(57)【要約】【課題】マルチサイトＳＰＣを用いた通信において、送信ダイバーシチにより利得を得ている第１の端末装置に対する伝搬路特性が劣化した場合においても、すべての端末装置が第１の端末装置に対する信号を検出し、ＳＰＣによる通信を維持できる送信電力の制御を行う無線通信システムを提供する。【解決手段】第１の端末装置（１００）と無線通信装置（３００）との伝搬路特性に応じて、無線通信装置（３００）が第１の端末装置（１００）に送信する第１の変調シンボルの送信電力を割り当て、第２の端末装置（２００ａ、２００ｂ）が当該第１の変調シンボルを検出できる送信電力を示す第１の下限値を算出する。無線通信装置（３００）は、当該第１の変調シンボルに割り当てる送信電力が、第１の下限値以下のとき、当該第１の変調シンボルに割り当てる送信電力を第１の下限値に設定する。【選択図】図２
2010206284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナそれぞれから異なる信号を送信する通信装置と、第１の端末装置と、複数の第２の端末装置とを有する無線通信システムにおいて、
前記通信装置は、
前記複数の第２の端末装置それぞれから受信した電力情報を受信し、受信した前記電力情報それぞれに基づく送信電力により、前記第１の端末装置に対する第１の変調シンボルを生成すると共に、
前記アンテナそれぞれに対応付けられた前記複数の第２の端末装置に対する第２の変調シンボルと、前記送信電力を有する前記第１の変調シンボルとを重畳符号化により多重化する複数の送信処理部を備え、
前記複数の第２の端末装置それぞれは、
前記複数のアンテナのいずれか１つのアンテナと対応付けられ、該アンテナから送信された信号を受信し、受信した該信号から前記第２の変調シンボルを検出し、当該アンテナと自端末装置との伝搬路特性と、前記第１の変調シンボルの受信電力とから、前記第１の変調シンボルの送信電力を示す電力情報を算出して送信する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記複数の送信処理部は、前記複数のアンテナから送信する前記第１の変調シンボルを前記電力情報が示す電力より大きい送信電力により送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記複数の第２の端末装置それぞれは、
前記通信装置から受信した信号から前記第１の端末装置に対する前記第１の変調シンボルを検出し、検出した前記第１の変調シンボルを前記受信した信号から減算して自端末装置に対する前記第２の変調シンボルを検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記複数の第２の端末装置それぞれが送信する前記電力情報が示す電力は、
前記第２の端末装置と該第２の端末装置に対応する前記アンテナとの間の伝搬路特性と、前記第１の変調シンボルの受信電力とから、前記第１の変調シンボルの送信電力について、前記第１の変調シンボルを自端末装置にて検出できる最小の送信電力である第１の下限値である
ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記複数の第２の端末装置それぞれは、
受信した受信信号から該受信信号の伝搬路特性を推定してチャネル推定値を算出するチャネル推定部と、
前記チャネル推定部が算出した前記チャネル推定値から、前記第１の変調シンボルを検出するために必要な当該第１の変調シンボルの送信電力の前記第１の下限値を算出する被重畳電力情報算出部と、
前記被重畳電力情報算出部が算出した前記第１の下限値を、前記電力情報として前記通信装置に送信する無線送信部と
を備える
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記通信装置は、
前記第１の端末装置と前記複数のアンテナそれぞれとの間の伝搬路特性に応じて、前記第１の変調シンボルの送信電力の割り当てを行う電力位相算出部、を備える
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記複数の第２の端末装置は、
前記チャネル推定部が算出した前記チャネル推定値から、自端末装置に対する前記第２の変調シンボルを検出するために必要な当該第２の変調シンボルの送信電力に対する第２の下限値を算出する重畳電力情報算出部を備え、
前記無線送信部は、前記重畳電力情報算出部が算出した前記第２の下限値を前記通信装置に送信し、
前記電力位相算出部は、
受信した前記第２の下限値を送信した前記第２の端末装置に対応する第２の変調シンボルの送信電力を当該第２の下限値に下げた値に応じて、下げた値だけ前記第１の変調シンボルの送信電力を上げる
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記通信装置は、前記複数のアンテナとして、２つのアンテナを備え、
前記２つのアンテナから前記第１の端末装置へ送信する信号の送信電力の総和は、予め定められた値であり、
前記電力位相算出部は、前記第１の端末装置と前記２つのアンテナそれぞれとの伝搬路特性に応じた最大比合成を用いた前記２つのアンテナのうちいずれか一方のアンテナから送信する前記第１の変調シンボルに割り当てる送信電力が、前記第１の下限値以下のとき、当該アンテナから送信する信号の送信電力を前記第１の下限値とし、他方のアンテナから送信する前記第１の変調シンボルに残りの送信電力を割り当てる
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記通信装置は、前記複数のアンテナとして、２つのアンテナを備え、
前記２つのアンテナから送信する信号の送信電力の総和は、予め定められた値であり、
前記電力位相算出部は、前記第１の端末装置と前記２つのアンテナそれぞれとの伝搬路特性に応じた最大比合成を用いた前記２つのアンテナそれぞれから送信される前記第１の変調シンボルに割り当てる送信電力が共に前記第１の下限値以下のとき、前記第２の変調シンボルの送信電力として前記第２の下限値を割り当て、前記第１の変調シンボルに残りの送信電力を割り当てる
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記通信装置は、前記複数のアンテナとして、３つのアンテナを備え、
前記３つのアンテナから前記第１の端末装置へ送信する信号の送信電力の総和が定められ、
前記電力位相算出部は、前記第１の端末装置と前記３つのアンテナそれぞれとの伝搬路特性に応じた最大比合成を用いた前記３つのアンテナそれぞれに対する送信電力の割り当てにより、前記３つのアンテナのうちいずれかのアンテナから送信される前記第１の変調シンボルに割り当てられる送信電力が前記第１の下限値以下のとき、当該アンテナから送信される前記第１の変調シンボルの送信電力を前記第１の下限値とし、残りの送信電力を他のアンテナから送信する前記第１の変調シンボルに割り当てる
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
複数のアンテナそれぞれから異なる信号を送信する通信装置と、第１の端末装置と、複数の第２の端末装置とを有する無線通信システムにおける第２の端末装置であって、
前記複数のアンテナのうち自端末装置に対応付けられたアンテナと自端末装置との伝搬路特性と、前記第１の端末装置に対する第１の変調シンボルの受信電力とから、前記第１の変調シンボルの送信電力を示す電力情報を算出して送信すると共に、
前記対応付けられたアンテナから送信された信号を受信し、受信した該信号から第２の変調シンボルを検出する
ことを特徴とする端末装置。
【請求項１２】
複数のアンテナそれぞれから異なる信号を送信する通信装置と、第１の端末装置と、複数の第２の端末装置とを有する無線通信システムにおける通信装置であって、
前記複数の第２の端末装置それぞれから受信した電力情報を受信し、前記電力情報それぞれに基づく送信電力により、前記第１の端末装置に対する第１の変調シンボルを生成すると共に、
前記複数のアンテナそれぞれに対応付けられた前記複数の第２の端末装置に対する第２の変調シンボルと、前記送信電力を有する前記第１の変調シンボルとを重畳符号化により多重化する複数の送信処理部を備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１３】
複数のアンテナそれぞれから異なる信号を送信する通信装置と、第１の端末装置と、複数の第２の端末装置とを有する無線通信システムにおいて、
前記通信装置が、前記複数の第２の端末装置それぞれから受信した電力情報を受信し、前記電力情報それぞれに基づく送信電力により、前記第１の端末装置に対する第１の変調シンボルを生成する過程と、
前記通信装置が、前記アンテナそれぞれに対応付けられた前記第２の端末装置に対する第２の変調シンボルと、前記送信電力の前記第１の変調シンボルとを重畳符号化により多重化する過程と、
前記複数の第２の端末装置それぞれが、前記複数のアンテナのいずれか１つのアンテナと対応付けられ、該アンテナから送信された信号を受信し、受信した該信号から前記第２の変調シンボルを検出し、当該アンテナと自端末装置との伝搬路特性と、前記第１の変調シンボルの受信電力とから、前記第１の変調シンボルの送信電力を示す電力情報を算出して送信する過程と
を備えることを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、無線通信方法、通信装置および端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信において、複数のアンテナを有する無線基地局装置は、複数のアンテナそれぞれから信号を端末装置までの伝搬路特性が既知であるとき、複数のアンテナそれぞれから送信する信号に対する電力分配と位相とを調節することで、当該端末装置が当該無線基地局装置から受信する信号をダイバーシチ効果により利得を高くする技術、送信ダイバーシチによる最大比合成（Maximum Ratio Combining；ＭＲＣ）がある（特許文献１）。
【０００３】
また、次世代の移動体通信方式では、限られた周波数帯域で、無線基地局装置は、できるだけ多くの端末装置と同時に通信を行う必要がある。そのため、１つの無線リソース（周波数など）で２つの端末装置にデータを多重して送信できるＳＰＣ（Super Position Coding；重畳符号化）が、有望視されている。ＳＰＣは、２つの端末装置への送信する信号に電力差をつけて加算することで、信号を多重する方法である。（非特許文献１）。
ここで、無線リソースとは、１つの変調シンボルを端末装置に送信することのできる最小単位のことであり、マルチキャリア通信、例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Modulation；直交周波数分割多重）方式を用いた通信においては、１つのＯＦＤＭシンボルにおける１つのサブキャリアのことを示す。
【０００４】
ＳＰＣは、一般にチャネル特性が良い端末装置（以下、端末装置Ａという。）と、チャネル特性が悪い端末装置（以下、端末装置Ｂという。）とが同時に同じ無線リソースにより無線基地局装置と通信することができる技術である。無線基地局装置は、端末装置Ｂへ送信する信号に対して大きな電力を用いて変調シンボルを作成し、端末装置Ａへ送信する信号に対して小さな電力を用いて変調シンボルを作成し、作成した両方の変調シンボルを加算して送信する。
図２０は、ＳＰＣによる多重化を説明する概略図である。図２０（ａ）は、端末装置Ｂに送信する変調シンボルを示し、図２０（ｂ）は、端末装置Ａに送信する変調シンボルを示す。端末装置Ｂに送信する変調シンボルは、図示するように、端末装置Ａに送信する変調シンボルよりも大きい電力で生成される。なお、変調シンボルは、一例として、どちらもＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying；４相位相偏移変調）を用いるとする。図２０（ｃ）は、図２０（ａ）と（ｂ）との変調シンボルを加算（多重化）した変調シンボルを示す。また、図２０（ｄ）は、加算した変調シンボルが取り得るシンボルを示す図である。
