JP4939888B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば複数の端末で同一チャネルを使用するマルチセル構成の無線通信システムの端末等に用いられ、干渉波源からの干渉成分を抑制して所望信号を受信可能な無線通信装置に関する。

近年、無線通信の大容量化、高速化の要求が非常な高まりをみせており、有限な周波数資源の有効利用効率を更に向上させる方法の研究が盛んになっている。その一つの方法として、空間領域を利用する手法が注目を集めている。空間領域利用技術の一つは、アダプティブアレーアンテナ（適応アンテナ）であり、受信信号に乗算する重み付け係数（以下、この重み付け係数を「重み」という）により振幅と位相を調整することにより、所望方向から到来する所望信号を強く受信し、マルチパス干渉や同一チャネル干渉といった干渉成分信号を抑圧することができる。このような干渉抑圧効果により、通信システムの通信容量を改善することが可能となる。

また、空間領域を利用した別な技術として、伝搬路における空間的な直交性を利用することで、同一時刻、同一周波数、同一符号の物理チャネルを用いて異なるデータ系列を、同一の端末装置に対して伝送する空間多重（Space Division Multiplexing）（以下、ＳＤＭと記載）技術がある。ＳＤＭ技術は、例えば非特許文献１において情報開示されており、送信機及び受信機共に複数のアンテナ素子を備え、アンテナ間での受信信号の相関性が低い伝搬環境下においてＳＤＭ伝送が実現できる。この場合、送信機の備える複数のアンテナから、アンテナ素子毎に同一時刻、同一周波数、同一符号の物理チャネルを用いて異なるデータ系列を送信し、受信機においては受信機の備える複数アンテナでの受信信号を、伝送路特性の推定値を基に分離受信する。これにより、空間多重チャネルを複数用いることで多値変調を用いずに高速化の達成が可能である。ＳＤＭ伝送を行う場合、十分なＳ／Ｎ（信号対雑音比）条件下での送受信機間に多数の散乱体が存在する環境下では、送信機と受信機が同数のアンテナを備える場合、アンテナ数に比例した通信容量の拡大が可能となる。

G.J.Foschini, "Layered space-time architecture for wireless communication in a fading environment when using multi-element antennas", Bell Labs Tech. J., pp.41-59, Autumn 1996

上述したアダプティブアレーアンテナ技術及びＳＤＭ技術における干渉抑圧は、複数のアンテナ素子で受信された信号に対し、アンテナウエイトを乗算した後に加算合成する空間的なフィルタリング処理が用いられる。例えばＳＩＲ（信号電力対干渉雑音電力比）を最大化するＭＭＳＥ（誤差最小二乗規範）アルゴリズム等によって動作する。しかしながら、このような干渉抑圧手法の前提条件として、干渉信号が所望信号とともに定常的に存在することを仮定している。そのため、特に、無線ＬＡＮ等のパケット伝送を用いる無線通信システムでは、自セル、他セルからの干渉信号がバースト的に生成消滅することになり、上記前提条件を満たさない場合がある。すなわち、上記のような空間フィルタリング処理のアルゴリズムの適用後に、干渉信号に変動がある場合は、干渉抑圧を効果的に行えないという課題を有する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、干渉波が定常的に存在しない状態においても、非定常に現れる干渉波に適応した空間的フィルタリングを実現でき、干渉除去能力を高めることが可能な無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明の無線通信装置は、干渉波成分の信号を選択的に受信する干渉波受信アンテナウエイトを用いて、前記干渉波成分を含む干渉信号を受信する干渉信号受信手段と、前記干渉信号受信手段の出力から、干渉波成分の信号レベルを検出する干渉波レベル検出手段と、前記干渉波レベル検出手段の出力を基に、所望信号を受信する所望波分離受信アンテナウエイトを可変する信号分離手段と、を有するものである。
この構成により、干渉波成分の信号レベルを基に所望波分離受信アンテナウエイトを可変することで、干渉波が定常的に存在しない状態においても、非定常に現れる干渉波に適応した空間的フィルタリングを実現でき、干渉除去能力を高めることが可能となる。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記所望波分離受信アンテナウエイトは、干渉波受信電力を最小化するウエイトであるものとする。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記所望波分離受信アンテナウエイトは、信号電力対干渉雑音電力を最大化するウエイトであるものとする。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記所望波分離受信アンテナウエイトは、複数アンテナＮ個の内、Ｎより小さいｋ個からなるサブアレーに対して、干渉波受信電力を最小化するウエイトであるものとする。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記信号分離手段は、他局干渉信号を優先的に除去するウエイトを乗算する第１のウエイト乗算部と、前記第１のウエイト乗算部の出力に対し、空間多重ストリームを分離する空間多重分離ウエイトを乗算する第２のウエイト乗算部とを有するものとする。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記信号分離手段は、他局干渉除去信号を優先的に除去するウエイトを乗算する第１のウエイト乗算部と、前記第１のウエイト乗算部の出力に対し、信号電力を最大化する最大比合成ウエイトを乗算する第２のウエイト乗算部とを有するものとする。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記信号分離手段は、前記干渉波レベル検出手段の出力が所定値を超えた場合、所望信号を受信すると共に、検出された干渉波を抑圧する所望波分離受信アンテナウエイトに変更するものとする。
この構成により、干渉波成分の信号レベルが所定値を超えた場合に、この所定値を超えた干渉波成分を抑圧できる所望波分離受信アンテナウエイトに変更し、干渉波が非定常に現れる状態でも、干渉波を十分に抑圧しながら所望波を受信できる。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記干渉波レベル検出手段は、複数の干渉源からの干渉波成分の信号レベルを検出するものとする。
この構成により、複数の干渉源からの干渉波成分の信号レベルを検出し、複数の干渉波に関する干渉波受信アンテナウエイトの準備や、複数の干渉波の検出レベルに基づく所望波分離受信アンテナウエイトの変更などが可能となり、非定常に現れる干渉波に対しても十分に抑圧することができる。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記信号分離手段は、前記干渉波レベル検出手段の出力における複数の干渉源からの干渉波成分の信号レベルが所定値を超えた場合、所望信号を受信すると共に、検出された複数の干渉波を干渉波成分の信号レベルに応じて抑圧する所望波分離受信アンテナウエイトに変更するものとする。
この構成により、複数の干渉源からの干渉波成分の信号レベルが所定値を超えた場合に、複数の干渉波成分の信号レベルに応じて干渉波を抑圧できる所望波分離受信アンテナウエイトに変更することで、干渉波が非定常に現れる状態でも、十分に干渉波を抑圧しつつ所望信号を受信できる。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記干渉波受信アンテナウエイトは、干渉波電力対所望信号電力を最大化するウエイトであるものとする。
この構成により、干渉波電力対所望信号電力を最大化するウエイトを干渉波受信アンテナウエイトとして用いて、適切に干渉信号を選択受信できる。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記干渉波受信アンテナウエイトは、当該無線通信装置以外の無線通信装置間の通信信号の受信電力を最大化するウエイトであるものとする。
この構成により、当該無線通信装置以外の無線通信装置間の通信信号の受信電力を最大化するウエイトを干渉波受信アンテナウエイトとして用いて、適切に干渉信号を選択受信できる。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記干渉信号受信手段は、所望信号が含まれない時間区間における受信信号から得られる相関行列を用いて、干渉波電力を最大化する干渉波受信アンテナウエイトを算出するものとする。
この構成により、所望信号が含まれない時間区間における受信信号から得られる相関行列に基づいて、干渉波を選択的に受信する干渉波受信アンテナウエイトを算出できる。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記干渉信号受信手段は、所定時間内での受信信号から得られる相関行列を用いて、干渉波電力を最大化する干渉波受信アンテナウエイトを算出するものとする。
この構成により、所定時間内での受信信号から得られる相関行列に基づいて、干渉波を選択的に受信する干渉波受信アンテナウエイトを算出できる。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記干渉信号受信手段は、当該無線通信装置の非通信時に、前記当該無線通信装置以外の無線通信装置間の通信信号の受信結果を基に、一つまたは複数の前記干渉波受信アンテナウエイトを決定するものとする。
この構成により、非通信時に当該無線通信装置以外の無線通信装置間の通信信号の受信結果を基に事前に学習を行い、一つまたは複数の干渉波受信アンテナウエイトを決定することで、個々の干渉波を選択的に受信可能にできる。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記干渉信号を選択的に受信するための干渉波受信情報を記憶する記憶手段を有し、前記干渉信号受信手段は、受信信号が当該無線通信装置以外の宛先の信号である場合に、前記干渉波成分に関する干渉波受信情報を算出して前記記憶手段に記憶させるものとする。
この構成により、受信信号が当該無線通信装置以外の宛先の信号である場合に、例えば事前学習を行う前処理モードなどに移行し、干渉波成分に関する干渉波受信情報を記憶手段に記憶し、この干渉波受信情報に基づいて干渉波を選択的に受信可能な干渉波受信アンテナウエイトを生成することが可能となる。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記干渉信号受信手段は、前記干渉波受信情報として干渉波に関する干渉相関行列を算出し、前記干渉相関行列に基づいて生成される干渉波受信アンテナウエイトを用いて干渉信号を受信するものとする。
この構成により、干渉波に関する干渉相関行列に基づいて干渉波受信アンテナウエイトを生成し、個々の干渉波を適切に選択受信することができる。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記信号分離手段は、受信信号が当該無線通信装置宛の信号である場合に、前記干渉相関行列に基づいて生成される所望波分離受信アンテナウエイトを用いて所望信号を分離するものとする。
この構成により、受信信号が当該無線通信装置宛の信号である場合に、例えば通常受信を行う受信処理モードに移行し、干渉波が非定常に現れる状態でも、干渉波受信アンテナウエイトを用いた干渉波の選択受信により干渉波を十分に抑圧しながら、所望波分離受信アンテナウエイトを用いて適切に所望信号を分離受信することができる。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記記憶手段は、前記干渉波受信情報として干渉波に関する干渉相関行列を個別に、あるいは送信元毎に分類して個別に記憶するものとする。
この構成により、干渉波に関する干渉相関行列を個別に、あるいは送信元ごとに分類して個別に記憶し、この干渉相関行列に基づいて干渉波受信アンテナウエイト及び所望波分離受信アンテナウエイトを生成、変更することで、非定常に現れる干渉波に対して、干渉波を十分なレベルまで抑圧して所望信号を受信することが可能となる。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記所望波分離受信アンテナウエイトで受信した所望信号の受信結果を基に、送信信号のレプリカを生成する送信レプリカ生成部と、前記送信レプリカ生成部の出力を基に、受信信号から所望信号の一つ以上をキャンセルする干渉キャンセル部と、前記干渉波レベル検出手段で検出された干渉信号の相関行列を用いて、干渉信号を抑圧する反復復号用ウエイトを生成する反復復号用ウエイト生成部と、前記干渉キャンセル部の出力に対し、前記反復復号用ウエイトを乗算する第２の信号分離手段とを有するものとする。

また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記所望波分離受信アンテナウエイトで受信した所望信号の受信結果を基に、送信信号のレプリカを生成する送信レプリカ生成部と、前記送信レプリカ生成部の出力を基に、受信信号から全ての所望信号をキャンセルして干渉信号成分を抽出し、前記干渉波レベル検出手段で検出された干渉信号の相関行列を更新する干渉相関行列更新部と、前記干渉相関行列更新部の出力を用いて、干渉信号を抑圧する反復復号用ウエイトを生成する反復復号用ウエイト生成部と、前記干渉キャンセル部の出力に対し、前記反復復号用ウエイトを乗算する第２の信号分離手段とを有するものとする。

