(57)【要約】【課題】低演算量で、優れた伝送特性を実現できるＭＩＭＯの受信装置、受信方法および受信プログラムを提供すること。【解決手段】  ＭＩＭＯ伝送方式を用いて送信装置から送信された送信信号を受信する受信装置であって、前記送信装置が送信したストリームを第１のストリーム群と第２のストリーム群に分割するストリーム選択部と、前記第１のストリーム群の候補を少なくとも１つ生成し、前記第１のストリーム群の候補に基づいて前記第２のストリーム群の線形検出信号を生成して送信候補を生成し、前記送信候補のメトリックを算出し、前記送信候補のメトリックが最小となる前記送信候補を選択する送信候補探索部と、を備えることを特徴とする。【選択図】図６
2016131262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＩＭＯ伝送方式を用いて送信装置から送信された送信信号を受信する受信装置であって、
前記送信装置が送信したストリームを第１のストリーム群と第２のストリーム群に分割するストリーム選択部と、
前記第１のストリーム群の候補を少なくとも１つ生成し、前記第１のストリーム群の候補に基づいて前記第２のストリーム群の線形検出信号を生成して送信候補を生成し、前記送信候補のメトリックを算出し、前記送信候補のメトリックが最小となる前記送信候補を選択する送信候補探索部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記送信候補探索部は、前記第２のストリーム群のみを用いた線形検出結果である非拘束線形検出信号を生成し、
前記非拘束線形検出信号を前記第１のストリーム群の候補に基づいて修正することで前記線形検出信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
直交変換を行なってチャネル行列を三角化する三角化部を備え、
前記送信候補探索部は、前記第１のストリーム群の候補の生成と、前記線形検出信号の生成と、前記メトリックの算出を逐次的に行ない、
前記第１のストリーム群の候補であって、その累積メトリックがそれまでの逐次探索で得られた前記メトリックより小さい第１のストリーム群の候補を生成する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記送信候補探索部は、前記第１のストリーム群の候補を所定の数生成した場合、前記逐次探索を終了する、
ことを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
受信処理を行う前に、受信信号に干渉低減を行なう、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項６】
前記ストリーム選択部は、
線形検出後の振幅が小さい所定数のストリームを前記第１のストリーム群として選択する、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項７】
前記ストリーム選択部は、
受信信号の相関行列の逆行列の対角成分が大きいストリームを所定数、前記第１のストリーム群として選択する、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項８】
前記ストリーム選択部は、
前記第１のストリーム群の候補数よりも前記第２のストリーム群の候補数の方が小さくなるように選択する、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項９】
前記ストリーム選択部は、
前記第１のストリーム群の候補数よりも前記第２のストリーム群の候補数の方が大きくなるように選択する、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項１０】
ビット対数尤度比を算出するＬＬＲ算出部と、
前記ビット対数尤度比を用いて復号を行う復号部と、
を備え、
前記ＬＬＲ算出部は、
線形検出後の振幅と前記第２のストリーム群の線形検出信号に基づいて前記第２のストリーム群のビット対数尤度比を算出し、
前記第２のストリーム群のビット対数尤度比の大きさの平均値と、前記第１のストリーム群の候補に基づいて前記第１のストリーム群のビット対数尤度比を算出する、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項１１】
ビット対数尤度比を算出するＬＬＲ算出部と、
前記ビット対数尤度比を用いて復号を行う復号部と、
を備え、
前記ＬＬＲ算出部は、
線形検出後の振幅と前記第２のストリーム群の線形検出信号に基づいて前記第２のストリーム群のビット対数尤度比を算出し、
前記第１のストリーム群の線形検出信号を生成し、
線形検出後の振幅と前記第１のストリーム群の線形検出信号に基づいて前記第１のストリーム群のビット対数尤度比を算出する、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項１２】
ビット対数尤度比を算出するＬＬＲ算出部と、
前記ビット対数尤度比を用いて復号を行う復号部と、
を備え、
前記送信候補探索部は、前記送信候補の、１つのストリームにおける１つのビットを固定した場合の最小メトリックである拘束メトリックを算出し、
前記ＬＬＲ算出部は、
線形検出後の振幅と前記第２のストリーム群の線形検出信号に基づいて前記第２のストリーム群のビット対数尤度比を算出し、
前記拘束メトリックに基づいて前記第１のストリーム群のビット対数尤度比を算出する、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項１３】
直交変換を行なってチャネル行列を三角化する三角化部を備え、
前記送信候補探索部は、前記第１のストリーム群の候補生成と、前記線形検出信号の生成と、前記メトリックの算出を逐次的に行ない、
前記第１のストリーム群の候補であって、関連する拘束メトリックの少なくとも１つがそれまでの逐次探索で得られた前記メトリックより小さい第１のストリーム群の候補を生成し、
前記生成した第１のストリーム群の候補のビット系列に関連する拘束メトリックであって、前記生成した第１のストリーム群の候補のメトリックが前記拘束メトリックより小さい拘束メトリックを、前記生成した第１のストリーム群の候補のメトリックで更新する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の受信装置。
【請求項１４】
ＭＩＭＯ伝送方式を用いて送信装置から送信された送信信号を受信する受信方法であって、
前記送信装置が送信したストリームを第１のストリーム群と第２のストリーム群に分割するストリーム選択過程と、
前記第１のストリーム群の候補を少なくとも１つ生成し、前記第１のストリーム群の候補に基づいて前記第２のストリーム群の線形検出信号を生成して送信候補を生成し、前記送信候補のメトリックを算出し、前記送信候補のメトリックが最小となる前記送信候補を選択する送信候補探索過程と、
を有することを特徴とする受信方法。
【請求項１５】
ビット対数尤度比を算出するＬＬＲ算出過程と、
前記ビット対数尤度比を用いて復号を行う復号過程と、
を有し、
前記送信候補探索過程は、前記送信候補の、１つのストリームにおける１つのビットを固定した場合の最小メトリックである拘束メトリックを算出し、
前記ＬＬＲ算出過程は、
線形検出後の振幅と前記第２のストリーム群の線形検出信号に基づいて前記第２のストリーム群のビット対数尤度比を算出し、
前記拘束メトリックに基づいて前記第１のストリーム群のビット対数尤度比を算出する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の受信方法。
【請求項１６】
直交変換を行なってチャネル行列を三角化する三角化過程を有し、
前記送信候補探索過程は、前記第１のストリーム群の候補生成と、前記線形検出信号の生成と、前記メトリックの算出を逐次的に行ない、
前記第１のストリーム群の候補であって、関連する拘束メトリックの少なくとも１つがそれまでの逐次探索で得られた前記メトリックより小さい第１のストリーム群の候補を生成し、
前記生成した第１のストリーム群の候補のビット系列に関連する拘束メトリックであって、前記生成した第１のストリーム群の候補のメトリックが前記拘束メトリックより小さい拘束メトリックを、前記生成した第１のストリーム群の候補のメトリックで更新する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の受信方法。
【請求項１７】
前記復号過程は、符号化ビット対数尤度比を算出し、
前記送信候補探索過程は、前記符号化ビット対数尤度比に基づいて前記送信候補の拘束メトリックを算出し、
前記ＬＬＲ算出過程は、前記拘束メトリックを用いてビット対数尤度比を算出する、
という一連の処理を所定の回数だけ繰り返す、
ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の受信方法。
【請求項１８】
請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の受信方法をコンピュータに実行させるための受信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、受信方法および受信プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量高速情報通信を実現するための技術として、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）通信が注目されている。図１９は、ＭＩＭＯ通信の一例を示す概略図であり、送信装置ａ１が送信アンテナａ１−１〜ａ１−ＮＴを備え、受信装置ｂ１が受信アンテナｂ１−１〜ｂ１−ＮＲを備えている。ＮＴは送信アンテナ数であり、ＮＲは受信アンテナ数である。このＭＩＭＯ通信では、異なる情報を同一時刻、同一周波数で送受信し、情報ビットレートを大幅に増大させることができる。
【０００３】
下記非特許文献１には、ＭＩＭＯ通信における受信方法が記載されている。伝送特性の優れた受信方法として、ＭＬＤ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）が記載されている。ＭＬＤは、取り得る送信候補の中で、受信信号との２乗ノルムを最小とするものを選択する受信方法である。また、低演算量で実現できる受信方法として、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）やＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）を用いる線形検出が記載されている。線形検出は、受信信号に重み行列を乗算してから信号判定を行う受信方法である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ａ．  Ｊ．  Ｐａｕｌｒａｊ  ｅｔ  ａｌ．，”Ａｎ  Ｏｖｅｒｖｉｅｗ  ｏｆ  ＭＩＭＯ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ−ａ  Ｋｅｙ  ｔｏ  Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ，”  Ｐｒｏｃ．  ＩＥＥＥ，  ｖｏｌ．  ９２，  ｎｏ．  ２，  Ｆｅｂ．  ２００４，  ｐｐ．  １９８−２１８．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＭＬＤは、送信アンテナ数や変調多値数が増加すると演算量が大幅に増大するという問題がある。また、線形検出は、十分な伝送特性が得られず、ＭＩＭＯ通信の有効性を活かせないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、低演算量で優れた伝送特性を実現できるＭＩＭＯの受信装置、受信方法および受信プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために本発明に係る受信装置、受信方法および受信プログラムの構成は、次の通りである。
【０００８】
（１）本発明の一態様による受信装置は、ＭＩＭＯ伝送方式を用いて送信装置から送信された送信信号を受信する受信装置であって、前記送信装置が送信したストリームを第１のストリーム群と第２のストリーム群に分割するストリーム選択部と、前記第１のストリーム群の候補を少なくとも１つ生成し、前記第１のストリーム群の候補に基づいて前記第２のストリーム群の線形検出信号を生成して送信候補を生成し、前記送信候補のメトリックを算出し、前記送信候補のメトリックが最小となる前記送信候補を選択する送信候補探索部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
（２）また、本発明の一態様による受信装置は、前記送信候補探索部は、前記第２のストリーム群のみを用いた線形検出結果である非拘束線形検出信号を生成し、前記非拘束線形検出信号を前記第１のストリーム群の候補に基づいて修正することで前記線形検出信号を生成する、ことを特徴とする。
【００１０】
（３）また、本発明の一態様による受信装置は、直交変換を行なってチャネル行列を三角化する三角化部を備え、前記送信候補探索部は、前記第１のストリーム群の候補の生成と、前記線形検出信号の生成と、前記メトリックの算出を逐次的に行ない、前記第１のストリーム群の候補であって、その累積メトリックがそれまでの逐次探索で得られた前記メトリックより小さい第１のストリーム群の候補を生成する、ことを特徴とする。
