(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個（但し、Ｎは２以上の整数）のアンテナを備える無線通信装置を用いて多重入力多重出力通信を行う無線通信システムであって、
前記Ｎ個のアンテナからＬ個（但し、Ｌは１以上且つＮ以下の整数）のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する処理を繰り返すことで、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する各組み合わせの逆行列を算出する第１処理を行う逆行列算出部と、
前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列の対角成分に基づいて算出されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定するアンテナ選択部と
を備え、
前記逆行列算出部は、（ｉ）前記一の組み合わせについての逆行列から前記一の組み合わせに含まれている一方で前記他の組み合わせに含まれていない一のアンテナに対応する要素が削除されることで得られる一の逆行列を、前記一の組み合わせについての逆行列を用いて算出した後に、（ｉｉ）前記一の逆行列に対して前記他の組み合わせに含まれている一方で前記一の組み合わせに含まれていない他のアンテナに対応する要素を追加することで、前記他の組み合わせについての逆行列を算出し、
前記一の組み合わせについての逆行列をＢ１Ｌとし、当該逆行列Ｂ１Ｌのうち前記一のアンテナに対応する要素が第ｘ行第ｘ列の要素であるとし、前記一の逆行列をＢＬ−１とすると、前記逆行列算出部は、（ｉ−１）前記逆行列Ｂ１Ｌの第ｘ行第ｘ列の要素を夫々前記逆行列Ｂ１Ｌの最後の行及び最後の列の要素と交換することで得られる逆行列Ｂ１Ｌ’を算出し、（ｉ−２）前記逆行列Ｂ１Ｌ’を数式１に示す形式（但し、Ｃ１はＬ−１行×Ｌ−１列の行列を示し、ｃ２はＬ−１行×１列のベクトルを示し、ｃ３は１行×１行のスカラーを示す）で区分し、（ｉ−３）数式２を用いて、前記一の逆行列ＢＬ−１を算出し、
前記他の組み合わせについての逆行列をＢ２Ｌとし、前記他のアンテナのチャネル行列をｈ（ｊ）とし、前記一の組み合わせから前記一のアンテナが削除された場合の残りのＬ−１個のアンテナを含むグループのチャネル行列をＨＬ−１とし、ｕ１（ｊ）＝ＨＬ−１Ｈｈ（ｊ）とし、ｕ２（ｊ）＝ＢＬ−１ｕ１（ｊ）とし、ｕ３（ｊ）＝ｄ（ｊ）ｕ２（ｊ）とし、ｄ（ｊ）＝１／（ｇ（ｊ）−ｕ１（ｊ）Ｈｕ２（ｊ））とし、且つ、ｇ（ｊ）＝ｈ（ｊ）Ｈｈ（ｊ）＋δγ（但し、δは所定の係数であり、γはＬを平均ＳＮＲで除算した値である）とすると、前記逆行列算出部は、数式３を用いて、前記他の組み合わせについての逆行列Ｂ２Ｌを算出することを特徴とする無線通信システム。
【数１】
0005625573.tif 000015
【数２】
0005625573.tif 000016
【数３】
0005625573.tif 000017
【請求項２】
前記アンテナ選択用参照値は、逆行列の対角成分であって且つ対角成分が大きい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた対角成分の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定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】
前記逆行列算出部は、前記一の組み合わせについての逆行列を用いて前記他の組み合わせについての逆行列を算出する前記第１処理に加えて、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する各組み合わせの逆行列を対象として、（ｉ）各組み合わせの逆行列を用いて、各組み合わせの逆行列から最小となる対角成分に対応するアンテナの要素を削除することで得られる逆行列を新たに算出した後、（ｉｉ）新たに算出された逆行列を用いて、新たに算出された逆行列から最小となる対角成分に対応するアンテナの要素を削除することで得られる逆行列を新たに算出する処理を繰り返す第２処理を行い、
前記アンテナ選択部は、前記各組み合わせの逆行列及び当該各組み合わせの逆行列を対象として前記第２処理によって新たに算出される逆行列の夫々の最小となる対角成分の和を前記各組み合わせについての前記アンテナ選択用参照値として算出し、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定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４】
前記逆行列算出部は、前記一の組み合わせについての逆行列を用いて前記他の組み合わせについての逆行列を算出する前記第１処理に加えて、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する各組み合わせの逆行列を対象として、（ｉ）各組み合わせの逆行列を用いて、各組み合わせの逆行列から最小となる対角成分に対応するアンテナの要素を削除することで得られる逆行列を新たに算出した後、（ｉｉ）新たに算出された逆行列を用いて、新たに算出された逆行列から最小となる対角成分に対応するアンテナの要素を削除することで得られる逆行列を新たに算出する処理を繰り返す第２処理を行い、
前記アンテナ選択部は、前記各組み合わせの逆行列及び当該各組み合わせの逆行列を対象として前記第２処理によって新たに算出される逆行列の夫々の最小となる対角成分であって且つ対角成分が大きい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた対角成分の和を、前記各組み合わせについての前記アンテナ選択用参照値として算出し
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定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５】
前記第２処理によって逆行列が算出される場合の前記要素の削除の順序と同一の順序で前記Ｌ個のアンテナから送信される信号が順次削除されるように連続干渉除去処理を行う受信処理部を更に備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記逆行列算出部は、前記一の組み合わせについての逆行列に対して、前記一の組み合わせと前記他の組み合わせとの間で相違するアンテナに対応する要素を入れ替える入れ替え処理を行うことで、前記他の組み合わせについての逆行列を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項７】
多重入力多重出力通信を行う無線通信システムで用いられる、Ｎ個（但し、Ｎは２以上の整数）のアンテナを備える対向側装置と通信を行う無線通信装置であって、
前記Ｎ個のアンテナからＬ個（但し、Ｌは１以上且つＮ以下の整数）のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する処理を繰り返すことで、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する各組み合わせの逆行列を算出する第１処理を行う逆行列算出部と
前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列の対角成分に基づいて算出されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定するアンテナ選択部と、
前記アンテナ選択部により選択される前記Ｌ個のアンテナに関する情報を、前記対向側装置に送信する送信部と
を備え、
前記逆行列算出部は、（ｉ）前記一の組み合わせについての逆行列から前記一の組み合わせに含まれている一方で前記他の組み合わせに含まれていない一のアンテナに対応する要素が削除されることで得られる一の逆行列を、前記一の組み合わせについての逆行列を用いて算出した後に、（ｉｉ）前記一の逆行列に対して前記他の組み合わせに含まれている一方で前記一の組み合わせに含まれていない他のアンテナに対応する要素を追加することで、前記他の組み合わせについての逆行列を算出し、
前記一の組み合わせについての逆行列をＢ１Ｌとし、当該逆行列Ｂ１Ｌのうち前記一のアンテナに対応する要素が第ｘ行第ｘ列の要素であるとし、前記一の逆行列をＢＬ−１とすると、前記逆行列算出部は、（ｉ−１）前記逆行列Ｂ１Ｌの第ｘ行第ｘ列の要素を夫々前記逆行列Ｂ１Ｌの最後の行及び最後の列の要素と交換することで得られる逆行列Ｂ１Ｌ’を算出し、（ｉ−２）前記逆行列Ｂ１Ｌ’を数式４に示す形式（但し、Ｃ１はＬ−１行×Ｌ−１列の行列を示し、ｃ２はＬ−１行×１列のベクトルを示し、ｃ３は１行×１行のスカラーを示す）で区分し、（ｉ−３）数式５を用いて、前記一の逆行列ＢＬ−１を算出し、
前記他の組み合わせについての逆行列をＢ２Ｌとし、前記他のアンテナのチャネル行列をｈ（ｊ）とし、前記一の組み合わせから前記一のアンテナが削除された場合の残りのＬ−１個のアンテナを含むグループのチャネル行列をＨＬ−１とし、ｕ１（ｊ）＝ＨＬ−１Ｈｈ（ｊ）とし、ｕ２（ｊ）＝ＢＬ−１ｕ１（ｊ）とし、ｕ３（ｊ）＝ｄ（ｊ）ｕ２（ｊ）とし、ｄ（ｊ）＝１／（ｇ（ｊ）−ｕ１（ｊ）Ｈｕ２（ｊ））とし、且つ、ｇ（ｊ）＝ｈ（ｊ）Ｈｈ（ｊ）＋δγ（但し、δは所定の係数であり、γはＬを平均ＳＮＲで除算した値である）とすると、前記逆行列算出部は、数式６を用いて、前記他の組み合わせについての逆行列Ｂ２Ｌを算出することを特徴とする無線通信装置。
【数４】
0005625573.tif 000018
【数５】
0005625573.tif 000019
【数６】
0005625573.tif 000020
【請求項８】
多重入力多重出力通信を行う無線通信システムで用いられる、Ｎ個（但し、Ｎは２以上の整数）のアンテナを備える無線通信装置であって、
前記Ｎ個のアンテナからＬ個（但し、Ｌは１以上且つＮ以下の整数）のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する処理を繰り返すことで、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する各組み合わせの逆行列を算出する第１処理を行う逆行列算出部と
前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列の対角成分に基づいて算出されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定するアンテナ選択部と、
前記アンテナ選択部により選択される前記Ｌ個のアンテナを用いて、対向側装置との間の通信を行うアンテナ選択制御部と
を備え、
前記逆行列算出部は、（ｉ）前記一の組み合わせについての逆行列から前記一の組み合わせに含まれている一方で前記他の組み合わせに含まれていない一のアンテナに対応する要素が削除されることで得られる一の逆行列を、前記一の組み合わせについての逆行列を用いて算出した後に、（ｉｉ）前記一の逆行列に対して前記他の組み合わせに含まれている一方で前記一の組み合わせに含まれていない他のアンテナに対応する要素を追加することで、前記他の組み合わせについての逆行列を算出し、
