JP2014042097A - 無線通信装置、及び信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信号分離処理の高速化を図ること。
【解決手段】無線通信装置は、複数のアンテナを介して、複数のアンテナを有する送信装置からの信号を受信する無線部と、無線部からの受信信号に基づくチャンネル推定値に基づいて、ＱＲＭ−ＭＬＤ方式で、信号検出を行うベースバンド処理部とを有する。ベースバンド処理部は、第１のステージにおける領域の検出結果に基づいて選択されたシンボル候補について計算されたメトリックに基づいて、シンボル候補を選択し、前のステージで選択されたシンボル候補についてのメトリックの計算の開始後、メトリックが計算されたシンボル候補の属する生き残りパスのメトリックに基づいて、次ステージのシンボル候補を選択するストリーム分離部を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、無線通信システムに関する。

近年、次世代通信技術としてＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術の研究が盛んに行われている。ＭＩＭＯシステムでは、複数の送信アンテナを備える送信機から複数のデータストリームが送信され、複数の受信アンテナを備える受信機において複数のデータストリームを分離して受信する。

図１は、ＭＩＭＯシステムの一例を示す。

図１では、送信機はＭ本の送信アンテナを備え、受信機はＮ本の受信アンテナを備える。簡単のため、一例として、送信機は送信アンテナ数に等しいM個のデータストリームを送信する。ただし、Ｍ≦Ｎとする。受信機側ではＮ個の受信信号が受信される。ここで、データストリームをＭ行１列のベクトルｘ、ｊ番目の送信アンテナとｉ番目の受信アンテナとの間の伝搬路利得ｈ_ｉｊを要素に持つＮ行Ｍ列のチャネル行列をＨ、受信信号をＮ行１列のベクトルｙ、雑音をＮ行１列のベクトルｎとする。受信信号は、式（１）のように表すことができる。

受信側におけるストリーム分離方法として、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）やＭＬＤ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）が知られている。

ＭＬＤでは、複数のストリーム信号の全てのシンボルレプリカ候補の組み合わせに対して、二乗ユークリッド距離等のメトリックを計算し、合計メトリックが最小になる組み合わせをストリーム分離後の信号とする。ＭＬＤは、ＭＭＳＥ等の線形分離法と比較して、優れた受信特性を得ることができる。しかしながら、ｌ番目の送信信号の変調多値数をｍ_ｌ（例えば、ＱＰＳＫの場合、ｍ＝４。１６ＱＡＭの場合、ｍ＝１６。６４ＱＡＭの場合、ｍ＝６４。）とすると、組み合わせ数が、式（２）となる。

式（２）によれば、変調多値数と送信ストリーム数の増加に伴い、メトリック計算回数が指数関数的に増大し、処理量が膨大になる。このため、さまざまな演算量削減型ＭＬＤが提案されている。

ＱＲ分解とＭアルゴリズムを組み合わせたＱＲＭ−ＭＬＤが知られている（例えば、非特許文献１参照）。ＱＲＭ−ＭＬＤでは、前ステージの生き残りシンボルレプリカ候補に対して、全てのシンボルレプリカ候補との二乗ユークリッド距離等のメトリックを計算する。メトリック計算回数はｋ＝１，・・・，Ｍ番目のステージの生き残り候補数をＳ_ｋとすると、式（３）となる。

また、ＱＲＭ−ＭＬＤに更なるメトリック計算回数削減方法を適用したＡＳＥＳＳ法が知られている（例えば、非特許文献２、３参照）。ＡＳＥＳＳは、Ａｄａｐｔｉｖｅ ＳＥｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｒｖｉｖｉｎｇ Ｓｙｍｂｏｌ ｒｅｐｌｉｃａ ｃａｎｄｉｄａｔｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙの略である。ＡＳＥＳＳ法は、各ステージにおけるシンボルレプリカ候補を領域検出によりランキングし、メトリックの累積値が小さいシンボルレプリカから順に、生き残りシンボルレプリカ候補数だけメトリックの計算を行う。メトリック計算回数はｋ＝１，・・・，Ｍ番目のステージの生き残り候補数をＳ_ｋとすると、式（４）となる。

ＡＳＥＳＳ法では、メトリック計算回数は送信ストリーム数に対して線形増加となる。

また、シンボル候補のランキングをＬＳＤ（Ｌｉｓｔ Ｓｐｈｅｒｅ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ）法に適用した方法が知られている。

ＡＳＥＳＳ法について、詳細に説明する。また、説明を簡単にするため、Ｍ＝Ｎの場合を例に取る。ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒに、チャネル行列ＨをＱＲ分解することにより、式（５）が得られる。

式（５）において、０は零行列を表す。つまり、０は、行列の要素が零であることを示す。要素は、成分と呼ばれることもある。受信信号ｙにユニタリ行列Ｑのエルミート共役を左から乗算すると、式（６）に示すように直交化できる。

第1ステージでは、最下段について、ｕ_Ｎ−１＝ｚ_Ｎ−１／ｒ_{Ｎ−１，Ｎ−１}の領域検出を行い、ｕ_Ｎの属する領域番号ε^（１）を決定する。領域検出はＮｄｉｖ回の象限検出およびＮｄｉｖ−１回の原点移動からなり、２^{２Ｎｄｉｖ}個の領域のいずれに属するかの検出が行われる。シンボルランキングテーブルΩを参照し、ランキング上位から生き残り候補数Ｓ_ｌの候補レプリカを第１ステージの生き残りパスとし、二乗ユークリッド距離等のメトリックを計算する。生き残りパスを式（７）とする。

二乗ユークリッド距離の場合、式（８）が得られる。

ただし、Ω^（４）、Ω^（１６）、Ω^（６４）はそれぞれ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭに対するシンボルランキングテーブルを表す。Ω^（ｍＮ）（ε^（ｌ），ｉ）はシンボルランキングテーブルに格納された、領域番号ε^（ｌ）に対するランキングｉ位のシンボル番号を表す。

第２ステージでは、下から２番目の受信信号ｚ_Ｎ−２から第１ステージで生き残ったＳ_ｌ個の生き残りパスの候補レプリカをそれぞれキャンセルし、式（９）、上三角行列Ｒの下から２番目の対角成分で除した式（１０）の領域検出を行う。ｕ_Ｎ−２（ｉ）が属する領域番号ε^（２）（ｉ）を決定する。

第２ステージにおける生き残りパスを次のように適応的に選択する。まず、第１ステージで生き残った各生き残りパスの代表メトリック値Ｅ（ｉ）および現在ランクρ（ｉ）を初期化する。式（１１）が得られる。

ρ（ｉ）＜ｍ_Ｎ−２かつＥ（ｉ）が最小値となるｉ_ｍｉｎのランキングρ（ｉ_ｍｉｎ）位の候補レプリカをシンボルランキングテーブルから選択し、ｑ番目の第２ステージの生き残りパスを式（１２）とする。

累積メトリックを計算する。式（１３）が得られる。

そして、式（１４）に従って、代表メトリック値および現在ランクを更新する。

上記の処理をｑが第２ステージの生き残りパス数Ｓ_２に達するまで行う。

以降の第ｋステージでは、下からｋ番目の受信信号ｚ_Ｎ−ｋから第ｋ−１ステージで生き残ったＳ_ｋ−１個の生き残りパスの各候補レプリカをそれぞれキャンセルし、式（１５）を得る。

上三角行列Ｒの下からk番目の対角成分で除したｕ_Ｎ−ｋ（ｉ）＝ｚ´_Ｎ−ｋ（ｉ）／ｒ_{Ｎ−ｋ，Ｎ−ｋ}，ｉ＝０，１，・・・，Ｓ_ｋ−１−１の領域検出を行い、ｕ_Ｎ−ｋ（ｉ）が属する領域番号ε^（ｋ）（ｉ）を決定する。第ｋステージにおける生き残りパスを次のように適応的に選択する。まず、第ｋ−１ステージで生き残った各生き残りパスの代表メトリック値Ｅ（ｉ）および現在ランクρ（ｉ）を初期化する。式（１６）が得られる。

ρ（ｉ）≦ｍ_Ｎ−ｋかつＥ（ｉ）が最小値となるｉ_ｍｉｎのランキングρ（ｉ_ｍｉｎ）位の候補レプリカをシンボルランキングテーブルから選択する。ｑ番目の第ｋステージの生き残りパスを式（１７）とする。