【００１１】
（４）また、本発明の一態様による受信装置は、前記送信候補探索部は、前記第１のストリーム群の候補を所定の数生成した場合、前記逐次探索を終了する、ことを特徴とする。
【００１２】
（５）また、本発明の一態様による受信装置は、受信処理を行う前に、受信信号に干渉低減を行なうことを特徴とする。
【００１３】
（６）また、本発明の一態様による受信装置は、前記ストリーム選択部は、線形検出後の振幅が小さい所定数のストリームを前記第１のストリーム群として選択する、ことを特徴とする。
【００１４】
（７）また、本発明の一態様による受信装置は、前記ストリーム選択部は、受信信号の相関行列の逆行列の対角成分が大きいストリームを所定数、前記第１のストリーム群として選択する、ことを特徴とする。
【００１５】
（８）また、本発明の一態様による受信装置は、前記ストリーム選択部は、前記第１のストリーム群の候補数よりも前記第２のストリーム群の候補数の方が小さくなるように選択する、ことを特徴とする。
【００１６】
（９）また、本発明の一態様による受信装置は、前記ストリーム選択部は、前記第１のストリーム群の候補数よりも前記第２のストリーム群の候補数の方が大きくなるように選択する、ことを特徴とする。
【００１７】
（１０）また、本発明の一態様による受信装置は、ビット対数尤度比を算出するＬＬＲ算出部と、前記ビット対数尤度比を用いて復号を行う復号部と、を備え、前記ＬＬＲ算出部は、線形検出後の振幅と前記第２のストリーム群の線形検出信号に基づいて前記第２のストリーム群のビット対数尤度比を算出し、前記第２のストリーム群のビット対数尤度比の大きさの平均値と、前記第１のストリーム群の候補に基づいて前記第１のストリーム群のビット対数尤度比を算出する、ことを特徴とする。
【００１８】
（１１）また、本発明の一態様による受信装置は、ビット対数尤度比を算出するＬＬＲ算出部と、前記ビット対数尤度比を用いて復号を行う復号部と、を備え、前記ＬＬＲ算出部は、線形検出後の振幅と前記第２のストリーム群の線形検出信号に基づいて前記第２のストリーム群のビット対数尤度比を算出し、前記第１のストリーム群の線形検出信号を生成し、線形検出後の振幅と前記第１のストリーム群の線形検出信号に基づいて前記第１のストリーム群のビット対数尤度比を算出する、ことを特徴とする。
【００１９】
（１２）また、本発明の一態様による受信装置は、ビット対数尤度比を算出するＬＬＲ算出部と、前記ビット対数尤度比を用いて復号を行う復号部と、を備え、前記送信候補探索部は、前記送信候補の、１つのストリームにおける１つのビットを固定した場合の最小メトリックである拘束メトリックを算出し、前記ＬＬＲ算出部は、線形検出後の振幅と前記第２のストリーム群の線形検出信号に基づいて前記第２のストリーム群のビット対数尤度比を算出し、前記拘束メトリックに基づいて前記第１のストリーム群のビット対数尤度比を算出する、ことを特徴とする。
【００２０】
（１３）また、本発明の一態様による受信装置は、直交変換を行なってチャネル行列を三角化する三角化部を備え、前記送信候補探索部は、前記第１のストリーム群の候補生成と、前記線形検出信号の生成と、前記メトリックの算出を逐次的に行ない、前記第１のストリーム群の候補であって、関連する拘束メトリックの少なくとも１つがそれまでの逐次探索で得られた前記メトリックより小さい第１のストリーム群の候補を生成し、前記生成した第１のストリーム群の候補のビット系列に関連する拘束メトリックであって、前記生成した第１のストリーム群の候補のメトリックが前記拘束メトリックより小さい拘束メトリックを、前記生成した第１のストリーム群の候補のメトリックで更新する、ことを特徴とする。
【００２１】
（１４）本発明の一態様による受信方法は、ＭＩＭＯ伝送方式を用いて送信装置から送信された送信信号を受信する受信方法であって、前記送信装置が送信したストリームを第１のストリーム群と第２のストリーム群に分割するストリーム選択過程と、前記第１のストリーム群の候補を少なくとも１つ生成し、前記第１のストリーム群の候補に基づいて前記第２のストリーム群の線形検出信号を生成して送信候補を生成し、前記送信候補のメトリックを算出し、前記送信候補のメトリックが最小となる前記送信候補を選択する送信候補探索過程と、を有することを特徴とする。
【００２２】
（１５）また、本発明の一態様による受信方法は、ビット対数尤度比を算出するＬＬＲ算出過程と、前記ビット対数尤度比を用いて復号を行う復号過程と、を有し、前記送信候補探索過程は、前記送信候補の、１つのストリームにおける１つのビットを固定した場合の最小メトリックである拘束メトリックを算出し、前記ＬＬＲ算出過程は、線形検出後の振幅と前記第２のストリーム群の線形検出信号に基づいて前記第２のストリーム群のビット対数尤度比を算出し、前記拘束メトリックに基づいて前記第１のストリーム群のビット対数尤度比を算出する、ことを特徴とする。
【００２３】
（１６）また、本発明の一態様による受信方法は、直交変換を行なってチャネル行列を三角化する三角化過程を有し、前記送信候補探索過程は、前記第１のストリーム群の候補生成と、前記線形検出信号の生成と、前記メトリックの算出を逐次的に行ない、前記第１のストリーム群の候補であって、関連する拘束メトリックの少なくとも１つがそれまでの逐次探索で得られた前記メトリックより小さい第１のストリーム群の候補を生成し、前記生成した第１のストリーム群の候補のビット系列に関連する拘束メトリックであって、前記生成した第１のストリーム群の候補のメトリックが前記拘束メトリックより小さい拘束メトリックを、前記生成した第１のストリーム群の候補のメトリックで更新する、ことを特徴とする。
【００２４】
（１７）また、本発明の一態様による受信方法は、前記復号過程は、符号化ビット対数尤度比を算出し、前記送信候補探索過程は、前記符号化ビット対数尤度比に基づいて前記送信候補の拘束メトリックを算出し、前記ＬＬＲ算出過程は、前記拘束メトリックを用いてビット対数尤度比を算出する、という一連の処理を所定の回数だけ繰り返す、ことを特徴とする。
【００２５】
（１８）本発明の一態様による受信プログラムは、上述した受信方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ＭＩＭＯ通信において、受信装置は低演算量で良好な伝送特性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る送信装置ａ１の構成例を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る送信装置ａ１が送信するパイロットシンボルの一例である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る受信装置ｂ１の構成例を示す概略図である。
【図４】ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ；４相位相変調）の一例である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る受信装置ｂ１の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る受信装置ｂ２の構成例を示す概略図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る受信装置ｂ２の動作を示すフローチャートである。
【図８】送信アンテナ数が受信アンテナ数より多い場合のＱＲ分解の一例である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る送信装置ａ３の構成例を示す概略図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る送信装置ａ３が送信するパイロットシンボルの一例である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る受信装置ｂ３の構成例を示す概略図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る受信装置ｂ３の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る受信装置ｂ４の構成例を示す概略図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る受信装置ｂ４の動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る受信装置ｂ５の構成例を示す概略図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態に係る受信装置ｂ５の動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第６の実施形態に係る受信装置ｂ６の構成例を示す概略図である。
【図１８】本発明の第６の実施形態に係る受信装置ｂ６の動作を示すフローチャートである。
【図１９】ＭＩＭＯ通信システムの一例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２９】
以下の実施形態では、送信装置が、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交周波数分割多重）方式を用いてデータ伝送を行う例について説明する。ただし、以下の実施形態において、その他の伝送方式、例えば、シングルキャリア伝送、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ；単一キャリア周波数分割多元アクセス）、ＤＦＴ−ｓ−ＯＦＤＭ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ−ｓｐｒｅａｄ−ＯＦＤＭ；離散フーリエ変換拡散ＯＦＤＭ）等のシングルキャリア伝送方式や、ＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ；多重キャリア符号分割多重アクセス）等のマルチキャリア伝送方式を用いてもよい。
【００３０】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、送信装置ａ１の構成を示す概略ブロック図である。この図において、送信装置ａ１は、Ｓ／Ｐ（Ｓｅｒｉａｌ／Ｐａｒａｌｌｅｌ）変換部ａ１０１、変調部ａ１０２−ｋ、パイロット生成部ａ１０３、マッピング部ａ１０４−ｋ、送信部ａ１０５−ｋを含んで構成される。ここで、ｋ＝１、・・・、ＮＴである。また、図１では送信アンテナａ１−ｋを併せて示す。
【００３１】
Ｓ／Ｐ変換部ａ１０１は、入力される情報ビットをシリアルパラレル変換し、変調部ａ１０２−ｋに出力する。
【００３２】
パイロット生成部ａ１０３は、受信装置がチャネル推定を行うためのパイロットシンボル（参照信号ともいう）を生成し、そのパイロットシンボルをマッピング部ａ１０４−ｋに出力する。
【００３３】
マッピング部ａ１０４−ｋは、変調部ａ１０２−ｋから入力される変調シンボルと、パイロット生成部ａ１０３から入力されるパイロットシンボルを、予め定められたマッピング情報に基づいてマッピングし、送信信号を生成する。マッピング部ａ１０４−ｋは、生成した送信信号を送信部ａ１０５−ｋに出力する。
【００３４】
送信部ａ１０５−ｋは、マッピング部ａ１０４−ｋから入力される送信信号をデジタル・アナログ変換し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部ａ１０５−ｋは、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナａ１−ｋから受信装置ｂ１へ送信する。
【００３５】
図２はマッピング部ａ１０４−ｋの出力例である。この例において、ＮＴは８に設定されている。この図において、あるストリームのパイロットシンボルを送信するタイミングでは、他のストリームのデータは送信されない。受信装置ｂ１は、パイロットシンボルしか送信されていない時刻の受信信号を用いてチャネル推定を行うことができる。
【００３６】
図３は、本実施形態に係る受信装置ｂ１の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置ｂ１は、受信部ｂ１０１−ｒ、デマッピング部ｂ１０２−ｒ、チャネル推定部ｂ１０３、ストリーム選択部ｂ１０４、送信候補探索部ｂ１０５を含んで構成される。ここで、ｒ＝１、・・・、ＮＲである。また、図３には受信アンテナｂ１−ｒを併せて示す。
【００３７】
受信部ｂ１０１−ｒは、送信装置ａ１が送信した送信信号を、受信アンテナｂ１−ｒを介して受信する。受信部ｂ１０１−ｒは、周波数変換及びアナログ−デジタル変換を、受信した信号に対して行う。受信部ｂ１０１−ｒは、変換した受信信号をデマッピング部ｂ１０２−ｒに出力する。
【００３８】
デマッピング部ｂ１０２−ｒは、パイロットシンボルが送信された時間タイミングの受信信号とデータが送信された時間タイミングの受信信号を分離する。デマッピング部ｂ１０２−ｒは、パイロットシンボルが送信された時間タイミングの受信信号をチャネル推定部ｂ１０３に出力する。デマッピング部ｂ１０２−ｒは、データが送信された時間タイミングの受信信号を送信候補探索部ｂ１０５に出力する。
【００３９】
チャネル推定部ｂ１０３は、デマッピング部ｂ１０２−ｒから入力されるパイロットシンボルが送信された時間タイミングの受信信号を用いてチャネル推定を行い、チャネル値を算出する。チャネル推定部ｂ１０３は、算出したチャネル値をストリーム選択部ｂ１０４及び送信候補探索部ｂ１０５に出力する。
