(57)【要約】ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおけるリンク・アダプテーションシステム。このシステムでは、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理部（３０８）は、送信機の複数アンテナに対応して受信信号をデータストリームに分離するＶ−ＢＬＡＳＴ処理を行う。ベクトル情報出力部（３１２）は、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理によって得られるフィードバック・ベクトル情報を送信機へ送る。適応ビット割当て部（３０４）は、フィードバック・ベクトル情報に基づいて、異なるアンテナで送られるサブキャリア毎に、割り当てるビット数を適応的に制御する。適応電力割当て部（３０６）は、フィードバック・ベクトル情報に基づいて、各アンテナに適応的に電力を割り当てる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるリンク・アダプテーションシステムであって、
受信機が、送信機の複数アンテナに対応して受信信号をデータストリームに分離するＶ−ＢＬＡＳＴ処理を行うＶ−ＢＬＡＳＴ信号処理部と、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理によって得られるフィードバック・ベクトル情報を送信機へ送るベクトル情報出力部と、を具備し、
前記送信機が、異なるアンテナで送られるサブキャリア毎に前記フィードバック・ベクトル情報に基づいて、割り当てるビット数を適応的に制御するビット割当て部と、を具備する。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムは、
前記送信機が、前記フィードバック・ベクトル情報に基づいて、各アンテナに適応的に電力を割り当てる電力割当て部をさらに含む。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムは、
前記受信機が、前記フィードバック・ベクトル情報として最高の検出後ＳＮＲを有するアンテナ位置を示す情報を前記送信機へ送り、
前記送信機のビット割当て部が、前記フィードバック・ベクトル情報のアンテナに、より少ないビット数を割り当てる。
【請求項４】
請求項２に記載のシステムは、
前記受信機が、前記フィードバック・ベクトル情報として最高の検出後ＳＮＲを有するアンテナ位置を示す情報を前記送信機へ送り、
前記送信機の電力割当て部が、前記フィードバック・ベクトル情報のアンテナに、より高い送信電力を割り当てる。
【請求項５】
直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるリンク・アダプテーションシステムであって、
受信機が、送信機の複数アンテナに対応して受信信号をデータストリームに分離するＶ−ＢＬＡＳＴ処理を行うＶ−ＢＬＡＳＴ信号処理部と、データストリーム毎に誤り検出を行うＣＲＣ検出部と、前記送信機の送信アンテナごとに、誤り検出結果に依存して適応変調／符号化方式（ＡＭＣ）レベルの上げ／下げを決定し、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理によって得られるリンク品質情報に依存してＡＭＣレベルの増加／減少量を決定するＡＭＣ選択部と、を具備し、
前記送信機が、送信信号に誤り検出用のビットを付加するＣＲＣ付加部と、前記ＡＭＣ選択部の結果に基づいて、各送信アンテナにＡＭＣを割り当てる多重ＡＭＣ部と、を具備する。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムは、
前記受信機のＡＭＣ選択部が、現在の送信で肯定応答（ＡＣＫ）を受信したアンテナでは次のフレーム送信でそのＡＭＣレベルを上げるようにし、アンテナが否定応答（ＮＡＣＫ）を受信したアンテナでは次のフレーム送信でそのＡＭＣレベルを下げるようにする。
【請求項７】
請求項５に記載のシステムは、
前記受信機のＡＭＣ選択部が、ＡＭＣレベルの増加が必要な場合にはエラー確率が比較的小さいアンテナ程そのＡＭＣレベルをより増加させ、ＡＭＣレベルの減少が必要な場合にはエラー確率が比較的大きいアンテナ程そのＡＭＣレベルをより減少させる。
【請求項８】
請求項５に記載のシステムは、
前記受信機が、前記送信機の各送信アンテナから送信された受信パイロット信号を用いて信号対雑音比（ＳＮＲ）を測定するＳＮＲ測定部をさらに具備し、
前記ＡＭＣ選択部は、測定されたＳＮＲに基づき各送信アンテナのチャネル状態を評価し、ＳＮＲに応じて定期的にＡＭＣレベルをリセットする。
【請求項９】
直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるリンク・アダプテーション方法であって、
受信機において、送信機の複数アンテナに対応して受信信号をデータストリームに分離するＶ−ＢＬＡＳＴ処理を行うステップと、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理によって得られるフィードバック・ベクトル情報を送信機へ送るステップと、を具備し、
前記送信機において、異なるアンテナで送られるサブキャリア毎に前記フィードバック・ベクトル情報に基づいて、割り当てるビット数を適応的に制御するステップと、を具備する。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法は、
前記送信機において、前記フィードバック・ベクトル情報に基づいて、各アンテナに適応的に電力を割り当てるステップをさらに含む。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法は、
前記受信機において、前記フィードバック・ベクトル情報として最高の検出後ＳＮＲを有するアンテナ位置を示す情報を前記送信機へ送り、
前記送信機において、前記フィードバック・ベクトル情報のアンテナに、より少ないビット数を割り当てる。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法は、
前記受信機において、前記フィードバック・ベクトル情報として最高の検出後ＳＮＲを有するアンテナ位置を示す情報を前記送信機へ送り、
前記送信機において、前記フィードバック・ベクトル情報のアンテナに、より高い送信電力を割り当てる。
【請求項１３】
直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるリンク・アダプテーション方法であって、
受信機において、送信機の複数アンテナに対応して受信信号をデータストリームに分離するＶ−ＢＬＡＳＴ処理を行うステップと、データストリーム毎に誤り検出を行うステップと、前記送信機の送信アンテナごとに、誤り検出結果に依存して適応変調／符号化方式（ＡＭＣ）レベルの上げ／下げを決定し、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理によって得られるリンク品質情報に依存してＡＭＣレベルの増加／減少量を決定するステップと、を具備し、
前記送信機において、送信信号に誤り検出用のビットを付加するステップと、前記ＡＭＣレベルの決定結果に基づいて、各送信アンテナにＡＭＣレベルを割り当てるステップと、を具備する。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法は、
前記受信機において、現在の送信で肯定応答（ＡＣＫ）を受信したアンテナでは次のフレーム送信でそのＡＭＣレベルを上げるようにし、アンテナが否定応答（ＮＡＣＫ）を受信したアンテナでは次のフレーム送信でそのＡＭＣレベルを下げるようにする。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法は、
