JP4105567B2 - Ｍｉｍｏ受信機及びその受信方法 - Google Patents
Ｍｉｍｏ受信機及びその受信方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4105567B2 JP4105567B2 JP2003068125A JP2003068125A JP4105567B2 JP 4105567 B2 JP4105567 B2 JP 4105567B2 JP 2003068125 A JP2003068125 A JP 2003068125A JP 2003068125 A JP2003068125 A JP 2003068125A JP 4105567 B2 JP4105567 B2 JP 4105567B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- equalization
- signals
- nth
- processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は同一周波数帯を使用し同一時刻に送信を行う、２以上の整数Ｎ個の送信機からの信号を、２以上の整数Ｍ個のアンテナで受信した受信信号に対し、適応等化処理を行った復号処理を行う多入力多出力（ＭＩＭＯ）受信機及び受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信事業の課題は限られた周波数上でいかに高品質で多数のユーザを収容できるかということにある。このような課題を解決する手段として、多入力多出力（Multi-Input Multi-Output:MIMO）システムがある。このシステムでは第１乃至第Ｎ送信機が同一周波数帯を使用し、同一の時間にそれぞれ第１〜第Ｎシンボル系列信号の送信を行い、これらの送信信号を複数のアンテナ＃１〜＃Ｍを備えるMIMO受信機で受信し、MIMO受信機は受信信号を処理し、第１〜第Ｎ送信機よりの第１〜第Ｎ送信シンボルを推定して出力端子Out１〜OutＮに送信機別に出力する。
MIMOシステムにおける１個の送信機の構成を図１に示す。情報ビットに対してチャネル符号器５１で誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化により得られた符号化ビット系列を、インターリーブ手段５２でインターリーブした後、マッピング手段５３でシンボルにマッピングして送信する。その変調手段５３よりのシンボル系列の前に受信側が既知であり、かつ各送信機に固有のトレーニングシンボル系列生成手段５４よりのトレーニングシンボル系列を多重化手段５５で付加して送信する。この送信信号系列は高周波信号とされてアンテナから電波として放射される。
【０００３】
MIMO受信機は、例えば非特許文献１に示されている。従来のMIMO受信機の構成を図２に示す。アンテナ＃１〜＃Ｍより受信信号はベースバンド信号に変換され、受信信号ｒ1〜ｒMとしてMIMO適応等化部３５において等化処理され、MIMO適応等化部３５よりの各送信系列ごとの出力が復号部６２1〜６２Nでそれぞれ復号される。MIMO適応等化部３５の構成を図３に示す。この適応等化部３５にはベースバンドのサンプリングされた受信信号ｒ1〜ｒM、SISO復号器６３からフィードバック（帰還）される事前情報系列２λ２1〜λ２N、チャネル状態（伝搬路特性）推定値Ｈが入力され、レプリカ生成部６５で事前情報系列２及びチャネル推定値により受信信号のレプリカを再生し、減算部６６でこれを受信信号から差し引くことでＩＳＩ（符号間干渉）、MAI（チャネル間干渉）を低減する。さらに、この低減処理を行って後に残されるＩＳＩ及びMAIをMMSEフィルタ６７により処理し、その処理結果に対し各シンボルの対数尤度比をＬＬＲ生成部６８で計算して事前情報系列１λｌl〜λ１Nとして出力する。図２中の各ユーザ（送信機）と対応する復号部６２1〜６２Nでは、MIMO適応等化部３５で計算された各シンボルの事前情報系列１を、図に示していないデマッピング部によりビット系列に変換し、そのビット系列をデインターリーバ６９でデインターリーブし、このデインターリーブされた系列をSISO復号器６３で復号する。SISO復号器６３よりの軟判定出力値系列を、インターリーバ７１でインターリーブして、更にそのインターリーバ７１の出力を図に示していないマッピング部でマッピングして軟判定シンボル系列としてMIMO適応等化部３５への事前情報系列２λ２1〜λ２Nとして供給する。このMIMO適応等化部３５及びSISO復号部６２1〜６２Nにおける処理を複数回繰り返し、最終的な復号結果を判定ビット系列Ｂｓｅｑ１〜ＢｓｅｑＮとして出力する。なお送信側でシンボル系列に対しインターリーブを行っている場合は、信号系列復号部でもシンボル系列の事前情報系列１、２に対し、デインターリーブ、インターリーブを行う。
【０００４】
MIMO適応等化部３５において良好な等化、つまり符号間干渉やチャネル間干渉の除去を十分行う場合は、受信信号のサンプリングタイミングの検出、シンボル同期タイミングの検出、等化範囲の決定、つまりフレーム同期を含む同期タイミングの検出が重要である。しかしこの点については前記ヨーロッパ特許出願公開公報には示されていない。１ユーザ（送信機）が１チャネル（伝送路）を独占して送信を行う場合の従来の適応等化器を図４に示す。等化開始タイミング信号、等化範囲信号、チャネル状態推定値の生成のために適応等化部６１の前段に同期チャネル生成部８１が設けられる。図に示していないが送信側では各フレームごとに、受信側で送信シンボルパターンが既知であるような長いトレーニングシンボル系列（同期ワード信号）をまず送信し、これにつづけて送信しようとする情報内容を示すデータを送信する。受信側では図に示していないが送信側からの受信電波はアンテナより受信された信号は増幅、復調され、ベースバンドの受信信号とされて、入力端子１１に入力される。この受信信号と、トレーニング系列生成部１３からのトレーニングシンボル系列ＴＳＳとの相関がサンプリング信号生成部１９でとられ、その相関値が最大となるタイミング、つまり受信信号パワーが強いパスの受信信号のタイミングをサンプリングタイミングとし、サンプリング信号生成部１９よりのこのサンプリングタイミングに生成したサンプリング信号で受信信号をサンプリング部２０においてサンプリングしてデジタル系列の受信信号とされる。このデジタル系列の受信信号と、トレーニング系列生成部１３からのトレーニングシンボル系列ＴＳＳとの相関が同期タイミング生成部１２で求められる。この同期タイミング生成部１２における前記相関信号は例えば図５Ａに示すように変化し、相関信号Ｓｉｇｃが最大となるタイミングｔｓを検出し、これをシンボル同期タイミングｔｓとする。このタイミングｔｓに生成したシンボル同期タイミング信号、デジタル化された受信信号、トレーニングシンボル系列ＴＳＳが開始タイミング・範囲候補生成部２１へ入力され、これより等化開始タイミング信号と、等化範囲信号が生成され、これら信号とサンプリング受信信号とがチャネル推定部２８に入力され、チャネル推定部２８で伝送路特性（チャネル状態）が推定され、この推定チャネル状態、サンプリング受信信号、等化開始タイミング信号、等化範囲信号が適応等化部６１に入力され、この適応等化部６１でサンプリング受信信号が適応等化処理され、判定シンボル系列が出力される。
【０００５】
等化開始タイミングｔｓ、等化範囲ＴＥとしては、図５Ｂに示すように、検出されたシンボル同期タイミングｔｓを中心として、前後Ｎｓシンボル間のパス（受信信号サンプル）のうち、トレーニングシンボル系列との相関出力Ｓｉｇｃが一定のしきい値ＴＨ１を超えるとパス（サンプル）を有効パスとし、先頭の有効パス（サンプル）位置を等化開始タイミングｔ０とし、先頭の有効パス（サンプル）位置から最後の有効パス（サンプル）位置ｔｅまでを等化範囲信号ＴＥとして出力する。ここで、各パスが有効パスであるかを判定する方法として、例えばパス（サンプル）の内、最大相関電力値ＭＡＸに対して１／Ｃｐ倍（Ｃｐはあらかじめ設定された定数）をしきい値ＴＨ１とし、このＴＨ１以上のサンプルを有効パスとする規範を用いることができる。
【０００６】
【非特許文献１】
ヨーロッパ特許出願公開ＥＰ１２３３５６５５Ａ２号公報（２００２年８月２１日発行）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
MIMO受信機におけるシンボル同期タイミング及び等化開始タイミング、等化範囲の決定法については、現在までのところ十分な検討が行われていない。
この発明の目的は信号系列（ユーザ）が多い場合でも効率的に少なくとも等化開始タイミングを適切に検出して良好な適応等化処理を可能とするMIMO受信機及びMIMO受信方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の一面によればシンボル同期タイミングの検出及びチャネル推定を行い、その検出されたシンボル同期タイミングと推定されたチャネル状態から、各送信機よりの送信信号の受信信号におけるトレーニングシンボルのレプリカを生成し、目的とする送信機以外の少なくとも１つの送信機よりの受信トレーニングシンボルのレプリカを受信信号から差し引いた干渉抑圧信号を生成し、その干渉抑圧信号を処理して前記目的とする送信機よりの受信信号の等化処理に用いる等化開始タイミング、必要に応じて等化範囲の検出を行う。
この構成により、複数の送信信号系列が同時刻同一周波数帯に混在していても、等化開始タイミングの検出及びチャネル状態推定を精度よく行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の理解を容易にするために特願２００２−３２６３９で提案した、同期タイミングの検出及びチャネル状態推定、つまり同期・チャネル生成部８１を含むMIMO受信機を先ず説明する。
図６にこの提案したMIMO受信機の構成例を示す。
複数のアンテナで受信された入力端子１１1〜１１Mよりの受信信号（ベースバンド信号がサンプリングされたディジタル値系列）に対して、アンテナごとにこの受信信号と、受信機で生成したトレーニングシンボル系列とを用いて、同期タイミング生成部１２1〜１２Mにおいてフレームの先頭を示すタイミング信号と、各シンボルと同期したシンボル同期タイミング信号の検出を行う。以下、フレームの先頭タイミング及びシンボルのタイミングの両者を含めて単に同期タイミングという。
【００１０】
図７に、アンテナＡm（ｍ＝１,・・・,Ｍ）の受信信号ｒmに対する同期タイミング生成部１２mの構成例を示す。同期タイミング信号の生成についてユーザ1の送信機ＴＸ１の送信信号（以下単にユーザ１の信号と書く）を例に説明すると、アンテナＡmからの入力端子１１mを経由した受信信号ｒmと、トレーニング系列生成部１３1からの、送信機ＴＸ１が送信するトレーニングシンボル系列と同一のトレーニングシンボル系列ＴＳＳ1との相関を相関部１４1で求め、この相関出力をエネルギー指標生成部３７1のシフトレジスタ１５1に入力し、そのシフトレジスタ１５1の各シフト段の出力に重みＷ1，…，Ｗeを乗算部１６1で乗算して、加算部１７1で加算し、つまり相関出力に対し一定時間にわたり重みつけ加算を行い、受信エネルギー指標を求める。この受信エネルギー指標に対して最大値検出処理を最大値検出部１８1で行い、受信エネルギー指標が最大になるタイミングに、アンテナＡmからの受信信号中のユーザ１の信号に対する同期タイミング信号ｔｓ１−ｍを出力する。
【００１１】
次に、この同期タイミングと受信信号を用いて、図６中の開始タイミング・範囲候補生成部２１1〜２１Mにおいて全ての入力信号系列（受信された送信機送信信号系列）の等化開始タイミングｔ０1〜ｔ０Nと等化範囲候補ｔｅ1〜ｔｅNの判定を行う。図８に開始タイミング・範囲候補生成部２１mの構成例を示す。ここでもユーザ1の信号を例に説明すると、アンテナＡm（入力端子１１m）からの受信信号ｒmとユーザ1のトレーニング系列生成部１３1からのトレーニングシンボル系列ＴＳＳ1との相関を相関部１４1で求め、この相関出力としきい値Ｔｈａを比較部２２1において比較する。比較部２２1は、相関出力がしきい値Ｔｈａよりも大きい場合は“１”を、相関出力がしきい値Ｔｈａよりも小さい場合は“０”を出力し、この比較部２２1の出力はシフトレジスタ２３1に入力される。シフトレジスタ２３1は、シンボル同期タイミング信号を入力とするシフト制御部２４1により、シンボル同期タイミング信号ｔｓ１−ｍのタイミングに対し前後Ｎｓシンボルの時刻の比較部２２1の出力がシフトレジスタ２３1内に入力されるように制御される。開始タイミング等化範囲候補検出部２５1で、シフトレジスタ２３1内のそのｔｓ１−ｍ±Ｎｓシンボル内で最も早いタイミングにある“１”のタイミングに、アンテナＡmの受信信号中のユーザ１の信号に対する等化開始タイミング信号ｔ０１−ｍを出力し、ｔ０１−ｍから最も遅いタイミングにある“１”のタイミングまでの長さを表わす信号を等化範囲候補信号ｔｅ１−ｍとして出力する。全送信機の送信信号に対する各アンテナ受信信号ごとに得られる全ての等化範囲候補信号は、等化範囲信号生成手段２７（図６）に入力され、これらＮ×Ｍ個の等化範囲候補信号の中で最も大きいものが等化範囲信号ＴＥとして出力される。
【００１２】
図６中のチャネル推定部２８では、等化範囲信号、等化開始タイミング信号と受信信号が入力され、各送信機と各アンテナ間のチャネル状態（伝搬路特性、インパルス応答）Ｈが推定される。図９にチャネル推定部２８の構成例を示す。
チャネル推定部２８では、トレーニング系列生成部１３からの全ての送信機のトレーニングシンボル系列ＴＳＳ1，…，ＴＳＳNに対して、等化開始タイミング信号ｔ０1〜ｔ０Nを用いて送信機送信信号間の受信タイミングのずれがオフセット補償部２９で補償される。受信タイミングのずれが補償されたトレーニングシンボル系列に対する、適応アルゴリズム部３３からのチャネル状態Ｈの畳み込み積分を畳み込み積分器３１により行って受信信号のレプリカＲｅを作成し、その受信信号のレプリカを受信信号から減算部３２で差し引き、誤差信号を求める。適応アルゴリズム部３３において、適応アルゴリズムにより、誤差信号、等化範囲信号、繰り返し処理における前回のチャネル推定値を用いて、チャネル状態推定値を逐次更新する。この適応アルゴリズムとしては、例えばＲＬＳアルゴリズムを用いることができる。図６の説明に戻って、開始タイミング・範囲候補生成部２１1〜２１Mよりの等化開始タイミング信号と等化範囲生成部２７よりの等化範囲信号とチャネル推定部２８よりの推定されたチャネル状態、受信信号がMIMO適応等化部３５に入力されて受信信号がMIMO適応等化処理され、推定された各送信機の送信シンボルが出力される。
【００１３】
このMIMO適応等化部３５の機能構成は例えば図３に示したものである。図３についての先の説明では行わなかったが、図３中に破線で示すようにシンボルオフセット補償部６４で事前情報系列２に対し、等化開始タイミング信号により、ユーザ受信信号間のずれを補償してレプリカ生成部６５へ供給し、また等化範囲信号ＴＥをレプリカ生成部６５、ＭＭＳＥフィルタ６７へ供給する。適応等化部３５で等化分離された各ユーザ受信信号は、例えば図２中に示した機能構成の信号系列復号部６２によりそれぞれ復号される。
更に前記日本特許出願で提案されているシンボル同期検出方法、等化範囲決定方法について説明する。図１０にそのMIMO受信機の別の構成例を示す。この構成例では、アンテナＡ1〜ＡMの受信信号間で同期タイミング、等化開始タイミング、等化範囲候補が同様であるとみなせる場合において、これらをアンテナの受信信号間で共通とし、全てのアンテナで受信された信号を用いて求める。図１１にユーザ1の信号に対する同期タイミング生成部１２の構成を示す。まず、入力端子１１1〜１１Mよりの各アンテナで受信された信号ｒ1〜ｒMとユーザ１のトレーニング系列生成部１３1からのトレーニングシンボル系列ＴＳＳ1との相関出力を相関部１４1〜１４Mでそれぞれ求め、これら相関出力に対して、エネルギー指標生成部３７1〜３７Mでそれぞれ一定時間に渡り重み付け加算を行いエネルギー指標を生成する。次に、各受信信号のサンプル時点においてアンテナ受信信号ごとに得られたエネルギー指標の総和を加算部３８で求め、このエネルギー指標の総和が最大となるタイミングを最大値検出部１８で検出し、そのタイミングにユーザ１の信号に対する同期タイミング信号ｔｓ１を出力する。
【００１４】
次に、このようにして得られた各ユーザの信号ごとの同期タイミングと受信信号を用いて、開始タイミング・範囲候補生成部２１（図１０）において全ての入力信号系列の等化開始タイミングと等化範囲候補の判定を行う。図１２にユーザ1の信号に対する開始タイミング・範囲候補生成部２１の構成を示す。入力端子１１1〜１１Mからの各アンテナの受信信号ｒ1〜ｒMとトレーニング系列生成部１３1からのユーザ１のトレーニングシンボル系列との相関を相関部１４1〜１４Mでそれぞれ求め、各サンプル時点において全てのアンテナ受信信号についての相関出力の総和を加算部３９で求める。この相関出力の総和としきい値Ｔｈａを比較部２２において比較し、比較部２２は相関出力がしきい値Ｔｈａよりも大きい場合は“１”を、相関出力がしきい値Ｔｈａよりも小さい場合は“０”を出力し、この比較部２２の出力はシフトレジスタ２３に入力される。シフトレジスタ２３は、同期タイミング信号を入力とするシフト制御部２４により、同期タイミングｔｓ１に対する前後Ｎｓシンボルの時刻の比較部２２の出力がシフトレジスタ２３内に入力されるように制御される。開始タイミング信号・等化範囲候補検出部２５によりｔｓ１±Ｎｓシンボル期間内で最も早いタイミングにある“１”のタイミングにユーザ１の信号に対する等化開始タイミング信号ｔ０１として出力し、ｔ０１から最も遅いタイミングにある“１”のタイミングまでの範囲を表わす信号を等化範囲候補信号ｔｅ１として出力する。
【００１５】
各送信機についての全アンテナの受信信号に対する等化範囲候補信号は、範囲生成部２７（図１０）に入力され、入力された全ての等化範囲候補信号の中で最も大きいものが等化範囲信号として出力される。以降はアンテナの受信信号毎に等化開始タイミング信号と等化範囲信号を求めた場合と同様に、チャネル推定部２８で、範囲生成部２７からの等化範囲信号、開始タイミング・範囲候補生成部２１からの等化開始タイミング信号と受信信号を用いて、各送信機と各アンテナ間のチャネル状態を推定し、更にこれら等化開始タイミング信号と等化範囲信号と推定されたチャネル状態を用いてMIMO適応等化部３５で受信信号をMIMO適応等化処理を行い、各送信機の送信シンボルを推定してそれぞれ別個に出力し、更にこれら出力を信号系列復号部６２でそれぞれ復号する。
上記の提案されている同期タイミング検出方法及び等化範囲決定法でも同期タイミング及び等化範囲を可成り誤るおそれがある。等化範囲が不必要に長くなると無駄な計算量の増加の原因になり、また等化範囲が短くなりすぎると等化能力低下の原因となる。特に送信信号系列の数Ｎが増加した場合は同期確立精度、等化範囲決定精度、チャネルの推定精度の入力信号系列間の干渉による劣化は大きくなると考えられる。このため、受信する送信信号系列が１つである場合に比べ、MIMOシステムでは、一定の信号特性を得るのに必要なトレーニングシンボル数を増加させなければならない。以下にこの発明の実施例を説明する。
【００１６】
第１実施例
送信側において各Ｎ個の送信機ＴＸ１〜ＴＸＮが同一周波数同一時刻に信号の送信を行う。また、各送信機は受信側で送信シンボルパターンが既知であるような、各送信機に固有なトレーニングシンボル系列を送信する。図１３にこの発明の第１実施例を示す。ここでは、受信信号として復調してベースバンド信号とされ、かつデジタル系列とされた信号が入力端子１１1〜１１Mに入力されるものとする。複数のアンテナで受信された受信信号に対して、同期・チャネル生成部８１においてアンテナＡm（ｍ＝１,・・・,Ｍ）毎に設けられた繰り返し処理部４１mにより、等化開始タイミング信号の生成、等化範囲信号の生成及びチャネル推定がそれぞれ行われる。各繰り返し処理部４１mは縦続的に接続された複数の処理段４２s（ｓ＝１,・・・,Ｓ）から構成される。各処理段４２sではその直前の処理段４２s-1で生成された受信信号レプリカと、これらの受信信号レプリカを受信信号から差し引いた誤差信号Ｅsを入力とし、全送信機よりの受信信号の等化開始タイミング信号、等化範囲信号、チャネル状態、受信レプリカを生成し、等化範囲信号を出力し、さらに、次の処理段４２s+1に対して、生成した受信信号レプリカと、これらの受信信号レプリカを受信信号から差し引いた誤差信号Ｅsを出力する。また、等化範囲は全アンテナの受信信号について同じにすることが望ましいため、各処理段４２sごとに繰り返し処理部４１1〜４１Mに対して共通の等化範囲信号生成部４３sを設け、各繰り返し処理部４１1〜４１Mの各処理段４２sから等化範囲候補信号を等化範囲信号生成部４３sに入力して等化範囲信号生成部４３sからこれら候補中の最長のものを等化範囲信号と決定して繰り返し処理部４１1〜４１Mの各処理段４２sへ返す。
