(57)【要約】【課題】無線伝送路に適した変調方式や誤り訂正を選択したい。【解決手段】変復調部２４等は、通信対象の無線装置に対して、通信速度を可変に設定しながら通信を実行する。制御部３０は、通信対象の無線装置との間の無線伝送路の遅延特性と、無線伝送路によるエラーベクトルとを取得する。また、制御部３０は、取得した遅延特性とエラーベクトルとをもとに、通信速度として、誤り訂正の符号化率と変調方式とを決定する。特に、制御部３０は、遅延特性をもとに符号化率を決定し、エラーベクトルをもとに変調方式を決定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信対象の無線装置に対して、通信速度を可変に設定しながら通信を実行する通信部と、
前記通信部と通信対象の無線装置との間の無線伝送路の遅延特性と、無線伝送路によるエラーベクトルとを取得する取得部と、
前記取得部において取得した遅延特性とエラーベクトルとをもとに、前記通信部に設定すべき通信速度を決定する決定部と、
を備えることを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記通信部は、通信速度として、誤り訂正の符号化率と変調方式とを少なくとも設定し、
前記決定部は、遅延特性をもとに符号化率を決定し、エラーベクトルをもとに変調方式を決定することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
通信対象の無線装置に対して、通信速度を可変に設定しながら通信を実行する通信部と、
前記通信部と通信対象の無線装置との間の無線伝送路によるエラーベクトルを取得する取得部と、
前記取得部において取得したエラーベクトルの平均値と、エラーベクトルのばらつきの程度とをもとに、前記通信部に設定すべき通信速度を決定する決定部と、
を備えることを特徴とする無線装置。
【請求項４】
前記通信部は、通信速度として、誤り訂正の符号化率と変調方式とを少なくとも設定し、
前記決定部は、エラーベクトルのばらつきの程度をもとに符号化率を決定し、エラーベクトルの平均値をもとに変調方式を決定することを特徴とする請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
通信対象の無線装置に対して、通信速度を可変に設定しながら複数の系列による通信を実行する通信部と、
前記通信部と通信対象の無線装置との間の無線伝送路での信号強度に関する物理量を系列ごとに取得する取得部と、
前記取得部において取得した物理量であって、かつ複数の系列と互いに対応づけられた複数の物理量のうちのいずれかと、複数の物理量間の差異とをもとに、前記通信部に設定すべき通信速度を決定する決定部と、
を備えることを特徴とする無線装置。
【請求項６】
前記取得部は、物理量として、エラーベクトルを取得し、
前記決定部は、複数のエラーベクトルのうちのいずれかが同一の値でも、差異が大きくなるほど、高速な通信速度の使用を決定することを特徴とする請求項５に記載の無線装置。
【請求項７】
前記通信部は複数の第１アンテナを備えることによって、複数の第２アンテナを備えた通信対象の無線装置との間での通信を実行し、
前記取得部は、物理量として、前記第１アンテナの数と、前記第２アンテナの数から定められる要素の数を有した伝送路行列であって、かつ複数の第１アンテナのそれぞれと複数の第２アンテナのそれぞれとの間の伝送路特性を要素の値とした伝送路行列に対する特異値を取得し、
前記決定部は、複数の特異値のうちのいずれかが同一の値でも、差異が大きくなるほど、高速な通信速度の使用を決定することを特徴とする請求項５に記載の無線装置。
【請求項８】
前記決定部は、複数の物理量のうちのいずれかとして、複数の物理量のそれぞれに適した通信速度のうち、低い通信速度に対応すべき物理量を使用することを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の無線装置。
【請求項９】
通信対象の無線装置に対して、通信速度を可変に設定しながら通信を実行するステップと、
前記通信対象の無線装置との間の無線伝送路によるエラーベクトルを取得するステップと、
取得したエラーベクトルの平均値と、エラーベクトルのばらつきの程度とをもとに、設定すべき通信速度を決定するステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。
【請求項１０】
通信対象の無線装置に対して、通信速度を可変に設定しながら複数の系列による通信を実行するステップと、
前記通信対象の無線装置との間の無線伝送路での信号強度に関する物理量を系列ごとに取得するステップと、
取得した物理量であって、かつ複数の系列と互いに対応づけられた複数の物理量のうちのいずれかと、複数の物理量間の差異とをもとに、設定すべき通信速度を決定するステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術に関し、特にふたつの無線装置間の伝送路特性に応じた通信を実行する通信方法ならびにそれを利用した無線装置および通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高速なデータ伝送を可能にしつつ、マルチパス環境下に強い通信方式として、マルチキャリア方式のひとつであるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式がある。このＯＦＤＭ変調方式は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の標準化規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｇやＨＩＰＥＲＬＡＮ／２に適用されている。このような無線ＬＡＮにおけるパケット信号は、一般的に時間と共に変動する伝送路環境を介して伝送され、かつ周波数選択性フェージングの影響を受けるので、受信装置は一般的に伝送路推定を動的に実行する。
【０００３】
受信装置が伝送路推定を実行するために、パケット信号内に、２種類の既知信号が設けられている。ひとつは、パケット信号の先頭部分において、すべてのキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるプリアンブルやトレーニング信号といわれるものである。もうひとつは、パケット信号のデータ区間中に一部のキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるパイロット信号といわれるものである（例えば、非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】Ｓｉｎｅｍ  Ｃｏｌｅｒｉ，Ｍｕｓｔａｆａ  Ｅｒｇｅｎ，Ａｎｕｊ  Ｐｕｒｉ，  ａｎｄ  Ａｈｍａｄ  Ｂａｈａｉ，"Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｐｉｌｏｔ  Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ  ｉｎ  ＯＦＤＭ  Ｓｙｓｔｅｍｓ"，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ，ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．３，ｐｐ．２２３−２２９，Ｓｅｐｔ．２００２．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ワイヤレス通信において、周波数資源を有効利用するための技術のひとつが、アダプティブアレイアンテナ技術である。アダプティブアレイアンテナ技術は、複数のアンテナのそれぞれにおいて、処理対象の信号の振幅と位相を制御することによって、アンテナの指向性パターンを制御する。このようなアダプティブアレイアンテナ技術を利用して、データレートを高速化するための技術にＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）システムがある。当該ＭＩＭＯシステムは、送信装置と受信装置がそれぞれ複数のアンテナを備え、並列に送信されるべきパケット信号を設定する（以下、パケット信号において並列に送信されるべきデータ等のそれぞれを「系列」という）。すなわち、送信装置と受信装置との間の通信に対して、最大アンテナ数までの系列を設定することによって、データレートを向上させる。さらに、このようなＭＩＭＯシステムに、ＯＦＤＭ変調方式を組み合わせると、データレートはさらに高速化される。
【０００５】
ＭＩＭＯシステムにおいて、データの通信に使用すべきアンテナの数を増減することによって、データレートの調節も可能になる。さらに、適応変調の適用によって、データレートの調節がより詳細になされる。適応変調では、送信装置と受信装置との間の伝送路特性に応じた通信が実行されるので、伝送路特性に適した通信が実現される。適応変調の処理精度を高めるために、受信装置が、送信装置に含まれた複数のアンテナと、受信装置に含まれた複数のアンテナと間のそれぞれの伝送路特性を取得する方が望ましい。伝送路特性の取得の精度を向上させるために、送信装置あるいは受信装置は、すべてのアンテナから伝送路推定用の既知信号を送信する。以下、データが配置された系列の数に関係なく、複数の系列に配置される伝送路推定用の既知信号を「トレーニング信号」という。例えば、データがふたつの系列に配置されている場合であっても、トレーニング信号は４つの系列に配置される。
【０００６】
本発明者はこうした状況下、以下の課題を認識するに至った。適応変調は、一般的にＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）、受信強度等をもとに実行される。しかしながら、ＭＩＭＯシステム等の通信システムにインタリーブおよび誤り訂正が適用されていると、同一のＥＶＭの値や受信強度の値であっても、そのときの無線伝送路に適した変調方式や誤り訂正の符号化率は異なる場合がある。具体的には、無線伝送路の遅延特性の大きさに応じて、誤り訂正の効果が異なる。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、無線伝送路に適した変調方式や誤り訂正を選択する通信技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、通信対象の無線装置に対して、通信速度を可変に設定しながら通信を実行する通信部と、通信部と通信対象の無線装置との間の無線伝送路の遅延特性と、無線伝送路によるエラーベクトルとを取得する取得部と、取得部において取得した遅延特性とエラーベクトルとをもとに、通信部に設定すべき通信速度を決定する決定部と、を備える。
【０００９】
「取得」は、通信対象の無線装置において導出された遅延特性とエラーベクトルとを取得する場合に対応してもよいし、本無線装置において、遅延特性とエラーベクトルとを導出する場合に対応してもよく、最終的にそれらを取得できればよい。この態様によると、エラーベクトルに加えて遅延特性を使用しながら通信速度を決定するので、遅延特性の影響を考慮しながら通信速度を決定できる。
【００１０】
通信部は、通信速度として、誤り訂正の符号化率と変調方式とを少なくとも設定し、決定部は、遅延特性をもとに符号化率を決定し、エラーベクトルをもとに変調方式を決定してもよい。この場合、遅延特性をもとに符号化率を決定するので、誤り訂正の効果を考慮しながら通信速度を決定できる。
【００１１】
