JPWO2020075405A1 - 無線装置、及び信号検出方法 - Google Patents

Abstract

干渉信号の抑圧に必要な演算量を削減することが可能な無線装置を提供する。無線装置（１）は、複数のアンテナで受信した所望信号と干渉信号とを含む受信信号に対して空間変換を行い、第１ビーム空間受信信号ベクトルを算出する空間変換部（２）と、第１ビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択し、第２ビーム空間受信信号ベクトルを生成するビーム選択部（３）と、第２ビーム空間受信信号ベクトルに含まれる雑音信号及び干渉信号を含む干渉雑音信号の共分散行列を推定し、当該共分散行列を用いて受信ウェイトを生成し、当該受信ウェイトと第２ビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて、所望信号を検出する干渉抑圧合成部（４）と、を備える。

Description

本開示は、無線装置、信号検出方法、非一時的なコンピュータ可読媒体及び無線通信システムに関する。

ＬＴＥ（Long Term Evolution）や無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の無線通信システムでは、携帯電話基地局やアクセスポイント等の無線装置を複数配置して通信エリアを形成する。近接する無線装置が同一の周波数で運用される場合、近接する他の無線装置に送信された信号によって干渉が生じてしまい通信品質が劣化し得る。例えば、無線端末から無線装置にデータを送信する上りリンクの場合には、無線端末が送信した信号が通信相手と異なる他の無線装置へ到達することにより、他の無線装置の通信に対する干渉となり、当該無線装置における通信品質が劣化し得る。そのため、上りリンクの干渉を低減する技術が検討されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、上りリンクの干渉を低減する方法が記載されている。特許文献１には、基地局が、他の基地局と通信する無線端末に対する伝搬路応答（チャネル応答）の推定を行い、その推定値を用いて他の基地局と通信する無線端末からの干渉を抑圧又は除去することが開示されている。

また、上りリンクの干渉を抑圧する関連する技術として、非特許文献１が知られている。非特許文献１には、上りリンクの干渉を抑圧する方法として、ＭＭＳＥ−ＩＲＣ（Minimum Mean Square Error Interference Rejection Combining）法が記載されている。ＭＭＳＥ−ＩＲＣは、干渉信号と雑音信号とが加算された干渉雑音信号の共分散行列（干渉信号と雑音信号との和の共分散行列）を推定し、その推定値を用いて生成した受信ウェイトを受信信号に乗算して干渉信号を抑圧する。つまり、ＭＭＳＥ−ＩＲＣを用いる場合、干渉信号に対するチャネル応答を推定せずに、干渉信号を抑圧することができる。

国際公開第２０１６／０８８７１９号

3GPP TR36.884 V13.1.0 (2016-09)

非特許文献１に記載された方法を用いる場合、干渉信号を抑圧する受信ウェイトを生成する際に、無線装置のアンテナ数の次元の行列に対する逆行列演算を行う必要がある。一般的に、逆行列演算の演算量は、演算対象の行列の次元の３乗に比例する。そのため、近年検討されているＭａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）のように、無線装置のアンテナ数が多い場合には、干渉信号の抑圧に必要な演算量が膨大となってしまう。

本開示の目的の１つは、上述した課題を解決するためになされたものであり、干渉信号の抑圧に必要な演算量を削減することが可能な無線装置、信号検出方法、非一時的なコンピュータ可読媒体及び無線通信システムを提供することである。

本開示にかかる無線装置は、
複数のアンテナで受信した所望信号と干渉信号とを含む受信信号に対して空間変換を行い、第１ビーム空間受信信号ベクトルを算出する空間変換部と、
前記第１ビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択し、第２ビーム空間受信信号ベクトルを生成するビーム選択部と、
前記第２ビーム空間受信信号ベクトルに含まれる雑音信号及び前記干渉信号を含む干渉雑音信号の共分散行列を推定し、当該共分散行列を用いて受信ウェイトを生成し、当該受信ウェイトと前記第２ビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて、前記所望信号を検出する干渉抑圧合成部と、を備える。

本開示にかかる信号検出方法は、
複数のアンテナで受信した所望信号と干渉信号とを含む受信信号に対して空間変換を行い、第１ビーム空間受信信号ベクトルを算出することと、
前記第１ビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択し、第２ビーム空間受信信号ベクトルを生成することと、
前記第２ビーム空間受信信号ベクトルに含まれる雑音信号及び前記干渉信号を含む干渉雑音信号の共分散行列を推定し、当該共分散行列を用いて受信ウェイトを生成し、当該受信ウェイトと前記第２ビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて、前記所望信号を検出することと、を含む。

本開示によれば、干渉信号の抑圧に必要な演算量を削減することが可能な無線装置、信号検出方法、非一時的なコンピュータ可読媒体及び無線通信システムを提供することができる。

本開示の実施の形態にかかる無線装置１の概要を示す図である。 実施の形態１にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。 実施の形態１にかかる無線装置の構成例を示す図である。 実施の形態１にかかる信号検出部の構成例を示す図である。 実施の形態１にかかる信号検出部の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態２にかかる信号検出部の構成例を示す図である。 実施の形態２にかかる信号検出部の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態３にかかる信号検出部の構成例を示す図である。 実施の形態３にかかる信号検出部の動作例を示すフローチャートである。 本開示の各実施の形態にかかる無線装置を実現可能な、コンピュータ（情報処理装置）のハードウェア構成を例示するブロック図である。

以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の記載及び図面は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、以下の各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

（実施の形態の概要）
本開示の実施形態の説明に先立って、実施の形態の概要について説明する。図１は、本開示の実施の形態にかかる無線装置１の概要を示す図である。
無線装置１は、空間変換部２と、ビーム選択部３と、干渉抑圧合成部４とを備える。

空間変換部２は、複数のアンテナで受信した所望信号と干渉信号とを含む受信信号に対して空間変換を行い、第１ビーム空間受信信号ベクトルを算出する。
ビーム選択部３は、空間変換部２が算出した第１ビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択し、第２ビーム空間受信信号ベクトルを生成する。

干渉抑圧合成部４は、ビーム選択部３が生成した第２ビーム空間受信信号ベクトルに含まれる雑音信号及び前記干渉信号を含む干渉雑音信号の共分散行列を推定する。干渉抑圧合成部４は、推定した共分散行列を用いて受信ウェイトを生成し、生成した受信ウェイトと、ビーム選択部３が生成した第２ビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて所望信号を検出する。

以上、説明したように、ビーム選択部３は、空間変換部２が算出した第１ビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択して第２ビーム空間受信信号ベクトルを生成する。そして、干渉抑圧合成部４は、ビーム選択部３が生成した第２ビーム空間受信信号ベクトルを用いて、干渉雑音信号の共分散行列を推定し、当該共分散行列を用いて受信ウェイトを生成する。干渉抑圧合成部４は、生成した受信ウェイトと、第２ビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて受信信号から所望信号を検出する。すなわち、実施の形態にかかる無線装置１は、第１ビーム空間受信信号ベクトルから選択された、第１ビーム空間受信信号ベクトルよりも次元の低い第２ビーム空間受信信号ベクトルに基づいて、所望信号を検出する。したがって、実施の形態にかかる無線装置１を用いることにより、干渉信号の抑圧に必要な演算量を削減することが可能となる。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して、本開示の実施の形態について説明する。
＜無線通信システムの構成例＞
まず、図２を用いて、実施の形態１にかかる無線通信システム１００の構成例を説明する。図２は、実施の形態１にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。図２に示すように、無線通信システム１００は、無線装置１０と、無線端末２０−１〜２０−Ｋ（Ｋ：１以上の整数）と、を含む。なお、以降の説明において、無線端末２０−１〜２０−Ｋのそれぞれを区別しない場合、単に「無線端末２０」として記載することがある。

