JP2011250179A - 受信装置、及び受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理量を削減するようにした受信装置、及び受信方法を提供する。
【解決手段】第１及び第２の受信アンテナで夫々受信した受信信号に基づいて、送信装置における第１及び第２の送信アンテナから夫々送信された送信信号を推定する受信装置において、第１及び第２の受信信号に夫々対応する受信信号点に対して所定の行列を乗算することで変換された第１及び第２の受信信号点を出力する変換部と、第１及び第２の受信信号に対する受信品質に基づいて、少なくとも第１の送信信号候補点の候補数を決定する候補数決定部と、変換された第１及び第２の受信信号点に基づいて、決定した候補数個の第１の送信信号候補点と、第２の送信信号候補点とを選択し、選択された第１及び第２の送信信号候補点と変換された第１及び第２の受信信号点との夫々の距離が最も小さい第１及び第２の送信信号点候補点を、夫々第１及び第２の送信信号と推定する推定部とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、受信装置、及び受信方法に関する。

無線通信技術の一つとして、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）がある。ＭＩＭＯは、例えば、複数の送信アンテナから異なる信号が並列に送信され空間的に多重されることで、高速伝送を実現する技術である。

このようなＭＩＭＯによる無線通信システムにおいて、受信側は、各送信アンテナから送信された送信信号をできるだけ正確に分離して送信信号を検出できるようにするため、種々の検出処理を行う。

検出処理の一例として、Ｆｕｌｌ‐ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection：最尤検出）がある。Ｆｕｌｌ‐ＭＬＤは、例えば、受信信号点と各送信候補点（又は各信号レプリカ候補点）との距離を求めて当該距離が最も小さくなる送信候補点を送信信号点と推定する検出処理である。しかし、Ｆｕｌｌ‐ＭＬＤはすべての送信候補点に対する距離を演算するため、送信アンテナ数又は変調方式等により演算量が膨大になる。そこで、従来では、ＱＲＭ‐ＭＬＤと呼ばれる検出処理がある。

ＱＲＭ‐ＭＬＤは、例えば、ＱＲ分解とＭＬＤとを組み合わせたものであり、送信候補点を削減しながら送信信号点を推定する。そのため、ＱＲＭ‐ＭＬＤはＦｕｌｌ‐ＭＬＤと比較して演算量が少ない。以下、ＱＲＭ‐ＭＬＤについて説明する。

まず、ＭＩＭＯによる無線通信システムは、例えば、以下のようにモデル化される。

式（１）において、ｙは受信信号ベクトル、ｘは送信信号ベクトル、ｎは雑音ベクトル、Ｈはチャネル応答行列（又はチャネル行列）を夫々示す。送信アンテナ数が「２」、受信アンテナ数が「２」の場合、式（１）は以下のように示すことができる。

式（２）において、ｙ_０，ｙ_１は受信信号点、ｘ_０，ｘ_１は送信信号点（又は送信信号候補点）、ａ，ｂ，ｃ，ｄはチャネル行列Ｈの各成分、ｎ_０，ｎ_１は雑音の各成分を夫々示す。

ここで、チャネル行列Ｈは、ユニタリー行列Ｑ（複素共役転置行列Ｑ^＊との行列積は単位行列に等しい行列）と上三角行列Ｒとに分解でき、

と表わすことができる（ＱＲ分解）。

式（２）の両辺に、ユニタリー行列Ｑの複素共役転置行列Ｑ^＊を左側から乗算すると、

を得る。従って、式（４）は、

と表わすことができる。ここで、ｙ_０’，ｙ_１’は受信信号点ｙ_０，ｙ_１にユニタリー行列Ｑを乗算して得られる信号点、ａ’，ｂ’，ｃ’は上三角行列Ｒの各成分、ｎ_０’，ｎ_１’は雑音成分ｎ_０，ｎ_１にユニタリー行列Ｑを乗算して得られる値である。式（５）の各成分は、
ｙ_０’＝ａ’ｘ_０＋ｂ’ｘ_１＋ｎ_０’ ・・・（５‐１）
ｙ_１’＝ｃ’ｘ_１＋ｎ_１’ ・・・（５‐２）
となる。

ＱＲＭ‐ＭＬＤは、この候補点ｘ_０，ｘ_１の中から雑音が最も小さいもの、すなわち、
｜ｙ_１’−ｃ’ｘ_１｜^２＋｜ｙ_０’−ａ’ｘ_０−ｂ’ｘ_１｜^２ ・・・（５‐３）
が最小となるｘ_０，ｘ_１を選択する（ＭＬＤ）。

すなわち、第１ステージで、｜ｙ_１’−ｃ’ｘ_１｜^２が閾値より小さくなるような候補点ｘ_１が複数選択され、第２ステージで、第１ステージで選択された複数の候補点ｘ_１の中から、夫々｜ｙ_０’−ａ’ｘ_０−ｂ’ｘ_１｜^２ が閾値より小さくなる候補点ｘ_０が選択される。最後に、選択した候補点ｘ_０，ｘ_１の中から式（５‐３）が最も小さくなる候補点ｘ_０，ｘ_１が選択され、選択された候補点が送信信号点ｘ_０，ｘ_１と判定（又は推定）される。

尚、従来では、例えば、ステージＭ＋１においてシンボルレプリカ候補に対するブランチメトリックス（ユークリッド距離）とスレッショルドとの比較を行い、ブランチメトリックスがスレッショルドより大きいとき以後探索を行わないようにしたＭＩＭＯ多重通信装置がある。

また、例えば、判定テーブルを用いて変調方式と符号化率からなるセット毎に相対的信号対雑音比を導出し、当該比の大きい順にチャネル行列を並び替えて誤り率の低い受信信号から順に送信信号を推定するようにした受信機等がある。

更に、 例えば、累積メトリックス生成処理で算出された累積メトリックスの中に上限値を超えた累積メトリックスと対応する部分レイヤ系列候補を候補から外して送信系列の候補の絞り込みを行ようにした信号検出装置もある。

特開２００６−２７０４３０号公報 特開２００８−２２８１４５号公報 特開２００９−１６８８６号公報

しかし、ＱＲＭ‐ＭＬＤによる検出処理において、第１ステージで複数個の候補点ｘ_１が選択されるが、選択されるべき候補点ｘ_１の個数により、第２ステージで実行される処理量が大きく変動する。

また、上述した技術において、例えば、ブランチメトリックスとスレッショルドとを比較したり、上限値を超えた累積メトリックスを候補から外したりする場合において、スレッショルドと上限値の値が予め決められているため、選択される候補点ｘ_１の数は一定である。このような場合、候補点ｘ_１の絞り込みが十分行われない場合もあり、第１及び第２ステージで実行される処理量が閾値以上に大きくなる場合がある。

更に、上述した技術において、変調方式と符号化率とからなるセット毎に、チャネル行列を並び替えて誤り率の低い受信信号から順に送信信号を推定するようにしても、送信信号の候補点ｘ_１の候補数に対する処理は行われない。かかる技術では、選択される候補数は予め決められた数となっており、同様に第１及び第２ステージで実行される処理量が閾値以上に大きくなる場合がある。

そこで、本発明の一目的は、処理量を削減するようにした受信装置、及び受信方法を提供することにある。

一態様によれば、第１及び第２の受信アンテナで夫々受信した第１及び第２の受信信号に基づいて、送信装置における第１及び第２の送信アンテナから夫々送信された第１及び第２の送信信号を推定する受信装置において、前記第１及び第２の受信信号に夫々対応する第１及び第２の受信信号点に対して所定の行列を乗算することで変換された前記第１及び第２の受信信号点を出力する変換部と、前記第１及び第２の受信信号に対する受信品質に基づいて、少なくとも第１の送信信号候補点の候補数を決定する候補数決定部と、前記変換された第１及び第２の受信信号点に基づいて、前記決定した候補数個の前記第１の送信信号候補点と、第２の送信信号候補点とを選択し、選択された前記第１及び第２の送信信号候補点と前記変換された第１及び第２の受信信号点との夫々の距離が最も小さい前記第１及び第２の送信信号点候補点を夫々前記第１及び第２の送信信号と推定する推定部とを備える。

処理量を削減するようにした受信装置、及び受信方法を提供することができる。

図１は無線通信システムの構成例を示す図である。 図２（Ａ）は送信装置、図２（Ｂ）は受信装置の各構成例を示す図である。 図３は受信装置の構成例を示す図である。 図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は受信ベクトルＡ，Ｂと角度θとの対応関係の例を示す図である。 図５は候補数決定テーブルの例を示す図である。 図６は動作例を示すフローチャートである。 図７は受信装置の他の構成例を示す図である。 図８は送信信号点ｘ_０と信号例ｒ_０’との関係例を示す図である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は候補数決定テーブルの例を夫々示す図である。 図１０は動作例を示すフローチャートである。 図１１は受信装置の他の構成例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は無線通信システム１０の構成例を示す図である。無線通信システム１０は、送信装置１００と受信装置２００とを備える。

