JP2002204192A - 受信方法及び受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一の伝送路に複数のユーザの信号が伝送さ
れる場合に、硬判定に伴う伝送特性劣化を抑制し、通信
品質を向上することが可能な受信方法及び受信機を提供
する。 【解決手段】 信号抽出器２−１〜２−Ｋは、入力端子
１に入力されたＮユーザの信号から所定のユーザの信号
のみを抽出する。条件付確率推定器３−１〜３−Ｋは、
同一段の信号抽出器２−１〜２−Ｋによって抽出された
ユーザの信号と、系列推定器５によって推定されたユー
ザの信号とに基づいて、条件付確率を導出する。乗算器
４は、各条件付確率推定器３−１〜３−Ｋによって導出
された条件付確率を乗算する。系列推定器５は、この乗
算値が最大になるように、即ち、各条件付確率推定器３
−１〜３−Ｋによって導出された条件付確率が最大にな
るように、ユーザ毎の送信信号系列を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同一の伝送路を伝
送される複数のユーザの信号のうち１番目のユーザ乃至
Ｋ（Ｋ≧２）番目のユーザの信号を推定する受信方法及
び装置に関するものであり、特に、不要な信号による干
渉を補償する受信方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル無線通信システムの受信機に
て、不要な信号による干渉を補償する技術としては、適
応トランスバーサルフィルタにより、隣接チャネルから
の干渉や他システムからの干渉を補償する方法がある。
しかし、この方法では、同一システムからの干渉（同一
チャネル干渉）を補償することができない。また、誤り
訂正符号や符号化変調を用いることにより干渉を補償す
る方法がある。しかし、これらの方法は、受信信号にお
ける符号系列間の距離を広めることにより干渉の影響を
軽減するだけであり、本質的に干渉補償を行っているわ
けではない。

【０００３】これに対して、干渉信号を推定し、これを
受信信号から差し引くことで干渉成分を除去するベクト
ル系列推定方法が提案されている。この方法では、干渉
信号と希望信号の通信路インパルス応答を推定し、この
推定結果に基づいて干渉信号と希望信号が推定される。
このように、干渉成分を積極的に推定し、その影響を軽
減させるため、強い干渉信号が存在する場合でも良好な
干渉補償特性を得ることができる。但し、このベクトル
系列推定方法では、事前に干渉信号の数を認識しておく
必要がある。また、干渉信号と希望信号のレベルが近接
している場合には、干渉信号と希望信号の区別がつきに
くくなり、干渉補償能力が低下するという問題がある。

【０００４】一方、スペクトラム拡散方式では、他のユ
ーザの信号、即ち、他の拡散符号を用いるユーザの信号
と干渉を起こした場合には、デコリレータにより、干渉
信号と希望信号から構成される拡散符号系列の逆行列を
入力信号系列に施して、干渉を補償する方法が知られて
いる。この場合、デコリレータが用いる逆行列を変数と
し、出力信号の干渉成分が最小となるようにこの変数を
推定する最小二乗型干渉補償器等が用いられることがあ
る。

【０００５】また、スペクトラム拡散（ＣＤＭＡ）方式
では、マルチステージ干渉キャンセラによる干渉補償方
法が用いられることがある。この干渉補償方法では、マ
ッチドフィルタと呼ばれる、符号系列をタップ係数とす
るトランスバーサルフィルタが、干渉信号を復調して硬
判定の後再拡散し、伝送路のインパルス応答と畳み込む
ことにより、受信信号から干渉信号を除去する。そし
て、希望信号の符号系列を内蔵するマッチドフィルタ
が、この干渉の除去された信号を復調し、判定・再復調
・インパルス応答との畳み込みを行って、受信信号から
差し引くことにより干渉信号を除去する。更に、干渉信
号の符号系列を内蔵するマッチドフィルタがこの干渉の
除去された信号を復調し、判定・再復調・インパルス応
答との畳み込みを行って、受信信号から差し引くことに
より干渉信号を除去する。このような処理が繰り返され
ることにより、受信信号から干渉信号が除去される。

【０００６】このマルチステージ干渉キャンセラは、基
本的に、硬判定された信号を用いて、受信信号に含まれ
る干渉成分を除去し、干渉をある程度軽減させた後に、
マッチドフィルタ受信することにより、伝送特性を向上
させることができる。ＣＤＭＡでは、元来、各ユーザに
割り当てられている拡散符号間にはある程度のハミング
距離があるため、上述した方法により、比較的良好な伝
送特性が得られる。但し、硬判定が行われるため、最適
受信時の伝送特性より劣化している。

【０００７】ところで、今後のマルチメディア通信にお
いては、高速の信号伝送が必要となる。この場合には、
ハードウェアの処理速度の限界よりもＣＤＭＡの拡散率
を下げて通信を行う必要がある。しかし、ＣＤＭＡの拡
散率を下げると干渉補償能力が低下するため、より強力
な干渉補償を行う装置が必要となる。

【０００８】また、移動体通信では、有線系よりも多く
の加入者を抱えているため、１つの周波数帯域に多くの
ユーザの信号を収容すべく、空間的に離れた場所に同一
の周波数を割り当てるセルラシステムが利用されてい
る。このセルラシステムでは、サービス地域の環境に応
じて、伝播が同一周波数を利用している他のサービス地
域まで伝播することがある。

【０００９】従って、セルラシステムではしばしば強い
同一チャネル干渉が発生する。この場合に、アンテナの
指向性を利用して干渉を軽減させることができる。例え
ば、端末や周辺機器の移動に応じて刻一刻と変動する無
線伝播環境を伝送路とする移動体通信では、この変動に
適応してアンテナの指向性を変化させるアダプティブア
レーアンテナの適用が有効であることが知られている。

【００１０】但し、アダプティブアレーアンテナでは、
アンテナ素子数をＮとすると、Ｎ−１の干渉信号を抑圧
することが可能であるが、それ以上の干渉信号が到来す
ると、著しく伝送特性が劣化することが知られている。
この劣化を軽減するために、アダプティブアレーアンテ
ナについてもマルチステージ化して干渉を抑圧する空間
領域マルチステージ干渉キャンセラが提案されている。
しかしながら、この方法は、上述したＣＤＭＡのマルチ
ステージ干渉キャンセラにおける、干渉信号の復調、硬
判定、及び、硬判定信号に基づき干渉成分の除去を行う
ＩＣＵ（Interference Canceling Unit ）の替わりにア
ダプティブアレーを適用したものである。従って、この
空間領域マルチステージ干渉キャンセラは、ＣＤＭＡの
マルチステージ干渉キャンセラと同様、硬判定しかでき
ないため、最適受信ができずに伝送特性が劣化するとい
う問題がある。特に、空間領域マルチステージ干渉キャ
ンセラでは、ＣＤＭＡのマルチステージ干渉キャンセラ
のように符号間のハミング距離に相当するものが存在し
ないため、硬判定による伝送特性の劣化の度合いが大き
い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するものであり、その目的は、同一の伝送路に複
数のユーザの信号が伝送される場合に、硬判定に伴う伝
送特性劣化を抑制し、通信品質を向上することが可能な
受信方法及び受信機を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は請求項１に記載されるように、Ｋ個の信号
抽出手段と、信号推定手段とを備え、同一の伝送路を伝
送される複数のユーザの信号のうちＫ個のユーザの信号
を復調する受信機における受信方法において、前記受信
機は、各信号抽出手段からの出力信号から該出力信号を
送信したユーザの送信信号と受信信号との結合確率を導
出するＫ個の結合確率導出手段と、各結合確率導出手段
によって導出された結合確率を乗算する乗算手段とを備
え、ｉ（１≦ｉ≦Ｋ）番目の信号抽出手段は、受信信号
からｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号を抽出
し、ｉ番目の結合確率導出手段は、信号推定手段によっ
て推定されたｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号
が送信された場合にｉ番目の信号抽出手段によって抽出
されたｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号が得ら
れる確率を導出し、乗算手段は、各結合確率導出手段に
よって導出された確率を乗算し、信号推定手段は、乗算
手段によって算出された乗算値を最大にする１番目のユ
ーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号を推定し、結合確率導出
手段に出力するように構成される。

【００１３】このような受信方法では、受信信号から所
定数のユーザの信号を抽出し、これら抽出したユーザの
信号と推定したユーザの信号との結合確率を最大にする
ように各ユーザの信号を推定することにより、硬判定に
伴う伝送特性劣化を抑制し、通信品質を向上させること
ができる。特に、無線通信システムでは、多少の干渉条
件下であっても高品質通信が可能になるため、同一周波
数を利用する地域を従来よりも近づけることができ、面
的な周波数利用効率を向上させることも可能となる。こ
こで、信号推定手段によって推定されたｉ番目のユーザ
乃至Ｋ番目のユーザの信号が送信された場合にｉ番目の
信号抽出手段によって抽出されたｉ番目のユーザ乃至Ｋ
番目のユーザの信号が得られる確率とは、結合確率、条
件確率と称されるものである。