本発明の別の態様もまた、無線装置である。この装置は、通信対象の無線装置に対して、通信速度を可変に設定しながら通信を実行する通信部と、通信部と通信対象の無線装置との間の無線伝送路によるエラーベクトルを取得する取得部と、取得部において取得したエラーベクトルの平均値と、エラーベクトルのばらつきの程度とをもとに、通信部に設定すべき通信速度を決定する決定部と、を備える。
【００１２】
「ばらつきの程度」とは、例えば平均値からの散らばり方の程度を示す分散値、標準偏差や、それに順ずる方法で計算されたものである。また、最大値と最小値の差、平均値と最大値の差、平均値と最小値の差などもこのばらつきの程度を表す尺度として用いることができる。この態様によると、エラーベクトルの平均値に加えてエラーベクトルのばらつきの程度を使用しながら通信速度を決定するので、遅延特性の影響を考慮しながら通信速度を決定できる。
【００１３】
通信部は、通信速度として、誤り訂正の符号化率と変調方式とを少なくとも設定し、決定部は、エラーベクトルのばらつきの程度をもとに符号化率を決定し、エラーベクトルの平均値をもとに変調方式を決定してもよい。この場合、エラーベクトルのばらつきの程度をもとに符号化率を決定するので、誤り訂正の効果を考慮しながら通信速度を決定できる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様もまた、無線装置である。この装置は、通信対象の無線装置に対して、通信速度を可変に設定しながら複数の系列による通信を実行する通信部と、通信部と通信対象の無線装置との間の無線伝送路での信号強度に関する物理量を系列ごとに取得する取得部と、取得部において取得した物理量であって、かつ複数の系列と互いに対応づけられた複数の物理量のうちのいずれかと、複数の物理量間の差異とをもとに、通信部に設定すべき通信速度を決定する決定部と、を備える。
【００１５】
この態様によると、ひとつの物理量に加えて物理量間の差異を使用しながら通信速度を決定するので、遅延特性の影響を考慮しながら通信速度を決定できる。
【００１６】
取得部は、物理量として、エラーベクトルを取得し、決定部は、複数のエラーベクトルのうちのいずれかが同一の値でも、差異が大きくなるほど、高速な通信速度の使用を決定してもよい。この場合、通信速度の決定に差異を反映させるので、誤り訂正の効果を考慮しながら通信速度を決定できる。
【００１７】
通信部は複数の第１アンテナを備えることによって、複数の第２アンテナを備えた通信対象の無線装置との間での通信を実行し、取得部は、物理量として、第１アンテナの数と、第２アンテナの数から定められる要素の数を有した伝送路行列であって、かつ複数の第１アンテナのそれぞれと複数の第２アンテナのそれぞれとの間の伝送路特性を要素の値とした伝送路行列に対する特異値を取得し、決定部は、複数の特異値のうちのいずれかが同一の値でも、差異が大きくなるほど、高速な通信速度の使用を決定してもよい。この場合、通信速度の決定に差異を反映させるので、誤り訂正の効果を考慮しながら通信速度を決定できる。
【００１８】
決定部は、複数の物理量のうちのいずれかとして、複数の物理量のそれぞれに適した通信速度のうち、低い通信速度に対応すべき物理量を使用してもよい。この場合、低い通信速度に対応すべき物理量を使用するので、確実に実現可能な通信速度を選択できる。
【００１９】
本発明のさらに別の態様は、通信方法である。この方法は、通信対象の無線装置に対して、通信速度を可変に設定しながら通信を実行するステップと、通信対象の無線装置との間の無線伝送路によるエラーベクトルを取得するステップと、取得したエラーベクトルの平均値と、エラーベクトルのばらつきの程度とをもとに、設定すべき通信速度を決定するステップと、を備える。
【００２０】
通信を実行するステップは、通信速度として、誤り訂正の符号化率と変調方式とを少なくとも設定し、決定するステップは、エラーベクトルのばらつきの程度をもとに符号化率を決定し、エラーベクトルの平均値をもとに変調方式を決定してもよい。
【００２１】
本発明のさらに別の態様もまた、通信方法である。この方法は、通信対象の無線装置に対して、通信速度を可変に設定しながら複数の系列による通信を実行するステップと、通信対象の無線装置との間の無線伝送路での信号強度に関する物理量を系列ごとに取得するステップと、取得した物理量であって、かつ複数の系列と互いに対応づけられた複数の物理量のうちのいずれかと、複数の物理量間の差異とをもとに、設定すべき通信速度を決定するステップと、を備える。
【００２２】
取得するステップは、物理量として、エラーベクトルを取得し、決定するステップは、複数のエラーベクトルのうちのいずれかが同一の値でも、差異が大きくなるほど、高速な通信速度の使用を決定してもよい。
【００２３】
通信するステップは、複数の第１アンテナを使用しながら、複数の第２アンテナを備えた通信対象の無線装置との間での通信を実行し、取得するステップは、物理量として、第１アンテナの数と、第２アンテナの数から定められる要素の数を有した伝送路行列であって、かつ複数の第１アンテナのそれぞれと複数の第２アンテナのそれぞれとの間の伝送路特性を要素の値とした伝送路行列に対する特異値を取得し、決定するステップは、複数の特異値のうちのいずれかが同一の値でも、差異が大きくなるほど、高速な通信速度の使用を決定してもよい。決定するステップは、複数の物理量のうちのいずれかとして、複数の物理量のそれぞれに適した通信速度のうち、低い通信速度に対応すべき物理量を使用してもよい。
【００２４】
本発明のさらに別の態様もまた、通信方法である。この方法は、通信対象の無線装置に対して、通信速度を可変に設定しながら通信を実行するステップと、通信対象の無線装置との間の無線伝送路の遅延特性と、無線伝送路によるエラーベクトルとを取得するステップと、取得した遅延特性とエラーベクトルとをもとに、設定すべき通信速度を決定するステップと、を備える。
【００２５】
通信を実行するステップは、通信速度として、誤り訂正の符号化率と変調方式とを少なくとも設定し、決定するステップは、遅延特性をもとに符号化率を決定し、エラーベクトルをもとに変調方式を決定してもよい。
【００２６】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、無線伝送路に適した変調方式や誤り訂正を選択できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、少なくともふたつの無線装置によって構成される通信システムに関する。通信システムには、ＯＦＤＭ変調方式、誤り訂正、インタリーブが使用される。無線装置のうちの一方は、基地局装置に相当し、他方は、端末装置に相当する。通信システムは、適応変調を実行することによって、変調方式および誤り訂正の符号化率を変更するが、ここでは、説明を明瞭にするために、基地局装置から端末装置への下り回線に対する適応変調処理を説明する。基地局装置は、端末装置に対して、下り回線の伝送路特性およびＥＶＭを要求する旨の信号（以下、「要求信号」という）を送信する。端末装置は、要求信号を受信すると、伝送路特性を導出するとともに、ＥＶＭを導出する。具体的には、各サブキャリアの成分に対してＥＶＭを導出し、それらを１ＯＦＤＭにわたって平均化することによって、ＥＶＭを導出する。以下、平均化したＥＶＭも「ＥＶＭ」と呼ぶ場合がある。また、伝送路特性は、周波数領域においてサブキャリア単位の成分を有する。端末装置は、伝送路特性およびＥＶＭに関する情報が含まれた信号（以下、「応答信号」という）を基地局装置に送信する。
【００２９】
基地局装置が受信したＥＶＭは、無線伝送路による信号の歪み方に相当するので、ＥＶＭが小さくなると通信速度を高くすることが可能になる。一方、基地局装置は、伝送路特性の成分に対して、隣接したサブキャリア間において相関値を導出する。このような相関値は、無線伝送路の遅延特性に相当する。そのため、遅延特性は、誤り訂正の効果に影響を及ぼす。つまり、遅延波の影響が小さければ、インタリーブを行っても、連続的な誤りが増加する傾向にある。そのため、このような環境下にあっては、誤り訂正の効果が小さくなる。これは、ＥＶＭが同一の値であったとしても、遅延波の影響が小さければ、通信速度を低くすべきであることに相当する。以上のことを考慮して、基地局装置は、遅延特性をもとに符号化率を決定し、ＥＶＭをもとに変調方式を決定する。
【００３０】
図１は、本発明の実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す。特に、図１は、ＯＦＤＭ変調方式での信号のスペクトルを示す。ＯＦＤＭ変調方式における複数のキャリアのひとつをサブキャリアと一般的に呼ぶが、ここではひとつのサブキャリアを「サブキャリア番号」によって指定するものとする。ＭＩＭＯシステムには、サブキャリア番号「−２８」から「２８」までの５６サブキャリアが規定されている。なお、サブキャリア番号「０」は、ベースバンド信号における直流成分の影響を低減するため、ヌルに設定されている。一方、ＭＩＭＯシステムに対応していないシステム（以下、「従来システム」という）には、サブキャリア番号「−２６」から「２６」までの５２サブキャリアが規定されている。なお、従来システムの一例は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮである。また、複数のサブキャリアにて構成されたひとつの信号の単位であって、かつ時間領域のひとつの信号の単位は、「ＯＦＤＭシンボル」と呼ばれるものとする。
【００３１】
また、それぞれのサブキャリアは、可変に設定された変調方式によって変調されている。変調方式には、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭのいずれかが使用される。
【００３２】
また、これらの信号には、誤り訂正方式として、畳み込み符号化が適用されている。畳み込み符号化の符号化率は、１／２、３／４等に設定される。さらに、並列に送信すべきデータの数は、可変に設定される。その結果、変調方式、符号化率、系列の数の値が可変に設定されることによって、データレートも可変に設定される。なお、「データレート」は、これらの任意の組合せによって決定されてもよいし、これらのうちのひとつによって決定されてもよい。従来システムにおいて、変調方式がＢＰＳＫであり、符号化率が１／２である場合、データレートは６Ｍｂｐｓになる。一方、変調方式がＢＰＳＫであり、符号化率が３／４である場合、データレートは９Ｍｂｐｓになる。
【００３３】
図２は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、無線装置１０と総称される第１無線装置１０ａ、第２無線装置１０ｂを含む。また、第１無線装置１０ａはアンテナ１２を含み、第２無線装置１０ｂはアンテナ１４を含む。ここで、第１無線装置１０ａが、基地局装置に対応し、第２無線装置１０ｂが、端末装置に対応する。通信システム１００は、前述のごとく、ＯＦＤＭ変調方式を使用するとともに、誤り訂正およびインタリーブを使用する。前述のごとく、実施例は、下り回線に対する適応変調を説明の対象とするので、第１無線装置１０ａは、通信対象の第２無線装置１０ｂに対して、通信速度を可変に設定しながら通信を実行する。ここでは、通信速度として、誤り訂正の符号化率と変調方式とが設定される。
【００３４】
