WO2008032827A1 - Dispositif de séparation de signal et procédé de séparation de signal - Google Patents

Dispositif de séparation de signal et procédé de séparation de signal Download PDF

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WO2008032827A1
WO2008032827A1 PCT/JP2007/067959 JP2007067959W WO2008032827A1 WO 2008032827 A1 WO2008032827 A1 WO 2008032827A1 JP 2007067959 W JP2007067959 W JP 2007067959W WO 2008032827 A1 WO2008032827 A1 WO 2008032827A1
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WO
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point
stage
candidate
symbol
transmission stream
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Application number
PCT/JP2007/067959
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English (en)
French (fr)
Inventor
Toru Oizumi
Ryohei Kimura
Original Assignee
Panasonic Corporation
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Publication date
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H04L25/03184—Details concerning the metric

Definitions

  • the present invention relates to a signal separation device and a signal separation method, and more particularly to a signal separation device and a signal separation method used in a MIMO (Multi-Input Multi-Output) wireless reception device.
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • Patent Document 1 discloses a receiver that performs signal separation by the conventional QRM-MLD method (Maximum Likelihood Detection (MLD) using QR decomposition and M algorithm). is there.
  • MLD Maximum Likelihood Detection
  • FIG. 1 the receiver shown in the same document is reordered with a plurality of receiving antennas 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, channel estimation, and ranking unit 30.
  • the maximum likelihood determination unit 70 includes four determination units 72-1, 72-2, 72-3, 7 2-4. The number of determination units is provided according to the number of transmission signals. Since each determination unit has similar processing blocks, the fourth determination unit 72-4 will be described as a representative example.
  • Signal X is also called the transmission signal vector, and constitutes one symbol.
  • X, X, X, X are also called transmitted signals or vector components
  • X 1, X 2, X 3, and X are symbols related to different transmission streams.
  • Channel estimation unit 20 obtains a channel impluse response (CIR) or channel estimation value based on a received signal including a known pilot signal on both transmission and reception sides.
  • CIR channel impluse response
  • the matrix H with the channel estimate h as the matrix element is
  • the ranking unit 30 converts the plurality of received signals y,. Rating or ranking.
  • the rearrangement unit 40 notifies the QR decomposition unit 50 and the signal conversion unit 60 of the order in which a plurality of received signals are arranged.
  • the superscript H represents a conjugate transpose, and I represents a unit matrix.
  • Maximum likelihood determination unit 70 narrows down transmission signal candidates (also referred to as symbol candidates) by the maximum likelihood determination method (MLD method), that is, reduces the number of candidates.
  • the symbol replica generation unit 74-4 of the determination unit 72-4 uses the matrix elements of the upper triangular matrix R to transmit the signal corresponding to the received signal y.
  • the square Euclidean distance calculation unit 76-4 uses the received signal z after conversion and the C signal points.
  • Surviving symbol candidate selecting section 78-4 outputs Si ( ⁇ C) candidates as surviving candidates based on the square Euclidean distance for each candidate.
  • the likelihood output unit 80 calculates the likelihood or likelihood of the candidate output from the last surviving symbol candidate selection unit. More specifically, this likelihood is the log likelihood ratio (LLR: Log
  • An output from the likelihood output unit 80 represents a signal separation result and is transmitted to a demodulator (for example, a turbo decoder) at a subsequent stage.
  • a demodulator for example, a turbo decoder
  • the receiver uses the four receiving antennas to transmit the received signal y
  • Receive as ⁇ y They are given to the channel estimation unit 20 and the signal conversion unit 60.
  • the order of the plurality of received signals is determined by the channel estimation unit 20, the ranking unit 30, and the rearrangement unit 40.
  • the received signals are arranged in the order of the received power, and for the sake of simplicity, the received power increases in the order of X 1, X 1, X 1, X.
  • the second stage (second stage) is performed by the determination unit 72-3.
  • the same processing is performed in the determination unit 72-2.
  • the matrix elements r, r, r are known and the transmitted signal x
  • the symbol replica generation unit 74-2 has 16
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-157390
  • An object of the present invention is to provide a signal separation device and a signal that can reduce the amount of computation and improve communication quality by reducing the probability that no bit likelihood exists while reducing the amount of computation. It is to provide a separation method.
  • the signal separation device of the present invention is a signal separation device used in a MIMO radio reception device, and for each combination of symbol candidates related to all transmission streams other than one transmission stream, a Euclidean distance.
  • a first symbol calculation processing unit that determines a potential symbol candidate that minimizes the amount indicating the symbol from among the symbol candidates related to the one transmission stream, and further calculates an amount indicating the Euclidean distance for each combination; For each combination of symbol candidates related to all transmission streams other than the one other transmission stream different from the one transmission stream, other influential symbol candidates that minimize the amount indicating the Euclidean distance are set to the other 1 Determined from symbol candidates related to one transmission stream, and further related to all transmission streams other than the one other transmission stream A second distance calculation processing unit that calculates an amount indicating the Euclidean distance for each combination of symbol candidates is adopted.
  • the signal separation method of the present invention is a signal separation method used in a MIMO radio reception apparatus, and is a Euclidean distance for each combination of symbol candidates related to all transmission streams other than one transmission stream.
  • a candidate symbol candidate that minimizes the amount indicating the symbol is selected from among the symbol candidates related to the one transmission stream, and further, calculating an amount indicating the Euclidean distance for each combination, and the one transmission stream
  • another leading symbol candidate that minimizes the amount indicating the Euclidean distance is assigned to the other transmission stream.
  • Symbol candidates for all transmission streams other than the one other transmission stream are determined.
  • the method comprising for each combination of the calculated amount indicating the user Tariddo distance and so as to include a.
  • FIG.1 Block diagram showing the configuration of a receiver that performs signal separation using the conventional QRM—MLD method
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a maximum likelihood determination unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of a determination unit according to the final stage of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the maximum likelihood determination unit in FIG. 2 in a signal separation device installed in a wireless receiver when 2 X 2 MIMO communication is applied.
  • FIG. 5 is a diagram showing a detailed configuration of a determination unit according to the final stage of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the maximum likelihood determination unit and the likelihood output unit.
  • FIG. 13 Diagram for explaining the effect of reducing the amount of computation of this embodiment for conventional QR-MLD
  • FIG. 14 is a circuit block diagram of a maximum likelihood determination unit corresponding to the maximum likelihood determination unit of FIG.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the case where the embodiment of the present invention is expanded to any two stages.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a maximum likelihood determination unit according to Embodiment 2.
  • FIG. 17 is a diagram showing a detailed configuration of the determination unit in FIG.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating the configuration of the maximum likelihood determination unit in FIG. 16 in the signal separation device installed in the wireless receiver when 2 X 2 MIMO communication is applied.
  • FIG. 19 is a diagram showing a detailed configuration of the determination unit in FIG.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining a common idea between the first embodiment and the second embodiment.
  • FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration of a maximum likelihood determination unit according to another embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram showing a detailed configuration of the determination unit in FIG.
  • FIG. 23 is a diagram showing a configuration of a signal separation device mounted on a wireless receiver according to another embodiment.
  • the maximum likelihood determination unit 100 used in the signal separation device mounted on the radio receiver performs a determination unit 110 that performs a final stage process and a previous stage process. And a determination unit 150.
  • a likelihood output unit 160 that performs likelihood selection, LLR calculation, and the like is disposed at the output stage of the maximum likelihood determination unit 100.
  • the adjacent stages (stage X-1 and stage X) handled in the present embodiment are the stage one stage before and the last stage in particular.
  • the maximum likelihood determination unit 100 receives the matrix signal of the received signal vector z and the upper triangular row IJR after the digital conversion from the signal conversion unit. .
  • the determination unit 150 related to the stage immediately before the final stage uses a symbol candidate ("transmission signal candidate”) for each transmission signal other than the transmission signal for which the square Euclidean distance for each candidate point is calculated in the final stage. (Also called “S”) is output.
  • the determination unit 110 related to the final stage includes a first distance calculation processing unit 120 and a second distance calculation processing unit 130.
  • the first distance calculation processing unit 120 is a combination of symbol candidates of each transmission signal input from the determination unit 150 (that is, the symbol candidate related to each stage up to the stage one stage before the last). For each combination! /, The nearest neighbor on the constellation from “Signal point when symbol candidate is fixed (or“ Stage signal point ”or“ Stage reception point ”is S”) ” A candidate point is detected, and a square Euclidean distance between this nearest candidate point and the “signal point at the time of symbol candidate fixation” is calculated, and this square Euclidean distance is output to the likelihood output unit 160.
  • “Signal point when symbol candidate is fixed (“stage signal point ”)” means, for example, when 4 X 4 MIMO communication as shown above is applied, in the final stage, z-( r X + rx + rx) after the unitary conversion for the final stage Received signal z and a combination of symbol candidates for each transmitted signal (ie, each X, X, X
  • the second distance calculation processing unit 130 is a "signal point at the time of symbol candidate fixation" related to the stage one stage before the last, that is, z — (r X + rx) and 1 from the last in the above example.
  • the “signal point at the time of symbol candidate fixation” related to the stage one stage before the final and the point on the constellation related to the final stage corresponding to the candidate point are calculated. For example, when 64QAM is applied, 64 symbols corresponding to 64 candidate points in the previous stage for each of the combinations of symbol candidates up to the last two previous stages The points on the constellation related to the final stage are calculated.
  • the second distance calculation processing unit 130 “constant signal point at the time of symbol candidate fixation” related to the stage one stage before the last calculated in this way, and the constant stage related to the final stage corresponding to the candidate point.
  • the symbol in the stage one stage before the last that minimizes the sum of the squared Euclidean distances to the final stage for each symbol candidate in the final stage from the point on the race and each of the symbol candidates in the final stage Candidates are calculated. That is, when the second distance calculation processing unit 130 fixes the symbol candidates related to the stage other than the stage one stage before the last, that is, the symbol candidate of the last stage and the symbol candidates up to two stages before the final stage.
  • the sum of the squared Euclidean distances to the final stage is the smallest, the symbol candidate for the stage one stage before the final is calculated, and the total of the squared Euclidean distances is calculated up to the corresponding final stage. Is output to the likelihood output unit 160 in association with the combination of symbol candidates.
  • Likelihood output section 160 calculates a likelihood for each bit value of each bit for each transmission signal based on the square Euclidean distance from determination section 110 related to the final stage.
  • the first distance calculation processing unit 120 of the determination unit 110 performs stage signal point calculation. It has an output unit 122, a neighborhood signal point candidate detection unit 124, and a distance calculation unit 126.
  • the second distance calculation processing unit 130 includes a stage conversion processing unit 131, a signal point candidate calculation unit 132, an ideal point calculation unit 133, a neighborhood signal point calculation unit 134, and a distance calculation unit 135.
  • the stage signal point calculation unit 122 For each combination of symbol candidates for each transmission signal input from the determination unit 150, the stage signal point calculation unit 122 first relates to the "signal point when the symbol candidate is fixed", that is, the final stage. The “stage signal point” is calculated, and the “stage signal point” relating to the final stage thus obtained is output to the proximity signal point candidate detection unit 124 and the distance calculation unit 126.
  • the neighborhood signal point candidate detection unit 124 is closest to the "stage signal point" from the stage signal point calculation unit 122, detects a candidate point on the constellation related to the final stage, and detects the nearest neighborhood Candidate points are output to the distance calculator 126.
  • the distance calculation unit 126 calculates a square Euclidean distance between the “stage signal point” from the stage signal point calculation unit 122 and the nearest neighbor candidate point from the neighborhood signal point candidate detection unit 124, and this square
  • the Euclidean distance, the nearest candidate point, and the combination of symbol candidates up to the stage preceding the last corresponding to the Euclidean distance are output to likelihood output section 160 at the subsequent stage.
  • the stage conversion processing unit 131 performs "stage conversion processing" on each of the "signal point when the symbol candidate is fixed” related to the stage one stage before the last and the candidate point related to the stage one stage before the last.
  • the constellation points related to the final stage corresponding to the ⁇ signal point at the time of fixing the symbol candidate '' and the candidate point related to the stage one stage before the final stage are calculated.
  • Signal point candidate calculation section 132 receives an element of the upper triangular matrix related to the final stage, and relates to the symbol candidate on the constellation related to the final stage, and relates to the final stage of the elements of the upper triangular matrix.
  • Candidate points for the final stage are calculated by multiplying the elements that are the coefficients of the symbol candidates.
  • the element that is the coefficient of the symbol candidate for the final stage is, for example, r and
  • the ideal point calculation unit 133 performs the final stage obtained by performing stage conversion processing on the "signal point when the symbol candidate is fixed" related to the stage one stage before the final in the ideal state.
  • the point on the constellation of the final stage corresponding to the symbol candidate related to the stage one stage before the final that minimizes the sum of the squared Euclidean distances to the final stage.
  • the “ideal signal point” has a force S), and the “ideal signal point” thus obtained is output to the neighborhood signal point calculation unit 134.
  • the “ideal signal point” is a point on the constellation related to the final stage corresponding to the “signal point when the symbol candidate is fixed” related to the stage one stage before the last, and each of the symbol candidates related to the final stage Is calculated based on This “ideal signal point” is calculated for each “signal point when the symbol candidate is fixed” for the stage one stage before the last (that is, for each combination of symbol candidates up to the last previous stage). And all symbol combinations for the final stage.
  • the method and theory for obtaining this “ideal signal point” will be described in detail later.
  • the neighborhood signal point calculation unit 134 scans the candidate point related to the stage immediately before the last closest to the "ideal signal point” from the ideal point calculation unit 133 on the constellation related to the final stage. Constellation for the last stage corresponding to the symbol candidate for the stage one stage before the last closest to the “ideal signal point” from the ideal point calculation unit 133. And calculate the nearest signal point to the distance calculation unit 135.
  • the neighborhood signal point calculation unit 134 includes a stage inverse conversion processing unit 136, a neighborhood signal point candidate detection unit 137, and a stage conversion processing unit 138.
  • the neighborhood signal point calculation unit 134 is not limited to the configuration divided into the stage inverse transformation processing unit 136, the neighborhood signal point candidate detection unit 137, and the stage transformation processing unit 138. In short, it is only necessary that the configuration of the neighborhood signal point calculation unit 134 can be realized by another configuration or the neighborhood signal point calculation unit 134 alone.
  • the stage reverse conversion processing unit 136 performs a process reverse to the process in the stage conversion processing unit 131 (hereinafter, also referred to as "stage reverse conversion process") on the "ideal signal point”. Therefore, on the constellation related to the stage one stage before the last corresponding to the “ideal signal point” , And outputs the calculated point to the neighborhood signal point candidate detection unit 137.
  • the neighboring signal point candidate detection unit 137 starts from the point on the constellation related to the stage immediately before the last corresponding to the “ideal signal point” from the stage inverse conversion processing unit 136. In other words, the closest candidate and the candidate point are detected, and the detected nearest candidate point is output to the stage conversion processing unit 138.
  • the stage conversion processing unit 138 performs a stage conversion process similar to that of the stage conversion processing unit 131 on the nearest neighbor candidate point detected by the nearby signal point candidate detection unit 137, whereby a nearby signal point is obtained.
  • the point on the constellation related to the final stage corresponding to the nearest candidate point detected by the candidate detection unit 137 is calculated, and the point thus obtained is output to the distance calculation unit 135.
  • the distance calculation unit 135 includes, on the constellation related to the final stage corresponding to the candidate point related to the stage immediately before the last and closest to the "ideal signal point” from the proximity signal point calculation unit 134. And a square Euclidean distance between the symbol candidate of the final stage used when calculating the “ideal signal point” and calculating the square Euclidean distance and the “ideal signal point”.
  • the ideal candidate signal and the symbol candidate related to the stage immediately before the last stage are output to the likelihood output unit 160 in the subsequent stage.
  • FIGS. 4 and 5 show, in particular, the maximum likelihood when 2 ⁇ 2 MIMO communication is applied to the maximum likelihood determination unit 100 used in the signal separation device mounted on the radio receiver of the present embodiment.
  • the determination unit 100A is shown. That is, the maximum likelihood determination unit 100A includes a determination unit 15OA related to stage 1 and a determination unit 110A related to stage 2 (final stage).
  • Determination section 150A outputs a symbol candidate of a transmission signal other than the transmission signal for which the square Euclidean distance for each candidate point is calculated in stage 2, that is, a symbol candidate related to stage 1.
  • the determination unit 110A includes a first distance calculation processing unit 120A and a second distance calculation processing unit 130A.
  • the first distance calculation processing unit 120A relates to the stage 1 input from the determination unit 150A. For each of the symbol candidates! /, The nearest candidate point on the constellation from the “signal point when the symbol candidate is fixed (or the ability to be called“ stage signal point ”S)”! At the same time, a square Euclidean distance between this nearest candidate point and “signal point when symbol candidate is fixed” is calculated, and this square Euclidean distance is output to likelihood output section 160. In this example, 2 X 2 MIMO communication is applied.
  • 1 12 2 is a result of inputting the received signal z after unitary conversion related to stage 2 and each of the stage 1 symbol candidates (ie, X).
  • the second distance calculation processing unit 130A receives the digitally converted received signal related to stage 1 (here, since there are only stage 1 and stage 2, the "signal point when symbol candidate is fixed" related to stage 1 is , Received signal after unitary conversion related to stage 1, ie z)) and
  • the point on the constellation related to the final stage corresponding to the received signal and candidate point related to stage 1 is calculated.
  • the second distance calculation processing unit 130A includes a point on the constellation related to the final stage corresponding to the received signal after the unitary conversion related to stage 1 and the candidate point related to each stage 1 calculated in this way, From each of the symbol candidates related to the final stage, for each symbol candidate related to the final stage, the symbol candidate in stage 1 that minimizes the sum of the square Euclidean distances up to stage 2 is calculated. That is, the second distance calculation processing unit 130A calculates a symbol candidate related to stage 1 that has the smallest sum of squared squared distances to stage 2 when the symbol candidate of stage 2 is fixed, The sum of the squared Euclidean distances is output to likelihood output section 160 in association with the corresponding combination of stage 1 and stage 2 symbol candidates.
  • the first distance calculation processing unit 120A includes a stage signal point calculation unit 122A, a neighborhood signal point candidate detection unit 124A, and a distance calculation unit 126A.
  • the second distance calculation processing unit 130A includes a stage conversion processing unit 131A, a signal point candidate calculation unit 132A, an ideal point calculation unit 133A, a nearby signal point calculation unit 134A, and a distance calculation unit 135A.
  • Stage signal point calculation section 122A for each of the stage 1 symbol candidates input from determination section 150A, first, "signal point when symbol candidate is fixed", that is, stage 2 The “stage signal point” related to the stage 2 is calculated, and the “stage signal point” related to the stage 2 thus obtained is output to the proximity signal point candidate detecting unit 124A and the distance calculating unit 126A.
  • the neighborhood signal point candidate detection unit 124A detects a candidate point on the constellation related to stage 2 that is closest to the “stage signal point” from the stage signal point calculation unit 122A, and detects the nearest neighbor candidate detected. The point is output to the distance calculation unit 126A.
  • the distance calculation unit 126A calculates the square Euclidean distance between the "stage signal point" from the stage signal point calculation unit 122A and the nearest candidate point from the nearby signal point candidate detection unit 124A.
  • the square Euclidean distance, the nearest candidate point, and the corresponding combination of symbol candidates up to stage 2 are output to likelihood output section 160 at the subsequent stage.
  • Stage conversion processing section 131A performs "stage conversion processing" on each of the received signal after unitary conversion related to stage 1 and each candidate point related to stage 1, thereby performing post-unitary conversion related to stage 1 above
  • a point on the constellation related to the final stage corresponding to the received signal and the candidate point is calculated, and the final stage corresponding to the received signal and the candidate point related to stage 1 after the unitary transformation obtained in this way is obtained.
  • the points on the constellation related to are output to the ideal point calculation unit 133A.
  • Signal point candidate calculation section 132A inputs the elements of the upper triangular matrix related to stage 2, and assigns them to stage 2 among the elements of the upper triangular matrix as symbol candidates on the constellation related to stage 2.
  • a candidate point for the final stage is calculated by multiplying an element that is a coefficient of the symbol candidate.
  • the element that is the coefficient of the candidate symbol for the final stage is, for example, r in the conventional case.
  • the ideal point calculation unit 133A has a point on the constellation of stage 2 obtained by performing stage conversion processing on the "signal point at the time of symbol candidate fixation" related to stage 1 in an ideal state. In other words, the sum of the squared Euclidean distances up to stage 2 is minimized.
  • the symbol candidate related to stage 1 and the point on the constellation related to stage 2 corresponding to the symbol candidate (hereinafter sometimes referred to as “ideal signal point”) are calculated. Then, the “ideal signal point” obtained in this way is output to the neighborhood signal point calculation unit 134A.
  • the neighborhood signal point calculation unit 134A performs stage conversion on the candidate point related to the stage 1 that is closest to the "ideal signal point” from the ideal point calculation unit 133A onto the constellation related to the stage 2.
  • Signal point that is, the point on the constellation related to stage 2 corresponding to the symbol candidate related to stage 1 that is closest to the “ideal signal point” of the ideal point calculation unit 133A.
  • the calculated nearest neighbor signal point is output to the distance calculation unit 135A.
  • stage inverse conversion processing unit 136A may be referred to as a process reverse to the process in stage conversion processing unit 131A for the "ideal signal point” (hereinafter referred to as "stage reverse conversion process”). ) Is calculated, the point on the constellation related to stage 1 corresponding to the “ideal signal point” is calculated, and the calculated point is output to the nearby signal point candidate detection unit 137A.