【００１４】また、移動体通信のように、伝送路状態が
刻一刻と変動する環境では、各ユーザの信号の受信電力
も同様に変動するため、どのユーザの信号を抽出すべき
かについて、条件付確率が最大になるように決定して、
更に尤度の高い復調を行うという観点から、本発明は請
求項２に記載されるように、受信機は、ユーザ推定手段
を更に備え、該ユーザ推定手段は、各結合確率導出手段
によって導出された確率に基づいて、伝送路状態の変動
に応じて信号抽出手段がどのユーザの信号を抽出すべき
かを推定し、各信号抽出手段は、該推定結果に対応する
ユーザの信号を抽出するように構成することができる。

【００１５】また、上記の目的を達成するため、本発明
は請求項３に記載されるように、Ｋ個の信号抽出手段
と、信号推定手段とを備え、同一の伝送路を伝送される
複数のユーザの信号のうちＫ個のユーザの信号を復調す
る受信機における受信方法において、前記受信機は、各
信号抽出手段からの出力信号から該出力信号を送信した
ユーザの送信信号と受信信号との結合確率の対数を導出
するＫ個の対数尤度導出手段と、各結合確率導出手段に
よって導出された結合確率を加算する加算手段とを備
え、ｉ（１≦ｉ≦Ｋ）番目の信号抽出手段は、受信信号
からｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号を抽出
し、ｉ番目の対数尤度導出手段は、信号推定手段によっ
て推定されたｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号
が送信された場合にｉ番目の信号抽出手段によって抽出
されたｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号が得ら
れる確率の対数を導出し、加算手段は、各対数尤度導出
手段によって導出された対数を加算し、信号推定手段
は、加算手段によって算出された加算値を最大にする１
番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号を推定し、対数
尤度導出手段に出力するように構成される。

【００１６】このような受信方法では、受信信号から所
定数のユーザの信号を抽出し、これら抽出したユーザの
信号と推定したユーザの信号との結合確率の対数を最大
にするように各ユーザの信号を推定することにより、硬
判定に伴う伝送特性劣化を抑制し、通信品質を向上させ
ることができる。併せて、結合確率をそのまま用いず
に、その対数を算出することにより、受信機における演
算量を低減させることができる。また、無線通信システ
ムでは、多少の干渉条件下であっても高品質通信が可能
になるため、同一周波数を利用する地域を従来よりも近
づけることができ、面的な周波数利用効率を向上させる
ことも可能となる。

【００１７】また、請求項２に記載された発明と同様、
どのユーザの信号を抽出すべきかについて、条件付確率
が最大になるように決定して、更に尤度の高い復調を行
うという観点から、本発明は請求項４に記載されるよう
に、前記受信方法において、受信機は、ユーザ推定手段
を更に備え、該ユーザ推定手段は、各対数尤度導出手段
によって導出された対数に基づいて、伝送路状態の変動
に応じて信号抽出手段がどのユーザの信号を抽出すべき
かを推定し、各信号抽出手段は、該推定結果に対応する
ユーザの信号を抽出するように構成することができる。

【００１８】また、アダプティブアレーのように信号の
入射角に依存して所定の信号をキャンセルする信号抽出
方法において、伝送路状態の変動に応じてアダプティブ
アレーのパラメータ（重み付け係数）を変更する観点か
ら、本発明は請求項５に記載されるように、前記受信方
法において、受信機は、Ｋ個の適応制御手段を更に備
え、ｉ番目の適応制御手段は、受信信号と、信号推定手
段からの確定したｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの
信号とに基づいて、伝送路状態の変動に応じた重み付け
のパラメータを決定し、ｉ番目の信号抽出手段は、ｉ番
目の適応制御手段によって決定されたパラメータで受信
信号に重み付けをするように構成することができる。

【００１９】同様の観点から、本発明は請求項６に記載
されるように、前記受信方法において、受信機は、Ｋ個
の適応制御手段を更に備え、ｉ番目の適応制御手段は、
受信信号と、信号推定手段からの確定していないｉ番目
のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号とに基づいて、伝送
路状態の変動に応じた重み付けのパラメータを決定し、
ｉ番目の信号抽出手段は、ｉ番目の適応制御手段によっ
て決定されたパラメータで受信信号に重み付けをするよ
うに構成することができる。

【００２０】更に同様の観点から、本発明は請求項７に
記載されるように、前記受信方法において、受信機は、
Ｋ個の適応制御手段を更に備え、ｉ番目の適応制御手段
は、受信信号に基づいて、伝送路状態の変動に応じた重
み付けのパラメータを決定し、ｉ番目の信号抽出手段
は、ｉ番目の適応制御手段によって決定されたパラメー
タで受信信号に重み付けをするように構成することがで
きる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。Ｎユーザが同時に同じチャネルを用いて信号伝送
を行い、これら各信号のうちＫユーザの信号を復調する
システムを考える。このシステムにおける受信機は、Ｋ
ユーザの信号（Ｋ個の信号）を分離するマルチチャネル
（ここでは、Ｋチャネル）を形成し、これらマルチチャ
ネルの出力信号を判定することにより、Ｋユーザの信号
を正確に復調する。

【００２２】ここで、時刻ｋにおける復調信号ベクトル
Ｄ_ｋをＤ_ｋ＝［ｄ_１（ｋ），ｄ_１（ｋ−１），…，ｄ_１
（０），ｄ_２（ｋ），…，ｄ_Ｋ（０）］^Ｔと表し、マル
チチャネル通過後の受信信号Ｒ_ｋをＲ_ｋ＝［ｒ
_１（ｋ），ｒ_２（ｋ−１），…，ｒ_Ｋ（０）］^Ｔと表
す。復調信号の誤り率を最小にする推定方法としては、
ＭＡＰ（Maximum Apostriori Estimation ）推定法が知
られている。このＭＡＰ推定法は、送受信信号の結合確
率が最大になる送信信号系列を推定するものである。本
実施形態では、受信機は、以下の式（１）で示される結
合確率を最大にする送信信号系列を推定することにな
る。

【００２３】 Ｐ（ｒ_１（ｋ）ｒ_２（ｋ−１）…ｒ_Ｋ（０）ｄ_１（ｋ）ｄ_１（ｋ−１）…ｄ_Ｋ （ｋ）…ｄ_Ｎ（０）） （１） ここで、式（１）をＢａｙｓの公式を用いて変形する
と、

【００２４】

【数１】 となる。一般に、各ユーザの送信信号は互いに独立であ
るため、式（２）の最終項における結合確率は、

【００２５】

【数２】 となる。

【００２６】通常、各ユーザの送信信号の生起確率は一
様であるため、式（２）における式（３）の項の寄与は
無視することができる。この条件の下での式（１）の結
合確率、即ち条件付確率を最大にする送信信号系列は、
最尤系列推定（ＭＬＳＥ：Maximum Likelihood Sequenc
e Estimation）により推定される。本実施形態では、受
信機における最尤系列推定により、以下の式（４）で示
される条件付確率を最大にする送信信号系列が推定され
る。

【００２７】

【数３】 有限時間Ｌ_τ（シンボル）の時間分だけ記憶のある伝送
路の場合、ある時刻ｋ以前のＬ_τ間の時間ウィンドウに
含まれる信号だけが、時刻ｋにおける条件付確立に寄与
する。従って、この場合には式（４）は以下のように書
き換えられる。

【００２８】

【数４】 式（５）における条件付確率Ｐ（ｒ_ｍ（ｋ）｜ｒ_ｍ＋１
（ｋ）…ｒ_Ｋ（ｋ）ｄ _ｍ（ｋ）…ｄ_ｍ（ｋ−Ｌ_τ）…ｄ
_Ｎ（ｋ−Ｌ_τ））は、ｍ番目のチャネルの受信信号が、
ｍ＋１番目以上のチャネルとｍ番目以上のチャネルの送
信候補信号とにより推定されることを示す。言い換えれ
ば、ｍ番目のチャネルは、ｍ−１番目以下のチャネルの
信号から独立していることを意味する。これが尤度関数
を用いてＭＬＳＥが行われる場合の条件となる。この条
件の下、受信機が式（５）で示される条件付確率を最大
にする送信信号系列を推定することにより、最も確から
しいＫユーザの信号を復調することができる。なお、Ｍ
ＬＳＥの条件が満たされない場合には、受信機は、式
（３）に従って、符号の送信確率を推定し、その送信確
率に基づいて式（２）で示される確率を最大にする送信
信号系列を推定することにより、最も確からしいＫユー
ザの信号を復調することができる。