本発明によれば、干渉波が定常的に存在しない状態においても、非定常に現れる干渉波に適応した空間的フィルタリングを実現でき、干渉除去能力を高めることが可能な無線通信装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における無線通信装置３を含む無線通信システムの構成を示す図である。ここでは、所望無線通信装置１と干渉源無線通信装置２−１〜Ｓとから送信信号が送出され、これらの送信信号を無線通信装置３において受信する場合を示している。それぞれの所望無線通信装置１、干渉源無線通信装置２−１〜Ｓ、無線通信装置３は、複数のアンテナを備えており、ＳＤＭ伝送が可能となっている。本実施形態は、同一チャネルを繰り返し使用するマルチセル構成の無線通信システム等に好適なものである。

図１において、所望の送信信号源である所望無線通信装置１、及びこの所望無線通信装置１と同一または近接したキャリア周波数を用いるため干渉を与える干渉源となる干渉源無線通信装置２−１〜Ｓからの送信信号を、無線通信装置３が受信するものとする。なお、無線通信装置３は受信構成のみを示しており、送信構成の図示は省略している。

無線通信装置３は、複数（Ｍ個）のアンテナ４−１〜Ｍ、複数のアンテナ４−１〜Ｍで受信した各高周波信号を増幅処理、フィルタリング処理及びベースバンド信号への周波数変換処理を施し、各々をディジタル信号として取り出す受信部５−１〜Ｍ、受信部５の出力を基に干渉源無線通信装置２−１〜Ｓからの干渉信号を選択的に受信する干渉信号受信手段６、干渉信号を選択的に受信するための干渉波受信情報を記憶する記憶手段７、干渉信号受信手段６の出力を基に干渉波の受信レベルを検出する干渉波レベル検出手段８、所望無線通信装置１から送信されたＮｔ個（ただし、Ｎｔ≧１）の送信系列を、複数アンテナ４で受信した受信信号から分離合成受信する信号分離手段９、及び分離受信したＮｔ個の信号系列に対し、復調及び復号処理する信号系列受信処理手段１０−１〜Ｎｔを有して構成される。

本実施形態では、送信信号は無線ＬＡＮ等で用いられるパケット伝送による通信信号を仮定しており、図２は通信信号のパケット構成の一例を示す図である。図２において、送信信号として伝送されるパケットは、予め既知の信号系列からなるトレーニング信号部（プリアンブル部）３０、シグナリング部３１、及びデータ部３２を有してなる。トレーニング信号部３０は、受信部５での増幅処理時の自動利得制御（ＡＧＣ）、周波数同期、シンボルタイミング同期及び伝送路歪みの等化などに用いられる。シグナリング部３１は、後続するデータ部３２の送信元及び送信先の無線通信装置の固有識別信号、誤り訂正符号の符号化率、変調多値数等の情報を含む。

図３は、パケット伝送状況を説明する模式図であり、所望無線通信装置１から送信される自局宛パケット４０に対する干渉源無線通信装置２からの送信信号タイミングを示している。干渉源無線通信装置２は、それぞれの備えたアンテナから同一チャネル干渉波となる電波を送信するが、常に全ての干渉源無線通信装置２から送信されているわけではなく、それぞれの送信タイミングで、異なるパケットサイズで、バースト的に送信される。図３において、Ｃａｓｅ１では、自局宛パケット４０より大きいサイズの干渉源無線通信装置２の送信パケット４１が伝送され、Ｃａｓｅ２、Ｃａｓｅ３では、自局宛パケット４０より小さいサイズの干渉源無線通信装置２の送信パケット４２、４３が、異なるタイミングで伝送されている例を示す。

すなわち、Ｃａｓｅ１のように自局宛パケット４０に対して、全期間に渡り干渉波の送信パケット４１が存在する場合もあるし、Ｃａｓｅ２、Ｃａｓｅ３のように、自局宛パケット４０の一部の期間に、干渉波の送信パケット４２、４３が存在する場合もある。送信パケット４２が存在する期間Ｔ１と、送信パケット４３が存在する期間Ｔ２とでは、干渉波の状態が変化する。このような状況において、干渉源無線通信装置２からの同一チャネル干渉波の送信状況が、無線通信装置３の干渉除去能力の範囲であれば、自局宛のパケットの受信が成功するが、干渉除去能力を超えた場合はパケット受信に失敗し、再送動作を行うことなる。

以下では、干渉源無線通信装置２からの同一チャネル干渉波の送信状況が、無線通信装置３の干渉除去能力の範囲であることを前提に、図１及び図４を用いて、その動作を説明する。図４は、無線通信装置３の自局宛パケットの受信時の動作を示すフローチャートである。なお、パケットはアクセスポイント間で、非同期に転送されるため、干渉源はランダム的に発生する。このため、図４の受信時動作は、繰り返し行われるものである。本実施形態は、干渉波の指向性、すなわち空間的な位置はほぼ一定であり、干渉波が非定常に発生して時間的に変化する場合に特に有効なものであり、このような場合を想定した動作を示している。例えば、無線ＬＡＮなどのように各通信装置が自立分散的に動作し、ランダムにパケットが伝送される場合などに相当する。

まず、使用する周波数チャネルで、伝送パケットの有無を検出する（Ｓ２１）。伝送パケットが存在する場合、そのトレーニング信号部に含まれる予め既知のトレーニング信号を用いて、周波数同期及びタイミング同期を確立し、さらに伝送路歪みを等化することで、トレーニング信号に続く伝送パケットのシグナリング部に含まれているパケット送信元及び送信先のアドレス情報を読みとり、自局宛のパケットであるかを検出する（Ｓ２２）。ここで、自局宛以外のパケットを受信した場合、干渉波であるため、その干渉信号を学習する前処理モードへ移行（Ｓ２３）し、自局宛のパケットを受信した場合、その送信信号を受信する受信処理モードへ移行する（Ｓ２４）。

前処理モード（Ｓ２３）では、干渉信号受信手段６において、トレーニング信号部の干渉相関行列ＲＩを算出し、これを干渉波受信情報として記憶手段７において記憶する。ここで、干渉相関行列ＲＩ_ｎは、第ｎ番目の自局宛以外のパケットを受信した時の干渉相関行列を示し、トレーニング信号を用いて算出される伝送路歪み（以下、チャネル推定値）ｈ_ｎ（ｊ、ｋ）を用いて算出する。ここでｈ_ｎ（ｊ、ｋ）は、第ｎ番目の干渉源無線通信装置２−ｎの第ｋ番目のアンテナから送信され、無線通信装置３の第ｊ番目のアンテナ４−ｊで受信する際のチャネル推定値を表す。なお、第ｎ番目の干渉源無線通信装置２−ｎは、ＮＩｔ（ｎ）個のアンテナをもち、ＮＩｔ（ｎ）は１以上の自然数とする。フラットフェージング伝送路を仮定した場合、第ｎ番目の自局宛以外のパケットを受信した場合の干渉相関行列ＲＩ_ｎは、下記（数１）のように算出される。

ここで、Ｂ（ｎ）はＭ行ＮＩｔ（ｎ）列の行列であり、その第ｊ行ｋ列の要素はｈ_ｎ（ｊ、ｋ）からなる。上付きの添え字Ｈはベクトル共役転置演算子を示す。また、Ｐ_ｎは雑音電力推定値、Ｅ_ＭはＭ次の単位行列を示す。

なお、干渉相関行列ＲＩの別な算出方法として、トレーニング信号を用いて算出されるチャネル推定値を用いずに算出する方法もある。この場合、下記の（数２）を用いる。

ここで、ｘ（ｔ、ｎ）はＭ次の列ベクトルであり、第ｊ番目の要素は、無線通信装置３の第ｊ番目のアンテナ４−ｊで、第ｎ番目の自局宛以外のパケットを受信した場合のベースバンド信号を時刻ｔでサンプリングされた信号を示す。また、ｄｔはサンプリング時間間隔、ｔ_０はサンプリング開始時刻、Ｎｓはサンプリングされたデータ数である。この場合、干渉相関行列ＲＩは、パイロット信号を用いずに算出することができるため、データ部の信号を用いても算出することが可能である。データ部に含まれる信号が十分長い場合は、干渉相関行列ＲＩを精度よく推定することができる。

以上のように得られた干渉相関行列ＲＩ_ｎを用いて、記憶手段７において記憶内容を更新する。更新手法として、以下のような３つの手法のいずれか、または、複数を組み合わせて用いる。

１）重み付け平均化した干渉相関行列を算出する。
この場合、重み付け平均化した干渉相関行列に基づく干渉波受信アンテナウエイトにより干渉信号を受信することができるため、干渉信号受信手段６及び記憶手段７の構成を簡易化することが可能となる。一方、重み付け平均化された干渉相関行列を用いた所望波分離受信アンテナウエイトによる受信信号は、所望波信号を受信すると共に、前処理モードにおいて受信された強勢なレベルの干渉信号を常に優先的に抑圧する動作となり、個々の干渉信号を最適なレベルまで抑圧して受信することはできない。よって、この方法は万能であるものの、干渉波を十分に抑圧できない場合がある。

２）干渉相関行列ＲＩ_ｎを、個別に、そのまま記憶させる。記憶できる干渉相関行列数が所定数ＮＩを超えた場合、受信電力が高い干渉相関行列ＲＩ_ｋを、順に、所定数ＮＩ個分の干渉相関行列を記憶する。ただし、ｋはＮＩ以下の自然数を示す。
この場合、複数の干渉相関行列ＲＩ_ｎに対し、干渉波受信アンテナウエイトを設けて干渉信号を受信する構成となるため、干渉信号受信手段６及び記憶手段７の構成は複雑化する。一方、重み付け平均化された干渉相関行列を用いた所望波分離受信アンテナウエイトによる受信信号は、所望波信号を受信すると共に、前処理モードにおいて受信された強勢なレベルの干渉信号のそれぞれに対し、十分なレベルまで抑圧して受信することが可能となる。

３）送信元のアドレス情報毎に分類して、干渉相関行列ＲＩ_ｎを個別に記憶させる。同じ送信元のアドレスである干渉相関行列が複数検出された場合は、重み付け平均化後に記憶する。また、記憶できる干渉相関行列数が所定数ＮＩを超えた場合、受信電力が高い干渉相関行列ＲＩ_ｋの送信元のアドレス情報を優先して、所定数ＮＩ個分の干渉相関行列を記憶する。ただし、ｋはＮＩ以下の自然数を示す。
この場合、２）の効果に加え、一つの送信元に対応して、一つの干渉相関行列を記憶手段７において記憶することができる。これにより、１つの送信元に対し、複数の干渉波受信アンテナウエイトを設けて干渉信号を受信することが無くなり、干渉信号受信手段６及び記憶手段７のそのような重複による構成の複雑化を避けることができる。また、送信元の空間的変動がない場合、共通な送信元毎に平均化処理を加えるため干渉相関行列の雑音成分を低減でき、その結果、その干渉相関行列を用いた所望波分離受信アンテナウエイトによる干渉抑圧効果を高めることができる。よって、この方法が一番効率的に干渉波を十分なレベルまで抑圧できる。

なお、十分な電力レベルの信号があるにもかかわらず、伝送パケットのシグナリング部の情報が読みとれないような異種の通信システムからの干渉が存在する場合は、上記（数２）で示すようにトレーニング信号によるチャネル推定値を用いない干渉相関行列ＲＩを算出し、記憶手段７を更新し、再度、Ｓ２１にもどり、伝送パケットの有無を確認する。そして、干渉波が複数ある場合は他の干渉波についても同様の処理を繰り返す。

以上の自局宛以外のパケットを受信した場合の干渉相関行列ＲＩを記憶するまでの処理が、前処理モード（Ｓ２３）である。

次に、受信処理モードへ移行（Ｓ２４）した場合の動作説明を行う。なお、以下では、トレーニング信号部のトレーニング信号を用いた周波数同期、位相同期、シンボル同期確立後の動作を説明する。無線通信装置３における複数アンテナ４で受信された高周波信号は、それぞれ受信部５−１〜Ｍにおいて、増幅処理、フィルタリング処理及び周波数変換処理の後に直交検波され、ＩＱ平面上のベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号を、Ａ／Ｄ変換器を用いて複素ディジタル信号で表現される受信信号ベクトルｙ（ｋ）として出力する。以下、ｋはサンプリングされた信号の離散時刻を示す。

