(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチビーム形成回路を備える送信局と複数（Ｎ本）のアンテナ素子を備える複数（Ｐ個）の受信局とが、同一時刻に同一周波数でディジタル無線通信を行う無線通信システムにおいて、
前記送信局は、
Ｋ個の信号を入力され、該入力されたＫ個の信号を符号化率Ｋ／ＬのＳＴＣやＳＴＢＣを用いて（１受信局当たりのビーム数Ｂ×Ｌ）個（≧Ｋ個）の符号化した信号を生成し、該生成した信号を出力する符号化器と、
前記符号化器の出力信号を入力され、該入力された前記符号化器の出力信号をシリアル−パラレル変換した送信信号を複数の出力インタフェースからそれぞれ出力するシリアル−パラレル変換器と、
（Ｂ×Ｐ）個のビームを形成し、前記シリアルーパラレル変換器が有する複数の出力インタフェースの１つから出力される前記送信信号を前記（Ｂ×Ｐ）個のビーム毎に割り当て、前記各ビームから前記送信信号を送信するマルチビーム形成回路と、を備え、
前記受信局は、
前記送信信号を受信信号として受信する前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子と、
前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子ごとに希望信号と干渉信号との線形和で表される前記受信信号のアナログ−ディジタル信号変換を行うアナログ−ディジタル信号変換器と、
前記アナログ−ディジタル信号変換器によりアナログ−ディジタル信号変換された前記受信信号を保存するデータ保存装置と、
前記データ保存装置に保存された前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子で受信した１ブロック分のＮ×Ｌ個の受信信号、前記Ｎ×Ｌ個の受信信号の共役値、情報伝達中に推定した伝達関数及び前記符号化器に予め設定された固定値を用いて前記受信信号から２×Ｐ×Ｋ−１個の干渉信号を除去し、前記希望信号を得て前記受信信号の復号を行う復号回路と、を備え、
前記送信局と前記受信局との間に２×Ｎ×Ｌ＞２×Ｐ×Ｋ−１を満たす関係があることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
Ｋ個の送信信号を入力され、該入力されたＫ個の送信信号を符号化率Ｋ／ＬのＳＴＣやＳＴＢＣを用いて（１受信局当たりのビーム数Ｂ×Ｌ）個（≧Ｋ個）の符号化した信号を生成し、該生成した信号を出力する符号化器と、
前記符号化器の出力信号を入力され、該入力された前記符号化器の出力信号をシリアル−パラレル変換した送信信号を複数の出力インタフェースからそれぞれ出力するシリアル−パラレル変換器と、
（Ｂ×Ｐ）個のビームを形成し、前記シリアルーパラレル変換器が有する複数の出力インタフェースの１つから出力される前記送信信号を前記（Ｂ×Ｐ）個のビーム毎に割り当て、前記各ビームから前記送信信号を送信するマルチビーム形成回路と、
を備える送信局であって、
複数（Ｎ本）のアンテナ素子で前記送信信号を受信信号として受信し、前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子ごとに希望信号と干渉信号との線形和で表される前記受信信号のアナログ−ディジタル信号変換を行い、該変換された前記受信信号を保存し、該保存された前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子で受信した１ブロック分のＮ×Ｌ個の受信信号、前記Ｎ×Ｌ個の受信信号の共役値、情報伝達中に推定した伝達関数及び前記符号化器に予め設定された固定値を用いて前記受信信号から２×Ｐ×Ｋ−１個の干渉信号を除去し、前記希望信号を得て前記受信信号の復号を行う複数（Ｐ個）の受信局との間に２×Ｎ×Ｌ＞２×Ｐ×Ｋ−１を満たす関係があり、前記受信局との間で同一時刻に同一周波数でディジタル無線通信を行うことを特徴とする送信局。
【請求項３】
入力されたＫ個の信号を符号化率Ｋ／ＬのＳＴＣやＳＴＢＣを用いて（１受信局当たりのビーム数Ｂ×Ｌ）個（≧Ｋ個）の符号化した信号を生成し、該生成した信号のシリアル−パラレル変換した送信信号を（Ｂ×Ｐ）個のビームに割り当て、前記送信信号を送信する送信局との間で同一時刻に同一周波数でディジタル無線通信を行う複数（Ｐ個）の受信局であって、
前記送信信号を受信信号として受信する複数（Ｎ本）のアンテナ素子と、
前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子ごとに希望信号と干渉信号との線形和で表される前記受信信号のアナログ−ディジタル信号変換を行うアナログ−ディジタル信号変換器と、
前記アナログ−ディジタル信号変換器によりアナログ−ディジタル信号変換された前記受信信号を保存するデータ保存装置と、
前記データ保存装置に保存された前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子で受信した１ブロック分のＮ×Ｌ個の受信信号、前記Ｎ×Ｌ個の受信信号の共役値、情報伝達中に推定した伝達関数及び前記符号化器に予め設定された固定値を用いて前記受信信号から２×Ｐ×Ｋ−１個の干渉信号を除去し、前記希望信号を得て前記受信信号の復号を行う復号回路と、を備え、前記送信局との間に２×Ｎ×Ｌ＞２×Ｐ×Ｋ−１を満たす関係があることを特徴とする受信局。
【請求項４】
マルチビーム形成回路を備える送信局と複数（Ｎ本）のアンテナ素子を備える複数（Ｐ個）の受信局とが、同一時刻に同一周波数でディジタル無線通信を行うシステムにおける無線通信方法であって、
前記送信局が、Ｋ個の送信信号を入力されるステップと、
前記送信局が、該入力されたＫ個の送信信号を符号化率Ｋ／ＬのＳＴＣやＳＴＢＣを用いて（１受信局当たりのビーム数Ｂ×Ｌ）個（≧Ｋ個）の符号化した信号を生成するステップと、
前記送信局が、該生成した信号をシリアル−パラレル変換し、複数の出力インタフェースから送信信号としてそれぞれ出力するステップと、
前記送信局が、（Ｂ×Ｐ）個のビームを形成し、前記送信信号を前記（Ｂ×Ｐ）個のビームに割り当て、前記送信信号を送信するステップと、
前記受信局が、複数（Ｎ本）のアンテナ素子で前記送信信号を受信信号として受信するステップと、
前記受信局が、前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子ごとに希望信号と干渉信号との線形和で表される前記受信信号のアナログ−ディジタル信号変換を行うステップと、
前記受信局が、前記アナログ−ディジタル信号変換された前記受信信号を保存するステップと、
前記受信局が、前記保存された前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子で受信した１ブロック分のＮ×Ｌ個の受信信号、前記Ｎ×Ｌ個の受信信号の共役値、情報伝達中に推定した伝達関数及び前記符号化器に予め設定された固定値を用いて前記受信信号から２×Ｐ×Ｋ−１個の干渉信号を除去し、前記希望信号を得て前記受信信号の復号を行うステップと、を有し、