前記一の組み合わせについての逆行列をＢ１Ｌとし、当該逆行列Ｂ１Ｌのうち前記一のアンテナに対応する要素が第ｘ行第ｘ列の要素であるとし、前記一の逆行列をＢＬ−１とすると、前記逆行列算出部は、（ｉ−１）前記逆行列Ｂ１Ｌの第ｘ行第ｘ列の要素を夫々前記逆行列Ｂ１Ｌの最後の行及び最後の列の要素と交換することで得られる逆行列Ｂ１Ｌ’を算出し、（ｉ−２）前記逆行列Ｂ１Ｌ’を数式７に示す形式（但し、Ｃ１はＬ−１行×Ｌ−１列の行列を示し、ｃ２はＬ−１行×１列のベクトルを示し、ｃ３は１行×１行のスカラーを示す）で区分し、（ｉ−３）数式８を用いて、前記一の逆行列ＢＬ−１を算出し、
前記他の組み合わせについての逆行列をＢ２Ｌとし、前記他のアンテナのチャネル行列をｈ（ｊ）とし、前記一の組み合わせから前記一のアンテナが削除された場合の残りのＬ−１個のアンテナを含むグループのチャネル行列をＨＬ−１とし、ｕ１（ｊ）＝ＨＬ−１Ｈｈ（ｊ）とし、ｕ２（ｊ）＝ＢＬ−１ｕ１（ｊ）とし、ｕ３（ｊ）＝ｄ（ｊ）ｕ２（ｊ）とし、ｄ（ｊ）＝１／（ｇ（ｊ）−ｕ１（ｊ）Ｈｕ２（ｊ））とし、且つ、ｇ（ｊ）＝ｈ（ｊ）Ｈｈ（ｊ）＋δγ（但し、δは所定の係数であり、γはＬを平均ＳＮＲで除算した値である）とすると、前記逆行列算出部は、数式９を用いて、前記他の組み合わせについての逆行列Ｂ２Ｌを算出することを特徴とする無線通信装置。
【数７】
0005625573.tif 000021
【数８】
0005625573.tif 000022
【数９】
0005625573.tif 000023
【請求項９】
Ｎ個（但し、Ｎは２以上の整数）のアンテナを備える無線通信装置を用いて多重入力多重出力通信を行う無線通信方法であって、
前記Ｎ個のアンテナからＬ個（但し、Ｌは１以上且つＮ以下の整数）のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する処理を繰り返すことで、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する各組み合わせの逆行列を算出する第１処理を行う逆行列算出工程と
前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列の対角成分に基づいて算出されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定するアンテナ選択工程と
を備え、
前記逆行列算出工程は、（ｉ）前記一の組み合わせについての逆行列から前記一の組み合わせに含まれている一方で前記他の組み合わせに含まれていない一のアンテナに対応する要素が削除されることで得られる一の逆行列を、前記一の組み合わせについての逆行列を用いて算出した後に、（ｉｉ）前記一の逆行列に対して前記他の組み合わせに含まれている一方で前記一の組み合わせに含まれていない他のアンテナに対応する要素を追加することで、前記他の組み合わせについての逆行列を算出し、
前記一の組み合わせについての逆行列をＢ１Ｌとし、当該逆行列Ｂ１Ｌのうち前記一のアンテナに対応する要素が第ｘ行第ｘ列の要素であるとし、前記一の逆行列をＢＬ−１とすると、前記逆行列算出工程は、（ｉ−１）前記逆行列Ｂ１Ｌの第ｘ行第ｘ列の要素を夫々前記逆行列Ｂ１Ｌの最後の行及び最後の列の要素と交換することで得られる逆行列Ｂ１Ｌ’を算出し、（ｉ−２）前記逆行列Ｂ１Ｌ’を数式１０に示す形式（但し、Ｃ１はＬ−１行×Ｌ−１列の行列を示し、ｃ２はＬ−１行×１列のベクトルを示し、ｃ３は１行×１行のスカラーを示す）で区分し、（ｉ−３）数式１１を用いて、前記一の逆行列ＢＬ−１を算出し、
前記他の組み合わせについての逆行列をＢ２Ｌとし、前記他のアンテナのチャネル行列をｈ（ｊ）とし、前記一の組み合わせから前記一のアンテナが削除された場合の残りのＬ−１個のアンテナを含むグループのチャネル行列をＨＬ−１とし、ｕ１（ｊ）＝ＨＬ−１Ｈｈ（ｊ）とし、ｕ２（ｊ）＝ＢＬ−１ｕ１（ｊ）とし、ｕ３（ｊ）＝ｄ（ｊ）ｕ２（ｊ）とし、ｄ（ｊ）＝１／（ｇ（ｊ）−ｕ１（ｊ）Ｈｕ２（ｊ））とし、且つ、ｇ（ｊ）＝ｈ（ｊ）Ｈｈ（ｊ）＋δγ（但し、δは所定の係数であり、γはＬを平均ＳＮＲで除算した値である）とすると、前記逆行列算出工程は、数式１２を用いて、前記他の組み合わせについての逆行列Ｂ２Ｌを算出することを特徴とする無線通信方法。
【数１０】
0005625573.tif 000024
【数１１】
0005625573.tif 000025
【数１２】
0005625573.tif 000026
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば多重入力多重出力（ＭＩＭＯ：Multiple Input Multiple Output）通信を行う無線通信システム及び無線通信装置、並びに無線通信方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間多重による伝送速度の向上ないしは複数パスの異なる伝搬特性を利用したダイバーシティ効果による高信頼化を図るための無線通信システムとして、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output：多重入力多重出力）通信システムが提案されている。ＭＩＭＯ通信システムでは、例えば、複数のアンテナを備える無線通信装置（例えば、送信機）は、通信相手となる無線通信装置（例えば、受信機）に対して、複数のアンテナを用いて同時にデータを送信することができる。
【０００３】
ＭＩＭＯ通信システムでは、使用するアンテナ数が多大になると、多数のデータを送信及び受信して処理が行われる。このため、アンテナに接続される回路等のサイズやコストや消費電力等が増大すると共に、ＭＩＭＯ通信システム全体の複雑度も増大する。従って、コストや複雑度や消費電力等を減らすため、全てのアンテナから通信に使用するアンテナの組み合わせを選択する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８２９６４号公報
【特許文献２】特開２００８−１７１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、全てのアンテナの中から通信に使用するアンテナの組み合わせを選択する手法として、高レベルの通信性能（例えば高レベルの通信容量やダイバーシティゲイン等）が得られるようなアンテナの組み合わせを選択する手法が知られている。この手法では、アンテナの組み合わせの全ての候補を対象として通信性能等が演算によって算出され、且つ高レベルの通信性能が得られるアンテナの組み合わせが選択される。例えば、Ｎ（但し、Ｎは１以上の整数）個のアンテナの中からＬ（但し、Ｌは、１≦Ｌ≦Ｎを満たす整数）個のアンテナの組み合わせを選択する場合には、無線通信装置は、ＭＣＮ種類のアンテナの組み合わせの夫々の通信性能等を演算によって算出する必要がある。しかしながら、アンテナの数が増加するほど、演算量が膨大になってしまうという技術的な問題点が生ずる。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、例えば使用するアンテナの組み合わせを適切に選択することが可能な無線通信システム及び無線通信装置、並びに無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、Ｎ個（但し、Ｎは２以上の整数）のアンテナを備える無線通信装置を用いて多重入力多重出力通信を行う無線通信システムであって、逆行列算出部とアンテナ選択部とを備える無線通信システムによって解決される。逆行列算出部は、Ｎ個のアンテナからＬ個（但し、Ｌは１以上且つＮ以下の整数）のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、Ｎ個のアンテナからＬ個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する。アンテナ選択部は、Ｎ個のアンテナからＬ個のアンテナを選択する組み合わせのうち、逆行列算出部により算出される逆行列に関する値であるアンテナ選択用参照値であって且つ当該Ｌ個のアンテナから送信される信号に対して行われる連続干渉除去処理に応じて決定されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いるＬ個のアンテナとして決定する。
【発明の効果】
【０００８】
開示の無線通信システム及び無線通信装置、並びに無線通信方法によれば、使用するアンテナの組み合わせを適切に選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態のＭＩＭＯ無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】ＭＩＭＯ受信処理部が行うＯＳＩＣデコードの流れを示すフローチャートである。
【図３】ＭＩＭＯ無線通信システムの動作例の流れを示すフローチャートである。
【図４】第１動作例の流れを示すフローチャートである。
【図５】１つの送信アンテナの追加による逆行列の更新式を用いて、１番目のサブセットの逆行列を算出する動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】Ｎｔ＝８個の送信アンテナからＬ＝７個の送信アンテナを選択するサブセットｐの一例を示す説明図である。
【図７】「１つの送信アンテナの削除による逆行列の更新式」及び「１つの送信アンテナの追加による逆行列の更新式」を用いて、２番目以降のサブセットの逆行列を算出する動作の流れを示すフローチャートである。
【図８】「１つの送信アンテナの変更による逆行列の更新式」を用いて、２番目以降のサブセットの逆行列を算出する動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】第２動作例の流れを示すフローチャートである。
【図１０】第３動作例の流れを示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態のＭＩＭＯ通信システムによる第１から第３動作例によって選択されたＬ個の送信アンテナを含むサブセットを用いて通信を行った場合の通信品質を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づいて説明する。尚、以下の説明では、無線通信システムの一例として、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）無線通信システムを例にあげて説明を進める。
【００１１】
（１）ＭＩＭＯ無線通信システムの構成
図１を参照して、本実施形態のＭＩＭＯ無線通信システム１の構成の一例について説明する。図１は、本実施形態のＭＩＭＯ無線通信システム１の構成の一例を示すブロック図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態のＭＩＭＯ無線通信システム１は、「無線通信装置」の一の具体例である無線基地局１０と、「無線通信装置」の他の具体例である移動端末２０とを備えている。尚、下りリンクにおいては、無線基地局１０が送信機となり且つ移動端末２０が受信機となる。一方で、上りリンクにおいては、無線基地局１０が受信機となり且つ移動端末２０が送信機となる。このため、無線基地局１０は、後述する無線基地局１０の構成に加えて又は代えて、後述する移動端末２０と同様の構成を有していてもよい。同様に、移動端末２０は、後述する移動端末２０の構成に加えて又は代えて、後述する無線基地局１０と同様の構成を有していてもよい。
