(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間多重によって第１の端末装置および第２の端末装置と同一のチャネルで通信する基地局装置であって、
前記第２の端末装置との間の伝搬チャネルの干渉を除去するための干渉除去係数を、前記第１の端末装置から受信した信号から抽出する干渉除去係数抽出部と、
前記干渉除去係数に関する情報を基に、パイロット信号を含む制御信号を生成し、前記端末装置に送信する制御信号送信部と、
前記干渉除去係数を用いて、前記第１の端末装置への送信データから干渉成分を除去する干渉除去部と、
前記干渉除去部にて干渉成分を除去した送信データと、前記第２の端末装置への送信データを前記同一のチャネルによって送信するデータ送信部と、
を備える基地局装置。
【請求項２】
端末装置において伝搬チャネルを推定するためのパイロット信号に前記干渉除去係数の値に応じた重み付けを行う送信ウエイト乗算部と、
前記送信ウエイト乗算部にて重み付けされて得られる個別パイロット信号を生成する個別パイロット信号生成部と、
を備え、
前記制御信号送信部から送信される信号は、前記個別パイロット信号生成部にて生成された信号を含む請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
前記干渉除去係数を通知する制御信号と伝搬チャネルを推定するためのパイロット信号とを多重化した信号を生成する信号多重部を備え、
前記制御信号送信部は、前記信号多重部にて生成された信号を送信する請求項１に記載の基地局装置。
【請求項４】
前記信号多重部は、前記個別パイロット信号をさらに多重化した信号を生成する請求項３に記載の基地局装置。
【請求項５】
前記信号多重部は、前記個別パイロット信号と同じ重み付けを行った前記制御信号を多重化した信号を生成する請求項４に記載の基地局装置。
【請求項６】
前記干渉除去係数抽出部は、前記干渉除去係数を識別子に関連付けて記憶した干渉除去係数記憶部を備え、
前記干渉除去係数抽出部は、干渉除去係数を示す識別子の情報を抽出し、
前記干渉除去部は、前記干渉除去係数記憶部から前記識別子に対応する干渉除去係数を読み出し、前記干渉除去係数を用いて干渉成分を除去する請求項１〜５のいずれかに記載の基地局装置。
【請求項７】
複数の端末装置と空間多重を行う基地局装置と通信を行う端末装置であって、
前記基地局装置から送信される、干渉除去係数に関する情報を基に生成されたパイロット信号を含む制御信号を受信する信号受信部と、
前記制御信号に含まれる前記干渉除去係数を用いて、前記基地局装置との間の伝搬チャネルを求めるチャネル推定部と、
前記伝搬チャネルの情報を用いて前記基地局装置から送信されるデータの復調を行う復調部と、
を備える端末装置。
【請求項８】
複数の端末装置と、空間多重によって前記複数の端末装置の中の第１の端末装置および第２の端末装置と同一のチャネルで通信する基地局装置と、
を備え、
前記第１の端末装置は、
前記基地局装置との間の伝搬チャネルの干渉を除去するための干渉除去係数を求める干渉除去係数算出部と、
前記干渉除去係数を前記基地局装置に送信する干渉除去係数送信部と、
を有し、
前記基地局装置は、
前記干渉除去係数を、前記第１の端末装置から受信する干渉除去係数受信部と、
前記干渉除去係数に関する情報を基に、パイロット信号を含む制御信号を生成し、前記端末装置に送信する制御信号送信部と、
前記干渉除去係数を用いて、前記第１の端末装置への送信データから干渉成分を除去する干渉除去部と、
前記干渉除去部にて干渉成分を除去した送信データと、前記第２の端末装置への送信データを、前記同一のチャネルによって送信するデータ送信部と、
を有し、
前記第２の端末装置は、
前記基地局装置から送信される前記制御信号を受信する信号受信部と、
前記制御信号に含まれる前記干渉除去係数に関する情報を用いて、前記基地局装置との間の伝搬チャネルを求めるチャネル推定部と、
前記伝搬チャネルの情報を用いて、前記基地局装置から送信されるデータの復調を行う復調部と、
を有する無線通信システム。
【請求項９】
空間多重によって第１の端末装置および第２の端末装置と同一のチャネルで通信を行う基地局装置による無線通信方法であって、
前記基地局装置が、前記第２の端末装置との間の伝搬チャネルの干渉を除去するための干渉除去係数を、前記第１の端末装置から受信するステップと、
前記基地局装置が、前記干渉除去係数に関する情報を基に、パイロット信号を含む制御信号を生成し、前記端末装置に送信するステップと、
前記干渉除去係数を用いて、前記第１の端末装置への送信データから干渉成分を除去するステップと、
前記干渉除去部にて干渉成分を除去した送信データと、前記第２の端末装置への送信データを、前記同一のチャネルによって送信するステップと、
を有する無線通信方法。
【請求項１０】
空間多重によって第１の端末装置に対するユニキャスト信号、および、複数の端末装置群に対するマルチキャストあるいはブロードキャスト信号を、同一のチャネルで伝送する基地局装置であって、
前記複数の端末装置群との間の伝搬チャネルの干渉を除去するための干渉除去係数を、前記第１の端末装置から受信した信号から抽出する干渉除去係数抽出部と、
前記干渉除去係数に関する情報を基に、パイロット信号を含む制御信号を生成し、前記第１の端末装置、および、前記複数の端末装置群に送信する制御信号送信部と、
前記干渉除去係数を用いて、前記第１の端末装置への送信データから干渉成分を除去する干渉除去部と、
前記干渉除去部にて干渉成分を除去した送信データと、前記複数の端末装置群への送信データを前記同一のチャネルによって送信するデータ送信部と、
を備える基地局装置。
【請求項１１】
複数の端末装置と、空間多重によって前記複数の端末装置の中の第１の端末装置に対するユニキャスト信号、および、複数の端末装置群に対するマルチキャストあるいはブロードキャスト信号を、同一のチャネルで伝送する基地局装置とを備え、
前記第１の端末装置は、
前記基地局装置との間の伝搬チャネルの干渉を除去するための干渉除去係数を求める干渉除去係数算出部と、
前記干渉除去係数を前記基地局装置に送信する干渉除去係数送信部と、
を有し、
前記基地局装置は、
前記干渉除去係数を、前記第１の端末装置から受信する干渉除去係数受信部と、
前記干渉除去係数に関する情報を基に、パイロット信号を含む制御信号を生成し、前記端末装置に送信する制御信号送信部と、
前記干渉除去係数を用いて、前記第１の端末装置への送信データから干渉成分を除去する干渉除去部と、
前記干渉除去部にて干渉成分を除去した送信データと、前記複数の端末装置群への送信データを、前記同一のチャネルによって送信するデータ送信部と、
を有し、
前記複数の端末装置群は、
前記基地局装置から送信される前記制御信号を受信する信号受信部と、
前記制御信号に含まれる前記干渉除去係数に関する情報を用いて、前記基地局装置との間の伝搬チャネルを求めるチャネル推定部と、
前記伝搬チャネルの情報を用いて、前記基地局装置から送信されるデータの復調を行う復調部と、
を有する無線通信システム。
【請求項１２】
空間多重によって第１の端末装置に対するユニキャスト信号および複数の端末装置群に対するマルチキャストあるいはブロードキャスト信号を、同一のチャネルで伝送する基地局装置による無線通信方法であって、
前記基地局装置が、前記複数の端末装置群との間の伝搬チャネルの干渉を除去するための干渉除去係数を、前記第１の端末装置から受信するステップと、
前記基地局装置が、前記干渉除去係数に関する情報を基に、パイロット信号を含む制御信号を生成し、前記端末装置に送信するステップと、
前記干渉除去係数を用いて、前記第１の端末装置への送信データから干渉成分を除去するステップと、
前記干渉除去部にて干渉成分を除去した送信データと、前記複数の端末装置群への送信データを、前記同一のチャネルによって送信するステップと、
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、空間分割多元接続を用いて無線通信を行う基地局装置、端末装置、無線通信システム、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、高速化への要求が高まりを見せており、有限の周波数資源の有効利用率を向上させる方法の研究が盛んに行われている。周波数資源の有効利用率向上の一つの方法として、空間領域を利用する手法が注目を集めている。空間領域を利用する技術の一つは、アダプティブアレーアンテナ（適応アンテナ）である。アダプティブアレーアンテナは、受信信号に乗算する重み付け係数（以下、この重み付け係数を「重み」という。）により振幅と位相を調整することにより、所望方向から到来する信号を強く受信し、干渉波方向から到来する信号を抑圧する。これにより、システムの通信容量を改善することが可能となる。
【０００３】
空間領域を利用した別の技術として、伝搬路における空間的な直交性を利用し、同一時刻、同一周波数、同一符号の物理チャネル（以下、「同一の物理チャネル」という）を用いて異なるデータ系列を伝送する技術がある。これには、（１）同一の物理チャネルを用いて異なる端末装置に対して異なるデータ系列を伝送する空間分割多元接続技術（以下、「ＳＤＭＡ」という）、（２）同一の物理チャネルを用いて同一の端末装置に対して異なるデータ系列を伝送する空間多重技術（以下、「ＳＤＭ」という）がある。
【０００４】
ＳＤＭＡ技術は、例えば、非特許文献１に記載されている。端末装置間の空間相関係数が所定値よりも低ければＳＤＭＡが可能である。ＳＤＭＡにより、無線通信システムのスループットの改善、同時ユーザ収容数の増大を図ることができる。
【０００５】
ＳＤＭ技術は、例えば、非特許文献２に記載されている。送信機および受信機は共に複数のアンテナ素子を備え、アンテナ間での受信信号の相関が低い伝搬環境下においてＳＤＭ伝送を実現できる。送信機は、アンテナ素子毎に同一の物理チャネルを用いて異なるデータ系列を送信し、受信機は、複数のアンテナで受信した異なるデータ系列に基づいて、受信信号を分離して受信する。このように複数の空間多重チャネルを用いることで、多値変調を用いずにデータ伝送の高速化を達成できる。ＳＤＭ伝送を行う場合、十分なＳ／Ｎ（信号対雑音比）条件下での送受信機間に多数の散乱体が存在する環境下では、アンテナ数（送信機と受信機のアンテナ数は同数）に比例して通信容量の拡大が可能である。
【０００６】
上記のＳＤＭＡ技術とＳＤＭ技術を融合した技術として、マルチユーザＭＩＭＯ技術がある。マルチユーザＭＩＭＯ技術は、例えば、非特許文献３に記載されている。マルチユーザＭＩＭＯ技術は、送信機側で、同時接続する受信機のチャネル行列が既知である条件で、空間多重伝送と指向性による空間分割多重アクセスを可能としている。マルチユーザＭＩＭＯ技術により、受信機のアンテナ数が限定される場合でも、マルチユーザのアンテナを利用すること、あるいは、通信エリア内に存在する複数の受信機に対する組み合わせを適切に選択することで、無線通信システムのスループット、同時ユーザ収容数を改善することができる。マルチユーザＭＩＭＯ技術の実効的な周波数利用効率を、さらに改善する手法として、Dirty Paper Coding（以下、「ＤＰＣ」という）（非特許文献４）を適用した手法（非特許文献５）が提案されている。非特許文献５には、マルチユーザＭＩＭＯ技術にＤＰＣを適用することにより、理想的な条件においてスループットを大きく改善できることが示されている。
【非特許文献１】T.Ohgane et aＬ，"A study on a channeＬ aＬＬocation scheme with an adaptive array in SDMA," IEEE 47th VTC,Page（s）: 725-729 voＬ.2(1997)
【非特許文献２】G.J.Foschini，"Ｌayered space-time architecture for wireＬess communication in a fading environment when using muＬti-eＬement antennas," BeＬＬ Ｌabs Tech.J，pp.41-59,Autumn 1996
【非特許文献３】Q.Spencer et aＬ，"Zero-Forcing Methods for DownＬink SpatiaＬ MuＬtipＬexing in MuＬtiuser MIMO channeＬs," IEEE Trans. SP, VoＬ. 52, No.2,pp.461-471, 2004
【非特許文献４】M. Costa, "Writing on dirty paper," IEEE Trans. Inform. Theory, voＬ. 29, pp. 439-441,May 1983.