【００２９】式（５）の条件付確率を最大にする送信信
号系列の推定方法としては、ベクトルビタビアルゴリズ
ムやベクトル逐次復号アルゴリズムがある。ベクトルビ
タビアルゴリズムは、一定の演算量で処理を行うことが
できるが、ベクトル逐次アルゴリズムは、ＳＮＲ（信号
対雑音電力比）に依存して演算量が変化するという特徴
がある。

【００３０】ベクトルビタビアルゴリズムは、［（ｒ
_ｍ＋１（ｋ）…ｒ_Ｋ（ｋ）ｄ_ｍ（ｋ）…ｄ_ｍ（ｋ−
Ｌ_τ）…ｄ_Ｎ（ｋ−Ｌ_τ））という信号セットを１つの
状態とみなし、この信号セットの全ての生起状態を発生
させ、式（５）を最大にする信号セットを推定するもの
である。

【００３１】一方、ベクトル逐次復号アルゴリズムは、
幾つかの生き残りベクトルを発生させ、そのうちの最も
確率が高い送信信号ベクトルに連なる時系列に従って時
系列更新することにより、確からしさを計算し、時系列
更新ベクトルと他の時系列更新されない生き残りベクト
ルとの確からしさを比較する。もし、他の生き残りベク
トルが時系列更新ベクトルよりも確からしさが向上した
場合には、その時系列更新は中止され、他の生き残りベ
クトルが新たに時系列更新される。このようにして、有
限ブロック単位で送られる信号に対して復調が行われ
る。

【００３２】このような送信信号系列の推定を行う場合
には、送信信号系列と受信信号に関する結合確率が必要
となる。例えば、既知の送信信号と受信信号から結合確
率を求め、この結合確率により、送信信号系列を推定す
ることができる。また、伝送路で付加される雑音の分布
がガウス分布に従う場合には、確率密度関数を以下のよ
うに表すことができる。

【００３３】

【数５】 但し、 ｘ_ｋ＝ａｙ_ｋ＋ｎ_ｋ （６．２） である。ここで、添え字ｋは時刻を表している。また、
ａは伝送路のインパルス応答、ｎ_ｋは雑音、σは雑音の
分散を示す。陸上移動通信のように受信機が常温によっ
て暖められている場合には、信号に付加される雑音は、
受信機内のＬＮＡ（Low Noise Amplifier ）から発せら
れるが薄雑音により決定される。従って、通常の伝送路
を経た信号の確率分布は式（６．１）の関数を利用する
ことができる。受信機において、直接に測定した確率分
布、あるいは、式（６．１）から求められる確率分布を
利用して、式（４）の条件付確率を算出し、この条件付
確率を送信信号系列に対する尤度（確からしさ）とする
ことにより、送信信号系列を推定することができる。

【００３４】ところで、受信機は、演算器により実現さ
れる回路、特に最近ではデジタル回路により構成され
る。この演算器は、主として積和演算器により構成され
るため、受信機において式（６．１）の関数を直接取り
扱うためには有理関数展開する必要があり、演算量が増
加する場合がある。そこで、受信機における演算量を低
減させるべく、式（６．１）の対数を算出する方法があ
る。この場合、式（４）は対数尤度Ｊ_ｋとなり、以下の
ように表される。

【００３５】

【数６】

【００３６】

【数７】 以下、結合確率を算出し、この結合確率を最大にする送
信信号系列を推定する第１実施例と、対数尤度を算出
し、この対数尤度を最大にする送信信号系列を推定する
第２実施例について説明する。

【００３７】図１は、結合確率を最大にする送信信号系
列を推定する第１実施例における受信機の第１の構成例
を示す図である。同図に示す受信機は、例えば無線通信
システムにおける基地局であり、同一の無線チャネルを
伝送されるＮユーザの信号のうち１番目のユーザ乃至Ｋ
（Ｋ≧２）番目のユーザの信号を復調する。この受信機
は、入力端子１、Ｋ段の信号抽出器（Extractor ）２−
１〜２−Ｋ、Ｋ段の条件付確率推定器（Joint probabil
ity calculation ）３−１〜３−Ｋ、乗算器４、系列推
定器５、出力端子６−１〜６−Ｋを備えて構成される。

【００３８】入力端子１には、同一の無線チャネルを伝
送されるＮユーザの信号が入力される。信号抽出器２−
１〜２−Ｋは、これらＮユーザの信号から所定のユーザ
の信号のみを抽出する。具体的には、信号抽出器２−ｉ
（ｉ番目の信号抽出器）は、ｉ番目〜Ｋ番目のユーザの
信号を抽出する。

【００３９】これら信号抽出器２−１〜２−Ｋは、アダ
プティブアレー、ＣＤＭＡ通信に用いられる直交化フィ
ルタ、変形デコリレータ等の適用により実現される。ア
ダプティブアレーを適用する場合には、干渉信号にヌル
を向けることにより、干渉信号を受信することなく希望
する信号を受信することができる。直交化フィルタを適
用する場合には、所定の信号群の符号を出力し、それ以
外の信号群の符号には直交するようにフィルタの係数を
決定すればよい。また、変形デコリレータを適用する場
合には、全てのユーザの符号のうち、所定数のユーザの
符号をユーザ用のマッチドフィルタで受信し、その符号
間の相関行列の逆行列をこれらマッチドフィルタの出力
信号に施すことにより、有限の信号についてのみ直交化
される。有限の信号についてのみ直交化されるため、そ
の他の信号を受信することができる。

【００４０】条件付確率推定器３−１〜３−Ｋは、同一
段の信号抽出器２−１〜２−Ｋによって抽出されたユー
ザの信号と、後述する系列推定器５によって推定された
ユーザの信号とに基づいて、条件付確率を導出する。こ
の条件付確率は、系列推定器５によって推定されたユー
ザの信号が送信機（図示せず）から送信された場合に、
信号抽出器によって抽出されたユーザの信号が得られる
確率を示しており、上述した式（２）あるいは式（４）
により求められる。具体的には、条件付確率推定器３−
ｉ（ｉ番目の条件付確率推定器）は、系列推定器５によ
って推定されたｉ番目〜Ｋ番目のユーザの信号（仮判定
値）が送信された場合に、信号抽出器２−ｉによって抽
出されたｉ番目〜Ｋ番目のユーザの信号が得られる確率
（結合確率、条件付確率）を導出する。

【００４１】乗算器４は、各条件付確率推定器３−１〜
３−Ｋによって導出された条件付確率を乗算する。系列
推定器５は、この乗算値が最大になるように、即ち、各
条件付確率推定器３−１〜３−Ｋによって導出された条
件付確率が最大になるように、ユーザ毎の送信信号系列
を推定する。

【００４２】具体的には、系列推定器５は、乗算器４に
よって算出された乗算値が最大でない場合には、１番目
〜Ｋ番目のユーザのそれぞれについての信号系列（仮判
定値）を推定し、各条件付確率推定器３−１〜３−Ｋに
出力する。各条件付確率推定器３−１〜３−Ｋは、この
信号系列と同一段の信号抽出器２−１〜２−Ｋによって
抽出されたユーザの信号とに基づいて、条件付確率を導
出し、乗算器４は、これら各条件付確率を乗算する。そ
して、系列推定器５は、乗算器４によって算出された乗
算値が最大でない場合には、再び信号系列を推定し、各
条件付確率推定器３−１〜３−Ｋに出力する。

【００４３】このような動作が繰り返され、乗算器４に
よって算出された乗算値が最大になった場合には、系列
推定器５は、直前に推定した各信号系列を１番目〜Ｋ番
目のユーザの送信信号系列として確定し、出力端子６−
１〜６−Ｋから出力する。

【００４４】このように、本実施例の受信機は、受信信
号から所定数のユーザの信号を抽出し、これら抽出した
ユーザの信号と推定したユーザの信号との結合確率を最
大にするように各ユーザの信号を推定しており、硬判定
に伴う伝送特性劣化を抑制し、通信品質を向上させるこ
とができる。特に、本実施例の受信機を無線通信システ
ムにおける基地局等に適用した場合には、多少の干渉条
件下であっても高品質通信が可能になるため、同一周波
数を利用する地域を従来よりも近づけることができ、面
的な周波数利用効率を向上させることも可能となる。

