(57)【要約】    【課題】      伝送フォーマットを設定するときの負荷を軽減すると共に、装置規模の増大を抑制すること。    【解決手段】  空間多重適合度検出部１０８は、マルチキャリア伝送におけるＮｓ個のサブキャリア信号が属する通信帯域を分割することで得られ且つ複数のサブキャリア信号が属する分割帯域ＤＢ−１〜ＤＢ−Ｎｄ毎に、空間多重伝送適合度を検出し、その検出結果＃１〜＃Ｎｄを出力する。伝送フォーマット設定部１１０は、空間多重適合度検出部１０８からの検出結果＃１〜＃Ｎｄに基づいて、無線伝送を行うときの伝送フォーマットを設定する。  【選択図】      図１
2005065242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間多重伝送にマルチキャリア方式を適用した無線伝送を行う無線通信装置であって、
マルチキャリア伝送の通信帯域を分割することで得られ且つ複数のサブキャリア信号が属する分割帯域毎に、空間多重伝送への適合度を検出する検出手段と、
前記分割帯域毎に検出された適合度に基づいて、無線伝送を行うときに用いられる伝送フォーマットを設定する設定手段と、
を有する無線通信装置。
【請求項２】
前記検出手段は、
前記複数のサブキャリア信号の到来パスの平均的な空間広がりを含む適合度を検出する請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記検出手段は、
前記複数のサブキャリア信号の各々に埋め込まれたパイロット信号と前記パイロット信号のレプリカとの相関値を算出する相関演算手段と、
算出された相関値に基づいて、前記分割帯域毎の適合度を算出する適合度関数演算手段と、
を有する請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記検出手段は、
前記相関値に基づいて前記分割帯域毎の相関行列を生成する生成手段をさらに有し、
前記適合度関数演算手段は、
前記相関行列を用いて、前記適合度を算出する請求項３記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記生成手段は、
前記複数のサブキャリア信号の各々に対応する列ベクトルの相関行列を算出する請求項４記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記生成手段は、
前記列ベクトルの相関行列を統合して前記分割帯域毎の相関行列を得る請求項５記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記生成手段は、次式を用いて前記相関行列を算出する請求項４記載の無線通信装置。
【数１】
2005065242.tif 000025
ただし、
Ｒ：相関行列
Ｎｃ：分割帯域に属するサブキャリア信号の数
Ｖｎ：分割帯域に属する第ｎ番目のサブキャリア信号に対応する列ベクトル
Ｈ：複素共役転置演算子
【請求項８】
前記適合度関数演算手段は、
前記相関行列の固有値から、第１の関数値と、前記第１の関数値と異なる第２の関数値と、を含む適合度を得る請求項４記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記第１の関数値は受信品質を示し、前記第２の関数値は前記空間広がりを示し、
前記設定手段は、
前記空間広がりと、前記受信品質に連動して変化する閾値と、の比較結果に従って、前記伝送フォーマットを設定する請求項８記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、
前記相関値に基づいて前記分割帯域毎の相関ベクトルを生成する生成手段をさらに有し、
前記適合度関数演算手段は、
前記適合度の算出に前記相関ベクトルを用いる請求項３記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記生成手段は、
前記複数のサブキャリア信号の各々に対応する列ベクトルと前記列ベクトルにおける所定の要素との相関をとる請求項１０記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記生成手段は、
前記相関の結果を統合して前記相関ベクトルを得る請求項１１記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記生成手段は、次式を用いて前記相関ベクトルを算出する請求項１１記載の無線通信装置。
【数２】
2005065242.tif 000026
ただし、
ｚ：相関ベクトル
Ｎｃ：分割帯域に属するサブキャリア信号の数
Ｖｎ：分割帯域に属する第ｎ番目のサブキャリア信号に対応する列ベクトル
Ｖｎ,ｘ：列ベクトルＶｎにおけるｘ番目の要素
ｘ：受信アンテナの数以下の定数
＊：複素共役転置演算子
【請求項１４】
前記パイロット信号を用いてパスのタイミングを検出するパスサーチ手段をさらに有し、
前記相関演算手段は、
検出されたパスのタイミング毎に、相関値の算出を行う請求項３記載の無線通信装置。
【請求項１５】
前記検出手段は、
前記適合度の検出を行うとき、前記複数のサブキャリア信号のいずれかを間引きする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項１６】
前記検出手段は、
周波数軸方向における拡散率に応じて、前記分割帯域毎の帯域幅を変更する請求項２記載の無線通信装置。
【請求項１７】
前記通信帯域に属しパイロット信号がそれぞれ埋め込まれた複数のサブキャリア信号を通信相手装置に送信する送信手段と、
送信された複数のサブキャリア信号の各々に埋め込まれたパイロット信号を用いて前記通信相手装置で取得され返信された情報を受信する受信手段と、をさらに有し、
前記検出手段は、
受信情報に基づいて、前記分割帯域毎の適合度の算出を行う請求項２記載の無線通信装置。
【請求項１８】
前記検出手段は、
周波数軸方向における拡散率に応じて、前記分割帯域毎の帯域幅を変更する請求項１７記載の無線通信装置。
【請求項１９】
前記設定手段は、
前記分割帯域毎に検出された適合度に基づいて、前記通信帯域の空間多重数を決定する請求項２記載の無線通信装置。
【請求項２０】
前記設定手段は、
前記分割帯域毎に検出された適合度に基づいて、前記分割帯域毎の空間多重数を決定する請求項２記載の無線通信装置。
【請求項２１】
前記設定手段は、前記伝送フォーマットを空間多重伝送用伝送フォーマットに設定し、
前記空間多重伝送用伝送フォーマットを使用しないモードから前記空間多重伝送用伝送フォーマットを使用するモードへの移行が発生したときに、パイロット信号を送信する送信手段をさらに有する請求項２記載の無線通信装置。
【請求項２２】
前記設定手段は、
既知信号を含む伝送フォーマットと、前記既知信号を含まない伝送フォーマットと、のいずれかに設定する請求項２記載の無線通信装置。
【請求項２３】
通信相手装置のモビリティに関する評価値を取得する取得手段をさらに有し、
前記設定手段は、
取得された評価値に基づいて前記伝送フォーマットを設定する請求項２記載の無線通信装置。
【請求項２４】
前記検出手段は、
空間多重伝送に用いられるアレーアンテナにおける異なるブランチ間での相関値を算出する相関演算手段と、
算出された相関値に基づいて、前記分割帯域毎の適合度を算出する適合度関数演算手段と、
を有する請求項２記載の無線通信装置。
【請求項２５】
前記検出手段は、
前記相関値に基づいて前記分割帯域毎の相関行列を生成する生成手段をさらに有し、
前記適合度関数演算手段は、
前記相関行列を用いて、前記適合度を算出する請求項２４記載の無線通信装置。
【請求項２６】
前記適合度関数演算手段は、
前記相関行列の固有値から、第１の関数値と、前記第１の関数値と異なる第２の関数値と、を含む適合度を得る請求項２５記載の無線通信装置。
【請求項２７】
前記第１の関数値は受信品質を示し、前記第２の関数値は前記空間広がりを示し、
前記設定手段は、
前記空間広がりと、前記受信品質に連動して変化する閾値と、の比較結果に従って、前記伝送フォーマットを設定する請求項２６記載の無線通信装置。
【請求項２８】
前記検出手段は、
前記相関値に基づいて前記分割帯域毎の相関ベクトルを生成する生成手段をさらに有し、
前記適合度関数演算手段は、
前記適合度の算出に前記相関ベクトルを用いる請求項２４記載の無線通信装置。
【請求項２９】
請求項１記載の無線通信装置を有する基地局装置。
【請求項３０】
請求項１記載の無線通信装置を有する移動局装置。
【請求項３１】
空間多重伝送にマルチキャリア方式を適用した無線伝送を行う無線通信装置における無線通信方法であって、
マルチキャリア伝送の通信帯域を分割することで得られ且つ複数のサブキャリア信号が属する分割帯域毎に、空間多重伝送への適合度を検出する検出ステップと、
前記分割帯域毎に検出された適合度に基づいて、無線伝送を行うときに用いられる伝送フォーマットを設定する設定ステップと、
を有する無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャリア方式を適用したディジタル無線通信システムに用いられる無線通信装置および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信の大容量化や高速化への要求が高まりを見せており、有限な周波数資源の有効利用率を向上させる方法に関する研究が盛んである。その方法の一つとして空間領域を利用する技術が注目を集めている。代表的なものとしては、伝搬路における空間的な直交性を利用することで、同一時刻に、同一周波数で、同一符号の物理チャネルを用いて、異なるデータ系列を伝送する技術が挙げられる。この伝送技術には、異なるデータ系列を異なる移動局に対して伝送する空間多元接続（ＳＤＭＡ：Space Division Multiple Access）技術（例えば、非特許文献１参照）および異なるデータを同一の移動局に伝送する空間多重（ＳＤＭ：Space Division Multiplexing）技術（例えば、非特許文献２参照）という技術がある。
【０００３】
上記ＳＤＭ技術において、送信側装置では、送信側装置に備えられた複数のアンテナから、アンテナ毎に、同一時刻に、同一周波数で、同一符号の物理チャネルを用いて、異なるデータ系列を送信する一方、受信側装置では、送受信アンテナ間の伝搬路特性を示すチャネル行列に基づいて、受信側装置に備えられた複数のアンテナでの受信信号から、異なるデータ系列を分離受信する（以下、「ＢＬＡＳＴ型」と言う）ことで、周波数利用効率の向上を可能にしている。ＳＤＭ伝送を行う場合、十分なＳ／Ｎ（信号電力対雑音電力比）条件下の送受信側装置間に多数の散乱体が存在する環境下では、送信側装置および受信側装置が同数のアンテナを備えている場合に、アンテナ数に比例して通信容量を拡大することができる。
