(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを持つ第一の通信装置であって、
第二の通信装置から通知される、第二の通信装置からの信号の到来角の情報と補正情報とに基づいて、前記第二の通信装置の伝搬路状態を算出する伝搬路状態算出部を有することを特徴とする第一の通信装置。
【請求項２】
前記補正情報は、前記到来角に基づいて決まる応答ベクトルと前記伝搬路状態との間の誤差に基づく情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の第一の通信装置。
【請求項３】
前記伝搬路状態算出部は、
前記到来角を取得する到来角取得部と、
前記到来角に基づいて、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置の間の伝搬路に対応する応答ベクトルを算出する第一応答ベクトル算出部と、
前記補正情報を取得する補正情報取得部と、
前記補正情報と前記到来角に基づいて新たな応答ベクトルを算出する第二応答ベクトル算出部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の第一の通信装置。
【請求項４】
前記第二応答ベクトル算出部は、
前記到来角に基づいて、一次誤差ベクトルを算出し、前記第一応答ベクトル算出部で算出した応答ベクトルに、少なくとも、前記補正情報を前記一次誤差ベクトルに乗算したベクトルを加算することを特徴とする請求項３に記載の第一の通信装置。
【請求項５】
複数のアンテナを持つ第一の通信装置と通信する第二の通信装置であって、
前記第一の通信装置における、前記第二の通信装置からの信号の到来角に基づいて補正情報を生成するフィードバック情報生成部と、
前記補正情報と、前記到来角を示す情報を前記第一の通信装置に通知する送信部とを有することを特徴とする第二の通信装置。
【請求項６】
前記補正情報は、前記到来角に基づいて決まる応答ベクトルと、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間の伝搬路状態との誤差に基づく情報を含むことを特徴とする請求項５に記載の第二の通信装置。
【請求項７】
前記フィードバック情報生成部は、
前記到来角を取得する到来角取得部と、
前記到来角に基づいて、前記伝搬路状態に対応する応答ベクトルを算出する第一応答ベクトル算出部と、
前記第一応答ベクトル算出部で算出した前記応答ベクトルと、前記伝搬路状態からの誤差を算出する残留誤差算出部と、
前記到来角に基づいて一次誤差ベクトルを算出する一次誤差ベクトル算出部と、
前記残留誤差算出部と前記一次誤差ベクトル算出部とに基づいて一次係数を算出する一次係数算出部と、
前記一次係数に基づいて前記補正情報を生成する補正情報生成部と、
を有することを特徴とする請求項６に記載の第二の通信装置。
【請求項８】
複数のアンテナを持つ第一の通信装置におけるプロセッサであって、
第二の通信装置から通知される、前記第一の通信装置における前記第二の通信装置からの信号の到来角の情報と補正情報とに基づいて前記第二の通信装置の伝搬路状態を算出する伝搬路状態算出部を有することを特徴とするプロセッサ。
【請求項９】
複数のアンテナを持つ第一の通信装置と通信する第二の通信装置におけるプロセッサであって、
前記第一の通信装置における前記第二の通信装置からの信号の到来角の情報と、前記到来角に基づいて決まる補正情報を前記第一の通信装置に通知する送信部を有することを特徴とするプロセッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信システム、通信方法、及びプロセッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
＜ＭＵ−ＭＩＭＯ＞
基地局装置が、複数のアンテナを用いて、複数の端末装置に対して、同一時刻・同一周波数で信号を送信する技術を、Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ  Ｍｕｌｔｉ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）という（非特許文献１参照）。基地局装置が、複数の端末装置に対して、同一時刻・同一周波数で信号を送信すると、各端末装置は、他の端末装置宛の信号を干渉として受信してしまう。この干渉をユーザ間干渉（Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：ＭＵＩ）という。ＭＵ−ＭＩＭＯは、このＭＵＩをあらかじめ基地局装置で除去することで、各端末装置にＭＵＩの無い信号を送信する。
＜ビームフォーミング＞
ＭＵ−ＭＩＭＯの中で、広く研究がされているものとしてビームフォーミングという技術がある。図１はビームフォーミングによる通信システムを示した図である。基地局装置１００は、平行かつ等間隔に並べられたアンテナ（線形アレーアンテナ）を用いることで、異なる複数の角度に同時に信号を送信する。そのため、基地局装置１００は端末装置２００と端末装置３００の方向を把握するだけで、複数の端末装置２００と端末装置３００とを多重できる。
【０００３】
基地局装置１００が端末装置２００及び端末装置３００の方向を知る方法は２つある。１つは、端末装置が送信したサウンディング信号を用いて推定する方法である（特許文献１参照）。もう１つは、基地局装置１００が端末装置２００から到来角の通知を受ける方法である。
【０００４】
この各端末装置の「方向」は、端末装置からの信号が基地局装置１００に到達する角度という意味で「到来角」を用いて表す。図２に到来角の定義を示す。到来角は、基地局装置の平行に並んだアンテナを通る直線と直交に交わる線からの角度であり、図２においては、端末装置２００が到来角φ１、端末装置３００が到来角φ２を持つ。
【０００５】
＜到来角通知方法  Ｃｏｄｅｂｏｏｋ＞
ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）（Ｒｅｌｅａｓｅ  １０）で、端末装置が到来角を通知する方法が提案されている（非特許文献２参照）。
【０００６】
ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、端末装置が到来角を通知するために、コードブックを用いる。コードブックとは、基地局装置と端末装置があらかじめ共有しておくプレコーディングベクトルの候補のことである。端末装置は、コードブックの中のプレコーディングベクトルを示す番号を通知するだけで、自端末装置が要求するプレコーディングベクトルを基地局装置に通知できる。
【０００７】
ここで、コードブックが、離散フーリエ変換行列（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ｍａｔｒｉｘ：ＤＦＴ行列）の各列に相当するプレコーディングベクトルを持っている場合、各プレコーディングベクトルは、端末装置の到来角に対応する。例えば線形アレーアンテナが半波長の間隔で配置されている４本のアンテナで構成されている場合、基地局装置と端末装置間の伝搬路は、
