CN1830169B - 无线通信装置及无线通信方法 - Google Patents

Abstract

一种可减轻设定传输格式时的负荷并且可以抑制装置规模增大的无线通信装置。该装置中，空间复用适合度检测单元(108)，对每个通过分割多载波传输中Ns个副载波信号所属的通信频带而获得的、多个副载波信号所属的分割频带(DB-1～DB-Nd)，检测其空间复用传输适合度，并输出该检测结果(#1～#Nd)。传输格式设定单元(110)基于从空间复用适合度检测单元(108)得到的检测结果(#1～#Nd)，设定进行无线传输时的传输格式。

Description

无线通信装置及无线通信方法

技术领域

本发明涉及一种用于应用了多载波方式的数字无线通信系统的无线通信装置及无线通信方法。

背景技术

近年来，随着对无线通信的大容量化和高速化的要求提高，关于提高有限频率资源有效利用率的方法的研究日渐盛行。作为其方法之一的利用空间领域的技术引起人们的关注。比较有代表性的，可列举出利用传输路径的空间正交性，在同一时刻，以同一频率，使用同一码元的物理信道，传输不同数据序列的技术。该传输技术中，包括将不同数据序列向不同移动站传输的空分多址(SDMA：Space Division Multiple Access)技术(例如，参照非权利文献1)，及将不同数据向同一移动站传输的空分复用(SDM：Space DivisionMultiplexing)技术(例如，参照非权利文献2)的技术。

上述SDM技术中，通过在发送方装置中，从发送方装置具有的多根天线中，每根天线在同一时刻、以同一频率、使用同一码元的物理信道，发送不同数据序列；另一方面，在接收方装置中，基于表示发送接收天线间的传输路径特性的信道矩阵，从接收方装置具有的多根天线的接收信号中，分离接收不同数据序列(以下称为“BLAST型”)，可提高频率利用效率。在进行SDM传输时，在足够的S/N(信噪功率比)条件下的发送/接收方装置间存在许多散射体的环境中，发送方装置及接收方装置具有相同数量天线的情况下，可与天线数成比例地扩展通信容量。

另外，在实现无线通信的大容量化或高速化中，提高对于多路径或衰落的抗性变得重要。多载波传输方式是为实现这个目的的一个方法，特别是正交频分复用(OFDM)传输方式被采用于数字地面广播或宽频无线接入系统。

关于该OFDM传输中应用SDM传输的传输方式，如非专利文献3中所揭示。该传输方式中，在不存在超过保护间隔长度的多路径时，各副载波可看作窄带传输，即平坦衰落传输。为此，有许多文献报告了对每个副载波计算的信道矩阵，并基于计算的信道矩阵H进行SDM传输的例子。

【非专利文献1】″A Study on a Channel Allocation scheme with anAdaptive Array in SDMA″，Ohgane，T.，et al.，IEEE 47th VTC，pp.725-729，vol.2，1997

【非专利文献2】″Layered Space-Time Architecture for WirelessCommunication in a fading environment when using multi-element antennas″，Foschini，G.J.，Bell Labs Tech.J，pp.41-59，Autumn 1996

【非专利文献3】″On the Capacity of OFDM-based Spatial MultiplexingSystems″，IEEE Trans.Communications，vol.50，pp.225-234，2002

发明内容

然而，传统的无线通信系统，必须按每个副载波计算信道矩阵，按每个副载波设定传输格式，如空间复用要使用的空间复用数、调制方式、多值调制数(M-Ray)及编码率。另外，由于副载波数变多，随之处理量增加，所以设定传输格式的无线通信装置的负荷增加的同时导致装置规模增大的问题。

本发明的目的在于提供一种无线通信装置及无线通信方法，其能够减轻设定传输格式时的负荷，并且能够抑制装置规模增大。

本发明的无线通信装置，是一种在空间复用传输中应用多载波方式进行无线传输的无线通信装置，其包括：通过分割多载波传输的通信频带获得多个分割频带，上述分割频带各自具有多个副载波信号，对各分割频带检测其空间复用传输的适合度；设定单元，基于对上述各分割频带检测出的适合度，对上述各分割频带设定进行无线传输时使用的传输格式，上述传输格式包括空间复用数。

本发明的无线通信方法，是一种用于在空间复用传输中应用多载波方式进行无线传输的无线通信装置的无线通信方法，其包括：检测步骤，通过分割多载波传输的通信频带获得多个分割频带，上述分割频带各自具有多个副载波信号，对各分割频带检测其空间复用传输的适合度；设定步骤，基于对上述各分割频带检测出的适合度，对上述各分割频带设定进行无线传输时使用的传输格式，上述传输格式包括空间复用数。

根据本发明，可以减轻设定传输格式时的负荷，并且可以抑制装置规模增大。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1涉及的基站装置结构的方框图。

图2表示本发明实施方式1中的分割频带和副载波信号之间的关系。

图3是表示本发明实施方式1中的空间复用适合度检测单元结构的主要部分的方框图。

图4是用于说明本发明实施方式1涉及的基站装置与移动站装置进行无线通信时的操作的一例的图。

图5是表示本发明实施方式2涉及的基站装置结构的方框图。

图6是表示本发明实施方式3涉及的基站装置结构的方框图。

图7是用于说明本发明实施方式3涉及的基站装置与移动站装置进行无线通信时的操作的一例的图。

图8A是表示从本发明实施方式3涉及的基站装置通过时分复用而发送的天线个别导频信号的帧结构图。

图8B是表示从本发明实施方式3涉及的基站装置通过码分复用而发送的天线个别导频信号的帧结构图。

图8C是表示从本发明实施方式3涉及的基站装置通过时分复用及码分复用的组合而发送的天线个别导频信号的帧结构图。

图9是表示本发明实施方式4涉及的基站装置结构的方框图。

图10是表示本发明实施方式4中的空间复用适合度检测单元结构的主要部分的方框图。

图11是表示本发明实施方式5涉及的基站装置结构的方框图。

图12表示本发明实施方式5中的分割频带和副载波信号之间的关系。

具体实施方式

以下参照附图就本发明的实施方式作详细说明。并且在以下所有实施方式中，就设定从基站装置向移动站装置的发送(以下称为“下行链路”)信号的传输格式情况进行说明。

(实施方式1)

图1是表示本发明实施方式1涉及的基站装置结构的方框图。然而，在本实施方式中，对基于TDD(Time Division Duplex，时分双工)方式的无线通信系统的情况进行说明。而且，本实施方式中，以基于从移动站装置向基站装置的发送(以下称为“上行链路”)信号在基站装置的接收结果，来进行空间复用适合度检测的情况为例来说明。

图1所示的基站装置100具有：Na根天线102-1～102-Na，Na个双工机104-1～104-Na，Na个接收系统天线元件单元106-1～106-Na，空间复用适合度检测单元108，传输格式设定单元110，传输格式形成单元112，Na个串行/并行变换(S/P)单元114-1～114-Na，及Na个发送系统天线元件单元116-1～116-Na。

