(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信の基準として用いられるパイロット信号をダウンリンクで送信する手段と、前記パイロット信号を受けてアップリンクを介して送り返されてきた第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号を受信して、前記パイロット信号がたどったダウンリンクの伝搬路に関する伝搬路情報を第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号の比較演算により推定する手段と、制御信号を用いて取得したアップリンクの品質に基づいて、第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号を用いて伝搬路情報を推定する方法と、前記無線端末装置に伝搬路に関する情報を量子化させてフィードバックさせる方法を、適応的に選択する手段とを備える基地局と、
前記基地局からダウンリンクの伝搬路の影響を受けたパイロット信号を受信して、前記基地局の既知の値をかけ加えて 前記影響を受けたパイロット信号を第１の返送パイロット信号として送信する手段と、前記基地局から送信されたパイロット信号と同様の内容の信号を第２の返送パイロット信号として前記第１の返送パイロット信号と同一周波数帯で送信する手段とを備える無線端末装置と、
を有することを特徴とする伝搬路情報を推定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、無線通信システムに関し、詳しくは、パイロット信号を用いる無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
パイロット信号を用いた無線通信方法については、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された無線通信システムは、パイロット信号を基地局からセル内に在圏している端末に対して通知し、そのパイロット信号を用いて通信の確立および通信品質の向上を行なっている。また、当該無線通信システムの基地局は、複数パターンのパイロット信号を送信でき、セル環境に応じて送信するパターンを決定する。
【０００３】
また、送信側と受信側とでフィードバックループを構築して通信品質を向上させる無線通信方法については、例えば特許文献２および特許文献３に記載されている。
【０００４】
特許文献２に記載された無線通信システムでは、受信側の無線通信機は、送信側の無線通信機からのフィードバック要求に応じて無線通信機間の伝搬路（チャネル）の情報を推定する推定部を有して、推定された情報に基づいて通信を行なうことに良好であろう送信方法を選択して、送信側の無線通信機に通知する。その後、送信側の無線通信機は、指定された送信方法に従って受信側の無線通信機と通信する。
【０００５】
特許文献３に記載された無線通信システムでは、受信側のユーザ端末は、送信側のアクセスポイントからのフィードバック要求に応じて、アクセスポイントとユーザ端末間の伝搬路（チャネル）の情報を推定して、推定した情報をフィードバック情報（ダウンリンクの伝搬路情報）として送信側のアクセスポイントに通知する。その後、アクセスポイントは、通知されたフィードバック情報に基づいてダウンリンクの伝搬路情報から定まる通信を行なうことに良好であろう送信方法を用いて受信側のユーザ端末と通信する。
【０００６】
ダウンリンクの伝搬路情報は、例えば、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）やビームフォーミング（Beamforming）で送信する基地局において用いられている。当該伝搬路情報を用いることによって基地局は、伝搬路の状況に応じて最適なビーム形状や送信ウェイトで信号を送信できる。ダウンリンクの伝搬路情報を得るため、端末が得たダウンリンクの伝搬路情報を量子化し、アップリンクを利用して基地局へフィードバックしている。
【０００７】
また、ＭＩＭＯ伝搬路でのパイロット信号の具体例は、例えば、非特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】再表２００７−１２５８８９号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８１０９２号公報
【特許文献３】特表２００８−５４５２９３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  ｓｔｄ  ８０２．１６ｅ−２００５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記したように、ダウンリンクの伝搬路情報を端末から基地局にフィードバックするにあたり、端末において推定したダウンリンクの伝搬路情報を量子化している。
