ評価式を生成し、ＭＬＤ処理を行う。このとき、ｙ１，ｙ２からｘ２を相殺してｘ１，ｘ３に関する評価式を生成し、最尤推定を行う。ＭＬＤ処理の結果、ｘ１，ｘ３がそれぞれ検出される。また、キャンセル処理部（１０８）では、検出されたｘ１，ｘ３をｙ１，ｙ２からキャンセル処理することによってｘ２が検出される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナと、
第１の送信信号を前記第１の送信信号とは異なる第２の送信信号及び第３の送信信号とそれぞれ合成することにより、前記送信アンテナ数以上の多重数で送信信号を多重する多重手段と、
多重された前記送信信号を前記複数の送信アンテナから送信する送信手段と、
を具備する送信装置。
【請求項２】
前記送信信号の多重数を制御する多重数制御手段と、
単一系列の送信信号を前記多重数制御手段によって制御された多重数と同数の複数系列の送信信号に変換する変換手段と、
を具備する請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記多重手段によって合成された送信信号に送信ウェイトを乗算する送信ビーム形成手段を具備する請求項１に記載の送信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の送信装置を具備する基地局装置。
【請求項５】
請求項１に記載の送信装置を具備する移動局装置。
【請求項６】
複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナによって受信された受信信号を分離することにより、第１の送信信号と前記第１の送信信号とは異なる第２の送信信号及び第３の送信信号とがそれぞれ合成された受信合成信号を抽出する分離手段と、
前記第１の送信信号を相殺すると共に、前記第２及び第３の送信信号を前記受信合成信号より検出し、検出した前記第２及び第３の送信信号を用いて、相殺した前記第１の送信信号を復元する検出手段と、
を具備する受信装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記受信合成信号の信号レベルが所定の閾値以上となる前記受信合成信号に対して前記第２及び第３の送信信号の検出及び前記第１の送信信号の復元を行う請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記受信合成信号にＭＬＤ処理を施すことにより、前記第１の送信信号を相殺すると共に、前記第２及び第３の送信信号を検出する請求項６に記載の受信装置。
【請求項９】
前記受信合成信号の信号点を判定する判定手段を具備し、
前記検出手段は、前記判定手段によって判定された信号点に基づいて、前記第２及び第３の送信信号の検出及び前記第１の送信信号の復元を行う請求項６に記載の受信装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の受信装置を具備する基地局装置。
【請求項１１】
請求項６に記載の受信装置を具備する移動局装置。
【請求項１２】
第１の送信信号を前記第１の送信信号とは異なる第２の送信信号及び第３の送信信号とそれぞれ合成することにより、前記送信アンテナ数以上の多重数で送信信号を多重する多重工程と、
多重された前記送信信号を複数の送信アンテナから送信する送信工程と、
複数の受信アンテナによって受信された受信信号を分離することにより、前記第１の送信信号と前記第２及び第３の送信信号とがそれぞれ合成された受信合成信号を抽出する分離工程と、
前記第１の送信信号を相殺すると共に、前記第２及び第３の送信信号を前記受信合成信号より検出し、検出した前記第２及び第３の送信信号を用いて、相殺した前記第１の送信信号を復元する検出工程と、
を具備する通信方法。
【請求項１３】
複数の送信アンテナと、
第１の送信信号を前記第１の送信信号とは異なる第２の送信信号及び第３の送信信号とそれぞれ合成することにより、前記送信アンテナ数以上の多重数で送信信号を多重する多重手段と、
多重された前記送信信号を前記複数の送信アンテナから送信する送信手段と、
を有する送信装置と、
複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナによって受信された受信信号を分離することにより、前記第１の送信信号と前記第２及び第３の送信信号とがそれぞれ合成された受信合成信号を抽出する分離手段と、
前記第１の送信信号を相殺すると共に、前記第２及び第３の送信信号を前記受信合成信号より検出し、検出した前記第２及び第３の送信信号を用いて、相殺した前記第１の送信信号を復元する検出手段と、
を有する受信装置と、
を具備する通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、複数のアンテナ素子から送信された無線信号を複数のアンテナ素子で受信して無線通信を行うＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）技術を利用した無線通信システムにおいて使用される送信装置、受信装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、携帯電話機等に代表される無線通信システムにおいては、サービス形態が多様化し、音声データだけではなく、静止画像、動画像等の大容量データを伝送することが要求される。これに対して、高い周波数利用効率を実現するＭＩＭＯシステムの研究が盛んに行われている。【０００３】  ＭＩＭＯシステムにおいて伝送レートを向上させる技術として、ＳＤＭ（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：空間分割多重）方式がある（例えば、非特許文献１参照）。ＳＤＭ方式は、複数のアンテナよりそれぞれ異なる信号を同時に送信し、受信側で信号を分離するものである。【０００４】  なお、信号の分離に際してはチャネル推定情報を必要とする。ＳＤＭではＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）システムと比較して「送信アンテナ数」倍の伝送容量を実現することができる。【０００５】  受信側における信号分離処理としては、Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ及びＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）等の空間フィルタリング、さらにはＭＬＤ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ：最尤推定）処理などがある（例えば、特許文献１参照）。これらの信号分離アルゴリズムを比較した場合、ＭＬＤ処理の受信特性が最も優れている。
【特許文献１】特表２００３−５１６０３６号公報
【非特許文献１】Ａ．ｖａｎ  Ｚｅｌｓｔ，″Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ″，１０ｔｈ  Ｍｅｄｉｔｅｒ  ｒａｎｅａｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｎｆ．（ＭＥＬＥＣＯＮ）２０００，Ｃｙｐｒｕｓ，Ｍａｙ  ２０００，Ｖｏｌ．３，ｐｐ．１２１８−１２２１．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、上記ＳＤＭ方式では、送信側で多重できる信号の数が送信アンテナ数に依存しており、送信アンテナ数を超える多重化が行えないという問題がある。例えば、図１に示すような２×２ＭＩＭＯシステムにおいては、２本の送信アンテナを有するので、ｘ１，ｘ２の２つの異なる信号を送信側で多重し、受信側で信号分離処理を行って信号を取り出すことができる。しかし、３つ以上の異なる信号を送信側で多重することはできず、データレートの向上には限界がある。【０００７】  本発明の目的は、ＭＩＭＯシステムにおいてデータレートを向上させることができる送信装置、受信装置及び通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明の送信装置は、複数の送信アンテナと、第１の送信信号を前記第１の送信信号とは異なる第２の送信信号及び第３の送信信号とそれぞれ合成することにより、前記送信アンテナ数以上の多重数で送信信号を多重する多重手段と、多重された前記送信信号を前記複数の送信アンテナから送信する送信手段と、を具備する構成を採る。【０００９】  本発明の受信装置は、複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナによって受信された受信信号を分離することにより、第１の送信信号と前記第１の送信信号とは異なる第２の送信信号及び第３の送信信号とがそれぞれ合成された受信合成信号を抽出する分離手段と、前記第１の送信信号を相殺すると共に、前記第２及び第３の送信信号を前記受信合成信号より検出し、検出した前記第２及び第３の送信信号を用いて、相殺した前記第１の送信信号を復元する検出手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】  本発明によれば、ＭＩＭＯシステムにおいてデータレートを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一般的な２×２ＭＩＭＯシステムの概略構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係る送受信系の概略構成を示すブロック図
【図３】図２に示した送受信系の通信手順を示すシーケンス図
【図４】図３に示した基地局の構成を示すブロック図
【図５Ａ】合成信号Ｘ１の信号点配置を示す図
【図５Ｂ】合成信号Ｘ２の信号点配置を示す図
【図６】図４に示した移動局の構成を示すブロック図
【図７】図６に示した多重数決定部における多重数決定方法の具体例の説明に供する図
【図８】多重数２の場合のＭＣＳテーブルを示す図
【図９】多重数３の場合のＭＣＳテーブルを示す図
【図１０】図６に示した多重信号検出部の内部構成を示すブロック図
【図１１】図１０に示した受信信号レベル判定部におけるＭＬＤ評価式の決定方法を示すフロー図
【図１２】受信信号レベル判定結果と最尤推定制御情報との対応関係を示す図
【図１３】本発明の実施の形態２に係る基地局の構成を示すブロック図
【図１４】本発明の実施の形態２に係る移動局の構成を示すブロック図
【図１５】図１４に示した多重数決定部における多重数決定方法の具体例の説明に供する図
【図１６】多重数４の場合のＭＣＳテーブルを示す図
【図１７】図１４に示した多重信号検出部の内部構成を示すブロック図
【図１８】図１７に示した受信信号レベル判定部におけるＭＬＤ評価式の決定方法を示すフロー図
【図１９】受信信号レベル判定結果と最尤推定制御情報との対応関係を示す図
【図２０】本発明の実施の形態３に係る移動局の構成を示すブロック図
【図２１】受信合成信号の信号点配置を示す図
【図２２】本発明の実施の形態４に係る基地局の構成を示すブロック図
【図２３】本発明の実施の形態４に係る移動局の構成を示すブロック図
【図２４】図２３に示した多重信号検出部の内部構成を示すブロック図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、実施の形態において、同一機能を有する構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。【００１３】  （実施の形態１）
本発明の実施の形態１では、説明を容易にするため、送信アンテナ２本、受信アンテナ２本の２×２ＭＩＭＯシステムを想定し、これに対して、ｘ１，ｘ２，ｘ３の３つの送信信号を多重化することを考える。【００１４】  図２は、本発明の実施の形態１に係る送受信系の概略構成を示すブロック図である。この図において、送信側の送信信号生成部１０１では、３つの信号のうち１つの信号ｘ２を残り２つの信号ｘ１，ｘ３とそれぞれ合成し、２つの合成信号ｘ１＋ｘ２，ｘ２＋ｘ３を生成する。そして、生成された合成信号を各送信アンテナ１０２，１０３から送信する。この送信方法では、ｘ２が複数のアンテナから送信されることになるので、受信側においてｘ２の影響を相殺することができる。送信された２つの合成信号は伝播路を通過することにより、受信側の各受信アンテナ１０４，１０５において混ざった状態で受信される。ここで、各受信アンテナ１０４，１０５における受信信号をｒ１，ｒ２と表す。【００１５】  受信側の信号分離処理部１０６では、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）等の信号分離処理によって、受信信号ｒ１，ｒ２を２つの信号ｙ１，ｙ２に分離する。ＭＬＤ処理部１０７では、ｙ１，ｙ２を用いてＭＬＤ評価式を生成し、ＭＬＤ処理を行う。このとき、ｙ１，ｙ２からｘ２を相殺してｘ１，ｘ３に関する評価式を生成し、最尤推定を行う。ＭＬＤ処理の結果、ｘ１，ｘ３がそれぞれ検出される。また、キャンセル処理部１０８では、検出されたｘ１，ｘ３をｙ１，ｙ２からキャンセル処理し、合成することによってｘ２が検出される。このとき、ｘ２には合成による利得が生じている。【００１６】  次に、上述した送信側を基地局とし、受信側を移動局とした場合の通信手順について図３を用いて説明する。図３において、ステップ（以下、「ＳＴ」と省略する）１１１では、通信を開始するに際して、基地局から移動局にパイロット信号が送信される。このとき、基地局の送信アンテナ数（以下、「基地局アンテナ数」という）を示すアンテナ数情報も移動局に通知される。【００１７】  ＳＴ１１２では、移動局が基地局からパイロット信号を受信し、受信したパイロット信号の受信品質が移動局によって測定される。ＳＴ１１３では、受信品質の測定結果と基地局アンテナ数情報とに基づいて、基地局が送信する信号（送信信号）の多重数が移動局によって決定される。例えば、受信品質が非常に良い場合は基地局アンテナ数を超える多重化を行うように多重数が決定され、それ以外の場合は基地局アンテナ数以下の多重化を行うように多重数が決定される。【００１８】  ＳＴ１１４では、決定された多重数に応じてＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）が選択される。例えば、基地局アンテナ２本に対して多重数が３と決定された場合、３つの送信信号に対するＭＣＳの組み合わせが決定される。ＭＣＳの組み合わせとしては、受信品質を維持したままデータレートをより向上させる組み合わせや、データレートを維持したまま受信品質を改善する組み合わせ等が考えられる。【００１９】  ＳＴ１１５では、決定された多重数の情報（多重数制御情報）と選択されたＭＣＳの情報（ＭＣＳ情報）が移動局から基地局に通知される。【００２��】  ＳＴ１１６では、基地局が移動局から多重数制御情報及びＭＣＳ情報を受信し、多重数情報及びＭＣＳ情報に基づいて送信信号が基地局によって生成される。ここで、多重数制御情報が基地局アンテナ２本に対して多重数３を示す場合、３つの送信信号のうち１つの信号を他の２つの信号とそれぞれ合成することにより、２つの合成信号が生成される。ＳＴ１１７では、生成された合成信号はデータ信号として、パイロット信号と併せて基地局から移動局に送信される。【００２１】  ＳＴ１１８では、基地局から送信された信号を移動局が受信し、受信した信号からパイロット信号が抽出され、チャネル推定が行われる。ＳＴ１１９では、推定されたチャネル情報に基づいて、受信信号が分離される。【００２２】  ＳＴ１１３において決定した多重数が基地局アンテナ数を超える場合は、ＳＴ１２０において、ＭＣＳ情報に基づいて多重信号検出を行い、送信側において合成された信号を検出する。以上の処理により、移動局は受信データを取得することができる。【００２３】  図４は、図３に示した基地局１３０の構成を示すブロック図である。この図において、多重数制御部１３１は、移動局から送信された多重数制御情報を取得し、取得した多重数制御情報に基づいてＳ／Ｐ変換部１３２を制御する。【００２４】  Ｓ／Ｐ変換部１３２は、多重数制御部１３１の制御に従って、送信データを２系列又は３系列の並列データに変換する。２系列の並列データに変換された場合には、２系列の並列データを変調部１３３，１３５にそれぞれ出力し、３系列の並列データに変換された場合には、３系列の並列データを変調部１３３〜１３５にそれぞれ出力する。