【００１３】
無線基地局１０は、携帯電話システムないしは移動体通信システムにおける無線基地局（例えば、ＮＢ（Ｎｏｄｅ  Ｂ）や、ｅＮｏｄｅＢ（ｅｎｖｏｌｖｅｄ  ＮｏｄｅＢ））や、無線ＬＡＮシステムにおけるアクセスポイントが一例となる。或いは、無線基地局１０は、データを送信する（加えて又は代えて、受信する）ことができる装置であれば任意の装置であってもよい。移動端末２０は、携帯電話システムにおける携帯電話や、無線ＬＡＮシステムにおけるクライアント（例えば、パーソナルコンピュータ等）が一例として挙げられる。或いは、移動端末２０は、データを受信する（加えて又は代えて、送信する）ことができる装置であれば任意の装置であってもよい。
【００１４】
無線基地局１０は、空間多重変調部１１と、Ｌｔ個（但し、Ｌｔは２以上の整数）の送信ＲＦ（Radio Frequency）部１２−１から１２−Ｌｔと、アンテナスイッチ１３と、Ｎｔ個（但し、Ｎｔは２以上であって且つＮｔ＞Ｌｔを満たす整数）の送信アンテナ１４−１から１４−Ｎｔと、アンテナ選択制御部１５と、アップリンク受信部１６とを備える。送信ＲＦ部１２がＬｔ個であることは、無線基地局１０で一度に処理可能な送信データストリーム数がＬｔであることを意味する。無線基地局１０は、Ｎｔ個の送信アンテナ１４−１から１４−ＮｔのうちのＬｔ個の送信アンテナ１４を選択し、当該選択したＬｔ個の送信アンテナ１４を使用して送信データストリームの送信を行う。尚、送信ＲＦ部１２−１から１２−Ｌｔを区別しない場合は、“送信ＲＦ部１２”と表記して説明を進める。同様に、送信アンテナ１４−１から１４−Ｎｔを区別しない場合は、“送信アンテナ１４”と表記して説明を進める。
【００１５】
空間多重変調部１１は、送信データに所定の誤り訂正符号化を行って得られた符号化系列を所定の変調方式でマッピングして変調し、Ｌｔ個の送信データストリームを出力する。所定の誤り訂正符号化としては、例えばターボ符号化等が用いられる。所定の変調方式としては、例えばＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等が用いられる。なお、空間多重変調部１１は、データチャンネルの信号以外に、チャンネル推定（チャンネル行列の算出）に使用する既知の信号（パイロット信号あるいはプリアンブル信号）や、制御情報を伝送する制御チャンネルの信号等の多重処理を行ってもよい。
【００１６】
送信ＲＦ部１２は、それぞれ、Ｌｔ個の送信データストリームに関してＤＡ（Digital to Analog）変換や無線周波数（ＲＦ）への周波数変換（アップコンバート）等を含む所要の無線送信処理を行い、Ｌｔ個のＲＦ信号を出力する。
【００１７】
アンテナスイッチ１３は、アンテナ選択制御部１５による制御に応じて、送信に使用するＬｔ個の送信アンテナ１４を選択して送信ＲＦ部１２との接続を行う。
【００１８】
送信アンテナ１４は、それぞれ、アンテナスイッチ１３を介して接続された送信ＲＦ部１２から出力されるＲＦ信号を移動端末２０に向けて空間へ放射する。
【００１９】
アンテナ選択制御部１５は、移動端末２０から送信されるアンテナインデックスに従ってアンテナスイッチ１３を制御して送信ＲＦ部１２と送信アンテナ１４との接続を制御する。
【００２０】
アップリンク受信部１６は、無線基地局１０と移動端末２０との間に設けられるアップリンクのチャンネルの１つであるフィードバックチャンネル３０を介して、アップリンク送信部２５から送信される情報を受信する。アップリンク送信部２５から送信される情報として、例えば後述のアンテナインデックス等が一例としてあげられる。
【００２１】
移動端末２０は、Ｎｒ個（但し、Ｎｒは２以上の整数）の受信アンテナ２１−１から２１−Ｎｒと、Ｌｒ（但し、Ｌｒは２以上であって且つＬｒ≦Ｎｒを満たす整数）個の受信ＲＦ部２２−１から２２−Ｌｒと、ＭＩＭＯ受信処理部２３と、制御部２４とを備える。受信ＲＦ部２２がＬｒ個であることは、移動端末２０で一度に処理可能な受信データストリーム数がＬｒであることを意味する。本実施形態では、受信アンテナ２１の個数Ｎｒが受信ＲＦ部２２の個数Ｌｒと同じであり且つ受信データストリーム数Ｌｒと送信データストリーム数Ｌｔとが同一である（共に、Ｌである）例について説明する。尚、受信アンテナ２１−１から２１−Ｎｒを区別しない場合は、“受信アンテナ２１”と表記して説明を進める。同様に、受信ＲＦ部２２−１から２２−Ｌｒを区別しない場合は、“受信ＲＦ部２２”と表記して説明を進める。
【００２２】
受信アンテナ２１は、それぞれ、無線基地局１０の送信アンテナ１４から送信されたＲＦ信号を受信する。
【００２３】
受信ＲＦ部２２は、それぞれ、受信アンテナ２１が受信したＲＦ信号について、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバート）やＡＤ（Analog to Digital）変換等を含む所要の無線受信処理を施す。
【００２４】
ＭＩＭＯ受信処理部２３は、受信ＲＦ部２２で処理された受信信号（即ち、空間多重された受信信号）を、送信データストリーム毎に分離した後に復調及び復号を行い、受信データを出力する。本実施形態において、分離処理は、例えば、チャンネル行列の逆行列を用いて、ＯＳＩＣ（Ordered Successive Interference Cancellation：順序付連続干渉除去）デコードにより行われる。尚、信号を分離する手法は、これに限られず、他の一般の手法（例えば、ＺＦ（Zero Forcing）線形デコードやＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error：最小二乗誤差法）デコード等の線形デコード）を用いてもよい。
【００２５】
チャンネル行列は、送信アンテナ１４と受信アンテナ２１との間のチャンネルの状態を表す行列であり、例えば、受信したパイロット信号（あるいは、プリアンブル信号。以下、同じ）と既知のパイロット信号（パイロットレプリカ）との相関演算により算出される。尚、チャンネル行列Ｈは、Ｎｔ個の送信アンテナ１４とＮｒ個の受信アンテナ２１との間のチャンネルの状態を表すＮｒ行×Ｎｔ列の行列を示す。一方で、チャンネル行列Ｈ（ｐ）は、送信アンテナ１４のサブセット（言い換えれば、組み合わせ）ｐに対応する、選択されたＬ個の送信アンテナ１４と、Ｎｒ個の受信アンテナ２１との間のチャンネルの状態を表すＮｒ行×Ｌ列の行列を示す。尚、サブセットｐは、Ｎｔ個の送信アンテナ１４からＬ個の送信アンテナ１４を選択する１つの組み合わせであり、ｐ∈Ｐ（Ｐ：送信アンテナ１４の全ての取り得るサブセットの集合）である。
【００２６】
ここで、図２を参照して、チャンネル行列の逆行列を用いてＭＩＭＯ受信処理部２３が行うＯＳＩＣデコードの一例について説明する。図２は、ＭＩＭＯ受信処理部２３が行うＯＳＩＣデコードの流れを示すフローチャートである。
【００２７】
図２に示すように、ＭＩＭＯ受信処理部２３は、送信データストリームの送信に使用されているＬ個の送信アンテナ１４とＮｒ個の受信アンテナ２１との間のチャンネルの状態を表すチャンネル行列Ｈ（ｐ）の逆行列Ｂ（ｐ）から、Ｌ個の送信アンテナ１４の夫々のＳＩＮＲ（Signal to Interference Noise Ratio）を算出する（ステップＳ１）。チャンネル行列Ｈ（ｐ）の逆行列Ｂ（ｐ）及びＬ個の送信アンテナ１４のうちのｉ（但し、ｉは１以上であって且つＬ以下の整数）番目の送信アンテナ１４のＳＩＮＲ＿ｉは、夫々、数式１及び数式２に示される。
【００２８】
【数１】
0005625573.tif 000002
【００２９】
【数２】
0005625573.tif 000003
【００３０】
ここで、γは、送信データストリームの送信に使用されている送信アンテナ１４の数Ｌを、受信アンテナ２１−１から２１−Ｎｒについての平均ＳＮＲ（Signal Noise Ratio）ρで除算した値（つまり、Ｌ／ρ）を示す。δは、ＭＩＭＯ受信処理部２３が採用する信号を分離するための手法に応じて定まる係数を示す。例えば、ＺＦ線形デコードが採用されている場合には、δ＝０となる。例えば、ＭＭＳＥデコードが採用されている場合には、δ＝１となる。ＩＬは、Ｌ行×Ｌ列の単位行列を示す。［Ａ］ｉ，ｉは、行列Ａにおけるｉ行ｉ列目の要素（つまり、行列Ａにおける対角成分（平均二乗誤差）であって、例えば数式１中の要素ｂｉｉ）を示す。
【００３１】
続いて、ＭＩＭＯ受信処理部２３は、ＳＩＮＲが最大となる送信アンテナ１４−ｈ（但し、ｈは１以上であって且つＬ以下の整数）を選択する（ステップＳ２）。言い換えれば、ＭＩＭＯ受信処理部２３は、逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分（平均二乗誤差）が最小となる送信アンテナ１４−ｈを検出する（ステップＳ２）。ＭＩＭＯ受信処理部２３は、ステップＳ２で検出された送信アンテナ１４−ｈから送信されている送信データストリームを検出する（ステップＳ３）。ＭＩＭＯ受信処理部２３は、ステップＳ３で検出されたデータストリームを受信信号から削除する（ステップＳ４）。
【００３２】
その後、ＭＩＭＯ受信処理部２３は、チャンネル行列Ｈ（ｐ）の逆行列Ｂ（ｐ）から、ステップＳ２で検出された送信アンテナ１４−ｈを削除する（ステップＳ５）。つまり、ＭＩＭＯ受信処理部２３は、ステップＳ２で検出された送信アンテナ１４−ｈをサブセットｐから削除することで得られる新たなサブセットｐのチャンネル行列Ｈ（ｐ）の逆行列Ｂ（ｐ）を算出する。尚、ステップＳ５の動作は、後に詳述する「１つの送信アンテナ１４の削除による逆行列の更新式」を用いて行われてもよいし、その他の手法を用いて行われてもよい。
【００３３】
その後、ＭＩＭＯ受信処理部２３は、サブセットｐに含まれるＬ個の送信アンテナ１４の全てが、ステップＳ２において選択されたか否かを判定する（ステップＳ６）。サブセットｐに含まれるＬ個の送信アンテナ１４の全てがいまだ選択されていないと判定される場合には（ステップＳ６：Ｎｏ）、ＭＩＭＯ受信処理部２３は、ステップＳ５で新たに算出された逆行列Ｂ（ｐ）を用いて、ステップＳ１以降の動作を繰り返す。他方で、サブセットｐに含まれるＬ個の送信アンテナ１４の全てが既に選択されていると判定される場合には（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ＭＩＭＯ受信処理部２３は、動作を終了する。
【００３４】
再び図１において、制御部２４は、移動端末２０全体の動作を制御する。制御部２４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置であってもよい。本実施形態では、制御部２４は、Ｎｔ個の送信アンテナ１４から、送信データストリームの送信に使用するＬ個の送信アンテナ１４のサブセットｐを選択する。具体的には、制御部２４は、逆行列算出部２４１と、アンテナ選択部２４２とを備えている。逆行列算出部２４１は、チャンネル行列Ｈ（ｐ）の逆行列Ｂ（ｐ）を算出する。アンテナ選択部２４２は、逆行列算出部２４１によって算出される逆行列Ｂ（ｐ）を用いて、後述するアンテナ選択基準に基づいて、送信データストリームの送信に使用するＬ個の送信アンテナ１４を選択する。尚、逆行列算出部２４１及びアンテナ選択部２４２の動作については、後に詳述する（図４等参照）。
