(57)【要約】      （修正有）【課題】伝送速度を向上できる通信装置、通信方法、通信プログラム、プロセッサ、及び通信システムを提供する。【解決手段】受信信号に対して等化処理を繰り返す繰り返し処理部Ｒ１と、前記繰り返し処理部Ｒ１で除去可能な干渉量を考慮してプリコーディング行列を決定するＰＭＩ決定部Ｐ１と、前記プリコーディング行列を示す情報を送信する制御情報送信部２０７と、を具備する。【選択図】図４
2013135271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号に対して等化処理を繰り返す繰り返し処理部と、
前記繰り返し処理部で除去可能な干渉量を考慮してプリコーディング行列を決定するＰＭＩ決定部と、
前記プリコーディング行列を示す情報を送信する制御情報送信部と、
を具備する通信装置。
【請求項２】
前記ＰＭＩ決定部は、コードワード数に応じて前記プリコーディング行列を決定する請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記ＰＭＩ決定部は、前記繰り返し処理部で除去可能な干渉量の期待値に基づいて、等化重みを算出する請求項１記載の通信装置。
【請求項４】
前記ＰＭＩ決定部は、ＥＸＩＴ解析を用いてプリコーディング行列を決定する請求項１記載の通信装置。
【請求項５】
前記ＰＭＩ決定部は、相互情報量を少なくとも２つ算出し、算出した少なくとも２つの相互情報量を線形補間して得られる等化器曲線を用いてＥＸＩＴ解析を行う請求項３記載の通信装置。
【請求項６】
前記ＰＭＩ決定部は、ＥＸＩＴ解析を行う請求項３記載の通信装置。
【請求項７】
ＰＭＩ決定部が、受信信号に対して等化処理を繰り返す繰り返し処理部が除去可能な干渉量を考慮してプリコーディング行列を決定するＰＭＩ決定過程と、
制御情報送信部が、前記プリコーディング行列を示す情報を送信する制御情報送信過程と、
を有する通信方法。
【請求項８】
通信装置のコンピュータに、
受信信号に対して等化処理を繰り返す繰り返し処理部が除去可能な干渉量を考慮してプリコーディング行列を決定するＰＭＩ決定手段、
前記プリコーディング行列を示す情報を送信する制御情報送信手段、
を実行させるための通信プログラム。
【請求項９】
受信信号に対する等化処理で除去可能な干渉量を考慮してプリコーディング行列を決定するプロセッサ。
【請求項１０】
通信装置を備える通信システムにおいて、
第１の通信装置は、
第２の通信装置からの受信信号に対して等化処理を繰り返す繰り返し処理部と、
前記繰り返し処理部で除去可能な干渉量を考慮してプリコーディング行列を決定するＰＭＩ決定部と、
前記プリコーディング行列を示す情報を送信する制御情報送信部と、
を具備し、
第２の通信装置は、
前記第１の通信装置が送信した情報が示すプリコーディング行列を用いて、プリコーディングを行うプリコーディング部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、通信装置、通信方法、通信プログラム、プロセッサ、及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で標準化が行なわれたＬＴＥ（Long Term Evolution）リリース８（Ｒｅｌ−８）の無線通信システムでは、最大２０ＭＨｚの帯域を利用して１００Ｍｂｐｓ以上の高速通信を行なうことが可能である。このＬＴＥ  Ｒｅｌ−８の下りリンク（基地局装置から端末装置への通信）における伝送方式としては、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重、Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が採用されている。ＯＦＤＭが採用された理由は、周波数選択フェージングに強い耐性を持つこと、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送と親和性が高いこと等である。
【０００３】
ＬＴＥ  Ｒｅｌ−８の下りリンクでは、最大４アンテナポートを用いたＭＩＭＯ伝送が可能である。ＭＩＭＯ伝送について、ＬＴＥ  Ｒｅｌ−８では、閉ループ型ＭＩＭＯが採用されている。閉ループ型ＭＩＭＯでは、送信装置は、受信装置での信号分離能力を上げるため、瞬時の伝搬路（チャネル）に応じて、適切なプリコーディング行列を送信信号に乗算して送信を行なう。
【０００４】
ところで、受信装置である端末装置（移動端末装置、移動局装置、端末とも称する）は、端末装置が適切なプリコーディング行列を基地局装置（基地局、制御局装置とも称する）に通知する。ここで、端末装置は、プリコーディング行列の一覧（コードブック）の中からプリコーディング行列を選択し、そのインデックス（PMI、Precoding Matrix Indicator）を基地局装置に通知する。
例えば非特許文献１には、プリコーディング行列の選択手法の一例について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】R1-112434、“Capacity enhancement of DL MU-MIMO with increased PMI feedback bits for small-cells scenario”、NTT DOCOMO
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１の選択手法では、受信装置の構成や受信装置での処理によっては、伝送速度を十分に発揮できないという欠点があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、伝送速度を向上できる通信装置、通信方法、通信プログラム、プロセッサ、及び通信システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、受信信号に対して等化処理を繰り返す繰り返し処理部と、前記繰り返し処理部で除去可能な干渉量を考慮してプリコーディング行列を決定するＰＭＩ決定部と、前記プリコーディング行列を示す情報を送信する制御情報送信部と、を具備する通信装置である。
【０００８】
（２）また、本発明の一態様は、上記の通信装置において、前記ＰＭＩ決定部は、コードワード数に応じて前記プリコーディング行列を決定する。
【０００９】
（３）また、本発明の一態様は、上記の通信装置において、前記ＰＭＩ決定部は、前記繰り返し処理部で除去可能な干渉量の期待値に基づいて、等化重みを算出する。
【００１０】
（４）また、本発明の一態様は、上記の通信装置において、前記ＰＭＩ決定部は、ＥＸＩＴ解析を用いてプリコーディング行列を決定する。
【００１１】
（５）また、本発明の一態様は、上記の通信装置において、前記ＰＭＩ決定部は、相互情報量を少なくとも２つ算出し、算出した少なくとも２つの相互情報量を線形補間して得られる等化器曲線を用いてＥＸＩＴ解析を行う。
【００１２】
（６）また、本発明の一態様は、上記の通信装置において、前記ＰＭＩ決定部は、ＥＸＩＴ解析を行う。
【００１３】
（７）また、本発明の一態様は、ＰＭＩ決定部が、受信信号に対して等化処理を繰り返す繰り返し処理部が除去可能な干渉量を考慮してプリコーディング行列を決定するＰＭＩ決定過程と、制御情報送信部が、前記プリコーディング行列を示す情報を送信する制御情報送信過程と、を有する通信方法である。
【００１４】
（８）また、本発明の一態様は、通信装置のコンピュータに、受信信号に対して等化処理を繰り返す繰り返し処理部が除去可能な干渉量を考慮してプリコーディング行列を決定するＰＭＩ決定手段、前記プリコーディング行列を示す情報を送信する制御情報送信手段、を実行させるための通信プログラムである。
【００１５】
（９）また、本発明の一態様は、受信信号に対する等化処理で除去可能な干渉量を考慮してプリコーディング行列を決定するプロセッサである。
【００１６】
（１０）また、本発明の一態様は、通信装置を備える通信システムにおいて、第１の通信装置は、第２の通信装置からの受信信号に対して等化処理を繰り返す繰り返し処理部と、前記繰り返し処理部で除去可能な干渉量を考慮してプリコーディング行列を決定するＰＭＩ決定部と、前記プリコーディング行列を示す情報を送信する制御情報送信部と、を具備し、第２の通信装置は、前記第１の通信装置が送信した情報が示すプリコーディング行列を用いて、プリコーディングを行うプリコーディング部を具備する通信システムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、伝送速度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本実施形態に係る端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】本実施形態に係るＯＦＤＭ信号生成部の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】本実施形態に係る基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】本実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信部の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】本実施形態に係る繰り返し処理部の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】本実施形態に係るＰＭＩ決定部の構成を示す概略ブロック図である。
