(57)【要約】【課題】従来は送信アンテナ数が受信アンテナ数よりも多いと、各送信アンテナから同時送信された異なる信号を受信側では分離できず、受信信号品質が大きく劣化する。【解決手段】送信機と受信機は夫々複数のアンテナを備え、送信機がパイロット信号を送信し、受信機はパイロット信号を受信し、このパイロット信号に対応する伝送関連情報を算出し、この算出情報に基づき、送信機からの信号の送信方法を選定して送信機に通知し、送信機はその送信方法で信号を送信することで、受信側での信号分離が容易になる。【選択図】図２
2005057497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機及び受信機がそれぞれ複数のアンテナを備え、相互に無線伝送を行うＭＩＭＯシステムにおいて、送信機がパイロット信号を送信し、受信機は前記パイロット信号を受信し、このパイロット信号に対応する伝送関連情報を算出し、この伝送関連情報に基づき、前記送信機からの信号の送信方法を選定し、この信号送信方法を前記送信機に通知し、前記送信機は通知された信号送信方法に基づき情報信号を前記受信機に送信することを特徴とする無線伝送制御方法。
【請求項２】
前記受信機が選定する信号の送信方法として、送信機が信号送信に利用する送信アンテナの組合せまたは送信ビームの組合せであることを特徴とする請求項１記載の無線伝送制御方法。
【請求項３】
前記受信機が選定する信号の送信方法として、送信機が信号送信に利用する信号伝送フォーマットまたは送信電力であることを特徴とする請求項１記載の無線伝送制御方法。
【請求項４】
前記受信機が算出する伝送関連情報は、送信機から送信される複数のパイロット信号に対応する伝搬ベクトルまたは受信電力または信号対干渉雑音電力比であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の無線伝送制御方法。
【請求項５】
前記受信機が算出する伝送関連情報は、送信機の複数の送信アンテナまたは送信ビームから送信されるパイロット信号の間の空間相関であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の無線伝送制御方法。
【請求項６】
前記受信機が算出する伝送関連情報は、前記送信機が信号送信に利用するアンテナまたはビームの組合せとして複数の候補を想定し、各候補に対する評価値を算出し、前記信号送信方法の選定は、この評価値に基づき行うことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の無線伝送制御方法。
【請求項７】
前記受信機が算出する伝送関連情報は、前記送信機が送信する信号の電力の組合せとして複数の候補を想定し、各候補に対する評価値を算出し、前記信号送信方法の選定は、この評価値に基づき行うことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の無線伝送制御方法。
【請求項８】
前記各候補に対する評価値の算出は、信号対干渉雑音電力比または空間相関または受信電力のパラメータに基づいて行うことを特徴とする請求項６または７に記載の無線伝送制御方法。
【請求項９】
前記各候補に対する評価値として、送受信機間で達成可能な伝送速度を用いることを特徴とする請求項６または７に記載の無線伝送制御方法。
【請求項１０】
前記送信機が送信するパイロット信号として、送受信機間で予め定められたパイロット信号の系列を用いることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の無線伝送制御方法。
【請求項１１】
送信機及び受信機がそれぞれ複数のアンテナを備え、複数のサブキャリアを同時に用いて信号の並列伝送を行うマルチキャリア方式の無線伝送をするＭＩＭＯシステムにおいて、送信機がパイロット信号を送信し、受信機は前記パイロット信号を受信し、このパイロット信号に対応する伝送関連情報を算出し、この伝送関連情報に基づき、前記送信機からの信号の送信方法を選定して、この信号送信方法を前記送信機に通知し、前記送信機は通知された信号送信方法に基づき情報信号を前記受信機に送信する無線伝送制御方法における前記伝送関連情報は、請求項１〜１０記載の方法により各サブキャリアごとに算出された個別の伝送関連情報を複数サブキャリア間で平均化して伝送関連情報として用いることを特徴とする無線伝送制御方法。
【請求項１２】
送信機の複数アンテナから送信されたパイロット信号を受信する複数アンテナと、この複数アンテナで受信されたパイロット信号に対応する伝送関連情報を検出するパイロット信号検出部と、このパイロット信号検出部からの検出情報に基づいて前記送信機での送信方法を選定する送信信号判定部と、この送信信号判定部での選定情報を送信機に通知する制御情報伝送部とを備えたことを特徴とする無線受信装置。
【請求項１３】
前記送信信号判定部は複数のパイロット信号に対応する受信電力または信号対干渉雑音電力比を用いて信号の送信方法を選定する構成にされたことを特徴とする請求項１２記載の無線受信装置。
【請求項１４】
前記送信信号判定部は複数のパイロット信号の中で定義される空間相関を用いて信号の送信方法を選定する構成にされたことを特徴とする請求項１２記載の無線受信装置。
【請求項１５】
前記送信信号判定部は複数の信号の組合せの候補を選定する信号候補選定部とその候補に対する伝送評価値を算出する伝送評価部とその伝送評価値に基づいて利用信号の組合せを決定する利用信号決定部を備えることを特徴とする請求項１２〜１４の何れかに記載の無線受信装置。
【請求項１６】
送信機とマルチキャリア伝送を行う無線受信装置にあっては、前記送信信号判定部は、各サブキャリアごとの検出情報を平均化する機能を備えることを特徴とする請求項１２〜１５記載の無線受信装置。
【請求項１７】
複数アンテナからパイロット信号を送信する信号送信部と、このパイロット信号に対応する伝送関連情報に基づき受信機で選定された信号送信方法を受信する制御情報受信部と、制御情報受信部の受信情報に基づいて送信信号の送信方法を決定する送信信号決定部とを備え、前記信号送信部は送信信号決定部で決定された送信方法を用いて情報信号を送信する機能を兼ねる構成にされたことを特徴とする無線送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送受信機が複数のアンテナを用いて信号伝送を行う無線伝送方法および無線送受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年，無線通信はその利便性により目覚しく普及している。このため，利用周波数の逼迫対策が急がれている．この周波数を有効に利用する技術の一つとして、近年送受信機で複数のアンテナを用いて高速信号伝送を行うＭＩＭＯ(Multi-Input Multi-Output)システムの研究が盛んに行われている。ＭＩＭＯシステムでは、送受信機で複数のアンテナを用いることにより、送受信機が１アンテナの場合より高容量が達成できることが知られている。
【０００３】