另外，接收系统天线元件单元106-1～106-Na分别具有分离器(separator)120-1～120-Na。传输格式形成单元112具有编码单元122、调制单元124及空间复用单元126。发送系统天线元件单元116-1～116-Na分别具有混合器128-1～128-Na。

而且与基站装置100进行无线通信的能够SDM的移动站装置150，具有Nr根天线152-1～152-Nr。

天线102-1～102-Na为发送/接收系统共用的天线。双工机104-1～104-Na，将从天线102-1～102-Na接收的高频率信号S-1～S-Na输出至分离器120-1～120-Na，再将从混合器128-1～128-Na输入的高频率信号S-1～S-Na以天线102-1～102-Na无线发送。

分离器120-k(这里k＝1～Na)，对于从双工机104-k输入的高频率信号S-k实施高频率放大和频率变换等处理后，分成Ns个副载波信号f₁-k～f_Ns-k，输出至空间复用适合度检测单元108。

空间复用适合度检测单元108，对于通过将Ns个副载波信号f₁-k～f_Ns-k所属的通信频带分割为Nd个部分(Nd为自然数：Ns＞Nd≥1)而获得的Nd个分割的频带DB-1～DB-Nd的每个，检测空间复用适合度即是否适合向空间复用传输的适合度，并且将该检测结果#1～#Nd输出至传输格式设定单元110。

属于各分割频带DB-1～DB-Nd的副载波信号的个数未必一定相等，不过以下说明的本实施方式中假定Nc个(Nc＝Ns/Nd)副载波信号均等地属于各分割频带DB-1～DB-Nd。分割频带和副载波信号的关系如图2所示，各分割频带内存在Nc个副载波信号。另一方面，当属于各分割频带的副载波信号数不同时，属于第m个分割频带DB-k的副载波信号数表示为Nc(m)，并且满足以下(式1)的关系。

$\mathrm{Ns}=\underset{m=1}{\overset{\mathrm{Nd}}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Nc}\left(m\right)$ ...(式1)

此处，参照图3就空间复用适合度检测单元108的内部结构进行说明。空间复用适合度检测单元108具有对应于分割频带DB-m(这里m＝1～Nd)的Nd个分割频带处理单元156-1～156-Nd。但是在图3中，为便于说明，仅表示处理分割频带DB-1的分割频带处理单元156-1的结构。由于其他的分割频带处理单元156-2～156-Nd的结构和分割频带处理单元156-1的结构相同，所以省略其说明。再者，图3中，以将属于一个分割频带的副载波信号的个数设为两个的情况为例，副载波信号f₁-k、f₂-k属于分割频带DB-1。

分割频带处理单元156-m包括：复本生成单元160，生成嵌入于各副载波信号f_n(m)-1～f_n(m)-Na的已知信号的导频信号的复本；相关计算单元170-n-1～170-n-Na(这里，n＝1～Nc)，计算各副载波信号f_n(m)-1～f_n(m)-Na含有的接收导频码元及生成的复本之间的相关值；相关矩阵生成单元180，基于计算的相关值而生成相关矩阵；以及适合度评价函数计算单元190，基于生成的相关矩阵，计算用于对空间复用传输的适合度进行评价的适合度评价函数。这里，n(m)表示属于分割频带DB-m的副载波信号的号码。

再者，分割频带处理单元156-m可以不使用所有属于分割频带DB-m的副载波信号f_n(m)-1～f_n(m)-Na。例如，可去掉(puncture)几个副载波信号f_n(m)-1～f_n(m)-Na之后，再对分割频带DB-m进行处理。在去掉几个副载波信号的情况下，虽然难以提高对空间复用传输的适合度的检测精度，但可获得减少处理计算量的效果。

相关计算单元170-n-k，进行相关计算，以计算生成的复本及各副载波信号f_n(m)-1～f_n(m)-Na所含有的接收导频码元之间的相关值。此处，如导频信号为r(s)(这里，s＝1～Np，Np为导频信号的码元数)，则相关计算单元170-n-k通过进行(式2)所示的相关计算，计算相关值h_nk。这里，No表示对于码元的过采样数，“*”表示复数共轭转置运算符。

$h_{\mathrm{nk}}=\frac{1}{\mathrm{Np}}\underset{s=1}{\overset{\mathrm{Np}}{\mathrm{\Σ}}}{f}_{n-k}(t_0+\mathrm{No}\·(s-1))r^{*}\left(s\right)$ ...(式2)

相关矩阵生成单元180基于计算的相关值h_nk，使用列矢量即通过(式3)求出的每个副载波的相关矢量Vn，生成(式4)所示的相关矩阵R。这里，n＝1～Nc、k＝1～Na，T表示矢量转置运算符，H表示复数共轭转置运算符。

V_n＝[h_n，1 h_n，2…h_n，Na]^T  ...(式3)

$R=\frac{1}{\mathrm{Nc}}\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Nc}}{\mathrm{\Σ}}}{V}_n{V_n}^H$ ...(式4)

即，相关矩阵R的生成中，如上述(式4)所示，从相关矢量Vn计算相关矩阵(VnVn^H)(以下称为“自相关”)。进而，通过综合自相关获得相关矩阵R。本实施方式中，通过使各副载波信号对应的自相关加起来而综合自相关。通过如此，可强调相当于更高质量的接收状态的副载波信号的成分，且可提高传输格式设定的精度。

适合度评价函数计算单元190，对于生成的相关矩阵R进行本征值展开，求Na个本征值λ_k。又，将计算的本征值λ_k按从大到小顺序分类，从最大者开始附加下标。然后，生成(式5)及(式6)所示的适合度评价函数值A、B，将含有该数值的检测结果#m，作为分割频带DB-m的空间复用适合度而输出。如此，通过计算的本征值λ_k获得含有多个函数值的空间复用适合度，可以提供多个指标来判定是否适合空间复用，较之仅使用一个指标进行判定的情况可提高判定精度。此处，适合度评价函数值A表示来自移动站装置150的接收信号的信噪比(SNR)。又，适合度评价函数值B为评价空间性扩展的一个尺度。然而，由于相关矩阵R为赫米特矩阵(Hermitean matrix)，所以其本征值为实数值。

$A({\mathrm{\λ}}_1,{\mathrm{\λ}}_2,{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{Na}})=\frac{{\mathrm{\λ}}_1}{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{Na}}}$ ...(式5)

$B({\mathrm{\λ}}_1,{\mathrm{\λ}}_2,{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{Na}})=\frac{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{Na}}}{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{Na}}}$ ...(式6)

传输格式设定单元110，基于各检测结果#m所包含的适合度评价函数值A、B，设定通信频带中的传输格式。

具体而言，首先传输格式设定单元110将各分割频带DB-m的适合度评价函数值A、B分别和预定数比较。作为该比较的结果，可判断适合度评价函数值A、B均大于预定数时，就认为接收信号电平高，且空间性扩展大。即，判断为适合于空间复用传输，在下行链路中设为可以进行空间复用传输的传输格式。另一方面，适合度评价函数值A、B的任意一值等于或者低于预定值的情况下，SNR低或空间性扩展小，而不适合空间复用传输，在下行链路中设为不进行空间复用传输而对于一个信道进行指向性发送的传输格式(空间复用数＝1)。

