JP5207698B2 - 受信装置および伝送路推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＭＩＳＯ（Multiple-Input Single-Output）通信システムまたはＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）通信システムにおける受信装置、送信装置および伝送路推定方法に関する。

無線通信において高品質・大容量伝送を実現する技術として、送信機に複数のアンテナを装備し、同一時刻・同一周波数を用いて複数の信号を送信する方法が知られている。一般に、本技術は、受信機が具備しているアンテナ形態によって、単一受信アンテナであればＭｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ（ＭＩＳＯ）システム、複数受信アンテナであればＭｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ（ＭＩＭＯ）システムと呼ばれる。ＭＩＳＯシステムおよびＭＩＭＯシステムの各受信アンテナでは、複数の送信アンテナから送信された複数の送信信号の合成信号が受信される。そのため、受信機では、送受アンテナ間の伝送路を推定し、その推定結果とアンテナに入力された受信信号とを用いて、送信信号を分離する必要がある。このとき、伝送路の推定精度が受信機における送信信号分離性能に影響を与えるため、高精度に伝送路を推定する手段を用いることが望ましい。

従来のＭＩＳＯシステムおよびＭＩＭＯシステムにおける伝送路推定技術として、たとえば、下記特許文献１に記載の技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、受信機が一度伝送路の推定および送信信号の分離を行った後、当該送信信号の判定値を用いて再度伝送路の推定を実行する。その際に、送信信号の判定値と伝送路の推定値を用いて受信信号のレプリカを作成し、伝送路の推定を行いたいアンテナ番号以外のアンテナに対応する受信信号のレプリカを受信信号から減算する。その後、レプリカ減算処理後の受信信号に対して伝送路推定を実行することで、伝送路の推定精度を向上させる。この処理を全てのアンテナ番号に対して適用して全体の伝送路の推定値を更新した後、再度送信信号の分離処理を行う。このように、繰り返し伝送路の推定を実行することで、伝送路の推定精度を向上させる。

特開２００７−１３４９１１号公報

しかしながら、上記従来の伝送路の推定法では、受信信号のレプリカを受信信号から減算するが、受信信号のレプリカには伝送路の推定値の誤差や送信信号の判定誤りなどに起因する誤差が含まれる。このため、受信信号のレプリカを減算した結果に誤差成分が含まれることになり、再度伝送路を推定する際に、十分な推定精度改善効果が得られない、という問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＭＩＳＯシステムおよびＭＩＭＯシステムにおいて良好な伝送路推定精度を達成し、良好な通信品質を提供することができる受信装置、送信装置および伝送路推定方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の送信アンテナを有する送信装置から送信された受信信号に基づいて、初期伝送路推定値と伝送路毎の送信変調シンボル系列の期待値を算出し、前記期待値と前記初期伝送路推定値に基づいて伝送路推定を行う受信装置であって、前記受信信号に基づいて、送信アンテナ毎の受信品質を表す指標である受信品質指標を算出する受信品質指標算出手段と、前記受信品質指標に基づいて、受信品質の低い順に前記送信アンテナの順序付けを行い、さらに前記期待値に基づいて前記順序付けを行う信号選択手段と、を備え、前記伝送路推定では、前記順序付け結果に基づいて受信品質の低い送信アンテナに対応する伝送路から順に伝送路推定対象とすることを特徴とする。

この発明によれば、伝送路推定値を更新する際に、復号処理の誤り検出の結果に基づいて送信アンテナに順序付けを行い、その順序付け結果に基づいて受信信号系列からレプリカ減算を実行するようにしたので、良好な伝送路推定精度を達成し、良好な通信品質を提供することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる受信装置、送信装置および伝送路推定方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる送信装置（以下、送信機という）の実施の形態１の機能構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の送信機は、送信信号生成部１０−１〜１０−Ｍ（Ｍは２以上の整数）と、送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍと、を備えている。また、送信信号生成部１０−ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）は、符号化処理部１１−ｉと、シンボル生成部１２−ｉと、Ｄ／Ａ（Digital-Analog）変換部１３−ｉと、アナログ信号処理部１４−ｉと、で構成される。

送信信号生成部１０−１〜１０−Ｍは、情報ビットを入力とし、それぞれ同一の枝番号に対応する送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍから送信される高周波アナログ送信信号を作成する処理を行う。そして、送信アンテナ１５−１〜１５−Ｎは、それぞれ送信信号生成部１０−１〜１０−Ｍが作成した高周波アナログ送信信号を送信する。送信信号生成部１０−１〜１０−Ｍは、処理対象の情報ビット系列は異なるが、それぞれの情報ビット系列に同一の処理を行うため、以降、送信信号生成部１０−１について詳細な処理内容を説明する。送信信号生成部１０−２〜１０−Ｍの処理は、送信信号生成部１０−１の処理と同様である。

符号化処理部１１−１には情報ビット系列が入力され、アナログ信号処理部１４−１の出力は、送信アンテナ１５−１に入力される。符号化処理部１１−１は、入力された情報ビット系列に対して、受信機側で当該情報ビット系列が正しく復号されているかどうかを確認するために付加される、パリティビットを付加する。この処理には、たとえば、Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄｕｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ（ＣＲＣ）のような良く知られた手法などが適用できる。パリティビットの付加処理の方法としては、これに限らずどのようなものを用いてもよい。符号化処理部１１−１は、その後、パリティビットが付加された情報ビット系列に対して、畳み込み符号や、ターボ符号、ＬＤＰＣ符号等の誤り訂正符号化を行い、符号化ビット系列を生成する。また、符号化処理部１１−１は、符号化ビット系列に対して、必要に応じてインタリーブ処理を行う。符号化ビット系列（インタリーブ処理を行う場合は、インタリーブ処理後の符号化ビット系列）は、シンボル生成部１２−１に出力する。

シンボル生成部１２−１は、符号化処理部１１−１から出力される符号化ビット系列を送信変調シンボル系列に変換する処理を行い、送信変調シンボル系列をＤ／Ａ変換部１３−１へ出力する。ここで用いる変調方式としては、たとえば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying），ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying），８相ＰＳＫ（Phase Shift Keying）等のＰＳＫ変調や、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation），６４ＱＡＭ等の直交振幅変調方式等、任意の方式が適用できる。

Ｄ／Ａ変換部１３−１は、シンボル生成部１２−１から出力された送信変調シンボル系列をアナログ信号に変換し、アナログ信号処理部１４−１へ出力する。アナログ信号処理部１４−１は、Ｄ／Ａ変換部１３−１から出力されたアナログ信号に対し、アップコンバート等のアナログ信号処理を施し高周波アナログ送信信号として送信アンテナ１５−１へ出力する。そして、送信アンテナ１５−１は、高周波アナログ送信信号を電波として送信する。

図２は、本実施の形態の受信装置（以下、受信機と呼ぶ）の機能構成例を示す図である。図２に示すように、本実施の形態の受信機は、受信アンテナ２０−１〜２０−Ｎ（Ｎは自然数）と、アナログ信号処理部２１−１〜２１−Ｎと、Ａ／Ｄ（Analog-Digital）変換部２２−１〜２２−Ｎと、等化処理部２３と、伝送路推定処理部２４と、軟ビット計算部２５と、シンボル期待値計算部２６と、復号処理部２７と、で構成される。