【０００５】
ここで、端末装置Ａは、端末装置Ｂに対して送信される変調シンボルの取り得る値を検出することができれば、受信した信号から端末装置Ｂに対する変調シンボルを推定し、受信した信号から推定した端末装置Ｂに対する変調シンボルを減算することで、自端末装置に対する変調シンボルを検出することができる。また、端末装置Ｂは、端末装置Ａに対して送信される変調シンボルを雑音とみなして自端末装置に対する変調シンボルを検出する。
すなわち、ＳＰＣは、重畳する変調シンボル（信号）の電力差を利用して多重を行う技術である。上述の方法により、１つの無線リソースで２つの端末装置への信号を多重化して送信することができる。
なお、上述の説明において、ＳＰＣの動作を簡単化するためにチャネル特性の良い端末装置と、チャネル特性の悪い端末装置とを用いて説明したが、上記の方法で通信できるのであれば、端末装置それぞれのチャネル特性によらず多重化を行うことは可能である。
【０００６】
また、上述のＳＰＣを利用して複数の無線基地局装置を用いて、例えば、ブロードキャストチャネルや、複数の端末装置へのユニキャストチャネルなどを同じ無線リソースにおいて多重化するマルチサイトＳＰＣという技術がある（非特許文献１）。
マルチサイトＳＰＣでは、複数の無線基地局装置それぞれが同期をとり、同じ無線リソースにより信号を送信し、当該無線リソースにおいてそれぞれの信号を重ね合わせて合成し、端末装置が重ね合わされた信号（合成された信号）を受信することで、最大比合成（又は、等利得合成）により、サイトダイバーシチによる最大比合成の効果を得て通信品質を向上させることができる。
【０００７】
更に、複数の無線基地局装置それぞれは、無線基地局装置とチャネル特性の良い伝搬路にて通信を行う端末装置Ａ、例えば、無線基地局装置の近くに位置する端末装置に対して、ＳＰＣにより当該端末装置Ａに送信する信号と、他の端末装置Ｂに送信する信号とを多重化して1つの無線リソースを用いて送信する。このとき、端末装置Ａに対する信号に割り当てる電力は、他の端末装置Ｂに送信する信号に比べて小さい値とする。
これにより、各無線基地局装置は、占有する無線リソースを追加することなく、ブロードキャストチャネルの無線リソースにおいて信号を多重化して端末装置と通信することができる（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平３−２３９０１９号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】”Performance of Superposition Coded Broadcast/Unicast Service Overlay System”, IEICE TRANS. COMMUN., VOL. E91-B,NO.9 SEPTEMBER 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のマルチサイトＳＰＣを用いた通信において、複数の無線基地局装置が特定の端末装置宛（以下、第１の端末装置という）の信号を送信し、当該特定の端末装置が、送信ダイバーシチによる最大比合成の効果を得て通信品質を向上させる場合、以下の問題が生じる。
無線基地局装置それぞれは、アンテナそれぞれから送信される信号の第１の端末装置における受信電力に比例した電力により信号を送信するので、あるアンテナと第１の端末装置との間の伝搬路特性が悪化したとき、当該アンテナから受信する信号の電力が低下し、当該アンテナから第１の端末装置に対する送信電力を下げる。送信電力を下げたとこにより、ＳＰＣにより第1の端末装置宛の信号に多重化された信号を受信している第１の端末装置以外の第２の端末装置は、第１の端末装置に対する信号と自端末装置に対する信号との電力差を利用して第１の端末装置に対する信号を検出することができなくなり、自端末装置に対する信号を検出ができず、信号の多重化による無線リソースの有効利用ができなくなるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、マルチサイトＳＰＣを用いた通信において、送信ダイバーシチにより利得を得ている第１の端末装置に対する伝搬路特性が劣化した場合においても、第１の端末装置以外のすべての端末装置が第１の端末装置に対する信号を検出し、マルチサイトＳＰＣによる通信を維持できる送信電力の制御を行う無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記問題を解決するために、本発明は、複数のアンテナそれぞれから異なる信号を送信する通信装置と、第１の端末装置と、複数の第２の端末装置とを有する無線通信システムにおいて、前記通信装置は、前記複数の第２の端末装置それぞれから受信した電力情報を受信し、受信した前記電力情報それぞれに基づく送信電力により、前記第１の端末装置に対する第１の変調シンボルを生成すると共に、前記アンテナそれぞれに対応付けられた前記複数の第２の端末装置に対する第２の変調シンボルと、前記送信電力を有する前記第１の変調シンボルとを重畳符号化により多重化する複数の送信処理部を備え、前記複数の第２の端末装置それぞれは、前記複数のアンテナのいずれか１つのアンテナと対応付けられ、該アンテナから送信された信号を受信し、受信した該信号から前記第２の変調シンボルを検出し、当該アンテナと自端末装置との伝搬路特性と、前記第１の変調シンボルの受信電力とから、前記第１の変調シンボルの送信電力を示す電力情報を算出して送信する、ことを特徴とする無線通信システムである。
【００１３】
（２）また、本発明は、上記記載の発明において、前記複数の送信処理部は、前記複数のアンテナから送信する前記第１の変調シンボルを前記電力情報が示す電力より大きい送信電力により送信することを特徴とする。
【００１４】
（３）また、本発明は、上記記載の発明において、前記複数の第２の端末装置それぞれは、前記通信装置から受信した信号から前記第１の端末装置に対する前記第１の変調シンボルを検出し、検出した前記第１の変調シンボルを前記受信した信号から減算して自端末装置に対する前記第２の変調シンボルを検出することを特徴とする。
【００１５】
（４）また、本発明は、上記記載の発明において、前記複数の第２の端末装置それぞれが送信する前記電力情報が示す電力は、前記第２の端末装置と該第２の端末装置に対応する前記アンテナとの間の伝搬路特性と、前記第１の変調シンボルの受信電力とから、前記第１の変調シンボルの送信電力について、前記第１の変調シンボルを自端末装置にて検出できる最小の送信電力である第１の下限値であることを特徴とする。
【００１６】
（５）また、本発明は、上記記載の発明において、前記複数の第２の端末装置それぞれは、受信した受信信号から該受信信号の伝搬路特性を推定してチャネル推定値を算出するチャネル推定部と、前記チャネル推定部が算出した前記チャネル推定値から、前記第１の変調シンボルを検出するために必要な当該第１の変調シンボルの送信電力の前記第１の下限値を算出する被重畳電力情報算出部と、前記被重畳電力情報算出部が算出した前記第１の下限値を、前記電力情報として前記通信装置に送信する無線送信部とを備えることを特徴とする。
【００１７】
（６）また、本発明は、上記記載の発明において、前記通信装置は、前記第１の端末装置と前記複数のアンテナそれぞれとの間の伝搬路特性に応じて、前記第１の変調シンボルの送信電力の割り当てを行う電力位相算出部、を備えることを特徴とする。
【００１８】
（７）また、本発明は、上記記載の発明において、前記複数の第２の端末装置は、前記チャネル推定部が算出した前記チャネル推定値から、自端末装置に対する前記第２の変調シンボルを検出するために必要な当該第２の変調シンボルの送信電力に対する第２の下限値を算出する重畳電力情報算出部を備え、前記無線送信部は、前記重畳電力情報算出部が算出した前記第２の下限値を前記通信装置に送信し、前記電力位相算出部は、受信した前記第２の下限値を送信した前記第２の端末装置に対応する第２の変調シンボルの送信電力を当該第２の下限値に下げた値に応じて、下げた値だけ前記第１の変調シンボルの送信電力を上げることを特徴とする。
【００１９】
（８）また、本発明は、上記記載の発明において、前記通信装置は、前記複数のアンテナとして、２つのアンテナを備え、前記２つのアンテナから前記第１の端末装置へ送信する信号の送信電力の総和は、予め定められた値であり、前記電力位相算出部は、前記第１の端末装置と前記２つのアンテナそれぞれとの伝搬路特性に応じた最大比合成を用いた前記２つのアンテナのうちいずれか一方のアンテナから送信する前記第１の変調シンボルに割り当てる送信電力が、前記第１の下限値以下のとき、当該アンテナから送信する信号の送信電力を前記第１の下限値とし、他方のアンテナから送信する前記第１の変調シンボルに残りの送信電力を割り当てることを特徴とする。
【００２０】
（９）また、本発明は、上記記載の発明において、前記通信装置は、前記複数のアンテナとして、２つのアンテナを備え、前記２つのアンテナから送信する信号の送信電力の総和は、予め定められた値であり、前記電力位相算出部は、前記第１の端末装置と前記２つのアンテナそれぞれとの伝搬路特性に応じた最大比合成を用いた前記２つのアンテナそれぞれから送信される前記第１の変調シンボルに割り当てる送信電力が共に前記第１の下限値以下のとき、前記第２の変調シンボルの送信電力として前記第２の下限値を割り当て、前記第１の変調シンボルに残りの送信電力を割り当てることを特徴とする。
【００２１】
（１０）また、本発明は、上記記載の発明において、前記通信装置は、前記複数のアンテナとして、３つのアンテナを備え、前記３つのアンテナから前記第１の端末装置へ送信する信号の送信電力の総和が定められ、前記電力位相算出部は、前記第１の端末装置と前記３つのアンテナそれぞれとの伝搬路特性に応じた最大比合成を用いた前記３つのアンテナそれぞれに対する送信電力の割り当てにより、前記３つのアンテナのうちいずれかのアンテナから送信される前記第１の変調シンボルに割り当てられる送信電力が前記第１の下限値以下のとき、当該アンテナから送信される前記第１の変調シンボルの送信電力を前記第１の下限値とし、残りの送信電力を他のアンテナから送信する前記第１の変調シンボルに割り当てることを特徴とする。
【００２２】
（１１）また、本発明は、複数のアンテナそれぞれから異なる信号を送信する通信装置と、第１の端末装置と、複数の第２の端末装置とを有する無線通信システムにおける第２の端末装置であって、前記複数のアンテナのうち自端末装置に対応付けられたアンテナと自端末装置との伝搬路特性と、前記第１の端末装置に対する第１の変調シンボルの受信電力とから、前記第１の変調シンボルの送信電力を示す電力情報を算出して送信すると共に、前記対応付けられたアンテナから送信された信号を受信し、受信した該信号から第２の変調シンボルを検出することを特徴とする端末装置である。
【００２３】
（１２）また、本発明は、複数のアンテナそれぞれから異なる信号を送信する通信装置と、第１の端末装置と、複数の第２の端末装置とを有する無線通信システムにおける通信装置であって、前記複数の第２の端末装置それぞれから受信した電力情報を受信し、前記電力情報それぞれに基づく送信電力により、前記第１の端末装置に対する第１の変調シンボルを生成すると共に、前記複数のアンテナそれぞれに対応付けられた前記複数の第２の端末装置に対する第２の変調シンボルと、前記送信電力を有する第１の変調シンボルとを重畳符号化により多重化する複数の送信処理部を備えることを特徴とする通信装置である。
【００２４】
