JP4907743B1 - 尤度決定方法および尤度決定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】演算量を削減でき、通信品質を向上できる尤度決定装置を提供すること。
【解決手段】近傍信号点候補検出部（１２０）が、最終１つ前のステージまでに決定された、空間多重信号のうち第１信号を除く第２信号の信号点候補全てにより得られる第１信号の信号空間上の各信号点から、信号空間上のコンスタレーションの信号点で最小離間距離の最近傍信号点を第２信号の信号点候補毎に検出する。信号点候補選択部（１３０）が、最近傍信号点に対応する各ビットを反転させた上記コンスタレーションの信号点群のうち最も位置が近い信号点を第１信号の各ビットについて選択する。距離算出部（１４０）が、第２信号の信号点候補と、その候補毎の最近傍信号点及び選択された信号点とに対し、最終ステージに係るユリタリ変換後の受信信号点との距離を計算する。尤度出力部（１５０）が、第１信号の各ビットに対し、計算された距離の最小値を判定して尤度を決定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、信号分離装置および信号分離方法に関し、特に、ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）方式の無線受信装置で使用される尤度決定方法および尤度決定装置に関する。

従来のＱＲＭ−ＭＬＤ法（ＱＲ分解とＭアルゴリズムを用いた最尤判定法（ＭＬＤ：Maximum Likelihood Detection））による信号分離を行なう受信機として、特許文献１に開示されているものがある。同文献に示される受信機は、図１に示されるように、複数の受信アンテナ１０−１，１０−２，１０−３，１０−４と、チャネル推定部２０と、ランク付け部３０と、並べ換え部４０と、ＱＲ分解部５０と、信号変換部６０と、最尤判定部７０と、尤度出力部８０とを有する。最尤判定部７０は、４つの判定部７２−１，７２−２，７２−３，７２−４を有する。判定部の数は、送信信号数に合わせて設けられる。各判定部は同様な処理ブロックを有するので、第４の判定部７２−４がそれらを代表して説明される。判定部は、シンボルレプリカ生成部７４−４と、二乗ユークリッド距離算出部７６−４と、生き残りシンボル候補選択部７８−４とを有する。ここで、信号ｘ＝（ｘ１．．．ｘ４）^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。）。信号ｘは送信信号ベクトルとも呼ばれ、１つのシンボルを構成するものとする。ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４は送信信号又はベクトル成分とも呼ばれる。

チャネル推定部２０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。チャネル推定値ｈｎｍ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、ｈｎｍ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す。

ランク付け部３０は、受信された複数の受信信号ｙ１，．．．，ｙ４を電力の大きさの順に格付け又はランキングする。

並べ換え部４０は、複数の受信信号の並ぶ順序をＱＲ分解部５０及び信号変換部６０に通知する。

ＱＲ分解部５０は、チャネル推定部２０で求められたチャネル行列Ｈが、ユニタリ行列Ｑ及び上三角行列Ｒの積で表現されるように、行列Ｑ，Ｒを求める（Ｈ＝ＱＲ）。この場合におけるユニタリ行列Ｑは、Ｑ^ＨＱ＝ＱＱ^Ｈ＝Ｉを満たし、正方行列であってもよいし、行数及び列数が異なっていてもよい。上付き文字のＨは共役転置を表し、Ｉは単位行列を表す。

信号変換部６０は、受信信号ベクトルｙ＝（ｙ１．．．ｙ４）^Ｔに、ユニタリ行列Ｑの共役転置行列Ｑ^Ｈを乗算することで、信号変換を行なう。送信信号及び受信信号の間には、ｙ＝Ｈｘ＝ＱＲｘ が成立する。この式に左からＱ^Ｈを乗算すると、左辺は、Ｑ^Ｈｙ＝ｚとなり、右辺は、Ｑ^ＨＱＲｘ＝Ｒｘとなるので、送信及び受信信号の関係は、ｚ＝Ｒｘのように表現できる。但し、ｚ＝（ｚ１．．．ｚ４）^Ｔ＝Ｑ^Ｈｙである。ｚはユニタリ変換後の受信信号ベクトルと呼ばれる。

受信ベクトルｚの各要素は、
ｚ１＝ｒ１１ｘ１＋ｒ１２ｘ２＋ｒ１３ｘ３＋ｒ１４ｘ４
ｚ２＝ｒ２２ｘ２＋ｒ２３ｘ３＋ｒ２４ｘ４
ｚ３＝ｒ３３ｘ３＋ｒ３４ｘ４
ｚ４＝ｒ４４ｘ４
と書ける。

最尤判定部７０は、最尤判定法（ＭＬＤ法）により、送信信号の候補（シンボル候補とも言及される。）を絞り込む、即ち候補数を減らす。判定部７２−４のシンボルレプリカ生成部７４−４は、上三角行列Ｒの行列要素を用いて、受信信号ｙ４に対応する送信信号の候補を生成する。候補数は例えばＣ個で固定的に設定されている。

二乗ユークリッド距離算出部７６−４は、変換後の受信信号ｚ４と、Ｃ個の信号点の候補との二乗ユークリッド距離を算出する。二乗ユークリッド距離は、尤度を計算する際の基礎となるメトリックを表す。二乗ユークリッド距離の小さい候補が、送信されたシンボルに近いものとして判断される。

生き残りシンボル候補選択部７８−４は、各候補に対する二乗ユークリッド距離に基づいて、Ｓ１（≦Ｃ）個の候補を、生き残り候補として出力する。

尤度出力部８０は、最終段の生き残りシンボル候補選択部から出力された候補の尤度又は確からしさを算出する。より具体的には、この尤度は、対数尤度比（ＬＬＲ：Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）で表現される。尤度出力部８０からの出力は、信号分離結果を表し、後段の復調部（例えば、ターボデコーダ）へ伝送される。

動作が次に説明される。受信機は、送信信号を４本の受信アンテナで受信信号ｙ１〜ｙ４として受信する。それらはチャネル推定部２０及び信号変換部６０に与えられる。チャネル推定部２０、ランク付け部３０及び並べ換え部４０により、複数の受信信号の並ぶ順序が決定される。ここでは、受信電力の大きさの順に受信信号が並べられ、簡単のため、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４の順に受信電力が大きくなっているものとする。受信信号は、信号変換部６０により、ｚ＝（ｚ１．．．ｚ４）^Ｔ＝Ｑ^Ｈｙ のようにユニタリ変換され、変換後の信号が最尤判定部７０に入力される。

最尤判定部７０における第１段階（第１ステージ）では、初期設定に相当する処理が判定部７２−４にて行なわれる。この段階では、上記のｚ４に関する式に着目する。行列要素ｒ４４は既知であり、ｚ４は他の信号と干渉しておらず、１つの送信信号ｘ４にのみ依存していることが分かる。従って、送信信号ｘ４については、高々１６通りの信号点の候補しかない。シンボル候補生成部７４−４は、ｘ４に関する１６個（Ｃ＝１６）の信号点の候補を生成する。言い換えれば、信号のコンスタレーション（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）上の１６個の信号点が選択される。これらの候補と第４の変換後の受信信号ｚ４との二乗ユークリッド距離が、二乗ユークリッド距離算出部７６−４で算出され、距離の小さい順にＳ１個の候補が選択され、それらは生き残り候補となる。

第２段階（第２ステージ）は、判定部７２−３にて行なわれる。ここでは、ｚ３に関する式に着目する。行列要素ｒ３３，ｒ３４は既知であり、ｘ４には１６通りの候補があり、ｘ３についても１６通りの信号点の候補が存在する。ｘ３に関する新たな信号点として１６個の信号点が、シンボル生成部７４−３により導入される。従って、１６×１６＝２５６通りの信号点の組合せがあり得る（２５６個の候補がある。）。これらの候補と第３の受信信号ｘ３との２５６通りの二乗ユークリッド距離が算出され、その値の小さい順に１６個（Ｓ２＝１６）の組合せを選択することで、候補が絞り込まれる。

第３段階（第３ステージ）は、判定部７２−２にて、同様な処理が行なわれる。この段階では、ｚ２に関する式に着目する。行列要素ｒ２２，ｒ２３，ｒ２４は既知であり、送信信号ｘ３，ｘ４の組合せは前段で１６通りの候補に絞られており、ｘ２については１６通りの信号点の候補が存在する。このため、シンボル候補生成部７４−２は、ｘ２に関する１６個の候補を生成する。この場合も、２５６通りの信号点の組合せの中から、二乗ユークリッド距離の小さい１６通り（Ｓ３＝１６）の候補を選択することで、候補が絞り込まれる。