この場合、所望無線通信装置１のＮｔ個の各アンテナから送信される送信系列ｘ_ｎ（ｋ）からなる送信系列ベクトルｘ（ｋ）＝[ｘ_１（ｋ）、．．．、ｘ_Ｎｔ（ｋ）]^Ｔに対し（上付き添え字Ｔはベクトル転置演算子）、フラットフェージング伝搬路を通して得られる離散時刻ｋにおける無線通信装置３での受信信号ベクトルｙ（ｋ）は、下記（数３）のように示される。

ここで、ｙ（ｋ）は受信に用いるＭ個のアンテナ４での受信信号を要素として含む列ベクトルであり、アンテナ４−ｍで受信された信号ｙ_ｍ（ｋ）を第ｍ番目の要素とする。また、Ｈ_１は所望無線通信装置１の送信系列ｘ（ｋ）が受ける伝搬路変動を示すチャネル応答行列である。ここで、Ｈ_１は（無線通信装置３のアンテナ数Ｍ）行×（所望無線通信装置１における送信アンテナ数Ｎｔ）列からなる行列であり、そのｉ行ｊ列の行列要素ｈ_ｉｊは、所望無線通信装置１における第ｊ番目の送信アンテナから送信された信号ｘ_ｊ（ｋ）が、無線通信装置３における第ｉ番目のアンテナ４−ｉで受信される場合の伝搬路変動を示す。

また、ｎ（ｋ）は無線通信装置３のＭ個の受信アンテナ４で受信時に付加される雑音成分ベクトルである。また、Ｉ（ｋ）は干渉源無線通信装置２−１〜Ｓのうち一つまたは複数から送信される干渉信号成分を表す。なお、干渉源無線通信装置２からの送信信号が存在しない場合はＩ（ｋ）＝０となる。

このような無線通信装置３の受信信号ベクトルｙ（ｋ）は、干渉信号受信手段６及び信号分離手段９に入力される。

干渉信号受信手段６は、記憶手段７から前処理モードで得られた一つまたは複数の干渉相関行列ＲＩ_ｎを読み出し、干渉信号電力Ｉ（ｋ）を、空間的なフィルタリングにより選択的に受信できる干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎを算出する。なお、干渉相関行列ＲＩ_ｎが複数あれば、複数の出力ｚ_ｎ（ｋ）を算出して、後述する干渉波レベル検出手段８で、しきい判定することで、干渉波の特定を行う。この干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎは、干渉信号を最大化するような（干渉波のＳＩＮＲが最大となる）アンテナウエイトとなる。そして、下記（数４）で示すように受信信号ベクトルｙ（ｋ）との積和演算を行い、第ｎ番目の干渉波成分信号ｚ_ｎ（ｋ）を抽出する。

ここで、ｎは記憶手段７で記憶された干渉相関行列の個数ＮＩ以下の自然数であり、ｚ_ｎ（ｋ）は、干渉源無線通信装置２が送信した空間多重ストリーム数の要素を持つ列ベクトルからなる。また、上付きの添え字Ｈはベクトル共役転置演算子を示す。ここで、空間多重ストリーム数とは、例えば、次世代の無線ＬＡＮ規格IEEE801.11nにおいてＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）による空間多重伝送を行う場合に、１つの信号（パケット）を複数のデータストリームに分割して空間的に多重して伝送するようなことが行われ、このときのデータストリームの数に相当する。

なおこのとき、干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎの算出は以下のような手法を適用する。
１）［方式１］干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎとして下記の（数５）を用いる。

ここで、Ｕ_ｋ ^（ｎ）は、干渉相関行列ＲＩ_ｎを固有値分解して得られるＭ個の固有値の内、干渉源無線通信装置２が送信した空間多重ストリーム数の分、大きい順に固有値を取り出し、それに対応する固有ベクトルを列ベクトル成分に持つ。ここでｋ＝１、．．．、Ｍである。これにより、干渉相関行列ＲＩ_ｎの生成時に到来していた干渉波の電力を最大化するように干渉波を受信することができる。

また、記憶手段７における動作を変更することで、別な干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎの算出として以下のような手法の適用が可能である。
２）［方式２］前処理モードにおいて得られるＲＩ_ｎを記憶手段７において記憶する代わりに、前処理モードにおいて得られるＢ（ｎ）を記憶させる。この場合、干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎとして、下記の（数６）を用いる。

ここで、Ｄ_ｎは、下記の（数７）により算出され、Ｈ_ｅは所望無線通信装置１の送信系列ｘ（ｋ）が受ける伝搬路応答行列Ｈ_１の推定値であり、δは雑音電力推定値、Ｅ_ＭはＭ次の正方行列を示す（ただし、Ｍは無線通信装置３における受信アンテナブランチ数）。これにより、所望信号を抑圧した上で、干渉相関行列ＲＩ_ｎの生成時に到来していた干渉波の電力を選択的に受信することができる。

一方、信号分離手段９は、受信信号ベクトルｙ（ｋ）を入力として、所望無線通信装置１から送信される送信系列ｘ_ｎ（ｋ）を、所望波分離受信アンテナウエイトＷＤ_ｎを用いて、ＷＤ_ｎ ^Ｈｙ（ｋ）とすることで分離受信する。ここで、ｎはＮｔ以下の自然数であり、Ｎｔ≧１である。すなわち、Ｎｔ＝１の場合は、いわゆるダイバーシチ受信動作を行い、Ｎｔ＞１の場合は、空間多重伝送された送信信号を分離受信するＳＤＭ受信動作となる。以下に信号分離手段９を中心にした所望波の分離受信動作について説明する。

図５は信号分離手段９及び干渉波レベル検出手段８を含めた動作を示すフローチャートである。以下図５を用いて、その動作説明を行う。

まず、初期の所望波分離受信アンテナウエイトＷＤとして下記の（数８）を算出する（Ｓ５０）。この所望波分離受信アンテナウエイトＷＤは、所望波のＳＩＮＲが最大となるようなアンテナウエイトとなる。

ここで、ＷＤはＭ行Ｎｔ列の行列からなりその第ｎ列はＷＤ_ｎからなる。Ｒ_ｎは、下記の（数９）により算出される。また、Ｈ_ｅは所望無線通信装置１の送信系列ｘ（ｋ）が受ける伝搬路応答行列Ｈ_１の推定値、δは雑音電力推定値、Ｅ_ＮｔはＮｔ次の正方行列を示す（ただし、Ｍは無線通信装置３における受信アンテナブランチ数）。なお、伝搬路応答行列Ｈ_１の推定値Ｈ_ｅ及び雑音電力推定値δは、自局宛のパケット信号におけるトレーニング信号部の既知信号系列から推定値を得る。

なお、上記はＭＭＳＥ手法に基づく信号分離手法であるが、これに限定されず、ＺＦ、ＭＬＤ（Maximum likelihood Detection）等の手法の適用も可能である。

次に、干渉波レベル検出手段８は、干渉信号受信手段６の出力ｚ_ｎ（ｋ）に基づき干渉波成分電力Ｐ_ｎ＝｜｜ｚ_ｎ（ｋ）｜｜^２を検出し、干渉波成分電力Ｐ_ｎが所定値ＬＩを超えた場合（Ｓ５１）、信号分離手段９における所望波分離受信アンテナウエイトＷＤを更新する（Ｓ５２）。一方、干渉波成分電力Ｐ_ｎが所定値ＬＩを超えない場合、信号分離手段９における所望波分離受信アンテナウエイトＷＤを更新せずに維持する（Ｓ５３）。例えば、図３に示したように、Ｃａｓｅ１、Ｃａｓｅ２、Ｃａｓｅ３のように干渉波が発生する場合、Ｃａｓｅ２、Ｃａｓｅ３が、順次発生する期間Ｔ１とＴ２との間で、所望波分離受信アンテナウエイトＷＤを変更すればよい。

干渉波レベル検出手段８は、所望波分離受信アンテナウエイトＷＤを更新する場合、以下のような新たな所望波分離受信アンテナウエイトＷＤを算出し、信号分離手段９に結果を出力する。

１）［方式３］： 上述した［方式１］における干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎとして上記（数５）を用いた場合、下記の（数１０）に基づいて、所望波分離受信アンテナウエイトＷＤを更新する。

ここで、Ｗ_ｂは下記の（数１１）により算出され、またｖ_ｋ ^（ｎ）は、干渉相関行列ＲＩ_ｎを固有値分解して得られるＭ個の固有値を、小さい順にＮｔ個取り出したときの固有値に対応する固有ベクトル（ただしｋ＝１、．．．、Ｎｔ）であり、Ｑ_ｎは下記の（数１２）により与えられる。この所望波分離受信アンテナウエイトＷＤは、所望波の電力を最大化するとともに、対応する干渉波を所定レベル以下に抑圧するようなアンテナウエイトとなる。これにより、干渉相関行列ＲＩ_ｎの生成時に起因する干渉波を抑圧した上で、所望信号を選択的に受信することができる。なお、所定値ＬＩを超える干渉波成分電力が複数ある場合（Ｐ_ｎ０，Ｐ_ｎ１，．．．）、当該の干渉相関行列（ＲＩ_ｎ０，ＲＩ_ｎ１，．．．）を加算合成した干渉相関行列ＲＩ_ｎ（＝ ａ_０ＲＩ_ｎ０＋ａ_１ＲＩ_ｎ１＋．．．）を用いる（ただし、ａ_０、ａ_１、．．．は重み係数）。すなわち、各干渉波成分に対応する干渉相関行列毎に重み付けをして、合成する形となる。

２）［方式４］： 上述した［方式２］における前処理モードにおいて得られるＲＩ_ｎを、記憶手段７において記憶する代わりに、前処理モードにおいて得られるＢ（ｎ）を記憶させ、干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎとして上記（数６）を用いた場合、下記の（数１３）に基づいて所望波分離受信アンテナウエイトＷＤを更新する。

ここで、Ｗ_ｂは下記の（数１４）で、Ｆ_ｎは下記の（数１５）で、Ｑ_ｎは下記の（数１６）により示される。なお、（数１５）における定数ａは、干渉抑圧効果を可変するパラメータであり、ａが大きくなるほど、所望波受信電力を高めるよりも干渉抑圧を優先する空間フィルタリング動作となる。この所望波分離受信アンテナウエイトＷＤは、所望波の電力を最大化するとともに、対応する干渉波を所定レベル以下に抑圧するようなアンテナウエイトとなる。これにより、干渉相関行列ＲＩ_ｎの生成時に起因していた干渉波を抑圧した上で、所望信号を受信することができる。なお、所定値ＬＩを超える干渉波成分電力が複数ある場合（Ｐ_ｎ０，Ｐ_ｎ１，．．．）、当該の干渉チャネル応答行列（Ｂ（ｎ_０），Ｂ（ｎ_１），．．．）から生成される相関行列を加算合成した相関行列Ｂ（ｎ）Ｂ^Ｈ（ｎ）（＝ ａ_０Ｂ（ｎ_０）Ｂ^Ｈ（ｎ_０）＋ａ_１Ｂ（ｎ_１）Ｂ^Ｈ（ｎ_１）＋．．．）を用いる（ただし、ａ_０、ａ_１、．．．は重み係数）。すなわち、各干渉波成分に対応する干渉相関行列ごとに重み付けをして合成する形となる。

なお、信号分離手段９は、所望波分離受信アンテナウエイトＷＤの乗算を、２つのウエイト乗算部に分けて実施してもよい。以下、その構成の説明を行う。図６は、信号分離手段を２つのウエイト乗算部に分けて構成した無線通信装置の第１変形例の構成を示すブロック図である。図６に示す第１変形例の無線通信装置３ｂ−１において、信号分離手段９ａは、第１のウエイト乗算部９０と第２のウエイト乗算部９１とを有して構成される。