传输格式是通过求通信频带的空间复用数、调制方式、编码率及发送接收用加权系数(以下称为“发送接收权重”)而设定的。在通信频带空间复用数的计算过程中，传输格式设定单元110求对应于各分割频带DB-m的空间复用数的分布，并将占最大比例的空间复用数设定为通信频带的空间复用数。

另外，传输格式设定单元110，生成用于报告设定的传输格式的传输格式控制信号，并输出至传输格式形成单元112。

然而，传输格式设定单元110，也可根据适合度评价函数值A，将于调制单元124的多值调制数(调制方式)或于编码单元122的编码率进行适应性变化和设定处理。例如，因为适合度评价函数值A表示接收信号的SNR，所以传输格式设定单元110，在链路质量提高时，降低于编码单元122的编码率或增加于调制单元124的多值调制数。设定的多值调制数(调制方式)和编码率，和空间复用数一同作为传输格式控制信号报告给传输格式形成单元112。

又如，用来和适合度评价函数值B比较的预定数，也可使其与适合度评价函数值A的值联动变化。在该情况下，可考虑例如适合度评价函数值A增加时，用来和适合度评价函数值B比较的预定数减小。藉此，可将基于空间性扩展的传输格式设定，按照接收质量(本实施方式中为SNR)进行适应性控制。

编码单元122，基于传输格式控制信号所示的编码率，将发送数据序列编码。

调制单元124，基于传输格式控制信号所示的多值调制数(调制方式)，调制编码后的发送数据序列。

空间复用单元126，将调制后的发送数据序列，和传输格式控制信号所示的空间复用数同数目分割，将分割的各发送数据序列乘以发送权重，将结果输出至S/P单元114-1～114-Na。

S/P单元114-1～114-Na通过将从空间复用单元126输入的发送数据序列串行/并行变换，变为变换为与副载波信号一一对应的数据序列的多载波信号。混合器128-1～128-Na将从S/P单元114-1-114-Na输入的多载波信号混合，输出至双工机104-1～104-Na。

接下来，就具有上述结构的基站装置100和移动站装置150进行无线通信时的操作进行说明。图4说明基站装置100和移动站装置150进行无线通信时的操作的例子。此处，说明从不使用空间复用传输用传输格式的通常传输模式向使用空间复用传输用传输格式的空间复用传输模式转换的情形下、空间复用传输模式的过程。

首先，确立帧同步及码元同步后，移动站装置150分别从天线152-1～152-Nr，将用于空间复用传输的天线个别导频信号通过时间分割或码元分割来发送(S1100)。

然后，基站装置100，在相关计算单元170-n-k使用接收的天线个别导频信号，进行信道估计即Nr×Na个信道估计值h(j、k)的估计(S1200)。此处，j＝1～Nr。接着，在适合度评价函数计算单元190，对每个移动站装置估计天线102-1～102-Na的接收质量(S1300)。

然后，在传输格式设定单元110，将其中信道估计值h(j、k)如(式7)所示呈矩阵表示的信道矩阵H进行奇异值(singular value)分解。然后，按从大到小顺序将对应于Nm个奇异值λ_j的右奇异值矢量设为基站装置100的发送权重(发送权重矢量)，将对应于奇异值λ_j的左奇异值矢量设为移动站装置150的接收权重(接收权重矢量)。这里，Nm为满足1≤Nm＜min(Nr，Na)的自然数。藉此，进行Nm个空间复用传输成为可能。将以上的操作对每个副载波信号进行。然后，将获得的接收权重向移动站装置150报告(S1400)。

$H=\left[\begin{array}{cccc}h(1,1)& h\left(\mathrm{1,2}\right)& ...& h(1,N_a)\\ h\left(\mathrm{2,1}\right)& h\left(\mathrm{2,2}\right)& ...& h(2,N_a)\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ h(N_r,1)& h(N_r,2)& ...& h(N_r,N_a)\end{array}\right]$ ...(式7)

然后，移动站装置150基于接收权重，进行对应于个别用户的数据信道(用户信道)的接收的处理(S1500)。然后，基站装置100基于发送权重，开始个别用户信道的发送(S1600)，而移动站装置150开始个别用户信道的接收(S1700)。通过以上的操作，可对应于空间复用适合度的检测结果进行空间复用传输。

因此，根据本实施方式，利用相邻的副载波信号之间的高空间谱相关这一特性，将通信频带分割为多个分割频带DB-1～DB-Nd，合成从属于各分割频带DB-1～DB-Nd的各副载波信号获得的相关矢量Vn，以生成相关矩阵R。通过使用生成的相关矩阵R对每个分割频带进行空间复用适合度的检测，使之可以检测属于各分割频带的副载波信号的平均到达路径的空间性扩展。因此，通过将分割频带的频带宽度适应性地设定，并且对每个分割频带进行空间复用适合度的检测，较之于按每个副载波信号进行的空间复用适合度的检测，可减少处理计算量，还可抑制装置规模增大。本实施方式中，由于一次性地设定通信频带的传输格式，所以较之于按每个副载波信号设定传输格式，可大幅减少处理计算量。

即，根据本实施方式，关于属于各分割频带的副载波信号群，通过获得到达路径的平均空间扩展特性，可在空间复用传输控制中引入评价副载波信号群的空间特性的评价指标。该评价指标，由于在传统的方式中不存在，所以传统的方式中必须将传输格式按每个副载波信号设定。因此，在传统方式中作为由于传输环境而在通信频带内的特定频带产生下陷(电平下降)的结果，在关于电平下降的副载波信号的相关值计算中误差增大的情况下，可能会错误地设定传输格式。而在本实施方式中，通过评价指标的引入，可将传输格式以副载波信号的组为单位而设定，从而可以防止在上述的情况中产生错误设定。

又如，根据本实施方式，由于仅在传输路径的状态判定为适合于空间复用传输时，才可转换为空间复用传输模式，所以可防止因为不适合空间复用传输的传输路径插入不必要的导频信号而产生的有效传输速率的下降，及防止由于不必要的计算处理而增加功率消耗。

再者，基站装置100的结构并非仅限于上述结构。例如，上述的结构中，也可追加对应于传输环境将分割频带进行适应性变更的结构。例如，可采用基于相关频带宽度(相干频带宽度)而变更分割频带的结构。根据该结构，可提供传输格式设定的精度和计算量之间的最合适平衡。

而且，空间复用适合度检测单元108的结构不仅限于上述结构。例如，在上述的结构中，也可追加计算关于含有移动站装置150的估计移动速度或多普勒频率估计的移动站装置150的迁移(mobility)的评价值的结构。该情况下，因为由于SDM分配处理而产生延迟，移动站装置150处于大于或等于预定的迁移率的状态的情况下，对移动站装置150设防止SDM传输的传输格式。藉此可使空间复用传输稳定。

