(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブキャリアが使用された信号をそれぞれ送信する複数の送信用アンテナと、
前記複数の送信用アンテナの数と、受信装置に備えられた複数の受信用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、かつ複数の送信用アンテナのそれぞれと複数の受信用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を周波数領域にて取得する取得部と、
前記取得部において取得した周波数領域の伝送路行列をそれぞれ特異値分解することによって、複数の送信用アンテナから信号を送信する際の仮のステアリング行列を周波数領域にて導出する第１導出部と、
前記第１導出部において導出した周波数領域の仮のステアリング行列間での互いに対応する要素を単位にしながら、時間領域への変換を実行することによって、時間領域の応答特性をそれぞれ導出する変換部と、
前記変換部において導出した時間領域の応答特性のそれぞれに対して、一部の値を小さくすることによって、複数の送信用アンテナから信号を送信する際のステアリング行列を導出する第２導出部と、
サブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能を有するかの情報を予め受けつける受付部を備え、
前記第２導出部では、前記受信装置がサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能を有していれば、一部の値を小さくし、前記受信装置がサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能を有していなければ、一部の値を小さくしないことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
複数のサブキャリアが使用された信号をそれぞれ送信する複数の送信用アンテナと、
前記複数の送信用アンテナの数と、受信装置に備えられた複数の受信用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、かつ複数の送信用アンテナのそれぞれと複数の受信用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をサブキャリア単位に取得する取得部と、
前記取得部において取得したサブキャリア単位の伝送路行列をそれぞれ特異値分解することによって、複数の送信用アンテナから信号を送信する際の仮のステアリング行列をサブキャリア単位に導出する第１導出部と、
前記第１導出部において導出したサブキャリア単位の仮のステアリング行列間での互いに対応する要素を単位にしながら、時間領域への変換を実行することによって、時間領域の応答特性をそれぞれ導出する変換部と、
前記変換部において導出した時間領域の応答特性のそれぞれに対して、一部の値を小さくした後、周波数領域への変換を実行することによって、複数の送信用アンテナから信号を送信する際のステアリング行列をサブキャリア単位に導出する第２導出部と、
サブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能を有するかの情報を予め受けつける受付部を備え、
前記第２導出部では、前記受信装置がサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能を有していれば、一部の値を小さくし、前記受信装置がサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能を有していなければ、一部の値を小さくしないことを特徴とする送信装置。
【請求項３】
前記取得部において取得したサブキャリア単位の伝送路行列をもとに、伝送路での遅延特性を導出する第３導出部をさらに備え、
前記第２導出部は、前記第３導出部において導出した遅延特性に応じて、小さくすべき一部の値の数を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記第２導出部は、時間領域の応答特性のそれぞれのうち、後方の時間に対応した部分の値をゼロに置換することによって、一部の値を小さくすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の送信装置。
【請求項５】
前記複数の送信用アンテナから複数のサブキャリアが使用された信号をそれぞれ送信する際に、前記受信装置に対して、ステアリング行列を使用している旨の通知を中止する通知部をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の送信装置。
【請求項６】
送信装置から、複数のサブキャリアが使用された信号を受信する受信部と、
前記受信部において受信した信号から、送信装置との間における伝送路の応答特性を導出する導出部と、
前記受信部において受信した信号に対して、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされているかの情報を送信装置から受けつける受付部と、
前記受付部が受けつけた情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていなければ、前記導出部によって導出された応答特性のうちの一部の値を小さくすることによって、前記導出部によって導出された応答特性を変形させる変形部と、
前記変形部によって変形された応答特性をもとに、前記受信部において受信した信号を復調する復調部とを備え、
前記変形部は、前記受付部が受けつけた情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていれば、前記導出部によって導出された応答特性のうちの一部の値を小さくせず、
前記復調部は、前記導出部によって導出された応答特性をもとに、前記受信部において受信した信号を復調することを特徴とする受信装置。
【請求項７】
前記変形部は、応答特性のうち、後方の部分の値をゼロに置換することによって、一部の値を小さくすることを特徴とする請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
送信装置から、複数のサブキャリアが使用された信号を受信するステップと、
受信した信号から、送信装置との間における伝送路の応答特性を導出するステップと、
受信した信号に対して、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされているかの情報を送信装置から受けつけるステップと、
受けつけた情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていなければ、導出された応答特性のうちの一部の値を小さくすることによって、応答特性を変形させるステップと、
変形された応答特性をもとに、受信した信号を復調するステップとを備え、
前記変形させるステップは、受けつけた情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていれば、導出された応答特性のうちの一部の値を小さくせず、
前記復調するステップは、導出された応答特性をもとに、受信した信号を復調することを特徴とする受信方法。
【請求項９】
複数のサブキャリアが使用された信号を送信する送信装置と、
複数のサブキャリアが使用された信号を受信する受信装置とを備え、
前記受信装置は、
受信した信号から、送信装置との間における伝送路の応答特性を導出する導出部と、
受信した信号に対して、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされているかの情報を送信装置から受けつける受付部と、
