受信装置、受信方法および受信プログラム
【課題】マイモにおいて、パス抽出を改善して、計算量および電力消費の低減を図る。
【解決手段】パス抽出部とパス抽出部が抽出したパス情報を基にチャネルインパルス応答を推定するチャネルインパルス応答推定部を備えるＭＩＭＯ受信装置であって、チャネルインパルス応答推定部よりパス抽出部の数を少なくする。
【解決手段】パス抽出部とパス抽出部が抽出したパス情報を基にチャネルインパルス応答を推定するチャネルインパルス応答推定部を備えるＭＩＭＯ受信装置であって、チャネルインパルス応答推定部よりパス抽出部の数を少なくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、受信方法および受信プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信においては、特に広帯域伝送の場合、先行して受信するパスに加え、大型の建物や山などの障害物から反射または回折して到来する幾つものパスが存在する。それに加えて、高速伝送では、サンプリング周波数が高くなるため、パスが増大する。
図２２は、このようなパスが複数あるマルチパスの影響を説明する図である。
図２２において、基地局２２０１から送信される電波は、例えば、伝搬経路２２０７を経由して、移動端末２２０２へ先行して到来する。その他に、基地局２２０１から送信された電波は、途中の例えば建物２２０３〜２２０６に当たって反射してから、移動端末２２０２へ遅延して到来する。この場合の伝搬経路を、図２２において符号２２０８〜２２１１を付して示す。
基地局２２０１から伝搬経路２２０８〜２２１１を経由して移動端末２２０２へ到達する電波を、素波（Component Wave）と言う。図２２では、素波が５つしか描かれていないが、実際には多くの素波が存在し、それぞれが移動端末２２０２において重ね合わされて受信される。
このように、基地局２２０１から移動端末２２０２へ直接に到達する素波（直接波）と、建物などの障害物から反射または回折して到来する素波（反射波）とでは、遅延があるのみならず、反射または回折による位相回転も加わるので、移動端末２２０２で受信後の信号は、基地局２２０１から送信される信号とは異なるところの歪みの生じた信号となる。したがって、基地局２２０１と移動端末２２０２との間の無線通信には誤りが生じることになる。
【０００３】
近年、長遅延環境における高精度な伝搬路推定の必要性が高まっている。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ、Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を用いた無線通信においては、ガードインターバル（Guard Interval; GI）を超える長遅延環境で発生する干渉を抑圧できる受信方式がいろいろと提案されている。しかし、その実現のためには、時間領域の伝搬路特性であるチャネルインパルス応答を高精度に推定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１９０７０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】電子情報通信学会技術報告ＲＣＳ２０１０−２５７「ＯＦＤＭターボ等化受信における情報量基準を用いた高効率タップ選択チャネル推定」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および非特許文献１には、チャネルインパルス応答を推定する方法が記載されている。その方法は、パス抽出と推定の二段階の処理から成る。
しかしながら、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output、多入力／多出力）においては、送信アンテナと受信アンテナの間の複数のチャネル毎に、伝搬路推定を行う必要がある。
パスを抽出する従来技術は、多くの計算を必要とするため、特に、ＭＩＭＯのように送信アンテナの数および受信アンテナの数が多い場合には、計算量の増加を招き、装置が肥大化し、装置の電力消費も増大する。
したがって、本発明の実施形態は、上述の従来技術の欠点を解消することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、本発明の受信装置は、パス抽出部とパス抽出部が抽出したパス情報を基にチャネルインパルス応答を推定するチャネルインパルス応答推定部を備えるＭＩＭＯ受信装置であって、チャネルインパルス応答推定部よりパス抽出部の数が少ないことを特徴とする。
【０００８】
（２）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、１つの受信アンテナの受信信号に含まれる送信ストリームの内の１つを用いてパス抽出を行い、他のストリームはそのパス情報を用いてチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする。
【０００９】
（３）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、全ての受信アンテナの受信信号に含まれる１つの送信ストリームのうち、１つの受信アンテナを用いてパス抽出を行い、他のアンテナの該当ストリームについては、そのパス情報を用いてチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする。
【００１０】
（４）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、全チャネルのうち、１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、他のチャネルはそのパス情報を用いてチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする。
【００１１】
（５）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、全チャネルを、パス情報を共有するグループに分け、グループ内の１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、そのパス情報を用いて他のチャネルのチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする。
【００１２】
（６）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、複数のチャネルを用いて１つのパス抽出を行うことを特徴とする。
【００１３】
（７）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、受信装置の移動速度が所定の閾値を上回る場合は、パス抽出部の数を増加させることを特徴とする。
【００１４】
（８）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、信号対雑音電力比が閾値を上回る場合は、パス抽出部を動作させないことを特徴とする。
【００１５】
（９）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、受信装置が待機モードの場合は、パス抽出部を動作させないことを特徴とする。
【００１６】
（１０）本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、本発明の受信方法は、パス抽出過程とパス抽出過程が抽出したパス情報を基にチャネルインパルス応答を推定するチャネルインパルス応答推定過程を備えるＭＩＭＯ受信方法であって、チャネルインパルス応答推定過程よりパス抽出過程の数が少ないことを特徴とする。
【００１７】
（１１）本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、本発明の受信プログラムは、上記（１０）に記載の受信方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
（追って補充）
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＭＩＭＯ伝送の受信に際して、受信信号を取得する際の計算量を大きく削減し、回路規模を大きく削減し、装置の電力消費を大きく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る通信システムを示す。
【図２】送信装置の構成を示す。
【図３】パイロットシンボルとデータのマッピングの例を示す。
【図４】受信装置の構成を示す。
【図５】伝搬路推定部の構成を示す。
【図６】受信装置が受信する受信信号を簡略化して示す。
【図７】パス抽出部の構成を示す。
【図８】パス抽出の処理を示すフローチャートである。
【図９】ＣＩＲ推定部の構成を示す。
【図１０】ＣＩＲ推定部の処理を示すフローチャートである。
【図１１】受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施形態の受信装置の構成を示す。
【図１３】伝搬路推定部の構成を示す。
【図１４】受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】第３の実施形態に係る通信システムを示す。
【図１６】受信装置の構成を示す。
【図１７】伝搬路推定部の構成を示す。
【図１８】受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】変形例の伝搬路推定部の構成を示す。
【図２０】パス抽出部の構成を示す図である。
【図２１】パス抽出の処理を示すフローチャートである。
【図２２】マルチパスの影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１の概要を示す図である。
無線通信システム１は、送信装置１ａおよび受信装置１ｂを備える。送信装置１ａは、例えば、移動通信システムの基地局（「基地局装置」と言うことがある。）であり、受信装置１ｂは、当該システムの端末（「端末装置」、「移動局」または「移動局装置」と言うことがある。）である。その代わりに、送信装置１ａは、移動通信システム１の端末であり、受信装置１ｂは、当該システムの基地局であってもよい。
送信装置１ａは、Ｔ個の送信アンテナ１ａ−１〜１ａ−Ｔを備え、そして受信装置１ｂは、Ｒ個の受信アンテナ１ｂ−１〜１ｂ−Ｒを備える。したがって、無線通信システム１は、Ｔ×Ｒ ＭＩＭＯ、特に、Ｔ×Ｒのシングルユーザー ＭＩＭＯを構成する。なお、ＭＩＭＯのことを「マイモ」と言うことがある。
無線通信システム１は、送信アンテナの数がＴ＝２で受信アンテナの数がＲ＝２の２×２ ＭＩＭＯであってもよいし、送信アンテナの数がＴ＝４で受信アンテナの数がＲ＝４の４×４ ＭＩＭＯであってもよいし、または送信アンテナの数がＴ＝８で受信アンテナの数がＲ＝８の８×８ ＭＩＭＯであってもよい。
【００２１】
図２は、送信装置１ａの構成を示す概略ブロック図である。
送信装置１ａは、パイロット生成部２０１−ｔ、符号部２０２−ｔ、変調部２０３−ｔ、マッピング部２０４−ｔ、ＩＦＦＴ部２０５−ｔ、ＧＩ挿入部２０６−ｔおよび送信部２０７−ｔを備える。ここで、ｔ＝１、２、・・・、Ｔである。図２では、送信アンテナ１ａ−ｔを併せて示す。図２では、ｔ＝１、ｔ＝２、ｔ＝Ｔの３つの場合のみを簡略化して示す。
【００２２】
パイロット生成部２０１−ｔは、パイロットシンボル（または「パイロット信号系列」であってもよい。）を生成し、マッピング部２０４−ｔに出力する。
符号部２０２−ｔには、送信する情報ビットが入力する。送信する情報ビットのことを「データ」と言うことがある。
符号部２０２−ｔは、この情報ビットを、畳込み符号、ターボ符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check; 低密度パリティ検査）符号などの誤り訂正符号を用いて、符号化し、符号化ビットを生成する。符号部２０２−ｔは、生成した符号化ビットを変調部２０３−ｔに出力する。
変調部２０３−ｔは、符号化ビットを、ＰＳＫ（Phase Shift Keying; 位相変調）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation; 直交振幅変調）などの変調方式を用いて変調して、変調シンボルを生成する。
変調部２０３−ｔは、生成した変調シンボルをマッピング部２０４−ｔに出力する。
【００２３】
マッピング部２０４−ｔは、パイロット生成部２０１−ｔが出力するパイロットシンボルおよび変調部２０３−ｔが出力する変調シンボルを、予め定められたマッピング情報に基づいて複数のリソースエレメントにマッピングして、周波数領域の信号を生成する。マッピング部２０４−ｔは、生成した周波数領域の信号をＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部２０５−ｔに出力する。
なお、リソースエレメントとは、送信装置１ａが送信する１個のフレームにおいて、周波数軸上の１つのサブキャリアと時間軸上の１つのシンボル区間とから成る単位である。
マッピング情報は、送信装置１ａが決定し、送信装置１ａから受信装置１ｂへ予め通知される。マッピング情報は、受信装置１ｂが決定して、このマッピング情報を送信装置１ａへ通知してもよい。
【００２４】
図３は、送信アンテナ数ＴがＴ＝４である場合であって、アンテナ１〜４から４ストリームを送信するときに、パイロットシンボルとデータと、をマッピング部２０４−ｔにおいてマッピングする際の４つのマッピング図を示す。なお、ストリームの数のことを「レイヤ数」または「ランク数」と言うことがある。
アンテナ１〜４の系列の各マッピング図において、横軸は時間軸であり、縦軸は周波数軸である。横軸には、１４個のシンボル区間を示し、縦軸には１２個のサブキャリアを示す。各シンボル区間の各サブキャリアを示す四角（□）が、リソースエレメントを表す。
白い四角のリソースエレメントには、データが割り当てられ、点でハッチングした四角のリソースエレメントには、パイロットシンボルが割り当てられる。斜線でハッチングした四角のリソースエレメントは、ヌル（データおよびパイロットシンボルの両方が割り当てられないこと）を表す。
１つのＦＦＴ区間において、或るストリームでパイロットシンボルを挿入するリソースエレメントについては、他のストリームにおいてはヌルとすることで、ストリーム毎のパイロットサブキャリアにおける周波数応答の推定を可能にする。なお、パイロットサブキャリアとは、パイロットシンボルが挿入されるリソースエレメントのことである。
【００２５】
図２に戻って、ＩＦＦＴ部２０５−ｔは、マッピング部２０４−ｔから入力される周波数領域の信号を周波数−時間変換し、時間領域の信号を生成する。ここで、ＩＦＦＴを行う単位の時間区間をＦＦＴ区間と言う。ＩＦＦＴ部２０５−ｔは、生成した時間領域の信号をＧＩ挿入部２０６−ｔに出力する。
ＧＩ挿入部２０６−ｔは、ＩＦＦＴ部２０５−ｔが出力する時間領域の信号に対して、ＦＦＴ区間の信号毎にガードインターバルを付加する。ガードインターバルとは、ＦＦＴ区間の信号の後方の一部を複製したものを、ＦＦＴ区間の信号の前方に付加した部分を言う。ガードインターバルのことを「ＧＩ」と言うことがある。
ＦＦＴ区間と、ガードインターバルの時間区間（「ＧＩ区間」と言うことがある。）とを合わせて、ＯＦＤＭシンボル区間と言う。また、ＯＦＤＭシンボル区間の信号をＯＦＤＭシンボルと言う。ＧＩ挿入部２０６−ｔは、ガードインターバルを付加した信号を送信部２０７−ｔに出力する。
【００２６】
送信部２０７−ｔは、ＧＩ挿入部２０６−ｔが出力する信号をディジタル−アナログ変換（「Ｄ／Ａ変換」と言うことがある。）し、変換したアナログ信号を波形整形する。また、送信部２０７−ｔは、波形整形した信号をベースバンドから無線周波数帯にアップコンバートし、次に送信アンテナ１ａ−ｔから受信装置１ｂへ無線波として送信する。
【００２７】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る受信装置１ｂの構成を示す概略ブロック図である。
図４において、受信装置１ｂは、受信部４０２−ｒ、ＧＩ除去部４０３−ｒ、ＦＦＴ部４０４−ｒ、デマッピング部４０５−ｒ、伝搬路推定部４０６、ＭＩＭＯ検出部４０７および復号部４０８−ｔを備える。ここで、ｒ＝１、２、・・・、Ｒである。ｔ＝１、２、・・・、Ｔである。図４では、受信アンテナ１ｂ−ｒをも併せて示す。図４では、ｒ＝１、ｒ＝２、ｒ＝Ｒの３つの場合、およびｔ＝１、ｔ＝２、ｔ＝Ｔの３つの場合のみを簡略化して示す。
【００２８】
受信部４０２−ｒは、送信装置１ａが送信した送信信号を、受信アンテナ１ｂ−ｒを介して受信する。この送信信号は、Ｔ個のストリームから成る。受信部４０２−ｒは、受信した信号に対して、ベースバンドへの周波数変換を行い、次にアナログ−ディジタル変換（「Ａ／Ｄ変換」と言うことがある。）を行ってから、ＧＩ除去部４０３−ｒに出力する。
ＧＩ除去部４０３−ｒは、受信部４０２−ｒから入力される信号からＧＩを除去し、ＧＩを除去した信号をＦＦＴ部４０４−ｒに出力する。
ＦＦＴ部４０４−ｒは、ＧＩ除去部４０３−ｒが出力する時間領域の信号に対して時間−周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号をデマッピング部４０５−ｒに出力する。
デマッピング部４０５−ｒは、この周波数領域の信号を、パイロットシンボルとデータとに分離する。デマッピング部４０５−ｒは、分離したデータをＭＩＭＯ検出部４０７に出力し、そして分離したパイロットシンボルを伝搬路推定部４０６に出力する。
【００２９】
図５は、伝搬路推定部４０６の構成を示す概略ブロック図である。
伝搬路推定部４０６は、ＣＦＲ推定部５０１−ｒ、チャネル選択部５０２−ｒ、パス抽出部５０３−ｒ、ＣＩＲ推定部５０４−ｒおよびＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒを備える。ＣＦＲ推定部のことを「周波数応答推定部」と言うことがある。また、ＣＩＲ推定部のことを「チャネルインパルス応答推定部」と言うことがある。なお、図５には、デマッピング部４０５−ｒおよびＭＩＭＯ検出部４０７を併せて示す。
【００３０】
ＣＦＲ推定部５０１−ｒは、デマッピング部４０５−ｒが出力するパイロットシンボルを用いて、パイロットサブキャリアの周波数応答を推定する。ＣＦＲ推定部５０１−ｒは、ｒ番目の受信アンテナにおける受信信号に含まれるＴ個のストリームすべてに対して、周波数応答推定値を算出する。ＣＦＲ推定部５０１−ｒは、Ｔ個の周波数応答推定値をチャネル選択部５０２−ｒに出力する。
チャネル選択部５０２−ｒは、ＣＦＲ推定部４０１−ｒが出力するＴ個の周波数応答推定値のうち、最も良いと判断した一つの周波数応答推定値を選択して、この選択した１つの周波数応答推定値をパス抽出部５０３−ｒに出力する。
チャネル選択部５０２−ｒの動作の詳細は、後述する。
また、チャネル選択部５０２−ｒは、選択しなかった周波数応答推定値をＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力する。この選択しなかった周波数応答推定値は、（Ｔ-１）個ある。
【００３１】
パス抽出部５０３−ｒは、チャネル選択部５０２−ｒが出力する周波数応答推定値を用いて、パス抽出を行う。パス抽出部５０３−ｒの動作の詳細は、後述する。
