(57)【要約】【課題】ユーザ間で遠近差が存在する場合、ＴＤＭＡやＦＤＭＡよりも達成可能な伝送容量を増加させる。【解決手段】送信ノードが、送信ビームを用いて、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコードを伝送する。送信ノードが、送信機側チャネル情報を用いて、複数の受信ノードへの送信ウェイトとユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分とを変数とする目的関数を設定して、目的関数を最大にする変数を求め、送信ウェイトを用いてユーザの情報を電力配分で多重化したスーパーポジションコードを送信し、複数の受信ノードが、受信機側チャネル情報と送信方式に関する情報とに基づいてスーパーポジションコードを復号し、自局宛のデータを抜き出す。【選択図】図１
2014239356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信ノードが、複数の受信ノードに、ノードあたり単一もしくは複数のストリームを伝送する無線通信方法において、
前記送信ノードが、送信ビームを用いて、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコードを伝送する段階を有する無線通信方法。
【請求項２】
送信ノードが、複数の受信ノードに、ノードあたり単一もしくは複数のストリームを伝送する無線通信方法において、
前記送信ノードが、送信機側チャネル情報を用いて、前記複数の受信ノードへの送信ウェイト（変数１）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数２）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２）を求め、前記送信ウェイト（変数１）を用いてユーザの情報を前記電力配分（変数２）で多重化したスーパーポジションコードを送信する段階と、
前記複数の受信ノードが、受信機側チャネル情報と送信方式に関する情報とに基づいてスーパーポジションコードを復号し、自局宛のデータを抜き出す段階を有する無線通信方法。
【請求項３】
前記送信ノードが、ユーザ毎に個別の送信ビームを形成し、複数の個別送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数３）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２、変数３）を求め、送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザ個別の送信ビームとに基づいて送信ウェイトを求め、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分（変数３）に基づいてスーパーポジションコードのコンスタレーションを決定する段階を有する請求項１または２に記載の無線通信方法。
【請求項４】
前記送信ノードが、ユーザ毎に最大比合成送信ビームを形成し、複数の個別送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数３）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２、変数３）を求め、送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザ個別の送信ビームとに基づいて送信ウェイトを求め、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分（変数３）に基づいてスーパーポジションコードのコンスタレーションを決定する段階を有する請求項１または２に記載の無線通信方法。
【請求項５】
前記目的関数に、予め設定された閾値またはチャネル情報に適応的に設定される閾値を超える変数を用いて、前記送信ウェイトと前記スーパーポジションコードのコンスタレーション上での電力配分とを求める請求項２から４のいずれか１項に記載の無線通信方法。
【請求項６】
伝送するデータの長さ、データの所望品質、チャネル状態、及び受信アンテナ素子数に基づいて、前記スーパーポジションコード上でのストリーム数、変調方式、変調多重度、送信ウェイト、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分、を決定する請求項１または２の無線通信方法。
【請求項７】
伝送するデータの長さ、データの所望品質、チャネル状態、及び受信アンテナ素子数に基づいて、前記スーパーポジションコード上でのストリーム数、変調方式、変調多重度、ユーザ毎の送信ビームの電力配分、空間ストリーム毎の位相回転、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分を決定する請求項１または２の無線通信方法。
【請求項８】
チャネル情報と情報データ系列の入力に対して、送信ウェイトとコンスタレーション系列とを出力する送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部を備え、
請求項１から７のいずれか１項に記載の無線通信方法における送信ノードとして動作する送信側装置。
【請求項９】
受信信号の入力に対して、復号情報系列を出力する受信信号処理部を備え、
請求項１から７のいずれか１項に記載の無線通信方法における受信ノードとして動作する受信側装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の送信側装置と、
請求項９に記載の受信側装置とを備える無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナ素子を用いて複数のユーザと同時に同じ周波数資源で通信を行うマルチユーザＭＩＭＯ(Multiple-Input and Multiple-Output)のアクセス技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムの下りリンクにおけるアクセス方式として、従来、ＦＤＭＡ(Frequency Division Multiple Access）やＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access）等が用いられてきた。いずれのアクセス方式も、周波数軸・時間軸を利用するアクセス技術であり、伝送量などに一定の限界値が存在する。特にＳＩＳＯ（Single Input Single Output）では、限界値の上限は小さい。そのため、基地局が複数のアンテナ素子を具備し、更に、ユーザ端末が単数または複数のアンテナ素子を具備するシングルユーザＭＩＭＯ技術が注目されている。シングルユーザＭＩＭＯ技術は、実際に無線ＬＡＮ(Local Area Network)の中で実装される段階にまで進んでいる。シングルユーザＭＩＭＯ技術は、空間資源を用いることにより、伝送容量が大きくなるという利点を有している。
【０００３】
しかしながら、シングルユーザＭＩＭＯ技術では、伝送容量の増加に制約条件が存在する場合が多い。具体的には、シングルユーザＭＩＭＯ技術では、伝送容量の増加は、端末の具備するアンテナ素子数に制限され、受信ユーザの端末のアンテナ素子数が一定であると、所定以上の伝送容量の増加は望めない。一般に、端末の具備するアンテナ素子数には限界があるため、アンテナ素子数の増加によるシングルユーザＭＩＭＯの容量増加効果も次第に小さくなる。
