(57)【要約】【課題】受信信号の品質が極端に劣化してチャネル推定誤差が増加する場合においても、無線通信システム全体の伝送品質の低下を抑制できるようにする。【解決手段】１以上の送信系統を有する送信側の通信装置（例えば、基地局）と、１以上の受信系統を有する受信側の通信装置（例えば、移動局）とを備えた無線通信システムにおいて、受信側の通信装置が、送信系統と受信系統の組み合わせ毎にチャネル推定値を算出する受信ＢＢ部１０８と、送信系統又は受信系統のいずれかが所定の障害状況にあることを検出する干渉検出部１０９と、所定の障害状況にあることが検出された送信系統又は受信系統に対応するチャネル推定値を、０もしくは０の近似値に置換する信号訂正部１１０と、置換後のチャネル推定値に基づいて、送信系統及び受信系統のウェイトを算出するＦＢ情報生成部１１２と、を備えた。【選択図】図２
2019062384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の送信系統を有する送信側の通信装置と、１以上の受信系統を有する受信側の通信装置とを備えた無線通信システムにおいて、
前記受信側の通信装置が、
前記送信系統と前記受信系統の組み合わせ毎にチャネル推定値を算出するチャネル推定手段と、
前記送信系統又は前記受信系統のいずれかが所定の障害状況にあることを検出する障害検出手段と、
前記所定の障害状況にあることが検出された前記送信系統又は前記受信系統に対応するチャネル推定値を、０もしくは０の近似値に置換する置換手段と、
置換後のチャネル推定値に基づいて、前記送信系統及び前記受信系統のウェイトを算出するウェイト算出手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記受信側の通信装置が、置換後のチャネル推定値に基づいて、前記送信側の通信装置で送信に用いるサブストリームの数を制限するための制御情報を生成し、当該制御情報を前記送信側の通信装置に送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
前記受信側の通信装置が、前記送信系統及び前記受信系統のウェイトを行列表現したウェイト行列に対する逆行列の公式を用いた演算に基づいて、前記送信側の通信装置から受信した信号を復調することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
１以上の送信系統を有する基地局から無線により送信された信号を受信する、１以上の受信系統を有する移動局において、
前記送信系統と前記受信系統の組み合わせ毎にチャネル推定値を算出するチャネル推定手段と、
前記送信系統又は前記受信系統のいずれかが所定の障害状況にあることを検出する障害検出手段と、
前記所定の障害状況にあることが検出された前記送信系統又は前記受信系統に対応するチャネル推定値を、０もしくは０の近似値に置換する置換手段と、
置換後のチャネル推定値に基づいて、前記送信系統及び前記受信系統のウェイトを算出するウェイト算出手段と、
を備えたことを特徴とする移動局。
【請求項５】
１以上の送信系統を有する移動局から無線により送信された信号を受信する、１以上の受信系統を有する基地局において、
前記送信系統と前記受信系統の組み合わせ毎にチャネル推定値を算出するチャネル推定手段と、
前記送信系統又は前記受信系統のいずれかが所定の障害状況にあることを検出する障害検出手段と、
前記所定の障害状況にあることが検出された前記送信系統又は前記受信系統に対応するチャネル推定値を、０もしくは０の近似値に置換する置換手段と、
置換後のチャネル推定値に基づいて、前記送信系統及び前記受信系統のウェイトを算出するウェイト算出手段と、
を備えたことを特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、移動局及び基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アナログ伝送であった無線伝送装置や伝送システムは、デジタル変調された信号を伝送する技術であるデジタル伝送システムの普及に伴い、より多くの情報量を伝送することが可能となった。
【０００３】
近年、所要伝送レートの増加に伴い、基地局と移動局に複数のアンテナを用いて伝送レートを向上させる信号処理技術として、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）がある。
