JP7318708B2

JP7318708B2 - 無線受信装置、無線通信システム及び無線受信方法

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Publication number: JP7318708B2
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Inventors: 克敏関
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Description

本発明は、無線受信装置、無線通信システム及び無線受信方法に関する。

ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＮＲ（New Radio/5G）等のセルラ無線通信システムでは、携帯電話基地局を複数配置して通信エリアを形成する。システム容量を増大するため、高い周波数再利用率で基地局の高密度設置を進めた場合、セル間干渉問題が生じる。ダウンリンクにおいては、セルエッジにおけるユーザ機器は近傍基地局からのセル間干渉を受ける。一方、アップリンクにおいては、基地局は同じ物理層時間／周波数リソースを用いて送信している他のユーザ機器からの干渉を受ける。このため、干渉抑圧技術が検討されている。

干渉抑圧の一手法として、ＭＭＳＥ－ＩＲＣ（Minimum Mean Square Error Interference Rejection Combining：最小平均２乗誤差法－干渉抑制合成）が知られている。関連する技術が、特許文献１、非特許文献１及び２に開示されている。

国際公開第２００８／０８４８００号

Y. Ohwatari, N. Miki, T. Asai, T. Abe, and H. Taoka, "Performance of advanced receiver employing interference rejection combining to suppress inter-cell interference in LTE-Advanced downlink," in Proc. IEEE Vehi. Tech. Conf. (VTC Fall 2011), San Francisco, USA, Sept. 2011, pp. 1-7. M. K. Ozdemir and H. Arslan, "Channel estimation for wireless OFDM systems," Commun. Surveys Tuts., vol. 9, no. 2, pp. 18-48, Second Quarter 2007(09 July 2007).

ＭＭＳＥ－ＩＲＣ受信装置では、干渉信号を考慮して共分散行列を求め、この共分散行列に基づくウェイトベクトルを用いることで、干渉を抑えた送信信号を推定している。また、非特許文献１では、行列の対角成分に値を持つオフセット値を、共分散行列に加えることで、送信信号推定精度の向上を図っている。しかしながら、関連する技術では、送信信号推定精度を向上することが困難な場合があるという問題がある。

本開示は、このような課題に鑑み、送信信号推定精度をより向上することが可能な無線受信装置、無線通信システム及び無線受信方法を提供することを目的とする。

本開示に係る無線受信装置は、複数のアンテナを介して受信した受信信号に基づいてチャネル応答ベクトルを推定するチャネル推定部と、前記受信信号及び前記チャネル応答ベクトルに基づいて共分散行列を推定する共分散行列推定部と、行列の非対角成分を含む成分に値を持つオフセット値を前記共分散行列に加算することで、前記共分散行列を補正する共分散行列補正部と、前記チャネル応答ベクトル及び前記補正された共分散行列に基づくウェイトを前記受信信号に乗算することで、送信信号を推定するウェイト乗算部と、を備えるものである。

本開示に係る無線通信システムは、無線送信装置と無線受信装置とを備える無線通信システムであって、前記無線受信装置は、前記無線送信装置から複数のアンテナを介して受信した受信信号に基づいてチャネル応答ベクトルを推定するチャネル推定部と、前記受信信号及び前記チャネル応答ベクトルに基づいて共分散行列を推定する共分散行列推定部と、行列の非対角成分を含む成分に値を持つオフセット値を前記共分散行列に加算することで、前記共分散行列を補正する共分散行列補正部と、前記チャネル応答ベクトル及び前記補正された共分散行列に基づくウェイトを前記受信信号に乗算することで、送信信号を推定するウェイト乗算部と、を備えるものである。

本開示に係る無線受信方法は、複数のアンテナを介して受信した受信信号に基づいてチャネル応答ベクトルを推定し、前記受信信号及び前記チャネル応答ベクトルに基づいて共分散行列を推定し、行列の非対角成分を含む成分に値を持つオフセット値を前記共分散行列に加算することで、前記共分散行列を補正し、前記チャネル応答ベクトル及び前記補正された共分散行列に基づくウェイトを前記受信信号に乗算することで、送信信号を推定するものである。

