(57)【要約】【課題】ＣＳＩを基地局装置へ通知することによる上りリンク通信の通信帯域を削減する基地局装置、端末装置および無線通信システムを提供する。【解決手段】各端末装置は、伝搬路の推定結果に基づいて、平坦度を算出し、基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００は、平坦度の高い端末装置の順に、ＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補の端末装置を選択し、選択したＭＵ−ＭＩＭＯ多重候補の各端末装置に対して、ＣＳＩ要求信号を送信する。ＣＳＩ要求信号を受信した端末装置は、ＣＳＩを生成し、基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００は、ＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補の端末装置からのＣＳＩを受信し、ＭＵ−ＭＩＭＯ多重の対象とする各端末装置宛の送信データのＭＵ−ＭＩＭＯ信号を生成し送信する。【選択図】図６
2011035828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
独立な信号系列を空間多重し、複数の送信アンテナより同時に複数の端末装置に送信する基地局装置であって、
前記端末装置から送られる伝搬路状態の推定結果に基づいて算出される伝搬路状態の変動の平坦さを表す平坦度を取得する平坦度取得部と、該平坦度取得部により取得した前記平坦度の値が高い順に所定数分の端末装置を選択するＣＳＩ要求選択部と、選択した端末装置に対してＣＳＩの通知を要求するためのＣＳＩ要求信号を生成するＣＳＩ要求信号生成部と、を備え、
前記ＣＳＩ要求信号を受信した前記端末装置から送信されたＣＳＩに基づいて各端末装置宛の送信データを空間多重して送信することを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記基地局装置は、さらに、前記平坦度が所定のレベル以上か否かを前記端末装置に判断させるための平坦度閾値を生成する平坦度閾値生成部と、前記平坦度取得部の代わりに前記平坦度が所定のレベル以上か否かを表す２値情報を取得する平坦度比較結果取得部と、を備え、
前記２値情報に基づいて、前記ＣＳＩ要求信号生成部により生成するＣＳＩ要求信号を送出することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
前記基地局装置は、さらに、前記端末装置から送出される伝搬路状態の時間変動度を取得する時間変動度取得部と、前記時間変動度および前記平坦度の情報を入力し、前記ＣＳＩ要求選択部に替えて前記時間変動度が小さく、前記平坦度の高い順に所定数分の端末装置を選択するＣＳＩ要求選択部と、を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基地局装置。
【請求項４】
前記基地局装置は、前記時間変動度取得部に替えて前記端末装置から送出されるチャネル品質を表すＣＱＩを記憶するＣＱＩ記憶部と、該ＣＱＩ記憶部に記憶された前回取得したＣＱＩと今回取得したＣＱＩとの差分演算により時間変動度を算出する時間変動度算出部と、を備えたことを特徴とする請求項３に記載の基地局装置。
【請求項５】
基地局装置の複数の送信アンテナから送信される空間多重された独立な信号系列を受信する端末装置であって、
前記基地局装置との間の伝搬路状態の推定結果に基づいて算出される伝搬路状態の変動の平坦さを表す平坦度を算出する平坦度算出部と、前記基地局装置から送られるＣＳＩ要求信号を識別し、自端末向けのＣＳＩ要求信号を検出するＣＳＩ要求信号取得部と、を備え、
算出した前記平坦度を前記基地局装置に送信した後、前記自端末向けのＣＳＩ要求信号を検出した場合、自端末の前記伝搬路状態推定結果に基づいて算出されるチャネル状態情報ＣＳＩを前記基地局装置に送信することを特徴とする端末装置。
【請求項６】
前記端末装置は、さらに、前記基地局装置から送出される平坦度閾値を取得する平坦度閾値取得部と、前記平坦度と前記平坦度閾値とを比較する平坦度比較部と、を備え、
算出した前記平坦度の情報自体を前記基地局装置に送出する代わりに、前記平坦度比較部により生成される前記平坦度が所定のレベル以上か否かを表す２値情報を前記基地局装置に送出することを特徴とする請求項５に記載の端末装置。
【請求項７】
前記端末装置は、さらに、前記基地局装置との間の伝搬路状態の推定結果を記憶する伝搬路記憶部と、該伝搬路記憶部に記憶した前回得られた伝搬路状態の推定結果と今回得られた伝搬路状態の推定結果の差分演算により時間変動度を算出する時間変動度算出部と、を備えたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の端末装置。
【請求項８】
前記端末装置は、さらに、伝搬路状態の推定結果からチャネル品質を表すＣＱＩを算出し、ＣＱＩ通知信号を生成するＣＱＩ生成部を備えたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の端末装置。
【請求項９】
基地局装置の複数のアンテナより独立な信号系列を空間多重し、同時に複数の端末装置に送信する無線通信システムであって、請求項１と請求項５、請求項２と請求項６、請求項３と請求項７、請求項４と請求項８のいずれかに記載の基地局装置と端末装置と、を備えたことを特徴とす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、同一の周波数チャネルを用いて、異なる複数の送信アンテナより独立な信号系列を空間多重し、同時に複数の端末装置に送信する通信システムにおける基地局装置、端末装置、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
送受信に複数のアンテナを使用し、同じ周波数帯域で複数の異なるデータ系列（データストリーム）を空間的に多重して同時通信するＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output：多入力多出力）による通信方式が、無線ＬＡＮやセルラシステムなどで実用化されている。
【０００３】
また、次世代のセルラシステムにおいて、基地局装置に備える送信アンテナ数を端末装置に備えている受信アンテナ数に比べて大幅に多くして送受信するシステムが提案されている。このようなシステムにおいては、基地局装置の送信アンテナを有効に活用してさらにシステムスループットを向上させるために、複数の端末装置（ユーザ）宛のデータ系列をＭＩＭＯ 多重するＭＵ−ＭＩＭＯ（Multi-User MIMO）が提案されている。
【０００４】
しかしながら、ＭＵ−ＭＩＭＯにおいて多重された信号を受信する複数の端末装置の間では、他の端末装置が受信した信号を知ることはできないため、そのままでは各ユーザ宛のストリーム間で生じる干渉（Multi-User Interference：ＭＵＩ）により大幅に特性が劣化してしまう。
【０００５】
そこで、基地局装置の各送信アンテナから各端末装置の各受信アンテナまでのチャネル状態情報（以下、ＣＳＩ（Channel State Information）と略称する）を基地局装置が知ることによって、基地局装置は、端末装置に大きな負荷を掛けることなく、端末装置における受信時のＭＵＩを抑圧できる送信信号を生成することができる幾つかの方法が提案されている（非特許文献１）。