第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａからの信号をもとに、アンテナ１２からアンテナ１４へ至る下り回線の無線伝送路に対する伝送路特性を導出する。ここで、伝送路特性とは、アンテナ１２からアンテナ１４へ至る下り回線の無線伝送路において、信号が減衰する程度と位相が回転する程度とを示した指標である。また、伝送路特性は、複数のサブキャリアのそれぞれに対応した成分によって構成されている。さらに、第２無線装置１０ｂは、ＥＶＭを導出する。ＥＶＭの導出方法については、後述する。第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａに対して、伝送路特性とＥＶＭとを送信する。第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂから受信した伝送路特性をもとに遅延特性を導出するとともに、遅延特性およびＥＶＭをもとに、変調方式と符号化率を決定する。最終的に、第１無線装置１０ａは、決定した変調方式と符号化率を使用しながら、当該データ信号を第２無線装置１０ｂに送信する。なお、上り回線に対する適応変調は、上記と逆の処理が実行されればよいので、ここでは、説明を省略する。
【００３５】
通信システム１００による適応変調の処理の概要を説明する。図３は、通信システム１００における通信速度の設定手順を示すシーケンス図である。第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂに対して、要求信号を送信する（Ｓ１０）。第２無線装置１０ｂは、要求信号をもとに、伝送路特性を推定し、ＥＶＭを導出する（Ｓ１２）。第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａに対して、推定した伝送路特性および導出したＥＶＭを応答信号として送信する（Ｓ１４）。第１無線装置１０ａは、応答信号に含まれた伝送路特性およびＥＶＭをもとに、通信速度を決定する（Ｓ１６）。第１無線装置１０ａは、決定した通信速度を使用しながら、第２無線装置１０ｂにデータ信号を送信する（Ｓ１８）。
【００３６】
図４は、第１無線装置１０ａの構成を示す。第１無線装置１０ａは、無線部２０、ベースバンド処理部２２、変復調部２４、ＩＦ部２６、制御部３０を含む。また信号として、時間領域信号２００、周波数領域信号２０２を含む。なお、第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａと同様に構成される。そのため、以下の説明において、要求信号の送信および適応変調の実行に関する説明は、第１無線装置１０ａでの処理に対応し、伝送路特性の推定、ＥＶＭの導出、応答信号の送信に関する説明は、第２無線装置１０ｂでの処理に対応する。
【００３７】
無線部２０は、受信動作として、アンテナ１２によって受信した無線周波数の信号を周波数変換し、ベースバンドの信号を導出する。無線部２０は、ベースバンドの信号を時間領域信号２００としてベースバンド処理部２２に出力する。一般的に、ベースバンドの信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換部も含まれる。
【００３８】
無線部２０は、送信動作として、ベースバンド処理部２２からのベースバンドの信号を周波数変換し、無線周波数の信号を導出する。ここで、ベースバンド処理部２２からのベースバンドの信号も時間領域信号２００として示す。無線部２０は、無線周波数の信号をアンテナ１２に出力する。すなわち、無線部２０は、無線周波数のパケット信号をアンテナ１２から送信する。また、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。時間領域信号２００は、時間領域に変換されたマルチキャリア信号であり、デジタル信号であるものとする。
【００３９】
ベースバンド処理部２２は、受信動作として、時間領域信号２００を周波数領域に変換する。つまり、ベースバンド処理部２２は、ベースバンドの信号に対してＦＦＴを実行することによって、図１のごとく複数のサブキャリアによって形成される周波数領域信号２０２を生成する。通信システム１００が従来システムである場合、サブキャリア数は「５２」であるが、ここでは、図を明瞭にするためにこれをひとつの直線によって示す。また、ベースバンド処理部２２は、送信動作として、変復調部２４から、周波数領域の信号としての周波数領域信号２０２を入力し、周波数領域の信号を時間領域に変換する。ベースバンド処理部２２は、周波数領域信号２０２に対してＩＦＦＴを実行する。ベースバンド処理部２２は、周波数領域信号２０２を無線部２０に出力する。
【００４０】
変復調部２４は、受信処理として、ベースバンド処理部２２からの周波数領域信号２０２に対して、復調を実行する。なお、復調は、サブキャリア単位でなされる。変復調部２４は、復調した信号をＩＦ部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、変調を実行する。変復調部２４は、変調した信号を周波数領域信号２０２としてベースバンド処理部２２に出力する。送信処理の際に、変調方式は、制御部３０によって指定されるものとする。
【００４１】
ＩＦ部２６は、受信処理として、複数の変復調部２４からの信号に対して、デインタリーブを実行した後に、復号を実行する。ＩＦ部２６は、復号したデータを出力する。また、ＩＦ部２６は、送信処理として、データを入力し、データに対して符号化を実行した後に、インタリーブを実行する。さらに、ＩＦ部２６は、インタリーブを実行したデータを変復調部２４に出力する。送信処理の際に、符号化率は、制御部３０によって指定されるものとする。ここで、符号化の一例は、たたみ込み符号化であり、復号の一例は、ビタビ復号であるとする。
【００４２】
制御部３０は、第１無線装置１０ａの動作を制御する。例えば、制御部３０は、要求信号を生成し、これをＩＦ部２６、変復調部２４、ベースバンド処理部２２、無線部２０、アンテナ１２を介して、図示しない第２無線装置１０ｂへ送信させる。また、制御部３０は、アンテナ１２、無線部２０、ベースバンド処理部２２、変復調部２４、ＩＦ部２６を介して、第２無線装置１０ｂから応答信号を受信する。前述のごとく、応答信号には、複数のサブキャリアのそれぞれに対応した成分を有した伝送路特性と、ＥＶＭとが含まれている。制御部３０は、伝送路特性に対して、サブキャリア間の成分の相関値を計算する。相関値の導出は、公知の技術によって実行される。なお、相関値は、無線伝送路における遅延特性、例えば遅延スプレッド等に対応する。例えば、遅延スプレッドが小さくなれば、相関値が大きくなり、遅延スプレッドが大きくなれば、相関値が小さくなる。なお、図１１の場合、サブキャリア数は「５２」であるので、「５１」個の相関値が導出されるが、制御部３０は、これらを積算する。積算結果もまた「相関値」というものとする。
【００４３】
一方、制御部３０は、ＥＶＭを取得する。ＥＶＭとは、理想波形と計測波形の違いを示す物理量であり、エラーベクトルとも呼ばれる。図５は、制御部３０において取得されるＥＶＭの概要を示す。図５は、変調方式がＱＰＳＫであるときのコンスタレーションを示す。横軸が実軸（Ｉ軸）に相当し、縦軸が虚軸（Ｑ軸）に相当する。また、丸印がＱＰＳＫの理想的な信号点を示し、×印が第２無線装置１０ｂにおいて受信された信号の信号点を示す。ここで、理想的な信号点の座標を（ｄｉ，ｄｑ）と示し、受信された信号の信号点の座標を（ｘ，ｙ）と示すと、ＥＶＭは、次のように示される。
【数１】
2008109300.tif 000003
以上のＥＶＭは、サブキャリア単位に導出される。また、第２無線装置１０ｂの制御部３０によって導出されるＥＶＭは、サブキャリアごとに導出したＥＶＭを１ＯＦＤＭシンボルにわたって平均した値である。ここでは、平均結果もまた「ＥＶＭ」というものとする。図４に戻る。以上の処理によって、制御部３０は、第１無線装置１０ａと第２無線装置１０ｂとの間の無線伝送路の遅延特性と、無線伝送路によるエラーベクトルとを取得する。
【００４４】
制御部３０は、ＥＶＭと相関値とに対する変調方式と符号化率との関係を予め規定しており、当該関係を参照しながら、導出したＥＶＭと相関値とをもとに、変調方式と符号化率とを決定する。具体的には、制御部３０は、相関値と符号化率とを関連づけるために、「相関値に関するしきい値」を規定し、ＥＶＭと変調方式とを関連づけるために「ＥＶＭに関するしきい値」を規定する。つまり相関値が「相関値に関するしきい値」以上であるか、あるいは「相関値に関するしきい値」よりも小さいかによって、符号化率の値が異なるように決定される。ＥＶＭと変調方式についても同様である。なお、「相関値に関するしきい値」と「ＥＶＭに関するしきい値」とは、それぞれ複数段階規定されていてもよい。以上の処理によって、制御部３０は、相関値とＥＶＭとをもとに、通信速度を決定する。変復調部２４は、決定された変調方式を使用し、ＩＦ部２６は、決定された符号化率を使用することによって、第１無線装置１０ａは、図示しない第２無線装置１０ｂに対してデータ信号を送信する。
【００４５】
ここで、第２無線装置１０ｂの機能のうち、第１無線装置１０ａから要求信号を受信し、第１無線装置１０ａに対して応答信号を送信するための機能を説明する。第２無線装置１０ｂのベースバンド処理部２２は、周波数領域信号２０２を変復調部２４に出力するとともに、制御部３０にも出力する。前述のマルチキャリア信号は、パケット信号を構成しており、パケット信号の前方部分に既知の信号（以下、「トレーニング信号」という）が配置されている。制御部３０は、トレーニング信号をサブキャリア単位に記憶しており、周波数領域信号２０２とトレーニング信号との相関処理をサブキャリア単位に実行する。このように導出した複数の相関結果が伝送路特性に相当する。また、制御部３０は、変復調部２４から受けつけた信号をもとに、図５に示すようにＥＶＭを導出する。さらに、第２無線装置１０ｂは、伝送路特性とＥＶＭとが含められた応答信号を生成する。
【００４６】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００４７】
以上の構成による第１無線装置１０ａの動作を説明する。図６は、第１無線装置１０ａにおける通信速度の設定手順を示すフローチャートである。変復調部２４等は、要求信号を送信する（Ｓ３０）。変復調部２４等が応答信号を受信するまで（Ｓ３２のＮ）、制御部３０は待機する。変復調部２４等が応答信号を受信すると（Ｓ３２のＹ）、制御部３０は、ＥＶＭを受けつけ、相関値を導出する（Ｓ３４）。また、制御部３０は、相関値から符号化率を決定し、ＥＶＭから変調方式を決定する（Ｓ３６）。ＩＦ部２６は、決定した符号化率を使用し、変復調部２４は、決定した変調方式を使用することによって、変復調部２４等は、データ信号を送信する（Ｓ３８）。
【００４８】
以下に変形例を説明する。変形例に係る通信システム１００の処理のうち、第２無線装置１０ｂから送信された応答信号を第１無線装置１０ａが受信するまでの処理は、これまで説明した実施例と同様である。しかしながら、変形例に係る通信システム１００において、要求信号は、ＥＶＭを要求するための信号であり、応答信号には、ＥＶＭのみが含まれている。また、通信速度を決定するために、実施例では、相関値とＥＶＭとが使用されたが、変形例では、ＥＶＭの平均値とＥＶＭの分散値とが使用される。変形例に係る通信システム１００は、図２に示された通信システム１００と同様のタイプであり、変形例に係る第１無線装置１０ａは、図４に示された第１無線装置１０ａと同様のタイプである。
【００４９】
ここで、第２無線装置１０ｂの制御部３０は、伝送路特性に対して、サブキャリアに対応した成分ごとにＥＶＭを計算する。また、制御部３０は、実施例と同様に、１ＯＦＤＭシンボルにわたってＥＶＭの平均値を導出する。さらに、制御部３０は、サブキャリアに対応した成分ごとのＥＶＭと、ＥＶＭの平均値とから、ＥＶＭの分散値を導出する。分散値の導出には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。第２無線装置１０ｂは、ＥＶＭの平均値とＥＶＭの分散値とを応答信号に含めて送信する。