前記受付部が受けつけた情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていなければ、前記導出部によって導出された応答特性のうちの一部の値を小さくすることによって、前記導出部によって導出された応答特性を変形させる変形部と、
前記変形部によって変形された応答特性をもとに、受信した信号を復調する復調部とを含み、
前記変形部は、前記受付部が受けつけた情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていれば、前記導出部によって導出された応答特性のうちの一部の値を小さくせず、
前記復調部は、前記導出部によって導出された応答特性をもとに、受信した信号を復調することを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信技術および受信技術に関し、特に複数のサブキャリアが使用された信号を送信し、あるいは受信する送信方法および装置ならびに受信方法および装置ならびにそれらを利用した通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムの高品質化や大容量化を達成するための技術のひとつが、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）である。ＭＩＭＯシステムでは、送信装置と受信装置がそれぞれ複数のアンテナを備え、それぞれのアンテナに対応したチャネルを設定する。そのため、ＭＩＭＯシステムは、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チャネルを設定することによって、大容量化を実現する。このようなＭＩＭＯシステムの中でも、ＭＩＭＯ固有モードシステムは、通信容量を増大できる。ＭＩＭＯ固有モードシステムでは、送信装置と受信装置にそれぞれ備えられた複数のアンテナ間の伝送路特性の値から生成されるチャネル行列（以下、「Ｈ行列」という）を導出し、Ｈ行列のランクに相当する数の直交伝送路を形成する。その際、直交伝送路のそれぞれに対応した固有ビームが形成される（例えば、非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】坂口啓、「ＭＩＭＯ固有モード通信システムの構築と測定実験結果」、電子情報通信学会誌Ｂ、２００４年９月、Ｊ８７−Ｂ、９、ｐ．１４５４−１４６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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変調方式に対応した受信装置は、一般的に受信信号から伝送路特性を推定し、推定した伝送路特性をもとにそれぞれのキャリアを単位にした復調を実行する。ここで、受信装置は、信号の受信特性を向上させるために、推定した伝送路特性に含まれた雑音の影響を低減する。例えば、受信装置は、時間軸領域において平均処理を施したり、周波数領域において平均処理を施す。
【０００４】
しかしながら、前述のＭＩＭＯ固有モードシステムに対応した受信装置は、固有ビームが形成された信号を受信する。一般的に、固有ビームにおいて、周波数領域における信号内の相関は、小さくなっている。これは、ＯＦＤＭ変調方式において、隣接したキャリア間の相関が小さくなっていることに相当する。このような信号に対して、周波数領域における平均処理を施せば、直交伝送路が形成されなくなってしまう。そのため、ＭＩＭＯ固有モードシステムに対応した受信装置は、周波数領域における平均処理を実行できず、雑音の影響を低減できない。
【０００５】
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、ＭＩＭＯ固有モード伝送であっても、雑音の影響を低減する送信技術あるいは受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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の送信装置は、複数のサブキャリアが使用された信号をそれぞれ送信する複数の送信用アンテナと、複数の送信用アンテナの数と、受信装置に備えられた複数の受信用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、かつ複数の送信用アンテナのそれぞれと複数の受信用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を周波数領域にて取得する取得部と、取得部において取得した周波数領域の伝送路行列をそれぞれ特異値分解することによって、複数の送信用アンテナから信号を送信する際の仮のステアリング行列を周波数領域にて導出する第１導出部と、第１導出部において導出した周波数領域の仮のステアリング行列間での互いに対応する要素を単位にしながら、時間領域への変換を実行することによって、時間領域の応答特性をそれぞれ導出する変換部と、変換部において導出した時間領域の応答特性のそれぞれに対して、一部の値を小さくすることによって、複数の送信用アンテナから信号を送信する際のステアリング行列を導出する第２導出部と、を備える。
【０００７】
この態様によると、時間領域の応答特性のうちの一部の値を小さくしたのちに、ステアリング行列を導出するので、サブキャリア間の相関を増大させたようなステアリング行列を導出でき、ＭＩＭＯ固有モード通信であっても受信装置に雑音の影響を低減させることができる。
【０００８】
本発明の別の態様もまた、送信装置である。この装置は、複数のサブキャリアが使用された信号をそれぞれ送信する複数の送信用アンテナと、複数の送信用アンテナの数と、受信装置に備えられた複数の受信用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、かつ複数の送信用アンテナのそれぞれと複数の受信用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をサブキャリア単位に取得する取得部と、取得部において取得したサブキャリア単位の伝送路行列をそれぞれ特異値分解することによって、複数の送信用アンテナから信号を送信する際の仮のステアリング行列をサブキャリア単位に導出する第１導出部と、第１導出部において導出したサブキャリア単位の仮のステアリング行列間での互いに対応する要素を単位にしながら、時間領域への変換を実行することによって、時間領域の応答特性をそれぞれ導出する変換部と、変換部において導出した時間領域の応答特性のそれぞれに対して、一部の値を小さくした後、周波数領域への変換を実行することによって、複数の送信用アンテナから信号を送信する際のステアリング行列をサブキャリア単位に導出する第２導出部と、を備える。
【０００９】
この態様によると、時間領域の応答特性のうちの一部の値を小さくしたのちに、ステアリング行列を導出するので、サブキャリア間の相関を増大させたようなステアリング行列を導出でき、ＭＩＭＯ固有モード通信であっても受信装置に雑音の影響を低減させることができる。
【００１０】
取得部において取得したサブキャリア単位の伝送路行列をもとに、伝送路での遅延特性を導出する第３導出部をさらに備えてもよい。第２導出部は、第３導出部において導出した遅延特性に応じて、小さくすべき一部の値の数を決定してもよい。この場合、遅延特性に応じて小さくすべき一部の値の数を変更するので、遅延特性に応じて、サブキャリア間の相関を増大させたようなステアリング行列を導出できる。
【００１１】
第２導出部は、時間領域の応答特性のそれぞれのうち、後方の時間に対応した部分の値をゼロに置換することによって、一部の値を小さくしてもよい。この場合、ゼロに置換するだけなので、処理を簡易にできる。