【００２５】  変調部１３３〜１３５は、移動局から送信されたＭＣＳ情報を取得し、取得したＭＣＳ情報に基づいて、Ｓ／Ｐ変換部１３２から出力された信号に変調処理を施す。変調部１３３によって変調された信号は加算器１３６に出力され、変調部１３４によって変調された信号は加算器１３６，１３７にそれぞれ出力され、変調部１３５によって変調された信号は加算器１３７に出力される。なお、変調部１３４は、Ｓ／Ｐ変換部１３２から信号が出力されない場合には動作しない。【００２６】  加算器１３６は、変調部１３４から変調信号が出力されると、変調部１３４から出力された変調信号と変調部１３３から出力された変調信号とを合成し、合成した信号を送信ＲＦ部１３８に出力する。また、加算器１３６は、変調部１３４から変調信号が出力されないと、変調部１３３から出力された信号を送信ＲＦ部１３８に出力する。【００２７】  加算器１３７は、変調部１３４から変調信号が出力されると、変調部１３４から出力された変調信号と変調部１３５から出力された変調信号とを合成し、合成した信号を送信ＲＦ部１３９に出力する。また、加算器１３７は、変調部１３４から変調信号が出力されないと、変調部１３５から出力された信号を送信ＲＦ部１３９に出力する。【００２８】  送信ＲＦ部１３８は、加算器１３６から出力された信号にアップコンバート等の所定の送信処理を施し、送信処理した信号をアンテナ１４０から送信する。【００２９】  また、送信ＲＦ部１３９は、加算器１３７から出力された信号にアップコンバート等の所定の送信処理を施し、送信処理した信号をアンテナ１４１から送信する。【００３０】  受信ＲＦ部１４２，１４３は、各アンテナ１４０，１４１で受信した信号（受信信号）にダウンコンバート等の所定の受信処理を施し、受信処理した信号を信号分離部１４５に出力する。また、受信処理を施すことにより、受信信号からパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号をチャネル推定部１４４に出力する。【００３１】  チャネル推定部１４４は、受信ＲＦ部１４２，１４３から出力されたパイロット信号に基づいて、チャネル推定を行い、推定した値をチャネル推定情報として信号分離部１４５に出力する。【００３２】  信号分離部１４５は、チャネル推定部１４４から出力されたチャネル推定情報に基づいて、受信ＲＦ部１４２，１４３から出力された信号をＺｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ、ＭＭＳＥ等によって分離し、分離した信号をそれぞれ復調部１４６，１４７に出力する。【００３３】  信号分離部１４５から出力された信号は、復調部１４６，１４７において復調され、復調された信号は、Ｐ／Ｓ変換部１４８において直列データに変換され、受信データとして出力される。【００３４】  次に、上述した基地局１３０の送信側の動作について説明する。基地局１３０は、移動局との通信を開始するに際し、まず、パイロット信号をＳ／Ｐ変換部１３２において並列データに変換し、変換した並列データをそれぞれ変調部１３３，１３５において変調した後、変調信号を各送信ＲＦ部１３８，１３９においてアップコンバートし、２つのアンテナ１４０，１４１より移動局にそれぞれ送信する。また、基地局アンテナ数情報も移動局に送信する。【００３５】  そして、基地局１３０は、移動局から多重数制御情報及びＭＣＳ情報を取得する。本実施の形態では２×２ＭＩＭＯシステムにおいて多重数３を想定しているので、移動局から取得する多重数制御情報には多重数３が示されている。【００３６】  多重数制御部１３１が取得した多重数制御情報に従って、Ｓ／Ｐ変換部１３２を制御することにより、送信データはＳ／Ｐ変換部１３２において３系列の並列データに変換され、３系列の並列データはそれぞれ変調部１３３〜１３５に出力される。このとき、変調部１３４は、Ｓ／Ｐ変換部１３２から送信データが出力されることにより、動作するようになる。【００３７】  各変調部１３３〜１３５では、移動局から取得したＭＣＳ情報に基づいて、送信データの変調が行われる。そして、変調部１３３，１３５から出力された変調信号と変調部１３４から出力された変調信号が加算器１３６，１３７においてそれぞれ合成され、２つの合成信号Ｘ１，Ｘ２が生成される。２つの合成信号は各送信ＲＦ部１３８，１３９においてアップコンバートされ、各アンテナ１４０，１４１から移動局に送信される。【００３８】  ここで、変調部１３３〜１３５において変調された信号をそれぞれｘ１，ｘ２，ｘ３とおくと、合成信号Ｘ１，Ｘ２は次のように表せる。
【数１】
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【００３９】  仮に、ｘ１の変調方式をＱＰＳＫ、ｘ２の変調方式をＱＰＳＫ、ｘ３の変調方式をＢＰＳＫとすると、合成信号Ｘ１の信号点配置は図５Ａのように表すことができ、合成信号Ｘ２の信号点配置は図５Ｂのように表すことができる。【００４０】  図６は、図４に示した移動局１５０の構成を示すブロック図である。この図において、受信ＲＦ部１５３，１５４は、各アンテナ１５１，１５２で受信した信号（受信信号）にダウンコンバート等の所定の受信処理を施し、受信処理した信号を信号分離部１５７に出力する。また、受信処理を施すことにより、受信信号からパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号をチャネル推定部１５６及び受信品質測定部１５８に出力する。【００４１】  チャネル推定部１５６は、受信ＲＦ部１５３，１５４から出力されたパイロット信号に基づいて、チャネル推定を行い、推定した値をチャネル推定情報として信号分離部１５７に出力する。【００４２】  信号分離部１５７は、チャネル推定部１５６から出力されたチャネル推定情報に基づいて、受信ＲＦ部１５３，１５４から出力された信号をＺｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ、ＭＭＳＥ等によって分離し、分離した信号を多重信号検出部１６１に出力する。【００４３】  受信品質測定部１５８は、受信ＲＦ部１５３，１５４から出力されたパイロット信号の受信電力の平均値、最小値等を測定し、測定結果（以下、「受信品質情報」という）を多重数決定部１５９及びＭＣＳ選択部１６０に出力する。また、受信品質の指標として、パイロット信号の受信電力以外にパイロット受信ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：信号電力対雑音電力比）、パイロット受信ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ：信号電力対干渉電力比）、パイロット受信ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：信号電力対干渉・雑音電力比）等がある。【００４４】  多重数決定部１５９は、基地局１３０から送信された基地局アンテナ数情報を取得し、取得した基地局アンテナ数情報と受信品質測定部１５８から出力された受信品質情報とに基づいて、基地局１３０が送信する信号の多重数を決定する。【００４５】  多重数の決定方法の具体例について図７を用いて説明する。図７では、受信品質情報をパイロット受信電力とし、基地局アンテナ数情報を２とする。多重数決定部１５９は、図７に示すように、受信電力レベルがある閾値以上のとき多重数を３と決定し、閾値未満のとき多重数を２と決定する。本実施の形態では、２×２ＭＩＭＯシステムにおいて、受信電力レベルが閾値以上となり多重数３が決定される場合を想定している。決定された多重数を示す多重数制御情報はＭＣＳ選択部１６０に出力されると共に、基地局１３０に送信される。【００４６】  ＭＣＳ選択部１６０は、受信品質測定部１５８から出力された受信品質情報と多重数決定部１５９から出力された多重数制御情報とに基づいて、基地局１３０において適用する変調方式及び符号化率を予め備えたＭＣＳテーブルから選択する。以下、説明を簡略化するため、符号化率を除き、変調方式についてのみ検討することとする。【００４７】  ここで、基地局１３０��適用可能な変調方式をＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭとし、多重数を２とした場合、ＭＣＳ選択部１６０は図８に示すようなＭＣＳテーブルからＭＣＳを選択することになり、多重数を３とした場合、図９に示すようなＭＣＳテーブルからＭＣＳを選択することになる。図８及び図９から分かるように、７ｂｉｔ送信のように、多重数３の送信ビット数は多重数２の送信ビット数に比べて細かく設定できるので、例えば、７ビット送信のように多重数２では実現できない送信ビット数を実現できる。また、多重数の増加によってデータレートをほぼ維持したまま、送信信号の変調レベルを下げることが可能となり、受信品質を改善できる。【００４８】  ＭＳＣ選択部１６０は、選択したＭＣＳ（変調方式）に対応するインジケータをＭＣＳ情報として多重信号検出部１６１及び復調部１６２〜１６４に出力すると共に、基地局１３０に送信する。【００４９】  多重信号検出部１６１は、信号分離部１５７から出力された信号の受信信号レベルに基づいて、ＭＬＤ評価式を選択し、選択したＭＬＤ評価式とＭＣＳ選択部１６０から出力されたＭＣＳ情報とを用いて、基地局１３０において合成された合成信号を検出し、合成前の信号を検出信号として取得する。取得された検出信号は復調部１６２〜１６４に出力される。多重信号検出部１６１の詳細については後述する。【００５０】  復調部１６２〜１６４は、ＭＣＳ選択部１６０から出力されたＭＣＳ情報に基づいて、多重信号検出部１６１から出力された信号を復調し、復調した信号をＰ／Ｓ変換部１６５に出力する。なお、多重数２の場合、復調部１６２〜１６４のうち１つは動作しないことになる。【００５１】  Ｐ／Ｓ変換部１６５は、復調部１６２〜１６４から出力された信号を直列データに変換し、受信データとして出力する。【００５２】  一方、送信側では、送信データがＳ／Ｐ変換部１６６において並列データに変換され、変調部１６７，１６８において変調され、送信ＲＦ部１６９，１７０においてアップコンバート等の所定の送信処理が施された後、各アンテナ１５１，１５２から移動局１５０に送信される。【００５３】  図１０は、図６に示した多重信号検出部１６１の内部構成を示すブロック図である。ここで、信号分離部１５７から出力された信号を受信合成信号ｙ１，ｙ２とし、各受信アンテナにおける雑音電力をｎ１，ｎ２とすると、受信合成信号ｙ１，ｙ２は送信信号と雑音電力を用いて、以下のように表せる。
【数２】
2007004490.tif 000003
【００５４】  図１０において、受信信号レベル判定部１７１は、受信合成信号ｙ１，ｙ２の受信レベルに応じて最尤推定処理部１７２におけるＭＬＤ評価式を決定し、決定した評価式を示す最尤推定制御情報を生成する。生成した最尤推定制御情報は最尤推定処理部１７２に出力される。【００５５】  図１１は、受信信号レベル判定部１７１におけるＭＬＤ評価式の決定方法を示すフロー図である。この図において、ＳＴ１８１では、受信合成信号ｙ１が雑音レベル以上であるか否かを判定し、受信合成信号ｙ１が雑音レベル以上である（Ｙｅｓ）と判定するとＳＴ１８２に移行し、雑音レベル未満である（Ｎｏ）と判定するとＳＴ１８５に移行する。【００５６】  ＳＴ１８２では、受信合成信号ｙ２が雑音レベル以上であるか否かを判定し、受信合成信号ｙ２が雑音レベル以上である（Ｙｅｓ）と判定するとＳＴ１８３に移行し、雑音レベル未満である（Ｎｏ）と判定するとＳＴ１８４に移行する。【００５７】  ＳＴ１８３では、ｘ１及びｘ３を含むＭＬＤ評価式に決定し、ＳＴ１８４では、ｘ１及びｘ２を含むＭＬＤ評価式に決定する。【００５８】  ＳＴ１８５では、受信合成信号ｙ２が雑音レベル以上であるか否かを判定し、受信合成信号ｙ２が雑音レベル以上である（Ｙｅｓ）と判定するとＳＴ１８６に移行し、雑音レベル未満である（Ｎｏ）と判定するとＳＴ１８７に移行する。【００５９】  ＳＴ１８６では、ｘ２及びｘ３を含むＭＬＤ評価式に決定し、ＳＴ１８７では、受信合成信号そのものを検出することができず、ＭＬＤ評価式を決定することができない。受信合成信号を検出できない理由としては、２つの送信信号を合成（ｘ１＋ｘ２、ｘ２＋ｘ３）しているので、送信信号が同一変調方式であり逆位相で合成された場合、受信ＳＮＲが良好であっても信号電力が大きく落ち込み、受信合成信号が雑音レベル以下になる可能性がある。また、３つの送信信号が全て同一変調方式の場合でも、受信合成信号ｙ１，ｙ２がいずれも雑音レベル以下になる可能性がある。この場合、受信合成信号を検出することは不可能となるが、送信側において電力制御等を行うことにより受信合成信号が雑音レベル以下になる可能性を低減できるので、受信合成信号が検出不可となるケースは極めてまれである。【００６０】  このように受信信号レベル判定部１７１は、受信合成信号ｙ１，ｙ２がいずれも雑音レベル以上の場合、どちらか一方が雑音レベル以上の場合、いずれも雑音レベル未満の場合の４通りについて判定し、それぞれの場合に応じたＭＬＤ評価式を決定し、図１２に示すように、決定したＭＬＤ評価式を示す最尤推定制御情報を最尤推定処理部１７２に出力する。【００６１】  最尤推定処理部１７２は、受信合成信号ｙ１，ｙ２、ＭＣＳ情報、受信信号レベル判定部１７１から出力された最尤推定制御情報に基づいて、最尤推定（ＭＬＤ）処理を行い、送信信号を検出する。検出した信号はキャンセル部１７３に出力されると共に、多重信号検出部１６１から出力される。以下、図１２に示した最尤推定制御情報１〜３に応じたＭＬＤ処理について説明する。【００６２】  まず、最尤推定制御情報が１の場合、すなわち、受信信号レベル判定部１７１においてｘ１及びｘ３を含むＭＬＤ評価式が決定された場合について説明する。この場合、受信合成信号ｙ１，ｙ２がともに雑音レベル以上であるので、式（２）よりｘ２を消去してｘ１，ｘ３に関するＭＬＤ評価式を生成する。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数３】
2007004490.tif 000004
【００６３】  最尤推定処理部１７２では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ１−ｘ３）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’１−ｘ’３）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号の差（ｙ１−ｙ２）とを比較し、（ｙ１−ｙ２）と（ｘ’１−ｘ’３）との差が最小となるｘ’１，ｘ’３の組み合わせを検出信号とする。【００６４】  次に、最尤推定制御情報が２の場合、すなわち、受信信号レベル判定部１７１においてｘ１及びｘ２を含むＭＬＤ評価式が決定された場合について説明する。この場合、受信合成信号ｙ２の受信信号レベルが雑音レベルより低いので、受信合成信号ｙ１のみを用いてＭＬＤ処理を行う。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数４】
2007004490.tif 000005
【００６５】  最尤推定処理部１７２では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ１＋ｘ２）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’１＋ｘ’２）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号ｙ１とを比較し、ｙ１と（ｘ’１＋ｘ’２）の差が最小となるｘ’１，ｘ’２の組み合わせを検出信号とする。【００６６】  また、ＭＣＳ情報よりｘ２，ｘ３が同一変調方式の場合、信号が逆位相で合成されたため、合成受信信号ｙ２のレベルが落ち込んだと考えられる。例えば、ｘ２，ｘ３の変調方式がともにＱＰＳＫの場合、ベースバンド信号ｘ２＝１＋ｊとｘ３＝−１−ｊの合成信号ｘ２＋ｘ３＝０となってしまう。このとき、ｘ２＝−ｘ３の関係があるので、式（４）より検出されたｘ２を用いてｘ３を導出できる。【００６７】  次に、最尤推定制御情報が３の場合、すなわち、受信信号レベル判定部１７１においてｘ２及びｘ３を含むＭＬＤ評価式が決定された場合について説明する。この場合、受信合成信号ｙ１の受信信号レベルが雑音レベルより低いので、受信合成信号ｙ２のみを用いてＭＬＤ処理を行う。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数５】