第１のウエイト乗算部９０で用いるウエイトは、（数１０）または（数１３）に示すように所望波分離受信アンテナウエイトＷＤにおけるＷ_ｂで示され、無線通信装置３ｂ−１の受信信号ベクトルｙ（ｋ）に対し、Ａ（ｋ）＝Ｗ_ｂ ^Ｈｙ（ｋ）となるように乗算する。これにより、受信信号ベクトルｙ（ｋ）に含まれる干渉波の受信電力を抑圧した信号を得ることができる。

次に、第２のウエイト乗算部９１で用いるウエイトは、（数１０）または（数１３）に示すように所望波分離受信アンテナウエイトＷＤにおける（Ｑ_ｎ ^−１）^Ｈを、第１のウエイト乗算部の出力Ａ（ｋ）に対して、（Ｑ_ｎ ^−１）^ＨＡ（ｋ）となるように乗算する。これにより、受信信号ベクトルｙ（ｋ）に含まれる干渉波の受信電力を抑圧した信号Ａ（ｋ）から、Ｎｔ個の所望波信号を分離受信することができる。

なお、所望波の空間多重数が１である場合は、信号電力を最大化する最大比合成ウエイトを用いる。これにより、複数アンテナ受信によるダイバーシチ効果を高めることで、受信品質を高めることができる。

このように信号分離手段９aを２つのウエイト乗算部に分けて構成することで、第１のウエイト乗算部９０において、干渉波を低減した出力信号Ａ（ｋ）を取り出すことができる。この性質を用いて、干渉波信号の影響を低減した信号を用いて、チャネル推定値を再度算出する構成を用いることが可能となる。

図７は、チャネル推定値を再度算出するようにした無線通信装置の第２変形例の構成を示すブロック図である。図７に示す第２変形例の無線通信装置３ｂ−１において、再チャネル推定部９５は、干渉波の低減した出力信号Ａ（ｋ）に含まれるチャネル推定用の予め既知であるパイロット信号を抽出して、チャネル推定を行う。これにより得られたチャネル推定値Ｈ_ｒを用いて、第２のウエイト乗算部９１で用いるウエイトを算出する。

ここで、再チャネル推定部９５は、上述した所望波分離受信アンテナウエイトＷＤの更新方法のうち、［方式３］の場合は（数１２）の代わりに下記（数１７）に示されるＱ_ｎを用いて、所望波分受信用のウエイトを算出する。また、［方式４］の場合は（数１６）の代わりに下記（数１８）に示されるＱ_ｎを用いて、所望波分受信用のウエイトを算出する。

このように、干渉波信号成分を低減した信号を用いて、チャネル推定値を算出することによって、所望波分離するウエイトをより正確に求めることができる。これにより、所望波に対する受信品質を高めることができる効果が得られる。

また、さらに、第１のウエイト乗算部におけるウエイトを、複数アンテナＭ個の内、Ｍより小さいｋ個からなるサブアレーの組にして、干渉波受信電力を抑圧するウエイトを生成してもよい。

図８は、信号分離手段の第１のウエイト乗算部におけるウエイトを複数のサブアレーの組にして構成した無線通信装置の第３変形例の構成を示すブロック図である。図８に示す第３変形例の無線通信装置３ｂ−３において、信号分離手段９ｂに含まれる第１のウエイト乗算部９０は、さらに、複数のサブアレーウエイト乗算部９２を備える。ここで、図８ではアンテナ数Ｍ＝３の時に、Ｍ＝３のアンテナからｋ＝２のサブアレーのアンテナ数を構成する場合の例を示している。この場合、３（＝_３Ｃ_２）通りのサブアレーの組み合わせがあるため、３つのサブアレーウエイト乗算部９２−１〜９２−３を有する。第ｍ番目のサブアレーウエイトの生成は、（数１１）あるいは（数１４）で示されるＷ_ｂの算出時に当該のアンテナ番号に関わる行列またはベクトル要素を取り出した形で置換することによって算出することができる。

このように、干渉波受信電力を抑圧するウエイトＷ_ｂの生成時には、固有値分解や、逆行列演算が含まれるが、サブアレー化して、行列の次数を下げることで、演算量を大幅に削減できるという効果が得られる。

続いて、信号系列受信処理手段１０は、信号分離手段９からのＮｔ個の出力信号に対し、所定の変調方式によるシンボルデータ列からビットデータ列に変換するデマッピング処理、送信側で施されたインターリーブと逆の動作によりビット順を復元するデインタリーバ処理、入力されるビットデータ列に対し誤り訂正復号処理などを施し、送信ビット系列を復元する受信処理を行う。

以上のような動作により、本実施形態では、非通信時には、前処理モードとして複数の干渉源無線通信装置２からの信号を予め受信しておき、その結果得られる干渉相関行列ＲＩを基に、干渉源無線通信装置２からの送信信号を選択的に受信できる干渉波受信アンテナウエイトＷＩを準備する。

通信時には受信処理モードに移行し、通常受信すると共に、干渉波受信アンテナウエイトＷＩで受信された信号電力に基づき、干渉波成分の変動を検出し、干渉を与える干渉源無線通信装置２が出現、または変化した場合、新たな干渉相関行列を用いて干渉低減する所望波分離受信アンテナウエイトＷＤを適応的に変更することができる。

これにより、非定常に現れる干渉波に適応した空間的フィルタリングを実現でき、干渉除去能力を高めることで通信品質の安定化を図ることができる。例えば、異なる干渉波源から非定常に同一チャネル干渉が発生する場合でも、安定した受信品質を得ることができる。

また、無線ＬＡＮの通信システムにおいては、隠れ端末またはＰＣＦ（Point Coordination Function）動作をしている他ＢＳＳ（Basic Service Set）からの同一チャネル干渉が存在した場合、所望でない送信元からの干渉信号を抑圧できない恐れがある。このような場合でも、本実施形態を適用すれば、シンボル同期が可能なレベルでの干渉を受けている場合に干渉耐性を向上することができ、伝送品質の向上が可能である。

なお、所望波分離受信アンテナウエイトを可変する場合の別な簡易的な手法として、受信信号ｙ（ｎ）の信号対干渉雑音電力比ＳＩＲを検出し、検出値が所定レベルを超える場合、干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎを更新する動作としてもよい。この際の干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎとしては、ＳＩＲが最大となるウエイトを選択する。

また、干渉相関行列ＲＩの別な算出方法として、Ａ）自局宛のパケット受信時に、トレーニング信号に無信号となるタイミングが含まれる場合、この無信号タイミングで、上記（数２）を用いて干渉相関行列を算出してもよい。これにより自局宛のパケット受信時に、同一チャネル干渉を与える干渉源の干渉相関行列を精度良く検出することができる。

また、干渉相関行列ＲＩのさらに別の算出方法として、Ｂ）自局宛のパケット受信時のデータ部において、上記（数２）を用いて得られる相関行列を用いてもよい。この場合、相関行列の算出するタイミング及び算出範囲をずらして、データ部で複数のブロックに分割し、それらを干渉相関行列ＲＩとする。これにより、自局宛のパケット受信時に、同一チャネル干渉を与える干渉源の干渉相関行列を、時間的にずらしながら算出するため、干渉波源が時間的に変動する場合の追従性能を高めることができる。

（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態における無線通信装置３ａの構成を示す図である。第１の実施形態では、シングルキャリアを用いる伝送方式を用いたが、第２の実施形態では、マルチキャリア伝送としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いる無線通信システムに適用する例を示す。このため、無線通信装置３ａは、第１の実施形態とは一部の構成が異なり、サブキャリア毎に処理系を備えている。

第２の実施形態の無線通信装置３ａは、サブキャリア毎に、干渉信号受信手段６１−１〜Ｎｃ、記憶手段６２−１〜Ｎｃ、信号分離手段６４−１〜Ｎｃを備えている。また、干渉波レベル検出手段６３は、全ての干渉信号受信手段６１−１〜Ｎｃの出力結果を統合して、信号分離手段６４−１〜Ｎｃにおける所望波分離受信アンテナウエイトを更新するか判定する。すなわち、ＯＦＤＭの全サブキャリアにおける干渉信号の受信結果を基に、干渉波成分のレベル検出を行い、このレベル検出結果に応じて所望波分離受信アンテナウエイトを可変する。その他の構成は第１の実施形態と同様であり、以下では第１の実施形態とは異なる部分の構成及び動作を主に説明する。なお、ＯＦＤＭ変調及び復調方法に関しては、文献（尾知博、上田健二 共著、「ＯＦＤＭシステム技術とＭＡＴＬＡＢシミュレーション解説」、トリケップス、2002年）に情報開示されており、ここではその詳細説明は省略する。

第２の実施形態においても、第１の実施形態の図１に示すものと同様に、所望無線通信装置１及び所望無線通信装置１と同一または近接したキャリア周波数を用いるため干渉を与える干渉源無線通信装置２−１〜Ｓからの送信信号を、無線通信装置３ａが受信するものとする。なお、無線通信装置３ａは受信構成のみを示しており、送信構成の図示は省略している。

無線通信装置３ａにおいて、複数（Ｍ個）のアンテナ４−１〜Ｍでの受信信号を基にして、受信部５−１〜Ｍの出力が得られるまでの動作は、第１の実施形態と同様である。ＯＦＤＭ復調手段６０−１〜Ｍは、それぞれ図示されていないＧＩ（ガードインターバル）除去手段、ＩＦＦＴ手段、直列並列変換手段を含み、ＯＦＤＭ復調を施し、Ｎｃ個のサブキャリア毎のシンボルデータ系列を出力する。ここで、離散時刻ｋにおける第ｆｓ番目のサブキャリア毎のシンボルデータ系列をＹ（ｋ、ｆｓ）と表記する。なお、Ｙ（ｋ、ｆｓ）は受信に用いるアンテナ数Ｍ個で受信された信号を要素として含む列ベクトルである。すなわち、アンテナ４−ｍで受信された信号ｙ_ｍ（ｋ、ｆｓ）を第ｍ番目の要素とする。ただし、ｆｓ＝１〜Ｎｃである。

以下、この信号を用いた動作を、第１の実施形態と同様に図４を用いて説明する。まず、使用する周波数チャネルで、伝送パケットの有無を検出する（Ｓ２１）。伝送パケットが存在する場合、そのトレーニング信号部に含まれる予め既知のトレーニング信号を用いて、周波数同期及びタイミング同期を確立し、さらに伝送路歪みを等化することで、トレーニング信号に続く伝送パケットのシグナリング部に含まれているパケット送信元及び送信先のアドレス情報を読みとり、自局宛のパケットであるかを検出する（Ｓ２２）。ここで、自局宛以外のパケットを受信した場合、干渉波であるため、その干渉信号を学習する前処理モードへ移行（Ｓ２３）し、自局宛のパケットを受信した場合、その送信信号を受信する受信処理モードへ移行する（Ｓ２４）。

前処理モード（Ｓ２３）では、サブキャリアｆｓ毎に干渉信号受信手段６１−ｆｓにおいて、トレーニング信号部の干渉相関行列ＲＩ（ｆｓ）を算出し、記憶手段６２−ｆｓにおいて記憶する。ここで、干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）は、第ｎ番目の自局宛以外のパケットを受信した時の干渉相関行列を示し、トレーニング信号を用いて算出される伝送路歪み（以下、チャネル推定値）ｈ_ｎ（ｊ、ｋ、ｆｓ）を用いて算出する。ここでｈ_ｎ（ｊ、ｋ、ｆｓ）は、第ｎ番目の干渉源無線通信装置２−ｎの第ｋ番目のアンテナから送信され、無線通信装置３ａの第ｊ番目のアンテナ４−ｊで受信する際のチャネル推定値を表す。なお、ｆｓ＝１、．．．、Ｎｃであり、第ｎ番目の干渉源無線通信装置２−ｎは、ＮＩｔ（ｎ）個のアンテナをもち、ＮＩｔ（ｎ）は１以上の自然数とする。