MIMOシステムでは、複数の送信アンテナからそれぞれ個別に信号を送信し、受信側では信号処理を用いて各信号を抽出するＳＤＭ(Space Division Multiplexing)伝送が多く研究されている。そこで、以下ではＳＤＭ伝送の代表的な文献 A. V. Zelst, R. V. Nee, and G. A. Awater,``Space Division Multiplexing (SDM) for OFDM systems,'' IEEE Proc. of VTC2000 Spring, pp. 1070--1074, 2000.”または黒崎, 浅井, 杉山, 梅比良,  ``MIMOチャネルにより100Mbit/sを実現する広帯域移動通信用SDM-COFDM方式の提案,'' 信学技報, RCS2001-135, Oct. 2001.に基づき従来技術の説明を行う。
【０００４】
図３２にＳＤＭ伝送を行う送受信機の構成を示す。ＳＤＭ伝送では、送信機の各アンテナから個別に時系列の信号を送信し、受信機では個々の送信信号に対応するビーム形成を用いて信号受信する。この信号処理構成について、以下で説明を行う。なお、送信アンテナをＮ本、受信アンテナをＭ本、送信アンテナnから受信アンテナmへの伝搬係数をhmn、送受信局間の伝搬特性を行列H=[hmn]として説明を進める。
【０００５】
図３２に示すように送信機の端末Ａ１ではＮ本の送信アンテナ３から時系列の送信信号sn(p)(n=1,…,N)を送信する。送信信号は伝搬路５を通って、M本の受信アンテナ４で信号受信される。受信機の端末Ｂ２では、受信信号に対し、アンテナ４でウエイトvmを乗じて信号合成を行なう。
【０００６】
以下では、この一連の過程を数式を用いて表す。受信アンテナ４での受信信号をxm(p)とすると、受信ベクトルx(p)=[x1(p),…,xM(p)]T (Tは転置)は次式で与えられる。
x(p)＝Σn=1N hn sn(p)+z(p)
ここで、s1(p),…,sN (p)は送信信号、hn=[h1n,…,hMn]Tは送信アンテナ３からM本の受信アンテナ４への伝搬ベクトル、z(p)=[z1(p),…,zM (p)]Tは雑音ベクトル、zm(p)はアンテナ４での雑音成分を表す。
【０００７】
また、受信側の端末Ｂ２では送信アンテナ３からの信号sn(p)を受信するために適したウエイトvn=[vn1,…,vnM]Tを決定する。信号合成後の出力yn (p)は次式で与えられる。
yn(p)=vnTx(p)
＝Σn0=1N (vnThn0) sn0(p)+ vnTz(p)
受信ウエイトvnにはさまざまな決定方法があるが、出力yn (p)が信号sn(p)に近づくよう各信信ウエイトvnを決定する。たとえば、ZF(Zero Forcing)基準に基づくウエイト決定では、次式が満たされるようにウエイトvnを決定する。
vnThn0=1   n0=nの場合
=0   n0がn以外の場合      （式１）
【０００８】
（式１）は、希望信号sn(p)が強く受信され、他の信号sn0(p) (n0はn以外の整数)が抑圧される条件を示している。従って、希望信号のみを良好に受信することができる。また、異なるnに対して異なるウエイトvnを用いて信号受信することで、複数の信号を分離して取り出すことができ、空間的に多重伝送することができる。なお、ここでは一例としてZF基準に基づくウエイト決定法を述べたが、この他にMMSE合成法などの類似したウエイト演算法がある。いずれのウエイト演算法も基本的には（式１）と同様に、希望信号以外の信号を抑圧することを目的としている。
【０００９】
このように受信側の端末Ｂ２では複数の信号の中から希望信号以外の信号を抑圧することで、空間多重伝送方式（SDM; Space Division Multiplexing）を実現できる。ＳＤＭ伝送では、同時に複数の信号を伝送するため、送受信機が単一アンテナを用いる従来の伝送方式と比較して、高速な信号伝送が可能となる利点がある。
【００１０】
しかし、現実には（式１）は、信号多重数Nが受信アンテナ数M以下の場合（N<=M）に実現可能であるが、N>Mの場合には実現不可能となる。この内容を理解するため、より詳細な説明を行う。（式１）において、ベクトルvn及びhn0はそれぞれM次元空間上の一つのベクトルとして表すことができる。また、vnThn0はベクトルの内積でありvnThn0=0となるのは、vnとhn0がM次元空間上で直交関係にある状態に相当する。ところで、M次元空間上でM-1個の独立なベクトルhn0と直交する１つのベクトルvnを設定することは可能であるが、M個以上の独立なベクトルhn0と直交するベクトルvnを設定することは不可能である。従って、理論上M個以上の独立なベクトルhn0に対してvnThn0=0の関係を満たすことは不可能であり、N>Mの場合に（式１）は実現不可能となる。
【００１１】
その結果、信号多重数Nが受信アンテナ数Mよりも大きい場合、受信側ではいかなるウエイトvnを用いても、他の信号の抑圧を十分行えない。そのため、受信信号品質は急速に劣化する。この状況を避けるためには、送信アンテナ数が受信アンテナ数よりも多い環境において、空間多重伝送を円滑に行う方法が必要とされるが、現在までにその解決策は示されていない。
【００１２】
【非特許文献１】A. V. Zelst, R. V. Nee, and G. A. Awater,``Space Division Multiplexing (SDM) for OFDM systems,'' IEEE Proc. of VTC2000 Spring, pp. 1070--1074, 2000.”
【非特許文献２】黒崎, 浅井, 杉山, 梅比良,  ``MIMOチャネルにより100Mbit/sを実現する広帯域移動通信用SDM-COFDM方式の提案,'' 信学技報, RCS2001-135, Oct. 2001
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来手法のビーム形成法では送信アンテナ数が受信アンテナ数よりも少ない場合に円滑に空間多重伝送を行うことができる。しかし、現実の無線通信では、送信アンテナ数が受信アンテナ数より多くなる環境が多く存在する。この場合、従来の伝送方法を用いて、各送信アンテナから異なる信号を同時送信すると、受信側では互いの信号を分離できず、受信信号品質が大きく劣化する。従って、送信アンテナ数が受信アンテナ数よりも多い環境において、互いに信号を分離でき、高品質な信号伝送を行える方法が必要とされている。
【００１４】
また、送信アンテナ数が受信アンテナ数より少ない場合であっても、全ての送信アンテナを用いて信号を送信する方法が必ずしも伝送効率がよいとは限らない。例えば、２つの伝搬ベクトルhn0とhn1が互いに類似している場合には、一方の信号hn1を抑圧することによって、希望信号hn0も抑圧されてしまう場合もある。このような場合には、２つの信号を送信するよりも、一方の信号を停止する方が良好な信号伝送を行える場合も考えられる。
【００１５】
