(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネル推定のための入力されるパイロット信号に対してビームフォーミング処理を行うステップと、
前記ビームフォーミング処理後のパイロット信号を複数のアンテナを含む送信部によって送信するステップと、
入力されるデータ信号からゲインを乗じてフィードバックされたデータ信号を差し引くフィードバック処理を行うステップと、
前記フィードバック処理後のデータ信号に対してビームフォーミング処理を行うステップと、
前記ビームフォーミング処理後のデータ信号を前記送信部によって送信するステップと、を具備する無線送信方法。
【請求項２】
フィードバック処理を行うフィードバック処理部と、
ビームフォーミング処理を行うビームフォーマ部と、
信号を送信する送信部と、を具備し、
チャネル推定のための入力されるパイロット信号に対して、前記ビームフォーマ部がビームフォーミング処理を行い、前記送信部が該ビームフォーミング処理後のパイロット信号を送信し、
入力されるデータ信号に対して、前記フィードバック処理部が該データ信号からゲインを乗じてフィードバックされたデータ信号を差し引くフィードバック処理を行い、前記ビームフォーマ部が該フィードバック処理後のデータ信号に対してビームフォーミング処理を行い、前記送信部が該ビームフォーミング処理後のデータ信号を送信する無線送信装置。
【請求項３】
前記送信部は、複数のアンテナを用いて前記ビームフォーミング処理後のデータ信号及びパイロット信号を送信するように構成される請求項２記載の無線送信装置。
【請求項４】
前記フィードバック処理後のデータ信号に対して、前記ビームフォーミング処理の前に、前記フィードバック処理による送信電力の増大を低減するためのモジュロ演算を行うモジュロ演算部をさらに具備する請求項２に記載の無線送信装置。
【請求項５】
前記入力されるパイロット信号は、第１ユーザの無線受信装置向けの第１パイロット信号及び第２ユーザの無線受信装置向けの第２パイロット信号を含み、これら第１パイロット信号及び第２パイロット信号は時間方向あるいは周波数方向において互いに直交していることを特徴とする請求項２に記載の無線送信装置。
【請求項６】
入力されるデータ信号から第１のゲインを乗じてフィードバックされたデータ信号を差し引く第１のフィードバック処理を行う第１のフィードバック処理部と、
予め用意されたチャネル推定のための複数のパイロット信号から送信電力が最小となる一つのパイロット信号を選択する選択部と、
選択されたパイロット信号から第２のゲインを乗じてフィードバックされたパイロット信号を差し引く第２のフィードバック処理を行う第２のフィードバック処理部と、
前記第１のフィードバック処理後のデータ信号及び第２のフィードバック処理後のパイロット信号に対してビームフォーミング処理を行うビームフォーマ部と、
前記第１のフィードバック処理後のパイロット信号または前記ビームフォーミング処理後のパイロット信号から前記送信電力を計算する電力計算部と、
前記ビームフォーミング処理後のデータ信号及びパイロット信号を送信する送信部と、
を具備する無線送信装置。
【請求項７】
前記送信部は、複数のアンテナを用いて前記ビームフォーミング処理後のデータ信号及びパイロット信号を送信するように構成される請求項６記載の無線送信装置。
【請求項８】
前記選択されたパイロット信号を前記入力されるデータ信号に対して乗算あるいは除算する演算器をさらに具備する請求項６記載の無線送信装置。
【請求項９】
前記第１のフィードバック処理後のデータ信号に対して、前記ビームフォーミング処理の前に、前記第１のフィードバック処理による送信電力の増大を低減するためのモジュロ演算を行うモジュロ演算部をさらに具備する請求項６に記載の無線送信装置。
【請求項１０】
入力されるデータ信号から第１のゲインを乗じてフィードバックされたデータ信号を差し引く第１のフィードバック処理を行う第１のフィードバック処理部と、
前記第１のフィードバック処理後のデータ信号に対して前記第１のフィードバック処理による送信電力の増大を低減するための第１のモジュロ演算を行う第１のモジュロ演算部と、
入力されるパイロット信号から第２のゲインを乗じてフィードバックされたパイロット信号を差し引く第２フィードバック処理を行う第２のフィードバック処理部と、
前記第２のフィードバック処理後のパイロット信号に対して前記第２のフィードバック処理による送信電力の増大を低減するための第２のモジュロ演算を行う第２のモジュロ演算部と、
前記第１のモジュロ演算後のデータ信号及び前記第２のモジュロ演算後のパイロット信号に対してビームフォーミング処理を行うビームフォーマ部と、
前記ビームフォーミング処理後のデータ信号及びパイロット信号を送信する送信部と、
前記第２のモジュロ演算の内容を表す情報を、前記データ信号及び前記パイロット信号の送信先に通知する通知部と、を具備する無線送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に複数のアンテナを用いて複数の無線端末向けに送信を行う無線送信方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の送信アンテナを用いて同一周波数、同一時間に複数のユーザを多重する空間分割多元アクセス（Spatial Division Multiple Access （ＳＤＭＡ））方式は、周波数を有効活用できる技術として知られている。この技術を基地局と複数のユーザ（無線端末）との間で通信を行う無線通信システムに応用し、複数のユーザが互いに干渉することなくそれぞれのユーザ向けの送信信号のみを受信可能とするＺＦ(zero-forcing)−ＳＤＭＡが知られている。
【０００３】
ＺＦ−ＳＤＭＡは干渉を零にする規範であり、基地局において複数の送信アンテナと複数のユーザとの間の複数の伝搬路状態を表す行列（以下、チャネル行列という）の逆行列に相当するウェイトＷを送信信号に乗じることでビームフォーミングを行うことにより、干渉抑圧を行う。このようにＺＦ−ＳＤＭＡは送信アンテナの自由度を干渉抑圧に使ってしまうため、送信電力が増加すると共に、良好なダイバーシチ特性が得られない。すなわち、無線端末としてユーザ１及びユーザ２を考えた場合、例えばユーザ１向けの送信信号に対してユーザ２に対する干渉抑圧のために、送信ビームの零点方向をユーザ２の方向に向けたとすると、ユーザ２向けの送信ビームの最大振幅方向はユーザ２の方向に必ずしも一致しない。
【０００４】