パス抽出部５０３−ｒは、抽出したパス情報（「パス番号」とか「遅延数」とかと言うことがある。）をＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力する。また、パス抽出部５０３−ｒは、チャネル選択部５０２−ｒから受け取った一つの周波数応答推定値を、そのままＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力する。
【００３２】
ＣＩＲ推定部５０４−ｒは、チャネル選択部５０２−ｒとパス抽出部５０３−ｒとから受け取った全体でＴ個の周波数応答推定値と、パス抽出部５０２−ｒから受け取ったパス情報とを用いて、Ｔ個のチャネルインパルス応答を推定する。周波数応答推定値は周波数の関数であるが、チャネルインパルス応答は、時間の関数である。ＣＩＲ推定部５０４−ｒの動作の詳細は、後述する。なお、パス抽出部５０３−ｒは、パス抽出と同時にチャネルインパルス応答推定値を算出することができる。その場合は、算出したチャネルインパルス応答推定値をＣＩＲ推定部５０４−ｒへ送出し、ＣＩＲ推定部５０４−ｒは、このチャネルインパルス応答推定値をそのまま用いることができる。
【００３３】
ＣＩＲ推定部５０４−ｒは、Ｔ個のチャネルインパルス応答推定値を、ＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒに出力する。
例えば、ＣＩＲ推定部５０４−２は、送信アンテナｔ＝１に関するチャネルインパルス応答推定値をＦＦＴ部５０５−１−２に出力する。ＣＩＲ推定部５０４−２は、送信アンテナｔ＝Ｔに関するチャネルインパルス応答推定値をＦＦＴ部５０５−Ｔ−２に出力する。
【００３４】
ＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒは、ＣＩＲ推定部５０４−ｒが出力するチャネルインパルス応答推定値に時間−周波数変換を施して、復調用周波数応答推定値に変換し、次にこのＴＲ個の復調用周波数応答推定値をＭＩＭＯ検出部４０７に出力する。
【００３５】
図４に戻って、ＭＩＭＯ検出部４０７は、デマッピング部４０５−ｒの出力（データがマッピングされたサブキャリアの受信信号）と、伝搬路推定部４０６のＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒが出力するＴＲ個の復調用周波数応答推定値と、を用いて、ＭＩＭＯ分離を行う。
具体的には、このＭＩＭＯ分離は、ＺＦ（Zero Forcing）基準、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）基準等を用いた線形処理とか、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）等の非線形処理とか、の公知技術を用いて行う。
この結果得られるＴ個の復調結果を、復号部４０８−ｔに出力する。
【００３６】
復号部４０８−ｔは、ＭＩＭＯ検出部４０７が出力する復調結果を用いて復号を行う。具体的には、復号部４０８−ｔは、最尤復号法、最大事後確率推定（MAP; Maximum A posteriori Probability）、ｌｏｇ−ＭＡＰ、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ、ＳＯＶＡ（Soft Output Viterbi Algorithm）等を用いて、復号処理を行い、情報ビットを出力する。
なお、ＺＦ処理とかＭＭＳＥ処理とかを用いる場合は、ＭＩＭＯ検出部４０７は、ＭＩＭＯ分離と、その後の符号化ビットの対数尤度比を求める復調処理と、を行う。ＭＬＤ処理の場合は、ＭＩＭＯ分離により得られる情報は、符号化ビットの対数尤度比となり、したがって、ＭＩＭＯ検出部４０７においてＭＩＭＯ分離と復調処理とが併せて行われる。
【００３７】
以下、受信装置１ｂの受信部４０２−ｒ、ＦＦＴ部４０４−ｒ、ＭＩＭＯ検出部４０７および伝播路推定部４０６の動作を、数式を交えて、さらに詳細に説明する。
まず、図４において、受信アンテナ４０１−ｒを介して受信部４０２−ｒが受信した第ｉＯＦＤＭシンボルにおける第ｋ離散時間の受信信号ｒｉ，ｋ，ｒ（ｋ＝０、１、・・・、Ｎｇ＋Ｎ−１）は、次式（１）、（２）で表される。
【００３８】
【数１】
【００３９】
【数２】
【００４０】
ここで、Ｄは、最大遅延数である。ｈｉ，ｄ，ｋ，ｒ，ｔは、第ｄ遅延パスの第ｋ離散時間における第ｔアンテナから第ｒアンテナへの複素振幅である。ｓｉ，ｋ，ｔは、第ｔ送信アンテナからの時間領域の送信信号であり、そしてＺｉ，ｋ，ｒは、時間領域の雑音である。また、Ｎは、ＦＦＴ区間のポイント数である。Ｓｉ，ｎ，ｔは、第ｎサブキャリアの第ｔアンテナからの変調シンボルである。Ｎｇは、ＧＩ区間のポイント数である。ｊは、虚数単位である。なお、各変数の添字ｉは、ＯＦＤＭシンボルが第ｉ番目のものであることを示す。
【００４１】
図６は、受信装置１ｂが受信する受信信号を説明する簡略化した図である。
説明を簡素化するために、ここでは、Ｔ＝Ｒ＝１で説明する。つまり、送信アンテナの個数がＴ＝１で、受信アンテナの個数がＲ＝１の場合について、説明をする。そのため、この例についての説明では、ｔとｒの添字は省略する。
図６において、上から順に直達波（「遅延数ｄ＝０の遅延波」と言うことがある。）、ｄ＝１の遅延波、ｄ＝２の遅延波およびｄ＝３の遅延波（「最大遅延数の遅延波」と言うことがある。）を示す。
【００４２】
図６において、横に８個並んだ白の四角（□）の集合は、ＦＦＴ区間を表す。また、横に２個並んだ小さな点でハッチングした四角の集合は、ガード区間ＧＩを表す。横に何個か並んだ斜線でハッチングした四角の集合は、先行または後行のＦＦＴ区間の一部分を表す。ＧＩ区間のポイント数は、Ｎｇ＝２であり、ＦＦＴ区間のポイント数は、Ｎ＝８であり、そして最大遅延数は、Ｄ＝３である。つまり、ＧＩ区間は、２つの離散時間を占有し、ＦＦＴ区間は、８つの離散時間を占有し、そしてパスは、４個である。
【００４３】
図６において、離散時間ｋ＝５における遅延数０〜３の４つの遅延波を、枠６０１で囲んで示す。枠６０１内の受信信号ｈｉ，０，５ｓｉ，５〜ｈｉ，３，５ｓｉ，２の和が、式（１）の左辺のｒｉ，５，ｒを表す。
【００４４】
図４へ戻って、ＦＦＴ区間（図６では、離散時間ｋ＝２〜９の区間）の受信信号ｒｉ，ｋ，ｒに対して、ＦＦＴ部４０４−ｒにおいて時間−周波数変換を行った後の第ｎサブキャリアの受信信号Ｒｉ，ｎ，ｒは、次式（３）〜（５）で表される。
【００４５】
【数３】
【００４６】
【数４】
【００４７】
【数５】
【００４８】
ここで、Ｈｉ，ｎ，ｒ，ｔは、第ｉシンボルにおける第ｎサブキャリアの第ｔ送信アンテナから第ｒ受信アンテナへの周波数応答である。Ｚ’ｉ，ｎ，ｒは、シンボル間干渉（ISI; Inter Symbol Interference）およびキャリア間干渉（ICI; Inter Carrier Interference）の和である。Ｚｉ，ｎ，ｒは、周波数領域の雑音である。なお、最大遅延数Ｄの場合の遅延時間がＧＩ区間Ｎｇを超えず、ＯＦＤＭシンボル内での伝搬路変動が無い場合（すなわち、ｈｉ，ｄ，ｋ，ｒ，ｔ＝ｈｉ，ｄ，ｒ，ｔと書ける場合）は、Ｚ’ｉ，ｎ，ｒはゼロになる。
なお、max(Ng,d)は、Ｎｇとｄのうち、大きい方という意味である。しあがって、ｄ≦Ｎｇ、すなわち、遅延数がGI長以内のパスについては、ｋ＝ＮｇからＮｇ＋Ｎ−１までの和となる。ｄ＞ＮｇのGI超えパスについては、ｋ＝ｄからＮｇ＋Ｎ−１までの和となる。
伝搬路推定部４０６の動作の詳細は、後述する。
次に、復調用周波数応答推定値が得られているものとして、ＭＩＭＯ検出部４０７の説明を行う。なお、復調用周波数応答推定値については、既に、伝搬路推定部４０６の詳細を示す図５に関連して言及した。
【００４９】
ＭＩＭＯ検出部４０７では、例えばＭＭＳＥ規範のＭＩＭＯ分離を用いる場合、復調シンボルＳ’ｉ，ｎ，ｔは、次式（６）、（７）のようになる。
【００５０】
【数６】
【００５１】
【数７】
【００５２】
ただし、Ｒｉ，ｎ，ｒは、第ｎサブキャリアの受信信号であって、式（３）で示されるものである。Ｈｉ，ｎは、Ｒ×Ｔの行列であり、その要素であるＨ’’ｉ，ｎ，ｒ，ｔは、後述する伝播路推定部４０６における伝搬路推定処理で得られるＴＲ個の復調用周波数応答推定値である。行列（またはベクトル）Ｘに対して、ＸＴは、Ｘの転置を表す。
σ２は、雑音ならびにＩＳＩおよびＩＣＩの電力である。
また、ＭＩＭＯ検出部４０７では、上記の復調シンボルＳ’ｉ，ｎ，ｔを用いてビット対数尤度比を算出する処理を行う。この処理には、等価振幅利得が用いられる。
具体的には、ＱＰＳＫ（４相位相変調）の場合、次式（８）で表される第ｎサブキャリアの等価振幅利得μｉ，ｎ，ｔに対して、ビット対数尤度比λは、次式（９）、（１０）で表される。
【００５３】
【数８】
【００５４】
ただし、式（８）のｄｉａｇは、行列の対角要素を縦に並べたベクトルを生成する演算子である。
ここで、式（９）は、ＱＰＳＫの１ビット目のビットｂｉ，ｎ，ｔ，０のビット対数尤度比λ（ｂｉ，ｎ，ｔ，０）である。式（１０）は、ＱＰＳＫの２ビット目のビットｂｉ，ｎ，ｔ，１のビット対数尤度比λ（ｂｉ，ｎ，ｔ，１）である。
【００５５】
【数９】
【００５６】
【数１０】
【００５７】
次に、再び図５を参照して、伝搬路推定部４０６の説明を詳細に行う。
ＣＦＲ推定部５０１−ｒは、デマッピング部４０５−ｒから出力されるパイロットサブキャリアの受信信号を用いて、パイロットサブキャリアの周波数応答推定値を算出する。具体的には、パイロットサブキャリアの周波数応答推定値は、受信信号を既知のパイロットシンボルで除算することによって得られる。
なお、図３のようなパイロットシンボルの配置の場合、或る送信アンテナのパイロットシンボルが挿入されているサブキャリアにおいて、他の送信アンテナの信号はヌルであるので、周波数応答推定値Ｈ’ｉ，ｎ，ｒ，ｔ（ｔ＝１，・・・，Ｔ）は、次式に示すように、式（３）のＲｉ，ｎ，ｒを式（３）の右辺で用いるＳｉ，ｎ，ｔで除算する演算によって、得ることができる。
【００５８】
【数１１】
【００５９】
なお、式（１１）の周波数応答推定値Ｈ’ｉ，ｎ，ｒ，ｔおよび式（７）右辺の周波数応答推定値Ｈ‘’ｉ，ｎ，ｒ，ｔは、パイロットサブキャリアにおいて、後者が前者よりも周波数領域の雑音の影響が低減されている点を除けば、同一である。
【００６０】
チャネル選択部５０２−ｒでは、ＣＦＲ推定部５０１−ｒから入力されるＴ個の周波数応答推定値Ｈ’ｉ，ｎ，ｒ，ｔ（ｔ＝１，・・・，Ｔ）のうち、最も良いものを選択する。具体的には、例えば、電力の合計値Ｐｉ，ｒ，ｔが最も大きくなるものを選択する。なお、このとき算出した電力の平均値からパイロットシンボルの電力を減算したものを雑音電力とし、この雑音電力をＭＩＭＯ検出部４０７で用いる。
【００６１】
【数１２】
【００６２】
ただし、ｎａはａ番目のパイロットサブキャリアを表し、ＮＰはパイロットサブキャリアの数である。ａ＝０、・・・、Ｎｐ−１である。
また、これらのチャネル選択およびパス抽出の処理は一定間隔で更新すればよく、例えば、図３において１４個のＯＦＤＭシンボルが描かれているが、１つ目のＯＦＤＭシンボルで行い、残りの１３個のＯＦＤＭシンボルでは１つ目のＯＦＤＭシンボルにおけるパス抽出結果を用いるようにしてもよい。続いて受信される次の１４個のＯＦＤＭシンボルにおいても同様の動作を行うようにすればよい。なお、1つ目のＯＦＤＭシンボルではｔ＝３、４のパイロットサブキャリアが存在しないが、２つ目のＯＦＤＭシンボルのものを代用するようにしてもよいし、１４個のＯＦＤＭシンボルの間は伝搬路変動はないとして、全てのパイロットサブキャリアを用いてもよい。
【００６３】
パス抽出部５０３−ｒでは、チャネル選択部５０２−ｒから１つの周波数応答推定値が入力される。この周波数応答推定値は、複数のパスを含む。パス抽出部５０３−ｒは、この複数のパスから一つ又は若干のパスを抽出する。
【００６４】
図７は、パス抽出部５０３−ｒの構成を示す概略的ブロック図である。
パス抽出部５０３−ｒは、伝搬路適合度算出部７０１、不要候補パス除去部７０２、判断部７０３およびパス決定部７０４を備える。なお、図７には、チャネル選択部５０２−ｒおよびＣＩＲ推定部５０４−ｒを併せて示す。また、パス抽出部５０３−ｒは、一次記憶場所(図面を見やすくするために図示せず)として、「選択したパス（selected_path）」、「候補パス（candidate_path）」、「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」、「伝搬路適合度（channel_match）」および「伝搬路（channel）」を備える。
【００６５】
伝搬路適合度算出部７０１、不要候補パス除去部７０２および判断部７０３は、縦続に接続される。
伝搬路適合度算出部７０１には、既述のように、チャネル選択部５０２−ｒから、選択された１つのストリームにおける周波数応答推定値が入力される。この周波数応答推定値は、既述のように、複数のパスを含む。
【００６６】
伝搬路適合度算出部７０１は、「候補パス（candidate_path）」の要素と、パス決定部７０４から入力された「選択したパス（selected_path）」の要素と、に基づいて、チャネルインパルス応答を推定し、次いで、各場合の伝搬路適合度を計算して、「伝搬路適合度（channel_match）」に保存する。伝搬路適合度の算出の詳細は、後述する。
【００６７】
伝搬路適合度算出部７０１は、算出した伝搬路適合度を不要候補パス除去部７０２に出力する。
不要候補パス除去部７０２は、入力された伝搬路適合度を「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」の要素と比較して、前者が後者より小さい場合は、その小さな伝搬路適合度を「伝搬路適合度（channel_match_prev）」の内容から削除する。また、不要候補パス除去部７０２は、その小さな伝播路適合度に対応する「候補パス（candidate_path）」の要素も削除する。
【００６８】
不要候補パス除去部７０２は、「選択したパス（selected_path）」に保存されている選択パスのパス番号を抽出して、判断部７０３に出力する。また、不要候補パス除去部７０２は、「候補パス（candidate_path）」に保存されている候補パスを抽出して、判断部７０３に出力する。
判断部７０３は、不要候補パス除去部７０２の出力に候補パスが存在しない場合、すなわち「候補パス（candidate_path）」の内容が空である場合、選択パスのパス番号をＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力する。判断部７０３は、不要候補パス除去部７０２の出力に候補パスが存在する場合、「伝搬路適合度（channel_match）」に保存されている伝播路適合度を抽出して、パス決定部７０４へ出力する。
パス決定部７０４は、判断部７０３から入力された伝播路適合度のうち一番大きなものを選択して、「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」に重ね書きする。したがって、「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」に保存されている内容は、この一番大きな伝播路適合度になる。
【００６９】
パス決定部７０４は、この一番大きな伝播路適合度に対応する「伝搬路適合度（channel_match）」の要素を「選択したパス（selected_path）」に移動する。したがって、この要素は、「伝搬路適合度（channel_match）」の内容から削除される。
パス決定部７０４は、「選択したパス（selected_path）」の要素を抽出して、伝搬路適合度算出部７０１へ出力する。
【００７０】
図８は、パス抽出部５０３−ｒにおけるパス抽出の処理を示すフローチャートである。Ｌは、パス抽出部５０３−ｒが想定する最大遅延度である。
（ステップＳ８０１）
初期値として、一次記憶場所の「選択したパス（selected_path）」を空とし、一次記憶場所の「候補パス（candidate_path）」を０〜Ｌとし、一次記憶場所の「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」を小さい値（例えば、負の無限大）とする。また、一次記憶場所の「伝搬路適合度（channel_match）」と「伝搬路（channel）」の初期値として、任意の値（例えばゼロ）を設定する。その後、ステップＳ８０２に進む。
（ステップＳ８０２）
「選択したパス（selected_path）」に保存されているパスに、「候補パス（candidate_path）」の１つのパスを加えた場合の、チャネルインパルス応答ｈｑを推定する。この操作を複数回だけ行う。具体的には、チャネルインパルス応答ｈｑは、次式により算出する。
【００７１】
【数１３】
【００７２】
ただし、ｑは、「選択したパス（selected_path）」のパスに、「候補パス（candidate_path）」に保存されている（Ｌ＋１）個の候補パスの中で削除されていないうちの１個を、追加したパスの集合である。
ＨＰは、ＣＦＲ推定部５０１−ｒで得られる周波数応答推定値を縦に並べたベクトルであって、次式で与えられる。
【００７３】
【数１４】
【００７４】
Ｆｑは、次式で与えられるフーリエ変換行列である。
【００７５】
【数１５】
【００７６】
ただし、ｎａは、ａ番目のパイロットサブキャリアを表す。また、ｌｂは、ｑのｂ番目の要素を表す。
次に、パス抽出部５０３−ｒは、スカラー量として表される伝搬路適合度Ｂｑを次式のように算出する。
【００７７】
【数１６】
【００７８】
ただし、｜ｑ｜はｑの要素数、すなわちその時点で抽出されているパス数である。ＮＰはパイロットサブキャリアの数である。
伝搬路適合度Ｂｑは、式（１３）のチャネルインパルス応答ｈｑが式（１４）の周波数応答推定値のベクトルＨＰにどれだけ適合しているかを表す量である。
なお、上式は、ベイズ情報量規準を伝搬路適合度として用いた場合の式である。
パス抽出部５０３−ｒは、このチャネルインパルス応答推定値の算出と伝搬路適合度の算出とを、候補パスの数だけ行い、この伝播路適合度を一次記憶場所の「伝搬路適合度（channel_match）」に保存する。その後、ステップＳ８０３に進む。なお、チャネルインパルス応答の推定に、ステップＳ８０５で得られるchannelの値を用いて計算量を削減してもよい。
【００７９】
（ステップＳ８０３）
ステップＳ８０３では「伝搬路適合度（channel_match）」に保存された伝搬路適合度が、「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」に保存されているパスのみによる伝搬路適合度より小さい場合は、その小さなパスは、候補パスから除去する。すなわち、対応するパス番号を、一次記憶場所の「候補パス（candidate_path）から削除する。また、「伝搬路適合度（channel_match）」からも対応するものを削除する。その後、ステップＳ８０４に進む。
（ステップＳ８０４）
ステップＳ８０３によって候補パスが無くなった場合、すなわち一次記憶場所の「候補パス（candidate_path）」が空になった場合、処理を終了する。候補パスが残っている場合はステップＳ８０５に進む。
【００８０】
（ステップＳ８０５）