このように、信号の送信手法を制御することによって、より効率的な信号伝送が可能となる可能性がある。MIMOシステムにおいてより効率的な信号伝送を可能とする送受信間の制御方法及び通信方式が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る無線伝送制御方法は、送信機及び受信機がそれぞれ複数のアンテナを備え、相互に無線伝送を行うＭＩＭＯシステムにおいて、送信機がパイロット信号を送信し、受信機は前記パイロット信号を受信し、このパイロット信号に対応する伝送関連情報を算出し、この伝送関連情報に基づき、前記送信機からの信号の送信方法を選定し、この信号送信方法を前記送信機に通知し、前記送信機は通知された信号送信方法に基づき情報信号を前記受信機に送信するものである。
【００１７】
また、本発明に係る無線受信装置は、送信機の複数アンテナから送信されたパイロット信号を受信する複数アンテナと、この複数アンテナで受信されたパイロット信号から伝送関連情報を検出するパイロット信号検出部と、このパイロット信号検出部からの検出情報に基づいて前記送信機での送信方法を選定する送信信号判定部と、この送信信号判定部での選定情報を送信機に通知する制御情報伝送部とを備える。
【００１８】
また、本発明に係る無線送信装置は、複数アンテナからパイロット信号を送信する信号送信部と、このパイロット信号の伝送関連情報に基づき受信機で選定された信号送信方法を受信する制御情報受信部と、その情報に基づいて送信信号の送信方法を決定する送信信号決定部とを備え、前記信号送信部は送信信号決定部で決定された送信方法を用いて情報信号を送信する機能も兼ね備えたものである。
【発明の効果】
【００１９】
以上述べたようにこの発明による無線伝送制御方法では、送信機からのパイロット信号により、受信機は前記送信機からの信号の送信方法を選定して送信機に通知し、送信機はこの信号送信方法に基づき情報信号を前記受信機に送信するので、受信機では信号の分離を円滑に行うことができる信号を受信でき、伝送効率を向上することができる。
【００２０】
また、この発明による無線伝送制御方法は、マルチキャリア方式の無線伝送を行うＭＩＭＯシステムに適用する場合、各サブキャリアごとに算出された個別の伝送関連情報を複数サブキャリア間で平均化して伝送関連情報として用いるので、サブキャリアごとに伝送制御を行う場合に比べて制御量を大幅に低減できる。また、複数サブキャリアに対して同一の伝送制御を行うことは、現在の無線ＬＡＮ等のマルチキャリア伝送の規格への適用も容易となり、現行方式からの拡張が行いやすい利点がある。
【００２１】
また、この発明による無線受信装置は、送信機から送信されたパイロット信号に対応する伝送関連情報を検出し、この検出情報に基づいて前記送信機での送信方法を選定して送信機に通知するので、伝搬環境、送受信アンテナ数などの状況に応じて信号の分離を円滑に行うことができる信号を受信でき、伝送効率を向上することができる。
【００２２】
また、この発明による無線送信装置は、複数アンテナからパイロット信号を送信し、このパイロット信号に対応する伝送関連情報に基づき受信機で選定された信号送信方法を受信して、この送信信号の送信方法で情報信号を送信するので、受信機側で、伝搬環境、送受信アンテナ数などの状況に応じて信号の分離を円滑に行うことができる信号が送信でき、伝送効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
実施の形態１．
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SＤＭ）伝送するMIMOシステムにおける効率的な信号伝送法及び通信方式に関するものである。以下、説明にあたって、情報信号の送信側を端末A、受信側を端末Bと呼ぶ。
【００２４】
図１は本実施の形態を表す最も基本的な送受信構成図である。図２は本実施の形態の制御手順を表すフローチャート、図３は端末Bから端末Aへ制御情報を通知する様子を示す。図４は端末Aから端末Bに対して情報信号を伝送する際の様子を示している。図５は(a)が端末Aから送信するパイロット信号を、(b)が端末Bから端末Aに伝送する制御情報（制御信号）を示している。図６は端末Bにおけるパイロット信号検出部の構成を表す。以下、図１〜６を用いて本実施の形態を説明する。
【００２５】
本実施の形態は、いかなる送受信アンテナ数を有するＭＩＭＯシステムに対しても適用可能な、高効率な信号伝送法である。
【００２６】
図２に従い本実施の形態の基本的な制御手順を説明する。まず、本実施の形態では、端末Aは情報信号を送信する前に、各アンテナからパイロット信号を送信する（Ｓ１０１）。端末Ｂはパイロット信号を受信すると、伝送関連情報として各信号の伝搬ベクトルを推定する（Ｓ１０２）。具体的な伝搬ベクトルの推定方法にはさまざまな方法があるが、その具体例は後述する。端末Ｂは推定伝搬ベクトルに基づき、情報信号の送信に利用する信号を選定し（Ｓ１０３）、利用する送信信号を制御情報によって端末Ａに通知する（Ｓ１０４）。制御情報を受けた端末Ａは、利用する送信信号から利用アンテナを選択して端末Ｂへ情報信号を送信する（Ｓ１０５）。
【００２７】
このような手順に基づいて制御を行うことにより、伝搬環境に応じて送信アンテナを選択でき、効率的な信号伝送を行うことが可能となる。本実施の形態はいかなる送受信アンテナ数に対しても適用可能であるが、特に送信アンテナ数Ｎが受信アンテナ数Ｍより多い場合には、送信に用いる送信アンテナ数を減らすことで、端末Ｂでの信号の分離受信を円滑に行うことが可能となる。
【００２８】
図１は本制御における送受信機構成を示している。図中、端末Ａ１は信号送信部６、制御情報受信部７、送信信号決定部８を備える。一方、端末Ｂ２はパイロット信号検出部９、送信信号判定部１０、制御情報伝送部１１、情報信号受信部１２を備える。
また、３は端末Ａ１側のＮ本のアンテナ、４は端末Ｂ２側のＭ本のアンテナ、５は伝搬特性を行列H=[hmn]とする送受信間の伝搬路である。
【００２９】
図１、図２に基づき本実施の形態の動作につき更に詳しく述べる。端末Ａは情報信号を送信する前に、各アンテナからパイロット信号を送信する（Ｓ１０１）。端末Ｂのパイロット信号検出部９では、端末Ａからのパイロット信号を検出し、各信号の伝搬ベクトルを推定する（Ｓ１０２）。具体的な伝搬ベクトルの推定方法にはさまざまな方法があるが、その具体例は後述する。送信信号判定部１０では、推定伝搬ベクトルに基づき、情報信号の送信に利用する信号を選定する。本実施の形態では情報伝送に用いる信号の組み合わせを選定する（Ｓ１０３）。制御情報伝送部１１では、選定された信号の組合せを制御情報により端末Ａへ通知する（Ｓ１０４）。図３は端末Ｂから端末Ａへの制御情報の送信を示している。端末Ａは制御情報受信部７において端末Ｂから制御情報を受信し、送信信号決定部８ではその制御情報に基づき情報信号の選定を行う。その後、図４に示すように、端末Ａは選定した情報信号から利用するアンテナを選定し、選定されたアンテナから信号を送信し（Ｓ１０５）、端末Ｂは情報信号受信部１２において、情報信号を抽出する。
【００３０】
