JP5446959B2 - 信号分離装置及び信号分離方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の送信アンテナから送信された信号を複数の受信アンテナで受信する無線通信システムの信号分離装置及び信号分離方法に関する。

無線通信においては、限られた周波数資源を用いて通信の大容量化を図るための周波数利用効率の向上が必須となっている。周波数利用効率を向上させる技術として、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを用いて、同一時刻において同一周波数帯域上に空間多重チャネルを構成し、情報伝送レートを向上させるＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）システムが提案されている。

受信機側で送信機からの各送信信号を分離する方法として、ＱＲ分解とＭアルゴリズムを用いる演算量削減型最尤推定法（ＱＲＭ−ＭＬＤ）がある。ＱＲＭ−ＭＬＤでは、送受信機間のチャネル行列をＱＲ分解し、その結果を用いて受信信号を階層化し、干渉信号成分が存在しない信号、つまり階層化後の最下段の信号から順に用いて信号候補点を削減して行くことで演算量を削減する。

送信アンテナが３本、受信アンテナが３本であれば、チャネル行列Ｈは（１）式のように表される。ここで、要素ｈ_１，１，ｈ_２，１，ｈ_３，１それぞれは第１送信アンテナからの送信信号を第１，第２，第３受信アンテナで受信する特性を表している。

このチャネル行列ＨのＱＲ分解は（２）式のように表すことができる。

上記ＱＲ分解で生成されるユニタリ行列の複素共役転置をそれぞれの受信信号に乗算し、各送信信号成分が最上段にのみ存在するように受信信号を階層化すると、階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎは（３）式のように表すことができる。ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３は第１，第２，第３送信アンテナの送信信号である。

例えば送信信号ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３が６４ＱＡＭ信号であるとすると、ＱＲＭ−ＭＬＤでは、初めに干渉成分が存在しない最下段の信号ｒ_３，３×ｘ_３と、信号ｘ_３の６４個のレプリカを比較して尤度の高いＭ個を選択することで信号候補点を削減する。次に、中間段の信号ｒ_２，２×ｘ_２及び信号ｒ_２，３×ｘ_３と、信号ｘ_２の６４個のレプリカ及び信号ｘ_３のＭ個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高いＭ個を選択することで信号候補点を削減する。同様にして、最上段の信号ｒ_１，１×ｘ_１及び信号ｒ_１，２×ｘ_２及び信号ｒ_１，３×ｘ_３と、信号ｘ_１の６４個のレプリカ及び信号ｘ_２，ｘ_１それぞれのＭ個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高い信号候補点を選択する。

なお、サブキャリアの各グループに属する各サブキャリアに対して、チャネル行列をＱＲ分解し、対応する受信系列を線形フィルタリングして、変換受信系列を生成し、各グループに属する各サブキャリアに対して、空間順番が並び替えられた送信系列の候補の絞り込みを行った結果、その候補の中の最も尤度メトリックが小さい候補を暫定推定結果とし、本来送信された空間順番に並び直して最終推定結果を出力する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

また、空間順番が並び替えられた送信系列の候補の絞り込みを行い、送信系列の候補の絞り込みを行った結果、その候補の中の最も尤度メトリックが小さい候補を暫定推定結果とし、候補信号点選定の実施順番に基づいて、本来送信された空間順番に並び直して、最終推定結果を出力する技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。

また、信号点の組み合わせに対する尤度値の順位に基づいて最小尤度値の次順位となる新たな尤度値を更に算出し、新たな尤度値を含む尤度値の中から最小尤度値を除いて最小となる最小尤度値を決定し、各最小尤度値に対応する信号点の組み合わせを各段階の送信シンボル候補として選択する技術が提案されている（例えば特許文献３参照）。

特開２００９−５５２１６号公報 特開２００９−５５２１７号公報 特開２００９−１４１７６８号公報

ＱＲＭ−ＭＬＤでは、前述のように、初めに干渉成分が存在しない最下段の信号を用いて信号候補点を削減するが、干渉成分が存在しない最下段は受信ダイバーシチ効果を得ることができない。つまり、送信信号ｘ_３の成分は、最下段の信号ｒ_３，３×ｘ_３と、中間段の信号ｒ_２，３×ｘ_３と、最上段の信号ｒ_１，３×ｘ_３に分かれている。この受信ダイバーシチ効果を得ることができないために、初期段階（最下段の信号信号候補点を削減する段階）において、信号点を大きく削減することができず、演算量の削減が期待できないという問題があった。

開示の信号分離装置は、信号点数を削減して演算量を削減できることを目的とする。

開示の一実施形態による信号分離装置は、
複数の送信アンテナから送信された信号を複数の受信アンテナで受信する無線通信システムの信号分離装置において、
伝搬路特性を推定して得られるチャネル行列の列ベクトルを各送信アンテナの送信信号成分が左端になるよう入れ替えて出力する列入れ替え手段と、
前記列入れ替え手段の出力するチャネル行列をＱＲ分解して生成されるユニタリ行列の複素共役転置と前記複数の受信アンテナの受信信号を乗算し、各送信信号が最上段に存在するように前記受信信号を階層化した受信信号ベクトルを出力するＱＲ分解階層化手段と、
前記ＱＲ分解階層化手段の出力する階層化した受信信号ベクトルにおける各列の最上段の信号から、その列の０以外の最も下段の信号に重み付けを行って減算して前記各列の最上段の信号の干渉成分を除去する干渉信号除去手段と、
前記干渉信号除去手段の出力する干渉成分を除去した信号から前記各送信信号の信号候補点を所定数選択する信号候補点選択手段と、
前記信号候補点選択手段で選択した前記各送信信号の信号候補点を用いて、前記ＱＲ分解階層化手段の出力する階層化した受信信号ベクトルから前記各送信信号の信号分離を行う信号分離手段と、
前記チャネル行列の各列ベクトルのノルムの２乗を計算するノルム２乗計算手段と、
前記ＱＲ分解階層化手段の出力する階層化した受信信号ベクトルのうち前記ノルム２乗計算手段の出力するノルムの２乗値が最小となる列ベクトルがチャネル行列の左端に位置する受信信号ベクトルを選択して前記信号分離手段に供給する受信信号ベクトル選択手段を有する。

本実施形態によれば、信号点数を削減して演算量を削減することができる。

ＭＩＭＯ信号分離装置の第１実施形態の構成図である。 ＭＩＭＯ信号分離装置の第２実施形態の構成図である。 干渉除去の様子を示す図である。 ＭＩＭＯ信号分離装置の第３実施形態の構成図である。 ＭＩＭＯ信号分離装置の第３実施形態の変形例の構成図である。 ＭＩＭＯ信号分離装置の第４実施形態の構成図である。 ＭＩＭＯ信号分離装置の第４実施形態の変形例の構成図である。 ＭＩＭＯ信号分離装置の第５実施形態の構成図である。

以下、図面に基づいて実施形態を説明する。

＜第１実施形態＞
図１はＭＩＭＯ信号分離装置の第１実施形態の構成図を示す。図１において、列入れ替え部２は伝搬路特性を推定して得られるチャネル行列の列ベクトルを端子１から供給され、チャネル行列の各送信アンテナの送信信号成分が左端になるよう入れ替えて出力する。