ＭＩＭＯは、送信データ（ストリーム）を複数の信号（サブストリーム）に分割し、サブストリームを複数のアンテナから同時に送信させ、複数の受信アンテナに受信させている。各アンテナで受信された信号は、それぞれの送信アンテナからのサブストリームが互いに干渉しているが、サブストリームを分離検出することで伝送レートの増加を実現している。
【０００４】
ＭＩＭＯ無線通信の実現方法の一つとして、通信の信頼性を高めつつ伝送容量を拡大するために、基地局と移動局間のチャネル推定値やチャネル推定値から算出した固有値に基づく送信アンテナウェイトや受信アンテナウェイトのウェイト情報などを基地局へ通知し、基地局で伝搬路状況に応じた適切なビームフォーミングなどの制御を施すことにより、各サブストリームを空間上で直交させる固有モード伝送が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−３００５７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】吉澤真吾，宮永喜一、「４×４  ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機におけるパイプライン型ＭＭＳＥ検出器のＶＬＳＩアーキテクチャ設計」、信学技報、２００８年６月、ＳＩＳ２００８−９
【非特許文献２】川辺武司，内田美紀、「地上デジタル放送におけるデジタル受信技術とフロントエンド評価技術」、シャープ技報、２００４年４月、第８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
固有モード伝送では、チャネル推定誤差の増加は固有値の算出精度に影響を与えるため、伝送路の直交性が劣化することが知られている。直交性の劣化は伝送品質の劣化に直結する。チャネル推定誤差が増加する要因として、干渉が一般的に知られている。干渉源は周波数軸、時間軸、空間軸に各種存在しており、時間軸では、例えば、レーダー等の干渉信号による時間領域の受信信号のＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ：信号電力対雑音電力比）の劣化、周波数軸では、例えば、狭帯域の干渉信号による特定の周波数帯域の受信信号のＳＩＮＲの劣化、空間軸では、例えば、アンテナが空間的に分散された移動局の一つのアンテナに対して、隣接チャネルを使用する異なる移動局が、空間的に近接することによる、干渉電力の増加に伴う受信信号のＳＩＮＲの劣化などが挙げられる。上記のようなチャネル推定誤差が増加する状況下において、干渉の影響を受けたチャネル推定値は雑音と等価と見なせ、固有値は一般にＱＲ分解などの行列演算で算出されるため、良好なチャネル推定値にも悪影響を及ぼす。従って、固有値を算出する際、干渉を受けた受信信号から算出したチャネル推定値を含むことは回避するのが望ましい。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、干渉信号などによって、受信信号の品質が極端に劣化してチャネル推定誤差が増加する場合においても、無線通信システム全体の伝送品質の低下を抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、上記目的を達成するために無線通信システムを以下のように構成した。
すなわち、１以上の送信系統を有する送信側の通信装置と、１以上の受信系統を有する受信側の通信装置とを備えた無線通信システムにおいて、受信側の通信装置が、送信系統と受信系統の組み合わせ毎にチャネル推定値を算出するチャネル推定手段と、送信系統又は受信系統のいずれかが所定の障害状況にあることを検出する障害検出手段と、所定の障害状況にあることが検出された送信系統又は受信系統に対応するチャネル推定値を、０もしくは０の近似値に置換する置換手段と、置換後のチャネル推定値に基づいて、送信系統及び受信系統のウェイトを算出するウェイト算出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成により、受信側の通信装置で送信系統及び受信系統のウェイトを算出する際に、所定の障害状況にある送信系統又は受信系統に対応するチャネル推定値が他のチャネル推定値に悪影響を及ぼすことを防止できる。従って、受信側の通信装置は、送信系統及び受信系統のウェイトを適切に算出することができ、無線通信システム全体の伝送品質の低下を抑制できるようになる。
【００１１】
ここで、一構成例として、受信側の通信装置が、置換後のチャネル推定値に基づいて、送信側の通信装置で送信に用いるサブストリームの数を制限するための制御情報を生成し、当該制御情報を送信側の通信装置に送信する構成としてもよい。