図５は本制御の送信信号として用いる(a)パイロット信号、(b) 制御情報（制御信号）のフォーマットの一例である。端末Ａは各アンテナからそれぞれ個別の異なるパイロット信号sn(p)を送信する。また、端末Ｂから端末Ａへの制御情報では、アンテナ番号に対して送信を行う（「１」）、行わない（「０」）を通知する。なお、信号フォーマットにはさまざまな形式が考えられ、本フォーマットはその一例にすぎない。伝搬ベクトル推定に用いることのできるパイロット信号、制御情報を通知できる制御信号であれば、いかなる信号フォーマットであっても構わない。
【００３１】
図６に端末Ｂのパイロット信号検出部９において伝搬ベクトル推定を行う構成を示す。伝搬ベクトル推定は、受信したパイロット信号とパイロット信号検出部９に予め保存されている既知パイロット信号sn(p)との相関をアンテナごとに求めることで得ることができる。
【００３２】
すなわち、受信ベクトルx(p)=[x1(p),…,xM(p)]Tに対して、次式により伝搬ベクトルhn=[h11, h21, …, hM1]Tを推定できる。
hn =Σn=1N x(p)sn(p)*
ここで、*は複素共役である。通常、この操作は整合フィルタ（MF:Matched Filter）を用いて実現される。図６では伝搬ベクトル推定を行う一例を示したが、これ以外にも受信信号からパイロット信号に関する伝送関連情報である伝搬情報を検出するものであれば、いかなる構成でも構わない。また、伝搬ベクトル以外であってもパイロット信号に関する有効な伝搬情報であればいかなるパラメータでも構わない。
【００３３】
パイロット信号検出部９で伝搬情報（伝搬ベクトルの推定）が算出されると、送信信号判定部１０ではその情報を用いて送信信号の選定を行う。送信信号の選定法としてはさまざまな方法が考えられる。以降、実施の形態２〜５では、この送信信号の選定方法に関していくつかの実施の形態を示す。ただし、本発明は実施の形態２〜５で述べる選定法の例に限られるものではなく、伝送関連情報である伝搬情報を用いて情報信号の送信を制御し、伝送の効率化を行ういかなる選定法であっても構わない。
【００３４】
実施の形態２．
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SＤＭ）伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。特に、実施の形態１における端末Ｂでの送信信号選定方法に関する具体的な一つの方法を示す。
【００３５】
図７は本実施の形態における送信信号判定部１０を示しており、図８は送信信号判定部１０における制御手順を示すフローチャートである。以下、図７、８を用いて本実施の形態における送信信号選定方法について説明する。
【００３６】
図７に示すように、送信信号判定部１０は、複数の送信信号の中からなるべく電力の大きい信号をＲ個選定する。具体的には、端末Ｂの送信信号判定部１０はパイロット信号検出部９から伝搬ベクトルhnを受け取ると、ノルム||hn||の大きい順にＲ個の信号を選択する（Ｓ２０１）。次に、選定した信号の番号nを制御情報伝送部１１に通知する（Ｓ２０２）。
【００３７】
この選定によって伝搬環境のよいチャネルを選んで利用できる。また、選定する信号数Ｒを受信アンテナ数Ｍよりも小さくすることにより、端末Ｂでは各信号を分離受信することも可能となる。
従って、本実施の形態に従えば、伝搬環境のよい信号を選定して信号伝送を行うことができる。また、受信機での各信号の分離受信も円滑に行える。
【００３８】
実施の形態３．
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SＤＭ）伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。特に、実施の形態１における端末Ｂでの送信信号選定方法に関する方法であり、実施の形態２とは異なる一つの方法を示す。
【００３９】
図９は本実施の形態における送信信号判定部１０を示しており、図１０は送信信号判定部１０における制御手順を示すフローチャートである。以下、図９、１０を用いて本実施の形態の送信信号判定方法について説明する。
【００４０】
図９に示すように、送信信号判定部１０は、複数の送信信号の中から相互の空間相関がなるべく小さくなるようＲ個の信号を選定する。ここで、空間相関とは
|hn1H hn2|/(||hn1|| ||hn2||)  もしくは    |hn1H hn2|
で定義されるパラメータであり、このパラメータが小さいほど、信号n1,n2は空間的に直交関係に近い状態といえる。相互の信号が直交関係に近いほど、端末Ｂでは２つの信号の分離は容易となる。従って、この選定によって相互に信号を抑圧しやすい環境で信号伝送を行うことができる。その結果、端末Ｂでは各信号の分離が容易となる。
【００４１】
具体的な制御手順として、端末Ｂのパイロット信号検出部９で伝搬ベクトルhnが推定されると、まず送信信号判定部１０はノルム||hn||が最大となる信号nを選定する（Ｓ３０１）。次に、選定した信号nを変数n1のグループに加える（Ｓ３０２）。なお、初期状態ではn1のグループは要素を持たない。変数ｎ1の要素がR個より少ない場合（Ｓ３０３）には、グループn1に属する信号と信号nとの空間相関の和
Σn1|hnH hn1|/(||hn|| ||hn1||)
が最小となる信号nを変数n1のグループ以外から新たに選定し（Ｓ３０５）、グループn1に要素として加える（Ｓ３０２）。また、ステップＳ３０２終了時にｎ1の要素がR個以上の場合（Ｓ３０３）には、グループn1として選定した番号を制御情報伝送部１１に通知して（Ｓ３０４）、処理を終了する。
【００４２】
このような一連の処理によって、相互に空間相関の小さい信号の組合せを選定でき、端末Ｂでは各信号の分離受信を円滑に行える。その結果、高効率信号伝送が可能となる。また、送信アンテナ数Ｎが受信アンテナ数Ｍより多い場合にも、選定する信号数Ｒを受信アンテナ数Ｍよりも小さくすることにより、端末Ｂでは各信号を分離受信することも可能となる。
【００４３】
実施の形態４．
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SＤＭ）伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。特に、実施の形態１における端末Ｂでの送信信号選定方法に関する方法であり、実施の形態２、３とは異なる方法の一つを示す。
【００４４】
図１１は本実施の形態における送信信号判定部１０の構成を示しており、図１２は送信信号判定部１０における制御手順を示すフローチャートである。図１３は本実施の形態で用いるＳＩＮＲ予測法の一例であり、図１４は送信信号判定部１０において評価値を決定するためのＳＩＮＲと評価値の対応表である。図１５はさまざまな信号の組合せに対して評価値を算出した結果を示している。以下、図１１〜１５を用いて本実施の形態の送信信号判定方法について説明する。
【００４５】
図１１に示すように、送信信号判定部１０は、信号候補選定部３１、出力信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ：Signal to interference-plus-noise）算出部（以下出力ＳＩＮＲ算出部と云う）３２、伝送評価部３３、利用信号決定部３４から構成される。