【０００６】
その例として、線形処理によって送信信号をプリコーディング（Precoding：事前符号化）する線形プリコーディングや、非線形処理によって送信信号をプリコーディングする非線形プリコーディングがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Spencer他、「An Introduction to the Multi-User MIMO Downlink」、IEEE Communication Magazine、Vol.42、Issue10、pp.60-67、2004年10月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらのＭＵ−ＭＩＭＯのＭＵＩ抑圧のために送信側でプリコーディングを行う方法では、端末装置におけるＣＳＩを基地局装置が把握している必要があるため、特に周波数分割複信（Frequency Division Duplex：ＦＤＤ）のシステムでは、端末装置は上りリンク通信を通じてＣＳＩを基地局装置へ通知する必要がある。基地局装置は、通信中の全ての端末装置からＣＳＩを収集する構成としているため、上りリンク通信において大きな通信帯域が必要となってしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、ＣＳＩを基地局装置へ通知することによる上りリンク通信の通信帯域を削減する基地局装置、端末装置、無線通信システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような問題点を解決するために、本発明に係る基地局装置、端末装置、無線通信システムは、以下のような構成とし、特徴を有する。
【００１１】
第１の発明の基地局装置は、独立な信号系列を空間多重し、複数の送信アンテナより同時に複数の端末装置に送信する基地局装置であって、前記端末装置から送られる伝搬路状態の推定結果に基づいて算出される伝搬路状態の変動の平坦さを表す平坦度を取得する平坦度取得部と、該平坦度取得部により取得した前記平坦度の値が高い順に所定数分の端末装置を選択するＣＳＩ要求選択部と、選択した端末装置に対してＣＳＩの通知を要求するためのＣＳＩ要求信号を生成するＣＳＩ要求信号生成部と、を備え、前記ＣＳＩ要求信号を受信した前記端末装置から送信されたＣＳＩに基づいて各端末装置宛の送信データを空間多重して送信することを特徴とする。
【００１２】
また、第２の発明の基地局装置は、さらに、前記平坦度が所定のレベル以上か否かを前記端末装置に判断させるための平坦度閾値を生成する平坦度閾値生成部と、前記平坦度取得部の代わりに前記平坦度が所定のレベル以上か否かを表す２値情報を取得する平坦度比較結果取得部と、を備え、前記２値情報に基づいて、前記ＣＳＩ要求信号生成部により生成するＣＳＩ要求信号を送出することを特徴とする。
【００１３】
また、第３の発明の基地局装置は、さらに、前記端末装置から送出される伝搬路状態の時間変動度を取得する時間変動度取得部と、前記時間変動度および前記平坦度の情報を入力し、前記ＣＳＩ要求選択部に替えて前記時間変動度が小さく、前記平坦度の高い順に所定数分の端末装置を選択するＣＳＩ要求選択部と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、第４の発明の基地局装置は、前記時間変動度取得部に替えて前記端末装置から送出されるチャネル品質を表すＣＱＩを記憶するＣＱＩ記憶部と、該ＣＱＩ記憶部に記憶された前回取得したＣＱＩと今回取得したＣＱＩとの差分演算により時間変動度を算出する時間変動度算出部と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
第５の発明の端末装置は、基地局装置の複数の送信アンテナから送信される空間多重された独立な信号系列を受信する端末装置であって、前記基地局装置との間の伝搬路状態の推定結果に基づいて算出される伝搬路状態の変動の平坦さを表す平坦度を算出する平坦度算出部と、前記基地局装置から送られるＣＳＩ要求信号を識別し、自端末向けのＣＳＩ要求信号を検出するＣＳＩ要求信号取得部と、を備え、算出した前記平坦度を前記基地局装置に送信した後、前記自端末向けのＣＳＩ要求信号を検出した場合、自端末の前記伝搬路状態推定結果に基づいて算出されるチャネル状態情報ＣＳＩを前記基地局装置に送信することを特徴とする。
【００１６】
また、第６の発明の端末装置は、前記端末装置は、さらに、前記基地局装置から送出される平坦度閾値を取得する平坦度閾値取得部と、前記平坦度と前記平坦度閾値とを比較する平坦度比較部と、を備え、算出した前記平坦度の情報自体を前記基地局装置に送出する代わりに、前記平坦度比較部により生成される前記平坦度が所定のレベル以上か否かを表す２値情報を前記基地局装置に送出することを特徴とする。
【００１７】
また、第７の発明の端末装置は、さらに、前記基地局装置との間の伝搬路状態の推定結果を記憶する伝搬路記憶部と、該伝搬路記憶部に記憶した前回得られた伝搬路状態の推定結果と今回得られた伝搬路状態の推定結果の差分演算により時間変動度を算出する時間変動度算出部と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、第８の発明の端末装置は、さらに、伝搬路状態の推定結果からチャネル品質を表すＣＱＩを算出し、ＣＱＩ通知信号を生成するＣＱＩ生成部を備えたことを特徴とする。
【００１９】
第９の発明の無線通信システムは、基地局装置の複数のアンテナより独立な信号系列を空間多重し、同時に複数の端末装置に送信する無線通信システムであって、第１の発明と第５の発明、第２の発明と第６の発明、第３の発明と第７の発明、第４の発明と第８の発明のいずれかに記載の基地局装置と端末装置と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の基地局装置、端末装置、無線通信システムによれば、以下に示す優れた効果を奏し得る。
すなわち、本発明の基地局装置、端末装置、無線通信システムによれば、全端末装置に対して各端末装置の伝搬路の平坦度を基地局に通知させ、これらの平坦度に基づいてＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補となる端末装置に対してのみＣＳＩを通知させることにより、上りリンク通信において必要以上のＣＳＩの情報量を削減することができる。さらに、伝搬路の平坦度情報がより平坦である端末装置をＭＵ−ＭＩＭＯの対象として選択することによりＣＳＩの情報量をさらに削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る基地局装置および端末装置を用いたセルラ通信システムの概略構成を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図３】マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部の構成の他の例を示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態のセルラ通信システムにおける端末装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置と、端末装置との間の通信手順の例を示すフロー図である。
