(57)【要約】【課題】無線端末が高速に移動しても、通信性能が劣化しない無線基地局、無線端末、無線通信システム、および無線通信方法を提供する。【解決手段】受信部３８は、複数のアンテナ３６，３７から出力されるダウンリンク信号をＭＩＭＯによる通信方式で受信処理するか、または別の通信方式で受信処理するかが切換えが可能である。チャネル推定部５４は、受信部で受信したダウンリンク信号に含まれるパイロット信号と既知の信号との比較に基づいて、チャネル状態を表わすチャネル推定値を求める。通信方式決定部５８は、チャネル推定値の時間変化に基づいて、無線基地局がＭＩＭＯによる通信方式または別の通信方式のいずれで無線端末へダウンリンク信号を送信すべきかを決定する。【選択図】図５
2011010115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＩＭＯによる通信方式またはＭＩＭＯ以外の別の通信方式でダウンリンク信号を送信する無線基地局と通信する無線端末であって、前記無線基地局は、前記ＭＩＭＯによる通信方式で送信する場合には、前記別の通信方式で送信する場合よりも、少ない個数のパイロット信号を送信し、
前記無線端末は、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから出力されるダウンリンク信号を前記ＭＩＭＯによる通信方式で受信処理するか、または前記別の通信方式で受信処理するかが切換えが可能な受信部と、
前記複数のアンテナへアップリンク信号を出力する送信部と、
前記受信部で受信したダウンリンク信号に含まれるパイロット信号と既知の信号との比較に基づいて、チャネル状態を表わすチャネル推定値を求めるチャネル推定部と、
前記チャネル推定値の時間変化に基づいて、前記無線基地局が前記ＭＩＭＯによる通信方式または前記別の通信方式のいずれで前記無線端末へダウンリンク信号を送信すべきかを決定する通信方式決定部とを備え、
前記送信部は、前記決定された通信方式の通知を前記無線基地局へ送信し、
前記受信部は、前記決定された通信方式で前記複数のアンテナから出力されるダウンリンク信号を受信処理する、無線端末。
【請求項２】
前記無線端末は、さらに、
前記受信部で受信したダウンリンク信号の通信品質を測定する通信品質測定部を備え、
前記通信方式決定部は、前記チャネル推定値の時間変化に加えて、さらに前記通信品質に基づいて、前記無線基地局が前記ＭＩＭＯによる通信方式または前記別の通信方式のいずれで前記無線端末へダウンリンク信号を送信すべきかを決定する、請求項１記載の無線端末。
【請求項３】
前記送信部は、アップリンクフレームのレンジング領域を用いて前記決定された通信方式を前記無線基地局へ通知する、請求項１記載の無線端末。
【請求項４】
請求項１記載の無線端末と、無線基地局とからなる無線通信システムであって、
前記無線基地局は、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから出力される前記無線端末からのアップリンク信号を受信処理する受信部と、
前記ＭＩＭＯによる通信方式で前記無線端末へのダウンリンク信号を処理して前記複数のアンテナへ出力するか、または前記別の通信方式で前記無線端末へのダウンリンク信号を処理して前記複数のアンテナへ出力するかが切換えが可能な送信部とを備え、
前記送信部は、前記ＭＩＭＯによる通信方式で送信する場合には、前記別の通信方式で送信する場合よりも、少ない個数のパイロット信号を送信し、
前記受信部は、前記無線端末で前記決定された通信方式の通知を受信し、
前記送信部は、前記決定された通信方式で前記無線端末へのダウンリンク信号を処理して前記複数のアンテナへ出力する、無線通信システム。
【請求項５】
複数のアンテナを備えた無線基地局と、複数のアンテナを備えた無線端末との間で、ＭＩＭＯによる通信方式またはＭＩＭＯ以外の別の通信方式でダウンリンク信号が送信される無線通信方法であって、
前記無線基地局が、パイロット信号を含む前記無線端末からのダウンリンク信号を送信するステップとを備え、前記送信するステップにおいて、前記無線基地局は、前記ＭＩＭＯによる通信方式で送信する場合には、前記別の通信方式で送信する場合よりも、少ない個数のパイロット信号を送信し、
前記無線通信方法は、さらに、
前記無線端末が、受信したダウンリンク信号に含まれるパイロット信号と既知の信号との比較に基づいて、チャネル状態を表わすチャネル推定値を求めるステップと、
前記無線端末が、前記チャネル推定値の時間変化に基づいて、前記無線基地局が前記ＭＩＭＯによる通信方式または前記別の通信方式のいずれで前記無線端末へダウンリンク信号を送信すべきかを決定するステップと、
前記無線端末が、前記決定された通信方式の通知を前記無線基地局へ送信するステップと、
前記無線基地局が、前記無線端末で前記決定された通信方式の通知を受信するステップと、
前記無線基地局が、前記決定された通信方式で前記無線端末へのダウンリンク信号を処理して前記複数のアンテナへ出力するステップと、
前記無線端末が、前記決定された通信方式で前記複数のアンテナから出力されるダウンリンク信号を受信処理するステップとを備える、無線通信方法。
【請求項６】
無線端末と通信する無線基地局であって、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから出力される前記無線端末からのアップリンク信号を受信処理する受信部と、
ＭＩＭＯによる通信方式で前記無線端末へのダウンリンク信号を処理して前記複数のアンテナへ出力するか、または前記ＭＩＭＯ以外の別の通信方式で前記無線端末へのダウンリンク信号を処理して前記複数のアンテナへ出力するかが切換えが可能な送信部と、
前記受信部で受信した前記無線端末からのアップリンク信号に含まれるパイロット信号と既知の信号との比較に基づいて、チャネル状態を表わすチャネル推定値を求めるチャネル推定部と、
前記チャネル推定値の時間変化に基づいて、前記無線基地局が前記ＭＩＭＯによる通信方式または前記別の通信方式のいずれで前記無線端末へのダウンリンク信号を送信すべきかを決定する通信方式決定部とを備え、
前記送信部は、前記ＭＩＭＯによる通信方式で送信する場合には、前記別の通信方式で送信する場合よりも、少ない個数のパイロット信号を送信し、
前記送信部は、前記決定された通信方式で前記無線端末へのダウンリンク信号を処理して前記複数のアンテナへ出力し、
前記送信部は、前記決定された通信方式の通知を前記無線端末へ送信する、無線基地局。
【請求項７】
前記無線基地局は、さらに、
前記受信部で受信した前記無線端末からのアップリンク信号の通信品質を測定する通信品質測定部を備え、
前記通信方式決定部は、前記チャネル推定値の時間変化に加えて、さらに前記通信品質に基づいて、前記無線基地局が前記ＭＩＭＯによる通信方式または前記別の通信方式のいずれで前記無線端末へのダウンリンク信号を送信すべきかを決定する、請求項６記載の無線基地局。
【請求項８】
請求項６記載の無線基地局と、無線端末とからなる無線通信システムであって、
前記無線端末は、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから出力されるダウンリンク信号を前記ＭＩＭＯによる通信方式で受信処理するか、または前記別の通信方式で受信処理するかが切換えが可能な受信部と、
前記複数のアンテナへ前記パイロット信号を含むアップリンク信号を出力する送信部とを備え、
前記受信部は、前記無線基地局で前記決定された通信方式の通知を受信し、
前記受信部は、前記決定された通信方式で前記複数のアンテナから出力されるダウンリンク信号を受信処理する、無線通信システム。
【請求項９】
複数のアンテナを備えた無線基地局と、複数のアンテナを備えた無線端末との間で、ＭＩＭＯによる通信方式またはＭＩＭＯ以外の別の通信方式でダウンリンク信号が送信される無線通信方法であって、
前記無線端末が、パイロット信号を含む前記無線端末からのアップリンク信号を送信するステップと、
前記無線基地局が、受信したアップリンク信号に含まれるパイロット信号と既知の信号との比較に基づいて、チャネル状態を表わすチャネル推定値を求めるステップと、
前記無線基地局が、前記チャネル推定値の時間変化に基づいて、前記無線基地局が前記ＭＩＭＯによる通信方式または前記別の通信方式のいずれで前記無線端末へのダウンリンク信号を送信すべきかを決定するステップと、
前記無線基地局が、前記決定された通信方式の通知を前記無線端末へ送信するステップとを備え、前記送信するステップにおいて、前記無線基地局は、前記ＭＩＭＯによる通信方式で送信する場合には、前記別の通信方式で送信する場合よりも、少ない個数のパイロット信号を送信し、
前記無線端末が、前記無線基地局で前記決定された通信方式の通知を受信するステップと、
前記無線基地局が、前記決定された通信方式で前記無線端末からのダウンリンク信号を処理して前記複数のアンテナへ出力するステップと、
前記無線端末が、前記決定された通信方式で前記複数のアンテナから出力されるダウンリンク信号を受信処理するステップとを備える、無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局、無線端末、無線通信システム、および無線通信方法に関し、特に、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）を用いたダウンリンク通信が可能な無線基地局、無線端末、無線通信システム、および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
新幹線のような車内で無線端末を使用すると、通信性能が劣化することがある。それは、そのような高速移動環境では、無線端末が無線基地局に向かって高速に近づいたり、遠ざかったりするため、ドップラー効果により信号の周波数が大きく変化するからである。近年、このような周波数の変動を吸収して、正常に無線通信ができるようにしたいという市場からの要求が高まっている。
【０００３】
