JPWO2019198282A1

JPWO2019198282A1 - 通信装置、方法、プログラム、及び記録媒体

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Inventors: 岩崎　玄弥; 玄弥岩崎
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Abstract

【課題】回路規模の削減を図りつつ、空間多重された信号列を効率的に復調すること。【解決手段】通信装置３００は、信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行う第１のチャネル推定部１３１と、第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成する第１の重み情報生成部１３３と、第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行う合成処理部１３５と、重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行う第２のチャネル推定部１３７と、第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成する第２の重み情報生成部１３９と、第２の重み情報に基づいて、重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行う復調処理部１４１と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、通信装置、方法、プログラム、及び記録媒体に関する。

モバイル通信の第４世代であるＬＴＥ（Long Term Evolution）システムや第５世代のＮＲ（New Radio）システムでは、急速に進む伝送速度の高速化に対応するため、周波数帯域幅の広帯域化や、信号の空間多重方式の導入が望まれている。

周波数帯域幅の広帯域化を行う場合には、ミリ波帯などの高い無線周波数帯の利用が有効となる。一方、無線周波数が高くなると無線信号の伝搬損失が増大する。このため、多素子のアンテナを用いたビームフォーミングにより電波の伝搬拡散を絞ることで電力密度を高める方法を適用するのが一般的と考えられる。また、空間多重を行う場合にも、多素子のアンテナを用いることで多重度を高める方式が有力視されている。このように、多素子アンテナを用いることで高速化が期待されている。

多素子アンテナにより受信される信号は、空間伝搬におけるフェージングや、送受信器の周波数誤差や位相雑音による位相変動を受けており、復調処理でこれらを補正する必要がある。

例えば、特許文献１には、第１特異値に対応する仮想的伝送路で信号分離を行いながら、それでも残る信号系列間の残留干渉を２段階で除去することが記載されている。

また、特許文献２には、送信側及び受信側双方において、送受信ウエイトの乗算を２段階に分けて行い、その内の一方はチャネル時変動による誤差を許容した平均化送受信ウエイトベクトルを用い、チャネル時変動に追従する干渉抑圧のための行列演算は空間多重するＬ系統の信号系列に対してＬ×Ｌのサイズのリアルタイム送受信ウエイト行列の演算で済ませることが記載されている。

特開２０１７−３８１９３号公報特開２０１４−１２７８７６号公報

しかしながら、上述したような多素子アンテナを用いると素子数が増大するため、回路規模が増大することが懸念される。

回路規模の増大を抑えるためには、例えば、無線周波数帯で信号を分岐し、アナログ回路で各信号の位相を制御することでビームを形成するアナログビームフォーミングが考えられる。しかし、信号の位相のみしか制御できないという制約があるため、ビーム形成の精度や自由度が大幅に制限されるという問題がある。

また、ベースバンド部でデジタル信号処理によりビームを形成するデジタルビームフォーミングは、より高い自由度でビームを制御できるという利点がある。しかし、信号処理の処理量の大きい受信復調回路では、処理を行うべき信号列数が非常に大きくなる。このため、とりわけ、端末から空間多重された信号をＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Out）で受信する場合などは回路規模が膨大となり、コストや消費電力が増大し、実現性の観点で問題となる。

本発明の目的は、回路規模の削減を図りつつ、空間多重された信号列を効率的に復調することが可能な通信装置、方法、プログラム、及び記録媒体を提供することにある。

本発明の一態様に係る通信装置は、空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行う第１のチャネル推定部と、上記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成する第１の重み情報生成部と、上記信号列を、上記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行う合成処理部と、上記重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、上記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行う第２のチャネル推定部と、上記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成する第２の重み情報生成部と、上記第２の重み情報に基づいて、上記重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行う復調処理部と、を備える。

本発明の一態様に係る方法は、空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行うことと、上記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成することと、上記信号列を、上記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行うことと、上記重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、上記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行うことと、上記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成することと、上記第２の重み情報に基づいて、上記重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行うことと、を含む。

本発明の一態様に係るプログラムは、空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行うことと、上記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成することと、上記信号列を、上記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行うことと、上記重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、上記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行うことと、上記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成することと、上記第２の重み情報に基づいて、上記重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行うことと、をプロセッサに実行させる。