A[1 exp(-jπsinφ) exp(-2jπsinφ) exp(-3jπsinφ)]t      （１）
と表される。ここでＡは任意の複素数、φは端末装置の到来角、ｊは虚数単位であり、ｔは転置を表す。φが−π＜φ≦＋πの範囲で動くことにより式（１）が変化する。そのうち特定の角度（例えばφ＝０，±π／２，＋π）のときに４×４のＤＦＴ行列の列と等しくなる。すなわち、端末装置が、ＤＦＴ行列の各列のうちいずれか一つを示す番号を基地局装置に通知することは、式（１）によって対応づけられる到来角を基地局装置に通知することと等価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２００６／０６７８３３号公報
【特許文献２】特表２００２−５１３９４０号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｑ．Ｈ．Ｓｐｅｎｃｅｒ他，“Ａ  Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ，”ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎ．Ｍａｇ．，Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．１０，ｐｐ．６０−７０，Ｏｃｔ．２００４
【非特許文献２】Ｈ．Ｔｏｎｇ他，“Ｃｏｄｅｂｏｏｋ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｆｏｒ  ３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ，”信学技法，ＲＣＳ２０１０−５６，ｐｐ．４７−５２，Ｊｕｌｙ  ２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、実際は、基地局装置と端末装置間の伝搬路は１つとは限らず、異なる到来角を持つ複数の伝搬路が混ざった状態となる。そのため、基地局装置が到来角を把握する従来の方法では、基地局装置が正確に伝搬路状態を把握できない。図３に複数の伝搬路が存在する状況の一例を示す。端末装置２００から送信された信号は、ビルなどの散乱体４００及び散乱体５００に反射して基地局装置１００に受信される。このときに、基地局装置１００から見れば、信号が散乱体４００や散乱体５００の方向（到来角φ１１や到来角φ１２）から到来するため、端末装置２００からの直達波（到来角φ１３）と到来角が異なる。つまり、到来角が有る程度の広がりを持つことになる。この到来角の広がりを「角度広がり」という。
【００１１】
この角度広がりがある場合は、基地局装置が到来角を１つ取得したとしても、基地局装置が正しい伝搬路状態を把握することができない。また、端末装置・基地局装置どちらにおいても、全パスの到来角を誤差無く把握することは難しい。特に、端末装置または基地局装置において、アンテナ数よりも多い数の伝搬路が存在する場合は、各伝搬路を分離することができず、正しく伝搬路を把握することが不可能である。また、端末装置の方向が１つに定まらないのでビームフォーミングを用いることもできない。
【００１２】
そこで、本発明では、複数の伝搬路が存在する環境においても、基地局装置が、最小限の制御情報で、基地局装置−端末装置間の正確に伝搬路状態を把握することを可能にし、ひいてはＭＵ−ＭＩＭＯの特性向上により周波数利用効率改善に寄与する通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による通信装置は、複数のアンテナを持つ通信装置であって、他の通信装置からの信号の到来角と前記他の通信装置が通知する補正情報とに基づいて、前記他の通信装置の伝搬路状態を算出する伝搬路状態算出部を有することを特徴とする。
【００１４】
前記補正情報は、角度広がりによる誤差を補正する情報を含んでもよい。
前記補正情報は、前記到来角に基づいて決まる応答ベクトルに含まれる誤差に基づく情報を含んでもよい。
【００１５】
前記補正情報は、前記到来角に基づいて決まる一次誤差ベクトルの係数を含んでもよい。
前記伝搬路状態算出部は、前記到来角を取得する到来角取得部と、前記到来角に基づいて、当該通信装置と前記他の通信装置の間の伝搬路に対応する応答ベクトルを算出する第一応答ベクトル算出部と、前記補正情報を取得する補正情報取得部と、前記補正情報と前記到来角に基づいて新たな応答ベクトルを算出する第二応答ベクトル算出部と、を有してもよい。
【００１６】
前記第二応答ベクトル算出部で算出する応答ベクトルは、前記第一応答ベクトル算出部で算出した応答ベクトルに、少なくとも、前記係数と前記一次誤差ベクトルを乗算したベクトルを加算して算出してもよい。
【００１７】
前記補正情報は、前記到来角に基づいて決まる一つ以上の誤差ベクトルのそれぞれに対応する係数を含んでもよい。
【００１８】
前記第二応答ベクトル算出部は、前記第一応答ベクトル算出部で算出した応答ベクトルに、前記誤差ベクトルと各々対応する係数を乗算したベクトルを全て加算して応答ベクトルを算出してもよい。
【００１９】
前記到来角取得部は、前記他の通信装置が送信したサウンディング信号に基づいて到来角を推定してもよい。
【００２０】
前記到来角取得部は、前記他の通信装置が通知した到来角情報から到来角を取得してもよい。
【００２１】
本発明による他の通信装置は、複数のアンテナを持つ他の通信装置と通信する通信装置であって、前記他の通信装置における前記他の通信装置の到来角に基づいて補正情報を生成するフィードバック情報生成部と、前記補正情報を前記他の通信装置に通知する送信部とを有することを特徴とする。
【００２２】
前記補正情報は、角度広がりによる誤差を補正する情報を含んでもよい。
前記補正情報は、前記到来角に基づいて決まる応答ベクトルに含まれる誤差に基づく情報を含んでもよい。
前記補正情報は、前記到来角に基づいて決まる一次誤差ベクトルの係数を含んでもよい。
【００２３】
前記フィードバック情報生成部は、前記到来角を取得する到来角取得部と、前記到来角に基づいて、前記他の通信装置と当該通信装置の間の伝搬路に対応する応答ベクトルを算出する第一応答ベクトル算出部と、前記第一応答ベクトル算出部で算出した前記応答ベクトルの前記他の通信装置と当該通信装置の間の伝搬路からの誤差を算出する残留誤差算出部と、前記到来角に基づいて一次誤差ベクトルを算出する一次誤差ベクトル算出部と、前記残留誤差算出部と前記一次誤差ベクトル算出部とに基づいて一次係数を算出する一次係数算出部と、前記一次係数に基づいて前記補正情報を生成する補正情報生成部と、を有してもよい。
【００２４】
前記フィードバック情報生成部は、前記到来角を取得する到来角取得部と、前記到来角に基づいて、前記他の通信装置と当該通信装置の間の伝搬路に対応する応答ベクトルを算出する第一応答ベクトル算出部と、前記第一応答ベクトル算出部で算出した前記応答ベクトルの前記他の通信装置と当該通信装置の間の伝搬路からの誤差を算出する残留誤差算出部と、前記到来角に基づいて一つ以上の誤差ベクトルを算出する誤差ベクトル算出部と、前記残留誤差算出部と前記誤差ベクトル算出部とに基づいて各誤差ベクトルに対応する係数を算出する係数算出部と、前記係数に基づいて前記補正情報を生成する補正情報生成部と、を有してもよい。