【０００４】
また、無線通信の大容量化や高速化を実現する上で、マルチパスやフェージングに対する耐性を向上することが重要となっている。マルチキャリア伝送方式はこれらを実現するための一つのアプローチであり、特に直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）伝送方式は地上波ディジタル放送や広帯域無線アクセスシステムに採用されている。
【０００５】
このＯＦＤＭ伝送にＳＤＭ伝送を適用した伝送方式に関しては、例えば非特許文献３に記載されたものがある。この伝送方式では、各サブキャリアは、ガードインターバル長を超過するマルチパスが存在しないとき、狭帯域伝送、すなわちフラットフェージング伝送とみなすことができる。このため、サブキャリア毎にチャネル行列を算出し、算出したチャネル行列Ｈに基づいてＳＤＭ伝送を行う例が多く報告されている。
【非特許文献１】"A Study on a Channel Allocation scheme with an Adaptive Array in SDMA", Ohgane, T., et al., IEEE 47th VTC, pp.725-729, vol.2, 1997
【非特許文献２】"Layered Space-Time Architecture for Wireless Communication in a fading environment when using multi-element antennas", Foschini, G. J., Bell Labs Tech. J, pp.41-59, Autumn 1996
【非特許文献３】"On the Capacity of OFDM-based Spatial Multiplexing Systems", IEEE Trans. Communications, vol.50, pp.225-234, 2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の無線通信システムにおいては、サブキャリア毎に、チャネル行列を算出し、サブキャリア毎に、空間多重に用いる空間多重数、変調方式、変調多値数および符号化率等の伝送フォーマットを設定する必要があり、また、サブキャリア数が多くなるとそれに伴って処理量が増加するため、伝送フォーマットを設定する無線通信装置に負荷がかかると共に装置規模の増大を招いてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、伝送フォーマットを設定するときの負荷を軽減すると共に、装置規模の増大を抑制することができる無線通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無線通信装置は、空間多重伝送にマルチキャリア方式を適用した無線伝送を行う無線通信装置であって、マルチキャリア伝送の通信帯域を分割することで得られ且つ複数のサブキャリア信号が属する分割帯域毎に、空間多重伝送への適合度を検出する検出手段と、前記分割帯域毎に検出された適合度に基づいて、無線伝送を行うときに用いられる伝送フォーマットを設定する設定手段と、を有する構成を採る。例えば、本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記検出手段は、前記複数のサブキャリア信号の到来パスの平均的な空間広がりを含む適合度を検出する構成を採る。
【０００９】
これらの構成によれば、マルチキャリア伝送の通信帯域を分割することで得られ且つ複数のサブキャリア信号が属する分割帯域毎に、空間多重伝送への適合度を検出して、前記分割帯域毎に検出された適合度に基づいて、無線伝送を行うときに用いられる伝送フォーマットを設定するため、伝送フォーマットの設定に用いられる適合度の検出単位をサブキャリア信号群とすることができ、サブキャリア毎に伝送フォーマットの設定を行う必要性をなくすことができ、伝送フォーマットの設定を行うときの負荷を軽減することができると共に、装置規模の増大を抑制することができる。さらに、この構成によれば、例えば、検出された分割帯域毎の適合度が空間多重伝送に適合していることを示しているときのみ、伝送フォーマットを空間多重伝送モードに設定することができ、空間多重伝送に適していない伝送路における不要なパイロット信号の挿入によって実効的な伝送レートを低下させること、および、不要な演算処理によって電力を無駄に消費することを防止することができる。
【００１０】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記検出手段は、前記複数のサブキャリア信号の各々に埋め込まれたパイロット信号と前記パイロット信号のレプリカとの相関値を算出する相関演算手段と、算出された相関値に基づいて、前記分割帯域毎の適合度を算出する適合度関数演算手段と、を有する構成を採る。
【００１１】
この構成によれば、分割帯域毎に属する複数のサブキャリア信号の各々に埋め込まれたパイロット信号を用いて、分割帯域毎の適合度の算出に用いられる相関値を、自装置の内部で算出することができる。
【００１２】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記検出手段は、前記相関値に基づいて前記分割帯域毎の相関行列を生成する生成手段をさらに有し、前記適合度関数演算手段は、前記相関行列を用いて、前記適合度を算出する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、伝送フォーマットの設定を、複数のサブキャリア信号が属する分割帯域毎に生成された相関行列に基づいて行うことができる。
【００１４】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記生成手段は、前記複数のサブキャリア信号の各々に対応する列ベクトルの相関行列を算出する構成を採る。また、本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記生成手段は、前記列ベクトルの相関行列を統合して前記分割帯域毎の相関行列を得る構成を採る。
【００１５】
これらの構成によれば、分割帯域に属する各サブキャリア信号に対応する列ベクトルの相関行列を算出するため、算出された相関行列を統合することによって分割帯域毎の相関行列を生成するときに、より高品質な受信状態のサブキャリア信号に相当する成分をより強調することができ、伝送フォーマット設定の精度を向上することができる。
【００１６】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記適合度関数演算手段は、前記相関行列の固有値から、第１の関数値と、前記第１の関数値と異なる第２の関数値と、を含む適合度を得る構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、相関行列の固有値から複数の関数値を含む適合度を得るため、空間分割多重に適しているか否かの判定に複数の指標を提供することができ、一つの指標のみを用いて判定を行った場合に比して判定精度を向上することができる。
【００１８】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記第１の関数値は受信品質を示し、前記第２の関数値は前記空間広がりを示し、前記設定手段は、前記空間広がりと、前記受信品質に連動して変化する閾値と、の比較結果に従って、前記伝送フォーマットを設定する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、空間広がりと受信品質に連動して変化する閾値との比較結果に従って伝送フォーマット設定を行う、すなわち、空間広がりの判定に用いる閾値が受信品質に連動して変化するため、空間広がりに基づく伝送フォーマット設定を、受信品質に従って適応的に制御することができる。
【００２０】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記検出手段は、前記相関値に基づいて前記分割帯域毎の相関ベクトルを生成する生成手段をさらに有し、前記適合度関数演算手段は、前記適合度の算出に前記相関ベクトルを用いる構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、伝送フォーマットの設定を、複数のサブキャリア信号が属する分割帯域毎に生成された相関ベクトルに基づいて行うことができる。
【００２２】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記生成手段は、前記複数のサブキャリア信号の各々に対応する列ベクトルと前記列ベクトルにおける所定の要素との相関をとる構成を採る。また、本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記生成手段は、前記相関の結果を統合して前記相関ベクトルを得る構成を採る。
【００２３】
これらの構成によれば、分割帯域に属する各サブキャリア信号に対応する列ベクトルとこの列ベクトルにおける所定の要素との相関をとるため、この相関の結果を統合することによって相関ベクトルを生成するときに、より高品質な受信状態のサブキャリア信号に相当する成分をより強調することができ、伝送フォーマット設定の精度を向上することができる。
【００２４】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記パイロット信号を用いてパスのタイミングを検出するパスサーチ手段をさらに有し、前記相関演算手段は、検出されたパスのタイミング毎に、相関値の算出を行う構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、分割帯域毎に属する複数のサブキャリア信号の各々に埋め込まれたパイロット信号を用いてパスのタイミングを検出し、検出されたパスのタイミング毎に相関値の算出を行うため、自装置に到来するマルチパスの信号を含めて分割帯域毎の適合度の検出を行うことができ、パスダイバーシチ効果によってその検出精度を向上させることができる。
