(57)【要約】【課題】チャネル情報の推定精度の向上を図りつつ、互いに衝突する複数の信号の分離を可能にすること。【解決手段】アンテナ素子Ａ１，Ａ２，Ａ３は、先行信号と、先行信号と衝突する後続信号とを含む受信信号を受信する。先行信号チャネル推定部１０５は、先行信号のチャネル情報を推定する。疑似信号生成部１０７は、先行信号の到来方向とは異なる方向から到来し、かつ、到来方向が互いに異なる複数の疑似信号をアンテナ素子の本数分以上生成する。ウェイト生成部１０８は、生成された複数の疑似信号のそれぞれに対応し、かつ、先行信号の到来方向にヌルを形成する複数のウェイトを生成する。ウェイト乗算部１０９は、生成された複数のウェイトを、アンテナ素子Ａ１，Ａ２，Ａ３によってそれぞれ受信された受信信号に乗算してウェイト乗算後信号を得る。後続信号チャネル推定部１１１は、ウェイト乗算後信号に基づいて、後続信号のチャネル情報を推定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一信号と、前記第一信号と衝突する第二信号とを含む受信信号を受信する複数のアンテナ素子と、
前記第一信号のチャネル情報である第一チャネル情報を推定する第一推定部と、
前記第一信号の到来方向とは異なる方向から到来し、かつ、到来方向が互いに異なる複数の疑似信号を前記複数のアンテナ素子の本数分以上生成する疑似信号生成部と、
前記複数の疑似信号のそれぞれに対応し、かつ、前記第一信号の到来方向にヌルを形成する複数の第一ウェイトを生成するウェイト生成部と、
前記複数のアンテナ素子によってそれぞれ受信された前記受信信号に前記複数の第一ウェイトを乗算してウェイト乗算後信号を得る乗算部と、
前記ウェイト乗算後信号に基づいて、前記第二信号のチャネル情報である第二チャネル情報を推定する第二推定部と、
を具備する無線通信装置。
【請求項２】
前記疑似信号生成部は、前記第二信号の到来方向から所定の範囲内にある到来方向を有する前記複数の疑似信号を生成する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記ウェイト生成部は、前記複数の疑似信号のそれぞれに対応し、前記第一信号の到来方向にヌルを形成し、かつ、前記第二信号の到来方向にビームを形成する前記複数の第一ウェイトを生成する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第二推定部は、前記受信信号から前記第一信号のレプリカが減算された信号にさらに基づいて、前記第二チャネル情報を推定する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記受信信号は、前記第一信号及び前記第二信号と衝突する第三信号を含み、
前記ウェイト生成部は、前記複数の疑似信号のそれぞれに対応し、前記第一信号の到来方向及び前記第二信号の到来方向にヌルを形成する複数の第二ウェイトを生成する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記受信信号は、前記第一信号及び前記第二信号と衝突する第三信号を含み、
前記第二推定部は、前記受信信号から前記第一信号のレプリカ及び前記第二信号のレプリカが減算された信号に基づいて、前記第三信号のチャネル情報である第三チャネル情報を推定する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項７】
第一信号を送信する第一無線通信装置と、前記第一信号と衝突する第二信号を送信する第二無線通信装置と、前記第一信号と前記第二信号とを含む受信信号を受信する複数のアンテナ素子を有する第三無線通信装置と、を具備する無線通信システムであって、
前記第三無線通信装置は、
前記第一信号のチャネル情報である第一チャネル情報を推定し、
前記第一信号の到来方向とは異なる方向から到来し、かつ、到来方向が互いに異なる複数の疑似信号を前記複数のアンテナ素子の本数分以上生成し、
前記複数の疑似信号のそれぞれに対応し、かつ、前記第一信号の到来方向にヌルを形成する複数のウェイトを生成し、
前記複数のアンテナ素子によってそれぞれ受信された前記受信信号に前記複数のウェイトを乗算してウェイト乗算後信号を得て、
前記ウェイト乗算後信号に基づいて、前記第二信号のチャネル情報である第二チャネル情報を推定する、
無線通信システム。
【請求項８】
第一信号と、前記第一信号と衝突する第二信号とを含む受信信号を受信する複数のアンテナ素子を有する無線通信装置におけるチャネル推定方法であって、
前記第一信号のチャネル情報である第一チャネル情報を推定し、
前記第一信号の到来方向とは異なる方向から到来し、かつ、到来方向が互いに異なる複数の疑似信号を前記複数のアンテナ素子の本数分以上生成し、
前記複数の疑似信号のそれぞれに対応し、かつ、前記第一信号の到来方向にヌルを形成する複数のウェイトを生成し、
前記複数のアンテナ素子によってそれぞれ受信された前記受信信号に前記複数のウェイトを乗算してウェイト乗算後信号を得て、
前記ウェイト乗算後信号に基づいて、前記第二信号のチャネル情報である第二チャネル情報を推定する、
チャネル推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、無線通信システム及びチャネル推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年普及している無線通信規格であるIEEE  802.11及びIEEE  802.15.4では、CSMA/CA（Carrier  Sense  Multiple  Access  with  Collision  Avoidance）というアクセス方式が採用されている。CSMA/CAでは、各無線端末は、信号送信前にキャリアセンスを行い、他の無線端末の信号送信を検知した場合は自端末の信号を送信せず、他の無線端末の信号送信を検知しなかった場合に自端末の信号を送信する。
【０００３】
しかし、互いに通信困難な遠距離にある無線端末同士では、他の無線端末から送信された信号の検出が互いに困難であるため、一つの無線端末が信号を送信しているタイミングで、他の無線端末も信号を送信してしまう場合がある。この場合、複数の無線端末からの信号を受信するアクセスポイントでは、複数の信号が時間的に重なって到来するため、複数の信号間で衝突が発生する。信号間で衝突が発生した部分は、受信品質が低下するため、復号が困難になることがある。
【０００４】
特にセンサーネットワーク（Wireless  Sensor  Networks；WSN）では、一般的に無線端末が有するアンテナの利得が低いため、信号送信時のキャリアセンスが効き難く、アクセスポイントで信号の衝突が発生しやすい。
【０００５】
ここで、アクセスポイントにおいて、衝突した複数の信号を分離して復号できれば、スループットを向上できるとともに、無線端末からの信号の再送を抑止して無線端末の省電力化を図ることができる。
【０００６】
アクセスポイントにおいて、衝突した複数の信号を分離する技術の一つに、衝突した複数の信号の各々のチャネル情報を用いるものがあり、衝突した複数の信号の各々のチャネル情報を推定できれば、衝突した複数の信号の分離が可能となる。
【０００７】
チャネル情報の推定の一手法として、以下に説明するように、信号の先頭部分にあるプリアンブルと、既知のプリアンブル系列との相関値である「プリアンブル相関値」を算出することでチャネル情報を推定するものがある。
【０００８】
すなわち、図１に示すように、アクセスポイントに対して先行信号が到来する一方で、先行信号に遅れて後続信号が到来し、アクセスポイントにおいて先行信号と後続信号との衝突が発生する。図１は、先行信号と後続信号との衝突の一例を示す図である。先行信号及び後続信号は、例えば図１に示すパケットフォーマットを採り、プリアンブル（ＰＡ）と、ヘッダと、データと、ＣＲＣ（Cyclic  Redundancy  Check）ビットとを含む。ここでは、後続信号は、先行信号の先頭からプリアンブル長以上遅れて到来するものとする。つまり、先行信号のプリアンブルは後続信号に重ならない一方で、後続信号のプリアンブルは先行信号に重なっている。
【０００９】
図１に示す先行信号をS1(t)，先行信号のチャネル情報をh1，ノイズをn(t)とすると、先行信号のプリアンブル部分でのアクセスポイントにおける受信信号y(t)は式（１）によって表される。y(t)は時刻ｔにおける受信信号であり、S1(t)は時刻ｔにおける先行信号であり、n(t)は時刻ｔにおけるノイズである。
【数１】
2016163148.tif 000003
【００１０】
プリアンブル長をNとすると、先行信号のプリアンブル相関値K1は式（２）によって算出され、このプリアンブル相関値K1を先行信号のチャネル情報h1とみなすことができる。つまり、先行信号のプリアンブルが後続信号に重ならない場合、先行信号のプリアンブル相関値がそのまま先行信号のチャネル情報の推定値になる。
【数２】
2016163148.tif 000004
【００１１】
また、図１に示す後続信号をS2(t)，後続信号のチャネル情報をh2とすると、後続信号のプリアンブル部分でのアクセスポイントにおける受信信号y(t)は式（３）によって表されるため、後続信号のプリアンブル相関値K2は式（４）によって算出される。S2(t)は時刻ｔにおける後続信号である。