これにより、チャネル推定値の置換による送信系統の自由度の減少に対応するように送信側の通信装置を制御できるようになる。
【００１２】
また、一構成例として、受信側の通信装置が、送信系統及び受信系統のウェイトを行列表現したウェイト行列に対する逆行列の公式を用いた演算に基づいて、送信側の通信装置から受信した信号を復調する構成としてもよい。
これにより、チャネル推定値を置換した際に生じる演算誤差を低減させることができるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、受信信号の品質が極端に劣化してチャネル推定誤差が増加する場合においても、チャネル推定誤差による信号処理への影響を低減し、無線通信システム全体の伝送品質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける基地局の構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける移動局の構成例を示す図である。
【図３】第１実施例の信号訂正部による効果について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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実施例）
第１実施例について、図１、図２を用いて説明する。第１実施例に係るＭＩＭＯ伝送システムでは、基地局と移動局共に２系統以上の送信制御部と受信制御部を備え、双方向に無線通信を行う。以下、基地局と移動局共にＮ個の系統の送信制御部と受信制御部を備え、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重方式）変調された信号を送受信するＭＩＭＯ伝送システムを例にして説明を行うが、シングルキャリア変調においても適用可能である。
【００１６】
図１に示す基地局は、Ｎ本のアンテナ１０４−１〜Ｎを有しており、各アンテナがスイッチ１０３−１〜Ｎに接続されている。本実施例において、添え字の１は系統１であることを示している。スイッチ１０３は、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：時分割複信）方式を採用する伝送システムにおいて、基地局が送信を行う際には送信回路とアンテナを接続し、受信を行う際には受信回路とアンテナを接続するように切り替える。以下、ＴＤＤ方式において説明を行うが、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ：周波数分割複信）方式でも適応可能であり、ＦＤＤ方式の場合はスイッチの代わりに帯域フィルタが使われる。
基地局は、送信制御部として、Ｎ系統に共通なＭＩＭＯ送信処理部１００を備えており、各系統毎に送信ＢＢ（Ｂａｓｅｂａｎｄ）部１０１と、送信ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１０２を備えている。
また、基地局は、受信制御部として、Ｎ系統に共通なＭＩＭＯ受信処理部１１８を備えており、各系統毎に受信ＢＢ部１１７と、受信ＲＦ部１１６を備えている。
【００１７】
図２に示す移動局は、Ｎ本のアンテナ１０５−１〜Ｎを有しており，各アンテナがスイッチ１０６−１〜Ｎに接続されている。スイッチ１０６は、移動局が受信を行う際には受信回路とアンテナを接続し、送信を行う際には送信回路とアンテナを接続するように切り替える。
移動局は、受信制御部として、Ｎ系統に共通なＭＩＭＯ受信処理部１１１を備えており、各系統毎に受信ＲＦ部１０７と、受信ＢＢ部１０８を備えている。
また、移動局は、送信制御部として、Ｎ系統に共通なＭＩＭＯ送信処理部１１３を備えており、各系統毎に送信ＢＢ部１１４と、送信ＲＦ部１１５を備えている。
【００１８】
本例の無線通信システムにおいて行われる動作の一例を示す。
基地局内の送信制御部では、ＭＩＭＯ送信処理部１００は、移動局からのウェイト情報などのＦＢ（Ｆｅｅｄ  Ｂａｃｋ）情報データの復号結果に基づいたＭＩＭＯ送信方式で、情報ビットに対して符号化、送信アンテナウェイト処理、プリアンブル挿入などの信号処理を行い、その信号を送信ＢＢ部１０１へ出力する。送信ＢＢ部１０１は、ＭＩＭＯ送信処理部１００から入力された信号に対して、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）による周波数軸信号から時間軸信号への変換、ガードインターバルの付加等の処理を施して、送信ＲＦ部１０２へ出力する。送信ＲＦ部１０２は、送信ＢＢ部１０１から入力された信号に対して、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ）変換、搬送波周波数帯への変換等を行ってスイッチ１０３へ出力する。スイッチ１０３は、送信回路とアンテナ１０４を接続して、送信制御部内の送信ＲＦ部１０２から入力された信号をアンテナ１０４より送信信号として出力させる。