【００２６】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記検出手段は、前記適合度の検出を行うとき、前記複数のサブキャリア信号のいずれかを間引きする構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、適合度の検出を行うとき、分割帯域に属する複数のサブキャリア信号のいずれかを間引きするため、処理演算量を削減することができる。
【００２８】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記検出手段は、周波数軸方向における拡散率に応じて、前記分割帯域毎の帯域幅を変更する構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、符号分割多重する信号を周波数軸方向に拡散するときの拡散率に応じて分割帯域毎の帯域幅を変更するため、符号分割多重する信号単位で空間多重伝送への適合度の検出を行うことができ、符号分割多重する信号毎に最適な伝送フォーマットを設定することができる。
【００３０】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記通信帯域に属しパイロット信号がそれぞれ埋め込まれた複数のサブキャリア信号を通信相手装置に送信する送信手段と、送信された複数のサブキャリア信号の各々に埋め込まれたパイロット信号を用いて前記通信相手装置で取得され返信された情報を受信する受信手段と、をさらに有し、前記検出手段は、受信情報に基づいて、前記分割帯域毎の適合度を算出する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、通信帯域に属するサブキャリア信号の各々に埋め込まれたパイロット信号を用いて通信相手装置で取得され返信された情報を受信するため、分割帯域毎の適合度を、通信相手装置から受信した情報に基づいて算出することができる。
【００３２】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記検出手段は、周波数軸方向における拡散率に応じて、前記分割帯域毎の帯域幅を変更する構成を採る。
【００３３】
この構成によれば、符号分割多重する信号を周波数軸方向に拡散するときの拡散率に応じて分割帯域毎の帯域幅を変更するため、符号分割多重する信号単位で空間多重伝送への適合度の検出を行うことができ、符号分割多重する信号毎に最適な伝送フォーマットを設定することができる。
【００３４】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記設定手段は、前記分割帯域毎に検出された適合度に基づいて、前記通信帯域の空間多重数を決定する構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、分割帯域毎に検出された適合度に基づいて通信帯域の空間多重数を決定するため、通信帯域の伝送フォーマットを設定するときの負荷を軽減することができる。
【００３６】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記設定手段は、前記分割帯域毎に検出された適合度に基づいて、前記分割帯域毎の空間多重数を決定する構成を採る。
【００３７】
この構成によれば、分割帯域毎に検出された適合度に基づいて分割帯域毎の空間多重数を決定するため、分割帯域毎の伝送フォーマットを設定するときの負荷を軽減することができる。
【００３８】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記設定手段は、前記伝送フォーマットを空間多重伝送用伝送フォーマットに設定し、前記空間多重伝送用伝送フォーマットを使用しないモードから前記空間多重伝送用伝送フォーマットを使用するモードへの移行が発生したときに、パイロット信号を送信する送信手段をさらに有する構成を採る。
【００３９】
この構成によれば、空間多重伝送用伝送フォーマットを使用しないモードから前記空間多重伝送用伝送フォーマットを使用するモードへの移行が発生したときに、パイロット信号を送信するため、空間多重伝送に適していない伝送路における不要なパイロット信号の挿入によって実効的な伝送レートを低下させること、および、不要な演算処理によって電力を無駄に消費することを防止することができる。
【００４０】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記設定手段は、既知信号を含む伝送フォーマットと、前記既知信号を含まない伝送フォーマットと、のいずれかに設定する構成を採る。
【００４１】
この構成によれば、既知信号（すなわちパイロット信号）を含む伝送フォーマットと、既知信号を含まない伝送フォーマットと、のいずれかに設定するため、例えば、伝送路の状態が空間多重伝送に適していない場合に後者の伝送フォーマットに設定することができ、空間多重伝送に適していない伝送路における不要なパイロット信号の挿入によって実効的な伝送レートを低下させること、および、不要な演算処理によって電力を無駄に消費することを防止することができる。
【００４２】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、通信相手装置のモビリティに関する評価値を取得する取得手段をさらに有し、前記設定手段は、取得された評価値に基づいて前記伝送フォーマットを設定する構成を採る。
【００４３】
この構成によれば、通信相手装置（例えば移動局装置）のモビリティに関する評価値に基づいて伝送フォーマット設定を行うため、例えば通信相手装置が所定のモビリティ以上の状態の場合に、その装置に対してＳＤＭ伝送が行われないような伝送フォーマットを設定することができ、これによって、空間多重伝送を安定化することができる。
【００４４】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記検出手段は、空間多重伝送に用いられるアレーアンテナにおける異なるブランチ間での相関値を算出する相関演算手段と、算出された相関値に基づいて、前記分割帯域毎の適合度を算出する適合度関数演算手段と、を有する構成を採る。
【００４５】
この構成によれば、空間多重伝送に用いられるアレーアンテナにおける異なるブランチ間での相関値に基づいて、分割帯域毎の適合度を算出するため、相関値を算出するためのパイロット信号が不要にすることができ、パイロット信号挿入による伝送効率の低下を抑えることができる。
【００４６】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記検出手段は、前記相関値に基づいて前記分割帯域毎の相関行列を生成する生成手段をさらに有し、前記適合度関数演算手段は、前記相関行列を用いて、前記適合度を算出する構成を採る。
【００４７】
この構成によれば、伝送フォーマットの設定を、複数のサブキャリア信号が属する分割帯域毎に生成された相関行列に基づいて行うことができる。
【００４８】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記適合度関数演算手段は、前記相関行列の固有値から、第１の関数値と、前記第１の関数値と異なる第２の関数値と、を含む適合度を得る構成を採る。
【００４９】
この構成によれば、相関行列の固有値から複数の関数値を含む適合度を得るため、空間分割多重に適しているか否かの判定に複数の指標を提供することができ、一つの指標のみを用いて判定を行った場合に比して判定精度を向上することができる。
【００５０】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記第１の関数値は受信品質を示し、前記第２の関数値は前記空間広がりを示し、前記設定手段は、前記空間広がりと、前記受信品質に連動して変化する閾値と、の比較結果に従って、前記伝送フォーマットを設定する構成を採る。
【００５１】
この構成によれば、空間広がりと受信品質に連動して変化する閾値との比較結果に従って伝送フォーマット設定を行う、すなわち、空間広がりの判定に用いる閾値が受信品質に連動して変化するため、空間広がりに基づく伝送フォーマット設定を、受信品質に従って適応的に制御することができる。
【００５２】
本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記検出手段は、前記相関値に基づいて前記分割帯域毎の相関ベクトルを生成する生成手段をさらに有し、前記適合度関数演算手段は、前記適合度の算出に前記相関ベクトルを用いる構成を採る。
【００５３】
この構成によれば、伝送フォーマットの設定を、複数のサブキャリア信号が属する分割帯域毎に生成された相関ベクトルに基づいて行うことができる。
【００５４】
本発明の基地局装置は、上記の無線通信装置を有する構成を採る。
【００５５】
この構成によれば、上記の無線通信装置と同様の作用効果を、基地局装置において実現することができる。
【００５６】
本発明の移動局装置は、上記の無線通信装置を有する構成を採る。
【００５７】
この構成によれば、上記の無線通信装置と同様の作用効果を、移動局装置において実現することができる。
【００５８】
本発明の無線通信方法は、空間多重伝送にマルチキャリア方式を適用した無線伝送を行う無線通信装置における無線通信方法であって、マルチキャリア伝送の通信帯域を分割することで得られ且つ複数のサブキャリア信号が属する分割帯域毎に、空間多重伝送への適合度を検出する検出ステップと、前記分割帯域毎に検出された適合度に基づいて、無線伝送を行うときに用いられる伝送フォーマットを設定する設定ステップと、を有するようにした。
【００５９】
この方法によれば、マルチキャリア伝送の通信帯域を分割することで得られ且つ複数のサブキャリア信号が属する分割帯域毎に、空間多重伝送への適合度を検出して、前記分割帯域毎に検出された適合度に基づいて、無線伝送を行うときに用いられる伝送フォーマットを設定するため、伝送フォーマットの設定に用いられる適合度の検出単位をサブキャリア信号群とすることができ、サブキャリア毎に伝送フォーマットの設定を行う必要性をなくすことができ、伝送フォーマットの設定を行うときの負荷を軽減することができると共に、装置規模の増大を抑制することができる。さらに、この構成によれば、例えば、検出された分割帯域毎の適合度が空間多重伝送に適合していることを示しているときのみ、伝送フォーマットを空間多重伝送モードに設定することができ、空間多重伝送に適していない伝送路における不要なパイロット信号の挿入によって実効的な伝送レートを低下させること、および、不要な演算処理によって電力を無駄に消費することを防止することができる。