ＱＲ分解階層化部３は列入れ替え部２の出力する複数のチャネル行列をＱＲ分解し、ＱＲ分解出力と端子４から供給される複数の受信アンテナの受信信号を乗算し、各送信信号が最上段に存在するように受信信号を階層化した複数の受信信号ベクトルを出力する。

干渉信号除去部５はＱＲ分解階層化部３の出力する複数の階層化した受信信号ベクトルにおける最上段の信号から最上段以外の信号を用いて干渉成分を除去する。

信号候補点選択部６は干渉信号除去部５の出力する干渉成分を除去した信号から各送信信号の信号候補点を所定数選択する。

信号分離部７は信号候補点選択部６で選択した各送信信号の信号候補点を用いて、ＱＲ分解階層化部３の出力する階層化した受信信号ベクトルから各送信信号の信号分離を行って、分離した送信信号を端子８から出力する。

＜第２実施形態＞
図２はＭＩＭＯ信号分離装置の第２実施形態の構成図を示す。このＭＩＭＯ信号分離装置は受信機におけるベースバンドの処理を示しており、信号分離にはＱＲＭ−ＭＬＤを用いることを想定している。

図２において、端子１１−１〜１１−ｎにｎ本のアンテナで受信した受信信号が入力され、伝搬路推定部１２及び行列乗算部１３に供給される。伝搬路推定部１２はｎ系統の受信信号から例えば送信信号に重畳された既知のパイロット信号を検出することで伝搬路特性を推定してチャネル行列生成部１４に供給する。チャネル行列生成部１４は上記の伝搬路特性の推定結果からチャネル行列Ｈを生成し、列ベクトル入れ替え部１５及びノルム２乗値算出部１６に供給する。チャネル行列Ｈは（４）式のように表すことができる。

ここで、ｈ_ｎは第ｎ番目の送信信号に対するチャネルベクトル、Ｎ_ｔは送信アンテナ本数、Ｎ_ｒは受信アンテナ本数を表している。

列ベクトル入れ替え部１５は図１の列入れ替え部２に対応し、チャネル行列Ｈの各送信信号成分（列ベクトル）が行列の左端になるようにそれぞれ入れ替える。第ｎ番目の信号成分が左端になるように入れ替えた後のチャネル行列をＨ_ｎ（ただし、ｎ＝１〜Ｎ_ｔ）とすると、Ｈ_ｎは（５）式のように表すことができる。

なお、送信アンテナが３本、受信アンテナが３本である場合のチャネル行列Ｈ_１，Ｈ_２，Ｈ_３を（６ａ），（６ｂ），（６ｃ）式に示す。

列ベクトル入れ替え部１５の出力するチャネル行列Ｈ_ｎはＱＲ分解部１７に供給されてユニタリ行列Ｑと上三角行列ＲにＱＲ分解される。このチャネル行列Ｈ_ｎのＱＲ分解は（７）式のように表すことができる。

行列乗算部１３は、ＱＲ分解で生成されたユニタリ行列Ｑの複素共役転置（エルミート転置）を端子１１−１〜１１−ｎから供給される受信信号に乗算し、各送信アンテナの送信信号成分が最上段にのみ存在するように受信信号を階層化する。ＱＲ分解部１７及び行列乗算部１３は図１のＱＲ分解階層化部３に対応する。階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎは（８）式のように表すことができる。

ここで、ｘ_ｎは第ｎ番目の送信アンテナから送信された送信信号、Π_ｎはユニタリ行列乗算後の雑音ベクトルを表している。

干渉除去部１８は図１の干渉信号除去部５に対応し、階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎを用いて、最上段の信号から各送信信号成分以外の干渉成分を最上段以外の信号を用いて除去する。説明を簡単にするため、Ｎ_ｔ＝Ｎ_ｒ＝２の場合を想定する。この場合、階層化後受信信号ベクトルｙ_１及びｙ_２は（９ａ），（９ｂ）式のように表すことができる。

階層化後受信信号ベクトルｙ_１、ｙ_２の最下段の信号に重みｗ_ｎを乗算して最上段の式から減算することで干渉成分を除去する。重みｗ_ｎは第ｎ番目の送信信号成分を取り出す場合の干渉除去重みを表している。雑音項Π_１，Π_２を無視して、干渉除去後の信号ｘ＾_１，ｘ＾_２は（１０ａ），（１０ｂ）式の通りとなる。

これにより、干渉除去後の信号はｘ＾_１≒ｒ_{１，１，１}ｘ_１となり、ｘ＾_２≒ｒ_{２，１，１}ｘ_２となる。

なお、（１０ａ），（１０ｂ）式の重みｗ_１，ｗ_２は、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）規範により以下のように表される。σ^２は雑音電力を表す。

ｗ_１＝（ｒ_{１，１，２}×ｒ_{１，２，２}）／［｜ｒ_{１，２，２}｜^２＋σ^２］
ｗ_２＝（ｒ_{２，１，２}×ｒ_{２，２，２}）／［｜ｒ_{２，２，２}｜^２＋σ^２］

図３に受信信号数Ｎｒ，送信信号数Ｎｔでｔ番目の送信信号候補点を選択する場合の干渉除去の様子を示す。最下段の信号ｒ_{ｔ，Ｎｒ，Ｎｔ}ｘ_ｔ，Ｎｔにそれぞれ重み付けを行って上段の信号ｒ_{ｔ，Ｎｒ−１，Ｎｔ}ｘ_ｔ，Ｎｔ、信号ｒ_{ｔ，Ｎｒ−２，Ｎｔ}ｘ_ｔ，Ｎｔ、信号ｒ_{ｔ，Ｎｒ−２，Ｎｔ}ｘ_ｔ，Ｎｔ…信号ｒ_{ｔ，１，Ｎｔ}ｘ_ｔ，Ｎｔそれぞれから減算し干渉成分として除去する。また、下から２段目の信号ｒ_{ｔ，Ｎｒ−１，Ｎｔ−１}ｘ_{ｔ，Ｎｔ−１}にそれぞれ重み付けを行って上段の信号ｒ_{ｔ，Ｎｒ−２，Ｎｔ−１}ｘ_{ｔ，Ｎｔ−１}…信号ｒ_{ｔ，１，Ｎｔ−１}ｘ_{ｔ，Ｎｔ−１}それぞれから減算し干渉成分として除去する。また、下から３段目の信号ｒ_{ｔ，Ｎｒ−２，Ｎｔ−２}ｘ_{ｔ，Ｎｔ−２}にそれぞれ重み付けを行って上段の信号…ｒ_{ｔ，Ｎ１，Ｎｔ−２}ｘ_{ｔ，Ｎｔ−２}それぞれから減算し干渉成分として除去する。これによって、最上段の左端にダイバーシチ効果の大なる信号ｒ_{ｔ，１，１}ｘ_ｔ，１を得ることができる。つまり、送信信号ｘ_ｔ，１の成分は最上段で左端だけにあり、ダイバーシチ効果の大なる信号である。