  • the neighborhood signal point calculation unit 134A is not limited to the configuration divided into the stage inverse conversion processing unit 136A, the neighborhood signal point candidate detection unit 137A, and the stage conversion processing unit 138A. The point is that other configurations or the function of the neighborhood signal point calculation unit 134A can be realized by the neighborhood signal point calculation unit 134A alone.
  • the proximity signal point candidate detection unit 137A starts on the constellation from the point on the constellation related to the stage 1 corresponding to the "ideal signal point" from the stage inverse conversion processing unit 136A! / The closest candidate and symbol candidate are detected, and the detected nearest candidate point is output to the stage conversion processing unit 138A.
  • the stage conversion processing unit 138A performs a stage conversion process similar to that of the stage conversion processing unit 131A on the nearest neighbor candidate point detected by the nearby signal point candidate detection unit 137A.
  • the point on the constellation related to stage 2 corresponding to the nearest candidate point detected by the point candidate detection unit 137A is calculated, and the point thus obtained is output to the distance calculation unit 135A.
  • the distance calculation unit 135A includes a point on the constellation related to the stage 2 corresponding to the candidate point related to the stage 1 closest to the "ideal signal point” from the proximity signal point calculation unit 134A, The squared Utari distance with the symbol candidate related to stage 2 used when obtaining the “ideal signal point” is calculated and output to likelihood output section 160.
  • maximum likelihood determination section 100A and likelihood output section 160 having the above configuration will be described. To simplify the explanation, the operation when 2 X 2 MIMO communication and 64QAM are applied will be described with reference to Figs.
  • stage signal point calculation unit 122A force S stage For each symbol candidate d (64 ways), stage 2 signal points (stage 2)
  • likelihood output section 160 the sum of squared Euclidean distances among the sum of squared Euclidean distances of stage 1 and stage 2 obtained in stage 1 and stage 2 e + e (246 ways) is calculated.
  • likelihood output section 160 obtains the likelihood of d that has not been obtained at this stage. Illustration
  • the one with the smallest sum of squared Euclidean distances is set as the likelihood.
  • the likelihood of the bit value 0 or 1 is obtained for all the bits of interest of the symbol candidate d of the stage 2. Not. If this is the case, the bit likelihood does not exist, leading to deterioration of communication quality. In order to prevent this, a second distance calculation processing unit 130A is provided.
  • stage conversion processing unit 131 A calculates a point z ⁇ r / ⁇ ⁇ ⁇ obtained by moving the signal point of stage 1 onto the constellation of stage 2.
  • the stage z signal point obtained by the stage conversion processing unit 131A is moved onto the stage 2 constellation z-r / ⁇ and the stage.
  • the likelihood output unit 160 uses the second distance calculation for the “stage 2 symbol candidate that minimizes the sum of squared Euclidean distances” obtained by the first distance calculation processing unit 120A and the likelihood output unit 160.
  • the processing unit 130A Fig. 2 In the ideal point calculation unit 133A, the ideal point calculation unit 133A outputs “from the likelihood output unit 160,” which is obtained by the first distance calculation processing unit 120A.
  • the first distance calculation processing unit 120A Based on the combination information of the symbol candidates of stage 2 where the sum of the squared Euclidean distances up to stage 2 is minimized '', the first distance calculation processing unit 120A has already been subject to the calculation of the squared eutalid distance
  • the ideal signal point Q is calculated for a maximum of 63 symbol candidates other than stage 2 symbol candidates and a minimum of 0 symbol candidates d.
  • the ideal point calculation unit 133 outputs “from the last previous stage (stage X-1) obtained by the first distance calculation processing unit 120 output from the likelihood output unit 160.
  • the first distance calculation processing unit 120 Based on the symbol candidate combination information of the final stage (stage X) that minimizes the sum of squared Euclidean distances to the final stage (stage X) for the symbol candidates, the first distance calculation processing unit 120 has already The ideal signal point Q is calculated for a maximum of 63 symbol candidates and a minimum of 0 symbol candidates excluding the symbol candidates for the final stage (stage X) for which the square Euclidean distance is calculated. In this way, the amount of computation can be reduced, and power S can be reduced. The method and theory for obtaining this “ideal signal point” will be described in detail later.
  • the candidate point of stage 1 is moved to the constellation of stage 2).
  • stage reverse conversion processor 136A force S stage 2 ideal signal point (division point) Q is moved to the constellation of stage 1 (the destination point is point P), and the nearby signal point Candidate detection unit 137A detects the nearest candidate point (64 points) from stage 1 candidate point rd for each point P (64 points).
  • stage reverse conversion processor 136A force S stage 2 ideal signal point (division point) Q is moved to the constellation of stage 1 (the destination point is point P), and the nearby signal point Candidate detection unit 137A detects the nearest candidate point (64 points) from stage 1 candidate point rd for each point P (64 points).
  • the conversion processing unit 138A moves the nearest neighbor candidate point detected by the nearby signal point candidate detection unit 137A onto the stage 2 constellation.
  • likelihood output section 160 obtains the squared Euclidean distance of stage 2 and its step. Stage 1 squared Euclidean distance for candidate d (this is already the distance
  • channel matrix H is QR-decomposed into unitary matrix Q and upper triangular matrix R. Multiply Q H by received signal vector Y to calculate orthogonalized received signal vector Z. Where X is the transmission signal vector and N is the noise component vector. The formula showing this relationship is the following formula (1).
  • R d is a candidate point for stage 1.
  • Z -r d is
  • Equation (5) Since r is a complex number, r can be expressed as Equation (5).
  • Equation (6) When the signal point z — r d of stage 2 is transformed based on Equation (5), the following Equation (6) is obtained.
  • This equation (6) means that the 64 candidate points r d (Fig. 7A) of stage 1 are
  • the likelihood to be obtained in the first place is the minimum value of the sum of square Euclidean distances e + e.
  • ⁇ is defined as in Equation (8).
  • e ' is a "signal point when symbol candidate is fixed" in stage 1 between z and candidate point rd.
  • the squared Euclidean distance e is converted and moved onto the constellation of stage 2, that is, the squared Euclidean distance between z ⁇ r / r X z and z ⁇ rd.
  • the first condition is that, in the stage 2 constellation in FIG. 8B, the stage 1 “signal point when the symbol candidate is fixed” z is moved onto the stage 2 constellation.
  • point A (z ⁇ r / r ⁇ ), point ⁇ ( ⁇ -r d), and point C (r d) are in this order.
  • Equation (14) can be transformed as Equation (15). That is, the sum of squared Euclidean distances can be obtained from a and A d or b and ⁇ d.
  • stage X As described above, with respect to adjacent stages (stage X—l, stage X), stage X
  • the “ideal signal point” is obtained from the point where the “signal point when symbol candidate is fixed” in 1 is converted and moved to the stage X constellation and the symbol candidate of stage X. Convert the candidate point of stage X—1 closest to the point to the constellation of stage X. By finding the moved point, the sum of the squared Euclidean distances corresponding to stage X ⁇ + ••• + e It is easy to find the minimum value and the candidate point for stage X-1 at this time.
  • Point O is the origin of the constellation.
  • the OB vector is expressed as Equation (17).
  • Equation (18) Equation (16) and Equation (17).
  • the stage conversion process can be easily performed.
  • d can be used to make each complex component an integer. Therefore, multiplication of d can be realized only by addition and bit shift.
  • stage 1 symbol candidate selection condition that minimizes the sum of the squared Euclidean distances at stage 2 by this stage conversion movement is “the division point on the constellation of stage 2 (ideal From the “signal point when the symbol candidate is fixed” in stage 2 to “closest from the division point (ideal signal point) moved onto the constellation of stage 1”! It changes to “candidate point in 1.”
  • stage 1 “Signal point when symbol candidate is fixed” for stage 1 About the square Euclidean distance between the point and the candidate point
  • stage 2 The square Euclidean distance between the stage 2 “signal point when the symbol candidate is fixed” and the candidate point can be obtained.
  • the square Euclidean distance between the “signal point when symbol candidate is fixed” of stage 1 and the candidate point of stage 1 is the first distance calculation processing unit 120 in the present embodiment. Therefore, the second distance calculation processing unit 130 does not need to calculate.
  • the amount of calculation can be reduced and the probability of the absence of bit likelihood can be reduced.
  • the amount of calculation here means multiplication amount (number of multiplications (number of squared Euclidean distance calculations)) + other amount of calculations.
  • the multiplication process is a burdensome process compared to other operations (for example, addition). Therefore, if the multiplication amount can be reduced, a great effect can be obtained in reducing the amount of calculation.
  • the squared grid distance is set to (2 m ) + (2 m ) 2 + (2 m ) 3 + '+ ( 2 m ) x — 2 + (2 m ) X ⁇ + (2 m ) It is necessary to perform x times s .
  • the number of operations is (2 m ) x — 1 times (minimum 0 times and maximum (2 m ) x — times when the power consumption is reduced as described above). Also in the second processing system, it is necessary to calculate the sum of the squared Euclidean distances to the stage one stage before the last. This calculation is performed in the first processing system, so in the second processing system. There is no need to do it. Therefore, the number of operations in the second processing system is one (minimum 0 and maximum (2 m ) x — 1 — 1 when the power consumption is reduced as described above).
  • the sum of the square Euclidean distance calculations performed in the first processing system and the second processing system in the final stage is (2 m ) + (2 m ) 2 + (2 m) 3 + ⁇ + (2 m) x - 2 + 3X (2 m) x - is one, that it is possible to reduce the number of processing times as compared with the conventional QR-MLD Doing is found (power reduction foregoing, the minimum (2 m) + (2 m ) 2 + (2 m) 3 + ⁇ + (2 m) x - 2 + 2X (2 m) x - 1 times, Maximum (2 m ) + (2 m ) 2 + (2 m ) 3 + --- + (2 m ) x _ 2 + 3X 1 — ;!
  • FIG. 14 shows a circuit block diagram of a maximum likelihood determination unit 100B corresponding to the maximum likelihood determination unit 100A of FIG.
  • the maximum likelihood determination unit 100B is different in that stage 1 and stage 2 are arranged in parallel. Furthermore, at 100A, “the point z —r / ⁇ ⁇ that moved the signal point of stage 1 onto the constellation of stage 2 and the candidate point rd of stage 2 to ⁇ 2 : 1
  • the power explained in the case of “calculating for symbol candidate d” here is the first processing unit 120B as the first processing system and the second processing system as the second processing system.
  • the configuration is simplified by adopting a configuration in which the processing with the distance calculation processing unit 130B is performed independently. For this reason, the broken line arrow from the likelihood output unit 160 to the second distance calculation processing unit 130B, which is the second processing system, is eliminated, and instead, the square Euclidean distance is calculated for 64 simponole candidates dl. did.
  • the first distance calculation processing unit 120B which is the first processing system
  • the second distance calculation processing unit 130B which is the second processing system
  • the first distance calculation processing unit 120B that is the first processing system performs processing 64 times
  • the second distance calculation processing unit 130B that is the second processing system also performs processing 64 times.
  • maximum likelihood determination unit 100B includes determination unit 110B according to stage 2, and a stage.
  • 1 includes a determination unit 150B according to 1.
  • the determination unit 150B includes a reception point candidate point total point calculation unit 152B and a square Euclidean distance calculation unit 154B.
  • Reception point candidate inter-point vector calculation section 152B performs stage 1 symbol candidate d, upper triangular row
  • a candidate point for stage 1 is calculated, and a candidate reception point is obtained from this candidate point and the reception point z of stage 1
  • the squared Euclidean distance calculation unit 154B receives the reception point candidate point vector (z—r d) from the reception point candidate point vector calculation unit 152B, and based on this, the square of the stage 1 is calculated.
  • the determination unit 110B includes a first distance calculation processing unit 120B and a second distance calculation processing unit 130B.
  • the first distance calculation processing unit 120B includes a reception point calculation unit 122B, a reception point nearest neighbor candidate point vector detection unit 124B, and a square Euclidean distance calculation unit 126B.
  • the second distance calculation processing unit 130B includes an ideal point calculation unit 133B, a nearest neighbor symbol candidate detection unit 1 37B, a reception point calculation unit 138B, a reception point nearest neighbor candidate point margin calculation unit 139B, and 2 And a square Euclidean distance calculation unit 135B.
  • Reception point calculation section 122B includes symbol candidate d of stage 1, element r of the upper triangular matrix,
  • the reception point nearest candidate point vector detection unit 124B determines the stage 2 symbol candidate, the upper triangular matrix element r, and the stage 2 reception point (z — rd) from the reception point calculation unit 122B.
  • the reception point nearest neighbor candidate point vector detection unit 124B detects a candidate point (nearest candidate point) closest to the reception point (z — r d) of stage 2 among the candidate points.
  • the candidate point candidate vector (z -r d -r d (nearest neighbor)) is calculated from the neighbor candidate point and the receiver point.
  • the square Euclidean distance calculation unit 126B inputs the reception point candidate point vector (z -rd -rd (nearest neighbor)) from the reception point nearest neighbor candidate point extraneous point detection unit 124 B, Based on
  • reception point calculation section 122B corresponds to stage signal point calculation section 122A in first distance calculation processing section 120A of determination section 110A
  • reception point nearest neighbor candidate point vector detection section 124B Corresponding to the signal point candidate detection unit 124A, the square Euclidean distance calculation unit 126B corresponds to the distance calculation unit 126A.
  • the ideal point calculation unit 133B inputs the stage 2 symbol candidate d and the z calculated by the ideal rz calculation unit 112B (corresponding to r and z in Equation (18)), and inputs "ideal signal point ( z—rd) ”is calculated. However, this “ideal signal point (z ⁇ rd)” corresponds to the point where the “ideal signal point” obtained in stage 2 in the above description is changed to stage 1 and moved. That is, the ideal point calculation unit 133B includes a stage conversion processing unit 131A, a signal point candidate calculation unit 132A, an ideal point calculation unit 133A, and a stage reverse conversion processing unit 136A in the second distance calculation processing unit 130A of the determination unit 110A. And corresponding.
  • the nearest neighbor candidate detection unit 137B detects the candidate point of stage 1 that is closest to the “ideal signal point (z—rd)” and selects the corresponding symbol candidate (nearest neighbor symbol candidate d).
  • the nearest symbol candidate detection unit 137B corresponds to the neighborhood signal point candidate detection unit 137A.
  • Reception point calculation section 138B includes nearest neighbor symbol candidate d, upper triangular matrix element r,
  • reception point calculation unit 138B is closest to the stage conversion processing unit 138A) Correspond.
  • Reception point nearest neighbor candidate point vector calculation section 139B receives the stage 2 reception point (z—r d
  • reception point nearest neighbor candidate vector (z — r d -r d) is calculated.
  • the square Euclidean distance calculation unit 135B receives the reception point nearest neighbor candidate vector (z—r d ⁇ r d) from the reception point nearest neighbor candidate point vector calculation unit 139 B, and based on this,
  • reception point nearest neighbor candidate point distance calculator 139B and squared Euclidean distance calculator 135B correspond to distance calculator 135A.
  • the likelihood output unit 160 includes an LLR calculation unit 162 and an LLR calculation unit 164.
  • the LLR calculation unit 162 calculates the square Euclidean distance e of stage 1 calculated by the determination unit 150B and the square Euclidean distance e of stage 2 calculated by the first distance calculation processing unit 120B. Enter and calculate the likelihood of stage 1 symbol candidate d.
  • the LLR calculation unit 164 calculates the square Euclidean distance e of stage 1 calculated by the determination unit 150B and the square Euclidean distance e of stage 2 calculated by the second distance calculation processing unit 130B. Input, and calculate the likelihood of stage 2 symbol candidate d.
  • the signal separation device that is used in the MIMO wireless reception device and performs signal separation by the plurality of determination units corresponding to the plurality of stages of the MLD method with QR decomposition.
  • the reception points (“1” of one stage) obtained when the combination is fixed for all remaining combinations of symbol candidates determined up to one stage among the plurality of stages.
  • the proximity signal point candidate detection unit 124 as a detecting means for detecting the signal, each nearest candidate point, and all remaining combinations of symbol candidates determined up to the other stage And calculating the amount indicating the Euclidean distance to the receiving point (the signal point when the symbol candidate is fixed at another stage) related to the other stage, obtained when the combination is fixed.
  • a first distance calculation processing unit comprising a distance calculation unit 126 as a means
  • the line segment connecting 120 and the point obtained by converting the reception point related to the one stage onto the constellation of the other stage and the candidate point of the other stage is divided by a predetermined ratio ( ⁇ 2 : 1).
  • Neighbor signal point calculation as a nearest point calculation unit that calculates a point closest to the ideal point among points obtained by converting the candidate point of the one stage onto the constellation of the other stage
  • a distance calculation unit 135 as a second distance calculation unit for calculating an amount indicating a square Euclidean distance between a point closest to the calculated ideal point and the candidate point of the other stage.
  • the second distance calculation processing unit 130 To, provided determination unit 110 corresponding to the previous SL other stages.
  • the first distance calculation processing unit 120 calculates a quantity representing the square Euclidean distance of the other stage with respect to only the nearest candidate point among the candidate points of the other stage
  • the second distance calculation processing unit 130 calculates an amount representing the squared Euclidean distance of the other stage with respect to only the symbol candidate of the stage 1 with the smallest integrated value of the squared uuterid distance to the other stage. Therefore, the amount of calculation can be reduced compared with the conventional signal separation apparatus that performs QR separation and performs signal separation by the LD method.
  • the amount representing the square Euclidean distance of the other stage for only the nearest signal point, only for the symbol candidate of stage 1 where the integrated value of the square Euclidean distance to the other stage is the smallest. Since the amount representing the squared Euclidean distance of the other stage is calculated, the absence of bit likelihood can be prevented.
  • the one stage and the other stage are the stage and the last stage one stage before the last, respectively, and the neighborhood signal point calculation unit 134 uses the first distance among the candidate points of the other stage.
  • the calculation unit 120 calculates an ideal point (“ideal signal point”) only for candidate points other than the candidate points that have already been calculated!
  • the neighborhood signal point calculation unit 134 uses the ideal point as a constellation for the one stage.
  • a stage inverse conversion processing unit 136 as a conversion means for converting to the upper point, and a candidate point area centering on each candidate point of the one stage where the converted point exists, and detecting the detected candidate
  • a proximity signal point candidate detection unit 137 as a specifying means for specifying a candidate point of a point area, and a point closest to the ideal point by converting the specified candidate point onto the constellation of the other stage
  • a stage conversion processing unit 138 as conversion means for calculating.
  • the I and Q coordinates that specify the contour of the candidate point area are stored in advance, and the I and Q axis components of the points converted by the stage inverse conversion processing unit 136 are specified.
  • the candidate point region can be easily detected, and the corresponding candidate point can be easily identified. Since the identified candidate point is nothing but the candidate point of the one stage that minimizes the integrated value of the amount indicating the square Euclidean distance to the other stage, the identified candidate point is the other candidate point.
  • the quantity representing the squared Euclidean distance related to the other stage when the integrated value of the quantity representing the squared Euclidean distance to the other stage is minimized can be easily obtained. Can be calculated.
  • stage X-1 and stage X the description has been given with respect to the adjacent stages (stage X-1 and stage X), particularly the stage one stage before the final stage and the final stage.
  • stage X the adjacent stages
  • stage X-1 and stage X the stage one stage before the final stage and the final stage.
  • the present invention is not limited to this and can be applied to any stage.
  • stage A symbol candidate d
  • e symbol candidate d
  • the likelihood output unit uses a bit value of 1 for each target bit of the symbol candidate other than d.
  • the number of square Euclidean distance calculations is (2 m ) + (2 m ) 2 + (2 m ) 3 + --- + (2 m ) x_1 + (2 m ) x — 1 Times.
  • stage B symbol candidate d
  • stage B is the stage before stage A.
  • the number of square Euclidean distance calculations is (2 m ) A ⁇ + (2 m ) A + ⁇ + (2 m ) x 2 + ⁇ times.
  • stage B may be in the reverse order of power and order based on the premise that stage B is the stage before stage A. However, A and B must not be on the same stage.
  • the MLD method with QR decomposition used in the MIMO wireless receiver.
  • the signal separation method of performing signal separation by a plurality of stages for each of all combinations of symbol candidates other than one of the plurality of stages (here, stage A), a final process is performed from the one stage.
  • the symbol candidate of the one stage that minimizes the sum of the square Euclidean distances related to each of the stages is specified, and only the combination of the specified symbol candidate and the combination is the stage after the one stage. Calculating the squared Euclidean distance according to, and other stages different from the one stage (here, each of all combinations of symbol candidates other than the stage!
  • the maximum likelihood determination unit used in the signal separation device mounted on the wireless receiver
  • maximum likelihood determination section 200 receives matrix elements of received signal vector y and channel matrix H.
  • the maximum likelihood determination unit 200 includes a first distance calculation processing unit 230-1 and a second distance calculation processing unit 23.
  • the first distance calculation processing unit 230-1 and the second distance calculation processing unit 230-2 have the same configuration.
  • the first distance calculation processing unit 230-1 reads "candidate symbols related to all transmission streams other than one transmission stream of transmission signal vector X (that is, elements other than one element of transmission signal vector X).
  • first distance calculation processing section 230-1 “signal point when symbol candidates related to transmission streams other than one transmission stream are fixed” for each combination of symbol candidates of each transmission stream.
  • And the nearest neighbor candidate point and the above “Signal point when fixing symbol candidates related to transmission streams other than one transmission stream” Calculate the square Euclidean distance between and.
  • the above “signal point when symbol candidates related to transmission streams other than one transmission stream are fixed” is, for example, the case where 4 X 4 MIMO communication as described above is applied, and symbol candidate X Y-(hx + hx + hx),
  • each X, X, X combination is input. That is, when generalized
  • the first distance calculation processing unit 230-1 fixes the “symbol candidates related to transmission streams other than one transmission stream when they are fixed” and the candidate points.
