(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数チャネルを用いてマルチキャリア伝送を行う受信側の通信装置において、
前記複数の周波数チャネルを含む複数の階層を構成し、各階層のグループに含まれる周波数チャネル数が一つ上の階層のグループに含まれる周波数チャネル数よりも少なくなるように、前記複数の周波数チャネルを階層的にグループ化するための制御を行うグループ化制御手段と、
前記複数の周波数チャネルの伝搬路情報を推定する伝搬路情報推定手段と、
前記グループ化制御手段の制御により、前記複数の周波数チャネルを階層的にグループ化し、さらに、最上位の階層では、前記伝搬路情報推定値を用いてグループ単位の伝搬路情報の平均値を計算し、その他の階層では、一つ上の階層の平均値に基づいて各階層で用いる伝搬路情報推定値を計算し、当該各階層の伝搬路情報推定値を用いてそれぞれグループ単位の伝搬路情報の平均値を計算する平均値計算手段と、
各グループで得られた平均値をフィードバック情報として送信側の通信装置に対してフィードバックするフィードバック手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記マルチキャリア伝送として、ＯＦＤＭ方式を採用することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記伝搬路情報推定値として、各周波数チャネルのチャネル応答を推定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記各周波数チャネルのチャネル応答を推定する場合は、チャネル応答推定値の表記を極座標表示とすることを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記フィードバック手段は、各グループで得られた平均値を、グループ毎に異なるフィードバック周期でフィードバックすることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項６】
前記フィードバック手段は、平均化する周波数チャネル数が多い順にフィードバック周期を長くとることを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記平均値計算手段は、特定の階層で用いる伝搬路情報推定値を計算する場合、前記一つ上の階層の平均値として、一つ上の階層において最後にフィードバックされた平均値を使用することを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項８】
さらに、階層毎の各グループで得られた平均値から所定数の平均値を選択する選択手段、
を備え、
前記フィードバック手段は、前記選択手段にて選択された平均値をフィードバック情報としてフィードバックすることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項９】
前記選択手段は、平均化する周波数チャネル数が多い順にフィードバック周期が長くなるように、平均値を選択することを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
【請求項１０】
前記平均値計算手段は、特定の階層で用いる伝搬路情報推定値を計算する場合、前記一つ上の階層の平均値として、一つ上の階層において最後にフィードバックされた平均値を使用することを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
【請求項１１】
さらに、前記グループ単位の平均値を時間方向に平均化する時間方向平均化手段、
を備え、
前記フィードバック手段は、前記時間方向平均化手段にて時間方向に平均化された平均値をフィードバック情報としてフィードバックすることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記時間方向平均化手段を、ＩＩＲフィルタ、ＦＩＲフィルタ、または移動平均を用いたフィルタで構成することを特徴とする請求項１１に記載の通信装置。
【請求項１３】
前記ＩＩＲフィルタまたはＦＩＲフィルタの場合は、フィルタのタップ係数およびタップ長を適応的に変更することを特徴とする請求項１２に記載の通信装置。
【請求項１４】
前記移動平均を用いたフィルタの場合は、移動平均長を適応的に変更することを特徴とする請求項１２に記載の通信装置。
【請求項１５】
さらに、前記グループ単位に前回の平均値と今回の平均値との差分を計算する時間方向差分計算手段、
を備え、
前記フィードバック手段は、前記時間方向差分計算手段にて計算された平均値の差分をフィードバック情報としてフィードバックすることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項１６】
さらに、階層数、各階層におけるグループ構成、およびフィードバック周期を適応的に制御する制御手段、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項１７】
前記フィードバック手段は、グループ毎に、誤り訂正符号の能力を適応的に変更し、当該誤り訂正符号により符号化されたフィードバック情報をフィードバックすることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項１８】
前記フィードバック手段は、送信電力を階層毎に制御することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項１９】
前記フィードバック手段は、前記グループ単位の平均値を拡散符号で多重化することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項２０】
前記グループ単位の平均値毎に、拡散率を設定することを特徴とする請求項１９に記載の通信装置。
【請求項２１】
前記請求項１に記載の平均値計算手段における平均値計算処理と逆の手順を用いることにより周波数チャネル毎の伝搬路情報推定値を再構成することを特徴とする通信装置。
【請求項２２】
前記伝搬路情報推定値を再構成する場合において、特定の周波数チャネルの平均値がフィードバックされていない場合は、当該特定の周波数チャネルの伝搬路情報推定値を補間処理により求めることを特徴とする請求項２１に記載の通信装置。
【請求項２３】
複数の受信アンテナからの受信信号単位に、前記請求項１に記載のグループ化制御手段、伝搬路情報推定手段、平均値計算手段およびフィードバック手段を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２４】
複数の送信アンテナを備えた送信機と複数の受信アンテナを備えた受信機から構成され、複数の伝搬路を用いて通信を行う無線通信システムにおいて、
前記受信機が、複数の受信アンテナからの受信信号単位に、前記請求項１に記載のグループ化制御手段、伝搬路情報推定手段、平均値計算手段およびフィードバック手段を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２５】
前記受信機内の伝搬路情報推定手段が、チャネル応答を推定し、その結果として伝搬路情報推定値行列を形成し、さらに、特異値分解を行うことにより得られる左特異値行列、右特異値行列、対角行列、の各要素を伝搬路情報推定値とすることを特徴とする請求項２４に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の周波数チャネルを用いてマルチキャリア伝送を行う通信装置に関するものであり、特に、周波数チャネルの伝搬路情報をフィードバックする通信装置および当該通信装置を含む無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency Division Multiplexing）に対応した閉ループ送信ダイバーシチ方式では、サブキャリア毎の位相情報または振幅情報を端末から基地局にフィードバックする際、必要な情報量を削減するために、各情報に対して以下のようなマッピングを行う。【０００３】
