(57)【要約】【課題】ＲＦ出力の生成法の自由度を増やし、特性の改善を図ることができる受信機、送信機および無線通信システム並びに送信制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】受信機に、複数のアンテナと、複数のアンテナのうち、一部のアンテナで受信された受信信号を分岐する分岐手段と、分岐された各信号に対して、複素ウエイトを乗算するウエイト乗算手段と、受信信号とウエイト乗算手段の出力信号とを加算する加算手段と、加算手段の出力信号に基づいて、受信信号に対して、チャネルのキャパシティが最大となるように複素ウエイトを制御するウエイト制御手段と、加算手段の出力信号に基づいて、ベースバンド信号を生成するＲＦフロントエンドとを備えることで達成される。【選択図】  図５
2005318115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ；
前記複数のアンテナのうち、一部のアンテナで受信された受信信号を分岐する分岐手段；
分岐された各信号に対して、複素ウエイトを乗算するウエイト乗算手段；
受信信号と前記ウエイト乗算手段の出力信号とを加算する加算手段；
前記加算手段の出力信号に基づいて、前記受信信号に対して、チャネルのキャパシティが最大となるように複素ウエイトを制御するウエイト制御手段；
前記加算手段の出力信号に基づいて、ベースバンド信号を生成するＲＦフロントエンド；
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項２】
複数のアンテナ；
前記複数のアンテナのうち、一部のアンテナで受信された受信信号に対して、複素ウエイトを乗算するウエイト乗算手段；
前記複素ウエイトが乗算された信号を分岐する分岐手段；
受信信号と前記分岐手段の出力とを加算する加算手段；
前記加算手段の出力信号に基づいて、前記受信信号に対して、チャネルのキャパシティが最大となるように複素ウエイトを制御するウエイト制御手段；
前記加算手段の出力信号に基づいて、ベースバンド信号を生成するＲＦフロントエンド；
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の受信機において：
チャネルの変動量を観測するチャネル変動量観測手段；
を備え、
前記ウエイト制御手段は、前記変動量に基づいて、複素ウエイトを制御することを特徴とする受信機。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の受信機において：
前記複素ウエイトが乗算された受信信号に基づいて、チャネル推定を行うチャネル推定手段；
を備え、
前記ウエイト制御手段は、逐次的に複素ウエイトを決定することを特徴とする受信機。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の受信機において：
各アンテナに備えられ、各アンテナの入力を切替える複数のスイッチ；
前記複数のスイッチのオン／オフを切替えるスイッチ制御手段；
を備え、
前記スイッチ制御手段は、前記ＲＦフロントエンドに、１アンテナで受信された信号が入力されるように制御することを特徴とする受信機。
【請求項６】
請求項５に記載の受信機において：
前記ウエイト制御手段は、各アンテナで受信された信号に基づいて、複素ウエイトを決定することを特徴とする受信機。
【請求項７】
請求項５または６に記載の受信機において：
前記スイッチ制御手段は、全アンテナのチャネル推定用のパイロット信号が挿入されたフレームを受信する場合に、前記パイロット信号の挿入位置に基づいて、ＲＦフロントエンドに対して、１アンテナからの受信信号が入力されるように制御することを特徴とする受信機。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか１項に記載の受信機において：
前記スイッチ制御手段は、送受信状況に基づいて、スイッチをオフにするタイミングを決定することを特徴とする受信機。
【請求項９】
複数のアンテナ；
送信信号を生成する送信信号生成手段；
前記送信信号生成手段の出力信号に基づいて、ＲＦ送信信号を生成するＲＦフロントエンド；
前記ＲＦ送信信号を分岐する分岐手段；
前記分岐手段からの出力に対して、複素ウエイトを乗算するウエイト乗算手段；
前記ウエイト制御手段からの出力を加算する加算手段；
受信機からのフィードバック信号に基づいて、前記複素ウエイトを決定するウエイト制御手段；
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項１０】
複数のアンテナ；
送信信号を生成する送信信号生成手段；
前記送信信号生成手段の出力信号に基づいて、ＲＦ送信信号を生成するＲＦフロントエンド；
前記ＲＦ送信信号を分岐する分岐手段；
前記分岐手段の出力を加算する加算手段；
前記加算手段の出力に対して、複素ウエイトを乗算するウエイト乗算手段；
受信機からのフィードバック信号に基づいて、前記複素ウエイトを決定するウエイト制御手段；
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項１１】
請求項１および２の少なくとも一方に記載の受信機；
請求項９および１０の少なくとも一方に記載の送信機；
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１２】
複数のアンテナのうち、一部のアンテナで受信された受信信号を分岐するステップ；
分岐された各信号に対して複素ウエイトを乗算するステップ；
受信信号と、前記複素ウエイトが乗算された信号とを加算し、加算信号を生成するステップ；
前記加算信号に基づいて、前記受信信号に対して、チャネルのキャパシティが最大となるように複素ウエイトを制御するステップ；
前記加算信号に基づいて、ベースバンド信号を生成するステップ；
を有することを特徴とする受信方法。
【請求項１３】
複数のアンテナのうち、一部のアンテナで受信された受信信号に対して、複素ウエイトを乗算するステップ；
前記複素ウエイトが乗算された信号を分岐するステップ；
受信信号と、前記分岐された信号とを加算し、加算信号を生成するステップ；
前記加算信号に基づいて、前記受信信号に対して、チャネルのキャパシティが最大となるように複素ウエイトを制御するステップ；
前記加算信号に基づいて、ベースバンド信号を生成するステップ；
を有することを特徴とする受信方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の受信方法において：
前記複素ウエイトを制御するステップは、
前記複素ウエイトを変化させた場合のチャネル変化量を計測するステップ；
チャネル容量を算出するステップ；
前記チャネル容量に基づいて、複素ウエイトを更新するステップ；