つづいて、本実施の形態の受信機の全体動作について説明する。アンテナ２０−１〜２０−Ｎは、上述の本実施の形態の送信機から送信された高周波アナログ信号を受信し、受信した高周波アナログ信号をそれぞれ同一の枝番のアナログ信号処理部２１−１〜２１−Ｎへ出力する。アナログ信号処理部２１−１〜２１−Ｎは、それぞれ高周波アナログ信号をベースバンド信号に変換し、同一の枝番号のＡ／Ｄ変換部２２−１〜２２−Ｎに出力する。そして、Ａ／Ｄ変換部２２−１〜２２−Ｎは、ベースバンド信号をディジタル信号へ変換し、等化処理部２３と伝送路推定処理部２４へ出力する。以下では、Ａ／Ｄ変換部２２−１〜２２−Ｎの出力（ディジタル信号）を受信信号系列と表記することとする。

等化処理部２３は、Ａ／Ｄ変換部２２−１〜２２−Ｎから出力されるＮ系統の受信信号系列受信信号系列に対して、信号が伝送路で受けた波形歪みの補償，Ｍ本の送信アンテナから送信された信号の分離を行い、Ｍ系統の送信変調シンボル系列の推定値を求めて軟ビット計算部２５へ出力する。伝送路推定処理部２４は、等化処理部２３の処理で必要になる伝送路を推定する。送信アンテナ数がＭ本であり受信アンテナ数がＮ本である場合、送受信アンテナの総組み合わせはＮ×Ｍ個通りとなる。したがって、伝送路推定処理部２４は、Ｎ×Ｍ個の異なる伝送路を推定することになる。

軟ビット計算部２５は、等化処理部２３から出力されるＭ系統の送信変調シンボル系列の推定値に対して、送信変調シンボル系列を符号化ビット系列に変換する処理を行う。ここで、軟ビット計算部２５が変換する符号化ビット系列は、当該符号化ビット系列に対する信頼度で重み付けされた軟判定符号化ビット系列である。軟ビット計算部２５は、Ｍ系統の軟判定符号化ビット系列に変換した後、軟判定符号化ビット系列を復号処理部２７へ出力する。

復号処理部２７は、ＭＡＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ａ ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）復号器やＳＯＶＡ（Ｓｏｆｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｖｉｔｅｒｂｉ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）復号器のような、いわゆる軟入力軟出力復号器を用いて、送信機において施されたインタリーブ処理および誤り訂正符号に対応する任意の復号方法で、軟判定符号化ビット系列から情報ビット系列を復号する。そして、復号処理部２７は、復号された情報ビット系列に誤りが含まれるかどうかを判定する、誤り検出復号処理を行い、誤り検出結果（誤り検出復号処理の結果）を伝送路推定処理部２４へ出力する。さらに、復号処理部２７は、入力されたＭ系統の軟判定符号化ビット系列に対する復号器から見た信頼度を表す外部値系列を求め、シンボル期待値計算部２６へ出力する。

シンボル期待値計算部２６は、復号処理部２７から出力された外部値系列を用いて送信変調シンボル系列の期待値を計算し、等化処理部２３および伝送路推定処理部２４へ出力する。そして、上述した、伝送路推定処理部２４、等化処理部２３、軟ビット計算部２５、復号処理部２７およびシンボル期待値計算部２６の一連の処理は、所定の回数繰り返される。最終的に、復号処理部２７から、情報ビット系列が出力される。

つづいて、本実施の形態の受信機の動作を詳細に説明する。図３は、本実施の形態の受信機の特徴である伝送路推定処理部２４の機能構成例を示す図である。図３に示すように、本実施の形態の伝送路推定処理部２４は、Ｎ系統の受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−１〜３８−Ｎで構成されている。また、各々の受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）は、初期伝送路推定処理部３０と、第一の信号選択部３１と、レプリカ作成部３２と、減算処理部３３と、重み計算部３４と、乗算処理部３５と、メモリ３６と、第二の信号選択部３７と、で構成される。

シンボル期待値計算部２６から出力される送信変調シンボル系列の期待値と、復号処理部２７から出力される誤り検出結果は、受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−１〜３８−Ｎに対して、それぞれＭ系統分の全ての信号が等しく入力される。受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−１〜３８−Ｎは、所定の伝送路推定処理を実行した後、受信アンテナ２０−１〜２０−Ｎにそれぞれ対応した伝送路推定値を等化処理部２３へ出力する。受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−１〜３８−Ｎは、入力される信号が異なるが、それぞれ同様の処理を実行するため、以降の説明では、受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−１に関してのみ、その処理内容を詳細に説明する。受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−２〜３８−Ｎの処理は、受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−１の処理と同様である。

受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−１では、はじめに、初期伝送路推定処理部３０が、従来知られている任意の技術を用いて、各送信アンテナと各受信アンテナ間の伝送路を推定する。たとえば、送信機が既知のパイロット信号を各送信アンテナから送信し、受信機が受信したパイロット信号を実際に送信されたパイロット信号と比較することにより伝送路の歪みを推定する手法が広く知られている。推定された伝送路応答は第一の信号選択部３１へ出力される。

第一の信号選択部３１は、初回の処理では、初期伝送路推定処理部３０から出力された伝送路推定結果である初期伝送路推定結果をレプリカ作成部３２へ出力するとともに、初期伝送路推定結果をメモリ３６に書き込む。２回目以降の処理では、第一の信号選択部３１は、メモリ３６に書き込まれている信号を読み出して伝送路推定結果としてレプリカ作成部３２へ出力する。

第二の信号選択部３７は、受信品質の指標の一種である、復号処理部２７から出力された誤り検出結果に基づいて、誤り有りと判定されている送信アンテナ１５−１〜１５−Ｎから順番に送信アンテナの順序付けを実施する。すなわち、受信品質の低い順に送信アンテナの順序付けを行う。そして、第二の信号選択部３７は、シンボル期待値計算部２６から出力されるＭ系統の送信変調シンボル系列の期待値を、当該送信アンテナの順序付け結果に従って順序を入れ替え、順序付けられた送信変調シンボル系列の期待値をレプリカ作成部３２および重み計算部３４へ出力する。

レプリカ作成部３２は、第一の信号選択部３１から出力される伝送路推定結果と、第二の信号選択部３７から出力される順序付けられた送信変調シンボル系列の期待値と、を乗算することで受信信号系列のレプリカを作成する。このとき、レプリカ作成部３２は、初回の処理では、Ｍ系統の送信変調シンボル系列の期待値のうち、最初に順序付けられた（１番目の）系統の送信変調シンボル系列の期待値を削除した、Ｍ−１系統の送信信号成分が含まれるレプリカを作成する。そして、２回目の処理では２番目に順序付けられた系統の送信変調シンボル系列の期待値を削除した、Ｍ−１系統の送信信号成分が含まれるレプリカを作成する。以降、ｉ回目の処理では、ｉ番目に順序付けられた系統の送信変調シンボル系列の期待値を削除した、Ｍ−１系統の送信信号成分が含まれるレプリカを作成する。そして、作成されたレプリカを減算処理部３３へ出力する。

減算処理部３３は、レプリカ生成部３２から出力される受信信号系列のレプリカを、受信信号系列から減算し、減算結果を乗算処理部３５に出力する。

重み計算部３４は、入力信号である順序付けられたＭ系統の送信変調シンボル系列の期待値を用いて伝送路推定用重み係数を算出し、算出した伝送路推定用重み係数を乗算処理部３５へ出力する。重み計算部３４は、初回の処理では最初に順序付けられた（１番目の）系統の送信変調シンボル系列の期待値を用いて重み係数を算出し、２回目の処理では２番目に順序付けられた系統の送信変調シンボル系列の期待値を用いて重み係数を算出する。以降、同様の処理を逐次実行し、ｉ回目の処理では、ｉ番目に順序付けられた系統の送信変調シンボル系列の期待値を用いて重み係数を算出する。ここで用いる重み係数の計算方法としては、例えば、最小２乗規範に基づく方式を用いることができる。最小２乗規範に基づく方式では、受信信号系列を表すベクトルをｒ、送信変調シンボル系列を表すベクトルをｓ、重み係数を表すベクトルをｗで表し、ベクトルの複素転置を上付きの添え字“Ｈ”で表すと、伝送路推定値を表すベクトルｈは、以下の式（１）のように表現することができる。
ｈ＝ｗｒ＝（ｓ^Hｓ）^-1ｓ^Hｒ …（１）