【００１１】
しかしながら、端末において量子化を行なうことによって、基地局への情報のフィードバックに数シンボルを必要とすることもある。数シンボルの伝搬路情報は、フィードバックに要するオーバヘッドとなり、アップリンクの伝送速度の低下につながっている。
【００１２】
また、端末において量子化を行って得た伝搬路情報を基地局へフィードバック処理するには処理時間が掛かる。このため、例えば、基地局において、フィードバックされた伝搬路情報を得て、その後、計算して最適なウェイトを決定して、そのウェイトに基づくように動作して信号を送信するときには、ダウンリンクの伝搬路の現実の状況が既に変化してしまうことがあり、最適なウェイトからずれてしまう問題がある。
【００１３】
本発明は、上記課題をふまえて、基地局と無線端末装置との間の伝搬路情報を、高速且つリンクのオーバヘッドを少なくフィードバックする無線通信システムおよび伝搬路情報の取得方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る無線通信システムは、通信の基準として用いられるパイロット信号をダウンリンクで送信する手段と、前記パイロット信号を受けてアップリンクを介して送り返されてきた第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号を受信して、前記パイロット信号がたどったダウンリンクの伝搬路に関する伝搬路情報を第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号の比較演算により推定する手段と、制御信号を用いて取得したアップリンクの品質に基づいて、第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号を用いて伝搬路情報を推定する方法と、前記無線端末装置に伝搬路に関する情報を量子化させてフィードバックさせる方法を、適応的に選択する手段とを備える基地局と、前記基地局からダウンリンクの伝搬路の影響を受けたパイロット信号を受信して、前記基地局の既知の値をかけ加えて 前記影響を受けたパイロット信号を第１の返送パイロット信号として送信する手段と、前記基地局から送信されたパイロット信号と同様の内容の信号を第２の返送パイロット信号として前記第１の返送パイロット信号と同一周波数帯で送信する手段とを備える無線端末装置と、を有することを特徴とする。 
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基地局と無線端末装置との間の伝搬路情報を、高速且つリンクのオーバヘッドを少なくフィードバックする無線通信システムおよび伝搬路情報の取得方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態にかかる無線通信システム１の構成を示す説明図である。
【図２】モバイルＷｉＭＡＸで用いられている基準信号を示す説明図である。
【図３】第２の実施形態にかかる無線通信システム２の構成を示す説明図である。
【図４】第３の実施形態にかかる無線通信システム３の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態の無線通信システムを図１に基づいて説明する。なお、本発明と関係が少ない構成や自明な構成については説明を簡単にする為、記載を省略する。
【００１８】
無線通信システム１は、基地局１００（BS）、無線端末装置２００（MS）から構成される。BSやMSは通信規格毎に定められた名称であるが、他にもNodoBやUEなど様々な名称を有する無線局であっても同様に動作させればよい。
【００１９】
基地局１００は、通信の基準として用いられるパイロット信号（基準信号）を生成して送出するパイロット信号送信部１１０と、受信した第１の返送パイロット信号（第１の返送基準信号）および第２の返送パイロット信号（第２の返送基準信号）から、ダウンリンクの伝搬路情報を推定する伝搬路情報推定部１２０を有する。  
パイロット信号は、通信規格で定められた他の局に対して基準となるタイミングや信号を通知する１ないし複数定義された信号である。例えば、非特許文献１に記載されているモバイルＷｉＭＡＸにて定義されている、ＤＬ ＰＵＳＣ（Downlink Partially Used SubChannelization）と呼ばれるサブキャリアの配列方法では、図２のようになる。２ｘ１４のサブキャリアのうち、４つのサブキャリアがパイロットサブキャリア（＝基準信号）となっている。
【００２０】
また、ＬＴＥ通信規格では、基準信号は、レファレンス信号と呼ばれて用いられている。
【００２１】