を有することを特徴とする受信方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の受信方法において：
１複素ウエイトあたりの更新回数を決定するステップ；
を有することを特徴とする受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送受信機に複数のアンテナを備える、多入力多出力(Multiple Input Multiple Output : MIMO)方式の無線通信システム、受信機及び送信機並びに送信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の受信アンテナからの受信信号を、位相、振幅の調整後、合成し、この合成後の信号を用いて情報の検出を行うアダプティブアレーアンテナの研究が行われている。
【０００３】
このアダプティブアレーアンテナを実装する方法として、無線周波数信号を合成するように構成する方法、あるいはベースバンド信号として合成するように構成する方法がある。
【０００４】
初めに、無線周波数信号を合成する受信機について、図１（ａ）を参照して説明する。
【０００５】
受信機１は、複数のアンテナ２と、各アンテナにそれぞれ接続された乗算部３１〜３３と、乗算部３１〜３３と接続された加算部４と、加算部４と接続されたＲＦフロントエンド５と、ＲＦフロントエンド５と接続されたウエイト制御部６および信号検出モジュール７とを備える。ウエイト制御部６は、乗算部３１〜３３と接続される。
【０００６】
各アンテナ２により受信された受信信号は、それぞれ乗算部３１〜３３において複素ウエイトが乗算された後、加算部４に入力される。加算部４は、入力信号を加算し、ＲＦフロントエンド５に入力する。ＲＦフロントエンド５は、入力信号に対し、ＡＧＣ（自動利得制御）、フィルタリング、周波数変換、ＩＱ成分の分離、Ａ／Ｄ変換を行うことで、ベースバンド信号を生成し、ウエイト制御部６および信号検出モジュール７に入力する。ウエイト制御部６は、入力信号に基づき、受信信号に対して複素ウエイトを生成し、生成した複素ウエイトを乗算部３１〜３３に入力する。また、信号検出モジュール７は信号検出を行う。
【０００７】
次に、ベースバンド信号として合成する受信機について、図１（ｂ）を参照して説明する。
【０００８】
受信機１は、複数のアンテナ２と、各アンテナにそれぞれ接続されたＲＦフロントエンド５１〜５３と、ＲＦフロントエンド５１〜５３にそれぞれ接続された乗算部３１〜３３と、乗算部３１〜３３と接続されたウエイト制御部６および信号検出モジュール７とを備える。ウエイト制御部６は、各乗算部３１〜３３と接続される。
【０００９】
この受信機１では、各アンテナ２により受信された受信信号は、ＲＦフロントエンド５１〜５３に入力される。各ＲＦフロントエンド５１〜５３は、入力信号に対し、ＡＧＣ、フィルタリング、周波数変換、ＩＱ成分の分離、Ａ／Ｄ変換を行うことで、ベースバンド信号を生成し、それぞれ乗算部３１〜３３に入力する。各乗算部３１〜３３では複素ウエイトが乗算され、複素ウエイトが乗算された信号はウエイト制御部６および信号検出モジュール７に入力される。ウエイト制御部６は、入力信号に基づき、受信信号に対して複素ウエイトを生成し、生成した複素ウエイトを乗算部３１〜３３に入力する。また、信号検出モジュール７は、信号検出を行う。
【００１０】
一方、送受信機共に、複数のアンテナを備え、複数の送信信号系列を同一周波数、同一時刻に伝送するＭＩＭＯチャネル信号伝送方式が注目されている。ＭＩＭＯチャネル信号伝送時のチャネルについて、２本のアンテナで送信し、２本のアンテナで受信する場合を例として、図２を参照して説明する。
【００１１】
一般に、第ｎ送信アンテナから第ｍ受信アンテナ間のチャネルをｈｍｎと表わすと、チャネル行列Ｈは式（１）のように表される。
【００１２】
【数１】
2005318115.tif 000003
ここで、Mは受信アンテナ数、Ｎａは送信アンテナ数である。
【００１３】
また、ＭＩＭＯチャネル伝送方式の有効な方式の一つとして、空間分割多重伝送がある。この方式では、各送信アンテナから、各々独立した信号系列を送信する。
【００１４】
また、空間分割多重伝送により送信された信号系列に対する最も簡単な受信方式として、チャネルの逆行列に相当する受信フィルタを用いる受信方式がある
Ｓ´＝Ｈ−１ＨＳ
【００１５】
【数２】
2005318115.tif 000004
ｓｎはアンテナｎからの送信シンボルであり、ｓ´ｎはアンテナｎからの送信シンボルに対する推定値である。
【００１６】
ここで、
【００１７】
【数３】
2005318115.tif 000005
Ｗｎ＝[ｗｎ１  ｗｎ２  ・・・  ｗｎＭ]
とする。この場合、受信複素ウエイトＷｎは、ストリームごとに異なる。ＲＦ段で処理する場合では合成後の信号のみしか観測できないので、一種類のウエイトしか適用できない。したがって、ＲＦ段で処理する方法を適用することができない。より高度な受信方法である、受信信号レプリカのキャンセルを用いる方式や、ターボ等化を用いる場合においても、同じ受信信号に対して複数の処理をする必要があるため同様である。
【００１８】
一方、全受信アンテナに対するベースバンド信号を生成する方式では、大きなチャネル容量が得られると期待できるが、ＲＦフロントエンドが受信アンテナ数分必要になり、送受信機のコストが増大する。
【００１９】
上述した問題に対して、チャネル状態のよいアンテナのみを選ぶ方法についても検討が行われている。このアンテナ選択を行う受信機について、図３を参照して説明する。
【００２０】
この受信機１は、複数のアンテナ（＃１〜＃３）２と、複数のアンテナ２のうち、２本のアンテナとスイッチを介して接続されるＲＦフロントエンド５１および５２と、ＲＦフロントエンド５１および５２とそれぞれ接続された信号検出モジュール７およびスイッチ制御部８とを備える。スイッチ制御部８は、アンテナ２とＲＦフロントエンド５１および５２間を接続するスイッチの切り替えを制御する。このようにすることによりアンテナの選択を行う。しかし、単にアンテナ選択をした場合、一部のアンテナで受信された信号を使用しないことにより、全受信アンテナを使う場合に得られるキャパシティを過度に制限してしまう。
【００２１】
さらに、この問題に対して、ＲＦ処理でＲＦ出力を（ＲＦ段の出力数）＜（受信機が備えるアンテナ数）となるように、アンテナから得られる出力信号の位相あるいは振幅を制御し合成した信号を出力する方式が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【００２２】
この受信機は、図４に示すように、複数のアンテナ２（２１〜２４）と、複数のアンテナ２のうち例えば、アンテナ２２および２４と接続された乗算部３１および３２と、乗算部３１およびアンテナ２１と接続された加算部４１と、乗算部３２およびアンテナ２３と接続された加算部４２と、加算部４１および４２と接続されたＲＦフロントエンド５１および５２と、ＲＦフロントエンド５１および５２とそれぞれ接続されたウエイト制御部６および信号検出モジュール７とを備える。
