(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナと、
端末より通知される受信品質に基づいて、端末毎にフレーム中の通信周波数帯および通信時間を割り当て、位相制御を行うか否かを決定する位相制御通知信号を通知する送信回路制御部と、
前記通信周波数帯および通信時間に対し、ダイバーシチ効果を得るべく前記複数の送信アンテナ毎に異なる遅延を与え、前記位相制御通知信号に基づいて位相制御を行う送信回路部と、
を有することを特徴とする無線送信機。
【請求項２】
前記送信回路制御部は、前記通信周波数帯および通信時間毎にマルチユーザダイバーシチ領域とするか周波数ダイバーシチ領域とするかを決定するマルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号を前記送信回路部に通知し、
前記送信回路部は、前記マルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号に基づいて前記複数の送信アンテナ毎に異なる遅延を与えることを特徴とする請求項１に記載の無線送信機。
【請求項３】
前記送信回路制御部は、受信品質の悪い通信周波数帯を端末に割り当てる際に、位相制御を行うことを決定する位相制御通知信号を通知することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線送信機。
【請求項４】
前記送信回路制御部は、前記受信品質の悪い周波数帯域として、最も受信品質が良い周波数帯域以外の周波数帯域を設定することを特徴とする請求項３に記載の無線送信機。
【請求項５】
前記送信回路制御部は、前記受信品質の悪い周波数帯域として、最も受信品質が良い周波数帯域における受信品質に基づいて定まる所定の閾値以下の受信品質の周波数帯域を設定することを特徴とする請求項３に記載の無線送信機。
【請求項６】
前記送信回路制御部は、前記受信品質として、ＭＣＳ、ＳＩＮＲ、受信電力の少なくとも１つ以上を使用することを特徴とする請求項５に記載の無線送信機。
【請求項７】
前記送信回路制御部は、前記所定の閾値を、最も受信品質が良い周波数帯域における受信品質の１／２に設定することを特徴とする請求項５又は６に記載の無線送信機。
【請求項８】
前記送信回路制御部は、前記受信品質の悪い通信周波数帯を端末に割り当てる場合に、複数の通信周波数帯および通信時間をその端末に対して割り当てることを特徴とする請求項３に記載の無線送信機。
【請求項９】
前記位相制御通知信号により位相制御を行うことを通知された場合に、前記複数の送信アンテナのうち少なくとも１本の送信アンテナの位相制御を行う送信アンテナ回路部を有することを特徴とする請求項１から７までのいずれかの項に記載の無線送信機。
【請求項１０】
前記送信アンテナ回路部は、前記位相制御通知信号により位相制御を行うことを通知された場合に、前記複数の送信アンテナのうち任意の１本の送信アンテナの位相制御を行うことを特徴とする請求項９に記載の無線送信機。
【請求項１１】
前記送信回路制御部は、パイロット信号の配置情報であるパイロット配置情報及び前記位相制御通知信号を前記送信回路部に通知し、前記位相制御通知信号により位相制御を行うことを通知された端末についての受信品質を再度受信し、前記パイロット配置情報に基づいてパイロット信号の割り当てを行うことを特徴とする請求項１から７までのいずれかの項に記載の無線送信機。
【請求項１２】
前記送信回路制御部は、伝搬路推定のためのパイロット信号を複数の通信周波数帯および通信時間に割り当て、前記パイロット信号が少なくとも１つある位相制御パターンの１つであることを前記送信回路部に通知し、前記パイロット信号の送信を行うことを特徴とする請求項１１に記載の無線送信機。
【請求項１３】
前記送信回路制御部は、前記複数の通信周波数帯および通信時間を複数のフレームにまたがるように設定することを特徴とする請求項１２に記載の無線送信機。
【請求項１４】
前記送信回路制御部は、通信周波数帯および通信時間の数とフレーム数を位相制御パターンの数だけ設定することを特徴とする請求項１３に記載の無線送信機。
【請求項１５】
前記送信回路制御部は、端末から送信された受信品質に基づいて、位相制御パターンの受信品質を比較し、最も受信品質の良い位相制御パターンの選択を行うことを特徴とする請求項１１から１４までのいずれかの項に記載の無線送信機。
【請求項１６】
前記複数の送信アンテナは、第１送信アンテナ、第２送信アンテナ、第３送信アンテナ、第４送信アンテナから構成され、
前記位相制御パターンは３個あり、
前記送信回路制御部は、前記第１送信アンテナから前記第４送信アンテナの中の２本の送信アンテナの位相制御を行うことを特徴とする請求項１２に記載の無線送信機。
【請求項１７】
前記送信回路部は、位相制御を行う送信アンテナの位相をπ回転させることを特徴とする請求項１から１６までのいずれかの項に記載の無線送信機。
【請求項１８】
複数の送信アンテナと、
端末より通知される受信品質に基づいて、端末毎にフレーム中の通信周波数帯および通信時間を割り当て、
前記通信周波数帯および通信時間に対し、ダイバーシチ効果を得るべく前記複数の送信アンテナ毎に遅延を与え、
位相制御における位相回転量を選択することを特徴とする無線送信機。
【請求項１９】
前記位相回転量として、０またはπを選択することを特徴とする請求項１８に記載の無線送信機。
【請求項２０】
前記複数の送信アンテナ毎に与える遅延は、前記通信周波数帯および通信時間毎にマルチユーザダイバーシチ領域とするか周波数ダイバーシチ領域とするかを決定するマルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号に基づいて選択されることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の無線送信機。
【請求項２１】
端末より通知される受信品質に基づいて、端末毎にフレーム中の通信周波数帯および通信時間を割り当て、位相制御を行うか否かを決定する位相制御通知信号を通知する第１のステップと、
前記通信周波数帯および通信時間に対し、ダイバーシチ効果を得るべく複数の送信アンテナ毎に異なる遅延を与え、前記位相制御通知信号に基づいて位相制御を行う第２のステップと、
を実行することを特徴とする無線送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送信機及び無線送信方法、特に複数本の送信アンテナを備える無線送信機から端末に対して信号を送信する無線送信機及び無線送信方法に関する。
本願は、２００５年１２月２６日に、日本に出願された特願２００５−３７１３３６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、主にマルチキャリア伝送システムにおいて、周波数軸−時間軸に沿った複数のブロックにわけ、ユーザのスケジューリングを行う方法が提案されている。なお、ここでは、ユーザが通信を行う際に確保される周波数軸と時間軸で規定される領域を割り当てスロットと呼び、その割り当てスロットを決める際に基本となるブロックをチャンクと呼んでいる。
この中でも、ブロードキャスト／マルチキャスト信号や、制御信号を送信する場合には、周波数方向に広いブロックを割り当て、周波数ダイバーシチ効果を得ることにより、受信電力が低い場合にも誤りにくくし、無線送信機と無線受信機である端末の間の１対１通信であるユニキャスト信号を送信する場合には、周波数方向に狭いブロックを割り当て、マルチユーザダイバーシチ効果を得る方法が提案されている。【０００３】
図４０、図４１は、無線送信機から無線受信機に送信する信号の時間（縦軸）と周波数（横軸）の関係を示した図である。時間軸と周波数軸からなる二次元平面上において、時間軸方向に時間幅ｔ１〜ｔ５に分割されている。ここでは、伝送時間ｔ１〜ｔ５の時間幅は同一としている。また、周波数軸方向に周波数幅ｆ１〜ｆ４に分割されている。ここでは、伝送周波数ｆ１〜ｆ４の周波数幅はいずれもＦｃで同一としている。
このように、伝送時間ｔ１〜ｔ５、伝送周波数ｆ１〜ｆ４によって、時間軸と周波数軸からなる二次元平面上に２０個のチャンクＫ１〜Ｋ２０が設定される。【０００４】
図４１に示すように、例えば、周波数軸方向に４個のチャンクＫ１〜Ｋ４を結合し、かつ時間軸方向に３等分して、時間幅がｔ１／３、周波数幅が４×ｆ１の通信スロットＳ１〜Ｓ３が設定される。第１ユーザに割り当てスロットＳ１を割り当て、第２ユーザに割り当てスロットＳ２、第３ユーザに割り当てスロットＳ３を割り当てる。これにより、第１〜第３ユーザは周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。ここで、周波数ダイバーシチとは、複数の送信アンテナを備える無線送信機から無線受信機に信号を送信する場合において、それらの複数の送信アンテナから送信する信号間に大きな遅延時間差を与えて送信することをいう。また、周波数ダイバーシチ効果とは、複数の送信アンテナから送信する信号間に大きな遅延時間差が与えられていることを利用することにより、無線受信機において受信品質の良好な領域の信号を使用して、通信品質を向上させることをいう。なお、周波数ダイバーシチを適用して無線送信機から無線受信機に対して信号を送信するチャンクのことを周波数ダイバーシチ領域と呼ぶ。【０００５】
また、例えば、チャンクＫ５を割り当てスロットＳ４として第４ユーザに割り当てる。
また、チャンクＫ６、Ｋ７を結合して割り当てスロットＳ５として第５ユーザに割り当てる。また、チャンクＫ８を割り当てスロットＳ６として第６ユーザを割り当てる。これにより、第４〜第６ユーザはマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。ここで、マルチユーザダイバーシチとは、複数の送信アンテナを備える無線送信機から無線受信機に信号を送信する場合において、それらの複数の送信アンテナから送信する信号間に小さな遅延時間差を与えて送信することをいう。また、マルチユーザダイバーシチ効果とは、複数の送信アンテナから送信する信号間に小さな遅延時間差が与えられていることを利用することにより、受信電力の変動の少ない領域の信号を使用して、通信品質を向上させることをいう。なお、マルチユーザダイバーシチを適用して無線送信機から無線受信機に対して信号を送信するチャンクのことをマルチユーザダイバーシチ領域と呼ぶ。【０００６】
また、例えば、チャンクＫ９、Ｋ１１を割り当てスロットＳ７として第７ユーザに割り当てる。また、チャンクＫ１０、Ｋ１２を結合するとともに時間軸方向に３等分して、時間幅がｔ３／３、周波数幅が２×ｆ２の通信スロットＳ８〜Ｓ１０を設定する。第８ユーザに割り当てスロットＳ８を割り当て、第９ユーザに割り当てスロットＳ９、第１０ユーザに割り当てスロットＳ１０を割り当てる。これにより、第７〜第１０ユーザはマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。【０００７】