無線装置１０は、例えば、基地局又はアクセスポイントであってもよい。無線装置１０は、ＮＲ ＮｏｄｅＢ（NR NB）又はｇＮｏｄｅＢ（gNB）であってもよい。もしくは、無線装置１０は、ｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B又はeNB）であってもよい。

図２に示すように、無線装置１０は、複数のアンテナ１１−１〜１１−Ｎ（Ｎ：２以上の整数）を備える。無線装置１０は、複数のアンテナ１１−１〜１１−Ｎの各々を介して、無線端末２０と接続及び通信を行う。複数のアンテナ１１−１〜１１−Ｎの各々は、無線端末２０からの信号を受信する。無線端末２０は、無線装置１０を通信相手として信号を送信していることから、無線端末２０の信号は所望信号と称されてもよい。図２において、実線の矢印は、無線端末２０からの所望信号を示している。

また、複数のアンテナ１１−１〜１１−Ｎの各々は、図示しない他の無線装置と通信を行う、図示しない他の無線端末からの信号を干渉信号として受信する。つまり、無線装置１０は、無線端末２０からの所望信号と、図示しない他の無線端末からの干渉信号とを含む受信信号を受信する。図２において、点線の矢印は、干渉信号を示している。

なお、以降の説明において、アンテナ１１−１〜１１−Ｎのそれぞれを区別しない場合、単に「アンテナ１１」として記載することがある。また、図２には、無線装置１０は、１つの干渉信号を受信するように記載されているが、複数の干渉信号を受信する構成であってもよい。また、以降の説明において、所望信号を単に信号として記載することがある。

無線端末２０は、例えば、移動局、ＵＥ（User Equipment）、ＷＴＲＵ（Wireless Transmit/Receive Unit）又は中継機能を有する中継装置であってもよい。無線端末２０は、無線装置１０と接続及び通信を行う。

＜無線装置の構成例＞
次に、図３を用いて、実施の形態１にかかる無線装置１０の構成例を説明する。図３は、実施の形態１にかかる無線装置の構成例を示す図である。無線装置１０は、アンテナ１１と、チャネル推定部１２と、信号検出部１３と、復号部１４と、を備える。

アンテナ１１は、無線端末２０が送信した所望信号と干渉信号とを含む受信信号を受信する。アンテナ１１−１〜１１−Ｎの各々は、チャネル推定部１２と、信号検出部１３と接続されている。アンテナ１１は、受信信号をチャネル推定部１２及び信号検出部１３に出力する。

なお、無線装置１０は、アンテナ１１と、チャネル推定部１２及び信号検出部１３との間に、アンテナ１１で受信した無線信号をベースバンド信号に変換する変換部を有する。変換部は、本開示とは直接関連がないため、本開示では説明を割愛する。また、無線通信方式によっては、アンテナ１１と、チャネル推定部１２及び信号検出部１３との間において、ＣＰ（Cyclic Prefix）の除去、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）等を実行する必要がある。そのため、無線装置１０は、ＣＰの除去、ＦＦＴ等を実行する実行部（実行モジュール）をさらに有していてもよい。なお、実行部（実行モジュール）は本開示と直接関連がないため、図示及び説明を割愛する。

チャネル推定部１２は、アンテナ１１から入力された受信信号と、無線端末２０が送信した参照信号であって、無線装置１０において既知の参照信号とを用いて、無線装置１０と無線端末２０との間のチャネル応答を推定する。チャネル推定部１２は、チャネル応答の推定結果を信号検出部１３に出力する。

なお、チャネル推定部１２が信号検出部１３に出力するチャネル応答の推定結果は、アンテナ１１−１〜１１−Ｎの各々に対するチャネル応答の推定値でもよいし、空間変換後の各ビームに対するチャネル応答の推定値でもよい。また、干渉信号に対するチャネル応答の推定が可能な場合、チャネル推定部１２は、干渉信号に対するチャネル応答の推定値を信号検出部１３に出力してもよい。

信号検出部１３は、アンテナ１１から入力された受信信号と、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値と、を用いて、干渉信号を抑圧しながら無線端末２０が送信した信号を検出し、検出結果を復号部１４へ出力する。

なお、無線通信方式によっては、信号検出部１３と復号部１４との間において、ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）、ＬＬＲ（Log Likelihood Ratio）の計算等を行う必要がある。そのため、無線装置１０は、ＩＤＦＴ、ＬＬＲの計算等を行う算出部をさらに有していてもよい。なお、算出部は本開示と直接の関連がないため、図示及び説明を割愛する。

復号部１４は、信号検出部１３から入力された、無線端末２０が送信した信号の検出結果を用いて、無線端末２０が送信したデータを復号する。

＜信号検出部の構成例＞
次に、図４を用いて、実施の形態１にかかる信号検出部１３の詳細を説明する。図４は、実施の形態１にかかる信号検出部の構成例を示す図である。信号検出部１３は、空間変換部１３１と、ビーム選択部１３２と、干渉抑圧合成部１３３とを備える。

空間変換部１３１は、実施の形態の概要にかかる空間変換部２に対応する。空間変換部１３１は、アンテナ１１から入力された受信信号に対して空間変換を行いビーム空間に変換する。空間変換部１３１は、変換後の信号を示すビーム空間受信信号ベクトルを算出してビーム選択部１３２へ出力する。

なお、図４に示すように、空間変換部１３１は、チャネル推定部１２とも接続されており、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値を空間変換に利用してもよい。つまり、空間変換部１３１は、チャネル推定部１２から入力された所望信号のチャネル応答の推定値に基づいて空間変換を行ってもよい。

ビーム選択部１３２は、実施の形態の概要にかかるビーム選択部３に対応する。ビーム選択部１３２は、空間変換部１３１から入力されたビーム空間の受信信号と、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値とを用いて、少なくとも２つのビームを選択する。ビーム選択部１３２は、ビーム選択結果と選択したビームに対応するビーム空間の受信信号とを干渉抑圧合成部１３３に出力する。

具体的には、ビーム選択部１３２は、空間変換部１３１が算出したビーム空間受信信号ベクトルの要素の中から少なくとも２つの要素を選択し、選択した要素を用いてビーム空間受信信号ベクトルを生成する。

なお、ビーム選択部１３２は、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値を用いずに、少なくとも２つのビームを選択するようにしてもよい。

干渉抑圧合成部１３３は、実施の形態の概要にかかる干渉抑圧合成部４に対応する。干渉抑圧合成部１３３は、ビーム選択部１３２から入力された選択したビームに対するビーム空間受信信号と、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値とを用いて、干渉信号を抑圧しながら無線端末２０が送信した信号を検出する。干渉抑圧合成部１３３は、検出結果を復号部１４へ出力する。

具体的には、干渉抑圧合成部１３３は、ビーム選択部１３２が生成したビーム空間受信信号ベクトルに含まれる、雑音信号と干渉信号とを含む干渉雑音信号の共分散行列を推定する。干渉抑圧合成部１３３は、推定した共分散行列を用いて受信ウェイトを生成し、当該受信ウェイトと、ビーム選択部１３２が生成したビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて、無線端末２０が送信した所望信号を検出する。

＜信号検出部の動作例＞
続いて、図５を用いて、信号検出部１３の動作例について説明する。図５は、実施の形態１にかかる信号検出部の動作例を示すフローチャートである。

まず、空間変換部１３１は、アンテナ１１−１〜１１−Ｎの各々に対する受信信号を各要素に持つアンテナ空間受信信号ベクトルをビーム空間に変換し、ビーム空間受信信号ベクトルを算出する（ステップＳ１０１）。

空間変換部１３１は、ビーム空間に変換する空間変換として、例えば、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）を用いてもよい。もしくは、空間変換部１３１は、空間変換として、ＤＦＴの代わりに、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）を用いてもよい。