【００２５】
本発明による通信システムは、複数のアンテナを持つ第一の通信装置と、一つ以上の第二の通信装置からなる通信システムであって、前記第二の通信装置の少なくとも一部は、前記第一の通信装置における前記第二の通信装置の到来角に基づいて決まる補正情報を前記第一の通信装置に通知する送信部を有し、前記第一の通信装置は、前記到来角と前記補正情報とに基づいて前記第二の通信装置の伝搬路状態を算出する伝搬路状態算出部を有することを特徴とする。
【００２６】
本発明による通信方法は、複数のアンテナを持つ通信装置における通信方法であって、他の通信装置からの信号の到来角と前記他の通信装置が通知する補正情報とに基づいて前記他の通信装置の伝搬路状態を算出するステップを有することを特徴とする。
【００２７】
本発明による他の通信方法は、複数のアンテナを持つ他の通信装置と通信する通信装置における通信方法であって、前記他の通信装置における当該通信装置の到来角に基づいて決まる補正情報を前記他の通信装置に通知するステップを有することを特徴とする。
【００２８】
本発明によるプロセッサは、複数のアンテナを持つ通信装置におけるプロセッサであって、他の通信装置からの信号の到来角と前記他の通信装置が通知する補正情報とに基づいて前記他の通信装置の伝搬路状態を算出する伝搬路状態算出部を有することを特徴とする。
【００２９】
本発明による他のプロセッサは、複数のアンテナを持つ他の通信装置と通信する通信装置におけるプロセッサであって、前記他の通信装置における当該通信装置の到来角に基づいて決まる補正情報を前記他の通信装置に通知する送信部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、複数の伝搬路が存在する環境においても、基地局装置が、最小限の制御情報で、基地局装置−端末装置間の伝搬路状態を正確に把握することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ビームフォーミングによる通信システムを示す図である。
【図２】到来角の定義を示す図である。
【図３】複数の伝搬路が存在する状況の一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態における通信システムのシーケンス図である。
【図５】第１の実施形態における基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態における固有信号の構成の一例を示す図である。
【図７】第１の実施形態におけるフレームの構成の一例を示す図である。
【図８】第１の実施形態における端末装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】第１の実施形態におけるフィードバック情報生成部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】第１の実施形態における伝搬路状態算出部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】第二応答ベクトル算出部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】第１の変形例における通信システムのシーケンス図である。
【図１３】第１の変形例における端末装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】第１の変形例におけるフィードバック情報生成部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１５】第１の変形例における伝搬路状態算出部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１６】第２の実施形態におけるフィードバック情報生成部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１７】第２の実施形態におけるフィードバック情報生成部の動作を示すフローチャートである。
【図１８】第２の実施形態の変形例におけるフィードバック情報生成部の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜第１の実施形態＞
本発明は、「角度広がりによって生じた誤差を補正する情報（補正情報）」を端末装置から通知することにより、基地局装置が有する伝搬路状態の誤差を低減する技術である。本実施形態では、基地局装置が、平行かつ等間隔に並んだ送信アンテナ（線形アレーアンテナ）を用いて信号を送信する場合について説明する。
【００３３】
図４は、本実施形態における通信システムのシーケンス図である。図１に示したように端末装置２００と端末装置３００を基地局装置１００が多重するとする。まず、端末装置２００及び３００は、サウンディング信号を送信する。基地局装置１００は、そのサウンディング信号を用いて到来角を推定する。その後、基地局装置１００は、端末装置２００及び端末装置３００に共通参照信号（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ：ＣＲＳ）を送信する。各端末装置はＣＲＳに基づいて伝搬路状態を推定し、その推定結果から到来角と角度広がりの誤差を補正する補正情報を算出する。端末装置２００及び端末装置３００は、補正情報を基地局装置に通知する。基地局装置は、各端末装置のサウンディング信号から推定した到来角と、補正情報に基づいて、各端末装置の伝搬路状態を表すベクトルを算出し、各端末装置の信号に対してプレコーディングを適用する。その後、基地局装置は、復調用参照信号（ＤｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ：ＤＭＲＳ）及びデータ信号を各端末装置に送信する。各端末装置は復調用参照信号（ＤｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ：ＤＭＲＳ）からデータ信号が通る実効伝搬路を推定し、端末装置２００及び端末装置３００は、自端末装置宛のデータ信号を検出する。
【００３４】
以降、基地局装置と端末装置の構成を示す。その後、本実施形態の特徴部分である伝搬路状態算出部、及びフィードバック情報生成部について詳細に説明する。
【００３５】
図５は、本実施形態における基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。基地局装置は、符号部１１１〜１１ｎと、変調部１２１〜１２ｎと、固有信号構成部１３と、ＤＭＲＭ生成部１４と、受信部１５１〜１５ｎと、アンテナ１６１〜１６ｎと、ガードインターバル（Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ：ＧＩ）除去部１７１〜１７ｎと、ＦＦＴ部１８１〜１８ｎと、伝送路状態算出部１９と、フィルタ算出部２０と、プレコーディング部２１と、フレーム構成部２２と、ＣＲＳ生成部２３と、ＩＦＦＴ部２４１〜２４ｎと、ＧＩ挿入部２５１〜２５ｎと、送信部２６１〜２６ｎとを備える。