【００１７】
図１４にアンテナＡmの受信信号に対する繰り返し処理部４１mにおける第ｓ処理段４２sの機能構成例を示す。ここでは、ユーザ１の信号（送信機ＴＸ１よりの受信信号）に対する処理を例に説明する。始めに第ｓ−１処理段（前処理段）４２s-1で生成された全ユーザ受信信号の受信信号レプリカを受信信号から差し引いた誤差信号に前処理段４２s-1で生成されたユーザ１の信号に対する受信信号レプリカ（以下ユーザ１の受信信号レプリカと云う、他も同様の云い方をする）Ｒｅ1を加算部４４1で加算する。この加算出力信号は、受信信号からユーザ1以外の受信信号レプリカＲｅ2〜ＲｅNを差し引いた干渉抑圧（ユーザ１）受信信号ｒIC1となり、この干渉抑圧受信信号ｒIC1を用いて、同期タイミング生成部１２1で同期タイミング信号を生成する。さらに、この生成された同期タイミング信号と、加算部４４1よりの干渉抑圧受信信号を入力とし、開始タイミング・範囲候補生成部２１1において等化開始タイミング信号ｔ０1と等化範囲候補信号ｔｅ1を生成する。同期タイミング生成部１２1と、開始タイミング・範囲候補生成部２１1は、それぞれ例えば先に説明した図７中の同期タイミング信号ｔｓ１−ｍを検出する部分と、図８中の等化開始タイミング信号ｔ０１−ｍ及び等化範囲候補信号ｔｅ１−ｍを検出する部分に示したものと同じ構成とすることができる。
以上により生成された等化範囲候補信号は、他ユーザ（２〜Ｎ）の干渉抑圧受信信号ｒIC2〜ｒICNに対して開始タイミング・範囲候補生成部２１2〜２１Nから得られた等化範囲候補信号と、他アンテナ受信信号に対する第ｓ処理段４２sで同様にして得られた等化範囲候補信号と共に等化範囲生成部４３sに入力され、等化範囲生成部４３sは入力された全ての等化範囲候補信号の中で最も等化範囲候補が長いものを等化範囲信号として出力する。この等化範囲信号は、等化開始タイミング、受信信号と共にチャネル推定部２８に入力され、チャネル状態が推定される。チャネル推定部２８の構成についても、図９に示したものと同じ構成にすることができる。
【００１８】
等化開始タイミング信号ｔ０1と等化範囲信号ｔｅ1と推定チャネル状態Ｈとユーザ１のトレーニングシンボル系列ＴＳＳ1とがレプリカ生成器４５1に入力され、レプリカ生成器４５1においてユーザ１（送信機ＴＸ１より）の受信信号レプリカＲｅ1が作成される。図１５にレプリカ生成器４５の構成例を示す。チャネル推定部２８よりのチャネル状態推定値とトレーニング系列生成部１３よりのトレーニングシンボル系列ＴＳＳn（ｎ＝１,・・・,Ｎ）とを畳み込み積分器３１により畳み込み積分し、この出力に対し、等化開始タイミング信号ｔ０ｎ−ｍを用いてユーザ受信信号間の同期タイミングのずれを、オフセット補償部２９で補償することでユーザｎの受信信号に対するレプリカを生成する。このようにしてレプリカ生成器４５1〜４５Nで生成された全ユーザ１〜Ｎ（送信機ＴＸ１〜ＴＸＮより）の受信信号に対するレプリカが誤差信号生成部４６でアンテナＡmの受信信号から差し引かれて誤差信号が生成される。
以上のように生成された各ユーザ信号中のトレーニングシンボルに対するレプリカＲｅ1〜ＲｅN、及び受信信号からレプリカＲｅ1〜ＲｅNを差し引いた誤差信号Ｅｓが次の処理段４２s+1へ供給される。処理段４２s+1においても上記の処理を繰り返すことにより、受信信号中のトレーニングシンボルのレプリカを更新することで、等化開始タイミング信号と等化範囲の検出精度とチャネル状態推定値の推定精度を向上させる。
最終処理段４２Sで生成された各ユーザ受信信号の等化開始タイミング信号、チャネル状態推定値と等化範囲信号と、受信信号とがMIMO適応等化部３５（図１３）に入力され、各ユーザ（送信機）の送信シンボルが推定されて出力される。
第１処理段（初段）４２1は図１４中の加算部４４1〜４４Nが省略され、入力端子１１mよりの受信信号が破線で示すように繰り返し処理部４１mの同期タイミング生成部１２1〜１２N、開始タイミング・範囲候補生成部２１1〜２１Nへそれぞれ供給され、第Ｓ処理段４２（最終処理段）は等化開始タイミング信号、チャネル状態推定値Ｈ、等化範囲信号のみを出力する。処理段４２としては少なくとも２段は設ける。
【００１９】
第２実施例
第１実施例ではチャネル状態推定に入力端子１１mよりの受信信号を用い、全ユーザ受信信号について一括して行った。この発明の第２実施例では、第２処理段４２2以降のチャネル推定部においては、受信信号から、所望のユーザ受信信号以外の受信信号レプリカを差し引いた干渉抑圧受信信号ｒICを用いて、ユーザ受信信号毎にチャネル状態を推定する。このようにユーザ受信信号毎にチャネル状態を推定することで、推定するパラメータ数をユーザ信号数分の１にすることが可能なため、チャネル状態推定値の収束速度を早くすることができ、より少ないトレーニングシンボル数でチャネル状態推定が可能になる。
図１６に第２実施例における第２処理段４２2以降の処理段の機能構成を、図１４と対応する部分に同一参照番号を付けて示す。第１実施例と異なる点はチャネル推定部がユーザ信号毎にチャネル推定部２８1〜２８Nとして設けられている点のみで、他の構成は図１４に示したものと同様である。
図１７にユーザ信号毎のチャネル推定部２８nの構成を示す。図９に示した全ユーザ信号のチャネル状態推定を行うチャネル推定部と異なる点は、入力される等化開始タイミング信号及び生成するトレーニングシンボル系列、チャネル状態推定値、受信信号レプリカが所望のユーザｎの信号に対するもののみであるという点である。他の構成・動作については全ユーザ受信信号のチャネル状態推定を行う場合と同様である。
【００２０】
第３実施例
この発明の第３実施例は第２実施例のチャネル状態推定において、各ユーザ信号毎に求められた等化範囲候補信号を用いてチャネル状態推定を行う。図１８にこの場合の構成を示す。第２実施例の構成と異なる点は各処理段４２sごとの等化範囲生成部４３sが省略され、第ｓ処理段４２sの構成は図１６中に破線で示すように、各ユーザごとの開始タイミング・範囲候補生成部２１1〜２１Nからの等化範囲候補信号がそれぞれチャネル推定部２８1〜２８Nに入力される。その他の構成は第２実施例と同様である。各等化範囲候補信号は第Ｓ処理段（最終処理段）４２Sのみが図１８中の等化範囲生成部４３へ供給される。
【００２１】
第４実施例
第１実施例において同一ユーザ受信信号についてみると、アンテナ間でシンボル同期タイミング信号、等化開始タイミング信号、等化範囲候補信号がそれぞれほぼ同一であるとみなせる場合には、これらの信号をアンテナ間で同一ユーザ受信信号に対し共通とし、全てのアンテナで受信された信号を１つの繰り返し処理部４１で処理することができる。このようにしたのがこの発明の第４実施例であり、図１９にその構成例を示す。第１実施例の構成と異なる点は、繰り返し処理部４１がアンテナの受信信号ごとに設けられているのではなく、全アンテナより受信信号を１つの繰り返し処理部４１が一括して処理する点である。図２０にこの場合の第ｓ処理段４２sの構成例を示す。全体の構成は第１実施例における第ｓ処理段４２sと同様であるが、第１実施例では１つのアンテナＡmの受信信号のみが入力されたが、この第４実施例ではアンテナＡ1〜ＡMよりの受信信号、つまり、入力端子１１1〜１１Mよりの受信信号の全てが入力される。ここで用いられる同期タイミング生成部１２1〜１２N、開始タイミング・範囲候補生成部２１1〜２１Nは、そのユーザ１の受信信号に対するものについてみるとそれぞれ例えば図１１、図１２に示した構成と同様のものとすることができる。また、レプリカ生成器は、第１実施例における図１５に示した処理を各アンテナごとに全アンテナ分行えばよい。このように全アンテナよりの受信信号を一括処理することは、図１６に示した第２実施例と同様にチャネル推定部２８をユーザごとに設ける場合にも適用できる。
【００２２】
第５実施例
以上の実施例において繰り返し処理部４１の第１処理段４２1では受信信号中から受信信号レプリカが差し引かれることなく同期検出が行われる。この場合は受信電力が強いユーザ信号に影響されて受信電力が弱いユーザ信号の同期検出部８２nでのフレーム同期を含めた同期検出処理が誤動作して同期タイミングが大きくずれ、その結果として他のユーザ信号の等化開始タイミング、等化範囲検出精度の劣化につながるおそれがある。
特にユーザ（送信機）信号間の受信電力の差が大きい場合、受信電力の大きいユーザ（送信機）信号の方が求めた等化開始タイミング、等化範囲検出及びチャネル推定の各精度が高いため、受信電力の大きいユーザ信号から順に等化開始タイミング、等化範囲検出及びチャネル推定を行うほうがより精度よく等化開始タイミング及び等化範囲を得ることができると期待される。この発明の第５実施例はこの考えに基づくものである。
第５実施例の全体的な構成は図１８に示したものとほぼ同様であるが、各処理段４２では各ユーザごとの処理が並列にではなく直列に行われる。その直列処理の順番を付けるために、図１８中に破線で示すように少くとも第１処理段４２1に処理順検出部４８が設けられ、同期検出、つまりシンボル同期タイミング信号、等化開始タイミング信号、等化範囲信号生成及びチャネル推定を行う前に、例えば、図７に示した機能構成を用いて、各ユーザ信号の受信エネルギー指標の最大値を検出し、受信エネルギー指標の最大値が大きい順にユーザ信号を順位付けする。例えば図２１Ａに示すように、図７または図１１中の相関部１４及びエネルギー指標生成部３７とその生成したエネルギー指標の最大値を検出する部分とよりなる相関・指標検出部４８ａ1，…，４８ａNにより、各ユーザ１トレーニングシンボル系列ＴＳＳ1，…，ユーザＮトレーニングシンボル系列ＴＳＳNと受信信号とに対してそれぞれ処理され、各ユーザ受信信号のエネルギー指標の最大値がそれぞれ検出され、これら最大値の大きさの順にユーザ信号に対する処理の順番が順序決定部４８ｂで決定される。
【００２３】
ここでは、受信エネルギー指標の最大値が大きい順をユーザ１、ユーザ２、・・・ユーザＮとする。図２２に処理段４２sの構成を示す。処理段４２sでは、受信エネルギー指標の最大値が大きい順、この場合はユーザ１の信号から同期タイミング信号と等化開始タイミング信号ｔ０1と等化範囲信号ｔｅ1との生成、つまり同期検出及びチャネル状態Ｈ1の推定が行われる。始めに、第ｓ−１処理段４２s-1で生成された全ユーザの受信信号レプリカを差し引いた受信信号、つまり誤差信号Ｅｓに前処理段４２s-1で生成されたユーザ1の受信信号レプリカＲｅ1を加算部４４1で加算する。この加算された信号は、受信信号からユーザ1以外の受信信号レプリカＲｅ2〜ＲｅNを差し引いた干渉抑圧ユーザ１受信信号となり、この干渉抑圧ユーザ１受信信号ｒIC1を用いて、同期タイミング生成部１２1で同期タイミング信号を生成する。さらに、このシンボル同期タイミング信号と、干渉抑圧ユーザ１受信信号ｒIC1を入力とし開始タイミング・範囲候補生成部２１1において等化開始タイミング信号と等化範囲候補信号を生成する。同期タイミング生成部１２1と開始タイミング・範囲候補生成部２１1は、そのユーザ１の信号に対する構成が例えば図７、図８にそれぞれ示したものと同じ構成となるようにすることができる。これら等化開始タイミング信号、等化範囲候補信号、加算部４４1からの干渉抑圧ユーザ１受信信号をチャネル推定部２８1に入力してチャネル状態推定値Ｈ1を求め、これらチャネル状態推定値Ｈ1、等化開始タイミング信号ｔ０1とユーザ１のトレーニングシンボル系列ＴＳＳ1とを用いてレプリカ生成器４５1でユーザ１の受信信号レプリカＲｅ1を生成する。この第ｓ処理段４２sで生成されたユーザ１の受信信号レプリカを、加算部４４1からの干渉抑圧ユーザ1受信信号から減算部４９1で差し引く。この信号は、受信信号から第ｓ処理段４２sで生成されたユーザ１の受信信号レプリカと第ｓ−１処理段４２s-1で生成されたユーザ1以外の受信信号レプリカを差し引いた誤差信号となる。この誤差信号に対し、受信エネルギー指標の最大値が次に大きい受信信号に対する第ｓ−１処理段４２s-1からの受信信号レプリカ、この例ではユーザ２受信信号レプリカが加算部４４2で加算され、干渉抑圧ユーザ２受信信号が生成され、これが同期タイミング生成部１２2、開始タイミング・範囲候補生成部２１2、チャネル推定部２８2へ供給され、同様な処理が行われ、レプリカ生成器４５2でユーザ２受信信号のレプリカが生成され、これが干渉抑圧ユーザ２受信信号から減算部４９2で差し引かれて誤差信号が生成され、この誤差信号が加算部４４3へ供給される。ユーザ３以降に対する信号処理についても同様に行われる。
【００２４】
尚第１処理段４２1においては、受信エネルギー指標最大値が一番大きいユーザ１の受信信号に対する処理、つまり同期タイミング生成部１２1、開始タイミング・範囲候補生成部２１1、チャネル推定部２８1、減算部４９1に破線で示すように受信信号が直接供給され、ユーザ１信号のチャネル状態推定、ユーザ１レプリカ生成が行われ、受信エネルギー指標最大値が次に大きいユーザ２の受信信号に対しては、レプリカ生成器４５1で生成されたユーザ１の受信信号レプリカが減算部４９1で受信信号から差し引かれて同期タイミング生成部１２2、開始タイミング・範囲候補生成部２１2、チャネル推定部２８2、減算部４９2へ供給される。以下同様に処理される。
また第１処理段４２1中の処理順検出部４８（図１８）においては図２１Ａに示すように切替部４８ｃに、端子１１ｍからの受信信号が入力され、同期タイミング生成部１２1，…，１２N中の、順序決定部４８ｂで決定された処理順の１番目のユーザの信号処理に対するもの、この例ではユーザ１の信号処理に対する同期タイミング生成部１２1へ出力される。また減算部４９1，…，４９Nの各出力が直列接続部４８ｄへ入力され、順序決定部４８ｂで決定された処理順で各ユーザ信号に対する処理が順次行われるように、同期タイミング生成部１２1，…，１２Nへ供給される、この例では減算部４９1，…，４９N-1の各出力が、同期タイミング生成部１２2，…，１２Nにそれぞれ供給されることになる。
【００２５】
第２処理段４２2以後も、第１処理段４２1で決めた処理順で処理してもよいが、第２処理段４２2以降においても処理順序検出部４８を設けて、処理順を決めなおしてもよい。この場合は、図２１Ａ中の各相関・指標検出部４８ａn（ｎ＝１，…，Ｎ）には、受信信号ではなく、加算部４４nの出力信号が入力される。またこの第２処理段４２2以後における処理順序検出部４８では図２１Ｂに示すように、前処理段４２s-1で生成した各ユーザｎチャネル状態推定値Ｈnを受信エネルギー計算部４８ｅnへそれぞれ供給し、その各チャネル状態推定値（インパルスレスポンス）の各係数の２乗和を求めて受信エネルギーを求め、順序決定部４８ｂでこれら受信エネルギーの大きい順にユーザ信号に対する処理順を決定してもよい。あるいは図２１Ａにおいて相関・指標検出部４８ａ1，…，４８ａNによりエネルギー指標の最大値ではなく、相関出力、つまり図７中の相関部１４1，…，１４Nの各出力の各最大値を検出して順序決定部４８ｂへ供給してもよい。
このように各ユーザ信号に対する処理を直列に行うことは図１９及び図２０に示した全アンテナ受信信号を一括処理する場合にも適用できる。その場合は図２０においてチャネル推定部２８は各ユーザごとに設け、また図１９中の少くとも第１処理段４２1に処理順序検出部４８を破線で示すように設ける。
【００２６】
第６実施例
第５実施例では、繰り返し処理手段４１mの構成として特にユーザ間の受信電力の差が大きい場合に同期タイミング、等化開始タイミング及び等化範囲の検出精度とチャネル状態推定精度の向上が期待される方法として直列型の構成で、順次生成したトレーニングシンボル系列の受信信号レプリカを受信信号から順次差し引く方法を挙げた。この方法を用いた場合第１処理段４２1において早い段階で検出が行われる干渉抑圧受信信号（レプリカが差し引かれた受信信号）は、それより後の段階で生成される他ユーザの受信信号レプリカが差し引かれていない状態で処理されるため、同期タイミング、等化開始タイミング及び等化範囲に誤差が生じやすくなるという問題が生じる。特に１番目と２番目に大きい受信電力の差がわずかな場合は、１番目のユーザ信号に対し検出した等化開始タイミング及び等化範囲に比較的大きな誤差が生じると、そのユーザの受信信号レプリカが、そのユーザ受信信号と大きく異なったものとなり、これが他のユーザ受信信号に対する処理に大きく影響する。
この発明の第６実施例はこの問題を解決するために、図２３に示すように第１処理段４２1のみ並列型の同期検出部及びチャネル推定部を用い、第２処理段４２2以降では直列型の同期検出部及びチャネル推定部を用いることでその影響を軽減する。この並列型の処理手段の構成としては、図１９に示した構成を、直列型の処理段の構成としては図２１に示した構成をそれぞれ用いることができる。この第６実施例においても、図１９、図２０に示した第４実施例のように全アンテナ受信信号を一括処理するようにすることもできる。
【００２７】
第７実施例
第５及び第６実施例では、繰り返し処理手段４１mの構成として特にユーザ間の受信電力の差が大きい場合に等化開始タイミング及び等化範囲の検出精度とチャネル状態推定精度の向上が期待される点で直列型の構成でトレーニングシンボル系列の受信信号レプリカを受信信号から差し引く方法を採用した。しかし、この方法を用いた場合ユーザ毎の処理を並列的に行う事ができないため、処理遅延が大きくなるという問題が生じる。
この発明の第７実施例はこの問題を解決する方法として、並列型の利点と直列型の利点を併せ持つ複合型の構成とする。この第７実施例の全体構成は図１８に示したものと同じとすることができる。また、等化開始タイミング信号、等化範囲信号生成及びチャネル推定を行う前に、処理順検出部４８により例えば、図７に示したエネルギー指標生成部３７を用いて、各ユーザの受信エネルギー指標の最大値を検出し、受信エネルギー指標の最大値が大きい順にＮG1，ＮG2，ＮG3，・・・，ＮGX個（ＮG1，ＮG2，ＮG3，・・・，ＮGXは自然数）ずつのグループに分ける。ここで各グループはＧ１，Ｇ２，Ｇ３，・・・，ＧＸとする。このグループの分け方は、例えば図２４に示すように図２１Ａ中の相関・指標検出部４８ａ1〜４８ａNからユーザｎの受信エネルギー指標の最大値ＩEmax1〜ＩEmaxN中の最大値ＩEＭａｘを最大値検出部４８ｆで検出し、グループ選択部４８ｇで、グループの数をＸとすると、ＩEＭａｘ ×（Ｘ−１）／Ｘ以上の最大値ＩEmaxnのユーザをグループＧ１に属させ、これらユーザを除いて、ＩEＭａｘ ×（Ｘ−２）／Ｘ以上のＩEmaxnのユーザをグループＧ２に属させ、以下同様にしてグループ分けを行う。処理段４２1〜４２Sはそれぞれグループごとに並列処理されるが、その並列処理はグループＧ１からＧ２，Ｇ３，・・・，ＧＸという順に行われる。図２５にこの複合型、つまり並列型と直列型を含む繰り返し処理手段４１mの構成を示す。第ｓ処理段４２sでは第ｓ−１処理段４２s-1からの誤差信号とグループＧ１に属するユーザ受信信号レプリカとが並列処理部５１G1に入力され、グループＧ１の並列処理部５１G1では誤差信号にグループＧ１の各ユーザ受信信号レプリカがそれぞれ加算されてＮG1個の干渉抑圧信号を生成し、これらに対し、つまりグループＧ１に属するユーザ受信信号に対する、各同期タイミング信号等化開始タイミング信号、等化範囲候補信号、チャネル状態推定値をそれぞれ検出し、更に各受信信号レプリカを生成する。このグループＧ１に属するＮG1個のユーザ信号に対する処理はこのように並列に行う。これらＮG1個の受信信号レプリカを、前記生成したＮG1個の干渉抑圧受信信号と加算した信号から差し引いた信号（誤差信号）を次のグループＧ２の並列処理部５１G2へ供給する。この並列処理部５１G2には第ｓ−１処理段４２s-1からのグループＧ２に属するユーザ受信信号レプリカが入力され、並列処理部５１G2はこれらユーザ受信信号レプリカと並列処理部５１G1からの誤差信号とを並列処理部５１G1と同様に処理してグループＧ２に属するユーザの同期タイミング信号、等化開始タイミング信号、等化範囲候補信号、チャネル状態推定値、受信信号レプリカの検出、生成を並列に行い、この並列処理部５１G2で生成したＮG2個の干渉抑圧受信信号を加算した信号からこの並列処理部５１G2で、生成したＧ２に属する受信信号レプリカを差し引き、誤差信号を生成して、次のグループＧ３の並列処理部５１G3へ出力する。以下同様の処理を行う。
【００２８】
各並列処理部５１G1〜５１GXの構成は図１４、図１６及び図１８に示した第１〜第３実施例と同様なものとすればよい。この場合は第１処理段４２1においても図１４に示した構成とし、最初のグループＧ１の並列処理部５１G1では誤差信号及び前段のグループＧ１に属する受信信号レプリカが入力されることなく、受信信号が入力され、これに対して処理がなされ、生成したＧ１に属するユーザ受信信号レプリカを受信信号から差し引いて並列処理部５１G2へ処理対象受信信号として供給する。以下各並列処理部５１G2〜５１Gxにおいて順次同様な処理を行う。