例えば、送信装置１００は無線基地局装置であり、受信装置２００は端末装置である。送信装置１００が端末装置で、受信装置２００が無線基地局装置でもよい。送信装置１００は、ｎ（ｎ≧２を満たす自然数）個の送信アンテナ１５０‐１〜１５０‐ｎを備え、受信装置２００はｍ（ｍ≧２を満たす自然数）個の受信アンテナ２１０‐１〜２１０‐ｍを備える。送信装置１００と受信装置２００は、複数の送信アンテナ１５０‐１〜１５０‐ｎと複数の受信アンテナ２１０‐１〜２１０‐ｍを用いてＭＩＭＯ方式により無線通信を行うことができる。

次に送信装置１００と受信装置２００の各構成例を説明する。図２（Ａ）は送信装置１００、図２（Ｂ）は受信装置２００の各構成例を示す図である。これらの図に示す例は、送信アンテナ１５０の数が「２個」（ｎ＝２）、受信アンテナ２１０の数が「２個」（ｍ＝２）のＭＩＭＯ無線通信システム１０の例を示す。

送信装置１００は、誤り訂正符号化部１１０と、パイロット信号生成部１２０と、データマッピング部１３０と、変調部１４０と、第１及び第２の送信アンテナ１５０‐１，１５０‐２とを備える。

誤り訂正符号化部１１０は、予め決められた符号化率等によりユーザデータに対して誤り訂正符号化処理を行う。誤り訂正符号化部１１０は、符号化されたユーザデータ（以下、符号化データ）を、第１及び第２の送信アンテナ１５０‐１，１５０‐２毎にデータマッピング部１３０に出力する。

パイロット信号生成部１２０は、パイロット信号（又は既知信号）を生成し、データマッピング部１３０に出力する。

データマッピング部１３０は、符号化データとパイロット信号の各ビット列を送信シンボル（例えば、ＯＦＤＭシンボル）へマッピングする。

変調部１４０は、データマッピング部１３０から出力された送信シンボルに対して、予め決められた変調方式により変調を行う。変調方式は、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭ等がある。変調部１４０は、無線通信システム１０がＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）システムの場合はＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）システムの場合は拡散等の各処理を行う。以下では、ＯＦＤＭシステム場合で説明する。変調部１４０は、ＩＦＦＴ後の送信シンボルを送信信号として第１及び第２の送信アンテナ１５０‐１，１５０‐２に出力する。

第１及び第２の送信アンテナ１５０‐１，１５０‐２は、例えば、同一無線リソースを用いて夫々異なる送信信号を無線信号として受信装置２００に送信する。

尚、本実施例の動作説明において、第１の送信アンテナ１５０‐１から送信される無線信号を第１のストリーム、第２の送信アンテナ１５０‐２から送信される無線信号を第２のストリームと適宜呼ぶことにする。また、プリコーディングを用いたシステムでは、送信アンテナ１５０‐１，１５０‐２とストリーム間に１対１の対応関係はないが、ストリームを分離する処理は、１対１に対応する場合と同様な動作で可能である。

一方、受信装置２００は、第１及び第２の受信アンテナ２１０‐１，２１０‐２と、復調部２３０と、ＭＩＭＯデコーダ２４０と、誤り訂正復号部２６０とを備える。

第１及び第２の受信アンテナ２１０‐１，２１０‐２は、送信装置１００から送信された無線信号を夫々受信し、受信信号として復調部２３０に出力する。例えば、第１の受信アンテナ２１０‐１は、第１の送信アンテナ１５０‐１から送信された第１のストリームと第２の送信アンテナ１５０‐２から送信された第２のストリームとを受信する。また、第２の受信アンテナ２１０‐２も、第１のストリームと第２のストリームとを受信する。

復調部２３０は、第１及び第２の受信アンテナ２１０‐１，２１０‐２で受信した２つの受信信号に対して、予め決められた復調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等）により復調処理を行う。復調部２３０は、例えば、ＯＦＤＭシステムの場合ＦＦＴを行い、ＣＤＭＡシステムの場合逆拡散を行う。以下では送信装置１００と同様に、ＯＦＤＭシステムの例で説明する。復調部２３０は、第１及び第２の受信アンテナ２１０‐１，２１０‐２で受信した受信信号を復調し、復調後の各受信信号をＭＩＭＯデコーダ２４０に出力する。

ＭＩＭＯデコーダ２４０は、復調後の受信信号に対して、ＱＲＭ‐ＭＬＤによる第１及び第２ステージを実行し、送信装置１００の第１及び第２のアンテナ１５０‐１，１５０‐２から送信された送信信号点ｘ_０，ｘ_１を推定し、送信信号として出力する。ＭＩＭＯデコーダ２４０の詳細は後述する。

誤り訂正復号部２６０は、ＭＩＭＯデコーダ２４０から出力された送信信号に対して誤り訂正復号処理を行い、例えば、ユーザデータを出力する。

次にＭＩＭＯデコーダ２４０の詳細について説明する。本ＭＩＭＯデコーダ２４０は、第１ステージと第２ステージとで順次処理を行う場合と、第１ステージと第２ステージとを並列に処理する場合の２つの例がある。これら２つの場合を第１及び第２の実施例に夫々分けて説明する。

＜第１の実施例＞
図３は第１の実施例におけるＭＩＭＯデコーダ２４０の構成例を含む受信装置２００の構成例を示す図である。

復調部２３０は、第１及び第２のＦＦＴ部２３１，２３２を備える。第１及び第２のＦＦＴ部２３１，２３２は、夫々第１及び第２の受信アンテナ２１０‐１，２１０‐２から出力された受信信号に対してＦＦＴ処理を施す。第１及び第２のＦＦＴ部２３１，２３２は、ＦＦＴ処理後のデータシンボルｒ_０，ｒ_１（以下、受信信号点ｒ_０，ｒ_１）を受信信号変換部２４３に出力する。また、第１及び第２のＦＦＴ部２３１，２３２は、例えば、ＦＦＴ処理後のパイロット信号をチャネル推定部２４１に出力する。

ＭＩＭＯデコーダ２４０は、チャネル推定部（又は受信品質推定部、以下、「チャネル推定部」）２４１と、ＱＲ分解行列生成部２４２は、受信信号変換部２４３と、直交度演算部２４４と、候補数決定部２４５と、第１ステージ演算部２４６と、第２ステージ演算部２４７とを備える。

チャネル推定部２４１は、ＦＦＴ処理後のパイロット信号に対して平均化処理等を施すことでチャネル推定値を出力する。例えば、チャネル推定部２４１は第１の受信アンテナ２１０‐１で受信したパイロット信号に対してチャネル推定値ａ_０，ｃ_０を出力し、第２の受信アンテナ２１０‐２で受信したパイロット信号に対してチャネル推定値ｂ_０，ｄ_０を出力する。第１の受信アンテナ２１０‐１で受信したパイロット信号に対して２つのチャネル推定値ａ_０，ｃ_０が出力されるのは、第１の受信アンテナ２１０‐２で受信される受信信号には２つのストリームが含まれるからである。チャネル推定値ｂ_０，ｄ_０についても同様である。

ＱＲ分解行列生成部２４２は、チャネル推定部２４１から出力されたチャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０に基づいて、ＱＲ分解におけるユニタリー行列（又は直交行列）Ｑと上三角行列Ｒを生成する。ＱＲ分解行列生成部２４２は、行列Ｑを受信信号変換部２４３、行列Ｒを直交度演算部２４４と第１ステージ演算部２４６に各々出力する。ＱＲ分解行列生成部２４２は、例えば、以下のようにして２つの行列Ｑ，Ｒを生成する。

すなわち、ＱＲ分解行列生成部２４２は、チャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０に基づいてチャネル行列Ｈを生成する。チャネル行列Ｈは、

となる。このチャネル行列Ｈに対してユニタリー行列Ｑは、

と演算される。ここで、上三角行列Ｒを

とし、式（３）の左からユニタリー行列Ｑの逆行列Ｑ^‐１が乗算されると、上三角行列Ｒの各成分ａ，ｂ，ｃは、

となる。

ＱＲ分解行列生成部２４２は、例えば、チャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０に対して、式（９）〜式（１１）の各式に値を代入することで上三角行列Ｒを求めることができ、更に、ユニタリー行列Ｑの各成分は、チャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０の各々を式（８）に代入することで得ることができる。

受信信号変換部２４３は、第１及び第２の受信アンテナ２１０‐１，２１０‐２で受信した、変調後の受信信号に対する受信信号点ｒ_０，ｒ_１に対して、ユニタリー行列Ｑを乗算することで、受信信号を変換し、変換後の信号点ｙ_０，ｙ_１を出力する。上述したように、ＭＩＭＯによる無線通信システム１０は式（１）のようにモデル化でき、式（１）に対してユニタリー行列Ｑの共役転置行列Ｑ^＊を左から乗算することで式（４）を得る。式（４）の左辺を（ｙ_０，ｙ_１）とおくことで、式（４）は