累積メトリックを計算し、式（１８）を得る。

そして、式（１９）に従って、代表メトリック値および現在ランクを更新する。

上記の処理をｑが第ｋステージの生き残りパス数Ｓ_ｋに達するまで行う。

第Ｎステージ処理まで行い、累積メトリックｄ_Ｎが最小となる生き残りパスを最尤なシンボルの組み合わせとする。誤り訂正符号化されている場合は、ＬＬＲを計算する。

K. J. Kim and J. Yue, "Joint channel estimation and data detection algorithms for MIMO-OFDM systems," in Proc. Thirty-Sixth Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, pp. 1857-1861, Nov. 2002. K. Higuchi, H. Kawai, N. Maeda and M. Sawahashi, "Adaptive Selection of Surviving Symbol Replica Candidates Based on Maximum Reliability in QRM−MLD for OFCDM MIMO Multiplexing,"Proc. of IEEE Globecom 2004, pp. 2480−2486, Nov. 2004. 樋口, 川合, 前田, 佐和橋, "QRM-MLDを用いるOFCDM MIMO多重における信頼度情報を用いる適応生き残りシンボルレプリカ候補選択法," RCS2004-69, May 2004

ＡＳＥＳＳ法では、生き残りパス数のループにおいて、累積メトリックの計算後に代表メトリックが更新され、更新された代表メトリックの最小値が選択されるアルゴリズムである。このため、ＡＳＥＳＳ法は、ループの各回の処理は並列で処理できない逐次アルゴリズムである。

図２は、ＡＳＥＳＳ法を実行する装置の一例を示す機能ブロック図である。

ＡＳＥＳＳ法を実行する装置１０は、生き残りシンボル候補選択部２０と、シンボルランキングテーブル３０と、メトリック計算部４０と、次ステージ用領域検出部５０とを有する。

図３は、ＡＳＥＳＳ法の処理の一例を示すタイミングチャートである。

生き残りシンボル候補選択部２０による生き残りシンボル候補の選択から、メトリック計算部４０による累積メトリック計算までの処理１回にｔｃサイクルの時間がかかるとすると、第ｋステージでは、Ｓ_ｋ回繰り返される。このため、Ｓ_ｋ×ｔ_ｃサイクルの時間がかかる。

図３は、逐次的な処理タイミングになっている。ある機能ブロックによる処理が行われる間は、他の機能ブロックによる処理は行われないため、ハードウェア資源を有効活用できない。

ＭＩＭＯデコード処理は、複数の受信信号に対して行われる。例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの下りリンク（ｄｏｗｎｌｉｎｋ）では、ＯＦＤＭ方式が採用される。ＬＴＥシステムでは、周波数方向のサブキャリア位置と時間方向のＯＦＤＭシンボル位置から一意に決まるリソースエレメント（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ＲＥ）を複数個処理する必要がある。

ハードウェア資源を有効に活用するため、ｔｃ個のＲＥに対する処理をパイプライン的に処理することが考えられる。ｔｃ個のＲＥに対する処理をパイプライン的に処理することにより、処理の高速化を図ることができる。

しかし、パイプライン的に処理するようにした場合、生き残りシンボル候補を選択するために必要なデータを保持するメモリおよび次ステージに渡すデータを保持するメモリが必要になるおそれがある。このため、装置の回路規模が増大するおそれがある。

開示の無線通信装置は、信号分離処理の高速化を図ることを目的とする。

開示の一実施例の無線通信装置は、
複数のアンテナを介して、複数のアンテナを有する送信装置からの信号を受信する無線部と、
前記無線部からの受信信号に基づくチャンネル推定値に基づいて、ＱＲＭ−ＭＬＤ方式で、信号検出を行うベースバンド処理部と
を有し、
前記ベースバンド処理部は、
第１のステージにおける領域の検出結果に基づいて選択されたシンボル候補について計算されたメトリックに基づいて、シンボル候補を選択し、
前のステージで選択されたシンボル候補についてのメトリックの計算の開始後、メトリックが計算されたシンボル候補の属する生き残りパスのメトリックに基づいて、次ステージのシンボル候補を選択するストリーム分離部
を備える。

開示の実施例によれば、信号分離処理の高速化を図ることができる。

ＭＩＭＯシステムの一例を示す図である。 ＡＳＥＳＳ法を実行する装置の一例を示す図である。 ＡＳＥＳＳ法の処理の一例を示すタイミングチャートである。 ＭＩＭＯシステムの一実施例を示す図である。 受信機の一実施例を示す部分ブロック図である。 受信機の一実施例を示す部分ブロック図である。 第１ステージ処理部の生き残り候補バッファ部の一実施例を示す図である。 受信機の一実施例を示す部分ブロック図である。 第ｋステージ処理部の生き残り候補バッファ部の一実施例を示す図である。 第ｋステージ処理部の代表メトリックバッファ部の一実施例を示す図である。 受信機の一実施例を示す部分ブロック図である。 第Ｎステージ処理部の生き残り候補バッファ部の一実施例を示す図である。 第Ｎステージ処理部の代表メトリックバッファ部の一実施例を示す図である。 受信機の処理の一実施例を示すフローチャートである。 受信機の処理の一実施例を示すフローチャートである。 受信機の処理の一実施例を示すフローチャートである。 受信機の処理の一例を示すタイミングチャートである。 受信機の処理の一実施例を示すタイミングチャートである。 受信機の処理の一実施例を示すタイミングチャートである。 受信機の処理の一実施例を示すタイミングチャートである。 領域検出処理の一実施例を示すフローチャートである。 領域番号の設定の一実施例を示す。 シンボルランキングテーブルの一実施例を示す。 領域番号の設定の一実施例を示す。 シンボルランキングテーブルの一実施例を示す。 領域番号の設定の一実施例を示す。 シンボルランキングテーブルの一実施例を示す。 領域番号の設定の一実施例を示す。 シンボルランキングテーブルの一実施例を示す。 領域番号の設定の一実施例を示す。 シンボルランキングテーブルの一実施例を示す。 領域検出の一実施例を示す。 受信機の動作の一変形例を示す。 シンボルランキングテーブルの一実施例を示す。

以下、図面に基づいて、実施例を説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

＜無線通信システム＞
図４は、無線通信システムの一実施例を示す。無線通信システムの一実施例は、ＭＩＭＯシステムであり、送信機１００と、受信機２００とを備える。送信機１００及び受信機２００のいずれか一方又は両方は、無線通信装置に搭載される。無線通信装置には、基地局装置や、ユーザ端末等が含まれる。

送信機１００は、Ｍ（Ｍは、Ｍ＞０の整数）本の送信アンテナ１０８_１−１０８_Ｍを備える。送信機１００は、誤り訂正符号化部１０２と、変調部１０４と、送信部１０６_１−１０６_Ｍと、送信アンテナ１０８_１−１０８_Ｍとを備える。

誤り訂正符号化部１０２は、送信データを誤り訂正符号化する。誤り訂正符号化部１０２は、変調部１０４へ、誤り訂正符号化された送信データを入力する。

変調部１０４は、誤り訂正符号化部１０２と接続される。変調部１０４は、誤り訂正符号化された送信データに、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭ等の変調を行う。変調部１０４は、変調された送信データを、ストリームに分離し、送信部１０６_１−１０６_Ｍに入力する。

送信部１０６_１−１０６_Ｍは、変調部１０４と接続される。送信部１０６_１−１０６_Ｍは、変調部１０４からのストリームを無線周波数にアップコンバートする。

送信アンテナ１０８_１−１０８_Ｍは、送信部１０６_１−１０６_Ｍと接続される。送信アンテナ１０８_１−１０８_Ｍは、無線周波数にアップコンバートしたストリームを略同時に送信する。

受信機２００は、Ｎ（Ｎは、Ｎ＞０の整数）本の受信アンテナ２０６_１−２０６_Ｎを備える。受信機２００は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部２０２と、ベースバンド処理部２０４とを備える。ＲＦ部２０２は、ＲＦＩＣにより実現されてもよい。ベースバンド処理部２０４は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ソフトウェア、ハードウェアロジック等により実現されてもよい。

