(57)【要約】【課題】比較的少ない演算量で、受信品質を向上し得るプリコーディングを実現すること。【解決手段】予めプリコーディング用モデルを複数用意しておき、通信相手からのフィードバック情報に基づいて、前記用意されている複数のプリコーディング用モデルの中から１つを選択し、選択されたプリコーディング用モデルに適合するように、各ストリーム用のベースバンド信号の振幅及び位相を制御し（すなわちプリコーディング用モデルに適合するようにプリコーディングを行い）、プリコーディング後の各ストリーム用のベースバンド信号を異なるアンテナから送信するようにした。【選択図】図６
2009171155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信相手局からのフィードバック情報に基づいて、各アンテナから送信する変調信号の変調方式を決定するステップと、
予め用意された複数のプリコーディングモデルの中から、前記各アンテナから送信する変調信号の変調方式の組み合わせに応じたプリコーディングモデルを選択するステップと、
前記プリコーディングモデルをターゲットとしてプリコーディングを行うステップと、
を含むマルチアンテナ送信方法。
【請求項２】
前記通信相手局からのフィードバック情報に基づいて、見通し環境か見通し外環境かを判断するステップを、さらに含み、
見通し外環境と判断した場合には、前記プリコーディングを行わない、
請求項１に記載のマルチアンテナ送信方法。
【請求項３】
各アンテナから送信する信号の変調方式を、アンテナ毎に制御可能なマルチアンテナ送信装置であって、
通信相手局の受信アンテナと前記各送信アンテナとの間のチャネル変動値を、通信相手局からフィードバック情報として受信する受信手段と、
各アンテナから送信する変調方式の組み合わせに応じた、複数のプリコーディングモデルが記憶され、記憶された前記複数のプリコーディングモデルの中から前記フィードバック情報に基づいて１つのプリコーディングモデルを選択し、選択したプリコーディングモデルを用いて、プリコーディング処理を行う位相・振幅制御手段と、
を具備するマルチアンテナ送信装置。
【請求項４】
前記通信相手局からのフィードバック情報に基づいて、見通し環境か見通し外環境かを判断する手段を、さらに具備し、
前記位相・振幅制御手段は、見通し外環境と判断された場合には、前記プリコーディング処理を行わない、
請求項３に記載のマルチアンテナ送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間多重ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）システムに代表されるように、各アンテナから送信する信号の変調方式をアンテナ毎に制御可能なマルチアンテナ送信方法及びマルチアンテナ送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＩＭＯ通信に代表されるマルチアンテナ通信では、複数系列の送信データをそれぞれ変調し、各変調信号を異なるアンテナから同時に送信することで、データの通信速度を高めるようになっている。
【０００３】
図１７及び図１８を用いて、ＭＩＭＯ通信について簡単に説明する。図１７は、送信装置（例えば基地局）が２つの送信アンテナＡＮ１、ＡＮ２を有すると共に、受信装置（例えば端末）が２つの受信アンテナＡＮ３、ＡＮ４を有する場合の、送受信アンテナ間の関係を示すものである。図１８は、送信アンテナＡＮ１から送信される変調信号（変調信号Ａと呼ぶ）と、送信アンテナＡＮ２から送信される変調信号（変調信号Ｂと呼ぶ）の時間軸でのフレーム構成を示すものである。
【０００４】
送信アンテナＡＮ１からは、変調信号Ａとして、チャネル変動を推定するための既知シンボル１に続いてデータシンボル２、３が送信される。同様に、送信アンテナＡＮ２からは、変調信号Ｂとして、チャネル変動を推定するための既知シンボル４に続いてデータシンボル５、６が送信される。これら変調信号Ａと変調信号Ｂは、同一の周波数を用い、同時刻に異なるアンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信される。
【０００５】
受信側では、アンテナＡＮ３、ＡＮ４によって受信された既知シンボル１、４を用いて、時間ｔにおける各変調信号の各アンテナ間でのチャネル変動値ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）を推定する。ここで、時間ｔにおいて、アンテナＡＮ３で受信された受信信号Ｒ１（ｔ）及びアンテナＡＮ４で受信された受信信号Ｒ２（ｉ）と、アンテナＡＮ１から送信された変調信号Ｔａ（ｔ）及びアンテナＡＮ２から送信された変調信号Ｔｂ（ｔ）との関係は、チャネル変動値ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）を用いて、次式で表すことができる。
【数１】
2009171155.tif 000003
【０００６】
ところで、送受信アンテナ間の電波伝搬環境として、見通し環境（LOS：Line Of Sight）と、見通し外環境（NLOS：Non Line Of Sight）とがある。見通し環境とは、直接波成分が存在する環境であり、見通し外環境とは、直接波成分が存在しない環境である。
【０００７】
ここで、見通し（ＬＯＳ）環境では、式（１）におけるチャネル変動行列は、直接波成分のチャネル要素ｈ１１，ｄ、ｈ１２，ｄ、ｈ２１，ｄ、ｈ２２，ｄと散乱波成分のチャネル要素ｈ１１，ｓ、ｈ１２，ｓ、ｈ２１，ｓ、ｈ２２，ｓとに分けて考えることができる。従って、ＬＯＳ環境下において、式（１）は次式のように表すことができる。
【数２】
2009171155.tif 000004
なお、式（２）において、ｎ１、ｎ２は受信機雑音を示す。式（２）では、時間のパラメータｔは省略して表した。
【０００８】
直接波のチャネル要素は、定常状態に陥ると、受信電界強度が同一であってもその状態に応じて全く異なる受信品質を示すことが知られている（例えば、非特許文献１参照）。ＬＯＳ環境の中でも、特に、直接波が支配的な環境では、受信電界強度が十分であっても、良好な誤り率特性（以下これを受信品質と呼ぶこともある）を得られない場合があると考えられる。これは、受信電界強度が十分であっても、式（２）の直接波の行列の状態によっては、受信品質が悪くなる場合があるためである。
【０００９】
一方で、ＮＬＯＳ環境では、直接波が存在しない。ＮＬＯＳ環境では、非特許文献２に示されているように、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）を用いることで、空間ダイバーシチゲインを得ることができる。
【００１０】
以上のことから、マルチアンテナ通信においては、ＬＯＳ環境での受信品質を改善する技術が重要であることが分かる。
【００１１】
ここで従来、受信品質を改善する一つの方法として、プリコーディングがある。例えば、非特許文献３では、送信機において、最小ユークリッド距離に基づいて送信信号をプリコーディングすることで、空間多重ＭＩＭＯ通信における受信品質を向上させる技術が記載されている。
【非特許文献１】“ライスフェージングにおけるＭＩＭＯシステムの解析”電子情報通信学会、信学技報ＲＣＳ２００３−９０、ｐｐ．１−６、２００３年７月
【非特許文献２】“Multiple-antenna diversity techniques for transmission over fading channels” IEEE WCNC 1999, pp.1038-1042, Sep. 1999.