本開示によれば、送信信号推定精度をより向上することが可能な無線受信装置、無線通信システム及び無線受信方法を提供することができる。

実施の形態の概要を説明するためのアンテナビームの形成例を示す図である。実施の形態の概要を説明するためのアンテナビームの形成例を示す図である。実施の形態の概要を説明するためのアンテナビームの形成例を示す図である。実施の形態１に係る無線通信システムの構成例を示す構成図である。関連する受信回路の構成例を示す構成図である。実施の形態１に係る受信回路の構成例を示す構成図である。実施の形態１に係る受信回路の動作例を示すフローチャートである。実施の形態１に係る受信信号のマッピングの一例を示す図である。実施の形態１に係る受信回路のシミュレーション結果の一例を示す図である。実施の形態２に係る受信回路の構成例を示す構成図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図面においては、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。

（実施の形態の概要）
まず、実施の形態の理解を容易にするため、実施の形態の概要について説明する。

関連するＭＭＳＥ－ＩＲＣ受信回路（受信装置）では、複数のアンテナを用いて、干渉信号を考慮したビーム（アンテナビーム）を形成する。具体的には、図１に示すように、受信すべき信号の到来方向にビームを向け、干渉信号の到来方向にはビームを形成しない（ヌルを向ける）ことで、干渉を抑えて質の良い受信を行おうとする。これは、受信回路において、干渉信号を抑えるように、ウェイトベクトルの基となる共分散行列を求めることで実現している。

一方、干渉信号がほとんど存在しない場合には、図２に示すように、疑似干渉信号が存在するものとして扱われてしまう。つまり、干渉信号がほとんどないと、アンテナ相関を持つ疑似干渉信号が存在するものとして扱われ、小さな干渉信号が存在するかのようにみなされる。

その結果、図２のように疑似干渉信号を避けるようビームが形成されてしまう。このとき、疑似干渉信号と受信すべき信号のベクトルが近いと、受信すべき信号の到来方向へビームが形成されないという問題が生じる。つまり、受信回路において、この疑似干渉信号を抑えるように共分散行列を求めているため、受信品質が劣化する恐れがある。

そこで、実施の形態では、図３に示すように、受信すべき信号とは別のベクトルとなる疑似干渉信号をあえて（オフセットとして）に加えることで、当該疑似干渉信号のみを避けるビームが形成されるようにする。具体的には、後述するように、受信回路において、共分散行列の非対角成分にも値を持つオフセット値を共分散行列に加算することで、受信品質の劣化を抑える。

（実施の形態１）
次に、実施の形態１について説明する。図４は、本実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示している。図４に示すように、本実施の形態に係る無線通信システム１は、ＬＴＥやＮＲ等のＭＩＭＯ（Multiple-Ｉｎｐｕｔ and Multiple-Output）伝送を行うセルラ無線通信システムであり、チャネル（無線チャネル）３００を介して無線通信を行う送信回路２００と受信回路１００を備えている。送信回路２００は、複数のアンテナを介して受信回路１００へ無線信号を送信する送信装置であり、受信回路１００は、複数のアンテナを介して送信回路２００から無線信号を受信する受信装置である。送信回路２００と受信回路１００のうちのいずれか一方が基地局であり、他方がユーザ機器である。すなわち、チャネル３００は、アップリンクチャネルでもよいし、ダウンリンクチャネルでもよい。受信回路１００は、送信回路２００とチャネル３００で結合されたＭＭＳＥ－ＩＲＣ受信回路である。

＜関連する受信回路＞
ここで、本実施の形態に係る受信回路１００の関連技術として、非特許文献１に開示されたＭＭＳＥ－ＩＲＣ受信回路について説明する。図５は、その関連するＭＭＳＥ－ＩＲＣ受信回路である受信回路９００の構成を示している。図５に示すように、受信回路９００は、Ｎ個のアンテナ１０－１～１０－Ｎ、チャネル推定部２０、共分散行列推定部３０、共分散行列対角成分加算部９０、ウェイト乗算部５０を備えている。