ここで、干渉源無線通信装置２−１〜Ｓから送信される信号は、伝搬路におけるマルチパスの先行波からの相対的な遅延時間がガードインターバル（ＧＩ）範囲内であれば、周波数選択性フェージング環境を、サブキャリア単位ではフラットフェージング伝搬環境と等価に扱うことができる。このため、フラットフェージング伝送路を仮定した場合、第ｎ番目の自局宛以外のパケットを受信した場合の干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）は、下記（数１９）のように算出される。

ここで、Ｂ（ｎ、ｆｓ）はＭ行ＮＩｔ（ｎ）列の行列であり、その第ｊ行ｋ列の要素はｈ_ｎ（ｊ、ｋ、ｆｓ）からなる。上付きの添え字Ｈはベクトル共役転置演算子を示す。また、Ｐ_ｎは雑音電力推定値、Ｅ_ＭはＭ次の単位行列を示す。

なお、干渉相関行列ＲＩ（ｆｓ）の別な算出方法として、トレーニング信号を用いて算出されるチャネル推定値を用いずに算出する方法もある。この場合、下記の（数２０）を用いる。

ここで、Ｙ_ｎ（ｋ、ｆｓ）はＭ次の列ベクトルであり、第ｊ番目の要素は、無線通信装置３ａの第ｊ番目のアンテナ４−ｊで、第ｎ番目の自局宛以外のパケットを受信した場合のサブキャリアｆｓのベースバンド信号を時刻ｔでサンプリングされた信号を示す。また、ｄｔはサンプリング時間間隔、ｔ_０はサンプリング開始時刻、Ｎｓはサンプリングされたデータ数である。この場合、干渉相関行列ＲＩは、パイロット信号を用いずに算出することができるため、データ部の信号を用いても算出することが可能である。データ部に含まれる信号が十分長い場合は、干渉相関行列ＲＩを精度よく推定することができる。

以上のように得られた干渉相関行列ＲＩｎ（ｆｓ）を用いて、サブキャリア毎の記憶手段６２−ｆｓにおいて記憶内容を更新する。更新手法として、第１の実施形態と同様、以下のような３つの手法のいずれか、または、複数を組み合わせて用いる。

１）重み付け平均化した干渉相関行列を算出する。
２）干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）を個別にそのまま記憶させる。記憶できる干渉相関行列数が所定数ＮＩを超えた場合、受信電力が高い干渉相関行列ＲＩ_ｋ（ｆｓ）を順に所定数ＮＩ個分の干渉相関行列を記憶する。ただし、ｋはＮＩ以下の自然数を示す。
３）送信元のアドレス情報毎に分類して、干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）を個別に記憶させる。同じ送信元のアドレスである干渉相関行列が複数検出された場合は、重み付け平均化後に記憶する。また、記憶できる干渉相関行列数が所定数ＮＩを超えた場合、受信電力が高い干渉相関行列ＲＩ_ｋ（ｆｓ）の送信元のアドレス情報を優先して所定数ＮＩ個分の干渉相関行列を記憶する。ただし、ｋはＮＩ以下の自然数を示す。
これらの３つの手法のそれぞれの作用効果は、前述した第１の実施形態と同様である。

なお、十分な電力レベルの信号があるにもかかわらず、伝送パケットのシグナリング情報が読みとれないような異種の通信システムからの干渉が存在する場合は、上記（数２０）で示すようにトレーニング信号によるチャネル推定値を用いない干渉相関行列ＲＩを算出し、記憶手段６２−ｆｓを更新する。

以上の自局宛以外のパケットを受信した場合の干渉相関行列ＲＩ（ｆｓ）を記憶するまでが前処理モード（Ｓ２３）である。

次に、受信処理モードへ移行（Ｓ２４）した場合の説明を行う。なお、以下では、トレーニング信号部のトレーニング信号を用いた周波数同期、位相同期、シンボル同期確立後の動作を説明する。無線通信装置３ａにおける複数アンテナ４、受信部５を通して得られる受信信号は、受信信号ベクトルＹ（ｋ、ｆｓ）として出力される。以下、ｋはサンプリングされた信号の離散時刻を示す。

所望無線通信装置１のＮｔ個の各アンテナから送信されるサブキャリア毎の送信系列Ｘ_ｎ（ｋ、ｆｓ）からなる送信系列ベクトルＸ（ｋ、ｆｓ）＝[ Ｘ_１（ｋ、ｆｓ）、．．．、Ｘ_Ｎｔ（ｋ、ｆｓ）]^Ｔに対し（上付き添え字Ｔはベクトル転置演算子）、伝搬路におけるマルチパスの、先行波からの相対的な遅延時間がガードインターバル（ＧＩ）範囲内であれば、周波数選択性フェージング環境を、サブキャリア単位ではフラットフェージング伝搬環境として扱うことができる。このため、離散時刻ｋにおける無線通信装置３ａでのサブキャリアｆｓの受信信号ベクトルＹ（ｋ、ｆｓ）は、下記（数２１）のように示される。

ここで、Ｙ（ｋ、ｆｓ）は受信に用いるＭ個のアンテナ４での受信信号を要素として含む列ベクトルであり、アンテナ４−ｍで受信されたサブキャリアｆｓの信号ｙ_ｍ（ｋ、ｆｓ）を第ｍ番目の要素とする。また、Ｈ_１（ｆｓ）は所望無線通信装置１の送信系列Ｘ（ｋ、ｆｓ）が受ける伝搬路変動を示すチャネル応答行列である。ここで、Ｈ_１（ｆｓ）は（無線通信装置３ａのアンテナ数Ｍ）行×（所望無線通信装置１における送信アンテナ数Ｎｔ）列からなる行列であり、そのｉ行ｊ列の行列要素ｈ_ｉｊは、所望無線通信装置１における第ｊ番目の送信アンテナから送信された信号Ｘ_ｊ（ｋ、ｆｓ）が、無線通信装置ａにおける第ｉ番目のアンテナ４−ｉで受信される場合の伝搬路変動を示す。

また、ｎ（ｋ、ｆｓ）は無線通信装置３ａのＭ個の受信アンテナ４で受信時に付加されるサブキャリアｆｓの雑音成分ベクトルである。また、Ｉ（ｋ、ｆｓ）は干渉源無線通信装置２−１〜Ｓのうち一つまたは複数から送信されるサブキャリアｆｓにおける干渉信号成分を表す。なお、干渉源無線通信装置２からの送信信号が存在しない場合はＩ（ｋ、ｆｓ）＝０となる。

このような無線通信装置３ａの受信信号ベクトルＹ（ｋ、ｆｓ）は、対応するサブキャリア毎の干渉信号受信手段６１−ｆｓ及び信号分離手段６４−ｆｓに入力される。ここでｆｓ＝１、．．．、Ｎｃである。

干渉信号受信手段６１−ｆｓは、記憶手段６２−ｆｓから前処理モードで得られた一つまたは複数の干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）を読み出し、干渉信号電力Ｉ（ｋ、ｆｓ）を空間的なフィルタリングにより選択的に受信できる干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎ（ｆｓ）を算出する。そして、下記（数２２）で示すように受信信号ベクトルＹ（ｋ、ｆｓ）との積和演算を行い、第ｎ番目の干渉波成分信号Ｚ_ｎ（ｋ、ｆｓ）を抽出する。

ここで、ｎは記憶手段６２−ｆｓで記憶された干渉相関行列の個数ＮＩ以下の自然数であり、Ｚ_ｎ（ｋ、ｆｓ）は、干渉源無線通信装置２が送信した空間多重ストリーム数の要素を持つ列ベクトルからなり、上付きの添え字Ｈはベクトル共役転置演算子を示す。

なおこのとき、サブキャリアｆｓの干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎ（ｆｓ）の算出は以下のような手法を適用する。
１）［方式５］干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎ（ｆｓ）として、下記の（数２３）を用いる。

ここで、Ｕ_ｋ ^（ｎ）（ｆｓ）は、干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）を固有値分解して得られるＭ個の固有値の内、干渉源無線通信装置２が送信した空間多重ストリーム数の分、大きい順に固有値を取り出し、それに対応する固有ベクトルを列ベクトル成分に持つ。ここでｋ＝１、．．．、Ｍである。これにより、干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）の生成時に到来していた干渉波の電力を最大化するように干渉波を受信することができる。

また、記憶手段６２−ｆｓにおける動作を変更することで、別な干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎ（ｆｓ）の算出として以下のような手法の適用が可能である。
２）［方式６］前処理モードにおいて得られるＲＩ_ｎ（ｆｓ）を記憶手段６２−ｆｓにおいて記憶する代わりに、前処理モードにおいて得られるＢ（ｎ、ｆｓ）を記憶させる。この場合、干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎ（ｆｓ）として、下記の（数２４）を用いる。

ここで、Ｄ_ｎ（ｆｓ）は、下記の（数２５）により算出され、Ｈ_e（ｆｓ）は所望無線通信装置１のサブキャリアｆｓにおける送信系列ｘ（ｋ、ｆｓ）が受ける伝搬路応答行列Ｈ_１（ｆｓ）の推定値であり、δは雑音電力推定値、Ｅ_ＭはＭ次の正方行列を示す（ただし、Ｍは無線通信装置３ａにおける受信アンテナブランチ数）。これにより、所望信号を抑圧した上で、干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）の生成時に到来していた干渉波の電力を選択的に受信することができる。

一方、各サブキャリアｆｓにおける信号分離手段６４−ｆｓは、受信信号ベクトルＹ（ｋ、ｆｓ）を入力として、所望無線通信装置１から送信される送信系列ｘ_ｎ（ｋ、ｆｓ）を、所望波分離受信アンテナウエイトＷＤ_ｎ（ｆｓ）を用いてＷＤ_ｎ（ｆｓ）^ＨＹ（ｋ、ｆｓ）とすることで分離受信する。ここで、ｎはＮｔ以下の自然数であり、Ｎｔ≧１である。すなわち、Ｎｔ＝１の場合は、いわゆるダイバーシチ受信動作を行い、Ｎｔ＞１の場合は、空間多重伝送された送信信号を分離受信するＳＤＭ受信動作となる。以下に信号分離手段６４−ｆｓ及び干渉波レベル検出手段６３を中心にした所望波の分離受信動作について、第１の実施形態と同様に図５を用いて説明する。

まず、初期の所望波分離受信アンテナウエイトＷＤ（ｆｓ）として下記の（数２６）を算出する（Ｓ５０）。

ここで、ＷＤ（ｆｓ）はＭ行Ｎｔ列の行列からなり、その第ｎ列はＷＤ_ｎからなる。Ｒ_ｎ（ｆｓ）は、下記の（数２７）により算出される。また、Ｈ_e（ｆｓ）は所望無線通信装置１のサブキャリアｆｓの送信系列ｘ（ｋ、ｆｓ）が受ける伝搬路応答行列Ｈ_１（ｆｓ）の推定値、δは雑音電力推定値、Ｅ_ＮｔはＮｔ次の正方行列を示す（ただし、Ｍは無線通信装置３ａにおける受信アンテナブランチ数）。なお、伝搬路応答行列Ｈ_１（ｆｓ）の推定値Ｈ_e（ｆｓ）及び雑音電力推定値δは、自局宛のパケット信号におけるトレーニング信号部の既知信号系列から推定値を得る。

なお、上記はＭＭＳＥ手法に基づく信号分離手法であるが、これに限定されず、ＺＦ、ＭＬＤ（Maximum likelihood Detection）等の手法の適用も可能である。

次に、干渉波レベル検出手段６３は、サブキャリア毎の干渉信号受信手段６１−ｆｓの出力Ｚ_ｎ（ｋ、ｆｓ）に基づき、下記の（数２８）に示す干渉波成分電力Ｐ_ｎを検出する。