【００１２】
複数の送信用アンテナから複数のサブキャリアが使用された信号をそれぞれ送信する際に、受信装置に対して、ステアリング行列を使用している旨の通知を中止する通知部をさらに備えてもよい。この場合、受信装置は、受信信号にステアリング行列が使用されていないと認識し、サブキャリア間の相関を利用した雑音低減処理を実行できるので、雑音の影響を低減できる。
【００１３】
受信装置がサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能を有するかの情報を予め受けつける受付部をさらに備えてもよい。第２導出部では、受信装置がサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能を有していれば、一部の値を小さくし、受信装置がサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能を有していなければ、一部の値を小さくしない。「サブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能」は、ビームフォーミングされた信号を受信する機能に相当する。この場合、受信装置がサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能を有するかの情報を予め受けつけるので、受信装置の機能に応じた処理を実行できる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様は、受信装置である。この装置は、送信装置から、複数のサブキャリアが使用された信号を受信する受信部と、受信部において受信した信号から、送信装置との間における伝送路の応答特性を導出する導出部と、受信部において受信した信号に対して、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされているかの情報を送信装置から受けつける受付部と、受付部が受けつけた情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていなければ、導出部によって導出された応答特性のうちの一部の値を小さくすることによって、導出部によって導出された応答特性を変形させる変形部と、変形部によって変形された応答特性をもとに、受信部において受信した信号を復調する復調部とを備える。変形部は、受付部が受けつけた情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていれば、導出部によって導出された応答特性のうちの一部の値を小さくせず、復調部は、導出部によって導出された応答特性をもとに、受信部において受信した信号を復調する。
【００１５】
「サブキャリア間での相関を保持しないような処理」とは、ビームフォーミングやＭＩＭＯ固有モード伝送などを実現するための処理を示す。この態様によると、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされているかの情報の内容に応じて処理の内容を変更するので、送信された信号に適した処理を実行できる。
【００１６】
変形部は、応答特性のうち、後方の部分の値をゼロに置換することによって、一部の値を小さくしてもよい。この場合、ゼロに置換するだけなので、処理を簡易にできる。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、送信方法である。この方法は、複数の送信用アンテナによって、複数のサブキャリアが使用された信号をそれぞれ送信するステップと、複数の送信用アンテナの数と、受信装置に備えられた複数の受信用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、かつ複数の送信用アンテナのそれぞれと複数の受信用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をサブキャリア単位に取得するステップと、サブキャリア単位の伝送路行列をそれぞれ特異値分解することによって、複数の送信用アンテナから信号を送信する際の仮のステアリング行列をサブキャリア単位に導出するステップと、サブキャリア単位の仮のステアリング行列間での互いに対応する要素を単位にしながら、時間領域への変換を実行することによって、時間領域の応答特性をそれぞれ導出するステップと、時間領域の応答特性のそれぞれに対して、一部の値を小さくした後、周波数領域への変換を実行することによって、複数の送信用アンテナから信号を送信する際のステアリング行列をサブキャリア単位に導出するステップと、を備える。
【００１８】
取得するステップにおいて取得したサブキャリア単位の伝送路行列をもとに、伝送路での遅延特性を導出するステップをさらに備え、ステアリング行列をサブキャリア単位に導出するステップは、遅延特性を導出するステップにおいて導出した遅延特性に応じて、小さくすべき一部の値の数を決定してもよい。ステアリング行列をサブキャリア単位に導出するステップは、時間領域の応答特性のそれぞれのうち、後方の時間に対応した部分の値をゼロに置換することによって、一部の値を小さくしてもよい。
【００１９】
複数の送信用アンテナから複数のサブキャリアが使用された信号をそれぞれ送信する際に、受信装置に対して、ステアリング行列を使用している旨の通知を中止するステップをさらに備えてもよい。受信装置がサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能を有するかの情報を予め受けつけるステップをさらに備え、ステアリング行列をサブキャリア単位に導出するステップでは、受信装置がサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能を有していれば、一部の値を小さくし、受信装置がサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信する機能を有していなければ、一部の値を小さくてもよい。
【００２０】
本発明のさらに別の態様は、受信方法である。この方法は、送信装置から、複数のサブキャリアが使用された信号を受信するステップと、受信した信号から、送信装置との間における伝送路の応答特性を導出するステップと、受信した信号に対して、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされているかの情報を送信装置から受けつけるステップと、受けつけた情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていなければ、導出された応答特性のうちの一部の値を小さくすることによって、応答特性を変形させるステップと、変形された応答特性をもとに、受信した信号を復調するステップとを備える。変形させるステップは、受けつけた情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていれば、導出された応答特性のうちの一部の値を小さくせず、復調するステップは、導出された応答特性をもとに、受信した信号を復調する。変形させるステップは、応答特性のうち、後方の部分の値をゼロに置換することによって、一部の値を小さくしてもよい。
【００２１】