以下、関連する受信回路９００の動作について数式を用いて説明する。ここで送信回路２００が送信した信号をｓとし、送信信号ｓをチャネル３００を介してアンテナ１０－１～１０－Ｎで受信したＮ次元受信信号ベクトルをｙとする。送信回路２００とアンテナ１０－１～１０－Ｎ間のチャネル応答の推定値を要素としてもつＮ次元チャネル応答ベクトルをｈとする。このとき、関連技術の受信回路９００の送信信号推定結果ｓ＾（数式における“＾”付きのｓをｓ＾と記す）は次の式（１）で表される。

ここでＲは、共分散行列を表し、Ｗはウェイトトベクトルを表す。

チャネル推定部２０は、受信信号ベクトルｙからチャネル応答ベクトルｈを推定する。例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）システムを採用しているＬＴＥアップリンクにおいては、ＤＭ－ＲＳ（Demodulation Reference Symbol）シンボルと呼ばれる既知の参照信号ｓ_ＲＳが一定の割合でユーザ機器から送信され、これを用いて受信回路側でチャネル推定ができる。チャネル推定アルゴリズムは、例えば非特許文献２に詳述されているため、詳細は割愛する。

共分散行列推定部３０は、共分散行列Ｒ_ｙを推定する。共分散行列Ｒ_ｙは例えば次の式（２）、式（３）で計算される。

ここでｙ_ＲＳは送信回路２００が参照信号ｓ_ＲＳを送信したときの受信信号ベクトルである。式(２)の右辺第２項のＥ［］は参照信号を受信した時間―周波数リソースにおける平均化を表している。チャネル応答ベクトルｈ及び共分散行列Ｒ_ｙは推定値であり、理想値からのずれによる影響により送信信号推定結果ｓ＾の推定精度が劣化することが知られている。この劣化を緩和するために、式（４）に示すように共分散行列の対角成分にオフセット値を加算するＤｉａｇｏｎａｌＬｏａｄｉｎｇという方法が知られている（非特許文献１参照）。

ここでＩは、対角成分が１、非対角成分が０の単位行列である。αは対角成分の係数である。

共分散行列対角成分加算部９０は、共分散行列推定部３０から入力された共分散行列Ｒ_ｙに対して上記式（４）に示す加算処理を行う。ウェイト乗算部５０は、チャネル推定部２０及び共分散行列対角成分加算部９０から入力されたチャネル応答ベクトルｈと共分散行列Ｒから上記式（１）に従い、ウェイトベクトルＷを生成し、そのウェイトベクトルＷを受信信号ベクトルｙに乗算して送信信号推定結果ｓ＾を算出する。

このような関連する受信回路９００における受信品質について検討する。データ信号に対して参照信号の密度が低い場合、上記のように求めるチャネル応答ベクトルｈ及び共分散行列Ｒの推定精度が低くなる。仮に加算性白色ガウス雑音(Additive white Gaussian noise、AWGN)のみ印可される場合、統計的には雑音にアンテナ相関はないため、理想的な共分散行列Ｒは対角成分のみに０以外の値を持つ。しかし、推定に用いる参照信号の時間―周波数リソース数が少ない場合、平均が十分取れず共分散行列Ｒの非対角成分に０以外の値を持つ。この場合、アンテナ相関を持つ疑似干渉信号が存在するものとして扱われる。この疑似干渉信号を抑圧するようにウェイトベクトルが生成された結果、送信信号推定精度が劣化する。この傾向は、信号成分に対して大きなアンテナ相関を持たない雑音が入る場合に顕著になる。

このように、関連するＭＭＳＥ－ＩＲＣ受信回路では、チャネル応答ベクトル及び共分散行列推定精度が低く、信号成分に比して大きな加算性白色ガウス雑音が印可された場合、送信信号推定精度が低いという課題がある。

＜実施の形態１に係る受信回路＞
図６は、本実施の形態に係る受信回路１００の構成例を示している。図６に示すように、受信回路１００は、Ｎ個のアンテナ１０－１～１０－Ｎ、チャネル推定部２０、共分散行列推定部３０、共分散行列補正部４０、ウェイト乗算部５０を備えている。すなわち、受信回路１００は、図５と同様のアンテナ１０－１～１０－Ｎ、チャネル推定部２０、共分散行列推定部３０、ウェイト乗算部５０を備えるとともに、図５の共分散行列対角成分加算部９０の代わりに共分散行列補正部４０を備えている。