2007004490.tif 000006
【００６８】  最尤推定処理部１７２では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ２＋ｘ３）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’２＋ｘ’３）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号ｙ２とを比較し、ｙ２と（ｘ’２＋ｘ’３）の差が最小となるｘ’２，ｘ’３の組み合わせを検出信号とする。【００６９】  また、ＭＣＳ情報よりｘ１，ｘ２が同一変調方式の場合、信号が逆位相で合成されたため、合成受信信号ｙ１のレベルが落ち込んだと考えられる。例えば、ｘ１，ｘ２の変調方式がともにＱＰＳＫの場合、ベースバンド信号ｘ１＝１＋ｊとｘ２＝−１−ｊの合成信号ｘ１＋ｘ２＝０となってしまう。このとき、ｘ１＝−ｘ２の関係があるので、式（５）より検出されたｘ２を用いてｘ１を導出できる。【００７０】  上述した最尤推定制御情報１〜３のいずれにおいても、ＭＬＤ評価式中の受信合成信号が同一変調方式である場合、信号点配置の組み合わせが重なることにより、送信信号の検出誤りが発生する可能性があるが、送信側で電力制御や位相回転を与えることによって、この可能性を低減できる。【００７１】  キャンセル部１７３は、受信合成信号と最尤推定処理部１７２から出力された検出信号とを用いて、最尤推定処理部１７２において相殺した信号を検出する。以下、最尤推定制御情報１の場合におけるキャンセル部１７３の処理について説明する。【００７２】  受信合成信号と最尤推定処理部１７２において検出されたｘ１，ｘ３が既知情報となるので、式（２）よりｘ２は次のように表せる。
【数６】
2007004490.tif 000007
【００７３】  従って、検出された信号ｘ１，ｘ３を受信合成信号ｙ１，ｙ２からキャンセルすることによりｘ２が求まる。このとき、式（６）における２つの式を合成することで、以下に示すようにｘ２は利得を得ることができる。
【数７】
2007004490.tif 000008
【００７４】  復調部１６２〜１６４では、ＭＣＳ情報を基に多重信号検出部１６１において検出された信号を復調する。そして、復調信号をＰ／Ｓ変換部１６５において直列データに変換することにより受信データが得られる。【００７５】  このように実施の形態１によれば、送信側では、第１の変調信号と第２及び第３の変調信号とを合成し、２つの合成信号を２つの送信アンテナから送信し、受信側では、第１の変調信号を相殺することによって多重数を削減した最尤推定処理を行うことができるので、受信処理量を削減することができ、最尤推定処理によって検出した第２及び第３の変調信号を用いて、相殺した信号をキャンセル処理することにより復元することができるので、送信アンテナ数を超える多重数の信号を復調することができる。これにより、データレートを向上させることができる。【００７６】  なお、本実施の形態では、基地局１３０から移動局１５０へのデータ送信を想定したが、移動局１５０から基地局１３０へのデータ送信についても同様に実施できる。【００７７】  また、本実施の形態では、２×２ＭＩＭＯシステムにおいて、「送信アンテナ数＋１」の多重化を実現する場合について説明したが、３×３以上のＭＩＭＯシステムにおいても同様の方法で「送信アンテナ数＋１」の多重化を実現できる。例えば３×３ＭＩＭＯシステムにおいてｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４の４つの送信信号を送信する場合、以下のような合成信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３が形成される。
【数８】
2007004490.tif 000009
【００７８】  （実施の形態２）
実施の形態１では、「送信アンテナ数＋１」の多重化を実現する方法について説明したが、本発明の実施の形態２では、「送信アンテナ数＋２」の多重化を実現する方法について示し、説明を容易にするため、送信アンテナ２本、受信アンテナ２本の２×２ＭＩＭＯシステムを想定し、これに対して、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４の４つの送信信号を多重化することを考える。【００７９】  図１３は、本発明の実施の形態２に係る基地局１９０の構成を示すブロック図である。多重数制御部１９１は、移動局から送信された多重数制御情報を取得し、取得した多重数制御情報に基づいてＳ／Ｐ変換部１３２を制御する。多重数制御情報が２の場合、送信データを２系列の並列データに、多重数制御情報が３の場合、送信データを３系列の並列データに、多重数制御情報が４の場合、送信データを４系列の並列データに変換させるようＳ／Ｐ変換部１３２を制御する。【００８０】  Ｓ／Ｐ変換部１３２は、多重数制御部１９１の制御に従って、送信データを２〜４系列のいずれかの並列データに変換する。２系列の並列データに変換された場合には、２系列の並列データを変調部１３３，１３５にそれぞれ出力し、３系列の並列データに変換された場合には、３系列の並列データを変調部１３３，１３５，１９２にそれぞれ出力し、４系列の並列データに変換された場合には、４系列の並列データを変調部１３３，１３５，１９２，１９３にそれぞれ出力する。【００８１】  変調部１３３，１３５，１９２，１９３は、移動局から送信されたＭＣＳ情報を取得し、取得したＭＣＳ情報に基づいて、Ｓ／Ｐ変換部１３２から出力された信号に変調処理を施す。変調部１３３によって変調された信号は加算器１９４に出力され、変調部１９２，１９３によって変調された信号は加算器１９４，１９５にそれぞれ出力され、変調部１３５によって変調された信号は加算器１９５に出力される。なお、変調部１９２，１９３は、Ｓ／Ｐ変換部１３２から信号が出力されない場合には動作しない。【００８２】  ここで、変調部１３３，１３５，１９２，１９３において変調された信号をそれぞれ、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４とおくと、合成信号Ｘ１，Ｘ２は以下のように表せる。
【数９】
2007004490.tif 000010
【００８３】  図１４は、本発明の実施の形態２に係る移動局２００の構成を示すブロック図である。この図において、多重数決定部２０１は、基地局１９０から送信された基地局アンテナ数情報を取得し、取得した基地局アンテナ数情報と受信品質測定部１５８から出力された受信品質情報とに基づいて、基地局１９０が送信する信号の多重数を決定する。【００８４】  多重数の決定方法の具体例について図１５を用いて説明する。図１５では、受信品質情報をパイロット受信電力とし、基地局アンテナ数情報を２とする。多重数決定部２０１は、図１５に示すように、異なる２つの閾値を有し、閾値１及び閾値１より低い閾値２と受信電力レベルとの閾値判定結果に応じて多重数を決定する。具体的には、受信電力レベルが閾値１以上のとき多重数を４と決定し、閾値１未満、閾値２以上のとき多重数を３と決定し、閾値２未満のとき多重数を２と決定する。本実施の形態では、２×２ＭＩＭＯシステムにおいて、受信電力レベルが閾値１以上となり多重数４が決定される場合を想定している。決定された多重数を示す多重数制御情報はＭＣＳ選択部２０２に出力されると共に、基地局１９０に送信される。【００８５】  ＭＣＳ選択部２０２は、受信品質測定部１５８から出力された受信品質情報と多重数決定部２０１から出力された多重数制御情報とに基づいて、基地局１９０において適用する変調方式及び符号化率を予め備えたＭＣＳテーブルから選択する。以下、説明を簡略化するため、符号化率を除き、変調方式についてのみ検討することとする。【００８６】  ここで、基地局１９０が適用可能な変調方式をＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭとし、多重数を４とした場合、ＭＣＳ選択部２０２は図１６に示すようなＭＣＳテーブルからＭＣＳを選択することになる。ＭＳＣ選択部２０２は、選択したＭＣＳ（変調方式）に対応するインジケータをＭＣＳ情報として多重信号検出部２０３及び復調部１６２〜１６４，２０４に出力すると共に、基地局１９０に送信する。【００８７】  多重信号検出部２０３は、信号分離部１５７から出力された信号の受信信号レベルに基づいて、ＭＬＤ評価式を選択し、選択したＭＬＤ評価式とＭＣＳ選択部２０２から出力されたＭＣＳ情報とを用いて、基地局１９０において合成された合成信号を検出する最尤推定処理を行い、合成前の信号を検出信号として取得する。ただし、多重数４の場合には、多重信号検出部２０３は２回の最尤推定処理を行う。取得された検出信号は復調部１６２〜１６４，２０４に出力される。【００８８】  図１７は、図１４に示した多重信号検出部２０３の内部構成を示すブロック図である。ここで、信号分離部１５７から出力された信号を受信合成信号ｙ１，ｙ２とし、各受信アンテナにおける雑音電力をｎ１，ｎ２とすると、受信合成信号ｙ１，ｙ２は送信信号と雑音電力とを用いて、以下のように表せる。
【数１０】
2007004490.tif 000011
【００８９】  図１７において、受信信号レベル判定部２０５は、受信合成信号ｙ１，ｙ２の受信レベルに応じて最尤推定処理部２０６，２０８におけるＭＬＤ評価式を決定し、決定した評価式を示す最尤推定制御情報を生成する。生成した最尤推定制御情報は最尤推定処理部２０６，２０８に出力される。【００９０】  図１８は、受信信号レベル判定部２０５におけるＭＬＤ評価式の決定方法を示すフロー図である。ただし、図１１と共通する部分には図１１と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図１８において、ＳＴ２１１では、ｘ１及びｘ４を含むＭＬＤ評価式に決定し、ＳＴ２１２では、ｘ１，ｘ２，ｘ３を含むＭＬＤ評価式に決定し、ＳＴ２１３では、ｘ２，ｘ３，ｘ４を含むＭＬＤ評価式に決定する。【００９１】  このように受信信号レベル判定部２０５は、受信合成信号ｙ１，ｙ２がいずれも雑音レベル以上の場合、どちらか一方が雑音レベル以上の場合、いずれも雑音レベル未満の場合の４通りについて判定し、それぞれの場合に応じたＭＬＤ評価式を決定し、図１９に示すように、決定したＭＬＤ評価式を示す最尤推定制御情報を最尤推定処理部２０６，２０８及びキャンセル部２０７に出力する。【００９２】  本実施の形態では、３つの信号を合成（ｘ１＋ｘ２＋ｘ３、ｘ２＋ｘ３＋ｘ４）しているので、実施の形態１に比べて信号電力が大きく落ち込む可能性は低い。従って、受信ＳＮＲが良好な場合に受信合成信号を検出不可と判定することはまずない。【００９３】  最尤推定処理部２０６は、受信合成信号ｙ１，ｙ２、ＭＣＳ情報、受信信号レベル判定部２０５から出力された最尤推定制御情報に基づいて、最尤推定（ＭＬＤ）処理を行い、送信信号を検出する。検出した信号はキャンセル部２０７に出力されると共に、多重信号検出部２０３から出力される。以下、図１９に示した最尤推定制御情報１〜３に応じたＭＬＤ処理について説明する。【００９４】  まず、最尤推定制御情報が１の場合、すなわち、受信信号レベル判定部２０５においてｘ１及びｘ４を含むＭＬＤ評価式が決定された場合について説明する。この場合、受信合成信号ｙ１，ｙ２の受信信号レベルがともに雑音レベル以上であるので、式（１０）よりｘ２，ｘ３を消去してｘ１，ｘ４に関するＭＬＤ評価式を生成する。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数１１】
2007004490.tif 000012
【００９５】  最尤推定処理部２０６では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ１−ｘ４）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’１−ｘ’４）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号の差（ｙ１−ｙ２）とを比較し、（ｙ１−ｙ２）と（ｘ１−ｘ４）との差が最小となるｘ’１，ｘ’４の組み合わせを検出信号とする。【００９６】  次に、最尤推定制御情報が２の場合、すなわち、受信信号レベル判定部２０５においてｘ１、ｘ２及びｘ３を含むＭＬＤ評価式が決定された場合について説明する。この場合、受信合成信号ｙ２の受信信号レベルが雑音レベルより低いので、受信合成信号ｙ１のみを用いてＭＬＤ処理を行う。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数１２】
2007004490.tif 000013
【００９７】  最尤推定処理部２０６では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ１＋ｘ２＋ｘ３）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’１＋ｘ’２＋ｘ’３）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号ｙ１とを比較し、ｙ１と（ｘ’１＋ｘ’２＋ｘ’３）の差が最小となるｘ’１，ｘ’２，ｘ’３の組み合わせを検出信号とする。【００９８】  次に、最尤推定制御情報が３の場合、すなわち、受信信号レベル判定部２０５においてｘ２、ｘ３及びｘ４を含むＭＬＤ評価式が決定された場合について説明する。この場合、受信合成信号ｙ１の受信信号レベルが雑音レベルより低いので、受信合成信号ｙ２のみを用いてＭＬＤ処理を行う。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数１３】
2007004490.tif 000014
【００９９】  最尤推定処理部２０６では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ２＋ｘ３＋ｘ４）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’２＋ｘ’３＋ｘ’４）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号ｙ２とを比較し、ｙ２と（ｘ’２＋ｘ’３＋ｘ’４）の差が最小となるｘ２，ｘ３，ｘ４の組み合わせを検出信号とする。【０１００】  なお、図１７は最尤推定制御情報が１の場合に最尤推定処理部２０６において２つの信号が検出されることを示しているが、最尤推定制御情報が２，３の場合は最尤推定処理部２０６において３つの信号が検出されることになり、最尤推定処理部２０８では信号は検出されないことになる。【０１０１】  上述した最尤推定制御情報１〜３のいずれにおいても、ＭＬＤ評価式中の受信合成信号が同一変調方式である場合、信号点配置の組み合わせが重なることにより、送信信号の検出誤りが発生する可能性があるが、送信側で電力制御や位相回転を与えることによって、この可能性を低減できる。【０１０２】  キャンセル部２０７は、受信合成信号と最尤推定処理部２０６から出力された検出信号とを用いて、最尤推定処理部２０６において相殺した信号を検出する。ただし、キャンセル部２０７は受信信号レベル判定部２０５から出力された最尤推定制御情報が１以外では動作しない。以下、最尤推定制御情報１の場合におけるキャンセル部２０７の処理について説明する。【０１０３】  受信合成信号と最尤推定処理部２０６において検出されたｘ１，ｘ４が既知情報となるので、式（１０）よりｘ２，ｘ３は次のように表せる。
【数１４】
2007004490.tif 000015
【０１０４】  従って、検出された信号ｘ１，ｘ４を受信合成信号ｙ１，ｙ２からキャンセルすることによりｘ２及びｘ３の合成信号が検出される。検出された合成信号は、以下のように利得を得た状態で最尤推定処理部２０８に出力される。
【数１５】
2007004490.tif 000016
【０１０５】  最尤推定処理部２０８は、キャンセル部２０７から出力された上式（１５）が示す合成信号、ＭＣＳ情報、受信信号レベル判定部２０５から出力された最尤推定制御情報に基づいて、最尤推定処理を行い、送信信号を検出する。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。ただし、最尤推定処理部２０８は、キャンセル部２０７と同様、最尤推定制御情報が１以外では動作しない。
【数１６】
2007004490.tif 000017
