JP4640793B2 - 信号分離装置及び信号分離方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信の技術分野に関連し、特に送信機からの複数の送信信号を受信機で個々の送信信号に分離する信号分離装置及び信号分離方法に関連する。

この種の技術分野では、現在及び次世代以降の大容量高速情報通信を実現するための研究開発が進められている。例えば、単入力単出力（ＳＩＳＯ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式に加えて、通信容量を増やす観点から、単入力多出力（ＳＩＭＯ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式、多入力単出力（ＭＩＳＯ：Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式、更には多入力多出力（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式等に関する研究がなされている。

図１は、送信機１０２及び受信機１０４を含むＭＩＭＯ方式の通信システムの概要を示す。図示されるように、ＭＩＭＯ方式では、複数の送信アンテナ１０６−１〜Ｎから別々の信号が、同時に同一の周波数で送信される。これら複数の送信信号は複数の受信アンテナ１０８−１〜Ｎにて受信される。簡単のため、送信アンテナ数及び受信アンテナ数は共にＮ個とされているが、異なるアンテナ数であってもよい。

受信機１０４内では、各受信アンテナで受信された受信信号に基づいて、送信機からの複数の送信信号を個々の信号に分離する処理がなされる。分離後の信号は、更なる復調処理を行なうために後段の処理要素に与えられる。

受信機１０４で行なわれる信号分離法にはいくつかの手法が存在する。１つは、最尤判定（ＭＬＤ：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法と呼ばれる方法である。これは、複数の送信アンテナから送信された複数の送信信号と受信信号との全ての可能な組合せについてユークリッド距離（の二乗）を算出し、最小の距離を与える送信信号の組合せを選択するものである。この手法によれば、複数の送信信号を個々の信号に確実に分離することができるが、二乗ユークリッド距離の数多くの計算に起因して、信号分離に要する演算負担が大きくってしまう問題点がある。例えば、４つの送信信号（ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３，ｘ_４）が、１６ＱＡＭの変調方式で４本の送信アンテナからそれぞれ送信されたとする。この場合に、１つの送信信号は、信号点配置図又はコンステレーション（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）上の１６個の信号点の何れかにマッピングされるので、受信信号に含まれる送信信号内容の組合せの総数は、（１つの送信信号に対する信号点数）^{（送信アンテナ数）}＝１６^４＝６５５３６通りにもなってしまう。これら全ての組合せについてユークリッド距離を計算し、最も確からしい組合せを選択することは、非常に大きな演算能力を要し、特に移動端末の小型化を妨げてしまう。更に、演算負担が大きいと、電力消費量も大きくなり、この点でも小型の移動端末には特に不利になる。

ＭＬＤ法を改善した信号分離法に、ＱＲＭ−ＭＬＤ法がある。これは、ＱＲ分解とＭアルゴリズムを組み合わせることで、ＭＬＤ法における二乗ユークリッド距離の計算回数を減らそうとするものである（ＱＲＭ−ＭＬＤ法については、例えば非特許文献１参照。）。この方法によれば、二乗ユークリッド距離の計算回数を、上記の想定例の場合に、（初段の信号点候補数）＋（新たに追加される信号点候補数）×（前段階で生き残った信号点候補数）×（送信アンテナ数）＝１６＋１６×１６×３＝７８４回になる。この手法によれば、上記のＭＬＤ法に比べて演算負担を顕著に軽減させることができる。しかしながら、このような演算負担の軽減化を図ったとしても、小型移動端末にとっては依然として大きな演算負担であることに変わりはない。
Ｋ．Ｊ．Ｋｉｍ，ｅｔ ａｌ．，"Ｊｏｉｎｔ ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄａｔａ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ ｓｙｓｔｅｍｓ"， Ｐｒｏｃ．３６ｔｈ Ａｓｉｌｏｍａｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｉｇｎａｌｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ，Ｎｏｖ．２００２

本発明は、上記問題点の少なくとも１つに対処するためになされたものであり、その課題は、送信機からの複数の送信信号を受信機で個々の送信信号に分離する際の演算負担を従来のＭＬＤ方式よりも軽減することの可能な信号分離装置及び信号分離方法を提供することである。

一実施例による信号分離装置は、
送信機からの複数の送信信号を受信し、受信した信号を個々の送信信号に分離する信号分離装置であって、
受信信号にユニタリ行列の行列要素を乗算し、信号点配置図上の１以上の受信信号点を導出する手段と、
第１の所定数の信号点を含む区画を複数個設定する区画設定手段と、
受信信号点の属する区画を検出する区画検出手段と、
前記区画に属する信号点を、前記受信信号点に対応する信号点の候補として選択し、選択された信号点に基づいて複数の送信信号を判別する判別手段と
を備え、前記判別手段は、
前記受信信号点に対応する信号点の候補が１つになるまで、前記受信信号が属する区画を検出する第１の区画検出処理と、少なくとも該区画に属する信号点を、前記受信信号点に対応する信号点の候補として選択する第１の選択処理と、原点が変更された信号点配置図において前記受信信号点が属する区画を検出する第２の区画検出処理と、前記第１の選択処理で選択された信号点の候補の中で、前記第２の区画検出処理で検出された区画に属する信号点を、前記受信信号点に対応する信号点の候補として選択する第２の選択処理とを含む一連の手順を反復し、
１つの信号点に、信号点配置図の原点を移す第１の座標変換処理と、
原点が変更された信号点配置図において前記受信信号点が属する象限を検出する第３の区画検出処理と、
検出された象限の中で、前記受信信号点のみを含む小区画の内部に、信号点配置図の原点を移す第２の座標変換処理と、
前記小区画の内部で、前記受信信号点が属する象限を検出する第４の区画検出処理とを行う、信号分離装置である。

本発明によれば、送信機からの複数の送信信号を受信し、受信した信号を個々の送信信号に分離する際の演算負担を従来のＭＬＤ方式よりも軽減することができる。

本発明の一形態によれば、受信信号にユニタリ行列の行列要素が乗算され、信号点配置図上の１以上の受信信号点が導出される。第１の所定数の信号点を含む区画（グループ）が複数個設定され、受信信号点の属する区画が検出され、前記区画に属する信号点が、前記受信信号点に対応する信号点の候補として選択される。選択された信号点に基づいて、複数の送信信号が判別される。受信信号点の属するグループを判別することで、二乗ユークリッド距離を計算せずに、受信信号点の候補となる複数の信号点を適切にランキングすることができる。これにより、ＱＲＭ−ＭＬＤ法における生き残りシンボル候補を効率的に導出できる。

本発明の一形態によれば、受信信号点の属する象限が検出され、信号点配置図の原点をずらす座標変換が行われる。座標変換後の受信信号点の象限検出を行なうことで、受信信号点と、信号点配置図上の信号点との位置関係を調べることができる。必要に応じて、第２の所定数の信号点を含む区画（サブグループ）が複数個設定されてもよい。サブグループに対する受信信号点の属否を判定することで、受信信号点の位置を更に精密に把握することができる。本発明の一形態によれば、受信信号点に対応する信号点の候補が１つになるまで、象限検出及び座標変換の処理が反復されてもよい。象限検出は受信信号点成分の単なる極性判別に基づくので、信号点間の距離計算よりも簡易に行なうことができる。

本発明の一形態によれば、受信信号点に対応する信号点の候補が１つになった後も、象限検出及び座標変換の処理が行なわれる。これにより、受信信号点を含む信号点配置図上の微小区画（升目）を必要な精度に応じて小さくすることができる。その微小区画と、信号点の候補との既知の相対的な位置関係に基づいて、信号点の候補のランキングを正確に行なうことができる。