何れの基準信号も、周波数と時間のサブキャリアからなるフレームの中にパイロットとして用いられる基準信号が配置されており、それぞれの基準信号は所定のシンボル（例えば、ランダム信号のBPSKシンボルなど）となっている。また、アンテナが複数の場合は、アンテナごとにパイロットとする信号の配置パターンが準備されている。それぞれの信号の時間軸と周波数軸上の位置では、他のアンテナからはサブキャリアを送信しないようにすることで、それぞれの基準信号が干渉しないように規格化されている。
【００２２】
パイロット信号送信部１１０では、複数準備されたパイロット信号を使用して、基地局１００が無線端末装置ごとに決定する。例えば、基地局１００は、無線端末装置２００とリンクを確立するとき、制御信号として基地局１００から無線端末装置２００へとその決定の内容が通知される。例えば、ＰＮ系列などのランダムな系列として準備しておけば、無線端末装置ごとに異なるパイロット信号を使用することができ、かつ、他の基地局から送信されたパイロット信号とが干渉した場合でも受信側で相関をとることで所望のパイロット信号を検出することができる。
【００２３】
無線端末装置２００は、基地局１００から受信したパイロット信号を量子化を行わずに第１の返送パイロット信号として送信するパイロット信号返送部２１０と、基地局１００から受信したパイロット信号と同様の内容の信号を第２の返送パイロット信号として送信するパイロット信号送信部２２０とを有する。
【００２４】
パイロット信号返送部２１０は、受信した伝搬路の影響を受けたパイロット信号を受けて、その信号を、デジタル処理回路などに送らずに、アナログ波の状態で、既知の値をかけ加えて増幅して第１の返送パイロット信号を生成してアンテナから送信する。なお、既知の値は、１種類でもよいし、複数種類のなかか選択されるようにしてもよい。また、動的に選択されるようにしてもよい。
【００２５】
パイロット信号送信部２２０は、基地局１００から送信されたパイロット信号と同様の内容の信号を第２の返送パイロット信号として送信する。なお、パイロット信号の種別は、上記のように予め制御信号等を用いて通知されているか、もしくは受けたパイロット信号から識別する。
【００２６】
次に、無線通信システム１の全体の動作を説明する。説明は、図１中に記号を例示しながら行なう。  
基地局１００からパイロット信号Ｐを送信する。パイロット信号Ｐは、無線端末装置２００においても既知の信号である。基地局１００から送信されたパイロット信号Ｐは、ダウンリンクの伝搬路によって歪みを受けた状態となり無線端末装置２００にて受信される。このとき、ダウンリンクの伝搬路の歪みをＨとすると、無線端末装置２００で受信される信号は、ＨＰと表現できる。
【００２７】
次に、無線端末装置２００から、受信した歪みを受けたパイロット信号ＨＰに定数ａを掛けて第１の返送パイロット信号として送信する。このとき、第１の返送パイロット信号を生成するパイロット信号返送部２１０は、量子化などの処理を行わずに、受信したパイロット信号から即座に第１の返送パイロット信号を生成する。送信する第１の返送パイロット信号は、品質の良いアップリンクチャネル、例えば、アップリンクの中で周波数軸の品質の良いサブチャネルを適応的に選択して送信するようにしてもよい。
【００２８】
定数ａは、基地局１００で受信したときのダイナミックレンジを調整する既知の値であり、伝搬路で減衰したパイロット信号の振幅を補償するための係数として設定される。定数ａは、下記に示すように基地局１００での伝搬路情報の推定に使用される。  
また、ａの値は、基地局１００で既知としておく。例えば、ａ≒１／｜Ｈ｜となるように設定されるのがよい。このとき、第１の返送パイロットの振幅は、｜ａＨＰ｜  ≒  ｜Ｐ｜となる。従って、この基地局で第１の返送パイロットを受信したとき、良好なS/Nを得ることができる。  
また、Ｈの振幅は状況に応じて変化するため、ａの値もＨの変化に応じて変化させると好ましい。例えば、複数のａの値を基地局１００およびそれぞれの端末装置の双方で準備しておき、どの値を使用するかの情報を、基地局または端末局が決定し、制御チャネルを介して伝達されてもよい。  
なお、ａの値は、基地局１００で既知の値とできる値であれば、上記に限定されるものではない。
【００２９】
無線端末装置２００から送信された第１の返送パイロット信号ａＨＰは、アップリンクの伝搬路によって歪みを受け基地局１００にて受信される。このとき、アップリンクの伝搬路の歪みをＨ’とすると、基地局１００で受信される歪みを受けた第１の返送パイロット信号Ｓ１は、ａＨ’ＨＰと表現できる。  
ここで、通信周波数と時間がほぼ同一とみなすことができる場合は、ダウンリンクの伝搬路の係数Ｈをフィードバックしなくとも、アップリンクのＨ’をＨと基地局でみなせばよい。他方、ここではダウンリンクの伝搬路の係数Ｈとアップリンクの係数Ｈ’は、周波数または時間の関数であれば、ＨとＨ’は一致しないことが多々在る。特に周波数ダイバシティ効果を望むように構成された無線通信システムでは、一致しないことが多い。また、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式や多数のサブキャリアを用いる通信方式の無線通信システムなども同様である。