【数３】
2016163148.tif 000005
【数４】
2016163148.tif 000006
【００１２】
後続信号のプリアンブルに対しては先行信号が干渉となるため、式（４）に示すように、後続信号のプリアンブル相関値K2には先行信号の項が残ってしまい、この結果、後続信号のチャネル情報の推定精度が低下する。
【００１３】
そこで、後続信号のチャネル情報の推定精度を向上させるために、複数のアンテナ素子から形成されるアレーアンテナを用いたヌルステアリングによって先行信号の到来方向にヌルを形成する指向性パターンを形成することで、受信信号から先行信号を除去することが考えられる。指向性パターンの形成は、受信信号にウェイトを乗算することで行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−２８２１２０号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】“Applications  of  Space  Division  Multiplexing  and  Those  Performance  in  a  MIMO  Channel”,  IEICE  Trans.  Commun.,  vol.E88-B,  No.5,  May  2005,  pp.1843-1851
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
受信信号にウェイトを乗算した後の信号（以下では「ウェイト乗算後信号」と呼ぶことがある）についてプリアンブル相関値を算出すると以下のようになる。ここでのウェイト乗算後信号は、ヌルステアリングによって受信信号から先行信号を除去した後の信号となる。
【００１７】
すなわち、アレーアンテナを形成するアンテナ素子の本数をNr，各アンテナ素子に対応する先行信号のチャネル情報をh1（Nr×1のベクトル，[h11,h12,…,h1Nr]T），各アンテナ素子に対応する後続信号のチャネル情報をh2（Nr×1のベクトル，[h21,h22,…,h2Nr]T），ウェイトをW（1×Nrのベクトル，[W1,…,WNr]）とすると、ウェイト乗算後信号は式（５）によって表される。なお、チャネル情報及びウェイトはベクトルで表されるため、チャネル情報は「チャネルベクトル」と呼ばれ、ウェイトは「ウェイトベクトル」と呼ばれることがある。
【数５】
2016163148.tif 000007
【００１８】
ここで受信信号yに対するウェイトWの乗算は先行信号の到来方向にヌルを形成するため、式（５）における先行信号の項はほぼ０になる。よって、ウェイト乗算後信号は式（６）によって表すことができる。
【数６】
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【００１９】
式（６）に示すウェイト乗算後信号のプリアンブル相関値Kは式（７）によって算出される。ウェイト乗算後信号は、先行信号と後続信号とを含む受信信号から先行信号を除去した後の信号に相当するため、式（７）によって算出されるプリアンブル相関値Kは、後続信号のプリアンブル相関値に相当する。
【数７】
2016163148.tif 000009
【００２０】
式（７）において、ウェイトWと、プリアンブル相関値Kとは既知の値である一方で、チャネル情報h21,h22,…,h2Nrは未知の値である。アンテナ素子の本数Nrに等しい数だけ存在するチャネル情報h21,h22,…,h2Nrが分かれば、互いに衝突する先行信号と後続信号とを分離することができる。
【００２１】
しかし、式（７）に示すように、ウェイト乗算後信号を用いて後続信号のプリアンブル相関値を算出すると、Nr個の未知の値に対して方程式が１つしか存在しないので、後続信号のNr個のチャネル情報h21,h22,…,h2Nrを一意に決定することが困難になる。このように、後続信号のチャネル情報の推定精度の向上のために受信信号にウェイトを乗算したにもかかわらず、そのウェイト乗算が、後続信号のチャネル情報を一意に決定することを困難にしてしまう。後続信号のチャネル情報を一意に決定することが困難になると、互いに衝突する先行信号と後続信号とを分離することが困難になってしまう。
【００２２】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、チャネル情報の推定精度の向上を図りつつ、互いに衝突する複数の信号の分離を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
開示の態様では、無線通信装置は、複数のアンテナ素子と、第一推定部と、疑似信号生成部と、ウェイト生成部と、乗算部と、第二推定部とを有する。前記複数のアンテナ素子は、第一信号と、前記第一信号と衝突する第二信号とを含む受信信号を受信する。前記第一推定部は、前記第一信号の第一チャネル情報を推定する。前記疑似信号生成部は、前記第一信号の到来方向とは異なる方向から到来し、かつ、到来方向が互いに異なる複数の疑似信号を前記複数のアンテナ素子の本数分以上生成する。前記ウェイト生成部は、前記複数の疑似信号のそれぞれに対応し、かつ、前記第一信号の到来方向にヌルを形成する複数の第一ウェイトを生成する。前記乗算部は、前記複数のアンテナ素子によってそれぞれ受信された前記受信信号に前記複数の第一ウェイトを乗算してウェイト乗算後信号を得る。前記第二推定部は、前記ウェイト乗算後信号に基づいて、前記第二信号の第二チャネル情報を推定する。
【発明の効果】
【００２４】
開示の態様によれば、チャネル情報の推定精度の向上を図りつつ、互いに衝突する複数の信号の分離が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、先行信号と後続信号との衝突の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施例１の無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施例１のアクセスポイントの動作例の説明に供する図である。
【図４】図４は、実施例１のアクセスポイントの動作例の説明に供する図である。
【図５】図５は、実施例１のアクセスポイントの動作例の説明に供する図である。
【図６】図６は、実施例１のアクセスポイントの構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図７】図７は、実施例１のアクセスポイントの処理の説明に供するフローチャートである。
【図８】図８は、実施例２のアクセスポイントの構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図９】図９は、実施例３のアクセスポイントの構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図１０】図１０は、実施例４のアクセスポイントの構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図１１】図１１は、実施例５の先行信号と後続信号との衝突の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例６のアクセスポイントの構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図１３】図１３は、アクセスポイントのハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本願の開示する無線通信装置、無線通信システム及びチャネル推定方法の実施例を図面に基づいて説明する。なお、この実施例により本願の開示する無線通信装置、無線通信システム及びチャネル推定方法が限定されるものではない。また、各実施例において同一の機能を有する構成、及び、同一の処理を行うステップには同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２７】
［実施例１］
＜無線通信システムの構成＞
図２は、実施例１の無線通信システムの構成の一例を示す図である。図２では、無線通信装置の一例として、アクセスポイントと、無線端末とを挙げている。以下では、アクセスポイントを「ＡＰ」と表記し、無線端末を「ノード」と表記することがある。図２に示す無線通信システム１０は、例えば、ＡＰ２０と、ノード３０−１〜３０−４とを有するセンサーネットワーク（Wireless  Sensor  Networks；WSN）システムである。ＡＰ２０は、アンテナ素子Ａ１，Ａ２，Ａ３から形成されるアレーアンテナを有し、ＡＰ２０の周囲のノード３０−１〜３０−４と指向性通信を行うことが可能である。以下では、ノード３０−１〜３０−４を区別しない場合には、ノード３０と総称することがある。また、図２では４台のノードを一例として挙げているが、ＡＰ２０と通信可能なノードの台数は限定されない。
【００２８】
＜無線通信システムの動作＞
図３、図４及び図５は、実施例１のアクセスポイントの動作例の説明に供する図である。なお、実施例１では、図１と同様に、ＡＰ２０に対して先行信号が到来する一方で、先行信号に遅れて後続信号が到来し、ＡＰ２０において先行信号と後続信号との衝突が発生する場合を想定する。つまり、ＡＰ２０における受信信号には、先行信号と、先行信号と衝突する後続信号とが含まれる。また、先行信号と後続信号とは互いに異なるノードから送信された信号であるため、先行信号の到来方向と後続信号の到来方向とは互いに異なる。