【図７】第２の実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態のセルラ通信システムにおける端末装置の構成を示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置と端末装置との間の通信手順の例を示すフロー図である。
【図１０】第３の実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】第３の実施形態のセルラ通信システムにおける端末装置の構成を表すブロック図である。
【図１２】第３の実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置と、端末装置との間の通信手順の例を示すフロー図である。
【図１３】第４の実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】第４の実施形態のセルラ通信システムにおける端末装置の構成を表すブロック図である。
【図１５】第４の実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置と、端末装置との間の通信手順の例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）方式を用いて基地局装置から端末装置への下りリンク通信を行うセルラ通信システムに本発明に係る無線通信システムを適用した場合の実施形態について、図面を参照して説明する。図１〜図１５は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの一例を示す図であり、本明細書および図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る基地局装置および端末装置を用いたセルラ通信システムの概略構成を示す構成図である。
図１には、１つの基地局装置２００と、セル内に基地局装置２００との間で通信を行う７台の端末装置（端末装置１００から端末装置１０６）と、から構成するセルラ通信システム例を示す。
【００２４】
基地局装置２００は、全端末装置（１００〜１０６）に対して、ＣＳＩの情報量よりはるかに小さい情報量である平坦度（詳細は後記する）を通知させて、これらの平坦度情報に基づいて、端末装置（１００〜１０６）の７台の中からＭＵ−ＭＩＭＯで多重してデータ系列を送信する端末装置を選択する。選択した端末装置に対してＣＳＩを通知させ、これらのＣＳＩに基づいてプリコーディングを行い、ＭＵ−ＭＩＭＯ信号を生成し、選択した端末装置に対して送信する。このように、本発明に係るセルラ通信システムは、送信すべき端末装置のみのＣＳＩを基地局装置２００に対して通知させることで上りリンク通信におけるＣＳＩによる情報量を減少させて、通信帯域を低減することを可能とするものである。
【００２５】
次に、上記通信帯域の低減化を実現する本実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置２００および端末装置（１００〜１０６）の具体的な構成および動作について説明する。
【００２６】
＜第１の実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置の構成および動作の説明＞
図２は、本実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置２００の構成を表すブロック図である。
【００２７】
まず、基地局装置２００の構成について説明する。図２に示すように、基地局装置２００は、端末装置宛のデータ系列Ｕ個からｍ個の端末装置宛のデータ系列を選択する送信データ選択部２０１と、送信データ選択部２０１で選択されたｍ個の端末装置宛のデータ系列をそれぞれ誤り訂正符号化する符号化部２０２と、誤り訂正符号化されたデータ系列をそれぞれ変調し、変調シンボルを出力する変調部２０３と、Ｍ個の系列のＭＵ−ＭＩＭＯシンボルを生成するマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０４と、Ｍ個の系列のＭＵ−ＭＩＭＯシンボルをそれぞれ周波数−時間変換、例えば高速逆フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform：ＩＦＦＴ）を行い、Ｍ個の系列の時間信号に変換するＩＦＦＴ部２０５と、Ｍ個の系列の時間信号にそれぞれガード期間（Guard Interval：ＧＩ）を付加するＧＩ挿入部２０６と、Ｍ個のアンテナ間で直交するパイロットシンボルをＧＩが付加されたＭ個の系列の時間信号にそれぞれ多重するパイロット多重部２０７と、パイロットシンボルが多重されたＭ個の系列の時間信号をそれぞれ無線信号に変換し、Ｍ個のアンテナからそれぞれ送信するとともに、各端末装置からの信号を受信する無線部２０８と、無線部２０８により受信した受信信号から各端末装置のＣＳＩ通知信号を抽出し、ＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補となる各端末装置（ｍ個以上Ｕ個以下の個数）のＣＳＩを取得するＣＳＩ取得部２０９と、ＣＳＩ取得部で取得したＣＳＩに基づいて、上記送信データ選択部２０１に対してＭＵ−ＭＩＭＯの対象とするｍ個（１≦ｍ≦Ｍ）の端末装置のデータ系列を選択させる端末選択情報を出力するとともに、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０４に対応するＣＳＩを出力する端末選択部２１０と、からなる従来の構成要素と、平坦度を取得する平坦度取得部２１１と、ＣＳＩを要求する端末装置を選択するＣＳＩ要求選択部２１２と、ＣＳＩ要求選択部２１２で選択した端末装置に対して、ＣＳＩ要求信号を生成するＣＳＩ要求信号生成部２１３と、からなる本発明の特徴部分である構成要素とを含んで構成されている。
【００２８】
続いて、上記のように構成された基地局装置２００の動作について説明する。
【００２９】
送信データ選択部２０１は、Ｕ個の端末装置宛のデータ系列の中から、端末選択部２１０より出力される端末選択信号によりＭＵ−ＭＩＭＯ多重の対象とするｍ個（１≦ｍ≦Ｍ）の端末装置宛のデータ系列を選択し、符号化部２０２に出力する。符号化部２０２において、ｍ個の端末装置宛のデータ系列は誤り訂正符号化され、さらに、変調部２０３において、変調シンボルに変調される。
【００３０】
変調部２０３によって変調されたｍ個の端末装置宛のそれぞれの変調シンボルは、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０４により、端末選択部２１０により出力されたｍ個の各端末装置のＣＳＩに基づいてプリコーディングされて、アンテナ毎のＭ個（Ｍ≧ｍ）の系列のＭＵ−ＭＩＭＯシンボルが生成される。
【００３１】
生成されたＭ個の系列のＭＵ−ＭＩＭＯシンボルは、ＩＦＦＴ部２０５によって、Ｍ個の系列の時間信号に変換された後、ＧＩ挿入部２０６により、ＧＩが付加される。ＧＩが付加されたＭ個の系列の時間信号は、パイロット多重部２０７によって、Ｍ個のアンテナ間で直交するパイロットシンボルがそれぞれ多重されて、無線部２０８のＭ個のアンテナから無線信号として、ｍ個の端末装置に対して送信される。