【非特許文献５】Quentin H. Spencer, Christian B. PeeＬ, A. Ｌee SwindＬehurst, Martin Haardt,"An Introduction to the MuＬti-User MIMO DownＬink",IEEE Communications Magazine, VoＬ.42, Issue10, pp.60-67, October, 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のＤＰＣを用いたマルチユーザＭＩＭＯ伝送には、以下の課題があった。すなわち、ＤＰＣを用いる場合には、送信機側で事前に干渉を除去するため、受信機が事前に取得したチャネル推定値に含まれない信号成分が重畳される。これにより、干渉除去されたデータが送信される際のチャネル状況が、受信機が事前に取得したチャネル推定値と異なってしまう。従って、端末装置でＭＭＳＥ原理などを用いて空間的な干渉抑圧処理を行ったとしても、干渉成分を十分に抑圧できず、受信品質の特性劣化が大きくなる。
【０００８】
そこで、本発明は上記背景に鑑み、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、ＤＰＣを適用することに起因して重畳される干渉成分を抑圧した無線通信システム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】
【０００９】
本発明の基地局装置は、空間多重によって第１の端末装置および第２の端末装置と同一のチャネルで通信する基地局装置であって、前記第２の端末装置との間の伝搬チャネルの干渉を除去するための干渉除去係数を前記第１の端末装置から受信した信号から抽出する干渉除去係数抽出部と、前記干渉除去係数に関する情報を基にパイロット信号を含む制御信号を生成し前記端末装置に送信する制御信号送信部と、前記干渉除去係数を用いて、前記第１の端末装置への送信データから干渉成分を除去する干渉除去部と、前記干渉除去部にて干渉成分を除去した送信データと、前記第２の端末装置への送信データを前記同一のチャネルによって送信するデータ送信部とを備える。
【００１０】
このように干渉除去係数に関する情報を含む制御信号を端末装置に送信することにより、端末装置は、事前に取得したチャネル推定値に含まれない信号成分を考慮して、基地局装置との間の伝搬チャネル情報を適切に求めることができる。これにより、基地局装置において、送信する変調信号に対し事前に干渉除去を行うことに起因して伝搬チャネル情報に誤差を含む場合でも、端末装置において、空間多重する他の端末装置からの干渉信号を抑圧でき、受信特性劣化を抑えることができる。例えば、マルチユーザＭＩＭＯにおいては、データの伝送効率を高め、周波数利用効率を向上することができる。
【００１１】
本発明の基地局装置は、端末装置において、伝搬チャネルを推定するためのパイロット信号に前記干渉除去係数の値に応じた重み付けを行う送信ウエイト乗算部と、前記送信ウエイト乗算部にて重み付けされて得られる個別パイロット信号を生成する個別パイロット信号生成部とを備え、前記制御信号送信部は、前記個別パイロット信号生成部にて生成された信号を送信してもよい。
【００１２】
このように個別パイロット信号に対する重み付けの大きさによって干渉除去係数を求めることができるので、干渉除去係数を通知するためのデータ伝送時のオーバーヘッドを低減できる。
【００１３】
本発明の基地局装置は、前記干渉除去係数を通知する制御信号と伝搬チャネルを推定するためのパイロット信号とを多重化したパイロット信号を生成する信号多重部を備え、前記制御信号送信部は、前記信号多重部にて生成された信号を送信してもよい。ここで、前記信号多重部は、前記個別パイロット信号をさらに多重化した信号を生成してもよいし、前記個別パイロット信号と同じ重み付けを行った前記制御信号を多重化した信号を生成してもよい。
【００１４】
このように干渉除去係数を通知する制御信号を多重化した信号を生成し、端末装置に送信することにより、端末装置に適切に干渉除去係数を通知できる。
【００１５】
本発明の基地局装置の前記干渉除去係数抽出部は、前記干渉除去係数を識別子に関連付けて記憶した干渉除去係数記憶部を備え、前記干渉除去係数抽出部は、干渉除去係数を示す識別子の情報を抽出し、前記干渉除去部は、前記干渉除去係数記憶部から前記識別子に対応する干渉除去係数を読み出し、前記干渉除去係数を用いて干渉成分を除去してもよい。
【００１６】
このように干渉除去係数記憶部に記憶された識別子を用いて干渉除去係数を通知することにより、干渉除去係数を通知するためのデータ量を削減することができる。
【００１７】
本発明の端末装置は、複数の端末装置と空間多重を行う基地局装置と通信を行う端末装置であって、前記基地局装置から送信される干渉除去係数に関する情報を基に生成されたパイロット信号を含む制御信号を受信する信号受信部と、前記制御信号に含まれる前記干渉除去係数を用いて、前記基地局装置との間の伝搬チャネルを求めるチャネル推定部と、前記伝搬チャネルの情報を用いて前記基地局装置から送信されるデータの復調を行う復調部とを備える。
【００１８】
このように基地局装置から送信される制御信号に含まれる干渉除去係数に関する情報を用いて基地局装置との間の伝搬チャネルを求めることにより、事前に取得したチャネル推定値に含まれない信号成分を考慮して、基地局装置との間の伝搬チャネル情報を適切に求めることができる。これにより、基地局装置において、送信する変調信号に対し事前に干渉除去を行うことに起因して伝搬チャネル情報に誤差を含む場合でも、同じチャネルに多元接続された他の端末装置からの干渉信号を抑圧でき、受信特性劣化を抑えることができる。これにより、マルチユーザＭＩＭＯの伝送効率を高め、周波数利用効率を向上することができる。
【００１９】
本発明の無線通信システムは、複数の端末装置と、空間多重によって前記複数の端末装置の中の第１の端末装置および第２の端末装置と同一のチャネルで通信する基地局装置とを備え、前記第１の端末装置は、前記基地局装置との間の伝搬チャネルの干渉を除去するための干渉除去係数を求める干渉除去係数算出部と、前記干渉除去係数を前記基地局装置に送信する干渉除去係数送信部とを有し、前記基地局装置は、前記第２の端末装置との間の伝搬チャネルの干渉を除去するための干渉除去係数を、前記第１の端末装置から受信する干渉除去係数受信部と、前記干渉除去係数に関する情報を基にパイロット信号を含む制御信号を生成し、前記端末装置に送信する制御信号送信部と、前記干渉除去係数を用いて、前記第１の端末装置への送信データから干渉成分を除去する干渉除去部と、前記干渉除去部にて干渉成分を除去した送信データと、前記第２の端末装置への送信データを、前記同一のチャネルによって送信するデータ送信部とを有し、前記第２の端末装置は、前記基地局装置から送信される前記制御信号を受信する信号受信部と、前記制御信号に含まれる前記干渉除去係数に関する情報を用いて、前記基地局装置との間の伝搬チャネルを求めるチャネル推定部と、前記伝搬チャネルの情報を用いて、前記基地局装置から送信されるデータの復調を行う復調部とを有する。
【００２０】
この構成により、本発明の基地局装置と同様に、基地局装置において、送信する変調信号に対し事前に干渉除去を行うことに起因して伝搬チャネル情報に誤差を含む場合でも、端末装置において、空間多重を行う他の端末装置からの干渉信号を抑圧でき、受信特性劣化を抑えることができる。なお、本発明の基地局装置の各種の構成を、本発明の無線通信システムに用いられる基地局装置に適用することが可能である。
【００２１】
本発明の無線通信方法は、空間多重によって第１の端末装置および第２の端末装置と同一のチャネルで通信を行う基地局装置による無線通信方法であって、前記基地局装置が、前記第２の端末装置との間の伝搬チャネルの干渉を除去するための干渉除去係数を、前記第１の端末装置から受信するステップと、前記基地局装置が、前記干渉除去係数に関する情報を基にパイロット信号を含む制御信号を生成し、前記端末装置に送信するステップと、前記干渉除去係数を用いて、前記第１の端末装置への送信データから干渉成分を除去するステップと、前記干渉除去部にて干渉成分を除去した送信データと、前記第２の端末装置への送信データを、前記同一のチャネルによって送信するステップとを有する。
【００２２】
この構成により、本発明の基地局装置と同様に、基地局装置において、送信する変調信号に対し事前に干渉除去を行うことに起因して伝搬チャネル情報に誤差を含む場合でも、第２の端末装置において、第１の端末装置からの干渉信号を抑圧でき、受信特性劣化を抑えることができる。なお、本発明の基地局装置の各種の構成を、本発明の無線通信方法に用いられる基地局装置に適用することが可能である。
【００２３】
本発明の別の態様の基地局装置は、空間多重によって第１の端末装置に対するユニキャスト信号、および、複数の端末装置群に対するマルチキャストあるいはブロードキャスト信号を、同一のチャネルで伝送する基地局装置であって、前記複数の端末装置群との間の伝搬チャネルの干渉を除去するための干渉除去係数を、前記第１の端末装置から受信した信号から抽出する干渉除去係数抽出部と、前記干渉除去係数に関する情報を基に、パイロット信号を含む制御信号を生成し、前記第１の端末装置、および、前記複数の端末装置群に送信する制御信号送信部と、前記干渉除去係数を用いて、前記第１の端末装置への送信データから干渉成分を除去する干渉除去部と、前記干渉除去部にて干渉成分を除去した送信データと、前記複数の端末装置群への送信データを前記同一のチャネルによって送信するデータ送信部とを備える。
【００２４】
この構成により、上記した発明と同様に、空間多重する他の端末装置からの干渉信号を抑圧でき、受信特性劣化を抑えることができる。
【００２５】
本発明の別の態様の無線通信システムは、複数の端末装置と、空間多重によって前記複数の端末装置の中の第１の端末装置に対するユニキャスト信号、および、複数の端末装置群に対するマルチキャストあるいはブロードキャスト信号を、同一のチャネルで伝送する基地局装置とを備え、前記第１の端末装置は、前記基地局装置との間の伝搬チャネルの干渉を除去するための干渉除去係数を求める干渉除去係数算出部と、前記干渉除去係数を前記基地局装置に送信する干渉除去係数送信部とを有し、前記基地局装置は、前記干渉除去係数を、前記第１の端末装置から受信する干渉除去係数受信部と、前記干渉除去係数に関する情報を基に、パイロット信号を含む制御信号を生成し、前記端末装置に送信する制御信号送信部と、前記干渉除去係数を用いて、前記第１の端末装置への送信データから干渉成分を除去する干渉除去部と、前記干渉除去部にて干渉成分を除去した送信データと、前記複数の端末装置群への送信データを、前記同一のチャネルによって送信するデータ送信部とを有し、前記複数の端末装置群は、前記基地局装置から送信される前記制御信号を受信する信号受信部と、前記制御信号に含まれる前記干渉除去係数に関する情報を用いて、前記基地局装置との間の伝搬チャネルを求めるチャネル推定部と、前記伝搬チャネルの情報を用いて、前記基地局装置から送信されるデータの復調を行う復調部とを有する。
【００２６】
この構成により、上記した発明と同様に、空間多重する他の端末装置からの干渉信号を抑圧でき、受信特性劣化を抑えることができる。
【００２７】
本発明の別の態様の無線通信方法は、空間多重によって第１の端末装置に対するユニキャスト信号および複数の端末装置群に対するマルチキャストあるいはブロードキャスト信号を、同一のチャネルで伝送する基地局装置による無線通信方法であって、前記基地局装置が、前記複数の端末装置群との間の伝搬チャネルの干渉を除去するための干渉除去係数を、前記第１の端末装置から受信するステップと、前記基地局装置が、前記干渉除去係数に関する情報を基に、パイロット信号を含む制御信号を生成し、前記端末装置に送信するステップと、前記干渉除去係数を用いて、前記第１の端末装置への送信データから干渉成分を除去するステップと、前記干渉除去部にて干渉成分を除去した送信データと、前記複数の端末装置群への送信データを、前記同一のチャネルによって送信するステップとを有する。
【００２８】
この構成により、上記した発明と同様に、空間多重する他の端末装置からの干渉信号を抑圧でき、受信特性劣化を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、基地局装置において、送信する変調信号に対し事前に干渉除去を行うことに起因して伝搬チャネル情報に誤差を含む場合でも、端末装置において、空間多重を行う他の端末装置からの干渉信号を抑圧でき、受信特性劣化を抑えることができるというすぐれた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態に係る無線通信システムについて図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図１は実施の形態の基地局装置１０の構成を示す図、図２は端末装置６０の構成を示す図、図３は基地局装置１０および端末装置６０を含む無線通信システムを示す図である。最初に、図３を参照して無線通信システムの全体について説明し、その後で基地局装置１０および端末装置６０の構成について説明する。
【００３２】