信号候補点選択部１９は図１の信号候補点選択部６に対応する。Ｎ_ｔ＝Ｎ_ｒ＝２の場合を想定した場合、信号候補点選択部１９は干渉除去された後のダイバーシチ効果の大なる信号ｘ＾_１と信号ｘ_１のレプリカ（６４ＱＡＭの場合は６４個のレプリカ）を比較して尤度の高い予め定められた所定数ｍ（ｍは６４より小さく、Ｍアルゴリズムにおける信号点数Ｍより小さい値）のレプリカを信号候補点として選択し、同様に、ダイバーシチ効果の大なる信号ｘ＾_２と信号ｘ_２のレプリカ（６４個のレプリカ）を比較して尤度の高い所定数ｍのレプリカを信号候補点として選択する。これにより、各送信信号ｘ＾_ｎの信号候補点数を所定数ｍに減少することができ、選択された各送信信号ｘ＾_ｎの信号候補点それぞれは信号分離部２１に供給される。

このように、最上段の信号ｘ_１，ｘ_２は干渉成分が存在するものの、受信ダイバーシチ効果を得ることができる。例えば（３）式において、送信信号ｘ_１の成分は、最下段と中間段に分離せず、最上段の信号ｒ_１，１×ｘ_３だけに集中している。この受信ダイバーシチ効果の大なる信号ｘ_１，ｘ_２について干渉成分を除去することにより、信号点数を大きく削減することができる。

一方、ノルム２乗値算出部１６では、チャネル行列生成部１４で生成されたチャネル行列Ｈの各列ベクトルのノルムの２乗値を計算し、ノルムの２乗値が最も小さな列ベクトルが左端となりノルムの２乗値が最も大きな列ベクトルが右端となるチャネル行列Ｈの階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎを選択するための選択信号を生成する。この選択は、階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎの右端に受信ダイバーシチ効果が最も大きい信号が位置するため、後述する信号分離部２１でＱＲＭ−ＭＬＤを用いて信号分離を行う場合に最も高い信号分離精度が得られるからである。

スイッチ２０はノルム２乗値算出部１６から供給される選択信号によって、行列乗算部１３の出力する複数の階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎのうちノルムの２乗値が最も小さな列ベクトルが左端となりノルムの２乗値が最も大きな列ベクトルが右端となるチャネル行列Ｈの階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎを選択して信号分離部２１に供給する。

信号分離部２１は図１の信号分離部７に対応し、例えばＱＲＭ−ＭＬＤを用いて信号分離を行う。すなわち、例えば階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎが（３）式で表され、送信信号ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３が６４ＱＡＭの信号であるとすると、初めに干渉成分が存在しない最下段の信号ｒ_３，３×ｘ_３と、信号ｘ_３について信号候補点選択部１９で選択されたｍ個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高いＭ（ｍ＞Ｍ）個を選択することで信号候補点を削減する。次に、中間段の信号ｒ_２，２×ｘ_２及び信号ｒ_２，３×ｘ_３と、信号ｘ_２について信号候補点選択部１９で選択されたｍ個の信号候補点のレプリカ及び信号ｘ_３のＭ個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高いＭ個を選択することで信号候補点を削減する。同様にして、最上段の信号ｒ_１，１×ｘ_１及び信号ｒ_１，２×ｘ_２及び信号ｒ_１，３×ｘ_３と、信号ｘ_１について信号候補点選択部１９で選択されたｍ個の信号候補点のレプリカ及び信号ｘ_２，ｘ_１のＭ個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高い信号候補点を選択する。信号分離部２１にて分離されて出力される各送信信号は復号部２２に供給されて復号（例えば６４ＱＡＭ復号）されて出力される。

このように、本実施形態では信号分離部２１の前段の信号候補点選択部１９において各信号候補点数がｍ個に削減されているため、信号分離部２１での演算を軽減することができる。

＜第３実施形態＞
図４はＭＩＭＯ信号分離装置の第３実施形態の構成図を示す。図４において、図２と同一部分には同一符号を付す。端子１１−１〜１１−ｎにｎ本のアンテナで受信した受信信号が入力され、伝搬路推定部１２及び行列乗算部１３に供給される。伝搬路推定部１２はｎ系統の受信信号から既存の方法で伝搬路特性を推定してチャネル行列生成部１４に供給する。チャネル行列生成部１４は上記の伝搬路特性の推定結果からチャネル行列Ｈを生成し、列ベクトル入れ替え部１５及びノルム２乗値算出部１６に供給する。チャネル行列Ｈは（４）式のように表すことができる。

ここで、ｈ_ｎは第ｎ番目の送信信号に対するチャネルベクトル、Ｎ_ｔは送信アンテナ本数、Ｎ_ｒは受信アンテナ本数を表している。

列ベクトル入れ替え部１５でチャネル行列の各送信信号成分（列ベクトル）が行列の左端になるようにそれぞれ入れ替える。第ｎ番目の信号成分が左端になるように入れ替えた後のチャネル行列をＨ_ｎ（ただし、ｎ＝１〜Ｎ_ｔ）とすると、Ｈ_ｎは（５）式のように表すことができる。

なお、送信アンテナが３本、受信アンテナが３本である場合のチャネル行列Ｈ_１，Ｈ_２，Ｈ_３を（６ａ），（６ｂ），（６ｃ）式に示す。

列ベクトル入れ替え部１５の出力するチャネル行列Ｈ_ｎはＱＲ分解部１７に供給されてＱＲ分解される。このチャネル行列Ｈ_ｎのＱＲ分解は（７）式のように表すことができる。

行列乗算部１３は、ＱＲ分解で生成されたユニタリ行列Ｑの複素共役転置を端子１１−１〜１１−ｎから供給される受信信号に乗算し、各送信信号成分が最上段にのみ存在するように受信信号を階層化する。階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎは（８）式のように表すことができる。

ここで、ｘ_ｎは第ｎ番目の送信アンテナから送信された送信信号、Π_ｎはユニタリ行列乗算後の雑音ベクトルを表している。

干渉除去部１８は階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎを用いて、最上段の信号から各送信信号成分以外の干渉成分を最上段以外の信号を用いて除去する。説明を簡単にするため、Ｎ_ｔ＝Ｎ_ｒ＝２の場合を想定する。この場合、階層化後受信信号ベクトルｙ_１及びｙ_２は（９ａ），（９ｂ）式のように表すことができる。

階層化後受信信号ベクトルｙ_１、ｙ_２の最下段の信号に重みｗ_ｎを乗算して最上段の式から減算することで干渉成分を除去する。重みｗ_ｎは第ｎ番目の送信信号成分を取り出す場合の干渉除去重みを表している。雑音項Π_１，Π_２を無視して、干渉除去後の信号ｘ＾_１，ｘ＾_２は（１０ａ），（１０ｂ）式の通りとなる。