（１３）また、本発明は、複数のアンテナそれぞれから異なる信号を送信する通信装置と、第１の端末装置と、複数の第２の端末装置とを有する無線通信システムにおいて、前記通信装置が、前記複数の第２の端末装置それぞれから受信した電力情報を受信し、前記電力情報それぞれに基づく送信電力により、前記第１の端末装置に対する第１の変調シンボルを生成する過程と、前記通信装置が、前記アンテナそれぞれに対応付けられた前記第２の端末装置に対する第２の変調シンボルと、前記送信電力の前記第１の変調シンボルとを重畳符号化により多重化する過程と、前記複数の第２の端末装置それぞれが、前記複数のアンテナのいずれか１つのアンテナと対応付けられ、該アンテナから送信された信号を受信し、受信した該信号から前記第２の変調シンボルを検出し、当該アンテナと自端末装置との伝搬路特性と、前記第１の変調シンボルの受信電力とから、前記第１の変調シンボルの送信電力を示す電力情報を算出して送信する過程とを備えることを特徴とする無線通信方法である。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、無線基地局装置が備える複数のアンテナそれぞれと第１の端末装置との伝搬路特性が悪くなった場合でも、複数の第２の端末装置は、常に第１の端末装置に対する変調シンボルを検出し、受信信号から第１の端末装置に対する変調シンボルを減算することで自端末装置に対する変調シンボルを検出することができる。これにより、無線通信システムは、複数のアンテナから信号を送信するマルチサイト重畳符号化による通信を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態における無線通信システムの概略を示す模式図である。
【図２】同実施形態における無線基地局装置の別形態を示す図である。
【図３】同実施形態における無線基地局装置の別形態を示す図である。
【図４】同実施形態における端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】同実施形態において、被重畳電力情報算出部が備えるテーブル部に記憶されている情報を示す図である。
【図６】同実施形態におけるデータ検出部の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】同実施形態における端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図８】同実施形態における無線基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】同実施形態における変調シンボル生成部の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】同実施形態における送信処理部の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】同実施形態における電力位相算出部の構成を示す概略ブロック図である。
【図１２】第２実施形態における無線通信システムの概略を示す模式図である。
【図１３】同実施形態における端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１４】同実施形態における無線基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１５】同実施形態における送信処理部の構成を示す概略ブロック図である。
【図１６】同実施形態における電力位相算出部の構成を示す概略ブロック図である。
【図１７】第３実施形態の無線通信システムの構成を示す概略を示す模式図である。
【図１８】同実施形態における無線基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１９】電力位相算出部の構成を示す概略ブロック図である。
【図２０】ＳＰＣによる多重化を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態による無線通信システム、無線通信方法、無線基地局装置および端末装置を図面を参照して説明する。なお、無線通信システムは、マルチキャリア通信の一例として、ＯＦＤＭを用いた通信を行うとして説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における無線通信システム１０の概略を示す模式図である。無線通信システム１０は、アンテナ３１１、３１２を備えた通信装置である無線基地局装置３００と、端末装置１００（第１の端末装置）と、端末装置２００ａ、２００ｂ（第２の端末装置）とを備える。なお、第１の端末装置の個数は少なくとも１個であり、第２の端末装置の個数は少なくとも２個である。無線基地局装置３００は、送信信号を地理的に離れた複数のアンテナ３１１、３１２から送信する。また、端末装置１００は、一例として、送信アンテナ３１１、３１２それぞれのセルエリアが重なる領域に位置し、送信アンテナ３１１、３１２から信号を受信し、無線基地局装置３００にチャネル状態情報（Channel State Information；ＣＳＩ）を送信する。チャネル状態情報とは、端末装置１００とアンテナ３１１、３１２との伝搬路の状態を示す情報である。また、複数のアンテナ３１１、３１２はリレー局であってもよい。
なお、無線基地局装置３００から端末装置１００、２００ａ、２００ｂへの通信回線を下りリンクといい、端末装置１００、２００ａ、２００ｂから無線基地局装置３００への通信回線を上りリンクという。
【００２９】
また、端末装置２００ａ、２００ｂは、ＳＰＣ（Superposition Coding；重畳符号化）により多重化された受信信号から、端末装置１００に対する変調シンボル（第１の変調シンボル）を検出できる送信電力の下限値（第１の下限値）を示す被重畳電力情報（電力情報）を無線基地局装置３００に送信する。また、端末装置２００ａ、２００ｂは、同じ構成を有しており、以下、いずれか一方、又は、両方を示す場合に端末装置２００という。また、一例として、端末装置２００ａは、アンテナ３１１のセルエリア内に位置し、端末装置２００ｂは、アンテナ３１１のセルエリアに隣接するアンテナ３１２のセルエリア内に位置する。なお、端末装置２００ａは、アンテナ３１２から送信される信号を雑音とみなせる程度の小さな電力で受信し、端末装置２００ｂは、アンテナ３１１から送信される信号を雑音とみなせる程度の小さな電力で受信する。
【００３０】
なお、図１において、２つのアンテナ３１１、３１２は、独立して記載されているが、図２に示すように、無線基地局装置３００と、２つのアンテナ３１１、３１２とを有線、例えば、同軸線や光ファイバーなどで接続し、実質的に１つの無線基地局装置３００が、異なる２つの場所から信号を送信しても良い。
また、図３に示す無線通信システム１１のように、無線基地局装置３００は、端末装置１００、２００ａ、２００ｂに対して用いる無線リソース（周波数、もしくは時間）が異なる無線リソースを用いて無線リレー局装置４０１、４０２に対して送信する信号を送信し、無線リレー局装置４０１、４０２から端末装置１００、２００ａ、２００ｂに信号を送信しても良い。このような構成により、１つの無線基地局装置３００は、離れた２つの場所から無線信号を送信することができる。
【００３１】
また、図２では、アンテナ３１１、３１２と無線基地局装置３００は、離れているが、一方のアンテナが無線基地局装置３００と同じ場所に設置され、他方が離れた場所に設置されていてもよい。また、図３では、無線リレー局装置４０１、４０２と無線基地局装置３００とは、離れているが、一方の無線リレー局装置が無線基地局を用いずに、無線基地局装置３００と他方の無線リレー局装置とから端末装置１００、２００ａ、２００ｂに信号を送信しても良い。なお、図３に示す構成の場合、無線基地局装置３００、無線リレー局装置４０１、４０２を備える無線基地局システムを無線基地局装置とみなすことができる。
以下、図２の構成に基づいて説明をする。
【００３２】
まず、図４は、同実施形態における端末装置２００の構成を示す概略ブロック図である。端末装置２００は、図示するように、アンテナ２１０、無線受信部２１１、ＧＩ除去部２１２、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）部２１３、チャネル推定部２１４、データ検出部２１５、レプリカ生成部２１６、キャンセル部２１７、データ検出部２１８、被重畳電力情報算出部２１９、及び、無線送信部２２０を備える。
無線受信部２１１は、無線基地局装置３００が送信した信号をアンテナ２１０を介して受信し、受信した信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、デジタル信号に変換したダウンコンバート信号をＧＩ除去部２１２に出力する。ＧＩ除去部２１２は、無線受信部２１１が出力したダウンコンバート信号からガードインターバルを除去してＦＦＴ部２１３に出力する。
【００３３】
ＦＦＴ部２１３は、ＧＩ除去部２１２が出力したガードインターバルが除去されたダウンコンバート信号をＦＦＴにより、時間領域の信号から周波数領域の信号へ変換して各サブキャリアの変調シンボルを分離し、分離した各サブキャリアの変調シンボルをチャネル推定部２１４とデータ検出部２１５とキャンセル部２１７とに出力する。
ここで、ＦＦＴ部２１３が出力する各サブキャリアの変調シンボルは、端末装置１００に対する変調シンボル（第１の変調シンボル）と端末装置２００ａに対する変調シンボル（第２の変調シンボル）とが多重化されたＳＰＣシンボルとなっているか、又は、端末装置１００に対する変調シンボルと端末装置２００ｂに対する変調シンボルとが多重化されたＳＰＣシンボルとなっている。
【００３４】
チャネル推定部２１４は、ＦＦＴ部２１３が出力した各変調シンボルに含まれる既知のパイロット信号より各サブキャリアの伝搬路特性を推定して、チャネル推定値ｈ１又はチャネル推定値ｈ２を算出し、算出したチャネル推定値ｈ１（ｈ２）をデータ検出部２１５、レプリカ生成部２１６、データ検出部２１８、及び、被重畳電力情報算出部２１９に出力する。ここで、既知のパイロット信号は、無線基地局装置３００がアンテナ３１１、３１２それぞれから送信する。また、チャネル推定値ｈ１は、端末装置２００ａのチャネル推定部２１４が算出するアンテナ３１１から端末装置２００ａまでのチャネル推定値である。また、チャネル推定値ｈ２は、端末装置２００ｂのチャネル推定部２１４が算出するアンテナ３１２から端末装置２００ｂまでのチャネル推定値である。
【００３５】
データ検出部２１５は、チャネル推定部２１４が算出したチャネル推定値ｈ１（ｈ２）と、ＦＦＴ部２１３から入力された各サブキャリアの変調シンボルから端末装置１００に対する情報ビットを検出し、検出した情報ビットをレプリカ生成部２１６に出力する。
レプリカ生成部２１６は、データ検出部２１５から入力された情報ビットを変調し、チャネル推定部２１４が算出したチャネル推定値ｈ１（ｈ２）と、変調した情報ビットとを乗算してＳＰＣシンボルに含まれる端末装置１００に対する変調シンボルのレプリカを生成してキャンセル部２１７に出力する。キャンセル部２１７は、ＦＦＴ部２１３が出力したＳＰＣシンボルから、レプリカ生成部２１６が生成した端末装置１００に対する変調シンボルのレプリカを減算して、自端末装置に対する変調シンボルを算出する。
【００３６】
データ検出部２１８は、キャンセル部２１７が算出した自端末装置に対する変調シンボルと、チャネル推定部２１４が算出したチャネル推定値ｈ１（ｈ２）とから自端末装置に対する情報ビットを検出して出力する。
被重畳電力情報算出部２１９は、自端末装置において端末装置１００に対する情報ビットが検出可能な当該情報ビットを変調した変調シンボルに対する無線基地局装置３００における送信電力の下限値（ｍｉｎ＿ｐ１１、又は、ｍｉｎ＿ｐ２１）を算出し、算出した下限値を示す被重畳電力情報を無線送信部２２０に出力する。無線送信部２２０は、被重畳電力情報算出部２１９が出力した被重畳電力情報をアンテナ２１０を介して無線基地局装置３００に送信する。