また、近年、ＭＩＭＯを用いた無線通信が行なわれている（非特許文献１を参照）。ＭＩＭＯを用いた無線通信では、複数のアンテナで同時に異なるデータを送信し、受信時に合成することで擬似的に広帯域を実現し、通信性能の向上を図っている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】庄納  崇、ＷｉＭＡＸ教科書、２００８年７月２１日、株式会社インプレスＲ＆Ｄ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＭＩＭＯによる通信では、高速移動時に、通常の通信に比べて通信性能が極度に劣化することがある。たとえば、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）においては、ＭＩＭＯによる通信では、参照できるパイロット数が少ないため、高速移動時に、チャネル推定が追従できなくなるという問題がある。
【０００６】
それゆえに、本発明の目的は、無線端末が高速に移動しても、通信性能が劣化しない無線基地局、無線端末、無線通信システム、および無線通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、ＭＩＭＯによる通信方式またはＭＩＭＯ以外の別の通信方式でダウンリンク信号を送信する無線基地局と通信する無線端末であって、無線基地局は、ＭＩＭＯによる通信方式で送信する場合には、別の通信方式で送信する場合よりも、少ない個数のパイロット信号を送信し、無線端末は、複数のアンテナと、複数のアンテナから出力されるダウンリンク信号をＭＩＭＯによる通信方式で受信処理するか、または別の通信方式で受信処理するかが切換えが可能な受信部と、複数のアンテナへアップリンク信号を出力する送信部と、受信部で受信したダウンリンク信号に含まれるパイロット信号と既知の信号との比較に基づいて、チャネル状態を表わすチャネル推定値を求めるチャネル推定部と、チャネル推定値の時間変化に基づいて、無線基地局がＭＩＭＯによる通信方式または別の通信方式のいずれで無線端末へダウンリンク信号を送信すべきかを決定する通信方式決定部とを備え、送信部は、決定された通信方式の通知を無線基地局へ送信し、受信部は、決定された通信方式で複数のアンテナから出力されるダウンリンク信号を受信処理する。
【０００８】
好ましくは、無線端末は、さらに、受信部で受信したダウンリンク信号の通信品質を測定する通信品質測定部を備え、通信方式決定部は、チャネル推定値の時間変化に加えて、さらに通信品質に基づいて、無線基地局がＭＩＭＯによる通信方式または別の通信方式のいずれで無線端末へダウンリンク信号を送信すべきかを決定する。
【０００９】
好ましくは、送信部は、アップリンクフレームのレンジング領域を用いて決定された通信方式を無線基地局へ通知する。
【００１０】
また、本発明は、上記無線端末と、無線基地局とからなる無線通信システムであって、無線基地局は、複数のアンテナと、複数のアンテナから出力される無線端末からのアップリンク信号を受信処理する受信部と、ＭＩＭＯによる通信方式で無線端末へのダウンリンク信号を処理して複数のアンテナへ出力するか、または別の通信方式で無線端末へのダウンリンク信号を処理して複数のアンテナへ出力するかが切換えが可能な送信部とを備え、送信部は、ＭＩＭＯによる通信方式で送信する場合には、別の通信方式で送信する場合よりも、少ない個数のパイロット信号を送信し、受信部は、無線端末で決定された通信方式の通知を受信し、送信部は、決定された通信方式で無線端末へのダウンリンク信号を処理して複数のアンテナへ出力する。
【００１１】
また、本発明は、複数のアンテナを備えた無線基地局と、複数のアンテナを備えた無線端末との間で、ＭＩＭＯによる通信方式またはＭＩＭＯ以外の別の通信方式でダウンリンク信号が送信される無線通信方法であって、無線基地局が、パイロット信号を含む無線端末からのダウンリンク信号を送信するステップとを備え、送信するステップにおいて、無線基地局は、ＭＩＭＯによる通信方式で送信する場合には、別の通信方式で送信する場合よりも、少ない個数のパイロット信号を送信し、無線通信方法は、さらに、無線端末が、受信したダウンリンク信号に含まれるパイロット信号と既知の信号との比較に基づいて、チャネル状態を表わすチャネル推定値を求めるステップと、無線端末が、チャネル推定値の時間変化に基づいて、無線基地局がＭＩＭＯによる通信方式または別の通信方式のいずれで無線端末へダウンリンク信号を送信すべきかを決定するステップと、無線端末が、決定された通信方式の通知を無線基地局へ送信するステップと、無線基地局が、無線端末で決定された通信方式の通知を受信するステップと、無線基地局が、決定された通信方式で無線端末へのダウンリンク信号を処理して複数のアンテナへ出力するステップと、無線端末が、決定された通信方式で複数のアンテナから出力されるダウンリンク信号を受信処理するステップとを備える。
【００１２】
また、本発明は、無線端末と通信する無線基地局であって、複数のアンテナと、複数のアンテナから出力される無線端末からのアップリンク信号を受信処理する受信部と、ＭＩＭＯによる通信方式で無線端末へのダウンリンク信号を処理して複数のアンテナへ出力するか、またはＭＩＭＯ以外の別の通信方式で無線端末へのダウンリンク信号を処理して複数のアンテナへ出力するかが切換えが可能な送信部と、受信部で受信した無線端末からのアップリンク信号に含まれるパイロット信号と既知の信号との比較に基づいて、チャネル状態を表わすチャネル推定値を求めるチャネル推定部と、チャネル推定値の時間変化に基づいて、無線基地局がＭＩＭＯによる通信方式または別の通信方式のいずれで無線端末へのダウンリンク信号を送信すべきかを決定する通信方式決定部とを備え、送信部は、ＭＩＭＯによる通信方式で送信する場合には、別の通信方式で送信する場合よりも、少ない個数のパイロット信号を送信し、送信部は、決定された通信方式で無線端末へのダウンリンク信号を処理して複数のアンテナへ出力し、送信部は、決定された通信方式の通知を無線端末へ送信する。
【００１３】
好ましくは、無線基地局は、さらに、受信部で受信した無線端末からのアップリンク信号の通信品質を測定する通信品質測定部を備え、通信方式決定部は、チャネル推定値の時間変化に加えて、さらに通信品質に基づいて、無線基地局がＭＩＭＯによる通信方式または別の通信方式のいずれで無線端末へのダウンリンク信号を送信すべきかを決定する。
【００１４】
また、本発明は、上記無線基地局と、無線端末とからなる無線通信システムであって、無線端末は、複数のアンテナと、複数のアンテナから出力されるダウンリンク信号をＭＩＭＯによる通信方式で受信処理するか、または別の通信方式で受信処理するかが切換えが可能な受信部と、複数のアンテナへパイロット信号を含むアップリンク信号を出力する送信部とを備え、受信部は、無線基地局で決定された通信方式の通知を受信し、受信部は、決定された通信方式で複数のアンテナから出力されるダウンリンク信号を受信処理する。
【００１５】
また、本発明は、複数のアンテナを備えた無線基地局と、複数のアンテナを備えた無線端末との間で、ＭＩＭＯによる通信方式またはＭＩＭＯ以外の別の通信方式でダウンリンク信号が送信される無線通信方法であって、無線端末が、パイロット信号を含む無線端末からのアップリンク信号を送信するステップと、無線基地局が、受信したアップリンク信号に含まれるパイロット信号と既知の信号との比較に基づいて、チャネル状態を表わすチャネル推定値を求めるステップと、無線基地局が、チャネル推定値の時間変化に基づいて、無線基地局がＭＩＭＯによる通信方式または別の通信方式のいずれで無線端末へのダウンリンク信号を送信すべきかを決定するステップと、無線基地局が、決定された通信方式の通知を無線端末へ送信するステップとを備え、送信するステップにおいて、無線基地局は、ＭＩＭＯによる通信方式で送信する場合には、別の通信方式で送信する場合よりも、少ない個数のパイロット信号を送信し、無線端末が、無線基地局で決定された通信方式の通知を受信するステップと、無線基地局が、決定された通信方式で無線端末からのダウンリンク信号を処理して複数のアンテナへ出力するステップと、無線端末が、決定された通信方式で複数のアンテナから出力されるダウンリンク信号を受信処理するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、無線端末が高速に移動しても、通信性能が劣化しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の無線通信システムの構成を表わす図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の無線基地局の構成を表わす図である。
【図３】ダウンリンクの通信方式が非ＭＩＭＯ（ＣＤＤ）通信の場合のダウンリンクのＰＵＳＣクラスタを表わす図である。
【図４】（ａ）は、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ通信（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ、およびＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）の場合の第１のアンテナから出力されるダウンリンクＰＵＳＣクラスタを表わす図である。（ｂ）は、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ通信（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ、およびＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）の場合の第２のアンテナから出力されるダウンリンクＰＵＳＣクラスタを表わす図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の無線端末の構成を表わす図である。
【図６】ダウンリンクの通信方式が非ＭＩＭＯ通信の場合の補間を説明するための図である。