【００３２】
なお、パイロットシンボルの直交化は、時間分割による直交化、周波数分割（サブキャリア）による直交化、直交符号による直交化、あるいはそれらの組み合わせなどにより実現し、パイロットシンボルの多重化は時間多重の他、周波数多重、コード多重、あるいはそれらの組み合わせなどにより実現することが好ましいが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
さらに、本発明の特徴部分である平坦度取得部２１１、ＣＳＩ要求選択部２１２、ＣＳＩ要求信号生成部２１３の各部の動作について説明する（図６参照）。
【００３４】
基地局装置２００は、全端末装置（１００〜１０６）に向けて無線部２０８のアンテナからパイロット信号を送信する。パイロット信号を受信した各端末装置は、各自の伝搬路の平坦度（詳細は後述する）を算出し、その結果を平坦度通知信号として基地局装置２００に送信する。平坦度取得部２１１は、各端末装置から通知された平坦度通知信号を抽出し、抽出した平坦度通知信号から全端末装置（Ｕ個）の平坦度を取得する。
【００３５】
ＣＳＩ要求選択部２１２は、上記取得した全端末装置の平坦度を入力し、平坦度値が高い（より平坦であることを意味する）順に、所定の個数分（ｍ個以上）のＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補の端末装置、すなわち、ＣＳＩの通知を要求する端末装置として選択する。ここで、ＭＵ−ＭＩＭＯによって多重しようとする端末装置数ｍ、さらには基地局装置のアンテナ数Ｍ（すなわち最大多重可能端末装置数）よりも多くの端末装置を候補端末装置として選択しても良い。この場合、ＣＳＩを通知する端末装置が多くなる分、ＣＳＩの通知情報量も増加するが、端末選択部２１０が実際のＣＳＩに基づいて利得の高い端末装置を候補端末装置の中から選択することで、さらに伝送効率の良いＭＵ−ＭＩＭＯ多重が可能となる。さらに、この選択されたＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補端末装置に対して、ＣＳＩ要求信号生成部２１２は、ＣＳＩの通知を要求するＣＳＩ要求信号を生成する。この生成されたＣＳＩ要求信号は、無線部２０８のアンテナを介して多重候補の各端末装置へ送信される。
【００３６】
ここで、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部の構成例とその動作について補足説明する。
図３は、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部の構成の一例を示すブロック図である。
【００３７】
図３に示すマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０４ａは、ＭＵ−ＭＩＭＯにおけるユーザ間の干渉（Multi-User Interference：ＭＵＩ）を抑圧する方法として、線形プリコーディングを用いてＭＵ−ＭＩＭＯ多重を実現する場合の例である。
【００３８】
アンテナマッピング部３００は、変調部２０３より出力されたＭＵ−ＭＩＭＯ多重の対象となるｍ個の端末装置宛の変調シンボルを入力し、端末選択部２１０からの端末選択情報に基づいて、これら変調シンボルをＭ個のアンテナへ割り当てる。
【００３９】
また、プリコーディング行列算出部３０２は、端末選択部２１０から出力される多重対象となるｍ個のＣＳＩに基づいて、ＭＵＩを抑圧するための送信プリコーディングを実現するプリコーディング行列を算出する。例えば、線形プリコーディングの１つであるZero Forcing（ＺＦ）を用いる場合、基地局装置のｉ番目のアンテナから端末装置のｊ番目のアンテナ（複数の端末装置に渡って順に１番目からＭ番目の番号を割り当て、１つの端末装置で２つ以上のアンテナを使用してＭＩＭＯ伝送を行う場合は、同数の番号を割り当てるものとする）との間の伝搬路のＣＳＩの要素をｊ行ｉ列目の要素とする伝搬路行列Ｈを生成し、その逆行列Ｈ−１を算出してプリコーディング行列とする。プリコーディング部３０１によって、生成されたプリコーディング行列によりＭ個の変調シンボルからＭ個のＭＵ−ＭＩＭＯシンボルが生成される。
【００４０】
また、図４は、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部の構成の他の例を示すブロック図である。
【００４１】
図４に示すマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０４ｂは、ＭＵ−ＭＩＭＯにおけるＭＵＩを抑圧する方法として、非線形プリコーディングの１つであるトムリンソン−ハラシマプリコーディング（Tomlinson-Harashima Precoding：ＴＨＰ）を用いて、ＭＵ−ＭＩＭＯ多重を実現する場合の例である。
【００４２】
まず、ＱＲ分解部４０１は、端末選択部２１０からのＣＳＩに基づいて、基地局装置２００のｉ番目のアンテナから端末装置のｊ番目のアンテナ（複数の端末装置に渡って順に１番目からＭ番目を割り当て、１つの端末装置で２つ以上のアンテナを使用してＭＩＭＯ伝送を行う場合は、同数の番号を割り当てるものとする）との間の伝搬路のＣＳＩの要素をｊ行ｉ列目の要素とする伝搬路行列Ｈを生成し、そのエルミート共役ＨＨ（上付添え字のＨはエルミート共役を示す）にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとに分解する（ＨＨ＝ＱＲ）。
【００４３】
次に、干渉成分算出部４０２は、ＱＲ分解部４０１で求めた上三角行列Ｒのエルミート共役ＲＨ（下三角行列となる）を求める。ここで伝搬路Ｈに対してユニタリ行列Ｑを乗じた仮想的な等価伝搬路ＨＱを考え、この等価伝搬路ＨＱに対して各変調シンボルを送信するアンテナとして仮想的なアンテナを考える。このとき、ＨＱ＝ＲＨとなり、ＲＨは下三角行列であるため、１本目の仮想的なアンテナから送信される変調シンボルは、他の仮想的なアンテナから送信される変調シンボルからの干渉を受けず、２本目の仮想的なアンテナから送信される変調シンボルは、１本目の仮想的なアンテナから送信される変調シンボルのみから干渉を受け、ｋ本目の仮想的なアンテナから送信される変調シンボルは、１本目からｋ−１本目までの仮想的なアンテナから送信される変調シンボルから干渉を受ける形となることがわかる。そこで、干渉成分算出部４０２は、下三角行列ＲＨに基づいて、１本目からＭ−１本目の仮想的なアンテナから送信される変調シンボルに基づいて、２本目からＭ本目の仮想的なアンテナから送信される変調シンボルが受ける干渉成分を逐次的に算出する。
【００４４】
続いて、干渉成分減算部４０３は、干渉成分算出部４０２で算出された干渉成分をアンテナマッピング部３００から出力される変調シンボルから減算する。
さらに、剰余演算部４０４は、干渉成分を減算した変調シンボルに対して予め定めた剰余演算幅（モジュロ幅）で剰余演算を施し、振幅を剰余演算幅以下に変換する。
【００４５】
最後に、フィルタ部４０５によって、剰余演算を施したＭ個の仮想的なアンテナから送信される変調シンボルに対して、ＱＲ分解部４０１で求めたユニタリ行列Ｑによりフィルタを掛けることで伝搬路Ｈと合わせて等価伝搬路ＨＱが構成され、無線部２０８の各アンテナから送信するＭＵ−ＭＩＭＯシンボル１からＭが生成される。