共分散行列補正部４０は、共分散行列の非対角成分にも値を持つオフセット値を共分散行列に加算することで、共分散行列を補正する。そうすると、ウェイト乗算部５０では、次の式（５）の演算を行い、送信信号推定結果ｓ＾を求める。

ここでＲ_ｏｆｔは非対角成分に０以外の値を持つ共分散行列補正値である。共分散行列補正部４０及び式（５）の演算により、上記のような関連する受信回路９００の課題を解決し、チャネル応答ベクトル及び共分散行列推定精度が低く、信号成分に比して大きな加算性白色ガウス雑音が印可された場合でも、送信信号推定精度を高めることが可能となる。

すなわち、ＭＭＳＥ－ＩＲＣアルゴリズムでは受信信号の共分散行列を推定する必要がある。信号レベルに対してＡＷＧＮレベルが高いと共分散行列の推定精度が落ちる。ＡＷＧＮは統計的にはアンテナ相関はないが、共分散行列推定サンプル数が少ないとランダムなアンテナ相関が残る。この残留ランダムアンテナ相関は、ＭＭＳＥ－ＩＲＣアルゴリズムの中では様々な到来方向の様々なレベルの疑似干渉に見える。関連する受信回路では、この疑似干渉を不必要に抑圧するようにウェイトが生成されることで受信特性が劣化する。

そこで、本実施の形態では、仮想的に一方向から到来する綺麗な干渉を想定して、それに対応する共分散行列を推定共分散行列に加算して補正する。これにより上記関連する受信回路における疑似干渉への感度が低下し、受信特性が改善する。これは、ＭＭＳＥ－ＩＲＣ受信回路が、仮にレベルが高くても一方向の干渉ならを抑圧できるのに対し、様々な方向の干渉は抑圧し難いことを利用している。

次に、図７のフローチャートを用いて、本実施の形態に係る受信回路１００の動作（受信方法）について説明する。ここでは、受信回路１００の動作についてＬＴＥアップリンクを例に説明する。ＬＴＥアップリンクは、６乃至７ＯＦＤＭシンボルから構成されるフレーム構成（スロットと呼称される）を持ち、各ＯＦＤＭシンボルは、１２サブキャリアをまとめた最大１００個のＲｅｓｏｕｒｃｅＢｌｏｃｋ（ＲＢ）から構成される。ユーザ機器はＲＢ単位で帯域割り当てされる。１スロット内にＤＭ－ＲＳシンボルと呼称される１シンボル分の既知の参照信号が存在する。本実施の形態では最小単位である１ＲＢにユーザ割り当てがされ、サブキャリア単位でチャネル推定をし、ＲＢ単位で共分散行列を推定するものとする。またアンテナ数は４とする。

まず、チャネル推定部２０は、ＤＭＲＳシンボルの受信信号ベクトルｙ_ＲＳ，ｋ（ｋ＝１，…１２）からチャネル応答ベクトルｈ_ｋ（ｋ＝１，…１２）を推定する（Ｓ１０１）。ここでｋは、サブキャリアインデックスである。なお、上記したように、非特許文献２に複数のチャネル推定アルゴリズムが開示されているため、詳細は割愛する。

続いて、共分散行列推定部３０は、共分散行列Ｒ_ｙを推定する（Ｓ１０２）。共分散行列Ｒ_ｙは例えば次の式（６）、式（７）で計算される。

ここで、ｓ_ＲＳ，ｋはサブキャリアインデックスｋの送信参照信号である。共分散行列Ｒ_ｙ，ｋは１２サブキャリア分の平均と少ないため、ＡＷＧＮの瞬時的なアンテナ相関成分が共分散行列に反映される。

続いて、共分散行列補正部４０は次の式（８）に示す補正を行う（Ｓ１０３）。さらに、ウェイト乗算部５０は、上記式（５）に従い、ウェイトベクトルＷを生成し、そのウェイトベクトルＷを受信信号ベクトルｙに乗算して送信信号推定結果ｓ＾を算出する（Ｓ１０４）。