【０００４】
そこで、複数のユーザをＭＩＭＯ技術で収容するマルチユーザＭＩＭＯ技術、例えばＳＤＭＡ(Space Division Multiple Access)技術が注目されている。マルチユーザＭＩＭＯ技術では、ユーザ間での信号の漏れ込みが大きな干渉源となるため、プリコーディングという送信側の前処理が必要となる。周知のプリコーディング手法には、ＺＦ(Zero-Forcing)規範の線形プリコーディングやＭＭＳＥ（平均二乗誤差最小化）規範の線形プリコーディングが存在する。しかしながら、これらプリコーディング手法は、チャネル情報の推定誤差に脆弱であるという欠点を有している。
【０００５】
線形プリコーディングよりも伝送容量の増加を望める技術として非線型プリコーディングがある。ＶＰ（Vector Perturbation）などの非線形のプリコーディングが開発されたが、計算量が非常に多く、実用には耐えない。計算量を小さくするために、ＴＨＰ（トムリンソン原島プリコーディング）などの非線形のプリコーディングが開発されたが、これらはチャネル情報、すなわち、ＣＳＩＴ（Channel State Information at Transmitter）の誤差の影響に脆弱であるという欠点を有している。
【０００６】
従来技術のマルチユーザＭＩＭＯで用いられる線形プリコーディングや非線型プリコーディングは、チャネルの時変動が小さい、つまり、チャネル情報の誤差の小さい環境下では、大きな伝送容量の増加が望める。しかし、線形プリコーディングや非線型プリコーディングは、ＣＳＩＴの誤差には脆弱であるため、チャネルの時変動が大きな環境下では十分な伝送容量が得られない。ＣＳＩＴの誤差に対応する方法としては、ＣＳＩＴの誤差が小さい環境下ではＳＤＭＡ（Space Division Multiple Access）技術を用いて空間分割多重を行い、ＣＳＩＴの誤差が大きい環境下ではＴＤＭＡ (Time Division Multiple Access）を用いる方法が存在する（例えば非特許文献１参照）。
【０００７】
特に、端末が移動する移動体通信システムでは、移動に起因したチャネルの時変動によるＣＳＩＴ誤差が大きい。そのため、複数アンテナを用いる際のアクセス技術の候補としては、ＣＳＩＴ誤差に強靭であるＴＤＭＡが有力であり、実際にＴＤＭＡしか使えないという状況になることが推察される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Nabetani, T.; Hara, S.”, Time slot assignment for cellular SDMA/TDMA systems with antenna arrays”, 877 - 880 vol.2, Vehicular Technology Conference, 2001. VTC 2001 Spring. IEEE VTS 53rd.
【非特許文献２】Andrea Goldsmith,”Wireless Communications”,p472-473.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ＴＤＭＡはＣＳＩＴ誤差に対しては強靭であるが、伝送容量が小さいという欠点を有している。ＴＤＭＡとシングルユーザＭＩＭＯ技術を組み合わせると、ＣＳＩＴを送信側が知っているという条件下では、ＴＤＭＡでは送信ダイバーシチが得られる。しかし、ユーザ端末のアンテナ素子数に制約されて、容量増加はＳＩＳＯの場合と比較すると大きくなるが、ＳＤＭＡと比べると、小さくなるという問題がある。
【００１０】
上記事情に鑑み、本発明は、ＴＤＭＡやＦＤＭＡよりも達成可能な伝送容量を増加させることのできる無線通信方法、送信側装置、受信側装置、及び無線通信システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、送信ノードが、複数の受信ノードに、ノードあたり単一もしくは複数のストリームを伝送する無線通信方法において、前記送信ノードが、送信ビームを用いて、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコードを伝送する段階を有する。
【００１２】
また、本発明の一態様は、送信ノードが、複数の受信ノードに、ノードあたり単一もしくは複数のストリームを伝送する無線通信方法において、前記送信ノードが、送信機側チャネル情報を用いて、前記複数の受信ノードへの送信ウェイト（変数１）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数２）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２）を求め、前記送信ウェイト（変数１）を用いてユーザの情報を前記電力配分（変数２）で多重化したスーパーポジションコードを送信する段階と、前記複数の受信ノードが、受信機側チャネル情報と送信方式に関する情報とに基づいてスーパーポジションコードを復号し、自局宛のデータを抜き出す段階を有する。
【００１３】
また、本発明の一態様においては、前記送信ノードが、ユーザ毎に個別の送信ビームを形成し、複数の個別送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数３）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２、変数３）を求め、送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザ個別の送信ビームとに基づいて送信ウェイトを求め、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分（変数３）に基づいてスーパーポジションコードのコンスタレーションを決定する段階を有する。
【００１４】
また、本発明の一態様においては、前記送信ノードが、ユーザ毎に最大比合成送信ビームを形成し、複数の個別送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数３）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２、変数３）を求め、送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザ個別の送信ビームとに基づいて送信ウェイトを求め、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分（変数３）に基づいてスーパーポジションコードのコンスタレーションを決定する段階を有する。
【００１５】
また、本発明の一態様においては、前記目的関数に、予め設定された閾値またはチャネル情報に適応的に設定される閾値を超える変数を用いて、前記送信ウェイトと前記スーパーポジションコードのコンスタレーション上での電力配分とを求める。
【００１６】