切替部４８ｃに入力された受信信号を、同期タイミング生成部１２1，…，１２N中の、図２４に示した処理順検出部４８により、決定されたグループＧ1の各ユーザに対するものに供給し、直並列接続部４８ｈに入力された減算部４９1，…，４９Nの各出力中のグループＧ１の各ユーザに対するものを、同期タイミング生成部１２1，…，１２N中の、処理順検出部４８により決定された次のグループＧ２の各ユーザに対するものにそれぞれ供給し、そのグループＧ２の各ユーザに対する減算部４９の出力を次のグループＧ３の各ユーザに対する同期タイミング生成部１２へそれぞれ供給し、以下同様にして各グループごとの処理が順次行われるようにする。第２処理段４２2以後においても、複合型処理とする場合は相関・指標検出部４８ａ1，…，４８ａNに受信信号の代りに加算部４４1，…，４４Nの各出力を供給すればいい。あるいは相関・指標検出部にかえて図２１Ｂに示した受信エネルギー計算部４８ｅ1，…，４８ｅNを用いてもよい。あるいは図２４において相関・指標検出部４８ａ1，…，４８ａNにおいて、エネルギー指標の最高値にかえ、相関出力、つまり図７中の相関部１４1，…，１４Nの出力の最高値を最大値検出部４８ｆ及びグループ選択部４８ｇへ供給してもよい。
【００２９】
第５〜第７実施例は各アンテナＡ1〜ＡMの各受信信号をそれぞれ繰り返し処理手段４１1〜４１Mにより処理したが、第４実施例と同様に、全アンテナよりの受信信号を一括して１つの繰り返し処理部４１により処理する場合にも、直列型構成や直列型と並列型の複合構成としてもよい。
更に第１〜第Ｓ処理段４２1〜４２Sはこれらをそれぞれハードウェア構成として設けなくてもよく、例えば図１４、図１６、図２０、図２２、図２５に示す各処理段４２の１つを、図２６に示すように同期・チャネル生成部８１に設け、これを繰り返し用いてもよい。ただし図２０に示すもの以外は正しくは各繰り返し処理部４１mごとに１つの処理段４２を設ける。繰り返し制御部９１により入力切替部９２を制御してまず、アンテナ受信信号を処理段４２の同期検出部８２1〜８２N（図２４では同期検出部８２1のみ、図２５では並列処理部５１G1のみ）へ供給して受信信号を処理し、第１処理段４２1として作用させ、その処理結果、つまり各受信信号レプリカＲe1〜ＲeNを加算部４４1〜４４Nにそれぞれ供給し、また入力切替部９２を切替えて誤差信号Ｅｓを加算部４４1〜４４Nへ供給して（図２２では加算部４４1のみ、図２５では並列処理部５１G1のみ）、第２処理段４２2として作用させ、以下同様に１つの処理段４２を繰り返し使用し、第Ｓ回目においては処理段４２を第Ｓ処理段４２Sとして作用させ、その処理結果中の等化開始タイミング信号、等化範囲信号、チャネル状態推定値をMIMO適応等化部３５へ出力すればよい。上述した各実施例において前段の処理段４２s-1で得られたチャネル推定値を処理段４２sの対応するチャネル推定部に入力利用してもよい。このようにするとチャネル状態が速く収束する。
【００３０】
上述の各実施例において、検出されたタイミングの信頼性が低い場合はそのタイミングを用いて生成するレプリカを出力しないことが望ましい。この場合は例えば図１４中に破線で示すように、同期タイミング生成部１２n（ｎ＝１，…，Ｎ）からのユーザｎの受信トレーニングシンボル系列信号のエネルギー指標（図７中のエネルギー指標生成部３７nの出力）又はユーザｎのトレーニングシンボル系列との相関信号（図７中の相関部１４nの出力）を信頼性判定部７５nでしきい値格納部７６nからのしきい値Ｔｒと比較し、しきい値Ｔｒ以下あれば信頼性がないと判定して、信頼性判定部７５nの出力でスイッチ部７７nをオフとしてレプリカ生成部４５nからのレプリカが出力されないようにする。同期タイミング生成部１２nで検出したタイミングの信頼性が低いと判定されると、そのユーザｎの信号についての等化開始タイミング、等化範囲の検出、チャネル推定を行いレプリカ生成は行なわず、レプリカが出力されないようにすればよい。
検出したタイミングの信頼性が低いか否かの判定は、図１６中に破線で示すように、前段処理部４２s-1におけるチャネル推定部２８nで推定したチャネル状態（インパルスレスポンス）Ｈnの各係数の２乗和を受信エネルギー算出部７８nで算出し、この受信エネルギーがしきい値Ｔｒ以下であれば信頼性判定部７５nの出力によりスイッチ部７７nを断にしてもよい。いずれの場合も、しきい値Ｔｒとしては固定値を用いてもよく、あるいは前回のチャネル状態推定値のインパルスレスポンス係数の２乗和に定数Ｘ（０＜Ｘ＜１、比較的信頼性が高いから０．５以上）を乗算した値、あるいは全受信信号系列の各エネルギー指標又は相関出力中の最大値は定数Ｘ（０＜Ｘ＜１、この場合は０．５以下がよい）を乗算した値とすることができる。以上のタイミングの信頼性が低い場合に対応するレプリカを出力しないことは、他の実施例にも適用することができ、対応する図中に破線でその機能構成を示し、説明は省略する。
【００３１】
第８実施例
この発明の第８実施例では復号判定ビット列に誤りが検出されると、この検出を同期・チャネル生成部の同期検出部に帰還して、予め求めておいた同期タイミングの次の第１候補を利用する。第８実施例の機能構成を図２７に示す。同期・チャネル生成部８１、例えば図１３、図１８、図１９の何れかに示したものにおける同期検出部８２n（ｎ＝１，…，Ｎ）中の最終処理段４２sに於ける同期タイミング生成部１２nにおいて、そのエネルギー指標（図７中のエネルギー指標生成部３７nの出力と対応したもの）あるいは相関出力（図７中の相関部１４nの出力と対応したもの）が極大値となるタイミングをその大きい順にｔｓｎ−ｍ１，ｔｓｎ−ｍ２，ｔｓｎ−ｍ３，…と検出し、その２番目以降を第２候補，第３候補，…としてタイミング候補記憶部８３nに格納しておき、最初は最大値ｔｓｎ−ｍ１を用いて等化開始タイミング信号、等化範囲信号、及びチャネル状態推定値を生成し、MIMO適応等化部３５で受信信号に対する適応等化処理を行い、その信号系列復号部６２で繰り返し復号における第１回目のユーザ１〜Ｎの判定ビット系列を生成し、これらユーザ１〜Ｎの判定ビット系列に対し誤り検出部８４1，…，８４Nで誤り検出処理を行う。この誤り検出処理で例えばユーザｎの復号判定ビット系列に誤りが検出されると、その検出出力を同期・チャネル生成部８１のユーザｎ信号に対する同期検出部８２nにフィードバックし、タイミング候補記憶部８３nからの次のタイミング候補、この場合はｔｓｎ−ｍ２を取り出し、このタイミングの信号を用いて等化開始タイミング信号、等化範囲信号、更にチャネル状態推定値を生成してこれらを用いて、受信信号に対する適応等化処理をユーザｎ信号について、信号系列ｎ用等化部６９n（図３参照）で行い、その等化出力を信号系列復号部６２の信号系列ｎ用復号部６２n（図２参照）で復号処理してユーザｎの判定ビット系列を求める。この判定ビット系列についても誤り検出処理を行い、再び誤りが検出されると、次のタイミング候補ｔｓｎ−ｍ３を用いて同様の処理を行う。以下同様にする。なお誤り検出処理は例えばＣＲＣ法（Cyclic Redundancy Check）を用いることができる。図２７は同期・チャネル生成部８１における繰り返し処理部４１の処理段４２としては図１３に示したものを想定したが、図１６、図２０、図２２、図２５に示したものでもよい。
【００３２】
第９実施例
次にこの発明の方法を説明する。図２８は第１乃至第４実施例に対応した方法の第９実施例の処理手順を示す。ステップＳ１で受信信号から各送信機信号について、対応するトレーニングシンボル系列を用いて、等化開始タイミングｔ０の検出、等化範囲候補ｔｅの検出、チャネル状態Ｈの推定、更に受信信号レプリカＲen（ｎ＝１，・・・，Ｎ）の生成を並列的に行い、更にこれら受信信号レプリカを受信信号から差し引いて、誤差信号Ｅｓを生成する。
ステップＳ2で処理回数パラメータｓを２に初期化し、ステップＳ３でｓ−１回目の処理で生成した受信信号レプリカＲe1〜ＲeNと誤差信号Ｅｓを取り込み、ステップＳ４でその取り込んだ誤差信号ＥｓにレプリカＲe1〜ＲeNをそれぞれ加算して干渉抑圧受信信号ｒIC1〜ｒICNを生成し、これら干渉抑圧受信信号について対応する、トレーニングシンボル系列を用いて等化開始タイミングｔ０の検出、等化範囲候補ｔｅの検出、チャネル状態Ｈの推定を行う。
ステップＳ５でｓがＳと等しいかを調べ等しくなければステップＳ６でステップＳ４において生成したｔ０、ｔｅ、Ｈ及び各トレーニングシンボル系列を用いて、受信信号レプリカＲe1〜ＲeNを生成し、又これらを用いて誤差信号Ｅｓを生成する。その後ステップＳ７でｓを＋１してステップＳ３に戻る。ステップＳ５でｓがＳと等しければステップＳ８でその時のｔ０、ｔｅ、ＨをMIMO適応等化部３５に出力する。ステップＳ９でｔ０，ｔｅ，Ｈを用いて受信信号に対し、適応等化処理を行い、ステップＳ１０で、等化処理された各信号系列（送信機信号）に対し、復号処理を行う。
【００３３】
第８実施例における誤り検出を行う場合は、ステップＳ４で検出した複数のタイミング候補ｔｓｎ−ｍ２，ｔｓｎ−ｍ３などを記憶しておき、破線で示すようにステップＳ１１で復号された各信号系列について誤り検出処理を行い、誤りが検出されると、ステップＳ４に戻り、記憶しておいたタイミング候補ｔｓｎ−ｍ２を用いて等化開始タイミングｔ０、等化範囲ｔｅの検出を行う。また信頼性の低い検出タイミングと対応するレプリカを使用しない場合は図２８中に破線で示すようにステップＳ１−１で各送信機信号についてｔ０，ｔｅの検出を行い、Ｈを推定し、また検出タイミングの信頼性判定を行う。前記実施例ではその送信機信号と対応する受信信号（又は干渉抑圧信号）のエネルギー指標あるいはトレーニングシンボル系列との相関出力、または前回の処理で推定したチャネル状態の係数の２乗和が所定値以下であれば信頼性が低いと判定する。ステップＳ１−２で、レプリカＲｅ1〜ＲｅN中の検出タイミングの信頼性が低いと判定された以外の対応するものを生成し、これらを受信信号から差し引いて誤差信号ＥｓとしてステップＳ２に移る。ステップＳ６の代りに、ステップＳ６−１で検出タイミングの信頼性を判定し、ステップＳ６−２で信頼性が低くないレプリカのみ生成し、これを受信信号から差し引きＥｓを生成してステップＳ７に移るようにしてもよい。
ステップＳ１及びＳ４において第１及び第４実施例と対応する場合は、チャネル状態Ｈの推定は一括して行い、第２および第３実施例と対応する場合は各送信機トレーニングシンボル系列ごとに行う。適応等化処理におけるタイミングオフセットの補償は等化開始タイミング中のもっとも早いものを基準とし、適応等化処理に用いる等化範囲ＴＥは各等化範囲候補ｔｅ中のもっとも長いものを用いることは先に述べた場合と同様である。
【００３４】
第１０実施例
図２９を参照して第５実施例と対応する方法の第１０実施例を説明する。ステップＳ１で処理信号パラメータとしての誤差信号Ｅｓを受信信号Ｒmに初期化し、ステップＳ２で処理回数のパラメータｓを１に初期化し、ステップＳ３でＮ個の送信機の送信信号に対してそれぞれ１シンボル当たりの受信エネルギーを測定し、その大きい順に送信機トレーニングシンボル系列を順番づける。ここではその順番はｎ＝1，２，・・・，Ｎの順であったとする。ステップＳ４でｓが１であるかを調べ、１であれば、ステップＳ５で受信エネルギーの大きい順のパラメータｎを１に初期化し、次にステップＳ６でｓが１であるかを調べ、１であれば、ステップＳ７で誤差信号Ｅｓについてトレーニングシンボル系列ＴＳＳnを用いてｔ０、ｔｅの検出、Ｈnを推定し、これらとトレーニングシンボル系列ＴＳＳnを用いてレプリカＲenの生成を行い、そのＲenをＥｓから差し引き、その結果でＥｓを更新し、Ｒenを記憶する。ステップＳ８でｎがＮと等しいかを調べ、等しくなければステップＳ９でｎをプラス１してステップＳ６に戻る。ステップＳ８でｎがＮと等しければ、ステップＳ１０でｓがＳと等しいか調べ、等しくなければステップＳ１１でｓをプラス１してステップＳ１２に移る。ステップＳ８でｎ＝Ｎの場合、誤差信号Ｅｓは受信信号から全レプリカＲｅ1〜ＲｅNを差し引いた誤差信号となっている。ステップＳ４でｓが１でなければステップＳ１２へ移る。ステップＳ１２でｓ−１回目処理で生成した受信信号レプリカＲe1〜ＲeNと誤差信号Ｅｓを取り込んでステップＳ５に移る。ステップＳ６でｓが１でなければ、ステップＳ１３において、ステップＳ１２で取り込んだＥｓにＲenを加算して干渉抑圧受信信号ｒICnを生成し、この干渉抑圧受信信号についてｔ０、ｔｅ、トレーニングシンボル系列ＴＳＳnを用いて検出し、Ｈを推定し、これらとトレーニングシンボル系列ＴＳＳnを用いて、受信信号レプリカＲenを生成、記憶し、又このＲenを干渉抑圧受信信号から差し引いて、誤差信号Ｅｓを生成し、Ｅｓをこれに更新してステップＳ８に移る。
【００３５】
ステップＳ１０でｓがＳと等しければステップＳ１４でその時のｔ０、ｔｅ、ＨをMIMO適応等化部３５に出力する。尚ｓ＝Ｓ回目の処理ではステップＳ１３において、受信信号レプリカＲenの生成は行わず、且つｎ＝ＮではＥｓの生成は行わない。ステップＳ１５でMIMO適応等化部３５で受信信号を適応等化処理し、ステップＳ１６で分離されたシンボル系列を信号系列復号部６２より復号する。
第８実施例と対応した処理を行う場合はステップＳ１３でタイミング候補ｔｓｎ−ｍ２，ｔｓｎ−ｍ３などを記憶しておき、ステップＳ１７で誤り検出処理を行い、誤りが検出されると、ステップＳ１８でその送信機信号の処理順番にｎを設定してステップＳ１３に移る。各処理回数ごとに処理する送信機信号の順を設定し直す場合は図２９中に破線で示すように、ステップＳ１１の後にステップＳ３に戻る。ｓ＝２以後におけるステップＳ３での受信エネルギー測定は、誤差信号Ｅｓにそれぞれ前回の処理で得られたレプリカＲｅ1〜ＲｅNに対して行う。
【００３６】
第１１実施例
図３０を参照して第６実施例と対応する方法の第１１実施例を説明する。ステップＳ１で受信信号からｔ０、ｔｅを検出し、Ｈを推定し、Ｒe1〜ＲeN、Ｅｓを生成する。
ステップＳ２でＮ個の送信機信号に対してそれぞれ１シンボル当たりの受信エネルギーを測定し、その大きい順に送信機トレーニングシンボル系列を順番づける。ここではその順番はｎ＝1，２，・・・，Ｎの順とする。ステップＳ３でｓを２に初期化し、ステップＳ４でｓ−１回目の受信信号レプリカＲe1〜ＲeNと誤差信号Ｅｓを取り込み、ステップＳ５でｎを１に初期化し、ステップＳ６で取り込んだＥｓにＲenを加算して干渉抑圧受信信号ｒICnを生成し、この干渉抑圧受信信号についてｔ０、ｔｅを検出し、Ｈnを推定し、これらを用いて、受信信号レプリカＲenを生成、記憶し、又このＲenを干渉抑圧受信信号ｒICnから差し引いて、誤差信号Ｅｓを生成し、Ｅｓをこれに更新する。
ステップＳ７でｎがＮと等しいかを調べ、等しくなければステップＳ８でｎをプラス１してステップＳ６に戻る。ステップＳ７でｎがＮと等しければ、ステップＳ９でｓがＳと等しいか調べ、等しくなければステップＳ１０でｓをプラス１してステップＳ４に戻る。ステップＳ９でｓはＳと等しければステップＳ１１でその時のｔ０、ｔｅ、ＨをMIMO適応等化部３５に出力する。尚ｓ＝Ｓ回目の処理ではステップＳ６において、受信信号レプリカＲenの生成は行わず、且つｎ＝ＮではＥｓの生成は行わない。ステップＳ１２で受信信号に対しMIMO適応等化処理を行い、ステップＳ１３で、その等化処理されたシンボル系列を信号系列に復号する。この場合も特に示さないが誤り検出処理を行って、誤りがあればタイミング候補を用いてｔｅ、Ｈを求めるようにすることもできる。
【００３７】
第１２実施例
次に図３１を参照して第７実施例と対応した方法の第１２実施例を説明する。ステップＳ１において誤差信号パラメータＥｓを受信信号Ｒmで初期化し、ステップＳ２で処理回数パラメータｓを１に初期化し、ステップＳ３でＮ個の送信機のトレーニングシンボル系列についてそれぞれのシンボル当たりの受信エネルギーを測定し、その大きい順に送信トレーニング信号系列を複数個ずつのグループＧ１〜ＧＸに分ける。ステップＳ４でｓが１であるかを調べ、１であれば、ステップＳ５でグループパラメータｘを１に初期化し、ステップＳ６でｓが１であるかを調べ、１であればステップＳ７でグループＧＸに属するトレーニングシンボル系列を用いて誤差信号（受信信号）Ｅｓについて並列処理してそれぞれｔ０、ｔｅを検出し、Ｈを推定し、更にこれらを用いて各受信信号レプリカＲenを生成し、記憶し、また誤差信号Ｅｓから生成した各レプリカＲenを差し引き、その結果でＥｓを更新する。
【００３８】
ステップＳ８でｘがＸと等しいかを調べ、等しくなければステップＳ９でｘを＋１してステップＳ６に戻り、ステップＳ８でｘとＸが等しければステップＳ１０でｓがＳと等しいかを調べ、等しくなければステップＳ１１でｓを＋１してステップＳ１２に移る。またステップＳ４でｓが１でなければステップＳ１２に移る。ステップＳ１２でｓ−１回目に生成したＲe1〜ＲeNとＥｓを取り込んでステップＳ５に移る。ステップＳ６でｓが１でなければ、ステップＳ１３において、グループＧＸに属するトレーニングシンボル系列と対応する各Ｒenをそれぞれ誤差信号Ｅｓに加算して複数の干渉抑圧受信信号を生成し、これら複数の干渉抑圧受信信号をそのグループＧＸに属するトレーニングシンボル系列を用いて並列処理してそれぞれｔ０、ｔｅを検出し、Ｈを推定し、更にこれらを用いて各受信信号レプリカＲenを生成し、更新記憶し、又複数の干渉抑圧受信信号から対応する生成したレプリカＲenをそれぞれ差し引いてＥSを生成して、そのＥｓにＥｓを更新してステップＳ８に移る。ステップＳ１０でｓがＳに等しければ、ステップＳ１４でその時のｔ０、ｔｅ、ＨをMIMO適応等化部３５に供給する。尚ステップＳ１３においてＳ回目では、Ｒenの生成は行わず、且つｘ＝Ｘの場合はＥｓの生成は行わない。ステップ１５で受信信号を適応等化処理し、ステップ１６で、その等化処理されたシンボル系列に対し復号処理する。図に示していないが、必要に応じて誤り検出処理を行い誤りがあれば、タイミング候補を用いて、ｔ０，ｔｅ，Ｈを求めなおすようにすることもできる。
更に図２９〜図３１において特に示さなかったが、これらの方法においても、検出タイミングの信頼性を判定し、信頼性の低いタイミングと対応しないレプリカのみを出力するようにしてもよい。上述においては等化範囲の検出を行ったが、等化範囲は固定長として、この検出を行わなくてもよい。
【００３９】
上述では同期タイミング生成部１２n及び開始タイミング・範囲候補生成部２１nで、トレーニングシンボル系列ＴＳＳnと受信信号との相関をそれぞれ求めたが、同期タイミング生成部１２nで生成した相関を記憶しておき、これを開始タイミング・範囲候補生成部２１nで利用してもよい。
図２２及び図２５に示したように直列型及び、複合型処理段４２で同期検出、チャネル推定を行う場合において、例えば直列型では第１処理段４２1においてユーザごとに、チャネルの推定を行うチャネル推定精度の劣化が生じると考えられる。これは、例えば、ユーザ１の受信信号（受信電力の最も大きい）の検出を行う際に、ユーザごとのチャネル推定手段において、図１７に示した構成により行うと、使用する受信信号中にユーザ２〜ユーザＮの受信信号が含まれているためである。ちなみに、第２処理段４２2以降においては、チャネル推定に使用する受信信号中には、他ユーザの受信信号がキャンセルされているため、大きなチャネル推定精度の劣化にはつながらないと考えられる。よって、この問題を解決する手段として、第１処理段４２1では図２２中に破線で示すように同期検出部８２1〜８２Nで検出された全てのユーザの同期開始タイミングと、トレーニングシンボル系列ＴＳＳ1〜ＴＳＳNと、受信信号（レプリカによるキャンセルが行われていない信号）とをチャネル推定部２８（図９に示したものと同様の構成）に入力して、全てのチャネル状態Ｈを推定し、これをレプリカ生成部４５1〜４
５nへ供給するようにすればよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明により、MIMO受信機におけるチャネル状態の推定精度、等化開始タイミングの検出精度、及び等化範囲の決定精度を高めることができる。特にパケット通信においては、フレーム毎にチャネル状態の推定、等化開始タイミングの検出、及び等化範囲の決定を行う必要があると考えられ、そのような場合には、この発明によりチャネル推定用、同期用のトレーニングシンボル系列を短かくすることが可能となり、それだけ伝送する情報量を増加させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ターボ受信機に対応する送信機の構成例を示す図である。
【図２】 MIMOターボ受信機の機能構成例を示す図である。
【図３】 MIMO適応等化部の機能構成例を示す図である。
【図４】シングルユーザ用適応等化器の機能構成を示す図である。
【図５】Ａは従来のシンボル同期タイミングの決定方法を説明するための図、Ｂは従来の等化範囲の決定方法を説明するための図である。
【図６】提案されているMIMO受信機の構成を示す図である。
【図７】同期タイミング生成部の機能構成例を示す図である。