又，本实施方式中，说明将本发明的无线通信装置应用于基站装置100的情况，以及下行链路的传输格式的设定，但是，也可将本发明的无线通信装置应用于移动站装置150，从而使得能够设定上行链路的传输格式。

又如，适合度评价函数值A、B并不限于上述情况。作为适合度评价函数值A，既可使用接收信号功率(RSSI：Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指标)，也可使用接收导频信号的平均信号电平，或者也可使用SNR，其中将接收导频信号的平均信号电平设定为S，将瞬间导频接收信号的分散状况设为N。并且，适合度评价函数值B也可基于用于估计路径到达方向的角度谱的扩展而计算。在该情况下，在如(式8)所示的角度谱评价函数F(θ)中，通过适当进行表示路径到达方向的θ的可变扫描，并且求角度谱的峰值方向的谱扩展，可求出适合度评价函数值B。此处a(θ)表示天线102-1～102-Na的方向矢量，并且在天线102-1～102-Na形成等间隔直线阵列(rectilinear array)时，可以如(式9)所示的表示。d表示天线间隔，λ表示载波频带的波长。

F(θ)＝a(θ)^HRa(θ)            (式8)

$a\left(\mathrm{\θ}\right)=\left[\begin{array}{c}1\\ \exp \{-j2\mathrm{\πd}\·1\·\sin \mathrm{\θ}/\mathrm{\λ}\}\\ .\\ .\\ .\\ \exp \{-j2\mathrm{\πd}\·(\mathrm{Na}-1)\·\sin \mathrm{\θ}/\mathrm{\λ}\}\end{array}\right]$ ...(式9)

此处使用是傅里叶法，但也可根据广泛知晓的MUSIC法、ESPRIT法等本征值分解技术，或含有相关矩阵的逆矩阵计算的Capon法等的路径到达方向估计的高分解技术(high resolution technique)，来使用角度谱。

又如，为抑制相关波，也可将空间平滑(smoothing)技术应用于相关矩阵R。但是，属于各分割频带的副载波信号数小于天线数时，可考虑为相关矩阵生成单元180的输出的相关矩阵R的排位数有可能无法成为满秩(full rank)的情况。因此，必须对应属于各分割频带的副载波信号数，或对应于该副载波信号数加上路径数的和，适当选择方向估计算法。比如天线102-1～102-Na的结构为等间隔直线阵列配置时，也可对于在相关矩阵生成单元180获得的相关矩阵R应用空间平滑处理，或应用利用使其乘以幺正变换矩阵(unitarytransfor matrix)以将方向矢量实数化的电子束间隔来估计到达方向的处理。

再者，相关矩阵生成单元180也可代替上述(式4)所示的相关矩阵R，生成以下(式10)所示的相关矢量z。该情况下，适合度评价函数计算单元190，代替上述(式5)所示的适合度评价函数值A，计算以下(式11)所示的适合度评价函数值A(z)；代替上述(式6)所示的适合度评价函数值B，计算以下(式12)所示的适合度评价函数值B(z)。

$z=\frac{1}{\mathrm{Nc}}\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Nc}}{\mathrm{\Σ}}}{V_{n,1}}^{*}{V}_n$ ...(式10)

$A\left(z\right)=\frac{z_1}{\frac{1}{\mathrm{NcNp}}\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Nc}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{s=1}{\overset{\mathrm{Np}}{\mathrm{\Σ}}}{|f_{n-1}(t_0+\mathrm{No}(s-1))r^{*}\left(s\right)-h_{n,1}|}^2}$ ...(式11)

$B\left(z\right)=\frac{\left|z_1\right|}{\left|z_2\right|}$ ...(式12)

即，首先使用从移动站装置150发送的导频信号r(s)进行SNR评价(＝S/N)。在该评价中，使用(式11)中所示的适合度评价函数值A(z)。这里zk表示(式10)所示的相关矢量z的第k个元素。然后，使用相关矢量z，通过计算(式12)所示的适合度评价函数值B(z)，来评价天线102-1～102-Na接收的信号之间的相关。

又如，在本实施方式中，说明在图3中通过复本生成单元160、相关计算单元170-n-k及相关矩阵生成单元180的组合，使用已知的导频信号生成相关矩阵R的结构。但空间复用适合度检测单元108的内部结构并非仅限于此。例如，也可应用不使用导频信号而计算相关矩阵的技术。该情况下，通过计算阵列天线中的不同支路之间的相关值，可计算相关矩阵。此处计算的相关矩阵Rb的元素(j，k)可表示成以下的(式13)。再者，Nb为预定的采样数据数。由于本技术中无需导频信号，所以可抑制由于导频信号插入而产生的传输效率的下降。又，即使对于相关矢量z也可应用类似的处理。

$r_{\mathrm{jk}}=\frac{1}{\mathrm{Nb}}\underset{s=1}{\overset{\mathrm{Nb}}{\mathrm{\Σ}}}{f_{n-j}}^{*}\left(t\right)f_{n-k}\left(t\right)$ ...(式13)

另外，本实施方式中，作为多载波信号而被传输的副载波信号也可为已经被正交频分复用的副载波信号。该情况下，选择和使用各副载波信号在OFDM码元区间内彼此正交的频率。而且，本实施方式也可应用于将发送信号在频率轴方向上码分复用的MC-CDMA(Multi Carrier-Code DivisionMultiple Access，多载波码分多址)方式。该情况下，通过使用嵌入副载波信号并对个别用户复用的导频信号，计算每个用户的各副载波信号的相关值，而可以实现上述相同的作用和效果。

(实施方式2)

图5是表示本发明实施方式2涉及的基站装置的结构的方框图。其中，本实施方式涉及的基站装置，具有和实施方式1中已说明的基站装置相同的基本结构，对于同一结构成份标注同一标号，并省略其详细说明。

图5所示的基站装置200包括：具有和实施方式1中已说明的传输格式形成单元112相同内部结构的Nd个传输格式形成单元112-1～112-Nd；具有和实施方式1中已说明的S/P单元114-1～114-Na相同内部结构的Nd组S/P单元114-1-1～114-1-Na、...、114-Nd-Na；代替实施方式1中已说明的传输格式设定单元110的传输格式设定单元202；以及将发送数据序列串行/并行变换成Nd个数据序列的S/P单元204。

本实施方式基站装置200的特征是，不同于实施方式1的基站装置100设定通信频带的传输格式，而按每个分割频带设定传输格式。

传输格式设定单元202，基于各检测结果#m所包含的适合度评价函数值A、B，按每个分割频带设定传输格式。

更具体而言，首先，传输格式设定单元202将各分割频带DB-m的适合度评价函数值A、B分别和各预定数比较。该比较的结果，在适合度评价函数值A、B均大于预定数的情况下，就判断为接收信号电平高，且空间性扩展大。即，判断为适合于空间复用传输，在下行链路中设成可以进行空间复用传输的传输格式。另一方面，在适合度评价函数值A、B的任意一方等于或者小于预定值的情况下，就判断为SNR低或空间性扩展小，不适合空间复用传输，在下行链路中设成不进行空间复用传输而是对一个信道进行指向性发送的传输格式(空间复用数＝1)。