非特許文献１（G. Caire and S. Shamai (Shitz), “On the achievable throughput of a multiantenna Gaussian broadcast channel,” IEEE Trans. on Info. Theory, vol. 49, no. 7, pp. 1691-1706, Jul. 2003.）では、この問題を解決するＤＰＣ（Dirty Paper Coding)−ＳＤＭＡを提案している。ＤＰＣ−ＳＤＭＡ方式では、チャネル行列Ｈのエルミート転置であるＨＨをＱＲ分解したＱをビームフォーミングのためのウェイトＷとして用いる。Ｑは直交行列であるから、ＺＦ−ＳＤＭＡで問題になる送信電力の増加は生じない。ビームフォーミングによって送信信号にウェイトＷを乗じると、ユーザ１の無線端末はユーザ１向けの送信信号のみを受信し、ユーザ２の無線端末はユーザ１向けの送信信号及びユーザ２向けの送信信号の両方を受信することになる。
【０００５】
この場合、ユーザ１に対してはユーザ１の無線端末において最大ゲインが得られるような送信ビームで信号が送信される。従って、ユーザ１に対しては干渉抑圧をする必要がないため、最大比合成のビームで送信することが可能になり、ＺＦ−ＳＤＭＡよりも特性が向上する。このとき、ユーザ１の無線端末のダイバーシチオーダは１となる。ここで、ユーザ１に対する送信ビームはユーザ２の無線端末を考慮していないため、ユーザ１向けの送信信号はユーザ２にも届いてしまう。一方、ユーザ２向けの送信信号は、ユーザ１の無線端末への干渉を抑圧する必要があるため、ユーザ１の無線端末には届かないものの、ユーザ２の無線端末にも最大利得で届かず、ユーザ２の無線端末のダイバーシチオーダは１になる。
【０００６】
ところで、このままではユーザ２の無線端末はユーザ１向けの送信信号からの干渉を受けてしまうため、ＤＰＣ−ＳＤＭＡでは送信信号にフィードバック処理によるプリコーディングを施す。このようにビームフォーミングとプリコーディングを併用することにより、ユーザ１及びユーザ２の無線端末は互いに干渉することなく基地局と通信することが可能になる。この場合、ユーザ１の無線端末のダイバーシチオーダは２となり、ユーザ２の無線端末のダイバーシチオーダは１である。他方、ＺＦ−ＳＤＭＡではいずれのユーザもダイバーシチオーダが１である。従って、ＤＰＣ−ＳＤＭＡはＺＦ−ＳＤＭＡより優れた方式であるといえる。しかし、ＤＰＣ−ＳＤＭＡでは干渉除去のみのためのプリコーディングを施した場合、送信電力が増加するという問題がある。
【０００７】
これに対し、非特許文献２（C. Windpassinger, R. Fischer, T. Vencel, and J.B. Huber, “Precoding in multiantenna and multiuser communications,” IEEE Trans. Wireless Communication, vol.3, no.4, pp.1305-1316, July 2004.）では、Tomlinson-Harashima Precoding（ＴＨＰ）を用いた送信電力低減方法を提案している。これは複素数で構成される送信信号に対して、ＴＨＰで示されているようなモジュロ演算を施すことで送信電力の低減を行う方法である。以下、この方式をＴＨＰ−ＳＤＭＡと呼ぶことにする。ＴＨＰ−ＳＤＭＡは、送信電力の増加もなくユーザを同一時間、同一周波数で多重しながら、かつ一般的なＳＤＭＡ方式より受信品質を改善できる。
【非特許文献１】G. Caire and S. Shamai (Shitz), “On the achievable throughput of a multiantenna Gaussian broadcast channel,” IEEE Trans. on Info. Theory,. vol. 49, no. 7, pp. 1691-1706, Jul. 2003.
【非特許文献２】C. Windpassinger, R. Fischer, T. Vencel, and J.B. Huber, “Precoding in multiantenna and multiuser communications,” IEEE Trans. Wireless Communication, vol.3, no.4, pp.1305-1316, July 2004.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＴＨＰ−ＳＤＭＡによって送信される信号を受信側で復号する際には、受信側において受信信号をチャネル応答に相当するゲイン（受信ゲイン）で除算する必要がある。チャネル応答に相当するゲインは受信側では既知でないため、予め送信側からパイロット信号を用いて受信側に通知する必要がある。この場合、ＴＨＰ−ＳＤＭＡにおいてパイロット信号をいかに送信するかが課題となる。
【０００９】
従来のＺＦ−ＳＤＭＡにおいてパイロット信号を送信する際に、ビームフォーミングのためにデータ信号を送信するときと同じウェイトを利用することが知られている。同様の手法をＴＨＰ−ＳＤＭＡに適用する場合、送信電力の増加を防ぐためにパイロット信号にモジュロ演算を施すと、以下のような問題が生じてしまう。
【００１０】
パイロット信号を用いたチャネル推定を行う場合、受信側では受信信号に予め既知のパイロット信号で除算を行ってチャネル推定値を求める。しかしながら送信側でモジュロ演算が施されると、チャネル推定値は本来の値から大きくかけ離れてしまい、受信性能を大幅に劣化させてしまう。
【００１１】
一方、モジュロ演算を施さずにパイロット信号を送信すれば、チャネル推定値を正しく求めることができるが、増大した送信電力を規格化する必要があるため、結果的にパイロット信号の受信レベルを下げることになり、やはり受信品質を低下させてしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、受信側のユーザ間干渉を抑圧すると共に送信電力の増大を回避し、さらに受信側において正しいチャネル推定が可能であって良好な受信特性が得られる無線送信方法及び装置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】
【００１３】
本発明の第１の観点によると、入力されるデータ信号からゲインを乗じてフィードバックされたデータ信号を差し引くフィードバック処理を行うフィードバック処理部と、フィードバック処理後のデータ信号及びチャネル推定のためのパイロット信号に対してビームフォーミング処理を行うビームフォーマ部と、ビームフォーミング処理後のデータ信号及びパイロット信号を送信する送信部と、を具備する無線送信装置を提供する。
【００１４】
このようにデータ信号に対してはフィードバック処理を行ってからビームフォーミング処理を行って干渉除去を行い、パイロット信号に対してはフィードバック処理やモジュロ演算を経ることなくビームフォーミング処理を行うことにより、パイロット信号の送信電力が増大するのを回避するとともに、パイロット信号の受信品質を向上させ、正しいチャネル推定によって良好な受信特性を得ることができる。この場合、データ信号に対してモジュロ演算を行うことにより、データ信号の送信電力の増大を回避するようにしてもよいことはいうまでもない。
【００１５】