【図７】（ａ）は、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ、およびＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）通信の場合の第１のアンテナからの信号の補間を説明するための図である。（ｂ）は、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ、およびＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）通信の場合の第２のアンテナからの信号の補間を説明するための図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の通信シーケンスを表わす図である。
【図９】図８のステップＳ１１３の通信方式決定処理の手順を表わすフローチャートである。
【図１０】図９のステップＳ２０３の現在の通信方式が非ＭＩＭＯ通信の場合の決定手順を表わすフローチャートである。
【図１１】図９のステップＳ２０２の現在の通信方式がＭＩＭＯ通信の場合の通信方式の決定手順を表わすフローチャートである。
【図１２】（ａ）は、通信方式がＭＩＭＯ（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ、およびＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）通信の場合の第１のアンテナからの信号の補間およびチャネル変化量を説明するための図である。（ｂ）は、通信方式がＭＩＭＯ（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ、およびＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）通信の場合の第２のアンテナからの信号の補間およびチャネル変化量を説明するための図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態の無線基地局の構成を表わす図である。
【図１４】アップリンクの通信方式が非ＭＩＭＯ通信の場合のアップリンクＰＵＳＣのタイルを表わす図である。
【図１５】（ａ）は、アップリンクの通信方式がコラボラティブ空間多重通信の場合の無線端末Ａの第１のアンテナから出力されるアップリンクＰＵＳＣのタイルを表わす図である。（ｂ）は、アップリンクの通信方式がコラボラティブ空間多重通信の場合の無線端末Ａのペアとなる無線端末Ｂの第１のアンテナから出力されるアップリンクＰＵＳＣのタイルを表わす図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態の無線端末の構成を表わす図である。
【図１７】アップリンクの通信方式が非ＭＩＭＯ通信の場合の補間を説明するための図である。
【図１８】（ａ）は、アップリンクの通信方式がコラボラティブ空間多重通信の場合の第１のアンテナからの信号の補間を説明するための図である。（ｂ）は、アップリンクの通信方式がコラボラティブ空間多重通信の場合の第２のアンテナからの信号の補間を説明するための図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態の通信シーケンスを表わす図である。
【図２０】図１９のステップＳ２１３の通信方式の決定手順を表わすフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
（無線通信システム）
図１は、本発明の実施形態の無線通信システムの構成を表わす図である。
【００１９】
図１を参照して、この無線通信システムは、無線基地局２と、ｎ個の無線端末３ａ〜３ｎとを備える。無線基地局２と、ｎ個の無線端末３ａ〜３ｎとの間は、ＭＩＭＯによる通信方式、または非ＭＩＭＯによる通信方式でユーザデータのダウンリンク信号が伝送される。以下、無線端末３ａ〜３ｎのうちのいずれかを表わすときには、無線端末３と記すことにする。
【００２０】
（無線基地局）
図２は、本発明の第１の実施形態の無線基地局の構成を表わす図である。
【００２１】
図２を参照して、この無線基地局２は、第１のアンテナ１２、第２のアンテナ１３、送信部１１、受信部１０、符号化部１９、復号化部１４、通信制御部１５、制御信号生成部１６、ユーザデータ生成部１７、およびパイロット信号生成部１８を備える。
【００２２】
第１のアンテナ１２および第２のアンテナ１３は、無線端末３から送信されたアップリンク信号を受信するとともに、無線端末３へダウンリンク信号を送信する。
【００２３】
制御信号生成部１６は、ＵＬ＿ＭＡＰ信号、レンジング応答のための信号などのような無線通信の設定に必要な制御信号を生成する。
【００２４】
ユーザデータ生成部１７は、各無線端末向けのユーザデータを生成する。
パイロット信号生成部１８は、パイロット信号を生成する。
【００２５】
符号化部１９は、制御信号およびユーザデータに対して、誤り訂正符号化などを行なう。
【００２６】
制御信号生成部１６、ユーザデータ生成部１７、およびパイロット信号生成部１８は、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ  ＭａｔｉｘＢ通信による場合には、２つのアンテナのそれぞれに対して別個の送信信号を生成し、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ通信または非ＭＩＭＯ通信の場合には、２つのアンテナに共用の送信信号を生成する。
【００２７】
通信制御部１５は、送信部１１による送信処理および受信部１０による受信処理を制御する。
【００２８】
送信部１１は、ユーザデータ、制御信号、およびパイロット信号を第１のアンテナ１２および第２のアンテナ１３へ出力する。
【００２９】
送信部１１は、ＭＩＭＯ−Ａエンコーダ３４と、ＭＩＭＯ−Ｂエンコーダ３５と、ＣＤＤ（Cyclic Delay Diversity）エンコーダ８１とを含むエンコード部３３を備える。通信相手の無線端末ごとに、いずれかのエンコーダが用いられる。
【００３０】
ＭＩＭＯ−Ｂエンコーダ３５は、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ（空間多重）通信に対応するエンコーダである。ＭＩＭＯ−Ｂエンコーダ３５は、第１のアンテナ１２への送信信号と第２のアンテナ１３への送信信号からなる送信ベクトルに送信用のウエイト行例を乗算することによって、空間多重された第１のアンテナ１２への送信信号と第２のアンテナ１３への送信信号を出力する。
【００３１】
ＭＩＭＯ−Ａエンコーダ３４は、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ（ＳＴＣ（Space-Time Coding））通信に対応するエンコーダである。ＭＩＭＯ−Ａエンコーダ３４は、送信ダイバーチシの効果を得るために、第１のアンテナ１２および第２のアンテナ１３共通の送信信号をアラムーチ符号化して、第１のアンテナ１２への送信信号と第２のアンテナ１３への送信信号とを出力する。
【００３２】
ＣＤＤエンコーダ８１は、ダウンリンクの通信方式が非ＭＩＭＯ通信に対応するエンコーダである。ＣＤＤエンコーダ８１は、第１のアンテナ１２へ送信信号を出力するとともに、第２のアンテナ１３へ、サイクリックシフトした同一の送信信号を出力する。
【００３３】
送信部１１は、エンコード部３３から出力される第１のアンテナ１２への送信信号を送信処理するための、サブキャリア配置部２９、ＩＦＦＴ部２８、ＲＦ部２７と、エンコード部３３から出力される第２のアンテナ１３への送信信号を送信処理するための、サブキャリア配置部３２、ＩＦＦＴ部３１、ＲＦ部３０とを備える。
【００３４】
サブキャリア配置部２９は、ＰＵＳＣ（Partial Usage of Subchannels)に基づいて、第１のアンテナ１２用のサブキャリアを配置する。
【００３５】
ＩＦＦＴ部２８は、サブキャリア配置部２９から出力される複数のサブキャリア信号（周波数領域の信号）をＩＦＦＴによって、時間領域の信号（ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）シンボル）に変換する。
【００３６】
ＲＦ部２７は、複素ＩＱ空間上の信号点に変調する変調部、変調部の出力を無線周波数帯にアップコンバートするアップコンバータ、アップコンバートされた信号を増幅する電力増幅回路、増幅された信号のうち所望帯域の信号成分のみを通過させて第１のアンテナ１２へ出力するバンドパスフィルタなどを含む。
【００３７】
サブキャリア配置部３２は、ＰＵＳＣ（Partial Usage of Subchannels)に基づいて、第２のアンテナ１３用のサブキャリアを配置する。
【００３８】
ＩＦＦＴ部３１は、サブキャリア配置部３２から出力される複数のサブキャリア信号（周波数領域の信号）をＩＦＦＴによって、時間領域の信号（ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）シンボル）に変換する。
【００３９】
ＲＦ部３０は、複素ＩＱ空間上の信号点に変調する変調部、変調部の出力を無線周波数帯にアップコンバートするアップコンバータ、アップコンバートされた信号を増幅する電力増幅回路、増幅された信号のうち所望帯域の信号成分のみを通過させて第２のアンテナ１３へ出力するバンドパスフィルタなどを含む。
【００４０】
図３は、ダウンリンクの通信方式が非ＭＩＭＯ（ＣＤＤ）通信の場合のダウンリンクのＰＵＳＣクラスタを表わす図である。
【００４１】
図３を参照して、１個のクラスタは、２個のシンボルと１４個のサブキャリアで構成される。１シンボル当たり２個のサブキャリアでパイロット信号が伝送される。通信方式が非ＭＩＭＯの場合、第１のアンテナ１２および第２のアンテナ１３のいずれからも、ほぼ同等のＰＵＳＣクラスタが送信される。
【００４２】