式（５）及び式（８）において、「αＩ」は関連する受信回路９００と同じオフセットである。この値は、本実施の形態では、必ずしも必要としないが、実装のため必要に応じて加えてもよい。

補正共分散行列成分Ｒ_ｏｆｔは特定到来方向に干渉した場合の共分散行列成分である。Ｒ_ｏｆｔは仮定した干渉源からの受信信号ベクトルをrとすると次の式（９）及び式（１０）で求められる。

ここでβはレベル補正係数であり、Ｊは補正ベクトルである。補正ベクトルＪは例えば次の式（１１）や式（１２）などが考えられる。

仮定干渉源受信信号ベクトルにおける補正ベクトルＪは、アンテナの構成等に応じて設定することが好ましい。アンテナ形状から、信号が到来する可能性のない（一番低い）方向が分かるため、その方向をベクトル表示したものを補正ベクトルＪとしてもよい。例えば、各アンテナに対して同じ位相、同じレベルの信号が到来する可能性が低いアンテナ形状の場合、補正ベクトルＪは、式（１１）のように［１１１１］とし、隣接するアンテナの一方のレベルが極端に低下する可能性が低いアンテナ形状の場合、補正ベクトルＪは、式（１２）のように［１０１０］とする。

以上説明したように、本実施の形態においては、チャネル応答ベクトル及び共分散行列推定精度が低く、信号成分に比して大きな加算性白色ガウス雑音が印可された場合でも、送信信号推定精度を高める効果を奏する。

すなわち、加算性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）が印可される場合、アンテナ相関がないため、これによる共分散行列の非対角成分寄与は統計的には０になる。しかし、共分散行列推定に用いる時間―周波数リソース数が少ない場合、ＡＷＧＮの瞬時的なアンテナ相関成分が共分散行列の非対角成分に反映される。ＡＷＧＮの瞬時的なアンテナ相関成分はランダムなため、疑似的に様々な到来方向かつ様々なレベルの複数の干渉が入力されたもととして扱われる。この複数の疑似干渉を抑圧するようにウェイトが生成される結果、送信信号推定精度が低くなる。一方、アンテナ数が十分あれば特定到来方向に集中した干渉信号は、送信信号推定精度にほとんど影響なく抑圧することが可能である。そこで、本実施の形態では、特定到来方向に一定レベルの干渉が存在すると仮定し、それに対応する共分散行列成分Ｒ_ｏｆｔを意図的に共分散行列に加算する。これによりＡＷＧＮの瞬時的なアンテナ相関による疑似干渉に対する抑圧効果が低下する。その結果、チャネル応答ベクトル及び共分散行列推定精度が低く、信号成分に比して大きな加ＡＷＧＮが印可した場合の送信信号推定精度が向上する。

ここで、本実施の形態による効果が得られる条件について検討する。その条件は２つあり、第１の条件は「データ信号に対して参照信号の密度が低いこと」であり、第２の条件は「ＳＮＲが所定値以下であること」である。

まず、第１の条件はＬＴＥとＮＲとで異なる。ＬＴＥでは、１サブフレーム（１４シンボル）中、参照信号が２カ所（２シンボル分）に入ると決まっており、「データ信号に対する参照信号の密度」は２／１４と決まるため、第１の条件を常に満たす。

一方、ＮＲでは、参照信号が周波数軸方向に間引かれるため、その間引き具合により「データ信号に対する参照信号の密度」は変わり得る。そのため、ＮＲでは上記第１の条件を満たす必要がある。なお、ＮＲでの「間引き具合」は、Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎにより決まる。例えば、３ＧＰＰＴＳ３８．３３１にて規定されるＣＳＩ－ＲＳ－ＲｅｓｏｕｒｃｅＭａｐｐｉｎｇの“ｄｅｎｓｉｔｙ”ＩＥにより決まる。ただし、ＣＳＩ－ＲＳとしてはｄｅｎｓｉｔｙで間引き具合を制御されるが、ＣＳＩ－ＲＳはダウンリンク（ＤＬ）にしかない。一方、ＤＭＲＳはダウンリンク（ＤＬ）／アップリンク（ＵＬ）に両方ある。例えば、ＤＬＤＭＲＳの割合は、図８にその抜粋を示すように、３ＧＰＰＴＳ３８．２１１のＴａｂｌｅ７．４.１.１．２－３: ＰＤＳＣＨＤＭ－ＲＳｐｏｓｉｔｉｏｎｓｌｆｏｒｓｉｎｇｌｅ－ｓｙｍｂｏｌＤＭ－ＲＳで規定されている。図８の例では、ＰＤＳＣＨＭａｐｐｉｎｇＴｙｐｅによってＤＭ－ＲＳの配置が異なっている。