ＲＦ部２０２は、ＲＦ部２０８_１−２０８_Ｎと、ＡＤ変換部２１０_１−２１０_Ｎを備える。ベースバンド処理部２０４は、ＦＦＴ部２１２_１−２１２_Ｎと、チャネル推定部２１４と、ＭＩＭＯストリーム分離部２１６と、誤り訂正復号部２１８とを備える。

ＲＦ部２０８_１−２０８_Ｎは、それぞれアンテナ２０６_１−２０６_Ｎと接続される。ＲＦ部２０８_１−２０８_Ｎは、アンテナ２０６_１−２０６_Ｎで受信された信号をダウンコンバートし、それぞれＡＤ変換部２１０_１−２１０_Ｎに入力する。

ＡＤ変換部２１０_１−２１０_Ｎは、それぞれＲＦ部２０８_１−２０８_Ｎと接続される。ＡＤ変換部２１０_１−２１０_Ｎは、ＲＦ部２０８_１−２０８_Ｎからのアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＦＦＴ部２１２_１−２１２_Ｎに入力する。

ＦＦＴ部２１２_１−２１２_Ｎは、それぞれＡＤ変換部２１０_１−２１０_Ｎと接続される。ＦＦＴ部２１２_１−２１２_Ｎは、ＡＤ変換部２１０_１−２１０_Ｎからのデジタル信号を高速フーリエ変換し、チャネル推定部２１４、ＭＩＭＯストリーム分離部２１６に入力する。

チャネル推定部２１４は、ＦＦＴ部２１２_１−２１２_Ｎと接続される。チャネル推定部２１４は、ＦＦＴ部２１２_１−２１２_Ｎからの信号に含まれるパイロット信号等に基づいて、伝搬路を推定し、チャネル推定値を求める。チャネル推定部２１４は、ＭＩＭＯストリーム分離部２１６に、チャネル推定値を入力する。

ＭＩＭＯストリーム分離部２１６は、ＦＦＴ部２１２_１−２１２_Ｎ、チャネル推定部２１４と接続される。ＭＩＭＯストリーム分離部２１６は、ＦＦＴ部２１２_１−２１２_Ｎからの信号と、チャネル推定部２１４からのチャネル推定値を用い、ストリーム分離処理を行う。ＭＩＭＯストリーム分離部２１６は、誤り訂正復号部２１８に、分離されたストリームを入力する。

誤り訂正復号部２１８は、ＭＩＭＯストリーム分離部２１６と接続される。誤り訂正復号部２１８は、ＭＩＭＯストリーム分離部２１６からの分離されたストリームの誤り訂正復号を行う。

＜ＭＩＭＯストリーム分離部２１６＞
図５は、ＭＩＭＯストリーム分離部２１６の一実施例を示す。

ＭＩＭＯストリーム分離部２１６は、ＱＲ分解部５０２と、ＭＩＭＯ復調部５０８と、ＬＬＲ（ｌｏｇ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｒａｔｉｏ）算出部５１２とを有する。

ＱＲ分解部５０２は、ＱＲ分解処理部５０４と、受信信号変換部５０６とを有する。ＭＩＭＯ復調部５０８は、第１ステージ処理部５１０_１、第２ステージ処理部５１０_２、・・・、第Ｎステージ処理部５１０_Ｎとを有する。

ＱＲ分解処理部５０４は、チャネル行列Ｈをユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒに分解するＱＲ分解を行う。ＱＲ分解処理部５０４の処理は、式（２０）により表される。

ここで、ユニタリ行列Ｑを適切に選ぶことによって、行列Ｒの対角成分を正の実数にすることができる。

受信信号変換部５０６は、受信信号ベクトルｙにユニタリ行列Ｑのエルミート共役を乗算する。その結果、式（２１）に示すように、ユニタリ変換ベクトルｚが得られる。

このとき、ユニタリ変換ベクトルzと送信ストリームベクトルxとの間には、式（２２）の関係が成り立っている。

図６は、第１ステージ処理部５１０_１の一実施例を示す。

第１ステージ処理部５１０_１は、領域検出部６０２と、生き残りシンボル候補選択部６０４と、シンボルランキングテーブル６０６と、メトリック計算部６０８と、次ステージ用領域検出部６１０と、生き残り候補バッファ部６１２とを有する。

第１ステージ処理部５１０_１の領域検出部６０２は、zの一番下の信号を上三角行列Ｒの下から１番目の対角成分で除した式（２３）の領域検出を行い、ｕ_Ｎ−１の属する領域番号ε^（１）を決定する。

第１ステージ処理部５１０_１のシンボルランキングテーブル６０６は、領域番号毎に領域中心から送信信号ｘ_Ｎ−１の各シンボル候補ｃ_{Ｎ−１，ｉ}（ｉ＝１，２，・・・，ｍ_Ｎ−１）までの距離の近い順にシンボル候補をランキングした結果を格納する。

第１ステージ処理部５１０_１の生き残りシンボル候補選択部６０４は、シンボルランキングテーブル６０６に格納された領域番号毎に領域中心から送信信号ｘ_Ｎ−１の各シンボル候補ｃ_{Ｎ−１，ｉ}（ｉ＝１，２，・・・，ｍ_Ｎ−１）までの距離の近い順にシンボル候補をランキングした結果を参照し、ランキング上位から生き残り候補数Ｓ_１のシンボル候補を第１ステージの生き残りパスとする。第１ステージ処理部５１０_１の生き残りシンボル候補選択部６０４は、生き残りパスを式（２４）とする。生き残り候補数Ｓ_１は、予め設定されてもよい。

ただし、Π^（ｋ）（ｉ）は第ｋステージのｉ番目の生き残りパスであることを表す。Π^（ｋ） _ｊ（ｉ）と表記した場合、第ｋステージのｉ番目の生き残りパスの第ｊステージ（ｊ＝１，２，・・・，ｋ）におけるパスを表す。また、Π^（ｋ） _ａ−ｂ（ｉ）と表記した場合（ａ＜ｂ）、第ｋステージのｉ番目の生き残りパスの第ａステージから第ｂステージにおける部分パスを表す。例えば、式（２５）の場合、式（２６）となる。

第１ステージ処理部５１０_１のメトリック計算部６０８は、二乗ユークリッド距離等のメトリックを計算する。二乗ユークリッド距離の場合、式（２７）となる。

ただし、Ω^（４）、Ω^（１６）、Ω^（６４）は、それぞれ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭに対するシンボルランキングテーブルを表す。Ω^{（ｍＮ−１）}（ε^（１），ｉ）はシンボルランキングテーブルに格納された、領域番号ε^（１）に対するランキングｉ位のシンボル番号を表す。

ただし、ｃ_{Ｎ−１，ｉ}は送信ストリームｘ_Ｎ−１の送信に用いられた変調方式の信号点とも呼ばれる。変調方式の代表的な例として、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭがあるが、特定の変調方式に限定されるものではない。

第１ステージ処理部５１０_１の次ステージ用領域検出部６１０は、式（２８）に示されるように、下から２番目の受信信号ｚ_Ｎ−２から生き残りシンボル候補選択部６０４で選択されたシンボル候補レプリカをキャンセルする。

第１ステージ処理部５１０_１の次ステージ用領域検出部６１０は、式（２９）に示されるように、上三角行列Ｒの下から２番目の対角成分で除した信号の領域検出を行い、ｕ_Ｎ−２（ｉ）が属する領域番号ε^（２）（ｉ）を決定する。

第１ステージ処理部５１０_１の生き残り候補バッファ部６１２は、累積メトリックｄ_１（ｉ）、下から２番目の受信信号からシンボル候補レプリカをキャンセルした信号ｚ´_Ｎ−２（ｉ）、領域番号ε^（２）（ｉ）、生き残りシンボル候補番号Π^（１） _１（ｉ）を要素に持つ。

第１ステージ処理部５１０_１の生き残り候補バッファ部６１２は、累積メトリックが計算される度に、それぞれ、メトリック計算部６０８で計算された累積メトリック、次ステージ用領域検出部６１０で計算されたｚ´_Ｎ−２（ｉ）を保持する。

また、第１ステージ処理部５１０_１の生き残り候補バッファ部６１２は、累積メトリックが計算される度に、生き残りシンボル候補選択部６０４で選択された生き残りシンボル候補番号、次ステージ用領域検出部６１０で検出された領域番号ε^（２）（ｉ）を保持する。