本発明の一態様に係る記録媒体は、空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行うことと、上記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成することと、上記信号列を、上記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行うことと、上記重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、上記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行うことと、上記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成することと、上記第２の重み情報に基づいて、上記重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行うことと、をプロセッサに実行させるプログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な非一時的記録媒体である。

本発明の一態様によれば、回路規模の削減を図りつつ、空間多重された信号列を効率的に復調することが可能になる。なお、本発明により、当該効果の代わりに、又は当該効果とともに、他の効果が奏されてもよい。

図１は、アナログビームフォーミングによりビームを多素子アンテナにより送信する処理を概略的に説明するための図である。図２は、デジタルビームフォーミングによりビームを多素子アンテナにより送信する処理を概略的に説明するための図である。図３は、信号列の数が異なる２つの受信復調回路３０１、３０３の概略構成を示す図である。図４は、本発明の実施形態に係るシステム１の概略的な構成の一例を示す説明図である。図５は、第１の実施形態に係る基地局１００の概略的な構成の例を示すブロック図である。図６は、信号処理の流れを概略的に説明するための説明図である。図７は、第２の実施形態に係る通信装置３００の概略的な構成の例を示すブロック図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、同様に説明されることが可能な要素については、同一の符号を付することにより重複説明が省略され得る。

説明は、以下の順序で行われる。
１．本発明の実施形態の概要
２．システムの構成
３．第１の実施形態
３．１．基地局の構成
３．２．技術的特徴
３．３．実施例
４．第２の実施形態
４．１．通信装置の構成
４．２．技術的特徴
５．他の形態

＜＜１．本発明の実施形態の概要＞＞
まず、本発明の実施形態の概要を説明する。

（１）技術的課題
モバイル通信の第４世代であるＬＴＥ（Long Term Evolution）システムや第５世代のＮＲ（New Radio）システムでは、急速に進む伝送速度の高速化に対応するため、周波数帯域幅の広帯域化や、信号の空間多重方式の導入が望まれている。

多素子アンテナにより受信される信号は、空間伝搬におけるフェージング、送受信器の周波数誤差や位相雑音による位相変動を受けており、復調処理でこれらを補正する必要がある。

しかしながら、上述したような多素子アンテナを用いると素子数が増大するため、上述した補正に必要となる処理量が増えることで、回路規模が増大することが懸念される。

例えば、図１は、アナログビームフォーミングによりビームを多素子アンテナにより送信する処理を概略的に説明するための図である。図１では、送信信号に対してデジタル／アナログ変換処理Ｓ１０１及び周波数変換Ｓ１０３を行った後、無線周波数帯で信号を分岐してアナログ回路で各信号の位相を制御する処理Ｓ１０５を行うことにより、ビームが形成される。しかし、図１に示すようなアナログビームフォーミングでは、信号の位相のみしか制御できないという制約があるため、ビーム形成の精度や自由度が大幅に制限されるという問題がある。

また、例えば、図２は、デジタルビームフォーミングによりビームを多素子アンテナにより送信する処理を概略的に説明するための図である。図２では、ベースバンド部でデジタル信号処理Ｓ２０１によりビームが形成された後に、アナログ変換処理Ｓ２０３及び周波数変換Ｓ２０５が行われる。このようなデジタルビームフォーミングは、より高い自由度でビームを制御できるという利点がある。

一方、受信復調回路では、受信信号列に対して、チャネル推定、重み係数生成、及び重み係数による重み付け合成処理が行われることにより、信号列が復調される。
しかし、信号処理の処理量の大きい受信復調回路では、処理を行うべき信号列数が非常に大きくなる。図３は、信号列の数が異なる２つの受信復調回路３０１、３０３の概略構成を示す図である。このため、とりわけ、端末装置から空間多重された信号をＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Out）で受信する場合など、回路規模が膨大となり、コストや消費電力が増大し、実現性の観点で問題となる。

本実施形態の目的は、回路規模の削減を図りつつ、空間多重された信号列を効率的に復調することが可能な通信装置、方法、プログラム、及び記録媒体を提供することにある。

（２）技術的特徴
本発明の実施形態では、例えば、通信装置は、空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行い、上記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成し、上記信号列を、上記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行い、上記重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、上記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行い、上記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成し、上記第２の重み情報に基づいて、上記重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行う。