得られた伝搬路適合度（channel_match）のうち、最大のものに対応する「候補パス（candidate_path）」の要素を、新たな選択パスとして「選択したパス（selected_path）」に移動して保存する。したがって、その要素は、「候補パス（candidate_path）」から削除される。また、このときのチャネルインパルス応答を一次記憶場所の「チャネル（channel）」に保存する。また、このときの伝搬路適合度を、一次記憶場所の「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」に保存する。その後、ステップＳ８０６に進む。
（ステップＳ８０６）
ステップＳ８０５によって候補パスが無くなった場合、すなわち、一時記憶場所の「候補パス（candidate_path）」が空になった場合、処理を終了する。候補パスが残っている場合はステップＳ８０２に戻る。
【００８１】
最終的に一次記憶場所の「選択したパス（selected_path）」に保存されているパス番号が選択パスであるので、これをＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力する。
また、パス抽出を行ったチャネルに関しては、チャネルインパルス応答推定値も得られているので、これをそのままＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力し、ＣＩＲ推定部５０４−ｒにおけるチャネルインパルス応答推定処理を１つ省略してもよい。
ＣＩＲ推定部５０４−ｒでは、チャネル選択部５０２−ｒから入力されるＴ個の周波数応答推定値とパス抽出部５０３−ｒから入力されるパス情報を用いてＴ個のチャネルインパルス応答を推定して、このＴ個のチャネルインパルス応答をＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒに出力する。
【００８２】
図９は、ＣＩＲ推定部５０４−ｒの構成を示す概略的ブロック図である。
ＣＩＲ推定部５０４−ｒは、重み生成部９０１−ｒ−ｔ、分配部９０２−ｒ、重み乗算部９０３−ｒ−ｔから構成される。図９では、チャネル選択部５０２−ｒ、パス抽出部５０３−ｒおよびＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒをも併せて示す。ここでｔ＝１、２、・・・、Ｔである。図９では、ｔ＝１、ｔ＝２、ｔ＝Ｔの３つの場合を簡略化して示す。
【００８３】
重み生成部９０１−ｒ−ｔは、パス抽出部５０３−ｒから入力されるパス情報ｑに基づいて、ＣＩＲ（チャネルインパルス応答）を推定するための重み行列を生成する。
具体的には、第ｔストリームの重み行列Ｗ（ｔ）は、次式（１７）で表される。
【００８４】
【数１７】
【００８５】
ここで、Ｆｑ（ｔ）は、式（１５）で表されるフーリエ変換行列Ｆｑを構成するパイロットサブキャリアｎ０、ｎ１、・・・ｎＮＰ−１を、第ｔストリームのものに置き換えた行列である。
以上の点を図３を参照して説明をする。図３のマッピング図は、送信アンテナが４個存在する例である。図３の先頭の時間の処理を考える。すなわち、４個のマッピング図の時間軸上で一番左端のシンボルについて考える。式（１７）の右辺で用いられているＦｑ（ｔ）では、ｔ＝１〜４となる。ｔ＝１の送信アンテナ１では、周波数軸上で下から０、６、１２、・・・番目のリソースエレメントにパイロットシンボルが配置される。したがって、式（１７）のＦｑ（１）というものは、式（１５）の右辺のｎ０、ｎ１、・・・、を０、６、１２、・・・にしたものである。同様にして、ｔ＝２の送信アンテナ２では、周波数軸上で下から３、９、１５、・・・番目のリソースエレメントにパイロットシンボルが配置されているから、式（１７）のＦｑ（２）というものは、式（１５）の右辺のｎ０、ｎ１、・・・、を３、９、１５、・・・にしたものである。
【００８６】
なお、ｔ＝３、４の送信アンテナ３、４では、時間軸上で一番左端のシンボルについてはパイロットシンボルが存在せず、左端から２番目のシンボルにパイロットシンボルが存在する。この場合は、例えば、先頭のシンボルとその次のシンボルの２つの時間を同時に処理をしてもよい。この場合、先頭のシンボルとその次のシンボルでは伝搬路変動はないものと仮定し、最終的に算出される復調用周波数応答推定値もこの２つのシンボルで共有することができる。
なお、パス抽出部５０３−ｒから入力されるパス番号は、重み生成部９０１−ｒ−１〜９０１−ｒ−Ｔに共通に入力される。すなち、このパス番号の集合は、式（１７）の右辺で「ｑ」として示されている。
【００８７】
分配部９０２−ｒは、チャネル選択部５０２−ｒから入力される選択しなかった（Ｔ−１）個の周波数応答推定値を受け取る。分配部９０２−ｒは、パス抽出部５０３−ｒから入力される選択した１個の周波数応答推定値を受け取る。分配器９０２−ｒは、この全体でＴ個の周波数応答推定値を、対応する重み乗算部９０３−ｒ−ｔに分配する。
なお、チャネル選択部５０２−ｒは、選択したチャネルについても、その周波数応答推定値を出力するようにしてもよい。
【００８８】
重み乗算部９０３−ｒ−ｔは、重み生成部９０１−ｒ−ｔから入力される重み行列と、分配部９０２−ｒから入力される第ｔストリームの周波数応答推定値をベクトルとしたものを乗算し、第ｔストリームのチャネルインパルス応答推定値とする。これをＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒに出力する。
【００８９】
図１０は、ＣＩＲ推定部５０４−ｒの処理を示すフローチャートである。
なお、図１０が示す動作は、図９のパス抽出部５０３−ｒがパス情報をＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力した後の処理である。
（ステップＳ１００１）
重み生成部９０１−ｒ−ｔは、パス抽出部５０３−ｒから入力されるパス情報を用いて、第ｔストリーム用の重み行列を生成する。その後、ステップＳ１００２に進む。
【００９０】
（ステップＳ１００２）
分配部９０２−ｒは、チャネル選択部５０２−ｒから入力される選択されなかった（Ｔ−１）個の周波数応答推定値およびパス抽出部５０３−ｒからの１個の周波数応答推定値を、対応する重み乗算部９０３−ｒ−ｔに出力して、分配する。その後、ステップＳ１００３に進む。
（ステップＳ１００３）
重み乗算部９０３−ｒ−ｔは、ステップＳ１００１で得られる重み行列とステップＳ１００２で得られる周波数応答推定値とを乗算し、ＣＩＲ推定値を算出する。この推定値は、ＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒに出力される。その後、ＣＩＲ推定部５０４−ｒは動作を終了する。
【００９１】
ＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒは、ＣＩＲ推定部５０４−ｒから入力されたＴ個のチャネルインパルス応答に対して時間−周波数変換を施すことでチャネルインパルス応答を復調用周波数応答推定値に変換し、次いでこの復調用周波数応答推定値をＭＩＭＯ検出部４０７に出力する。
【００９２】
図１１は、本実施形態に係る受信装置１ｂの動作を示すフローチャートである。
なお、図１１が示す動作は、図４の受信部４０２−ｒが受信信号をＧＩ除去部４０３−ｒに出力した後の処理である。
【００９３】
（ステップＳ１１０１）
ＧＩ除去部４０３−ｒは、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップＳ１１０２に進む。
（ステップＳ１１０２）
ＦＦＴ部４０４−ｒは、ステップＳ１１０１で得られる信号に対して時間-周波数変換を行う。デマッピング部４０５−ｒは、得られた周波数領域の信号からデータとパイロットを分離する。デマッピング部４０５−ｒは、パイロットサブキャリアの受信信号を伝搬路推定部４０６に出力した後、ステップＳ１１０３に進む。
（ステップＳ１１０３）
【００９４】
伝搬路推定部４０６のＣＦＲ推定部５０１−ｒは、パイロットサブキャリアの受信信号から、送信アンテナそれぞれについての周波数応答推定値を算出する。次に、チャネル選択部５０２−ｒは、その中から電力の総和が最大のものを選択する。その後、ステップＳ１１０４に進む。
（ステップＳ１１０４）
パス抽出部５０３−ｒは、ステップＳ１１０３で得られるチャネルにおける周波数応答推定値を用いてパス抽出を行う。その後、ステップＳ１１０５に進む。
【００９５】
（ステップＳ１１０５）
ＣＩＲ推定部５０４−ｒは、ステップＳ１１０４で得られるパス情報を用いて、送信アンテナそれぞれについてのチャネルインパルス応答推定値を算出する。その後、ステップＳ１１０６に進む。
（ステップＳ１１０６）
ステップＳ１１０５で得られるチャネルインパルス応答推定値を、ＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒにおいて復調用周波数応答推定値に変換した後、ＭＩＭＯ検出部４０７でＭＩＭＯ分離を行う。その後、ステップＳ１１０７に進む。
（ステップＳ１１０７）
ステップＳ１１０６で得られるＭＩＭＯ分離結果を用いて、復号を行う。その後、受信装置１ｂは動作を終了する。
【００９６】
このように、本実施形態によれば、受信装置１ｂは、ＴＲ個必要なパス抽出部をＲ個に抑えているため、計算量を大きく削減することができ、回路規模を大きく削減することができ、しかも受信装置の消費電力を大きく低減することができる。
【００９７】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、受信アンテナｒにおける、Ｔ通りのチャネルのうち、１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、その結果を用いて残りのＴ−１個のチャネルについてのチャネルインパルス応答を推定する方法について説明した。
第２の実施形態では、受信アンテナ毎の処理ではなく、送信アンテナ毎の処理を行う。
【００９８】
第２の実施形態の通信システムは、送信装置２ａおよび受信装置２ｂを備える。
第２の実施形態の送信装置２ａの構成は、図２に示す第１の実施形態の送信装置１ａの構成と同じである。したがって、その説明を省略する。
【００９９】
図１２は、第２の実施形態の受信装置２ｂの構成を示す概略図である。
受信装置２ｂは、受信部４０２−ｒ、ＧＩ除去部４０３−ｒ、ＦＦＴ部４０４−ｒ、デマッピング部４０５−ｒ、伝搬路推定部１２０６、ＭＩＭＯ検出部４０７および復号部４０８−ｔを備える。ここで、ｒ＝１、２、・・・、Ｒであり、そしてｔ＝１、２、・・・、Ｔである。図１２には、受信アンテナ１ｂ−ｒを併せて示す。図１２では、ｒ＝１、ｒ＝２、ｒ＝Ｒの３つの場合、そしてｔ＝１、ｔ＝２、ｔ＝Ｔの３つの場合のみを簡略化して示す。
受信装置２ｂの構成を第１の実施形態の受信装置１ｂの構成と対比すると、後者の伝搬路推定部４０６が前者では伝搬路推定部１２０６となっていて相違する。しかし、他の構成（受信部４０２−ｒ、ＧＩ除去部４０３−ｒ、ＦＦＴ部４０４−ｒ、デマッピング部４０５−ｒ、ＭＩＭＯ検出部４０７および復号部４０８−ｔの構成）は同一であるので、その説明を省略する。
【０１００】
図１３は、伝搬路推定部１２０６の構成を示す概略ブロック図である。
伝搬路推定部１２０６は、ＣＦＲ推定部１３０１−ｒ、チャネル選択部１３０２−ｔ、パス抽出部１３０３−ｔ、ＣＩＲ推定部１３０４−ｔ、ＦＦＴ部１３０５−ｔ−ｒを備える。図１３には、デマッピング部４０５−ｒおよびＭＩＭＯ検出部４０７を併せて示す。
【０１０１】
ＣＦＲ推定部１３０１−ｒは、デマッピング部４０５−ｒが出力するパイロットサブキャリアの受信信号を用いて、パイロットサブキャリアの周波数応答を推定する。ＣＦＲ推定部１３０１−ｒは、ｒ番目の受信アンテナにおける受信信号に含まれるＴ個のストリームすべてに対して、周波数応答推定値を算出する。
ＣＦＲ推定部１３０１−ｒは、Ｔ個の周波数応答推定値をチャネル選択部１３０２−ｔに出力する。
【０１０２】
例えば、チャネル選択部１３０２−１には、ＣＦＲ推定部１３０１−１〜１３０１−Ｒから第１送信アンテナにおけるチャネルの周波数応答推定値が入力される。チャネル選択部１３０２−２には、ＣＦＲ推定部１３０１−１〜１３０１−Ｒから第２送信アンテナにおけるチャネルの周波数応答推定値が入力される。チャネル選択部１３０２−Ｔには、ＣＦＲ推定部１３０１−１〜１３０１−Ｒから第Ｔ送信アンテナにおけるチャネルの周波数応答推定値が入力される。すなわち、チャネル選択部１３０２−ｔには、ＣＦＲ推定部１３０１−１〜１３０１−Ｒから合計でＲ個の周波数応答推定値が入力される。
【０１０３】
チャネル選択部１３０２−ｔは、第１の実施形態と同様に、この入力の中からパイロットサブキャリアの伝搬路推定値の電力の総和が最大になるチャネルを選択し、その周波数応答推定値を、パス抽出部１３０３−ｔに出力する。
パス抽出部１３０３−ｔは、第１の実施形態と同様に、パス抽出を行う。パス抽出部１３０３−ｔは、抽出したパス情報をＣＩＲ推定部１３０４−ｔに出力する。
【０１０４】
また、チャネル選択部１３０２−ｔは、Ｒ個の周波数応答推定値をＣＩＲ推定部１３０４−ｔに出力する。
ＣＩＲ推定部１３０４−ｔは、チャネル選択部１３０２−ｔが出力するＲ個の周波数応答推定値と、パス抽出部１３０３−ｔが出力するパス情報とを用いて、チャネルインパルス応答推定値を算出する。
【０１０５】
ＣＩＲ推定部１３０４−ｔは、算出したチャネルインパルス応答推定値を、対応するＦＦＴ部１３０５−ｔ−ｒに出力する。
例えば、ＣＩＲ推定部１３０４−２は、受信アンテナｒ＝１に関するチャネルインパルス応答推定値をＦＦＴ部１３０５−２−１に出力する。ＣＩＲ推定部１３０４−２は、受信アンテナｒ＝Ｒに関するチャネルインパルス応答推定値をＦＦＴ部１３０５−２−Ｒに出力する。
ＦＦＴ部１３０５−ｔ−ｒでは、第ｔ送信アンテナから第ｒ受信アンテナへのチャネルにおけるチャネルインパルス応答を復調用周波数応答推定値に変換する。ＦＦＴ部１３０５−ｔ−ｒは、復調用周波数応答推定値をＭＩＭＯ検出部４０７に出力する。
【０１０６】
第１の実施形態では、受信アンテナｒで観測されるＴ通りのチャネルのうち、１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、その結果を用いて残りのＴ−１個のチャネルについてチャネルインパルス応答を推定する方法について説明した。第２の実施形態では、１つの受信アンテナで観測されるチャネルではなく、１つの送信アンテナからＲ個の受信アンテナへのＲ個のチャネルの中から１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、これにより残りのＲ−１個のチャネルについてチャネルインパルス応答を推定する。
【０１０７】
図１４は、受信装置２ｂの動作を説明するフローチャートである。
図１４が示す動作は、図１２の受信部４０２−ｒが受信信号をＧＩ除去部４０３−ｒに出力した後の処理である。
（ステップＳ１４０１）
ＧＩ除去部４０３−ｒは、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップＳ１４０２に進む。
（ステップＳ１４０２）
ＦＦＴ部４０４−ｒは、ステップＳ１４０１で得られる信号に対して時間−周波数変換を行う。デマッピング部４０５−ｒは、得られた周波数領域の信号からデータとパイロットを分離する。デマッピング部４０５−ｒがパイロットサブキャリアの受信信号を伝搬路推定部１２０６に出力した後、ステップＳ１４０３に進む。
（ステップＳ１４０３）
ＣＦＲ推定部１３０１−ｒは、得られたパイロットサブキャリアの受信信号から、送信アンテナそれぞれについての周波数応答推定値を算出する。そのうち、第ｔ送信アンテナからのＲ個のチャネルにおける周波数応答推定値を、チャネル選択部１３０２−ｔに出力する。チャネル選択部１３０２−ｔは、その中から電力の総和が最大のものを選択する。その後、ステップＳ１４０４に進む。
（ステップＳ１４０４）
パス抽出部１３０３−ｔは、ステップＳ１４０３で得られるチャネルにおける周波数応答推定値を用いて、パス抽出を行う。その後、ステップＳ１４０５に進む。
（ステップＳ１４０５）
ＣＩＲ推定部１３０４−ｔは、ステップＳ１４０４で得られるパス情報およびチャネル選択部１３０２−ｔからのＲ個の周波数応答推定値を用いて、受信アンテナそれぞれについてのチャネルインパルス応答推定値を算出する。その後、ステップＳ１４０６に進む。
（ステップＳ１４０６）
ステップＳ１４０５で得られるチャネルインパルス応答推定値を、ＦＦＴ部１３０５−ｔ−ｒにおいて復調用周波数応答推定値に変換した後、ＭＩＭＯ検出部４０７でＭＩＭＯ分離を行う。その後、ステップＳ１４０７に進む。
（ステップＳ１４０７）
ステップＳ１４０６で得られるＭＩＭＯ分離結果を用いて、復号を行う。その後、受信装置２ｂは動作を終了する。
このように、本実施形態によれば、図１３に示した通り、ＴＲ個必要なパス抽出部をＴ個に抑えているため、計算量を大きく削減することができ、回路規模を大きく削減することができ、しかも消費電力を大きく低減することができる。
【０１０８】
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態では、受信アンテナ毎に１つのパス抽出を行う場合について説明し、第２の実施形態では、送信アンテナ毎に１つのパス抽出を行う場合について説明をした。
本実施形態では、送信装置の送信アンテナの個数をＴとし、受信装置の受信アンテナの個数をＲ個とした場合の、ＴＲ個のチャネルから、パス情報を共有するチャネルをＰ個に分ける方法について説明する。
【０１０９】
図１５は、第３の実施形態に係る無線通信システム３の概要を示す図である。
無線通信システム３は、送信装置３ａ−１〜３ａ−Ｐおよび受信装置３ｂを備える。送信装置３ａ−１〜３ａ−Ｐは、例えば、移動通信システムの基地局であり、受信装置３ｂは、当該システムの端末である。その代わりに、送信装置３ａ−１〜３ａ−Pは、移動通信システム３の端末であり、受信装置３ｂは、当該システムの基地局であってもよい。
【０１１０】
送信装置３ａ−１〜送信装置３ａ−Ｐは、全体でＴ個の送信アンテナを有する。したがって、送信装置３ａ−ｐは、１個の送信アンテナを備える場合もあれば、複数個の送信アンテナを備える場合もあるが、図１５では、図面を見やすくするために、１個の送信アンテナを備えるものとして示す。送信装置がそれぞれ２個の送信アンテナを備える場合は、送信装置の台数Ｐは、Ｐ＝Ｔ／２である。送信装置がそれぞれ１個の送信アンテナを備える場合は、送信装置の台数Ｐは、Ｐ＝Ｔである。
無線通信システム３は、Ｔ×Ｒ ＭＩＭＯ，特に、Ｔ×Ｒのマルチユーザー ＭＩＭＯを構成する。
【０１１１】
送信装置３ａ―ｐ（ｐ＝１、・・・、Ｐ）の構成は、アンテナの個数および送信装置の内部の経路の個数を除いて、図２に示す第１の実施形態の送信装置１ａの構成と同じである。したがって、その説明を省略する。
【０１１２】
図１６は、受信装置３ｂの構成を示す概略図である。
受信装置３ｂは、受信部４０２−ｒ、ＧＩ除去部４０３−ｒ、ＦＦＴ部４０４−ｒ、デマッピング部４０５−ｒ、伝搬路推定部１６０６、ＭＩＭＯ検出部４０７および復号部４０８−ｔを備える。ここで、ｒ＝１、２、・・・、Ｒであり、そしてｔ＝１、２、・・・、Ｔである。図１６には、受信アンテナ３ｂ−ｒを併せて示す。図１６では、ｒ＝１、ｒ＝２、ｒ＝Ｒの３つの場合、そしてｔ＝１、ｔ＝２、ｔ＝Ｔの３つの場合のみを簡略化して示す。
受信装置３ｂの構成を第１の実施形態の受信装置１ｂ（図４）の構成と対比すると、後者の伝搬路推定部４０６が前者では伝搬路推定部１６０６となっていて相違する。しかし、他の構成（受信部４０２−ｒ、ＧＩ除去部４０３−ｒ、ＦＦＴ部４０４−ｒ、デマッピング部４０５−ｒ、ＭＩＭＯ検出部４０７および復号部４０８−ｔの構成）は同一であるので、その説明を省略する。
【０１１３】
