CN101218771A - 接收装置 - Google Patents

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Abstract

数字信号解调部(103)的特征在于，包含：进行希望信号的传输路径响应矩阵推定的希望信号传输路径推定部(200)；进行干扰信号的传输路径响应矩阵推定的干扰信号传输路径推定部(201)；耦合推定出的希望信号的传输路径响应矩阵和干扰信号的传输路径响应矩阵，生成耦合传输路径响应矩阵的耦合传输路径矩阵生成部(202)；将耦合后的耦合传输路径响应矩阵转换成上三角矩阵的矩阵运算部(203)；在点阵点空间中生成以接收信号点为中心的超球的超球生成部(204)；和符号检索部(205)，由上三角化后的耦合传输路径响应矩阵形成点阵点空间，检索存在于超球内的点阵点中与接收信号点的度量为最小的点阵点，判定该点阵点为希望信号及干扰信号的推定值。

Description

接收装置
技术领域
本发明涉及一种在用于数字通信的希望信号判定动作的最优判定法中削减运算量的技术，尤其是涉及如蜂窝(cellular)移动通信网络***等，在除希望信号外、使用同一频带发送的干扰信号也到达接收机的环境中，以低运算量来判定适当的希望信号的技术。
背景技术
在如便携电话或PHS(Personal Handyphone System)那样由多个小区构成的移动通信网络***中，由于对多个小区再配置同一频率信道，所以有时受到来自邻近小区的干扰波的影响。例如，在具有基站A、与该基站A进行通信的移动站a、及相邻基站A的基站B和与该基站B进行通信的移动站b的移动通信网络***的情况下，虽然基于基站A之电波的小区与基于基站B之电波的小区不同，但也可一部分重叠。移动站a虽然不在基于基站B之电波的小区内，但接收来自基站B的电波。因此，在从基站A和基站B发送同一频率信道的信号时，因移动站a存在的场所不同，来自基站B的电波到达一部分。由此，可发生充分用作移动站a接收来自基站A的希望波时的干扰波的情况。在这种除希望信号之外、使用同一频带发送的干扰信号也到达的环境中，移动站a必须判定适当的希望信号。
另外，以往作为在数字通信领域中的希望信号(发送信号)判定法，广泛提议最优判定法。该最优判定法是指在接收装置中，算出由传输路径响应和发送符号候补(发送信号候补)形成的复制与接收信号的度量(metric)，在全部的组合中寻找出度量为最小的复制，输出对应的发送符号候补作为判定信号。通过使用该最优判定法，可成为良好接收性能的接收装置。可是，该最优判定法由于对考虑的全部组合算出度量，所以通常为庞大的运算量。相反，现在，作为最优判定法中的运算量削减技术，提议非专利文献1的球形解码(SphereDecoding，以下称为SD)。这是在全部由复制形成的点阵点空间中，设定以接收信号点为中心的超球，通过仅对存在于其内部的复制算出度量，来削减运算量的技术。
非专利文献1：Emanuele Viterbo，Joseph Boutros，“A UniversalLattice Code Decoder for Fading Channels，”IEEE Transactions onInformation Theory，Vol.45，No.5，pp.1639-1642，July 1999.
对于上述非专利文献1的SD，在不存在对使用的频带产生干扰的信号时，可通过少的运算量判定希望信号，可得到良好的解调特性。可是，例如，如上述的移动通信网络***，在除希望信号外、使用同一频带发送的干扰信号也到达的环境中，不能有效地执行低运算化。因此，不能成为良好的解调特性，谋求改善。
发明内容
本发明为解决上述问题作出，其目的在于提供一种接收装置，既便在存在干扰信号的情况下，也可成为低运算量，可得到良好的解调特性。
为了解决上述问题、实现目的，本发明的接收装置具备：接收高频模拟信号的1个以上的元件天线；分别下变频接收到的多个高频模拟信号的模拟信号处理部；将下变频后的模拟信号分别转换成数字信号的A/D转换部；和从转换后的多个数字信号中解调规定的数字信号的数字信号解调部，该接收装置的特征在于：所述数字信号解调部包含：进行希望信号的传输路径响应矩阵推定的希望信号传输路径推定部；进行干扰信号的传输路径响应矩阵推定的干扰信号传输路径推定部；耦合推定出的所述希望信号的传输路径响应矩阵和所述干扰信号的传输路径响应矩阵，生成耦合传输路径响应矩阵的耦合传输路径矩阵生成部；将耦合后的所述耦合传输路径响应矩阵转换成上三角矩阵的矩阵运算部；在点阵点空间内生成以接收信号点为中心的超球的超球生成部；和符号检索部，由所述上三角化后的耦合传输路径响应矩阵形成所述点阵点空间，检索存在于所述超球内的点阵点中、与接收信号点的度量为最小的点阵点，判定该点阵点为希望信号及干扰信号的推定值。
根据本发明的接收装置，由于使用包含干扰信号影响的耦合传输路径响应矩阵进行发送信号判定，所以可得到同时考虑干扰的影响的判定结果，例如，既便如移动通信网络***中的环境那样、除希望信号外干扰信号也到达的环境中，也可判定适当的希望信号。另外，在矩阵运算部中，由于上三角化处理耦合传输路径响应矩阵，所以可大幅度地削减运算量。并且，在点阵点空间中，由于根据存在于以接收信号点为中心的超球内的点阵点，判定最接近接收信号点的点阵点为希望信号及干扰信号的发送信号，所以可进一步大幅度地削减运算量。得到该2个表征的运算量削减效果的结构每当处理包含干扰信号影响的耦合传输路径响应矩阵时，都成倍地动作，发挥特别的效果，进行低运算化。结果，在上述的除希望信号外干扰信号也到达的环境中，可成为良好解调特性的接收装置。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的接收装置的整体结构的框图。
图2是表示图1中示出的数字信号解调部的主要部分的框图。
图3是用于说明传输路径响应推定的方法的图。