【００３０】
無線端末装置２００から、第１の返送パイロット信号と同じフレーム（周波数）の別のスロットを使用して、先ほど基地局１００から送信されたパイロット信号Ｐと同様の内容の信号を第２の返送パイロット信号として送信する。すなわち、第１の返送パイロット信号と第２の返送パイロット信号は、同一周波数帯でほぼ同時に送信される。  
このとき、第２の返送パイロット信号は、パイロット信号送信部２２０によって生成される。無線端末装置２００から送信された第２の返送パイロット信号（パイロット信号Ｐ）は、アップリンクの伝搬路の歪みＨ’を受けて、基地局１００で受信される。基地局１００で受信される歪みを受けた第２の返送パイロット信号Ｓ２は、Ｈ’Ｐと表現できる。
【００３１】
次に、基地局１００において伝搬路情報推定部１２０は、無線端末装置２００から受信した歪みを受けた第１の返送パイロット信号Ｓ１と歪みを受けた第２の返送パイロット信号Ｓ２とを用いて、ダウンリンクの伝搬路情報を推定する。  
伝搬路情報推定部１２０による伝搬路情報の推定は、歪みを受けた第１の返送パイロット信号Ｓ１及び歪みを受けた第２の返送パイロット信号Ｓ２を比較演算することによって伝搬路歪みＨを得る。  
当該比較演算を数式化すれば下記数１に記載された式１となる。当該式１は、Ｓ１を変形してＳ２を代入した式である。式１から分かるようにＳ１とＳ２と既知の実定数である定数ａとから容易にＨを算出できる。なお、定数ａは、無線端末装置２００において第２の返送パイロット信号に対しても掛け加えておくことによって、動的に変動させることができる。ただし、第２の返送パイロット信号の送出が大きくなる。
【００３２】
【数１】
0005652609.tif 000002
【００３３】
また、無線端末装置２００から、第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号について、それぞれの振幅を時間軸に対して反転させて送信するようにしてもよい。このようにすれば、基地局１００で反転したそれぞれの歪みを受けた第１の返送パイロット信号Ｓ１及び歪みを受けた第２の返送パイロット信号Ｓ２から、容易にＨを算出できると共に、既知のパイロット信号と異なる信号波形となり、混信などの問題が生じにくくなる。
【００３４】
このように動作させることによって推定された伝搬路情報は、基地局１００および無線端末装置２００によって通信品質の向上に使用される。当該基地局１００および無線端末装置２００とのダウンリンクの伝搬路情報の推定は、高速且つアップリンクのオーバヘッドを少なくフィードバックできている。
【００３５】
以上、説明の簡略化のため基地局１００および無線端末装置２００において一つずつのアンテナを利用して、ダウンリンクの伝搬路情報を、基地局側にフィードバックする方法を示した。
【００３６】
次に、第２の実施形態の無線通信システム２を図３に基づいて説明する。
【００３７】
第１の実施形態では、１つの基地局１００のアンテナと１つの端末装置２００のアンテナの構成において、伝搬路情報をフィードバックする方法を示した。  
しかしながら、基地局においてダウンリンクの伝搬路情報を使用する無線通信システムでは、送信側においてビームフォーミングを行う場合や、固有モード伝送などのＭＩＭＯ通信を行う場合が例示できる。ビームフォーミングは、基地局のアンテナが複数であることが必要条件である。また、ＭＩＭＯは、基地局と端末のアンテナの双方が複数であることが必要条件である。  
従って、第２の実施形態では、基地局のアンテナと端末装置のアンテナがそれぞれ複数の場合を示す。以下では、基地局のアンテナをＭ個、端末装置のアンテナをＮ個として説明する。
【００３８】
無線通信システム２は、基地局３００（BS）、無線端末装置４００（MS）から構成される。
【００３９】
基地局３００は、それぞれのアンテナから送出するパイロット信号を生成して送出するパイロット信号送信部３１０と、各アンテナから受信したそれぞれの第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号から、そのアンテナを介して通信したダウンリンクの伝搬路情報を推定する伝搬路情報推定部３２０を有する。
【００４０】
無線端末装置４００は、基地局３００からそれぞれのアンテナを介して受信したパイロット信号を量子化を行わずにそれぞれ第１の返送パイロット信号として送信するパイロット信号返送部４１０と、それぞれのアンテナを介して基地局３００から受信したパイロット信号と同様の内容の信号をそれぞれ第２の返送パイロット信号として送信するパイロット信号送信部４２０とを有する。