【非特許文献３】“Optimal minimum distance-based precoder for MIMO spatial multiplexing systems” IEEE Transactions on Signal Processing, pp.617-627, vol.52, no.3, March 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、非特許文献３に記載された技術を用いた場合、最小ユークリッド距離を探索するのに要する演算量が膨大となり、その分だけ回路規模が大きくなる欠点がある。
【００１３】
本発明は、かかる点を考慮してなされたものであり、比較的少ない演算量で、受信品質を向上し得るプリコーディングを実現できるマルチアンテナ送信方法及びマルチアンテナ送信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のマルチアンテナ送信方法の一つの態様は、通信相手局からのフィードバック情報に基づいて、各アンテナから送信する変調信号の変調方式を決定するステップと、予め用意された複数のプリコーディングモデルの中から、前記各アンテナから送信する変調信号の変調方式の組み合わせに応じたプリコーディングモデルを選択するステップと、前記プリコーディングモデルをターゲットとしてプリコーディングを行うステップと、を含む。
【００１５】
本発明のマルチアンテナ送信方法の一つの態様は、前記通信相手局からのフィードバック情報に基づいて、見通し環境か見通し外環境かを判断するステップを、さらに含み、見通し外環境と判断した場合には、前記プリコーディングを行わない。
【００１６】
本発明のマルチアンテナ送信装置の一つの態様は、各アンテナから送信する信号の変調方式を、アンテナ毎に制御可能なマルチアンテナ送信装置であって、通信相手局の受信アンテナと前記各送信アンテナとの間のチャネル変動値を、通信相手局からフィードバック情報として受信する受信手段と、各アンテナから送信する変調方式の組み合わせに応じた、複数のプリコーディングモデルが記憶され、記憶された前記複数のプリコーディングモデルの中から前記フィードバック情報に基づいて１つのプリコーディングモデルを選択し、選択したプリコーディングモデルを用いて、プリコーディング処理を行う位相・振幅制御手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、最小ユークリッド距離を探索するための演算が不要なプリコーディングを実現できるので、比較的少ない演算量で、受信品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
（１）構成
図１に、本発明の実施の形態に係るマルチアンテナ送信装置の構成例を示す。本実施の形態の場合、マルチアンテナ送信装置１００は、基地局に設けられている。よって、以下の説明では、マルチアンテナ送信装置１００のことを、基地局１００と呼ぶこともある。
【００２０】
符号化部１０２＿Ａは、ストリームＡのデータ１０１＿Ａ及びフレーム構成信号１２１を入力し、フレーム構成信号１２１に含まれる符号化方式の情報に基づいてデータ１０１＿Ａを符号化することで、符号化データ１０３＿Ａを得る。
【００２１】
マッピング部１０５＿Ａは、符号化データ１０３＿Ａ及びフレーム構成信号１２１を入力し、フレーム構成信号１２１に含まれる変調方式の情報に基づいて符号化データ１０３＿Ａをマッピングすることで、マッピング後の信号１０６＿Ａを得る。
【００２２】
位相・振幅制御部１０７＿Ａは、マッピング後の信号１０６＿Ａ及びフレーム構成信号１２１を入力し、フレーム構成信号１２１に含まれるプリコーディングの情報に基づいて、マッピング後の信号１０６＿Ａの位相と振幅とを制御することで、位相・振幅制御後の信号１０８＿Ａを出力する。
【００２３】
帯域制限部１０９＿Ａは、位相・振幅制御後の信号１０８＿Ａを帯域制限することで、帯域制限後の信号１１０＿Ａを得る。無線部１１１＿Ａは、帯域制限後の信号１１０＿Ａに対して、直交変調、周波数変換及び増幅等の所定の無線処理を施すことで、送信信号１１２＿Ａを得る。送信信号１１２＿Ａは、アンテナ１１３＿Ａから電波として放射される。
【００２４】
マルチアンテナ送信装置１００は、ストリームＢのデータ１０１＿Ｂについても、上述したストリームＡのデータ１０１＿Ａと同様の処理を施す。すなわち、符号化部１０２＿Ｂでフレーム構成信号１２１に含まれる符号化方式の情報に基づいて符号化データ１０３＿Ｂを得、マッピング部１０５＿Ｂでフレーム構成信号１２１に含まれる変調方式の情報に基づいてマッピング後の信号１０６＿Ｂを得る。次に、位相・振幅制御部１０７＿Ｂでフレーム構成信号１２１に含まれるプリコーディングの情報に基づいて位相・振幅制御後の信号１０８＿Ｂを得る。次に、帯域制限部１０９＿Ｂで帯域制限後の信号１１０＿Ｂを得、無線部１１１＿Ｂで送信信号１１２＿Ｂを得、これをアンテナ１１３＿Ｂに供給する。
【００２５】
ここで、マルチアンテナ送信装置１００においては、ストリームＡのデータ１０１＿Ａを処理するための符号化部１０２＿Ａ、マッピング部１０５＿Ａ及び位相・振幅制御部１０７＿Ａの処理と、ストリームＢのデータ１０１＿Ｂを処理するための符号化部１０２＿Ｂ、マッピング部１０５＿Ｂ及び位相・振幅制御部１０７＿Ｂの処理とを、独立に制御可能となっている。つまり、アンテナ１１３＿Ａから送信される送信信号１１２＿Ａと、アンテナ１１３＿Ｂから送信される送信信号１１２＿Ｂとの符号化方式、変調方式及び位相・振幅を、各アンテナ間で独立に制御可能となっている。
【００２６】
また、マルチアンテナ送信装置１００は、アンテナ１１４で受信した受信信号１１５を受信部１１６に入力する。受信部１１６は、受信信号１１５を、周波数変換し、直交復調し、検波し及び復号することで、受信データ１１７を得る。
【００２７】
送信方法決定部１１８は、受信データ１１７を入力し、受信データ１１７に含まれるフィードバック情報を抽出し、抽出したフィードバック情報に基づいて変調方式、符号化方式及びプリコーディング方式を決定し、決定した方式を送信方法決定情報１１９としてフレーム構成信号生成部１２０に出力する。
【００２８】
フレーム構成信号生成部１２０は、送信方法決定情報１１９に基づいて送信フレーム構成を決定し、決定した送信フレーム構成を示すフレーム構成信号１２１を出力する。このフレーム構成信号１２１には、符号化方式の情報、変調方式の情報及びプリコーディングの情報が含まれる。
【００２９】
図２に、マッピング部１０５＿Ａ、１０５＿Ｂ及び位相・振幅制御部１０７＿Ａ、１０７＿Ｂの詳細構成の一例を示す。図２では、マッピング部１０５＿Ａと位相・振幅制御部１０７＿Ａの構成を示しているが、マッピング部１０５＿Ｂと位相・振幅制御部１０７＿Ｂの構成も同様である。
【００３０】
マッピング部１０５＿Ａは、ＢＰＳＫ変調部２０１と、ＱＰＳＫ変調部２０３と、選択部２０５とを有する。符号化データ１０３＿Ａは、ＢＰＳＫ変調部２０１及びＱＰＳＫ変調部２０３に入力される。
【００３１】
フレーム構成信号１２１がＢＰＳＫ変調を示している場合、ＢＰＳＫ変調部２０１が動作し、ＢＰＳＫ変調部２０１からＢＰＳＫ変調信号２０２が出力され、選択部２０５によってＢＰＳＫ変調信号２０２が選択され、ＢＰＳＫ変調信号２０２がマッピング後の信号１０６＿Ａとして出力される。
【００３２】
一方、フレーム構成信号１２１がＱＰＳＫ変調を示している場合、ＱＰＳＫ変調部２０３が動作し、ＱＰＳＫ変調部２０３からＱＰＳＫ変調信号２０４が出力され、選択部２０５によってＱＰＳＫ変調信号２０４が選択され、ＱＰＳＫ変調信号２０４がマッピング後の信号１０６＿Ａとして出力される。