図１７は、受信装置３ｂにおける伝搬路推定部１６０６の構成を示す概略ブロック図である。
伝搬路推定部１６０６は、ＣＦＲ推定部１７０１−ｒ、チャネル選択部１７０２−ｐ、パス抽出部１７０３−ｐ、ＣＩＲ推定部１７０４−ｒ、ＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒ、グルーピング部１７０６および逆グルーピング部１７０−７を備える。ここで、ｒ＝１、２、・・・、Ｒであり、そしてｔ＝１、２、・・・、Ｔであり、そしてｐ＝１、２、・・・、Ｐである。図１７には、デマッピング部４０５−ｒおよびＭＩＭＯ検出部４０７を併せて示す。
図１７では、ＣＦＲ推定部１７０１−ｒ、ＣＩＲ推定部１７０４−ｒおよびＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒについては、ｒ＝１、ｒ＝２、ｒ＝Ｒの３つの場合を簡略化して示す。チャネル選択部１７０２−ｐおよびパス抽出部１７０３−ｐについては、ｐ＝１、ｐ＝２、ｐ＝Ｐの３つの場合を簡略化して示す。
なお、図１７には、デマッピング部４０５−ｒおよびＭＩＭＯ検出部４０７も併せて示す。
【０１１４】
ＣＦＲ推定部１７０１−ｒは、デマッピング部４０５−ｒが出力するパイロットサブキャリアの受信信号を用いて、パイロットサブキャリアの周波数応答を推定する。ＣＦＲ推定部１７０１−ｒは、ｒ番目の受信アンテナにおける受信信号に含まれるＴ個のストリームすべてに対して、周波数応答推定値を算出する。ＣＦＲ推定部１７０１−ｒは、Ｔ個の周波数応答推定値をグルーピング部１７０６へ出力する。
【０１１５】
グルーピング部１７０６は、ＴＲ個の周波数応答推定値をＰ組の群にグループ分けして、チャネル選択部１７０２−ｐへ出力する。例えば、Ｐ＝Ｔ／２の場合は、グルーピング部１７０６は、２Ｒ個の周波数応答推定値をチャネル選択部１７０２−ｐへ出力する。Ｐ＝Ｔの場合は、グルーピング部１７０６は、Ｒ個の周波数応答推定値をチャネル選択部１７０２−ｐへ出力する。
したがって、チャネル選択部１７０２−１〜１７０２−Ｐには、全体で、ＴＲ個の周波数応答推定値が入力する。
また、グルーピング部１７０６は、ＴＲ個の周波数応答推定値を逆グルーピング部１７０７へ出力する。
【０１１６】
チャネル選択部１７０２−ｐの動作は，以下のとおりである。
まず、Ｐ＝Ｔの場合、つまり送信装置３ａ−ｔがＴ台あって各送信装置が１個の送信アンテナを備える場合について、説明をする。
チャネル選択部１７０２−１は、送信アンテナ３ａ−１−１に関するＲ個の周波数応答推定値から、最も良いと判断した、すなわち、電力の総和が最大となると判断した１つの周波数応答推定値を選択してパス抽出部１７０３−１に出力する。また、チャネル選択部１７０２−２は、送信アンテナ３ａ−２−１に関するＲ個の周波数応答推定値から、最も良いと判断した１つの周波数応答推定値を選択してパス抽出部１７０３−２に出力する。また、チャネル選択部１７０２−Ｐは、送信アンテナ３ａ−Ｐ−１に関するＲ個の周波数応答推定値から、最も良いと判断した１つの周波数応答推定値を選択してパス抽出部１７０３−Ｐに出力する。
【０１１７】
つぎに、Ｐ＝Ｔ／２の場合、つまり送信装置３ａ−ｔがＴ／２台あって各送信装置３ａ−ｐが２個の送信アンテナを備える場合について、説明をする。
チャネル選択部１７０２−１は、送信アンテナ３ａ−１−１および送信アンテナ３ａ−１−２に関する２Ｒ個の周波数応答推定値から、最も良いと判断した一つの周波数応答推定値を選択してパス抽出部１７０３−１に出力する。また、チャネル選択部１７０２は、送信アンテナ３ａ−２−１および３ａ−２−２に関する２Ｒ個の周波数応答推定値から、最も良いと判断した一つの周波数応答推定値を選択してパス抽出部１７０３−２に出力する。また、チャネル選択部１７０２−Ｐは、送信アンテナ３ａ−Ｐ−１および３ａ−Ｐ−２に関する２Ｒ個の周波数応答推定値から、最も良いと判断した一つの周波数応答推定値を選択してパス抽出部１４０３−Ｐに出力する。
【０１１８】
以上説明をしたようにして、チャネル選択部１７０２−ｐは、ＴＲ個の周波数応答推定値を送信装置に関して任意のＰ組の群にグループ分けして、この群をパス抽出部１７０３−ｐに出力する。ただし、Ｐ≦Ｔである。このようなグループ分けは、マルチユーザＭＩＭＯの場合に有効であり、また、複数の基地局が連携してデータを送信している場合に有効である。
【０１１９】
パス抽出部１７０３−ｐでは、第１の実施形態および第２の実施形態と同様にパス抽出を行い、パス抽出の結果を逆グルーピング部１７０７に出力する。
逆グルーピング部１７０７は、ＴＲ個の周波数応答推定値と、パス抽出部１７０３−ｐで得られるパス抽出の結果と、を対応するＣＩＲ推定部１７０４−ｒに出力する。
【０１２０】
ＣＩＲ推定部１７０４−ｒは、ＴＲ個の周波数応答推定値と、パス抽出部１７０３−ｐで得られるパス抽出の結果と、を用いてチャネルインパルス応答を推定する。ＣＩＲ推定部１７０４−ｒは、推定されたチャネルインパルス応答をＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒに出力する。
ＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒは、第ｔ送信アンテナから第ｒ受信アンテナへのチャネルにおけるチャネルインパルス応答を復調用周波数応答推定値に変換する。ＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒは、復調用周波数応答推定値をＭＩＭＯ検出部４０７に出力する。
【０１２１】
図１８は、本実施形態に係る受信装置３ｂの動作を示すフローチャート図である。
なお、この図が示す動作は、図１６の受信部４０２−ｒが受信信号をＧＩ除去部４０３−ｒに出力した後の処理である。
【０１２２】
（ステップＳ１８０１）
ＧＩ除去部４０３−ｒは、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップＳ１８０２に進む。
（ステップＳ１８０２）
ＦＦＴ部４０４−ｒは、ステップＳ１８０１で得られる信号に対して時間−周波数変換を行う。デマッピング部４０５−ｒは、得られた周波数領域の信号からデータとパイロットを分離する。デマッピング部４０５−ｒは、データがマッピングされたサブキャリアの受信信号をＭＩＭＯ検出部４０７へ出力するとともに、パイロットサブキャリアの受信信号を伝搬路推定部１６０６に出力した後、ステップＳ１８０３に進む。
【０１２３】
（ステップＳ１８０３）
ステップＳ１８０３では、ＣＦＲ推定部１７０１−ｒは、得られたパイロットサブキャリアの受信信号から、送信アンテナそれぞれについての周波数応答推定値を算出し、次にこの周波数応答推定値をグルーピング部１７０６へ出力する。グルーピング部１７０６では、ＴＲ個の周波数応答推定値の中からパス情報を共有するチャネルを選択し、これをＰ組の群にグループ分けして、チャネル選択部１７０２−ｐへ出力する。
（ステップＳ１８０４）
チャネル選択部１７０２−ｐは、グルーピング部１７０６から入力されたものの中から、最も良いと判断した１つまたは若干の周波数応答推定値を選択するチャネル選択を行って、これをパス抽出部１７０３−ｐに出力する。
【０１２４】
（ステップＳ１８０５）
パス抽出部１７０３−ｐは、ステップＳ１８０４で得られるチャネルにおける周波数応答推定値を用いてパス抽出を行い、次に抽出されたパスを逆グルーピング部１７０７へ出力する。その後、ステップＳ１８０６に進む。
【０１２５】
（ステップＳ１８０６）
逆グルーピング部１７０７では、ステップＳ１８０５で得られるパス情報を、グループ分けしたチャネルに割り当てる。該当する各グループに対して、周波数応答推定値とパス情報を組み合わせ、ステップＳ１８０７に進む。
【０１２６】
（ステップＳ１８０７）
ＣＩＲ推定部１７０４−ｒは、ステップＳ１８０６で得られるパス情報とステップＳ１８０３で得られる周波数応答推定値とを用いて、チャネルインパルス応答推定値を算出する。その後、ステップＳ１８０８に進む。
【０１２７】
（ステップＳ１８０８）
ステップＳ１８０７で得られるチャネルインパルス応答推定値を、ＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒにおいて復調用周波数応答推定値に変換した後、ＭＩＭＯ検出部４０７でＭＩＭＯ分離を行う。その後、ステップＳ１８０９に進む。
（ステップＳ１８０９）
ステップＳ１８０８で得られるＭＩＭＯ分離結果を用いて、復号部４０８−ｔで復号を行う。その後、受信装置３ｂは動作を終了する。
【０１２８】
このように、本実施形態によれば、図９で示したように、パス抽出部の数をＰ個にすることができるため、計算量を大きく削減することができ、回路規模を大きく削減することができ、しかも消費電力を大きく低減することができる。また、第１の実施形態および第２の実施形態とは異なり、複数の基地局が協調しているような場合にも効果を発揮できる。
【０１２９】
＜変形例＞
第３の実施形態では、Ｐ組にグルーピングしたチャネルの中で、周波数応答推定値の電力の総和が最大のものをパス抽出に用いるチャネルとして選択した。
本変形例では、グルーピングしたチャネルを全て用いてパス抽出を行う場合について説明する。
【０１３０】
本変形例の無線通信システムの概略の構成は、図１５に示す第３の実施形態の構成と同じであるので、これを援用する。すなわち、本変形例の無線通信システムは、複数台の送信装置および１台の受信装置を備える。
本変形例の各送信装置の構成は、アンテナの個数および送信装置の内部の経路の個数を除いて、図２に示す第１の実施形態の送信装置１ａの構成と同じである。したがって、その説明を省略する。
【０１３１】
また、受信装置の構成も、図１６の受信装置における伝搬路推定部１６０６が本変形例の伝搬路推定部と異なるだけで、その余の構成は同じである。したがって、本変形例の伝搬路推定部を以下で詳細に説明することとし、受信装置の他の構成の説明を省略する。
【０１３２】
図１９は、本変形例における伝搬路推定部の構成を示す概略ブロック図である。
この伝搬路推定部は、ＣＦＲ推定部１７０１−ｒ、パス抽出部１９０３−ｐ、ＣＩＲ推定部１７０４−ｒ、ＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒ、グルーピング部１７０６および逆グルーピング部１９０７を備える。図１９には、デマッピング部４０５−ｒおよびＭＩＭＯ検出部４０７も併せて示す。
【０１３３】
図１９の伝搬路推定部と図１７の伝搬路推定部１６０６を対比すると、前者のＣＦＲ推定部１７０１−ｒ、グルーピング部１７０６、ＣＩＲ推定部１７０４−ｒおよびＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒは、後者のＣＦＲ推定部１７０１−ｒ、グルーピング部１７０６、ＣＩＲ推定部１７０４−ｒおよびＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒと同じである。しかし、前者のパス抽出部１９０３−ｐおよび逆グルーピング部１９０７は、後者のパス抽出部１７０３−ｐおよび逆グルーピング部１７０７と相違する。また、前者では、後者のチャネル選択部１７０２−ｒに相当するものが存在しない。したがって、同じ構成要素のＣＦＲ推定部１７０１−ｒ、グルーピング部１７０６、ＣＩＲ推定部１７０４−ｔ−ｒおよびＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒの説明を省略する。
【０１３４】
グルーピング部１７０６は、グループ分けしたチャネルの周波数応答推定値を全てパス抽出部１９０３−ｐに出力する。
パス抽出部１９０３−ｐでは、グループ分けしたチャネル全てを用いてパス抽出を行う。
第ｐグループ内におけるチャネルの番号を、ここではｇ＝１、２、・・・、Ｇとする。また、チャネルｇにおける周波数応答推定ベクトルをＨＰ（ｇ）とし、ＨＰ（ｇ）とパス集合ｑを用いて推定されるチャネルインパルス応答推定ベクトルをｈｑ（ｇ）とする。ｈｑ（ｇ）は次式で表される。
【０１３５】
【数１８】
【０１３６】
また、このときの伝搬路適合度を次式で表す。
【０１３７】
【数１９】
【０１３８】
上式（１８）、（１９）を、第１の実施形態における図７の説明中の式（１５）、（１６）の代わりに用いることで、既述のようにしてパス抽出を行うことができる。
【０１３９】
図２０は、パス抽出部１９０３−ｐの構成を示す概略的ブロック図である。
パス抽出部１９０３−ｒは、伝搬路適合度算出合計部２００１、不要候補パス除去部１７０２、判断部１７０３およびパス決定部１７０４を備える。なお、図２０には、グルーピング部１７０６および逆グルーピング部１９０７を併せて示す。
【０１４０】
図２０のパス抽出部１９０３−ｐと図７のパス抽出部５０３−ｒとを対しすると、後者の伝搬路適合度算出部７０１が前者では伝搬路適合度算出合計部２００１となっている点が相違するだけで、他の構成（不要候補パス除去部１７０２、判断部１７０３およびパス決定部１７０４の構成）は同じである。したがって、伝搬路適合度算出合計部２００１の説明を以下において行い、他の構成についての説明は、省略する。
【０１４１】
伝搬路適合度算出合計部２００１は、「候補パス（candidate_path）」の要素のうち少なくとも１つと、グルーピング部１７０６から入力された「選択したパス（selected_path）」の要素全てと、に基づいて、チャネルインパルス応答を推定し、次いで、各場合の伝搬路適合度を計算して、「伝搬路適合度（channel_match）」に保存する。
伝搬路適合度算出合計部２００１は、算出した伝搬路適合度を不要候補パス除去部７０２に出力する。
【０１４２】
図２１は、本変形例に係る受信装置の動作を示すフローチャート図である。なお、この図が示す動作は、図１９のグルーピング部１７０６、パス抽出部１９０３―ｐ、逆グルーピング部１９０７およびＣＩＲ推定部１７０４−ｒまでの動作である。
【０１４３】
（ステップＳ２１０１）
ステップＳ２１０１では、ＣＦＲ推定部１７０１−１〜１７−１−Ｒで得られるパイロットサブキャリアの周波数応答推定値のＴＲ個を、Ｐ組の群にグループ分けして、パス抽出部１９０３−ｐに出力する。その後、ステップＳ２１０２へ進む。
（ステップＳ２１０２）
パス抽出部１９０３−ｐは、ステップＳ２１０１で得られる周波数応答推定値を全て用いてパス抽出を行い、次に抽出されたパスを逆グルーピング部１９０７へ出力する。その後、ステップＳ２１０３に進む。
【０１４４】
（ステップＳ２１０３）
ステップＳ２１０３では、ステップＳ２１０２で得られるパス情報を、グループ分けしたチャネルに割り当てる。該当する各グループに対して、周波数応答推定値とパス情報を組み合わせ、ステップＳ２１０４に進む。
（ステップＳ２１０４）
ＣＩＲ推定部１７０４−ｒは、ステップＳ２１０２で得られるパス情報とステップＳ２１０１で得られる周波数応答推定値とを用いて、チャネルインパルス応答推定値を算出する。
【０１４５】
このように、本変形例によれば、図１９に示した通り、ＴＲ個必要なパス抽出部をＰ個に抑えているため、計算量を大きく削減することができ、回路規模を大きく削減することができ、しかも消費電力を大きく低減することができる。
また、第１〜第３の実施形態と異なるところの、グルーピングされたチャネル全てを用いてパス抽出を行うため、パス構造が実チャネルと合致しやすく、推定精度が向上する。
【０１４６】
なお、第１〜第３の実施形態および変形例の説明では、ＴＲ個のチャネルより少ないパス抽出を行うことで、計算量を抑えつつ、伝搬路推定精度を向上させ、しかも消費電力を低減することができる処理について説明した。しかしながら、実際には、伝搬路推定精度を向上させるために、パス抽出のような計算量を必要とする処理を行う必要のない場合が存在する。
【０１４７】
具体的には、受信装置が待機モードに入っていて、伝搬路推定精度がそれほど必要のない通信を行っている場合や、受信ＳＮ比が極端に大きいような場合である。このような場合は、パス抽出処理を省略し、遅延時間０〜Ｌのパスを全て推定することで、パス抽出処理にかかる処理を省略でき、消費電力を抑えることができる。
【０１４８】
また、受信装置の移動速度が速い場合には、グルーピング処理を省略して、ＴＲ個のチャネル全てでパス抽出を行うようにしてもよい。このようにすることで、高速移動時の伝搬路推定精度低下を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明は、マイモの移動通信および固定通信において利用することができる。
【符号の説明】
【０１５０】
１ａ・・・第１の実施形態の送信装置、１ａ−１〜１ａＴ・・・送信アンテナ、１ｂ・・・第１の実施の受信装置、１ｂ−１〜１ｂ−Ｒ・・・受信アンテナ、４０６・・・伝搬路推定部、５０３−ｒ・・・パス抽出部、５０４−ｒ・・・ＣＩＲ推定部、２ｂ・・・第２の実施形態の受信装置、１２０６・・・伝搬路推定部、３ａ−１〜３ａ−Ｐ・・・第３の実施形態の送信装置、３ａ−１−１〜３ａ−Ｔ−１・・・送信アンテナ、３ｂ・・・第３の実施形態の受信装置、３ｂ−１〜３ｂ−Ｒ・・・受信アンテナ、１６０６・・・伝搬路推定部、１９０３−ｐ・・・変形例のパス抽出部、２２０１・・・基地局、２２０２・・・移動端末、２２０３〜２２０６・・・障害物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、受信方法および受信プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信においては、特に広帯域伝送の場合、先行して受信するパスに加え、大型の建物や山などの障害物から反射または回折して到来する幾つものパスが存在する。それに加えて、高速伝送では、サンプリング周波数が高くなるため、パスが増大する。
図２２は、このようなパスが複数あるマルチパスの影響を説明する図である。
図２２において、基地局２２０１から送信される電波は、例えば、伝搬経路２２０７を経由して、移動端末２２０２へ先行して到来する。その他に、基地局２２０１から送信された電波は、途中の例えば建物２２０３〜２２０６に当たって反射してから、移動端末２２０２へ遅延して到来する。この場合の伝搬経路を、図２２において符号２２０８〜２２１１を付して示す。
基地局２２０１から伝搬経路２２０８〜２２１１を経由して移動端末２２０２へ到達する電波を、素波（Component Wave）と言う。図２２では、素波が５つしか描かれていないが、実際には多くの素波が存在し、それぞれが移動端末２２０２において重ね合わされて受信される。
このように、基地局２２０１から移動端末２２０２へ直接に到達する素波（直接波）と、建物などの障害物から反射または回折して到来する素波（反射波）とでは、遅延があるのみならず、反射または回折による位相回転も加わるので、移動端末２２０２で受信後の信号は、基地局２２０１から送信される信号とは異なるところの歪みの生じた信号となる。したがって、基地局２２０１と移動端末２２０２との間の無線通信には誤りが生じることになる。
【０００３】
近年、長遅延環境における高精度な伝搬路推定の必要性が高まっている。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ、Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を用いた無線通信においては、ガードインターバル（Guard Interval; GI）を超える長遅延環境で発生する干渉を抑圧できる受信方式がいろいろと提案されている。しかし、その実現のためには、時間領域の伝搬路特性であるチャネルインパルス応答を高精度に推定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１９０７０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】電子情報通信学会技術報告ＲＣＳ２０１０−２５７「ＯＦＤＭターボ等化受信における情報量基準を用いた高効率タップ選択チャネル推定」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および非特許文献１には、チャネルインパルス応答を推定する方法が記載されている。その方法は、パス抽出と推定の二段階の処理から成る。