これにより、干渉除去後の信号ｘ＾_１≒ｒ_{１，１，１}ｘ_１となり、信号ｘ＾_２≒ｒ_{２，１，１}ｘ_２となる。信号候補点選択部１９は干渉除去された後の信号ｘ＾_１と信号ｘ_１のレプリカ（６４ＱＡＭの場合は６４個のレプリカ）を比較して尤度の高い所定数ｍｉ（ｉは１，２，３，…）のレプリカを信号候補点として選択し、同様に、信号ｘ＾_２と信号ｘ_２のレプリカ（６４個のレプリカ）を比較して尤度の高い所定数ｍｉのレプリカを信号候補点として選択する。これにより、各送信信号ｘ＾_ｎの信号候補点数を所定数ｍに減少することができ、選択された各送信信号ｘ＾_ｎの信号候補点それぞれは信号分離部２１に供給される。なお、所定数ｍｉは後述の信号候補点数決定部３２から供給される。

ここで、最上段の信号ｘ_１，ｘ_２は干渉成分が存在するものの、受信ダイバーシチ効果を得ることができる。例えば（３）式において、送信信号ｘ_１の成分は、最下段と中間段に分離せず、最上段の信号ｒ_１，１×ｘ_３だけに集中している。この受信ダイバーシチ効果を持つ信号ｘ_１，ｘ_２は、干渉成分を除去することにより、信号点を大きく削減することができる。

一方、ノルム２乗値算出部１６では、チャネル行列生成部１４で生成されたチャネル行列Ｈの各列ベクトルのノルムの２乗値を計算し、ノルムの２乗値が最も小さな列ベクトルが左端となりノルムの２乗値が最も大きな列ベクトルが右端となるチャネル行列Ｈの階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎを選択するための選択信号を生成する。この選択は、階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎの右端に受信ダイバーシチ効果が最も大きい信号が位置するため、後述する信号分離部２１でＱＲＭ−ＭＬＤを用いて信号分離を行う場合に最も高い信号分離精度が得られるからである。

スイッチ２０はノルム２乗値算出部１６から供給される選択信号によって、行列乗算部１３の出力する複数の階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎのうちノルムの２乗値が最も小さな列ベクトルが左端となりノルムの２乗値が最も大きな列ベクトルが右端となるチャネル行列Ｈの階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎを選択して信号分離部２１に供給する。

また、送信信号ランキング部３１には、ノルム２乗値算出部１６からチャネル行列Ｈの各列ベクトルのノルム２乗値を供給されている。送信信号ランキング部３１はノルム２乗値が大きな列ベクトルに対応する送信信号をランキング上位とし、ノルム２乗値の小さな列ベクトルに対応する送信信号をランキング下位になるように送信信号のランキング付けを行う。

信号候補点数決定部３２にはランキングに応じて選択候補点数が予め設定されており、いる。例えばランキング１位に対しては選択候補点数ｍ１（例えばｍ１＝１０）、ランキング２位に対しては選択候補点数ｍ２（例えばｍ２＝２０）、ランキング３位に対しては選択候補点数ｍ３（例えばｍ３＝３０）、ランキング４位に対しては選択候補点数ｍ４（例えばｍ４＝４０）のように、ランキング上位ほど小さく、ランキング下位ほど大きい選択候補点数を選択して設定する。信号候補点数決定部３２で選択された各信号の選択候補点数ｍｉは信号候補点選択部１９に供給される。

信号分離部２１は、例えばＱＲＭ−ＭＬＤを用いて信号分離を行う。すなわち、例えば階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎが（３）式で表され、送信信号ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３が６４ＱＡＭの信号であるとすると、初めに干渉成分が存在しない最下段の信号ｒ_３，３×ｘ_３と、信号ｘ_３について信号候補点選択部１９で選択されたｍ１，ｍ２，…個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高いＭ（ｍ１＞Ｍ）個を選択することで信号候補点を削減する。次に、中間段の信号ｒ_２，２×ｘ_２及び信号ｒ_２，３×ｘ_３と、信号ｘ_２について信号候補点選択部１９で選択されたｍ個の信号候補点のレプリカ及び信号ｘ_３のＭ個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高いＭ個を選択することで信号候補点を削減する。同様にして、最上段の信号ｒ_１，１×ｘ_１及び信号ｒ_１，２×ｘ_２及び信号ｒ_１，３×ｘ_３と、信号ｘ_１について信号候補点選択部１９で選択されたｍ個の信号候補点のレプリカ及び信号ｘ_２，ｘ_１のＭ個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高い信号候補点を選択する。信号分離部２１にて分離されて出力される各送信信号は復号部２２に供給されて復号（例えば６４ＱＡＭ復号）されて出力される。

このように、本実施形態では信号分離部２１の前段の信号候補点選択部１９において各信号候補点数がｍｉ個に削減されているため、信号分離部２１での演算を軽減することができる。また、ランキングに応じ適正な選択候補点数ｍｉを設定することができる。

＜変形例＞
図５はＭＩＭＯ信号分離装置の第３実施形態の変形例の構成図を示す。図５において、図４と同一部分には同一符号を付す。図５においては、送信信号ランキング部３１と信号候補点数決定部３２の代りに、信号候補点数決定部３３が設けられている。

信号候補点数決定部３３は、ノルム２乗値算出部１６からチャネル行列Ｈの各列ベクトルのノルム２乗値を供給されている。信号候補点数決定部３３はノルム２乗値を所定の関数に代入して選択候補点数（整数）を算出する。上記関数は例えばノルム２乗値が大きいほど選択候補点数が小さく、ノルム２乗値が小さいほど選択候補点数が大きくなるような関数である。信号候補点数決定部３３で算出された選択候補点数は信号候補点選択部１９に供給される。

＜第４実施形態＞
図６はＭＩＭＯ信号分離装置の第４実施形態の構成図を示す。図６において、図２と同一部分には同一符号を付す。端子１１−１〜１１−ｎにｎ本のアンテナで受信した受信信号が入力され、伝搬路推定部１２及び行列乗算部１３に供給される。伝搬路推定部１２はｎ系統の受信信号から既存の方法で伝搬路特性を推定してチャネル行列生成部１４に供給する。チャネル行列生成部１４は上記の伝搬路特性の推定結果からチャネル行列Ｈを生成し、列ベクトル入れ替え部１５及びノルム２乗値算出部１６に供給する。チャネル行列Ｈは（４）式のように表すことができる。

ここで、ｈ_ｎは第ｎ番目の送信信号に対するチャネルベクトル、Ｎ_ｔは送信アンテナ本数、Ｎ_ｒは受信アンテナ本数を表している。

列ベクトル入れ替え部１５でチャネル行列の各送信信号成分（列ベクトル）が行列の左端になるようにそれぞれ入れ替える。第ｎ番目の信号成分が左端になるように入れ替えた後のチャネル行列をＨ_ｎ（ただし、ｎ＝１〜Ｎ_ｔ）とすると、Ｈ_ｎは（５）式のように表すことができる。

なお、送信アンテナが３本、受信アンテナが３本である場合のチャネル行列Ｈ_１，Ｈ_２，Ｈ_３を（６ａ），（６ｂ），（６ｃ）式に示す。

列ベクトル入れ替え部１５の出力するチャネル行列Ｈ_ｎはＱＲ分解部１７に供給されてＱＲ分解される。このチャネル行列Ｈ_ｎのＱＲ分解は（７）式のように表すことができる。