前記受信機において、ＡＭＣレベルの増加が必要な場合にはエラー確率が比較的小さいアンテナ程そのＡＭＣレベルをより増加させ、ＡＭＣレベルの減少が必要な場合にはエラー確率が比較的大きいアンテナ程そのＡＭＣレベルをより減少させる。
【請求項１６】
請求項１３に記載の方法は、
前記受信機において、前記送信機の各送信アンテナから送信された受信パイロット信号を用いて信号対雑音比（ＳＮＲ）を測定するステップをさらに具備し、
測定されたＳＮＲに基づき各送信アンテナのチャネル状態を評価し、ＳＮＲに応じて定期的にＡＭＣレベルをリセットする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるリンク・アダプテーションシステム及びその方法に関係する。
【背景技術】
【０００２】  複数データストリームの同時送信は、多数（ＮＴ）の送信アンテナと多数（ＮＲ）の受信アンチナを使用するＭＩＭＯ通信システムで実施されている。信号は送信アンテナから複数のパスを経て進み、受信アンテナに到達するまでに反射と拡散を受ける。ＭＩＭＯシステムの重要な特長は、マルチパス伝播をうまく利用してそれをユーザの利便に変える能力である。こうした長所の一つが空間的多重化を利用したシステム容量の増加であり、通常、これは個別の送信リンクで独立したデータを送信することにより実現される。【０００３】  空間的多重化によりデータ速度を高速化するよく知られた技法は、非特許文献１で論じられている。【０００４】  ＭＩＭＯ技法は当初、狭帯域無線システム、すなわち、フラット・フェーディング・チャネルを想定して設計された。従って、周波数選択性チャネルにおいては高い効果を得ることは困難である。そこで、無線環境で提起された周波数選択性チャネルを克服するために、ＯＦＤＭがＭＩＭＯシステムと連携して使用されている。【０００５】  逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を用いて、ＯＦＤＭは周波数選択性チャネルを独立したパラレルな周波数の一定な複数サブチャネルの組に変換することができる。これらのサブチャネルのそれぞれの周波数は直交し互いに重なりあうため、スペクトラム効率を向上させるとともにキャリア間干渉を最小にする。サイクリックプレフィックス（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）をＯＦＤＭシンボルに付加することで、マルチパス効果をさらに低減する。【０００６】  送信アンテナと受信アンテナ間に存在する複数の通信チャネルは、通常、経時変化しつつそれぞれ異なるリンク状態になる。フィードバックを有するＭＩＭＯシステムは、送信機にチャネル状態情報（ＣＳＩ）を提供し、より高いレベルの性能を与えるためにリンク・アダプテーションやウォーター・フィリング等の方法の使用を可能にする。【０００７】  ＯＦＤＭシステムにおけるアダプティブ・ビット・ローディングは、いろいろな技術論文で論じられてきた。ＯＦＤＭサブキャリアに割り当てるビット数を変えることで、アダプティブ・ビット・ローディングはシステムの品質を落とさずにデータ速度を最適化するねらいをもつ。この技法は、それぞれ異なるサブキャリアはチャネル状態に依存する変動的な減衰度を有するという事実に基づいて機能する。割当ての決定は、通常、各サブキャリアのチャネル状態情報（ＣＳＩ）や信号対雑音比（ＳＮＲ）等の特定のフィードバック情報により行われる。【０００８】  リンク・アダプテーションの別の例は、適応変調／符号化方式（ＡＭＣ）である。従来のシステムでは、予め定義されたレベルの組の中から使用すべき変調及び符号化方式（ＭＣＳ）レベルを送信機が決定する。通常、この決定は、受信機で測定された検出後ＳＮＲを各ＭＣＳレベルに対応するしきい値と比較することによってなされる。この方法はＭＣＳレベルを選択する点では正確であるが、ＳＮＲを受信シンボルごとに計算しなければならないので処理複雑度が高い。また信号フィードバックのオーバヘッドも高く、限られた利用可能な無線資源を圧迫している。【０００９】  処理複雑度と高いフィードバック・オーバヘッドを低減する技術が、特許文献１において提示されている。上記文献に記述された技術では、定期的な特定のフィードバック・メッセージとともに肯定応答（ＡＣＫ）及び否定応答（ＮＡＣＫ）に基づいてＭＣＳレベルを決定する。
【非特許文献１】″Ｖ−ＢＬＡＳＴ：ａｎ  ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ  ｆｏｒ  ｒｅａｌｉｓｉｎｇ  ｖｅｒｙ  ｈｉｇｈ  ｄａｔａ  ｒａｔｅｓ  ｏｖｅｒ  ｔｈｅ  ｒｉｃｈ−ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｃｈａｎｎｅｌ″ｂｙ  Ｐ  Ｗ  Ｗｏｌｎｉａｎｓｋｙ  ｅｔ  ａｌ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｐａｐｅｒｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  １９９８  ＵＲＳＩ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｓｉｇｎａｌｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｐｉｓａ，Ｉｔａｌｙ，Ｓｅｐ．２９  ｔｏ  Ｏｃｔ．２，１９９８．
【特許文献１】“Ａ  ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｏｄｉｎｇ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ  ｐｉｌｏｔ−ａｉｄｅｄ  ａｎｄ  ＡＣＫ／ＮＡＣＫ  ｂａｓｅｄ  ｄｅｃｉｓｉｏｎ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｅｍｐｌｏｙｅｄ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｏｄｉｎｇ  ｓｃｈｅｍｅ  ｌｅｖｅｌ”ｂｙ  Ｃｈｏ  Ｍｙｅｏｎ−ｇｙｕｎａｎｄ  Ｋｉｍ  ＨＯ−ｊｉｎ，ｐａｔｅｎｔ  ｎｕｍｂｅｒ  ＥＰ１２８９１８１，ｆｉｌｅｄ  ５ｔｈＭａｒｃｈ  ２００３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  しかしながら、リンク・アダプテーションをＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムに応用する技術は開示されていない。【００１１】  本発明の目的は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおいて、処理複雑度を低く抑え、信号フィードバックのオーバヘッドを低減しつつ、最適なビット割当てを行うことができるリンク・アダプテーションシステム及びその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  本発明は、受信機側のＶ−ＢＬＡＳＴ処理部により提供されたフィードバック情報に基づき、異なるアンテナで送られるサブキャリア毎に割り当てるビット数、各送信アンテナの電力を適応的に制御する。また、本発明は、受信機側において、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報に依存して、次のフレーム送信において各送信アンテナにおけるＡＭＣレベルの上げ／下げを決定し、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理により得られた一組のリンク品質情報に依存してＡＭＣレベルの増加／減少量を決定する。