しかしながら、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output、多入力／多出力）においては、送信アンテナと受信アンテナの間の複数のチャネル毎に、伝搬路推定を行う必要がある。
パスを抽出する従来技術は、多くの計算を必要とするため、特に、ＭＩＭＯのように送信アンテナの数および受信アンテナの数が多い場合には、計算量の増加を招き、装置が肥大化し、装置の電力消費も増大する。
したがって、本発明の実施形態は、上述の従来技術の欠点を解消することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、本発明の受信装置は、パス抽出部とパス抽出部が抽出したパス情報を基にチャネルインパルス応答を推定するチャネルインパルス応答推定部を備えるＭＩＭＯ受信装置であって、チャネルインパルス応答推定部よりパス抽出部の数が少ないことを特徴とする。
【０００８】
（２）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、１つの受信アンテナの受信信号に含まれる送信ストリームの内の１つを用いてパス抽出を行い、他のストリームはそのパス情報を用いてチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする。
【０００９】
（３）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、全ての受信アンテナの受信信号に含まれる１つの送信ストリームのうち、１つの受信アンテナを用いてパス抽出を行い、他のアンテナの該当ストリームについては、そのパス情報を用いてチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする。
【００１０】
（４）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、全チャネルのうち、１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、他のチャネルはそのパス情報を用いてチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする。
【００１１】
（５）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、全チャネルを、パス情報を共有するグループに分け、グループ内の１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、そのパス情報を用いて他のチャネルのチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする。
【００１２】
（６）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、複数のチャネルを用いて１つのパス抽出を行うことを特徴とする。
【００１３】
（７）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、受信装置の移動速度が所定の閾値を上回る場合は、パス抽出部の数を増加させることを特徴とする。
【００１４】
（８）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、信号対雑音電力比が閾値を上回る場合は、パス抽出部を動作させないことを特徴とする。
【００１５】
（９）また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、受信装置が待機モードの場合は、パス抽出部を動作させないことを特徴とする。
【００１６】
（１０）本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、本発明の受信方法は、パス抽出過程とパス抽出過程が抽出したパス情報を基にチャネルインパルス応答を推定するチャネルインパルス応答推定過程を備えるＭＩＭＯ受信方法であって、チャネルインパルス応答推定過程よりパス抽出過程の数が少ないことを特徴とする。
【００１７】
（１１）本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、本発明の受信プログラムは、上記（１０）に記載の受信方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
（追って補充）
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＭＩＭＯ伝送の受信に際して、受信信号を取得する際の計算量を大きく削減し、回路規模を大きく削減し、装置の電力消費を大きく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る通信システムを示す。
【図２】送信装置の構成を示す。
【図３】パイロットシンボルとデータのマッピングの例を示す。
【図４】受信装置の構成を示す。
【図５】伝搬路推定部の構成を示す。
【図６】受信装置が受信する受信信号を簡略化して示す。
【図７】パス抽出部の構成を示す。
【図８】パス抽出の処理を示すフローチャートである。
【図９】ＣＩＲ推定部の構成を示す。
【図１０】ＣＩＲ推定部の処理を示すフローチャートである。
【図１１】受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施形態の受信装置の構成を示す。
【図１３】伝搬路推定部の構成を示す。
【図１４】受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】第３の実施形態に係る通信システムを示す。
【図１６】受信装置の構成を示す。
【図１７】伝搬路推定部の構成を示す。
【図１８】受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】変形例の伝搬路推定部の構成を示す。
【図２０】パス抽出部の構成を示す図である。
【図２１】パス抽出の処理を示すフローチャートである。
【図２２】マルチパスの影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１の概要を示す図である。
無線通信システム１は、送信装置１ａおよび受信装置１ｂを備える。送信装置１ａは、例えば、移動通信システムの基地局（「基地局装置」と言うことがある。）であり、受信装置１ｂは、当該システムの端末（「端末装置」、「移動局」または「移動局装置」と言うことがある。）である。その代わりに、送信装置１ａは、移動通信システム１の端末であり、受信装置１ｂは、当該システムの基地局であってもよい。
送信装置１ａは、Ｔ個の送信アンテナ１ａ−１〜１ａ−Ｔを備え、そして受信装置１ｂは、Ｒ個の受信アンテナ１ｂ−１〜１ｂ−Ｒを備える。したがって、無線通信システム１は、Ｔ×Ｒ ＭＩＭＯ、特に、Ｔ×Ｒのシングルユーザー ＭＩＭＯを構成する。なお、ＭＩＭＯのことを「マイモ」と言うことがある。
無線通信システム１は、送信アンテナの数がＴ＝２で受信アンテナの数がＲ＝２の２×２ ＭＩＭＯであってもよいし、送信アンテナの数がＴ＝４で受信アンテナの数がＲ＝４の４×４ ＭＩＭＯであってもよいし、または送信アンテナの数がＴ＝８で受信アンテナの数がＲ＝８の８×８ ＭＩＭＯであってもよい。
【００２１】
図２は、送信装置１ａの構成を示す概略ブロック図である。
送信装置１ａは、パイロット生成部２０１−ｔ、符号部２０２−ｔ、変調部２０３−ｔ、マッピング部２０４−ｔ、ＩＦＦＴ部２０５−ｔ、ＧＩ挿入部２０６−ｔおよび送信部２０７−ｔを備える。ここで、ｔ＝１、２、・・・、Ｔである。図２では、送信アンテナ１ａ−ｔを併せて示す。図２では、ｔ＝１、ｔ＝２、ｔ＝Ｔの３つの場合のみを簡略化して示す。
【００２２】
パイロット生成部２０１−ｔは、パイロットシンボル（または「パイロット信号系列」であってもよい。）を生成し、マッピング部２０４−ｔに出力する。
符号部２０２−ｔには、送信する情報ビットが入力する。送信する情報ビットのことを「データ」と言うことがある。
符号部２０２−ｔは、この情報ビットを、畳込み符号、ターボ符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check; 低密度パリティ検査）符号などの誤り訂正符号を用いて、符号化し、符号化ビットを生成する。符号部２０２−ｔは、生成した符号化ビットを変調部２０３−ｔに出力する。
変調部２０３−ｔは、符号化ビットを、ＰＳＫ（Phase Shift Keying; 位相変調）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation; 直交振幅変調）などの変調方式を用いて変調して、変調シンボルを生成する。
変調部２０３−ｔは、生成した変調シンボルをマッピング部２０４−ｔに出力する。
【００２３】
マッピング部２０４−ｔは、パイロット生成部２０１−ｔが出力するパイロットシンボルおよび変調部２０３−ｔが出力する変調シンボルを、予め定められたマッピング情報に基づいて複数のリソースエレメントにマッピングして、周波数領域の信号を生成する。マッピング部２０４−ｔは、生成した周波数領域の信号をＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部２０５−ｔに出力する。
なお、リソースエレメントとは、送信装置１ａが送信する１個のフレームにおいて、周波数軸上の１つのサブキャリアと時間軸上の１つのシンボル区間とから成る単位である。
マッピング情報は、送信装置１ａが決定し、送信装置１ａから受信装置１ｂへ予め通知される。マッピング情報は、受信装置１ｂが決定して、このマッピング情報を送信装置１ａへ通知してもよい。
【００２４】
図３は、送信アンテナ数ＴがＴ＝４である場合であって、アンテナ１〜４から４ストリームを送信するときに、パイロットシンボルとデータと、をマッピング部２０４−ｔにおいてマッピングする際の４つのマッピング図を示す。なお、ストリームの数のことを「レイヤ数」または「ランク数」と言うことがある。
アンテナ１〜４の系列の各マッピング図において、横軸は時間軸であり、縦軸は周波数軸である。横軸には、１４個のシンボル区間を示し、縦軸には１２個のサブキャリアを示す。各シンボル区間の各サブキャリアを示す四角（□）が、リソースエレメントを表す。
白い四角のリソースエレメントには、データが割り当てられ、点でハッチングした四角のリソースエレメントには、パイロットシンボルが割り当てられる。斜線でハッチングした四角のリソースエレメントは、ヌル（データおよびパイロットシンボルの両方が割り当てられないこと）を表す。
１つのＦＦＴ区間において、或るストリームでパイロットシンボルを挿入するリソースエレメントについては、他のストリームにおいてはヌルとすることで、ストリーム毎のパイロットサブキャリアにおける周波数応答の推定を可能にする。なお、パイロットサブキャリアとは、パイロットシンボルが挿入されるリソースエレメントのことである。
【００２５】
図２に戻って、ＩＦＦＴ部２０５−ｔは、マッピング部２０４−ｔから入力される周波数領域の信号を周波数−時間変換し、時間領域の信号を生成する。ここで、ＩＦＦＴを行う単位の時間区間をＦＦＴ区間と言う。ＩＦＦＴ部２０５−ｔは、生成した時間領域の信号をＧＩ挿入部２０６−ｔに出力する。
ＧＩ挿入部２０６−ｔは、ＩＦＦＴ部２０５−ｔが出力する時間領域の信号に対して、ＦＦＴ区間の信号毎にガードインターバルを付加する。ガードインターバルとは、ＦＦＴ区間の信号の後方の一部を複製したものを、ＦＦＴ区間の信号の前方に付加した部分を言う。ガードインターバルのことを「ＧＩ」と言うことがある。
ＦＦＴ区間と、ガードインターバルの時間区間（「ＧＩ区間」と言うことがある。）とを合わせて、ＯＦＤＭシンボル区間と言う。また、ＯＦＤＭシンボル区間の信号をＯＦＤＭシンボルと言う。ＧＩ挿入部２０６−ｔは、ガードインターバルを付加した信号を送信部２０７−ｔに出力する。
【００２６】
送信部２０７−ｔは、ＧＩ挿入部２０６−ｔが出力する信号をディジタル−アナログ変換（「Ｄ／Ａ変換」と言うことがある。）し、変換したアナログ信号を波形整形する。また、送信部２０７−ｔは、波形整形した信号をベースバンドから無線周波数帯にアップコンバートし、次に送信アンテナ１ａ−ｔから受信装置１ｂへ無線波として送信する。
【００２７】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る受信装置１ｂの構成を示す概略ブロック図である。
図４において、受信装置１ｂは、受信部４０２−ｒ、ＧＩ除去部４０３−ｒ、ＦＦＴ部４０４−ｒ、デマッピング部４０５−ｒ、伝搬路推定部４０６、ＭＩＭＯ検出部４０７および復号部４０８−ｔを備える。ここで、ｒ＝１、２、・・・、Ｒである。ｔ＝１、２、・・・、Ｔである。図４では、受信アンテナ１ｂ−ｒをも併せて示す。図４では、ｒ＝１、ｒ＝２、ｒ＝Ｒの３つの場合、およびｔ＝１、ｔ＝２、ｔ＝Ｔの３つの場合のみを簡略化して示す。
【００２８】
受信部４０２−ｒは、送信装置１ａが送信した送信信号を、受信アンテナ１ｂ−ｒを介して受信する。この送信信号は、Ｔ個のストリームから成る。受信部４０２−ｒは、受信した信号に対して、ベースバンドへの周波数変換を行い、次にアナログ−ディジタル変換（「Ａ／Ｄ変換」と言うことがある。）を行ってから、ＧＩ除去部４０３−ｒに出力する。
ＧＩ除去部４０３−ｒは、受信部４０２−ｒから入力される信号からＧＩを除去し、ＧＩを除去した信号をＦＦＴ部４０４−ｒに出力する。
ＦＦＴ部４０４−ｒは、ＧＩ除去部４０３−ｒが出力する時間領域の信号に対して時間−周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号をデマッピング部４０５−ｒに出力する。
デマッピング部４０５−ｒは、この周波数領域の信号を、パイロットシンボルとデータとに分離する。デマッピング部４０５−ｒは、分離したデータをＭＩＭＯ検出部４０７に出力し、そして分離したパイロットシンボルを伝搬路推定部４０６に出力する。
【００２９】
図５は、伝搬路推定部４０６の構成を示す概略ブロック図である。
伝搬路推定部４０６は、ＣＦＲ推定部５０１−ｒ、チャネル選択部５０２−ｒ、パス抽出部５０３−ｒ、ＣＩＲ推定部５０４−ｒおよびＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒを備える。ＣＦＲ推定部のことを「周波数応答推定部」と言うことがある。また、ＣＩＲ推定部のことを「チャネルインパルス応答推定部」と言うことがある。なお、図５には、デマッピング部４０５−ｒおよびＭＩＭＯ検出部４０７を併せて示す。
【００３０】
ＣＦＲ推定部５０１−ｒは、デマッピング部４０５−ｒが出力するパイロットシンボルを用いて、パイロットサブキャリアの周波数応答を推定する。ＣＦＲ推定部５０１−ｒは、ｒ番目の受信アンテナにおける受信信号に含まれるＴ個のストリームすべてに対して、周波数応答推定値を算出する。ＣＦＲ推定部５０１−ｒは、Ｔ個の周波数応答推定値をチャネル選択部５０２−ｒに出力する。
チャネル選択部５０２−ｒは、ＣＦＲ推定部４０１−ｒが出力するＴ個の周波数応答推定値のうち、最も良いと判断した一つの周波数応答推定値を選択して、この選択した１つの周波数応答推定値をパス抽出部５０３−ｒに出力する。
チャネル選択部５０２−ｒの動作の詳細は、後述する。
また、チャネル選択部５０２−ｒは、選択しなかった周波数応答推定値をＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力する。この選択しなかった周波数応答推定値は、（Ｔ-１）個ある。
【００３１】
パス抽出部５０３−ｒは、チャネル選択部５０２−ｒが出力する周波数応答推定値を用いて、パス抽出を行う。パス抽出部５０３−ｒの動作の詳細は、後述する。
パス抽出部５０３−ｒは、抽出したパス情報（「パス番号」とか「遅延数」とかと言うことがある。）をＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力する。また、パス抽出部５０３−ｒは、チャネル選択部５０２−ｒから受け取った一つの周波数応答推定値を、そのままＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力する。
【００３２】
ＣＩＲ推定部５０４−ｒは、チャネル選択部５０２−ｒとパス抽出部５０３−ｒとから受け取った全体でＴ個の周波数応答推定値と、パス抽出部５０２−ｒから受け取ったパス情報とを用いて、Ｔ個のチャネルインパルス応答を推定する。周波数応答推定値は周波数の関数であるが、チャネルインパルス応答は、時間の関数である。ＣＩＲ推定部５０４−ｒの動作の詳細は、後述する。なお、パス抽出部５０３−ｒは、パス抽出と同時にチャネルインパルス応答推定値を算出することができる。その場合は、算出したチャネルインパルス応答推定値をＣＩＲ推定部５０４−ｒへ送出し、ＣＩＲ推定部５０４−ｒは、このチャネルインパルス応答推定値をそのまま用いることができる。
【００３３】
ＣＩＲ推定部５０４−ｒは、Ｔ個のチャネルインパルス応答推定値を、ＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒに出力する。
例えば、ＣＩＲ推定部５０４−２は、送信アンテナｔ＝１に関するチャネルインパルス応答推定値をＦＦＴ部５０５−１−２に出力する。ＣＩＲ推定部５０４−２は、送信アンテナｔ＝Ｔに関するチャネルインパルス応答推定値をＦＦＴ部５０５−Ｔ−２に出力する。
【００３４】
ＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒは、ＣＩＲ推定部５０４−ｒが出力するチャネルインパルス応答推定値に時間−周波数変換を施して、復調用周波数応答推定値に変換し、次にこのＴＲ個の復調用周波数応答推定値をＭＩＭＯ検出部４０７に出力する。
【００３５】
図４に戻って、ＭＩＭＯ検出部４０７は、デマッピング部４０５−ｒの出力（データがマッピングされたサブキャリアの受信信号）と、伝搬路推定部４０６のＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒが出力するＴＲ個の復調用周波数応答推定値と、を用いて、ＭＩＭＯ分離を行う。
具体的には、このＭＩＭＯ分離は、ＺＦ（Zero Forcing）基準、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）基準等を用いた線形処理とか、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）等の非線形処理とか、の公知技術を用いて行う。
この結果得られるＴ個の復調結果を、復号部４０８−ｔに出力する。
【００３６】