第４段階（第４ステージ、ここでは、最終ステージ）は、判定部７２−１にて、同様な処理が行なわれる。この段階では、ｚ１に関する式に着目する。行列要素ｒ１１，ｒ１２，ｒ１３，ｒ１４は既知であり、送信信号ｘ２，ｘ３，ｘ４の組合せは前段で１６通りの候補に絞られており、ｘ１については１６通りの信号点の候補が存在する。このため、シンボル候補生成部７４−１は、ｘ１に関する１６個の候補を生成する。この場合も、２５６通りの信号点の組合せの中から、二乗ユークリッド距離の小さい１６通り（Ｓ４＝１６）の候補を選択することで、候補が絞り込まれる。

このようにして、各段階で候補数を一定数（Ｓ１≦Ｃ等）以下に制限することで、総ての可能な信号点の組合せについて二乗ユークリッド距離を算出せずに、送信信号の信号点の候補を絞り込むことができる。

特開２００６−１５７３９０号公報

しかしながら、上記従来の信号分離方法においても演算量は多く更なる演算量の削減が望まれる。ところが、ただ単にシンボル候補を減らすだけでは、演算量は削減されるもののビット尤度が存在しない可能性があり、この場合には後段の復調の正確性が低下して、通信品質が劣化する可能性がある。また、特に、送信アンテナ数が少なく変調多値数が大きい場合には、最終ステージの演算量の大きさが問題となる。例えば、２×２ＭＩＭＯ、６４ＱＡＭ、ＱＲＭ−ＭＬＤの場合には、ステージ１のシンボル候補選択数をＮとすると、ステージ１およびステージ２における二乗ユークリッド距離計算回数は、それぞれ６４回、Ｎ×６４回となる。

本発明の目的は、演算量を削減しつつビット尤度の存在しない確率を下げることにより、演算量を削減でき、且つ、通信品質を向上させることができる尤度決定方法および尤度決定装置を提供することである。

本発明の尤度決定方法は、受信した空間多重信号のうち、最終ステージでのみ計算する第１の信号に含まれる各ビットの尤度を、ＱＲ分解を用いるＭＬＤ方式によって決定する尤度決定方法であって、最終の１つ前のステージまでに決定された、前記空間多重信号のうち前記第１の信号を除いた第２の信号の信号点候補の全てにより得られる前記第１の信号の信号空間上の各信号点から、前記信号空間上のコンスタレーションの信号点であって離間距離が最小である最近傍信号点を前記第２の信号の信号点候補毎に検出し、前記最近傍信号点に対応する各ビットを反転させた前記信号空間上のコンスタレーションの信号点群のうち最も位置が近い信号点を、前記第１の信号に含まれる第１ビットから第Ｍビットまでの各ビットについて、予め記憶された対応関係に基づいて選択し、前記第２の信号の信号点候補と、前記第２の信号の信号点候補毎の前記最近傍信号点及び前記最近傍信号点に対応する各ビットを反転させた前記信号空間上のコンスタレーションの信号点群のうち最も位置が近い前記信号点とを対象に、前記最終ステージに係るユリタリ変換後の受信信号点との距離を計算し、前記第１の信号に含まれる前記各ビットに対し、前記距離の内の最小値を判定して尤度を決定するようにした。

本発明の尤度決定装置は、受信した空間多重信号のうち、最終ステージでのみ計算する第１の信号に含まれる各ビットの尤度を、ＱＲ分解を用いるＭＬＤ方式によって決定する尤度決定装置であって、最終の１つ前のステージまでに決定された、前記空間多重信号のうち前記第１の信号を除いた第２の信号の信号点候補の全てにより得られる前記第１の信号の信号空間上の各信号点から、前記信号空間上のコンスタレーションの信号点であって離間距離が最小である最近傍信号点を前記第２の信号の信号点候補毎に検出する検出手段と、前記最近傍信号点に対応する各ビットを反転させた前記信号空間上のコンスタレーションの信号点群のうち最も位置が近い信号点を、前記第１の信号に含まれる第１ビットから第Ｍビットまでの各ビットについて、予め記憶された対応関係に基づいて選択する選択手段と、前記第２の信号の信号点候補と、前記第２の信号の信号点候補毎の前記最近傍信号点及び前記最近傍信号点に対応する各ビットを反転させた前記信号空間上のコンスタレーションの信号点群のうち最も位置が近い前記信号点とを対象に、前記最終ステージに係るユリタリ変換後の受信信号点との距離を計算する計算手段と、前記第１の信号に含まれる前記各ビットに対し、前記距離の内の最小値を判定して尤度を決定する尤度決定手段と、を有する構成を採る。

本発明によれば、演算量を削減でき、且つ、通信品質を向上させることができる尤度決定方法および尤度決定装置を提供することができる。

従来のＱＲＭ−ＭＬＤ法による信号分離を行なう受信機の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る最尤判定部の構成を示すブロック図 図２の最終ステージに係る判定部の詳細な構成を示す図 図３の判定部に変調多値数が６、つまり６４ＱＡＭの変調方式が適用される場合の詳細な構成を示す図 図２の最尤判定部の動作の説明に供する図 図２の尤度出力部の構成を示す図 図２の尤度出力部の動作の説明に供する図 図６の尤度出力部と比較する従来の構成例を示す図 実施の形態２に係る最尤判定部の構成を示すブロック図 ランキング方法の説明に供する図 図９の判定部に変調多値数が６、つまり６４ＱＡＭの変調方式が適用される場合の詳細な構成を示す図 図９の最尤判定部の動作の説明に供する図 図９の最尤判定部の動作の説明に供する他の図 実施の形態３に係る最尤判定部の構成を示すブロック図 「可能最大離間距離」の説明に供する図 図１４の判定部に変調多値数が６、つまり６４ＱＡＭの変調方式が適用される場合の詳細な構成を示す図 図１４の最尤判定部の動作の説明に供する図 他の実施の形態における最近傍信号点からこれに対応する信号点の選択方法の説明に供する図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。

（実施の形態１）
図２に示すように実施の形態１の、無線受信機に搭載される信号分離装置に利用する最尤判定部１００は、最終段階（最終ステージ）の処理を行う判定部１１０と、その前段階の処理を行う判定部１６０とを有する。また、上記信号分離装置では、最尤判定部１００の出力段に、尤度選択、ＬＬＲ算出などを行う尤度出力部１５０が配設される。

さらに判定部１１０は、近傍信号点候補検出部１２０と、信号点候補選択部１３０と、距離算出部１４０とを有する。

最尤判定部１００には、上記従来技術の最尤判定部と同様に、信号変換部からユリタリ変換後の受信信号ベクトルｚおよび上三角行列Ｒの行列要素が入力される。

最終ステージの１つ前のステージに係る判定部１６０は、最終ステージで各候補点に対する２乗ユークリッド距離が算出される送信信号以外の、各送信信号の候補点の組み合わせ（Ｎ通り）を出力する。

最終ステージに係る判定部１１０は、判定部１６０から入力される、各送信信号のシンボル候補の組み合わせ（Ｎ通り）の各々について、シンボル候補固定時の信号点からコンスタレーション上で最も近い最近傍信号点を検出するとともに、この最近傍信号点および当該最近傍信号点と予め対応づけられているｍ個の信号点と、最終ステージに係る受信信号との２乗ユークリッド距離を算出し、この２乗ユークリッド距離を尤度出力部１５０に出力する。

具体的には、近傍信号点候補検出部１２０は、判定部１６０から入力される、各送信信号のシンボル候補の組み合わせ（Ｎ通り）の各々について、「シンボル候補固定時の信号点」からコンスタレーション上で最も近い最近傍信号点を検出する。

信号点候補選択部１３０は、近傍信号点候補検出部１２０にて検出された最近傍信号点に対応するコンスタレーション上のｍ個の信号点を距離算出部１４０に出力する。例えば、信号点候補選択部１３０は、予め最終ステージで使用されるコンスタレーション上の各信号点と、これに対応するｍ個の信号点とを対応づけて記憶するメモリから構成される。ここで、予め最終ステージで使用されるコンスタレーション上の各信号点に対応するｍ個の信号点は、前記コンスタレーション上の信号点の各々のビットごとに反転した信号点であって最も近い信号点である。反転する候補ビットの数は変調多値数であり、また、複数の反転について同一の信号点が選択される場合も考えられるため、ｍは送信信号の変調多値数以下の自然数である。なお、最近傍信号点および当該最近傍信号点と対応づけられた信号点の纏まりを、以下では「信号点グループ」と呼ぶことがある。

距離算出部１４０は、近傍信号点候補検出部１２０にて検出された最近傍信号点および信号点候補選択部１３０からのｍ個の信号点、すなわち信号点グループの構成信号点の各々と、ユリタリ変換後の最終ステージに係る受信信号との２乗ユークリッド距離を算出する。