本発明のさらに別の態様は、通信システムである。この通信システムは、複数の送信用アンテナによって、複数のサブキャリアが使用された信号をそれぞれ送信する送信装置と、複数の受信用アンテナによって、複数のサブキャリアが使用された信号を受信する受信装置とを備える。送信装置は、複数の送信用アンテナの数と、複数の受信用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、かつ複数の送信用アンテナのそれぞれと複数の受信用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をサブキャリア単位に取得する取得部と、取得部において取得したサブキャリア単位の伝送路行列をそれぞれ特異値分解することによって、複数の送信用アンテナから信号を送信する際の仮のステアリング行列をサブキャリア単位に導出する第１導出部と、第１導出部において導出したサブキャリア単位の仮のステアリング行列間での互いに対応する要素を単位にしながら、時間領域への変換を実行することによって、時間領域の応答特性をそれぞれ導出する変換部と、変換部において導出した時間領域の応答特性のそれぞれに対して、一部の値を小さくした後、周波数領域への変換を実行することによって、複数の送信用アンテナから信号を送信する際のステアリング行列をサブキャリア単位に導出する第２導出部とを備える。
【００２２】
本発明のさらに別の態様もまた、通信システムである。この通信システムは、複数のサブキャリアが使用された信号を送信する送信装置と、複数のサブキャリアが使用された信号を受信する受信装置とを備える。受信装置は、受信した信号から、送信装置との間における伝送路の応答特性を導出する導出部と、受信した信号に対して、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされているかの情報を送信装置から受けつける受付部と、受付部が受けつけた情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていなければ、導出部によって導出された応答特性のうちの一部の値を小さくすることによって、導出部によって導出された応答特性を変形させる変形部と、変形部によって変形された応答特性をもとに、受信した信号を復調する復調部とを含む。変形部は、受付部が受けつけた情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていれば、導出部によって導出された応答特性のうちの一部の値を小さくせず、復調部は、導出部によって導出された応答特性をもとに、受信した信号を復調する。
【００２３】
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】
【００２４】
本発明によれば、ＭＩＭＯ固有モード伝送であっても、雑音の影響を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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ＭＩＭＯシステムに関する。無線装置のうちの送信側（以下、「送信装置」という）は、ＭＩＭＯ固有モード伝送に対応する。そのため、送信装置から送信されるマルチキャリア信号において、キャリア間の相関は、ある程度小さくなっている。一方、無線装置のうちの受信側（以下、「受信装置」という）は、マルチキャリア信号を受信する。その際、受信装置は、受信特性の向上のために、受信したマルチキャリア信号に含まれた雑音を抑圧するための処理を実行する。具体的には、実際の無線伝送路において、大きい遅延時間の遅延波成分が小さいことを利用しながら、雑音を抑圧するための処理を実行する。ＭＩＭＯ固有モード伝送がなされている場合に、このような処理がなされれば、受信特性が悪化することもある。そのため、本実施例では、以下のように、送信処理と受信処理を実行する。
【００２６】
送信装置は、送信装置の複数のアンテナと、受信装置の複数のアンテナとの組合せにそれぞれ対応した伝送路特性を推定する（以下、前述のごとく、組合せのそれぞれ対応した伝送路特性を行列の形式等にまとめたものを「Ｈ行列」という）。ここで、Ｈ行列は、キャリア単位に導出される。送信装置は、Ｈ行列を特異値分解することによって、仮のステアリング行列をキャリア単位に導出する。通常のＭＩＭＯ固有モード伝送では、送信すべき信号に仮のステアリング行列を乗算し、その乗算結果が複数のアンテナから送信される。
【００２７】
本実施例に係る送信装置は、仮のステアリング行列間において互いに対応する要素を単位にしながら、逆フーリエ変換を実行することによって、応答特性を導出する。なお、伝送路特性のうち、特に時間領域において規定されるものを「応答特性」といい、それは遅延時間に対する値として規定される。一般的に、ＭＩＭＯ固有モード伝送が実行される際、遅延時間成分が大きい部分においても、応答特性の値が大きくなっていることがある。送信装置は、所定の遅延時間よりも大きい遅延時間に対する応答特性の値を「ゼロ」にする。すなわち、応答特性のうち、ある程度小さい遅延時間に対応した部分が、抽出される。
【００２８】
以上の処理の後、送信装置は、応答特性に対して、フーリエ変換を実行し、ステアリング行列をキャリア単位に導出する。さらに、送信装置は、送信すべき信号に仮のステアリング行列を乗算し、その乗算結果を複数のアンテナから送信する。また、受信装置は、マルチキャリア信号を受信し、時間領域において応答特性を導出する。受信装置は、送信装置と同様に、所定の遅延時間よりも大きい遅延時間に対する応答特性の値を「ゼロ」にする。このような処理は、フィルタリングに対応する。また、受信装置は、応答特性の値からウエイトベクトルを導出し、ウエイトベクトルによって、受信したマルチキャリア信号をアレイ合成する。
【００２９】
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。
【００３０】
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）、ＱＳＰＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭのいずれかが使用される。
【００３１】
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。なお、データは、バースト信号として送信されており、ここでは、並列に送信すべきバースト信号のそれぞれを「系列」と呼ぶ。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。
【００３２】
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。第１無線装置１０ａと第２無線装置１０ｂのうちの一方が、送信装置に対応し、他方が受信装置に対応する。また、第１無線装置１０ａと第２無線装置１０ｂのうちの一方が基地局装置に対応し、他方が端末装置に対応してもよい。
【００３３】
通信システム１００の構成を説明する前に、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。なお、第１無線装置１０ａは、ＭＩＭＯ固有モード伝送に対応する。そのため、第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂから受信した信号をもとに、Ｈ行列を導出する。さらに、第１無線装置１０ａは、Ｈ行列からステアリング行列を導出し、ステアリング行列を使用しながら、複数の系列のデータを送信する。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。
【００３４】
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。
【００３５】