图4是表示本发明实施方式2的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。
图5是表示本发明实施方式3的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。
图6是表示图5中示出的第1信号判定部的主要部分的框图。
图7是表示图5中示出的第2信号判定部的主要部分的框图。
图8是表示本发明实施方式4的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。
图9是表示本发明实施方式5的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。
图10是表示图9中示出的第2信号判定部的主要部分的框图。
图11是表示本发明实施方式6的接收装置的主要部分的框图。
图12是表示图11中示出的数字信号解调部的主要部分的框图。
图13是表示本发明实施方式7的接收装置的整体结构的框图。
图14是表示本发明实施方式8的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。
图15是表示本发明实施方式9的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。
图16是表示本发明实施方式10的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。
(符号说明)
100-1～100-N，1200-1～1200-N天线
101-1～101-N，1201-1～1201-N模拟信号处理部
102-1～102-N，1202-1～1202-N A/D转换部
1203-1～1203-N高速傅立叶变换部(FFT部)
103，103b，103c，103d，103e数字信号解调部
200，301，501，701希望信号传输路径推定部
201，302，502，702干扰信号传输路径推定部
202，303，503，703，1302耦合传输路径矩阵生成部
203，304，504，602，704，1303矩阵运算部
204，306，506，705超球生成部
205，307，507，706符号检索部
303耦合传输路径响应矩阵生成部
305，505期望分量抽取部
401，801第一信号判定部
402复制减法部
403，802第二信号判定部
601，900第二希望信号传输路径推定部
602，903第二矩阵运算部
603，904第二超球生成部
604，905第二符号检索部
901，902第二耦合传输路径矩阵生成部
1001数字信号解调部
1002加法器
1003去交织部
1004解码部
1005加法器
1006交织部
1101信号判定部
1102软判定值生成部
1204数字信号解调部
1205串并联转换部
1301干扰电平推定部
1401信号电平推定部
1402，1501相关计算部
1502排序部
具体实施方式
下面，根据附图详细地说明本发明的接收装置的实施方式。另外，本发明不限定于本实施方式。
(实施方式1)
图1是表示本发明实施方式1的接收装置的整体结构的框图。在图1中，N元件(N为1以上的整数)的天线100-1～100-N分别连接于N个模拟信号处理部101-1～101-N。并且，N个模拟信号处理部100-1～100-N分别连接于N个A/D转换部102-1～102-N。而且，N个A/D转换部102-1～102-N连接于数字信号解调部103。
图2是表示图1中示出的数字信号解调部103的主要部分的框图。在图2中，N个A/D转换部102-1～102-N(图1)的输出被输入到矩阵运算部203中，并被输入到希望信号传输路径推定部200和干扰信号传输路径推定部201中。希望信号传输路径推定部200和干扰信号传输路径推定部201的输出被输入到耦合传输路径矩阵生成部202中。耦合传输路径矩阵生成部202的输出被输入到矩阵运算部203中。矩阵运算部203的输出和超球生成部204的输出被输入到符号检索部205中。符号检索部205输出判定信号。
这里，说明希望信号和干扰信号。在接收装置输入了接收信号矢量时，没有对希望信号和干扰信号进行区别。可是，例如可通过在发送接收期间***已知的信号序列，推定各传输路径响应矩阵。作为一实例，假设在图3所示的信号格式下，2个发送机#1、#2分别从2个天线#1、#2同时发送发送信号的情况，由于已知由各发送机的各天线发送不同的参照信号序列#1～#4，所以可通过相关运算等检测参照信号序列部分，使用参照信号序列部分推定各信号通过的传输路径的响应。
返回图1，说明本实施方式中的接收装置的整体动作概要。对使用天线100-1～100-N接收到的高频模拟信号，在连接于各天线的模拟信号处理部101-1～101-N中进行下变频(down-convert)等模拟信号处理。下变频后的信号在A/D转换部102-1～102-N中转换成数字信号，并且输出至数字信号解调部103。而且，由作为本实施方式的特征的数字信号解调部103进行解调处理，得到判定信号。
下面，用图2详细地说明数字信号解调部103的动作。下面，为了使说明简单，假设发送希望信号的发送机和发送干扰信号的发送机分别各存在一个，来自各发送机的发送信号到达接收机的状况。可是，本实施方式不限于该情况，也可适用于发送机数增加、更一般化的环境。
将从各A/D转换部102-1～102-N(图1)输出的N***的基带数字信号输入到数字信号解调部103中。下面为了方便，将这些输入信号表现为N维的接收信号矢量。首先，使用该N维的接收信号矢量，在希望信号传输路径推定部200及干扰信号传输路径推定部201中进行希望信号的传输路径响应矩阵推定和干扰信号的传输路径响应矩阵推定。该传输路径响应矩阵推定利用上述图3中说明的方法来进行。具体的说，例如可使用最小平方法等已公知的方法来进行。