まず、複数のサブキャリアを基準サブキャリアとして選定し、残りのサブキャリアを基準サブキャリアに付随する近傍サブキャリアとする。そして、基準サブキャリアの位相推定値または振幅推定値は、通常のマッピングに基づいてフィードバックされる。また、近傍サブキャリアの位相推定値または振幅推定値は、付随する基準サブキャリアの位相推定値または振幅推定値の近傍に配置を偏らせたマッピングに基づいてフィードバックされる。一方、基地局では、端末からフィードバックされた位相推定値または振幅推定値を用いて、次回の送信時の送信アンテナウェイトを制御する（特許文献１参照）。【０００４】
このような動作を行うことにより、上記ＯＦＤＭに対応した閉ループ送信ダイバーシチ方式では、フィードバックに必要な情報量が一定であるという条件であれば、全てのサブキャリアの位相情報または振幅情報を通常のマッピング（上記基準サブキャリアに適用されるマッピング）に基づいてフィードバックする方式と比較して、情報量を削減することができる。これにより、フィードバック情報量を増加させることなく、サブキャリアの位相または振幅を高精度に制御することができ、送信ダイバーシチの性能を向上させることができる。【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８７０７０号公報  図４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のＯＦＤＭ用閉ループ送信ダイバーシチ方式においては、基準サブキャリアの位相／振幅推定値の推定誤りが、付随する近傍サブキャリアの位相／振幅推定値のマッピングにも影響を与えるため、基準サブキャリアの品質（振幅や信号対雑音比など）が周波数選択性フェージングなどによって落ち込んだときには、基準サブキャリアだけではなく、近傍サブキャリアの送信ダイバーシチ性能まで劣化してしまう、という問題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マルチキャリア伝送システムにおいて、送信機と受信機との間のフィードバック情報量を増大させることなく、また、一部の周波数チャネルの品質劣化の影響を他の品質の良い周波数チャネルが受けることなく、フィードバックされる伝搬路情報の精度を向上させることが可能な通信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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信装置は、複数の周波数チャネルを用いてマルチキャリア伝送を行う受信側の通信装置であって、前記複数の周波数チャネルを含む複数の階層を構成し、各階層のグループに含まれる周波数チャネル数が一つ上の階層のグループに含まれる周波数チャネル数よりも少なくなるように、前記複数の周波数チャネルを階層的にグループ化するための制御を行うグループ化制御手段と、前記複数の周波数チャネルの伝搬路情報を推定する伝搬路情報推定手段と、前記グループ化制御手段の制御により、前記複数の周波数チャネルを階層的にグループ化し、さらに、最上位の階層では、前記伝搬路情報推定値を用いてグループ単位の伝搬路情報の平均値を計算し、その他の階層では、一つ上の階層の平均値に基づいて各階層で用いる伝搬路情報推定値を計算し、当該各階層の伝搬路情報推定値を用いてそれぞれグループ単位の伝搬路情報の平均値を計算する平均値計算手段と、各グループで得られた平均値をフィードバック情報として送信側の通信装置に対してフィードバックするフィードバック手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる通信装置は、各階層におけるグループ毎の伝搬路情報の平均値を、たとえば、１つ上の階層の伝搬路情報推定値と１つ上の階層の平均値から計算することとした。これにより、伝搬路情報推定値をそのまま量子化する場合と比較して、より少ない量子化ビット数で同等以上の量子化精度が実現でき、ひいては情報量削減によるフィードバックループの高速化を実現できる、という効果を奏する。また、本発明においては、複数の周波数チャネルを階層的にグループ化し、グループ毎に伝搬路情報推定値を平均化処理しているため、たとえば、特定のチャネルの品質が悪く、その結果、推定精度が劣化している場合であっても、その影響が分散され、高精度な推定値のフィードバックを実現できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明にかかる通信装置の実施の形態１の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、サブキャリア数ｎ＝８の場合における通信装置の計算手順を示す図である。
【図４】図４は、図３の処理で計算された各平均値の模式図である。
【図５】図５は、本発明にかかる通信装置の実施の形態２の構成例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２の通信装置におけるフィードバック情報生成部の具体的な処理の一例を示す図である。
【図７】図７は、本発明にかかる通信装置の実施の形態３の構成例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態３の通信装置の具体的な処理の一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明にかかる通信装置の実施の形態４の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明にかかる通信装置の実施の形態５の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる通信装置の実施の形態６の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる通信装置におけるフィードバック情報生成部の構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる通信装置における送信処理部の構成例を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる通信装置における送信処理部の構成例を示す図である。
【図１５】図１５は、ＭＩＭＯ送受信システムの構成例を示す図である。
【図１６】図１６は、固有ビームＭＩＭＯ伝送システムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  伝搬路情報推定部
２，１６  周波数チャネルグループ生成部
３  セレクタ
４  平均値計算部
５  減算部
６，１１，１７  フィードバック情報生成部
１２  周波数チャネルグループ選択／生成部
１３  時間方向平均化部
１４  時間方向差分計算部
１５  制御部
２１  制御部
２２  セレクタ
２３  誤り訂正符号化器
３１  変調部
３２  振幅設定部
３３  乗算部
３４  送信部
４１  符号多重部
６１  送信機
６２，６３  送信アンテナ
６４，６５  受信アンテナ
６６  受信機
７１，７２，７３，７４  伝搬路
８１  変調部
８２  送信ウェイト制御部
８３−１〜８３−ｍ  送信アンテナ
９１−１〜９１−ｎ  受信アンテナ
９２  受信ウェイト制御部
９３  復調部
９４  伝搬路情報推定部
９５  ＳＶＤ
１０１  ＭＩＭＯ伝搬路