本発明の一形態によれば、受信信号点に対応する信号点の候補中の信号点と、前記受信信号点との間のユークリッド距離を示す量を算出する手段が備えられる。信号点候補のランキングに基づいて選択された信号点に対してのみ二乗ユークリッド距離を計算することで、演算負担を軽減しつつ信号分離精度を維持することができる。

本発明の一形態によれば、前記ユークリッド距離を示す量は、前記受信信号点とは別の受信信号点に対する信号点の候補に関連して以前に算出されたユークリッド距離を示す量を一部に含む累計値である。累計値に基づいて信号分離を行なうことで、複数のチャネルに関するダイバーシチ効果による恩恵を受けることができ、信号分離精度を向上させることができる。

本発明の一態様によれば、複数の信号点に対する優先順位が複数決定され、優先順位の各々には１つの累計メトリックがそれぞれ関連付けられる。２以上の累計メトリックが比較され、より望ましい累計メトリックに関連する優先順位に従って、信号点候補の中から信号点が選択され、その信号点を指定する選択信号が出力される。選択信号で指定された信号点及び受信信号点間のユークリッド距離を示す量が算出され、より望ましい累計メトリックとなった累計メトリックは、それにユークリッド距離を示す量を加算することで更新される。累計メトリックは逐次更新されるので、多数の信号点候補の中から、より望ましい順に信号点、即ち生き残りシンボル候補（ｓｕｒｖｉｖｉｎｇ ｓｙｍｂｏｌ ｃａｎｄｉｄａｔｅ）を選択することができる。二乗ユークリッド距離は、選択信号で指示された信号点についてのみ計算され、生き残らない信号点については計算されない。従って、二乗ユークリッド距離の計算回数を従来よりも顕著に減らすことができる。

以下、本発明の一実施例による信号分離装置及び信号分離方法が説明される。先ず、本発明の基礎となるＱＲＭ−ＭＬＤ法による信号分離法が概説される。簡単のため、４つの送信信号ｘ＝（ｘ_１．．．ｘ_４）^Ｔが、１６ＱＡＭの変調方式で４本の送信アンテナからそれぞれ送信されるものとする（上付文字の記号Ｔは、転置を表す。）。しかしながら、本発明は送信アンテナ数、受信アンテナ数及び変調方式によらず、様々な通信システムに使用できる。受信機は、図２に示されるように、送信信号を４本の受信アンテナで受信信号ｙ_１〜ｙ_４として受信し、それらは信号検出部２０２及びチャネル推定部２０４に与えられる。信号検出部２０２では、送信機からの複数の信号を個々の信号に分離する処理がなされる。信号分離後の信号は、更なる復調処理を行なうために後段の処理要素に与えられる。また、受信信号ｙ＝（ｙ_１．．．ｙ_４）^Ｔは、チャネル推定部２０４にも入力される。チャネル推定部２０４では、送信及び受信の双方の側で既知のパイロット信号を含む受信信号に基づいて、チャネルインパルス応答値（ＣＩＲ：ｃｈａｎｎｅｌ ｉｍｐｌｕｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）又はチャネル推定値を求めることで、チャネル推定が行なわれる。チャネル推定値ｈ_ｎｍを行列要素とする行列Ｈは、チャネル行列と呼ばれる。但し、ｈ_ｎｍはｍ番目の送信アンテナとｎ番目の受信アンテナ間のチャネル推定値を表し、目下の例では、ｎ＝１，．．．，４，ｍ＝１，．．．，４である。

ＱＲＭ−ＭＬＤ法では、先ず、チャネル行列Ｈが、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとの積で表現されるように、行列Ｑ，Ｒが決定される（Ｈ＝ＱＲ）。従って、送信信号ｘ及び受信信号ｙの間には、ｙ＝Ｈｘ＝ＱＲｘ が成立する。この式に左からＱ^Ｈを乗算すると、
Ｑ^Ｈｙ＝Ｑ^ＨＱＲｘ＝Ｑ^−１ＱＲｘ＝Ｒｘ
即ち、

となる。但し、ｚ＝（ｚ_１．．．ｚ_４）^Ｔ＝Ｑ^Ｈｙ である。従って、
ｚ_１＝ｒ_１１ｘ_１＋ｒ_１２ｘ_２＋ｒ_１３ｘ_３＋ｒ_１４ｘ_４
ｚ_２＝ｒ_２２ｘ_２＋ｒ_２３ｘ_３＋ｒ_２４ｘ_４
ｚ_３＝ｒ_３３ｘ_３＋ｒ_３４ｘ_４
ｚ_４＝ｒ_４４ｘ_４
と書ける。このようなユニタリ行列Ｑを求める処理は、チャネル推定部２０４で行なってもよいし、信号検出部２０２で行なってもよい。

以下、図３を参照しながら、ＱＲＭ−ＭＬＤ法による信号分離法を説明する。

第１段階では、ステップ３１０に示されるように、初期設定に相当する処理が行なわれる。この段階では、上記のｚ_４に関する式に着目する。行列要素ｒ_４４は既知であるので、ｚ_４が１つの送信信号ｘ_４にのみ依存していることが分かる。従って、送信信号ｘ_４については、高々１６通りの信号点の候補を考察することで信号内容を推定することができる。

第２段階では、ｚ_３に関する式に着目する。行列要素ｒ_３３，ｒ_３４は既知であり、ｘ_４には１６通りの候補があり、ｘ_３についても１６通りの信号点の候補が存在する。このため、ステップ３２０に示されるように、ｘ_３に関する新たな信号点として１６個の信号点が導入される。従って、１６×１６＝２５６通りの信号点の組合せがあり得る。ステップ３２２では、信号点に関する尤度が計算され、２５６通りの信号点の組合せの中から確からしい信号点の組合せが選択される。従来のＱＲＭ−ＭＬＤ法では、２５６通りの全ての組合せについて、二乗ユークリッド距離を計算し、その値の小さい順に１６個の組合せを選択することで、第３の送信信号ｘ_３が推定される。本発明では、後述される実施例１乃至５による手法を用いて、１６回の二乗ユークリッド距離の計算を行なうことで、確からしい１６個の信号点候補を選択することができる。こうして得られた１６個の信号点候補は、生き残りシンボル候補とも呼ばれ、後段の計算の基礎になる。

第３段階及び第４段階でも同様な処理が行なわれるので、第３段階は図３では省略されている。この段階では、ｚ_２に関する式に着目する。行列要素ｒ_２２，ｒ_２３，ｒ_２４は既知であり、送信信号ｘ_３，ｘ_４の組合せは前段で１６通りの候補に絞られており、ｘ_２については１６通りの信号点の候補が存在する。このため、新たな信号点として１６個の信号点が導入される。従って、この場合も、２５６通りの信号点の組合せの中から、１６通りの候補を選択することで、第２の送信信号ｘ_２が推定される。

第４段階では、同様に、ｚ_１に関する式に着目する。行列要素ｒ_１１，ｒ_１２，ｒ_１３，ｒ_１４は既知であり、送信信号ｘ_２，ｘ_３，ｘ_４の組合せは前段で１６通りの候補に絞られており、ｘ_１については１６通りの信号点の候補が存在する。このため、ステップ３４０に示されるように、新たな信号点として１６個の信号点が導入される。従って、この場合も、ステップ３４２に示されるように尤度を計算し、適切な信号点が選択される。即ち、２５６通りの信号点の組合せの中から、適切な１６通りの候補を選択することで、第１の送信信号ｘ_１が推定される。