【００３５】
アップリンク送信部２５は、無線基地局１０と移動端末２０との間に設けられるアップリンクのチャンネルの１つであるフィードバックチャンネル３０を介して、アップリンク受信部１６に対して情報を受信する。アップリンク送信部２５から送信される情報として、例えばアンテナ選択部２４２によって選択された、送信データストリームの送信に使用するＬ個の送信アンテナ１４を示すアンテナインデックス等が一例としてあげられる。
【００３６】
なお、ＭＩＭＯ受信処理部２３による分離処理において、ＯＳＩＣデコードで用いる数式１の逆行列Ｂ（ｐ）として、制御部２４による送信アンテナ１４の選択処理の際に算出される逆行列Ｂ（ｐ）を用いてもよい。言い換えれば、ＯＳＩＣデコードを行うＭＩＭＯ受信処理部２３が逆行列Ｂ（ｐ）を算出しなくともよい。これにより、ＭＩＭＯ受信処理部２３の処理負荷を低減することができる。
【００３７】
（２）動作例
図３を参照して、ＭＩＭＯ無線通信システム１の動作例について説明する。図３は、ＭＩＭＯ無線通信システム１の動作例の流れを示すフローチャートである。
【００３８】
図３に示すように、無線基地局１０及び移動端末２０は、事前に、自己の送信アンテナ１４の個数や受信アンテナ２１の個数やデータストリームの処理能力等に関する情報を互いに送受信する（ステップＳ１１及びＳ２１）。その結果、無線基地局１０は、通信相手である移動端末２０の受信アンテナ２１の個数や処理能力等を把握することができる。同様に、移動端末２０は、通信相手である無線基地局１０の送信アンテナ１４の個数や処理能力等を把握することができる。
【００３９】
続いて、無線基地局１０は、パイロット信号を移動端末２０に向けて送信する（ステップＳ１２）。移動端末２０は、ＭＩＭＯ受信処理部２３を用いて、受信したパイロット信号とパイロットレプリカとの相関演算によりチャンネル行列Ｈを推定する（ステップＳ２２）。
【００４０】
続いて、移動端末２０は、制御部２４を用いて、逆行列Ｂ（ｐ）に関する値が所定のアンテナ選択基準を満たすＬ個の送信アンテナ１４のサブセットｐを選択する（ステップＳ２３）。尚、ステップＳ２３におけるＬ個の送信アンテナ１４のサブセットｐを選択する動作については、後に詳述する（図４から図１０参照）。
【００４１】
続いて、移動端末２０は、アップリンク送信部２５を用いて、選択されたＬ個の送信アンテナ１４を示すアンテナインデックスを、フィードバックチャンネル３０を介して無線基地局１０に対して送信する（ステップＳ２４）。無線基地局１０は、選択されたＬ個の送信アンテナ１４を示すアンテナインデックスを、アップリンク受信部１６を用いて受信する（ステップＳ１３）。無線基地局１０は、アンテナ選択制御部１５を用いて、アンテナインデックスに従ってアンテナスイッチ１３を制御することで、送信ＲＦ部１２と送信アンテナ１４との接続を行う（ステップＳ１４）。その後、無線基地局１０は、接続した送信アンテナ１４を介して送信データストリームを送信する（ステップＳ１５）。移動端末２０は、送信された送信データストリームを受信アンテナ２１で受信する（ステップＳ２５）。
【００４２】
（３）送信アンテナのサブセットの選択動作例
図３のステップＳ２３における、送信データストリームの送信に使用されるＬ個の送信アンテナ１４のサブセットｐの選択動作について説明する。本実施形態では、送信データストリームの送信に使用されるＬ個の送信アンテナ１４のサブセットｐの選択動作として、３つの動作例を提示する。尚、以下に示す３つの動作例以外の動作例を用いて、送信データストリームの送信に使用されるＬ個の送信アンテナ１４のサブセットｐが選択されてもよい。
【００４３】
（３−１）第１動作例
図４を参照して、送信データストリームの送信に使用されるＬ個の送信アンテナ１４のサブセットｐを選択する第１動作例について説明する。図４は、第１動作例の流れを示すフローチャートである。
【００４４】
図４に示すように、制御部２４が備える逆行列算出部２４１は、Ｎｔ個の送信アンテナ１４からＬ個の送信アンテナ１４を選択する全てのサブセットｐを算出する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１で算出されるサブセットｐの個数は、ＮｔＣＬ個となる。例えば、Ｎｔ＝４であり且つＬ＝２である場合には、逆行列算出部２４１は、４Ｃ２個＝６個のサブセットｐ（具体的には、送信アンテナ１４−１及び１４−２を含むサブセットｐ、送信アンテナ１４−１及び１４−３を含むサブセットｐ、送信アンテナ１４−１及び１４−４を含むサブセットｐ、送信アンテナ１４−２及び１４−３を含むサブセットｐ、送信アンテナ１４−２及び１４−４を含むサブセットｐ、並びに送信アンテナ１４−３及び１４−４を含むサブセットｐ）を算出する。
【００４５】
続いて、逆行列算出部２４１は、ステップＳ３１において算出されたＮｔＣＬ個のサブセットｐから選択される１番目のサブセットｐ（例えば、任意に選択される１つのサブセットｐ）のチャンネル行列Ｈ（ｐ）の逆行列Ｂ（ｐ）を算出する（ステップＳ３２）。尚、１番目のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を算出する動作については、後に詳述する（図５参照）。
【００４６】
続いて、アンテナ選択部２４２は、ステップＳ３２において算出された逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分の夫々に対して、所定の重み付けを付与する（ステップＳ３３）。例えば、アンテナ選択部２４２は、対角成分が大きいほど当該対角成分に対して小さな重み付けを付与してもよい。言い換えれば、アンテナ選択部２４２は、対角成分が小さいほど当該対角成分に対して大きな重み付けを付与してもよい。或いは、例えば、アンテナ選択部２４２は、相対的に大きい対角成分に対して相対的に小さな重み付けを付与すると共に、相対的に小さい対角成分に対して相対的に大きな重み付けを付与してもよい。より具体的には、逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分＝｛ｂ１１、ｂ２２、・・・、ｂＬＬ（数式１参照）｝がｂ１１＜ｂ２２＜・・・＜ｂＬＬという関係を満たしている場合には、アンテナ選択部２４２は、Ｗ１＞Ｗ２＞・・・＞ＷＬという関係を満たしている重み付け＝｛Ｗ１、Ｗ２、・・・、ＷＬ｝を対角成分＝｛ｂ１１、ｂ２２、・・・、ｂＬＬ｝に対して夫々付与してもよい。
【００４７】
続いて、アンテナ選択部２４２は、重み付けが付与された逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分の和を算出する（ステップＳ３４）。例えば、重み付け＝｛Ｗ１、Ｗ２、・・・、ＷＬ｝が対角成分＝｛ｂ１１、ｂ２２、・・・、ｂＬＬ｝に対して夫々付与されている場合には、アンテナ選択部２４２は、ｂ１１×Ｗ１＋ｂ２２×Ｗ２＋・・・＋ｂＬＬ×ＷＬを算出する。
【００４８】
続いて、アンテナ選択部２４２は、ステップＳ３１において算出されたＮｔＣＬ個のサブセットｐの全てについて、重み付けが付与された逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分の和が算出されたか否かを判定する（ステップＳ３５）。
【００４９】
ステップＳ３５における判定の結果、ＮｔＣＬ個のサブセットｐの全てについて対角成分の和が算出されていないと判定される場合には（ステップＳ３５：Ｎｏ）、逆行列算出部２４１は、新たなサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を、既に算出されているサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を用いて算出する（ステップＳ３７）。言い換えれば、逆行列算出部２４１は、対角成分の和が算出されていない新たなサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を、対角成分の和が既に算出されているサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を用いて算出する。つまり、本実施形態では、逆行列算出部２４１は、２番目以降のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を、既に算出済みのサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を用いて算出する。尚、２番目以降のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）の算出動作については、後に詳述する（図６から図８参照）。
【００５０】
その後、アンテナ選択部２４２は、ステップＳ３７において算出された逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分の夫々に対して所定の重み付けを付与し（ステップＳ３３）、重み付けが付与された逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分の和を算出する（ステップＳ３４）。以降、同様の動作が、全てのサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分の和が算出されるまで続けられる。
【００５１】
他方で、ステップＳ３５における判定の結果、ＮｔＣＬ個のサブセットｐの全てについて対角成分の和が算出されていると判定される場合には（ステップＳ３５：Ｙｅｓ）、アンテナ選択部２４２は、ＮｔＣＬ個のサブセットｐから、重み付けが付与された逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分の和が最小となる１つのサブセットｐを選択する（ステップＳ３６）。選択された１つのサブセットｐに含まれるＬ個の送信アンテナ１４は、送信データストリームの送信に使用されるＬ個の送信アンテナ１４となる。
【００５２】
尚、数式２で示すように、各サブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分は、送信アンテナ１４のＳＩＮＲの逆数となる。このため、対角成分が小さいほど大きい重み付けを付与すると共に重み付けが付与された対角成分の和を算出することは、ＳＩＮＲが大きいほど大きな重み付けを付与すると共に重み付けが付与されたＳＩＮＲの和を算出する動作とも言える。加えて、図２に示すように、ＭＩＭＯ受信処理部２３が行うＯＳＩＣデコードは、ＳＩＮＲが大きい（言い換えれば、対角成分が小さい）送信アンテナ１４を順次選択する。このため、対角成分が小さいほど大きな重み付けを付与すると共に重み付けが付与された対角成分の和を算出することは、ＯＳＩＣデコードによって削除される順番が早い送信アンテナ１４に対応する対角成分ほど大きな重み付けを付与すると共に重み付けが付与された対角成分の和を算出する動作とも言える。
【００５３】
（３−１−１）１番目のサブセットの逆行列の算出