図３（ａ）−（ｂ）は、通信システム１００におけるバーストフォーマットを示す。図３（ａ）は、ＭＩＭＯシステムに対応したプリアンブル信号が先頭部分に配置されたバーストフォーマットである。ここでは、ふた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の系列に対応したバーストフォーマットが上段に示され、第２の系列に対応したバーストフォーマットが下段に示される。第１の系列に対応したバースト信号には、プリアンブル信号として「ＳＴＳ１」と「ＬＴＳ１」が配置され、第２の系列に対応したバースト信号には、プリアンブル信号として「ＳＴＳ２」と「ＬＴＳ２」が配置される。ここで、「ＳＴＳ１」と「ＳＴＳ２」、および「ＬＴＳ１」と「ＬＴＳ２」は、互いにパターンの異なった信号である。
【００３６】
図３（ｂ）は、ＭＩＭＯシステムに対応したプリアンブル信号の前段に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の従来のシステム（以下、「従来システム」という）に対応したプリアンブル信号が、さらに配置されたバーストフォーマットを示す。ここで、従来システムに対応したプリアンブル信号のＳＴＳとＬＴＳは、第１の系列において、「Ｌ−ＳＴＳ」と「Ｌ−ＬＴＳ」とそれぞれ示される。一方、第２の系列にも、「Ｌ−ＳＴＳ」等が割り当てられる。その際、例えば、第２の系列に割り当てられる「Ｌ−ＳＴＳ」等には、ＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｄｅｌａｙ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）がなされている。すなわち、第２の系列に割り当てられるＬ−ＳＴＳには、第１の系列に割り当てられるＬ−ＳＴＳに対して、タイミングシフトがなされている。ここで、図示のごとく、ＣＤＤがなされた「Ｌ−ＳＴＳ」は、「Ｌ−ＳＴＳ＋ＣＤＤ」と示される。なお、「Ｌ−ＳＴＳ」等が、第３の系列等に割り当てられる場合も同様である。
【００３７】
また、従来システムに対応したプリアンブル信号とＭＩＭＯシステムに対応したプリアンブル信号との間には、「シグナル」が配置されている。「シグナル」には、ＭＩＭＯシステムに対応したプリアンブル信号が配置された旨を示した情報が含まれている。そのため、従来システムの通信装置が当該パケット信号を受信しても、「シグナル」の内容から当該パケット信号を破棄してもよい。また、プリアンブル信号が配置された旨を示した情報は、パケット信号の長さであってもよく、つまり何らかの信号がある時間継続することが判断できればよい。図３（ａ）−（ｂ）に示されたバーストフォーマットのうち、いずれが使用されてもよい。図３（ａ）のバーストフォーマットは、冗長な信号成分が少ないので利用効率を向上できる。一方、図３（ｂ）のバーストフォーマットには、従来システムに対応したプリアンブル信号が付加されているので、従来システムに対応した通信装置でも検出される。
【００３８】
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、制御信号２１０を含む。ここでは、説明を明瞭にするために、送信されるべき系列と受信した系列の数を「２」に固定している。しかしながら、これらの数は、適応的に調節されてもよい。なお、第２無線装置１０ｂも同様に構成される。
【００３９】
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（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）やＡ／Ｄ変換部も含まれる。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。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。
【００４０】
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、図示しない第２無線装置１０ｂから送信された複数の系列のそれぞれに含まれたデータに相当する。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、ステアリング行列による分散処理を実行する。すなわち、ＭＩＭＯ固有モード伝送におけるビームの形成がなされる。
【００４１】
ベースバンド処理部２２は、周波数領域の信号を時間領域に変換し、時間領域信号２００として出力する。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に並べられて、シリアル信号を形成しているものとする。
【００４２】
図５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。
【００４３】
図４に戻る。ベースバンド処理部２２は、送信の際に使用するステアリング行列を以下のように導出する。ベースバンド処理部２２は、図示しない第２無線装置１０ｂから受信した信号をもとに、Ｈ行列を導出する。ここで、Ｈ行列は、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し、サブキャリア単位に導出される。図２のごとく、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」であるので、Ｈ行列は、４行４列となる。また、ベースバンド処理部２２は、サブキャリア単位のＨ行列をそれぞれ特異値分解する。その結果、複数のアンテナ１２から信号を送信する際に使用すべき仮のステアリング行列をサブキャリア単位で導出する。
【００４４】
さらに、導出されたサブキャリア単位の仮のステアリング行列に対して、互いに対応する要素を単位にしながら、時間領域への変換が実行され、時間領域の応答特性がそれぞれ導出される。時間領域の応答特性は、前述のごとく、遅延時間に応じた値として規定される。ベースバンド処理部２２は、時間領域の応答特性のそれぞれに対して、一部の値を小さくした後、周波数領域への変換を実行することによって、ステアリング行列をサブキャリア単位に導出する。
【００４５】
また、ベースバンド処理部２２は、受信動作の際のアダプティブアレイ信号処理を実行するために、ウエイトベクトルを以下のように導出する。ベースバンド処理部２２は、図示しない第２無線装置１０ｂから受信した信号から、第２無線装置１０ｂとの間における伝送路の応答特性を導出する。なお、応答特性は、アンテナ１２によって受信された信号に含まれた系列のそれぞれを単位にして導出される。また、受信した信号にサブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされているかの情報が、制御信号２１０として、制御部３０から入力される。「サブキャリア間での相関を保持しないような処理」の一例は、ＭＩＭＯ固有モード伝送のための処理である。ベースバンド処理部２２は、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていなければ、応答特性のうちの一部の値を小さくする。ベースバンド処理部２２は、一部の値を小さくした応答特性をもとに、ウエイトベクトルを導出する。一方、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていれば、ベースバンド処理部２２は、応答特性のうちの一部の値を小さくせずに、ウエイトベクトルを導出する。
【００４６】
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、復調および復号を実行する。なお、復調および復号は、サブキャリア単位でなされる。変復調部２４は、復号した信号をＩＦ部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、符号化および変調を実行する。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、変調方式および符号化率は、制御部３０によって指定されるものとする。