となる。受信信号変換部２４３が受信信号ベクトル（ｒ_０，ｒ_１）を（ｙ_０，ｙ_１）と変換することで、以後、ＱＲＭ‐ＭＬＤによる第１ステージにおいて、送信信号点ｘ_１を含みｘ_２を含まない距離（又はノルム）｜ｙ_１−ｃｘ_１｜^２を計算することができる。受信信号変換部２４３は、変換した信号点ｙ_０，ｙ_１を第２及び第１ステージ演算部２４７，２４６に夫々出力する。

直交度演算部２４４は、上三角行列Ｒの対角成分ｃと非対角成分ｂとの比率を用いて直交度ｒを計算する。すなわち、直交度演算部２４４は、

を演算する。直交度演算部２４４は、演算した直交度ｒを候補数決定部２４５に出力する。

候補数決定部２４５は、直交度ｒに基づいて、第１ステージ演算部２４６で演算される送信信号点ｘ_１の候補数を決定し、決定した候補数を第１ステージ演算部２４６に出力する。候補数決定部２４５は、例えば、直交度ｒ（＝｜ｂ／ｃ｜）が第１の閾値より大きいとき送信信号点ｘ_１の候補数を第２の閾値より多くとり、直交度ｒが第１の閾値以下のとき候補数を第２の閾値以下となるように候補数を決定する。

このように直交度ｒ（＝｜ｂ／ｃ｜）に基づいて送信信号点ｘ_１の候補数を決定しても良い理由について以下説明する。ＱＲＭ‐ＭＬＤでは、第１ステージにおいて、

が計算される。一方、第２ステージでは、

が計算され、式（１４）と式（１５）との和が最小となる送信信号点ｘ_０とｘ_１の組み合わせが求められる。すなわち、第２ステージでは、第１ステージで選択された送信信号点ｘ_１の候補点の中から候補点が選択されることになる。

しかし、第１ステージで選択される送信信号点ｘ_１の候補数の絞り込みは、逆転が発生しないような範囲で決定されることが望ましい。逆転とは、例えば、第２ステージにおいて選択される送信信号点ｘ_１の候補点が、第１ステージで選択された候補点以外のものであるような場合である。本実施例では、このような逆転が行われないように、候補数決定部２４５は送信信号点ｘ_１の候補数を決定する。

ここで、式（１４）に着目すると、式（１４）の大きさはｘ_１の大きさにより変化するが、その変化の程度はｘ_１の係数ｃの大きさに依存する。例えば、係数ｃが「１００」のとき、式（１４）の大きさは、１００^２，３００^２等、ｘ_１の値により大きく異なる値となる。このような場合、式（１４）の大きさが最小となるようなｘ_１が候補点として選択されても、もともとそれ以外の候補点に対する式（１４）の大きさに対して差が大きいため、第２ステージにおいても当該候補点が最良な候補点となる可能性が高い。従って、ｃの値が閾値よりも大きいときは、ｘ_１の候補数を絞り込んでも上述した逆転の発生する確率は閾値より小さくなる。

一方、ｃが「０」に近い値のとき、ｘ_１がどのように選択されても式（１４）の大きさの変化は、例えば、１^２，３^２等、ｃが「１００」の場合よりも小さくなる。かかる場合は、第１ステージでｘ_１の候補点の数を絞り込み過ぎると、式（１４）の各候補点に対する差が、ｃが「１００」の場合と比較して小さいために、逆転の発生する可能性がある。このような場合、第１ステージにおける候補数数はｃが「１００」の場合よりも多く選択されればよい。

また、第２ステージにおいて、式（１５）に着目すると、ｘ_１は係数ｂの大きさに依存する。例えば、ｂが閾値より大きいとき、式（１５）の大きさはｘ_１の大きさにより大きく異なる値を取り得る。よって、かかる場合、式（１５）は第１ステージで選択されるｘ_１により大きく異なる値となる。このような場合、上述した逆転を考慮して、第１ステージで選択されるｘ_１の候補数が閾値より多く選択されるようにすればよい。

一方、ｂが閾値より小さいときは、式（１５）の大きさはｘ_１の選択によっても、ｂが閾値より大きい場合と比較して小さい値で変化する。かかる場合、式（１５）の大きさが小さく変化するため、第１ステージで選択されるｘ_１の候補数は閾値より少なくしてもよい。例えば、ｂが「０」のとき、式（１４）で選択されるｘ_１は最良なｘ_１となり（この場合、候補数は「１」となる）、式（１５）ではｘ_１に依存しなくなり、第２ステージにおいてもう一つの送信信号点ｘ_０の候補点が選択される。

このように、第１及び第２ステージで選択されるｘ_１の候補数は、各ステージにおける係数ｂ，ｃに依存している。よって、本実施例では、｜ｂ／ｃ｜の値に応じて候補数が決定されるようにしている。

ただし、第２ステージにおける第１ステージによるｘ_１の選択の影響は、式（１５）の係数ｂの大きさに依存する。つまり、第２ステージにおいて最終的なｘ_１が選択されるため、係数ｃよりも係数ｂの方が各ステージにおける距離の計算に対する影響度が大きく、ｂの大きさに依存して逆転が発生し易くなる。

式（１０）と式（１１）とから、ｂ／ｃは、

となる。ここで、第１のストリームの受信ベクトルをＡ＝（ａ_０，ｃ_０）、第２のストリームの受信ベクトルをＢ＝（ｂ_０，ｄ_０）とすると、式（１６）の分母は２つのベクトルＡ，Ｂの外積、分子は２つのベクトルＡ，Ｂの内積となっている。この２つのベクトルＡ，Ｂのなす角をθとすると、式（１６）は、

となり、θに依存する値で示される式となる。本明細書では、このθに応じた量を例えば直交度ｒとしている。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、２つのベクトルＡ，Ｂと角度θとの関係例を示す図である。θが「９０度」のとき（又は直交しているとき、例えば図４（Ｂ)）、直交度ｒは「０」となり、θが「０度」のとき（又は平行、直交度の度合いが最も低いとき、例えば図４（Ｃ））、直交度ｒは無限大となる。

例えば、複素ベクトルの内積が「０」のとき、２つのベクトルは直交していることが知られているため、２つのベクトルＡ，Ｂが直交しているとき、直交度ｒ＝０となる。複素成分に対しても２つのベクトルＡ，Ｂの直交度の度合いに関連した量として、ｒを捉えることができる。

以上のことから、「ｂ／ｃ」が十分小さいとき、第１ステージで選択される送信信号点ｘ_１の候補点と、第２ステージで選択される送信信号点ｘ_０の候補点とは影響度が閾値よりも小さく、各ステージで独立に２つの送信信号点ｘ_０、ｘ_１の候補点が選択可能である。かかる場合、２つの送信信号点ｘ_０，ｘ_１は分離し易いということもできる。

従って、候補数決定部２４５は、直交度ｒ（＝ｂ／ｃ）が閾値より小さいとき、候補数を閾値よりも少なくしても、距離｜ｙ_１−ｃｘ_１｜^２が十分小さい「ｘ_１」の候補点が選択されれば、第２ステージにおいて距離｜ｙ_０−ａｘ_０−ｂｘ_１｜^２ が閾値以下の「ｘ_０」が選択される。これにより、例えば、候補数が閾値より少なくなる分、第１ステージ及び第２ステージにおける処理量が削減される。

一方、「ｂ／ｃ」が閾値より大きいとき、「ｂｘ_１」も十分大きくなり、第２ステージの式（１５）において、第１ステージで選択された送信信号点ｘ_１の影響度もそれに応じて大きくなる。つまり、第１ステージでどの送信信号点ｘ_１の候補点が選択されるかにより、式（１５）の値が大きく異なってくる。このような場合に、送信信号点ｘ_１の候補点を絞り込み過ぎると第２ステージで正しい送信信号点ｘ_０の候補点を選択できなくなる（又は逆転が発生する）。従って、候補数決定部２４５は、直交度ｒ（＝ｂ／ｃ）が閾値より大きいとき、閾値よりも多く候補点の数を決定することで、候補数に絞り込み過ぎにより正しい送信信号点ｘ_１，ｘ_０が推定されないことによる無線特性の劣化を防止することができる。

この直交度ｒを示す「ｂ／ｃ」は、上述したように、例えば２つの送信ストリームにおける分離のし易さを示すものである。２つの送信ストリームが分離し易い場合（直交度ｒが閾値より大きい場合）、ＭＩＭＯ無線通信システム１０においては受信品質が良好とされる。また、２つの送信ストリームが分離し難い場合（直交度が閾値以下の場合）、受信品質は良好でないとされる。

候補数決定部２４５は、例えば、受信品質が閾値より良い場合、送信信号点ｘ_１の候補点の候補数を閾値より少なくし、受信品質が閾値より良好でない場合、候補数を閾値より多くとるように候補数を決定する。受信品質は、例えば、複数の送信ストリームを１つ１つのストリームに分離する分離のし易さを示すものでもある。