【発明の効果】
【００６０】
以上説明したように、本発明によれば、伝送フォーマットを設定するときの負荷を軽減すると共に、装置規模の増大を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下全ての実施の形態では、基地局装置から移動局装置への送信（以下「ダウンリンク」と言う）信号における伝送フォーマットの設定を行う場合について説明を行う。
【００６２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式の無線通信システムの場合について説明する。また、本実施の形態では、移動局装置から基地局装置への送信（以下「アップリンク」と言う）信号の基地局装置での受信結果を基に空間多重適合度の検出を行う場合を例にとって説明する。
【００６３】
図１に示す基地局装置１００は、Ｎａ本のアンテナ１０２−１〜１０２−Ｎａ、Ｎａ個の共用部１０４−１〜１０４−Ｎａ、Ｎａ個の受信系アンテナ素子部１０６−１〜１０６−Ｎａ、空間多重適合度検出部１０８、伝送フォーマット設定部１１０、伝送フォーマット形成部１１２、Ｎａ個のシリアルパラレル変換（Ｓ／Ｐ）部１１４−１〜１１４−Ｎａ、およびＮａ個の送信系アンテナ素子部１１６−１〜１１６−Ｎａを有する。
【００６４】
また、受信系アンテナ素子部１０６−１〜１０６−Ｎａは、分波器１２０−１〜１２０−Ｎａをそれぞれ有する。伝送フォーマット形成部１１２は、符号化部１２２、変調部１２４、および空間多重化部１２６を有する。送信系アンテナ素子部１１６−１〜１１６−Ｎａは、混合器１２８−１〜１２８−Ｎａをそれぞれ有する。
【００６５】
また、基地局装置１００と無線通信を行うＳＤＭ対応の移動局装置１５０は、Ｎｒ本のアンテナ１５２−１〜１５２−Ｎｒを有する。
【００６６】
アンテナ１０２−１〜１０２−Ｎａは、送受信系共通のアンテナである。共用部１０４−１〜１０４−Ｎａは、アンテナ１０２−１〜１０２−Ｎａで受信した高周波信号Ｓ−１〜Ｓ−Ｎａを分波器１２０−１〜１２０−Ｎａに出力し、混合器１２８−１〜１２８−Ｎａから入力された高周波信号Ｓ−１〜Ｓ−Ｎａをアンテナ１０２−１〜１０２−Ｎａを介して無線送信する。
【００６７】
分波器１２０−ｋ（ただし、ｋ＝１〜Ｎａ）は、共用部１０４−ｋから入力された高周波信号Ｓ−ｋに対して高周波増幅や周波数変換等の処理を施した後、Ｎｓ個のサブキャリア信号ｆ１−ｋ〜ｆＮｓ−ｋに分波し、空間多重適合度検出部１０８に出力する。
【００６８】
空間多重適合度検出部１０８は、Ｎｓ個のサブキャリア信号ｆ１−ｋ〜ｆＮｓ−ｋが属する通信帯域をＮｄ個（ただし、Ｎｄは自然数：Ｎｓ＞Ｎｄ≧１）に分割することで得られるＮｄ個の分割帯域ＤＢ−１〜ＤＢ−Ｎｄ毎に、空間多重適合度つまり空間多重伝送への適合度を検出し、その検出結果＃１〜＃Ｎｄを伝送フォーマット設定部１１０に出力する。
【００６９】
なお、各分割帯域ＤＢ−１〜ＤＢ−Ｎｄに属するサブキャリア信号の個数は必ずしも等しい必要はないが、以下では、Ｎｃ個（Ｎｃ＝Ｎｓ／Ｎｄ）のサブキャリア信号が均等に各分割帯域ＤＢ−１〜ＤＢ−Ｎｄに属するものとして説明する。分割帯域とサブキャリア信号の関係は、図２に示すとおりであり、各分割帯域内にＮｃ個のサブキャリア信号が存在する。一方、各分割帯域に属するサブキャリア信号数が異なる場合は、第ｍ番目の分割帯域ＤＢ−ｋに属するサブキャリア信号数はＮｃ（ｍ）と表され、次の（式１）の関係を満たす。
【数１】
2005065242.tif 000003
【００７０】
ここで、空間多重適合度検出部１０８の内部構成について図３を用いて説明する。空間多重適合度検出部１０８は、分割帯域ＤＢ−ｍ（ただし、ｍ＝１〜Ｎｄ）に対応するＮｄ個の分割帯域処理部１５６−１〜１５６−Ｎｄを有する。ただし、図３においては、説明の便宜上、分割帯域ＤＢ−１を処理する分割帯域処理部１５６−１のみの構成を示す。その他の分割帯域処理部１５６−２〜１５６−Ｎｄの構成は分割帯域処理部１５６−１の構成と同様であるためその説明を省略する。なお、図３では、一つの分割帯域に属するサブキャリア信号の個数を２個とした場合を例にとっており、サブキャリア信号ｆ１−ｋ、ｆ２−ｋが分割帯域ＤＢ−１に属する。
【００７１】
分割帯域処理部１５６−ｍは、各サブキャリア信号ｆｎ（ｍ）−１〜ｆｎ（ｍ）−Ｎａに埋め込まれた既知の信号であるパイロット信号のレプリカを生成するレプリカ生成部１６０、各サブキャリア信号ｆｎ（ｍ）−１〜ｆｎ（ｍ）−Ｎａに含まれる受信パイロットシンボルおよび生成されたレプリカの相関値を算出する相関演算部１７０−ｎ−１〜１７０−ｎ−Ｎａ（ただし、ｎ＝１〜Ｎｃ）、算出された相関値に基づいて相関行列を生成する相関行列生成部１８０、および生成された相関行列に基づいて空間多重伝送に対する適合度を評価するための適合度評価関数を演算する適合度評価関数演算部１９０を有する。ただし、ｎ（ｍ）は、分割帯域ＤＢ−ｍに属するサブキャリア信号の番号を示す。
【００７２】
なお、分割帯域処理部１５６−ｍは、分割帯域ＤＢ−ｍに属するサブキャリア信号ｆｎ（ｍ）−１〜ｆｎ（ｍ）−Ｎａの全てを用いなくても良い。例えば、サブキャリア信号ｆｎ（ｍ）−１〜ｆｎ（ｍ）−Ｎａのいくつかを間引きした上で、分割帯域ＤＢ−ｍに対する処理を行っても良い。サブキャリア信号を間引きする場合は、空間多重伝送への適合度の検出精度を向上させることが難しくなるが、処理演算量を削減する効果を得ることができる。
【００７３】
相関演算部１７０−ｎ−ｋは、生成されたレプリカおよび各サブキャリア信号ｆｎ（ｍ）−１〜ｆｎ（ｍ）−Ｎａに含まれる受信パイロットシンボルの相関値を算出する相関演算を行う。ここで、パイロット信号をｒ（ｓ）（ただし、ｓ＝１〜Ｎｐ、Ｎｐはパイロット信号のシンボル数）とすると、相関演算部１７０−ｎ−ｋは、（式２）に示す相関演算を行うことで、相関値ｈｎｋを算出する。ただし、Ｎｏはシンボルに対するオーバサンプル数、「＊」は複素共役転置演算子を示す。
【数２】
2005065242.tif 000004
【００７４】
相関行列生成部１８０は、算出された相関値ｈｎｋに基づいて、列ベクトルつまり（式３）によりサブキャリア毎に求められる相関ベクトルＶｎを用いて、（式４）に示す相関行列Ｒを生成する。ただし、ｎ＝１〜Ｎｃ、ｋ＝１〜Ｎａであり、Ｔはベクトル転置演算子を示し、Ｈは複素共役転置演算子を示す。
【数３】
2005065242.tif 000005
【数４】
2005065242.tif 000006
【００７５】
すなわち、相関行列Ｒの生成においては、上記の（式４）に示されているとおり、相関ベクトルＶｎから相関行列（ＶｎＶｎＨ）（以下「自己相関」と言う）を算出する。さらに、自己相関を統合することによって相関行列Ｒを得る。本実施の形態では、各サブキャリア信号に対応づけられた自己相関を加算することによって自己相関を統合する。こうすることによって、より高品質な受信状態のサブキャリア信号に相当する成分をより強調することができ、伝送フォーマット設定の精度を向上することができる。
【００７６】
適合度評価関数演算部１９０は、生成された相関行列Ｒに対して固有値展開を行い、Ｎａ個の固有値λｋを求める。また、算出された固有値λｋを大きい順にソートし、最大のものから添え字を付与する。そして、（式５）および（式６）に示す適合度評価関数値Ａ、Ｂを生成し、これらを含む検出結果＃ｍを、分割帯域ＤＢ−ｍの空間多重適合度として出力する。このように、算出された固有値λｋから複数の関数値を含む空間多重適合度を得るため、空間多重に適しているか否かの判定に複数の指標を提供することができ、一つの指標のみを用いて判定を行った場合に比して判定精度を向上することができる。ここで、適合度評価関数値Ａは移動局装置１５０からの受信信号の信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ）を示すものである。また、適合度評価関数値Ｂは、空間的な広がりを評価する一つの尺度である。なお、相関行列Ｒは、エルミート行列であるため、固有値は実数値となる。
【数５】
2005065242.tif 000007
【数６】
2005065242.tif 000008
【００７７】
伝送フォーマット設定部１１０は、各検出結果＃ｍに含まれる適合度評価関数値Ａ、Ｂに基づいて、通信帯域における伝送フォーマットを設定する。
【００７８】
より具体的には、まず、伝送フォーマット設定部１１０は、各分割帯域ＤＢ−ｍの適合度評価関数値Ａ、Ｂをそれぞれ所定数と比較する。この比較の結果、適合度評価関数値Ａ、Ｂが共に所定数より大きい場合、受信信号レベルが高く、かつ空間的な広がりが大きいと判断される、すなわち、空間多重伝送に適合していると判断され、ダウンリンクにおいて空間多重伝送が行われるような伝送フォーマットが設定される。一方、適合度評価関数値Ａ、Ｂのいずれかが所定値以下になる場合は、ＳＮＲが低いか空間的な広がりが小さく、空間多重伝送に適合しないと判断され、ダウンリンクにおいて空間多重伝送を行わず一つのチャネルに対して指向性送信を行うような伝送フォーマット（空間多重数＝１）が設定される。
【００７９】
伝送フォーマットは、通信帯域の空間多重数、変調方式、符号化率および送受信用重み付け係数（以下「送受信ウェイト」と言う）を求めることで設定される。通信帯域の空間多重数の算出において、伝送フォーマット設定部１１０は、各分割帯域ＤＢ−ｍに対応する空間多重数の分布を求め、最大割合を占める空間多重数を通信帯域における空間多重数とする。
【００８０】
また、伝送フォーマット設定部１１０は、設定された伝送フォーマットを通知するための伝送フォーマット制御信号を生成し、伝送フォーマット形成部１１２に出力する。
【００８１】
なお、伝送フォーマット設定部１１０は、適合度評価関数値Ａに応じて、変調部１２４における変調多値数（変調方式）や符号化部１２２における符号化率を適応的に変化させ設定する処理を行っても良い。例えば、適合度評価関数値Ａは受信信号のＳＮＲを示すことから、伝送フォーマット設定部１１０は、回線品質が良好なほど、符号化部１２２での符号化率を低くしたり変調部１２４での変調多値数を増加したりする。設定された変調多値数（変調方式）や符号化率は、空間多重数と共に伝送フォーマット制御信号として伝送フォーマット形成部１１２に通知される。
【００８２】
