(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムであって、
少なくとも１つの送信局と、前記送信局と共通の情報群を用いて無線通信を行う少なくとも１つの受信局と、を有し、
前記受信局は、前記受信局と前記送信局との間の空間チャネルの推定を行い、前記推定の結果を示す情報である推定空間チャネルを生成し、前記情報群に含まれる情報と前記推定空間チャネルとを比較し、前記情報群に含まれる情報と前記推定空間チャネルとの間の関係を示す情報である第一の情報を前記比較の結果に基づいて生成し、
前記送信局と前記受信局との少なくともいずれか一方が、前記第一の情報に基づいて、前記無線通信の制御を行い、
前記受信局は、前記第一の情報を前記送信局に送信し、
前記送信局は、前記第一の情報を前記受信局から受信し、前記第一の情報に基づいて、前記受信局宛のデータ信号の送信電力を制御し、
前記送信局は、前記送信電力の上限値に対応する上限値情報を、前記第一の情報の値と関連付けて記憶しており、前記上限値情報に基づいて前記送信電力を制御する、ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記情報群に含まれる情報と前記推定空間チャネルとの間の関係を示す前記第一の情報は、前記情報群に含まれる情報と、前記推定空間チャネルとの間の誤差に基づく情報である、ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信システムであって、
前記情報群に含まれる情報は、複数のベクトルとそのベクトルを示すインデックスの情報である、ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信システムであって、
前記受信局は、前記第一の情報の作成に用いたベクトルのインデックスを前記送信局にフィードバックする、ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記送信局は、前記第一の情報を複数の前記受信局から受信した場合に、複数の前記第一の情報に基づいて導出した平均値に基づき、前記送信電力を制御する、ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記送信局は、前記第一の情報を複数の前記受信局から受信した場合に、前記受信局ごとに前記送信電力を制御する、ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
無線端末と無線通信を行う無線基地局であって、
前記無線端末と共通の情報群を記憶する記憶部と、
前記無線端末が行った前記無線基地局との間の空間チャネルの推定結果として生成した情報である推定空間チャネルと、前記情報群に含まれる情報との間の関係を示す情報である第一の情報を受信する信号受信部と、
前記第一の情報に基づいて、前記無線通信の制御を行う信号送信部と、を備え、
前記信号送信部は、前記第一の情報に基づいて、前記無線端末宛のデータ信号の送信電力を制御し、
前記無線基地局は、前記送信電力の上限値に対応する上限値情報を、前記第一の情報の値と関連付けて記憶する制御情報記憶部を備え、
前記信号送信部は、前記上限値情報に基づいて前記送信電力を制御する、ことを特徴とする無線基地局。
【請求項８】
請求項７に記載の無線基地局であって、
前記情報群に含まれる情報と前記推定空間チャネルとの間の関係を示す前記第一の情報は、前記情報群に含まれる情報と、前記推定空間チャネルとの間の誤差に基づく情報である、ことを特徴とする無線基地局。
【請求項９】
請求項８に記載の無線基地局であって、
前記情報群に含まれる情報は、複数のベクトルとそのベクトルを示すインデックスの情報である、ことを特徴とする無線基地局。
【請求項１０】
請求項７に記載の無線基地局であって、
前記無線基地局は、前記第一の情報を複数の前記無線端末から受信した場合に、複数の前記第一の情報に基づき、前記送信電力の上限値情報として１つの値を設定する、ことを特徴とする無線基地局。
【請求項１１】
請求項７に記載の無線基地局であって、
前記無線基地局は、前記第一の情報を複数の前記無線端末から受信した場合に、前記無線端末ごとに前記送信電力の上限値を設定する、ことを特徴とする無線基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局、端末及び通信システム、通信方法に係り、特に、セルラ無線通信システム、およびセルラ無線通信システムを構成する無線基地局装置および無線端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信の高速化及び／又は高品質化を図るため、複数のアンテナを用いた多入力多出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ：MIMO）技術が注目を集めている。非特許文献１に示すように、MIMOでは、送信局が複数の送信アンテナを用いて複数の信号ストリーム、すなわち複数レイヤのデータを同一周波数で同時に送信して、受信局が複数の受信アンテナで受信された信号から複数レイヤのデータを分離することで、データの並列伝送を実現できる。さらに、複数のアンテナを有する送信局から複数レイヤの信号を送信して、複数の受信局（各受信局は１個/複数のアンテナを有する）が同時に接続できるマルチユーザMIMO（MU-MIMO）技術の検討が進められている。非特許文献２にあるとおり、移動体通信システム（セルラーシステム）の規格を策定する標準化団体３GPP（The ３rd Generation Partnership Project）による、次世代無線通信に向けた標準であるLTE（Long Term Evolution）では、MIMOとMU-MIMOが採用された。さらに非特許文献３にあるとおり、３GPPのLTEの増強版となるLTE-Advancedでも、MIMOとMU-MIMO技術の利用が考えられている。【０００３】
MIMOまたはMU-MIMO送受信には、同一周波数で同時に並列伝送された複数レイヤの信号が送信局と受信局との間の空間チャネルで混合されたことに対応する、送信及び／又は受信処理が必要となる。MIMOまたはMU-MIMOの送受信処理には、様々な方法が提案されているが、MIMOまたはMU-MIMOの性能を高めるため、送信局が空間チャネル情報を知ることが必要だと考えられている。例えば、特許文献１にあるように、MIMO方式の中で、最も性能が高い固有ビーム空間分割多重化（ＥＳＤＭ：Ｅｉｇｅｎ Ｂｅａｍ ＳＤＭ）方式では、送信局及び受信局は空間チャネル情報に従って、送受信局の間で複数の直交したビームを形成し、これらの直交したビームを用いて複数レイヤのデータを伝送する。一方、非特許文献４や非特許文献５にあるように、MU-MIMOでは、受信局同士の間は協調処理ができないため、送信局は各受信局に他の受信局宛ての信号が到来しないように送信処理が必要となる。このため、送信局は空間チャネル情報に従って、MU-MIMO送信処理、いわゆるプレコーディングが行われる。【０００４】