復号部４０８−ｔは、ＭＩＭＯ検出部４０７が出力する復調結果を用いて復号を行う。具体的には、復号部４０８−ｔは、最尤復号法、最大事後確率推定（MAP; Maximum A posteriori Probability）、ｌｏｇ−ＭＡＰ、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ、ＳＯＶＡ（Soft Output Viterbi Algorithm）等を用いて、復号処理を行い、情報ビットを出力する。
なお、ＺＦ処理とかＭＭＳＥ処理とかを用いる場合は、ＭＩＭＯ検出部４０７は、ＭＩＭＯ分離と、その後の符号化ビットの対数尤度比を求める復調処理と、を行う。ＭＬＤ処理の場合は、ＭＩＭＯ分離により得られる情報は、符号化ビットの対数尤度比となり、したがって、ＭＩＭＯ検出部４０７においてＭＩＭＯ分離と復調処理とが併せて行われる。
【００３７】
以下、受信装置１ｂの受信部４０２−ｒ、ＦＦＴ部４０４−ｒ、ＭＩＭＯ検出部４０７および伝播路推定部４０６の動作を、数式を交えて、さらに詳細に説明する。
まず、図４において、受信アンテナ４０１−ｒを介して受信部４０２−ｒが受信した第ｉＯＦＤＭシンボルにおける第ｋ離散時間の受信信号ｒｉ，ｋ，ｒ（ｋ＝０、１、・・・、Ｎｇ＋Ｎ−１）は、次式（１）、（２）で表される。
【００３８】
【数１】
【００３９】
【数２】
【００４０】
ここで、Ｄは、最大遅延数である。ｈｉ，ｄ，ｋ，ｒ，ｔは、第ｄ遅延パスの第ｋ離散時間における第ｔアンテナから第ｒアンテナへの複素振幅である。ｓｉ，ｋ，ｔは、第ｔ送信アンテナからの時間領域の送信信号であり、そしてＺｉ，ｋ，ｒは、時間領域の雑音である。また、Ｎは、ＦＦＴ区間のポイント数である。Ｓｉ，ｎ，ｔは、第ｎサブキャリアの第ｔアンテナからの変調シンボルである。Ｎｇは、ＧＩ区間のポイント数である。ｊは、虚数単位である。なお、各変数の添字ｉは、ＯＦＤＭシンボルが第ｉ番目のものであることを示す。
【００４１】
図６は、受信装置１ｂが受信する受信信号を説明する簡略化した図である。
説明を簡素化するために、ここでは、Ｔ＝Ｒ＝１で説明する。つまり、送信アンテナの個数がＴ＝１で、受信アンテナの個数がＲ＝１の場合について、説明をする。そのため、この例についての説明では、ｔとｒの添字は省略する。
図６において、上から順に直達波（「遅延数ｄ＝０の遅延波」と言うことがある。）、ｄ＝１の遅延波、ｄ＝２の遅延波およびｄ＝３の遅延波（「最大遅延数の遅延波」と言うことがある。）を示す。
【００４２】
図６において、横に８個並んだ白の四角（□）の集合は、ＦＦＴ区間を表す。また、横に２個並んだ小さな点でハッチングした四角の集合は、ガード区間ＧＩを表す。横に何個か並んだ斜線でハッチングした四角の集合は、先行または後行のＦＦＴ区間の一部分を表す。ＧＩ区間のポイント数は、Ｎｇ＝２であり、ＦＦＴ区間のポイント数は、Ｎ＝８であり、そして最大遅延数は、Ｄ＝３である。つまり、ＧＩ区間は、２つの離散時間を占有し、ＦＦＴ区間は、８つの離散時間を占有し、そしてパスは、４個である。
【００４３】
図６において、離散時間ｋ＝５における遅延数０〜３の４つの遅延波を、枠６０１で囲んで示す。枠６０１内の受信信号ｈｉ，０，５ｓｉ，５〜ｈｉ，３，５ｓｉ，２の和が、式（１）の左辺のｒｉ，５，ｒを表す。
【００４４】
図４へ戻って、ＦＦＴ区間（図６では、離散時間ｋ＝２〜９の区間）の受信信号ｒｉ，ｋ，ｒに対して、ＦＦＴ部４０４−ｒにおいて時間−周波数変換を行った後の第ｎサブキャリアの受信信号Ｒｉ，ｎ，ｒは、次式（３）〜（５）で表される。
【００４５】
【数３】
【００４６】
【数４】
【００４７】
【数５】
【００４８】
ここで、Ｈｉ，ｎ，ｒ，ｔは、第ｉシンボルにおける第ｎサブキャリアの第ｔ送信アンテナから第ｒ受信アンテナへの周波数応答である。Ｚ’ｉ，ｎ，ｒは、シンボル間干渉（ISI; Inter Symbol Interference）およびキャリア間干渉（ICI; Inter Carrier Interference）の和である。Ｚｉ，ｎ，ｒは、周波数領域の雑音である。なお、最大遅延数Ｄの場合の遅延時間がＧＩ区間Ｎｇを超えず、ＯＦＤＭシンボル内での伝搬路変動が無い場合（すなわち、ｈｉ，ｄ，ｋ，ｒ，ｔ＝ｈｉ，ｄ，ｒ，ｔと書ける場合）は、Ｚ’ｉ，ｎ，ｒはゼロになる。
なお、max(Ng,d)は、Ｎｇとｄのうち、大きい方という意味である。しあがって、ｄ≦Ｎｇ、すなわち、遅延数がGI長以内のパスについては、ｋ＝ＮｇからＮｇ＋Ｎ−１までの和となる。ｄ＞ＮｇのGI超えパスについては、ｋ＝ｄからＮｇ＋Ｎ−１までの和となる。
伝搬路推定部４０６の動作の詳細は、後述する。
次に、復調用周波数応答推定値が得られているものとして、ＭＩＭＯ検出部４０７の説明を行う。なお、復調用周波数応答推定値については、既に、伝搬路推定部４０６の詳細を示す図５に関連して言及した。
【００４９】
ＭＩＭＯ検出部４０７では、例えばＭＭＳＥ規範のＭＩＭＯ分離を用いる場合、復調シンボルＳ’ｉ，ｎ，ｔは、次式（６）、（７）のようになる。
【００５０】
【数６】
【００５１】
【数７】
【００５２】
ただし、Ｒｉ，ｎ，ｒは、第ｎサブキャリアの受信信号であって、式（３）で示されるものである。Ｈｉ，ｎは、Ｒ×Ｔの行列であり、その要素であるＨ’’ｉ，ｎ，ｒ，ｔは、後述する伝播路推定部４０６における伝搬路推定処理で得られるＴＲ個の復調用周波数応答推定値である。行列（またはベクトル）Ｘに対して、ＸＴは、Ｘの転置を表す。
σ２は、雑音ならびにＩＳＩおよびＩＣＩの電力である。
また、ＭＩＭＯ検出部４０７では、上記の復調シンボルＳ’ｉ，ｎ，ｔを用いてビット対数尤度比を算出する処理を行う。この処理には、等価振幅利得が用いられる。
具体的には、ＱＰＳＫ（４相位相変調）の場合、次式（８）で表される第ｎサブキャリアの等価振幅利得μｉ，ｎ，ｔに対して、ビット対数尤度比λは、次式（９）、（１０）で表される。
【００５３】
【数８】
【００５４】
ただし、式（８）のｄｉａｇは、行列の対角要素を縦に並べたベクトルを生成する演算子である。
ここで、式（９）は、ＱＰＳＫの１ビット目のビットｂｉ，ｎ，ｔ，０のビット対数尤度比λ（ｂｉ，ｎ，ｔ，０）である。式（１０）は、ＱＰＳＫの２ビット目のビットｂｉ，ｎ，ｔ，１のビット対数尤度比λ（ｂｉ，ｎ，ｔ，１）である。
【００５５】
【数９】
【００５６】
【数１０】
【００５７】
次に、再び図５を参照して、伝搬路推定部４０６の説明を詳細に行う。
ＣＦＲ推定部５０１−ｒは、デマッピング部４０５−ｒから出力されるパイロットサブキャリアの受信信号を用いて、パイロットサブキャリアの周波数応答推定値を算出する。具体的には、パイロットサブキャリアの周波数応答推定値は、受信信号を既知のパイロットシンボルで除算することによって得られる。
なお、図３のようなパイロットシンボルの配置の場合、或る送信アンテナのパイロットシンボルが挿入されているサブキャリアにおいて、他の送信アンテナの信号はヌルであるので、周波数応答推定値Ｈ’ｉ，ｎ，ｒ，ｔ（ｔ＝１，・・・，Ｔ）は、次式に示すように、式（３）のＲｉ，ｎ，ｒを式（３）の右辺で用いるＳｉ，ｎ，ｔで除算する演算によって、得ることができる。
【００５８】
【数１１】
【００５９】
なお、式（１１）の周波数応答推定値Ｈ’ｉ，ｎ，ｒ，ｔおよび式（７）右辺の周波数応答推定値Ｈ‘’ｉ，ｎ，ｒ，ｔは、パイロットサブキャリアにおいて、後者が前者よりも周波数領域の雑音の影響が低減されている点を除けば、同一である。
【００６０】
チャネル選択部５０２−ｒでは、ＣＦＲ推定部５０１−ｒから入力されるＴ個の周波数応答推定値Ｈ’ｉ，ｎ，ｒ，ｔ（ｔ＝１，・・・，Ｔ）のうち、最も良いものを選択する。具体的には、例えば、電力の合計値Ｐｉ，ｒ，ｔが最も大きくなるものを選択する。なお、このとき算出した電力の平均値からパイロットシンボルの電力を減算したものを雑音電力とし、この雑音電力をＭＩＭＯ検出部４０７で用いる。
【００６１】
【数１２】
【００６２】
ただし、ｎａはａ番目のパイロットサブキャリアを表し、ＮＰはパイロットサブキャリアの数である。ａ＝０、・・・、Ｎｐ−１である。
また、これらのチャネル選択およびパス抽出の処理は一定間隔で更新すればよく、例えば、図３において１４個のＯＦＤＭシンボルが描かれているが、１つ目のＯＦＤＭシンボルで行い、残りの１３個のＯＦＤＭシンボルでは１つ目のＯＦＤＭシンボルにおけるパス抽出結果を用いるようにしてもよい。続いて受信される次の１４個のＯＦＤＭシンボルにおいても同様の動作を行うようにすればよい。なお、1つ目のＯＦＤＭシンボルではｔ＝３、４のパイロットサブキャリアが存在しないが、２つ目のＯＦＤＭシンボルのものを代用するようにしてもよいし、１４個のＯＦＤＭシンボルの間は伝搬路変動はないとして、全てのパイロットサブキャリアを用いてもよい。
【００６３】
パス抽出部５０３−ｒでは、チャネル選択部５０２−ｒから１つの周波数応答推定値が入力される。この周波数応答推定値は、複数のパスを含む。パス抽出部５０３−ｒは、この複数のパスから一つ又は若干のパスを抽出する。
【００６４】
図７は、パス抽出部５０３−ｒの構成を示す概略的ブロック図である。
パス抽出部５０３−ｒは、伝搬路適合度算出部７０１、不要候補パス除去部７０２、判断部７０３およびパス決定部７０４を備える。なお、図７には、チャネル選択部５０２−ｒおよびＣＩＲ推定部５０４−ｒを併せて示す。また、パス抽出部５０３−ｒは、一次記憶場所(図面を見やすくするために図示せず)として、「選択したパス（selected_path）」、「候補パス（candidate_path）」、「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」、「伝搬路適合度（channel_match）」および「伝搬路（channel）」を備える。
【００６５】
伝搬路適合度算出部７０１、不要候補パス除去部７０２および判断部７０３は、縦続に接続される。
伝搬路適合度算出部７０１には、既述のように、チャネル選択部５０２−ｒから、選択された１つのストリームにおける周波数応答推定値が入力される。この周波数応答推定値は、既述のように、複数のパスを含む。
【００６６】
伝搬路適合度算出部７０１は、「候補パス（candidate_path）」の要素と、パス決定部７０４から入力された「選択したパス（selected_path）」の要素と、に基づいて、チャネルインパルス応答を推定し、次いで、各場合の伝搬路適合度を計算して、「伝搬路適合度（channel_match）」に保存する。伝搬路適合度の算出の詳細は、後述する。
【００６７】
伝搬路適合度算出部７０１は、算出した伝搬路適合度を不要候補パス除去部７０２に出力する。
不要候補パス除去部７０２は、入力された伝搬路適合度を「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」の要素と比較して、前者が後者より小さい場合は、その小さな伝搬路適合度を「伝搬路適合度（channel_match_prev）」の内容から削除する。また、不要候補パス除去部７０２は、その小さな伝播路適合度に対応する「候補パス（candidate_path）」の要素も削除する。
【００６８】
不要候補パス除去部７０２は、「選択したパス（selected_path）」に保存されている選択パスのパス番号を抽出して、判断部７０３に出力する。また、不要候補パス除去部７０２は、「候補パス（candidate_path）」に保存されている候補パスを抽出して、判断部７０３に出力する。
判断部７０３は、不要候補パス除去部７０２の出力に候補パスが存在しない場合、すなわち「候補パス（candidate_path）」の内容が空である場合、選択パスのパス番号をＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力する。判断部７０３は、不要候補パス除去部７０２の出力に候補パスが存在する場合、「伝搬路適合度（channel_match）」に保存されている伝播路適合度を抽出して、パス決定部７０４へ出力する。
パス決定部７０４は、判断部７０３から入力された伝播路適合度のうち一番大きなものを選択して、「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」に重ね書きする。したがって、「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」に保存されている内容は、この一番大きな伝播路適合度になる。
【００６９】
パス決定部７０４は、この一番大きな伝播路適合度に対応する「伝搬路適合度（channel_match）」の要素を「選択したパス（selected_path）」に移動する。したがって、この要素は、「伝搬路適合度（channel_match）」の内容から削除される。
パス決定部７０４は、「選択したパス（selected_path）」の要素を抽出して、伝搬路適合度算出部７０１へ出力する。
【００７０】
図８は、パス抽出部５０３−ｒにおけるパス抽出の処理を示すフローチャートである。Ｌは、パス抽出部５０３−ｒが想定する最大遅延度である。
（ステップＳ８０１）
初期値として、一次記憶場所の「選択したパス（selected_path）」を空とし、一次記憶場所の「候補パス（candidate_path）」を０〜Ｌとし、一次記憶場所の「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」を小さい値（例えば、負の無限大）とする。また、一次記憶場所の「伝搬路適合度（channel_match）」と「伝搬路（channel）」の初期値として、任意の値（例えばゼロ）を設定する。その後、ステップＳ８０２に進む。
（ステップＳ８０２）
「選択したパス（selected_path）」に保存されているパスに、「候補パス（candidate_path）」の１つのパスを加えた場合の、チャネルインパルス応答ｈｑを推定する。この操作を複数回だけ行う。具体的には、チャネルインパルス応答ｈｑは、次式により算出する。
【００７１】
【数１３】
【００７２】
ただし、ｑは、「選択したパス（selected_path）」のパスに、「候補パス（candidate_path）」に保存されている（Ｌ＋１）個の候補パスの中で削除されていないうちの１個を、追加したパスの集合である。
ＨＰは、ＣＦＲ推定部５０１−ｒで得られる周波数応答推定値を縦に並べたベクトルであって、次式で与えられる。
【００７３】
【数１４】
【００７４】
Ｆｑは、次式で与えられるフーリエ変換行列である。
【００７５】
【数１５】
【００７６】
ただし、ｎａは、ａ番目のパイロットサブキャリアを表す。また、ｌｂは、ｑのｂ番目の要素を表す。
次に、パス抽出部５０３−ｒは、スカラー量として表される伝搬路適合度Ｂｑを次式のように算出する。
【００７７】
【数１６】
【００７８】
ただし、｜ｑ｜はｑの要素数、すなわちその時点で抽出されているパス数である。ＮＰはパイロットサブキャリアの数である。
伝搬路適合度Ｂｑは、式（１３）のチャネルインパルス応答ｈｑが式（１４）の周波数応答推定値のベクトルＨＰにどれだけ適合しているかを表す量である。
なお、上式は、ベイズ情報量規準を伝搬路適合度として用いた場合の式である。
パス抽出部５０３−ｒは、このチャネルインパルス応答推定値の算出と伝搬路適合度の算出とを、候補パスの数だけ行い、この伝播路適合度を一次記憶場所の「伝搬路適合度（channel_match）」に保存する。その後、ステップＳ８０３に進む。なお、チャネルインパルス応答の推定に、ステップＳ８０５で得られるchannelの値を用いて計算量を削減してもよい。
【００７９】
（ステップＳ８０３）
ステップＳ８０３では「伝搬路適合度（channel_match）」に保存された伝搬路適合度が、「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」に保存されているパスのみによる伝搬路適合度より小さい場合は、その小さなパスは、候補パスから除去する。すなわち、対応するパス番号を、一次記憶場所の「候補パス（candidate_path）から削除する。また、「伝搬路適合度（channel_match）」からも対応するものを削除する。その後、ステップＳ８０４に進む。
（ステップＳ８０４）
ステップＳ８０３によって候補パスが無くなった場合、すなわち一次記憶場所の「候補パス（candidate_path）」が空になった場合、処理を終了する。候補パスが残っている場合はステップＳ８０５に進む。
【００８０】
（ステップＳ８０５）
得られた伝搬路適合度（channel_match）のうち、最大のものに対応する「候補パス（candidate_path）」の要素を、新たな選択パスとして「選択したパス（selected_path）」に移動して保存する。したがって、その要素は、「候補パス（candidate_path）」から削除される。また、このときのチャネルインパルス応答を一次記憶場所の「チャネル（channel）」に保存する。また、このときの伝搬路適合度を、一次記憶場所の「１つ前の伝搬路適合度（channel_match_prev）」に保存する。その後、ステップＳ８０６に進む。
（ステップＳ８０６）
ステップＳ８０５によって候補パスが無くなった場合、すなわち、一時記憶場所の「候補パス（candidate_path）」が空になった場合、処理を終了する。候補パスが残っている場合はステップＳ８０２に戻る。
【００８１】
最終的に一次記憶場所の「選択したパス（selected_path）」に保存されているパス番号が選択パスであるので、これをＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力する。
また、パス抽出を行ったチャネルに関しては、チャネルインパルス応答推定値も得られているので、これをそのままＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力し、ＣＩＲ推定部５０４−ｒにおけるチャネルインパルス応答推定処理を１つ省略してもよい。
ＣＩＲ推定部５０４−ｒでは、チャネル選択部５０２−ｒから入力されるＴ個の周波数応答推定値とパス抽出部５０３−ｒから入力されるパス情報を用いてＴ個のチャネルインパルス応答を推定して、このＴ個のチャネルインパルス応答をＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒに出力する。
【００８２】
図９は、ＣＩＲ推定部５０４−ｒの構成を示す概略的ブロック図である。
ＣＩＲ推定部５０４−ｒは、重み生成部９０１−ｒ−ｔ、分配部９０２−ｒ、重み乗算部９０３−ｒ−ｔから構成される。図９では、チャネル選択部５０２−ｒ、パス抽出部５０３−ｒおよびＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒをも併せて示す。ここでｔ＝１、２、・・・、Ｔである。図９では、ｔ＝１、ｔ＝２、ｔ＝Ｔの３つの場合を簡略化して示す。
【００８３】
重み生成部９０１−ｒ−ｔは、パス抽出部５０３−ｒから入力されるパス情報ｑに基づいて、ＣＩＲ（チャネルインパルス応答）を推定するための重み行列を生成する。
具体的には、第ｔストリームの重み行列Ｗ（ｔ）は、次式（１７）で表される。
【００８４】
【数１７】
【００８５】
ここで、Ｆｑ（ｔ）は、式（１５）で表されるフーリエ変換行列Ｆｑを構成するパイロットサブキャリアｎ０、ｎ１、・・・ｎＮＰ−１を、第ｔストリームのものに置き換えた行列である。