乗算処理部３５は、減算処理部３３から出力されたレプリカ減算後の受信信号系列に対して、重み計算部３４から出力された伝送路推定用重み係数を乗算し、伝送路推定値を算出する。そして、乗算処理部３５は、伝送路推定値をメモリ３６に書き込む。

乗算処理部３５の出力がメモリ３６に書き込まれた後、第一の信号選択部３１は、上述したように、２回目以降の処理として、メモリ３６の信号を読み出してレプリカ作成部３２へ伝送路推定値として出力する。また、レプリカ作成部３２は、２番目に順序付けられた系統の送信変調シンボル系列の期待値を削除した、Ｍ−１系統の送信信号成分が含まれるレプリカを作成する。さらに、重み計算部３４は、２番目に順序付けられた系統の送信変調シンボル系列の期待値を用いて伝送路推定用重み係数を生成する。そして、上述の減算処理部３３、乗算処理部３５の処理を経て、乗算処理部３５が伝送路推定値をメモリ３６に書き込む。以上の処理を所定回数繰り返した後、乗算処理部３５は、メモリ３６に最終的に記憶されている値を伝送路推定値として等化処理部２３に出力するよう指示する。

つづいて、等化処理部２３の処理について説明する。図４は、本実施の形態の等化処理部２３の機能構成例を示す図である。図４に示すように、本実施の形態の等化処理部２３は、干渉キャンセル処理部４０−１〜４０−Ｎと、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）処理部４１−１〜４１−Ｎと、乗算処理部４２と、重み計算部４３と、ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）処理部４４と、ＤＦＴ処理部４５と、で構成される。また、Ａ／Ｄ変換処理部２２−１〜２２−Ｎから出力されるＮ系統の受信信号系列は、等化処理部２３の干渉キャンセル処理部４０−１〜４０−Ｎに入力され、伝送路推定処理部２４から出力されるＮ系統の伝送路推定値はＤＦＴ処理部４１−１〜４１−Ｎに入力され、シンボル期待値計算部２６から出力される送信変調シンボル系列の期待値はＤＦＴ処理部４５に入力される。Ｎ系統の干渉キャンセル処理部４０−１〜４０−ＮおよびＤＦＴ処理部４１−１〜４１−Ｎは、それぞれが対応するＮ系統の受信信号系列について同一の処理を実行する。以下の説明では、代表して干渉キャンセル処理部４０−１およびＤＦＴ処理部４１−１についてのみ詳細な説明を行う。干渉キャンセル処理部４０−２〜４０−Ｎの処理は干渉キャンセル処理部４０−１と同様であり、ＤＦＴ処理部４１−２〜４１−Ｎの処理は、ＤＦＴ処理部４１−１の処理と同様である。

図５は、本実施の形態の干渉キャンセル処理部４０−１の機能構成例を示す図である。図５に示すように、本実施の形態の干渉キャンセル処理部４０−１は、ＤＦＴ処理部５０と、レプリカ作成部５１と、減算処理部５２と、で構成される。ＤＦＴ処理部５０は、Ａ／Ｄ変換処理部２２−１から出力される受信信号系列に対して離散フーリエ変換を行い、周波数領域の受信信号系列を生成し、周波数領域の受信信号系列を減算処理部５２へ出力する。

レプリカ作成部５１は、後述する処理によって生成される、ＤＦＴ処理部４１−１から出力される周波数領域の伝送路推定値と、ＤＦＴ処理部４５から出力される周波数領域の送信変調シンボル系列の期待値と、を用いて、周波数領域の受信信号系列のレプリカを作成し、減算処理部５２へ出力する。

減算処理部５２は、ＤＦＴ処理部５０から出力される周波数領域の受信信号系列から、レプリカ作成部５１から出力される周波数領域の受信信号系列のレプリカを減算し、乗算処理部４２へ出力する。具体的には、はじめに、周波数領域の受信信号系列から、１番目の送信アンテナから送信されている送信信号成分のみ残し、２番目〜Ｍ番目の送信アンテナから送信されている送信信号成分を低減するように、周波数領域の受信信号系列のレプリカを選択して減算する。つぎに、周波数領域の受信信号系列から、２番目の送信アンテナから送信されている送信信号成分のみ残し、１番目、および、３番目〜Ｍ番目の送信アンテナから送信されている送信信号成分を低減するように、周波数領域の受信信号系列のレプリカを選択して減算する処理を実行する。以下、Ｍ番目の送信アンテナから送信されている送信信号成分のみ残し、他の送信アンテナから送信されている送信信号成分を低減するように、周波数領域の受信信号系列のレプリカを選択して減算する処理まで、同様の処理を実行する。そして、レプリカが減算された周波数領域のＭ系統の受信信号系列を乗算処理部４２へ出力する。

一方、図４のＤＦＴ処理部４１−１は、伝送路推定処理部２４から出力される、１番目の受信アンテナに関する伝送路推定値に対して離散フーリエ変換を行い、周波数領域の伝送路推定値を生成する。そして、周波数領域の伝送路推定値を、干渉キャンセル処理部４０−１および重み計算部４３へ出力する。

ＤＦＴ処理部４５は、Ｍ系統の送信変調シンボルの期待値に対して離散フーリエ変換を行い、周波数領域の送信変調シンボル系列の期待値を生成する。そして、周波数領域の送信変調シンボル系列の期待値を重み計算部４３および干渉キャンセル処理部４０−１〜４０−Ｎへ出力する。

重み計算部４３は、ＤＦＴ処理部４１−１〜４１−Ｎから出力される周波数領域の伝送路推定値と、ＤＦＴ処理部４５から出力される、周波数領域の送信変調シンボル系列の期待値と、を用いて、重み係数を算出し、算出した重み係数を乗算処理部４２へ出力する。重み係数計算部４３が算出する重み係数は、乗算処理部４２の出力が、Ｍ本の送信アンテナから送信されたＭ系統の送信信号を分離するために算出される係数である。重み係数の算出方法としては、たとえば、最小平均２乗誤差（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ：ＭＭＳＥ）基準を用いて、各送信アンテナに対応する送信信号毎に重み係数を算出する手法を適用できる。

乗算処理部４２は、干渉キャンセル処理部４０−１〜４０−Ｎの処理結果である、Ｎ系統の、レプリカが減算された周波数領域のＭ系統の受信信号系列に対して、重み計算部４３から受け渡された重み係数を乗算し、Ｍ本の送信アンテナから送信された、Ｍ系統の送信変調シンボル系列の周波数領域の推定値を求める。乗算処理部４２は、このＭ系統の送信変調シンボル系列の周波数領域における推定値を、ＩＤＦＴ処理部４４へ出力する。

ＩＤＦＴ処理部４４は、乗算処理部４２から出力されるＭ系統の送信変調シンボル系列の周波数領域の推定値に対して逆離散フーリエ変換を行い、変換結果をＭ系統の送信変調シンボルの推定値として軟ビット計算部２５へ出力する。

軟ビット計算部２５は、Ｍ系統の送信変調シンボル系列の推定値を用いて各送信変調シンボルに含まれる符号化ビットの推定値である軟判定ビット系列を算出する。符号化ビットの軟判定ビット値は、たとえば、各符号化ビット値を０または１で表すものと仮定すると、下記式（２）で示すように、当該符号化ビットのビット値が０である確からしさ（尤度）と、当該符号化ビットのビット値が１である尤度との比を計算し、その対数で表すことができる。
（符号化ビットの軟判定値）
＝Ｌｏｇ（（ビット１に対する尤度）÷（ビット０に対する尤度）） … （２）