全サブキャリアにおいて検出した干渉波成分電力Ｐ_ｎが所定値ＬＩを超えた場合（Ｓ５１）、各サブキャリアの信号分離手段６４−ｆｓにおける所望波分離受信アンテナウエイトＷＤ_ｎ（ｆｓ）を更新する（Ｓ５２）。一方、干渉波成分電力Ｐ_ｎが所定値ＬＩを超えない場合、信号分離手段６４−ｆｓにおける所望波分離受信アンテナウエイトＷＤ_ｎ（ｆｓ）を更新せずに維持する（Ｓ５３）。なお、干渉波レベル検出手段６３において、全サブキャリアの干渉波成分電力Ｐ_ｎを検出するのではなく、必要に応じて特定のサブキャリアの干渉波成分電力を検出するようにしてもよく、その検出レベルに応じて所望波分離受信アンテナウエイトを更新するかどうか判定することもできる。

各サブキャリアの干渉波レベル検出手段６３−ｆｓは、所望波分離受信アンテナウエイトＷＤ_ｎ（ｆｓ）を更新する場合、以下のような新たな所望波分離受信アンテナウエイトＷＤ_ｎ（ｆｓ）を算出し、信号分離手段６４−ｆｓに結果を出力する。

１）［方式７］干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎ（ｆｓ）として上記（数２３）を用いた場合、下記の（数２９）に基づいて所望波分離受信アンテナウエイトＷＤ（ｆｓ）を更新する。

ここで、Ｗ_ｂは下記の（数３０）により算出され、またｖ_ｋ ^（ｎ）は、干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）を固有値分解して得られるＭ個の固有値を小さい順にＮｔ個取り出したときの固有値に対応する固有ベクトル（ただしｋ＝１、．．．、Ｎｔ）であり、Ｑ_ｎ（ｆｓ）は下記の（数３１）により与えられる。これにより、干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）の生成時に起因する干渉波を抑圧した上で、所望信号を選択的に受信することができる。なお、所定値ＬＩを超える干渉波成分電力が複数ある場合（Ｐ_ｎ０（ｆｓ），Ｐ_ｎ１（ｆｓ），．．．）、当該の干渉相関行列（ＲＩ_ｎ０（ｆｓ），ＲＩ_ｎ１（ｆｓ），．．．）を加算合成した干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）（＝ ａ_０ＲＩ_ｎ０（ｆｓ）＋ａ_１ＲＩ_ｎ１（ｆｓ）＋．．．）を用いる（ただし、ａ_０、ａ_１、．．．は重み係数）。

２）［方式８］前処理モードにおいて得られるＲＩ_ｎ（ｆｓ）を記憶手段６２−ｆｓにおいて記憶する代わりに、前処理モードにおいて得られるＢ（ｎ、ｆｓ）を記憶させ、干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎ（ｆｓ）として上記（数２４）を用いた場合、下記の（数３２）に基づいて所望波分離受信アンテナウエイトＷＤ（ｆｓ）を更新する。

ここで、Ｗ_ｂ（ｆｓ）は下記の（数３３）で、Ｆ_ｎ（ｆｓ）は下記の（数３４）で、Ｑ_ｎ（ｆｓ）は下記の（数３５）により示される。なお、（数３４）における定数ａは、干渉抑圧効果を可変するパラメータであり、ａが大きくなるほど、所望波受信電力を高めるよりも干渉抑圧を優先する空間フィルタリング動作となる。これにより、干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）の生成時に起因していた干渉波を抑圧した上で、所望信号を受信することができる。なお、所定値ＬＩを超える干渉波成分電力が複数ある場合（Ｐ_ｎ０（ｆｓ），Ｐ_ｎ１（ｆｓ），．．．）、当該の干渉チャネル応答行列（Ｂ（ｎ_０、ｆｓ），Ｂ（ｎ_１、ｆｓ），．．．）から生成される相関行列を加算合成した相関行列Ｂ（ｎ、ｆｓ）Ｂ^Ｈ（ｎ、ｆｓ）（＝ ａ_０Ｂ（ｎ_０、ｆｓ）Ｂ^Ｈ（ｎ_０、ｆｓ）＋ａ_１Ｂ（ｎ_１、ｆｓ）Ｂ^Ｈ（ｎ_１、ｆｓ）＋．．．）を用いる（ただし、ａ_０、ａ_１、．．．は重み係数）。

続いて、一次復調手段６５（ｆｓ）−１〜Ｎｔは、サブキャリアｆｓ毎に得られた信号分離手段６４−ｆｓからのＮｔ個のシンボルデータ列からなる出力信号に対し、変調に用いたマッピング情報を基に、ビットデータ列に変換する。

Ｐ／Ｓ変換手段６６−１〜Ｎｔは、並列的に得られたサブキャリアｆｓ＝１〜Ｎｃのサブキャリアのビットデータを直列のビットデータ列に変換する。すなわち、第ｍ番目のＰ／Ｓ変換手段６６−ｍは、全てのサブキャリアｆｓ＝１〜Ｎｃにおける、一次復調手段６５（ｆｓ）−ｍの並列に得られたビットデータ出力を、直列のビットデータ列に変換する。

信号系列受信処理手段１０−１〜Ｎｔは、各Ｐ／Ｓ変換手段６６−１〜Ｎｔから出力されるビットデータ列に対し、送信側で施されたインターリーブと逆の動作により、ビット順を復元するデインタリーバ処理、誤り訂正復号処理などを施し、送信ビット系列を復元する受信処理を行う。

以上のような動作により、本実施形態では、マルチキャリア伝送を用いた通信システムにおいても、第１の実施形態と同様に、干渉波成分の変動を検出し、干渉を与える干渉源無線通信装置２が出現、または変化した場合、新たな干渉相関行列を用いて干渉低減する所望波分離受信アンテナウエイトを適応的に変更することができる。これにより、非定常に現れる干渉波に適応した空間的フィルタリングを実現でき、干渉除去能力を高めることで通信品質の安定化を図ることができる。例えば、異なる干渉波源から非定常に同一チャネル干渉が発生する場合でも、安定した受信品質を得ることができる。

なお、サブキャリア毎の干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）の別な算出方法として、Ａ）自局宛のパケット受信時に、トレーニング信号に無信号となるタイミングが含まれる場合、無信号タイミングで、上記（数２０）を用いて干渉相関行列を算出してもよい。これにより自局宛のパケット受信時に、同一チャネル干渉を与える干渉源の干渉相関行列を精度良く検出することができる。

また、干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）のさらに別の算出方法として、Ｂ）自局宛のパケット受信時のデータ部において、上記（数２０）を用いて得られる相関行列を用いてもよい。この場合、相関行列の算出するタイミング及び算出範囲をずらして、データ部で複数のブロックに分割し、それらを干渉相関行列ＲＩ_ｎ（ｆｓ）とする。これにより、自局宛のパケット受信時に、同一チャネル干渉を与える干渉源の干渉相関行列を、時間的にずらしながら算出するため、干渉波源が時間的に変動する場合の追従性能を高めることができる。

（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態における無線通信装置３ｅの構成を示す図である。第３の実施形態の無線通信装置３ｅは、第１の実施形態において説明を行った図１の構成に、さらに、信号系列受信処理手段１０による復号結果を基に再符号化及び再変調を行うことで送信レプリカを生成する送信レプリカ生成部７０と、生成された送信レプリカとチャネル推定値を用いて、所望信号以外の信号をキャンセル処理する干渉キャンセル部７１と、干渉波レベル検出手段により検出された他局干渉成分を除去する反復復号用ウエイトを生成する反復復号用ウエイト生成部７２と、干渉キャンセル部の出力に反復復号用ウエイトを用いて積和演算することで、他局干渉成分を除去した所望信号成分を抽出する第２の信号分離手段７３と、第２の信号分離手段の出力に対して受信処理を施す第２の信号系列受信処理手段７４とを追加した構成である。

以下、図１０を用いて、図１と異なる構成及び動作を主に説明する。なお、ここでは、第１の実施形態と同様に、所望無線通信装置１と干渉源無線通信装置２−１〜Ｓとから送信信号が送出され、これらの送信信号を無線通信装置３ｅにおいて受信する場合を想定している。それぞれの所望無線通信装置１、干渉源無線通信装置２−１〜Ｓ、無線通信装置３ｅは、複数のアンテナを備えており、ＳＤＭ伝送が可能となっている。また、所望の送信信号源である所望無線通信装置１、及びこの所望無線通信装置１と同一または近接したキャリア周波数を用いるため干渉を与える干渉源となる干渉源無線通信装置２−１〜Ｓからの送信信号を、無線通信装置３ｅが受信するものとする。なお、無線通信装置３ｅは受信構成のみを示しており、送信構成の図示は省略している。

ここで、非通信時における前処理モードの動作は、前述した第１の実施形態と同様であるのでその説明は省略する。すなわち、第１の実施形態と同様に、非通信時における前処理モードの処理として、複数の干渉源無線通信装置２からの信号を予め受信しておき、その結果得られる干渉相関行列ＲＩを基に、干渉源無線通信装置２からの送信信号を選択的に受信できる干渉波受信アンテナウエイトＷＩを準備する。

また、通信時における受信処理モード中の所望信号を受信するまでの動作は、前述した第１の実施形態と同様である。すなわち、第１の実施形態と同様に、通信時における受信処理モードの処理として、通常受信すると共に、干渉波受信アンテナウエイトＷＩで受信された信号電力に基づき、干渉波成分の変動を検出する。そして、干渉を与える干渉源無線通信装置２が出現、または変化した場合、新たな干渉相関行列を用いて干渉低減する所望波分離受信アンテナウエイトＷＤを適応的に変更することで、信号分離手段９を通して信号系列受信処理手段１０により所望信号を受信する。

信号系列受信処理手段１０−１〜Ｎｔは、所望無線通信装置１から送信されたＮｔ個（ただし、Ｎｔ＞１）の送信系列に対応した、信号分離手段９からのＮｔ個の出力信号に対し、所定の変調方式によるシンボルデータ列からビットデータ列に変換するデマッピング処理、送信側で施されたインターリーブと逆の動作によりビット順を復元するデインタリーバ処理、入力されるビットデータ列に対し誤り訂正を行う誤り訂正復号処理などを施し、送信ビット系列を復元する受信処理を行う。第１の実施形態では、信号系列受信処理手段１０−１〜Ｎｔで得られた出力を最終出力としたが、第３の実施形態では、信号系列受信処理手段１０−１〜Ｎｔで得られた出力を仮判定ビット列ｂ_ｍ（ｋ）として、反復復号処理を行う点が異なる。ただし、ｍ＝１、．．．、Ｎｔである。以下、第１の実施形態と異なる動作の説明を行う。

送信レプリカ生成部７０は、仮判定ビット列ｂ_ｍ（ｋ）に基づいて仮判定送信シンボル系列ｘ^[1] _ｍ（ｋ）を再生成する。ただし、ｍ＝１、．．．、Ｎｔである。すなわち、送信レプリカ生成部７０は、図示されていない伝送路符号化部、パンクチャ処理部、インターリーバ、シンボルマッピング部を含み、それぞれを用いて下記のような動作を行う。伝送路符号化部は、仮判定ビット列ｂ_ｍ（ｋ）を基に送信時に施したものと同一方式の誤り訂正符号を施す。パンクチャ処理部は、誤り訂正符号化処理された出力ビット列に対し、送信時に施したものと同一の符号化率にするパンクチャ処理を行う。インターリーバは、パンクチャ処理された出力ビット列に対し、送信時に施したものと同一のインターリーブ処理を施す。シンボルマッピング部は、インターリーブされた出力ビット列に対し、所定の変調多値数からなる変調方式を用いてシンボルマッピング処理を行う。