【図８】本実施形態に係る期待値λと誤り率の関係の一例を表す図である。
【図９】本実施形態に係る期待値λと誤り率の関係の別の一例を表す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るＰＭＩ決定部の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】本実施形態に係るＥＸＩＴチャート情報の一例を表す概略図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るＰＭＩ決定部の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態では、アップリンクの伝送方式として、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiple Access、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）とも称する）を用いた場合について説明する。ただし、本発明はこれに限らず、伝送方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）を用いる場合であってもよいし、また、各実施形態でのアップリンクの処理を、ダウンリンクの処理に適用してもよい。また、各実施形態ではＬＴＥ（Long Term Evolution）の無線通信システムを一例に説明を行うが、他の規格や他の方式（例えば、無線ＬＡＮやＷｉＭＡＸ等）の無線通信システムにも適用してもよい。
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。無線通信システムは、端末装置１及び基地局装置２を具備する。
【００２１】
端末装置１は、互いに既知である信号（参照信号）を基地局装置２へ送信する。基地局装置２は受信した参照信号を用いてチャネル推定を行う。
基地局装置２は、チャネル推定の結果得られたチャネル推定値を用いて、プリコーディング行列の一覧（コードブックとも称する）の中から、アップリンクのデータ伝送に用いるべきプリコーディング行列を決定する。ここで、基地局装置２は、繰り返し等化処理（例えば、ターボ等化、ＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）等の処理）で除去可能な干渉量に基づいて、プリコーディング行列を決定する。基地局装置２は、決定したプリコーディング行列を示すインデックス（ＰＭＩ；Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を端末装置１に通知する。
端末装置１は、通知されたＰＭＩに基づいて、信号にプリコーディングを適用し、プリコーディングを適用した信号を、基地局装置へ伝送する。
なお、図１には、無線通信システムが、基地局装置２と通信を行う端末装置１がそれぞれ１つを具備する場合を示したが、端末装置１又は基地局装置２を複数具備してもよい。
【００２２】
＜端末装置１について＞
図２は、本実施形態に係る端末装置１の構成を示す概略ブロック図である。端末装置１は、Ｓ／Ｐ（Ｓｅｒｉａｌ  ｔｏ  Ｐａｒａｌｌｅｌ）変換部１０１、符号化部１０２−１〜１０２−Ｃ、レイヤマッピング部１０３、変調部１０４−１〜１０４−Ｌ、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部１０５−１〜１０５−Ｌ、受信アンテナ１０６、制御情報受信部１０７、ＰＭＩ抽出部１０８、プリコーディング部１１、参照信号生成部１２１、参照信号多重部１２２−１〜１２２−Ｎｔ、スペクトルマッピング部１２３−１〜１２３−Ｎｔ、ＯＦＤＭ信号生成部１２４−１〜１２４−Ｎｔ、及び、送信アンテナ１２５−１〜１２５−Ｎｔを含んで構成される。
【００２３】
Ｓ／Ｐ変換部１０１には、基地局装置１へ送信されるビット系列が入力される。Ｓ／Ｐ変換部１０１は、入力されたビット系列をシリアル−パラレル変換することで、Ｃ（Ｃをコードワード数とも称する）個のビット系列を生成する。Ｓ／Ｐ変換部１０１は、生成したＣ個のビット系列各々を、それぞれ対応する符号化部１０２−１〜１０２−Ｃのいずれかへ出力する。
【００２４】
符号化部１０２−ｃ（ｃ＝１〜Ｃ）は、Ｓ／Ｐ変換部１０１から入力されたビット系列を、誤り訂正符号化する。ここで、符号化部１０２−１〜１０２−Ｃは、それぞれで同一の符号化方式及び符号化率で誤り訂正符号化してもよいし、それぞれで異なる符号化方式又は符号化率で誤り訂正符号化してもよい。符号化部１０２−ｃは、誤り訂正符号化後のビット系列をレイヤマッピング部１０３へ出力する。
【００２５】
レイヤマッピング部１０３は、符号化部１０２−１〜１０２−Ｃから入力されたＣ個のビット系列（コードワードとも称する）をＬ個のグループにまとめ、まとめたＬ個のグループのビット系列各々を、それぞれ対応する変調部１０４−１〜１０４−Ｌのいずれかへ出力する。ここでＬは、レイヤ数とも称され、また、ストリーム数又はランク数とも称されたり、これらの言葉と同じ意味で用いられてもよい。
【００２６】
変調部１０４−ｎ（ｎ＝１、・・・、Ｌ）は、レイヤマッピング部１０３から入力されたビット系列を、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の変調方式で、変調シンボルへ変換する。ここで、ｎは、レイヤを識別する情報を表し、レイヤ番号とも称する。つまり、変調部１０４−ｎ及びＤＦＴ部１０５−ｎは、第ｎレイヤの信号を生成する。
なお、変調部１０４−１〜１０４−Ｌは、それぞれで同一の変調方式で変調してもよいし、それぞれで異なる変調方式で変調してもよい。例えば、変調部１０４−１〜１０４−Ｌは、レイヤ番号１〜Ｌの信号の受信品質（例えば、後述するＤＭＲＳを用いて推定した受信品質）等に基づいて、それぞれ異なる変調方式で変調してもよい。
変調部１０４−ｎは、変換後の変調シンボルをＤＦＴ部１０５−ｎへ出力する。
【００２７】
ＤＦＴ部１０５−ｎは、変調部１０４−ｎから入力された変調シンボルを、ＮＤＦＴ個毎に離散フーリエ変換することで、時間領域信号から周波数領域信号へ変換する。ＤＦＴ部１０５−ｎは、変換後のサブキャリア毎の周波数領域信号Ｓｎ（ｋ）をプリコーディング部１１へ出力する。なお、ｋは、サブキャリアを識別する情報を表し、サブキャリア番号とも称する。Ｓｎ（ｋ）は、第ｎレイヤの第ｋサブキャリアの信号を表す。
【００２８】
制御信号受信部１０７は、受信アンテナ１０６を介して、基地局装置２が送信した信号を受信する。制御信号受信部１０７は、受信した信号を復調して復号することで、基地局装置２からの情報を取得する。制御信号受信部１０７は、取得した情報をＰＭＩ抽出部１０８へ出力する。
ＰＭＩ抽出部１０８は、制御信号受信部１０７から入力された情報から、基地局装置２が決定したＰＭＩを抽出し、抽出したＰＭＩをプリコーディング部１１へ出力する。
【００２９】
プリコーディング部１１は、ＤＦＴ部１０５−１〜１０５−Ｌから入力されたＳ１（ｋ）〜ＳＬ（ｋ）に対して、ＰＭＩ抽出部１０８から入力されたＰＭＩが示すプリコーディング行列Ｗを乗算する。すなわち、プリコーディング部１１は、基地局装置２の繰り返し等化処理で除去可能な干渉量に基づいたプリコーディングを行う。
具体的には、プリコーディング部１１は、次の処理を行う。プリコーディング部１１は、サブキャリア毎に、周波数領域信号Ｓｎ（ｋ）から次式（１）の送信信号ベクトルＳ（ｋ）を生成する。
【００３０】
【数１】
2013135271.tif 000003
【００３１】
ここで、Ｔは、転置処理を表す。プリコーディング部１１は、ＰＭＩとプリコーディング行列が対応付けられた一覧（コードブック）を予め記憶する。プリコーディング部１１は、ＰＭＩ抽出部１０８から入力されたＰＭＩが示すプリコーディング行列Ｗであって、Ｎｔ行Ｌ列のプリコーディング行列Ｗを、コードブックから選択する。なお、プリコーディング部１１は、端末装置が使用するアンテナ数或いはアンテナポート数に基づいて、複数のコードブックの中から１つを選択し、選択したコードブックからＰＭＩが示すプリコーディング行列Ｗを選択してもよい。プリコーディング部１１は、選択したプリコーディング行列Ｗを、周波数領域信号Ｓｎ（ｋ）に乗算することで、送信信号ベクトルＳ’（ｋ）を生成する。送信信号ベクトルＳ’（ｋ）は、次式（２）で表される。
【００３２】
【数２】
2013135271.tif 000004
【００３３】