軟ビット計算部２５は、符号化ビット系列に含まれる全ての符号化ビットについて軟判定値を算出し、軟判定ビット系列として復号処理部２７へ出力する。復号処理部２７は、上述のように、軟入力軟出力復号器を用いて、軟判定符号化ビット系列から情報ビット系列を復号するとともに、誤り検出復号処理を行い、当該誤り検出結果を伝送路推定処理部２４へ出力する。さらに、復号処理部２７は、軟判定ビット系列の形で入力された、Ｍ系統の符号化ビット系列に対する復号器から見た信頼度を表す外部値系列をシンボル期待値計算部２６へ出力する。

シンボル期待値計算部２６は、復号処理部２７から出力される外部値を用いて、送信変調シンボル系列の期待値を計算し、計算した送信変調シンボル系列を等化処理部２３および伝送路推定処理部２４へ出力する。具体的には、つぎのような計算を行う。はじめに、外部値系列から、各ビットの事前確率を計算する。事前確率は、符号化ビット系列中の各ビットに対しての、ビット値が０である確率、および、ビット値が１である確率を表す。この計算は、たとえば、ｋ番目のビットに対する復号処理部２７から出力された外部値をＬで表し、Ｌの値が正である場合をビット０に対応させ、Ｌの値が負である場合をビット１に対応させると、以下の式（３）、（４）に従って計算することができる。
（ビット番号ｋが１である事前確率）＝ ｅ^L／（ｅ^L ＋ １） …（３）
（ビット番号ｋが０である事前確率）＝ １／（ｅ^L ＋ １） …（４）

つぎに、事前確率を用いて送信変調シンボルの期待値を計算する。送信変調シンボルの期待値は、たとえば、送信変調シンボルの候補として４通りの信号点を有し、１送信変調シンボル当たり２ビットを伝送するＱＰＳＫ変調が用いられていると仮定し、ＱＰＳＫ変調の送信変調シンボルの候補をそれぞれＳ（００），Ｓ（０１），Ｓ（１０），Ｓ（１１）のように表し、各送信変調シンボルの候補の生起確率をそれぞれＰ（００），Ｐ（０１），Ｐ（１０），Ｐ（１１）で表すと、以下の式（５）で計算することができる。
（送信変調シンボルの期待値）
＝ Ｓ（００）＊Ｐ（００）＋Ｓ（０１）＊Ｐ（０１）＋Ｓ（１０）＊Ｐ（１０）
＋Ｓ（１１）＊Ｐ（１１）… （５）

また、各送信変調シンボルの候補の生起確率は、たとえば、Ｐ（０１）の場合は以下の式（６）に従って計算することができる。
Ｐ（０１）
＝（１番目のビットが０である確率）＊（２番目のビットが１である確率）…（６）

以降、上述の、伝送路推定処理部２４、等化処理部２３、軟ビット計算部２５、シンボル期待値計算部２６および復号処理部２７の処理を所定の回数繰り返し、最終的に復号処理部２７で復号された情報ビット系列が、送信機から送信された情報ビット系列として出力される。

このように、本実施の形態では、等化処理および復号処理を繰り返す受信機が、伝送路推定値を更新する際に、復号処理部２７の誤り検出の結果を参照し、復号結果に誤りを含んでいた送信アンテナから順に順序付けを行い、その順序付け結果に基づいて受信信号系列からレプリカ減算を実行し、レプリカ減算後の受信信号系列を用いて伝送路推定を実行する構成とした。さらに、伝送路推定が行われた送信アンテナに関する伝送路推定値を、他の送信アンテナに関する伝送路推定に反映させるようにした。このため、初期伝送路推定精度が悪いと考えられる送信アンテナの伝送路推定を優先的に実行することになり、後の伝送路推定におけるレプリカ減算による残留誤差成分を抑圧することが可能になる。その結果、伝送路推定精度が向上し、良好な通信を実現することが可能になる。

なお、本実施の形態では、等化処理部２３が、干渉キャンセル処理および重み係数乗算処理を周波数領域で実行する構成としたが、等化処理部２３の処理は、これに限定されずあらゆる構成をとることが可能である。例えば、干渉キャンセル処理および重み係数乗算処理を時間領域で実行する構成としてもよい。また、等化技術として良く知られているＭＡＰ等化器を用いてもよい。

また、本実施の形態では、シンボル期待値計算部２６が、送信変調シンボル系列の期待値を計算する際に用いる各送信変調シンボルの候補の生起確率を、単に送信変調シンボル候補に内包されるビットの事前確率の積として計算したが、これに限らず、送信変調シンボル候補に内包されるビット間の相関性、または、送信変調シンボルの候補に内包されるビットを含む外部値系列の一部のビット間の相関性などを用いて計算してもよい。また、外部値系列のビット間の相関性を考慮し、ビットの事前確率の積ではなく、ビット系列の事前確率を用いて計算するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、第二の信号選択部３７が、復号処理部２７から受け渡される誤り検出結果を参照しながら送信アンテナ間の順序付けを行う構成としたが、送信アンテナの順序付けのみならず、各送信アンテナについて伝送路推定を行うかどうかを判断するようにしてもよい。この場合、伝送路推定を行わないと判断した送信アンテナについては、初期伝送路推定処理部３０の処理結果を以降の処理でも伝送路推定値として用いることになる。このような構成にすることにより伝送路推定に係る処理を減らすことができ、受信機の回路規模を削減することができる。

実施の形態２．
図６は、本発明にかかる送信機の実施の形態２の機能構成例を示す図である。図６に示すように本実施の形態の送信機は、符号化処理部６０と、信号分割処理部６１と、送信信号生成部６２−１〜６２−Ｍと、送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍと、で構成される。実施の形態１と同一の機能を有するものは、同一の番号を付してその説明を省略する。

本実施の形態では、符号化処理部６０が、情報ビット系列に対し、当該情報ビット系列が正しく復号されているかどうかを確認するために付加されるパリティビットを付加する。その後、符号化処理部６０は、パリティビットが付加された情報ビット系列に対して、畳み込み符号や、ターボ符号、ＬＤＰＣ符号等の誤り訂正符号化が行い、符号化ビット系列を生成し、符号化ビット系列を信号分割処理部６１へ出力する。また、符号化処理部６０は、符号化ビット系列に対して必要に応じてインタリーブ処理を行う。

信号分割処理部６１は、符号化処理部６０から出力された符号化ビット系列をＭ系統の符号化ビット系列に分割し、それぞれ、送信信号生成部６２−１〜６２−Ｍへ出力する。送信信号生成部６２−１〜６２−Ｍは、信号分割処理部６１から出力された符号化ビット系列に対し所定の送信信号生成処理を施した後、それぞれ同一の枝番号を有する送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍへ処理結果を出力する。送信信号生成部６２−１〜６２−Ｍは、Ｍ系統の分割された符号化ビット系列に対して、それぞれが同様の処理を実行する。そのため、以降の説明では、代表して送信信号生成部６２−１についてのみ説明する。

送信信号生成部６２−１は、誤り検出符号化処理部６３−１と、シンボル生成部１２−１と、Ｄ／Ａ変換部１３−１と、アナログ信号処理部１４−１と、で構成される。シンボル生成部１２−１，Ｄ／Ａ変換部１３−１，アナログ信号処理部１４−１は、それぞれ実施の形態１のシンボル生成部１２−１，Ｄ／Ａ変換部１３−１，アナログ信号処理部１４−１と同様の機能を有する。