  • a point on the constellation related to the remaining one symbol candidate that is, the symbol candidate related to the one transmission stream
  • each symbol candidate related to the transmission stream other than the one transmission stream For each symbol candidate related to a transmission stream other than the above one transmission stream, the above one that minimizes the sum of the squared Euclidean distances Symbol candidates related to transmission streams other than the transmission stream are calculated. That is, the first distance calculation processing unit 230-1 has the smallest sum of the squared Euclidean distances when the symbol candidates related to the transmission streams other than one transmission stream are fixed. The symbol candidate concerning is calculated. Then, the first distance calculation processing unit 230-1 outputs the sum of the square Euclidean distances to the likelihood output unit 160 in association with the combination of the corresponding symbol candidates.
  • the second distance calculation processing unit 230-2 is referred to as a "transmission stream different from the transmission stream not fixed by the first distance calculation processing unit 230-1 (hereinafter simply referred to as” other transmission stream "). From the signal point (signal beta) when the symbol candidates related to all transmission streams other than the fixed constellation related to the above other transmission streams are determined to the other transmission stream. Are detected for each of the combinations of symbol candidates related to all the transmission streams other than the above, and each of the nearest candidate points and the symbol candidates related to all the transmission streams other than the other transmission streams are associated with the respective nearest candidate points. Calculate the squared Euclidean distance from the fixed signal point.
  • the second distance calculation processing unit 230-2 uses the nearest neighbor candidate point on the constellation from the "signal point when the symbol candidate related to the transmission stream other than the other transmission stream is fixed". And the square Euclidean distance between the nearest candidate point and the above-mentioned “signal point when the symbol candidate related to the transmission stream other than the other transmission stream is fixed” is calculated.
  • the above “signal point when fixing symbol candidates related to transmission streams other than other transmission streams” is, for example, the case where symbol candidates X, X, and X are fixed in the above example.
  • the second distance calculation processing unit 230-2 is also similar to the first distance calculation processing unit 230-1 with respect to the other transmission streams different from the one transmission stream.
  • the symbol candidate related to the transmission stream other than the other transmission stream is fixed, the symbol candidate related to the other transmission stream is calculated such that the sum of the square Euclidean distances becomes the smallest.
  • Second distance calculation processing section 230-2 also outputs the sum of the square Euclidean distances to likelihood output section 160 in association with the corresponding combination of symbol candidates.
  • the likelihood output unit 160 calculates a likelihood for each bit value of each transmission signal.
  • the first and second distance calculation processing units 230-1 and 230-2 of the determination unit 210 include a reception point calculation unit 232, an ideal point calculation unit 233, and a neighborhood signal point calculation unit 234. And a distance calculation unit 235.
  • reception point calculation section 232 inputs a received signal and channel matrix elements, and relates to a transmission stream other than one fixed transmission stream. By multiplying the symbol candidate by the element of the channel matrix, the “candidate point when the symbol candidate related to the transmission stream other than one transmission stream is fixed” is calculated.
  • the ideal point calculation unit 233 maximizes the sum of the squared Euclidean distances relative to the above "signal points when the symbol candidates related to the transmission streams other than one transmission stream are fixed" in the ideal state. Calculate “the point on the constellation corresponding to the symbol candidate related to one transmission stream (hereinafter sometimes referred to as“ ideal signal point ”)”, and obtain the “ideal signal point” thus obtained. The result is output to the neighborhood signal point calculation unit 234.
  • the “ideal signal point” corresponds to “the signal point when a symbol candidate other than one symbol candidate is fixed”, and the remaining unfixed symbol candidate (that is, the symbol candidate related to the one transmission stream described above). ) And the remaining one symbol candidate (that is, the symbol candidate related to the one transmission stream).
  • This “ideal signal point” is calculated by combining all of the above “signal points when the symbol candidates related to the transmission stream other than one transmission stream are fixed” and the symbol candidates related to the one transmission stream. Done about. The method and theory for obtaining this “ideal signal point” will be described in detail later. [0168]
  • the neighborhood signal point calculation unit 234 calculates a candidate point corresponding to the symbol candidate related to the one transmission stream, which is closest to the "ideal signal point” from the ideal point calculation unit 233, and calculates the latest The side signal point is output to the distance calculation unit 235.
  • the distance calculation unit 235 receives the candidate point corresponding to the symbol candidate related to the one transmission stream closest to the "ideal signal point" from the neighboring signal point calculation unit 234, and the "ideal signal point”
  • the square Euclidean distance with the “signal point when the symbol candidate related to the transmission stream other than one transmission stream is fixed” used when calculating the square Euclidean distance and the “ideal signal point” is calculated.
  • a combination of symbol candidates that are elements of “signal points when a symbol candidate related to a transmission stream other than one transmission stream is fixed” and the one transmission stream closest to the “ideal signal point”. Are output to likelihood output section 160 at the subsequent stage.
  • reception point calculation unit 232, ideal point calculation unit 233, proximity signal point calculation unit 234, and distance calculation unit 235 of the second distance calculation processing unit 230-2 are the first distance calculation processing unit 230. The same processing is performed for the other transmission streams different from the one transmission stream in 1.
  • FIG. 18 and FIG. 19 show, in particular, maximum likelihood determination in the case where 2 ⁇ 2 MIMO communication is applied to maximum likelihood determination section 200 used in the signal separation device mounted on the radio receiver of the present embodiment.
  • Part 200A is shown. Since QR decomposition is not performed, only the determination unit 210A that does not obtain the sum of squared Euclidean distances in stages is provided.
  • the determination unit 210A includes a first distance calculation processing unit 230A-1 that performs processing for the first transmission stream, and a second distance calculation processing unit 230A that performs processing for a second transmission stream different from the first transmission stream. There are two.
  • the first distance calculation processing unit 230A1 uses the nearest nearest point on the constellation from "the signal point when the symbol candidate related to the second transmission stream is fixed". In addition to detecting the nearest candidate point, the square Euclidean distance between this nearest candidate point and the above-mentioned “signal point when the symbol candidate related to the second transmission stream is fixed” is calculated, and this square Euclidean distance is calculated as the likelihood. Output to the output unit 160. Note that the above “signal points when the symbol candidates related to the second transmission stream are fixed” are y ⁇ hx, y ⁇ h This is a result of inputting received signals y and y and a symbol candidate ⁇ of a transmitted signal to x.
  • the first distance calculation processing unit 230A-1 relates to the first transmission stream corresponding to the "signal point when the symbol candidate related to the second transmission stream is fixed" and the candidate point. From the point on the constellation corresponding to the symbol candidate and each symbol candidate related to the first transmission stream, for each symbol candidate related to the first transmission stream, the sum of the square Euclidean distance is minimized. 2 Symbol candidates related to the transmission stream are calculated. That is, the first distance calculation processing unit 230A-1 fixes the symbol candidate related to the first transmission stream with the smallest sum of the squared Euclidean distances when the symbol candidate related to the second transmission stream is fixed. Is calculated. Then, first distance calculation processing section 230A-1 outputs the sum of the squared Euclidean distances to likelihood output section 160 in association with the corresponding combination of symbol candidates.
  • the second distance calculation processing unit 230A-2 indicates that "the power that is not fixed by the first distance calculation processing unit 230A-1 and the symbol related to the first transmission stream that is a transmission stream different from the transmission stream.”
  • the nearest candidate point on the constellation is detected from the constellation signal point when the signal candidate is fixed ”and the nearest candidate point and the signal when the symbol candidate related to the first transmission stream is fixed as described above. Calculate the square Euclidean distance from the “point”. Note that the above “signal point when the symbol candidate related to the first transmission stream is fixed” is y ⁇ h x, y ⁇ h x and the received signal y
  • the processing unit 230A-2 also uses the square Euclidean when the symbol candidates related to the first transmission stream are fixed in the same manner as the first distance calculation processing unit 230A-1 for the second transmission stream. A symbol candidate related to the second transmission stream with the smallest total distance is calculated. Second distance calculation processing section 230A-2 also outputs the sum of the square Euclidean distances to likelihood output section 160 in association with the corresponding combination of symbol candidates.
  • likelihood output unit 160 calculates a likelihood for each bit value of each transmission signal.
  • the first and second distance calculation processing units 230A-1 and 2 of the determination unit 210A include a reception point calculation unit 232A, an ideal point calculation unit 233A, and a nearby signal point calculation unit. 234A and distance calculation And an outlet 235A.
  • the reception point calculation unit 232A inputs the received signal and the element of the channel matrix and inputs the element of the channel matrix to the symbol candidate related to the second transmission stream. Is multiplied to calculate “candidate point when symbol candidate related to second transmission stream is fixed”.
  • the ideal point calculation unit 233A minimizes the sum of the squared Euclidean distances relative to the "signal point when the symbol candidate related to the second transmission stream is fixed" in the ideal state. “A point on the constellation corresponding to the symbol candidate related to the first transmission stream (that is,“ ideal signal point ”) is calculated, and the“ ideal signal point ”obtained in this way is output to the neighboring signal point calculation unit 234A.
  • the “ideal signal point” is a point on the constellation corresponding to the symbol candidate related to the first transmission stream corresponding to “the signal point when the symbol candidate related to the second transmission stream is fixed”, and the signal related to the first transmission stream. Based on each of the symbol candidates.
  • This “ideal signal point” is calculated for all combinations of each of the above “signal points when the symbol candidate for the second transmission stream is fixed” and the symbol candidate for the first transmission stream. The method and theory for obtaining this “ideal signal point” will be described in detail later.
  • the nearby signal point calculation unit 234A calculates a candidate point corresponding to the symbol candidate related to the first transmission stream that is closest to the "ideal signal point" from the ideal point calculation unit 233A, and calculates the calculated nearest neighbor signal. The point is output to the distance calculation unit 235A.
  • the distance calculation unit 235A obtains the candidate point corresponding to the symbol candidate related to the first transmission stream that is closest to the "ideal signal point" from the neighboring signal point calculation unit 234A and the "ideal signal point”.
  • the square Euclidean distance with the “signal point when the symbol candidate related to the second transmission stream is fixed” used at the time of calculation was calculated, and this square Euclidean distance and the “ideal signal point” were used.
  • the combination of symbol candidates that are elements of “signal point when symbol candidate related to second transmission stream is fixed” and symbol candidate related to the first transmission stream closest to the “ideal signal point” are To the likelihood output unit 160.
  • the second distance calculation processing unit 230A-2 has a reception point calculation unit 232A, an ideal point calculation unit 233A, a nearby signal point calculation unit 234A, and a distance calculation unit 235A. The same processing is performed on the second transmission stream in the processing unit 230A-1.
  • y -h d and y—h d are “one” when d is selected as a symbol candidate to be fixed.
  • Equation (22) is transformed into Equation (23) as follows.
  • D is a constant when symbol candidate d is fixed.
  • D is a constant when symbol candidate d is fixed. 1 send
  • Equation (24) The remaining one symbol candidate d is given by Equation (24).
  • the ideal signal point when d is selected as a symbol candidate to be fixed is h d
  • the first processing system (the first distance calculation processing unit 230A
  • the symbol candidate for the transmission stream other than one transmission stream is the closest to the fixed signal point. Only the square Euclidean distance from only the symbol candidate point related to the transmission stream is calculated. The number of square Euclidean distance calculations in this first processing system is
  • the number of square Euclidean distance calculations in the second processing system (corresponding to the second distance calculation processing unit 230A-2) is also X (2 m ) x — 1 .
  • the sum of the number of squared Euclidean distance calculations performed in the first processing system and the second processing system is 2X (2 m ) x — 1 time. It can be seen that the number of operations can be reduced compared to MLD.
  • the square Euclidean distance related to the bit value of the bit of interest that is not calculated in the first processing system is calculated in the second processing system, it is possible to prevent the absence of bit likelihood. it can. As a result, power S can be improved to improve communication quality.
  • one feature of the present invention is as follows. That is, as shown in FIG. 20, in the first processing system, symbol candidates (2 for all transmission streams other than symbol candidate d for one transmission stream).
  • select symbol candidate d that minimizes the sum of the squared Euclidean distances for each combination, and the squared Euclidean distance and symbol at that time are selected.
  • the power of the two types of MLD and MLD mainly involving QR decomposition as an embodiment of the present invention is characterized by a method of selecting a symbol candidate. Therefore, it does not depend on the square Euclidean distance calculation method. Also shown in Figure 20 Thus, the likelihood is calculated by calculating the likelihood other than d from the combination of the squared Euclidean distance and the symbol candidate obtained in the first processing system, and obtaining it in the second processing system.
  • the likelihood of d is calculated from the combination of the square Euclidean distance and the symbol candidate obtained in the first processing system, and the square Euclidean distance and the symbol obtained in the second processing system are calculated.
  • the amount of computation can be reduced and the communication quality can be improved by reducing the probability that there is no bit likelihood while reducing the amount of computation.
  • the square Euclidean distance can be expressed by reversing the transmission symbol candidates as follows.
  • FIG. 21 and FIG. 22 show the maximum likelihood determination unit 100 when 2 ⁇ 2 MIMO communication is applied to the maximum likelihood determination unit 100 used in the signal separation device mounted on the radio receiver of the present embodiment. C is shown. That is, the maximum likelihood determination unit 100C includes a constant calculation unit 151C and a determination unit 11 OC.
  • the constant calculation unit 151C calculates the elements of the received signal vector and the matrix elements of the R matrix, z and r, after being transformed by the Q matrix that is the result of QR decomposition of the channel matrix H. Then, z ′ and r ′ are calculated using the above equations (27) to (31), and the calculation result is output to the determination unit 11 OC.
  • the channel matrix H obtained from the received signal beta and the R matrix after being subjected to the unitary transformation by the Q matrix that is the result of QR decomposition of the channel matrix H The elements of the received signal vector and the elements of the R 'matrix after the unitary transformation with the Q' matrix, which is the result of QR decomposition of the transformed channel matrix H 'with the columns replaced, are input.
  • the determination unit 110C includes a first distance calculation processing unit 120C-1 and a second distance calculation processing unit 120C2.
  • the first distance calculation processing unit 120C-1 and the second distance calculation processing unit 120C-2 have the same configuration.
  • the first distance calculation processing unit 120C-1 inputs the elements of the received signal vector and the elements of the R matrix after the channel matrix H is unitarily transformed by the Q matrix that is the result of the QR decomposition, For each of the symbol candidates according to 1, the closest candidate point on the constellation from the “signal point when the symbol candidate is fixed (or“ S ”), the nearest candidate point on stage 2 And the square Euclidean distance between this nearest candidate point and the “signal point when symbol candidate is fixed” is calculated, and this square Euclidean distance is output to the likelihood output unit 160.
  • stage signal point the “signal point when the symbol candidate is fixed (or there is a force S called“ stage signal point ”) is z ⁇ r in stage 2.
  • X is the received signal z after unitary conversion related to stage 2, and
  • the second distance calculation processing unit 120C-2 uses the channel matrix H of the channel matrix H obtained from the received signal vector and the R matrix after the unitary transformation by the Q matrix that is the result of QR decomposition of the channel matrix Q is the result of QR decomposition of the transformed channel matrix H 'with the columns swapped.Q' Input the elements of the received signal vector and the elements of the R 'matrix after the unitary transformation by the matrix. For each symbol candidate, the closest candidate point on stage 2 that is closest on the constellation from the “signal point when symbol candidate is fixed (or sometimes referred to as“ stage signal point ”)” is detected.
  • the square Euclidean distance between the nearest neighbor candidate point and “signal point when symbol candidate is fixed” is calculated, and this square Euclidean distance is output to likelihood output section 160. Since 2 X 2 MIMO communication is applied here, the “signal point when the symbol candidate is fixed (or sometimes referred to as“ stage signal point ”)” means that z, 1 r, After x is converted to stage 2
  • the second distance calculation processing unit 120C-2 converts the channel matrix H obtained by replacing the column of the channel matrix H obtained from the received signal vector and the R matrix after being transformed with the Q matrix. Since 'is the result of QR decomposition, the calculation is performed using the elements of the received signal vector and the elements of the R' matrix after being transformed with the Q 'matrix, so the second distance calculation processing unit 120C — The transmission stream corresponding to each stage handled in 2 is replaced with the one handled in the first distance calculation processing unit 120C-1. That is, The transmission stream corresponding to stage 1 in the second distance calculation processing unit 120C-2 is the transmission stream corresponding to stage 2 in the first distance calculation processing unit 120C-1.
  • the first and second distance calculation processing units 120C-1 and 2 include a determination unit 150C related to stage 1, a stage signal point calculation unit 122C, and a neighborhood signal point candidate detection unit 124C. And a distance calculation unit 126C.
  • Determination section 150C outputs a symbol candidate of a transmission stream other than the transmission stream for which the square Euclidean distance for each candidate point is calculated in stage 2, that is, a symbol candidate related to stage 1.
  • stage signal point calculation unit 122C for each of the symbol candidates of stage 1 to which the determination unit 150C force is also input, firstly, "the signal point when the symbol candidate is fixed", that is, ”(Z—r X if the first, z, one r, x if the second)
  • the “stage signal point” related to stage 2 obtained in this way is output to the nearby signal point candidate detection unit 124 C and the distance calculation unit 126 C.
  • the proximity signal point candidate detection unit 124C is a candidate point on the constellation related to the stage 2 closest to the “stage signal point” from the stage signal point calculation unit 122C (in the first case, r X
  • r ′ x If it is the second, r ′ x) is detected, and the detected nearest neighbor candidate point is output to the distance calculator 126C.
  • the distance calculation unit 126C calculates the square Euclidean distance between the "stage signal point" from the stage signal point calculation unit 122C and the nearest candidate point from the nearby signal point candidate detection unit 124C.
  • the square Euclidean distance, the nearest candidate point, and the corresponding combination of symbol candidates up to stage 2 are output to likelihood output section 160C at the subsequent stage.
  • the "signal point at the time of symbol candidate fixation" is determined.
  • the closest candidate point on stage 2 that is closest to the constellation is detected, and the square-round distance between this nearest neighbor candidate point and the ⁇ signal point when symbol candidate is fixed '' is calculated.
  • the amount of computation can be reduced.
  • the second distance calculation processing unit 120C-2 uses the Q matrix, which is the result of QR decomposition of the channel matrix H, After the transformed channel matrix H ′ obtained by transforming the column of the channel matrix H, obtained from the transformed received signal vector and R matrix, is transformed by the Q ′ matrix that is the result of QR decomposition. Based on the received signal vector elements and the R 'matrix elements, the first distance calculation processing unit 120C-1 and the transmission stream related to each stage are exchanged, and the same calculation process is performed, so that the bit likelihood exists. Can reduce the probability of not.
  • the number of modulation multilevels of each stream is different. If the modulation multi-level number is m for symbol candidate d for the first stream, m for symbol candidate d for the second stream, ..., m for symbol candidate d for the Xth stream, the number of constellations is In order, 2 ml , 2 m2 , ... , 2 mX . At this time, by calculating the symbol candidate having the largest modulation multi-level number as the symbol candidate related to the final stage, the amount of calculation (the number of square Euclidean distance calculations) can be reduced.
  • the modulation multi-value numbers are m, m, and m> m in order.
  • the number of squared Euclidean distance calculations in the distance calculation processing unit 120 of 1 is 2 ml + 2 ml times
  • the number of squared Euclidean distance calculations in the second distance calculation processing unit 130 is 2 m2 . Therefore, the total number of squared Euclidean distance calculations in the first distance calculation processing unit 120 and the second distance calculation processing unit 130 is (2 ml + 2 m 2) +2 ml times.
  • the modulation multi-level number m is large, that is, symbol candidate d is a symbol candidate related to the final stage
  • the number of square Euclidean distance calculations in first distance calculation processing unit 120 is 2 m2 + 2 m2 times
  • the number of squared Euclidean distance calculations in the second distance calculation processing unit 130 is 2 ml . Therefore, the total number of squared Euclidean distance calculations in the first distance calculation processing unit 120 and the second distance calculation processing unit 130 is (2 ml + 2 m2 ) +2 m2 times.
  • the number of squared Euclidean distance calculations can be reduced in the same way by making symbol candidates with a large modulation multi-level number the symbol candidates for the final stage. You can. In other words, the number of square Euclidean distance calculations can be further reduced by QR decomposition after rearranging the rows of the channel matrix H according to the size of the modulation candidate multilevel number of the symbol candidate.
  • FIG. 23 shows a configuration example of the signal separation device at this time. As shown in FIG.
  • QR decomposition / Q H multiplying unit 100 input stage of, its further input stage, a channel estimation unit, the sorting unit of the output stage of the channel estimator is provided.
  • the sorting unit converts the channel matrix H by exchanging table column elements based on the input modulation multi-value number m, and the converted channel matrix is subjected to QR decomposition / Q Output to H multiplier.
  • the force described as the likelihood is obtained using the sum of the squared Euclidean distances is not limited to this. Etc. may be used.
  • Each functional block used in the description of each of the above embodiments is typically realized as an LSI which is an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them. Here, it is sometimes called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI, depending on the difference in power integration of LSI. Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after manufacturing the LSI or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used. Furthermore, if integrated circuit technology that replaces LSI emerges as a result of advances in semiconductor technology or other derived technologies, it is of course possible to integrate functional blocks using this technology. For example, biotechnology can be applied.
  • the signal separation device and the signal separation method of the present invention have the effects of reducing the amount of computation and improving the communication quality, and are particularly suitable for use in wireless reception devices that perform MIMO communication. .