【００３７】
次に、被重畳電力情報算出部２１９による端末装置１００に対する情報ビットを検出するために必要な送信電力の下限値（ｍｉｎ＿ｐ１１、又は、ｍｉｎ＿ｐ２１）の算出方法について説明する。
図５は、同実施形態において、被重畳電力情報算出部２１９が備えるテーブル部２１９Ａに記憶されている情報を示す図である。テーブル部２１９Ａは、変調方式（６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫなど）、符号化方法（ターボ符号、畳み込み符号など）及び符号化率（３／４、１／２、１／３など）と、特定の誤り率以下で復号可能なＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Power Ratio；信号対雑音干渉電力比）の［ｄＢ］値とが対応付けられて記憶されている。例えば、変調方式がＱＰＳＫであり、符号化方法がターボ符号であり、符号化率が１／２である場合、ＳＩＮＲ＝ａ２［ｄＢ］以上なら復号可能であることを示す。
【００３８】
端末装置１００に対する変調シンボルと端末装置２００に対する変調シンボルとが、ＳＰＣにより多重化されている帯域における端末装置１００に対する変調シンボルに対する受信電力をＳ１［ｄＢｍ］とし、端末装置２００に対する変調シンボルに対する受信電力をＳ２［ｄＢｍ］、雑音電力をＮ［ｄＢｍ］とする。このとき、端末装置１００に対する変調シンボルを検出するとき、ＳＩＮＲは、Ｓ１／（Ｓ２＋Ｎ）［ｄＢ］と表される。このＳＩＮＲを用いて、図５に示した値に対応する電力Ｓ１を算出する。すなわち、図４に示す被重畳電力情報算出部２１９は、例えば、変調方式がＱＰＳＫであり、符号化方法がターボ符号であり、符号化率が１／２である場合、変調方式、符号化方式および符号化率に対応するＳＩＮＲの［ｄＢ］値をテーブル部２１９Ａから読み出して、Ｓ１＝（Ｓ２＋Ｎ）＊ａ２を計算する。更に、被重畳電力情報算出部２１９は、Ｓ１（＝（Ｓ２＋Ｎ）＊ａ２）を得るために必要な送信電力の下限値ｍｉｎ＿ｐ１１（又は、ｍｉｎ＿ｐ２１）を計算する。
【００３９】
送信電力の下限値ｍｉｎ＿ｐ１１（又は、ｍｉｎ＿ｐ２１）の算出方法は、無線基地局装置３００が予め既知の電力（ｐ０）を有するパイロット信号を端末装置２００に予め送信し、端末装置２００のチャネル推定部２１４が受信したパイロット信号の電力の受信電力Ｓ０［ｄＢｍ］を測定する。被重畳電力情報算出部２１９は、パイロット信号の受信電力Ｓ０［ｄＢｍ］から、被重畳電力情報としてｍｉｎ＿ｐ１１（＝Ｓ１／Ｓ０＊ｐ０［ｄＢｍ］）を算出する。
なお、被重畳電力情報算出部２１９は、チャネル推定誤差、伝搬路の時変動、干渉信号とみなせる端末装置２００に対する変調シンボルがガウス分布でないことによる損失を考慮して、上述のＳＩＮＲに一定のマージンを含ませて送信電力の下限値ｍｉｎ＿ｐ１１（又はｍｉｎ＿ｐ２１）を算出してもよい。
【００４０】
次に、図６は、データ検出部２１５の構成を示す概略ブロック図である。データ検出部２１５は、チャネル補償部２５１、復調部２５２、及び、復号部２５３を備える。チャネル補償部２５１は、入力された変調シンボルに対して、チャネル推定部２１４が算出してチャネル推定値によりチャネル補償を行って復調部２５２に出力する。復調部２５２は、チャネル補償部２５１が出力したチャネル補償された変調シンボルを復調し、復調により得られたビットごとの硬判定値もしくは軟判定値を復号部２５３に出力する。復号部２５３は、復調部２５２が出力したビットごとの硬判定値もしくは軟判定値から情報ビットを復号して出力する。なお、データ検出部２１８は、復調及び復号における変調方式、符号化方式、符号化率などが異なる場合があるが、データ検出部２１５と同じ構成を有している。
【００４１】
次に、図７は、同実施形態における端末装置１００の構成を示す概略ブロック図である。端末装置１００は、アンテナ１１０、無線受信部１１１、ＧＩ除去部１１２、ＦＦＴ部１１３、チャネル推定部１１４、データ検出部１１５、及び、無線送信部１１６を備える。無線受信部１１１は、無線基地局装置３００のアンテナ３１１、３１２から同じ無線リソースにより送信され、当該無線リソースにおいて合成された信号を受信し、受信した信号をベースバンド周波数にダウンコンバートしたダウンコンバート信号としてＧＩ除去部１１２に出力する。ＧＩ除去部１１２は、無線受信部１１１が出力したダウンコンバート信号からガードインターバルを除去してＦＦＴ部１１３に出力する。
【００４２】
ＦＦＴ部１１３は、ＧＩ除去部１１２が出力するガードインターバルを除去されたダウンコンバート信号からＦＦＴにより時間領域の信号から周波数領域の信号に変換して各サブキャリアの変調シンボルを分離して、チャネル推定部１１４とデータ検出部１１５とに出力する。
【００４３】
チャネル推定部１１４は、ＦＦＴ部１１３が出力する各サブキャリアの変調シンボルのうちパイロットシンボルから、アンテナ３１１と自端末装置との間の伝搬路の推定によりチャネル推定値ｈ１、及び、アンテナ３１２と自端末装置との間の伝搬路の推定によりチャネル推定値ｈ２を算出し、チャネル推定値ｈ１、ｈ２をデータ検出部１１５に出力する。また、チャネル推定部１１４は、算出したチャネル推定値ｈ１、ｈ２から電力比（｜ｈ１｜２／｜ｈ２｜２）と、位相差（ａｒｇ（ｈ１／ｈ２））を算出して、算出した算出したチャネル推定値ｈ１、ｈ２と、電力比を示す電力比情報と、算出した位相差を示す位相差情報とを含むチャネル状態情報（ＣＳＩ）を無線送信部１１６に出力する。ここで、ａｒｇ（）は、複素数の偏角を示す。
データ検出部１１５は、チャネル推定部１１４の算出したチャネル推定値ｈ１、ｈ２により、ＦＦＴ部１１３が出力する各サブキャリアの変調シンボルから、端末装置２００に対する変調シンボルを雑音とみなし、自端末装置に対する情報ビットを検出して出力する。なお、データ検出部１１５は、図６に示したデータ検出部２１５と同じ構成を有しており、その説明を省略する。
【００４４】
無線送信部１１６は、チャネル推定部１１４が出力するチャネル状態情報（ＣＳＩ）をアンテナ１１０を介して無線基地局装置３００に送信する。
ここで、無線受信部１１１が受信する信号は、無線基地局装置３００のアンテナ３１１、３１２それぞれから同じ無線リソースにより送信された信号を、無線基地局装置３００の電力位相算出部３２０（図８）により算出された比により重ね合わせた信号（合成された信号）である。そして、端末装置１００は、２つの地理的に離れたアンテナ３１１、３１２それぞれから送信された信号を合成した信号を受信することで、最大比合成と同じ比率、もしくは、それに近い比率によるダイバーシチ効果を得る。
【００４５】
図８は、同実施形態における無線基地局装置３００の構成を示す概略ブロック図である。無線基地局装置３００は、アンテナ３１１、３１２と、電力位相算出部３２０と、送信処理部３３０ａ、３３０ｂと、変調シンボル生成部３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃとを備える。
なお、送信処理部３３０ａ、３３０ｂは、同じ構成を有しており、以下、いずれか一方、又は、両方を示す場合には、送信処理部３３０という。また、変調シンボル生成部３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃは、同じ構成を有しており、以下、いずれか１つ、又は、すべてを示す場合には、変調シンボル生成部３４０という。
【００４６】
電力位相算出部３２０は、アンテナ３１１、３１２を介して端末装置２００ａ、２００ｂから送信される被重畳電力情報と、端末装置１００から送信される位相差情報と電力比情報とに応じて算出される被重畳電力位相指定情報を送信処理部３３０ａ、３３０ｂに出力する。また、電力位相算出部３２０の詳細は、後述する。
ここで、被重畳電力情報とは、端末装置２００ａ、２００ｂにおいて、端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる無線基地局装置３００からの送信電力の下限値を示す情報である。ここで、被重畳電力位相指定情報は、送信処理部３３０が備える電力位相制御部３３１（図１０）に入力され、端末装置１００に対する変調シンボルの送信電力値と、位相回転の回転量とを含む情報である。
【００４７】
変調シンボル生成部３４０ａは、端末装置２００ａに対する情報ビットが入力され、入力された情報ビットを変調した変調シンボルを送信処理部３３０ａに出力する。変調シンボル生成部３４０ｂは、端末装置２００ｂに対する情報ビットが入力され、入力された情報ビットを変調した変調シンボル送信処理部３３０ｂに出力する。変調シンボル生成部３４０ｃは、端末装置１００に対する情報ビットが入力され、入力された情報ビットを変調した変調シンボルを送信処理部３３０ａ、３３０ｂに出力する。なお、変調シンボル生成部３４０ａ〜３４０ｃは、同じ構成を有しており、以下、変調シンボル生成部３４０ａ〜３４０ｃのいずれか、あるいは、すべてを示す場合には、変調シンボル生成部３４０という。
【００４８】
送信処理部３３０ａは、変調シンボル生成部３４０ａ、３４０ｃから入力された変調シンボルから、電力位相算出部３２０から入力された被重畳電力位相指定情報に基づいて送信信号を生成し、生成した送信信号をアンテナ３１１を介して端末装置１００、２００ａに送信する。送信処理部３３０ｂは、変調シンボル生成部３４０ｂ、３４０ｃから入力された変調シンボルそれぞれと、電力位相算出部３２０から入力された被重畳電力位相指定情報に基づいて送信信号を生成し、生成した送信信号をアンテナ３１２を介して端末装置１００、２００ｂに送信する
【００４９】
図９は、同実施形態における変調シンボル生成部３４０の構成を示す概略ブロック図である。変調シンボル生成部３４０は、符号化部３４１と変調部３４２とを備える。符号化部３４１は、送信する情報ビットが入力され、入力された情報ビットに対してターボ符号、畳み込み符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity check Code；低密度パリティ検査符号）などにより前方誤り訂正（Forward Error Correction；ＦＥＣ）を行い変調部３４２に出力する。変調部３４２は、符号化部３４１により符号化された情報ビットに対して変調を行い、生成した変調シンボルを出力する。このとき、変調部３４２が行う変調として、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase shift keying；４相位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation；１６値直交振幅変調）、６４ＱＡＭ（64 Quadrature Amplitude Modulation；６４値直交振幅変調）などを用いる。
【００５０】
次に、図１０は、同実施形態における送信処理部３３０の構成を示す概略ブロック図である。送信処理部３３０は、電力位相制御部３３１、電力制御部３３２、ＳＰＣ部３３３、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform；逆高速フーリエ変換）部３３４、ガードインターバル挿入部３３５（以下、ＧＩ挿入部３３５という。）、及び、無線送信部３３６を備える。
電力位相制御部３３１は、電力位相算出部３２０から入力される被重畳電力位相指定情報に基づいて、入力される端末装置１００に対する変調シンボルに対して電力（振幅）変更と位相回転を行い、ＳＰＣ部３３３に出力する。電力制御部３３２は、入力される端末装置２００に対する変調シンボルに対して、所定の電力（振幅）を有する変調シンボルに変換してＳＰＣ部３３３に出力する。ここで、所定の電力とは、アンテナ３１１、３１２と端末装置２００との間の伝搬路のチャネル推定値により算出される電力や、通信の規格などで定められた電力などである。
【００５１】