また、本発明の一態様においては、伝送するデータの長さ、データの所望品質、チャネル状態、及び受信アンテナ素子数に基づいて、前記スーパーポジションコード上でのストリーム数、変調方式、変調多重度、送信ウェイト、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分、を決定する。
【００１７】
また、本発明の一態様においては、伝送するデータの長さ、データの所望品質、チャネル状態、及び受信アンテナ素子数に基づいて、前記スーパーポジションコード上でのストリーム数、変調方式、変調多重度、ユーザ毎の送信ビームの電力配分、空間ストリーム毎の位相回転、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分を決定する。
【００１８】
また、本発明の一態様は、チャネル情報と情報データ系列の入力に対して、送信ウェイトとコンスタレーション系列とを出力する送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部を備え、上記の無線通信方法における送信ノードとして動作する送信側装置である。
【００１９】
また、本発明の一態様は、受信信号の入力に対して、復号情報系列を出力する受信信号処理部を備え、上記の無線通信方法における受信ノードとして動作する受信側装置である。
【００２０】
また、本発明の一態様は、上記の送信側装置と上記の受信側装置とを備える無線通信システムである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ユーザ間で遠近差が存在する場合、ＴＤＭＡやＦＤＭＡよりも達成可能な伝送容量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施態様に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】送信側装置の構成を具体化した一例を示す図である。
【図３】送信側装置の構成を具体化した他の例を示す図である。
【図４】送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部の入出力を示した図である。
【図５】受信信号処理部の動作の様子を示す図である。
【図６】スーパーポジションコードのコンスタレーションを示す図である。
【図７】スーパーポジションコードにおけるストリーム毎の電力配分についての説明図である。
【図８】アクセスポイント装置の通信状況を示す図である。
【図９】本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。
【図１０】本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。
【図１１】本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。
【図１２】本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。
【図１３】本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。
【図１４】本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。
【図１５】本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。
【図１６】本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。
【図１７】本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。
【図１８】本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。
【図１９】本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。
【図２０】本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。
【図２１】本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔１．システム構成〕
図１は、本発明の一実施態様に係る無線通信システム１００の構成を示す図である。無線通信システム１００は、送信側装置１１０と受信側装置１２０とを備えている。送信側装置１１０は、例えばアクセスポイント装置である。受信側装置１２０は、例えば無線端末装置である。送信側装置１１０は、送信ＲＦ部(Radio Frequency)１１１，送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部１１２を備えている。受信側装置１２０は、受信ＲＦ部１２１，受信信号処理部１２２を備えている。送信ＲＦ部(Radio Frequency)１１１と受信ＲＦ部１２１とは、無線通信にて接続されている。
【００２４】
図１に示されているように、チャネル情報と情報データ系列が、送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部１１２に入力され、送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部１１２からは送信ウェイトとコンスタレーション系列が出力される。
図２は、送信側装置１１０の構成を具体化した一例を示す図である。この構成は、データ発生器、変調信号合成部、信号分配器、送信ウェイト・コンスタレーション上電力配分決定部、ＣＳＩＴ取得部・変調方式・変調多値数決定部を備えている。
図３は、送信側装置１１０の構成を具体化した他の例を示す図である。この構成は、データ発生器、変調信号合成部、信号分配器を備えている。
図４は、送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部１１２の入出力を示した図である。送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部１１２は、チャネル情報（ＣＳＩ）と情報データ系列とＱｏＳ情報（オプション）とを入力し、送信ウェイトとコンスタレーション系列とを出力する。
図５は、受信信号処理部１２２の動作の様子を示す図である。受信側装置１２０では、受信信号処理部１２２により受信信号が処理されて復号情報系列が得られる。この処理の詳細については後述する。
【００２５】
〔２．本発明の特徴〕
本発明の特徴は、複数ユーザを収容する際、時間軸・周波数軸で分割して多重化するのではなく、コンスタレーション軸で多重化することである。コンスタレーション軸で多重化した信号は、一般的にスーパーポジションコードとも重畳符号とも称される（非特許文献２参照）。更に、本発明においては、空間的にもビーム制御が可能である。そのため、空間ビームへの電力配分と多重化されたコンスタレーション上のストリームの電力配分との両方の電力配分により、きめ細かくストリーム毎の電力の配分ができる。このストリーム毎の電力配分のフレキシビリティにより、ユーザ間で遠近差が存在する場合、達成可能な伝送速度の領域をＴＤＭＡやＦＤＭＡと比べて拡大できる。
【００２６】
その効果を直感的に示すために、時間長＝Ｔ、帯域幅＝Ｂ、信号電力＝Ｓ、雑音電力＝Ｎの場合の２ユーザのＳＩＳＯのキャパシティを下記の数式（１）に記す。
【数１】
