JP2006121516A - 空間多重伝送用送受信方法および空間多重伝送用送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 伝搬環境に最適となる送信重みを用いた通信をより簡易に行うことができる、空間多重伝送用送受信方法および空間多重伝送用送受信装置を提供する。
【解決手段】 伝達係数行列推定部１３２１〜１３２Ｆにより、送信重み付けを行われて送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、伝達係数行列演算部１３３０により、受信重みを、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量の逆数の二乗を各行に乗算して求め、この受信重みを用いて、復号部１３４０により、受信信号を復号する。
【選択図】 図１

Description

本発明は複数のアンテナ素子を用い、空間多重による送信を行う空間多重伝送用送受信方法および空間多重伝送用送受信装置に関する。

直交波周波数分割多重送受信装置は、直交性を利用し周波数軸上でのオーバラップを許容することで中心周波数が異なる複数の搬送波が利用でき、高い周波数効率を実現する送受信装置である。また、空間多重伝送用送受信装置は，複数のアンテナ素子からなる異なる信号を送信することで、周波数帯域を増大することなしに高速伝送を実現する送受信装置である。

図１に送信指向性を制御し、空間多重を行い、直交波周波数分割多重により伝送速度を向上させる空間多重伝送用送受信装置の構成例を示す。

符号１１１０はシリアル−パラレル変換部、１１１１〜１１１Ｆは送信部、１１２１〜１１２Ｆはマルチビーム形成部、１１３１〜１１３Ｎは逆フーリエ変換部、１２０１〜１２０Ｎは送受信の切り替え部、１２１１〜１２１Ｎはアンテナ素子、１３０１〜１３０Ｎはフーリエ変換部、１３１１１〜１３１ＦＮは受信切り替え部、１３２１〜１３２Ｆは伝達係数行列推定部、１３３０は伝達係数行列演算部、１３４０は復号部である。

アンテナ素子１２１１〜１２１Ｎで受信された信号は切り替え部１２０１〜１２０Ｎにより切り替えられ、フーリエ変換部１３０１〜１３０Ｎに出力される。フーリエ変換部では入力信号にフーリエ変換を行い、この受信信号がプリアンブル信号の場合は受信切り替え部１３１１１〜１３１ＦＮにより切り替えられ、伝達係数行列推定部１３２１〜１３２Ｆの対応するポートに入力される。ここで伝達係数行列推定部は各周波数帯における伝達係数行列を算出し、伝達係数行列演算部１３３０に出力する。伝達係数行列演算部は伝達係数行列から、受信重み、送信重み、変調方式、空間多重数の決定を行い、それぞれを後述する復号部１３４０、マルチビーム形成部１１２１〜１１２Ｆ、送信部１１１１〜１１１Ｆ、シリアル−パラレル変換部１１１０に出力する。

受信信号がデータ信号であった場合には受信切り替え部１３１１１〜１３１ＦＮによって復号部１３４０に出力され、伝達係数行列演算部１３３０により決定された受信重みにより復号を行う。

また送信信号系列は、シリアル−パラレル変換部１１１０により、周波数分割多重数Ｆにそれぞれ伝達係数行列演算部１３３０で決定された空間分割多重数および変調方式に対応する信号系列に振り分けられ、それぞれ送信部１１１１〜１１１Ｆにより伝達係数行列演算部１３３０で決定された変調方式を適用され、１１２１〜１１２Ｆのマルチビーム形成部に出力される。マルチビーム形成部に入力された各信号系列は、伝達係数行列演算部１３３０で決定された送信重みをかけられた後、同一のアンテナに出力する信号は合成され、逆フーリエ変換部１１３１〜１１３Ｎの対応するポートに出力される。逆フーリエ変換部からの出力信号は、前記切り替え部を介し、アンテナ素子から送信される。

ここで伝達係数行列演算部１３３０ではマルチビーム形成部１１２１〜１１２Ｆで送信信号にかける送信重みを以下のようにして決定する。

送受信装置Ａのアンテナ素子数をＭ_Ａ、通信相手である送受信装置Ｂのアンテナ素子数をＭ_Ｂ、Ｍ_ＸをＭ_ＡとＭ_Ｂのうち小さい方の数字とし、送受信装置Ｂから送受信装置Ａへの通信を上り通信、送受信装置Ａから送受信装置Ｂへの通信を下り通信とする。

上り通信においては、送受信装置Ａでは、まず上り通信の伝達係数行列Ｈ_Ｕの推定を行う。伝達係数行列Ｈ_Ｕは、送受信装置Ｂから送受信装置Ａ、Ｂで共に既知であるプリアンブル信号Ｓ_０（Ｍ_Ｂ×Ｍ_Ｂ行列）の送信を行い、送受信装置Ａでは受信信号Ｘ_０（Ｍ_Ａ×Ｍ_Ｂ）にプリアンブル信号の逆行列Ｓ_０ ^−１（Ｍ_Ｂ×Ｍ_Ｂ行列）を乗算することで得ることができる。