ＳＰＣ部３３３は、電力位相制御部３３１と電力制御部３３２とから入力された２つの変調シンボルを加算してＳＰＣシンボルを生成し、生成したＳＰＣシンボルをＩＦＦＴ部３３４に出力する。ＩＦＦＴ部３３４は、入力されたＳＰＣシンボルそれぞれをサブキャリアに割り当てて逆ＦＦＴを行うことにより下りリンク信号を生成し、生成した下りリンク信号をＧＩ挿入部３３５に出力する。ＧＩ挿入部３３５は、ＩＦＦＴ部３３４から入力された下りリンク信号に対してガードインターバルを挿入して無線送信部３３６に出力する。無線送信部３３６は、ガードインターバルが挿入された下りリンク信号をアップコンバージョンしてアナログの送信信号に変換し、送信信号を接続されたアンテナ３１１又はアンテナ３１２を介して端末装置１００及び端末装置２００に送信する。
【００５２】
図１１は、同実施形態における電力位相算出部３２０の構成を示す概略ブロック図である。電力位相算出部３２０は、位相差情報検出部３２１、電力比情報検出部３２２、被重畳電力情報検出部３２３、被重畳電力情報検出部３２４、及び情報算出部３２５を備えている。
位相差情報検出部３２１は、アンテナ３１１、３１２に接続され、受信した信号より端末装置１００が送信する位相差情報を検出して情報算出部３２５に出力する。電力比情報検出部３２２は、アンテナ３１１、３１２に接続され、受信した信号より端末装置１００が送信する電力比情報を検出して情報算出部３２５に出力する。被重畳電力情報検出部３２３は、アンテナ３１１に接続され、端末装置２００ａが送信する被重畳電力情報を検出して情報算出部３２５に出力する。被重畳電力情報検出部３２４は、アンテナ３１２に接続され、端末装置２００ｂが送信する被重畳電力情報を検出して情報算出部３２５に出力する。情報算出部３２５は、位相差情報検出部３２１が出力する位相差情報と、電力比情報検出部３２２が出力する電力比情報と、被重畳電力情報検出部３２３、３２４が出力する被重畳電力情報とから、送信処理部３３０ａに対する被重畳電力位相指定情報、及び、送信処理部３３０ｂに対する被重畳電力位相指定情報を算出して、送信処理部３３０ａ、３３０ｂそれぞれに出力する。
【００５３】
ここで、位相差情報とは、アンテナ３１１と端末装置１００との間の伝搬路特性、及び、アンテナ３１２と端末装置１００との間の伝搬路特性から算出される端末装置１００におけるアンテナ３１１からの伝搬路による位相回転量と、アンテナ３１２からの伝搬路による位相回転量との差を表す情報である。電力比情報とは、アンテナ３１１と端末装置１００との間の伝搬路特性、及び、アンテナ３１２と端末装置１００との間の伝搬路特性から算出されるアンテナ３１１からの伝搬路による信号電力の減衰率と、アンテナ３１２からの伝搬路による信号電力の減衰率との比である。被重畳電力情報とは、端末装置２００ａ、２００ｂにおける、端末装置１００に対する変調シンボルを検出可能な当該変調シンボルの送信電力値を示す情報である。
【００５４】
以下、情報算出部３２５が行う処理について説明する。ここで、アンテナ３１１から送信する端末装置１００に対する変調シンボルに割り当てる電力をｐ１１とし、端末装置２００ａに対する変調シンボルに割り当てる電力をｐ１２とする。また、アンテナ３１２から送信する端末装置１００に対する変調シンボルに割り当てる電力をｐ２１とし、端末装置２００ｂに対する変調シンボルに割り当てる電力ｐ２３とする。また、端末装置１００に対する変調シンボルに割り当てる電力のｐ１（＝ｐ１１＋ｐ２１）は、予め定められた一定の値であり、例えば、無線基地局装置３００の定格送信電力などにより定められる。
【００５５】
また、端末装置１００は、チャネル推定部１１４において、アンテナ３１１から自端末装置への伝搬路特性を示すチャネルのチャネル推定値ｈ１と、アンテナ３１２から自端末装置への伝搬路特性を示すチャネル推定値ｈ２と、チャネル推定値ｈ１、ｈ２から電力比（｜ｈ１｜２／｜ｈ２｜２）を示す電力比情報、及び、位相差（ａｒｇ（ｈ１／ｈ２））を示す位相差情報を算出し、これらの情報を含むチャネル状態情報（ＣＳＩ）を無線基地局装置３００に送信する。
【００５６】
また、端末装置２００ａは、自端末装置が端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力ｐ１１の下限値ｍｉｎ＿ｐ１１を示す被重畳電力情報を無線基地局装置３００に送信する。端末装置２００ｂは、端末装置２００ａと同様に、自端末装置が端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力ｐ２１の下限値ｍｉｎ＿ｐ２１を無線基地局装置３００に送信する。
【００５７】
最大比合成（Maximum Ratio Combining；ＭＲＣ）に基づいた通信を行う場合、無線基地局装置３００において、情報算出部３２５は、次式（１−１）、（１−２）で表される処理を行うための電力と位相とを算出する。
【００５８】
【数１】
2010206284.tif 000003
【００５９】
ここで、ｘ１は、端末装置１００に対する変調シンボルであり、ｙ１１は、アンテナ３１１から送信する端末装置１００に対する変調シンボルであり、ｙ２１は、アンテナ３１２から送信する端末装置１００に対する変調シンボルである。すなわち、ｙ１１は、送信処理部３３０ａの電力位相制御部３３１が出力する変調シンボルを表し、ｙ２１は、送信処理部３３０ｂの電力位相制御部３３１が出力する変調シンボルを表す。
以下、下限値ｍｉｎ＿ｐ１１と、ｍｉｎ＿ｐ２１と、最大比合成に基づいた通信を行う場合のアンテナ３１１から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅Ｐ１と、アンテナ３１２から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅Ｐ２との大小関係で場合分けをし、それぞれの場合における情報算出部３２５の動作について説明する。ただし、送信振幅Ｐ１、Ｐ２は、以下の通り。
Ｐ１＝｜ｈ１｜／√（｜ｈ１｜２＋｜ｈ２｜２）・√ｐ１
Ｐ２＝｜ｈ２｜／√（｜ｈ１｜２＋｜ｈ２｜２）・√ｐ１
ここで、変調シンボルの送信振幅とは、その変調シンボルの電力の平方根であるとする。
【００６０】
＜ケース１＞
アンテナ３１１から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根より大きく、かつ、アンテナ３１２から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅は、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根より大きい場合、すなわち、Ｐ１＞（ｍｉｎ＿ｐ１１）１／２、かつ、Ｐ２＞（ｍｉｎ＿ｐ２１）１／２（条件１−１）が成り立つ場合、情報算出部３２５は、送信処理部３３０ａに式（２−１）で表される被重畳電力位相指定情報を出力し、送信処理部３３０ｂに式（２−１）で表される被重畳電力位相指定情報を出力する。
【００６１】
【数２】
2010206284.tif 000004
【００６２】
上述の条件において、無線基地局装置３００のアンテナ３１１、３１２から送信される信号を受信する端末装置１００において、サイトダイバーシチによる最大比合成の効果を得て通信品質を向上させることができる。
【００６３】
＜ケース２＞
アンテナ３１１から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根以下であり、かつ、アンテナ３１２から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅は、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根より大きく、かつ、端末装置１００に対する変調シンボルの総送信電力は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値と、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値との和以上である場合、すなわち、Ｐ１≦（ｍｉｎ＿ｐ１１）１／２、かつ、Ｐ２＞（ｍｉｎ＿ｐ２１）１／２、かつ、ｐ１≧ｍｉｎ＿ｐ１１＋ｍｉｎ＿ｐ２１（条件１−２）が成り立つ場合、情報算出部３２５は、端末装置１００宛に変調シンボルが次式（３−１）、（３−２）で表されるｙ１１、ｙ２１とするために、送信処理部３３０ａに式（３−３）で表される被重畳電力位相指定情報を出力し、送信処理部３３０ｂに式（３−４）で表される被重畳電力位相指定情報を出力する。
【００６４】
【数３】
2010206284.tif 000005
【００６５】
送信処理部３３０ａ、３３０ｂにおける電力位相制御部３３１は、情報算出部３２５から入力された被重畳電力位相情報に応じて、伝搬路の状態が良くないアンテナ３１１と端末装置１００との伝搬路に対して送信電力Ｐ１以上の送信電力の下限値ｍｉｎ＿ｐ１１を割り当てる。これにより、端末装置１００が、最大比合成ほどの送信ダイバーシチ効果を得ることができないが、等利得合成を超える送信ダイバーシチ効果を得ることができ、端末装置２００ａが、ＳＰＣにより多重化された自端末装置に対する変調シンボルの検出を行うことができる。
【００６６】
＜ケース３＞
アンテナ３１１から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根より大きく、かつ、アンテナ３１２から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅は、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根以下であり、かつ、端末装置１００に対する変調シンボルの総送信電力は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値と、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値との和以上である場合、すなわち、Ｐ１＞（ｍｉｎ＿ｐ１１）１／２、かつ、Ｐ２≦（ｍｉｎ＿ｐ２１）１／２、かつ、ｐ１≧ｍｉｎ＿ｐ１１＋ｍｉｎ＿ｐ２１（条件１−３）が成り立つ場合、情報算出部３２５は、次式（４−１）、（４−２）で表される信号ｙ１１、ｙ２１が送信されるように、送信処理部３３０ａに式（４−３）で表される被重畳電力位相指定情報を出力し、送信処理部３３０ｂに式（４−４）で表される被重畳電力位相指定情報を出力する。
【００６７】
【数４】
2010206284.tif 000006
【００６８】
送信処理部３３０ａ、３３０ｂにおける電力位相制御部３３１は、上述のケース２と同様に、情報算出部３２５から入力された被重畳電力位相情報に応じて、伝搬路の状態が良くないアンテナ３１２と端末装置１００との伝搬路に対して送信振幅Ｐ２以上の送信電力ｍｉｎ＿ｐ２１を割り当てる。これにより、端末装置１００が、最大比合成ほどの送信ダイバーシチ効果を得ることができないが、等利得合成を超える送信ダイバーシチ効果を得ることができ、端末装置２００ｂが、ＳＰＣにより多重化された自端末装置に対する変調シンボルの検出を行うことができる。
【００６９】
＜ケース４＞
端末装置１００に対する変調シンボルの総送信電力は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値と、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値との和より小さい場合、すなわち、ｐ１＜ｍｉｎ＿ｐ１１＋ｍｉｎ＿ｐ２１（条件１−４）が成り立つ場合、端末装置１００に送信する変調シンボルの伝送レートを下げるか、あるいは、無線基地局装置３００が送信する信号全体の送信電力を大きくして、ｐ１≧ｍｉｎ＿ｐ１１＋ｍｉｎ＿ｐ２１を満たす処理を行う。これにより、端末装置１００が、最大比合成の送信ダイバーシチ効果を得て、端末装置２００ｂが、ＳＰＣにより多重化された自端末装置に対する変調シンボルの検出を行うことができる。