非特許文献６に示すように、周波数分割デュプレックス（FDD）を用いるシステムでは、空間チャネル情報が受信局で推定されるため、送信局は受信局からフィードバックされた信号により、この空間チャネル情報を取得する。コードブックは送信局と受信局の双方が保持する共通の候補データ群のテーブルであり、異なるインデックスが異なるデータに対応する。コードブックのデータがベクトルである場合は、受信局は推定した空間チャネルに従って、コードブックの中から最も近いベクトルを選んで、このベクトルが対応するインデックスを基地局にフィードバックする。基地局はフィードバック信号からこのインデックスを取得し、コードブックの中からインデックスが対応するベクトルを空間チャネルベクトルとして使用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２８３１０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】G.J. Foschini 他, ‘Simplified Processing for High Spectral Efficiency Wireless Communication Employing Multi-Element Arrays’ IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, VOL. １７, NO. １１, NOVEMBER １９９９
【非特許文献２】３GPP  TS ３６.２１３ V８.６.０  (２００９-０３)
【非特許文献３】３GPP TR ３６.８１４ “Further Advancements for E-UTRA; Physical Layer Aspects”
【非特許文献４】３GPP R１-０７０２３６,“Precoding for E-UTRA downlink MIMO”, LG Electronics, Samsung and NTT-DoCoMo。
【非特許文献５】３GPP R１-０９０６０１，“Downlink CoMP Transmission using DPC MIMO”, Hitachi。
【非特許文献６】P. Xia and G.B. Giannakis, "Design and Analysis of Transmit-Beamforming based on Limited-Rate Feedback," IEEE Transactions on Signal Processing, pp.１８５３-１８６３, vol.５４, no.５, May ２００６.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記コードブックは有限の数の候補ベクトルから構成されるため、受信局は推定した実際の空間チャネルベクトルに最も近い候補ベクトルを選んでも、実際の空間チャネルとの間には誤差が存在する。送信局は前記最も近い候補ベクトルを実際の空間チャネルとみなしてMIMO/MU-MIMO処理を実施するため、前記実際の空間チャネルと前記候補ベクトルとの誤差により、システムの性能が劣化する。本発明が解決しようとする課題は、前記実際の空間チャネルと前記候補ベクトルとの誤差によって生じるシステム性能の劣化である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題の少なくとも一の課題を解決するための本発明の一態様として、無線通信システムにおいて、少なくとも１つの送信局と、前記送信局と共通の情報群を用いて無線通信を行う少なくとも１つの受信局と、を有し、前記受信局が、前記受信局と前記送信局との間の空間チャネルの推定を行い、前記推定の結果の情報である推定空間チャネルを生成し、前記情報群に含まれる情報と前記推定空間チャネルとの間の関係を示す情報である第一の情報を生成する構成とする。さらに、その他の態様として、前記送信局と前記受信局との少なくともいずれか一方が、前記第一の情報に基づいて、前記無線通信の制御を行う、ことを上記手段の構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、受信局が推定した空間チャネルと、受信局が送信局にフィードバックする情報との関係を示す情報を生成することにより、送信局が空間チャネルとしてみなすチャネルと実際の空間チャネルとの誤差に応じてシステム制御を行えるため、システム性能の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】無線通信システムの構成図である。
【図２】基地局と端末との間の無線通信のシーケンス図である。
【図３】候補ベクトルと候補ベクトルインデックスを示すテーブルである。
【図４】内積最大となる候補ベクトルとチャネルベクトルとの内積の値と誤差情報インデックスの関係を示すテーブルである。
【図５】端末の装置構成図である。
【図６】基地局の装置構成図である。
【図７】端末のＳＮＲの上限と誤差情報インデックスの関係を示すテーブルである。
【図８】実施例１における基地局動作のフローチャート１である。
【図９】実施例１における基地局動作のフローチャート２である。
【図１０】推定チャネルベクトルと候補ベクトルの差のノルムの計算結果の最小値と誤差情報インデックスの関係を示すテーブルである。
【図１１（ａ）】候補ベクトルとベクトルインデックスの関係を示すテーブルである。
【図１１（ｂ）】チャネルベクトルとの大きさ比と大きさ比インデックスの関係を示すテーブルである。
【図１２（ａ）】IQ平面における位相の候補と位相インデックスの関係を示すテーブルである。
【図１２（ｂ）】角度差と角度差インデックスの関係を示すテーブルである。
【図１２（ｃ）】大きさ比と大きさ比インデックスの関係を示すテーブルである。
【図１３】実施例３における基地局の装置構成図である。
【図１４】実施例３における基地局の有する制御テーブルである。
【図１５】実施例３における基地局動作のフローチャートである。
【図１６】実施例４における基地局の有する制御テーブルである。
【図１７】実施例４における基地局動作のフローチャートである。
【図１８】複数の制御を行う基地局動作のフローチャートである。
【図１９】実施例５における基地局動作のフローチャートである。
【図２０】実施例６における端末動作のフローチャートである。
【図２１】端末が推定したチャネルベクトルを示すテーブルである。
【図２２】基地局による信号処理方式の制御の結果を示すテーブルである。
【図２３】端末からの送信要求の有無を示すテーブルである。
【図２４】実施例１における端末の動作フローチャートである。
【図２５】実施例１における送信電力の制御の結果を示すテーブルである。
【図２６】実施例１における送信電力の個別制御の結果を示すテーブルである。
【図２７】基地局による通信方式制御の結果を示すテーブルである。
【図２８】基地局によるＣＱＩの補正の結果を示すテーブルである。
【図２９】実施例３におけるスケジューリング制御の結果を示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の実施例では主として基地局が通信を行う端末が２台の場合を例として説明を行うが、本発明は基地局が１台の端末と通信を行う場合、または３台以上の端末と同時に通信する場合も適用可能である。また、各端末が複数の基地局と通信を行う場合にも適用可能である。さらに、以下の実施例では、基地局のアンテナは４つ、端末のアンテナは２つの場合を例にとって説明しているが、本発明は、基地局のアンテナが複数、端末のアンテナが１つ又は３つ以上の場合にも適用可能である。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明の第一の実施例における無線通信システムの構成図の一例である。第一の実施例では、図１に示すように４つのアンテナ（アンテナＡ１０９、アンテナＢ１１０、アンテナＣ１１１、アンテナＤ１１２）を有する基地局（１０１）と、２つのアンテナ（アンテナＥ１０５、アンテナＦ１０６）を有する端末A（１０２）と、２つのアンテナ（アンテナＧ１０７、アンテナＨ１０８）を有する端末B（１０３）と、により構成されている。基地局（１０１）はバックホールネットワーク（１０４）に接続されており、各端末宛のデータをバックホールネットワーク（１０４）との間でやり取りする。第一の実施例では、基地局は複数のアンテナを使って、２台の端末に対して、バックホールネットワーク（１０４）から受け取った各端末宛のデータの同時データ送信を行う方式、例えばマルチユーザMIMOの構成となっている。【００１３】