無線通信システムは、基地局装置１０と複数の端末装置６０とを備えている。なお、本明細書では、複数の端末装置６０のうちのｍ番目の端末装置を指す場合には、端末装置６０−ｍというように枝番を付す。図３において、基地局装置１０および端末装置６０は、２本ずつのアンテナ２６を有しているが、アンテナ数は２本に限定されない。以下の説明では、基地局装置１０のアンテナ数をＮｔ本、端末装置６０のアンテナ数をＮｓ本として説明する。以下、基地局装置１０および端末装置６０の構成について説明する。
【００３３】
［基地局装置］
図１は、基地局装置１０の構成を示す図である。基地局装置１０は、それぞれの端末装置６０に送信するデータ信号を符号化する複数の符号化部１２と、符号化されたデータ信号を変調する複数の変調部１４と、変調信号から干渉を除去する干渉除去部１６と、干渉除去後の変調信号に対して送信ウエイトを乗じる第１の送信ウエイト乗算部１８と、干渉除去された変調信号を加算する加算器２０と、加算された変調信号に共通パイロット信号および個別パイロット信号を多重する信号多重部２２と、多重化された信号を無線信号に変換する送信ＲＦ部２４と、無線信号を送信する複数のアンテナ２６とを備えている。なお、信号多重部２２にて生成された信号を送信する機能を有する送信ＲＦ部２４およびアンテナ２６は、請求項に記載の制御信号送信部およびデータ送信部に対応する。
【００３４】
符号化部１２および変調部１４には、チャネル品質情報抽出部２８が接続されている。チャネル品質情報抽出部２８は、受信ＲＦ部３６および復調・復号部３４を介して端末装置６０から受信した受信信号からチャネル品質情報を抽出する。チャネル品質情報抽出部２８は、それぞれの端末装置６０から受信した信号からチャネル品質情報を抽出する。従って、チャネル品質情報は、端末装置６０ごとに異なる値が存在する。ここで、端末装置６０−ｍのチャネル品質情報をチャネル品質情報Ｑ(m)と表す。なお、以下に説明する他
のパラメータについても、端末装置６０ごとに異なる値が存在する場合には、必要に応じて、右肩に（ｍ）等を付して同様に表現する。
【００３５】
チャネル品質情報抽出部２８は、チャネル品質情報Ｑ(m)を符号化部１２および変調部
１４に通知する。符号化部１２および変調部１４は、チャネル品質情報Ｑ(m)に基づいて
、端末装置６０−ｍに送信する送信データの符号化および変調を行う。
【００３６】
干渉除去部１６には、送信側干渉除去係数抽出部３０が接続されている。送信側干渉除去係数抽出部３０は、受信ＲＦ部３６および復調・復号部３４を介して、端末装置６０−ｍから受信した受信信号から送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）(m)を抽出する。ここで、ｋは離散時間、（ｋ−Ｌ）は端末装置６０−ｍにおいて送信ウエイトあるいは干渉除去係数が測定された時間を示す。
【００３７】
第１の送信ウエイト乗算部１８には、送信ウエイト情報抽出部３２が接続されている。送信ウエイト情報抽出部３２は、端末装置６０−ｍから受信した信号から送信ウエイト情報Ｖ１（ｋ−Ｌ）(m)，Ｖ２（ｋ−Ｌ）(m)を抽出する。ここで、送信ウエイト情報Ｖ１，Ｖ２は、端末装置６０−ｍにおいて、最大ＳＮＲ規範および最小ＳＮＲ規範により選択される。送信ウエイト情報Ｖ１，Ｖ２の求め方の詳細は、端末装置６０の構成の説明のところで述べる。
【００３８】
干渉除去係数情報、送信ウエイト情報は、時刻ｋにおいて、離散時間Ｌ時刻前の伝搬路状況に基づいて求められる。
【００３９】
なお、送信ウエイト情報は、基地局装置１０と端末装置６０との間で共有している送信ウエイトテーブルに記憶された番号（識別子）を用いて、送信ウエイト情報を通知する方法を用いることができる。これにより、送信ウエイト情報は、送信ウエイト番号のみの情報で済むため、送信ウエイト通知の際の情報量を削減することができる。また、チャネル品質情報、送信側干渉除去係数情報に関しても、適当な量子化を施した受信品質テーブルを基地局装置１０および端末装置６０で共有し、そのチャネル品質テーブル（受信品質テーブル）に記憶された番号を用いて、チャネル品質情報を通知する方法を用いることができる。例えば、基地局装置１０では、送信側干渉除去係数抽出部３０、送信ウエイト情報抽出部３２の内部に、受信品質テーブル、送信ウエイトテーブルが記憶されている。端末装置６０は、送信側干渉除去係数算出部７４、送信ウエイト選択部７０、チャネル品質情報算出部７２の内部に、受信品質テーブル、送信ウエイトテーブルが記憶されている。
【００４０】
これにより、所定の量子化ビット数だけの情報量に削減することが可能となり、端末装置６０から基地局装置１０へのフィードバック量を低減できる。
【００４１】
チャネル品質情報の通知方法として、測定されたチャネル品質に基づき、多値変調数及び符号化率を対応づけた多値変調符号化率テーブルを基地局装置１０と端末装置６０との間で共有し、その多値変調符号化率テーブルに記憶された番号を用いて、受信品質情報を通知することも可能である。これにより、チャネル品質を通知する際の情報量を削減することが可能となる。多値変調符号化率テーブルは、基地局装置１０のチャネル品質情報抽出部２８、端末６０のチャネル品質情報抽出部７２に記憶されている。
【００４２】
干渉除去部１６は、送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）を基に、空間多重する端末装置６０間の干渉を低減するように干渉除去を行う。すなわち、第ｓ番目の端末装置６０−ｓ宛のデータ信号系列ｄs（ｋ）に対し、干渉除去を施した後に、データ信号を送信する
。干渉除去後のデータ信号ｇs（ｋ）を示す式（１）を下記に示す。ただし、次式では、
ｓ＝１，２としている。
【数１】
0005275835.tif 000002
【００４３】
第１の送信ウエイト乗算部１８は、抽出された送信ウエイト情報（Ｖ１，Ｖ２）に基づき、端末装置６０へのデータ信号（ユーザ個別制御信号も含む）に対して送信ウエイトを乗算する。干渉除去部１６から出力される信号系列ｇs（ｋ）に対し、下記のような送信
ウエイトを乗算した信号ｙg（ｇ）を生成する。ここで、ｓは空間多重接続するユーザ数
以下の自然数を表す。なお、本実施の形態においては空間多重数２の場合を示し、下記式（２）では、ｓ＝１，２としている。また、Ｖ１，Ｖ２、及びｙgは、Ｎｔ次元の要素を
含む列ベクトルを示す。
【数２】
0005275835.tif 000003
【００４４】
信号多重部２２は、共通パイロット信号系列ｙp（ｋ）、個別パイロット信号系列ｙq（ｋ）、データ信号系列ｙg（ｋ）を、ＦＤＭ、ＴＤＭ、ＣＤＭのいずれか、あるいはそれ
らの組合せを用いて多重して所定のフレーム構成のパイロット信号を生成して出力する。ここで、多重化によって生成されたパイロット信号について説明する。
【００４５】
図４は、基地局から送信されるパイロット信号のフレーム構成の一例を示す。図４に示す例では、ＴＤＭを用いて共通パイロットおよび個別パイロット信号を多重している。フレームは、共通パイロット信号部、個別パイロット信号部およびデータ信号・制御信号部を含む。共通パイロット信号は複数のアンテナ２６毎に、個別パイロット信号は複数の送信ウエイトにより形成されるウエイト毎に、パイロット信号をＦＤＭ、ＴＤＭ、ＣＤＭのいずれか、あるいはそれらの組み合わせを用いて多重する。これにより、端末装置６０は、それぞれを分離受信し、アンテナ２６毎、あるいは、ウエイト毎にチャネル推定を行うことができる。
【００４６】
基地局装置１０は、データ信号に多重化される共通パイロット信号および個別パイロット信号を生成する共通パイロット信号生成部４４および個別パイロット信号生成部３８を有している。共通パイロット信号生成部４４は、共通パイロット信号系列ｐn（ｋ）を生成する。ここで、ｎは、送信アンテナ数Ｎｔ以下の自然数、ｋは離散時刻を示す。共通パイロット信号生成部４４は、生成した共通パイロット信号を、信号多重部２２に入力する。すなわち、共通パイロット信号系列ｐn（ｋ）には、送信ウエイトが乗算されない。
【００４７】
個別パイロット信号生成部３８は、生成した個別パイロット信号を第２の送信ウエイト乗算部４０に入力する。以下では、ｍ１番目の端末装置６０−ｍ１に対して送信する個別パイロット信号系列について説明する。第２の送信ウエイト乗算部４０は、送信ウエイト情報（Ｖ１(m1)，Ｖ２(m1)）および送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）(m1)に基づいて、個別パイロット信号系列ｑs（ｋ）に対してウエイトを乗算し、ウエイト乗算後の個別
パイロット信号を出力する。すなわち、第ｓ番目の個別パイロット信号系列ｑs（ｋ）に対し、送信ウエイトを乗算した信号を生成する。次式（３）は、ｓ＝１，２の場合の送信ウエイトを乗算した信号ｙq（ｋ）を示す式である。ここで、ｙqは、Ｎｔ次元の要素を含む列ベクトルを示す。
【数３】
0005275835.tif 000004
【００４８】
基地局装置１０は、リソース割当部４６を有する。リソース割当部４６は、複数の端末装置６０−ｍから送信された、送信ウエイト情報抽出部３２から出力される送信ウエイト情報（Ｖ１(m)，Ｖ２(m)）および、チャネル品質情報抽出部２８から出力される受信品質情報Ｑ(m)に基づいて、空間多重する端末装置６０の組み合わせを決定し、周波数、時間、符号等のリソースを割り当てる。
【００４９】
図１において、リソース割当部４６には、チャネル品質情報抽出部２８、送信側干渉除去係数抽出部３０、送信ウエイト情報抽出部３２の出力信号が入力され、符号化部１２、変調部１４、干渉除去部１６、第１の送信ウエイト乗算部１８、第２の送信ウエイト乗算部４０、信号多重部２２に、空間多重する端末装置６０の組み合わせ、周波数、時間、符号等のリソースの割り当て信号を出力する。
【００５０】
図６においては、リソース割当部４６には、チャネル品質情報抽出部２８、送信側干渉除去係数抽出部３０、送信ウエイト情報抽出部３２の出力信号が入力され、符号化部１２、変調部１４、干渉除去部１６、送信ウエイト乗算部１８、信号多重部２２、送信側干渉除去情報・送信ウエイト情報生成部４８に、空間多重する端末装置６０の組み合わせ、周波数、時間、符号等のリソースの割り当て信号を出力する。
【００５１】
空間多重する端末装置６０の組み合わせ決定方法は、以下の通りである。端末装置６０−ｍ１に対し、最小ＳＮＲ規範で選定された送信ウエイトＶ２(m1)が、同時に多重しようとする別の端末装置６０−ｍ２にとっては、最大ＳＮＲウエイト規範で選定されたとなる送信ウエイトＶ１(m2)となる端末装置６０−ｍ２を組み合わせる。すなわち、Ｖ２(m1)＝Ｖ１(m2)となるような端末装置６０−ｍ１、６０−ｍ２を組み合わせる。なお、この際に必ずしもＶ２(m2)＝Ｖ１(m1)での関係が成り立たなくてもよい。この手法により、指向性利得を高めた上で、かつ、同時に多重する端末装置６０間の予干渉、被干渉量の少ない組合せを実現できる。
【００５２】
リソース割当部４６は、空間多重する端末装置６０−ｍ１，６０−ｍ２が決定すると、それらの端末装置６０−ｍ１，６０−ｍ２に対し、個別データ送信を行う通知を行う。こ
の際に、データ伝送を行う際のＭＣＳ情報、送信電力情報を含めた制御情報を制御信号として送信する。なお、個別パイロット信号を送信する際の送信電力と等しい電力で個別データ送信を行う場合には、個別データ信号の送信電力情報を制御情報に含めなくてもよい。また、別の手法として、個別データ信号を個別パイロット信号と異なる送信電力で送る際は、送信電力情報を含めた制御情報を基地局装置１０から端末装置６０に送信する。
【００５３】
［端末装置］
図２は、端末装置６０の構成を示す図である。端末装置６０は、共通パイロット信号を処理して処理結果を基地局装置１０にフィードバックするための構成として、共通パイロット信号抽出部６６と、第１のチャネル推定部６８と、送信ウエイト選択部７０と、チャネル品質情報算出部７２と、送信側干渉除去係数算出部７４と、制御信号生成部７６と、符号化・変調部７８と、信号多重部８０とを備えている。
【００５４】
また、端末装置６０は、受信したデータ信号を復号するための構成として、制御情報抽出部８４と、個別パイロット信号抽出部８６と、第２のチャネル推定部８８と、受信ウエイト算出・乗算部９０と、復調部９２と、復号部９４とを有している。
【００５５】
以下、端末装置６０の各構成について説明する。共通パイロット信号抽出部６６は、アンテナ６２および受信ＲＦ部６４を介して信号を受信し、受信信号から共通パイロット信号を抽出する。
【００５６】
第１のチャネル推定部６８は、基地局装置１０から送信された共通パイロット信号ｙp（ｋ）の受信結果に基づいてチャネル推定を行う。第１のチャネル推定部６８によるチャネル推定結果（以下、「チャネル推定値」という）は、次の式（４）に示す行列で表すことができる。
【数４】
0005275835.tif 000005
【００５７】
伝搬路がフラットフェージング環境の場合、第ｍ番目の端末装置６０−ｍによるチャネル推定値は、合計（共通パイロット信号系列数Ｎt）×（端末装置６０−ｍの受信アンテナ数Ｎs（ｍ））個算出される。ここで、ｈm（ｊ2，ｊ1）は、端末装置６０−ｍにおいて、第ｊ1番目の共通パイロット信号系列を、第ｊ2番目のアンテナ６２で受信したときのチャネル推定値を示す。
【００５８】
送信ウエイト選択部７０は、基地局装置１０と端末装置６０との間で互いに既知である固定送信ウエイト群ｕnから、下記の選択規範に従って、特定の送信ウエイト（Ｖ１，Ｖ２）を選択する。また、送信ウエイト選択部７０は、選択された送信ウエイトＶ１を用いて、データ信号を送信した場合の最大ＳＮＲを基にした受信品質を推定する。また、別の方法として、最大ＳＮＲ規範で得られる最大ＳＮＲ、および最小ＳＮＲ規範で得られる最小ＳＮＲを用いたＳＩＮＲに基づく受信品質を推定してもよい。ＳＩＮＲは、例えば（最大ＳＮＲ／最小ＳＮＲ）で算出する。