【図８】開始タイミング・範囲候補生成部の機能構成例を示す図である。
【図９】チャネル推定部の機能構成例を示す図である。
【図１０】提案されているアンテナ間共通の等化開始タイミング信号、等化範囲候補信号の生成を行うMIMO受信機の機能構成を示す図である。
【図１１】図１０中の同期タイミング生成部の構成例を示す図である。
【図１２】図１０中の開始タイミング・範囲候補生成部の構成例を示す図である。
【図１３】この発明の第１実施例の受信機の機能構成を示す図である。
【図１４】図１３中の処理段４２sの機能構成例を示す図である。
【図１５】図１４中のレプリカ生成器４５の機能構成例を示す図である。
【図１６】この発明の第２実施例の処理段４２sの機能構成例を示す図である。
【図１７】図１６中のチャネル推定部２８の機能構成例を示す図である。
【図１８】この発明の第３実施例の受信機の機能構成例を示す図である。
【図１９】この発明の第４実施例の受信機の機能構成例を示す図である。
【図２０】図１９中の処理段４２sの機能構成例を示す図である。
【図２１】Ａはこの発明の第５実施例における処理順序検出部４８の機能構成例を示す図、Ｂはその他の例を示す図である。
【図２２】第５実施例における処理段４２sの機能構成例を示す図である。
【図２３】この発明の第６実施例の受信機の機能構成例を示す図である。
【図２４】第６実施例における処理順序検出部４８の機能構成例を示す図である。
【図２５】この発明の第７実施例の処理段４２sの機能構成例を示す図である。
【図２６】処理部を繰返し使用して各処理段とする構成例を示す図である。
【図２７】この発明の第８実施例の機能構成の要部を示す図である。
【図２８】第１乃至第４実施例と対応するこの発明の方法の処理手順の例を示す流れ図である。
【図２９】第５実施例と対応するこの発明の方法の処理手順の例を示す流れ図である。
【図３０】第６実施例と対応するこの発明の方法の処理手順の例を示す流れ図である。
【図３１】第７実施例と対応するこの発明の方法の処理手順の例を示す流れ図である。
【発明の属する技術分野】
この発明は同一周波数帯を使用し同一時刻に送信を行う、２以上の整数Ｎ個の送信機からの信号を、２以上の整数Ｍ個のアンテナで受信した受信信号に対し、適応等化処理を行った復号処理を行う多入力多出力（ＭＩＭＯ）受信機及び受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信事業の課題は限られた周波数上でいかに高品質で多数のユーザを収容できるかということにある。このような課題を解決する手段として、多入力多出力（Multi-Input Multi-Output:MIMO）システムがある。このシステムでは第１乃至第Ｎ送信機が同一周波数帯を使用し、同一の時間にそれぞれ第１〜第Ｎシンボル系列信号の送信を行い、これらの送信信号を複数のアンテナ＃１〜＃Ｍを備えるMIMO受信機で受信し、MIMO受信機は受信信号を処理し、第１〜第Ｎ送信機よりの第１〜第Ｎ送信シンボルを推定して出力端子Out１〜OutＮに送信機別に出力する。
MIMOシステムにおける１個の送信機の構成を図１に示す。情報ビットに対してチャネル符号器５１で誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化により得られた符号化ビット系列を、インターリーブ手段５２でインターリーブした後、マッピング手段５３でシンボルにマッピングして送信する。その変調手段５３よりのシンボル系列の前に受信側が既知であり、かつ各送信機に固有のトレーニングシンボル系列生成手段５４よりのトレーニングシンボル系列を多重化手段５５で付加して送信する。この送信信号系列は高周波信号とされてアンテナから電波として放射される。
【０００３】
MIMO受信機は、例えば非特許文献１に示されている。従来のMIMO受信機の構成を図２に示す。アンテナ＃１〜＃Ｍより受信信号はベースバンド信号に変換され、受信信号ｒ1〜ｒMとしてMIMO適応等化部３５において等化処理され、MIMO適応等化部３５よりの各送信系列ごとの出力が復号部６２1〜６２Nでそれぞれ復号される。MIMO適応等化部３５の構成を図３に示す。この適応等化部３５にはベースバンドのサンプリングされた受信信号ｒ1〜ｒM、SISO復号器６３からフィードバック（帰還）される事前情報系列２λ２1〜λ２N、チャネル状態（伝搬路特性）推定値Ｈが入力され、レプリカ生成部６５で事前情報系列２及びチャネル推定値により受信信号のレプリカを再生し、減算部６６でこれを受信信号から差し引くことでＩＳＩ（符号間干渉）、MAI（チャネル間干渉）を低減する。さらに、この低減処理を行って後に残されるＩＳＩ及びMAIをMMSEフィルタ６７により処理し、その処理結果に対し各シンボルの対数尤度比をＬＬＲ生成部６８で計算して事前情報系列１λｌl〜λ１Nとして出力する。図２中の各ユーザ（送信機）と対応する復号部６２1〜６２Nでは、MIMO適応等化部３５で計算された各シンボルの事前情報系列１を、図に示していないデマッピング部によりビット系列に変換し、そのビット系列をデインターリーバ６９でデインターリーブし、このデインターリーブされた系列をSISO復号器６３で復号する。SISO復号器６３よりの軟判定出力値系列を、インターリーバ７１でインターリーブして、更にそのインターリーバ７１の出力を図に示していないマッピング部でマッピングして軟判定シンボル系列としてMIMO適応等化部３５への事前情報系列２λ２1〜λ２Nとして供給する。このMIMO適応等化部３５及びSISO復号部６２1〜６２Nにおける処理を複数回繰り返し、最終的な復号結果を判定ビット系列Ｂｓｅｑ１〜ＢｓｅｑＮとして出力する。なお送信側でシンボル系列に対しインターリーブを行っている場合は、信号系列復号部でもシンボル系列の事前情報系列１、２に対し、デインターリーブ、インターリーブを行う。
【０００４】
MIMO適応等化部３５において良好な等化、つまり符号間干渉やチャネル間干渉の除去を十分行う場合は、受信信号のサンプリングタイミングの検出、シンボル同期タイミングの検出、等化範囲の決定、つまりフレーム同期を含む同期タイミングの検出が重要である。しかしこの点については前記ヨーロッパ特許出願公開公報には示されていない。１ユーザ（送信機）が１チャネル（伝送路）を独占して送信を行う場合の従来の適応等化器を図４に示す。等化開始タイミング信号、等化範囲信号、チャネル状態推定値の生成のために適応等化部６１の前段に同期チャネル生成部８１が設けられる。図に示していないが送信側では各フレームごとに、受信側で送信シンボルパターンが既知であるような長いトレーニングシンボル系列（同期ワード信号）をまず送信し、これにつづけて送信しようとする情報内容を示すデータを送信する。受信側では図に示していないが送信側からの受信電波はアンテナより受信された信号は増幅、復調され、ベースバンドの受信信号とされて、入力端子１１に入力される。この受信信号と、トレーニング系列生成部１３からのトレーニングシンボル系列ＴＳＳとの相関がサンプリング信号生成部１９でとられ、その相関値が最大となるタイミング、つまり受信信号パワーが強いパスの受信信号のタイミングをサンプリングタイミングとし、サンプリング信号生成部１９よりのこのサンプリングタイミングに生成したサンプリング信号で受信信号をサンプリング部２０においてサンプリングしてデジタル系列の受信信号とされる。このデジタル系列の受信信号と、トレーニング系列生成部１３からのトレーニングシンボル系列ＴＳＳとの相関が同期タイミング生成部１２で求められる。この同期タイミング生成部１２における前記相関信号は例えば図５Ａに示すように変化し、相関信号Ｓｉｇｃが最大となるタイミングｔｓを検出し、これをシンボル同期タイミングｔｓとする。このタイミングｔｓに生成したシンボル同期タイミング信号、デジタル化された受信信号、トレーニングシンボル系列ＴＳＳが開始タイミング・範囲候補生成部２１へ入力され、これより等化開始タイミング信号と、等化範囲信号が生成され、これら信号とサンプリング受信信号とがチャネル推定部２８に入力され、チャネル推定部２８で伝送路特性（チャネル状態）が推定され、この推定チャネル状態、サンプリング受信信号、等化開始タイミング信号、等化範囲信号が適応等化部６１に入力され、この適応等化部６１でサンプリング受信信号が適応等化処理され、判定シンボル系列が出力される。
【０００５】
等化開始タイミングｔｓ、等化範囲ＴＥとしては、図５Ｂに示すように、検出されたシンボル同期タイミングｔｓを中心として、前後Ｎｓシンボル間のパス（受信信号サンプル）のうち、トレーニングシンボル系列との相関出力Ｓｉｇｃが一定のしきい値ＴＨ１を超えるとパス（サンプル）を有効パスとし、先頭の有効パス（サンプル）位置を等化開始タイミングｔ０とし、先頭の有効パス（サンプル）位置から最後の有効パス（サンプル）位置ｔｅまでを等化範囲信号ＴＥとして出力する。ここで、各パスが有効パスであるかを判定する方法として、例えばパス（サンプル）の内、最大相関電力値ＭＡＸに対して１／Ｃｐ倍（Ｃｐはあらかじめ設定された定数）をしきい値ＴＨ１とし、このＴＨ１以上のサンプルを有効パスとする規範を用いることができる。
【０００６】
【非特許文献１】
ヨーロッパ特許出願公開ＥＰ１２３３５６５５Ａ２号公報（２００２年８月２１日発行）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
MIMO受信機におけるシンボル同期タイミング及び等化開始タイミング、等化範囲の決定法については、現在までのところ十分な検討が行われていない。
この発明の目的は信号系列（ユーザ）が多い場合でも効率的に少なくとも等化開始タイミングを適切に検出して良好な適応等化処理を可能とするMIMO受信機及びMIMO受信方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の一面によればシンボル同期タイミングの検出及びチャネル推定を行い、その検出されたシンボル同期タイミングと推定されたチャネル状態から、各送信機よりの送信信号の受信信号におけるトレーニングシンボルのレプリカを生成し、目的とする送信機以外の少なくとも１つの送信機よりの受信トレーニングシンボルのレプリカを受信信号から差し引いた干渉抑圧信号を生成し、その干渉抑圧信号を処理して前記目的とする送信機よりの受信信号の等化処理に用いる等化開始タイミング、必要に応じて等化範囲の検出を行う。
この構成により、複数の送信信号系列が同時刻同一周波数帯に混在していても、等化開始タイミングの検出及びチャネル状態推定を精度よく行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の理解を容易にするために特願２００２−３２６３９で提案した、同期タイミングの検出及びチャネル状態推定、つまり同期・チャネル生成部８１を含むMIMO受信機を先ず説明する。
図６にこの提案したMIMO受信機の構成例を示す。
複数のアンテナで受信された入力端子１１1〜１１Mよりの受信信号（ベースバンド信号がサンプリングされたディジタル値系列）に対して、アンテナごとにこの受信信号と、受信機で生成したトレーニングシンボル系列とを用いて、同期タイミング生成部１２1〜１２Mにおいてフレームの先頭を示すタイミング信号と、各シンボルと同期したシンボル同期タイミング信号の検出を行う。以下、フレームの先頭タイミング及びシンボルのタイミングの両者を含めて単に同期タイミングという。
【００１０】
図７に、アンテナＡm（ｍ＝１,・・・,Ｍ）の受信信号ｒmに対する同期タイミング生成部１２mの構成例を示す。同期タイミング信号の生成についてユーザ1の送信機ＴＸ１の送信信号（以下単にユーザ１の信号と書く）を例に説明すると、アンテナＡmからの入力端子１１mを経由した受信信号ｒmと、トレーニング系列生成部１３1からの、送信機ＴＸ１が送信するトレーニングシンボル系列と同一のトレーニングシンボル系列ＴＳＳ1との相関を相関部１４1で求め、この相関出力をエネルギー指標生成部３７1のシフトレジスタ１５1に入力し、そのシフトレジスタ１５1の各シフト段の出力に重みＷ1，…，Ｗeを乗算部１６1で乗算して、加算部１７1で加算し、つまり相関出力に対し一定時間にわたり重みつけ加算を行い、受信エネルギー指標を求める。この受信エネルギー指標に対して最大値検出処理を最大値検出部１８1で行い、受信エネルギー指標が最大になるタイミングに、アンテナＡmからの受信信号中のユーザ１の信号に対する同期タイミング信号ｔｓ１−ｍを出力する。
【００１１】
次に、この同期タイミングと受信信号を用いて、図６中の開始タイミング・範囲候補生成部２１1〜２１Mにおいて全ての入力信号系列（受信された送信機送信信号系列）の等化開始タイミングｔ０1〜ｔ０Nと等化範囲候補ｔｅ1〜ｔｅNの判定を行う。図８に開始タイミング・範囲候補生成部２１mの構成例を示す。ここでもユーザ1の信号を例に説明すると、アンテナＡm（入力端子１１m）からの受信信号ｒmとユーザ1のトレーニング系列生成部１３1からのトレーニングシンボル系列ＴＳＳ1との相関を相関部１４1で求め、この相関出力としきい値Ｔｈａを比較部２２1において比較する。比較部２２1は、相関出力がしきい値Ｔｈａよりも大きい場合は“１”を、相関出力がしきい値Ｔｈａよりも小さい場合は“０”を出力し、この比較部２２1の出力はシフトレジスタ２３1に入力される。シフトレジスタ２３1は、シンボル同期タイミング信号を入力とするシフト制御部２４1により、シンボル同期タイミング信号ｔｓ１−ｍのタイミングに対し前後Ｎｓシンボルの時刻の比較部２２1の出力がシフトレジスタ２３1内に入力されるように制御される。開始タイミング等化範囲候補検出部２５1で、シフトレジスタ２３1内のそのｔｓ１−ｍ±Ｎｓシンボル内で最も早いタイミングにある“１”のタイミングに、アンテナＡmの受信信号中のユーザ１の信号に対する等化開始タイミング信号ｔ０１−ｍを出力し、ｔ０１−ｍから最も遅いタイミングにある“１”のタイミングまでの長さを表わす信号を等化範囲候補信号ｔｅ１−ｍとして出力する。全送信機の送信信号に対する各アンテナ受信信号ごとに得られる全ての等化範囲候補信号は、等化範囲信号生成手段２７（図６）に入力され、これらＮ×Ｍ個の等化範囲候補信号の中で最も大きいものが等化範囲信号ＴＥとして出力される。
【００１２】
図６中のチャネル推定部２８では、等化範囲信号、等化開始タイミング信号と受信信号が入力され、各送信機と各アンテナ間のチャネル状態（伝搬路特性、インパルス応答）Ｈが推定される。図９にチャネル推定部２８の構成例を示す。
チャネル推定部２８では、トレーニング系列生成部１３からの全ての送信機のトレーニングシンボル系列ＴＳＳ1，…，ＴＳＳNに対して、等化開始タイミング信号ｔ０1〜ｔ０Nを用いて送信機送信信号間の受信タイミングのずれがオフセット補償部２９で補償される。受信タイミングのずれが補償されたトレーニングシンボル系列に対する、適応アルゴリズム部３３からのチャネル状態Ｈの畳み込み積分を畳み込み積分器３１により行って受信信号のレプリカＲｅを作成し、その受信信号のレプリカを受信信号から減算部３２で差し引き、誤差信号を求める。適応アルゴリズム部３３において、適応アルゴリズムにより、誤差信号、等化範囲信号、繰り返し処理における前回のチャネル推定値を用いて、チャネル状態推定値を逐次更新する。この適応アルゴリズムとしては、例えばＲＬＳアルゴリズムを用いることができる。図６の説明に戻って、開始タイミング・範囲候補生成部２１1〜２１Mよりの等化開始タイミング信号と等化範囲生成部２７よりの等化範囲信号とチャネル推定部２８よりの推定されたチャネル状態、受信信号がMIMO適応等化部３５に入力されて受信信号がMIMO適応等化処理され、推定された各送信機の送信シンボルが出力される。
【００１３】
このMIMO適応等化部３５の機能構成は例えば図３に示したものである。図３についての先の説明では行わなかったが、図３中に破線で示すようにシンボルオフセット補償部６４で事前情報系列２に対し、等化開始タイミング信号により、ユーザ受信信号間のずれを補償してレプリカ生成部６５へ供給し、また等化範囲信号ＴＥをレプリカ生成部６５、ＭＭＳＥフィルタ６７へ供給する。適応等化部３５で等化分離された各ユーザ受信信号は、例えば図２中に示した機能構成の信号系列復号部６２によりそれぞれ復号される。
更に前記日本特許出願で提案されているシンボル同期検出方法、等化範囲決定方法について説明する。図１０にそのMIMO受信機の別の構成例を示す。この構成例では、アンテナＡ1〜ＡMの受信信号間で同期タイミング、等化開始タイミング、等化範囲候補が同様であるとみなせる場合において、これらをアンテナの受信信号間で共通とし、全てのアンテナで受信された信号を用いて求める。図１１にユーザ1の信号に対する同期タイミング生成部１２の構成を示す。まず、入力端子１１1〜１１Mよりの各アンテナで受信された信号ｒ1〜ｒMとユーザ１のトレーニング系列生成部１３1からのトレーニングシンボル系列ＴＳＳ1との相関出力を相関部１４1〜１４Mでそれぞれ求め、これら相関出力に対して、エネルギー指標生成部３７1〜３７Mでそれぞれ一定時間に渡り重み付け加算を行いエネルギー指標を生成する。次に、各受信信号のサンプル時点においてアンテナ受信信号ごとに得られたエネルギー指標の総和を加算部３８で求め、このエネルギー指標の総和が最大となるタイミングを最大値検出部１８で検出し、そのタイミングにユーザ１の信号に対する同期タイミング信号ｔｓ１を出力する。
【００１４】
次に、このようにして得られた各ユーザの信号ごとの同期タイミングと受信信号を用いて、開始タイミング・範囲候補生成部２１（図１０）において全ての入力信号系列の等化開始タイミングと等化範囲候補の判定を行う。図１２にユーザ1の信号に対する開始タイミング・範囲候補生成部２１の構成を示す。入力端子１１1〜１１Mからの各アンテナの受信信号ｒ1〜ｒMとトレーニング系列生成部１３1からのユーザ１のトレーニングシンボル系列との相関を相関部１４1〜１４Mでそれぞれ求め、各サンプル時点において全てのアンテナ受信信号についての相関出力の総和を加算部３９で求める。この相関出力の総和としきい値Ｔｈａを比較部２２において比較し、比較部２２は相関出力がしきい値Ｔｈａよりも大きい場合は“１”を、相関出力がしきい値Ｔｈａよりも小さい場合は“０”を出力し、この比較部２２の出力はシフトレジスタ２３に入力される。シフトレジスタ２３は、同期タイミング信号を入力とするシフト制御部２４により、同期タイミングｔｓ１に対する前後Ｎｓシンボルの時刻の比較部２２の出力がシフトレジスタ２３内に入力されるように制御される。開始タイミング信号・等化範囲候補検出部２５によりｔｓ１±Ｎｓシンボル期間内で最も早いタイミングにある“１”のタイミングにユーザ１の信号に対する等化開始タイミング信号ｔ０１として出力し、ｔ０１から最も遅いタイミングにある“１”のタイミングまでの範囲を表わす信号を等化範囲候補信号ｔｅ１として出力する。
【００１５】
各送信機についての全アンテナの受信信号に対する等化範囲候補信号は、範囲生成部２７（図１０）に入力され、入力された全ての等化範囲候補信号の中で最も大きいものが等化範囲信号として出力される。以降はアンテナの受信信号毎に等化開始タイミング信号と等化範囲信号を求めた場合と同様に、チャネル推定部２８で、範囲生成部２７からの等化範囲信号、開始タイミング・範囲候補生成部２１からの等化開始タイミング信号と受信信号を用いて、各送信機と各アンテナ間のチャネル状態を推定し、更にこれら等化開始タイミング信号と等化範囲信号と推定されたチャネル状態を用いてMIMO適応等化部３５で受信信号をMIMO適応等化処理を行い、各送信機の送信シンボルを推定してそれぞれ別個に出力し、更にこれら出力を信号系列復号部６２でそれぞれ復号する。
上記の提案されている同期タイミング検出方法及び等化範囲決定法でも同期タイミング及び等化範囲を可成り誤るおそれがある。等化範囲が不必要に長くなると無駄な計算量の増加の原因になり、また等化範囲が短くなりすぎると等化能力低下の原因となる。特に送信信号系列の数Ｎが増加した場合は同期確立精度、等化範囲決定精度、チャネルの推定精度の入力信号系列間の干渉による劣化は大きくなると考えられる。このため、受信する送信信号系列が１つである場合に比べ、MIMOシステムでは、一定の信号特性を得るのに必要なトレーニングシンボル数を増加させなければならない。以下にこの発明の実施例を説明する。
【００１６】
第１実施例