【００４７】
ＩＦ部２６は、受信処理として、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。ＩＦ部２６は、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、これを分離する。さらに、分離したデータを複数の変復調部２４に出力する。
【００４８】
制御部３０は、第１無線装置１０ａのタイミング等を制御する。また、制御部３０は、図示しない第２無線装置１０ｂから受信した信号の中から、受信した信号にサブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされているかの情報を受けつける。その結果は、前述のごとく制御信号２１０として出力される。
【００４９】
なお、一般的に、ＭＩＭＯ固有モード伝送に対応した信号を送信する無線装置は、受信側の無線装置に対して、ステアリング行列を使用している旨を通知する。受信側の無線装置は、当該通知をもとに、受信した信号に対してサブキャリア間の相関を利用した雑音低減処理を実行しない。しかしながら、制御部３０は、複数のアンテナ１２から信号をそれぞれ送信する際に、第２無線装置１０ｂに対して、ステアリング行列を使用している旨の通知を中止する。第２無線装置１０ｂは、受信した信号に対してサブキャリア間の相関を利用した雑音低減処理を実行する。その結果、第２無線装置１０ｂは、受信した信号に含まれる雑音を低減できる。当該通知は、データを送信する前に、第２無線装置１０ｂに予め送信してもよく、あるいはデータに含ませる形で送信してもよい。
【００５０】
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。
【００５１】
図６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の応答特性の導出、ウエイトベクトルの導出を実行する。なお、受信用処理部５０は、以上の動作において制御信号２１０を使用する。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。
【００５２】
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に対して、ステアリング行列を乗算することによって、ＭＩＭＯ固有モード伝送のための時間領域信号２００を生成する。以上の処理のために、Ｈ行列の導出、特異値分解、応答特性の導出、応答特性の変形、ステアリング行列の導出が実行される。なお、送信用処理部５２は、Ｈ行列を導出するために時間領域信号２００を入力する。
【００５３】
図７は、送信用処理部５２の構成を示す。送信用処理部５２は、ＦＦＴ部６０、Ｈ行列導出部６２、ステアリング行列導出部６４、分散部６６と総称される第１分散部６６ａ、第２分散部６６ｂ、ＩＦＦＴ部６８を含む。
【００５４】
ＦＦＴ部６０は、フーリエ変換を実行する。その結果、ＦＦＴ部６０は、時間領域信号２００をそれぞれ周波数領域に変換する。ＦＦＴ部６０は、時間領域信号２００のそれぞれに対応づけながら、複数のサブキャリアによって構成される信号を出力する。ひとつの時間領域信号２００に対応した信号の構成は、図５と同様である。
【００５５】
Ｈ行列導出部６２は、ＦＦＴ部６０からの信号をもとに、Ｈ行列をサブキャリア単位に導出する。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。図示しないアンテナ１２にて受信される信号であって、ＦＦＴ部６０によって周波数領域に変換された信号は、受信信号ベクトルＹとして示される。なお、Ｙは、アンテナ１２の数を要素の数とする。また、図示しないアンテナ１４から送信される信号は、送信信号ベクトルＸとして示される。なお、Ｘは、アンテナ１４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。
【００５６】
【数１】
0004679262.tif 000002
ｎは、雑音ベクトルである。Ｈ行列は、アンテナ１２の数を行の数とされ、アンテナ１４の数を列の数とされる。また、図２の場合、Ｈ行列の各要素は、以下のように示される。
【数２】
0004679262.tif 000003
図示しない第２無線装置１０ｂにおいて、ＭＩＭＯ固有モード伝送等のビームフォーミングがなされている場合、それらの成分がＨ行列に含まれていてもよい。なお、Ｈ行列に含まれた伝送路特性ｈｉｊは、例えば、相関処理等によって導出される。これは、公知の技術であるので、ここでは、説明を省略する。
【００５７】
ステアリング行列導出部６４は、以下の３段階の処理を実行することによって、ＭＩＭＯ固有モード伝送を実現するためのステアリング行列を導出する。第１段階では、サブキャリア単位のＨ行列をそれぞれ特異値分解する。Ｈ行列に対する特異値分解は、以下のように示される。
【数３】
0004679262.tif 000004
Σは、以下のように示される対角行列である。
【数４】
0004679262.tif 000005
【００５８】
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、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１４の数の行ｍ列、アンテナ１２の数の行ｍ列によってそれぞれ構成される行列である。通常のＭＩＭＯ固有モード伝送であれば、特異行列Ｖは、ステアリング行列として送信に使用される。しかしながら、本発明では、当該特異行列Ｖを仮のステアリング行列とする。以上の処理は、サブキャリアを単位に実行される。
【００５９】
第２段階では、サブキャリア単位の仮のステアリング行列間での互いに対応する要素を単位にしながら、時間領域への変換を実行する。すなわち、複数の仮のステアリング行列から要素（ｋ、ｌ）がそれぞれ抽出され、抽出された値の組合せに対して、ＩＦＦＴが実行される。ひとつの要素は、図２におけるひとつの伝送路に相当するので、ＩＦＦＴの結果は、ひとつの伝送路に対する応答特性に相当する。前述のごとく、応答特性は、遅延時間のそれぞれに対応した値として規定される。
【００６０】
第３段階では、時間領域の応答特性のそれぞれに対して、一部の値を小さくするような変換が施される。具体的には、応答特性に対応すべき遅延時間のうち、後方の時間に対応した部分の値、すなわち、しきい値よりも大きな遅延時間に相当した部分の値が「ゼロ」に置換される。図８（ａ）−（ｂ）は、ステアリング行列導出部６４における処理の概要を示す。図８（ａ）は、第２段階において導出された応答特性を示す。ここでは、ひとつの要素に対応する応答特性を示す。図の横軸が「遅延時間」を示し、縦軸が「応答特性の値」を示す。また、遅延時間は、ＦＦＴの単位である「６４」ポイントを最大値として示されている。図示のごとく、遅延時間の前方の部分において、応答特性は、「Ｐ１」のように大きな値となっている。また、遅延時間の中間的な部分、「１６」から「４８」の部分において、応答特性の値は、「Ｐ２」のように小さな値になっている。さらに、遅延時間の後方の部分において、応答特性は、「Ｐ３」のように再び大きな値になっている。
【００６１】