尤度出力部１５０は、距離算出部１４０にて算出された２乗ユークリッド距離に基づいて、最終ステージに係る送信信号の尤度を選択する。Ｎ個の信号点グループの各々には、最終ステージに係る送信信号の全てのビットに関して「１」を持つ信号点および「０」を持つ信号点が構成信号点として含まれていることから、尤度出力部１５０は、各ビットのビット値ごとに、全ての信号点グループの構成信号点の中で最も２乗ユークリッド距離が小さい信号点を選択し、この選択された信号点とこれに対応する尤度とを出力する。また、尤度出力部１５０は、距離算出部１４０にて算出された２乗ユークリッド距離に基づいて、最終ステージより前の各ステージに係る送信信号の尤度についても、上記最終段階の選択と同様の考え方で処理を行うことにより、各着目ビットのビット値ごとに候補信号点が分類された各組の中で最もユークリッド距離を示す量が小さい信号点を選択し、この選択された信号点とこれに対応する尤度とを出力する。さらに、各ビットに対して、ビット値０の尤度、ビット値１の尤度から各ビットのＬＬＲを算出する。こうすることにより、尤度出力部１５０は、ステージの各々に関し、各ビットのビット値ごとに、全ての候補信号点の中で最も２乗ユークリッド距離が小さい信号点に対応する尤度を選択している。尤度出力部１５０の構成および動作については、後に詳述する。

図３は、図２の最終ステージに係る判定部１１０の詳細な構成を示す図である。同図に示すように、判定部１１０には、最終より１つ前のステージからのＮ通りのユリタリ変換後の受信信号の組み合わせの各々について、最近傍信号点の検出、当該最近傍信号点に対応する信号点の出力、および信号点グループの構成信号点の各々とユリタリ変換後の最終ステージに係る受信信号点との２乗ユークリッド距離の算出を行う機能部として、近傍信号点候補検出部１２０−１〜Ｎ、信号点候補選択部１３０−１〜Ｎ、および距離算出部１４０−１〜Ｎが並列に設けられている。さらに、距離算出部１４０は、２乗ユークリッド距離算出回路１４２−１〜ｍ＋１を有する。２乗ユークリッド距離算出回路１４２−１〜ｍは、それぞれ信号点候補選択部１３０の出力である、最近傍信号点に対応するｍ個の信号点と、最終ステージに係る受信信号点との２乗ユークリッド距離を算出する。２乗ユークリッド距離算出回路１４２−ｍ＋１は、近傍信号点候補検出部１２０にて検出された最近傍信号点と、最終ステージに係る受信信号点との２乗ユークリッド距離を算出する。

図４は、特に、変調多値数が６、つまり６４ＱＡＭの変調方式が適用される場合の判定部１１０の詳細な構成を示す図である。同図に示すように距離算出部１４０は、２乗ユークリッド距離算出回路１４２−１〜７を有している。

次に最尤判定部１００の動作、特にここでは、変調方式として６４ＱＡＭが適用される場合の判定部１１０における近傍信号点候補検出部１２０、信号点候補選択部１３０、および距離算出部１４０の動作について図５を参照して説明する。また、説明を簡単にするために、送信側のアンテナ数が４、受信側のアンテナ数が４、すなわち４×４のＭＩＭＯ通信がなされる場合について説明する。

近傍信号点候補検出部１２０には、判定部１６０から最終より１つ前のステージまでの各送信信号の候補点の組み合わせが入力される。

ここでは、４×４ＭＩＭＯが適用されているので、最終ステージ（第４ステージ）で用いられる関係式は、上述のｚ１＝ｒ１１ｘ１＋ｒ１２ｘ２＋ｒ１３ｘ３＋ｒ１４ｘ４である。最終より１つ前のステージまでに、ｘ２、ｘ３、ｘ４の候補信号点の組み合わせＮ通りが近傍信号点候補検出部１２０に入力される。

近傍信号点候補検出部１２０では、各送信信号のシンボル候補の組み合わせ（Ｎ通り）の各々について、「シンボル候補固定時の信号点」からコンスタレーション上で最も近い最近傍信号点が検出される。上記式の一部であるｒ１２ｘ２＋ｒ１３ｘ３＋ｒ１４ｘ４に、各送信信号のシンボル候補の組み合わせ（すなわち、各ｘ２、ｘ３、ｘ４の組み合わせ）を入力した結果が、図５に示すコンスタレーション上の■の点、つまり「シンボル候補固定時の信号点」である。この「シンボル候補固定時の信号点」から最も距離の近い信号点が近傍信号点候補検出部１２０で検出される。この処理は、組み合わせごとに行われる。図５の最上段のコンスタレーションでは、「００００００」が最近傍信号点として検出される。

信号点候補選択部１３０には、予め最終ステージで使用されるコンスタレーション上の各信号点と、これに対応するｍ個の信号点とを対応づけて記憶されている。そして、信号点候補選択部１３０では、近傍信号点候補検出部１２０にて組み合わせごとに検出された最近傍信号点の各々に対応するｍ個の信号点を距離算出部１４０に出力する。

ここで、最終ステージで使用されるコンスタレーション上の各信号点に対応するｍ個の信号点は、前記コンスタレーション上の信号点の各々のビットごとに反転した信号点であって最も近い信号点である。すなわち、最近近傍信号点が「００００００」の場合には、最初のビットが反転している信号点「１ＸＸＸＸＸ」のうち最近傍信号点から最も近い信号点である「１０００１０」が信号点グループの構成信号点として選択される。また、２番目のビットが反転している信号点「Ｘ１ＸＸＸＸ」のうち最近傍信号点から最も近い信号点である「０１０００１」が信号点グループの構成信号点として選択される。６４ＱＡＭでは、６ビットについて各々構成信号点が選択される。なお、ここではグレイコード化されたコンスタレーションを前提に説明しているので、最近傍信号点の他にビット数だけ構成信号点が必要となる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他のコード化によるコンスタレーションを使用することもできる。このコンスタレーションによっては、例えば、各ビットに関し反転している信号点のうち、最近傍点信号点から最も近い信号点が「１１１１１１」である場合もある。その場合には、信号点グループの構成信号点は、「１１１１１１」が唯一のものとなる。そのため、信号点候補選択部１３０には、予め最終ステージで使用されるコンスタレーション上の各信号点と、これに対応する、送信信号の変調多値数以下の自然数であるｍ個の信号点とが、対応づけて記憶されている。

距離算出部１４０では、近傍信号点候補検出部１２０にて検出された最近傍信号点および信号点候補選択部１３０からのｍ個の信号点、すなわち信号点グループの構成信号点の各々と、ユリタリ変換後の最終ステージに係る受信信号ｚ１との２乗ユークリッド距離が算出される。

次に尤度出力部１５０の構成および動作について、図６および図７を参照して説明する。

図６に示すように尤度出力部１５０は、距離算出部１４０にて算出された２乗ユークリッド距離に基づいて、最終ステージに係る送信信号の尤度を選択する選択部１５２と、最終ステージに係る送信信号の候補点を最近傍信号点（Ｎ個）としたときの尤度を、最終ステージより前のステージごとに決定された送信信号候補点の各ビットのビット値と対応づけて尤度を出力する選択部１５４と、各送信信号のビット尤度に基づいて、ＬＬＲを算出するＬＬＲ算出部１７０とを有する。

選択部１５２は、さらに振り分け部１５６−１〜Ｎと、選択部１５８−１〜６（変調多値数に対応）とを有する。振り分け部１５６は、最終の１つ前のステージまでの各送信信号のシンボル候補の組み合わせ（Ｎ通り）に相当する数Ｎだけ、すなわち候補点グループ数と同じＮだけ配設されている。振り分け部１５６−１〜Ｎは、それぞれ異なる候補点グループの構成信号点を入力し、最近傍信号点以外の構成信号点を選択する際に着目したビットに応じた選択部１５８に出力するとともに、最近傍信号点については全ての選択部１５８に出力する。

選択部１５８は変調多値数に相当する数だけ設けられている。各選択部１５８は、着目するビットが予め設定されており、その着目するビットのビット値ごとに２乗ユークリッド距離が最小となる入力信号点を選択し、選択された入力信号点とこれに対応する最終ステージまでに決定された信号候補点とこれらに対応する尤度とを出力する。選択部１５８は、それぞれビット値に応じた２つのセレクタ（ＳＥＬ）を有する。

選択部１５４は、最初のステージから最終の１つ前のステージまでの各ステージに対応する選択部１５４−１〜（Ｘ−１）を有する。選択部１５４−１〜（Ｘ−１）の各々は、最終より１つ前までの各ステージと対応しており、距離算出部１４０にて算出された２乗ユークリッド距離に基づいて、最終ステージより前の各ステージに係る送信信号の尤度について、上記選択部１５２における最終段階の選択と同様の考え方で処理を行うことにより、各着目ビットのビット値ごとに候補信号点が分類された各組の中で最もユークリッド距離を示す量が小さい信号点を選択し、この選択された信号点とこれに対応する尤度とを出力する。