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる通信装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信装置の構成例を示す図である。この通信装置は、マルチキャリア伝送（たとえば、ＯＦＤＭ方式等）を行い、たとえば、受信信号Ｓ１−１，Ｓ１−２，…，Ｓ１−ｎに基づいて伝搬路情報を推定する伝搬路情報推定部１と、サブキャリアを階層的にグループ化するための指示を行う周波数チャネルグループ生成部２と、伝搬路情報推定値Ｓ２−１，Ｓ２−２，…，Ｓ２−ｎまたは減算部出力Ｓ５−１，Ｓ５−２，…，Ｓ５−３を出力するセレクタ３と、セレクタ出力Ｓ３−１，Ｓ３−２，…，Ｓ３−ｎを平均化する平均値計算部４と、セレクタ出力Ｓ３−１，Ｓ３−２，…，Ｓ３−ｎから平均値Ｓ４を減算する減算部５と、平均値Ｓ４を用いてフィードバック情報Ｓ６を生成するフィードバック情報生成部６と、を備えている。なお、上記ｎはマルチキャリア通信における各サブキャリアを識別するための番号である。【００１４】
つづいて、上記のように構成される通信装置の動作を簡単に説明する。まず、伝搬路情報推定部１は、サブキャリア単位に分解された受信信号Ｓ１−１〜Ｓ１−ｎを用いて伝搬路情報を推定し、サブキャリア毎の伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−ｎを出力する。推定された伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−ｎは、セレクタ３に入力され、また、減算部５からの減算部出力Ｓ５−１〜Ｓ５−ｎも、同じくセレクタ３に入力される。セレクタ３は、周波数チャネルグループ生成部２の指示に基づいて、伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−ｎまたは減算部出力Ｓ５−１〜Ｓ５−ｎのどちらか一方を選択し、セレクタ出力Ｓ３−１〜Ｓ３−ｎとして出力する。セレクタ出力Ｓ３−１〜Ｓ３−ｎは平均値計算部４に入力され、ここでは、周波数チャネルグループ生成部２の指示に基づいて、セレクタ出力Ｓ３−１〜Ｓ３−ｎを階層的にグループ化し、各グループの平均値Ｓ４を計算する。平均値計算部４にて計算された平均値Ｓ４を受け取った減算部５は、セレクタ出力Ｓ３−１〜Ｓ３−ｎからサブキャリアの枝番１〜ｎに対応した平均値Ｓ４を減算し、その結果を減算部Ｓ５−１〜Ｓ５−ｎとして出力する。そして、フィードバック情報生成部６は、平均値Ｓ４を用いてフィードバック情報Ｓ６を生成し、出力する。【００１５】
また、周波数チャネルグループ生成部２は、サブキャリアを階層的にグループ化するための指示を行う。たとえば、最上位の階層は、全てのサブキャリアを含む単一のグループで構成され、次の階層は、その階層に存在するグループ一個あたりに含まれるサブキャリア数が、上位の階層のグループ一個あたりに含まれるサブキャリア数よりも少なくなるようにする。すなわち、周波数チャネルグループ生成部２の指示により、グループ一個あたりに含まれるサブキャリア数が既定値以下になるまでサブキャリアを階層的に分割し、グループ化する。【００１６】
なお、セレクタ３は、周波数チャネルグループ生成部２の指示により、最初に、伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−ｎを出力し、その後、減算部出力Ｓ５−１〜Ｓ５−ｎを出力する。また、平均値計算部４は、周波数チャネルグループ生成部２の指示により、最上位の階層から最下位の階層まで、順に、サブキャリアグループ毎の平均値を計算する。これらの動作は、伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−ｎが更新される毎に実行される。【００１７】
ここで、上記のように構成される通信装置において、受信信号Ｓ１−１〜Ｓ１−ｎを受信してからフィードバック情報Ｓ６を出力するまでの処理を、図面にしたがって説明する。図２は、処理の流れを示すフローチャートであり、ここでは、伝搬路情報推定部１，周波数チャネルグループ生成部２，セレクタ３，平均値計算部４，減算部５が、協調して動作し、最上位の階層から順に以下の処理を行う。【００１８】
まず、伝搬路情報推定部１は、受信信号Ｓ１−１〜Ｓ１−ｎを用いて各サブキャリアの伝搬路情報を推定し、各サブキャリアの伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−ｎを出力する（ステップＳ１）。つぎに、セレクタ３は、たとえば、最上位の階層について処理を行う場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−ｎを選択し、その選択結果であるセレクタ出力Ｓ３−１〜Ｓ３−ｎを平均値計算部４に出力する（ステップＳ３）。つぎに、平均値計算部４は、最上位の階層のグループにおいて、グループ内の各サブキャリアのセレクタ出力Ｓ３−１〜Ｓ３−ｎの平均値を計算する（ステップＳ４）。つぎに、減算部５は、上記セレクタ出力Ｓ３−１〜Ｓ３−ｎから平均値Ｓ４を減算し、その結果である減算部出力Ｓ５−１〜Ｓ５−ｎをセレクタ３に対して出力する（ステップＳ５，Ｎｏ、ステップＳ６）。【００１９】
つぎに、セレクタ３は、次に階層において（ステップＳ２，Ｎｏ）、減算部出力Ｓ５−１〜Ｓ５−ｎを選択し、その選択結果であるセレクタ出力Ｓ３−１〜Ｓ３−ｎを平均値計算部４に出力する（ステップＳ７）。つぎに、平均値計算部４は、この階層の各グループにおいて、各サブキャリアのセレクタ出力Ｓ３−１〜Ｓ３−ｎの平均値を計算する（ステップＳ４）。そして、以降、最下層になるまで（ステップＳ５，Ｙｅｓ）、上記ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ４を繰り返し実行する。【００２０】
そして、最下層における平均値計算が終了した場合に（ステップＳ５，Ｙｅｓ）、平均値計算部４は、各階層における各グループの平均値Ｓ４をフィードバック情報生成部６に対して出力する（ステップＳ８）。最後に、フィードバック情報生成部６は、受け取った平均値Ｓ４からフィードバック情報Ｓ６を生成し、出力する（ステップＳ９）。【００２１】
受信側の通信装置は、伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−ｎが更新される毎に上記処理（ステップＳ２〜Ｓ９）を実行し、上記処理により得られたフィードバック情報Ｓ６を送信側の通信装置にフィードバックする。また、フィードバック情報Ｓ６を受信した送信側の通信装置では、上記で平均値を計算した手順と逆の手順を用いることにより、受信側の通信装置における各サブキャリアの伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−ｎを取得する。この伝搬路情報推定値を用いることにより、送信ダイバーシチや固有ビームＭＩＭＯ伝送などを実現できる。【００２２】
つづいて、本実施の形態の通信装置の詳細動作について説明する。なお、以下に示す例では、説明をわかりやすくする目的で、サブキャリア本数ｎを２のべき乗とする。なお、本発明は、サブキャリア本数ｎを２のべき乗に限定するものではない。【００２３】
伝搬路情報推定部１では、たとえば、伝搬チャネル応答を推定する。このとき、時刻ｋにおける伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−ｎを、ベクトルｈ（ｋ）を下記（１）式のように表記する。
ｈ（ｋ）＝［ｈ1（ｋ），ｈ2（ｋ），…，ｈn（ｋ），］        …（１）
ただし、ｈ1（ｋ）は１番目のサブキャリアの伝搬路情報推定値Ｓ２−１に対応し、ｈ2（ｋ）は２番目のサブキャリアの伝搬路情報推定値Ｓ２−２に対応し、…、ｈn（ｋ）はｎ番目のサブキャリアの伝搬路情報推定値Ｓ２−ｎに対応する。【００２４】
また、サブキャリア＃１〜＃ｎを階層的にグループ化する場合、ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）のサブキャリアにおける伝搬路情報推定値Ｓ２−ｉをＳＣ（ｉ）と表記する。また、ｌ番目の階層におけるサブキャリアグループをＳＣＧ（ｌ，ｍ）と表記する。なお、ｌは最上位を１とし、下位になるにしたがって１ずつ増加する階層の番号を示し、ｍは階層ｌにおいて構成されたサブキャリアグループの番号を示す。【００２５】