本発明の第２の観点によると、入力されるデータ信号から第１のゲインを乗じてフィードバックされたデータ信号を差し引く第１のフィードバック処理を行う第１のフィードバック処理部と、予め用意されたチャネル推定のための複数のパイロット信号から送信電力が最小となる一つのパイロット信号を選択する選択部と、選択されたパイロット信号から第２のゲインを乗じてフィードバックされたパイロット信号を差し引く第２のフィードバック処理を行う第２のフィードバック処理部と、前記第１のフィードバック処理後のデータ信号及び前記第２のフィードバック処理後のパイロット信号に対してビームフォーミング処理を行うビームフォーマ部と、前記第１のフィードバック処理後のパイロット信号または前記ビームフォーミング処理後のパイロット信号から前記送信電力を計算する電力計算部と、前記ビームフォーミング処理後のデータ信号及びパイロット信号を送信する送信部と、を具備する無線送信装置を提供する。
【００１６】
このようにデータ信号をフィードバック処理した後にビームフォーミング処理して送信することで干渉除去を行うと共に、複数のパイロット信号のうち送信電力が最小となる一つのパイロット信号を選択し、これをフィードバック処理した後にビームフォーミング処理して送信することにより、パイロット信号に対してフィードバック処理を行いつつもパイロット信号の送信電力が増大するのを回避し、パイロット信号の受信品質を向上させることができる。
【００１７】
本発明の第３の観点によると、入力されるデータ信号から第１のゲインを乗じてフィードバックされたデータ信号を差し引く第１のフィードバック処理を行う第１のフィードバック処理部と、前記第１のフィードバック処理後のデータ信号に対して前記第１のフィードバック処理による送信電力の増大を低減するための第１のモジュロ演算を行う第１のモジュロ演算部と、入力されるパイロット信号から第２のゲインを乗じてフィードバックされたパイロット信号を差し引く第２フィードバック処理を行う第２のフィードバック処理部と、前記第２のフィードバック処理後のパイロット信号に対して前記第２のフィードバック処理による送信電力の増大を低減するための第２のモジュロ演算を行う第２のモジュロ演算部と、前記第１のモジュロ演算後のデータ信号及び前記第２のモジュロ演算後のパイロット信号に対してビームフォーミング処理を行うビームフォーマ部と、前記第２のモジュロ演算の内容を表す情報を通知する通知部と、を具備する無線送信装置を提供する。
【００１８】
このようにデータ信号とパイロット信号に双方に対して、フィードバック処理及びモジュロ演算を行った後にビームフォーミング処理を行って送信を行う場合に、パイロット信号に対して行ったモジュロ演算の内容を示す情報を受信側に通知することにより、受信側では受信したパイロット信号からチャネル推定値を正しく求めることができる。従って、パイロット信号の送信電力が増大するのを回避すると共に、受信品質を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フィードバック処理によって受信側のユーザ間干渉を抑圧するとともに、送信電力の増大を回避し、さらに受信側において正しいチャネル推定を行い、良好な受信特性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。  
（第１の実施形態）  
まず、第１の実施形態に従う無線送信装置及び無線受信装置の概略構成について説明する。
【００２１】
＜無線送信装置＞  
図１は、ＴＨＰ−ＳＤＭＡを用いた第１の実施形態に従う無線送信装置を示している。パイロット系列１１及びデータ系列１２は、それぞれ変調部１０１及び１０２によって変調が施され、変調シンボル、すなわちパイロット信号１３及びデータ信号１４が生成される。変調部１０１及び１０２では、従来知られている種々のデジタル変調方式、例えばＢＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)、ＡＳＫ(Amplitude Shift Keying）、ＦＳＫ(Frequency Shift Keying）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）、あるいは６４ＱＡＭなどの変調方式が利用される。
【００２２】
変調部１０１から出力されるパイロット信号１３は、ビームフォーマ１０６に直接入力される。一方、変調部１０２から出力されるデータ信号１４は、減算部１０３とモジュロ演算部１０４及びフィードバック部１０５からなるブロックにより処理される。すなわち、データ信号１４は減算部１０３及びフィードバック部１０５によりフィードバック処理が行われ、さらにフィードバック処理後のデータ信号に対してモジュロ演算部１０４によりモジュロ演算が行われる。フィードバック部１０５では、減算部１０３から出力されるデータ信号に対してあるゲインを乗じる処理を行う。減算部１０３とモジュロ演算部１０４及びフィードバック部１０５によるフィードバック処理及びモジュロ演算後のデータ信号１５は、ビームフォーマ１０６に入力される。
【００２３】
ビームフォーマ１０６では、パイロット信号１３とフィードバック処理及びモジュロ演算後のデータ信号１５に対して、複数のユーザ（無線端末）向けの送信ビーム形成する処理、すなわちビームフォーミング処理がされる。直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing（ＯＦＤＭ））伝送あるいは直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）を用いる場合、ビームフォーミング処理後のパイロット信号及びデータ信号は、逆高速フーリエ変換（inverse fast Fourier transformer（ＩＦＦＴ））ユニット１０７によりＯＦＤＭ信号に変換された後、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１０８によりアナログ信号に変換され、複数（ｎ）の送信ＲＦ(Radio Frequency)部１０９−１〜１０９−ｎに入力される。なお、シングルキャリア伝送の場合、つまりＯＦＤＭ伝送やＯＦＤＭＡ伝送のようなマルチキャリア伝送を用いない場合、ＩＦＦＴユニット１０７は必要なく、ビームフォーマ１０６からの出力信号はＤＡＣ１０８に直接入力される。なお、いずれの場合もＤＡＣ１０８の前段に帯域制限のためのディジタルフィルタなどを用いることもある。
【００２４】
送信ＲＦ部１０９−１〜１０９−ｎは、周波数変換器（アップコンバータ）、電力増幅器及び必要に応じてフィルタを有する。ＤＡＣ１０８からのアナログ信号に変換されたパイロット信号及びデータ信号は、送信ＲＦ部１０９−１〜１０９−ｎにおいてＲＦ帯の周波数にアップコンバートされ、さらに電力増幅がなされた後、送信アンテナ１１０−１〜１１０−ｎに供給されることによって送信される。
【００２５】
＜無線受信装置＞  