これにより、例えば、回路規模の削減を図りつつ、空間多重された信号列を効率的に復調することが可能になる。

なお、上述した技術的特徴は本発明の実施形態の具体的な一例であり、当然ながら、本発明の実施形態は上述した技術的特徴に限定されない。

＜＜２．システムの構成＞＞
図４を参照して、本発明の実施形態に係るシステム１の構成の例を説明する。図４は、本発明の実施形態に係るシステム１の概略的な構成の一例を示す説明図である。図４を参照すると、システム１は、基地局１００、及び端末装置２００を含む。

例えば、システム１は、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）の規格（standard）／仕様（specification）に準拠したシステムである。より具体的には、例えば、システム１は、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ及び／又はＳＡＥ（System Architecture Evolution）の規格／仕様に準拠したシステムであってもよい。あるいは、システム１は、第５世代（５Ｇ）／ＮＲ（New Radio）の規格／仕様に準拠したシステムであってもよい。当然ながら、システム１は、これらの例に限定されない。

（１）基地局１００
基地局１００は、無線アクセスネットワーク（Radio Access Network：ＲＡＮ）のノードであり、カバレッジエリア１０内に位置する端末装置（例えば、端末装置２００）との無線通信を行う。

例えば、基地局１００は、ｅＮＢ（evolved Node B）であってもよく、又は、５ＧにおけるｇＮＢ（generation Node B）であってもよい。基地局１００は、複数のユニット（又は複数のノード）を含んでもよい。当該複数のユニット（又は複数のノード）は、上位のプロトコルレイヤの処理を行う第１ユニット（又は第１ノード）と、下位のプロトコルレイヤの処理を行う第２ユニット（又は第２ノード）とを含んでもよい。一例として、上記第１ユニットは、中央ユニット（Center/Central Unit：ＣＵ）と呼ばれてもよく、上記第２のユニットは、分散ユニット（Distributed Unit：ＤＵ）又はアクセスユニット（Access Unit：ＡＵ）と呼ばれてもよい。別の例として、上記第１ユニットは、デジタルユニット（Digital Unit：ＤＵ）と呼ばれてもよく、上記第２ユニットは、無線ユニット（Radio Unit：ＲＵ）又はリモートユニット（Remote Unit：ＲＵ）と呼ばれてもよい。上記ＤＵ（Digital Unit）は、ＢＢＵ（Base Band Unit）であってもよく、上記ＲＵは、ＲＲＨ（Remote Radio Head）又はＲＲＵ（Remote Radio Unit）であってもよい。当然ながら、上記第１ユニット（又は第１のノード）及び上記第２ユニット（又は第２のノード）の呼称は、この例に限定されない。あるいは、基地局１００は、単一のユニット（又は単一のノード）であってもよい。この場合に、基地局１００は、上記複数のユニットのうちの１つ（例えば、上記第１ユニット及び上記第２ユニットの一方）であってもよく、上記複数のユニットのうちの他のユニット（例えば、上記第１ユニット及び上記第２ユニットの他方）と接続されていてもよい。

（２）端末装置２００
端末装置２００は、基地局との無線通信を行う。例えば、端末装置２００は、基地局１００のカバレッジエリア１０内に位置する場合に、基地局１００との無線通信を行う。例えば、端末装置２００は、ＵＥ（User Equipment）である。

＜＜３．第１の実施形態＞＞
続いて、図５及び図６を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。

＜３．１．基地局の構成＞
次に、図５を参照して、第１の実施形態に係る基地局１００の構成の例を説明する。図５は、第１の実施形態に係る基地局１００の概略的な構成の例を示すブロック図である。図５を参照すると、基地局１００は、多素子アンテナ１１０、記憶部１２０、及び処理部１３０を備える。

（１）多素子アンテナ１１０
多素子アンテナ１１０は、複数のアンテナ素子から構成され、信号を無線で送受信する。例えば、多素子アンテナ１１０は、端末装置からの信号を受信し、端末装置への信号を送信する。

（２）記憶部１２０
記憶部１２０は、基地局１００の動作のためのプログラム（命令）及びパラメータ、並びに様々なデータを、一時的に又は恒久的に記憶する。当該プログラムは、基地局１００の動作のための１つ以上の命令を含む。