【００２３】
この受信機１では、各アンテナ２により受信された受信信号のうち、アンテナ２２および２４で受信された信号は、乗算部３１および３２において複素ウエイトが乗算され、加算部４１および４２に入力される。加算部４１は、アンテナ２１で受信された信号と、アンテナ２２で受信され複素ウエイトが乗算された信号とを加算し、ＲＦフロントエンド５１に入力する。また、加算部４２は、アンテナ２３で受信された信号と、アンテナ２４で受信され複素ウエイトが乗算された信号とを加算し、ＲＦフロントエンド５２に入力する。以下、上述した受信機と同様の処理が行われる。
【００２４】
ここで、チャネルのキャパシティは、Ｃ＝ｌｏｇ２ｄｅｔ（Ｉ＋ρ／ＮａＨＨＨ）、となることがわかっている。ここで、ｄｅｔは行列式、Ｉは単位行列、ρは受信電力対雑音電力密度比である。ウエイト制御部６は受信機１のチャネルのキャパシティが最大になるように、複素係数を制御する。この方法では、ＲＦ段出力系列数を増加させずに、多くのアンテナ数を備えていることにより得られるチャネル容量に近い特性を得ることができる。
【非特許文献１】中谷、戸田ら、「ＲＦ処理型アダプティブアレーアンテナを用いたＭＩＭＯ受信機」、電子情報通信学会通信ソサエティ大会、B-5-17, pp.394, 2003年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。
【００２６】
受信アンテナとＲＦフロントエンドとの結線を制限することにより自由度を限定しており、この限定によりチャネルの容量も限定される問題がある。
【００２７】
そこで本発明では、ＲＦ出力の生成法の自由度を増やし、特性の改善を図ることができる受信機、送信機および無線通信システム並びに送信制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記課題を解決するため、本発明の受信機は、複数のアンテナと、複数のアンテナのうち、一部のアンテナで受信された受信信号を分岐する分岐手段と、分岐された各信号に対して、複素ウエイトを乗算するウエイト乗算手段と、受信信号とウエイト乗算手段の出力信号とを加算する加算手段と、加算手段の出力信号に基づいて、受信信号に対して、チャネルのキャパシティが最大となるように複素ウエイトを制御するウエイト制御手段と、加算手段の出力信号に基づいて、ベースバンド信号を生成するＲＦフロントエンドとを備えるものである。このようにすることにより、チャネル容量を限定することなく、受信アンテナ数より少ないＲＦ出力を得ることができる。
【００２９】
また、本発明の受信機は、複数のアンテナと、複数のアンテナのうち、一部のアンテナで受信された受信信号に対して、複素ウエイトを乗算するウエイト乗算手段と、複素ウエイトが乗算された信号を分岐する分岐手段と、受信信号と分岐手段の出力とを加算する加算手段と、加算手段の出力信号に基づいて、受信信号に対して、チャネルのキャパシティが最大となるように複素ウエイトを制御するウエイト制御手段と、加算手段の出力信号に基づいて、ベースバンド信号を生成するＲＦフロントエンドとを備えるものである。このようにすることにより、チャネル容量を限定することなく、受信アンテナ数より少ないＲＦ出力を得ることができる。また、複素ウエイト数を減少させることができ、制御を容易にすることができる。
【００３０】
さらに、チャネルの変動量を観測するチャネル変動量観測手段を備え、ウエイト制御手段は、変動量に基づいて、複素ウエイトを制御するようにしてもよい。このようにすることにより、チャネルの変動が激しい場合においても安定した受信特性を得ることができる。
【００３１】
さらに、複素ウエイトが乗算された受信信号に基づいて、チャネル推定を行うチャネル推定手段を備え、ウエイト制御手段は、逐次的に複素ウエイトを決定するようにしてもよい。このようにすることにより、チャネル容量の変化に応じて、逐次的に複素ウエイトを決定できる。
【００３２】
さらに、各アンテナに備えられ、各アンテナの入力を切替える複数のスイッチと、複数のスイッチのオン／オフを切替えるスイッチ制御手段とを備え、スイッチ制御手段は、ＲＦフロントエンドに、１アンテナで受信された信号が入力されるように制御するようにしてもよい。このようにすることにより、各送受信アンテナ間のチャネル推定を行うことができる。
【００３３】
さらに、ウエイト制御手段は、各アンテナで受信された信号に基づいて、複素ウエイトを決定するようにしてもよい。このようにすることにより、複素ウエイトを決定することができる。
【００３４】
さらに、スイッチ制御手段は、全アンテナのチャネル推定用のパイロット信号が挿入されたフレームを受信する場合に、パイロット信号の挿入位置に基づいて、ＲＦフロントエンドに対して、１アンテナからの受信信号が入力されるように制御するようにしてもよい。このようにすることにより、全送受信アンテナ間のチャネルを推定することができる。
【００３５】
さらに、スイッチ制御手段は、送受信状況に基づいて、スイッチをオフにするタイミングを決定するようにしてもよい。このようにすることにより、各送受信アンテナのチャネル推定を別々に行うことができる。
【００３６】
また、本発明にかかる送信機は、複数のアンテナと、送信信号を生成する送信信号生成手段と、送信信号生成手段の出力信号に基づいて、ＲＦ送信信号を生成するＲＦフロントエンドと、ＲＦ送信信号を分岐する分岐手段と、分岐手段からの出力に対して、複素ウエイトを乗算するウエイト乗算手段と、ウエイト乗算手段からの出力を加算する加算手段と、受信機からのフィードバック信号に基づいて、複素ウエイトを決定するウエイト制御手段とを備えるものである。空間分割多重伝送では、一般にストリーム数分の送信アンテナしか用いない。このため、送信アンテナ数がストリーム数よりも多い場合に、残りのアンテナを利用することによりキャパシティを向上させることができる。
【００３７】
また、本発明にかかる送信機は、複数のアンテナと、送信信号を生成する送信信号生成手段と、送信信号生成手段の出力信号に基づいて、ＲＦ送信信号を生成するＲＦフロントエンドと、ＲＦ送信信号を分岐する分岐手段と、分岐手段の出力を加算する加算手段と、加算手段の出力に対して、複素ウエイトを乗算するウエイト乗算手段と、受信機からのフィードバック信号に基づいて、複素ウエイトを決定するウエイト制御手段とを備えるものである。
【００３８】
空間分割多重伝送では、一般にストリーム数分の送信アンテナしか用いない。このため、送信アンテナ数がストリーム数よりも多い場合に、残りのアンテナを利用することによりキャパシティを向上させることができる。また、複素ウエイト数を減少させることができ、制御を容易にすることができる。
【００３９】