ＬＬＲ算出部１７０は、選択部１５２および選択部１５４からの出力を用いて、各ステージに係る送信信号に関し、各着目ビットのビット値０の尤度およびビット値１の尤度から各着目ビットのＬＬＲを算出する。

以上の選択部１５２の動作について図７を参照して視覚的に説明する。

各振り分け部１５６には、図７の左側に示したＮ個の信号点グループが入力される。同図の左上の信号点グループを見ると、着目するビット（同図のｄｘのビット）のビット値ごとに分類される。すなわち、最近傍信号点については、各着目ビットのビット値ごとにそのまま分類される。その他の構成信号点については、選択する際に着目したビットに応じて分類される。

各振り分け部１５６は、このような分類に従って、着目ビットごとに設けられた選択部１５８に入力構成信号点を振り分ける。

各選択部１５８は、予め着目するビットが設定されている。すなわち、選択部１５８は、図７の右図の着目ビット（同図のｄｘのビット）ごとにそれぞれ用意されている。各選択部１５８は、その着目ビットのビット値ごとに、２乗ユークリッド距離が最小となる入力信号点を選択し、選択された入力信号点とこれに対応する最終ステージまでに決定された信号候補点とこれらに対応する尤度とを出力する。すなわち、例えば、選択部１５８−１は、１ビット目を着目することが予め設定されており、着目ビットのビット値０に対応して「００００００」，．．．，「０１００１１」の中で、２乗ユークリッド距離が最小となる入力信号点を選択し、選択された入力信号点とこれに対応する最終ステージまでに決定された信号候補点とこれらに対応する尤度とを出力する。さらに、選択部１５８−１は、着目ビットのビット値１に対応して「１０００１０」，．．．，「１１００１１」の中で、２乗ユークリッド距離が最小となる入力信号点を選択し、選択された入力信号点とこれに対応する最終ステージまでに決定された信号候補点とこれらに対応する尤度とを出力する。因みに、信号点候補選択部１３０および近傍信号点候補検出部１２０から出力される信号点グループの構成信号点には、最終ステージに係る送信信号の全てのビットに関して「１」を持つ信号点および「０」を持つ信号点が効率良く含まれている。そのため、選択部１５２にて各ビットのビット値ごとに１つの尤度に絞っても、後段処理の信頼性に対する影響は少ない。その一方で、上記のとおり後段の処理量を格段に削減できる効果がある。

ここで参考のために、従来のＱＲＭ−ＭＬＤのように最終ステージのシンボル候補を絞ることなく、最終ステージのシンボル候補数６４個とする場合に、上記尤度出力部と同じような処理を行うとすると、選択部１５２、選択部１５４は図８に示すような構成となる。この構成では、セレクタが（２４Ｎ−１２）×Ｘ＋３６１×Ｎ個必要である。本実施の形態の尤度出力部１５０の構成と比べると、セレクタが３６１×Ｎ個多く必要となる。従って、最尤判定部１００を上述のような構成とすることにより、構成および制御の面でも簡単化することができる。

なお上記説明においては、最終の１つ前のステージまでの各ステージからの出力について特に説明を行っていないが、本発明はその態様により特に限定されるものではなく、ＱＲ−ＭＬＤでも、ＱＲＭ−ＭＬＤでも、象限検出ＱＲＭ−ＭＬＤでもよい。

このように実施の形態１によれば、ＭＩＭＯ方式の無線受信装置で使用される、ＱＲ分解を用いるＭＬＤ方式で信号分離を行う信号分離装置に、ＭＬＤにおける最終の１つ前のステージまでに決定された信号点候補の残された全組み合わせについて当該組み合わせを固定したときに得られる各信号点（「シンボル候補固定時の信号点」）から、最終ステージで使用されるコンスタレーション上の信号点であって離間距離が最小である最近傍信号点を検出する検出手段としての近傍信号点候補検出部１２０と、各最近傍信号点に対応する、受信信号の変調多値数以下の自然数ｍ個の前記コンスタレーション上の信号点を選択する選択手段としての信号点候補選択部１３０と、前記最近傍信号点および前記選択された信号点の各々と、前記最終ステージに係るユリタリ変換後の受信信号点とのユークリッド距離を示す量（２乗ユークリッド距離）を算出する距離算出手段としての距離算出部１４０と、を設けた。

こうすることにより、最終より１つ前のステージまでに決定された信号点候補の残された全組み合わせの各々に対しての候補点をｍ＋１個に絞ることができるので、演算量を削減でき消費電力を低減することができる。

前記最近傍信号点と対応する前記コンスタレーション上の信号点の各々（つまり、信号点候補選択部１３０にて最近傍信号点に応じて出力される信号点群の各々）は、前記最近傍信号点のビットのうち着目する着目ビットごとにビット値が反転された信号点であって前記最近傍信号点から最も近い信号点である。

こうすることにより、各組み合わせに対応する最近傍信号点およびこれに対応するｍ個の信号点には、最終ステージに係る送信信号の全てのビットに関して「１」を持つ信号点および「０」を持つ信号点が構成信号点として含まれているので、ビット尤度の存在しない確率を下げることができ、この信号分離装置が搭載される通信装置の通信品質を向上させることができる。

さらに信号分離装置が、各着目ビットのビット値ごとに前記全組み合わせに係る最近傍信号点および前記最近傍信号点に対応する信号点が分類された各組の中で最もユークリッド距離を示す量が小さい信号点を選択する他の選択手段としての尤度出力部１５０を具備するようにした。

こうすることにより、信号分離装置の出力にビット尤度の存在しない確率を下げつつ出力量を低減することができ、後段処理の信頼性を維持し且つ演算量を削減することができる。

また、送信アンテナ数Ｎ、受信アンテナ数ＭのＭＩＭＯ方式の無線受信装置（本実施の形態では、Ｎ及びＭのいずれも４）で使用される、ＱＲ分解を用いるＭＬＤ方式で信号分離を行う信号分離装置に、チャネル推定行列をＱＲ分解して得られる三角行列において、０である行列要素が存在する行（本実施の形態では、最終ステージに対応する行以外の行）に含まれる０でない行列要素と掛け合わされる送信信号候補が取りうる最大組合せ数以下の全組み合わせを出力する判定部１６０と、前記全組み合わせについて、三角行列において０である行列要素が存在しない行に含まれる行列要素と送信信号候補との積の総和と、ユニタリ行列の共役転置行列を受信信号ベクトルに乗算した後のユニタリ変換後の受信信号ベクトルの、前記総和に対応する行列要素との、コンスタレーション上の離間距離が最小である最近傍信号点を検出する近傍信号点候補検出部１２０と、前記全組み合わせについて、前記０でない行列要素と掛け合わされる送信信号候補以外の送信信号候補の各ビットのビット値ごとについて、前記０でない行列要素と送信信号候補との積の総和と、これに対応するユニタリ変換後の受信信号とのユークリッド距離を示す量、および、前記最近傍信号点の各々と、これに対応するユニタリ変換後の受信信号とのユークリッド距離を示す量の和を算出する距離算出部１４０（具体的には、２乗ユークリッド距離算出回路１４２−７）と、前記０でない行列要素と掛け合わされる送信信号候補の各ビットのビット値ごとに前記全組み合わせに係る最近傍信号点が分類された各組の中で、距離算出部１４０にて算出された和が最も小さい信号点を選択する尤度出力部１５０（具体的には、選択部１５２）と、を設けた。

さらに、その信号分離装置は、チャネル推定行列をＱＲ分解して得られる三角行列において、０でない行列要素と掛け合わされる送信信号候補の各ビットのビット値ごとについて、各最近傍信号点に対応する、送信信号の変調多値数以下の自然数個の前記コンスタレーション上の信号点を選択する信号点候補選択部１３０を具備し、距離算出部１４０が、前記全組み合わせについて、前記０でない行列要素と送信信号候補との積の総和と、これに対応するユニタリ変換後の受信信号とのユークリッド距離を示す量、並びに、前記最近傍信号点および前記選択された信号点の各々と、これに対応するユニタリ変換後の受信信号とのユークリッド距離を示す量の和を算出し、尤度出力部１５０が、前記全組み合わせに係る最近傍信号点および前記最近傍信号点に対応する信号点が各ビットのビット値ごとに分類された各組の中で、前記距離算出手段にて算出された和が最も小さい信号点を選択する。