【００２９】
図３に示すように、ＡＰ２０が有するアンテナ素子Ａ１，Ａ２，Ａ３は、先行信号と後続信号とを受信する。
【００３０】
図１に示す先行信号のプリアンブル部分でのＡＰ２０における受信信号y(t)（Nr×1のベクトル，[y1,y2,…,yNr]T））は式（１）によって表されるため、ＡＰ２０は、まず、式（２）に従って先行信号のプリアンブル相関値K1を算出することで先行信号のチャネル情報h1（Nr×1のベクトル，[h11,h12,…,h1Nr]T））を推定する。y1は１本目のアンテナ素子（つまり、アンテナ素子Ａ１）の受信信号、y2は２本目のアンテナ素子（つまり、アンテナ素子Ａ２）の受信信号、…、yNrはＮｒ本目のアンテナ素子の受信信号である。また、h11は１本目のアンテナ素子での先行信号のチャネル情報、h12は２本目のアンテナ素子での先行信号のチャネル情報、…、h1NrはＮｒ本目のアンテナ素子での先行信号のチャネル情報である。なお、式（１）におけるノイズn(t)はNr×1のベクトル（[n1,n2,…,nNr]T）となる。n1は１本目のアンテナ素子での雑音信号、n2は２本目のアンテナ素子での雑音信号、…、nNrはＮｒ本目のアンテナ素子での雑音信号である。
【００３１】
次いで、ＡＰ２０は、先行信号の到来方向θaを式（８）に従って推定する。式（８）において、dは互いに隣接する２つのアンテ素子間の距離、θdif1は互いに隣接する２つのアンテナ素子間でのチャネル情報h1の位相差である。
【数８】
2016163148.tif 000010
【００３２】
次いで、ＡＰ２０は、アンテナ素子の本数分以上のNg個の「疑似信号」を生成する。図３に示すように、ＡＰ２０は、アンテナ素子Ａ１，Ａ２，Ａ３の３本のアンテナ素子を有するため、例えば、アンテナ素子の本数と同数の３つの疑似信号１，２，３を生成する。ここで、３つの疑似信号１，２，３はすべて、先行信号の到来方向とは異なる方向から到来するものとする。さらに、３つの疑似信号１，２，３の到来方向は互いに異なるものとする。
【００３３】
例えば、図４に示すように、疑似信号１は、アンテナ素子Ａ１，Ａ２，Ａ３の配置面ｘに垂直な面ｙに対して角度θs,1をなす方向から到来し、疑似信号２は、面ｙに対して角度θs,2をなす方向から到来し、疑似信号３は、面ｙに対して角度θs,3をなす方向から到来するものとする。到来方向θs,1，θs,2及びθs,3は、先行信号の到来方向とは異なる方向であり、かつ、互いに異なる方向である。このため、到来方向θs,1，θs,2及びθs,3は、ランダムな方向とするのが好ましい。なお、疑似信号１，２，３の各々は、マルチパスではなくシングルパスでＡＰ２０に到来するものとする。
【００３４】
よって、疑似信号の識別番号をi（iは１〜Ngの整数）とすると、疑似信号のチャネル情報Vsi（Nr×1のベクトル）は疑似信号の到来方向θs,iを用いて式（９）によって表される。式（９）におけるxは、複数のアンテナ素子のうち何れか１つのアンテナ素子を基準点としたときの基準点から各アンテナ素子までの距離ベクトル（Nr×1のベクトル，[x1,x2,…,xNr]T）である。例えば、疑似信号１のチャネル情報ベクトルVs1は[Vs11,Vs12,…,Vs1Nr]Tと表され、疑似信号２のチャネル情報ベクトルVs2は[Vs21,Vs22,…,Vs2Nr]Tと表され、疑似信号３のチャネル情報ベクトルVs3は[Vs31,Vs32,…,Vs3Nr]Tと表される。
【数９】
2016163148.tif 000011
【００３５】
次いで、ＡＰ２０は、図５に示すように、複数の疑似信号iのそれぞれに対応し、かつ、先行信号の到来方向θaにヌルを形成する複数のウェイトWopt,i（1×Nrのベクトル）を生成する。例えば、疑似信号１に対応するWopt,1は[Wopt,11,Wopt,12,…,Wopt,1Nr]と表され、疑似信号２に対応するWopt,2は[Wopt,21,Wopt,22,…,Wopt,2Nr]と表され、疑似信号３に対応するWopt,3は[Wopt,31,Wopt,32,…,Wopt,3Nr]と表される。Wopt,11,Wopt,21及びWopt,31は１本目のアンテナ素子（つまり、アンテナ素子Ａ１）の受信信号に乗算されるウェイト、Wopt,12,Wopt,22及びWopt,32は２本目のアンテナ素子（つまり、アンテナ素子Ａ２）の受信信号に乗算されるウェイト、…、Wopt,1Nr,Wopt,2Nr及びWopt,3NrはＮｒ本目の受信信号に乗算されるウェイトである。複数のウェイトWopt,iは互いに異なる値であるため、複数のウェイトWopt,iによってそれぞれ形成される複数のビームパターンの形状は、図５に示すように、互いに異なる形状となる。複数のビームパターンの形状を互いに異なる形状とするために、例えば図５に示すように、各疑似信号の到来方向にビームを形成するウェイトWopt,iを生成するのが好ましい。ウェイトWopt,iは、例えばウィナー解によって与えられ、式（１０），（１１），（１２）によって表される。式（１０），（１１），（１２）において、Rxxiは相関行列、rxriは相関ベクトル、Psは疑似信号の電力、Puは先行信号の電力、Pnは雑音の電力、Iは単位行列である。
【数１０】
2016163148.tif 000012
【数１１】
2016163148.tif 000013
【数１２】
2016163148.tif 000014
【００３６】
次いで、ＡＰ２０は、式（１３）によって表されるように、ウェイトWopt,iを受信信号y(t)に乗算する。
【数１３】
2016163148.tif 000015
【００３７】
次いで、ＡＰ２０は、ウェイト乗算後信号（式（１３））のプリアンブル相関値kiを、式（１４）に従って、疑似信号毎に算出する。式（１３）に示すウェイト乗算後信号は、先行信号と後続信号とを含む受信信号から先行信号を除去した後の信号、つまり、後続信号に相当するため、式（１４）によって算出されるプリアンブル相関値kiは、後続信号のプリアンブル相関値に相当する。
【数１４】
2016163148.tif 000016
【００３８】
次いで、ＡＰ２０は、疑似信号毎のプリアンブル相関値Kiの何れかが閾値以上か否かを判定する。ＡＰ２０は、プリアンブル相関値Kiのすべてが閾値未満の場合は、受信信号に後続信号が含まれていないと判定する。受信信号に後続信号が含まれていないときは受信信号は先行信号に等しいため、ＡＰ２０は、受信信号に後続信号が含まれていないと判定したときは、信号の衝突が発生していないと判断し、受信信号をそのまま復号する。
【００３９】
一方で、ＡＰ２０は、プリアンブル相関値Kiの何れかが閾値以上の場合は、受信信号に後続信号が含まれていると判定し、信号の衝突が発生していると判断する。この場合、ＡＰ２０は、以下のようにして、先行信号と後続信号とを分離する。
【００４０】
すなわち、ＡＰ２０は、式（１４）に従って算出したプリアンブル相関値ki（k1,k2,…,  kNg）を式（１５）に示すようにして連立させる。
【数１５】
2016163148.tif 000017
【００４１】
次いで、ＡＰ２０は、式（１５）を式（１６）に変形して後続信号のチャネル情報h2（Nr×1のベクトル，[h21,h22,…,h2Nr]T）を推定する。つまり、ＡＰ２０は、式（１６）に示す連立方程式を解くことで、後続信号のチャネル情報h2を推定する。なお、式（１６）における添え字の「+」は一般化逆行列を示しており、この一般化逆行列は式（１７）に示すようにして計算される。
【数１６】
2016163148.tif 000018
【数１７】
2016163148.tif 000019
【００４２】
後続信号のチャネル情報h21,h22,…,h2Nrはアンテナ素子の本数Nrに等しい数だけ存在する。これに対し、式（１６）によって与えられる連立方程式に含まれる複数の方程式は、疑似信号の数Ngに等しい数、つまり、アンテナ素子の本数Nr以上の数だけ存在する。よって、ＡＰ２０は、式（１６）に示す連立方程式を後続信号のチャネル情報h21,h22,…,h2Nrについて解くことで、後続信号のNr個のチャネル情報h21,h22,…,h2Nrを一意に決定することができる。また、ウェイトWopt,iは先行信号の到来方向θaにヌルを形成するものであるため、受信信号y(t)にウェイトWopt,iを乗算することにより、受信信号y(t)から先行信号S1(t)が除去されるので、後続信号のチャネル情報h2の推定精度を向上することができる。
【００４３】
そして、ＡＰ２０は、先行信号のチャネル情報h1と後続信号のチャネル情報h2とを用いて、受信信号y(t)を先行信号S1(t)と後続信号S2(t)とに分離する。また、ＡＰ２０は、分離後の先行信号S1(t)と後続信号S2(t)とを復号する。
【００４４】
例えば、ＡＰ２０が有するアンテナ素子の本数を２本とした場合、式（３）に示す受信信号y(t)を行列形式で表すと式（１８）に示すようになる。
【数１８】
2016163148.tif 000020
【００４５】
式（１８）において雑音が無いものとみなすと、先行信号S1及び後続信号S2は、チャネル情報の逆行列を用いて、式（１９）によって表される。