【００５０】
第１無線装置１０ａの制御部３０は、ＥＶＭの平均値とＥＶＭの分散値とから通信速度を決定する。具体的には、制御部３０は、ＥＶＭの分散値をもとに符号化率を決定し、ＥＶＭの平均値をもとに変調方式を決定する。符号化率と変調方式を決定するための処理は、実施例の「ＥＶＭ」を「ＥＶＭの平均値」に置きかえ、実施例の「相関値」を「ＥＶＭの分散値」に置きかえれば、実施例での処理を使用可能である。
【００５１】
以上の構成による第１無線装置１０ａの動作を説明する。図７は、本発明の変形例にかかる通信速度の設定手順を示すフローチャートである。変復調部２４等は、要求信号を送信する（Ｓ５０）。変復調部２４等が応答信号を受信するまで（Ｓ５２のＮ）、制御部３０は待機する。変復調部２４等が応答信号を受信すると（Ｓ５２のＹ）、制御部３０は、ＥＶＭの平均値とＥＶＭの分散値とを受けつける（Ｓ５４）。また、制御部３０は、分散値から符号化率を決定し、平均値から変調方式を決定する（Ｓ５６）。ＩＦ部２６は、決定した符号化率を使用し、変復調部２４は、決定した変調方式を使用することによって、変復調部２４等は、データ信号を送信する（Ｓ５８）。
【００５２】
本発明の別の変形例は、これまでの実施例において説明した従来システムでの適応変調方式をＭＩＭＯシステムに拡張する。つまり、変形例では、通信速度を可変に設定しながら複数の系列による通信を実行する。ここで、端末装置に伝送路特性を導出させるために、基地局装置は、要求信号を含めながら、トレーニング信号を送信する。以下の説明において、トレーニング信号が配置されたパケット信号も「トレーニング信号」というものとする。端末装置は、トレーニング信号を受信すると、ＭＩＭＯシステムに含まれた系列を単位にして、端末装置に含まれた複数のアンテナとの間の伝送路特性を推定する。そのため、ひとつのサブキャリアに対応した伝送路特性は、端末装置に含まれたアンテナ数と基地局装置に含まれたアンテナ数とをそれぞれ行と列の成分とする行列（以下、「Ｈ行列」という）として示される。端末装置は、Ｈ行列を応答信号に含めながら送信する。
【００５３】
基地局装置は、Ｈ行列を特異値分解することによって、複数の特異値を導出する。また、基地局装置は、複数の特異値のうち、信号を伝送可能な程度の大きさを有した特異値を選択し、さらに選択した特異値の中から最小の特異値（以下、単に「最小の特異値」という）を選択する。基地局装置は、最大の特異値も選択する。基地局装置は、最大の特異値と最小の特異値との差異を導出する。以上の処理の結果、基地局装置は、最小の特異値と、特異値間の差異とをもとに、通信速度を決定する。
【００５４】
図８は、本発明の別の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、無線装置１０と総称される第１無線装置１０ａ、第２無線装置１０ｂを含む。また、第１無線装置１０ａは、アンテナ１２と総称される第１アンテナ１２ａ、第２アンテナ１２ｂ、第３アンテナ１２ｃ、第４アンテナ１２ｄを含み、第２無線装置１０ｂは、アンテナ１４と総称される第１アンテナ１４ａ、第２アンテナ１４ｂ、第３アンテナ１４ｃ、第４アンテナ１４ｄを含む。ここで、第１無線装置１０ａが、基地局装置に対応し、第２無線装置１０ｂが、端末装置に対応する。
【００５５】
通信システム１００の構成として、ＭＩＭＯシステムの概略を説明する。データは、第１無線装置１０ａから第２無線装置１０ｂに送信されているものとする。第１無線装置１０ａは、第１アンテナ１２ａから第４アンテナ１２ｄのそれぞれから、複数の系列のデータをそれぞれ送信する。その結果、データレートが高速になる。第２無線装置１０ｂは、第１アンテナ１４ａから第４アンテナ１４ｄによって、複数の系列のデータを受信する。さらに、第２無線装置１０ｂは、アダプティブアレイ信号処理によって、受信したデータを分離して、複数の系列のデータを独立に復調する。
【００５６】
ここで、アンテナ１２の本数は「４」であり、アンテナ１４の本数も「４」であるので、アンテナ１２とアンテナ１４の間の伝送路の組合せは「１６」になる。第ｉアンテナ１２ｉから第ｊアンテナ１４ｊとの間の伝送路特性をｈｉｊと示す。図中において、第１アンテナ１２ａと第１アンテナ１４ａとの間の伝送路特性がｈ１１、第１アンテナ１２ａから第２アンテナ１４ｂとの間の伝送路特性がｈ１２、第２アンテナ１２ｂと第１アンテナ１４ａとの間の伝送路特性がｈ２１、第２アンテナ１２ｂから第２アンテナ１４ｂとの間の伝送路特性がｈ２２、第４アンテナ１２ｄから第４アンテナ１４ｄとの間の伝送路特性がｈ４４と示されている。なお、これら以外の伝送路は、図の明瞭化のために省略する。第１無線装置１０ａから第２無線装置１０ｂに、トレーニング信号が予め送信される。また、第１無線装置１０ａと第２無線装置１０ｂとが逆になってもよい。
【００５７】
図９（ａ）−（ｃ）は、通信システム１００におけるパケットフォーマットを示す。図９（ａ）−（ｃ）は、トレーニング信号ではなく、通常のパケット信号のフォーマットを示す。ここで、図９（ａ）は、系列の数が「４」である場合に対応し、図９（ｂ）は、系列の数が「３」である場合に対応し、図９（ｃ）は、系列の数が「２」である場合に対応する。図９（ａ）では、４つの系列に含まれたデータが、送信の対象とされるものとし、第１から第４の系列に対応したパケットフォーマットが上段から下段に順に示される。
【００５８】
第１の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」等が配置される。「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」、「Ｌ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＩＧ」は、従来システムに対応したＡＧＣ設定用の既知信号、伝送路推定用の既知信号、制御信号、ＭＩＭＯシステムに対応した制御信号にそれぞれ相当する。ＭＩＭＯシステムに対応した制御信号には、例えば、系列の数に関する情報やデータ信号の宛先が含まれている。「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」は、ＭＩＭＯシステムに対応したＡＧＣ設定用の既知信号、伝送路推定用の既知信号に相当する。一方、「データ１」は、データ信号である。なお、Ｌ−ＬＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦは、ＡＧＣの設定だけでなく、タイミングの推定にも使用される。
【００５９】
また、第２の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ（−５０ｎｓ）」と「ＨＴ−ＬＴＦ（−４００ｎｓ）」等が配置される。また、第３の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ（−１００ｎｓ）」と「ＨＴ−ＬＴＦ（−２００ｎｓ）」等が配置される。また、第４の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ（−１５０ｎｓ）」と「ＨＴ−ＬＴＦ（−６００ｎｓ）」等が配置される。
【００６０】
ここで、「−４００ｎｓ」等は、ＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｄｅｌａｙ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）におけるタイミングシフト量を示す。ＣＤＤとは、所定の区間において、時間領域の波形をシフト量だけ後方にシフトさせ、所定の区間の最後部から押し出された波形を所定の区間の先頭部分に循環的に配置させる処理である。すなわち、「Ｌ−ＳＴＦ（−５０ｎｓ）」には、「Ｌ−ＳＴＦ」に対して、−５０ｎｓの遅延量にて循環的なタイミングシフトがなされている。なお、Ｌ−ＳＴＦとＨＴ−ＳＴＦは、８００ｎｓの期間の繰り返しによって構成され、その他のＨＴ−ＬＴＦ等は、３．２μｓの期間の繰り返し部分と０．８μｓのＧＩ部分から構成されている。ここで「データ１」から「データ４」にもＣＤＤがなされており、タイミングシフト量は、前段に配置されたＨＴ−ＬＴＦでのタイミングシフト量と同一の値である。
【００６１】
また、第１の系列において、ＨＴ−ＬＴＦが、先頭から「ＨＴ−ＬＴＦ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＬＦＴ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」の順に配置されている。ここで、これらを順に、すべての系列において「第１成分」、「第２成分」、「第３成分」、「第４成分」と呼ぶ。すべての系列の受信信号に対して、第１成分−第２成分＋第３成分−第４成分の演算を行えば、受信装置において、第１の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分＋第２成分＋第３成分＋第４成分の演算を行えば、受信装置において、第２の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分−第２成分−第３成分＋第４成分の演算を行えば、受信装置において、第３の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分＋第２成分−第３成分−第４成分の演算を行えば、受信装置において、第４の系列に対する所望信号が抽出される。これらは、所定の成分の符号の組合せが系列間において直交関係を有していることに相当する。なお、加減処理は、ベクトル演算にて実行される。
【００６２】
「Ｌ−ＬＴＦ」から「ＨＴ−ＳＩＧ」等までの部分には、従来システムと同様に、「５２」サブキャリアが使用される。なお、「５２」サブキャリアのうちの「４」サブキャリアがパイロット信号に相当する。一方、「ＨＴ−ＬＴＦ」等以降の部分は、「５６」サブキャリアを使用する。
【００６３】
図９（ａ）において、「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号は、以下のように規定されている。第１の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「−」、「＋」、「−」の順に並べられ、第２の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「＋」、「＋」の順に並べられ、第３の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「−」、「−」、「＋」の順に並べられ、第４の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「−」、「−」の順に並べられている。しかしながら、符号は、以下のように規定されていてもよい。第１の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「−」、「＋」、「＋」の順に並べられ、第２の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「−」、「＋」の順に並べられ、第３の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「＋」、「−」の順に並べられ、第４の系列の先頭から順に、符号は「−」、「＋」、「＋」、「＋」の順に並べられる。このような符号であっても、所定の成分の符号の組合せが系列間において直交関係を有していることに相当する。
【００６４】