また、空間変換部１３１は、ＦＦＴを用いる場合、アンテナ空間受信信号ベクトルにパディング値を結合して、アンテナ空間受信信号ベクトルの次元が２のべき乗となるようにしてもよい。空間変換部１３１は、パディング値としては０（ゼロ）を用いてもよい。

空間変換部１３１は、空間変換としてＤＦＴ又はＦＦＴを用いる場合、空間変換ウェイトとして、ビームの方向が異なる複数のＤＦＴ行列を用いてもよい。複数のＤＦＴ行列は、複数の変換ウェイト行列である。つまり、空間変換部１３１は、空間変換において、複数の変換ウェイト行列を用いてもよい。

ビーム方向をシフトしたＤＦＴ行列は、ＤＦＴ行列の係数のビーム番号に相当する値に１未満のオフセット値を加えることにより生成することができる。例えば、ＤＦＴ行列の数をＱとすると、第ｑ ＤＦＴ行列（０≦ｑ≦Ｑ−１）の第ｂビーム（０≦ｂ≦Ｎ−１）に対応するＮ次元空間変換ウェイトベクトルは、以下の式（１）で表せる。

ここで、^Ｔは転置を表し、式（１）の右辺におけるｑ／Ｑ（但し式（１）において”／”は割り算を表す）はビーム方向をシフトするためのオフセット値である。また、式（１）のうち、「e」は自然対数の底（ネイピア数）であり、「j」は虚数単位である。

空間変換部１３１は、複数のＤＦＴ行列の中から任意のＤＦＴ行列を１つ選択し、選択したＤＦＴ行列を空間変換に用いてもよい。もしくは、空間変換部１３１は、受信信号電力又はチャネル応答の大きさが所定の閾値以上となるビームの数が最少となるようにＤＦＴ行列を選択してもよい。もしくは、空間変換部１３１は、受信電力又はチャネル応答の大きさが最大となるビームが含まれるＤＦＴ行列を選択してもよい。

なお、チャネル推定部１２がＤＦＴ行列の選択を行い、選択したＤＦＴ行列を選択結果として空間変換部１３１に伝送してもよい。

アンテナ１１が平面アレー構成の場合、空間変換部１３１は、空間変換として、２次元ＤＦＴを用いてもよいし、２次元ＦＦＴを用いてもよい。アンテナ１１が直交する２偏波で構成される場合、空間変換部１３１は、２偏波の各々に対して独立に空間変換を行ってもよい。

また、空間変換部１３１は、空間変換を行う前に受信信号に窓関数を乗算してもよい。つまり、空間変換部１３１は、アンテナ１１において受信された受信信号に窓関数を乗算し、当該受信信号に対して空間変換を行ってもよい。窓関数は、例えば、三角窓、ハニング窓、ハミング窓、ブラックマン窓等であってもよい。

次に、ビーム選択部１３２は、空間変換部１３１から入力されたビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択する（ステップＳ１０２）。ビーム選択部１３２は、ビーム選択結果と選択したビームの受信信号を要素に持つビーム空間受信信号ベクトルを干渉抑圧合成部１３３へ出力する。

ビーム選択部１３２は、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値をビームの選択に用いる。ビーム選択部１３２は、例えば、ビーム空間におけるチャネル応答の大きさが所定の閾値以上のビームを選択してもよいし、チャネル応答の大きさが大きい順に所定数のビームを選択してもよい。もしくは、ビーム選択部１３２は、チャネル応答の大きさが所定の閾値以上のビームを所定数まで選択してもよい。

なお、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値がアンテナ空間に対応する場合、ビーム選択部１３２は、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値に対して空間変換を行う。そして、ビーム選択部１３２は、ビーム空間におけるチャネル応答の推定値を算出すればよい。

無線端末２０が複数の信号を空間的に多重して送信する場合、ビーム選択部１３２は、空間多重された信号の各々に対してビームを選択し、その選択結果の和集合を最終的なビーム選択結果としてもよい。

ビーム選択部１３２は、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値を用いずに、ビームを選択するようにしてもよい。この場合、ビーム選択部１３２は、例えば、受信信号の電力が所定の閾値以上のビームを選択してもよいし、受信信号の電力が大きい順に所定数のビームを選択してもよい。もしくは、ビーム選択部１３２は、受信信号の電力が所定の閾値以上のビームを所定数まで選択してもよい。

空間変換部１３１が複数のＤＦＴ行列を用いる場合、選択したビーム数が多くなり過ぎることを防ぐために、又は選択したビームの方向が特定の範囲に偏ったりすることを防ぐために、ビーム選択部１３２は、１つのＤＦＴ行列のみからビームを選択してもよい。当該１つのＤＦＴ行列は、例えば、受信信号の電力又はチャネル応答の大きさが所定の閾値以上となるビームの数が最少となるＤＦＴ行列でもよい。もしくは、上記１つのＤＦＴ行列は、受信信号の電力又はチャネル応答の大きさが最大のビームに対応するＤＦＴ行列でもよい。

最後に、干渉抑圧合成部１３３は、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値を用いて、干渉信号を抑圧しながら無線端末２０が送信した所望信号を検出する（ステップＳ１０３）。

具体的には、干渉抑圧合成部１３３は、干渉信号及び雑音信号が加算された干渉雑音信号の共分散行列（干渉信号と雑音信号との和の共分散行列）を計算（推定）する。干渉抑圧合成部１３３は、計算した共分散行列を用いて受信ウェイトを生成する。干渉抑圧合成部１３３は、生成した受信ウェイトを、ビーム選択部１３２から入力された選択したビームに対するビーム空間受信信号に乗算することにより、干渉信号を抑圧しながら無線端末２０が送信した所望信号を検出する。

なお、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値がアンテナ空間に対応する場合、干渉抑圧合成部１３３は、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値に対して空間変換を行う。そして、干渉抑圧合成部１３３は、ビーム選択部１３２が選択したビームに対するチャネル応答の推定値を算出すればよい。

以下、ステップＳ１０３において、干渉抑圧合成部１３３が所望信号を検出する検出動作について、数式を用いて説明する。なお、説明を簡略化するために、無線端末２０−１〜２０−Ｋのそれぞれは、１つの信号を送信すると仮定して説明を行うが、無線端末２０−１〜２０−Ｋのそれぞれが複数の信号を送信した場合であっても適用可能である。

ここで、無線端末２０−ｋ（ｋ：１〜Ｋのいずれかの整数）が送信した信号をｓ_ｋとし、無線端末２０−１〜２０−Ｋの各々の送信信号を各要素に持つＫ次元送信信号ベクトルをｓとする。つまり、ｓ^Ｔ＝（ｓ_１ ．．． ｓ_Ｋ）である。また、ビーム選択部１３２が選択したビームの数をＭ（Ｍ：２以上の整数）とし、選択したビームに対する無線端末２０−ｋのチャネル応答の推定値を要素に持つＭ次元チャネル応答ベクトルをｈ_ｋとする。無線端末２０の各々のＭ次元チャネル応答ベクトルを各列ベクトルに持つＭ×Ｋ次元チャネル応答行列をＨとする。つまり、Ｈ＝（ｈ_１ ．．． ｈ_Ｋ）である。選択したビームの受信信号を要素に持つＭ次元受信信号ベクトルをｙとすると、干渉抑圧合成部１３３におけるＫ次元送信信号ベクトルｓの検出結果は、以下の式（２）で表せる。なお、ｙは、実施の形態の概要における第２ビーム空間受信信号ベクトルに対応する。