また、例えば、チャンクＫ１３を割り当てスロットＳ１１として第１１ユーザに割り当てる。また、チャンクＫ１４を割り当てスロットＳ１２として、第１２ユーザに割り当てる。また、チャンクＫ１５、Ｋ１６を結合して割り当てスロットＳ１３とし第１３ユーザに割り当てる。これにより、第１１〜第１３ユーザはマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。【０００８】
また、例えば、チャンクＫ１７、Ｋ１９を割り当てスロットＳ１４として第１４ユーザに割り当てる。また、チャンクＫ１８、Ｋ２０を結合し、かつ時間軸方向に３等分して、時間幅がｔ５／３、周波数幅が２×ｆ２の通信スロットＳ１５〜Ｓ１７を設定する。第１５ユーザに割り当てスロットＳ１５を割り当て、第１６ユーザに割り当てスロットＳ１６、第１７ユーザに割り当てスロットＳ１７を割り当てる。これにより、第１４〜第１７ユーザはマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。
【非特許文献１】３ＧＰＰ寄書，Ｒ１−０５０２４９
【非特許文献２】３ＧＰＰ寄書，Ｒ１−０５０５９０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の技術では、チャンクごとに周波数ダイバーシチ又はマルチユーザダイバーシチを適用して無線送信機から無線受信機である端末に信号を送信する場合に、受信品質が良好な周波数帯域に属するチャンクを利用する無線受信機が多数存在すると、所定台数の無線受信機のみしか通信品質が良好な状態で無線送信機との間で通信を行うことができないという問題があった。【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の端末が受信品質の良い周波数帯域に属するチャンクを利用して通信を行うことができない場合であっても通信品質が低下することを防ぐことができる無線送信機及び無線送信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の無線送信機は、上記課題を解決するためになされたもので、複数の送信アンテナと、端末より通知される受信品質に基づいて、端末毎にフレーム中の通信周波数帯および通信時間を割り当て、位相制御を行うか否かを決定する位相制御通知信号を通知する送信回路制御部と、前記通信周波数帯および通信時間に対し、ダイバーシチ効果を得るべく前記複数の送信アンテナ毎に異なる遅延を与え、前記位相制御通知信号に基づいて位相制御を行う送信回路部とを有する。【００１２】
また、本発明の無線送信機の前記送信回路制御部は、前記通信周波数帯および通信時間毎にマルチユーザダイバーシチ領域とするか周波数ダイバーシチ領域とするかを決定するマルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号を前記送信回路部に通知し、前記送信回路部は、前記マルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号に基づいて前記複数の送信アンテナ毎に異なる遅延を与える。【００１３】
また、本発明の無線送信機の前記送信回路制御部は、受信品質の悪い通信周波数帯を端末に割り当てる際に、位相制御を行うことを決定する位相制御通知信号を通知する。【００１４】
また、本発明の無線送信機の前記送信回路制御部は、前記受信品質の悪い周波数帯域として、最も受信品質が良い周波数帯域以外の周波数帯域を設定する。【００１５】
また、本発明の無線送信機の前記送信回路制御部は、前記受信品質の悪い周波数帯域として、最も受信品質が良い周波数帯域における受信品質に基づいて定まる所定の閾値以下の受信品質の周波数帯域を設定する。【００１６】
また、本発明の無線送信機の前記送信回路制御部は、前記受信品質として、ＭＣＳ、ＳＩＮＲ、受信電力の少なくとも１つ以上を使用する。【００１７】
また、本発明の無線送信機の前記送信回路制御部は、前記所定の閾値を、最も受信品質が良い周波数帯域における受信品質の１／２に設定する。【００１８】
また、本発明の無線送信機の前記送信回路制御部は、前記受信品質の悪い通信周波数帯を端末に割り当てる場合に、複数の通信周波数帯および通信時間をその端末に対して割り当てる。【００１９】
また、本発明の無線送信機は、前記位相制御通知信号により位相制御を行うことを通知された場合に、前記複数の送信アンテナのうち少なくとも１本の送信アンテナの位相制御を行う送信アンテナ回路部を有する。【００２０】
また、本発明の無線送信機の前記送信アンテナ回路部は、前記位相制御通知信号により位相制御を行うことを通知された場合に、前記複数の送信アンテナのうち任意の１本の送信アンテナの位相制御を行う。【００２１】
また、本発明の無線送信機の前記送信回路制御部は、パイロット信号の配置情報であるパイロット配置情報及び前記位相制御通知信号を前記送信回路部に通知し、前記位相制御通知信号により位相制御を行うことを通知された端末についての受信品質を再度受信し、前記パイロット配置情報に基づいてパイロット信号の割り当てを行う。【００２２】
また、本発明の無線送信機の前記送信回路制御部は、伝搬路推定のためのパイロット信号を複数の通信周波数帯および通信時間に割り当て、前記パイロット信号が少なくとも１つある位相制御パターンの１つであることを前記送信回路部に通知し、前記パイロット信号の送信を行う。【００２３】
また、本発明の無線送信機の前記送信回路制御部は、前記複数の通信周波数帯および通信時間を複数のフレームにまたがるように設定する。【００２４】
また、本発明の無線送信機の前記送信回路制御部は、通信周波数帯および通信時間の数とフレーム数を位相制御パターンの数だけ設定する。【００２５】
また、本発明の無線送信機の前記送信回路制御部は、端末から送信された受信品質に基づいて、位相制御パターンの受信品質を比較し、最も受信品質の良い位相制御パターンの選択を行う。【００２６】
また、本発明の無線送信機の前記複数の送信アンテナは、第１送信アンテナ、第２送信アンテナ、第３送信アンテナ、第４送信アンテナから構成され、前記位相制御パターンは３個あり、前記送信回路制御部は、前記第１送信アンテナから前記第４送信アンテナの中の２本の送信アンテナの位相制御を行う。【００２７】
また、本発明の無線送信機の前記送信回路部は、位相制御を行う送信アンテナの位相をπ回転させる。【００２８】
また、本発明の無線送信機は、複数の送信アンテナと、端末より通知される受信品質に基づいて、端末毎にフレーム中の通信周波数帯および通信時間を割り当て、前記通信周波数帯および通信時間に対し、ダイバーシチ効果を得るべく前記複数の送信アンテナ毎に遅延を与え、位相制御における位相回転量を選択する。【００２９】
また、本発明の無線送信機は、前記位相回転量として、０またはπを選択する。【００３０】
また、本発明の無線送信機では、前記複数の送信アンテナ毎に与える遅延は、前記通信周波数帯および通信時間毎にマルチユーザダイバーシチ領域とするか周波数ダイバーシチ領域とするかを決定するマルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号に基づいて選択される。【００３１】
また、本発明の無線送信方法は、端末より通知される受信品質に基づいて、端末毎にフレーム中の通信周波数帯および通信時間を割り当て、位相制御を行うか否かを決定する位相制御通知信号を通知する第１のステップと、前記通信周波数帯および通信時間に対し、ダイバーシチ効果を得るべく複数の送信アンテナ毎に異なる遅延を与え、前記位相制御通知信号に基づいて位相制御を行う第２のステップとを実行する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明では、送信回路制御部により、フレーム中のチャンク毎に周波数ダイバーシチ領域とするかマルチユーザダイバーシチ領域とするかを決定するマルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号を通知し、端末より通知される受信品質に基づいて端末毎にチャンクを割り当て、そのチャンクに対して位相制御を行うか否かを決定する位相制御通知信号を通知し、送信回路部により、前記マルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号及び前記位相制御通知信号に基づいて前記ｎ本の送信アンテナ毎に異なる遅延を付加するようにした。
これにより、無線受信機である端末における受信品質に基づいてチャンクの割り当てを行うとともに、端末の受信品質が悪い場合には位相制御を行うことで弱め合う信号同士を強め合う信号に変えることができるため、端末が無線送信機から受信する信号の受信品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態による無線送信機１と無線受信機７との間での通信方法を説明するための図である。
【図２Ａ】複数の遅延時間の異なる伝搬路ｐ１１〜ｐ１３、ｐ２１〜ｐ２３、ｐ３１〜ｐ３３（図１）を通り無線受信機７に到達する信号ｗ１１〜ｗ１３、ｗ２１〜ｗ２３、ｗ３１〜ｗ３３の遅延プロファイルを示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａの遅延プロファイルを周波数変換し、周波数（横軸）と電力（縦軸）の点から示した伝達関数Ｃ１を表す図である。
【図３Ａ】送信信号が複数（３つ）の遅延時間の異なる伝搬路ｐ１１〜ｐ１３、ｐ２１〜ｐ２３、ｐ３１〜ｐ３３（図１）を通り、無線受信機７に到達する信号ｗ１１〜ｗ１３、ｗ２１〜ｗ２３、ｗ３１〜ｗ３３の遅延プロファイルを示す図である。
【図３Ｂ】ユーザｕ１が使用する無線受信機での伝達関数Ｃ２を示す図である。
【図３Ｃ】ユーザｕ２が使用する無線受信機での伝達関数Ｃ３を示す図である。
【図４Ａ】最大遅延時間（ｎ−１）Ｔと周波数変動との関係を示す図である。
【図４Ｂ】最大遅延時間（ｎ−１）Ｔと周波数変動との関係を示す図である。
【図５Ａ】最大遅延時間（ｎ−１）Ｔと周波数変動との関係を示す図である。
【図５Ｂ】最大遅延時間（ｎ−１）Ｔと周波数変動との関係を示す図である。
【図６Ａ】無線送信機８の複数の送信アンテナから同一の信号を、遅延時間を与えずに無線受信機に対して送信する場合について説明するための図である。
【図６Ｂ】無線送信機８の複数の送信アンテナから同一の信号を、遅延時間を与えずに無線受信機に対して送信する場合について説明するための図である。
【図６Ｃ】無線送信機８の複数の送信アンテナから同一の信号を、遅延時間を与えずに無線受信機に対して送信する場合について説明するための図である。
【図７Ａ】無線送信機８の複数の送信アンテナから同一の信号を、異なる遅延時間を与えて無線受信機に対して送信する場合について説明するための図である。
【図７Ｂ】無線送信機８の複数の送信アンテナから同一の信号を、異なる遅延時間を与えて無線受信機に対して送信する場合について説明するための図である。
【図７Ｃ】無線送信機８の複数の送信アンテナから同一の信号を、異なる遅延時間を与えて無線受信機に対して送信する場合について説明するための図である。
【図８】本実施形態において使用するチャンクＫ１の構成を示す図である。