図２を用いて、本発明による基地局と端末の動作シーケンスの一例を説明する。基地局は、各端末に対して参照信号を含む信号を送信する（２０１）。参照信号とは、基地局と各端末の両方が共有している既知の信号である。各端末は、参照信号をもとに、アンテナごとに基地局と端末間の空間チャネルを推定し、それぞれに対して、空間チャネルを表すベクトル（チャネルベクトル）を生成する。端末は、推定したチャネルベクトルを用いて、基地局と端末で共有している候補ベクトルの中で、最もチャネルベクトルに近い候補ベクトルのインデックスと誤差の情報を生成する。次にその情報を、図２の動作シーケンスに示すように、端末から基地局への誤差情報を含むフィードバック信号として、基地局にフィードバックする（２０５）。基地局は、各端末からのフィードバック信号を受信して、送信制御を行い、その結果を反映した送信信号を作成する。そして、基地局から各端末宛のデータ信号、例えばユーザデータの送信を行う（２０２）。【００１４】
次に、ステップ２０１とステップ２０５との間で端末が行う動作の詳細を説明する。図２１に示すテーブルは、端末が推定して生成したチャネルベクトルの例である。チャネルベクトル２１０１は端末Ａ１０２の受信アンテナＥ１０５と基地局の間の空間チャネルとして推定されたチャネルベクトルであり、同様にチャネルベクトル２１０２は基地局と端末Ａ１０２の受信アンテナＦ１０６の間、チャネルベクトル２１０３は基地局と端末Ｂの受信アンテナＧ１０７の間、チャネルベクトル２１０４は基地局と端末Ｂの受信アンテナＨ１０８の間の空間チャネルとして推定されたチャネルベクトルである。【００１５】
図３並びに図４に示すテーブルは、基地局と端末が共有しているテーブルである。図３は候補ベクトルとそのインデックスを示すテーブル３００であり、候補ベクトル３０３と候補ベクトルインデックス３０２とから構成されている。候補ベクトル３０３は、ノルムが１のベクトルである。本実施例では、図３に示すように４つの複素数を要素にもつ候補ベクトルを８種類設定し、各ベクトルに対して、候補ベクトルインデックス３０２が与えられている。各端末は、各々が推定したチャネルベクトルに対して、候補ベクトル３０３のそれぞれに対して内積を計算し、実際の空間チャネルに最も近い候補ベクトル、すなわち推定したチャネルベクトルとの内積が最も大きい候補ベクトルを検索する。【００１６】
例えば、アンテナＥ１０５が推定したチャネルベクトル２１０１に最も近い候補ベクトルを検索する時、下記の数１により内積を計算する。【００１７】
【数１】
0005542825.tif 000002
【００１８】
なお、数１中のnは１からNまでの整数であり、Nは候補ベクトルの数である。【００１９】
次に内積が最大となる候補ベクトル３０３を決定し、その候補ベクトルインデックス３０２を決定する。【００２０】
図４は内積最大となる候補ベクトルとチャネルベクトルとの内積の値と誤差情報インデックスの関係を示すテーブル４０１であり、内積最大となる候補ベクトルとチャネルベクトルとの内積の値４０３と誤差情報インデックス４０２より構成されている。本実施例では、内積の大きさを誤差情報として扱い、内積の値４０３を４段階に区分けして、それぞれの範囲を３ビットの誤差情報インデックス４０２で表している。【００２１】
端末は、候補ベクトルインデックス３０２と誤差情報インデックス４０２を送信機にフィードバックする。例えば、端末の推定したチャネルベクトルとの内積が最大になる候補ベクトルが図３に示した候補ベクトル３０３における下記の数２（３０１）であれば、候補ベクトルインデックスは、図３に示した候補ベクトルインデックス３０２における「００１」である。【００２２】
【数２】
0005542825.tif 000003
【００２３】
また、この時の内積の計算結果が０.６であれば、誤差情報インデックスは、図４に示す誤差情報インデックス４０２における「０１０」となる。端末はこれら２種類の３ビットの情報、即ち、候補ベクトルインデックス３０２として「００１」、誤差情報インデックス４０２として「０１０」を、基地局にフィードバックする。【００２４】
次に、図５を用いて、本発明の第一の実施例における端末の構成を説明する。図５に示すように、端末では、各アンテナ（５０２３，５０２４）で受信された信号は無線フロントエンド（５０１）に入力される。無線フロントエンド５０１は、入力されたＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号をベースバンド信号に変換して出力し、ＦＦＴブロック５０２に入力する。FFTブロック（５０２）は入力された信号を周波数領域の信号に変換する。変換された信号はデータ・参照信号分離ブロック（５０３）に入力される。データ・参照信号分離ブロック（５０３）は当該端末宛に基地局から送信されたデータ信号用の時間周波数エレメントの出力（受信データ出力）と、参照信号用の時間周波数エレメントの出力（受信参照信号出力）を分離し、受信データ出力を検波・レイヤ分離ブロック（５０４）に入力し、受信参照信号出力を伝搬路応答推定ブロック（５０９）に入力する。伝搬路応答推定部５０９は、基地局との間で予め共有している参照信号の値と、空間伝搬路を通して受信された受信参照信号出力の値と比較して、当該端末が備える各受信アンテナに関して、基地局の各送信アンテナ（１０９、１１０，１１１、１１２）との間の空間チャネルをそれぞれ推定し、この受信アンテナのチャネルベクトルとする。【００２５】
例えば、アンテナＦ１０６が推定するチャネルベクトル２１０２は、アンテナ１０９との間のチャネル値Ａ２１０７、アンテナ１１０との間のチャネル値Ｂ２１０８、アンテナ１１１との間のチャネル値Ｃ２１０９、アンテナ１１２との間のチャネル値Ｄ２１１０によって構成される（図１ならびに図２１参照）。そして、伝搬路応答推定ブロック５０９は、当該端末が備える受信アンテナごとに推定したチャネルベクトルを伝搬路応答推定ブロック内のメモリ（５０１０）に格納する。即ち、端末Ａは図２１に示すテーブル２１１２をメモリに格納して、端末Ｂは図２１に示すテーブル２１１４をメモリ５０１０に格納する。【００２６】
次にチャネル誤差計算・誤差情報作成ブロック(５０１１)は、伝搬路応答推定ブロック５０９内のメモリ（５０１０）に格納された、図３に示すテーブル内の候補ベクトルのそれぞれと、メモリ（５０１０）に格納されたチャネルベクトルとの内積を計算し、内積が最大になる候補ベクトルインデックス３０２と、誤差情報インデックス４０２の値を求めて、その結果をチャネル誤差計算・誤差情報作成ブロック内のメモリ（５０１２）に格納する。【００２７】