ステップ３５４では、各信号に関する尤度に基づいて、受信信号を個々の送信信号に分離し、フローは終了する。

このように、送信アンテナ数又は送信信号数に応じた複数の段階（この例では、４つの段階）を実行することで、受信信号を個々の送信信号に分離することができる。なお、各段階で選択する候補数は異なっていてもよい。

ステップ３２２，ステップ３４２等における信号点の選択については、以下に説明される手法を利用することができる。

図４は、本発明の一実施例による信号検出装置の内、本願に関連する主要な機能ブロック図を示す。図４には、象限検出部５０２と、信号点選択部５０４と、座標変換部５０６と、ランキング部５０８とが描かれている。象限検出部５０２は、受信信号点が、信号点配置図上でどの象限に存在するかを判別する。象限の判別は、例えば、受信信号点の横軸成分及び縦軸成分の極性を判別することによって行なうことができる。信号点選択部５０４は、判別された象限に含まれる信号点を選択し、選択された信号点を特定する情報を出力する。座標変換部５０６は、信号点配置図の原点を別の場所に変更する座標変換を行なう。ランキング部５０８は、象限検出及び座標変換の結果得られた情報に基づいて、各信号点の信頼性（尤度）を判定し、考慮される複数の信号点に、信頼性の順に番号を与えることで、ランキングを行なう。

図５は、本発明の一実施例による信号点を選択するためのフローチャートを示す。一例として、図３のステップ３２２における信号処理が説明されるが、他のステップ３４２等でも同様の処理が行われる。図６（Ａ）は、信号点配置図（コンステレーション）を示す。図６（Ａ）中の１６個の白点は、図３のステップ３２０で導入される第３の送信信号ｘ_３に関する１６通りの信号点の候補を示す。図６（Ａ）中の黒点は、ｚ_３’＝ｒ_３３ ^−１（ｚ_３−ｒ_３４ｘ_４）に関する受信信号点を表し、これは、受信信号ｙにユニタリ行列Ｑ^Ｈを乗算した信号から、前段階で判明した送信信号のレプリカを減算したものであり、ｘ_３に相当する量である。上述したように、ｘ_４は１６通りの可能性があるので、受信信号点ｚ_３’についても１６通りの可能性がある。ある１つのｘ_４の値に基づいて導出される受信信号点ｚ_３’が図６（Ａ）の黒点に対応するので、他のｘ_４の値についても同様な処理が行なわれる。図５のフローはステップ４０２から始まり、ステップ４０４に進む。

ステップ４０４では、受信信号点ｚ_３’が、信号点配置図上のどの象限に属するかが判別される。図示の例では、それは第１象限に属している。

ステップ４０６では、受信信号点ｚ_３’が属している象限に含まれている信号点を含み、且つ全信号点数（１６）より少ない数の信号点を含む１つのグループが選択される。１つの象限に含まれる信号点数は、４つである。図示の例では、グループ１乃至４の４つのグループが設定されており、グループ１が選択される。選択された信号点には影が付されている。グループ名に付される数字は、象限を指定する数字に関連付けられている（例えば、グループ１は、第１象限に関連付けられる）。各グループは、受信信号点ｚ_３’以外の９個の信号点をそれぞれ有する。後述されるように、１つのグループが包含するグループ数は９個に限定されず、例えば、１つのグループが１つの象限に含まれる４つの信号点のみを含むようにしてもよい。但し、信号分離精度を向上させる観点からは、図示の例のように、複数の象限にわたるグループを設定することが望ましい。

ステップ４０８では、グループ１の中心（９個の信号点の中心）が原点となるように、信号点配置図の座標が変更される。図６（Ｂ）は、そのような座標変換後の信号点配置図を示す。図示の例では、信号点６０２が原点に一致している。

ステップ４１０では、座標変換後の信号点配置図において、受信信号点ｚ_３’がどの象限に属するかが判別される。図示の例では、それは第３象限に属している。

ステップ４１２では、グループ１に属する９個の信号点の中で、受信信号点ｚ_３’が属している象限（座標変換後の象限）に含まれている信号点を含む１つのサブグループが選択される。選択された信号点には影が付されている。図示の例では、サブグループ１乃至４の４つのサブグループが設定されており、サブグループ３が選択される。サブグループ名に付される数字は、象限を指定する数字に関連付けられている（例えば、サブグループ１は、第１象限に関連付けられる）各サブグループは、４個の信号点をそれぞれ有する。

ステップ４１４では、ステップ４０４，４１０による象限判別の結果に基づいて、１６通りの信号点の候補（白点）に尤度（確からしさに関する情報）を与える、即ち、信頼度の高い順に番号を付ける。目下の例では、受信信号点は、図６（Ａ）に示される状態では第１象限に存在し、図６（Ｂ）に示される状態では第３象限に存在しているので、信号点６０２が最も近いことがわかる。そこで、信号点６０２には尤度「１」が与えられる。尤度「２」，「３」は、サブグループ３に属する信号点の内、信号点６０２に近い信号点に与えられる。等距離の場合にどのような尤度を定めるかについて、事前に定めておくことが望ましい。尤度「４」は、サブグループ３に属する信号点の内、信号点６０２から最も遠い信号点に与えられる。以後同様に、信号点６０２、サブグループ３及びグループ１の相対的な位置関係に基づいて、各信号点の尤度が与えられる。図７は、１６個の信号点全てについて尤度が付与された後の様子を示す。このようにして、１６通りの内の１つの受信信号点ｚ_３’に関する信号点の尤度が算出され、フローは終了する。これにより、複数の信号点の優先順位が決定され（尤度に基づいてランキングされ）、この優先順位は以後の信号分離で使用される。

別の受信信号点ｚ_３’に関する信号点の尤度も、同様の手順を行なうことによって求められる。１６通りの受信信号点ｚ_３’の各々について、図７に示されるようなｘ_３の候補の尤度が求められる。この尤度に基づいて、ｘ_３及びｘ_４の組み合わせの内、確からしい１６個の候補が選択される。例えば、簡易に候補を求める観点からは、尤度が１である１６個の信号点を選択してもよい。この場合は、２以上の値の尤度を付与するステップ４１４の処理を行なわなくてもよい。推定の高精度化を図る観点からは、後述されるように、ｘ_４の１つの候補について、ｘ_３の１以上の候補を選択することが許容されてもよい。

次に、本発明の一実施例による信号点を選択するための別の動作を説明する。概して、図５に関して説明したように処理がなされるが、ステップ４１２の後に行なわれる処理が異なる。図６（Ｂ）に示されるように、受信信号点ｚ_３’がサブグループ３に属することが判明しているものとする。

ステップ４２０では、１つのサブグループ３の中心（４つの信号点の重心に相当する）に、信号点配置図の原点を移す座標変換が行なわれる。座標変換後の信号点配置図は図８に示されている。座標変換後の１つのサブグループには１つの信号点が含まれ、原点は特定の信号点に一致していないことに留意を要する。

図５のステップ４２２では、座標変換後の信号点配置図において、受信信号点ｚ_３’がどの象限に属するかが判別される。図示の例では、それは第１象限に属している。

ステップ４２４では、図８のサブグループ１〜４に属する４個の信号点の中で、受信信号点ｚ_３’が属している象限（座標変換後の象限）に含まれている信号点を含む１つのサブグループが選択される。このステップにより、受信信号点ｚ_３’と、ある１つの信号点とを含むサブグループ１が特定される。従って、受信信号点ｚ_３’に最も近い信号点は、サブグループ１に含まれている１つの信号点であることが判明する。以後、ステップ４１４で説明したのと同様な手法で、１６通りの信号点の候補（白点）に尤度が与えられる。その結果は図７に示されるものに等しい。