【００１９】
基地局から送信された無線信号は、移動局内のアンテナ１０５で受信される。スイッチ１０６は、アンテナ１０５と受信回路を接続して、アンテナ１０５による受信信号を受信制御部内の受信ＲＦ部１０７へ出力する。受信ＲＦ部１０７は、受信信号に対して、ＢＢ帯へのダウンコンバージョン、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換などの処理を施し、その受信信号を受信ＢＢ部１０８へ出力する。受信ＢＢ部１０８は、受信ＲＦ部１０７から入力された信号に対して、ＦＦＴによる周波数変換やチャネル推定を行い、受信信号ベクトルｒ＝［ｒ1 ｒ2 … ｒN］T やＮ×Ｎチャネル行列Ｈの推定値Ｈ^ を、干渉検出部１０９及び信号訂正部１１０へ出力する。［ ］T は転置を示している。
【００２０】
例えば、Ｎ＝４の時のチャネル行列Ｈとそのチャネル推定値Ｈ^ は（式１）で表される。
【数１】
2019062384.tif 000003
ｈijはｉ番目の受信アンテナとｊ番目の送信アンテナ間のチャネル応答の推定値を示す。
【００２１】
固有モード伝送では、チャネル推定値から固有値を算出する方法として、一般にＳＶＤ（Ｓｉｎｇｕｌａｒ  Ｖａｌｕｅ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｏｎ：特異値分解）演算を行う。ＨのＳＶＤ演算は（式２）で表される。
【数２】
2019062384.tif 000004
行列Ｓは成分が全て正の実数となる対角行列であり、Ｓの対角成分λk はｋ番目のストリームの固有値を示している。行列Ｕ，Ｖはユニタリー行列であり、ＶH は行列Ｖのエルミート転置を表す。固有モード伝送において、行列Ｕは受信アンテナウェイト、行列Ｖは送信アンテナウェイトとして一般に用いられる。
【００２２】
行列Ｇを（式３）で定義したとき、行列Ｇの対角成分は各固有モードの実効利得を表しており、ｇk はｋ番目の固有モードの実効利得となる。
【数３】
2019062384.tif 000005
【００２３】
干渉検出部１０９では、例えば受信電力レベルの高い狭帯域信号による干渉を受けた受信信号に対して、例えば非特許文献２で開示されているＣＶＩ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｖａｒｉａｎｃｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いて、干渉信号によるＳＩＮＲの極端な劣化が生じているｉ系統目の周波数軸の受信信号ｒi を検出し、ｒi の被干渉電力情報を信号訂正部１１０へ出力する。
信号訂正部１１０では、ｒi の被干渉電力が所定の閾値γより大きい場合は、チャネル推定値Ｈ^ のｉ系統目に対して、推定値を０に変換を施した後のチャネル推定値Ｈ^'をＭＩＭＯ受信処理部１１１及び送信制御部内のＦＢ情報生成部１１２に出力する。
【００２４】
例えば、４番目の受信系統の受信信号ｒ4 の被干渉電力が事前に設定した閾値γを上回っていた場合、信号訂正部１１０では、チャネル推定値Ｈ^ の４行目の値を０に変換し、変換後のＨ^'をＭＩＭＯ受信処理部１１１及び送信制御部内のＦＢ情報生成部１１２に出力する。この時、Ｈ^'は（式４）で表せられる。
【数４】
2019062384.tif 000006
【００２５】
上記のようなチャネル推定誤差が増加する状況下において、干渉の影響を受けたチャネル推定値は雑音と等価と見なせ、固有値は一般にＱＲ分解などの行列演算で算出されるため、良好なチャネル推定値にも悪影響を及ぼし、固有値の推定精度は劣化する。従って、固有値を算出する際、干渉を受けた受信信号から算出したチャネル推定値を０に置換することで、良好なチャネル推定値から算出する固有値の推定精度の劣化を防止することが可能となる。
【００２６】
なお、上記の説明では、受信アンテナの干渉に対する説明を行ったが、例えば、送信系統の故障にも適用することは可能である。例えば、基地局では系統毎に個別のプリアンブル信号やパイロット信号などの既知信号を各アンテナから送信し、移動局は受信信号と各系統の既知信号に対して相互相関などの同期手段で同期判定を行い、同期できない受信信号から送信アンテナの故障、全ての受信信号と同期できない場合は受信アンテナの故障を判定可能である。ｊ番目の送信系統が故障と判定した場合は、チャネル行列Ｈ^ の当該送信アンテナに対応するｊ列目の値を０に変換すればよい。