【００４６】
送信信号判定部１０では、まず信号候補選定部３１が送信信号の組合せの候補を選定する（Ｓ４０１）。出力ＳＩＮＲ算出部３２ではその送信信号の組合せを送信した場合に得られる端末Ｂでの出力ＳＩＮＲを予測する（Ｓ４０２）。具体的な予測方法の一例については後述する。伝送評価部３３では、予測された出力ＳＩＮＲの結果から、送信信号の組合せの候補に対する評価値を決定する（Ｓ４０３）。この評価は、送信信号のさまざまな組合せの候補全てに対して行われ（Ｓ４０４）、最終的に評価値の最も高かった送信信号の組合せを利用信号決定部３４で選定し、制御情報伝送部１１に通知する（Ｓ４０５）。
【００４７】
図１３は出力ＳＩＮＲ算出部３２においてステップＳ４０２で行う各信号の出力ＳＩＮＲの予測方法を示している。
予測ＳＩＮＲの算出にあたっては、推定伝搬ベクトルhnを用いてまず受信ウエイトvnの計算が行われる。
例えばＺＦ基準及びＭＭＳＥ合成基準の場合、受信ウエイトvnは次式で与えられる。
vn =(Σn0 hn0 hn0H)-1 hn0           (ZF基準の場合)
vn =(Σn0 hn0 hn0H+PN I)-1 hn0    (MMSE合成基準の場合)
【００４８】
演算された受信ウエイトに対して、希望信号及び干渉雑音成分の電力を計算することにより、出力ＳＩＮＲを次の（式２）で求めることができる。
Γn=|hnH vn(p)|2/{vnH(Σn0 hn0 hn0H+PN I) vn―| hnH vn(p)|2}        （式２）
ここで、PNは雑音電力であり、あらかじめ推定された値である。
なお、受信ウエイトvnはＺＦ基準、ＭＭＳＥ合成基準以外のウエイト演算でも構わない。いかなるウエイトvnに対しても（式２）のＳＩＮＲ予測式を適用できる。
【００４９】
このように出力ＳＩＮＲが求められると、伝送評価部３３ではＳＩＮＲに基づいて伝送評価値を決定する。ここでは、具体的な一例として、ＳＩＮＲに応じて評価値を０と１にする方法を説明する。ただし、本実施の形態はＳＩＮＲに基づく伝送評価法に限定されるものではなく、さまざまな評価基準に基づき信号の組合せを選定することができる。
また、本発明は、信号の組合せ候補を想定して伝送評価を行い、その結果を用いて伝送制御を行なういかなるＭＩＭＯシステムにも適用できる。
【００５０】
伝送評価部３３は、図１４に示すようなＳＩＮＲに対して評価値を決定するテーブルを有している。ここでは、ＳＩＮＲが４ｄＢ以上の場合に評価値を１とし、それ以外は０としている。この評価を各信号の出力ＳＩＮＲに対してそれぞれ実行する。
【００５１】
図１５はこの評価をさまざまな信号の組合せ５１に対して行った結果を示している。本実施の形態では３個のアンテナにより送信を行う種々の組合せを信号の組合せとしている。ここでは、ＳＩＮＲ予測５２、各信号の評価値の算出５３、総合評価値の算出５４を行った結果をまとめている。このように、各信号の組合せに対して総合評価値５４を算出し、利用信号決定部３４において総合評価値５４が最大となる信号の組合せ５５を選定する。
【００５２】
図１５の例ではアンテナ１、２を用い、アンテナ３を用いない場合に、評価値は最大となっており、この組合せ５５が選定される。なお、最大評価値を達成する組合せが複数存在する場合は、そのうち任意の１つを選択する。選定された信号の組合せは、制御情報伝送部１１を通して、端末Ａに通知される。
【００５３】
このような制御方法に基づくと、さまざまな送信環境から伝送効率を評価し、その中で最も優れた伝送効率を有する信号の組合せを選定できる。その結果、伝送制御を行わない従来のＭＩＭＯシステムと比較して、伝送効率の高い通信システムが構築できる。
【００５４】
本実施の形態はいかなる送受信アンテナ数に対しても伝送効率の向上に利用することができる。特に、送信アンテナ数が受信アンテナ数よりも多い場合には、端末Ｂで信号分離が可能な状態を達成しつつ伝送速度の改善を同時に行えるため、適用効果は大きい。
【００５５】
実施の形態５．
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SＤＭ）伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。本実施の形態は実施の形態１と同様な送受信機の構成を有するが、端末Ｂから端末Ａへ通知する制御情報が異なり、本実施の形態では伝送関連情報として、各信号の伝送フォーマットを通知する。
【００５６】
図１６は本実施の形態における送信信号判定部１０での制御手順のフローチャートを示している。図１７は送信信号判定部１０において評価値を決定するための出力ＳＩＮＲと評価値の対応表である。図１８はさまざまな信号の組合せに対して評価値を算出した結果を示している。図１９は端末Ｂから端末Ａに伝送される制御情報のフレームフォーマットの一例である。以下、図１６〜１９を用いて、本実施の形態の説明を行う。
【００５７】
本実施の形態の送信信号判定部１０は実施の形態４と同様に図１１の構成を有しており、信号候補選定部３１、出力ＳＩＮＲ算出部３２、伝送評価部３３、利用信号決定部３４から構成される。制御手順として、まず信号候補選定部３１が送信信号の組合せの候補を選定し（Ｓ５０１）、出力ＳＩＮＲ算出部３２ではその組合せに対する信号の出力ＳＩＮＲを予測する（Ｓ５０２）。伝送評価部３３では、その出力ＳＩＮＲの結果に基づき評価値を決定する（Ｓ５０３）。この評価値は、信号のさまざまな組合せの候補全てに対して算出され（Ｓ５０４）、最終的に評価値の最も高かった送信信号の組合せを利用信号決定部３４で選定する。この際、利用信号決定部３４はその信号の組合せを送信するのに適した伝送フォーマットを決定し、その伝送フォーマットを制御情報伝送部１１に通知する（Ｓ５０５）。
【００５８】
図１７は出力ＳＩＮＲ予測値に対して評価値を決定するためのテーブルである。本テーブルは、出力ＳＩＮＲ予測値に対して所定の通信品質を実現する伝送フォーマット及び伝送速度を示す。ここで、所定の通信品質とは、ビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）またはパケット誤り率(Packet Error Rate)などに関する要求基準である。すなわち、要求基準のＢＥＲあるいはＰＥＲを満たす範囲でなるべく伝送速度が高くなるように、符号化方法（符号化率、拘束長など）、変調方式などのフォーマットを設定する。
【００５９】
図１７ではあるＳＩＮＲ６２のもとで用いるべき符号化率６４、変調方式６３などが記載されている。一般に、ＳＩＮＲが向上するほど、ビット誤りに強くなるので、符号化率を大きく設定できる。また、多値変調を用いることもできる。その結果、伝送速度６５はＳＩＮＲの向上とともに大きくなる。
本テーブルを用いると、あるＳＩＮＲのもとで所定の要求品質を達成するための伝送フォーマットとその伝送速度を決定できる。また、伝送速度を評価値として扱えば、さまざまな信号の組合せに対して、評価値を算出することもできる。
【００６０】