（３）処理部１３０
処理部１３０は、基地局１００の様々な機能を提供する。処理部１３０は、第１のチャネル推定部１３１、第１の重み情報生成部１３３、合成処理部１３５、第２のチャネル推定部１３７、第２の重み情報生成部１３９、及び復調処理部１４１を含む。なお、処理部１３０は、これらの構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、処理部１３０は、これらの構成要素の動作以外の動作も行い得る。第１のチャネル推定部１３１、第１の重み情報生成部１３３、合成処理部１３５、第２のチャネル推定部１３７、第２の重み情報生成部１３９、及び復調処理部１４１の具体的な動作は、後に詳細に説明する。

＜３．２．技術的特徴＞
次に、第１の実施形態の技術的特徴を説明する。

基地局１００（第１のチャネル推定部１３１）は、空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行う。また、基地局１００（第１の重み情報生成部１３３）は、上記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成する。また、基地局１００（合成処理部１３５）は、上記信号列を、上記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行う。また、基地局１００（第２のチャネル推定部１３７）は、上記重み付き合成が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、上記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行う。基地局１００（第２の重み情報生成部１３９）は、上記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成する。また、基地局１００（復調処理部１４１）は、上記第２の重み情報に基づいて、上記重み付け合成処理が行われた信号列の復調処理を行う。

（１）信号列
上記信号列は、具体的には、端末装置２００からアップリンクで空間多重されて伝送されてきた信号列である。上記信号列は、多素子アンテナ１１０により受信される。

−レファレンス信号
上述したように、上記信号列にはレファレンス信号が含まれる。ここで、レファレンス信号は、たとえば、ＤＭ−ＲＳ（Demonstration-Reference Signal）と、ＰＴ−ＲＳ（Phase Tracking-Reference Signal）などである。ＤＭ−ＲＳは、例えば、十数シンボルからなるサブフレームあたり、１シンボルまたは数シンボルの割合で割り当てられる。また、ＰＴ−ＲＳは１シンボルまたは数シンボルあたり、１シンボルの割合で割当てられる。

（２）第１のチャネル推定
基地局１００（第１のチャネル推定部１３１）は、例えば、上記信号列に含まれるＤＭ−ＲＳを用いて、上記第１の頻度で上記第１のチャネル推定を行う。

ここで、上記第１の頻度とは、例えば、復調処理の１０分の１程度が想定される。具体的には、上記第１の頻度とは、１サブフレーム〜数サブフレームごとなど、サブフレーム数で決まる頻度である。つまり、基地局１００（第１のチャネル推定部１３１）は、ＤＭ−ＲＳを用いて、１又は複数のサブフレームの周期で上記第１のチャネル推定を行う。

（３）第２のチャネル推定
例えば、基地局１００（第２のチャネル推定部１３７）は、上記重み付け合成処理が行われた信号列に含まれるＰＴ−ＲＳ（Phase Tracking-Reference Signal）を用いて、上記第２の頻度で上記第２のチャネル推定を行う。

ここで、上記第２の頻度とは、例えば復調処理とほぼ同じ頻度である。具体的には上記第２の頻度とは、１シンボル〜数シンボルごとなど、シンボル数で決まる頻度である。つまり、第２のチャネル推定部１３７は、端末装置２００からアップリンクで空間多重されて伝送され上記重み付け合成処理が行われた信号列に含まれるＰＴ−ＲＳを用いて、１又は複数のシンボルの周期で上記第２のチャネル推定を行う。

なお、上記ＰＴ−ＲＳに限らず、例えば、ＤＭ−ＲＳを用いて上記第２の頻度で上記第２のチャネル推定を行うようにしてもよい。例えば、上記第１のチャネル推定が数サブフレームごとにＤＭ−ＲＳを用いて行われる場合には、基地局１００（第２のチャネル推定部１３７）は、ＤＭ−ＲＳを用いて、例えば１サブフレームごとに周期的に上記第２のチャネル推定を行うようにしてもよい。

＜３．３．実施例＞
次に、図６を参照して、第１の実施形態に係る実施例を説明する。図６は、信号処理の流れを概略的に説明するための説明図である。

−実施例の構成
まず、ＭＩＭＯにより空間多重された信号のレイヤ数をＭ（Ｍは自然数）とし、多素子アンテナ１１０のアンテナ数をＮ個（Ｎは自然数）とする。

ステップＳ６０１において、多素子アンテナ１１０により受信されたＮ系列の各信号列は、第１のチャネル推定部１３１に入力される。これにより、各々のレイヤごとにＮ個、合計するとＮ行Ｍ列のチャネル推定値行列が算出される。