また、適合度評価関数値Ｂとの比較に用いられる所定数は、適合度評価関数値Ａの値に連動させて変化させても良い。この場合、例えば、適合度評価関数値Ａが大きいほど、適合度評価関数値Ｂとの比較に用いられる所定数を小さくする等の適用が考えられる。こうすることによって、空間的な広がりに基づく伝送フォーマット設定を、受信品質（本実施の形態ではＳＮＲ）に従って適応的に制御することができる。
【００８３】
符号化部１２２は、伝送フォーマット制御信号に示された符号化率に基づいて、送信データ系列を符号化する。
【００８４】
変調部１２４は、伝送フォーマット制御信号に示された変調多値数（変調方式）に基づいて、符号化された送信データ系列を変調する。
【００８５】
空間多重化部１２６は、変調された送信データ系列を、伝送フォーマット制御信号に示された空間多重数と同数に分割し、分割された各送信データ系列に送信ウェイトを乗算し、Ｓ／Ｐ部１１４−１〜１１４−Ｎａに出力する。
【００８６】
Ｓ／Ｐ部１１４−１〜１１４−Ｎａは、空間多重化部１２６から入力された送信データ系列をシリアルパラレル変換することにより、サブキャリア信号毎のデータ系列に変換されたマルチキャリア信号となる。混合器１２８−１〜１２８−Ｎａは、Ｓ／Ｐ部１１４−１〜１１４−Ｎａから入力されたマルチキャリア信号を混合し、共用部１０４−１〜１０４−Ｎａに出力する。
【００８７】
次いで、上記構成を有する基地局装置１００が移動局装置１５０と無線通信を行うときの動作について説明する。図４は、基地局装置１００が移動局装置１５０と無線通信を行うときの動作の一例を説明するための図である。ここでは、空間多重伝送用の伝送フォーマットを使用しない通常伝送モードから空間多重伝送用の伝送フォーマットを使用する空間多重伝送モードに移行するときの、空間多重伝送モードの手順について説明する。
【００８８】
まず、移動局装置１５０は、フレーム同期およびシンボル同期の確立後に、アンテナ１５２−１〜１５２−Ｎｒの各々から、空間多重伝送用のアンテナ個別パイロット信号を時間分割または符号分割して送信する（Ｓ１１００）。
【００８９】
そして、基地局装置１００は、相関演算部１７０−ｎ−ｋで、受信したアンテナ個別パイロット信号を用いて、チャネル推定つまりＮｒ×Ｎａ個のチャネル推定値ｈ（ｊ、ｋ）の推定を行う（Ｓ１２００）。ここで、ｊ＝１〜Ｎｒである。続いて、適合度評価関数演算部１９０で、アンテナ１０２−１〜１０２−Ｎａの、移動局装置毎の受信品質を推定する（Ｓ１３００）。
【００９０】
そして、伝送フォーマット設定部１１０で、チャネル推定値ｈ（ｊ、ｋ）を（式７）のように行列表記したチャネル行列Ｈを特異値分解する。そして、大きい順にＮｍ個の特異値λｊに対応する右特異値ベクトルを基地局装置１００における送信ウェイト（送信ウェイトベクトル）とし、特異値λｊに対応する左特異値ベクトルを移動局装置１５０における受信ウェイト（受信ウェイトベクトル）とする。ただし、Ｎｍは、１≦Ｎｍ＜ｍｉｎ（Ｎｒ、Ｎａ）を満たす自然数である。これにより、Ｎｍ個の空間多重伝送を行うことが可能となる。以上の動作をサブキャリア信号毎に行う。そして、得られた受信ウェイトを移動局装置１５０に通知する（Ｓ１４００）。
【数７】
2005065242.tif 000009
【００９１】
そして、移動局装置１５０は、受信ウェイトに基づいて、個別のユーザのデータチャネル（ユーザチャネル）の受信に対応する処理を行う（Ｓ１５００）。そして、基地局装置１００は、送信ウェイトに基づいて、個別ユーザチャネルの送信を開始し（Ｓ１６００）、移動局装置１５０は、個別ユーザチャネルの受信を開始する（Ｓ１７００）。以上の動作により、空間多重適合度の検出結果に応じて空間多重伝送を行うことが可能となる。
【００９２】
このように、本実施の形態によれば、隣接するサブキャリア信号間での空間的なスペクトラムの相関が高いことを利用し、通信帯域を複数の分割帯域ＤＢ−１〜ＤＢ−Ｎｄに分割し、各分割帯域ＤＢ−１〜ＤＢ−Ｎｄに属する各サブキャリア信号から得られる相関ベクトルＶｎを合成して相関行列Ｒを生成し、生成された相関行列Ｒを用いて分割帯域毎の空間多重適合度の検出を行うことで、各分割帯域に属するサブキャリア信号の平均的な到来パスの空間的な広がりを検出することが可能となる。したがって、分割帯域の帯域幅を適性に設定し、分割帯域毎に空間多重適合度の検出を行うことで、サブキャリア信号毎に行われる空間多重適合度の検出に比べて、処理演算量を削減することができ、装置規模の増大を抑制することができる。本実施の形態では、通信帯域の伝送フォーマットを一度に設定するため、サブキャリア信号毎に伝送フォーマットを設定するのに比べて、処理演算量を大幅に削減することができる。
【００９３】
すなわち、本実施の形態によれば、各分割帯域に属するサブキャリア信号群について到来パスの平均的な空間広がり特性を得ることにより、空間多重伝送制御に、サブキャリア信号群の空間的特性を評価する評価指標を導入することができる。この評価指標は、従来の手法には存在していなかったため、従来の手法では伝送フォーマットをサブキャリア信号毎に設定せざるを得なかった。したがって、従来では、伝搬環境によって通信帯域内の特定帯域にノッチ（レベル低下）が生じた結果として、レベルが低下したサブキャリア信号についての相関値演算で誤差が増大した場合に、伝送フォーマットが誤設定されることがあった。これに対して本実施の形態では、評価指標の導入により、伝送フォーマットを、サブキャリア信号のグループ単位で設定することができ、前述の場合において誤設定が生じることを防止することができる。
【００９４】
また、本実施の形態によれば、伝搬路の状態が空間多重伝送に適合していると判定されたときのみ、空間多重伝送モードに移行することが可能となるため、空間多重伝送に適合していない伝搬路における不要なパイロット信号の挿入による実効的な伝送レートの低下、および、不要な演算処理による消費電力の増加を防止することができる。
【００９５】
なお、基地局装置１００の構成は、上記のものに限定されない。例えば、上記の構成に、伝搬環境に応じて分割帯域を適応的に変更する構成を追加しても良い。例えば、相関帯域幅（コヒーレント帯域幅）に基づき分割帯域を変更する構成が挙げられる。この構成によって、伝送フォーマット設定の精度と演算量との間に最適なトレードオフを与えることができる。
【００９６】
また、空間多重適合度検出部１０８の構成は、上記のものに限定されない。例えば、上記の構成に、移動局装置１５０の推定移動速度やドップラー周波数推定値等を含む移動局装置１５０のモビリティに関する評価値を算出する構成を追加しても良い。この場合、ＳＤＭ割り当て処理により遅延が生じるため、移動局装置１５０が所定のモビリティ以上の状態の場合は、移動局装置１５０に対してＳＤＭ伝送が行われないような伝送フォーマットが設定される。これにより空間多重伝送を安定化することができる。
【００９７】
また、本実施の形態では、本発明の無線通信装置を基地局装置１００に適用し、ダウンリンクにおける伝送フォーマットの設定に関する説明を行ったが、本発明の無線通信装置を移動局装置１５０に適用することにより、アップリンクにおける伝送フォーマットの設定を行うことも可能である。
【００９８】
また、適合度評価関数値Ａ、Ｂは、上記のものに限定されない。他に、適合度評価関数値Ａとしては、受信信号電力（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）を用いても良く、受信パイロット信号の平均信号レベルを用いても良く、または、受信パイロット信号の平均信号レベルをＳとし瞬時パイロット受信信号の分散状況をＮとしたＳＮＲを用いても良い。また、適合度評価関数値Ｂは、パス到来方向推定に用いる角度スペクトラムの広がりに基づいて算出されても良い。この場合、（式８）に示すような角度スペクトラム評価関数Ｆ（θ）において、パス到来方向を意味するθを適宜可変スイープし、角度スペクトラムのピーク方向におけるスペクトラムの広がりを求めることで、適合度評価関数値Ｂを求めることができる。ここで、ａ(θ)は、アンテナ１０２−１〜１０２−Ｎａの方向ベクトルを示し、アンテナ１０２−１〜１０２−Ｎａが等間隔直線アレーの場合、（式９）のように表すことができる。また、ｄはアンテナ間隔、λはキャリア周波数帯における波長を示す。
【数８】
2005065242.tif 000010
【数９】
2005065242.tif 000011
【００９９】
ここでは、フーリエ法が用いられているが、良く知られたＭＵＳＩＣ法、ＥＳＰＲＩＴ法といった固有値分解手法や、相関行列の逆行列演算を含むＣａｐｏｎ法等のパス到来方向推定の高分解能手法による角度スペクトラムを用いてもよい。
【０１００】
また、相関波の抑圧のために、空間スムージング手法を相関行列Ｒに適用しても良い。ただし、各分割帯域に属するサブキャリア信号数がアンテナ数よりも小さい場合は、相関行列生成部１８０の出力である相関行列Ｒのランク数がフルランクにならない場合が考えられる。このため、各分割帯域に属するサブキャリア信号数に応じて、または、当該サブキャリア信号数とパス数を加算した数に応じて、方向推定アルゴリズムを適宜選択する必要がある。また、アンテナ１０２−１〜１０２−Ｎａの構成が等間隔直線アレー配置である場合、相関行列生成部１８０で得られる相関行列Ｒに対し、空間スムージング処理を適用したり、ユニタリ変換行列を乗算し方向ベクトルを実数化したビームスペースで到来方向を推定する処理を適用したりすることも可能である。
【０１０１】
なお、相関行列生成部１８０は、上記（式４）に示される相関行列Ｒの代わりに、次の（式１０）に示す相関ベクトルｚを生成しても良い。この場合、適合度評価関数演算部１９０は、上記（式５）に示される適合度評価関数値Ａの代わりに、次の（式１１）に示す適合度評価関数値Ａ（ｚ）を算出し、上記（式６）に示される適合度評価関数値Ｂの代わりに、次の（式１２）に示す適合度評価関数値Ｂ（ｚ）を算出する。
【数１０】
2005065242.tif 000012
【数１１】
2005065242.tif 000013
【数１２】
2005065242.tif 000014
【０１０２】
すなわち、まず、移動局装置１５０から送信されるパイロット信号ｒ（ｓ）を用いたＳＮＲ評価（＝Ｓ／Ｎ）が行われる。この評価においては、（式１１）に示された適合度評価関数値Ａ（ｚ）が用いられる。ただし、ｚｋは、（式１０）に示す相関ベクトルｚにおける第ｋ番目の要素を表す。そして、相関ベクトルｚを用いて、アンテナ１０２−１〜１０２−Ｎａにおけるアンテナ間での受信信号の相関を、（式１２）に示す適合度評価関数値Ｂ（ｚ）を算出することで評価する。