2014239356.tif 000003
数式（１）において、ｈは伝達関数の絶対値を表している。ＴＤＭＡは時間長Ｔを調整し、ＦＤＭＡは帯域幅Ｂを調整する。ＴＤＭＡは、Ｐを分割できないため、総送信電力が一定という条件下で、あるユーザの伝達関数の絶対値ｈが小さい場合、時間長Ｔが長くなる。そのため、複数ユーザが存在して遠近差が存在する場合、遠いユーザが時間を専有してしまい、他のユーザの達成可能な伝送容量を減少させる。
【００２７】
これに対して、本発明では、送信電力Ｐを調整することができるため、あるユーザの伝達関数の絶対値ｈが小さい場合には、ｈＰがある一定の値になるようにＰを割り当てればよい。割り当てられるＰは大きな値となり、他のユーザの送信電力を減少させることになるが、時間長は全く減少しないので、送信電力を減少しなければならないユーザの達成可能な伝送容量も比較的減少せずにすむ。
【００２８】
スーパーポジションコードと、スーパーポジションコードのコンスタレーション軸での電力配分について詳細に説明する。
図６は、スーパーポジションコードのコンスタレーションを示す図である。図６においては、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase shift Keying)にＱＰＳＫが重畳されている。スーパーポジションコードは重畳符号とも称される。
図７は、スーパーポジションコードにおけるストリーム毎の電力配分についての説明図である。図７の左側図と右側図では、ユーザ１とユーザ２との電力配分が異なっている。図７の左側図では、ユーザ２の電力が比較的小さく、ユーザ１の電力が比較的大きい。図７の右側図では、ユーザ１の電力が比較的小さく、ユーザ２の電力が比較的大きい。
【００２９】
線形送信ビームについて説明する。線形送信ビームは、複数ユーザに共通信号を送るときに用いられるビームである。本発明では、ビームに分配される送信電力と、スーパーポジションコードにおけるコンスタレーション上での電力配分とを種々の評価基準のもとで定める。よく用いられる評価基準は、最低の達成可能な伝送容量のユーザの伝送容量を最大化する、という評価基準である。一種の公平性基準と称される。その他にも、ユーザのＱｏＳを用いて、ユーザの所望伝送容量をある比率で達成しつつ、伝送容量を可能な限り大きくする、という評価基準もある。また、ユーザに最低伝送速度を保証しつつ他のユーザの容量を最大にする、という評価基準もある。何れの評価基準にしても、線形送信ビームとスーパーポジションコードの電力配分とのジョイント最適化を行うため、従来のマルチキャスト送信ウェイトとは異なる値となる。送信ウェイトの決定値は、スーパーポジションコードの電力配分と密接な関係にある。
【００３０】
本発明は、スーパーポジションコードと線形送信ビームとから構成される。本発明では、スーパーポジションコードと線形送信ビームとの形成を別々に考えるのではなく、スーパーポジションコードのコンスタレーション上での電力配分と線形送信ビームの電力配分とをジョイントして最適化を図る必要がある。
本発明の線形送信ビームの送信ウェイトとして、通常のマルチキャスト送信ビームの送信ウェイトを用いるのではない点が、本発明の特徴である。更に、線形送信ビームの送信ウェイトベクトルを、ユーザの最大比合成送信ビーム（ＭＲＣビーム）の送信ウェイトベクトルの和とした場合、線形送信ビームの送信ウェイトに配分する電力配分が最適化問題の調整可能なパラメータの一つとなる。
【００３１】
上記のスーパーポジションコードと線形送信ビームとの説明を背景にして、本発明の構成について説明する。
最初に全ユーザに送信したい情報ビットからスーパーポジションコードのコンスタレーションを作成する。スーパーポジションコードのコンスタレーションを作成するとは、ユーザの変調方式を決めて、それを重畳させることである。情報ビットとスーパーポジションコードとのマッピングは、以下のルールに従う。
図８は、アクセスポイント装置の通信状況を示す図である。図８のように、アクセスポイント装置に近いユーザ１（チャネルの減衰量が小さいユーザ）に小さな振幅の変調コンスタレーションをマッピングし、アクセスポイント装置から遠いユーザ２（チャネルの減衰量が大きいユーザ）に大きい振幅の変調コンスタレーションを重畳させる。重畳するユーザの変調コンスタレーションの振幅は、調整可能なパラメータである。つまり、コンスタレーション上での電力配分は、本パラメータを通して行える。このスーパーポジションコードのコンスタレーションが、共通信号として送信される信号である。１ユーザに大きな情報を伝送したいときは、コンスタレーション上でストリームを増加させるか、変調度を高めればよい。
【００３２】
コンスタレーション上でストリーム数を増加させる方法、及び、変調多重度を増加させる方法は、電力配分の相違により送信ウェイトも相違することに注意する。作成したスーパーポジションコードのコンスタレーションは、共通信号として、線形送信ビームで送信される。注意しておきたいのは、伝送する信号は空間上では１ストリームであるから、線形送信ビームの送信ウェイトは、縦ベクトルであることである。つまり送信ウェイトは列数が１のベクトルである。
【００３３】
２ユーザの場合の線形送信ビームの作成方法を詳述する。線形送信ビームの送信ウェイトベクトルと、送信するスーパーポジションコードとのコンスタレーション作成は、互いに関連しあっている。どちらかを独立して最適化するのではなく、ジョイント最適化を行わなければならない。
２ユーザの場合に１ユーザに着目すると、そのユーザに対する最大比合成の送信ビーム形成をすれば、最大の電力が得られる。２ユーザの場合、ユーザ１にも、ユーザ２にも最大比合成送信ビームを形成する。
しかし、このままであると、ユーザ１とユーザ２の信号が互いに打ち消しあう事もあれば、強めあうこともある。本発明では、２×１の送信ウェイトベクトルに補正項を加えて伝送することにより、他方のユーザからの信号を常に強調するような送信ウェイトを設定する。ユーザ１、ユーザ２に対するＭＲＣ送信ビームウェイトベクトルの和をとる際、一方のＭＲＣ送信ビームウェイトに一方のユーザのコンスタレーションを回転させる位相回転項を乗算し、新たな送信ビームウェイトベクトルを作成する。これにより、一方のユーザからの信号が他方のユーザの希望信号を常に強調することができる。
【００３４】
上記の説明について、数式を用いて下記に詳述する。
最初に、ユーザ１、ユーザ２に、ＭＲＣ送信ビームウェイトベクトルの和をかけた受信信号ｒを下記の数式（２）に示す。共通信号をマルチキャストするので、送信ウェイト行列ではなく、送信ウェイトベクトルである。
【数２】
2014239356.tif 000004
数式（２）を見るとわかるように、ユーザ１、ユーザ２の信号は、最大比合成された信号と、ユーザ１、ユーザ２の瞬時相関値で決まる信号の和となる。瞬時相関値は複素数であるが、実数である最大比合成された信号に対して打ち消しあう場合と、強調する場合がある。下記の数式（３）に示すように、ユーザ１に位相回転を施して送信することを考える。
【数３】
2014239356.tif 000005
数式（３）において、βの絶対値は１である。この送信ウェイトを送信信号に乗算すると、以下の数式（４）となる。
【数４】
2014239356.tif 000006
数式（４）において、βを下記の数式（５）に設定すると、数式（６）の受信信号が得られる。