行列乗算部１３は、ＱＲ分解で生成されたユニタリ行列Ｑの複素共役転置を端子１１−１〜１１−ｎから供給される受信信号に乗算し、各送信信号成分が最上段にのみ存在するように受信信号を階層化する。階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎは（８）式のように表すことができる。

ここで、ｘ_ｎは第ｎ番目の送信アンテナから送信された送信信号、Π_ｎはユニタリ行列乗算後の雑音ベクトルを表している。

干渉除去部１８は階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎを用いて、最上段の信号から各送信信号成分以外の干渉成分を最上段以外の信号を用いて除去する。説明を簡単にするため、Ｎ_ｔ＝Ｎ_ｒ＝２の場合を想定する。この場合、階層化後受信信号ベクトルｙ_１及びｙ_２は（９ａ），（９ｂ）式のように表すことができる。

階層化後受信信号ベクトルｙ_１、ｙ_２の最下段の信号に重みｗ_ｎを乗算して最上段の式から減算することで干渉成分を除去する。重みｗ_ｎは第ｎ番目の送信信号成分を取り出す場合の干渉除去重みを表している。雑音項Π_１，Π_２を無視して、干渉除去後の信号ｘ＾_１，ｘ＾_２は（１０ａ），（１０ｂ）式の通りとなる。

これにより、干渉除去後の信号ｘ＾_１≒ｒ_{１，１，１}ｘ_１となり、信号ｘ＾_２≒ｒ_{２，１，１}ｘ_２となる。信号候補点選択部１９は干渉除去された後の信号ｘ＾_１と信号ｘ_１のレプリカ（６４ＱＡＭの場合は６４個のレプリカ）を比較して尤度の高い所定数ｍのレプリカを信号候補点として選択し、同様に、信号ｘ＾_２と信号ｘ_２のレプリカ（６４個のレプリカ）を比較して尤度の高い所定数ｍのレプリカを信号候補点として選択する。これにより、各送信信号ｘ＾_ｎの信号候補点数を所定数ｍに減少することができ、選択された各送信信号ｘ＾_ｎの信号候補点それぞれは信号分離部２１に供給される。

ここで、最上段の信号ｘ_１，ｘ_２は干渉成分が存在するものの、受信ダイバーシチ効果を得ることができる。例えば（３）式において、送信信号ｘ_１の成分は、最下段と中間段に分離せず、最上段の信号ｒ_１，１×ｘ_３だけに集中している。この受信ダイバーシチ効果を持つ信号ｘ_１，ｘ_２は、干渉成分を除去することにより、信号点を大きく削減することができる。

一方、ノルム２乗値算出部１６では、チャネル行列生成部１４で生成されたチャネル行列Ｈの各列ベクトルのノルムの２乗値を計算し、ノルムの２乗値が最も小さな列ベクトルが左端となりノルムの２乗値が最も大きな列ベクトルが右端となるチャネル行列Ｈの階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎを選択するための選択信号を生成する。この選択は、階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎの左端に受信ダイバーシチ効果が最も大きい信号が位置するため、後述する信号分離部２１でＱＲＭ−ＭＬＤを用いて信号分離を行う場合に最も高い信号分離精度が得られるからである。

スイッチ２０はノルム２乗値算出部１６から供給される選択信号によって、行列乗算部１３の出力する複数の階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎのうちノルムの２乗値が最も小さな列ベクトルが左端となりノルムの２乗値が最も大きな列ベクトルが右端となるチャネル行列Ｈの階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎを選択して信号分離部２１に供給する。

また、送信信号ランキング部４１には、ノルム２乗値算出部１６からチャネル行列Ｈの各列ベクトルのノルム２乗値を供給されている。送信信号ランキング部４１はノルム２乗値が大きな列ベクトルに対応する送信信号をランキング上位とし、ノルム２乗値の小さな列ベクトルに対応する送信信号をランキング下位になるように送信信号のランキング付けを行う。

チャネル行列選択部４２は送信信号ランキング部４１から供給されるランキングが予め定められた値以下（例えばランキング３位，４位）となる列ベクトルが左端に位置するチャネル行列Ｈ_ｎを削除して、ランキングが予め定められた値以上（例えばランキング１位，２位）の列ベクトルが左端に位置するチャネル行列Ｈ_ｎだけを選択する選択指示信号を生成して列ベクトル入れ替え部１５に供給する。

これにより、列ベクトル入れ替え部１５はランキングが予め定められた値以上（例えばランキング１位，２位）の列ベクトルが左端に位置するチャネル行列Ｈ_ｎだけをＱＲ分解部１７に供給し、ＱＲ分解部１７のＱＲ分解を行う受信信号ベクトル数、つまり演算量が軽減される。

信号分離部２１は、例えばＱＲＭ−ＭＬＤを用いて信号分離を行う。すなわち、例えば階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎが（３）式で表され、送信信号ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３が６４ＱＡＭの信号であるとすると、初めに干渉成分が存在しない最下段の信号ｒ_３，３×ｘ_３と、信号ｘ_３について信号候補点選択部１９で選択されたｍ個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高いＭ（ｍ＞Ｍ）個を選択することで信号候補点を削減する。次に、中間段の信号ｒ_２，２×ｘ_２及び信号ｒ_２，３×ｘ_３と、信号ｘ_２について信号候補点選択部１９で選択されたｍ個の信号候補点のレプリカ及び信号ｘ_３のＭ個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高いＭ個を選択することで信号候補点を削減する。同様にして、最上段の信号ｒ_１，１×ｘ_１及び信号ｒ_１，２×ｘ_２及び信号ｒ_１，３×ｘ_３と、信号ｘ_１について信号候補点選択部１９で選択されたｍ個の信号候補点のレプリカ及び信号ｘ_２，ｘ_１のＭ個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高い信号候補点を選択する。信号分離部２１にて分離されて出力される各送信信号は復号部２２に供給されて復号（例えば６４ＱＡＭ復号）されて出力される。

＜変形例＞
図７はＭＩＭＯ信号分離装置の第４実施形態の変形例の構成図を示す。図７において、図６と同一部分には同一符号を付す。図７においては、送信信号ランキング部４１とチャネル行列選択部４２の代りに、チャネル行列選択部４３が設けられている。

チャネル行列選択部４３にはノルム２乗値算出部１６からチャネル行列Ｈの各列ベクトルのノルム２乗値を供給される。チャネル行列選択部４３はノルム２乗値が閾値（例えば１）以下となる列ベクトルが左端に位置するチャネル行列Ｈ_ｎを削除して、ノルム２乗値が閾値以上なる列ベクトルが左端に位置するチャネル行列Ｈ_ｎだけを選択する選択指示信号を生成して列ベクトル入れ替え部１５に供給する。

これにより、列ベクトル入れ替え部１５はノルム２乗値が閾値未満の列ベクトルが左端に位置するチャネル行列Ｈ_ｎだけをＱＲ分解部１７に供給し、ＱＲ分解部１７のＱＲ分解を行う受信信号ベクトル数、つまり演算量が軽減される。