また、本発明にかかる無線通信システムは、少なくとも一個の上記の受信機と、少なくとも一個の上記の送信機とを備えるものである。このようにすることにより、受信機において、チャネル容量を限定することなく、受信アンテナ数より少ないＲＦ出力を得ることができる。また、複素ウエイト数を減少させることができ、制御を容易にすることができる。また、送信機において、空間分割多重伝送では、一般にストリーム数分の送信アンテナしか用いない。このため、送信アンテナ数がストリーム数よりも多い場合に、残りのアンテナを利用することによりキャパシティを向上させることができる。また、複素ウエイト数を減少させることができ、制御を容易にすることができる。
【００４０】
また、本発明にかかる受信方法は、複数のアンテナのうち、一部のアンテナで受信された受信信号を分岐するステップと、分岐された各信号に対して複素ウエイトを乗算するステップと、受信信号と、複素ウエイトが乗算された信号とを加算し、加算信号を生成するステップと、加算信号に基づいて、受信信号に対して、チャネルのキャパシティが最大となるように複素ウエイトを制御するステップと、加算信号に基づいて、ベースバンド信号を生成するステップとを有する方法である。このようにすることにより、チャネル容量を限定することなく、受信アンテナ数より少ないＲＦ出力を得ることができる。
【００４１】
また、本発明にかかる受信方法は、複数のアンテナのうち、一部のアンテナで受信された受信信号に対して、複素ウエイトを乗算するステップと、複素ウエイトが乗算された信号を分岐するステップと、受信信号と、分岐された信号とを加算し、加算信号を生成するステップと、加算信号に基づいて、受信信号に対して、チャネルのキャパシティが最大となるように複素ウエイトを制御するステップと、加算信号に基づいて、ベースバンド信号を生成するステップとを有する方法である。このようにすることにより、チャネル容量を限定することなく、受信アンテナ数より少ないＲＦ出力を得ることができる。また、複素ウエイト数を減少させることができ、制御を容易にすることができる。
【００４２】
さらに、複素ウエイトを制御するステップは、複素ウエイトを変化させた場合のチャネル変化量を計測するステップと、チャネル容量を算出するステップと、チャネル容量に基づいて、複素ウエイトを更新するステップとを有するようにしてもよい。このようにすることにより、チャネル容量の変化に応じて、逐次的に複素ウエイトを決定できる。
【００４３】
さらに、１複素ウエイトあたりの更新回数を決定するステップを有するようにしてもよい。このようにすることにより、複素ウエイトの更新回数を決定できる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明の実施例によれば、ＲＦ出力の生成法の自由度を増やし、特性の改善を図ることができる受信機、送信機および無線通信システム並びに送信制御方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００４６】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００４７】
本発明の第１の実施例にかかる受信機について、図５を参照して説明する。
【００４８】
本実施例にかかる受信機は、４本のアンテナで受信された信号から、ＲＦ処理を行い、２ＲＦ出力を得る。
【００４９】
本実施例にかかる受信機１００は、複数のアンテナ（第１〜第４アンテナ）１０２と、第１アンテナおよび第３アンテナと接続された加算部１０４１および１０４２と、第２アンテナおよび第４アンテナと接続された分岐部１０８１および１０８２と、分岐部１０８１および加算部１０４１と接続された乗算部１０３１と、分岐部１０８１および加算部１０４２と接続された乗算部１０３２と、分岐部１０８２および加算部１０４１と接続された乗算部１０３４と、分岐部１０８２および加算部１０４２と接続された乗算部１０３３と、加算部１０４１および１０４２と接続されたＲＦフロントエンド１０５１および１０５２と、ＲＦフロントエンド１０５１および１０５２とそれぞれ接続されたウエイト制御部１０６および信号検出モジュール１０７とを備える。ウエイト制御部１０６は、乗算部１０３１、１０３２、１０３３および１０３４と接続される。
【００５０】
初めに、第２アンテナおよび第４アンテナにより受信された信号は、分岐部１０８１および１０８２において２分岐され、分岐部１０８１で分岐された信号は乗算部１０３１および１０３２に入力され、分岐部１０８２で分岐された信号は乗算部１０３３および１０３４に入力される。すなわち、分岐部１０８１および１０８２は、複数のアンテナのうち、一部のアンテナで受信された受信信号を分岐する。乗算部１０３１〜１０３４は、各々分岐された後の受信信号に対して、複素ウエイトを乗算する。
【００５１】
乗算部１０３１および１０３４で複素ウエイトが乗算された信号は加算部１０４１に入力され、乗算部１０３２および１０３３で複素ウエイトが乗算された信号は加算部１０４２に入力される。すなわち、加算部１０４１には、第１アンテナで受信された信号および第２、第４アンテナで受信され、複素ウエイトが乗算された信号が入力され、加算部１０４２には、第３アンテナで受信された信号および第２、第４アンテナで受信され複素ウエイトが乗算された信号が入力される。
【００５２】
加算部１０４１および１０４２は、入力された信号を加算し、加算した信号をＲＦフロントエンド１０５１および１０５２に入力する。
【００５３】
各ＲＦフロントエンド１０５１、１０５２では、入力信号に対し、ＡＧＣ（自動利得制御）、フィルタリング、周波数変換、ＩＱ成分の分離、Ａ／Ｄ変換を行うことで、ベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号をウエイト制御部１０６および信号検出モジュール１０７に入力する。ウエイト制御部１０６は入力されたベースバンド信号に基づいて複素ウエイトの算出を行う。ここで、ウエイト制御部１０６を加算部１０４１、１０４２と接続し、加算部１０４１、１０４２の出力信号に基づいて、複素ウエイトの算出を行うようにしてもよい。また、信号検出モジュール１０７は入力されたベースバンド信号に基づいて信号検出を行う。
【００５４】
このようにすることにより、４本のアンテナで受信された信号から、２ＲＦ出力を得ることができる。
【００５５】
ここで、複素ウエイトの制御方法の例として、逐次的に制御する方法について説明する。
【００５６】
時間の遷移に沿った複素ウエイトの更新例について、図６および図７を参照して説明する。
【００５７】
初めに、所定の複素ウエイト、例えば複素ウエイトｗ´１以外の複素ウエイトを固定する。ここで、複素ウエイトｗ´１は、ウエイト制御部１０６が、例えば乗算１０３１に入力するウエイトである。そして、複素ウエイトｗ´１に対して、Δｗ´変化させた場合のチャネル変化量を計測し（ステップＳ７０２）、チャネル容量を算出する（ステップＳ７０４）。例えばＣ＝ｌｏｇ２ｄｅｔ（Ｉ＋ρ／ＮａＨＨＨ）により、チャネル容量を算出する。