传输格式是通过求出每个分割频带的空间复用数、调制方式、编码率及发送接收权重而设定的。

又如，传输格式设定单元202，生成用于报告按每个分割频带设定的传输格式的传输格式控制信号，并且输出至传输格式形成单元112-1～112-Nd。

再者，传输格式设定单元202，也可对应于适合度评价函数值A，进行适应性改变和设定调制单元124-1～124-Nd中的多值调制数(调制方式)或编码单元122-1～122-Nd中的编码率的处理。例如，因为适合度评价函数值A表示接收信号的SNR，所以信道质量提高时，传输格式设定单元202就降低编码单元122-1～122-Nd的编码率或增加调制单元124-1～124-Nd的多值调制数。设定的多值调制数(调制方式)和编码率，和空间复用数一起作为传输格式控制信号报告给传输格式形成单元112-1～112-Nd。

又如，用于和适合度评价函数值B比较的预定数，也可使其结合适合度评价函数值A变化。在这种情况下，例如适合度评价函数值A越大，就将用于和适合度评价函数值B比较的预定数设定得越小。

不同于实施方式1中已说明的传输格式形成单元112形成通信频带的传输格式，各传输格式形成单元112-1～112-Nd形成每个分割频带的传输格式，将按每个分割频带空间复用的(或未空间复用的)发送数据序列，通过对应的S/P单元输出至混合器128-1～128-Na。

因此，根据本实施方式，利用相邻的副载波信号之间的空间谱的相关大的优势，将通信频带分割为多个分割频带DB-1～DB-Nd，将从属于各分割频带DB-1～DB-Nd的各副载波信号获得的相关矢量Vn组合生成相关矩阵R，使用生成的相关矩阵R按每个分割频带进行空间复用适合度检测，从而可以检测属于各分割频带的副载波信号的平均到达路径的空间性扩展。因此，通过适当设定分割频带的频带宽度，并且按每个分割频带进行空间复用适合度的检测，较之于按每个副载波信号进行的空间复用适合度的检测，可减少处理计算量，且可抑制装置规模增大。在本实施方式中，因为按每个分割频带设定传输格式，不仅可减少处理计算量，还可按每个分割频带设定最合适的传输格式。

再者，在本实施方式中说明的是将本发明的无线通信装置应用于基站装置200时，有关下行链路中的传输格式的设定，不过通过将本发明的无线通信装置应用在移动站装置一侧，也可进行上行链路中的传输格式的设定。

还有在本实施方式中，如在实施方式1中使用(式13)所说明的，也可应用不使用导频信号计算相关矩阵的方法。

(实施方式3)

图6是表示本发明实施方式3涉及的基站装置的结构方框图。本实施方式的基站装置，具有和实施方式1中已说明的基站装置100相同的基本结构，对于同一结构成份标注同一标号，并且省略其说明。此外，本实施方式中就FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)方式的无线通信系统的情况进行说明。

图6所表示的基站装置300，具有空间复用适合度检测单元302以代替实施方式1中已说明的空间复用适合度检测单元108。

又如，与基站装置300进行无线通信的基于SDM的移动站装置350，具有Nr根天线352-1～352-Nr。

本实施方式的基站装置300的特征是，以从移动站装置的反馈信息为基础进行空间复用适合度的检测，不同于实施方式1中以上行链路信号的基站装置的接收结果为基础进行空间复用适合度的检测。

空间复用适合度检测单元302，从来自移动站装置350的接收信号中提取反馈信息。反馈信息为含有移动站装置350使用天线个别导频信号计算的信道估计值及测定的接收质量的信息。

又如，空间复用适合度检测单元302，使用提取出的反馈信息，生成各个分割频带的检测结果#1～#Nd，并且输出至传输格式设定单元110。

再者，通过将空间复用适合度检测单元302设置在移动站装置350上，在移动站装置一侧生成各个分割频带的检测结果#1～#Nd，也可将其结果作为向基站装置一侧提供的反馈信息。或也可将空间复用适合度检测单元302及传输格式设定单元110设置在移动站装置350中，在移动站装置一侧生成每个分割频带的检测结果#1～#Nd，并且将由传输格式设定单元110得出的设定结果，作为向基站装置一侧提供的反馈信息。因此，通过部分变更移动站装置一侧的装置结构，可减少反馈信息量，提高频率利用效率。

接着，就具有上述结构的基站装置300和移动站装置350进行无线通信时的操作进行说明。图7是说明基站装置300和移动站装置350进行无线通信时的操作的例图。此处，就从不使用空间复用传输用传输格式的通常传输模式，转换为使用空间复用传输用传输格式的空间复用传输模式时的空间复用传输模式的过程进行说明。

首先，在确立帧同步及码元同步后，基站装置300从各天线102-1～02-Na分别发送用于空间复用传输的天线个别导频信号(S3100)。天线个别导频信号包括特定的码元数Np。

此处，参照附图就被发送的天线个别导频信号进行说明。图8A、图8B及图8C为表示天线个别导频信号的帧结构图。例如，如图8A所示，具有同一式样或互相正交式样(例如，PN信号)的天线个别导频信号AP_k，可通过每根天线移动发送定时的时分复用来发送。又如图8B所示，天线个别导频信号APk也可以通过码分复用来发送。该情况下，天线个别导频信号AP_k具有天线之间互相正交的式样。

又如图8C所示，天线个别导频信号AP_k也可通过时分复用及码分复用的组合来发送。即，在这种情况下，共享同一时刻的时分时隙的天线个别导频信号(例如，图8C中AP₁及AP₂)，使用互相正交的式样。通过时分复用及码分复用的组合发送天线个别导频信号，可以减低基站装置300的天线数Na多的情况的时分发送的开销，这缓和了码分复用时的传输路径的正交性减低。

再者，在天线数Na充分大时，或SDM中的空间复用数被限制为小于天线数Na时，没必要使用所有的Na个发送系统。例如也可以通过天线102-1～102-Na中的几根天线发送天线个别导频信号。

然后，移动站装置350，将天线个别导频信号AP_k所含有的天线个别导频码元AP_k(t)通过天线350-1～350-Nr分离和接收(这里，t＝1～Np)。然后，使用分离接收的天线个别导频码元AP_k(t)进行信道估计(S3200)。

更具体而言，移动站装置350通过计算移动站装置350的天线350-j(这里，j＝1～Nr)的天线个别导频码元AP_k(t)的接收结果r_j，k(t)与移动站装置350内生成的天线个别导频信号的复本AP_k(t)之间的相关，计算如(式14)所示的信道估计值h(j，k)。即，计算Na×Nr个信道估计值h(j、k)。“*”表示复数共轭转置运算符。

$h(j,k)=\underset{t=1}{\overset{\mathrm{Np}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{AP}}_k^{*}\left(t\right)r_{j,k}\left(t\right)$ ...(式14)