ステップＳ６０３において、第１のチャネル推定部１３１から出力されるチャネル推定値行列は、第１の重み情報生成部１３３に入力される。これにより、ＭＩＭＯ等化によりレイヤ分離を行うためのＭ行Ｎ列の重み係数行列が生成される。

ここで、第１の重み情報生成部１３３は、例えば、入力されるＮ行Ｍ列のチャネル推定値行列をＨとした場合、下記式のように、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Squared Error）基準による重み係数Ｗを算出することができる。
Ｗ＝（Ｈ^ＨＨ＋σ^２Ｉ）^−１Ｈ^Ｈ
ここで、添え字の“Ｈ”はエルミート共役を表す。

ステップＳ６０５において、Ｎ系列の受信信号列は、第１のチャネル推定部１３１に入力される一方で、合成処理部１３５にも入力される。そして、Ｎ系列の受信信号列は、Ｎ行の信号として、合成処理部１３５の合成処理（一次合成）により、第１の重み情報生成部１３３により出力されるＭ行Ｎ列の重み係数行列と乗算される。これにより、Ｍ行の信号からなるＭ系列の分離合成信号列が得られる。

ステップＳ６０７において、Ｍ系列の分離合成信号列は、第２のチャネル推定部１３７に入力される。これにより、系列ごとに一つずつ、合計Ｍ個のチャネル推定値が算出される。

ステップＳ６０９において、Ｍ個のチャネル推定値は、第２の重み情報生成部１３９に入力される。これにより、位相変動を補正するためのＭ個の重み係数が生成される。

ここで、第２の重み情報生成部１３９は、入力されるＭ個行のチャネル推定値ｈ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）とした場合、次式のように重み係数ｗ_ｍを算出することができる。
ｗ_ｍ＝ｈ_ｍ ^−１

Ｍ系列の分離合成信号列は、第２のチャネル推定部１３７に入力される一方で復調処理部１４１にも入力される。そして、Ｍ系列の分離合成信号列は、Ｍ個の重み係数とそれぞれ乗算される。これにより、Ｍ系列の復調信号列が得られる。

−実施例の動作
次に、実施例の動作を説明する。まず、受信信号列の受信される周期をＴとする。

まず、第１のチャネル推定部１３１は、受信信号列に含まれるレファレンス信号を用いて周期ｎＴ（ｎは１より大きい整数）で第１のチャネル推定を行う。また、第1の重み情報生成部１３３も、周期ｎＴで第１の重み係数を生成する。

また、合成処理部１３５に入力される受信信号列の周期はＴである。この周期は、上述した第１の重み情報生成部１３３の動作周期ｎＴより長い。このため、合成処理部１３５は、第１の重み情報生成部１３３から新しい第１の重み係数が生成されるまで、合成処理部１３５は、最新の第１の重み係数を用いた重み付け合成処理を行えばよい。合成処理部１３５により合成される合成信号列は、周期Ｔで出力される。

第２のチャネル推定部１３７は、合成信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、周期ｍＴ（ｍは１より大きくｎより小さい整数）で第２のチャネル推定を行う。第２の重み情報生成部１３９も、周期ｍＴで第２の重み係数を生成する。

また、復調処理部１４１に入力される受信信号列の周期はＴである。この周期は、上述した第２の重み情報生成部１３９の第２の重み係数回路出力の周期ｍＴより長い。このため、第２の重み情報生成部１３９から新しい第２の重み係数が生成されるまで、復調処理部１４１は最新の第２の重み係数を用いて復調処理を行えば。復調処理部１４１より復調された復調信号列は、周期Ｔで出力される。

−効果
本実施例に対する比較例として、例えば、Ｎ行Ｍ列のチャネル推定及び重み係数生成を、Ｎ系列の受信信号に対し、周期ｍＴで実施した場合を想定する。このような比較例では、周期Ｔあたりに実施するチャネル推定及び重み係数生成の回数は、ＭＮ／ｍ回となる。