【数５】
2014239356.tif 000007
【数６】
2014239356.tif 000008
数式（６）で明らかなようにユーザ１、ユーザ２ともに、最大比合成の信号を付加信号が強調した信号が受信信号となっている。付加信号は、実数となっており、最大比合成の信号とコヒーレントになっている。そのため、強調の度合いが大きい。しかしながら、これまでの説明は、送信ビームの電力が一定の場合を例示しており、送信ビームの電力配分は考慮されていない。
【００３５】
上記で述べた送信ビーム作成時に、送信ビームの電力配分を考慮すると、以下の数式（７）となる。
【数７】
2014239356.tif 000009
αが電力配分を決めるパラメータである。αが大きいほど、ユーザ２に配分する電力が大きい。
数式（７）の送信ビームウェイトを用いると、受信信号は以下の数式（８）となる。
【数８】
2014239356.tif 000010
スーパーポジションコードでのコンスタレーション上電力配分について説明する。前述の図７が、電力配分の異なる２ユーザの場合のコンスタレーションを示している。ユーザ１もユーザ２もＱＰＳＫを用いているが、その個別のＱＰＳＫの大きさ（円周上に配置されているコンスタレーションにおける円周の半径）の比が、図７の左側図と左図では異なる。コンスタレーション上でのストリームの電力配分により、それぞれのストリームの達成可能な伝送容量が異なる。
【００３６】
送信は、コンスタレーション上でのストリームの電力配分と、送信ビームの電力配分を調整して、評価基準に照らして最適な電力配分を選択して送信する。その時の達成可能な伝送容量は、以下の数式（９）にて示される。数式（９）において、Ｃ１，Ｃ２はそれぞれ、ユーザ１の達成可能な伝送容量，ユーザ２の達成可能な伝送容量である。ユーザ１が近くのユーザであり、ユーザ２が遠くのユーザである。
【数９】
2014239356.tif 000011
Ｒはスーパーポジションコードのコンスタレーション上での電力配分を決めるパラメータであり、１≧Ｒ≧０の値をとる。Ｒが大きいほど、ユーザ１のコンスタレーション上での電力配分比率が大きい。数式（９）の達成可能な伝送容量の式は、数式（８）からＳＮＲ(Signal to Noise ratio)を求めた後、スーパーポジションコードのコンスタレーションの電力配分を考慮に入れて求めたものである。
これらの値はＳＮＲから導出された値であり、実際の変調方式や誤り訂正符号の構成などには触れていないことに注意する。誤り率特性を従来方式と比較する際に、完全にフェアな比較をすることが難しいため、達成可能な伝送容量を従来方式と比較する際の指標とした。
【００３７】
図９は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図９において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図９の算出条件は、マルチユーザＭＩＳＯにおいて、送信アンテナ数が２、相関値が１、ユーザ数は２、受信アンテナ数は１、遠近差は３０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図９において、実線で表している直線は、ＴＤＭＡを適用した場合の達成可能な伝送容量を示している。総送信電力が一定という条件下において、２ユーザの達成可能な伝送容量の上限値は、この実線で表される。実線上での位置は、ユーザに割当てられる時間配分を変化させることにより決定される。実線の直線より小さい領域は、送信電力を変化させる（小さくする）ことにより得られる領域である。
【００３８】
図９において、破線で表している曲線が、総送信電力・相関値・２ユーザの遠近差が一定という条件下で達成可能な伝送量である。そして、総送信電力・相関値・２ユーザの遠近差が一定という条件下における破線上での位置は、スーパーポジションコードのコンスタレーション上での電力配分を変化させることにより決定される。総送信電力・相関値・２ユーザの遠近差が一定というという条件下での達成可能な伝送容量は、送信ビームへの電力配分とスーパーポジションコードのコンスタレーションの電力配分を振った場合に得られる集合となる。実際には、破線の凸包（convex hull）である。
【００３９】
図１０は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１０において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１０の算出条件は、マルチユーザＭＩＳＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０、ユーザ数は２、受信アンテナ数は１、遠近差は３０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１０における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１０において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
図１０の結果から、相関値が０の場合にも、本発明はＴＤＭＡより特性が良好であることがわかる。
【００４０】
図１１は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１１において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１１の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０、ユーザ数は２、遠近差は０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１１における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１１において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
【００４１】
図１２は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１２において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１２の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は１．０、ユーザ数は２、遠近差は０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１２における実線（と破線と）の意義は、図９と同じである。
【００４２】
図１３は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１３において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１３の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０、ユーザ数は２、遠近差は１０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１３における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１３において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