（実施の形態２）
実施の形態２においては、ＱＲ分解を伴い、さらにＭアルゴリズムを用いるＭＬＤであるＱＲＭ−ＭＬＤに限定される。このとき最終より１つ前のステージまでの２乗ユークリッド距離の和ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１}は、小さい順に、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（１位）}，ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（２位）}，ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（３位）}，_・・・，ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（Ｎ位）}となる。最終より１つ前のステージに係る判定部から入力される上記２乗ユークリッド距離は、最終ステージに係る判定部に上記のような順序で入力される。

本実施の形態においては、以下の理論に基づき最終段階の２乗ユークリッド距離の算出量を削減するものである。説明を簡単にするために変調多値数ｍ＝６、つまり６４ＱＡＭを例として説明する。

最終より１つ前の段階までの２乗ユークリッド距離の和に関し、ｋ位とその次のｋ＋１位に着目すると、それぞれの最終的な２乗ユークリッド距離の和ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}は、以下のようになる。
ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}＝ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ位）}＋ｅ_Ｘ
ｅ’_{ＳＵＭ１〜Ｘ}＝ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}＋ｅ’_Ｘ
となる。
ただし、ｅ_Ｘ、ｅ’_Ｘは、６４ＱＡＭの場合には、それぞれ７通りある。
上記前提条件により、
ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ位）}≦ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}
である。
また、２乗ユークリッド距離は０以上の値を持つため、各ｅ_Ｘに対して、
ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}≦ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}
が言えるならば、
ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}≦ｅ’_{ＳＵＭ１〜Ｘ}
が必ず言える。

この場合、最終ステージより１つ前のステージまでの、ｋ＋１位の２乗ユークリッド距離の和に対応する、最終ステージの２乗ユークリッド距離の和は、尤度候補に選ぶ必要がない。よって、２乗ユークリッド距離計算をしなくてもよいので、消費電力削減の効果が得られるものである。ただし、計算をする必要がなくなるのは、あくまでも最終ステージの尤度候補だけであり、最終以外のステージではその後のステージにて尤度候補を計算するために、最近傍信号点の２乗ユークリッド距離だけは計算する必要がある。

図９に示すように実施の形態２の、無線受信機に搭載される信号分離装置に利用する最尤判定部２００は、最終段階（最終ステージ）の処理を行う判定部２１０と、その前段階の処理を行う判定部２６０とを有する。さらに判定部２１０は、区画／近傍信号点候補検出部２２０と、信号点候補選択部２３０と、距離算出部２４０と、尤度選択制御部２７０とを有する。

判定部２６０は、そのステージまでに決定された、各送信信号のシンボル候補の組み合わせと、各々に対応する２乗ユークリッド距離の和とを、２乗ユークリッド距離の和が小さい順にランキングして判定部２１０（特に、区画／近傍信号点候補検出部２２０、尤度選択制御部２７０）に出力する。

区画／近傍信号点候補検出部２２０は、判定部２６０から入力される、各送信信号のシンボル候補の組み合わせ（Ｎ通り）の各々について、「シンボル候補固定時の信号点」からコンスタレーション上で最も近い最近傍信号点を検出し且つ「シンボル候補固定時の信号点」が前記最近傍信号点を中心として区分けされた区画を検出し、尤度選択制御部２７０からの命令信号に従って、各送信信号のシンボル候補の組み合わせに関する最近傍信号点および検出された区画を、２乗ユークリッド距離の小さい順番で順々に信号点候補選択部２３０および距離算出部２４０に出力する。

信号点候補選択部２３０は、尤度選択制御部２７０からの命令信号に従って、区画／近傍信号点候補検出部２２０からの最近傍信号点に対応するコンスタレーション上の信号点を、２乗ユークリッド距離の小さい順番で順々に距離算出部２４０に出力する。例えば、信号点候補選択部２３０には、予め最終ステージで使用されるコンスタレーション上の各信号点と、これに対応するｍ個の信号点とが対応づけられて記憶されている。さらに、信号点候補選択部２３０には、予め最終ステージで使用されるコンスタレーション上の各信号点を中心として区分けされた区画と、上記各信号点と対応するｍ個の信号点との距離に基づいて、上記ｍ個の信号点がランキングされて記憶されている。そのため、信号点候補選択部２３０は、尤度選択制御部２７０からの命令信号の内容に応じて、各組み合わせに対応するｍ個の信号点の全体の出力のみならず、各組み合わせに対応するｍ個の信号点のうち特定のランキングの信号点のみ出力も可能に構成されている。なお、最近傍信号点、およびｍ個全体又はその一部に拘わらず信号点候補選択部２３０からの信号点を合わせて、実施の形態１と同様に、「信号点グループ」と呼ぶことがある。

ここで、ｍ個の信号点のランキング方法について図１０を用いて説明する。同図の四角い枠内にあるときに、最近傍信号点は、「００００００」となる。さらに最近傍信号点を中心とするエリア（上記四角い枠）を分割し、分割エリアに応じてｍ個の信号点までの距離はランキング可能となる。すなわち、「シンボル候補固定時の信号点」が位置する分割エリアを検出できれば、ｍ個の信号点までの距離が略一意に決まるので、ランキングすることができる。

距離算出部２４０は、区画／近傍信号点候補検出部２２０からの最近傍信号点および信号点候補選択部２３０からの信号点の各々と、ユリタリ変換後の最終ステージに係る受信信号との２乗ユークリッド距離を算出し、算出結果を尤度選択制御部２７０に出力する。

尤度選択制御部２７０は、距離算出部２４０から受け取り保持している、或る信号点グループに係る最終的な２乗ユークリッド距離の和（上記説明におけるｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}）と、その信号点グループに係る前ステージまでの各送信信号の組み合わせよりも１ランク下（すなわち、２乗ユークリッド距離の和が小さい順に並べられた順位が１つ多い）の組み合わせに係る前ステージまでの２乗ユークリッド距離の和（上記説明におけるｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}）とを比較する。

尤度選択制御部２７０は、比較の結果、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}がｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}以下の場合には、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}に係る信号点グループと、この構成信号点ごとの最終的な２乗ユークリッド距離とを尤度出力部１５０に出力する。一方、尤度選択制御部２７０は、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}がｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}より大きいときには、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}に対応する信号点グループの最終的な２乗ユークリッド距離の和を保持するとともに、信号点候補選択部２３０および区画／近傍信号点候補検出部２２０に対して、前ステージまでの２乗ユークリッド距離の和のランキング順位が次の、送信信号の組み合わせに係る信号点グループの出力を命ずるべく命令信号を出力する。因みに、尤度選択制御部２７０は、或る信号点グループに係るｍ＋１個の最終的な２乗ユークリッド距離の和と、その信号点グループに係る前ステージまでの各送信信号の組み合わせよりも１ランク下（すなわち、２乗ユークリッド距離の和が小さい順に並べられた順位が１つ多い）の組み合わせに係る前ステージまでのｍ＋１個の２乗ユークリッド距離の和とを、信号点候補選択部２３０にてランクされている検出区画からの距離に関するランキングに応じて比較するため、信号点候補選択部２３０に対する命令信号には、比較の結果、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}がｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}より大きくなってしまった構成信号点の着目ビットおよびそのビット値に対応する信号点のみの出力命令を含めてもよい。なお、尤度選択制御部２７０は、前ステージから各送信信号のシンボル候補の組み合わせと、各々に対応する２乗ユークリッド距離の和とが入力されたタイミングで先ずランキング１位に係る信号点グループの出力を制御するために命令信号を信号点候補選択部２３０および区画／近傍信号点候補検出部２２０に対して出力する。

図１１は、特に、変調多値数が６、つまり６４ＱＡＭの変調方式が適用される場合の判定部２１０の詳細な構成を示す図である。判定部２１０が備える各機能部（区画／近傍信号点候補検出部２２０、信号点候補選択部２３０、距離算出部２４０）は、最終より１つ前のステージまでの、各送信信号のシンボル候補の組み合わせ（Ｎ通り）に対応する２乗ユークリッド距離算出処理部２８０−１〜Ｎのそれぞれに設けられている。距離算出部２４０は、それぞれ７つの２乗ユークリッド距離算出回路２４２を有している。

まず尤度選択制御部２７０は、前ステージから各送信信号のシンボル候補の組み合わせと、各々に対応する２乗ユークリッド距離の和とが入力されたタイミングで先ずランキング１位に係る信号点グループの出力を制御するために命令信号を２乗ユークリッド距離算出処理部２８０−１の信号点候補選択部２３０および区画／近傍信号点候補検出部２２０に対して出力する。そして、これに応じた最終的な２乗ユークリッド距離が入力される。