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Description

明 細 書
信号分離装置および信号分離方法
技術分野
[0001] 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信号分離装置および信号分離方 法に関する。
背景技術
[0002] 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： M aximum 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、チヤネノレ推定き 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, 7 2— 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 = (X . . . X ) τが、 1
1 4
6QAM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 Τ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。 X , X , X , Xは送信信号又はベクトル成分とも呼ばれる
1 2 3 4
。また X , X , X , Xは、それぞれ異なる送信ストリームに係るシンボルである。
1 2 3 4
[0003] 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、チヤネノレインノ ノレス応答ィ直（CIR : channel impluse response )又はチャネル推定値を求める。チャネル推定値 h を行列要素とする行列 Hは、チ nm
ャネル行列と呼ばれる。但し、 h は m番目の送信アンテナと n番目の受信アンテナ nm
間のチャネル推定値を表す。
[0004] ランク付け部 30は、受信された複数の受信信号 y , . . . , yを電力の大きさの順に 格付け又はランキングする。
[0005] 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 6 0に通知する。
[0006] 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力 S、ュニタリ行列 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 合におけるュニタリ行列 Qは、 QHQ = QQH = 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。
[0007] 信号変換部 60は、受信信号ベクトル y= (y . . . y Γに、ュニタリ行列 Qの共役転
1 4
置行列 QH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 QHを乗算すると、左辺は、 QHy=zとなり 、右辺は、 QHQRx=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 = (Z . . . Z ) T = QHyである。 Zはュニタリ変換後の受信信号べタト
1 4
ルと呼ばれる。
[0008] 受信べクトノレ zの各要素は、
z =r X +r x +r x +r x
1 11 1 12 2 13 3 14 4
z =r x +r x +r x
2 22 2 23 3 24 4
z =r x +r x
3 33 3 34 4
z =r x
4 44 4
と書ける。
[0009] 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 yに対応する送信
4
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!/、る。
[0010] 二乗ユークリッド距離算出部 76— 4は、変換後の受信信号 zと、 C個の信号点の候
4
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 ボルに近レヽものとして判断される。 [0011] 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、 Si (≤C)個の候補を、生き残り候補として出力する。
[0012] 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。
[0013] 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 y
〜y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。
4
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、 X , X , X , Xの順に受信電力が大きくなつているものとする。受信信号
1 2 3 4
は、信号変換部 60により、 z = (z . . . z ) T = QHyのようにュニタリ変換され、変換後
1 4
の信号が最尤判定部 70に入力される。
[0014] 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 zに関する式に着目する。行
4
列要素 r は既知であり、 zは他の信号と干渉しておらず、 1つの送信信号 Xにのみ
44 4 4 依存していることが分かる。従って、送信信号 Xについては、高々 16通りの信号点の
4
候補しかない。シンボルレプリカ生成部 74— 4は、 Xに関する 16個（C = 16)の信号
4
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ヨン（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 zとの二乗
4 ユークリッド距離力 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 S個の候補が選択され、それらは生き残り候補となる。
[0015] 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、 zに関する式
3 に着目する。行列要素 r , r は既知であり、 xには 16通りの候補があり、 Xについ
33 34 4 3 ても 16通りの信号点の候補が存在する。 Xに関する新たな信号点として 16個の信号
3
点が、シンボルレプリカ生成部 74— 3により導入される。従って、 16 X 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 X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（S = 16)の組合せを選択することで、候補が絞り込まれる。
[0016] 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、 zに関する式に着目する。行列要素 r , r , r は既知であり、送信信号 x
2 22 23 24 3
, Xの組合せは前段で 16通りの候補に絞られており、 Xについては 16通りの信号点
4 2
の候補が存在する。このため、シンボルレプリカ生成部 74— 2は、 Xに関する 16個の
2
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（S = 16)の候補を選択することで、候補が絞り込まれる。
3
[0017] 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、 zに関する式に着目する。行列要素 r , r , r , r
1 11 12 13 1 は既知であり、送信信号 X , X , Xの組合せは前段で 16通りの候補に絞られており
4 2 3 4
、 Xについては 16通りの信号点の候補が存在する。このため、シンボルレプリカ生成 部 74— 1は、 X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（S = 16)の候補を選択する
4
ことで、候補が絞り込まれる。
[0018] このようにして、各段階で候補数を一定数以下（S ≤C等）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。
特許文献 1：特開 2006— 157390号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0019] 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。ところ力 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 X 2MIMO、 64QAM、 QRM— MLDの場合には、第 1ステージのシンポノレ 候補選択数を Nとすると、第 1ステージおよび第 2ステージ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 X 64回となる。 [0020] 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信号分離装置お よび信号分離方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0021] 本発明の信号分離装置は、 MIMO方式の無線受信装置で使用される信号分離装 置であって、ある 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補の 組み合わせ毎に、ユークリッド距離を示す量が最小になるような有力シンボル候補を 前記 1つの送信ストリームに係るシンボル候補の中から決定し、さらに前記組み合せ 毎にユークリッド距離を示す量を算出する第 1の距離演算処理部と、前記 1つの送信 ストリームと異なる他の 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候 補の組み合わせ毎に、ユークリッド距離を示す量が最小になるような他の有力シンポ ル候補を前記他の 1つの送信ストリームに係るシンボル候補の中から決定し、さらに 前記他の 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補の組み合 わせ毎にユークリッド距離を示す量を算出する第 2の距離演算処理部と、を具備する 構成を採る。
[0022] 本発明の信号分離方法は、 MIMO方式の無線受信装置で使用される信号分離方 法であって、ある 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補の 組み合わせ毎に、ユークリッド距離を示す量が最小になるような有力シンボル候補を 前記 1つの送信ストリームに係るシンボル候補の中から決定し、さらに前記組み合せ 毎にユークリッド距離を示す量を算出するステップと、前記 1つの送信ストリームと異 なる他の 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補の組み合 わせ毎に、ユークリッド距離を示す量が最小になるような他の有力シンボル候補を前 記他の 1つの送信ストリームに係るシンボル候補の中から決定し、さらに前記他の 1つ の送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補の組み合わせ毎にユー タリッド距離を示す量を算出するステップと、を具備するようにした。
発明の効果
[0023] 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信 号分離装置および信号分離方法を提供することができる。 図面の簡単な説明
[図 1]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
[図 2]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 3]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 4]2 X 2MIMO通信が適用される場合の無線受信機に搭載される信号分離装置 における、図 2の最尤判定部の構成を示す図
[図 5]図 4の最終ステージに係る判定部の詳細な構成を示す図
[図 6]最尤判定部および尤度出力部の動作の説明に供する図
[図 7]「理想信号点」を求める方法、理論などの説明に供する図
[図 8]各ステージの 2乗ユークリッド距離の説明に供する図
[図 9]「理想信号点」を求める方法、理論などの説明に供する図
[図 10]「理想信号点」と実際の信号点との関係を説明するための図
[図 11]近傍信号点算出部にて用いられる理論の説明に供する図
[図 12]区画検出の方法の説明に供する図
[図 13]従来の QR— MLDに対する本実施の形態の演算量削減効果の説明に供す る図
[図 14]図 4の最尤判定部に相当する最尤判定部の回路ブロック図
[図 15]本発明の実施の形態を任意の 2つステージに拡張した場合の説明に供する図
[図 16]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
[図 17]図 16の判定部の詳細な構成を示す図
[図 18]2 X 2MIMO通信が適用される場合の無線受信機に搭載される信号分離装 置における、図 16の最尤判定部の構成を示す図
[図 19]図 18の判定部の詳細な構成を示す図
[図 20]実施の形態 1および実施の形態 2の共通思想の説明に供する図
[図 21]他の実施の形態の最尤判定部の構成を示すブロック図
[図 22]図 21の判定部の詳細な構成を示す図
[図 23]他の実施の形態の無線受信機に搭載される信号分離装置の構成を示すプロ 発明を実施するための最良の形態
[0025] 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。
[0026] (実施の形態 1)
図 2に示すように本実施の形態の、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 150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 160が配設される。ここで本実施 の形態において扱う、隣接するステージ (ステージ X—1およびステージ X)が、特に、 最終より 1つ前のステージおよび最終ステージであるものとして説明を行う。
[0027] 最尤判定部 100には、上記従来技術の最尤判定部と同様に、信号変換部からュニ タリ変換後の受信信号ベクトル zおよび上三角行歹 IJRの行列要素が入力される。
[0028] 最終ステージの 1つ前のステージに係る判定部 150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、各送信信号のシンボル 候補（「送信信号候補」とも呼ばれること力 Sある）の組み合わせを出力する。
[0029] 最終ステージに係る判定部 110は、第 1の距離演算処理部 120と、第 2の距離演算 処理部 130とを有する。
[0030] 第 1の距離演算処理部 120は、判定部 150から入力される、各送信信号のシンポ ル候補の組み合わせ（つまり、最終より 1つ前のステージまでの各ステージに係るシ ンボル候補の組み合わせ）の各々につ!/、て、「シンボル候補固定時の信号点（又は「 ステージ信号点」、 「ステージ受信点」と呼ぶこと力 Sある）」からコンスタレーシヨン上で 最も近い最近傍候補点を検出するとともに、この最近傍候補点と、「シンボル候補固 定時の信号点」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 160に出力する。なお、「シンボル候補固定時の信号点（「ステージ信号点」）」と は、例えば、上記従来に示したような 4 X 4MIMO通信が適用される場合、最終ステ ージにおいては、 z - (r X +r x +r x )に、最終ステージに係るュニタリ変換後 の受信信号 zと、各送信信号のシンボル候補の組み合わせ（すなわち、各 X 、 X 、 X
1 2 3 4 の組み合わせ）とを入力した結果である。すなわち、一般化すると、 z - (r X + · · · +
1 12 2 r x )に、最終ステージに係るュニタリ変換後の受信信号 Zと、各送信信号のシンポ
IX X 1
ル候補の組み合わせ（すなわち、各 X 、 · · ·、 Xの組み合わせ）とを入力した結果であ
2 X
[0031] 第 2の距離演算処理部 130は、最終より 1つ前のステージに係る「シンボル候補固 定時の信号点」、つまり上記例においては、 z —(r X +r x )および最終より 1つ前
2 23 3 24 4
のステージに係る候補点（つまり、上記例においては、 r X )のそれぞれに「ステージ
22 2
変換処理」を行うことにより、最終より 1つ前のステージに係る「シンボル候補固定時の 信号点」および候補点と対応する、最終ステージに係るコンスタレーシヨン上の点を 算出する。例えば、 64QAMが適用される場合には、最終の 2つ前のステージまでの シンボル候補の組み合わせの各々に対して、最終より 1つ前のステージに係る 64個 の候補点と対応する、 64個の最終ステージに係るコンスタレーシヨン上の点が算出さ れる。
[0032] 次に、第 2の距離演算処理部 130は、こうして算出された最終より 1つ前のステージ に係る「シンボル候補固定時の信号点」および候補点と対応する最終ステージに係 るコンスタレーシヨン上の点と、最終ステージに係るシンボル候補の各々とから、最終 ステージに係るシンボル候補ごとに、最終ステージまでの 2乗ユークリッド距離の総和 を最も小さくする最終より 1つ前のステージにおけるシンボル候補を算出する。すなわ ち、第 2の距離演算処理部 130は、最終より 1つ前のステージ以外のステージに係る シンボル候補、つまり最終ステージのシンボル候補および最終より 2つ前までのシン ボル候補を固定したときに、最終ステージまでの 2乗ユークリッド距離の総和が最も小 さくなる、最終より 1つ前のステージに係るシンボル候補を算出し、その 2乗ユークリツ ド距離の総和を、これと対応する最終ステージまでのシンボル候補の組み合わせと 関連づけて尤度出力部 160に出力する。
[0033] 尤度出力部 160は、最終ステージに係る判定部 110からの 2乗ユークリッド距離に 基づいて、送信信号の各々に関し、各ビットのビット値ごとに尤度を算出する。
[0034] 図 3に示すように判定部 110の第 1の距離演算処理部 120は、ステージ信号点算 出部 122と、近傍信号点候補検出部 124と、距離算出部 126とを有する。第 2の距離 演算処理部 130は、ステージ変換処理部 131と、信号点候補算出部 132と、理想点 算出部 133と、近傍信号点算出部 134と、距離算出部 135とを有する。
[0035] ステージ信号点算出部 122は、判定部 150から入力される、各送信信号のシンポ ル候補の組み合わせの各々について、まず、「シンボル候補固定時の信号点」、つま り最終ステージに係る「ステージ信号点」を算出し、こうして得られる最終ステージに 係る「ステージ信号点」を近傍信号点候補検出部 124および距離算出部 126に出力 する。
[0036] 近傍信号点候補検出部 124は、ステージ信号点算出部 122からの「ステージ信号 点」と最も近!、最終ステージに係るコンスタレーシヨン上の候補点を検出し、検出され た最近傍候補点を距離算出部 126に出力する。
[0037] 距離算出部 126は、ステージ信号点算出部 122からの「ステージ信号点」と、近傍 信号点候補検出部 124からの最近傍候補点との 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と、最近傍候補点およびこれに対応する最終より 1つ前のステー ジまでのシンボル候補の組み合わせとを後段の尤度出力部 160に出力する。
[0038] ステージ変換処理部 131は、最終より 1つ前のステージに係る「シンボル候補固定 時の信号点」および最終より 1つ前のステージに係る候補点のそれぞれに「ステージ 変換処理」を施すことにより、上記最終より 1つ前のステージに係る「シンボル候補固 定時の信号点」および候補点と対応する、最終ステージに係るコンスタレーシヨン上 の点を算出し、こうして得られる最終より 1つ前のステージに係る「シンボル候補固定 時の信号点」および最終より 1つ前のステージに係る候補点と対応する、最終ステー ジに係るコンスタレーシヨン上の点を理想点算出部 133に出力する。
[0039] 信号点候補算出部 132は、最終ステージに係る上三角行列の要素を入力し、最終 ステージに係るコンスタレーシヨン上のシンボル候補に、前記上三角行列の要素のう ち最終ステージに係るシンボル候補の係数となる要素を乗算することにより、最終ス テージに係る候補点を算出する。なお、前記上三角行列の要素のうち最終ステージ に係るシンボル候補の係数となる要素は、例えば、上記従来に示す場合には、 r と
11 なる。 [0040] 理想点算出部 133は、理想的な状態のときに最終より 1つ前のステージに係る「シ ンボル候補固定時の信号点」に対してステージ変換処理を施して得られる最終ステ ージのコンスタレーシヨン上の点、つまり最終ステージまでの 2乗ユークリッド距離の 総和を最も小さくする最終より 1つ前のステージに係るシンボル候補と対応する最終 ステージに係るコンスタレーシヨン上の点（以下、「理想信号点」と呼ぶこと力 Sある）を 算出し、こうして得られる「理想信号点」を近傍信号点算出部 134に出力する。「理想 信号点」は、最終より 1つ前のステージに係る「シンボル候補固定時の信号点」と対応 する、最終ステージに係るコンスタレーシヨン上の点と、最終ステージに係るシンボル 候補の各々とに基づいて、算出される。この「理想信号点」の算出は、最終より 1つ前 のステージに係る「シンボル候補固定時の信号点」の各々（つまり、最終の 1つ前のス テージまでのシンボル候補の組み合わせの各々）と、最終ステージに係るシンボル候 補との全組み合わせについて行われる。この「理想信号点」を求める方法、理論など については、後に詳述する。
[0041] 近傍信号点算出部 134は、理想点算出部 133からの「理想信号点」と最も近い、最 終より 1つ前のステージに係る候補点を最終ステージに係るコンスタレーシヨン上にス テージ変換して移動したときの信号点（つまり、理想点算出部 133からの「理想信号 点」と最も近い、最終より 1つ前のステージに係るシンボル候補と対応する最終ステー ジに係るコンスタレーシヨン上の点）を算出し、算出された最近傍信号点を距離算出 部 135に出力する。
[0042] 具体的には、近傍信号点算出部 134は、ステージ逆変換処理部 136と、近傍信号 点候補検出部 137と、ステージ変換処理部 138とを有する。なお、近傍信号点算出 部 134は、ステージ逆変換処理部 136と、近傍信号点候補検出部 137と、ステージ 変換処理部 138とに分かれた構成に限定されない。要は、他の構成、又は、近傍信 号点算出部 134が単独で、上記近傍信号点算出部 134の機能を実現できればよい
[0043] ステージ逆変換処理部 136は、「理想信号点」に対してステージ変換処理部 131に おける処理と逆の処理（以下、「ステージ逆変換処理」と呼ぶことがある）を施すことに より、「理想信号点」と対応する最終より 1つ前のステージに係るコンスタレーシヨン上 の点を算出し、算出された点を近傍信号点候補検出部 137に出力する。
[0044] 近傍信号点候補検出部 137は、ステージ逆変換処理部 136からの、「理想信号点 」と対応する最終より 1つ前のステージに係るコンスタレーシヨン上の点から、このコン スタレーシヨン上にぉレ、て最も近レ、候補点を検出し、検出された最近傍候補点をステ ージ変換処理部 138に出力する。
[0045] ステージ変換処理部 138は、近傍信号点候補検出部 137にて検出された最近傍 候補点に対して、ステージ変換処理部 131と同様のステージ変換処理を施すことに より、近傍信号点候補検出部 137にて検出された最近傍候補点と対応する、最終ス テージに係るコンスタレーシヨン上の点を算出し、こうして得られる点を距離算出部 13 5に出力する。