図４のステップＳ３２における「１番目のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）の算出動作」について説明する。本実施形態では、逆行列算出部２４１は、後述する「１つの送信アンテナ１４の追加による逆行列の更新式（数式４参照）」を用いて、１番目のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を算出してもよい。以降、図５を参照して、１つの送信アンテナ１４の追加による逆行列の更新式（数式４参照）を用いて、１番目のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を算出する動作について説明する。
【００５４】
図５に示すように、逆行列算出部２４１は、１番目のサブセットｐに含まれるＬ個の送信アンテナ１４から選択される１番目の送信アンテナ１４（例えば、任意に選択される１つの送信アンテナ１４）のチャンネル行列Ｈ１を用いて、数式３に基づいて、チャンネル行列Ｈ１の逆行列Ｂ１を算出する（ステップＳ４１）。ステップＳ４１の動作に続いて、並行して又は相前後して、逆行列算出部２４１は、変数ｎを１に設定する（ステップＳ４２）。
【００５５】
【数３】
0005625573.tif 000004
【００５６】
その後、逆行列算出部２４１は、１番目の送信アンテナ１４から２番目の送信アンテナ１４を含むグループのチャンネル行列Ｈ２の逆行列Ｂ２を、１番目の送信アンテナ１４を含むグループのチャンネル行列Ｈ１の逆行列Ｂ１を用いて算出する。同様に、逆行列算出部２４１は、１番目の送信アンテナ１４から３番目の送信アンテナ１４を含むグループのチャンネル行列Ｈ３の逆行列Ｂ３を、１番目の送信アンテナ１４から２番目の送信アンテナ１４を含むグループのチャンネル行列Ｈ２の逆行列Ｂ２を用いて算出する。同様の動作が、１番目の送信アンテナ１４からＬ番目の送信アンテナ１４を含むグループのチャンネル行列ＨＬの逆行列ＢＬが算出されるまで繰り返される。つまり、逆行列算出部２４１は、１番目のサブセットｐに含まれるＬ個の送信アンテナ１４のうち既に選択された１番目の送信アンテナ１４からｎ番目の送信アンテナ１４以外のｎ＋１番目の送信アンテナ１４が新たに選択される場合には、１番目の送信アンテナ１４からｎ＋１番目の送信アンテナ１４を含むグループのチャンネル行列Ｈｎ＋１の逆行列Ｂｎ＋１を、１からｎ番目の送信アンテナ１４を含むグループのチャンネル行列Ｈｎの逆行列Ｂｎを用いて算出する（ステップＳ４３）。本実施形態では、逆行列算出部２４１は、数式４に基づいて、逆行列Ｂｎを用いて逆行列Ｂｎ＋１を算出する。
【００５７】
【数４】
0005625573.tif 000005
【００５８】
ここで、ｕ３（ｊ）及びｄ（ｊ）は、夫々数式５及び数式６によって定義される行列である。
【００５９】
【数５】
0005625573.tif 000006
【００６０】
【数６】
0005625573.tif 000007
【００６１】
ここで、ｕ１（ｊ）、ｕ２（ｊ）及びｇ（ｊ）は、夫々数式７から数式９によって定義される行列である。
【００６２】
【数７】
0005625573.tif 000008
【００６３】
【数８】
0005625573.tif 000009
【００６４】
【数９】
0005625573.tif 000010
【００６５】
ここで、ｈ（ｊ）は、新たに選択されるｎ＋１番目の送信アンテナ１４のチャンネル行列である。
【００６６】
その後、逆行列算出部２４１は、変数ｎがＬ−１と等しいか否かを判定する（ステップＳ４４）。変数ｎがＬ−１と等しいと判定される場合は（ステップＳ４４：Ｙｅｓ）、最後に算出された逆行列Ｂｎ＋１（＝ＢＬ）が、サブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）となる。その後、逆行列算出部２４１は、算出したサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を、アンテナ選択部２４２へと出力する。他方で、変数ｎがＬ−１と等しくないと判定される場合は（ステップＳ４４：Ｎｏ）、逆行列算出部２４１は、変数ｎを１だけインクリメントした後（ステップＳ４５）、ステップＳ４３の動作を繰り返す。
【００６７】
尚、逆行列算出部２４１は、図５に示す手法とは異なる手法を用いて、１番目のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を算出してもよい。例えば、逆行列算出部２４１は、上述の数式１を用いて、逆行列Ｂ（ｐ）を直接算出してもよい。
【００６８】
（３−１−２）２番目以降のサブセットの逆行列の算出
図４のステップＳ３７における「２番目のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）の算出動作」について説明する。本実施形態では、逆行列算出部２４１は、「１つの送信アンテナ１４の削除による逆行列の更新式（数式１１参照）」及び上述した「１つの送信アンテナ１４の追加による逆行列の更新式（数式４参照）」を用いて、新たなサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を、既に算出されているサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を用いて算出してもよい（図７参照）。例えば、Ｎｔ＝８個の送信アンテナ１４−１から１４−８からＬ＝７個の送信アンテナ１４を選択するサブセットｐを例にあげて説明する。図６に示すように、１番目のサブセットｐ１として、送信アンテナ１４−１から１４−７が選択されているとする。このとき、送信アンテナ１４−１から１４−６及び１４−８を含む２番目のサブセットｐ２の逆行列Ｂ（ｐ２）は、１番目のサブセットｐ１の逆行列Ｂ（ｐ１）に対して、送信アンテナ１４−７に対応する要素を削除すると共に送信アンテナ１４−８に対応する要素を追加することで算出される。同様に、送信アンテナ１４−１から１４−５、１４−７及び１４−８を含む３番目のサブセットｐ３の逆行列Ｂ（ｐ３）は、２番目のサブセットｐ２の逆行列Ｂ（ｐ２）に対して、送信アンテナ１４−６に対応する要素を削除すると共に送信アンテナ１４−７に対応する要素を追加することで算出される。その他のサブセットｐ３からｐ８の逆行列Ｂ（ｐ３）からＢ（ｐ８）も同様に、実線にて囲まれた送信アンテナ１４の削除及び追加を行うことで算出される。
【００６９】
或いは、逆行列算出部２４１は、「１つの送信アンテナ１４の変更による逆行列の更新式（数式１２及び数式１３参照）」を用いて、新たなサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を、既に算出されているサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を用いて算出してもよい（図８参照）。例えば、Ｎｔ＝８個の送信アンテナ１４−１から１４−８からＬ＝７個の送信アンテナ１４を選択するサブセットｐを例にあげて説明する。図６に示すように、１番目のサブセットｐ１として、送信アンテナ１４−１から１４−７が選択されているとする。このとき、送信アンテナ１４−１から１４−６及び１４−８を含む２番目のサブセットｐ２の逆行列Ｂ（ｐ２）は、１番目のサブセットｐ１の逆行列Ｂ（ｐ１）に対して、送信アンテナ１４−７に対応する要素を送信アンテナ１４−８に対応する要素に変更することで算出される。同様に、送信アンテナ１４−１から１４−５、１４−７及び１４−８を含む３番目のサブセットｐ３の逆行列Ｂ（ｐ３）は、２番目のサブセットｐ２の逆行列Ｂ（ｐ２）に対して、送信アンテナ１４−６に対応する要素を送信アンテナ１４−７に対応する要素に変更することで算出される。その他のサブセットｐ３からｐ８の逆行列Ｂ（ｐ３）からＢ（ｐ８）も同様に、実線にて囲まれた送信アンテナ１４の変更を行うことで算出される。
【００７０】
但し、逆行列算出部２４１は、その他の手法を用いて、２番目以降のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を算出してもよい。例えば、逆行列算出部２４１は、上述の１番目のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）の算出動作と同様の動作により、２番目の以降のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を直接算出してもよい。
【００７１】
（３−１−２−１）１つの送信アンテナ１４の削除及び追加による逆行列の更新処理
図７を参照して、「１つの送信アンテナ１４の削除による逆行列の更新式（数式１１参照）」及び上述した「１つの送信アンテナ１４の追加による逆行列の更新式（数式４参照）」を用いて、２番目以降のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を算出する動作について説明する。図７は、「１つの送信アンテナ１４の削除による逆行列の更新式（数式１１参照）」及び上述した「１つの送信アンテナ１４の追加による逆行列の更新式（数式４参照）」を用いて、２番目以降のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を算出する動作の流れを示すフローチャートである。
【００７２】
図７に示すように、逆行列算出部２４１は、逆行列Ｂ（ｐ）を算出したい新たな１つのサブセットｐと、既に逆行列Ｂ（ｐ）が算出されている少なくとも１つの既存のサブセットｐとを比較する（ステップＳ５１）。逆行列算出部２４１は、ステップＳ５１の比較結果に基づいて、既に逆行列Ｂ（ｐ）が算出されている少なくとも１つの既存のサブセットｐの中から、新たな１つのサブセットｐと比較して相違する送信アンテナ１４の数が最も少ない１つの既存のサブセットｐを選択する（ステップＳ５２）。
【００７３】
その後、逆行列算出部２４１は、ステップＳ５２で選択された既存のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）から、相違する送信アンテナ１４に対応する要素を削除する（ステップＳ５３）。つまり、逆行列算出部２４１は、ステップＳ５２で選択された既存のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）から、既存のサブセットｐに含まれ且つ新たなサブセットｐに含まれない送信アンテナ１４に対応する要素を削除する。例えば、既存のサブセットｐが含むｘ（但し、ｘは１以上であって且つＬ以下の整数）番目の送信アンテナ１４が新たなサブセットｐに含まれていない場合には、逆行列算出部２４１は、既存のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）から、既存のサブセットｐのｘ番目の送信アンテナ１４に対応する要素を削除する。
【００７４】
ここで、１番目の送信アンテナ１４からｎ＋１番目の送信アンテナ１４を含む既存のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）＝Ｂｎ＋１からｘ番目の送信アンテナ１４に対応する要素を削除するには、以下の動作が行われる。まず、逆行列算出部２４１は、逆行列Ｂｎ＋１の第１ｘ行及び第ｘ列の夫々の要素を、逆行列Ｂｎ＋１の最後の行及び最後の列の夫々の要素と交換した逆行列Ｂｎ＋１’を算出する。加えて、逆行列算出部２４１は、逆行列Ｂｎ＋１’の要素を、数式１０に示す形式で区分する。その後、逆行列算出部２４１は、数式１１に基づいて、既存のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）＝Ｂｎ＋１からｘ番目の送信アンテナ１４に対応する要素が削除された逆行列Ｂｎ’を算出する。