【００５９】
ここで、送信ウエイトの選択方法を以下に示す。最大ＳＮＲ規範として、チャネル推定Ｈ（ｍ）の結果を用いて、最大ＳＮＲが得られる固定送信ウエイトＶ１を選択する。ｎは、固定送信ウエイト候補の最大数以下の自然数をとる。
【数５】
0005275835.tif 000006
【００６０】
また、最小ＳＮＲ規範として、チャネル推定Ｈ（ｍ）の結果を用いて、最小ＳＮＲが得られる固定送信ウエイトＶ２を選択する。
【数６】
0005275835.tif 000007
【００６１】
なお、端末装置６０から基地局装置１０への送信ウエイトの選択結果のフィードバックは、（１）２種類の送信ウエイト（Ｖ１，Ｖ２）の選択結果のＩＮＤＥＸ情報を送付するか、（２）２種類の送信ウエイトを組にした２次元のテーブル（ｘ，ｙ）のＩＮＤＥＸ情報を送付するか、あるいは（３）２種類の送信ウエイトを組み合わせた２次元のテーブルのうち一部の組合せに限定したテーブルのＩＮＤＥＸ情報を送付する（例えば、主ウエイト方向が隣接するウエイトを除いたウエイトの組合せに限定してテーブルを用いる）。３番目の方法の場合、最小ＳＮＲ規範で選択する送信ウエイトの探索候補を、限定した送信ウエイトの組み合わせのサブセットから探索することができ、演算量を低減することができる。なお、テーブルは送信ウエイト選択部７０に記憶されている。
【００６２】
送信側干渉除去係数算出部７４は、空間多重される他の端末装置６０に対しては、送信ウエイトＶ２を用いて送信し、自局宛の端末装置６０に対しては、送信ウエイトＶ１を用いて送信し、さらに、受信側では最大比合成ウエイトを用いて受信することを仮定した場合の干渉除去係数α(m)を算出する。
【数７】
0005275835.tif 000008
【００６３】
このような干渉除去係数α(m)を用いることで、チャネル推定値Ｈ（ｍ）に誤差が含まれず、変動もしない場合に得られる理想的な条件では、空間多重する端末装置６０のうちの１つの端末装置６０−ｍにおいては、従来どおりのＤＰＣによる特性改善効果を得ることができる。また、基地局装置１０の送信アンテナ数Ｎｔ、端末装置６０−ｍの受信アンテナ数Ｎｓ（ｍ）に依存せず、１つの複素数の係数として干渉除去係数を算出できる。すなわち、送信アンテナ数Ｎｔ、受信アンテナ数Ｎｓが多い場合も、基地局装置１０に通知すべき干渉除去係数に関する情報量は同一となるため、特に、送信アンテナ数Ｎｔ、あるいは、受信アンテナ数Ｎｓが多い場合に、基地局装置１０にフィードバックする干渉除去係数に関する情報量の低減効果が大きい。
【００６４】
制御信号生成部７６は、干渉除去係数情報、チャネル受信品質情報および選択された送信ウエイト情報を、基地局装置１０にフィードバックする制御信号を生成する。
【００６５】
信号多重部８０は、データ信号を符号化および変調した符号化・変調部７８からの出力信号と、制御信号生成部７６からの出力信号を多重する。ここで信号多重には、ＦＤＭ，ＴＤＭ，ＣＤＭのいずれか、あるいは、それらを組み合わせた多重方法を用いる。
【００６６】
制御情報抽出部８４は、基地局装置１０から送信された制御信号から、リソース割当情報、個別パイロット信号系列情報、データ伝送を行う際のチャネル品質情報（ＭＣＳ情報）、送信電力情報を含む制御情報を抽出する。ここで、個別パイロット信号系列情報は、所望データ信号が送信される個別パイロット信号系列の情報を含む。すなわち、送信ウエイトとして、Ｖ１，Ｖ２のどちらで送信されているかの情報を含む。
【００６７】
個別パイロット信号抽出部８６は、受信ＲＦ部６４を介して受信した信号から個別パイロット信号を抽出する。第２のチャネル推定部８８は、基地局装置１０から送信された個別パイロット信号ｙq（ｋ）の受信結果に基づきチャネル推定を行う。ここで得られるチャネル推定結果（以下、チャネル推定値）は、行列Ｚ（ｍ）によって表される。また、次式（８）はＮｂ=２の場合の第２のチャネル推定行列Ｚ（m）を示す。以下、Ｚ（ｍ）を、第２のチャネル推定行列という。
【数８】
0005275835.tif 000009
【００６８】
伝搬路がフラットフェージング環境の場合、端末装置６０−ｍにおけるチャネル推定値は、合計（基地局から送信される個別パイロット信号系列数Ｎｂ）×（端末装置６０−ｍの受信アンテナ数Ｎs（ｍ））個算出される。ここで、ｚm（ｊ，ｓ）は、端末装置６０において、第ｓ番目の個別パイロット信号系列を、第ｊ番目のアンテナ６２で受信したときのチャネル推定値を表す。
【００６９】
受信ウエイト算出・乗算部９０は、第２のチャネル推定部８８で推定される第２のチャネル推定行列を用いて、受信ウエイトを算出し、受信ＲＦ部６４からの出力信号に乗算する。ここで、受信ウエイトは、ＺＦ規範、ＭＭＳＥ規範などを基に算出する。ＺＦ規範の場合、第２のチャネル推定行列Ｚ（ｍ）の逆行列Ｚ-1（ｍ）を算出し、個別パイロット信号系列情報に従い、所望データ信号がＶｓの送信信号により送信される場合、逆行列Ｚ-1（ｍ）の第ｓ行目からなる行ベクトルを受信ウエイトとする。これにより、チャネル推定値Ｈ（ｍ）に誤差を含む場合においても、空間多重される端末装置６０への干渉信号を除去することができる。
【００７０】
復調部９２及び復号部９４は、受信ウエイト算出・乗算部９０の出力に対し復調動作及び復号動作を行う。
【００７１】
［無線通信システムの動作］
図５は、本実施の形態の無線通信システムの動作を示すフローチャートである。以下、図５を参照しながら、無線通信システムの動作について説明する。基地局装置１０の第ｎ番目の共通パイロット信号生成部４４は、共通パイロット信号系列ｐn（ｋ）を生成し、
生成した共通パイロット信号を端末装置６０に送信する（ステップＳ１）。
【００７２】
端末装置６０は、基地局装置１０から送信された共通パイロット信号を受信すると、共通パイロット信号ｙp（ｋ）の受信結果に基づいてチャネル推定を行い、チャネル推定値を求める（ステップＳ２）。次に、端末装置６０の送信ウエイト選択部７０は、基地局装置１０と端末装置６０との間で互いに既知である固定送信ウエイト群ｕnから、上記した選択規範に従って、特定の送信ウエイト（Ｖ１，Ｖ２）を選択し、更に、選定された送信ウエイトＶ１を用いてデータ信号を送信した場合の最大ＳＮＲを基にした受信品質を推定する（ステップＳ３）。
【００７３】
続いて、端末装置６０−ｍの送信側干渉除去係数算出部７４は、干渉除去係数α（ｍ）を算出する（ステップＳ４）。干渉除去係数α（ｍ）は、上記したとおり、空間多重される他の端末装置６０に対しては、送信ウエイトＶ２を用いて送信し、自局宛の端末装置６０に対しては、送信ウエイトＶ１を用いて送信し、さらに、受信側では最大比合成ウエイトを用いて受信することを仮定した場合の干渉除去係数である。
【００７４】
端末装置６０の制御信号生成部７６は、干渉除去係数情報、チャネル受信品質情報及び選択された送信ウエイト情報を、基地局装置１０にフィードバックする制御信号を生成し、生成した制御信号を基地局装置１０に通知する（ステップＳ５）。
【００７５】
基地局装置１０は、複数の端末装置６０から送信された、送信ウエイト情報（Ｖ１(m)，Ｖ２(m)）及び受信品質情報Ｑ(m)に基づいて、リソース割当部４６にて、空間多重する端末装置６０の組み合わせを決定し、周波数、時間、符号等のリソース割り当てる（ステップＳ６）。基地局装置１０は、空間多重する端末装置６０が決定した後は、それらの端末装置６０に対し、個別データ送信を行う通知を行う（ステップＳ７）。またこの際に、基地局装置１０は、データ伝送を行う際のＭＣＳ情報、送信電力情報を含む制御情報を制御信号として送信する。
【００７６】
端末装置６０は、制御情報抽出部７４にて、基地局装置１０から送信されるリソース割当情報、個別パイロット信号系列情報、データ伝送を行う際のチャネル品質情報（ＭＣＳ情報）、送信電力情報を含む制御情報を制御信号から抽出する（ステップＳ７）。
【００７７】
基地局装置１０は、個別データ送信通知の後、端末装置６０に対して個別パイロット信号を送信する（ステップＳ８）。ここで送信する個別パイロット信号は、送信ウエイト情報（Ｖ１(m1)，Ｖ２(m1)）および送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）(m1)に基づいて、個別パイロット信号系列ｑs（ｋ）に対しウエイトを乗算した信号である。
【００７８】
端末装置６０は、個別パイロット信号を受信すると、個別パイロット信号ｙq（ｋ）の受信結果に基づき、第２のチャネル推定部８８にてチャネル推定を行い、チャネル推定値を算出する（ステップＳ９）。端末装置６０の受信ウエイト算出・乗算部９０は、第２のチャネル推定部８８で推定された第２のチャネル推定行列を用いて、受信ウエイトを算出し（ステップＳ１０）、受信ＲＦ部６４の出力信号に乗算する。
【００７９】
基地局装置１０は、符号化部１２、変調部１４、干渉除去部１６、第１の送信ウエイト乗算部１８にて、端末装置６０へのデータ信号を処理し、処理後の個別データを端末装置６０に送信する（ステップＳ１１）。端末装置６０は、基地局装置１０から個別データを受信すると、復調部９２および復号部９４にて、受信ウエイト算出・乗算部９０の出力に対して復調動作及び復号動作を行う（ステップＳ１２）。以上、本実施の形態の基地局装置１０および端末装置６０の構成および動作について説明した。
【００８０】
［本実施の形態の効果］
本実施の形態によれば、データ信号を伝送する時刻における伝搬チャネルに誤差変動がない場合、第１のチャネル推定部６８で得られるチャネル推定行列の結果と、端末装置６０へのデータ信号ｄ1（ｋ）は、次式（９）で示される。なお、式（９）は、ｓ＝１，２の場合を示す。式（９）に示すように、最大比合成受信ウエイトｗ1＝［Ｈ（ｍ1）Ｖ１］Hを用いて、空間多重する端末装置６０からの同一チャネル干渉信号の影響を受けずに受
信することが可能となる。ここで、上付き添え字Ｈは複素共役演算子を示す。
【数９】
0005275835.tif 000010
【００８１】
また、端末装置６０−ｍsでの第１のチャネル推定部６８で得られるチャネル推定行列Ｈ（ｍs）の結果と、データ信号を伝送する時刻における伝搬チャネルに誤差変動を含む
場合の受信信号ｒs（ｋ）は、次式（１０）で示される。なお、式（１０）は、ｓ＝１，２の場合を示す。
【数１０】
0005275835.tif 000011
【００８２】
この場合、端末装置６０へのデータ信号ｄs（ｋ）は、第２のチャネル推定部８８で得
られるチャネル推定値Ｚ（ｍs）を用いて受信ウエイトを算出することで、空間多重する他の端末装置６０からの同一チャネル干渉信号の影響を受けずに受信することが可能となる。
【００８３】
また、本実施の形態では、端末装置６０からのフィードバック情報として基地局装置１０に送信される送信側干渉除去情報αのデータ量を低減でき、データ伝送時のオーバーヘッドを低減でき、データ伝送を効率化できる。また、伝搬チャネル推定値に誤差あるいは変動を含む場合でも、端末装置６０側で他ユーザからの干渉信号を抑圧でき、受信特性劣化を抑えることができる。これにより、空間多重するユーザからの同一チャネル干渉波を送信側で低減でき、複数の端末装置６０に対する空間多重伝送時の伝送効率を高めることができる。これにより、周波数利用効率を向上することができる。
【００８４】
なお、本実施の形態においては、チャネル変動あるいはチャネル推定誤差が少ない場合に、送信ウエイトＶ１を用いてデータ信号が送信される端末装置６０に対し、送信側の干渉除去効果および受信側での最大比合成受信効果が得られるため、受信品質の改善効果が大きい。従って、この性質を利用したスケジューリングを適用してもよい。例えば、無線通信システムは、送信ウエイトＶ１を用いてデータ信号を送信される端末装置６０として、セルエッジに存在する端末装置、距離減衰の大きい端末装置、受信品質の低い端末装置を優先的に割り当てるスケジューリングを行う。例えば、セルエッジに存在する端末装置６０は、セル間干渉を多く受けるが、送信ウエイトＶ１を用いて、データ信号が送信される端末装置６０として優先的に割り当てることにより、ＤＰＣの効果（送信側での空間多重する端末装置６０の同一チャネル干渉を除去する効果）で、アンテナ６２の自由度を他セル干渉抑圧に使用できる。これにより空間多重効果に加え、他セル干渉抑圧が可能となり、セルエッジのスループットを改善できる。
【００８５】
端末装置６０として割り当てる端末装置として、チャネル変動が少ない端末装置を割り当てることで、チャネル変動誤差に起因する受信品質改善効果の低減を防ぐことができる。例えば、端末装置６０のチャネル変動量の状況は、端末装置６０から基地局装置１０にフィードバックすることで実現できる。
【００８６】
端末装置６０として割り当てる端末装置として、チャネル推定誤差が少ない端末装置を割り当てることで、チャネル推定誤差により、受信品質改善効果の低減を防ぐことができる。例えば、チャネル推定誤差が少ない端末装置として、基地局装置１０の近傍にある端末装置６０、受信ＳＮＲが高い端末装置６０などを、送信ウエイトＶ１を用いてデータ信号を送信される端末装置６０として優先的に割り当てるスケジューリングを行う。
【００８７】