【００７０】
上述のように、無線通信システム１０の下りリンクにおいて、端末装置２００が、端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値を無線基地局装置３００に送信することで、無線基地局装置３００が、最大比合成に基づいて端末装置１００に対する変調シンボルに対する電力を算出したときに、端末装置２００が送信した電力値より小さいか否かを判断する。端末装置１００に対する変調シンボルの電力が、端末装置２００が送信した電力値より小さいとき、無線基地局装置３００は、端末装置１００に対して最大比合成に近いダイバーシチ効果が得られる送信を行うと共に、端末装置２００が端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる電力で信号を送信することができる。このとき、端末装置２００は、ＳＰＣにより多重化された受信信号から、端末装置１００に対する変調シンボルを減算して自端末装置に対する変調シンボルを検出し、当該変調シンボルから情報ビットを復号することができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、端末装置１００が、電力比（｜ｈ１｜２／｜ｈ２｜２）と、位相差（ａｒｇ（ｈ１／ｈ２））を算出して無線基地局装置３００に送信する構成としたが、電力比と位相差の代わりに無線基地局装置３００が、端末装置１００からアンテナ３１１、３１２への伝搬路を推定してチャネル推定値ｈ１、ｈ２を算出して、伝搬路の可逆性を利用して電力比と位相差とを算出してもよい。また、複素数のチャネル推定値ｈ１、ｈ２を示す情報でも良いし、その他電力比情報と位相差情報を含む情報でも良い。
【００７２】
（第２実施形態）
図１２は、第２実施形態における無線通信システム２０の概略を示す模式図である。無線通信システム２０は、アンテナ３１１、３１２を備えた無線基地局装置３０１と、端末装置１００（第１の端末装置）と、端末装置２０１ａ、２０１ｂ（第２の端末装置）とを備える。また、端末装置１００は、送信アンテナ３１１、３１２から信号を受信し、無線基地局装置３０１にチャネル状態情報（Channel State Information；ＣＳＩ）としてチャネル推定値を送信する。
また、端末装置１００は、第１実施形態の端末装置１００と同じ構成であり、同じ符号を付してその説明を省略する。また、端末装置２０１ａ、２０１ｂは、同じ構成を有しており、以下、いずれか一方、又は、両方を示す場合に端末装置２０１という。
【００７３】
また、端末装置２０１ａ、２０１ｂは、ＳＰＣにより多重化された受信信号から、端末装置１００に対する変調シンボル（第１の変調シンボル）を検出できる送信電力の下限値（第１の下限値）を示す被重畳電力情報と、端末装置２０１ａ、２０１ｂに対する変調シンボル（第２の変調シンボル）を検出できる送信電力の下限値（第２の下限値）を示す重畳電力情報とを無線基地局装置３００に送信する。
ここで、重畳電力情報算出部２２１が第２の下限値を算出する方法は、第１実施形態において被重畳電力情報算出部２１９が算出した送信電力の下限値ｍｉｎ＿ｐ１１（又はｍｉｎ＿ｐ２１）の算出方法と同じであり、無線基地局装置３０１が送信する既知の電力（ｐ０）を有するパイロット信号を受信し、受信したパイロット信号の受信電力Ｓ０［ｄＢｍ］を用いて算出する。
【００７４】
次に、図１３は、同実施形態における端末装置２０１の構成を示す概略ブロック図である。端末装置２０１は、図示するように、アンテナ２１０、無線受信部２１１、ＧＩ除去部２１２、ＦＦＴ部２１３、チャネル推定部２１４、データ検出部２１５、レプリカ生成部２１６、キャンセル部２１７、データ検出部２１８、被重畳電力情報算出部２１９、重畳電力情報算出部２２１、及び、無線送信部２２２を備える。また、端末装置２０１は、第１実施形態の端末装置２００と比べ、重畳電力情報算出部２２１と無線送信部２２２とが異なっており、第１実施形態と同じ構成には、同じ符号（２１０〜２１９）を付してその説明を省略する。
【００７５】
重畳電力情報算出部２２１は、自端末装置において、自端末装置に対する情報ビットが検出可能な当該変調シンボルの無線基地局装置３０１における送信電力の下限値（ｍｉｎ＿ｐ１２、ｍｉｎ＿ｐ２３）を算出し、算出した下限値を重畳電力情報として無線送信部２２０に出力する。無線送信部２２２は、被重畳電力情報算出部２１９が出力した被重畳電力情報と、重畳電力情報算出部２２１が算出した重畳電力情報とを無線基地局装置３０１に送信する。
ここで、重畳電力情報（ｍｉｎ＿ｐ１２）は、端末装置２０１ａがアンテナ３１１から受信した受信信号に含まれる端末装置２０１ａに対する変調シンボルを検出することができる送信電力の下限値を示す。また、重畳電力情報（ｍｉｎ＿ｐ２３）は、端末装置２０１ｂがアンテナ３１２から受信した受信信号に含まれる端末装置２０１ｂに対する変調シンボルを検出することができる送信電力の下限値を示す。
【００７６】
続いて、図１４は、同実施形態における無線基地局装置３０１の構成を示す概略ブロック図である。無線基地局装置３０１は、アンテナ３１１、３１２と、電力位相算出部３５０と、送信処理部３６０ａ、３６０ｂと、変調シンボル生成部３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃとを備える。なお、送信処理部３６０ａ、３６０ｂは、同じ構成を有しており、以下、いずれか一方、又は、両方を示す場合には、送信処理部３６０という。
【００７７】
電力位相算出部３５０は、アンテナ３１１，３１２を介して端末装置２０１ａ、２０１ｂが送信する被重畳電力情報及び重畳電力情報と、端末装置１００が送信する位相差情報及び電力比情報とに応じて算出される被重畳電力位相指定情報を送信処理部３６０ａ、３６０ｂに出力する。
変調シンボル生成部３４０ａ〜３４０ｃは、図９に示した第１実施形態の変調シンボル生成部３４０と同じ構成である。
【００７８】
図１５は、同実施形態における送信処理部３６０の構成を示す概略ブロック図である。送信処理部３６０は、電力位相制御部３３１、電力制御部３６１、ＳＰＣ部３３３、ＩＦＦＴ部３３４、ＧＩ挿入部３３５、及び、無線送信部３３６を備え、第１実施形態の送信処理部３３０に比べ、電力制御部３６１のみが異なる。そこで、第１実施形態と同じ構成には、同じ符号（３３１、３３３〜３３６）を付してその説明を省略する。
電力制御部３６１は、入力された端末装置２０１に対する変調シンボルを、電力位相算出部３５０が算出した重畳電力指定情報に従って送信電力を変化させる制御を行い、電力制御をした変調シンボルをＳＰＣ部３３３に出力する。ここで、重畳電力指定情報とは、端末装置２０１に対する変調シンボルの電力を設定する情報である。
【００７９】
図１６は、同実施形態における電力位相算出部３５０の構成を示す概略ブロック図である。電力位相算出部３５０は、位相差情報検出部３２１、電力比情報検出部３２２、被重畳電力情報検出部３２３、３２４、重畳電力情報検出部３５１、３５２を備え、第１実施形態の電力位相算出部３２０と比べ、重畳電力情報検出部３５１、３５２と情報算出部３５３とが異なり、他の構成に第１実施形態と同じ符号（３２１〜３２４）を付してその説明を省略する。
【００８０】
重畳電力情報検出部３５１は、アンテナ３１１に接続され、端末装置２０１ａが送信する重畳電力情報（ｍｉｎ＿ｐ１２）を検出して情報算出部３５３に出力する。重畳電力情報検出部３５２は、アンテナ３１２に接続され、端末装置２０１ｂが送信する重畳電力情報（ｍｉｎ＿ｐ２３）を検出して情報算出部３５３に出力する。
情報算出部３５３は、位相差情報検出部３２１が出力する位相差情報と、電力比情報検出部３２２が出力する電力比情報と、被重畳電力情報検出部３２３、３２４それぞれが出力する被重畳電力情報と、重畳電力情報検出部３５１、３５２それぞれが出力する重畳電力情報とから、送信処理部３６０ａに対する被重畳電力位相指定情報及び重畳電力指定情報と、送信処理部３６０ｂに対する被重畳電力位相指定情報及び重畳電力指定情報とを算出して、送信処理部３６０ａ、３６０ｂそれぞれに出力する。
【００８１】
以下、情報算出部３５３が行う演算動作について説明する。ここで、端末装置１００、２０１ａ、２０１ｂに送信する信号に対する電力の合計ｐ（＝ｐ１１＋ｐ２１＋ｐ１２＋ｐ２３）は、一定であり、例えば、無線基地局装置３０１の定格送信電力などにより定められる。
通常の最大比合成（ＭＲＣ）に基づいた通信を行う場合、情報算出部３５３は、式（１−１）、（１−２）で表される処理を行うための電力と位相とを算出する。ここで、第１実施形態と同様に、場合分けをして説明する。
【００８２】
情報算出部３５３の動作、すなわち、送信処理部３６０ａ、３６０ｂそれぞれに出力する被重畳電力位相指定情報は、ケース１からケース３において、第１実施形態の情報算出部３２５同じである。このとき、情報算出部３５３は、端末装置２０１ａに対する変調シンボルの電力を指定する重畳電力指定情報と、端末装置２０１ｂに対する変調シンボルの電力を指定する重畳電力指定情報とに対して所定の電力値を示す情報を出力する。ここで、所定の電力とは、アンテナ３１１、３１２と端末装置２００との間の伝搬路のチャネル推定値により算出される電力や、通信の規格などで定められた電力などである。
【００８３】
ここで、端末装置２０１ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出するときのＳＩＮＲは、｜ｈ１２｜２・ｐ１１／（ｐ１２＋ｎ２）である。ここで、チャネル推定値ｈ１２は、アンテナ３１１から端末装置２０１ａへの伝搬路のチャネル推定値であり、ｐ１２は、送信アンテナ３１１における端末装置２０１ａに対する変調シンボルの送信電力であり、ｎ２は、雑音電力である。上述のＳＩＮＲにおいて、ｐ１２をｍｉｎ＿ｐ１２に置き換えると、端末装置２０１ａに対する変調シンボルに割り当てる送信電力を下げることになり、送信電力の差分を端末装置１００に対する変調シンボルに割り当てる電力として用いることができる。
また、端末装置２０１ｂに対する変調シンボルを検出するときのＳＩＮＲは、同様に、｜ｈ２３｜２・ｐ２１／（ｐ２３＋ｎ３）である。チャネル推定値ｈ２３は、アンテナ３１２から端末装置２０１ｂへの伝搬路のチャネル推定値であり、ｐ２３は、送信アンテナ３１２における端末装置２０１に対する変調シンボルの送信電力であり、ｎ３は、雑音電力である。上述のＳＩＮＲにおいて、ｐ２３をｍｉｎ＿ｐ２３に置き換えると端末装置２０１ｂに対する変調シンボルに割り当てる送信電力を下げることになり、送信電力の差分を、更に、端末装置１００に対する変調シンボルに割り当てる電力して用いることができる。このとき、端末装置１００に対する変調シンボルの送信電力を割り当て可能上限電力といい、２つの送信アンテナ３１１、３１２の合計値ｐ’１で表される。
ｐ’１＝ｐ１＋（ｐ１２−ｍｉｎ＿ｐ２１）＋（ｐ２３−ｍｉｎ＿ｐ２３）
【００８４】
以下、第１実施形態のケース４をケース４−１とケース４−２とに場合分けして情報算出部３２５の動作を説明する。
＜ケース４−１＞
割り当て可能上限電力は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値と、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値との和以上である、すなわち、ｐ’１≧ｍｉｎ＿ｐ２１＋ｍｉｎ＿ｐ１１（条件１−４−１）が成立する場合、情報算出部３５３は、送信処理部３６０ａに次式（５−１）で表される被重畳電力位相指定情報を出力し、送信処理部３６０ｂに式（５−２）で表される被重畳電力位相指定情報を出力する。また、情報算出部３５３は、送信処理部３６０ａにｍｉｎ＿ｐ１２を重畳電力指定情報として出力し、送信処理部３６０ｂにｍｉｎ＿ｐ２３を重畳電力指定情報として出力する。
【００８５】
【数５】
2010206284.tif 000007
【００８６】