【図９】無線送信機である基地局装置１１と、無線受信機である端末１２〜１４の配置関係の一例を示す図である。
【図１０】本実施形態による無線受信機である端末１２（図９）で観測される信号について説明するための図である。
【図１１】本実施形態による無線受信機である端末１４（図９）で観測される信号について説明するための図である。
【図１２】無線送信機である基地局装置１１と、無線受信機である端末１５〜２０の配置関係の他の一例を示す図である。
【図１３】本実施形態による無線受信機である端末１５〜２０（図１２）で観測される信号について説明するための図である。
【図１４】端末１５〜１７が受信する信号について説明するための図である。
【図１５】端末１８〜２０が受信する信号について説明するための図である。
【図１６】ＭＣＳ情報の一例を示す図である。
【図１７Ａ】本実施形態による位相制御の方法について説明するための図である。
【図１７Ｂ】本実施形態による位相制御の方法について説明するための図である。
【図１７Ｃ】本実施形態による位相制御の方法について説明するための図である。
【図１８】チャンクに対する端末１５〜２０の割り当て方法を説明するための図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態による基地局装置１１の構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第１の実施形態による送信回路部２２（図１９）の構成を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第１の実施形態による位相回転処理部２７（図２０）の処理について説明するための図である。
【図２２】本発明の第１の実施形態によるスケジューラ部３４（図１９）の処理を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の第２の実施形態による基地局装置１１の構成を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第２の実施形態によるスケジューラ部１３４（図２３）の処理を示すフローチャートである。
【図２５Ａ】無線送信機が４本の送信アンテナを備える場合の無線受信機における受信信号の品質について説明するための図である。
【図２５Ｂ】無線送信機が４本の送信アンテナを備える場合の無線受信機における受信信号の品質について説明するための図である。
【図２６Ａ】無線送信機が４本の送信アンテナを備える場合の無線受信機における受信信号の品質について説明するための図である。
【図２６Ｂ】無線送信機が４本の送信アンテナを備える場合の無線受信機における受信信号の品質について説明するための図である。
【図２７Ａ】本発明の第２の実施形態によるスケジューラ部１３４の処理を説明するための図である。
【図２７Ｂ】マルチユーザダイバーシチ領域として割り当てられている周波数帯域ｆ１、ｆ３に属するグループＬ１１、Ｌ１３に端末１５〜２０を割り当てる方法を示している。
【図２８Ａ】本発明の第２の実施形態によるスケジューラ部１３４の処理を説明するための図である。
【図２８Ｂ】マルチユーザダイバーシチ領域として割り当てられている周波数帯域ｆ１、ｆ３に属するグループＬ１１、Ｌ１３に端末１５〜２０を割り当てる方法を示している。
【図２９】本発明の第３の実施形態による基地局装置１１の構成を示すブロック図である。
【図３０】本発明の第３の実施形態によるスケジューラ部１３４（図２３）の処理を示すフローチャートである。
【図３１】本発明の第３の実施形態による送信回路部２２（図２９）の構成を示すブロック図である。
【図３２Ａ】無線送信機が備える送信アンテナの本数が２本の場合における受信品質について説明するための図である。
【図３２Ｂ】無線送信機が備える送信アンテナの本数が２本の場合における受信品質について説明するための図である。
【図３２Ｃ】無線送信機が備える送信アンテナの本数が３本の場合における受信品質について説明するための図である。
【図３２Ｄ】無線送信機が備える送信アンテナの本数が３本の場合における受信品質について説明するための図である。
【図３３】本発明の第４の実施形態による基地局装置１１の構成を示すブロック図である。
【図３４】本発明の第４の実施形態によるスケジューラ部３３４（図３３）の処理を示すフローチャートである。
【図３５Ａ】無線送信機が備える送信アンテナの本数が４本の場合における受信品質について説明するための図である。
【図３５Ｂ】無線送信機が備える送信アンテナの本数が４本の場合における受信品質について説明するための図である。
【図３６】無線送信機が備える送信アンテナが４本の場合における位相制御パターンについて説明するための図である。
【図３７】位相制御パターン数のフレームで各位相制御パターンを行ったマルチユーザダイバーシチ効果を測定する方法を説明するための図である。
【図３８】端末２０（図３７）が割り当てられたチャンクの周波数帯域に属する複数のチャンクを用いて受信品質の測定を行う方法を説明するための図である。
【図３９】本発明の第４の実施形態による送信回路部２２（図３３）の構成を示すブロック図である。
【図４０】無線送信機から無線受信機に送信する信号の時間（縦軸）と周波数（横軸）の関係を示した図である。
【図４１】無線送信機から無線受信機に送信する信号の時間（縦軸）と周波数（横軸）の関係を示した図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    無線送信機
２〜４    送信アンテナ
５、６    遅延器
７    無線受信機
８    無線送信機
９、１０    無線受信機
１１    基地局装置
１２〜２０    端末
２０ａ    受信回路部
２１    ＭＡＣ部
２２    送信回路部
２３    無線周波数変換部
２４    誤り訂正符号化部
２５    変調部
２６    サブキャリア割り当て部
２７    位相回転処理部
２８    ＩＦＦＴ部
２９    並直列変換部
３０    ＧＩ付加部
３１    フィルタ部
３２    Ｄ／Ａ変換部
３３−１、２、３    送信アンテナ回路部
３４、１３４、２３４、３３４    スケジューラ部
３５    パイロット信号生成部
３６    パイロット割り当て部
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態による無線送信機１と無線受信機７との間での通信方法を説明するための図である。無線送信機１が送信する信号は、例えば複数の伝搬路ｐ１１〜ｐ１３、ｐ２１〜ｐ２３、ｐ３１〜ｐ３３を通って、無線受信機７へ到達する。無線送信機１は複数の送信アンテナ２〜４を持つ。送信アンテナ５、６から送信される信号に対しては、遅延器５、６によりそれぞれ遅延時間Ｔ、２Ｔが与えられて送信される。
無線受信機７は、無線送信機１から送信された信号を受信する。なお、図１では、無線送信機１が３本の送信アンテナ２〜４を備える場合について説明しているが、無線送信機１に３本以外の複数の送信アンテナを設けるようにしてもよい。
なお、複数の送信アンテナは、携帯電話機などと通信を行う基地局装置である無線送信機に搭載される送信アンテナや、同一セクタ内の同一基地局装置内の異なるセクタ間の送信アンテナや、異なる基地局装置間の送信アンテナなどである。ここでは、複数の送信アンテナが、同一セクタ内に設置されている場合について説明する。
図１の遅延器５、６はそれぞれ遅延時間Ｔを与えるものとし、これにより上述したように、送信アンテナ３では遅延時間Ｔが、送信アンテナ４では遅延時間２Ｔが与えられる。【００３６】
図２Ａ、図２Ｂは、無線受信機７が無線送信機１から受信する信号の一例について説明するための図である。図２Ａは、複数の遅延時間の異なる伝搬路ｐ１１〜ｐ１３、ｐ２１〜ｐ２３、ｐ３１〜ｐ３３（図１）を通り無線受信機７に到達する信号ｗ１１〜ｗ１３、ｗ２１〜ｗ２３、ｗ３１〜ｗ３３の遅延プロファイルを示している。図２Ａでは、横軸に時間をとり、縦軸に受信電力をとっている。図２Ａに示すように、瞬時の遅延プロファイルは、２Ｔ＋ｄｍａｘの最大遅延波を持つことになり、各送信アンテナから同一信号を送信した場合に比べ、最大遅延波が非常に大きくなる。なお、ｄｍａｘは、送信アンテナから受信アンテナに電波が到達する際の、最も到達の速い伝搬路と最も到達の遅い伝搬路との到達時間差を示している。【００３７】
図２Ｂは、図２Ａの遅延プロファイルを周波数変換し、周波数（横軸）と電力（縦軸）の点から示した伝達関数Ｃ１を表している。このように、遅延プロファイルにおいて最大遅延時間２Ｔ＋ｄｍａｘが大きくなるということは、伝達関数Ｃ１の周波数変動が速くなることを意味する。従って、図２Ｂに示すように、データＤ１、Ｄ２をそれぞれ拡散比が４で拡散して、サブキャリアを割り当てる。なお、無線送信機１側では、この伝達関数Ｃ１の周波数変動に応じて、拡散率又は誤り訂正符号の符号化率を制御することが望ましいが、上記方法では、無線送信機１側で、遅延時間２Ｔが既知であることから、伝搬路の周波数変動に関わらず、拡散率又は誤り訂正符号の符号化率を決めることができる。
一方で、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合は、瞬時の遅延プロファイルにおける最大遅延時間２Ｔ＋ｄｍａｘがあまり大きくないことが望ましい。【００３８】
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃは、無線受信機７が無線送信機１から受信する信号の他の一例について説明するための図である。遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の遅延プロファイルと伝達関数を示す図である。図３Ａは、送信信号が複数（３つ）の遅延時間の異なる伝搬路ｐ１１〜ｐ１３、ｐ２１〜ｐ２３、ｐ３１〜ｐ３３（図１）を通り、無線受信機７に到達する信号ｗ１１〜ｗ１３、ｗ２１〜ｗ２３、ｗ３１〜ｗ３３の遅延プロファイルを示している。図３Ａでは、横軸に時間をとり、縦軸に受信電力をとっている。【００３９】
図３Ｂは、ユーザｕ１が使用する無線受信機での伝達関数Ｃ２を示している。また、図３Ｃは、ユーザｕ２が使用する無線受信機での伝達関数Ｃ３を示している。ユーザｕ１とユーザｕ２とでは無線送信機に対する無線受信機の位置が異なるため、瞬時の伝達関数も異なる。つまり、図３Ｂ、図３Ｃの低周波数の領域を周波数チャネルｂ１、高周波数の領域を周波数チャネルｂ２とすると、ユーザｕ１では周波数チャネルｂ２の方が平均の受信電力が大きいため品質が良く、ユーザｕ２では周波数チャネルｂ１の方が品質が良い。従って、ユーザｕ１には、周波数チャネルｂ２を利用して無線送信機１からデータＤ１〜Ｄ４を無線受信機に対して送信する。また、ユーザｕ２には、周波数チャネルｂ１を利用して無線送信機１からデータＤ１〜Ｄ４を無線受信機に対して送信する。【００４０】
このように、ある瞬間において周波数チャネルごとの品質差を利用すると、周波数チャネル毎に異なるユーザが通信を行うことにより、伝送効率を向上させるマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。