一方、上述した実施例によれば、Ｎ系列の受信信号に対するＮ行Ｍ列のチャネル推定と重み係数生成の周期がｎＴ、Ｍ系列の合成信号に対するチャネル推定と重み係数生成の周期がｍＴなので、周期Ｔあたりに実施するチャネル推定及び重み係数生成の回数は、（ＭＮ／ｎ＋Ｍ／ｍ）となる。

具体例として、周期ｎＴを周期ｍＴの１０倍程度とし、レイヤ数Ｍを４とし、アンテナ数Ｎを６４０程度とした場合には、上述した実施例では、チャネル推定と重み係数生成の回数が、上述した比較例と比べて０．１１６（１／１０＋１／６４）となる。これにより、回路規模を大幅に削減することができる。

ここで、フェージングによる変動は、ＭＩＭＯ受信する際に補正する必要があるが、端末装置の移動速度に応じて低速に変動することが想定できる。一方、周波数誤差などによる変動は、高速に変動することが想定される。

そこで、上述したように、本実施例では、受信復調処理を２段階とし、端末装置２００から空間多重して送信されてきた信号列に対し、多素子アンテナ１１０で受信した多数の受信信号列をまず低頻度でＭＩＭＯ等化受信することで低速なフェージングに対応した空間分離を行いつつ合成して信号列の数を制限し、次にこの空間分離された信号列に対し高頻度で高速な位相変動に対応した復調処理を行うことができる。これにより、回路規模の削減を図りつつ、空間多重された信号列を効率的に復調することが可能になる。

−変形例
例えば、第１の重み係数の生成処理は第２の重み係数の生成処理に比べ複雑で、計算量も断然大きくなる。このため、必ずしも多素子アンテナではなくても、上述したような回路規模の削減することが可能となる。具体的には、Ｎ＝Ｍのような場合でも、ＭＩＭＯの受信を効果的に行うことができる。

＜＜４．第２の実施形態＞＞
続いて、図７を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。上述した第１の実施形態は、具体的な実施形態であるが、第２の実施形態は、より一般化された実施形態である。

＜４．１．通信装置の構成＞
まず、図７を参照して、第２の実施形態に係る通信装置３００の構成の例を説明する。図７は、第２の実施形態に係る通信装置３００の概略的な構成の例を示すブロック図である。図７を参照すると、通信装置３００は、第１のチャネル推定部３１１、第１の重み情報生成部３１３、合成処理部３１５、第２のチャネル推定部３１７、第２の重み情報生成部３１９、及び復調処理部３２１を備える。第１のチャネル推定部３１１、第１の重み情報生成部３１３、合成処理部３１５、第２のチャネル推定部３１７、第２の重み情報生成部３１９、及び復調処理部３２１の具体的な動作は、後に説明する。

第１のチャネル推定部３１１、第１の重み情報生成部３１３、合成処理部３１５、第２のチャネル推定部３１７、第２の重み情報生成部３１９、及び復調処理部３２１は、同一のプロセッサにより実装されてもよく、別々に異なるプロセッサにより実装されてもよい。第１のチャネル推定部３１１、第１の重み情報生成部３１３、合成処理部３１５、第２のチャネル推定部３１７、第２の重み情報生成部３１９、及び復調処理部３２１は、プログラム（命令）を記憶するメモリと、当該プログラム（命令）を実行可能な１つ以上のプロセッサとを含んでもよく、当該１つ以上のプロセッサは、第１のチャネル推定部３１１、第１の重み情報生成部３１３、合成処理部３１５、第２のチャネル推定部３１７、第２の重み情報生成部３１９、及び復調処理部３２１の動作を行ってもよい。上記プログラムは、第１のチャネル推定部３１１、第１の重み情報生成部３１３、合成処理部３１５、第２のチャネル推定部３１７、第２の重み情報生成部３１９、及び復調処理部３２１の動作をプロセッサに実行させるためのプログラムであってもよい。

＜４．２．技術的特徴＞
次に、第２の実施形態の技術的特徴を説明する。

第２の実施形態では、通信装置３００（第１のチャネル推定部３１１）は、空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行う。また、通信装置３００（第１の重み情報生成部３１３）は、上記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成する。また、通信装置３００（合成処理部３１５）は、上記信号列を、上記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行う。また、通信装置３００（第２のチャネル推定部３１７）は、上記重み付き合成が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、上記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行う。通信装置３００（第２の重み情報生成部３１９）は、上記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成する。また、通信装置３００（復調処理部３２１）は、上記第２の重み情報に基づいて、上記重み付け合成処理が行われた信号列の復調処理を行う。