図１８はさまざまな信号の組合せの候補７１に対して各信号の評価値７３として伝送速度を用い、その評価値の合計７４を算出した結果である。利用信号決定部３４では、図１８の中で評価値７４が最大となる信号の組合せを選定する。本実施の形態では評価値合計が10.5になる信号の組合せ（１，１，０）が選定される。
評価値が最大となる組合せを選定することで、ＭＩＭＯシステムにおいて要求品質基準を満たしつつ伝送速度の向上を行える。
【００６１】
このように信号の組合せが選定されると、その伝送フォーマットが図１７を参照して決定され、制御伝送部１１を通して端末Ａに通知される。図１９はその制御情報（制御信号）８１の構成を示す一例であり、各信号ごとに伝送フォーマットが指定されている。本図において「０」は送信信号として用いないことを示す。また、「８」、「１５」、「６」は送信信号として用いる際の伝送フォーマットの番号を示し、これは図１７に示すように本実施の形態では「１」〜「３１」が選定される。
【００６２】
以上のように、端末Ｂは伝送関連情報として送信信号の組合せを用い、この送信信号の組み合わせに対応する伝送フォーマットを選定し、端末Ａに通知する。通知を受けた端末Ａは通知された伝送フォーマットに従い、情報信号の伝送を行う。
【００６３】
本手法に従うと、従来の伝送制御を行わないＭＩＭＯシステム及び前述の実施の形態１〜４と比較して、要求通信品質を満たしつつより伝送速度の高い通信を実現できる。このように、伝送フォーマットに自由度を加えることにより、より綿密なシステム設計が可能となり、伝送速度を向上できる。
【００６４】
なお、以上の説明では伝送速度を評価値として用いたが、伝送速度以外のパラメータを評価値としても構わない。
【００６５】
実施の形態６．
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SＤＭ）伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。特に、マルチキャリア伝送を行うＳＤＭ伝送について示したものである。
【００６６】
図２０は一般的なマルチキャリア伝送を説明するための基本構成図である。図２１はマルチキャリア伝送にＭＩＭＯシステムを適用する場合の送受信の構成図である。以下、図２０、２１を用いて、本実施の形態の説明を行う。
【００６７】
最近無線通信では、より高速伝送、高速移動の可能なシステムへの要求が高く、広帯域な無線伝送を行う必要が生じている。広帯域信号の伝送に関しては、複数のキャリアを同時に用いて信号の並列伝送を行うマルチキャリア方式が特に注目を集めている。マルチキャリア伝送方式では、低速なデータを周波数上で並列に配置し、異なるキャリアを用いて同時に送信する。信号の並列伝送を行うことによって伝送速度の向上を図っている。
【００６８】
図２０にマルチキャリア通信システムの基本構成図を示す。図に示すように、信号送信部９１では複数の信号を異なる複数の周波数に多重（９３〜９６）し、信号伝送する。また、受信側の信号受信部９２では異なる複数の周波数に多重（９３〜９６）した信号を分離し、各キャリアの受信信号とする。本図に示すように、マルチキャリア信号送信部９１で多重された信号は複数の周波数に多重（９３〜９６）されて伝送される。この際、各キャリアで伝送される信号は独立に扱うことができる。すなわち、シングルキャリア伝送の場合と同じく、各キャリアごとに個別に信号処理を行うことができる。従って、実施の形態１〜５ではシングルキャリア伝送の場合を対象に説明したが、同様のアクセス制御法はマルチキャリア伝送方式でも適用できる。
【００６９】
図２１にマルチキャリア伝送システムに本発明のＭＩＭＯシステムを適用した信号処理の構成を示す。本図に示すように各キャリア毎に実施の形態１〜５に示すＭＩＭＯシステムを構成することにより、マルチキャリア伝送方式に対しても本発明のＭＩＭＯシステムを適用することができる。
【００７０】
実施の形態７．
本実施の形態は、特にマルチキャリア伝送を行うＳＤＭ伝送について、実施の形態６とは異なる伝送制御法および通信方式を示したものである。
実施の形態６で示したように各サブキャリアに対し独立して伝送制御を行うことで、シングルキャリアの場合と同様の制御を行うことができる。しかし、全てのサブキャリアに対して独立制御を行うと、制御量が大きくなるという問題がある。そこで、本実施の形態では、制御量を低減しつつ、ＭＩＭＯシステムにおける効率的な信号伝送を可能とする方法について述べる。
【００７１】
図２２は送信信号判定部１０の構成図であり、図２３は送信信号判定部１０で行われる制御を示すフローチャートである。図２４は送信信号判定部１０で用いられる平均ＳＩＮＲ算出法を示している。以下、図２２〜２４を用いて、本実施の形態の説明を行う。
【００７２】
実施の形態６では、サブキャリアごとに評価及び信号の選定を行ったが、本実施の形態では全サブキャリアに対して１つの伝送評価及び信号の選定を行う。すなわち、全サブキャリアに対する評価値を設定し、その評価値に従って全サブキャリアの送信信号の選定を行う。評価値としては、平均信号電力、平均空間相関、平均ＳＩＮＲなどさまざまなパラメータを用いることができる。ここでは、その一つとして平均ＳＩＮＲを用いる場合について説明を進める。
【００７３】
図２２は全サブキャリアに対して１つの伝送評価及び信号選定を行う場合の送信信号判定部１０の構成である。本手法では、まず信号候補選定部３１が送信信号の組合せの候補を選定し（Ｓ６０１）、平均出力ＳＩＮＲ算出部３５では平均出力ＳＩＮＲを予測する（Ｓ６０２）。平均出力ＳＩＮＲの予測算出方法については後述する。伝送評価部３３では、平均出力ＳＩＮＲの予測結果から、送信信号の組合せの候補に対する評価値を決定する（Ｓ６０３）。この評価は、送信信号のさまざまな組合せの候補全てに対して行われ（Ｓ６０４）、最終的に評価値の最も高かった送信信号の組合せを利用信号決定部３４で選定し、制御情報伝送部１１に通知する（Ｓ６０５）。
【００７４】
本手法は出力ＳＩＮＲの代わりに平均出力ＳＩＮＲを用いる以外は実施の形態４と同様の構成である。また、実施の形態２、３、５に関しても平均信号電力、平均空間相関、平均ＳＩＮＲを用いることにより、マルチキャリア伝送時の本実施の形態の制御法に拡張できる。
【００７５】
図２４は平均ＳＩＮＲの算出法を示している。ここでは、信号の候補に対して、実施の形態４と同様に各サブキャリアのＳＩＮＲΓn,lを(n:送信アンテナ番号、l:サブキャリア番号)算出する。その後、サブキャリア間でＳＩＮＲを平均化することにより、全サブキャリアに対する平均ＳＩＮＲΓnを次式で計算する。
Γn=El[Γn,l]
ここで、El[・]はlに関する平均を行うことを示す。
【００７６】
マルチキャリア伝送では通常複数サブキャリアにまたがって符号化・復号を行う場合が多い。この場合、マルチキャリア受信特性は平均ＳＩＮＲに大きく依存し、平均ＳＩＮＲによって伝送特性をほぼ把握できる。従って、マルチキャリア伝送では全サブキャリアに対する平均化パラメータを用いることにより、少ない制御量で効率的な信号選定を行うことができる。
【００７７】