しかしながら、最大遅延時間２Ｔ＋ｄｍａｘが大きすぎると、伝達関数の周波数変動が早くなり、上記周波数チャネルｂ１と周波数チャネルｂ２との間の品質差が小さくなる。
従って、十分なマルチユーザダイバーシチ効果を得るためには、図３Ａに示すように、最大遅延時間２Ｔ＋ｄｍａｘを小さく取る必要がある。【００４１】
図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂは、最大遅延時間（ｎ−１）Ｔと周波数変動との関係を示す図である。ここで、ｎは２以上の整数であり、無線送信機が備える送信アンテナ数を示している。図４Ａに示すように２つの受信信号ｗ３１、ｗ３２の到達時間差が（ｎ−１）Ｔである場合、この伝搬路の伝達関数は図４Ｂに示すようになる。
つまり、受信電力（縦軸）の振幅の落ち込みの間隔が、Ｆ=１／（ｎ−１）Ｔとなる。
また、図５Ａに示すように３つの受信信号ｗ４１〜ｗ４３が存在する場合にも、最初に到達する受信信号ｗ４１と最も遅く到達する受信信号ｗ４３との到達時間差が（ｎ−１）Ｔである場合、やはり図５Ｂに示すように、電力（縦軸）の振幅の落ち込みの周波数間隔はＦ=１／（ｎ−１）Ｔとなる。【００４２】
ところで、周波数ダイバーシチ効果を得たい場合と、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合では、先に述べたように、適切な伝達関数の周波数変動が異なることから、周波数ダイバーシチ効果を得たい場合には、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔを、ユーザが通信を行う際に確保される周波数軸と時間軸で規定される基本領域であるチャンクの周波数帯域幅Ｆｃとした場合、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定することにより、周波数ダイバーシチ効果を得やすい環境を得ることができる。
これに対して、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合には、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔを、チャンクの周波数帯域幅Ｆｃとした場合、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定することにより、マルチユーザダイバーシチ効果を得やすい環境を得ることができる。なお、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃとした場合には、（ｎ−１）Ｔ=０の場合も含むものとする。また、ここでは、各送信アンテナに付加された遅延時間をＴのｎ−１倍として表しており、Ｔは一定としているが、送信アンテナ毎にＴを変えてもよい。また、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合は、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定する代わりに信号の送信に利用する送信アンテナ数を減らすことにより、最大遅延時間を減らしても良い。【００４３】
以上説明したように、送信信号を周波数ダイバーシチにより送信するか、マルチユーザダイバーシチにより送信するかによって（（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃとするか（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃとするかによって）、伝搬路の状態に影響されること無く、周波数ダイバーシチ効果やマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。
なお、無線送信機から送信する信号を、周波数ダイバーシチにより送信するかマルチユーザダイバーシチにより送信するかは、送信を行う信号の種類（パイロット信号、制御信号、ブロードキャスト／マルチキャスト信号など）や、無線受信機の移動速度（移動速度が速い場合には周波数ダイバーシチ、遅い場合にはマルチユーザダイバーシチ）などにより切り替えることができる。【００４４】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、無線送信機８の複数の送信アンテナから同一の信号を、遅延時間を与えずに無線受信機に対して送信する場合について説明するための図である。図６Ａのように無線送信機８には、並列に並べられた、水平方向に無指向性の送信アンテナが３本設置されている。この無線送信機８では信号を送信する際に、楕円型のローブｅ１１、ｅ１２が生じてしまうため、無線受信機９のように受信信号が全周波数帯域で高い受信電力で受信される方向もあれば（図６Ｂ）、無線受信機１０のように受信信号が全周波数帯域で低い受信電力で受信される方向も生じてしまう（図６Ｃ）。【００４５】
図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは、無線送信機８の複数の送信アンテナから同一の信号を、異なる遅延時間を与えて無線受信機に対して送信する場合について説明するための図である。図７Ａのように無線送信機８には、並列に並べられた、水平方向に無指向性の送信アンテナが３本設置されている。狭帯域で考えた場合には図６Ａに示す楕円のようにローブｅ２１〜ｅ２６が生じるため、受信信号中で受信電力の高い周波数帯域と低い周波数帯域が生じるが、平均の受信電力は方向に寄らずほぼ一定にできるため、無線受信機９での信号の受信電力（図７Ｂ）と、無線受信機１０での信号の受信電力（図７Ｃ）の双方においてほぼ同様の品質を得ることができる。従って、無線送信機８の送信アンテナ毎に異なる遅延時間を与えた信号を送信する方法は、図６Ａ〜図６Ｃで説明した複数の送信アンテナから同一信号を送信した場合の欠点も補うことができる。【００４６】
図８は、本実施形態において使用するチャンクＫ１の構成を示す図である。図８では、横軸に周波数をとり、縦軸に時間をとっている。チャンクとは、周波数軸と時間軸からなる平面において、所定の周波数帯域と所定の時間帯域により定まる長方形状の領域をいう。チャンクＫ１は、１９個の周波数帯域と、４つの時間帯域に分割されている。領域ｒ１〜ｒ１０には、共通パイロット信号（ＣＰＩＣＨ：Common Pilot Channel）が配置されている。この共通パイロット信号は、復調時の伝播路推定及び受信信号の品質などを測定するために使用される。なお、ここでは、チャンクＫ１についてのみ説明するが、その他のチャンクの構成もチャンクＫ１と同じであるので、その説明を省略する。【００４７】
図９は、無線送信機である基地局装置１１と、無線受信機である端末１２〜１４の配置関係の一例を示す図である。基地局装置１１は、３つのセクタＳＣ１〜ＳＣ３に対して信号を送信する。それぞれのセクタＳＣ１〜ＳＣ３には、複数（例えば、３本）の送信アンテナが設置される。ここでは、セクタＳＣ１に３台の端末１２〜１４が存在し、それぞれの端末１２〜１４が基地局装置１１と無線通信を行う場合について説明する。【００４８】
図１０は、本実施形態による無線受信機である端末１２（図９）で観測される信号について説明するための図である。図１０の（ａ）と（ｂ）では、横軸に周波数をとり、縦軸に受信電力をとっている。図１０の（ａ）は、マルチユーザダイバーシチ領域において観測される伝達関数Ｃ１１を示している。また、図１０の（ｂ）は、周波数ダイバーシチ領域において観測される伝達関数Ｃ１２を示している。
図１０の（ｃ）は、横軸に周波数をとり、縦軸に時間をとっている。ここでは、チャンクＫ１〜Ｋ２０を各ユーザに割り当てて通信を行う場合について説明する。なお、図１０の（ｃ）ではチャンクＫ１、Ｋ５、Ｋ９、Ｋ１３、Ｋ１７からなるグループＬ１１と、チャンクＫ２、Ｋ６、Ｋ１０、Ｋ１４、Ｋ１８からなるグループＬ１２と、チャンクＫ３、Ｋ７、Ｋ１１、Ｋ１５、Ｋ１９からなるグループＬ１３と、チャンクＫ４、Ｋ８、Ｋ１２、Ｋ１６、Ｋ２０からなるグループＬ１４にグループ分けされている。グループＬ１１、Ｌ１３は予めマルチユーザダイバーシチ領域として設定されている。また、グループＬ１２、Ｌ１４は予め周波数ダイバーシチ領域として設定されている。【００４９】
端末１２（図９）では、グループＬ１１に含まれるチャンクＫ１、Ｋ５、Ｋ９、Ｋ１３、Ｋ１７の共通パイロット信号を用いて伝搬路の伝達関数を求めると、図１０の（ａ）の伝達関数Ｃ１１の周波数帯域ｆ１が観測される。また、グループＬ１２に含まれるチャンクＫ２、Ｋ６、Ｋ１０、Ｋ１４、Ｋ１８の共通パイロット信号を用いて伝搬路の伝達関数を求めると、図１０の（ｂ）の伝達関数Ｃ１２の周波数帯域ｆ２が観測される。また、グループＬ１３に含まれるチャンクＫ３、Ｋ７、Ｋ１１、Ｋ１５、Ｋ１９の共通パイロット信号を用いて伝搬路の伝達関数を求めると、図１０の（ａ）の伝達関数Ｃ１１の周波数帯域ｆ３が観測される。また、グループＬ１４に含まれるチャンクＫ４、Ｋ８、Ｋ１２、Ｋ１６、Ｋ２０の共通パイロット信号を用いて伝搬路の伝達関数を求めると、図１０の（ｂ）の伝達関数Ｃ１２の周波数帯域ｆ４が観測される。
なお、チャンクＫ１〜Ｋ２０が、グループＬ１１〜Ｌ１４に分けられ、マルチユーザダイバーシチ領域と周波数ダイバーシチ領域に割り当てられているという状況は、システムの設計時に固定され変更されない場合もあれば、収容する端末の状況（端末数、高速移動端末の数、情報伝送量）に応じて動的に変更する場合もある。【００５０】
図１１は、本実施形態による無線受信機である端末１４（図９）で観測される信号について説明するための図である。図１１の（ａ）と（ｂ）では、横軸に周波数をとり、縦軸に受信電力をとっている。図１１の（ａ）は、マルチユーザダイバーシチ領域において観測される伝達関数Ｃ２１を示している。また、図１１の（ｂ）は、周波数ダイバーシチ領域において観測される伝達関数Ｃ２２を示している。なお、端末１４は端末１２とは基地局装置１１（図９）に対する位置が異なっているため、伝達関数Ｃ２１、Ｃ２２（図１１の（ａ）、図１１の（ｂ））と伝達関数Ｃ１１、Ｃ１２（図１０の（ａ）、図１０の（ｂ））とは波形が異なっている。【００５１】
図１１の（ｃ）は、横軸に周波数をとり、縦軸に時間をとっている。ここでは、チャンクＫ１〜Ｋ２０を各ユーザに割り当てて通信を行う場合について説明する。チャンクＫ１〜Ｋ２０のグループＬ１１〜Ｌ１４への割り当て方や、グループＬ１１〜Ｌ１４の周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域への割り当て方は図１０の（ｃ）の場合と同じであるので、その説明を省略する。