ここで、Ｓ’（ｋ）は、Ｎｔ個の成分をもつベクトルである。なお、プリコーディング部１１は、各サブキャリアの周波数領域信号Ｓｎ（ｋ）に対して、同じプレコーディング行列Ｗを乗算するが、本発明はこれに限られない。例えば、プリコーディング部１１は、サブキャリア毎のＰＭＩが入力され、サブキャリア毎に異なるプリコーディング行列Ｗ（ｋ）を、そのサブキャリアの周波数領域信号Ｓｎ（ｋ）に乗算してもよい。
プリコーディング部１１は、生成した送信信号ベクトルＳ’（ｋ）の各成分の信号（データ信号とも称する）を、それぞれ対応する参照信号多重部１２２−１〜１２２−Ｎｔのいずれかへ出力する。
【００３４】
参照信号生成部１２１は、ＳＲＳ（Sounding Reference Signal）とＤＭＲＳ（De-Modulation Reference Signal；復調用参照信号）の２種類の参照信号（リファレンス信号、パイロット信号とも称する）を生成する。参照信号とは、端末装置１及び基地局装置２で、その信号の波形を示す情報を予め記憶する信号である。参照信号生成部１２１は、周波数領域信号Ｓｎ（ｋ）と同じプリコーディングを、ＤＭＲＳに対して行う。参照信号生成部１２１は、生成したＳＲＳと、プリコーディング後のＤＭＲＳと、を含む信号（参照用信号とも称する）を参照信号多重部１２２−１〜１２２−Ｎｔへ出力する。
【００３５】
参照信号多重部１２２−ｎｔ（ｎｔ＝１、・・・、Ｎｔ）は、プリコーディング部１１から入力されたＮＤＦＴ個毎のデータ信号と、参照信号生成部１２１から入力された参照用信号と、を多重することで、送信フレームを構成する。参照信号多重部１２２−ｎｔは、多重後の信号をスペクトルマッピング部１２３−ｎｔへ出力する。
【００３６】
スペクトルマッピング部１２３−ｎｔは、参照信号多重部１２２−ｎｔから入力された信号を、システム帯域内の周波数に配置する。ここで、スペクトルマッピング部１２３−ｎｔは、ＳＲＳを予め定められたＳＲＳ配置リソースに配置し、プリコーディング後のＤＭＲＳ、およびデータ信号をデータ配置リソースに配置する。
なお、スペクトルマッピング部１２３−ｎｔは、予め定められた割当情報（マッピング情報とも称する）に従って信号を配置してもよいし、基地局装置２から通知された割当情報に従って信号を配置してもよいし、他の割当情報に従ってもよい。また、基地局装置２の繰り返し等化処理やその等化処理で除去可能な干渉量に応じた割当情報、例えば、スペクトルマッピング部１２３−ｎｔは、基地局装置２から通知されたＰＭＩに応じた割当情報に従って信号を配置してもよい。また、スペクトルマッピング部１２３−ｎｔは、連続するサブキャリアに信号を割り当ててもよいし、非連続なサブキャリアに信号を割り当ててもよい。さらに、スペクトルマッピング部１２３−１〜１２３−Ｎｔは、それぞれ同一の割当情報に従って信号を配置してもよいし、アンテナ毎、あるいはレイヤ毎にそれぞれ異なる割当情報に従って信号を配置してもよい。
スペクトルマッピング部１２３−ｎｔは、配置後の信号をＯＦＤＭ信号生成部１２４−ｎｔへ出力する。
【００３７】
ＯＦＤＭ信号生成部１２４−ｎｔは、スペクトルマッピング部１２３−ｎｔから入力された信号を、送信アンテナ１２５−ｎｔを介して送信する。
【００３８】
図３は、本実施形態に係るＯＦＤＭ信号生成部１２３−ｎｔの構成を示す概略ブロック図である。ＯＦＤＭ信号生成部１２３−ｎｔは、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）部１２４１、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）挿入部１２４２、Ｄ／Ａ（デジタルアナログ）変換部１２４３、及び、アナログ処理部１２４４を含んで構成される。
【００３９】
ＩＦＦＴ部１２４１は、スペクトルマッピング部１２３−ｎｔから入力された信号を、逆高速フーリエ変換することで、周波数領域信号から時間領域信号へ変換する。ＩＦＦＴ部１２４１は、変換後の時間領域信号をＣＰ挿入部１２４２へ出力する。
ＣＰ挿入部１２４２は、ＩＦＦＴ部１２４１から入力された時間領域信号に、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル毎にＣＰを挿入する。ＣＰ挿入部１２４２は、ＣＰ挿入後の信号をＤ／Ａ変換部１２４３へ出力する。
【００４０】
Ｄ／Ａ変換部１２４３は、ＣＰ挿入部１２４２から入力された信号をデジタルアナログ変換し、変換後のアナログ信号をアナログ処理部１２４４へ出力する。
アナログ処理部１２４４は、Ｄ／Ａ変換部１２４３から入力された信号に対して、アナログフィルタリング、搬送波周波数へのアップコンバージョン等の処理を行う。アナログ処理部１２４４は、処理後の信号を送信アンテナ１２５−ｎｔを介して送信する。
【００４１】
＜基地局装置２について＞
図４は、本実施形態に係る基地局装置２の構成を示す概略ブロック図である。基地局装置２は、受信アンテナ２０１−１〜２０１−Ｎｒ、ＯＦＤＭ信号受信部２０２−１〜２０２−Ｎｒ、参照信号分離部２０３−１〜２０３−Ｎｒ、チャネル推定部２０４、スペクトルデマッピング部２０５−１〜２０５−Ｎｒ、繰り返し処理部Ｒ１、Ｐ／Ｓ変換部２０６、ＰＭＩ決定部Ｐ１、及び、制御情報送信部２０７を含んで構成される。
【００４２】
ＯＦＤＭ信号受信部２０２−ｎｒ（ｎｒ＝１、・・・、Ｎｒ）は、端末装置１が送信した信号を、受信アンテナ２０１−ｎｒを介して受信する。ＯＦＤＭ信号受信部２０２−ｎｒは、受信した信号を参照信号分離部２０３−ｎｒへ出力する。
参照信号分離部２０３−ｎｒは、ＯＦＤＭ信号受信部２０２−ｎｒから入力された信号から、ＳＲＳを含むＯＦＤＭ信号と、ＤＭＲＳを含むＯＦＤＭ信号と、データを含むＯＦＤＭ信号と、を分離する。
参照信号分離部２０３−ｎｒは、ＳＲＳを含むＯＦＤＭ信号と、ＤＭＲＳを含むＯＦＤＭ信号をチャネル推定部２０４へ出力し、データを含むＯＦＤＭ信号をスペクトルデマッピング部２０５−ｎｒへ出力する。
【００４３】
チャネル推定部２０４は、参照信号分離部２０３−ｎｒから入力された信号から、ＳＲＳを含むＯＦＤＭ信号を抽出する。チャネル推定部２０４は、抽出した信号を用いて、端末装置１の送信アンテナ１２５−１〜１２５−Ｎｔと受信アンテナ２０１−１〜２０１−Ｎｒの間のチャネル推定を行う。チャネル推定部２０４は、受信アンテナ２０１−ｎｒと送信アンテナ１２５−ｎｔの間のチャネル推定値を（ｎｒ，ｎｔ）成分とする第１チャネル推定値行列（Ｎｒ行Ｎｔ列）を生成する。チャネル推定部２０４は、生成した第１チャネル推定値行列（Ｎｒ行Ｎｔ列）をＰＭＩ決定部Ｐ１へ出力する。
【００４４】
またチャネル推定部２０４は、参照信号分離部２０３−ｎｒから入力された信号から、ＤＭＲＳを含むＯＦＤＭ信号を抽出する。チャネル推定部２０４は、抽出した信号を用いて、受信アンテナ２０１−１〜２０１−Ｎｒと第１レイヤ〜第Ｌレイヤと間のチャネル推定を行う。つまり、チャネル推定部２０４は、端末装置１のプリコーディング部１１から受信アンテナ２０１−１〜２０１−Ｎｒまでの仮想的な伝搬路についてのチャネル推定を行う。チャネル推定部２０４は、受信アンテナ２０１−ｎｒと第ｌレイヤの間のチャネル推定値を（ｎｒ，ｌ）成分とする第２チャネル推定値行列（Ｎｒ行Ｌ列）を生成する。チャネル推定部２０４は、生成した第２チャネル推定値行列（Ｎｒ行Ｌ列）を繰り返し処理部Ｒ１へ出力する。
このように、チャネル推定部２０４は、プリコーディングなしのチャネル情報（第１チャネル推定値行列）をＰＭＩ決定部Ｐ１へ出力し、プリコーディングありのチャネル情報（第２チャネル推定値行列）を繰り返し処理部Ｒ１へ出力する。
【００４５】
スペクトルデマッピング部２０５−ｎｒは、スペクトルマッピング部１２３−ｎｔが用いる割当情報と同一の情報に基づいて、信号Ｒｎｒ（ｋ）を抽出する。なお、スペクトルデマッピング部２０５−１〜２０５−Ｎｒが抽出した信号Ｒ１（ｋ）〜ＲＮｒ（ｋ）は、Ｒｎｒ（ｋ）を第ｎｒ成分とする信号ベクトルＲ（ｋ）で表される。具体的には、信号ベクトルＲ（ｋ）は、Ｎｒ行のベクトルを用いて、次式（３）で表される。
【００４６】
【数３】
2013135271.tif 000005
【００４７】
ここで、Ｈ（ｋ）は第ｋサブキャリアの第１チャネル推定値行列であり、Ｈ’（ｋ）は第ｋサブキャリアの第２チャネル推定値行列である。Π（ｋ）はＮｒ行１列の第ｋサブキャリアの雑音成分ベクトルである。
スペクトルデマッピング部２０５−ｎｒは、抽出した信号を、繰り返し処理部Ｒ１へ出力する。
【００４８】
繰り返し処理部Ｒ１は、後述する繰り返し信号処理を行うことにより、スペクトルデマッピング部２０５−ｎｒから入力された信号を復調して復号する。すなわち、繰り返し処理部Ｒ１は、受信信号に対して等化処理を繰り返す。繰り返し処理部Ｒ１は、復号後のＣ個のビット系列をＰ／Ｓ変換部２０６へ出力する。
Ｐ／Ｓ変換部２０６は、繰り返し処理部Ｒ１から入力されたＣ個のビット系列をパラレル−シリアル変換することで、ビット系列を生成する。Ｐ／Ｓ変換部２０６は、生成したデータビット系列を出力する。
【００４９】