【００４０】
ストリーム選択部ｂ１０４は、チャネル推定部ｂ１０３から入力されるチャネル値に基づいて、非線形処理を行う非線形ストリーム（第１のストリーム群）と、線形検出信号を算出して復調を行う線形ストリーム（第２のストリーム群）を選択する。ストリーム選択部ｂ１０４は、選択した線形ストリームと非線形ストリームの情報を送信候補探索部ｂ１０５に出力する。
【００４１】
送信候補探索部ｂ１０５は、処理を行うストリームを、ストリーム選択部ｂ１０４から入力される線形ストリームと非線形ストリームの情報に基づいて並び替える。本発明では、非線形ストリームの数をＮＫとすると、デマッピング部ｂ１０２−ｒから入力される１、・・・、ＮＴのストリームを、前半のＮＴ−ＮＫ個が線形ストリームとなり、後半のＮＫ個が非線形ストリームとなるように並び替える。具体的には、後述の動作原理で説明するチャネル行列の列ベクトルを並び替える。なお、これは一例であり、このような並び替えに限定されるものではない。
【００４２】
送信候補探索部ｂ１０５は、第ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴ並び替えストリーム、すなわち非線形ストリーム、の取りうる送信候補である非線形候補（第１のストリームの候補）を生成する。
【００４３】
送信候補探索部ｂ１０５は、生成した非線形候補に基づいて、線形検出信号を生成する。具体的に、非線形候補の探索を始める前に、非線形候補による拘束に基づかない線形検出を行い、非拘束線形検出信号を算出する。なお、この線形検出には、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）やＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）といった従来の線形検出方式を用いることができる。非拘束線形検出信号を、生成した非線形候補に基づいて修正することで、線形検出信号を生成することができる。なお、線形検出信号生成は、非線形候補に基づいて受信信号を変形し、変形した受信信号に対する線形検出を行うようにしてもよい。この線形検出にＳＩＣ（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）等のキャンセラを用いてもよい。
【００４４】
送信候補探索部ｂ１０５は、線形検出信号に硬判定を行い、線形ストリームの送信候補を生成し、その送信候補と対応する非線形候補と組み合わせることで、全ストリームの送信候補を生成する。
【００４５】
送信候補探索部ｂ１０５は、各送信候補のメトリックを算出する。送信候補探索部ｂ１０５は、メトリックが最小となる送信候補を選択し、選択した送信候補に対応するビットを出力する。
【００４６】
＜動作原理について＞
以下、受信装置ｂ１の動作原理について、図３を参照しながら説明する。
【００４７】
あるデータが送信された時間タイミングにおけるＮＲ次元の受信信号ベクトル（シンボル番号は省略する）は次式（１）〜（４）のように表すことができる。
【数１】
2016131262.tif 000003
【００４８】
ただし、ｙｒは第ｒアンテナの受信信号（デマッピング部ｂ１０２−ｒの出力）、ＨはＮＲ行ＮＴ列のチャネル行列、ｈｋはＮＲ次元の第ｋストリームのチャネルベクトル、ｈｒｋは第ｋストリームから受信アンテナｂ１−ｒへのチャネル値、ｓはＮＴ次元の送信ベクトル、ｓｋは第ｋストリームの送信信号、ｎはＮＲ次元の雑音ベクトルである。また、上付き文字Ｔは、行列又はベクトルの転置を表す。
【００４９】
以下では、チャネル推定部ｂ１０３でチャネル行列Ｈが推定できたものとして説明する。ストリーム選択部ｂ１０４は、チャネル行列Ｈに基づいて、線形検出では特性が劣化するストリームを選択する。例えば、そのようなストリームを１つずつ選択することができる。選択には、線形検出後の振幅である等価振幅を用いることができる。Ｋは選択した非線形ストリームを保存する集合とし、Ｋ’は線形ストリームを保存する集合とする。Ｋの初期値は［］（要素を持たない集合）とし、Ｋ’の初期値は［１、２、・・・、ＮＴ］とする。１つ目の非線形ストリームを選択するための等価振幅をμｋ，１とすると、μｋ，１は次式（５）、（６）で表せる。
【数２】
2016131262.tif 000004
【００５０】
ここで、ｃｋは第ｋ要素が１で他の要素が０であるサイズＮＴのベクトルを表し、σ２は雑音電力を表し、Ｉα（αは自然数）はα行α列の単位行列を表す。また、上付き文字Ｈは行列又はベクトルの複素共役転置を表す。Ｋ’に含まれ、μｋ，１の小さいｋが線形検出では特性が劣化するストリームとみなし、μｋ，１を最小とするｋを１つ目の非線形ストリームとして選択する。このｋをｋ１とする。Ｋにｋ１を追加し、Ｋ’からｋ１を削除する。
【００５１】
次に、２つ目の非線形ストリームを選択するため、１つ目のストリーム選択が行われた前提の元での等価振幅μｋ，２を次式（７）、（８）のように計算する。
【数３】
2016131262.tif 000005
【００５２】
ただし、ｐ’ｋαは、次式（９）で表されるＮＴ行ＮＴ列の行列の第ｋ行α列の要素である。
【数４】
2016131262.tif 000006
【００５３】
１つ目の非線形ストリーム選択と同様に、Ｋ’の要素であってμｋ，２を最小とするｋを２つ目の非線形ストリームとして選択する。このｋをｋ２とする。Ｋにｋ２を追加し、Ｋ’からｋ２を削除する。
【００５４】
以後、β（β＞２）個目の非線形ストリームを選択するため、β−１回のストリーム選択が行われたときの等価振幅μｋ，βを次式（１０）、（１１）のように計算する。
【数５】
2016131262.tif 000007
【００５５】
なお、式（５）、（７）、（１０）は次式（１２）と数学的に等価である。
【数６】
2016131262.tif 000008
【００５６】
ここで、Ｋ’βは第β繰り返しまでで決定されたＫ’である。Ｋ’の要素であってμｋ，βを最小とするｋをβ個目の非線形ストリームとして選択する。このｋをｋβとする。Ｋにｋβを追加し、Ｋ’からｋβを削除する。
【００５７】
最終的に、Ｋに非線形ストリームの番号が保存され、Ｋ’に線形ストリームの番号が保存される。なお、非線形ストリームの数ＮＫは、受信装置ｂ１を設計した段階で固定にしておいてもよいし、受信装置ｂ１のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に変更するようにしてもよい。また、受信装置ｂ１がＮＫの値を適応的に決定してもよい。例えば、ある閾値を下回るμｋ，βが存在しなくなったら、その時点で非線形ストリーム選択を終了するようにしてもよい。その閾値は、用いている変調方式の誤り率から算出してもよい。
【００５８】
次に、選択された線形ストリームと非線形ストリームの情報に基づいてストリームの並び替えを行う。まず、ＮＴ行ＮＫ列の非線形ストリームの並び替え行列ＣＫを考える。ＣＫの第ｋ列ベクトルは、Ｋのｋ個目の要素が示す要素だけが１で、他の要素が０のベクトルである。同様に、ＮＴ行（ＮＴ−ＮＫ）列の線形ストリームの並び替え行列ＣＫ’を考える。ＣＫ’の第ｋ列ベクトルは、Ｋ’のｋ個目の要素が示す要素だけが１で、他の要素が０のベクトルとなる。例えば、ＮＴ＝８において、Ｋ＝｛１、２、４｝およびＫ’＝｛３、５、６、７、８｝の場合、ＣＫとＣＫ’は次式（１３）および（１４）で表される。
【数７】
2016131262.tif 000009
【００５９】
次に、送信候補探索部ｂ１０５の探索処理を説明する。まず、送信候補探索部ｂ１０５は、ＭＭＳＥ基準の線形検出を用いて、非拘束線形検出信号であるＮＴ次元のベクトルｘを次式（１５）および（１６）のように算出することができる。
【数８】
2016131262.tif 000010
【００６０】
なお、式（１６）は式（５）との共通点を多く持つため、式（１６）の計算は式（５）を計算したときの結果を利用することができる。
【００６１】
送信候補探索部ｂ１０５は、ＮＫ次元の非線形候補ベクトルｂＫ，ｍを生成し、線形検出信号を表すＮＴ−ＮＫ次元のベクトルｚＫ’，ｍを次式（１７）〜（１９）のように算出する。
【数９】
2016131262.tif 000011
【００６２】
ここで、ｘＫ’はｘの第１、・・・、ＮＴ−ＮＫ要素からなるベクトル、ｘＫはｘの第ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴ要素からなるベクトル、ＵＫはＮＴ−ＮＫ行ＮＫ列の線形検出修正重み行列である。また、ｂｋ（ｍｋ）は、第ｋ並び替えストリームの変調点の１つであり、ｍｋは変調点を指定する番号である。例えば、第ｋ並び替えストリームがＱＰＳＫを用いる場合、ｍｋと変調点の関係を図４のようにすることができる。なお、図４のｄｋ，ｑは第ｋ並び替えストリームのｑ番目のビットを表しており、それぞれの関係は次式（２０）および（２１）で表される。
【数１０】
2016131262.tif 000012
【００６３】
ここで、ｊは虚数単位である。また、第ｋ並び替えストリームが１６ＱＡＭを用いる場合、次式（２２）および（２３）で表すことができる。
【数１１】
2016131262.tif 000013
【００６４】
また、式（１９）のｍは、ｋ＝ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴのｍｋの組合せを表す番号であり、次式（２４）で表すことができる。
【数１２】
2016131262.tif 000014
【００６５】
ここで、Ｍｋは第ｋ並び替えストリームの変調点の数である。なお、図４、式（２０）〜（２４）は一例であり、他の構成でもよい。
【００６６】
送信候補探索部ｂ１０５は、線形検出信号ベクトルｚＫ’，ｍを硬判定し、ＮＴ−ＮＫ次元の線形ストリームの送信候補ベクトルｂＫ’，ｍを算出する。具体的に、次式（２５）で表すことができる。
【数１３】
2016131262.tif 000015
【００６７】
ここで、Ｄｅｃ［］は硬判定処理を表す。送信候補探索部ｂ１０５は、ｂＫ’，ｍとｂＫ，ｍを結合し、ＮＴ次元の送信候補ベクトルｂｍを生成する。ｂｍは次式（２６）のように表すことができる。
【数１４】
2016131262.tif 000016
【００６８】
式（２４）の通り、ｍ＝１、・・・、ΠｋＭｋであるが、ｍ＝０のときの送信候補としてｘの硬判定を加えてもよい。その場合、式（２６）はｍ＝０においても定義され、次式（２７）が追加される。
【数１５】
2016131262.tif 000017
【００６９】
送信候補探索部ｂ１０５は、ｂｍのメトリックを次式（２８）のように算出する。
【数１６】
2016131262.tif 000018
【００７０】
送信候補探索部ｂ１０５は、メトリックを最小とするｂｍを選択し、対応するビット系列を出力する。
【００７１】
＜受信装置ｂ１の動作について＞
図５は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図３のデマッピング部ｂ１０２−ｒが、データが送信された時間タイミングの受信信号とパイロットシンボルが送信された時間タイミングの受信信号を分離した後の処理である。
【００７２】
（ステップＳ１０１）チャネル推定部ｂ１０３は、パイロットシンボルが送信された時間タイミングの受信信号に基づいてチャネル推定を行う。その後、ステップＳ１０２へ進む。
【００７３】
（ステップＳ１０２）ストリーム選択部ｂ１０４は、ステップＳ１０１で得られるチャネル値に基づいて線形ストリームと非線形ストリームを選択する。その後、ステップＳ１０３へ進む。
【００７４】
（ステップＳ１０３）送信候補探索部ｂ１０５は、ステップＳ１０１で得られるチャネル値に基づいて非拘束線形検出を行う。その後、ステップＳ１０４へ進む。
【００７５】
（ステップＳ１０４）送信候補探索部ｂ１０５は、非線形候補を生成する。その後、ステップＳ１０５へ進む。
【００７６】
（ステップＳ１０５）送信候補探索部ｂ１０５は、ステップＳ１０３で得られる非拘束線形検出信号を、ステップＳ１０４で得られる非線形候補に基づいて修正し、線形検出信号を生成する。送信候補探索部ｂ１０５は、その線形検出信号に基づいて送信候補を生成する。その後、ステップＳ１０６へ進む。
【００７７】
（ステップＳ１０６）送信候補探索部ｂ１０５は、ステップＳ１０５で得られる送信候補のメトリックを算出する。送信候補探索部ｂ１０５は、メトリックを最小とする送信候補に対応するビット系列を出力する。その後、受信装置ｂ１は動作を終了する。
【００７８】
このように、本実施形態によれば、線形ストリームと非線形ストリームを選択し、非線形ストリームにのみ非線形検出を行い、線形検出信号を非線形候補に基づいて算出する。このようにすることで、低演算量で優れた伝送特性を実現することができる。
【００７９】
なお、上記第１の実施形態において、取り得る全ての非線形候補ｂＫ’，ｍを生成する場合について説明したが、全てでなくてもよい。
【００８０】
なお、上記第１の実施形態において、干渉を低減するように処理を拡張してもよい。例えば、他セル干渉を含む場合の受信信号は次式（２９）のように表せる。
【数１７】
2016131262.tif 000019
【００８１】
ここで、Ｈｌ（Ｉ）は第ｌセルのチャネル行列を表し、ｓｌ（Ｉ）は第ｌセルの送信信号ベクトルを表す。このような場合、次式（３０）のような相関行列Ｐを考える。
【数１８】
2016131262.tif 000020
【００８２】