図５は、候補数決定部２４５で保持する候補数決定テーブル２４５１の例を示す図である。図５に示す例は変調方式が「６４ＱＡＭ」の例である。候補数決定テーブル２４５１は、直交度と候補数の各フィールドを含み、直交度に対応する各候補数を記憶する。候補御数決定部２４５は、当該テーブル２４５１を参照することで直交度演算部２４４から出力された直交度ｒに対応する候補数して読み出し、第１ステージ演算部２４６に出力する。候補数決定テーブル２４５１に示すように、直交度が「０」のとき、２つの送信ストリームは分離し易く（又は受信品質が良好）、候補数は最も少ない「１」となっている。一方、直交度が「０．８」より大きいとき、２つの送信ストリームは分離し難く（又は受信品質が良好でない）、候補数は最大の「６４」となっている。

図３の例に戻り、第１ステージ演算部２４６は、上三角行列Ｒと、変換後の信号点ｙ_１、及び候補数を用いて、候補数分のｘ_１を選択する。すなわち、第１ステージ演算部２４６は、式（１４）が最も小さいものから順に候補数決定部２４５で決定した候補数分の送信信号点ｘ_１の候補点を選択する。第１ステージ演算部２４６は、候補数分の送信信号点ｘ_１の候補点を第２ステージ演算部２４７に出力する。

第２ステージ演算部２４７は、送信信号点ｘ_１の候補点と変換後の信号点ｙ_０とを用いて、式（１５）が閾値より小さくなるような送信信号点ｘ_０の候補点を１又は複数選択する。そして、第２ステージ演算部２４７は、式（１４）と式（１５）との和が最も小さくなる候補点を送信信号点ｘ_０，ｘ_１と推定し、これらを出力する。尚、２つの送信信号信号点ｘ_０，ｘ_１を推定する推定部２４６０は、例えば、第１及び第２ステージ演算部２４６，２４７を備えるようにしてもよい。

誤り訂正復号部２６０は、送信信号点ｘ_０，ｘ_１に対して誤り訂正復号処理を行う。

次に第１の実施例における動作例を説明する。図６は動作例を示すフローチャートである。まず、受信装置２００は処理を開始すると（Ｓ１０）、チャネル推定値を求める（Ｓ１１）。例えば、チャネル推定部２４１は、復調後のパイロット信号に基づいてチャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０を求める。

次いで、受信装置２００は、チャネル行列Ｈに対してＱＲ分解を行う（Ｓ１２）。例えば、ＱＲ分解行列生成部２４２がチャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０に基づいて、チャネル行列Ｈに対する上三角行列Ｒ（例えば、式（８））とユニタリー行列Ｑ（例えば、式（７），式（９）〜式（１１））とを生成する。

次いで、受信装置２００は、受信信号点ｒ_０，ｒ_１に対してユニタリー行列Ｑを乗算し、信号点ｙ_０，ｙ_１を得る（Ｓ１３）。例えば、受信信号変換部２４３が受信信号点ｒ_０，ｒ_１に、ＱＲ分解行列生成部２４２から出力されたユニタリー行列Ｑを乗算することで変換された信号点ｙ_０，ｙ_１を得る（例えば、式（１２））。

次いで、受信装置２００は、上三角行列Ｒに基づいて直交度ｒを演算する（Ｓ１４）。例えば、直交度演算部２４４がＱＲ分解行列生成部２４２から出力された行列Ｒに対して、対角成分と非対角成分の比率（例えば、「ｂ／ｃ」）を演算することで直交度ｒを演算する（例えば、式（１３））。

次いで、受信装置２００は、直交度ｒに基づいて候補数を決定する（Ｓ１５）。例えば、候補数決定部２４５は、候補数決定テーブル２４５１を参照して直交度ｒに対応する候補数を選択する。

尚、受信装置２００は、Ｓ１２の処理の後、Ｓ１４とＳ１５の処理を行いその後Ｓ１３の処理を行うようにしてもよい。

次いで、受信装置２００は、第１ステージにおいて、決定した候補数分の送信信号点ｘ_１の候補点を演算する（Ｓ１６）。例えば、第１ステージ演算部２４６は、距離｜ｙ_１−ｃｘ_１｜^２が小さい順に候補数分の送信信号点ｘ_１の候補点を演算する。

次いで、受信装置２００は、第２ステージにおいて、送信信号点ｘ_０，ｘ_１を求める（Ｓ１７）。例えば、第２ステージ演算部２４７は、距離｜ｙ_０−ａｘ_０−ｂｘ_１｜^２が小さい順に１又は複数個の送信信号点ｘ_１の候補点を演算し、｜ｙ_１−ｃｘ_１｜^２＋｜ｙ_０−ａｘ_０−ｂｘ_１｜^２が最も小さい候補点を送信信号点ｘ_０，ｘ_１として求める。

そして、受信装置２００は一連の処理を終了する（Ｓ１８）。

尚、本第１の実施例において、上三角行列Ｒの対角成分の比率（ｂ／ｃ）を直交度ｒとして説明した。例えば、対角成分の比率であれば、直交度ｒを「ｃ／ｂ」としてもよい。この場合、候補数決定部２４５は、例えば、直交度ｒが閾値より大きいとき（又は受信品質が良好でないとき）、候補数を閾値より多くとり、直交度ｒが閾値以下のとき（又は受信品質が良好のとき）、候補数を閾値以下とする。

＜第２の実施例＞
次に第２の実施例について説明する。第２の実施例は、第１及び第２ステージが並列に行われる例であり、直交度（又は受信品質）に基づいて選択される候補数が異なるようにする点は第１の実施例と同様である。

図７はＭＩＭＯデコーダ２４０を含む受信装置２００の構成例を示す図である。ＭＩＭＯデコーダ２４０は、更に、逆行列生成部２５１と、逆行列乗算部２５２と、トータル距離計算部及び推定部（以下、「トータル距離計算部」）２５３を備える。

逆行列生成部２５１は、チャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０に基づいて、チャネル行列Ｈに対する逆行列Ｈ^−１を生成する。

逆行列乗算部２５２は、受信信号点ｒ_０，ｒ_１に対して、逆行列生成部２５１から出力された逆行列Ｈ^−１を夫々乗算し、乗算後の信号点ｒ_０’，ｒ_１’を第１及び第２ステージ演算部２４６，２４７に夫々出力する。

このように、逆行列生成部２５１が逆行列Ｈ^−１を演算し、逆行列乗算部２５２が受信信号点ｒ_０，ｒ_１に逆行列Ｈ^−１を乗算しているのは、例えば、以下の理由による。

すなわち、２×２のＭＩＭＯによる無線通信システム１０は、送信ベクトルを（ｘ_０，ｘ_１）、受信ベクトルを（ｒ_０，ｒ_１）とすると、以下のようにモデル化できる。

チャネル行列Ｈに対する逆行列Ｈ^−１は、

となる。

式（１８）に対して逆行列Ｈ^−１を左から順に乗算すると、

となる。式（２０）は、

とおくことで、以下のように変形できる。

式（２３）の各成分は、
ｒ_０’＝ｘ_０＋ｎ_０’ …（２５−１）
ｒ_１’＝ｘ_１＋ｎ_１’ …（２５−２）
となり、送信信号点ｘ_０，ｘ_１の各候補点について独立に演算可能な形式となっている。逆行列乗算部２５２は、式（２０）〜式（２５）を演算することで、乗算後の信号点ｒ_０’，ｒ_１’を出力する。

そして、第１ステージ演算部２４６は、例えば、式（２５−１）により、距離｜ｒ_０’−ｘ_０｜^２が小さい順に、候補数決定部２４５で決定した候補数分の送信信号点ｘ_０の候補点を求める。また、第１ステージ演算部２４６は、求めた各候補点と信号点ｒ_０’との距離ｌ_０を各々求める。

第２ステージ演算部２４７は、例えば、式（２５−２）により、距離｜ｒ_１’−ｘ_１｜^２が小さい順に、候補数決定部２４５で決定した候補数部の送信信号点ｘ_１の候補点を求める。また、第２ステージ演算部２４７は、求めた各候補点と信号点ｒ_１’との距離ｌ_１を各々求める。

図８は、送信信号点ｘ_０と信号点ｒ_０’との関係例を示す図である。図８の例では、候補数は５個であり、５つの候補点ｘ_０−１〜ｘ_０−５が選択され、５つの距離ｌ_０−１〜ｌ_０−５が演算される例を示している。第１ステージ演算部２４６は、例えば、領域判定法により候補数分の候補点を演算できる。領域判定法は、例えば、送信信号点はＩＱ平面上では変調方式により予め決められた位置に配置されるため、当該位置と境界線を予め設定し信号点ｒ_０’がＩＱ平面上のどの境界線内に位置するかにより決定される方法である。

ただし、式（２０）に示されるように、各ステージで決定した送信信号点ｘ_０，ｘ_１の候補点は、受信信号点ｒ_０，ｒ_１に対して逆行列Ｈ^−１を乗算したベクトル空間上の候補点でもある。従って、各距離ｌ_０，ｌ_１についても逆行列Ｈ^−１を乗算したベクトル空間上の距離であるため、求めた距離ｌ_０，ｌ_１にチャネル行列Ｈを乗算することで、受信信号点ｒ_０，ｒ_１と同じベクトル空間上の距離（又は候補点と受信信号点ｒ_０，ｒ_１との距離）に変換できる。距離ｌ_０，ｌ_１に対してチャネル行列Ｈを乗算すると、