＜第５実施形態＞
図８はＭＩＭＯ信号分離装置の第５実施形態の構成図を示す。図８において、図６と同一部分には同一符号を付す。端子１１−１〜１１−ｎにｎ本のアンテナで受信した受信信号が入力され、伝搬路推定部１２及び行列乗算部１３に供給される。伝搬路推定部１２はｎ系統の受信信号から既存の方法で伝搬路特性を推定してチャネル行列生成部１４に供給する。チャネル行列生成部１４は上記の伝搬路特性の推定結果からチャネル行列Ｈを生成し、列ベクトル入れ替え部１５及びノルム２乗値算出部１６に供給する。チャネル行列Ｈは（４）式のように表すことができる。

ここで、ｈ_ｎは第ｎ番目の送信信号に対するチャネルベクトル、Ｎ_ｔは送信アンテナ本数、Ｎ_ｒは受信アンテナ本数を表している。

列ベクトル入れ替え部１５でチャネル行列の各送信信号成分（列ベクトル）が行列の左端になるようにそれぞれ入れ替える。第ｎ番目の信号成分が左端になるように入れ替えた後のチャネル行列をＨ_ｎ（ただし、ｎ＝１〜Ｎ_ｔ）とすると、Ｈ_ｎは（５）式のように表すことができる。

なお、送信アンテナが３本、受信アンテナが３本である場合のチャネル行列Ｈ_１，Ｈ_２，Ｈ_３を（６ａ），（６ｂ），（６ｃ）式に示す。

列ベクトル入れ替え部１５の出力するチャネル行列Ｈ_ｎはＱＲ分解部１７に供給されてＱＲ分解される。このチャネル行列Ｈ_ｎのＱＲ分解は（７）式のように表すことができる。

行列乗算部１３は、ＱＲ分解で生成されたユニタリ行列Ｑの複素共役転置を端子１１−１〜１１−ｎから供給される受信信号に乗算し、各送信信号成分が最上段にのみ存在するように受信信号を階層化する。階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎは（８）式のように表すことができる。

ここで、ｘ_ｎは第ｎ番目の送信アンテナから送信された送信信号、Π_ｎはユニタリ行列乗算後の雑音ベクトルを表している。

干渉除去部１８は階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎを用いて、最上段の信号から各送信信号成分以外の干渉成分を最上段以外の信号を用いて除去する。説明を簡単にするため、Ｎ_ｔ＝Ｎ_ｒ＝２の場合を想定する。この場合、階層化後受信信号ベクトルｙ_１及びｙ_２は（９ａ），（９ｂ）式のように表すことができる。

階層化後受信信号ベクトルｙ_１、ｙ_２の最下段の信号に重みｗ_ｎを乗算して最上段の式から減算することで干渉成分を除去する。重みｗ_ｎは第ｎ番目の送信信号成分を取り出す場合の干渉除去重みを表している。雑音項Π_１，Π_２を無視して、干渉除去後の信号ｘ＾_１，ｘ＾_２は（１０ａ），（１０ｂ）式の通りとなる。

これにより、干渉除去後の信号ｘ＾_１≒ｒ_{１，１，１}ｘ_１となり、信号ｘ＾_２≒ｒ_{２，１，１}ｘ_２となる。信号候補点選択部１９は干渉除去された後の信号ｘ＾_１と信号ｘ_１のレプリカ（６４ＱＡＭの場合は６４個のレプリカ）を比較して尤度の高い所定数ｍｉ（ｉは１，２，３，…）のレプリカを信号候補点として選択し、同様に、信号ｘ＾_２と信号ｘ_２のレプリカ（６４個のレプリカ）を比較して尤度の高い所定数ｍｉのレプリカを信号候補点として選択する。これにより、各送信信号ｘ＾_ｎの信号候補点数を所定数ｍに減少することができ、選択された各送信信号ｘ＾_ｎの信号候補点それぞれは信号分離部２１に供給される。なお、所定数ｍｉは後述の信号候補点数選択部５４から供給される。

ここで、最上段の信号ｘ_１，ｘ_２は干渉成分が存在するものの、受信ダイバーシチ効果を得ることができる。例えば（３）式において、送信信号ｘ_１の成分は、最下段と中間段に分離せず、最上段の信号ｒ_１，１×ｘ_３だけに集中している。この受信ダイバーシチ効果を持つ信号ｘ_１，ｘ_２は、干渉成分を除去することにより、信号点を大きく削減することができる。

一方、ノルム２乗値算出部１６では、チャネル行列生成部１４で生成されたチャネル行列Ｈの各列ベクトルのノルムの２乗値を計算し、ノルムの２乗値が最も小さな列ベクトルが左端となりノルムの２乗値が最も大きな列ベクトルが右端となるチャネル行列Ｈの階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎを選択するための選択信号を生成する。この選択は、階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎの左端に受信ダイバーシチ効果が最も大きい信号が位置するため、後述する信号分離部２１でＱＲＭ−ＭＬＤを用いて信号分離を行う場合に最も高い信号分離精度が得られるからである。

スイッチ２０はノルム２乗値算出部１６から供給される選択信号によって、行列乗算部１３の出力する複数の階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎのうちノルムの２乗値が最も小さな列ベクトルが左端となりノルムの２乗値が最も大きな列ベクトルが右端となるチャネル行列Ｈの階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎを選択して信号分離部２１に供給する。

また、送信信号ランキング部４１には、ノルム２乗値算出部１６からチャネル行列Ｈの各列ベクトルのノルム２乗値を供給されている。送信信号ランキング部４１はノルム２乗値が大きな列ベクトルに対応する送信信号をランキング上位とし、ノルム２乗値の小さな列ベクトルに対応する送信信号をランキング下位になるように送信信号のランキング付けを行う。

チャネル行列選択部４２は送信信号ランキング部４１から供給されるランキングが予め定められた値以下（例えばランキング３位，４位）となる列ベクトルが左端に位置するチャネル行列Ｈ_ｎを削除して、ランキングが予め定められた値以上（例えばランキング１位，２位）の列ベクトルが左端に位置するチャネル行列Ｈ_ｎだけを選択する選択指示信号を生成して列ベクトル入れ替え部１５に供給する。

これにより、列ベクトル入れ替え部１５はランキングが予め定められた値以上（例えばランキング１位，２位）の列ベクトルが左端に位置するチャネル行列Ｈ_ｎだけをＱＲ分解部１７に供給し、ＱＲ分解部１７のＱＲ分解を行う受信信号ベクトル数、つまり演算量が軽減される。

ＳＩＮＲ計算部４４はＱＲ分解部１７の出力するＱＲ分解結果と干渉除去部１８の出力する干渉除去後の信号を用い、各信号のＳＩＮＲ（信号電力対干渉及び雑音電力比）を計算する。信号ｘ＾_１，ｘ＾_２それぞれのＳＩＮＲ_１，ＳＩＮＲ_２は（１１ａ），（１１ｂ）式により計算される。