【００３６】
符号部１１１〜１１ｎは、各端末装置宛の情報ビットを誤り訂正符号化し、各端末装置宛の符号化ビットを変調部１２１〜１２ｎに入力する。変調部１２１〜１２ｎは入力された各端末装置宛の符号化ビットを変調し、各端末装置宛のデータ信号（変調信号）を生成する。各端末装置宛のデータ信号を生成した変調部１２１〜１２ｎは、固有信号構成部１３にデータ信号を入力する。またＤＭＲＳ生成部１４は各端末装置宛のＤＭＲＳを生成して、固有信号構成部１３にＤＭＲＳを入力する。固有信号構成部１３は、変調信号とＤＭＲＳを用いて、各端末装置宛の固有信号を構成する。
【００３７】
受信部は１５１〜１５ｎ、アンテナ１６１〜１６ｎを介して、各端末装置から送信される伝搬路状態情報を含む信号を受信し、伝搬路状態情報を含む信号をダウンコンバージョンしてベースバンドデジタル信号を生成後、ＧＩ除去部１７１〜１７ｎに、当該ベースバンドデジタル信号を入力する。ＧＩ除去部１７１〜１７ｎは、ベースバンドデジタル信号からＧＩを除去し、ＦＦＴ部１８１〜１８ｎに入力する。ＦＦＴ部１８１〜１８ｎはＧＩが除去されたベースバンドデジタル信号に対してＦＦＴを行い、周波数領域の信号を算出した後、当該周波数領域の信号を伝搬路状態算出部１９に入力する。伝搬路状態算出部１９は当該周波数領域の信号から伝搬路行列を生成し、フィルタ算出部２０に入力する。
【００３８】
ここで、伝搬路行列は、空間多重する全端末装置の伝搬路状態を行列で表したものである。空間多重する端末装置の数をｎとし、基地局装置のアンテナ数をｍ、端末装置のアンテナ数を１とすると、伝搬路行列は、ｎ行ｍ列の行列となる。各要素は、基地局装置の１つのアンテナと１つの端末装置との間の伝搬路利得を示す。伝搬路状態算出部の動作については後述する。
【００３９】
フィルタ算出部２０は、伝搬路状態情報に基づいて線形フィルタを算出し、プレコーディング部２１に入力する。ここで、フィルタ算出部２０は、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）規範に基づいて伝搬路行列の逆行列を線形フィルタとして出力しても良いし、最小平均二乗誤差（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｅｒｒｏｒ：ＭＭＳＥ）規範で、線形フィルタを算出しても良い。またプレコーディング部２１は、上述のようなＺＦフィルタやＭＭＳＥフィルタのみを用いるいわゆる線形プレコーディングでも良いが、非線形プレコーディングでもよい。非線形プレコーディングは、例えば、Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ  Ｈａｒａｓｈｉｍａ  Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ（ＴＨＰ）、Ｌａｔｔｉｃｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ａｉｄｅｄ−ＴＨＰ、又はＶｅｃｔｏｒ  Ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎが挙げられる。
【００４０】
プレコーディング部２１は、端末装置宛の固有信号に線形フィルタを乗算してプレコーディングを行い、各アンテナ１６１〜１６ｎから送信する信号を生成し、フレーム構成部２２に入力する。
【００４１】
ＣＲＳ生成部２３は各アンテナに対応する共通参照信号（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌｓ：ＣＲＳ）を生成して、フレーム構成部２２に入力する。フレーム構成部２２は、プレコーディング部２１から入力された各アンテナ１６１〜１６ｎから送信する信号若しくは各アンテナ１６１〜１６ｎに対応するＣＲＳ又はその両方を用いて、各アンテナ１６１〜１６ｎで送信するフレームを生成し、各アンテナ１６１〜１６ｎに対応するＩＦＦＴ部２４１〜２４ｎに入力する。ＩＦＦＴ２４１〜２４ｎ部は、入力されたフレームに対してＩＦＦＴを行い、ベースバンドデジタル信号を生成して、ＧＩ挿入部２５１〜２５ｎにベースバンドデジタル信号を入力する。ＧＩ挿入部２５１〜２５ｎは、ベースバンドデジタル信号に対し、ＧＩを付加し、ＧＩが付加された信号を送信部２６１〜２６ｎに入力する。送信部は、入力された信号に対してデジタル／アナログ変換を行い、アップコンバージョンし、搬送波周波数の信号を生成して、アンテナ１６１〜１６ｎを介して端末装置に当該搬送波周波数の信号を送信する。
【００４２】
図６に本実施形態における固有信号の構成の一例を示す。固有信号は、端末装置の数だけ（ｎ個とする）存在し、それぞれが、各端末装置に固有のＤＭＲＳとデータ信号で構成されている。図６は、同一周波数で送信する固有信号を、時間をそろえて図示している。基地局装置は、各端末装置宛のＤＭＲＳ（ＤＭＲＳ−ＭＳ１，ＤＭＲＳ−ＭＳ２，．．．，ＤＭＲＳ−ＭＳｎ）を、お互いに異なる時間に送信し、ＤＭＲＳとデータ信号を同時に送信しない。また、基地局装置は、全端末装置宛のデータ信号を全て同時に送信する。図６では、全端末装置宛のＤＭＲＳを送信した後にデータ信号を送信しているが、データ信号を送る時刻とＤＭＲＳを送信する時刻は、入れ替えても良いし、信号（図６で「データ信号」「ＤＭＲＳ−ＭＳ１」など長方形で示した各部分。）毎に交互に配置しても良いし、どのような順番でもよい。
【００４３】
図７に本実施形態におけるフレームの構成の一例を示す。フレームは、基地局装置のアンテナ数ｎ（＝端末装置の数）個存在し、それぞれが、各アンテナで送信するフレームである。図７は、図６と同様に同一周波数で送信するフレームを、時間をそろえて図示している。各端末装置宛のＣＲＳ（ＣＲＳ−Ｔｘ１，ＣＲＳ−Ｔｘ２，．．．，ＣＲＳ−Ｔｘｎ）は、お互いに異なる時間に送信し、ＣＲＳと固有信号を同時に送信しない。また、固有信号は、全て同時に送信する。また、図７の中の固有信号は、図６で端末装置毎に示した固有信号に対してプレコーディングを施した信号である。図７では、アンテナに対応するＣＲＳを送信した後に固有信号を送信しているが、固有信号を送る時刻とＣＲＳを送信する時刻は、入れ替えても良いし、信号毎に交互にしても良いし、どのような順番でもよい。また、ＣＲＳだけ又は固有信号だけから構成されるフレームも存在してもよい。
【００４４】
図８は、本実施形態における端末装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態では、ｎ個の端末装置を多重するが、当該ｎ個の端末装置は全て図８の構成を持つ。端末装置は、受信部２７と、アンテナ２８と、ＧＩ除去部２９と、ＦＦＴ部３０と、信号分離部３１と、ＣＲＳ用伝搬路推定部３２と、ＤＭＲＳ用伝搬路推定部３３と、伝搬路補償部３４と、フィードバック情報生成部３５と、ＩＦＦＴ部３６と、ＧＩ挿入部３７と、送信部３８と、サウンディング信号生成部３９とを備える。