となる。

トータル距離計算部２５３は、式（２６）の各成分の２乗和をトータル距離Ｌとして計算し、トータル距離Ｌが最も小さくなるような送信信号点ｘ_０，ｘ_１の候補点を選択するようにしている。トータル距離Ｌは以下のように示すことができる。

このようにトータル距離Ｌが最も小さくなるような送信信号点ｘ_０，ｘ_１の候補点は、受信信号点ｒ_０，ｒ_１と同じベクトル空間における、候補点と受信信号点ｒ_０，ｒ_１との距離が最小な候補点となる。トータル距離計算部２５３は、トータル距離Ｌが最小となる候補点を演算する。尚、２つの送信信号点ｘ_０，ｘ_１を推定する推定部２４６０は、例えば、第１及び第２ステージ演算部２４６，２４７と、トータル距離計算部２５３とを備えるようにしてもよい。

第２の実施例において、第１の実施例と同様に直交度演算部２４４が直交度ｒを演算し、候補数決定部２４５が送信信号点ｘ０，ｘ１の候補点の候補数を決定するが、直交度演算部２４４は、以下の式を用いて直交度ｒを演算する。

直交度ｒをこのように演算する理由について以下説明する。式（２７）に着目すると、第１ステージと第２ステージで計算した距離ｌ_０，ｌ_１が小さいほど第１項と第２項の値は夫々小さい値となる。しかし、２つの距離ｌ_０，ｌ_１が閾値より小さいときでも、第３項は係数（ａ_０ ^＊ｂ_０＋ｃ_０ ^＊ｄ_０）の値に応じて異なる値をとり得る。例えば、係数（ａ_０ ^＊ｂ_０＋ｃ_０ ^＊ｄ_０）が「−１０」のとき、ｌ_０ ^＊ｌ_１が正の値で絶対値が大きいほど、第３項は小さくなり、トータル距離Ｌも小さくなる。トータル距離Ｌの演算においては、第１及び第２ステージ演算部２４６，２４７において独立に距離が最小となる候補点を演算するだけでなく複数の候補点を演算し、トータル距離演算部２５３が複数の候補点からトータル距離Ｌが最小となる候補点を演算することになる。

直交度は、第１の実施例で説明したように、例えば、複数の送信ストリーム間における分離のし易さであり、また、第１ステージと第２ステージとで選択される２つの候補点の影響度を示すものでもある。式（２８）の分母はトータル距離Ｌの第１及び第２項の係数、式（２８）の分子はトータル距離Ｌの第３項の係数を夫々示し、例えば、第１項及び第２項に対する第３項の影響度を示しており、第１の実施例と同様に各ステージにおける２つの候補点の影響度を示すものとなっている。

すなわち、式（２８）の分子は、チャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０を含み、２つの送信ストリームに対するパイロット信号により演算されたものであり、受信信号点ｒ_０，ｒ_１に対する２つの受信ベクトルの内積（又は内積に相当するもの）となっている。上述したように、各受信信号点ｒ_０，ｒ_１には２つの送信信号点の成分を含むため、受信信号点ｒ_０に対する受信ベクトルと、受信信号点ｒ_１に対する受信ベクトルとが存在する。式（２８）の分子は、２つの受信ベクトルが直交するとき「０」、平行に近づくとき閾値より大きな値をとる。式（２８）の分母は、受信信号ｒ_０に対する受信ベクトルの大きさ（｜ａ｜^２＋｜ｃ｜^２）と受信信号ｒ_１に対する受信ベクトルの大きさ（｜ｂ｜^２＋｜ｄ｜^２）とを加算した加算値となっている。従って、式（２８）は全体として、例えば、２つの受信ベクトルの大きさを加算した加算値と２つの受信ベクトルの内積との比率を示している。従って、式（２８）の直交度ｒは、第１の実施例と同様に、例えば、２つの候補点に対する影響度又は直交性に関連した値となっている。

尚、第１の実施例における直交度ｒは上三角行列Ｒの対角成分と非対角成分の比率（ｂ／ｃ）として説明したが、式（１０）と式（１１）から、式（２８）と同様にチャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０の各値により変形可能である。

候補数決定部２４５は、直交度ｒに対して、第１及び第２ステージ演算部２４６，２４７で選択される送信信号ｘ_０，ｘ_１の候補点を、候補数決定テーブル２４５１を参照して決定する。本第２の実施例では、候補数決定部２４５は２つの候補数を決定するため、それに応じた候補数決定テーブル２４５１の形式となっている。図９（Ａ）及び同図（Ｂ）は候補数決定テーブル２４５１の例を示す図であり、同図（Ａ）に示すように、送信信号点ｘ_０に対する候補数と送信信号点ｘ_１に対する候補数が個別に記憶されてもよい。また、直交度ｒに応じて、送信信号点ｘ_１に対する候補数（候補数決定テーブル２４５１は、例えば図５）と、送信信号点ｘ_０に対する候補数（候補数決定テーブル２４５１は、例えば図９（Ｂ））とを異なるテーブル２４５１に記憶されるようにしてもよい。

次に、第２の実施例における動作例を説明する。図１０は動作例を示すフローチャートである。

受信装置２００は、処理を開始すると（Ｓ２０）、チャネル推定値を求める（Ｓ２１）。例えば、チャネル推定部２４１は、第１の実施例と同様にパイロット信号に基づいてチャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０を求める。

次いで、受信装置２００は、チャネル行列Ｈの逆行列Ｈ^−１を求める（Ｓ２２）。例えば、逆行列生成部２５１が、チャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０に基づいて、式（１９）を用いて逆行列Ｈ^−１を演算する。

次いで、受信装置２００は、受信信号点ｒ_０，ｒ_１に逆行列Ｈ^−１を乗算し、乗算後の信号点ｒ_０’、ｒ_１’を夫々第１及び第２ステージ演算部２４６，２４７に出力する（Ｓ２３）。例えば、逆行列乗算部２５２が式（２０）〜式（２５）の演算を行う。

次いで、受信装置２００は、チャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０に基づいて直交度ｒを演算する（Ｓ２４）。例えば、直交度演算部２４４は、式（２８）を演算することで直交度ｒを演算する。

次いで、受信装置２００は、直交度ｒに基づいて、各送信信号点ｘ_０，ｘ_１に対する候補数を決定する（Ｓ２５）。例えば、候補数決定部２４５は、直交度ｒが閾値より小さいとき（又は受信品質が良好なとき）、第１及び第２ステージ演算部２４６，２４７における送信信号点ｘ_０，ｘ_１に対する各候補点の数を閾値より少なくなるように決定する。これにより、例えば、第１の実施例と同様に候補数が閾値より少なくなる分、第１ステージ及び第２ステージにおける処理量が削減される。また、候補数決定部２４５は、直交度ｒが閾値より大きいとき（又は受信品質が良好でないとき）、送信信号点ｘ_０，ｘ_１に対する各候補数の数を閾値より多くなるように候補数を決定する。これにより、例えば、候補数に絞り込み過ぎにより正しい送信信号点ｘ_１，ｘ_０が推定されないことによる無線特性の劣化を防止することができる。

次いで、受信装置２００は、各ステージにおいて候補数分の送信信号点ｘ_０，ｘ_１の候補点と、候補数分の距離（又は、候補点と信号点ｒ_０’，ｒ_１’との距離）ｌ_０，ｌ_１とを求める。例えば、第１及び第２ステージ演算部２４６，２４７が、夫々、式（２５−１）及び式（２５−２）に基づいて、距離｜ｒ_０’−ｘ_０｜^２及び距離｜ｒ_１’−ｘ_１｜^２が小さい順に、候補数分の各候補点と距離を演算する。

次いで、受信装置２００は、距離ｌ_０，ｌ_１とチャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０とに基づいてトータル距離Ｌを演算する（Ｓ２７）。例えば、トータル距離計算部２５３が式（２７）を用いて候補数分のトータル距離Ｌを演算する。

次いで、受信装置２００は、トータル距離Ｌが最も小さい候補点の組み合わせを送信信号点ｘ_０，ｘ_１と決定する（Ｓ２８）。例えば、トータル距離計算部２５３が候補数分のトータル距離Ｌの中で最も小さい値となる候補点を送信信号点ｘ_０，ｘ_１と決定する。

そして、受信装置２００は、送信信号点ｘ_０，ｘ_１に対して誤り訂正復号処理を行い、一連の処理を終了する（Ｓ２９）。

＜第３の実施例＞
第１及び第２の実施例では、送信アンテナ１５０の個数は「２」、受信アンテナ２１０の個数も「２」の２×２のＭＩＭＯ無線通信システム１０について説明した。例えば、ｎ×ｍ（ｎ及びｍは同時に「２」とならない、ｎ≧２及びｍ≧２を満たす自然数）のＭＩＭＯ無線通信システム１０でも本実施例は適用可能である。以下、第３の実施例としてかかる場合を説明する。