本実施の形態においては、複数の端末装置６０に対して空間多重伝送を行う例について説明した。すなわち、端末装置６０−ｍ１と、別の端末装置６０−ｍ２に対し、それぞれ個別のデータ信号を空間多重伝送により行う例を挙げたが、本発明は、この例に限定されない。本発明は、端末装置６０−ｍ１に対する個別のデータ信号と、複数の端末装置６０−ｍ２等に対するブロードキャスト信号を、空間多重伝送を用いて行う場合にも適用できる。また、別の適用例としては、端末装置６０の代わりに、中継装置に対する個別のデータ信号と、別の端末装置６０に対する個別のデータ信号を、空間多重伝送を用いて行うこともできる。さらに、別の方法としては、いわゆるシングルユーザＭＩＭＯとして、端末装置６０に対する個別のデータ信号と、同一の端末装置６０に対する個別のデータ信号とを空間多重することもできる。
【００８８】
本実施の形態においては、端末装置６０が、送信ウエイトとして予め固定されたウエイトの複数の候補から選択し、それを基地局装置１０に通知する構成を示したが、別の方法として、従来例に記載しているようなＱＲ分解を用いた適応的な送信ウエイトを用いてもよい。この場合、伝搬路のチャネル推定値が基地局装置１０にとって既知であるか、あるいは端末装置６０において、第１のチャネル推定値の結果を基に、適応的に生成した送信ウエイトの情報を基地局装置にフィードバックすることで対応することができる。
【００８９】
なお、本実施の形態において、干渉除去部１６は、端末装置から送信される干渉除去係数αを基にして、非特許文献４に開示されているＤＰＣの処理による動作説明を行ったが、干渉除去係数αを基にした干渉除去部における干渉除去の動作としては、これに限定されず、他に、"New automatic equalizer employing modulo arithmetic". (M. Tomlinson (March 1971). Electron. Lett. 7: 138-139)、"Matched-transmission technique for channels with intersymbol interference".( H. Harashima and H. Miyakawa (August 1972). IEEE Trans. Commun. COM-20: 774-780)に開示されているTomlinson-Harashima precoding 手法あるいは、"A vector-perturbation technique for near-capacity multiantenna multiuser communication - Part II: Perturbation".（B. M. Hochwald, C. B. Peel, and A. L. Swindlehurst (March 2005). IEEE Trans. Commun. 53: 537-544）に開示されているvector perturbation techniqueを用いることができ、同様な効果を得ることができる。
【００９０】
（第２の実施の形態）
図６は、第２の実施の形態の基地局装置１０ａの構成を示す図、図７は、第２の実施の形態の端末装置６０ａの構成を示すである。以下、図６、図７を参照して、第２の実施の形態の無線通信システムについて説明する。
【００９１】
第２の実施の形態の基地局装置１０ａの基本的な構成は、第１の実施の形態の基地局装置１０と同じであるが、個別パイロット信号生成部３８および第２の送信ウエイト乗算部４０に代えて、送信側干渉除去係数情報・送信ウエイト情報生成部４８を備えている。
【００９２】
送信側干渉除去係数情報・送信ウエイト情報生成部４８は、ｍ１番目の端末装置６０ａ−ｍ１に対して送信ウエイト情報（Ｖ１(m1)，Ｖ２(m1)）および送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）(m1)を通知するための制御信号系列を生成する。送信側干渉除去係数情報・送信ウエイト情報生成部４８は、生成した制御信号系列を信号多重部２２に入力する。信号多重部２２は、共通パイロット信号系列ｙｐ（ｋ）、制御信号系列、データ信号系列ｙg（ｋ）を、ＦＤＭ，ＴＤＭ，ＣＤＭのいずれか、あるいはそれらの組合せを用いて多重して所定のフレーム構成の信号を生成して出力する。
【００９３】
図８は、ＴＤＭを用いて共通及び個別パイロット信号を多重した場合の、基地局から送信されるパイロット信号のフレーム構成の一例を示す。フレームは、共通パイロット信号部、制御信号部及びデータ信号/制御信号部を含む。共通パイロット信号は複数のアンテナ毎に、パイロット信号をＦＤＭ，ＴＤＭ，ＣＤＭのいずれか、あるいはそれらの組み合わせを用いて多重する。これにより、端末装置６０ａで、それぞれを分離受信し、アンテナ毎、あるいは、ウエイト毎にチャネル推定を行う。制御信号部の一部は、送信ウエイト
による重み付けなしに送信する。これにより、共通パイロット信号で得られるチャネル推定値を用いて、制御信号の復調処理が可能となる。
【００９４】
次に、第２の実施の形態の端末装置６０ａについて説明する。図７に示すように、第２の実施の形態の端末装置６０ａの基本的な構成は、第１の実施の形態の端末装置６０と同じであるが、個別パイロット信号抽出部８６および第２のチャネル推定部８８に代えて、送信側干渉係数・送信ウエイト情報抽出部９６およびチャネル推定値変更部９８を備えている。
【００９５】
送信側干渉除去係数情報・送信ウエイト情報抽出部９６は、基地局装置１０ａから送信される送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）(m1)および送信ウエイト情報（Ｖ１(m1)，Ｖ２(m1)）を抽出する。
【００９６】
チャネル推定値変更部９８は、第１のチャネル推定部６８で得られたチャネル推定値Ｈ（ｍs）に対し、送信側干渉除去係数情報・送信ウエイト情報抽出部９６での情報を基にチャネル推定値を変更した第２のチャネル推定値Ｚ（ｍs）を算出する。第２のチャネル推定値Ｚ（ｍs）は、下記の式（１１）によって表される。
【数１１】
0005275835.tif 000012
【００９７】
図９は、第２の実施の形態の無線通信システムの動作を示すフローチャートである。第２の実施の形態の無線通信システムの基本的な動作は、第１の実施の形態の無線通信システムの動作と同じであるが、リソース割当部４６によって空間多重する端末装置６０ａが決定された後、それらの端末装置６０ａに対し、個別データ送信を行う通知を行う処理が異なる（ステップＳ７０）。
【００９８】
第２の実施の形態の無線通信システムは、空間多重する端末装置６０ａに対し、送信側干渉除去係数情報及び送信ウエイト情報を制御信号として送信して、空間多重する他の端末装置６０ａに基地局装置における、事前の干渉除去及び送信ウエイトの乗算を行うことで変動する伝搬チャネルに関する情報を通知することができるため、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
また、第２の実施の形態では、端末装置６０ａにおいて、第２のチャネル推定部が不要になることから、簡単な構成で端末装置６０ａを構成できるという効果を有する。
【０１００】
（第３の実施の形態）
図１０は、第３の実施の形態の基地局装置１０ｂの構成を示す図、図１１は第３の実施の形態の端末装置６０ｂの構成を示す図である。以下、図１０、図１１を参照して、第３の実施の形態の無線通信システムについて説明する。
【０１０１】
第３の実施の形態の基地局装置１０ｂの基本的な構成は、第１の実施の形態の基地局装置１０と同じであるが、第１の実施の形態の基地局装置１０の構成に加え、送信側干渉除去係数情報生成部５０を備えている。
【０１０２】
送信側干渉除去係数情報生成部５０は、送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）(m1)を通知するための制御信号系列を生成する。送信側干渉除去係数情報生成部５０は、生成した制御信号系列を信号多重部２２に入力する。信号多重部２２は、共通パイロット信号系列ｙp（ｋ）、個別パイロット信号系列、制御信号系列、データ信号系列ｙg（ｋ）を、ＦＤＭ，ＴＤＭ，ＣＤＭのいずれか、あるいはそれらの組合せを用いて多重して所定のフレーム構成の信号を生成して出力する。
【０１０３】
図１０においては、リソース割当部４６には、チャネル品質情報抽出部２８、送信側干渉除去係数抽出部３０、送信ウエイト情報抽出部３２の出力信号が入力され、符号化部１２、変調部１４、干渉除去部１６、第１の送信ウエイト乗算部１８、第２の送信ウエイト乗算部４０、信号多重部２２、送信側干渉除去情報生成部５０に、空間多重する端末装置６０の組み合わせ、周波数、時間、符号等のリソースの割り当て信号を出力する。
【０１０４】
図１２（ａ）は、基地局装置１０ｂから送信されるパイロット信号のフレーム構成の一例を示す。図１２（ａ）に示す例では、ＴＤＭを用いて共通及び個別パイロット信号を多重している。パイロット信号のフレームは、共通パイロット信号部、個別パイロット信号部、制御信号部及びデータ信号・制御信号部を含む。共通パイロット信号は、複数のアンテナ毎にパイロット信号をＦＤＭ，ＴＤＭ、ＣＤＭのいずれか、あるいはそれらの組み合わせを用いて多重する。図１２（ａ）に示す例では、制御信号部に送信ウエイトが乗じられていない。従って、端末装置６０ｂは、共通パイロット信号で得られるチャネル推定値を用いて、制御信号の復調処理が可能となる。
【０１０５】
なお、共通パイロット信号および個別パイロット信号を多重したフレームの構成は、図１２（ａ）に示す例に限られない。図１２（ｂ）に示す例のように、制御信号部に個別パイロット信号と同じ送信ウエイトを乗じてもよい。これにより、端末装置６０ｂは、個別パイロット信号で得られるチャネル推定値を用いて、制御信号の復調処理が可能となる。図１２（ｂ）に示す例の方が、受信品質が高くなる送信ウエイトを用いて、個別パイロット信号を送信することから、チャネル推定精度を向上することができる。
【０１０６】
図１１を参照して、端末装置６０ｂの構成について説明する。第３の実施の形態の端末装置６０ｂの基本的な構成は、第２の実施の形態の端末装置６０ａと同じであるが、第３の実施の形態の端末装置６０ｂは、送信側干渉除去・送信ウエイト情報抽出部９６に代えて、送信側干渉除去係数情報抽出部１００を備えている。送信側干渉除去係数情報抽出部１００は、基地局装置１０ｂから送信される送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）(m1)を抽出する機能を有する。
【０１０７】
図１３は、第３の実施の形態の無線通信システムの動作を示すフローチャートである。第３の実施の形態の無線通信システムの基本的な動作は、第１の実施の形態の無線通信システムと同じであるが、リソース割当部４６によって空間多重する端末装置６０ｂが決定された後、それらの端末装置６０ｂに対し、個別データ送信を行う通知を行う（ステップＳ７１）。
【０１０８】
続いて、基地局装置１０ｂの送信側干渉除去係数情報生成部５０は、リソース割当部４６で決定された空間多重する端末装置６０ｂの組合せに対し、送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）(m1)の制御信号系列を生成し、信号多重部２２に入力する。
【０１０９】
基地局装置１０ｂの第２の送信ウエイト乗算部４０は、次式に示すように、決定された送信ウエイト情報（Ｖ１(m1)，Ｖ２(m1)）を基に、個別パイロット信号系列ｑs（ｋ）に対しウエイトを乗算した個別パイロット信号を信号多重部２２に入力する。すなわち、第ｓ番目の個別パイロット信号系列ｑs（ｋ）に対し、下記のような送信ウエイトを乗算し
た信号を生成する。なお、下記の式（１２）は、ｓ＝１，２の場合を示す。また、ｙqは、Ｎｔ次元の要素を含む列ベクトルを示す。
【数１２】
0005275835.tif 000013
【０１１０】
信号多重部２２は、共通パイロット信号系列ｙp（ｋ）、個別パイロット信号系列ｙq（ｋ）、制御信号系列、データ信号系列ｙg（ｋ）を、ＦＤＭ、ＴＤＭ、ＣＤＭのいずれか、あるいはそれらの組合せを用いて多重して所定のフレーム構成の信号を生成して出力する（ステップＳ８）。
【０１１１】
基地局装置１０ｂから個別パイロット信号を受信した端末装置６０ｂは、送信側干渉除去係数情報抽出部１００にて、基地局装置１０ｂから送信される送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）(m1)を抽出する。次に、端末装置６０ｂのチャネル推定値変更部９８は、第２のチャネル推定部８８で得られた第２のチャネル推定値Ｚ（ｍs）に対し、送信側干渉除去係数情報抽出部１００での情報に基づいて、以下の式（１３）に示すように、変更した第２のチャネル推定値Ｚ（ｍs）を算出する（ステップＳ７２）。なお、下記の式（１３は、ｓ＝１，２の場合のチャネル推定値Ｚ（ｍs）を示す。また、Ｚs（ｘ）は、行列Ｚ（ｘ）の第ｓ番目の列ベクトルを示す。
【数１３】
0005275835.tif 000014
【０１１２】
本実施の形態では、基地局装置１０ｂは、空間多重する端末装置６０ｂに対し、送信側干渉除去係数情報αのみを制御信号として送信する。これにより、空間多重する他の端末装置６０ｂに、基地局装置１０ｂにおいて事前の干渉除去を行うことで変動する伝搬チャネルに関する情報を通知することができる。これにより、第２の実施の形態の無線通信システムより、制御情報量を低減することができる。また、基地局装置１０ｂは、端末装置６０ｂに対し、受信品質が高くなる送信ウエイトを用いて、個別パイロット信号を送信することから、チャネル推定精度を向上することができる。
【０１１３】