図２は、第１の実施形態に従う無線受信装置を示している。図２に示す無線受信装置は基地局に備えられる図１の無線送信装置に対応して、複数のユーザの無線端末にそれぞれ備えられる。図１の無線送信装置から送信されるＲＦ信号は、受信アンテナ３０１によって受信される。受信アンテナ３０１から出力される受信信号３１は、受信ＲＦ部３０２に入力される。
【００２６】
受信ＲＦ部３０２は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）、周波数変換器（ダウンコンバータ）、及び必要に応じてフィルタを有する。受信信号３１は、受信ＲＦ部３０２において増幅された後、ＲＦ帯から例えばベースバンド帯の周波数にダウンコンバートされる。
【００２７】
受信ＲＦ部３０２から出力されるベースバンド帯の受信信号は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）３０３によってアナログ信号からデジタル信号に変換された後、高速フーリエ変換（fast Fourier transformer（ＦＦＴ））ユニット３０４により復調（サブキャリア復調）される。ＦＦＴユニット３０４からの出力信号は、モジュロ演算部３０５及びチャネル推定部３０６に入力される。モジュロ演算部３０５及びチャネル推定部３０６からの出力信号は、復調部３０７に入力される。
【００２８】
ここでは、図１の無線送信装置がＯＦＤＭ伝送のようなマルチキャリア伝送を用いていることに対応して、無線受信装置にＦＦＴユニット３０４が設けられているが、シングルキャリア伝送の場合にはＦＦＴユニット３０４は不要であり、ＡＤＣ３０３からの出力信号はモジュロ演算部３０５及びチャネル推定部３０６に直接入力される。なお、いずれの場合もＡＤＣ３０３の後に帯域制限のためのディジタルフィルタを用いることもある。
【００２９】
モジュロ演算部３０５では、図１中のモジュロ演算部１０４に対応したモジュロ演算が行われる。チャネル推定部３０６では、無線送信装置の送信アンテナ１１０−１〜１１０−ｎと各無線受信装置との間のチャネル推定、すなわち伝搬路応答（以下、チャネル応答という）の推定が行われる。復調部３０７は、チャネル推定部３０６からのチャネル推定値に基づいてＦＦＴユニット３０４からの出力信号に対してチャネル等化を行った後、図１中の変調部１０１及び１０２の変調に対応した復調処理、すなわち変調信号を信号点へデマッピングする処理を行う。
【００３０】
チャネル推定部３０６は、例えば図３に示されるように２つのメモリ４０１及び４０２と直交処理部４０３及び除算部（ビットシフト部）４０４を有する。チャネル推定部３０６の詳細な処理については後に説明する。
【００３１】
＜詳細説明＞  
次に、本実施形態に従う無線送信装置及び無線受信装置について、従来のＺＦ−ＳＤＭＡ、ＤＰＣ−ＳＤＭＡ及びＴＨＰ−ＳＤＭＡの詳細と共に詳しく説明する。  
本実施形態に従う無線送信装置は、例えば基地局と複数のユーザによって所持される無線端末とを有する無線通信システムの基地局に備えられる。無線通信システムは、複数のアンテナを用いて同一周波数、同一時間に複数のユーザ（無線端末）を多重するＳＤＭＡ方式を利用している。
【００３２】
基地局は２つの送信アンテナTx1及びTx2（例えば、図１中のアンテナ１１０−１及び１１０−２に相当）を持ち、ユーザ１及びユーザ２の無線端末はそれぞれ１本の受信アンテナRx1及びRx2を持っていると仮定する。ユーザ１及びユーザ２の無線端末への送信信号をそれぞれ  
【数１】
0005248130.tif 000002
【００３３】
とし、ユーザ１及びユーザ２の無線端末で受信される雑音信号を  
【数２】
0005248130.tif 000003
【００３４】
とすると、ユーザ１及びユーザ２の無線端末で受信される信号yは  
【数３】
0005248130.tif 000004
【００３５】
と書くことができる。ここでＨは基地局と無線端末間のチャネル行列であり、h11は送信アンテナTx1からユーザ１の無線端末の受信アンテナRx1までのチャネル応答、h12は送信アンテナTx2から受信アンテナRx1までのチャネル応答、h21は送信アンテナTx1からユーザ２の無線端末の受信アンテナRx2までのチャネル応答、h22は送信アンテナTx2から受信アンテナRx2までのチャネル応答をそれぞれ示す。
【００３６】
ここで、ビームフォーマを用いて送信信号s（パイロット信号及びデータ信号）に対して  
【数４】
0005248130.tif 000005
【００３７】
というウェイトＷを乗算して送信すると、
【数５】
0005248130.tif 000006
【００３８】
となり、ユーザ１及びユーザ２の無線端末は互いに干渉なく、それぞれs1及びs2のみを受信することが可能になり、ＳＤＭＡを実現できる。これがＺＦ−ＳＤＭＡである。
【００３９】
一方、非特許文献１に記載されたＤＰＣ−ＳＤＭＡについて図４及び図５を用いて説明する。ＺＦ−ＳＤＭＡでは、前述したようにチャネル行列Ｈのエルミート転置ＨＨをＱＲ分解して得られるＱを用いる。具体的には、
【数６】
0005248130.tif 000007
【００４０】
として計算されたＱをウェイトＷとして用いる。ここで、Ｑは直交行列であり、かつユニタリ行列であるから、ＺＦ−ＳＤＭＡで問題になる送信電力の増加は生じない。
【００４１】
ビームフォーミングによって送信信号にウェイトＷを乗算すると、ユーザ１及びユーザ２の無線端末の受信信号は次のようになる。
【数７】
0005248130.tif 000008
【００４２】
よって、ユーザ１の無線端末はユーザ１向けの送信信号ｓ1のみを受信し、ユーザ２の無線端末はユーザ１向けの送信信号ｓ1及びユーザ２向けの送信信号ｓ2の両方を受信する。
【００４３】
図４は、このときのウェイトＷが作るビームのイメージを示している。図４の例では、ユーザ１向けの送信信号s1はユーザ１の無線端末において最大ゲインが得られるようなビームで送信される。このユーザ１向けのビームについては、干渉抑圧を考慮する必要がないため、最大比合成ダイバーシチのためのビームとすることが可能になり、ＺＦ−ＳＤＭＡよりも特性が良い。
【００４４】
ユーザ１の無線端末の受信信号は、y1=r11*ｓ1 + n1となる。このとき、ユーザ１の無線端末のダイバーシチオーダは１となる。このユーザ１向けのビームはユーザ２の無線端末を考慮していないため、ユーザ１向けの送信信号s1はユーザ２の無線端末にも届いてしまう。一方、ユーザ２向けの送信信号s2は、ユーザ１の無線端末への干渉を抑圧する必要がある。その結果、ユーザ２向けの送信信号s2は、ユーザ１の無線端末には届かないものの、ユーザ２の無線端末にも最大利得で届かず、ユーザ２の無線端末のダイバーシチオーダは１になる。
【００４５】
ところで、このままではユーザ２の無線端末はユーザ１向けの送信信号s1からの干渉を受けてしまうことになる。すなわち、ユーザ２の無線端末の受信信号はy2=r21*ｓ1 + r22*ｓ2 + n2となり、ここでr21*s1がs1からの干渉成分である。そこで、ＤＰＣ−ＳＤＭＡでは図５に示されるように送信信号s1及びs2にフィードバック処理を含むプリコーディングを施してから、ビームフォーミングを行う。図５では、次式で示すプリコーディング信号s’を生成する。