【０１０６】  最尤推定処理部２０８では、式（１６）に示すように、ＭＣＳ情報からｘ２とｘ３の変調方式を特定し、（ｘ２＋ｘ３）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’２＋ｘ’３）を生成し、生成したレプリカと（ｙ１＋ｙ２）−（ｘ１＋ｘ４）とを比較し、その差が最小となるｘ’２，ｘ’３の組み合わせを検出信号とする。【０１０７】  最尤推定処理部２０８においても最尤推定処理部２０６と同様、信号点配置の組み合わせが重なることにより、送信信号の検出誤りが発生する可能性があるが、送信側で電力制御や位相回転を与えることによってこの可能性を低減できる。【０１０８】  本実施の形態では、「送信アンテナ数＋２」の多重化を実現する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、「送信アンテナ数＋２」以上の多重化も実現することができ、この場合、多重数に応じた最尤推定処理及びキャンセル処理を適宜行うことになる。【０１０９】  このように実施の形態２によれば、受信側において、多重数に応じた最尤推定処理及びキャンセル処理を行うことにより、「送信アンテナ数＋２」以上で多重化された信号を復調することができるので、データレートをより向上させることができる。また、より多くの信号を合成することにより、受信側において信号レベルが大きく落ち込むことを回避し、受信特性を改善することができる。【０１１０】  なお、本実施の形態では、基地局１９０から移動局２００へのデータ送信を想定したが、移動局２００から基地局１９０へのデータ送信についても同様に実施できる。【０１１１】  また、本実施の形態では、２×２ＭＩＭＯシステムにおいて、「送信アンテナ数＋２」以上の多重化を実現する場合について説明したが、３×３以上のＭＩＭＯシステムにおいても同様の方法で「送信アンテナ数＋２」以上の多重化を実現できる。【０１１２】  また、本実施の形態では、２×２ＭＩＭＯシステムにおいて、４つの送信信号を送信する場合について説明したが、Ｄｏｕｂｌｅ−ＳＴＴＤのように送信側と受信側とで異なるアンテナ数を有するＭＩＭＯシステムにおいても「送信アンテナ数＋２」以上の多重化を実現できる。Ｄｏｕｂｌｅ−ＳＴＴＤの代表的な４×２ＭＩＭＯシステムの構成において、例えば６つの送信信号を送信する場合、ｘ１〜ｘ６の６つの送信信号から４つの合成信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４を生成し、各送信アンテナから送信することになる。このとき、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４は次のように表すことができる。
【数１７】
2007004490.tif 000018
【０１１３】  （実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、実施の形態１と同様、送信アンテナ２本、受信アンテナ２本の２×２ＭＩＭＯシステムを想定し、これに対して、ｘ１，ｘ２，ｘ３の３つの送信信号を多重化することを考える。【０１１４】  図２０は、本発明の実施の形態３に係る移動局２２０の構成を示すブロック図である。この図において、合成信号判定部２２１，２２２は、ＭＣＳ選択部１６０から出力されたＭＣＳ情報に基づいて、信号分離部１５７から出力された受信合成信号の信号点を判定する。【０１１５】  信号分離部１５７による合成信号の分離が不完全である場合や雑音電力が大きい場合、多重信号検出部１６１における検出精度に影響が生じる可能性がある。そこで、受信合成信号の信号点を判定し、信号の組み合わせを特定することにより、多重信号検出部１６１における検出精度を向上させることができる。【０１１６】  信号分離部１５７において分離された受信合成信号ｙ１，ｙ２は、上式（２）で表せる。仮に、ｘ１の変調方式をＱＰＳＫ、ｘ２の変調方式をＱＰＳＫ、ｘ３の変調方式をＢＰＳＫとすると、合成信号ｙ１の信号点配置は図２１Ａのように表すことができ、合成信号ｙ２の信号点配置は図２１Ｂのように表すことができる。【０１１７】  信号分離部１５７から出力された受信合成信号は雑音や干渉の影響により本来の合成信号の信号点から離れた位置（図中、雑音による広がりとして示した円）で観測されるが、このような受信合成信号について判定境界を用いて判別することにより、どの信号点であったかを特定する。特定された受信合成信号は多重信号検出部１６１に出力される。【０１１８】  図２１Ａでは信号点の重なりが生じているが、合成信号判定部２２１，２２２では合成された送信信号ｘ１，ｘ２，ｘ３それぞれを特定するものではなく、合成信号ｘ１＋ｘ２，ｘ２＋ｘ３そのものを特定するので信号点の重なりによる影響はない。【０１１９】  このように実施の形態３によれば、合成信号の受信ＳＮＲが低い場合、または、信号分離が不完全で干渉成分が残留している場合でも、合成信号の信号点を判定することにより、雑音及び干渉を除去した合成信号を特定することができるので、最尤推定処理における送信信号の検出精度を向上させることができ、受信品質を改善することができる。【０１２０】  （実施の形態４）
本発明の実施の形態４では、実施の形態１と同様、送信アンテナ２本、受信アンテナ２本の２×２ＭＩＭＯシステムを想定し、これに対して、ｘ１，ｘ２，ｘ３の３つの送信信号を多重化することを考える。【０１２１】  図２２は、本発明の実施の形態４に係る基地局２３０の構成を示すブロック図である。送信ビームフォーミング部２３１は、移動局から送信（フィードバック）されたチャネル推定情報を取得し、取得したチャネル推定情報に基づいて送信ウェイトを生成し、生成した送信ウェイトを合成信号に乗算する。合成信号Ｘ１，Ｘ２は上式（１）で表せる。【０１２２】  次に、送信ビームフォーミング部２３１における演算処理について説明する。まず、送信ウェイト行列Ｗは、チャネル推定情報Ｈの相関行列ＨＨＨを固有値分解することにより得られる。以下に固有値分解の様子を示す。
【数１８】
2007004490.tif 000019
【０１２３】  ここで、Ｈ（上付き添え字Ｈ）はエルミート共役を表す。Ｅは固有ベクトルからなるユニタリ行列であり、Ｄは固有値λ１，λ２からなる対角行列Ｄ＝ｄｉａｇ［λ１，λ２］である。また、送信ウェイト行列Ｗ＝Ｅである。送信ウェイト行列の各要素をｗ１〜ｗ４とおくと、送信ビームフォーミング部２３１においてウェイト乗算された合成信号Ｘ’１，Ｘ’２は次のように表せる。
【数１９】
2007004490.tif 000020
【０１２４】  図２３は、本発明の実施の形態４に係る移動局２４０の構成を示すブロック図である。この図において、チャネル推定部１５６は、受信ＲＦ部１５３，１５４から出力されたパイロット信号に基づいて、チャネル推定を行い、推定した値をチャネル推定情報として受信ビームフォーミング部２４１に出力し、また、基地局２３０に送信する。【０１２５】  受信ビームフォーミング部２４１は、チャネル推定部１５６から出力されたチャネル推定情報に基づいて受信ウェイトを生成し、生成した受信ウェイトを用いて、受信ＲＦ部１５３，１５４から出力された受信信号を分離する。【０１２６】  次に、受信ビームフォーミング部２４１における演算処理について説明する。まず、チャネル推定情報Ｈの相関行列ＨＨＨを固有値分解することにより、固有ベクトルからなるユニタリ行列Ｅが求められる。受信ウェイト行列Ｖは、チャネル推定情報Ｈ及びユニタリ行列Ｅを用いて、以下のように表せる。
【数２０】
2007004490.tif 000021
【０１２７】  受信ビームフォーミング部２４１では、上式（２０）によって求められた受信ウェイト行列Ｖを受信信号に乗算することにより、信号が分離され、受信合成信号が検出される。各アンテナにおける受信信号をｒ１，ｒ２、受信ウェイト行列Ｖの各要素をｖ１〜ｖ４、各受信アンテナにおける雑音電力をｎ１，ｎ２とすると、受信ビームフォーミング部２４１における信号分離出力（受信合成信号）ｙ１，ｙ２は次のように表せる。
【数２１】
2007004490.tif 000022
【０１２８】  このようにして求められた受信合成信号、及び、固有値分解の結果得られた固有値情報（λ１，λ２）は多重信号検出部２４２に出力される。【０１２９】  図２４は、図２３に示した多重信号検出部２４２の内部構成を示すブロック図である。この図において、最尤推定処理部２４３は、受信合成信号ｙ１，ｙ２、固有値情報、ＭＣＳ情報、受信信号レベル判定部１７１から出力された最尤推定制御情報に基づいて、最尤推定処理を行い、送信信号を検出する。ただし、最尤推定制御情報は図１２に示した内容と同じである。検出された信号はキャンセル部２４４に出力されると共に、多重信号検出部２４２から出力される。以下、図１２に示した最尤推定制御情報１〜３に応じたＭＬＤ処理について説明する。【０１３０】  まず、最尤推定制御情報が１の場合、受信合成信号ｙ１，ｙ２がともに雑音レベル以上であるので、式（２１）よりｘ２を消去してｘ１，ｘ３に関するＭＬＤ評価式を生成する。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数２２】
2007004490.tif 000023
【０１３１】  最尤推定処理部２４３では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ１−ｘ３）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’１−ｘ’３）を生成し、生成したレプリカと固有値を含む受信合成信号の差（ｙ１−λ１ｙ２／λ２）とを比較し、（ｙ１−λ１ｙ２／λ２）とλ１（ｘ’１−ｘ’３）との差が最小となるｘ’１，ｘ’３の組み合わせを検出信号とする。【０１３２】  次に、最尤推定制御情報が２の場合、受信合成信号ｙ２の受信信号レベルが雑音レベルより低いので、受信合成信号ｙ１のみを用いてＭＬＤ処理を行う。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数２３】
2007004490.tif 000024
【０１３３】  最尤推定処理部２４３では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ１＋ｘ２）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’１＋ｘ’２）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号ｙ１とを比較し、ｙ１とλ１（ｘ’１＋ｘ’２）の差が最小となるｘ’１，ｘ’２の組み合わせを検出信号とする。【０１３４】  また、ＭＣＳ情報よりｘ２，ｘ３が同一変調方式の場合、信号が逆位相で合成されたため、合成受信信号ｙ２のレベルが落ち込んだと考えられる。例えば、ｘ２，ｘ３の変調方式がともにＱＰＳＫの場合、ベースバンド信号ｘ２＝１＋ｊとｘ３＝−１−ｊの合成信号ｘ２＋ｘ３＝０となってしまう。このとき、ｘ２＝−ｘ３の関係があるので、式（２３）より検出されたｘ２を用いてｘ３を導出できる。【０１３５】  次に、最尤推定制御情報が３の場合、受信合成信号ｙ１の受信信号レベルが雑音レベルより低いので、受信合成信号ｙ２のみを用いてＭＬＤ処理を行う。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数２４】
2007004490.tif 000025
【０１３６】  最尤推定処理部２４３では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ２＋ｘ３）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’２＋ｘ’３）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号ｙ２とを比較し、ｙ２とλ２（ｘ’２＋ｘ’３）の差が最小となるｘ’２，ｘ’３の組み合わせを検出信号とする。【０１３７】  キャンセル部２４４は、受信合成信号と最尤推定処理部２４３から出力された検出信号とを用いて、最尤推定処理部２４３において相殺した信号を検出する。以下、最尤推定制御情報１の場合におけるキャンセル部２４４の処理について説明する。【０１３８】  受信合成信号と最尤推定処理部２４３において検出されたｘ１，ｘ３が既知情報となるので、式（２１）よりｘ２は次のように表せる。
【数２５】
2007004490.tif 000026
【０１３９】  従って、検出された信号ｘ１，ｘ３に固有値λ１，λ２を乗算した値を受信合成信号ｙ１，ｙ２からキャンセルすることによりｘ２が求まる。このとき、式（２５）における２つの式を合成することで、以下に示すようにｘ２は利得を得ることができる。
【数２６】
2007004490.tif 000027
【０１４０】  このように実施の形態４によれば、送受信ビームフォーミングを行うことにより、見かけ上、合成信号が全く混信することなく受信されるので、最尤推定処理における送信信号の検出精度を向上させることができ、また、最尤推定処理においてキャンセルされた信号を当該信号の利得をより向上させて検出することができるので、受信品質を改善することができる。【０１４１】  以上、本発明の各実施の形態について説明した。【０１４２】  本発明に係る送信装置、受信装置及び通信方法は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、各実施の形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。【０１４３】  本発明に係る送信装置及び受信装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置及び基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。【０１４４】  なお、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係る通信方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係る送信装置及び受信装置と同様の機能を実現することができる。【０１４５】  また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。【０１４６】  また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。【０１４７】  また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。【０１４８】  さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。【０１４９】  本明細書は、２００５年６月３０日出願の特願２００５−１９１４８１に基づくものである。この内容は全てここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】  本発明に係る送信装置、受信装置及び通信方法は、ＭＩＭＯシステムにおいてデータレートを向上させることができるという効果を有し、通信端末装置、基地局装置等に適用できる。
【図１】
2007004490.tif 000028
【図２】
2007004490.tif 000029
【図３】
2007004490.tif 000030
【図４】
2007004490.tif 000031
【図５Ａ】
2007004490.tif 000032
【図５Ｂ】
2007004490.tif 000033
【図６】
2007004490.tif 000034
【図７】
2007004490.tif 000035
【図８】
2007004490.tif 000036
【図９】
2007004490.tif 000037
【図１０】
2007004490.tif 000038
【図１１】
2007004490.tif 000039
【図１２】
2007004490.tif 000040
【図１３】
2007004490.tif 000041
【図１４】
2007004490.tif 000042
【図１５】
2007004490.tif 000043
【図１６】
2007004490.tif 000044
【図１７】
2007004490.tif 000045
【図１８】
2007004490.tif 000046
【図１９】
2007004490.tif 000047
【図２０】
2007004490.tif 000048
【図２１】