例えば、通信装置３００は、第１の実施形態に係る基地局１００の動作を行ってもよい。また、通信装置３００は、ダウンリンクでの受信にも適用することができる。つまり、通信装置３００は、第１の実施形態に係る端末装置２００の復調処理に適用されてもよい。

以上、第２の実施形態を説明した。第２の実施形態によれば、例えば、回路規模の削減を図りつつ、空間多重された信号列を効率的に復調することが可能になる。

＜＜５．他の形態＞＞
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は例示にすぎないということ、及び、本発明のスコープ及び精神から逸脱することなく様々な変形が可能であるということは、当業者に理解されるであろう。

また、本明細書において説明した通信装置の構成要素（例えば、第１のチャネル推定部、第１の重み情報生成部、合成処理部、第２のチャネル推定部、第２の重み情報生成部、及び／又は復調処理部）を備える装置（例えば、基地局又は端末装置を構成する複数の装置（又はユニット）のうちの１つ以上の装置（又はユニット）、又は上記複数の装置（又はユニット）のうちの１つのためのモジュール）が提供されてもよい。また、上記構成要素の処理を含む方法が提供されてもよく、上記構成要素の処理をプロセッサに実行させるためのプログラムが提供されてもよい。また、当該プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な非一時的記録媒体（Non-transitory computer readable medium）が提供されてもよい。当然ながら、このような装置、モジュール、方法、プログラム、及びコンピュータに読み取り可能な非一時的記録媒体も本発明に含まれる。

上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

（付記１）
空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行う第１のチャネル推定部と、
前記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成する第１の重み情報生成部と、
前記信号列を、前記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行う合成処理部と、
前記重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、前記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行う第２のチャネル推定部と、
前記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成する第２の重み情報生成部と、
前記第２の重み情報に基づいて、前記重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行う復調処理部と、
を備える、通信装置。

（付記２）
前記信号列は、端末装置からアップリンクで空間多重されて伝送されてきた信号列である、付記１記載の通信装置。

（付記３）
前記第１のチャネル推定部は、前記端末装置からアップリンクで空間多重されて伝送されてきた前記信号列に含まれるＤＭ−ＲＳ（Demonstration-Reference Signal）を用いて、前記第１の頻度で前記第１のチャネル推定を行う、付記２記載の通信装置。

（付記４）
前記第１のチャネル推定部は、前記端末装置からアップリンクで空間多重されて伝送されてきた前記信号列に含まれるＤＭ−ＲＳ（Demonstration-Reference Signal）を用いて、１又は複数のサブフレームの周期で前記第１のチャネル推定を行う、付記３記載の通信装置。

（付記５）
前記第２のチャネル推定部は、前記端末装置からアップリンクで空間多重されて伝送され前記重み付け合成処理が行われた信号列に含まれるＰＴ−ＲＳ（Phase Tracking-Reference Signal）を用いて、前記第２の頻度で前記第２のチャネル推定を行う、付記２乃至４のうち何れか１項記載の通信装置。

（付記６）
前記第２のチャネル推定部は、前記端末装置からアップリンクで空間多重されて伝送され前記重み付け合成処理が行われた信号列に含まれるＰＴ−ＲＳ（Phase Tracking- Reference Signal）を用いて、１又は複数のシンボルの周期で前記第２のチャネル推定を行う、付記５記載の通信装置。

（付記７）
前記第２のチャネル推定部は、前記端末装置からアップリンクで空間多重されて伝送され前記重み付け合成処理が行われた信号列に含まれるＤＭ−ＲＳ（Demonstration-Reference Signal）を用いて、前記第２の頻度で前記第２のチャネル推定を行う、付記２乃至４のうち何れか１項記載の通信装置。

（付記８）
空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行うことと、
前記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成することと、
前記信号列を、前記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行うことと、
前記重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、前記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行うことと、
前記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成することと、
前記第２の重み情報に基づいて、前記重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行うことと、
を含む、方法。