【００４５】
受信部２７は、基地局装置が送信した信号を、アンテナ２８を介して受信し、ダウンコンバージョンして、ベースバンドデジタル信号を生成後、ＧＩ除去部２９に、当該ベースバンドデジタル信号を入力する。ＧＩ除去部２９は、受信部２７から入力されたベースバンドデジタル信号からＧＩを除去し、ＦＦＴ部３０に入力する。ＦＦＴ３０部はＧＩが除去されたベースバンドデジタル信号に対してＦＦＴを行い、周波数領域の信号を算出した後、当該周波数領域の信号を信号分離部３１に入力する。
【００４６】
信号分離部３１は、周波数領域の信号から、基地局装置の各アンテナに対応するＣＲＳを分離してＣＲＳ用伝搬路推定部３２に入力する。また、信号分離部３１は、ＤＭＲＳを分離してＤＭＲＳ用伝搬路推定部３３に入力し、データ信号を分離して伝搬路補償部３４に入力する。
【００４７】
ＣＲＳ用伝搬路推定部３２は、受信したＣＲＳに基づいて、基地局装置から当該端末装置への伝搬路状態を推定し、推定した伝搬路状態を示す情報をフィードバック情報生成部３５に入力する。フィードバック情報生成部３５は、伝搬路状態を示す情報を用いて補正情報を算出し、ＩＦＦＴ部３６に入力する。
【００４８】
ＩＦＦＴ部３６は、フィードバック情報生成部３５から入力された信号に対してＩＦＦＴを行い、ベースバンドデジタル信号を生成して、ＧＩ挿入部３７にベースバンドデジタル信号を入力する。ＧＩ挿入部３７は、ベースバンドデジタル信号に対してＧＩを付加し、ＧＩが付加された信号を送信部３８に入力する。送信部３８は、入力された伝搬路状態信号に対してデジタル／アナログ変換を行った後、アップコンバージョンして搬送波周波数の無線信号を生成して、アンテナ２８を介して基地局装置に当該信号を送信する。
【００４９】
サウンディング信号生成部３９は、サウンディング信号を生成して送信部３８に入力し、送信部２８は、アンテナ２８を介して基地局装置に当該信号を送信する。
【００５０】
ＤＭＲＳ用伝搬路推定部３３は、入力されたＤＭＲＳに基づいて伝搬路を推定して、伝搬路状態を示す情報を伝搬路補償部３４に入力する。また、伝搬路補償部３４は、伝搬路状態を示す情報を用いて、データ信号を伝搬路補償して復調部４０に入力する。復調部４０は、Ｍｏｄｕｌｏ演算を施されたデータ信号を復調して、復調結果を復号部４１に入力する。復号部４１は入力された復調結果を用いて復号を行って情報ビットを出力する。
【００５１】
端末装置のフィードバック情報生成部３５の動作について、図９に示すブロック図を用いて説明する。フィードバック情報生成部３５は、到来角取得部４２と、第１応答ベクトル算出部４３と、一次誤差ベクトル算出部４４と、残留誤差算出部４５と、一次係数算出部４６と、補正情報生成部４７とを備える。
【００５２】
到来角取得部４２は、基地局装置と端末装置間の伝搬路の角度広がりが０であると仮定して近似的に到来角を求める。到来角取得部４２は、一定の間隔（例えば搬送波の半波長）で並べられた線形アレーから送信された信号の規則性を利用して、「到来角のみから算出される伝搬路状態ベクトル」と、実際の伝搬路状態ベクトルとの誤差が最小になるように到来角を求める。この「到来角のみから算出される伝搬路状態ベクトル」を第一応答ベクトルと呼ぶ。線形アレーの送信信号は、所定の位相間隔ずつずれた状態で端末装置に受信され、この位相間隔は端末装置の到来角に依存する。これを利用して、到来角のみをパラメータとした伝搬路状態ベクトル（第一応答ベクトル）を算出することができる。
【００５３】
同様の内容を数式で説明すれば、下記のように示される。実際の伝搬路状態ベクトルをｈとし、第一応答ベクトルをｆ（φ）とおく。基地局装置のアンテナ数ｎ＝４で、各アンテナが搬送波周波数の波長のα倍の間隔をあけた線形アレーであったとすると、ｆ（φ）は、
f(φ)=[1 exp(-j2παsinφ) exp(-2j2παsinφ) exp(-3j2παsinφ)]t    （２）
で表される。ここでtはベクトルの転置を表す。
【００５４】
到来角取得部４２は、
(A0,θ0)=argmin|h-Af(φ)|    （３）
を満たすＡ０とφを求める。ここで、｜ｘ｜はｘのノルムであり、Ａは、基地局装置の線形アレーから送信されたビームの振幅と位相を示す値である。このＡは、複素数で表され、式（３）では、Ａとφをパラメータとして右辺を最小化する。
【００５５】
ただし、実際は通知する到来角を量子化する必要があるので、完全に最小でなくても良く、量子化誤差が含まれていても良い。
【００５６】
以上に示した手順で、到来角を算出した到来角取得部４２は、到来角を示す到来角情報を第一応答ベクトル算出部４３と一次誤差ベクトル算出部４４に入力する。また、到来角取得部４２は、式（３）において右辺が最小化されたときのＡ０の値を用いて、ベクトルｈ／Ａ０を算出し、残留誤差算出部４５に入力する。
【００５７】
ベクトルｈ／Ａ０は、基地局装置の各アンテナと端末装置間の伝搬路状態と、端末装置での位相回転と振幅の変化に対する伝搬路補償を含めた等価伝搬路を示すベクトルである。そのため、基地局装置は、ｈ／Ａ０を端末装置が有する実際の伝搬路状態として把握すればよい。すなわち、本発明は、端末装置からわずかなフィードバック情報を通知することで、基地局装置が把握する伝搬路状態と、ｈ／Ａ０の誤差を少なくする方法を提供することが目的であると言い換えられる。
【００５８】
第一応答ベクトル算出部４３は、入力された到来角φ０に基づいて式（２）にφ０を代入して、ｆ（φ０）を算出し、第一応答ベクトルとして残留誤差算出部４５に入力する。
【００５９】
残留誤差算出部４５は、到来角取得部４２から入力されたベクトルｈ／Ａ０から、第一応答ベクトルｆ（φ０）を減算して、残留誤差Δｆを算出し、残留誤差Δｆを一次係数算出部４６に入力する。
【００６０】
ここで、角度θを、到来角θとθ＝−２πｓｉｎφで関係付けられる角度と定義し、説明の便宜上、到来角φを角度θに変数変換して説明する。一次誤差ベクトル算出部４４は、まず、角度θ０（＝−２πｓｉｎφ０）を算出する。その後、ｆ（φ）においてφをθ（＝−２πｓｉｎφ）に変数変換した関数Ｆ（θ）（＝[１  ｅｘｐ（ｊπθ）  ｅｘｐ（２ｊπθ）  ｅｘｐ（３ｊπθ）］ｔ）をθで微分した式
F'(θ)=[0 jπ・exp(jπθ) 2jπexp(2jπθ) 3jπexp(3jπθ)]t    （４）
に対して、θ０（＝−２πｓｉｎφ０）を代入し、Ｆ’（θ０）を算出する。Ｆ’（θ０）を一次誤差ベクトルと呼ぶ。一次誤差ベクトル算出部４４は当該一次誤差ベクトルを一次係数算出部４６に入力する。
【００６１】
ここで、本発明の基本原理について説明する。上記一次誤差ベクトルＦ’（θ０）は、ベクトルｈ／Ａ０と第一応答べクトルの間に誤差として生じる誤差成分の方向を近似的に表すベクトルである。角度広がりによる誤差は、一次誤差ベクトルの方向に沿って生じることが多く、近似的に、当該一次誤差ベクトルに対して、係数として複素数Ｂ１（スカラー値）を乗算したベクトルになる。言い換えれば、到来角のみから求められるＦ（θ０）は、伝搬路状態ベクトルｈ／Ａ０の「０次近似」に相当するのに対して、一次誤差ベクトルで表される誤差を足した