这里，设在发送机中从所装备的M个(M为1以上的整数)元件天线同一时刻、使用同一频率同时发送信号，则各传输路径响应矩阵可使用接收机中使用的天线数N、以M行N列的尺寸表示。另外，该M行N列的矩阵根据M及N的值，有时不是矩阵而是矢量或仅为标量，但本说明中也包含该情况，利用传输路径响应矩阵这样的标记来统一。当然，既便在传输路径响应矩阵为矢量或标量的情况下，本实施方式仍可直接适用。
将希望信号传输路径推定部200和干扰信号传输路径推定部201的输出输入到耦合传输路径矩阵生成部202中。在耦合传输路径矩阵生成部202中，耦合推定出的希望信号的传输路径响应矩阵和干扰信号的传输路径响应矩阵，生成一个尺寸大的耦合传输路径响应矩阵。耦合传输路径矩阵生成部202将该耦合传输路径响应矩阵输出到矩阵运算部203。
矩阵运算部203具有矩阵乘法功能、逆矩阵运算功能及上三角矩阵转换功能，至矩阵运算部203的输入信号是接收信号矢量和耦合传输路径响应矩阵。矩阵运算部203对输入的耦合传输路径响应矩阵进行上三角化处理(向上三角矩阵的转换)，将其结果输出到符号检索部205。就上三角化处理而言，例如可使用如QR分解或Cholesky分解等数学上公知的方法来进行。矩阵运算部203还算出耦合传输路径响应矩阵的逆矩阵，对输入的接收信号矢量乘以该逆矩阵。而且，对于该结果，也输出到符号检索部205。
在超球生成部204中，使用适当的半径设定基准，在由包含干扰信号的发送信号候补和耦合传输路径响应矩阵形成的点阵点空间中生成以接收信号点为中心的超球。这里，接收信号点是具有在各个A/D转换部102-1～102-N中转换成数字信号的接收信号作为要素的上述接收信号矢量指示的点，在点阵点(lattice point)空间中成为一点。另外，超球的半径设定基准例如可使用噪声的分散或接收信号功率、适当的固定值等任意基准。另外，也可使用多个作为基准。即，如果至少包含一个点阵点，则可使用任何结构的半径设定基准。
符号检索部205输入矩阵运算部203的处理结果，形成由希望信号及干扰信号的发送信号候补和耦合传输路径响应矩阵形成的点阵点空间。而且，输入超球生成部204的处理结果，在形成的点阵点空间中，就存在于以接收信号点为中心的超球内的各点阵点而言，算出与接收信号点的度量(metric)，寻找度量为最小的点阵点。而且，将最接近接收信号点的点阵点判定为希望信号及干扰信号的发送信号。而且，从判定结果中仅抽取希望信号对应的分量，作为判定信号输出。必要时，也可不是仅抽取希望信号分量，作为还包含干扰信号的判定信号输出。另外，在检索度量为最小的点阵点时，也可从预想为距接收信号点近的点阵点开始检索，对规定数量的点阵点算出度量。
如上所述，根据本实施方式，由于使用包含干扰信号影响的耦合传输路径响应矩阵进行发送信号判定，所以可得到同时考虑干扰影响的判定结果，结果，例如既便在如移动通信网络***中的环境、除希望信号外干扰信号也到达的环境下，也可判定适当的希望信号。另外，在矩阵运算部203中，由于上三角化处理耦合传输路径响应矩阵，所以可大幅度地削减运算量。并且，在点阵点空间中，由于仅以存在于以接收信号点为中心的超球内的点阵点为判定对象，将最接近接收信号点的点阵点判定为希望信号及干扰信号的发送信号，所以可进一步大幅度地削减运算量。可期待该2个表征的运算量削减效果的结构，每当处理包含干扰信号的传输路径响应矩阵的尺寸大的耦合传输路径响应矩阵时，都成倍地动作，发挥特别的效果。结果，在如上述的除希望信号外干扰信号到达的环境下，可成为良好解调特性的接收装置。另外，本发明的范围不限于本实施方式，具有同样效果的其他结构也包含在其范围中。
(实施方式2)
图4是表示本发明实施方式2的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。在图4中，N个A/D转换部102-1～102-N(图1)的输出被输入到数字信号解调部103b的矩阵运算部304，并且被输入到希望信号传输路径推定部301和干扰信号传输路径推定部302。希望信号传输路径推定部301和干扰信号传输路径推定部302的输出被输入到耦合传输路径矩阵生成部303。耦合传输路径矩阵生成部303的输出被输入到矩阵运算部304。矩阵运算部304的输出被输入到期望分量抽取部305。期望分量抽取部305的输出和超球生成部306的输出被输入到符号检索部307。符号检索部307输出判定信号。本实施方式的接收装置的特征在于数字信号解调部103b的耦合传输路径矩阵生成部303和期望分量抽取部305。其他结构大致与实施方式1相同。
首先，在希望信号传输路径推定部301和干扰信号传输路径推定部302中，执行与实施方式1的希望信号传输路径推定部200和干扰信号传输路径推定部201相同的处理，推定各传输路径响应矩阵。耦合传输路径矩阵生成部303输入由希望信号传输路径推定部301和干扰信号传输路径推定部302推定出的各传输路径响应矩阵，生成耦合传输路径响应矩阵。这时，本实施方式的耦合传输路径矩阵生成部303生成耦合传输路径响应矩阵，以在后级的矩阵运算部304中上三角化耦合传输路径响应矩阵时，将关联于干扰信号的项存储于列序号小的一方，将关联于希望信号的项存储于列序号大的一方。在矩阵运算部304中，执行与实施方式1的矩阵运算部203相同的处理。
期望分量抽取部305从输入的逆矩阵运算后的接收信号和上三角化后的耦合传输路径响应矩阵中仅抽取希望信号分量和任意数量的干扰信号分量，重构低维度的耦合传输路径响应矩阵。期望分量抽取部305输入的上三角化后的耦合传输路径响应矩阵如已说明的那样，通过耦合传输路径响应矩阵生成部303的处理，将关于干扰信号的分量存储于列序号小的部分，将关于希望信号的分量存储于列序号大的部分。因此，在期望分量抽取部305中重构低维的矩阵时，只要直接抽取存储在上三角化后的耦合传输路径响应矩阵之右下方的要素即可。期望分量抽取部305将重构后的耦合传输路径响应矩阵输出至符号检索部307。