（付記９）
空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行うことと、
前記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成することと、
前記信号列を、前記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行うことと、
前記重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、前記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行うことと、
前記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成することと、
前記第２の重み情報に基づいて、前記重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行うことと、
をプロセッサに実行させるプログラム。

（付記１０）
空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行うことと、
前記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成することと、
前記信号列を、前記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行うことと、
前記重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、前記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行うことと、
前記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成することと、
前記第２の重み情報に基づいて、前記重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行うことと、
をプロセッサに実行させるプログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な非一時的記録媒体。

この出願は、２０１８年４月９日に出願された日本出願特願２０１８−０７４４０６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

移動体通信システムにおいて、回路規模の削減を図りつつ、空間多重された信号列を効率的に復調することができる。

１システム
１００基地局
１３１、３１１第１のチャネル推定部
１３３、３１３第１の重み情報生成部
１３５、３１５合成処理部
１３７、３１７第２のチャネル推定部
１３９、３１９第２の重み情報生成部
１４１、３２１復調処理部
２００端末装置
３００通信装置

Claims

空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行う第１のチャネル推定部と、
前記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成する第１の重み情報生成部と、
前記信号列を、前記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行う合成処理部と、
前記重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、前記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行う第２のチャネル推定部と、
前記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成する第２の重み情報生成部と、
前記第２の重み情報に基づいて、前記重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行う復調処理部と、
を備える、通信装置。
前記信号列は、端末装置からアップリンクで空間多重されて伝送されてきた信号列である、請求項１記載の通信装置。
前記第１のチャネル推定部は、前記端末装置からアップリンクで空間多重されて伝送されてきた前記信号列に含まれるＤＭ−ＲＳ（Demonstration-Reference Signal）を用いて、前記第１の頻度で前記第１のチャネル推定を行う、請求項２記載の通信装置。
前記第１のチャネル推定部は、前記端末装置からアップリンクで空間多重されて伝送されてきた前記信号列に含まれるＤＭ−ＲＳ（Demonstration-Reference Signal）を用いて、１又は複数のサブフレームの周期で前記第１のチャネル推定を行う、請求項３記載の通信装置。
前記第２のチャネル推定部は、前記端末装置からアップリンクで空間多重されて伝送され前記重み付け合成処理が行われた信号列に含まれるＰＴ−ＲＳ（Phase Tracking-Reference Signal）を用いて、前記第２の頻度で前記第２のチャネル推定を行う、請求項２乃至４のうち何れか１項記載の通信装置。
前記第２のチャネル推定部は、前記端末装置からアップリンクで空間多重されて伝送され前記重み付け合成処理が行われた信号列に含まれるＰＴ−ＲＳ（Phase Tracking- Reference Signal）を用いて、１又は複数のシンボルの周期で前記第２のチャネル推定を行う、請求項５記載の通信装置。
前記第２のチャネル推定部は、前記端末装置からアップリンクで空間多重されて伝送され前記重み付け合成処理が行われた信号列に含まれるＤＭ−ＲＳ（Demonstration-Reference Signal）を用いて、前記第２の頻度で前記第２のチャネル推定を行う、請求項２乃至４のうち何れか１項記載の通信装置。
空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行うことと、
前記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成することと、
前記信号列を、前記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行うことと、
前記重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、前記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行うことと、
前記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成することと、
前記第２の重み情報に基づいて、前記重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行うことと、
を含む、方法。
空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行うことと、
前記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成することと、
前記信号列を、前記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行うことと、
前記重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、前記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行うことと、
前記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成することと、
前記第２の重み情報に基づいて、前記重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行うことと、
をプロセッサに実行させるプログラム。
空間多重されて伝送されてきた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、第１の頻度で第１のチャネル推定を行うことと、
前記第１のチャネル推定に基づいて、第１の重み情報を生成することと、
前記信号列を、前記第１の重み情報に基づいた重み付き合成処理を行うことと、
前記重み付き合成処理が行われた信号列に含まれるレファレンス信号を用いて、前記第１の頻度よりも高い第２の頻度で第２のチャネル推定を行うことと、
前記第２のチャネル推定に基づいて、第２の重み情報を生成することと、
前記第２の重み情報に基づいて、前記重み付き合成処理が行われた信号列の復調処理を行うことと、
をプロセッサに実行させるプログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な非一時的記録媒体。