【００４３】
図１４は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１４において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１４の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０．７０７１、ユーザ数は２、遠近差は１０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１４における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１４において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
【００４４】
図１５は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１５において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１５の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は１．０、ユーザ数は２、遠近差は１０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１５における実線と破線との意義は、図９と同じである。
【００４５】
図１６は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１６において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１６の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０、ユーザ数は２、遠近差は２０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１６における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１６において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
【００４６】
図１７は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１７において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１７の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０．７０７１、ユーザ数は２、遠近差は２０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１７における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１７において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
【００４７】
図１８は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１８において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１８の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は１．０、ユーザ数は２、遠近差は２０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１８における実線と破線との意義は、図９と同じである。
【００４８】
図１９は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１９において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１９の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０、ユーザ数は２、遠近差は３０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１９における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１９において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
【００４９】
図２０は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図２０において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図２０の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０、ユーザ数は２、遠近差は２０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは２０ｄＢである。
図２０における実線と破線との意義は、図９と同じである。図２０において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
【００５０】
図２１は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図２１において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図２１の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は１．０、ユーザ数は２、遠近差は２０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは２０ｄＢである。
図２１における実線と破線との意義は、図９と同じである。
【００５１】
以上の図９〜図２１は、遠近差、相関値、ＳＮＲを変化させた時のＴＤＭＡと本発明とのキャパシティを示している。図９〜図２１の結果から、本発明は、ＴＤＭＡと比べて達成可能な伝送容量を向上させることがわかる。図９〜図２１に示される通り、本発明は、いかなる相関値や遠近差であっても、ＴＤＭＡより達成可能な伝送容量が大きい。
【００５２】
本発明は、チャネルの時変動などによるチャネル情報（ＣＳＩＴ）の誤差にロバストである。なぜなら、１つの空間ストリーム（共通信号）を送っているからである。本発明では、従来の線形プリコーディングや非線形プリコーディングのように、受信機端末が移動したり、伝搬環境が動いたりしても、他のユーザ宛のプライベート信号が漏れ込むことはない。信号が強め合うことも弱め合うこともあるが、全て同じ情報が乗っているので、漏れこんだとしても問題を引き起こさない。本発明は、マルチユーザＭＩＭＯを実現する上での重要な課題であるチャネルの時変動、ＣＳＩＴの誤差に脆弱であるという問題点を克服し、チャネル時変動の激しい移動体通信にもマルチユーザＭＩＭＯを適用することを可能とする。