そして、尤度選択制御部２７０は、次にランキング２位に係る信号点グループの出力を制御するために命令信号を２乗ユークリッド距離算出処理部２８０−２に出力する。このように尤度選択制御部２７０は、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}≦ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}を満たすまで、次の２乗ユークリッド距離算出処理２８０に対して出力命令信号を出力する。

次に上記構成を有する最尤判定部 ２００の動作、特に、変調方式として６４ＱＡＭが適用される場合の判定部２１０の尤度選択制御部２７０の動作について図１２を参照して説明する。

図１２の上側には、最終よりも１つ前のステージまでの、ランキングｋ位の２乗ユークリッド距離の和を持つ、送信信号の組み合わせ（ｄ_１ｄ_２・・・ｄ_Ｘ−１）に対応する信号点グループの構成信号点を着目ビットごとに分類し、さらに最近傍信号点以外の信号点を検出区画からの離間距離に基づいてランキング（同図中の（１））した様子が示される。同図では、最近傍信号点に対する２乗ユークリッド距離が１位になることは明白なので、最近傍信号点を除いた他の構成信号点に対してランクづけしている。尤度選択制御部２７０では、信号点グループのこれらの構成信号点の各々に対応する、最終的な２乗ユークリッド距離の和ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}（７通り）が取得される。

次に、尤度選択制御部２７０では、この最終的な２乗ユークリッド距離の和ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}（７通り）と、最終よりも１つ前のステージまでの、次のランキングｋ＋１位の２乗ユークリッド距離の和を持つ送信信号の組み合わせ（ｄ’_１ｄ’_２・・・ｄ’_Ｘ−１）の当該前ステージまでの２乗ユークリッド距離の和ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}とが比較される（同図中の（２））。

そして、比較の結果、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}がｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}以下の場合には、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}に係る信号点グループと、この構成信号点ごとの最終的な２乗ユークリッド距離とを尤度出力部１５０に出力する。一方、尤度選択制御部２７０は、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}がｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}より大きいときには、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}に対応する信号点グループの最終的な２乗ユークリッド距離の和を保持（更新）するとともに、信号点候補選択部２３０および区画／近傍信号点候補検出部２２０に対して、前ステージまでの２乗ユークリッド距離の和のランキング順位が次の、送信信号の組み合わせに係る信号点グループの出力を命ずるべく命令信号を出力する（同図中の（３））。

因みに、同図の上側に示される信号点グループの四角で囲まれた構成信号点（ランキング５位、６位）のみについて、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}がｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}より大きくなってしまった場合には、その構成信号点の着目ビットおよびそのビット値（同図では、「０１０００１」については着目ビットが第２ビットでそのビット値が「１」、「１０００１０」については着目ビットが第１ビットでそのビット値が「１」）に対応する構成信号点の出力命令信号を信号点候補選択部２３０に対して出力することになる。

すなわち、同図中の（２）においては、前ステージまでのシンボル候補ｄ’_１ｄ’_２・・・ｄ’_Ｘ−１に対応する２乗ユークリッド距離の和ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}と、ランキングされた尤度候補に対する２乗ユークリッド距離の和との比較が行われる。そして、同図中の（３）においては、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}＜ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}が成り立つ尤度候補に対して、尤度候補と２乗ユークリッド距離の和ｅ’_{ＳＵＭ１〜Ｘ}が更新される。例えば、同図中の（２）の比較において、同図上側の表の１位から順に比較していき、５位、６位でｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}＜ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}が成り立った場合には、最終ステージのシンボル候補の１、２ビット目ビット値１の尤度候補に対応する２乗ユークリッド距離の和を、１、２ビット目ビット値１の尤度候補に対応するｅ’_{ＳＵＭ１〜Ｘ}と比較して小さい方を新たな２乗ユークリッド距離の和として更新する。さらに、次に同じ処理を繰り返すときには、再び１位から順に比較する必要はなく、５位、６位だけを比較すればよい。６位まで更新が起こらなければ、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ位）}≦ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）} （ｋ＝１〜Ｎ−１）であるのでそれ以降も更新は起きない。したがって、その時点以降、２乗ユークリッド距離は計算しなくてもよい。ただし、前述の通り、計算をする必要がなくなるのは、あくまでも最終ステージの尤度候補だけであり、最終以外のステージの尤度候補を計算するために、最近傍信号点の２乗ユークリッド距離だけは計算する必要がある。

以上の説明を図１３を参照してさらに詳細に説明する。第１に、ｋ位の最近傍信号点の２乗ユークリッド距離の和ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}（最近傍）、ｋ位の最近傍信号点に対応するｍ個の信号点の１位〜６位のｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ}（１〜６位）に関し、ｋ＋１位の最近傍信号点の２乗ユークリッド距離の和ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１}（ｋ＋１位）と大きさを比較する（同図中の（１））。第２に、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１}（ｋ＋１位）が、ｋ位の４位と５位との間にあるとき、ｋ位の最近傍信号点、ｋ位の１〜４位に対応する着目ビットおよびそのビット値の尤度が確定する（同図中の（２））。第３に、ｋ位の５位、６位については、それぞれに対応するビットおよびそのビット値がｋ＋１位の何位に相当するかを把握する。たとえば、ｋ位の５位についてｋ＋１位の４位が、ｋ位の６位に対してｋ＋１位の２位が対応するとする（同図中の（３））。第４に、これらを比較して、２乗ユークリッド距離の和の小さいほうをそのビットおよびビット値の尤度候補とする（同図中の（４））。これらのビット、ビット値の尤度は未確定である。第５に、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１}（ｋ＋２位）の大きさを、ｋ＋１位の２位、ｋ位の５位と比較する（同図中の（５））。第６に、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１}（ｋ＋２位）がｋ位の５位より大きいとき、ｋ＋１位の２位、ｋ位の５位に対応するビット・ビット値の尤度は、そのときそれぞれが保持している２乗ユークリッド距離の和の値に確定する。この時点で全てのビット・ビット値に対して尤度が確定することになる（同図中の（６））。そして、これ以降、２乗ユークリッド距離は計算しなくてよい（但し、最近傍点を除く）。

このように実施の形態２によれば、ＭＩＭＯ方式の無線受信装置で使用される、ＱＲ分解を用いるＭＬＤ方式で信号分離を行う信号分離装置に、ＭＬＤにおける最終の１つ前のステージまでに決定された信号点候補の残された全組み合わせについて当該組み合わせを固定したときに得られる各信号点から、最終ステージで使用されるコンスタレーション上の信号点であって離間距離が最小である最近傍信号点を検出する検出手段としての区画／近傍信号点候補検出部２２０と、各最近傍信号点に対応する、受信信号の変調多値数以下の自然数個の前記コンスタレーション上の信号点を選択する選択手段としての信号点候補選択部２３０と、前記最近傍信号点および前記選択された信号点の各々と、前記最終ステージに係るユリタリ変換後の受信信号点とのユークリッド距離を示す量を算出する距離算出手段としての距離算出部２４０と、さらに、前記組み合わせに係る信号点候補と各ステージに係るユリタリ変換後の受信信号点とのユークリッド距離を示す量の小さい順番で、前記検出手段および前記選択手段から前記最近傍信号点およびこれに対応する信号点を順次出力させ、且つ、現組み合わせに係る最終的なユークリッド距離を示す量が、前記現組み合わせより前記順番が１つ大きい前記最終より１つ前のステージまでのユークリッド距離を示す量以下のときに、前記出力を停止させると共に前記現組み合わせに係る最近傍信号点および当該最近傍信号点に対応する信号点を選択する他の選択手段としての尤度選択制御部２７０とを設けた。

こうすることにより、現組み合わせに係る最終的なユークリッド距離を示す量が、前記現組み合わせより前記順番が１つ大きい前記最終より１つ前のステージまでのユークリッド距離を示す量以下のときに、前記検出手段および前記選択手段の出力を停止させることができるので、両手段の後段の距離算出部２４０の演算量を削減することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態２と同様の理論を用いて、２乗ユークリッド距離の算出量を削減することを目的としている。ただし、実施の形態３においては、信号点候補選択部にて最終ステージにて使用するコンスタレーション上の各信号点とこれに対応するｍ個の信号点とを対応づけて記憶し、さらに上記コンスタレーション上の隣接信号点間の最短距離を距離単位１として、上記ｍ個の信号点の最近傍信号点からの距離を前記距離単位で表した暫定距離を上記ｍ個の信号点と対応づけて記憶する。そして、尤度選択制御部での「比較」に暫定距離に応じた所定距離が用いられる。

図１４に示すように実施の形態３の、無線受信機に搭載される信号分離装置に利用する最尤判定部３００は、最終段階（最終ステージ）の処理を行う判定部３１０有する。この判定部３１０は、近傍信号点候補検出部３２０と、信号点候補選択部３３０と、距離算出部３４０と、尤度選択制御部３７０とを有する。