超球生成部306执行与实施方式1的超球生成部204相同的动作。即，在由包含干扰信号的发送信号候补和耦合传输路径响应矩阵形成的点阵点空间中生成以接收信号点为中心的超球。但是，这里考虑的点阵点空间的维度可以是由期望分量抽取部305抽取出的信号数所对应的低维度。即，超球的半径设定基准也可设为对应于矩阵低维化的小的基准。
接收来自期望分量抽取部305和超球生成部306的信号，符号检索部307在由期望分量抽取部305抽取出的信号数所对应的低维的发送信号候补和耦合传输路径响应矩阵形成的点阵点空间中，算出存在于以接收信号点为中心的超球内的点阵点与接收信号点的度量，判定最小的点阵点为到达的信号。
如上所述，根据本实施方式，由于在期望分量抽取部中仅抽取希望信号分量和任意数的干扰信号分量进行判定处理，所以应考虑的维度(矩阵)减少，且可实现更大的运算量削减。
(实施方式3)
图5是表示本发明实施方式3的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。作为本实施方式的特征的数字信号解调部103c具有：执行削减应考虑的维度(矩阵)的信号判定处理的第1信号判定部401；检测干扰信号分量并除去其的复制(replica)减法部402；和从除去了干扰信号分量的信号中检测希望信号分量的第2信号判定部403。在图5中，N个A/D转换部102-1～102-N(图1)的输出被输入到第1信号判定部401和复制减法部402中。另外，第1信号判定部401的输出中，判定信号输出到复制减法部402，度量输出到第2信号判定部403。复制减法部402的输出被输入到第2信号判定部403中。第2信号判定部403输出判定信号。
图6是表示图5中示出的第1信号判定部401的主要部分的框图。在图6中，N个A/D转换部102-1～102-N(图1)的输出被输入数字信号解调部103b的矩阵运算部504中，并且被输入希望信号传输路径推定部501和干扰信号传输路径推定部502中。希望信号传输路径推定部501和干扰信号传输路径推定部502的输出被输入到耦合传输路径矩阵生成部503中。耦合传输路径矩阵生成部503的输出被输入到矩阵运算部504中。矩阵运算部504的输出被输入到期望分量抽取部505中。期望分量抽取部505的输出和超球生成部506的输出被输入到符号检索部507中。符号检索部507输出判定信号和度量。
本实施方式的第1信号判定部401和图4中示出的实施方式2的数字信号解调部103b的结构之差异在于作为处理结果，不仅输出判定信号，还输出符号检索部507中算出的度量。另外，耦合传输路径矩阵生成部503与实施方式2相反，作为耦合传输路径矩阵，生成耦合传输路径响应矩阵，以在矩阵运算部504中上三角化耦合传输路径响应矩阵时，将关联于希望信号的项存储在列序号小的一方，将关联于干扰信号的项存储在列序号大的一方。
在矩阵运算部504中执行了与实施方式2的矩阵运算部304相同的矩阵运算处理之后，期望分量抽取部505从输入的逆矩阵运算后的接收信号矢量和上三角化后的耦合传输路径响应矩阵中仅抽取包含干扰信号分量所对应的部分的任意数量的信号分量，重构低维的矩阵。而且，将重构后的信号输出至符号检索部507。超球生成部506及符号检索部507执行与实施方式2的超球生成部306及符号检索部307相同的处理，输出判定信号和度量作为最终的处理结果。
复制减法部402接收来自第1信号判定部401的判定信号，执行从接收信号中减去干扰信号分量的复制的处理，输出至第2信号判定部403。
图7是表示图5中示出的第2信号判定部403的主要部分的框图。在图7中，复制除去后的接收信号输入到矩阵运算部602和第2希望信号传输路径推定部601中。第2希望信号传输路径推定部601的输出被输入到第2矩阵运算部602中。第2矩阵运算部602的输出和第2超球生成部603的输出被输入到第2符号检索部604中。第2符号检索部604输出判定信号。
第2信号判定部403作成从图4中示出的实施方式2的数字信号解调部103b的结构中省略了作为关于干扰信号的构成要素的干扰信号传输路径推定部和耦合传输路径矩阵生成部的结构。在第2希望信号传输路径推定部601中，根据复制除去后的接收信号推定希望信号的传输路径响应矩阵。第2矩阵运算部602执行与实施方式2的矩阵运算部304相同的处理，处理结果输出至第2符号检索部604。第2超球生成部603以从第1信号判定部401交接的度量为基准，在由发送信号候补和传输路径响应矩阵形成的第2点阵点空间中，生成以接收信号点为中心的超球。第2符号检索部604以第2矩阵运算部602的处理结果和第2超球生成部603的处理结果为输入，在由发送信号候补和希望信号的传输路径响应矩阵形成的第2点阵点空间中，算出存在于以接收信号点为中心的超球内的点阵点与接收信号点的度量，判定最小的点阵点作为发送信号。
如上所述，根据本实施方式，首先，使用削减了应考虑的维度(矩阵)的信号判定处理检测并除去干扰信号分量，之后，同样使用削减了维度(矩阵)的信号判定处理检测希望信号分量，所以可进行低运算量且高精度的解调处理。
另外，作为本实施方式的另一结构例，也可构成为从第1信号判定部401向第2信号判定部403输出希望信号的传输路径响应矩阵，第2信号判定部403中不具有希望信号传输路径响应推定部。另外，也可构成为使用具有与第1信号判定部401相同功能的电路替代第2信号判定部403，同时判定干扰信号。这时，还可构成为在后级具有多个复制减法部和信号判定部，反复执行信号判定和复制减法。另外，超球的设定方法等也可使用除这里说明的方法以外的任意方法。
(实施方式4)
图8是表示本发明实施方式4的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。在图8中，N个A/D转换部102-1～102-N(图1)的输出被输入到数字信号解调部103d的矩阵运算部704，并且被输入希望信号传输路径推定部701和干扰信号传输路径推定部702中。希望信号传输路径推定部701和干扰信号传输路径推定部702的输出被输入到耦合传输路径矩阵生成部703中。耦合传输路径矩阵生成部703的输出被输入到矩阵运算部704中。矩阵运算部704的输出和超球生成部705的输出被输入到符号检索部706中。符号检索部706输出判定信号。而且，在本实施方式中，将作为符号检索部706的处理结果的判定信号(希望信号和判定信号的推定值)反馈至希望信号传输路径推定部701和干扰信号传输路径推定部702。