一方、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ、およびＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）の場合、アンテナごとにダウンリンクＰＵＳＣクラスタが存在する。
【００４３】
図４（ａ）は、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ通信（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ、およびＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）の場合の第１のアンテナ１２から出力されるダウンリンクＰＵＳＣクラスタを表わす図である。
【００４４】
図４（ａ）を参照して、図３と同様に、１個のクラスタは、２個のシンボルと１４個のサブキャリアで構成される。１シンボル当たり１個のサブキャリアでパイロット信号が伝送される。
【００４５】
図４（ｂ）は、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ通信（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ、およびＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）の場合の第２のアンテナ１３から出力されるダウンリンクＰＵＳＣクラスタを表わす図である。
【００４６】
図４（ｂ）を参照して、図３と同様に１個のクラスタは、２個のシンボルと１４個のサブキャリアで構成される。１シンボル当たり１個のサブキャリアでパイロット信号が伝送される。また、この第２のアンテナ１３のクラスタのパイロット信号が伝送されるサブキャリアは、第１のアンテナ１２のクラスタのパイロット信号が伝送されるサブキャリアと、時間が１シンボル分進みまたは遅れているが、周波数は同一である。
【００４７】
受信部１０は、第１のアンテナ１２からの信号を受信処理するためのＲＦ部２０、ＦＦＴ部２１、サブキャリア配置部２２、第２のアンテナ１３からの信号を受信処理するためのＲＦ部２４、ＦＦＴ部２５、サブキャリア配置部２６を備える。
【００４８】
ＲＦ部３０は、第１のアンテナ１２から出力される信号のうち所望帯域の信号成分のみを通過させるバンドパスフィルタ、ＲＦ信号を増幅する低雑音増幅回路、ＲＦ信号をダウンコンバートするダウンコータ、ダウンコンバートされた信号を複素ＩＱ空間上の信号に復調する復調部などを含む。
【００４９】
ＦＦＴ部２１は、ＲＦ部３０から出力される時間領域の信号（ＯＦＤＭＡシンボル）をＦＦＴによって、周波数領域の信号に変換して、複数のサブキャリアに復調する。
【００５０】
サブキャリア配置部２２は、ＰＵＳＣ（Partial Usage of Subchannels)に基づいて、ＦＦＴ部から出力される各サブキャリアを抽出する。
【００５１】
ＲＦ部２４は、第２のアンテナ１３から出力される信号のうち所望帯域の信号成分のみを通過させるバンドパスフィルタ、ＲＦ信号を増幅する低雑音増幅回路、ＲＦ信号をダウンコンバートするダウンコータ、ダウンコンバートされた信号を複素ＩＱ空間上の信号に復調する復調部などを含む。
【００５２】
ＦＦＴ部２５は、ＲＦ部２４から出力される時間領域の信号をＦＦＴによって、周波数領域の信号に変換して、複数のサブキャリアに復調する。
【００５３】
サブキャリア配置部２６は、ＰＵＳＣ（Partial Usage of Subchannels)に基づいて、ＦＦ部から出力される各サブキャリアを抽出する。
【００５４】
また、受信部１０は、ＭＩＭＯ−Ｂデコーダ９７と、アダプティブアレイデコーダ９８とを含むデコード部２３を備える。無線端末からのアップリンク信号の通信方式に応じて、いずれかが用いられる。
【００５５】
ＭＩＭＯ−Ｂデコーダ９７は、アップリンクの通信方式がＭＩＭＯの一種であるコラボラティブ空間多重通信に対応するデコーダである。コラボティブ空間多重通信とは、２つの無線端末をＭＩＭＯ空間多重のそれぞれの送信アンテナとみなした通信である。ＭＩＭＯ−Ｂデコーダ４７は、チャネル推定値に基づいて、アンテナ受信重み行列を計算する。ＭＩＭＯ−Ｂデコーダ４７は、第１のアンテナ３６からの受信信号と第２のアンテナ３７からの受信信号からなる受信ベクトルに、アンテナ受信重み行列を乗算することによって、元の２つサブキャリア信号に空間分離する。
【００５６】
アダプティブアレイデコーダ９８は、アップリンクの通信方式が非ＭＩＭＯ通信に対応するデコーダである。アダプティブアレイデコーダ９８は、チャネル推定値に基づいて、アンテナ受信ベクトルを計算する。アダプティブアレイデコーダ９８は、第１のアンテナ１２からの受信信号と第２のアンテナ１３からの受信信号からなる受信ベクトルに、アンテナ受信ベクトルを乗算することによって、元の１つのサブキャリア信号を生成する。
【００５７】
復号化部１４は、デコード部２３から出力された信号に対して、誤り訂正復号化などを行なう。
【００５８】
チャネル推定部９９は、受信信号のうち、特定のサブキャリアに挿入されているパイロット信号を既知の信号で除算することによって、チャネル推定値を算出する。また、チャネル推定部９９は、パイロット信号が挿入されていないサブキャリアについても、線形補間によってチャネル推定値を算出する。
【００５９】
（無線端末）
図５は、本発明の第１の実施形態の無線端末の構成を表わす図である。
【００６０】
図５を参照して、この無線端末３は、第１のアンテナ３６、第２のアンテナ３７、送信部３９、受信部３８、符号化部６５、復号化部５２、通信制御部６１、制御信号生成部６２、ユーザデータ生成部６３、およびパイロット信号生成部６４とを備える。
【００６１】
第１のアンテナ３６および第２のアンテナ３７は、無線基地局から送信されたダウンリンク信号を受信する。また、第１のアンテナ３６は、無線基地局へアップリンク信号を送信する。
【００６２】
制御信号生成部６２は、レンジングのための信号などのような無線通信の設定に必要な制御信号を生成する。
【００６３】
ユーザデータ生成部６３は、無線端末に固有のユーザデータを生成する。
パイロット信号生成部６４は、パイロット信号を生成する。
【００６４】
符号化部６５は、制御信号およびユーザデータに対して、誤り訂正符号化などを行なう。
【００６５】
通信制御部６１は、送信部３９による送信処理および受信部３８による受信処理を制御する。
【００６６】
送信部３９は、ユーザデータ、制御信号、およびパイロット信号を第１のアンテナ３６へ出力する。
【００６７】
送信部３９は、第１のアンテナ３６への送信信号を送信処理するための、サブキャリア配置部５１、ＩＦＦＴ部５０、ＲＦ部４９とを備える。
【００６８】
サブキャリア配置部５１は、ＰＵＳＣ（Partial Usage of Subchannels)に基づいて、第１のアンテナ３６用のサブキャリアを配置する。
【００６９】
ＩＦＦＴ部５０は、サブキャリア配置部５１から出力される複数のサブキャリア信号（周波数領域の信号）をＩＦＦＴによって、時間領域の信号（ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）シンボル）に変換する。
【００７０】
ＲＦ部４９は、複素ＩＱ空間上の信号点に変調する変調部、変調部の出力を無線周波数帯にアップコンバートするアップコンバータ、アップコンバートされた信号を増幅する電力増幅回路、増幅された信号のうち所望帯域の信号成分のみを通過させて第１のアンテナ３６へ出力するバンドパスフィルタなどを含む。
【００７１】
受信部３８は、第１のアンテナ３６からの信号を処理するためのＲＦ部４０、ＦＦＴ部４１、サブキャリア配置部４２、第２のアンテナ３７からの信号を処理するための、ＲＦ部４３、ＦＦＴ部４４、サブキャリア配置部４５を備える。
【００７２】
ＲＦ部４０は、第１のアンテナ３６から出力される信号のうち所望帯域の信号成分のみを通過させるバンドパスフィルタ、ＲＦ信号を増幅する低雑音増幅回路、ＲＦ信号をダウンコンバートするダウンコータ、ダウンコンバートされた信号を複素ＩＱ空間上の信号に復調する復調部などを含む。
【００７３】
ＦＦＴ部４１は、ＲＦ部４０から出力される時間領域の信号をＦＦＴによって、周波数領域の信号に変換して、複数のサブキャリアに復調する。
【００７４】
サブキャリア配置部４２は、ＰＵＳＣ（Partial Usage of Subchannels)に基づいて、ＦＦＴ部から出力される各サブキャリアを抽出する。
【００７５】
ＲＦ部４３は、第２のアンテナ３７から出力される信号のうち所望帯域の信号成分のみを通過させるバンドパスフィルタ、ＲＦ信号を増幅する低雑音増幅回路、ＲＦ信号をダウンコンバートするダウンコータ、ダウンコンバートされた信号を複素ＩＱ空間上の信号に復調する復調部などを含む。
【００７６】
ＦＦＴ部４４は、ＲＦ部４３から出力される時間領域の信号をＦＦＴによって、周波数領域の信号に変換して、複数のサブキャリアに復調する。
【００７７】
サブキャリア配置部４５は、ＰＵＳＣ（Partial Usage of Subchannels)に基づいて、ＦＦＴ部から出力される各サブキャリアを抽出する。
【００７８】
チャネル推定部５４は、受信信号のうち、特定のサブキャリアに挿入されているパイロット信号を既知の信号で除算することによって、チャネル推定値を算出する。また、チャネル推定部５４は、パイロット信号が挿入されていないサブキャリアについても、線形補間によってチャネル推定値を算出する。
【００７９】
図６は、ダウンリンクの通信方式が非ＭＩＭＯ通信の場合の補間を説明するための図である。
【００８０】
図６を参照して、たとえば、第２シンボルにおいて、パイロット信号Ｐ３のチャネル推定値と、パイロット信号Ｐ４のチャネル推定値とから線形補間によって、第２〜第１２、および第１４サブキャリアのチャネル推定値が得られる。
【００８１】