【００２７】
また、上記の説明では、固有値を算出する際、干渉を受けた受信信号から算出したチャネル推定値を０に変換したが、０に近似した値（すなわち、実質的に０）に置換してもよく、固有値の推定精度の劣化を防止することが可能であればよい。
また、上記の説明では、周波数軸の干渉に対する検出方法及び訂正方法を説明したが、時間軸、空間軸に拡張しても一般性は失われない。
【００２８】
ＦＢ情報生成部１１２では、信号訂正部１１０による訂正後のチャネル推定値Ｈ^'に対してＳＶＤ演算を施す。Ｈ^'の特異値分解は（式５）で表される。
【数５】
2019062384.tif 000007
【００２９】
次に、第１実施例の信号訂正部１１０による効果について説明する。図３に、チャネル推定誤差がない理想的な場合の固有モードの実効利得Ｇ＝ＶHＨHＨＶと、４番目の受信系統にＤＵ比−１０ｄＢの干渉信号が混入し、チャネル推定値が正常に算出できないと仮定した場合において、信号訂正処理を施さない場合と施した場合の固有モードの実効利得Ｇ^＝Ｖ^HＨ^HＨ^Ｖ^とＧ^'＝Ｖ^'HＨ^'HＨ^'Ｖ^'のそれぞれの二乗誤差Ｃ^ とＣ^'の累積確率分布を（式６）に示す。
【数６】
2019062384.tif 000008
【００３０】
送信アンテナＮ＝４本、受信アンテナＮ＝４本の場合を想定し、チャネル行列の各成分は送信アンテナ相関０．７、受信アンテナ相関０．３のレイリーフェージングとした。干渉信号電力はチャネル推定値より１０ｄＢアップとしている。
図３より、干渉信号の検出の訂正なしの場合に比べて、訂正ありの方が特に第１ストリームと第２ストリームでの二乗誤差が低減されていることが確認できる。従って、干渉信号がある場合は０置換することで、固有モードの利得が劣化せず、直交性が保てるため、通信品質の劣化を低減することが可能である。
【００３１】
信号訂正部１１０は、得られた固有値から算出したウェイト情報を、ＦＢ情報データとしてＭＩＭＯ受信処理部１１１及びＭＩＭＯ送信処理部１１３に出力する。ＭＩＭＯ受信処理部１１１では、０に置換後のチャネル行列Ｈ^'と、前記算出した受信アンテナウェイト情報Ｕ^'に基づいて全系統の受信信号に対して復調処理を施し、各系統から送信された信号をそれぞれ得る。例えば、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）、ＭＬＤ（Ｍａｘｉｍｕｎ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）等のＭＩＭＯ信号検出方法が一般に知られている。
【００３２】
なお、上記の説明では、ＦＢ情報データをウェイト情報として説明したが、変調方式制御情報、電力制御情報などを算出し、ＦＢ情報データに加えてもよい。また、チャネル推定値Ｈ^'情報もしくはチャネル推定値Ｈ^'に準ずる情報をＦＢ情報データとしてもよい。例えば、ウェイト情報のコードブック等が一般に知られている。
【００３３】
ＭＩＭＯ送信処理部１１３では、ＦＢ情報データをサブストリームに分割し、基地局と事前に取り決めた送信方式で、ＦＢ情報データに対して符号化、プリアンブル挿入などの信号処理を行い、その信号を送信ＢＢ部１１４へ出力する。送信ＢＢ部１１４は、ＭＩＭＯ送信処理部１１３から入力された信号に対して、ＩＦＦＴによる周波数軸信号から時間軸信号への変換、ガードインターバルの付加等を行って、送信ＲＦ部１１５へ出力する。送信ＲＦ部１１５は、送信ＢＢ部１１４から入力された信号に対して、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ）変換、搬送波周波数帯への変換等を行って、スイッチ１０６へ出力する。スイッチ１０６は、送信回路とアンテナ１０５を接続して、送信制御部内の送信ＲＦ部１１５から入力された信号をアンテナ１０５より送信信号として出力させる。
【００３４】
なお、上記の説明では、移動局から基地局への送信方式に関してＭＩＭＯ伝送を前提に説明したが、ＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）伝送、ＳＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）伝送やＭＩＳＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）伝送を用いてもよい。
【００３５】