【発明の効果】
【００１３】  本発明によれば、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおいて、処理複雑度を低く抑え、信号フィードバックのオーバヘッドを低減しつつ、リンク・アダプテーションを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムの送信機のブロック図
【図２】ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムの受信機のブロック図
【図３】本発明のリンク・アダプテーションを目的に採用された閉ループシステムの一実施例を示す図
【図４】本発明の一実施例でのＶ−ＢＬＡＳＴ信号処理方法及び情報取得を示すフローチャート
【図５】エラー伝播が発生しないことを前提とした、各送信レイヤの検出処理の性能を示す図
【図６】本発明のリンク・アダプテーションを目的に採用された閉ループシステムの別の実施例を示す図
【図７】７段階のＡＭＣレベルでそれぞれ異なる変調方式と符号化率の組合せの例を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  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。【００１６】  図１は、直交波周波数分割多重を利用する複数入力複数出力通信システム（すなわち、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム）における送信機１００のブロック図である。図２は、同システムの受信機２００のブロック図である。両図は２基の送信アンテナと２基の受信アンテナを使用するシステムを示すが、本発明は多数（ＮＴ）の送信アンテナと多数（ＮＲ）の受信アンテナを使用するシステムに拡張可能である。【００１７】  送信機１００において、各個別アンテナ・チェーンごとにデータ処理が行われる。独立データのそれぞれ異なるストリームが各送信アンテナから送信されている。入力データは、まずＣＲＣ付加部１０２で巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号が付加される。その後、畳み込み符号化、ターボ符号化などのチャネル符号化が符号化部１０４で実行される。符号化されたデータは次に、データ中のバーストエラーを減少させるためにインターリーバ１０６でインタリーブされる。インタリーブされたデータに対して、多値変調コンステレーション・シンボル・マッピングがマッピング部１０８で実行される。マッピングされた信号に対してパイロット挿入部１１０でパイロット信号が挿入される。パイロット信号を挿入することにより受信機でのチャネル評価を容易にする。【００１８】  ＯＦＤＭ変調を行う前にＳ／Ｐ変換部１１２でシリアルなデータストリームをパラレルなデータストリームに変換する。ＩＦＦＴ部１１４は生成サブキャリアを互いに直交させる。Ｐ／Ｓ変換部１１６でパラレルデータをシリアルデータに変換した後、ＣＰ付加部１１８でマルチパス効果を低減するためのサイクリックプレフィックス（ｃｙｃｌｉｃ  ｐｒｅｆｉｘ）がＯＦＤＭシンボルに付加される。送信前に、Ｄ／Ａ変換部１２０によってデジタル信号はアナログ信号に変換される。各送信機チェーンでの各種処理を経た後、信号はそれぞれの割り当てられた送信アンテナ１２２によって送信可能な状態になる。【００１９】  受信機２００では、受信アンテナ２０２からの受信信号に対して、上記と逆の処理、すなわち、アナログからデジタルへの変換（Ａ／Ｄ変換部２０４）、サイクリックプレフィックス除去（ＣＰ除去部２０６）、シリアルパラレル変換（Ｓ／Ｐ変換部２０８）、高速フーリエ変換（ＦＦＴ部２１０）、パラレルシリアル変換（Ｐ／Ｓ変換部２１２）といった処理が行われる。受信信号は複数の送信アンテナからの重なり合う信号からなるため、この信号をそれぞれ個別のストリームに分離する必要がある。この場合、ゼロ・フォーシング（ＺＦ）または最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）といった技法を利用するＶ−ＢＬＡＳＴデコーダ２１４をこの機能を実行するために使用する。【００２０】  さらにデマッピング（デマッピング部２１６）、デインタリービング（デインターリーバ２１８）及びデコーディング（復号部２２０）を行った後、各パケットについて巡回冗長検査（ＣＲＣ処理部２２２）が行われ、当該データが正しいことを確認する。検査されたパケットがエラーなしと判定される場合は、肯定応答（ＡＣＫ）が送信機に送信されて、送信機は当該パケットを再送信しない。もしエラーがあ���ば、再送信を要求するために否定応答（ＮＡＣＫ）が送信機１００に送信される。【００２１】  図３は、本発明のリンク・アダプテーションを目的に採用された閉ループシステムを示す図である。図３に示すシステムは、送信機側の適応ビット割当て部３０４と適応電力割当て部３０６を含む構成を採る。【００２２】  入力データはターボ符号化部３０２でターボ符号化される。ターボ符号化によって生成されたシステマチックビットとパリティビットは適応ビット割当て部３０４に出力される。【００２３】  適応ビット割当て部３０４は、異なるアンテナで送られるサブキャリア毎に、割り当てるビット数を適応的に制御する。適応電力割当て部３０６は、各アンテナに適応的に電力を割り当てる。割当られるビット数と電力量は、前の送信から得られたアンテナ状態に依存する。この情報は、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理部３０８によって与えられ、ベクトル情報出力部３１２に保存され、エラーフリー・チャネル３１０を通じて送信機へ送られる。【００２４】  Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理部３０８は、送信機の複数アンテナに対応して受信信号をデータストリームに分離するＶ−ＢＬＡＳＴ処理を行う。デマッピング部３１４は、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理された各ビットをデマッピングする。【００２５】  図４は、本発明の一実施例でのＶ−ＢＬＡＳＴ信号処理方法及び情報取得を示すフローチャートである。Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理から得られた情報をもとに、アンテナのＳＮＲの順位付けが行われる。以下に、ＺＦクライテリオンを用いるＶ−ＢＬＡＳＴ技法とアンテナ順位付け手順を説明する。【００２６】  各受信アンテナで受信された信号は、各送信アンテナからの信号の混成物からなる。したがって、Ｖ−ＢＬＡＳＴは混成物を検出し、妥当なデータストリームに分離することをめざす。Ｖ−ＢＬＡＳＴ技法は、すべての受信アンテナから得たシンボルの各列（これを受信ベクトルという）に対して実行される。各受信ベクトルに対応する、チャネル評価から取得されるチャネル行列もＶ−ＢＬＡＳＴ処理に必要となる。【００２７】  受信ベクトル（ｒｉ）と対応するチャネル行列（Ｈｉ）の組を設定した後の最初のステップは、行列Ｇｉの組を得るためにＨｉの擬似逆形を計算することである（ステップ４０４）。【００２８】  チャネル行列の擬似逆形を得た後、Ｇｉの各行のノルムを計算する（ステップ４０６）。このステップの目的は、第一の検出対象レイヤを選択することである。最大の検出後信号対雑音比（ＳＮＲ）を示すレイヤで最初に検出を実行すれば、よりよい性能が得られることはすでに証明済みである。