本実施の形態では平均ＳＩＮＲを用いて利用する信号の組合せを選定し、その組合せを制御信号によって端末Ａに通知する。この際、制御情報は全サブキャリアに対して共通であり、サブキャリアごとに制御方法を必要とする実施の形態６よりも制御量を大幅に軽減できる。
【００７８】
実施の形態８．
本実施の形態は、ＳＤＭ伝送において実施の形態１〜７とは異なる端末Ａでの信号送信法を示したものである。
【００７９】
実施の形態１〜７のＳＤＭ伝送では、端末Ａは各アンテナからパイロット信号及び情報信号を送信していた。しかし、必ずしも各アンテナから個別に信号を送信する構成でなくても構わない。本実施の形態では、端末Ａが送信ビームを用いてパイロット信号及び情報信号の伝送を行う場合について述べる。
【００８０】
図２５は本実施の形態における送受信機の構成図であり、１１１〜１１３は送信ウエイト乗算器、１１７〜１１９は送信ビーム形成である。図２６は本実施の形態における制御手順を示すフローチャートである。以下、図２５、２６を用いて本実施の形態の説明を行う。
【００８１】
本実施の形態では、端末Ａは送信信号sn(p)に対してウエイトwn=[wn1, wn2, …,wnN]Tを乗じて各アンテナ３の信号とする。複数の送信信号がある場合には、それぞれ異なるウエイトwnを乗じて個別に各アンテナ３の信号を生成し、複数の信号を同時に送信する。この場合、端末Ａの送信信号は指向性を有し、送信ビーム１１７〜１１９が形成される。このように、端末Ａは信号を各アンテナ３からでなく、各送信ビーム１１７〜１１９から送信することもできる。
【００８２】
送信ビーム形成を用いるＭＩＭＯシステムの伝送制御の手順について図２６を参照して以下で説明する。端末Ａはまず、各送信ビームからパイロット信号を送信する（Ｓ７０１）。端末Ｂはパイロット信号を受信すると、各信号の伝搬ベクトルを推定する（Ｓ７０２）。また、端末Ｂは推定伝搬ベクトルに基づき、利用する送信ビームを決定し（Ｓ７０３）、利用する送信ビームを制御情報によって端末Ａに通知する（Ｓ７０４）。制御情報を受けた端末Ａは、利用する送信ビームを選択して端末Ｂへ情報信号を送信する（Ｓ７０５）。
【００８３】
このように端末Ａが送信ビームを用いて信号送信する場合にも、端末Ａ，Ｂ間での伝送制御により、効率的なＳＤＭ伝送が可能となる。同様に、実施の形態１〜７の手法全てが送信ビームを用いる場合に拡張できる。
【００８４】
なお、送信ビームの数は送信アンテナ数と同一である必要はない。送信ビーム数はウエイト乗算器の数で決定され、送信アンテナ数より多くすることも少なくすることもできる。例えば、２アンテナを有する端末Ａが、４つの送信ビームを用いて４つの信号を送信することも可能である。
【００８５】
実施の形態９．
本実施の形態は、ＳＤＭ伝送について実施の形態１及び８の伝送制御方法の適用範囲をさらに拡張するものである。
【００８６】
実施の形態１及び８では、それぞれ
（１）端末Ａが各アンテナから信号を伝送すること
（２）端末Ａが各送信ビームから信号伝送すること
を前提として伝送制御法を述べた。しかし、実際には、端末Ｂは（１）または（２）の状態のいずれであるかを認識しなくても、伝送制御を行うことができる。
【００８７】
図２７は本伝送制御法の概念を示しており、図２８は本実施の形態のフローチャートの一例を示している。端末Ａは（１）または（２）のいずれかの状態でパイロット信号を送信する（Ｓ８０１）。このとき、端末Ｂは（１）または（２）のいずれかを認識しなくてもパイロット信号に対する伝搬ベクトルを推定できる（Ｓ８０２）。また、信号電力、空間相関、出力ＳＩＮＲのいずれもパイロット信号の系列のみを知れば、端末Ｂは推定できる。さらに、その結果に基づいてパイロット信号に対応する適切な信号の選定を行うこともできる（Ｓ８０３）。また、端末Ｂは、利用するパイロット信号の番号を端末Ａへ通知する（Ｓ８０４）ことにより、利用する信号を通知することもできる。制御情報を受けた端末Ａは、情報信号をアンテナ又は送信ビームから端末Ｂへ送信する（Ｓ８０５）。
【００８８】
従って、端末Ｂはパイロット信号の系列のみを知れば、端末Ａが（１）または（２）のいずれの状態であるかを認識しなくとも、全ての伝送制御を円滑に行うことができる。その結果、端末Ａは端末Ｂとは無関係に、任意の送信ビーム等を用いても伝送制御において問題とならない。
【００８９】
以上の結果から、パイロット信号の系列のみを規格として予め送受信機間で決め、送信ビームの利用は各端末の自由な判断に委ねることができる。その結果、ビームの有無に関する認知及び通知を端末間で行う必要はなく、端末Ａは少ない制御量で送信ビーム形成を利用することができる。
【００９０】
実施の形態１０．
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SＤＭ）伝送するMIMOシステムにおける効率的な信号伝送法及び通信方式に関するものである。
本実施の形態は実施の形態５が端末Ｂから端末Ａへ送信する制御情報が異なり、
特に、端末Ｂが各信号の送信電力を決定し、伝送フォーマットに加えて送信電力をも端末Ａに通知することを特徴とする。
【００９１】
図３０は送信信号判定部１０で用いる本実施の形態のフローチャートの一例を示している。図２９は送信信号判定部１０においてさまざまな信号の組合せに対して評価値を算出した結果を示している。図３１は端末Ｂから端末Ａに伝送される制御情報（制御信号）８２のフレームフォーマットの一例である。以下、図２９〜３１を用いて、本実施の形態の説明を行う。
【００９２】
本実施の形態の送信信号判定部１０は図１１と同様の構成を有しており、信号候補選定部３１、ＳＩＮＲ算出部３２、伝送評価部３３、利用信号決定部３４から構成される。しかし、前述の実施の形態５とは伝送フォーマットに加えて送信電力も端末Ｂから端末Ａに伝送される点が異なる。
【００９３】
制御手順として、まず信号候補選定部３１が各信号の送信電力の組合せ７５を選定し（Ｓ９０１）、出力ＳＩＮＲ算出部３２では端末Ｂでの出力ＳＩＮＲ７２を予測する（Ｓ９０２）。伝送評価部３３では、各出力ＳＩＮＲ７２の予測結果から、送信信号の各候補に対する評価値７３を算出し、送信信号の各候補に対する評価値７３を合計して伝送評価値７４を決定する（Ｓ９０３）。この評価は、信号の送信電力のさまざまな組合せ全てに対して行われ（Ｓ９０４）、最終的に評価値の最も高かった送信電力の組合せを利用信号決定部３４で選定し、制御情報伝送部に通知する（Ｓ９０５）。
【００９４】
図２９はさまざまな信号電力の組合せ７５に対して出力ＳＩＮＲ７２を予測し、評価値を算出した結果である。ここでは、パイロット信号の電力に対して情報信号の電力を変更したと想定し、出力ＳＩＮＲ７２を予測する。このＳＩＮＲ予測は（式２）と同様の演算法を用いて行うことができる。また、予測したＳＩＮＲを用いて評価値を決定する。このように、さまざまな電力の組合せに対して評価値を算出し、最も評価値の高い組合せを選定することにより、送信電力の最適化を行うことができる。ただし、電力の組合せを作成するにあたって、送信信号の総電力が所定の範囲内に収まるように電力の組合せを作成するものとする。
【００９５】