さらに、チャネル誤差計算・誤差情報作成ブロック(５０１１)は、基地局へのフィードバック信号生成のために、メモリ（５０１２）に格納された上記の信号をフィードバック信号生成ブロック（５０１７）に伝達する。フィードバック信号生成ブロック（５０１７）はチャネル誤差計算・誤差情報作成ブロック(５０１１)から受信した信号（候補ベクトルインデックス３０２と、誤差情報インデックス４０２の値）を纏めて、フィードバック信号・データ信号マッピングブロックに出力する。フィードバック信号・データ信号マッピングブロック（５０１８）は、フィードバック信号と、送信処理されたユーザデータ等のデータとをそれぞれに割当てられた時間周波数エレメントにマッピングする。ＩＦＦＴブロック(５０１９)は、フィードバック信号・データ信号マッピングブロック（５０１８）の出力に対してIFFT変換を行い、CP(Cyclic Prefix)を付けて、無線フロントエンド（５０１）に出力する。無線フロントエンド（５０１）は入力されたベースバンド信号をＲＦ信号へ変換して、アンテナ（５０２３、５０２４）を介して送信する。上記説明では、図３、図４のテーブルや、チャネルベクトルの推定結果などは、各ブロック内のメモリ（５０１０や５０１２）に格納したが、これらはメモリ（５０２０）に格納して、このメモリに対して、必要なブロックがアクセスするような構成としても良い。また、上記の一連の動作はコントローラ（５０２１）に格納されたプログラムにより実行される。また、受信ウエイト計算ブロック５０２２は、伝搬路応答推定ブロック５０９の出力を用いて受信用ウェイトを計算する。検波・レイヤ分離ブロック５０４は受信用ウェイトを用いて、入力された受信データ出力に対する検波を行い、レイヤ分離を行う。復調・復号ブロック（５０５）は、検波された各レイヤの受信データ出力に対して、復調及び復号処理を行う。この結果は受信データバッファ（５０６）に保存される。受信データバッファに保存される受信データはインタフェース（５０７）を介して、アプリケーション（５０８）に伝達される。図５に示す他のブロックについて説明する。送信データバッファ５０１３は、送信データを格納するバッファであり、符号化・変調ブロック５０１４は送信データの符号化、変調を行う。レイヤマップブロック５０１５は、送信信号の各レイヤへのマッピングを行う。プレコーディングブロック５０１６は、送信信号に対するプレコーディングを行う。【００２８】
図２におけるステップ２０１とステップ２０５の間の端末が行う処理について、図２４に示す端末の動作のフローチャートを用いて説明する。端末は基地局から送信された信号を受信し（２４０１）、ベースバンド信号へ変換する（２４０２）。次に、FFT変換を行う（２４０３）。この出力に対して、当該端末宛に送信されたユーザデータ等のデータ信号に使用される時間周波数エレメントの出力と、参照信号に使用される時間周波数エレメントの出力を分離して、それぞれ出力する（２４０４）。そして、出力された参照信号を用いて、空間チャネル推定を行い、チャネルベクトルを生成して、伝搬路応答推定ブロック５０９内のメモリ５０１２に保存する（２４０５）。生成されたチャネルベクトルと各候補ベクトルの内積を計算し（２４０６）、内積が最大の候補ベクトルのインデックスとその誤差情報インデックス決定する（２４０７）。この２つのインデックスの情報を含むフィードバック信号を作成し（２４０８）、送信処理されたデータ信号とフィードバック信号を、それぞれ割当てられる時間周波数エレメントにマッピングする（２４０９）。マッピングされた出力をIFFT変換し（２４１０）、RF信号へ変換し（２４１１）、送信する（２４１２）。【００２９】
次に、図６を用いて、本発明の第一の実施例における基地局の本発明に特に関連する部分を説明する。図６において、アンテナ６０２３は図５におけるアンテナ５０２３,５０２４と、無線フロントエンドは図５における無線フロントエンド５０１と、ＦＦＴブロック６０１３は図５におけるＦＦＴブロック５０２と、検波・レイヤ分離ブロック６０１４は図５における検波・レイヤ分離ブロック５０４と復調・復号ブロック６０１６は図５における復調・復号ブロック（５０５）と、受信データバッファ６０１７は図５における受信データバッファ（５０６）と、受信ウエイト計算ブロック６０１２は図５における受信ウエイト計算ブロック５０２２と、送信データバッファ６０１９は図５における送信データバッファ５０１３と、符号化・変調ブロック６０２０は図５における符号化・変調ブロック５０１４と、レイヤマッパブロック６０２１は図５におけるレイヤマッパブロック５０１５と、プレコーディングブロック６０８は図５におけるプレコーディングブロック５０１６と、IFFTブロック６０２４は図５におけるＩＦＦＴブロック(５０１９) と、メモリ６０９は図５におけるメモリ５０２０と、コントローラ６０１８は図５におけるコントローラ５０２１と、同様の機能を有する。【００３０】
データ/フィードバック信号分離ブロック（６０１）は端末からフィードバックされた信号から、データ信号と、フィードバック信号、すなわち候補ベクトルインデックス３０２と、誤差情報インデックス４０２の値を示す情報を分離する。チャネル/誤差情報収集ブロック（６０２）は、各端末からフィードバックされたチャネルベクトルインデックスと誤差情報インデックスを収集し、チャネル/誤差情報収集ブロック内のメモリ（６０３）に格納する。【００３１】
次にチャネルベクトル決定ブロック（６０４）は、端末からフィードバックされた候補ベクトルインデックス３０２を用い、チャネルベクトル決定ブロック（６０４）内のメモリ（６０５）に格納された図３に示すテーブルを参照して、基地局の送信アンテナ６０２３と各端末の各受信アンテナ５０２３，５０２４との間の、それぞれのチャネルベクトルを決定する。また、誤差情報インデックス４０２の値から図４に示すテーブル４０１を参照して、２つの端末A,Bからフィードバックされた合計４つの誤差情報インデックスから、内積の値の平均値を求め、その値に対する誤差情報インデックスを図４に示すテーブルから求める。【００３２】
例えば、端末Aからフィードバックされた誤差情報インデックスが「０００」と「００１」であり、端末Bからフィードバックされた誤差情報インデックスが「０００」と「０１０」である場合、誤差情報インデックス「０００」は、誤差情報インデックス「０００」が示す値の範囲が０以上０.２５未満であるので、その代表値として０.１２５とみなし、同様に「００１」は０.３７５、「０１０」は０.６２５とみなして、４つの値の平均を計算すると０.３１２５となる。平均値０.３１２５に該当する誤差情報インデックス４０２は「００１」となる。【００３３】
次に上記の誤差情報を平均化した値に対する誤差情報インデックスを出力電力設定ブロック（６０６）に入力する。出力電力設定ブロック（６０６）は、誤差情報インデックス４０２に基づいて、出力電力を設定する機能を有する。出力電力設定ブロック（６０６）内のメモリ（６０７）には、例えば、図７に示す端末のSNRの上限７０３と誤差情報インデックス７０２の関係を示すテーブル７０１が保持されており、出力電力設定ブロック（６０６）は、図７に示すテーブル７０１に記載された値を越えないように、基地局の出力電力を設定する（６０６）。例えば誤差情報インデックス７０２が「００１」の場合、端末におけるSNRの上限が１０dB以下になるように、送信電力を制御する。出力電力設定ブロック６０６で設定された送信電力の上限は、プレコーディングブロック（６０８）に伝達される。プレコーディングブロックは、送信信号に送信プレコーディングを行うブロックである。プレコーディングブロック６０８では、端末から送られてきたチャネルベクトルのインデックスを用いて、基地局と複数端末の間に形成されるチャネル行列を作成する。そのチャネル行列に対して、干渉成分の除去などを目的としてプレコーディング行列を乗算する。このときに、例えば、係数を乗算するなどして、出力電力設定ブロックで設定された出力の上限を超えないように送信電力の制御を行う。プレコーディングされた信号は、次に参照信号・データ信号マッピングブロック６０２３に入力される。【００３４】
参照信号生成ブロック６０２２は、参照信号を生成する。その信号を、参照信号・データ信号マッピングブロックに入力する。参照信号・データ信号マッピングブロック６０２３は、端末におけるフィードバック信号・データ信号マッピングブロック（５０１８）と同様の機能を有し、参照信号と、送信処理された各端末宛のデータとをそれぞれに割当てられた時間周波数エレメントにマッピングする。参照信号・データ信号マッピングブロック６０２３からの出力をＩＦＦＴ変換６０２４し、無線フロントエンドで高周波信号に変換して、端末に送信する。ＩＦＦＴ以降の動作は、端末と同様であるため、詳細な説明は割愛する。【００３５】