以上の点を図３を参照して説明をする。図３のマッピング図は、送信アンテナが４個存在する例である。図３の先頭の時間の処理を考える。すなわち、４個のマッピング図の時間軸上で一番左端のシンボルについて考える。式（１７）の右辺で用いられているＦｑ（ｔ）では、ｔ＝１〜４となる。ｔ＝１の送信アンテナ１では、周波数軸上で下から０、６、１２、・・・番目のリソースエレメントにパイロットシンボルが配置される。したがって、式（１７）のＦｑ（１）というものは、式（１５）の右辺のｎ０、ｎ１、・・・、を０、６、１２、・・・にしたものである。同様にして、ｔ＝２の送信アンテナ２では、周波数軸上で下から３、９、１５、・・・番目のリソースエレメントにパイロットシンボルが配置されているから、式（１７）のＦｑ（２）というものは、式（１５）の右辺のｎ０、ｎ１、・・・、を３、９、１５、・・・にしたものである。
【００８６】
なお、ｔ＝３、４の送信アンテナ３、４では、時間軸上で一番左端のシンボルについてはパイロットシンボルが存在せず、左端から２番目のシンボルにパイロットシンボルが存在する。この場合は、例えば、先頭のシンボルとその次のシンボルの２つの時間を同時に処理をしてもよい。この場合、先頭のシンボルとその次のシンボルでは伝搬路変動はないものと仮定し、最終的に算出される復調用周波数応答推定値もこの２つのシンボルで共有することができる。
なお、パス抽出部５０３−ｒから入力されるパス番号は、重み生成部９０１−ｒ−１〜９０１−ｒ−Ｔに共通に入力される。すなち、このパス番号の集合は、式（１７）の右辺で「ｑ」として示されている。
【００８７】
分配部９０２−ｒは、チャネル選択部５０２−ｒから入力される選択しなかった（Ｔ−１）個の周波数応答推定値を受け取る。分配部９０２−ｒは、パス抽出部５０３−ｒから入力される選択した１個の周波数応答推定値を受け取る。分配器９０２−ｒは、この全体でＴ個の周波数応答推定値を、対応する重み乗算部９０３−ｒ−ｔに分配する。
なお、チャネル選択部５０２−ｒは、選択したチャネルについても、その周波数応答推定値を出力するようにしてもよい。
【００８８】
重み乗算部９０３−ｒ−ｔは、重み生成部９０１−ｒ−ｔから入力される重み行列と、分配部９０２−ｒから入力される第ｔストリームの周波数応答推定値をベクトルとしたものを乗算し、第ｔストリームのチャネルインパルス応答推定値とする。これをＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒに出力する。
【００８９】
図１０は、ＣＩＲ推定部５０４−ｒの処理を示すフローチャートである。
なお、図１０が示す動作は、図９のパス抽出部５０３−ｒがパス情報をＣＩＲ推定部５０４−ｒに出力した後の処理である。
（ステップＳ１００１）
重み生成部９０１−ｒ−ｔは、パス抽出部５０３−ｒから入力されるパス情報を用いて、第ｔストリーム用の重み行列を生成する。その後、ステップＳ１００２に進む。
【００９０】
（ステップＳ１００２）
分配部９０２−ｒは、チャネル選択部５０２−ｒから入力される選択されなかった（Ｔ−１）個の周波数応答推定値およびパス抽出部５０３−ｒからの１個の周波数応答推定値を、対応する重み乗算部９０３−ｒ−ｔに出力して、分配する。その後、ステップＳ１００３に進む。
（ステップＳ１００３）
重み乗算部９０３−ｒ−ｔは、ステップＳ１００１で得られる重み行列とステップＳ１００２で得られる周波数応答推定値とを乗算し、ＣＩＲ推定値を算出する。この推定値は、ＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒに出力される。その後、ＣＩＲ推定部５０４−ｒは動作を終了する。
【００９１】
ＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒは、ＣＩＲ推定部５０４−ｒから入力されたＴ個のチャネルインパルス応答に対して時間−周波数変換を施すことでチャネルインパルス応答を復調用周波数応答推定値に変換し、次いでこの復調用周波数応答推定値をＭＩＭＯ検出部４０７に出力する。
【００９２】
図１１は、本実施形態に係る受信装置１ｂの動作を示すフローチャートである。
なお、図１１が示す動作は、図４の受信部４０２−ｒが受信信号をＧＩ除去部４０３−ｒに出力した後の処理である。
【００９３】
（ステップＳ１１０１）
ＧＩ除去部４０３−ｒは、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップＳ１１０２に進む。
（ステップＳ１１０２）
ＦＦＴ部４０４−ｒは、ステップＳ１１０１で得られる信号に対して時間-周波数変換を行う。デマッピング部４０５−ｒは、得られた周波数領域の信号からデータとパイロットを分離する。デマッピング部４０５−ｒは、パイロットサブキャリアの受信信号を伝搬路推定部４０６に出力した後、ステップＳ１１０３に進む。
（ステップＳ１１０３）
【００９４】
伝搬路推定部４０６のＣＦＲ推定部５０１−ｒは、パイロットサブキャリアの受信信号から、送信アンテナそれぞれについての周波数応答推定値を算出する。次に、チャネル選択部５０２−ｒは、その中から電力の総和が最大のものを選択する。その後、ステップＳ１１０４に進む。
（ステップＳ１１０４）
パス抽出部５０３−ｒは、ステップＳ１１０３で得られるチャネルにおける周波数応答推定値を用いてパス抽出を行う。その後、ステップＳ１１０５に進む。
【００９５】
（ステップＳ１１０５）
ＣＩＲ推定部５０４−ｒは、ステップＳ１１０４で得られるパス情報を用いて、送信アンテナそれぞれについてのチャネルインパルス応答推定値を算出する。その後、ステップＳ１１０６に進む。
（ステップＳ１１０６）
ステップＳ１１０５で得られるチャネルインパルス応答推定値を、ＦＦＴ部５０５−ｔ−ｒにおいて復調用周波数応答推定値に変換した後、ＭＩＭＯ検出部４０７でＭＩＭＯ分離を行う。その後、ステップＳ１１０７に進む。
（ステップＳ１１０７）
ステップＳ１１０６で得られるＭＩＭＯ分離結果を用いて、復号を行う。その後、受信装置１ｂは動作を終了する。
【００９６】
このように、本実施形態によれば、受信装置１ｂは、ＴＲ個必要なパス抽出部をＲ個に抑えているため、計算量を大きく削減することができ、回路規模を大きく削減することができ、しかも受信装置の消費電力を大きく低減することができる。
【００９７】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、受信アンテナｒにおける、Ｔ通りのチャネルのうち、１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、その結果を用いて残りのＴ−１個のチャネルについてのチャネルインパルス応答を推定する方法について説明した。
第２の実施形態では、受信アンテナ毎の処理ではなく、送信アンテナ毎の処理を行う。
【００９８】
第２の実施形態の通信システムは、送信装置２ａおよび受信装置２ｂを備える。
第２の実施形態の送信装置２ａの構成は、図２に示す第１の実施形態の送信装置１ａの構成と同じである。したがって、その説明を省略する。
【００９９】
図１２は、第２の実施形態の受信装置２ｂの構成を示す概略図である。
受信装置２ｂは、受信部４０２−ｒ、ＧＩ除去部４０３−ｒ、ＦＦＴ部４０４−ｒ、デマッピング部４０５−ｒ、伝搬路推定部１２０６、ＭＩＭＯ検出部４０７および復号部４０８−ｔを備える。ここで、ｒ＝１、２、・・・、Ｒであり、そしてｔ＝１、２、・・・、Ｔである。図１２には、受信アンテナ１ｂ−ｒを併せて示す。図１２では、ｒ＝１、ｒ＝２、ｒ＝Ｒの３つの場合、そしてｔ＝１、ｔ＝２、ｔ＝Ｔの３つの場合のみを簡略化して示す。
受信装置２ｂの構成を第１の実施形態の受信装置１ｂの構成と対比すると、後者の伝搬路推定部４０６が前者では伝搬路推定部１２０６となっていて相違する。しかし、他の構成（受信部４０２−ｒ、ＧＩ除去部４０３−ｒ、ＦＦＴ部４０４−ｒ、デマッピング部４０５−ｒ、ＭＩＭＯ検出部４０７および復号部４０８−ｔの構成）は同一であるので、その説明を省略する。
【０１００】
図１３は、伝搬路推定部１２０６の構成を示す概略ブロック図である。
伝搬路推定部１２０６は、ＣＦＲ推定部１３０１−ｒ、チャネル選択部１３０２−ｔ、パス抽出部１３０３−ｔ、ＣＩＲ推定部１３０４−ｔ、ＦＦＴ部１３０５−ｔ−ｒを備える。図１３には、デマッピング部４０５−ｒおよびＭＩＭＯ検出部４０７を併せて示す。
【０１０１】
ＣＦＲ推定部１３０１−ｒは、デマッピング部４０５−ｒが出力するパイロットサブキャリアの受信信号を用いて、パイロットサブキャリアの周波数応答を推定する。ＣＦＲ推定部１３０１−ｒは、ｒ番目の受信アンテナにおける受信信号に含まれるＴ個のストリームすべてに対して、周波数応答推定値を算出する。
ＣＦＲ推定部１３０１−ｒは、Ｔ個の周波数応答推定値をチャネル選択部１３０２−ｔに出力する。
【０１０２】
例えば、チャネル選択部１３０２−１には、ＣＦＲ推定部１３０１−１〜１３０１−Ｒから第１送信アンテナにおけるチャネルの周波数応答推定値が入力される。チャネル選択部１３０２−２には、ＣＦＲ推定部１３０１−１〜１３０１−Ｒから第２送信アンテナにおけるチャネルの周波数応答推定値が入力される。チャネル選択部１３０２−Ｔには、ＣＦＲ推定部１３０１−１〜１３０１−Ｒから第Ｔ送信アンテナにおけるチャネルの周波数応答推定値が入力される。すなわち、チャネル選択部１３０２−ｔには、ＣＦＲ推定部１３０１−１〜１３０１−Ｒから合計でＲ個の周波数応答推定値が入力される。
【０１０３】
チャネル選択部１３０２−ｔは、第１の実施形態と同様に、この入力の中からパイロットサブキャリアの伝搬路推定値の電力の総和が最大になるチャネルを選択し、その周波数応答推定値を、パス抽出部１３０３−ｔに出力する。
パス抽出部１３０３−ｔは、第１の実施形態と同様に、パス抽出を行う。パス抽出部１３０３−ｔは、抽出したパス情報をＣＩＲ推定部１３０４−ｔに出力する。
【０１０４】
また、チャネル選択部１３０２−ｔは、Ｒ個の周波数応答推定値をＣＩＲ推定部１３０４−ｔに出力する。
ＣＩＲ推定部１３０４−ｔは、チャネル選択部１３０２−ｔが出力するＲ個の周波数応答推定値と、パス抽出部１３０３−ｔが出力するパス情報とを用いて、チャネルインパルス応答推定値を算出する。
【０１０５】
ＣＩＲ推定部１３０４−ｔは、算出したチャネルインパルス応答推定値を、対応するＦＦＴ部１３０５−ｔ−ｒに出力する。
例えば、ＣＩＲ推定部１３０４−２は、受信アンテナｒ＝１に関するチャネルインパルス応答推定値をＦＦＴ部１３０５−２−１に出力する。ＣＩＲ推定部１３０４−２は、受信アンテナｒ＝Ｒに関するチャネルインパルス応答推定値をＦＦＴ部１３０５−２−Ｒに出力する。
ＦＦＴ部１３０５−ｔ−ｒでは、第ｔ送信アンテナから第ｒ受信アンテナへのチャネルにおけるチャネルインパルス応答を復調用周波数応答推定値に変換する。ＦＦＴ部１３０５−ｔ−ｒは、復調用周波数応答推定値をＭＩＭＯ検出部４０７に出力する。
【０１０６】
第１の実施形態では、受信アンテナｒで観測されるＴ通りのチャネルのうち、１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、その結果を用いて残りのＴ−１個のチャネルについてチャネルインパルス応答を推定する方法について説明した。第２の実施形態では、１つの受信アンテナで観測されるチャネルではなく、１つの送信アンテナからＲ個の受信アンテナへのＲ個のチャネルの中から１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、これにより残りのＲ−１個のチャネルについてチャネルインパルス応答を推定する。
【０１０７】
図１４は、受信装置２ｂの動作を説明するフローチャートである。
図１４が示す動作は、図１２の受信部４０２−ｒが受信信号をＧＩ除去部４０３−ｒに出力した後の処理である。
（ステップＳ１４０１）
ＧＩ除去部４０３−ｒは、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップＳ１４０２に進む。
（ステップＳ１４０２）
ＦＦＴ部４０４−ｒは、ステップＳ１４０１で得られる信号に対して時間−周波数変換を行う。デマッピング部４０５−ｒは、得られた周波数領域の信号からデータとパイロットを分離する。デマッピング部４０５−ｒがパイロットサブキャリアの受信信号を伝搬路推定部１２０６に出力した後、ステップＳ１４０３に進む。
（ステップＳ１４０３）
ＣＦＲ推定部１３０１−ｒは、得られたパイロットサブキャリアの受信信号から、送信アンテナそれぞれについての周波数応答推定値を算出する。そのうち、第ｔ送信アンテナからのＲ個のチャネルにおける周波数応答推定値を、チャネル選択部１３０２−ｔに出力する。チャネル選択部１３０２−ｔは、その中から電力の総和が最大のものを選択する。その後、ステップＳ１４０４に進む。
（ステップＳ１４０４）
パス抽出部１３０３−ｔは、ステップＳ１４０３で得られるチャネルにおける周波数応答推定値を用いて、パス抽出を行う。その後、ステップＳ１４０５に進む。
（ステップＳ１４０５）
ＣＩＲ推定部１３０４−ｔは、ステップＳ１４０４で得られるパス情報およびチャネル選択部１３０２−ｔからのＲ個の周波数応答推定値を用いて、受信アンテナそれぞれについてのチャネルインパルス応答推定値を算出する。その後、ステップＳ１４０６に進む。
（ステップＳ１４０６）
ステップＳ１４０５で得られるチャネルインパルス応答推定値を、ＦＦＴ部１３０５−ｔ−ｒにおいて復調用周波数応答推定値に変換した後、ＭＩＭＯ検出部４０７でＭＩＭＯ分離を行う。その後、ステップＳ１４０７に進む。
（ステップＳ１４０７）
ステップＳ１４０６で得られるＭＩＭＯ分離結果を用いて、復号を行う。その後、受信装置２ｂは動作を終了する。
このように、本実施形態によれば、図１３に示した通り、ＴＲ個必要なパス抽出部をＴ個に抑えているため、計算量を大きく削減することができ、回路規模を大きく削減することができ、しかも消費電力を大きく低減することができる。
【０１０８】
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態では、受信アンテナ毎に１つのパス抽出を行う場合について説明し、第２の実施形態では、送信アンテナ毎に１つのパス抽出を行う場合について説明をした。
本実施形態では、送信装置の送信アンテナの個数をＴとし、受信装置の受信アンテナの個数をＲ個とした場合の、ＴＲ個のチャネルから、パス情報を共有するチャネルをＰ個に分ける方法について説明する。
【０１０９】
図１５は、第３の実施形態に係る無線通信システム３の概要を示す図である。
無線通信システム３は、送信装置３ａ−１〜３ａ−Ｐおよび受信装置３ｂを備える。送信装置３ａ−１〜３ａ−Ｐは、例えば、移動通信システムの基地局であり、受信装置３ｂは、当該システムの端末である。その代わりに、送信装置３ａ−１〜３ａ−Pは、移動通信システム３の端末であり、受信装置３ｂは、当該システムの基地局であってもよい。
【０１１０】
送信装置３ａ−１〜送信装置３ａ−Ｐは、全体でＴ個の送信アンテナを有する。したがって、送信装置３ａ−ｐは、１個の送信アンテナを備える場合もあれば、複数個の送信アンテナを備える場合もあるが、図１５では、図面を見やすくするために、１個の送信アンテナを備えるものとして示す。送信装置がそれぞれ２個の送信アンテナを備える場合は、送信装置の台数Ｐは、Ｐ＝Ｔ／２である。送信装置がそれぞれ１個の送信アンテナを備える場合は、送信装置の台数Ｐは、Ｐ＝Ｔである。
無線通信システム３は、Ｔ×Ｒ ＭＩＭＯ，特に、Ｔ×Ｒのマルチユーザー ＭＩＭＯを構成する。
【０１１１】
送信装置３ａ―ｐ（ｐ＝１、・・・、Ｐ）の構成は、アンテナの個数および送信装置の内部の経路の個数を除いて、図２に示す第１の実施形態の送信装置１ａの構成と同じである。したがって、その説明を省略する。
【０１１２】
図１６は、受信装置３ｂの構成を示す概略図である。
受信装置３ｂは、受信部４０２−ｒ、ＧＩ除去部４０３−ｒ、ＦＦＴ部４０４−ｒ、デマッピング部４０５−ｒ、伝搬路推定部１６０６、ＭＩＭＯ検出部４０７および復号部４０８−ｔを備える。ここで、ｒ＝１、２、・・・、Ｒであり、そしてｔ＝１、２、・・・、Ｔである。図１６には、受信アンテナ３ｂ−ｒを併せて示す。図１６では、ｒ＝１、ｒ＝２、ｒ＝Ｒの３つの場合、そしてｔ＝１、ｔ＝２、ｔ＝Ｔの３つの場合のみを簡略化して示す。
受信装置３ｂの構成を第１の実施形態の受信装置１ｂ（図４）の構成と対比すると、後者の伝搬路推定部４０６が前者では伝搬路推定部１６０６となっていて相違する。しかし、他の構成（受信部４０２−ｒ、ＧＩ除去部４０３−ｒ、ＦＦＴ部４０４−ｒ、デマッピング部４０５−ｒ、ＭＩＭＯ検出部４０７および復号部４０８−ｔの構成）は同一であるので、その説明を省略する。
【０１１３】
図１７は、受信装置３ｂにおける伝搬路推定部１６０６の構成を示す概略ブロック図である。
伝搬路推定部１６０６は、ＣＦＲ推定部１７０１−ｒ、チャネル選択部１７０２−ｐ、パス抽出部１７０３−ｐ、ＣＩＲ推定部１７０４−ｒ、ＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒ、グルーピング部１７０６および逆グルーピング部１７０−７を備える。ここで、ｒ＝１、２、・・・、Ｒであり、そしてｔ＝１、２、・・・、Ｔであり、そしてｐ＝１、２、・・・、Ｐである。図１７には、デマッピング部４０５−ｒおよびＭＩＭＯ検出部４０７を併せて示す。
図１７では、ＣＦＲ推定部１７０１−ｒ、ＣＩＲ推定部１７０４−ｒおよびＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒについては、ｒ＝１、ｒ＝２、ｒ＝Ｒの３つの場合を簡略化して示す。チャネル選択部１７０２−ｐおよびパス抽出部１７０３−ｐについては、ｐ＝１、ｐ＝２、ｐ＝Ｐの３つの場合を簡略化して示す。
なお、図１７には、デマッピング部４０５−ｒおよびＭＩＭＯ検出部４０７も併せて示す。
【０１１４】
ＣＦＲ推定部１７０１−ｒは、デマッピング部４０５−ｒが出力するパイロットサブキャリアの受信信号を用いて、パイロットサブキャリアの周波数応答を推定する。ＣＦＲ推定部１７０１−ｒは、ｒ番目の受信アンテナにおける受信信号に含まれるＴ個のストリームすべてに対して、周波数応答推定値を算出する。ＣＦＲ推定部１７０１−ｒは、Ｔ個の周波数応答推定値をグルーピング部１７０６へ出力する。
【０１１５】
グルーピング部１７０６は、ＴＲ個の周波数応答推定値をＰ組の群にグループ分けして、チャネル選択部１７０２−ｐへ出力する。例えば、Ｐ＝Ｔ／２の場合は、グルーピング部１７０６は、２Ｒ個の周波数応答推定値をチャネル選択部１７０２−ｐへ出力する。Ｐ＝Ｔの場合は、グルーピング部１７０６は、Ｒ個の周波数応答推定値をチャネル選択部１７０２−ｐへ出力する。
したがって、チャネル選択部１７０２−１〜１７０２−Ｐには、全体で、ＴＲ個の周波数応答推定値が入力する。
また、グルーピング部１７０６は、ＴＲ個の周波数応答推定値を逆グルーピング部１７０７へ出力する。
【０１１６】
チャネル選択部１７０２−ｐの動作は，以下のとおりである。
まず、Ｐ＝Ｔの場合、つまり送信装置３ａ−ｔがＴ台あって各送信装置が１個の送信アンテナを備える場合について、説明をする。
チャネル選択部１７０２−１は、送信アンテナ３ａ−１−１に関するＲ個の周波数応答推定値から、最も良いと判断した、すなわち、電力の総和が最大となると判断した１つの周波数応答推定値を選択してパス抽出部１７０３−１に出力する。また、チャネル選択部１７０２−２は、送信アンテナ３ａ−２−１に関するＲ個の周波数応答推定値から、最も良いと判断した１つの周波数応答推定値を選択してパス抽出部１７０３−２に出力する。また、チャネル選択部１７０２−Ｐは、送信アンテナ３ａ−Ｐ−１に関するＲ個の周波数応答推定値から、最も良いと判断した１つの周波数応答推定値を選択してパス抽出部１７０３−Ｐに出力する。
【０１１７】
つぎに、Ｐ＝Ｔ／２の場合、つまり送信装置３ａ−ｔがＴ／２台あって各送信装置３ａ−ｐが２個の送信アンテナを備える場合について、説明をする。