誤り検出符号化処理部６３−１は、信号分割処理部６１から出力された符号化ビット系列に対し、受信機側で送信アンテナ１５−１から送信された符号化ビット系列が正しく推定されたかどうかを判定することができるように、パリティビットを付加し、パリティビットが付加された符号化ビット系列を、シンボル生成部１２−１へ出力する。以降、図１の送信信号生成部１０−１のシンボル生成部１２−１，Ｄ／Ａ変換部１３−１，アナログ信号処理部１４と同様の処理を実行し、送信アンテナ１５−１へ、高周波アナログ送信信号を出力する。送信アンテナ１５−１は、入力された高周波アナログ送信信号を送信する。

図７は、本実施の形態の受信機の機能構成例を示す図である。本実施の形態の受信機は、実施の形態１の受信機の軟ビット計算部２５，シンボル期待値計算部２６，復号処理部２７を、それぞれ軟ビット計算部２５ａ，シンボル期待値計算部２６ａ，復号処理部２７ａに替え、誤り検出復号化処理部７０を追加する以外は、実施の形態１の受信機と同様である。実施の形態１と同一の機能を有するものは、同一の番号を付してその説明を省略する。

つづいて、本実施の形態の受信機の処理を説明する。受信アンテナ２０−１〜２０−Ｎが高周波アナログ信号を受信し、アナログ信号処理部２１−１〜２１−Ｎ，Ａ／Ｄ変換部２２−１〜２２−Ｎは、それぞれ実施の形態１のアナログ信号処理部２１−１〜２１−Ｎ，Ａ／Ｄ変換部２２−１〜２２−Ｎと同様の所定の処理を行い、Ａ／Ｄ変換部２２−１〜２２−Ｎは、Ｎ系統の受信信号系列を等化処理部２３および伝送路推定処理部２４へ出力する。伝送路推定処理部２４は、Ｎ系統の伝送路推定値を算出して、伝送路推定値を等化処理部２３へ出力し、等化処理部２３は、伝送路推定値と受信信号系列に基づいて実施の形態１の等化処理部２３と同様に送信変調シンボル系列を推定する。そして、等化処理部２３は、送信変調シンボル系列の推定値を軟ビット計算部２５ａへ出力する。

軟ビット計算部２５ａでは、図２における軟ビット計算部２５と同じ処理によって軟判定符号化ビット系列を生成するが、軟ビット計算部２５と異なり、当該軟判定符号化ビット系列を復号処理部２７ａ、誤り検出復号化処理部７０、および、シンボル期待値計算部２６ａへ出力する。

誤り検出復号化処理部７０は、軟ビット計算部２５ａから出力される軟判定符号化ビット系列の符号を判別して硬判定符号化ビット系列に変換する。その後、誤り検出復号化処理部７０は、送信機の検出符号化処理部６３−１〜６３−Ｍが付加した誤り検出符号に対応する誤り検出復号を実施する。この処理によって、受信機が推定する信号分割処理部６１が分割したＭ系統のそれぞれの符号化ビット系列中に、誤りが存在するかどうかを判別できる。Ｍ系統の分割された符号化ビット系列それぞれに対する誤り検出結果を伝送路推定処理部２４へ出力する。

シンボル期待値計算部２６ａでは、実施の形態１のシンボル期待値計算部２６と同様の処理を、軟ビット計算部２５ａから出力される軟判定ビット系列に対して実行し、送信変調シンボル系列の期待値を算出する。そして、算出された送信変調シンボル系列の期待値を等化処理部２３および伝送路推定処理部２４へ出力する。

以降、伝送路推定処理部２４、等化処理部２３、軟ビット計算部２５ａ、シンボル期待値計算部２６ａおよび誤り検出復号化処理部７０の処理を、所定の回数繰り返し、軟ビット計算部２５ａは、最後の繰り返しで算出した軟判定ビット系列を復号処理部２７ａへ出力する。復号処理部２７ａは、付加されているパリティビットを除去し、信号分割処理部６１がＭ系統に分割した符号化ビットを一つの符号化ビット系列にまとめた後、所定の復号処理を実行する。この復号処理に用いる復号器は、実施の形態１の復号処理部２７と異なり、必ずしも軟入力軟出力復号器である必要はなく、どのような復号器を用いてもよい。そして、復号処理部２７ａは、復号結果を情報ビット系列として出力する。本実施の形態の以上に示した以外の処理は、実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態では、送信機が、誤り訂正符号化処理が行われた符号化ビット系列をＭ系統の符号化ビット系列に分割し、当該Ｍ系統の分割された符号化ビット系列に対し、誤り検出符号化処理を実施する構成とした。また、受信機が、等化処理と復号処理の間で繰り返し処理は行わず、伝送路推定処理部２４、等化処理部２３、軟ビット計算部２５ａ、シンボル期待値計算部２６ａおよび誤り検出復号化処理部７０の間でのみ繰り返し処理を実行し、最終的に得られた軟判定ビット系列を用いて復号処理を行うこととした。このため、復号処理を繰り返すことなく、本発明の特徴である、送信アンテナ間の順序付けを適用した伝送路推定処理を繰り返し実行することができる、通信品質の劣化を抑えながら、実施の形態１に比べ大幅に受信機の演算量を削減することができる。

なお、本実施の形態では、上述のように、復号処理を繰り返さないことにより受信機の演算量削減効果を実現しているが、復号処理部２７ａに実施の形態１と同様に軟入力軟出力復号器を用い、復号処理が終了した後、外部値を伝送路推定処理部２４およびシンボル期待値計算部２６ａへ受け渡す構成とし、再度本実施の形態の受信処理を実行する構成としてもよい。この場合、伝送路推定処理部２４、等化処理部２３、軟ビット計算部２５ａ、シンボル期待値計算部２６ａおよび誤り検出復号化処理部７０の間での繰り返し処理と、復号処理部２７ａを含んだ繰り返し処理の２通りの繰り返し処理を実行することとなり、結果的に非常に精度の高い情報ビット系列の復号が可能になる。

また、本実施の形態の誤り検出符号化処理部６３−１〜６３−Ｎが、誤り検出符号化と誤り訂正符号化の両方を行い、受信機の誤り検出復号化処理部７０が誤り訂正復号化と誤り検出復号化を行う構成にしてもよい。この場合、送信系列毎に誤り訂正符号化を実施することになるため、誤り検出精度がより向上し、良好な伝送路推定精度を達成できる。

実施の形態３．
図８は、本発明にかかる受信機の実施の形態３の伝送路推定処理部２４ａの機能構成例を示す図である。本実施の形態の受信機は、実施の形態１の受信機の伝送路推定処理部２４を伝送路推定処理部２４ａに替える以外は、実施の形態１の受信機と同様である。また、本実施の形態の送信機の機能構成は実施の形態１と同様である。以下、実施の形態１と同様の機能を有する構成要素については、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。

図８に示すように、本実施の形態の伝送路推定処理部２４ａは、Ｎ系統の受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８ａ−１〜３８ａ−Ｎで構成される。Ｎ系統の受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８ａ−１〜３８ａ−Ｎは、それぞれＮ系統の各々に対応する受信信号系列に対して、同様の処理を行うため、以下では、代表して受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８ａ−１についてのみ説明する。

図８に示すように本実施の形態の受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８ａ−ｉは、実施の形態１の受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−ｉの第二の信号選択部３７に替えて第三の信号選択部８０を備える以外は、実施の形態１の受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−ｉと同様である。