干渉キャンセル部７１は、送信レプリカ生成部７０の出力である仮判定送信シンボル系列ｘ^[1] _ｍ（ｋ）及び所望無線通信装置１の送信系列ｘ（ｋ）が受ける伝搬路応答行列Ｈ_１のチャネル推定値Ｈ_ｅを用いて、下記（数３６）に示すような、受信信号ベクトルｙ（ｋ）のレプリカ信号ｙ^[1]（ｋ）を生成する。ここで、ｘ^[1]（ｋ）は、Ｎｔ次の列ベクトルであり、その第ｍ番目の要素は仮判定送信シンボル系列ｘ^[1] _ｍ（ｋ）からなる。

さらに、干渉キャンセル部７１は、受信部２の出力である受信信号ベクトルｙ（ｋ）から、所望の第ｒ番目の空間多重ストリームを除く空間多重ストリームを干渉信号とみなして除去を行い、干渉除去された第ｒ番目の空間多重ストリームを出力する。すなわち、下記（数３７）に示すように、干渉キャンセル出力ｕ_ｒ（ｋ）を算出する。

ここで、ＧｒはＮｔ次の単位行列からｒ行ｒ列の対角成分を０にした行列を示す。また、ｒは１からＮｔまでの自然数、ｘ^[1]（ｋ）はレプリカ信号である。また、干渉キャンセル出力ｕ_ｒ（ｋ）はＭ個の要素をもつ列ベクトルである。以上の干渉キャンセルの動作を送信されたすべてのＭ個の空間多重ストリームに対して行う。すなわち、ｒ＝１、．．．、Ｎｔに対して（数３７）に示す干渉キャンセル動作を行う。

反復復号用ウエイト生成部７２は、干渉波レベル検出手段８の出力に基づき所望波分離受信アンテナウエイトＷＤを更新する動作に連動して、以下のような［方式９］または［方式１０］による第ｒ番目の所望波信号に対する反復復号用アンテナウエイトＷＤ_２（ｒ）を更新する動作を行い、第２の信号分離手段７３に結果を出力する。なお、干渉波レベル検出手段８により干渉波が検出されない場合は、干渉キャンセル出力ｕ_ｒ（ｋ）に対し、最大比合成ウエイトを生成する。以下において、ＤｒはＮｔ次の単位行列からｒ行ｒ列の対角成分以外をすべて０にした行列を示す。ｒはＮｔ以下の自然数である。

１）［方式９］干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎとして上記（数５）を用いた場合：
下記の（数３８）に基づいて反復復号用アンテナウエイトＷＤ_２（ｒ）を更新する。

ここで、ｖ_min ^（ｎ）は、干渉波レベル検出手段８で検出される干渉相関行列ＲＩ_ｎを固有値分解して得られるＭ個の固有値のうち、最小固有値に対応する固有ベクトルである。この反復復号用アンテナウエイトＷＤ_２（ｒ）は、干渉波を最小化した上で、所望波の電力を最大化するアンテナウエイトとなる。これにより、干渉相関行列ＲＩ_ｎの生成時に起因する干渉波を抑圧した上で、所望信号を選択的に受信することができる。

２）［方式１０］前処理モードにおいて得られる干渉相関行列ＲＩ_ｎを記憶手段７において記憶する代わりに、前処理モードにおいて得られるＢ（ｎ）を記憶させ、干渉波受信アンテナウエイトベクトルＷＩ_ｎとして上記（数６）を用いた場合：
下記の（数３９）に基づいて反復復号用アンテナウエイトＷＤ_２（ｒ）を更新する。

ここで、Ｗ_ｂは下記の（数４０）で、Ｆ_ｎは下記の（数４１）で、Ｑ_ｎは下記の（数４２）により示される。なお、（数４１）における定数ａは、干渉抑圧効果を可変するパラメータであり、ａが大きくなるほど、所望波受信電力を高めるよりも干渉抑圧を優先する空間フィルタリング動作となる。この反復復号用アンテナウエイトＷＤ_２（ｒ）は、所望波の電力を最大化するとともに対応する干渉波を所定レベル以下に抑圧するアンテナウエイトとなる。これにより、干渉相関行列ＲＩ_ｎの生成時に起因していた干渉波を抑圧した上で、所望信号を受信することができる。

第２の信号分離手段７３は、第ｒ番目の干渉キャンセル部の出力ベクトルｕ_ｒ（ｋ）に対し、反復復号用ウエイト生成部７２の出力である反復復号用ウエイトＷＤ_２（ｒ）の積和演算Ａｒ（ｋ）＝ＷＤ_２（ｒ）^Ｈｕ_ｒ（ｋ）となるように乗算する。これにより、第ｒ番目の干渉キャンセル部の出力ベクトルｕ_ｒ（ｋ）に含まれる干渉波信号成分を抑圧した信号を得ることができる。ここで、ｒはＮｔ以下の自然数である。

続いて、Ｎｔ個の第２の信号系列受信処理手段７４−１〜Ｎｔは、第２の信号分離手段７３からのＮｔ個の出力信号Ａｒ（ｋ）をそれぞれ入力とし、所定の変調方式によるシンボルデータ列からビットデータ列に変換するデマッピング処理、送信側で施されたインターリーブと逆の動作によりビット順を復元するデインタリーバ処理、入力されるビットデータ列に対し誤り訂正を行う誤り訂正復号処理などを施し、送信ビット系列を復元する受信処理を行う。ここで、ｒはＮｔ以下の自然数である。

以上のような動作により、第３の実施形態では、第１の実施形態による効果に加え、さらに、反復復号処理による受信信号処理を加えることで、受信ダイバーシチ効果を高めることができ、受信品質を高めることができる。すなわち、非通信時には、前処理モードとして複数の干渉源無線通信装置２からの信号を予め受信しておき、その結果得られる干渉相関行列ＲＩを基に、干渉源無線通信装置２からの送信信号を選択的に受信できる干渉波受信アンテナウエイトＷＩを準備する。通信時には受信処理モードに移行し、通常受信すると共に、干渉波受信アンテナウエイトＷＩで受信された信号電力に基づき、干渉波成分の変動を検出し、干渉を与える干渉源無線通信装置２が出現、または変化した場合、新たな干渉相関行列を用いて干渉低減する反復復号用アンテナウエイトＷＤ_２（ｒ）を適応的に変更することができる。

これにより、非定常に現れる干渉波に適応した空間的フィルタリングを、反復復号受信処理にも導入することが可能となる。その結果、干渉抑圧効果と、所望波受信のための受信ダイバーシチ効果を高めることができ、これによって通信品質の安定化をさらに図ることができる。例えば、異なる干渉波源から非定常に同一チャネル干渉または隣接チャネル干渉が発生する場合でも、安定した受信品質を得ることができる。

なお、前述した第１の実施形態の第３変形例において、図８に示す信号分離手段９２−１〜９２−３のように、複数アンテナＭ個の内、Ｍより小さいｋ個からなるサブアレーの組にして、干渉波受信電力を抑圧するウエイトを生成したが、第３の実施形態における第２の信号分離手段７３に同様なサブアレーの組に対して干渉波受信電力を抑圧するウエイトを生成するようにしてもよい。このようにサブアレー化することによって、アンテナウエイト生成時に、行列の次数を下げることができ、逆行列演算や固有値分解演算時の演算量を大幅に削減できるという効果が得られる。

（第４の実施形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態における無線通信装置３ｆの構成を示す図である。第４の実施形態の無線通信装置３ｆは、第３の実施形態において説明を行った図１０の構成に、さらに、干渉波レベル検出手段８により検出された他局干渉成分の干渉相関行列を更新する干渉相関行列更新部８０を追加した構成である。

以下、図１１を用いて、図１０と異なる構成及び動作を主に説明する。なお、ここでは、第１の実施形態と同様に、所望無線通信装置１と干渉源無線通信装置２−１〜Ｓとから送信信号が送出され、これらの送信信号を無線通信装置３において受信する場合を示している。それぞれの所望無線通信装置１、干渉源無線通信装置２−１〜Ｓ、無線通信装置３は、複数のアンテナを備えており、ＳＤＭ伝送が可能となっている。また、所望の送信信号源である所望無線通信装置１、及びこの所望無線通信装置１と同一または近接したキャリア周波数を用いるため干渉を与える干渉源となる干渉源無線通信装置２−１〜Ｓからの送信信号を、無線通信装置３ｆが受信するものとする。なお、無線通信装置３ｆは受信構成のみを示しており、送信構成の図示は省略している。

ここで、非通信時における前処理モードの動作は、前述した第１の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。すなわち、第１の実施形態と同様に、非通信時における前処理モードの処理として、複数の干渉源無線通信装置２からの信号を予め受信しておき、その結果得られる干渉相関行列ＲＩを基に、干渉源無線通信装置２からの送信信号を選択的に受信できる干渉波受信アンテナウエイトＷＩを準備する。

また、通信時における受信処理モード中の所望信号を受信するまでの動作は、前述した第１の実施形態と同様である。すなわち、第１の実施形態と同様に、通信時における受信処理モードの処理として、通常受信すると共に、干渉波受信アンテナウエイトＷＩで受信された信号電力に基づき、干渉波成分の変動を検出する。そして、干渉を与える干渉源無線通信装置２が出現、または変化した場合、新たな干渉相関Ｆ行列を用いて干渉低減する所望波分離受信アンテナウエイトＷＤを適応的に変更することで、信号分離手段９を通して信号系列受信処理手段１０により所望信号を受信する。

また、第３の実施形態と同様に、信号系列受信処理手段１０−１〜Ｎｔにおいて、仮判定ビット列ｂ_ｍ（ｋ）を生成し、送信レプリカ生成部７０において、仮判定ビット列ｂ_ｍ（ｋ）に基づいて仮判定送信シンボル系列ｘ^[1] _ｍ（ｋ）を再生成する。ただし、ｍ＝１、．．．、Ｎｔである。

そして、干渉キャンセル部７１は、第３の実施形態と同様に、送信レプリカ生成部７０の出力である仮判定送信シンボル系列ｘ^[1] _ｍ（ｋ）及び所望無線通信装置１の送信系列ｘ（ｋ）が受ける伝搬路応答行列Ｈ_１のチャネル推定値Ｈ_ｅを用いて、（数３６）に示すような、受信信号ベクトルｙ（ｋ）のレプリカ信号ｙ^[1]（ｋ）を生成する。さらに、干渉キャンセル部７１は、受信部２の出力である受信信号ベクトルｙ（ｋ）から、所望の第ｒ番目の空間多重ストリームを除く空間多重ストリームを干渉信号とみなし除去を行い、干渉除去された第ｒ番目の空間多重ストリームを出力する。すなわち、（数３７）に示すように、干渉キャンセル出力ｕ_ｒ（ｋ）を算出する。以下、第３の実施形態と異なる動作の説明を行う。

干渉相関行列更新部８０は、干渉波レベル検出手段８の出力に基づき所望波分離受信アンテナウエイトＷＤを更新する動作に連動して、以下のように、干渉相関行列ＲＩ_ｎまたはＢ（ｎ）Ｂ（ｎ）^Ｈを更新する動作を行い、反復復号用ウエイト生成部に結果を出力する。なお、干渉波レベル検出手段８により干渉波が検出されない場合は、更新動作は行わない。

また、干渉相関行列更新部８０は、送信レプリカ生成部７０の出力である仮判定送信シンボル系列ｘ^[1] _ｍ（ｋ）及び所望無線通信装置１の送信系列ｘ（ｋ）が受ける伝搬路応答行列Ｈ_１の推定値チャネルＨ_ｅを用いて、下記（数４３）に示すような、受信信号ベクトルｙ（ｋ）のレプリカ信号ｙ^[1]（ｋ）を生成し、さらに、受信部２の出力である受信信号ベクトルｙ（ｋ）から、すべての空間多重ストリームの除去を行った所望信号除去信号ベクトルを出力する。すなわち、（数４３）に示すように、所望信号除去信号ベクトルｕ_a（ｋ）を算出する。ここで、ｘ^[1]（ｋ）は、Ｎｔ次の列ベクトルであり、その第ｍ番目の要素は仮判定送信シンボル系列ｘ^[1] _ｍ（ｋ）からなる。