【００７５】
【数１０】
0005625573.tif 000011
【００７６】
【数１１】
0005625573.tif 000012
【００７７】
ここで、Ｃ１は、ｎ行×ｎ列の行列を示し、ｃ２はｎ行×１列のベクトルを示し、ｃ３は、１行×１列のスカラーを示す。
【００７８】
続いて、逆行列算出部２４１は、ステップＳ５３で算出された逆行列Ｂｎ’に対して、相違する送信アンテナ１４に対応する要素を追加する（ステップＳ５４）。つまり、逆行列算出部２４１は、ステップＳ５３で算出された逆行列Ｂｎ’に対して、既存のサブセットｐに含まれず且つ新たなサブセットｐに含まれる送信アンテナ１４に対応する要素を追加する。例えば、新たなサブセットｐが含むｙ（但し、ｙは１以上であって且つＬ以下の整数）番目の送信アンテナ１４が既存のサブセットｐに含まれない場合には、逆行列算出部２４１は、逆行列Ｂｎ’に対して、新たなサブセットｐのｙ番目の送信アンテナ１４に対応する要素を追加する。このとき、逆行列算出部２４１は、上述した数式４を用いて、逆行列Ｂｎ’に対して新たなサブセットｐのｙ番目の送信アンテナ１４に対応する要素を追加してもよい。その結果得られる逆行列Ｂｎ＋１は、新たなサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）となる。
【００７９】
（３−１−３）１つの送信アンテナ１４の変更による逆行列の更新処理
図８を参照して、「１つの送信アンテナ１４の変更による逆行列の更新式（数式１２及び数式１３参照）」を用いて、２番目のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を算出する動作について説明する。図８は、「１つの送信アンテナ１４の変更による逆行列の更新式（数式１２及び数式１３参照）」を用いて、２番目のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を算出する動作の流れを示すフローチャートである。尚、図７に示す動作と同様の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８０】
図８に示すように、逆行列算出部２４１は、逆行列Ｂ（ｐ）を算出したい新たな１つのサブセットｐと、既に逆行列Ｂ（ｐ）が算出されている少なくとも１つの既存のサブセットｐとを比較する（ステップＳ５１）。逆行列算出部２４１は、ステップＳ５１の比較結果に基づいて、既に逆行列Ｂ（ｐ）が算出されている少なくとも１つの既存のサブセットｐの中から、新たな１つのサブセットｐと比較して相違する送信アンテナ１４の数が最も少ない１つの既存のサブセットｐを選択する（ステップＳ５２）。
【００８１】
その後、逆行列算出部２４１は、ステップＳ５２で選択された既存のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）に対して、相違する送信アンテナ１４に対応する要素を変更する（ステップＳ６１）。つまり、逆行列算出部２４１は、ステップＳ５２で選択された既存のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）に対して、既存のサブセットｐに含まれ且つ新たなサブセットｐに含まれない送信アンテナ１４に対応する要素を、既存のサブセットｐに含まれず且つ新たなサブセットｐに含まれる送信アンテナ１４に対応する要素と変更する。例えば、既存のサブセットｐが含むｘ番目の送信アンテナ１４が新たなサブセットｐに含まれず且つ新たなのサブセットｐが含むｙ番目の送信アンテナ１４が既存のサブセットｐに含まれない場合には、逆行列算出部２４１は、既存のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）のｘ番目の送信アンテナ１４に対応する要素を、新たなサブセットｐのｙ番目の送信アンテナ１４に対応する要素に変更する。
【００８２】
ここで、逆行列算出部２４１は、数式１２及び数式１３を用いて、逆行列Ｂの要素を変更する。具体的には、任意の行列Ｑの第ｘ列を列ベクトルｈで入れ替えた行列Ｐは、数式１２に基づいて算出される中間行列Ｄ及び当該中間行列Ｄによって定義される数式１３を用いて算出される。既存のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を行列Ｑとし且つ既存のサブセットｐに含まれず且つ新たなサブセットｐに含まれる送信アンテナ１４に対応する要素（つまり、チャンネル行列）を列ベクトルｈとすることで、行列Ｐが新たなサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）となる。
【００８３】
【数１２】
0005625573.tif 000013
【００８４】
【数１３】
0005625573.tif 000014
【００８５】
ここで、ｃは、ｈ−Ｑ＊ｘを示す。ｆは、ＱＨｃを示す。「Ｑ＊ｘ」は、行列Ｑの第ｘ列ベクトルを示す。Ｄ−１ｘ＊は、Ｄ−１の第ｘ行ベクトルを示す。ｅｊは、単位ベクトルを示す。つまり、ｅｊのｊ番目の要素は１で、他は０である。
【００８６】
（３−２）第２動作例
図９を参照して、送信データストリームの送信に使用されるＬ個の送信アンテナ１４のサブセットｐを選択する第２動作例について説明する。図９は、第２動作例の流れを示すフローチャートである。尚、第１動作例と同一の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
【００８７】
図９に示すように、制御部２４が備える逆行列算出部２４１は、Ｎｔ個の送信アンテナ１４からＬ個の送信アンテナ１４を選択する全てのサブセットｐを算出する（ステップＳ３１）。逆行列算出部２４１は、ステップＳ３１において算出されたＮｔＣＬ個のサブセットｐから選択される１番目のサブセットｐ（例えば、任意に選択される１つのサブセットｐ）のチャンネル行列Ｈ（ｐ）の逆行列Ｂ（ｐ）を算出する（ステップＳ３２）。その後、逆行列算出部２４１は、変数ｋを１に設定する（ステップＳ７１）。
【００８８】
続いて、逆行列算出部２４１は、ステップＳ３２において算出された１番目のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分のうちの最小値ｂｋを抽出する（ステップＳ７２）。例えば、１番目のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分＝｛ｂ１１、ｂ２２、・・・、ｂＬＬ｝のうちｂ２２が最小の対角成分となる場合には、「ｂ２２」を対角成分の最小値ｂｋとして抽出する。その後、逆行列算出部２４１は、変数ｋがＬよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ７３）。
【００８９】
ステップＳ７３の判定の結果、変数ｋがＬよりも小さいと判定される場合には（ステップＳ７３：Ｙｅｓ）、逆行列算出部２４１は、ステップＳ７２で抽出した最小値ｂｋに対応する送信アンテナ１４を削除したサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を、上述した「１つの送信アンテナ１４の削除による逆行列の更新式（数式１１参照）」を用いて算出する（ステップＳ７５）。つまり、逆行列算出部２４１は、最小値ｂｋを抽出した逆行列Ｂ（ｐ）＝Ｂｎ＋１から、最小値ｂｋに対応する送信アンテナ１４を削除したサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）＝Ｂｎを算出する。
【００９０】
その後、逆行列算出部２４１は、変数ｋをインクリメントした後（ステップＳ７６）、ステップＳ７５で新たに算出された逆行列を対象として、対角成分のうちの最小値ｂｋを抽出する（ステップＳ７２）。以降、同様の動作が、変数ｋがＬよりも小さくなくなるまで繰り返される。
【００９１】
他方で、ステップＳ７３の判定の結果、変数ｋがＬよりも小さくないと判定される場合には（ステップＳ７３：Ｎｏ）、アンテナ選択部２４２は、逆行列算出部２４１によって抽出された全ての最小値ｂｋ＝｛ｂ１、ｂ２、・・・、ｂＬ｝の和を算出する（ステップＳ７４）。
【００９２】
続いて、アンテナ選択部２４２は、ステップＳ３１において算出されたＮｔＣＬ個のサブセットｐの全てについて、最小値ｂｋ＝｛ｂ１、ｂ２、・・・、ｂＬ｝の和が算出されたか否かを判定する（ステップＳ７７）。
【００９３】
ステップＳ７７における判定の結果、ＮｔＣＬ個のサブセットｐの全てについて最小値ｂｋ＝｛ｂ１、ｂ２、・・・、ｂＬ｝の和が算出されていないと判定される場合には（ステップＳ７７：Ｎｏ）、逆行列算出部２４１は、新たなサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を、既に算出されているサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を用いて算出する（ステップＳ３７）。その後、ステップＳ３７において新たに算出された逆行列Ｂ（ｐ）を対象として、ステップＳ７１からステップＳ７６の動作が行われる。
【００９４】
他方で、ステップＳ７７における判定の結果、ＮｔＣＬ個のサブセットｐの全てについて最小値ｂｋ＝｛ｂ１、ｂ２、・・・、ｂＬ｝の和が算出されていると判定される場合には（ステップＳ７７：Ｙｅｓ）、アンテナ選択部２４２は、ＮｔＣＬ個のサブセットｐから、最小値ｂｋ＝｛ｂ１、ｂ２、・・・、ｂＬ｝の和が最小となる１つのサブセットｐを選択する（ステップＳ７８）。選択された１つのサブセットｐに含まれるＬ個の送信アンテナ１４は、送信データストリームの送信に使用されるＬ個の送信アンテナ１４となる。
【００９５】
尚、数式２で示すように、各サブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分は、送信アンテナ１４のＳＩＮＲの逆数となる。このため、対角成分の最小値を抽出すると共に抽出された最小値の和を算出することは、ＳＩＮＲの最大値を抽出すると共に抽出されたＳＩＮＲの最大値の和を算出する動作とも言える。加えて、図２に示すように、ＭＩＭＯ受信処理部２３が行うＯＳＩＣデコードは、ＳＩＮＲが大きい（言い換えれば、対角成分が小さい）送信アンテナ１４を順次選択する。このため、対角成分の最小値を抽出すると共に抽出された最小値の和を算出することは、ＯＳＩＣデコードによって削除される順番が早い送信アンテナ１４に対応する対角成分を逆行列Ｂ（ｐ）の更新の都度抽出すると共に抽出された対角成分の和を算出する動作とも言える。
【００９６】
（３−３）第３動作例
図１０を参照して、送信データストリームの送信に使用されるＬ個の送信アンテナ１４のサブセットｐを選択する第３動作例について説明する。図１０は、第３動作例の流れを示すフローチャートである。尚、第１動作例及び第２動作例と同一の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
【００９７】