【００４６】
次に、図２に示す基地局装置２００の構成・動作説明に続いて、図５に示す端末装置の構成・動作について説明する。
ここでは、図１の端末装置（１００〜１０６）のうち、端末装置１００を代表して、説明するものとする。
【００４７】
＜第１の実施形態のセルラ通信システムにおける端末装置の構成および動作の説明＞
図５は、本実施形態のセルラ通信システムにおける端末装置の構成を示すブロック図である。
【００４８】
端末装置１００は、アンテナを介して基地局装置２００に対して各種の信号を送受信する無線部５０１と、受信信号からパイロットシンボルを分離するパイロット分離部５０２と、パイロット分離部５０２で分離されたパイロットシンボルを用いて、基地局装置２００の各アンテナと自端末装置の各アンテナとの間の伝搬路を推定する伝搬路推定部５０７と、パイロットシンボルを分離した受信信号からＧＩを除去するＧＩ除去部５０３と、ＧＩを除去した受信信号に対して時間周波数変換、例えば高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）を行い、サブキャリア毎の受信変調シンボルに変換するＦＦＴ部５０４と、各サブキャリアの受信変調シンボルを復調し、符号化データ系列を出力する復調部５０５と、符号化データ系列を誤り訂正復号化して、受信データ系列を出力する復号化部５０６と、からなる従来の構成要素と、伝搬路推定結果から伝搬路の周波数方向の平坦度を算出し、平坦度を通知する平坦度通知信号を生成する平坦度算出部５０８と、受信信号に自端末装置宛のＣＳＩ要求信号が含まれる場合、これを検出するＣＳＩ要求信号取得部５０９と、ＣＳＩ要求信号取得部５０９においてＣＳＩ要求信号が検出された場合、伝搬路推定結果からＣＳＩを通知するＣＳＩ通知信号を生成するＣＳＩ生成部５１０と、からなる本発明の特徴部分である構成要素とを含んで構成されている。
【００４９】
続いて、上記のように構成された端末装置の特徴部分である平坦度算出部５０８、ＣＳＩ要求信号取得部５０９、およびＣＳＩ生成部５１０の各部の動作について説明し、従来の構成要素の説明は省略するものとする。なお、基地局装置２００におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部が図４に示すＴＨＰを用いてマルチユーザＭＩＭＯ信号を生成する構成である場合は、基地局装置２００と同様の剰余演算部（不図示）を復調部５０５の前段に備えた構成とし、受信変調シンボルに剰余演算を施した後に、復調部５０５により受信変調シンボルが復調される。
【００５０】
平坦度算出部５０８は、伝搬路推定部５０７から算出される伝搬路推定結果に基づいて平坦度を算出し、算出された平坦度は、無線部５０１によって、アンテナを介して基地局装置２００へ送信される。
【００５１】
伝搬路の平坦度は、伝搬路を周波数方向に見た場合の平坦さを表す指標であり、パイロットシンボルの遅延波の分散により求められる伝搬路の遅延分散、あるいは各伝搬路の各サブキャリアにおける伝搬路利得の分散などの情報を用いて算出することができる。なお、これらの分散に限られるものではなく、伝搬路を周波数方向に見た場合の平坦さを表す指標であればよい。
【００５２】
上記伝搬路の遅延分散は、パイロットシンボルがマルチパスの伝搬路を通じて複数の遅延波として受信されたときの各遅延波の電力で重み付けされた遅延時間の分散（単位は秒）を算出したもので、遅延分散値が大きいと伝搬路の周波数選択性が大きくなるため周波数方向の伝搬路利得の変動が激しくなり（平坦度が低くなる）、逆に、遅延分散値が小さいと伝搬路の周波数選択性が小さくなるため周波数方向の伝搬路利得の変動が小さくなる（平坦度が高くなる）。したがって、伝搬路推定結果から求めた遅延分散が大きいほど平坦度を低く、遅延分散が小さいほど平坦度を高くするような関係にする。例えば、ＯＦＤＭにおいては、遅延分散がＧＩの長さを超えるほど大きい場合に、平坦度を最小に、遅延分散が０のときに平坦度を最大となるように設定する。
【００５３】
また、他の例である上記伝搬路利得分散は、伝搬路推定部において推定された各サブキャリアの伝搬路利得の分散（ばらつき具合）を算出したもので、この分散値が大きいほど周波数方向の伝搬路利得の変動が激しい（平坦度が低い）ことを表し、小さいほど周波数方向の伝搬路利得の変動が小さい（平坦度が高い）ことを表す。したがって伝搬路推定結果から求めた各サブキャリアの伝搬路利得の分散が大きいほど平坦度を低く、伝搬路利得の分散が小さいほど平坦度を高くするような関係にする。例えば、サブキャリア間のＣＳＩの差分値が所定の（少ない）ビット数で表現可能な範囲を超えるほど伝搬路利得の分散が大きい場合には、平坦度を最小に、伝搬路利得の分散が０のときに平坦度を最大となるように設定する。
【００５４】
ＣＳＩ要求信号取得部５０９では、受信信号に自端末装置宛のＣＳＩ要求信号を検出した場合、ＣＳＩ生成部５１０に対して、ＣＳＩ通知信号の生成を指示する。このＣＳＩ通知信号生成指示を受けたＣＳＩ生成部５１０は、伝搬路推定結果から算出したＣＳＩを通知するＣＳＩ通知信号を生成し、無線部５０１は、アンテナを介してこのＣＳＩ通知信号を基地局装置２００へ送信する。
【００５５】
このとき、ＣＳＩ生成部は、各サブキャリア（あるいはそのグループ）間の伝搬路の差分を表す情報、あるいは各サブキャリア（あるいはそのグループ）における伝搬路の平均値に対する差分を表す情報などを用いて、ＣＳＩを生成することによって、ＣＳＩの情報量を削減することができる。
【００５６】
上記では、端末装置のアンテナ数が１個の場合の構成について説明したが、端末装置が複数のアンテナを備え、複数のデータ系列を同時に受信する構成であっても良い。
【００５７】
次に、基地局装置が４本のアンテナ、各端末装置がそれぞれ１本のアンテナを持つ場合を例として、基地局装置２００と端末装置の間の通信手順について説明する。
【００５８】
図６は、基地局装置２００と、端末装置との間の通信手順の例を示すフロー図である。
【００５９】
まず、基地局装置２００は、全端末装置に向けてパイロット信号を送信する（ステップＳ１）。
【００６０】
各端末装置は、パイロット信号を受信し、受信したパイロット信号に基づいて基地局装置２００の各アンテナと端末装置の各アンテナとの間の伝搬路を推定する（ステップＳ２）。各端末装置は、伝搬路の推定結果に基づいて、上述したように伝搬路の平坦度を算出し（ステップＳ３）、基地局装置２００へ通知する（ステップＳ４）。
【００６１】
基地局装置２００は、各端末装置から通知された伝搬路の平坦度に基づいて、平坦度の高い（平坦な）端末装置の順に、ＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補の端末装置を複数個（ｍ個以上の所定数）選択する（ステップＳ５）。図６では、端末装置１０３を候補の１つとして選択し、端末装置１０６を候補として選択しない例を示している。
【００６２】
次に、基地局装置２００は、選択したＭＵ−ＭＩＭＯ多重候補の各端末装置に対して、ＣＳＩの通知を要求するＣＳＩ要求信号を送信する（ステップＳ６）。
【００６３】
ＣＳＩ要求信号を受信した端末装置１０３を含む端末装置は、先に推定した伝搬路、またはＣＳＩ要求信号に多重されたパイロット信号を基に新たに推定した伝搬路に基づいてＣＳＩを生成し、基地局装置２００へ通知する（ステップＳ７）。