2007004490.tif 000049
【図２２】
2007004490.tif 000050
【図２３】
2007004490.tif 000051
【図２４】
2007004490.tif 000052
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月4日(2007.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナと、
第１の送信信号を前記第１の送信信号とは異なる第２の送信信号及び第３の送信信号とそれぞれ合成することにより、前記送信アンテナ数以上の多重数で送信信号を多重する多重手段と、
多重された前記送信信号を前記複数の送信アンテナから送信する送信手段と、
を具備する送信装置。
【請求項２】
前記送信信号の多重数を制御する多重数制御手段と、
単一系列の送信信号を前記多重数制御手段によって制御された多重数と同数の複数系列の送信信号に変換する変換手段と、
を具備する請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記多重手段によって合成された送信信号に送信ウェイトを乗算する送信ビーム形成手段を具備する請求項１に記載の送信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の送信装置を具備する基地局装置。
【請求項５】
請求項１に記載の送信装置を具備する移動局装置。
【請求項６】
複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナによって受信された受信信号を分離することにより、第１の送信信号と前記第１の送信信号とは異なる第２の送信信号及び第３の送信信号とがそれぞれ合成された受信合成信号を抽出する分離手段と、
前記第１の送信信号を相殺すると共に、前記第２及び第３の送信信号を前記受信合成信号より検出し、検出した前記第２及び第３の送信信号を用いて、相殺した前記第１の送信信号を復元する検出手段と、
を具備する受信装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記受信合成信号の信号レベルが所定の閾値以上となる前記受信合成信号に対して前記第２及び第３の送信信号の検出及び前記第１の送信信号の復元を行う請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記受信合成信号にＭＬＤ処理を施すことにより、前記第１の送信信号を相殺すると共に、前記第２及び第３の送信信号を検出する請求項６に記載の受信装置。
【請求項９】
前記受信合成信号の信号点を判定する判定手段を具備し、
前記検出手段は、前記判定手段によって判定された信号点に基づいて、前記第２及び第３の送信信号の検出及び前記第１の送信信号の復元を行う請求項６に記載の受信装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の受信装置を具備する基地局装置。
【請求項１１】
請求項６に記載の受信装置を具備する移動局装置。
【請求項１２】
第１の送信信号を前記第１の送信信号とは異なる第２の送信信号及び第３の送信信号とそれぞれ合成することにより、前記送信アンテナ数以上の多重数で送信信号を多重する多重工程と、
多重された前記送信信号を複数の送信アンテナから送信する送信工程と、
複数の受信アンテナによって受信された受信信号を分離することにより、前記第１の送信信号と前記第２及び第３の送信信号とがそれぞれ合成された受信合成信号を抽出する分離工程と、
前記第１の送信信号を相殺すると共に、前記第２及び第３の送信信号を前記受信合成信号より検出し、検出した前記第２及び第３の送信信号を用いて、相殺した前記第１の送信信号を復元する検出工程と、
を具備する通信方法。
【請求項１３】
複数の送信アンテナと、
第１の送信信号を前記第１の送信信号とは異なる第２の送信信号及び第３の送信信号とそれぞれ合成することにより、前記送信アンテナ数以上の多重数で送信信号を多重する多重手段と、
多重された前記送信信号を前記複数の送信アンテナから送信する送信手段と、
を有する送信装置と、
複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナによって受信された受信信号を分離することにより、前記第１の送信信号と前記第２及び第３の送信信号とがそれぞれ合成された受信合成信号を抽出する分離手段と、
前記第１の送信信号を相殺すると共に、前記第２及び第３の送信信号を前記受信合成信号より検出し、検出した前記第２及び第３の送信信号を用いて、相殺した前記第１の送信信号を復元する検出手段と、
を有する受信装置と、
を具備する通信システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナ素子から送信された無線信号を複数のアンテナ素子で受信して無線通信を行うＭＩＭＯ(Multiple Input Multiple Output)技術を利用した無線通信システムにおいて使用される送信装置、受信装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等に代表される無線通信システムにおいては、サービス形態が多様化し、音声データだけではなく、静止画像、動画像等の大容量データを伝送することが要求される。これに対して、高い周波数利用効率を実現するＭＩＭＯシステムの研究が盛んに行われている。
【０００３】
ＭＩＭＯシステムにおいて伝送レートを向上させる技術として、ＳＤＭ（Space Division Multiplexing:空間分割多重）方式がある（例えば、非特許文献１参照）。ＳＤＭ方式は、複数のアンテナよりそれぞれ異なる信号を同時に送信し、受信側で信号を分離するものである。
【０００４】
なお、信号の分離に際してはチャネル推定情報を必要とする。ＳＤＭではＳＩＳＯ（Single Input Single Output）システムと比較して「送信アンテナ数」倍の伝送容量を実現することができる。
【０００５】
受信側における信号分離処理としては、Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ及びＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）等の空間フィルタリング、さらにはＭＬＤ（Maximum Likelihood
Detection:最尤推定）処理などがある（例えば、特許文献１参照）。これらの信号分離アルゴリズムを比較した場合、ＭＬＤ処理の受信特性が最も優れている。
【特許文献１】特表２００３−５１６０３６号公報
【非特許文献１】A. van Zelst, "Space Division Multiplexing Algorithms", 10th Mediterranean Electro technical Conf. (MELECON)2000, Cyprus, May 2000, Vol. 3, pp. 1218-1221.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記ＳＤＭ方式では、送信側で多重できる信号の数が送信アンテナ数に依存しており、送信アンテナ数を超える多重化が行えないという問題がある。例えば、図１に示すような２×２ＭＩＭＯシステムにおいては、２本の送信アンテナを有するので、ｘ１，ｘ２の２つの異なる信号を送信側で多重し、受信側で信号分離処理を行って信号を取り出すことができる。しかし、３つ以上の異なる信号を送信側で多重することはできず、データレートの向上には限界がある。
【０００７】
本発明の目的は、ＭＩＭＯシステムにおいてデータレートを向上させることができる送信装置、受信装置及び通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の送信装置は、複数の送信アンテナと、第１の送信信号を前記第１の送信信号とは異なる第２の送信信号及び第３の送信信号とそれぞれ合成することにより、前記送信アンテナ数以上の多重数で送信信号を多重する多重手段と、多重された前記送信信号を前記複数の送信アンテナから送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【０００９】
本発明の受信装置は、複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナによって受信された受信信号を分離することにより、第１の送信信号と前記第１の送信信号とは異なる第２の送信信号及び第３の送信信号とがそれぞれ合成された受信合成信号を抽出する分離手段と、前記第１の送信信号を相殺すると共に、前記第２及び第３の送信信号を前記受信合成信号より検出し、検出した前記第２及び第３の送信信号を用いて、相殺した前記第１の送信信号を復元する検出手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＭＩＭＯシステムにおいてデータレート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】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、実施の形態において、同一機能を有する構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１では、説明を容易にするため、送信アンテナ２本、受信アンテナ２本の２×２ＭＩＭＯシステムを想定し、これに対して、ｘ１，ｘ２，ｘ３の３つの送信信号を多重化することを考える。
【００１３】
図２は、本発明の実施の形態１に係る送受信系の概略構成を示すブロック図である。こ
の図において、送信側の送信信号生成部１０１では、３つの信号のうち１つの信号ｘ２を残り２つの信号ｘ１，ｘ３とそれぞれ合成し、２つの合成信号ｘ１＋ｘ２，ｘ２＋ｘ３を生成する。そして、生成された合成信号を各送信アンテナ１０２，１０３から送信する。この送信方法では、ｘ２が複数のアンテナから送信されることになるので、受信側においてｘ２の影響を相殺することができる。送信された２つの合成信号は伝播路を通過することにより、受信側の各受信アンテナ１０４，１０５において混ざった状態で受信される。ここで、各受信アンテナ１０４，１０５における受信信号をｒ１，ｒ２と表す。
【００１４】
受信側の信号分離処理部１０６では、ＺＦ（Zero Forcing）等の信号分離処理によって、受信信号ｒ１，ｒ２を２つの信号ｙ１，ｙ２に分離する。ＭＬＤ処理部１０７では、ｙ１，ｙ２を用いてＭＬＤ評価式を生成し、ＭＬＤ処理を行う。このとき、ｙ１，ｙ２からｘ２を相殺してｘ１，ｘ３に関する評価式を生成し、最尤推定を行う。ＭＬＤ処理の結果、ｘ１，ｘ３がそれぞれ検出される。また、キャンセル処理部１０８では、検出されたｘ１，ｘ３をｙ１，ｙ２からキャンセル処理し、合成することによってｘ２が検出される。このとき、ｘ２には合成による利得が生じている。
【００１５】
次に、上述した送信側を基地局とし、受信側を移動局とした場合の通信手順について図３を用いて説明する。図３において、ステップ（以下、「ＳＴ」と省略する）１１１では、通信を開始するに際して、基地局から移動局にパイロット信号が送信される。このとき、基地局の送信アンテナ数（以下、「基地局アンテナ数」という）を示すアンテナ数情報も移動局に通知される。
【００１６】
ＳＴ１１２では、移動局が基地局からパイロット信号を受信し、受信したパイロット信号の受信品質が移動局によって測定される。ＳＴ１１３では、受信品質の測定結果と基地局アンテナ数情報とに基づいて、基地局が送信する信号（送信信号）の多重数が移動局によって決定される。例えば、受信品質が非常に良い場合は基地局アンテナ数を超える多重化を行うように多重数が決定され、それ以外の場合は基地局アンテナ数以下の多重化を行うように多重数が決定される。
【００１７】
ＳＴ１１４では、決定された多重数に応じてＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）が選択される。例えば、基地局アンテナ２本に対して多重数が３と決定された場合、３つの送信信号に対するＭＣＳの組み合わせが決定される。ＭＣＳの組み合わせとしては、受信品質を維持したままデータレートをより向上させる組み合わせや、データレートを維持したまま受信品質を改善する組み合わせ等が考えられる。
【００１８】
ＳＴ１１５では、決定された多重数の情報（多重数制御情報）と選択されたＭＣＳの情報（ＭＣＳ情報）が移動局から基地局に通知される。
【００１９】
ＳＴ１１６では、基地局が移動局から多重数制御情報及びＭＣＳ情報を受信し、多重数情報及びＭＣＳ情報に基づいて送信信号が基地局によって生成される。ここで、多重数制御情報が基地局アンテナ２本に対して多重数３を示す場合、３つの送信信号のうち１つの信号を他の２つの信号とそれぞれ合成することにより、２つの合成信号が生成される。ＳＴ１１７では、生成された合成信号はデータ信号として、パイロット信号と併せて基地局から移動局に送信される。
【００２０】
ＳＴ１１８では、基地局から送信された信号を移動局が受信し、受信した信号からパイロット信号が抽出され、チャネル推定が行われる。ＳＴ１１９では、推定されたチャネル情報に基づいて、受信信号が分離される。
【００２１】
ＳＴ１１３において決定した多重数が基地局アンテナ数を超える場合は、ＳＴ１２０に
おいて、ＭＣＳ情報に基づいて多重信号検出を行い、送信側において合成された信号を検出する。以上の処理により、移動局は受信データを取得することができる。
【００２２】
図４は、図３に示した基地局１３０の構成を示すブロック図である。この図において、多重数制御部１３１は、移動局から送信された多重数制御情報を取得し、取得した多重数制御情報に基づいてＳ／Ｐ変換部１３２を制御する。
【００２３】
Ｓ／Ｐ変換部１３２は、多重数制御部１３１の制御に従って、送信データを２系列又は３系列の並列データに変換する。２系列の並列データに変換された場合には、２系列の並列データを変調部１３３，１３５にそれぞれ出力し、３系列の並列データに変換された場合には、３系列の並列データを変調部１３３〜１３５にそれぞれ出力する。
【００２４】
変調部１３３〜１３５は、移動局から送信されたＭＣＳ情報を取得し、取得したＭＣＳ情報に基づいて、Ｓ／Ｐ変換部１３２から出力された信号に変調処理を施す。変調部１３３によって変調された信号は加算器１３６に出力され、変調部１３４によって変調された信号は加算器１３６，１３７にそれぞれ出力され、変調部１３５によって変調された信号は加算器１３７に出力される。なお、変調部１３４は、Ｓ／Ｐ変換部１３２から信号が出力されない場合には動作しない。
【００２５】
加算器１３６は、変調部１３４から変調信号が出力されると、変調部１３４から出力された変調信号と変調部１３３から出力された変調信号とを合成し、合成した信号を送信ＲＦ部１３８に出力する。また、加算器１３６は、変調部１３４から変調信号が出力されないと、変調部１３３から出力された信号を送信ＲＦ部１３８に出力する。
【００２６】
加算器１３７は、変調部１３４から変調信号が出力されると、変調部１３４から出力された変調信号と変調部１３５から出力された変調信号とを合成し、合成した信号を送信ＲＦ部１３９に出力する。また、加算器１３７は、変調部１３４から変調信号が出力されないと、変調部１３５から出力された信号を送信ＲＦ部１３９に出力する。
【００２７】
送信ＲＦ部１３８は、加算器１３６から出力された信号にアップコンバート等の所定の送信処理を施し、送信処理した信号をアンテナ１４０から送信する。
【００２８】
また、送信ＲＦ部１３９は、加算器１３７から出力された信号にアップコンバート等の所定の送信処理を施し、送信処理した信号をアンテナ１４１から送信する。
【００２９】
受信ＲＦ部１４２，１４３は、各アンテナ１４０，１４１で受信した信号（受信信号）にダウンコンバート等の所定の受信処理を施し、受信処理した信号を信号分離部１４５に出力する。また、受信処理を施すことにより、受信信号からパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号をチャネル推定部１４４に出力する。
【００３０】
チャネル推定部１４４は、受信ＲＦ部１４２，１４３から出力されたパイロット信号に基づいて、チャネル推定を行い、推定した値をチャネル推定情報として信号分離部１４５に出力する。
【００３１】