[0046] 距離算出部 135は、近傍信号点算出部 134からの、「理想信号点」と最も近い、最 終より 1つ前のステージに係る候補点と対応する最終ステージに係るコンスタレーショ ン上の点と、前記「理想信号点」を求める際に用いた最終ステージに係るシンボル候 補との 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と、前記「理想信号点」 を求める際に用いた最終ステージに係るシンボル候補および最終より 1つ前のステー ジに係る「シンボル候補固定時の信号点」の要素である最終より 2つ前のステージま でのシンボル候補の組み合わせと、前記「理想信号点」と最も近い最終より 1つ前の ステージに係るシンボル候補と、を後段の尤度出力部 160に出力する。
[0047] 図 4および図 5には、特に、本実施の形態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に 2 X 2MIMO通信が適用される場合の最尤判定部 100Aが示されている。すなわち、最尤判定部 100Aは、ステージ 1に係る判定部 15 OAと、ステージ 2 (最終ステージ）に係る判定部 110Aとを有する。
[0048] 判定部 150Aは、ステージ 2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 送信信号以外の送信信号のシンボル候補、すなわちステージ 1に係るシンボル候補 を出力する。
[0049] 判定部 110Aは、第 1の距離演算処理部 120Aと、第 2の距離演算処理部 130Aと を有する。
[0050] 第 1の距離演算処理部 120Aは、判定部 150Aから入力される、ステージ 1に係る シンボル候補の各々につ!/、て、 「シンボル候補固定時の信号点（又は「ステージ信号 点」と呼ぶこと力 Sある）」からコンスタレーシヨン上で最も近!/、最近傍候補点を検出する とともに、この最近傍候補点と、「シンボル候補固定時の信号点」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 160に出力する。なお、ここで は 2 X 2MIMO通信が適用される場合なので、ステージ 2においては、 z -r xにス
1 12 2 テージ 2に係るュニタリ変換後の受信信号 zと、ステージ 1のシンボル候補 (すなわち 、 X )のそれぞれとを入力した結果である。
2
[0051] 第 2の距離演算処理部 130Aは、ステージ 1に係るュニタリ変換後の受信信号 (ここ では、ステージ 1とステージ 2しかないので、ステージ 1に係る「シンボル候補固定時 の信号点」は、ステージ 1に係るュニタリ変換後の受信信号、つまり zとなる。）および
2
ステージ 1に係る候補点（つまり、 r X )のそれぞれに「ステージ変換処理」を行うこと
12 2
により、ステージ 1に係る受信信号および候補点と対応する、最終ステージに係るコ ンスタレーシヨン上の点を算出する。
[0052] 第 2の距離演算処理部 130Aは、こうして算出されたステージ 1に係るュニタリ変換 後の受信信号および各ステージ 1に係る候補点と対応する、最終ステージに係るコン スタレーシヨン上の点と、最終ステージに係るシンボル候補の各々とから、最終ステー ジに係るシンボル候補ごとに、ステージ 2までの 2乗ユークリッド距離の総和を最も小 さくするステージ 1におけるシンボル候補を算出する。すなわち、第 2の距離演算処 理部 130Aは、ステージ 2のシンボル候補を固定したときに、ステージ 2までの 2乗ュ ークリツド距離の総和が最も小さくなる、ステージ 1に係るシンボル候補を算出し、そ の 2乗ユークリッド距離の総和を、これと対応するステージ 1およびステージ 2のシンポ ル候補の組み合わせと関連づけて尤度出力部 160に出力する。
[0053] 図 5に示すように第 1の距離演算処理部 120Aは、ステージ信号点算出部 122Aと 、近傍信号点候補検出部 124Aと、距離算出部 126Aとを有する。第 2の距離演算処 理部 130Aは、ステージ変換処理部 131Aと、信号点候補算出部 132Aと、理想点 算出部 133Aと、近傍信号点算出部 134Aと、距離算出部 135Aとを有する。
[0054] ステージ信号点算出部 122Aは、判定部 150Aから入力される、ステージ 1のシン ボル候補の各々について、まず、「シンボル候補固定時の信号点」、つまりステージ 2 に係る「ステージ信号点」を算出し、こうして得られるステージ 2に係る「ステージ信号 点」を近傍信号点候補検出部 124Aおよび距離算出部 126Aに出力する。
[0055] 近傍信号点候補検出部 124Aは、ステージ信号点算出部 122Aからの「ステージ 信号点」と最も近いステージ 2に係るコンスタレーシヨン上の候補点を検出し、検出さ れた最近傍候補点を距離算出部 126Aに出力する。
[0056] 距離算出部 126Aは、ステージ信号点算出部 122Aからの「ステージ信号点」と、近 傍信号点候補検出部 124Aからの最近傍候補点との 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と、最近傍候補点およびこれに対応するステージ 2までのシ ンボル候補の組み合わせとを後段の尤度出力部 160に出力する。
[0057] ステージ変換処理部 131Aは、ステージ 1に係るュニタリ変換後の受信信号および ステージ 1に係る候補点のそれぞれに「ステージ変換処理」を施すことにより、上記ス テージ 1に係るュニタリ変換後の受信信号および候補点と対応する、最終ステージに 係るコンスタレーシヨン上の点を算出し、こうして得られるステージ 1に係るュニタリ変 換後の受信信号およびステージ 1に係る候補点と対応する、最終ステージに係るコン スタレーシヨン上の点を理想点算出部 133Aに出力する。
[0058] 信号点候補算出部 132Aは、ステージ 2に係る上三角行列の要素を入力し、ステー ジ 2に係るコンスタレーシヨン上のシンボル候補に、前記上三角行列の要素のうちス テージ 2に係るシンボル候補の係数となる要素を乗算することにより、最終ステージに 係る候補点を算出する。なお、前記上三角行列の要素のうち最終ステージに係るシ ンボル候補の係数となる要素は、例えば、上記従来に示す場合には、 r となる。
11
[0059] 理想点算出部 133Aは、理想的な状態のときにステージ 1に係る「シンボル候補固 定時の信号点」に対してステージ変換処理を施して得られるステージ 2のコンスタレ ーシヨン上の点、つまりステージ 2までの 2乗ユークリッド距離の総和を最も小さくする ステージ 1に係るシンボル候補と対応するステージ 2に係るコンスタレーシヨン上の点 (以下、「理想信号点」と呼ぶことがある）を算出し、こうして得られる「理想信号点」を 近傍信号点算出部 134Aに出力する。
[0060] 近傍信号点算出部 134Aは、理想点算出部 133Aからの「理想信号点」と最も近い 、ステージ 1に係る候補点をステージ 2に係るコンスタレーシヨン上にステージ変換し て移動したときの信号点（つまり、理想点算出部 133A力もの「理想信号点」と最も近 い、ステージ 1に係るシンボル候補と対応するステージ 2に係るコンスタレーシヨン上 の点）を算出し、算出された最近傍信号点を距離算出部 135Aに出力する。
[0061] 具体的には、ステージ逆変換処理部 136Aは、「理想信号点」に対してステージ変 換処理部 131Aにおける処理と逆の処理（以下、「ステージ逆変換処理」と呼ぶことが ある）を施すことにより、「理想信号点」と対応するステージ 1に係るコンスタレーシヨン 上の点を算出し、算出された点を近傍信号点候補検出部 137Aに出力する。なお、 近傍信号点算出部 134Aは、ステージ逆変換処理部 136Aと、近傍信号点候補検出 部 137Aと、ステージ変換処理部 138Aとに分かれた構成に限定されない。要は、他 の構成、又は、近傍信号点算出部 134Aが単独で、上記近傍信号点算出部 134A の機能を実現できればょレ、。
[0062] 近傍信号点候補検出部 137Aは、ステージ逆変換処理部 136Aからの、「理想信 号点」と対応するステージ 1に係るコンスタレーシヨン上の点から、このコンスタレーシ ヨン上にお!/、て最も近レ、シンボル候補を検出し、検出された最近傍候補点をステー ジ変換処理部 138Aに出力する。
[0063] ステージ変換処理部 138Aは、近傍信号点候補検出部 137Aにて検出された最近 傍候補点に対して、ステージ変換処理部 131 Aと同様のステージ変換処理を施すこ とにより、近傍信号点候補検出部 137Aにて検出された最近傍候補点と対応する、ス テージ 2に係るコンスタレーシヨン上の点を算出し、こうして得られる点を距離算出部 1 35Aに出力する。
[0064] 距離算出部 135Aは、近傍信号点算出部 134Aからの、「理想信号点」と最も近い 、ステージ 1に係る候補点と対応するステージ 2に係るコンスタレーシヨン上の点と、前 記「理想信号点」を求める際に用いたステージ 2に係るシンボル候補との 2乗ユータリ ッド距離を算出し、尤度出力部 160に出力する。
[0065] 上記構成を有する最尤判定部 100Aおよび尤度出力部 160の動作について説明 する。ここでは説明を簡単にするために、特に 2 X 2MIMO通信および 64QAMが適 用される場合の動作について図 4〜6を参照して説明する。
[0066] まず、第 1の距離演算処理部 120Aでは、ステージ信号点算出部 122A力 Sステージ 1のシンボル候補 d (64通り）のそれぞれについて、ステージ 2の信号点（ステージ 2
2
に係るシンボル候補固定時の信号点）である z — r dを算出する。そして近傍信号
1 12 2
点候補検出部 124Aにて、ステージ 2の信号点（ステージ 2に係るシンボル候補固定 時の信号点）のそれぞれにつ!/、て、最も近レ、ステージ 2の候補点である最近傍候補 点 r dが全 64点検出される。そして、距離算出部 126Aにて、各ステージ 2の信号
11 1
点 (ステージ 2に係るシンボル候補固定時の信号点）と、これに対応する最近傍候補 点との 2乗ユークリッド距離 e力 S64通り求められる。
2
[0067] 尤度出力部 160では、ステージ 1およびステージ 2で求められたステージ 1とステー ジ 2の 2乗ユークリッド距離の和 e + e (246通り）の中で 2乗ユークリッド距離の和が
1 2
最小になるステージ 1、ステージ 2のシンボル候補 d , dの各ビットのビット値（0また
2 1
は l (d , dに依存））ごとの尤度としてその最小値を設定する。
2 1
[0068] さらに、尤度出力部 160では、この段階で求まっていない dの尤度を求める。例え
2
ば、 dの 1ビット目のビット値が 1の場合の尤度が求まっていないならば、 d = 1
2 2
(*は、 0, 1任意）の 32候補の中で 2乗ユークリッド距離の和が最小になるものを尤度 として設定する。
[0069] 以上の第 1の距離演算処理部 120Aおよび尤度出力部 160の流れでは、ステージ 2のシンボル候補 dの全着目ビットに関してビット値が 0又は 1のいずれか一方の尤 度が求められていない。このままでは、ビット尤度が存在しない状況になってしまい、 通信品質の劣化につながることになる。これを防止するために、第 2の距離演算処理 部 130Aが設けられている。
[0070] 第 2の距離演算処理部 130Aでは、ステージ変換処理部 131Aがステージ 1の信号 点をステージ 2のコンスタレーシヨン上に移動した点 z -r /τ Χ ζを算出する。
1 12 22 2
[0071] 理想点算出部 133Aでは、ステージ変換処理部 131Aにより求められたステージ 1 の信号点をステージ 2のコンスタレーシヨン上に移動した点 z -r /τ Χ ζとステー
1 12 22 2 ジ 2の候補点 r dとを「所定比」 α 2 : 1に分割する点である理想信号点 Qが 64通りの
11 1
シンボル候補 dについて算出される。なお、第 1の距離演算処理部 120Aおよび尤 度出力部 160にて求めた「2乗ユークリッド距離の和が最小になるステージ 2のシンポ ル候補」を尤度出力部 160が第 2の距離演算処理部 130Aに出力する場合（図 2お よび図 4の破線矢印参照）には、理想点算出部 133Aでは、尤度出力部 160から出 力される、第 1の距離演算処理部 120Aで求めた「ステージ 1のシンボル候補に対す る、ステージ 2までの 2乗ユークリッド距離の和が最小になるステージ 2のシンボル候 補の組み合わせ情報」に基づいて、第 1の距離演算処理部 120Aで既に 2乗ユータリ ッド距離の算出対象となったステージ 2のシンボル候補以外の最大 63通り、最小 0通 りのシンボル候補 dについて理想信号点 Qが算出される。すなわち、一般化すると、 理想点算出部 133では、尤度出力部 160から出力される、第 1の距離演算処理部 1 20で求めた「最終の 1つ前のステージ（ステージ X—1)のシンボル候補に対する、最 終ステージ (ステージ X)までの 2乗ユークリッド距離の和が最小になる最終ステージ（ ステージ X)のシンボル候補の組み合わせ情報」に基づいて、第 1の距離演算処理部 120で既に 2乗ユークリッド距離の算出対象となった最終ステージ (ステージ X)のシ ンボル候補を除く最大 63通り、最小 0通りのシンボル候補について理想信号点 Qが 算出される。このようにすることで、演算量を削減することができ、消費電力を低減す ること力 Sできる。この「理想信号点」を求める方法、理論などについては、後に詳述す
[0072] 近傍信号点算出部 134Aでは、その理想信号点 Qから最も近い、ステージ 1の候補 点をステージ 2のコンスタレーシヨンに移動した点 z— r d (64点（上述のように尤度
1 12 2
出力部 160から第 2の距離演算処理部 130Aに出力がある場合には、以下すベて最 大 63点最小 0点））を検出する。具体的には、ステージ逆変換処理部 136A力 Sステー ジ 2の理想信号点（分割点） Qをステージ 1のコンスタレーシヨンに移動 (移動先の点 を点 Pとする）し、近傍信号点候補検出部 137Aが点 P (64点）のそれぞれに対するス テージ 1の候補点 r dの中から最近傍候補点（64点）を検出する。そして、ステージ
22 2
変換処理部 138Aが近傍信号点候補検出部 137Aにて検出された最近傍候補点を ステージ 2のコンスタレーシヨン上に移動する。
[0073] 距離算出部 135Aでは、ステージ変換処理部 138Aによりステージ 2のコンスタレ一 シヨン上に移動された先の点 z— r dと、対応するステージ 2の候補点 r dと間の 2
1 12 2 11 1 乗ユークリッド距離 64通りを求める。
[0074] さらに、尤度出力部 160では、求めたステージ 2の 2乗ユークリッド距離と、そのステ 候補 dに対するステージ 1の 2乗ユークリッド距離 (これは既に距離
2
演算処理部 120Aにて算出されている）の和 64通りの中で、まだ尤度を求めていな いステージ 2のシンボル候補の着目ビットのビット値に対し、尤度を求める。例えば、 1 ビット目のビット値 1の尤度が求まっていないならば、 d = 1***** (*は、 0, 1任意）の 32候補の中で 2乗ユークリッド距離の和が最小になるものを尤度として設定する。
[0075] 次に理想点算出部 133Aにて用いられる、「理想信号点」を求める方法、理論など について説明する。ここでも説明を簡単化するために 2 X 2MIMO通信および 64Q AMが適用される場合について説明を行うが、これに限定されるものではない。
[0076] まず、もう一度 QR分解を伴う MLDについて説明をする。
[0077] QR— MLDでは、チャネル行列 Hを QR分解してュニタリ行列 Qと上三角行列 Rに 分解する。 QHを受信信号ベクトル Yに掛けて、直交化後の受信信号ベクトル Zを計算 する。ただし、 Xは送信信号ベクトル、 Nは雑音成分ベクトルである。この関係を示す 式が下記数式（1)である。
國
Z = QHY
= QH{HX+N)
= R + N' . . . ( i )
Figure imgf000019_0001
QR— MLDにおいては、ステージ 1で zと r dの 2乗ユークリッド距離 eを求める（
2 22 2 1 数式（2) )。ステージ 2で zと r d +r dの 2乗ユークリッド距離 eを求める（数式（3)
1 11 1 12 2 2
)。そして、ステージ 1およびステージ 2での 2乗ユークリッド距離の和 e を求める（ 数式
[数 2] ei = \Z 2一 r22 dl ( 2 )
( 3 ) [数 4コ e = e, +e2 · · · ( 4 )
[0079] ここで、 zはステージ 1の「シンボル候補固定時の信号点」であり、 dはステ
2
侯補であり、 r dはステージ 1の候補点である。また、 z —r dはステ
候補固定時の信号点」であり、 dはステージ 2のシンボル候補であり、 r
1 11 dはステージ 1の候補点である。
[0080] 次に数式（1) （4)の物理的意味を考察する。
[0081] r は複素数であるので、 r は数式（5)のように表すことができる。
12 12
[数 5コ I · · · （5 )
[0082] 数式（5)を基にステージ 2の信号点 z — r dを変形すると、下記数式（6)のように
1 12 2
なる。
[数 6]
Figure imgf000020_0001
[0083] この数式（6)が意味することは、ステージ 1の 64個の候補点 r d (図 7A)を || r ||
22 2 12
/τ 倍して得られる点を、 ζを中心に φ + πだけ回転したものがステージ 2のコンスタ
22 1
レーシヨン上に存在するということである。すなわち、ステージ 1の候補点と対応するス テージ 2のコンスタレーシヨン上の点は、図 7Β中の譬のようになる。ただし、 ·はステ ージ 1から見ればステージ 1の候補点 r dであるが、ステージ 2から見ればステージ 2
22 2
の信号点 z -r dになる。また、図 7B中の〇はステージ 2の候補点 r dである。▲
1 12 2 11 1 は zであり、ステージ 1からステージ 2へ変換する際のステージ 1のコンスタレーシヨン の回転中心となる。國はステージ 1から見ればステージ 1の「シンボル候補固定時の 信号点」 zである力 S、ステージ 2から見れば z -r /τ Χ ζと表される。
2 1 12 22 2
[0084] ここで、そもそも求めたい尤度は、 2乗ユークリッド距離の和 e + eの最小値である。
1 2
e , eがステージ 1、ステージ 2のコンスタレーシヨン上でどのように表現されるかを図
8に示す。 [0085] 2乗ユークリッド距離の和 e + eは、数式（7)のように表される。
1 2
[数 7] · · · ( 7ノ
Figure imgf000021_0001
[0086] ただし、 αは数式（8)のように定義される。
[数 8コ
a · · · ( 8 )
[0087] また、 e 'はステージ 1の「シンボル候補固定時の信号点」 zと候補点 r dと間の 2
1 2 22 2
乗ユークリッド距離 eを、ステージ 2のコンスタレーシヨン上に変換移動したものであり 、すなわち、 z -r /r X zと z -r dと間の 2乗ユークリッド距離である。
1 12 22 2 1 12 2
[0088] したがって、 e 'は数式（9)のように定義できる。
[数 9コ
Figure imgf000021_0002
[0089] 次に数式（9)で表される 2乗ユークリッド距離の和 e + eの下限について考察する
1 2
[0090] 2乗ユークリッド距離の和 e + eが最小になる理想の状態が満たす条件は、次の 2
1 2
つである。この条件を図 8および図 9を参照して説明する。
[0091] 第 1の条件としては、図 8Bのステージ 2のコンスタレーシヨンにおいて、ステージ 1の 「シンボル候補固定時の信号点」 zをステージ 2のコンスタレーシヨン上に移動した点
2
z -r /τ X z (図 9の点 A)と、ステージ 2の候補点 r d (図 9中の点 C)とを結ぶ直
1 12 22 2 11 1
線上に、ステージ 1の候補点をステージ 2のコンスタレーシヨン上に移動した点 z -r
1 12 dが存在することである。
2
[0092] 第 2の条件としては、さらに線分 AB と B Cとの間に、「所定比」の関係が成り立
Ideal Ideal
つ場合である。なお、 2乗ユークリッド距離の和が最小になる理想の点 B を求めた
Ideal
いのであって、実際には、ステージ 1の候補点をステージ 2のコンスタレーシヨンに移 動した点が理想点 B に重なる可能性は低!/、。
Ideal
[0093] 次に線分 AB と線分 B Cとの間の「所定比」を求める。
Ideal Ideal [0094] ただし、線分 AB の長さを^ (e ' )、線分 B Cの長さを^ (e )とし、^ (e
Ideal lldeal Ideal 2Ideal II
')+^(e )=C(C:定数)とする。
deal 2Ideal
[0095] 理想状態のステージ 1およびステージ 2の 2乗ユークリッド距離の和 e +e は
lldeal 2Ideal
、次の数式（10)のように展開することができる。
[数 10]
Figure imgf000022_0001
数式（10)から、理想状態のステージ 1およびステージ 2の 2乗ユークリッド距離の和 e +e が最小になるときの線分 AB の長さ ^(e ')は、数式（11)の条件 lldeal 2Ideal Ideal lldeal
を満たす。
[数 11]
2C
( 1 1 )
l + a2
[0097] このとき線分 B Cの長さ ^(e )は、上述の前提条件から、数式（12)となる c
Ideal 2Ideal
[数 12]
Figure imgf000022_0002
[0098] よって、数式（11)および数式（12)により、理想状態のステージ 1およびステージ 2 の 2乗ユークリッド距離の和 e +e が最小になるときの、線分 AB の長さ ^(e
lldeal 2Ideal Ideal
')と、線分 B Cの長さ ^(e )との間の「所定比」、数式（13)のようになる c lldeal Ideal 2Ideal
[数 13] Λ = ( 1 3)
[0099] つまり、 2乗ユークリッド距離の和 e +eが最小になる理想の状態が満たす条件は、
1 2
図 10のように、点 A(z —r /r Χζ )、点 Β (ζ -r d )、点 C(r d )がこの順に
1 12 22 2 Ideal 1 12 2 11 1
一直線上に並び、かつ、線分 AB の長さと、線分 B Cの長さとが AB ： B C
Ideal Ideal Iaeal Ideal = を満たすことである。
[0100] しかしながら、前述したように実際には、そのような理想的な配置になることはなぐ 理想的な点 Β 力、ら距離 A d、 ZBB C= /3を満たすような点 Bにステージ 2の信
Ideal Ideal
号点 z r dが存在すると考えられる（図 10参照）。
1 12 2
[0101] このときのステージ 1およびステージ 2の 2乗ユークリッド距離の和 e + eは、数式（1
4)で表表される。ここで、 AB の長さを a、B Cの長さを bとする
[数 14]
1
Figure imgf000023_0001
[0102] この数式（14)は、 ZBB C= βに依存しない。これが意味するところは、 2乗ュ
Ideal
ークリツド距離の和が最小になる点 A，点 B ，点 Cの配置から、ステージ 2の信号点 z
Ideal ] r dが理想信号点 B の位置から点 Bに移動しても、移動距離 A dが等しければ
12 2 Ideal
、 2乗ユークリッド距離の和の増分は変わらない。すなわち、理想信号点 B 力、ら最
Ideal も近いステージ 2の信号点 Z r dで、 2乗ユークリッド距離の和 e + eは、最小に
1 12 2 1 2
なる。
[0103] さらに数式（14)は、数式（15)のように変形できる。すなわち、 aと A d、あるいは、 b と Δ dから、 2乗ユークリッド距離の和を求めることもできる。
[数 15]
€ €2 =
Figure imgf000023_0002
= i (？ ：み n) . · · ( 1 5 )
Figure imgf000023_0003
[0104] 以上のように、隣り合うステージ (ステージ X—l、ステージ X)に関して、ステージ X