【数１９】
2016163148.tif 000021
【００４６】
そこで、ＡＰ２０は、先行信号のチャネル情報h1及び後続信号のチャネル情報h2から形成される逆行列を受信信号に乗算することで、受信信号を先行信号S1と後続信号S2とに分離する。
【００４７】
＜アクセスポイントの構成＞
図６は、実施例１のアクセスポイントの構成の一例を示す機能ブロック図である。
【００４８】
図６において、ＡＰ２０は、アンテナ素子Ａ１，Ａ２，Ａ３を有する。また、ＡＰ２０は、アンテナ素子Ａ１に対応させて、無線受信部１０１−１と、ＲＳＳＩ（Received  Signal  Strength  Indicator；受信信号強度）測定部１０２−１と、ＡＤＣ（Analog  to  Digital  Converter）１０３−１と、受信信号記録部１０４−１とを有する。また、ＡＰ２０は、アンテナ素子Ａ２に対応させて、無線受信部１０１−２と、ＲＳＳＩ測定部１０２−２と、ＡＤＣ１０３−２と、受信信号記録部１０４−２とを有する。また、ＡＰ２０は、アンテナ素子Ａ３に対応させて、無線受信部１０１−３と、ＲＳＳＩ測定部１０２−３と、ＡＤＣ１０３−３と、受信信号記録部１０４−３とを有する。なお、図６では３本のアンテナ素子を一例として挙げている。よって、以下の説明におけるNrは「３」である。しかし、ＡＰ２０が有するアンテナ素子の本数は３本に限定されず、互いに衝突する可能性がある信号の最大数に応じて決定されるのが好ましい。
【００４９】
また、ＡＰ２０は、先行信号チャネル推定部１０５と、先行信号到来方向推定部１０６と、疑似信号生成部１０７と、ウェイト生成部１０８と、ウェイト乗算部１０９と、後続信号判定部１１０と、後続信号チャネル推定部１１１と、分離部１１２と、復号部１１３とを有する。
【００５０】
無線受信部１０１−１は、アンテナ素子Ａ１によって受信された信号にダウンコンバート等の所定の無線処理を施して、無線処理後の受信信号をＲＳＳＩ測定部１０２−１へ出力する。無線受信部１０１−２は、アンテナ素子Ａ２によって受信された信号にダウンコンバート等の所定の無線処理を施して、無線処理後の受信信号をＲＳＳＩ測定部１０２−２へ出力する。無線受信部１０１−３は、アンテナ素子Ａ３によって受信された信号にダウンコンバート等の所定の無線処理を施して、無線処理後の受信信号をＲＳＳＩ測定部１０２−３へ出力する。
【００５１】
ＲＳＳＩ測定部１０２−１は、アンテナ素子Ａ１のＲＳＳＩを測定し、ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ以上の受信信号をＡＤＣ１０３−１へ出力し、ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ未満の受信信号をＡＤＣ１０３−１へ出力しない。ＲＳＳＩ測定部１０２−２は、アンテナ素子Ａ２のＲＳＳＩを測定し、ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ以上の受信信号をＡＤＣ１０３−２へ出力し、ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ未満の受信信号をＡＤＣ１０３−２へ出力しない。ＲＳＳＩ測定部１０２−３は、アンテナ素子Ａ３のＲＳＳＩを測定し、ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ以上の受信信号をＡＤＣ１０３−３へ出力し、ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ未満の受信信号をＡＤＣ１０３−３へ出力しない。
【００５２】
ＡＤＣ１０３−１，１０３−２，１０３−３は、アナログの受信信号をデジタルの受信信号に変換し、変換後の受信信号を受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３へ出力する。
【００５３】
受信信号記録部１０４−１は、アンテナ素子Ａ１の受信信号を記録する。受信信号記録部１０４−２は、アンテナ素子Ａ２の受信信号を記録する。受信信号記録部１０４−３は、アンテナ素子Ａ３の受信信号を記録する。受信信号の記録長は、最大パケット長にアンテナ素子の本数Nrを乗算した長さ以下とするのが好ましい。
【００５４】
先行信号チャネル推定部１０５は、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３に記録された受信信号を用い、式（２）に従って先行信号のプリアンブル相関値K1を算出することで先行信号のチャネル情報h1を推定する。先行信号チャネル推定部１０５は、推定したチャネル情報h1を先行信号到来方向推定部１０６、分離部１１２及び復号部１１３へ出力する。
【００５５】
先行信号到来方向推定部１０６は、先行信号の到来方向θaを式（８）に従って推定し、推定した到来方向θaを疑似信号生成部１０７及びウェイト生成部１０８へ出力する。
【００５６】
疑似信号生成部１０７は、アンテナ素子の本数Nr以上の数の疑似信号を生成する。ＡＰ２０はアンテナ素子Ａ１，Ａ２，Ａ３の３本のアンテナ素子を有するため、疑似信号生成部１０７は、例えば、アンテナ素子の本数と同数の３つの疑似信号１，２，３を生成する。つまり、i=1,2,3とする。３つの疑似信号１，２，３の到来方向はすべて先行信号の到来方向θaと異なり、かつ、３つの疑似信号１，２，３の到来方向は互いに異なる。また、疑似信号生成部１０７は、生成した疑似信号のチャネル情報ベクトルVsiを式（９）に従って算出し、算出結果をウェイト生成部１０８へ出力する。
【００５７】
ウェイト生成部１０８は、複数の疑似信号iのそれぞれに対応し、かつ、先行信号の到来方向θaにヌルを形成する複数のウェイトWopt,iを式（１０）,（１１）,（１２）に従って生成する。ウェイト生成部１０８は、生成したウェイトWopt,iをウェイト乗算部１０９及び後続信号チャネル推定部１１１へ出力する。
【００５８】
ウェイト乗算部１０９は、式（１３）に従って、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３の各々に記録された受信信号にウェイトWopt,iを乗算し、ウェイト乗算後信号を後続信号判定部１１０へ出力する。
【００５９】
後続信号判定部１１０は、ウェイト乗算後信号のプリアンブル相関値Kiを、式（１４）に従って、疑似信号毎に算出し、算出したプリアンブル相関値Kiを後続信号チャネル推定部１１１へ出力する。また、後続信号判定部１１０は、受信信号に後続信号が含まれているか否かを判定し、判定結果を後続信号チャネル推定部１１１，分離部１１２及び復号部１１３へ出力する。例えば、後続信号判定部１１０は、プリアンブル相関値Kiのすべてが閾値未満のときに、受信信号に後続信号が含まれていないと判定し、プリアンブル相関値Kiの何れかが閾値以上のときに、受信信号に後続信号が含まれていると判定する。
【００６０】
後続信号チャネル推定部１１１は、受信信号に後続信号が含まれているときに、式（１５），（１６），（１７）に従って、後続信号のチャネル情報h2を推定し、推定したチャネル情報h2を分離部１１２及び復号部１１３へ出力する。
【００６１】
分離部１１２は、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３に記録された受信信号と、先行信号のチャネル情報h1と、後続信号のチャネル情報h2とを用い、例えば式（１８），（１９）に従って、受信信号を先行信号と後続信号とに分離する。分離部１１２は、分離後の先行信号及び後続信号を復号部１１３へ出力する。
【００６２】
復号部１１３は、受信信号に後続信号が含まれていないときは、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３に記録された受信信号（つまり、先行信号）を先行信号のチャネル情報h1を用いて復調し、復調後の先行信号を復号する。
【００６３】
一方で、復号部１１３は、受信信号に後続信号が含まれているときは、分離部１１２から入力された先行信号を先行信号のチャネル情報h1を用いて復調し、分離部１１２から入力された後続信号を後続信号のチャネル情報h2を用いて復調する。そして、復号部１１３は、復調後の先行信号及び後続信号を復号する。
【００６４】
＜アクセスポイントの処理＞
図７は、実施例１のアクセスポイントの処理の説明に供するフローチャートである。図７に示すフローチャートは、ＡＰ２０におけるＲＳＳＩが閾値Ｔｈ以上の受信信号について実施される。
【００６５】
図７において、ＡＰ２０は、ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ以上の受信信号をアンテナ素子毎に記録する（ステップＳ２０１）。
【００６６】
次いで、ＡＰ２０は、アンテナ素子毎に記録された受信信号を用い、式（２）に従って先行信号のプリアンブル相関値K1を算出することで先行信号のチャネル情報h1を推定する（ステップＳ２０３）。
【００６７】
次いで、ＡＰ２０は、先行信号の到来方向θaを式（８）に従って推定する（ステップＳ２０５）。
【００６８】
次いで、ＡＰ２０は、アンテナ素子の本数Nr以上の数の疑似信号を生成し、生成した疑似信号のチャネル情報ベクトルVsiを式（９）に従って算出する（ステップＳ２０７）。