また、上記の説明では、移動局が基地局へＦＢ情報を送信する前提で説明したが、基地局が移動局へＦＢ情報を送信し、移動局で送信アンテナウェイト処理を施す固有モード伝送を行う無線伝送システムに適用することも可能である。
また、上記の説明では、固有モード伝送を前提に説明したが、例えば、空間多重ＭＩＭＯにおいても適用することが可能である。
【００３６】
上述したように、訂正処理を行わない場合、本来、干渉波が混入してしまうことによりチャネルの推定誤差の増大に伴い、固有値の推定精度が劣化してしまい、ウェイト情報を送信側と受信側に適用した際の固有モード伝送の直交性は劣化してしまう。そこで、第１実施例では、訂正処理により干渉波が混入した系統のチャネル推定値を０（もしくは０に近似した値）に置換することで、直交性の劣化を低減させて受信特性の改善を実現している。
【００３７】
（第２実施例）
第２実施例は、第１実施例で説明した移動局にて、干渉検出部１０９で検出した異常系統の数に応じて、ＦＢ情報生成部１１２で算出する変調方式制御情報のサブストリーム数を制限する機能を備えた構成となっている。
【００３８】
Ｎ個の送信系統を備えているＭＩＭＯ伝送システムにおいては、送信アンテナの自由度がＮであるため、原理的には最大Ｎ個のサブストリームを伝送することが可能である。しかし、信号訂正部１１０で０置換を行った場合には、アンテナの自由度が０置換された系統数Ｎ0 だけ低減する。そこで、第２実施例では、サブストリームを最大Ｎ−Ｎ0 に制限することで、アンテナの自由度を越えるようなサブストリーム数を割り当てることがないようにしている。
【００３９】
なお、上記説明では、変調方式制御情報に関して説明を行ったが、電力制御情報について制限させてもよい。
上述したように、第２実施例によれば、例えば、複数の受信系統の内の一つが狭帯域の干渉信号の影響を受けた場合には、特定のサブキャリアに対して、サブストリーム数を制限させることで、伝送品質の劣化を低減することが可能である。
【００４０】
（第３実施例）
第３実施例は、第１実施例で説明した移動局にて、チャネル推定値を０に置換した際に生じる演算誤差を低減させるアルゴリズムを備えた構成となっている。
【００４１】
ＭＩＭＯ受信処理部１１１では、上記実施例で説明したようにＺＦやＭＭＳＥなどの行列演算を用いて、０に置換後のチャネル行列Ｈ^'と、受信アンテナウェイト情報Ｕ^'に基づいて全系統の受信信号に対して復調処理を施し、各系統から送信された信号をそれぞれ得る。例えば、ＭＭＳＥでは、（式７）で与えられるウェイト行列Ｗを算出する。
【数７】
2019062384.tif 000009
σ2 は雑音電力、Ｉは単位行列を示す。
【００４２】
算出したＷを（式８）に示すように受信信号ベクトルｒに乗算することで、各サブストリームの送信信号の復調結果ｘ^ を得ることが可能である。
【数８】
2019062384.tif 000010
【００４３】
従って、ＭＭＳＥでは、Ｗを算出するのに逆行列演算が必要となる。例えば非特許文献１では、ストラッセン方式の逆行列演算を用いて復調処理を行っている。ストラッセン方式は、正方行列をブロック行列に分割することで演算量の削減を図っている。しかしながら、第１実施例で説明した移動局では、受信信号レベルの高い干渉信号を検出し、０に置換後のチャネル行列Ｈ^'を用いるため、成分に０が含まれる。従って、ブロック行列の逆行列を算出するストラッセン方式では０除算が発生する可能性が高いため、演算誤差が増大しやすい。演算誤差を低減するためには、例えば、ＦＰＧＡで実装する際は量子化ビット数を十分に確保するのが望ましいが、一般に演算規模は増大するため、受信処理に要する演算規模等の制約により実装が困難となる。
【００４４】
本実施例では、逆行列の公式をウェイト行列Ｗの算出に用いる。逆行列の公式は、例えばストラッセン方式やＬＵ分解などの行列演算に比べ、演算量が多いことで知られているが、演算誤差を増大させる除算の算出が１回のみで済み、中間演算で除算が発生しないため、一部のチャネル推定値を０に置換しても０除算が生じない。
【００４５】
従って、第３実施例によれば、受信信号と０に置換後のチャネル行列Ｈ^'に対して、逆行列の公式を用いて復調処理を施すことで、チャネル推定値を０に置換した場合に生じる演算アルゴリズムに基づく劣化を緩和することが可能である。
なお、上記説明では、ＭＩＭＯ信号検出方法としてＭＭＳＥに関して説明を行ったが、ＺＦを用いてもよい。
【００４６】