ただし、受信アンテナ数ｍの方が送信アンテナ数ｎよりも少ない場合、スループット特性が劣化するため、受信アンテナ数ｍが送信アンテナ数ｎよりも多い場合について説明する。最初に受信アンテナ数ｍが送信アンテナ数ｎと同じ場合の例（ｍ＝ｎ）で説明する。

図１１は、受信装置２００の構成例を示す図である。受信装置２００は、更に、第１〜第ｎの受信アンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎと、第１〜第ｎのＦＦＴ２３０‐１〜２３０‐ｎと、第１〜第ｎステージ演算部２４６‐１〜２４６‐ｎを備える。

第１〜第ｎの受信アンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎは、各受信信号を、第１〜第ｎのＦＦＴ２３０‐１〜２３０‐ｎに出力する。

第１〜第ｎのＦＦＴ２３０‐１〜２３０‐ｎは、例えば、ＦＦＴ後の各パイロット信号をチャネル推定部２４１に出力し、ＦＦＴ後の各受信信号ｒ_１〜ｒ_ｎを受信信号変換部２４３に出力する。

ＱＲ分解行列生成部２４２は、チャネル推定部２４１から出力された、受信アンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎ毎（又は送信ストリーム１〜ｎ毎）のチャネル推定値に基づいてチャネル行列Ｈを生成し、ＱＲ分解を行う。ＱＲ分解行列生成部２４２は、ＱＲ分解後の行列Ｒを直交度演算部２４４に出力する。例えば、行列Ｒは、その成分をＲ_ｉ，ｊ（ｉ＝１〜ｎ，ｊ＝１〜ｎ）とすると、

と示すことができる。

直交度演算部２４４は、例えば、式（２９）を用いて直交度ｒを

により演算する。この式（３０）についても、ベクトルＡ_１からベクトルＡ_{ｎ−ｋ＋１}までのベクトルが直交しているとき（又は受信品質が閾値より良好なとき）、第１の実施例と同様にｒ＝０となり、平行なとき（又は受信品質が閾値より良好でないとき）、ｒは無限大となる。

例えば、候補数決定部２４５は、直交度ｒが第１の閾値より大きいときは、第ｋステージで選択されるｘ_{ｎーｋ＋１}の候補数を第２の閾値より多くなるように候補数を決定する。また、候補数決定部２４５は、直交度ｒが第１の閾値以下のとき、第ｋステージで選択されるｘ_{ｎ−ｋ＋１}の候補数を第２の閾値以下となるようにｘ_ｋの候補数を決定する。

第１〜第ｎステージ演算部２４６‐１〜２４６‐ｎは、各々決定した候補数個分の送信信号点ｘ_ｎ〜ｘ_１の候補点を選択する。例えば、第ｋステージ演算部２４６‐ｋは、送信信号点ｘ_{ｎーｋ＋１}の候補点を候補数個分選択して、送信信号点ｘ_１〜ｘ_ｎに対する各候補点とともに、第（ｋ＋１）ステージ演算部２４６‐（ｋ＋１）に出力する。第ｎステージ演算部２４６‐ｎは、ｎ個の送信信号点ｘ_１〜ｘ_ｎの候補点を出力する。尚、例えば、第１〜第ｎステージ演算部２４６‐１〜２４６‐ｎにより、推定部２４６０が構成されてもよい。

例えば、ｎ＝３（受信アンテナ数が「３」）のとき、ＱＲ分解後の上三角行列Ｒは、

と示すことができる。また、第１ステージ演算部２４６‐１は、

が閾値以下となるｘ_３を候補数個分選択し、第２ステージ演算部２４６‐２は、

が閾値以下となるｘ_２を候補数個分選択する。更に、第３ステージ演算部２４６‐３は、

が閾値以下となるｘ_１を候補数個分選択する。

このような場合において、ｋ＝２（第２ステージ）の直交度ｒは、式（３０）から

となる。この式（３５）は、第２ステージにおいて選択されるｘ_２の係数ｄ（例えば式（３３））と、第３ステージにおいて選択されるｘ_２の係数ｂ（例えば式（３４））との比率となっている。これは第１の実施例における直交度ｒ（式（１３））と同じように、当該ステージで選択される候補点の係数（例えばｃ）と次ステージにおける同じ候補点の係数（例えばｂ）との比率となっている。

また、ｎ＝３でｋ＝１（第１ステージ）のとき、直交度ｒは

となる。この式（３６）についても、第１ステージで選択されるｘ_３の候補数は、第１ステージで選択されるｘ_３の係数ｆと、第２ステージにおけるｘ_３の係数ｅ）、及び第３ステージにおけるｘ_３の係数ｃに依存していることを示している。

このように候補数決定部２４５は、直交度ｒの値に応じて、第ｋステージにおいて送信信号点ｘ_{ｎ−ｋ＋１}の候補数を決定する。このように直交度ｒに応じて候補数を決定してよい理由は、例えば以下のようなものとなる。すなわち、第ｋステージで選択される候補点ｘ_{ｎーｋ＋１}に対する、当該ステージで計算される距離への影響の大きさは、行列Ｒの成分Ｒ_{ｎーｋ＋１，ｎ−ｋ＋１}（例えば、ｆ）に依存する。一方、第（ｋ＋１）ステージ以降で計算される距離への同じ候補点ｘ_{ｎーｋ＋１}の影響の大きさは、行列Ｒの成分Ｒ_{ｊ，ｎ−ｋ＋１}（例えば、ｃ，ｅ。ｊは（ｋ＋１）以降のステージ番号）に依存するからである。

直交度ｒの他の例として、

としてもよい。例えば、ｎ＝３，ｋ＝１のとき、直交度ｒは、

となる。この式（３７）による直交度ｒは、第（ｋ＋１）ステージの距離計算に対するｘ_ｋの影響度は考慮されているものの（例えば、第２ステージの係数ｅ）、第（ｋ＋２）ステージ以降の距離計算に対する影響（例えば、第３ステージの係数ｃ）は考慮されていない。当該ステージにおいて次々ステージまでの影響は考慮していないため、式（３０）の場合よりも計算量が少なくすることができる。

この式（３７）も、Ａ_１からＡ_{ｎ−ｋ＋１}までのベクトルが直交しているとき（又は受信品質が閾値よりも良好なとき）ｒ＝０となり、平行なときｒは無限大となる。例えば、直交度演算部２４４は、式（３７）を用いて直交度ｒを演算し、候補数決定部２４５は上述のものと同様に直交度ｒに応じて各ステージにおける候補数を決定する。尚、式（３０）と式（３７）についても、ＱＲ分解後の行列Ｒの対角成分（例えば、係数ｆ）と、非対角成分（例えば、係数ｃ，ｅ）との比率として直交度ｒが示される。

更に、直交度ｒの他の例として、

としてもよい。この式（３９）は、例えば、第１ステージから第ｋステージまでに選択したｘの第（ｋ＋１）ステージ以降に与える影響度を示している。そして、この式（３９）を用いる場合、更に、第３ステージまでの累積距離が最小のものから、累積距離の差がＣ×ｒ（Ｃは定数）以下となる候補点を第ｋステージにおける最終候補点とし、第（ｋ＋１）ステージにおいてこの最終候補点を用いて距離が演算される。累積距離は、例えば、第ｋステージまでにおいて計算される距離の和（又は、第ｋステージにおいて計算される距離）である。

例えば、ｎ＝３，ｋ＝２のとき、直交度ｒは

となる。例えば、式（４０）のｒが「３」、Ｃが「１０」のとき、Ｃ×ｒ＝３０となる。この場合、累積距離は、例えば、第１ステージで計算される距離（｜ｙ_３−ｆｘ_３｜^２）と第２ステージで計算される距離（｜ｙ_２−ｄｘ_２−ｅｘ_３｜^２）との和となる。例えば、候補点の組（ｘ_３，ｘ_２）として（１，３）が選択されたときの累積距離が「１０」、候補点（−１，１）が選択されたときの累積距離が「１５」、候補点（−１，−１）が選択されたときの累積距離が「５０」とする。この場合において、第３ステージにおいて選択される候補数の組は、累積距離が最小である「１０」に対して、累積距離「１５」に対する差は「５」、累積距離「５０」に対する差は「４０」となる。よって、第３ステージにおいて選択対象となる候補点の組は、累積距離の差がＣ×ｒ（＝３０）以下となる、２つの組（１，３），（‐１，１）となる。

この式（３９）が用いられる場合、例えば、直交度ｒと累積距離とに基づいて、次ステージにおいて計算される候補数の組を決定している。そのため、図１１において、第（ｋ‐１）ステージ演算部２４６‐（ｋ−１）は、選択された各候補点に対する累積距離を候補数決定部２４５に出力する。候補数決定部２４５は、直交度ｒに定数Ｃを乗算したＣ×ｒと、累積距離とを比較して、上述のようにその大小により、選択すべき候補点の組を決定し、第ｋステージ演算部２４６‐ｋに通知する。第ｋステージ演算部２４６‐ｋは、候補数決定部２４５で決定した候補点の組の中から、第ｋステージにおける距離を演算して送信信号点ｘ_{ｎ−ｋ＋１}の候補点を選択し、当該候補点を含む累積距離を候補数決定部２４５に出力する。以後、第（ｋ＋１）ステージ以降の処理が行われる。