また、受信信号点ｚ_３’が、図８のサブグループ１に属すること、図６（Ｂ）のサブグループ３に属すること、図６（Ａ）のグループ１に属すること等の判定結果から、受信信号点ｚ_３’は、図９に示される１つの枠９０２の中に存在することが分かる。この枠は、図１０に示されるような、信号点配置図全体を６×６の小区画に分割したときに生じる小区画（又は升目）の１つに相当する。以後、受信信号点ｚ_３’が、１つの小区画９０２に存在することに基づいて、信号点の各々の尤度を設定することができ、その結果は図９に示される。本実施例によれば、信号点６０２のような受信信号点ｚ_３’とは別の信号点を基準に尤度を設定せずに、受信信号点ｚ_３’をより正確に表現する小区画（の中心）を基準に尤度を設定するので、より正確に尤度を設定し、ランキングを行なうことができる。

次に、本発明の一実施例による信号点を選択するための別の動作を説明する。本実施例では、先ず、図５のステップ４０４にて、受信信号点ｚ_３’が、信号点配置図上のどの象限に属するかが判別される。図示の例では、それは第１象限に属している。

ステップ４４２では、図１１に示されるように、受信信号点ｚ_３’が属している象限に含まれている信号点を含み、且つ全信号点数（１６）より少ない数の信号点を含む１つのグループが選択される。図示の例では、グループ１乃至４の４つのグループが設定されており、グループ１が選択される。各グループは、実施例１とは異なり、４個の信号点をそれぞれ有する。選択された信号点には影が付されている。

なお、グループやサブグループに含まれる信号点数は、９個や４個に限定されず、様々な値をとり得る。上記の例では１６個の信号点を９点×４グループに分け、象限検出を１回行うことで、受信信号点の属する範囲を１／４に絞り込んでいる。しかし、４点×９グループに分け、１回の象限検出で受信信号点の属する範囲を１／９に絞り込んでもよい。より一般的には、１つの区画に信号点がｍ^２（ｍは２以上の整数）個含まれ、その区画を複数のグループに分ける場合に、１グループがｎ^２（ｍ＞ｎ＞１の整数）個の信号点を含むならば、グループ総数の最大値は（ｍ−ｎ＋１）^２になる。従って、１回の象限検出で、受信信号点の属する範囲を、１／（ｍ−ｎ＋１）^２ に絞り込むことができる。

ステップ４４４では、グループ１の中心が原点となるように、信号点配置図の座標が変更される。図１２は、そのような座標変換後の信号点配置図を示す。

ステップ４４６では、座標変換後の信号点配置図において、受信信号点ｚ_３’がどの象限に属するかが判別される。図示の例では、それは第３象限に属している。

ステップ４４８では、グループ１に属する４個の信号点の中で、受信信号点ｚ_３’が属している象限（座標変換後の象限）に含まれている信号点を含む１つのサブグループが選択される。図示の例では、サブグループ１乃至４の４つのサブグループが設定されており、サブグループ３が選択される。各サブグループは、受信信号点以外の１個の信号点をそれぞれ有する。

ステップ４５０では、サブグループ３の中心が原点となるように、信号点配置図の座標が変更される。図１３は、そのような２回目の座標変換後の信号点配置図を示す。

ステップ４５２では、座標変換後の信号点配置図において、受信信号点ｚ_３’がどの象限に属するかが判別される。図示の例では、それは第３象限に属している。

ステップ４５４では、サブグループ３に含まれる１つの信号点を中心とした場合の第３象限に相当する小区画を選択する。この小区画には受信信号点ｚ_３’が含まれている。このようにして得られた小区画は、図１４に示されるように、信号点配置図全体を８×８の小区画に分割したときに生じる小区画の１つに相当する。従って、実施例３の場合と同様に、以後、受信信号点ｚ_３’が、１つの小区画１３０２に存在することに基づいて、信号点の各々の尤度を設定し、ランキングをすることができ（ステップ４５６）、その結果は図９に示されるものと同様になる。本実施例も、受信信号点ｚ_３’をより正確に表現する小区画を基準に尤度を設定するので、実施例１よりも正確に尤度を設定することができる。

更に、ステップ４５４の後に、小区画１３０２の中心に、信号点配置図の原点を移す座標変換を行なってもよい。図１５は、そのような座標変換が行なわれた後の様子を示す。そして、座標変換後の信号点配置図において、受信信号点ｚ_３’が、どの象限に属するかが判別される。図示の例では、それは第１象限に属している。受信信号点ｚ_３’が、図１５の第１象限に属することや、図１３の小区画１３０２に属すること等の判定結果から、受信信号点ｚ_３’は、図１６に示されるような更に微細な小区画１６０２に存在することが分かる。以後、受信信号点ｚ_３’が、１つの小区画１６０２に存在することに基づいて、信号点の各々の尤度を設定することができ、その結果は図１７に示される。本実施例によれば、受信信号点ｚ_３’を、更に正確に表現する小区画を基準に尤度を設定するので、より正確に尤度を設定することができる。

このように、象限検出及び座標変換に関する処理を追加することで、小区画のサイズを微細化することが可能になる。従って、上記に例示したような、（６×６）、（８×８）、（１６×１６）の小区画だけでなく、図１８に示されるような（３２×３２）の小区画や、更に多くの小区画を設定し、尤度を正確にすることができる。より一般的には、象限検出及び座標変換をＮ回行なうことで、（２^Ｎ×２^Ｎ）の小区画を構成することができる。以後、受信信号点に対応する小区画の中心点と、各信号点との距離の近い順に尤度を設定し、ランキングすることができる。

上記の実施例では、受信信号点の信号点配置図上での位置を見出し、信号点候補を尤度の順にランキングするために、象限検出及び座標変換を１回以上反復していた。しかしながら、そのようなランキング（優先順位の決定）を、以下に説明されるような別の方法で行うこともできる。

図２４は、本実施例におけるランキング方法を説明するための図である。図示の例では、１６ＱＡＭ方式が採用され、送信機からの４つの送信信号が受信機で分離されるものとする。本実施例では、図２４（Ａ）等に示されるように、信号点配置図上に、１６個の信号点候補（白丸印）とは別に、４つの代表点Ｒ_＋＋，Ｒ_−＋，Ｒ_＋−，Ｒ₋₋ も設定されている。代表点は、図中×印で示されている。１６個の信号点候補の座標は、（±ａ又は±３ａ，±ａ又は±３ａ）である。各代表点の座標は、一般的には、Ｒ_＋＋（Ｘ_１，Ｙ_１），Ｒ_−＋（Ｘ_２，Ｙ_２），Ｒ_＋−（Ｘ_３，Ｙ_３），Ｒ₋₋（Ｘ_４，Ｙ_４）であるが、図示の例では、｜Ｘ_１｜＝｜Ｘ_２｜＝｜Ｘ_３｜＝｜Ｘ_４｜＝｜Ｙ_１｜＝｜Ｙ_２｜＝｜Ｙ_３｜＝｜Ｙ_４｜であり、Ｘ_２＝−｜Ｘ_１｜，Ｙ_２＝−｜Ｙ_１｜ である。図では１つの受信信号点が黒丸で示されており、その座標は（ｕ，ｖ）で表現されるものとする。１つの代表点は、周囲４つの信号点候補を含む領域の重心に設定されている。しかし、代表点を複数の信号点の重心とすることは必須ではない。