送信側において各Ｎ個の送信機ＴＸ１〜ＴＸＮが同一周波数同一時刻に信号の送信を行う。また、各送信機は受信側で送信シンボルパターンが既知であるような、各送信機に固有なトレーニングシンボル系列を送信する。図１３にこの発明の第１実施例を示す。ここでは、受信信号として復調してベースバンド信号とされ、かつデジタル系列とされた信号が入力端子１１1〜１１Mに入力されるものとする。複数のアンテナで受信された受信信号に対して、同期・チャネル生成部８１においてアンテナＡm（ｍ＝１,・・・,Ｍ）毎に設けられた繰り返し処理部４１mにより、等化開始タイミング信号の生成、等化範囲信号の生成及びチャネル推定がそれぞれ行われる。各繰り返し処理部４１mは縦続的に接続された複数の処理段４２s（ｓ＝１,・・・,Ｓ）から構成される。各処理段４２sではその直前の処理段４２s-1で生成された受信信号レプリカと、これらの受信信号レプリカを受信信号から差し引いた誤差信号Ｅsを入力とし、全送信機よりの受信信号の等化開始タイミング信号、等化範囲信号、チャネル状態、受信レプリカを生成し、等化範囲信号を出力し、さらに、次の処理段４２s+1に対して、生成した受信信号レプリカと、これらの受信信号レプリカを受信信号から差し引いた誤差信号Ｅsを出力する。また、等化範囲は全アンテナの受信信号について同じにすることが望ましいため、各処理段４２sごとに繰り返し処理部４１1〜４１Mに対して共通の等化範囲信号生成部４３sを設け、各繰り返し処理部４１1〜４１Mの各処理段４２sから等化範囲候補信号を等化範囲信号生成部４３sに入力して等化範囲信号生成部４３sからこれら候補中の最長のものを等化範囲信号と決定して繰り返し処理部４１1〜４１Mの各処理段４２sへ返す。
【００１７】
図１４にアンテナＡmの受信信号に対する繰り返し処理部４１mにおける第ｓ処理段４２sの機能構成例を示す。ここでは、ユーザ１の信号（送信機ＴＸ１よりの受信信号）に対する処理を例に説明する。始めに第ｓ−１処理段（前処理段）４２s-1で生成された全ユーザ受信信号の受信信号レプリカを受信信号から差し引いた誤差信号に前処理段４２s-1で生成されたユーザ１の信号に対する受信信号レプリカ（以下ユーザ１の受信信号レプリカと云う、他も同様の云い方をする）Ｒｅ1を加算部４４1で加算する。この加算出力信号は、受信信号からユーザ1以外の受信信号レプリカＲｅ2〜ＲｅNを差し引いた干渉抑圧（ユーザ１）受信信号ｒIC1となり、この干渉抑圧受信信号ｒIC1を用いて、同期タイミング生成部１２1で同期タイミング信号を生成する。さらに、この生成された同期タイミング信号と、加算部４４1よりの干渉抑圧受信信号を入力とし、開始タイミング・範囲候補生成部２１1において等化開始タイミング信号ｔ０1と等化範囲候補信号ｔｅ1を生成する。同期タイミング生成部１２1と、開始タイミング・範囲候補生成部２１1は、それぞれ例えば先に説明した図７中の同期タイミング信号ｔｓ１−ｍを検出する部分と、図８中の等化開始タイミング信号ｔ０１−ｍ及び等化範囲候補信号ｔｅ１−ｍを検出する部分に示したものと同じ構成とすることができる。
以上により生成された等化範囲候補信号は、他ユーザ（２〜Ｎ）の干渉抑圧受信信号ｒIC2〜ｒICNに対して開始タイミング・範囲候補生成部２１2〜２１Nから得られた等化範囲候補信号と、他アンテナ受信信号に対する第ｓ処理段４２sで同様にして得られた等化範囲候補信号と共に等化範囲生成部４３sに入力され、等化範囲生成部４３sは入力された全ての等化範囲候補信号の中で最も等化範囲候補が長いものを等化範囲信号として出力する。この等化範囲信号は、等化開始タイミング、受信信号と共にチャネル推定部２８に入力され、チャネル状態が推定される。チャネル推定部２８の構成についても、図９に示したものと同じ構成にすることができる。
【００１８】
等化開始タイミング信号ｔ０1と等化範囲信号ｔｅ1と推定チャネル状態Ｈとユーザ１のトレーニングシンボル系列ＴＳＳ1とがレプリカ生成器４５1に入力され、レプリカ生成器４５1においてユーザ１（送信機ＴＸ１より）の受信信号レプリカＲｅ1が作成される。図１５にレプリカ生成器４５の構成例を示す。チャネル推定部２８よりのチャネル状態推定値とトレーニング系列生成部１３よりのトレーニングシンボル系列ＴＳＳn（ｎ＝１,・・・,Ｎ）とを畳み込み積分器３１により畳み込み積分し、この出力に対し、等化開始タイミング信号ｔ０ｎ−ｍを用いてユーザ受信信号間の同期タイミングのずれを、オフセット補償部２９で補償することでユーザｎの受信信号に対するレプリカを生成する。このようにしてレプリカ生成器４５1〜４５Nで生成された全ユーザ１〜Ｎ（送信機ＴＸ１〜ＴＸＮより）の受信信号に対するレプリカが誤差信号生成部４６でアンテナＡmの受信信号から差し引かれて誤差信号が生成される。
以上のように生成された各ユーザ信号中のトレーニングシンボルに対するレプリカＲｅ1〜ＲｅN、及び受信信号からレプリカＲｅ1〜ＲｅNを差し引いた誤差信号Ｅｓが次の処理段４２s+1へ供給される。処理段４２s+1においても上記の処理を繰り返すことにより、受信信号中のトレーニングシンボルのレプリカを更新することで、等化開始タイミング信号と等化範囲の検出精度とチャネル状態推定値の推定精度を向上させる。
最終処理段４２Sで生成された各ユーザ受信信号の等化開始タイミング信号、チャネル状態推定値と等化範囲信号と、受信信号とがMIMO適応等化部３５（図１３）に入力され、各ユーザ（送信機）の送信シンボルが推定されて出力される。
第１処理段（初段）４２1は図１４中の加算部４４1〜４４Nが省略され、入力端子１１mよりの受信信号が破線で示すように繰り返し処理部４１mの同期タイミング生成部１２1〜１２N、開始タイミング・範囲候補生成部２１1〜２１Nへそれぞれ供給され、第Ｓ処理段４２（最終処理段）は等化開始タイミング信号、チャネル状態推定値Ｈ、等化範囲信号のみを出力する。処理段４２としては少なくとも２段は設ける。
【００１９】
第２実施例
第１実施例ではチャネル状態推定に入力端子１１mよりの受信信号を用い、全ユーザ受信信号について一括して行った。この発明の第２実施例では、第２処理段４２2以降のチャネル推定部においては、受信信号から、所望のユーザ受信信号以外の受信信号レプリカを差し引いた干渉抑圧受信信号ｒICを用いて、ユーザ受信信号毎にチャネル状態を推定する。このようにユーザ受信信号毎にチャネル状態を推定することで、推定するパラメータ数をユーザ信号数分の１にすることが可能なため、チャネル状態推定値の収束速度を早くすることができ、より少ないトレーニングシンボル数でチャネル状態推定が可能になる。
図１６に第２実施例における第２処理段４２2以降の処理段の機能構成を、図１４と対応する部分に同一参照番号を付けて示す。第１実施例と異なる点はチャネル推定部がユーザ信号毎にチャネル推定部２８1〜２８Nとして設けられている点のみで、他の構成は図１４に示したものと同様である。
図１７にユーザ信号毎のチャネル推定部２８nの構成を示す。図９に示した全ユーザ信号のチャネル状態推定を行うチャネル推定部と異なる点は、入力される等化開始タイミング信号及び生成するトレーニングシンボル系列、チャネル状態推定値、受信信号レプリカが所望のユーザｎの信号に対するもののみであるという点である。他の構成・動作については全ユーザ受信信号のチャネル状態推定を行う場合と同様である。
【００２０】
第３実施例
この発明の第３実施例は第２実施例のチャネル状態推定において、各ユーザ信号毎に求められた等化範囲候補信号を用いてチャネル状態推定を行う。図１８にこの場合の構成を示す。第２実施例の構成と異なる点は各処理段４２sごとの等化範囲生成部４３sが省略され、第ｓ処理段４２sの構成は図１６中に破線で示すように、各ユーザごとの開始タイミング・範囲候補生成部２１1〜２１Nからの等化範囲候補信号がそれぞれチャネル推定部２８1〜２８Nに入力される。その他の構成は第２実施例と同様である。各等化範囲候補信号は第Ｓ処理段（最終処理段）４２Sのみが図１８中の等化範囲生成部４３へ供給される。
【００２１】
第４実施例
第１実施例において同一ユーザ受信信号についてみると、アンテナ間でシンボル同期タイミング信号、等化開始タイミング信号、等化範囲候補信号がそれぞれほぼ同一であるとみなせる場合には、これらの信号をアンテナ間で同一ユーザ受信信号に対し共通とし、全てのアンテナで受信された信号を１つの繰り返し処理部４１で処理することができる。このようにしたのがこの発明の第４実施例であり、図１９にその構成例を示す。第１実施例の構成と異なる点は、繰り返し処理部４１がアンテナの受信信号ごとに設けられているのではなく、全アンテナより受信信号を１つの繰り返し処理部４１が一括して処理する点である。図２０にこの場合の第ｓ処理段４２sの構成例を示す。全体の構成は第１実施例における第ｓ処理段４２sと同様であるが、第１実施例では１つのアンテナＡmの受信信号のみが入力されたが、この第４実施例ではアンテナＡ1〜ＡMよりの受信信号、つまり、入力端子１１1〜１１Mよりの受信信号の全てが入力される。ここで用いられる同期タイミング生成部１２1〜１２N、開始タイミング・範囲候補生成部２１1〜２１Nは、そのユーザ１の受信信号に対するものについてみるとそれぞれ例えば図１１、図１２に示した構成と同様のものとすることができる。また、レプリカ生成器は、第１実施例における図１５に示した処理を各アンテナごとに全アンテナ分行えばよい。このように全アンテナよりの受信信号を一括処理することは、図１６に示した第２実施例と同様にチャネル推定部２８をユーザごとに設ける場合にも適用できる。
【００２２】
第５実施例
以上の実施例において繰り返し処理部４１の第１処理段４２1では受信信号中から受信信号レプリカが差し引かれることなく同期検出が行われる。この場合は受信電力が強いユーザ信号に影響されて受信電力が弱いユーザ信号の同期検出部８２nでのフレーム同期を含めた同期検出処理が誤動作して同期タイミングが大きくずれ、その結果として他のユーザ信号の等化開始タイミング、等化範囲検出精度の劣化につながるおそれがある。
特にユーザ（送信機）信号間の受信電力の差が大きい場合、受信電力の大きいユーザ（送信機）信号の方が求めた等化開始タイミング、等化範囲検出及びチャネル推定の各精度が高いため、受信電力の大きいユーザ信号から順に等化開始タイミング、等化範囲検出及びチャネル推定を行うほうがより精度よく等化開始タイミング及び等化範囲を得ることができると期待される。この発明の第５実施例はこの考えに基づくものである。
第５実施例の全体的な構成は図１８に示したものとほぼ同様であるが、各処理段４２では各ユーザごとの処理が並列にではなく直列に行われる。その直列処理の順番を付けるために、図１８中に破線で示すように少くとも第１処理段４２1に処理順検出部４８が設けられ、同期検出、つまりシンボル同期タイミング信号、等化開始タイミング信号、等化範囲信号生成及びチャネル推定を行う前に、例えば、図７に示した機能構成を用いて、各ユーザ信号の受信エネルギー指標の最大値を検出し、受信エネルギー指標の最大値が大きい順にユーザ信号を順位付けする。例えば図２１Ａに示すように、図７または図１１中の相関部１４及びエネルギー指標生成部３７とその生成したエネルギー指標の最大値を検出する部分とよりなる相関・指標検出部４８ａ1，…，４８ａNにより、各ユーザ１トレーニングシンボル系列ＴＳＳ1，…，ユーザＮトレーニングシンボル系列ＴＳＳNと受信信号とに対してそれぞれ処理され、各ユーザ受信信号のエネルギー指標の最大値がそれぞれ検出され、これら最大値の大きさの順にユーザ信号に対する処理の順番が順序決定部４８ｂで決定される。
【００２３】
ここでは、受信エネルギー指標の最大値が大きい順をユーザ１、ユーザ２、・・・ユーザＮとする。図２２に処理段４２sの構成を示す。処理段４２sでは、受信エネルギー指標の最大値が大きい順、この場合はユーザ１の信号から同期タイミング信号と等化開始タイミング信号ｔ０1と等化範囲信号ｔｅ1との生成、つまり同期検出及びチャネル状態Ｈ1の推定が行われる。始めに、第ｓ−１処理段４２s-1で生成された全ユーザの受信信号レプリカを差し引いた受信信号、つまり誤差信号Ｅｓに前処理段４２s-1で生成されたユーザ1の受信信号レプリカＲｅ1を加算部４４1で加算する。この加算された信号は、受信信号からユーザ1以外の受信信号レプリカＲｅ2〜ＲｅNを差し引いた干渉抑圧ユーザ１受信信号となり、この干渉抑圧ユーザ１受信信号ｒIC1を用いて、同期タイミング生成部１２1で同期タイミング信号を生成する。さらに、このシンボル同期タイミング信号と、干渉抑圧ユーザ１受信信号ｒIC1を入力とし開始タイミング・範囲候補生成部２１1において等化開始タイミング信号と等化範囲候補信号を生成する。同期タイミング生成部１２1と開始タイミング・範囲候補生成部２１1は、そのユーザ１の信号に対する構成が例えば図７、図８にそれぞれ示したものと同じ構成となるようにすることができる。これら等化開始タイミング信号、等化範囲候補信号、加算部４４1からの干渉抑圧ユーザ１受信信号をチャネル推定部２８1に入力してチャネル状態推定値Ｈ1を求め、これらチャネル状態推定値Ｈ1、等化開始タイミング信号ｔ０1とユーザ１のトレーニングシンボル系列ＴＳＳ1とを用いてレプリカ生成器４５1でユーザ１の受信信号レプリカＲｅ1を生成する。この第ｓ処理段４２sで生成されたユーザ１の受信信号レプリカを、加算部４４1からの干渉抑圧ユーザ1受信信号から減算部４９1で差し引く。この信号は、受信信号から第ｓ処理段４２sで生成されたユーザ１の受信信号レプリカと第ｓ−１処理段４２s-1で生成されたユーザ1以外の受信信号レプリカを差し引いた誤差信号となる。この誤差信号に対し、受信エネルギー指標の最大値が次に大きい受信信号に対する第ｓ−１処理段４２s-1からの受信信号レプリカ、この例ではユーザ２受信信号レプリカが加算部４４2で加算され、干渉抑圧ユーザ２受信信号が生成され、これが同期タイミング生成部１２2、開始タイミング・範囲候補生成部２１2、チャネル推定部２８2へ供給され、同様な処理が行われ、レプリカ生成器４５2でユーザ２受信信号のレプリカが生成され、これが干渉抑圧ユーザ２受信信号から減算部４９2で差し引かれて誤差信号が生成され、この誤差信号が加算部４４3へ供給される。ユーザ３以降に対する信号処理についても同様に行われる。
【００２４】
尚第１処理段４２1においては、受信エネルギー指標最大値が一番大きいユーザ１の受信信号に対する処理、つまり同期タイミング生成部１２1、開始タイミング・範囲候補生成部２１1、チャネル推定部２８1、減算部４９1に破線で示すように受信信号が直接供給され、ユーザ１信号のチャネル状態推定、ユーザ１レプリカ生成が行われ、受信エネルギー指標最大値が次に大きいユーザ２の受信信号に対しては、レプリカ生成器４５1で生成されたユーザ１の受信信号レプリカが減算部４９1で受信信号から差し引かれて同期タイミング生成部１２2、開始タイミング・範囲候補生成部２１2、チャネル推定部２８2、減算部４９2へ供給される。以下同様に処理される。
また第１処理段４２1中の処理順検出部４８（図１８）においては図２１Ａに示すように切替部４８ｃに、端子１１ｍからの受信信号が入力され、同期タイミング生成部１２1，…，１２N中の、順序決定部４８ｂで決定された処理順の１番目のユーザの信号処理に対するもの、この例ではユーザ１の信号処理に対する同期タイミング生成部１２1へ出力される。また減算部４９1，…，４９Nの各出力が直列接続部４８ｄへ入力され、順序決定部４８ｂで決定された処理順で各ユーザ信号に対する処理が順次行われるように、同期タイミング生成部１２1，…，１２Nへ供給される、この例では減算部４９1，…，４９N-1の各出力が、同期タイミング生成部１２2，…，１２Nにそれぞれ供給されることになる。
【００２５】
第２処理段４２2以後も、第１処理段４２1で決めた処理順で処理してもよいが、第２処理段４２2以降においても処理順序検出部４８を設けて、処理順を決めなおしてもよい。この場合は、図２１Ａ中の各相関・指標検出部４８ａn（ｎ＝１，…，Ｎ）には、受信信号ではなく、加算部４４nの出力信号が入力される。またこの第２処理段４２2以後における処理順序検出部４８では図２１Ｂに示すように、前処理段４２s-1で生成した各ユーザｎチャネル状態推定値Ｈnを受信エネルギー計算部４８ｅnへそれぞれ供給し、その各チャネル状態推定値（インパルスレスポンス）の各係数の２乗和を求めて受信エネルギーを求め、順序決定部４８ｂでこれら受信エネルギーの大きい順にユーザ信号に対する処理順を決定してもよい。あるいは図２１Ａにおいて相関・指標検出部４８ａ1，…，４８ａNによりエネルギー指標の最大値ではなく、相関出力、つまり図７中の相関部１４1，…，１４Nの各出力の各最大値を検出して順序決定部４８ｂへ供給してもよい。
このように各ユーザ信号に対する処理を直列に行うことは図１９及び図２０に示した全アンテナ受信信号を一括処理する場合にも適用できる。その場合は図２０においてチャネル推定部２８は各ユーザごとに設け、また図１９中の少くとも第１処理段４２1に処理順序検出部４８を破線で示すように設ける。
【００２６】
第６実施例
第５実施例では、繰り返し処理手段４１mの構成として特にユーザ間の受信電力の差が大きい場合に同期タイミング、等化開始タイミング及び等化範囲の検出精度とチャネル状態推定精度の向上が期待される方法として直列型の構成で、順次生成したトレーニングシンボル系列の受信信号レプリカを受信信号から順次差し引く方法を挙げた。この方法を用いた場合第１処理段４２1において早い段階で検出が行われる干渉抑圧受信信号（レプリカが差し引かれた受信信号）は、それより後の段階で生成される他ユーザの受信信号レプリカが差し引かれていない状態で処理されるため、同期タイミング、等化開始タイミング及び等化範囲に誤差が生じやすくなるという問題が生じる。特に１番目と２番目に大きい受信電力の差がわずかな場合は、１番目のユーザ信号に対し検出した等化開始タイミング及び等化範囲に比較的大きな誤差が生じると、そのユーザの受信信号レプリカが、そのユーザ受信信号と大きく異なったものとなり、これが他のユーザ受信信号に対する処理に大きく影響する。
この発明の第６実施例はこの問題を解決するために、図２３に示すように第１処理段４２1のみ並列型の同期検出部及びチャネル推定部を用い、第２処理段４２2以降では直列型の同期検出部及びチャネル推定部を用いることでその影響を軽減する。この並列型の処理手段の構成としては、図１９に示した構成を、直列型の処理段の構成としては図２１に示した構成をそれぞれ用いることができる。この第６実施例においても、図１９、図２０に示した第４実施例のように全アンテナ受信信号を一括処理するようにすることもできる。
【００２７】
第７実施例
第５及び第６実施例では、繰り返し処理手段４１mの構成として特にユーザ間の受信電力の差が大きい場合に等化開始タイミング及び等化範囲の検出精度とチャネル状態推定精度の向上が期待される点で直列型の構成でトレーニングシンボル系列の受信信号レプリカを受信信号から差し引く方法を採用した。しかし、この方法を用いた場合ユーザ毎の処理を並列的に行う事ができないため、処理遅延が大きくなるという問題が生じる。
この発明の第７実施例はこの問題を解決する方法として、並列型の利点と直列型の利点を併せ持つ複合型の構成とする。この第７実施例の全体構成は図１８に示したものと同じとすることができる。また、等化開始タイミング信号、等化範囲信号生成及びチャネル推定を行う前に、処理順検出部４８により例えば、図７に示したエネルギー指標生成部３７を用いて、各ユーザの受信エネルギー指標の最大値を検出し、受信エネルギー指標の最大値が大きい順にＮG1，ＮG2，ＮG3，・・・，ＮGX個（ＮG1，ＮG2，ＮG3，・・・，ＮGXは自然数）ずつのグループに分ける。ここで各グループはＧ１，Ｇ２，Ｇ３，・・・，ＧＸとする。このグループの分け方は、例えば図２４に示すように図２１Ａ中の相関・指標検出部４８ａ1〜４８ａNからユーザｎの受信エネルギー指標の最大値ＩEmax1〜ＩEmaxN中の最大値ＩEＭａｘを最大値検出部４８ｆで検出し、グループ選択部４８ｇで、グループの数をＸとすると、ＩEＭａｘ ×（Ｘ−１）／Ｘ以上の最大値ＩEmaxnのユーザをグループＧ１に属させ、これらユーザを除いて、ＩEＭａｘ ×（Ｘ−２）／Ｘ以上のＩEmaxnのユーザをグループＧ２に属させ、以下同様にしてグループ分けを行う。処理段４２1〜４２Sはそれぞれグループごとに並列処理されるが、その並列処理はグループＧ１からＧ２，Ｇ３，・・・，ＧＸという順に行われる。図２５にこの複合型、つまり並列型と直列型を含む繰り返し処理手段４１mの構成を示す。第ｓ処理段４２sでは第ｓ−１処理段４２s-1からの誤差信号とグループＧ１に属するユーザ受信信号レプリカとが並列処理部５１G1に入力され、グループＧ１の並列処理部５１G1では誤差信号にグループＧ１の各ユーザ受信信号レプリカがそれぞれ加算されてＮG1個の干渉抑圧信号を生成し、これらに対し、つまりグループＧ１に属するユーザ受信信号に対する、各同期タイミング信号等化開始タイミング信号、等化範囲候補信号、チャネル状態推定値をそれぞれ検出し、更に各受信信号レプリカを生成する。このグループＧ１に属するＮG1個のユーザ信号に対する処理はこのように並列に行う。これらＮG1個の受信信号レプリカを、前記生成したＮG1個の干渉抑圧受信信号と加算した信号から差し引いた信号（誤差信号）を次のグループＧ２の並列処理部５１G2へ供給する。この並列処理部５１G2には第ｓ−１処理段４２s-1からのグループＧ２に属するユーザ受信信号レプリカが入力され、並列処理部５１G2はこれらユーザ受信信号レプリカと並列処理部５１G1からの誤差信号とを並列処理部５１G1と同様に処理してグループＧ２に属するユーザの同期タイミング信号、等化開始タイミング信号、等化範囲候補信号、チャネル状態推定値、受信信号レプリカの検出、生成を並列に行い、この並列処理部５１G2で生成したＮG2個の干渉抑圧受信信号を加算した信号からこの並列処理部５１G2で、生成したＧ２に属する受信信号レプリカを差し引き、誤差信号を生成して、次のグループＧ３の並列処理部５１G3へ出力する。以下同様の処理を行う。