第（ｋ＋１）ステージ以降で上述した逆転が発生する可能性は、直交度ｒが大きいほど、また第ｋステージまでの累積距離の差が小さいほど、閾値より高くなる。

この式（３９）についても、各受信ベクトルが直交する場合（又は受信品質が閾値と比較して良好な場合）ｒ＝０となり、平行の場合（又は受信品質が閾値よりも良好でない場合）ｒは無限大となる。

以上、送信アンテナ数ｎと受信アンテナ数ｍとが同じ場合について説明した。受信アンテナ数ｍが送信アンテナ数ｎより大きいときについても同様に計算できる。例えば、送信アンテナ数が「３」、受信アンテナ数が「２」のとき、上三角行列Ｒを

とし、受信信号点ｒ_１〜ｒ_３に対して変換後の信号点をｙ_１〜ｙ_３、送信信号点をｘ_１，ｘ_２とすると、

と示すことができる。ｎ_１〜ｎ_３は雑音成分である。

この場合、第１ステージ演算部２４６‐１は、第１ステージの演算として、

が閾値より小さい候補数個分のｘ_２を選択する。また、第２ステージ演算部２４６‐２では、第２ステージの演算として、

が閾値より小さい候補数個分のｘ_２とｘ_１とを選択する。更に、第３ステージ演算部２４６‐３では、第３ステージの演算として、

が最小となるｘ_１とｘ_２を選択する。各ステージにおいて、候補数決定部２４５は式（３０）又は式（３７）等を用いて上述と同様に候補数を決定できる。

ただし、第３ステージ演算部２４６‐３では、新たにｘ_１とｘ_２とを選択できず、第２ステージ演算部２４６‐２で選択したｘ_１とｘ_２の候補の中から距離を演算する。このように、ｍ＞ｎの場合、途中のステージからは新たに送信信号点ｘの候補点が選択されることがなくなり、前ステージまでに選択されたｘ_ｉに対して距離が計算される。

＜その他の実施例＞
次にその他の実施例について説明する。

例えば、ＯＦＤＭシステムの場合、一度に１又は複数のサブキャリア分のＭＩＭＯデコードを行うことができる。よって、候補数決定部２４５は、サブキャリア単位で候補数の決定を行うこともできる。例えば、図３に示すように、第１及び第２のＦＦＴ部２３１，２３２は、サブキャリア毎に送信信号点ｒ_０，ｒ_１を出力し、受信信号変換部２４３はサブキャリア毎に変換後の信号点ｙ１，ｙ０を出力する。直交度演算部２４４は、チャネル推定部２４１によりサブキャリア毎のチャネル推定値ａ_０，ｃ_０，ｂ_０，ｄ_０が演算されるため、サブキャリア毎に直交度ｒを演算できる。この場合に、誤り訂正復号部２６０により復号が行われるサブキャリアの個数に応じて、全体の候補数を一定にすることができる。例えば、サブキャリアの個数が「５」個のとき、１番目のサブキャリアに対する送信信号点ｘ_１の候補点の候補数は「１０」、２番目の候補数が「１７」等とし、１〜５番目のサブキャリアに割り当てられる候補数の合計値を「１００」とすることができる。これにより、受信装置２００全体における処理可能な候補数を一定値にすることができ、回路設計を容易にし、回路規模も一定よりも小さくすることもできる。第２の実施例における場合も同様に、図７に示すように、逆行列乗算部２５２はサブキャリア毎に信号点ｒ_０’，ｒ_１’を出力し、候補数決定部２４５はサブキャリア毎に送信信号点ｘ_１，ｘ_０の候補数を決定することもできる。

以上まとめると付記のようになる。

（付記１）
第１及び第２の受信アンテナで夫々受信した第１及び第２の受信信号に基づいて、送信装置における第１及び第２の送信アンテナから夫々送信された第１及び第２の送信信号を推定する受信装置において、
前記第１及び第２の受信信号に夫々対応する第１及び第２の受信信号点に対して所定の行列を乗算することで変換された前記第１及び第２の受信信号点を出力する変換部と、
前記第１及び第２の受信信号に対する受信品質に基づいて、少なくとも第１の送信信号候補点の候補数を決定する候補数決定部と、
前記変換された第１及び第２の受信信号点に基づいて、前記決定した候補数個の前記第１の送信信号候補点と、第２の送信信号候補点とを選択し、選択された前記第１及び第２の送信信号候補点と前記変換された第１及び第２の受信信号点との夫々の距離が最も小さい前記第１及び第２の送信信号点候補点を、夫々前記第１及び第２の送信信号と推定する推定部と、
を備えること特徴とする受信装置。

（付記２）
前記受信品質は、前記第１又は第２の受信アンテナで受信した前記第１の送信信号と前記第２の送信信号の分離のしやすさを示す直交度であることを特徴とする付記１記載の受信装置。

（付記３）
前記受信品質は、前記第１及び第２の受信信号に夫々含まれる既知信号に基づいて生成されたチャネル行列をＱＲ分解したときの、上三角行列Ｒにおける対角成分と非対角成分との比率であることを特徴とする付記１記載の受信装置。

（付記４）
前記受信品質は、前記第１及び第２の受信信号点に対する第１及び第２の受信ベクトルの大きさを加算した加算値と、前記第１及び第２の受信ベクトルの内積との比率であることを特徴とする付記１記載の受信装置。

（付記５）
前記候補数決定部は、前記受信品質に基づいて、サブキャリア毎に少なくとも前記第１の送信信号候補点の候補数を決定し、更に所定数のサブキャリアに対する前記第１の送信信号候補点の個数は一定値であることを特徴する付記１記載の受信装置。

（付記６）
更に、前記第１及び第２の受信信号に夫々含まれる既知信号に基づいてチャネル行列を生成し、当該チャネル行列に対してＱＲ分解を行い、前記上三角行列Ｒとユニタリー行列Ｑとを生成するＱＲ分解行列生成部を備え、
前記変換部は前記所定の行列として前記ユニタリー行列Ｑを前記第１及び第２の受信信号点に乗算することで前変換された第１及び第２の受信信号点を出力し、
前記推定部は、前記変換された第１の受信信号と前記第１の送信信号候補点との距離が小さい順に前記候補数個の前記第１の送信信号候補点を選択する第１ステージ実行部と、前記第１ステージ実行部で選択された前記第１の送信信号候補点に対して前記第２の送信信号候補点と前記変換された第２の受信信号点との距離が最も小さい前記第１及び第２の送信信号候補点を選択し、選択された前記第１及び第２の送信信号候補点を前記第１及び第２の送信信号点と推定する第２ステージ実行部とを含むこと特徴とする付記３記載の受信装置。

（付記７）
更に、前記第１及び第２の受信信号に含まれる既知信号に基づいてチャネル行列を生成して、当該チャネル行列に対する逆行列を生成する逆行列生成部を備え、
前記候補数決定部は、前記受信品質に基づいて、前記第１の送信信号候補点と前記第２の送信信号候補点の候補数を決定し、
前記変換部は、前記第１及び第２の受信信号点に対して前記所定の行列として前記逆行列を乗算することで、前記変換された第１及び第２の受信信号点を出力し、
前記推定部は、前記変換された第１の受信信号点に基づいて前記候補数個の前記第１の送信信号候補点を選択し、前記選択された第１の送信信号候補点と前記変換された第１の受信信号点との距離を演算する第１の演算部と、前記変換された第２の受信信号点に基づいて前記候補数個の前記第２の送信信号候補点を選択し、前記選択された第２の送信信号候補点と前記変換された第２の受信信号点との距離を演算する第２の演算部と、前記第１及び第２の演算部から夫々出力される前記距離と前記チャネル行列の各成分とに基づいて全体距離を演算し、当該全体距離が所定条件を満たす前記第１及び第２の送信信号候補点を夫々前記第１及び第２の送信信号と推定する判定部とを含むことを特徴とする付記４記載の受信装置。

（付記８）
前記判定部は、第１及び第２の演算部から出力される前記距離を夫々ｌ_０，ｌ_１、前記第１の受信信号に対応する前記チャネル推定値をａ_０，ｂ_０、前記第２の受信信号に対応する前記チャネル推定値をｃ_０，ｄ_０とすると、前記全体距離として、

を演算し、前記候補数個の前記全体距離の中で当該全体距離が最小となる前記第１及び第２の送信信号候補点を夫々前記第１及び第２の送信信号点と推定することを特徴とする請求項７記載の受信装置。

（付記９）
前記候補数決定部は、前記受信品質が第１の閾値よりも良好な値のとき、第２の閾値よりも少ない前記候補数を決定し、前記受信品質が前記第１の閾値よりも良好でない値のとき、前記第２の閾値以上の前記候補数を決定することを特徴とする付記１記載の受信装置。

（付記１０）
候補数決定部は、前記第１及び第２の送信信号候補点と前記変換された第１及び第２の受信信号候補点との夫々の距離の和と、前記受信品質とに基づいて、前記第１の送信信号候補点の候補数を決定することを特徴とする付記１記載の受信装置。