第三の信号選択部８０は、復号処理部２７から出力される誤り検出結果に加えて、初期伝送路推定結果を用いて、伝送路推定を行う送信アンテナの順序を決定する。初期伝送路推定処理部３０は、実施の形態１と同様の処理を行い、伝送路推定を実行し、伝送路推定値を第一の信号選択部３１へ出力するとともに第三の信号選択部８０に対して出力する。第三の信号選択部８０は、初期伝送路推定処理部３０から出力された各送信アンテナに対応する伝送路推定値を、それぞれ２乗し、その２乗値が小さいほうから順に、Ｍ系統の送信アンテナを順序付ける。同時に、第三の信号選択部８０は、復号処理部２７から出力される誤り検出結果を参照し、前述の伝送路推定値の２乗値による順序付けとは別に、Ｍ系統の送信アンテナを順序付ける。第三の信号選択部８０は、これら二つの送信アンテナの順序付け結果に基づいて、最終的な送信アンテナの順序付けを実施する。

最終的な送信アンテナの順序付け方法としては、たとえば、はじめに、復号処理部２７からの出力である誤り検出結果を参照して実行された送信アンテナの順序付けに従い、Ｍ系統の送信アンテナを順序付ける。このとき、誤り検出の結果は、誤りの有無の二通りのみであるため、誤り有りの送信アンテナ間，誤り無しの送信アンテナ間についての順序付けはできない。そこで、伝送路推定値の２乗値による送信アンテナの順序付けに基づいてさらに、誤り有りの送信アンテナ間の順序付け、および、誤り無しの送信アンテナ間の順序付けを実行する。そして、第三の信号選択部８０は、最終的な順序付けの結果に従って順序付けたＭ系統の送信変調シンボル系列の期待値を、レプリカ作成部３２および重み計算部３４へ出力する。以降の処理は、実施の形態１の受信機と同様の処理を行い、最終的な復号結果として、情報ビット系列が復号される。本実施の形態のこれ以外の処理は実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態では、伝送路推定処理部２４ａが、復号処理部２７から出力される送信アンテナに関する誤り検出結果のみならず、初期伝送路推定結果にも基づいて、よりきめ細かい送信アンテナの順序付けを実行できる構成とした。このため、実施の形態１に比べ精度の高い伝送路推定が実行でき、良好な通信を提供することが可能になる。また、初期伝送路推定結果を参照することで、受信アンテナ毎に異なる送信アンテナの順序付けを行うことも可能になる。そのため、更に良好な通信品質を実現可能である。

なお、本実施の形態は、上述のように誤り検出結果のみならず初期伝送路推定値の２乗値に基づいて伝送路推定を実行する送信アンテナの順序付けを行っているが、これに限らず、伝送路推定値の２乗値の替りに、たとえば、伝送路推定値の絶対値や送信変調シンボルのマッピングと送信変調シンボルの期待値との誤差電力または誤差振幅など、その他の基準値を用いるようにしてもよい。また、送信アンテナの順序付けの際には、初期伝送路推定結果をはじめに参照し、その後、誤り検出結果を反映させるという手順で順序付けを行っても良い。

また、本実施の形態では、実施の形態１の送受信機構成に伝送路推定処理部２４ａを適用した場合について説明したが、実施の形態２の送信機および受信機の構成で、実施の形態２の送路処理推定処理部２４を伝送路推定処理部２４ａに替えて、本実施の形態と同様に初期伝送路推定値を参照した送信アンテナの順序付けを行うようにしてもよい。

実施の形態４．
図９は、本発明にかかる受信機の実施の形態４の伝送路推定処理部２４ｂの機能構成例を示す図である。本実施の形態の受信機は、実施の形態１の送信機の伝送路推定処理部２４を伝送路推定処理部２４ｂに替える以外は、実施の形態１の受信機と同様である。また、本実施の形態の送信機の機能構成は実施の形態１と同様である。以下、実施の形態１と同様の機能を有する構成要素については、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。

図９に示すように、本実施の形態の伝送路推定処理部２４ｂは、Ｎ系統の受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｎで構成される。また、受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８ｂ−ｉは、実施の形態１の受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−ｉの第二の信号選択部３７を第四の信号選択部９０に替え、２乗値計算部９１を追加する以外は、実施の形態１の受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−ｉと同様である。また、本実施の形態の伝送路推定処理部２４ｂでは、シンボル期待値計算部２６から出力される送信変調シンボル系列の期待値が、第四の信号選択部９０および２乗値計算部９１に入力され、２乗値計算部９１の処理結果が第四の信号選択部９０へ入力されている。

つづいて、本実施の形態の伝送路推定処理部２４ｂの処理について説明する。Ａ／Ｄ変換部２２−１〜２２−Ｎは実施の形態１と同様の処理を行い、等化処理部２３および伝送路推定処理部２４ｂに受信信号系列を出力する。等化処理部２３は、実施の形態１と同様の所定の処理を行う。その後、軟ビット計算部２５，復号処理部２７が、実施の形態１と同様に軟判定系列の計算，所定の復号処理をそれぞれ実施し、シンボル期待値計算部２６が、実施の形態１と同様にＭ系統の送信変調シンボル系列の期待値が計算して、当該送信変調シンボル系列の期待値を等化処理部２３および伝送路推定処理部２４ｂへ出力する。

伝送路推定処理部２４ｂの２乗値計算部９１は、シンボル期待値計算部２６から出力された送信変調シンボル系列の期待値について、それぞれその２乗値を計算し、送信変調シンボル系列毎に累積加算する。そして、２乗値計算部９１は、送信変調シンボル系列の期待値の２乗値累積加算値を第四の信号選択部９０へ出力する。

第四の信号選択部９０は、２乗値計算部９１の処理結果である送信変調シンボル系列の期待値の２乗値累積加算値と、復号処理部２７の処理結果である誤り検出結果と、に基づいて送信アンテナの順序付け処理を行う。具体的には、たとえば、はじめに、誤り検出結果を参照して、誤り有りの送信アンテナから順に順序付け、さらに、誤り有りの送信アンテナ間、および、誤り無しの送信アンテナ間では、送信変調シンボル系列の期待値の２乗値累積加算値が小さいほうから順に順序付ける。そして、送信アンテナの順序付け結果に従って順序付けたＭ系統の送信変調シンボル系列の期待値を、レプリカ作成部３２および重み計算部３４へ出力する。以降、実施の形態１の受信機と同様の処理を実施し、最終的な復号結果として、情報ビット系列が復号される。本実施の形態のこれ以外の処理は実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態では、伝送路推定処理部２４ｂが、復号処理部２７から出力される送信アンテナに関する誤り検出結果のみならず、送信変調シンボル系列の期待値の２乗値にも基づいて、よりきめ細かい送信アンテナの順序付けを実行できる構成とした。このため、実施の形態１に比べ精度の高い伝送路推定が実行でき、良好な通信を提供することが可能になる。

なお、本実施の形態では、２乗値計算部９１が、送信変調シンボル系列の期待値の２乗値に基づいて送信アンテナの順序付けを行っているが、これに限らず、送信アンテナ間の品質を比較できるような値であれば任意のものを適用できる。たとえば、送信変調シンボル系列の絶対値を累積加算した値に基づいて順序付けを行うようにしてもよい。また、送信変調シンボル系列の期待値の２乗値の累積加算は、送信変調シンボル系列全体の累積加算値を用いる必要は無く、状況に応じて、系列長の一部のみの累積加算値を用いることもできる。この場合、送信アンテナの順序付けに係る演算量を削減することができる。

また、本実施の形態では、実施の形態１の送受信機構成に伝送路推定処理部２４ｂを適用した場合について説明したが、実施の形態２の送信機および受信機の構成で、実施の形態２の伝送路推定処理部２４を伝送路推定処理部２４ｂに替えて、本実施の形態と同様に送信変調シンボル系列の期待値の２乗値を参照した送信アンテナの順序付けを行うようにしてもよい。