【０１０３】
また、本実施の形態では、図３において、レプリカ生成部１６０、相関演算部１７０−ｎ−ｋおよび相関行列生成部１８０の組み合わせにより、既知のパイロット信号を用いて相関行列Ｒを生成する構成について説明したが、空間多重適合度検出部１０８の内部構成は、これに限定されない。例えば、パイロット信号を用いずに相関行列を算出する手法の適用も可能である。この場合、アレーアンテナにおける異なるブランチ間での相関値を算出することで、相関行列を算出することができる。ここで算出される相関行列Ｒｂの第（ｊ、ｋ）要素は次の（式１３）のように示すことができる。なお、Ｎｂは所定のサンプルデータ数である。本手法ではパイロット信号が不要であるため、パイロット信号挿入による伝送効率の低下を抑えることができる。また、相関ベクトルｚに対しても同様な処理の適用が可能である。
【数１３】
2005065242.tif 000015
【０１０４】
また、本実施の形態において、マルチキャリア信号として伝送されるサブキャリア信号は、直交周波数分割多重されたサブキャリア信号でも良い。この場合、各サブキャリア信号がＯＦＤＭシンボル区間内で直交する周波数が選択され使用される。また、送信信号を周波数軸方向に符号分割多重するＭＣ−ＣＤＭＡ（MultiCarrier - Code Division Multiple Access）方式への適用も可能である。この場合、サブキャリア信号に埋め込まれ個別ユーザ毎に多重されたパイロット信号を用いてユーザ毎に各サブキャリア信号の相関値を算出することで、上記と同様の作用効果を実現することができる。
【０１０５】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る基地局装置は、実施の形態１で説明した基地局装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０６】
図５に示す基地局装置２００は、実施の形態１で説明した伝送フォーマット形成部１１２と同じ内部構成を有するＮｄ個の伝送フォーマット形成部１１２−１〜１１２−Ｎｄを有し、実施の形態１で説明したＳ／Ｐ部１１４−１〜１１４−Ｎａと同じ内部構成を有するＮｄ組のＳ／Ｐ部１１４−１−１〜１１４−１−Ｎａ、…、１１４−Ｎｄ−Ｎａを有し、実施の形態１で説明した伝送フォーマット設定部１１０の代わりに伝送フォーマット設定部２０２を有し、送信データ系列をＮｄ個のデータ系列にシリアルパラレル変換するＳ／Ｐ部２０４を有する。
【０１０７】
本実施の形態の基地局装置２００の特徴は、実施の形態１の基地局装置１００が通信帯域の伝送フォーマットを設定したのに対し、分割帯域毎の伝送フォーマットを設定することである。
【０１０８】
伝送フォーマット設定部２０２は、各検出結果＃ｍに含まれる適合度評価関数値Ａ、Ｂに基づいて、分割帯域毎における伝送フォーマットを設定する。
【０１０９】
より具体的には、まず、伝送フォーマット設定部２０２は、各分割帯域ＤＢ−ｍの適合度評価関数値Ａ、Ｂをそれぞれ所定数と比較する。この比較の結果、適合度評価関数値Ａ、Ｂが共に所定数より大きい場合、受信信号レベルが高く、かつ空間的な広がりが大きいと判断される、すなわち、空間多重伝送に適合していると判断され、ダウンリンクにおいて空間多重伝送が行われるような伝送フォーマットが設定される。一方、適合度評価関数値Ａ、Ｂのいずれかが所定値以下になる場合は、ＳＮＲが低いか空間的な広がりが小さく、空間多重伝送に適合しないと判断され、ダウンリンクにおいて空間多重伝送を行わず一つのチャネルに対して指向性送信を行うような伝送フォーマット（空間多重数＝１）が設定される。
【０１１０】
伝送フォーマットは、分割帯域毎の空間多重数、変調方式、符号化率および送受信ウェイトを求めることで設定される。
【０１１１】
また、伝送フォーマット設定部２０２は、分割帯域毎に設定された伝送フォーマットを通知するための伝送フォーマット制御信号を生成し、伝送フォーマット形成部１１２−１〜１１２−Ｎｄに出力する。
【０１１２】
なお、伝送フォーマット設定部２０２は、適合度評価関数値Ａに応じて、変調部１２４−１〜１２４−Ｎｄにおける変調多値数（変調方式）や符号化部１２２−１〜１２２−Ｎｄにおける符号化率を適応的に変化させ設定する処理を行っても良い。例えば、適合度評価関数値Ａは受信信号のＳＮＲを示すことから、伝送フォーマット設定部２０２は、回線品質が良好なほど、符号化部１２２−１〜１２２−Ｎｄでの符号化率を低くしたり変調部１２４−１〜１２４−Ｎｄでの変調多値数を増加したりする。設定された変調多値数（変調方式）や符号化率は、空間多重数と共に伝送フォーマット制御信号として伝送フォーマット形成部１１２−１〜１１２−Ｎｄに通知される。
【０１１３】
また、適合度評価関数値Ｂとの比較に用いられる所定数は、適合度評価関数値Ａの値に連動させて変化させても良い。この場合、例えば、適合度評価関数値Ａが大きいほど、適合度評価関数値Ｂとの比較に用いられる所定数を小さくする等の適用が考えられる。
【０１１４】
伝送フォーマット形成部１１２−１〜１１２−Ｎｄの各々は、実施の形態１で説明した伝送フォーマット形成部１１２が通信帯域の伝送フォーマットを形成するのに対して、分割帯域毎の伝送フォーマットを形成し、分割帯域毎に空間多重した（または空間多重されなかった）送信データ系列を、対応するＳ／Ｐ部を通じて混合器１２８−１〜１２８−Ｎａに出力する。
【０１１５】
このように、本実施の形態によれば、隣接するサブキャリア信号間での空間的なスペクトラムの相関が高いことを利用し、通信帯域を複数の分割帯域ＤＢ−１〜ＤＢ−Ｎｄに分割し、各分割帯域ＤＢ−１〜ＤＢ−Ｎｄに属する各サブキャリア信号から得られる相関ベクトルＶｎを合成して相関行列Ｒを生成し、生成された相関行列Ｒを用いて分割帯域毎の空間多重適合度の検出を行うことで、各分割帯域に属するサブキャリア信号の平均的な到来パスの空間的な広がりを検出することが可能となる。したがって、分割帯域の帯域幅を適性に設定し、分割帯域毎に空間多重適合度の検出を行うことで、サブキャリア信号毎に行われる空間多重適合度の検出に比べて、処理演算量を削減することができ、装置規模の増大を抑制することができる。本実施の形態では、分割帯域毎に伝送フォーマットを設定するため、処理演算量を削減することができるだけでなく、分割帯域毎に最適な伝送フォーマットを設定することもできる。
【０１１６】
なお、本実施の形態では、本発明の無線通信装置を基地局装置２００に適用し、ダウンリンクにおける伝送フォーマットの設定に関する説明を行ったが、本発明の無線通信装置を移動局装置側に適用することにより、アップリンクにおける伝送フォーマットの設定を行うことも可能である。
【０１１７】
また、本実施の形態において、実施の形態１で（式１３）を用いて説明したように、パイロット信号を用いずに相関行列を算出する手法を適用しても良い。
【０１１８】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る基地局装置は、実施の形態１で説明した基地局装置１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。また、本実施の形態では、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式の無線通信システムの場合について説明する。
【０１１９】
図６に示す基地局装置３００は、実施の形態１で説明した空間多重適合度検出部１０８の代わりに、空間多重適合度検出部３０２を有する。
【０１２０】
また、基地局装置３００と無線通信を行うＳＤＭ対応の移動局装置３５０は、Ｎｒ本のアンテナ３５２−１〜３５２−Ｎｒを有する。
【０１２１】
本実施の形態の基地局装置３００の特徴は、実施の形態１ではアップリンク信号の基地局装置での受信結果を基に空間多重適合度の検出を行うのに対し、移動局装置からのフィードバック情報を基に空間多重適合度の検出を行うことである。
【０１２２】
空間多重適合度検出部３０２は、移動局装置３５０からの受信信号からフィードバック情報を抽出する。フィードバック情報は、移動局装置３５０でアンテナ個別パイロット信号を用いて算出されたチャネル推定値および測定された受信品質を含む情報である。
【０１２３】
また、空間多重適合度検出部３０２は、抽出されたフィードバック情報を用いて、分割帯域毎の検出結果＃１〜＃Ｎｄを生成し、伝送フォーマット設定部１１０に出力する。
【０１２４】
なお、空間多重適合度検出部３０２を移動局装置３５０に設けることで、移動局装置側で分割帯域毎の検出結果＃１〜＃Ｎｄを生成し、その結果を基地局装置側へのフィードバック情報としても良い。または、空間多重適合度検出部３０２および伝送フォーマット設定部１１０を移動局装置３５０に設けることで、移動局装置側で分割帯域毎の検出結果＃１〜＃Ｎｄを生成し、さらに伝送フォーマット設定部１１０による設定結果を、基地局装置側へのフィードバック情報としても良い。このように、移動局装置側の装置構成を一部変更することにより、フィードバック情報量を少なくすることができ、周波数利用効率を高めることができる。
【０１２５】
次いで、上記構成を有する基地局装置３００が移動局装置３５０と無線通信を行うときの動作について説明する。図７は、基地局装置３００が移動局装置３５０と無線通信を行うときの動作の一例を説明するための図である。ここでは、空間多重伝送用の伝送フォーマットを使用しない通常伝送モードから空間多重伝送用の伝送フォーマットを使用する空間多重伝送モードに移行するときの、空間多重伝送モードの手順について説明する。
【０１２６】
まず、基地局装置３００は、フレーム同期およびシンボル同期の確立後に、アンテナ１０２−１〜０２−Ｎａの各々から、空間多重伝送用のアンテナ個別パイロット信号を送信する（Ｓ３１００）。アンテナ個別パイロット信号は、所定シンボル数Ｎｐからなる。
【０１２７】
ここで、送信されるアンテナ個別パイロット信号に関して、図８を参照しながら説明する。図８は、アンテナ個別パイロット信号のフレーム構成を示す図である。例えば、図８（Ａ）に示すように、同一のパターンまたは互いに直交するパターン（例えば、ＰＮ信号等）を有するアンテナ個別パイロット信号ＡＰｋが、アンテナ毎に送信タイミングをシフトする時分割多重によって送信されても良い。また、図８（Ｂ）に示すように、アンテナ個別パイロット信号ＡＰｋは、符号分割多重送信されても良い。この場合、アンテナ個別パイロット信号ＡＰｋはアンテナ毎に互い直交するパターンを有する。