（付記１１）
前記推定部は、前記第１及び第２の送信信号候補点と前記変換された第１及び第２の受信信号点との夫々の距離が小さい順に前記候補数個の前記第１及び第２の送信信号候補点を選択することを特徴とする付記７記載の受信装置。

（付記１２）
前記第１及び第２の演算部は、前記第１及び第２の送信信号候補点のＩＱ平面上における夫々所定領域内に前記変換された第１及び第２の受信信号点が位置するとき、当該第１及び第２の送信信号候補点を、前記距離が最も近い前記第１及び第２の送信信号候補点として選択することを特徴とする付記７記載の受信装置。

（付記１３）
更に、前記推定された第１及び第２の送信信号に対して誤り訂正復号化を行う誤り訂正復号化処理部を備えることを特徴とする付記１記載の受信装置。

（付記１４）
前記受信装置は、前記送信装置が基地局装置のとき端末装置であり、前記送信装置が端末装置のとき基地局装置であることを特徴とする付記１〜１２のうちいずれかに記載の受信装置。

（付記１５）
第１及び第２の受信アンテナで夫々受信した第１及び第２の受信信号に基づいて、送信装置における第１及び第２の送信アンテナから夫々送信された第１及び第２の送信信号を推定する受信装置における受信方法であって、
前記第１及び第２の受信信号に夫々対応する第１及び第２の受信信号点に対して所定の行列を乗算することで変換された前記第１及び第２の受信信号点を出力し、
前記第１及び第２の受信信号に対する受信品質に基づいて、少なくとも第１の送信信号候補点の候補数を決定し、
前記変換された第１及び第２の受信信号点に基づいて、前記決定した候補数個の前記第１の送信信号候補点と、第２の送信信号候補点とを選択し、
選択された前記第１及び第２の送信信号候補点と前記変換された第１及び第２の受信信号点との夫々の距離が最も小さい前記第１及び第２の送信信号候補点を、夫々前記第１及び第２の送信信号と推定する
ことを特徴とする受信方法。

１０：無線通信システム １００：送信装置
１１０：誤り訂正符号化部 １２０：パイロット信号生成部
１３０：データマッピング部 １４０：変調部
１５０‐１，１５０‐２：第１、第２の送信アンテナ
２００：受信装置
２１０‐１，２１０‐２：第１、第２の受信アンテナ
２３０：復調部 ２３１，２３２：第１，第２のＦＦＴ部
２４０：ＭＩＭＯデコーダ ２４１：チャネル推定部
２４２：ＱＲ分解行列生成部 ２４３：受信信号変換部
２４４：直交度演算部 ２４５：候補数決定部
２４６：第１ステージ演算部 ２４６‐ｎ：第ｎステージ演算部
２４７：第２ステージ演算部 ２５１：逆行列生成部
２５２：逆行列乗算部 ２５３：トータル距離計算部及び推定部
２６０：誤り訂正復号部 ２４６０：推定部

Claims (11)

1. 第１及び第２の受信アンテナで夫々受信した第１及び第２の受信信号に基づいて、送信装置における第１及び第２の送信アンテナから夫々送信された第１及び第２の送信信号を推定する受信装置において、
   前記第１及び第２の受信信号に夫々対応する第１及び第２の受信信号点に対して所定の行列を乗算することで変換された前記第１及び第２の受信信号点を出力する変換部と、
   前記第１及び第２の受信信号に対する受信品質に基づいて、少なくとも第１の送信信号候補点の候補数を決定する候補数決定部と、
   前記変換された第１及び第２の受信信号点に基づいて、前記決定した候補数個の前記第１の送信信号候補点と、第２の送信信号候補点とを選択し、選択された前記第１及び第２の送信信号候補点と前記変換された第１及び第２の受信信号点との夫々の距離が最も小さい前記第１及び第２の送信信号点候補点を、夫々前記第１及び第２の送信信号と推定する推定部と、
   を備えること特徴とする受信装置。
2. 前記受信品質は、前記第１又は第２の受信アンテナで受信した前記第１の送信信号と前記第２の送信信号の分離のしやすさを示す直交度であることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. 前記受信品質は、前記第１及び第２の受信信号に夫々含まれる既知信号に基づいて生成されたチャネル行列をＱＲ分解したときの、上三角行列Ｒにおける対角成分と非対角成分との比率であることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
4. 前記受信品質は、前記第１及び第２の受信信号点に対する第１及び第２の受信ベクトルの大きさを加算した加算値と、前記第１及び第２の受信ベクトルの内積との比率であることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
5. 前記候補数決定部は、前記受信品質に基づいて、サブキャリア毎に少なくとも前記第１の送信信号候補点の候補数を決定し、更に所定数のサブキャリアに対する前記第１の送信信号候補点の個数は一定値であることを特徴する請求項１記載の受信装置。
6. 更に、前記第１及び第２の受信信号に夫々含まれる既知信号に基づいてチャネル行列を生成し、当該チャネル行列に対してＱＲ分解を行い、前記上三角行列Ｒとユニタリー行列Ｑとを生成するＱＲ分解行列生成部を備え、
   前記変換部は前記所定の行列として前記ユニタリー行列Ｑを前記第１及び第２の受信信号点に乗算することで前変換された第１及び第２の受信信号点を出力し、
   前記推定部は、前記変換された第１の受信信号と前記第１の送信信号候補点との距離が小さい順に前記候補数個の前記第１の送信信号候補点を選択する第１ステージ実行部と、前記第１ステージ実行部で選択された前記第１の送信信号候補点に対して前記第２の送信信号候補点と前記変換された第２の受信信号点との距離が最も小さい前記第１及び第２の送信信号候補点を選択し、選択された前記第１及び第２の送信信号候補点を前記第１及び第２の送信信号点と推定する第２ステージ実行部とを含むこと特徴とする請求項３記載の受信装置。
7. 更に、前記第１及び第２の受信信号に含まれる既知信号に基づいてチャネル行列を生成して、当該チャネル行列に対する逆行列を生成する逆行列生成部を備え、
   前記候補数決定部は、前記受信品質に基づいて、前記第１の送信信号候補点と前記第２の送信信号候補点の候補数を決定し、
   前記変換部は、前記第１及び第２の受信信号点に対して前記所定の行列として前記逆行列を乗算することで、前記変換された第１及び第２の受信信号点を出力し、
   前記推定部は、前記変換された第１の受信信号点に基づいて前記候補数個の前記第１の送信信号候補点を選択し、前記選択された第１の送信信号候補点と前記変換された第１の受信信号点との距離を演算する第１の演算部と、前記変換された第２の受信信号点に基づいて前記候補数個の前記第２の送信信号候補点を選択し、前記選択された第２の送信信号候補点と前記変換された第２の受信信号点との距離を演算する第２の演算部と、前記第１及び第２の演算部から夫々出力される前記距離と前記チャネル行列の各成分とに基づいて全体距離を演算し、当該全体距離が所定条件を満たす前記第１及び第２の送信信号候補点を夫々前記第１及び第２の送信信号と推定する判定部とを含むことを特徴とする請求項４記載の受信装置。
8. 前記判定部は、第１及び第２の演算部から出力される前記距離を夫々ｌ_０，ｌ_１、前記第１の受信信号に対応する前記チャネル推定値をａ_０，ｂ_０、前記第２の受信信号に対応する前記チャネル推定値をｃ_０，ｄ_０とすると、前記全体距離として、
   

   

   を演算し、前記候補数個の前記全体距離の中で当該全体距離が最小となる前記第１及び第２の送信信号候補点を夫々前記第１及び第２の送信信号点と推定することを特徴とする請求項７記載の受信装置。
9. 前記候補数決定部は、前記受信品質が第１の閾値よりも良好な値のとき、第２の閾値よりも少ない前記候補数を決定し、前記受信品質が前記第１の閾値よりも良好でない値のとき、前記第２の閾値以上の前記候補数を決定することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
10. 候補数決定部は、前記第１及び第２の送信信号候補点と前記変換された第１及び第２の受信信号候補点との夫々の距離の和と、前記受信品質とに基づいて、前記第１の送信信号候補点の候補数を決定することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
11. 第１及び第２の受信アンテナで夫々受信した第１及び第２の受信信号に基づいて、送信装置における第１及び第２の送信アンテナから夫々送信された第１及び第２の送信信号を推定する受信装置における受信方法であって、
    前記第１及び第２の受信信号に夫々対応する第１及び第２の受信信号点に対して所定の行列を乗算することで変換された前記第１及び第２の受信信号点を出力し、
    前記第１及び第２の受信信号に対する受信品質に基づいて、少なくとも第１の送信信号候補点の候補数を決定し、
    前記変換された第１及び第２の受信信号点に基づいて、前記決定した候補数個の前記第１の送信信号候補点と、第２の送信信号候補点とを選択し、
    選択された前記第１及び第２の送信信号候補点と前記変換された第１及び第２の受信信号点との夫々の距離が最も小さい前記第１及び第２の送信信号候補点を、夫々前記第１及び第２の送信信号と推定する
    ことを特徴とする受信方法。

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