＜ケース４−２＞
割り当て可能上限電力は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値と、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値との和より小さい、すなわち、ｐ’１＜ｍｉｎ＿ｐ２１＋ｍｉｎ＿ｐ１１（条件１−４−２）が成立する場合、端末装置１００に送信する変調シンボルの伝送レートを下げるか、あるいは、無線基地局装置３０１が送信する信号全体の送信電力を上げて、ｐ１≧ｍｉｎ＿ｐ１１＋ｍｉｎ＿ｐ２１を満たす処理を行う。
【００８７】
上述のように、無線基地局装置３０１は、端末装置２０１ａから受信する重畳電力情報（ｍｉｎ＿ｐ１２）と、端末装置２０１ｂから受信する重畳電力情報（ｍｉｎ＿ｐ２３）を受信する。無線基地局装置３０１は、端末装置１００に対する送信電力が足りず、端末装置２０１ａ、２０１ｂが、端末装置１００に対する変調シンボルを検出できないとき、端末装置２０１ａ、２０１ｂそれぞれに対する変調シンボルに割り当てられる電力を重畳電力情報に示された電力まで下げ、その差分を端末装置１００に対する変調シンボルに割り当てる。これにより、無線基地局装置３０１は、下りリンクにおいて、第１実施形態では電力の割り当ての変更により対応できない場合（ケース４）においても、３つの端末装置１００、２０１ａ、２０１ｂに対して同じ無線リソースにより情報ビットを多重化して送信することが可能になる。
【００８８】
（第３実施形態）
図１７は、第３実施形態の無線通信システム３０の構成を示す概略を示す模式図である。また、図示するように、一例として、端末装置２００ａは、アンテナ３１１のセルエリア内に位置し、端末装置２００ｂは、アンテナ３１１のセルエリアに隣接するアンテナ３１２のセルエリア内に位置し、端末装置２００ｃは、アンテナ３１１、３１２のセルエリアに隣接するアンテナ３１３のセルエリア内に位置し、端末装置１００は、上述の３つのセルエリアの端に位置する。無線通信システム３０は、アンテナ３１１〜３１３を備えた無線基地局装置３０３と、端末装置１００（第１の端末装置）と、端末装置２００ａ〜２００ｃ（第２の端末装置）とを備える。また、無線通信システム３０は、第１実施形態の無線通信システム１０を拡張し、アンテナ３１３と、端末装置２００ａ、２００ｂと同じ構成の端末装置２００ｃとを加えて、ＳＰＣによる多重化が行われる端末装置を３つとする構成である。
無線基地局装置３０３は、送信信号を地理的に離れた複数のアンテナ３１１、３１２、３１３から送信する。また、端末装置１００は、送信アンテナ３１１〜３１３から信号を受信し、無線基地局装置３０３にチャネル状態情報（ＣＳＩ）を送信する。また、端末装置２００ａ〜２００ｃは、ＳＰＣにより多重化された受信信号から、端末装置１００に対する変調シンボル（第１の変調シンボル）を検出できる送信電力の下限値（第１の下限値）を示す被重畳電力情報を無線基地局装置３０３に送信する。
【００８９】
端末装置１００は、図７に示した第１実施形態の端末装置１００と同じ構成を有しているが、アンテナ３１３が設けられたことにより、チャネル推定部１１４の処理が異なる。
チャネル推定部１１４は、アンテナ３１３と自端末装置との間の伝搬路特性を示すチャネル推定値ｈ３を算出し、アンテナ３１２と自端末装置との間の伝搬路特性を示すチャネル推定値ｈ２とチャネル推定値ｈ３との電力比（｜ｈ３｜２／｜ｈ２｜２）、及び、位相差（ａｒｇ（ｈ３／ｈ２））を含むチャネル状態情報（ＣＳＩ）を無線基地局装置３０３に送信する。なお、端末装置１００が上述の電力比及び位相差を無線基地局装置３０３に送信せずに、無線基地局装置３０３が端末装置１００から送信される既知信号を用いて算出しても良い。
端末装置２００ａ〜２００ｃは、図４に示した第１実施形態の端末装置２００と同じ構成を有しており、同じ符号（２００）を付してその説明を省略する。
【００９０】
次に、図１８は、同実施形態における無線基地局装置３０３の構成を示す概略ブロック図である。無線基地局装置３０３は、アンテナ３１１〜３１３と、電力位相算出部３７０と、送信処理部３３０ａ〜３３０ｃと、変調シンボル生成部３４０ａ〜３４０ｄとを有し、第１実施形態の無線基地局装置３００と同じ構成には、同じ符号（３１１、３１２、３３０ａ、３３０ｂ、３４０ａ〜３４０ｃ）を付してその説明を省略する。なお、変調シンボル生成部３４０ａ〜３４０ｄは、図９に示した第１実施形態の変調シンボル生成部３４０と同じ構成であり、以下、変調シンボル生成部３４０ａ〜３４０ｄのいずれか、あるいは、すべてを示す場合には、変調シンボル生成部３４０という。また、送信処理部３３０ａ〜３３０ｃは、図１０に示した送信処理部３３０と同じ構成であり、以下、送信処理部３３０ａ〜３３０ｃのいずれか１つ、あるいは、すべてを示す場合には、送信処理部３３０という。
【００９１】
変調シンボル３４０ｄは、端末装置２００ｃに対する情報ビットが入力され、入力された情報ビットを変調した変調シンボルを送信処理部３３０ｃに出力する。送信処理部３３０ｃは、変調シンボル生成部３４０ａ、３４０ｄそれぞれが出力した変調シンボルから、電力位相算出部３７０が出力する被重畳電力位相指定情報に従って送信信号を生成し、生成した送信信号をアンテナ３１３を介して、端末装置１００、２００ｃに送信する。
電力位相算出部３７０は、アンテナ３１１〜３１３と接続され、アンテナ３１１〜３１３を介して端末装置２００ａ〜２００ｃが送信する被重畳電力情報と、端末装置１００が送信する位相差情報と電力比情報とに応じて算出される被重畳電力移送して情報を送信処理部３３０ａ〜３３０ｃに出力する。
【００９２】
次に、図１９は、電力位相算出部３７０の構成を示す概略ブロック図である。電力位相算出部３７０は、位相差情報検出部３７１と、電力比情報検出部３７２と、被重畳電力情報検出部３７３〜３７５と、情報算出部３７６とを備えている。
位相差情報検出部３７１は、アンテナ３１１〜３１３に接続され、受信した信号より端末装置１００が送信する位相差情報を検出して情報算出部３７６に出力する。電力比情報検出部３７２は、アンテナ３１１〜３１３に接続され、受信した信号より端末装置１００が送信する電力比情報を検出して情報算出部３７６に出力する。
被重畳電力情報検出部３７３は、アンテナ３１１に接続され、端末装置２００ａが送信する被重畳電力情報を検出して情報算出部３７６に出力する。被重畳電力情報検出部３７４は、アンテナ３１２に接続され、端末装置２００ｂが送信する被重畳電力情報を検出して情報算出部３７６に出力する。被重畳電力情報検出部３７５は、アンテナ３１３に接続され、端末装置２００ｃが送信する被重畳電力情報を検出して情報算出部３７６に出力する。
【００９３】
情報算出部３７６は、位相差情報検出部３７１が出力する位相差情報と、電力比情報検出部３７２が出力する電力比情報と、被重畳電力情報検出部３７３〜３７５が出力する被重畳電力情報とから、送信処理部３３０ａに対する被重畳電力位相指定情報、送信処理部３３０ｂに対する被重畳電力位相指定情報、及び、送信処理部３３０ｃに対する被重畳電力位相指定情報を算出して、送信処理部３３０ａ〜３３０ｃそれぞれに出力する。
【００９４】
続いて、情報算出部３７６が行う処理について説明する。ここで、アンテナ３１１から送信する端末装置１００に対する変調シンボルに割り当てる電力をｐ１１とし、アンテナ３１２から送信する端末装置１００に対する変調シンボルに割り当てる電力をｐ２１とし、アンテナ３１３から送信する端末装置１００に対する変調シンボルに割り当てる電力をｐ３１とする。
アンテナ３１１から送信する端末装置２００ａに対する変調シンボルに割り当てる電力をｐ１２とし、アンテナ３１２から送信する端末装置２００ｂに対する変調シンボルに割り当てる電力をｐ２３とし、アンテナ３１３から送信する端末装置２００ｃに対する変調シンボルに割り当てる電力をｐ３４とする。また、端末装置１００に対する変調シンボルに割り当てる電力の総和ｐ１（＝ｐ１１＋ｐ２１＋ｐ３１）は、一定であり、例えば、無線基地局装置３００の定格送信電力などにより定められる。
【００９５】
最大比合成（ＭＲＣ）に基づいた通信を行う場合、情報算出部３７６は、次式（６−１）〜（６−３）で表される処理を行うための電力と位相とを算出する。
【００９６】
【数６】
2010206284.tif 000008
【００９７】
ここで、ｘ１は、端末装置１００に対する変調シンボルであり、ｙ１１は、アンテナ３１１から端末装置１００に送信する電力変換と位相回転を行った変調シンボルであり、送信処理部３３０ａの電力位相制御部３３１が出力する変調シンボルである。ｙ２１は、ｙ１１と同様に、送信処理部３３０ｂの電力位相制御部３３１が出力する変調シンボルである。ｙ３１は、ｙ１１と同様に、送信処理部３３０ｃの電力位相制御部３３１が出力する変調シンボルである。
【００９８】
以下、下限値ｍｉｎ＿ｐ１１、ｍｉｎ＿ｐ２１、及び、ｍｉｎ＿ｐ３１と、通常の最大比合成に基づいた通信を行う場合のアンテナ３１１から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅Ｐ１と、アンテナ３１２から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅Ｐ２と、アンテナ３１３から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅Ｐ３との大小関係で場合分けをし、それぞれの場合における情報算出部３７６の動作について説明する。ここで、ｍｉｎ＿ｐ３１は、端末装置２００ｃが端末装置１００に対する変調シンボルを検出することのできる当該変調シンボルの無線基地局装置３０３における送信電力の下限値である。
ただし、送信振幅Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、以下の通り。
Ｐ１＝｜ｈ１｜／√（｜ｈ１｜２＋｜ｈ２｜２＋｜ｈ３｜２）・√ｐ１
Ｐ２＝｜ｈ２｜／√（｜ｈ１｜２＋｜ｈ２｜２＋｜ｈ３｜２）・√ｐ１
Ｐ３＝｜ｈ３｜／√（｜ｈ１｜２＋｜ｈ２｜２＋｜ｈ３｜２）・√ｐ１
【００９９】
＜ケース１＞
アンテナ３１１から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信電力は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根より大きく、かつ、アンテナ３１２から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信電力は、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根より大きく、かつ、アンテナ３１３から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅は、端末装置２００ｃが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根より大きい場合、すなわち、Ｐ１＞（ｍｉｎ＿ｐ１１）１／２、かつ、Ｐ２＞（ｍｉｎ＿ｐ２１）１／２、かつ、Ｐ３＞（ｍｉｎ＿ｐ３１）１／２（条件３−１）が成立する場合、情報算出部３７６は、式（７−１）で表される被重畳電力位相指定情報を送信処理部３３０ａに出力し、式（７−２）で表される被重畳電力位相指定情報を送信処理部３３０ｂに出力し、式（７−３）で表される被重畳電力位相指定情報を送信処理部３３０ｃに出力する。
【０１００】
【数７】
2010206284.tif 000009
【０１０１】
＜ケース２＞