【００４５】ところで、移動体通信では、端末や周辺機
器の移動に応じて伝送路状態が刻一刻と変動する。この
ため、アダプティブアレーのように信号の入射角に依存
して所定の信号をキャンセルする信号抽出方法では、伝
送路状態の変動に応じてアダプティブアレーのパラメー
タ（重み付け係数）を変更する必要がある。

【００４６】図２は、第１実施例における受信機の第２
の構成例であり、信号抽出器の係数を受信信号と系列推
定器からの信号系列とに基づいて適応的に推定する受信
機の構成例を示す図である。図２に示す受信機は、図１
に示す受信機と比較すると、Ｋ段の適応制御器（Adapti
ve Cont.）７−１〜７−Ｋが付加されている。これら適
応制御器７−１〜７−Ｋは、受信信号と系列推定器５か
らの信号系列とに基づき、伝送路状態の変動に応じて同
一段の信号抽出器２−１〜２−Ｋのパラメータを適応的
に推定する。系列推定器５からの信号系列は、ユーザの
送信信号系列として確定された信号系列でも、確定して
いない信号系列でも良い。信号抽出器２−１〜２−Ｋ
は、これら推定されたパラメータを用いて受信信号の重
み付けを行う。

【００４７】図３は、第１実施例における受信機の第３
の構成例であり、信号抽出器の係数を受信信号のみに基
づいて適応的に推定する受信機の構成例を示す図であ
る。図３に示す受信機は、図１に示す受信機と比較する
と、適応制御器（Blind Separator ）８が付加されてい
る。この適応制御器８は、受信信号に基づき、伝送路状
態の変動に応じて各信号抽出器２−１〜２−Ｋのパラメ
ータを適応的に推定する。信号抽出器２−１〜２−Ｋ
は、この推定されたパラメータを用いて受信信号の重み
付けを行う。

【００４８】また、移動体通信のように、伝送路状態が
刻一刻と変動する環境では、各ユーザの信号の受信電力
も同様に変動する。従って、各信号抽出器２−１〜２−
Ｋからどの信号を抽出すべきかについて、上述した式
（４）の条件付確率が最大になるように決定することに
より、更に尤度の高い復調が可能となる。即ち、信号抽
出器２が出力する信号に対応するユーザ群の状態を式
（１）の結合確率が最大になるように決定することによ
り、通信品質を更に向上させることができる。

【００４９】図４は、第１実施例における受信機の第２
の構成例であり、ダイナミックな信号の変動に伴い、信
号抽出器から出力されるユーザの信号を切り替える受信
機の構成例を示す図である。図４に示す受信機は、図１
に示す受信機と比較すると、状態推定器９、スイッチ回
路１０−１〜１０−Ｋ−１が付加されている。状態推定
器９は、所定時間毎、あるいはパケット通信のように離
散的な通信が開始される毎に、信号抽出器２−１〜２−
Ｋからどのユーザの信号を抽出すべきかについて、条件
付確率推定器３−１〜３−Ｋによって導出された条件付
確率が最大になるように決定する。信号抽出器２−１〜
２−Ｋは、この決定に基づき、所定のユーザ群の信号を
出力する。スイッチ回路１０−１〜１０−Ｋ−１は、信
号抽出器２−１〜２−Ｋから条件付確率推定器３−１〜
３−Ｋに入力される信号と、系列推定器５から条件付確
率推定器３−１〜３−Ｋに入力される送信系列とが同一
のユーザ群になるように、出力信号を切り替える。例え
ば、スイッチ回路１０−１は、信号抽出器２−２から条
件付確率推定器３−２に入力される信号と、系列推定器
５から条件付確率推定器３−２に入力される送信系列と
が同一のユーザ群になるように、出力信号を切り替え
る。

【００５０】また、信号抽出器の係数を適応的に推定す
るとともに、信号抽出器が出力するユーザの信号を切り
替えるようにすることもできる。図５は、第１実施例に
おける受信機の第５の構成例であり、信号抽出器の係数
を受信信号と系列推定器からの信号系列とに基づいて適
応的に推定するとともに、信号抽出器が出力するユーザ
の信号を切り替える受信機の構成例を示す図である。図
５に示す受信機は、図１に示す受信機と比較すると、Ｋ
段の適応制御器（Adaptive Cont.）７−１〜７−Ｋ、状
態推定器９、スイッチ回路１０−１〜１０−Ｋ−１が付
加されている。これら適応制御器７−１〜７−Ｋ、状態
推定器９、スイッチ回路１０−１〜１０−Ｋ−１は、上
述した図２及び図４における動作と同様であるので、そ
の説明は省略する。

【００５１】一方、図６は、第１実施例における受信機
の第６の構成例であり、信号抽出器の係数を受信信号の
みに基づいて適応的に推定するとともに、信号抽出器が
出力するユーザの信号を切り替える受信機の構成例を示
す図である。図６に示す受信機は、図１に示す受信機と
比較すると、適応制御器（Blind Separator ）８、状態
推定器９、スイッチ回路１０−１〜１０−Ｋ−１が付加
されている。これら適応制御器８、状態推定器９、スイ
ッチ回路１０−１〜１０−Ｋ−１は、上述した図３及び
図４における動作と同様であるので、その説明は省略す
る。

【００５２】次に、対数尤度を算出し、この対数尤度を
最大にする送信信号系列を推定する第２実施例について
説明する。図７は、対数尤度を最大にする送信信号系列
を推定する第２実施例における受信機の第１の構成例を
示す図である。同図に示す受信機は、第１実施例におけ
る受信機と同様、例えば無線通信システムにおける基地
局であり、同一の無線チャネルを伝送されるＮユーザの
信号のうち１番目のユーザ乃至Ｋ（Ｋ≧２）番目のユー
ザの信号を復調する。この受信機は、入力端子２１、Ｋ
段の信号抽出器（Extractor ）２２−１〜２２−Ｋ、Ｋ
段の尤度推定器（metric generator）２３−１〜２３−
Ｋ、加算器２４、系列推定器２５、出力端子２６−１〜
２６−Ｋを備えて構成される。

【００５３】入力端子２１には、同一の無線チャネルを
伝送されるＮユーザの信号が入力される。信号抽出器２
２−１〜２２−Ｋは、第１実施例における信号抽出器２
−１〜２−Ｋと同様、入力端子２１に入力されたＮユー
ザの信号から所定のユーザの信号のみを抽出する。

【００５４】尤度推定器２３−１〜２３−Ｋは、同一段
の信号抽出器２２−１〜２２−Ｋによって抽出されたユ
ーザの信号と、後述する系列推定器２５によって推定さ
れたユーザの信号とに基づいて、条件付確率の対数（以
下、「対数尤度」と言う。）を導出する。

【００５５】加算器２４は、各尤度推定器２３−１〜２
３−Ｋによって導出された対数尤度を加算する。系列推
定器２５は、この加算値が最大になるように、即ち、各
尤度推定器２３−１〜２３−Ｋによって導出された対数
尤度が最大になるように、ユーザ毎の送信信号系列を推
定する。

【００５６】具体的には、系列推定器２５は、第１実施
例における系列推定器５と同様、加算器２４によって算
出された加算値が最大でない場合には、１番目〜Ｋ番目
のユーザのそれぞれについての信号系列を推定し、各尤
度推定器２３−１〜２３−Ｋに出力する。各尤度推定器
２３−１〜２３−Ｋは、この信号系列と同一段の信号抽
出器２２−１〜２２−Ｋによって抽出されたユーザの信
号とに基づいて、対数尤度を導出し、加算器２４は、こ
れら各対数尤度を加算する。そして、系列推定器２５
は、加算器２４によって算出された加算値が最大でない
場合には、再び信号系列を推定し、各尤度推定器２３−
１〜２３−Ｋに出力する。

【００５７】このような動作が繰り返され、加算器２４
によって算出された加算値が最大になった場合には、系
列推定器２５は、直前に推定した各信号系列を１番目〜
Ｋ番目のユーザの送信信号系列として確定し、出力端子
２６−１〜２６−Ｋから出力する。

【００５８】このように、本実施例の受信機は、受信信
号から所定数のユーザの信号を抽出し、これら抽出した
ユーザの信号と推定したユーザの信号との結合確率の対
数を最大にするように各ユーザの信号を推定しており、
硬判定に伴う伝送特性劣化を抑制し、通信品質を向上さ
せることができる。併せて、結合確率をそのまま用いず
に、その対数を算出することにより、受信機における演
算量を低減させることができる。また、第１実施例にお
ける受信機と同様、本実施形態の受信機を無線通信シス
テムにおける基地局等に適用した場合には、多少の干渉
条件下であっても高品質通信が可能になるため、同一周
波数を利用する地域を従来よりも近づけることができ、
面的な周波数利用効率を向上させることも可能となる。