図９（ｂ）は、図９（ａ）の第１の系列から第３の系列に相当する。図９（ｃ）は、図９（ａ）に示したパケットフォーマットのうちの第１系列と第２系列に類似している。ここで、図９（ｂ）の「ＨＴ−ＬＴＦ」の配置が、図９（ａ）の「ＨＴ−ＬＴＦ」の配置と異なっている。すなわち、ＨＴ−ＬＴＦには、第１成分と第２成分だけが含まれている。第１の系列において、ＨＴ−ＬＴＦが、先頭から「ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」の順に配置され、第２の系列において、ＨＴ−ＬＴＦが、先頭から「ＨＴ−ＬＴＦ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」の順に配置されている。すべての系列の受信信号に対して、第１成分＋第２成分の演算を行えば、受信装置において、第１の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分−第２成分の演算を行えば、受信装置において、第２の系列に対する所望信号が抽出される。これらも、前述のごとく、直交関係といえる。例えば、図９（ａ）−（ｃ）に示されたパケット信号が、第１無線装置１０ａから、ビームフォーミングされながら送信されてもよい。
【００６５】
図１０（ａ）−（ｄ）は、通信システム１００におけるトレーニング信号用のパケットフォーマットを示す。図１０（ａ）−（ｄ）は、図９（ｂ）−（ｃ）およびデータがひとつの系列に配置される場合でのパケット信号に対するトレーニング信号である。なお、以下では説明を明瞭にするために、パケットフォーマットに含まれる「Ｌ−ＳＴＦ」から「ＨＴ−ＳＩＧ」を省略するものとする。すなわち、「ＨＴ−ＳＴＦ」以降の構成が示されている。図１０（ａ）は、データ信号が配置される系列（以下、「主系列」という）の数が「３」である場合であり、図１０（ｂ）は、主系列の数が「２」場合であり、図１０（ｃ）−（ｄ）は、主系列の数が「１」である場合である。すなわち、図１０（ａ）では、第１の系列から第３の系列とにデータ信号が配置され、図１０（ｂ）では、第１の系列と第２の系列とにデータ信号が配置され、図１０（ｃ）−（ｄ）では、第１の系列にデータ信号が配置される。
【００６６】
図１０（ａ）の第１の系列から第３の系列のうち、ＨＴ−ＬＴＦに関する配置までは、図９（ｂ）での配置と同一である。しかしながら、その後段において、第１の系列から第３の系列には、空白の期間が設けられる。一方、第１の系列から第３の系列での空白の期間において、第４の系列には、ＨＴ−ＬＴＦが配置される。また、第４の系列に配置されたＨＴ−ＬＴＦに続いて、第１の系列から第３の系列には、データが配置される。なお、第４の系列において、ひとつのＨＴ−ＬＴＦが配置される。
【００６７】
このような配置によって、「ＨＴ−ＳＴＦ」が配置された系列の数が、データ信号が配置された系列の数に等しくなるので、受信装置において「ＨＴ−ＳＴＦ」によって設定された増幅率に含まれる誤差が小さくなり、データ信号の受信特性の悪化を防止できる。また、第４系列に配置された「ＨＴ−ＬＴＦ」は、ひとつの系列に配置されているだけなので、受信装置において第４系列に配置された「ＨＴ−ＬＴＦ」が、ＡＧＣによって歪みが生じるほど増幅される状況を低減できる。そのため、伝送路推定の精度の悪化を防止できる。
【００６８】
図１０（ｂ）の第１の系列と第２の系列のうち、ＨＴ−ＬＴＦに関する配置までは、図９（ｃ）での配置と同一である。しかしながら、その後段において、第１の系列と第２の系列には、空白の期間が設けられる。一方、第１の系列と第２の系列での空白の期間において、第３の系列と第４の系列には、ＨＴ−ＬＴＦが配置される。また、第３の系列と第４の系列に配置されたＨＴ−ＬＴＦに続いて、第１の系列と第２の系列には、データが配置される。なお、第３の系列と第４の系列でのＨＴ−ＬＴＦの配置は、図９（ｃ）での配置と同一である。
【００６９】
ここで、タイミングシフト量について、「０ｎｓ」、「−４００ｎｓ」、「−２００ｎｓ」、「−６００ｎｓ」の順に優先度が低くなるように、優先度が規定されているものとする。すなわち、「０ｎｓ」の優先度が最も高く、「−６００ｎｓ」の優先度が最も低くなるように規定されている。そのため、第１の系列と第２の系列では、タイミングシフト量として、「０ｎｓ」、「−４００ｎｓ」の値が使用されている。一方、第３の系列と第４の系列でもタイミングシフト量として「０ｎｓ」、「−４００ｎｓ」の値が使用されている。その結果、第１の系列での「ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」の組合せが第３の系列でも使用され、第２の系列での「ＨＴ−ＬＴＦ（−４００ｎｓ）」、「−ＨＴ−ＬＴＦ（−４００ｎｓ）」の組合せが第４の系列でも使用されるので、処理が簡易になる。
【００７０】
図１０（ｃ）の第１の系列のうち、ＨＴ−ＬＴＦに関する配置までは、図１０（ｂ）の第１の系列に対する配置と同等である。ここで、ふたつの「ＨＴ−ＬＴＦ」が配置される。しかしながら、その後段において、第１の系列には、空白の期間が設けられる。一方、第１の系列での空白の期間において、第２の系列から第４の系列には、ＨＴ−ＬＴＦが配置される。また、第２の系列から第４の系列に配置されたＨＴ−ＬＴＦに続いて、第１の系列には、データが配置される。ここで、第２の系列から第３の系列に配置されるＨＴ−ＬＴＦの配置は、図９（ｂ）での配置に類似する。
【００７１】
図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）と同様に構成されるが、図１０（ｄ）における「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号の組合せが、図１０（ｃ）のものと異なる。ここで、「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号の組合せは、系列間において直交関係が成立するように規定されている。また、図１０（ｄ）では、複数の系列のそれぞれに対し、「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号の組合せが固定されるように規定されている。ここで、図１０（ｄ）では、図１０（ｃ）と同様に、第２の系列から第４の系列であっても、優先度の高い「０ｎｓ」、「−４００ｎｓ」、「−２００ｎｓ」が使用される。
【００７２】
図１０（ａ）での第４の系列、すなわちデータが配置されていない系列（以下、「副系列」という）には、ひとつの「ＨＴ−ＬＴＦ」が配置される。また、図１０（ｂ）での第３の系列および第４の系列には、ふたつの「ＨＴ−ＬＴＦ」が配置される。さらに、図１０（ｃ）−（ｄ）での第２の系列から第４の系列には、４つの「ＨＴ−ＬＴＦ」が配置される。これらを比較すると、図１０（ｃ）−（ｄ）での副系列に配置された「ＨＴ−ＬＴＦ」の長さが最も長くなる。すなわち、トレーニング信号を生成すべきパケット信号での主系列の数が大きくなると、副系列の長さが短くなり、伝送効率が向上する。なお、トレーニング信号は、ビームフォーミングされずに送信されるものとする。
【００７３】
図１１（ａ）−（ｄ）は、通信システム１００における別のトレーニング信号用のパケットフォーマットを示す。図１１（ａ）−（ｄ）は、図１０（ａ）−（ｄ）にそれぞれ対応する。図１１（ａ）−（ｄ）では、複数の系列のそれぞれにタイミングシフト量が対応づけられながら規定されている。ここで、第１の系列に対してタイミングシフト量「０ｎｓ」が規定され、第２の系列に対してタイミングシフト量「−４００ｎｓ」が規定され、第３の系列に対してタイミングシフト量「−２００ｎｓ」が規定され、第４の系列に対してタイミングシフト量「−６００ｎｓ」が規定されている。
【００７４】
そのため、図１１（ａ）では、図１０（ａ）における第４の系列でのタイミングシフト量「０ｎｓ」の代わりに、「−６００ｎｓ」が使用される。また、図１１（ｂ）では、図１０（ｂ）における第３の系列と第４の系列でのタイミングシフト量「０ｎｓ」、「−４００ｎｓ」の代わりに、「−２００ｎｓ」、「−６００ｎｓ」が使用される。一方、図１１（ｃ）−（ｄ）では、図１０（ｃ）−（ｄ）における第２の系列から第４の系列でのタイミングシフト量「０ｎｓ」、「−４００ｎｓ」、「−２００ｎｓ」の代わりに、「−４００ｎｓ」、「−２００ｎｓ」、「−６００ｎｓ」が使用される。
【００７５】
図１１（ｄ）は、図１１（ｃ）と同様に構成されるが、図１１（ｄ）における「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号の組合せが、図１１（ｃ）のものと異なる。「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号の組合せには予め優先度が設けられている。すなわち、図９（ａ）の第１の系列における符号の組合せの優先度が最も高く、第４の系列における符号の組合せの優先度が最も低くなるような規定がなされている。また、データ信号が配置される系列に対して、優先度の高い符号の組合せから順に符号の組合せを使用し、データ信号が配置されない系列に対しても、優先度の高い符号の組合せから順に符号の組合せを使用する。このように、符号の組合せを同じにしておけば、受信装置が＋−の演算を行って各成分を取り出す場合に、データが配置されない系列の「ＨＴ−ＬＴＦ」の部分に対する伝送路特性の計算と、データが配置される系列の「ＨＴ−ＬＴＦ」の部分に対する伝送路特性の計算に対して、共通の回路を使用できる。
【００７６】
図１２は、通信システム１００において最終的に送信されるトレーニング信号のパケットフォーマットを示す。図１２は、図１０（ｂ）と図１１（ｂ）のパケット信号を変形させた場合に相当する。図１０（ｂ）と図１１（ｂ）の第１の系列と第２の系列に配置された「ＨＴ−ＳＴＦ」と「ＨＴ−ＬＴＦ」に、後述の直交行列による演算がなされる。その結果、「ＨＴ−ＳＴＦ１」から「ＨＴ−ＳＴＦ４」が生成される。「ＨＴ−ＬＴＦ」についても同様である。さらに、第１の系列から第４の系列のそれぞれに対して、タイミングシフト量「０ｎｓ」、「−５０ｎｓ」、「−１００ｎｓ」、「−１５０ｎｓ」によるＣＤＤが実行される。なお、２度目のＣＤＤでのタイミングシフト量の絶対値は、ＨＴ−ＳＴＦおよびＨＴ−ＬＴＦに対して１度目になされたＣＤＤでのタイミングシフト量の絶対値よりも小さくなるように設定される。第３の系列と第４の系列に配置された「ＨＴ−ＬＴＦ」と、第１の系列の「データ１」等に対しても同様の処理が実行される。
【００７７】
図１３は、第１無線装置１０ａの構成を示す。第１無線装置１０ａは、無線部２０と総称される第１無線部２０ａ、第２無線部２０ｂ、第４無線部２０ｄ、ベースバンド処理部２２、変復調部２４、ＩＦ部２６、制御部３０を含む。また、ＩＦ部２６は、結合部９０、復号部９２、分離部９４、符号化部９６を含む。また信号として、時間領域信号２００と総称される第１時間領域信号２００ａ、第２時間領域信号２００ｂ、第４時間領域信号２００ｄ、周波数領域信号２０２と総称される第１周波数領域信号２０２ａ、第２周波数領域信号２０２ｂ、第４周波数領域信号２０２ｄを含む。なお、第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａと同様に構成される。第１無線装置１０ａは、複数のアンテナ１２を備えながら、図示しない第２無線装置１０ｂであって、かつ図示しない複数のアンテナ１４を備えた第２無線装置１０ｂとの間での通信を実行する。
【００７８】