アンテナ３１１から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根以下であり、かつ、アンテナ３１２から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅は、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根より大きく、かつ、アンテナ３１３から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅は、端末装置２００ｃが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根より大きく、かつ、端末装置１００に対する変調シンボルの総送信電力は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値と、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値と、端末装置２００ｃが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値との和以上である場合、すなわち、Ｐ１≦（ｍｉｎ＿ｐ１１）１／２、かつ、Ｐ２＞（ｍｉｎ＿ｐ２１）１／２、かつ、Ｐ３＞（ｍｉｎ＿ｐ３１）１／２、かつ、ｐ１≧ｍｉｎ＿ｐ１１＋ｍｉｎ＿ｐ２１＋ｍｉｎ＿ｐ３１（条件３−２）が成立する場合、情報算出部３７６は、端末装置１００に対する変調シンボルが次式（８−１）〜（８−３）で表されるｙ１１、ｙ２１、ｙ３１とするために、送信処理部３３０ａに次式（９−１）で表される被重畳電力位相指定情報を出力し、送信処理部３３０ｂに次式（９−２）で表される被重畳電力位相指定情報を出力し、送信処理部３３０ｃに次式（９−３）で表される被重畳電力位相指定情報を出力する。
【０１０２】
【数８】
2010206284.tif 000010
【０１０３】
【数９】
2010206284.tif 000011
【０１０４】
上述の被重畳電力位相指定情報により、電力位相制御部３３１は、情報算出部３２５が算出した被重畳電力位相情報に応じて、伝搬路の状態が良くないアンテナ３１１と端末装置１００との伝搬路に対して送信振幅Ｐ１以上の送信電力の下限値ｍｉｎ＿ｐ１１を割り当てる。これにより、端末装置１００が、最大比合成ほどの送信ダイバーシチ効果を得ることができないが、等利得合成を超える送信ダイバーシチ効果を得ることができ、端末装置２００ａが、ＳＰＣにより多重化された自端末装置に対する変調シンボルの検出を行うことができる。
また、ケース２では、アンテナ３１１から端末装置１００への送信電力が、下限値ｍｉｎ＿ｐ１１より小さい場合を示したが、情報算出部３２５は、アンテナ３１２、３１１の場合も、アンテナ３１１の場合と同様に、被重畳電力位相指定情報を算出して、端末装置２００ａ〜２００ｃが自端末装置に対する変調シンボルの検出を行える電力・位相制御を行う。
【０１０５】
＜ケース３＞
アンテナ３１１から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根以下であり、かつ、アンテナ３１２から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅は、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根以下であり、かつ、アンテナ３１３から送信される端末装置１００に対する変調シンボルの送信振幅は、端末装置２００ｃが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値の平方根より大きく、かつ、端末装置１００に対する変調シンボルの総送信電力は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値と、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値と、端末装置２００ｃが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値との和以上である場合、すなわち、Ｐ１≦（ｍｉｎ＿ｐ１１）１／２、かつ、Ｐ２≦（ｍｉｎ＿ｐ２１）１／２、かつ、Ｐ３＞（ｍｉｎ＿ｐ３１）１／２、かつ、ｐ１≧ｍｉｎ＿ｐ１１＋ｍｉｎ＿ｐ２１＋ｍｉｎ＿ｐ３１（条件３−３）が成立する場合、情報算出部３７６は、端末装置１００に対する変調シンボルが次式（１０−１）〜（１０−３）で表されるｙ１１、ｙ２１、ｙ３１とするために、送信処理部３３０ａに次式（１１−１）で表される被重畳電力位相指定情報を出力し、送信処理部３３０ｂに次式（１１−２）で表される被重畳電力位相指定情報を出力し、送信処理部３３０ｃに次式（１１−３）で表される被重畳電力位相指定情報を出力する。
【０１０６】
【数１０】
2010206284.tif 000012
【０１０７】
【数１１】
2010206284.tif 000013
【０１０８】
上述の被重畳電力位相指定情報により、電力位相制御部３３１は、情報算出部３２５が算出した被重畳電力位相情報に応じて、伝搬路の状態が良くないアンテナ３１１と端末装置１００との伝搬路に対して送信振幅Ｐ１以上の送信電力の下限値ｍｉｎ＿ｐ１１を割り当て、伝搬路の状態が良くないアンテナ３１２と端末装置１００との伝搬路に対して送信振幅Ｐ２以上の送信電力の下限値ｍｉｎ＿ｐ１１を割り当てる。これにより、端末装置１００が、最大比合成ほどの送信ダイバーシチ効果を得ることができないが、等利得合成を超える送信ダイバーシチ効果を得ることができ、端末装置２００ａが、ＳＰＣにより多重化された自端末装置に対する変調シンボルの検出を行うことができる。
また、ケース３では、アンテナ３１１から端末装置１００への送信電力が、下限値ｍｉｎ＿ｐ１１より小さく、かつ、アンテナ３１２から端末装置１００への送信電力が、下限値ｍｉｎ＿ｐ２１より小さい場合を示したが、情報算出部３２５は、アンテナ３１２、３１３の組み合わせや、アンテナ３１１、３１３の組み合わせの場合も、同様に、被重畳電力位相指定情報を算出して、端末装置２００ａ〜２００ｃが自端末装置に対する変調シンボルの検出を行える電力・位相制御を行う。
【０１０９】
＜ケース４＞
端末装置１００に対する変調シンボルの総送信電力は、端末装置２００ａが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値と、端末装置２００ｂが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値と、端末装置２００ｃが端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値との和より小さい場合、すなわち、ｐ１＜ｍｉｎ＿ｐ１１＋ｍｉｎ＿ｐ２１＋ｍｉｎ＿ｐ３１（条件３−４）が成立する場合、端末装置１００に送信する変調シンボルの伝送レートを下げるか、あるいは、無線基地局装置３０３が送信する信号全体の送信電力を上げて、ｐ１≧ｍｉｎ＿ｐ１１＋ｍｉｎ＿ｐ２１＋ｍｉｎ_ｐ３１を満たす処理を行う。
【０１１０】
上述のように、無線通信システム３０の下りリンクにおいて、端末装置２００が、端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる送信電力の下限値を無線基地局装置３０３に送信することで、無線基地局装置３００が、最大比合成に基づいて端末装置１００に対する変調シンボルに対する電力を算出したときに、端末装置２００が送信した電力値より小さいか否かを判断する。端末装置１００に対する変調シンボルの電力が、端末装置２００が送信した電力値より小さいとき、無線基地局装置３００は、端末装置１００に対して最大比合成に近いダイバーシチ効果が得られる送信を行うと共に、端末装置２００が端末装置１００に対する変調シンボルを検出できる電力で信号を送信することができる。このとき、端末装置２００は、ＳＰＣにより多重化された受信信号から、端末装置１００に対する変調シンボルを減算して自端末装置に対する変調シンボルを検出し、当該変調シンボルから情報ビットを復号することができる。
【０１１１】
なお、チャネル推定値は、端末装置が算出して無線基地局装置に送信する構成としたが、無線基地局装置がチャネル推定値を算出して、算出したチャネル推定値を端末装置に送信する構成としても良い。
また、第１実施形態から第３実施形態において、固定された無線基地局装置と、移動可能な端末装置との間の通信について説明したが、両者が共に移動可能な構成、あるいは、両者が共に固定された構成に対しても用いることができる。
また、第１実施形態から第３実施形態において、無線通信システムが複数のアンテナを備える無線基地局装置を有する構成を用いて説明したが、複数の無線基地局装置を備え、複数の無線基地局装置それぞれが同期して信号を端末装置に送信するようにしてもよい。
【０１１２】
上述の無線基地局装置、端末装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述した送信における処理、及び、受信における処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１１３】
１０、１１、２０、３０…無線通信システム
１００…端末装置
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２０１、２０１ａ、２０１ｂ…端末装置
１１０…アンテナ、１１１…無線受信部、１１２…ＧＩ除去部、１１３…ＦＦＴ部
１１４…チャネル推定部、１１５…データ検出部、１１６…無線送信部
２１０…アンテナ、２１１…無線受信部、２１２…ＧＩ除去部、２１３…ＦＦＴ部
２１４…チャネル推定部、２１５…データ検出部、２１６…レプリカ生成部
２１７…キャンセル部、２１８…データ検出部、２１９…被重畳電力情報算出部
２１９Ａ…テーブル部、２２０…無線送信部、２２１…重畳電力情報算出部
２２２…無線送信部、２５１…チャネル補償部、２５２…復調部、２５３…復号部
３００、３０１、３０３…無線基地局装置
３１１、３１２、３１３…アンテナ、３２０、３５０、３７０…電力位相算出部
３２１、３７１…位相差情報検出部、３２２、３７２…電力比情報検出部
３２３、３２４、３７３、３７４、３７５…被重畳電力情報検出部
３２５、３５３、３７６…情報算出部
３３０、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ…送信処理部
３４０、３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ…変調シンボル生成部
３４１…符号化部、３４２…変調部、３３１…電力位相制御部、３３２…電力制御部
３３３…ＳＰＣ部、３３４…ＩＦＦＴ部、３３５…ＧＩ挿入部、３３６…無線送信部
３５１、３５２…重畳電力情報検出部
３６０、３６０ａ、３６０ｂ…送信処理部
３６１…電力制御部
４０１、４０２…無線リレー局装置
【図１】
2010206284.tif 000014
【図２】
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【図３】
2010206284.tif 000016
【図４】
2010206284.tif 000017
【図５】
2010206284.tif 000018
【図６】
2010206284.tif 000019
【図７】
2010206284.tif 000020
【図８】
2010206284.tif 000021
【図９】
2010206284.tif 000022
【図１０】
2010206284.tif 000023
【図１１】
2010206284.tif 000024
【図１２】
2010206284.tif 000025
【図１３】
2010206284.tif 000026
【図１４】
2010206284.tif 000027
【図１５】
2010206284.tif 000028
【図１６】
2010206284.tif 000029
【図１７】
2010206284.tif 000030
【図１８】
2010206284.tif 000031
【図１９】
2010206284.tif 000032
【図２０】
2010206284.tif 000033