次に、上記第２の条件に関し、シミュレーションの結果、ＳＮＲが所定値以上であれば、本実施の形態で導入するオフセット（Ｒ_ｏｆｔ）を入れない（又は値をゼロにする）方が、受信品質が良いことが分かった。なお、この条件は、ＬＴＥ及びＮＲに共通する。このため、ＳＮＲが所定値以上の場合、上記式（１０）において、βをゼロとするか、Ｒ_ｏｆｔのｎ追加自体を行わないことが好ましい。また、ＳＮＲが所定値以下で、βをゼロ以外の値とする場合、ノイズレベル相当（同程度）の値となるように設定することが好ましい。

図９は、本実施の形態に係る受信回路のシミュレーション結果の一例を示している。図９は、簡易シミュレーションの結果であり、シミュレーション条件は、下記の通りである。
・フレーム構成：ＬＴＥＵｐｌｉｎｋＰＵＳＣＨ
・アンテナ数：４受信アンテナ
・チャネル：ＡＷＧＮチャネル（４パス遅延モデル）
・チャネル推定方式：２次元多項式近似
・ユーザ割り当てＰＲＢ数：１

図９に示すように、ＳＮＲ（信号対雑音比）－ＳＩＲ（信号対干渉比）の関係は、ＳＮＲが大きい場合、ノイズレベルが小さいとＳＩＲが大きく（ノイズレベルが大きい方が、ＳＩＲが小さい）、ＳＮＲが小さい場合、ノイズレベルが大きいとＳＩＲが大きい（ノイズレベルが小さい方が、ＳＩＲが小さい）。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。図１０は、本実施の形態に係る受信回路１０１の構成例を示している。図に示すように、受信回路１０１は、図６で示した実施の形態１の受信回路１００に対して、共分散行列補正部４０の代わりに共分散行列選択補正部６０を備えている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

実施の形態１において、共分散行列補正部４０で用いた補正共分散行列成分Ｒ_ｏｆｔに対応する仮定干渉源受信信号ベクトルｒと所望信号成分の受信ベクトルの相関が高い場合、換言すると、所望信号と仮定した干渉信号の到来方向が近い場合、送信信号推定精度が劣化する。そこで、本実施の形態では、複数の仮定干渉源受信信号ベクトルｒ_ｍ（ｍ＝１,…,Ｍ）を用意する。ここでＭは、仮定干渉源受信信号ベクトル数である。共分散行列選択補正部６０は、チャネル応答ベクトルと仮定干渉源受信信号ベクトルの内積を取り、最小の内積をもつ仮定干渉源受信信号ベクトルに対応する補正共分散行列成分Ｒ_ｏｆｔを選択して共分散行列を補正する。例えばＭ＝２の場合、仮定干渉源受信信号ベクトルは以下の式（１３）、式（１４）が考えられる。例えば、仮定干渉源受信信号ベクトルの複数の候補ベクトルは、候補ベクトル同士が互いに直交するものであればよい。

このように、複数の仮定干渉源受信信号ベクトルｒを用意しておき、最適な仮定干渉源受信信号ベクトルｒを選択し、共分散行列を補正することで、確実に送信信号推定精度の向上を図ることができる。

なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態は、ＭＭＳＥ－ＩＲＣアルゴリズムを用いる受信回路一般に適用することができる。すなわち、アップリンク及びダウンリンクのいずれにも実装可能であり、ユーザ機器及び基地局のいずれにも実装可能である。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
複数のアンテナを介して受信した受信信号に基づいてチャネル応答ベクトルを推定するチャネル推定部と、
前記受信信号及び前記チャネル応答ベクトルに基づいて共分散行列を推定する共分散行列推定部と、
行列の非対角成分を含む成分に値を持つオフセット値を前記共分散行列に加算することで、前記共分散行列を補正する共分散行列補正部と、
前記チャネル応答ベクトル及び前記補正された共分散行列に基づくウェイトを前記受信信号に乗算することで、送信信号を推定するウェイト乗算部と、
を備える無線受信装置。
（付記２）
前記共分散行列補正部は、次の式（１５）及び式（１６）により前記オフセット値であるＲ_ｏｆｔを求める、
付記１に記載の無線受信装置。

ここで、ｒは、仮定干渉源受信信号ベクトルであり、次の式（１６）で表される。

ここで、βは、レベル補正係数であり、Ｊは補正ベクトルである。
（付記３）
前記共分散行列補正部は、前記受信信号のＳＮＲが所定値より大きい場合、前記レベル補正係数をゼロとする、
付記２に記載の無線受信装置。
（付記４）
前記共分散行列補正部は、前記受信信号のＳＮＲが所定値より小さい場合、前記レベル補正係数を前記受信信号のノイズレベル相当の値とする、
付記２に記載の無線受信装置。
（付記５）
前記共分散行列補正部は、前記複数のアンテナの構成に応じて、前記補正ベクトルを設定する、
付記２乃至４のいずれかに記載の無線受信装置。
（付記６）
前記共分散行列補正部は、前記複数のアンテナに対し、信号が到来する可能性のない方向に応じて、前記補正ベクトルを設定する、
付記５に記載の無線受信装置。
（付記７）
前記共分散行列補正部は、前記仮定干渉源受信信号ベクトルを予め複数用意し、前記複数の仮定干渉源受信信号ベクトルのうち前記チャネル応答ベクトルとの内積が最も小さい前記仮定干渉源受信信号ベクトルを用いて、前記オフセット値を求める、
付記２乃至６のいずれかに記載の無線受信装置。
（付記８）
前記複数の仮定干渉源受信信号ベクトルは、互いに直行している、
付記７に記載の無線受信装置。
（付記９）
無線送信装置と無線受信装置とを備える無線通信システムであって、
前記無線受信装置は、
前記無線送信装置から複数のアンテナを介して受信した受信信号に基づいてチャネル応答ベクトルを推定するチャネル推定部と、
前記受信信号及び前記チャネル応答ベクトルに基づいて共分散行列を推定する共分散行列推定部と、
行列の非対角成分を含む成分に値を持つオフセット値を前記共分散行列に加算することで、前記共分散行列を補正する共分散行列補正部と、
前記チャネル応答ベクトル及び前記補正された共分散行列に基づくウェイトを前記受信信号に乗算することで、送信信号を推定するウェイト乗算部と、
を備える無線通信システム。
（付記１０）
前記共分散行列補正部は、上記の式（１５）及び式（１６）により前記オフセット値であるＲ_ｏｆｔを求める、
付記９に記載の無線通信システム。
（付記１１）
複数のアンテナを介して受信した受信信号に基づいてチャネル応答ベクトルを推定し、
前記受信信号及び前記チャネル応答ベクトルに基づいて共分散行列を推定し、
行列の非対角成分を含む成分に値を持つオフセット値を前記共分散行列に加算することで、前記共分散行列を補正し、
前記チャネル応答ベクトル及び前記補正された共分散行列に基づくウェイトを前記受信信号に乗算することで、送信信号を推定する、
無線受信方法。
（付記１２）
前記共分散行列補正部は、上記の式（１５）及び式（１６）により前記オフセット値であるＲ_ｏｆｔを求める、
付記１１に記載の無線受信方法。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１９年７月８日に出願された日本出願特願２０１９－１２６６５０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１無線通信システム
１０アンテナ
２０チャネル推定部
３０共分散行列推定部
４０共分散行列補正部
５０ウェイト乗算部
６０共分散行列選択補正部
９０共分散行列対角成分加算部
１００、１０１、９００受信回路
２００送信回路
３００チャネル