【００５８】
次に、算出したチャネル容量が増加したか否かを判断する（ステップＳ７０６）。その結果、チャネル容量が増加していた場合には（ステップＳ７０６：ＹＥＳ）、チャネル容量をｗ´＋μΔｗ´に更新する（ステップＳ７０８）。
【００５９】
一方、チャネル容量が減少していた場合は（ステップＳ７０６：ＮＯ）、チャネル容量をｗ´−μΔｗ´−Δｗ´に更新する（ステップＳ７１０）。ここで、μは予め決定される定数であり、例えばμ＞１である。
【００６０】
次に、更新回数を表すｉに１を加算する（ステップＳ７１２）。次に、更新回数を表すｉが更新回数の上限を示す設定更新回数であるか否かを判断する（ステップＳ７１４）。
【００６１】
更新回数を表すｉが設定更新回数未満である場合には（ステップＳ７１４：ＹＥＳ）、ステップＳ７０２に戻る。
【００６２】
一方、更新回数を表すｉが設定更新回数未満でない場合には（ステップＳ７１４：ＮＯ）、終了する。以後、他の複素ウエイトについて同様の動作を繰り返す。
【００６３】
このようにすることにより、チャネル容量の変化に応じて逐次的に複素ウエイトを決定できる。また、チャネルの変動が激しい場合においても安定した受信特性を得ることができる。
【００６４】
また、図６に示すように、例えば複素ウエイトの更新は、例えば１つの複素ウエイトｗ´１に対して、３回の更新（ウエイトの決定・設定）を行った後、他の複素ウエイトｗ´２の更新を行う。また、１フレームから、１回のチャネル推定値を得る。
【００６５】
上述した実施例では、１つの複素ウエイトに対して、３回の複素ウエイトの更新を行った後、他の複素ウエイトの更新を行う場合について説明したが、１つの複素ウエイトあたりの更新回数は任意の回数としてもよい。
【００６６】
また、上述した実施例では、１フレームから、１回のチャネル推定値を得る場合について説明したが、１フレーム内に、より多くのパイロット信号を挿入できる場合には、例えば、ｗ´１の複素ウエイトの決定を１フレーム内で行うようにしてもよい。
【００６７】
次に、本発明の第２の実施例にかかる受信機について、図８を参照して説明する。
【００６８】
上述した実施例では、逐次的に複素ウエイトを更新する方法について説明した。しかし、この方法では、複素ウエイトを収束させるために、比較的時間を必要とする。そこで、本実施例にかかる受信機では、各アンテナ間のチャネル推定を行うために、各アンテナにスイッチを設け、一部のスイッチを一定時間適切なタイミングでＯＦＦにすることにより、１個のＲＦフロントエンドに対して、１アンテナの受信信号が入力されるようにする。
【００６９】
本実施例にかかる受信機１００は、複数のアンテナ（第１〜第４アンテナ）１０２と、各アンテナ（第１〜第４アンテナ）と接続されたスイッチ制御部１１０と、第１アンテナおよび第３アンテナと接続されたスイッチ１０９１および１０９３と、スイッチ１０９１および１０９３と接続された加算部１０４１および１０４２と、第２アンテナおよび第４アンテナと接続されたスイッチ１０９２および１０９４と、スイッチ１０９２および１０９４と接続された分岐部１０８１および１０８２と、分岐部１０８１および加算部１０４１と接続された乗算部１０３１と、分岐部１０８１および加算部１０４２と接続された乗算部１０３２と、分岐部１０８２および加算部１０４１と接続された乗算部１０３４と、分岐部１０８２および加算部１０４２と接続された乗算部１０３３と、加算部１０４１および１０４２と接続されたＲＦフロントエンド１０５１および１０５２と、ＲＦフロントエンド１０５１および１０５２とそれぞれ接続されたウエイト制御部１０６および信号検出モジュール１０７と、ウエイト制御部１０６と接続されたウエイト記憶部１１１と、ウエイト制御部１０６、ウエイト記憶部１１１および信号検出モジュール１０７と接続された合成後チャネル算出部１１２とを備える。ウエイト制御部１０６は、乗算部１０３１、１０３２、１０３３および１０３４と接続される。また、スイッチ制御部１１０は、スイッチ１０９１から１０９４を制御する。
【００７０】
本実施例では、第１アンテナと第３アンテナとを第１グループとし、第２アンテナと第４アンテナとを第２グループとする場合について説明する。
【００７１】
スイッチ制御部１１０は、各アンテナ間のチャネル推定を行う場合に、例えば、スイッチ１０９１および１０９３を一定時間ＯＦＦにする。この場合、スイッチ１０９２および１０９４はＯＮである。また、この場合、各乗算部１０３１〜１０３４に入力されるウエイトは１である。このようにすることによりＲＦフロントエンド１０５１および１０５２には、第２グループすなわち、第２アンテナおよび第４アンテナの受信信号のみが入力される。
【００７２】
ＲＦフロントエンド１０５１および１０５２で生成したベースバンド信号は、それぞれウエイト制御部１０６および信号検出モジュール１０７に入力される。ウエイト制御部１０６では、入力信号に基づき複素ウエイトの算出および各送受信アンテナ間のチャネル推定を行い、算出された複素ウエイトをウエイト記憶部１１１に入力し、各送受信アンテナ間のチャネル推定値を合成後チャネル算出部１１２に入力する。ここで、ウエイト制御部１０６を加算部１０４１、１０４２と接続し、加算部１０４１、１０４２の出力信号に基づいて、複素ウエイトの算出および各送受信アンテナ間のチャネル推定を行うようにしてもよい。また、前のフレームのウエイトに基づいて、チャネル推定値が求められた場合には、そのチャネル推定値をウエイトで割ることにより、ウエイトの乗算されていないチャネル推定値を求めることができる。
【００７３】
次に、スイッチ１０９２および１０９４を一定時間ＯＦＦにする。この場合、スイッチ１０９１および１０９３はＯＮである。また、この場合、各乗算部１０３１〜１０３４に入力されるウエイトは１である。このようにすることによりＲＦフロントエンド１０５１および１０５２には、第１グループすなわち、第１アンテナおよび第３アンテナの受信信号のみが入力される。ＲＦフロントエンド１０５１および１０５２で生成したベースバンド信号は、それぞれウエイト制御部１０６および信号検出モジュール１０７に入力される。ウエイト制御部１０６では、入力信号に基づき複素ウエイトの算出および各送受信アンテナ間のチャネル推定を行い、算出された複素ウエイトをウエイト記憶部１１１に入力し、各送受信アンテナ間のチャネル推定値を合成後チャネル算出部１１２に入力する。ここで、ウエイト制御部１０６を加算部１０４１、１０４２と接続し、加算部１０４１、１０４２の出力信号に基づいて、複素ウエイトの算出および各送受信アンテナ間のチャネル推定を行うようにしてもよい。また、前のフレームのウエイトに基づいて、チャネル推定値が求められた場合には、そのチャネル推定値をウエイトで割ることにより、ウエイトの乗算されていないチャネル推定値を求めることができる。
【００７４】