【００６４】
基地局装置２００は、ＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補の端末装置からのＣＳＩを受信し、これらのＣＳＩに基づいて、ＭＵ−ＭＩＭＯ多重の対象とする各端末装置宛の送信データのＭＵ−ＭＩＭＯ信号を生成し（ステップＳ８）、送信する（ステップＳ９）。
なお、ここで、ＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補の端末装置が通知してきたＣＳＩに基づいて、実際にＭＵ−ＭＩＭＯ多重の対象とする端末装置をさらに選択しても良い。
【００６５】
端末装置１０３を含むＭＵ−ＭＩＭＯ多重の対象の各端末装置は、ＭＵ−ＭＩＭＯ信号を受信し、自端末装置宛のデータを検出する（ステップＳ１０）。
【００６６】
以上説明したように、端末装置に伝搬路の平坦度を示す情報のみを通知させ、その平坦度を基にＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補となる端末装置に対してのみＣＳＩを通知させることにより、ＣＳＩの通知に必要な上りリンク通信における情報量を削減することができる。
【００６７】
また、伝搬路がより平坦な端末装置をＭＵ−ＭＩＭＯの対象として選択することにより、これら端末装置のＣＳＩは、周波数方向（サブキャリア毎）の変動が小さいため、差分値を用いることによってＣＳＩの情報量をさらに削減することができる。
【００６８】
例えば、サブキャリア数が２５６本のＯＦＤＭシステムを想定すると、最も詳細なサブキャリア毎のＣＳＩを通知する場合、１サブキャリア当たり１０ビットでＣＳＩを表現したとして２５６０ビットの通知情報が１端末装置当たりに必要となる。図１に示すシステム例では７個の端末装置が存在するため、全体の通知情報は１７９２０ビットとなる。
【００６９】
これに対して本実施形態では、平坦度を８ビットで表現したとして平坦度の通知に５６ビット、ＣＳＩ通知を要求された４個の端末装置がＣＳＩ通知するために１０２４０ビットが必要となるが、平坦度が高いことを利用して差分値によるＣＳＩを用いることで、さらに情報量を削減することができる。例えば１サブキャリア当たり４ビットの差分値を用いた場合（１つ目のサブキャリアは１０ビットの非差分値を用いる）、１端末装置当たり１０３０ビット、４個の端末装置で４１２０ビットとなる。従って全体の通知情報は４１７６ビットと、４分の１以下に削減される。
【００７０】
なお、上記において、１サブキャリア当たりのＣＳＩを１０ビットとし、平坦度を８ビットとして表現した場合の例について説明したが、これは、ＣＳＩが基地局装置において干渉成分を算出しＭＵＩを抑圧するために用いられる情報であることから、高い伝送特性を得るためには、高い精度が要求されるのに対し、平坦度が基地局装置においてＭＵ−ＭＩＭＯの多重候補を選択するためにのみ用いられる情報であるため、ＣＳＩに比べて高い精度は要求されないからである。
【００７１】
（第２の実施形態）
本実施形態のセルラ通信システムでは、各端末装置により伝搬路推定結果から算出した伝搬路の周波数方向の平坦度と、予め定めた平坦度閾値との比較結果を基地局装置へ通知し、基地局装置において、比較結果に基づいてＣＳＩの通知を要求する端末装置を選択する場合について説明する。
なお、図１に示すシステム構成図において、基地局装置２００、端末装置（１００〜１０６）の符号をそれぞれ、２００ａ、１００ａ〜１０６ａに替えて説明する。
【００７２】
図７は、本実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置２００ａの構成を表すブロック図である。図８は、本実施形態のセルラ通信システムにおける端末装置の構成を示すブロック図である。
【００７３】
以下、図２、図５に示す基地局装置２００および端末装置（１００〜１０６）の構成要素と同一の機能を有する構成要素についての説明は省略し、追加された機能を有する構成要素について主として説明する。
【００７４】
基地局装置２００ａにおいては、平坦度閾値生成部６００と、平坦度比較結果取得部６０１の２つの構成要素、端末装置においては、平坦度閾値取得部６０２と、平坦度比較部６０３の２つの構成要素が主として追加されている。
【００７５】
基地局装置２００ａの平坦度閾値生成部６００は、平坦度が所定のレベル以上かまたは未満かを端末装置に判断させるための平坦度閾値を生成する。生成された平坦度閾値は、無線部２０８のアンテナを介して全端末装置（１００ａ〜１０６ａ）へ送信される。なお、平坦度閾値は、後述する平坦度比較結果取得部で取得した平坦度比較結果情報に基づいて、平坦度が閾値以上となる端末装置の数が所定数より少ない場合は、閾値を小さくし、数が多い場合は、閾値を大きくして設定し直し、都度、閾値を変化させることが好ましい。
【００７６】
また、平坦度比較結果取得部６０１は、全端末装置から送信される平坦度比較結果通知信号に含まれる「平坦度が上記平坦閾値以上であるか否かを示す平坦度比較結果情報」（「ＯＮ／ＯＦＦ」の１ビット情報）を取得し、ＣＳＩ要求選択部２１２では、ＣＳＩの通知を要求する端末装置を、平坦度比較結果情報の「ＯＮ」情報の中からＭＵ−ＭＩＭＯで多重する数またはそれ以上の候補端末装置を選択する。さらに、ＣＳＩ要求信号生成部２１３では、ＣＳＩ要求選択部２１２で選択した候補端末装置に対して、ＣＳＩの通知を要求するＣＳＩ要求信号を生成し、無線部２０８のアンテナを介して上記ＣＳＩ要求信号が候補端末装置へ送信される。
【００７７】
一方、端末装置（１００ａ〜１０６ａ）の平坦度閾値取得部６０２は、受信信号に平坦度閾値通知信号が含まれる場合、これを検出し、平坦度閾値を取得し、平坦度比較部６０３は、平坦度算出部５０８で算出した平坦度と、平坦度閾値取得部６０２で取得した閾値とを比較し、平坦度が閾値以上であるか閾値未満であるかを示す平坦度比較結果通知信号を生成する。生成された平坦度比較結果通知信号は、無線部５０１のアンテナを介して基地局装置２００ａへ送信される。
【００７８】
次に、本実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置と端末装置の間の通信手順について説明する。
【００７９】
図９は、図１における基地局装置２００ａと、端末装置のうちの端末装置１０３ａと端末装置１０６ａの２つとの間に注目した場合の通信手順の例を示すフロー図である。
【００８０】
まず、基地局装置２００ａは、平坦度閾値を生成し（ステップＳ２０）、全端末装置（１００ａ〜１０６ａ）に向けて平坦度閾値通知信号を送信し（ステップＳ２１）、パイロット信号を送信する（ステップＳ２２）。
【００８１】
各端末装置は、パイロット信号を受信し、受信したパイロット信号に基づいて基地局装置２００ａの各アンテナと端末装置の各アンテナとの間の伝搬路を推定する（ステップＳ２３）。
さらに、各端末装置は、伝搬路の推定結果に基づいて伝搬路の平坦度を算出し（ステップＳ２４）、算出した平坦度と平坦度閾値とを比較し（ステップＳ２５）、平坦度比較結果を基地局装置２００ａへ通知する（ステップＳ２６）。
【００８２】
基地局装置２００ａは、各端末装置から通知された伝搬路の平坦度比較結果に基づいて、平坦度が閾値以上であることを示す端末装置からＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補の端末装置を複数選択する（ステップＳ２７）。図９に示す例では端末装置１０３ａを候補の１つとして選択し、端末装置１０６ａは候補として選択しない。