基地局も、受信信号に対して受信ウエイトを乗算する場合は、候補ベクトルを受信ウエイト計算ブロック（６０１２）に伝達して、受信ウエイトを計算するようにしてもよく、また、候補ベクトルと誤差情報インデックスから求めた誤差の大きさを受信ウエイト計算ブロック（６０１２）に伝達して、誤差を考慮した受信ウエイトを計算するようにしても良い。また、プレコーディングに対しても、誤差を考慮したプレコーディングを計算するようにしても良い。また、上記の実施例で説明したテーブル３００、４０１、７０１などはそのテーブルを用いるブロック内のメモリに保持してもよく、またメモリ（６０９）に格納してもおき、そこから読み出すようにしても良い。【００３６】
上述の基地局の動作をフローチャートに示すと図８になる。基地局は、端末Ａ１０２および端末Ｂ１０３に参照信号を送信（８０１）し、端末Ａおよび端末Ｂがフィードバックした信号を受信（８０２）し、各端末の候補ベクトルのインデックスと誤差情報インデックスを収集する（８０３）。【００３７】
基地局は、複数の端末のアンテナごとの誤差情報インデックスから内積の値の平均を計算し（８０４）、その値に対するインデックスを図４に示すテーブルから求める。先に述べたように、このステップは、例えば、端末Aからフィードバックされた誤差情報インデックスが「０００」と「００１」であり、端末Bからフィードバックされた誤差情報インデックスが「０００」と「０１０」である場合、４つの内積の値の平均値０.３１２５を算出し、その値に対応する誤差情報インデックス４０２として「００１」を決定するまでの動作に相当する。次の、誤差と端末のSNRの上限の関係を示すテーブル７０１から出力電力を設定するステップ８０５では、基地局の出力電力設定ブロックが有する図７の制御情報テーブルの誤差情報インデックス７０２から、端末のSNRの上限７０３を決定する。【００３８】
本実施例においては、図４の誤差情報インデックス４０２の値を、図７の誤差情報インデックス７０２の値として使用できる。従って、先に述べた例では誤差情報インデックス４０２は「００１」であるため、図７のテーブルの誤差情報インデックス７０２の「００１」を見ると、端末のSNRの上限７０３が１０dBであることがわかる。従って、端末でのSNRが１０dB以下になるように送信電力を設定すればよいことがわかる。【００３９】
図２５は、先に述べた例における、各端末への出力電力の制御結果を表すテーブル（２５０１）である。端末A並びに端末Bの誤差情報インデックス７０２が「００１」であり、基地局は、端末A並びに端末BにおけるSNR（２５０４）が１０dB以下になるような送信電力で送信するように制御することが示されている。【００４０】
図８のフローチャートの続きを説明すると、次にプレコーディング部に端末の出力電力の上限を伝達し制御し（８０６）、各端末宛のデータ信号等の送信信号を作成し、端末に送信信号を送信する（８０７）。【００４１】
本実施例では、基地局は、誤差情報を平均して送信電力を設定するようにしている。このように、送信信号のプレコーディングを、同時通信に用いる端末のアンテナとの間に形成されるすべての空間チャネルベクトルより形成した行列を用いて計算する場合は、誤差情報を平均して送信電力を設定することが望ましい。もしくは、誤差が最大である誤差情報に基づいて送信電力を設定しても良い。【００４２】
また、各端末との空間チャネルごとに送信プレコーディングを計算する信号処理方式を使用する場合は、端末ごとのＳＮＲの上限を設定して、各端末の出力電力を設定しても良い。この場合の、基地局動作のフローチャートを図９に示す。図９に示す動作において、参照信号送信するステップ９０１から端末Ａ，端末Ｂの候補ベクトルのインデックスと誤差情報インデックスを収集ステップ９０３までは、図８の参照信号送信８０１ステップから端末Ａ，端末Ｂの候補ベクトルのインデックスと誤差情報インデックスを収集ステップ８０３と同様である。【００４３】
図９の基地局動作のフローチャートでは、誤差と出力電力の関係を示すテーブルから端末ごとの送信電力を設定するステップが図８に示す基地局動作のフローチャートと異なる。例えば、端末Aからフィードバックされた誤差情報インデックス４０２が「０１０」と「０１０」であり、端末Bからフィードバックされた誤差情報インデックス４０２が「０００」と「０００」である場合、端末Aの誤差情報の平均に対する誤差情報インデックス４０２は「０１０」、端末Bの誤差情報の平均に対する誤差情報インデックス４０２は「０００」となる。したがって、図７の端末のＳＮＲの上限と誤差情報インデックスの関係を示すテーブル７０１より、端末Aに対しては、端末AでのSNRが１５dB以下になるように、端末Bに対しては、端末BでのSNRが５dB以下になるように、送信電力を設定すればよい。この送信電力の制御の結果を図２６に示す。図２６に示すように、端末への送信電力２６０２は、誤差情報インデックス７０２に基づき、端末Aは端末AにおけるSNR２６０４が１５dB以下になるように、端末Bは端末BにおけるSNR２６０４が５dB以下になるように送信電力を設定すればよい。【００４４】
図９に示すフローチャートにおいて、プレコーディング部に各端末の出力電力の上限を伝達し制御するステップで、端末ごとの送信電力を制御して、各端末宛のデータ信号等の送信信号を作成し、端末に送信信号を送信する（９０６）。【００４５】
以上の実施例で用いたテーブルなどについて、以下に補足説明を述べる。図３に示す候補ベクトルの値は、本実施例ではノルムが１であるランダムなベクトルとしたが、通信を行う伝搬環境に応じて、空間チャネルが取りうると想定される範囲を均等に分割したベクトルでも良い。また候補ベクトルの個数も上記の値に限る必要はない。候補ベクトルが多いほうが、実際のチャネルベクトルとの差が小さいベクトルが存在する確率は高くなるが、その結果としてフィードバックするビット数が大きくなると、通信に対するオーバーヘッドの増加につながるため、システムの全体設計を考慮して候補ベクトルの個数を決めることが望ましい。【００４６】
また図４に示す内積の区分けの仕方や、それを表すインデックスのビット数も、上記の値に限定されるものではない。また、図７のテーブル内に示す値も、あくまで例であり、この値に限らないことはいうまでもない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、これらのテーブルの内容は適宜変更可能であることは明白である。また、候補ベクトルのテーブルは、誤差情報に基づいて適宜更新することも可能である。しかし、複数端末と同時通信を行う場合に、上記を行うためには、基地局側は端末ごとに専用の候補ベクトルのテーブルを用意し、それらを端末毎の誤差情報に合わせて、一定の規則に従って、更新する必要がある。また、新規端末と通信をする場合など、候補ベクトルテーブルの追加などが必要となる。このような動作は端末数の増加に伴い、より煩雑さが増す。したがって、本実施例では、基地局と複数の端末におけるテーブルは、すべて共通なものを使用している。【００４７】
ただし、基地局と端末が保持している候補ベクトルのテーブルを、個々の事情ではなくあらかじめ定められたルールにのっとり、すべて同時に更新するのであれば、候補ベクトルを更新しても良い。図４に示す内積の大きさと誤差情報インデックスの関係を示すテーブルなどについても同様である。【００４８】
端末が推定した空間チャネルと、基地局にフィードバックされたインデックスから判断したチャネルとの誤差が大きいと、送信のプレコーディング行列の精度が劣化してしまい、干渉成分を十分に除去した状態で信号を送信することができない。このため、受信機のノイズではなく、実際のチャネルとフィードバックされたチャネルとの誤差が支配的な状態になると、送信電力を大きくして端末のSN比を改善しても、一定の送信電力以上では、チャネル容量が飽和状態に近づき、送信電力の増加に見合った伝送容量の増加が実現できなくなる。この上限の電力は、モデルを用いた計算や、または、実際のシステムによる試験などによりも求めることができる。【００４９】