1の「シンボル候補固定時の信号点」をステージ Xのコンスタレーシヨン上に変換移 動した点と、ステージ Xのシンボル候補とから「理想信号点」を求め、この「理想信号 点」と最も近い、ステージ X— 1の候補点をステージ Xのコンスタレーシヨン上に変換 移動した点を求めることにより、ステージ Xに対応する 2乗ユークリッド距離の和 ^ + ••• + e の最小値、および、このときのステージ X—1の候補点を容易に求めることが
X
できる。
[0105] 次に近傍信号点算出部 134にて用いられる理論について説明する。ここでも説明 を簡単にするために 2 X 2MIMO通信および 64QAMが適用される場合について説 明する力 これに限定されるものではない。
[0106] ステージ 1の信号点をステージ 2のコンスタレーシヨン上に移動した点 A (z -r /τ
1 12
X ζ )と、ステージ 2の候補点 C (r d )を α 2： 1に分割する点 Β につ!/、て、これを
22 2 11 1 Ideal
ステージ 1のコンスタレーシヨン上に移動した点を Pとする（図 11参照）。
[0107] ステージ 1において OPベクトル（図 11B参照）を II r || /τ 倍して得られる点を、 ζ
12 22
を中心に φ + πだけ回転したものが、ステージ 2の〇Β ベクトノレになる。この関係
1 Ideal
を式に表すと、数式（16)のようになる。なお、点 Oは、コンスタレーシヨンの原点であ
[数 16]
z, -^P = b · · · ( 1 6 )
[0108] また、図 11Aに示すように OB ベクトルは、数式（17)のように表される。
Ideal
[数 17]
Figure imgf000024_0001
[0109] よって、 OPベクトルは、数式（16)および数式（17)により、数式（18)のようになる。
[数 18]
Figure imgf000025_0001
,22
□ r22r12 zx + 22∑2 i,22 i2
2 + IM r22 + I 12
Figure imgf000025_0002
[0110] よって、ステージ逆変換処理部 136においては、予め定数（r 2, || r || 2 r r r
22 12 22 12 2 r *r ,r r *z )を求めておくことで、ステージ変換処理を容易に行うことができる。
2 12 11 22 12 1
また、予めシンボル候補を正規化しておけば、 dは複素数の成分はそれぞれ整数に すること力 sできる。そのため、 dの乗算は、加算とビットシフトとのみで実現できる。
[0111] また、上記数式（16)、数式（17)は、ステージ 1とステージ 2とを選択した場合、ステ ージ 2の各シンボル候補に対応する、ステージ 2のコンスタレーシヨン上の分割点（理 想信号点）を、ステージ 1のコンスタレーシヨン上に移動できるということを意味する (ス テージ逆変換処理部 136における処理に対応）。
[0112] このステージ変換移動により、ステージ 2での 2乗ユークリッド距離の和が最小にな るようなステージ 1のシンボル候補の選択条件が、「ステージ 2のコンスタレーシヨン上 にある分割点（理想信号点）から最も近!/、ステージ 2における「シンボル候補固定時 の信号点」」から、「ステージ 1のコンスタレーシヨン上に移動された分割点（理想信号 点）から最も近!/、ステージ 1における候補点」に変化する。
[0113] 前者の「ステージ 2のコンスタレーシヨン上にある分割点（理想信号点）から最も近!/ヽ ステージ 2における「シンボル候補固定時の信号点」」を見つける処理は、ステージ 2 における「シンボル候補固定時の信号点」がステージ 2のコンスタレーシヨンの IQ座 標系に対して、必ずしも I軸、 Q軸に平行に配置されないため、求めるための処理に 負担がかかる。
[0114] これに対して、後者の「ステージ 1のコンスタレーシヨン上に移動された分割点（理想 信号点）から最も近!/、ステージ 1における候補点」を見つける処理は、ステージ 1にお ける候補点がステージ 1のコンスタレーシヨンの IQ座標系に対して、 I軸、 Q軸に平行 に配置されるため、処理負担が少ない。
[0115] 具体的には、この場合、区画検出の方法を用いることができる。この区画検出の方 法は、図 12に示すように、 d2の I軸、 Q軸成分を、 ±1、 ±3、 ±5、 ±7で正規化した 場合、 I軸 =0, ±2r ，±4r ，±6r 、 Q軸 = 0，±2r ，±4r ，±6r で分割される
22 22 22 22 22 22
区画について、点 Pの I軸成分および Q軸成分を調べれば、点 Pがどの区画に位置す るかを容易に検出することができる。
[0116] こうして、区画検出によりステージ 1とステージ 2の 2乗ユークリッド距離の和が最小 になるステージ 1の候補点がわかったので、ステージ 1についてステージ 1の「シンポ ル候補固定時の信号点」と候補点との間の 2乗ユークリッド距離、ステージ 2について ステージ 2の「シンボル候補固定時の信号点」と候補点との間の 2乗ユークリッド距離 を求めることができる。ただし、ステージ 1についてステージ 1の「シンボル候補固定時 の信号点」とステージ 1の候補点との間の 2乗ユークリッド距離は、本実施の形態にお いては第 1の距離演算処理部 120にて求められているので、第 2の距離演算処理部 130で計算する必要はない。
[0117] 以上のように本実施の形態のようにすることで、演算量を削減することができるととも に、ビット尤度の不存在の確率を低減することが可能になる。ここで言う演算量とは、 乗算量 (乗算回数（ 2乗ユークリッド距離計算回数)） +その他の演算量という意味 である。乗算処理は、他の演算（例えば、加算など）に比べると負担の大きな処理で ある。したがって、乗算量を減らせれば演算量削減に大きな効果が得られる。
[0118] すなわち、図 13に示すように従来の QR—MLDでは、ステージ Xまでの間に 2乗ュ ークリツド距離を（2m) + (2m)2+ (2m)3+' + (2m)x— 2+ (2m)X→+ (2m)x回行う必要 力 sある。
[0119] これに対して、本実施の形態では、最終ステージにおける第 1の処理系統（第 1の 距離演算処理部 120に対応）にて、最終ステージの「シンボル候補固定時の信号点 」と最も近い、最終ステージの候補点のみとの 2乗ユークリッド距離だけ算出する。こ の第 1の処理系統における 2乗ユークリッド距離の演算回数は、（2m) + (2m)2+ (2m) 3+···+ (2m)x— 2+ (2m)x— 1回である。 [0120] また、最終ステージにおける第 2の処理系統（第 2の距離演算処理部 130に対応） では、 1つ前のステージの「シンボル候補固定時の信号点」を最終ステージのコンス タレーシヨン上に変換移動した点と、最終ステージの候補点とから「理想信号点」を求 め、更に、この「理想信号点」と最も近い、最終より 1つ前の候補点を最終ステージの コンスタレーシヨン上に変換移動した点を求めて、この求めた点についてのみ最終ス テージの 2乗ユークリッド距離を算出する。この演算回数は、（2m)x— 1回である (先述 の消費電力削減を行うと最小 0回、最大（2m)x— 回である）。また、第 2の処理系 統でも、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総和を求める必要が ある力 この演算は第 1の処理系統で行っているので第 2の処理系統で行う必要はな い。よって、第 2の処理系統の演算処理回数は、 1回となる（先述の消費電力 削減を行うと、最小 0回、最大（2m)x— 1— 1回である）。
[0121] このように、本実施の形態では、最終ステージにおける第 1の処理系統および第 2 の処理系統にて行う 2乗ユークリッド距離計算回数の和は、 (2m) + (2m)2+ (2m)3 + ···+ (2m)x— 2 + 3X (2m)x— 1回であり、上記従来の QR—MLDに比べて演算処理回 数を削減することができることが分かる (先述の消費電力削減を行うと、最小（2m) + ( 2m)2+ (2m)3+〜+ (2m)x— 2 + 2X (2m)x— 1回、最大（2m) + (2m)2+ (2m)3+---+( 2m)x_2 + 3X 1—；!回である）。また、第 1の処理系統にて計算されていない着 目ビットのビット値に係る 2乗ユークリッド距離は、第 2の処理系統にて計算されるので 、ビット尤度の不存在を防止することができる。この結果、通信品質を向上させること ができる。
[0122] 次に、図 4の最尤判定部 100Aに相当する最尤判定部 100Bの回路ブロック図を図 14に示す。最尤判定部 100Bは、ステージ 1とステージ 2とが並列に配設されている 点が先ず異なる。さらに、 100Aでは、「ステージ 1の信号点をステージ 2のコンスタレ ーシヨン上に移動した点 z —r /τ Χζと、ステージ 2の候補点 r dと、を α2:1に
1 12 22 2 11 1
分割する点 Ρを、第 1の処理系統である第 1の距離演算処理部 120Aで求めた 2乗ュ ークリツド距離の和が最小になるステージ 2のシンボル候補以外の最大 63通り、最小 0通りのシンボル候補 dについて算出する」場合についても説明を行った力 ここで は、第 1の処理系統である第 1の距離演算処理部 120Bと第 2の処理系統である第 2 の距離演算処理部 130Bとの処理が独立して行われる構成にすることで、構成を簡 略化した。そのため、尤度出力部 160から第 2の処理系統である第 2の距離演算処 理部 130Bへの破線矢印をなくし、その代わり、 64通りのシンポノレ候補 dlについて 2 乗ユークリッド距離を算出するようにした。すなわち、第 1の処理系統である第 1の距 離演算処理部 120B、第 2の処理系統である第 2の距離演算処理部 130Bは、それ ぞれが基準とするシンボル候補 d，dの 1候補に対して 1回処理される。したがって、
2 1
第 1の処理系統である第 1の距離演算処理部 120Bは 64回、第 2の処理系統である 第 2の距離演算処理部 130Bも 64回処理を行う。
[0123] 同図に示すように最尤判定部 100Bは、ステージ 2に係る判定部 110Bと、ステージ
1に係る判定部 150Bを有する。
[0124] 判定部 150Bは、受信点候補点間べ外ル算出部 152Bと、 2乗ユークリッド距離算 出部 154Bとを有する。
[0125] 受信点候補点間ベクトル算出部 152Bは、ステージ 1のシンボル候補 d、上三角行
2 列の要素 r 、ステージ 1の受信点 zを入力し、シンボル候補 dと要素 r とを乗算して
22 2 2 22
ステージ 1の候補点を算出し、この候補点とステージ 1の受信点 zとから受信点候補
2
点間ベクトル (z — r d )を算出する。
2 22 2
[0126] 2乗ユークリッド距離算出部 154Bは、受信点候補点間ベクトル算出部 152Bからの 受信点候補点間ベクトル (z— r d )を入力し、これに基づいてステージ 1に係る 2乗
2 22 2
ユークリッド距離 eを算出する。
[0127] 判定部 110Bは、第 1の距離演算処理部 120Bと、第 2の距離演算処理部 130Bと を有する。第 1の距離演算処理部 120Bは、受信点算出部 122Bと、受信点最近傍 候補点間ベクトル検出部 124Bと、 2乗ユークリッド距離算出部 126Bとを有する。第 2 の距離演算処理部 130Bは、理想点算出部 133Bと、最近傍シンボル候補検出部 1 37Bと、受信点算出部 138Bと、受信点最近傍候補点間べ外ル算出部 139Bと、 2 乗ユークリッド距離算出部 135Bとを有する。
[0128] 受信点算出部 122Bは、ステージ 1のシンボル候補 d、上三角行列の要素 r 、ステ
2 12 ージ 2に係るュニタリ変換後の受信信号 zを入力し、ステージ 2の受信点（z -r d )
1 1 12 2 を算出する。 [0129] 受信点最近傍候補点間ベクトル検出部 124Bは、ステージ 2のシンボル候補 、上 三角行列の要素 r 、受信点算出部 122Bからのステージ 2の受信点（z — r d )を
11 1 12 2 入力し、シンボル候補 dと要素 r とを乗算してステージ 2の候補点を算出する。そし
1 11
て、受信点最近傍候補点間ベクトル検出部 124Bは、この候補点のうちステージ 2の 受信点 (z — r d )から最も近い候補点 (最近傍候補点)を検出するとともに、この最
1 12 2
近傍候補点と受信点とから受信点候補点間ベクトル (z -r d -r d (最近傍)）を
2 22 2 11 1
検出する。
[0130] 2乗ユークリッド距離算出部 126Bは、受信点最近傍候補点間べ外ル検出部 124 Bからの受信点候補点間ベクトル (z -r d -r d (最近傍））を入力し、これに基づ
2 22 2 11 1
いてステージ 2に係る 2乗ユークリッド距離 eを算出する。
2
[0131] すなわち、受信点算出部 122Bは、判定部 110Aの第 1の距離演算処理部 120A におけるステージ信号点算出部 122Aに対応し、受信点最近傍候補点間ベクトル検 出部 124Bは、近傍信号点候補検出部 124Aと対応し、 2乗ユークリッド距離算出部 126Bは、距離算出部 126Aと対応する。
[0132] 理想点算出部 133Bは、ステージ 2のシンボル候補 d、理想 rz算出部 112Bにて算 出された z (数式（18)の r, zに対応）を入力し、「理想信号点（z— rd )」を算出する 。ただし、この「理想信号点（z— rd )」は、上記説明におけるステージ 2で求めた「理 想信号点」をステージ 1に変化移動した点に対応する。すなわち、理想点算出部 133 Bは、判定部 110Aの第 2の距離演算処理部 130Aにおけるステージ変換処理部 13 1A、信号点候補算出部 132A、理想点算出部 133A、およびステージ逆変換処理 部 136Aと対応する。
[0133] 最近傍シンボル候補検出部 137Bは、「理想信号点（z— rd )」に最も近いステージ 1の候補点を検出し、これに対応するシンボル候補 (最近傍シンボル候補 d )を
2 (最近傍） 受信点算出部 138Bに出力する。すなわち、最近傍シンボル候補検出部 137Bは、 近傍信号点候補検出部 137Aに対応する。
[0134] 受信点算出部 138Bは、最近傍シンボル候補 d 、上三角行列の要素 r 、ステ
2 (最近傍） 12 ージ 2に係るュニタリ変換後の受信信号 zを入力し、ステージ 2の受信点（z -r d
1 1 12 2 (
)を算出する。すなわち、受信点算出部 138Bは、ステージ変換処理部 138Aと 最近傍） 対応する。
[0135] 受信点最近傍候補点間ベクトル算出部 139Bは、ステージ 2の受信点（z— r d
1 12 2 (最
)と、この受信点を求める元となったステージ 2のシンボル候補 dから求める候補 近傍） 1
点とから、受信点最近傍候補間ベクトル (z — r d -r d )を算出する。
1 12 2 (最近傍） 11 1
[0136] 2乗ユークリッド距離算出部 135Bは、受信点最近傍候補点間ベクトル算出部 139 Bからの受信点最近傍候補間ベクトル (z— r d -r d )を入力し、これに基
1 12 2 (最近傍） 11 1
づいてステージ 2に係る 2乗ユークリッド距離 eを算出する。
2
[0137] すなわち、受信点最近傍候補点間べ外ル算出部 139Bおよび 2乗ユークリッド距 離算出部 135Bは、距離算出部 135Aに対応する。
[0138] 尤度出力部 160は、 LLR算出部 162と、 LLR算出部 164とを有する。
[0139] LLR算出部 162は、判定部 150Bにて算出されたステージ 1の 2乗ユークリッド距離 eと、第 1の距離演算処理部 120Bにて算出されたステージ 2の 2乗ユークリッド距離 eとを入力し、ステージ 1のシンボル候補 dの尤度を算出する。
2 2
[0140] LLR算出部 164は、判定部 150Bにて算出されたステージ 1の 2乗ユークリッド距離 eと、第 2の距離演算処理部 130Bにて算出されたステージ 2の 2乗ユークリッド距離 eとを入力し、ステージ 2のシンボル候補 dの尤度を算出する。
2 1
[0141] このように本実施の形態によれば、 MIMO方式の無線受信装置で使用される、 QR 分解を伴う MLD方式の複数のステージに対応する複数の判定部によって信号分離 を行う信号分離装置に、前記複数のステージのうちの 1つのステージまでに決定され たシンボル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、前記 1つのステージに係る受信点（1つのステージの「シンボル候補固定時 の信号点」）の各々から、前記 1つのステージの次ステージである他のステージで使 用されるコンスタレーシヨン上の候補点であって離間距離が最小である最近傍候補 点を検出する検出手段としての近傍信号点候補検出部 124と、各最近傍候補点と、 前記他のステージまでに決定されたシンボル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、前記他のステージに係る受信点（他のス テージの「シンボル候補固定時の信号点」）とのユークリッド距離を示す量を算出する 第 1の距離算出手段としての距離算出部 126と、を具備する第 1の距離演算処理部 120と、前記 1つのステージに係る受信点を前記他のステージのコンスタレーシヨン 上に変換した点と、前記他のステージの候補点とを結ぶ線分を所定比（ α 2： 1)で分 割する点であって、前記他のステージまでの 2乗ユークリッド距離を示す量の積算値 を最小とする点である理想点（「理想信号点」 )を算出する理想点算出手段としての理 想点算出部 133と、前記 1つのステージの候補点を前記他のステージのコンスタレ一 シヨン上に変換した点のうち前記理想点から最も近い点を算出する最近傍点算出手 段としての近傍信号点算出部 134と、前記算出された理想点から最も近い点と前記 他ステージの候補点との 2乗ユークリッド距離を示す量を算出する第 2の距離算出手 段としての距離算出部 135と、を具備する第 2の距離演算処理部 130とを有する、前 記他のステージに対応する判定部 110を設けた。
[0142] こうすることにより、第 1の距離演算処理部 120では前記他のステージの候補点の 中で最近傍候補点のみに対する前記他のステージの 2乗ユークリッド距離を表す量 を算出し、更に第 2の距離演算処理部 130では前記他のステージまでの 2乗ユータリ ッド距離の積算値が最も小さくなるステージ 1のシンボル候補のみに対する前記他の ステージの 2乗ユークリッド距離を表す量を算出するので、従来の QR分解を伴う、 Μ LD方式で信号分離を行う信号分離装置に比べて、演算量を削減することができる。 また、最近傍信号点のみに対する前記他のステージの 2乗ユークリッド距離を表す量 を算出する他に、前記他のステージまでの 2乗ユークリッド距離の積算値が最も小さく なるステージ 1のシンボル候補のみに対する前記他のステージの 2乗ユークリッド距 離を表す量を算出するので、ビット尤度の不存在を防止することができる。
[0143] 前記 1つのステージおよび前記他のステージは、それぞれ最終より 1つ前のステー ジおよび最終ステージであり、近傍信号点算出部 134は、前記他のステージの候補 点のうち第 1の距離演算処理部 120にて既に前記ユークリッド距離を示す量の算出 対象になった候補点以外の候補点につ!/、てのみ理想点（「理想信号点」 )を算出す
[0144] こうすることにより、さらに演算量を削減することができ、消費電力を低減することが できる。
[0145] 近傍信号点算出部 134は、前記理想点を前記 1つのステージのコンスタレーシヨン 上の点に変換する変換手段としてのステージ逆変換処理部 136と、前記変換された 点が存在する、前記 1つのステージの各候補点を中心とする候補点領域を検出し、 検出された候補点領域の候補点を特定する特定手段としての近傍信号点候補検出 部 137と、前記特定された候補点を前記他のステージのコンスタレーシヨン上に変換 することにより前記理想点から最も近い点を算出する変換手段としてのステージ変換 処理部 138と、を具備する。
[0146] こうすることにより、候補点領域の輪郭を特定する I座標および Q座標を予め記憶し ておき、ステージ逆変換処理部 136にて変換された点の I軸成分および Q軸成分を 特定できれば容易に候補点領域を検出でき、対応する候補点を容易に特定できる。 この特定された候補点は、前記他のステージまでの 2乗ユークリッド距離を示す量の 積算値を最小とする、前記 1つのステージの候補点に他ならないので、この特定され た候補点を前記他のステージのコンスタレーシヨン上に変換することにより、前記他の ステージまでの 2乗ユークリッド距離を示す量の積算値を最小とするときの前記他の ステージに係る 2乗ユークリッド距離を表す量を容易に算出することができる。
[0147] なお、以上本実施の形態においては、隣接するステージ (ステージ X—1およびス テージ X)、特に、最終より 1つ前のステージおよび最終ステージを扱って説明を行つ た。し力もながら、本発明はこれに限定されるものではなぐ任意のステージに適用す ることが可能である。
[0148] すなわち、図 15に示すように、第 1の処理系統では、例えばステージ A (シンボル候 補 d )を選択すると、 d , d , · · · , (! の全組み合わせで計算すれば、全ての e , e
A X X- l A- l 1
, · · · , e が計算される。これにより、 d , d , · · · , dの各組み合わせに対して e
2 A- l A+ l A+ 2 1
， e ， …， e の和が最小となる d を求めて、この最小となる d について 2乗ユークリ
A A+ l X A A
ッド距離 e , e , · · · , eを求める。こうして得られた各ステージの 2乗ユークリッド距
A A+ l X
離を用いて、尤度出力部にて、 d以外のシンボル候補の各着目ビットのビット値 1お
A
よび 0の尤度と、 d の 0又は 1の一方の尤度が求められる。
A
[0149] 例えば、 eは d に依存するので、全 2m通りの組み合わせに対して、 2乗ユークリッド
1 X
距離計算が必要である。 eは d ，d に依存するので、全（2m) 2通りの組み合わせに
2 X X- 1
対して、 2乗ユークリッド距離計算が必要である。他のステージに係る 2乗ユークリッド 距離の計算も同様であるカ、ステージ Aの 2乗ユークリッド距離 eだけは、 d以外の
A
シンボ の和が最小 になる 距離計算を
Figure imgf000033_0001
するだけでよい。したがって、第 1の処理系統では、 2乗ユークリッド距離計算回数は (2m) + (2m)2+ (2m)3+---+ (2m)x_1+ (2m)x— 1回である。
[0150] 第 2の処理系統では、第 1の処理系統で求められていない d の 0又は 1の尤度を求
A
める。例えば、ステージ B (シンボル候補 d、仮にステージ Bはステージ Aより前のステ
B
ージとする）を選択すると、 d , d , ·· ·, (! の全組み合わせについては、第 1の処
X X-1 B-1
理系統で計算しているため、計算の必要はない。したがって、第 2の処理系統では、 d , d , ···, dの各組み合わせに対して、 e , e , ···, eの和が最小となるよう
B +l B + 2 1 B B +1 X
な dを選択することで、求められていないシンボル候補 d に係る 2乗ユークリッド距離
B B
が算出される。こうして得られた各ステージの 2乗ユークリッド距離を用いて、尤度出 力部にて、 dの 0又は 1の一方の尤度が求められる。ここで、 e , e , ···, e の和が
B B B+l X 最小となるときの e , e , ···, e についても、第 1の処理系統で求められているの
B B+l A— 1
で計算する必要はない。よって、第 2の処理系統では、 2乗ユークリッド距離計算回数 は、 (2m)A→+ (2m)A+〜+ (2m)x 2+ ^ ^回となる。
[0151] 以上より、最終ステージにおける第 1の処理系統および第 2の処理系統にて行う演 算処理回数の和は、 (2m) + (2m)2+ (2m)3+〜+ (2m)A— 2 + 2{ (2m)A_1+ (2m)A+ ···+ (2m)x一 2+ (2m)x 4 + (2m)x 1回である。ここで、ステージ Aは、 2〜Xで任意の 値を取れる力 A=Xすなわち第 1の処理系統で選択するステージが最終ステージ である場合に、 2乗ユークリッド距離計算回数は最も少なくなり、 (2m) + (2m)2+ (2m) 3+' + (2m)x— 2 + 3(2m)x— 1回になる。