図１０に示すように、制御部２４が備える逆行列算出部２４１は、Ｎｔ個の送信アンテナ１４からＬ個の送信アンテナ１４を選択する全てのサブセットｐを算出する（ステップＳ３１）。逆行列算出部２４１は、ステップＳ３１において算出されたＮｔＣＬ個のサブセットｐから選択される１番目のサブセットｐ（例えば、任意に選択される１つのサブセットｐ）のチャンネル行列Ｈ（ｐ）の逆行列Ｂ（ｐ）を算出する（ステップＳ３２）。その後、逆行列算出部２４１は、変数ｋを１に設定する（ステップＳ７１）。続いて、逆行列算出部２４１は、ステップＳ３２において算出された１番目のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分のうちの最小値ｂｋを抽出する（ステップＳ７２）。その後、逆行列算出部２４１は、変数ｋがＬよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ７３）。
【００９８】
ステップＳ７３の判定の結果、変数ｋがＬよりも小さいと判定される場合には（ステップＳ７３：Ｙｅｓ）、逆行列算出部２４１は、ステップＳ７２で抽出した最小値ｂｋに対応する送信アンテナ１４を削除したサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を、上述した「１つの送信アンテナ１４の削除による逆行列の更新式（数式１１参照）」を用いて算出する（ステップＳ７５）。その後、逆行列算出部２４１は、変数ｋをインクリメントした後（ステップＳ７６）、ステップＳ７５で新たに算出された逆行列を対象として、対角成分のうちの最小値ｂｋを抽出する（ステップＳ７２）。以降、同様の動作が、変数ｋがＬよりも小さくなくなるまで繰り返される。
【００９９】
他方で、ステップＳ７３の判定の結果、変数ｋがＬよりも小さくないと判定される場合には（ステップＳ７３：Ｎｏ）、アンテナ選択部２４２は、ステップＳ７２において抽出された最小値ｂｋ＝｛ｂ１、ｂ２、・・・、ｂＬ｝の夫々に対して、所定の重み付けＷｋ＝｛Ｗ１、Ｗ２、・・・、ＷＬ｝を付与する（ステップＳ８１）。例えば、アンテナ選択部２４２は、抽出される順番が早い最小値ｂｋほど大きな重み付けＷｋを付与してもよい。具体的には、例えば、アンテナ選択部２４２は、Ｗ１＞Ｗ２＞・・・＞ＷＬという関係を満たしている重み付けＷｋを付与してもよい。或いは、アンテナ選択部２４２は、Ｗ１＝１、Ｗ２＝（Ｌ−１）／Ｌ、・・・ＷＬ＝１／Ｌという関係を満たしている重み付けＷｋ（つまり、Ｗｋ＝（Ｌ＋１−ｋ）／Ｌ）を付与してもよい。或いは、アンテナ選択部２４２は、Ｗ１＝ｂ１／（ｂ１＋ｂ２＋・・・＋ｂＬ）、Ｗ２＝ｂ２／（ｂ１＋ｂ２＋・・・＋ｂＬ）、・・・ＷＬ＝ｂＬ／（ｂ１＋ｂ２＋・・・＋ｂＬ）という関係を満たしている重み付けＷｋ（つまり、Ｗｋ＝ｂｋ／（ｂ１＋ｂ２＋・・・＋ｂＬ））を付与してもよい。或いは、アンテナ選択部２４２は、最小値ｂｋが大きいほど当該最小値ｂｋに対して小さな重み付けＷｋを付与してもよい。言い換えれば、アンテナ選択部２４２は、最小値ｂｋが小さいほど当該最小値ｂｋに対して大きな重み付けＷｋを付与してもよい。或いは、例えば、アンテナ選択部２４２は、相対的に大きい最小値ｂｋに対して相対的に小さな重み付けＷｋを付与すると共に、相対的に小さい最小値ｂｋに対して相対的に大きな重み付けＷｋを付与してもよい。
【０１００】
続いて、アンテナ選択部２４２は、重み付けＷｋが付与された最小値ｂｋの和を算出する（ステップＳ８２）。例えば、アンテナ選択部２４２は、ｂ１×Ｗ１＋ｂ２×Ｗ２＋・・・＋ｂＬ×ＷＬを算出する。
【０１０１】
続いて、アンテナ選択部２４２は、ステップＳ３１において算出されたＮｔＣＬ個のサブセットｐの全てについて、最小値ｂｋ×重み付けＷｋの和が算出されたか否かを判定する（ステップＳ８３）。
【０１０２】
ステップＳ８３における判定の結果、ＮｔＣＬ個のサブセットｐの全てについて最小値ｂｋ×重み付けＷｋの和が算出されていないと判定される場合には（ステップＳ８３：Ｎｏ）、逆行列算出部２４１は、新たなサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を、既に算出されているサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を用いて算出する（ステップＳ３７）。その後、ステップＳ３７において新たに算出された逆行列Ｂ（ｐ）を対象として、ステップＳ７１からステップＳ８３の動作が行われる。
【０１０３】
他方で、ステップＳ８３における判定の結果、ＮｔＣＬ個のサブセットｐの全てについて最小値ｂｋ×重み付けＷｋの和が算出されていると判定される場合には（ステップＳ８３：Ｙｅｓ）、アンテナ選択部２４２は、ＮｔＣＬ個のサブセットｐから、最小値ｂｋ×重み付けＷｋの和が最小となる１つのサブセットｐを選択する（ステップＳ８４）。選択された１つのサブセットｐに含まれるＬ個の送信アンテナ１４は、送信データストリームの送信に使用されるＬ個の送信アンテナ１４となる。
【０１０４】
以上説明したように、本実施形態のＭＩＭＯ通信システム１によれば、Ｎｔ個の送信アンテナ１４から、送信データストリームの送信に使用するＬ個の送信アンテナ１４を含むサブセットｐを好適に選択することができる。更に、ＯＳＩＣデコードに適合したアンテナ選択基準を採用しているため、ＯＳＩＣデコードを行うＭＩＭＯ受信処理部２３を備えるＭＩＭＯ通信システム１において、送信データストリームの送信に使用するＬ個の送信アンテナ１４を含むサブセットｐを好適に選択することができる。
【０１０５】
ここで、図１１を参照して、本実施形態のＭＩＭＯ通信システム１による第１から第３動作例によって選択されたＬ個の送信アンテナ１４を含むサブセットｐを用いて通信を行った場合の通信品質について説明する。ここに、図１１は、本実施形態のＭＩＭＯ通信システム１による第１から第３動作例によって選択されたＬ個の送信アンテナ１４を含むサブセットｐを用いて通信を行った場合の通信品質を示すグラフである。
【０１０６】
図１１では、本実施形態のＭＩＭＯ通信システム１による第１動作例によって選択されたＬ個の送信アンテナ１４を含むサブセットｐを用いて通信を行った場合の通信品質（ＳＮＲ及びＢＥＲ（Bit Error Rate））が、バツ印によって示されている。図１１では、本実施形態のＭＩＭＯ通信システム１による第２動作例によって選択されたＬ個の送信アンテナ１４を含むサブセットｐを用いて通信を行った場合の通信品質が、丸印によって示されている。図１１では、本実施形態のＭＩＭＯ通信システム１による第３動作例によって選択されたＬ個の送信アンテナ１４を含むサブセットｐを用いて通信を行った場合の通信品質が、三角印によって示されている。図１１では、第１動作例から第３動作例とは異なる比較動作例によって選択されたＬ個の送信アンテナ１４を含むサブセットｐを用いて通信を行った場合の通信品質が、四角印によって示されている。尚、比較動作例は、逆行列の対角成分の和が最小となるサブセットｐを選択する動作である。
【０１０７】
図１１に示すように、比較動作例によって選択されたＬ個の送信アンテナ１４を含むサブセットｐを用いて通信を行った場合の通信品質と比較して、第１から第３動作例によって選択されたＬ個の送信アンテナ１４を含むサブセットｐを用いて通信を行った場合の通信品質が改善していることが分かる。
【０１０８】
加えて、本実施形態のＭＩＭＯ通信システム１によれば、既存のサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）に対して所定の更新式（例えば、上述した数式４、１１から１３）を適用することで、新たなサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を算出することができる。このため、新たなサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を、比較的簡易な演算によって算出することができる。
【０１０９】
加えて、本実施形態のＭＩＭＯ通信システム１によれば、１番目からｎ番目の送信アンテナ１４を含むサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）に対して所定の更新式（例えば、上述した数式４）を適用することで、ｎ＋１番目の送信アンテナ１４を新たに追加した新たなサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を算出することができる。このため、新たなサブセットｐの逆行列Ｂ（ｐ）を、比較的簡易な演算によって算出することができる。
【０１１０】
尚、ＺＦ線形デコードやＭＭＳＥデコード等の線形デコードを行うＭＩＭＯ受信処理部２３を用いる場合には、小さい対角成分ほど小さい重み付けを付与した（言い換えれば、大きい対角成分ほど大きい重み付けを付与した）逆行列Ｂ（ｐ）の対角成分の和が最小となるサブセットｐを選択することが好ましい。
【０１１１】
以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
【０１１２】
（付記１）
Ｎ個（但し、Ｎは２以上の整数）のアンテナを備える無線通信装置を用いて多重入力多重出力通信を行う無線通信システムであって、
前記Ｎ個のアンテナからＬ個（但し、Ｌは１以上且つＮ以下の整数）のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する逆行列算出部と
前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列に関する値であるアンテナ選択用参照値であって且つ当該Ｌ個のアンテナから送信される信号に対して行われる連続干渉除去処理に適合するように決定されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定するアンテナ選択部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【０１１３】
（付記２）
前記アンテナ選択用参照値は、逆行列に関する値であって且つ前記連続干渉除去処理によって前記Ｌ個のアンテナが削除される順序に応じて決定される値を含むことを特徴とする付記１に記載の無線通信システム。
【０１１４】
（付記３）
前記アンテナ選択用参照値は、逆行列の対角成分であって且つ対角成分が大きい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた対角成分の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定することを特徴とする付記１又は２に記載の無線通信システム。
【０１１５】
（付記４）
前記アンテナ選択用参照値は、逆行列の対角成分であって且つ前記連続干渉除去処理によって削除される順序が遅いアンテナに対応する逆行列の対角成分ほど小さい重み付けが掛け合わせられた対角成分の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定することを特徴とする付記１又は２に記載の無線通信システム。
【０１１６】
（付記５）