送信候補探索部ｂ１０５が、上記第１の実施形態で説明した処理を行う前にＰ１／２をｙに乗算し、チャネル推定部ｂ１０３がＰ１／２を推定したチャネル行列Ｈに乗算することで、干渉低減とすることができる。ここで、Ｐ１／２はＰをコレスキー分解して得られる三角行列でもよいし、Ｐを固有値分解し、固有値の平方根を計算することで得られる行列であってもよい。また、Ｐは送信装置ａ１から通知されてもよいし、受信装置ｂ１が他セルの送信装置が送信するパイロットシンボルから推定するようにしてもよい。これは以後の実施形態でも同様である。
【００８３】
なお、上記第１の実施形態において、ストリーム選択部ｂ１０４は、チャネル値に基づいて線形ストリームと非線形ストリームを選択する場合について説明したが、各ストリームが用いる変調方式を考慮してもよい。例えば、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭが混在する場合、ＱＰＳＫのストリームから非線形ストリームを選択することで、計算量を削減することができる。例えば、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭが混在する場合、１６ＱＡＭのストリームから非線形ストリームを選択することで、伝送特性を改善することができる。これは以後の実施形態でも同様である。
【００８４】
なお、上記第１の実施形態において、ストリーム選択部ｂ１０４は、チャネル値から得られる等価振幅に基づいて線形ストリームと非線形ストリームを選択する場合について説明したが、Ｐの対角成分が大きいストリームを非線形ストリームとするようにしてもよい。これは、受信信号の相関行列の逆行列の対角成分が大きいストリームを非線形ストリームとして選択することを意味する。
【００８５】
なお、上記第１の実施形態において、ＮＴ個のストリームを多重する場合について説明したが、少なくてもよい。送信アンテナ数がＮＴで、多重ストリーム数をＮＵとしてもよい。すなわち、図１の変調部ａ１０２−ｋとマッピング部ａ１０４−ｋのうち、ｋ＝１、・・・、ＮＵのみを用いるようにしてもよい。この場合、式（２）のチャネル行列がＮＲ行ＮＵ列になるだけで、上記で説明した方法をそのまま用いることができる。これは以後の実施形態でも同様である。
【００８６】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。第１の実施形態では、受信装置ｂ１がメトリックを最小とする送信候補を選択する。本実施形態では、ＱＲ分解を用い、送信候補探索の演算量を低減する方法について説明する。
【００８７】
なお、本発明の第２の実施形態に係る送信装置は、第１の実施形態に係る送信装置ａ１と構成が同じのため、説明を省略する。
【００８８】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る受信装置ｂ２の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置ｂ２（図６）と第１の実施形態に係る受信装置ｂ１（図３）とを比較すると、信号候補探索部ｂ２０５が異なり、三角化部ｂ２０６が追加されている。しかし、その他の構成要素（受信部ｂ１０１−ｒ、デマッピング部ｂ１０２−ｒ、チャネル推定部ｂ１０３、ストリーム選択部ｂ１０４）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００８９】
三角化部ｂ２０６は、ストリーム選択部ｂ１０４から入力される線形ストリームと非線形ストリームの情報に基づいて、チャネル推定部ｂ１０３から入力されるチャネル値にＱＲ分解を行う。三角化部ｂ２０６は、ＱＲ分解の結果得られるユニタリ行列の部分行列を用いて、受信信号を直交変換する。これは、チャネルを三角化する操作に相当する。三角化部ｂ２０６は、受信信号を直交変換して得られる三角化受信信号を信号候補探索部ｂ２０５に出力する。
【００９０】
送信候補探索部ｂ２０５は、通常の線形検出を行い、非拘束線形検出信号を生成する。送信候補探索部ｂ２０５は、非拘束線形検出信号の硬判定値と三角化部ｂ２０６から入力される三角化受信信号に基づいて、非拘束線形検出信号のメトリックを算出する。送信候補探索部ｂ２０５は、そのメトリックを基準メトリックとして保存し、非拘束線形検出信号の硬判定値を保存する。
【００９１】
送信候補探索部ｂ２０５は、第ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴ並び替えストリーム、すなわち非線形ストリーム、の取りうる送信候補である非線形候補であって、その各並び替えの累積メトリックが基準メトリックを下回る非線形候補を生成する。送信候補探索部ｂ２０５は、生成した非線形候補に基づいて非拘束線形検出信号を修正することで、線形検出信号を生成する。
【００９２】
送信候補探索部ｂ２０５は、線形検出信号に硬判定を行い、線形ストリームの送信候補を生成し、その送信候補と対応する非線形候補と組み合わせることで、全ストリームの送信候補を生成する。送信候補探索部ｂ２０５は、その送信候補のメトリックを算出する。送信候補探索部ｂ２０５は、生成したメトリックが基準メトリックを下回る場合、生成したメトリックを新しい基準メトリックとして保存し、対応する送信候補のビット系列を保存する。
【００９３】
送信候補探索部ｂ２０５は、上記の非線形候補選択、線形検出信号生成、およびメトリック更新を、選択できる非線形候補が存在しなくなるまで行う。
【００９４】
＜動作原理について＞
以下、受信装置ｂ２の動作原理について、図６を参照しながら説明する。
第１の実施形態の式（１）〜（１２）までの説明は、本実施形態でも同様に適用することができる。
【００９５】
三角化部ｂ２０６は、選択された線形ストリームＫと非線形ストリームＫ’に基づいて式（２）のチャネル行列を並び替えてからＱＲ分解を行う。ここで、Ｋの中でさらに並び替えを行なってもよい。例えば、次式（３１）で示す電力値をＫに含まれるストリームにおいて計算し、昇順に並び替えることができる。
【数１９】
2016131262.tif 000021
【００９６】
例えば、Ｋ＝｛１、２、４｝のとき、上式（３１）に基づいてｈ１、ｈ２、ｈ４の電力値を計算し、昇順に並び替える。このようにすることで、後述する非線形候補の探索を効率化することができる。なお、電力に基づく並び替えでなくてもよい。また、Ｋ’についても同様の並び替えを行ってもよい。
【００９７】
例えば、ＮＴ＝８において、Ｋ＝｛１、２、４｝およびＫ’＝｛３、５、６、７、８｝であり、上述の並び替えの結果、Ｋ＝｛２、４、１｝およびＫ’＝｛５、８、６、３、７｝となったとすると、第１の実施形態で説明した並び替え行列ＣＫとＣＫ’は次式（３２）および（３３）のように変形される。
【数２０】
2016131262.tif 000022
【００９８】
このような並び替え行列を用いてチャネル行列Ｈを列方向に並び替え、並び替えられた行列に対して次式（３４）のようなＱＲ分解が行われる。
【数２１】
2016131262.tif 000023
【００９９】
ここで、ＱはＮＲ行ＮＴ列のユニタリ行列の部分行列であり、ＲはＮＴ行ＮＴ列の上三角行列である。なお、上述のＮＴ、Ｋ、Ｋ’の場合、（ＨＣＫ’  ＨＣＫ）は（ｈ５  ｈ８  ｈ６  ｈ３  ｈ７  ｈ２  ｈ４  ｈ１）を表す。三角化部ｂ２０６は、次式（３５）のようにＮＴ次元の三角化受信信号ベクトルｙ’を算出する。
【数２２】
2016131262.tif 000024
【０１００】
送信候補探索部ｂ２０５は、第１の実施形態の式（１５）および（１６）を用いて非拘束線形検出信号ｘを算出し、次式（３６）のようにメトリックｆＭＭＳＥを算出する。
【数２３】
2016131262.tif 000025
【０１０１】
送信候補探索部ｂ２０５は、このように算出したメトリックｆＭＭＳＥを基準メトリックとして保存する。
【０１０２】
送信候補探索部ｂ２０５は、非線形候補を選択する。具体的に、非線形候補は、そのメトリックが基準メトリックを超えないように選択される。第ｋ（ｋ＝ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴ）累積メトリックは、次式（３７）で表される。
【数２４】
2016131262.tif 000026
【０１０３】
ここで、ｙ’ｋはｙ’の第ｋ要素、ｒｋｖはＲのｋ行ｖ列要素である。ｆｋが基準メトリックを超えないようなｂｋ（ｍｋ）をｋ＝ＮＴ、・・・、ＮＴ−ＮＫ＋１の順番に選ぶことで、第１の実施形態の式（１９）で示した非線形候補ベクトルｂＫ，ｍが選択される。また、そのｂＫ，ｍと式（１７）と（１８）を用いることで、線形検出信号ベクトルｚＫ’，ｍが算出される。そのｚＫ’，ｍと式（２５）と（２６）を用いることで線形ストリームの送信候補ベクトルｂＫ’，ｍおよび全ストリームの送信候補ベクトルｂｍが算出される。そのｂＫ’，ｍと式（３７）を用いることで、メトリックｆ１が算出される。ここで、ｆｋは累積メトリックであるが、ｆ１はメトリックでもある。
【０１０４】
送信候補探索部ｂ２０５は、算出したｆ１が基準メトリックを下回る場合、ｆ１を新たな基準メトリックとして保存する。また、送信候補探索部ｂ２０５は、ビット系列であるｍｋを保存する（ｋ＝１、・・・、ＮＴ）。上述の非線形候補選択、送信候補生成、メトリック更新は、選択できる非線形候補が存在しなくなるまで繰り返される。
【０１０５】
＜受信装置ｂ２の動作について＞
図７は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図６のデマッピング部ｂ１０２−ｒが、データが送信された時間タイミングの受信信号とパイロットシンボルが送信された時間タイミングの受信信号を分離した後の処理である。なお、説明用の変数として、基準メトリックを保存するｆ、処理中のストリーム番号を示すｋ、Ｍｋ通りのｆｋを保存するｆｋ（ｎ）、番号１・・・Ｍｋをソートした配列を保存するｎｎｋを用いている。
【０１０６】
（ステップＳ２０１）チャネル推定部ｂ１０３は、パイロットシンボルが送信された時間タイミングの受信信号に基づいてチャネル推定を行う。その後、ステップＳ２０２へ進む。
【０１０７】
（ステップＳ２０２）ストリーム選択部ｂ１０４は、ステップＳ２０１で得られるチャネル値に基づいて線形ストリームと非線形ストリームを選択する。その後、ステップＳ２０３へ進む。
【０１０８】
（ステップＳ２０３）三角化部ｂ２０６は、ステップＳ２０２で得られる線形ストリームと非線形ストリームに基づいてチャネル行列Ｈを列方向に並び替える。この際、線形ストリーム内、非線形ストリーム内でさらに並び替えを行なってもよい。三角化部ｂ２０６は、並び替えられたＨにＱＲ分解を行う。三角化部ｂ２０６は、ＱＲ分解の結果に基づいて受信信号を三角化する。その後、ステップＳ２０４へ進む。
【０１０９】
（ステップＳ２０４）送信候補探索部ｂ２０５は、非拘束線形検出を行う。この結果得られる系列を硬判定し、そのときのメトリックを算出する。そのメトリックはｆに基準メトリックとして保存される。また、そのビット系列を保存する。その後、ステップＳ２０５へ進む。
【０１１０】
（ステップＳ２０５）ｋ＝ＮＴとする。また、各変数を初期化する。その後、ステップＳ２０６へ進む。
【０１１１】
（ステップＳ２０６）第ｋ並び替えストリームで用いている変調シンボル全てに対して、式（３７）で表される累積メトリックを算出する。具体的に、ｎ＝１、・・・、Ｍｋに対して、次式（３８）で計算することができる。
【数２５】
2016131262.tif 000027
その後、ステップＳ２０７へ進む。
【０１１２】
（ステップＳ２０７）ｆｋ（ｎ）の小さい順にｎを取り出し、ｎｎｋに保存する。例えば、Ｍｋ＝４で、ｆｋ（１）＝０．１２、ｆｋ（２）＝０．２３、ｆｋ（３）＝０．０５、ｆｋ（４）＝０．１９の場合、ｎｎｋ＝［３、１、４、２］となる。その後、ステップＳ２０８へ進む。なお、このソートは行わなくてもよく、その場合はｎｎｋ＝［１、２、３、４］となる。ソートを行わなくてもよいのは、以後の実施形態でも同様である。
【０１１３】
（ステップＳ２０８）ｎｎｋが空の場合、ステップＳ２０９へ進む。そうではない場合、ステップＳ２１１へ進む。
【０１１４】
（ステップＳ２０９）ｋがＮＴより小さい場合、ステップＳ２１０へ進む。そうではない場合、受信装置ｂ２は処理を終了する。
【０１１５】
（ステップＳ２１０）ｋ＝ｋ＋１としてステップＳ２０８へ進む。
【０１１６】
（ステップＳ２１１）ｍｋにｎｎｋの先頭の値を保存する。その先頭の値はｎｎｋから除去される。この処理はｕｎｓｈｉｆｔと呼称される。その後、ステップＳ２１２へ進む。
【０１１７】
（ステップＳ２１２）ｆがｆｋ（ｍｋ）より大きい場合、ステップＳ２１３へ進む。そうではない場合、ステップＳ２０８へ進む。
【０１１８】
（ステップＳ２１３）ｋがＮＴ−ＮＫ＋１より大きい場合、ステップＳ２１４へ進む。そうではない場合、ステップＳ２１５へ進む。
【０１１９】
（ステップＳ２１４）ｋ＝ｋ−１としてステップＳ２０６へ進む。
【０１２０】
（ステップＳ２１５）得られているｖ＝ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴのｍｖを用い、式（１７）に基づいて線形検出信号を生成する。その線形検出信号への硬判定により、得られていないｖ＝１、・・・、ＮＴのｍｖを求め、そのときのメトリックｆ１を算出する。その後、ステップＳ２１６へ進む。
【０１２１】
（ステップＳ２１６）ｆがｆ１より大きい場合、ステップＳ２１７へ進む。そうではない場合、ステップＳ２０８へ進む。
【０１２２】
（ステップＳ２１７）ｆをｆ１で更新する。また、ｍｖ（ｖ＝１、・・・、ＮＴ）を新しい系列として保存する。その後、ステップＳ２０８へ進む。