ベースバンド処理部２２は、受信動作として、複数の時間領域信号２００をそれぞれ周波数領域に変換し、周波数領域の信号に対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。ベースバンド処理部２２は、アダプティブアレイ信号処理の結果を周波数領域信号２０２として出力する。ひとつの周波数領域信号２０２が、送信された複数の系列のそれぞれに相当する。また、ベースバンド処理部２２は、送信動作として、変復調部２４から、周波数領域の信号としての周波数領域信号２０２を入力し、周波数領域の信号を時間領域に変換し、複数のアンテナ１２のそれぞれに対応づけながら時間領域信号２００として出力する。
【００７９】
送信処理において使用すべきアンテナ１２の数は、制御部３０によって指定されるものとする。ここで、周波数領域の信号である周波数領域信号２０２は、図１のごとく、複数のサブキャリアの成分を含むものとする。図を明瞭にするために、周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順番に並べられて、シリアル信号を形成しているものとする。
【００８０】
図１４は、周波数領域の信号の構成を示す。ここで、図１に示したサブキャリア番号「−２８」から「２８」のひとつの組合せを「ＯＦＤＭシンボル」というものとする。「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルは、サブキャリア番号「１」から「２８」、サブキャリア番号「−２８」から「−１」の順番にサブキャリア成分を並べているものとする。また、「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルの前に、「ｉ−１」番目のＯＦＤＭシンボルが配置され、「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルの後ろに、「ｉ＋１」番目のＯＦＤＭシンボルが配置されているものとする。なお、図９（ａ）等の「Ｌ−ＳＩＧ」等の部分では、ひとつの「ＯＦＤＭシンボル」に対して、サブキャリア番号「−２６」から「２６」の組合せが使用される。
【００８１】
図１３に戻る。第１無線装置１０ａに含まれるベースバンド処理部２２は、図１０（ａ）−（ｄ）、図１１（ａ）−（ｄ）のパケットフォーマットに対応したトレーニング信号を生成するために、ＣＤＤを実行する。さらに、ベースバンド処理部２２は、図１２のパケットフォーマットに示したパケット信号への変形を実行するために、ステアリング行列の乗算を実行する。これらの処理の詳細は、後述する。一方、第２無線装置１０ｂに含まれるベースバンド処理部２２は、トレーニング信号を受信すると、受信したトレーニング信号からＨ行列を導出する。
【００８２】
Ｈ行列は、サブキャリア単位に、複数のアンテナ１２の数と、複数の図示しないアンテナ１４の数から定められる要素の数を有する。例えば、図８のように、複数のアンテナ１２の数は、「４」であり、複数のアンテナ１４の数も「４」である場合、Ｈ行列は、ひとつのサブキャリアに対して４行４列となる。また、Ｈ行列に含まれたそれぞれの成分は、前述の伝送路特性にであり、図８のｈｉｊに相当する。ベースバンド処理部２２は、第１無線装置１０ａに対して応答信号を送信する際に、Ｈ行列を含める。ここで、応答信号は、図９（ａ）−（ｃ）のパケットフォーマットを有する。
【００８３】
変復調部２４は、受信処理として、ベースバンド処理部２２からの周波数領域信号２０２に対して、復調を実行する。なお、復調は、サブキャリア単位でなされる。変復調部２４は、復調した信号をＩＦ部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、変調を実行する。変復調部２４は、変調した信号を周波数領域信号２０２としてベースバンド処理部２２に出力する。
【００８４】
ＩＦ部２６は、受信処理として、結合部９０において複数の変復調部２４からの信号を合成し、ひとつのデータストリームを形成する。さらに、復号部９２は、ひとつのデータストリームに対してデインタリーブを実行した後に、復号を実行する。ＩＦ部２６は、復号したデータストリームを出力する。また、ＩＦ部２６は、送信処理として、ひとつのデータストリームを入力し、符号化部９６において符号化およびインタリーブを実行した後に、分離部９４においてこれを分離する。さらに、ＩＦ部２６は、分離したデータを複数の変復調部２４に出力する。
【００８５】
制御部３０は、第１無線装置１０ａのタイミング等を制御する。まず、第１無線装置１０ａに含まれた制御部３０がトレーニング信号を生成する際の動作について説明する。制御部３０は、ＩＦ部２６、変復調部２４、ベースバンド処理部２２と協同しながら、図９（ａ）−（ｃ）、図１０（ａ）−（ｄ）、図１１（ａ）−（ｄ）、図１２のようなパケットフォーマットのパケット信号を生成し、生成したパケット信号を送信するための制御を実行する。ここでは、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示されたパケットフォーマットを生成するための処理を中心に説明するが、それ以外のパケットフォーマットについても、同様の処理が実行される。
【００８６】
ＩＦ部２６において、複数の系列のうちの少なくともひとつに配置すべきデータが入力される。ここでは、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）のごとく、ふたつの系列に配置すべきデータが入力される。制御部３０は、ベースバンド処理部２２に対して、入力したデータが配置された系列、すなわち第１の系列と第２の系列に配置される「ＨＴ−ＳＴＦ」と、「ＨＴ−ＳＴＦ」の後段において複数の系列に配置される「ＨＴ−ＬＴＦ」と、第１の系列と第２の系列に配置されるデータとから、パケット信号を生成するように指示する。なお、制御部３０は、図９（ａ）−（ｃ）のごとく、ＨＴ−ＳＴＦの前段に、「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」、「Ｌ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＩＧ」が配置されるように、ベースバンド処理部２２に指示を出力する。
【００８７】
ここで、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に記載のごとく、ひとつの系列に対してふたつの「ＨＴ−ＬＴＦ」が配置されている場合を説明の対象にする。すなわち、「ＨＴ−ＬＴＦ」の全体は、時間領域において「ＨＴ−ＬＴＦ」が繰り返されることによって形成されている。また、「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号の組合せは、主系列間あるいは副系列間での直交関係が成立するように規定されている。その結果、前述のごとく、主系列内において、第１成分と第２成分とを加算すれば、第１の系列に対するＨＴ−ＬＴＦが抽出される。また、主系列内において、第１成分から第２成分を減算すれば、第２の系列に対するＨＴ−ＬＴＦが抽出される。
【００８８】
なお、ひとつの系列に配置される「ＨＴ−ＬＴＦ」の数は、直交関係を成立させるために必要な数によって定められる。そのため、直交関係を成立させるべき系列の数が「２」であれば、ひとつの系列当たりの「ＨＴ−ＬＴＦ」の数は「２」になる。一方、直交関係を成立させるべき系列の数が「３」あるいは「４」であれば、ひとつの系列当たりの「ＨＴ−ＬＴＦ」の数は「４」になる。
【００８９】
制御部３０は、ベースバンド処理部２２に対して、ＨＴ−ＬＴＦ等にＣＤＤを実行させる。なお、ＣＤＤは、ひとつの系列に配置されたＨＴ−ＬＴＦを基準として、他の系列に配置されたＨＴ−ＬＴＦに、ＨＴ−ＬＴＦ内での循環的なタイミングシフトを実行させることに相当する。制御部３０は、タイミングシフト量に予め優先度を設けている。ここでは、前述のごとく、タイミングシフト量「０ｎｓ」の優先度を最も高く設定し、それに続いて「−４００ｎｓ」、「−２００ｎｓ」、「−６００ｎｓ」の順に低くなっていくような優先度を設定する。
【００９０】
さらに、制御部３０は、ベースバンド処理部２２に、主系列に対して、優先度の高いタイミングシフト量から順にタイミングシフト量を使用させる。例えば、図１０（ｂ）の場合、第１の系列に対して「０ｎｓ」を使用させ、第２の系列に対して「−４００ｎｓ」を使用させる。また、制御部３０は、副系列に対しても、優先度の高いタイミングシフト量から順にタイミングシフト量を使用させる。例えば、図１０（ｂ）の場合、第３の系列に対して「０ｎｓ」を使用させ、第４の系列に対して「−４００ｎｓ」を使用させる。以上の処理によって、図１０（ｂ）に示したパケットフォーマットのパケット信号が生成される。
【００９１】
一方、これとは別に、複数の系列に対してそれぞれ異なった値のタイミングシフト量が設定されていてもよい。例えば、第１の系列のタイミングシフト量として、「０ｎｓ」が設定され、第２の系列のタイミングシフト量として、「−４００ｎｓ」が設定され、第３の系列のタイミングシフト量として、「−２００ｎｓ」が設定され、第４の系列のタイミングシフト量として、「−６００ｎｓ」が設定される。以上の処理によって、図１１（ｂ）に示したパケットフォーマットのパケット信号が生成される。
【００９２】
以上の処理によって、図１０（ａ）−（ｄ）、図１１（ａ）−（ｄ）のようなパケットフォーマットのパケット信号が生成された後、制御部３０は、ベースバンド処理部２２に、これらのようなパケット信号を変形させる。すなわち、制御部３０は、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示したパケットフォーマットを図１２に示したパケットフォーマットに変形させる。ベースバンド処理部２２は、系列の数を複数の系列の数まで拡張した後に、拡張された系列に対して、ＣＤＤを実行する。また、制御部３０は、変形したパケット信号を無線部２０に送信させる。
【００９３】
また、制御部３０は、ベースバンド処理部２２等から要求信号を送信させる。ここで、要求信号は、トレーニング信号に含まれてもよいし、トレーニング信号とは別のパケット信号に含まれてもよいものとする。なお、説明の簡略化のために、前述のごとく、要求信号がトレーニング信号に含まれるものとする。
【００９４】
次に、要求信号が含まれたトレーニング信号を受信すべき第２無線装置１０ｂに含まれる制御部３０の動作について説明する。制御部３０は、ベースバンド処理部２２に対して、受信したトレーニング信号をもとに、サブキャリア単位のＨ行列を導出させる。つまり、ベースバンド処理部２２は、受信したトレーニング信号に含まれたＨＴ−ＬＴＦと、予め記憶したＨＴ−ＬＴＦとを使用しながら、相関等によって、Ｈ行列を導出させる。また、制御部３０は、ベースバンド処理部２２に対して、前述のごとく、Ｈ行列が含まれた応答信号の送信を指示する。
【００９５】
次に、Ｈ行列が含まれた応答信号を受信すべき第１無線装置１０ａに含まれる制御部３０の動作について説明する。制御部３０は、Ｈ行列を受けつけることによって、第１無線装置１０ａと第２無線装置１０ｂとの間の伝送路特性、つまり信号強度に関する物理量を系列ごとに取得する。なお、Ｈ行列は、前述のごとく、アンテナ１２の数と、アンテナ１４の数から定められる要素の数を有した伝送路行列であって、かつ複数のアンテナ１２のそれぞれと複数のアンテナ１４のそれぞれとの間の伝送路特性を要素の値とした伝送路行列である。以下、説明を容易にするためにひとつのサブキャリアに対する処理を説明する。受信されたトレーニング信号は、受信信号ベクトルＹとして示される。なお、Ｙは、アンテナ１４の数を要素の数とする。また、送信されるトレーニング信号は、送信信号ベクトルＸとして示される。なお、Ｘは、アンテナ１２の数を要素の数とする。これらのように定義すれば、Ｙ、Ｘ、Ｈ行列の関係は、以下のように示される。