基地局装置２００ａは、選択したＭＵ−ＭＩＭＯ多重する候補の各端末装置に対して、ＣＳＩの通知を要求するＣＳＩ要求信号を送信する（ステップＳ２８）。
【００８３】
ＣＳＩ要求信号を受信した端末装置１０３ａは、先に推定した伝搬路、またはＣＳＩ要求信号に多重されたパイロット信号を基に新たに推定した伝搬路に基づいてＣＳＩを生成し、基地局装置２００ａへ通知する（ステップＳ２９）。
【００８４】
基地局装置２００ａは、ＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補の端末装置からのＣＳＩを受信し、それらのＣＳＩに基づいて、ＭＵ−ＭＩＭＯ多重の対象とする各端末装置宛の送信データのＭＵ−ＭＩＭＯ信号を生成し（ステップＳ３０）、送信する（ステップＳ３１）。なお、ここで、ＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補の端末装置が通知してきたＣＳＩに基づいて、実際にＭＵ−ＭＩＭＯ多重の対象とする端末装置をさらに選択しても良い。
【００８５】
端末装置１０３ａは、ＭＵ−ＭＩＭＯ信号を受信し、自端末装置宛のデータを検出する（ステップＳ３２）。
【００８６】
以上のように本実施形態のセルラ通信システムにおける基地局および端末装置によれば、まず平坦度の閾値を設定し、各端末装置に伝搬路の平坦度が閾値以上であるか未満であるかを表す「ＯＮ／ＯＦＦ」情報のみを通知させることにより、平坦度に関する通知を１ビットに削減し、ＣＳＩの通知に必要な上りリンク通信における情報量を削減することができる。
【００８７】
（第３の実施形態）
本実施形態のセルラ通信システムでは、各端末装置により平坦度を算出するとともに、推定した伝搬路の時間変動度を算出して基地局装置に通知し、基地局装置において、平坦度と時間変動度に基づいてＣＳＩを要求する端末装置を選択する場合について説明する。
なお、図１に示すシステム構成図において、基地局装置２００、端末装置（１００〜１０６）の符号をそれぞれ、２００ｂ、１００ｂ〜１０６ｂに替えて説明する。
【００８８】
図１０は、本実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置２００ｂの構成を示すブロック図である。図１１は、本実施形態のセルラ通信システムにおける端末装置（１００ｂ〜１０６ｂ）の構成を示すブロック図である。
【００８９】
以下、図２、７に示す基地局および図５、８に示す端末装置の構成要素と同一の機能を有する構成要素についての説明は省略し、ここでは、異なる機能を有する構成要素について主として説明する。
【００９０】
基地局装置２００ｂにおいて、上記第１の実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置２００と異なる構成要素は、時間変動取得部６０６、ＣＳＩ要求選択部６０９の２つの要素であり、端末装置においては、伝搬路記憶部６０７と、時間変動度算出部６０８の２つの要素である。
【００９１】
基地局装置２００ｂの時間変動度取得部６０６は、受信信号から各端末装置における伝搬路の時間変動度を通知する時間変動度通知信号を抽出し、抽出した時間変動度通知信号から各端末装置における時間変動度を取得する。ＣＳＩ要求選択部６０９は、時間変動度と平坦度を入力し、時間変動度が小さく、平坦度の高い順にＭＵ−ＭＩＭＯで多重する数ｍまたはそれ以上の端末装置を選択する。ＣＳＩ要求信号生成部２１３により、ＣＳＩ要求選択部６０９で選択された端末装置に対して、ＣＳＩの通知を要求するＣＳＩ要求信号が生成され、無線部２０８のアンテナを介して選択された候補端末装置へ送信される。
【００９２】
一方、端末装置の伝搬路記憶部６０７は、伝搬路推定部５０７より出力される伝搬路推定結果を記憶しておくものであり、時間変動度算出部６０８は、伝搬路記憶部６０７に記憶された前回の伝搬路推定結果と現時点で算出された伝搬路推定結果との差分を求め、伝搬路の時間変動度を算出し、時間変動度通知信号を生成するものである。
【００９３】
なお、時間変動度は、例えば、伝搬路推定部５０７の今回の伝搬路推定結果と前回の伝搬路推定結果との間の伝搬路利得の差分値の大きさ、位相回転量の差分量、これらから求められる最大ドップラー周波数などを用いて算出される。しかし、これらに限られるものではない。
【００９４】
次に、本実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置と端末装置の間の通信手順について説明する。
【００９５】
図１２は、基地局装置２００ｂと、端末装置のうちの端末装置１０３ｂと端末装置１０６ｂの２つとの間に注目した場合の通信手順の例を示すフロー図である。
【００９６】
まず、基地局装置２００ｂは、全端末装置（１００ｂ〜１０６ｂ）に向けてパイロット信号を送信する（ステップＳ５０）。各端末装置は、パイロット信号を受信し、受信したパイロット信号に基づいて基地局装置２００ｂの各アンテナと端末装置の各アンテナとの間の伝搬路を推定し記憶しておく（ステップＳ５１）。基地局装置２００ｂは、全端末装置（１００ｂ〜１０６ｂ）に向けて、今回のパイロット信号を送信する（ステップＳ５０ｂ）。各端末装置は、今回受信したパイロット信号に基づいて基地局装置２００ｂの各アンテナと端末装置の各アンテナとの間の伝搬路を推定し記憶し（ステップＳ５２）、今回の伝搬路推定結果と、前回パイロット信号を受信したときの伝搬路推定結果との差分を求め、伝搬路の時間変動度を算出する（ステップＳ５３）。さらに、伝搬路推定結果に基づいて平坦度を算出し（ステップＳ５４）、伝搬路の時間変動度とともに平坦度を基地局装置２００ｂへ通知する（ステップＳ５５）。
【００９７】
基地局装置２００ｂは、各端末装置から通知された時間変動度と平坦度に基づいて、時間変動度が小さく平坦度が高い端末装置の中からＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補の端末装置を複数選択する（ステップＳ５６）。図１２に示す例では端末装置１０３ｂを候補の１つとして選択し、端末装置１０６ｂは候補として選択しない。
【００９８】
以下、上記図６、９のフロー図に示したシーケンスと同様のシーケンスが進行し（ステップＳ５７〜５９）、最後に、基地局装置２００ｂは、ＭＵ−ＭＩＭＯ多重の対象とする各端末装置宛の送信データのＭＵ−ＭＩＭＯ信号を送信し（ステップＳ６０）、端末装置１０３ｂでは、ＭＵ−ＭＩＭＯ信号を受信し、自端末装置宛のデータを検出する（ステップＳ６１）。
【００９９】
以上のように、本実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置と端末装置によれば、伝搬路の時間変動度と平坦度を基にＭＵ−ＭＩＭＯで多重する端末装置を選択することにより、ＣＳＩの通知に必要な上りリンク通信における情報量の削減を図ることができる。さらに、伝搬路の時間変動度が小さい端末装置をＭＵ−ＭＩＭＯの候補として選択することにより、伝搬路の時間変動による干渉成分抑圧効果の劣化が小さい端末装置を選択できる。
【０１００】
（第４の実施形態）