（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態の無線通信システムについて説明する。第４の実施の形態の無線通信システムの基本的な構成は、第１の実施の形態の無線通信システムと同じであるが、第４の実施の形態では、本発明をＯＦＤＭあるいはＯＦＤＭＡといったマルチキャリア伝送に適用した例について説明する。
【０１１４】
図１４は、第４の実施の形態の基地局装置１０ｃの構成を示す図である。第４の実施の形態の基地局装置１０ｃは、第１の実施の形態の基地局装置１０の構成に加え、ＦＦＴ部５２およびＣＰ付加部５４を有している。ＦＦＴ部５２は、入力されるサブキャリア信号ｆｄに対しＦＦＴ処理を行う。ＣＰ付加部５４は、サイクリックプリフィックス(Cyclic prefix)を付加する。
【０１１５】
図１４においては、チャネル品質情報抽出部２８、送信側干渉除去係数抽出部３０、送信ウエイト情報抽出部３２の出力信号が入力され、符号化部１２、変調部１４、干渉除去部１６、第１の送信ウエイト乗算部１８、第２の送信ウエイト乗算部４０、信号多重部２２に、空間多重する端末装置６０の組み合わせ、周波数、時間、符号等のリソースの割り当て信号を出力する。
【０１１６】
図１５は、第４の実施の形態の端末装置６０ｃの構成を示す図である。第４の実施の形態の端末装置６０ｃは、第１の実施の形態の端末装置６０の構成に加え、ＣＰ除去部１０２およびＩＦＦＴ部１０４を有している。ＣＰ除去部１０２、ＩＦＦＴ部１０４は、ＯＦＤＭ復調を行う。これらの構成により、入力される時間領域信号を、周波数領域におけるサブキャリア信号に変換する。
【０１１７】
以下、第４の実施の形態の無線通信システムの動作について説明する。第４の実施の形態の無線通信システムの基本的な動作は、第１の実施の形態の無線通信システムと同じなので、図５を参照しながら説明する。
【０１１８】
基地局装置１０ｃの第ｎ番目の共通パイロット信号生成部４４は、次式に示すように、共通パイロット信号系列ｐn（ｋ，ｆd）を生成し、生成した共通パイロット信号を送信する。下記式（１４）において、ｎは、送信アンテナ数Ｎｔ以下の自然数、ｋは離散時刻を示す。共通パイロット信号系列ｐn（ｋ，ｆd）は、送信ウエイトは乗算されず信号多重部２２に入力される（ステップＳ１）。ここで、ｆdは、サブキャリア信号のインデックスを表し、ｆｄ＝１〜Ｎscの値をとる。なお、Ｎscは、サブキャリア数である。
【数１４】
0005275835.tif 000015
【０１１９】
共通パイロット信号を受信した端末装置６０ｃは、第１のチャネル推定部６８にて、基地局装置１０ｃから送信された共通パイロット信号ｙp（ｋ，ｆd）の受信結果に基づきサブキャリア毎にチャネル推定を行う（ステップＳ２）。これにより得られるチャネル推定結果（以下、チャネル推定値）は、次式の行列で示すことができる。
【数１５】
0005275835.tif 000016
【０１２０】
伝搬路のマルチパスの遅延量がＣＰ長以内である場合、フラットフェージング環境とみなすことができ、第ｍ番目の端末装置６０ｃ−ｍにおけるチャネル推定値は、合計（共通パイロット信号系列数Ｎt）×（端末装置６０ｃ−ｍの受信アンテナ数Ｎs（ｍ））個算出される。ここで、ｈm（ｊ2，ｊ1，ｆd）は、端末装置６０ｃ−ｍにおいて、第ｆdのサブキャリア信号において、第ｊ1番目の共通パイロット信号系列を、第ｊ2番目のアンテナで受信したときのチャネル推定値を示す。
【０１２１】
送信ウエイト選択部７０は、基地局装置１０ｃと端末装置６０ｃとの間で互いに既知の固定送信ウエイト群ｕnから、下記の選択規範に従って、サブキャリアｆd毎に、特定の送信ウエイト（Ｖ１（ｆd），Ｖ２（ｆd））を選択し、更に、選定された送信ウエイトＶ１（ｆd）を用いてデータ信号を送信した場合の最大ＳＮＲを基にした受信品質を推定する（ステップＳ３）。また、別の方法として、最大ＳＮＲ規範で得られる最大ＳＮＲ、および最小ＳＮＲ規範で得られる最小ＳＮＲを用いたＳＩＮＲに基づく受信品質としてもよい。ＳＩＮＲは、例えば（最大ＳＮＲ／最小ＳＮＲ）によって算出する。
【０１２２】
送信ウエイトの選択方法を以下に示す。ここで、ｎは固定送信ウエイト候補の最大数以下の自然数をとる。最大ＳＮＲ規範として、チャネル推定Ｈ（ｍ，ｆd）結果を用いて、
最大ＳＮＲが得られる固定送信ウエイトＶ１（ｆd）を選択する。
【数１６】
0005275835.tif 000017
【０１２３】
また、最小ＳＮＲ規範として、チャネル推定値Ｈ（ｍ，ｆd）結果を用いて、最小ＳＮＲが得られる固定送信ウエイトＶ２を選択する。
【数１７】
0005275835.tif 000018
【０１２４】
なお、送信ウエイトの選択結果の通知は、（１）２種類の送信ウエイト（Ｖ１（ｆd），Ｖ２（ｆd））の選択結果のＩＮＤＥＸ情報を送付するか、（２）２種類の送信ウエイトを組にした２次元のテーブル（ｘ，ｙ）のＩＮＤＥＸ情報を送付するか、あるいは（３）２種類の送信ウエイトを組み合わせた２次元のテーブルのうち一部の組合わせに限定したテーブルのＩＮＤＥＸ情報を送付する（例えば、主ウエイト方向が隣接するウエイトを除いたウエイトの組合せに限定してテーブルを用いる）。３番目の方法の場合、最小ＳＮＲ規範で選択する送信ウエイトの探索候補を、限定した送信ウエイトの組み合わせのサブセットから探索することができ、演算量を低減することができる。
【０１２５】
端末装置６０ｃの送信側干渉除去係数算出部７４は、以下のような干渉除去係数α(m)（ｆd）をサブキャリアｆd毎に算出する（ステップＳ４）。干渉除去係数α(m)（ｆd）は、空間多重される他の端末装置６０ｃに対しては、送信ウエイトＶ２（ｆd）を用いて送信し、自局宛の端末装置６０ｃに対しては、送信ウエイトＶ１（ｆd）を用いて送信し、さらに、受信側では最大比合成ウエイトを用いて受信することを仮定した場合の干渉除去係数α(m)（ｆd）を算出する。
【数１８】
0005275835.tif 000019
【０１２６】
このような干渉除去係数α(m)（ｆd）を用いることで、チャネル推定値Ｈ（ｍ，ｆd）に誤差が含まれず、変動もしない場合に得られる理想的な条件では、空間多重する端末装置６０ｃのうちの１つの端末装置６０ｃ−ｍにおいては、従来どおりのＤＰＣによる特性改善効果を得ることができる。また、基地局装置１０ｃの送信アンテナ数Ｎｔ、端末装置６０ｃの受信アンテナ数Ｎｓ（ｍ）に依存せず１つの複素数の係数として干渉除去係数を算出できる。すなわち、送信アンテナ数Ｎｔ、受信アンテナ数Ｎｓが多い場合も、基地局装置１０ｃに通知すべき情報量は同一となるため、特に、送信アンテナ数Ｎｔ、あるいは、受信アンテナ数Ｎｓが多い場合に、基地局装置１０ｃにフィードバックする情報量の低減効果が大きい。
【０１２７】
制御信号生成部７６は、サブキャリアｆd毎の干渉除去係数情報、チャネル受信品質情報及び選択された送信ウエイト情報を、基地局装置１０ｃにフィードバックする制御信号を生成する。
【０１２８】
信号多重部８０は、データ信号を符号化および変調した符号化・変調部７８からの出力信号と、制御信号生成部７６からの出力信号を多重する。ここで信号多重部８０は、ＦＤＭ，ＴＤＭ，ＣＤＭのいずれか、あるいは、それらを組み合わせた多重方法を用いる。
【０１２９】
端末装置６０ｃは、多重化によって生成した制御信号を基地局装置１０ｃに送信する（ステップＳ５）。基地局装置１０ｃは、端末装置６０ｃから送信された制御信号を受信すると、送信ウエイト情報抽出部３２にて、第ｍ番目の端末装置６０ｃ−ｍから送信される送信ウエイト情報Ｖ１（ｋ−Ｌ，ｆd）(m)、Ｖ２（ｋ−Ｌ，ｆd）(m)を受信信号から抽出する。ここで、送信ウエイト情報Ｖ１，Ｖ２は、端末装置６０ｃ−ｍにおいて、最大ＳＮＲ規範及び最小ＳＮＲ規範により選択された送信ウエイトである。ｍは、基地局装置のエリア内にいる端末装置の数Ｎms以下の自然数をとる。チャネル品質情報抽出部２８は、端末装置６０ｃ−ｍから送信されるチャネル品質情報Ｑ（ｍ，ｆd）を、受信信号から抽出する。送信側干渉除去係数抽出部３０は、端末装置６０ｃ−ｍから送信される送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ，ｆd）(m)を、受信信号から抽出する。ここで、ｋは離散時間、（ｋ−Ｌ）は端末装置６０ｃにおいて送信ウエイトあるいは干渉除去係数が測定された時間を表す。すなわち、送信ウエイト情報、干渉除去係数情報は、時刻ｋにおいて、離散時間Ｌ時刻前の伝搬路状況を基に得られる。
【０１３０】
リソース割当部４６は、複数の端末装置６０ｃから送信された、サブキャリア毎の送信ウエイト情報（Ｖ１(m)（ｆd），Ｖ２(m)（ｆd））及び受信品質情報Ｑ（ｍ，ｆd）を基
に、空間多重する端末装置の組み合わせを決定し、周波数、時間、符号等のリソースを割り当てる（ステップＳ６）。ここで、空間多重する端末装置の組み合わせ決定方法は、ある端末装置６０−ｍ１に対し、最小ＳＮＲ規範で選定された送信ウエイトＶ２(m1)が、同時に多重しようとする別な端末装置６０ｃ−ｍ２にとっては、最大ＳＮＲウエイト規範で選定されたとなる送信ウエイトＶ１(m2)となる端末装置を組み合わせる。すなわち、Ｖ２(m1)＝Ｖ１(m2)となるような端末装置同士を組み合わせる。なお、この際に必ずしもＶ２(m2)＝Ｖ１(m1)での関係が成り立たなくてもよい。このような手法により、指向性利得を高めた上で、かつ、同時に多重する端末装置間の予干渉、被干渉量の少ない組合せを実現できる。
【０１３１】
リソース割当部４６により、各サブキャリアにおける空間多重する端末装置の組合せ（６０ｃ−ｍ１、６０ｃ−ｍ２）が決定した後は、それぞれの端末装置６０ｃ−ｍ１、６０ｃ−ｍ２に対し、ＳＮＲが最大となる送信ウエイトを（Ｖ１(m1)（ｆd），Ｖ１(m2)（ｆd））としてデータ信号の送信に用いる。また、この際、端末装置６０−ｍ１に対しては、ＳＩＮＲが最大となる送信ウエイトの組み合わせ（Ｖ１(m1)（ｆd），Ｖ２(m1)（ｆd））と等しくなる。
【０１３２】
次に、リソース割当部４６により、サブキャリアに対する空間多重する端末装置６０ｃが決定した後は、それらの端末装置６０ｃに対し、使用するサブキャリアの情報と共に、個別データ送信を行う通知を行う（ステップＳ７）。また、この際に、データ伝送を行う際のＭＣＳ情報、送信電力情報を含む制御情報を制御信号として送信する（ステップＳ７）。なお、空間多重伝送する際のデータ送信時の送信電力が個別パイロット信号を送信する際の送信電力と等しい場合は、個別データ信号の送信電力情報を制御情報に含めなくてもよい。また、別の手法として、個別データ信号を、個別パイロット信号と異なる送信電力で送る際は、送信電力情報を含む制御情報を基地局装置１０ｃから端末装置６０ｃに送信する。
【０１３３】
端末装置６０ｃは、基地局装置１０ｃから送信された個別データ送信通知の制御信号を受信すると、制御情報抽出部８４にて、制御信号から、リソース割当情報、個別パイロット信号系列情報、データ伝送を行う際のサブキャリア毎のチャネル品質情報（ＭＣＳ情報）、送信電力情報を含む制御情報を抽出する。ここで、個別パイロット信号系列情報は、所望データ信号が送信される個別パイロット信号系列の情報を含む。すなわち、送信ウエイトとして、Ｖ１，Ｖ２のどちらで送信されているかの情報を含む。
【０１３４】
基地局装置１０ｃの第２の送信ウエイト乗算部４０は、次式（１９）に示すように、決定されたサブキャリアｆd毎の送信ウエイト情報（Ｖ１(m1)（ｆd），Ｖ２(m1)（ｆd））及び送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ，ｆd）(m1)を基に、個別パイロット信号系列ｑs（ｋ，ｆd）に対しウエイトを乗算した個別パイロット信号を出力する（ステップＳ８）。なお、式（１９）では、ｓ＝１，２の場合を示している。また、ｙqは、Ｎｔ次元の要素を含む列ベクトルを示す。
【数１９】
0005275835.tif 000020
【０１３５】
第２のチャネル推定部８８は、基地局装置１０ｃから送信された個別パイロット信号ｙq（ｋ，ｆd）の受信結果に基づきサブキャリア毎にチャネル推定を行う（ステップＳ９）。ここで得られるチャネル推定結果を次式（２０）のように行列Ｚ（ｍ，ｆd）を用いて
示す（以下、この行列を「第２のチャネル推定行列」という）。
【数２０】
0005275835.tif 000021
【０１３６】
伝搬路のマルチパスの遅延量がＣＰ長以内である場合、フラットフェージング環境とみなすことができ、第ｍ番目の端末装置６０ｃ−ｍにおける第ｆd番目のサブキャリア信号
のチャネル推定値は合計（基地局から送信される個別パイロット信号系列数Ｎｂ）×（端末装置６０ｃ−ｍの受信アンテナ数Ｎs（ｍ））個算出される。ここで、ｚm（ｊ，ｓ，ｆd）は、端末装置６０ｃ−ｍにおいて、第ｓ番目の個別パイロット信号系列を、第ｊ番目のアンテナで受信されたときの第ｆd番目のサブキャリア信号のチャネル推定値を表す。また、次式はＮｂ＝２の場合の第２のチャネル推定行列Ｚ（ｍ，ｆd）を示す。
【０１３７】
受信ウエイト算出・乗算部９０は、サブキャリア毎に第２のチャネル推定部８８で推定される第２のチャネル推定行列を用いて、受信ウエイトを算出し、受信ＲＦ部６４の出力信号に乗算する（ステップＳ１０）。ここで、受信ウエイトは、ＺＦ規範、ＭＭＳＥ規範などを基に算出する。ＺＦ規範の場合、第２のチャネル推定行列Ｚ（m，ｆd）の逆行列Ｚ-1（ｍ，ｆd）を算出し、個別パイロット信号系列情報に従い、所望データ信号がＶｓの送信信号により送信される場合、逆行列Ｚ-1（ｍ，ｆd）の第ｓ行目からなる行ベクトルを受信ウエイトとする。これにより、チャネル推定値Ｈ（ｍ，ｆd）に誤差を含む場合においても、空間多重される端末装置への干渉信号を除去することができる。