【０１２３】
このように、本実施形態によれば、ＱＲ分解を用いたチャネル行列の三角化により、演算量を大幅に削減することができる。
【０１２４】
なお、上記第２の実施形態において、ＮＲがＮＴ以上であるとして説明を行ったが、ＮＴがＮＲより大きくてもよい。図８は、そのような場合の一例である。８０１は、（ＨＣＫ’  ＨＣＫ）の第１から第ＮＲまでの列を取り出して得られるＮＲ行ＮＲ列の行列である。８０２は、（ＨＣＫ’  ＨＣＫ）の第ＮＲ＋１から第ＮＴまでの列を取り出して得られるＮＲ行（ＮＴ−ＮＲ）列の行列である。８０１にＱＲ分解を行う。８０３は、ＱＲ分解の結果得られるＮＲ行ＮＲ列のユニタリ行列である。８０４は、ＱＲ分解の結果得られるＮＲ行ＮＲ列の上三角行列である。なお、ハッチングした領域は、値が０である領域を表す。８０５は、８０３の右側に、ＮＲ行（ＮＴ−ＮＲ）列のゼロ行列を結合したＮＲ行ＮＴ列の行列である。８０５をＱとすればよい。８０６は、ユニタリ行列８０３の複素共役転置と行列８０２を乗算することで生成されるＮＴ行（ＮＴ−ＮＲ）列の行列である。８０７は、８０４の右側に８０６を結合したＮＲ行ＮＴ列の行列である。８０８は、８０６の下側に（ＮＴ−ＮＲ）行ＮＴ列のゼロ行列を結合したＮＴ行ＮＴ列の行列である。８０８をＲとすればよい。このようにすれば、上記第２の実施形態で説明した方法をそのまま用いることができる。これは以後の実施形態でも同様である。
【０１２５】
なお、上記第２の実施形態において、累積メトリックが基準メトリックを下回る非線形候補を選択する場合について説明したが、出力する非線形候補の数を制限してもよい。例えば、ＮＫ＝３で、非線形ストリームの変調方式がＱＰＳＫである場合、６４通りの非線形候補が考えられるが、例えば３２以上の候補選択を行わないようにすることで、計算量を削減することができる。これは、以後の実施形態でも同様である。
【０１２６】
なお、上記第２の実施形態において、選択した非線形候補に基づいて線形ストリームの線形検出信号を全て生成する場合について説明したが、線形ストリームでも累積メトリックを用いた処理打ち切りを行なってもよい。これは、以後の実施形態でも同様である。
【０１２７】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施形態について詳しく説明する。第１の実施形態では、受信装置ｂ１が、非線形候補と線形検出信号を用いて硬判定を行うことで生成されるビット系列を出力する。本実施形態では、送信装置で符号化を行い、受信装置で非線形候補と線形検出信号を用いてビットＬＬＲ（Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ；対数尤度比）を算出し、算出したＬＬＲを用いて復号を行う方法について説明する。
【０１２８】
図９は、本発明の第３の実施形態の実施形態に係る送信装置ａ３の構成を示す概略ブロック図である。この図において、送信装置ａ３は、Ｓ／Ｐ変換部ａ３０１、符号化部ａ３０２−ｌ、変調部ａ３０３−ｌ、レイヤーマッピング部ａ３０４、パイロット生成部ｂ３０５、プリコーディング部ａ３０６、ＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ；リソースエレメント）マッピング部ａ３０７−ｋ、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交周波数分割多重）信号生成部ａ３０８−ｋ、送信部ａ３０９−ｋを含んで構成される。ここで、ｌ＝１、・・・、ＮＣであり、ｋ＝１、・・・、ＮＴである。また、ＮＣはコードワード数であり、符号化する個数を表す。また、リソースエレメントは、１つのＯＦＤＭシンボルにおける１つのサブキャリアを表し、変調シンボルやパイロットシンボルを配置する物理リソースである。また、図９では送信アンテナａ１−ｋを併せて示す。
【０１２９】
Ｓ／Ｐ変換部ａ３０１は、入力される情報ビットをシリアルパラレル変換し、符号化部ａ３０２−ｌに出力する。
【０１３０】
符号化部ａ３０２−ｌは、Ｓ／Ｐ変換部ａ３０１から入力されるビットを畳込み符号、ターボ符号、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ；低密度パリティ検査）符号などの誤り訂正符号を用いて符号化し、符号化ビットを生成する。符号化部ａ３０２−ｌは符号化ビットを変調部ａ３０３−ｌに出力する。
【０１３１】
変調部ａ３０３−ｌは、符号化部ａ３０２−ｌから入力される符号化ビットを、ＰＳＫやＱＡＭなどの変調方式を用いて変調することで、変調シンボルを生成する。変調部ａ３０３−ｌは、生成した変調シンボルをレイヤーマッピング部ａ３０４に出力する。
【０１３２】
レイヤーマッピング部ａ３０４は、変調部ａ３０３−ｌから入力される変調シンボルを、１、・・・、ＮＴのストリームのいずれかに割り振り、プリコーディング部ａ３０６に出力する。
【０１３３】
パイロット生成部ａ３０５は、受信装置がチャネル推定を行うためのパイロットシンボルを生成し、そのパイロットシンボルをプリコーディング部ａ３０６に出力する。
【０１３４】
プリコーディング部ａ３０６は、レイヤーマッピング部ａ３０４から入力される変調シンボルとパイロット生成部ａ３０５から入力されるパイロットシンボルにプリコーディングを行う。具体的に、コードブックに基づいたユニタリ行列又はユニタリ行列の部分行列を乗算することができる。また、ＳＴＢＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｅ）やＳＦＢＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｅ）等を用いてもよい。
【０１３５】
ＲＥマッピング部ａ３０７−ｋは、プリコーディング部ａ３０６から入力されるプリコーディングが行われた変調シンボルとパイロットシンボルを、リソースエレメントにマッピングする。ＲＥマッピング部ａ３０７−ｋは、マッピングしたリソースエレメントのシンボルをＯＦＤＭ信号生成部ａ３０８−ｋに出力する。
【０１３６】
ＯＦＤＭ信号生成部ａ３０８−ｋは、ＲＥマッピング部ａ３０７−ｋから入力されるシンボルに周波数時間変換を行い、時間領域の信号を生成する。具体的に、周波数時間変換にはＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；逆高速フーリエ変換）を用いることができる。ＯＦＤＭ信号生成部ａ３０８−ｋは、生成した時間領域の信号にＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ；サイクリックプリフィックス）を負荷し、ＯＦＤＭ信号を生成する。ここで、ＣＰとは、周波数時間変換で得られた時間領域の信号の後方の一部であり、その一部の信号はその時間領域の信号の前方に付加される。なお、ＣＰが時間領域の信号の前方の一部のコピーであり、そのコピーが時間領域の信号の後方に付加されるようにしてもよい。なお、ＣＰはＧｏｌａｙ符号などで生成した既知系列であってもよい。ＯＦＤＭ信号生成部ａ３０８−ｋは、生成したＯＦＤＭ信号を送信部ａ３０９−ｋに出力する。
【０１３７】
送信部ａ３０９−ｋは、ＯＦＤＭ信号生成部ａ３０８−ｋから入力されるＯＦＤＭ信号をデジタル・アナログ変換し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部ａ３０９−ｋは、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナａ１−ｋから受信装置ｂ３へ送信する。
【０１３８】
図１０はＲＥマッピング部ａ３０７−ｋの出力例である。例えば、ＮＴ＝８の場合において、リソースエレメント＃１をｋ＝１、２、５、７のパイロット位置とし、リソースエレメント＃２をｋ＝３、４、６、８のパイロット位置とすることができる。受信装置ｂ３は、これらのリソースエレメントにおける受信信号を用いてチャネル推定を行うことができる。各ストリームのパイロットシンボルは、例えば、符号多重されてもよい。
【０１３９】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る受信装置ｂ３の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置ｂ３は、受信部ｂ３０１−ｒ、時間周波数変換部ｂ３０２−ｒ、デマッピング部ｂ３０３−ｒ、チャネル推定部ｂ３０４、ストリーム選択部ｂ３０５、送信候補探索部ｂ３０６、ＬＬＲ算出部ｂ３０７、復号部ｂ３０８を含んで構成される。ここで、ｒ＝１、・・・、ＮＲである。また、図１１では受信アンテナｂ１−ｒを併せて示す。
【０１４０】
受信部ｂ３０１−ｒは、送信装置ａ３が送信したＯＦＤＭ送信信号を、受信アンテナｂ１−ｒを介して受信する。受信部ｂ３０１−ｒは、周波数変換及びアナログ−デジタル変換を、受信した信号に対して行う。受信部ｂ３０１−ｒは、変換した受信信号を時間周波数変換部ｂ３０２−ｒに出力する。
【０１４１】
時間周波数変換部ｂ３０２−ｒは、ＣＰを、受信部ｂ３０１−ｒから入力される受信信号から除去する。時間周波数変換部ｂ３０２−ｒは、ＣＰを除去した信号に時間周波数変換を行う。具体的に、時間周波数変換にはＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；高速フーリエ変換）を用いることができる。時間周波数変換部ｂ３０２−ｒは、変換した周波数領域の受信信号をデマッピング部ｂ３０３−ｒに出力する。
【０１４２】
デマッピング部ｂ３０３−ｒは、データが送信されたリソースエレメントとパイロットシンボルが送信されたリソースエレメントを、時間周波数変換部ｂ３０２−ｒから入力される周波数領域の信号から分離する。デマッピング部ｂ３０３−ｒは、データが送信されたリソースエレメントの受信信号を送信候補探索部ｂ３０６に出力する。デマッピング部ｂ３０３−ｒは、パイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号をチャネル推定部ｂ３０４に出力する。
【０１４３】
チャネル推定部ｂ３０４は、デマッピング部ｂ３０３−ｒから入力されるパイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号を用いてチャネル推定を行い、チャネル値を算出する。チャネル推定部ｂ３０４は、算出したチャネル値をストリーム選択部ｂ３０５及び送信候補探索部ｂ３０６に出力する。
【０１４４】
ストリーム選択部ｂ３０５は、チャネル推定部ｂ３０４から入力されるチャネル値に基づいて、線形ストリームと非線形ストリームを選択する。ストリーム選択部ｂ３０５は、選択した線形ストリームと非線形ストリームの情報を送信候補探索部ｂ３０６に出力する。
【０１４５】
送信候補探索部ｂ３０６は、処理を行うストリームを、ストリーム選択部ｂ３０５から入力される線形ストリームと非線形ストリームの情報に基づいて並び替える。第１の実施形態と同様に、デマッピング部ｂ３０３−ｒから入力される１、・・・、ＮＴのストリームを、前半のＮＴ−ＮＫ個が線形ストリームとなり、後半のＮＫ個が非線形ストリームとなるように並び替える。なお、これは一例であり、このような並び替えに限定されるものではない。
【０１４６】
送信候補探索部ｂ３０６は、第ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴ並び替えストリーム、すなわち非線形ストリーム、の取りうる送信候補である非線形候補を生成する。
【０１４７】
送信候補探索部ｂ３０６は、生成した非線形候補に基づいて、線形検出信号を生成する。具体的に、非線形候補の探索を始める前に、非線形候補による拘束に基づかない通常の線形検出を行い、非拘束線形検出信号を算出する。なお、この通常の線形検出には、ＺＦやＭＭＳＥを用いることができる。非拘束線形検出信号を、生成した非線形候補に基づいて修正することで、線形検出信号を生成することができる。なお、線形検出信号生成は、非線形候補に基づいて受信信号を変形し、変形した受信信号に対する線形検出を行うようにしてもよい。この線形検出にＳＩＣ等のキャンセラを用いてもよい。
【０１４８】
送信候補探索部ｂ３０６は、線形検出信号に硬判定を行い、線形ストリームの送信候補を生成し、その送信候補と対応する非線形候補と組み合わせることで、全ストリームの送信候補を生成する。
【０１４９】
送信候補探索部ｂ３０６は、各送信候補のメトリックを算出する。送信候補探索部ｂ３０６は、各送信候補とそのメトリックに基づいて、拘束メトリックを生成する。拘束メトリックについては、後述する動作原理で詳しく説明する。送信候補探索部ｂ３０６は、メトリックが最小となる送信候補を選択し、選択した送信候補に対応する線形検出信号をＬＬＲ算出部ｂ３０７に出力する。また、送信候補探索部ｂ３０６は、拘束メトリックをＬＬＲ算出部ｂ３０７に出力する。
【０１５０】
ＬＬＲ算出部ｂ３０７は、送信候補探索部ｂ３０６から入力される線形検出信号を用いて、線形ストリームのＬＬＲを算出する。ＬＬＲ算出部ｂ３０７は、送信候補探索部ｂ３０６から入力される拘束メトリックを用いて非線形ストリームのＬＬＲを算出する。ＬＬＲ算出部ｂ３０７は、算出したＬＬＲを復号部ｂ３０８に出力する。
【０１５１】