これは、最小ノルムをもつＧｉの行を検出することに相当する。【００２９】  したがって、最小ノルムをもつＧｉの行をゼロ化ベクトル（ｗｋ）として選択する（ステップ４０８）。このベクトルは、ｋｔｈで送信した信号を除き、すべての信号をゼロ化（無効に）する。Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理部３０８は、受信ベクトル（ｒｉ）及び重みベクトル（ｗｋ）を内部で作成することにより、ｋｔｈ送信アンテナから送信されたシンボルの検出を行う（ステップ４１０）。【００３０】  検出されたシンボルは、信号コンステレーション内の最も近い値にスライシングして再マッピングされる（ステップ４１��）。こうすることで、次のステップで実行される信号消去のための評価が効率よく処理される。【００３１】  一つのレイヤが検出されれば、その後のレイヤの検出処理は効率よく行える。検出された信号部分を受信信号のベクトルから差し引くことで（ステップ４１４）、次のステップでのゼロ化対象レイヤ数は減少される。この消去処理は、受信信号ベクトルを妨害信号成分が低下したベクトルに修正することになる。また検出の複雑さも低減する。【００３２】  これに対応してＨｉのｋｔｈ列を消去することで（ステップ４１６）、チャネル行列も修正する必要がある。【００３３】  すべてのレイヤがうまく検出されるまで全部の処理を繰り返す（ステップ４１８）。なお、Ｖ−ＢＬＡＳＴ検出は、受信ベクトルのほかの組についても引き続き実行される。【００３４】  ノルムは各送信レイヤの検出後ＳＮＲの指示値であるので、本発明はこの情報をアンテナ順位付けに利用している。フレーム中の各シンボルについて検出の順序が、受信機内でベクトルとして保存される。受信機は、その後、エラーフリー・チャネルを通じて情報ベクトルを送信機へフィードバックする。送信機は、このベクトルを次の送信フレームにおけるリンク・アダプテーションに利用する。この保存とフィードバックのプロセスは、望ましい周期で繰り返される。これらの二つのステップは、受信機で受信したフレームごとに実行してもよいし、または望ましいｍ個のフレームごとに実行してもよい。通則的なガイドラインとしては、変動の早い無線チャネルであれば、より短い周期でフィードバックを行う。他方、変動が遅いチャネルでは、資源を節約し、複雑さを最小レベルに保つために、より長い間隔で情報を更新するようにする。【００３５】  図５はＶ−ＢＬＡＳＴ検出中にエラー伝播が発生しないことを前提とした、検出された各送信レイヤの性能を示す図である。図５において、横軸はＥｂ／ＮＯ、縦軸はＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）である。図５では、４つの送信アンテナの送信機と４つの受信アンテナの受信機との間で通信を行い、送信アンテナ１（Ｔｘ１）の信号から順に送信アンテナ４（Ｔｘ４）の信号まで分離する場合のエラー曲線を示している。【００３６】  理論的には、第一の検出対象レイヤの検出時はダイバーシチレベルがいちばん低い。検出された各レイヤについて、各受信アンテナはずっと一定であるのに検出されたレイヤは消去されていくので、結果としてシステムのダイバーシチレベルはレイヤが進むにつれて増加する。このことは図５に明白に示されている。第一のデコーディング・ステップで検出されるアンテナ１のエラー曲線は、ＳＮＲが増えるにしたがって緩やかに降下する（アンテナ１のダイバーシチレベル）。アンテナ２、３、４のエラー曲線は、アンテナ１のものよりもずっと急に降下する。それよりも前に検出されたシンボルは差し引かれているという利を得ることにより、後続のレイヤではダイバーシチレベルが４まで増加する。レベル４が発生するのは、４基の受信アンテナによる検出対象としてただ一つの信号が残っている場合である。したがって、この観測例から結論づけられるのは、順位付け後の第一の検出対象レイヤは最高の検出後ＳＮＲをもつが、その後に���出されるほかの送信レイヤに比べて、その性能は低くなるということである。したがって、適応ビット割当て部３０４及び適応電力割当て部３０６は、第一の検出対象レイヤとなったアンテナに対して、この特定のアンテナ・リンクにおける性能を向上させるために、より少ないビット数かより高い送信電力、またはこれらの両方を与えるべきである。【００３７】  本発明の別の実施例を図６に示す。この実施例ではＡＭＣを用いる。Ｖ−ＢＬＡＳＴ情報に加えて、ＡＭＣ処理を容易にするためにシステムはＣＲＣ情報を利用する。送信機６０２内の多重ＣＲＣ付加部６０４は、各アンテナ・チェーン６０８から送信する信号にＣＲＣビットを付加する。したがって、受信機６１２では、多重ＣＲＣ検出部６１８において、各個別受信アンテナで受信され、復調デコーダ６１６で復調された各フレームがエラー検出のためにＣＲＣを受ける。【００３８】  ＡＭＣ選択部６２４は、多重ＣＲＣ検出部６１８からＣＲＣの結果（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を得る。ＡＭＣ選択部６２４は、各受信アンテナ６１０に受信された信号に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報によって、次のフレーム送信において送信機６０２の各アンテナ６０８におけるＡＭＣレベルを上げるかまたは下げるかを決定する。ＡＭＣ選択部６２４は、現在の送信でＡＣＫを受信したアンテナでは次のフレーム送信ではそのＡＭＣレベルを上げるようにし、ＮＡＣＫを受信したアンテナでは次のフレーム送信でそのＡＭＣレベルを下げるようにする。【００３９】  また、ＡＭＣ選択部６２４は、Ｖ−ＢＬＡＳＴデコーダ６１４により得られた一組のリンク品質情報に依存してＡＭＣレベルの増加／減少量を決定する。生成されたノルム情報が、各アンテナのリンク状態の評価を決定するための手段として用いられる。前述したアンテナ順位付けのコンセプトを利用することで、ＡＭＣ選択部６２４は、エラー確率が比較的小さいアンテナではそのＡＭＣレベルをより大幅に増加させ、ＡＭＣレベルの減少が必要な場合にはエラー確率が比較的大きいアンテナではそのＡＭＣレベルをより大幅に減少させる。【００４０】  ＡＲＱとリンク品質の両方の情報に基づいて、ＡＭＣ選択部６２４は、適切なＡＭＣレベルを選択し、フィードバックチャネル６２６を通じてこの選択をフィードバックする。ここで注目されるのは、すべての演算及び選択処理が受信機で実行されることである。その結果、送信機に送る必要があるオーバヘッドと信号情報量が減少する。【００４１】  このフィードバック情報を用いて、送信機６０２内の多重ＡＭＣ部６０６は、各送信アンテナにＡＭＣレベルを効率よく割り当てることができる。前の送信時に決定されたリンク品質に基づいて、各アンテナに適切なＡＭＣレベルを割り当てることにより、システムはチャネル状態の差や変動をうまく利用してシステム全体の性能をよりよくすることができる。【００４２】  ＳＮＲ測定部６２２は、各送信アンテナ６０８から送信された受信パイロット信号を用いてＳＮＲを測定する。ＡＭＣ選択部６２４は、測定されたＳＮＲに基づき各送信アンテナ６０８のチャネル状態を評価し、定期的に、基準値として送信されたパイロット信号の検出後ＳＮＲに応じてＡＭＣレベルをリセットする。また、Ａ���Ｃ選択部６２４は、ＡＭＣレベルのＳＮＲに基づく割当てを初期設定期間に実行する。これにより、システムがサポート可能な実際のＡＭＣレベル範囲から上記の方法により割り当てられたＡＭＣレベルがあまりに大きく逸脱してしまうのを防ぐことができる。【００４３】  ＡＭＣレベルの多様化の例を図７に示す。ここでは、７段階のレベルがあり、変調方式がＱＰＳＫから６４ＱＡＭまで変動し、符号化率が１／４、１／２、３／４と変動する。割り当てられたＡＭＣレベルがより高いほど、データ率が高くなる。エラー率を許容限度内に抑えつつ高いデータ率を得るためには、信号のＳＮＲが各ＡＭＣレベルに対応するしきい値を常に上回るようにする。【００４４】  なお、上記の説明は本発明の好適な実施例とみなされるが、本発明は、開示した実施例に限定されるものではなく、多様な形態と実施態様で実現可能であり、本発明の範囲は、以下に記載する特許請求事項およびその等価物に参照して決定されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】  本発明は、直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムに用いるに好適である。