ここで、^Ｈはエルミート転置を表す。

また、Ｍ×Ｍ次元の行列Ｒは、以下の式（３）及び式（４）により計算される。なお、Ｒは、受信信号の共分散行列である。

ここで、Ｐ_ｋは無線端末２０−ｋが送信した信号の電力を表し、ｓ_ＲＳ，ｋは無線端末２０−ｋが送信した参照信号を表し、ｙ_ＲＳは無線端末２０が参照信号を送信したときに選択したビームの受信信号を要素に持つＭ次元ベクトルを表す。式（３）の右辺第２項のＥ［］は参照信号を受信した時間―周波数リソースにおける平均化を表しており、当該平均化により干渉信号と雑音信号との和の共分散行列（干渉雑音信号の共分散行列）が計算される。換言すると、式（３）の右辺第２項は、干渉信号と雑音信号とが加算された干渉雑音信号の共分散行列を表している。なお、式（３）の右辺第１項は、所望信号の共分散行列を示している。

なお、上述の説明では、干渉信号に対するチャネル応答の推定値を用いないことを前提としているが、本開示はこれに限定されない。干渉信号に対するチャネル応答の推定値を用いる場合、干渉抑圧合成部１３３は、チャネル応答の推定値を取得した干渉信号を、式（４）の右辺第２項の減算、及び式（３）の右辺第１項の総和に含めればよい。

以上説明したように、空間変換部１３１は、アンテナ１１において受信した受信信号をビーム空間へ変換する。ビーム選択部１３２は、空間変換部１３１から入力されたビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択する。干渉抑圧合成部１３３は、ビーム選択部１３２が選択したビームの受信信号に干渉信号と雑音信号との和の共分散行列から生成した受信ウェイトを乗算して、干渉信号を抑圧し、所望信号を検出する。すなわち、実施の形態１にかかる無線装置１０は、ビーム空間の受信信号から少なくとも２つのビームを選択し、ビームの数を制限することにより、受信ウェイトの生成において逆行列演算を行う行列の次元を小さくし演算量を削減する。したがって、実施の形態１にかかる無線装置１０を用いることにより、干渉信号の抑圧に必要な演算量を削減できる。

（実施の形態２）
続いて、実施の形態２について図面を参照して詳細に説明する。実施の形態２は、実施の形態１の改良例である。実施の形態２では、無線装置１０は、無線端末２０から送信された複数の信号（所望信号）を検出する場合において、複数の信号の各々に対して個別にビームの選択と、干渉信号の抑圧と、を行う。

実施の形態２にかかる無線通信システム１００の基本構成は、図２を用いて説明した実施の形態１と同様であるので説明を割愛する。
また、実施の形態２にかかる無線装置１０は、図３に示した実施の形態１にかかる無線装置１０の信号検出部１３が信号検出部１５に置き換わった構成であり、その他の構成は、実施の形態１と同様である。そのため、以降では、信号検出部１５の構成例及び動作例を説明する。

＜信号検出部の構成例＞
図６を用いて、実施の形態２にかかる信号検出部１５の構成例を説明する。図６は、実施の形態２にかかる信号検出部の構成例を示す図である。図６に示すように、信号検出部１５は、図４に示した実施の形態１にかかる信号検出部１３と比較すると、制御部１５１を備え、複数のビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌ及び複数の干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌをさらに備える点が異なる。なお、Ｌは、２以上の整数である。つまり、信号検出部１５は、空間変換部１３１と、制御部１５１と、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌと、干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌと、を備える。

制御部１５１は、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々に接続されている。また、制御部１５１は、干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々に接続されている。

干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌは、それぞれ、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々に対応して設けられている。換言すると、干渉抑圧合成部１５３−１とビーム選択部１５２−１とが組み（ペア）を構成している。同様に、干渉抑圧合成部１５３−２〜１５３−Ｌは、それぞれビーム選択部１５２−２〜１５２−Ｌの各々と組みを構成している。

なお、以降の説明において、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌのそれぞれを区別しない場合、単に「ビーム選択部１５２」と記載することがある。干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌのそれぞれを区別しない場合、単に「干渉抑圧合成部１５３」と記載することがある。

空間変換部１３１は、実施の形態１と同様であるため説明を割愛する。
制御部１５１は、干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々が検出する所望信号を指示する。具体的には、制御部１５１は、ビーム選択部１５２及び干渉抑圧合成部１５３の各々に対して、無線端末２０から送信された複数の所望信号の中のいずれの所望信号を検出対象とするかを指示する。換言すると、制御部１５１は、組みを構成している干渉抑圧合成部１５３及びビーム選択部１５２の各々に対して、当該組みの干渉抑圧合成部１５３が検出する所望信号を指示する。

なお、ビーム選択部１５２及び干渉抑圧合成部１５３の各々が検出対象とする所望信号は、１つでもよいし複数でもよい。つまり、制御部１５１は、検出する所望信号の数を１つとするように決定してもよいし、複数とするように決定してもよい。

また、制御部１５１は、検出対象とする所望信号の指示を、干渉抑圧合成部１５３に対してのみ行ってもよいし、検出対象の所望信号を検出する干渉抑圧合成部１５３に対応するビーム選択部１５２に対してのみ行ってもよい。この場合、制御部１５１から指示された干渉抑圧合成部１５３又はビーム選択部１５２は、対応するビーム選択部１５２又は干渉抑圧合成部１５３に制御部１５１からの指示を通知（送信）する。

ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々は、制御部１５１から指示された所望信号を検出するのに適したビームを選択し、ビーム選択結果と選択したビームの受信信号とを、干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌのうちの対応する干渉抑圧合成部に出力する。
干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々は、干渉信号を抑圧しながら制御部１５１から指示された所望信号を検出し、検出結果を復号部１４へ出力する。

＜信号検出部の動作例＞
次に、図７を用いて、信号検出部１５の動作例について説明する。図７は、実施の形態２にかかる信号検出部の動作例を示すフローチャートである。図７に示すように、信号検出部１５は、図５に示した実施の形態１にかかる信号検出部１３の動作例と比較すると、ステップＳ１０１の後に、ステップＳ２０１を行う点が異なる。また、信号検出部１５は、ステップＳ１０２の代わりにステップＳ２０２を実行し、ステップＳ１０３の代わりにステップＳ２０３を実行する。

なお、ステップＳ２０２及びＳ２０３は、各ビーム選択部１５２及び当該ビーム選択部１５２に対応する干渉抑圧合成部１５３が実行する。つまり、ステップＳ２０２及びＳ２０３は、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌ、及び干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌにおいて実行される。

まず、空間変換部１３１は、アンテナ１１において受信された受信信号をビーム空間に変換する（ステップＳ１０１）。なお、ステップＳ１０１は、実施の形態１と同様であるため詳細な説明は割愛する。

次に、制御部１５１は、ビーム選択部１５２と干渉抑圧合成部１５３の各々に対して、無線端末２０から送信された複数の所望信号の中のいずれの所望信号を検出対象とするかを指示する（ステップＳ２０１）。

次に、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々は、空間変換部１３１から入力されたビーム空間受信信号ベクトルから、制御部１５１から指示された検出対象の信号に適したビームを少なくとも２つ選択する（ステップＳ２０２）。そして、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々は、ビーム選択結果と選択したビームの受信信号を要素に持つビーム空間受信信号ベクトルとを干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々へ出力する。

ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々は、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値を用いてビームを選択する。ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々は、検出対象の信号に対するビーム空間のチャネル応答を用いて、チャネル応答の大きさが所定の閾値以上のビームを選択してもよいし、チャネル応答の大きさが大きい順に所定数のビームを選択してもよい。もしくは、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々は、チャネル応答の大きさが所定の閾値以上のビームを所定数まで選択してもよい。