【０１３８】
端末装置６０−ｍ１、６０−ｍ２への各データ信号は、符号化部１２、変調部１４、干渉除去部１６、第１の送信ウエイト乗算部１８で処理を行い、信号多重部２２に出力する。ここで、干渉除去部１６、第１の送信ウエイト乗算部１８では、以下のような処理を行う（ステップＳ１１）。干渉除去部は、送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ，ｆd）を基に、空間多重する端末装置間の干渉を低減するように干渉除去を行う。すなわち、第ｓ番目の端末装置宛のデータ信号系列ｄs（ｋ，ｆd）に対し、次式（２１）に示すように、干渉除去を施した後に、データ信号ｇs（ｋ，ｆd）を送信する。なお、式（２１）は、ｓ＝１，２の場合の式である。
【数２１】
0005275835.tif 000022
【０１３９】
次に、第１の送信ウエイト乗算部１８は、抽出された送信ウエイト情報（Ｖ１（ｆd），Ｖ２（ｆd））を基に、端末装置６０ｃ−ｍ１、６０ｃ−ｍ２へのデータ信号（ユーザ個別制御信号も含む）に対し送信ウエイトを乗算する。干渉除去部１６からの出力される信号系列ｇs（ｋ，ｆd）に対し、送信ウエイトを乗算した信号ｙg（ｋ，ｆd）を生成する。ここで、ｓは空間多重接続するユーザ数以下の自然数を表す。信号系列ｓ＝２の場合の信号ｙg（ｋ，ｆd）は、下記の式（２２）で表される。なお、Ｖ１，Ｖ２、及びｙgは、Ｎｔ次元の要素を含む列ベクトルを示す。
【数２２】
0005275835.tif 000023
【０１４０】
信号多重部２２は、共通パイロット信号系列ｙp（ｋ，ｆd）、個別パイロット信号系列ｙq（ｋ，ｆd）、データ信号系列ｙg（ｋ，ｆd）を、ＦＤＭ，ＴＤＭ，ＣＤＭのいずれか、あるいはそれらの組合せを用いて多重して所定のフレーム構成の信号を生成して出力する。
【０１４１】
以下、ＦＦＴ部５２、ＣＰ付加部５４は、ＯＦＤＭ変調を行う。すなわち、ＦＦＴ部５２は、入力されるサブキャリア信号ｆdに対しＦＦＴ処理を行う。ＣＰ付加部５４は、サイクリックプリフィックス（Cyclic prefix）を付加する。
【０１４２】
復調部９２及び復号部９４は、受信ウエイト算出・乗算部９０の出力に対し復調動作及び復号動作を行う（ステップＳ１２）。
【０１４３】
以上に説明した本実施の形態によれば、第１のチャネル推定部６８で得られるチャネル推定行列の結果と、データ信号を伝送する時刻における伝搬チャネルに誤差変動がない場合は、次式（２３）で示されるように、端末装置６０ｃ−ｍ１へのデータ信号ｄ1（ｋ）は最大比合成受信ウエイトｗ1（ｆd）＝［Ｈ（ｍ1，ｆd）Ｖ1（ｋ−Ｌ，ｆd）］Hを用いて、空間多重する端末装置６０ｃ−ｍ２からの同一チャネル干渉信号の影響を受けずに受信することが可能となる。ここで、上付き添え字Ｈは複素共役演算子を示す。
【数２３】
0005275835.tif 000024
【０１４４】
また、端末装置６０ｃ−ｍsでのサブキャリアｆdにおける第１のチャネル推定部６８で得られるチャネル推定行列Ｈ（ｍs，ｆd）の結果と、データ信号を伝送する時刻における伝搬チャネルに誤差変動を含む場合の受信信号ｒs（ｋ，ｆd）は、次式（２４）で示される。式（２４）は、ｓ＝１，２の場合の式を示す。この場合、端末装置６０ｃ−ｍsへの
データ信号ｄs（ｋ，ｆd）は、第２のチャネル推定部８８で得られるチャネル推定値Ｚ（ｍs、ｆd）を用いて受信ウエイトを算出することで、空間多重する他の端末装置からの同一チャネル干渉信号の影響を受けずに受信することが可能となる。
【数２４】
0005275835.tif 000025
【０１４５】
以上、第４の実施の形態に示したように、第１の実施の形態の構成をＯＦＤＭあるいはＯＦＤＭＡといったマルチキャリア伝送に適用することも可能である。この場合は、複数のサブキャリア毎、あるいは、複数のサブキャリアを一つまとめにしたサブバンド毎に、本実施の形態での動作を適用することで、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４６】
また、第２の実施の形態および第３の実施の形態の構成に対しても同様に、ＯＦＤＭあるいはＯＦＤＭＡといったマルチキャリア伝送に適用することも可能である。その場合も、複数のサブキャリア毎、あるいは、複数のサブキャリアを一つまとめにしたサブバンド毎に、本実施の形態での動作を適用することで、第２の実施の形態、第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
（第５の実施の形態）
上記した第１の実施の形態においては、複数の異なる端末装置に対して、それぞれユニキャストされる個別データ信号を、空間多重を用いて送信する際の動作の説明を主に行った。本実施の形態においては、限定された複数の端末宛に同一のデータを送信するマルチキャストあるいはブロードキャストされるＭＢＳ（Multicast and Broadcast Service）のデータ信号（以下、マルチキャスト信号と呼ぶ）と、特定の端末装置宛にユニキャスト送信される個別データ信号の空間多重に適用した場合の無線通信システムについて、より具体的に説明を行う。なお、以下では、第１の実施の形態と異なる部分を主に説明を行う。
【０１４８】
図１６は、第５の実施の形態の基地局装置１０ｄの構成を示す図である。なお、端末装置６０の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。
【０１４９】
［基地局装置］
図１６に示すように、基地局装置１０ｄは、端末装置６０に送信する個別データ信号１ａを符号化する符号化部１２ａと、マルチキャストする（あるいはブロードキャスト）データ信号２ｂを符号化する符号化部１２ｂと、符号化されたそれぞれのデータ信号を変調する変調部１４ａ、１４ｂと、端末装置６０での個別データ信号の受信時に、干渉成分となるマルチキャストデータを、予め変調信号から除去する干渉除去部１６と、干渉除去後の変調信号に対して送信ウエイトを乗じる第１の送信ウエイト乗算部１８と、干渉除去された変調信号を加算する加算器２０と、加算された変調信号に共通パイロット信号および個別パイロット信号を多重する信号多重部２２と、多重化された信号を無線信号に変換する送信ＲＦ部２４と、無線信号を送信する複数のアンテナ２６とを備えている。なお、信号多重部２２にて生成された信号を送信する機能を有する送信ＲＦ部２４およびアンテナ２６は、請求項に記載の制御信号送信部およびデータ送信部に対応する。
【０１５０】
符号化部１２aおよび変調部１４aには、チャネル品質情報抽出部２８が接続されている。チャネル品質情報抽出部２８は、受信ＲＦ部３６および復調・復号部３４を介して端末装置６０から受信した受信信号からチャネル品質情報を抽出する。チャネル品質情報抽出部２８は、それぞれの端末装置６０から受信した信号からチャネル品質情報を抽出する。従って、チャネル品質情報は、端末装置６０ごとに異なる値が存在する。ここで、端末装置６０−ｓのチャネル品質情報をチャネル品質情報Ｑ(s)と表す。なお、以下に説明する他のパラメータについても、端末装置６０ごとに異なる値が存在する場合には、必要に応じて、右肩に（ｓ）等を付して同様に表現する。
【０１５１】
チャネル品質情報抽出部２８は、チャネル品質情報Ｑ(s)を符号化部１２aおよび変調部１４aに通知する。符号化部１２aおよび変調部１４aは、チャネル品質情報Ｑ(s)に基づいて、端末装置６０−ｓに送信する送信データ１ａの符号化および変調を行う。
【０１５２】
一方、符号化部１２ｂおよび変調部１４ｂには、リソース割当部からの出力に基づいて、マルチキャスト（あるいはブロードキャスト）送信する送信データ１ｂの符号化及び変調を行う。
【０１５３】
干渉除去部１６には、送信側干渉除去係数抽出部３０が接続されている。送信側干渉除去係数抽出部３０は、受信ＲＦ部３６および復調・復号部３４を介して、端末装置６０−ｓから受信した受信信号から送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）(s)を抽出する。ここで、ｋは離散時間、（ｋ−Ｌ）は端末装置６０−ｓにおいて送信ウエイトあるいは干渉除去係数が測定された時間を示す。
【０１５４】
第１の送信ウエイト乗算部１８には、送信ウエイト情報抽出部３２が接続されている。送信ウエイト情報抽出部３２は、端末装置６０−ｓから受信した信号から送信ウエイト情報Ｖ１（ｋ−Ｌ）(s)，Ｖ２（ｋ−Ｌ）(s)を抽出する。ここで、送信ウエイト情報Ｖ１，Ｖ２は、端末装置６０−ｓにおいて、最大ＳＮＲ規範および最小ＳＮＲ規範により選択される。
【０１５５】
なお、干渉除去係数情報、送信ウエイト情報は、時刻ｋにおいて、離散時間Ｌ時刻前の伝搬路状況に基づいて求められる。
【０１５６】
干渉除去部１６は、個別データの送信を行う特定の端末装置６０からの送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）を基に、端末装置６０―ｓへの個別データの送信とともに空間多重するマルチキャスト（あるいはブロードキャスト）データ信号の干渉を低減するように干渉除去を行う。すなわち、複数の端末装置６０のうち、特定の端末装置として、（以下、代表例として、ｓ＝１として説明する。）端末装置６０−１宛の個別データ信号１ａであるデータ信号系列ｄ1（ｋ）に対し、マルチキャスト（あるいはブロードキャスト）データ信号２ｂであるデータ信号系列ｄ2（ｋ）による干渉除去を施した後に、データ信号を送信する。第１番目の端末装置６０−１宛のデータ信号系列ｄ1（ｋ）に対する干渉除去後のデータ信号ｇ1（ｋ）は式（１）で示される。なお、マルチキャスト（あるいはブロードキャスト）データ信号系列ｄ2（ｋ）に対しては何も処理を加えないが、後続の式展開の便宜上、ｇ2（ｋ）＝ｄ2（ｋ）と表記する。
【０１５７】
第１の送信ウエイト乗算部１８は、端末装置６０−１から送信され、送信ウエイト情報抽出部３２により抽出された送信ウエイト情報（Ｖ１，Ｖ２）に基づき、干渉除去部１６から出力される信号系列ｇs（ｋ）に対し、式（２）のように送信ウエイトを乗算した信号ｙg（ｇ）を生成する。本実施の形態においては空間多重数２の場合を示し、式（２）におけるＶ１，Ｖ２、及びｙgは、Ｎｔ次元の要素を含む列ベクトルを示す。ここで、Ｎｔは送信アンテナ数を示す。
【０１５８】
信号多重部２２は、共通パイロット信号系列ｙp（ｋ）、個別パイロット信号系列ｙq（ｋ）、データ信号系列ｙg（ｋ）を、ＦＤＭ、ＴＤＭ、ＣＤＭのいずれか、あるいはそれらの組合せを用いて多重して所定のフレーム構成のパイロット信号を生成して出力する。
【０１５９】
基地局装置１０ｄは、データ信号に多重化される共通パイロット信号および個別パイロット信号を生成する共通パイロット信号生成部４４および個別パイロット信号生成部３８を有している。共通パイロット信号生成部４４は、共通パイロット信号系列ｐn（ｋ）を生成する。ここで、ｎは、送信アンテナ数Ｎｔ以下の自然数、ｋは離散時刻を示す。共通パイロット信号生成部４４は、生成した共通パイロット信号を、信号多重部２２に入力する。すなわち、共通パイロット信号系列ｐn（ｋ）には、送信ウエイトが乗算されない。
【０１６０】
個別パイロット信号生成部３８は、生成した個別パイロット信号を第２の送信ウエイト乗算部４０に入力する。以下では、第１番目の端末装置６０−１に対して送信する個別パイロット信号系列について説明する。第２の送信ウエイト乗算部４０は、第１番目の端末装置６０−１から送信された送信ウエイト情報（Ｖ１，Ｖ２）および送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）に基づいて、個別パイロット信号系列ｑs（ｋ）に対してウエイトを乗算し、ウエイト乗算後の個別パイロット信号を出力する。すなわち、第ｓ番目の個別パイロット信号系列ｑs（ｋ）に対し、送信ウエイトを乗算した信号を生成する。式（３）は、ｓ＝１，２の場合の送信ウエイトを乗算した信号ｙq（ｋ）を示す式である。ここで、ｙqは、Ｎｔ次元の要素を含む列ベクトルを示す。
【０１６１】
基地局装置１０ｄは、リソース割当部４６を有する。リソース割当部４６は、複数の端末装置６０−ｍから送信された、送信ウエイト情報抽出部３２から出力される送信ウエイト情報（Ｖ１(m)，Ｖ２(m)）および、チャネル品質情報抽出部２８から出力される受信品質情報Ｑ(m)に基づいて、個別データを送信する端末装置６０を決定し、周波数、時間、符号等のリソースを割り当てる。端末装置６０−m対する個別のデータ信号とともに、マルチキャスト信号（あるいはブロードキャスト信号）を、空間多重伝送を用いて行う場合、まず、リソース割当部４６は、チャネル品質情報抽出部２８から出力される受信品質情報Ｑ(m)に基づいて、ユニキャストにより個別のデータ信号を送信する１つの端末装置６０−１の周波数、時間等のリソースを割り当てる。
【０１６２】
次に、リソース割当された端末装置６０−１から送信された、送信ウエイト情報抽出部３２から出力される送信ウエイト情報（Ｖ１，Ｖ２）を抽出し、送信ウエイト乗算部１８部に出力する。ここで、リソース割当された端末装置６０−１に向けて、ユニキャストされる個別のデータ信号１ａは、図１６における符号化部１２ａに入力される。一方、この際に、同時に多重されるブロードキャストあるいはマルチキャストされるデータ信号１ｂは、符号化部１２ｂに入力される。
【０１６３】