たとえば、１番目の階層（最上位）は、下記（２）式のように、全サブキャリアを１つのサブキャリアグループとして取り扱う。
SCG(1,1)=[SC(1),SC(2),…,SC(n)] …（２）【００２６】
また、２番目の階層は、下記（３）式のように、全サブキャリアを２つのグループに分割する。
SCG(2,1)=[SC(1),SC(2),…,SC(n/2)｝
SCG(2,2)=[SC(n/2+1),SC(n/2+2),…,SC(n)] …（３）【００２７】
また、ｌ番目の階層は、下記（４）式のように、全サブキャリアを２l-1個のグループに分割し、最終的に、最下位の階層は、１サブキャリアが１グループとなるように分割する。
SCG(l,1)=[SC(1),SC(2),…,SC(n/2l-1)｝
SCG(l,2)=[SC(n/2l-1+1),SC(n/2l-1+2),…,SC(2n/2l-1)｝
…
SCG(l,2l-1)=[SC((2l-1-1)n/2l-1+1),SC((2l-1-1)n/2l-1+2),…,SC(n)｝…（４）【００２８】
そして、上記のように分割したサブキャリアグループに対して、最上位の階層から順に、以下の処理を行う。【００２９】
平均値計算部４は、サブキャリアグループＳＣＧ（ｌ、ｍ）内のチャネル係数の平均値を計算し、さらに、減算部５は、１つ上位の階層のサブキャリアグループの平均値を減算し、その減算結果をＳＣＧ（ｌ、ｍ）のチャネル係数平均値〈ｈ（ｌ，ｍ）〉（ｋ）とする。なお、ＳＣＧ（ｌ、ｍ）のチャネル係数平均値は、下記（５）式のように表記する。【００３０】
【数１】
0004460605.tif 000002
…（５）【００３１】
ただし、下記（６）式は、ａ≧ｂを満足する最小の整数を表す。また、〈ｈ（０，ｍ）〉（ｋ）＝０とする。【００３２】
【数２】
0004460605.tif 000003
…（６）【００３３】
受信側の通信装置では、上記のように求められた〈ｈ（ｌ，ｍ）〉（ｋ）を、時刻ｋにおける伝搬路推定値として送信側の通信装置にフィードバックする。送信側の通信装置では、フィードバックされた〈ｈ（ｌ，ｍ）〉（ｋ）に対して上記と逆の手順で計算を行うことによって伝搬路情報推定値を再構築し、これを用いて送信ダイバーシチや固有ビームＭＩＭＯ伝送などを行う。【００３４】
つづいて、サブキャリア数ｎ＝８の場合の計算手順を、図面を用いて具体的に説明する。図３は、サブキャリア数ｎ＝８の場合における、本実施の形態の通信装置の計算手順を示す図である。なお、図示のＳ１−１〜Ｓ１−８は受信信号であり、Ｓ２−１〜Ｓ２−８は最上位の階層の伝搬路情報推定値であり、Ｓ５−１ａ〜Ｓ５−８ａは２番目の階層の伝搬路情報推定値（減算部出力Ｓ５−１〜Ｓ５−８に相当）であり、Ｓ５−１ｂ〜Ｓ５−８ｂは３番目の階層の伝搬路情報推定値（減算部出力Ｓ５−１〜Ｓ５−８に相当）であり、Ｓ５−１ｃ〜Ｓ５−８ｃは４番目の階層の伝搬路情報推定値（減算部出力Ｓ５−１〜Ｓ５−８に相当）であり、Ｓ４−１は最上位の階層の第１グループの平均値（平均値Ｓ４に相当）であり、Ｓ４−１ａは２番目の階層の第１グループの平均値（平均値Ｓ４に相当）であり、Ｓ４−２ａは２番目の階層の第２グループの平均値（平均値Ｓ４に相当）であり、Ｓ４−１ｂは３番目の階層の第１グループの平均値（平均値Ｓ４に相当）であり、Ｓ４−２ｂは３番目の階層の第２グループの平均値（平均値Ｓ４に相当）であり、Ｓ４−３ｂは３番目の階層の第３グループの平均値（平均値Ｓ４に相当）であり、Ｓ４−４ｂは３番目の階層の第４グループの平均値（平均値Ｓ４に相当）である。【００３５】
まず、最上位の階層（以降、第１階層と呼ぶ）では、伝搬路情報推定部１が、受信信号Ｓ１−１〜Ｓ１−８から伝搬路情報を推定し、第１階層の伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−８を出力する。第１階層では、８本の全サブキャリアを含む１つのグループ（第１階層第１グループ）を生成し、平均値計算部４が、このグループの伝搬路情報推定値の平均値Ｓ４−１を計算し、出力する。第１階層第１グループの平均値Ｓ４−１は、フィードバック情報生成部６および減算部５の入力となる。【００３６】
つぎに、２番目の階層（以降、第２階層と呼ぶ）では、減算部５が、第１階層の伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−８から第１階層第１グループの平均値Ｓ４−１を減算し、その結果を第２階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−１ａ〜Ｓ５−８ａとして出力する。第２階層では、それぞれ４本のサブキャリアを含む２つのグループを生成し、第２階層第１グループは第２階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−１ａ〜Ｓ５−４ａを含み、第２階層第２グループは第２階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−５ａ〜Ｓ５−８ａを含む。そして、平均値計算部４が、それぞれのグループの平均値（第２階層第１グループの平均値Ｓ４−１ａおよび第２階層第２グループの平均値Ｓ４−２ａ）を計算し、その結果をフィードバック情報生成部６および減算部５に対して出力する。【００３７】
つぎに、３番目の階層（以降、第３階層と呼ぶ）では、減算部５が、第２階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−１ａ〜Ｓ５−４ａから第２階層第１グループの平均値Ｓ４−１ａを減算し、その結果を第３階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−１ｂ〜Ｓ５−４ｂとして出力する。同様に、第２階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−５ａ〜Ｓ５−８ａから第２階層第２グループの平均値Ｓ４−２ａを減算し、その結果を第３階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−５ｂ〜Ｓ５−８ｂとして出力する。第３階層では、それぞれ２本のサブキャリアを含む４つのグループを生成し、第３階層第１グループは第３階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−１ｂ，Ｓ５−２ｂを含み、第３階層第２グループは第３階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−３ｂ，Ｓ５−４ｂを含み、第３階層第３グループは第３階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−５ｂ，Ｓ５−６ｂを含み、第３階層第４グループは第３階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−７ｂ，Ｓ５−８ｂを含む。そして、平均値計算部４が、それぞれのグループの平均値（第３階層第１グループの平均値Ｓ４−１ｂ，第３階層第２グループの平均値Ｓ４−２ｂ，第３階層第３グループの平均値Ｓ４−３ｂ，第３階層第４グループの平均値Ｓ４−４ｂ）を計算し、その結果をフィードバック情報生成部６および減算部５に対して出力する。【００３８】