[0152] なお、第 1の処理系統において d以外シンボル候補の 0および 1の尤度計算の基
A
礎になる 2乗ユークリッド距離を計算し、第 2の処理系統において、 d の 0および 1の
A
尤度計算の基礎になる 2乗ユークリッド距離の計算を行うこともできる。また、説明の ためにステージ Bはステージ Aより前のステージという前提にした力、順番が逆でもよ い。ただし、 Aと Bとは同一ステージであってはならない。
[0153] このように MIMO方式の無線受信装置で使用される、 QR分解を伴う MLD方式の 複数のステージによって信号分離を行う信号分離方法に、前記複数のステージのう ちの 1つのステージ（ここでは、ステージ A)以外のシンボル候補の全組み合わせのそ れぞれについて、前記 1つのステージから最終ステージのそれぞれに係る 2乗ユーク リツド距離の和が最小となる前記 1つのステージのシンボル候補を特定し、当該特定 されたシンボル候補と前記組み合わせとの組み合わせについてのみ前記 1つのステ ージ以降のステージに係る 2乗ユークリッド距離を算出するステップと、前記 1つのス テージと異なる他のステージ (ここでは、ステージ 以外のシンボル候補の全組み合 わせのそれぞれにつ!/、て、前記他のステージから最終ステージのそれぞれに係る 2 乗ユークリッド距離の和が最小となる前記他のステージのシンボル候補を特定し、当 該特定されたシンボル候補と前記他のステージ以外のシンボル候補の全組み合わ せとの組み合わせについてのみ前記他のステージ以降のステージに係る 2乗ユーク リツド距離を算出するステップと、を具備するようにした。これは、各ステージの 2乗ュ ークリツド距離 e (l≤x≤X)が、シンボル候補 d , d , · · · , d の関数であること
X X- 1 X + 1
に着目したことに基づくものである。
[0154] こうすることにより、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。
[0155] (実施の形態 2)
上述の実施の形態 1では、主に QR分解を伴う MLDが適用される場合について説 明を行った。本実施の形態では、 QR分解を伴わない MLDが適用される場合につい て説明する。
[0156] 図 16に示すように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、 QR分解を行わないので段階的に 2乗ユークリッド距離の和を求めることがな ぐ判定部 210のみを有する。
[0157] 最尤判定部 200には、 QR分解を行わないので、受信信号ベクトル yおよびチヤネ ル行列 Hの行列要素が入力される。
[0158] 最尤判定部 200は、第 1の距離演算処理部 230— 1と、第 2の距離演算処理部 23
0— 2とを有する。本実施の形態においては、第 1の距離演算処理部 230— 1と第 2 の距離演算処理部 230— 2は同一の構成になる。 [0159] 第 1の距離演算処理部 230— 1は、「送信信号ベクトル Xの 1つの送信ストリーム以 外の全送信ストリームに係るシンボル候補（つまり、送信信号ベクトル Xの 1つの要素 以外の要素に係るシンボル候補）を固定時の信号点（信号ベクトル）」から、上記 1つ の送信ストリームに係るコンスタレーシヨン上で最も近い最近傍候補点を、送信信号 ベクトル Xの 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補の組み 合わせの各々について検出するとともに、各最近傍候補点と、当該各最近傍候補点 と対応する上記「送信信号ベクトル Xの 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリーム に係るシンボル候補を固定時の信号点」との 2乗ユークリッド距離を算出する。
[0160] すなわち、第 1の距離演算処理部 230— 1は、各送信ストリームのシンボル候補の 組み合わせの各々について、「1つの送信ストリーム以外の送信ストリームに係るシン ボル候補を固定時の信号点」からコンスタレーシヨン上で最も近!/、最近傍候補点を検 出するとともに、この最近傍候補点と、上記「1つの送信ストリーム以外の送信ストリー ムに係るシンボル候補を固定時の信号点」との 2乗ユークリッド距離を算出する。なお 、上記「1つの送信ストリーム以外の送信ストリームに係るシンボル候補を固定時の信 号点」とは、例えば、上記従来に示したような 4 X 4MIMO通信が適用される場合で、 シンボル候補 X、 X、 Xの組合せを固定する場合は、 y - (h x + h x + h x )、
2 3 4 1 12 2 13 3 14 4 y — (h x + h x + h x )、y — (h x + h x + h x )、y — (h x + h x + h
2 22 2 23 3 24 4 3 32 2 33 3 34 4 4 42 2 43 3 4 x )に、受信信号 y、 y、 y、 yと、各送信信号のシンボル候補の組み合わせ（すな
4 4 1 2 3 4
わち、各 X、 X、 Xの組み合わせ）とを入力した結果である。すなわち、一般化すると
2 3 4
、v— (h x H hh x y— (h x H hn x )、 " 'y— (h x H hh x
1 12 2 IX X 2 22 2 2X X X X2 2 XX X
)に、受信信号 z 、 z 、 · ' ·ζと、各送信信号のシンボル候補の組み合わせ (すなわち、
1 2
各 X、 · · ·、 Xの組み合わせ）とを入力した結果である。
2 X
[0161] 具体的には、第 1の距離演算処理部 230— 1は、「1つの送信ストリーム以外の送信 ストリームに係るシンボル候補を固定時の信号点」および候補点と対応する、固定し てレヽなレ、残り 1つのシンボル候補（つまり、上記 1つの送信ストリームに係るシンボル 候補）に係るコンスタレーシヨン上の点と、上記 1つの送信ストリーム以外の送信ストリ ームに係るシンボル候補の各々と力、ら、上記 1つの送信ストリーム以外の送信ストリー ムに係るシンボル候補ごとに、 2乗ユークリッド距離の総和を最も小さくする上記 1つ の送信ストリーム以外の送信ストリームに係るシンボル候補を算出する。すなわち、第 1の距離演算処理部 230— 1は、 1つの送信ストリーム以外の送信ストリームに係るシ ンボル候補を固定したときに、 2乗ユークリッド距離の総和が最も小さくなる、上記 1つ の送信ストリームに係るシンボル候補を算出する。そして、第 1の距離演算処理部 23 0— 1は、その 2乗ユークリッド距離の総和を、これと対応するシンボル候補の組み合 わせと関連づけて尤度出力部 160に出力する。
[0162] 第 2の距離演算処理部 230— 2は、「第 1の距離演算処理部 230— 1で固定しなか つた送信ストリームとは別の送信ストリーム（以下、単に「他送信ストリーム」と呼ぶこと がある）以外の全送信ストリームに係るシンボル候補を固定時の信号点（信号べタト ル）」から、上記他送信ストリームに係るコンスタレーシヨン上で最も近い最近傍候補 点を、他送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補の組み合わせの 各々について検出するとともに、各最近傍候補点と、当該各最近傍候補点と対応す る上記「他送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補を固定時の信 号点」との 2乗ユークリッド距離を算出する。
[0163] すなわち、第 2の距離演算処理部 230— 2は、「他送信ストリーム以外の送信ストリ ームに係るシンボル候補を固定時の信号点」からコンスタレーシヨン上で最も近い最 近傍候補点を検出するとともに、この最近傍候補点と、上記「他送信ストリーム以外の 送信ストリームに係るシンボル候補固定時の信号点」との 2乗ユークリッド距離を算出 する。なお、上記「他送信ストリーム以外の送信ストリームに係るシンボル候補を固定 時の信号点」とは、例えば、上記例において、シンボル候補 X、 X、 Xを固定する場
1 3 4
合〖ま、 y — (h x +h x +h xノ、 y — (h x +h x +h x )、 v — (h x +h
1 11 1 13 3 14 4 2 21 1 23 3 24 4 3 31 1 33 x + x )、 y —（h x +h x +h x )に、受信信号 y、 y、 y、 yと、各送信信号
3 34 4 4 41 1 43 3 44 4 1 2 3 4
のシンボル候補の組み合わせ（すなわち、各 X、 X、 Xの組み合わせ）とを入力した
1 3 4
結果である。すなわち、一般化すると、 y —（h X +---+h x )、y — (h x + ··· +
1 11 1 IX X 2 21 1 h x ), ---y - (h x +---+h x )に、受信信号 z 、z 、 ·'·ζと、各送信信号のシン
2Χ X X XI 1 XX X 1 2 χ
ボル候補の組み合わせ（すなわち、各 X、 X、 ···、 Xの組み合わせ）とを入力した結
1 3 X
果である。なお、第 2の距離演算処理部 230— 2も具体的には、上記 1つの送信ストリ ームと異なる上記他送信ストリームについて第 1の距離演算処理部 230— 1と同様に 、上記他送信ストリーム以外の送信ストリームに係るシンボル候補を固定したときに、 2乗ユークリッド距離の総和が最も小さくなる、上記他送信ストリームに係るシンボル 候補を算出する。そして第 2の距離演算処理部 230— 2も、その 2乗ユークリッド距離 の総和を、これと対応するシンボル候補の組み合わせと関連づけて尤度出力部 160 に出力する。
[0164] 尤度出力部 160は、判定部 210からの 2乗ユークリッド距離に基づいて、送信信号 の各々に関し、各ビットのビット値ごとに尤度を算出する。
[0165] 図 17に示すように判定部 210の第 1、第 2の距離演算処理部 230— 1 , 2は、受信 点算出部 232と、理想点算出部 233と、近傍信号点算出部 234と、距離算出部 235 とを有する。
[0166] 第 1の距離演算処理部 230— 1においては、受信点算出部 232は、受信信号とチ ャネル行列の要素を入力し、固定していない 1つの送信ストリーム以外の送信ストリー ムに係るシンボル候補に、前記チャネル行列の要素を乗算することにより、「1つの送 信ストリーム以外の送信ストリームに係るシンボル候補を固定時の候補点」を算出す
[0167] 理想点算出部 233は、理想的な状態のときに上記「1つの送信ストリーム以外の送 信ストリームに係るシンボル候補を固定時の信号点」に対して 2乗ユークリッド距離の 総和を最も小さくする、上記「1つの送信ストリームに係るシンボル候補に対応するコ ンスタレーシヨン上の点（以下、「理想信号点」と呼ぶことがある）を算出し、こうして得 られる「理想信号点」を近傍信号点算出部 234に出力する。 「理想信号点」は、「1つ のシンボル候補以外のシンボル候補を固定時の信号点」と対応する、固定していな い残り 1つのシンボル候補（つまり、上記 1つの送信ストリームに係るシンボル候補）に 対応するコンスタレーシヨン上の点、および、残り 1つのシンボル候補（つまり、上記 1 つの送信ストリームに係るシンボル候補）の各々とに基づいて、算出される。この「理 想信号点」の算出は、上記「1つの送信ストリーム以外の送信ストリームに係るシンポ ル候補を固定時の信号点」の各々と、上記 1つの送信ストリームに係るシンボル候補 との全組み合わせについて行われる。この「理想信号点」を求める方法、理論などに ついては、後に詳述する。 [0168] 近傍信号点算出部 234は、理想点算出部 233からの「理想信号点」と最も近い、上 記 1つの送信ストリームに係るシンボル候補に対応する候補点を算出し、算出された 最近傍信号点を距離算出部 235に出力する。
[0169] 距離算出部 235は、近傍信号点算出部 234からの、「理想信号点」と最も近い、上 記 1つの送信ストリームに係るシンボル候補に対応する候補点と、前記「理想信号点 」を求める際に用いた「1つの送信ストリーム以外の送信ストリームに係るシンボル候 補を固定時の信号点」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と 、前記「理想信号点」を求める際に用いた「1つの送信ストリーム以外の送信ストリーム に係るシンボル候補を固定時の信号点」の要素であるシンボル候補の組み合わせと 、前記「理想信号点」と最も近い上記 1つの送信ストリームに係るシンボル候補と、を 後段の尤度出力部 160に出力する。
[0170] なお、第 2の距離演算処理部 230— 2の受信点算出部 232、理想点算出部 233、 近傍信号点算出部 234、および距離算出部 235では、第 1の距離演算処理部 230 1での上記 1つの送信ストリームと異なる上記他送信ストリームについて同様の処 理が行われる。
[0171] 図 18および図 19には、特に、本実施の形態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に 2 X 2MIMO通信が適用される場合の最尤判定 部 200Aが示されている。 QR分解を行わないので段階的に 2乗ユークリッド距離の 和を求めることがなぐ判定部 210Aのみを有する。この判定部 210Aは、第 1送信ス トリームについて処理を行う第 1の距離演算処理部 230A—1と、第 1送信ストリームと 異なる第 2送信ストリームについて処理を行う第 2の距離演算処理部 230A— 2とを有 する。
[0172] 第 1の距離演算処理部 230A 1は、各送信信号のシンボル候補の組み合わせの 各々について、「第 2送信ストリームに係るシンボル候補を固定時の信号点」からコン スタレーシヨン上で最も近い最近傍候補点を検出するとともに、この最近傍候補点と、 上記「第 2送信ストリームに係るシンボル候補を固定時の信号点」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 160に出力する。なお、上記「 第 2送信ストリームに係るシンボル候補を固定時の信号点」とは、 y -h x、y—h xに、受信信号 y 、 yと、送信信号のシンボル候補 χとを入力した結果である。
2 1 2 2
[0173] 具体的には、第 1の距離演算処理部 230A— 1は、「第 2送信ストリームに係るシン ボル候補を固定時の信号点」および候補点と対応する、第 1送信ストリームに係るシ ンボル候補に対応するコンスタレーシヨン上の点と、第 1送信ストリームに係るシンポ ル候補の各々とから、第 1送信ストリームに係るシンボル候補ごとに、 2乗ユークリッド 距離の総和を最も小さくする第 2送信ストリームに係るシンボル候補を算出する。すな わち、第 1の距離演算処理部 230A— 1は、第 2送信ストリームに係るシンボル候補を 固定したときに、 2乗ユークリッド距離の総和が最も小さくなる、第 1送信ストリームに 係るシンボル候補を算出する。そして、第 1の距離演算処理部 230A— 1は、その 2 乗ユークリッド距離の総和を、これと対応するシンボル候補の組み合わせと関連づけ て尤度出力部 160に出力する。
[0174] 第 2の距離演算処理部 230A— 2は、「第 1の距離演算処理部 230A— 1で固定し な力、つた送信ストリームとは別の送信ストリームである第 1送信ストリームに係るシンポ ル候補を固定時の信号点」からコンスタレーシヨン上で最も近!/、最近傍候補点を検出 するとともに、この最近傍候補点と、上記「第 1送信ストリームに係るシンボル候補固 定時の信号点」との 2乗ユークリッド距離を算出する。なお、上記「第 1送信ストリーム に係るシンボル候補を固定時の信号点」とは、 y — h x 、 y — h xに、受信信号 y
1 11 1 2 21 1 1
、 yと、送信信号のシンボル候補 Xとを入力した結果である。なお、第 2の距離演算
2 1
処理部 230A— 2も具体的には、上記第 2送信ストリームについて第 1の距離演算処 理部 230A— 1と同様に、上記第 1送信ストリームに係るシンボル候補を固定したとき に、 2乗ユークリッド距離の総和が最も小さくなる、上記第 2送信ストリームに係るシン ボル候補を算出する。そして第 2の距離演算処理部 230A— 2も、その 2乗ユークリツ ド距離の総和を、これと対応するシンボル候補の組み合わせと関連づけて尤度出力 部 160に出力する。
[0175] 尤度出力部 160は、判定部 210Aからの 2乗ユークリッド距離に基づいて、送信信 号の各々に関し、各ビットのビット値ごとに尤度を算出する。
[0176] 図 19に示すように判定部 210Aの第 1、第 2の距離演算処理部 230A— 1 , 2は、受 信点算出部 232Aと、理想点算出部 233Aと、近傍信号点算出部 234Aと、距離算 出部 235Aとを有する。
[0177] 第 1の距離演算処理部 230A— 1においては、受信点算出部 232Aは、受信信号と チャネル行列の要素を入力し、第 2送信ストリームに係るシンボル候補に、前記チヤ ネル行列の要素を乗算することにより、「第 2送信ストリームに係るシンボル候補を固 定時の候補点」を算出する。
[0178] 理想点算出部 233Aは、理想的な状態のときに上記「第 2送信ストリームに係るシン ボル候補を固定時の信号点」に対して 2乗ユークリッド距離の総和を最も小さくする、 上記「第 1送信ストリームに係るシンボル候補に対応するコンスタレーシヨン上の点（ つまり、「理想信号点」）を算出し、こうして得られる「理想信号点」を近傍信号点算出 部 234Aに出力する。「理想信号点」は、「第 2送信ストリームに係るシンボル候補を 固定時の信号点」と対応する、第 1送信ストリームに係るシンボル候補に対応するコン スタレーシヨン上の点、第 1送信ストリームに係るシンボル候補の各々とに基づいて、 算出される。この「理想信号点」の算出は、上記「第 2送信ストリームに係るシンボル候 補を固定時の信号点」の各々と、第 1送信ストリームに係るシンボル候補との全組み 合わせについて行われる。この「理想信号点」を求める方法、理論などについては、 後に詳述する。
[0179] 近傍信号点算出部 234Aは、理想点算出部 233Aからの「理想信号点」と最も近い 、第 1送信ストリームに係るシンボル候補に対応する候補点を算出し、算出された最 近傍信号点を距離算出部 235Aに出力する。
[0180] 距離算出部 235Aは、近傍信号点算出部 234Aからの、「理想信号点」と最も近い 、第 1送信ストリームに係るシンボル候補に対応する候補点と、前記「理想信号点」を 求める際に用いた「第 2送信ストリームに係るシンボル候補を固定時の信号点」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と、前記「理想信号点」を求め る際に用いた「第 2送信ストリームに係るシンボル候補を固定時の信号点」の要素で あるシンボル候補の組み合わせと、前記「理想信号点」と最も近い上記第 1送信ストリ ームに係るシンボル候補と、を後段の尤度出力部 160に出力する。
[0181] なお、第 2の距離演算処理部 230A— 2の受信点算出部 232A、理想点算出部 23 3A、近傍信号点算出部 234A、および距離算出部 235Aでは、第 1の距離演算処 理部 230A—1での第 2送信ストリームについて同様の処理が行われる。
[0182] 次に理想点算出部 233Aにて用いられる、「理想信号点」を求める方法、理論など について説明する。ここでは説明を簡単化するために 2 X 2MIMO通信および 64Q AMが適用される場合について説明を行うが、これに限定されるものではない。
[0183] まず、 QR分解を伴わな!/、MLDにつ!/、て説明をする。
[0184] QR分解を伴わない MLDでは、 Xを送信信号ベクトル、 Nを雑音成分ベクトルとす ると、受信信号ベクトル Yは、下記数式（19)で表される。
[数 19]
Y = HX+N
Figure imgf000041_0001
[0185] MLDにおいては、 yと h d +h dの 2乗ユークリッド距離 eを求める（数式（20) )
12 2
。また yと h d +h dの 2乗ユークリッド距離 eを求める（数式（21) )。そして、 2乗
2 21 1 22 2 2
ユークリッド距離の和 e を求める（数式（22) )。
SUM
[数 20]
( 2 0 )
Figure imgf000041_0002
e = , + e2 ■ · - ( 2 2 )
[0186] ここで、 y -h d、y—h dは固定するシンボル候補として dを選んだときの「1つ
1 12 2 2 22 2 2 の送信ストリーム以外の他送信ストリームに係るシンボル候補を固定時の信号点」で あり、このときの dは固定していない残り 1つの送信ストリームである他送信ストリーム のシンボル候補である。また、 y— h d、 y— h dは固定するシンボル候補として d
1 11 1 2 21 1
を選んだときの上記「他送信ストリームに係るシンボル候補を固定時の信号点」であ り、このときの dは固定していない残り 1つの送信ストリームである上記他送信ストリー
2 候補である。
[0187] ここで、数式（22)を以下のように数式（23)のように変形する。ただし Dはシンボル 候補 d固定時の定数である。 Dはシンボル候補 d固定時の定数である。 1つの送信
2 2 1
ストリーム以外の他送信ストリームに係るシンボル候補を固定時、 2乗ユークリッド距 離の和は、 1つの送信ストリームに係るシンボル候補についての 2次関数で表される ため、 2乗ユークリッド距離の和が最小となる 1つの送信ストリームに係^
補を算出できる。
[数 23]
Figure imgf000042_0001
[0188] これより、固定するシンボル候補として dを選んだときの、理想的な、固定していな
2
い残り 1つのシンボル候補 dは、数式（24)のようになる。
[数 24]
Figure imgf000042_0002
[0189] 同様にして、固定するシンボル候補として を選んだときの、理想的な、固定して!/ ' ない残り 1つのシンボル候補 dは、数式（25)のようになる。
2
[数 25] . . . 5 )
Figure imgf000042_0003
[0190] これより、固定するシンボル候補として dを選んだときの「理想信号点」は、 h d
lldeal
、 h d となる。固定するシンボル候補として dを選んだときの「理想信号点」は、 h
21 lldeal 1 1 d 、h d となる。
2 2Ideal 22 2Ideal
[0191] ところで従来の MLDでは、送信 数が Xの場合、 2乗ユークリッド距離計算 を X (2m)x回行う必要がある。
[0192] これに対して、本実施の形態では、第 1の処理系統（第 1の距離演算処理部 230A
1に対応）にて、「1つの送信ストリーム以外の送信ストリームに係るシンボル候補を 固定時の信号点」と最も近い、固定してレ、な!/、残り 1つの送信ストリームである上記 1 つの送信ストリームに係るシンボル候補点のみとの 2乗ユークリッド距離だけ算出する 。この第 1の処理系統における 2乗ユークリッド距離の演算回数は、
Figure imgf000043_0001
[0193] 第 2の処理系統（第 2の距離演算処理部 230A— 2に対応）における 2乗ユークリツ ド距離の演算回数も同様に、 X(2m)x— 1回である。
[0194] このように本実施の形態では、第 1の処理系統および第 2の処理系統にて行う 2乗 ユークリッド距離計算回数の和は、 2X (2m)x— 1回であり、上記従来の MLDに比べて 演算処理回数を削減することができることが分かる。また、第 1の処理系統にて計算さ れていない着目ビットのビット値に係る 2乗ユークリッド距離は、第 2の処理系統にて 計算されるので、ビット尤度の不存在を防止することができる。この結果、通信品質を 向上させること力 Sでさる。
[0195] 以上本発明の実施の形態 1および実施の形態 2をまとめると、本発明の 1つの特徴 は、以下の点である。すなわち、図 20に示すように第 1の処理系統において、 1つの 送信ストリームに係るシンボル候補 d以外の全送信ストリームに係るシンボル候補（2
A
m)X通りの組合せについて、それぞれの組合せについて 2乗ユークリッド距離の総和 を最小にするようなシンボル候補 dを選択し、そのときの 2乗ユークリッド距離とシン