【図１】
2006048934.tif 000002
【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】
2006048934.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月5日(2006.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるリンク・アダプテーションシステムであって、
受信機が、送信機の複数アンテナに対応して受信信号をデータストリームに分離するＶ−ＢＬＡＳＴ処理を行うＶ-ＢＬＡＳＴ信号処理部と、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理によって得られるフィードバック・ベクトル情報を送信機へ送るベクトル情報出力部と、を具備し、
前記送信機が、異なるアンテナで送られるサブキャリア毎に前記フィードバック・ベクトル情報に基づいて、割り当てるビット数を適応的に制御するビット割当て部と、を具備する。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムは、
前記送信機が、前記フィードバック・ベクトル情報に基づいて、各アンテナに適応的に電力を割り当てる電力割当て部をさらに含む。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムは、
前記受信機が、前記フィードバック・ベクトル情報として最高の検出後ＳＮＲを有するアンテナ位置を示す情報を前記送信機へ送り、
前記送信機のビット割当て部が、前記フィードバック・ベクトル情報のアンテナに、より少ないビット数を割り当てる。
【請求項４】
請求項２に記載のシステムは、
前記受信機が、前記フィードバック・ベクトル情報として最高の検出後ＳＮＲを有するアンテナ位置を示す情報を前記送信機へ送り、
前記送信機の電力割当て部が、前記フィードバック・ベクトル情報のアンテナに、より高い送信電力を割り当てる。
【請求項５】
直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるリンク・アダプテーションシステムであって、
受信機が、送信機の複数アンテナに対応して受信信号をデータストリームに分離するＶ−ＢＬＡＳＴ処理を行うＶ-ＢＬＡＳＴ信号処理部と、データストリーム毎に誤り検出を行うＣＲＣ検出部と、前記送信機の送信アンテナごとに、誤り検出結果に依存して適応変調／符号化方式（ＡＭＣ）レベルの上げ／下げを決定し、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理によって得られるリンク品質情報に依存してＡＭＣレベルの増加／減少量を決定するＡＭＣ選択部と、を具備し、
前記送信機が、送信信号に誤り検出用のビットを付加するＣＲＣ付加部と、前記ＡＭＣ選択部の結果に基づいて、各送信アンテナにＡＭＣを割り当てる多重ＡＭＣ部と、を具備する。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムは、
前記受信機のＡＭＣ選択部が、現在の送信で肯定応答（ＡＣＫ）を受信したアンテナでは次のフレーム送信でそのＡＭＣレベルを上げるようにし、アンテナが否定応答（ＮＡＣＫ）を受信したアンテナでは次のフレーム送信でそのＡＭＣレベルを下げるようにする。
【請求項７】
請求項５に記載のシステムは、
前記受信機のＡＭＣ選択部が、ＡＭＣレベルの増加が必要な場合にはエラー確率が比較的小さいアンテナ程そのＡＭＣレベルをより増加させ、ＡＭＣレベルの減少が必要な場合にはエラー確率が比較的大きいアンテナ程そのＡＭＣレベルをより減少させる。
【請求項８】
請求項５に記載のシステムは、
前記受信機が、前記送信機の各送信アンテナから送信された受信パイロット信号を用いて信号対雑音比（ＳＮＲ）を測定するＳＮＲ測定部をさらに具備し、
前記ＡＭＣ選択部は、測定されたＳＮＲに基づき各送信アンテナのチャネル状態を評価し、ＳＮＲに応じて定期的にＡＭＣレベルをリセットする。
【請求項９】
直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるリンク・アダプテーション方法であって、
受信機において、送信機の複数アンテナに対応して受信信号をデータストリームに分離するＶ−ＢＬＡＳＴ処理を行うステップと、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理によって得られるフィードバック・ベクトル情報を送信機へ送るステップと、を具備し、
前記送信機において、異なるアンテナで送られるサブキャリア毎に前記フィードバック・ベクトル情報に基づいて、割り当てるビット数を適応的に制御するステップと、を具備する。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法は、
前記送信機において、前記フィードバック・ベクトル情報に基づいて、各アンテナに適応的に電力を割り当てるステップをさらに含む。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法は、
前記受信機において、前記フィードバック・ベクトル情報として最高の検出後ＳＮＲを有するアンテナ位置を示す情報を前記送信機へ送り、
前記送信機において、前記フィードバック・ベクトル情報のアンテナに、より少ないビット数を割り当てる。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法は、
前記受信機において、前記フィードバック・ベクトル情報として最高の検出後ＳＮＲを有するアンテナ位置を示す情報を前記送信機へ送り、
前記送信機において、前記フィードバック・ベクトル情報のアンテナに、より高い送信電力を割り当てる。
【請求項１３】
直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるリンク・アダプテーション方法であって、
受信機において、送信機の複数アンテナに対応して受信信号をデータストリームに分離するＶ−ＢＬＡＳＴ処理を行うステップと、データストリーム毎に誤り検出を行うステップと、前記送信機の送信アンテナごとに、誤り検出結果に依存して適応変調／符号化方式（ＡＭＣ）レベルの上げ／下げを決定し、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理によって得られるリンク品質情報に依存してＡＭＣレベルの増加／減少量を決定するステップと、を具備し、
前記送信機において、送信信号に誤り検出用のビットを付加するステップと、前記ＡＭＣレベルの決定結果に基づいて、各送信アンテナにＡＭＣレベルを割り当てるステップと、を具備する。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法は、