復号部ｂ３０８は、ＬＬＲ算出部ｂ３０７から入力されるＬＬＲに基づいて、例えば、最尤復号法、最大事後確率（ＭＡＰ；Ｍａｘｉｍｕｍ  Ａ  ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ  Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）、ｌｏｇ−ＭＡＰ、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ、ＳＯＶＡ（Ｓｏｆｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｖｉｔｅｒｂｉ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）等を用いて、復号処理を行う。
【０１５２】
＜動作原理について＞
以下、受信装置ｂ３の動作原理について説明する。
【０１５３】
図９のレイヤーマッピング部ａ３０４が、変調部ａ３０３−ｌからの入力を１、・・・ＮＴの全てに割り振った場合で説明を行う。この場合、あるリソースエレメントにおけるＮＲ次元の受信信号ベクトル（シンボル番号及びサブキャリア番号は省略する）は、第１の実施形態と同様に式（１）〜（４）のように表すことができる。なお、本実施形態の場合、ｙｒはデマッピング部ｂ３０３−ｒの出力となる。なお、図９のレイヤーマッピング部ａ３０４が割り振ったストリームが１、・・・、ＮＴの全てではなく、ＮＵ個だった場合は、式（２）のチャネル行列をＮＲ行ＮＵ列とすればよい。これは、以後の実施形態でも同様である。
【０１５４】
なお、チャネル行列はプリコーディングの影響を受けた等価チャネルを表す。図９のプリコーディング部ａ３０６において、パイロットシンボルにもプリコーディングを行うことで、受信装置ｂ３は、プリコーディングの有無を意識せずに、等価チャネルを推定することができる。
【０１５５】
チャネル推定部ｂ３０４でチャネル行列Ｈが推定できたものとすると、第１の実施形態の式（５）〜（２８）をそのまま適用することができる。以下は、それらの結果を用いてＬＬＲを算出する方法の一例である。
【０１５６】
式（２８）で計算されるメトリックが最小となる非線形候補の番号をｍｍｉｎとする。このとき、第ｋ並び替えストリームが線形ストリームのとき、すなわちｋ＝１、・・・、ＮＴ−ＮＫのとき、第ｋ並び替えストリームのＬＬＲは、次式（３９）〜（４２）で算出することができる。ここで、λ（ｄｋ，ｑ）は、第ｋ並び替えストリームにおける第ｑビットのＬＬＲである。
【数２６】
2016131262.tif 000028
【０１５７】
また、Ｋ’（ｋ）はＫ’の第ｋ要素である。なお、式（３９）の右辺は式（１０）のものであり、線形ストリームｂ３０７で式（１０）を算出した結果を用いることができる。また、［ｚＫ’，ｍ］ｋはｚＫ’，ｍの第ｋ要素である。式（４１）および（４２）は、第ｋ並び替えストリームがＱＰＳＫを用いる場合のＬＬＲ算出方法である。ＱＰＳＫではない場合も容易に算出することができる。例えば、第ｋ並び替えストリームが１６ＱＡＭを用いる場合、式（３９）および（４０）を用いて、次式（４３）〜（４６）で算出することができる。
【数２７】
2016131262.tif 000029
【０１５８】
ここで、ｓｉｇｎ（）は引数が正のときに１を返し、負のときに−１を返す関数である。
【０１５９】
次に、非線形ストリームのＬＬＲ算出方法を説明する。第ｋ並び替えストリームのＬＬＲを算出するため、まずは拘束メトリックｆ（ｋ，ｑ，０）およびｆ（ｋ，ｑ，１）を算出する。ｆ（ｋ，ｑ，０）はｄｋ，ｑを０に固定した場合の最小メトリックであり、ｆ（ｋ，ｑ，１）はｄｋ，ｑを１に固定した場合の最小メトリックである。このとき、ＬＬＲは次式（４７）で算出することができる。
【数２８】
2016131262.tif 000030
【０１６０】
なお、線形ストリームのＬＬＲについても式（４７）で算出してもよい。しかし、線形ストリームの場合は、ｆ（ｋ，ｑ，０）とｆ（ｋ，ｑ，１）のいずれかが存在しない場合が存在する。そのような場合には、拘束メトリックが両方存在する場合には式（４７）でＬＬＲを算出し、拘束メトリックのいずれかが存在しない場合には上述した線形検出信号を用いるＬＬＲ算出方法を用いるようにしてもよい。
【０１６１】
なお、異なるｍに対して、式（２８）で算出されるメトリックが同一になる場合がある。従って、ｍｍｉｎが複数存在する場合がある。そのような場合に線形ストリームのＬＬＲを算出するには、複数のｍｍｉｎからランダムに選んでもよいし、最初に算出されたものを選んでもよい。また、ｍｍｉｎにｍ＝０が含まれる場合は、ｍ＝０以外から選ぶようにしてもよい。
【０１６２】
なお、ｍｍｉｎがｍ＝０の１つのみだった場合に線形ストリームのＬＬＲを算出するには、次式（４８）および（４９）を用いて、ＱＰＳＫの場合は式（４１）および（４２）に、１６ＱＡＭの場合は式（４３）〜（４６）に適用する等すればよい。
【数２９】
2016131262.tif 000031
【０１６３】
なお、［ｘ］ｋはｘの第ｋ要素である。
【０１６４】
＜受信装置ｂ３の動作について＞
図１２は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図１１のデマッピング部ｂ３０３−ｒが、データが送信されたリソースエレメントの受信信号とパイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号を分離した後の処理である。
【０１６５】
（ステップＳ３０１）チャネル推定部ｂ３０４は、パイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号に基づいてチャネル推定を行う。その後、ステップＳ３０２へ進む。
【０１６６】
（ステップＳ３０２）ストリーム選択部ｂ３０５は、ステップＳ３０１で得られるチャネル値に基づいて線形ストリームと非線形ストリームを選択する。その後、ステップＳ３０３へ進む。
【０１６７】
（ステップＳ３０３）送信候補探索部ｂ３０６は、ステップＳ３０１で得られるチャネル値に基づいて非拘束線形検出を行う。その後、ステップＳ３０４へ進む。
【０１６８】
（ステップＳ３０４）送信候補探索部ｂ３０６は、非線形候補を生成する。その後、ステップＳ３０５へ進む。
【０１６９】
（ステップＳ３０５）送信候補探索部ｂ３０６は、ステップＳ３０３で得られる非拘束線形検出信号を、ステップＳ３０４で得られる非線形候補に基づいて修正し、線形検出信号を生成する。送信候補探索部ｂ３０６は、その線形検出信号に基づいて送信候補を生成する。その後、ステップＳ３０６へ進む。
【０１７０】
（ステップＳ３０６）送信候補探索部ｂ３０６は、ステップＳ３０５で得られる送信候補のメトリックを算出する。送信候補探索部ｂ３０６は、メトリックを最小とする送信候補に対応する線形検出信号を出力する。送信候補探索部ｂ３０６は、拘束メトリックを算出する。その後、ステップＳ３０７へ進む。
【０１７１】
（ステップＳ３０７）ＬＬＲ算出部ｂ３０７は、ステップＳ３０６で得られるメトリックを最小とする送信候補に対応する線形検出信号に基づいて、線形ストリームのＬＬＲを算出する。ＬＬＲ算出部ｂ３０７は、ステップＳ３０６で得られる拘束メトリックに基づいて非線形ストリームのＬＬＲを算出する。その後、ステップＳ３０８へ進む。
【０１７２】
（ステップＳ３０８）復号部ｂ３０８は、ステップＳ３０７で得られるＬＬＲを用いて復号を行う。その後、受信装置ｂ３は動作を終了する。
【０１７３】
このように、本実施形態によれば、線形ストリームと非線形ストリームを選択し、非線形ストリームにのみ非線形検出を行い、線形検出信号を非線形候補に基づいて算出する。このようにしてＬＬＲを算出し、算出したＬＬＲを用いて復号を行うことで、低演算量で優れた伝送特性を実現することができる。
【０１７４】
（第４の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第４の実施形態について詳しく説明する。第３の実施形態では、受信装置ｂ３がメトリックを最小とする送信候補を用いて線形ストリームのＬＬＲを算出し、拘束メトリックを用いて非線形ストリームのＬＬＲを算出する。本実施形態では、ＱＲ分解を用い、送信候補探索の演算量を低減する方法について説明する。
【０１７５】
なお、本発明の第４の実施形態に係る送信装置は、第３の実施形態に係る送信装置ａ３と構成が同じのため、説明を省略する。
【０１７６】
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る受信装置ｂ４の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置ｂ４（図１３）と第３の実施形態に係る受信装置ｂ３（図１１）とを比較すると、送信候補探索部ｂ４０６が異なり、三角化部ｂ４０９を新たに備える。しかし、その他の構成要素（受信部ｂ３０１−ｒ、時間周波数変換部ｂ３０２−ｒ、デマッピング部ｂ３０３−ｒ、チャネル推定部ｂ３０４、ストリーム選択部ｂ３０５、ＬＬＲ算出部ｂ３０７、復号部ｂ３０８）が持つ機能は第３の実施形態と同じである。第３の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【０１７７】
三角化部ｂ４０９は、ストリーム選択部ｂ３０５から入力される線形ストリームと非線形ストリームの情報に基づいて、チャネル推定部ｂ３０４から入力されるチャネル値にＱＲ分解を行う。三角化部ｂ４０９は、ＱＲ分解の結果得られるユニタリ行列の部分行列を用いて、受信信号を直交変換する。これは、チャネルを三角化する操作に相当する。三角化部ｂ４０９は、受信信号を直交変換して得られる三角化受信信号を信号候補探索部ｂ４０６に出力する。
【０１７８】
送信候補探索部ｂ４０６は、通常の線形検出を行い、非拘束線形検出信号を生成する。送信候補探索部ｂ４０６は、非拘束線形検出信号の硬判定値と三角化部ｂ４０９から入力される三角化受信信号に基づいて、非拘束線形検出信号のメトリックを算出する。送信候補探索部ｂ４０６は、そのメトリックを基準メトリックとして保存し、非拘束線形検出信号の硬判定値を保存する。また、送信候補探索部ｂ４０６は、その硬判定に対応する拘束メトリックを算出して保存する。
【０１７９】
送信候補探索部ｂ４０６は、第ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴ並び替えストリーム、すなわち非線形ストリーム、の取りうる送信候補である非線形候補であって、その各並び替えの累積メトリックが基準メトリックと対応する拘束メトリックの少なくとも１つを下回る非線形候補を生成する。送信候補探索部ｂ４０６は、生成した非線形候補に基づいて非拘束線形検出信号を修正することで、線形検出信号を生成する。
【０１８０】
送信候補探索部ｂ４０６は、線形検出信号に硬判定を行い、線形ストリームの送信候補を生成し、その送信候補と対応する非線形候補と組み合わせることで、全ストリームの送信候補を生成する。送信候補探索部ｂ４０６は、その送信候補のメトリックを算出する。送信候補探索部ｂ４０６は、生成したメトリックが基準メトリックを下回る場合、生成したメトリックを新しい基準メトリックとして保存し、対応する送信候補のビット系列を保存する。
【０１８１】
送信候補探索部ｂ４０６は、上記の非線形候補選択、線形検出信号生成、およびメトリック更新を、選択できる非線形候補が存在しなくなるまで行う。
【０１８２】
＜動作原理について＞
以下、受信装置ｂ４の動作原理について説明する。
【０１８３】
第３の実施形態と同様に、マルチパス遅延がＯＦＤＭ信号のＣＰを超えない場合、第１の実施形態の式をそのまま適用することができる。本実施形態の説明のため、式（１）〜（２６）を共有する。また、第２の実施形態の式（３１）〜（３８）もそのまま適用することができる。第２の実施形態との違いは、拘束メトリックを算出するため、非線形候補の選択条件を軽減しているところにある。これは、後述する受信装置ｂ４の動作と併せて説明する。
【０１８４】
＜受信装置ｂ４の動作について＞
図１４は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図１３のデマッピング部ｂ３０３−ｒが、データが送信されたリソースエレメントの受信信号とパイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号を分離した後の処理である。
【０１８５】
（ステップＳ４０１）チャネル推定部ｂ３０４は、パイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号に基づいてチャネル推定を行う。その後、ステップＳ４０２へ進む。
【０１８６】
（ステップＳ４０２）ストリーム選択部ｂ３０５は、ステップＳ４０１で得られるチャネル値に基づいて線形ストリームと非線形ストリームを選択する。その後、ステップＳ４０３へ進む。
【０１８７】
（ステップＳ４０３）三角化部ｂ４０９は、ステップＳ４０２で得られる線形ストリームと非線形ストリームに基づいてチャネル行列Ｈを列方向に並び替える。この際、線形ストリーム内、非線形ストリーム内でさらに並び替えを行なってもよい。三角化部ｂ４０９は、並び替えられたＨにＱＲ分解を行う。三角化部ｂ４０９は、ＱＲ分解の結果に基づいて受信信号を三角化する。その後、ステップＳ４０４へ進む。
【０１８８】
（ステップＳ４０４）送信候補探索部ｂ４０６は、非拘束線形検出を行う。この結果得られる系列を硬判定し、そのときのメトリックを算出する。そのメトリックはｆに基準メトリックとして保存される。また、そのビット系列を保存する。また、そのときの拘束メトリックを保存する。このときに保存される拘束メトリックは、得られるビット系列ｄｖ，ｑ（ｖ＝１、・・・、ＮＴ）に対してのｆ（ｖ，ｑ，ｄｖ，ｑ）である。その後、ステップＳ４０５へ進む。
【０１８９】