信号候補点数選択部４５は各信号のＳＩＮＲ値に対して、予め定められた閾値を用いて各送信信号の信号候補点数を決定する。例えばＳＩＮＲが０〜１０ｄＢの範囲にあれば選択候補点数＝６４とする。（６４ＱＡＭの信号候補点数は６４であるため、候補点選択は行わないことを意味する）ＳＩＮＲが１０〜２０ｄＢの範囲にあれば選択候補点数＝３２とする。ＳＩＮＲが２０〜３０ｄＢの範囲にあれば選択候補点数＝１６とする。ＳＩＮＲが３０を超えれば選択候補点数＝８とする。ここで選択された各受信信号の選択候補点数ｍｉは信号候補点選択部１９に供給される。

信号分離部２１は、例えばＱＲＭ−ＭＬＤを用いて信号分離を行う。すなわち、例えば階層化後受信信号ベクトルｙ_ｎが（３）式で表され、送信信号ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３が６４ＱＡＭの信号であるとすると、初めに干渉成分が存在しない最下段の信号ｒ_３，３×ｘ_３と、信号ｘ_３について信号候補点選択部１９で選択されたｍｉ個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高いＭ（ｍｉ≧Ｍ）個を選択することで信号候補点を削減する。次に、中間段の信号ｒ_２，２×ｘ_２及び信号ｒ_２，３×ｘ_３と、信号ｘ_２について信号候補点選択部１９で選択されたｍ個の信号候補点のレプリカ及び信号ｘ_３のＭ個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高いＭ個を選択することで信号候補点を削減する。同様にして、最上段の信号ｒ_１，１×ｘ_１及び信号ｒ_１，２×ｘ_２及び信号ｒ_１，３×ｘ_３と、信号ｘ_１について信号候補点選択部１９で選択されたｍ個の信号候補点のレプリカ及び信号ｘ_２，ｘ_１のＭ個の信号候補点のレプリカを比較して尤度の高い信号候補点を選択する。信号分離部２１にて分離されて出力される各送信信号は復号部２２に供給されて復号（例えば６４ＱＡＭ復号）されて出力される。

本実施形態では予めＳＩＮＲの高い信号を用いて信号候補点を削減することで、信号分離部２１での演算を軽減することができる。なお、この実施形態では送信信号ランキング部４１とチャネル行列選択部４２を削除した構成としても良い。
（付記１）
複数の送信アンテナから送信された信号を複数の受信アンテナで受信する無線通信システムの信号分離装置において、
伝搬路特性を推定して得られるチャネル行列の列ベクトルを各送信アンテナの送信信号成分が左端になるよう入れ替えて出力する列入れ替え手段と、
前記列入れ替え手段の出力するチャネル行列をＱＲ分解した出力と前記複数の受信アンテナの受信信号を乗算し、各送信信号が最上段に存在するように前記受信信号を階層化した受信信号ベクトルを出力するＱＲ分解階層化手段と、
前記ＱＲ分解階層化手段の出力する階層化した受信信号ベクトルにおける最上段の信号から前記最上段以外の信号を用いて干渉成分を除去する干渉信号除去手段と、
前記干渉信号除去手段の出力する干渉成分を除去した信号から前記各送信信号の信号候補点を所定数選択する信号候補点選択手段と、
前記信号候補点選択手段で選択した前記各送信信号の信号候補点を用いて、前記ＱＲ分解階層化手段の出力する階層化した受信信号ベクトルから前記各送信信号の信号分離を行う信号分離手段と、
を有することを特徴とする信号分離装置。
（付記２）
付記１記載の信号分離装置において、
前記チャネル行列の各列ベクトルのノルムの２乗を計算するノルム２乗計算手段と、
前記ＱＲ分解階層化手段の出力する階層化した受信信号ベクトルのうち前記ノルム２乗計算手段の出力するノルムの２乗値が最小となる列ベクトルがチャネル行列の左端に位置する受信信号ベクトルを選択して前記信号分離手段に供給する受信信号ベクトル選択手段を
有することを特徴とする信号分離装置。
（付記３）
付記２記載の信号分離装置において、
前記ノルム２乗計算手段の出力するノルムの２乗値に基づいて各送信信号の信号候補点数を決定する候補点数決定手段を有し、
前記信号候補点選択手段は、前記各送信信号の信号候補点を、前記候補点数決定手段で決定された前記各送信信号の信号候補点数だけ選択することを特徴とする信号分離装置。
（付記４）
付記２記載の信号分離装置において、
前記ノルム２乗計算手段の出力するノルムの２乗値に基づいて前記列入れ替え手段から出力するチャネル行列を選択する選択指示信号を生成するチャネル行列選択手段を
有し、
前記選択指示信号にしたがって前記列入れ替え手段から出力されるチャネル行列を前記ＱＲ分解階層化手段に供給することを特徴とする信号分離装置。
（付記５）
付記１又は２又は４のいずれか１項記載の信号分離装置において、
前記ＱＲ分解階層化手段の出力するチャネル行列をＱＲ分解した出力と前記干渉信号除去手段の出力する干渉成分を除去した信号から前記各送信信号の信号候補点数を選択する候補点数選択手段を有し、
前記信号候補点選択手段は、前記各送信信号の信号候補点を、前記候補点数選択手段で選択した前記各送信信号の信号候補点数だけ選択することを特徴とする信号分離装置。
（付記６）
複数の送信アンテナから送信された信号を複数の受信アンテナで受信する無線通信システムの信号分離方法において、
伝搬路特性を推定して得られるチャネル行列の列ベクトルを各送信アンテナの送信信号成分が左端になるよう入れ替えて出力し、
前記列ベクトルを入れ替えて出力されるチャネル行列をＱＲ分解した出力と前記複数の受信アンテナの受信信号を乗算し、各送信信号が最上段に存在するように前記受信信号を階層化した受信信号ベクトルを出力し、
前記階層化した受信信号ベクトルにおける最上段の信号から前記最上段以外の信号を用いて干渉成分を除去し、
前記干渉成分を除去した信号から前記各送信信号の信号候補点を所定数だけ選択し、
前記信号候補点を所定数選択した前記各送信信号の信号候補点を用いて、前記階層化した受信信号ベクトルから前記各送信信号の信号分離を行う
ことを特徴とする信号分離方法。
（付記７）
付記６記載の信号分離方法において、
前記チャネル行列の各列ベクトルのノルムの２乗を計算し、
前記階層化した受信信号ベクトルのうち前記ノルムの２乗値が最小となる列ベクトルがチャネル行列の左端に位置する受信信号ベクトルを選択して前記各送信信号の信号分離を行う
ことを特徴とする信号分離方法。
（付記８）
付記７記載の信号分離方法において、
前記ノルムの２乗値に基づいて各送信信号の信号候補点数を決定し、
前記各送信信号の信号候補点を、決定された前記各送信信号の信号候補点数だけ選択することを特徴とする信号分離方法。
（付記９）
付記７記載の信号分離方法において、
前記ノルムの２乗値に基づいて前記列ベクトルを入れ替えて出力するチャネル行列を選択する選択指示信号を生成し、前記選択指示信号にしたがって出力されるチャネル行列をＱＲ分解することを特徴とする信号分離方法。
（付記１０）
付記６又は７又は９のいずれか１項記載の信号分離方法において、
前記チャネル行列をＱＲ分解した出力と前記干渉成分を除去した信号から前記各送信信号の信号候補点数を選択し、
前記各送信信号の信号候補点を、前記選択した信号候補点数だけ選択することを特徴とする信号分離方法。
（付記１１）
付記３記載の信号分離装置において、
前記候補点数決定手段は、
前記ノルム２乗計算手段の出力するノルムの２乗値に基づいて前記各送信信号のランキングを行うランキング手段と、
前記ランキング手段が出力するランキング値に応じて前記各送信信号の信号候補点数を選択する候補点数選択手段を
有することを特徴とする信号分離装置。
（付記１２）
付記４記載の信号分離装置において、
前記チャネル行列選択手段は、
前記ノルム２乗計算手段の出力するノルムの２乗値に基づいて前記各送信信号のランキングを行うランキング手段と、
前記ランキング手段が出力するランキング値が所定値以上の列ベクトルが左端に位置するチャネル行列を選択する選択指示信号を生成する選択指示手段を
有することを特徴とする信号分離装置。
（付記１３）
付記５記載の信号分離装置において、
前記候補点数選択手段は、
前記ＱＲ分解階層化手段の出力するチャネル行列をＱＲ分解した出力と前記干渉信号除去手段の出力する干渉成分を除去した信号から前記各送信信号の信号電力対干渉及び雑音電力比を計算する計算手段と、
前記各送信信号の信号電力対干渉及び雑音電力比に応じて前記各送信信号の信号候補点数を選択する候補点数選択手段を
有することを特徴とする信号分離装置。