【００５９】なお、上述した第１実施例と同様、アダプ
ティブアレーのように信号の入射角に依存して所定の信
号をキャンセルする信号抽出方法では、伝送路状態の変
動に応じてアダプティブアレーのパラメータ（重み付け
係数）を変更する必要がある。

【００６０】図８は、第２実施例における受信機の第２
の構成例であり、信号抽出器の係数を受信信号と系列推
定器からの信号系列とに基づいて適応的に推定する受信
機の構成例を示す図である。図８に示す受信機は、図７
に示す受信機と比較すると、Ｋ段の適応制御器（Adapti
ve Cont.）２７−１〜２７−Ｋが付加されている。これ
ら適応制御器２７−１〜２７−Ｋは、第１実施例におけ
る適応制御器７−１〜７−Ｋと同様、受信信号と系列推
定器２５からの信号系列とに基づき、伝送路状態の変動
に応じて同一段の信号抽出器２２−１〜２２−Ｋのパラ
メータを適応的に推定する。系列推定器２５からの信号
系列は、ユーザの送信信号系列として確定された信号系
列でも、確定していない信号系列でも良い。信号抽出器
２２−１〜２２−Ｋは、これら推定されたパラメータを
用いて受信信号の重み付けを行う。

【００６１】図９は、第２実施例における受信機の第３
の構成例であり、信号抽出器の係数を受信信号のみに基
づいて適応的に推定する受信機の構成例を示す図であ
る。図９に示す受信機は、図７に示す受信機と比較する
と、適応制御器（Blind Separator ）２８が付加されて
いる。この適応制御器２８は、第１実施例における適応
制御器８と同様、受信信号に基づき、伝送路状態の変動
に応じて各信号抽出器２２−１〜２２−Ｋのパラメータ
を適応的に推定する。信号抽出器２２−１〜２２−Ｋ
は、この推定されたパラメータを用いて受信信号の重み
付けを行う。

【００６２】また、上述した第１実施例と同様に、伝送
路状態が刻一刻と変動する環境においては各ユーザの信
号の受信電力も同様に変動することに伴い、各信号抽出
器２２−１〜２２−Ｋからどの信号を抽出すべきかにつ
いて、上述した式（４）の対数尤度が最大になるよう
に、即ち、信号抽出器２２が出力する信号に対応するユ
ーザ群の状態を式（１）の結合確率が最大になるように
決定することにより、通信品質を更に向上させることが
できる。

【００６３】図１０は、第２実施例における受信機の第
４の構成例であり、ダイナミックな信号の変動に伴い、
信号抽出器が出力するユーザの信号を切り替える受信機
の構成例を示す図である。図１０に示す受信機は、図７
に示す受信機と比較すると、状態推定器２９、スイッチ
回路３０−１〜３０−Ｋ−１が付加されている。状態推
定器２９は、第１実施例における状態推定器９と同様、
所定時間毎、あるいはパケット通信のように離散的な通
信が開始される毎に、信号抽出器２２−１〜２２−Ｋか
らどのユーザの信号を抽出すべきかについて、尤度推定
器２３−１〜２３−Ｋによって導出された対数尤度が最
大になるように決定する。信号抽出器２２−１〜２２−
Ｋは、この決定に基づき、所定のユーザ群の信号を出力
する。スイッチ回路３０−１〜３０−Ｋ−１は、第１実
施例におけるスイッチ回路１０−１〜１０−Ｋ−１と同
様、信号抽出器２２−１〜２２−Ｋから尤度推定器２３
−１〜２３−Ｋに入力される信号と、系列推定器２５か
ら尤度推定器２３−１〜２３−Ｋに入力される送信系列
とが同一のユーザ群になるように、出力信号を切り替え
る。

【００６４】また、信号抽出器の係数を適応的に推定す
るとともに、信号抽出器が出力するユーザの信号を切り
替えるようにすることもできる。図１１は、第２実施例
に置ける受信機の第５の構成例であり、信号抽出器の係
数を受信信号と系列推定器からの信号系列とに基づいて
適応的に推定するとともに、信号抽出器が出力するユー
ザの信号を切り替える受信機の構成例を示す図である。
図１１に示す受信機は、図７に示す受信機と比較する
と、Ｋ段の適応制御器（Adaptive Cont.）２７−１〜２
７−Ｋ、状態推定器２９、スイッチ回路３０−１〜３０
−Ｋ−１が付加されている。これら適応制御器２７−１
〜２７−Ｋ、状態推定器２９、スイッチ回路３０−１〜
３０−Ｋ−１は、上述した図８及び図１０における動作
と同様であるので、その説明は省略する。

【００６５】一方、図１２は、第２実施例に置ける受信
機の第６の構成例であり、信号抽出器の係数を受信信号
のみに基づいて適応的に推定するとともに、信号抽出器
が出力するユーザの信号を切り替える受信機の構成例を
示す図である。図１２に示す受信機は、図７に示す受信
機と比較すると、適応制御器（Blind Separator ）２
８、状態推定器２９、スイッチ回路３０−１〜３０−Ｋ
−１が付加されている。これら適応制御器２８、状態推
定器２９、スイッチ回路３０−１〜３０−Ｋ−１は、上
述した図９及び図１０における動作と同様であるので、
その説明は省略する。

【００６６】次に、上述した第１及び第２の実施例にお
ける受信機を構成する各機能ブロックについてその詳細
を説明する。

【００６７】図１３は、信号抽出器の第１の構成例を示
す図である。同図に示す信号抽出器は、４素子のフェー
ズドアレーアンテナを用いた場合の構成であり、アレー
アンテナの給電点５１−１〜５１−４、係数メモリ素子
５２−１〜５２−４、乗算器５３−１〜５３−４、加算
器５４、出力端子５５を備えて構成される。この信号抽
出器は、通常のフィールドアレーと同様の構成であるた
め、所定方向の信号のみを取り込み、それ以外の方向の
信号をキャンセルするように動作する。

【００６８】図１４は、信号抽出器の第２の構成例であ
り、係数を適応的に推定する場合における構成例を示す
図である。同図に示す信号抽出器は、図１３に示す信号
抽出器と同様、４素子のフェーズドアレーアンテナを用
いた場合の構成であり、アレーアンテナの給電点５１−
１〜５１−４、乗算器５３−１〜５３−４、加算器５
４、出力端子５５、入力信号出力端子５６、係数入力端
子５７、出力信号の適応制御器への出力端子５８を備え
て構成される。入力信号（受信信号）は入力信号出力端
子５６から適応制御器に出力される。また、適応制御器
からの重み付け係数は係数入力端子５７から入力され
る。信号抽出器は、これら重み付け係数により適応的な
ビーム形成を行い、信号を出力する。

【００６９】図１５は、適応制御器の第１の構成例であ
り、図１４の信号抽出器を用いた場合の構成例を示す図
である。同図に示す適応制御器は、重み付け係数出力端
子６１、信号入力端子６２、信号抽出器出力信号入力端
子６３、加算器６４、乗算器６５−１〜６５−Ｋ、系列
推定器からの仮判定値入力端子６６−１〜６６−Ｋ＋
１、減算器６７、適応アルゴリズム部（Adaptive Algor
ithm）６８を備えて構成される。この適応制御器は、系
列推定器からの仮判定値に対して重み付け加算を行うこ
とにより、信号抽出器の出力信号のレプリカを生成す
る。そして、適応制御器は、このレプリカと信号抽出器
の出力信号との誤差電力の平均が最小になるように、適
応アルゴリズム部６８により重み付け係数の制御を行
う。これにより、レプリカと信号抽出器の出力信号との
誤差が最小になるように重み付け係数が制御されるた
め、信号抽出器からは仮判定値入力端子６６−１〜６６
−Ｋ＋１に関わる信号のみが出力される。

【００７０】このとき、適応アルゴリズム部６８には、
最小二乗平均誤差（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Square Er
ror ）規範に基づくアルゴリズム等が適用される。以下
においては、ＭＭＳＥ規範に基づく代表的なアルゴリズ
ムであるＬＭＳ（Least MeanSquare ）が適用される場
合を説明する。

【００７１】アレーアンテナの給電素子の受信信号をｕ
_ｉ（ｋ）とし（ｉは給電素子の番号）、信号抽出器の出
力信号をｒ_ｋとすると、

【００７２】

【数８】 但し、ｖ_ｋ，ｊ（ｉ）は信号抽出器内の乗算器に対する
重み付け係数、Ｎ_ｅｌはアンテナ素子数を示す。このと
き、仮判定値入力端子６６−Ｋ＋１からの仮判定値がｄ
_ｉ（ｋ）である場合、レプリカと信号抽出器の出力信号
との誤差は以下のように表される