このような応答特性は、一例であり、伝送路特性に応じて変化する。「Ｐ３」のように遅延時間の後方の部分の値が大きくなることは、周波数領域においてサブキャリア間の相関が小さくなることに相当する。すなわち、固有モード伝送のように、サブキャリア間の相関を考慮しないような処理がなされれば、遅延時間の後方の部分の値が大きくなる傾向にある。図８（ｂ）は、第３段階において変形された応答行列を示す。ここでは、しきい値を遅延時間の「１７」ポイント目に設定し、それ以降の応答特性の値を「ゼロ」に置換している。なお、「１７」ポイント目は、ガードインターバルの期間よりも長くなる期間に相当する。このような処理によって、図８（ａ）の「Ｐ３」のような値を除去する。これは、サブキャリア間の相関を大きくするような処理に相当する。また、「Ｐ２」のような値も除去する。「Ｐ２」のように値が小さければ、雑音の影響が一般的に大きくなるので、前述の処理は、雑音の影響の低減に相当する。以上の処理は、すべての応答特性に対して実行される。
【００６２】
図７に戻る。変形された応答特性に対して、ＦＦＴが実行される。すなわち、前述の処理と逆の処理が実行されることによって、ステアリング行列がサブキャリア単位に導出される。以上の処理の結果、サブキャリア単位に、アンテナ１２の数の行ｍ列のステアリング行列が導出され、このようなステアリング行列の要素のそれぞれが、送信すべき系列に含まれたサブキャリアのそれぞれに対するウエイトとなる。
【００６３】
分散部６６は、送信すべき系列のそれぞれに対して、ステアリング行列導出部６４において導出したウエイトを乗算する。送信すべき系列は、周波数領域信号２０２によって示される。ここで、第１分散部６６ａは、第１の系列に対するウエイトの乗算を実行し、第２分散部６６ｂは、第２の系列に対するウエイトの乗算を実行する。なお、乗算は、サブキャリアを単位に実行される。系列とウエイトの乗算は、ひとつのサブキャリアに対して、以下のように示される。
【数５】
0004679262.tif 000006
ここで、Ｖ’は、ウエイトに対応した行列であり、ステアリング行列導出部６４において変形されたステアリング行列に対応する。また、Ｖ’は、アンテナ１２の数の行ｍ列にて規定される。ｓは、送信すべき系列に対応した系列ベクトルである。また、ｍは、ｍ行にて規定されるが、ここでは、ふたつの系列が考慮されているので、ふたつの要素が有効な値を有する。
【００６４】
ＩＦＦＴ部６８は、分散部６６から出力された周波数領域の信号に対してＩＦＦＴを実行し、時間領域の信号を出力する。なお、ＩＦＦＴは、系列とアンテナ１２を単位にして、複数のサブキャリアに対応した値に対して実行される。すなわち、時間領域の信号は、系列の数とアンテナ１２の数を乗算した結果の数だけ生成される。さらに、ＩＦＦＴ部６８は、ひとつのアンテナ１２に割り当てられるべき、複数の系列の時間領域の信号を合成し、合成した結果をひとつの時間領域信号２００として出力する。例えば、第１アンテナ１２ａに割り当てられるべき第１の系列の時間領域の信号と、第２の系列の時間領域の信号とが合成される。
【００６５】
図９は、受信用処理部５０の構成を示す。受信用処理部５０は、応答ベクトル導出部７０、変形部７２、ＦＦＴ部７４、ウエイトベクトル導出部７６、ＦＦＴ部７８、合成部８０と総称される第１合成部８０ａ、第２合成部８０ｂを含む。
【００６６】
応答ベクトル導出部７０は、時間領域信号２００から、第２無線装置１０ｂとの間における伝送路の応答特性を導出する。応答ベクトル導出部７０は、ひとつの時間領域信号２００において、受けつけた信号の系列のそれぞれに対応した応答特性を導出する。応答特性のために、応答ベクトル導出部７０は、図３（ａ）−（ｂ）の「ＬＴＳ１」、「ＬＴＳ２」を時間領域の値として予め記憶しており、「ＬＴＳ１」等の時間領域の値と時間領域信号２００との相関処理によって、応答特性を導出する。ここで、導出された応答係数は、図８（ａ）のように、遅延時間に対する応答特性の値として規定される。以上の処理の結果、応答ベクトル導出部７０は、時間領域信号２００の数と、受けつけた信号の系列の数との乗算結果に応じた数の応答特性を導出する。
【００６７】
変形部７２は、図示しない制御部３０から、制御信号２１０を受けつける。制御信号２１０は、信号に対して、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされているかの情報を含んでいる。なお、制御部３０は、予め第２無線装置１０ｂから、当該情報を受けつけているものとする。なお、「サブキャリア間での相関を保持しないような処理」は、前述の通りであるので、説明を省略する。
【００６８】
変形部７２は、情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていなければ、応答特性のうちの一部の値を小さくすることによって、すなわち、応答特性のうちの後方の部分の値をゼロに置換することによって、応答特性を変形させる。この処理は、図７のステアリング行列導出部６４における処理と同様の処理であるので、説明を省略する。以上の処理によって、応答特性の値が小さくなるような部分は除去されるので、雑音の影響を低減できる。
【００６９】
変形部７２は、情報をもとに、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていれば、応答ベクトル導出部７０によって導出された応答特性のうちの一部の値を小さくしない。すなわち、何の処理も実行しない。サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされている場合、特性が大きく悪化するおそれがあり、これを回避できる。
【００７０】
ＦＦＴ部７４は、変形部７２からの応答特性に対して、ＦＦＴを実行することによって、応答特性を周波数領域の値に変換する。ウエイトベクトル導出部７６は、周波数領域に変換した応答特性からウエイトベクトルを導出する。なお、これらの処理に関しては、例えば、特開２００３−１２４８５７号公報に開示されているので、ここでは、説明を省略する。最終的に、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。
【００７１】
ＦＦＴ部７８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。合成部８０は、ＦＦＴ部７８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において、合成を実行する。例えば、ひとつの乗算対象として、応答ベクトル導出部７０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ベクトルが選択される。選択されたウエイトは、アンテナ１２のそれぞれに対応づけられている。
【００７２】
また、別の乗算対象として、ＦＦＴ部７８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のそれぞれに対応づけられている。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の系列が導出される。また、第２合成部８０ｂでは、同様の処理によって、第２の系列が導出される。導出された第１の系列と第２の系列は、第１周波数領域信号２０２ａ、第２周波数領域信号２０２ｂとしてそれぞれ出力される。
【００７３】
図１０は、第１無線装置１０ａにおける受信処理の手順を示すフローチャートである。応答ベクトル導出部７０は、応答特性を導出する（Ｓ１０）。ビームフォーミングがされている旨を受けつけなければ（Ｓ１２のＮ）、変形部７２は、応答特性を変形する（Ｓ１４）。一方、ビームフォーミングがされている旨を受けつければ（Ｓ１２のＹ）、変形部７２は、応答特性を変形しない。ＦＦＴ部７４、ウエイトベクトル導出部７６は、応答特性からウエイトベクトルを導出する（Ｓ１６）。合成部８０は、アレイ合成を実行する（Ｓ１８）。
【００７４】