【００３３】
位相・振幅制御部１０７＿Ａは、モデル選択部２０６と、位相・振幅制御回路２０８とを有する。
【００３４】
モデル選択部２０６には、各アンテナ１１３＿Ａ、１１３＿Ｂから送信する変調方式の組み合わせに応じた、複数のプリコーディングモデルが記憶されている。モデル選択部２０６は、フレーム構成信号１２１を入力し、フレーム構成信号１２１に含まれる変調方式の情報に基づいて、位相・振幅制御においてターゲットとするモデルを選択し、選択したターゲットモデル情報２０７を位相・振幅制御回路２０８に出力する。具体的には、モデル選択部２０６は、アンテナ１１３＿Ａから送信される信号の変調方式と、アンテナ１１３＿Ｂから送信される信号の変調方式との組み合わせに応じたターゲットモデル情報２０７を出力する。
【００３５】
また、図示していないが、モデル選択部２０６には、通信相手局（例えば端末）からのフィードバック情報として、例えば式（１）のチャネル変動値ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）が入力される。モデル選択部２０６は、入力されたチャネル変動値ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）を用いてターゲットモデル情報２０７を形成する。
【００３６】
位相・振幅制御回路２０８は、ターゲットモデル情報２０７に基づいて、マッピング後の信号１０６＿Ａの位相及び振幅を制御することで、位相・振幅制御後の信号１０８＿Ａを得る。位相・振幅制御回路２０８は、マッピング後の信号１０６＿Ａとして、例えば図３Ａに示すようなＱＰＳＫ変調信号が入力された場合、入力された信号の位相及び振幅を制御することで、位相・振幅制御後の信号１０８＿Ａとして、例えば図３Ｂに示すような信号点配置の信号を出力する。
【００３７】
図４に、マルチアンテナ送信装置（基地局）１００から送信された信号を受信する受信装置の構成を示す。本実施の形態の場合、受信装置３００は、端末に設けられている。よって、以下の説明では、受信装置３００のことを、端末３００と呼ぶこともある。
【００３８】
アンテナ３０１＿Ｘ、３０１＿Ｙで受信された受信信号３０２＿Ｘ、３０２＿Ｙは、無線部３０３＿Ｘ、３０３＿Ｙに入力される。無線部３０３＿Ｘ、３０３＿Ｙは、受信信号３０２＿Ｘ、３０２＿Ｙに対して、周波数変換、直交復調等の処理を施すことで、ベースバンド信号３０４＿Ｘ、３０４＿Ｙを得る。
【００３９】
ストリームＡのチャネル変動推定部３０５Ａは、ベースバンド信号３０４＿Ｘを入力し、アンテナ１１３＿Ａから送信されたパイロットシンボル４０２Ａ及びチャネル推定シンボル４０５Ａ（図５）の信号を抽出する。更に、ストリームＡのチャネル変動推定部３０５Ａは、抽出した信号の変動に基づいて、ストリームＡのチャネル変動（すなわち式（１）のチャネル変動値ｈ１１（ｔ）に相当する、アンテナ１１３＿Ａとアンテナ３０１＿Ｘと間のチャネル変動）を推定し、推定結果をチャネル変動推定信号３０６＿Ａとして出力する。
【００４０】
ストリームＢのチャネル変動推定部３０５＿Ｂは、ベースバンド信号３０４＿Ｘを入力し、アンテナ１１３＿Ｂから送信されたパイロットシンボル４０２Ｂ及びチャネル推定シンボル４０５Ｂ（図５）の信号を抽出する。更に、ストリームＢのチャネル変動推定部３０５＿Ｂは、抽出した信号の変動に基づいて、ストリームＢのチャネル変動（すなわち式（１）のチャネル変動値ｈ２１（ｔ）に相当する、アンテナ１１３＿Ｂとアンテナ３０１＿Ｘ間のチャネル変動）を推定し、推定結果をチャネル変動推定信号３０６＿Ｂとして出力する。
【００４１】
同様に、ストリームＡのチャネル変動推定部３０７＿Ａは、ベースバンド信号３０４＿Ｙを入力し、アンテナ１１３＿Ａから送信されたパイロットシンボル４０２Ａ及びチャネル推定シンボル４０５Ａ（図５）の信号を抽出する。更に、ストリームＡのチャネル変動推定部３０７＿Ａは抽出した信号の変動に基づいて、ストリームＡのチャネル変動（すなわち式（１）のチャネル変動値ｈ１２（ｔ）に相当する、アンテナ１１３＿Ａとアンテナ３０１＿Ｙ間のチャネル変動）を推定し、推定結果をチャネル変動推定信号３０８＿Ａとして出力する。
【００４２】
ストリームＢのチャネル変動推定部３０７＿Ｂは、ベースバンド信号３０４＿Ｙを入力し、アンテナ１１３＿Ｂから送信されたパイロットシンボル４０２Ｂ及びチャネル推定シンボル４０５Ｂ（図５）の信号を抽出する。更に、ストリームＢのチャネル変動推定部３０７＿Ｂは、抽出した信号の変動に基づいて、ストリームＢのチャネル変動（すなわち式（１）のチャネル変動値ｈ２２（ｔ）に相当する、アンテナ１１３＿Ｂとアンテナ３０１＿Ｙ間のチャネル変動）を推定し、推定結果をチャネル変動推定信号３０８＿Ｂとして出力する。
【００４３】
信号処理部３０９は、ベースバンド信号３０４＿Ｘ、３０４＿Ｙ及びチャネル変動推定信号３０６＿Ａ、３０６＿Ｂ、３０８＿Ａ、３０８＿Ｂを入力し、式（１）と同様の演算を行うことでストリームＡとストリームＢの信号を推定する。信号処理部３０９は、推定したストリームＡとストリームＢの信号を復調することで、ストリームＡの受信データ３１０＿Ａ、ストリームＢの受信データ３１０＿Ｂを得る。
【００４４】
フィードバック情報生成部３１１は、チャネル変動推定信号３０６＿Ａ、３０６＿Ｂ、３０８＿Ａ、３０８＿Ｂを入力し、各チャネル変動推定値をマルチアンテナ送信装置（基地局）１００にフィードバックするためのフィードバック情報３１２を生成する。
【００４５】
送信部３１４は、フィードバック情報３１２及び送信データ３１３を入力し、これらに対して、符号化、変調、直交変調、周波数変換及び増幅等の処理を施すことで、送信信号３１５を生成する。送信信号３１５は電波としてアンテナ３１６から出力される。
【００４６】
図５に、基地局１００と端末３００の送信フレーム構成の一例を示す。図５の例において、基地局１００は、アンテナ１１３＿Ａから、ストリームＡ（変調信号Ａ）として、パイロットシンボル４０２Ａ、チャネル推定シンボル４０５Ａ、データシンボル４０６Ａを送信する。また、基地局１００は、アンテナ１１３＿Ｂから、ストリームＢ（変調信号Ｂ）として、制御情報シンボル４０１、パイロットシンボル４０２Ｂ、送信方法通知シンボル４０４、チャネル推定シンボル４０５Ｂ、データシンボル４０６Ｂを送信する。ここで、アンテナ１１３＿Ａ、１１３＿Ｂから同一時刻に送信されるシンボルは、同一周波数帯域で送信される。
【００４７】
制御情報シンボル４０１は、基地局が端末の通信を制御するためのシンボルであり、周波数チャネル等の通信を成立させるための制御情報を伝送するためのシンボルである。パイロットシンボル４０２Ａ、４０２Ｂは、例えば送受信機間で既知のシンボルであり、端末３００は、このシンボルを用いてチャネル変動を推定し、基地局１００に送信するフィードバック情報４０３を作成する。
【００４８】
送信方法通知シンボル４０４は、基地局１００が送信するデータシンボル（データを伝送するためのシンボル）４０６Ａ、４０６Ｂの符号化方式、変調方式、プリコーディング方式等の情報を端末３００に通知するためのシンボルである。
【００４９】
チャネル推定シンボル４０５Ａ、４０５Ｂは、端末３００がＭＩＭＯ伝送された受信信号の検波を実現するために必要なチャネル変動を推定するためのシンボルである。つまり、式（１）のチャネル変動値ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）を推定するためのシンボルであり、例えば、送受信機間で既知のシンボルで構成される。
【００５０】