本実施形態のセルラ通信システムでは、各端末装置により平坦度を算出するとともに、チャネル品質情報（Channel Quality Indicator：ＣＱＩ）を算出して通知し、基地局装置において、ＣＱＩの時間変動度を算出し、平坦度と時間変動度に基づいてＣＳＩを要求する端末装置を選択する場合について説明する。
なお、図１に示すシステム構成図において、基地局装置２００、端末装置（１００〜１０６）の符号をそれぞれ、２００ｃ、１００ｃ〜１０６ｃに替えて説明する。
【０１０１】
図１３は、本実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置２００ｃの構成を示すブロック図である。図１４は、本実施形態のセルラ通信システムにおける端末装置（１００ｃ〜１０６ｃ）の構成を示すブロック図である。
【０１０２】
以下、図２、７、１０に示す基地局装置および図５、８、１１に示す端末装置の構成要素と同一の機能を有する構成要素についての説明は省略し、異なる機能を有する構成要素について主として説明する。
【０１０３】
図１３に示す基地局装置２００ｃのＣＱＩ取得部７００は、受信信号から各端末装置におけるチャネル品質を通知するＣＱＩ通知信号を抽出し、この信号から各端末装置のＣＱＩを得し、ＣＱＩ記憶部７０１は、取得したＣＱＩを記憶しておく。
【０１０４】
時間変動度算出部７０２は、現時点で取得したＣＱＩとＣＱＩ記憶部７０１に記憶された前回取得したＣＱＩとの差分を求め、対象端末装置における伝搬路の時間変動度を算出する。ＣＳＩ要求選択部６０９は、時間変動度と平坦度を入力し、時間変動度が小さく、平坦度の高い順にＭＵ−ＭＩＭＯで多重する数以上の端末装置を選択する。ＣＳＩ要求信号生成部２１３により、ＣＳＩ要求選択部６０９で選択された端末装置に対して、ＣＳＩの通知を要求するＣＳＩ要求信号が生成され、無線部２０８のアンテナを介して選択された候補端末装置へ送信される。
【０１０５】
一方、図１４に示す端末装置のＣＱＩ生成部７０３は、伝搬路推定部５０７の伝搬路推定結果からチャネル品質を表すＣＱＩを算出し、ＣＱＩ通知信号を生成する。なお、ＣＱＩは、例えば、信号対雑音電力比（Signal to Noise power Ratio：ＳＮＲ）、信号対干渉及び雑音電力比（Signal to Interference plus Noise power Ratio：ＳＩＮＲ）、搬送波対雑音電力比（Carrier to Noise power Ratio：ＣＮＲ）、搬送波対干渉及び雑音電力比（Carrier to Interference plus Noise power Ratio：ＣＩＮＲ）、または、これらに基づいて選択された変調方式およびチャネル符号化率（Modulation and Coding Scheme：ＭＣＳ）などを表す値として算出されるが、これらに限られるものではない。
【０１０６】
次に、本実施形態のセルラ通信システムにおける基地局装置と端末装置の間の通信手順について説明する。
【０１０７】
図１５は、基地局装置２００ｃと、端末装置のうちの端末装置１０３ｃと端末装置１０６ｃの２つとの間に注目した場合の通信手順の例を示すフロー図である。
【０１０８】
まず、基地局装置２００ｃは、全端末装置（１００ｃ〜１０６ｃ）に向けてパイロット信号を送信する（ステップＳ７０）。各端末装置は、パイロット信号を受信し、受信したパイロット信号に基づいて基地局装置２００ｃの各アンテナと端末装置の各アンテナとの間の伝搬路を推定し（ステップＳ７１）、伝搬路の推定結果に基づいてＣＱＩおよび伝搬路の平坦度を算出し（ステップＳ７２）、基地局装置２００ｃへ通知する（ステップＳ７３）。
【０１０９】
基地局装置２００ｃは、全端末装置（１００ｃ〜１０６ｃ）に向けて、次のパイロット信号を送信し（ステップＳ７４）、各端末装置は、伝搬路を推定し（ステップＳ７５）、ＣＱＩと平坦度を算出し（ステップＳ７６）、基地局装置２００ｃへ通知する（ステップＳ７７）。
【０１１０】
さらに、基地局装置２００ｃは、今回通知されたＣＱＩと前回通知されたＣＱＩとの差分から、各端末装置における伝搬路の時間変動度を算出し（ステップＳ７８）、各端末装置における伝搬路の時間変動度と伝搬路の平坦度に基づいて、時間変動度が小さく平坦度の高い（平坦な）端末装置からＭＵ−ＭＩＭＯで多重する候補の端末装置を複数選択する（ステップＳ７９）。図１５に示す例では、端末装置１０３ｃを候補の１つとして選択し、端末装置１０６ｃは候補として選択しない。
【０１１１】
以下、上記図６、９、１２に示したフロー図と同様のシーケンスが進行し（ステップＳ８０〜８２）、最後に、基地局装置２００ｃは、ＭＵ−ＭＩＭＯ多重の対象とする各端末装置宛の送信データのＭＵ−ＭＩＭＯ信号を送信し（ステップＳ８３）、端末装置１０３ｃでは、ＭＵ−ＭＩＭＯ信号を受信し、自端末装置宛のデータを検出する（ステップＳ８４）。
【０１１２】
以上のように本実施形態のセルラ通信システムの基地局装置と端末装置によれば、各端末装置における伝搬路の時間変動度を基地局装置側でＣＱＩの差分から算出することによって、端末装置による演算量の負担を軽減することができる。
【０１１３】
なお、一般的にＣＱＩは、基地局装置が各端末装置宛の送信信号の適応変調を行うため、あるいはスケジューリングのために通知されている情報であり、ＣＱＩ通知による新たな通知情報の増加はない。
【０１１４】
本発明の基地局装置、端末装置、無線通信システムは、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１１５】
１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６  端末装置
１００ａ〜１０６ａ  端末装置
１００ｂ〜１０６ｂ  端末装置
１００ｃ〜１０６ｃ  端末装置
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ  基地局装置
２０１  送信データ選択部
２０２  符号化部
２０３  変調部
２０４、２０４ａ、２０４ｂ  マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部
２０５  ＩＦＦＴ部
２０６  ＧＩ挿入部
２０７  パイロット多重部
２０８、５０１  無線部
２０９  ＣＳＩ取得部
２１０  端末選択部
２１１  平坦度取得部
２１２、６０９  ＣＳＩ要求選択部
２１３  ＣＳＩ要求信号生成部
３００  アンテナマッピング部
３０１  プリコーディング部
３０２  プリコーディング行列算出部
４０１  ＱＲ分解部
４０２  干渉成分算出部
４０３  干渉成分減算部
４０４  剰余演算部
４０５  フィルタ部
５０２  パイロット分離部
５０３  ＧＩ除去部
５０４  ＦＦＴ部
５０５  復調部
５０６  復号化部
５０７  伝搬路推定部
５０８  平坦度算出部
５０９  ＣＳＩ要求信号取得部
５１０  ＣＳＩ生成部
６００  平坦度閾値生成部
６０１  平坦度比較結果取得部
６０２  平坦度閾値取得部
６０３  平坦度比較部
６０６  時間変動度取得部
６０７  伝搬路記憶部
６０８、７０２  時間変動度算出部
７００  ＣＱＩ取得部
７０１  ＣＱＩ記憶部
７０３  ＣＱＩ生成部
【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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