【００７３】

【数９】 但し、ｄ_ｉ（ｋ）はｉ番目のユーザの時刻ｋにおける仮
判定値を示す。このとき、重み付け係数は以下の式（１
０）により更新される。

【００７４】

【数１０】 式（１０）において＊は複素共役を示し、μはステップ
サイズパラメータと呼ばれる０＜μ＜１の定数を示す。

【００７５】また、図３や図９に示す受信機で用いられ
るブラインド型の適応制御器としての構成例としては、
超分解能到来方向推定法の適用がある。以下において
は、代表的な超分解能到来方向推定法であるＭＵＳＩＣ
法について説明する。ＭＵＳＩＣ法では、アレーアンテ
ナの入力信号ベクトルの相関行列Ｒを求め、その平均値
を固有値分解する。式で表すと、

【００７６】

【数１１】 Ｒ＝ＵΓＵ^Ｈ Γ＝ｄｉａｇ（λ_１ λ_２ … λ_ｅｌ） （１２） 式（１２）において、Ｕはユニタリ行列、ｄｉａｇ
（…）は括弧内のベクトルを対角要素とする対角行列を
表している。但し、括弧内の値λ_ｉは相関行列の固有値
を表している。アンテナの素子数がユーザの数Ｋより少
ない場合には、 λ_１＞…＞λ_Ｋ＞＞λ_Ｋ＋１＞λ_ｅｌ （１３） なる関係となる。

【００７７】そこで、各々の固有値λ_ｉに対応した固有
ベクトルをｕ_ｉとすると、各重み付け係数を以下のよう
に設定することができる。

【００７８】

【数１２】 図１６は、尤度推定器の構成例を示す図である。同図に
示す尤度推定器は、入力端子７１、実数部の２乗値を演
算する演算回路７２、虚数部の２乗値を演算する演算回
路７３、加算器７４、スカラ出力端子７５を示す。一般
に通信システムでは、受信信号は等化低域系で表現され
るため、各変数は複素数で表される。このため、尤度推
定器は複素数の包絡線の２乗値を演算する。

【００７９】図１７は、スイッチ回路の構成例を示す図
である。同図に示すスイッチ回路は、ｉ個の入力信号に
対してｉ−１個の信号を出力するものであり、入力端子
８１−１〜８１−ｋ、スイッチ回路本体８２、ノード８
３−１〜８３−ｋ、８４−１〜８４−ｋ、スイッチ制御
端子８５、出力端子８６−１〜８６−ｉ−１を備えて構
成される。図１７に示す例では、入力端子８１−２から
の信号が断となり、それ以外の信号が出力される。

【００８０】図１７に示すスイッチ回路を制御する状態
推定器は、時刻ｋのユーザベクトル状態をｓ_ｋ（ｍ）＝
［ｄ_ｉ（ｋ），…，ｄ_ｊ（ｋ）］とすると、以下の式
（１５）に定義されるｍを推定することになる。

【００８１】

【数１３】 ｓ_ｋ（ｍ）はＫ個のユーザデータの入れ替えによって生
成されるため、ｍは

【００８２】

【数１４】 だけ存在する。なお、Ｐ（・）は式（１）で定義され、
図１における乗算器４の出力信号を示す。このとき、図
１７のスイッチ回路は、入力されるｉ個のユーザベクト
ルの上位ｉ−１個だけを通過させる。但し、ユーザベク
トルｓ_ｋ（ｍ）の上位ｉ−１個がどのユーザに相当する
かは、ｍによって異なる。

【００８３】図１８は、信号推定器の第１の構成例を示
す図である。同図に示す信号推定器は、２ユーザで、各
ユーザが４値変調を用い、且つ、伝送路に記憶のない場
合の例である。この信号推定器は、入力端子９１、最低
値検出器９２、リセット端子９３、バイナリカウンタ９
４−１、９４−２、メモリ回路９５−１、９５−２、仮
判定値出力端子９７−１、９７−２、復調信号出力端子
９９−１、９９−２を備えて構成されている。最低値検
出器９２、バイナリカウンタ９４−１、９４−２は、シ
ンボル周期毎にリセット端子９３からのリセット信号に
同期してリセットされる。従って、最低値検出器９２
は、１シンボル内の最低値を検出することになる。同図
におけるｆ_ｃはシンボル周波数を示しているので、２個
のバイナリカウンタ９４−１、９４−２は、４相変調に
おける全てのパターンを発生する。このため、最低値検
出器９２は、２ユーザの送信可能性のある全ての信号パ
ターンの中で最低の組み合わせを推定し、その値をメモ
リ回路９５−１、９５−２から検索し、復調信号出力端
子９９−１、９９−２から出力する。

【００８４】図１９は、信号抽出器の第３の構成例を示
す図である。同図に示す信号抽出器は、信号入力端子１
０１−１〜１０１−Ｎ、タップ付遅延線フィルタによっ
て構成されるフィードフォワードフィルタ１０２−１〜
１０２−Ｎ、加算器１０３、信号出力端子１０４を備え
て構成される。この信号抽出器は、図１４に示す信号抽
出器とは異なり、時間軸上の操作が可能であるため、単
一の空間ビームだけでなく、時空間のビームを形成する
ことができる。従って、高速通信において発生するマル
チパス波に対して有効なビーム形成を通じて信号抽出を
行うことが可能になるという利点がある。

【００８５】図２０は、図１９に示す信号抽出器で用い
られるタップ付遅延線フィルタの構成例を示す図であ
る。図２０に示すタップ付遅延線フィルタは、信号入力
端子１１１、遅延素子１１２−１〜１１２−４、乗算器
１１３−１〜１１３−４、乗算器の主無付け係数入力端
子１１４−１〜１１４−４、加算器１１５、信号出力端
子１１６を備えて構成される。

【００８６】図２１は、信号抽出器の第４の構成例であ
り、図１９に示す信号抽出器の係数を適応的に推定する
場合の構成例を示す図である。図２１に示す信号抽出器
は、入力端子１２１−１〜１２１−Ｎ、図２０に示すタ
ップ付遅延線フィルタにより構成されるフィードフォワ
ードフィルタ１２２−１〜１２２−Ｎ、適応制御器への
入力信号出力端子１２３、適応制御器からの係数入力端
子１２４、加算器１２５、信号出力端子１２６、適応制
御器への出力信号出力端子１２７を備えて構成されてい
る。

【００８７】図２２は、適応制御器の第２の構成例であ
り、図２１の信号抽出器を用いた場合の適応制御器の構
成例を示す図である。図２２に示す適応制御器は、信号
抽出器への係数出力端子１３１、信号抽出器からの信号
出力端子１３２、加算器１３４、減算器１３５、図２０
に示すタップ付遅延線フィルタにより構成されるフィー
ドフォワードフィルタ１３６−１〜１３６−Ｎ、信号推
定器からの仮判定値入力端子１３７−１〜１３７−Ｋ＋
１、適応アルゴリズム部１３８を備えて構成されてい
る。

【００８８】適応アルゴリズム部１３８には、図１５に
示す適応アルゴリズム部６８と同様、規範に基づくアル
ゴリズム等が適用される。例えば、ＬＭＳが適用される
場合には、適応アルゴリズム部１３８は、式（８）、式
（１０）における変数ｖ_{ｉ， ｊ}（ｋ）とｗ_ｉ，ｊ（ｋ）
をタップ付遅延線フィルタに合わせて、ベクトルに拡張
することにより、容易にアルゴリズムを導くことができ
る。

【００８９】図２３は、系列推定器の第２の構成例であ
り、図１９や図２１に示す信号抽出器を用いた場合の構
成例を示す図である。図２３に示す信号推定器は、２ユ
ーザで、各ユーザが４値変調を用い、且つ、伝送路に１
シンボル遅延波がある場合の例である。この信号推定器
は、入力端子１４１、最低値検出器１４２、リセット端
子１４３、バイナリカウンタ１４４−１、１４４−２、
メモリ回路１４５−１、１４５−２、仮判定値出力端子
１４７−１、１４７−２、復調信号出力端子１４９−
１、１４９−２を備えて構成されている。最低値検出器
１４２、バイナリカウンタ１４４−１、１４４−２は、
シンボル周期毎にリセット端子１４３からのリセット信
号に同期してリセットされる。従って、最低値検出器１
４２は、１シンボル内の最低値を検出することになる。
同図におけるｆ_ｃはシンボル周波数を示しているので、
２個のバイナリカウンタ１４４−１、１４４−２は、４
相変調における全てのパターンを発生する。このため、
最低値検出器１４２は、２ユーザの送信可能性のある全
ての信号パターンの中で最低の組み合わせを推定し、そ
の値をメモリ回路１４５−１、１４５−２から検索し、
復調信号出力端子１４９−１、１４９−２から出力す
る。