図２５は、本実施例によるランキング方法の手順を示すフローチャートである。フローはステップ２５０２から始まり、ステップ２５０４に進む。

ステップ２５０４では、４つの代表点の内、受信信号点に最も近い代表点（最近接代表点）が検出される。この場合、最も直接的な手法は、受信信号点と４つの代表点との（二乗）ユークリッド距離を計算し、それらのうち最も小さいものを最近接代表点に決定することである。しかしながら、そのためには二乗ユークリッド距離を４回計算する必要があり、信号点候補数の増加に伴って演算負担が極めて重くなってしまう。

本実施例では、受信信号点のＩ軸での座標ｕが、２つの代表点のＩ座標の中点よりも大きいか否か、及び受信信号点のＱ軸での座標ｖが、２つの代表点のＱ座標の中点よりも大きいか否かに基づいて、最近接代表点が選択される。具体的には、次のように判定される。

ｕ≧Ｘ_１−（Ｘ_１−Ｘ_２）／２ であって、ｖ≧Ｙ_１−（Ｙ_１−Ｙ_２）／２ならば、最近接代表点は、Ｒ_＋＋（Ｘ_１，Ｙ_１）である。

ｕ＜Ｘ_１−（Ｘ_１−Ｘ_２）／２ であって、ｖ≧Ｙ_１−（Ｙ_１−Ｙ_２）／２ならば、最近接代表点は、Ｒ_−＋（Ｘ_２，Ｙ_２）である。

ｕ≧Ｘ_３−（Ｘ_３−Ｘ_４）／２ であって、ｖ＜Ｙ_３−（Ｙ_３−Ｙ_４）／２ならば、最近接代表点は、Ｒ_＋−（Ｘ_３，Ｙ_３）である。

ｕ＜Ｘ_３−（Ｘ_３−Ｘ_４）／２ であって、ｖ＜Ｙ_３−（Ｙ_３−Ｙ_４）／２ならば、最近接代表点は、Ｒ₋₋（Ｘ_４，Ｙ_４）である。

このような判定を行うことで、受信信号点の属する１つのグループが特定される。特定されるグループは、最近接代表点と、その周囲の信号点を含み、目下の例では、図２４（Ａ）の第１象限に属する破線で示されるグループが特定される。

ステップ２５０６では、最近接代表点以外の代表点の位置が、最近接代表点に近づくように更新される。図示の例では、図２４（Ａ）の３つの代表点から伸びる矢印に示されるように、どの代表点も、それと最近接代表点とを結ぶ線上の中点に更新される。

ステップ２５０８では、更新後の代表点の座標が、信号点候補（白丸印）の座標に一致したか否かが判別される。目下の例での更新後の代表点は、図２４（Ｂ）にて×印で示されるように、どの代表点も信号点候補に一致していない。従って、フローはステップ２５０８からステップ２５０４に戻る。以後、ステップ２５０４及びステップ２５０６の手順が再び行われる。２４（Ｂ）に示されるように、今回の最近接代表点はＲ₋₋であると判定され、それに近づくように他の代表点が更新される。図２４（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるように、代表点Ｒ_＋＋の更新後の座標は、１つの信号点の座標（ａ，ａ）に一致する。従って、この場合は、フローはステップ２５０８からステップ２５１０に進む。

ステップ２５１０では受信信号点の位置が決定される。そして、ステップ２５１２にて、代表点と一致した信号点が最も尤度の高い信号点に設定され、他の信号点にそれより低い尤度が付与され、複数の信号点に対するランキングが行われる。尤度の付与に際しては、代表点と信号点との位置関係、受信信号点の属するグループの場所等の情報が利用される。以後フローはステップ２５１４に進み、終了する。

本実施例によれば、信号点配置図の原点を変更せず、二乗ユークリッド距離を計算しなくても、複数の信号点候補を適切にランキングすることができる。上記の例では、簡明化のため、変調多値数の平方根に等しい数の代表点が設定されたが、変調多値数、設定される代表点の数、１グループに属する信号点数等は、上記の数値に限定されず、適切ないかなる数値が採用されてもよい。但し、ステップ２５０６で、代表点が、最近接代表点とを結ぶ線上の中点に更新される場合には、初期の代表点同士の最小間隔は、信号点の最小間隔（上記の例では、２ａ）の偶数倍離れていることを要する。一例として、上記の代表点の代わりに、（４ａ，４ａ），（−４ａ，４ａ），（４ａ，−４ａ），（−４ａ，−４ａ）が代表点に選ばれてもよい。

図１９は、本発明の一実施例による信号分離装置の主な機能に関するブロック図を示す。信号分離装置は図３に示されるような一連の手順を行なうことで、受信した信号を個々の送信信号に分離する。図１９に示される要素は、図３の１つの段階を実行するためのものであり、動作の詳細は図２０に関連して説明される。図１９には、信号点供給部１９０２と、複数の二乗ユークリッド距離計算部１９０４−１〜Ｎと、複数の加算部１９０６−１〜Ｎと、選択制御部１９０８とを有する。信号点供給部１９０２は、第１〜第Ｎ供給部１９０１−１〜Ｎを含む。

信号点供給部１９０２は、前段階で得られた信号点の候補に関する情報を受信し、今回の段階で使用する信号点の候補を用意する。図３に関する例ではＮ＝１６であり、以下の例でもＮ＝１６とする。第１〜第Ｎ供給部１９０１−１〜Ｎの各々は同様な構成及び機能を有するので、第１供給部１９０１−１を例にとって説明する。第１供給部１９０１は、前段階（例えば、第１段階）で得られた信号点候補の１つを受信し、今回の段階（例えば、第２段階）で判定の対象になる１６個の信号点（図６（Ａ）の白点）を用意する。受信した信号点候補の１つは、例えば、１６個の受信信号点ｚ_３’＝ｚ_３−ｒ_３４ｘ_４の１つであり、図６（Ａ）の黒点に相当する。第１供給部１９０１−１は、この段階で用意される１６個の信号点を、実施例１乃至５の何れか又はそれらの組合せによる手法等を用いてランキングする。即ち、第１供給部１９０１−１は、尤度を計算し、図７，９，１７に示されるような番号付けを行なう。第２乃至第Ｎ供給部１９０１−２〜Ｎは、ｘ_４の別の候補に関する受信信号点ｚ_３’を用意し、その受信信号点ｚ_３’に関する１６個の信号点候補を、上記の実施例等を用いてランキングする。

二乗ユークリッド距離計算部１９０４−１〜Ｎは、選択制御部１９０８からの選択信号に応答して、第１〜第Ｎ供給部１９０１−１〜Ｎから出力される信号点及び受信信号点間の二乗ユークリッド距離ｅ_ｘ，ｉｘをそれぞれ計算する（ｘ＝１，．．．，Ｎ）。

加算部１９０６−１〜Ｎは、信号点候補の各々について、前段階で算出された二乗ユークリッド距離Ｅ_{ｍ−１，１}〜Ｅ_{ｍ−１，Ｎ}を、今回の段階で算出される二乗ユークリッド距離ｅ_１，ｉ１〜ｅ_Ｎ，ｉＮにそれぞれ加算し、二乗ユークリッド距離の累計値（累計メトリック）としてそれぞれ出力する。