【数８】
0005248130.tif 000009
【００４６】
このようなプリコーディング（符号化は処理）を施すと、プリコーディング信号s’にウェイトＷによるビームフォーミングを施して得られる最終的な送信信号x’は次式となる。
【数９】
0005248130.tif 000010
【００４７】
このときの受信信号y’は次のように書くことができる。
【数１０】
0005248130.tif 000011
【００４８】
すなわち、図５に示されるようにユーザ１の無線端末の受信信号は、プリコーディングを行わない図４の場合と同様にy1=r11*s1 + n1となる。一方、ユーザ２の無線端末の受信信号は、y2=r22*s2 + n2となり、干渉成分r21*s1がキャンセルされる。このようにビームフォーミングとプリコーディングを併用することにより、ユーザ１及びユーザ２の無線端末は互いの干渉なく基地局と通信を行うことが可能になる。
【００４９】
ところで、式（１０）で示したように、送信信号に対してキャンセリングのみの目的のプリコーディング、すなわちフィードバック処理のみを施した場合、フィードバック処理後の送信信号ｓは以下のようになる。
【数１１】
0005248130.tif 000012
【００５０】
ここで、s1及びs2の電力を１とした場合、s2-s1r12(1)*/ r22(1)*は１より大きくなってしまう可能性があるため、送信電力が増大するという問題がある。この問題を避けるため、前述したように非特許文献２においてＴＨＰを用いた送信電力低減方法、すなわち複素数で構成される送信信号にモジュロ演算を施す方法が提案されている。以下、この非特許文献２で提案されている送信電力低減方法の原理と問題点について、図６及び図７を参照して説明する。図６は送信信号点のＩＱ平面上でのコンスタレーションを示し、図７は受信信号点のＩＱ平面上でのコンスタレーションを示している。
【００５１】
まず、キャンセリング前の送信信号のs1及びs2の振幅Ａを下記で表すとする。
【数１２】
0005248130.tif 000013
【００５２】
ここで、Ｍは変調多値数、ｍは電力を１に規格化するための係数であり、ＱＰＳＫの場合はＭ＝４、ｍ＝√２である。
【００５３】
今、図６の左上の送信信号点s2がキャンセリング後、右上の点s2’に移った場合を考える。このときＴＨＰによれば、フィードバック処理後の送信信号s2 - s1r12(1)*/ r22(1)*と、次式に示すＮの整数倍との減算または加算を実軸及び虚軸上で、すなわちＩ相及びＱ相に対して行い、振幅が±√Ｍ／ｍ以内、すなわち±√２以内になるようにして電力低減を行う。
【数１３】
0005248130.tif 000014
【００５４】
この処理はモジュロ(Modulo)演算であるため、この処理を非特許文献１においてはModulo reductionとも呼んでいる。
【００５５】
今、モジュロ演算においてＩ相に対してＮを１回、Ｑ相に対してＮを１回減算し、  
【数１４】
0005248130.tif 000015
【００５６】
としたときに振幅が±√2以下になり、この値を用いてウェイトを施して送信を行う場合を考える。すなわち、点s2’が矢印のように振幅がＡ以内の点s2”に移ったとする。
【００５７】
このとき受信側では、雑音成分を無視すれば  
【数１５】
0005248130.tif 000016
【００５８】
が受信されるため、これをチャネル応答に相当するゲインr22*で除算すると、受信信号s1-N-jNは図７の白抜き点y/r222となる。この受信信号はフィードバック処理前の振幅Ａを超えているため、受信側ではＩ相及びＱ相で１回ずつ式（１３）のＮを加算することで、信号ｓ2を再生することが可能になる。この方式が前述したＴＨＰ−ＳＤＭＡであり、送信電力を増加させることなくユーザを同一時間、同一周波数で多重しながら、かつ従来のＳＤＭＡ方式より受信品質を改善できるという特徴がある。
【００５９】
ところで、ＴＨＰ−ＳＤＭＡによって送信される式（１０）に示されるような信号を受信側で復号する際には、例えばユーザ１の無線端末は受信信号をチャネル応答に相当するゲイン（受信ゲイン）r11*で除算する必要がある。チャネル応答に相当するゲインは受信側では既知でないため、予め送信側からチャネル推定のためのパイロット信号を用いて受信側に通知する必要がある。
【００６０】
ここで、パイロット信号を送信する際に、ビームフォーミングのためにデータ信号を送信するときと同じウェイトを利用する手法が知られている。もし、この手法をＴＨＰ−ＳＤＭＡに適用すると、式（８）に示したように送信電力が増加した場合、送信電力の増加を防ぐためにパイロット信号にモジュロ演算を施すと、受信信号は式（１５）に示すようになってしまう。従って、受信側で受信信号を既知のパイロット信号に相当するs2で除算すると、チャネル推定値r*est22は以下のようになる。
【数１６】
0005248130.tif 000017
【００６１】
式（１６）のチャネル推定値r*est22は、本来の値r22*から大きくかけ離れてしまっているので、このままでは受信性能を大幅に劣化させてしまう。一方、モジュロ演算を施さずにパイロット信号を送信すれば、この問題を回避できるが、増大した送信電力を規格化することになるため、結果的にパイロット信号の受信レベルを下げてしまうことになり、やはり受信品質を低下させてしまう。
【００６２】
本実施形態の無線送信装置では、上記のようにＴＨＰ−ＳＤＭＡにおいて正確なチャネル推定値が得られないことに起因して受信特性が劣化するという問題を解決するため、データ信号１４に対してのみ減算部１０３とモジュロ演算部１０４及びフィードバック部１０５による処理を行ってから、ビームフォーマ１０６によるビームフォーミングを行う。パイロット信号１３についてはデータ信号１４に対する上記の処理を経ずに、ビームフォーマ１０６によるビームフォーミングを行う。以下、この点について詳細に説明する。
【００６３】
変調部１０２から出力されるデータ信号１４は、減算部１０３とモジュロ演算部１０４及びフィードバック部１０５からなるブロックにより、データ信号に関する式（１０）のＢ-1の処理に相当するフォードバック処理が行われる。減算器１０３及びフィードバック部１０５では、式（８）の２行目のフィードバック処理が行われる。すなわち、フィードバック部１０５では減算器１０３から出力されるデータ信号（ユーザ１向けの送信信号s1及びユーザ２向けの送信信号s2）のうちs1にr12*/ r22*というゲインを乗じてs1r12*/ r22*を生成し、減算部１０３ではユーザ２向け送信信号s2からs1r*12/ r22*を差し引いてs2-s1r12*/ r22*を生成する。
【００６４】
モジュロ演算部１０４は、フィードバック処理によって生じる送信電力の増加を低減させ、式（１２）のようにＮの整数倍をＩ相あるいはＱ相に加算あるいは減算して規定の送信電力になるように調整を行う。
【００６５】