信号分離部１４５は、チャネル推定部１４４から出力されたチャネル推定情報に基づいて、受信ＲＦ部１４２，１４３から出力された信号をＺｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ、ＭＭＳＥ等によって分離し、分離した信号をそれぞれ復調部１４６，１４７に出力する。
【００３２】
信号分離部１４５から出力された信号は、復調部１４６，１４７において復調され、復調された信号は、Ｐ／Ｓ変換部１４８において直列データに変換され、受信データとして
出力される。
【００３３】
次に、上述した基地局１３０の送信側の動作について説明する。基地局１３０は、移動局との通信を開始するに際し、まず、パイロット信号をＳ／Ｐ変換部１３２において並列データに変換し、変換した並列データをそれぞれ変調部１３３，１３５において変調した後、変調信号を各送信ＲＦ部１３８，１３９においてアップコンバートし、２つのアンテナ１４０，１４１より移動局にそれぞれ送信する。また、基地局アンテナ数情報も移動局に送信する。
【００３４】
そして、基地局１３０は、移動局から多重数制御情報及びＭＣＳ情報を取得する。本実施の形態では２×２ＭＩＭＯシステムにおいて多重数３を想定しているので、移動局から取得する多重数制御情報には多重数３が示されている。
【００３５】
多重数制御部１３１が取得した多重数制御情報に従って、Ｓ／Ｐ変換部１３２を制御することにより、送信データはＳ／Ｐ変換部１３２において３系列の並列データに変換され、３系列の並列データはそれぞれ変調部１３３〜１３５に出力される。このとき、変調部１３４は、Ｓ／Ｐ変換部１３２から送信データが出力されることにより、動作するようになる。
【００３６】
各変調部１３３〜１３５では、移動局から取得したＭＣＳ情報に基づいて、送信データの変調が行われる。そして、変調部１３３，１３５から出力された変調信号と変調部１３４から出力された変調信号が加算器１３６，１３７においてそれぞれ合成され、２つの合成信号Ｘ１，Ｘ２が生成される。２つの合成信号は各送信ＲＦ部１３８，１３９においてアップコンバートされ、各アンテナ１４０，１４１から移動局に送信される。
【００３７】
ここで、変調部１３３〜１３５において変調された信号をそれぞれｘ１，ｘ２，ｘ３とおくと、合成信号Ｘ１，Ｘ２は次のように表せる。
【数１】
2007004490.tif 000053
【００３８】
仮に、ｘ１の変調方式をＱＰＳＫ、ｘ２の変調方式をＱＰＳＫ、ｘ３の変調方式をＢＰＳＫとすると、合成信号Ｘ１の信号点配置は図５Ａのように表すことができ、合成信号Ｘ２の信号点配置は図５Ｂのように表すことができる。
【００３９】
図６は、図４に示した移動局１５０の構成を示すブロック図である。この図において、受信ＲＦ部１５３，１５４は、各アンテナ１５１，１５２で受信した信号（受信信号）にダウンコンバート等の所定の受信処理を施し、受信処理した信号を信号分離部１５７に出力する。また、受信処理を施すことにより、受信信号からパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号をチャネル推定部１５６及び受信品質測定部１５８に出力する。
【００４０】
チャネル推定部１５６は、受信ＲＦ部１５３，１５４から出力されたパイロット信号に基づいて、チャネル推定を行い、推定した値をチャネル推定情報として信号分離部１５７に出力する。
【００４１】
信号分離部１５７は、チャネル推定部１５６から出力されたチャネル推定情報に基づい
て、受信ＲＦ部１５３，１５４から出力された信号をＺｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ、ＭＭＳＥ等によって分離し、分離した信号を多重信号検出部１６１に出力する。
【００４２】
受信品質測定部１５８は、受信ＲＦ部１５３，１５４から出力されたパイロット信号の受信電力の平均値、最小値等を測定し、測定結果（以下、「受信品質情報」という）を多重数決定部１５９及びＭＣＳ選択部１６０に出力する。また、受信品質の指標として、パイロット信号の受信電力以外にパイロット受信ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio:信号電力対雑音電力比）、パイロット受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio:信号電力対干渉電力比）、パイロット受信ＳＩＮＲ（Signal-to-Interference and Noise Ratio:信号電力対干渉・雑音電力比）等がある。
【００４３】
多重数決定部１５９は、基地局１３０から送信された基地局アンテナ数情報を取得し、取得した基地局アンテナ数情報と受信品質測定部１５８から出力された受信品質情報とに基づいて、基地局１３０が送信する信号の多重数を決定する。
【００４４】
多重数の決定方法の具体例について図７を用いて説明する。図７では、受信品質情報をパイロット受信電力とし、基地局アンテナ数情報を２とする。多重数決定部１５９は、図７に示すように、受信電力レベルがある閾値以上のとき多重数を３と決定し、閾値未満のとき多重数を２と決定する。本実施の形態では、２×２ＭＩＭＯシステムにおいて、受信電力レベルが閾値以上となり多重数３が決定される場合を想定している。決定された多重数を示す多重数制御情報はＭＣＳ選択部１６０に出力されると共に、基地局１３０に送信される。
【００４５】
ＭＣＳ選択部１６０は、受信品質測定部１５８から出力された受信品質情報と多重数決定部１５９から出力された多重数制御情報とに基づいて、基地局１３０において適用する変調方式及び符号化率を予め備えたＭＣＳテーブルから選択する。以下、説明を簡略化するため、符号化率を除き、変調方式についてのみ検討することとする。
【００４６】
ここで、基地局１３０が適用可能な変調方式をＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭとし、多重数を２とした場合、ＭＣＳ選択部１６０は図８に示すようなＭＣＳテーブルからＭＣＳを選択することになり、多重数を３とした場合、図９に示すようなＭＣＳテーブルからＭＣＳを選択することになる。図８及び図９から分かるように、７ｂｉｔ送信のように、多重数３の送信ビット数は多重数２の送信ビット数に比べて細かく設定できるので、例えば、７ビット送信のように多重数２では実現できない送信ビット数を実現できる。また、多重数の増加によってデータレートをほぼ維持したまま、送信信号の変調レベルを下げることが可能となり、受信品質を改善できる。
【００４７】
ＭＳＣ選択部１６０は、選択したＭＣＳ（変調方式）に対応するインジケータをＭＣＳ情報として多重信号検出部１６１及び復調部１６２〜１６４に出力すると共に、基地局１３０に送信する。
【００４８】
多重信号検出部１６１は、信号分離部１５７から出力された信号の受信信号レベルに基づいて、ＭＬＤ評価式を選択し、選択したＭＬＤ評価式とＭＣＳ選択部１６０から出力されたＭＣＳ情報とを用いて、基地局１３０において合成された合成信号を検出し、合成前の信号を検出信号として取得する。取得された検出信号は復調部１６２〜１６４に出力される。多重信号検出部１６１の詳細については後述する。
【００４９】
復調部１６２〜１６４は、ＭＣＳ選択部１６０から出力されたＭＣＳ情報に基づいて、多重信号検出部１６１から出力された信号を復調し、復調した信号をＰ／Ｓ変換部１６５に出力する。なお、多重数２の場合、復調部１６２〜１６４のうち１つは動作しないこと
になる。
【００５０】
Ｐ／Ｓ変換部１６５は、復調部１６２〜１６４から出力された信号を直列データに変換し、受信データとして出力する。
【００５１】
一方、送信側では、送信データがＳ／Ｐ変換部１６６において並列データに変換され、変調部１６７，１６８において変調され、送信ＲＦ部１６９，１７０においてアップコンバート等の所定の送信処理が施された後、各アンテナ１５１，１５２から移動局１５０に送信される。
【００５２】
図１０は、図６に示した多重信号検出部１６１の内部構成を示すブロック図である。ここで、信号分離部１５７から出力された信号を受信合成信号ｙ１，ｙ２とし、各受信アンテナにおける雑音電力をｎ１，ｎ２とすると、受信合成信号ｙ１，ｙ２は送信信号と雑音電力を用いて、以下のように表せる。
【数２】
2007004490.tif 000054
【００５３】
図１０において、受信信号レベル判定部１７１は、受信合成信号ｙ１，ｙ２の受信レベルに応じて最尤推定処理部１７２におけるＭＬＤ評価式を決定し、決定した評価式を示す最尤推定制御情報を生成する。生成した最尤推定制御情報は最尤推定処理部１７２に出力される。
【００５４】
図１１は、受信信号レベル判定部１７１におけるＭＬＤ評価式の決定方法を示すフロー図である。この図において、ＳＴ１８１では、受信合成信号ｙ１が雑音レベル以上であるか否かを判定し、受信合成信号ｙ１が雑音レベル以上である（Ｙｅｓ）と判定するとＳＴ１８２に移行し、雑音レベル未満である（Ｎｏ）と判定するとＳＴ１８５に移行する。
【００５５】
ＳＴ１８２では、受信合成信号ｙ２が雑音レベル以上であるか否かを判定し、受信合成信号ｙ２が雑音レベル以上である（Ｙｅｓ）と判定するとＳＴ１８３に移行し、雑音レベル未満である（Ｎｏ）と判定するとＳＴ１８４に移行する。
【００５６】
ＳＴ１８３では、ｘ１及びｘ３を含むＭＬＤ評価式に決定し、ＳＴ１８４では、ｘ１及びｘ２を含むＭＬＤ評価式に決定する。
【００５７】
ＳＴ１８５では、受信合成信号ｙ２が雑音レベル以上であるか否かを判定し、受信合成信号ｙ２が雑音レベル以上である（Ｙｅｓ）と判定するとＳＴ１８６に移行し、雑音レベル未満である（Ｎｏ）と判定するとＳＴ１８７に移行する。
【００５８】
ＳＴ１８６では、ｘ２及びｘ３を含むＭＬＤ評価式に決定し、ＳＴ１８７では、受信合成信号そのものを検出することができず、ＭＬＤ評価式を決定することができない。受信合成信号を検出できない理由としては、２つの送信信号を合成（ｘ１＋ｘ２、ｘ２＋ｘ３）しているので、送信信号が同一変調方式であり逆位相で合成された場合、受信ＳＮＲが良好であっても信号電力が大きく落ち込み、受信合成信号が雑音レベル以下になる可能性がある。また、３つの送信信号が全て同一変調方式の場合でも、受信合成信号ｙ１，ｙ２がいずれも雑音レベル以下になる可能性がある。この場合、受信合成信号を検出することは不可能となるが、送信側において電力制御等を行うことにより受信合成信号が雑音レベ
ル以下になる可能性を低減できるので、受信合成信号が検出不可となるケースは極めてまれである。
【００５９】
このように受信信号レベル判定部１７１は、受信合成信号ｙ１，ｙ２がいずれも雑音レベル以上の場合、どちらか一方が雑音レベル以上の場合、いずれも雑音レベル未満の場合の４通りについて判定し、それぞれの場合に応じたＭＬＤ評価式を決定し、図１２に示すように、決定したＭＬＤ評価式を示す最尤推定制御情報を最尤推定処理部１７２に出力する。
【００６０】
最尤推定処理部１７２は、受信合成信号ｙ１，ｙ２、ＭＣＳ情報、受信信号レベル判定部１７１から出力された最尤推定制御情報に基づいて、最尤推定（ＭＬＤ）処理を行い、送信信号を検出する。検出した信号はキャンセル部１７３に出力されると共に、多重信号検出部１６１から出力される。以下、図１２に示した最尤推定制御情報１〜３に応じたＭＬＤ処理について説明する。
【００６１】
まず、最尤推定制御情報が１の場合、すなわち、受信信号レベル判定部１７１においてｘ１及びｘ３を含むＭＬＤ評価式が決定された場合について説明する。この場合、受信合成信号ｙ１，ｙ２がともに雑音レベル以上であるので、式（２）よりｘ２を消去してｘ１，ｘ３に関するＭＬＤ評価式を生成する。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数３】
2007004490.tif 000055
【００６２】
最尤推定処理部１７２では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ１−ｘ３）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’１−ｘ’３）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号の差（ｙ１−ｙ２）とを比較し、（ｙ１−ｙ２）と（ｘ’１−ｘ’３）との差が最小となるｘ’１，ｘ’３の組み合わせを検出信号とする。
【００６３】
次に、最尤推定制御情報が２の場合、すなわち、受信信号レベル判定部１７１においてｘ１及びｘ２を含むＭＬＤ評価式が決定された場合について説明する。この場合、受信合成信号ｙ２の受信信号レベルが雑音レベルより低いので、受信合成信号ｙ１のみを用いてＭＬＤ処理を行う。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数４】
2007004490.tif 000056
【００６４】
最尤推定処理部１７２では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ１＋ｘ２）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’１＋ｘ’２）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号ｙ１とを比較し、ｙ１と（ｘ’１＋ｘ’２）の差が最小となるｘ’１，ｘ’２の組み合わせを検出信号とする。
【００６５】
また、ＭＣＳ情報よりｘ２，ｘ３が同一変調方式の場合、信号が逆位相で合成されたため、合成受信信号ｙ２のレベルが落ち込んだと考えられる。例えば、ｘ２，ｘ３の変調方式がともにＱＰＳＫの場合、ベースバンド信号ｘ２＝１＋ｊとｘ３＝−１−ｊの合成信号
ｘ２＋ｘ３＝０となってしまう。このとき、ｘ２＝−ｘ３の関係があるので、式（４）より検出されたｘ２を用いてｘ３を導出できる。
【００６６】
次に、最尤推定制御情報が３の場合、すなわち、受信信号レベル判定部１７１においてｘ２及びｘ３を含むＭＬＤ評価式が決定された場合について説明する。この場合、受信合成信号ｙ１の受信信号レベルが雑音レベルより低いので、受信合成信号ｙ２のみを用いてＭＬＤ処理を行う。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数５】
2007004490.tif 000057
【００６７】
最尤推定処理部１７２では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ２＋ｘ３）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’２＋ｘ’３）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号ｙ２とを比較し、ｙ２と（ｘ’２＋ｘ’３）の差が最小となるｘ’２，ｘ’３の組み合わせを検出信号とする。
【００６８】
また、ＭＣＳ情報よりｘ１，ｘ２が同一変調方式の場合、信号が逆位相で合成されたため、合成受信信号ｙ１のレベルが落ち込んだと考えられる。例えば、ｘ１，ｘ２の変調方式がともにＱＰＳＫの場合、ベースバンド信号ｘ１＝１＋ｊとｘ２＝−１−ｊの合成信号ｘ１＋ｘ２＝０となってしまう。このとき、ｘ１＝−ｘ２の関係があるので、式（５）より検出されたｘ２を用いてｘ１を導出できる。
【００６９】
上述した最尤推定制御情報１〜３のいずれにおいても、ＭＬＤ評価式中の受信合成信号が同一変調方式である場合、信号点配置の組み合わせが重なることにより、送信信号の検出誤りが発生する可能性があるが、送信側で電力制御や位相回転を与えることによって、この可能性を低減できる。
【００７０】
キャンセル部１７３は、受信合成信号と最尤推定処理部１７２から出力された検出信号とを用いて、最尤推定処理部１７２において相殺した信号を検出する。以下、最尤推定制御情報１の場合におけるキャンセル部１７３の処理について説明する。
【００７１】
受信合成信号と最尤推定処理部１７２において検出されたｘ１，ｘ３が既知情報となるので、式（２）よりｘ２は次のように表せる。
【数６】
2007004490.tif 000058
【００７２】
従って、検出された信号ｘ１，ｘ３を受信合成信号ｙ１，ｙ２からキャンセルすることによりｘ２が求まる。このとき、式（６）における２つの式を合成することで、以下に示すようにｘ２は利得を得ることができる。
【数７】
2007004490.tif 000059
【００７３】
復調部１６２〜１６４では、ＭＣＳ情報を基に多重信号検出部１６１において検出された信号を復調する。そして、復調信号をＰ／Ｓ変換部１６５において直列データに変換することにより受信データが得られる。