希望信号传输路径推定部701和干扰信号传输路径推定部702在第一次的处理中，采用使用在接收机中已知的练习(training)信号的传输路径推定或任意的盲目(blind)传输路径推定技术，推定希望信号的传输路径响应矩阵和干扰信号的传输路径响应矩阵。后级的耦合传输路径矩阵生成部703～符号检索部706为止的处理与实施方式1中说明的相同。
在符号检索部706中得到的判定信号输入至希望信号传输路径推定部701及干扰信号传输路径推定部702。希望信号传输路径推定部701和干扰信号传输路径推定部702接收判定信号，使用判定信号再次执行传输路径推定。之后，分别形成环路的、循环希望信号传输路径推定部701、耦合传输路径矩阵生成部703、矩阵运算部704、超球生成部705及符号检索部706的动作及循环干扰信号传输路径推定部702、耦合传输路径矩阵生成部703、矩阵运算部704、超球生成部705及符号检索部706的动作反复执行规定次数后，从符号检索部706输出判定信号(希望信号和判定信号的推定值)。
如上所述，根据本实施方式，由于可使用判定值再次执行传输路径推定，所以既便在初期的传输路径推定中不能精度良好地进行传输路径推定的环境下，也可执行高精度的传输路径推定。结果，可得到良好的解调特性。
(实施方式5)
图9是表示本发明实施方式5的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。作为本实施方式的特征的数字信号解调部103e，具有第1信号判定部801和第2信号判定部802这2个信号判定部。第1信号判定部801输出低维的判定信号作为处理结果。第2信号判定部802输入它作为初始值，输出判定信号。
第1信号判定部801形成与图4中示出的实施方式2的数字信号解调部103b的结构相同的结构，执行同样的处理。但是，耦合传输路径矩阵生成部及期望分量抽取部的动作不限于实施方式2中说明的动作，例如，在耦合传输路径矩阵生成部中不需要将关于干扰信号的分量配置给列序号小的要素，将关于希望信号的分量配置给列序号大的要素等处理。第1信号判定部801输出低维的判定信号作为处理结果。
图10是表示图9中示出的第2信号判定部802的主要部分的框图。在图10中，N个A/D转换部102-1～102-N(图1)的输出被输入到第2矩阵运算部903，并被输入到第2希望信号传输路径推定部900和第2干扰信号传输路径推定部901。两个传输路径推定部900、901的输出被输入到第2耦合传输路径矩阵生成部902中，其输出被输入到第2矩阵运算部903中。而且，在本实施方式中，第2矩阵运算部903的输出、第2超球生成部904的输出及第1信号判定部801的输出(判定信号)被输入到第2符号检索部905中。第2符号检索部905输出判定信号。
第2信号判定部802作成与图2中示出的实施方式1的数字信号解调部103的结构相同的结构，但不同之处在于，作为输入，输入接收信号与第1信号判定部801，将输入的判定信号作为初始值，交接给第2符号检索部905。第2符号检索部905使用来自第1信号判定部801的输入信号作为推定的判定信号的初始值。第2符号检索部905与其他的实施方式相同，在由第2超球生成部904生成的、包含干扰信号的发送信号候补和耦合传输路径响应矩阵形成的点阵点空间中，检索存在于以接收信号点为中心的超球内的信号点中、认为最准确的信号点作为判定信号。这时，如上所述，通过使用来自第1信号判定部801的输入信号作为初始值，优先检索包含该输入信号的信号点，来缩短到达最终的判定信号之前的处理。其结果，可以以低运算量实现高精度的解调处理。
(实施方式6)
图11是表示本发明实施方式6的接收装置的主要部分的框图。在图11中，具有与图1中示出的实施方式1的接收装置相同结构的天线100-1～100～N、模拟信号处理部101-1～101～N及A/D转换部102-1～102-N省略，仅示出A/D转换部102-1～102-N之后的结构。N个A/D转换部102-1～102-N(图1)的输出被输入到数字信号解调部1001中。数字信号解调部1001输出的软判定值在由加法器1002减去事前信息之后，输入到去交织(deinterleave)部1003中。去交织部1003的输出被输入到解码部1004中。解码部1004输出的事前信息在由加法器1005减去软判定值之后，输入到交织(interleave)部1006中。交织部1006的输出(事前信息)被输入到数字信号解调部1001中。
图12是表示图11中示出的本实施方式的数字信号解调部的主要部分的框图。在图12中，数字信号解调部1001具有信号判定部1101和软判定值生成部1102。信号判定部1101是具有相当于图2中示出的实施方式1的数字信号解调部103的功能的电路。将信号判定部1101输出的判定信号(希望信号的推定值)和由信号判定处理算出的度量输出至软判定值生成部1102。在软判定值生成部1102中，使用从图11中示出的解码部1004输出、经由加法器1005、交织部1006交接的事前信息，对由信号判定部1101判定出的希望信号的判定值算出软判定值。这里，作为软判定值生成部1102执行的软判定值的算出方法，例如可适用使用公知的对数似然比的方式等。
从数字信号解调部1001输出的软判定值在加法器1002中减去从交织部1006输入的事前信息，发送至去交织部1003。去交织部1003执行对发送信号实施的交织处理的逆处理，将其结果输出到解码部1004。在解码部1004中使用SOVA(Soft Output Viterbi Algorithm)解码器或MAP(Maximum A posteriori Probability)解码器等所谓的软输入软输出解码器，输出解码数据和事前信息。事前信息在加法器1005中减去来自去交织部1003的信号后，输入交织部1006中。交织部1006对事前信息执行与对发送信号实施的相同的交织处理，输出至数字信号解调部1001及加法器1002。