次に、合成後チャネル算出部１１２は、ウエイト記憶部１１１に記憶されている複素ウエイトおよび入力信号に基づいて、合成後のチャネル推定値を算出し、算出した合成後のチャネル推定値を信号検出モジュール１０７に入力する。信号検出モジュール１０７では、入力信号に基づき信号検出を行う。
【００７５】
このようにすることにより、各送受信アンテナ間のチャネル推定を行うことができる。
【００７６】
また、全アンテナのチャネル推定用のパイロット信号が挿入されたフレームを受信する場合に、パイロット信号の挿入位置に基づいて、ＲＦフロントエンドに対して、１アンテナからの受信信号が入力されるように制御するようにしてもよい。このようにすることにより、全送受信アンテナ間のチャネルを推定することができる。
【００７７】
さらに、送受信状況に基づいて、スイッチをオフにするタイミングを決定するようにしてもよい。このようにすることにより、各送受信アンテナのチャネル推定を別々に行うことができる。
【００７８】
本実施例では、４本のアンテナを備える受信機について説明したが、４本以上のアンテナを備える場合でも、各時点で１ＲＦ出力に１本のアンテナの受信信号が入力されるようにすることができる。ただし、加算部、分岐部の構成によっては、グループ数が２より多く必要になる場合もある。この際に、スイッチにより選択されない受信アンテナに関しては、これらのアンテナからの反射の影響を考慮し、終端することが好ましい。
【００７９】
また、本実施例では、各送受信アンテナのチャネル推定を別々に行う必要があることから、必要なパイロット信号数も増加する。
【００８０】
具体的なフレーム構成について、図９を参照して説明する。
合成後のチャネル推定値用のパイロット信号を挿入しておくことも可能であるが、パイロット信号の挿入損が多くなってしまう。そこで、第１グループと第２グループのパイロット信号及び、データ部に適用される複素ウエイトから、合成後のチャネル推定値を求める。このようにすることにより、全送受信アンテナ間のチャネルを推定することが可能になるため、予め複素ウエイトの候補を複数用意しておき、これらの複素ウエイトに対して、合成後のチャネルキャパシティを計算し、最も容量の大きくなる複素ウエイトを使用するようにする。
【００８１】
複素ウエイトの候補としては、例えば、ｗ＝ａｍｅｘｐ（ｊθｎ）として、ａｍ、θｎを複数通り用意すればよい。
【００８２】
また、位相回転量については、位相回転量の候補数がＮθ個の場合θｎ＝２π×（ｎ／Ｎθ）（ｎは、１，２，・・・，Ｎθ）とすることが好ましい。
【００８３】
次に、本発明の第３の実施例にかかる受信機について、図１０を参照して説明する。
【００８４】
上述した実施例においては、４本のアンテナで受信した場合に２ＲＦ出力を得る受信機について説明した。
【００８５】
本実施例にかかる受信機は３本のアンテナを備え、３本のアンテナで受信した場合に、２ＲＦ出力を得る。本実施例にかかる受信機１００は、複数のアンテナ（第１〜第３アンテナ）１０２と、第１アンテナおよび第３アンテナと接続された加算部１０４１および１０４２と、第２アンテナと接続された分岐部１０８と、分岐部１０８および加算部１０４１と接続された乗算部１０３１と、分岐部１０８および加算部１０４２と接続された乗算部１０３２と、加算部１０４１および１０４２と接続されたＲＦフロントエンド１０５１および１０５２と、ＲＦフロントエンド１０５１および１０５２とそれぞれ接続されたウエイト制御部１０６および信号検出モジュール１０７とを備える。ウエイト制御部１０６は、乗算部１０３１、１０３２と接続される。
【００８６】
初めに、第２アンテナにより受信された信号は、分岐部１０８において２分岐され、分岐された信号は乗算部１０３１および１０３２に入力される。乗算部１０３１および１０３２は、各々分岐された後の受信信号に対して、複素ウエイトを乗算する。
【００８７】
乗算部１０３１で複素ウエイトが乗算された信号は加算部１０４１に入力され、乗算部１０３２で複素ウエイトが乗算された信号は加算部１０４２に入力される。すなわち、加算部１０４１には、第１アンテナで受信された信号および第２アンテナで受信され複素ウエイトが乗算された信号が入力され、加算部１０４２には、第３アンテナで受信された信号および第２アンテナで受信され複素ウエイトが乗算された信号が入力される。
【００８８】
加算部１０４１および１０４２では、入力された信号が加算され、加算された信号はＲＦフロントエンド１０５１および１０５２に入力される。以下の動作は上述した実施例と同様である。
【００８９】
この場合、ウエイト制御部１０６が適応的に制御するのは、２つの係数のうち、どちらか一方としてもよく、他の複素係数は一定値としてもよい。ここで、ウエイト制御部１０６を加算部１０４１、１０４２と接続し、加算部１０４１、１０４２の出力信号に基づいて、複素ウエイトの算出を行うようにしてもよい。
【００９０】
また、上述した実施例では分岐後に複素係数の乗算を行う受信機について説明したが、分岐前に複素係数の乗算を行う構成としてもよい。この分岐前に複素係数の乗算行う受信機１００は、図１１に示すように、複数のアンテナ（第１〜第３アンテナ）１０２と、第１アンテナおよび第３アンテナと接続された加算部１０４１および１０４２と、第２アンテナと接続された乗算部１０３と、乗算部１０３、加算部１０４１および加算部１０４２と接続された分岐部１０８と、加算部１０４１および１０４２と接続されたＲＦフロントエンド１０５１および１０５２と、ＲＦフロントエンド１０５１および１０５２とそれぞれ接続されたウエイト制御部１０６および信号検出モジュール１０７とを備える。ウエイト制御部１０６は、乗算部１０３と接続される。
【００９１】
初めに、第２アンテナにより受信され、乗算部１０３において複素ウエイトが乗算された信号は、分岐部１０８において２分岐され、分岐された信号は加算部１０４１および１０４２に入力される。
【００９２】
加算部１０４１は、第１アンテナで受信された信号と、第２アンテナで受信され複素ウエイトが乗算された信号とを加算し、加算部１０４２は、第３アンテナで受信された信号と第２アンテナで受信され複素ウエイトが乗算された信号とを加算する。加算部１０４１および１０４２において加算された信号はＲＦフロントエンド１０５１および１０５２に入力される。以下の動作は上述した実施例と同様である。
【００９３】
このようにすることにより、複素ウエイト数を１にすることができるため制御を容易にすることが可能となる。ここで、分岐後の信号に対して固定の複素ウエイトを乗算するようにしてもよい。また、ウエイト制御部１０６を加算部１０４１、１０４２と接続し、加算部１０４１、１０４２の出力信号に基づいて、複素ウエイトの算出を行うようにしてもよい。
【００９４】
次に、本発明の第４の実施例にかかる受信機について、図１２を参照して説明する。
【００９５】
上述した実施例では、４本のアンテナあるいは３本のアンテナで受信した場合に、２ＲＦ出力を生成する受信機について説明した。
【００９６】