また、本実施の形態の送信変調シンボル系列の期待値の２乗値を参照した送信アンテナの順序付けを、実施の形態３で説明した、初期伝送路推定処理結果を用いた送信アンテナの順序付けと併用するようにしてもよい。この場合、第四の信号選択部９０が、さらに、実施の形態３と同様に初期伝送路推定処理結果に基づいた順序付けも行い、初期伝送路推定処理結果に基づいた順序付けと送信変調シンボル系列の期待値の２乗値による順序付けの間に所定の規則により優先順序を設けるなどして、全体の順序付けを行うようにすればよい。

実施の形態５．
図１０は、本発明にかかる受信機の実施の形態５の機能構成例を示す図である。本実施の形態の受信機は、実施の形態１の受信機の伝送路推定処理部２４を伝送路推定処理部２４ｃに替える以外は、実施の形態１の受信機と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、同一の番号を付してその説明を省略する。

図１１は、本実施の形態の伝送路推定処理部２４ｃの機能構成例を示す。図１１に示すように、本実施の形態の伝送路推定処理部２４ｃは、Ｎ系統の受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８ｃ−１〜３８ｃ−Ｎで構成される。また、受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８ｃ−ｉは、実施の形態１の受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８−ｉの第二の信号選択部３７を第五の信号選択部１１０に替え、２乗値計算部１１１を追加する以外は、実施の形態１の第二の信号選択部３７と同様である。

つづいて、本実施の形態の受信機の動作について説明する。Ａ／Ｄ変換部２２−１〜２２−Ｎが実施の形態１と同様の処理を行いＮ系統の受信信号系列を等化処理部２３と伝送路推定処理部２４へ出力する。等化処理部２３，軟ビット計算部２５，復号処理部２７は、それぞれ実施の形態１と同様の処理を行い、復号処理部２７は、算出した外部値系列を、シンボル期待値計算部２６へ出力されると同時に、伝送路推定処理部２４ｃにも出力される。また、復号処理部２７は、誤り検出結果を伝送路推定処理部２４ｃへ出力する。シンボル期待値計算部２６は、外部値系列が入力されると、実施の形態１と同様の処理を行い、送信変調シンボル系列の期待値を生成し、等化処理部２３および伝送路推定処理部２４ｃへ出力する。

伝送路推定処理部２４ｃの２乗値計算部１１１は、復号処理部２７から出力される外部値系列を２乗して累積加算することにより累積２乗値を計算し、第五の信号選択部１１０へ出力する。第五の信号選択部１１０は、復号処理部２７から出力される誤り検出結果と、２乗値計算部１１１から出力される外部値系列の累積２乗値と、を用いて送信アンテナの順序付けを行う。はじめに、誤り検出結果に基づいて、誤り有りの送信アンテナから順に送信アンテナの順序付けを行う。その後、誤り有りの送信アンテナ間、および、誤り無しの送信アンテナ間を、それぞれ外部値系列の累積２乗値が小さい順に順序付けを行う。そして、その送信アンテナの順序付け結果に基づいて送信変調シンボル系列の期待値をレプリカ作成部３２および重み計算部３４へ出力する。以降は、実施の形態１の受信機と同様の処理を実行する。また、本実施の形態の送信機の動作は実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態では、伝送路推定処理部２４ｃが、復号処理部２７から出力される送信アンテナに関する誤り検出結果のみならず、外部値系列の２乗累積値にも基づいて、よりきめ細かい送信アンテナの順序付けを実行できる構成とした。このため、実施の形態１に比べ精度の高い伝送路推定が実行でき、良好な通信を提供することが可能になる。

また、本実施の形態では、外部値を２乗し、それを全系列に渡って累積加算した累積２乗値に基づいて送信アンテナの順序付けを行うようにしたが、これに限らず、累積２乗値の替りに外部値の絶対値を累積加算した累積加算値に基づいて送信アンテナの順序付けを行うようにしてもよい。

また、本実施の形態の送信変調シンボル系列の期待値の２乗値を参照した送信アンテナの順序付けを、実施の形態３で説明した、初期伝送路推定処理結果を用いた送信アンテナの順序付けと併用するようにしてもよい。この場合、第五の信号選択部１１０が、さらに、実施の形態３と同様に初期伝送路推定処理結果に基づいた順序付けも行い、初期伝送路推定処理結果に基づいた順序付けと外部値の累積２乗値による順序付けの間に所定の規則により優先順序を設けるなどして、全体の順序付けを行うようにすればよい。

実施の形態６．
図１２は、本発明にかかる受信機の実施の形態６の伝送路推定処理部２４ｄの機能構成例を示す図である。本実施の形態の受信機は、実施の形態１の送信機の伝送路推定処理部２４を伝送路推定処理部２４ｄに替える以外は、実施の形態１の受信機と同様である。また、本実施の形態の送信機の機能構成は実施の形態１と同様である。以下、実施の形態１と同様の機能を有する構成要素については、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。

図１２に示すように、本実施の形態の伝送路推定処理部２４ｄは、Ｎ系統の受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８ｄ−１〜３８ｄ−Ｎで構成される。また、受信アンテナ毎伝送路推定処理部３８ｄ−ｉは、実施の形態１の受信アンテナ伝送路推定処理部３８−ｉの重み計算部３４，レプリカ作成部３２をそれぞれ重み計算部１２２，レプリカ作成部１２１に替え、シンボル選択部１２０，平均化処理部１２３を追加する以外は、実施の形態１の受信アンテナ伝送路推定処理部３８−ｉと同様である。また、シンボル選択部１２０には、初期伝送路推定処理部３０から初期伝送路推定値が入力され、シンボル期待値計算部２６から送信変調シンボル系列の期待値が入力されている。

つづいて、本実施の形態の伝送路推定処理部２４ｄの処理について説明する。Ａ／Ｄ変換部２２−１〜２２−Ｎは実施の形態１と同様の処理を行い、等化処理部２３および伝送路推定処理部２４ｄに受信信号系列を出力する。等化処理部２３，軟ビット計算部２５，復号処理部２７は、それぞれ実施の形態１の等化処理部２３，軟ビット計算部２５，復号処理部２７と同様の処理を行う。

伝送路推定処理部２４ｄのシンボル選択部１２０は、シンボル期待値計算部２６から出力される送信変調シンボル系列の期待値に基づいて、送信変調シンボル系列内のうち伝送路推定に用いるシンボルを選択する。具体的には、たとえば、初期伝送路推定処理部３０から出力された初期伝送路推定結果に基づいてマルチパス伝送路等に起因するシンボル間干渉の長さがＬシンボルであると判定された場合、シンボル選択部１２０は、送信変調シンボル系列の期待値を参照し、送信変調シンボル系列の期待値があらかじめ定めるしきい値を連続Ｌシンボル以上満足するシンボル区間を検出する。このしきい値は、たとえば、送信変調シンボルの期待値が送信変調シンボルのマッピングと一致している場合にしきい値を満たすと判断する手法が考えられる。そして、この検出したシンボル区間に含まれるシンボルを伝送路推定に用いるシンボル区間として選択する。シンボル選択部１２０は、選択結果をレプリカ作成部１２１および重み計算部１２２へ出力する。

レプリカ作成部１２１，重み計算部１２２の基本的な処理は、それぞれ実施の形態１のレプリカ作成部３２，重み計算部３４の処理と同様の処理を行うが、処理の際にはシンボル選択部１２０から出力される選択結果に基づいて、選択されたシンボル区間に含まれる送信変調シンボル系列の期待値を用いる。