【００２８】
各並列処理部５１G1〜５１GXの構成は図１４、図１６及び図１８に示した第１〜第３実施例と同様なものとすればよい。この場合は第１処理段４２1においても図１４に示した構成とし、最初のグループＧ１の並列処理部５１G1では誤差信号及び前段のグループＧ１に属する受信信号レプリカが入力されることなく、受信信号が入力され、これに対して処理がなされ、生成したＧ１に属するユーザ受信信号レプリカを受信信号から差し引いて並列処理部５１G2へ処理対象受信信号として供給する。以下各並列処理部５１G2〜５１Gxにおいて順次同様な処理を行う。
切替部４８ｃに入力された受信信号を、同期タイミング生成部１２1，…，１２N中の、図２４に示した処理順検出部４８により、決定されたグループＧ1の各ユーザに対するものに供給し、直並列接続部４８ｈに入力された減算部４９1，…，４９Nの各出力中のグループＧ１の各ユーザに対するものを、同期タイミング生成部１２1，…，１２N中の、処理順検出部４８により決定された次のグループＧ２の各ユーザに対するものにそれぞれ供給し、そのグループＧ２の各ユーザに対する減算部４９の出力を次のグループＧ３の各ユーザに対する同期タイミング生成部１２へそれぞれ供給し、以下同様にして各グループごとの処理が順次行われるようにする。第２処理段４２2以後においても、複合型処理とする場合は相関・指標検出部４８ａ1，…，４８ａNに受信信号の代りに加算部４４1，…，４４Nの各出力を供給すればいい。あるいは相関・指標検出部にかえて図２１Ｂに示した受信エネルギー計算部４８ｅ1，…，４８ｅNを用いてもよい。あるいは図２４において相関・指標検出部４８ａ1，…，４８ａNにおいて、エネルギー指標の最高値にかえ、相関出力、つまり図７中の相関部１４1，…，１４Nの出力の最高値を最大値検出部４８ｆ及びグループ選択部４８ｇへ供給してもよい。
【００２９】
第５〜第７実施例は各アンテナＡ1〜ＡMの各受信信号をそれぞれ繰り返し処理手段４１1〜４１Mにより処理したが、第４実施例と同様に、全アンテナよりの受信信号を一括して１つの繰り返し処理部４１により処理する場合にも、直列型構成や直列型と並列型の複合構成としてもよい。
更に第１〜第Ｓ処理段４２1〜４２Sはこれらをそれぞれハードウェア構成として設けなくてもよく、例えば図１４、図１６、図２０、図２２、図２５に示す各処理段４２の１つを、図２６に示すように同期・チャネル生成部８１に設け、これを繰り返し用いてもよい。ただし図２０に示すもの以外は正しくは各繰り返し処理部４１mごとに１つの処理段４２を設ける。繰り返し制御部９１により入力切替部９２を制御してまず、アンテナ受信信号を処理段４２の同期検出部８２1〜８２N（図２４では同期検出部８２1のみ、図２５では並列処理部５１G1のみ）へ供給して受信信号を処理し、第１処理段４２1として作用させ、その処理結果、つまり各受信信号レプリカＲe1〜ＲeNを加算部４４1〜４４Nにそれぞれ供給し、また入力切替部９２を切替えて誤差信号Ｅｓを加算部４４1〜４４Nへ供給して（図２２では加算部４４1のみ、図２５では並列処理部５１G1のみ）、第２処理段４２2として作用させ、以下同様に１つの処理段４２を繰り返し使用し、第Ｓ回目においては処理段４２を第Ｓ処理段４２Sとして作用させ、その処理結果中の等化開始タイミング信号、等化範囲信号、チャネル状態推定値をMIMO適応等化部３５へ出力すればよい。上述した各実施例において前段の処理段４２s-1で得られたチャネル推定値を処理段４２sの対応するチャネル推定部に入力利用してもよい。このようにするとチャネル状態が速く収束する。
【００３０】
上述の各実施例において、検出されたタイミングの信頼性が低い場合はそのタイミングを用いて生成するレプリカを出力しないことが望ましい。この場合は例えば図１４中に破線で示すように、同期タイミング生成部１２n（ｎ＝１，…，Ｎ）からのユーザｎの受信トレーニングシンボル系列信号のエネルギー指標（図７中のエネルギー指標生成部３７nの出力）又はユーザｎのトレーニングシンボル系列との相関信号（図７中の相関部１４nの出力）を信頼性判定部７５nでしきい値格納部７６nからのしきい値Ｔｒと比較し、しきい値Ｔｒ以下あれば信頼性がないと判定して、信頼性判定部７５nの出力でスイッチ部７７nをオフとしてレプリカ生成部４５nからのレプリカが出力されないようにする。同期タイミング生成部１２nで検出したタイミングの信頼性が低いと判定されると、そのユーザｎの信号についての等化開始タイミング、等化範囲の検出、チャネル推定を行いレプリカ生成は行なわず、レプリカが出力されないようにすればよい。
検出したタイミングの信頼性が低いか否かの判定は、図１６中に破線で示すように、前段処理部４２s-1におけるチャネル推定部２８nで推定したチャネル状態（インパルスレスポンス）Ｈnの各係数の２乗和を受信エネルギー算出部７８nで算出し、この受信エネルギーがしきい値Ｔｒ以下であれば信頼性判定部７５nの出力によりスイッチ部７７nを断にしてもよい。いずれの場合も、しきい値Ｔｒとしては固定値を用いてもよく、あるいは前回のチャネル状態推定値のインパルスレスポンス係数の２乗和に定数Ｘ（０＜Ｘ＜１、比較的信頼性が高いから０．５以上）を乗算した値、あるいは全受信信号系列の各エネルギー指標又は相関出力中の最大値は定数Ｘ（０＜Ｘ＜１、この場合は０．５以下がよい）を乗算した値とすることができる。以上のタイミングの信頼性が低い場合に対応するレプリカを出力しないことは、他の実施例にも適用することができ、対応する図中に破線でその機能構成を示し、説明は省略する。
【００３１】
第８実施例
この発明の第８実施例では復号判定ビット列に誤りが検出されると、この検出を同期・チャネル生成部の同期検出部に帰還して、予め求めておいた同期タイミングの次の第１候補を利用する。第８実施例の機能構成を図２７に示す。同期・チャネル生成部８１、例えば図１３、図１８、図１９の何れかに示したものにおける同期検出部８２n（ｎ＝１，…，Ｎ）中の最終処理段４２sに於ける同期タイミング生成部１２nにおいて、そのエネルギー指標（図７中のエネルギー指標生成部３７nの出力と対応したもの）あるいは相関出力（図７中の相関部１４nの出力と対応したもの）が極大値となるタイミングをその大きい順にｔｓｎ−ｍ１，ｔｓｎ−ｍ２，ｔｓｎ−ｍ３，…と検出し、その２番目以降を第２候補，第３候補，…としてタイミング候補記憶部８３nに格納しておき、最初は最大値ｔｓｎ−ｍ１を用いて等化開始タイミング信号、等化範囲信号、及びチャネル状態推定値を生成し、MIMO適応等化部３５で受信信号に対する適応等化処理を行い、その信号系列復号部６２で繰り返し復号における第１回目のユーザ１〜Ｎの判定ビット系列を生成し、これらユーザ１〜Ｎの判定ビット系列に対し誤り検出部８４1，…，８４Nで誤り検出処理を行う。この誤り検出処理で例えばユーザｎの復号判定ビット系列に誤りが検出されると、その検出出力を同期・チャネル生成部８１のユーザｎ信号に対する同期検出部８２nにフィードバックし、タイミング候補記憶部８３nからの次のタイミング候補、この場合はｔｓｎ−ｍ２を取り出し、このタイミングの信号を用いて等化開始タイミング信号、等化範囲信号、更にチャネル状態推定値を生成してこれらを用いて、受信信号に対する適応等化処理をユーザｎ信号について、信号系列ｎ用等化部６９n（図３参照）で行い、その等化出力を信号系列復号部６２の信号系列ｎ用復号部６２n（図２参照）で復号処理してユーザｎの判定ビット系列を求める。この判定ビット系列についても誤り検出処理を行い、再び誤りが検出されると、次のタイミング候補ｔｓｎ−ｍ３を用いて同様の処理を行う。以下同様にする。なお誤り検出処理は例えばＣＲＣ法（Cyclic Redundancy Check）を用いることができる。図２７は同期・チャネル生成部８１における繰り返し処理部４１の処理段４２としては図１３に示したものを想定したが、図１６、図２０、図２２、図２５に示したものでもよい。
【００３２】
第９実施例
次にこの発明の方法を説明する。図２８は第１乃至第４実施例に対応した方法の第９実施例の処理手順を示す。ステップＳ１で受信信号から各送信機信号について、対応するトレーニングシンボル系列を用いて、等化開始タイミングｔ０の検出、等化範囲候補ｔｅの検出、チャネル状態Ｈの推定、更に受信信号レプリカＲen（ｎ＝１，・・・，Ｎ）の生成を並列的に行い、更にこれら受信信号レプリカを受信信号から差し引いて、誤差信号Ｅｓを生成する。
ステップＳ2で処理回数パラメータｓを２に初期化し、ステップＳ３でｓ−１回目の処理で生成した受信信号レプリカＲe1〜ＲeNと誤差信号Ｅｓを取り込み、ステップＳ４でその取り込んだ誤差信号ＥｓにレプリカＲe1〜ＲeNをそれぞれ加算して干渉抑圧受信信号ｒIC1〜ｒICNを生成し、これら干渉抑圧受信信号について対応する、トレーニングシンボル系列を用いて等化開始タイミングｔ０の検出、等化範囲候補ｔｅの検出、チャネル状態Ｈの推定を行う。
ステップＳ５でｓがＳと等しいかを調べ等しくなければステップＳ６でステップＳ４において生成したｔ０、ｔｅ、Ｈ及び各トレーニングシンボル系列を用いて、受信信号レプリカＲe1〜ＲeNを生成し、又これらを用いて誤差信号Ｅｓを生成する。その後ステップＳ７でｓを＋１してステップＳ３に戻る。ステップＳ５でｓがＳと等しければステップＳ８でその時のｔ０、ｔｅ、ＨをMIMO適応等化部３５に出力する。ステップＳ９でｔ０，ｔｅ，Ｈを用いて受信信号に対し、適応等化処理を行い、ステップＳ１０で、等化処理された各信号系列（送信機信号）に対し、復号処理を行う。
【００３３】
第８実施例における誤り検出を行う場合は、ステップＳ４で検出した複数のタイミング候補ｔｓｎ−ｍ２，ｔｓｎ−ｍ３などを記憶しておき、破線で示すようにステップＳ１１で復号された各信号系列について誤り検出処理を行い、誤りが検出されると、ステップＳ４に戻り、記憶しておいたタイミング候補ｔｓｎ−ｍ２を用いて等化開始タイミングｔ０、等化範囲ｔｅの検出を行う。また信頼性の低い検出タイミングと対応するレプリカを使用しない場合は図２８中に破線で示すようにステップＳ１−１で各送信機信号についてｔ０，ｔｅの検出を行い、Ｈを推定し、また検出タイミングの信頼性判定を行う。前記実施例ではその送信機信号と対応する受信信号（又は干渉抑圧信号）のエネルギー指標あるいはトレーニングシンボル系列との相関出力、または前回の処理で推定したチャネル状態の係数の２乗和が所定値以下であれば信頼性が低いと判定する。ステップＳ１−２で、レプリカＲｅ1〜ＲｅN中の検出タイミングの信頼性が低いと判定された以外の対応するものを生成し、これらを受信信号から差し引いて誤差信号ＥｓとしてステップＳ２に移る。ステップＳ６の代りに、ステップＳ６−１で検出タイミングの信頼性を判定し、ステップＳ６−２で信頼性が低くないレプリカのみ生成し、これを受信信号から差し引きＥｓを生成してステップＳ７に移るようにしてもよい。
ステップＳ１及びＳ４において第１及び第４実施例と対応する場合は、チャネル状態Ｈの推定は一括して行い、第２および第３実施例と対応する場合は各送信機トレーニングシンボル系列ごとに行う。適応等化処理におけるタイミングオフセットの補償は等化開始タイミング中のもっとも早いものを基準とし、適応等化処理に用いる等化範囲ＴＥは各等化範囲候補ｔｅ中のもっとも長いものを用いることは先に述べた場合と同様である。
【００３４】
第１０実施例
図２９を参照して第５実施例と対応する方法の第１０実施例を説明する。ステップＳ１で処理信号パラメータとしての誤差信号Ｅｓを受信信号Ｒmに初期化し、ステップＳ２で処理回数のパラメータｓを１に初期化し、ステップＳ３でＮ個の送信機の送信信号に対してそれぞれ１シンボル当たりの受信エネルギーを測定し、その大きい順に送信機トレーニングシンボル系列を順番づける。ここではその順番はｎ＝1，２，・・・，Ｎの順であったとする。ステップＳ４でｓが１であるかを調べ、１であれば、ステップＳ５で受信エネルギーの大きい順のパラメータｎを１に初期化し、次にステップＳ６でｓが１であるかを調べ、１であれば、ステップＳ７で誤差信号Ｅｓについてトレーニングシンボル系列ＴＳＳnを用いてｔ０、ｔｅの検出、Ｈnを推定し、これらとトレーニングシンボル系列ＴＳＳnを用いてレプリカＲenの生成を行い、そのＲenをＥｓから差し引き、その結果でＥｓを更新し、Ｒenを記憶する。ステップＳ８でｎがＮと等しいかを調べ、等しくなければステップＳ９でｎをプラス１してステップＳ６に戻る。ステップＳ８でｎがＮと等しければ、ステップＳ１０でｓがＳと等しいか調べ、等しくなければステップＳ１１でｓをプラス１してステップＳ１２に移る。ステップＳ８でｎ＝Ｎの場合、誤差信号Ｅｓは受信信号から全レプリカＲｅ1〜ＲｅNを差し引いた誤差信号となっている。ステップＳ４でｓが１でなければステップＳ１２へ移る。ステップＳ１２でｓ−１回目処理で生成した受信信号レプリカＲe1〜ＲeNと誤差信号Ｅｓを取り込んでステップＳ５に移る。ステップＳ６でｓが１でなければ、ステップＳ１３において、ステップＳ１２で取り込んだＥｓにＲenを加算して干渉抑圧受信信号ｒICnを生成し、この干渉抑圧受信信号についてｔ０、ｔｅ、トレーニングシンボル系列ＴＳＳnを用いて検出し、Ｈを推定し、これらとトレーニングシンボル系列ＴＳＳnを用いて、受信信号レプリカＲenを生成、記憶し、又このＲenを干渉抑圧受信信号から差し引いて、誤差信号Ｅｓを生成し、Ｅｓをこれに更新してステップＳ８に移る。
【００３５】
ステップＳ１０でｓがＳと等しければステップＳ１４でその時のｔ０、ｔｅ、ＨをMIMO適応等化部３５に出力する。尚ｓ＝Ｓ回目の処理ではステップＳ１３において、受信信号レプリカＲenの生成は行わず、且つｎ＝ＮではＥｓの生成は行わない。ステップＳ１５でMIMO適応等化部３５で受信信号を適応等化処理し、ステップＳ１６で分離されたシンボル系列を信号系列復号部６２より復号する。
第８実施例と対応した処理を行う場合はステップＳ１３でタイミング候補ｔｓｎ−ｍ２，ｔｓｎ−ｍ３などを記憶しておき、ステップＳ１７で誤り検出処理を行い、誤りが検出されると、ステップＳ１８でその送信機信号の処理順番にｎを設定してステップＳ１３に移る。各処理回数ごとに処理する送信機信号の順を設定し直す場合は図２９中に破線で示すように、ステップＳ１１の後にステップＳ３に戻る。ｓ＝２以後におけるステップＳ３での受信エネルギー測定は、誤差信号Ｅｓにそれぞれ前回の処理で得られたレプリカＲｅ1〜ＲｅNに対して行う。
【００３６】
第１１実施例
図３０を参照して第６実施例と対応する方法の第１１実施例を説明する。ステップＳ１で受信信号からｔ０、ｔｅを検出し、Ｈを推定し、Ｒe1〜ＲeN、Ｅｓを生成する。
ステップＳ２でＮ個の送信機信号に対してそれぞれ１シンボル当たりの受信エネルギーを測定し、その大きい順に送信機トレーニングシンボル系列を順番づける。ここではその順番はｎ＝1，２，・・・，Ｎの順とする。ステップＳ３でｓを２に初期化し、ステップＳ４でｓ−１回目の受信信号レプリカＲe1〜ＲeNと誤差信号Ｅｓを取り込み、ステップＳ５でｎを１に初期化し、ステップＳ６で取り込んだＥｓにＲenを加算して干渉抑圧受信信号ｒICnを生成し、この干渉抑圧受信信号についてｔ０、ｔｅを検出し、Ｈnを推定し、これらを用いて、受信信号レプリカＲenを生成、記憶し、又このＲenを干渉抑圧受信信号ｒICnから差し引いて、誤差信号Ｅｓを生成し、Ｅｓをこれに更新する。
ステップＳ７でｎがＮと等しいかを調べ、等しくなければステップＳ８でｎをプラス１してステップＳ６に戻る。ステップＳ７でｎがＮと等しければ、ステップＳ９でｓがＳと等しいか調べ、等しくなければステップＳ１０でｓをプラス１してステップＳ４に戻る。ステップＳ９でｓはＳと等しければステップＳ１１でその時のｔ０、ｔｅ、ＨをMIMO適応等化部３５に出力する。尚ｓ＝Ｓ回目の処理ではステップＳ６において、受信信号レプリカＲenの生成は行わず、且つｎ＝ＮではＥｓの生成は行わない。ステップＳ１２で受信信号に対しMIMO適応等化処理を行い、ステップＳ１３で、その等化処理されたシンボル系列を信号系列に復号する。この場合も特に示さないが誤り検出処理を行って、誤りがあればタイミング候補を用いてｔｅ、Ｈを求めるようにすることもできる。
【００３７】
第１２実施例
次に図３１を参照して第７実施例と対応した方法の第１２実施例を説明する。ステップＳ１において誤差信号パラメータＥｓを受信信号Ｒmで初期化し、ステップＳ２で処理回数パラメータｓを１に初期化し、ステップＳ３でＮ個の送信機のトレーニングシンボル系列についてそれぞれのシンボル当たりの受信エネルギーを測定し、その大きい順に送信トレーニング信号系列を複数個ずつのグループＧ１〜ＧＸに分ける。ステップＳ４でｓが１であるかを調べ、１であれば、ステップＳ５でグループパラメータｘを１に初期化し、ステップＳ６でｓが１であるかを調べ、１であればステップＳ７でグループＧＸに属するトレーニングシンボル系列を用いて誤差信号（受信信号）Ｅｓについて並列処理してそれぞれｔ０、ｔｅを検出し、Ｈを推定し、更にこれらを用いて各受信信号レプリカＲenを生成し、記憶し、また誤差信号Ｅｓから生成した各レプリカＲenを差し引き、その結果でＥｓを更新する。
【００３８】
ステップＳ８でｘがＸと等しいかを調べ、等しくなければステップＳ９でｘを＋１してステップＳ６に戻り、ステップＳ８でｘとＸが等しければステップＳ１０でｓがＳと等しいかを調べ、等しくなければステップＳ１１でｓを＋１してステップＳ１２に移る。またステップＳ４でｓが１でなければステップＳ１２に移る。ステップＳ１２でｓ−１回目に生成したＲe1〜ＲeNとＥｓを取り込んでステップＳ５に移る。ステップＳ６でｓが１でなければ、ステップＳ１３において、グループＧＸに属するトレーニングシンボル系列と対応する各Ｒenをそれぞれ誤差信号Ｅｓに加算して複数の干渉抑圧受信信号を生成し、これら複数の干渉抑圧受信信号をそのグループＧＸに属するトレーニングシンボル系列を用いて並列処理してそれぞれｔ０、ｔｅを検出し、Ｈを推定し、更にこれらを用いて各受信信号レプリカＲenを生成し、更新記憶し、又複数の干渉抑圧受信信号から対応する生成したレプリカＲenをそれぞれ差し引いてＥSを生成して、そのＥｓにＥｓを更新してステップＳ８に移る。ステップＳ１０でｓがＳに等しければ、ステップＳ１４でその時のｔ０、ｔｅ、ＨをMIMO適応等化部３５に供給する。尚ステップＳ１３においてＳ回目では、Ｒenの生成は行わず、且つｘ＝Ｘの場合はＥｓの生成は行わない。ステップ１５で受信信号を適応等化処理し、ステップ１６で、その等化処理されたシンボル系列に対し復号処理する。図に示していないが、必要に応じて誤り検出処理を行い誤りがあれば、タイミング候補を用いて、ｔ０，ｔｅ，Ｈを求めなおすようにすることもできる。
更に図２９〜図３１において特に示さなかったが、これらの方法においても、検出タイミングの信頼性を判定し、信頼性の低いタイミングと対応しないレプリカのみを出力するようにしてもよい。上述においては等化範囲の検出を行ったが、等化範囲は固定長として、この検出を行わなくてもよい。
【００３９】
上述では同期タイミング生成部１２n及び開始タイミング・範囲候補生成部２１nで、トレーニングシンボル系列ＴＳＳnと受信信号との相関をそれぞれ求めたが、同期タイミング生成部１２nで生成した相関を記憶しておき、これを開始タイミング・範囲候補生成部２１nで利用してもよい。
図２２及び図２５に示したように直列型及び、複合型処理段４２で同期検出、チャネル推定を行う場合において、例えば直列型では第１処理段４２1においてユーザごとに、チャネルの推定を行うチャネル推定精度の劣化が生じると考えられる。これは、例えば、ユーザ１の受信信号（受信電力の最も大きい）の検出を行う際に、ユーザごとのチャネル推定手段において、図１７に示した構成により行うと、使用する受信信号中にユーザ２〜ユーザＮの受信信号が含まれているためである。ちなみに、第２処理段４２2以降においては、チャネル推定に使用する受信信号中には、他ユーザの受信信号がキャンセルされているため、大きなチャネル推定精度の劣化にはつながらないと考えられる。よって、この問題を解決する手段として、第１処理段４２1では図２２中に破線で示すように同期検出部８２1〜８２Nで検出された全てのユーザの同期開始タイミングと、トレーニングシンボル系列ＴＳＳ1〜ＴＳＳNと、受信信号（レプリカによるキャンセルが行われていない信号）とをチャネル推定部２８（図９に示したものと同様の構成）に入力して、全てのチャネル状態Ｈを推定し、これをレプリカ生成部４５1〜４