第１ステージ処理部５１０_１の生き残り候補バッファ部６１２は、第１ステージ処理開始時には、空の状態である。生き残り候補バッファ部６１２は、第1ステージ処理終了時に、Ｓ_１個の要素が格納される。

図７は、第１ステージ処理部５１０_１の生き残り候補バッファ部６１２の一実施例を示す。ｚ´_Ｎ−２（ｉ）は、複素数である。図７では、ｚ´_Ｎ−２（ｉ）を（Ｉ成分、Ｑ成分）の形式で示す。

第１ステージの処理以降の第ｋ（ｋ＝２，３，・・・，Ｎ−１）ステージの処理を説明する。

図８は、第ｋステージ処理部５１０_ｋの一実施例を示す。第ｋステージ処理部５１０_ｋは、生き残りシンボル候補選択部６０４と、シンボルランキングテーブル６０６と、次ステージ用領域検出部６１０と、メトリック計算部６０８と、生き残り候補バッファ部６１２と、代表メトリックバッファ部６１４とを有する。

第ｋステージ処理部５１０_ｋの生き残り候補バッファ部６１２は、累積メトリックｄ_ｋ（ｉ）、下からｋ＋１番目の受信信号からシンボル候補レプリカをキャンセルした信号ｚ´_{Ｎ−ｋ−１}（ｉ）、領域番号ε^{（ｋ＋１）}（ｉ）、第ｋステージまでの生き残りシンボル候補番号Π^（ｋ）（ｉ）を要素に持つ。

第ｋステージ処理部５１０_ｋの生き残り候補バッファ部６１２は、累積メトリックが計算される度に、メトリック計算部６０８で計算された累積メトリック、次ステージ用領域検出部６１０で計算されたｚ´_{Ｎ−ｋ−１}（ｉ）を保持する。さらに、第ｋステージ処理部５１０_ｋの生き残り候補バッファ部６１２は、累積メトリックが計算される度に、生き残りシンボル候補選択部６０４で選択された生き残りシンボル候補番号、次ステージ用領域検出部６１０で検出された領域番号ε^{（ｋ＋１）}（ｉ）を保持する。

第ｋステージの処理の開始時には、第ｋステージ処理部５１０_ｋの生き残り候補バッファ部６１２は、空の状態である。第ｋステージ処理の終了時に、第ｋステージ処理部５１０_ｋの生き残り候補バッファ部６１２には、Ｓ_ｋ個の要素が格納される。

図９は、第ｋステージ処理部５１０_ｋの生き残り候補バッファ部６１２の一実施例を示す。第ｋステージまでの生き残りシンボル候補番号には、一要素あたりｋ個のシンボル候補番号が格納される。

第ｋステージ処理部５１０_ｋの代表メトリックバッファ部６１４は、代表メトリックＥ（ｉ）、前ステージまでの生き残りシンボル候補レプリカをキャンセルした信号ｚ´_Ｎ−ｋ（ｉ）、領域番号ε^（ｋ）（ｉ）を要素に持つ。さらに、第ｋステージ処理部５１０_ｋの代表メトリックバッファ部６１４は、前ステージまでの累積メトリックｄ_ｋ−１（ｉ）、前ステージまでの生き残りシンボル候補番号Π^{（ｋ−１）}（ｉ）、現在ランクρ（ｉ）を要素に持つ。

図１０は、第ｋステージ処理部５１０_ｋの代表メトリックバッファ部６１４の一実施例を示す。前ステージまでの生き残りシンボル候補番号には、一要素あたりｋ−１個のシンボル候補番号が格納される。

第ｋステージ処理部５１０_ｋの代表メトリックバッファ部６１４は、第ｋ−１ステージ処理終了後、第ｋステージ処理の開始時に第ｋ−１ステージ処理部５１０_ｋ−１の生き残り候補バッファ部６１２のデータを用いて、式（３０）のように初期化する。

代表メトリックは、第ｋ−１ステージ処理部５１０_ｋ−１の生き残り候補バッファ部６１２の累積メトリックｄ_ｋ−１で初期化される。前ステージまでの生き残りシンボル候補レプリカをキャンセルした信号は、第ｋ−１ステージ処理部５１０_ｋ−１の生き残り候補バッファ部６１２のｚ´_Ｎ−ｋ（ｉ）で初期化される。領域番号ε^（ｋ）（ｉ）は第ｋ−１ステージ処理部５１０_ｋ−１の生き残り候補バッファ部６１２の領域番号ε^（ｋ）（ｉ）で初期化される。前ステージまでの累積メトリックは第ｋ−１ステージ処理部５１０_ｋ−１の生き残り候補バッファ部６１２の累積メトリックｄ_ｋ−１（ｉ）で初期化される。前ステージまでの生き残りシンボル候補番号は第ｋ−１ステージ処理部５１０_ｋ−１の生き残り候補バッファ部６１２の生き残りシンボル候補番号で初期化される。現在ランクは０で初期化される。要素数は第ｋ−１ステージの生き残り候補数Ｓ_ｋ−１と等しくなる。

生き残りシンボル候補選択部６０４は、第ｋステージにおける生き残りパスを次のように適応的に選択する。まず、式（３１）とする。

生き残りシンボル候補選択部６０４は、初期処理として、Ｅ（ｉ）が小さい順にδ個選択し、そのインデックスをμ（０），μ（１），・・・，μ（δ−１）とする。

（１）生き残りシンボル候補選択部６０４は、ｑ_２：＝０とすることにより初期化する。

（２）生き残りシンボル候補選択部６０４は、生き残りパスμ（ｑ_２）のランキングρ（μ（ｑ_２））位のシンボル候補番号をシンボルランキングテーブル６０６から選択し、δｑ_１＋ｑ_２番目の第ｋステージの生き残りパスを、式（３２）とする。

（３）次ステージ用領域検出部６１０は、式（３３）に示されるように、下からｋ＋１番目の受信信号ｚ_{Ｎ−ｋ−１}から、生き残りシンボル候補選択部６０４で選択されたシンボル候補レプリカをキャンセルする。

さらに、次ステージ用領域検出部６１０は、式（３４）に示される、上三角行列Ｒの下からｋ＋１番目の対角成分で除した信号の領域検出を行い、ｕ_{Ｎ−ｋ−１}（δｑ_１＋ｑ_２）が属する領域番号ε^{（ｋ＋１）}（δｑ_１＋ｑ_２）を決定する。

第ｋステージ処理部５１０_ｋのメトリック計算部６０８は、式（３５）に示されるように、累積メトリックを計算する。

第ｋステージ処理部５１０_ｋのメトリック計算部６０８は、式（３６）に示されるように、第ｋステージ処理部５１０_ｋの代表メトリックバッファ部６１４を更新する。

第ｋステージ処理部５１０_ｋのメトリック計算部６０８は、ρ（ｉ）＜ｍ_Ｎ−ｋかつＥ（ｉ）が最小値となる生き残りパスを選択する。式（３７）が得られる。第ｋステージ処理部５１０_ｋのメトリック計算部６０８は、μ（（ｑ_２＋１）ｍｏｄδ），μ（（ｑ_２＋２）ｍｏｄδ），・・・，μ（（ｑ_２＋δ−１）ｍｏｄδ）を除く、ρ（ｉ）＜ｍ_Ｎ−ｋかつＥ（ｉ）が最小値となる生き残りパスを選択するようにしてもよい。μ（（ｑ_２＋１）ｍｏｄδ），μ（（ｑ_２＋２）ｍｏｄδ），・・・，μ（（ｑ_２＋δ−１）ｍｏｄδ）は計算中であるためである。

第ｋステージ処理部５１０_ｋのメトリック計算部６０８は、ｑ_２：＝ｑ_２＋１に更新する。

（４）ｑ_２＜δの場合、（２）に戻る。ｑ_２＜δでない場合、（５）に進む。

（５）メトリック計算部６０８は、ｑ_１：＝ｑ_１＋１に更新する。

（６）式（３８）の場合、（１）に戻る。式（３８）でない場合（７）に進む。

（７）Ｓ_ｋｍｏｄδ＝０の場合、ステージ処理を終了する。Ｓ_ｋｍｏｄδ＝０でない場合、余り処理を行い、Ｓ_ｋ個の生き残り候補が選択されるようにする。

＜余り処理＞
（８）メトリック計算部６０８は、ｑ_２：＝０に初期化する。

（９）生き残りパスμ（ｑ_２）のランキングρ（μ（ｑ_２））位のシンボル候補番号をシンボルランキングテーブルから選択し、式（３９）番目の第ｋステージの生き残りパスを式（４０）とする。