【００４１】
無線通信システム２において複数のアンテナを利用して通信すると、複数の伝搬路が形成される。基地局３００でＭ個のアンテナ、無線端末装置４００でＮ個のアンテナを使用すると、Ｍ×Ｎ個の伝搬路（ＭＩＭＯ伝送路）を定義することができる。Ｍ×Ｎ個の伝搬路についてそれぞれの伝搬路情報を取得することで、基地局３００と端末装置４００間の通信品質を向上させることができる。なお、複数のアンテナを利用する場合は、予め割当てられたり通知されるなどして、それぞれのアンテナから送信されるパイロット信号は受信側にて分離可能に扱われる。
【００４２】
次に、無線通信システム２の動作を説明する。
【００４３】
基地局３００から、それぞれのアンテナからそれぞれのパイロット信号Ｐ１〜Ｍを送信する。パイロット信号Ｐ１〜Ｍは、無線端末装置４００においても既知のものである。基地局３００から送信されたパイロット信号Ｐ１〜Ｍは、それぞれのダウンリンクの伝搬路によって歪みを受け無線端末装置２００にて受信される。
【００４４】
次に、端末装置４００から、受信した歪みを受けたそれぞれのパイロット信号に既知の値をかけ加えてそれぞれ第１の返送パイロット信号として送信すると共に、受信したパイロット信号Ｐ１〜Ｍと同様の内容の信号を第２の返送パイロット信号としてそれぞれのアンテナから送信する。  
このとき、端末装置４００は、品質のよいアンテナを適応的に選択して、第１及び第２の返送パイロットを送信することとしてもよい。  
なお、上記第１の実施形態で示したように、第２の返送パイロット信号に第１の返送パイロット信号と同じ既知の値をかけ加えて送信などの変更を加えてもよい。
【００４５】
次に、基地局３００において伝搬路情報推定部３２０は、適宜使用するそれぞれのＭＩＭＯ伝搬路について、端末装置４００から送信されて所定のアンテナから受信したそれぞれの第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号から、パイロット信号Ｐ１〜Ｍのたどったダウンリンクの伝搬路情報を推定する。
【００４６】
ここで、ＭＩＭＯ伝搬路の基地局３００のアンテナ１と無線端末装置４００のアンテナ１との間の伝搬路のダウンリンクとアップリンクの係数ｈ１１とｈ’１１に着目すると、係数ｈ１１とｈ’１１は、第１の実施形態のダウンリンクの係数Ｈをｈ１１に、アップリンクの伝搬路の係数Ｈ’をｈ’１１にと見做すことができる。
【００４７】
すなわち、第１の実施形態と同様のパイロット信号の送信方法で、伝搬路歪みｈ１１を基地局３００にフィードバックでき、伝搬路歪みｈ１１について伝搬路情報を取得することができる（図３参照）。
【００４８】
他のｈｎｍについても同様に、第１の返送パイロット信号Ｓ１ｎｍと歪みを受けた第２の返送パイロット信号Ｓ２ｎｍを用いて比較演算することで、伝搬路歪みｈｎｍを求めることができる。ここで、ｎとｍは、それぞれ基地局３００のｍ番目のアンテナ、無線端末装置４００のｎ番目のアンテナを示す。
【００４９】
以下にＭＩＭＯ伝搬路のそれぞれの伝搬路歪みを示す式２を数２に示す。
【００５０】
【数２】
0005652609.tif 000003
【００５１】
図３中では、最後のＭＩＭＯ伝搬路にあたる伝搬路歪みｈＮＭについて、伝搬路歪みｈ１１と同様に示している。伝搬路歪みｈＮＭは、基地局３００のＭ番目のアンテナと無線端末装置４００のＮ番目のアンテナとの間にあたるＭＩＭＯ伝搬路の伝搬路情報である。なお、他の伝搬路歪みについては図中の記載を省略する。
【００５２】
推定された各ＭＩＭＯ伝搬路情報は、基地局３００および端末装置４００によって通信品質の向上に使用される。
【００５３】
なお、本実施形態では、基地局と端末装置とが１対１のＭＩＭＯ通信について説明したが、１対多のＭＩＭＯ通信（マルチユーザＭＩＭＯ）や多対１通信などでも同様に、伝搬路毎に第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号を送り返すことで伝搬路情報をフィードバックできる。
【００５４】
すなわち、基準信号を送信する無線機と基準信号を受信する無線機との間の伝搬路情報を、高速且つフィードバックに要するオーバヘッドを少なくして取得できる。
【００５５】
次に、第３の実施形態の無線通信システム３を図４に基づいて説明する。
【００５６】
無線通信システム３は、基地局５００（BS）および無線端末装置６００（MS）から構成される。
【００５７】
基地局５００は、第１の実施形態の基地局１００と同様の構成（パイロット信号送信部５１０、伝搬路情報推定部５２０）に加え、品質計測部５３０とフィードバック方法選択部５４０を有する。
【００５８】
品質計測部５３０は、アップリンクの品質を計測する手段として動作する。品質は、例えば、S/N比を用いる。
【００５９】