次に、干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々は、干渉信号を抑圧しながら、制御部１５１から指示された検出対象の所望信号を検出する（ステップＳ２０３）。具体的には、干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々は、チャネル推定部１２から入力されたチャネル応答の推定値を用いて、選択したビームにおける干渉信号と雑音信号との和の共分散行列を計算（推定）する。干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々は、計算した共分散行列から受信ウェイトを生成する。干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々は、生成した受信ウェイトを、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々が選択したビームに対するビーム空間受信信号に乗算し、干渉信号を抑圧しながら制御部１５１から指示された所望信号を検出する。

以下、ステップＳ２０３において、干渉抑圧合成部１５３の各々が所望信号を検出する検出動作について、数式を用いて説明する。説明を簡単化するために、無線端末２０−１〜２０−Ｋはそれぞれ１つの信号を送信し、干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々が各信号を検出するものとする。この場合、Ｌは、Ｋと同じ値である。なお、本発明はこれに限定されず、無線端末２０−１〜２０−Ｋの少なくとも１つが、複数の信号を送信する場合にも適用可能である。

ここで、無線端末２０−ｋが送信した信号を検出する干渉抑圧合成部１５３−ｋに着目する。ビーム選択部１５２−ｋが選択したビーム数をＭ^（ｋ）とし、選択したビームに対する無線端末２０−ｉのチャネル応答の推定値を要素に持つＭ^（ｋ）次元チャネル応答ベクトルをｈ_ｉ ^（ｋ）とする。なお、ｉは自然数であり、無線端末２０−ｉは、任意の無線端末の端末番号を表す。

選択したビームの受信信号を要素に持つＭ^（ｋ）次元受信信号ベクトルをｙ^（ｋ）とすると、干渉抑圧合成部１５３−ｋにおける無線端末２０−ｋが送信した信号の検出結果は、以下の式（５）で表せる。

ここで、^Ｈはエルミート転置を表す。

また、Ｍ^（ｋ）×Ｍ^（ｋ）次元行列Ｒ^（ｋ）は、以下の式（６）及び（７）により計算される。なお、Ｒ^（ｋ）は、受信信号の共分散行列である。

ここで、ｙ_ＲＳ ^（ｋ）は、無線端末２０が参照信号を送信したときの無線端末２０−ｋに対して選択したビームの受信信号を要素に持つＭ^（ｋ）次元ベクトルを表す。なお、式（６）の右辺第２項のＥ［］は参照信号を受信した時間―周波数リソースにおける平均化を表し、当該平均化により選択したビームにおける干渉信号と雑音信号との和の共分散行列が計算される。換言すると、式（６）の右辺第２項は、干渉信号と雑音信号とが加算された干渉雑音信号の共分散行列を表している。なお、式（６）の右辺第１項は、所望信号の共分散行列を示している。

以上説明したように、本実施の形態にかかる無線装置１０は、複数のビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌと、複数の干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌと、を備える。ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々、及び干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々は、制御部１５１から指示された、無線端末２０から送信された複数の所望信号のうちのいずれかを検出するように構成される。すなわち、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々、及び干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々は、無線端末２０から送信された複数の所望信号の各々に対して、個別にビームの選択と干渉信号の抑圧とを行う。そのため、本実施の形態によれば、複数の所望信号に対して検出動作を行う実施の形態１にかかる無線装置１０に比べて、各ビーム選択部１５２が選択するビームの数が少なくなり、各干渉抑圧合成部１５３における逆行列演算対象の行列の次元が小さくなる。したがって、実施の形態２にかかる無線装置１０を用いることにより、実施の形態１にかかる無線装置１０を用いる場合と比較して、干渉信号の抑圧に必要な演算量を削減することが可能となる。

（実施の形態３）
続いて、実施の形態３について、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態３は、実施の形態２の改良例である。実施の形態３にかかる無線装置１０は、無線端末２０から送信された複数の所望信号の各々に対して、空間変換を個別に行う。

実施の形態３にかかる無線通信システム１００の基本構成は、実施の形態１及び２と同様である。また、実施の形態３にかかる無線装置１０は、実施の形態２にかかる無線装置１０の信号検出部１５が信号検出部１６に置き換わった構成である。信号検出部１６以外の構成は、実施の形態１及び２と同様であるため説明を割愛する。以下、実施の形態３にかかる無線装置１０の信号検出部１６の構成例及び動作例について説明する。

＜信号検出部の構成例＞
図８を用いて、実施の形態３にかかる信号検出部１６の構成例を説明する。図８は、実施の形態３にかかる信号検出部の構成例を示す図である。図８に示すように、信号検出部１６は、図６に示した実施の形態２にかかる信号検出部１５と比較すると、制御部１５１が制御部１６１に置き換わっており、複数の空間変換部１６２−１〜１６２−Ｌを備える点が異なる。つまり、信号検出部１６は、制御部１６１と、空間変換部１６２−１〜１６２−Ｌと、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌと、干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌと、を備える。

制御部１６１は、空間変換部１６２−１〜１６２−Ｌの各々に接続されている。制御部１６１は、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々に接続されている。制御部１６１は、干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々に接続されている。

空間変換部１６２−１〜１６２−Ｌは、それぞれ、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々に対応して設けられている。また、空間変換部１６２−１〜１６２−Ｌは、それぞれ、干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々に対応して設けられている。換言すると、空間変換部１６２−１と干渉抑圧合成部１５３−１とビーム選択部１５２−１とが組みを構成している。同様に、空間変換部１６２−２〜１６２−Ｌは、それぞれ干渉抑圧合成部１５３−２〜１５３−Ｌの各々と、ビーム選択部１５２−２〜１５２−Ｌの各々と組みを構成している。

なお、ビーム選択部１５２及び干渉抑圧合成部１５３は、実施の形態２と同様であるため説明を割愛する。また、以降の説明において、空間変換部１６２−１〜１６２−Ｌのそれぞれを区別しない場合、単に「空間変換部１６２」と記載することがある。

制御部１６１は、空間変換部１６２、ビーム選択部１５２及び干渉抑圧合成部１５３の各々に対して、無線端末２０から送信された複数の信号の中のいずれの信号を検出対象とするかを指示する。換言すると、制御部１６１は、組みを構成している、空間変換部１６２、干渉抑圧合成部１５３及びビーム選択部１５２の各々に対して、当該組みの干渉抑圧合成部１５３が検出する所望信号を指示する。

なお、空間変換部１６２、ビーム選択部１５２及び干渉抑圧合成部１５３の各々が検出対象とする所望信号は１つでもよいし、複数でもよい。つまり、制御部１６１は、検出する所望信号の数を１つとするように決定してもよいし、複数とするように決定してもよい。

また、制御部１６１は、検出対象とする所望信号の指示を、干渉抑圧合成部１５３に対してのみ行ってもよい。もしくは、制御部１６１は、検出対象とする所望信号の指示を、検出対象の所望信号を検出する干渉抑圧合成部１５３に対応するビーム選択部１５２に対してのみ行ってもよい。もしくは、制御部１６１は、検出対象とする所望信号の指示を、検出対象の所望信号を検出する干渉抑圧合成部１５３に対応する空間変換部１６２に対してのみ行ってもよい。この場合、制御部１６１からの指示された機能部（空間変換部１６２、干渉抑圧合成部１５３又はビーム選択部１５２）は、対応する他の機能部（空間変換部１６２、干渉抑圧合成部１５３又はビーム選択部１５２）に制御部１６１からの指示を通知（送信）する。

空間変換部１６２−１〜１６２−Ｌの各々は、アンテナ１１から入力された受信信号をビーム空間に変換する空間変換を行い、算出したビーム空間の受信信号をビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌへ出力する。

＜信号検出部の動作例＞
次に、図９を用いて、信号検出部１６の動作例について説明する。図９は、実施の形態３にかかる信号検出部の動作例を示すフローチャートである。図９に示すように、信号検出部１６は、図７に示した実施の形態２にかかる信号検出部１５の動作例と比較すると、ステップＳ１０１の代わりにステップＳ３０１を行い、ステップＳ２０１の代わりにステップＳ３０２を行う点が異なる。なお、ステップＳ２０２及びステップＳ２０３は、実施の形態２と同様であるため詳細な説明を割愛する。