前記アンテナ選択用参照値は、逆行列が示す信号対干渉比であって且つ信号対干渉比が小さい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた信号対干渉比の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最大となる組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定することを特徴とする付記１又は２に記載の無線通信システム。
【０１１７】
（付記６）
前記逆行列算出部は、前記Ｎ個のアンテナのうち１からｎ（但し、ｎは１以上且つＬ以下の整数）番目のアンテナを含むグループから、逆行列の対角成分が最小となるアンテナが削除されたグループについてのチャンネル行列の逆行列を、１からｎ番目のアンテナを含むグループについてのチャンネル行列の逆行列を用いて演算により算出し、
前記アンテナ選択部は、前記逆行列算出部によって逆行列が算出される都度、逆行列の対角成分のうちの最小値を抽出し、
前記アンテナ選択用参照値は、前記アンテナ選択部によって抽出される最小値の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定することを特徴とする付記１又は２に記載の無線通信システム。
【０１１８】
（付記７）
前記逆行列算出部は、前記Ｎ個のアンテナのうち１からｎ（但し、ｎは１以上且つＬ以下の整数）番目のアンテナを含むグループから前記連続干渉除去処理によってアンテナが削除される順序と同一の順序でアンテナが順次削除されていくグループについてのチャンネル行列の逆行列を、アンテナを削除する前の逆行列を用いて演算により順次算出し、
前記アンテナ選択部は、前記逆行列算出部によって逆行列が算出される都度、削除されるアンテナに対応する逆行列の対角成分を抽出し、
前記アンテナ選択用参照値は、前記アンテナ選択部によって抽出される対角成分の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定することを特徴とする付記１又は２に記載の無線通信システム。
【０１１９】
（付記８）
前記逆行列算出部は、前記Ｎ個のアンテナのうち１からｎ（但し、ｎは１以上且つＬ以下の整数）番目のアンテナを含むグループから、逆行列が示す信号対干渉比が最大となるアンテナが削除されたグループについてのチャンネル行列の逆行列を、１からｎ番目のアンテナを含むグループについてのチャンネル行列の逆行列を用いて演算により算出し、
前記アンテナ選択部は、前記逆行列算出部によって逆行列が算出される都度、逆行列が示す信号対干渉比の最大値を抽出し、
前記アンテナ選択用参照値は、前記アンテナ選択部によって抽出される最大値の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最大となる組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定することを特徴とする付記１又は２に記載の無線通信システム。
【０１２０】
（付記９）
前記逆行列算出部は、前記Ｎ個のアンテナのうち１からｎ（但し、ｎは１以上且つＬ以下の整数）番目のアンテナを含むグループから、逆行列の対角成分が最小となるアンテナが削除されたグループについてのチャンネル行列の逆行列を、１からｎ番目のアンテナを含むグループについてのチャンネル行列の逆行列を用いて演算により算出し、
前記アンテナ選択部は、前記逆行列算出部によって逆行列が算出される都度、逆行列の対角成分のうちの最小値を抽出し、
前記アンテナ選択用参照値は、前記アンテナ選択部によって抽出される最小値であって且つ抽出される最小値が大きい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた最小値の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定することを特徴とする付記１又は２に記載の無線通信システム。
【０１２１】
（付記１０）
前記逆行列算出部は、前記Ｎ個のアンテナのうち１からｎ（但し、ｎは１以上且つＬ以下の整数）番目のアンテナを含むグループから前記連続干渉除去処理によってアンテナが削除される順序と同一の順序でアンテナが順次削除されていくグループについてのチャンネル行列の逆行列を、アンテナを削除する前の逆行列を用いて演算により順次算出し、
前記アンテナ選択部は、前記逆行列算出部によって逆行列が算出される都度、削除されるアンテナに対応する逆行列の対角成分を抽出し、
前記アンテナ選択用参照値は、前記アンテナ選択部によって抽出される対角成分であって且つ抽出される対角成分が大きい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた対角成分の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定することを特徴とする付記１又は２に記載の無線通信システム。
【０１２２】
（付記１１）
前記逆行列算出部は、前記Ｎ個のアンテナのうち１からｎ（但し、ｎは１以上且つＬ以下の整数）番目のアンテナを含むグループから、逆行列が示す信号対干渉比が最大となるアンテナが削除されたグループについてのチャンネル行列の逆行列を、１からｎ番目のアンテナを含むグループについてのチャンネル行列の逆行列を用いて演算により算出し、
前記アンテナ選択部は、前記逆行列算出部によって逆行列が算出される都度、逆行列が示す信号対干渉比の最大値を抽出し、
前記アンテナ選択用参照値は、前記アンテナ選択部によって抽出される最大値であって且つ抽出される最大値が小さい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた最大値の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最大となる組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定することを特徴とする付記１又は２に記載の無線通信システム。
【０１２３】
（付記１２）
前記逆行列算出部によって逆行列が算出される場合におけるアンテナの削除の順序と同一の順序で前記Ｌ個のアンテナから送信される信号を順次削除するように前記連続干渉除去処理を行う受信処理部を更に備えることを特徴とする付記６から１１のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【０１２４】
（付記１３）
前記逆行列算出部は、前記一の組み合わせについての逆行列に対して、前記一の組み合わせと前記他の組み合わせとの間で相違するアンテナに対応する要素を入れ替える入れ替え処理を行うことで、前記他の組み合わせについての逆行列を算出することを特徴とする付記１から１３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【０１２５】
（付記１４）
多重入力多重出力通信を行う無線通信システムで用いられる、Ｎ個（但し、Ｎは２以上の整数）のアンテナを備える対向側装置と通信を行う無線通信装置であって、
前記Ｎ個のアンテナからＬ個（但し、Ｌは１以上且つＮ以下の整数）のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する逆行列算出部と
前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列に関する値であるアンテナ選択用参照値であって且つ当該Ｌ個のアンテナから送信される信号に対して行われる連続干渉除去処理に適合するように決定されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定するアンテナ選択部と、
前記アンテナ選択部により選択される前記Ｌ個のアンテナに関する情報を、前記対向側装置に送信する送信部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【０１２６】
（付記１５）
多重入力多重出力通信を行う無線通信システムで用いられる、Ｎ個（但し、Ｎは２以上の整数）のアンテナを備える無線通信装置であって、
前記Ｎ個のアンテナからＬ個（但し、Ｌは１以上且つＮ以下の整数）のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する逆行列算出部と
前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列に関する値であるアンテナ選択用参照値であって且つ当該Ｌ個のアンテナから送信される信号に対して行われる連続干渉除去処理に適合するように決定されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定するアンテナ選択部と、
前記アンテナ選択部により選択される前記Ｌ個のアンテナを用いて、対向側装置との間の通信を行うアンテナ選択制御部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【０１２７】
（付記１６）
Ｎ個（但し、Ｎは２以上の整数）のアンテナを備える無線通信装置を用いて多重入力多重出力通信を行う無線通信方法であって、
前記Ｎ個のアンテナからＬ個（但し、Ｌは１以上且つＮ以下の整数）のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する逆行列算出工程と
前記Ｎ個のアンテナから前記Ｌ個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出工程において算出される逆行列に関する値であるアンテナ選択用参照値であって且つ当該Ｌ個のアンテナから送信される信号に対して行われる連続干渉除去処理に適合するように決定されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記Ｌ個のアンテナとして決定するアンテナ選択工程と
を備えることを特徴とする無線通信方法。
【０１２８】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う無線通信システム及び無線通信装置、並びに無線通信方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１２９】
１  ＭＩＭＯ無線通信システム
１０  無線基地局
１２−１〜１２−Ｌｔ  送信ＲＦ部
１３  アンテナスイッチ
１４−１〜１４−Ｎｔ  送信アンテナ
１５  アンテナ選択制御部
１６  アップリンク受信部
２０  移動端末
２１−１〜２１−Ｎｒ  受信アンテナ
２２−１〜２２−Ｌｒ  受信ＲＦ部
２３  ＭＩＭＯ受信処理部
２４  制御部
２４１  逆行列算出部
２４２  アンテナ選択部
２５  アップリンク送信部
【図１】
0005625573.tif 000027
【図２】
0005625573.tif 000028
【図３】
0005625573.tif 000029
【図４】
0005625573.tif 000030
【図５】
0005625573.tif 000031
【図６】
0005625573.tif 000032
【図７】
0005625573.tif 000033
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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