ＰＭＩ決定部Ｐ１は、チャネル推定部２０４から入力された第１チャネル推定値行列に基づいて、プリコーディング行列の一覧（コードブック）の中から、アップリンクのデータ伝送に用いるべきプリコーディング行列を決定する。ここで、ＰＭＩ決定部Ｐ１は、繰り返し処理部Ｒ１で除去可能な干渉量を考慮してプリコーディング行列を決定する。ＰＭＩ決定部Ｐ１は、決定したプリコーディング行列を示すＰＭＩを、制御情報送信部２０７へ出力する。
制御情報送信部２０７は、ＰＭＩ決定部Ｐ１から入力されたＰＭＩを符号化して変調する。制御情報送信部２０７は、変調後の信号を、送信アンテナ２０８を介して送信する。すなわち、制御情報送信部２０７は、プリコーディング行列を示す情報を送信する。
【００５０】
図５は、本実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信部２０２−ｎｒの構成を示す概略ブロック図である。ＯＦＤＭ信号受信部２０２−ｎｒは、アナログ処理部２０２１、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換部２０２２、ＣＰ除去部２０２３、及び、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）部２０２４を含んで構成される。
【００５１】
アナログ処理部２０２１は、受信アンテナ２０１−ｎｒを介して受信した信号に対して、ベースバンドへのダウンコンバージョン、アナログフィルタリング等の処理を行う。アナログ処理部２０２１は、処理後の信号をＡ／Ｄ変換部２０２２へ出力する。
Ａ／Ｄ変換部２０２２は、アナログ処理部２０２１から入力された信号を、アナログデジタル変換し、変換後のデジタル信号をＣＰ挿入部２０２３へ出力する。
【００５２】
ＣＰ除去部２０２３は、Ａ／Ｄ変換部２０２２から入力されたデジタル信号から、ＣＰを除去する。ＣＰ除去部２０２３は、ＣＰを除去した信号をＦＦＴ部２０２４へ出力する。
ＦＦＴ部２０２４は、ＣＰ除去部２０２３から入力された信号を高速フーリエ変換することで、時間領域信号から周波数領域信号へ変換する。ＦＦＴ部２０２４は、変換後の周波数領域信号を参照信号分離部２０３−ｎｒへ出力する。
【００５３】
図６は、本実施形態に係る繰り返し処理部Ｒ１の構成を示す概略ブロック図である。繰り返し処理部Ｒ１は、キャンセル部Ｒ１０１−１〜Ｒ１０１−Ｎｒ、重み生成部Ｒ１０２、ＭＩＭＯ分離部Ｒ１０３、ＩＤＦＴ部Ｒ１０４−１〜Ｒ１０４−Ｌ、加算部Ｒ１０５−１〜Ｒ１０５−Ｌ、復調部Ｒ１０６−１〜Ｒ１０６−Ｌ、レイヤデマッピング部Ｒ１０７、復号部Ｒ１０８−１〜Ｒ１０８−Ｃ、レイヤマッピング部Ｒ１１０、シンボルレプリカ生成部Ｒ１１１−１〜Ｒ１１１−Ｌ、ＤＦＴ部Ｒ１１２−１〜Ｒ１１２−Ｌ、及び、受信信号レプリカ生成部Ｒ１１３を含んで構成される。
なお、図６では、繰り返し処理部Ｒ１が行う処理として、繰り返し信号処理を例に説明を行う。しかし本発明はこれに限らず、例えば、繰り返し処理部Ｒ１は、線形ＭＭＳＥと比較して干渉を削減できるような、他の信号処理であってもよい。例えば、繰り返し処理部Ｒ１は、ＳＩＣ（Successive Interference cancellation、逐次干渉キャンセラ）やＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection、最尤検出）等の処理を行ってもよい。
【００５４】
キャンセル部Ｒ１０１−ｎｒは、スペクトルデマッピング部２０５−ｎｒから入力された信号から、受信信号レプリカ生成部Ｒ１１３から入力された信号Ｒｎｒ（ｋ）ハット（＾）を減算する。キャンセル部Ｒ１０１−ｎｒは、減算後の信号を、ＭＩＭＯ分離部Ｒ１０３へ出力する。ただし、繰り返し信号処理での繰り返しの初回は、受信信号レプリカ生成部Ｒ１１３からの入力は「０」であり、キャンセル部Ｒ１０１−ｎｒは、スペクトルデマッピング部２０５−ｎｒから入力された信号を、ＭＩＭＯ分離部Ｒ１０３へ出力する。
【００５５】
重み生成部Ｒ１０２は、チャネル推定部２０４から入力された第２チャネル推定値行列に基づいて、ＺＦ（Zero Forcing）重み又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）重みの重み行列（Ｌ行Ｎｒ列）を生成する。なお、重み生成部Ｒ１０２は、繰り返し信号処理での繰り返し毎に、図示しないシンボルレプリカ生成部Ｒ１１１−１〜Ｒ１１１−Ｌからの入力を用いて、重み行列を更新する。重み生成部Ｒ１０２は、生成した重み行列をＭＩＭＯ分離部Ｒ１０３へ出力する。
【００５６】
ＭＩＭＯ分離部Ｒ１０３は、サブキャリア毎に、キャンセル部Ｒ１０１−ｎｒから入力された信号に対して、重み生成部Ｒ１０２から入力された重み行列を乗算する。これにより、ＭＩＭＯ分離部Ｒ１０３は、ＭＩＭＯ分離を行い、Ｌ行のベクトル（Ｌ個の信号）を生成する。ＭＩＭＯ分離部Ｒ１０３は、Ｌ行のベクトルの各成分の信号を、それぞれ対応するＩＤＦＴ部Ｒ１０４−１〜Ｒ１０４−Ｌのいずれかへ出力する。つまり、ＭＩＭＯ分離部Ｒ１０３は、第ｎレイヤに対応する信号を、ＩＤＦＴ部Ｒ１０４−ｎへ出力する。
【００５７】
ＩＤＦＴ部Ｒ１０４−ｎ（ｎ＝１、・・・、Ｌ）は、ＭＩＭＯ分離部Ｒ１０３から入力された信号を、ＮＤＦＴ個毎に逆離散フーリエ変換することで、周波数領域信号から時間領域信号へ変換する。ＩＤＦＴ部Ｒ１０４−ｎは、変換後の時間領域信号を加算部Ｒ１０５−ｎへ出力する。
加算部Ｒ１０５−ｎは、ＩＤＦＴ部Ｒ１０４−ｎから入力された時間領域信号に対して、シンボルレプリカ生成部Ｒ１１１−ｎから入力されたシンボルレプリカを加算する。加算部Ｒ１０５−ｎは、加算後の信号を復調部Ｒ１０６−ｎへ出力する。ただし、繰り返し信号処理での繰り返しの初回は、シンボルレプリカ生成部Ｒ１１１−ｎからの入力は「０」であり、加算部Ｒ１０５−ｎは、ＩＤＦＴ部Ｒ１０４−ｎから入力された信号を、復調部Ｒ１０６−ｎへ出力する。
【００５８】
復調部Ｒ１０６−ｎは、加算部Ｒ１０５−ｎから入力された信号を、端末装置１の変調部１０４−ｎと同じ変調方式で復調することで、ビット系列を取得する。復調部Ｒ１０６−ｎは、取得したビット系列を、レイヤデマッピング部Ｒ１０７へ出力する。
レイヤデマッピング部Ｒ１０７は、復調部Ｒ１０６−１〜Ｒ１０６−Ｌから入力されたＬ個のビット列から、Ｃ個のビット列（コードワード）を生成する。ここで、レイヤデマッピング部Ｒ１０７は、端末装置１のレイヤマッピング部１０３と逆の変換処理を行う。レイヤデマッピング部Ｒ１０７は、生成したＣ個のビット列を、それぞれ対応する復号部Ｒ１０８−１〜Ｒ１０８−Ｃのいずれかへ出力する。
【００５９】
復号部Ｒ１０８−ｃ（ｃ＝１〜Ｃ）は、レイヤデマッピング部Ｒ１０７から入力されたビット列を誤り訂正復号する。ここで、復号部Ｒ１０８−ｃは、端末装置１の符号化部１０２−ｃで用いる符号化に対応する復号を行う。この誤り訂正復号において、復号部Ｒ１０８−ｃは、各ビットのＬＬＲ（Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ；対数尤度比）を算出する。
復号部Ｒ１０８−ｃは、算出したＬＬＲをレイヤマッピング部Ｒ１１０へ出力する。ただし、復号部Ｒ１０８−ｃは、算出したＬＬＲの値が予め定めた値より大きい（尤度が高い場合）場合、又は、繰り返し信号処理の繰り返し回数が予め定められた閾値より大きい場合には、算出したＬＬＲに基づいてビット列を生成し、生成したビット列をＰ／Ｓ変換部２０６へ出力する。
【００６０】
レイヤマッピング部Ｒ１１０は、復号部Ｒ１０８−１〜１０８−Ｃから入力されたＣ個のＬＬＲ系列をＬ個のグループにまとめ、まとめたＬ個のグループのビット系列各々を、それぞれ対応するシンボルレプリカ生成部Ｒ１１１−１〜Ｒ１１１−Ｎｔへ出力する。ここで、レイヤマッピング部Ｒ１１０は、Ｃ個のＬＬＲ系列を、端末装置１のレイヤマッピング部１０３と同じグループにまとめる。
【００６１】
シンボルレプリカ生成部Ｒ１１１−ｎ（ｎ＝１、・・・、Ｌ）は、レイヤマッピング部Ｒ１１０から入力されたビット系列を、端末装置１の変調部１０４−ｎと同じ変調方式で、変調シンボルへ変換することで、シンボルレプリカを生成する。シンボルレプリカ生成部Ｒ１１１−ｎは、生成したシンボルレプリカを加算部Ｒ１０５−ｎ及びＤＦＴ部Ｒ１１２−ｎへ出力する。なお、シンボルレプリカ生成部Ｒ１１１−ｎは、ＬＬＲの大きさに基づいてソフトレプリカを生成してシンボルレプリカとしてもよいし、ＬＬＲの符号だけを考慮してハードレプリカ（硬判定した後に得られるレプリカ）を生成してシンボルレプリカとしてもよい。
【００６２】
ＤＦＴ部Ｒ１１２−ｎは、シンボルレプリカ生成部Ｒ１１１−ｎから入力されたシンボルレプリカを、ＮＤＦＴ個毎に離散フーリエ変換することで、時間領域信号から周波数領域信号へ変換する。ＤＦＴ部Ｒ１１２−ｎは、変換後のサブキャリア毎の周波数領域信号Ｓｎ（ｋ）ハット（＾）を受信信号レプリカ生成部Ｒ１１３へ出力する。
【００６３】
受信信号レプリカ生成部Ｒ１１３は、ＤＦＴ部Ｒ１１２−１〜Ｒ１１２−Ｌから入力されたＳ１（ｋ）ハット〜ＳＬ（ｋ）ハットから信号Ｒｎｒ（ｋ）ハット（＾）を生成する。