選択制御部１９０８は、主に、二乗ユークリッド距離計算部１９０４−１〜Ｎ各々の動作を制御する。選択制御部１９０８は、上記の実施例又はそれらの組合せによりランキングに従って、総ての信号点候補（信号点供給部１９０２内全部で２５６個）の中から、ある判断基準に基づいて信号点を１つ選択し、それが供給されている二乗ユークリッド距離計算部１９０４−ｘに選択信号を出力する。選択信号を受けた二乗ユークリッド距離計算部１９０４−ｘは、その信号点と受信信号点との間の二乗ユークリッド距離を計算する。選択信号を受ける二乗ユークリッド距離計算部１９０４−ｘ以外の二乗ユークリッド距離計算部が、何らの二乗ユークリッド距離も計算しないことに加えて、二乗ユークリッド距離計算部１９０４−ｘでも、選択信号で指定された１つの信号点以外の信号点と受信信号点との間の二乗ユークリッド距離は計算されないことに留意を要する。計算された二乗ユークリッド距離は、上記の判断基準となる量を更新するのに使用される。選択制御部１９０８は、更新後の判断基準も考慮して、未選択の信号点候補の中から更に１つの信号点を選択し、選択信号を出力する。以下同様な手順を反復することで１６個の信号点候補が得られる。

図２０は、本実施例による動作を表すフローチャートである。このフローは、図３に示される第１段階，第２段階，．．．のような段階で行われる。段階の各々はパラメータｍで区別される。フローはステップ２００２から始まり、ステップ２００４に進む。ステップ２００４では、計算に使用されるパラメータの初期化が行なわれる。パラメータｊは、今回の段階で出力する全１６個の信号点候補を区別するカウンタ値であり、ｊ＝１に初期設定される（１≦ｊ≦Ｎ＝１６）。Ｅ_{ｍ−１，１}〜Ｅ_{ｍ−１，Ｎ}は、ｍ−１番目の段階（前段階）で算出された二乗ユークリッド距離の累積値又は累積メトリックであり、Ｅ_{ｍ−１，１}のような個々の累積メトリックは累積ブランチメトリックとも呼ばれる。最大累積ブランチメトリックＭ_ｍ，１〜Ｍ_ｍ，Ｎは、後述の大小比較の基準になる量であり、前段階で得られた累積ブランチメトリックＥ_{ｍ−１，１}〜Ｅ_{ｍ−１，Ｎ}にそれぞれ初期設定される（Ｍ_ｍ，１＝Ｅ_{ｍ−１，１}，．．．，Ｍ_ｍ，Ｎ＝Ｅ_{ｍ−１，Ｎ}）。最大累積ブランチメトリックは、後段に与える信号点候補（生き残りシンボル候補）が決定されると更新される（増やされる）。例えば、Ｍ_ｍ，１は、Ｅ_{ｍ−１，１}（初期値）から順に、Ｅ_{ｍ−１，１}＋ｅ_１，１，Ｅ_{ｍ−１，１}＋ｅ_１，２，Ｅ_{ｍ−１，１}＋ｅ_１，３，．．．のように順に増えてゆく。ランキング番号ｉ_１〜ｉ_Ｎは、第１供給部１９０１−１における１６個の信号点候補に対する順序又は尤度を示し、それぞれ１に初期設定される。

ステップ２００６では、１６個の最大ブランチメトリックＭ_ｍ，１〜Ｍ_ｍ，Ｎの大きさが比較され、最も小さいもの（Ｍ_ｍ，ｘ）が選択される。ｘは、ｍ−１段階（前段階）で選択された信号点候補（生き残りシンボル候補）のうち何番目の候補に関連するかを示す。最大ブランチメトリックＭ_ｍ，ｘに関連する信号点候補は、第ｘ供給部１９０１−ｘから得られる。

ステップ２００８では、今回の段階（ｍ段階）のｊ番目の信号点候補として、最大ブランチメトリックＭ_ｍ，ｘに関連する信号点候補のうち、ランキング番号ｉ_ｘで指定される信号点候補が選択される。ｉ_ｘ＝１，２，．．．，１６ 及び ｘ＝１，２，．．．，１６である。

ステップ２０１０では、選択された信号点候補に対する二乗ユークリッド距離（ｅ_ｘ，ｉｘ）が計算される。累積ブランチメトリックＥ_ｍ，ｊも、Ｅ_ｍ，ｊ＝ｅ_ｘ，ｉｘ＋Ｅ_{ｍ−１，ｘ} に従って計算される。

ステップ２０１２では、各種のパラメータが更新される。最大累積ブランチメトリックＭ_ｍ，ｘはＥ_ｍ，ｊに更新される。ランキング番号ｉ_ｘは１つインクリメントされる。カウンタ値ｊも１つインクリメントされる。

ステップ２０１４では、カウンタ値ｊが最大値Ｎ以下であるか否かが判定され、Ｎ以下ならばステップ２００６に戻って同様な手順が繰り返され、そうでなければステップ２０１６に進んでフローは終了する。

１つの段階における処理が終了すると、図３に示されるように次の段階における処理が行なわれ、最後の段階が終了すると、ステップ３５４に示されるような個々の送信信号に分離する信号分離処理が行なわれる。信号分離処理では、最終的に生き残った１６個の信号点候補それぞれに関する累積メトリックを比較し、最小の累積メトリック（二乗ユークリッド距離の累計値）に関する信号点が、受信信号点に対応するものとして判定される。これにより、複数の送信信号（ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３，ｘ_４）の各々に、どのようなシンボルがマッピングされていたかが判明し、更なる復号処理が行われる。

なお、累計値を用いないで、各段階で算出される二乗ユークリッド距離ｅ_ｘ，ｉｘのみに基づいて、後段に出力する信号点候補を選択することも理論的には可能である。しかし、信号分離の信頼性を向上させる観点からは、本実施例のように二乗ユークリッド距離の累計値を算出することが望ましい。ＭＩＭＯ、ＳＩＭＯ、ＭＩＳＯのような複数のアンテナが使用される状況では、複数のチャネルは別々のフェージングを受ける。ある段階における信号点候補を選択する際に、前段階の二乗ユークリッド距離を考慮することで、そのような別々のフェージングによるダイバーシチ効果による恩恵を受けることができる。

図２１は、図２０のフローチャートにおけるｊ＝１〜５に関する動作例を示す。即ち、図２１は、図１９の信号点供給部１９０２で用意される２５６個の信号点候補から、５つの信号点候補を取り出すまでの様子を示す。

先ず、ｊ＝１の場合に、ｘ＝１であったとする。この場合には、第１供給部１９０１−１で用意される信号点候補のうち、ランキング番号ｉ_１＝１（初期値）で指定される信号点候補が選択される。本実施例では、ランキングは確からしい順に信号点を並べるので、最初にランキングされているものが選択される。選択された信号点候補の二乗ユークリッド距離ｅ_１，１が計算され、その距離は前段階で算出されている累積値Ｅ_１（正確には、Ｅ_{ｍ−１，１}であるが、簡単のためｍ−１の添え字は省略されて描かれている。）と加算される。最大累積ブランチメトリックＭ_ｍ，１は、Ｅ_{ｍ−１，１}から、ｅ_１，１＋Ｅ_{ｍ−１，１} に更新される。ランキング番号ｉ_１は１つインクリメントされる（ｉ_１＝２）。こうして、後段に出力する信号点候補（生き残りシンボル候補）が１つ選択される。