本実施例にかかる受信機は、Ｍ本のアンテナで受信し、Ｍ´（＜Ｍ）（Ｍ、Ｍ´はＭ＞１、Ｍ´＞０の整数）のＲＦ出力を得るものである。
【００９７】
本実施例にかかる送信機１００は、複数のアンテナ（第１〜第Ｍアンテナ）１０２と、各アンテナ（第１アンテナ〜第Ｍアンテナ）とそれぞれ接続された分岐部１０８１〜１０８Ｍと、分岐部１０８１〜１０８Ｍと接続された受信部１１５１〜１１５Ｍ´と、各受信部１１５１〜１１５Ｍ´と接続されたＲＦフロントエンド１０５１〜１０５Ｍ´とを備える。
【００９８】
受信部１１５１〜１１５Ｍ´について、例として受信部１１５１について説明する。受信部１１５１は、各分岐部１０８１〜１０８Ｍとそれぞれ接続された乗算部１０３１〜１０３Ｍと、乗算部１０３１〜１０３Ｍと接続された加算部１０４とを備える。加算部１０４はＲＦフロントエンド１０５１と接続される。また各乗算部１０３１〜１０３Ｍにはそれぞれ複素ウエイトｗ１１〜ｗ１Ｍが入力される。ここでは、ＲＦフロントエンド以下の構成は省略する。
【００９９】
第１〜第Ｍアンテナで受信された信号は、アンテナ毎に備えられた分岐部１０８１〜１０８Ｍに入力される。各分岐部１０８１〜１０８Ｍは、入力された信号をＭ´（＜Ｍ）に分岐し、各分岐信号を受信部１１５１〜１１５Ｍ´に入力する。
【０１００】
各受信部１１５１〜１１５Ｍ´は、各アンテナに対応する分岐信号毎に乗算部１０３１〜１０３Ｍにおいて複素ウエイトを乗算し、加算部１０４に入力する。加算部１０４は、入力された信号を加算し、ＲＦフロントエンド１０５１に入力する。
【０１０１】
本実施例において、対応するアンテナと、ＲＦ段出力間に、結線がないことは、複素係数＝０と等価であり、また、複数の複素ウエイトが同じ変数となることは、分岐部前に重み付けを行った場合と等価になる。
【０１０２】
このようにすることにより、複数のアンテナで受信し、アンテナ数より少ないＲＦ出力を得ることができる。
【０１０３】
次に、本発明の第５の実施例にかかる受信機について説明する。
【０１０４】
本実施例にかかる受信機は、上述した実施例と同様の構成であるため、その説明を省略する。
【０１０５】
ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)により通信を行っている場合、下り通信においては、基地局が他のユーザに伝送したパイロット信号を利用することで、パイロット信号を増やすなどのフレームフォーマットを変更することなく、受信機は複素ウエイトを決定することができる。
【０１０６】
本実施例にかかる受信機が受信するフレームフォーマットについて、図１３を参照して説明する。ここでは、送信機が第１のユーザから第３のユーザに対して順番に伝送を行っているものとする。チャネル推定、複素ウエイトの決定処理に関しては、第１のユーザについてのみ示す。
【０１０７】
第１のユーザは、他ユーザ宛に伝送されたパイロット信号、例えば第２のユーザ宛に伝送されたパイロット信号を用いて、第１グループ及び第２グループのチャネル推定を行う。このようにして決定されたチャネル推定値から、上述した実施例で示した方法を用いて複素ウエイトを決定し、その複素ウエイトを、次フレームを受信した場合に適用する。
【０１０８】
また、本実施例では、ＴＤＭＡへの適用例を示したが、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)によりユーザの多重が行われている場合も同様に、共通のパイロット信号を使用するあるいは、他ユーザ向けに送信されたパイロット信号を利用することにより、複素ウエイトを決定し、その複素ウエイトを、次フレームを受信する場合に適用できる。
【０１０９】
次に、本発明の第６の実施例にかかる送信機について説明する。
【０１１０】
本実施例にかかる送信機について説明する前に、送信機が送信するフレームの構成について説明する。フレーム構成は、図１４に示すように、通常のフレームに、第１アンテナに関するパイロット信号、第２アンテナに関するパイロット信号、第３アンテナに関するパイロット信号を挿入することにより構成される。このようにすることにより、受信機は各送信アンテナからのチャネルを個別に求めることができる。
【０１１１】
このようにして求められたチャネル推定値から、最適な複素ウエイトの決定を行い（複素ウエイト決定法については、上述した実施例と同様である）この決定された複素ウエイトを送信機にフィードバックする。送信機は、フィードバックされた複素ウエイト情報に基づいて複素ウエイトの設定を行う。
【０１１２】
本実施例にかかる送信機２００は、図１５に示すように、複数のアンテナ（第１〜第３アンテナ）２０２と、第１アンテナおよび第３アンテナと接続された分岐部２０８１および２０８２と、第２アンテナと接続された乗算部２０３と、分岐部２０８１、２０８２および乗算部２０３と接続された加算部２０４と、分岐部２０８１および２０８２と接続されたＲＦフロントエンド２０５１および２０５２と、ＲＦフロントエンド２０５１および２０５２と接続された信号生成部２１３と、フィードバック(FB)チャネルが入力され、乗算部２０３と接続されたウエイト制御部２０６とを備える。
【０１１３】
信号生成部２１３で生成した信号はＲＦフロントエンド２０５１および２０５２に入力され、無線信号に変換された後、分岐部２０８１および２０８２に入力される。分岐部２０８１および２０８２は入力信号を２分岐し、分岐部２０８１は入力信号を第１アンテナおよび加算部２０４に分岐し、分岐部２０８２は入力信号を第３アンテナおよび加算部２０４に分岐する。加算部２０４は入力信号を加算し、乗算部２０３に入力する。乗算部２０３は入力信号に複素ウエイトを乗算し、第２アンテナに入力する。この場合、ウエイト制御部２０６は受信機からフィードバックされた複素ウエイト情報に基づいて複素ウエイトを設定する。第１〜第３アンテナは入力信号を送信する。空間分割多重伝送では、一般にストリーム数分の送信アンテナしか用いない。このため、送信アンテナ数がストリーム数よりも多い場合に、残りのアンテナを利用することによりキャパシティを向上させることができる。
【０１１４】
本実施例にかかる送信機においても、ＴＤＭＡの下り通信においては、他のユーザに送信するパイロット信号を利用することで、各グループのアンテナにおける個別のチャネル推定を行うためのパイロット信号の挿入を省略してもよい。
【０１１５】
次に、本発明の第７の実施例にかかる受信機について説明する。
【０１１６】
上述した実施例では、チャネルの変動に追随してウエイトを制御する方法について示したが、これらのウエイトは早ければ次の１フレームに適用される。しかし、実際はＲＦ回路上で処理する場合、ベースバンド処理に比べてウエイト調整に時間を要する場合がある。特に端末の高速移動時などチャネルの変動が急激になった場合や、最適なウエイトの決定に逐次的な制御を用いた場合に、ウエイトの制御を行ってもチャネルが、チャネルの観測時点からウエイト適用時点の間に大幅に変化している可能性があり、場合によっては制御により通信路容量が劣化してしまう可能性もある。このような場合にはウエイトを特定の一定値に固定した方がよい。