５nへ供給するようにすればよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明により、MIMO受信機におけるチャネル状態の推定精度、等化開始タイミングの検出精度、及び等化範囲の決定精度を高めることができる。特にパケット通信においては、フレーム毎にチャネル状態の推定、等化開始タイミングの検出、及び等化範囲の決定を行う必要があると考えられ、そのような場合には、この発明によりチャネル推定用、同期用のトレーニングシンボル系列を短かくすることが可能となり、それだけ伝送する情報量を増加させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ターボ受信機に対応する送信機の構成例を示す図である。
【図２】 MIMOターボ受信機の機能構成例を示す図である。
【図３】 MIMO適応等化部の機能構成例を示す図である。
【図４】シングルユーザ用適応等化器の機能構成を示す図である。
【図５】Ａは従来のシンボル同期タイミングの決定方法を説明するための図、Ｂは従来の等化範囲の決定方法を説明するための図である。
【図６】提案されているMIMO受信機の構成を示す図である。
【図７】同期タイミング生成部の機能構成例を示す図である。
【図８】開始タイミング・範囲候補生成部の機能構成例を示す図である。
【図９】チャネル推定部の機能構成例を示す図である。
【図１０】提案されているアンテナ間共通の等化開始タイミング信号、等化範囲候補信号の生成を行うMIMO受信機の機能構成を示す図である。
【図１１】図１０中の同期タイミング生成部の構成例を示す図である。
【図１２】図１０中の開始タイミング・範囲候補生成部の構成例を示す図である。
【図１３】この発明の第１実施例の受信機の機能構成を示す図である。
【図１４】図１３中の処理段４２sの機能構成例を示す図である。
【図１５】図１４中のレプリカ生成器４５の機能構成例を示す図である。
【図１６】この発明の第２実施例の処理段４２sの機能構成例を示す図である。
【図１７】図１６中のチャネル推定部２８の機能構成例を示す図である。
【図１８】この発明の第３実施例の受信機の機能構成例を示す図である。
【図１９】この発明の第４実施例の受信機の機能構成例を示す図である。
【図２０】図１９中の処理段４２sの機能構成例を示す図である。
【図２１】Ａはこの発明の第５実施例における処理順序検出部４８の機能構成例を示す図、Ｂはその他の例を示す図である。
【図２２】第５実施例における処理段４２sの機能構成例を示す図である。
【図２３】この発明の第６実施例の受信機の機能構成例を示す図である。
【図２４】第６実施例における処理順序検出部４８の機能構成例を示す図である。
【図２５】この発明の第７実施例の処理段４２sの機能構成例を示す図である。
【図２６】処理部を繰返し使用して各処理段とする構成例を示す図である。
【図２７】この発明の第８実施例の機能構成の要部を示す図である。
【図２８】第１乃至第４実施例と対応するこの発明の方法の処理手順の例を示す流れ図である。
【図２９】第５実施例と対応するこの発明の方法の処理手順の例を示す流れ図である。
【図３０】第６実施例と対応するこの発明の方法の処理手順の例を示す流れ図である。
【図３１】第７実施例と対応するこの発明の方法の処理手順の例を示す流れ図である。
Claims (12)
- ２以上の整数Ｎ個の同一周波数帯の送信信号系列を２以上の整数Ｍ個のアンテナで受信して得たＭ個の受信信号を、等化開始タイミング信号、等化範囲信号、チャネル状態推定値を用いて適応等化処理してＮ個の送信機対応のシンボル系列に分離するMIMO適応等化部と、
そのMIMO適応等化部よりのＮ個の出力シンボル系列をそれぞれ復号処理する信号系列復号部と、
上記Ｎ個の送信信号系列中のそれぞれのトレーニングシンボル系列と同じＮ個のトレーニングシンボル系列をそれぞれ生成するトレーニング系列生成部と、
各段がＮ個の同期検出部とチャネル推定手段を含む縦続接続されたＳ段の処理段により構成され、上記Ｍ個の受信信号をそれぞれ処理するＭ個の繰り返し処理部、Ｓは２以上の整数、
とを含み、
各上記繰り返し処理部の第１段目を除く各処理段はＮ個の加算部をさらに含み、第Ｓ段目を除く各処理段はＮ個のレプリカ生成部と、誤差信号生成部とをさらに含み、
各上記繰り返し処理部の第１の処理段において、上記Ｎ個の同期検出部は、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列を使って上記Ｍ個の受信信号の対応する１つからＮ個の等化開始タイミング信号と、Ｎ個の等化範囲候補信号を生成し、上記チャネル推定手段は、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列と上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個の等化範囲候補信号とを使って上記Ｍ個の受信信号の対応する１つに対してチャネル状態の推定を行いＮ個のチャネル状態推定値を生成し、上記Ｎ個のレプリカ生成部は、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列と上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個のチャネル状態推定値とに基づいて上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列の上記Ｍ個の受信信号の対応する１つに対するＮ個のレプリカを生成し、上記誤差信号生成部は上記Ｎ個のレプリカを、上記Ｍ個の受信信号の対応する１つから差し引いて誤差信号を生成し、
第２段目以降の各上記処理段において、上記Ｎ個の加算部は前段で生成された上記誤差信号と、上記Ｎ個のレプリカをそれぞれ加算してＮ個の干渉抑圧受信信号を生成し、上記Ｎ個の同期検出部は上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列を使って上記Ｎ個の干渉抑圧受信信号から、Ｎ個の等化開始タイミング信号とＮ個の等化範囲候補信号を生成し、上記チャネル推定手段は上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個の等化範囲候補信号と上記Ｎ個の干渉抑圧受信信号に基づいてＮ個のチャネル状態推定値を生成し、
第Ｓ段目を除く各処理段において、上記Ｎ個のレプリカ生成部は上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列と上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個のチャネル状態推定値に基づいて上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列の上記Ｍ個の受信信号の対応する１つに対するＮ個のレプリカを生成し、上記誤差信号生成部は上記Ｍ個の受信信号の対応する１つから上記Ｎ個のレプリカを減算して誤差信号を生成し、
上記第Ｓ段目の処理段において上記Ｎ個の同期検出部により生成された上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と、上記Ｎ個のチャネル状態推定値とが上記MIMO適応等化部に与えられ、
さらに上記Ｍ個の繰り返し処理部の最終処理段で生成された上記等化範囲候補信号から１つの等化範囲信号を生成し上記MIMO適応等化部に与える等化範囲生成手段が設けられていることを特徴とするMIMO受信機。 - ２以上の整数Ｎ個の同一周波数帯の送信信号系列を２以上の整数Ｍ個のアンテナで受信して得たＭ個の受信信号を、等化開始タイミング信号、等化範囲信号、チャネル状態推定値を用いて適応等化処理してＮ個の送信機対応のシンボル系列に分離するMIMO適応等化部と、
そのMIMO適応等化部よりのＮ個の出力シンボル系列をそれぞれ復号処理する信号系列復号部と、
上記Ｎ個の送信信号系列中のそれぞれのトレーニングシンボル系列と同じＮ個のトレーニングシンボル系列をそれぞれ生成するトレーニング系列生成部と、
各段がＮ個の同期検出部とチャネル推定手段を含む縦続接続されたＳ段の処理段により構成された繰り返し処理部、Ｓは２以上の整数、
とを含み、
上記繰り返し処理部の第１段目を除く各処理段はＮ個の加算部をさらに含み、第Ｓ段目を除く各処理段はＮ個のレプリカ生成部と、誤差信号生成部とをさらに含み、
上記繰り返し処理部の第１の処理段において、上記Ｎ個の同期検出部は、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列を使って上記Ｍ個の受信信号からＮ個の等化開始タイミング信号と、Ｎ個の等化範囲候補信号を生成し、上記チャネル推定手段は、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列と上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個の等化範囲候補信号とを使って上記Ｍ個の受信信号に対してチャネル状態の推定を行いＮ個のチャネル状態推定値を生成し、上記Ｎ個のレプリカ生成部は、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列と上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個のチャネル状態推定値とに基づいて上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列の上記Ｍ個の受信信号に対するＮ個のレプリカを生成し、上記誤差信号生成部は上記Ｎ個のレプリカを、上記Ｍ個の受信信号のそれぞれから差し引いてＭ個の誤差信号を生成し、
第２段目以降の各上記処理段において、上記Ｎ個の加算部は直前の処理段で生成された上記Ｍ個の誤差信号のそれぞれと、上記Ｎ個のレプリカをそれぞれ加算してそれぞれＭ個からなるＮ組の干渉抑圧受信信号を生成し、上記Ｎ個の同期検出部は上記Ｎ組の干渉抑圧受信信号から上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列を使ってＮ個の等化開始タイミング信号とＮ個の等化範囲候補信号を生成し、上記チャネル推定手段は上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個の等化範囲候補信号と上記Ｍ個の受信信号に基づいてＮ個のチャネル状態推定値を生成し、
第Ｓ段目を除く各処理段において、上記Ｎ個のレプリカ生成部は上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列と上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個のチャネル状態推定値に基づいて上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列の上記Ｍ個の受信信号に対するＮ個のレプリカを生成し、上記誤差信号生成部は上記Ｍ個の受信信号のそれぞれから上記Ｎ個のレプリカを減算してＭ個の誤差信号を生成し、
上記第Ｓ段目の処理段において上記Ｎ個の同期検出部により生成された上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個のチャネル状態推定値が上記MIMO適応等化部に与えられ、
さらに上記Ｍ個の繰り返し処理部の最終処理段で生成された上記Ｎ個の等化範囲候補信号から１つの等化範囲信号を生成し上記MIMO適応等化部に与える等化範囲生成手段が設けられていることを特徴とするMIMO受信機。 - ２以上の整数Ｎ個の同一周波数帯の送信信号系列を２以上の整数Ｍ個のアンテナで受信して得たＭ個の受信信号を、等化開始タイミング信号、等化範囲信号、チャネル状態推定値を用いて適応等化処理してＮ個の送信機対応のシンボル系列に分離するMIMO適応等化部と、
そのMIMO適応等化部よりのＮ個の出力シンボル系列をそれぞれ復号処理する信号系列復号部と、
上記Ｎ個の送信信号系列中のそれぞれのトレーニングシンボル系列と同じＮ個のトレーニングシンボル系列をそれぞれ生成するトレーニング系列生成部と、
各段がＮ個の同期検出部とN個のチャネル状態推定部を含む縦続接続されたＳ段の処理段により構成され、上記Ｍ個の受信信号をそれぞれ処理するＭ個の繰り返し処理部、Ｓは２以上の整数、
とを含み、
各上記繰り返し処理部の第１段目を除く各処理段はＮ個の加算部をさらに含み、第Ｓ段目を除く各処理段はN個のレプリカを生成するＮ個のレプリカ生成部と、N個の誤差信号を生成するN個の誤差信号生成部とをさらに含み、
各上記繰り返し処理部の第１の処理段においてｎ＝１、…、Ｎについて、第ｎの同期検出部は、第(n-1)の誤差信号から第ｎのトレーニングシンボル系列を使って第ｎ等化開始タイミング信号と第ｎ等化範囲候補信号を生成し、第ｎのチャネル状態推定部は、上記第ｎのトレーニングシンボル系列と上記第ｎの等化開始タイミング信号と上記第ｎの等化範囲候補信号とを使って上記第(n-1)の誤差信号に対してチャネル状態の推定を行い第ｎのチャネル状態推定値を生成し、第ｎのレプリカ生成部は、上記第ｎのトレーニングシンボル系列と上記第ｎの等化開始タイミング信号と上記第ｎのチャネル状態推定値とに基づいて上記第ｎのトレーニングシンボル系列の上記Ｍ個の受信信号の対応する１つに対する第ｎのレプリカを生成し、第ｎの誤差信号生成部は上記第ｎのレプリカを、上記第(n-1)の誤差信号から差し引いて第ｎの誤差信号を生成し、ただし、ｎ＝１の時の第(n-1)の誤差信号として、上記Ｍ個の受信信号の対応する１つを使用し、
第２処理段以降で第Ｓ−１処理段までの各処理段においてｎ＝１、…、Ｎについて、第ｎの加算部は第(n-1)の誤差信号と、直前の処理段で生成された第ｎのレプリカを加算して第ｎの干渉抑圧受信信号を生成し、ただし、ｎ＝１の場合は直前の処理段の第Nの誤差信号を上記第(n-1)の誤差信号として使用し、第ｎの同期検出部は上記第ｎのトレーニングシンボル系列を使って上記第ｎの干渉抑圧受信信号から第ｎの等化開始タイミング信号と第ｎの等化範囲候補信号を生成し、第ｎのチャネル状態推定部は上記第ｎの等化開始タイミング信号と上記第ｎの等化範囲候補信号と上記第ｎの干渉抑圧受信信号に基づいて第ｎのチャネル状態推定値を生成し、第ｎのレプリカ生成部は、上記第ｎのトレーニングシンボル系列と上記第ｎの等化開始タイミング信号と上記第ｎのチャネル状態推定値とに基づいて上記第ｎのトレーニングシンボル系列の上記Ｍ個の受信信号の対応する１つに対する第ｎのレプリカを生成し、第ｎの誤差信号生成部は上記第ｎのレプリカを、上記第ｎの干渉抑圧受信信号から差し引いて第ｎの誤差信号を生成し、
第Ｓの処理段においてｎ＝１、…、Ｎについて、第ｎの加算部は第(n-1)の誤差信号と、第(S-1)処理段で生成された第ｎのレプリカを加算して第ｎの干渉抑圧受信信号を生成し、ただし、ｎ＝１の時の第(n-1)の誤差信号として上記第(S-1)処理段で生成された第Ｎ誤差信号を使用し、第ｎの同期検出部は上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列を使って上記第ｎの干渉抑圧受信信号から第ｎの等化開始タイミング信号と第ｎの等化範囲候補信号を生成し、第ｎのチャネル状態推定部は上記第ｎの等化開始タイミング信号と上記第ｎの等化範囲候補信号と上記第ｎの干渉抑圧受信信号に基づいて第ｎのチャネル状態推定値を生成し、
上記第Ｓ段目の処理段において上記Ｎ個の同期検出部により生成された上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個のチャネル状態推定値とが上記MIMO適応等化部に与えられ、
さらに上記Ｍ個の繰り返し処理部の最終処理段で生成された上記等化範囲候補信号から１つの等化範囲信号を生成し上記MIMO適応等化部に与える等化範囲生成手段が設けられていることを特徴とするMIMO受信機。 - 請求項１、２または３の受信機において、
各処理段において、各上記同期検出部で検出された検出タイミングの信頼性を判定する信頼性判定部と、信頼性判定部で信頼性が低いと判定された検出タイミングと対応するレプリカを出力させない手段とを備える。 - 請求項３の受信機において、
少なくとも上記第１の処理段において、各Ｎ個の送信信号系列について、各１シンボル当たりの受信エネルギーを測定し、その大きい順を決定する処理順序検出部を備え、
上記第ｎの同期検出部と、上記第ｎのチャネル状態推定部と、上記第ｎのレプリカ生成部と、上記第ｎの誤差信号生成部とによる処理は、ｎ＝１，…，Ｎについて上記決定された順に行う。 - 請求項１または２の受信機において、
少なくとも上記第１の処理段において、Ｎ個の送信信号系列に対して各１シンボル当たりの受信エネルギーを測定し、その大きい順にＮ個の送信信号系列を複数個ずつのグループに分ける処理順序検出部を備え、
各上記グループに属する複数の送信信号系列について上記第１乃至第Ｎ中の対応する同期検出部と、チャネル推定部と、レプリカ生成部とによる処理を並列的に行う並列処理部が構成され、
これら各並列処理部のレプリカ生成部よりのレプリカをその第１同期検出部の入力信号から差し引いて次の並列処理部の加算部に誤差信号として入力する誤差信号生成部により上記大きい順のグループの順に上記並列処理部が順次接続されている。 - ２以上の整数Ｎ個の同一周波数帯の送信信号系列を２以上の整数Ｍ個のアンテナで受信して得たＭ個の受信信号からＮ個のトレーニングシンボル系列を使って同期・チャネル処理により生成した等化開始タイミング信号、等化範囲信号、チャネル状態推定値を用いてMIMO適応等化部により適応等化処理してＮ個の送信機対応のシンボル系列に分離し、
そのMIMO適応等化部よりのＮ個の出力シンボル系列をそれぞれ復号処理するMIMO受信方法であり、
上記同期・チャネル処理は、上記Ｍ個の受信信号のそれぞれに対し、Ｓ段の処理段から成る繰り返し処理、Ｓは２以上の整数、
を含み、
各受信信号に対する上記繰り返し処理の第１段目の処理段は、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列を使って上記Ｍ個の受信信号の対応する１つからＮ個の等化開始タイミング信号と、Ｎ個の等化範囲候補信号を生成する過程と、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列と上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個の等化範囲候補信号とを使って上記Ｍ個の受信信号の対応する１つに対してチャネル状態の推定を行いＮ個のチャネル状態推定値を生成する過程と、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列と上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個のチャネル状態推定値とに基づいて上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列の上記Ｍ個の受信信号の対応する１つに対するＮ個のレプリカを生成する過程と、上記Ｎ個のレプリカを、上記Ｍ個の受信信号の対応する１つから差し引いて誤差信号を生成する過程を含み、
第２段目以降の各上記処理段は、前処理段で生成された上記誤差信号と、上記Ｎ個のレプリカをそれぞれ加算してＮ個の干渉抑圧受信信号を生成する過程と、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列を使って上記Ｎ個の干渉抑圧受信信号からＮ個の等化開始タイミング信号とＮ個の等化範囲候補信号を生成する過程と、上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個の等化範囲候補信号と上記N個の干渉抑圧受信信号に基づいてＮ個のチャネル状態推定値を生成する過程とを含み、
第Ｓ段目を除く各処理段は、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列と上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個のチャネル状態推定値に基づいて上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列の上記Ｍ個の受信信号の対応する１つに対するＮ個のレプリカを生成する過程と、上記Ｍ個の受信信号対応する１つから上記Ｎ個のレプリカを減算して誤差信号を生成する過程とを含み、
上記第Ｓ段目の処理段は、上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個のチャネル状態推定値を上記MIMO適応等化部に与え、上記Ｍ個の受信信号に対するそれぞれの繰り返し処理の最終段で生成された上記等化範囲候補信号から１つの等化範囲信号を生成し上記MIMO適応等化部に与える過程を含むことを特徴とするMIMO受信方法。 - ２以上の整数Ｎ個の同一周波数帯の送信信号系列を２以上の整数Ｍ個のアンテナで受信して得たＭ個の受信信号からＮ個のトレーニングシンボル系列を使って同期・チャネル処理により生成した等化開始タイミング信号、等化範囲信号、チャネル状態推定値を用いてMIMO適応等化部により適応等化処理してＮ個の送信機対応のシンボル系列に分離し、