【００９６】
【数２】
2008109300.tif 000004
ｎは、雑音ベクトルである。Ｈ行列は、アンテナ１４の数を行の数とし、アンテナ１２の数を列の数とする。また、図８の場合、Ｈ行列の各要素は、以下のように示される。
【数３】
2008109300.tif 000005
【００９７】
制御部３０は、Ｈ行列に対して特異値分解を実行する。Ｈ行列に対する特異値分解は、以下のように示される。
【数４】
2008109300.tif 000006
Σは、以下のように示される対角行列である。
【数５】
2008109300.tif 000007
【００９８】
なお、ｍは、無線伝送路において設定されるチャネルの数に相当しており、アンテナ１２の数とアンテナ１４の数のうちの少ない方であればよい。ここでΣは、ｍ行ｍ列の行列によって構成されており、その要素は、特異値であり、固有モードにおける利得に相当する。また、ＵとＶは、特異行列であり、アンテナ１２の数の行ｍ列、アンテナ１４の数の行ｍ列によってそれぞれ構成される行列である。以上の処理によって、制御部３０は、複数の特異値を取得する。
【００９９】
制御部３０は、複数の特異値のうち、前述の最小の特異値と最大の特異値とを選択する。ここで、最小の特異値は、利得の小さい固有モードに相当するので、複数の系列のそれぞれに適した通信速度のうち、低い通信速度に対応すべき特異値に相当する。また、制御部３０は、最大の特異値と最小の特異値との差異を導出する。さらに、制御部３０は、最小の特異値と差異とをもとに、通信速度、つまり変調方式と符号化率との組合せを決定する。例えば、制御部３０は、差異をもとに符号化率を決定し、最小の特異値をもとに変調方式を決定する。符号化率と変調方式を決定するための処理は、実施例の「ＥＶＭ」を「最小の特異値」に置きかえ、実施例の「相関値」を「差異」に置きかえれば、実施例での処理を使用可能である。なお、「最小の特異値」は、ｎ番目に大きい特異値であってもよい。ここで、ｎは、第１無線装置１０ａと第２無線装置１０ｂの両方が共通に対応している最大の系列数に相当する。例えば、第１無線装置１０ａが４つのアンテナ１２を備えていても、第２無線装置１０ｂがふたつのストリームまでしか対応していない場合に、第１無線装置１０ａと第２無線装置１０ｂの両方が共通に対応している最大の系列数、つまり「２」番目の特異値と１番目の特異値との差異と、２番目の特異値の大きさから変調方式等が決定される。
【０１００】
複数の系列にまたがるように誤り訂正の符号化を実行するシステムにおいては、差異が大きいほど、誤り訂正の効果が大きくなる。そのため、制御部３０は、複数の特異値のうちのいずれかが同一の値でも、差異が大きくなるほど、高速な通信速度の使用を決定する。ここで、高速な通信速度の使用とは、高い符号化率の使用に相当する。なお、通信速度の決定は、別の方法によってなされてもよい。例えば、最小の相関値と差異との組合せが取るべき値のそれぞれに対して、変調方式と符号化率との組合せとの関係を予め規定しており、制御部３０は、当該関係を参照しながら、導出した最小の相関値と差異との組合せから、変調方式と符号化率との組合せを決定してもよい。
【０１０１】
図１５は、ベースバンド処理部２２の構成を示す。ベースバンド処理部２２は、受信用処理部５０、送信用処理部５２を含む。受信用処理部５０は、ベースバンド処理部２２における動作のうち、受信動作に対応する部分を実行する。すなわち、受信用処理部５０は、時間領域信号２００に対してアダプティブアレイ信号処理を実行しており、そのために時間領域信号２００のウエイトベクトルの導出を実行する。また、受信用処理部５０は、アレイ合成した結果を周波数領域信号２０２として出力する。なお、受信用処理部５０は、トレーニング信号に対応した周波数領域信号２０２をもとに、前述のＨ行列を推定する。
【０１０２】
送信用処理部５２は、ベースバンド処理部２２における動作のうち、送信動作に対応する部分を実行する。すなわち、受信用処理部５０は、周波数領域信号２０２を変換することによって、時間領域信号２００を生成する。また、送信用処理部５２は、複数の系列を複数のアンテナ１２にそれぞれ対応づける。さらに、送信用処理部５２は、図９（ａ）−（ｃ）、図１０（ａ）−（ｄ）、図１１（ａ）−（ｄ）に示されたようなＣＤＤを実行し、図１２に示されたようなステアリング行列の演算を実行する。なお、送信用処理部５２は、最終的に時間領域信号２００を出力する。また、送信用処理部５２は、図９（ａ）−（ｃ）に対して、ビームフォーミングを実行してもよい。
【０１０３】
図１６は、受信用処理部５０の構成を示す。受信用処理部５０は、ＦＦＴ部７４、ウエイトベクトル導出部７６、合成部８０と総称される第１合成部８０ａ、第２合成部８０ｂ、第３合成部８０ｃ、第４合成部８０ｄを含む。
【０１０４】
ＦＦＴ部７４は、時間領域信号２００に対してＦＦＴを実行することによって、時間領域信号２００を周波数領域の値に変換する。そのため、周波数領域の値は、図１４のように構成されているものとする。すなわち、ひとつの時間領域信号２００に対する周波数領域の値は、ひとつの信号線にて出力される。
【０１０５】
ウエイトベクトル導出部７６は、周波数領域の値から、サブキャリア単位にウエイトベクトルを導出する。なお、ウエイトベクトルは、複数の系列のそれぞれに対応するように導出され、ひとつの系列に対するウエイトベクトルは、アンテナ１２の数に対応した要素をサブキャリア単位に有する。また、複数の系列のそれぞれに対応したウエイトベクトルの導出には、適応アルゴリズムが使用されてもよく、あるいは伝送路特性が使用されてもよいが、これらの処理には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略する。なお、ウエイトベクトル導出部７６は、ウエイトを導出する際に、前述のごとく、第１成分−第２成分＋第３成分−第４成分や第１成分＋第２成分等の演算を実行する。最終的に、前述のごとく、サブキャリア、アンテナ１２、系列のそれぞれを単位にして、ウエイトが導出される。なお、ウエイトベクトル導出部７６は、ウエイトベクトルを導出すると共に、前述のサブキャリア単位のＨ行列を導出する。
【０１０６】
合成部８０は、ＦＦＴ部７４にて変換された周波数領域の値と、ウエイトベクトル導出部７６からのウエイトベクトルとによって、合成を実行する。例えば、ひとつの乗算対象として、ウエイトベクトル導出部７６からのウエイトベクトルのうち、ひとつのサブキャリアに対応したウエイトであって、かつ第１の系列に対応したウエイトが選択される。選択されたウエイトは、アンテナ１２のそれぞれに対応した値を有する。
【０１０７】
また、別の乗算対象として、ＦＦＴ部７４にて変換された周波数領域の値のうち、ひとつのサブキャリアに対応した値が選択される。選択された値は、アンテナ１２のそれぞれに対応した値を有する。なお、選択されたウエイトと選択された値は、同一のサブキャリアに対応する。アンテナ１２のそれぞれに対応づけられながら、選択されたウエイトと選択された値が、それぞれ乗算され、乗算結果が加算されることによって、第１の系列のうちのひとつのサブキャリアに対応した値が導出される。第１合成部８０ａでは、以上の処理が他のサブキャリアに対しても実行され、第１の系列に対応したデータが導出される。また、第２合成部８０ｂから第４合成部８０ｄでは、同様の処理によって、第２の系列から第４の系列に対応したデータがそれぞれ導出される。導出された第１の系列から第４の系列は、第１周波数領域信号２０２ａから第４周波数領域信号２０２ｄとしてそれぞれ出力される。
【０１０８】
図１７は、送信用処理部５２の構成を示す。送信用処理部５２は、分散部６６、ＩＦＦＴ部６８を含む。分散部６６は、周波数領域信号２０２とアンテナ１２とを対応づける。ここでは、ビームフォーミングを実行しない場合の処理、例えば、トレーニング信号を送信する際の処理を説明する。分散部６６は、図９（ａ）−（ｃ）、図１０（ａ）−（ｄ）、図１１（ａ）−（ｄ）のパケットフォーマットに対応したパケット信号を生成するために、ＣＤＤを実行する。ＣＤＤは、行列Ｃとして、以下のように実行される。
【数６】
2008109300.tif 000008
ここで、δは、シフト量を示し、ｌは、サブキャリア番号を示している。さらに、行列Ｃと系列との乗算は、サブキャリアを単位にして実行される。すなわち、分散部６６は、Ｌ−ＳＴＦ等内での循環的なタイミングシフトを系列単位に実行する。また、タイミングシフト量は、図９（ａ）−（ｃ）、図１０（ａ）−（ｄ）、図１１（ａ）−（ｄ）のごとく設定される。
【０１０９】
分散部６６は、図１０（ａ）−（ｄ）、図１１（ａ）−（ｄ）のごとく生成されたトレーニング信号に対して、ステアリング行列をそれぞれ乗算することによって、トレーニング信号の系列の数を複数の系列の数まで増加させる。ここで、分散部６６は、乗算を実行する前に、入力した信号の次数を複数の系列の数まで拡張する。図１０（ｂ）および図１１（ｂ）の場合、第１の系列と第２の系列に配置された「ＨＴ−ＳＴＦ」等が入力されるので、入力した信号の数は、「２」であり、ここでは、「Ｎｉｎ」によって代表させる。
【０１１０】
そのため、入力したデータは、「Ｎｉｎ×１」のベクトルによって示される。また、複数の系列の数は、「４」であり、ここでは、「Ｎｏｕｔ」によって代表させる。分散部６６は、入力したデータの次数をＮｉｎからＮｏｕｔに拡張させる。すなわち、「Ｎｉｎ×１」のベクトルを「Ｎｏｕｔ×１」のベクトルに拡張させる。その際、Ｎｉｎ＋１行目からＮｏｕｔ行目までの成分に「０」を挿入する。一方、図１０（ｂ）および図１１（ｂ）の第３の系列と第４の系列に配置された「ＨＴ−ＬＴＦ」に対して、Ｎｉｎまでの成分が「０」であり、Ｎｉｎ＋１行目からＮｏｕｔ行目までの成分にＨＴ−ＬＴＦ等が挿入されている。
【０１１１】
また、ステアリング行列Ｓは、次のように示される。
【数７】
2008109300.tif 000009
ステアリング行列は、「Ｎｏｕｔ×Ｎｏｕｔ」の行列である。また、Ｗは、直交行列であり、「Ｎｏｕｔ×Ｎｏｕｔ」の行列である。直交行列の一例は、ウォルシュ行列である。ここで、ｌは、サブキャリア番号を示しており、ステアリング行列による乗算は、サブキャリアを単位にして実行される。さらに、Ｃは、前述のごとく、ＣＤＤを示す。ここで、ＣＤＤにおけるタイミングシフト量は、複数の系列のそれぞれに対して異なるように規定されている。すなわち、第１の系列に対して「０ｎｓ」、第２の系列に対して「−５０ｎｓ」、第３の系列に対して「−１００ｎｓ」、第４の系列に対して「−１５０ｎｓ」のようにタイミングシフト量が規定される。
【０１１２】
以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図１８は、通信システム１００における通信速度の設定手順を示すシーケンス図である。第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂに対して、要求信号が含まれたトレーニング信号を送信する（Ｓ７０）。第２無線装置１０ｂは、トレーニング信号をもとに、Ｈ行列を推定する（Ｓ７２）。第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａに対して、Ｈ行列を応答信号に含めて送信する（Ｓ７４）。第１無線装置１０ａは、応答信号に含まれたＨ行列をもとに、通信速度を決定する（Ｓ７６）。第１無線装置１０ａは、決定した通信速度を使用しながら、第２無線装置１０ｂにデータ信号を送信する（Ｓ７８）。
【０１１３】