端末１４では、グループＬ１１に含まれるチャンクＫ１、Ｋ５、Ｋ９、Ｋ１３、Ｋ１７の共通パイロット信号を用いて伝搬路の伝達関数を求めると、図１１の（ａ）の伝達関数Ｃ２１の周波数帯域ｆ１が観測される。また、グループＬ１２に含まれるチャンクＫ２、Ｋ６、Ｋ１０、Ｋ１４、Ｋ１８の共通パイロット信号を用いて伝搬路の伝達関数を求めると、図１１の（ｂ）の伝達関数Ｃ２２の周波数帯域ｆ２が観測される。また、グループＬ１３に含まれるチャンクＫ３、Ｋ７、Ｋ１１、Ｋ１５、Ｋ１９の共通パイロット信号を用いて伝搬路の伝達関数を求めると、図１１の（ａ）の伝達関数Ｃ２１の周波数帯域ｆ３が観測される。また、グループＬ１４に含まれるチャンクＫ４、Ｋ８、Ｋ１２、Ｋ１６、Ｋ２０の共通パイロット信号を用いて伝搬路の伝達関数を求めると、図１１の（ｂ）の伝達関数Ｃ２２の周波数帯域ｆ４が観測される。【００５２】
各端末１２〜１４（図９）から基地局装置１１宛に通知されるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）に含まれる情報として、チャンク毎の受信信号の品質などが送信された場合には、端末１２ではグループＬ１１とグループＬ１３、つまり伝達関数Ｃ１１の周波数帯域ｆ１と、伝達関数Ｃ１１の周波数帯域ｆ３でどちらが受信信号の品質が良いかを基地局装置１１において比較した結果、基地局装置１１はグループＬ１１（又は周波数帯域ｆ１）を端末１２に割り当て信号を送信する。
また、端末１４ではグループＬ１１とグループＬ１３、つまり伝達関数Ｃ２１の周波数帯域ｆ１と、伝達関数Ｃ２１の周波数帯域ｆ３でどちらが受信信号の品質が良いかを基地局装置１１において比較した結果、基地局装置１１はグループＬ１３（又は周波数帯域ｆ３）を端末１４に割り当て信号を送信する。【００５３】
本実施形態では、基地局装置１１において、周波数ダイバーシチ領域、マルチユーザダイバーシチ領域毎に、送信アンテナ毎に異なる遅延時間を付加した場合においても、予め周波数ダイバーシチ領域、マルチユーザダイバーシチ領域を決定しておき、その領域に含まれる共通パイロット信号も前記異なる遅延時間を付加しておくようにした。これにより、端末からのＣＱＩ情報に従ってスケジューリングを行うことにより、各端末に適切なチャンクを割り当て、十分なマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。【００５４】
図１２は、無線送信機である基地局装置１１と、無線受信機である端末１５〜２０の配置関係の他の一例を示す図である。基地局装置１１は、３つのセクタＳＣ１〜ＳＣ３に対して信号を送信する。それぞれのセクタＳＣ１〜ＳＣ３には、複数（例えば、３本）の送信アンテナが設置される。ここでは、セクタＳＣ１に６台の端末１５〜２０が存在し、それぞれの端末１５〜２０が基地局装置１１と無線通信を行う場合について説明する。
端末１５〜１７は、基地局装置１１からほぼ同等の平均受信電力の信号を受信することが可能な領域であるグループｇ１に位置している。また、端末１８〜２０は、基地局装置１１からほぼ同等の平均受信電力の信号を受信することが可能な領域であるグループｇ２に位置している。グループｇ１、ｇ２は送信アンテナから見てほぼ同方向にある。この場合、端末１５〜２０の平均受信電力は異なるものの、周波数特性の波形は同様である。【００５５】
図１３は、本実施形態による無線受信機である端末１５〜２０（図１２）で観測される信号について説明するための図である。図１３の（ａ）は、マルチユーザダイバーシチ領域において観測される伝達関数Ｃ３１、Ｃ３２を示している。図１３の（ａ）では、横軸に周波数をとり、縦軸に受信電力をとっている。
図１３の（ｂ）は、横軸に周波数をとり、縦軸に時間をとっている。ここでは、チャンクＫ１〜Ｋ２０を各ユーザに割り当てて通信を行う場合について説明する。チャンクＫ１〜Ｋ２０のグループＬ１１〜Ｌ１４への割り当て方や、グループＬ１１〜Ｌ１４の周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域への割り当て方は図１０の（ｃ）の場合と同じであるので、その説明を省略する。【００５６】
端末１５〜２０が、マルチユーザダイバーシチ領域として割り当てられているグループＬ１１、Ｌ１３のチャンクの受信品質を観測する。端末１５〜１７では、図１３の（ａ）に示されるような伝達関数Ｃ３１が観測される。また、端末１７〜１９では、図１３の（ａ）に示されるような伝達関数Ｃ３２が観測される。伝達関数Ｃ３１と伝達関数Ｃ３２とは、平均受信電力は異なるが、波形はほぼ同様である。【００５７】
図１４は、端末１５〜１７が受信する信号について説明するための図である。図１４の（ａ）は、端末１５〜１７で観測される伝達関数Ｃ３１を、横軸に周波数をとり、縦軸に受信電力をとって示した図である。また、図１４の（ｂ）は、端末１５〜１７が観測した各チャンクのＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）情報の一例を示す図である。
グループＬ１１に属するチャンクＫ１、Ｋ５、Ｋ９、Ｋ１３、Ｋ１７では、それぞれ大きさが４、４、５、４、４のＭＣＳ情報が受信されている。また、グループＬ１３に属するチャンクＫ３、Ｋ７、Ｋ１１、Ｋ１５、Ｋ１９では、それぞれ大きさが８、８、８、９、８のＭＣＳ情報が受信されている。ここで、ＭＣＳ情報の数値が大きいほど、受信品質は良いことを示している。【００５８】
図１５は、端末１８〜２０が受信する信号について説明するための図である。図１５の（ａ）は、端末１８〜２０で観測される伝達関数Ｃ３２を、横軸に周波数をとり、縦軸に受信電力をとって示した図である。また、図１５の（ｂ）は、端末１８〜２０が観測した各チャンクのＭＣＳ情報の一例を示す図である。
グループＬ１１に属するチャンクＫ１、Ｋ５、Ｋ９、Ｋ１３、Ｋ１７では、それぞれ大きさが２、２、３、２、２のＭＣＳ情報が受信されている。また、グループＬ１３に属するチャンクＫ３、Ｋ７、Ｋ１１、Ｋ１５、Ｋ１９では、それぞれ大きさが４、４、４、５、４のＭＣＳ情報が受信されている。【００５９】
図１６は、ＭＣＳ情報の一例を示す図である。ここでは、ＭＣＳ情報（１など）に応じて、変調方式（ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）など）、符号化率（１／８など）、伝送速度（１．９４２Ｍｂｐｓなど）が定まる。図１６から分かるように、端末における伝送速度の要求が高くなるにつれＭＣＳ情報の値も大きくなる。図１４の（ｂ）、図１５の（ｂ）から分かるように、端末１５〜１７、端末１８〜２０が観測した中で受信品質のよい周波数領域はそれぞれ同じ周波数帯域ｆ３である。つまり、端末１５〜２０は全て同じ周波数帯域に割り当てることになる。ここでは、各周波数帯域ｆ１〜ｆ４を、時間軸方向に５つのチャンクを割り当てているが、この５つのチャンクに対して６つの端末を割り当てる場合、必然的に１つの端末は受信品質が最も良いチャンクＫ３、Ｋ７、Ｋ１１、Ｋ１５、Ｋ１９であるグループＬ１３に割り当てることができなくなる。【００６０】
この問題を解決するために、本実施形態では、受信品質の悪いチャンクに対し、位相制御を行うことによって、受信品質の悪いチャンクを受信品質の良いチャンクに変えて、そのチャンクに端末を割り当てるようにする。ここで、位相制御とは、送信アンテナ数がｎ本である場合に、最低１本、最大ｎ−１本の送信アンテナにおいて位相回転を行うことであり、対応する送信アンテナのサブキャリア信号の符号を反転することも含む。【００６１】
図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃは、本実施形態による位相制御の方法について説明するための図である。ここでは、無線送信機が２本の送信アンテナａｎｔ１、ａｎｔ２を有し、無線受信機が受信アンテナａｎｔ３を有する場合について説明する。送信アンテナａｎｔ１と受信ａｎｔ３との間の伝達関数はＨ１であり、送信アンテナａｎｔ２と受信アンテナａｎｔ３との間の伝達関数はＨ２である。受信側では各送信アンテナから同じ共通パイロット信号が送信されるため、伝達関数Ｈ１と伝達関数Ｈ２とが合成された伝達関数Ｈ１＋Ｈ２が観測される。【００６２】
図１７Ｂは、伝達関数Ｈ１＋Ｈ２が弱め合っていて受信品質が悪い場合を示している。この場合、伝達関数Ｈ２をπ回転すると、端末では伝達関数Ｈ１−Ｈ２が観測される。位相回転を行っていない伝達関数Ｈ１＋Ｈ２は、伝達関数Ｈ１や伝達関数Ｈ２に比べて大きさが小さく、伝達関数Ｈ１と伝達関数Ｈ２とが弱め合っていた。これに対して、伝達関数Ｈ２に対して位相回転を行なった伝達関数Ｈ１−Ｈ２は、伝達関数Ｈ１や伝達関数Ｈ２に比べて大きさが大きく、伝達関数Ｈ１と伝達関数Ｈ２とが強め合い、無線受信機における受信品質が改善する。【００６３】
図１８は、チャンクに対する端末１５〜２０の割り当て方法を説明するための図である。
ここでは、端末１５〜１７が図１４の（ｂ）の周波数帯域ｆ３におけるＭＣＳ情報の値が大きく、端末１８〜２０が図１５の（ｂ）の周波数帯域ｆ３のＭＣＳ情報の値が大きい場合につて説明する。本実施形態では、ＭＣＳ情報の値が大きい端末から周波数帯域ｆ３に割り当てる。すなわち、端末１５〜１９をチャンクＫ１５、Ｋ３、Ｋ７、Ｋ１１、Ｋ１９に順次割り当てる。
端末２０が観測したＭＣＳ情報の値が最も小さい場合、端末２０をＭＣＳ情報が大きい方の周波数帯域ｆ３に割り当てることはできなくなる。このとき基地局端末１１は端末２０をＭＣＳ情報の値が小さい方の周波数帯域ｆ１に属するチャンクに割り当て、そのチャンクに対して位相制御を行い、マルチユーザダイバーシチ効果を得る。【００６４】
図１９は、本発明の第１の実施形態による基地局装置１１の構成を示すブロック図である。基地局装置１１は、複数の端末から送信される信号を受信アンテナａ１〜ａ３で受信する。無線周波数変換部２３は、送信アンテナａ１〜ａ３で受信した信号に対して周波数変換の処理を行い信号ｄ１として受信回路部２０ａに出力する。受信回路部２０ａにおいて無線周波数変換部２３からの出力される信号ｄ１を復調し、その結果をＭＡＣ（Media Access Control）部２１（送信回路制御部）に信号ｄ２として出力する。ＭＡＣ部２１は、フレーム中のチャンク毎に周波数ダイバーシチ領域とするかマルチユーザダイバーシチ領域とするかを決定するマルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号ｊ１と、端末から受信したＭＣＳ情報を基にスケジューリングを行うスケジューラ部３４からの出力であるサブキャリア割り当て情報ｊ２と、チャンクに対して位相制御を行うか否かを決定する位相制御通知信号ｊ３により送信回路部２２を制御する。マルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号ｊ１によりどのチャンクをマルチユーザダイバーシチ領域とするか周波数ダイバーシチ領域とするかは、予め基地局装置１１の管理者等により設定される。
また、ＭＡＣ部２１は送信回路部２２に対して、無線送信機から無線受信機に対して送信する信号ｄ３を出力する。送信回路部２２から出力される信号ｄ４は、無線周波数変換部２３により無線周波数に変換されて送信アンテナａ５〜ａ７から送信される。【００６５】