各実施例を参照して説明したように、本発明では、１以上の送信系統を有する送信側の通信装置（本例では、基地局）と、１以上の受信系統を有する受信側の通信装置（本例では、移動局）とを備えた無線通信システムにおいて、受信側の通信装置が、送信系統と受信系統の組み合わせ毎にチャネル推定値を算出するチャネル推定手段（本例では、受信ＢＢ部１０８）と、送信系統又は受信系統のいずれかが所定の障害状況にあることを検出する障害検出手段（本例では、干渉検出部１０９）と、所定の障害状況にあることが検出された送信系統又は受信系統に対応するチャネル推定値を、０もしくは０の近似値に置換する置換手段（本例では、信号訂正部１１０）と、置換後のチャネル推定値に基づいて、送信系統及び受信系統のウェイトを算出するウェイト算出手段（本例では、ＦＢ情報生成部１１２）と、を備えた。
【００４７】
このような構成によれば、受信側の通信装置で送信系統及び受信系統のウェイトを算出する際に、所定の障害状況にある送信系統又は受信系統に対応するチャネル推定値が他のチャネル推定値に悪影響を及ぼすことを防止できる。従って、受信側の通信装置は、送信系統及び受信系統のウェイトを適切に算出することができ、無線通信システム全体の伝送品質の低下を抑制できる。
【００４８】
なお、所定の障害状況は、一例として、受信系統に対する干渉が挙げられる。この場合は、例えば、受信信号の被干渉電力を検出して所定の閾値と比較することで、受信系統に対する干渉を判断することができる。また、所定の障害状況は、別の例として、送信系統や受信系統の故障が挙げられる。この場合は、例えば、送信側から送信系統毎の既知信号（プリアンブル信号やパイロット信号）を送信し、受信信号を既知信号に対して同期判定し、同期できない受信信号を調べること、送信系統や受信系統の故障を判断することができる。
【００４９】
ここで、本発明は、以下のような移動局として把握することもできる。
すなわち、本発明に係る移動局は、情報ビット入力に対する誤り訂正符号化処理により生成された符号化ビットがデジタル変調された変調信号を受信する移動局であって、各系統の受信信号に基づいてチャネルを推定するチャネル推定手段と、各系統の受信信号もしくはチャネル推定値から所定の干渉状況を検出する干渉検出手段と、前記干渉検出手段により前記所定の干渉状況が検出された場合には、その干渉状況に対応するチャネル推定値を０に置換する出力制御手段と、０に置換後のチャネル推定値を含むチャネル行列から固有値を算出し、当該固有値に基づく送信アンテナウェイト及び受信アンテナウェイトに関するウェイト情報を算出する算出手段と、チャネル行列及び前記算出したウェイト情報に基づいて全系統の受信信号を処理する復調手段と、前記算出したウェイト情報を基地局に通知する送信手段を備えることを特徴とする。
【００５０】
また、本発明に係る移動局は、更に、前記出力制御手段から出力される前記所定の干渉状況が検出されたときに対応したチャネル行列に対して、前記復調手段又は前記算出手段の少なくとも一方で、チャネル推定値を０に置換した際に生じる演算時のショックを緩和させる手段を備えることを特徴とする。
【００５１】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された無線通信システムに限定されるものではなく、上記以外の無線通信システムに広く適用することができることは言うまでもない。
また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法や方式、そのような方法や方式を実現するためのプログラム、そのプログラムを記憶する記憶媒体などとして提供することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、送信側装置と受信側装置の間で無線通信を行う無線通信システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１００：基地局のＭＩＭＯ送信処理部、  １０１：基地局の送信ＢＢ部、  １０２：基地局の送信ＲＦ部、  １０３：基地局のスイッチ、  １０４：基地局のアンテナ、  １０５：移動局のアンテナ、  １０６：移動局のスイッチ、  １０７：移動局の受信ＲＦ部、  １０８：移動局の受信ＢＢ部、  １０９：干渉検出部、  １１０：信号訂正部、  １１１：移動局のＭＩＭＯ受信処理部、  １１２：ＦＢ情報生成部、  １１３：ＭＩＭＯ送信処理部、  １１４：移動局の送信ＢＢ部、  １１５：移動局の送信ＲＦ部、  １１６：基地局の送信ＲＦ部、  １１７：基地局の受信ＢＢ部、  １１８：基地局のＭＩＭＯ受信処理部
【図１】
2019062384.tif 000011
【図２】
2019062384.tif 000012
【図３】
2019062384.tif 000013