図７（ａ）は、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ、およびＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）通信の場合の第１のアンテナ３６での補間を説明するための図である。
【００８２】
図７（ａ）を参照して、たとえば、第３シンボルにおいて、第９サブキャリアのチャネル推定値は、第１シンボルの第９サブキャリアのパイロット信号Ｐ１のチャネル推定値をコピーして用いられる。第３シンボルにおいて、パイロット信号Ｐ３のチャネル推定値と、パイロット信号Ｐ１のチャネル推定値とから線形補間によって、第１〜第８、第１０〜第１２、第１４サブキャリアのチャネル推定値が得られる。また、第４シンボルにおいて、第５サブキャリアのチャネル推定値は、第２シンボルの第５サブキャリアのパイロット信号Ｐ２のチャネル推定値をコピーして用いられる。第４シンボルにおいて、パイロット信号Ｐ４のチャネル推定値と、パイロット信号Ｐ２のチャネル推定値とから線形補間によって、第２〜第４、第６〜第１４サブキャリアのチャネル推定値が得られる。
【００８３】
図７（ｂ）は、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ、およびＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）通信の場合の第２のアンテナ３７での補間を説明するための図である。
【００８４】
図７（ｂ）を参照して、たとえば、第３シンボルにおいて、第５サブキャリアのチャネル推定値は、第１シンボルの第５サブキャリアのパイロット信号Ｐ１のチャネル推定値をコピーして用いられる。第３シンボルにおいて、パイロット信号Ｐ３のチャネル推定値と、パイロット信号Ｐ１のチャネル推定値とから線形補間によって、第２〜第４、第５〜第第１４サブキャリアのチャネル推定値が得られる。また、第４シンボルにおいて、第９サブキャリアのチャネル推定値は、第２シンボルの第９サブキャリアのパイロット信号Ｐ２のチャネル推定値をコピーして用いられる。第４シンボルにおいて、パイロット信号Ｐ４のチャネル推定値と、パイロット信号Ｐ２のチャネル推定値とから線形補間によって、第１〜第８、第１０〜第１２、第１４サブキャリアのチャネル推定値が得られる。
【００８５】
また、受信部３８は、ＭＩＭＯ−Ａデコーダ４７と、ＭＩＭＯ−Ｂデコーダ４８と、ＭＲＣ（Maximum Rate Combining）デコーダ８２とを含むデコード部４６を備える。無線基地局２からのダウンリンク信号の通信方式に応じて、いずれかが用いられる。
【００８６】
ＭＩＭＯ−Ｂデコーダ４７は、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ通信に対応するデコーダである。ＭＩＭＯ−Ｂデコーダ４７は、チャネル推定値に基づいて、アンテナ受信重み行列を計算する。ＭＩＭＯ−Ｂデコーダ４７は、第１のアンテナ３６からの受信信号と第２のアンテナ３７からの受信信号からなる受信ベクトルに、アンテナ受信重み行列を乗算することによって、元の２つサブキャリア信号に空間分離する。
【００８７】
ＭＩＭＯ−Ａデコーダ４８は、ダウンリンクの通信方式がＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ通信に対応するデコーダである。ＭＩＭＯ−Ａデコーダ４８は、チャネル推定値に基づいて、アンテナ受信ベクトルを計算する。ＭＩＭＯ−Ａデコーダ４８は、第１のアンテナ３６からの受信信号と第２のアンテナ３７からの受信信号からなる受信ベクトルに、アンテナ受信ベクトルを乗算することによって、元の１つのサブキャリア信号を生成する。
【００８８】
ＭＲＣデコーダ８２は、ダウンリンクの通信方式が非ＭＩＭＯ通信に対応するデコーダである。ＭＲＣデコーダ８２は、第１のアンテナ３６から出力された信号と、第２のアンテナ３７から出力された信号をＳＮＲが最大となるように重み付けして合成する。
【００８９】
復号化部６５は、デコード部４６から出力された信号のシリアル変換、誤り訂正復号などを行なう。
【００９０】
また、無線端末３は、通信品質測定部５３、通信方式決定部５８とを備える。
通信品質測定部５３は、無線基地局２からのダウンリンク信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio)を測定する。
【００９１】
通信方式決定部５８は、チャネル変化量算出部５９と、ダウンリンク通信方式決定部６０とを備える。
【００９２】
チャネル変化量算出部５９は、２つのシンボルのサブキャリアのチャネル推定値の距離（すなわち、複素平面上での距離）をチャネル変化量として算出する。
【００９３】
たとえば、図６に示すようなクラスタでは、チャネル変化量算出部５９は、第２シンボル時点で、線形補間で求めたチャネル推定値Ｓ１と、パイロット信号Ｐ１のチャネル推定値との距離、および線形補間で求めたチャネル推定値Ｓ２と、パイロット信号Ｐ２のチャネル推定値との距離をチャネル変化量として算出する。また、チャネル変化量算出部５９は、第３シンボル時点で、線形補間で求めたチャネル推定値Ｓ３と、パイロット信号Ｐ３のチャネル推定値との距離、および線形補間で求めたチャネル推定値Ｓ４と、パイロット信号Ｐ４のチャネル推定値との距離をチャネル変化量として算出する。また、チャネル変化量算出部５９は、第４シンボル時点で、線形補間で求めたチャネル推定値Ｓ５と、パイロット信号Ｐ５のチャネル推定値との距離、および線形補間で求めたチャネル推定値Ｓ６と、パイロット信号Ｐ６のチャネル推定値との距離をチャネル変化量として算出する。
【００９４】
また、図７（ａ）、（ｂ）に示すようなクラスタでは、チャネル変化量算出部５９は、第１および第２のアンテナについて第２シンボル時点で、パイロット信号Ｐ２のチャネル推定値とパイロット信号Ｐ１のチャネル推定値との距離をチャネル変化量として算出する。また、チャネル変化量算出部５９は、第１および第２のアンテナについて、第３シンボル時点で、パイロット信号Ｐ３のチャネル推定値とパイロット信号Ｐ２のチャネル推定値の距離をチャネル変化量として算出する。また、チャネル変化量算出部５９は、第１および第２のアンテナについて、第４シンボル時点で、パイロット信号Ｐ４のチャネル推定値とパイロット信号Ｐ３のチャネル推定値との距離をチャネル変化量として算出する。
【００９５】
ダウンリンク通信方式決定部６０は、一定期間のＳＮＲの平均値およびチャネル変化量の平均値（図７のようなＭＩＭＯ通信の場合には、第１および第２のアンテナでのチャネル変化量をすべて合計して、合計結果を合計したチャネル変化量の個数で除算した値）を算出する。さらに、ダウンリンク通信方式決定部６０は、ＳＮＲの平均値が閾値以上で、かつチャネル変化量の平均値が閾値以下の場合には、ＭＩＭＯ通信方式によるダウンリンク通信が適切であると決定する。また、ダウンリンク通信方式決定部６０は、ＳＮＲの平均値が閾値未満、またはチャネル変化量の平均値が閾値を超える場合には、非ＭＩＭＯ通信方式によるダウンリンク通信が適切であると決定する。
【００９６】
（通信シーケンス）
図８は、本発明の第１の実施形態の通信シーケンスを表わす図である。
【００９７】
図８を参照して、まず、無線基地局２の送信部は、無線端末３に対してプリアンブルを含む信号を出力する（ステップＳ１０１）。
【００９８】
次に、無線端末３の通信制御部３９は、プリアンブルを用いて同期を確立する（ステップＳ１０２）。
【００９９】
次に、無線基地局２の送信部１１は、通信の様々なパラメータを記載したＵＬ−ＭＡＰ信号を送信する（ステップＳ１０３）。
【０１００】
次に、無線端末３の送信部３９は、アップリンクフレームのレンジング領域を用いて、時間と周波数の同期、および送信電力の調整のための初期レンジング用の信号を送信する（ステップＳ１０４）。
【０１０１】
次に、無線基地局２の送信部１１は、初期レンジングに対する応答を送信する（ステップＳ１０５）。
【０１０２】
次に、無線端末３の送信部３９は、登録要求メッセージを含むネットワークエントリを送信する（ステップＳ１０６）。
【０１０３】
次に、無線基地局２の通信制御部１５は、登録要求メッセージに基づいて認証および登録を実施する（ステップＳ１０７）。
【０１０４】
次に、無線基地局２の送信部１１は、ネットワークエントリに対する応答を送信する（ステップＳ１０８）。
【０１０５】
次に、無線端末３の送信部３９は、アップリンクフレームのレンジング領域を用いて、第１回目の周期レンジングのための信号を送信する（ステップＳ１０９）。
【０１０６】
次に、無線基地局２の通信制御部１５は、第１回目の周期レンジングに応答して、スケジューリングを実施する。また、無線基地局２の通信制御部１５は、第１回目の周期レンジングのＳＮＲが第１の所定値以上のときには、無線端末３への現状での適切なダウンリンク通信方式がＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ通信であると決定し、ＳＮＲが第２の所定値以上、第１の所定値未満のときには、無線端末３への現状での適切なダウンリンク通信方式がＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ通信であると決定し、ＳＮＲが第２の所定値未満のときには、無線端末３への現状での適切なダウンリンク通信方式が非ＭＩＭＯ通信であると決定する（ステップＳ１１０）。
【０１０７】
次に、無線基地局２の送信部１１は、決定した通信方式に従って、かつＤＬ＿ＭＡＰに決定した通信方式を記述したダウンリンク信号を送信する（ステップＳ１１１）。
【０１０８】
次に、無線端末３の送信部３９は、無線基地局２からのダウンリンク信号と交互にアップリンク信号を送信する（ステップＳ１１２）。
【０１０９】
次に、無線端末３の通信方式決定部５８は、Ｌ個のシンボルごとに、現状での適切な通信方式を決定する。詳細については後述する（ステップＳ１１３）。
【０１１０】
次に、無線端末３の送信部３９は、アップリンクフレームのレンジング領域を用いて、決定された通信方式の記述を含む第２回目の周期レンジングのための信号を送信する（ステップＳ１１４）。