本実施形態による無線送信機である基地局装置１１は３本の送信アンテナを有し、ＭＡＣ部２１（送信回路制御部）は、マルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号ｊ１を通知する。また、ＭＡＣ部２１は、無線受信機である端末より通知されるＭＣＳ情報（受信品質）に基づいて端末毎にチャンクを割り当てるとともに位相制御通知信号ｊ３を通知する。また、送信回路部２２は、マルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号ｊ１又は位相制御通知信号ｊ３に基づいて３本の送信アンテナ毎に異なる遅延を付加する。【００６６】
図２０は、本発明の第１の実施形態による送信回路部２２（図１９）の構成を示すブロック図である。送信回路部２２は、送信データの誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部２４、誤り訂正符号化部２４の出力に対しＱＰＳＫ等の変調を行う変調部２５、変調部２５の出力をサブキャリア割り当て情報ｊ２に基づき、端末を各サブキャリアに割り当てるサブキャリア割り当て部２６、サブキャリア割り当て部２６の出力から各送信アンテナで送信される信号を生成する送信アンテナ回路部３３−１、２、３を有する。
送信アンテナ回路部３３−１、２、３は、位相回転処理部２７でマルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号ｊ１、位相制御通知信号ｊ３に基づいて位相回転を行うことで送信アンテナ毎の遅延時間を付加し、位相回転処理部２７の出力はＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部２８で時間信号に変換され、ＩＦＦＴ部２８の出力は並直列変換部２９で並直列変換され、並直列変換部２９の出力はＧＩ付加部３０でＧＩ（Guard Interval）が付加され、ＧＩ付加部３０の出力からフィルタ部３１で所望の信号を取り出し、Ｄ／Ａ（Digital / Analog）変換部３２でディジタル・アナログ変換される。【００６７】
また、サブキャリア割り当て部２６は、パイロット信号生成部３５で生成される共通パイロット信号を各サブキャリアに割り当てる処理も行う。フレーム内のチャンクはマルチユーザダイバーシチ領域、周波数ダイバーシチ領域にグループ分けされているため、チャンクに共通パイロット信号を配置すればマルチユーザダイバーシチ領域では送信アンテナ毎に１／Ｆｃ以下の最大遅延差、周波数ダイバーシチ領域では送信アンテナ毎に１／Ｆｃ以上の最大遅延差が付加されて送信される。従って、端末は各チャンクに配置されている共通パイロット信号を観測することで各送信ダイバーシチ効果の受信品質を測定することができる。【００６８】
図２１は、本発明の第１の実施形態による位相回転処理部２７（図２０）の処理について説明するための図である。ここでは、位相回転処理部２７がマルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号ｊ１によりマルチユーザダイバーシチを使用することが通知され、位相制御通知信号ｊ３により送信アンテナ４（図１）で位相制御を行うことを通知された場合について説明する。ここで、無線送信機には送信アンテナが３本設けられている。図２１のθｋ（＝２πｄｋ／Ｎ）は、第ｋサブキャリアにおける位相回転量を示している。ここで、ＮはＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）ポイント数であり、ｄは１／Ｆｃ以下の遅延ポイントであり、Ｆｃはチャンク当たりの周波数帯域幅を表している。【００６９】
ここでは、マルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号ｊ１によりマルチユーザダイバーシチを指定しているため、最大遅延差を与えている送信アンテナ４は、１／Ｆｃ以下の遅延差が与えられている。図１８中の端末１５から端末１９では、位相制御は行わないため、各送信アンテナにおける位相回転量は、送信アンテナ２（図１）で０、送信アンテナ３でθｋ／２、送信アンテナ４でθｋである。一方、図１８中の端末２０では送信アンテナ４は、位相制御通知信号ｊ３により位相制御を行うことを通知されているため位相回転はθｋに更にπ回転させたものとなる。なお、端末が周波数ダイバーシチ領域に割り当てられている場合は、図２１中のｄは１／Ｆｃ以上の遅延ポイントとなり、最大遅延差を与える送信アンテナ４で、１／Ｆｃ以上の最大遅延時間を付加する。【００７０】
図２２は、本発明の第１の本実施形態によるスケジューラ部３４（図１９）の処理を示すフローチャートである。始めに、基地局装置１１は、各端末から通知されたＣＱＩ情報に含まれるＭＣＳ情報を収集する（ステップｍ１１）。各端末から収集したＭＣＳ情報のうち、最も値が大きい端末から周波数帯域を割り当てる（ステップｍ１２）。また、周波数帯域毎にＭＣＳ情報の値が大きい端末から、情報量に応じてチャンクを割り当てる（ステップｍ１３）。全ての端末が受信品質の良い方の周波数帯域に属するチャンクに割り当てることができるか否かの判定を行う（ステップｍ１４）。割り当てることができる場合には、サブキャリア割り当て情報ｊ２を送信回路部２２に通知して（ステップｍ１６）、処理を終了する。割り当てることができない場合は、その端末は、受信品質の悪い方の周波数帯域に属するチャンクに割り当て、そのチャンクに対し位相制御通知信号ｊ３を通知する（ステップｍ１５）。その後サブキャリア割り当て情報ｊ２を送信回路部２２に通知して（ステップｍ１６）、処理を終了する。【００７１】
上述したように、本実施形態による無線送信機では、ＭＡＣ部２１（送信回路制御部）は、受信品質の悪い周波数帯域に属するチャンクを無線受信機である端末に割り当てる際に、位相制御を行うことを決定する位相制御通知信号ｊ３を通知する（ステップｍ１５）。
ここで、受信品質が良いか悪いかの判定方法としては、最も受信品質が良い周波数帯域以外の周波数帯域を、受信品質の悪い周波数帯域としてＭＡＣ部２１（送信回路制御部）により設定する方法などを用いることができる。また、最も受信品質が良い周波数帯域における受信品質に基づいて定まる所定の閾値以下の受信品質の周波数帯域を、受信品質の悪い周波数帯域としてＭＡＣ部２１（送信回路制御部）により設定する方法を用いることもできる。所定の閾値としては、例えば、最も受信品質が良い周波数帯域における受信品質の１／２などを用いることができる。【００７２】
受信品質が悪い方の周波数帯域に割り当てた場合に用いるＭＣＳ情報は、受信品質の良い方のＭＣＳ情報をそのまま用いても良いし、悪い方のＭＣＳ情報と良い方のＭＣＳ情報の間にあるＭＣＳ情報を用いても良い。
また、本実施形態では共通パイロット信号を観測することで、受信品質を測定しているが、共通パイロット信号ではなく個別パイロット信号（Dedicated Pilot Channel）やその他の受信品質を測定する信号を用いてもよい。ここで、個別パイロット信号とは、１台の無線受信機において伝搬路推定のために使用され、一時的に配置されるパイロット信号である。また、共通パイロット信号は、複数台の無線受信機において伝搬路推定のために共通して使用され、定常的に配置されるパイロット信号である。
本発明の第１の実施形態による無線送信機によれば、無線受信機である端末における受信品質に基づいてチャンクの割り当てを行うとともに、端末の受信品質が悪い場合には位相制御を行うことで弱め合う信号同士を強め合う信号に変えることができるため、端末が無線送信機から受信する信号の受信品質を高めることができる。【００７３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、受信品質の悪いチャンクに端末を割り当てる場合に位相制御を行った。しかし、位相制御の方法によっては更に受信品質が悪くなる場合もあるため（図１７Ｂ）、本実施形態では、受信品質が良いチャンクと比べて受信品質が悪いチャンクにおいても、位相制御を行うか否かについて判定する。【００７４】
図２３は、本発明の第２の実施形態による基地局装置１１の構成を示すブロック図である。図１９と同様に、ＭＡＣ部２１の出力であるサブキャリア割り当て情報ｊ２、位相制御通知信号ｊ３、マルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号ｊ１により送信回路部２２を制御している。信号ｊ１〜ｊ３の中でサブキャリア割り当て情報ｊ２、位相制御通知信号ｊ３は、ＭＡＣ部２１のスケジューラ部１３４から出力される。その他の構成については、第１の実施形態による基地局装置１１（図１９）と同様であるので、その説明を省略する。【００７５】
図２４は、本発明の第２の実施形態によるスケジューラ部１３４（図２３）の処理を示すフローチャートである。始めに、基地局装置１１は各端末から送られてくるチャンクのＭＣＳ情報を収集する（ステップｍ２１）。ＭＣＳ情報の値の大きさが大きい端末から周波数帯域の割り当てを行う（ステップｍ２２）。また、周波数帯域毎にＭＣＳ情報の値が大きい端末から情報量に応じてチャンクの割り当てを行う（ステップｍ２３）。全端末を受信品質の良い方のチ周波数帯域に割り当てることができるか否かについて判定する（ステップｍ２４）。割り当てることができる場合、サブキャリア割り当て情報ｊ２を送信回路部２２に通知して処理を終了する（ステップｍ２６）。割り当てることができない場合には、品質の悪い方のＭＣＳ情報の値が、良い方のＭＣＳ情報の値の１／２以上と判定されれば（ステップｍ２７）、品質の悪い周波数帯域に属するチャンク２つにその１つの端末を割り当て（ステップｍ２８）、サブキャリア割り当て情報ｊ２を送信回路部２２に通知して処理を終了する。一方、品質の悪い方のＭＣＳ情報の値が、良い方のＭＣＳ情報の１／２より小さいと判定された場合には（ステップｍ２７）、１本の送信アンテナに対し位相制御通知信号ｊ３を通知して（ステップｍ２９）、サブキャリア割り当て情報ｊ２を送信回路部２２に通知して処理を終了する（ステップｍ２６）。【００７６】
次に、相対的に受信品質の悪いチャンクではなく、絶対的に受信品質の悪いチャンクのみ位相制御を行う利点を説明する。
図２５Ａ、図２５Ｂ、図２６Ａ、図２６Ｂは、無線送信機が４本の送信アンテナを備える場合の無線受信機における受信信号の品質について説明するための図である。図２５Ａ、図２５ＢのＨ１〜Ｈ４は、それぞれ無線送信機の４本の送信アンテナと、無線受信機の受信アンテナとの間の伝達関数を示している。図２５Ａの場合も図２５Ｂの場合も、伝達関数Ｈ１〜Ｈ４のベクトル和（Ｈ１＋Ｈ２＋Ｈ３＋Ｈ４）の大きさは０に近い値となり、無線受信機における受信品質は悪化する。この場合、１本の送信アンテナについて位相制御を行えば、無線受信機における受信品質は改善する。例えば、図２５Ｂにおいて、伝達関数Ｈ３をπ回転させることにより反転させれば、図２６Ａに示すように、伝達関数Ｈ１〜Ｈ４のベクトル和（Ｈ１＋Ｈ２−Ｈ３＋Ｈ４）の大きさは０に近い値とはならず、無線受信機における受信品質を改善することができる。このように、本実施形態による無線送信機では、位相制御通知信号ｊ３により位相制御を行うことを通知された場合に、３本の送信アンテナのうち任意の１本の送信アンテナの位相制御を送信アンテナ回路部３３−１、２、３により行うようにした。