（ステップＳ４０５）ｋ＝ＮＴとする。また、各変数を初期化する。その後、ステップＳ４０６へ進む。
【０１９０】
（ステップＳ４０６）第ｋ並び替えストリームで用いている変調シンボル全てに対して、式（３８）を用いて累積メトリックを算出する。その後、ステップＳ４０７へ進む。
【０１９１】
（ステップＳ４０７）ｆｋ（ｎ）の小さい順にｎを取り出し、ｎｎｋに保存する。その後、ステップＳ４０８へ進む。
【０１９２】
（ステップＳ４０８）ｎｎｋが空の場合、ステップＳ４０９へ進む。そうではない場合、ステップＳ４１２へ進む。
【０１９３】
（ステップＳ４０９）ｋがＮＴより小さい場合、ステップＳ４１０へ進む。そうではない場合、ステップＳ４１１へ進む。
【０１９４】
（ステップＳ４１０）ｋ＝ｋ＋１としてステップＳ４０８へ進む。
【０１９５】
（ステップＳ４１１）ＬＬＲ算出部ｂ３０７は、メトリックを最小とする送信候補に対応する線形検出信号に基づいて線形ストリームのＬＬＲを算出する。ＬＬＲ算出部ｂ３０７は、式（４７）を用いて非線形ストリームのＬＬＲを算出する。復号部ｂ３０８は、そのＬＬＲを用いて復号を行う。その後、受信装置ｂ４は処理を終了する。
【０１９６】
（ステップＳ４１２）ｍｋにｎｎｋの先頭の値を保存する。その先頭の値はｎｎｋから除去される。その後、ステップＳ４１３へ進む。
【０１９７】
（ステップＳ４１３）ｆを下回る拘束メトリックが存在する場合、ステップＳ４１４へ進む。そうではない場合、ステップＳ４０８へ進む。なお、具体的に、ｖ＝ｋ、・・・、ＮＴについてはｄｖ，ｑが確定しているのでｆ（ｖ，ｑ，ｄｖ，ｑ）の中からｆを下回るものを探せばよく、ｖ＝ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ｋ−１についてはｄｖ，ｑが確定していないのでｆ（ｖ，ｑ，０）とｆ（ｖ，ｑ，１）の中からｆを下回るものを探せばよい。
【０１９８】
（ステップＳ４１４）ｋがＮＴ−ＮＫ＋１より大きい場合、ステップＳ４１５へ進む。そうではない場合、ステップＳ４１６へ進む。
【０１９９】
（ステップＳ４１５）ｋ＝ｋ−１としてステップＳ４０６へ進む。
【０２００】
（ステップＳ４１６）得られているｖ＝ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴのｍｖを用い、式（１７）に基づいて線形検出信号を生成する。その線形検出信号への硬判定により、得られていないｖ＝１、・・・、ＮＴのｍｖを求め、そのときのメトリックｆ１を算出する。その後、ステップＳ４１７へ進む。
【０２０１】
（ステップＳ４１７）ｆがｆ１より大きい場合、ステップＳ４１８へ進む。そうではない場合、ステップＳ４１９へ進む。
【０２０２】
（ステップＳ４１８）ｆをｆ１で更新する。また、ｍｖ（ｖ＝１、・・・、ＮＴ）を新しい系列として保存する。その後、ステップＳ４１９へ進む。
【０２０３】
（ステップＳ４１９）拘束メトリックｆ（ｖ，ｑ，ｄｖ，ｑ）を更新する（ｖ＝ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴ）。
【０２０４】
このように、本実施形態によれば、ＱＲ分解を用いたチャネルの三角化により、ＬＬＲ算出の演算量を大幅に削減することができる。
【０２０５】
（第５の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第５の実施形態について詳しく説明する。第４の実施形態では、ＱＲ分解による演算量削減を用いても拘束メトリックを算出して非線形ストリームのＬＬＲを算出できるようにするため、送信候補探索部ｂ４０６が非線形候補を選択する条件を軽減する。本実施形態では、第２の実施形態と同様に小さいメトリックとそのビット系列だけを探索し、それらの情報を用いて非線形ストリームのＬＬＲを算出する方法について説明する。
【０２０６】
なお、本発明の第５の実施形態に係る送信装置は、第３の実施形態に係る送信装置ａ３と構成が同じのため、説明を省略する。
【０２０７】
図１５は、本発明の第５の実施形態に係る受信装置ｂ５の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置ｂ５（図１５）と第３の実施形態に係る受信装置ｂ４（図１３）とを比較すると、送信候補探索部ｂ５０６とＬＬＲ算出部ｂ５０７が異なる。しかし、その他の構成要素（受信部ｂ３０１−ｒ、時間周波数変換部ｂ３０２−ｒ、デマッピング部ｂ３０３−ｒ、チャネル推定部ｂ３０４、ストリーム選択部ｂ３０５、復号部ｂ３０８、三角化部ｂ４０９）が持つ機能は第４の実施形態と同じである。第４の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【０２０８】
送信候補探索部ｂ５０６は、通常の線形検出を行い、非拘束線形検出信号を生成する。送信候補探索部ｂ５０６は、非拘束線形検出信号の硬判定値と三角化部ｂ５０６から入力される三角化受信信号に基づいて、非拘束線形検出信号のメトリックを算出する。送信候補探索部ｂ５０６は、そのメトリックを基準メトリックとして保存し、非拘束線形検出信号の硬判定値を保存する。
【０２０９】
送信候補探索部ｂ５０６は、第ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴ並び替えストリーム、すなわち非線形ストリーム、の取りうる送信候補である非線形候補であって、その各並び替えの累積メトリックが基準メトリックを下回る非線形候補を生成する。送信候補探索部ｂ５０６は、生成した非線形候補に基づいて非拘束線形検出信号を修正することで、線形検出信号を生成する。
【０２１０】
送信候補探索部ｂ５０６は、線形検出信号に硬判定を行い、線形ストリームの送信候補を生成し、その送信候補と対応する非線形候補と組み合わせることで、全ストリームの送信候補を生成する。送信候補探索部ｂ５０６は、その送信候補のメトリックを算出する。送信候補探索部ｂ５０６は、生成したメトリックが基準メトリックを下回る場合、生成したメトリックを新しい基準メトリックとして保存し、対応する送信候補のビット系列を保存し、その線形検出信号を保存する。
【０２１１】
送信候補探索部ｂ５０６は、上記の非線形候補選択、線形検出信号生成、およびメトリック更新を、選択できる非線形候補が存在しなくなるまで行う。
【０２１２】
ＬＬＲ算出部ｂ５０７は、送信候補探索部ｂ５０６から入力される線形検出信号を用いて、線形ストリームのＬＬＲを算出する。ＬＬＲ算出部ｂ５０７は、送信候補探索部ｂ５０６から入力されるメトリック、線形検出信号等を用いて非線形ストリームのＬＬＲを算出する。
【０２１３】
＜動作原理について＞
以下、受信装置ｂ５の動作原理について説明する。
【０２１４】
第４の実施形態では、非線形ストリームのＬＬＲを式（４７）に基づいて算出するため、拘束メトリックを不足なしに算出する。本実施形態では、第２の実施形態のようにメトリックが最小となるビット系列と線形検出信号を求める。このため、拘束メトリックｆ（ｋ，ｑ，０）とｆ（ｋ，ｑ，１）のいずれかが不足している可能性があり、非線形ストリームのＬＬＲを算出できない場合がある。本実施形態では、非線形ストリームのＬＬＲは、拘束メトリックに依存しない方法で算出する。
【０２１５】
例えば、線形ストリームのＬＬＲの大きさの平均値を用いて、非線形ストリームのＬＬＲを次式（５０）のように算出することができる。
【数３０】
2016131262.tif 000032
【０２１６】
ここで、ｋ＝ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴである。ｄｋ，ｑは送信候補探索部ｂ５０６で決定されている。また、λａｖｅは次式（５１）で表される平均値である。
【数３１】
2016131262.tif 000033
【０２１７】
なお、λａｖｅを複数のリソースエレメントにおける平均値としてもよい。
【０２１８】
また、非線形ストリームについても線形ストリームと同様に線形検出信号を算出し、等価振幅を用いてＬＬＲを算出するようにしてもよい。まず、非線形ストリームの線形検出信号は次式（５２）および（５３）で表される。
【数３２】
2016131262.tif 000034
【０２１９】
非線形ストリームのＬＬＲは次式（５４）および（５５）を、ＱＰＳＫの場合は式（４１）および（４２）、１６ＱＡＭの場合は式（４３）〜（４６）に代入することで算出することができる。
【数３３】
2016131262.tif 000035
【０２２０】
他の変調方式の場合でも同様に算出することができる。
【０２２１】
＜受信装置ｂ５の動作について＞
図１６は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図１５のデマッピング部ｂ３０３−ｒが、データが送信されたリソースエレメントの受信信号とパイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号を分離した後の処理である。
【０２２２】
（ステップＳ５０１）チャネル推定部ｂ３０４は、パイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号に基づいてチャネル推定を行う。その後、ステップＳ５０２へ進む。
【０２２３】
（ステップＳ５０２）ストリーム選択部ｂ３０５は、ステップＳ５０１で得られるチャネル値に基づいて線形ストリームと非線形ストリームを選択する。その後、ステップＳ５０３へ進む。
【０２２４】
（ステップＳ５０３）三角化部ｂ４０９は、ステップＳ５０２で得られる線形ストリームと非線形ストリームに基づいてチャネル行列Ｈを列方向に並び替える。この際、線形ストリーム内、非線形ストリーム内でさらに並び替えを行なってもよい。三角化部ｂ４０９は、並び替えられたＨにＱＲ分解を行う。三角化部ｂ４０９は、ＱＲ分解の結果に基づいて受信信号を三角化する。その後、ステップＳ５０４へ進む。
【０２２５】
（ステップＳ５０４）送信候補探索部ｂ５０６は、非拘束線形検出を行う。この結果得られる系列を硬判定し、そのときのメトリックを算出する。そのメトリックはｆに基準メトリックとして保存される。また、そのビット系列を保存する。その後、ステップＳ５０５へ進む。
【０２２６】
（ステップＳ５０５）ｋ＝ＮＴとする。また、各変数を初期化する。その後、ステップＳ５０６へ進む。
【０２２７】
（ステップＳ５０６）第ｋ並び替えストリームで用いている変調シンボル全てに対して、式（３８）を用いて累積メトリックを算出する。その後、ステップＳ５０７へ進む。
【０２２８】
（ステップＳ５０７）ｆｋ（ｎ）の小さい順にｎを取り出し、ｎｎｋに保存する。その後、ステップＳ５０８へ進む。
【０２２９】
（ステップＳ５０８）ｎｎｋが空の場合、ステップＳ５０９へ進む。そうではない場合、ステップＳ５１２へ進む。
【０２３０】
（ステップＳ５０９）ｋがＮＴより小さい場合、ステップＳ５１０へ進む。そうではない場合、ステップＳ５１１へ進む。
【０２３１】
（ステップＳ５１０）ｋ＝ｋ＋１としてステップＳ５０８へ進む。
【０２３２】
（ステップＳ５１１）ＬＬＲ算出部ｂ３０７は、メトリックを最小とする送信候補に対応する線形検出信号に基づいて線形ストリームのＬＬＲを算出する。ＬＬＲ算出部ｂ３０７は、式（５０）や、式（５４）および（５５）等を用いて非線形ストリームのＬＬＲを算出する。復号部ｂ３０８は、そのＬＬＲを用いて復号を行う。その後、受信装置ｂ５は処理を終了する。
【０２３３】
（ステップＳ５１２）ｍｋにｎｎｋの先頭の値を保存する。その先頭の値はｎｎｋから除去される。その後、ステップＳ５１３へ進む。
【０２３４】
（ステップＳ５１３）ｆがｆｋ（ｍｋ）より大きい場合、ステップＳ５１４へ進む。そうではない場合、ステップＳ５０８へ進む。
【０２３５】
（ステップＳ５１４）ｋがＮＴ−ＮＫ＋１より大きい場合、ステップＳ５１５へ進む。そうではない場合、ステップＳ５１６へ進む。
【０２３６】
（ステップＳ５１５）ｋ＝ｋ−１としてステップＳ５０６へ進む。
【０２３７】
（ステップＳ５１６）得られているｖ＝ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴのｍｖを用い、式（１７）に基づいて線形検出信号を生成する。その線形検出信号への硬判定により、得られていないｖ＝１、・・・、ＮＴのｍｖを求め、そのときのメトリックｆ１を算出する。その後、ステップＳ５１７へ進む。
【０２３８】
（ステップＳ５１７）ｆがｆ１より大きい場合、ステップＳ５１８へ進む。そうではない場合、ステップＳ５０８へ進む。
【０２３９】
（ステップＳ５１８）ｆをｆ１で更新する。また、ｍｖ（ｖ＝１、・・・、ＮＴ）を新しい系列として保存する。その後、ステップＳ５０８へ進む。
【０２４０】
このように、本実施形態によれば、送信候補探索部ｂ５０６が、累積メトリックが基準メトリックを下回る非線形候補を選択し、ＬＬＲを算出することで、演算量を削減することができる。
【０２４１】
なお、上記第５の実施形態において、拘束メトリックを用いずに非線形ストリームのＬＬＲを算出する場合について説明したが、拘束メトリックを用いてもよい。例えば、図１６のフローチャートにおいて、ステップＳ５１７のＮｏの出力とステップＳ５１８の出力の先に新たなステップ（例えば、ステップＳ５１９）を作り、ｖ＝ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴについて、ｆ（ｖ，ｑ，ｄｖ，ｑ）を更新するようにする。このようにしても、ステップＳ５１３のため、最終的なｆ（ｋ，ｑ，０）とｆ（ｋ，ｑ，１）のうち（ｋ＝ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴ）、いずれかが不足している場合がある。不足している拘束メトリックを、別の手段で算出することで、ＬＬＲを算出することができる。例えば、不足しているストリームのビットを固定し、送信候補探索部ｂ５０６が行う線形検出信号生成と同様な方法で候補を生成し、メトリックを算出することで、不足している拘束メトリックを算出することができる。