如图11所示，在数字信号解调部1001和解码部1004之间边交换软判定值和事前信息，边反复执行上述处理。而且，在反复执行期望的次数之后，得到最终的解码数据。
如上所述，根据本实施方式，由于执行使用软判定值的解码，所以可进行错误更少的数据接收。另外，由于在数字信号解调部1001和解码部1004之间进行软判定值和事前信息的交换，反复执行解调、解码处理，所以每次反复都提高判定值的精度，可实现良好的通信。
(实施方式7)
图13是表示本发明实施方式7的接收装置的整体结构的框图。在图13中，N元件(N为1以上的整数)的天线1200-1～1200-N分别连接于N个模拟信号处理部1201-1～1201-N。并且，N个模拟信号处理部1201-1～1201-N分别连接于N个A/D转换部1202-1～1202-N。而且，N个A/D转换部1202-1～1202-N分别连接于N个高速傅立叶变换部(以下称为FFT部)1203-1～1203-N。N个FFT部1203-1～1203-N连接于数字信号解调部1204。数字信号解调部1204连接于串并联转换部1205，以交接多个输出。
在本实施方式中，N元件的天线1200-1～1200-N例如接收如OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：正交频分复用方式)或MC-CDMA(Multi Carrier Code Division Multipe Access：多载波码分多址连接方式)等多载波的高频模拟信号。在模拟信号处理部1201-1～1201-N中下变频接收到的多载波高频模拟信号。A/D转换部1202-1～1202-N对输入的信号进行AD转换，输出数字信号。FFT部1203-1～1203-N对数字信号进行离散傅立叶变换或高速离散傅立叶变换，将时间区域信号转换成每个副载波的频域信号。将各副载波的信号输入到作为本实施方式的特征的数字信号解调部1204中。
数字信号解调部1204例如作成与实施方式1～6中说明的相同的结构，但对每个副载波执行该处理。串并联转换部1205并列地重新排列(rearrange)并输出由数字信号解调部1204推定出的各副载波的解调数据。
如上所述，根据本实施方式，既便在OFDM或MC-CDMA等多载波信号中，也可得到适用了本发明的干扰除去效果。另外，本发明的范围不限于这里示例的结构，具有相同效果的、所考虑到的全部结构为其范围。
(实施方式8)
图14是表示本发明实施方式8的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。在图14中，N个A/D转换部102-1～102-N(图1)的输出被输入到数字信号解调部103f的矩阵运算部1303中，并且被输入到希望信号传输路径推定部200和干扰信号传输路径推定部201中。希望信号传输路径推定部200的输出被输入到耦合传输路径矩阵生成部1302中。干扰信号传输路径推定部201的输出被输入到干扰电平推定部1301中。干扰电平推定部1301的输出被输入到耦合传输路径矩阵生成部1302中。耦合传输路径矩阵生成部1302的输出被输入到矩阵运算部1303中。矩阵运算部1303的输出和超球生成部204的输出被输入到符号检索部1304中。符号检索部1304输出判定信号。本实施方式的接收装置的特征在于数字信号解调部103f的干扰电平推定部1301、耦合传输路径矩阵生成部1302和矩阵运算部1303。其他的结构大致与实施方式1相同。
在希望信号传输路径推定部200和干扰信号传输路径推定部201中，执行与实施方式1相同的处理，推定各传输路径响应矩阵。将推定出的干扰信号的传输路径响应矩阵交接给干扰电平推定部1301。干扰电平推定部1301根据干扰信号的传输路径响应信息，推定到达接收装置中的干扰信号的功率信息，仅将如表示比噪声功率还大的值的、具有强功率的干扰信号的传输路径响应信息输出至耦合传输路径矩阵生成部1302。例如可通过计算干扰信号的传输路径响应信息之各要素的平方值，来实现干扰信号的功率信息的推定。
耦合传输路径矩阵生成部1302耦合从希望信号传输路径推定部200输出的希望信号的传输路径响应矩阵、和具有从干扰电平推定部1301输出的强功率的干扰信号的传输路径响应矩阵，生成尺寸大的一个耦合传输路径响应矩阵。这里，由干扰电平推定部1303推定关于干扰信号功率的信息的结果，在判定为不存在电平高的干扰信号时，其结果是耦合传输路径矩阵生成部1302生成仅复制了希望信号的传输路径响应矩阵作为耦合传输路径响应矩阵的信息。
矩阵运算部1303、符号检索部1304的功能基本上与图2中示出的矩阵运算部203及符号检索部205相同，但在本实施方式中，不同之处在于通过干扰电平推定部1301的处理，耦合传输路径矩阵生成部1302之后考虑的干扰信号的数量变动。
如上所述，根据本实施方式，由于可使考虑的干扰信号的数量随着到达的干扰信号的强度变化，所以既便在干扰信号的电平随着传播环境的变动等变化时，也可抑制推定误差，得到干扰除去效果。另外，由于在到达的干扰信号数量少时，余裕地考虑干扰信号数量的可能性减少，所以可削减处理量。本发明不限于本结构例，具有相同效果、考虑到的全部结构为其范围。例如也可适用于实施方式2及实施方式3中说明的结构。另外，就干扰电平推定部1301而言，如果满足其功能，则不一定作成配置在干扰信号传输路径推定部201的后级的结构，可配置在任意位置。
(实施方式9)