A
ボル候補の組合せを出力する。第 2の処理系統において、 1つの送信ストリームに係 るシンボル候補 d (ただし A≠B)以外の全送信ストリームに係るシンボル候補（2m)x
B
通りの組合せについて、それぞれの組合せについて 2乗ユークリッド距離の総和を最 小にするようなシンボル候補 dを選択し、そのときの 2乗ユークリッド距離とシンボル
B
候補の組合せを出力する。
[0196] なお、 2乗ユークリッド距離の計算のために、実施の形態として主に QR分解を伴う MLDと MLDの 2種類を挙げた力 本発明はシンボル候補の選択の方法を特徴とし ているのであって、 2乗ユークリッド距離の計算方法にはよらない。また、図 20に示す ように、尤度の求め方としては、第 1の処理系統にて求められた 2乗ユークリッド距離 とシンボル候補の組合せから d以外の尤度を計算し、第 2の処理系統にて求められ
B
た 2乗ユークリッド距離とシンボル候補の組合せから dの尤度を計算することができる
B
一方で、第 1の処理系統にて求められた 2乗ユークリッド距離とシンボル候補の組合 せから d の尤度を計算し、第 2の処理系統にて求められた 2乗ユークリッド距離とシン
A
ボル候補の組合せから d 以外の尤度を計算することもできる。
A
[0197] こうすることにより、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。
[0198] (他の実施の形態）
(1)前述の数式（15)は、さらに次のように変形すること力 Sできる。
[数 26] e, +e2
Figure imgf000044_0001
[0199] ここで、定数を以下の数式（27) (31)のように定義する。
[数 27]
Figure imgf000044_0002
ri2 ru rn
ri • ( 2 8 )
« + 1 n
Figure imgf000044_0003
[0200] そうすると、 2乗ユークリッド距離は、以下のように送信シンボル候補を逆転させて表 現できる。
[数 28]
Figure imgf000045_0001
. . . （3 2 )
[数 29]
Figure imgf000045_0002
[数 30] eSUM =ei +β2 " ex +e2 . . . ( 3 4 )
[0201] 上記数式（32)〜（34)が意味することは、上記（27)〜（31)のような変換式を用い ることにより、各ステージに係る送信ストリームを入れ替えることが可能であるということ である。この事実を、 2X2MIMO通信、 QR分解を伴う MLDに導入した実施例につ いて以下で説明する。
[0202] 図 21および図 22には、本実施の形態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に 2 X 2MIMO通信が適用される場合の最尤判定部 100 Cが示されている。すなわち、最尤判定部 100Cは、定数計算部 151Cと、判定部 11 OCとを有する。
[0203] 定数計算部 151Cは、チャネル行列 Hが QR分解された結果である Q行列によりュ 二タリ変換された後の受信信号ベクトルの要素および R行列の行列要素である、 zと r とを入力し、上記数式 (27)〜（31)を用いて z'と r'とを算出し、算出結果を判定部 11 OCに出力する。すなわち、定数計算部 151Cから判定部 110Cへは、チャネル行列 Hが QR分解された結果である Q行列によりュニタリ変換された後の受信信号べタト ルおよび R行列から求められた、チャネル行列 Hの列が入れ替えられた変換後チヤ ネル行列 H'が QR分解された結果である Q'行列によりュニタリ変換された後の受信 信号ベクトルの要素および R'行列の要素が入力される。
[0204] 判定部 110Cは、第 1の距離演算処理部 120C— 1と、第 2の距離演算処理部 120 C 2とを有する。本実施の形態においては、第 1の距離演算処理部 120C— 1と第 2 の距離演算処理部 120C— 2は同一の構成になる。 [0205] 第 1の距離演算処理部 120C— 1は、チャネル行列 Hが QR分解された結果である Q行列によりュニタリ変換された後の受信信号ベクトルの要素および R行列の要素を 入力し、ステージ 1に係るシンボル候補の各々について、「シンボル候補固定時の信 号点（又は「ステージ信号点」と呼ぶこと力 Sある）」からコンスタレーシヨン上で最も近レヽ 、ステージ 2の最近傍候補点を検出するとともに、この最近傍候補点と、「シンボル候 補固定時の信号点」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 160に出力する。なお、ここでは 2 X 2MIMO通信が適用される場合なので 、 「シンボル候補固定時の信号点（又は「ステージ信号点」と呼ぶこと力 Sある）」とは、ス テージ 2においては、 z -r Xにステージ 2に係るュニタリ変換後の受信信号 zと、
1 12 2 1 ステージ 1のシンボル候補 (すなわち、 X )のそれぞれとを入力した結果である。
2
[0206] 第 2の距離演算処理部 120C— 2は、チャネル行列 Hが QR分解された結果である Q行列によりュニタリ変換された後の受信信号ベクトルおよび R行列から求められた、 チャネル行列 Hの列が入れ替えられた変換後チャネル行列 H'が QR分解された結 果である Q '行列によりュニタリ変換された後の受信信号ベクトルの要素および R'行 列の要素を入力し、ステージ 1に係るシンボル候補の各々について、「シンボル候補 固定時の信号点（又は「ステージ信号点」と呼ぶことがある）」からコンスタレーシヨン 上で最も近い、ステージ 2の最近傍候補点を検出するとともに、この最近傍候補点と 、 「シンボル候補固定時の信号点」との 2乗ユークリッド距離を算出し、この 2乗ユーク リツド距離を尤度出力部 160に出力する。なお、ここでは 2 X 2MIMO通信が適用さ れる場合なので、 「シンボル候補固定時の信号点（又は「ステージ信号点」と呼ぶこと がある）」とは、ステージ 2においては、 z ， 一 r ，xにステージ 2に係るュニタリ変換後
1 12 1
の受信信号 z 'と、ステージ 1のシンボル候補 (すなわち、 X )のそれぞれとを入力した 結果である。また、第 2の距離演算処理部 120C— 2では、 Q行列によりュニタリ変換 された後の受信信号ベクトルおよび R行列から求められた、チャネル行列 Hの列が入 れ替えられた変換後チャネル行列 H'が QR分解された結果である Q '行列によりュニ タリ変換された後の受信信号ベクトルの要素および R'行列の要素を用いた演算がな されるので、第 2の距離演算処理部 120C— 2で扱う各ステージに対応する送信ストリ ームは、第 1の距離演算処理部 120C— 1と扱うものと入れ替わつている。すなわち、 第 2の距離演算処理部 120C— 2にてステージ 1に対応する送信ストリームは、第 1の 距離演算処理部 120C— 1ではステージ 2に対応する送信ストリームである。
[0207] 図 22に示すように第 1、第 2の距離演算処理部 120C— 1 , 2は、ステージ 1に係る 判定部 150Cと、ステージ信号点算出部 122Cと、近傍信号点候補検出部 124Cと、 距離算出部 126Cとを有する。
[0208] 判定部 150Cは、ステージ 2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 送信ストリーム以外の送信ストリームのシンボル候補、すなわちステージ 1に係るシン ボル候補を出力する。
[0209] ステージ信号点算出部 122Cは、判定部 150C力も入力される、ステージ 1のシンポ ル候補の各々について、まず、「シンボル候補固定時の信号点」、つまりステージ 2に 係る「ステージ信号点」（第 1であれば z— r X、第 2であれば z ，一 r ，x )を算出し
1 12 2 1 12 1
、こうして得られるステージ 2に係る「ステージ信号点」を近傍信号点候補検出部 124 Cおよび距離算出部 126Cに出力する。
[0210] 近傍信号点候補検出部 124Cは、ステージ信号点算出部 122Cからの「ステージ信 号点」と最も近いステージ 2に係るコンスタレーシヨン上の候補点（第 1であれば r X
11 1
、第 2であれば r ' x )を検出し、検出された最近傍候補点を距離算出部 126Cに出
11 2
力する。
[0211] 距離算出部 126Cは、ステージ信号点算出部 122Cからの「ステージ信号点」と、近 傍信号点候補検出部 124Cからの最近傍候補点との 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と、最近傍候補点およびこれに対応するステージ 2までのシ ンボル候補の組み合わせとを後段の尤度出力部 160Cに出力する。
[0212] このように第 1の距離演算処理部 120C— 1および第 2の距離演算処理部 120C— 2では、それぞれステージ 1に係るシンボル候補の各々について、「シンボル候補固 定時の信号点」からコンスタレーシヨン上で最も近い、ステージ 2の最近傍候補点を 検出するとともに、この最近傍候補点と、「シンボル候補固定時の信号点」との 2乗ュ ークリツド距離を算出するので、従来の QR分解を伴う、 MLD方式で信号分離を行う 信号分離装置に比べて、演算量を削減することができる。また、第 2の距離演算処理 部 120C— 2では、チャネル行列 Hが QR分解された結果である Q行列によりュニタリ 変換された後の受信信号ベクトルおよび R行列から求められた、チャネル行列 Hの列 が入れ替えられた変換後チャネル行列 H'が QR分解された結果である Q'行列によ りュニタリ変換された後の受信信号ベクトルの要素および R'行列の要素に基づいて 、第 1の距離演算処理部 120C— 1と各ステージに係る送信ストリームを入れ替えて 同様の演算処理を行うことにより、ビット尤度の存在しない確率を下げることができる。
[0213] (2)ここで、各ストリームの変調多値数がそれぞれ異なる場合について考える。変調 多値数が、第 1ストリームに係るシンボル候補 dで m、第 2ストリームに係るシンボル 候補 dで m、 · · ·、第 Xストリームに係るシンボル候補 dで mである場合、コンスタレ ーシヨン数は順に 2ml、 2m2、 · · ·、 2mXとなる。このとき、変調多値数の最も大きいシンポ ル候補を最終ステージに係るシンボル候補とすることで、演算量（2乗ユークリッド距 離計算回数)を削減できる。
[0214] 説明を簡単にするために、 2 X 2MIMOの場合について説明する。シンボル候補 d
、 dについて、変調多値数が順に m、 mであり、 m >mであるとする。このとき、第
1の距離演算処理部 120における 2乗ユークリッド距離計算回数は、 2ml + 2ml回であ り、第 2の距離演算処理部 130における 2乗ユークリッド距離計算回数は、 2m2回であ る。よって第 1の距離演算処理部 120および第 2の距離演算処理部 130の全体での 2乗ユークリッド距離計算回数は、（2ml + 2m2) + 2ml回である。一方で、 m >mであ るので、変調多値数の大きい m、すなわちシンボル候補 dを最終ステージに係るシ ンボル候補とすると、第 1の距離演算処理部 120における 2乗ユークリッド距離計算 回数は、 2m2 + 2m2回であり、第 2の距離演算処理部 130における 2乗ユークリッド距 離計算回数は、 2ml回である。よって第 1の距離演算処理部 120および第 2の距離演 算処理部 130の全体での 2乗ユークリッド距離計算回数は、（2ml + 2m2) + 2m2回で ある。
[0215] 以上より、変調多値数の大き!/、シンボル候補を最終ステージに係るシンボル候補と することで、 2 X 2MIMOにおいて 2乗ユークリッド距離計算回数を、 2ml— 2m2 (m > m )回減らすことができる。
[0216] 送信アンテナ数力なの場合でも、変調多値数の大きいシンボル候補を最終ステー ジに係るシンボル候補とすることで、同様に 2乗ユークリッド距離計算回数を減らすこ とができる。すなわち、シンボル候補の変調多値数の大きさに応じてチャネル行列 H の行を並べ替えた後に QR分解することにより、より一層 2乗ユークリッド距離計算回 数を肖 IJ減すること力できる。
[0217] このときの信号分離装置の構成例を図 23に示す。同図に示すように、最尤判定部
100の入力段に QR分解 /QH乗算部があり、そのさらに入力段に、チャネル推定部 と、当該チャネル推定部の出力段のソート部が設けられている。ソート部は、下記数 式（35)に示すように、入力される変調多値数 mに基づいて、表列要素を入れ替える ことによりチャネル行列 Hを変換し、変換後のチャネル行列を QR分解 /QH乗算部に 出力する。
[数 31]
HjDrt =
Figure imgf000049_0001
[0218] (3)以上の各実施の形態では、 2乗ユークリッド距離の和を用いて尤度を求めるも のとして説明を行った力 これに限らず、例えばユークリッド距離の和、又はマンハツ タン距離などを用いてもよい。
[0219] また、以上の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とした力 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に限るものではなぐ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ユラブル' 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。
[0220] 2006年 9月 15曰出願の特願 2006— 251502及び 2006年 12月 26曰出願の特 願 2006— 350658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。
産業上の利用可能性
本発明の信号分離装置および信号分離方法は、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

請求の範囲
[1] MIMO方式の無線受信装置で使用される信号分離装置であって、
ある 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補の組み合わせ 毎に、ユークリッド距離を示す量が最小になるような有力シンボル候補を前記 1つの 送信ストリームに係るシンボル候補の中から決定し、さらに前記組み合せ毎にユーク リツド距離を示す量を算出する第 1の距離演算処理部と、
前記 1つの送信ストリームと異なる他の 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリーム に係るシンボル候補の組み合わせ毎に、ユークリッド距離を示す量が最小になるよう な他の有力シンボル候補を前記他の 1つの送信ストリームに係るシンボル候補の中 力、ら決定し、さらに前記他の 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシン ボル候補の組み合わせ毎にユークリッド距離を示す量を算出する第 2の距離演算処 理部と、
を具備する信号分離装置。
[2] 前記第 1の距離演算処理部および前記第 2の距離演算処理部の算出結果に基づ いて、前記 1つの送信ストリームおよび前記他の 1つの送信ストリームを含む全送信ス トリームに係るシンボル候補に対して、各ビット、各ビット値の尤度を算出する尤度算 出手段と、
を具備する請求項 1記載の信号分離装置。
[3] 前記信号分離装置は、 QR分解を伴う MLD方式の信号分離装置である、請求項 1 記載の信号分離装置。
[4] 前記第 1の距離演算処理部は、
前記 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補の組み合わ せ毎に、当該組み合わせを固定したときに得られる受信点の各々から、前記 1つ送 信ストリームに係る候補点であって前記受信点から最も近い、前記有力シンボル候補 と対応する最近傍候補点を算出する最近傍点算出手段と、
各最近傍候補点と、当該各最近傍候補点の算出基準である前記受信点とのユーク リツド距離を示す量を算出する距離算出手段と、を具備し、
前記第 2の距離演算処理部は、 前記他の 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補の組み 合わせ毎に、当該組み合わせを固定したときに得られる受信点の各々から、前記他 の 1つの送信ストリームに係る候補点であって前記受信点とのユークリッド距離を示 す量が最小となる他の理想候補点を算出する理想点算出手段と、
各他の理想候補点から最も近い、前記他の有力シンボル候補と対応する他の最近 傍候補点を算出する最近傍点算出手段と、
各他の最近傍候補点と、当該各他の最近傍候補点の算出基準である前記受信点 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、
を具備する請求項 3記載の信号分離装置。
[5] 前記第 2の距離演算処理部の前記最近傍点算出手段は、
前記理想候補点を前記 1つの送信ストリームと対応するステージのコンスタレーショ ン上の点に変換する変換手段と、
前記変換された点が存在する、前記コンスタレーシヨン上の各候補点を中心とする 候補点領域を検出し、検出された候補点領域の候補点を特定する特定手段と、 前記特定された候補点を前記他の 1つの送信ストリームと対応するステージのコン スタレーシヨン上に変換することにより、前記理想候補点から最も近い点を算出する 算出手段と、
を具備する請求項 4記載の信号分離装置。
[6] 前記信号分離装置は、各送信ストリームの変調多値数の大きさに応じて行が並べ 替えられたチャネル行列を QR分解する、請求項 3記載の信号分離装置。
[7] 前記 1つの送信ストリームと対応するステージおよび前記他の 1つの送信ストリーム と対応するステージは、それぞれ最終ステージおよび最終より 1つ前のステージであ る請求項 4記載の信号分離装置。
[8] 前記第 2の距離演算処理部の前記理想点算出手段は、前記他の 1つの送信ストリ ームと対応するステージの候補点のうち前記第 1の距離演算処理部にて既に前記ュ ークリツド距離を示す量の算出対象になった候補点以外の候補点についてのみ前記 理想候補点を算出する請求項 7記載の信号分離装置。
[9] 前記信号分離装置は、 2 X 2MIMO方式の無線受信装置で使用され、 前記第 2の距離演算処理部の前記理想点算出手段は、下記の式を用いて、前記 1 つの送信ストリームと対応するステージに係る受信点を前記他の 1つの送信ストリーム と対応するステージのコンスタレーシヨン上に変換した点と、前記他の 1つの送信スト リームと対応するステージの候補点とを結ぶ線分を I r I 2/r 2 : 1に分割する点を
12 22
、前記理想候補点として算出する請求項 4記載の信号分離装置。
國
Figure imgf000053_0001
ただし、 dは前記 1つの送信ストリームと対応するステージまでに決定されたシンポ
2
ル候補を示し、 dは前記他の 1つの送信ストリームに係るシンボル候補を示し、 r は
1 mn
R行列の m行 n列の行列要素を示し、 zは受信信号ベクトルがュニタリ変換された後 の第 n番目のベクトル要素を示し、 r*は rの複素共役を示し、 | r | は rの絶対値を示 す。
[10] 前記信号分離装置は、 2 X 2MIMO方式の無線受信装置で使用され、
前記第 1の距離演算処理部にて用いられる、チャネル行列 Hが QR分解された結果 である Q行列によりュニタリ変換された後の受信信号ベクトル zおよび R行列を用いて 、前記チャネル行列 Hの列が入れ替えられた変換後チャネル行列 H'が QR分解され た結果である Q '行列によりュニタリ変換された後の受信信号ベクトル z'の要素およ び R'行列の要素 r'を算出する算出手段を具備し、
前記第 2の距離演算処理部は、前記算出された受信信号ベクトル z'の要素および R'行列の要素 r'を用いることにより、前記第 1の距離演算処理部における前記 1つ の送信ストリームおよび前記他の 1つ送信ストリームと対応するステージを入れ替えて 、前記ユークリッド距離を示す量を算出する請求項 3記載の信号分離装置。
[11] 前記算出手段は、下記の変換式を用いて、前記ュニタリ変換された後の受信信号 ベクトル z'の要素、および、前記 R'行列の要素 r'を算出する請求項 10記載の信号 分離装置。
[数 2] , z r
Figure imgf000053_0002
ただし、 r は前記 R行列における m行 n列の行列要素を示し、 r 'は前記 R'行列の mn mn m行 n列の行列要素を示し、 zは前記 R行列に対応する第 nステージのュニタリ変換 後受信信号ベクトル要素を示し、 z 'は前記 R'行列に対応する第 nステージのュニタ リ変換後受信信号べ外ル要素を示し、 r*は rの複素共役を示し、 |r | は rの絶対値を 示す。
[12] 前記信号分離装置は、 QR分解を伴わな!/、MLD方式の信号分離装置である、請 求項 1記載の信号分離装置。
[13] 前記第 1の距離演算処理部は、
前記 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補の組み合わ せ毎に、当該組み合わせを固定したときに得られる受信点の各々から、前記 1つ送 信ストリームに係る候補点であって前記受信点とのユークリッド距離を示す量が最小 となる理想候補点を算出する理想点算出手段と、
各理想候補点から最も近い、前記有力シンボル候補と対応する最近傍候補点を算 出する最近傍点算出手段と、
各最近傍候補点と、当該各最近傍候補点に対応する前記受信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、を具備し、
前記第 2の距離演算処理部は、
前記他の 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補の組み 合わせ毎に、当該組み合わせを固定したときに得られる受信点の各々から、前記他 の 1つの送信ストリームに係る候補点であって前記受信点とのユークリッド距離を示 す量が最小となる他の理想候補点を算出する理想点算出手段と、
各他の理想候補点から最も近い、前記他の有力シンボル候補と対応する他の最近 傍候補点を算出する最近傍点算出手段と、
各他の最近傍候補点と、当該各他の最近傍候補点の算出基準である前記受信点 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、を具備する
請求項 12記載の信号分離装置。
[14] 前記信号分離装置は、 2 X 2MIMO方式の無線受信装置で使用され、
前記第 1の距離演算処理部の前記理想点算出手段は、下記の式を用いて、前記 理想候補点を算出する請求項 13記載の信号分離装置。
[数 3]
_
一
Figure imgf000055_0001
ただし、 dは前記 1つの送信ストリームに係るシンボル候補を示し、 dは前記他の 1
2 1 つの送信ストリームに係るシンボル候補を示し、 h はチャネル行列 Hの m行 n列の行 mn
列要素を示し、 yは受信信号ベクトルの第 n番目のベクトル要素を示し、 は hの複 素共役を示し、 I r I は rの絶対値を示す。
MIMO方式の無線受信装置で使用される信号分離方法であって、
ある 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシンボル候補の組み合わせ 毎に、ユークリッド距離を示す量が最小になるような有力シンボル候補を前記 1つの 送信ストリームに係るシンボル候補の中から決定し、さらに前記組み合せ毎にユーク リツド距離を示す量を算出するステップと、
前記 1つの送信ストリームと異なる他の 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリーム に係るシンボル候補の組み合わせ毎に、ユークリッド距離を示す量が最小になるよう な他の有力シンボル候補を前記他の 1つの送信ストリームに係るシンボル候補の中 から決定し、さらに前記他の 1つの送信ストリーム以外の全送信ストリームに係るシン ボル候補の組み合わせ毎にユークリッド距離を示す量を算出するステップと、 を具備する信号分離方法。
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