つぎに、４番目の階層（以降、第４階層と呼ぶ）では、減算部５が、第３階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−１ｂ，Ｓ５−２ｂから第３階層第１グループの平均値Ｓ４−１ｂを減算し、その結果を第４階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−１ｃ，Ｓ５−２ｃとして出力する。同様に、第３階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−３ｂ，Ｓ５−４ｂから第３階層第２グループの平均値Ｓ４−２ｂを減算し、その結果を第４階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−３ｃ，Ｓ５−４ｃとして出力する。同様に、第３階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−５ｂ，Ｓ５−６ｂから第３階層第３グループの平均値Ｓ４−３ｂを減算し、その結果を第４階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−５ｃ，Ｓ５−６ｃとして出力する。同様に、第３階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−７ｂ，Ｓ５−８ｂから第３階層第４グループの平均値Ｓ４−４ｂを減算し、その結果を第４階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−７ｃ，Ｓ５−８ｃとして出力する。そして、第４階層では、サブキャリアをこれ以上グループ分けできないので、第４階層の伝搬路情報推定値Ｓ５−１ｃ〜Ｓ５−８ｃを平均値（図１に示す減算部５が出力するＳ４に相当）としてフィードバック情報生成部６に対して出力する。【００３９】
なお、図３では、計算手順をわかりやすく説明するために、セレクタ３，平均値計算部４、減算部５の協調動作による一連のループ処理を、展開して表記しているが、実際に展開された回路で構成することとしてもよい。また、図示はしていないが、セレクタ３および平均値計算部４では、周波数チャネルグループ生成部２の指示に基づいて処理が行われている。【００４０】
図４は、上記図３の処理で計算された各平均値の模式図である。ここでは、図３に示した計算手順によって、伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−８が、各階層において、平均値Ｓ４−１（図示の〈ｈ（１，１）〉に相当）、Ｓ４−１ａ〜Ｓ４−２ａ（図示の〈ｈ（２，１）〉，〈ｈ（２，２）〉に相当）、Ｓ４−１ｂ〜Ｓ４−４ｂ（図示の〈ｈ（３，１）〉，〈ｈ（３，２）〉，〈ｈ（３，３）〉，〈ｈ（３，４）〉に相当）、Ｓ５−１ｃ〜Ｓ５−８ｃ（図示の〈ｈ（４，１）〉，〈ｈ（４，２）〉，〈ｈ（４，３）〉，〈ｈ（４，４）〉，〈ｈ（４，５）〉，〈ｈ（４，６）〉，〈ｈ（４，７）〉，〈ｈ（４，８）〉に相当）に分解される様子が記載されている。そして、受信側の通信装置は、これらの平均値を送信側の通信装置にフィードバックする。送信側の通信装置では、各平均値を足し合わせることによって、受信側における伝搬路情報推定値を復元する。【００４１】
なお、伝搬路情報推定値として伝搬路のチャネル応答を用いる場合は、複素数表示や極座標表示など、座標の取り方によらず本発明が適用できる。たとえば、複素数表示で計算する場合は、同相成分（I-ch）と直交成分（Q-ch）に対して独立に、上記で示した平均値の計算手順を適用することとしてもよいし、また、どちらか一方にのみ適用し、もう一方については推定値をそのままフィードバックすることとしてもよい。また、極座標表示を用いる場合についても、同様に、振幅の絶対値成分と角度成分のそれぞれに対して独立に、上記で示した平均値の計算手順を適用することとしてもよいし、また、どちらか一方にのみ適用し、もう一方については推定値をそのままフィードバックすることとしてもよい。【００４２】
また、上記の説明では、全てのサブキャリアの伝搬路情報推定値を使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、いくつか代表的なサブキャリアを選択し、選択されたサブキャリア毎に伝搬路推定値を取得し、ここで取得した伝搬路推定値に対して上記平均化処理を施すこととしてもよい。このようなケースは、サブキャリア１本あたりの周波数帯域が狭く、周囲のサブキャリアとの間で伝搬路情報の相関が大きい場合に想定され、この場合においてフィードバック情報量を削減する方法として特に有用である。【００４３】
また、上記図３および図４の説明では、最上位の階層（第１階層）のグループが、全てのサブキャリアを含むこととしたが、これに限定される必要はなく、最上位が複数のグループに分かれていてもよい。グループの分け方は、伝搬路の状況や許容できるフィードバック情報量などに応じて適宜選択する。【００４４】
このように、本実施の形態においては、各階層における平均値を、１つ上の階層の伝搬路情報推定値と１つ上の階層の平均値との差分から計算することとした。これにより、伝搬路情報推定値をそのまま量子化する場合と比較して、より少ない量子化ビット数で同等以上の量子化精度が実現でき、ひいては情報量削減によるフィードバックループの高速化を実現できる。【００４５】
また、本実施の形態においては、すべてのサブキャリアの伝搬路情報推定値を平均化処理しているため、たとえば、特定のサブキャリアの品質が悪く、その結果、推定精度が劣化している場合であっても、その影響が分散され、従来例のように全サブキャリアにわたって推定精度が劣化するということはなくなり、高精度な推定値のフィードバックを実現できる。【００４６】
実施の形態２．
図５は、本発明にかかる通信装置の実施の形態２の構成例を示す図であり、前述した実施の形態１のフィードバック情報生成部６に代えて、フィードバック情報生成部１１を備えている。なお、前述した実施の形態１の図１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態１と異なる、フィードバック情報生成部１１の動作について説明する。【００４７】
たとえば、前述の実施の形態１にて計算した平均値の時間変動は、平均化するサブキャリア数が多いほど、すなわち、上位の階層の平均値ほど、緩やかなものとなる。したがって、本実施の形態においては、フィードバック情報生成部１１が、平均値を計算する階層に応じて、その平均値をフィードバックする周期を変え、上位階層のものほどフィードバック周期を長くとる。これにより、フィードバックする伝搬路情報推定値の精度を落とすことなく、フィードバックに必要な情報量をさらに削減することが可能となる。【００４８】
つづいて、上記本実施の形態の特徴的な動作を、図面を用いて具体的に説明する。図６は、実施の形態２の通信装置におけるフィードバック情報生成部１１の具体的な処理の一例を示す図である。ここでは、説明の簡略化のため、サブキャリア本数ｎが４の場合を示している。【００４９】
図６において、横軸は時刻を表し、各時刻において、黒い四角で示されるグループの平均値がフィードバックされ、白抜きの四角で示されるグループの平均値がフィードバックされない。すなわち、本実施の形態においては、フィードバック情報生成部１１が、第１階層第１グループの平均値Ｓ４−１を、時刻ｋ，ｋ＋４，ｋ＋８でフィードバックする。また、第２階層の平均値Ｓ４−１ａ，Ｓ４−２ａについては、時刻ｋ，ｋ＋２，ｋ＋４，ｋ＋６，ｋ＋８でフィードバックする。また、第３階層の平均値Ｓ４−１ｂ，Ｓ４−２ｂ，Ｓ４−３ｂ，Ｓ４−４ｂについては、すべての時刻（ｋ，ｋ＋１，…，ｋ＋７，ｋ＋８）でフィードバックする。また、図６においては、説明の便宜上、時刻ｋ〜ｋ＋８の範囲を示しているが、その前後の時刻においても同様の周期でフィードバックが行われている。【００５０】
なお、前述の実施の形態１でも示したように、特定の階層の平均値を計算するためには、上位の階層の平均値が必要となるが、本実施の形態においては、最後にフィードバックされた最新の平均値を使用する。たとえば、図６において、第３階層第１グループの平均値Ｓ４−１ｂの時刻ｋ＋１における値を計算する場合は、時刻ｋにおける第１階層第１グループの平均値Ｓ４−１，第２階層の平均値Ｓ４−１ａ，Ｓ４−２ａを使用する。【００５１】
このように、本実施の形態においては、上位の階層の平均値ほどフィードバック周期を長く取ることとした。これにより、前述した実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、フィードバック情報量のさらなる削減が可能となるため、情報量削減によるフィードバックループのさらなる高速化を実現できる。【００５２】