【００７４】
このように実施の形態１によれば、送信側では、第１の変調信号と第２及び第３の変調信号とを合成し、２つの合成信号を２つの送信アンテナから送信し、受信側では、第１の変調信号を相殺することによって多重数を削減した最尤推定処理を行うことができるので、受信処理量を削減することができ、最尤推定処理によって検出した第２及び第３の変調信号を用いて、相殺した信号をキャンセル処理することにより復元することができるので、送信アンテナ数を超える多重数の信号を復調することができる。これにより、データレートを向上させることができる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、基地局１３０から移動局１５０へのデータ送信を想定したが、移動局１５０から基地局１３０へのデータ送信についても同様に実施できる。
【００７６】
また、本実施の形態では、２×２ＭＩＭＯシステムにおいて、「送信アンテナ数＋１」の多重化を実現する場合について説明したが、３×３以上のＭＩＭＯシステムにおいても同様の方法で「送信アンテナ数＋１」の多重化を実現できる。例えば３×３ＭＩＭＯシステムにおいてｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４の４つの送信信号を送信する場合、以下のような合成信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３が形成される。
【数８】
2007004490.tif 000060
【００７７】
（実施の形態２）
実施の形態１では、「送信アンテナ数＋１」の多重化を実現する方法について説明したが、本発明の実施の形態２では、「送信アンテナ数＋２」の多重化を実現する方法について示し、説明を容易にするため、送信アンテナ２本、受信アンテナ２本の２×２ＭＩＭＯシステムを想定し、これに対して、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４の４つの送信信号を多重化することを考える。
【００７８】
図１３は、本発明の実施の形態２に係る基地局１９０の構成を示すブロック図である。多重数制御部１９１は、移動局から送信された多重数制御情報を取得し、取得した多重数制御情報に基づいてＳ／Ｐ変換部１３２を制御する。多重数制御情報が２の場合、送信データを２系列の並列データに、多重数制御情報が３の場合、送信データを３系列の並列データに、多重数制御情報が４の場合、送信データを４系列の並列データに変換させるようＳ／Ｐ変換部１３２を制御する。
【００７９】
Ｓ／Ｐ変換部１３２は、多重数制御部１９１の制御に従って、送信データを２〜４系列のいずれかの並列データに変換する。２系列の並列データに変換された場合には、２系列
の並列データを変調部１３３，１３５にそれぞれ出力し、３系列の並列データに変換された場合には、３系列の並列データを変調部１３３，１３５，１９２にそれぞれ出力し、４系列の並列データに変換された場合には、４系列の並列データを変調部１３３，１３５，１９２，１９３にそれぞれ出力する。
【００８０】
変調部１３３，１３５，１９２，１９３は、移動局から送信されたＭＣＳ情報を取得し、取得したＭＣＳ情報に基づいて、Ｓ／Ｐ変換部１３２から出力された信号に変調処理を施す。変調部１３３によって変調された信号は加算器１９４に出力され、変調部１９２，１９３によって変調された信号は加算器１９４，１９５にそれぞれ出力され、変調部１３５によって変調された信号は加算器１９５に出力される。なお、変調部１９２，１９３は、Ｓ／Ｐ変換部１３２から信号が出力されない場合には動作しない。
【００８１】
ここで、変調部１３３，１３５，１９２，１９３において変調された信号をそれぞれ、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４とおくと、合成信号Ｘ１，Ｘ２は以下のように表せる。
【数９】
2007004490.tif 000061
【００８２】
図１４は、本発明の実施の形態２に係る移動局２００の構成を示すブロック図である。この図において、多重数決定部２０１は、基地局１９０から送信された基地局アンテナ数情報を取得し、取得した基地局アンテナ数情報と受信品質測定部１５８から出力された受信品質情報とに基づいて、基地局１９０が送信する信号の多重数を決定する。
【００８３】
多重数の決定方法の具体例について図１５を用いて説明する。図１５では、受信品質情報をパイロット受信電力とし、基地局アンテナ数情報を２とする。多重数決定部２０１は、図１５に示すように、異なる２つの閾値を有し、閾値１及び閾値１より低い閾値２と受信電力レベルとの閾値判定結果に応じて多重数を決定する。具体的には、受信電力レベルが閾値１以上のとき多重数を４と決定し、閾値１未満、閾値２以上のとき多重数を３と決定し、閾値２未満のとき多重数を２と決定する。本実施の形態では、２×２ＭＩＭＯシステムにおいて、受信電力レベルが閾値１以上となり多重数４が決定される場合を想定している。決定された多重数を示す多重数制御情報はＭＣＳ選択部２０２に出力されると共に、基地局１９０に送信される。
【００８４】
ＭＣＳ選択部２０２は、受信品質測定部１５８から出力された受信品質情報と多重数決定部２０１から出力された多重数制御情報とに基づいて、基地局１９０において適用する変調方式及び符号化率を予め備えたＭＣＳテーブルから選択する。以下、説明を簡略化するため、符号化率を除き、変調方式についてのみ検討することとする。
【００８５】
ここで、基地局１９０が適用可能な変調方式をＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭとし、多重数を４とした場合、ＭＣＳ選択部２０２は図１６に示すようなＭＣＳテーブルからＭＣＳを選択することになる。ＭＳＣ選択部２０２は、選択したＭＣＳ（変調方式）に対応するインジケータをＭＣＳ情報として多重信号検出部２０３及び復調部１６２〜１６４，２０４に出力すると共に、基地局１９０に送信する。
【００８６】
多重信号検出部２０３は、信号分離部１５７から出力された信号の受信信号レベルに基づいて、ＭＬＤ評価式を選択し、選択したＭＬＤ評価式とＭＣＳ選択部２０２から出力されたＭＣＳ情報とを用いて、基地局１９０において合成された合成信号を検出する最尤推
定処理を行い、合成前の信号を検出信号として取得する。ただし、多重数４の場合には、多重信号検出部２０３は２回の最尤推定処理を行う。取得された検出信号は復調部１６２〜１６４，２０４に出力される。
【００８７】
図１７は、図１４に示した多重信号検出部２０３の内部構成を示すブロック図である。ここで、信号分離部１５７から出力された信号を受信合成信号ｙ１，ｙ２とし、各受信アンテナにおける雑音電力をｎ１，ｎ２とすると、受信合成信号ｙ１，ｙ２は送信信号と雑音電力とを用いて、以下のように表せる。
【数１０】
2007004490.tif 000062
【００８８】
図１７において、受信信号レベル判定部２０５は、受信合成信号ｙ１，ｙ２の受信レベルに応じて最尤推定処理部２０６，２０８におけるＭＬＤ評価式を決定し、決定した評価式を示す最尤推定制御情報を生成する。生成した最尤推定制御情報は最尤推定処理部２０６，２０８に出力される。
【００８９】
図１８は、受信信号レベル判定部２０５におけるＭＬＤ評価式の決定方法を示すフロー図である。ただし、図１１と共通する部分には図１１と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図１８において、ＳＴ２１１では、ｘ１及びｘ４を含むＭＬＤ評価式に決定し、ＳＴ２１２では、ｘ１，ｘ２，ｘ３を含むＭＬＤ評価式に決定し、ＳＴ２１３では、ｘ２，ｘ３，ｘ４を含むＭＬＤ評価式に決定する。
【００９０】
このように受信信号レベル判定部２０５は、受信合成信号ｙ１，ｙ２がいずれも雑音レベル以上の場合、どちらか一方が雑音レベル以上の場合、いずれも雑音レベル未満の場合の４通りについて判定し、それぞれの場合に応じたＭＬＤ評価式を決定し、図１９に示すように、決定したＭＬＤ評価式を示す最尤推定制御情報を最尤推定処理部２０６，２０８及びキャンセル部２０７に出力する。
【００９１】
本実施の形態では、３つの信号を合成（ｘ１＋ｘ２＋ｘ３、ｘ２＋ｘ３＋ｘ４）しているので、実施の形態１に比べて信号電力が大きく落ち込む可能性は低い。従って、受信ＳＮＲが良好な場合に受信合成信号を検出不可と判定することはまずない。
【００９２】
最尤推定処理部２０６は、受信合成信号ｙ１，ｙ２、ＭＣＳ情報、受信信号レベル判定部２０５から出力された最尤推定制御情報に基づいて、最尤推定（ＭＬＤ）処理を行い、送信信号を検出する。検出した信号はキャンセル部２０７に出力されると共に、多重信号検出部２０３から出力される。以下、図１９に示した最尤推定制御情報１〜３に応じたＭＬＤ処理について説明する。
【００９３】
まず、最尤推定制御情報が１の場合、すなわち、受信信号レベル判定部２０５においてｘ１及びｘ４を含むＭＬＤ評価式が決定された場合について説明する。この場合、受信合成信号ｙ１，ｙ２の受信信号レベルがともに雑音レベル以上であるので、式（１０）よりｘ２，ｘ３を消去してｘ１，ｘ４に関するＭＬＤ評価式を生成する。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数１１】
2007004490.tif 000063
【００９４】
最尤推定処理部２０６では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ１−ｘ４）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’１−ｘ’４）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号の差（ｙ１−ｙ２）とを比較し、（ｙ１−ｙ２）と（ｘ１−ｘ４）との差が最小となるｘ’１，ｘ’４の組み合わせを検出信号とする。
【００９５】
次に、最尤推定制御情報が２の場合、すなわち、受信信号レベル判定部２０５においてｘ１、ｘ２及びｘ３を含むＭＬＤ評価式が決定された場合について説明する。この場合、受信合成信号ｙ２の受信信号レベルが雑音レベルより低いので、受信合成信号ｙ１のみを用いてＭＬＤ処理を行う。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数１２】
2007004490.tif 000064
【００９６】
最尤推定処理部２０６では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ１＋ｘ２＋ｘ３）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’１＋ｘ’２＋ｘ’３）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号ｙ１とを比較し、ｙ１と（ｘ’１＋ｘ’２＋ｘ’３）の差が最小となるｘ’１，ｘ’２，ｘ’３の組み合わせを検出信号とする。
【００９７】
次に、最尤推定制御情報が３の場合、すなわち、受信信号レベル判定部２０５においてｘ２、ｘ３及びｘ４を含むＭＬＤ評価式が決定された場合について説明する。この場合、受信合成信号ｙ１の受信信号レベルが雑音レベルより低いので、受信合成信号ｙ２のみを用いてＭＬＤ処理を行う。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数１３】
2007004490.tif 000065
【００９８】
最尤推定処理部２０６では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ２＋ｘ３＋ｘ４）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’２＋ｘ’３＋ｘ’４）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号ｙ２とを比較し、ｙ２と（ｘ’２＋ｘ’３＋ｘ’４）の差が最小となるｘ２，ｘ３，ｘ４の組み合わせを検出信号とする。
【００９９】
なお、図１７は最尤推定制御情報が１の場合に最尤推定処理部２０６において２つの信号が検出されることを示しているが、最尤推定制御情報が２，３の場合は最尤推定処理部２０６において３つの信号が検出されることになり、最尤推定処理部２０８では信号は検出されないことになる。
【０１００】
上述した最尤推定制御情報１〜３のいずれにおいても、ＭＬＤ評価式中の受信合成信号
が同一変調方式である場合、信号点配置の組み合わせが重なることにより、送信信号の検出誤りが発生する可能性があるが、送信側で電力制御や位相回転を与えることによって、この可能性を低減できる。
【０１０１】
キャンセル部２０７は、受信合成信号と最尤推定処理部２０６から出力された検出信号とを用いて、最尤推定処理部２０６において相殺した信号を検出する。ただし、キャンセル部２０７は受信信号レベル判定部２０５から出力された最尤推定制御情報が１以外では動作しない。以下、最尤推定制御情報１の場合におけるキャンセル部２０７の処理について説明する。
【０１０２】
受信合成信号と最尤推定処理部２０６において検出されたｘ１，ｘ４が既知情報となるので、式（１０）よりｘ２，ｘ３は次のように表せる。
【数１４】
2007004490.tif 000066
【０１０３】
従って、検出された信号ｘ１，ｘ４を受信合成信号ｙ１，ｙ２からキャンセルすることによりｘ２及びｘ３の合成信号が検出される。検出された合成信号は、以下のように利得を得た状態で最尤推定処理部２０８に出力される。
【数１５】
2007004490.tif 000067
【０１０４】
最尤推定処理部２０８は、キャンセル部２０７から出力された上式（１５）が示す合成信号、ＭＣＳ情報、受信信号レベル判定部２０５から出力された最尤推定制御情報に基づいて、最尤推定処理を行い、送信信号を検出する。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。ただし、最尤推定処理部２０８は、キャンセル部２０７と同様、最尤推定制御情報が１以外では動作しない。
【数１６】
2007004490.tif 000068
【０１０５】
最尤推定処理部２０８では、式（１６）に示すように、ＭＣＳ情報からｘ２とｘ３の変調方式を特定し、（ｘ２＋ｘ３）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’２＋ｘ’３）を生成し、生成したレプリカと（ｙ１＋ｙ２）−（ｘ１＋ｘ４）とを比較し、その差が最小となるｘ’２，ｘ’３の組み合わせを検出信号とする。
【０１０６】
最尤推定処理部２０８においても最尤推定処理部２０６と同様、信号点配置の組み合わせが重なることにより、送信信号の検出誤りが発生する可能性があるが、送信側で電力制御や位相回転を与えることによってこの可能性を低減できる。
【０１０７】
本実施の形態では、「送信アンテナ数＋２」の多重化を実現する場合について説明した
が、本発明はこれに限らず、「送信アンテナ数＋２」以上の多重化も実現することができ、この場合、多重数に応じた最尤推定処理及びキャンセル処理を適宜行うことになる。
【０１０８】
このように実施の形態２によれば、受信側において、多重数に応じた最尤推定処理及びキャンセル処理を行うことにより、「送信アンテナ数＋２」以上で多重化された信号を復調することができるので、データレートをより向上させることができる。また、より多くの信号を合成することにより、受信側において信号レベルが大きく落ち込むことを回避し、受信特性を改善することができる。
【０１０９】
なお、本実施の形態では、基地局１９０から移動局２００へのデータ送信を想定したが、移動局２００から基地局１９０へのデータ送信についても同様に実施できる。
【０１１０】
また、本実施の形態では、２×２ＭＩＭＯシステムにおいて、「送信アンテナ数＋２」以上の多重化を実現する場合について説明したが、３×３以上のＭＩＭＯシステムにおいても同様の方法で「送信アンテナ数＋２」以上の多重化を実現できる。
【０１１１】
また、本実施の形態では、２×２ＭＩＭＯシステムにおいて、４つの送信信号を送信する場合について説明したが、Ｄｏｕｂｌｅ−ＳＴＴＤのように送信側と受信側とで異なるアンテナ数を有するＭＩＭＯシステムにおいても「送信アンテナ数＋２」以上の多重化を実現できる。Ｄｏｕｂｌｅ−ＳＴＴＤの代表的な４×２ＭＩＭＯシステムの構成において、例えば６つの送信信号を送信する場合、ｘ１〜ｘ６の６つの送信信号から４つの合成信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４を生成し、各送信アンテナから送信することになる。このとき、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４は次のように表すことができる。