【０１２８】
また、図８（Ｃ）に示すように、アンテナ個別パイロット信号ＡＰｋは、時分割多重および符号分割多重の組み合わせによって送信されても良い。すなわち、この場合は、同一時刻の時分割スロットを共有するアンテナ個別パイロット信号（例えば、図８（Ｃ）ではＡＰ１およびＡＰ２）は、互いに直交するパターンが使用される。時分割多重および符号分割多重の組み合わせによってアンテナ個別パイロット信号を送信することで、基地局装置３００のアンテナ数Ｎａが多い場合の時分割送信のオーバヘッドを低減することができ、符号分割多重時の伝搬路における直交性低減を緩和することができる。
【０１２９】
なお、アンテナ数Ｎａが十分多い場合、または、ＳＤＭにおける空間多重数がアンテナ数Ｎａよりも小さく制限されている場合、Ｎａ個の全ての送信系を用いる必要はない。例えば、アンテナ１０２−１〜１０２−Ｎａのいくつかのアンテナからアンテナ個別パイロット信号を送信しても良い。
【０１３０】
そして、移動局装置３５０は、アンテナ個別パイロット信号ＡＰｋに含まれるアンテナ個別パイロットシンボルＡＰｋ（ｔ）をアンテナ３５０−１〜３５０−Ｎｒを通じて分離受信する（ただし、ｔ＝１〜Ｎｐ）。そして、分離受信したアンテナ個別パイロットシンボルＡＰｋ（ｔ）を用いてチャネル推定を行う（Ｓ３２００）。
【０１３１】
より具体的には、移動局装置３５０は、移動局装置３５０のアンテナ３５０−ｊ（ただし、ｊ＝１〜Ｎｒ）でのアンテナ個別パイロットシンボルＡＰｋ（ｔ）の受信結果ｒｊ、ｋ（ｔ）と、移動局装置３５０の内部で生成したアンテナ個別パイロット信号のレプリカＡＰｋ（ｔ）との相関演算を行うことで、（式１４）に示すようなチャネル推定値ｈ（ｊ、ｋ）を算出する。すなわち、チャネル推定値ｈ（ｊ、ｋ）は、Ｎａ×Ｎｒ個算出される。なお、「＊」は複素共役転置演算子を示す。
【数１４】
2005065242.tif 000016
【０１３２】
なお、このとき、受信結果ｒｊ、ｋ（ｔ）を複数回にわたって保存し、保存された複数の受信結果ｒｊ、ｋ（ｔ）に対して平均化処理を行っても良い。この場合、移動局装置３５０の移動速度が十分に小さければ、雑音の影響を低減することができ、チャネル推定の精度を向上させることができる。
【０１３３】
そして、移動局装置３５０は、アンテナ個別パイロット信号毎および移動局装置３５０のアンテナ毎の受信品質Ｐ（ｊ、ｋ）を推定する（Ｓ３３００）。ここで、受信品質としては、受信信号電力、ＳＩＲ（信号電力対干渉電力比）、ＳＮＲ等の使用が考えられるが、ここではＳＮＲを用いた場合の例を説明する。信号電力をＳ（ｊ、ｋ）＝｜ｈ（ｊ、ｋ）｜２／Ｎｐとし、雑音電力を次の（式１５）で算出した場合、Ｓ（ｊ、ｋ）／Ｎ（ｊ、ｋ）を行うことにより受信品質Ｐ（ｊ、ｋ）を推定することができる。
【数１５】
2005065242.tif 000017
【０１３４】
そして、移動局装置３５０は、算出されたチャネル推定値ｈ（ｊ、ｋ）および受信品質Ｐ（ｊ、ｋ）を基地局装置３００に送信する（Ｓ３４００）。なお、受信品質に関しては、Ｎａ×Ｎｒ個の受信品質Ｐ（ｊ、ｋ）を送信する代わりに、フィードバック情報削減のため、次の（式１６）で示すようにＮａ×Ｎｒ個の受信品質Ｐ（ｊ、ｋ）を平均化したものを送信しても良い。また、平均化された値を送信する代わりに、Ｎａ×Ｎｒ個の受信品質Ｐ（ｊ、ｋ）の中央値または最大値を送信しても良い。
【数１６】
2005065242.tif 000018
【０１３５】
そして、基地局装置３００は、空間多重適合度検出部３０２で、移動局装置３５０からの受信信号の中から、チャネル推定値ｈ（ｊ、ｋ）および受信品質Ｐ（ｊ、ｋ）を含むフィードバック情報を抽出する。その後、伝送フォーマット設定部１１０で、チャネル推定値ｈ（ｊ、ｋ）を（式７）のように行列表記したチャネル行列Ｈを特異値分解する。そして、大きい順にＮｍ個の特異値λｊに対応する右特異値ベクトルを基地局装置３００における送信ウェイト（送信ウェイトベクトル）とし、特異値λｊに対応する左特異値ベクトルを移動局装置３５０における受信ウェイト（受信ウェイトベクトル）とする。これにより、Ｎｍ個の空間多重伝送を行うことが可能となる。なお、ここで算出された特異値λｊに対し、注水定理を適用した適応的な送信電力制御を行ってもよい。以上の動作をサブキャリア毎に行う。そして、得られた受信ウェイトを移動局装置３５０に通知する（Ｓ３５００）。そして、実施の形態１にて説明したステップＳ１５００〜Ｓ１７００が実行される。
【０１３６】
なお、上記の動作において、基地局装置３００が空間多重モードに移行した後は、チャネル行列Ｈを特異値分解して得られる特異値の大きさに基づいて空間多重適合度の検出が行われても良い。
【０１３７】
また、固有ベクトルによる送信ビーム形成を行わない場合、すなわち、アンテナ毎に異なるデータ系列を送信するＢＬＡＳＴ型の空間多重を用いる場合、チャネル推定結果および受信品質算出結果のフィードバックは不要である。この場合は、移動局装置３５０で、チャネル推定結果および受信品質算出結果に基づいて多重される個別ユーザチャネルの受信処理が行われる。
【０１３８】
このように、本実施の形態によれば、移動局装置３５０からのフィードバック情報を基に、基地局装置３００で分割帯域毎の空間多重適合度の検出を行うため、ＦＤＤ方式の無線通信システムにおいても、実施の形態１と同様の作用効果を実現することができる。
【０１３９】
なお、移動局装置３５０からのフィードバック情報に基づく基地局装置３００での分割帯域毎の空間多重適合度検出は、ＴＤＤ方式の無線通信システムにも適用することが可能である。
【０１４０】
また、本実施の形態では、本発明の無線通信装置を基地局装置３００に適用し、ダウンリンクにおける伝送フォーマットの設定に関する説明を行ったが、本発明の無線通信装置を移動局装置３５０に適用することにより、アップリンクにおける伝送フォーマットの設定を行うことも可能である。
【０１４１】
また、本実施の形態において、実施の形態１で（式１３）を用いて説明したように、パイロット信号を用いずに相関行列を算出する手法を適用しても良い。
【０１４２】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る基地局装置は、実施の形態１で説明した基地局装置１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。また、本実施の形態では、各サブキャリア信号が時間軸方向に直接拡散されるＭＣ−ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムの場合について説明する。
【０１４３】
図９に示す基地局装置４００は、実施の形態１で説明した空間多重適合度検出部１０８の代わりに、空間多重適合度検出部４０２を有する。
【０１４４】
本実施の形態の基地局装置の特徴は、移動局装置からの各サブキャリア信号に埋め込まれたパイロット信号を用いてパスのタイミングを検出し、検出されたパスのタイミング毎に、空間多重適合度の検出に用いられる相関値の算出を行うことである。
【０１４５】
空間多重適合度検出部４０２は、Ｎｓ個のサブキャリア信号ｆ１−ｋ〜ｆＮｓ−ｋが属する通信帯域をＮｄ個に分割することで得られるＮｄ個の分割帯域ＤＢ−１〜ＤＢ−Ｎｄ毎に、空間多重適合度を検出し、その検出結果＃１〜＃Ｎｄを伝送フォーマット設定部１１０に出力する。
【０１４６】
ここで、空間多重適合度検出部４０２の内部構成について図１０を用いて説明する。空間多重適合度検出部４０２は、分割帯域ＤＢ−ｍに対応するＮｄ個の分割帯域処理部４０３−１〜４０３−Ｎｄを有する。ただし、図１０においては、説明の便宜上、分割帯域ＤＢ−１を処理する分割帯域処理部４０３−１のみの構成を示す。その他の分割帯域処理部４０３−２〜４０３−Ｎｄの構成は分割帯域処理部４０３−１の構成と同様であるためその説明を省略する。なお、図１０では、一つの分割帯域に属するサブキャリア信号の個数を２個とした場合を例にとっており、サブキャリア信号ｆ１−ｋ、ｆ２−ｋが分割帯域ＤＢ−１に属する。
【０１４７】
分割帯域処理部４０３−ｍは、各サブキャリア信号ｆｎ（ｍ）−ｋに埋め込まれた既知の信号であるパイロット信号を用いてサブキャリア信号毎にＬｎ個の到来パスのタイミングを検出するパスサーチ部４０４−ｎと、パイロット信号のレプリカを生成するレプリカ生成部４０６−ｎ−１〜４０６−ｎ−Ｌｎと、各サブキャリア信号ｆｎ（ｍ）−ｋに含まれる受信パイロットシンボルおよび生成されたレプリカの相関値を算出する相関演算部４０８−ｎ−ｋ−１〜４０８−ｎ−ｋ−Ｌｎと、算出された相関値に基づいて相関行列を生成する相関行列生成部４１０と、生成された相関行列に基づいて空間多重伝送に対する適合度を評価するための適合度評価関数を演算する適合度評価関数演算部４１２を有する。
【０１４８】
なお、分割帯域処理部４０３−ｍは、分割帯域処理部１５６−ｍと同様に、分割帯域ＤＢ−ｍに属するサブキャリア信号ｆｎ（ｍ）−ｋの全てを用いなくても良い。例えば、サブキャリア信号ｆｎ（ｍ）−ｋのいくつかを間引きした上で、分割帯域ＤＢ−ｍに対する処理を行っても良い。サブキャリア信号を間引きする場合は、空間多重伝送への適合度の検出精度を向上させることが難しくなるが、処理演算量を削減する効果を得ることができる。
【０１４９】
パスサーチ部４０４−ｎは、各サブキャリア信号ｆｎ（ｍ）−ｋに埋め込まれたパイロット信号を用いて遅延プロファイルを作成し、作成された遅延プロファイルを用いてパスタイミングを検出する。第ｋ番目のアンテナ１０２−ｋで受信された第ｎ番目のサブキャリア信号ｆｎ−ｋに対する、第ｊ番目のパスタイミングｔｊにおける相関値ｈｎｋ（ｔｊ）は、次の（式１７）で表される。ここで、パイロット信号をｒ（ｓ）とする。
【数１７】
2005065242.tif 000019
【０１５０】
なお、遅延プロファイルは、（１）相関値ｈｎｋ（ｔｊ）の絶対値または２乗を同じタイミング毎に合成する方法、（２）指向性ビーム形成するウェイトを同じタイミングの相関値ｈｎｋ（ｔｊ）に乗算後、加算し、その絶対値あるいは２乗をとることで複数の遅延プロファイルを生成する方法、もしくは（３）それらを合成する方法により生成する。また、遅延プロファイルは、複数フレーム間にわたり平均化することで、ノイズ成分を抑圧することができる。
【０１５１】
相関行列生成部４１０は、算出された相関値ｈｎｋ（ｔｊ）に基づいて、（式１８）に示す相関ベクトルＶｎを用いて、（式１９）に示す相関行列Ｒを生成する。