データシンボル４０６Ａ、４０６Ｂは、ストリームＡ、ストリームＢのデータを伝送するためのシンボルである。データシンボル４０６Ａ、４０６Ｂは、上述したように、プリコーディングが施されている。
【００５１】
（２）プリコーディング
（２−１）プリコーディングモデルの選択
次に、本実施の形態におけるプリコーディング処理について説明する。以下では、説明を簡単化するために、選択可能な変調方式が、ＢＰＳＫとＱＰＳＫである場合に限定して説明する。
【００５２】
図６に、本実施の形態におけるプリコーディングの手順を示す。
【００５３】
基地局１００は、ステップＳＴ１において、端末３００からのフィードバック情報を受信すると、ステップＳＴ２において、送信方法決定部１１８がフィードバック情報に基づいてＬＯＳ環境であるか否かを判断する。ここで、ＬＯＳ環境とは、式（２）において直接波成分が存在する環境を意味しており、ＮＬＯＳ環境とは、式（２）において直接波成分が存在しない環境を意味している。
【００５４】
基地局１００は、ＬＯＳ環境であると判断した場合（ＳＴ２；ＹＥＳ）、ステップＳＴ３において、フィードバック情報を基に、ストリームＡ及びストリームＢの受信電界強度（受信パワー）を確認又は推定する。
【００５５】
次に、ステップＳＴ４において、基地局１００は、ステップＳＴ３で推定した受信電界強度を基に、ストリームＡに施す変調方式と、ストリームＢに施す変調方式との組み合わせを決定する。つまり、基地局１００は、ストリームＡ及びストリームＢの変調方式を共にＱＰＳＫとするか、または、ストリームＡ及びストリームＢの変調方式を共にＢＰＳＫとするか、ストリームＡの変調方式をＱＰＳＫとしかつストリームＢの変調方式をＢＰＳＫとするか、ストリームＡの変調方式をＢＰＳＫとしかつストリームＢの変調方式をＱＰＳＫとするか、のいずれかを選択する。
【００５６】
次に、ステップＳＴ５において、基地局１００は、マッピング部１０５＿Ａ、１０５＿ＢによってステップＳＴ４で決定した変調方式のベースバンド信号を形成する。
【００５７】
次に、ステップＳＴ６において、基地局１００は、位相・振幅制御部１０７＿Ａ、１０７＿Ｂのモデル選択部２０６（図２）によって、複数のプリコーディング用モデルの中からステップＳＴ４で決定された変調方式の組み合わせに対応したプリコーディング用モデルを選択する。さらに、基地局１００は、選択したプリコーディング用モデルに、端末３００からのフィードバック情報（チャネル変動値）を当てはめることで、プリコーディングのターゲットモデルを決定する。
【００５８】
次に、ステップＳＴ７において、基地局１００は、位相・振幅制御部１０７＿Ａ、１０７＿Ｂの位相・振幅制御回路２０８（図２）によって、ステップＳＴ６において決定されたプリコーディングのターゲットモデルに近づくように、ベースバンド信号の位相及び振幅を制御する。
【００５９】
次に、ステップＳＴ８において、基地局１００は、プリコーディング後（位相・振幅制御後）のベースバンド信号を、帯域制限し、無線処理して送信する。
【００６０】
これに対して、基地局１００は、ステップＳＴ２でＬＯＳ環境でない（すなわちＮＬＯＳ環境である）と判断した場合（ＳＴ２；ＮＯ）、プリコーディングを行わない。
【００６１】
すなわち、基地局１００は、ステップＳＴ２において、ＬＯＳ環境でないと判断すると、ステップＳＴ９に移行する。さらに、基地局１００は、ストリームＡ及びストリームＢの変調方式を、両者共にＱＰＳＫとするか、または、ストリームＡ及びストリームＢの変調方式を、両者共にＢＰＳＫとするか、のいずれかを決定する。そして、基地局１００は、ステップＳＴ１０において、ステップＳＴ９で決定した変調方式のベースバンド信号を形成した後は、プリコーディングを行うことなく、ステップＳＴ８の送信処理に移る。
【００６２】
このように、本実施の形態のマルチアンテナ送信装置（基地局）１００においては、ＬＯＳ環境の場合にはプリコーディングを行う一方、ＬＯＳ環境でない場合（すなわちＮＬＯＳ環境）の場合にはプリコーディングを行わない。
【００６３】
本実施の形態のプリコーディングの特徴として、以下の点がある。
【００６４】
・基地局は、プリコーディングを行う場合には、端末からのフィードバック情報に基づき、各変調信号の位相と振幅を制御し、プリコーディングを行う。
【００６５】
・予め、プリコーディング用のモデルを複数設定しておく。
【００６６】
・フィードバック情報から、予め用意されたプリコーディングのうち１種類を選択し、選択されたプリコーディング用モデルに近づくように、変調信号の位相と振幅を制御する。
【００６７】
具体的には、フィードバック情報に基づいて、先ず変調方式の組み合わせを決定し、その変調方式の組み合わせに応じたプリコーディング用モデルを選択する。そして、選択したプリコーディング用モデルをターゲットとして、位相及び振幅を制御する。
【００６８】
図６の例では、ＬＯＳ環境の場合のプリコーディング用モデルとして、（ストリームＡ，ストリームＢ）が（ＱＰＳＫ，ＱＰＳＫ）、（ＱＰＳＫ，ＢＰＳＫ）、（ＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ）、（ＢＰＳＫ，ＢＰＳＫ）のそれぞれの組み合わせについてプリコーディング用モデルを用意しておく。
【００６９】
因みに、基地局は、ＮＬＯＳ環境の場合には、プリコーディングを行わないが、このことは、換言すれば、プリコーディングを行わないプリコーディング用モデルを用意していると言うこともできる。つまり、基地局は、先ず、ＬＯＳ環境かＮＬＯＳ環境かに応じて、プリコーディングを行うプリコーディング用モデルかプリコーディングを行わないプリコーディング用モデルかのいずれかを選択する。次に、基地局は、ＬＯＳ環境の場合にはさらに複数のプリコーディング用モデルの中から変調方式の組み合わせに応じた１つのプリコーディング用モデルを選択しているということもできる。
【００７０】
このように、本実施の形態においては、基地局は、ＮＬＯＳ環境と判断した場合にはプリコーディングを行わず、かつ、ＬＯＳ環境と判断した場合には複数のプリコーディング用モデルの中から１つのモデルを選択し、選択したプリコーディング用モデルをターゲットとしてベースバンド信号の位相及び振幅を制御するようにした。これにより、例えば非特許文献３に開示されているような、最小ユークリッド距離に基づいてプリコーディングを行う場合と比較して、プリコーディングを行うための演算量を大幅に削減することができる。
【００７１】
ここで、上述したプリコーディングを見出した過程について説明しておく。一般的に、空間多重ＭＩＭＯシステムでは、ＮＬＯＳ環境のときには、空間ダイバーシチゲインが得られるため、受信機でのデータの受信品質は良い。これに対して、ＬＯＳ環境のときには、空間ダイバーシチゲインは得にくい。
【００７２】
本発明の発明者らはこの点に着目して、ＮＬＯＳ環境では、プリコーディングを行っても、データの受信品質の改善が小さいと考えた。すなわち、ＮＬＯＳ環境では、そもそもデータの受信品質が良いので、それ以上にデータの受信品質を改善するのは困難である。これに対して、ＬＯＳ環境では、データの受信品質は、プリコーディングによって改善される可能性が高いと考えた。すなわち、ＬＯＳ環境では、空間ダイバーシチゲインを十分に獲得できていないため、データの受信品質の改善の余地がある。
【００７３】
これらの考察から、ＮＬＯＳ環境と判断した場合にはプリコーディングを行わず、ＬＯＳ環境と判定した場合にはプリコーディングを行うことで、実際上、データの受信品質の改善効果の大きい場合にのみプリコーディングを行うようにした。
【００７４】
（２−２）プリコーディングモデル