ｊ＝２の場合に、ステップ２００６では、更新されたＭ_ｍ，１及びそれ以外のＭ_ｍ，２〜Ｍ_ｍ，１６の大小比較が行なわれ、再びＭ_ｍ，１が最小であったとする。即ち、ｘ＝１である。この場合は、第１供給部１９０１−１で用意される信号点候補のうち、ランキング番号ｉ_１＝２で指定される信号点候補が選択される。選択された信号点候補の二乗ユークリッド距離ｅ_１，２が計算され、その距離は前段階で算出されている累積値Ｅ_１と加算される。最大累積ブランチメトリックＭ_ｍ，１は、ｅ_１，１＋Ｅ_{ｍ−１，１} から、ｅ_１，２＋Ｅ_{ｍ−１，１} に更新される。ランキング番号ｉ_１は１つインクリメントされる（ｉ_１＝３）。

ｊ＝３の場合に、ステップ２００６では、更新されたＭ_ｍ，１及びそれ以外のＭ_ｍ，２〜Ｍ_ｍ，１６の大小比較が行なわれ、今回はＭ_ｍ，２が最小であったとする。即ち、ｘ＝２である。この場合は、第２供給部１９０１−２で用意される信号点候補のうち、ランキング番号ｉ_２＝１（初期値）で指定される信号点候補が選択される。選択された信号点候補の二乗ユークリッド距離ｅ_２，１が計算され、その距離は前段階で算出されている累積値Ｅ_２と加算される。最大累積ブランチメトリックＭ_ｍ，２は、Ｅ_{ｍ−１，２} から、ｅ_２，１＋Ｅ_{ｍ−１，２} に更新される。ランキング番号ｉ_２は１つインクリメントされる（ｉ_２＝２）。

ｊ＝４の場合に、ステップ２００６では、更新されたＭ_ｍ，１、Ｍ_ｍ，２及びそれ以外のＭ_ｍ，３〜Ｍ_ｍ，１６の大小比較が行なわれ、Ｍ_ｍ，１が最小であったとする。即ち、ｘ＝１である。この場合は、第１供給部１９０１−１で用意される信号点候補のうち、ランキング番号ｉ_１＝３で指定される信号点候補が選択される。選択された信号点候補の二乗ユークリッド距離ｅ_１，３が計算され、その距離は前段階で算出されている累積値Ｅ_１と加算される。最大累積ブランチメトリックＭ_ｍ，１は、ｅ_１，２＋Ｅ_{ｍ−１，１} から、ｅ_１，３＋Ｅ_{ｍ−１，１} に更新される。ランキング番号ｉ_１は１つインクリメントされる（ｉ_１＝４）。

ｊ＝５の場合に、ステップ２００６では、更新されたＭ_ｍ，１，Ｍ_ｍ，２，それ以外のＭ_ｍ，３〜Ｍ_ｍ，１６の大小比較が行なわれ、Ｍ_ｍ，２が最小であったとする。即ち、ｘ＝２である。この場合は、第２供給部１９０１−２で用意される信号点候補のうち、ランキング番号ｉ_２＝２で指定される信号点候補が選択される。選択された信号点候補の二乗ユークリッド距離ｅ_２，２が計算され、その距離は前段階で算出されている累積値Ｅ_２と加算される。最大累積ブランチメトリックＭ_ｍ，２は、ｅ_２，１＋Ｅ_{ｍ−１，２} から、ｅ_２，２＋Ｅ_{ｍ−１，２} に更新される。ランキング番号ｉ_２は１つインクリメントされる（ｉ_２＝３）。

このようにして、５つの信号点及び累積ブランチメトリックが算出される。実際には、１６個の信号点候補が選択されるまで、上記のような処理が行なわれる。

図２２は、様々なＭＬＤ法による二乗ユークリッド距離の計算回数を示す。この計算例では、４種類の送信信号が４本の送信アンテナから１６ＱＡＭ方式で送信され、受信機にてＭＬＤ方式で信号分離を行なうことが想定されている。従来の完全ＭＬＤ（Ｆｕｌｌ ＭＬＤ）法、従来のＱＲＭ−ＭＬＤ法及び本実施例によるＱＲＭ−ＭＬＤ法の３つの方法が比較されている。図中、Ｓｍは、ある段階から次の段階へ出力される信号点候補数を示し、上記の実施例では１６であった。シミュレーションでは、様々な信号点候補数Ｓｍに関する二乗ユークリッド距離の計算回数が調べられている。

完全ＭＬＤでは、４種類の送信信号の各々につき１６通りの信号点の可能性があり、それら全ての組合せについて、二乗ユークリッド距離の計算が行なわれる。従って、計算回数の合計は、１６^４＝６５５３６ 回になる。従来のＱＲＭ−ＭＬＤ法に関しては、各段階では、２５６（１６×Ｓｍ）通りの組合せの内Ｓｍ個の信号点候補が選択される。第１段階では１６通りの組合せしかない。従って、Ｓｍ＝１６の場合における二乗ユークリッド距離の計算回数は、１６（第１段階）＋１６（前段階からの信号点候補数）×１６（新たに加わる信号点候補数）×３（３つの段階）＝７８４回になる。Ｓｍ＝１２の場合の計算回数は、１６＋１２×１６×３＝５９２回になる。Ｓｍ＝８の場合の計算回数は、１６＋８×１６×３＝４００回になる。本実施例では、各段階から出力される信号点候補数と同数の二乗ユークリッド距離が、各段階で計算される。従って、Ｓｍ＝１２８の場合の二乗ユークリッド距離の計算回数は、１６（第１段階）＋１２８（当該段階にて選択される信号点候補数）×１（１６通りの内１つが選択される）×３（３つの段階）＝４００回になる。Ｓｍの値は１６の８倍であるにもかかわらず、二乗ユークリッド距離の計算回数はＳｍ＝１６の従来法の７８４回の半分程度で済む。Ｓｍ＝６１の場合の計算回数は、１６＋６１×１×３＝１９９回になる。Ｓｍ＝２８の場合の計算回数は、１６＋２８×１×３＝１００回になる。Ｓｍ＝１６の場合の計算回数は、１６＋１６×１×３＝６４回になり、Ｓｍ＝１６の従来法の場合よりも１／１６に低減されている。このように、本発明の実施例によれば、二乗ユークリッド距離の計算を含む信号分離処理の演算負担を顕著に軽減することができる。

図２３は、本実施例に関するシミュレーション結果を示す。シミュレーションで使用された主な条件は次のとおりである。

送信及び受信アンテナ数Ｎ： ４本
変調方式： １６ＱＡＭ
ターボ符号化率Ｒ： ８／９
想定されるマルチパス数Ｌ： ６
遅延スプレッドσ： ０，２６μｓｅｃ
送信及び受診アンテナ間の相関性ρ： ０
図中、横軸は、受信アンテナ当たりの、情報１ビット当たりの信号電力対雑音電力比（Ｅ_ｂ／Ｎ_０）の平均を表す。縦軸は、平均ブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）を表す。×印は完全ＭＬＤ法による計算結果を示し、これは限界値をに相当する。△印、▽印及び◇印は、Ｓｍ＝１６，１２，８の場合の従来のＱＲＭ−ＭＬＤ法による計算結果をそれぞれ示す。●印、■印、◆印及び▲印は、Ｓｍ＝１２８，６１，２８，１６の場合の本実施例によるＱＲＭ−ＭＬＤ法による計算結果をそれぞれ示す。図示されるように、Ｓｍ＝１２８，６１の場合の本実施例による計算結果は、完全ＭＬＤに非常に近い結果になっていることが分かる。Ｓｍ＝１６の場合の本実施例による計算結果は、完全ＭＬＤよりもブロックエラーレートが増加している。しかし、二乗ユークリッド距離の計算が６４回で済む本実施例による計算結果は、距離計算を５９２回行なう▽印の従来法（Ｓｍ＝１２の場合）や◇印の４００回行なう従来法（Ｓｍ＝８）の計算結果よりも優れている。