まず、制御部１６１は、空間変換部１６２とビーム選択部１５２と干渉抑圧合成部１５３の各々に対して、無線端末２０から送信された複数の信号の中のいずれの信号を検出対象とするかを指示する（ステップＳ３０１）。

次に、空間変換部１６２−１〜１６２−Ｌの各々は、アンテナ１１−１〜１１−Ｎの各々に対する受信信号を各要素に持つアンテナ空間受信信号ベクトルを、制御部１６１から指示された検出対象の信号に適したビーム空間へ変換する（ステップＳ３０２）。空間変換部１６２−１〜１６２−Ｌの各々は、上記ビーム空間に変換し、ビーム空間受信信号ベクトルを算出する。

空間変換部１６２は、例えば、複数のＤＦＴ行列の中から検出対象の信号に適したＤＦＴ行列を１つ選択し、ビーム空間に変換する空間変換を行う。空間変換部１６２は、例えば、チャネル応答の大きさが所定の閾値以上となるビームの数が最少となるようにＤＦＴ行列を選択してもよい。このようにすれば、ビーム選択部１５２で選択するビームの数を減らすことができ、干渉抑圧合成部１５３の演算量を削減することが可能となる。もしくは、空間変換部１６２は、チャネル応答の大きさが最大となるビームが含まれるＤＦＴ行列を選択するようにしてもよい。このようにすれば、干渉抑圧合成部１５３に入力される信号の品質を改善し、干渉抑圧合成部１５３の信号検出性能を改善することが可能となる。なお、チャネル推定部１２が、上記のようにして、ＤＦＴ行列を選択し、選択したＤＦＴ行列を選択結果として空間変換部１６２に伝送するようにしてもよい。

ステップＳ３０２が実行されると、ビーム選択部１５２−１〜１５２−Ｌの各々は、ステップＳ２０２を実行し、最後に、干渉抑圧合成部１５３−１〜１５３−Ｌの各々は、ステップＳ２０３を実行する。

以上説明したように、実施の形態３にかかる無線装置１０は、実施の形態１及び２と同様の構成を有しているので、実施の形態１及び２と同様に、演算量を削減することが可能となる。

また、実施の形態３にかかる無線装置１０は、無線端末２０から送信された複数の信号の各々に適した形でビーム空間への空間変換を行う。そのため、実施の形態３にかかる無線装置１０は、複数の信号に対して共通の空間変換を行う、実施の形態２にかかる無線装置１０と比較して、ビーム選択部１５２が選択するビームの数を減らすことが可能となる。もしくは、実施の形態３にかかる無線装置１０は、実施の形態２にかかる無線装置１０と比較して、干渉抑圧合成部１５３に入力する信号の品質を向上（改善）することが可能となる。したがって、実施の形態３にかかる無線装置１０を用いることにより、実施の形態２にかかる無線装置１０を用いる場合よりも、干渉信号の抑圧に必要な演算量をさらに削減することが可能となる。もしくは、実施の形態３にかかる無線装置１０を用いることにより、実施の形態２にかかる無線装置１０を用いる場合よりも、信号検出性能を向上させることが可能となる。

（他の実施の形態）
上述した実施の形態にかかる無線装置１及び無線装置１０（以下、無線装置１等と称する）は次のようなハードウェア構成を有していてもよい。図１０は、本開示の各実施の形態にかかる無線装置を実現可能な、コンピュータ（情報処理装置）のハードウェア構成を例示するブロック図である。

図１０を参照すると、無線装置１等は、複数のアンテナ１２０１−１〜１２０１−Ｎ、ネットワーク・インターフェース１２０２、プロセッサ１２０３及びメモリ１２０４を含む。複数のアンテナ１２０１−１〜１２０１−Ｎ及びネットワーク・インターフェース１２０２は、無線端末２０を含む他の無線通信装置と通信するために使用される。ネットワーク・インターフェース１２０２は、例えば、IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers） 802.11 series、IEEE 802.3 series等に準拠したネットワークインターフェースカード（NIC）を含んでもよい。

プロセッサ１２０３は、メモリ１２０４からソフトウェア（コンピュータプログラム）を読み出して実行することで、上述の実施形態においてフローチャートを用いて説明された無線装置１等の処理を行う。プロセッサ１２０３は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU（Micro Processing Unit）、又はCPU（Central Processing Unit）であってもよい。プロセッサ１２０３は、複数のプロセッサを含んでもよい。

メモリ１２０４は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１２０４は、プロセッサ１２０３から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１２０３は、図示されていないI/Oインターフェースを介してメモリ１２０４にアクセスしてもよい。

図１０の例では、メモリ１２０４は、ソフトウェアモジュール群を格納するために使用される。プロセッサ１２０３は、これらのソフトウェアモジュール群をメモリ１２０４から読み出して実行することで、上述の実施形態において説明された無線装置１等の処理を行うことができる。

図１０を用いて説明したように、無線装置１等が有するプロセッサの各々は、図面を用いて説明されたアルゴリズムをコンピュータに行わせるための命令群を含む１または複数のプログラムを実行する。

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）を含む。さらに、非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗを含む。さらに、非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、半導体メモリを含む。半導体メモリは、例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

本明細書における、ユーザー端末（User Equipment、 UE）（もしくは移動局（mobile station）、移動端末（mobile terminal）、モバイルデバイス（mobile device）、または無線端末（wireless device）などを含む）は、無線インターフェースを介して、ネットワークに接続されたエンティティである。

本明細書は、専用の通信装置に限定されるものではなく、次のような通信機能を有する任意の機器に適用することが可能である。

用語として「（3GPPで使われる単語としての）ユーザー端末（User Equipment、UE）」、「移動局」、「移動端末」、「モバイルデバイス」、「無線端末」のそれぞれは、一般的に互いに同義であることを意図しており、ターミナル、携帯電話、スマートフォン、タブレット、セルラIoT端末、IoTデバイス、などのスタンドアローン移動局であってもよい。用語として「移動局」「移動端末」「モバイルデバイス」は、長期間にわたって備え付けられている装置も包含することが理解されよう。

またUEは、例えば、生産設備・製造設備および／またはエネルギー関連機械のアイテム（一例として、ボイラー、機関、タービン、ソーラーパネル、風力発電機、水力発電機、火力発電機、原子力発電機、蓄電池、原子力システム、原子力関連機器、重電機器、真空ポンプなどを含むポンプ、圧縮機、ファン、送風機、油圧機器、空気圧機器、金属加工機械、マニピュレータ、ロボット、ロボット応用システム、工具、金型、ロール、搬送装置、昇降装置、貨物取扱装置、繊維機械、縫製機械、印刷機、印刷関連機械、紙工機械、化学機械、鉱山機械、鉱山関連機械、建設機械、建設関連機械、農業用機械および／または器具、林業用機械および／または器具、漁業用機械および／または器具、安全および／または環境保全器具、トラクター、軸受、精密ベアリング、チェーン、歯車（ギアー）、動力伝動装置、潤滑装置、弁、管継手、および／または上記で述べた任意の機器又は機械のアプリケーションシステムなど）であっても良い。

またUEは、例えば、輸送用装置のアイテム（一例として、車両、自動車、二輪自動車、自転車、列車、バス、リヤカー、人力車、船舶（ship and other watercraft）、飛行機、ロケット、人工衛星、ドローン、気球など）であっても良い。