減算部１０３とモジュロ演算部１０４及びフィードバック部１０５からなるブロックから出力されるフィードバック処理及びモジュロ演算後の信号１５は、ビームフォーマ１０６へ入力される。ビームフォーマ１０６では、フィードバック処理及びモジュロ演算後の信号１５に対して、式（１０）におけるビームフォーミング行列Ｑがウェイトとして乗算されることにより、ビームフォーミングが行われる。ビームフォーミング行列Ｑは、ここではユニタリ行列である。
【００６６】
一方、変調部１０１から出力されるパイロット信号１３はビームフォーマ１０６に直接入力される。データ信号１４に対するビームフォーミング処理と同様に、パイロット信号１３に施されるビームフォーミング処理も、本例ではユニタリ行列であるビームフォーミング行列Ｑによってなされるため、パイロット信号の送信電力が増大することはない。
【００６７】
このように本実施形態によると、パイロット信号１３はフィードバック処理が施されないので、大幅な送信電力の増大は生じない。このためパイロット信号１３については、電力正規化を施さずに送信することが可能になる。よって、パイロット信号１３に電力低減のためのモジュロ演算を施す必要がないため、従来の問題が解決される。
【００６８】
なお、本実施形態ではＱをユニタリ行列としたので、ビームフォーマ１０６における入力の電力と出力の電力が保存されるが、Ｑは必ずしもユニタリ行列でなくともよく、直交行列に近ければよい。
【００６９】
次に、図２の無線受信装置について詳しく説明する。パイロット信号は図１の無線送信装置においてフィードバック処理が施されないため、無線受信装置における受信パイロット信号ypは以下のようになる。
【数１７】
0005248130.tif 000018
【００７０】
ここで、p1はユーザ１向けパイロット信号を表し、p2はユーザ２向けパイロット信号を表す。
【００７１】
よって、ユーザ１の無線端末における受信パイロット信号はyp1=r11* p1 + n1となる。雑音成分n1を無視すれば、既知のパイロット信号p1で受信パイロット信号yp1を除算することにより、チャネル推定値r11*を求めることが可能になる。
【００７２】
一方、ユーザ２の無線端末における受信パイロット信号はyp2=r12*p1 + r22*p2 + n2となる。このため、既知のパイロット信号p2で受信パイロット信号yp2を除算しても、ユーザ１の無線端末からの干渉成分r12p1*があるために正しいチャネル推定値r22*を求めることはできない。そこで、本実施形態では好ましくは以下のようにパイロット信号を構成する。
【００７３】
図８（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態におけるパイロット信号の第１の構成例を説明するためのユーザ１向け送信信号及びユーザ２向け送信信号を示しており、横軸は周波数、縦軸は時間をそれぞれ表す。図８（ａ）及び（ｂ）において斜線を施した丸印はデータ信号のサブキャリアを示し、白抜きの丸印はパイロット信号のサブキャリアを示す。この例では、データ信号は周波数ｆ１，ｆ２，ｆ４，ｆ５のサブキャリアに割り当てられ、パイロット信号は周波数ｆ３のサブキャリアに割り当てられる。
【００７４】
図８（ａ）のユーザ１向け送信信号中の第１のパイロット信号は式（１７）中のp1を表し、図８（ｂ）中のユーザ２向け送信信号中の第２のパイロット信号は式（１７）中のp2を表す。周波数ｆ３のサブキャリアを表す白抜きの丸印に書かれた“１”はパイロット信号が送信されることを表し、“０”はパイロット信号が送信されないことを表す。このように図８（ａ）に示されるユーザ１向け送信信号中の第１のパイロット信号と、図８（ｂ）に示されるユーザ２向け送信信号中のパイロット信号とは、時間方向において互いに直交している。
【００７５】
図８（ａ）及び（ｂ）のようなユーザ１向け送信信号及びユーザ２向け送信信号を送信すると、時刻ｔ１の受信パイロット信号yp,t1は式（１７）より次式で与えられる。
【数１８】
0005248130.tif 000019
【００７６】
このように時刻ｔ１では、ユーザ１の無線端末へのみパイロット信号を送信する。これより明らかに、ユーザ１の無線端末は受信信号よりチャネル推定値r11*を求めることが可能になる。ユーザ２の無線端末では、時刻ｔ１において復調に必要のない信号r12*が得られるため、ユーザ２の無線端末はこの信号r12*を無視することになる。
【００７７】
一方、時刻ｔ２の受信パイロット信号yp,t2は式（１７）より次式で与えられる。
【数１９】
0005248130.tif 000020
【００７８】
これより明らかにユーザ２の無線端末では復調に必要なチャネル推定値r22*が得られ、ユーザ１の無線端末にはパイロット信号が届かないことが分かる。
【００７９】
このように時刻ｔ１及びｔ２の２シンボル区間を用いることで、ユーザ１及びユーザ２の無線端末は共にチャネル推定値を正確に求めることが可能になる。
【００８０】
図９（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態におけるパイロット信号の第２の構成例を説明するためのユーザ１向け送信信号及びユーザ２向け送信信号を示しており、図の見方は図８（ａ）及び（ｂ）と同様である。この場合、時刻ｔ１における受信パイロット信号yp,t1は式（１７）より次式で与えられる。
【数２０】
0005248130.tif 000021
【００８１】
同様に、時刻ｔ２における受信パイロット信号yp,t2は次式で与えられる。
【数２１】
0005248130.tif 000022
【００８２】
このように図９（ａ）に示されるユーザ１向け送信信号中の第１のパイロット信号と、図９（ｂ）に示されるユーザ２向け送信信号中のパイロット信号とは、図８（ａ）及び（ｂ）と同様に時間方向において互いに直交している。
【００８３】
なお、図８（ａ）及び（ｂ）及び図９（ａ）及び（ｂ）では、データ信号とパイロット信号を異なる周波数に割り当てたが、図１０（ａ）（ｂ）及び図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、データ信号とパイロット信号を異なる時間に割り当ててもよい。この場合、図１０（ａ）に示されるユーザ１向け送信信号中の第１のパイロット信号と、図１０（ｂ）に示されるユーザ２向け送信信号中のパイロット信号とは、周波数方向において互いに直交している。同様に、図１１（ａ）に示されるユーザ１向け送信信号中の第１のパイロット信号と、図１１（ｂ）に示されるユーザ２向け送信信号中のパイロット信号とは、周波数方向において互いに直交している。
【００８４】
次に、図３に示したチャネル推定部３０６の処理について説明する。図７において、メモリ４０１及び４０２はそれぞれ時刻ｔ１及びｔ２における受信パイロット信号を保持している。直交処理部４０３は、メモリ４０１及び４０２に保持されているパイロット信号に対して直交処理を行い、パイロット信号の分離を行う。除算部４０４では、直交処理部４０３により分離されたパイロット信号の値を規格化してチャネル推定を行う。