图15是表示本发明实施方式9的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。在图15中，N个A/D转换部102-1～102-N(图1)的输出被输入到数字信号解调部103g的矩阵运算部304中，并被输入到希望信号传输路径推定部301和干扰信号传输路径推定部302中。希望信号传输路径推定部301和干扰信号传输路径推定部302的输出被输入到排序部1402中，并被输入到信号电平推定部1401中。信号电平推定部1401的输出被输入到排序部1402。排序部1402的输出被输入到耦合传输路径响应矩阵生成部303中。耦合传输路径矩阵生成部303的输出被输入到矩阵运算部304中。矩阵运算部304的输出被输入到期望分量抽取部305中。期望分量抽取部305的输出和超球生成部306的输出被输入到符号检索部307中。符号检索部307输出判定信号。本实施方式的接收装置的特征在于信号电平推定部1401和排序部1402。其他的结构大致与实施方式2相同。
在本实施方式中，希望信号传输路径推定部301和干扰信号传输路径推定部302通过与实施方式2相同的处理推定各传输路径响应矩阵。将推定出的各传输路径响应矩阵输出至信号电平推定部1401及排序部1402。信号电平推定部1401根据输入的各传输路径响应矩阵，推定关于希望信号和干扰信号的功率的信息，将该信息交接给排序部1402。排序部1402使用从信号电平推定部1401输入的、关于希望信号和干扰信号的功率的信息，执行对由希望信号传输路径推定部301及干扰信号传输路径推定部302推定出的各传输路径响应矩阵的排序。在排序时，边参照关于希望信号和干扰信号的功率的信息，边适当地进行排顺，以使作为后级的耦合传输路径矩阵生成部303、矩阵运算部304、且期望分量抽取部305的处理结果得到的、低维地重构的上三角矩阵的要素变大。而且，将排序的结果和各传输路径响应矩阵输出至耦合传输路径矩阵生成部303。耦合传输路径矩阵生成部303边反映排序的结果，边生成耦合希望信号的传输路径响应矩阵和干扰信号的传输路径响应矩阵的一个大尺寸的耦合传输路径响应矩阵，交接给矩阵运算部304。以后的处理与实施方式2相同。
如上所述，根据本实施方式，由于期望分量抽取后的上三角矩阵的要素变大，所以可提高信号检测精度，提供更好的干扰除去性能和通信品质。另外，符号检索部307中的符号检索处理在考虑的模型中的信号功率对噪声功率比大时更高速地收敛。如果上三角矩阵的要素变大，则由于信号功率对噪声功率比也变大，所以也可通过本实施方式减去干扰除去和希望信号的检测所需的处理量。并且，因此，本实施方式既便在不包含期望分量抽取部305的结构、例如实施方式1中示例的结构中，从运算处理量削减的观点出发也有用。
另外，本实施方式也可适用于实施方式3中示例的结构。这时，构成为对图5中的第1信号判定部401适用本实施方式中示出的结构，利用复制减法部402从接收信号中减去因此得到的判定信号。据此，由于提高作为第1信号判定部401之处理结果的判定信号的精度，所以第1信号判定部401的判定错误传播至后级的第2信号判定部403的可能性减少，大大提高最终得到的判定信号的精度。
(实施方式10)
图16是表示本发明实施方式10的接收装置之数字信号解调部的主要部分的框图。在图16中，具有与图15中示出的实施方式9相同功能的要素附以同一序号，省略其说明。本实施方式与实施方式9的不同之处在于，数字信号解调部103h具有相关计算部1501，根据相关计算部1501的处理结果，排序部1502动作。
相关计算部1501对于包含推定出的希望信号和干扰信号的全部传输路径响应，计算发送天线间的传输路径响应的相关信息，将与其他矢量的独立性高的传输路径信息排序到矩阵的开头。这可通过例如将各传输路径响应矩阵分解成列矢量，对全部组合计算一个列矢量与其以外列矢量之和的内积，从内积的大小为最小的列矢量开始依次重新排列这样的处理步骤来实现。将相关计算部1501中的计算结果输出至排序部1502。
排序部1502使用相关计算部1501的计算结果重新排列输入的各传输路径响应矩阵，输出至耦合传输路径响应矩阵生成部303。与图4中示出的实施方式2的处理同样地执行耦合传输路径响应矩阵生成部303以后的处理。通过排序传输路径响应矩阵的要素，作为矩阵运算部304的处理结果的上三角矩阵在行序号及列序号大的要素中具有更大的值。结果，在由期望分量抽取部305重构为低维的矩阵之后，可使用可靠性更高的信息执行符号检索处理。
如上所述，根据本实施方式，由于使用传输路径响应矩阵的要素间的相关信息进行排序，所以可利用重构为低维的矩阵之后的矩阵收集可靠性高的信息，执行高精度的干扰除去效果及信号检测。还可削减符号检索部307中的处理量。本发明不限于本实施方式，例如还可适用于不具有期望分量抽取部305的结构。这时，可实现削减符号检索部307中的处理量的效果。另外，就相关计算部1501的处理内容或结构而言，不限于图16中示例的结构，可考虑的全部结构包含在发明的范围中。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的接收装置适用于除希望信号外、使用同一频带发送的干扰信号也到达的通信***，例如最适用于移动通信网络***等。

Claims (11)

1.一种接收装置，具备：接收高频模拟信号的1个以上的元件天线；分别下变频接收到的多个高频模拟信号的模拟信号处理部；将下变频后的模拟信号分别转换成数字信号的A/D转换部；和从转换后的多个数字信号中解调规定的数字信号的数字信号解调部，该接收装置的特征在于：
所述数字信号解调部包含：
进行希望信号的传输路径响应矩阵推定的希望信号传输路径推定部；
进行干扰信号的传输路径响应矩阵推定的干扰信号传输路径推定部；
耦合推定出的所述希望信号的传输路径响应矩阵和所述干扰信号的传输路径响应矩阵，生成耦合传输路径响应矩阵的耦合传输路径矩阵生成部；
将耦合后的所述耦合传输路径响应矩阵转换成上三角矩阵的矩阵运算部；
在点阵点空间内生成以接收信号点为中心的超球的超球生成部；和
符号检索部，由所述上三角化后的耦合传输路径响应矩阵形成所述点阵点空间，检索存在于所述超球内的点阵点中、与接收信号点的度量为最小的点阵点，判定该点阵点为希望信号及干扰信号的推定值。