次に、具体的なプリコーディングモデルの例について説明する。以降では、主に、ＬＯＳ環境と判定した場合のプリコーディングモデル（換言すれば、位相及び振幅の制御のためのターゲットモデル）について詳しく説明する。
【００７５】
図７は、ストリームＡ及びストリームＢの変調方式をＱＰＳＫと決定し、かつＬＯＳ環境と判断した場合の、プリコーディングの説明に供する図である。図７Ａは、ストリームＡ及びストリームＢの変調信号としてＱＰＳＫ変調信号が送信された場合の、受信機での受信候補信号点の信号点配置の一例を、同相Ｉ−直交Ｑ平面上に示したものである。因みに、図７では、説明を簡単にするために、式（２）の散乱波成分が存在しない場合を示している。
【００７６】
一般に、式（２）において、｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２かつ｜ｈ２１，ｄ｜２＝｜ｈ２２，ｄ｜２が成立する可能性が高い。また、式（２）の直接波成分の行列は正則行列である可能性が高い。従って、式（２）において、受信候補信号点Ｒｘ１と受信候補信号点Ｒｘ２は、同様の値となる可能性が高いので、以降では、受信候補信号点Ｒｘ１についてのみ議論する。
【００７７】
図７Ａは、｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２、θｄ＝Ａｒｇ（ｈ１１，ｄ／ｈ１２，ｄ）としたときの候補信号点の配置を示している。○はθｄ＝０［°］のときの候補信号点位置を示し、●は○からθｄだけ回転させたときの候補信号点位置を示す。
【００７８】
図７Ｂは、横軸をθｄ、縦軸を最小ユークリッド距離の２乗としたときのグラフを示す。図７Ｂから、θｄ＝３０［°］のときに、最小ユークリッド距離の２乗が最大となることが分かる。よって、θｄ＝３０［°］となるようなプリコーディングが望まれる。
【００７９】
ところで、｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２かつ｜ｈ２１，ｄ｜２＝｜ｈ２２，ｄ｜２が成立する可能性が高いが、実伝搬では、必ずしも、このようなモデルとなるとは言えない。そこで、別のモデルとして、｜ｈ１１，ｄ｜２＝４｜ｈ１２，ｄ｜２かつ｜ｈ２１，ｄ｜２＝４｜ｈ２２，ｄ｜２、または、４｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２かつ４｜ｈ２１，ｄ｜２＝｜ｈ２２，ｄ｜２のときの、同相Ｉ―直交Ｑ平面における受信候補信号点の位置を考える。そのときの状態を、図８に示す。この場合には、θｄ＝０［°］のとき、最小ユークリッド距離の２乗が最大となる。よって、θｄ＝０［°］となるようなプリコーディングが望まれる。
【００８０】
以上のことから、本実施の形態では、ストリームＡ及びストリームＢの変調方式をＱＰＳＫと決定し、かつＬＯＳ環境と判断した場合、
＜１＞図７Ａのように、｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２で、θｄ＝３０［°］のモデル
または、
＜２＞図８のように、｜ｈ１１，ｄ｜２＝４｜ｈ１２，ｄ｜２または４｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２で、θｄ＝０［°］のモデル
のいずれかのモデルを選択し、ベースバンド信号の位相と振幅を選択したモデルとなるように制御する。
【００８１】
これにより、端末での候補信号点間の最小ユークリッド距離を大きくすることができるので、データの受信品質を向上させることができる。本実施の形態のプリコーディング方法によれば、非引用文献１のように、最小ユークリッド距離を探索し、それに応じてプリコーディングを行うというような複雑な探索を行う必要をなくすことができる。つまり、本実施の形態のプリコーディング方法では、すでに、プリコーディング用のモデルが決められているので、膨大な計算が必要となる最小ユークリッド距離の探索をしないため、演算量を大幅に少なくすることができる。
【００８２】
図９は、ストリームＡ及びストリームＢの変調方式をＢＰＳＫと決定し、かつＬＯＳ環境と判断した場合の、プリコーディングの説明に供する図である。具体的には、図９は、ストリームＡ及びストリームＢの変調信号としてＢＰＳＫ変調信号が送信された場合の、受信機での受信候補信号点の信号点配置の一例を、同相Ｉ−直交Ｑ平面上に示したものである。因みに、図９では、説明を簡単にするために、式（２）の散乱波成分が存在しない場合を示している。
【００８３】
図９は、｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２、θｄ＝Ａｒｇ（ｈ１１，ｄ／ｈ１２，ｄ）としたときの候補信号点の配置を示している。○はθｄ＝０［°］のときの候補信号点位置を示し、●は○からθｄだけ回転させたときの候補信号点位置を示す。ここで、｜ｈ１１，ｄ｜２、｜ｈ１２，ｄ｜２の大きさに関係なく最小ユークリッド距離を議論すると、θｄ＝９０［°］のとき、最小ユークリッド距離を最大とすることができる。したがって、θｄ＝９０［°］となるようなプリコーディングが望まれる。この場合、プリコーディングは振幅制御を伴わなくてもよい。ただし、受信品質を確保するために送信パワーを制御してもよい。このとき、プリコーディングにおける位相制御には影響を与えることがない。
【００８４】
以上のことから、本実施の形態では、ストリームＡ及びストリームＢの変調方式をＢＰＳＫと決定し、かつＬＯＳ環境と判断した場合、
＜１＞図９のように、θｄ＝９０［°］のモデル
を選択し、ベースバンド信号の位相を選択したモデルとなるように制御する。
【００８５】
図１０は、受信機において、ストリームＡの変調方式がＢＰＳＫであり、ストリームＢの変調方式がＱＰＳＫであると決定し、かつＬＯＳ環境と判断した場合のプリコーディングの説明に供する図である。更に、図１０は、受信機において、ストリームＡの変調方式がＱＰＳＫであり、ストリームＢの変調方式がＢＰＳＫであると決定し、かつＬＯＳ環境と判断した場合のプリコーディングの説明に供する図でもある。具体的には、図１０は、ストリームＡの変調信号としてＢＰＳＫ変調信号が送信され、かつストリームＢの変調信号としてＱＰＳＫ変調が送信された場合に、受信機において、受信候補信号点の信号点配置の一例を、同相Ｉ−直交Ｑ平面上に示したものである。更に、図１０は、ストリームＡの変調信号としてＱＰＳＫ変調信号が送信され、かつストリームＢの変調信号としてＢＰＳＫ変調信号が送信された場合に、受信機において、受信候補信号点の信号点配置の一例を、同相Ｉ−直交Ｑ平面上に示したものである。
【００８６】
本実施の形態では、図１０から、最小ユークリッド距離の２乗を最大とするために、以下の２つのモデルを用意する。
【００８７】
＜１＞ストリームＡがＢＰＳＫでストリームＢがＱＰＳＫの場合、｜ｈ１１，ｄ｜２＝２｜ｈ１２，ｄ｜２かつ｜ｈ２１，ｄ｜２＝２｜ｈ２２，ｄ｜２で、θｄ＝０［°］のモデル
＜１’＞ストリームＡがＱＰＳＫでストリームＢがＢＰＳＫの場合、２｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２かつ２｜ｈ２１，ｄ｜２＝｜ｈ２２，ｄ｜２で、θｄ＝０［°］のモデル
【００８８】
そして、受信機は、ストリームＡの変調方式をＢＰＳＫと決定し、かつストリームＢの変調方式をＱＰＳＫと決定した場合には、上記＜１＞のモデルを選択する。また、受信機は、ストリームＡの変調方式をＱＰＳＫと決定し、かつストリームＢの変調方式をＢＰＳＫと決定した場合には、上記＜１’＞のモデルを選択する。そして、ベースバンド信号の位相と振幅を選択したモデルとなるように制御する。
【００８９】