Claims

複数のアンテナを介して受信した受信信号に基づいてチャネル応答ベクトルを推定するチャネル推定手段と、
前記受信信号及び前記チャネル応答ベクトルに基づいて共分散行列を推定する共分散行列推定手段と、
行列の非対角成分を含む成分に値を持つオフセット値を前記共分散行列に加算することで、前記共分散行列を補正する共分散行列補正手段と、
前記チャネル応答ベクトル及び前記補正された共分散行列に基づくウェイトを前記受信信号に乗算することで、送信信号を推定するウェイト乗算手段と、
を備え、
前記共分散行列補正手段は、式（１）及び式（２）により前記オフセット値であるＲ _ｏｆｔを求め、
前記式（１）は、

で表され、ここでｒは、仮定干渉源受信信号ベクトルであり、
前記式（２）は、

で表され、ここでβは、レベル補正係数であり、Ｊは補正ベクトルである、
無線受信装置。
前記共分散行列補正手段は、前記受信信号のＳＮＲ（信号対雑音比）が所定値より大きい場合、前記レベル補正係数をゼロとする、
請求項１に記載の無線受信装置。
前記共分散行列補正手段は、前記受信信号のＳＮＲ（信号対雑音比）が所定値より小さい場合、前記レベル補正係数を前記受信信号のノイズレベル相当の値とする、
請求項１に記載の無線受信装置。
前記共分散行列補正手段は、前記複数のアンテナの構成に応じて、前記補正ベクトルを設定する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線受信装置。
前記共分散行列補正手段は、前記複数のアンテナに対し、信号が到来する可能性のない方向に応じて、前記補正ベクトルを設定する、
請求項４に記載の無線受信装置。
前記共分散行列補正手段は、前記仮定干渉源受信信号ベクトルを予め複数用意し、前記複数の仮定干渉源受信信号ベクトルのうち前記チャネル応答ベクトルとの内積が最も小さい前記仮定干渉源受信信号ベクトルを用いて、前記オフセット値を求める、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の無線受信装置。
前記複数の仮定干渉源受信信号ベクトルは、互いに直交している、
請求項６に記載の無線受信装置。
無線送信装置と無線受信装置とを備える無線通信システムであって、
前記無線受信装置は、
前記無線送信装置から複数のアンテナを介して受信した受信信号に基づいてチャネル応答ベクトルを推定するチャネル推定手段と、
前記受信信号及び前記チャネル応答ベクトルに基づいて共分散行列を推定する共分散行列推定手段と、
行列の非対角成分を含む成分に値を持つオフセット値を前記共分散行列に加算することで、前記共分散行列を補正する共分散行列補正手段と、
前記チャネル応答ベクトル及び前記補正された共分散行列に基づくウェイトを前記受信信号に乗算することで、送信信号を推定するウェイト乗算手段と、
を備え、
前記共分散行列補正手段は、式（１）及び式（２）により前記オフセット値であるＲ _ｏｆｔを求め、
前記式（１）は、

で表され、ここでｒは、仮定干渉源受信信号ベクトルであり、
前記式（２）は、

で表され、ここでβは、レベル補正係数であり、Ｊは補正ベクトルである、
無線通信システム。
複数のアンテナを介して受信した受信信号に基づいてチャネル応答ベクトルを推定し、
前記受信信号及び前記チャネル応答ベクトルに基づいて共分散行列を推定し、
行列の非対角成分を含む成分に値を持つオフセット値Ｒ _ｏｆｔを式（１）及び式（２）を用いて求め、
前記式（１）は、

で表され、ここでｒは、仮定干渉源受信信号ベクトルであり、
前記式（２）は、

で表され、ここでβは、レベル補正係数であり、Ｊは補正ベクトルであり、
前記オフセット値Ｒ _ｏｆｔを前記共分散行列に加算することで、前記共分散行列を補正し、
前記チャネル応答ベクトル及び前記補正された共分散行列に基づくウェイトを前記受信信号に乗算することで、送信信号を推定する、
無線受信方法。