【０１１１】
次に、無線基地局２の通信制御部１５は、第２回目の周期レンジングに応答して、スケジューリングを実施する。また、無線基地局２のエンコード部３３は、現在のダウンリンクの通信方式が無線端末３で決定された通信方式と相違する場合には、無線端末３向けのダウンリンク通信方式を切換える（ステップＳ１１５）。
【０１１２】
次に、無線基地局２の送信部１１は、切換えた通信方式に従って、ダウンリンク信号を送信する（ステップＳ１１６）。
【０１１３】
次に、無線端末３の送信部３９は、無線基地局２からのダウンリンク信号と交互にアップリンク信号を送信する（ステップＳ１１７）。
【０１１４】
さらに、ステップＳ１１８移行において、ステップＳ１１３〜Ｓ１１７の処理が繰り返される。
【０１１５】
（動作）
図９は、図８のステップＳ１１３の通信方式決定処理の手順を表わすフローチャートである。
【０１１６】
図９を参照して、現在の通信方式がＭＩＭＯ（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ通信、またはＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）通信の場合には（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、現在の通信方式がＭＩＭＯ通信での通信方式の決定処理が行なわれ（ステップＳ２０２）、現在の通信方式が非ＭＩＭＯ（ＣＤＤ）通信の場合には（ステップＳ２０１でＮＯ）、現在の通信方式が非ＭＩＭＯ通信での通信方式の決定処理が行なわれる（ステップＳ２０３）。
【０１１７】
（現在の通信方式が非ＭＩＭＯ通信方の場合の決定）
図１０は、図９のステップＳ２０３の現在の通信方式が非ＭＩＭＯ通信の場合の決定手順を表わすフローチャートである。同図において、ＭとＮは、Ｍ×ＮがＬを満たす自然数である。
【０１１８】
図１０を参照して、まず、通信制御部６１は、ｎ＝１に設定する（ステップＳ３０１）。
【０１１９】
次に、通信制御部６１は、ｍ＝１に設定する（ステップＳ３０２）。
次に、通信品質測定部５３は、第ｎフレームのダウンリンク信号の第ｍ番目のシンボルのＳＮＲを計測する（ステップＳ３０３）。
【０１２０】
次に、チャネル推定部５４は、第ｎフレームのダウンリンク信号の第ｍ番目のシンボルの２個のサブキャリアに含まれる２個のパイロット信号を取り出して、各パイロット信号を既知のパイロット信号で除算してチャネル推定値を算出する（ステップＳ３０４）。
【０１２１】
次に、ｍが２以上の場合には（ステップＳ３０５でＹＥＳ）、チャネル推定部５４は、第ｍ番目のシンボルで算出した２個のチャネル推定値を用いた線形補間によって、第ｍ番目のシンボルの残りのサブキャリアでのチャネル推定値を算出する（ステップＳ３０６）。
【０１２２】
次に、チャネル変化量算出部５９は、線形補間によって算出された第ｍ番目のシンボルのサブキャリアのチャネル推定値（たとえば、図５の第２シンボル、第５サブキャリアのチャネル推定値）と、そのサブキャリアと同一周波数の第（ｍ−１）番目のシンボルのサブキャリアのチャネル推定値（たとえば、図５の第１シンボル、第１サブキャリアのチャネル推定値）との距離をチャネル変化量として算出する（ステップＳ３０７）。
【０１２３】
次に、通信制御部６１は、ｍがＭでなければ（ステップＳ３０８でＮＯ）、ｍを１だけインクリメントして（ステップＳ３０９）、ステップＳ３０３に戻る。
【０１２４】
次に、通信制御部６１は、ｍがＭであり（ステップＳ３０８でＹＥＳ）、かつｎがＮでなければ（ステップＳ３１０でＮＯ）、ｎを１だけインクリメントして（ステップＳ３１１）、ステップＳ３０２に進む。
【０１２５】
次に、ダウンリンク通信方式決定部６０は、Ｎ×Ｍ個のシンボルで計測されたＳＮＲの平均値Ｍ１を計算する（ステップＳ３１２）。
【０１２６】
次に、ダウンリンク通信方式決定部６０は、Ｎ×Ｍ個のシンボルで算出されたチャネル変化量の平均値Ｍ２を計算する（ステップＳ３１３）。
【０１２７】
ダウンリンク通信方式決定部６０は、ＳＮＲの平均値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上で、かつチャネル変化量の平均値Ｍ２が閾値ＴＨ２以下の場合には（ステップＳ３１４でＹＥＳ）、自局向けの通信はＭＩＭＯ  ＭａｔｉｘＡ通信方式またはＭＩＭＯ  ＭａｔｉｘＢ通信によるダウンリンク通信が適切であると決定する。いずれを用いるかは、ステップＳ１１０において、ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ通信方式と決定された場合には、ここでも、ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ通信方式に決定し、それ以外の場合には、ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ通信方式に決定する（ステップＳ３１５）。また、ダウンリンク通信方式決定部６０は、ＳＮＲの平均値Ｍ１が閾値ＴＨ１未満、またはチャネル変化量の平均値Ｍ２が閾値ＴＨ２を超える場合には（ステップＳ３１４でＮＯ）、自局向けの通信は非ＭＩＭＯ通信方式によるダウンリンク通信が適切であると決定する（ステップＳ３１６）。
【０１２８】
（現在の通信方式がＭＩＭＯ通信の場合の決定）
図１１は、図９のステップＳ２０２の現在の通信方式がＭＩＭＯ通信の場合の通信方式の決定手順を表わすフローチャートである。同図において、ＭとＮは、Ｍ×ＮがＬを満たす自然数である。
【０１２９】
図１１を参照して、まず、通信制御部６１は、ｎ＝１に設定する（ステップＳ４０１）。
【０１３０】
次に、通信制御部６１は、ｍ＝１に設定する（ステップＳ４０２）。
次に、通信品質測定部５３は、第ｎフレームのダウンリンク信号の第ｍ番目のシンボルのＳＮＲを計測する（ステップＳ４０３）。
【０１３１】
次に、チャネル推定部５４は、第ｎフレームのダウンリンク信号の第ｍ番目のシンボルの１個のサブヤリアに含まれる１個のパイロット信号を取り出して、各パイロット信号を既知のパイロット信号で除算してチャネル推定値を算出する（ステップＳ４０４）。
【０１３２】
次に、ｍが２以上の場合には（ステップＳ４０５でＹＥＳ）、チャネル変化量算出部５９は、第ｍ番目のシンボルのサブキャリアのチャネル推定値と、第（ｍ−１）番目のシンボルのサブキャリアのチャネル推定値との距離をチャネル変化量として算出する（ステップＳ４０６）。
【０１３３】
次に、通信制御部６１は、ｍがＭでなければ（ステップＳ４０７でＮＯ）、ｍを１だけインクリメントして（ステップＳ４０８）、ステップＳ４０３に戻る。
【０１３４】
次に、通信制御部６１は、ｍがＭであり（ステップＳ４０７でＹＥＳ）、かつｎがＮでなければ（ステップＳ４０９でＮＯ）、ｎを１だけインクリメントして（ステップＳ４１０）、ステップＳ４０２に進む。
【０１３５】
次に、ダウンリンク通信方式決定部６０は、Ｎ×Ｍ個のシンボルで計測されたＳＮＲの平均値Ｍ１を計算する（ステップＳ４１１）。
【０１３６】
次に、ダウンリンク通信方式決定部６０は、Ｎ×Ｍ個のシンボルで算出されたチャネル変化量の平均値Ｍ２を計算する（ステップＳ４１２）。
【０１３７】
ダウンリンク通信方式決定部６０は、ＳＮＲの平均値Ｍ１が閾値ＴＨ３以上で、かつチャネル変化量の平均値Ｍ２が閾値ＴＨ４以下の場合には（ステップＳ４１３でＹＥＳ）、自局向けの通信はＭＩＭＯ  ＭａｔｉｘＡ通信方式またはＭＩＭＯ  ＭａｔｉｘＢ通信によるダウンリンク通信が適切であると決定する。いずれを用いるかは、ステップＳ１１０において、ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ通信方式と決定された場合には、ここでも、ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ通信方式に決定し、それ以外の場合には、ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ通信方式に決定する（ステップＳ４１４）。また、ダウンリンク通信方式決定部６０は、ＳＮＲの平均値Ｍ１が閾値ＴＨ３未満、またはチャネル変化量の平均値Ｍ２が閾値ＴＨ４を超える場合には（ステップＳ４１３でＮＯ）、自局向けの通信は非ＭＩＭＯ通信方式によるダウンリンク通信が適切であると決定する（ステップＳ４１５）。
【０１３８】
以上のように、本発明の実施の形態の無線システムによれば、無線端末が高速に移動して、ダウンリンク信号から算出したチャネル変化量が所定値以上となった場合に、ＭＩＭＯによる通信を行なわないようにするので、通信性能が劣化しないようにできる。
【０１３９】
［第１の実施形態の変形例］
図１２（ａ）は、通信方式がＭＩＭＯ（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ、およびＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）通信の場合の第１のアンテナからの信号の補間およびチャネル変化量を説明するための図である。
【０１４０】
図１２（ａ）は、チャネル推定部５４は、第３シンボルにおいて、第９サブキャリアのチャネル推定値は、第１シンボルの第９サブキャリアのパイロット信号Ｐ１のチャネル推定値をコピーして用いる。チャネル推定部５４は、第３シンボルにおいて、パイロット信号Ｐ３のチャネル推定値と、パイロット信号Ｐ１のチャネル推定値とから線形補間によって、第５サブキャリアのチャネル推定値Ｓ２を求める。チャネル変化量算出部５９は、第２シンボルの第５サブキャリアの推定値と、第３シンボルの第５サブキャリアの推定値との距離をチャネル変化量として算出する。
【０１４１】