【００５３】
実際には、図５に示したように、チャネル情報（ＣＳＩＴ）とスーパーポジションコード上での変調方式の情報からＳＮＲが最も大きいスーパーポジションコード上のストリームを復調して誤り訂正を実施する。誤りがほぼ無い状態で、スーパーポジションコード上のストリームの逆復調・逆復号によりレプリカを作成して、受信信号から差し引いて信号（ステップ１での受信信号）を作成し（ステップ１）、次のステップに進む。次のステップでは、以前に差し引いたスーパーポジションコード上のストリーム以外のスーパーポジションコード上のストリームの中からＳＮＲが最も大きいスーパーポジションコード上のストリームを選択して復調し、誤り訂正を実施して、誤りのない状態にする。逆復調・逆復号によりスーパーポジションコード上のストリームのレプリカを、ステップ１での受信信号から差し引いて信号（ステップ２での受信信号）を作成し（ステップ２）、この動作を全てのストリームに実施するまで逐次的に実行する。逐次的に出てくる誤り訂正後の復号結果が求める結果である。
【００５４】
図１８において、最初にｎ＝Ｋ（K：ストリーム数、マルチユーザＭＩＳＯのユーザ数）にセットされる。連続した受信信号が補助受信信号用バッファ１２２ｂに蓄えられる。第１〜第Ｋのストリームが補助受信信号用バッファ１２２ｂに蓄えられる。この時、初期スイッチ１２２ａは下向きにセットされる。次に初期スイッチ１２２ａは上向きにセットされて、以下の動作が逐次的に行われる。
最初に補助受信信号用バッファ１２２ｂの中で、第ｎストリームがチャネル情報（ＣＳＩＲ）、変調方式、誤り訂正符号情報を用いて復調される。その復調結果を誤り訂正復号し、逆復調・逆復号により第nストリームのレプリカが生成される。第nストリームのレプリカは、補助受信信号から差し引かれ、第ｎ信号を除いた信号が補助受信信号用バッファ１２２ｂに蓄えられる。ｎはｎ−１にセットされ、ｎが０であれば終了する。その他の場合は、ループを繰り返す。最後に、逐次的な処理の中で求められた誤り訂正が施されたストリームの復号結果が出力される。
【００５５】
以上の方法は、いわゆるＳＩＣ（Successive Interference Canceller）と称される方式であるが、その他にも、ＰＩＣ（Parallel Interference Canceller）やＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）等の方式を用いることができる。一般に、復号性能を指標にして比較すると、ＭＬＤ、ＳＩＣ、ＰＩＣの順に優れている。他方、計算量を指標として比較すると、ＰＩＣ、ＳＩＣ、ＭＬＤの順に優れている。復号性能が増すほど、誤り訂正符号の符号化率は小さくすることができ、伝送容量は、達成可能な伝送容量に近づく。
【００５６】
種々の評価基準が存在するが、一般的と考えられる按分評価基準を中心に説明する。ユーザ１、ユーザ２が所望している伝送速度にしたがって、達成可能な伝送容量を按分してユーザ１、ユーザ２に割り当て、達成可能な伝送容量が最大になるようなαとＲとを定める。按分の比率は、δｉで表されている。実際には、（α、Ｒ）と（ユーザ１の達成可能な伝送容量、ユーザ２の達成可能な伝送容量）との対応リストを作成しておく。ユーザ１、ユーザ２が所望している伝送速度の比と、対応リストのユーザ１の達成可能な伝送容量とユーザ２の達成可能な伝送容量との比の一致する箇所を選び、その箇所に対応する（α、R）を得ることができる。αは送信ビームの電力配分、Ｒはスーパーポジションコードでのコンスタレーション上での電力配分を表している。以上のαとＲを得る過程の定式化を行うと、以下の数式（１０）となる。
【数１０】
2014239356.tif 000012
数式（１０）は目的関数を最大化する場合であるが、設定されたスレッショルドを目的関数が超える変数の値を解としても良い。以下の一連の説明で、目的関数を最大化する場合を列挙するが、これは、目的関数が設定された閾値を超える評価基準で変数を求める問題に容易に置き換えられる。数式（１０）を解く方法として、計算機シミュレーションで変数と関数の関係を求める方法がある。この場合、チャネルに応じてその関係のリストを参照して具体的な値を得ることができる。リストに頼らない方法の一例としては、ニュートン法による解法がある。ニュートン法では、ある初期値を変数の値とし、制約条件を満たしながら変数を目的関数の勾配の方向に微小に変化させ、目的関数が増加するようであれば、微小に変化させた変数の値を新たな初期値とする。ニュートン法は、以上の操作を逐次的に実行し、目的関数がある閾値より大きく変化しない点での変数の値を求める解の値とする。
【００５７】
ここまでの説明は、達成可能な伝送容量の観点から説明してきたが、変調方式や誤り訂正符号の構成の選択方法も考慮に入れると、与えられた達成可能な伝送容量に近い変調方式や誤り訂正符号を選択する必要がある。よって、実際のシステム設計においては、考慮するべきパラメータはαとＲだけではなく、変調方式、変調多重度、誤り訂正符号の種類と符号長・符号化率、などが考えられる。ＱｏＳの低いユーザとＱｏＳの高いユーザとが混在してくると、これらのパラメータのジョイント最適を行わなければならない。
【００５８】
これまでの線形送信ビームの送信ウェイトは、ユーザの最大比合成ビームウェイトベクトルの和であるという制限があったが、この制限を除いて、送信ビームウェイトを決定することもできる。その場合の定式化は、以下の数式（１１）で表される。
【数１１】
2014239356.tif 000013
数式（１１）で、δiは伝送容量の按分の比率を表しており、システム設計における要求条件により変化するパラメータである。
理想的には、信号電力が正規分布であり、雑音電力も正規分布である場合を考えて、電力配分が決定される。しかし、実際のシステム設計においては、変調方式や所望の伝送品質を考慮に入れなければならず、電力配分や変調方式や誤り訂正符号の構成なども変わってくる。具体例を述べると、低品質でよいならば、電力配分を少なくすればよい。ただし、ＳＩＣを用いる場合、誤り伝搬に注意しなければならない。電力配分を少なくすると誤りやすくなり、レプリカと原信号との差異が小さくなる。そのため、次のステップで誤りが起こる確率が高くなるので、次のステップのスーパーポジションコード上のストリームの所望伝送品質も一定水準以下の品質でなければならない。
【００５９】
以上の説明は、１ユーザあたりスーパーポジションコード上のストリームが１の場合であるが、複数ストリームを送ることもできる。複数ストリームとは、スーパーポジションコードの１コンスタレーションに重畳するストリーム数のことである。例えば、ストリーム１、ストリーム２はユーザ１のストリームであり、ストリーム３はユーザ２のストリームである場合、ユーザ１が２ストリームを有していることになる。多値数を増やすのではなく、スーパーポジションコード上のストリーム数を増やすことのメリットは、同じユーザの中でもストリームの所望伝送品質が異なる場合に、異なる伝送品質で送ることができるという点である。
【００６０】
これまでは、マルチユーザＭＩＳＯの場合、つまり、ユーザの受信アンテナ数が１の場合を主に考えてきた。しかし、以下、ユーザの受信アンテナ数が２以上の場合、つまり、マルチユーザＭＩＭＯの場合を考える。マルチユーザＭＩＭＯの場合、大別して、２つの方法が考えられる。