【００８５】
例えば、ユーザ１の無線端末に着目すると、メモリ４０１に式（１８）の一行目（yp,t1(1)）が保持され、メモリ４０２に式（１９）の一行目（yp,t2(1)）が保持される。同様にユーザ２の無線端末においては、メモリ４０１に式（１８）の二行目（yp,t1(2)）が保持され、メモリ４０２に式（１９）の二行目（yp,t2(2)）が保持される。直交処理部４０３と除算部４０４では、具体的には次の処理が行われる。
【００８６】
ユーザ１の無線端末では、メモリ４０１および４０２に保持されている信号が直交処理部４０３で加算され、次いで除算部４０４において“２”で除算される。この処理を数式で表現すると、下記のようになる。
【数２２】
0005248130.tif 000023
【００８７】
ユーザ２の無線端末では、次式に示すようにメモリ４０１および４０２に保持されている信号が直交処理部４０３で減算され、次いで除算部４０４において“２”で除算される。
【数２３】
0005248130.tif 000024
【００８８】
なお、除算部４０４において直交処理部４０３からの出力信号を“２”で除算する処理については、ビットシフトで実現することも可能である。
【００８９】
このようにユーザ１及びユーザ２の無線端末ともに、チャネル推定を正しく行うことが可能になる。これは図８（ａ）及び（ｂ）及び図９（ａ）及び（ｂ）に示したように、パイロット信号がユーザ１及びユーザ２間で時間方向において互いに直交しているためである。図１０（ａ）及び図１１（ａ）及び（ｂ）に示したようにパイロット信号がユーザ１及びユーザ２間で周波数方向において直交している場合も、同様の効果が得られることは明らかである。
【００９０】
図８（ａ）及び（ｂ）及び図１０（ａ）及び（ｂ）に示した第１のパイロット信号構成は、受信側での処理を必要とせずそのまま簡易にチャネル推定値が求められるという特徴がある。一方、第１のパイロット信号構成は、パイロット信号を送信しない区間があったのに対して、図９（ａ）及び（ｂ）及び図１１（ａ）及び（ｂ）に示した第２のパイロット信号構成は、常にパイロット信号が送信されているために電力効率が良い。実際、第２のパイロット信号構成によると、受信側では受信パイロット信号の２シンボルを同相加算してチャネル推定値を求めるため、より正確なチャネル推定を行うことが可能になる。
【００９１】
以上述べたように、第１の実施形態によればＴＨＰ−ＳＤＭＡおいてパイロット信号の送信にはフィードバック処理さらにはモジュロ演算を行わず、ビームフォーミング処理のみを適用することにより、送信電力を増大させることなくパイロット信号を送信することが可能になる。従って、受信側においてはパイロット信号がより強いレベルで正確に受信されることにより、正確なチャネル推定値を求めることが可能となり、もって受信特性の改善を図ることができる。
【００９２】
以上の説明では、２ユーザすなわちユーザ１及びユーザ２の無線端末にパイロット信号を送信する場合について説明をしたが、パイロット信号のユーザ間の直交化に用いる直交系列を増やせば、２以上のユーザにパイロット信号を送信する場合についても同様の効果を得ることが可能である。
【００９３】
（第２の実施形態）  
次に、図１２を用いて本発明の第２の実施形態について説明する。図１に示した第１の実施形態に従う無線送信装置との相違点について述べると、本実施形態に従う無線送信装置では、図１中に示したパイロット系列のための変調部１０１が除去されるとともに、パイロット信号選択部２０１、パイロット信号演算部２０２、減算部２０３、フィードバック部２０５及び電力計算部２０６が追加されている。
【００９４】
パイロット信号選択部２０１では、複数の異なるパイロット信号の候補が予め用意（保持）されおり、電力計算部２０６により計算された送信電力に従って一つのパイロット信号が選択される。選択されたパイロット信号１３は、減算部２０３及びフィードバック部２０５により、フォードバック処理が行われる。この場合、減算部２０３及びフィードバック部２０５では、式（１０）あるいは後述する式（２５）におけるB-1を乗算する処理が行われる。フィードバック処理後のパイロット信号は、ビームフォーマ部１０６に入力されるとともに、電力計算部２０６にも入力される。
【００９５】
いま、具体的にチャネル行列Ｈが  
【数２４】
0005248130.tif 000025
【００９６】
であるとする。ＱＲ分解を用いた手法を適用すると、受信信号ｙは式（１０）に従って次式のようになる。
【数２５】
0005248130.tif 000026
【００９７】
パイロット信号選択部２０１は、前述したようにパイロット信号の様々な候補（パイロット信号セットという）を予め用意している。例えば、セット１は(1,1)T、セット２は(1,-1)T、セット３は(-1,1)T、そしてセット４は(-1,-1)Tであるとする。電力計算部２０６において、パイロット信号選択部２０１がそれぞれのパイロット信号セットを選択した場合の送信電力が計算され、最も送信電力が小さくなる一つのパイロット信号セットがパイロット信号選択部２０１によって選択される。
【００９８】
ここで、ＱＲ分解を用いた手法ではＱHがユニタリになる。このため、ビームフォーマ１０６においてＱH（ウェイトＷ）をパイロット信号に乗算する前後で電力が変わらないため、図１２のようにビームフォーマ１０６の前段で電力計算を行うことが可能である。もし、ＱHがユニタリ行列、あるいは直交行列でない場合、ビームフォーマ１０６の後段で電力を測定すればよい。
【００９９】
こうしてビームフォーマ１０６の前段で測定されたパイロット信号セットの送信電力は、上記の具体的数値例によれば、それぞれセット１が1.9177、セット２が1.0641、セット３が1.0641、セット４が1.9177となる。よって、この場合はセット２かセット３を用いることで、送信電力を最小にしてパイロット信号を送信することが可能になる。なお、ここではセット２を用いることとする。
【０１００】
従って、パイロット信号選択部２０１では最終的にセット２が選択され、セット２のパイロット信号の送信が行われる。
【０１０１】
ここで、再び一般化した変数を用いて受信パイロット信号ypを式（１０）に基づいて記述すると、以下のようになる。
【数２６】
0005248130.tif 000027
【０１０２】
受信側では送信側でどのパイロット信号セットが送信されているかの情報を持たないため、ユーザは例えば予め決められたパイロット信号セット（例えばセット１）を用いてチャネル推定を行う。その結果、ユーザ１の無線端末はr11*をチャネル推定値として、またユーザ２の無線端末は-r22*をチャネル推定値としてそれぞれ認識する。ユーザ２の無線端末では、誤ったチャネル推定値が得られることになる。このままでは、ユーザ２の無線端末は誤ったチャネル推定値でデータの復調を試みるため、誤った復調が行われてしまう。
【０１０３】