（１０）次ステージ用領域検出部６１０は、式（４１）に示されるように、下からｋ＋１番目の受信信号ｚ_{Ｎ−ｋ−１}から生き残りシンボル候補選択部６０４で選択されたシンボル候補レプリカをキャンセルする。

次ステージ用領域検出部６１０は、式（４２）に示される、上三角行列Ｒの下からｋ＋１番目の対角成分で除した信号の領域検出を行う。

次ステージ用領域検出部６１０は、式（４３）が属する領域番号を示す式（４４）を決定する。ただし、最終ステージとなる第Ｎステージ処理部５１０_Ｎには次ステージが存在しないため、次ステージ用領域検出部は不要である。

メトリック計算部６０８は、式（４５）に示されるように、累積メトリックを計算する。

メトリック計算部６０８は、式（４６）に示されるように、更新する。

ρ（ｉ）＜ｍ_Ｎ−ｋかつＥ（ｉ）が最小値となるｉ_ｍｉｎのランキングρ（ｉ_ｍｉｎ）位のシンボル候補番号をシンボルランキングテーブルから選択し、ｑ番目の第ｋステージの生き残りパスを式（４７）とする。

（１１）ｑ_２＜Ｓ_ｋｍｏｄδの場合、（９）に戻る。ｑ_２＜Ｓ_ｋｍｏｄδでない場合、終了する。

以上の処理を同様に、第Ｎステージ処理まで行う。

図１１は、第Ｎステージ処理部５１０_Ｎの一実施例を示す。第Ｎステージ処理部５１０_Ｎは、生き残りシンボル候補選択部６０４と、シンボルランキングテーブル６０６と、メトリック計算部６０８と、生き残り候補バッファ部６１２と、代表メトリックバッファ部６１４とを有する。

最終ステージとなる第Ｎステージ処理部５１０_Ｎには次ステージが存在しないため、次ステージ用領域検出部は不要である。

第Ｎステージ処理部５１０_Ｎの生き残り候補バッファ部６１２は、累積メトリックｄ_Ｎ（ｉ）、第Ｎステージまでの生き残りシンボル候補番号Π^（Ｎ）（ｉ）を要素に持つ。

第Ｎ−１ステージ処理部までの生き残り候補バッファ部とは異なり、最終ステージであるため、受信信号から生き残りシンボル候補レプリカをキャンセルした信号や領域番号を要素に持つ必要はない。

図１２は、第Ｎステージ処理部５１０_Ｎの生き残り候補バッファ部６１２の一実施例を示す。

生き残り候補シンボル番号には、一要素あたりＮ個のシンボル候補番号が格納される。

第Ｎステージ処理部５１０_Ｎの代表メトリックバッファ部６１４は、代表メトリックＥ（ｉ）、前ステージまでの生き残りシンボル候補レプリカをキャンセルした信号ｚ´_０（ｉ）、領域番号ε^（Ｎ）（ｉ）、前ステージまでの累積メトリックｄ_Ｎ−１（ｉ）を要素に持つ。さらに、第Ｎステージ処理部５１０_Ｎの代表メトリックバッファ部６１４は、前ステージまでの生き残りシンボル候補番号Π^{（Ｎ−１）}（ｉ）、現在ランクρ（ｉ）を要素に持つ。

図１３は、第Ｎステージ処理部５１０_Ｎの代表メトリックバッファ部６１４の一実施例を示す。

ＬＬＲ算出部５１２は、それぞれの送信ストリームについてビットＬＬＲを計算する。ＬＬＲ算出部５１２は、累積メトリックの最小値を検索する。ＬＬＲ算出部５１２は、累積メトリックが最小値となる生き残りパスを最尤なシンボルの組み合わせとする。l番目のストリームｘ_ｌのｎ番目のビットのビットＬＬＲは、最尤シンボル組み合わせに対する合計メトリックと、最尤シンボルのｎ番目のビットの反転値を持つシンボルに対する累積メトリックの最小値との差となる。具体的には、式（４８）として、式（４９）となる。ただし、lはストリーム番号、ｂｉｔ（ｘ，ｎ）、ｉｎｖｂｉｔ（ｘ，ｎ）は、それぞれｘのｎ番目のビット値および反転ビット値を表す。

ビットＬＬＲをメトリックの差とする代わりに、二乗根を取って、式（５０）のようにしてもよい。

＜受信機２００の動作＞
図１４は、受信機２００の動作の一実施例を示す。図１４には、主に、ＭＩＭＯストリームを分離する処理が示される。

ステップＳ９０２では、ＱＲ分解処理部５０４は、チャネル行列ＨをＱＲ分解する。

ステップＳ９０４では、受信信号変換部５０６は、受信信号ベクトルｙにユニタリ行列Ｑのエルミート共役を乗算し、ｚ＝Ｑ^Ｈｙを得る。

ステップＳ９０６では、ＭＩＭＯ復調部５０８は、第１ステージ処理を行う。

ステップＳ９０８では、ＭＩＭＯ復調部５０８は、ｋ：＝２に更新する。

ステップＳ９１０では、ＭＩＭＯ復調部５０８は、第ｋステージ処理を行う。

ステップＳ９１２では、ＭＩＭＯ復調部５０８は、ｋ：＝ｋ＋１に更新する。

ステップＳ９１４では、ＭＩＭＯ復調部５０８は、ｋ≦Ｎであるか否かを判定する。

ステップＳ９１４において、ｋ≦Ｎである場合、ステップＳ９１０に戻る。

ステップＳ９１６では、ステップＳ９１４においてｋ≦Ｎでない場合、ＬＬＲ算出部５１２は、ＬＬＲを算出し、終了する。

図１５は、受信機２００の動作の一実施例を示す。図１５には、主に、第１ステージ処理部５１０_１の処理が示される。

ステップＳ１００２では、領域検出部６０２は、ｕ_Ｎ−１の属する領域ε^（１）を検出する。

ステップＳ１００４では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、ｑ：＝０に更新する。

ステップＳ１００６では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、生き残りシンボル候補を選択する。

ステップＳ１００８では、メトリック計算部６０８は、メトリックを計算する。

ステップＳ１０１０では、次ステージ用領域検出部６１０は、次ステージ用領域を検出する。

ステップＳ１０１２では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、ｑ：＝ｑ＋１に更新する。

ステップＳ１０１４では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、ｑ＜Ｓ_１であるか否かを判定する。

ステップＳ１０１４において、ｑ＜Ｓ_１である場合、ステップＳ１００６に戻る。

ステップＳ１０１４において、ｑ＜Ｓ_１でない場合、終了する。

図１６は、受信機２００の動作の一実施例を示す。図１６には、主に、第ｋ（ｋ＝２，３，・・・，Ｎ）ステージ処理部５１０_ｋの処理が示される。

ステップＳ１１０２では、代表メトリックバッファ部６１４は、当該代表メトリックバッファを初期化する。

ステップＳ１１０４では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、ｑ_１：＝０、ｑ_２：＝０に更新する。ｑ_１、ｑ_２は、ループを表すパラメータである。

ステップＳ１１０６では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、Ｅ（ｉ）が小さい順にδ個選択し、そのインデックスをμ（０）、μ（１）、・・・、μ（δ−１）とする。

ステップＳ１１０８では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、ｑ_２：＝０に更新する。

ステップＳ１１１０では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、δｑ_１＋ｑ_２番目の生き残りパスを、Π^（ｋ） _{１〜ｋ−１}（δｑ_１＋ｑ_２）＝Π^{（ｋ−１）}（μ（ｑ_２））、Π^（ｋ） _ｋ（δｑ_１＋ｑ_２）＝Ω^{（ｍＮ−ｋ）}（ε^（ｋ）（μ（ｑ_２）），ρ（μ（ｑ_２）））とする。

ステップＳ１１１２では、次ステージ用領域検出部６１０は、次ステージ用象限を判定する。

ステップＳ１１１４では、メトリック計算部６０８は、メトリックを計算する。

ステップＳ１１１６では、代表メトリックバッファ部６１４は、代表メトリックバッファを更新する。代表メトリックバッファ部６１４は、Ｅ（μ（ｑ_２））：＝ｄ_ｋ（δｑ_１＋ｑ_２）、ρ（μ（ｑ_２））：＝ρ（μ（ｑ_２））＋１に更新する。