2.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于：
所述数字信号解调部还包含设置在所述耦合传输路径矩阵生成部的后级侧，从所述耦合传输路径响应矩阵中抽取任意数量的信号，重构矩阵的期望分量抽取部。
3.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于：
所述符号检索部除所述希望信号及干扰信号的推定值之外，还输出推定值的度量，
所述数字信号解调部还包含：
根据所述干扰信号的推定值形成干扰信号的复制，从接收信号中减去所述复制的复制减法部；
根据减去所述复制的接收信号，执行希望信号的传输路径响应矩阵推定的第2希望信号传输路径推定部；
将推定出的所述传输路径响应矩阵转换成上三角矩阵的第2矩阵运算部；
在第2点阵点空间内生成以接收信号点为中心的超球的第2超球生成部；和
第2符号检索部，由所述上三角化后的传输路径响应矩阵形成所述第2点阵点空间，检索存在于所述超球内的点阵点中、与接收信号点的度量为最小的点阵点，判定该点阵点为希望信号的推定值。
4.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于：
反馈所述符号检索部输出的希望信号及干扰信号的推定值，所述希望信号传输路径推定部在输入反馈的所述希望信号的推定值时，使用该推定值再次执行希望信号的传输路径响应矩阵推定，
所述干扰信号传输路径推定部在输入反馈的所述干扰信号的推定值时，使用该推定值再次执行干扰信号的传输路径响应矩阵推定，
在形成环路的、所述希望信号传输路径推定部、所述干扰信号传输路径推定部、所述耦合传输路径矩阵生成部、所述矩阵运算部、所述超球生成部及所述符号检索部的动作反复执行规定次数之后，从所述符号检索部输出希望信号及干扰信号的推定值。
5.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于：
所述数字信号解调部还包含：
执行希望信号的传输路径响应矩阵推定的第2希望信号传输路径推定部；
执行干扰信号的传输路径响应矩阵推定的第2干扰信号传输路径推定部；
耦合推定出的所述希望信号的传输路径响应矩阵和所述干扰信号的传输路径响应矩阵，生成第2耦合传输路径响应矩阵的第2耦合传输路径矩阵生成部；
将耦合后的所述第2耦合传输路径响应矩阵转换成上三角矩阵的第2矩阵运算部；
在第2点阵点空间内生成以接收信号点为中心的第2超球的第2超球生成部；和
第2符号检索部，输入所述符号检索部输出的所述推定值，并且由所述上三角化后的第2耦合传输路径响应矩阵形成所述第2点阵点空间，以输入的所述推定值为初始值，检索存在于所述第2超球内的点阵点中与接收信号点的度量为最小的点阵点，判定该点阵点为希望信号及干扰信号的推定值。
6.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于：
所述数字信号解调部还包含：
软判定值生成部，根据事前信息和所述符号检索部输出的希望信号的推定值，算出对所述希望信号的推定值的软判定值；
对从所述软判定值中减去所述事前信息的值进行去交织的去交织部；
解码部，通过对去交织后的所述软判定值进行软输入软输出解码，生成所述事前信息，并且输出解码数据；
交织部，对从所述事前信息中减去所述去交织部输出的软判定值得到的值进行交织，输入到所述数字信号解调部中，
在形成环路的、所述软判定值生成部、所述去交织部、所述解码部及所述交织部执行的一系列动作反复执行规定次数后，从所述解码部输出所述解码数据。
7.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于，还包含：
高速傅立叶变换部，设置在所述A/D转换部的后级，对输入的数字信号进行离散变换，将离散时间信号转换成每个副载波的频域信号，输入到所述数字信号解调部中；和
串并联转换部，按规定顺序重新排列所述数字信号解调部对每个副载波解调出的解调数据。
8.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于：
所述数字信号解调部还具有干扰电平推定部，将推定出的所述干扰信号之传输路径响应矩阵的信号数减至比噪声功率大的值的信号数，
所述耦合传输路径矩阵生成部耦合推定出的所述希望信号的传输路径响应矩阵和由所述干扰电平推定部进行减去后的所述干扰信号的传输路径响应矩阵，生成耦合传输路径响应矩阵。
9.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于：
所述数字信号解调部还包含排序部，按适当的顺序重新排列推定出的所述希望信号的传输路径响应矩阵和所述干扰信号的传输路径响应矩阵，
所述耦合传输路径矩阵生成部耦合重新排列后的所述希望信号的传输路径响应矩阵和所述干扰信号的传输路径响应矩阵，生成耦合传输路径响应矩阵。
10.根据权利要求9所述的接收装置，其特征在于：
所述数字信号解调部还包含信号电平推定部，推定从推定出的所述希望信号的传输路径响应矩阵和所述干扰信号的传输路径响应矩阵到达的所述希望信号的电平和所述干扰信号的电平，
所述排序部根据所述希望信号的电平及所述干扰信号的电平，按适当顺序重新排列所述希望信号的传输路径响应矩阵和所述干扰信号的传输路径响应矩阵。
11.根据权利要求9所述的接收装置，其特征在于：
所述数字信号解调部还包含相关计算部，计算推定出的所述希望信号的传输路径响应矩阵和所述干扰信号的传输路径响应矩阵之要素间的相关，
所述排序部根据所述希望信号的传输路径响应矩阵和所述干扰信号的传输路径响应矩阵之要素间的相关，按适当顺序重新排列所述希望信号的传输路径响应矩阵和所述干扰信号的传输路径响应矩阵。
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