然而，此时也可将接收结果r_j，k(t)多次保存，对于保存的多个接收结果r_j，k(t)进行平均化处理。该情况下，若移动站装置350的移动速度足够小，就可减低噪声的影响，且提高信道估计的精度。

然后，移动站装置350估计每个天线个别导频信号及移动站装置350的每个天线的接收质量P(j，k)(S3300)。此处，作为接收质量，可考虑接收信号功率、SIR(信干比)、SNR等的使用。这里以使用SNR的情况为例进行说明。将信号功率设为S(j，k)＝|h(j，k)|²/Np，根据(式15)来计算噪声功率时，可通过计算S(j，k)/N(j，k)来估计接收质量P(j，k)。

$N(j,k)=\frac{1}{\mathrm{Np}}\underset{t=1}{\overset{\mathrm{Np}}{\mathrm{\Σ}}}{|r_{j,k}\left(t\right)-S(j,k)|}^2$ ...(式15)

然后，移动站装置350将计算的信道估计值h(j，k)及接收质量P(j，k)发送至基站装置300(S3400)。另外，关于接收质量，代替发送Na×Nr个接收质量P(j，k)，可发送如以下的(式16)所示的将Na×Nr个接收质量P(j，k)平均的平均值，以减少反馈信息。另外，也可发送Na×Nr个接收质量P(j，k)的中间值或最大值以替代发送平均值。

$P_s=\frac{1}{N_a{N}_r}\underset{k=1}{\overset{\mathrm{Na}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{\mathrm{Nr}}{\mathrm{\Σ}}}P(j,k)$ ...(式16)

然后，基站装置300在空间复用适合度检测单元302，从来自移动站装置350的接收信号中，提取含有信道估计值h(j，k)及接收质量P(j，k)的反馈信息。其后，传输格式设定单元110，将信道估计值h(j，k)如(式7)所示地成矩阵表示的信道矩阵H分解为奇异值。然后，按从大到小顺序将对应于Nm个奇异值λj的右奇异值矢量设为基站装置300的发送权重(发送权重矢量)，将对应于奇异值λj的左奇异值矢量设为移动站装置350的接收权重(接收权重矢量)。藉此，可进行Nm个空间复用传输。此处，还可对计算的奇异值λ_j应用注水定理(water pouring theorem)来进行自适应发送功率控制。将以上的操作按每个副载波进行。然后，将获得的接收权重向移动站装置350报告(S3500)。然后，实行实施方式1中已说明的步骤S1500～S1700。

再者，上述的操作中，基站装置300转换为空间复用模式后，也可基于通过信道矩阵H的奇异值分解而获得的奇异值的大小进行空间复用适合度的检测。

又如，在不进行根据本征矢量形成发送束时，即在使用每根天线上发送不同数据序列的BLAST型空间复用时，无需信道估计结果及接收质量计算结果的反馈。在这样的情况，在移动站装置350中，基于信道估计结果及接收质量计算结果，进行要被复用的个别用户信道的接收处理。

因此，根据本实施方式，由于以来自移动站装置350的反馈信息为基础，在基站装置300中进行每个分割频带的空间复用适合度的检测，所以即使在FDD方式的无线通信系统中，也可实现和实施方式1相同的作用和效果。

然而，基于来自移动站装置350的反馈信息的基站装置300中的每个分割频带的空间复用适合度检测，对于TDD方式的无线通信系统也可应用。

又如，在本实施方式中，说明的是将本发明的无线通信装置应用于基站装置300时，有关下行链路中的传输格式的设定，但通过将本发明的无线通信装置应用于移动站装置350，也可进行上行链路中的传输格式的设定。

另外，本实施方式中，如实施方式1中使用(式13)所说明的，可应用不使用导频信号而计算相关矩阵的方法。

(实施方式4)

图9是表示本发明实施方式4涉及的基站装置结构的方框图。本实施方式的基站装置，具有和实施方式1中已说明的基站装置100类似的基本结构，对于同一结构成份标注同一标号，并且省略其说明。又如，本实施方式中，就使用各副载波信号在时间轴方向上直接扩展的MC-CDMA方式的无线通信系统进行说明。

图9所示的基站装置400，具有空间复用适合度检测单元402以代替实施方式1中已说明的空间复用适合度检测单元108。

本实施方式的基站装置的特征为，使用嵌入来自移动站装置的各副载波信号的导频信号检测路径定时，按每个检测出的路径定时，计算用于空间复用适合度的相关值。

空间复用适合度检测单元402，对于每个通过将Ns个副载波信号f₁-k～f_Ns-k所属的通信频带分割为Nd个部分而获得的Nd个分割频带DB-1～DB-Nd，检测空间复用适合度，并将检测结果#1～#Nd输出至传输格式设定单元110。

此处，参照图10就空间复用适合度检测单元402的内部结构进行说明。空间复用适合度检测单元402包括对应于分割频带DB-m的Nd个分割频带处理单元403-1～403-Nd。但是，图10中为便于说明，仅表示处理分割频带DB-1的分割频带处理单元403-1的结构。由于其他的分割频带处理单元403-2～403-Nd的结构和分割频带处理单元403-1的结构相同，所以省略其说明。另外在图10中，将属于一个分割频带的副载波信号的个数设定为2的情况为例，并且副载波信号f₁-k，f₂-k属于分割频带DB-1。

分割频带处理单元403-m包括：路径搜索单元404-n，使用作为嵌入各副载波信号f_n(m)-k的已知的信号的导频信号，检测每个副载波信号的Ln个到达路径的定时；复本生成单元406-n-1～406-n-Ln，生成导频信号的复本；相关计算单元408-n-k-1～408-n-k-Ln，计算包含在各副载波信号f_n(m)-k中的接收导频码元与生成的复本之间的相关值；相关矩阵生成单元410，基于计算的相关值来生成相关矩阵；以及适合度评价函数计算单元412，基于生成的相关矩阵计算用于评价空间复用传输的适合度的适合度评价函数。

然而，分割频带处理单元403-m与分割频带处理单元156-m一样，无需使用所有属于分割频带DB-m的副载波信号f_n(m)-k。例如，也可以去掉几个副载波信号f_n(m)-k之后，进行对于分割频带DB-m的处理。在去掉副载波信号的情况下，虽然难以提高空间复用传输的适合度的检测精度，但可获得减少处理计算量的效果。

路径搜索单元404-n使用嵌入各副载波信号f_n(m)-k的导频信号来生成延迟分布(profile)，再使用生成的延迟分布检测路径定时。对于第k个天线102-k接收的第n个副载波信号f₀-k，第j个路径定时tj的相关值h_nk(t_j)由以下(式17)表示。此处，将导频信号设为r(s)。

$h_{\mathrm{nk}}\left(t_j\right)=\underset{s=1}{\overset{\mathrm{Np}}{\mathrm{\Σ}}}{f}_{n-k}(t_j+\mathrm{No}\·(s-1))r^{*}\left(s\right)$ ...(式17)