【００６１】
一つは、受信アンテナ素子を単位として線形送信ビームを形成してスーパーポジションコードを送信し、受信側にて複数のアンテナ素子の情報を最大比合成する方法である。実際には、ユーザごとにグループ分けされているが、まるでユーザがアンテナ素子数分、存在するかのように送信する。ユーザは復号するとき、自局に属するグループの受信信号を最大比合成で合成する。
【００６２】
もう一つは、受信ウェイトを決めて、収容するユーザの受信アンテナ素子数と同じか、小さい空間ストリーム数で空間多重化する方法である。空間ストリームを、収容するユーザの受信アンテナ素子数と同じか、小さい空間ストリーム数にするのは、収容するユーザの受信アンテナ素子数より大きい空間ストリーム数で多重化すると、ユーザが空間ストリームを分離受信できなくなるからである。
更にマルチユーザＭＩＭＯの場合に本発明を適用すると、受信アンテナ素子数が空間ストリーム数より大きいので、ＣＳＩＴの誤差が存在する状況下で複数空間ストリームを送信しても、受信のチャネル情報ＣＳＩＲが正確であれば、複数空間ストリームを分離識別できるので、時変動にロバストであるといえる。
【００６３】
以下、２ユーザが複数アンテナ素子を具備している場合で、空間ストリーム数が１の場合を考える。３以上のユーザ数の場合は後ほど記す。
ユーザ数が２の場合で、ある評価関数Ｆのもとで、１空間ストリームを伝送する場合などを含めた一般的な場合として、最適な受信ウェイト、最適な送信ビームの送信ウェイトを決めるときは、下記の数式（１２）で表される最適化問題を解けばよい。
【数１２】
2014239356.tif 000014
数式（１２）において、関数Ｆは、個々のユーザの達成可能な伝送容量を変数とする評価関数である。
受信側の受信ウェイトとして、個々のユーザのチャネルのＳＶＤ展開の左特異値行列の第一列ベクトルに設定して、元のチャネルと受信ウェイトとを統合して新たなチャネルとすれば、マルチユーザＭＩＳＯと等価なチャネルモデルとなる。受信ウェイト行列とチャネルとを合わせたチャネルは、２×Ｎの行列となるので、送信ウェイトの求め方はマルチユーザＭＩＳＯと同等になる。結果的に、送信ビームベクトルは、個々のユーザのチャネルと受信ウェイトとを統合したチャネルのＳＶＤ展開の右特異値行列の第１列ベクトルを並べた行列となる。本結果の妥当性は、第一特異値で伝送するのが、最も電力伝送量が大きいからである。
以上の最適化問題は、下記の数式（１３）でモデル化できる。
【数１３】
2014239356.tif 000015
これまでの説明では、ユーザ数が２の場合を対象に説明してきた。次に、ユーザ数が３の場合の本発明の動作について説明する。
以下、マルチユーザＭＩＳＯの場合の定式化された数式（１４）のみを記載する。
【数１４】
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マルチユーザＭＩＭＯでユーザ数が３の場合は、下記の数式（１５）で定式化される。
【数１５】
2014239356.tif 000017
ユーザ数が３より大きい場合は、３ユーザの拡張であるので説明は割愛する。
【００６４】
以上のように、本発明は、線形送信ウェイトとスーパーポジションコードとの組み合わせによって、線形送信ビームの電力配分とスーパーポジションコードのコンスタレーション上での電力配分とを可能とし、きめ細かいストリーム毎の電力配分を実現する。
そのため、時間・周波数軸で配分するＴＤＭＡ・ＦＤＭＡのように、遠近差が存在する場合に発生する伝達関数が小さいユーザの時間、周波数資源の占有を解消する。これにより、伝送容量の向上に効果的である。
【００６５】
また、複数ユーザに対してスーパーポジションコードという共通信号を送っているので、時変動等で発生するＣＳＩＴの推定誤差に対して耐性があり、ロバストである。
さらに、送信側でチャネル情報を知っているという条件下では、多重化効果とダイバーシチ効果とを得ることができる。
【００６６】
また、本発明においては、受信ノードは、受信した信号からコンスタレーション上での電力配分の大きさの順番でストリームを逐次的に復調し、復号結果を蓄えて、送信ノードの誤り訂正符号化の逆操作（誤り訂正復号化）を行い、当該復号結果とチャネル情報から逆復調を施してストリームの信号（レプリカ）を生成し、当該レプリカを差し引いて新たな受信信号を得て、逐次的に本操作を実施することにより、全てのコンスタレーション上でのストリームを復号し、自局宛のストリームを抜き出すものとしてもよい。
【００６７】
また、本発明においては、受信ノードは、受信した信号からストリームを一括して復号（復調）し、送信ノードの誤り訂正符号化の逆操作（誤り訂正復号化）を行い、当該誤り復号結果とチャネル情報から逆復調を施して、受信信号からストリームの信号（レプリカ）を生成し、当該レプリカを差し引いて新たな受信信号を得て、繰り返し本操作を実施することにより、全てのストリームを復号し、自局宛のストリームを抜き出すものとしてもよい。
【００６８】
また、本発明においては、受信ノードは、受信した信号から誤り訂正の復号も含めたＭＬＤ（最尤推定復号）を実施して全ストリームを復号し、自局宛のストリームを抜き出すものとしてもよい。
【００６９】
また、本発明においては、ユーザが複数のアンテナを具備している場合、送信ノードは、受信アンテナ素子全てを独立したアンテナ素子と仮定して、前述の要領により得られた送信ビームを用いてストリームを多重化したスーパーポジションコードを送信し、受信側は受信アンテナ素子間で最大比合成を実施するものとしてもよい。
【００７０】
また、本発明においては、ユーザが複数のアンテナを具備している場合、各ユーザが受信ウェイトを設定し、当該受信ウェイトの伝達関数を含めた全チャネル情報から、前述の要領により得られた送信ビームを用いてストリームを多重化したスーパーポジションコードを送信し、受信側は先に設定した受信ウェイトで受信して復号し、自局宛のストリームを抜き出すものとしてもよい。
【００７１】
また、本発明においては、ユーザが複数のアンテナを具備している場合、各ユーザのチャネル伝達関数の第一特異値に対応する左特異値行列の列ベクトルの複素共役行ベクトルを、受信ウェイトに設定し、当該受信ウェイトの伝達関数を含めた全チャネル情報から、前述の要領により得られた送信ビームを用いてストリームを多重化したスーパーポジションコードを送信し、受信側は先に設定した受信ウェイトで受信して復号し、自局宛のストリームを抜き出すものとしてもよい。
【００７２】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計も含まれる。なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１００…無線通信システム，  １１０…送信側装置，  １１１…送信ＲＦ部，  １１２…送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部，  １２０…受信側装置，  １２１…受信ＲＦ部，  １２２…受信信号処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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