判定部２６０は、そのステージまでに決定された、各送信信号のシンボル候補の組み合わせと、各々に対応する２乗ユークリッド距離の和とを、２乗ユークリッド距離の和が小さい順にランキングして判定部３１０（特に、近傍信号点候補検出部３２０、尤度選択制御部３７０）に出力する。

近傍信号点候補検出部３２０は、判定部２６０から入力される、各送信信号のシンボル候補の組み合わせ（Ｎ通り）の各々について、「シンボル候補固定時の信号点」からコンスタレーション上で最も近い最近傍信号点を検出し、尤度選択制御部３７０からの命令信号に従って、各送信信号のシンボル候補の組み合わせに関する最近傍信号点を、２乗ユークリッド距離の小さい順番で順々に信号点候補選択部３３０および距離算出部３４０に出力する。

信号点候補選択部３３０は、尤度選択制御部３７０からの命令信号に従って、近傍点信号候補検出部３２０からの最近傍信号点に対応するコンスタレーション上の信号点およびその「暫定距離」を、前ステージまでの２乗ユークリッド距離の小さい順番で順々に距離算出部３４０に出力する。例えば、信号点候補選択部３３０には、予め最終ステージで使用されるコンスタレーション上の各信号点と、これに対応するｍ個の信号点とが対応づけられて記憶され、さらに、予め最終ステージで使用されるコンスタレーション上の各信号点とこれと対応するｍ個の信号点との「暫定距離」に基づいて、上記ｍ個の信号点がランキングされて記憶されている。そのため、信号点候補選択部３３０は、尤度選択制御部３７０からの命令信号の内容に応じて、各組み合わせに対応するｍ個の信号点の全体の出力のみならず、各組み合わせに対応するｍ個の信号点のうち特定のランキングの信号点のみ出力も可能に構成されている。なお、最近傍信号点、およびｍ個全体又はその一部に拘わらず信号点候補選択部３３０からの信号点を合わせて、実施の形態１と同様に、「信号点グループ」と呼ぶことがある。

ここで、図１５を参照して「ｍ個の信号点とその暫定距離」について説明する。同図には、先ず■で表された「シンボル候補固定時の信号点」が示されており、その最近傍信号点は「００００００」である。そして、最近傍信号点の各ビットが反転した信号点のうち最も距離の近いｍ個の信号点、具体的には、「１０００１０」、「０１０００１」、「００１０００」、「０００１００」、「００００１０」、「０００００１」が「００００００」と対応づけられている。そして、コンスタレーション上の隣接信号点の最短距離（同図における実線）を距離単位１として、ｍ個の信号点の最近傍信号点からの距離（暫定距離）が対応づけられている。つまり、「００１０００」、「０００１００」、「００００１０」、「０００００１」は、暫定距離１と対応づけられ、「１０００１０」、「０１０００１」は、暫定距離２と対応づけられる。

距離算出部３４０は、近傍信号点候補検出部３２０からの最近傍信号点および信号点候補選択部３３０からの信号点の各々と、ユリタリ変換後の最終ステージに係る受信信号との２乗ユークリッド距離を算出し、算出結果を尤度選択制御部３７０に出力する。なお、算出結果とともに、ｍ個の信号点と対応づけられた暫定距離も尤度選択制御部３７０に出力される。

尤度選択制御部３７０は、距離算出部３４０から受け取り保持している、或る信号点グループの構成信号点と対応づけられた暫定距離から求められる、「シンボル候補固定時の信号点」と各構成信号点との取り得る可能性のある「可能最大離間距離」の各々と、その信号点グループに係る前ステージまでの各送信信号の組み合わせよりも１ランク下（すなわち、２乗ユークリッド距離の和が小さい順に並べられた順位が１つ多い）の組み合わせに係る前ステージまでの２乗ユークリッド距離の和（上記説明におけるｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}）とを比較する。

尤度選択制御部３７０は、比較の結果、「可能最大離間距離」がｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}以下の場合には、その「可能最大離間距離」に係る構成信号点と、この構成信号点ごとの最終的な２乗ユークリッド距離とを尤度出力部１５０に出力する。一方、尤度選択制御部３７０は、「可能最大離間距離」がｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}より大きいときには、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}に対応する信号点グループの最終的な２乗ユークリッド距離の和を保持するとともに、信号点候補選択部３３０および近傍信号点候補検出部３２０に対して、前ステージまでの２乗ユークリッド距離の和のランキング順位が次の、送信信号の組み合わせに係る信号点グループの出力を命ずるべく命令信号を出力する。因みに、尤度選択制御部３７０は、或る信号点グループに係るｍ＋１個の「可能最大離間距離」の各々と、その信号点グループに係る前ステージまでの各送信信号の組み合わせよりも１ランク下（すなわち、２乗ユークリッド距離の和が小さい順に並べられた順位が１つ多い）の組み合わせに係る前ステージまでのｍ＋１個の２乗ユークリッド距離の和とを、「暫定距離」に応じて比較するため、信号点候補選択部３３０に対する命令信号には、比較の結果、「可能最大離間距離」がｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}より大きくなってしまった構成信号点の着目ビットおよびそのビット値に対応する信号点のみの出力命令を含めてもよい。なお、尤度選択制御部３７０は、前ステージから各送信信号のシンボル候補の組み合わせと、各々に対応する２乗ユークリッド距離の和とが入力されたタイミングで先ずランキング１位に係る信号点グループの出力を制御するために命令信号を信号点候補選択部３３０および近傍信号点候補検出部３２０に対して出力する。

ここで、上記「可能最大離間距離」について図１５を参照して説明する。同図に示すように、最近傍信号点が「００００００」であるときに、この最近傍信号点からの暫定距離が１の構成信号点（例えば、同図における「００１００００」）と、「シンボル候補固定時の信号点」との間の「可能最大離間距離」は、同図における○であらわした位置に「シンボル候補固定時の信号点」がある場合であり、その値は、隣り合う信号点間距離を１とした場合、√（１．５^２＋０．５^２）＝√（２．５）となる。因みに、同じ考え方で、暫定距離が２のときには、「可能最大離間距離」が√（２．５^２＋０．５^２）＝√（６．５）となる。

図１６は、特に、変調多値数が６、つまり６４ＱＡＭの変調方式が適用される場合の判定部３１０の詳細な構成を示す図である。判定部３１０が備える各機能部（近傍信号点候補検出部３２０、信号点候補選択部３３０、距離算出部３４０）は、最終より１つ前のステージまでの、各送信信号のシンボル候補の組み合わせ（Ｎ通り）に対応する２乗ユークリッド距離算出処理部３８０−１〜Ｎのそれぞれに設けられている。距離算出部３４０は、それぞれ７つの２乗ユークリッド距離算出回路３４２を有している。

まず尤度選択制御部３７０は、前ステージから各送信信号のシンボル候補の組み合わせと、各々に対応する２乗ユークリッド距離の和とが入力されたタイミングで先ずランキング１位に係る信号点グループの出力を制御するために命令信号を２乗ユークリッド距離算出処理部３８０−１の信号点候補選択部３３０および近傍信号点候補検出部３２０に対して出力する。そして、これに応じた最終的な２乗ユークリッド距離が入力される。

そして、尤度選択制御部３７０は、次にランキング２位に係る信号点グループの出力を制御するために命令信号を２乗ユークリッド距離算出処理部３８０−２に出力する。このように尤度選択制御部３７０は、「可能最大離間距離」≦ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}を満たすまで、次の２乗ユークリッド距離算出処理３８０に対して出力命令信号を出力する。

次に上記構成を有する最尤判定部 ３００の動作、特に、変調方式として６４ＱＡＭが適用される場合の判定部３１０の尤度選択制御部３７０の動作について図１７を参照して説明する。

図１７の上側には、最終よりも１つ前のステージまでの、ランキングｋ位の２乗ユークリッド距離の和を持つ、送信信号の組み合わせ（ｄ_１ｄ_２・・・ｄ_Ｘ−１）に対応する信号点グループの構成信号点を着目ビットごとに分類し、さらに最近傍信号点以外の信号点を最近傍信号点からの暫定距離と対応づけた（同図中の（１’））様子が示される。尤度選択制御部３７０では、信号点グループのこれらの構成信号点と、「シンボル候補固定時の信号点」との取り得る「可能最大離間距離」（７通り）が取得される。

次に、尤度選択制御部３７０では、この「可能最大離間距離」（７通り）と、最終よりも１つ前のステージまでの、次のランキングｋ＋１位の２乗ユークリッド距離の和を持つ送信信号の組み合わせ（ｄ’_１ｄ’_２・・・ｄ’_Ｘ−１）の当該前ステージまでの２乗ユークリッド距離の和ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}とが比較される（同図中の（２））。