一方、伝達関数Ｈ１〜Ｈ４が図２６Ｂの状態にある場合に、位相制御を行うと、特性が悪くなる可能性が高い。つまり、伝達関数Ｈ１〜Ｈ３のいずれかをπ回転することにより反転させると、伝達関数のベクトル和の大きさが０に近くなり、無線受信機における受信品質が悪化する。つまり、図２６Ｂの場合には、あえて位相制御を行う必要はなく、その代わりに使用するチャンクを増やすことで所要のスループットを得ることができる。【００７７】
図２７Ａ、図２７Ｂ、図２８Ａ、図２８Ｂは、本発明の第２の実施形態によるスケジューラ部１３４の処理を説明するための図である。図２７Ａの（ａ）、図２８Ａの（ａ）は、無線送信機と無線受信機との間の伝達関数Ｃ４１を、横軸に周波数をとり、縦軸に受信電力をとって示したものである。図２７Ａの（ａ）の方が図２８Ａの（ａ）の場合よりも伝達関数Ｃ４１の平均値が大きく、無線受信機における受信品質がよい。
図２７Ａの（ｂ）、図２８Ａの（ｂ）は、マルチユーザダイバーシチが割り当てられたグループＬ１１、Ｌ１３における無線受信機でのＭＣＳ情報の値を示している。横軸は周波数を示しており、縦軸は時間を示している。ＭＣＳ情報の値が大きいほど、受信品質は良好である。
図２７Ｂ、図２８Ｂは、マルチユーザダイバーシチ領域として割り当てられている周波数帯域ｆ１、ｆ３に属するグループＬ１１、Ｌ１３に端末１５〜２０を割り当てる方法を示している。図２７Ｂ及び図２８Ｂでは、端末１５〜１９については、伝達関数４１の受信電力が高い周波数帯域ｆ３に属するグループＬ１３に割り当てられている。すなわち、端末１５〜１９をチャンクＫ１５、Ｋ３、Ｋ７、Ｋ１１、Ｋ１９に順次割り当てている。一方、端末２０については、グループＬ１３に属する５つのチャンクが全て占有されているため、受信品質の良好なグループＬ１３を使用して通信を行うことはできない。【００７８】
図２７Ｂに示すように、受信品質の良い周波数帯域ｆ３に属するグループＬ１３のＭＣＳ情報の値は８又は９であり、受信品質の悪い周波数帯域ｆ１に属するグループＬ１１のＭＣＳ情報は４又は５である。この場合、端末２０については位相制御を行わず、受信品質の悪い方の２つのチャンク（例えば、チャンクＫ５及びＫ９）を割り当てれば、受信品質の良い方のチャンクの品質と同等になる。このように、本実施形態による無線送信機では、ＭＡＣ部２１（送信回路制御部）により、受信品質の悪い周波数帯域に属するチャンクを無線受信機である端末に割り当てる場合に、複数のチャンクをその端末に対して割り当てる。
受信品質の悪い周波数帯域に属する複数のチャンクを端末２０に割り当てる場合に、その周波数帯域のどの時間帯域に属する複数のチャンクを選択するかについては、例えば、受信品質の悪い周波数帯域に属する複数のチャンクにおける受信品質の合計値が、受信品質の良い周波数帯域における受信品質の平均値とほぼ同じになるように、複数のチャンクの選択が行われる。【００７９】
一方、図２８Ｂに示すように、受信品質の悪い周波数帯域ｆ１に属するグループＬ１１のＭＣＳ情報が２又は３というように、受信品質自体が悪ければ、無線送信機が備える複数の送信アンテナのうち、１本の送信アンテナについて位相制御を行うことにより、図２６Ａで説明したように無線受信機における受信品質を改善することができる。
なお、本実施形態で示した受信品質自体が悪い状態として、受信品質が良い方のＭＣＳ情報の値の１／２というのは一例であり、一般的には良い方の受信品質をＱ１、悪い方の受信品質をＱ２、所定の閾値をαとすると、Ｑ２＜α×Ｑ１（０＜α＜１）となる場合に、Ｑ２は受信品質が悪いとすることができる。ここで、受信品質Ｑ１、Ｑ２としては、スループット情報を用いる。スループット情報とは、通信時のスループットに影響を及ぼす情報であって、例えば、ＭＣＳ、ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio）、受信電力などをいう。
本発明の第２の実施形態による無線送信機によれば、受信品質の良い周波数帯域を利用して通信を行う端末に割り当てるチャンク数よりも、受信品質の悪い周波数帯域を利用して通信を行う端末に割り当てるチャンク数を多くするようにしたので、周波数帯域の受信品質の良否に関わらず、全ての端末において同等の通信品質を維持しつつ通信を行うことができる。【００８０】
（第３の実施形態）
第２の実施形態では、位相制御を行う場合にはＭＣＳ情報の信頼性が保障されない可能性がある。従って本実施形態では、信頼性の高い通信を行うため、位相制御を行った場合の受信品質も測定して、適切なＭＣＳ情報を求める。【００８１】
図２９は、本発明の第３の実施形態による基地局装置１１の構成を示すブロック図である。図２９のＭＡＣ部１２１の出力であるマルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号ｊ１、位相制御通知信号ｊ３、サブキャリア割り当て情報ｊ２に基づいて送信回路部２２を制御する。その他の構成については、第１の実施形態による基地局装置１１（図１９）と同様であるので、その説明を省略する。【００８２】
図３０は、本発明の第３の実施形態によるスケジューラ部２３４（図２９）の処理を示すフローチャートである。ここでは、端末を品質の悪い周波数帯域に属するチャンクに割り当てるため、位相制御を行うと基地局装置１１が判定した場合について説明する。この場合、スケジューラ部２３４は、任意の１本の送信アンテナで位相制御を行うという位相制御通知信号ｊ３を生成し、送信回路部２２に通知する。また、基地局装置１１が端末をチャンクに割り当てる際における受信品質の良い方の周波数帯域に属するチャンクのＭＣＳ情報で送信する（ステップｍ３１）。端末は共通パイロット信号を観測し、位相制御を行ったマルチユーザダイバーシチ効果を測定しＭＣＳ情報を基地局装置１１に通知する。
基地局装置１１は、端末から通知されたＭＣＳ情報を受信し（ステップｍ３２）、このＭＣＳ情報に基づいて、次回の送信時からは端末から通知されたＭＣＳ情報を使用して送信することを決定する（ステップｍ３３）。【００８３】
図３１は、本発明の第３の実施形態による送信回路部２２（図２９）の構成を示すブロック図である。変調部２５での処理後、サブキャリア割り当て部１２６で割り当てられたチャンクに対応するサブキャリアに変調部２５の出力を割り当てる。また、サブキャリア割り当て部１２６は、パイロット信号生成部３５で生成された共通パイロット信号の割り当ても行う。サブキャリア割り当て部１２６の出力は、各送信アンテナ回路３３−１、２、３に入力される。
送信アンテナ回路３３−１、２、３では位相制御通知信号ｊ３に基づき、１つの送信アンテナ回路の位相回転処理部２７で位相制御が行われる。位相回転処理部２７の出力は、ＩＦＦＴ部２８、並直列変換部２９、ＧＩ付加部３０、フィルタ部３１、Ｄ／Ａ変換部３２で処理され、無線周波数変換部２３（図２９）に入力される。
本発明の第３の実施形態による無線送信機によれば、位相制御を行った信号についてのマルチユーザダイバーシチ効果を測定することにより、正確なＭＣＳ情報に基づいて、無線送信機と無線受信機である端末との間で通信を行うことができる。【００８４】
（第４の実施形態）
第２及び第３の実施形態では、位相制御を１本の送信アンテナで行う場合について説明した。第２及び第３の実施形態のように、無線送信機が備える送信アンテナが３本の場合には受信品質は改善する。しかし、無線送信機が備える送信アンテナ数が多い状況、例えば４本以上である場合には、受信品質の改善効果は減少していく。
そこで、本実施形態では複数の位相制御パターンにおけるマルチユーザダイバーシチ効果を測定し、最適な位相制御パターンを選択する。つまり、本実施形態による無線送信機では、ＭＡＣ部２２１（送信回路制御部）は、無線受信機である端末から送信されたＭＣＳ情報（受信品質）に基づいて、位相制御パターンの受信品質を比較し、最も受信品質の良い位相制御パターンの選択を行う。
本実施形態でも第２及び第３の実施形態と同様に、位相制御を行う場合はチャンクの受信品質が絶対的に悪い状況で用いる。【００８５】
図３２Ａ、図３２Ｂ、図３２Ｃ、図３２Ｄは、無線送信機が備える送信アンテナの本数が２本又は３本の場合における受信品質について説明するための図である。
図３２Ａ、図３２Ｂは、無線送信機が備える送信アンテナの本数が２本の場合における受信品質について説明するための図である。図３２Ａは、２本の送信アンテナの伝達関数がＨ１、Ｈ２の場合を示している。Ｈ１とＨ２のいずれか一方をπ回転させることにより、図３２Ｂに示すようにベクトルの合成和（Ｈ１−Ｈ２）の大きさが図３２Ａの場合に比べて大きくなる。
図３２Ｃ、図３２Ｄは、無線送信機が備える送信アンテナの本数が３本の場合における受信品質について説明するための図である。図３２Ｃは、３本の送信アンテナの伝達関数がＨ１〜Ｈ３の場合を示している。Ｈ１〜Ｈ３のいずれか一つをπ回転させることにより、図３２Ｄに示すようにベクトルの合成和（Ｈ１−Ｈ２＋Ｈ３）の大きさが図３２Ｃの場合に比べて大きくなる。
本実施形態による無線送信機では、位相制御通知信号ｊ３により位相制御を行うことを通知された場合に、４本の送信アンテナのうち少なくとも１本の送信アンテナの位相制御を送信アンテナ回路部３３−１、２、３により行う。【００８６】
図３３は、本発明の第４の実施形態による基地局装置１１の構成を示すブロック図である。図３３中のＭＡＣ部２２１からの出力であるマルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号ｊ１、サブキャリア割り当て情報ｊ２、位相制御通知信号ｊ３、各位相制御パターンにおけるマルチユーザダイバーシチ効果を測定するための共通パイロット信号の配置情報であるパイロット配置情報ｊ４により、送信回路部２２を制御する。信号ｊ１〜ｊ４の中で、位相制御通知信号ｊ３、パイロット配置情報ｊ４は、ＭＡＣ部２２１のスケジューラ部３３４で生成される。なお、その他の構成については、第１の実施形態による基地局装置１１（図１９）と同様であるので、その説明を省略する。ただし、第１の実施形態による基地局装置１１が３本の受信アンテナａ１〜ａ３と、３本の送信アンテナａ５〜ａ７を備えていたのに対して、本実施形態による基地局装置１１は４本の受信アンテナａ１〜ａ４と、４本の送信アンテナａ５〜ａ８を備えている。
本実施形態による無線送信機では、パイロット配置情報及び位相制御通知信号を送信回路部２２に通知し、位相制御通知信号ｊ３により位相制御を行うことを通知された無線受信機である端末についての受信品質を再度受信し、パイロット配置情報ｊ４に基づいてパイロット信号の割り当てをＭＡＣ部２１（送信回路制御部）により行う。【００８７】