【００６９】
次いで、ＡＰ２０は、複数の疑似信号iのそれぞれに対応し、かつ、先行信号の到来方向θaにヌルを形成する複数のウェイトWopt,iを式（１０）,（１１）,（１２）に従って生成する（ステップＳ２０９）。
【００７０】
次いで、ＡＰ２０は、式（１３）に従って、アンテナ素子毎に記録された受信信号にウェイトWopt,iを乗算する（ステップＳ２１１）。
【００７１】
次いで、ＡＰ２０は、受信信号に後続信号が含まれているか否か、つまり、後続信号が存在するか否かを判定する（ステップＳ２１３）。
【００７２】
後続信号が存在しないときは（ステップＳ２１３：Ｎｏ）、ＡＰ２０は、アンテナ素子毎に記録された受信信号（つまり、先行信号）を先行信号のチャネル情報h1を用いて復調し、復調後の信号を復号する（ステップＳ２１５）。
【００７３】
一方で、後続信号が存在するときは（ステップＳ２１３：Ｙｅｓ）、ＡＰ２０は、式（１５），（１６），（１７）に従って、後続信号のチャネル情報h2を推定する（ステップＳ２１７）。
【００７４】
次いで、ＡＰ２０は、アンテナ素子毎に記録された受信信号と、先行信号のチャネル情報h1と、後続信号のチャネル情報h2とを用い、例えば式（１８），（１９）に従って、受信信号を先行信号と後続信号とに分離する（ステップＳ２１９）。
【００７５】
次いで、ＡＰ２０は、分離後の先行信号を先行信号のチャネル情報h1を用いて復調し、分離後の後続信号を後続信号のチャネル情報h2を用いて復調し、復調後の先行信号と後続信号とを復号する（ステップＳ２２１）。
【００７６】
以上のように、実施例１では、ＡＰ２０は、アンテナ素子Ａ１，Ａ２，Ａ３と、先行信号チャネル推定部１０５と、疑似信号生成部１０７と、ウェイト生成部１０８と、ウェイト乗算部１０９と、後続信号チャネル推定部１１１とを有する。アンテナ素子Ａ１，Ａ２，Ａ３は、先行信号と、先行信号と衝突する後続信号とを含む受信信号を受信する。先行信号チャネル推定部１０５は、先行信号のチャネル情報を推定する。疑似信号生成部１０７は、先行信号の到来方向とは異なる方向から到来し、かつ、到来方向が互いに異なる複数の疑似信号をアンテナ素子の本数分以上生成する。ウェイト生成部１０８は、生成された複数の疑似信号のそれぞれに対応し、かつ、先行信号の到来方向にヌルを形成する複数のウェイトを生成する。ウェイト乗算部１０９は、生成された複数のウェイトを、アンテナ素子Ａ１，Ａ２，Ａ３によってそれぞれ受信された受信信号に乗算してウェイト乗算後信号を得る。後続信号チャネル推定部１１１は、ウェイト乗算後信号に基づいて、後続信号のチャネル情報を推定する。
【００７７】
このように、実施例１では、アンテナ素子の本数分以上の数の疑似信号のそれぞれに対応する複数のウェイトを生成する。これにより、後続信号のチャネル情報がアンテナ素子の本数に等しい数だけ存在するのに対し、後続信号のチャネル情報について、アンテナ素子の本数分以上の数のウェイトを用いて、アンテナ素子の本数分以上の数の方程式を含む連立方程式を導くことができる。よって、連立方程式を解くことで、後続信号のチャネル情報を一意に決定することができる。このため、先行信号のチャネル情報と後続信号のチャネル情報とを用いて、受信信号を先行信号と後続信号とに分離することができる。また、生成されるウェイトは先行信号の到来方向にヌルを形成するものであるため、受信信号にウェイトを乗算することにより、受信信号から先行信号が除去されるので、後続信号のチャネル情報の推定精度を向上することができる。つまり、実施例１によれば、チャネル情報の推定精度の向上を図りつつ、互いに衝突する複数の信号の分離が可能になる。また、互いに衝突する複数の信号の分離が可能になるため、スループットの向上を図ることができるとともに、ノードからの信号の再送を抑止してノードの省電力化を図ることができる。
【００７８】
［実施例２］
実施例１のように、疑似信号の到来方向を先行信号の到来方向とは異なるランダムな方向とすると、疑似信号を用いて生成されるウェイトを受信信号に乗算したときに、後続信号の到来方向の利得が十分に得られないことがある。このため、実施例１では、後続信号のチャネル情報の推定精度が低くなることがある。そこで、実施例２では、以下のようにして、後続信号のチャネル情報を推定する。
【００７９】
図８は、実施例２のアクセスポイントの構成の一例を示す機能ブロック図である。図８において、ＡＰ４０は、後続信号到来方向推定部４０１と、疑似信号生成部４０２とを有する。
【００８０】
後続信号チャネル推定部１１１は、推定したチャネル情報h2を分離部１１２、復号部１１３及び後続信号到来方向推定部４０１へ出力する。
【００８１】
後続信号到来方向推定部４０１は、後続信号の到来方向θbを式（２０）に従って推定し、推定した到来方向θbを疑似信号生成部４０２へ出力する。式（２０）において、dは互いに隣接する２つのアンテ素子間の距離、θdif2は互いに隣接する２つのアンテナ素子間でのチャネル情報h2の位相差である。
【数２０】
2016163148.tif 000022
【００８２】
疑似信号生成部４０２は、実施例１の疑似信号生成部１０７の処理に加えて、以下の処理を行う。すなわち、疑似信号生成部４０２は、実施例１のようにして疑似信号を生成した後は、後続信号チャネル推定部１１１によって推定された到来方向θbを用いて疑似信号を生成する。疑似信号生成部４０２は、疑似信号の到来方向θs,iを式（２１）に従って設定する。式（２１）におけるαiは例えば「０°≦αi＜２０°」の範囲にするのが好ましい。つまり、疑似信号生成部４０２は、実施例１のようにして疑似信号を生成した後は、後続信号の到来方向から所定の範囲内にある到来方向を有する複数の疑似信号をアンテナ素子の本数分以上生成する。ウェイト生成部１０８は、実施例１と同様に、式（１０）,（１１）,（１２）に従ってウェイトを生成する。
【数２１】
2016163148.tif 000023
【００８３】
後続信号到来方向推定部４０１と疑似信号生成部４０２とが上記の処理を繰り返し行い、ウェイト生成部１０８がウェイトを繰り返し生成することで、後続信号の到来方向の利得を徐々に高めることができる。このため、実施例２によれば、後続信号のチャネル情報の推定精度を高めることができる。
【００８４】
［実施例３］
実施例３では、実施例２と異なる処理によって、後続信号のチャネル情報の推定精度を高める場合について説明する。
【００８５】
図９は、実施例３のアクセスポイントの構成の一例を示す機能ブロック図である。図９において、ＡＰ５０は、ウェイト生成部５０１を有する。
【００８６】
後続信号到来方向推定部４０１は、後続信号の到来方向θbを式（２０）に従って推定し、推定した到来方向θbをウェイト生成部５０１へ出力する。
【００８７】
ウェイト生成部５０１は、実施例１のウェイト生成部１０８の処理に加えて、以下の処理を行う。すなわち、ウェイト生成部５０１は、実施例１のようにしてウェイトを生成した後は、複数の疑似信号iのそれぞれに対応し、先行信号の到来方向にヌルを形成し、かつ、後続信号の到来方向にビームを形成する複数のウェイトWopt,iを生成する。
【００８８】
ウェイト生成部５０１は、例えば、ＤＣＭＰ（Directional  Constrained  Minimization  of  Power）法を用いてウェイトWopt,iを生成する。以下、実施例１のウィナー解と異なる点について説明する。
【００８９】
すなわち、実施例３では、ウェイトWopt,iの生成にあたり、拘束行列Ciと、拘束応答ベクトルHとを利用する。式（２２）に示す拘束行列Ciには、疑似信号、先行信号、及び、後続信号の各信号のチャネル情報（Nr×1のベクトル）の位相情報のみが含まれる。また、式（２３）に示す拘束応答ベクトルHは、拘束行列Ciの各要素に対して、ヌルを形成するときは「０」、ビームを形成するときは「１」を要素とする。つまり、式（２３）に示す拘束応答ベクトルHは、疑似信号に対してビームまたはヌルを形成し、先行信号に対してヌルを形成し、後続信号に対してビームを形成することを示す。
【数２２】
2016163148.tif 000024
【数２３】
2016163148.tif 000025
【００９０】
ウェイト生成部５０１は、式（２２）に示す拘束行列Ciと、式（２３）に示す拘束応答ベクトルHと、式（１２）に示す相関行列Rxxiとを用いて、式（２４）に従って、ウェイトWopt,iを生成する。
【数２４】
2016163148.tif 000026
【００９１】
以降の処理は、実施例１において説明したものと同様である。
【００９２】
後続信号到来方向推定部４０１とウェイト生成部５０１とが上記の処理を繰り返し行ってウェイトを繰り返し生成することで、後続信号の到来方向の利得を徐々に高めることができる。このため、実施例３によれば、後続信号のチャネル情報の推定精度を高めることができる。
【００９３】
［実施例４］
実施例４では、実施例２及び実施例３と異なる処理によって、後続信号のチャネル情報の推定精度を高める場合について説明する。
【００９４】