続いて、干渉相関行列更新部８０は、干渉波レベル検出手段８の出力に基づき所望波分離受信アンテナウエイトＷＤを更新する動作に連動して、同じ所望波分離受信アンテナウエイトＷＤが使われる期間に相当するサンプル数Ｎｗの、所望信号除去信号ベクトルｕ_a（ｋ）を用いて、下記（数４４）または（数４５）に示す干渉相関行列を算出する。

反復復号用ウエイト生成部７２は、干渉相関行列更新部８０の出力である更新された干渉相関行列を用いて、第ｒ番目の所望波信号に対する反復復号用アンテナウエイトＷＤ_２（ｒ）を更新する動作を行い、第２の信号分離手段７３に結果を出力する。ここで、反復復号用アンテナウエイトＷＤ_２（ｒ）の算出は、第３の実施形態と同様である。なお、干渉波レベル検出手段８により干渉波が検出されない場合は、干渉キャンセル出力ｕ_ｒ（ｋ）に対し、所望波信号の受信電力を最大化する最大比合成ウエイトを生成する。

以上のような動作により、第４の実施形態では、干渉相関行列更新部８０を設けることによって、受信信号と反復復号処理で得られる送信レプリカ信号を用いて、干渉相関行列を再推定することができる。これにより、干渉波成分が非通信時に比較して時間変動が含まれる場合でも、再推定することで、時間変動に対応した新たな干渉相関行列を算出することができ、これを用いて干渉低減する反復復号用アンテナウエイトＷＤ_２（ｒ）を適応的に変更することができる。

このように第４の実施形態によれば、干渉抑圧効果と、所望波受信のための受信ダイバーシチ効果を高めることができ、第３の実施形態による効果に加え、さらに、通信品質の安定化をさらに図ることができる。例えば、異なる干渉波源から非定常に同一チャネル干渉または隣接チャネル干渉が発生する場合でも、安定した受信品質を得ることができる。

なお、第４の実施形態では、空間多重数Ｎｔが１より大きい場合の構成を示したが、空間多重数Ｎｔ＝１の場合、すなわち、空間多重伝送を行わない場合も同様に適応が可能である。

図１２は、空間多重伝送を行わない場合の無線通信装置の変形例の構成を示すブロック図である。以下図１２を用いて、この変形例の動作の説明を行う。図１２において、図１１と異なる点は、干渉キャンセル部７１を含まない点であり、第２の信号分離手段７３ａの動作が一部異なる。以下、図１２の無線通信装置３ｇにおける第２の信号分離手段７３ａの動作のみ説明を行う。

第２の信号分離手段７３ａは、受信信号ベクトルｙ（ｋ）に対し、反復復号用ウエイト生成部７２の出力である反復復号用ウエイトＷＤ_２（ｒ）の積和演算Ａ_１（ｋ）＝ＷＤ_２（ｒ）^Ｈｙ（ｋ）となるように乗算する。これにより、受信信号ベクトルｙ（ｋ）に含まれる干渉波信号成分を抑圧した所望波信号を得ることができる。以上の動作により、空間多重数Ｎｔ＝１の場合、すなわち、空間多重伝送を行わない場合についても、第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明は、干渉波が定常的に存在しない状態においても、非定常に現れる干渉波に適応した空間的フィルタリングを実現でき、干渉除去能力を高めることが可能となる効果を有し、例えば複数の端末で同一チャネルを使用するマルチセル構成の無線通信システムの端末等に用いられ、干渉波源からの干渉成分を抑制して所望信号を受信可能な無線通信装置等に有用である。

本発明の第１の実施形態における無線通信装置を含む無線通信システムの構成を示す図 本実施形態に用いる通信信号のパケット構成の一例を示す図 本実施形態におけるパケット伝送状況を説明する模式図 本実施形態における無線通信装置の受信時の動作を示すフローチャート 本実施形態における所望波の分離受信の動作を示すフローチャート 第１の実施形態における無線通信装置の第１変形例の構成を示すブロック図 第１の実施形態における無線通信装置の第２変形例の構成を示すブロック図 第１の実施形態における無線通信装置の第３変形例の構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態における無線通信装置の構成を示す図 本発明の第３の実施形態における無線通信装置の構成を示す図 本発明の第４の実施形態における無線通信装置の構成を示す図 第４の実施形態における無線通信装置の変形例の構成を示すブロック図

符号の説明

１ 所望無線通信装置
２、２−１〜２−Ｓ 干渉源無線通信装置
３、３ａ、３ｂ−１、３ｂ−２、３ｂ−３、３ｅ、３ｆ、３ｇ 無線通信装置
４、４−１〜４−Ｍ アンテナ
５、５−１〜５−Ｍ 受信部
６、６１−ｆｓ 干渉信号受信手段
７、６２−ｆｓ 記憶手段
８、６３ 干渉波レベル検出手段
９、９ａ、６４−ｆｓ 信号分離手段
１０、１０−１〜１０−Ｎｔ 信号系列受信処理手段
７０ 送信レプリカ生成部
７１ 干渉キャンセル部
７２ 反復復号用ウエイト生成部
７３、７３ａ 第２の信号分離手段
７４−１〜７４−Ｎｔ 第２の信号系列受信処理手段
８０ 干渉相関行列更新部
９０ 第１ウエイト乗算部
９１ 第２ウエイト乗算部
９２−１、９２−２、９２−３ サブアレーウエイト乗算部
９５ 再チャネル推定部

Claims (19)

1. 干渉波成分の信号を選択的に受信する干渉波受信アンテナウエイトを用いて、前記干渉波成分を含む干渉信号を受信する干渉信号受信手段と、
   前記干渉信号受信手段の出力から、干渉波成分の信号レベルを検出する干渉波レベル検出手段と、
   前記干渉波レベル検出手段の出力を基に、所望信号を受信する所望波分離受信アンテナウエイトを可変する信号分離手段と、
   を有し、
   前記信号分離手段は、
   他局干渉信号を優先的に除去するウエイトを乗算する第１のウエイト乗算部と、前記第１のウエイト乗算部の出力に対し、空間多重ストリームを分離する空間多重分離ウエイトを乗算する第２のウエイト乗算部と、
   を含む無線通信装置。
2. 請求項１記載の無線通信装置であって、
   前記所望波分離受信アンテナウエイトは、干渉波受信電力を最小化するウエイトである無線通信装置。
3. 請求項１記載の無線通信装置であって、
   前記所望波分離受信アンテナウエイトは、信号電力対干渉雑音電力を最大化するウエイトである無線通信装置。
4. 請求項１記載の無線通信装置であって、
   前記所望波分離受信アンテナウエイトは、複数アンテナＮ個の内、Ｎより小さいｋ個からなるサブアレーに対して、干渉波受信電力を最小化するウエイトである無線通信装置。
5. 請求項１記載の無線通信装置であって、
   前記第１のウエイト乗算部の出力を用いてチャネル推定を行うチャネル推定部を備え、
   前記信号分離手段は、前記チャネル推定部の出力を基に第２のウエイト乗算部で用いるウエイトを生成する無線通信装置。
6. 請求項１記載の無線通信装置であって、
   前記信号分離手段は、前記干渉波レベル検出手段の出力が所定値を超えた場合、所望信号を受信すると共に、検出された干渉波を抑圧する所望波分離受信アンテナウエイトに変更する無線通信装置。
7. 請求項１記載の無線通信装置であって、
   前記干渉波レベル検出手段は、複数の干渉源からの干渉波成分の信号レベルを検出する無線通信装置。
8. 請求項７記載の無線通信装置であって、
   前記信号分離手段は、前記干渉波レベル検出手段の出力における複数の干渉源からの干渉波成分の信号レベルが所定値を超えた場合、所望信号を受信すると共に、検出された複数の干渉波を干渉波成分の信号レベルに応じて抑圧する所望波分離受信アンテナウエイトに変更する無線通信装置。
9. 請求項１、６、７のいずれかに記載の無線通信装置であって、
   前記干渉波受信アンテナウエイトは、干渉波電力対所望信号電力を最大化するウエイトである無線通信装置。
10. 請求項１、６、７のいずれかに記載の無線通信装置であって、
    前記干渉波受信アンテナウエイトは、当該無線通信装置以外の無線通信装置間の通信信号の受信電力を最大化するウエイトである無線通信装置。
11. 請求項１、６、７のいずれかに記載の無線通信装置であって、
    前記干渉信号受信手段は、所望信号が含まれない時間区間における受信信号から得られる相関行列を用いて、干渉波電力を最大化する干渉波受信アンテナウエイトを算出する無線通信装置。
12. 請求項１、６、７のいずれかに記載の無線通信装置であって、
    前記干渉信号受信手段は、所定時間内での受信信号から得られる相関行列を用いて、干渉波電力を最大化する干渉波受信アンテナウエイトを算出する無線通信装置。
13. 請求項１、６、７のいずれかに記載の無線通信装置であって、
    前記干渉信号受信手段は、当該無線通信装置の非通信時に、前記当該無線通信装置以外の無線通信装置間の通信信号の受信結果を基に、一つまたは複数の前記干渉波受信アンテナウエイトを決定する無線通信装置。
14. 請求項１、６、７のいずれかに記載の無線通信装置であって、
    前記干渉信号を選択的に受信するための干渉波受信情報を記憶する記憶手段を有し、
    前記干渉信号受信手段は、受信信号が当該無線通信装置以外の宛先の信号である場合に、前記干渉波成分に関する干渉波受信情報を算出して前記記憶手段に記憶させる無線通信装置。
15. 請求項１４記載の無線通信装置であって、
    前記干渉信号受信手段は、前記干渉波受信情報として干渉波に関する干渉相関行列を算出し、前記干渉相関行列に基づいて生成される干渉波受信アンテナウエイトを用いて干渉信号を受信する無線通信装置。
16. 請求項１５記載の無線通信装置であって、
    前記信号分離手段は、受信信号が当該無線通信装置宛の信号である場合に、前記干渉相関行列に基づいて生成される所望波分離受信アンテナウエイトを用いて所望信号を分離する無線通信装置。
17. 請求項１５記載の無線通信装置であって、
    前記記憶手段は、前記干渉波受信情報として干渉波に関する干渉相関行列を個別に、あるいは送信元毎に分類して個別に記憶する無線通信装置。
18. 請求項１記載の無線通信装置であって、
    前記所望波分離受信アンテナウエイトで受信した所望信号の受信結果を基に、送信信号のレプリカを生成する送信レプリカ生成部と、
    前記送信レプリカ生成部の出力を基に、受信信号から所望信号の一つ以上をキャンセルする干渉キャンセル部と、
    前記干渉波レベル検出手段で検出された干渉信号の相関行列を用いて、干渉信号を抑圧する反復復号用ウエイトを生成する反復復号用ウエイト生成部と、
    前記干渉キャンセル部の出力に対し、前記反復復号用ウエイトを乗算する第２の信号分離手段とを有する無線通信装置。
19. 請求項１記載の無線通信装置であって、
    前記所望波分離受信アンテナウエイトで受信した所望信号の受信結果を基に、送信信号のレプリカを生成する送信レプリカ生成部と、
    前記送信レプリカ生成部の出力を基に、受信信号から全ての所望信号をキャンセルして干渉信号成分を抽出し、前記干渉波レベル検出手段で検出された干渉信号の相関行列を更新する干渉相関行列更新部と、
    前記干渉相関行列更新部の出力を用いて、干渉信号を抑圧する反復復号用ウエイトを生成する反復復号用ウエイト生成部と、
    前記干渉キャンセル部の出力に対し、前記反復復号用ウエイトを乗算する第２の信号分離手段とを有する無線通信装置。

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