無線通信方式を本実施例の構成とすることにより、送信電力を上記のチャネル容量が飽和となる範囲のほぼ上限となる電力、もしくはそれ以下の電力に設定することにより、送信電力に対して、効率的な無線通信を実現することができる。【００５０】
また、第一の実施例では、図４に示したように、内積の大きさにより、チャネルベクトルと候補ベクトルの誤差の程度を表したが、内積以外にも、チャネルベクトルと、候補ベクトルの差のノルムを求め、最小となったノルムの値を誤差情報として、この誤差情報が対応しているインデックスをフィードバックしても良い。例えば、図２１に示す端末の受信アンテナに推定されたチャネルベクトルと図３に示すベクトルの誤差を表す場合、下記の数３によってノルムを計算する。【００５１】
【数３】
0005542825.tif 000004
【００５２】
なお、数３中のnは１からNまでであり、Nは候補ベクトルの数である。【００５３】
上記ベクトル[p１１+q１１*i, p１２+q１２*i, p１３+q１３*i, p１４+q１４*i]に対して、数３によって、N個のノルム（図３の例なら、８となる）を計算して、この中で最小となったノルムの値を誤差情報とする。図１０は推定チャネルベクトルと候補ベクトルの差のノルムの計算結果の最小値と誤差情報インデックスの関係を示すテーブル１００１である。テーブル１００１は推定チャネルベクトルと候補ベクトルの差のノルムの計算結果の最小値１００３とそれに対する誤差情報インデックス１００２の関係を示している。ノルムの値を誤差情報とする場合は、端末、基地局双方が、図１０に示すテーブルを、それぞれメモリ内に格納し、端末は基地局に対して、図１０に示された誤差情報インデックス１００２をフィードバックする。
【実施例２】
【００５４】
本発明の第二の実施例を説明する。本発明の第二の実施例は、候補ベクトルを、方向と大きさ（ゲイン）の２つの項目から表している。例えば、基地局が４本のアンテナを用いて信号を送信する場合、端末の１つのアンテナとの間の空間チャネルは、４つの要素を有する行ベクトルとして表される。【００５５】
図１１(a)に示す候補ベクトルとベクトルインデックスの関係を示すテーブル１１０１では、候補ベクトル１１０３を７ビットのベクトルインデックス１１０２で表している。図１１(b)に示すチャネルベクトルとの大きさ比と大きさ比インデックスの関係を示すテーブル１１０４は、チャネルベクトルと候補ベクトルの大きさ比（X）１１０６を、３ビットの大きさ比インデックス１１０５で表している。本実施例の場合は、端末から基地局へのフィードバック情報として、端末によって推定されたチャネルベクトルの方向に最も近い方向を表す候補ベクトルのベクトルインデックス（７ビット）１１０２と、チャネルベクトルに対する大きさ比を表す大きさ比インデックス１１０５の２つの情報をフィードバックする。本実施例の場合は、上記大きさ比インデックス１１０５が誤差情報に相当する。【００５６】
また、推定されたチャネルベクトルに対する誤差を表す方法として、実施例１では、１つの受信アンテナとの間に形成されるベクトルに対する誤差情報をフィードバックしているが、図１２(a)にIQ平面における位相の候補と位相インデックスの関係を示すテーブル１２０１を示す。テーブル１２０１は、ベクトルの要素ごとに、ＩＱ平面上に表示した場合に、IQ平面における位相の候補１２０３と、それに対する位相インデックス１２０２を示している。【００５７】
図１２(b)に角度差と角度差インデックスの関係を示すテーブル１２０４を示す。テーブル１２０４は、角度差１２０６は位相インデックスとベクトルの要素の角度差を表し、角度差インデックス１２０５は、角度差に対するインデックスを示している。図１２(c)に、大きさ比と大きさ比インデックスの関係を示すテーブル１２０７を示す。図１２(c)は、候補信号の振幅を１とした場合の、実際の振幅の大きさ比を表す大きさ比１２０９と、大きさ比１２０９に対する大きさ比インデックス１２０８を示している。【００５８】
本実施例の場合は、図１２(a)に示す位相インデックス１２０２と図１２(b)に示す角度差インデックス１２０５、並びに、図１２(c)に示す大きさ比インデックス１２０８の３つの情報を端末から基地局にフィードバックする。本実施例では、位相インデックスを３ビット、角度差インデックスを３ビット、大きさ比インデックスを３ビットで表しているが、このビット数は、この数字に限ったものではない。この場合は、位相差インデックスと大きさ比インデックスが誤差情報に相当する。【００５９】
なお、その他の、基地局および端末の構成、端末から基地局へのフィードバックに関する端末および基地局の処理、フィードバックされた情報を用いた基地局の送信電力の制御は、実施例１で説明したものと同様である。また、制御結果として得られるテーブルも、実施例１と同様である。【００６０】
以上、実施例２では、端末から基地局にフィードバックするための種々の誤差情報の例を示したが、誤差情報は、上記に限ったものではなく、本発明の趣旨を満足できるものであれば、その他の形態でも良いことは明白である。【００６１】
図１２を用いて説明した実施例の構成とすることによって、受信アンテナと送信アンテナの組み合わせごとの誤差情報を得ることができるため、誤差の大きくなる受信アンテナと送信アンテナの組み合わせを除いて通信を行うことが可能になる。
【実施例３】
【００６２】
本発明の第三の実施例を述べる。本実施例の基地局の構成を図１３、制御情報のデーブルを図１４に、基地局動作のフローチャートを図１５に示す。第三の実施例では第一の実施例と異なり、出力電力の制御ではなく端末からフィードバックされた誤差情報を元に、スケジューリングを制御する。図の説明において、これまでの実施例と重複しており、特に本発明の動作に直接関係しないものは省略する。【００６３】
本発明の第三の実施例では、第一の実施例と同様に、基地局は、チャネル/誤差情報の収集ブロック（１３０１）で収集した誤差情報を、候補ベクトル決定ブロックを経て、スケジューラ(１３０３)に伝達する。スケジューラはスケジューラブロックの内部メモリ（１３０４）、もしくはメモリ（１３０６）に格納した図１４に示す制御情報テーブルを用いて、各アンテナ、または端末に対する信号送信の優先度を決定する。優先度の決定結果をコントローラ（１３０５）に伝達し、コントローラ（１３０５）が基地局の動作を制御する。【００６４】
本実施例では、誤差情報として図１２において説明したＩＱ平面上の候補ベクトルからの角度差インデックス１２０５と大きさ比インデックス１２０８の２つのインデックスをもとに、例えば図１４の基地局が有する制御テーブル１４０１に示すように、それらの２つの誤差を考慮した総合誤差インデックス１４０６を算出し、その値によって優先度１４０７を４段階に分けている。角度差と大きさ比の２つのインデックスから総合誤差インデックスを求める場合、２つの誤差インデックスと、総合誤差インデックスの関係を表すテーブルを作成してもよく、図１４に示すように２つのインデックスのビット乗算の結果が、総合誤差インデックスに対応するようにしても良い。図１４においては、４段階の角度差と４段階の大きさ比をそれぞれ３ビットで表しているが、これを２ビットの信号としてフィードバックしてから、基地局側でそれぞれに１を足した値を作成し、それを乗算して、５ビットの誤差インデックスを作成するようにしても良い。【００６５】