チャネル選択部１７０２−１は、送信アンテナ３ａ−１−１および送信アンテナ３ａ−１−２に関する２Ｒ個の周波数応答推定値から、最も良いと判断した一つの周波数応答推定値を選択してパス抽出部１７０３−１に出力する。また、チャネル選択部１７０２は、送信アンテナ３ａ−２−１および３ａ−２−２に関する２Ｒ個の周波数応答推定値から、最も良いと判断した一つの周波数応答推定値を選択してパス抽出部１７０３−２に出力する。また、チャネル選択部１７０２−Ｐは、送信アンテナ３ａ−Ｐ−１および３ａ−Ｐ−２に関する２Ｒ個の周波数応答推定値から、最も良いと判断した一つの周波数応答推定値を選択してパス抽出部１４０３−Ｐに出力する。
【０１１８】
以上説明をしたようにして、チャネル選択部１７０２−ｐは、ＴＲ個の周波数応答推定値を送信装置に関して任意のＰ組の群にグループ分けして、この群をパス抽出部１７０３−ｐに出力する。ただし、Ｐ≦Ｔである。このようなグループ分けは、マルチユーザＭＩＭＯの場合に有効であり、また、複数の基地局が連携してデータを送信している場合に有効である。
【０１１９】
パス抽出部１７０３−ｐでは、第１の実施形態および第２の実施形態と同様にパス抽出を行い、パス抽出の結果を逆グルーピング部１７０７に出力する。
逆グルーピング部１７０７は、ＴＲ個の周波数応答推定値と、パス抽出部１７０３−ｐで得られるパス抽出の結果と、を対応するＣＩＲ推定部１７０４−ｒに出力する。
【０１２０】
ＣＩＲ推定部１７０４−ｒは、ＴＲ個の周波数応答推定値と、パス抽出部１７０３−ｐで得られるパス抽出の結果と、を用いてチャネルインパルス応答を推定する。ＣＩＲ推定部１７０４−ｒは、推定されたチャネルインパルス応答をＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒに出力する。
ＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒは、第ｔ送信アンテナから第ｒ受信アンテナへのチャネルにおけるチャネルインパルス応答を復調用周波数応答推定値に変換する。ＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒは、復調用周波数応答推定値をＭＩＭＯ検出部４０７に出力する。
【０１２１】
図１８は、本実施形態に係る受信装置３ｂの動作を示すフローチャート図である。
なお、この図が示す動作は、図１６の受信部４０２−ｒが受信信号をＧＩ除去部４０３−ｒに出力した後の処理である。
【０１２２】
（ステップＳ１８０１）
ＧＩ除去部４０３−ｒは、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップＳ１８０２に進む。
（ステップＳ１８０２）
ＦＦＴ部４０４−ｒは、ステップＳ１８０１で得られる信号に対して時間−周波数変換を行う。デマッピング部４０５−ｒは、得られた周波数領域の信号からデータとパイロットを分離する。デマッピング部４０５−ｒは、データがマッピングされたサブキャリアの受信信号をＭＩＭＯ検出部４０７へ出力するとともに、パイロットサブキャリアの受信信号を伝搬路推定部１６０６に出力した後、ステップＳ１８０３に進む。
【０１２３】
（ステップＳ１８０３）
ステップＳ１８０３では、ＣＦＲ推定部１７０１−ｒは、得られたパイロットサブキャリアの受信信号から、送信アンテナそれぞれについての周波数応答推定値を算出し、次にこの周波数応答推定値をグルーピング部１７０６へ出力する。グルーピング部１７０６では、ＴＲ個の周波数応答推定値の中からパス情報を共有するチャネルを選択し、これをＰ組の群にグループ分けして、チャネル選択部１７０２−ｐへ出力する。
（ステップＳ１８０４）
チャネル選択部１７０２−ｐは、グルーピング部１７０６から入力されたものの中から、最も良いと判断した１つまたは若干の周波数応答推定値を選択するチャネル選択を行って、これをパス抽出部１７０３−ｐに出力する。
【０１２４】
（ステップＳ１８０５）
パス抽出部１７０３−ｐは、ステップＳ１８０４で得られるチャネルにおける周波数応答推定値を用いてパス抽出を行い、次に抽出されたパスを逆グルーピング部１７０７へ出力する。その後、ステップＳ１８０６に進む。
【０１２５】
（ステップＳ１８０６）
逆グルーピング部１７０７では、ステップＳ１８０５で得られるパス情報を、グループ分けしたチャネルに割り当てる。該当する各グループに対して、周波数応答推定値とパス情報を組み合わせ、ステップＳ１８０７に進む。
【０１２６】
（ステップＳ１８０７）
ＣＩＲ推定部１７０４−ｒは、ステップＳ１８０６で得られるパス情報とステップＳ１８０３で得られる周波数応答推定値とを用いて、チャネルインパルス応答推定値を算出する。その後、ステップＳ１８０８に進む。
【０１２７】
（ステップＳ１８０８）
ステップＳ１８０７で得られるチャネルインパルス応答推定値を、ＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒにおいて復調用周波数応答推定値に変換した後、ＭＩＭＯ検出部４０７でＭＩＭＯ分離を行う。その後、ステップＳ１８０９に進む。
（ステップＳ１８０９）
ステップＳ１８０８で得られるＭＩＭＯ分離結果を用いて、復号部４０８−ｔで復号を行う。その後、受信装置３ｂは動作を終了する。
【０１２８】
このように、本実施形態によれば、図９で示したように、パス抽出部の数をＰ個にすることができるため、計算量を大きく削減することができ、回路規模を大きく削減することができ、しかも消費電力を大きく低減することができる。また、第１の実施形態および第２の実施形態とは異なり、複数の基地局が協調しているような場合にも効果を発揮できる。
【０１２９】
＜変形例＞
第３の実施形態では、Ｐ組にグルーピングしたチャネルの中で、周波数応答推定値の電力の総和が最大のものをパス抽出に用いるチャネルとして選択した。
本変形例では、グルーピングしたチャネルを全て用いてパス抽出を行う場合について説明する。
【０１３０】
本変形例の無線通信システムの概略の構成は、図１５に示す第３の実施形態の構成と同じであるので、これを援用する。すなわち、本変形例の無線通信システムは、複数台の送信装置および１台の受信装置を備える。
本変形例の各送信装置の構成は、アンテナの個数および送信装置の内部の経路の個数を除いて、図２に示す第１の実施形態の送信装置１ａの構成と同じである。したがって、その説明を省略する。
【０１３１】
また、受信装置の構成も、図１６の受信装置における伝搬路推定部１６０６が本変形例の伝搬路推定部と異なるだけで、その余の構成は同じである。したがって、本変形例の伝搬路推定部を以下で詳細に説明することとし、受信装置の他の構成の説明を省略する。
【０１３２】
図１９は、本変形例における伝搬路推定部の構成を示す概略ブロック図である。
この伝搬路推定部は、ＣＦＲ推定部１７０１−ｒ、パス抽出部１９０３−ｐ、ＣＩＲ推定部１７０４−ｒ、ＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒ、グルーピング部１７０６および逆グルーピング部１９０７を備える。図１９には、デマッピング部４０５−ｒおよびＭＩＭＯ検出部４０７も併せて示す。
【０１３３】
図１９の伝搬路推定部と図１７の伝搬路推定部１６０６を対比すると、前者のＣＦＲ推定部１７０１−ｒ、グルーピング部１７０６、ＣＩＲ推定部１７０４−ｒおよびＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒは、後者のＣＦＲ推定部１７０１−ｒ、グルーピング部１７０６、ＣＩＲ推定部１７０４−ｒおよびＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒと同じである。しかし、前者のパス抽出部１９０３−ｐおよび逆グルーピング部１９０７は、後者のパス抽出部１７０３−ｐおよび逆グルーピング部１７０７と相違する。また、前者では、後者のチャネル選択部１７０２−ｒに相当するものが存在しない。したがって、同じ構成要素のＣＦＲ推定部１７０１−ｒ、グルーピング部１７０６、ＣＩＲ推定部１７０４−ｔ−ｒおよびＦＦＴ部１７０５−ｔ−ｒの説明を省略する。
【０１３４】
グルーピング部１７０６は、グループ分けしたチャネルの周波数応答推定値を全てパス抽出部１９０３−ｐに出力する。
パス抽出部１９０３−ｐでは、グループ分けしたチャネル全てを用いてパス抽出を行う。
第ｐグループ内におけるチャネルの番号を、ここではｇ＝１、２、・・・、Ｇとする。また、チャネルｇにおける周波数応答推定ベクトルをＨＰ（ｇ）とし、ＨＰ（ｇ）とパス集合ｑを用いて推定されるチャネルインパルス応答推定ベクトルをｈｑ（ｇ）とする。ｈｑ（ｇ）は次式で表される。
【０１３５】
【数１８】
【０１３６】
また、このときの伝搬路適合度を次式で表す。
【０１３７】
【数１９】
【０１３８】
上式（１８）、（１９）を、第１の実施形態における図７の説明中の式（１５）、（１６）の代わりに用いることで、既述のようにしてパス抽出を行うことができる。
【０１３９】
図２０は、パス抽出部１９０３−ｐの構成を示す概略的ブロック図である。
パス抽出部１９０３−ｒは、伝搬路適合度算出合計部２００１、不要候補パス除去部１７０２、判断部１７０３およびパス決定部１７０４を備える。なお、図２０には、グルーピング部１７０６および逆グルーピング部１９０７を併せて示す。
【０１４０】
図２０のパス抽出部１９０３−ｐと図７のパス抽出部５０３−ｒとを対しすると、後者の伝搬路適合度算出部７０１が前者では伝搬路適合度算出合計部２００１となっている点が相違するだけで、他の構成（不要候補パス除去部１７０２、判断部１７０３およびパス決定部１７０４の構成）は同じである。したがって、伝搬路適合度算出合計部２００１の説明を以下において行い、他の構成についての説明は、省略する。
【０１４１】
伝搬路適合度算出合計部２００１は、「候補パス（candidate_path）」の要素のうち少なくとも１つと、グルーピング部１７０６から入力された「選択したパス（selected_path）」の要素全てと、に基づいて、チャネルインパルス応答を推定し、次いで、各場合の伝搬路適合度を計算して、「伝搬路適合度（channel_match）」に保存する。
伝搬路適合度算出合計部２００１は、算出した伝搬路適合度を不要候補パス除去部７０２に出力する。
【０１４２】
図２１は、本変形例に係る受信装置の動作を示すフローチャート図である。なお、この図が示す動作は、図１９のグルーピング部１７０６、パス抽出部１９０３―ｐ、逆グルーピング部１９０７およびＣＩＲ推定部１７０４−ｒまでの動作である。
【０１４３】
（ステップＳ２１０１）
ステップＳ２１０１では、ＣＦＲ推定部１７０１−１〜１７−１−Ｒで得られるパイロットサブキャリアの周波数応答推定値のＴＲ個を、Ｐ組の群にグループ分けして、パス抽出部１９０３−ｐに出力する。その後、ステップＳ２１０２へ進む。
（ステップＳ２１０２）
パス抽出部１９０３−ｐは、ステップＳ２１０１で得られる周波数応答推定値を全て用いてパス抽出を行い、次に抽出されたパスを逆グルーピング部１９０７へ出力する。その後、ステップＳ２１０３に進む。
【０１４４】
（ステップＳ２１０３）
ステップＳ２１０３では、ステップＳ２１０２で得られるパス情報を、グループ分けしたチャネルに割り当てる。該当する各グループに対して、周波数応答推定値とパス情報を組み合わせ、ステップＳ２１０４に進む。
（ステップＳ２１０４）
ＣＩＲ推定部１７０４−ｒは、ステップＳ２１０２で得られるパス情報とステップＳ２１０１で得られる周波数応答推定値とを用いて、チャネルインパルス応答推定値を算出する。
【０１４５】
このように、本変形例によれば、図１９に示した通り、ＴＲ個必要なパス抽出部をＰ個に抑えているため、計算量を大きく削減することができ、回路規模を大きく削減することができ、しかも消費電力を大きく低減することができる。
また、第１〜第３の実施形態と異なるところの、グルーピングされたチャネル全てを用いてパス抽出を行うため、パス構造が実チャネルと合致しやすく、推定精度が向上する。
【０１４６】
なお、第１〜第３の実施形態および変形例の説明では、ＴＲ個のチャネルより少ないパス抽出を行うことで、計算量を抑えつつ、伝搬路推定精度を向上させ、しかも消費電力を低減することができる処理について説明した。しかしながら、実際には、伝搬路推定精度を向上させるために、パス抽出のような計算量を必要とする処理を行う必要のない場合が存在する。
【０１４７】
具体的には、受信装置が待機モードに入っていて、伝搬路推定精度がそれほど必要のない通信を行っている場合や、受信ＳＮ比が極端に大きいような場合である。このような場合は、パス抽出処理を省略し、遅延時間０〜Ｌのパスを全て推定することで、パス抽出処理にかかる処理を省略でき、消費電力を抑えることができる。
【０１４８】
また、受信装置の移動速度が速い場合には、グルーピング処理を省略して、ＴＲ個のチャネル全てでパス抽出を行うようにしてもよい。このようにすることで、高速移動時の伝搬路推定精度低下を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明は、マイモの移動通信および固定通信において利用することができる。
【符号の説明】
【０１５０】
１ａ・・・第１の実施形態の送信装置、１ａ−１〜１ａＴ・・・送信アンテナ、１ｂ・・・第１の実施の受信装置、１ｂ−１〜１ｂ−Ｒ・・・受信アンテナ、４０６・・・伝搬路推定部、５０３−ｒ・・・パス抽出部、５０４−ｒ・・・ＣＩＲ推定部、２ｂ・・・第２の実施形態の受信装置、１２０６・・・伝搬路推定部、３ａ−１〜３ａ−Ｐ・・・第３の実施形態の送信装置、３ａ−１−１〜３ａ−Ｔ−１・・・送信アンテナ、３ｂ・・・第３の実施形態の受信装置、３ｂ−１〜３ｂ−Ｒ・・・受信アンテナ、１６０６・・・伝搬路推定部、１９０３−ｐ・・・変形例のパス抽出部、２２０１・・・基地局、２２０２・・・移動端末、２２０３〜２２０６・・・障害物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パス抽出部とパス抽出部が抽出したパス情報を基にチャネルインパルス応答を推定するチャネルインパルス応答推定部を備えるＭＩＭＯ受信装置であって、チャネルインパルス応答推定部よりパス抽出部の数が少ないことを特徴とする受信装置。
【請求項２】
１つの受信アンテナの受信信号に含まれる送信ストリームの内の１つを用いてパス抽出を行い、他のストリームはそのパス情報を用いてチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
全ての受信アンテナの受信信号に含まれる１つの送信ストリームのうち、１つの受信アンテナを用いてパス抽出を行い、他のアンテナの該当ストリームについては、そのパス情報を用いてチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
全チャネルのうち、１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、他のチャネルはそのパス情報を用いてチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項５】
全チャネルを、パス情報を共有するグループに分け、グループ内の１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、そのパス情報を用いて他のチャネルのチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項６】
複数のチャネルを用いて１つのパス抽出を行うことを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
受信装置の移動速度が所定の閾値を上回る場合は、パス抽出部の数を増加させることを特徴とする請求項１〜６の受信装置。
【請求項８】
信号対雑音電力比が閾値を上回る場合は、パス抽出部を動作させないことを特徴とする請求項１〜６に記載の受信装置。
【請求項９】
受信装置が待機モードの場合は、パス抽出部を動作させないことを特徴とする請求項１〜６に記載の受信装置。
【請求項１０】
パス抽出過程とパス抽出過程が抽出したパス情報を基にチャネルインパルス応答を推定するチャネルインパルス応答推定過程を備えるＭＩＭＯ受信方法であって、チャネルインパルス応答推定過程よりパス抽出過程の数が少ないことを特徴とする受信方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の受信方法をコンピュータに実行させることを特徴とする受信プログラム。
【請求項１】
パス抽出部とパス抽出部が抽出したパス情報を基にチャネルインパルス応答を推定するチャネルインパルス応答推定部を備えるＭＩＭＯ受信装置であって、チャネルインパルス応答推定部よりパス抽出部の数が少ないことを特徴とする受信装置。
【請求項２】
１つの受信アンテナの受信信号に含まれる送信ストリームの内の１つを用いてパス抽出を行い、他のストリームはそのパス情報を用いてチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
全ての受信アンテナの受信信号に含まれる１つの送信ストリームのうち、１つの受信アンテナを用いてパス抽出を行い、他のアンテナの該当ストリームについては、そのパス情報を用いてチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
全チャネルのうち、１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、他のチャネルはそのパス情報を用いてチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項５】
全チャネルを、パス情報を共有するグループに分け、グループ内の１つのチャネルを用いてパス抽出を行い、そのパス情報を用いて他のチャネルのチャネルインパルス応答を推定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項６】
複数のチャネルを用いて１つのパス抽出を行うことを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
受信装置の移動速度が所定の閾値を上回る場合は、パス抽出部の数を増加させることを特徴とする請求項１〜６の受信装置。
【請求項８】
信号対雑音電力比が閾値を上回る場合は、パス抽出部を動作させないことを特徴とする請求項１〜６に記載の受信装置。
【請求項９】
受信装置が待機モードの場合は、パス抽出部を動作させないことを特徴とする請求項１〜６に記載の受信装置。
【請求項１０】
パス抽出過程とパス抽出過程が抽出したパス情報を基にチャネルインパルス応答を推定するチャネルインパルス応答推定過程を備えるＭＩＭＯ受信方法であって、チャネルインパルス応答推定過程よりパス抽出過程の数が少ないことを特徴とする受信方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の受信方法をコンピュータに実行させることを特徴とする受信プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−７４４３５（Ｐ２０１３−７４４３５Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１４７７（Ｐ２０１１−２１１４７７）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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