このように各信号の電力の大きさの組合せが選定されると、その組合せの伝送フォーマットが図１７を参照して決定され送信電力と共に制御伝送部１１を通して、端末Ａに通知される。図３１はその制御信号の構成を示す一例であり、各信号に対応した送信電力が現在のパイロット信号との比とし左欄に記述され、右欄の数字は伝送フォーマットの番号を示している。なお、本制御信号の電力項において、送信信号に用いる際の送信電力規模として「０」〜「３」を規定し、「０」は送信信号として用いない場合を示している。また、伝送フォーマットの番号は「０」が送信信号として用いないことを示し、送信信号として用いる番号は、実施の形態５と同様に「１」〜「３１」が選定される。
【００９６】
以上のように、端末Ｂは送信電力の組合せを選定し、端末Ａに通知する。通知を受けた端末Ａは通知された送信電力と伝送フォーマットに従い、情報信号の伝送を行う。
【００９７】
実施の形態１〜９では信号の送信電力の変更は考慮しなかったが、本実施の形態では、各送信信号の電力の最適化を行なうことができる。その結果、送信電力も考慮した上で、より効率的にＭＩＭＯシステムで信号伝送を行うことができる。
【００９８】
なお、本実施の形態では実施の形態５に対して電力の組合せを適用した場合を述べたが、同様に実施の形態１〜９に対しても同様の手法を適用できる。すなわち、本実施の形態で述べたＳＩＮＲを用いる電力選定法は、発明の一つの具体例にすぎず、端末Ｂが伝搬情報をもとに電力を決定し、伝送制御を行うさまざまなＭＩＭＯシステムの構成が可能である。
【００９９】
実施の形態１１．
本実施の形態はＭＩＭＯシステムとＣＤＭＡシステムを組み合わせて用いる場合について示したものである。
【０１００】
ＤＳ−ＣＤＭＡ方式及びマルチキャリアＣＤＭＡ方式とＭＩＭＯシステムを組み合わせて用いる場合には、符号拡散されたパイロット信号を端末Ｂで逆拡散した後に、実施の形態１〜１０と同様の手法を適用できる。従って、実施の形態１〜１０の伝送制御法はＤＳ−ＣＤＭＡ方式、マルチキャリアＣＤＭＡ方式などのＣＤＭＡ方式と組み合わせて用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
受信機は、送信機からのパイロット信号によって前記送信機からの信号の送信方法を選定して送信機に通知し、送信機はこの信号送信方法に基づき情報信号を前記受信機に送信するので、受信機では信号の分離を円滑に行うことができ、伝送効率を向上を図る無線通信装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】この発明の実施の形態１におけるＭＩＭＯシステム用送受信機の基本構成図。
【図２】実施の形態１における伝送制御法を示すフローチャート。
【図３】実施の形態１において端末Ｂから端末Ａへ制御信号を伝送する状況を示す図。
【図４】実施の形態１において端末Ａから端末Ｂに情報信号を伝送する状況を示す図。
【図５】実施の形態１において用いるパイロット信号及び制御信号のフォーマット図。
【図６】実施の形態１における端末Ｂのパイロット信号検出部の構成図。
【図７】実施の形態２における送信信号判定部の概略を表す図。
【図８】実施の形態２における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャート。
【図９】実施の形態３における送信信号判定部の概略を表す図。
【図１０】実施の形態３における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャート。
【図１１】実施の形態４における送信信号判定部の構成を表す図。
【図１２】実施の形態４における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャート。
【図１３】実施の形態４におけるＳＩＮＲ予測法を示す図。
【図１４】実施の形態４における出力ＳＩＮＲと評価値の関係を表すテーブルの図。
【図１５】実施の形態４における信号の組合せと評価値との対応を表すテーブルの図。
【図１６】実施の形態４における送信信号判定部の構成を表す図。
【図１７】実施の形態５における出力ＳＩＮＲと伝送フォーマット及び評価値の関係を表すテーブルの図。
【図１８】実施の形態５における出力ＳＩＮＲと評価値の関係を表すテーブルの図。
【図１９】実施の形態５において用いる制御信号のフォーマットの一例を示す図。
【図２０】マルチキャリア通信システムの基本構成図。
【図２１】実施の形態６におけるマルチキャリアＳＤＭ伝送の送受信機の構成図。
【図２２】実施の形態７における送信信号判定部の構成を表す図。
【図２３】実施の形態７における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャート。
【図２４】実施の形態７における平均出力ＳＩＮＲの算出法を示す図。
【図２５】実施の形態８におけるＭＩＭＯシステム用送受信機の基本構成図。
【図２６】実施の形態８における伝送制御法を示すフローチャート。
【図２７】実施の形態９におけるＭＩＭＯシステム用送受信機の概念図。
【図２８】実施の形態９における伝送制御法を示すフローチャート。
【図２９】実施の形態１０における信号電力の組合せと評価値との対応を表すテーブルの図。
【図３０】実施の形態１０における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャート。
【図３１】実施の形態１０において用いる制御信号のフォーマットの一例を示す図。
【図３２】従来技術におけるＳＤＭＡ伝送時の送受信機構成図。
【図３３】従来技術におけるＳＤＭＡ伝送時の送受信機構成と受信ビーム形成を示す概念図。
【符号の説明】
【０１０３】
１、２  端末、３、４  アンテナ、５  伝搬路、６  信号伝送部、７  制御情報受信部、８  送信信号決定部、９  パイロット信号検出部、１０  送信信号判定部、１１  制御情報伝送部、１２  情報信号受信部、２０  パイロット信号、２１、８１、８２  制御情報、３１  信号候補選定部、３２  出力ＳＩＮＲ算出部、３３  伝送評価部、３４  利用信号決定部、３５  平均出力ＳＩＮＲ算出部、４１  出力ＳＩＮＲ、５１、７１  信号の組合せ、５２、６２、７２  出力ＳＩＮＲ、５３、７３  各信号の評価値、５４、７４  評価値の合計、６１  伝送規格番号、６３  変調方式、６４  符号化率、６５  伝送評価値、９１、１０１、１０２、１０３  マルチキャリア信号送信部、９２、１０４、１０５、１０６  マルチキャリア信号受信部、９３、９４、９５、９６  キャリア、１１３  送信ウエイト乗算部、１１４、１１５、１１６、１３１、１３２、１３３  受信ウエイト乗算部、１１７、１１８、１１９  送信ビーム、１２１、１２２  パイロット信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【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２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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