【数１７】
2007004490.tif 000069
【０１１２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、実施の形態１と同様、送信アンテナ２本、受信アンテナ２本の２×２ＭＩＭＯシステムを想定し、これに対して、ｘ１，ｘ２，ｘ３の３つの送信信号を多重化することを考える。
【０１１３】
図２０は、本発明の実施の形態３に係る移動局２２０の構成を示すブロック図である。この図において、合成信号判定部２２１，２２２は、ＭＣＳ選択部１６０から出力されたＭＣＳ情報に基づいて、信号分離部１５７から出力された受信合成信号の信号点を判定する。
【０１１４】
信号分離部１５７による合成信号の分離が不完全である場合や雑音電力が大きい場合、多重信号検出部１６１における検出精度に影響が生じる可能性がある。そこで、受信合成信号の信号点を判定し、信号の組み合わせを特定することにより、多重信号検出部１６１における検出精度を向上させることができる。
【０１１５】
信号分離部１５７において分離された受信合成信号ｙ１，ｙ２は、上式（２）で表せる
。仮に、ｘ１の変調方式をＱＰＳＫ、ｘ２の変調方式をＱＰＳＫ、ｘ３の変調方式をＢＰＳＫとすると、合成信号ｙ１の信号点配置は図２１Ａのように表すことができ、合成信号ｙ２の信号点配置は図２１Ｂのように表すことができる。
【０１１６】
信号分離部１５７から出力された受信合成信号は雑音や干渉の影響により本来の合成信号の信号点から離れた位置（図中、雑音による広がりとして示した円）で観測されるが、このような受信合成信号について判定境界を用いて判別することにより、どの信号点であったかを特定する。特定された受信合成信号は多重信号検出部１６１に出力される。
【０１１７】
図２１Ａでは信号点の重なりが生じているが、合成信号判定部２２１，２２２では合成された送信信号ｘ１，ｘ２，ｘ３それぞれを特定するものではなく、合成信号ｘ１＋ｘ２，ｘ２＋ｘ３そのものを特定するので信号点の重なりによる影響はない。
【０１１８】
このように実施の形態３によれば、合成信号の受信ＳＮＲが低い場合、または、信号分離が不完全で干渉成分が残留している場合でも、合成信号の信号点を判定することにより、雑音及び干渉を除去した合成信号を特定することができるので、最尤推定処理における送信信号の検出精度を向上させることができ、受信品質を改善することができる。
【０１１９】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４では、実施の形態１と同様、送信アンテナ２本、受信アンテナ２本の２×２ＭＩＭＯシステムを想定し、これに対して、ｘ１，ｘ２，ｘ３の３つの送信信号を多重化することを考える。
【０１２０】
図２２は、本発明の実施の形態４に係る基地局２３０の構成を示すブロック図である。送信ビームフォーミング部２３１は、移動局から送信（フィードバック）されたチャネル推定情報を取得し、取得したチャネル推定情報に基づいて送信ウェイトを生成し、生成した送信ウェイトを合成信号に乗算する。合成信号Ｘ１，Ｘ２は上式（１）で表せる。
【０１２１】
次に、送信ビームフォーミング部２３１における演算処理について説明する。まず、送信ウェイト行列Ｗは、チャネル推定情報Ｈの相関行列ＨＨＨを固有値分解することにより得られる。以下に固有値分解の様子を示す。
【数１８】
2007004490.tif 000070
【０１２２】
ここで、H（上付き添え字Ｈ）はエルミート共役を表す。Ｅは固有ベクトルからなるユニタリ行列であり、Ｄは固有値λ１，λ２からなる対角行列Ｄ＝diag［λ１，λ２］である。また、送信ウェイト行列Ｗ＝Ｅである。送信ウェイト行列の各要素をｗ１〜ｗ４とおくと、送信ビームフォーミング部２３１においてウェイト乗算された合成信号Ｘ’１，Ｘ’２は次のように表せる。
【数１９】
2007004490.tif 000071
【０１２３】
図２３は、本発明の実施の形態４に係る移動局２４０の構成を示すブロック図である。この図において、チャネル推定部１５６は、受信ＲＦ部１５３，１５４から出力されたパイロット信号に基づいて、チャネル推定を行い、推定した値をチャネル推定情報として受信ビームフォーミング部２４１に出力し、また、基地局２３０に送信する。
【０１２４】
受信ビームフォーミング部２４１は、チャネル推定部１５６から出力されたチャネル推定情報に基づいて受信ウェイトを生成し、生成した受信ウェイトを用いて、受信ＲＦ部１５３，１５４から出力された受信信号を分離する。
【０１２５】
次に、受信ビームフォーミング部２４１における演算処理について説明する。まず、チャネル推定情報Ｈの相関行列ＨＨＨを固有値分解することにより、固有ベクトルからなるユニタリ行列Ｅが求められる。受信ウェイト行列Ｖは、チャネル推定情報Ｈ及びユニタリ行列Ｅを用いて、以下のように表せる。
【数２０】
2007004490.tif 000072
【０１２６】
受信ビームフォーミング部２４１では、上式（２０）によって求められた受信ウェイト行列Ｖを受信信号に乗算することにより、信号が分離され、受信合成信号が検出される。各アンテナにおける受信信号をｒ１，ｒ２、受信ウェイト行列Ｖの各要素をｖ１〜ｖ４、各受信アンテナにおける雑音電力をｎ１，ｎ２とすると、受信ビームフォーミング部２４１における信号分離出力（受信合成信号）ｙ１，ｙ２は次のように表せる。
【数２１】
2007004490.tif 000073
【０１２７】
このようにして求められた受信合成信号、及び、固有値分解の結果得られた固有値情報（λ１，λ２）は多重信号検出部２４２に出力される。
【０１２８】
図２４は、図２３に示した多重信号検出部２４２の内部構成を示すブロック図である。この図において、最尤推定処理部２４３は、受信合成信号ｙ１，ｙ２、固有値情報、ＭＣＳ情報、受信信号レベル判定部１７１から出力された最尤推定制御情報に基づいて、最尤推定処理を行い、送信信号を検出する。ただし、最尤推定制御情報は図１２に示した内容と同じである。検出された信号はキャンセル部２４４に出力されると共に、多重信号検出部２４２から出力される。以下、図１２に示した最尤推定制御情報１〜３に応じたＭＬＤ処理について説明する。
【０１２９】
まず、最尤推定制御情報が１の場合、受信合成信号ｙ１，ｙ２がともに雑音レベル以上であるので、式（２１）よりｘ２を消去してｘ１，ｘ３に関するＭＬＤ評価式を生成する。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数２２】
2007004490.tif 000074
【０１３０】
最尤推定処理部２４３では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ１−ｘ３）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’１−ｘ’３）を生成し、生成したレプリカと固有値を含む受信合成信号の差（ｙ１−λ１ｙ２／λ２）とを比較し、（ｙ１−λ１ｙ２／λ２）とλ１（ｘ’１−ｘ’３）との差が最小となるｘ’１，ｘ’３の組み合わせを検出信号とする。
【０１３１】
次に、最尤推定制御情報が２の場合、受信合成信号ｙ２の受信信号レベルが雑音レベルより低いので、受信合成信号ｙ１のみを用いてＭＬＤ処理を行う。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数２３】
2007004490.tif 000075
【０１３２】
最尤推定処理部２４３では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ１＋ｘ２）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’１＋ｘ’２）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号ｙ１とを比較し、ｙ１とλ１（ｘ’１＋ｘ’２）の差が最小となるｘ’１，ｘ’２の組み合わせを検出信号とする。
【０１３３】
また、ＭＣＳ情報よりｘ２，ｘ３が同一変調方式の場合、信号が逆位相で合成されたため、合成受信信号ｙ２のレベルが落ち込んだと考えられる。例えば、ｘ２，ｘ３の変調方式がともにＱＰＳＫの場合、ベースバンド信号ｘ２＝１＋ｊとｘ３＝−１−ｊの合成信号ｘ２＋ｘ３＝０となってしまう。このとき、ｘ２＝−ｘ３の関係があるので、式（２３）より検出されたｘ２を用いてｘ３を導出できる。
【０１３４】
次に、最尤推定制御情報が３の場合、受信合成信号ｙ１の受信信号レベルが雑音レベルより低いので、受信合成信号ｙ２のみを用いてＭＬＤ処理を行う。このとき、ＭＬＤ評価式は次のように表せる。
【数２４】
2007004490.tif 000076
【０１３５】
最尤推定処理部２４３では、ＭＣＳ情報から変調方式を特定し、（ｘ２＋ｘ３）における信号点配置の全組み合わせについてレプリカ（ｘ’２＋ｘ’３）を生成し、生成したレプリカと受信合成信号ｙ２とを比較し、ｙ２とλ２（ｘ’２＋ｘ’３）の差が最小となるｘ’２，ｘ’３の組み合わせを検出信号とする。
【０１３６】
キャンセル部２４４は、受信合成信号と最尤推定処理部２４３から出力された検出信号とを用いて、最尤推定処理部２４３において相殺した信号を検出する。以下、最尤推定制御情報１の場合におけるキャンセル部２４４の処理について説明する。
【０１３７】
受信合成信号と最尤推定処理部２４３において検出されたｘ１，ｘ３が既知情報となるので、式（２１）よりｘ２は次のように表せる。
【数２５】
2007004490.tif 000077
【０１３８】
従って、検出された信号ｘ１，ｘ３に固有値λ１，λ２を乗算した値を受信合成信号ｙ１，ｙ２からキャンセルすることによりｘ２が求まる。このとき、式（２５）における２つの式を合成することで、以下に示すようにｘ２は利得を得ることができる。
【数２６】
2007004490.tif 000078
【０１３９】
このように実施の形態４によれば、送受信ビームフォーミングを行うことにより、見かけ上、合成信号が全く混信することなく受信されるので、最尤推定処理における送信信号の検出精度を向上させることができ、また、最尤推定処理においてキャンセルされた信号を当該信号の利得をより向上させて検出することができるので、受信品質を改善することができる。
【０１４０】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【０１４１】
本発明に係る送信装置、受信装置及び通信方法は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、各実施の形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１４２】
本発明に係る送信装置及び受信装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置及び基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。
【０１４３】
なお、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係る通信方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係る送信装置及び受信装置と同様の機能を実現することができる。
【０１４４】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。
【０１４５】
また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。
【０１４６】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
【０１４７】
さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
【０１４８】
本明細書は、２００５年６月３０日出願の特願２００５−１９１４８１に基づくものである。この内容は全てここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明に係る送信装置、受信装置及び通信方法は、ＭＩＭＯシステムにおいてデータレートを向上させることができるという効果を有し、通信端末装置、基地局装置等に適用できる。 
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】一般的な２×２ＭＩＭＯシステムの概略構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係る送受信系の概略構成を示すブロック図
【図３】図２に示した送受信系の通信手順を示すシーケンス図
【図４】図３に示した基地局の構成を示すブロック図
【図５Ａ】合成信号Ｘ１の信号点配置を示す図
【図５Ｂ】合成信号Ｘ２の信号点配置を示す図
【図６】図４に示した移動局の構成を示すブロック図
【図７】図６に示した多重数決定部における多重数決定方法の具体例の説明に供する図
【図８】多重数２の場合のＭＣＳテーブルを示す図
【図９】多重数３の場合のＭＣＳテーブルを示す図
【図１０】図６に示した多重信号検出部の内部構成を示すブロック図
【図１１】図１０に示した受信信号レベル判定部におけるＭＬＤ評価式の決定方法を示すフロー図
【図１２】受信信号レベル判定結果と最尤推定制御情報との対応関係を示す図
【図１３】本発明の実施の形態２に係る基地局の構成を示すブロック図
【図１４】本発明の実施の形態２に係る移動局の構成を示すブロック図
【図１５】図１４に示した多重数決定部における多重数決定方法の具体例の説明に供する図
【図１６】多重数４の場合のＭＣＳテーブルを示す図
【図１７】図１４に示した多重信号検出部の内部構成を示すブロック図
【図１８】図１７に示した受信信号レベル判定部におけるＭＬＤ評価式の決定方法を示すフロー図
【図１９】受信信号レベル判定結果と最尤推定制御情報との対応関係を示す図
【図２０】本発明の実施の形態３に係る移動局の構成を示すブロック図
【図２１】受信合成信号の信号点配置を示す図
【図２２】本発明の実施の形態４に係る基地局の構成を示すブロック図
【図２３】本発明の実施の形態４に係る移動局の構成を示すブロック図
【図２４】図２３に示した多重信号検出部の内部構成を示すブロック図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007004490.tif 000079
【図２】
2007004490.tif 000080
【図３】
2007004490.tif 000081
【図４】
2007004490.tif 000082
【図５Ａ】
2007004490.tif 000083
【図５Ｂ】
2007004490.tif 000084
【図６】
2007004490.tif 000085
【図７】
2007004490.tif 000086
【図８】
2007004490.tif 000087
【図９】
2007004490.tif 000088
【図１０】
2007004490.tif 000089
【図１１】
2007004490.tif 000090
【図１２】
2007004490.tif 000091
【図１３】
2007004490.tif 000092
【図１４】
2007004490.tif 000093
【図１５】
2007004490.tif 000094
【図１６】
2007004490.tif 000095
【図１７】
2007004490.tif 000096
【図１８】
2007004490.tif 000097
【図１９】
2007004490.tif 000098
【図２０】
2007004490.tif 000099
【図２１】
2007004490.tif 000100
【図２２】
2007004490.tif 000101
【図２３】
2007004490.tif 000102
【図２４】
2007004490.tif 000103
【国際調査報告】
2007004490.tif 000104
2007004490.tif 000105
2007004490.tif 000106
2007004490.tif 000107