図１０は、実施例４のアクセスポイントの構成の一例を示す機能ブロック図である。図１０において、ＡＰ６０は、ウェイト生成部６０１と、ウェイト乗算部６０２と、復号部６０３と、レプリカ生成部６０４と、レプリカ減算部６０５と、後続信号チャネル推定部６０６とを有する。ウェイト生成部６０１、ウェイト乗算部６０２、復号部６０３及び後続信号チャネル推定部６０６は、実施例１のウェイト生成部１０８、ウェイト乗算部１０９、復号部１１３及び後続信号チャネル推定部１１１が行う処理に加えて、さらに以下に説明する処理を行う。また、ＡＰ６０は、実施例１と同様にして先行信号のチャネル情報h1及び後続信号のチャネル情報h2を推定した後に、以下に説明する処理を行う。以下、実施例４のＡＰ６０の処理を、＜処理１＞〜＜処理８＞の順に時系列に順を追って説明する。
【００９５】
＜処理１＞
先行信号到来方向推定部１０６で推定された先行信号の到来方向θaはウェイト生成部６０１に入力される。ウェイト生成部６０１は、先行信号の到来方向θaにヌルを形成するウェイトW1（1×Nrのベクトル）をウィナー解によって生成し、生成したウェイトW1をウェイト乗算部６０２へ出力する。
【００９６】
ウェイト乗算部６０２は、式（２５）に従って、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３の各々に記録された受信信号にウェイトW1を乗算し、ウェイト乗算後信号を復号部６０３へ出力する。
【数２５】
2016163148.tif 000027
【００９７】
ウェイトW1は先行信号の到来方向にヌルを形成するウェイトであるため、式（２５）に示すウェイト乗算後信号は、先行信号と後続信号とを含む受信信号から先行信号を除去した後の信号、つまり、後続信号に相当する。そこで、復号部６０３は、式（２５）に示すウェイト乗算後信号を後続信号のチャネル情報h2を用いて復調し、復調後の後続信号を復号する。復号部６０３は、後続信号の復号結果をレプリカ生成部６０４へ出力する。
【００９８】
また、後続信号チャネル推定部６０６は、実施例１において推定した後続信号のチャネル情報h2をレプリカ生成部６０４へ出力する。
【００９９】
＜処理２＞
レプリカ生成部６０４は、後続信号の復号結果を符号化及び変調して変調信号S2^(t)を得る。また、レプリカ生成部６０４は、変調信号S2^(t)にチャネル情報h2を乗算して後続信号のレプリカh2S2^(t)を生成する。レプリカ生成部６０４は、生成したレプリカh2S2^(t)をレプリカ減算部６０５へ出力する。
【０１００】
＜処理３＞
レプリカ減算部６０５は、式（２６）に従って、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３に記録された受信信号からレプリカh2S2^(t)を減算し、レプリカ減算後の信号を復号部６０３へ出力する。
【数２６】
2016163148.tif 000028
【０１０１】
＜処理４＞
式（２６）に示すレプリカ減算後の信号には先行信号の成分が残るので、復号部６０３は、式（２６）に示すレプリカ減算後の信号を、先行信号チャネル推定部１０５によって推定された先行信号のチャネル情報h1を用いて復調し、復調後の先行信号を復号する。復号部６０３は、先行信号の復号結果をレプリカ生成部６０４へ出力する。
【０１０２】
＜処理５＞
レプリカ生成部６０４は、先行信号の復号結果を符号化及び変調して変調信号S1^(t)を得る。また、レプリカ生成部６０４は、変調信号S1^(t)に、先行信号チャネル推定部１０５によって推定された先行信号のチャネル情報h1を乗算して先行信号のレプリカh1S1^(t)を生成する。レプリカ生成部６０４は、生成したレプリカh1S1^(t)をレプリカ減算部６０５へ出力する。
【０１０３】
＜処理６＞
レプリカ減算部６０５は、式（２７）に従って、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３に記録された受信信号からレプリカh1S1^(t)を減算し、レプリカ減算後の信号を後続信号チャネル推定部６０６及び復号部６０３へ出力する。
【数２７】
2016163148.tif 000029
【０１０４】
＜処理７＞
後続信号チャネル推定部６０６は、式（２７）に示すレプリカ減算後の信号を用いて、式（２８）に従ってプリアンブル相関値を算出することで、後続信号のチャネル情報h2^を推定する。後続信号チャネル推定部６０６は、推定したチャネル情報h2^を復号部６０３へ出力する。
【数２８】
2016163148.tif 000030
【０１０５】
＜処理８＞
式（２７）に示すレプリカ減算後の信号には後続信号の成分が残るので、復号部６０３は、式（２７）に示すレプリカ減算後の信号を、＜処理７＞で推定された後続信号のチャネル情報h2^を用いて復調し、復調後の後続信号を復号する。復号部６０３は、後続信号の復号結果をレプリカ生成部６０４へ出力する。
【０１０６】
＜処理８＞の後は＜処理２＞に戻り、＜処理２＞〜＜処理８＞を繰り返し行う。先行信号の復号結果及び後続信号の復号結果の双方にＣＲＣによる誤りが検出されなくなるまで＜処理２＞〜＜処理８＞を繰り返すのが好ましい。但し、繰り返しの処理では、後続信号のチャネル情報として、実施例１において推定されたチャネル情報h2ではなくて、＜処理７＞において推定されたチャネル情報h2^を用いる。
【０１０７】
＜処理２＞〜＜処理８＞を繰り返し行うことで、後続信号のチャネル情報の推定精度を高めつつ、受信信号を先行信号と後続信号とに分離することができる。
【０１０８】
［実施例５］
実施例５では、受信信号が、先行信号と、先行信号に衝突する後続信号ａと、先行信号及び後続信号ａの双方に衝突する後続信号ｂとを含む場合について説明する。すなわち、図１１に示すように、アクセスポイントに対して先行信号が到来する一方で、先行信号に遅れて後続信号ａが到来するとともに、後続信号ａに遅れて後続信号ｂが到来し、アクセスポイントにおいて各信号の衝突が発生する。図１１は、実施例５の先行信号と後続信号との衝突の一例を示す図である。先行信号、後続信号ａ及び後続信号ｂは、例えば図１１に示すパケットフォーマットを採り、プリアンブル（ＰＡ）と、ヘッダと、データと、ＣＲＣビットとを含む。ここでは、後続信号ａは先行信号の先頭からプリアンブル長以上遅れて到来し、後続信号ｂは後続信号ａの先頭からプリアンブル長以上遅れて到来するものとする。つまり、先行信号のプリアンブルは後続信号ａ及び後続信号ｂに重ならない。また、後続信号ａのプリアンブルは、先行信号には重なるが、後続信号ｂには重ならない。また、後続信号ｂのプリアンブルは、先行信号及び後続信号の双方に重なる。
【０１０９】
図１１に示す先行信号をS1(t)，先行信号のチャネル情報をh1，図１１に示す後続信号ａをS2(t)，後続信号ａのチャネル情報をh2，図１１に示す後続信号ｂをS3(t)，後続信号ｂのチャネル情報をh3とする。
【０１１０】
図１１に示す先行信号は図１に示す先行信号に相当し、図１１に示す後続信号ａは図１に示す後続信号に相当する。このため、先行信号のプリアンブル部分でのアクセスポイントにおける受信信号y(t)は式（１）によって表され、後続信号ａのプリアンブル部分でのアクセスポイントにおける受信信号y(t)は式（３）によって表される。
【０１１１】
また、後続信号ｂのプリアンブル部分でのアクセスポイントにおける受信信号y(t)は式（２９）によって表される。
【数２９】
2016163148.tif 000031
【０１１２】
実施例５のアクセスポイントの構成は実施例３と同様になるため、以下では図９を用いて説明する。
【０１１３】
ＡＰ５０は、実施例１と同様にして先行信号のチャネル情報h1及び後続信号ａのチャネル情報h2を推定した後に、以下に説明する処理を行う。
【０１１４】
後続信号到来方向推定部４０１は、後続信号ａの到来方向θbを式（２０）に従って推定し、推定した到来方向θbをウェイト生成部５０１へ出力する。
【０１１５】
ウェイト生成部５０１は、実施例１のウェイト生成部１０８の処理に加えて、以下の処理を行う。すなわち、ウェイト生成部５０１は、実施例１のようにしてウェイトを生成した後は、複数の疑似信号iのそれぞれに対応し、先行信号の到来方向及び後続信号ａの到来方向にヌルを形成する複数のウェイトWopt,iを生成する。
【０１１６】
ウェイト生成部５０１は、例えば、ＤＣＭＰ法を用いてウェイトWopt,iを生成する。以下、実施例１のウィナー解と異なる点について説明する。
【０１１７】
すなわち、実施例５では、ウェイトWopt,iの生成にあたり、式（２２）に示す拘束行列Ciと、式（３０）に示す拘束応答ベクトルHとを利用する。式（３０）に示す拘束応答ベクトルHは、拘束行列Ciの各要素に対して、ヌルを形成するときは「０」、ビームを形成するときは「１」を要素とする。つまり、式（３０）に示す拘束応答ベクトルHは、疑似信号に対してビームまたはヌルを形成し、先行信号及び後続信号ａに対してヌルを形成することを示す。
【数３０】
2016163148.tif 000032
【０１１８】
ウェイト生成部５０１は、式（２２）に示す拘束行列Ciと、式（３０）に示す拘束応答ベクトルHと、式（１２）に示す相関行列Rxxiとを用いて、式（２４）に従って、ウェイトWopt,iを生成する。
【０１１９】
以降の処理は、実施例１において後続信号について行った処理と同様になる。
【０１２０】
よって、実施例５によれば、受信信号を先行信号と後続信号ａと後続信号ｂとに分離することができる。
【０１２１】
［実施例６］
実施例６では、実施例５と異なる処理によって、受信信号を先行信号と後続信号ａと後続信号ｂとに分離する場合について説明する。