F(θ0)+B1F’(θ1)    （５）
は、ベクトルｈ／Ａ０の「１次近似」に相当する。
【００６２】
同様の説明を、数式を用いて説明する。各パスの到来角に対応する角度をθ１，θ２，θ３，．．．，θＬとおき、パス数をＬとおく。１つのパスの到来角をφａとすると、対応する角度θａ＝−２πｓｉｎ（φａ）を満たす。以降、到来角（φに添え字を付したもの）と対応する角度（θに添え字を付したもの）は同様の関係を持つとする。また、各パスの振幅と位相を複素数ｃ１，ｃ２，．．．，ｃＬであらわす。すると、テイラー展開を用いて下式のように展開できる。
【００６３】
【数１】
0005785389.tif 000002
ここでＦ(１)，Ｆ(２)，Ｆ(３)は、それぞれ関数Ｆの１次微分、２次微分、３次微分…を表す。また、Ｂ１は、各パスの到来角に対応する角度θｌとθ０の差の１乗に比例する。また、Ｂ２は、各パスの到来角θｌ，θ２，θ３，…とθ０の差の２乗に比例、Ｂ３は、各パスの到来角に対応する角度θｌ，θ２，θ３，…とθ０の差の３乗に比例、．．．というように、Ｂ１，Ｂ２，．．．となるに従って係数が平均的に小さくなる。特に角度広がりが比較的小さい時は、この傾向が顕著になる。そこで、式（６）の最後の式の右辺の最初の２項を再現できるだけの情報を、基地局装置にフィードバックすることで、基地局装置が把握すべきベクトルｈ／Ａ０からの誤差を抑えたベクトルを基地局装置に通知することができる。
【００６４】
基地局装置は、θ０とＢ１を把握すると、端末装置でｈ／Ａ０を近似した式（５）を再現できる。基地局装置は、端末装置がサウンディング信号を送信することにより、到来角θ０を推定し、θ０（＝−２πｓｉｎ（φ０））を算出できる。また基地局装置はθ０からＦ（θ０）とＦ’（θ０）を算出できる。そのため、残りのＢ１（以後、一次係数と呼ぶ）を端末装置から基地局装置に通知することで、基地局装置は式（５）を復元可能となる。一次誤差ベクトル算出部４４は、一次係数算出部４６に一次誤差ベクトルＦ’（θ０）を入力する。
【００６５】
一次係数算出部４６は、
B1=argmin|Δf-BF’(θ0)|    （７）
を満たす複素数係数Ｂ１を算出する。式（７）は、任意の複素数を取る数Ｂを変数とし、｜Δｆ−ＢＦ’（θ０）｜が最小となるＢの値を探索する。またΔｆを式（６）の表現を用いて表すと、ｈ／Ａ０−Ｆ（θ０）となり、第一応答ベクトルと、実際の伝搬路状態との誤差を表す。式（７）は、その誤差Δｆが、近似的に一次誤差ベクトルの複素数（Ｂ１）倍で表されると仮定して、最適な複素数Ｂ１を求める。
【００６６】
式（７）の計算後、一次係数算出部４６は、一次係数Ｂ１を補正情報生成部４７に入力する。ただし、実際はＢ１を量子化して基地局装置に通知する必要があるので、完全に最小でなくても良く、量子化誤差が含まれていても良い。
【００６７】
補正情報生成部４７は、一次係数算出部から入力された一次係数Ｂ１を量子化して補正情報を生成し、ＩＦＦＴ部３６（図８）に入力する。
【００６８】
次に、各端末装置からのフィードバック情報に基づき基地局装置が各端末装置の伝搬路状態を算出する伝搬路状態算出部１９（図５）について、図１０のブロック図を参照して説明する。伝搬路状態算出部１９は、到来角取得部４８と、第一応答ベクトル算出部４９と、第二応答ベクトル算出部５０と、補正情報取得部５１と、伝搬路行列構成部５２とを備える。
【００６９】
到来角取得部４８は、サウンディング信号を用いて到来角を取得する。このとき、特許文献１記載の方法を用いる。ただし、到来角の推定方法はこれに限られるものではない。その他の一例を挙げる。前述のように、基地局装置が、伝搬路推定のためＣＲＳを端末装置に対して送信した後、端末装置は、ＣＲＳに基づいて伝搬路推定を行い、その伝搬路推定結果を用いて到来角取得部４８(図１０)で到来角を取得する。サウンディング信号として端末装置からＣＲＳと同様の信号を送信することで、基地局装置でも同様に到来角推定が可能である。
【００７０】
到来角取得部４８は、取得した到来角φ０を第一応答ベクトル算出部４９と第二応答ベクトル算出部５０に入力する。
【００７１】
第一応答ベクトル算出部４９は、到来角φ０を用いて第一応答ベクトルを算出する。式（２）と同様の式を用いて応答ベクトルｆ（φ０）を算出し、第二応答ベクトル算出部５０に入力する。
【００７２】
補正情報取得部５１は、端末装置から通知された補正情報から一次係数Ｂ１を取得し、第二応答ベクトル算出部５０に入力する。
【００７３】
第二応答ベクトル算出部５０は、図１１のブロック図に示すように、誤差ベクトル算出部５３と誤差算出部５４とベクトル加算部５５とからなる。
【００７４】
まず、誤差ベクトル算出部５３は、到来角に対応する角度θ０（＝−２πｓｉｎ（φ０））と式（４）を用いて、一次誤差ベクトルＦ’（θ０）を復元する。これは、基地局装置が到来角のみから、端末装置で算出された一次誤差ベクトルＦ’（θ０）を復元できたことを意味する。この、一次誤差ベクトルを誤差算出部５４に入力する。
【００７５】
次に、誤差算出部５４は、一次係数Ｂ１と一次誤差ベクトルＦ’（θ０）を乗算して得たベクトルをベクトル加算部５５に入力する。
【００７６】
最後に、ベクトル加算部５５は、誤差算出部５４から入力されたベクトルを、第一応答ベクトルに加算して第二応答ベクトルを得る。第二応答ベクトル（＝Ｆ（θ０）＋ＢＦ’（θ０））は、伝搬路状態の一次近似とみなすことができ、到来角だけから復元される伝搬路状態（Ｆ（θ０））よりも精度の高いものとなっている。ベクトル加算部５５は、第二応答ベクトルを、伝搬路行列構成部５２（図１０）に入力する。
【００７７】
伝搬路行列構成部５２は、各端末装置の第二応答ベクトルを行に持つ伝搬路行列を構成し、フィルタ算出部２０（図５）に入力する。
【００７８】
本実施の形態に係る基地局装置は、上記方法を用いることで、到来角のみから伝搬路状態を推定する従来の方法よりも正確な伝搬路状態を把握することができる。また、本実施の形態では、端末装置から、スカラー値の複素数を量子化した値を１つしか送る必要がなく、上りリンクの制御情報の増加が最小限に抑えられている。よって、本実施の形態においては、基地局装置は、正確な伝搬路状態情報を用いて、より高品質な伝送をすることができ、上りリンクの制御情報の情報量をほとんど変えることもないため、周波数利用効率改善に寄与できる。
【００７９】
なお、到来角は、全帯域で等しいので１つだけ算出すればよいが、補正情報は、原則的には、サブキャリア毎に算出し、基地局装置にフィードバックするのが望ましい。ただし、上りリンクのフィードバック情報量を低減するために、複数サブキャリアについて１つの補正情報を算出してフィードバックしてもよい。また、周波数選択性が無い状態ならば、補正情報は到来角と同様に全帯域で１つだけ算出すればよい。
【００８０】
＜第１の変形例＞
前述の第１の実施形態では、基地局装置が到来角を推定していたが、本変形例では、端末装置が到来角を推定して基地局に通知する。また、本変形例は、到来角に関する部分以外は、前述の第１の実施形態と同じ構成を有する。到来角に関する部分を中心に、本変形例の構成を説明する。