具体的には、受信信号レプリカ生成部Ｒ１１３は、次の処理を行う。ＤＦＴ部Ｒ１１２−ｎは、サブキャリア毎に、周波数領域信号Ｓｎ（ｋ）ハットから次式（４）の送信信号ベクトルＳ（ｋ）ハットを生成する。すなわち、Ｓｎ（ｋ）ハットの大きさ（あるいは大きさの２乗）が、繰り返し処理部Ｒ１で除去可能な干渉量ということになる。
【００６４】
【数４】
2013135271.tif 000006
【００６５】
受信信号レプリカ生成部Ｒ１１３は、チャネル推定部２０４から入力された第２チャネル推定値行列（Ｎｒ行Ｌ列）を、生成した送信信号ベクトルＳ（ｋ）ハットに乗算することで、受信信号レプリカベクトルＲ（ｋ）ハットを生成する。受信信号レプリカベクトルＲ（ｋ）ハットは、Ｎｒ行のベクトルを用いて、次式（５）で表される。
【００６６】
【数５】
2013135271.tif 000007
【００６７】
受信信号レプリカ生成部Ｒ１１３は、信号ベクトルＲ（ｋ）ハットの第ｎｒ成分、つまり、信号Ｒｎｒ（ｋ）ハットを、キャンセル部Ｒ１０１−ｎｒへ出力する。なお、信号Ｒｎｒ（ｋ）ハットは、受信信号のレプリカ信号であり、受信信号レプリカとも称される。
なお、キャンセル部Ｒ１０１−ｎｒは、次式（６）で表されるベクトルＲ（ｋ）チルダ（〜）の第ｎｒ成分の信号を、ＭＩＭＯ分離部Ｒ１０３へ出力することとなる。
【００６８】
【数６】
2013135271.tif 000008
【００６９】
繰り返し処理部Ｒ１では、以上の処理を繰り返す繰り返し信号処理を行うことで、信号の検出精度を向上させることができる。なお、上述の式によれば、繰り返し処理部Ｒ１では、シンボルレプリカおよびチャネル推定が完全な場合には、キャンセル部Ｒ１０１−１〜Ｒ１０１−Ｎｒが雑音のみを出力し、シンボルレプリカ生成部Ｒ１１１−１〜Ｒ１１１−Ｌは希望信号を加算部Ｒ１０５−1〜Ｒ１０５−Ｌへ出力することとなる。
【００７０】
＜ＰＭＩ決定部Ｐ１について＞
図７は、本実施形態に係るＰＭＩ決定部Ｐ１の構成を示す概略ブロック図である。ＰＭＩ決定部Ｐ１は、プリコーディング行列設定部Ｐ１０１、乗算部Ｐ１０２、λ通知部Ｐ１０３、重み算出部Ｐ１０４、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ、信号対干渉プラス雑音電力比）算出部Ｐ１０５、容量算出部Ｐ１０６、容量比較部Ｐ１０７を含んで構成される。
【００７１】
プリコーディング行列設定部Ｐ１０１は、予め記憶するコードブックの中から、候補となるプリコーディング行列Ｗｍ（ｍ＝１、・・・、Ｍ）を選択する。なお、プリコーディング行列設定部Ｐ１０１は、例えば、端末装置が使用するアンテナ数或いはアンテナポート数に基づいて、コードブックを選択し、選択したコードブックからプリコーディング行列Ｗｍを選択してもよい。また、プリコーディング行列設定部Ｐ１０１は、奇数又は偶数のいずれか一方のＰＭＩに対応するプリコーディング行列をプリコーディング行列Ｗｍとして選択する等、一部のＰＭＩのみを候補としてもよい。この場合、ＰＭＩ決定部Ｐ１は、処理を行うプリコーディング行列Ｗｍの数（Ｍ個）を減らすことができ、計算量を減らすことができる。
プリコーディング行列設定部Ｐ１０１は、選択したプリコーディング行列Ｗｍ、及びそのプリコーディング行列Ｗｍを示すＰＭＩｍ（ｍ＝１、・・・、Ｍ）を１つずつ、それぞれ、乗算部Ｐ１０２及び容量比較部Ｐ１０７へ出力する。
【００７２】
乗算部Ｐ１０２は、チャネル推定部２０４から入力された第１チャネル推定値行列（Ｎｒ行Ｎｔ列）を、プリコーディング行列設定部Ｐ１０１から入力されたプリコーディング行列Ｗｍ（Ｎｔ行Ｌ列）に左から乗算することで、等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダ（〜）（Ｎｒ行Ｌ列）を生成する。等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダは、次式（７）で表される。
【００７３】
【数７】
2013135271.tif 000009
【００７４】
乗算部Ｐ１０２は、生成した等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダを、重み算出部Ｐ１０４及びＳＩＮＲ算出部Ｐ１０５へ出力する。
λ通知部Ｐ１０３は、繰り返し処理部Ｒ１での信号検出精度、つまり、基地局装置１の受信性能に基づいて、シンボルレプリカの期待値λ（０≦λ≦１）を生成する（期待値生成処理とも称する）。すなわち、λ通知部Ｐ１０３は、繰り返し処理部Ｒ１で除去可能な干渉量の期待値を生成する。ここで、期待値λは、繰り返し処理部Ｒ１での繰り返し信号処理によって得られるシンボルレプリカの期待値を表す。例えば、λ＝０は繰り返し信号処理後のシンボルレプリカの期待値が０であることを表し、繰り返し信号処理を行わないことを示す。一方、λ＝１は繰り返し信号処理後のシンボルレプリカの期待値が１であることを表し、完全なシンボルレプリカを生成できることを示す。
例えば、λ通知部Ｐ１０３は、繰り返し処理部Ｒ１で繰り返し信号処理を行わないと判定した場合、又は繰り返し信号処理を行ってもシンボルレプリカが生成されないと判定した場合には、期待値λとして「０」を生成する。一方、λ通知部Ｐ１０３は、繰り返し信号処理により完全なシンボルレプリカが生成されると判定した場合には、期待値λとして「１」を生成する。
λ通知部Ｐ１０３は、生成した期待値λを重み算出部Ｐ１０４へ出力する。
【００７５】
重み算出部Ｐ１０４は、乗算部Ｐ１０２から入力された等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダ、及びλ通知部Ｐ１０３から入力された期待値λに基づいて、重みｗ（ｋ）を算出する。具体的には、重み算出部Ｐ１０４は、次式（８）を用いて、期待値λから行列Δを算出する。
【００７６】
【数８】
2013135271.tif 000010
【００７７】
例えば、λ＝０の場合には、行列Δは単位行列となり、λ＝１の場合には、行列Δはゼロ行列となる。
重み算出部Ｐ１０４は、算出した行列Δと等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダに基づいて、次式（９）を用いて重みｗ（ｋ）を算出する。
【００７８】
【数９】
2013135271.tif 000011
【００７９】
ここで、行列ＸＨは、行列Ｘのエルミート行列を示す。また、σ２は平均雑音電力であり、ＩはＮｒ行Ｎｒ列の単位行列である。例えば、ＯＦＤＭ信号受信部２０２−ｎｒが、受信した信号に基づいてσ２を算出してもよい。
例えば、λ＝０のとき、例えば、繰り返し信号処理を行わないときには、重み算出部Ｐ１０４は、重みｗ（ｋ）としてＭＭＳＥ重みを算出する。一方、λ＝１のとき、例えば、完全なシンボルレプリカを生成できるときには、重み算出部Ｐ１０４は、重みｗ（ｋ）としてＭＲＣ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｒａｔｉｏ  Ｃｏｍｂｉｎｇ：最大比合成）重みを算出する。このように、重み算出部Ｐ１０４は、基地局装置１の受信性能に基づいた重みｗ（ｋ）を算出できる。これにより、ＰＭＩ決定部Ｐ１は、基地局装置１の受信性能に基づいたプリコーディング行列を選択でき、無線通信システムは受信品質を向上できる。
重み算出部Ｐ１０４は、算出した重みｗ（ｋ）及び期待値λをＳＩＮＲ算出部Ｐ１０５へ出力する。
【００８０】
ＳＩＮＲ算出部Ｐ１０５は、重み算出部Ｐ１０４から入力された重みｗ（ｋ）及び期待値λと等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダとに基づいて、等化後のチャネル利得μ１〜μＬを算出する。具体的には、ＳＩＮＲ算出部Ｐ１０５は、次式（１０）、（１１）を用いて、第ｎレイヤのチャネル利得μｎを算出する。
【００８１】
【数１０】
2013135271.tif 000012
【００８２】
なお、ＳＩＮＲ算出部Ｐ１０５は、例えば、ポイント数ＮＤＦＴを予め記憶し、記憶するＮＤＦＴを用いてチャネル利得μｎを算出する。また、チャネル利得μｎとは、端末装置１での第ｎレイヤの信号の基地局装置２での等化後のチャネル利得を表す。換言すれば、チャネル利得μｎとは、端末装置１と基地局装置２における第ｎレイヤの信号について、プリコーディングと伝搬路と等化処理による関係を表す。
【００８３】
ＳＩＮＲ算出部Ｐ１０５は、算出したチャネル利得μ１〜μＬに基づいて、第１レイヤ〜第ＬレイヤについてのＳＩＮＲ１〜ＳＩＮＲＬを算出する。具体的には、ＳＩＮＲ算出部Ｐ１０５は、次式（１２）を用いて第ｎレイヤについてのＳＩＮＲｎを算出する。
【００８４】
【数１１】
2013135271.tif 000013
【００８５】
ＳＩＮＲ算出部Ｐ１０５は、算出したＳＩＮＲ１〜ＳＩＮＲＬを容量算出部Ｐ１０６へ出力する。
容量算出部Ｐ１０６は、ＳＩＮＲ算出部Ｐ１０５から入力されたＳＩＮＲ１〜ＳＩＮＲＬに基づいて、次式（１３）を用いて容量Ｃｍ（ｍ＝１、・・・、Ｍ）を算出する。
【００８６】
【数１２】
2013135271.tif 000014
【００８７】