図３４は、本発明の第４の実施形態によるスケジューラ部３３４（図３３）の処理を示すフローチャートである。始めに、基地局装置１１が端末をチャンクに割り当てる際の受信品質が良い方のＭＣＳ情報に基づいて通信を行う。その際、位相制御は１本の送信アンテナで行うので、その旨を通知する位相制御通知信号ｊ３を生成し、送信回路部２２に通知する。また、端末は共通パイロット信号を観測することにより受信品質を測定するが、パイロット配置情報ｊ４も送信回路部２２に通知する（ステップｍ４１）。共通パイロット信号は、第１の位相制御パターンを用いて位相制御が行われている。端末は共通パイロット信号を観測し、第１の位相制御パターンを用いたマルチユーザダイバーシチ効果の受信品質を求め、ＭＣＳ情報を基地局装置１１に通知する。基地局装置１１は、端末から通知されたＭＣＳ情報を受信する（ステップｍ４２）。次に送信する際には共通パイロット信号に第２の位相制御パターンを用いて送信し、端末は第２の位相制御パターンを用いたマルチユーザダイバーシチ効果の受信品質を測定する。このようにして、全ての位相制御パターンを用いたマルチユーザダイバーシチ効果の受信品質を測定し、位相制御パターンの中から最も良いＭＣＳの位相制御を用いて通信を行う。スケジューラ部３３４は、決められた位相制御パターンに対応する位相制御通知信号ｊ３を送信回路部２２に通知する（ステップｍ４３）。
このように、本実施形態による無線送信機では、ＭＡＣ部２１（送信回路制御部）により、伝搬路推定のためのパイロット信号を複数のチャンクに割り当て、パイロット信号がｐ個（ｐは自然数）の位相制御パターンの１つであることを送信回路部２２に通知し、パイロット信号の送信を行う。【００８８】
図３５Ａ、図３５Ｂは、無線送信機が備える送信アンテナの本数が４本の場合における受信品質について説明するための図である。図３５Ａは、４本の送信アンテナの伝達関数がＨ１〜Ｈ４の場合を示している。この状態では、伝達関数Ｈ１〜Ｈ４のベクトル和の大きさが０に近くなるため、受信品質が悪い。
この無線送信機が備える送信アンテナが４本の場合の悪い受信品質を改善するためには、図３５Ｂに示すように、ある２本の送信アンテナの位相制御を行なえばよい。位相制御の全パターンを調べるには２４=１６パターンを調べなければならないが、位相制御を行う最適な２本の送信アンテナを選択するには、３パターンを調べればよい。
このように、本実施形態による無線送信機の送信アンテナは、第１送信アンテナ、第２送信アンテナ、第３送信アンテナ、第４送信アンテナから構成され、３個の位相制御パターンを有し、ＭＡＣ部２２１（送信回路制御部）は、第１送信アンテナから第４送信アンテナの中の２本の送信アンテナの位相制御を行う。【００８９】
図３６は、無線送信機が備える送信アンテナが４本の場合における位相制御パターンについて説明するための図である。４本の送信アンテナをそれぞれ第１送信アンテナ〜第４送信アンテナとする。図３６の表中の○は位相制御を行う送信アンテナであることを示しており、×は位相制御を行わない送信アンテナであることを示している。ただし、図３６中の○と×を入れ替えても効果は同じであるので、各位相制御パターンにおいて○と×を入れ替えても良い。【００９０】
つまり、位相制御パターンとして、以下の（１）〜（８）の８通りのパターンは同様の効果が得られる。
（１）第１送信アンテナと第２送信アンテナ、第１送信アンテナと第３送信アンテナ、第１送信アンテナと第４送信アンテナの３パターン、（２）第３送信アンテナと第４送信アンテナ、第１送信アンテナと第３送信アンテナ、第１送信アンテナと第４送信アンテナの３パターン、（３）第１送信アンテナと第２送信アンテナ、第２送信アンテナと第４送信アンテナ、第１送信アンテナと第４送信アンテナの３パターン、（４）第１送信アンテナと第２送信アンテナ、第１送信アンテナと第３送信アンテナ、第２送信アンテナと第３送信アンテナの３パターン、（５）第３送信アンテナと第４送信アンテナ、第２送信アンテナと第４送信アンテナ、第１送信アンテナと第４送信アンテナの３パターン、（６）第１送信アンテナと第２送信アンテナ、第２送信アンテナと第４送信アンテナ、第２送信アンテナと第３送信アンテナの３パターン、（７）第３送信アンテナと第４送信アンテナ、第１送信アンテナと第３送信アンテナ、第２送信アンテナと第３送信アンテナの３パターン、（８）第３送信アンテナと第４送信アンテナ、第２送信アンテナと第４送信アンテナ、第２送信アンテナと第３送信アンテナの３パターン【００９１】
図３７（ａ）〜（ｃ）は、位相制御パターン数のフレームで各位相制御パターンを行ったマルチユーザダイバーシチ効果を測定する方法を説明するための図である。ここでは、位相制御パターン数が３の場合について説明する。図３７（ａ）〜（ｃ）では、端末１５〜１９はチャンクＫ１５、Ｋ３、Ｋ７、Ｋ１１、Ｋ１９にそれぞれ割り当てられている。
フレームは周波数方向、時間方向に配置されたチャンクから構成されており、第１フレーム３７（図３７（ａ））、第２フレーム３８（図３７（ｂ））、第３フレーム３９（図３７（ｃ））の順に送信される。例えば、第１フレーム３７では位相制御として図３６に示した位相制御パターン１を使用し、第２フレーム３８では位相制御パターン２を使用し、第３フレーム３９では位相制御パターン３を使用する。端末は（図３７中では端末２０）割り当てられたチャンクで各位相制御パターンを使用したマルチユーザダイバーシチ効果の受信品質を測定し、基地局装置１１へ通知する。基地局装置１１は、端末から通知された受信品質のうち、最も良い受信品質の位相制御パターンを使用し、その位相制御パターンを使用したときのマルチユーザダイバーシチ効果のＭＣＳ情報を用いて、次フレーム以降の通信を行う。この方法では、割り当てられたチャンクのみで測定を行うので、特別なパイロット配置情報は必要ない。【００９２】
図３８は、端末２０（図３７）が割り当てられたチャンクの周波数帯域に属する複数のチャンクを用いて受信品質の測定を行う方法を説明するための図である。この方法は、複数のチャンクで各位相制御パターンのマルチユーザダイバーシチ効果の測定を行う。各位相制御パターンの受信品質を測定するための共通パイロット信号を図３８のように配置する。端末は各チャンクの共通パイロット信号を観測することにより、各位相制御パターンを用いたマルチユーザダイバーシチ効果の受信品質を測定し、基地局装置１１は、受信品質の最も良い位相制御パターン、ＭＣＳ情報を選択し、次回送信時からはその位相制御パターン、ＭＣＳ情報を用いて送信する。
本実施形態による無線送信機では、ＭＡＣ部２２１（送信回路制御部）は、1フレーム中で複数のチャンクに位相制御パターンの受信品質を測定するための共通パイロット信号を割り当てたり、その複数のチャンクを複数のフレーム３７〜３９（図３７）にまたがるように設定し、共通パイロット信号を割り当てたりする。【００９３】
図３７（ａ）〜（ｃ）、図３８では、複数のチャンク、複数のフレームで各位相制御パターンの受信品質を測定しＭＣＳ情報を求めるが、上述したＭＣＳ情報の測定方法では一例として、位相制御パターンのＭＣＳ情報を測定している間、基地局装置１１が端末を割り当てる際における受信品質の良い方の周波数帯域のＭＣＳ情報を用いるとしていた。
しかし、品質の良い方のＭＣＳ情報に基づいて送信し続けると、通信の信頼性が分からないため、品質の良い方のＭＣＳ情報と品質の悪い方のＭＣＳ情報との間にあるＭＣＳ情報に基づいて送信しても良い。また、上述したＭＣＳ情報の測定方法では、フレーム毎にＭＣＳ情報を更新してもよい。フレーム毎にＭＣＳ情報を更新する方法であるが、各位相制御パターンのＭＣＳ情報が通知される毎に、通知された位相制御パターンのＭＣＳ情報の中から最も良いＭＣＳ情報を選択して、送信しても良い。【００９４】
図３９は、本発明の第４の実施形態による送信回路部２２（図３３）の構成を示すブロック図である。変調部２５の出力はサブキャリア割り当て部２６でサブキャリア割り当て情報ｊ２に基づいて、各サブキャリアに配置される。サブキャリア割り当て部２６の出力は送信アンテナから送信される信号を生成する送信アンテナ回路部１３３−１、２、３、４に入力される。ここでは、送信アンテナが４本であるため、図３９では４つの送信アンテナ回路部１３３−１、２、３、４が設けられている。各送信アンテナ回路部ではマルチユーザダイバーシチ／周波数ダイバーシチ通知信号ｊ１、位相制御通知信号ｊ３に基づいて位相回転処理部２７で送信アンテナ毎の遅延時間差や位相制御が行われる。
パイロット配置部３６は、パイロット信号生成部３５で生成された共通パイロット信号を、パイロット配置情報ｊ４に基づいて、位相回転処理部２７の出力に対して図８で説明したようにチャンクの領域ｒ１〜ｒ１０に共通パイロット信号を配置し、ＩＦＦＴ部２８へ出力する。パイロット信号生成部３５で生成される共通パイロット信号には、マルチユーザダイバーシチ効果に対応する送信アンテナ毎の遅延時間差が付けられ、各位相制御パターンの位相制御が行われている。パイロット配置部３６の出力はＩＦＦＴ部２８、並直列変換部２９、ＧＩ付加部３０、フィルタ部３１、Ｄ／Ａ変換部３２で処理される。
本発明の第４の実施形態による無線送信機によれば、全ての位相制御パターンについてのＭＣＳ情報を測定し、それらの位相制御パターンの中の最も良いＭＣＳ情報の位相制御パターンを用いて無線送信機と端末との間で通信を行うようにしたので、通信品質を向上させることができる。【００９５】
なお、以上説明した実施形態において、図１９、図２０、図２３、図２９、図３１、図３３、図３９等に示す受信回路部２０ａ、ＭＡＣ部２１、送信回路部２２、無線周波数変換部２３、誤り訂正符号化部２４、変調部２５、サブキャリア割り当て部２６、位相回転処理部２７、ＩＦＦＴ部２８、並直列変換部２９、ＧＩ付加部３０、フィルタ部３１、Ｄ／Ａ変換部３２、送信アンテナ回路部３３−１、２、３、スケジューラ部３４、１３４、２３４、３３４、パイロット信号生成部３５、パイロット割り当て部３６の機能又はこれらの機能の一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより無線送信機の制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。【００９６】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。【００９７】
以上、この発明の実施形態について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含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、無線送信機及び無線送信方法、特に複数本の送信アンテナを備える無線送信機から端末に対して信号を送信する無線送信機及び無線送信方法に適用することが可能であり、端末が無線送信機から受信する信号の受信品質を高めることができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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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１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３２Ｃ】
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【図３２Ｄ】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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