【００９０】図２４は、信号抽出器の第５の構成例であ
り、ＣＤＭＡ通信における構成例を示す図である。同図
に示す信号抽出器は、信号入力端子２０１、逆拡散を行
うマッチドフィルタ２０２、直交化フィルタ２０３、逆
拡散後の信号を出力する信号出力端子２０４、直交化フ
ィルタへの係数入力端子２０５、信号出力端子２０６を
備えて構成されている。この信号抽出器では、抽出した
い信号の符号系列をタップ係数とするマッチドフィルタ
２０２により逆拡散した後に、その出力に含まれる不要
な干渉成分を直交化フィルタ２０３によりフィルタリン
グすることにより、所望の信号群だけを得ることが可能
になる。

【００９１】図２５は、信号抽出器の第６の構成例であ
り、図２４に示すマッチドフィルタ２０２と直交化フィ
ルタ２０３とを１つの直交化フィルタに統合した場合の
構成例を示す図である。図２５に示す信号抽出器は、信
号入力端子２１１、直交化フィルタ２１３、受信信号の
適応制御器への出力端子２１４、直交化フィルタへの係
数入力端子２１５、信号出力端子２０６を備えて構成さ
れている。

【００９２】図２６は、適応制御器の第３の構成例であ
り、図２４や図２５に示す信号抽出器を用いた場合の構
成例を示す図である。図２６に示す適応制御器は、信号
抽出器への係数出力端子２２１、信号抽出器からの信号
出力端子２２２、加算器２２４、減算器２２５、乗算器
２２６−１〜２２６−Ｋ、信号推定器からの仮判定値入
力端子２２７−１〜２２７−Ｋ＋１、適応アルゴリズム
部２２８を備えて構成されている。この適応制御器は、
式（９）におけるＳ_ｋ（ｉ）を乗算器２２６−１からの
信号とみなし、式（１０）におけるＵ_ｉ（ｋ）を図２５
に示す直交化フィルタ２１３のタップ付遅延線のシフト
レジスタへのデータベクトルとみなせば、形式的には式
（１０）を用いて係数推定を行うことが可能となる。

【００９３】図２７は、信号抽出器の第７の構成例であ
り、修正デコリレータを適用した場合の構成例を示す図
である。同図に示す信号抽出器は、信号入力端子２３
１、逆拡散を行うマッチドフィルタ２３２−１〜２３２
−ｉ、内積演算を行う内積演算器２３４、符号間の相関
行列を演算し、その逆行列を構成する所定のベクトルを
出力する相関行列演算器２３５、信号出力端子２３６を
備えて構成されている。この信号抽出器は、１〜ｉの符
号間の相関行列を演算し、その逆行列の所定のベクトル
をマッチドフィルタと内積演算することにより、所望の
信号に対する１〜Ｉの相互相関に関する項をキャンセル
することができるため、アンテナ同様に幾つかのユーザ
群の信号だけを抽出することができる。

【００９４】図２８は、図２７に示す信号抽出器で用い
られる内積演算器の構成例を示す図である。図２８に示
す内積演算器は、信号入力端子２４１−１〜２４１−
４、乗算器２４２−１〜２４２−４、加算器２４３、出
力端子２４４を備えて構成される。

【００９５】図２９は、信号抽出器の第８の構成例であ
り、ＣＤＭＡ通信における構成例を示す図である。同図
に示す信号抽出器は、系列推定器からの仮判定値入力端
子２５１−ｉ〜２５１−Ｋ、マッチドフィルタ２５２−
ｉ〜２５２−Ｋ、ｉ〜Ｋのキャリア位相入力端子２５３
−ｉ〜２５３−Ｋ、乗算器２５４−ｉ〜２５４−Ｋ、加
算器２５５、信号入力端子２５６、減算器２５７、信号
出力端子２５８を備えて構成されている。

【００９６】図３０は、図２９に示す信号抽出器で用い
られるキャリア位相推定器の構成例を示す図である。図
３０に示すキャリア位相推定器は、信号入力端子２６
１、所定の拡散符号をタップ係数とするマッチドフィル
タ２６２、系列推定器からの推定送信信号入力端子２６
３、乗算器２６４、低域通過フィルタ２６５、信号出力
端子２６６を備えて構成される。

【００９７】図３１は、図１１に示す受信機において、
図２１に示す信号抽出器、図２２に示す適応制御器、図
２３に示す系列推定器を適用した場合の特性と、アダプ
ティブアレーを適用した場合の特性の一例である。図３
１は、４素子アレーアンテナが利用される場合の一例で
ある。伝送路はフラットレイリーフェージングチャネル
の場合と、２パスレイリーフェージングの場合とが示さ
れている。また、変調方式はＱＰＳＫが用いられてい
る。

【００９８】

【発明の効果】上述の如く、高速通信を行う通信システ
ムでは、様々な干渉によって信号品質が劣化する。特
に、マルチメディア通信では、多様な信号伝送速度を有
する信号が混在することが予想され、その場合には、高
速信号が遅速信号に対して大きな干渉を与える。また、
無線通信、特に移動通信では、周波数利用効率を向上さ
せるため、離れた地域で同一周波数を利用するセルラシ
ステムが適用されるため、信号が同一周波数を使用する
他の地域まで届いてしまい、同一チャネル干渉が発生す
る場合がある。そこで、本発明の受信機を適用すること
により、理論上限の干渉補償が可能となるため、通信品
質を向上することができる。加えて、無線通信システム
では、本発明の受信方法を適用することにより、多少の
干渉条件下であっても高品質通信が可能となるため、同
一周波数を利用する地域を従来ほど話す必要がなくな
る。従って、面的な周波数利用効率を向上させることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】結合確率を最大にする送信信号系列を推定する
第１実施例における受信機の第１の構成例を示す図であ
る。

【図２】第１実施例における受信機の第２の構成例を示
す図である。

【図３】第１実施例における受信機の第３の構成例を示
す図である。

【図４】第１実施例における受信機の第４の構成例を示
す図である。

【図５】第１実施例における受信機の第５の構成例を示
す図である。

【図６】第１実施例における受信機の第６の構成例を示
す図である。

【図７】対数尤度を最大にする送信信号系列を推定する
第２実施例における受信機の第１の構成例を示す図であ
る。

【図８】第２実施例における受信機の第２の構成例を示
す図である。

【図９】第２実施例における受信機の第３の構成例を示
す図である。

【図１０】第２実施例における受信機の第４の構成例を
示す図である。

【図１１】第２実施例における受信機の第５の構成例を
示す図である。

【図１２】第２実施例における受信機の第６の構成例を
示す図である。

【図１３】信号抽出器の第１の構成例を示す図である。

【図１４】信号抽出器の第２の構成例を示す図である。

【図１５】適応制御器の第１の構成例を示す図である。

【図１６】尤度推定器の構成例を示す図である。

【図１７】スイッチ回路の構成例を示す図である。

【図１８】信号推定器の第１の構成例を示す図である。

【図１９】信号抽出器の第３の構成例を示す図である。

【図２０】タップ付遅延線フィルタの構成例を示す図で
ある。

【図２１】信号抽出器の第４の構成例を示す図である。

【図２２】適応制御器の第２の構成例を示す図である。

【図２３】系列推定器の第２の構成例を示す図である。

【図２４】信号抽出器の第５の構成例を示す図である。

【図２５】信号抽出器の第６の構成例を示す図である。

【図２６】適応制御器の第３の構成例を示す図である。

【図２７】信号抽出器の第７の構成例を示す図である。

【図２８】内積演算器の構成例を示す図である。

【図２９】信号抽出器の第８の構成例を示す図である。

【図３０】キャリア位相推定器の構成例を示す図であ
る。

【図３１】図１１に示す受信機において、図２１に示す
信号抽出器、図２２に示す適応制御器、図２３に示す系
列推定器を適用した場合の特性と、アダプティブアレー
を適用した場合の特性の一例である。

【符号の説明】

１、２１ 入力端子 ２−１〜２−Ｋ、２２−１〜２２−Ｋ 信号抽出器 ３−１〜３−Ｋ 条件付確率推定器 ４ 乗算器 ５、２５ 系列推定器 ６−１〜６−Ｋ、２６−１〜２６−Ｋ 出力端子 ７−１〜７−Ｋ、８、２７−１〜２７−Ｋ、２８ 適応
制御器 ９、２９ 状態推定器 １０−１〜１０−Ｋ−１、３０−１〜３０−Ｋ−１ ス
イッチ回路 ２３−１〜２３−Ｋ 尤度推定器 ２４ 加算器