なお、ここまでは、説明を簡単化するために、選択可能な変調方式が、ＢＰＳＫとＱＰＳＫである場合に限定して説明したが、１６ＱＡＭも選択可能な場合における、ＬＯＳ環境でのプリコーディング用モデルの一例を説明しておく。
【００９０】
ここでは、ストリームＡ、ストリームＢの変調方式の一方が１６ＱＡＭで、他方がＱＰＳＫの場合のプリコーディング用モデルについて説明する。この場合のプリコーディング用モデルについて、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて詳しく説明する。
【００９１】
図１１Ａから、最小ユークリッド距離の２乗を最大とするために、以下の２つのモデルを用意する。
【００９２】
＜１＞ストリームＡが１６ＱＡＭでストリームＢがＱＰＳＫの場合、｜ｈ１１，ｄ｜２＝５｜ｈ１２，ｄ｜２かつ｜ｈ２１，ｄ｜２＝５｜ｈ２２，ｄ｜２で、θｄ＝３０［°］のモデル
＜１’＞ストリームＡがＱＰＳＫでストリームＢが１６ＱＡＭの場合、５｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２かつ５｜ｈ２１，ｄ｜２＝｜ｈ２２，ｄ｜２で、θｄ＝３０［°］のモデル
【００９３】
または、図１１Ｂから、最小ユークリッド距離の２乗を最大とするために、以下の２つのモデルを用意する。
【００９４】
＜２＞ストリームＡが１６ＱＡＭでストリームＢがＱＰＳＫの場合、１６｜ｈ１１，ｄ｜２＝５｜ｈ１２，ｄ｜２かつ１６｜ｈ２１，ｄ｜２＝５｜ｈ２２，ｄ｜２で、θｄ＝０［°］のモデル
＜２’＞ストリームＡがＱＰＳＫでストリームＢが１６ＱＡＭの場合、５｜ｈ１１，ｄ｜２＝１６｜ｈ１２，ｄ｜２かつ５｜ｈ２１，ｄ｜２＝１６｜ｈ２２，ｄ｜２で、θｄ＝０［°］のモデル
【００９５】
そして、受信端末は、ストリームＡの変調方式を１６ＱＡＭと決定し、かつストリームＢの変調方式をＱＰＳＫと決定した場合には、上記＜１＞又は上記＜２＞のモデルを選択する。また、受信端末は、ストリームＡの変調方式をＱＰＳＫと決定し、かつストリームＢの変調方式を１６ＱＡＭと決定した場合には、上記＜１’＞又は上記＜２’＞のモデルを選択する。そして、ベースバンド信号の位相と振幅を選択したモデルとなるように制御する。
【００９６】
なお、ここでは、１６ＱＡＭとＱＰＳＫのセットの場合を説明したが、１６ＱＡＭとＢＰＳＫのセットの場合も同様に、プリコーディングのモデル化を行うことができる。
【００９７】
（３）フィードバック情報の削減
次に、フィードバック情報の削減手法について詳しく述べる。例えば、２×２空間多重ＭＩＭＯシステムの場合、図４の端末３００が、ｈ１１、ｈ１２、ｈ２１、ｈ２２の値のすべてをフィードバックすると、フィードバックの情報量が非常に大きくなる。実施の形態２で詳しく述べるが、ＯＦＤＭ等のマルチキャリア方式を用いた場合、サブキャリアごとに上記４つの値をフィードバックすると、さらにフィードバックする情報量が増大してしまう。このことを考えると、フィードバック情報を削減することは、データの伝送速度を確保する上で非常に重要である。そこで、以下では、フィードバック情報の削減方法について詳しく説明する。
【００９８】
ｈ１１とｈ１２の位相の差をθ１（−πラジアン＜θ１＜πラジアン）、ｈ２１とｈ２２の位相の差をθ２（−πラジアン＜θ２＜πラジアン）とし、φ＝θ２―θ１（−πラジアン＜φ＜πラジアン）を定義する。
【００９９】
本実施の形態では、上記φをフィードバックし、φ＝０ラジアンのときに、ＬＯＳ環境に近いと判定する。
【０１００】
また、本実施の形態では、ｈ１１とｈ１２の比をＲ１、ｈ２１とｈ２２の比をＲ２とし、Ｒ１とＲ２をフィードバックする。
【０１０１】
そして、基地局１００は、φが０ラジアンに近くかつＲ１≒Ｒ２であれば、ＬＯＳ環境と判定し、プリコーディングを行う。これに対して、基地局１００は、上記条件に該当しなければ、ＮＬＯＳ環境と判定し、プリコーディングを行わない。ただし、ＮＬＯＳ環境と判定してもプリコーディングを行ってもよい。
【０１０２】
このように、ｈ１１、ｈ１２、ｈ２１、ｈ２２から縮退した情報を作成し、それに基づいてプリコーディングを行うようにしたことにより、少ないフィードバック情報でプリコーディングを行うことができる。この結果、上り回線でのデータ伝送速度の低下を抑制して下り回線でのプリコーディングを行うことができるようになる。
【０１０３】
（４）効果及び変形例
以上説明したように、本実施の形態によれば、予めプリコーディング用モデルを複数用意しておき、通信相手からのフィードバック情報に基づいて、前記用意されている複数のプリコーディング用モデルの中から１つを選択する。更に、選択されたプリコーディング用モデルに適合するように、各ストリーム用のベースバンド信号の振幅及び位相を制御し（すなわちプリコーディング用モデルに適合するようにプリコーディングを行い）、プリコーディング後の各ストリーム用のベースバンド信号を異なるアンテナから送信するようにした。
【０１０４】
これにより、フィードバック情報に基づく最小ユークリッド距離探索のための演算をすることなく、フィードバック情報に基づいたプリコーディング用モデルを選択するといった簡単な処理で、通信相手の受信品質を改善することができるようになる。この結果、プリコーディングのための処理を軽減して、有効に受信品質を向上させることができる。
【０１０５】
また、基地局は、ＮＬＯＳ環境と判断した場合にはプリコーディングを行わず、ＬＯＳ環境と判定した場合にはプリコーディングを行った。このため、基地局は、実際上、データの受信品質の改善効果の大きい場合にのみ、プリコーディングを行うようにしたことにより、プリコーディングのための処理を一段と軽減して、有効に受信品質を向上させることができる。
【０１０６】
なお、上述した実施の形態では、基地局は、主に、ＮＬＯＳ環境と判断した場合には、プリコーディングを行わない場合について述べたが、ＮＬＯＳ環境と判断した場合にも、プリコーディングを行うようにしてもよい。このようにする場合でも、基地局は、予めプリコーディング用モデルを複数用意しておき、通信相手からのフィードバック情報に基づいて、前記用意されている複数のプリコーディング用モデルの中から１つを選択し、選択されたプリコーディング用モデルに適合するように、各ストリーム用のベースバンド信号の振幅及び位相を制御すれば、従来に比較して、演算量を削減できる。
【０１０７】
また、上述した実施の形態では、図１に示したように、位相・振幅制御部１０７＿Ａ、１０７＿Ｂによって位相と振幅の両方を制御した場合について述べたが、図１２に示すように、位相を制御する部分と、振幅を制御する部分とを分離させて構成してもよい。
【０１０８】
図１との対応部分に同一符号を付して示す図１２において、マルチアンテナ送信装置（基地局）５００は、位相制御部５０１＿Ａ、５０１＿Ｂと、電力増幅器（増幅器）５０２＿Ａ、５０２＿Ｂとを有する。位相制御部５０１＿Ａ、５０１＿Ｂ及び電力増幅器（増幅器）５０２＿Ａ、５０２＿Ｂには、フレーム構成信号１２１が入力されている。図１２の場合、フレーム構成信号１２１には、選択されたプリコーディングモデルの情報、つまりターゲットとする位相の情報及び振幅の情報が含まれているものとする。
【０１０９】
位相制御部５０１＿Ａ、５０１＿Ｂは、マッピング後の信号１０６＿Ａ、１０６＿Ｂの位相のみを制御する。振幅制御は、最終段の電力増幅器５０２＿Ａ、５０２＿Ｂによって行われる。このようにすると、ディジタル処理領域では位相制御のみを行い、アナログ信号領域で振幅制御を行うので、ディジタルアナログ変換時の信号のダイナミックレンジが小さくなり、この結果、ディジタルアナログ変換を行う際の、量子化誤差の発生を抑制できるというメリットがある。