またUEは、例えば、情報通信用装置のアイテム（一例として、電子計算機及び関連装置、通信装置及び関連装置、電子部品など）であっても良い。

またUEは、例えば、冷凍機、冷凍機応用製品および装置、商業およびサービス用機器、自動販売機、自動サービス機、事務用機械及び装置、民生用電気・電子機械器具（一例として音声機器、スピーカー、ラジオ、映像機器、テレビ、オーブンレンジ、炊飯器、コーヒーメーカー、食洗機、洗濯機、乾燥機、扇風機、換気扇及び関連製品、掃除機など）であっても良い。

またUEは、例えば、電子応用システムまたは電子応用装置（一例として、X線装置、粒子加速装置、放射性物質応用装置、音波応用装置、電磁応用装置、電力応用装置など）であっても良い。

またUEは、例えば、電球、照明、計量機、分析機器、試験機及び計測機械（一例として、煙報知器、対人警報センサ、動きセンサ、無線タグなど）、時計（watchまたはclock）、理化学機械、光学機械、医療用機器および／または医療用システム、武器、利器工匠具、または手道具などであってもよい。

またUEは、例えば、無線通信機能を備えたパーソナルデジタルアシスタントまたは装置（一例として、無線カードや無線モジュールなどを取り付けられる、もしくは挿入するよう構成された電子装置（例えば、パーソナルコンピュータや電子計測器など））であっても良い。

またUEは、例えば、有線や無線通信技術を使用した「あらゆるモノのインターネット（IoT：Internet of Things）」において、以下のアプリケーション、サービス、ソリューションを提供する装置またはその一部であっても良い。

IoTデバイス（もしくはモノ）は、デバイスが互いに、および他の通信デバイスとの間で、データ収集およびデータ交換することを可能にする適切な電子機器、ソフトウェア、センサー、ネットワーク接続、などを備える。

またIoTデバイスは、内部メモリの格納されたソフトウェア指令に従う自動化された機器であっても良い。

またIoTデバイスは、人間による監督または対応を必要とすることなく動作しても良い。
またIoTデバイスは、長期間にわたって備え付けられている装置および／または、長期間に渡って非活性状態（inactive）状態のままであっても良い。

またIoTデバイスは、据え置き型な装置の一部として実装され得る。IoTデバイスは、非据え置き型の装置（例えば車両など）に埋め込まれ得る、または監視される／追跡される動物や人に取り付けられ得る。

人間の入力による制御またはメモリに格納されるソフトウェア命令、に関係なくデータを送受信する通信ネットワークに接続することができる、任意の通信デバイス上に、IoT技術が実装できることは理解されよう。

IoTデバイスが、機械型通信（Machine Type Communication、MTC）デバイス、またはマシンツーマシン（Machine to Machine、M2M）通信デバイス、と呼ばれることもあるのは理解されよう。

またUEが、１つまたは複数のIoTまたはMTCアプリケーションをサポートすることができることが理解されよう。

MTCアプリケーションのいくつかの例は、以下の表（出典：3GPP TS22.368 V13.2.0(2017-01-13) Annex B、その内容は参照により本明細書に組み込まれる）に列挙されている。このリストは、網羅的ではなく、一例としてのMTCアプリケーションを示すものである。

アプリケーション、サービス、ソリューションは、一例として、MVNO（Mobile Virtual Network Operator：仮想移動体通信事業者）サービス/システム、防災無線サービス/システム、構内無線電話（PBX（Private Branch eXchange：構内交換機））サービス/システム、PHS/デジタルコードレス電話サービス/システム、POS（Point of sale）システム、広告発信サービス/システム、マルチキャスト（MBMS（Multimedia Broadcast and Multicast Service））サービス/システム、V2X（Vehicle to Everything：車車間通信および路車間・歩車間通信）サービス/システム、列車内移動無線サービス/システム、位置情報関連サービス/システム、災害/緊急時無線通信サービス/システム、IoT（Internet of Things：モノのインターネット）サービス/システム、コミュニティーサービス/システム、映像配信サービス/システム、Femtoセル応用サービス/システム、VoLTE（Voice over LTE）サービス/システム、無線TAGサービス/システム、課金サービス/システム、ラジオオンデマンドサービス/システム、ローミングサービス/システム、ユーザー行動監視サービス/システム、通信キャリア/通信NW選択サービス/システム、機能制限サービス/システム、PoC（Proof of Concept）サービス/システム、端末向け個人情報管理サービス/システム、端末向け表示・映像サービス/システム、端末向け非通信サービス/システム、アドホックNW/DTN（Delay Tolerant Networking）サービス/システムなどであっても良い。

なお、上述したUEのカテゴリは、本明細書に記載された技術思想及び実施形態の応用例に過ぎない。これらの例に限定されるものではなく、当業者は種々の変更が可能であることは勿論である。

なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本開示は、それぞれの実施の形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。

また、上記の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うるが、以下には限られない。
（付記１）
複数のアンテナで受信した所望信号と干渉信号とを含む受信信号に対して空間変換を行い、第１ビーム空間受信信号ベクトルを算出する空間変換部と、
前記第１ビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択し、第２ビーム空間受信信号ベクトルを生成するビーム選択部と、
前記第２ビーム空間受信信号ベクトルに含まれる雑音信号及び前記干渉信号を含む干渉雑音信号の共分散行列を推定し、当該共分散行列を用いて受信ウェイトを生成し、当該受信ウェイトと前記第２ビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて、前記所望信号を検出する干渉抑圧合成部と、を備える無線装置。
（付記２）
前記空間変換部は、離散フーリエ変換又は高速フーリエ変換を用いて前記空間変換を行う、付記１に記載の無線装置。
（付記３）
前記空間変換部は、パディング値を結合して前記第１ビーム空間受信信号ベクトルの次元を２のべき乗とする、付記２に記載の無線装置。
（付記４）
前記空間変換部は、複数の変換ウェイト行列を用いて前記空間変換を行う、付記１〜３のいずれか１項に記載の無線装置。
（付記５）
前記複数のアンテナは、直交する２偏波から構成され、
前記空間変換部は、前記２偏波の各々に対して独立に前記空間変換を行う、付記１〜４のいずれか１項に記載の無線装置。
（付記６）
前記空間変換部は、前記所望信号に対するチャネル応答の推定値に基づいて、前記空間変換を行う、付記１〜５のいずれか１項に記載の無線装置。
（付記７）
前記ビーム選択部は、前記所望信号に対するチャネル応答の推定値に基づいて、前記少なくとも２つの要素を選択する、付記１〜６のいずれか１項に記載の無線装置。
（付記８）
前記無線装置は、複数の前記干渉抑圧合成部と、複数の前記干渉抑圧合成部の各々に対応して設けられた複数の前記ビーム選択部と、を含み、
各前記干渉抑圧合成部が検出する所望信号を、各前記干渉抑圧合成部及び当該干渉抑圧合成部に対応する前記ビーム選択部の少なくとも一方に指示する制御部をさらに備え、
各前記干渉抑圧合成部は、前記制御部に指示された所望信号を検出する、付記１〜７のいずれか１項に記載の無線装置。
（付記９）
前記無線装置は、複数の前記ビーム選択部の各々に対応して設けられた複数の前記空間変換部をさらに含み、
前記制御部は、各前記干渉抑圧合成部が検出する所望信号を、各前記干渉抑圧合成部、当該干渉抑圧合成部に対応する前記ビーム選択部、及び当該ビーム選択部に対応する前記空間変換部の少なくとも１つに指示する、付記８に記載の無線装置。
（付記１０）
前記空間変換部は、前記受信信号に窓関数を乗算し、前記窓関数が乗算された受信信号に対して前記空間変換を行う、付記１〜９のいずれか１項に記載の無線装置。
（付記１１）
前記窓関数は、三角窓、ハニング窓、ハミング窓、及びブラックマン窓のいずれかである、付記１０に記載の無線装置。
（付記１２）
複数のアンテナで受信した所望信号と干渉信号とを含む受信信号に対して空間変換を行い、第１ビーム空間受信信号ベクトルを算出することと、
前記第１ビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択し、第２ビーム空間受信信号ベクトルを生成することと、
前記第２ビーム空間受信信号ベクトルに含まれる雑音信号及び前記干渉信号を含む干渉雑音信号の共分散行列を推定し、当該共分散行列を用いて受信ウェイトを生成し、当該受信ウェイトと前記第２ビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて、前記所望信号を検出することと、を含む信号検出方法。
（付記１３）
複数のアンテナで受信した所望信号と干渉信号とを含む受信信号に対して空間変換を行い、第１ビーム空間受信信号ベクトルを算出することと、
前記第１ビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択し、第２ビーム空間受信信号ベクトルを生成することと、
前記第２ビーム空間受信信号ベクトルに含まれる雑音信号及び前記干渉信号を含む干渉雑音信号の共分散行列を推定し、当該共分散行列を用いて受信ウェイトを生成し、当該受信ウェイトと前記第２ビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて、前記所望信号を検出することと、をコンピュータに実行させる信号検出プログラム。
（付記１４）
無線端末と、無線装置とを含み、
前記無線装置は、
複数のアンテナで受信した所望信号と干渉信号とを含み、前記無線端末から受信された受信信号に対して空間変換を行い、第１ビーム空間受信信号ベクトルを算出する空間変換部と、
前記第１ビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択し、第２ビーム空間受信信号ベクトルを生成するビーム選択部と、
前記第２ビーム空間受信信号ベクトルに含まれる雑音信号及び前記干渉信号を含む干渉雑音信号の共分散行列を推定し、当該共分散行列を用いて受信ウェイトを生成し、当該受信ウェイトと前記第２ビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて、前記所望信号を検出する干渉抑圧合成部と、を備える無線通信システム。
（付記１５）
前記空間変換部は、離散フーリエ変換又は高速フーリエ変換を用いて前記空間変換を行う、付記１４に記載の無線通信システム。