【０１１７】
そこで、チャネルの変動に応じた制御により通信路容量が改善する場合は上述した実施例に示したようなウエイトの制御を行い、制御しても特性が劣化してしまう場合はウエイトを一定値に固定する。チャネルの変動に追随した制御の可否は次のような受信信号の変動量を判定する機構を備えることによって判定する。
【０１１８】
本実施例にかかる受信機１００は、図１６に示すように、上述した実施例、例えば図５を参照して説明した受信機１００に、ウエイト制御部１０６に接続された受信信号変動量判定部１１４を備えたものである。
【０１１９】
受信信号変動量判定部１１４は、あるフレームのパイロットで観測されるチャネル行列Ｈ（ｋ）と一定時間離したフレームのパイロットで観測されるチャネル行列Ｈ（ｋ＋ｘ）から行列の各成分の｜Ｈ（ｋ）−Ｈ（ｋ＋ｘ）｜／｜Ｈ（ｋ）｜を観測する。ここで、｜Ｈ（ｋ）−Ｈ（ｋ＋ｘ）｜は、Ｈの要素に対して、Ｈ（ｋ）−Ｈ（ｋ＋ｘ）のノルムをとったものであり、｜Ｈ（ｋ）｜はＨの要素に対して、Ｈ（ｋ）のノルムをとったものである。すなわち、Ｈの各ノルムに対して相対誤差を計算する。各要素があらかじめ設定した｜Ｈ（ｋ）−Ｈ（ｋ＋ｘ）｜／｜Ｈ（ｋ）｜の閾値を超えた場合、ウエイトを一定値に固定し、超えない限りは上記ウエイトの制御方法にしたがい制御を行う。
【０１２０】
ウエイトを固定する場合の一定値の決定方法について説明する。
【０１２１】
あらかじめ各アンテナが有する指向性パターン、すなわち端末にアンテナを実装した段階で実現される指向性パターンとアンテナ設置位置に基づき、ＲＦ合成するアンテナ群（２本以上）の合成した指向性パターンを無指向性に近い指向性とするため、振幅偏差が最小となるように位相利得調整量を決定する。
【０１２２】
例えば、水平偏波受信用にダイポールアンテナを横にして用いた場合、１本のアンテナが有する指向性パターンは図１７（ａ）のようになる。そこで、２本のダイポールアンテナを図１７（ｂ）のように配置し、位相差を１８０°付けて合成することで、図１７（ｃ）に示す指向性パターンが得られる。このような指向性とすることで、到来波が任意の方位から来た場合でもほぼ同等のアンテナ利得を確保することができる。
【０１２３】
本実施例ではアンテナをダイポールアンテナとして筐体に実装しない場合について示したが、筐体に実装した場合も同様にウエイトを決定することが可能である。また、ダイポールアンテナに限らずマイクロストリップアンテナや逆Ｆアンテナ等の他のアンテナについても同様にあらかじめウエイトを決定することにより、適用可能である。
【０１２４】
次に、制御できるウエイトとして限られたパターンを用意した場合、ウエイトを固定する場合の一定値の決定方法として、今まで制御に用いられたウエイトの中から頻度が最も高いウエイトに固定する方法について説明する。
【０１２５】
この場合、図１８に示すように、図５を参照して説明した受信機１００に、ウエイト制御部１０６に接続された受信信号変動量判定部１１４およびウエイト記憶部１１５を備えたものである。
【０１２６】
ウエイト記憶部１１５は、今まで制御に用いられてきた各複素ウエイトの頻度を記憶する。受信信号変動量判定部１１４は、ウエイトを一定値に固定することを決定した際にウエイト記憶部１１５に記録されたウエイトの中で頻度が最も高いものを選択する。これは、各アンテナの有する指向性が全て無指向性アンテナである場合、記録された各ウエイトの頻度が一様になる可能性があるが、各アンテナがそれぞれ偏った指向性を有する場合には、ウエイトにも一定の偏りが生じるため有効である。
【０１２７】
次に、本発明の第８の実施例にかかる無線通信システムについて説明する。
【０１２８】
本実施例にかかる無線通信システムは、上述した実施例にかかる受信機および送信機を備える。
【０１２９】
このようにすることにより、受信機において、チャネル容量を限定することなく、受信アンテナ数より少ないＲＦ出力を得ることができる。また、送信機において、空間分割多重伝送では、一般にストリーム数分の送信アンテナしか用いない。このため、送信アンテナ数がストリーム数よりも多い場合に、残りのアンテナを利用することによりキャパシティを向上させることができる。
【０１３０】
本発明を用いることにより、チャネル容量を大きくすることが可能な、Ｍ個の受信信号から、Ｍ´（＜Ｍ）のＲＦ出力、すなわち受信アンテナ数より少ないＲＦ出力を得ることが可能になる。
【０１３１】
本発明の実施例によれば、１つの受信アンテナから受信された信号を分岐し、各々複素ウエイトを乗算した後、複数のアンテナの受信信号に対して加算する。このような構成とすることで、ＲＦ出力の生成法の自由度を増やし、特性の改善を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明にかかる無線通信システム、受信機及び送信機並びに送信制御方法は、送受信機に複数のアンテナを備える、多入力多出力(Multiple Input Multiple Output : MIMO)方式の無線通信システムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】受信機の部分ブロック図である。
【図２】ＭＩＭＯチャネル信号伝送を説明するための説明図である。
【図３】受信機の部分ブロック図である。
【図４】受信機の部分ブロック図である。
【図５】本発明の一実施例にかかる受信機の部分ブロック図である。
【図６】ウエイトの制御方法を説明するための説明図である。
【図７】ウエイトの制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の一実施例にかかる受信機の部分ブロック図である。
【図９】フレーム構成を説明するための構成図である。
【図１０】本発明の一実施例にかかる受信機の部分ブロック図である。
【図１１】本発明の一実施例にかかる受信機の部分ブロック図である。
【図１２】本発明の一実施例にかかる受信機の部分ブロック図である。
【図１３】フレーム構成を説明するための構成図である。
【図１４】フレーム構成を説明するための構成図である。
【図１５】本発明の一実施例にかかる送信機の部分ブロック図である。
【図１６】本発明の一実施例にかかる受信機の部分ブロック図である。
【図１７】位相利得調整量の決定方法を説明するための説明図である。
【図１８】本発明の一実施例にかかる受信機の部分ブロック図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１、１００  受信機
２００  送信機
【図１】
2005318115.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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