【０１１０】
また、上述した実施の形態では、基地局は、送信ストリーム数が２のときを例に説明したが、これに限ったものではなく、送信ストリーム数が３以上の場合にも、予めプリコーディング用モデルを複数用意しておき、通信相手からのフィードバック情報に基づいて、前記用意されている複数のプリコーディング用モデルの中から１つを選択し、選択されたプリコーディング用モデルに適合するように、各ストリーム用のベースバンド信号の振幅及び位相を制御する。基地局は、すなわちプリコーディング用モデルに適合するようにプリコーディングを行い、プリコーディング後の各ストリーム用のベースバンド信号を異なるアンテナから送信するようにすれば、プリコーディングのための処理を軽減して、有効に受信品質を向上させることができる。これは、後述する実施の形態２の場合でも同様である。
【０１１１】
また、フィードバック情報の削減方法は、上述した実施の形態で説明した方法に限らず、他の方法を用いてもよい。
【０１１２】
さらに、上述した実施の形態で説明した、プリコーディングの処理を軽減するための構成及び方法は、シングルキャリア伝送方式に限らず、マルチキャリア伝送方式に適用してもよい。上述した実施の形態の構成及び方法は、例えば、スペクトル拡散通信方式、ＯＦＤＭ方式、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）方式等の種々の伝送方式に適用して有効である。
【０１１３】
なお、本実施の形態のＭＩＭＯシステムでは、変調信号は、異なるアンテナから同一周波数で送信される。
【０１１４】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した、プリコーディングの処理を軽減するための方法及び構成を、マルチキャリア伝送方式、特にＯＦＤＭ方式に適用する場合について詳しく説明する。
【０１１５】
図１との対応部分に同一符号を付して示す図１３において、マルチアンテナ送信装置（基地局）６００は、シリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）６０１＿Ａ、６０１＿Ｂと、逆フーリエ変換部（ｉｆｆｔ）６０３＿Ａ、６０３＿Ｂとを有する。
【０１１６】
シリアルパラレル変換部６０１＿Ａ、６０１＿Ｂは、位相・振幅制御後の信号１０８＿Ａ、１０８＿Ｂを入力し、シリアルパラレル変換後の信号６０２＿Ａ、６０２＿Ｂを得る。逆フーリエ変換部６０３＿Ａ、６０３＿Ｂは、シリアルパラレル後の信号６０２＿Ａ、６０２＿Ｂを入力し、逆フーリエ変換後の信号６０４＿Ａ、６０４＿Ｂを得る。無線部６０５＿Ａ、６０５＿Ｂは、逆フーリエ変換後の信号６０４＿Ａ、６０４＿Ｂを入力し、逆フーリエ変換後の信号６０４＿Ａ、６０４＿Ｂに対して周波数変換及び増幅等の所定の無線処理を施すことで、送信信号６０６＿Ａ、６０６＿Ｂを得る。
【０１１７】
図４との対応部分に同一符号を付して示す図１４に、マルチアンテナ送信装置（基地局）６００から送信された信号を受信する受信装置（端末）の構成を示す。
【０１１８】
受信装置（端末）７００は、フーリエ変換およびパラレルシリアル変換部７０１＿Ｘ、７０１＿Ｙに、ベースバンド信号３０４＿Ｘ、３０４＿Ｙを入力する。フーリエ変換およびパラレルシリアル変換部７０１＿Ｘ、７０１＿Ｙは、ベースバンド信号３０４＿Ｘ、３０４＿Ｙに、フーリエ変換処理及びパラレルシリアル変換処理を施すことで、ＯＦＤＭ復調後の信号７０２＿Ｘ、７０２＿Ｙを得る。
【０１１９】
図１４及び図１２との対応部分に同一符号を付して示す図１５に、図１３のマルチアンテナ送信装置（基地局）６００とは異なるマルチアンテナ送信装置（基地局）の構成例を示す。図１５のマルチアンテナ送信装置８００は、図１２で説明したのと同様に、位相を制御する部分と、振幅を制御する部分とを分離させて構成したものである。具体的には、図１４の構成と比較して、位相制御は位相制御部５０１＿Ａ、５０１＿Ｂで行い、振幅制御は電力増幅器（増幅器）５０２＿Ａ、５０２＿Ｂで行うようになっている。
【０１２０】
ところで、ＯＦＤＭ等のマルチキャリア伝送方式の場合、サブキャリアごとにベースバンド信号の位相制御及び振幅制御制御を行うことで、プリコーディングが行われる。本実施の形態の場合、プリコーディングは、主に実施の形態１と同様の方法を適用する。
【０１２１】
ただし、マルチキャリア伝送方式に特有のプリコーディングとして、以下のような方法が考えられる。
【０１２２】
（手法１）サブキャリアすべてに対し、同一のプリコーディングを施す。この場合、変調方式はストリーム単位で同一であり、プリコーディング用のターゲットモデルもストリーム単位で同一であることを想定している。
【０１２３】
（手法２）サブキャリアごとに異なるプリコーディングを施す。この場合、変調方式はサブキャリア単位で異なり、プリコーディング用のターゲットモデルもサブキャリア単位で異なることを想定している。
【０１２４】
上記（手法１）、（手法２）それぞれには次のような特徴がある。
【０１２５】
（手法１）では、サブキャリアすべてに対し、同一のプリコーディングを施すため、演算規模が小さい。一方で、受信品質の改善が小さくなる。また、（手法１）では、端末からのフィードバック情報が少なくて済む。例えば、端末は、実施の形態１で述べたフィードバック情報をサブキャリアごとに求め、その平均値などを計算し、それを代表値として基地局にフィードバックすればよい。
【０１２６】
（手法２）では、サブキャリアごとに異なるプリコーディングを施すため、演算規模が大きいが、受信品質の改善効果が大きい。また、サブキャリアすべてについてのプリコーディングの方式を端末に通知する必要があるため、下り回線でのデータの伝送効率が低下する。また、端末は、フィードバック情報をサブキャリアごとに求め、そのすべて又は一部をフィードバックする必要があるため、上り回線でのデータの伝送効率が低下する。しかし、（手法１）よりも端末での受信品質の改善効果は大きくなる。
【０１２７】
上述したように、（手法１）及び（手法２）は、それぞれ特定の点では効果を発揮するが、受信品質の向上、演算規模の削減及びフィードバック情報の削減のすべてを両立させることは困難である。
【０１２８】
そこで、本実施の形態では、受信品質の向上、演算規模の削減及びフィードバック情報の削減を両立させるプリコーディング方法として、サブキャリアブロック単位のプリコーディング方法を提示する。
【０１２９】
図１６は、本実施の形態における周波数軸におけるサブキャリアのブロック分割方法の一例を示している。図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、ストリームＡ及びストリームＢはそれぞれ、４０サブキャリアで構成されていると仮定する。ここで、ストリームＡの４０サブキャリアを、１０サブキャリア単位で、サブキャリアブロックＡ，１、サブキャリアブロックＡ，２、サブキャリアブロックＡ，３、サブキャリアブロックＡ，４に分割する。同様に、ストリームＢの４０サブキャリアを、１０サブキャリア単位で、サブキャリアブロックＢ，１、サブキャリアブロックＢ，２、サブキャリアブロックＢ，３、サブキャリアブロックＢ，４に分割する。
【０１３０】
そして、サブキャリアブロック単位ごとに（手法１）を用い、同一のプリコーディングを行う。例えば、サブキャリアブロックＡ，１の１０キャリアとサブキャリアＢ，１の１０キャリアは同一のプリコーディングが施される。同様に、サブキャリアブロックＡ，２の１０キャリアとサブキャリアＢ，２の１０キャリアは同一のプリコーディングが施され、サブキャリアブロックＡ，３の１０キャリアとサブキャリアＢ，３の１０キャリアは同一のプリコーディングが施され、サブキャリアブロックＡ，４の１０キャリアとサブキャリアＢ，４の１０キャリアは同一のプリコーディングが施される。