そのMIMO適応等化部よりのＮ個の出力シンボル系列をそれぞれ復号処理するＭＩＭＯ受信方法であり、
上記同期・チャネル処理は、Ｓ段の処理段から成る繰り返し処理、Ｓは２以上の整数、
を含み、
上記繰り返し処理の第１段目の処理段は、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列を使って上記Ｍ個の受信信号からＮ個の等化開始タイミング信号と、Ｎ個の等化範囲候補信号を生成する過程と、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列と上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個の等化範囲候補信号とを使って上記Ｍ個の受信信号に対しチャネル状態の推定を行いＮ個のチャネル状態推定値を生成する過程と、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列と上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個のチャネル状態推定値とに基づいて上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列の上記Ｍ個の受信信号に対するＮ個のレプリカを生成する過程と、上記Ｎ個のレプリカを、上記Ｍ個の受信信号のそれぞれから差し引いてＭ個の誤差信号を生成する過程を含み、
第２段目以降の各上記処理段は、直前の処理段で生成された上記Ｍ個の誤差信号のそれぞれと、上記Ｎ個のレプリカをそれぞれ加算してそれぞれがＭ個からなるＮ組の干渉抑圧受信信号を生成する過程と、上記Ｎ組の干渉抑圧受信信号から上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列を使ってＮ個の等化開始タイミング信号とＮ個の等化範囲候補信号を生成する過程と、上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個の等化範囲候補信号と上記Ｍ個の受信信号に基づいてＮ個のチャネル状態推定値を生成する過程とを含み、
第Ｓ段目を除く各処理段は、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列と上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個のチャネル状態推定値に基づいて上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列の上記Ｍ個の受信信号に対するＮ個のレプリカを生成する過程と、上記Ｍ個の受信信号のそれぞれから上記Ｎ個のレプリカを減算してＭ個の誤差信号を生成する過程とを含み、
上記第Ｓ段目の処理段は、上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個のチャネル状態推定値を上記MIMO適応等化部に与え、上記第Ｓ段目の処理段で生成された上記Ｎ個の等化範囲候補信号から１つの等化範囲信号を生成し上記MIMO適応等化部に与える過程を含むことを特徴とするMIMO受信方法。 - ２以上の整数Ｎ個の同一周波数帯の送信信号系列を２以上の整数Ｍ個のアンテナで受信して得たＭ個の受信信号からＮ個のトレーニングシンボル系列を使って同期・チャネル処理により生成した等化開始タイミング信号、等化範囲信号、チャネル状態推定値を用いてMIMO適応等化部により適応等化処理してＮ個の送信機対応のシンボル系列に分離し、
そのMIMO適応等化部よりのＮ個の出力シンボル系列をそれぞれ復号処理するMIMO受信方法であり、
上記同期・チャネル処理は、上記Ｍ個の受信信号のそれぞれに対しＳ段の処理段から成る繰り返し処理、Ｓは２以上の整数、
を含み、
各受信信号に対する上記繰り返し処理の第１の処理段は、ｎ＝１、…、Ｎについて、第(n-1)の誤差信号と第ｎのトレーニングシンボル系列から第ｎ等化開始タイミング信号と第ｎ等化範囲候補信号を生成する過程と、上記第ｎのトレーニングシンボル系列と上記第ｎの等化開始タイミング信号と上記第ｎの等化範囲候補信号とを使って上記第(n-1)の誤差信号に対してチャネル状態の推定を行い第ｎのチャネル状態推定値を生成する過程と、上記第ｎのトレーニングシンボル系列と上記第ｎの等化開始タイミング信号と上記第ｎのチャネル状態推定値とに基づいて上記第ｎのトレーニングシンボル系列の上記Ｍ個の受信信号の対応する１つに対する第ｎのレプリカを生成する過程と、上記第ｎのレプリカを、上記第(n-1)の誤差信号から差し引いて第ｎの誤差信号を生成する過程とを含み、ただし、ｎ＝１の時の第(n-1)の誤差信号として、上記Ｍ個の受信信号の対応する１つを使用し、
第２処理段以降で第Ｓ−１処理段までの各処理段はｎ＝１、…、Ｎについて、第(n-1)の誤差信号と、直前の処理段で生成された第ｎのレプリカとを加算して第ｎの干渉抑圧受信信号を生成する過程と、ただし、ｎ＝１の場合は直前の処理段の第Nの誤差信号を上記第(n-1)の誤差信号として使用し、上記第ｎのトレーニングシンボル系列を使って上記第ｎの干渉抑圧受信信号から第ｎの等化開始タイミング信号と第ｎの等化範囲候補信号を生成する過程と、上記第ｎの等化開始タイミング信号と上記第ｎの等化範囲候補信号と上記第ｎの干渉抑圧受信信号に基づいて第ｎのチャネル状態推定値を生成する過程と、上記第ｎのトレーニングシンボル系列と上記第ｎの等化開始タイミング信号と上記第ｎのチャネル状態推定値とに基づいて上記第ｎのトレーニングシンボル系列の上記Ｍ個の受信信号の対応する１つに対する第ｎのレプリカを生成する過程と、上記第ｎのレプリカを、上記第ｎの干渉抑圧受信信号から差し引いて第ｎの誤差信号を生成する過程とを含み、
第Ｓの処理段はｎ＝１、…、Ｎについて、第(n-1)の誤差信号と、第(S-1)処理段で生成された第ｎのレプリカを加算して第ｎの干渉抑圧受信信号を生成する過程と、ただし、ｎ＝１の時の第(n-1)の誤差信号として上記第(S-1)処理段で生成された第Ｎ誤差信号を使用し、上記Ｎ個のトレーニングシンボル系列を使って上記第ｎの干渉抑圧受信信号から第ｎの等化開始タイミング信号と第ｎの等化範囲候補信号を生成する過程と、上記第ｎの等化開始タイミング信号と上記第ｎの等化範囲候補信号と上記第ｎの干渉抑圧受信信号に基づいて第ｎのチャネル状態推定値を生成する過程とを含み、
上記第Ｓ段目の処理段は上記Ｎ個の等化開始タイミング信号と上記Ｎ個のチャネル状態推定値を上記MIMO適応等化部に与える過程と、上記Ｎ個の等化範囲候補信号から１つの等化範囲信号を生成し上記MIMO適応等化部に与える過程とを含むことを特徴とするMIMO受信方法。 - 請求項７、８または９の受信方法において、
各処理段において、各上記検出された等化開始タイミングの信頼性を判定する過程を含み、
信頼性が低いと判定された等化開始タイミングと対応する送信信号系列に対するレプリカの利用を停止する。 - 請求項９の受信方法において、
少なくとも上記第１の処理段において、各Ｎ個の送信信号系列に対してそれぞれ１シンボル当たりの受信エネルギーを測定して、受信エネルギーの大きい順を決定する過程を含み、
送信信号系列ごとに、第１乃至第Ｎ中の対応する上記同期検出過程、チャネル推定過程、レプリカ生成過程、誤差信号生成過程を上記決定された順に実行する。 - 請求項７または８の受信方法において、
少なくとも上記第１の処理段において、Ｎ個の送信信号系列に対してそれぞれ１シンボル当たりの受信エネルギーを測定し、その受信エネルギーの大きい順にＮ個の送信信号系列を複数個ずつグループに分け、
その各グループごとに、そのグループに属する各送信信号系列について上記第１乃至第Ｎ中の対応する同期検出過程、チャネル推定過程、レプリカ生成過程を並列に実行することを、上記受信エネルギーの大きいグループの順に実行し、その際に、このグループごとの処理で生成されたそのレプリカをそのグループ処理に対する受信信号から差し引いて誤差信号を生成し、この誤差信号を次のグループごとの処理に対する受信信号として使用する。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003068125A JP4105567B2 (ja) | 2002-03-13 | 2003-03-13 | Ｍｉｍｏ受信機及びその受信方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002069008 | 2002-03-13 | ||
| JP2002-69008 | 2002-03-13 | ||
| JP2003068125A JP4105567B2 (ja) | 2002-03-13 | 2003-03-13 | Ｍｉｍｏ受信機及びその受信方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003338779A JP2003338779A (ja) | 2003-11-28 |
| JP4105567B2 true JP4105567B2 (ja) | 2008-06-25 |
Family
ID=29714095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003068125A Expired - Fee Related JP4105567B2 (ja) | 2002-03-13 | 2003-03-13 | Ｍｉｍｏ受信機及びその受信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4105567B2 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6704376B2 (en) * | 2002-01-23 | 2004-03-09 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Power and confidence ordered low complexity soft turbomud with voting system |
| JP2005328312A (ja) | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Ntt Docomo Inc | チャネル推定装置、チャネル推定方法及び無線受信機 |
| CN1753395A (zh) * | 2004-09-24 | 2006-03-29 | 松下电器产业株式会社 | 多天线无线通信系统的符号定时方法 |
| JP4589711B2 (ja) | 2004-12-14 | 2010-12-01 | 富士通株式会社 | 無線通信システム及び無線通信装置 |
| US7593489B2 (en) * | 2005-03-14 | 2009-09-22 | Koshy John C | Iterative STBICM MIMO receiver using group-wise demapping |
| US9014152B2 (en) | 2008-06-09 | 2015-04-21 | Qualcomm Incorporated | Increasing capacity in wireless communications |
| US9071344B2 (en) | 2005-08-22 | 2015-06-30 | Qualcomm Incorporated | Reverse link interference cancellation |
| US8611305B2 (en) | 2005-08-22 | 2013-12-17 | Qualcomm Incorporated | Interference cancellation for wireless communications |
| JP2008205944A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Kyocera Corp | 無線信号受信装置及び無線信号受信方法 |
| JP4964298B2 (ja) * | 2007-04-12 | 2012-06-27 | シャープ株式会社 | 通信装置、通信方法、通信プログラム及び記録媒体 |
| US20100046660A1 (en) | 2008-05-13 | 2010-02-25 | Qualcomm Incorporated | Interference cancellation under non-stationary conditions |
| US9237515B2 (en) | 2008-08-01 | 2016-01-12 | Qualcomm Incorporated | Successive detection and cancellation for cell pilot detection |
| US9277487B2 (en) | 2008-08-01 | 2016-03-01 | Qualcomm Incorporated | Cell detection with interference cancellation |
| US9160577B2 (en) | 2009-04-30 | 2015-10-13 | Qualcomm Incorporated | Hybrid SAIC receiver |
| US8787509B2 (en) | 2009-06-04 | 2014-07-22 | Qualcomm Incorporated | Iterative interference cancellation receiver |
| US8831149B2 (en) | 2009-09-03 | 2014-09-09 | Qualcomm Incorporated | Symbol estimation methods and apparatuses |
| US8619928B2 (en) | 2009-09-03 | 2013-12-31 | Qualcomm Incorporated | Multi-stage interference suppression |
| CN102668612B (zh) | 2009-11-27 | 2016-03-02 | 高通股份有限公司 | 增加无线通信中的容量 |
| US9673837B2 (en) | 2009-11-27 | 2017-06-06 | Qualcomm Incorporated | Increasing capacity in wireless communications |
| EP2733901B1 (en) | 2012-11-16 | 2019-10-23 | Sony Corporation | Communication method and reception apparatus |
| EP2733900A1 (en) | 2012-11-19 | 2014-05-21 | Sony Mobile Communications, Inc. | Alignment of MIMO-OFDM transmissions between multiple antenna paths |
| US11153130B2 (en) | 2017-06-06 | 2021-10-19 | Nec Corporation | Equalizer, receiving apparatus and receiving method |
-
2003
- 2003-03-13 JP JP2003068125A patent/JP4105567B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003338779A (ja) | 2003-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4105567B2 (ja) | Ｍｉｍｏ受信機及びその受信方法 | |
| KR100563383B1 (ko) | Ｍｉｍｏ 수신기 및 그 수신방법 | |
| JP4412926B2 (ja) | 適応等化装置及びそのプログラム | |
| JP3714910B2 (ja) | ターボ受信方法及びその受信機 | |
| EP1204235B1 (en) | Symbol timing recovery | |
| US7826517B2 (en) | Inter-carrier interference cancellation method and receiver using the same in a MIMO-OFDM system | |
| MX2007005533A (es) | Metodo y aparato para reducir la velocidad de procesamiento de un receptor de ecualizacion ea nivel de chip. | |
| JP4191697B2 (ja) | ターボ受信方法及びその受信機 | |
| JP2006203875A (ja) | 受信装置 | |
| JP2003244103A (ja) | 多入力多出力ターボ受信機 | |
| EP2267918A1 (en) | Receiver and communication system | |
| WO2015151713A1 (ja) | ターボ等化を行う受信装置 | |
| JP3808311B2 (ja) | 受信方法及び受信機 | |
| US20070217554A1 (en) | Noise Canceling in Equalized Signals | |
| JP2014187418A (ja) | 受信機および受信方法 | |
| WO2011009355A1 (zh) | 自适应均衡器及均衡滤波器的系数生成电路、方法 | |
| JP4173321B2 (ja) | 無線送信機、無線送信システム、無線受信機及びこれらのプログラム | |
| JP2014195246A (ja) | 受信装置 | |
| JP4215148B2 (ja) | 多入力多出力ターボ受信方法及びその受信機 | |
| EP1494369A2 (en) | Multipath wave receiver | |
| JP2006511170A (ja) | 時間ダイバーシティを有する等化信号をノイズ・レベルを使用してポストスケールする無線受信機 | |
| JP2868012B1 (ja) | 受信方法および受信装置 | |
| Liang et al. | Multi-stage partial parallel interference cancellation algorithm for MUSA systems | |
| JP2006511129A (ja) | 空間ダイバーシティを有する信号をノイズ・レベルを使用して結合する無線受信機 | |
| WO2004110003A1 (en) | A data processing method, receiver and network element for executing a turbo principle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050419 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20050419 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070302 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070724 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070831 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080318 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080327 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110404 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120404 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130404 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130404 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140404 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |