(57)【要約】【課題】伝搬環境に適応して指向性が制御される複数の送受信アンテナを備えた多入力多出力方式の無線通信装置及び無線通信方式を提供する。【解決手段】複数の送信アンテナと、複数のアンテナパターンをそれぞれに有する複数の受信アンテナと、チャネル行列推定回路と、アンテナパターン制御手段と、を備え、前記チャネル行列推定回路は、複数の送信アンテナから送信されたそれぞれの送信トレーニング信号と前記複数の受信アンテナにおいて受信されたそれぞれの受信トレーニング信号との相互関係を表すチャネル行列を推定し、さらに推定されたチャネル行列の各要素を用いて前記複数の受信アンテナの全てのアンテナパターンに対してチャネル容量を算出し、前記アンテナパターン制御手段は、前記チャネル容量が最大となるようアンテナパターンを切り替えることを特徴とする無線通信装置が提供される。【選択図】図１
2007166459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナパターンをそれぞれ有する複数の受信アンテナと、  
チャネル行列推定回路と、
アンテナパターン制御手段と、
を備え、
前記チャネル行列推定回路は、複数の送信アンテナから送信されたそれぞれの送信トレーニング信号と前記複数の受信アンテナにおいて受信されたそれぞれの受信トレーニング信号との相互関係を表すチャネル行列を推定し、さらに推定されたチャネル行列の各要素を用いて前記複数の受信アンテナの全てのアンテナパターンに対してチャネル容量を算出し、
前記アンテナパターン制御手段は、前記チャネル容量が最大となるようアンテナパターンを切り替えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
複数の送信アンテナと、
複数のアンテナパターンをそれぞれに有する複数の受信アンテナと、  
チャネル行列推定回路と、
アンテナパターン制御手段と、
を備え、
前記チャネル行列推定回路は、複数の送信アンテナから送信されたそれぞれの送信トレーニング信号と前記複数の受信アンテナにおいて受信されたそれぞれの受信トレーニング信号との相互関係を表すチャネル行列を推定し、さらに推定されたチャネル行列の各要素を用いて前記複数の受信アンテナの全てのアンテナパターンに対してチャネル容量を算出し、
前記アンテナパターン制御手段は、前記チャネル容量が最大となるようアンテナパターンを切り替えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
前記アンテナパターン制御手段は、
前記チャネル行列推定回路からの信号が入力されリアクタンス制御信号を出力するアンテナパターン制御回路と、
前記リアクタンス制御信号が入力されそれぞれの受信アンテナのリアクタンスを変化させる制御信号を出力するリアクタンス制御回路と、
前記リアクタンス制御回路からの前記制御信号により制御される可変リアクタンスと、
を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記複数の受信アンテナは、共通の複数のアンテナパターンを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の無線通信装置。
【請求項５】
第１送信トレーニング信号を送信する第１の送信アンテナと、
前記第１送信トレーニング信号と直交する第２送信トレーニング信号を送信する第２の送信アンテナと、
複数のアンテナパターンをそれぞれ有する第１及び第２の受信アンテナと、
前記第１の受信アンテナで受信された受信トレーニング信号が２分割され、そのうちの一方が入力される第１相関器と、
前記第１の受信アンテナで受信された受信トレーニング信号が２分割され、そのうちの他方が入力される第２相関器と、
前記第２の受信アンテナで受信された受信トレーニング信号が２分割され、そのうちの一方が入力される第３相関器と、
前記第２の受信アンテナで受信された受信トレーニング信号が２分割され、そのうちの他方が入力される第４相関器と、
演算制御回路と、
アンテナパターン制御手段と、
を備え、
前記第１相関器は、さらに第１送信トレーニング信号が入力された後相関演算を実行しその演算結果をチャネル行列の第１の要素とし、
前記第２相関器は、さらに前記第２送信トレーニング信号が入力された後相関演算を実行しその演算結果をチャネル行列の第２の要素とし、
前記第３相関器は、さらに第１送信トレーニング信号が入力された後相関演算を実行してその演算結果をチャネル行列の第３の要素とし、
前記第４相関器は、さらに前記第２送信トレーニング信号が入力された後相関演算を実行しその演算結果をチャネル行列の第４要素とし、
前記演算制御回路は、前記第１乃至前記第４の要素を用いて前記複数の受信アンテナの全てのアンテナパターンに対してチャネル容量を算出し、
前記アンテナパターン制御手段は、チャネル容量が最大となるようにそれぞれのアンテナパターンへ切り替えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
前記アンテナパターン制御手段は、リアクタンス制御信号を出力するアンテナパターン制御回路と、リアクタンス制御信号が入力されそれぞれの受信アンテナのリアクタンスを可変とする信号を出力するリアクタンス制御回路と、前記リアクタンス制御回路からの信号により制御される可変リアクタンスと、を含むことを特徴とする請求項５記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記第１及び前記第２の受信アンテナは共通のアンテナパターンを有していることを特徴とする請求項５または６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
複数の送信アンテナから並列に送信された独立した送信トレーニング信号を複数のアンテナパターンをそれぞれ有する複数の受信アンテナで並列に受信した受信トレーニング信号をチャネル推定回路へ入力するステップと、
前記送信トレーニング信号と前記受信トレーニング信号との相互関係を表すチャネル行列を推定するステップと、
前記チャネル行列から前記複数の受信アンテナの全てのアンテナパターンの組み合わせに対してチャネル容量を算出するステップと、
最大のチャネル容量となるようアンテナパターンをそれぞれに切り替えるステップと、
を備えたことを特徴とする無線通信方法。
【請求項９】
独立した送信トレーニング信号を複数の送信アンテナから並列に送信するステップと、
複数のアンテナパターンをそれぞれ有する複数の受信アンテナで並列に受信した受信トレーニング信号をチャネル推定回路へ入力するステップと、
前記送信トレーニング信号と前記受信トレーニング信号との相互関係を表すチャネル行列を推定するステップと、
前記チャネル行列から前記複数の受信アンテナの全てのアンテナパターンの組み合わせに対してチャネル容量を算出するステップと、
最大のチャネル容量となるようアンテナパターンをそれぞれに切り替えるステップと、
を備えたことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１０】
直交した第１及び第２の送信トレーニング信号を第１及び第２の送信アンテナから並列に送信するステップと、
複数のアンテナパターンを有する第１の受信アンテナにおける受信トレーニング信号を２分割し一方を第１相関器へ他方を第２相関器へ入力するとともに、複数のアンテナパターンを有する第２の受信アンテナにおける受信トレーニング信号を２分割し一方を第３相関器へ他方を第４相関器へ入力するステップと、
前記第１相関器には前記第１送信トレーニング信号を入力し相関演算によりチャネル行列の第１の要素を推定し、前記第２相関器には前記第２トレーニング信号を入力し相関演算によりチャネル行列の第２要素を推定し、前記第３相関器には前記第１トレーニング信号を入力し相関演算によりチャネル行列の第３要素を推定し、前記第４相関器には前記第２送信トレーニング信号を入力し相関演算によりチャネル行列の第４要素を推定するステップと、
前記第１乃至第４のチャネル行列要素を用いて前記第１及び前記第２の受信アンテナの全てのアンテナパターンについてチャネル容量を算出するステップと、
最大チャネル容量となるようにアンテナパターンをそれぞれに切り替えるステップと、
を備えたことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置及び無線通信方式に関し、特に多入力多出力方式の無線通信装置及び無線通信方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数帯域を広げること無く通信容量を大とする方式として送受信アンテナをそれぞれ複数個設置する多入力多出力（ＭＩＭＯ：Multi Input Multi Output）技術がある。この技術のひとつである空間分割多重（ＳＤＭ：Space Division Multiplexing）方式においては、送信すべきデータストリームを複数のサブストリームに分割した後に各アンテナから独立に送信する。このようなマルチパスにより並列伝送された信号を複数のアンテナにより受信後、もとのデータストリームに復元する。このようにして、例えば、無線ＬＡＮなどにおいて１チャネルあたり伝送できるデータ量を増やすことが可能となる。
【０００３】
一般に、ＭＩＭＯ方式のモデルにおいては、送信ベクトル信号ｘと、受信ベクトル信号ｙと、チャネル行列Ｈとの関係は、ｙ＝Ｈｘで表すことができる。この場合、チャネル容量は送信電力，チャネル行列Ｈ，送信アンテナ数などから求めることができる。
【０００４】
ＭＩＭＯ技術を用いた無線通信方式のうち、各アンテナの指向性制御に関する技術開示例がある（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−４５３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この技術開示例は、チャネル行列Ｈの固有値を算出し、固有値平均値より大となる固有値に対するチャネル行列Ｈの推定値を逆算する。このチャネル行列Ｈの推定値を実現するアンテナパターン、すなわち適応アレイアンテナを求めることにより所望のアンテナ指向性を得るものである。
【０００６】
しかしながらこの技術開示例では、アンテナパターンを決定するまでの計算量を多く必要とし、かつそのアンテナパターンを連続可変とする必要があるなどの問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、伝搬環境に適応して指向性が制御される複数の送受信アンテナを備えた多入力多出力方式の無線通信装置及び無線通信方式を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、複数のアンテナパターンをそれぞれ有する複数の受信アンテナと、チャネル行列推定回路と、アンテナパターン制御手段と、を備え、前記チャネル行列推定回路は、複数の送信アンテナから送信されたそれぞれの送信トレーニング信号と前記複数の受信アンテナにおいて受信されたそれぞれの受信トレーニング信号との相互関係を表すチャネル行列を推定し、さらに推定されたチャネル行列の各要素を用いて前記複数の受信アンテナの全てのアンテナパターンに対してチャネル容量を算出し、
前記アンテナパターン制御手段は、前記チャネル容量が最大となるようアンテナパターンを切り替えることを特徴とする無線通信装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の他の一態様によれば、複数の送信アンテナと、複数のアンテナパターンをそれぞれに有する複数の受信アンテナと、チャネル行列推定回路と、アンテナパターン制御手段と、を備え、前記チャネル行列推定回路は、複数の送信アンテナから送信されたそれぞれの送信トレーニング信号と前記複数の受信アンテナにおいて受信されたそれぞれの受信トレーニング信号との相互関係を表すチャネル行列を推定し、さらに推定されたチャネル行列の各要素を用いて前記複数の受信アンテナの全てのアンテナパターンに対してチャネル容量を算出し、前記アンテナパターン制御手段は、前記チャネル容量が最大となるようアンテナパターンを切り替えることを特徴とする無線通信装置が提供される。
【００１０】
上記態様によれば、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとの間でトレーニング信号が送受信され、その相互関係はチャネル行列で表される。チャネル行列は、トレーニング信号を用いてチャネル行列推定回路により推定できる。このチャネル行列推定値を用いて、全てのアンテナパターンに対してチャネル容量が算出される。アンテナパターン制御手段によりこのチャネル容量を最大とするアンテナパターンへそれぞれに切り替えられる。すなわち、チャネル容量を最大とすると、信号伝送速度を増やすことができ、また、同じ信号伝送速度で通信を行う場合はＢＥＲが低減され通信品質が改善できる。このようにして決定された並列マルチパス伝送路により、帯域幅を広げることなく伝送データ量を増大できる。
【００１１】
また、本発明の他の一態様によれば、第１送信トレーニング信号を送信する第１の送信アンテナと、前記第１送信トレーニング信号と直交する第２送信トレーニング信号を送信する第２の送信アンテナと、複数のアンテナパターンをそれぞれ有する第１及び第２の受信アンテナと、前記第１の受信アンテナで受信された受信トレーニング信号が２分割され、そのうちの一方が入力される第１相関器と、前記第１の受信アンテナで受信された受信トレーニング信号が２分割され、そのうちの他方が入力される第２相関器と、前記第２の受信アンテナで受信された受信トレーニング信号が２分割され、そのうちの一方が入力される第３相関器と、前記第２の受信アンテナで受信された受信トレーニング信号が２分割され、そのうちの他方が入力される第４相関器と、演算制御回路と、アンテナパターン制御手段と、を備え、前記第１相関器は、さらに第１送信トレーニング信号が入力された後相関演算を実行しその演算結果をチャネル行列の第１の要素とし、前記第２相関器は、さらに前記第２送信トレーニング信号が入力された後相関演算を実行しその演算結果をチャネル行列の第２の要素とし、前記第３相関器は、さらに第１送信トレーニング信号が入力された後相関演算を実行してその演算結果をチャネル行列の第３の要素とし、前記第４相関器は、さらに前記第２送信トレーニング信号が入力された後相関演算を実行しその演算結果をチャネル行列の第４要素とし、前記演算制御回路は、前記第１乃至前記第４の要素を用いて前記複数の受信アンテナの全てのアンテナパターンに対してチャネル容量を算出し、前記アンテナパターン制御手段は、チャネル容量が最大となるようにそれぞれのアンテナパターンへ切り替えることを特徴とする無線通信装置が提供される。
【００１２】
この態様は、２×２の多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信装置である。トレーニング信号は直交しており、相関器出力がそれぞれチャネル行列要素とできるので、チャネル推定が簡素になる。
【００１３】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、複数の送信アンテナから並列に送信された独立した送信トレーニング信号を複数のアンテナパターンをそれぞれ有する複数の受信アンテナで並列に受信した受信トレーニング信号をチャネル推定回路へ入力するステップと、前記送信トレーニング信号と前記受信トレーニング信号との相互関係を表すチャネル行列を推定するステップと、前記チャネル行列から前記複数の受信アンテナの全てのアンテナパターンの組み合わせに対してチャネル容量を算出するステップと、最大のチャネル容量となるようアンテナパターンをそれぞれに切り替えるステップと、を備えたことを特徴とする無線通信方法が提供される。
【００１４】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、独立した送信トレーニング信号を複数の送信アンテナから並列に送信するステップと、複数のアンテナパターンをそれぞれ有する複数の受信アンテナで並列に受信した受信トレーニング信号をチャネル推定回路へ入力するステップと、前記送信トレーニング信号と前記受信トレーニング信号との相互関係を表すチャネル行列を推定するステップと、前記チャネル行列から前記複数の受信アンテナの全てのアンテナパターンの組み合わせに対してチャネル容量を算出するステップと、最大のチャネル容量となるようアンテナパターンをそれぞれに切り替えるステップと、を備えたことを特徴とする無線通信方法が提供される。
【００１５】
この態様によりトレーニング信号を用いてチャネル行列を推定し、チャネル容量を算出し、チャンネル容量を最大とするアンテナパターンを決定し、このアンテナパターンへ切り替える無線通信方法が提供される。
【００１６】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、直交した第１及び第２の送信トレーニング信号を第１及び第２の送信アンテナから並列に送信するステップと、複数のアンテナパターンを有する第１の受信アンテナにおける受信トレーニング信号を２分割し一方を第１相関器へ他方を第２相関器へ入力するとともに、複数のアンテナパターンを有する第２の受信アンテナにおける受信トレーニング信号を２分割し一方を第３相関器へ他方を第４相関器へ入力するステップと、前記第１相関器には前記第１送信トレーニング信号を入力し相関演算によりチャネル行列の第１の要素を推定し、前記第２相関器には前記第２トレーニング信号を入力し相関演算によりチャネル行列の第２要素を推定し、前記第３相関器には前記第１トレーニング信号を入力し相関演算によりチャネル行列の第３要素を推定し、前記第４相関器には前記第２送信トレーニング信号を入力し相関演算によりチャネル行列の第４要素を推定するステップと、前記第１乃至第４のチャネル行列要素を用いて前記第１及び前記第２の受信アンテナの全てのアンテナパターンについてチャネル容量を算出するステップと、最大チャネル容量となるようにアンテナパターンをそれぞれに切り替えるステップと、を備えたことを特徴とする無線通信方法が提供される。
【００１７】
この態様は２×２のＭＩＭＯ方式において、トレーニング信号を用いてチャネル行列を推定し、チャネル容量を算出し、チャンネル容量を最大とするアンテナパターンを決定し、このアンテナパターンへ切り替える無線通信方法が提供される。直交トレーニング信号を用い、４個の相関器による演算のために簡素な方法となっている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、伝搬環境に適応して指向性を制御する複数の送受信アンテナを備えた多入力多出力方式の無線通信装置及び無線通信方式が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。  
図１は、本発明の基本構成を表すブロック図である。  
送信ベクトル信号ｘはＭＩＭＯ方式送信機１０内で分割されて各送信部へ送られる。各送信部の出力は複数の送信アンテナ１２より放射される。
【００２０】
この場合伝送路は並列マルチパスと考えることができる空間を伝搬して第１受信アンテナ１４及び第２受信アンテナ１５へ到達する。第１及び第２受信アンテナ１４，１５は、例えば２個のアンテナパターンをそれぞれに有する構成となっており、このうちチャネル容量が最大となる組み合わせが決定される。この決定方法については後に詳細に説明する。パターン選択スイッチ１６により第１及び第２受信アンテナ１４，１５のパターンへ切り替えされる。この切り替え手段をＡＰＳ（Antenna Pattern Selection）と呼ぶことにする。
【００２１】
選択されたアンテナパターンへ切り替えられた第１の受信アンテナ１４からの受信信号は第１ＲＦフロントエンド部１８を経由してＭＩＭＯ受信機２０へ入力される。同様に、第２受信アンテナ１５からの受信信号は第２ＲＦフロントエンド部１９を経由してＭＩＭＯ受信機２０へ入力される。ＭＩＭＯ受信機２０内において、２組の受信信号より受信ベクトル信号ｙが得られる。なお、ＭＩＭＯ受信機からはパターン選択スイッチへの制御信号も出力される。
【００２２】
図２は、本発明にかかる多入力多出力方式（ＭＩＭＯ）の無線通信装置における受信側の要部を表すより詳細なブロック図である。  
本ブロック図には、いわゆる送信トレーニング信号により最適受信アンテナパターンを得る方法を説明するための構成要素を主に表している。まず第１の受信アンテナ１４の受信信号は第１受信部２８を経由後チャネル推定回路３６へ入力される。第１の受信アンテナ１４には、可変リアクタンス３０にそれぞれ接続された２個の導体を含んでおり、第１の受信アンテナ１４の指向性を制御できる。同様に第２の受信アンテナ１５も、同様の作用により指向性が制御され、その受信信号が第２受信部２９を経由後チャネル推定回路３６へ入力される。
【００２３】
なお、パターン制御回路３８は、チャネル推定回路３６において推定されたチャネル行列Ｈから算出されたチャネル容量をもとに決定されたアンテナパターン組み合わせを実現するために、リアクタンス制御回路３４，３５により可変リアクタンス３０、３１を制御する。
【００２４】
次に、送信トレーニング信号（ベースバンド）から、チャネル行列Ｈ、チャネル容量Ｃ、最適アンテナパターンを求める方法について説明する。  
図３は、そのフロー図である。  
まず、独立である受信トレーニング信号が並列に送信される（Ｓ２００）。それぞれに複数のアンテナパターンを有する複数の受信アンテナによりトレーニング信号がそれぞれに並列に受信される（Ｓ２０２）。続いて、送信トレーニング信号と受信トレーニング信号との相互関係を表すチャネル行列Ｈの各要素を推定する（Ｓ２０４）。チャネル行列Ｈを用いてチャネル容量Ｃを算出する（Ｓ２０６）。
【００２５】
各アンテナの複数のパターンの組み合わせを全て変化させてチャネル容量Ｃを比較する。この中でチャネル容量が最大となる組み合わせアンテナパターンへと切り替えられる（Ｓ２０８）。このようにしてチャネル容量が最大となるチャネル行列に従って、通信が開始される。
【００２６】
以下、より詳細に各ステップにつき説明を行う。まず、チャネル行列推定のステップ（Ｓ２０４）について、より詳細に説明する。  
図４は、送信アンテナ数が２個、受信アンテナが２個のＭＩＭＯ方式におけるチャネル行列推定方法を説明するためのブロック図である。ＭＩＭＯ送信機を構成する第１送信部１００からは、送信トレーニング信号ｓ１により変調された搬送波が第１の送信アンテナ１２０へと送られる。同様に、送信トレーニング信号ベクトルｓ２により変調された搬送波が第２の送信アンテナ１１２へと送られる。第１の送信アンテナ１２０及び第２の送信アンテナ１２２は、同一周波数帯において独立の信号を並列マルチパスで伝送することとなる。この並列マルチパスは、チャネル行列Ｈにて表すことができる。すなわち受信トレーニング信号をｒ１及びｒ２でそれぞれ表わす時、ｙ＝Ｈｘに従って式１及び式２で表わすことができる。
【００２７】
【数１】
2007166459.tif 000003
【００２８】
【数２】
2007166459.tif 000004
【００２９】
一方、受信側も第１の受信アンテナ１４及び第２の受信アンテナ１５と２個が配置される。第１の受信アンテナ１４へ入射した変調された搬送波は第１受信部１８により受信トレーニング信号ｒ１となり出力される。同様に、第２の受信アンテナ１５へ入射した変調された搬送波は第２受信部１９により受信トレーニング信号ｒ２となり出力される。ｒ１は２分割されて第１相関器５０及び第２相関器５２へと入力され、ｒ２は２分割され第３相関器５４及び第４相関器５６へと入力される。
【００３０】
相関器は、式３に表わす相関演算を行う。
【００３１】
【数３】
2007166459.tif 000005
【００３２】
さらにｓ１とｓ２とは、Ｍ系列やウォルシュ系列のような準直交あるいは
直交する信号であるとする。
【００３３】
この場合、図４に例示されるように、第１相関器５０からは推定値＾ｈ１１、第２相関器５２からは推定値＾ｈ１２、第３相関器５４からは推定値＾ｈ２１、第４相関器５６からは推定値＾ｈ２２を得ることができる。このようにして送信トレーニング信号により、以下に表す式４乃至式７のようにチャネル行列Ｈの推定値を求めることができる。
【００３４】
【数４】
2007166459.tif 000006
【００３５】
【数５】
2007166459.tif 000007
【００３６】
【数６】
2007166459.tif 000008
【数７】
2007166459.tif 000009
【００３７】
次に、平均雑音電力を決めて受信平均ＳＮＲを算出する。このようにして求められたＨ及び平均受信ＳＮＲから式８に従ってチャネル容量Ｃを求める（Ｓ２０６）。チャネル容量Ｃは、周波数あたりの最大信号伝送速度（ｂｐｓ／Ｈｚ）で表されシャノン容量とも呼ばれる。
【００３８】
【数８】
2007166459.tif 000010
【００３９】
但し  Ｉ：単位行列
ＳＮＲ：受信平均のＳＮＲ
Ｎ：受信アンテナ数
Ｈ：チャネル行列  
上付き添え字Ｈは，複素共役転置を表す。
【００４０】
各受信アンテナは、その共通の受信アンテナパターンＡ及びＢを有するものとする。このときアンテナパターンの組み合わせは下記の４個となる。
【００４１】
【表１】
2007166459.tif 000011
なお、第１の受信アンテナ１４及び第２の受信アンテナ１５とは、共通のアンテナパターンと限定されることはなく、また数も限定されることはない。
【００４２】
これらの４個のチャネル容量が最大となるアンテナパターンへと切り替えられる（Ｓ２０８）。この最大チャネル容量が決定されるまでトレーニング信号の送信が持続される。また、トレーニング信号の送信については、あらかじめ定められた一定の持続時間を規定するか、あるいは受信側での全てのパターンの組み合わせにおけるチャネル行列を求める計算が終了後、受信側から送信へ通知（ハンドシェーク）を行うことにより終了する。このアンテナは、図２において、パターン制御回路３８からの制御信号がリアクタンス制御回路３４，３５へ伝達され、可変リアクタンス３０，３１を適正値と設定することにより実現する。  
以上のステップの後通信が開始され、推定されたチャネル行列Ｈに従って受信ベクトル信号からもとのデータストリームを求めることができる。本具体例を技術開示例（特許文献１）と比較する。技術開示例においては、評価関数はＨであり、Ｈ推定、推定Ｈからの逆算、アンテナパターン作成の３種類の演算が必要である。これに対して本具体例においては評価関数としてＳＮＲも用いており、チャネル容量を直接的の算出できる。この結果、Ｈ推定、チャネル容量の２種類と少ない演算で済む。また、アンテナパターンは連続可変アレイアンテナである必要はなく複数の中から選択すればよいので決定が容易となる。
【００４３】
ここで、２×２のＭＩＭＯ方式におけるシミュレーション結果を説明する。  
図５は、アンテナパターンの一例を表す模式図である。図５（ａ）は比較とするＯｍｎｉ、図５（ｂ）はパターンＡ、図５（ｃ）はパターンＢを表す。この場合、チャネル容量のシミュレーション結果を表２に表す。
【００４４】
【表２】
2007166459.tif 000012
【００４５】
単位：ｂｐｓ／Ｈｚ
ＬＯＳ（Line of Sight：見通し内伝搬）環境においては、パターンＡが，ＮＬＯＳ（None Line of Sight）環境においてはパターンＢがより大なるチャネル容量となっている。チャネル容量を大とするほど、ＢＥＲで代表される通信品質が改善できる。
【００４６】
また、２×２のＭＩＭＯ方式において、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square）による１６ＱＡＭディジタル変調方式でのＢＥＲ（Bit Error Rate）を評価した例について説明する。
【００４７】
図６は、ＬＯＳ環境におけるＢＥＲについてパターンＡ（一点鎖線）とパターンＢ（実線）とで比較したグラフ図である。  
Ｏｍｎｉ、パターンＢ、パターンＡの順にＢＥＲが改善できることが分かる。例えば、パターンＡの場合、ＳＮＲが１６ｄＢでＢＥＲが約０．０００１と改善されている。  
図７は、ＮＬＯＳ環境におけるＢＥＲについてパターンＡ（一点鎖線）とパターンＢ（実線）とで比較したグラフ図である。  
Ｏｍｎｉ，パターンＡ，パターンＢの順にＢＥＲが改善されていることが分かる。例えば、パターンＢの場合、ＳＮＲが１６ｄＢでＢＥＲが約０．００００１以下まで改善されている。
【００４８】
この様にアンテナパターンによりチャネル容量及びＢＥＲが変化するので、通信開始時のみならず、ＢＥＲ劣化時にアンテナパターンの選択を再度行うことにより、チャネル容量が大となるようアンテナパターンを制御する。この結果、ＢＥＲなどの通信品質が改善される。
【００４９】
以上、図面を参照しつつ本発明の具体例について説明した。しかし、本発明はこれら具体例に限定されない。例えば、アンテナ、アンテナパターン選択スイッチ、チャネル推定回路、パターン制御回路、相関器、可変リアクタンス、などにおける各種設計変更、及びチャネル行列推定ステップなどにおける各種変更に対しても、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて本発明に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の具体例にかかる無線通信装置の基本構成を表わすブロック図である。
【図２】本発明の具体例にかかる無線通信装置における受信側の要部を表すブロック図である。
【図３】本発明の具体例におけるトレーニング信号を用いて最適アンテナパターンを決定するフロー図である。
【図４】トレーニング信号を用いてチャネル推定値を算出するためのブロック図である。
【図５】本具体例におけるアンテナパターンを表す模式図である。
【図６】ＬＯＳ環境におけるＢＥＲのＳＮＲ依存性を表すグラフ図である。
【図７】ＮＬＯＳ環境におけるＢＥＲのＳＮＲ依存性を表すグラフ図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  ＭＩＭＯ送信機  
１２  送信アンテナ  
１４  第１の受信アンテナ
１５  第２の受信アンテナ  
１６  パターン選択スイッチ  
２０  ＭＩＭＯ受信機    
３０  可変リアクタンス  
３１  可変リアクタンス
３４  リアクタンス制御回路  
３６  チャネル推定回路
３８  アンテナパターン制御回路  
２８  第１受信部  
２９  第２受信部
５０  第１相関器  
５２  第２相関器  
５４  第３相関器  
５６  第４相関器
１２０  第１の送信アンテナ  
１２２  第２の送信アンテナ
【図１】
2007166459.tif 000013
【図２】
2007166459.tif 000014
【図３】
2007166459.tif 000015
【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図５】
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