フィードバック方法選択部５４０は、品質計測部５３０からの品質を示す情報に応じて、無線端末装置６００でのフィードバック方法を適応的に選択する。
【００６０】
無線端末装置６００は、第１の実施形態の無線端末装置２００と同様の構成（パイロット信号返送部６１０、パイロット信号送信部６２０）に加え、ダウンリンクの伝搬路情報を量子化してフィードバックする方法を行う伝搬路情報量子化フィードバック部６３０を有し、基地局５００からのフィードバックする方法の指示に従い、伝搬路歪みをフィードバックする方法を選択する。
【００６１】
伝搬路情報量子化フィードバック部６３０は、受信した信号に基づき伝搬路の歪みを推定する推定する手段と基地局５００側に推定した値をフィードバックする手段などから構成させる。
【００６２】
次に、無線通信システム３の全体の動作を説明する。  
基地局５００は、制御信号などを用いて通信品質を無線端末装置６００から取得する。基地局５００は、取得した通信品質に基づき、アップリンクの通信品質（S/N比など）がよいときには、第１の実施形態で説明したフィードバック方法を選択する。他方、アップリンクの品質が悪いときは、ダウンリンクの伝搬路情報を量子化してフィードバックする方法を選択する。基地局５００は、選択した方法を無線端末装置６００に通知する。
【００６３】
その後、無線通信システム３は、選択された方法に基づいて、ダウンリンクの伝搬路の歪みについてフィードバックを行なう。
【００６４】
このように動作させることで、伝搬路情報を基地局側で取得できる確実性などが向上する。
【００６５】
なお、本実施形態では、第１の実施形態を用いて説明したが、第２の実施形態で示したＭＩＭＯ通信においても同様に適用でき、通信品質の向上に寄与できる。また、基地局は、推定又は取得したダウンリンクの伝搬路情報を使用して、複数のアンテナを用いて行なうビームフォーミングを行なうビームフォーミング決定部やＭＩＭＯ通信の送信ウェイトを決定する送信ウェイト決定部を動作させるようにしてもよい。
【００６６】
次に、効果について説明する。
【００６７】
１）ダウンリンクの伝搬路情報を量子化せずにアップリンクにのせて１シンボルでフィードバックできるため、伝搬路情報をフィードバックするためのオーバヘッドを軽減することができる。即ち、通信のスループットを向上させる効果がある。
【００６８】
２）無線端末装置において、受信したパイロット信号をほぼそのまま送信するため、無線端末装置での演算量を軽減することができる。
【００６９】
３）さらに、無線端末装置での処理が少ないため、フィードバックの時間を短縮できる。すなわち、パイロット信号を基地局が送信してから、その伝搬路情報を使用した送信を行うまでの、伝搬路の時間変化にかかる通信品質の劣化を軽減できる。換言すれば、時間変化の大きい伝搬路において通信品質を大きく向上させることができる。  
本発明は、移動体通信方式や固定通信方式など様々な無線通信システムに使用できる。とりわけ、周波数分割複信および同様に複数の周波数帯を利用する無線通信システムにおいて、送信ビームフォーミング、固有モード伝送を行う場合に大きな効果を奏する。  
また、無線端末装置が移動している場合にも大きな効果が期待できる。
【００７０】
また、同様の信号処理方法で、無線端末装置から送信した基準信号を用いて、基地局から第１の返送基準信号および第２の返送基準信号を送信し、無線端末装置側でアップリンクの伝搬路情報を推定することもできる。
【００７１】
また、一の無線局が、送信側と受信側の両方の手段を有することとしてもよい。当該構成は、メッシュ型、ツリー型ネットワークを構成し得る無線局に適する。また、ネットワークの構築に、伝搬路情報を使用できる。
【００７２】
以上説明したように、本発明によれば、本発明によれば、一の無線局と他の無線局との間の伝搬路情報を、高速且つリンクのオーバヘッドを少なくフィードバックする無線通信システムおよび伝搬路情報の取得方法を提供できる。
【００７３】
尚、無線通信システムの各部は、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせを用いて適宜実現すればよい。ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせた形態では、基地局又は無線端末装置をそれぞれ上記説明したフィードバック方法を実現するようにハードウェアをソフトウェアによって動作させればよい。例示すれば、ＲＡＭにフィードバックプログラムを展開し、当該プログラムに基づいて各装置の制御部（ＣＰＵ）を各種手段として動作させる。
【００７４】
また、上記実施の形態は適宜組み合わせることができる。
【００７５】
また、本発明の具体的な構成は前述の実施の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変更があってもこの発明に含まれる。
【００７６】
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下のようにも記載されうる。尚、以下の付記は本発明をなんら限定するものではない。  
［付記１］
通信の基準として用いられる基準信号を送信する手段と、前記基準信号を受けて送り返されてきた第１の返送基準信号および第２の返送基準信号から、前記基準信号がたどった伝搬路に関する伝搬路情報を推定する手段とを備える第１の無線局と、
前記第１の無線局から伝搬路の影響を受けた基準信号を受信して、既知の値をかけ加えて前記影響を受けた基準信号を第１の返送基準信号として送信する手段と、前記第１の無線局から送信された基準信号と同様の内容の信号を第２の返送基準信号として送信する手段とを備える第２の無線局と、
を有することを特徴とする伝搬路情報を推定する無線通信システム。
【００７７】
［付記２］
パイロット信号を送信する手段と、アップリンクを介して受信した第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号を比較演算してダウンリンクの伝搬路情報を推定する手段とを備える基地局と、
前記基地局からダウンリンクを介して受信したパイロット信号を量子化を行わずに第１の返送パイロット信号として送信する手段と、前記基地局から受信したパイロット信号と同様の内容の信号を第２の返送パイロット信号として送信する手段とを備える無線端末装置と、
によって構成され、
前記基地局において、パイロット信号を送信し、
前記無線端末装置において、受信したダウンリンクの伝搬路の影響を受けたパイロット信号を量子化せずにその内容を第１の返送パイロット信号として送信すると共に、前記基地局から送信されたパイロット信号と同様の内容の信号を第２の返送パイロット信号として送信し、
前記基地局において、受信したアップリンクの伝搬路の影響を受けた前記第１及び第２の返送パイロット信号に基づいてダウンリンクの伝搬路情報を推定する
ことを特徴とする上記付記に記載の伝搬路情報をフィードバックする無線通信システム。
【００７８】
［付記３］
前記基地局は、複数のアンテナを備え、伝搬路毎に伝搬路情報を推定可能とすることを特徴とする上記付記に記載の無線通信システム。
【００７９】
［付記４］
前記基地局は、推定した伝搬路情報を使用して、ビームフォーミングを決定可能とする手段、および／またはＭＩＭＯ通信に用いる送信ウェイトを決定可能とする手段を有することを特徴とする上記付記に記載の無線通信システム。
【００８０】
［付記５］
前記基地局および前記無線端末装置は、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式を用いて通信することを特徴とする上記付記に記載の無線通信システム。
【００８１】
［付記６］
前記無線端末装置は、複数のアンテナを備え、伝搬路毎に第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号を送信可能であることを特徴とする上記付記に記載の無線通信システム。
【００８２】
［付記７］
前記無線端末装置は、前記第１及び第２の返送パイロットを送信するときに、品質のよいアンテナを適応的に選択して送信することを特徴とする上記付記に記載の無線通信システム。
【００８３】
［付記８］
前記基地局は、制御信号を用いて取得したアップリンクの品質に基づいて、第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号を用いて伝搬路情報を推定する方法と、前記無線端末装置に伝搬路に関する情報を量子化させてフィードバックさせる方法を、適応的に選択する手段を有することを特徴とする上記付記に記載の無線通信システム。
【００８４】
［付記９］
前記無線端末装置は、前記第１及び第２の返送パイロットを送信するときに、品質のよいチャネルを適応的に選択して送信することを特徴とする上記付記に記載の無線通信システム。
【００８５】
［付記１０］
第１の無線局から通信の基準として用いられる所定の基準信号を送信し、
受信側となる第２の無線局において、受信した伝搬路の影響を受けた基準信号を受信して、既知の値をかけ加えて前記影響を受けた基準信号を第１の返送基準信号として送信すると共に、前記所定の基準信号と同様の内容の信号を第２の返送基準信号として送信し、
前記第１の無線局において、送り返されてきた前記第１の返送基準信号および前記第２の返送基準信号から、前記基準信号がたどった無線局間の伝搬路に関する伝搬路情報を推定して取得する
ことを特徴とする伝搬路情報の取得方法。
【００８６】
［付記１１］
基地局からパイロット信号を送信し、
端末において、受信したダウンリンクの伝搬路の影響を受けたパイロット信号を量子化せずにその内容を第１の返送パイロット信号として送信すると共に、前記基地局から送信されたパイロット信号と同様の内容の信号を第２の返送パイロット信号として送信し、
前記基地局において、受信したアップリンクの伝搬路の影響を受けた前記第１及び第２の返送パイロット信号に基づいてダウンリンクの伝搬路情報を推定する
ことを特徴とする上記付記に記載の伝搬路情報の取得方法。
【００８７】
［付記１２］
前記基地局は、複数のアンテナを備え、伝搬路毎に伝搬路情報を推定することを特徴とする上記付記に記載の伝搬路情報の取得方法。
【００８８】
［付記１３］
前記基地局は、推定した伝搬路情報をビームフォーミングを決定することに用いることを特徴とする上記付記に記載の伝搬路情報の取得方法。
【００８９】
［付記１４］
前記基地局は、推定した伝搬路情報をＭＩＭＯ通信に用いる送信ウェイトを決定することに用いることを特徴とする上記付記に記載の伝搬路情報の取得方法。
【００９０】
［付記１５］
前記基地局および前記無線端末装置は、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式を用いてパイロット信号、第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号を通信することを特徴とする上記付記に記載の伝搬路情報の取得方法。
【００９１】
［付記１６］
前記無線端末装置は、複数のアンテナを備え、伝搬路毎に第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号を送信することを特徴とする上記付記に記載の伝搬路情報の取得方法。
【００９２】
［付記１７］
前記無線端末装置は、前記第１及び第２の返送パイロットを送信するときに、品質のよいアンテナを適応的に選択して送信することを特徴とする上記付記に記載の伝搬路情報の取得方法。
【００９３】
［付記１８］
前記基地局は、制御信号を用いて取得したアップリンクの品質に基づいて、第１の返送パイロット信号および第２の返送パイロット信号を用いて伝搬路情報を推定する方法と、前記無線端末装置に伝搬路に関する情報を量子化させてフィードバックさせる方法を、適応的に選択して前記無線端末装置に行わせることを特徴とする上記付記に記載の伝搬路情報の取得方法。
【００９４】
［付記１９］
前記無線端末装置は、前記第１及び第２の返送パイロットを送信するときに、品質のよいチャネルを適応的に選択して送信することを特徴とする上記付記に記載の伝搬路情報の取得方法。
【００９５】
［付記２０］
通信の基準として用いられる基準信号を送信する手段と、
前記基準信号を受信した他の無線局から送信された、伝搬路の影響を受けた基準信号に既知の値をかけ加えた第１の返送基準信号および前記基準信号と同様の内容の信号とを第２の返送基準信号から、前記基準信号がたどった伝搬路に関する伝搬路情報を推定する手段とを備える
ことを特徴とする伝搬路情報を推定する無線局。
【００９６】
［付記２１］
通信の基準として用いられる基準信号を送信すると共に伝搬路情報を推定する無線局から、伝搬路の影響を受けて到達した基準信号を受信して、既知の値をかけ加えて前記影響を受けた基準信号を第１の返送基準信号として送信する手段と、
前記基準信号の受信を受けて、前記無線局から送信された基準信号と同様の内容の信号を第２の返送基準信号として送信する手段と
を備えることを特徴とする伝搬路情報を推定させる無線局。
【００９７】
［付記２２］
通信の基準として用いられる基準信号を送信する手段と、
他の無線局から基準信号を受信した場合に、受信した伝搬路の影響を受けている基準信号に既知の値をかけ加えて第１の返送基準信号として送信する手段と、
前記基準信号の受信を受けて、前記他の無線局から送信された基準信号と同様の内容の信号を第２の返送基準信号として送信する手段と、
自らが送信した基準信号に応じて送信された、第１の返送基準信号および第２の返送基準信号から、自らが送信した基準信号がたどった伝搬路に関する伝搬路情報を推定する手段とを備える
ことを特徴とする伝搬路情報を推定する無線局。
【符号の説明】
【００９８】
１、２、３  無線通信システム
１００、３００、５００  基地局（第１の無線局）
１１０、 ３１０、５１０  パイロット信号送信部（基準信号送信部）
１２０、３２０、５２０  伝搬路情報推定部
２００、４００、６００  無線端末装置（第２の無線局）
２１０、４１０、６１０  パイロット信号返送部（基準信号返送部）
２２０、４２０、６２０  パイロット信号送信部（基準信号送信部）
５３０  品質計測部
５４０  フィードバック方法選択部
６３０  伝搬路情報量子化フィードバック部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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