然而，延迟分布的生成是使用(1)将相关值h_nk(t_j)的绝对值或平方按每个相同定时组合的方法，(2)让相同定时的相关值h_nk(t_j)乘以形成方向性电子束的权重后，将乘法结果相加，再取其绝对值或平方来生成多个延迟分布的方法，或者(3)根据这些组合的方法。又，通过在多个帧中平均延迟分布，可以抑制噪声成分。

相关矩阵生成单元410基于计算的相关值h_nk(t_j)，使用(式18)所示的相关矢量Vn，生成(式19)所示的相关矩阵R。

V_n(t_j)＝[h_n，1(t_j) h_n，2(t_j)…h_n，Na(t_j)]^T  ...(式18)

$R=\frac{1}{\mathrm{NcLn}}\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Nc}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{\mathrm{Ln}}{\mathrm{\Σ}}}{V}_n\left(t_j\right)V_n{\left(t_j\right)}^H$ ...(式19)

适合度评价函数计算单元412，如实施方式1中已说明的适合度评价函数计算单元190的情形，对于生成的相关矩阵R进行本征值展开，求Na个本征值λ_k。将计算的本征值λ_k按从大到小顺序分类，从最大的开始附加下标。然后生成(式5)及(式6)所示的适合度评价函数值A、B，并且将这些值作为检测结果#m输出。

因此，根据本实施方式，由于使用嵌入来自移动站装置150的各副载波信号的导频信号来检测路径定时，按每个检测出的路径定时，计算出用于空间复用适合度的检测的相关值，所以可对包括到达基站装置400的多路径信号按每个分割频带检测适合度，并可根据路径分集效果提高该检测精度。

再者，相关矩阵生成单元410，也可代替上述的(式19)所示的相关矩阵R，生成以下(式20)所示的相关矢量z。该情况下，适合度评价函数计算单元412，代替上述(式18)所示的适合度评价函数值A，计算出以下(式21)所示的适合度评价函数值A(z)；代替上述(式19)所示的适合度评价函数值B，计算出以下(式22)所示的适合度评价函数值B(z)。

$z=\frac{1}{\mathrm{NcLn}}\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Nc}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{\mathrm{Ln}}{\mathrm{\Σ}}}{V^{*}}_{n,1}\left(t_j\right)V_n\left(t_j\right)$ ...(式20)

$A\left(z\right)=\frac{z_1}{\frac{1}{\mathrm{NcLnNp}}\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Nc}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{\mathrm{Ln}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{s=1}{\overset{\mathrm{Np}}{\mathrm{\Σ}}}{|f_{n-1}(t_0+\mathrm{No}(s-1))r^{*}\left(s\right)-h_{n,1}|}^2}$ ...(式21)

$B\left(z\right)=\frac{\left|z_1\right|}{\left|z_2\right|}$ ...(式22)

首先，使用从移动站装置150发送的导频信号r(s)对SNR(＝S/N)进行评价。在该评价中，使用(式21)中所示的适合度评价函数值A。在此，zk表示(式20)所示的相关矢量z的第k个元素。然后，使用相关矢量z，通过计算(式22)所示的适合度评价函数值B(z)来对天线102-1～102-Na的接收信号之间的相关进行评价。

又如，本实施方式中，说明将本发明的无线通信装置应用于基站装置400的情况，以及下行链路中的传输格式的设定，但也可以通过将本发明的无线通信装置应用于移动站装置一侧，来进行上行链路中的传输格式的设定。

另外，本实施方式中，如在实施方式1中使用(式13)的说明，也可应用不使用导频信号而计算相关矩阵的方法。

(实施方式5)

图11是表示本发明的实施方式5的基站装置的结构方框图。本实施方式的基站装置，具有和实施方式1中已说明的基站装置100类似的基本结构，对于同一结构成份标注同一标号，这里省略其说明。另外，本实施方式中，说明使用通过在频率轴方向上扩频来对多个用户进行码分复用的多载波方式的无线通信系统的情况。

图11所示的基站装置500，除实施方式1中已说明的基站装置100的结构成份外，还具有分割频带可变单元502。

本实施方式的基站装置的特征是，对应用于经过码分复用的用户信道的扩频率，变更分割频带的频带宽度。

分割频带可变单元502，对应于经过码分复用的用户信道的扩频率来变更分割频带的频带宽度。即，第q个用户信道，在以扩频率为SF(q)的扩频码序列Sq(s)在频率轴方向上扩频的情况(即，使用SF(q)原本的副载波信号来扩频发送数据序列的情况)，将此扩频处理中使用的副载波信号组设为一个分割频带。因此由于对应于扩频率SF(q)变更分割频带的频带宽度，而通信频带中的分割频带的个数Nd(q)成为可变。

此处，分割频带和副载波信号的关系如图12所示。频率轴上的N_S个副载波信号，对应于用户信道的扩频率SF(q)被分割为Nd(q)个分割频带。各分割频带中，存在Nc＝SF(q)个副载波信号。然而，虽然将存在于各分割频带内的副载波信号数设为w ×SF(q)个(w：自然数)也可获得同样的作用和效果，不过在本实施方式中，设成w＝1来进行说明。

又如，分割频带可变单元502，将频带宽度变更后的分割频带DB-m(本实施方式中，m＝1～Nd(q))，分配给空间复用适合度检测单元108中的Nd(q)个分割频带处理单元156-m。

因此，根据本实施方式，对于在频率轴方向上被码分复用的多个用户信道，因为对应于每个用户的扩频率来变更分割频带的频带宽度(副载波信号数)，所以可以对被扩频后发送的每个信道的空间复用适合度进行检测。

然而，也可将本实施方式中说明的基站装置500的特征应用于实施方式2中说明的基站装置200。由于基站装置200中按每个分割频带来设定传输格式，所以若应用本实施方式的特征，就可以按被扩频后发送的每个信道设定最合适的传输格式，并且可以按每个信道进行最合适的空间复用传输。该情况下，在移动站装置接收空间复用数据时，可进行以扩频码元为单位(或其整数倍)的接收处理。

又如，也可将本实施方式中说明的基站装置500的特征应用于实施方式3中说明的基站装置300。该情况下，也可实现和上述同样的作用和效果。

然而，在本实施方式中，以多载波信号在频率轴方向上扩频的传输方式为例进行说明，不过对于多载波信号在频率轴及时间轴方向上均扩频的传输方式，也可应用本发明。在这样的传输方式中，第q个用户的扩频率SF(q)如(式23)所示，可以用频率轴方向的扩频率SF_f(q)和时间轴方向的扩频率SF_t(q)的积来表示。为此，将该传输方式应用于基站装置500时，通过基于频率轴方向上的扩频率SF_f(q)来变更分割频带的频带宽度，可以实现同样的作用和效果。

SF(q)＝SF_f(q)×SF_t(q)...(式23)

本实施方式中，如在实施方式1中使用(式13)所说明的那样，也可应用不使用导频信号而计算相关矩阵的方法。

本申请基于2003年7月28日申请的日本专利申请No.2003-280557及2004年7月21日申请的日本专利申请No.2004-213588，其内容全部包含于此作为参考。