そして、比較の結果、「可能最大離間距離」がｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}以下の場合には、「可能最大離間距離」に係る構成信号点と、この構成信号点ごとの最終的な２乗ユークリッド距離とを尤度出力部１５０に出力する。一方、尤度選択制御部３７０は、「可能最大離間距離」がｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}より大きいときには、ｅ_{ＳＵＭ１〜Ｘ−１（ｋ＋１位）}に対応する信号点グループの最終的な２乗ユークリッド距離の和を保持（更新）するとともに、信号点候補選択部３３０および近傍信号点候補検出部３２０に対して、前ステージまでの２乗ユークリッド距離の和のランキング順位が次の、送信信号の組み合わせに係る信号点グループの出力を命ずるべく命令信号を出力する（同図中の（３））。

このように実施の形態３によれば、ＭＩＭＯ方式の無線受信装置で使用される、ＱＲ分解を用いるＭＬＤ方式で信号分離を行う信号分離装置に、ＭＬＤにおける最終の１つ前のステージまでに決定された信号点候補の残された全組み合わせについて当該組み合わせを固定したときに得られる各信号点から、最終ステージで使用されるコンスタレーション上の信号点であって離間距離が最小である最近傍信号点を検出する検出手段としての近傍信号点候補検出部３２０と、各最近傍信号点に対応する、受信信号の変調多値数以下の自然数個の前記コンスタレーション上の信号点を選択する選択手段としての信号点候補選択部３３０と、前記最近傍信号点および前記選択された信号点の各々と、前記最終ステージに係るユリタリ変換後の受信信号点とのユークリッド距離を示す量を算出する距離算出手段としての距離算出部３４０と、さらに、前記組み合わせに係る信号点候補と各ステージに係るユリタリ変換後の受信信号点とのユークリッド距離を示す量の小さい順番で、前記検出手段および前記選択手段から前記最近傍信号点およびこれに対応する信号点を順次出力させ、且つ、現組み合わせに係る最終的なユークリッド距離を示す量が、前記現組み合わせより前記順番が１つ大きい前記最終より１つ前のステージまでのユークリッド距離を示す量以下のときに、前記出力を停止させると共に前記現組み合わせに係る最近傍信号点および当該最近傍信号点に対応する信号点を選択する他の選択手段としての尤度選択制御部３７０とを設けた。

こうすることにより、現組み合わせに係る最終的なユークリッド距離を示す量が、前記現組み合わせより前記順番が１つ大きい前記最終より１つ前のステージまでのユークリッド距離を示す量以下のときに、前記検出手段および前記選択手段の出力を停止させることができるので、両手段の後段の距離算出部３４０の演算量を削減することができる。

（他の実施の形態）
実施の形態１では、信号点候補選択部１３０の一例として、最近傍信号点に対応したシンボル候補を記憶しているメモリを挙げた。しかしながら、回路構成により都度、最近傍信号点から、対応するシンボル候補を求めることもできる。ただし、コンスタレーションがグレイコード化されていることが前提である。なお、ここでは、特に６４ＱＡＭの変調方式が適用される場合の、コンスタレーション上の信号点の座標を、説明しやすいように±ｒ１１、±３ｒ１１、±５ｒ１１、±７ｒ１１とするが、これに限定されるものではない。以下、図１８を参照して具体的に説明する。

まず、最近傍信号点「００００００」のｘ座標を０と比較し、比較結果を基に尤度計算に必要な１ビット目を反転した点を検出する（最近傍信号点に対して、ｘ座標０を挟んで反対側の点、すなわち同図中の四角で囲まれた点の「１０００１０」を検出する）。２ビット目についても、ｙ座標０と比較して同様に処理する（最近傍信号点に対して、ｙ座標０を挟んで反対側の点、すなわち同図中の四角で囲まれた「０１０００１」を検出する）。

次に、ｘ座標０との比較結果がわかっているので、続いてｘ座標４ｒ１１または−４ｒ１１と比較し、比較結果を基に尤度計算に必要な３ビット目を反転した点、すなわち同図中の三角で囲まれた「００１０００」を検出する（最近傍信号点のｘ座標が０より大きい場合には、ｘ座標４ｒ１１を挟んで反対側の点を検出する。小さい場合には、ｘ座標−４ｒ１１を挟んで反対側の点を検出する。）。４ビット目についても、ｙ座標と比較して同様に処理することにより、同図中の三角で囲まれた点、すなわち「０００１００」を検出する。

ｘ座標４ｒ１１または−４ｒ１１との比較結果がわかっているので、続いてx座標２ｒ１１若しくは６ｒ１１、または、−２ｒ１１または−６ｒ１１と比較し、比較結果を基に尤度計算に必要な５ビット目を反転した点、すなわち同図中の丸で囲まれた「００００１０」を検出する（最近傍信号点のｘ座標が４ｒ１１より大きい場合には、６ｒ１１を挟んで反対側の点を検出する。最近傍信号点のｘ座標が０より大きく４ｒ１１より小さい場合には、２ｒ１１を挟んで反対側の点を検出する。最近傍信号点のｘ座標が−４ｒ１１より大きく０より小さい場合には、−２ｒ１１を挟んで反対側の点を検出する。−４ｒ１１より小さい場合には、−６ｒ１１を挟んで反対側の点を検出する。）。６ビット目についても、ｙ座標と比較して同様に処理することにより、同図中の丸で囲まれた「０００００１」を検出する。

以上、本発明の実施の形態について説明した。

なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。例えば、バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

２００６年８月２２日出願の特願２００６−２２５９３３の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明の尤度決定方法および尤度決定装置は、演算量を削減でき、且つ、通信品質を向上させることができる効果を有し、特にＭＩＭＯ通信を行う無線受信装置に用いられて好適である。

Claims (4)

1. 受信した空間多重信号のうち、最終ステージでのみ計算する第１の信号に含まれる各ビットの尤度を、ＱＲ分解を用いるＭＬＤ方式によって決定する尤度決定方法であって、
   最終の１つ前のステージまでに決定された、前記空間多重信号のうち前記第１の信号を除いた第２の信号の信号点候補の全てにより得られる前記第１の信号の信号空間上の各信号点から、前記信号空間上のコンスタレーションの信号点であって離間距離が最小である最近傍信号点を前記第２の信号の信号点候補毎に検出し、
   前記最近傍信号点に対応する各ビットを反転させた前記信号空間上のコンスタレーションの信号点群のうち最も位置が近い信号点を、前記第１の信号に含まれる第１ビットから第Ｍビットまでの各ビットについて、予め記憶された対応関係に基づいて選択し、
   前記第２の信号の信号点候補と、前記第２の信号の信号点候補毎の前記最近傍信号点及び前記最近傍信号点に対応する各ビットを反転させた前記信号空間上のコンスタレーションの信号点群のうち最も位置が近い前記信号点とを対象に、前記最終ステージに係るユリタリ変換後の受信信号点との距離を計算し、
   前記第１の信号に含まれる前記各ビットに対し、前記距離の内の最小値を判定して尤度を決定する、
   尤度決定方法。
2. 前記空間多重信号のコンスタレーションは全てグレイコード化されたコンスタレーションである、
   請求項１に記載の尤度決定方法。
3. 受信した空間多重信号のうち、最終ステージでのみ計算する第１の信号に含まれる各ビットの尤度を、ＱＲ分解を用いるＭＬＤ方式によって決定する尤度決定装置であって、
   最終の１つ前のステージまでに決定された、前記空間多重信号のうち前記第１の信号を除いた第２の信号の信号点候補の全てにより得られる前記第１の信号の信号空間上の各信号点から、前記信号空間上のコンスタレーションの信号点であって離間距離が最小である最近傍信号点を前記第２の信号の信号点候補毎に検出する検出手段と、
   前記最近傍信号点に対応する各ビットを反転させた前記信号空間上のコンスタレーションの信号点群のうち最も位置が近い信号点を、前記第１の信号に含まれる第１ビットから第Ｍビットまでの各ビットについて、予め記憶された対応関係に基づいて選択する選択手段と、
   前記第２の信号の信号点候補と、前記第２の信号の信号点候補毎の前記最近傍信号点及び前記最近傍信号点に対応する各ビットを反転させた前記信号空間上のコンスタレーションの信号点群のうち最も位置が近い前記信号点とを対象に、前記最終ステージに係るユリタリ変換後の受信信号点との距離を計算する計算手段と、
   前記第１の信号に含まれる前記各ビットに対し、前記距離の内の最小値を判定して尤度を決定する尤度決定手段と、
   を有する尤度決定装置。
4. 前記空間多重信号のコンスタレーションは全てグレイコード化されたコンスタレーションである、
   請求項３に記載の尤度決定装置。
   

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