また、シンボル選択部１２０が、シンボル区間を選択する際に、複数のシンボル区間が選択される場合もある。そこで、本実施の形態では、平均化処理部１２３が、乗算処理部３５の出力である伝送路推定結果を平均化した後に、メモリ３６へ出力する。本実施の形態のこれ以外の処理は実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態では、伝送路推定処理部２４ｄが、送信変調シンボル系列の期待値に基づいて、所定のしきい値を満足するシンボル区間のみを伝送路推定に使用する構成とした。このため、送信変調シンボル系列の期待値に関して信頼度が低いシンボル区間を除いて伝送路推定を行うことができ、実施の形態１に比べさらに伝送路推定誤りを抑圧し、良好な通信品質を提供することができる。

なお、本実施の形態では、実施の形態１の受信アンテナ伝送路推定処理部３８−ｉの重み計算部３４，レプリカ作成部３２をそれぞれ重み計算部１２２，レプリカ作成部１２１に替え、シンボル選択部１２０，平均化処理部１２３を追加するようにしたが、これに限らず、実施の形態２の受信アンテナ伝送路推定処理部３８−ｉを本実施の形態の受信アンテナ伝送路推定処理部３８ｄ−ｉに替えて、同様に伝送路推定に用いるシンボル区間を選択するようにしてもよい。また、実施の形態３の３８ａ−ｉ，実施の形態４の３８ｂ−ｉ，実施の形態５の３８ｃ−ｉの重み計算部３７，レプリカ作成部３２をそれぞれ重み計算部１２２，レプリカ作成部１２１に替え、シンボル選択部１２０，平均化処理部１２３を追加して、本実施の形態と同様に伝送路推定に用いるシンボル区間を選択するようにしてもよい。

以上のように、本発明にかかる受信装置、送信装置および伝送路推定方法は、ＭＩＳＯ通信システムまたはＭＩＭＯ通信システムに有用であり、特に、繰り返し伝送路の推定を実行する通信システムに適している。

本発明にかかる送信装置の実施の形態１の機能構成例を示す図である。 実施の形態１の受信装置の機能構成例を示す図である。 実施の形態１の伝送路推定処理部の機能構成例を示す図である。 実施の形態１の等化処理部の機能構成例を示す図である。 実施の形態１の干渉キャンセル処理部の機能構成例を示す図である。 本発明にかかる送信機の実施の形態２の機能構成例を示す図である。 実施の形態２の受信機の機能構成例を示す図である。 実施の形態３の伝送路推定処理部の機能構成例を示す図である。 実施の形態４の伝送路推定処理部の機能構成例を示す図である。 本発明にかかる受信機の実施の形態５の機能構成例を示す図である。 実施の形態５の伝送路推定処理部の機能構成例を示す図である。 実施の形態６の伝送路推定処理部の機能構成例を示す図である。

符号の説明

１０−１〜１０−Ｍ 送信信号生成部
１１−１〜１１−Ｍ 符号化処理部
１２−１〜１２−Ｍ シンボル生成部
１３−１〜１３−Ｍ Ｄ／Ａ変換部
１４−１〜１４−Ｍ アナログ信号処理部
１５−１〜１５−Ｍ 送信アンテナ
２０−１〜２０−Ｎ 受信アンテナ
２１−１〜２１−Ｎ アナログ信号処理部
２２−１〜２２−Ｎ Ａ／Ｄ変換部
２３ 等化処理部
２４ 伝送路推定処理部
２５ 軟ビット計算部
２６ シンボル期待値計算部
２７ 復号処理部
３０ 初期伝送路推定処理部
３１ 第一の信号選択部
３２ レプリカ作成部
３３ 減算処理部
３４ 重み計算部
３５ 乗算処理部
３６ メモリ
３７ 第二の信号選択部
３８−１〜３８−Ｎ，３８ａ−１〜３８ａ−Ｎ，３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｎ，３８ｃ−１〜３８ｃ−Ｎ，３８ｄ−１〜３８ｄ−Ｎ アンテナ毎伝送路推定処理部
４０−１〜４０−Ｎ 干渉キャンセル処理部
４１−１〜４１−Ｎ ＤＦＴ処理部
４２ 乗算処理部
４３ 重み計算部
４４ ＩＤＦＴ処理部
４５ ＤＦＴ処理部
５０ ＤＦＴ処理部
５１ レプリカ作成部
５２ 減算処理部
６０ 符号化処理部
６１ 信号分割処理部
６２−１〜６２−Ｍ 送信信号生成部
６３−１〜６３−Ｍ 誤り検出符号化処理部
７０ 誤り検出復号化処理部
８０ 第三の信号選択部
９０ 第四の信号選択部
９１ ２乗値計算部
１１０ 第五の信号選択部
１１１ ２乗値計算部
１２０ シンボル選択部
１２１ レプリカ作成部
１２２ 重み計算部
１２３ 平均化処理部

Claims (8)

1. 複数の送信アンテナを有する送信装置から送信された受信信号に基づいて、初期伝送路推定値と伝送路毎の送信変調シンボル系列の期待値を算出し、前記期待値と前記初期伝送路推定値に基づいて伝送路推定を行う受信装置であって、
   前記受信信号に基づいて、送信アンテナ毎の受信品質を表す指標である受信品質指標を算出する受信品質指標算出手段と、
   前記受信品質指標に基づいて、受信品質の低い順に前記送信アンテナの順序付けを行い、さらに前記期待値に基づいて前記順序付けを行う信号選択手段と、
   を備え、
   前記伝送路推定では、前記順序付け結果に基づいて受信品質の低い送信アンテナに対応する伝送路から順に伝送路推定対象とすることを特徴とする受信装置。
2. 前記受信信号は、前記送信装置によって、各々の送信アンテナに対応する情報信号系列毎に誤り訂正符号化および誤り検出符号化が行われていることとし、
   前記受信品質指標を前記受信信号の誤り復号結果に基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記受信信号は、前記送信装置によって、誤り訂正符号化が行われた後に各々の送信アンテナに対応する情報信号系列に分割され、前記分割された情報信号系列毎に誤り検出符号化が行われていることとし、
   前記受信品質指標を前記受信信号の前記分割された情報信号系列毎の誤り復号結果に基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
4. 前記信号選択手段が、さらに前記初期伝送路推定値に基づいて前記順序付けを行うことを特徴とする請求項１、２または３に記載の受信装置。
5. 前記信号選択手段が、さらに各送信変調シンボルに含まれる符号化ビットの信頼度に基づいて前記順序付けを行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の受信装置。
6. 前記期待値が所定の条件を満足するシンボル区間を算出するシンボル区間決定手段、
   をさらに備え、
   前記シンボル区間に含まれるシンボルを用いて前記伝送路推定を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の受信装置。
7. 前記信号選択手段が、さらに各送信アンテナについて伝送路推定を行うか否かを判断し、
   さらに、前記伝送路推定では、前記判断により伝送路推定を行うと判断された送信アンテナに対応する伝送路を、前記受信品質の低い送信アンテナに対応する伝送路から順に伝送路推定対象とし、
   伝送路推定を行わないと判断された送信アンテナに対応する伝送路の伝送路推定値として前記初期伝送路推定値を用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の受信装置。
8. 複数の送信アンテナを有する送信装置から送信された受信信号に基づいて、初期伝送路推定値と伝送路毎の送信変調シンボル系列の期待値を算出し、前記期待値と前記初期伝送路推定値に基づいて伝送路推定を行う受信装置における伝送路推定方法であって、
   前記受信信号に基づいて、送信アンテナ毎の受信品質を表す指標である受信品質指標を算出する受信品質指標算出ステップと、
   前記受信品質指標に基づいて、受信品質の低い順に前記送信アンテナの順序付けを行い、さらに前記期待値に基づいて前記順序付けを行う信号選択ステップと、
   を含み、
   前記伝送路推定では、前記順序付け結果に基づいて受信品質の低い送信アンテナに対応する伝送路から順に伝送路推定対象とすることを特徴とする伝送路推定方法。

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