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｋ個の信号抽出手段と、信号推定手段を
   備え、同一の伝送路を伝送される複数のユーザの信号の
   うちＫ個のユーザの信号を復調する受信機における受信
   方法において、 前記受信機は、各信号抽出手段からの出力信号から該出
   力信号を送信したユーザの送信信号と受信信号との結合
   確率を導出するＫ個の結合確率導出手段と、各結合確率
   導出手段によって導出された結合確率を乗算する乗算手
   段とを備え、 ｉ（１≦ｉ≦Ｋ）番目の信号抽出手段は、受信信号から
   ｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号を抽出し、 ｉ番目の結合確率導出手段は、信号推定手段によって推
   定されたｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号が送
   信された場合にｉ番目の信号抽出手段によって抽出され
   たｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号が得られる
   確率を導出し、 乗算手段は、各結合確率導出手段によって導出された確
   率を乗算し、 信号推定手段は、乗算手段によって算出された乗算値を
   最大にする１番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号を
   推定し、結合確率導出手段に出力するようにした受信方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の受信方法において、 受信機は、ユーザ推定手段を更に備え、 該ユーザ推定手段は、各結合確率導出手段によって導出
   された確率に基づいて、伝送路状態の変動に応じて信号
   抽出手段がどのユーザの信号を抽出すべきかを推定し、 各信号抽出手段は、該推定結果に対応するユーザの信号
   を抽出するようにした受信方法。
3. 【請求項３】 Ｋ個の信号抽出手段と、信号推定手段と
   を備え、同一の伝送路を伝送される複数のユーザの信号
   のうちＫ個のユーザの信号を復調する受信機における受
   信方法において、 前記受信機は、各信号抽出手段からの出力信号から該出
   力信号を送信したユーザの送信信号と受信信号との結合
   確率の対数を導出するＫ個の対数尤度導出手段と、各結
   合確率導出手段によって導出された結合確率を加算する
   加算手段とを備え、 ｉ（１≦ｉ≦Ｋ）番目の信号抽出手段は、受信信号から
   ｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号を抽出し、 ｉ番目の対数尤度導出手段は、信号推定手段によって推
   定されたｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号が送
   信された場合にｉ番目の信号抽出手段によって抽出され
   たｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号が得られる
   確率の対数を導出し、 加算手段は、各対数尤度導出手段によって導出された対
   数を加算し、 信号推定手段は、加算手段によって算出された加算値を
   最大にする１番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号を
   推定し、対数尤度導出手段に出力するようにした受信方
   法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の受信方法において、 受信機は、ユーザ推定手段を更に備え、 該ユーザ推定手段は、各対数尤度導出手段によって導出
   された対数に基づいて、伝送路状態の変動に応じて信号
   抽出手段がどのユーザの信号を抽出すべきかを推定し、 各信号抽出手段は、該推定結果に対応するユーザの信号
   を抽出するようにした受信方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れかに記載の受信方
   法において、 受信機は、Ｋ個の適応制御手段を更に備え、 ｉ番目の適応制御手段は、受信信号と、信号推定手段か
   らの確定したｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号
   とに基づいて、伝送路状態の変動に応じた重み付けのパ
   ラメータを決定し、 ｉ番目の信号抽出手段は、ｉ番目の適応制御手段によっ
   て決定されたパラメータで受信信号に重み付けをするよ
   うにした受信方法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至４の何れかに記載の受信方
   法において、 受信機は、Ｋ個の適応制御手段を更に備え、 ｉ番目の適応制御手段は、受信信号と、信号推定手段か
   らの確定していないｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザ
   の信号とに基づいて、伝送路状態の変動に応じた重み付
   けのパラメータを決定し、 ｉ番目の信号抽出手段は、ｉ番目の適応制御手段によっ
   て決定されたパラメータで受信信号に重み付けをするよ
   うにした受信方法。
7. 【請求項７】 請求項１乃至４の何れかに記載の受信方
   法において、 受信機は、Ｋ個の適応制御手段を更に備え、 ｉ番目の適応制御手段は、受信信号に基づいて、伝送路
   状態の変動に応じた重み付けのパラメータを決定し、 ｉ番目の信号抽出手段は、ｉ番目の適応制御手段によっ
   て決定されたパラメータで受信信号に重み付けをするよ
   うにした受信方法。
8. 【請求項８】 Ｋ個の信号抽出手段と、信号推定手段と
   を備え、同一の伝送路を伝送される複数のユーザの信号
   のうちＫ個のユーザの信号を復調する受信機において、 前記受信機は、各信号抽出手段からの出力信号から該出
   力信号を送信したユーザの送信信号と受信信号との結合
   確率を導出するＫ個の結合確率導出手段と、各結合確率
   導出手段によって導出された結合確率を乗算する乗算手
   段とを備え、 ｉ（１≦ｉ≦Ｋ）番目の信号抽出手段は、受信信号から
   ｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号を抽出し、 ｉ番目の結合確率導出手段は、信号推定手段によって推
   定されたｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号が送
   信された場合にｉ番目の信号抽出手段によって抽出され
   たｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号が得られる
   確率を導出し、 乗算手段は、各結合確率導出手段によって導出された確
   率を乗算し、 信号推定手段は、乗算手段によって算出された乗算値を
   最大にする１番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号を
   推定し、結合確率導出手段に出力するようにした受信
   機。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の受信機において、 各結合確率導出手段によって導出された確率に基づい
   て、伝送路状態の変動に応じて信号抽出手段がどのユー
   ザの信号を抽出すべきかを推定するユーザ推定手段を更
   に備え、 各信号抽出手段は、該推定結果に対応するユーザの信号
   を抽出するようにした受信機。
10. 【請求項１０】 Ｋ個の信号抽出手段と、信号推定手段
    とを備え、同一の伝送路を伝送される複数のユーザの信
    号のうちＫ個のユーザの信号を復調する受信機におい
    て、 前記受信機は、各信号抽出手段からの出力信号から該出
    力信号を送信したユーザの送信信号と受信信号との結合
    確率の対数を導出するＫ個の対数尤度導出手段と、各結
    合確率導出手段によって導出された結合確率を加算する
    加算手段とを備え、 ｉ（１≦ｉ≦Ｋ）番目の信号抽出手段は、受信信号から
    ｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号を抽出し、 ｉ番目の対数尤度導出手段は、信号推定手段によって推
    定されたｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号が送
    信された場合にｉ番目の信号抽出手段によって抽出され
    たｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号が得られる
    確率の対数を導出し、 加算手段は、各対数尤度導出手段によって導出された対
    数を加算し、 信号推定手段は、加算手段によって算出された加算値を
    最大にする１番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号を
    推定し、対数尤度導出手段に出力するようにした受信
    機。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の受信機において、 各対数尤度導出手段によって導出された対数に基づい
    て、伝送路状態の変動に応じて信号抽出手段がどのユー
    ザの信号を抽出すべきかを推定するユーザ推定手段を更
    に備え、 各信号抽出手段は、該推定結果に対応するユーザの信号
    を抽出するようにした受信機。
12. 【請求項１２】 請求項８乃至１１の何れかに記載の受
    信機において、 Ｋ個の適応制御手段を更に備え、 ｉ番目の適応制御手段は、受信信号と、信号推定手段か
    らの確定したｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザの信号
    とに基づいて、伝送路状態の変動に応じた重み付けのパ
    ラメータを決定し、 ｉ番目の信号抽出手段は、ｉ番目の適応制御手段によっ
    て決定されたパラメータで受信信号に重み付けをするよ
    うにした受信機。
13. 【請求項１３】 請求項８乃至１１の何れかに記載の受
    信機において、 Ｋ個の適応制御手段を更に備え、 ｉ番目の適応制御手段は、受信信号と、信号推定手段か
    らの確定していないｉ番目のユーザ乃至Ｋ番目のユーザ
    の信号とに基づいて、伝送路状態の変動に応じた重み付
    けのパラメータを決定し、 ｉ番目の信号抽出手段は、ｉ番目の適応制御手段によっ
    て決定されたパラメータで受信信号に重み付けをするよ
    うにした受信機。
14. 【請求項１４】 請求項８乃至１１の何れかに記載の受
    信機において、 Ｋ個の適応制御手段を更に備え、 ｉ番目の適応制御手段は、受信信号に基づいて、伝送路
    状態の変動に応じた重み付けのパラメータを決定し、 ｉ番目の信号抽出手段は、ｉ番目の適応制御手段によっ
    て決定されたパラメータで受信信号に重み付けをするよ
    うにした受信機。