図１５に示すフローチャートにおいて、基地局の動作を説明する。１５０６〜１５０８の各ステップは、図８の８０１〜８０３で説明したように、実施例１と同様である。図１５では、ステップ１５０８において各端末の位相インデックスと誤差情報インデックスを収集した後、送信優先度を決定するステップ（１５０１）において、レイヤ単位、または端末単位で優先度を決定するようにしている。例えば２アンテナを有する端末の場合、レイヤ単位で優先度を決定する場合は、アンテナごとの誤差情報から優先度を決定すればよい。この場合、一方のアンテナに対しては優先度が高く、他方のアンテナに対しては送信見合わせになることも起こりうる。その場合は、端末は１本のアンテナでのみ信号を受信する。また、端末ごとに優先順位を決める場合は、端末が有するアンテナごとの誤差情報の平均に対して、優先度を決めればよい。次に、ステップ１５０２において、優先度の情報をスケジューラに伝達し（１５０２）、スケジューリングが決定され（１５０３）、それに基づいて送信信号が作成され、信号が送信される（１５０４）。ステップ１５０４では、例えば、スケジューリングの優先度２９０４が高い端末宛、またはレイヤへのデータの送信を、スケジューリングの優先度が低い端末宛またはレイヤへのデータの送信よりも優先して先に行う。【００６６】
図２９は、本実施例にもとづき、例えば端末１から端末４の４台の端末との通信において、スケジューリングの制御を行った場合に得られる結果の一例を示している。基地局は、図１５のステップ１５０８と同様に、各端末への総合誤差の値２９０３を求め、その総合誤差の値２９０３を、図１４の総合誤差インデックス１４０６に照らし合わせて、図１４の優先度１４０７を決定し、その情報を反映し、スケジューリング制御の結果を示すテーブル２９０１のように、スケジューリングの優先度２９０４を決定する。ここで、ステップ１５０４では、例えば、スケジューリングの優先度２９０４が高い端末宛のデータの送信を、スケジューリングの優先度２９０４が低い端末宛のデータの送信よりも優先して、スケジューリングの優先度２９０４が高い端末宛のデータの送信を先に行う。【００６７】
このように、空間チャネルの推定に対する誤差の大小に基づいて信号送信の優先度を設定し、当該優先度に基づいてスケジューリングを決めることによって、比較的精度の良い送信プレコーディングや受信ウエイト行列が算出されるアンテナ、もしくは端末へ優先的に信号を送り、また比較的精度の悪い送信プレコーディングや受信ウエイト行列が算出される端末やアンテナへの優先度を下げることにより、従来よりも、精度の良い状態で端末と通信を行うことができる。
【実施例４】
【００６８】
本発明の第４の実施例を述べる。第４の実施例では、基地局では送信信号の変調方式と符号化率を、誤差情報によって制御する。本実施例では、基地局は、端末からフィードバックされたＣＱＩ（チャネルクオリティインディケータ）情報も、候補ベクトルのインデックスと、誤差情報に加えて通信の制御に利用する。基地局は、端末からフィードバックされたCQI情報に対して、前記の誤差情報を用いて、CQIインデックスの値を補正する。【００６９】
本実施例では、例えば図１６に示すように、誤差情報として図１２において説明したＩＱ平面上の位相の候補からの角度差インデックス１２０５と大きさ比インデックス１２０８の２つのインデックスをもとに、テーブル１６０５に示すように、それらの２つの誤差を考慮した総合誤差インデックス１６０６を算出し、その値によって基地局はCQIインデックスの値を補正を４段階に分けて行う（１６０７）。【００７０】
本実施例による基地局動作のフローチャートを図１７に示す。【００７１】
１７０６〜１７０７の各ステップは、図８の８０１〜８０２で説明したように、実施例１と同様である。図１７では、ステップ１７０７において各端末のフィードバック信号を受信後、本実施例の基地局は、各端末からフィードバックされた位相インデックスと角度差インデックス１２０５、大きさインデックス１２０８ならびにCQI情報を収集する（１７０１）。図１６に示すように、角度差インデックス１２０５、大きさ比インデックス１２０８から総合誤差インデックス１６０６を求め、総合誤差インデックス１６０６にしたがって、端末からフィードバックされたＣＱＩインデックスの値に対して補正を行う。基地局のCQIインデックスの値の補正は、例えば図１６のテーブル１６０５に示すように、端末がフィードバックしたCQIインデックスの値に対して、変化させない、X小さくする、Y小さくする（ Y ＞ X ）、もしくはZ小さくする（ Z ＞ Y ）のいずれかの補正を行うものである。図１７のフローチャートに示すように、基地局は、誤差情報から個々のレイヤに対するCQIインデックスの値の補正を行い１７０２、その結果をコントローラ（図６の６０１８）に伝達し、変調方式とコーディングレートを決定し（１７０３）、それに基づいて送信信号を作成し送信する（１７０４）。【００７２】
図２８を用いて、本実施例にもとづき、例えば端末１から端末４の４台の端末との通信において、基地局がCQIインデックスの値の補正を行った場合の制御について説明する。基地局は、図１７のステップ１７０１と同様に、各端末への総合誤差２８０３を求め、その総合誤差の値２８０３を、図１６の総合誤差インデックス１６０６に照らし合わせて、CQIインデックスの値の補正の結果を示すテーブル２８０１に示すように、基地局によるCQIインデックスの値の補正２８０４を行う。【００７３】
基地局と端末との間のチャネルベクトルに誤差が生じる場合は、送信プレコーディング行列、または送信プレコーディング行列と受信ウエイト行列の両方の行列による干渉成分の除去が十分にできなくなるため、信号対雑音干渉電力が、端末が当初想定した値よりも劣化する。そのため、本実施例のように、端末がフィードバックしたＣＱＩよりも、基地局側がインデックスの値の補正したＣＱＩを用いて、変調方式やコーディングレートを決めることで、より確実な通信を実現することができる。
【実施例５】
【００７４】
本発明の第５の実施例を述べる。本実施例では、誤差情報に従って通信方式の変更または決定を行う。もしくは、本実施例では、誤差情報に従って信号処理方式の変更または決定を行う。図１９に本発明の基地局動作のフローチャートを例示するが、１９０２〜１９０４の各ステップは、図８の８０１〜８０３で説明したように、実施例１と同様である。図１９では、ステップ１９０４において各端末の候補ベクトルのインデックスと誤差情報インデックスを収集した後、ステップ１９０５において、端末Ａと端末Ｂとの誤差の差が閾値以上かどうかを判断し、閾値以上であれば、誤差が小さい端末のみとのシングルユーザ通信を行い１９０７、閾値未満であれば複数端末とのマルチユーザ通信を行う１９０６。いずれの場合も、次のステップで送信信号作成並びに送信１９０８を行う。【００７５】
本実施例では、基地局にフィードバックするチャネルベクトルと実際の空間チャネルベクトルの間の誤差が、端末によって極端に異なる場合、例えば第一の端末には殆ど誤差がなく、第二の端末には大きな誤差がある場合は、２端末への同時送信をやめて、第一の端末とのみ通信するような信号処理方式に変更する。本実施例における通進方式の制御結果の例を図２７に示す。図２７は通信方式制御の結果を示すテーブル２７０１である。端末A,B間の誤差の差２７０２が閾値以上であれば、通信方式の制御結果２７０３は、誤差が小さい端末のみとのシングルユーザ通信となる。また端末A,B間の誤差の差２７０５が閾値未満であれば、通信方式の制御結果２７０６は、マルチユーザ通信となる。【００７６】