【０２４２】
（第６の実施形態）
以下、図面を参照しながらが本発明の第６の実施形態について詳しく説明する。本実施形態では、信号検出と復号を繰り返す方法について説明する。
【０２４３】
なお、本発明の第６の実施形態に係る送信装置は、第３の実施形態に係る送信装置ａ３と構成が同じのため、説明を省略する。
【０２４４】
図１７は、本発明の第６の実施形態に係る受信装置ｂ６の構成を示す概略ブロック図である。本発明に係る受信装置ｂ６（図１７）と第４の実施形態に係る受信装置ｂ４（図１３）とを比較すると、送信候補探索部ｂ６０６、ＬＬＲ算出部ｂ６０７、復号部ｂ６０８が異なる。しかし、その他の構成要素（受信部ｂ３０１−ｒ、時間周波数変換部ｂ３０２−ｒ、デマッピング部ｂ３０３−ｒ、チャネル推定部ｂ３０４、ストリーム選択部ｂ３０５、三角化部ｂ４０９）が持つ機能は第４の実施形態と同じである。第４の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【０２４５】
送信候補探索部ｂ６０６、ＬＬＲ算出部ｂ６０７、復号部ｂ６０８は、初回は第４の実施形態と同じ動作をする。なお、第５の実施形態と同じ動作でもよい。初回処理の結果、復号部ｂ６０８の復号結果に誤りが検出されなかった場合は、復号ビットを出力して処理を終了する。誤りが検出された場合は、復号部ｂ６０８が符号化ビットのＬＬＲを送信候補探索部ｂ６０６に出力して、繰り返し処理に移行する。具体的に、出力するＬＬＲは復号結果から、ＬＬＲ算出部ｂ６０７から入力されるＬＬＲを減算したものとすることができる。以下で、繰り返し処理について説明する。
【０２４６】
送信候補探索部ｂ６０６は、復号部ｂ６０８から入力される符号化ビットのＬＬＲを用いて、非線形ストリームのＬＬＲを更新する。送信候補探索部ｂ６０６は、ｔ＝ＮＴ、・・・、ＮＴ−ＮＫ＋１の順番にＬＬＲを算出する。
【０２４７】
まず、送信候補探索部ｂ６０６は、初回処理で得られる非拘束線形検出のメトリックをｔと復号部ｂ６０８から入力される事前情報に基づいて変形する。変形したメトリックを基準メトリックとして保存する。また、送信候補探索部ｂ６０６は、それに対応する拘束メトリックを算出して保存する。
【０２４８】
送信候補探索部ｂ６０６は、第ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴ並び替えストリーム、すなわち非線形ストリーム、の取りうる送信候補である非線形候補であって、その各並び替えの累積メトリックが基準メトリックと、ｔに対応する拘束メトリックを下回る非線形候補を生成する。なお、累積メトリックの算出にはｔと復号部ｂ６０８から入力される事前情報が用いられる。送信候補探索部ｂ６０６は、生成した非線形候補に基づいて非拘束線形検出信号を修正することで、線形検出信号を生成する。
【０２４９】
送信候補探索部ｂ６０６は、線形検出信号に硬判定を行い、線形ストリームの送信候補を生成し、その送信候補と対応する非線形候補を組み合わせることで、全ストリームの送信候補を生成する。送信候補探索部ｂ６０６は、その送信候補のメトリックを算出する。このメトリック算出にはｔと復号部ｂ６０８から入力される事前情報が用いられる。送信候補探索部ｂ６０６は、生成したメトリックが、ｔに対応する拘束メトリックを下回る場合、生成したメトリックを新しい拘束メトリックとして保存する。
【０２５０】
送信候補探索部ｂ６０６は、上記の非線形候補選択、線形検出信号生成、および拘束メトリック更新を、選択できる非線形候補が存在しなくなるまで行う。拘束メトリックの更新が終わったら、ｔを別の非線形ストリームに設定し、同様の処理を行う。
【０２５１】
ＬＬＲ算出部ｂ６０７は、送信候補探索部ｂ６０６から入力される拘束メトリックを用いて非線形ストリームのＬＬＲを算出する。ＬＬＲ算出部ｂ６０７は、算出したＬＬＲを復号部ｂ６０８へ出力する。
【０２５２】
復号部ｂ６０８は、初回処理と同様に復号を行う。
【０２５３】
上記の送信候補探索、ＬＬＲ算出、復号は、誤りが検出されなくなるか、事前に定めた最大繰り返し回数に達するまで繰り返される。なお、その最大繰り返し回数は受信装置ｂ６を設計した段階で固定してもよいし、受信装置ｂ６のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新するなどでもよい。
【０２５４】
＜動作原理について＞
以下、受信装置ｂ６の動作原理について説明する。
【０２５５】
第ｔ並び替えストリームの事前情報がある場合、拘束メトリックｆ（ｔ，ｑ，０）とｆ（ｔ，ｑ，１）を次式（５６）および（５７）のようにすることでＬＬＲを算出することができる。
【数３４】
2016131262.tif 000036
【０２５６】
ここで、ｌｏｇ  ｐ（ｍｋ）は復号部ｂ６０８から入力されるＬＬＲから算出することができる。本実施形態では、ＱＲ分解を用いた送信候補探索において、式（５６）と（５７）をベースに累積メトリックを算出し、非線形ストリームのＬＬＲを更新することで、ＬＬＲの精度を改善することができる。
【０２５７】
＜受信装置ｂ６の動作について＞
図１８は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図１７の復号部ｂ６０８が初回処理の復号を行った後の処理である。
【０２５８】
（ステップＳ６０１）復号部ｂ６０８は、復号結果に誤りがあるか、又は繰り返し回数が最大値まで到達したかを検出する。この結果が真の場合、ステップＳ６０２へ進む。そうではない場合、受信装置ｂ６は処理を終了する。
【０２５９】
（ステップＳ６０２）ＬＬＲを算出する並び替えストリームｔをＮＴに設定する。その後、ステップＳ６０３へ進む。
【０２６０】
（ステップＳ６０３）基準メトリックとして、ｆにｆＭＭＳＥとｔに基づいたメトリックを保存する。具体的に、次式（５８）で表されるメトリックを保存する。
【数３５】
2016131262.tif 000037
【０２６１】
ここで、式（５８）の第１項は式（３６）のｆＭＭＳＥである。また、硬判定値Ｄｅｃ［ｘ］に基づいて、式（５８）の結果をｆ（ｔ，ｑ，ｄｔ，ｑ＝Ｄｅｃ［ｘ］ｔ）に保存する。その後、ステップＳ６０４へ進む。
【０２６２】
（ステップＳ６０４）ｋ＝ＮＴとする。また、各変数を初期化する。その後、ステップＳ６０５へ進む。
【０２６３】
（ステップＳ６０５）第ｋ並び替えストリームで用いている変調シンボル全てに対して、事前情報を考慮した累積メトリックを算出する。具体的に、次式（５９）および（６０）で表すことができる。
【数３６】
2016131262.tif 000038
【０２６４】
ここで、ｆ’ｔ，ｋ，ｎは第ｋ並び替えストリームの事前情報である。その後、ステップＳ６０６へ進む。
【０２６５】
（ステップＳ６０６）ｆｋ（ｎ）の小さい順にｎを取り出し、ｎｎｋに保存する。その後、ステップＳ６０７へ進む。
【０２６６】
（ステップＳ６０７）ｎｎｋが空の場合、ステップＳ６０８へ進む。そうではない場合、ステップＳ６１４へ進む。
【０２６７】
（ステップＳ６０８）ｋがＮＴより小さい場合、ステップＳ６０９へ進む。そうではない場合、ステップＳ６１０へ進む。
【０２６８】
（ステップＳ６０９）ｋ＝ｋ＋１としてステップＳ６０７へ進む。
【０２６９】
（ステップＳ６１０）ＬＬＲ算出部ｂ６０７は、拘束メトリックｆ（ｔ，ｑ，０）とｆ（ｔ，ｑ，１）と式（４７）に基づいて第ｔ並び替えストリームのＬＬＲを算出する。その後、ステップＳ６１１へ進む。
【０２７０】
（ステップＳ６１１）ｔがＮＴ−ＮＫ＋１より大きい場合、ステップＳ６１２へ進む。そうではない場合、ステップＳ６１３へ進む。
【０２７１】
（ステップＳ６１２）ｔ＝ｔ−１としてステップＳ６０３へ進む。
【０２７２】
（ステップＳ６１３）復号部ｂ６０８は、ステップＳ６１０で得られるＬＬＲを用いて復号を行う。その後、ステップＳ６０１へ進む。
【０２７３】
（ステップＳ６１４）ｍｋにｎｎｋの先頭の値を保存する。その先頭の値はｎｎｋから除去される。その後、ステップＳ６１５へ進む。
【０２７４】
（ステップＳ６１５）ｆが、第ｔ並び替えストリームの拘束メトリックｆ（ｔ，ｑ，ｄｔ，ｑ）より大きい場合、ステップＳ６１６へ進む。そうではない場合、ステップＳ６１７へ進む。なお、ｋ＞ｔで、ｄｔ，ｑが確定していない場合、ｆがｆ（ｔ，ｑ，０）とｆ（ｔ，ｑ，１）のいずれかより大きい場合、ステップＳ６１６へ進む。そうではない場合、ステップＳ６０７へ進む。
【０２７５】
（ステップＳ６１６）ｋがＮＴ−ＮＫ＋１より大きい場合、ステップＳ６１７へ進む。そうではない場合、ステップＳ６１８へ進む。
【０２７６】
（ステップＳ６１７）ｋ＝ｋ−１としてステップＳ６０５へ進む。
【０２７７】
（ステップＳ６１８）得られているｖ＝ＮＴ−ＮＫ＋１、・・・、ＮＴのｍｖを用い、式（１７）に基づいて線形検出信号を生成する。その線形検出信号への硬判定により、得られていないｖ＝１、・・・、ＮＴのｍｖを求め、そのときのメトリックｆ１を算出する。その後、ステップＳ６１９へ進む。
【０２７８】
（ステップＳ６１９）拘束メトリックｆ（ｔ，ｑ，ｄｔ，ｑ）を更新する。その後、ステップＳ６０７へ進む。
【０２７９】
このように、本実施形態によれば、信号検出と復号を繰り返すことで伝送特性を大幅に改善することができる。
【０２８０】
なお、上記第６の実施形態において、ＱＲ分解を前提とした受信処理を説明したが、第３の実施形態のように、ＱＲ分解を用いない場合に適用してもよい。
【０２８１】
なお、上記第６の実施形態において、繰り返し処理においても初回処理と同様の線形ストリームおよび非線形ストリームを用いる場合について説明したが、変更してもよい。例えば、復号の結果、ＬＬＲの大きさの平均値が小さいストリームを非線形ストリームとするようにしてもよい。また、非線形の数ＮＫを減らしてもよい。
【０２８２】
本発明に関わる送信装置ａ１、ａ２、受信装置ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
【０２８３】
また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態において、図面を用いて説明した送信装置ａ１、ａ２、受信装置ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。送信装置ａ１、ａ２、受信装置ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。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ることも可能である。
【０２８４】
以上、この発明の実施形態に関して図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、本発明は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。
【０２８５】
なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、本願発明の端末装置は、衛星通信に適用されることができる。また、本願発明の端末装置は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０２８６】
本発明は、受信装置、受信方法および受信プログラムに用いて好適である。
【符号の説明】
【０２８７】
４０１、４０２、４０３、４０４  ＱＰＳＫの変調点
８０１  太いチャネル行列の左側の部分正方行列
８０２  太いチャネル行列の右側の部分行列
８０３  ８０１をＱＲ分解して得られるユニタリ行列
８０４  ８０１をＱＲ分解して得られる三角行列
８０５  ８０３の右側にゼロ行列を付加した行列
８０６  ８０３の複素共役転置を８０２に乗算して得られる行列
８０７  ８０４の右側に８０６を付加した行列
８０８  ８０７の下側にゼロ行列を付加した行列
ａ１、ａ３  送信装置
ａ１−ｋ  送信アンテナ
ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、ｂ６  受信装置
ｂ１−ｒ  受信アンテナ
ａ１０１、ａ３０１  Ｓ／Ｐ変換部
ａ１０２−ｋ、ａ３０３−ｌ  変調部
ａ１０３、ａ３０５  パイロット生成部
ａ１０４−ｋ  マッピング部
ａ１０５−ｋ、ａ３０９−ｋ  送信部
ａ３０２−ｌ  符号化部
ａ３０４  レイヤーマッピング部
ａ３０６  プリコーディング部
ａ３０７−ｋ  ＲＥマッピング部
ａ３０８−ｋ  ＯＦＤＭ信号生成部
ｂ１０１−ｒ、ｂ３０１−ｒ  受信部
ｂ１０２−ｒ、ｂ３０３−ｒ  デマッピング部
ｂ１０３、ｂ３０４  チャネル推定部
ｂ１０４、ｂ３０５  ストリーム選択部
ｂ１０５、ｂ２０５、ｂ３０６、ｂ４０６、ｂ５０６、ｂ６０６  送信候補探索部
ｂ２０６、ｂ４０９  三角化部
ｂ３０２−ｒ  時間周波数変換部
ｂ３０７、ｂ５０７、ｂ６０７  ＬＬＲ算出部
ｂ３０８、ｂ６０８  復号部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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