この問題を回避するため、パイロット選択部１０６で選択されたパイロット信号１３は、演算部２０２においてデータ信号１４に乗算（あるいは除算）される。これによりユーザ２の無線端末へのデータ信号は、送信信号に常に−１が乗算され、このパイロット信号がチャネル推定値-r22*と相殺されるため、正確な受信が可能になる。
【０１０４】
なお、本実施形態では送信電力が最も小さくなるパイロット信号セットを選択したが、ＯＦＤＭやＯＦＤＭＡなどのマルチキャリア信号の場合、複数のキャリアの合計で送信電力が決定されるため、全体で送信電力が小さくなるパイロット信号セット、あるいはＰＡＰＲが最も小さくなるようなパイロット信号セットを選択することも可能である。
【０１０５】
また、本実施形態では、有限のセットから送信電力が最も小さくなるようなパイロット信号セットを選択したがセットの個数については任意であるし、セットを持たずに、例えば(1,1)Tを基本とし，アンテナ１あるいはアンテナ２のパイロット信号の位相や振幅を任意に設定して，最も送信電力が小さくなるパイロット信号をサーチしてパイロット信号として使用することも可能である。
【０１０６】
このように本実施形態では、ＴＨＰ−ＳＤＭＡにおけるパイロット信号を複数用意するため、送信電力を増大させることなくパイロット信号を送信することが可能になる。また、選択されたパイロット信号をデータ信号に乗算することにより、ユーザは選択されたパイロット信号を知らなくてもデータ信号の復調が可能になる。すなわち、受信側では正確なチャネル推定値を求めることが可能になり、受信特性の改善が可能になる。
【０１０７】
（第３の実施形態）  
次に、図１３を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。図１に示した第１の実施形態に従う無線送信装置との相違点について述べると、本実施形態に従う無線送信装置では、パイロット信号１３に対して減算部２０３、モジュロ演算部２０４及びフィードバック部２０５が追加されている。すなわち、本実施形態ではパイロット信号１３及びデータ信号１４のいずれに対してもフィードバック処理、モジュロ演算及びビームフォーマ処理が施される。さらに、本実施形態では後述する制御信号生成部２０７が設けられ、ここで生成された制御信号が例えばＤＡＣ１０８に入力されることにより、受信側へ送信される。
【０１０８】
いま、式（１４）で示したように、モジュロ演算部２０４でＩ相に対してＮを１回、Ｑ相に対してＮを１回減算してパイロット信号の送信電力が規定の振幅に収まった場合、モジュロ演算部２０４から出力されるモジュロ演算後のパイロット信号は、次式のようになる。
【数２７】
0005248130.tif 000028
【０１０９】
よって、受信パイロット信号は、以下のようなる。
【数２８】
0005248130.tif 000029
【０１１０】
この場合、ユーザ１の無線端末は予め定められたパイロット信号p1で乗算を行うことでチャネル推定値r11*を得ることが可能であるが、ユーザ２の無線端末は背景技術の問題において述べたように、このままではチャネル推定値r22*を求めることができない。そこで、本実施形態ではモジュロ演算部２０４の演算内容を示す情報、具体的にはモジュロ演算部２０４においてにおいて何回Ｎが信号に加算されたかを示す情報を制御信号生成部２０７により制御信号として生成し、これを受信側へ通知する。例えば、本実施形態の場合、Ｉ相に対して−１、Ｑ相に対して−１という情報を制御信号により通知受信側へ通知する。この制御信号は整数を表すため、僅かなビットでよく、送信スループットを低下させることはない。
【０１１１】
また、Ｎ＝２√Ｍ／ｍにおけるＭやｍは、変調方式が決定すれば求められる値であるため、無線受信装置ではＮの値を求めることが可能である。すなわち、無線受信装置ではこうして送信される制御信号を受信して復調し、得られるＮを用いて式（２８）におけるp2-N-jNを計算することができる。従って、こうして計算されたp2-N-jNで式（２８）の受信パイロット信号を除算することにより、正しいチャネル推定値r22*を求めることが可能になる。
【０１１２】
このように本実施形態によってもパイロット信号を正確に送信することができ、無線受信装置においてチャネル推定を正確に行うことが可能になるため、無線受信装置の受信特性を大幅に改善することが可能になる。
【０１１３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】第１の実施形態に従う無線送信装置を示すブロック図
【図２】第１の実施形態に従う無線受信装置を示すブロック図
【図３】図２中のチャネル推定部の詳細を示すブロック図
【図４】ビームフォーミングの効果を説明する図
【図５】プリコーディング及びビームフォーミングの効果を説明する図
【図６】第１の実施形態を説明するためのＩＱ平面上での送信信号点のコンスタレーションを示す図
【図７】第１の実施形態を説明するためのＩＱ平面上での受信信号点のコンスタレーションを示す図
【図８】ユーザ１及びユーザ２向け送信信号の第１の例を示す図
【図９】ユーザ１及びユーザ２向け送信信号の第２の例を示す図
【図１０】ユーザ１及びユーザ２向け送信信号の第３の例を示す図
【図１１】ユーザ１及びユーザ２向け送信信号の第４の例を示す図
【図１２】本発明の第２の実施形態に従う無線送信装置を示すブロック図
【図１３】本発明の第３の実施形態に従う無線送信装置を示すブロック図
【符号の説明】
【０１１５】
１０１，１０２・・・変調部
１０３・・・減算部
１０４・・・モジュロ演算部
１０５・・・フィードバック部
１０６・・・ビームフォーマ
１０７・・・ＩＦＦＴユニット
１０８・・・デジタル−アナログ変換器
１０９−１〜１０９−ｎ・・・送信ＲＦ部
１１０−１〜１１０−ｎ・・・送信アンテナ
２０１・・・パイロット信号選択部
２０１・・・演算部
２０３・・・減算部
２０４・・・モジュロ演算部
２０５・・・フィードバック部
２０６・・・電力計算部
２０７・・・制御信号生成部
３０１・・・受信アンテナ
３０２・・・受信ＲＦ部
３０３・・・アナログ−デジタル変換器
３０４・・・ＦＦＴユニット
３０５・・・モジュロ演算部
３０６・・・チャネル推定部
３０７・・・復調部
【図１】
0005248130.tif 000030
【図２】
0005248130.tif 000031
【図３】
0005248130.tif 000032
【図４】
0005248130.tif 000033
【図５】
0005248130.tif 000034
【図６】
0005248130.tif 000035
【図７】
0005248130.tif 000036
【図８】
0005248130.tif 000037
【図９】
0005248130.tif 000038
【図１０】
0005248130.tif 000039
【図１１】
0005248130.tif 000040
【図１２】
0005248130.tif 000041
【図１３】
0005248130.tif 000042