また、信号処理方式の変更する場合の一例として、同様に第一の端末には殆ど誤差がなく、第二の端末には大きな誤差がある場合は、送信プレコーディングを、各端末との間に形成される空間チャネルベクトルを構成要素とした行列を用いて計算する信号処理方式から、送信プレコーディングを個々の端末との空間チャネルのみを構成要素とした行列を用いて、計算できる信号処理方式に変更する。本実施例における信号方式の制御結果の例を図２２に示す。図２２は信号処理方式の制御の結果を示すテーブル２２０１である。端末A,B間の誤差の差２２０２が閾値以上であれば、信号処理方式の制御結果２２０３は、ブロック対角化方式２２０３を用いる。また、端末A,B間の誤差の差２２０５が閾値未満であれば、信号処理方式の制御結果２２０６は、非線形信号処理方式となる。本実施例の基地局の動作フローチャートは図１９に示すフローチャートと同様であり、ステップ１９０５において端末Ａと端末Ｂとの誤差の差が閾値以上か閾値未満かによって決定していた、通信方式の制御（ステップ１９０６、ステップ１９０７）を、信号処理方式の制御に変更すればよい。【００７７】
本実施例によって、端末間の誤差情報の差に応じて、より適した通信方式や信号処理方式による通信が可能となり、システム全体の通信容量を改善することができる。
【実施例６】
【００７８】
本発明の第６の実施例を、図２０を用いて説明する。本実施例では、端末が、参照信号を受信した場合に（２００１）、チャネルベクトル推定ならびに誤差情報算出を行い２００２、その誤差情報が閾値よりも大きいか、もしくはそれ以下であるかを判断し（２００３）、閾値以下であれば基地局に対して、当該端末宛のデータ信号の送信要求を送る（２００４）。このような通信方式とすることで、基地局は、端末からの送信要求を、推定したチャネルベクトルと候補ベクトルとの誤差に関連する情報とみなして、送信制御を行うことができる。【００７９】
また、このような通信方式とすることで、実際のチャネル状態に近い候補ベクトルのみで計算した送信プレコーディングを用いた信号を送信することができるため、干渉成分の少ない状態で通信を行うことができる。【００８０】
図２３を用いて、本実施例に基づき、例えば端末１から端末４の４台の端末が基地局と通信を行う場合に、送信要求を行うか否かの各端末による判断に基づいた基地局の処理を説明する。図２３は端末からの送信要求の有無を示すテーブル２３０１である。誤差情報が閾値以下であるか２３０３という条件に対して、閾値以下である端末１、端末４は送信要求を行い、閾値より大きい端末２、端末３は、送信要求をしない、という結果を示している。基地局はこの結果に基づき、端末１、端末４宛のデータ信号を送信し、端末２、端末３宛のデータ送信は、端末２、端末３からのデータ送信要求を受信するまで待機する。【００８１】
また、先に述べたように、実施例４では、基地局で誤差情報に基づいてCQIインデックスの値を設定したが、本発明の第６の実施例と同様に、端末側で、誤差情報に基づいて補正したCQIインデックスの値を、基地局側にフィードバックするようにしてもよい。【００８２】
以上、実施例１〜実施例６において本発明を実施するための形態について説明してきたが、各実施例において、端末は、所有している複数のアンテナすべてのチャネルベクトルに関する情報をフィードバックするのではなく、推定したチャネルベクトルと候補ベクトルの誤差が少ないチャネルの情報のみを基地局にフィードバックする構成としても良いことは明らかである。【００８３】
また、本発明の効果を得る構成は、上述の各実施例に限ったものでないことは明らかであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変更であれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。例えば図１８に示すように、複数の実施例にて述べた制御の方法を備え、適宜、制御方法を選択したり、複数組み合わせしたりできるような構成としても良い。ここで、ステップ１８０２からステップ１８０５で基地局が行う処理は、図８において説明した、ステップ８００から８０３と同様の処理である。ステップ１８０５の後、基地局は端末との通信においてどの様な制御を行うかを選択する、もしくは複数の制御を組み合わせる（ステップ１８０１）。図１８の例では送信電力の制御と送信優先度の設定を組み合わせる。また、ステップ１８０６、ステップ１８０７で基地局が行う処理は、それぞれ図９で説明したステップ９０４、ステップ９０５と同様の処理を行う。また、ステップ１８０８、ステップ１８０９で基地局が行う処理は、それぞれ図１５で説明したステップ１５０１、ステップ１５０２と同様の処理を行う。ステップ１８１２、ステップ１８１３で基地局が行う処理は、図８において説明した、ステップ８０７、ステップ８０８と同様の処理である。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、基地局、端末及び通信システム、通信方法に係り、特に、セルラ無線通信システム、およびセルラ無線通信システムを構成する無線基地局装置および無線端末装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
６０１：データ/参照信号分離ブロック
６０２：チャネル/誤差情報収集ブロック
６０３、６０５、６０７、６０９：メモリ
６０４：チャネルベクトル決定ブロック
６０６：出力電力設定ブロック
６０８：プレコーディングブロック
６０１０：バックホールネットワークインタフェース
６０１１：バックホールネットワーク
６０１２：受信ウエイト計算ブロック
６０１３：FFTブロック
６０１４：検波・レイヤ分離ブロック
６０１５：無線フロントエンド
６０１６：復調復号ブロック
６０１７：受信データバッファ
６０１８：コントローラ
６０１９：送信データバッファ
６０２０：符号化・変調ブロック
６０２１：レイヤマップブロック
６０２２：参照信号生成ブロック
６０２３：参照信号・データ信号マッピングブロック
６０２４：IFFTブロック
６０２５：アンテナ
６０２６：バス 
【図１】
0005542825.tif 000005
【図２】
0005542825.tif 000006
【図３】
0005542825.tif 000007
【図４】
0005542825.tif 000008
【図５】
0005542825.tif 000009
【図６】
0005542825.tif 000010
【図７】
0005542825.tif 000011
【図８】
0005542825.tif 000012
【図９】
0005542825.tif 000013
【図１０】
0005542825.tif 000014
【図１１（ａ）】
0005542825.tif 000015
【図１１（ｂ）】
0005542825.tif 000016
【図１２（ａ）】
0005542825.tif 000017
【図１２（ｂ）】
0005542825.tif 000018
【図１２（ｃ）】
0005542825.tif 000019
【図１３】
0005542825.tif 000020
【図１４】
0005542825.tif 000021
【図１５】
0005542825.tif 000022
【図１６】
0005542825.tif 000023
【図１７】
0005542825.tif 000024
【図１８】
0005542825.tif 000025
【図１９】
0005542825.tif 000026
【図２０】
0005542825.tif 000027
【図２１】
0005542825.tif 000028
【図２２】
0005542825.tif 000029
【図２３】
0005542825.tif 000030
【図２４】
0005542825.tif 000031
【図２５】
0005542825.tif 000032
【図２６】
0005542825.tif 000033
【図２７】
0005542825.tif 000034
【図２８】
0005542825.tif 000035
【図２９】
0005542825.tif 000036