前記受信機において、現在の送信で肯定応答（ＡＣＫ）を受信したアンテナでは次のフレーム送信でそのＡＭＣレベルを上げるようにし、アンテナが否定応答（ＮＡＣＫ）を受信したアンテナでは次のフレーム送信でそのＡＭＣレベルを下げるようにする。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法は、
前記受信機において、ＡＭＣレベルの増加が必要な場合にはエラー確率が比較的小さいアンテナ程そのＡＭＣレベルをより増加させ、ＡＭＣレベルの減少が必要な場合にはエラー確率が比較的大きいアンテナ程そのＡＭＣレベルをより減少させる。
【請求項１６】
請求項１３に記載の方法は、
前記受信機において、前記送信機の各送信アンテナから送信された受信パイロット信号を用いて信号対雑音比（ＳＮＲ）を測定するステップをさらに具備し、
測定されたＳＮＲに基づき各送信アンテナのチャネル状態を評価し、ＳＮＲに応じて定期的にＡＭＣレベルをリセットする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるリンク・アダプテーションシステム及びその方法に関係する。
【背景技術】
【０００２】
複数データストリームの同時送信は、多数（NT）の送信アンテナと多数（NR）の受信アンテナを使用するＭＩＭＯ通信システムで実施されている。信号は送信アンテナから複数のパスを経て進み、受信アンテナに到達するまでに反射と拡散を受ける。ＭＩＭＯシステムの重要な特長は、マルチパス伝播をうまく利用してそれをユーザの利便に変える能力である。こうした長所の一つが空間的多重化を利用したシステム容量の増加であり、通常、これは個別の送信リンクで独立したデータを送信することにより実現される。
【０００３】
空間的多重化によりデータ速度を高速化するよく知られた技法は、非特許文献１で論じられている。
【０００４】
ＭＩＭＯ技法は当初、狭帯域無線システム、すなわち、フラット・フェーディング・チャネルを想定して設計された。従って、周波数選択性チャネルにおいては高い効果を得ることは困難である。そこで、無線環境で提起された周波数選択性チャネルを克服するために、ＯＦＤＭがＭＩＭＯシステムと連携して使用されている。
【０００５】
逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を用いて、ＯＦＤＭは周波数選択性チャネルを独立したパラレルな周波数の一定な複数サブチャネルの組に変換することができる。これらのサブチャネルのそれぞれの周波数は直交し互いに重なりあうため、スペクトラム効率を向上させるとともにキャリア間干渉を最小にする。サイクリックプレフィックス（Cyclic Prefix）をＯＦＤＭシンボルに付加することで、マルチパス効果をさらに低減する。
【０００６】
送信アンテナと受信アンテナ間に存在する複数の通信チャネルは、通常、経時変化しつつそれぞれ異なるリンク状態になる。フィードバックを有するＭＩＭＯシステムは、送信機にチャネル状態情報（ＣＳＩ）を提供し、より高いレベルの性能を与えるためにリンク・アダプテーションやウォーター・フィリング等の方法の使用を可能にする。
【０００７】
ＯＦＤＭシステムにおけるアダプティブ・ビット・ローディングは、いろいろな技術論文で論じられてきた。ＯＦＤＭサブキャリアに割り当てるビット数を変えることで、アダプティブ・ビット・ローディングはシステムの品質を落とさずにデータ速度を最適化するねらいをもつ。この技法は、それぞれ異なるサブキャリアはチャネル状態に依存する変動的な減衰度を有するという事実に基づいて機能する。割当ての決定は、通常、各サブキャリアのチャネル状態情報（ＣＳＩ）や信号対雑音比（ＳＮＲ）等の特定のフィードバック情報により行われる。
【０００８】
リンク・アダプテーションの別の例は、適応変調／符号化方式（ＡＭＣ）である。従来のシステムでは、予め定義されたレベルの組の中から使用すべき変調及び符号化方式（ＭＣＳ）レベルを送信機が決定する。通常、この決定は、受信機で測定された検出後ＳＮＲを各ＭＣＳレベルに対応するしきい値と比較することによってなされる。この方法はＭＣＳレベルを選択する点では正確であるが、ＳＮＲを受信シンボルごとに計算しなければならないので処理複雑度が高い。また信号フィードバックのオーバヘッドも高く、限られた利用可能な無線資源を圧迫している。
【０００９】
処理複雑度と高いフィードバック・オーバヘッドを低減する技術が、特許文献１において提示されている。上記文献に記述された技術では、定期的な特定のフィードバック・メッセージとともに肯定応答（ＡＣＫ）及び否定応答（ＮＡＣＫ）に基づいてＭＣＳレベルを決定する。
【非特許文献１】"V-BLAST: an architecture for realising very high data rates over the rich-scattering wireless channel" by P W Wolniansky et al in the published papers of the 1998 URSI International Symposium on Signals, Systems and Electronics, Pisa, Italy, Sep. 29 to Oct. 2, 1998.
【特許文献１】“A mobile communication system and method for adaptive modulation and coding, combining pilot-aided and ACK/NACK based decision on the employed modulation and coding scheme level” by Cho Myeon-gyunand Kim Ho-jin, patent number EP1289181, filed 5thMarch 2003.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、リンク・アダプテーションをＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムに応用する技術は開示されていない。
【００１１】
本発明の目的は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおいて、処理複雑度を低く抑え、信号フィードバックのオーバヘッドを低減しつつ、最適なビット割当てを行うことができるリンク・アダプテーションシステム及びその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、受信機側のＶ-ＢＬＡＳＴ処理部により提供されたフィードバック情報に基づき、異なるアンテナで送られるサブキャリア毎に割り当てるビット数、各送信アンテナの電力を適応的に制御する。また、本発明は、受信機側において、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報に依存して、次のフレーム送信において各送信アンテナにおけるＡＭＣレベルの上げ／下げを決定し、Ｖ-ＢＬＡＳＴ処理により得られた一組のリンク品質情報に依存してＡＭＣレベルの増加／減少量を決定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおいて、処理複雑度を低く抑え、信号フィードバックのオーバヘッドを低減しつつ、リンク・アダプテーションを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は、直交波周波数分割多重を利用する複数入力複数出力通信システム（すなわち、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム）における送信機１００のブロック図である。図２は、同システムの受信機２００のブロック図である。両図は２基の送信アンテナと２基の受信アンテナを使用するシステムを示すが、本発明は多数（NT）の送信アンテナと多数（NR）の受信アンテナを使用するシステムに拡張可能である。