ステップＳ１１１８では、メトリック計算部６０８は、μ（（ｑ_２＋１）ｍｏｄδ），μ（（ｑ_２＋２）ｍｏｄδ），・・・，μ（（ｑ_２＋δ−１）ｍｏｄδ）を除くρ（ｉ）＜ｍ_Ｎ−ｋかつＥ（ｉ）となるｉを選択し、μ（ｑ_２）とする。つまり、メトリック計算途中のものを除外し、ρ（ｉ）＜ｍ_Ｎ−ｋかつＥ（ｉ）となるｉを選択する。

ステップＳ１１２０では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、ｑ_２：＝ｑ_２＋１に更新する。

ステップＳ１１２２では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、ｑ_２＜δであるか否かを判定する。

ステップＳ１１２２によりｑ_２＜δであると判定された場合、ステップＳ１１１０へ戻る。

ステップＳ１１２４では、ステップＳ１１２２によりｑ_２＜δでないと判定された場合、生き残りシンボル候補選択部６０４は、ｑ_１：＝ｑ_１＋１に更新する。

ステップＳ１１２６では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、式（５１）であるか否かを判定する。

ステップＳ１１２６により式（５１）であると判定された場合、ステップＳ１１０８へ戻る。

ステップＳ１１２８では、ステップＳ１１２６により式（５１）でないと判定された場合、生き残りシンボル候補選択部６０４は、Ｓ_ｋｍｏｄδが０でない場合、余り処理を行う。

図１７は、受信機２００の処理の一例を示すタイミングチャートである。図１７には、パイプライン的に、ＲＥに対する処理が実行される例が示される。図１７には、ｔ_ｃ個のＲＥに対する処理が１サイクルずれて動作するため、ハードウェア資源を有効活用できる。

累積メトリックが計算される度に代表メトリックが更新され、代表メトリックが最小かつ現在ランクが現在ステージの変調多値数以下の生き残りパスから生き残りシンボル候補が選択され、累積メトリックが計算される。生き残りシンボル候補が選択されることにより、処理量を削減できる。

しかし、生き残りシンボル候補を選択する際に必要なデータを保持するメモリおよび次ステージに渡すデータを保持するメモリが必要になる。前者のメモリを代表メトリックバッファと呼び、後者のメモリを生き残り候補バッファと呼ぶ。

代表メトリックバッファは、前ステージまでの各生き残りパスに対して、代表メトリック、前ステージまでの生き残りシンボル候補レプリカをキャンセルした信号、領域番号、前ステージまでの累積メトリック、前ステージまでの生き残りシンボル候補番号、現在ランクを要素に持つ。要素数は前ステージの生き残り候補数となる。

生き残り候補バッファは、累積メトリック、現ステージまでの生き残りシンボル候補レプリカをキャンセルした信号、領域番号、現ステージまでの生き残りシンボル候補番号を要素に持つ。要素数は現ステージの生き残り候補数となる。

これらのデータはステージの開始時点から終了時点まで保持しておかなければならないため、図１７に示すタイミングチャートでは、ｔｃ個のＲＥ分のデータを保持できるメモリを確保しなければならなくなり、回路規模の増加につながる。

一方、図１６に示される第ｋステージ処理では、ループのδｑ_１＋ｑ_２回目の処理で更新された代表メトリックバッファおけるρ（ｉ）＜ｍ_Ｎ−ｋかつ最小の代表メトリックとなる候補はδｑ_１＋ｑ_２＋δ回目の処理でメトリック計算される。

図１８は、受信機２００の処理の一実施例を示すタイミングチャートである。図１８には、δ＝ｔ_ｃとし、同一ＲＥに対する処理をパイプライン的に処理する場合のタイミングチャートを示す。

図１８によれば、１ＲＥの処理時間は、Ｓ_ｋ＋ｔ_ｃ＋ｔ_ｃ［ｃｙｃｌｅ］に短縮される。このため、Ｓ_ｋ＋ｔ_ｃ＋ｔ_ｃ［ｃｙｃｌｅ］の間、１ＲＥ分の生き残り候補バッファ、代表メトリックバッファを持てばよいため、メモリ容量を削減することが可能になる。

また、２ＲＥ分の生き残り候補バッファおよび代表メトリックバッファを有するようにしてもよい。

図１９は、受信機２００の処理の一実施例を示すタイミングチャートである。図１９には、δ＝ｔ_ｃとし、同一ＲＥに対する処理をパイプライン的に処理する場合のタイミングチャートを示す。受信機２００は、２ＲＥ分の生き残り候補バッファおよび代表メトリックバッファを有する。図１９によれば、次のＲＥの処理を始めることが可能になり、メモリを削減しながら、ハードウェアリソースの効率的な利用も可能になる。

受信機２００の一実施例では、最小の代表累積メトリックを持つ生き残りパスをその都度選択できないおそれがあるため、δが大きい場合に、復調性能が劣化することが予想される。

そこで、１ＲＥの処理をパイプライン的に多重するのではなく、Ｎ_ＲＥ個のＲＥの処理をパイプライン的に多重するようにしてもよい。このようにすることにより、δが大きくならないようにできる。この場合、式（５２）となる。

多重数がＮ_ＲＥになるため、メモリの削減効果は１ＲＥ多重と比較して小さくなるが、δが大きくなることによる復調性能劣化を防ぐことができる。そのため、δおよびＮ_ＲＥは、メモリ削減効果と復調性能のトレードオフを考慮して決定するのが好ましい。

図２０は、受信機２００の処理の一実施例を示すタイミングチャートである。図２０には、Ｎ_ＲＥ＝４の場合について示す。

＜領域検出処理＞
領域検出処理について説明する。領域検出処理は、主に、領域検出部６０２、次ステージ用領域検出部６１０により実行される。

各ステージにおける領域検出処理は略同一であるため、領域検出を行う信号の添え字を省略して、ｕとする。１回目に、ｕ（１）＝ｕの実部、虚部の正負を判定し、どの象限に属しているかを判定する。２回目は、１回目に判定された象限の中心（ｓｉｇｎ｛Ｒｅ（ｕ）｝・χ_ｍｏｄ，ｓｉｇｎ｛Ｉｍ（ｕ）｝・χ_ｍｏｄ）に原点を移動したｕ^（２）の象限検出を行う。ただし、式（５３）が成り立つ。

ｔ回目は、ｔ−１回目に判定された象限の中心を示す式（５４）に原点を移動したｕ^（ｔ）の象限検出を行う。これを順次Ｎ_ｄｉｖ回繰り返すことにより、式（５５）に示される数の個数の領域のうち、どの領域に属するか判定される。

図２１は、領域検出処理の一実施例を示すフローチャートである。図２１に示される処理は、領域検出部６０２、次ステージ用領域検出部６１０により実行される。

ステップＳ１６０２では、ｔ：＝２に設定される。また、χ_ｍｏｄについて、ＱＰＳＫの場合には１／√２、１６ＱＡＭの場合は２／√１０、６４ＱＡＭの場合は４／√４２に設定される。

ステップＳ１６０４では、ｕの象限検出が行われる。具体的には、ＩＱ成分の正負を判定することにより、ｕの象限検出が行われる。

ステップＳ１６０６では、ステップＳ１６０４により検出された象限の中心を原点に移動する。具体的には、Ｒｅ（ｕ）：＝Ｒｅ（ｕ）−ｓｉｇｎ｛Ｒｅ（ｕ）｝×χ_ｍｏｄ、Ｉｍ（ｕ）：＝Ｉｍ（ｕ）−ｓｉｇｎ｛Ｉｍ（ｕ）｝×χ_ｍｏｄとする。