２ 列入れ替え部
３ ＱＲ分解階層化部
５ 干渉信号除去部
６ 信号候補点選択部
７ 信号分離部
１１−１〜１１−ｎ 端子
１２ 伝搬路推定部
１３ 行列乗算部
１４ チャネル行列生成部
１５ 列ベクトル入れ替え部
１６ ノルム２乗値算出部
１７ ＱＲ分解部
１８ 干渉除去部
１９ 信号候補点選択部
２０ スイッチ
２１ 信号分離部
２２ 復号部
３１，４１ 送信信号ランキング部
３２，３３ 信号候補点数決定部
４２，４３ チャネル行列選択部
４４ ＳＩＮＲ計算部
４５ 信号候補点数選択部

Claims (6)

1. 複数の送信アンテナから送信された信号を複数の受信アンテナで受信する無線通信システムの信号分離装置において、
   伝搬路特性を推定して得られるチャネル行列の列ベクトルを各送信アンテナの送信信号成分が左端になるよう入れ替えて出力する列入れ替え手段と、
   前記列入れ替え手段の出力するチャネル行列をＱＲ分解して生成されるユニタリ行列の複素共役転置と前記複数の受信アンテナの受信信号を乗算し、各送信信号が最上段に存在するように前記受信信号を階層化した受信信号ベクトルを出力するＱＲ分解階層化手段と、
   前記ＱＲ分解階層化手段の出力する階層化した受信信号ベクトルにおける各列の最上段の信号から、その列の０以外の最も下段の信号に重み付けを行って減算して前記各列の最上段の信号の干渉成分を除去する干渉信号除去手段と、
   前記干渉信号除去手段の出力する干渉成分を除去した信号から前記各送信信号の信号候補点を所定数選択する信号候補点選択手段と、
   前記信号候補点選択手段で選択した前記各送信信号の信号候補点を用いて、前記ＱＲ分解階層化手段の出力する階層化した受信信号ベクトルから前記各送信信号の信号分離を行う信号分離手段と、
   前記チャネル行列の各列ベクトルのノルムの２乗を計算するノルム２乗計算手段と、
   前記ＱＲ分解階層化手段の出力する階層化した受信信号ベクトルのうち前記ノルム２乗計算手段の出力するノルムの２乗値が最小となる列ベクトルがチャネル行列の左端に位置する受信信号ベクトルを選択して前記信号分離手段に供給する受信信号ベクトル選択手段を
   有することを特徴とする信号分離装置。
2. 請求項１記載の信号分離装置において、
   前記ノルム２乗計算手段の出力するノルムの２乗値に基づいて各送信信号の信号候補点数を決定する候補点数決定手段を有し、
   前記信号候補点選択手段は、前記各送信信号の信号候補点を、前記候補点数決定手段で決定された前記各送信信号の信号候補点数だけ選択することを特徴とする信号分離装置。
3. 請求項１記載の信号分離装置において、
   前記ノルム２乗計算手段の出力するノルムの２乗値に基づいて前記列入れ替え手段から出力するチャネル行列を選択する選択指示信号を生成するチャネル行列選択手段を
   有し、
   前記選択指示信号にしたがって前記列入れ替え手段から出力されるチャネル行列を前記ＱＲ分解階層化手段に供給することを特徴とする信号分離装置。
4. 請求項１又は３記載の信号分離装置において、
   前記ＱＲ分解階層化手段の出力するチャネル行列をＱＲ分解した出力と前記干渉信号除去手段の出力する干渉成分を除去した信号から前記各送信信号の信号候補点数を選択する候補点数選択手段を有し、
   前記信号候補点選択手段は、前記各送信信号の信号候補点を、前記候補点数選択手段で選択した前記各送信信号の信号候補点数だけ選択することを特徴とする信号分離装置。
5. 複数の送信アンテナから送信された信号を複数の受信アンテナで受信する無線通信システムの信号分離方法において、
   伝搬路特性を推定して得られるチャネル行列の列ベクトルを各送信アンテナの送信信号成分が左端になるよう入れ替えて出力し、
   前記列ベクトルを入れ替えて出力されるチャネル行列をＱＲ分解して生成されるユニタリ行列の複素共役転置と前記複数の受信アンテナの受信信号を乗算し、各送信信号が最上段に存在するように前記受信信号を階層化した受信信号ベクトルを出力し、
   前記階層化した受信信号ベクトルにおける各列の最上段の信号から、その列の０以外の最も下段の信号に重み付けを行って減算して前記各列の最上段の信号の干渉成分を除去し、
   前記干渉成分を除去した信号から前記各送信信号の信号候補点を所定数だけ選択し、
   前記信号候補点を所定数選択した前記各送信信号の信号候補点を用いて、前記階層化した受信信号ベクトルから前記各送信信号の信号分離を行い、
   前記チャネル行列の各列ベクトルのノルムの２乗を計算し、
   前記階層化した受信信号ベクトルのうち前記ノルムの２乗値が最小となる列ベクトルがチャネル行列の左端に位置する受信信号ベクトルを選択して前記各送信信号の信号分離を行う
   ことを特徴とする信号分離方法。
6. 請求項５記載の信号分離方法において、
   前記ノルムの２乗値に基づいて各送信信号の信号候補点数を決定し、
   前記各送信信号の信号候補点を、決定された前記各送信信号の信号候補点数だけ選択することを特徴とする信号分離方法。

Images