【００１６】
送信機１００において、各個別アンテナ・チェーンごとにデータ処理が行われる。独立データのそれぞれ異なるストリームが各送信アンテナから送信されている。入力データは、まずＣＲＣ付加部１０２で巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号が付加される。その後、畳み込み符号化、ターボ符号化などのチャネル符号化が符号化部１０４で実行される。符号化されたデータは次に、データ中のバーストエラーを減少させるためにインターリーバ１０６でインタリーブされる。インタリーブされたデータに対して、多値変調コンステレーション・シンボル・マッピングがマッピング部１０８で実行される。マッピングされた信号に対してパイロット挿入部１１０でパイロット信号が挿入される。パイロット信号を挿入することにより受信機でのチャネル評価を容易にする。
【００１７】
ＯＦＤＭ変調を行う前にＳ／Ｐ変換部１１２でシリアルなデータストリームをパラレルなデータストリームに変換する。ＩＦＦＴ部１１４は生成サブキャリアを互いに直交させる。Ｐ／Ｓ変換部１１６でパラレルデータをシリアルデータに変換した後、ＣＰ付加部１１８でマルチパス効果を低減するためのサイクリックプレフィックス（cyclic prefix）がＯＦＤＭシンボルに付加される。送信前に、Ｄ／Ａ変換部１２０によってデジタル信号はアナログ信号に変換される。各送信機チェーンでの各種処理を経た後、信号はそれぞれの割り当てられた送信アンテナ１２２によって送信可能な状態になる。
【００１８】
受信機２００では、受信アンテナ２０２からの受信信号に対して、上記と逆の処理、すなわち、アナログからデジタルへの変換（Ａ／Ｄ変換部２０４）、サイクリックプレフィックス除去（ＣＰ除去部２０６）、シリアルパラレル変換（Ｓ／Ｐ変換部２０８）、高速フーリエ変換（ＦＦＴ部２１０）、パラレルシリアル変換（Ｐ／Ｓ変換部２１２）といった処理が行われる。受信信号は複数の送信アンテナからの重なり合う信号からなるため、この信号をそれぞれ個別のストリームに分離する必要がある。この場合、ゼロ・フォーシング（ＺＦ）または最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）といった技法を利用するＶ-ＢＬＡＳＴデコーダ２１４をこの機能を実行するために使用する。
【００１９】
さらにデマッピング（デマッピング部２１６）、デインタリービング（デインターリーバ２１８）及びデコーディング（復号部２２０）を行った後、各パケットについて巡回冗長検査（ＣＲＣ処理部２２２）が行われ、当該データが正しいことを確認する。検査されたパケットがエラーなしと判定される場合は、肯定応答（ＡＣＫ）が送信機に送信されて、送信機は当該パケットを再送信しない。もしエラーがあれば、再送信を要求するために否定応答（ＮＡＣＫ）が送信機１００に送信される。
【００２０】
図３は、本発明のリンク・アダプテーションを目的に採用された閉ループシステムを示す図である。図３に示すシステムは、送信機側の適応ビット割当て部３０４と適応電力割当て部３０６を含む構成を採る。
【００２１】
入力データはターボ符号化部３０２でターボ符号化される。ターボ符号化によって生成
されたシステマチックビットとパリティビットは適応ビット割当て部３０４に出力される。
【００２２】
適応ビット割当て部３０４は、異なるアンテナで送られるサブキャリア毎に、割り当てるビット数を適応的に制御する。適応電力割当て部３０６は、各アンテナに適応的に電力を割り当てる。割当られるビット数と電力量は、前の送信から得られたアンテナ状態に依存する。この情報は、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理部３０８によって与えられ、ベクトル情報出力部３１２に保存され、エラーフリー・チャネル３１０を通じて送信機へ送られる。
【００２３】
Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理部３０８は、送信機の複数アンテナに対応して受信信号をデータストリームに分離するＶ−ＢＬＡＳＴ処理を行う。デマッピング部３１４は、Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理された各ビットをデマッピングする。
【００２４】
図４は、本発明の一実施例でのＶ−ＢＬＡＳＴ信号処理方法及び情報取得を示すフローチャートである。Ｖ−ＢＬＡＳＴ処理から得られた情報をもとに、アンテナのＳＮＲの順位付けが行われる。以下に、ＺＦクライテリオンを用いるＶ−ＢＬＡＳＴ技法とアンテナ順位付け手順を説明する。
【００２５】
各受信アンテナで受信された信号は、各送信アンテナからの信号の混成物からなる。したがって、Ｖ−ＢＬＡＳＴは混成物を検出し、妥当なデータストリームに分離することをめざす。Ｖ−ＢＬＡＳＴ技法は、すべての受信アンテナから得たシンボルの各列（これを受信ベクトルという）に対して実行される。各受信ベクトルに対応する、チャネル評価から取得されるチャネル行列もＶ−ＢＬＡＳＴ処理に必要となる。
【００２６】
受信ベクトル（ri）と対応するチャネル行列（Hi）の組を設定した後の最初のステップは、行列Giの組を得るためにHiの擬似逆形を計算することである（ステップ４０４）。
【００２７】
チャネル行列の擬似逆形を得た後、Giの各行のノルムを計算する（ステップ４０６）。このステップの目的は、第一の検出対象レイヤを選択することである。最大の検出後信号対雑音比（ＳＮＲ）を示すレイヤで最初に検出を実行すれば、よりよい性能が得られることはすでに証明済みである。これは、最小ノルムをもつGiの行を検出することに相当する。
【００２８】
したがって、最小ノルムをもつGiの行をゼロ化ベクトル（wk）として選択する（ステップ４０８）。このベクトルは、kthで送信した信号を除き、すべての信号をゼロ化（無効に）する。Ｖ-ＢＬＡＳＴ処理部３０８は、受信ベクトル（ri）及び重みベクトル（wk）を内部で作成することにより、kth送信アンテナから送信されたシンボルの検出を行う（ステップ４１０）。
【００２９】
検出されたシンボルは、信号コンステレーション内の最も近い値にスライシングして再マッピングされる（ステップ４１２）。こうすることで、次のステップで実行される信号消去のための評価が効率よく処理される。
【００３０】
一つのレイヤが検出されれば、その後のレイヤの検出処理は効率よく行える。検出された信号部分を受信信号のベクトルから差し引くことで（ステップ４１４）、次のステップでのゼロ化対象レイヤ数は減少される。この消去処理は、受信信号ベクトルを妨害信号成分が低下したベクトルに修正することになる。また検出の複雑さも低減する。
【００３１】
これに対応してHi のkth列を消去することで（ステップ４１６）、チャネル行列も修正する必要がある。
【００３２】
すべてのレイヤがうまく検出されるまで全部の処理を繰り返す（ステップ４１８）。なお、Ｖ−ＢＬＡＳＴ検出は、受信ベクトルのほかの組についても引き続き実行される。
【００３３】
ノルムは各送信レイヤの検出後ＳＮＲの指示値であるので、本発明はこの情報をアンテナ順位付けに利用している。フレーム中の各シンボルについて検出の順序が、受信機内でベクトルとして保存される。受信機は、その後、エラーフリー・チャネルを通じて情報ベクトルを送信機へフィードバックする。送信機は、このベクトルを次の送信フレームにおけるリンク・アダプテーションに利用する。この保存とフィードバックのプロセスは、望ましい周期で繰り返される。これらの二つのステップは、受信機で受信したフレームごとに実行してもよいし、または望ましいｍ個のフレームごとに実行してもよい。通則的なガイドラインとしては、変動の早い無線チャネルであれば、より短い周期でフィードバックを行う。他方、変動が遅いチャネルでは、資源を節約し、複雑さを最小レベルに保つために、より長い間隔で情報を更新するようにする。