本発明の実施例によれば、時間領域の応答特性のうちの一部の値を小さくしたのちに、ステアリング行列を導出するので、サブキャリア間の相関を増大させたようなステアリング行列を導出できる。また、サブキャリア間の相関を増大させたようなステアリング行列を使用するので、ＭＩＭＯ固有モード通信であっても受信側の無線装置に雑音の影響を低減させることができる。また、応答特性のうちの遅延時間の大きい部分だけをゼロに置換するだけなので、置換によっても伝送特性の低下を抑制できる。また、ゼロに置換するだけなので、処理を簡易にできる。また、処理を簡易にできるので、処理量の増加を抑制できる。また、固有モード伝送に対応したステアリング行列の一部を変形するので、固有モード伝送による特性の向上と、雑音の影響の低減による特性の向上を両立できる。また、サブキャリア間の相関を増大させたようなステアリング行列を使用するので、受信側の無線装置に、サブキャリア間の相関を増大させるための処理を実行させることができる。
【００７５】
また、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされているかの情報の内容に応じて処理の内容を変更するので、送信された信号に適した処理を実行できる。また、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていなければ、導出した応答特性をそのまま使用するので、ＭＩＭＯ固有モード伝送に対応できる。また、サブキャリア間での相関を保持しないような処理がなされていれば、導出した応答特性を変形することによって、雑音の影響を低減できる。また、ＭＩＭＯ固有モード伝送への対応による特性の向上と、雑音の影響の低減による特性の向上を実現できる。
【００７６】
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。
【００７７】
本発明の実施例において、ステアリング行列導出部６４は、予め固定的な値として規定されたしきい値を使用している。しかしこれに限らず例えば、ステアリング行列導出部６４は、しきい値を可変に設定してもよい。この場合、ステアリング行列導出部６４は、時間領域の応答特性から、伝送路での遅延特性を導出する。遅延特性の一例は、遅延スプレッドである。応答特性から遅延スプレッドの導出は、公知の技術であるので、説明を省略する。さらに、ステアリング行列導出部６４は、遅延スプレッドの値に応じて、しきい値を調節する。なお、以上の処理は、変形部７２においてなされてもよい。本変形例によれば、実際の伝送路特性に応じて、しきい値を設定できる。つまり、サブキャリア間の相関を大きくするような処理がなされればよい。
【００７８】
本発明の実施例において、ステアリング行列導出部６４は、応答特性の一部の値をゼロに置換している。しかしながらこれに限らず例えば、ステアリング行列導出部６４は、通信対象の第２無線装置１０ｂに備えられた機能に応じて、置換を実行してもよい。この場合、制御部３０は、第２無線装置１０ｂがサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信するための機能を有しているかの情報を予め受けつける。そのために、第１無線装置１０ａと第２無線装置１０ｂの間において、ネゴシエーションがなされればよい。第２無線装置１０ｂがサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信するための機能を有していなければ、ステアリング行列導出部６４は、一部の値を小さくする。一方、第２無線装置１０ｂがサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信するための機能を有していれば、ステアリング行列導出部６４は、一部の値を小さくしない。本変形例によれば、第２無線装置１０ｂがサブキャリア間の相関を保持しない信号を受信するための機能を有していれば、通常のＭＩＭＯ固有モード伝送を実行するので、特性を向上できる。
【００７９】
本発明の実施例において、第１無線装置１０ａのＨ行列導出部６２は、受信した信号からＨ行列を導出している。しかしながらこれに限らず、Ｈ行列は、送信側に相当する第１無線装置１０ａでなく、受信側に相当する第２無線装置１０ｂにおいて導出されてもよい。その際、第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａに対して、Ｈ行列をデータとして送信する。ステアリング行列導出部６４は、受けつけたＨ行列から、ステアリング行列を導出する。本変形例によれば、受信側において導出されたＨ行列を使用できるので、信号の受信特性を向上できる。つまり、伝送路の特性が取得できればよい。
【００８０】
本発明の実施例において、ステアリング行列導出部６４は、応答特性の一部、特に後方の遅延時間に対応した値をゼロに置換している。しかしながらこれに限らず例えば、応答特性に含まれた値のそれぞれをしきい値と比較し、しきい値よりも低い値をゼロに置換してもよい。なお、以上の処理は、変形部７２においてなされてもよい。本変形例によれば、伝送路特性を反映しながら、雑音の影響を低減できる。
【００８１】
本発明の実施例において、ステアリング行列導出部６４は、サブキャリア単位にウエイトを導出しており、分散部６６は、サブキャリア単位に乗算を実行し、ＩＦＦＴ部６８は、周波数領域から時間領域への変換を実行している。しかしながらこれに限らず例えば、ステアリング行列導出部６４での第３段階におけるＦＦＴを省略することによって、ステアリング行列導出部６４は、時間領域のウエイトをアンテナ１２ごとに導出してもよい。この場合、ＩＦＦＴ部６８は、周波数領域信号２０２を時間領域に変換し、分散部６６は、このようなウエイトと、時間領域に変換された系列との間においてたたみ込みを実行する。また、以上の処理は、受信用処理部５０においてなされてもよい。すなわち、ＦＦＴ部７４の処理が省略されることによって、時間領域のウエイトベクトルが導出される。さらに、合成部８０におけるたたみ込み処理の後、ＦＦＴ部７８の処理がなされる。本変形例によれば、装置の構成を多様にできる。
【００８２】
本発明の実施例において、受信用処理部５０と送信用処理部５２に含まれた各構成要素は、サブキャリアを単位にして、処理を実行している。しかしながらこれに限らず、所定の数のサブキャリアをグループ化し、グループ化したサブキャリアのそれぞれに対して、Ｈ行列の導出やステアリング行列の導出が実行されてもよい。その際、グループ化されていないサブキャリアに対して、グループ化されたサブキャリアに対するウエイト等が使用されればよい。本変形例によれば、処理を簡易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【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３（ａ）−（ｂ）は、図２の通信システムにおけるバーストフォーマットを示す図である。
【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における周波数領域の信号の構成を示す図である。
【図６】図４のベースバンド処理部の構成を示す図である。
【図７】図６の送信用処理部の構成を示す図である。
【図８】図８（ａ）−（ｂ）は、図７のステアリング行列導出部における処理の概要を示す図である。
【図９】図６の受信用処理部の構成を示す図である。
【図１０】図４の第１無線装置における受信処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
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、  ５０  受信用処理部、  ５２  送信用処理部、  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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