【数１８】
2005065242.tif 000020
【数１９】
2005065242.tif 000021
【０１５２】
適合度評価関数演算部４１２は、実施の形態１で説明した適合度評価関数演算部１９０と同様に、生成された相関行列Ｒに対して固有値展開を行い、Ｎａ個の固有値λｋを求める。また、算出された固有値λｋを大きい順にソートし、最大のものから添え字を付与する。そして、（式５）および（式６）に示す適合度評価関数値Ａ、Ｂを生成し、これらを検出結果＃ｍとして出力する。
【０１５３】
このように、本実施の形態によれば、移動局装置１５０からの各サブキャリア信号に埋め込まれたパイロット信号を用いてパスのタイミングを検出し、検出されたパスのタイミング毎に、空間多重適合度の検出に用いられる相関値の算出を行うため、基地局装置４００に到来するマルチパスの信号を含めて分割帯域毎の適合度の検出を行うことができ、パスダイバーシチ効果によってその検出精度を向上させることができる。
【０１５４】
なお、相関行列生成部４１０は、上記の（式１９）に示す相関行列Ｒの代わりに、次の（式２０）に示す相関ベクトルｚを生成しても良い。この場合、適合度評価関数演算部４１２は、上記（式１８）に示す適合度評価関数値Ａの代わりに、次の（式２１）に示す適合度評価関数値Ａ（ｚ）を算出し、上記（式１９）に示す適合度評価関数値Ｂの代わりに、次の（式２２）に示す適合度評価関数値Ｂ（ｚ）を算出する。
【数２０】
2005065242.tif 000022
【数２１】
2005065242.tif 000023
【数２２】
2005065242.tif 000024
【０１５５】
すなわち、まず、移動局装置１５０から送信されるパイロット信号ｒ（ｓ）を用いたＳＮＲ評価（＝Ｓ／Ｎ）が行われる。この評価においては、（式２１）に示された適合度評価関数値Ａが用いられる。ただし、ｚｋは、（式２０）に示す相関ベクトルｚにおける第ｋ番目の要素を表す。そして、相関ベクトルｚを用いて、アンテナ１０２−１〜１０２−Ｎａにおけるアンテナ間での受信信号の相関を、（式２２）に示す適合度評価関数値Ｂ（ｚ）を算出することで評価する。
【０１５６】
また、本実施の形態では、本発明の無線通信装置を基地局装置４００に適用し、ダウンリンクにおける伝送フォーマットの設定に関する説明を行ったが、本発明の無線通信装置を移動局装置側に適用することにより、アップリンクにおける伝送フォーマットの設定を行うことも可能である。
【０１５７】
また、本実施の形態において、実施の形態１で（式１３）を用いて説明したように、パイロット信号を用いずに相関行列を算出する手法を適用しても良い。
【０１５８】
（実施の形態５）
図１１は、本発明の実施の形態５に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る基地局装置は、実施の形態１で説明した基地局装置１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。また、本実施の形態では、周波数軸方向に拡散することで複数ユーザに対し符号分割多重を行うマルチキャリア方式を適用した無線通信システムの場合について説明する。
【０１５９】
図１１に示す基地局装置５００は、実施の形態１で説明した基地局装置１００の構成要素に加えて、分割帯域可変部５０２を有する。
【０１６０】
本実施の形態の基地局装置の特徴は、符号分割多重されるユーザチャネル用の拡散率に応じて分割帯域の帯域幅を変更することである。
【０１６１】
分割帯域可変部５０２は、符号分割多重伝送されるユーザチャネルの拡散率に応じて分割帯域の帯域幅を変更する。すなわち、第ｑ番目のユーザチャネルが、拡散率ＳＦ（ｑ）の拡散符号系列Ｓｑ（ｓ）で周波数軸方向に拡散されている場合（すなわち、ＳＦ（ｑ）本のサブキャリア信号を用いて送信データ系列を拡散する場合）、その拡散処理で使用されるサブキャリア信号のグループを一つの分割帯域とする。このように拡散率ＳＦ（ｑ）に応じて分割帯域の帯域幅が変更されるため、通信帯域における分割帯域の個数Ｎｄ（ｑ）は可変となる。
【０１６２】
ここで、分割帯域とサブキャリア信号の関係は、図１２に示すとおりである。周波数軸上のＮｓ個のサブキャリア信号は、ユーザチャネルの拡散率ＳＦ（ｑ）に応じてＮｄ（ｑ）個の分割帯域に分割される。各分割帯域には、Ｎｃ＝ＳＦ（ｑ）個のサブキャリア信号が存在する。なお、各分割帯域内に存在するサブキャリア信号の数をｗ×ＳＦ（ｑ）個（ｗ：自然数）としても同様の作用効果を得ることができるが、本実施の形態では、ｗ＝１として説明する。
【０１６３】
また、分割帯域可変部５０２は、帯域幅が変更された分割帯域ＤＢ−ｍ（本実施の形態では、ｍ＝１〜Ｎｄ（ｑ））を、空間多重適合度検出部１０８におけるＮｄ（ｑ）個の分割帯域処理部１５６−ｍに割り当てる。
【０１６４】
このように、本実施の形態によれば、周波数軸方向に符号分割多重された複数のユーザチャネルに対し、ユーザ毎の拡散率に応じて分割帯域の帯域幅（サブキャリア信号数）を変更するため、拡散され送信されるチャネル毎の空間多重適合度の検出を行うことが可能となる。
【０１６５】
なお、本実施の形態で説明した基地局装置５００の特徴を実施の形態２で説明した基地局装置２００に適用しても良い。基地局装置２００では分割帯域毎に伝送フォーマットの設定が行われるため、本実施の形態での特徴を適用すれば、拡散され送信されるチャネル毎に最適な伝送フォーマットを設定し、チャネル毎に最適な空間多重伝送を行うことが可能となる。この場合、移動局装置で空間多重データを受信するとき、拡散シンボル単位（またはその整数倍）での受信処理を行うことができる。
【０１６６】
また、本実施の形態で説明した基地局装置５００の特徴を実施の形態３で説明した基地局措置３００に適用しても良い。この場合でも、上記と同様の作用効果を実現することができる。
【０１６７】
また、本実施の形態では、マルチキャリア信号が周波数軸方向に拡散される伝送方式を例にとって説明したが、マルチキャリア信号が周波数軸および時間軸方向の両方に拡散される伝送方式にも、本発明を適用することができる。このような伝送方式においては、第ｑ番目のユーザの拡散率ＳＦ（ｑ）は、（式２３）に示すように、周波数軸方向の拡散率ＳＦｆ（ｑ）と時間軸方向の拡散率ＳＦｔ（ｑ）の積で表すことができる。このため、この伝送方式を基地局装置５００に適用する場合、周波数軸方向の拡散率ＳＦｆ（ｑ）に基づいて分割帯域の帯域幅を変更することで、同様の作用効果を実現することができる。
ＳＦ（ｑ）＝ＳＦｆ（ｑ）×ＳＦｔ（ｑ）  …（式２３）
【０１６８】
また、本実施の形態において、実施の形態１で（式１３）を用いて説明したように、パイロット信号を用いずに相関行列を算出する手法を適用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１６９】
本発明に係る無線通信装置および無線通信方法は、伝送フォーマットを設定するときの負荷を軽減すると共に装置規模の増大を抑制する効果を有し、マルチキャリア方式を適用したディジタル無線通信システムにおいて有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における分割帯域とサブキャリア信号の関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における空間多重適合度検出部の構成の要部を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係る基地局装置が移動局装置と無線通信を行うときの動作の一例を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態３に係る基地局装置が移動局装置と無線通信を行うときの動作の一例を説明するための図
【図８】本発明の実施の形態３に係る基地局装置から送信されるアンテナ個別パイロット信号のフレーム構成を示す図
【図９】本発明の実施の形態４に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態４における空間多重適合度検出部の構成の要部を示すブロック図
【図１１】本発明の実施の形態５に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図１２】本発明の実施の形態５における分割帯域とサブキャリア信号の関係を示す図
【符号の説明】
【０１７１】
１００、２００、３００、４００、５００  基地局装置
１０２−１、…、１０２−Ｎａ、１５２−１、…、１５２−Ｎｒ、３５２−１、…、３５２−Ｎｒ  アンテナ
１０４−１、…、１０４−Ｎａ  共用部
１０６−１、…、１０６−Ｎａ  受信系アンテナ素子部
１０８、３０２、４０２  空間多重適合度検出部
１１０、２０２  伝送フォーマット設定部
１１２、１１２−１、…、１１２−Ｎｄ  伝送フォーマット形成部
１１４−１、…、１１４−Ｎａ、１１４−１−１、…、１１４−Ｎｄ−Ｎａ、２０４  Ｓ／Ｐ部
１１６−１、…、１１６−Ｎａ  送信系アンテナ素子部
１２０−１、…、１２０−Ｎａ  分波器
１２２、１２２−１、…、１２２−Ｎｄ  符号化部
１２４、１２４−１、…、１２４−Ｎｄ  変調部
１２６、１２６−１、…、１２６−Ｎｄ  空間多重化部
１２８−１、…、１２８−Ｎａ  混合器
１５０、３５０  移動局装置
１５６−１、…、１５６−Ｎｄ、４０３−１、…、４０３−Ｎｄ  分割帯域処理部
１６０、４０６−１−１、…、４０６−Ｎｃ−Ｌｎ  レプリカ生成部
１７０−１−１、…、１７０−Ｎｃ−Ｎａ、４０８−１−１−１、…、４０８−Ｎｃ−Ｎａ−Ｌｎ  相関演算部
１８０、４１０  相関行列生成部
１９０、４１２  適合度評価関数演算部
５０２  分割帯域可変部
【図１】
2005065242.tif 000027
【図２】
2005065242.tif 000028
【図３】
2005065242.tif 000029
【図４】
2005065242.tif 000030
【図５】
2005065242.tif 000031
【図６】
2005065242.tif 000032
【図７】
2005065242.tif 000033
【図８】
2005065242.tif 000034
【図９】
2005065242.tif 000035
【図１０】
2005065242.tif 000036
【図１１】
2005065242.tif 000037
【図１２】
2005065242.tif 000038