ステップＳ１６０８では、ｕの象限検出が行われる。具体的には、ＩＱ成分の正負を判定することにより、ｕの象限検出が行われる。

ステップＳ１６１０では、ｔ：＝ｔ＋１に設定される。また、χ_ｍｏｄ：＝χ_ｍｏｄ／２に設定される。

ステップＳ１６１２では、ｔ≦Ｎ_ｄｉｖであるか否かを判定する。

ｔ≦Ｎ_ｄｉｖである場合、ステップＳ１６０６に戻る。

ステップＳ１６１４では、ステップＳ１６１２でｔ≦Ｎ_ｄｉｖでない場合、領域番号を決定し、終了する。

図２２は、領域番号の設定の一実施例を示す。図２２には、一例として、ＱＰＳＫ、Ｎ_ｄｉｖ＝１の場合について示す。

図２３は、シンボルランキングテーブルの一実施例を示す。

図２３に示されるシンボルランキングテーブルによれば、領域ごとに、領域の代表点とシンボルとの間の距離の近い順にシンボル番号が保持されている。領域の代表点は、領域に含まれるシンボル位置であってもよい。例えば、代表点は、領域番号εを用いて、式（５６）により表される。

ただし、式（５７）が成り立つ。

また、ｂｉｔ（ε，ｎ）は２Ｎ_ｄｉｖ［ｂｉｔ］のビット幅で表されるεのＭＳＢからｎ（１〜２Ｎ_ｄｉｖ）ビット目のビット値である。この場合、各領域の代表点は各領域に属するシンボル位置と同じである。

ところで、Ｎ_ｄｉｖ＝１の場合、領域の代表点から２番目に近いシンボルと３番目に近いシンボルは区別できない。例えば、領域０の場合、１０（１０進：２）と、０１（１０進：１）のどちらが近いか判定できない。このため、どちらを２位、３位にするかは、予め任意にテーブルを作成しておくようにしてもよい。

また、領域番号のつけ方も一例であり、任意につけてもよい。その場合は、領域番号の付け方に応じて、図２３に示されるシンボルランキングテーブルの行を入れ替える。

ＱＰＳＫ、Ｎ_ｄｉｖ＝１の例では、領域の代表点から２番目に近いシンボルと３番目に近いシンボルは区別できないため、どちらを２位、３位にするかは、任意にテーブルを作成することにより設定できる。

また、象限検出回数Ｎ_ｄｉｖを増加させることにより、ランキングの精度を上げることもできる。

図２４は、領域番号の設定の一実施例を示す。図２４には、一例として、ＱＰＳＫ、Ｎ_ｄｉｖ＝２の場合について示す。この場合、各領域の代表点は、（±｛１，３｝／２√１０，±｛１，３｝／２√２）のいずれかになる。

図２５は、シンボルランキングテーブルの一実施例を示す。

図２５によれば、領域番号が１、２、４、７、８、１１、１３、１４では、各領域の代表点から２番目に近いシンボルと３番目に近いシンボルの区別をつけることができる。このため、シンボルランキングテーブルの精度を向上できる。

図２６は、領域番号の設定の一実施例を示す。図２６には、一例として、１６ＱＡＭ、Ｎ_ｄｉｖ＝２の場合について示す。

図２７は、シンボルランキングテーブルの一実施例を示す。

図２６のシンボル内の括弧内の数字はシンボル番号（ビット列を１０進数に変換したもの）である。この場合、各領域の代表点は領域に含まれるシンボル位置と同じになる。

図２８は、領域番号の設定の一実施例を示す。図２８には、一例として、１６ＱＡＭ、Ｎ_ｄｉｖ＝３の場合について示す。

図２９は、シンボルランキングテーブルの一実施例を示す。

この場合、各領域の代表点は、（±｛１，３，５，７｝／２√１０，±｛１，３，５，７｝／２√１０）のいずれかになる。

図３０は、領域番号の設定の一実施例を示す。図３０には、一例として、６４ＱＡＭ、Ｎ_ｄｉｖ＝３の場合について示す。

図３１は、シンボルランキングテーブルの一実施例を示す。

この場合、各領域の代表点は領域に含まれるシンボル位置と同じになる。

領域検出の具体例について説明する。

図３２は、領域検出の一実施例を示す。図３２は、６４ＱＡＭ、Ｎ_ｄｉｖ＝３の場合を示す。また、図３２では、「ｕ」を星印で示す。他の変調の場合についても同様である。

図３２に示されるように、各象限は１６の領域に分割され、４個の象限について、計６４個の領域に分割される。領域番号を領域に含まれる信号点の番号とする。

１回目の象限検出では、実部、虚部の正負の判定を行った結果、両者とも負であるため、第４象限と判定される。

次に、１回目の象限検出で第４象限と判定されたため、原点を（−４√４２，−４√４２）に移動する。これは、ｕから、次の原点となる座標を減算すればよい。すなわち、ｕ^（２）＝｛Ｒｅ（ｕ）＋４√４２｝＋ｊ｛Ｉｍ（ｕ）＋４√４２｝となる。

２回目の象限検出も同様に、ｕ^（２）の実部、虚部の正負の判定を行う。判定の結果、第１象限が検出される。１回目と同様に原点を（−２√４２，−２√４２）に移動する。

３回目の象限検出を行い、第３象限が検出される。結果、ｕは領域番号５０に属すると判定される。
(変形例（その１）)
受信機２００の一変形例は、上述した実施例と、第ｋステージ処理部５１０_ｋの処理が異なる。

図３３は、受信機２００の動作の一変形例を示す。図３３には、主に、第ｋ（ｋ＝２，３，・・・，Ｎ）ステージ処理部５１０_ｋの処理が示される。

ステップＳ２８０２、Ｓ２８０４は、図１６のステップＳ１１０２、Ｓ１１０４と略同一である。

ステップＳ２８０６では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、μ（ｑ_２）＝ａｒｇ ｍｉｎＥ（ｉ）、Ｅ（μ（ｑ_２））＝ＭＡＸとする。

ステップＳ２８０８では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、ｑ_２＜δであるか否かを判定する。

ステップＳ２８０８によりｑ_２＜δであると判定された場合、ステップＳ２８０６へ戻る。

ステップＳ２８１０では、ステップＳ２８０８によりｑ_２＜δでないと判定された場合、生き残りシンボル候補選択部６０４は、ｑ_２：＝０に更新する。

ステップＳ２８１２−Ｓ２８１８は、図１６のステップＳ１１１０−Ｓ１１１６と略同一である。

ステップＳ２８２０では、生き残りシンボル候補選択部６０４は、μ（ｑ_２）＝ａｒｇ ｍｉｎＥ（ｉ）、Ｅ（μ（ｑ_２））＝ＭＡＸとする。

ステップＳ２８２２−Ｓ２８３０は、図１６のステップＳ１１２０−Ｓ１１２８と略同一である。

受信機２００の一変形例によれば、初期処理のＥ（ｉ）の小さい順にｉを選択する部分と、ｑ_２に関するループ内のＥ（ｉ）の最小値を選択する部分が、上述した実施例と異なる。

ステップＳ２８０６では、選択された最小の代表メトリックをＭＡＸで更新する。一般に、プロセッサや専用ハードウェアで実装する場合、代表メトリックは、有限のビット幅の固定小数点や浮動小数点で表現される。ＭＡＸは、そのフォーマットで表現できる最大値である。例えば、符号なし１６ｂｉｔの固定小数点の場合、０ｘｆｆｆｆが最大値となる。このように、一時的に最大値で更新することにより、μ（（ｑ_２＋１）ｍｏｄδ），μ（（ｑ_２＋２）ｍｏｄδ），・・・，μ（（ｑ_２＋δ−１）ｍｏｄδ）を除いた最小値検索が容易になる。
（変形例（その２）
受信機２００の一変形例について説明する。

受信機２００は、上述した実施例、変形例とシンボルランキングテーブル６０６に格納されるシンボルランキングテーブルが異なる。

上述した実施例、変形例では、一度選択された生き残りパスはδ回後まで、候補選択の候補から外れる。このため、最大でも式（５８）回しか選択されない。

従って、ステージ終了時の現在ランクは、式（５９）となる。

このため、式（６０）であれば、上述したシンボルランキングテーブルの「ｒａｎｋｉｎｇ」が式（６１）より小さい部分のみ持っておけばよいことになる。

シンボルランキングテーブルの「ｒａｎｋｉｎｇ」が式（６１）より小さい部分のみ持つようにすることにより、シンボルランキングテーブルのサイズを削減することができる。

例えば、Ｓｋ＝１６、δ＝４とした場合には、式（６２）となる。

図３４は、シンボルランキングテーブル６０６の一実施例を示す。図３４には、一例として、１６ＱＡＭ、Ｎ_ｄｉｖ＝２の場合について示す。他の変調の場合についても同様である。