【００３４】
図５はＶ-ＢＬＡＳＴ検出中にエラー伝播が発生しないことを前提とした、検出された各送信レイヤの性能を示す図である。図５において、横軸はＥｂ／ＮＯ、縦軸はＢＥＲ（Bit Error Rate）である。図５では、４つの送信アンテナの送信機と４つの受信アンテナの受信機との間で通信を行い、送信アンテナ１（Ｔｘ１）の信号から順に送信アンテナ４（Ｔｘ４）の信号まで分離する場合のエラー曲線を示している。
【００３５】
理論的には、第一の検出対象レイヤの検出時はダイバーシチレベルがいちばん低い。検出された各レイヤについて、各受信アンテナはずっと一定であるのに検出されたレイヤは消去されていくので、結果としてシステムのダイバーシチレベルはレイヤが進むにつれて増加する。このことは図５に明白に示されている。第一のデコーディング・ステップで検出されるアンテナ１のエラー曲線は、ＳＮＲが増えるにしたがって緩やかに降下する（アンテナ１のダイバーシチレベル）。アンテナ２、３、４のエラー曲線は、アンテナ１のものよりもずっと急に降下する。それよりも前に検出されたシンボルは差し引かれているという利を得ることにより、後続のレイヤではダイバーシチレベルが４まで増加する。レベル４が発生するのは、４基の受信アンテナによる検出対象としてただ一つの信号が残っている場合である。したがって、この観測例から結論づけられるのは、順位付け後の第一の検出対象レイヤは最高の検出後ＳＮＲをもつが、その後に検出されるほかの送信レイヤに比べて、その性能は低くなるということである。したがって、適応ビット割当て部３０４及び適応電力割当て部３０６は、第一の検出対象レイヤとなったアンテナに対して、この特定のアンテナ・リンクにおける性能を向上させるために、より少ないビット数かより高い送信電力、またはこれらの両方を与えるべきである。
【００３６】
本発明の別の実施例を図６に示す。この実施例ではＡＭＣを用いる。Ｖ−ＢＬＡＳＴ情報に加えて、ＡＭＣ処理を容易にするためにシステムはＣＲＣ情報を利用する。送信機６０２内の多重ＣＲＣ付加部６０４は、各アンテナ・チェーン６０８から送信する信号にＣＲＣビットを付加する。したがって、受信機６１２では、多重ＣＲＣ検出部６１８において、各個別受信アンテナで受信され、復調デコーダ６１６で復調された各フレームがエラー検出のためにＣＲＣを受ける。
【００３７】
ＡＭＣ選択部６２４は、多重ＣＲＣ検出部６１８からＣＲＣの結果（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を得る。ＡＭＣ選択部６２４は、各受信アンテナ６１０に受信された信号に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報によって、次のフレーム送信において送信機６０２の各アンテナ６０８におけるＡＭＣレベルを上げるかまたは下げるかを決定する。ＡＭＣ選択部６２４は、現在の送信でＡＣＫを受信したアンテナでは次のフレーム送信ではそのＡＭＣレベルを上げるようにし、ＮＡＣＫを受信したアンテナでは次のフレーム送信でそのＡＭＣレベルを下
げるようにする。
【００３８】
また、ＡＭＣ選択部６２４は、Ｖ-ＢＬＡＳＴデコーダ６１４により得られた一組のリンク品質情報に依存してＡＭＣレベルの増加／減少量を決定する。生成されたノルム情報が、各アンテナのリンク状態の評価を決定するための手段として用いられる。前述したアンテナ順位付けのコンセプトを利用することで、ＡＭＣ選択部６２４は、エラー確率が比較的小さいアンテナではそのＡＭＣレベルをより大幅に増加させ、ＡＭＣレベルの減少が必要な場合にはエラー確率が比較的大きいアンテナではそのＡＭＣレベルをより大幅に減少させる。
【００３９】
ＡＲＱとリンク品質の両方の情報に基づいて、ＡＭＣ選択部６２４は、適切なＡＭＣレベルを選択し、フィードバックチャネル６２６を通じてこの選択をフィードバックする。ここで注目されるのは、すべての演算及び選択処理が受信機で実行されることである。その結果、送信機に送る必要があるオーバヘッドと信号情報量が減少する。
【００４０】
このフィードバック情報を用いて、送信機６０２内の多重ＡＭＣ部６０６は、各送信アンテナにＡＭＣレベルを効率よく割り当てることができる。前の送信時に決定されたリンク品質に基づいて、各アンテナに適切なＡＭＣレベルを割り当てることにより、システムはチャネル状態の差や変動をうまく利用してシステム全体の性能をよりよくすることができる。
【００４１】
ＳＮＲ測定部６２２は、各送信アンテナ６０８から送信された受信パイロット信号を用いてＳＮＲを測定する。ＡＭＣ選択部６２４は、測定されたＳＮＲに基づき各送信アンテナ６０８のチャネル状態を評価し、定期的に、基準値として送信されたパイロット信号の検出後ＳＮＲに応じてＡＭＣレベルをリセットする。また、ＡＭＣ選択部６２４は、ＡＭＣレベルのＳＮＲに基づく割当てを初期設定期間に実行する。これにより、システムがサポート可能な実際のＡＭＣレベル範囲から上記の方法により割り当てられたＡＭＣレベルがあまりに大きく逸脱してしまうのを防ぐことができる。
【００４２】
ＡＭＣレベルの多様化の例を図７に示す。ここでは、７段階のレベルがあり、変調方式がＱＰＳＫから６４ＱＡＭまで変動し、符号化率が１／４、１／２、３／４と変動する。割り当てられたＡＭＣレベルがより高いほど、データ率が高くなる。エラー率を許容限度内に抑えつつ高いデータ率を得るためには、信号のＳＮＲが各ＡＭＣレベルに対応するしきい値を常に上回るようにする。
【００４３】
なお、上記の説明は本発明の好適な実施例とみなされるが、本発明は、開示した実施例に限定されるものではなく、多様な形態と実施態様で実現可能であり、本発明の範囲は、以下に記載する特許請求事項およびその等価物に参照して決定されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムに用いるに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムの送信機のブロック図
【図２】ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムの受信機のブロック図
【図３】本発明のリンク・アダプテーションを目的に採用された閉ループシステムの一実施例を示す図
【図４】本発明の一実施例でのＶ−ＢＬＡＳＴ信号処理方法及び情報取得を示すフローチャート
【図５】エラー伝播が発生しないことを前提とした、各送信レイヤの検出処理の性能を示す図
【図６】本発明のリンク・アダプテーションを目的に採用された閉ループシステムの別の実施例を示す図
【図７】７段階のＡＭＣレベルでそれぞれ異なる変調方式と符号化率の組合せの例を示す図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006048934.tif 000009
【図２】
2006048934.tif 000010
【図３】
2006048934.tif 000011
【図４】
2006048934.tif 000012
【図５】
2006048934.tif 000013
【図６】
2006048934.tif 000014
【図７】
2006048934.tif 000015
【国際調査報告】
2006048934.tif 000016
2006048934.tif 000017
2006048934.tif 000018
2006048934.tif 000019
2006048934.tif 000020
2006048934.tif 000021
2006048934.tif 000022