以上の構成による第１無線装置１０ａの動作を説明する。図１９は、第１無線装置１０ａにおける通信速度の設定手順を示すフローチャートである。変復調部２４等は、要求信号を送信する（Ｓ９０）。変復調部２４等が応答信号を受信するまで（Ｓ９２のＮ）、制御部３０は待機する。変復調部２４等が応答信号を受信すると（Ｓ９２のＹ）、制御部３０は、特異値を導出し（Ｓ９４）、最小の特異値を選択しながら、特異値間の差異を導出する（Ｓ９６）。制御部３０は、最小の特異値と特異値間の差異とから、通信速度を決定する（Ｓ９８）。ＩＦ部２６と変復調部２４とは、決定した通信速度を使用することによって、変復調部２４等は、データ信号を送信する（Ｓ１００）。
【０１１４】
本発明のさらに別の変形例は、別の実施例と同様にＭＩＭＯシステムを対象とする。既に説明した別の実施例では、特異値をもとに通信速度を決定していたが、さらに別の実施例では、ＥＶＭをもとに通信速度を決定する。さらに別の変形例に係る通信システム１００は、図２に示された通信システム１００と同様のタイプであり、変形例に係る第１無線装置１０ａは、図４に示された第１無線装置１０ａと同様のタイプである。
【０１１５】
第２無線装置１０ｂの制御部３０は、実施例と同様にＥＶＭを計算する。なお、さらに別の変形例では、複数の系列のそれぞれに対応するように複数のＥＶＭが導出される。第２無線装置１０ｂは、複数のＥＶＭを応答信号に含めながら送信する。第１無線装置１０ａの制御部３０は、複数のＥＶＭのうちのいずれかを選択する。別の変形例と同様に、通信速度が低くなるようなＥＶＭ、つまり最大のＥＶＭが選択される。また、制御部３０は、最小のＥＶＭと最大のＥＶＭとの差異を導出する。さらに、制御部３０は、最大のＥＶＭと差異とをもとに通信速度を決定する。さらに別の変形例における通信速度を決定するための処理は、別の変形例における処理と同様であるので、説明を省略する。つまり、最大のＥＶＭが同一の値でも、差異が大きくなるほど、高速な通信速度の使用が決定される。
【０１１６】
以上の構成による第１無線装置１０ａの動作を説明する。図２０は、本発明の変形例にかかる通信速度の設定手順を示すフローチャートである。変復調部２４等は、要求信号を送信する（Ｓ１２０）。変復調部２４等が応答信号を受信するまで（Ｓ１２２のＮ）、制御部３０は待機する。変復調部２４等が応答信号を受信すると（Ｓ１２２のＹ）、制御部３０は、複数のＥＶＭを受けつける（Ｓ１２４）。また、制御部３０は、最大のＥＶＭを選択し、ＥＶＭ間の差異を導出する（Ｓ１２６）。制御部３０は、最大のＥＶＭとＥＶＭ間の差異から通信速度を決定する（Ｓ１２８）。ＩＦ部２６は、決定した符号化率を使用し、変復調部２４は、決定した変調方式を使用することによって、変復調部２４等は、データ信号を送信する（Ｓ１３０）。
【０１１７】
本発明の実施例によれば、ＥＶＭに加えて相関値を使用しながら通信速度を決定するので、遅延特性の影響を考慮しながら通信速度を決定できる。また、ＥＶＭが同一の値でも、相関値が大きくなれば符号化率を大きくするように、遅延特性をもとに符号化率を決定するので、誤り訂正の効果を考慮しながら通信速度を決定できる。また、誤り訂正の効果が大きい場合に符号化率を大きくするので、通信速度を向上できる。また、通信速度を向上できるので、通信効率を向上できる。また、ＥＶＭから変調方式を決定し、相関値から符号化率を決定するように、両者を独立に処理するので、処理を簡易に実現できる。また、ＥＶＭの平均値に加えてＥＶＭの分散値を使用しながら通信速度を決定するので、遅延特性の影響を考慮しながら通信速度を決定できる。また、ＥＶＭの分散値をもとに符号化率を決定するので、誤り訂正の効果を考慮しながら通信速度を決定できる。また、ＥＶＭだけの導出だけでよいので、処理を簡易に実現できる。
【０１１８】
また、ひとつの特異値に加えて特異値間の差異を使用しながら通信速度を決定するので、遅延特性の影響を考慮しながら通信速度を決定できる。また、特異値間の差異が大きければ、誤り訂正の効果が大きくなることを利用しているので、適切な符号化率を決定できる。また、ひとつの特異値として低い通信速度に対応すべき特異値を使用するので、確実に実現可能な通信速度を選択できる。また、通信速度の決定に特異値間の差異を反映させるので、誤り訂正の効果を考慮しながら通信速度を決定できる。また、固有モード伝送が実行される場合、固有モードのために特異値は導出されるので、導出された特異値を利用でき、処理を簡易に実現できる。
【０１１９】
また、ひとつのＥＶＭに加えてＥＶＭ間の差異を使用しながら通信速度を決定するので、遅延特性の影響を考慮しながら通信速度を決定できる。また、ＥＶＭ間の差異が大きければ、誤り訂正の効果が大きくなることを利用しているので、適切な符号化率を決定できる。また、ひとつのＥＶＭとして低い通信速度に対応すべき特異値を使用するので、確実に実現可能な通信速度を選択できる。また、通信速度の決定にＥＶＭ間の差異を反映させるので、誤り訂正の効果を考慮しながら通信速度を決定できる。
【０１２０】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【０１２１】
本発明の実施例において、複数の系列の数が「４」である場合を説明した。しかしながらこれに限らず例えば、複数の系列の数は、「４」より小さくても構わないし、「４」より大きくても構わない。これにあわせて、前者の場合、アンテナ１２の数が「４」より少なくても構わないし、アンテナ１２の数が「４」より大きくても構わない。これらの場合において、ひとつのグループに含まれる系列の数が「２」より大きくてもよく、あるいはグループの数が「２」より大きくてもよい。本変形例によれば、さまざまな系列の数に本発明を適用できる。
【０１２２】
本発明の実施例において、トレーニング信号における「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号関係として、各成分が直交の関係を有している行列を示している。しかしながらこれに限らず例えば、各成分が直交の関係でなくても、加算や減算のような簡単な演算によって、各所望の成分を取り出すことができるような符号関係を有している行列であればよい。本変形によれば、トレーニング信号における「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号として、さまざまな符号関係を使用できる。
【０１２３】
本発明の実施例において、制御部３０は、要求信号が含まれたパケット信号にトレーニング信号を配置している。しかしながらこれに限らず例えば、制御部３０は、トレーニング信号を配置したパケット信号を送信してから、要求信号が含まれたパケット信号を送信してもよい。本変形例によれば、第２無線装置１０ｂでは、トレーニング信号を受信したタイミングから、応答信号を送信すべきタイミングまでの期間を長くできる。つまり、トレーニング信号が配置されたパケット信号が送信されればよい。
【０１２４】
本発明の実施例において、通信システム１００は、マルチキャリア信号を処理の対象としている。しかしながらこれに限らず例えば、通信システム１００は、シングルキャリア信号を処理の対象としてもよい。本変形例によれば、さまざまな通信システムに本発明を適用できる。
【０１２５】
本発明の実施例において、第２無線装置１０ｂが下り回線における伝送路特性、Ｈ行列、ＥＶＭを導出し、導出したそれらの値を第１無線装置１０ａに通知している。しかしながらこれに限らず例えば、第１無線装置１０ａが上り回線におけるこれらの値、あるいはこれらの値のうちのいずれかを導出し、導出したそれらの値を下り回線での通信速度の決定に使用してもよい。本変形例によれば、要求信号と応答信号を不要にでき、通信効率を向上できる。
【０１２６】
また、第２無線装置１０ｂが、通信速度を決定してもよい。その場合、実施例の第１無線装置１０ａにおいて実行された動作が、第２無線装置１０ｂによってなされる。具体的には、第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａから要求信号を受信する。第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａから受信した信号をもとに、ＥＶＭ、遅延特性、特異値等を導出する。さらに、第２無線装置１０ｂは、実施例と同様に、導出したＥＶＭ、遅延特性、特異値等をもとに、通信速度を決定する。最終的に、第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａに対して、決定した通信速度を応答信号に含めて送信する。第１無線装置１０ａは、応答信号に含まれた通信速度に応じて、通信を実行する。本変形例によれば、応答信号に含まれる情報量を低減できる。
【０１２７】
本発明の実施例において、第２無線装置１０ｂは、ＥＶＭの平均値や分散値を第１無線装置１０ａに通知している。しかしながらこれに限らず例えば、第２無線装置１０ｂは、サブキャリア単位のＥＶＭを第１無線装置１０ａに通知し、第１無線装置１０ａがＥＶＭの平均値や分散値を導出してもよい。本変形例によれば、第２無線装置１０ｂでの処理量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。
【図３】図２の通信システムにおける通信速度の設定手順を示すシーケンス図である。
【図４】図２の第１無線装置の構成を示す図である。
【図５】図４の制御部において導出されるＥＶＭの概要を示す図である。
【図６】図２の第１無線装置における通信速度の設定手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の変形例に係る通信速度の設定手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の別の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。
【図９】図９（ａ）−（ｃ）は、図８の通信システムにおけるパケットフォーマットを示す図である。
【図１０】図１０（ａ）−（ｄ）は、図８の通信システムにおけるトレーニング信号用のパケットフォーマットを示す図である。
【図１１】図１１（ａ）−（ｄ）は、図８の通信システムにおける別のトレーニング信号用のパケットフォーマットを示す図である。
【図１２】図８の通信システムにおいて最終的に送信されるトレーニング信号のパケットフォーマットを示す図である。
【図１３】図８の第１無線装置の構成を示す図である。
【図１４】図１３における周波数領域の信号の構成を示す図である。
【図１５】図１３のベースバンド処理部の構成を示す図である。
【図１６】図１５の受信用処理部の構成を示す図である。
【図１７】図１５の送信用処理部の構成を示す図である。
【図１８】図８の通信システムにおける通信速度の設定手順を示すシーケンス図である。
【図１９】図１３の第１無線装置における通信速度の設定手順を示すフローチャートである。
【図２０】本発明のさらに別の変形例に係る通信速度の設定手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２９】
１０  無線装置、  １２  アンテナ、  １４  アンテナ、  ２０  無線部、  ２２  ベースバンド処理部、  ２４  変復調部、  ２６  ＩＦ部、  ３０  制御部、  １００  通信システム。
【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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【図１９】
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【図２０】
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