前記送信局と前記受信局との間に２×Ｎ×Ｌ＞２×Ｐ×Ｋ−１を満たす関係があることを特徴とする無線通信方法。
【請求項５】
請求項１記載の無線通信システムにおいて、
前記送信局は、
前記送信局のアンテナ素子と各受信局の各アンテナ素子との間で、上り通信と下り通信で同一周波数を用いる場合に上り通信時の受信信号と既知信号の相関演算を行うことで伝達関数を推定し、上り通信と下り通信で異なる周波数を用いる場合に上り通信時にアレーアンテナで受信された信号から到来方向推定及び遅延時間推定を行うことで伝達関数を推定し、該推定した結果を出力する伝達関数推定装置と、
前記伝達関数推定装置の出力信号を入力され、該入力された信号に基づいて、送信局において形成する複数の指向性を決定する指向性制御回路と、
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記受信局は、
前記送信局から送信されるＬ個の送信信号を受信信号として受信する前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子と、
前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子に接続され、Ｌ個の分岐インタフェースからＫ個の信号をそれぞれ出力する分岐装置と、
前記分岐装置が有する各分岐インタフェースに接続され、Ｎ×Ｌ個の信号のそれぞれに対して情報伝達中に前記受信局で推定した伝達関数に基づきゼロフォーシング又はＬＭＳのアルゴリズムで決定される重み付けを施し、該重み付けを施したＮ×Ｌ個の信号を合成し１つの信号を出力するＫ個の個別信号復号回路と、
前記Ｋ個の個別信号復号回路に接続され、各個別信号復号回路から出力される信号に対してパラレル−シリアル変換を施し、Ｋ個の信号系列を出力するパラレル−シリアル変換装置と、
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項１に記載の無線通信システムにおける送信局であって、
Ｌ個の送信信号を受信信号として受信する前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子と、前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子に接続され、Ｌ個の分岐インタフェースからＫ個の信号をそれぞれ出力する分岐装置と、前記分岐装置が有する各分岐インタフェースに接続され、Ｎ×Ｌ個の信号に対して情報伝達中に前記受信局で推定した伝達関数に基づきゼロフォーシング又はＬＭＳのアルゴリズムで決定される重み付けを施し、該重み付けを施したＮ×Ｌ個の信号を合成し１つの信号を出力するＫ個の個別信号復号回路と、前記Ｋ個の個別信号復号回路に接続され、各個別信号復号回路から出力される信号に対してパラレル−シリアル変換を施し、Ｋ個の信号系列を出力するパラレル−シリアル変換装置と、を備える受信局へ、
入力されたＫ個の信号系列を（１受信局当たりのビーム数Ｂ×Ｌ）個の信号として送信する、ことを特徴とする送信局。
【請求項８】
請求項１に記載の無線通信システムにおける受信局であって、
前記送信局から送信されるＬ個の送信信号を受信信号として受信する前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子に接続され、Ｌ個の分岐インタフェースからＫ個の信号をそれぞれ出力する分岐装置と、
前記分岐装置が有する各分岐インタフェースに接続され、Ｎ×Ｌ個の信号に対して情報伝達中に前記受信局で推定した伝達関数に基づきゼロフォーシング又はＬＭＳのアルゴリズムで決定される重み付けを施し、該重み付けを施したＮ×Ｌ個の信号を合成し１つの信号を出力するＫ個の個別信号復号回路と、
前記Ｋ個の個別信号復号回路に接続され、各個別信号復号回路から出力される信号に対してパラレル−シリアル変換を施し、Ｋ個の信号系列を出力するパラレル−シリアル変換装置と、
を有する前記復号回路を備えることを特徴とする受信局。
【請求項９】
請求項１に記載の無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記受信局の前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子が、前記送信局から送信されるＬ個の送信信号を受信信号として受信するステップと、
アナログ−デジタル信号変換器及びデータ保存装置を介して前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子に接続される分岐装置が、Ｌ個の分岐インタフェースから、Ｋ個の信号をそれぞれ出力するステップと、
前記分岐装置の各分岐インタフェースに接続されるＫ個の個別信号復号回路が、Ｎ×Ｌ個の信号に対して情報伝達中に前記受信局で推定した伝達関数に基づきゼロフォーシング又はＬＭＳのアルゴリズムで決定される重み付けを施し、該重み付けを施したＮ×Ｌ個の信号を合成し１つの信号を出力するステップと、
前記Ｋ個の個別信号復号回路に接続されるパラレル−シリアル変換装置が、各個別信号復号回路から出力される信号に対してパラレル−シリアル変換を施し、Ｋ個の信号系列を出力するステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指向性のある無線信号を発する送信局と受信局とがディジタル無線通信を行う無線通信システム、該無線通信システムにおける送信局および受信局ならびに該無線通信システムにおける無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システムにおける干渉除去する手段として、適応アンテナが提案されている。この提案されている従来の適応アンテナの下り回線におけるビーム制御の方法（従来技術１）（たとえば、Ｒ．Ａ．Ｍｏｎｚｉｎｇｏ  ａｎｄ  Ｔ．Ｗ．Ｍｉ１ｌｅｒ、Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ａｒｒａｙｓ、Ｊｏｈｎ  Ｗｉ１ｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ、Ｉｎｃ．１９８０）を以下に示す。
【０００３】
図６は、従来の適応アンテナ装置を示す図である。従来の適応アンテナ装置は、複数のアンテナ素子４０１１〜４０１Ｎと、各アンテナ素子に接続され、複素重みを課す重み付け手段４０２１〜４０２Ｎと、この各重み付け手段４０２１〜４０２Ｎの重みを制御する重み制御装置４０３と、基準信号発生装置４０４と、受信時には、重み付け手段４０２１〜４０２Ｎにより重み付けされた受信信号を合成し、送信時には、重み付け手段４０２１−４０２Ｎに入力信号を分岐する、合成及び分岐装置４０５とから構成される。
【０００４】
適応アンテナ装置の複数のアンテナ素子４０１１〜４０１Ｎで受信された信号をｘ１〜ｘＮとし、重み付け手段４０２１〜４０２Ｎに設定される重みの値をｗ１〜ｗＮとし、希望信号成分をｄとすると、希望する信号と実際の信号との誤差の２乗が最小になるような指向性を形成する重みの値は、
【０００５】
【数１】
0003970636.tif 000002
で与えられる。ただし、
【０００６】
【数２】
0003970636.tif 000003
【０００７】
【数３】
0003970636.tif 000004
【０００８】
【数４】
0003970636.tif 000005
である。上り回線における通信時の伝搬環境と下り回線における通信時の伝搬環境とをまったく同一とみなせる場合には、アンテナ間の相関行列Ｒxx及び希望ユーザに対するステアリングベクトルｒxdに変化が生じない。
【０００９】
したがって、上り回線における通信時の重みの値を下り回線における通信にもそのまま適用すれば、通信路の２乗誤差を最小とする指向性を形成することができる。よって、上り回線における通信と下り回線における通信の伝搬環境がほぼ等しい場合には、適応アレーアンテナを単に複数のアンテナ素子で構成すればよい。
【００１０】
また、無線通信システムにおける指向性を形成する手段として、受信局で伝搬環境を推定し、この推定した結果を送信局にフィードバックし、下り回線用の指向性形成を行う方法（従来技術２）が提案されている（Ｄｅｒｌｅｋ  Ｇｅｒ１ａｃｈａ、Ａｒ１ｏｇｙａｓｗａｍｉ  Ｐａｕｌｒａｊ、“Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ａｒｒａｙｓ  ｗｉｔｈ  Ｍｏｂｉ１ｅ  ｔｏ  Ｂａｓｅ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ、Ｃｏｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒｅｃｏｒｄ  ｏｆ  Ｔｈｅ  Ｔｗｅｎｔｙ−Ｓｅｖｅｎｔｈ−Ａｓｉ１ｏｍａｒ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ、１９９３）。
【００１１】
この提案されている方法を以下に示す。下り回線における通信では、情報信号の間にプロービング信号を周期的に挿入して、信号を伝送する。プロービング信号は、送信局の各アンテナと受信局との間の伝達関数の推定に用いる。プロービング信号を伝送する区間では、各アンテナから異なったプロービング信号系列を送信する。
【００１２】
ここで、各アンテナから送信するプロービング信号は、全受信局が既知の信号系列とする。受信局では受信信号に対して各アンテナから送信する各プロービング信号との相関演算を行い、各アンテナのプロービング信号ごとに複素相関値を求める。この複素相関値を上り通信において送信局にフィードバックし、適応アンテナの指向性形成に反映させる。
【００１３】
この方法では、各アンテナのプローピング信号との相関値を受信局において求めることによって、送信局の各アンテナと受信局の問の伝搬環境を推定することができる。
【００１４】
また、送信局のアンテナと受信局のアンテナとの間の伝送品質を改善する方法として、下り回線の送信局に複数のアンテナ素子を用いる、Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ−Ｃｏｄｉｎｇ（従来技術３）が提案されている（Ｖａｈｉｄ  Ｔａｒｏｋｈ，ｅｔ．ａｌ“Ｓｐａｃｅ一Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ”、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆｏｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ．Ｖｏｌ．４４、Ｎｏ．２、ＭＡＲＣＨ、１９９８．）。
【００１５】
Ｓｐａｃｅ一Ｔｉｍｅ−Ｃｏｄｉｎｇでは、送信局の各アンテナからは異なった信号を送信し、送信ダイバーシチ効果を得ることが可能となる。
以下に、送信局のアンテナ素子数が２素子、受信局のアンテナ素子数が１素子、Ｓｐａｃｅ一Ｔｉｍｅ−Ｃｏｄｉｎｇの符号化にはＳｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ−Ｂｌｏｃｋ−Ｃｏｄｉｎｇを用いた場合の通信方法を示す。
【００１６】
送信信号系列は、２信号ごとに１つのブロックを形成する。たとえば、送信信号をｓ１、ｓ２、ｓ３、…とした場合には、
１つめのブロヅクはｓ（１）、ｓ（２）
２つめのブロックはｓ（３）、ｓ（４）
となる。ここでＳ（ｎ）はｎ番目の送信信号を表す。次に、各アンテナで送信する信号系列を以下のように決定する。
【００１７】
アンテナ１からの送信信号は、偶数番目の信号に対しては共役値をとり、
ｓ（１）、−ｓ（２）*、ｓ（３）、−ｓ（４）*、ｓ（５）、−ｓ（６）*…とする。ここで*は複素共役を表す。また、アンテナ２からの送信信号は、奇数番目の信号に対しては共役値をとり、さらに各ブロックで送信する順番を逆にする。
【００１８】
すなわち、アンテナ２からの送信信号は
ｓ（２）、ｓ（１）*、ｓ（４）、ｓ（３）*、ｓ（６）、ｓ（５）*…
となる。このとき、受信局での時刻ｋ、ｋ＋１での受信信号ｒ（ｋ）、ｒ（ｋ＋１）は、以下の式で表される。
【００１９】
【数５】
0003970636.tif 000006
ここでｈ1は、送信局のアンテナ１と受信局の間のチャネル応答、ｈ2は、  送信局のアンテナ２と受信局の間のチャネル応答であり、いずれも複素数値  である。したがって、受信局の受信信号からｈ1、ｈ2を推定できれば、送  信局のアンテナと受信局の間の伝搬環境を推定できたことになる。上式を変  形すると以下の式が得られる。
【００２０】
【数６】
0003970636.tif 000007
送信局、受信局間でｓ（ｋ）が既知である場合には、上式からただちにｈ  1、ｈ2を求めることができる。
【００２１】
また、ｓ（ｋ）が情報区間の信号である場合には、受信信号データはメモ  リに保存し、復号時に決定したｓ（ｋ）を利用することで、情報伝送中にも  伝達関数を推定することができる。一且、伝達関数が推定されると、推定し  た伝達関数を用いて、以下の式によって受信信号から復号を行うことができる。
【００２２】
【数７】
0003970636.tif 000008
上式に示すようにｈ1、ｈ2のいずれかが小さい値となった場合にも、他  の値が十分大きければ復号が可能となることが分かる。したがって、本方式  によって送信ダイバーシチ効果が得られる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ディジタル無線伝送での下り通信における指向性制御では、送信局アンテナと受信局アンテナとの間の伝達関数を推定する必要があるが、上記従来技術１では、下り回線における通信の伝搬環境を推定することができない。したがって、上記従来技術１には、上り回線における通信と下り回線における通信での周波数が異なるＦＤＤシステムや、環境変動の大きい環境では、（数２）で定義したアンテナ間の相関行列Ｒxxを推定することができないため、適応アンテナ装置が動作しないという問題がある。
【００２４】
また、上記従来技術２では、各アンテナから異なった信号が送信されるため、ビーム形成を行うことができない。したがって、上記従来技術２には、同一チャネルを利用する周辺セルに対して干渉を与えてしまうという問題がある。また、上記従来技術２では、伝達関数推定から送信用の指向性形成を行う間にフィードバックを行う時間が経過するため、環境が変動し伝送品質が劣化するという問題もある。
【００２５】
また、上記従来技術３でも、各アンテナから異なった信号が送信されるため、ビーム形成を行うことができない。したがって、上記従来技術３には、同一チャネルを複数のユーザで共有することができないという問題がある。
【００２６】
そこで、本発明は、伝達関数を推定しない、または実環境では伝搬環境が変動するため誤差なく伝達関数を推定することができないという上記従来の事情に鑑み、無線通信システムにおける伝送品質の劣化を補償すべく、上記従来技術よりも優れた指向性制御および干渉除去を実現する、無線通信システム、送信局、受信局および無線通信方法を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記課題は、前記特許請求の範囲に記載の手段により、解決される。すなわち、請求項１に記載の発明は、マルチビーム形成回路を備える送信局と複数（Ｎ本）のアンテナ素子を備える複数（Ｐ個）の受信局とが、同一時刻に同一周波数でディジタル無線通信を行う無線通信システムにおいて、
【００２８】
前記送信局は、Ｋ個の信号を入力され、該入力されたＫ個の信号を符号化率Ｋ／ＬのＳＴＣやＳＴＢＣを用いて（１受信局当たりのビーム数Ｂ×Ｌ）個（≧Ｋ個）の符号化した信号を生成し、該生成した信号を出力する符号化器と、前記符号化器の出力信号を入力され、該入力された前記符号化器の出力信号をシリアル−パラレル変換した送信信号を複数の出力インタフェースからそれぞれ出力するシリアル−パラレル変換器と、
【００２９】
（Ｂ×Ｐ）個のビームを形成し、前記シリアルーパラレル変換器が有する複数の出力インタフェースの１つから出力される前記送信信号を前記（Ｂ×Ｐ）個のビーム毎に割り当て、前記各ビームから前記送信信号を送信するマルチビーム形成回路と、を備え、
【００３０】
前記受信局は、前記送信信号を受信信号として受信する前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子と、前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子ごとに希望信号と干渉信号との線形和で表される前記受信信号のアナログ−ディジタル信号変換を行うアナログ−ディジタル信号変換器と、前記アナログ−ディジタル信号変換器によりアナログ−ディジタル信号変換された前記受信信号を保存するデータ保存装置と、前記データ保存装置に保存された前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子で受信した１ブロック分のＮ×Ｌ個の受信信号、前記Ｎ×Ｌ個の受信信号の共役値、情報伝達中に推定した伝達関数及び前記符号化器に予め設定された固定値を用いて前記受信信号から２×Ｐ×Ｋ−１個の干渉信号を除去し、前記希望信号を得て前記受信信号の復号を行う復号回路と、を備え、前記送信局と前記受信局との間に２×Ｎ×Ｌ＞２×Ｐ×Ｋ−１を満たす関係があることを特徴とする無線通信システムである。
【００３１】
請求項２に記載の発明は、Ｋ個の送信信号を入力され、該入力されたＫ個の送信信号を符号化率Ｋ／ＬのＳＴＣやＳＴＢＣを用いて（１受信局当たりのビーム数Ｂ×Ｌ）個（≧Ｋ個）の符号化した信号を生成し、該生成した信号を出力する符号化器と、前記符号化器の出力信号を入力され、該入力された前記符号化器の出力信号をシリアル−パラレル変換した送信信号を複数の出力インタフェースからそれぞれ出力するシリアル−パラレル変換器と、（Ｂ×Ｐ）個のビームを形成し、前記シリアルーパラレル変換器が有する複数の出力インタフェースの１つから出力される前記送信信号を前記（Ｂ×Ｐ）個のビーム毎に割り当て、前記各ビームから前記送信信号を送信するマルチビーム形成回路と、を備える送信局であって、
【００３２】
複数（Ｎ本）のアンテナ素子で前記送信信号を受信信号として受信し、前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子ごとに希望信号と干渉信号との線形和で表される前記受信信号のアナログ−ディジタル信号変換を行い、該変換された前記受信信号を保存し、該保存された前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子で受信した１ブロック分のＮ×Ｌ個の受信信号、前記Ｎ×Ｌ個の受信信号の共役値、情報伝達中に推定した伝達関数及び前記符号化器に予め設定された固定値を用いて前記受信信号から２×Ｐ×Ｋ−１個の干渉信号を除去し、前記希望信号を得て前記受信信号の復号を行う複数（Ｐ個）の受信局との間に２×Ｎ×Ｌ＞２×Ｐ×Ｋ−１を満たす関係があり、前記受信局との間で同一時刻に同一周波数でディジタル無線通信を行うことを特徴とする送信局である。
【００３３】
請求項３に記載の発明は、入力されたＫ個の信号を符号化率Ｋ／ＬのＳＴＣやＳＴＢＣを用いて（１受信局当たりのビーム数Ｂ×Ｌ）個（≧Ｋ個）の符号化した信号を生成し、該生成した信号のシリアル−パラレル変換した送信信号を（Ｂ×Ｐ）個のビームに割り当て、前記送信信号を送信する送信局との間で同一時刻に同一周波数でディジタル無線通信を行う複数（Ｐ個）の受信局であって、
【００３４】
前記送信信号を受信信号として受信する複数（Ｎ本）のアンテナ素子と、前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子ごとに希望信号と干渉信号との線形和で表される前記受信信号のアナログ−ディジタル信号変換を行うアナログ−ディジタル信号変換器と、前記アナログ−ディジタル信号変換器によりアナログ−ディジタル信号変換された前記受信信号を保存するデータ保存装置と、前記データ保存装置に保存された前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子で受信した１ブロック分のＮ×Ｌ個の受信信号、前記Ｎ×Ｌ個の受信信号の共役値、情報伝達中に推定した伝達関数及び前記符号化器に予め設定された固定値を用いて前記受信信号から２×Ｐ×Ｋ−１個の干渉信号を除去し、前記希望信号を得て前記受信信号の復号を行う復号回路と、を備え、前記送信局との間に２×Ｎ×Ｌ＞２×Ｐ×Ｋ−１を満たす関係があることを特徴とする受信局である。
【００３５】
請求項４に記載の発明は、マルチビーム形成回路を備える送信局と複数（Ｎ本）のアンテナ素子を備える複数（Ｐ個）の受信局とが、同一時刻に同一周波数でディジタル無線通信を行うシステムにおける無線通信方法であって、
【００３６】
前記送信局が、Ｋ個の送信信号を入力されるステップと、前記送信局が、該入力されたＫ個の送信信号を符号化率Ｋ／ＬのＳＴＣやＳＴＢＣを用いて（１受信局当たりのビーム数Ｂ×Ｌ）個（≧Ｋ個）の符号化した信号を生成するステップと、
【００３７】
前記送信局が、該生成した信号をシリアル−パラレル変換し、複数の出力インタフェースから送信信号としてそれぞれ出力するステップと、前記送信局が、（Ｂ×Ｐ）個のビームを形成し、前記送信信号を前記（Ｂ×Ｐ）個のビームに割り当て、前記送信信号を送信するステップと、
【００３８】
前記受信局が、複数（Ｎ本）のアンテナ素子で前記送信信号を受信信号として受信するステップと、前記受信局が、前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子ごとに希望信号と干渉信号との線形和で表される前記受信信号のアナログ−ディジタル信号変換を行うステップと、前記受信局が、前記アナログ−ディジタル信号変換された前記受信信号を保存するステップと、前記受信局が、前記保存された前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子で受信した１ブロック分のＮ×Ｌ個の受信信号、前記Ｎ×Ｌ個の受信信号の共役値、情報伝達中に推定した伝達関数及び前記符号化器に予め設定された固定値を用いて前記受信信号から２×Ｐ×Ｋ−１個の干渉信号を除去し、前記希望信号を得て前記受信信号の復号を行うステップと、を有し、前記送信局と前記受信局との間に２×Ｎ×Ｌ＞２×Ｐ×Ｋ−１を満たす関係があることを特徴とする無線通信方法である。
【００３９】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の無線通信システムにおいて、前記送信局は、前記送信局のアンテナ素子と各受信局の各アンテナ素子との間で、上り通信と下り通信で同一波長を用いる場合に上り通信時の受信信号と既知信号の相関演算を行うことで伝達関数を推定し、上り通信と下り通信で異なる周波数を用いる場合に上り通信時にアレーアンテナで受信された信号から到来方向推定及び遅延時間推定を行うことで伝達関数を推定し、該推定した結果を出力する伝達関数推定装置と、前記伝達関数推定装置の出力信号を入力され、該入力された信号に基づいて、送信局において形成する複数の指向性を決定する指向性制御回路と、を有することを特徴とする無線通信システムである。
【００４０】
本発明は、Ｋ個の送信信号を入力され、該入力されたＫ個の送信信号を符号化率Ｋ／ＬのＳＴＣやＳＴＢＣを用いて（１受信局当たりのビーム数Ｂ×Ｌ）個（≧Ｋ個）の符号化した信号を生成し、該生成した信号を出力する符号化器と、前記符号化器の出力信号を入力され、該入力された前記符号化器の出力信号をシリアル−パラレル変換した送信信号を複数の出力インタフェースからそれぞれ出力するシリアル−パラレル変換器と、（Ｂ×Ｐ）個のビームを形成し、前記シリアルーパラレル変換器が有する複数の出力インタフェースの１つから出力される前記送信信号を前記（Ｂ×Ｐ）個のビーム毎に割り当て、前記各ビームから前記送信信号を送信するマルチビーム形成回路と、前記送信局のアンテナ素子と各受信局の各アンテナ素子との間における上り通信時の受信信号と既知信号の相関演算又は上り通信時にアレーアンテナで受信された信号から到来方向推定及び遅延時間推定を行うことで伝達関数を推定し、該推定した結果を出力する伝達関数推定装置と、前記伝達関数推定装置の出力信号を入力され、該入力された信号に基づいて、送信局において形成する複数の指向性を決定する指向性制御回路と、を備える送信局であって、
【００４１】
複数（Ｎ本）のアンテナ素子で前記送信信号を受信信号として受信し、前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子ごとに希望信号と干渉信号との線形和で表される前記受信信号のアナログ−ディジタル信号変換を行い、該変換された前記受信信号を保存し、該保存された前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子で受信した１ブロック分のＮ×Ｌ個の受信信号及び前記Ｎ×Ｌ個の受信信号の共役値を用いて前記受信信号から２×Ｐ×Ｋ−１個の干渉信号を除去し、
【００４２】
前記希望信号を得て前記受信信号の復号を行う複数（Ｐ個）の受信局との間に２×Ｎ×Ｌ＞２×Ｐ×Ｋ−１を満たす関係があり、前記受信局との間で同一時刻に同一周波数でディジタル無線通信を行うことを特徴とする送信局であってもよい。
【００４３】
本発明は、入力されたＫ個の送信信号を符号化率Ｋ／ＬのＳＴＣやＳＴＢＣを用いて（１受信局当たりのビーム数Ｂ×Ｌ）個（≧Ｋ個）の符号化した信号を生成し、該生成した信号を出力する符号化器と、前記符号化器の出力信号を入力され、該入力された前記符号化器の出力信号をシリアル−パラレル変換した送信信号を複数の出力インタフェースからそれぞれ出力するシリアル−パラレル変換器と、（Ｂ×Ｐ）個のビームを形成し、前記シリアルーパラレル変換器が有する複数の出力インタフェースの１つから出力される前記送信信号を前記（Ｂ×Ｐ）個のビーム毎に割り当て、前記各ビームから前記送信信号を送信するマルチビーム形成回路と、前記送信局のアンテナ素子と各受信局の各アンテナ素子との間における上り通信時の受信信号と既知信号の相関演算又は上り通信時にアレーアンテナで受信された信号から到来方向推定及び遅延時間推定を行うことで伝達関数を推定し、該推定した結果を出力する伝達関数推定装置と、前記伝達関数推定装置の出力信号を入力され、該入力された信号に基づいて、送信局において形成する複数の指向性を決定する指向性制御回路と、を備える送信局との間で、同一時刻に同一周波数でディジタル無線通信を行う複数（Ｐ個）の受信局であって、
【００４４】
複数（Ｎ本）のアンテナ素子で前記送信信号を受信信号として受信し、前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子ごとに希望信号と干渉信号との線形和で表される前記受信信号のアナログ−ディジタル信号変換を行い、該変換された前記受信信号を保存し、該保存された前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子で受信した１ブロック分のＮ×Ｌ個の受信信号及び前記Ｎ×Ｌ個の受信信号の共役値を用いて前記受信信号から２×Ｐ×Ｋ−１個の干渉信号を除去し、
【００４５】
前記希望信号を得て前記受信信号の復号を行い、前記送信局との間に２×Ｎ×Ｌ＞２×Ｐ×Ｋ−１を満たす関係があることを特徴とする受信局であってもよい。
【００４６】
本発明は、マルチビーム形成回路を備える送信局と複数（Ｎ本）のアンテナ素子を備える複数（Ｐ個）の受信局とが、同一時刻に同一周波数でディジタル無線通信を行うシステムにおける無線通信方法であって、前記送信局が、前記送信局のアンテナ素子と各受信局の各アンテナ素子との間における上り通信時の受信信号と既知信号の相関演算又は上り通信時にアレーアンテナで受信された信号から到来方向推定及び遅延時間推定を行うことで伝達関数を推定し、該推定した結果に基づいて、送信局において形成する複数の指向性を決定するステップと、
【００４７】
前記送信局が、Ｋ個の送信信号を入力されるステップと、前記送信局が、該入力されたＫ個の送信信号を符号化率Ｋ／ＬのＳＴＣやＳＴＢＣを用いて（１受信局当たりのビーム数Ｂ×Ｌ）個（≧Ｋ個）の符号化した信号を生成するステップと、前記送信局が、該生成した信号をシリアル−パラレル変換し、複数の出力インタフェースから送信信号としてそれぞれ出力するステップと、前記送信局が、（Ｂ×Ｐ）個のビームを形成し、前記送信信号を前記（Ｂ×Ｐ）個のビームに割り当て、前記送信信号を送信するステップと、
【００４８】
前記受信局が、複数（Ｎ本）のアンテナ素子で前記送信信号を受信信号として受信するステップと、前記受信局が、前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子ごとに希望信号と干渉信号との線形和で表される前記受信信号のアナログ−ディジタル信号変換を行うステップと、前記受信局が、前記アナログ−ディジタル信号変換された前記受信信号を保存するステップと、前記受信局が、前記保存された前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子で受信した１ブロック分のＮ×Ｌ個の受信信号及び前記Ｎ×Ｌ個の受信信号の共役値を用いて前記受信信号から２×Ｐ×Ｋ−１個の干渉信号を除去し、前記希望信号を得て前記受信信号の復号を行うステップと、を有し、前記送信局と前記受信局との間に２×Ｎ×Ｌ＞２×Ｐ×Ｋ−１を満たす関係があることを特徴とする無線通信方法であってもよい。
【００４９】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の無線通信システムであって、前記受信局は、前記送信局から送信されるＬ個の送信信号を受信信号として受信する前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子と、前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子に接続され、Ｌ個の分岐インタフェースからＫ個の信号をそれぞれ出力する分岐装置と、前記分岐装置が有する各分岐インタフェースに接続され、Ｎ×Ｌ個の信号のそれぞれに対して情報伝達中に前記受信局で推定した伝達関数に基づきゼロフォーシング又はＬＭＳのアルゴリズムで決定される重み付けを施し、
【００５０】
該重み付けを施したＮ×Ｌ個の信号を合成し１つの信号を出力するＫ個の個別信号復号回路と、前記Ｋ個の個別信号復号回路に接続され、各個別信号復号回路から出力される信号に対してパラレル−シリアル変換を施し、Ｋ個の信号系列を出力するパラレル−シリアル変換装置と、を有することを特徴とする無線通信システムである。
【００５１】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の無線通信システムにおける送信局であって、Ｌ個の送信信号を受信信号として受信する前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子と、前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子に接続され、Ｌ個の分岐インタフェースからＫ個の信号をそれぞれ出力する分岐装置と、前記分岐装置が有する各分岐インタフェースに接続され、
【００５２】
Ｎ×Ｌ個の信号に対して情報伝達中に前記受信局で推定した伝達関数に基づきゼロフォーシング又はＬＭＳのアルゴリズムで決定される重み付けを施し、該重み付けを施したＮ×Ｌ個の信号を合成し１つの信号を出力するＫ個の個別信号復号回路と、前記Ｋ個の個別信号復号回路に接続され、各個別信号復号回路から出力される信号に対してパラレル−シリアル変換を施し、Ｋ個の信号系列を出力するパラレル−シリアル変換装置と、を備える受信局へ、入力されたＫ個の信号系列を（１受信局当たりのビーム数Ｂ×Ｌ）個の信号として送信する、ことを特徴とする送信局である。
【００５３】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の無線通信システムにおける受信局であって、前記送信局から送信されるＬ個の送信信号を受信信号として受信する前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子に接続され、Ｌ個の分岐インタフェースからＫ個の信号をそれぞれ出力する分岐装置と、
【００５４】
前記分岐装置が有する各分岐インタフェースに接続され、Ｎ×Ｌ個の信号に対して情報伝達中に前記受信局で推定した伝達関数に基づきゼロフォーシング又はＬＭＳのアルゴリズムで決定される重み付けを施し、該重み付けを施したＮ×Ｌ個の信号を合成し１つの信号を出力するＫ個の個別信号復号回路と、前記Ｋ個の個別信号復号回路に接続され、各個別信号復号回路から出力される信号に対してパラレル−シリアル変換を施し、Ｋ個の信号系列を出力するパラレル−シリアル変換装置と、を有する前記復号回路を備えることを特徴とする受信局である。
【００５５】
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記受信局の前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子が、前記送信局から送信されるＬ個の送信信号を受信信号として受信するステップと、アナログ−デジタル信号変換器及びデータ保存装置を介して前記複数（Ｎ本）のアンテナ素子に接続される分岐装置が、Ｌ個の分岐インタフェースから、Ｋ個の信号をそれぞれ出力するステップと、
【００５６】
前記分岐装置の各分岐インタフェースに接続されるＫ個の個別信号復号回路が、Ｎ×Ｌ個の信号に対して情報伝達中に前記受信局で推定した伝達関数に基づきゼロフォーシング又はＬＭＳのアルゴリズムで決定される重み付けを施し、該重み付けを施したＮ×Ｌ個の信号を合成し１つの信号を出力するステップと
前記Ｋ個の個別信号復号回路に接続されるパラレル−シリアル変換装置が、各個別信号復号回路から出力される信号に対してパラレル−シリアル変換を施し、Ｋ個の信号系列を出力するステップと、を有することを特徴とする無線通信方法である。
【００５７】
本発明によれば、送信局は、Ｋ個の入力信号に対してビーム数×Ｌ個の信  号を生成する。したがって、本発明によれば、従来技術よりも優れた指向性  制御および干渉除去を実現することができる。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００５９】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す図であり、送信局と複数の受信局とが同一タイミング、同一周波数で通信する場合に生じる、受信局間の干渉を補償する構成を示している。ここで、ビーム数は各受信局に対してＢビーム、送信局のアンテナ数はＭ素子、受信局のアンテナ数はＮ素子、ユーザ数はＰユーザとする。
【００６０】
この図において、符号１０１１〜１０１Ｂは、送信局が受信局１との通信に用いるビーム、符号１０Ｐ１〜１０ＰＢは、送信局が受信局Ｐとの通信に用いるビーム、符号１１０１〜１１０Ｍは、送信局のアンテナ素子、符号１２はマルチビーム形成回路、符号１３１〜１３Ｐはシリアルーパラレル変換器、符号１４１〜１４Ｐは入力された信号に対して符号化を施す符号化器、符号１５１１〜１５ＰＮは受信局のアンテナ素子、符号１６１１〜１６ＰＮはアナログーデイジタル信号変換器、符号１７１１〜１７１Ｎはデータ保存装置、符号１８１〜１８Ｐは復号器である。
【００６１】
以下ではまず、送信局から受信局Ｐへの信号のながれを説明し、その後、符号化としてＳＴＢＣを用いた場合の信号の流れについて述べる。
受信局Ｐへの送信信号は、まず符号化器１４ＰにＫシンボルごとに入力される。符号化器では、Ｋシンボルの入力信号に対してＬ×Ｂシンボルの信号を生成する。信号の生成方法としては、たとえば、ＳＴＢＣを用いることができる。
【００６２】
符号化後の信号がシリアルーパラレル変換器においてシリアル−パラレル変換されることにより、送信信号は、各ビームに対して割り当てられ、各ビームから送信される。受信局では受信したデータを周波数変換、アナログーディジタル信号変換し、受信信号を一旦、データ保存装置に記録する。受信局は、データ保存装置に記録されたデータをもとに、たとえば、推定や２乗誤差最小アルゴリズムによって復号を行う。
【００６３】
次に符号化として、符号化率Ｋ／ＬのＳＴＢＣを用いる場合について説明する。符号化器への入力信号がＣｐ、ｋであったとすると、送信ビームｂから送信させる信号は、以下のように表すことができる。
【００６４】
【数８】
0003970636.tif 000009
ここで、上添宇＊は複索共役、ｗｂ，ｌ，ｋは、符号化器１４ｐに入力された信号のｋ番目のシンボル（Ｃｐ，ｋ）に対して符号化される際に付加される重み付け値で、符号化器に予め設定された固定値である。なお、ｌは符号化器から送信ビームｂとして出力される信号のシンボルのｌ番目を意味する。符号化率Ｋ／ＬのＳＴＢＣを用いた信号は以下のように送信される。符号化後の信号（Ｌ×Ｂシンボル）はシリアル−パラレル変換器でシリアル−パラレル変換され、マルチビーム形成回路１２に入力される。前記符号化後の信号はマルチビーム形成回路１２で受信局毎にＢ個形成されるビームに割り当てられてアンテナ素子１１０１〜１１０Ｍから送信される（送信される信号は各ビームともＬシンボル）。例えば、ビーム１０Ｐ２で送信される信号は順にｓＰ，２，１、ｓＰ，２，２、ｓＰ，２，３、・・・ｓＰ，２，ｌのＬシンボルである。このようにして、送信局から送信を行うと、受信局ｐのアンテナｎでの受信信号は、以下のように表すことができる。
【００６５】
【数９】
0003970636.tif 000010
ここで、ｈａ，ｂ，ｐ，ｎは、受信局ｐに対するビームｂと受信局ｐのアンテナｎとの間の伝達関数である。数９から分かるように、各受信信号には希望信号と２×Ｐ×Ｋ−１個の干渉信号が含まれていることが分かる。受信局の各アンテナで受信された受信信号は周波数変換、アナログ−ディジタル変換され、データ保存装置に入力される。
【００６６】
データ保存装置では、各アンテナ素子で受信した１ブロック分のデータ、すなわちＮ×Ｌ個のデータが入力され、入力信号に基づいて、復号を行う。受信信号としては、データ保存装置によって保存された信号と受信信号の共役値とが使えるため、復号器では、Ｎ×Ｌ×２個の信号から２×Ｐ×Ｋ−１個の干渉信号を除去し、復号を行うことになる。具体的には次のように干渉信号を除去して復号を行う。数９のように受信信号（ｒｐ，ｎ，ｌ）は希望信号と干渉信号とが含まれている。数９において（ｈｑ，ｂ，ｐ，ｎ）は伝達関数であり、段落００１４から００２２（従来技術３）で説明したように情報伝達中に推定できる。また、（ｗｂ，ｌ，ｋ）は段落００６４に記載したように符号化器に予め設定された固定値である。すなわち、数９のＡｐ，ｑ，ｋとＢｐ，ｑ，ｋは既知の値であるため、数９の（ｒｐ，ｎ，ｌ）に受信信号とその共役値を代入した連立方程式を解くことで全ての信号（Ｃｑ，ｋ）を知ることができる。従って、信号（Ｃｑ，ｋ）の中のうち信号（Ｃｐ，ｋ）を符号化器への入力信号と推定することができる。
【００６７】
たとえば、Ｎ＝２、Ｌ＝８、Ｋ＝４、Ｐ＝４の場合は、（Ｎ×Ｌ×２）＞（２×Ｐ×Ｋ−１）であるため、完全に干渉を抑圧することが可能となる。したがって、送信局での送信ビーム形成において、希望する受信局以外の局に対してヌルが形成されていない場合にも、同一周波数、同一時刻において帯域を広げずに複数の受信局と下り通信を行うことが可能となる。
【００６８】
以下、本第１の実施の形態の効果を計算機シミュレーションによって確認した結果について述べる。本計算機シミュレーションでは、受信局数は４、送信局のアンテナ素子数は７素子、受信局のアンテナ素子数は２素子とし、ビーム数はＢ＝４ビーム１受信局とした。
【００６９】
符号化はＫ＝４シンボル、Ｌ＝８シンボルから構成する符号化率１／２のＳＴＢＣ（Ｖ．Ｔａｒｏｋｈ，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ  ｓｅｌｅｃｔｅ  ｄａｒｅａ  ｉｎ  ＣＯＭ．，Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ３，ｐｐ．４５１−４６０，１９９９．）とした。
【００７０】
また、変調方式はＱＰＳＫ、最大ドップラーシフトはｆｄＴ＝０．１、到来波は１００波とし、受信局の位置は受信局１が−５度方向、受信局２が−１５度方向、受信局３が１０度方向、受信局４が２０度方向とした。受信局での角度広がりは３６０度とし、送信局での角度広がりはパラメータとした。
【００７１】
従来方法は、伝運関数を受信局で推定し、推定結果を送信局にフィードバックし、送信局でＭＭＳＥ指向性制御を行う方法（Ｄｅｒ１ｅｋ  Ｇｅｒ１ａｃｈａ、Ａｒ１ｏｇｙａｓｗａｍｉ  Ｐａｕｌｒａｊ、“Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ａｒｒａｙｓ  ｗｉｔｈ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｔｏ  Ｂａｓｅ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ、”Ｃｏｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒｅｃｏｒｄ  ｏｆ  Ｔｈｅ  Ｔｗｅｎｔｙ−Ｓｅｖｅｎｔｈ  Ａｓｉｌｏｍａｒ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  、１９９３）とし、伝達関数の推定誤差はフェージング（最大ドップラーシフトはｆｄＴ＝０．１）のみによって生じるとした。
【００７２】
図４は、第１の実施の形態の効果を示す図である。以下、本第１の実施の形態を角度広がりのある環境に適用した場合のＳＩＮＲ特性のシミュレーション結果を示す。試行回数は１０００回とし、受信局での出力ＳＩＮＲの累積確率の１０％値で評価した。従来方法ではフェージング変動の影響を補償することができないため、角度広がりが大きくなり、フェージングの影響が大きくなるにしたがって、伝送品質が著しく劣化している。これに対し、本第１の実施の形態では自由度が拡大され、角度広がり３０度の環境においてＳＩＲ特性を従来方法に対して約１０．１ｄＢ改善できることが分かる。
【００７３】
以上、説明したように本第１の実施の形態ではフェージング環境のように伝達関数の推定が正確に行えないような環境においても、受信局に干渉補償機能を持たせることが可能となり．伝送品質を大きく改善できることが分かる。
【００７４】
図２は、本発明の第２の実施の形態を示す図であり、伝達関数推定結果（送信局は伝達関数推定機能を有している。）に基づく送信ビームの指向性制御が可能となる形態を示している。
【００７５】
図２において、符号２１は指向性制御装置、符号２２は伝達関数推定装置である。伝達関数推定装置では、たとえば、上り通信と下り通信で同一周波数を用いるシステムにおいては、上り通信時の受信信号と既知信号の相関演算によって伝達関数を推定することが可能となる。
【００７６】
あるいは、上り通信と下り通信で異なる周波数を用いるシステムにおいては、上り通信時にアレーアンテナで受信された信号から到来方向推定、遅延時間推定を行い、伝達関数の推定を行うことが可能である。到来方向推定の方法としては、たとえばＭＵＳＩＣ法やＥＳＰＲＩＴ法といった高精度到来方向、遅延時問推定アルゴリズムや、簡易なビームフォーマ法、ＣａＰｏｎ法などのアルゴリズムを適用することができる（菊問信良著「アレーアンテナによる適応信号処理」科学技術出版Ｐ１７３頁〜１９２頁）。
【００７７】
このようにして、本第２の実施の形態においては、一旦伝達関数が推定できれば、伝達関数推定結果に基づいて、たとえばＭＭＳＥ指向性制御といった指向性制御アルゴリズムを適用することが可能となる。
【００７８】
そして、本第２の実施の形態においては、伝達関数推定結果を指向性形成に反映させることによって、大きく伝送品質を改善することが可能となる。
【００７９】
図５は、第２の実施の形態の効果を示す図である。以下、本第２の実施の形態の効果を計算機シミュレーションによって確認した結果について述べる。本計算機シミュレーションでは、受信局数は４、送信局のアンテナ素子数は７素子、受信局のアンテナ素子数は２素子とし、ビーム数はＢ＝４ビーム／受信局とした。符号化はＫ＝４シンボル、Ｌ＝８シンボルから構成する符号化率１／２のＳＴＢＣ（Ｖ．Ｔａｒｏｋｈ、ｅｔ  ａ１．、Ｊ．ｓｅｌｅｃｔｅｄ  ａｒｅａ  ｉｎＣＯＭ、Ｖｏｌ．１７、Ｎｏ．３、ＰＰ．４５１−４６０、１９９９．）とした。
【００８０】
また、変調方式はＱＰＳＫ、最大ドップラーシフトはｆｄＴ＝０．１、到来波は１００波とし、受信局の位置は、受信局１が−５度方向、受信局２が−１５度方向、受信局３が１０度方向、受信局４が２０度方向とした。受信局での角度広がりは３６０度とし、送信局での角度広がりはパラメータとした。
【００８１】
従来方法は伝達関数を受信局で推定し、推定結果を送信局にフイードバックし、送信局でＭＭＳＥ指向性制御を行う方法（Ｄｅｒｌｅｋ  Ｇｅｒ１ａｃｈａ、Ａｒ１ｏｇｙａｓｗａｍｉ  Ｐａｕ１ｒａｊ、“Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ａｒｒａｙｓ  ｗｉｔｈ  Ｍｏｂｉ１ｅ  ｔｏ  Ｂａｓｅ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ、”Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒｅｃｏｒｄ  ｏｆ  Ｔｈｅ  Ｔｗｅｎｔｙ−Ｓｅｖｅｎｔｈ  Ａｓｉｌｏｍａｒ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ、１９９３）とし、伝達関数の推定誤差はフェージング（最大ドップラーシフトはｆｄＴ＝０．１）のみによって生じるとした。図５に示すように、角度広がりの狭い環境でも従来方法と比較して約１５ｄＢのＳＩＲ特性の改善が可能となっている。
【００８２】
図３は、本発明の第３の実施の形態を示す図であり、受信局での復号器を線形演算により簡易に構成した形態を示している。図３において、符号３１１ｐ１〜３１ＮｐＬは分岐装置、符号３２１１ｐ１〜３２ＫＮｐＬは重み付け装置、符号３３１ｐは合成装置、符号３４ｐはパラレルーシリアル変換器である。
【００８３】
受信局の各アンテナで受信した信号は、周波数変換された後、アナログ−ディジタル変換器１６ｐ１〜１６ｐＮによって、ディジタル信号に変換され、その後、符号１７１１〜１７１Ｎのデータ保存装置によって１ブロック分のＬシンボルのデータが保存される。保存されたデータは同時にデータ保存装置から出力され、各々分岐装置３１１ｐ１〜３１ＮｐＬに入力される。分岐装置は、入力された信号をＫ個の信号に分岐し、Ｋ個の信号毎の個別信号復号回路に入力する。
【００８４】
ｋ番目の個別信号復号回路では、各入力信号に対して、重み付け装置３２ｋ１ｐ１〜３２ｋＮｐＬによって重み付けされた後、合成装置３３ｋｐによって合成され、ｋ番目の個別信号復号信号が得られる。
【００８５】
ここで、重み付け装置の重みの値は、ゼロフォーシングアルゴリズムやＬＭＳアノレゴリズム（Ｐｒｏａｋｉｓ著、坂庭他訳「ディジタルコミュニケーション」（科学技術出版）７３８−７４４頁）を用いて決定することができる。各復号信号はパラレルーシリアル変換器３４ｐに入力され、１ブロック分の復号信号系列が得られる。以上説明したように、本第３の実施の形態を用いれば、重み付けと合成の線形演算により簡易に復号が可能となる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来技術よりも優れた指向性制御および干渉除去を実現することができる。したがって、本発明によれば、伝達関数推定誤差によって生じる伝送品質の劣化を補償する、従来よりも優れた無線通信システム、送信局、受信局および無線通信方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図４】第１の実施の形態の効果を示す図である。
【図５】第２の実施の形態の効果を示す図である。
【図６】従来の適応アンテナ装置を示す図である。
【符号の説明】
１０１１〜１０１Ｂ 受信局１との通信に用いるビーム
１０Ｐ１〜１０ＰＢ 受信局Ｐとの通信に用いるビーム
１１０１〜１１０Ｍ 送信局のアンテナ素子
１２ マルチビーム形成回路
１３１〜１３Ｐ シリアル−パラレル変換器
１４１〜１４Ｐ 受信局への送信信号に対する符号化器
１５１１〜１５ＰＮ 受信局のアンテナ素子
１６１１〜１６ＰＮ アナログ−ディジタル信号変換器
１７１１〜１７１Ｎ データ保存装置
１８１〜１８Ｐ 復号器
２１ 指向性制御装置
２２ 伝達関数推定装置
３１１ｐ１〜３１ＮｐＬ 分岐装置
３２１１ｐ１〜３２ＫＮｐＬ 重み付け装置
３３１ｐ 合成装置
３４ｐ パラレル−シリアル変換器
３５１ｐ 個別信号復号回路
４０１１〜４０１Ｎ アンテナ素子
４０２１〜４０２Ｎ 重み付け装置
４０３ 重み制御装置
４０４ 基準信号発生装置
４０５ 合成及び分岐装置
【図１】
0003970636.tif 000011
【図２】
0003970636.tif 000012
【図３】
0003970636.tif 000013
【図４】
0003970636.tif 000014
【図５】
0003970636.tif 000015
【図６】
0003970636.tif 000016