このように本発明の実施例によれば、信号分離精度を高精度に維持しながら二乗ユークリッド距離の計算回数を顕著に減らすことができ、演算負担の軽減及び演算効率の向上を図ることができる。

以上本発明による複数の実施例が説明され、それらはＭＩＭＯ方式及び１６ＱＡＭを採用する通信システムにおけるものであった。しかしながら、本発明はそのような態様に限定されず、ＱＲＭ−ＭＬＤ法を利用する信号分離装置及び方法に広く適用できる。即ち、本発明は、ＭＩＭＯだけでなく、ＳＩＭＯ、ＭＩＳＯ、ＳＩＳＯの何れの方式に使用してもよい。変調方式も１６ＱＡＭに限定されず、ＱＰＳＫ、６４ＱＡＭその他の多値変調方式に本発明を使用してもよい。上記の各実施例では、信号点配置図はデカルト座標で表現されていたが、別の座標系で表現された信号点配置図が採用されてもよい。例えば、極座標系で信号点配置図や各象限が表現されてもよい。

ＭＩＭＯ方式の通信システムの概要を示す図である。 ＭＩＭＯ方式の受信機の概要を示す図である。 ＱＲＭ−ＭＬＤ法を説明するためのフローチャートを示す。 本発明の一実施例による信号分離装置の概略的な機能ブロック図を示す。 本発明の一実施例による信号分離方法の一部を示すフローチャートである。 信号点配置図を示す図である。 ランキング済みの信号点を示す図である。 信号点配置図を示す図である。 ランキング済みの信号点を示す図である。 小区画に区分けされた信号点配置図を示す図である。 信号点配置図を示す図である。 信号点配置図を示す図である。 信号点配置図を示す図である。 小区画に区分けされた信号点配置図を示す図である。 信号点配置図を示す図である。 小区画に区分けされた信号点配置図を示す図である。 ランキング済みの信号点を示す図である。 小区画に区分けされた信号点配置図を示す図である。 本発明の一実施例による信号分離装置の機能ブロック図を示す。 本実施例による動作を表すフローチャートである。 本発明の一実施例おける動作例を説明するための図である。 様々なＭＬＤ法による二乗ユークリッド距離の計算回数を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 別のランキング方法を説明するための図である。 別のランキング方法の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０２ 送信機； １０４ 受信機； １０６−１〜Ｎ 送信アンテナ； １０８−１〜Ｎ 受信アンテナ；
２０２ 信号検出部； ２０４ チャネル推定部；
５０２ 象限検出部； ５０４ 信号点選択部； ５０６ 座標変換部； ５０８ ランキング部；
１９０１−１〜Ｎ 第１〜第Ｎ供給部； １９０２ 信号点供給部； １９０４−１〜Ｎ 二乗ユークリッド距離計算部； １９０６−１〜Ｎ 加算部； １９０８ 選択制御部

Claims (10)

1. 送信機からの複数の送信信号を受信し、受信した信号を個々の送信信号に分離する信号分離装置であって、
   受信信号にユニタリ行列の行列要素を乗算し、信号点配置図上の１以上の受信信号点を導出する手段と、
   第１の所定数の信号点を含む区画を複数個設定する区画設定手段と、
   受信信号点の属する区画を検出する区画検出手段と、
   前記区画に属する信号点を、前記受信信号点に対応する信号点の候補として選択し、選択された信号点に基づいて複数の送信信号を判別する判別手段と
   を備え、前記判別手段は、
   前記受信信号点に対応する信号点の候補が１つになるまで、前記受信信号が属する区画を検出する第１の区画検出処理と、少なくとも該区画に属する信号点を、前記受信信号点に対応する信号点の候補として選択する第１の選択処理と、原点が変更された信号点配置図において前記受信信号点が属する区画を検出する第２の区画検出処理と、前記第１の選択処理で選択された信号点の候補の中で、前記第２の区画検出処理で検出された区画に属する信号点を、前記受信信号点に対応する信号点の候補として選択する第２の選択処理とを含む一連の手順を反復し、
   １つの信号点に、信号点配置図の原点を移す第１の座標変換処理と、
   原点が変更された信号点配置図において前記受信信号点が属する象限を検出する第３の区画検出処理と、
   検出された象限の中で、前記受信信号点のみを含む小区画の内部に、信号点配置図の原点を移す第２の座標変換処理と、
   前記小区画の内部で、前記受信信号点が属する象限を検出する第４の区画検出処理とを行う、信号分離装置。
2. 前記区画は信号点配置図における象限であり、前記区画設定手段が、更に、前記第１の所定数より少ない第２の所定数の信号点を含む区画を複数個設定する、請求項１記載の信号分離装置。
3. 前記複数の信号点に対する優先順位を決定するランキング手段を更に備える、請求項１記載の信号分離装置。
4. 前記受信信号点に対応する信号点の候補中の信号点と、前記受信信号点との間のユークリッド距離を示す量を算出する手段を更に備える、請求項１記載の信号分離装置。
5. 前記ユークリッド距離を示す量は、前記受信信号点とは別の受信信号点に対する信号点の候補に関連して以前に算出されたユークリッド距離を示す量を一部に含む、請求項４記載の信号分離装置。
6. 送信機からの複数の送信信号を受信し、受信した信号を受信機で個々の送信信号に分離する信号分離方法であって、
   受信信号にユニタリ行列の行列要素を乗算し、信号点配置図上の１以上の受信信号点を導出するステップと、
   受信信号点が属する区画を検出する第１の区画検出ステップと、
   少なくとも前記区画に属する信号点を、前記受信信号点に対応する信号点の候補として選択する第１の選択ステップと、
   原点が変更された信号点配置図において前記受信信号点が属する区画を検出する第２の区画検出ステップと、
   前記第１の選択ステップで選択された信号点の候補の中で、前記第２の区画検出ステップで検出された区画に属する信号点を、前記受信信号点に対応する信号点の候補として選択する第２の選択ステップと
   を有し、前記受信信号点に対応する信号点の候補が１つになるまで、前記第１の区画検出ステップ、前記第１の選択ステップ、前記第２の区画検出ステップ及び前記第２の選択ステップの一連のステップを反復した後に、
   １つの信号点に、信号点配置図の原点を移す第１の座標変換ステップと、
   原点が変更された信号点配置図において前記受信信号点が属する象限を検出する第３の区画検出ステップと、
   検出された象限の中で、前記受信信号点のみを含む小区画の内部に、信号点配置図の原点を移す第２の座標変換ステップと、
   前記小区画の内部で、前記受信信号点が属する象限を検出する第４の区画検出ステップとをさらに有する、信号分離方法。
7. 前記第１及び第２の選択ステップにおいて、前記受信信号点に対応する信号点の候補中の信号点と、前記受信信号点との間のユークリッド距離を示す量に基づいて、信号点の候補を選択する、請求項６記載の信号分離方法。
8. 前記ユークリッド距離を示す量は、前記受信信号点とは別の受信信号点に対する信号点の候補に関連して以前に算出されたユークリッド距離を示す量を一部に含む、請求項７記載の信号分離方法。
9. 更に、前記第２の座標変換ステップ及び前記第４の区画検出ステップが反復される、請求項６記載の信号分離方法。
10. 前記受信信号点の候補を表す複数の信号点に対する優先順位が決定される、請求項６記載の信号分離方法。

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