この出願は、２０１８年１０月１２日に出願された日本出願特願２０１８−１９３１９２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。

１、１０ 無線装置
２ 空間変換部
３ ビーム選択部
４ 干渉抑圧合成部
１１、１１−１〜１１−Ｎ アンテナ
１２ チャネル推定部
１３ 信号検出部
１４ 復号部
２０、２０−１〜２０−Ｋ 無線端末
１００ 無線通信システム
１３１、１６２−１〜１６２−Ｌ 空間変換部
１３２、１５２−１〜１５２−Ｌ ビーム選択部
１３３、１５３−１〜１５３−Ｌ 干渉抑圧合成部
１５１、１６１ 制御部

Claims (15)

1. 複数のアンテナで受信した所望信号と干渉信号とを含む受信信号に対して空間変換を行い、第１ビーム空間受信信号ベクトルを算出する空間変換手段と、
   前記第１ビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択し、第２ビーム空間受信信号ベクトルを生成するビーム選択手段と、
   前記第２ビーム空間受信信号ベクトルに含まれる雑音信号及び前記干渉信号を含む干渉雑音信号の共分散行列を推定し、当該共分散行列を用いて受信ウェイトを生成し、当該受信ウェイトと前記第２ビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて、前記所望信号を検出する干渉抑圧合成手段と、を備える無線装置。
2. 前記空間変換手段は、離散フーリエ変換又は高速フーリエ変換を用いて前記空間変換を行う、請求項１に記載の無線装置。
3. 前記空間変換手段は、パディング値を結合して前記第１ビーム空間受信信号ベクトルの次元を２のべき乗とする、請求項２に記載の無線装置。
4. 前記空間変換手段は、複数の変換ウェイト行列を用いて前記空間変換を行う、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線装置。
5. 前記複数のアンテナは、直交する２偏波から構成され、
   前記空間変換手段は、前記２偏波の各々に対して独立に前記空間変換を行う、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線装置。
6. 前記空間変換手段は、前記所望信号に対するチャネル応答の推定値に基づいて、前記空間変換を行う、請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線装置。
7. 前記ビーム選択手段は、前記所望信号に対するチャネル応答の推定値に基づいて、前記少なくとも２つの要素を選択する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線装置。
8. 前記無線装置は、複数の前記干渉抑圧合成手段と、複数の前記干渉抑圧合成手段の各々に対応して設けられた複数の前記ビーム選択手段と、を含み、
   各前記干渉抑圧合成手段が検出する所望信号を、各前記干渉抑圧合成手段及び当該干渉抑圧合成手段に対応する前記ビーム選択手段の少なくとも一方に指示する制御手段をさらに備え、
   各前記干渉抑圧合成手段は、前記制御手段に指示された所望信号を検出する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の無線装置。
9. 前記無線装置は、複数の前記ビーム選択手段の各々に対応して設けられた複数の前記空間変換手段をさらに含み、
   前記制御手段は、各前記干渉抑圧合成手段が検出する所望信号を、各前記干渉抑圧合成手段、当該干渉抑圧合成手段に対応する前記ビーム選択手段、及び当該ビーム選択手段に対応する前記空間変換手段の少なくとも１つに指示する、請求項８に記載の無線装置。
10. 前記空間変換手段は、前記受信信号に窓関数を乗算し、前記窓関数が乗算された受信信号に対して前記空間変換を行う、請求項１〜９のいずれか１項に記載の無線装置。
11. 前記窓関数は、三角窓、ハニング窓、ハミング窓、及びブラックマン窓のいずれかである、請求項１０に記載の無線装置。
12. 複数のアンテナで受信した所望信号と干渉信号とを含む受信信号に対して空間変換を行い、第１ビーム空間受信信号ベクトルを算出することと、
    前記第１ビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択し、第２ビーム空間受信信号ベクトルを生成することと、
    前記第２ビーム空間受信信号ベクトルに含まれる雑音信号及び前記干渉信号を含む干渉雑音信号の共分散行列を推定し、当該共分散行列を用いて受信ウェイトを生成し、当該受信ウェイトと前記第２ビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて、前記所望信号を検出することと、を含む信号検出方法。
13. 複数のアンテナで受信した所望信号と干渉信号とを含む受信信号に対して空間変換を行い、第１ビーム空間受信信号ベクトルを算出することと、
    前記第１ビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択し、第２ビーム空間受信信号ベクトルを生成することと、
    前記第２ビーム空間受信信号ベクトルに含まれる雑音信号及び前記干渉信号を含む干渉雑音信号の共分散行列を推定し、当該共分散行列を用いて受信ウェイトを生成し、当該受信ウェイトと前記第２ビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて、前記所望信号を検出することと、をコンピュータに実行させる信号検出プログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体。
14. 無線端末と、無線装置とを含み、
    前記無線装置は、
    複数のアンテナで受信した所望信号と干渉信号とを含み、前記無線端末から受信された受信信号に対して空間変換を行い、第１ビーム空間受信信号ベクトルを算出する空間変換手段と、
    前記第１ビーム空間受信信号ベクトルから少なくとも２つの要素を選択し、第２ビーム空間受信信号ベクトルを生成するビーム選択手段と、
    前記第２ビーム空間受信信号ベクトルに含まれる雑音信号及び前記干渉信号を含む干渉雑音信号の共分散行列を推定し、当該共分散行列を用いて受信ウェイトを生成し、当該受信ウェイトと前記第２ビーム空間受信信号ベクトルとに基づいて、前記所望信号を検出する干渉抑圧合成手段と、を備える無線通信システム。
15. 前記空間変換手段は、離散フーリエ変換又は高速フーリエ変換を用いて前記空間変換を行う、請求項１４に記載の無線通信システム。

Images