容量算出部Ｐ１０６は、算出した容量Ｃｍを、容量比較部Ｐ１０７へ出力する。
容量比較部Ｐ１０７は、容量算出部Ｐ１０６から入力された容量Ｃｍと、プリコーディング行列設定部Ｐ１０１から入力されたＰＭＩｍと、を対応付けて記憶する。
ＰＭＩ決定部Ｐ１は、プリコーディング行列設定部Ｐ１０１が選択したプリコーディング行列Ｗ１〜ＷＭ各々について上記の処理を行う。これにより、容量比較部Ｐ１０７は、ＰＭＩ１〜ＰＭＩＭと容量Ｃ１〜ＣＭを対応付けて記憶する。
【００８８】
容量比較部Ｐ１０７は、記憶した情報から最大となる容量Ｃｍを選択し、選択した容量Ｃｍに対応するＰＭＩｍを、端末装置１とのアップリンクのデータ伝送に用いるべきＰＭＩとして決定する。つまり、容量比較部Ｐ１０７が決定したＰＭＩに対応するプリコーディング行列が、プリコーディング行列Ｗとなる。すなわち、容量比較部Ｐ１０７は、容量Ｃｍに基づいて、プリコーディング行列を決定する。
このように、ＰＭＩ決定部Ｐ１は、繰り返し処理部Ｐ１に関する期待値λに基づいて、等化重みを算出する。すなわち、ＰＭＩ決定部Ｐ１は、繰り返し処理部Ｐ１で除去可能な干渉量を考慮してプリコーディング行列を決定する。
容量比較部Ｐ１０７は、決定したＰＭＩを制御情報送信部２０７へ出力する。
【００８９】
＜期待値生成処理について＞
λ通知部Ｐ１０３が行う期待値生成処理の詳細について説明する。
λ通知部Ｐ１０３は、ＭＩＭＯ伝送に用いるコードワード数Ｃ、アンテナ数（アンテナポート数でもよい）、レイヤ数Ｌ、変調方式、符号化率、送信電力対雑音比Ｅｓ／Ｎ０、及び受信品質を示す情報（例えば、伝搬路推定値やＣＳＩ（チャネル状態情報））に基づいて、期待値λをパラメータとした時の誤り率を算出する。λ通知部Ｐ１０３は、算出した誤り率が最小となる場合の期待値λを、期待値λとして生成する。
【００９０】
図８、９は、λ通知部Ｐ１０３が算出した期待値λと誤り率の関係の一例を表す図である。図８、９において、横軸は期待値λであり、縦軸はブロック誤り率（ＢＬＥＲ）である。図８、９において、符号Ｂ１１、Ｂ２１を付した曲線は受信機が線形ＭＭＳＥの場合の関係を示し、符号Ｂ１２、Ｂ２２を付した曲線は受信機がターボ等化の場合の関係を示す。図８はコードワード数Ｃが「１」の場合の図であり、図９はコードワード数Ｃが「２」の場合の図である。
図８、９は、端末装置１の送信アンテナ数Ｎｔが「４」本、基地局装置２の受信アンテナ数が「１」本、レイヤ数Ｌが「２」、変調方式がＱＰＳＫ、符号化率が１／２、送信シンボルエネルギー対雑音スペクトル密度比Ｅｓ／Ｎ０が「１６ｄＢ」の場合に、λ通知部Ｐ１０３が算出する関係を表す図である。なお、図８、９は、チャネルに「Ｔｙｐｉｃａｌ  Ｕｒｂａｎ  ６ｐａｔｈモデル」を用いた場合の一例を表す図である。
【００９１】
図８では、ターボ等化の場合、期待値λが「０．１」以上において、ブロック誤り率が期待値λの増加関数となっている。この場合、λ通知部Ｐ１０３は、期待値λ＝０．１を生成する。これにより、無線通信システムでは、ブロック誤り率を小さくでき、受信品質を向上できる。ただし、本発明はこれに限らず、例えば、ブロック誤り率の最小値と、λ＝０の場合のブロック誤り率と、が予め定められた範囲内にある場合には、λ通知部Ｐ１０３は、期待値λ＝０としてもよい。これにより、ＰＭＩ決定部Ｐ１は、重みｗ（ｋ）としてＭＭＳＥ重みを用いることができ、計算量を削減することができる。
【００９２】
図９では、ターボ等化の場合、ブロック誤り率が期待値λ＝０．８で最小値を持つ。この場合、λ通知部Ｐ１０３は、期待値λ＝０．８を生成する。これにより、無線通信システムでは、例えばλ＝０や１とする場合と比較して、ブロック誤り率を小さくでき、受信品質を向上できる。このように、λ通知部Ｐ１０３は、コードワード数Ｃに応じて、異なった期待値λを生成する。
【００９３】
このように、本実施形態では、基地局装置２は、シンボルレプリカの期待値λに基づいて、プリコーディング行列を決定する。つまり、基地局装置２は、等化処理で除去可能な干渉量に基づいて、プリコーディング行列を決定する。端末装置１は、基地局装置２が決定したプリコーディング行列を用いてプリコーディングを行った信号を、基地局装置２へ送信する。
これにより、無線通信システムでは、ブロック誤り率を小さくでき、受信品質を向上できる。また、無線通信システムでは、コードワード数によって、除去可能な干渉量を変更することにより、ブロック誤り率を小さくでき、受信品質を向上できる。
【００９４】
なお、λ通知部Ｐ１０３は、コードワード数Ｃと期待値λとを対応付けた対応情報を予め記憶してもよい。この場合、λ通知部Ｐ１０３は、例えば基地局装置１が決定したコードワード数Ｃに基づいて、対応情報から期待値λを選択し、選択した期待値λを生成する。また、λ通知部Ｐ１０３は、この対応情報を、例えば、ＭＩＭＯ伝送に用いるアンテナ数（アンテナポート数でもよい）、レイヤ数Ｌ、変調方式、又は符号化率の少なくとも１つ毎に記憶しても良い。この場合、λ通知部Ｐ１０３は、コードワード数Ｃと、ＭＩＭＯ伝送に用いるアンテナ数（アンテナポート数でもよい）、レイヤ数Ｌ、変調方式、又は符号化率の少なくとも１つと、に基づいて、対応情報から期待値λを選択し、選択した期待値λを生成する。
【００９５】
また、λ通知部Ｐ１０３は、受信品質を示す情報（例えば、伝搬路推定値やＣＳＩ（チャネル状態情報））と期待値λとを対応付けた対応情報を、コードワード数Ｃ毎に予め記憶してもよい。その場合、λ通知部Ｐ１０３は、例えばチャネル推定部２０４が推定したチャネル推定値に基づいて受信品質を示す情報を算出する。λ通知部Ｐ１０３は、例えば基地局装置１が決定したコードワード数Ｃの対応情報から、算出した受信品質を示す情報に対応する期待値λを抽出することで、期待値λを生成してもよい。また、λ通知部Ｐ１０３は、繰り返し処理部Ｒ１の繰り返し回数と期待値λとを対応付けた対応情報を、コードワード数Ｃ毎に予め記憶してもよい。その場合、λ通知部Ｐ１０３は、例えば基地局装置１が決定したコードワード数Ｃの対応情報から、繰り返し処理部Ｒ１の繰り返し回数の最大値（閾値）又は設定値に対応する期待値λを抽出することで、期待値λを生成してもよい。
【００９６】
また、λ通知部Ｐ１０３は、以前に行った繰り返し処理部Ｐ１での計算結果に基づいて、期待値λを生成してもよい。例えば、λ通知部Ｐ１０３は、上記の対応情報を予め記憶する場合に、繰り返し処理部Ｐ１での計算結果に基づいて、対応情報を適応的に更新してもよい。
【００９７】
（第２の実施形態）
本実施形態では、基地局装置は、ＥＸＩＴ（ＥＸｔｒｉｎｓｉｃ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）解析を用いて、プリコーディング行列を決定する。無線通信システムは、現在のチャネルの統計的な性質からλを設定するでき、例えばλがチャネル状態やランク数に依存する場合でも、受信品質を向上できる。
なお、本実施形態に係る端末装置（端末装置１という）は、端末装置１と同じ構成であるので、説明は省略する。本実施形態に係る基地局装置２ａは、図４の基地局装置２において、ＰＭＩ決定部Ｐ１をＰＭＩ決定部Ｐ２で置き換えた点で異なる。
【００９８】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係るＰＭＩ決定部Ｐ２の構成を示す概略ブロック図である。ＰＭＩ決定部Ｐ２は、プリコーディング行列設定部Ｐ１０１、乗算部Ｐ１０２、ＭＭＳＥ重み算出部Ｐ２０３、相互情報量算出部Ｐ２０４、ＭＲＣ重み算出部Ｐ２０５、相互情報量算出部Ｐ２０６、ＥＸＩＴチャート生成部Ｐ２０７、最小トンネル値計算部Ｐ２０８、及びトンネル値比較部Ｐ２０９を含んで構成される。
【００９９】
プリコーディング行列設定部Ｐ１０１及び乗算部Ｐ１０２は、第１の実施形態のものと同じ機能を持つので、説明は省略する。ただし、プリコーディング行列設定部Ｐ１０１は、プリコーディング行列Ｗｍを示すＰＭＩｍ（ｍ＝１、・・・、Ｍ）を１つずつ、トンネル値比較部Ｐ２０９へ出力する。また、乗算部Ｐ１０２は、生成した等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダを、ＭＭＳＥ重み算出部Ｐ２０３、ＭＲＣ重み算出部Ｐ２０４、相互情報量算出部Ｐ２０４、相互情報量算出部Ｐ２０５へ出力する。
【０１００】
ＭＭＳＥ重み算出部Ｐ２０３は、乗算部Ｐ１０２から入力された等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダに基づいて、第１の重みｗ１（ｋ）（Ｌ行Ｎｒ列）を算出する。具体的には、重み算出部Ｐ１０４は、次式（１４）を用いて、等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダから第１の重みｗ１（ｋ）を算出する。
【０１０１】
【数１３】
2013135271.tif 000015
【０１０２】
ここで、行列ＸＨは、行列Ｘのエルミート行列を示す。また、σ２は平均雑音電力であり、ＩはＮｒ行Ｎｒ列の単位行列である。
ＭＭＳＥ重み算出部Ｐ２０３は、算出した第１の重みｗ１（ｋ）を相互情報量算出部Ｐ２０４へ出力する。