【０１２２】
図１２は、実施例６のアクセスポイントの構成の一例を示す機能ブロック図である。図１２において、ＡＰ７０は、後続信号到来方向推定部７０１と、疑似信号生成部７０２と、ウェイト生成部７０３と、ウェイト乗算部７０４と、後続信号判定部７０５と、後続信号チャネル推定部７０６と、復号部７０７と、レプリカ生成部７０８と、レプリカ減算部７０９とを有する。疑似信号生成部７０２、ウェイト生成部７０３、ウェイト乗算部７０４、後続信号判定部７０５、後続信号チャネル推定部７０６及び復号部７０７は、実施例１の疑似信号生成部１０７、ウェイト生成部１０８、ウェイト乗算部１０９、後続信号判定部７０５、後続信号チャネル推定部１１１及び復号部１１３が行う処理に加えて、さらに以下に説明する処理を行う。また、ＡＰ７０は、実施例１と同様にして先行信号のチャネル情報h1及び後続信号ａのチャネル情報h2を推定した後に、以下に説明する処理を行う。以下、実施例６のＡＰ７０の処理を、＜処理１＞〜＜処理２４＞の順に時系列に順を追って説明する。
【０１２３】
＜処理１＞
後続信号チャネル推定部７０６は、推定したチャネル情報h2を後続信号到来方向推定部７０１、復号部７０７及びレプリカ生成部７０８へ出力する。
【０１２４】
後続信号到来方向推定部７０１は、後続信号ａの到来方向θbを式（２０）に従って推定し、推定した到来方向θbを疑似信号生成部７０２及びウェイト生成部７０３へ出力する。
【０１２５】
＜処理２＞
疑似信号生成部７０２は、実施例１の疑似信号生成部１０７の処理に加えて、以下の処理を行う。すなわち、疑似信号生成部７０２は、実施例１のようにして疑似信号を生成した後、さらに、アンテナ素子の本数Nr以上の数の疑似信号を生成する。ＡＰ７０はアンテナ素子Ａ１，Ａ２，Ａ３の３本のアンテナ素子を有するため、疑似信号生成部７０２は、例えば、アンテナ素子の本数と同数の３つの疑似信号１，２，３を生成する。つまり、i=1,2,3とする。３つの疑似信号１，２，３の到来方向はすべて先行信号の到来方向θa及び後続信号ａの到来方向θbと異なり、かつ、３つの疑似信号１，２，３の到来方向は互いに異なる。また、疑似信号生成部７０２は、生成した疑似信号のチャネル情報ベクトルVsiを式（９）に従って算出し、算出結果をウェイト生成部７０３へ出力する。
【０１２６】
＜処理３＞
ウェイト生成部７０３は、実施例１のウェイト生成部１０８の処理に加えて、以下の処理を行う。すなわち、ウェイト生成部７０３は、複数の疑似信号iのそれぞれに対応し、かつ、先行信号の到来方向θa及び後続信号ａの到来方向θbにヌルを形成する複数のウェイトW2opt,iを、実施例１と同様に、式（１０）,（１１）,（１２）に従って生成する。ウェイト生成部７０３は、生成したウェイトW2opt,iをウェイト乗算部７０４及び後続信号チャネル推定部７０６へ出力する。
【０１２７】
＜処理４＞
ウェイト乗算部７０４は、実施例１のウェイト乗算部１０９の処理に加えて、以下の処理を行う。すなわち、ウェイト乗算部７０４は、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３の各々に記録された受信信号（式（２９））にウェイトW2opt,iを乗算し、ウェイト乗算後信号W2opt,iy(t)を後続信号判定部７０５へ出力する。
【０１２８】
＜処理５＞
後続信号判定部７０５は、実施例１の後続信号判定部１１０の処理に加えて、以下の処理を行う。すなわち、後続信号判定部７０５は、ウェイト乗算後信号W2opt,iy(t)のプリアンブル相関値K2iを、式（３１）に従って、疑似信号毎に算出する。ウェイト乗算後信号W2opt,iy(t)は、先行信号と後続信号ａと後続信号ｂとを含む受信信号から先行信号及び後続信号ａを除去した後の信号、つまり、後続信号ｂに相当するため、式（３１）によって算出されるプリアンブル相関値k2iは、後続信号ｂのプリアンブル相関値に相当する。後続信号判定部７０５は、算出したプリアンブル相関値k2iを後続信号チャネル推定部７０６へ出力する。
【数３１】
2016163148.tif 000033
【０１２９】
＜処理６＞
後続信号チャネル推定部７０６は、実施例１の後続信号チャネル推定部１１１の処理に加えて、以下の処理を行う。すなわち、後続信号チャネル推定部７０６は、式（３１）に従って算出されたプリアンブル相関値k2i（k21,k22,…,k2Ng）を式（３２）に示すようにして連立させる。
【数３２】
2016163148.tif 000034
【０１３０】
次いで、後続信号チャネル推定部７０６は、式（３２）を式（３３）に変形して後続信号ｂのチャネル情報h3（Nr×1のベクトル，[h31,h32,…,h3Nr]T）を推定する。つまり、後続信号チャネル推定部７０６は、式（３３）に示す連立方程式を解くことで、後続信号ｂのチャネル情報h3を推定する。なお、式（３３）における添え字の「+」は一般化逆行列を示しており、この一般化逆行列は式（３４）に示すようにして計算される。後続信号チャネル推定部７０６は、推定したチャネル情報h3を復号部７０７及びレプリカ生成部７０８へ出力する。
【数３３】
2016163148.tif 000035
【数３４】
2016163148.tif 000036
【０１３１】
＜処理７＞
先行信号到来方向推定部１０６で推定された先行信号の到来方向θaはウェイト生成部７０３に入力される。また、後続信号到来方向推定部７０１で推定された後続信号ａの到来方向θbはウェイト生成部７０３に入力される。ウェイト生成部７０３は、先行信号の到来方向θa及び後続信号ａの到来方向θbにヌルを形成するウェイトW2（1×Nrのベクトル）をウィナー解によって生成し、生成したウェイトW2をウェイト乗算部７０４へ出力する。
【０１３２】
ウェイト乗算部７０４は、式（３５）に従って、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３の各々に記録された受信信号にウェイトW2を乗算し、ウェイト乗算後信号を復号部７０７へ出力する。
【数３５】
2016163148.tif 000037
【０１３３】
ウェイトW2は先行信号の到来方向及び後続信号ａの到来方向にヌルを形成するウェイトであるため、式（３５）に示すウェイト乗算後信号は、先行信号と後続信号ａと後続信号ｂとを含む受信信号から先行信号及び後続信号ａを除去した後の信号、つまり、後続信号ｂに相当する。そこで、復号部７０７は、式（３５）に示すウェイト乗算後信号を後続信号ｂのチャネル情報h3を用いて復調し、復調後の後続信号ｂを復号する。復号部７０７は、後続信号ｂの復号結果をレプリカ生成部７０８へ出力する。
【０１３４】
＜処理８＞
レプリカ生成部７０８は、後続信号ｂの復号結果を符号化及び変調して変調信号S3^(t)を得る。また、レプリカ生成部７０８は、変調信号S3^(t)にチャネル情報h3を乗算して後続信号ｂのレプリカh3S3^(t)を生成する。レプリカ生成部７０８は、生成したレプリカh3S3^(t)をレプリカ減算部７０９へ出力する。
【０１３５】
＜処理９＞
レプリカ減算部７０９は、式（３６）に従って、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３に記録された受信信号からレプリカh3S3^(t)を減算し、レプリカ減算後の信号をウェイト生成部７０３へ出力する。
【数３６】
2016163148.tif 000038
【０１３６】
＜処理１０＞
ウェイト生成部７０３は、先行信号の到来方向θaにヌルを形成するウェイトW1（1×Nrのベクトル）をウィナー解によって生成し、生成したウェイトW1をウェイト乗算部７０４へ出力する。
【０１３７】
ウェイト乗算部７０４は、式（３７）に従って、式（３６）に示すレプリカ減算後の信号にウェイトW1を乗算し、ウェイト乗算後信号を復号部７０７へ出力する。
【数３７】
2016163148.tif 000039
【０１３８】
ウェイトW1は先行信号の到来方向にヌルを形成するウェイトであるため、式（３７）に示すウェイト乗算後信号は、先行信号と後続信号ａと後続信号ｂとを含む受信信号から先行信号及び後続信号ｂを除去した後の信号、つまり、後続信号ａに相当する。そこで、復号部７０７は、式（３７）に示すウェイト乗算後信号を後続信号ａのチャネル情報h2を用いて復調し、復調後の後続信号ａを復号する。復号部７０７は、後続信号ａの復号結果をレプリカ生成部７０８へ出力する。
【０１３９】
＜処理１１＞
レプリカ生成部７０８は、後続信号ａのチャネル情報h2を後続信号チャネル推定部７０６から入力される。レプリカ生成部７０８は、後続信号ａの復号結果を符号化及び変調して変調信号S2^(t)を得る。レプリカ生成部７０８は、変調信号S2^(t)にチャネル情報h2を乗算して後続信号ａのレプリカh2S2^(t)を生成する。レプリカ生成部７０８は、生成したレプリカh2S2^(t)をレプリカ減算部７０９へ出力する。
【０１４０】
＜処理１２＞
レプリカ減算部７０９は、式（３８）に従って、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３に記録された受信信号からレプリカh2S2^(t)及びレプリカh3S3^(t)を減算し、レプリカ減算後の信号を復号部７０７へ出力する。
【数３８】
2016163148.tif 000040