【００８１】
図１２は、本変形例における通信システムのシーケンス図である。まず、基地局装置１００がＣＲＳを端末装置２００、３００に対して送信する。第１の実施形態では、最初に端末装置がサウンディング信号を基地局装置に送信したが、本変形例においては、サウンディング信号の送信を行わない。その後、端末装置２００、３００は、到来角と補正情報を算出する。当該到来角と補正情報算出方法は第１の実施形態と同じである。その後、各端末装置２００、３００は、到来角情報と、補正情報の両方の情報を基地局装置１００に通知する。第１の実施形態では到来角を通知しなかったが、本変形例では通知する。以降のプロセスは第１の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
【００８２】
本変形例に係る端末装置の構成を図１３のブロック図に示す。端末装置は、端末装置は、受信部２７と、アンテナ２８と、ＧＩ除去部２９と、ＦＦＴ部３０と、信号分離部３１と、ＣＲＳ用伝搬路推定部３２と、ＤＭＲＳ用伝搬路推定部３３と、伝搬路補償部３４と、フィードバック情報生成部５６と、ＩＦＦＴ部３６と、ＧＩ挿入部３７と、送信部３８とを備える。図１３の構成には、第１の実施形態に係る端末装置（図８）と異なり、サウンディング信号生成部３９が無い。また、フィードバック情報生成部５６は、補正情報だけでなく、到来角情報も算出し、ＩＦＦＴ部３６に入力する。ＩＦＦＴ部３６、ＧＩ挿入部３７、送信部３８は、第１の実施の形態に示した方法と同様の方法で、当該到来角情報と補正情報を基地局装置に通知する。
【００８３】
図１４は、本変形例に係る端末装置のフィードバック情報生成部５６の詳細な構成を示すブロック図である。フィードバック情報生成部５６は、到来角取得部５７と、第１応答ベクトル算出部４３と、一次誤差ベクトル算出部４４と、残留誤差算出部４５と、一次係数算出部４６と、補正情報生成部４７とを備える。第１の実施の形態に係るフィードバック情報生成部（図９）と異なり、到来角取得部５７が、到来角情報を出力する。前述のとおり、端末装置は、当該到来角情報を基地局装置に通知する。また、図１４において、到来角の算出方法と補正情報の算出方法は、第１の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
【００８４】
本変形例に係る基地局装置の構成は、第１の実施形態と同じなので説明を省略する。ただし、伝搬路状態算出部１９（図５）の内部の構成に、第１の実施形態と異なる部分がある。図１５は、伝搬路状態算出部１９の内部の構成を示すブロック図である。伝搬路状態算出部１９は、到来角取得部５８と、第一応答ベクトル算出部４９と、第二応答ベクトル算出部５０と、補正情報取得部５１と、伝搬路行列構成部５２とを備える。到来角取得部５８において、第１の実施形態では、サウンディング信号から到来角を推定したのが、本変形例では、端末装置から通知された到来角情報を用いる点のみが異なる。
【００８５】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態は、伝搬路状態を１次近似することで、到来角だけを推定する従来方式に比べて、基地局装置が把握する伝搬路状態の精度を向上できた。第２の実施形態は、２次以上の近似を行うことで、さらに精度を向上する方法を説明する。ここでは、一般的に第Ｎ次近似まで求めるとする。
【００８６】
本実施形態に係る端末装置の構成は、第１の実施形態（図８）と同じである。ただし、フィードバック情報生成部の内部の構成だけが異なる。図１６は、本実施形態に係るフィードバック情報生成部５９の構成の一例を示すブロック図である。フィードバック情報生成部５９は、到来角取得部６０と、第１応答ベクトル算出部６１と、誤差ベクトル算出部６２と、残留誤差算出部６３と、係数算出部６４と、残留誤差記憶部６５と、補正情報生成部６６とを備える。
【００８７】
また、図１７に、本フィードバック情報生成部５９の動作を示すフローチャートを示す。
ステップＳ１において、到来角取得部６０は、第１の実施形態と同様の方法（式（３））で、到来角を算出し、第一応答ベクトル算出部６１と誤差ベクトル算出部６２に到来角を入力する。また、到来角取得部６０は、式（３）において右辺が最小化されたときのＡ０の値を用いて、ベクトルｈ／Ａ０を算出し、残留誤差算出部６３に入力する。
【００８８】
ステップＳ２において、第一応答ベクトル算出部６１は、第１の実施形態と同様に、入力された到来角φ０に基づいて式（２）にφ０を代入して、第一応答ベクトルｆ（φ０）を算出して残留誤差算出部６３に入力する。
【００８９】
ステップＳ３において、誤差ベクトル算出部６２は、入力された到来角φ０から角度θ０（＝−２πｓｉｎθ０）を算出する。その後、ｆ（φ）においてφをθ（＝−２πｓｉｎφ）に変数変換した関数Ｆ（θ）（＝［１  ｅｘｐ（ｊπθ）  ｅｘｐ（２ｊπθ）  ｅｘｐ（３ｊπθ）］ｔ）をθで微分した式（４）に対して、θ０（＝−２πｓｉｎφ０）を代入し、各次数の誤差ベクトルＦ（１）（θ０），．．．，Ｆ（Ｎ）（θ０）を算出する。（Ｎは、第２の実施形態の近似の精度を表す次数）。
【００９０】
フィードバック情報生成部５９は、以下のステップＳ４とステップＳ５を、Ｎ回繰り返す。ここで、近似の次数を表す変数をｍとし、ｍを１からＮまで順に変えてステップＳ４とステップＳ５を繰り返す。
【００９１】
ステップＳ４において、残留誤差算出部６３は、残留誤差Δｆを算出し、係数算出部６４に入力する。
【００９２】
ｍ＝１のときは、到来角取得部６０から入力されたベクトルｈ／Ａ０から、第一応答ベクトルｆ（φ０）を減算して、残留誤差Δｆを算出し、残留誤差Δｆを係数算出部６４と残留誤差記憶部６５に入力する。
【００９３】
ｍ＞１のときは、残留誤差記憶部６５から残留誤差Δｆを取得し、ｍ−１次の係数Ｂｍ−１とｍ−１次の誤差ベクトルＦ（ｍ−１）（θ０）を用いて、Δｆ−Ｂｍ−１Ｆ（ｍ−１）（θ０）を算出する。当該ベクトルを新たな残留誤差Δｆと置いて、係数算出部６４と残留誤差記憶部６５に入力する。
【００９４】
ステップＳ５において、係数算出部６４は、残留誤差Δｆと、ｍ次の誤差ベクトルＦ（ｍ）（θ０）から
Bm=argmin|Δf-BmF(m)(θ0)|    （８）
を満たす複素数係数Ｂｍを算出する。ただし、実際はＢｍを量子化して基地局装置に通知する必要があるので、完全に最小でなくても良く、量子化誤差が含まれていても良い。係数算出部６４は、ｍ次係数Ｂｍを補正情報生成部６６と残留誤差算出部６３に入力する。またｍ次の誤差ベクトルＦ（ｍ）（θ０）も残留誤差算出部６３に入力する。
【００９５】
ステップＳ６において、補正情報生成部６６が、係数算出部６４から入力された各次の係数Ｂ１〜ＢＮを含む補正情報を生成し、ＩＦＦＴ部３６（図８）に入力する。
【００９６】
以上が、本実施形態に係るフィードバック情報生成部の構成と動作である。本実施形態に係る端末装置の構成は第１の実施形態と同じなので説明は省略する。
【００９７】
次に、本実施形態に係る基地局装置について説明する。基地局装置も伝搬路状態算出部以外は、第１の実施形態と同じ構成を持つので、伝搬路状態算出部を除いて説明を省略する。本実施形態に係る伝搬路状態算出部の構成も図１０で示される。