【０１０３】
相互情報量算出部Ｐ２０４は、ＭＭＳＥ重み算出部Ｐ２０３から入力された第１の重みｗ１（ｋ）と、乗算部Ｐ１０２から入力された等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダと、に基づいて、式（１０）、（１１）を用いて、等化後のチャネル利得μ１〜μＬを算出する。なお、相互情報量算出部Ｐ２０４は、式（１１）の重みｗ（ｋ）に代えて、第１の重みｗ１（ｋ）を用いる。
相互情報量算出部Ｐ２０４は、算出したチャネル利得μ１〜μＬに基づいて、次式（１５）を用いてＬＬＲの分散ε２を算出する。
【０１０４】
【数１４】
2013135271.tif 000016
【０１０５】
相互情報量算出部Ｐ２０４は、算出した分散ε２に基づいて、次式（１６）を用いて相互情報量ＭＩを算出する。ここで、相互情報量とは、２つの確率変数の相互依存の尺度を表す量である。
【０１０６】
【数１５】
2013135271.tif 000017
【０１０７】
ここでＨ１＝０．３０７３、Ｈ２＝０．８９３５、Ｈ３＝１．１０６４である。相互情報量算出部Ｐ２０４は、算出した相互情報量ＭＩ（ＭＩ１で表す）を、ＥＸＩＴチャート生成部Ｐ２０７へ出力する。
【０１０８】
ＭＲＣ重み算出部Ｐ２０５は、乗算部Ｐ１０２から入力された等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダに基づいて、第２の重みｗ２（ｋ）を算出する。具体的には、重み算出部Ｐ１０４は、次式（１７）を用いて、等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダから第２の重みｗ２（ｋ）（Ｌ行Ｎｒ列）を算出する。
【０１０９】
【数１６】
2013135271.tif 000018
【０１１０】
ここで、σ２は平均雑音電力である。
ＭＲＣ重み算出部Ｐ２０５は、算出した第２の重みｗ２（ｋ）を相互情報量算出部Ｐ２０６へ出力する。
相互情報量算出部Ｐ２０６は、ＭＲＣ重み算出部Ｐ２０５から入力された第２の重みｗ２（ｋ）と、乗算部Ｐ１０２から入力された等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダと、に基づいて、式（１８）、（１９）を用いて、等化後のチャネル利得μ１〜μＬを算出する。
【０１１１】
【数１７】
2013135271.tif 000019
【０１１２】
相互情報量算出部Ｐ２０６は、算出したチャネル利得μ１〜μＬに基づいて、式（１５）を用いてＬＬＲの分散ε２を算出する。
相互情報量算出部Ｐ２０６は、算出した分散ε２に基づいて、式（１６）を用いて相互情報量ＭＩを算出する。相互情報量算出部Ｐ２０６は、算出した相互情報量ＭＩ（ＭＩ２で表す）を、ＥＸＩＴチャート生成部Ｐ２０７へ出力する。
【０１１３】
ＥＸＩＴチャート生成部Ｐ２０７は、相互情報量算出部Ｐ２０４から入力された相互情報量ＭＩ１、相互情報量算出部Ｐ２０６から入力された相互情報量ＭＩ２、及び、符号化率毎に予め記憶する復号器曲線情報に基づいて、ＥＸＩＴチャート情報を生成する。
【０１１４】
図１１は、本実施形態に係るＥＸＩＴチャート情報の一例を表す概略図である。この図は、ＥＸＩＴチャート生成部Ｐ２０７が生成したＥＸＩＴチャート情報の一例を表す。
この図において、横軸は、等化器への入力相互情報量（復号器からの出力相互情報量）ｘである。縦軸は、等化器からの出力相互情報量（復号器への入力相互情報量）ｙである。
ＥＸＩＴチャート生成部Ｐ２０７は、相互情報量ＭＩ１と相互情報量ＭＩ２に基づいて、等化器曲線情報を生成する。具体的には、ＥＸＩＴチャート生成部Ｐ２０７は、ｙ＝（ＭＩ２−ＭＩ１）ｘ＋ＭＩ１を、等化器曲線情報として生成する。つまり、図１１において、等化器曲線情報は符号Ｌ１を付した曲線で表され、符号Ｉ１、Ｉ２を付した点のｙの値が、それぞれ、ＭＩ１、ＭＩ２である。
【０１１５】
ＥＸＩＴチャート生成部Ｐ２０７は、基地局装置２ａが決定した符号化率に対応する復号器曲線情報を読み出す。なお、復号器曲線情報は、図１１において、符号Ｌ２を付した曲線で表される。
ＥＸＩＴチャート生成部Ｐ２０７は、等化器曲線情報及び復号器曲線情報を最小トンネル値計算部Ｐ２０８へ出力する。
【０１１６】
最小トンネル値計算部Ｐ２０８は、等化器曲線情報から復号器曲線情報を差し引いた値の最小値Ｔｍ（ｍ＝１、・・・、Ｍ）を生成する。最小トンネル値計算部Ｐ２０８は、生成した最小値Ｔｍ（トンネル値Ｔｍとも称する）をトンネル値比較部Ｐ２０９へ出力する。
なお、ＥＸＩＴチャート（例えば、図１１）は、等化器曲線Ｌ１と復号器曲線Ｌ２が交差しない場合に、ターボ等化の繰り返し数が十分であれば誤りのない伝送が可能であることを表す。したがって、等化器曲線Ｌ１と復号器曲線Ｌ２の間（この間を“トンネル”とも称する）が開いていればいるほどターボ等化が適切に動作する。つまり、最小トンネル値計算部Ｐ２０８は、等化器曲線Ｌ１の値から復号器曲線Ｌ２の値を減算して得られるトンネル値Ｔｍを算出し、最もトンネルが狭くなる時のトンネル値Ｔｍをトンネル値比較部Ｐ２０９へ出力する。
【０１１７】
なお、等化器曲線Ｌ１と復号器曲線Ｌ２が交差してトンネル値Ｔｍがマイナスとなる場合も、最小トンネル値計算部Ｐ２０８は、マイナスの値をそのまま用い、トンネル値比較部Ｐ２０９へ出力する。また「等化器への入力相互情報量＝１」では、２つの曲線が交差しているが、相互情報量が十分に大きく、ターボ等化で誤りが発生することはない。したがって、最小トンネル値計算部Ｐ２０８は、「等化器への入力相互情報量＝１」付近（例えば０．９５以上）を除外して、その他の範囲での最小値を、トンネル値Ｔｍとして算出してもよい。つまり、最小トンネル値計算部Ｐ２０８は、ｘが予め定めた値（例えば０．９５）より小さい範囲での最小値を、トンネル値Ｔｍとして算出してもよい。
【０１１８】
トンネル値比較部Ｐ２０９は、最小トンネル値計算部Ｐ２０８から入力されたトンネル値Ｔｍと、プリコーディング行列設定部Ｐ１０１から入力されたＰＭＩｍと、を対応付けて記憶する。
ＰＭＩ決定部Ｐ２は、プリコーディング行列設定部Ｐ１０１が選択したプリコーディング行列Ｗ１〜ＷＭ各々について上記の処理を行う。これにより、容量比較部Ｐ１０７は、ＰＭＩ１〜ＰＭＩＭとトンネル値Ｔ１〜ＴＭを対応付けて記憶する。
【０１１９】
トンネル値比較部Ｐ２０９は、記憶した情報から最大となるトンネル値Ｔｍを選択し、選択したトンネル値Ｔｍに対応するＰＭＩｍを、端末装置１とのアップリンクのデータ伝送に用いるべきＰＭＩとして決定する。つまり、容量比較部Ｐ１０７が決定したＰＭＩに対応するプリコーディング行列が、プリコーディング行列Ｗとなる。すなわち、容量比較部Ｐ１０７は、トンネル値Ｔｍに基づいて、プリコーディング行列を決定する。
このように、トンネル値比較部Ｐ２０９は、最大となるトンネル値Ｔｍを選択することで、繰り返し処理が最も適切に動作するプリコーディングを選択することができる。
【０１２０】
このように本実施形態によれば、基地局装置２ａは、瞬時のチャネル状態によってＥＸＩＴチャートにおける等化器曲線の始点と終点を計算する。基地局装置２ａは、計算した始点と終点から等化器曲線と復号器曲線との関係から、選択すべきプリコーディング行列を決定する。これにより、無線通信システムでは、ターボ等化時に最も良好な特性を得ることができるプリコーディング行列を選択でき、端末のスループット特性を向上させることができる。
【０１２１】
（第３の実施形態）
本実施形態では、基地局装置は、複数のコードワードが存在するときに、プリコーディング行列を１つ選択する場合について説明をする。なお、本実施形態は、コードワード数が１の場合に適用してもよい。
なお、本実施形態に係る端末装置（端末装置１という）は、端末装置１と同じ構成であるので、説明は省略する。本実施形態に係る基地局装置２ｂは、図４の基地局装置２において、ＰＭＩ決定部Ｐ１をＰＭＩ決定部Ｐ３で置き換えた点で異なる。
【０１２２】
図１２は、本発明の第３の実施形態に係るＰＭＩ決定部Ｐ３の構成を示す概略ブロック図である。ＰＭＩ決定部Ｐ３とＰＭＩ決定部Ｐ１（図７）とを比較すると、利得処理部Ｐ３１が異なる。その他の構成が持つ機能は、ＰＭＩ決定部Ｐ１のものと同じであるので、説明は省略する。ただし、乗算部Ｐ１０２は、生成した等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダを、利得処理部Ｐ３１へ出力する。
利得処理部Ｐ３１は、重み算出部Ｐ３１１、等価振幅利得算出部Ｐ３１２、等化器出力ＭＩ算出部Ｐ３１３、復号器出力ＭＩ算出部Ｐ３１４、復号器出力ＬＬＲ算出部Ｐ３１５、λ算出部Ｐ３１６を含んで構成される。
【０１２３】
重み算出部Ｐ３１１は、乗算部Ｐ１０２から入力された等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダ、及びλ通知部Ｐ１０３から入力された期待値λに基づいて、重みｗ（ｋ）を算出する。具体的には、重み算出部Ｐ１０４は、次式（２０）を用いて、期待値λから行列Δを算出する。
【０１２４】