実施の形態３．
図７は、本発明にかかる通信装置の実施の形態３の構成例を示す図であり、前述した実施の形態２の周波数チャネルグループ生成部２に代えて、周波数チャネルグループ選択／生成部１２を備えている。なお、前述した実施の形態２の図５と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態２と異なる、周波数チャネルグループ選択／生成部１２の動作について説明する。【００５３】
本実施の形態においては、前述した実施の形態２と同様に、平均値を計算する階層に応じて、その平均値をフィードバックする周期を変え、上位階層のものほどフィードバック周期を長くとる。さらに、本実施の形態では、特定の階層に複数のグループが存在する場合に、階層内の全グループの平均値を同時にフィードバックするのではなく、周波数チャネルグループ選択／生成部１２およびフィードバック情報生成部１１の制御により、グループ毎に異なる時刻に送る処理や間引いて送る処理を行う。これにより、フィードバック情報量のさらなる削減を実現する。【００５４】
つづいて、上記本実施の形態の特徴的な動作を、図面を用いて具体的に説明する。図８は、実施の形態３の通信装置の具体的な処理の一例を示す図である。ここでは、説明の簡略化のため、サブキャリア本数ｎが４の場合を示している。【００５５】
図８において、横軸は時刻を表し、各時刻において、黒い四角で示されるグループの平均値がフィードバックされ、白抜きの四角で示されるグループの平均値がフィードバックされない。すなわち、本実施の形態においては、第１階層第１グループの平均値Ｓ４−１は、前述同様、時刻ｋ，ｋ＋４，ｋ＋８でフィードバックされる。一方で、第２階層の平均値Ｓ４−１ａとＳ４−２は、周波数チャネルグループ選択／生成部１２およびフィードバック情報生成部１１の制御により、フィードバック時刻が重ならないように交互にフィードバックされ、たとえば、平均値Ｓ４−１ａは、時刻ｋ，ｋ＋４，ｋ＋８でフィードバックされ、平均値Ｓ４−２ａは、時刻ｋ＋２，ｋ＋６でフィードバックされる。また、第３階層の平均値Ｓ４−１ｂ，Ｓ４−２ｂ，Ｓ４−３ｂ，Ｓ４−４ｂについても、周波数チャネルグループ選択／生成部１２およびフィードバック情報生成部１１の制御により、平均値が適当に間引いてフィードバックされ、たとえば、平均値Ｓ４−１ｂ，Ｓ４−３ｂは、時刻ｋ，ｋ＋２，ｋ＋４，ｋ＋６，ｋ＋８でフィードバックされ、平均値Ｓ４−２ｂ，Ｓ４−４ｂは、時刻ｋ＋１，ｋ＋３，ｋ＋５，ｋ＋７でフィードバックされる。また、図８においては、説明の便宜上、時刻ｋ〜ｋ＋８の範囲を示しているが、その前後の時刻においても同様の周期でフィードバックが行われている。【００５６】
なお、前述の実施の形態１でも示したように、特定の階層の平均値を計算するためには、上位の階層の平均値が必要となるが、本実施の形態においては、実施の形態２と同様、最後にフィードバックされた最新の平均値を使用する。たとえば、図８において、第３階層第１グループの平均値Ｓ４−１ｂの時刻ｋ＋３における値を計算する場合は、時刻ｋにおける第１階層第１グループの平均値Ｓ４−１，第２階層第１グループの平均値Ｓ４−１ａ，時刻ｋ＋２における第２階層第２グループの平均値Ｓ４−２ａを使用する。【００５７】
また、フィードバックを受けた送信側の通信装置では、各サブキャリアの伝搬路情報を再構築する際、最下層の平均値が送られていないサブキャリアの伝搬路情報は、そのままでは再構築することができない。たとえば、図８において、時刻ｋ＋２に着目すると、平均値Ｓ４−１ｂ，Ｓ４−３ｂについてはフィードバックされているので１番目と３番目のサブキャリアの伝搬路情報は再構築できるが、平均値Ｓ４−２ｂ，Ｓ４−４ｂについてはフィードバックされていないので２番目と４番目のサブキャリアの伝搬路情報は再構築することができない。そこで、本実施の形態においては、このような場合であっても、補間処理を行うことにより再構築を可能とする。たとえば、平均値Ｓ４−２ｂは、平均値Ｓ４−１ｂ，Ｓ４−３ｂから内挿によって求めることができ、平均値Ｓ４−４ｂは、外挿することによって求めることができる。また、このような補間処理は、最下層だけではなく、中間層においても適用可能である。上記補間処理を行うことにより、受信側の通信装置がフィードバックする平均値を間引いた場合であっても、送信側で伝送路情報を再構築できる。【００５８】
また、各グループの平均値のフィードバック時刻をずらす際に、全体のフィードバック情報量を一定値あるいは一定の範囲に収まるようなずらし方にすると、フィードバック伝送を効率的に行うことができる。【００５９】
このように、本実施の形態においては、複数のグループを持つ階層において、全グループの平均値を同時刻に取得してフィードバックするのではなく、時刻をずらしてフィードバックすることとした。これにより、前述した実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、前述した実施の形態２よりも、さらにフィードバック情報量を削減することができる。【００６０】
実施の形態４．
図９は、本発明にかかる通信装置の実施の形態４の構成例を示す図であり、前述した実施の形態１の構成に加えて、さらに、時間方向の平均値Ｓ１１を計算する時間方向平均化部１３を備えている。なお、前述した実施の形態１の図１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態１と異なる、時間方向平均化部１３の動作について説明する。【００６１】
つづいて、本実施の形態の特徴的な動作を、図面を用いて具体的に説明する。時間方向平均化部１３は、受け取った平均値をグループ毎に時間方向に平均化し、その結果である平均値Ｓ１１をフィードバック情報生成部６に対して出力する。時間方向平均化の手法としては、巡回加算を行う方法や、移動平均，FIRフィルタ，IIRフィルタによる方法や、これらを組み合わせた方法などが用いられる。また、巡回加算の忘却係数や、移動平均長，FIR／IIRフィルタのタップ長およびタップ係数は、伝搬路の変動速度など、環境の変動に合わせて適応的に変更することとしてもよいし、また、不要な場合は変更しなくてもよい。上記時間方向の平均化によって、伝搬路情報推定値の信号対雑音比が向上するとともに、それぞれ平均化の効果によって時間変動が緩やかになるため、フィードバック情報を伝送する周期を長くすることができ、結果として、より少ない情報量でフィードバック制御を行うことができる。【００６２】
このように、本発明の実施の形態においては、受け取った平均値を、さらにグループ毎に時間方向に平均化することとした。これにより、伝搬路情報推定値の推定精度をさらに向上させることが可能となり、より精度のよいフィードバック制御が可能となる。【００６３】
また、本発明の実施の形態においては、グループ毎の平均値を時間方向に平均化することによって、その時間変動が緩やかになるため、フィードバック情報を伝送する周期を長くすることができ、より少ない情報量によるフィードバック制御が可能となる。【００６４】
なお、本実施の形態においては、説明の便宜上、時間方向の平均化処理を実施の形態１の構成に適用することとしたが、これに限らず、実施の形態２または３の構成に適用することも可能である。【００６５】
実施の形態５．
図１０は、本発明にかかる通信装置の実施の形態５の構成例を示す図であり、前述した実施の形態１の構成に加えて、さらに、時間方向の差分値Ｓ１２を計算する時間方向差分計算部１４を備えている。なお、前述した実施の形態１の図１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態１と異なる、時間方向差分計算部１４の動作について説明する。【００６６】