【００９８】
本実施形態に係る補正情報は、端末装置の動作の説明で述べたように１次〜Ｎ次の係数が含まれる。補正情報取得部５１は、当該補正情報を全て、第二応答ベクトル算出部５０に入力する。本実施形態に係る第二応答ベクトル算出部５０の内部の構成も、第１の実施形態と同様に、図１１で表される。ただし、第二応答ベクトル算出部５０内の各構成部の動作が異なる。本実施形態に係る誤差ベクトル算出部５３は、到来角取得部４８（図１０）から入力された到来角に基づいて、各次数の誤差ベクトルＦ（１）（θ０），．．．，Ｆ（Ｎ）（θ０）を算出する。本実施形態に係る誤差算出部５４は、補正情報取得部５１（図１０）から入力された各次の係数に基づいて、ベクトルＢ１Ｆ（１）（θ０）＋Ｂ２Ｆ（２）（θ０）＋，．．．，ＢＮＦ（Ｎ）（θ０）を算出する。本実施形態に係る誤差算出部５４は、当該ベクトルＢ１Ｆ（１）（θ０）＋Ｂ２Ｆ（２）（θ０）＋，．．．，ＢＮＦ（Ｎ）（θ０）をベクトル加算部５５に入力する。ベクトル加算部５５は、第１の実施形態と同様に、第一応答ベクトルＦ（θ０）を誤差算出部５４から入力されたベクトルに加算して、応答ベクトルを算出する。当該応答ベクトルを式で表すと、
F(θ0)+B1F(1)(θ0)+B2F(2)(θ0)+...+BNF(N)(θ0)    （９）
となり、式（６）の一番下の式の右辺のＮ次までの項を基地局装置で再現できることがわかる。
【００９９】
第２の実施形態では、端末装置が、基地局装置に、補正情報として、１次の係数Ｂ１の他に２次〜Ｎ次の係数Ｂ２〜ＢＮを通知する。これにより、第１の実施形態より精度良く、伝搬路状態を基地局装置に通知することができる。
【０１００】
なお、第２の実施形態では、第１の実施形態の第１の変形例と同様に、到来角も端末装置から基地局装置へ通知する方法を用いても良い。この場合、第１の実施形態の第１の変形例と同様に、本変形例のシーケンス図は図１２、端末装置の構成図は図１３、基地局装置の構成図は図５で表される。フィードバック情報生成部は図１８、伝搬路状態算出部は図１５で表される。なお、図１８は、前述の第２の実施形態の構成図１６の場合と、到来角情報取得部６０が到来角情報を出力すること以外は全て同じ構成を持つ。
【０１０１】
なお、第１の実施形態と同様に、到来角は、全帯域で等しいので１つだけ算出すればよいが、補正情報は、原則的には、サブキャリア毎に算出し、基地局装置にフィードバックするのが望ましい。ただし、上りリンクのフィードバック情報量を低減するために、複数サブキャリアついて１つの補正情報を算出してフィードバックしてもよい。また、周波数選択性が無い状態ならば、補正情報は到来角と同様に全帯域で１つだけ算出すればよい。
【０１０２】
＜全実施形態共通事項＞
第１の実施形態及び第２の実施形態において、到来角情報をフィードバックする場合、基地局装置と端末装置であらかじめ、複数のベクトルで構成されるコードブック共有しておき、端末装置がそのコードブックにおけるベクトルの番号を示す情報を通知しても良い。例えば、ＤＦＴ行列をオーバーサンプリングした行列
【数２】
0005785389.tif 000003
を用いても良い。ここでＭは３２などの２のべき乗である。式（１０）で表されるコードブックを用いると、Ｆ（θ）（＝［１  ｅｘｐ（ｊπθ）  ｅｘｐ（２ｊπθ）  ｅｘｐ（３ｊπθ）］ｔ）と比較すると明確なように、各ｐｋはある特定のθを代入した時のＦ（θ）と等しくなる。具体的には、Ｆ（θ＝−２ｋ／Ｍ)と各ｐｋは等しくなる。θ（＝−２πｓｉｎφ）は到来角φに対応付けられているので、ｐｋ（ｋ＝１〜Ｍ）のうち１つを示す番号を端末装置が基地局装置に通知することは、Ｍ個の値に量子化した到来角を通知していることとみなすことができる。
【０１０３】
なお、本発明の実施形態は、送信アンテナ数が４本の場合について述べたが、もちろん他の本数についても同様に適用することができる。
【０１０４】
また、上記各実施形態において、基地局装置が備えるアンテナの本数と、端末装置が備えるアンテナの本数の合計とが、データストリームの数と一致する場合について説明をした。しかし、本発明は端末装置が備えるアンテナの本数の合計が、データストリームの数と異なっていても良い。例えば、ある端末装置が物理的に２本のアンテナで信号を受信するが、受信した信号を１つの信号に合成するように設計されている場合、端末装置や基地局装置の処理としてはアンテナが１本として扱ってもよい。同様に、基地局装置においても、一つの端末装置宛の信号を、２つに複製し、それぞれに重みを掛けて、物理的に図３に示したような２組の線形アレーアンテナから送信する場合にも、端末装置や基地局装置の処理としては１組の線形アレーアンテナから送信したものとして扱ってもよい。
【０１０５】
なお、本発明に関わる端末装置および基地局装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と協働して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
【０１０６】
また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における端末装置および基地局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。端末装置および基地局装置の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【０１０７】
以上、この発明の実施形態を、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等も特許請求の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、通信装置、通信システム、通信方法、及びプロセッサに利用可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１１１〜１１ｎ  符号部
１２１〜１２ｎ  変調部
１３  固有信号構成部
１４  ＤＭＲＳ生成部
１５１〜１５ｎ  受信部
１６１〜１６ｎ  アンテナ
１７１〜１７ｎ  ＧＩ除去部
１８１〜１８ｎ  ＦＦＴ部
１９  伝搬路状態算出部
２０  フィルタ算出部
２１  プレコーディング部
２２  フレーム構成部
２３  ＣＲＳ生成部
２４１〜２４ｎ  ＩＦＦＴ部
２５１〜２５ｎ  ＧＩ挿入部
２６１〜２６ｎ  送信部
２７  受信部
２８  アンテナ
２９  ＧＩ除去部
３０  ＦＦＴ部
３１  信号分離部
３２  ＣＲＳ用伝搬路推定部
３３  ＤＭＲＳ用伝搬路推定部
３４  伝搬路補償部
３５  フィードバック情報生成部
３６  ＩＦＦＴ部
３７  ＧＩ挿入部
３８  送信部
３９  サウンディング信号生成部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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