产业上的可利用性

本发明涉及的无线通信装置及无线通信方法，具有减轻设定传输格式时的负荷并且抑制装置规模增大的效果，适用于使用多载波方式的数字无线通信系统。

Claims (26)

1.一种无线通信装置，在空间复用传输中应用多载波方式进行无线传输，所述无线通信装置包括：

检测单元，通过分割多载波传输的通信频带获得多个分割频带，上述分割频带各自具有多个副载波信号，对各分割频带检测其空间复用传输的适合度；

设定单元，基于对上述各分割频带检测出的适合度，对上述各分割频带设定进行无线传输时使用的传输格式，上述传输格式包括空间复用数，

上述适合度表示包含属于各个分割频带的上述多个副载波信号的平均的到达路径的空间扩展。

2.如权利要求1所述的无线通信装置，上述检测单元包括：

相关计算单元，计算分别嵌入每个分割频带的多个副载波信号的导频信号和上述导频信号的复本之间的相关值；

生成单元，基于上述相关值生成上述每个分割频带的相关矩阵；和

适合度函数计算单元，使用上述相关矩阵来计算上述每个分割频带的适合度。

3.如权利要求2所述的无线通信装置，上述生成单元生成与上述每个分割频带的多个副载波信号的各自对应的列矢量，并使用上述列矢量生成上述相关矩阵。

4.如权利要求3所述的无线通信装置，上述生成单元从列矢量计算自相关，通过综合上述自相关获得上述每个分割频带的相关矩阵。

5.如权利要求2所述的无线通信装置，上述生成单元使用下式来计算上述相关矩阵：

$R=\frac{1}{\mathrm{Nc}}\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Nc}}{\mathrm{\Σ}}}{V}_n{V_n}^H$

式中，R表示相关矩阵，Nc表示属于分割频带的副载波信号数，Vn表示对应于属于分割频带的第n个副载波信号的列矢量，H表示复数共轭转置运算符。

6.如权利要求2所述的无线通信装置，上述适合度函数计算单元从上述相关矩阵计算本征值，用所计算的本征值，获得含有表示接收质量的第1函数值以及不同于上述第1函数值的、表示上述空间扩展的第2函数值的适合度。

7.如权利要求6所述的无线通信装置，上述设定单元根据上述空间扩展和结合上述接收质量而变化的阈值之间的比较结果，设定上述传输格式。

8.如权利要求1所述的无线通信装置，上述检测单元包括：

相关计算单元，计算分别嵌入每个分割频带的多个副载波信号的导频信号和上述导频信号的复本之间的相关值；

生成单元，基于上述相关值生成上述每个分割频带的相关矢量；和

适合度函数计算单元，在计算上述适合度时使用上述相关矢量，

上述生成单元使用下式来计算上述相关矢量：

$z=\frac{1}{\mathrm{Nc}}\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Nc}}{\mathrm{\Σ}}}{V_{n,x}}^{*}{V}_n$

式中，z表示相关矢量，Nc表示属于分割频带的副载波信号的个数，Vn表示对应于属于分割频带的第n个副载波信号的列矢量，V_n，x表示列矢量Vn的第x个元素，x表示等于或者小于接收天线数的常数，*表示复数共轭转置运算符。

9.如权利要求8所述的无线通信装置，上述生成单元取上述每个分割频带的多个副载波信号各自对应的列矢量与上述列矢量中的预定元素的相关。

10.如权利要求9所述的无线通信装置，上述生成单元通过综合上述相关结果获得上述相关矢量。

11.如权利要求2所述的无线通信装置，还包括路径搜索单元，其使用上述导频信号检测路径定时，上述相关计算单元在按照每个检测出的路径定时计算相关值。

12.如权利要求1所述的无线通信装置，上述检测单元进行上述适合度的检测时，去掉上述多个副载波信号的任意一个。

13.如权利要求1所述的无线通信装置，上述检测单元对应于频率轴方向的扩频率，变更上述每个分割频带的频带宽度。

14.如权利要求1所述的无线通信装置，还包括：

发送单元，将分别嵌入了导频信号并且属于上述通信频带的多个副载波信号发送至通信对方装置；和

接收单元，使用分别嵌入发送的多个副载波信号的导频信号，接收由上述通信对方装置获得的包括信道估计值和接收质量的信息；

其中，上述检测单元基于接收的包括信道估计值和接收质量的信息，生成上述每个分割频带的适合度。

15.如权利要求14所述的无线通信装置，上述检测单元对应于频率轴方向的扩频率，变更上述每个分割频带的频带宽度。

16.如权利要求1所述的无线通信装置，上述设定单元基于对上述每个分割频带检测出的适合度，决定上述通信频带的空间复用数。

17.如权利要求1所述的无线通信装置，上述设定单元将上述传输格式设定为空间复用传输用传输格式，并且还包括：

发送单元，在从不使用上述空间复用传输用传输格式的模式向使用上述空间复用传输用传输格式的模式转移时，发送导频信号。

18.如权利要求1所述的无线通信装置，上述设定单元设定含有已知的导频信号的传输格式或者不含有上述已知的导频信号的传输格式的任一个。

19.如权利要求1所述的无线通信装置，还包括：

获得单元，获得关于通信对方装置的估计移动速度的评价值；

其中上述设定单元基于获得的评价值，设定上述传输格式。

20.如权利要求1所述的无线通信装置，上述检测单元包括：

相关计算单元，计算用于空间复用传输的阵列天线中不同支路之间的相关值；

生成单元，基于上述相关值生成上述每个分割频带的相关矩阵；和

适合度函数计算单元，使用上述相关矩阵计算上述每个分割频带的适合度。

21.如权利要求20所述的无线通信装置，上述适合度函数计算单元从上述相关矩阵计算本征值，用所计算的本征值，获取含有表示接收质量的第1函数值和不同于上述第1函数值的、表示上述空间扩展的第2函数值的适合度。

22.如权利要求21所述的无线通信装置，上述设定单元按照上述空间扩展和结合上述接收质量变化的阈值之间的比较结果，设定上述传输格式。

23.如权利要求1所述的无线通信装置，

上述检测单元包括

相关计算单元，计算用于空间复用传输的阵列天线中不同支路之间的相关值；

生成单元，基于上述相关值生成上述每个分割频带的相关矢量；并且

上述适合度函数计算单元使用上述相关矢量计算上述适合度。

24.一种基站装置，具有如权利要求1所述的无线通信装置。

25.一种移动站装置，具有如权利要求1所述的无线通信装置。

26.一种无线通信方法，在空间复用传输中应用多载波方式进行无线传输，该无线通信方法包括：

检测步骤，通过分割多载波传输的通信频带获得多个分割频带，上述分割频带各自具有多个副载波信号，对各分割频带检测其空间复用传输的适合度；

设定步骤，基于对上述各分割频带检测出的适合度，对上述各分割频带设定进行无线传输时使用的传输格式，上述传输格式包括空间复用数，上述适合度表示包含属于各个分割频带的上述多个副载波信号的平均的到达路径的空间扩展。

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