つづいて、本実施の形態の特徴的な動作を、図面を用いて具体的に説明する。時間方向差分計算部１４は、各グループの平均値毎に、前回の平均値と今回の平均値との差分を計算する。そして、計算された差分値Ｓ１２を、フィードバック情報生成部６に対して出力する。フィードバック情報として平均値の時間差分を用いることにより、フィードバックに必要な情報量をさらに削減することができる。【００６７】
このように、本発明の実施の形態においては、平均値の差分をフィードバック情報として用いることとした。これにより、フィードバック情報量をさらに削減することができ、ひいてはフィードバックループのさらなる高速化を実現できる。【００６８】
なお、本実施の形態においては、説明の便宜上、時間方向の差分計算処理を実施の形態１の構成に適用することとしたが、これに限らず、実施の形態２または３の構成に適用することも可能である。【００６９】
実施の形態６．
図１１は、本発明にかかる通信装置の実施の形態６の構成例を示す図であり、伝送路変動速度情報に基づいて周波数チャネルグループ生成部１６およびフィードバック情報生成部１７を制御する制御部１５を備えている。なお、前述した実施の形態１の図１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態１と異なる、制御部１５，周波数チャネルグループ生成部１６，フィードバック情報生成部１７の動作について説明する。【００７０】
つづいて、本実施の形態の特徴的な動作を、図面を用いて具体的に説明する。なお、伝送路変動速度情報は、伝送路の時間変動の速度やマルチパスの時間方向の広がりなどを示す信号である。具体的には、端末の移動速度やドップラーシフト周波数などの伝送路の時間変動と関係する情報、遅延スプレッドや遅延プロファイルなどのマルチパス伝送路の状態を示す情報、さらにはこれらの値を指標化した情報、などが利用可能である。【００７１】
制御部１５は、入力信号である伝送路変動速度情報に基づいて、各階層のグループ分割方法、各グループに含まれるサブキャリア数、階層数、フィードバック周期（階層毎に設定可能）、処理に用いるサブキャリアの組み合わせなどを適応的に制御する。たとえば、伝送路の時間変動が緩やかな場合は、各サブキャリアの伝送路推定値の時間変化も緩やかになるので、フィードバック周期を大きくとる。これにより、フィードバック情報量が削減できる。また、逆の場合はフィードバック周期を短くとる。これにより、フィードバック制御を伝送路変動に追従させることが可能となる。また、遅延スプレッドが小さい場合は、周波数方向の変動が小さくなるので、すなわち、隣接するサブキャリア間の相関が大きくなるので、伝送路情報をフィードバックするサブキャリア数を少なくする。逆に遅延スプレッドが大きい場合には、伝送路情報をフィードバックするサブキャリア数を多くする。【００７２】
このように、本実施の形態においては、制御部１５が、伝搬路の状況に応じて最適なフィードバック方法を選択することとした。これにより、前述した実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらなるフィードバック情報量の削減やフィードバックの高速化を実現できる。【００７３】
なお、本実施の形態においては、説明の便宜上、制御部による適応制御を実施の形態１の構成に適用することとしたが、これに限らず、実施の形態２、３、４または５の構成に適用することも可能である。これにより、さらなるフィードバック情報量の削減やフィードバック高速化を実現できる。【００７４】
実施の形態７．
つづいて、実施の形態７の構成および動作について説明する。本実施の形態では、前述した実施の形態１〜６におけるフィードバック情報生成部が、入力平均値が所属する階層によって、誤り訂正符号の能力を変更する。【００７５】
図１２は、本発明にかかる通信装置におけるフィードバック情報生成部の構成例を示す図である。このフィードバック情報生成部は、制御部２１とセレクタ２２と誤り訂正符号化器２３とを備える。なお、Ｓ４−１は第１階層第１グループの平均値であり、Ｓ４−１ａは第２階層第１グループの平均値であり、Ｓ４−２ａは第２階層第２グループの平均値であり、Ｓ４−１ｂは第３階層第１グループの平均値であり、Ｓ４−２ｂは第３階層第２グループの平均値であり、Ｓ４−３ｂは第３階層第３グループの平均値であり、Ｓ４−４ｂは第３階層第４グループの平均値であり、Ｓ２１はセレクタ制御信号であり、Ｓ２２は誤り訂正符号化器制御信号である。また、図１２では、説明の便宜上、階層が３階層（サブキャリア本数が４本）の場合の構成を示すが、これに限定されるものではない。【００７６】
つづいて、上記のように構成されるフィードバック情報生成部の動作について説明する。本実施の形態のフィードバック情報生成部は、入力平均値が所属する階層によって、誤り訂正符号の能力を適応的に変更する。階層に応じて適切な訂正能力を持つ符号化を行うことにより、フィードバック時の誤り耐性能力向上，フィードバックに必要な情報量の削減，フィードバックループの高速動作、を実現する。たとえば、再上位の階層の平均値は、全てのサブキャリアの伝搬路情報推定値に関係するため、この平均値がフィードバック時に誤ると、全てのサブキャリアにその誤りが影響する。そこで、本実施の形態においては、上位の階層の平均値ほど、誤り訂正能力の高い符号化を行う。これにより、上位の階層の平均値の誤りを低減できる。【００７７】
このように、本実施の形態のフィードバック情報生成部においては、階層毎に適切な誤り訂正能力を持つ符号化を実行することとした。これにより、フィードバック時の誤り耐性能力向上、フィードバックに必要な情報量の削減、フィードバックループの高速動作、を実現できる。【００７８】
実施の形態８．
つづいて、実施の形態８の構成および動作について説明する。本実施の形態においては、前述した実施の形態１〜７のフィードバック情報生成部において生成されたフィードバック情報の具体的な送信方法について記載する。【００７９】
図１３は、本発明にかかる通信装置における送信処理部の構成例を示す図であり、変調部３１と振幅設定部３２と乗算部３３と送信部３４とを備えている。変調部３１は、前述した実施の形態１〜７のフィードバック情報生成部から出力されるフィードバック情報に対して、所定の変調マッピングを施し、その結果を乗算器３３に対して出力する。また、振幅設定部３２は、個々のフィードバック情報に対してフィードバック送信を行う際の重みを設定する。そして、乗算器３３は、変調後の信号に対して振幅設定部３２から出力された重みを乗算し、その結果を送信部３４に出力する。その後、送信部３４は、入力信号に対して所定の送信処理（増幅、周波数変換、フィルタなど）を実行し、送信する。【００８０】
このとき、振幅設定部３２は、個々のフィードバック情報の重要度に応じて、送信電力の増減処理を行う。たとえば、上位の階層のグループの平均値からは、多数のサブキャリアの伝搬路情報推定値が再構成されるため、上位の階層ほどフィードバック時に誤りが混入しないようにすることが重要である。そこで、本実施の形態においては、振幅設定部３２が、上位の階層のフィードバック情報に対しては送信電力が大きくなるように、一方、下位の階層のフィードバック情報に対しては送信電力が小さくなるように、それぞれ制御する。【００８１】
このように、本実施の形態においては、送信電力を階層毎に適切に制御することとした。これにより、フィードバック情報の誤り耐性が向上するため、フィードバックに必要な情報量の削減、フィードバックループの高速動作を実現でき、ひいてはフィードバックループを利用した通信方式（送信ダイバーシチやＭＩＭＯ伝送など）の品質向上を実現できる。【００８２】
実施の形態９．
つづいて、実施の形態９の構成および動作について説明する。本実施の形態においては、前述した実施の形態１〜７のフィードバック情報生成部において生成されたフィードバック情報の具体的な送信方法について記載する。【００８３】
図１４は、本発明にかかる通信装置における送信処理部の構成例を示す図であり、前述した実施の形態８の構成に加えて、さらに、符号多重部４１を備えている。ここでは、前述した実施の形態８と動作の異なる、符号多重部４１について説明する。【００８４】