また、チャネル推定部５４は、第４シンボルにおいて、第５サブキャリアのチャネル推定値は、第２シンボルの第５サブキャリアのパイロット信号Ｐ２のチャネル推定値をコピーして用いる。チャネル推定部５４は、第４シンボルにおいて、パイロット信号Ｐ４のチャネル推定値と、パイロット信号Ｐ２のチャネル推定値とから線形補間によって、第１３サブキャリアのチャネル推定値Ｓ３を求める。チャネル変化量算出部５９は、第３シンボルの第１３サブキャリアの推定値と、第４シンボルの第１３サブキャリアの推定値との距離をチャネル変化量として算出する。
【０１４２】
図１２（ｂ）は、通信方式がＭＩＭＯ（ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ、およびＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ）通信の第２のアンテナからの信号の補間およびチャネル変化量を説明するための図である。
【０１４３】
図１２（ｂ）は、チャネル推定部５４は、第３シンボルにおいて、第５サブキャリアのチャネル推定値は、第１シンボルの第５サブキャリアのパイロット信号Ｐ１のチャネル推定値をコピーして用いる。チャネル推定部５４は、第３シンボルにおいて、パイロット信号Ｐ３のチャネル推定値と、パイロット信号Ｐ１のチャネル推定値とから線形補間によって、第９サブキャリアのチャネル推定値Ｓ２を求める。チャネル変化量算出部５９は、第２シンボルの第９サブキャリアの推定値と、第３シンボルの第９サブキャリアの推定値との距離をチャネル変化量として算出する。
【０１４４】
また、チャネル推定部５４は、第４シンボルにおいて、第９サブキャリアのチャネル推定値は、第２シンボルの第９サブキャリアのパイロット信号Ｐ２のチャネル推定値をコピーして用いる。チャネル推定部５４は、第４シンボルにおいて、パイロット信号Ｐ４のチャネル推定値と、パイロット信号Ｐ２のチャネル推定値とから線形補間によって、第１サブキャリアのチャネル推定値Ｓ３を求める。チャネル変化量算出部５９は、第３シンボルの第１サブキャリアの推定値と、第４シンボルの第１サブキャリアの推定値との距離をチャネル変化量として算出する。
【０１４５】
［第２の実施形態］
（無線基地局）
図１３は、本発明の第２の実施形態の無線基地局の構成を表わす図である。
【０１４６】
図１３において、図２の無線基地局と同一の構成については、同一の符号を付している。図１３の無線基地局４は、図２の無線基地局２の構成に加えて、通信品質測定部６６と、チャネル推定部６７と、通信方式決定部７３とを備える。
【０１４７】
通信品質測定部６６は、アップリンク信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio)を測定する。
【０１４８】
図１４は、アップリンクの通信方式が非ＭＩＭＯ通信の場合のアップリンクＰＵＳＣのタイルを表わす図である。
【０１４９】
図１４を参照して、１個のタイルは、３個のシンボルと４個のサブキャリアで構成される。１タイルでは、１シンボル当たり２個のサブキャリアでパイロット信号が伝送される。通信方式が非ＭＩＭＯ通信の場合、第１のアンテナおよび第２のアンテナのいずれからも、ほぼ同等のＰＵＳＣのタイルが送信される。
【０１５０】
一方、アップリンクの通信方式がＭＩＭＯの一種であるコラボラティブ空間多重通信にの場合、無線端末ごとにアップリンクＰＵＳＣのタイルが存在する。
【０１５１】
図１５（ａ）は、アップリンクの通信方式がコラボラティブ空間多重通信の場合の無線端末Ａの第１のアンテナから出力されるアップリンクＰＵＳＣのタイルを表わす図である。
【０１５２】
図１５（ａ）を参照して、図１４と同様に、１個のタイルは、３個のシンボルと４個のサブキャリアで構成される。１タイルでは、１シンボル当たり２個のサブキャリアでパイロット信号が伝送される。
【０１５３】
図１５（ｂ）は、アップリンクの通信方式がコラボラティブ空間多重通信の場合の無線端末Ａのペアとなる無線端末Ｂの第１のアンテナから出力されるアップリンクＰＵＳＣのタイルを表わす図である。
【０１５４】
図１５（ｂ）を参照して、図１５（ａ）と同様に、１個のタイルは、３個のシンボルと４個のサブキャリアで構成される。１タイルでは、１シンボル当たり２個のサブキャリアでパイロット信号が伝送される。また、この無線端末Ｂの第１のアンテナのクラスタのパイロット信号が伝送されるサブキャリアは、無線端末Ａの第１のアンテナのクラスタのパイロット信号が伝送されるサブキャリアと、時間が２シンボル分進みまたは遅れているが、周波数は同一である。
【０１５５】
チャネル推定部６７は、受信信号のうち、特定のサブキャリアに挿入されているパイロット信号を既知の信号で除算することによって、チャネル推定値を算出する。
【０１５６】
また、チャネル推定部６７は、パイロット信号が挿入されていないサブキャリアについても、線形補間によってチャネル推定値を算出する。
【０１５７】
図１７は、アップリンクの通信方式が非ＭＩＭＯ通信の場合の補間を説明するための図である。
【０１５８】
図１７を参照して、たとえば、第２シンボルにおいて、パイロット信号Ｐ１のチャネル推定値と、パイロット信号Ｐ３のチャネル推定値とから線形補間によって、第１サブキャリアのチャネル推定値が得られ、パイロット信号Ｐ２のチャネル推定値と、パイロット信号Ｐ４のチャネル推定値とから線形補間によって、第４サブキャリアのチャネル推定値が得られる。
【０１５９】
また、第１〜第３シンボルにおいて、第１サブキャリアのチャネル推定値と、第４サブキャリアのチャネル推定値とから線形補間によって、第２および第３サブキャリアのチャネル推定値が得られる。
【０１６０】
図１８（ａ）は、アップリンクの通信方式がコラボラティブ空間多重通信の場合の第１のアンテナからの信号の補間を説明するための図である。
【０１６１】
図１８（ａ）を参照して、たとえば、第２および第３シンボルにおいて、パイロット信号Ｐ１のチャネル推定値と、パイロット信号Ｐ４のチャネル推定値とから線形補間によって、第１サブキャリアのチャネル推定値が得られる。第３シンボルにおいて、第１サブキャリのチャネル推定値と第４サブキャリアのチャネル推定値とから線形補間によって、第２および第３サブキャリアのチャネル推定値が得られる。
【０１６２】
図１８（ｂ）は、アップリンクの通信方式がコラボラティブ空間多重通信の場合の第２のアンテナからの信号の補間を説明するための図である。
【０１６３】
図１８（ｂ）を参照して、たとえば、第２および第３シンボルにおいて、パイロット信号Ｐ１のチャネル推定値と、パイロット信号Ｐ４のチャネル推定値とから線形補間によって、第４サブキャリアのチャネル推定値が得られる。第３シンボルにおいて、第１サブキャリのチャネル推定値と第４サブキャリアのチャネル推定値とから線形補間によって、第２および第３サブキャリアのチャネル推定値が得られる。
【０１６４】
通信方式決定部７３は、チャネル変化量算出部７１と、ダウンリンク通信方式決定部7７２とを備える。
【０１６５】
チャネル変化量算出部７１は、２つのシンボルのサブキャリアのチャネル推定値の距離（すなわち、複素平面上での距離）を算出することによって、１シンボル時刻当たりのチャネル変化量を算出する。
【０１６６】
たとえば、図１７に示すようなタイルでは、チャネル変化量算出部７１は、第３シンボル時点で、パイロット信号Ｐ３のチャネル推定値とパイロット信号Ｐ１のチャネル推定値との距離を算出し、パイロット信号Ｐ１とパイロット信号Ｐ３とは２シンボル時刻ずれているため、算出した距離を２で除算した値を１シンボル時刻当たりのチャネル変化量とする。また、チャネル変化量算出部７１は、第３シンボル時点で、パイロット信号Ｐ４のチャネル推定値とパイロット信号Ｐ２のチャネル推定値との距離を算出して、パイロット信号Ｐ２とパイロット信号Ｐ４とは２シンボル時刻ずれているため、算出した距離を２で除算した値を１シンボル時刻当たりのチャネル変化量とする。
【０１６７】
また、図１８（ａ）、（ｂ）に示すようなタイルでは、チャネル変化量算出部７１は、第１および第２のアンテナについて、第４シンボル時点で、パイロット信号Ｐ１のチャネル推定値とパイロット信号Ｐ３のチャネル推定値との距離を算出し、パイロット信号Ｐ１とパイロット信号Ｐ３とは３シンボル時刻ずれているため、算出した距離を３で除算した値を１シンボル時刻当たりのチャネル変化量とする。また、チャネル変化量算出部７１は、第１および第２のアンテナについて、第６シンボル時点で、パイロット信号Ｐ４のチャネル推定値とパイロット信号Ｐ２のチャネル推定値との距離を算出し、パイロット信号Ｐ２とパイロット信号Ｐ４とは３シンボル時刻ずれているため、算出した距離を３で除算した値を１シンボル時刻当たりのチャネル変化量とする。
【０１６８】
ダウンリンク通信方式決定部７２は、一定期間のＳＮＲの平均値および１シンボル時刻当たりのチャネル変化量の平均値（図１８のようなコラボラティブ空間多重通信の場合には、第１および第２のアンテナでの１シンボル時刻当たりのチャネル変化量をすべて合計して、合計結果を合計したチャネル変化量の個数で除算した値）を算出する。
【０１６９】
さらに、ダウンリンク通信方式決定部７２は、一定期間のＳＮＲの平均値が閾値以上で、かつ１シンボル時刻当たりのチャネル変化量の平均値が閾値以下の場合には、ＭＩＭＯ通信方式によるダウンリンク通信が適切であると決定する。また、ダウンリンク通信方式決定部７２は、一定期間のＳＮＲの平均値が閾値未満、または１シンボル時刻当たりのチャネル変化量の平均値が閾値を超える場合には、非ＭＩＭＯ通信方式によるダウンリンク通信が適切であると決定する。
【０１７０】
（無線端末）
図１６は、本発明の第２の実施形態の無線端末の構成を表わす図である。
【０１７１】
図１６において、図５の無線端末３と同一の構成については、同一の符号を付している。図１６の無線端末５は、図５の無線端末３の構成のうち、通信品質測定部５３と、チャネル推定部５４と、通信方式決定部５８を除く構成を含む。
【０１７２】
（通信シーケンス）
図１９は、本発明の第２の実施形態の通信シーケンスを表わす図である。
【０１７３】
図１９を参照して、まず、無線基地局４の送信部１１は、無線端末５に対してプリアンブルを含む信号を出力する（ステップＳ１０１）。
【０１７４】