リソース割当部４６は、空間多重する端末装置６０−１が決定すると、それらの端末装置６０−１に個別データ送信を行う通知を行う。また、同時にマルチキャスト（あるいはブロードキャスト）送信を行うことを報知する。この際に、データ伝送を行う際のＭＣＳ情報、送信電力情報を含めた制御情報を制御信号として送信する。なお、個別パイロット信号を送信する際の送信電力と等しい電力で個別データ送信を行う場合には、個別データ信号の送信電力情報を制御情報に含めなくてもよい。また、別の手法として、個別データ信号を個別パイロット信号と異なる送信電力で送る際は、送信電力情報を含めた制御情報を基地局装置１０ｄから端末装置６０に送信する。
【０１６４】
［端末装置］
端末装置６０の構成は、第１の実施の形態において図２を用いて説明した構成と同じであるため、説明は省略する。
【０１６５】
［無線通信システムの動作］
図１７は、本実施の形態の無線通信システムの動作を示すフローチャートである。以下、図１７を参照しながら、無線通信システムの動作について説明する。基地局装置１０ｄの第ｎ番目の共通パイロット信号生成部４４は、共通パイロット信号系列ｐn（ｋ）を生成し、生成した共通パイロット信号を端末装置６０に送信する（ステップＳ１）。
【０１６６】
端末装置６０は、基地局装置１０ｄから送信された共通パイロット信号を受信すると、共通パイロット信号ｙp（ｋ）の受信結果に基づいてチャネル推定を行い、チャネル推定値を求める（ステップＳ２）。次に、端末装置６０の送信ウエイト選択部７０は、基地局装置１０ｄと端末装置６０との間で互いに既知である固定送信ウエイト群ｕnから、上記した選択規範に従って、特定の送信ウエイト（Ｖ１，Ｖ２）を選択し、更に、選定された送信ウエイトＶ１を用いてデータ信号を送信した場合の最大ＳＮＲを基にした受信品質を推定する（ステップＳ３）。
【０１６７】
続いて、端末装置６０−ｍの送信側干渉除去係数算出部７４は、干渉除去係数α（ｍ）を算出する（ステップＳ４）。干渉除去係数α（ｍ）は、上記したとおり、空間多重される他の端末装置６０に対しては、送信ウエイトＶ２を用いて送信し、自局宛の端末装置６０に対しては、送信ウエイトＶ１を用いて送信し、さらに、受信側では最大比合成ウエイトを用いて受信することを仮定した場合の干渉除去係数である。
【０１６８】
端末装置６０の制御信号生成部７６は、干渉除去係数情報、チャネル受信品質情報及び選択された送信ウエイト情報を、基地局装置１０ｄにフィードバックする制御信号を生成し、生成した制御信号を基地局装置１０ｄに通知する（ステップＳ５）。
【０１６９】
基地局装置１０ｄは、複数の端末装置６０から送信された、送信ウエイト情報（Ｖ１(m)，Ｖ２(m)）及び受信品質情報Ｑ(m)に基づいて、リソース割当部４６にて、個別データ送信を行う端末装置６０を決定し、周波数、時間、符号等のリソース割り当てる（ステップＳ６−１）。続いて、個別データ送信する端末装置６０と空間多重するマルチキャスト（あるいはブロードキャスト）するデータ信号の符号、変調等の送信フォーマットを決定する（ステップ６−２）。基地局装置１０ｄは、空間多重する端末装置６０に対するユニキャスト、及びマルチキャスト（あるいはブロードキャスト）信号が決定した後は、個別データの送信を行う端末装置６０及び、マルチキャスト（あるいはブロードキャスト）する対象となる端末装置６０に対し、データ送信を行う通知を行う（ステップＳ７）。またこの際に、データ伝送を行う際のＭＣＳ（Modulation and coding scheme）情報、送信電力情報を含む制御情報を制御信号として送信する。
【０１７０】
端末装置６０は、制御情報抽出部７４にて、基地局装置１０ｄから送信されるリソース割当情報、個別パイロット信号系列情報、データ伝送を行う際のチャネル品質情報（ＭＣＳ情報）、送信電力情報を含む制御情報を制御信号から抽出する（ステップＳ７）。
【０１７１】
基地局装置１０ｄは、個別データ送信およびマルチキャスト（あるいはブロードキャスト）通知の後、端末装置６０に対して個別パイロット信号を送信する（ステップＳ８）。ここで送信する個別パイロット信号は、送信ウエイト情報（Ｖ１(m1)，Ｖ２(m1)）および送信側干渉除去係数情報α（ｋ−Ｌ）(m1)に基づいて、個別パイロット信号系列ｑs（ｋ）に対しウエイトを乗算した信号である。
【０１７２】
端末装置６０は、個別パイロット信号を受信すると、個別パイロット信号ｙq（ｋ）の受信結果に基づき、第２のチャネル推定部８８にてチャネル推定を行い、チャネル推定値を算出する（ステップＳ９）。端末装置６０の受信ウエイト算出・乗算部９０は、第２のチャネル推定部８８で推定された第２のチャネル推定行列を用いて、受信ウエイトを算出し（ステップＳ１０）、受信ＲＦ部６４の出力信号に乗算する。
【０１７３】
基地局装置１０ｄは、符号化部１２ａ、１２ｂ、変調部１４ａ、１４ｂ、干渉除去部１６、第１の送信ウエイト乗算部１８にて、端末装置６０へのデータ信号１ａ及びマルチキャスト（あるいはブロードキャスト）データ信号１ｂを処理し、処理後の個別データを端末装置６０に送信する（ステップＳ１１）。端末装置６０は、基地局装置１０ｄから個別データ１ａあるいはマルチキャスト（あるいはブロードキャスト）データ信号２ｂを受信すると、復調部９２および復号部９４にて、受信ウエイト算出・乗算部９０の出力に対して復調動作及び復号動作を行う（ステップＳ１２）。以上、本実施の形態の基地局装置１０ｄおよび端末装置６０の構成および動作について説明した。
【０１７４】
［本実施の形態の効果］
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、データ信号を伝送する時刻における伝搬チャネルに誤差変動がない場合、個別データ送信される端末装置６０−１は、空間多重されて送信されるマルチキャスト（あるいはブロードキャスト）信号による同一チャネル干渉信号の影響を受けずに受信することが可能となる。また、端末装置６０−ｍsでの第１のチャネル推定部６８で得られるチャネル推定行列Ｈ（ｍs）の結果と、データ信号を伝送する時刻における伝搬チャネルに誤差変動を含む場合は、第２のチャネル推定部８８で得られるチャネル推定値Ｚ（ｍs）を用いて受信ウエイトを算出することで、空間多重されて送信されるマルチキャスト（あるいはブロードキャスト）による同一チャネル干渉信号の影響を受けずに受信することが可能となる。そのような第１の実施の形態と同様の効果に加え、さらに、本実施の形態では、端末装置６０宛にユニキャスト送信される個別データ信号に対する、端末装置６０での受信品質の劣化を抑えた上で、さらに、端末装置６０−１以外の端末装置６０においては空間多重伝送されるマルチキャスト（あるいはブロードキャスト）信号を受信できるため、周波数利用効率をより高めることができる。
【０１７５】
なお、本実施の形態においては、マルチキャスト（あるいはブロードキャスト）信号が、送信ウエイト乗算部１８において送信ウエイトＶ２を用いて指向性送信されるため、エリア内での端末装置６０の場所によっては、マルチキャスト（あるいはブロードキャスト）の受信品質が低くなる可能性がある。そのため、エリア内での端末装置６０の場所的な受信品質を平均化する手法として、以下のような手法の適用が有効である。すなわち、マルチキャスト（あるいはブロードキャスト）信号は、同一内容のデータを繰り返し送信（リピティション送信）し、さらに、それぞれのマルチキャスト（あるいはブロードキャスト）信号の繰り返し送信時において、リソース割当部４６は、マルチキャスト（あるいはブロードキャスト）データ信号を送信する際の送信ウエイトＶ２が随時異なるように、端末装置６０−ｓを割り当て個別データ信号１ａ−ｋを送信する。以下、図１８を用いて、その動作の詳細説明を行う。図１８は、時間軸あるいは周波数軸で異なるリソースＲｋを割り当てた場合の、第ｋ番目の繰り返し送信（リピティション送信）信号するマルチキャスト（あるいはブロードキャスト）データ信号２ｂ−ｋと、それともに空間多重送信する個別データ信号１ａ−ｋで用いる送信ウエイトをそれぞれ示している。なお、図１８では、マルチキャスト（あるいはブロードキャスト）信号の繰り返し送信の回数が３回（すなわちｋ＝１、２、３）であり、選択できる送信ウエイトＶ１あるいはＶ２が４個（ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４）の場合を示すが、これには限定されない。図１８に示すように、マルチキャスト（あるいはブロードキャスト）信号の第ｋ番目の繰り返し送信毎に、送信ウエイトＶ２（ｋ）が毎回異なるように端末装置６０の割当てを、リソース割当部４６において行う。これにより、エリア内での端末装置６０の場所的な受信品質を平均化する効果を得ることができる。
【０１７６】
なお、本実施の形態においては、個別データ信号の送信の際に送信電力制御を加えてもよい。また個別データ信号の送信電力制御の結果、送信電力が所定値よりも小さい時にのみ、マルチキャスト（あるいはブロードキャスト）信号の空間多重送信を行うようにしても良い。この場合、セルエッジ近傍に位置する端末装置に対しても、マルチキャスト（あるいはブロードキャスト）受信品質を確保できるという効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
以上説明したように、本発明は、基地局装置において、送信する変調信号に対し事前に干渉除去を行うことに起因する受信特性劣化を抑えることができるというすぐれた効果を有し、例えば、空間分割多元接続を行う基地局等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１７８】
【図１】第１の実施の形態の基地局装置の構成を示す図
【図２】第１の実施の形態の端末装置の構成を示す図
【図３】第１の実施の形態の無線通信システムの構成を示す図
【図４】第１の実施の形態におけるパイロット信号のフレーム構成を示す図
【図５】第１の実施の形態の無線通信システムの動作を示す図
【図６】第２の実施の形態の基地局装置の構成を示す図
【図７】第２の実施の形態の端末装置の構成を示す図
【図８】第２の実施の形態におけるパイロット信号のフレーム構成を示す図
【図９】第２の実施の形態の無線通信システムの動作を示す図
【図１０】第３の実施の形態の基地局装置の構成を示す図
【図１１】第３の実施の形態の端末装置の構成を示す図
【図１２】（ａ）第３の実施の形態におけるパイロット信号のフレーム構成を示す図（ｂ）パイロット信号のフレーム構成の別の例を示す図
【図１３】第３の実施の形態の無線通信システムの動作を示す図
【図１４】第４の実施の形態の基地局装置の構成を示す図
【図１５】第４の実施の形態の端末装置の構成を示す図
【図１６】第５の実施の形態の基地局装置１０ｄの構成を示す図
【図１７】本実施の形態の無線通信システムの動作を示す図
【図１８】エリア内での受信品質を平均化する動作を説明するための図
【符号の説明】
【０１７９】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  基地局装置
１２，１２ａ，１２ｂ  符号化部
１４，１４ａ，１２ｂ  変調部
１６  干渉除去部
１８  第１の送信ウエイト乗算部
２０  加算器
２２  信号多重部
２４  送信ＲＦ部
２６  アンテナ
２８  チャネル品質情報抽出部
３０  送信側干渉除去係数抽出部
３２  送信ウエイト情報抽出部
３４  復調・復号部
３６  受信ＲＦ部
３８  個別パイロット信号生成部
４０  第１の送信ウエイト乗算部
４２  加算器
４４  共通パイロット信号生成部
４６  リソース割当部
４８  送信側干渉除去係数情報・送信ウエイト情報生成部
５０  送信側干渉除去係数情報生成部
５２  ＦＦＴ部
５４  ＣＰ付加部
６０，６０ａ，６０ｂ，６０ｃ  端末装置
６２  アンテナ
６４  受信ＲＦ部
６６  共通パイロット信号抽出部
６８  第１のチャネル推定部
７０  送信ウエイト選択部
７２  チャネル品質情報算出部
７４  送信側干渉除去係数算出部
７６  制御信号生成部
７８  符号化・変調部
８０  信号多重部
８２  送信ＲＦ部
８４  制御情報抽出部
８６  個別パイロット信号抽出部
８８  第２のチャネル推定部
９０  受信ウエイト算出・乗算部
９２  復調部
９４  復号部
９６  送信側干渉除去係数・送信ウエイト情報抽出部
９８  チャネル推定値変更部
１００  送信側干渉除去係数情報抽出部
１０２  ＣＰ除去部
１０４  ＩＦＦＴ部
【図１】
0005275835.tif 000026
【図２】
0005275835.tif 000027
【図３】
0005275835.tif 000028
【図４】
0005275835.tif 000029
【図５】
0005275835.tif 000030
【図６】
0005275835.tif 000031
【図７】
0005275835.tif 000032
【図８】
0005275835.tif 000033
【図９】
0005275835.tif 000034
【図１０】
0005275835.tif 000035
【図１１】
0005275835.tif 000036
【図１２】
0005275835.tif 000037
【図１３】
0005275835.tif 000038
【図１４】
0005275835.tif 000039
【図１５】
0005275835.tif 000040
【図１６】
0005275835.tif 000041
【図１７】
0005275835.tif 000042
【図１８】
0005275835.tif 000043