符号多重部４１は、個々の平均値に対応したフィードバック情報を拡散符号で多重した結果を、送信部３４に対して出力する。このとき、個々のフィードバック情報の拡散率は、同一でもよいし、拡散率を変えることによって個々のフィードバック情報の誤り耐性能力を制御してもよい。【００８５】
このように、本実施の形態においては、実施の形態８と同様に送信電力を制御し、さらに、符号多重部にて拡散率を階層毎に適切に制御することした。これにより、フィードバック情報の誤り耐性がさらに向上するため、さらなるフィードバック情報量の削減およびフィードバックループの高速動作を実現できる。【００８６】
実施の形態１０．
図１５は、本発明にかかる通信装置（実施の形態１〜９の通信装置に相当）を備えたＭＩＭＯ送受信システムの構成例を示す図である。このＭＩＭＯ送受信システムは、送信アンテナ６２，６３を備えた送信機６１と、前述した実施の形態１〜９の機能を備えかつ受信アンテナ６４，６５を備えた受信機６６と、から構成され、各装置が伝搬路７１，７２，７３，７４を介して通信を行っている。なお、伝搬路７１は送信アンテナ６２および受信アンテナ６４間の伝搬路を表し、伝搬路７２は送信アンテナ６２および受信アンテナ６５間の伝搬路を表し、伝搬路７３は送信アンテナ６３および受信アンテナ６４間の伝搬路を表し、伝搬路７４は送信アンテナ６３および受信アンテナ６５間の伝搬路を表す。また、図１５では、説明を容易にする目的で、送信アンテナ、受信アンテナともに２本のＭＩＭＯ送受信システムを記載するが、送信アンテナ本数、受信アンテナ本数については、この値に制限するものではない。【００８７】
本実施の形態においては、たとえば、実施の形態１の通信装置の機能を伝搬路の数だけ用意することにより、実施の形態１の通信装置の機能を容易にＭＩＭＯ送受信システムに拡張できる。すなわち、図１５の例では、受信機６６の内部に、伝搬路７１，７２，７３，７４に対応する実施の形態１に記載の通信装置の機能が含まれている。【００８８】
なお、本実施の形態においては、一例として、実施の形態１に記載の通信装置を用いてＭＩＭＯ送受信システムを実現することとしたが、これに限らず、他の実施の形態に記載の通信装置を用いてＭＩＭＯ送受信システムを実現することとしてもよい。【００８９】
このように、本実施の形態においては、前述した実施の形態１〜９の通信装置の機能を用いてＭＩＭＯ送受信システムを構成することとした。これにより、フィードバック情報量の削減効果をＭＩＭＯ送受信システムにおいても容易に適用できるため、特に、伝搬路数の多いＭＩＭＯチャネルを形成する際に、フィードバック情報量の削減およびフィードバックループの高速動作、を実現できる。【００９０】
実施の形態１１．
本実施の形態では、前述した実施の形態１０のＭＩＭＯ送受信システムにおいて、固有ビームＭＩＭＯ伝送を構築する場合のフィードバック情報量削減方法について説明する。【００９１】
図１６は、固有ビームＭＩＭＯ伝送システムの構成例を示す図である。図１６において、送信側の通信装置は、変調部８１と送信ウェイト制御部８２と送信アンテナ８３−１〜８３−ｍとを含んでいる。また、受信側の通信装置（実施の形態１０の受信機６６）は、受信アンテナ９１−１〜９１−ｎと受信ウェイト制御部９２と復調部９３と、実施の形態１〜９の機能を用いて伝搬路情報をフィードバックする伝搬路情報推定部９４，ＳＶＤ９５と、を含んでいる。なお、Ｓ３１−１〜Ｓ３１−ｍは送信信号であり、１０１はＭＩＭＯ伝搬路であり、Ｓ３２−１〜Ｓ３２−ｎは受信信号であり、Ｓ３３は左特異行列、Ｓ３４は右特異行列、Ｓ３５は対角行列である。また、本実施の形態においては、受信側の通信装置の伝搬路情報推定部９４から出力されるチャネル応答推定値から形成される行列を、ＳＶＤ９５が特異値分解し、その結果として得られる左特異行列Ｓ３３，右特異行列Ｓ３４，対角行列Ｓ３５を、伝搬路情報推定値とする。【００９２】
本実施の形態の固有ビームＭＩＭＯ伝送では、伝搬路情報推定部９４が、ＭＩＭＯ伝搬路１０１のチャネル応答を推定し、その結果として伝搬路情報推定値行列を形成する。行列の大きさは行数ｎ，列数ｍとなる。この行列に対して、ＳＶＤ９５が、特異値分解を行うことにより、左特異値行列Ｓ３３，右特異値行列Ｓ３４，対角行列Ｓ３５が得られる。このとき、左特異値行列Ｓ３３は、受信ウェイト制御部９２の動作を決定し、右特異値行列Ｓ３４は、送信ウェイト制御部８２の動作を決定する。受信ウェイト制御部９２，送信ウェイト制御部８２は、送受信間で複数の固有ビームを形成するように動作する。また、対角行列Ｓ３５は、固有ビーム毎の品質を表すので、各通信装置は、対角行列Ｓ３５に基づいて固有ビーム毎の適応変復調を行う。【００９３】
たとえば、実施の形態１の処理を適用した場合は、ＳＶＤ９５の結果である右特異行列Ｓ３４，対角行列Ｓ３５について、個々の要素を、伝搬路情報推定値Ｓ２−１〜Ｓ２−ｎとしてそれぞれ図１と同様の処理を行い、フィードバックする。なお、実施の形態２〜９についても同様に適用可能である。【００９４】
なお、ここで、重要な点は、固有ビーム伝送では、送受信間でＭＩＭＯ伝搬路に関する知識を共有する必要があることである。これは、ＦＤＤシステムの場合には送受信間で伝搬路応答あるいはＳＶＤ結果をフィードバックする必要があることを意味する。送信アンテナ数ｍおよび受信アンテナ数ｎが大きくなればなるほど、ＭＩＭＯチャネルの伝送容量は増大し、同時に、フィードバックすべき情報量も増大する。以上の内容については、“阪口ほか、「ＭＩＭＯ固有モード通信システムの構築と測定実験結果」  電子情報通信学会論文誌B
Vol.J87-B  No.9”に詳細に記載されている。【００９５】
たとえば、実施の形態１に示す通信装置を図１６の固有ビームＭＩＭＯ伝送システムに適用する場合には、以下のようにする。推定すべき伝送路情報の個数は、送信アンテナ数ｍと、受信アンテナ数ｎと、の積である。したがって、実施の形態１に示す通信装置をｍｎ個だけ用意し、伝送路情報毎にフィードバック情報を計算してフィードバックする。送信アンテナ数ｍと受信アンテナ数ｎの値が大きくなるほど、推定すべき伝送路情報の個数は増加するが、実施の形態１を適用することによってフィードバック情報量を削減できるので、フィードバックループを高速に動作させることができ、伝搬路変動に対して固有ビームＭＩＭＯ伝送システムを追随させることができる。【００９６】
このように、本実施の形態においては、上記処理により、固有ビームＭＩＭＯ伝送におけるフィードバック情報量を削減できるため、フィードバックの高速動作や通信容量に対する制御情報の割合を削減できる。これにより、通信容量を増大することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
以上のように、本発明にかかる通信装置は、マルチキャリア伝送を行う無線通信システムに有用であり、特に、受信側の通信装置が送信側の通信装置に対して周波数チャネルの伝搬路情報をフィードバックする無線通信システムに適している。
【図１】
0004460605.tif 000004
【図２】
0004460605.tif 000005
【図３】
0004460605.tif 000006
【図４】
0004460605.tif 000007
【図５】
0004460605.tif 000008
【図６】
0004460605.tif 000009
【図７】
0004460605.tif 000010
【図８】
0004460605.tif 000011
【図９】
0004460605.tif 000012
【図１０】
0004460605.tif 000013
【図１１】
0004460605.tif 000014
【図１２】
0004460605.tif 000015
【図１３】
0004460605.tif 000016
【図１４】
0004460605.tif 000017
【図１５】
0004460605.tif 000018
【図１６】
0004460605.tif 000019