次に、無線端末５の通信制御部６１は、プリアンブルを用いて同期を確立する（ステップＳ１０２）。
【０１７５】
次に、無線基地局４の送信部１１は、通信の様々なパラメータを記載したＵＬ−ＭＡＰ信号を送信する（ステップＳ１０３）。
【０１７６】
次に、無線端末５の送信部３９は、アップリンクフレームのレンジング領域を用いて、時間と周波数の同期、および送信電力の調整のための初期レンジング用の信号を送信する（ステップＳ１０４）。
【０１７７】
次に、無線基地局４の送信部１１は、初期レンジングに対する応答を送信する（ステップＳ１０５）。
【０１７８】
次に、無線端末５の送信部３９は、登録要求メッセージを含むネットワークエントリを送信する（ステップＳ１０６）。
【０１７９】
次に、無線基地局４の通信制御部１５は、登録要求メッセージに基づいて認証および登録を実施する（ステップＳ１０７）。
【０１８０】
次に、無線基地局４の送信部１１は、ネットワークエントリに対する応答を送信する（ステップＳ１０８）。
【０１８１】
次に、無線端末５の送信部３９は、アップリンクフレームのレンジング領域を用いて、第１回目の周期レンジングのための信号を送信する（ステップＳ１０９）。
【０１８２】
次に、無線基地局４の通信制御部１５は、第１回目の周期レンジングに応答して、スケジューリングを実施する（ステップＳ１１０）。また、無線基地局４の通信方式決定部７３は、第１回目の周期レンジングのＳＮＲが第１の所定値以上のときには、無線端末５への現状での適切なダウンリンク通信方式がＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ通信であると決定し、ＳＮＲが第２の所定値以上、第１の所定値未満のときには、無線端末５への現状での適切なダウンリンク通信方式がＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ通信であると決定し、ＳＮＲが第２の所定値未満のときには、無線端末５への現状での適切なダウンリンク通信方式が非ＭＩＭＯ通信であると決定する（ステップＳ１１０）。
【０１８３】
次に、無線基地局４の送信部１１は、決定した通信方式に従って、かつＤＬ＿ＭＡＰに決定した通信方式を記述したダウンリンク信号を送信する（ステップＳ１１１）。
【０１８４】
次に、無線端末５の送信部３９は、無線基地局４からのダウンリンク信号と交互にアップリンク信号を送信する（ステップＳ１１２）。
【０１８５】
次に、無線基地局４の通信方式決定部７３は、Ｌ個のシンボルごとに、現状での適切な通信方式を決定する。詳細については後述する。また、無線基地局４のエンコード部３３は、現在のダウンリンク通信方式が無線端末で決定されたダウンリンク通信方式と相違する場合には、通信方式を切換える（ステップＳ２１３）。
【０１８６】
次に、無線基地局４の送信部１１は、決定した通信方式に従って、かつＤＬ＿ＭＡＰに決定した通信方式を記述したダウンリンク信号を送信する（ステップＳ２１４）。
【０１８７】
次に、無線端末５の送信部３９は、無線基地局４からのダウンリンク信号と交互にアップリンク信号を送信する（ステップＳ２１５）。
【０１８８】
さらに、ステップＳ２１６以降において、ステップＳ２１３〜Ｓ２１５の処理が繰り返される。
【０１８９】
（動作）
図２０は、図１９のステップＳ２１３の通信方式の決定手順を表わすフローチャートである。同図において、ＭとＮは、Ｍ×ＮがＬを満たす自然数である。
【０１９０】
図２０を参照して、まず、通信制御部１５は、ｎ＝１に設定する（ステップＳ６０１）。
【０１９１】
次に、通信制御部１５は、ｍ＝１に設定する（ステップＳ６０２）。
次に、通信品質測定部６６は、第ｎフレームの１つの無線端末（無線端末Ａとする）からのアップリンク信号の第ｍ番目のシンボルのＳＮＲを計測する（ステップＳ６０３）。
【０１９２】
次に、チャネル推定部６７は、第ｎフレームの無線端末Ａからのアップリンク信号の第ｍ番目のシンボルがパイロット信号が含まれるシンボルの場合には（ステップＳ６０４でＹＥＳ）、そのシンボルの２個のサブキャリアに含まれる２個のパイロット信号を取り出して、各パイロット信号を既知のパイロット信号で除算してチャネル推定値を算出する（ステップＳ６０５）。
【０１９３】
次に、ｍが３以上の場合には（ステップＳ６０６でＹＥＳ）、チャネル変化量算出部７１は、第ｍ番目のシンボルのサブキャリアのチャネル推定値と、パイロット信号が含まれる１つ前のシンボル（第ｋ番目のシンボルとする）の同一周波数のサブキャリアのチャネル推定値の距離を算出する。そして、チャネル変化量算出部７１は、算出した距離をシンボル差（ｍ−ｋ）で除算した値を１シンボル時間当たりのチャネル変化量として算出する（ステップＳ６０７）。
【０１９４】
次に、通信制御部１５は、ｍがＭでなければ（ステップＳ６０８でＮＯ）、ｍを１だけインクリメントして（ステップＳ６０９）、ステップＳ６１０に戻る。
【０１９５】
次に、通信制御部１５は、ｍがＭであり（ステップＳ６０８でＹＥＳ）、かつｎがＮでなければ（ステップＳ６１０でＮＯ）、ｎを１だけインクリメントして（ステップＳ６１１）、ステップＳ６０２に進む。
【０１９６】
次に、ダウンリンク通信方式決定部７２は、Ｎ×Ｍ個のシンボルで計測されたＳＮＲの平均値Ｍ１を計算する（ステップＳ６１２）。
【０１９７】
次に、ダウンリンク通信方式決定部７２は、Ｎ×Ｍ個のシンボルに渡って算出された１シンボル時刻当たりのチャネル変化量の平均値Ｍ２を計算する（ステップＳ６１３）。
【０１９８】
次に、ダウンリンク通信方式決定部７２は、ＳＮＲの平均値Ｍ１が閾値ＴＨ５以上で、かつ１シンボル時刻当たりのチャネル変化量の平均値Ｍ２が閾値ＴＨ６以下の場合には（ステップＳ６１４でＹＥＳ）、無線端末５向けの通信はＭＩＭＯ  ＭａｔｉｘＡ通信方式またはＭＩＭＯ  ＭａｔｉｘＢ通信によるダウンリンク通信が適切であると決定する。いずれを用いるかは、ステップＳ１１０において、ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ通信方式と決定された場合には、ここでも、ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＢ通信方式に決定し、それ以外の場合には、ＭＩＭＯ  ＭａｔｒｉｘＡ通信方式に決定する（ステップＳ６１５）。また、ダウンリンク通信方式決定部７２は、ＳＮＲの平均値Ｍ１が閾値ＴＨ５未満、または１シンボル時刻当たりのチャネル変化量の平均値Ｍ２が閾値ＴＨ６を超える場合には（ステップＳ４１３でＮＯ）、無線端末５向けの通信は非ＭＩＭＯ通信方式によるダウンリンク通信が適切であると決定する（ステップＳ６１６）。
【０１９９】
以上のように、本発明の実施の形態の無線システムによれば、無線端末が高速に移動して、アップリンク信号から算出したチャネル変化量が所定値以上となった場合に、ＭＩＭＯによる通信を行なわないようにするので、通信性能が劣化しないようにできる。
【０２００】
（変形例）
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例も含む。
【０２０１】
（１）  ＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）
第１および第２の実施形態の通信品質測定部は、ダウンリンク信号またはアップリンク信号のＳＮＲを通信品質として測定したが、これに限定するものではなく、たとえば、ＣＩＲを通信品質として測定してもよい。
【０２０２】
（２）  ＭＩＭＯ以外
本発明の実施形態では、無線基地局からのダウンリンク信号のＭＩＭＯ以外の別の通信方式として、ＣＤＤ、ＭＲＣによる通信方式を用いたが、これに限定するものではない。たとえば、無線基地局から１つのアンテナを用いてダウンリンク信号が送信される通常の方式であってもよい。
【０２０３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０２０４】
１  無線通信システム、２，４  無線基地局、３ａ〜３ｎ，３  無線端末、１２，１３，３６，３７  アンテナ、１０，３８  受信部、１１，３９  送信部、１４，５２  復号化部、１５，６１  通信制御部、１６，６２  制御信号生成部、１７，６３  ユーザデータ生成部、１８，６４  パイロット信号生成部、１９，６５  符号化部、２０，２４，２７，３０，４０，４３，９６  ＲＦ部、２１，２５，４１，４４  ＦＦＴ部、２８，３１，９５  ＩＦＦＴ部、２２，２６，２９，３２，４２，４５，９４  サブキャリア配置部、２３，４６  デコード部、３３  エンコード部、３４  ＭＩＭＯ−Ａエンコーダ、３５  ＭＩＭＯ−Ｂエンコーダ、５３，６６  通信品質測定部、５８，７３  通信方式決定部、５９，７１  チャネル変化量算出部、６０，７２  ダウンリンク通信方式決定部、４７  ＭＩＭＯ−Ａデコーダ、４８，９７  ＭＩＭＯ−Ｂデコーダ、９８  アダプティブアレイデコーダ、５４，６７，９９  チャネル推定部、８１  ＣＤＤエンコーダ、８２  ＭＲＣデコーダ。
【図１】
2011010115.tif 000003
【図２】
2011010115.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011010115.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2011010115.tif 000010
【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】
2011010115.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2011010115.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2011010115.tif 000021
【図２０】
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