【数１８】
2013135271.tif 000020
【０１２５】
つまり、重み算出部Ｐ３１１は、レイヤ毎に異なるλを設定する。ただし、重み算出部Ｐ３１１は、複数のλを平均化する処理等を行って、全レイヤで同一のλを設定してもよい。また重み算出部Ｐ３１１は、λ算出部からλｎを入力されるが、利得処理部Ｐ３１での繰り返しの初回には、λｎ＝０を入力される。
重み算出部Ｐ３１１は、算出した行列Δと等化チャネル行列Ｈ（ｋ）チルダに基づいて、次式（９）を用いて重みｗ（ｋ）を算出する。重み算出部Ｐ１０４は、算出した重みｗ（ｋ）を等価振幅利得算出部Ｐ３１２へ出力する。
【０１２６】
等価振幅利得算出部Ｐ３１２は、重み算出部Ｐ３１１から入力された重みｗ（ｋ）と、λ通知部Ｐ１０３から入力された期待値λと、に基づいて、等価振幅利得μ１〜μＬを算出する。なお、等価振幅利得μｎとは、端末装置１と基地局装置２ｂにおける第ｎレイヤの信号について、チャネルとＭＩＭＯ分離による関係を表す。具体的には、等価振幅利得算出部Ｐ３１２は、次式（２１）、（２２）を用いて、第ｎレイヤの等価振幅利得μｎを算出する。
【０１２７】
【数１９】
2013135271.tif 000021
【０１２８】
等価振幅利得算出部Ｐ３１２は、あるｍについて等価振幅利得μｎを算出した利得算出回数が、予め定めた回数以上算出したか否かを判定する。利得算出回数が予め定めた回数以上と判定した場合、等価振幅利得算出部Ｐ３１２は、算出した等価振幅利得μ１〜μＬをＳＩＮＲ算出部Ｐ１０５へ出力する。一方、利得算出回数が予め定めた回数より小さいと判定した場合、等価振幅利得算出部Ｐ３１２は、算出した等価振幅利得μ１〜μＬを等化器出力ＭＩ算出部Ｐ３１３へ出力する。
利得算出回数は、繰り返し信号処理の繰り返し回数に基づいて定められても良い。また、基地局装置２が決定した繰り返し信号処理の繰り返し回数を決定し、等価振幅利得算出部Ｐ３１２は、利得算出回数を決定された繰り返し回数に更新してもよい。
【０１２９】
等化器出力ＭＩ算出部Ｐ３１３は、等価振幅利得算出部Ｐ３１２から入力された等価振幅利得μ１〜μＬと、式（２３）をによって、第レイヤ毎のＬＬＲの分散εｎ２を算出する。
【０１３０】
【数２０】
2013135271.tif 000022
【０１３１】
等化器出力ＭＩ算出部Ｐ３１３は、算出した分散εｎ２と、式（１６）によってレイヤ毎の相互情報量ＭＩを算出する。等化器出力ＭＩ算出部Ｐ３１３は、算出したＭＩを復号器出力ＭＩ算出部Ｐ３１４へ出力する。
【０１３２】
復号器出力ＭＩ算出部Ｐ３１４は、等化器出力ＭＩ算出部Ｐ３１３から入力されたＭＩを等化器からの出力相互情報量とし、予め記憶する復号器曲線情報（図１１参照）に基づいて、に対応する復号器からの出力相互情報量ＭＩ（復号器出力ＭＩとも称する）を算出する。復号器出力ＭＩ算出部Ｐ３１４は、算出した復号器出力ＭＩを、復号器出力ＬＬＲ算出部Ｐ３１５へ出力する。
【０１３３】
復号器出力ＬＬＲ算出部Ｐ３１５は、復号器出力ＭＩ算出部Ｐ３１４から入力された復号器出力ＭＩに基づいて、ＬＬＲを算出する。具体的には、復号器出力ＬＬＲ算出部Ｐ３１５は、復号器出力ＭＩに基づいて、次式（２３）を用いてＬＬＲの分散ε２を算出する。
【０１３４】
【数２１】
2013135271.tif 000023
【０１３５】
復号器出力ＬＬＲ算出部Ｐ３１５は、算出した分散ε２をλ算出部Ｐ３１６へ出力する。
λ算出部Ｐ３１６は、復号器出力ＬＬＲ算出部Ｐ３１５から入力された分散ε２に基づいて、次式（２４）を用いてシンボルレプリカの期待値λを算出する。
【０１３６】
【数２２】
2013135271.tif 000024
【０１３７】
λ算出部Ｐ３１６は、算出した期待値λを、重み算出部Ｐ３１１及び等価振幅利得算出部Ｐ３１２へ出力する。
【０１３８】
ＰＭＩ決定部Ｐ３は、プリコーディング行列設定部Ｐ１０１が選択したプリコーディング行列Ｗ１〜ＷＭ各々について上記の処理を行う。なお、ＰＭＩ決定部Ｐ３は、各ブロックが繰り返し毎に値を算出する処理を繰り返すことで容量を算出してもよい（図１１参照）が、予め計算しておいた値をテーブル化したものを備えることで処理の一部を省略してもよい。
【０１３９】
このように本実施形態によれば、基地局装置２ｂは、瞬時のチャネル状態によって繰り返し処理後のＳＩＮＲ又は容量Ｃｍを予測する。基地局装置２ｂは、予想した繰り返し処理後のＳＩＮＲ又は容量Ｃｍに基づいて、選択すべきプリコーディング行列を決定する。これにより、無線通信システムでは、ターボ等化時に最も良好な特性を得ることができるプリコーディング行列を選択でき、端末のスループット特性を向上させることができる。
【０１４０】
なお、アンテナポートとは、複数の送信アンテナから同一の信号を送信する場合、それらのアンテナをまとめてアンテナポートと定義してもよい。
【０１４１】
なお、上述した実施形態における端末装置１又は基地局装置２、２ａ、２ｂの一部をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、端末装置１又は基地局装置２、２ａ、２ｂに内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、上述した実施形態における端末装置１及び基地局装置２、２ａ、２ｂの一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現しても良い。端末装置１及び基地局装置２、２ａ、２ｂの各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
【０１４２】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１・・・端末装置、２、２ａ、２ｂ・・・基地局装置、１０１・・・Ｓ／Ｐ変換部、１０２−１〜１０２−Ｃ・・・符号化部、１０３・・・レイヤマッピング部、１０４−１〜１０４−Ｌ・・・変調部、１０５−１〜１０５−Ｌ・・・ＤＦＴ部、１０６・・・受信アンテナ、１０７・・・制御情報受信部、１０８・・・ＰＭＩ抽出部、１１・・・プリコーディング部、１２１・・・参照信号生成部、１２２−１〜１２２−Ｎｔ・・・参照信号多重部、１２３−１〜１２３−Ｎｔ・・・スペクトルマッピング部、１２４−１〜１２４−Ｎｔ・・・ＯＦＤＭ信号生成部、１２５−１〜１２５−Ｎｔ・・・送信アンテナ、１２４１・・・ＩＦＦＴ部、１２４２・・・ＣＰ挿入部、１２４３・・・Ｄ／Ａ変換部、１２４４・・・アナログ処理部、２０１−１〜２０１−Ｎｒ・・・受信アンテナ、２０２−１〜２０２−Ｎｒ・・・ＯＦＤＭ信号受信部、２０３−１〜２０３−Ｎｒ・・・参照信号分離部、２０４・・・チャネル推定部、２０５−１〜２０５−Ｎｒ・・・スペクトルデマッピング部、Ｒ１・・・繰り返し処理部、２０６・・・Ｐ／Ｓ変換部、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・ＰＭＩ決定部、２０７・・・制御情報送信部、２０２１・・・アナログ処理部、２０２２・・・Ａ／Ｄ変換部、２０２３・・・ＣＰ除去部、２０２４・・・ＦＦＴ部、Ｒ１０１−１〜Ｒ１０１−Ｎｒ・・・キャンセル部、Ｒ１０２・・・重み生成部、Ｒ１０３・・・ＭＩＭＯ分離部、Ｒ１０４−１〜Ｒ１０４−Ｌ・・・ＩＤＦＴ部、Ｒ１０５−１〜Ｒ１０５−Ｌ・・・加算部、Ｒ１０６−１〜Ｒ１０６−Ｌ・・・復調部、Ｒ１０７・・・レイヤデマッピング部、Ｒ１０８−１〜Ｒ１０８−Ｃ・・・復号部、Ｒ１１０・・・レイヤマッピング部、Ｒ１１１−１〜Ｒ１１１−Ｎｔ・・・シンボルレプリカ生成部、Ｒ１１２−１〜Ｒ１１２−Ｎｔ・・・ＤＦＴ部、Ｒ１１３・・・受信信号レプリカ生成部、Ｐ１０１・・・プリコーディング行列設定部、Ｐ１０２・・・乗算部、Ｐ１０３・・・λ通知部、Ｐ１０４・・・重み算出部、Ｐ１０５・・・ＳＩＮＲ算出部、Ｐ１０６・・・容量算出部、Ｐ１０７・・・容量比較部、Ｐ２０３・・・ＭＭＳＥ重み算出部、Ｐ２０４・・・相互情報量算出部、Ｐ２０５・・・ＭＲＣ重み算出部、Ｐ２０６・・・相互情報量算出部、Ｐ２０７・・・ＥＸＩＴチャート生成部、Ｐ２０８・・・最小トンネル値計算部、Ｐ２０９・・・トンネル値比較部、Ｐ３１・・・利得処理部、Ｐ３１１・・・重み算出部、Ｐ３１２・・・等価振幅利得算出部、Ｐ３１３・・・等化器出力ＭＩ算出部、Ｐ３１４・・・復号器出力ＭＩ算出部、Ｐ３１５・・・復号器出力ＬＬＲ算出部、Ｐ３１６・・・λ算出部
【図１】
2013135271.tif 000025
【図２】
2013135271.tif 000026
【図３】
2013135271.tif 000027
【図４】
2013135271.tif 000028
【図５】
2013135271.tif 000029
【図６】
2013135271.tif 000030
【図７】
2013135271.tif 000031
【図８】
2013135271.tif 000032
【図９】
2013135271.tif 000033
【図１０】
2013135271.tif 000034
【図１１】
2013135271.tif 000035
【図１２】
2013135271.tif 000036