【０１４１】
＜処理１３＞
式（３８）に示すレプリカ減算後の信号には先行信号の成分が残るので、復号部７０７は、式（３８）に示すレプリカ減算後の信号を、先行信号チャネル推定部１０５によって推定された先行信号のチャネル情報h1を用いて復調し、復調後の先行信号を復号する。復号部７０７は、先行信号の復号結果をレプリカ生成部７０８へ出力する。
【０１４２】
＜処理１４＞
レプリカ生成部７０８は、先行信号の復号結果を符号化及び変調して変調信号S1^(t)を得る。また、レプリカ生成部７０８は、変調信号S1^(t)に、先行信号チャネル推定部１０５によって推定された先行信号のチャネル情報h1を乗算して先行信号のレプリカh1S1^(t)を生成する。レプリカ生成部７０８は、生成したレプリカh1S1^(t)をレプリカ減算部７０９へ出力する。
【０１４３】
＜処理１５＞
レプリカ減算部７０９は、式（２７）に従って、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３に記録された受信信号からレプリカh1S1^(t)を減算し、レプリカ減算後の信号を後続信号チャネル推定部７０６及び復号部７０７へ出力する。
【０１４４】
＜処理１６＞
後続信号チャネル推定部７０６は、式（２７）に示すレプリカ減算後の信号を用いて、式（２８）に従ってプリアンブル相関値を算出することで、後続信号ａのチャネル情報h2^を推定する。後続信号チャネル推定部７０６は、推定したチャネル情報h2^を復号部７０７へ出力する。
【０１４５】
なお、＜処理１６＞において算出されるプリアンブル相関値は、後続信号ａのプリアンブル（図１１）に対するものであるため、＜処理１５＞における受信信号には、後続信号ｂは含まれない。
【０１４６】
＜処理１７＞
式（２７）に示すレプリカ減算後の信号には後続信号ａの成分が残るので、復号部７０７は、式（２７）に示すレプリカ減算後の信号を、＜処理１６＞で推定された後続信号ａのチャネル情報h2^を用いて復調し、復調後の後続信号ａを復号する。復号部７０７は、後続信号ａの復号結果をレプリカ生成部７０８へ出力する。
【０１４７】
＜処理１８＞
レプリカ生成部７０８は、後続信号ａの復号結果を符号化及び変調して変調信号S2^(t)を得る。また、レプリカ生成部７０８は、変調信号S2^(t)にチャネル情報h2^を乗算して後続信号ａのレプリカh2^S2^(t)を生成する。レプリカ生成部７０８は、生成したレプリカh2^S2^(t)をレプリカ減算部７０９へ出力する。
【０１４８】
＜処理１９＞
レプリカ減算部７０９は、式（３９）に従って、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３に記録された受信信号からレプリカh1S1^(t)及びレプリカh2^S2^(t)を減算し、レプリカ減算後の信号を後続信号チャネル推定部７０６及び復号部７０７へ出力する。
【数３９】
2016163148.tif 000041
【０１４９】
＜処理２０＞
後続信号チャネル推定部７０６は、式（３９）に示すレプリカ減算後の信号を用いて、式（４０）に従ってプリアンブル相関値を算出することで、後続信号ｂのチャネル情報h3^を推定する。後続信号チャネル推定部７０６は、推定したチャネル情報h3^を復号部７０７及びレプリカ生成部７０８へ出力する。
【数４０】
2016163148.tif 000042
【０１５０】
＜処理２１＞
式（３９）に示すレプリカ減算後の信号には後続信号ｂの成分が残るので、復号部７０７は、式（３９）に示すレプリカ減算後の信号を、＜処理２０＞で推定された後続信号ｂのチャネル情報h3^を用いて復調し、復調後の後続信号ｂを復号する。復号部７０７は、後続信号ｂの復号結果をレプリカ生成部７０８へ出力する。
【０１５１】
＜処理２２＞
レプリカ生成部７０８は、後続信号ｂの復号結果を符号化及び変調して変調信号S3^(t)を得る。また、レプリカ生成部７０８は、変調信号S3^(t)にチャネル情報h3^を乗算して後続信号ｂのレプリカh3^S3^(t)を生成する。レプリカ生成部７０８は、生成したレプリカh3^S3^(t)をレプリカ減算部７０９へ出力する。
【０１５２】
＜処理２３＞
レプリカ減算部７０９は、式（４１）に従って、受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３に記録された受信信号からレプリカh2^S2^(t)及びレプリカh3^S3^(t)を減算し、レプリカ減算後の信号を後続信号チャネル推定部７０６及び復号部７０７へ出力する。
【数４１】
2016163148.tif 000043
【０１５３】
＜処理２４＞
式（４１）に示すレプリカ減算後の信号には先行信号の成分が残るので、復号部７０７は、式（４１）に示すレプリカ減算後の信号を、先行信号チャネル推定部１０５によって推定された先行信号のチャネル情報h1を用いて復調し、復調後の先行信号を復号する。復号部７０７は、先行信号の復号結果をレプリカ生成部７０８へ出力する。
【０１５４】
＜処理２４＞の後は＜処理１４＞に戻り、＜処理１４＞〜＜処理２４＞を繰り返し行う。先行信号の復号結果、後続信号ａの復号結果、及び、後続信号ｂの復号結果にＣＲＣによる誤りが検出されなくなるまで＜処理１４＞〜＜処理２４＞を繰り返すのが好ましい。
【０１５５】
＜処理１４＞〜＜処理２４＞を繰り返し行うことで、後続信号ａ及び後続信号ｂのチャネル情報の推定精度を高めつつ、受信信号を先行信号と後続信号ａと後続信号ｂとに分離することができる。
【０１５６】
［他の実施例］
実施例１〜６のＡＰ２０，４０，５０，６０，７０は、次のようなハードウェア構成により実現することができる。図１３は、アクセスポイントのハードウェア構成例を示す図である。図１３に示すように、ＡＰ２０，４０，５０，６０，７０は、ハードウェアの構成要素として、プロセッサ２０ａと、メモリ２０ｂと、無線通信モジュール２０ｃと、ネットワークインタフェースモジュール２０ｄとを有する。プロセッサ２０ａの一例として、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit），ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor），ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等が挙げられる。また、ＡＰ２０，４０，５０，６０，７０は、プロセッサ２０ａと周辺回路とを含むＬＳＩ（Large  Scale  Integrated  circuit）を有してもよい。メモリ２０ｂの一例として、ＳＤＲＡＭ等のＲＡＭ，ＲＯＭ，フラッシュメモリ等が挙げられる。
【０１５７】
アンテナ素子Ａ１，Ａ２，Ａ３と、無線受信部１０１−１，１０１−２，１０１−３と、ＲＳＳＩ測定部１０２−１，１０２−２，１０２−３と、ＡＤＣ１０３−１，１０３−２，１０３−３とは、無線通信モジュール２０ｃにより実現される。受信信号記録部１０４−１，１０４−２，１０４−３はメモリ２０ｂにより実現される。先行信号チャネル推定部１０５と、先行信号到来方向推定部１０６と、疑似信号生成部１０７，４０２，７０２と、ウェイト生成部１０８，５０１，６０１，７０３と、ウェイト乗算部１０９，６０２，７０４と、後続信号判定部１１０，７０５と、後続信号チャネル推定部１１１，６０６，７０６と、分離部１１２と、復号部１１３，６０３，７０７と、後続信号到来方向推定部４０１，７０１と、レプリカ生成部６０４，７０８と、レプリカ減算部６０５，７０９とは、プロセッサ２０ａにより実現される。
【符号の説明】
【０１５８】
１０  無線通信システム
２０，４０，５０，６０，７０  アクセスポイント
３０−１，３０−２，３０−３，３０−４  無線端末
Ａ１，Ａ２，Ａ３  アンテナ素子
１０１−１，１０１−２，１０１−３  無線受信部
１０２−１，１０２−２，１０２−３  ＲＳＳＩ測定部
１０３−１，１０３−２，１０３−３  ＡＤＣ
１０４−１，１０４−２，１０４−３  受信信号記録部
１０５  先行信号チャネル推定部
１０６  先行信号到来方向推定部
１０７，４０２，７０２  疑似信号生成部
１０８，５０１，６０１，７０３  ウェイト生成部
１０９，６０２，７０４  ウェイト乗算部
１１０，７０５  後続信号判定部
１１１，６０６，７０６  後続信号チャネル推定部
１１２  分離部
１１３，６０３，７０７  復号部
４０１，７０１  後続信号到来方向推定部
６０４，７０８  レプリカ生成部
６０５，７０９  レプリカ減算部
【図１】
2016163148.tif 000044
【図２】
2016163148.tif 000045
【図３】
2016163148.tif 000046
【図４】
2016163148.tif 000047
【図５】
2016163148.tif 000048
【図６】
2016163148.tif 000049
【図７】
2016163148.tif 000050
【図８】
2016163148.tif 000051
【図９】
2016163148.tif 000052
【図１０】
2016163148.tif 000053
【図１１】
2016163148.tif 000054
【図１２】
2016163148.tif 000055
【図１３】
2016163148.tif 000056