代表メトリックバッファ部の現在ランクの最大値がｍｉｎ（Ｓ_ｋ，ｍ_Ｎ−ｋ）である場合、ビット幅はｌｏｇ_２｛ｍｉｎ（Ｓ_ｋ，ｍ_Ｎ−ｋ）｝である。

本変形例では、式（６３）となり、代表メトリックバッファ部６１４のメモリ容量を削減することが可能になる。

（変形例（その３）
受信機２００の一変形例について説明する。

受信機２００は、上述した実施例、変形例とシンボルランキングテーブル６０６に格納されるシンボルランキングテーブルが異なる。

上述した実施例、変形例では、初期処理として、代表メトリックＥ（ｉ）の小さい順にδ個選択する場合について説明した。ここで、選択されたδ個の生き残りパスは互いに異なる。

受信機２００の一実施例では、δ個の生き残りパスの中で重複を許すように選択する。具体的には、Ｅ（ｉ）の一番小さい生き残りパスからΔ_０個、２番目に小さい生き残りパスからΔ_１個、α−１番目に小さい生き残りパスからΔ_α−１個選択するようにする。つまり、合計でδ個選択されるようにする。すなわち、式（６４）となる。

本実施例によれば、ステージ開始時に代表メトリックの小さいδ個の生き残りパスからシンボル候補を選択する。ｑ回目の繰り返しにおいて、既に選択されているδ−１個の生き残りパスを除く生き残りパスの内、最小の代表メトリックを持つ生き残りパスからシンボル候補を選択する。つまり、代表累積メトリックが最小である候補を遅延させて、累積メトリックを計算する。１つの候補の代表メトリックの計算が終わる前に、他の候補のメトリックの計算処理を開始する。このようにすることにより、シンボル候補に対する累積メトリックをｑ＋δ回の繰り返しで計算できる。このため、処理を高速化することができる。

各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、実施例に従った装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウェアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。

以上、実施例を用いて、ＭＩＭＯ復調処理を詳細に説明したが、当業者にとっては、本明細書中に説明した実施例に限定されるものではないということは明らかである。特許請求の範囲の記載により定まる趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
複数のアンテナを介して、複数のアンテナを有する送信装置からの信号を受信する無線部と、
前記無線部からの受信信号に基づくチャンネル推定値に基づいて、ＱＲＭ−ＭＬＤ方式で、信号検出を行うベースバンド処理部と
を有し、
前記ベースバンド処理部は、
第１のステージにおける領域の検出結果に基づいて選択されたシンボル候補について計算されたメトリックに基づいて、シンボル候補を選択し、
前のステージで選択されたシンボル候補についてのメトリックの計算の開始後、メトリックが計算されたシンボル候補の属する生き残りパスのメトリックに基づいて、次ステージのシンボル候補を選択するストリーム分離部
を備える、無線通信装置。
（付記２）
ストリーム分離部は、
前記次のステージにおけるシンボル候補として、メトリックが小さい方から所定数を選択する、付記１に記載の無線通信装置。
（付記３）
前記ストリーム分離部により選択されるシンボル候補の数は、メトリックの計算の際に、パイプライン処理するシンボル候補の数に応じて、設定される、付記１又は２に記載の無線通信装置。
（付記４）
前記ストリーム分離部は、
各ステージにおいて、ユニタリ変換後の行成分から、生き残りパスにおける受信シンボルレプリカをキャンセルした信号の領域を検出し、各領域について該領域の中心からの距離に基づいて、所定数のシンボル候補を選択する、付記１ないし３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
（付記５）
ストリーム分離部は、
前記次のステージにおけるシンボル候補を選択する際に、該シンボル候補の数が、シンボル候補に対応するパスの合計となるように設定する、付記１ないし４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
（付記６）
複数のアンテナを介して、複数のアンテナを有する送信装置からの信号を受信し、該受信信号に基づくチャンネル推定値に基づいて、ＱＲＭ−ＭＬＤ方式で、信号検出を行う際に、第１のステージにおける領域の検出結果に基づいて選択されたシンボル候補について計算されたメトリックに基づいて、シンボル候補を選択し、
前のステージで選択されたシンボル候補についてのメトリックの計算の開始後、メトリックが計算されたシンボル候補の属する生き残りパスのメトリックに基づいて、次のステージのシンボル候補を選択する、信号処理方法。
（付記７）
前記メトリックには、二乗ユークリッド距離が含まれる、付記１ないし５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
（付記８）
前記ストリーム分離部は、１又は複数のリソースエレメントに対して、パイプライン処理を実行する、付記１ないし５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
（付記９）
前記ストリーム分離部により、１又は複数のリソースエレメントに対して、パイプライン処理が実行される場合に、前記所定数は、前記パイプライン処理するリソースエレメントの数に応じて、設定される、付記１ないし５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
（付記１０）
無線部からの受信信号に基づくチャンネル推定値に基づいて、ＱＲＭ−ＭＬＤ方式で、信号検出を行う際に、第１のステージにおける領域の検出結果に基づいて選択されたシンボル候補について計算されたメトリックに基づいて、シンボル候補を選択し、
前のステージで選択されたシンボル候補についてのメトリックの計算の開始後、メトリックが計算されたシンボル候補の属する生き残りパスのメトリックに基づいて、次ステージのシンボル候補を選択するストリーム分離部を備える、ベースバンド処理装置。

１００ 送信機
２００ 受信機
２０２ ＲＦ部
２０４ ベースバンド処理部
２１２_Ｎ（Ｎは、Ｎ＞０の整数） ＦＦＴ部
２１４ チャネル推定部
２１６ ＭＩＭＯストリーム分離部
２１８ 誤り訂正復号部
５０２ ＱＲ分解部
５０４ ＱＲ分解処理部
５０６ 受信信号変換部
５０８ ＭＩＭＯ復調部
５１０_Ｎ 第Ｎステージ処理部
５１２ ＬＬＲ算出部
６０２ 領域検出部
６０４ 生き残りシンボル候補選択部
６０６ シンボルランキングテーブル
６０８ メトリック計算部
６１０ 次ステージ用領域検出部
６１２ 生き残り候補バッファ部
６１４ 代表メトリックバッファ部

Claims (6)

1. 複数のアンテナを介して、複数のアンテナを有する送信装置からの信号を受信する無線部と、
   前記無線部からの受信信号に基づくチャンネル推定値に基づいて、ＱＲＭ−ＭＬＤ方式で、信号検出を行うベースバンド処理部と
   を有し、
   前記ベースバンド処理部は、
   第１のステージにおける領域の検出結果に基づいて選択されたシンボル候補について計算されたメトリックに基づいて、シンボル候補を選択し、
   前のステージで選択されたシンボル候補についてのメトリックの計算の開始後、メトリックが計算されたシンボル候補の属する生き残りパスのメトリックに基づいて、次ステージのシンボル候補を選択するストリーム分離部
   を備える、無線通信装置。
2. ストリーム分離部は、
   前記次のステージにおけるシンボル候補として、メトリックが小さい方から所定数を選択する、請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記ストリーム分離部により選択されるシンボル候補の数は、メトリックの計算の際に、パイプライン処理するシンボル候補の数に応じて、設定される、請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. 前記ストリーム分離部は、
   各ステージにおいて、ユニタリ変換後の行成分から、生き残りパスにおける受信シンボルレプリカをキャンセルした信号の領域を検出し、各領域について該領域の中心からの距離に基づいて、所定数のシンボル候補を選択する、請求項１又は２に記載の無線通信装置。
5. ストリーム分離部は、
   前記次のステージにおけるシンボル候補を選択する際に、該シンボル候補の数が、シンボル候補に対応するパスの合計となるように設定する、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
6. 複数のアンテナを介して、複数のアンテナを有する送信装置からの信号を受信し、該受信信号に基づくチャンネル推定値に基づいて、ＱＲＭ−ＭＬＤ方式で、信号検出を行う際に、第１のステージにおける領域の検出結果に基づいて選択されたシンボル候補について計算されたメトリックに基づいて、シンボル候補を選択し、
   前のステージで選択されたシンボル候補についてのメトリックの計算の開始後、メトリックが計算されたシンボル候補の属する生き残りパスのメトリックに基づいて、次のステージのシンボル候補を選択する、信号処理方法。

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