【０１３１】
これにより、端末は、フィードバック情報を、サブキャリアブロック単位で作成すればよく、全サブキャリアのフィードバック情報を作成する場合と比較して、フィードバック情報を削減できる。また、基地局は、プリコーディングをブロック単位で行うので、全サブキャリアに対して同一のプリコーディングを施す場合と比較して受信品質を改善しつつ、サブキャリアごとに異なるプリコーディングを施す場合と比較して演算規模を削減できる。
【０１３２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、サブキャリアブロック単位のプリコーディングを行うようにしたことにより、上記（手法１）と上記（手法２）の欠点を補うことができる。つまり、（手法１）の欠点を補って受信品質の改善効果を高めると共に、上記（手法２）の欠点を補って演算規模を削減しかつフィードバック情報を削減できる。
【０１３３】
さらに、本実施の形態のサブキャリアブロック単位のプリコーディングに、実施の形態１で説明したプリコーディング処理軽減方法を適用すれば、プリコーディングのための処理を一段と軽減して、有効に受信品質を向上させることができる。
【０１３４】
なお、図１６では、１０サブキャリア単位で、サブキャリアブロックを構成する例を説明したが、これに限ったものではなく、例えば５サブキャリア単位でサブキャリアブロックを構成してもよい。また、各サブキャリアブロックを構成するサブキャリア数も、各サブキャリアブロックで同一である必要はなく、例えば第１のサブキャリアブロックを１０サブキャリアで構成し、第２のサブキャリアブロックを２０サブキャリアで構成してもよい。さらに、通信状況によって、サブキャリアブロックの構成の仕方を切り替えてもよい。
【０１３５】
また、本実施の形態は、マルチキャリア伝送方式としてＯＦＤＭ方式を例に説明したがこれに限ったものではない。
【０１３６】
なお、本実施の形態のＭＩＭＯシステムでは、変調信号は、異なるアンテナから同一周波数で送信される。
【０１３７】
さらに、本発明は上記実施の形態１、２に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、本発明の各処理をハードウェア構成で実施する場合について説明したが、これに限られるものではなく、本発明の各処理をソフトウェアにて行うことも可能である。
【０１３８】
例えば、本発明の各処理を実行するプログラムを予めＲＯＭ（Read Only Memory）に格納しておき、そのプログラムをＣＰＵ（Central Processor Unit）によって動作させるようにしてもよい。また、本発明の各処理を実行するプログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータのＲＡＭ（Random Access Memory）に記録して、コンピュータをそのプログラムにしたがって動作させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は、各アンテナから送信する信号の変調方式をアンテナ毎に制御可能なマルチアンテナ送信方法及び装置に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るマルチアンテナ送信装置（基地局）の構成例を示すブロック図
【図２】マッピング部及び位相・振幅制御部の構成例を示すブロック図
【図３】図３Ａはマッピング後の信号の信号点配置例を示す図、図３Ｂは位相・振幅制御後の信号点配置例を示す図
【図４】実施の形態１の受信装置（端末）の構成例を示すブロック図
【図５】基地局と端末間で送受信される信号のフレーム構成例を示す図
【図６】実施の形態１のプリコーディングの手順を示すフローチャート
【図７】図７ＡはストリームＡ及びストリームＢの変調信号としてＱＰＳＫ変調信号が送信され、｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２かつ｜ｈ２１，ｄ｜２＝｜ｈ２２，ｄ｜２の場合の、受信機での受信候補信号点の信号点配置例を示す図、図７Ｂは変調信号間での位相回転と最小ユークリッド距離の２乗との関係を示すグラフ
【図８】ストリームＡ及びストリームＢの変調信号としてＱＰＳＫ変調信号が送信され、｜ｈ１１，ｄ｜２＝４｜ｈ１２，ｄ｜２かつ｜ｈ２１，ｄ｜２＝４｜ｈ２２，ｄ｜２、または、４｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２かつ４｜ｈ２１，ｄ｜２＝｜ｈ２２，ｄ｜２の場合の、受信機での受信候補信号点の信号点配置例を示す図
【図９】ストリームＡ及びストリームＢの変調方式をＢＰＳＫの変調信号としてＢＰＳＫ変調信号が送信され、｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２、θｄ＝Ａｒｇ（ｈ１１，ｄ／ｈ１２，ｄ）の場合の、受信機での受信候補信号点の信号点配置例を示す図
【図１０】ストリームＡがＢＰＳＫでストリームＢがＱＰＳＫで｜ｈ１１，ｄ｜２＝２｜ｈ１２，ｄ｜２かつ｜ｈ２１，ｄ｜２＝２｜ｈ２２，ｄ｜２、又は、ストリームＡがＱＰＳＫでストリームＢがＢＰＳＫで２｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２かつ２｜ｈ２１，ｄ｜２＝｜ｈ２２，ｄ｜２の場合の、受信機での受信候補信号点の信号点配置例を示す図
【図１１】図１１ＡはストリームＡが１６ＱＡＭでストリームＢがＱＰＳＫで｜ｈ１１，ｄ｜２＝５｜ｈ１２，ｄ｜２かつ｜ｈ２１，ｄ｜２＝５｜ｈ２２，ｄ｜２で、θｄ＝３０［°］のモデル、又は、ストリームＡがＱＰＳＫでストリームＢが１６ＱＡＭで５｜ｈ１１，ｄ｜２＝｜ｈ１２，ｄ｜２かつ５｜ｈ２１，ｄ｜２＝｜ｈ２２，ｄ｜２で、θｄ＝３０［°］のモデルを示す図、図１１ＢはストリームＡが１６ＱＡＭでストリームＢがＱＰＳＫで１６｜ｈ１１，ｄ｜２＝５｜ｈ１２，ｄ｜２かつ１６｜ｈ２１，ｄ｜２＝５｜ｈ２２，ｄ｜２のモデル、又は、ストリームＡがＱＰＳＫでストリームＢが１６ＱＡＭで５｜ｈ１１，ｄ｜２＝１６｜ｈ１２，ｄ｜２かつ５｜ｈ２１，ｄ｜２＝１６｜ｈ２２，ｄ｜２でのモデルを示す図
【図１２】実施の形態１のマルチアンテナ送信装置（基地局）の構成例を示すブロック図
【図１３】実施の形態２のマルチアンテナ送信装置（基地局）の構成例を示すブロック図
【図１４】実施の形態２の受信装置（端末）の構成例を示すブロック図
【図１５】実施の形態２のマルチアンテナ送信装置（基地局）の構成例を示すブロック図
【図１６】図１６ＡはストリームＡについてのサブキャリア分割例を示す図、図１６ＢはストリームＢについてのサブキャリア分割例を示す図
【図１７】送受信アンテナ間の関係を示す図
【図１８】各アンテナから送信される変調信号の時間軸でのフレーム構成例を示す図
【符号の説明】
【０１４１】
１００、５００、６００、８００  マルチアンテナ送信装置（基地局）
１０５＿Ａ、１０５Ｂ  マッピング部
１０７＿Ａ、１０７＿Ｂ  位相・振幅制御部
１１８  送信方法決定部
１２０  フレーム構成信号生成部
２０６  モデル選択部
２０８  位相・振幅制御回路
５０１＿Ａ、５０１＿Ｂ  位相制御部
５０２＿Ａ、５０２＿Ｂ  増幅部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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