伝達係数行列Ｈ_Ｕは下式のように特異値分解ＳＶＤにより、ユニタリ行列Ｖ_Ｕ（Ｍ_Ｂ×Ｍ_Ｘ行列）、Ｕ_Ｕ（Ｍ_Ａ×Ｍ_Ｘ行列）及び固有値√λを対角要素とする対角行列Σ（Ｍ_Ｘ×Ｍ_Ｘ対角行列）に分けることができる。

ここでＨ_ｉｊは送受信装置Ｂのj番目のアンテナから送受信装置Ａのi番目のアンテナまでの伝達係数を表し、Ｖ_ｉｊは上り通信における送受信装置Ｂのj番目の送信ビームに対するi番目のアンテナ素子に適用する送信重みであり、Ｕ_ｉｊは上り回線における送受信装置Ａのj番目の送信ビームに対するi番目のアンテナの受信信号に適用する受信重みの複素共役となっている。ここで、固有値λは各パスの伝送容量の大きさを表す。上付きの添え字Ｈは共役複素転置行列を表す。

このようにして得られたＶ_Ｕから、対応する固有値の大きいものから通信に用いる空間多重数Ｌだけ列ベクトルを選択し得られる上り送信ウェイトＷ_Ｕを送受信装置Ｂの送信重みとし、Ｕ_Ｕ ^Ｈから通信に使用するＬ個の行ベクトルを選択し得られる上り受信ウェイトＷ_Ｕ´を送受信装置Ａの受信重みとすることで、各信号で特異値λに対応する最大の伝送容量を実現することができる。Ｗ_ＵとＷ_Ｕ´を下式に示す。

Ｌ＝Ｍ_Ｘとした上り通信においては、送受信装置Ｂで送信信号Ｓ（Ｍ_Ｘ×１ベクトル）に送信重みＶ_Ｕを用いて送信することで、受信信号Ｘ_Ｕ（Ｍ_Ｘ×Ｌベクトル）は以下のように表せる。

よって送信信号Ｓは受信信号Ｘ_Ｕに例えばＵ_Ｕの共役複素転置行列を乗算することで、それぞれ対応する固有値の平方根を乗算された送信信号Ｓを得ることができ、各信号は固有値λだけ熱雑音Ｎに対する比（ＳＮ比）が高くなる。

同様にして、下り通信についても伝送品質を最大とする特異値分解による通信を行うことができる。
（Miyashita，K．；Nishimura，T．；Ohgane，T．；Ogawa，Y；Takatori，Y；KeizoCho；"High data-rate transmission with eigenbeam-space division multiplexing(E-SDM）in a MIMO channel,‘’Vehicular Technology Conference，2002．Proceedings．VTC 2002-Fall．2002 IEEE 56th,Volume：3,24-28 Sept.2002 Pages:1302_1306 vol.3）.

上述した方法は最大の伝送容量を得ることを可能とするが、特異値分解の演算量が大きいことや、フィードバックが伝送速度を低下させるなどの問題を生じる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、著しく少ない演算量で送信重み、受信重みを決定することを可能とし、このときに推定誤差による生じる伝送品質の劣化を直交化法により低減することができ、高い伝送速度をもつ通信を実現できる、空間多重伝送用送受信方法および空間多重伝送用送受信装置を提供することにある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の空間多重伝送用送受信方法は、複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信方法であって、送信重み付けを行われて送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量の逆数の二乗を各行に乗算したものを用いることを特徴とする。
これにより、受信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信方法は、複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信方法であって、送信重み付けを行われて送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量を算出した後、各行成分ベクトルに対し、直交化演算によりそれぞれ直交したベクトルに変換し、さらに各ベクトルにあらかじめ求めた各行スカラー量の逆数を各行に乗算したものを用いることを特徴とする。
これにより、受信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、伝達係数行列の推定誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信方法は、複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信方法であって、送信重み付けを行われて送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量を算出した後、各行成分ベクトルに対し、電力値の高いものからグラム・シュミットの直交化法によりそれぞれ直交したベクトルに変換し、さらにあらかじめ求めた各スカラー量の逆数を各行に乗算したものを用いることを特徴とする。
これにより、受信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、伝達係数行列の推定誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信方法は、複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信方法であって、プリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、このプリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、送信する際に適用する送信重みを、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルを用い、それぞれ所定の電力で送信することを特徴とする。
これにより、送信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、最大の通信容量を得ることができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信方法は、複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信方法であって、プリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、このプリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、送信する際に適用する送信重みを、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルに対し、直交化演算を行い、それぞれ直交したベクトルに変換したものを用い、それぞれ所定の電力で送信することを特徴とする。
これにより、送信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、伝達係数行列の推定誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信方法は、複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信方法であって、プリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、このプリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、送信する際に適用する送信重みを、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルに対し、電力の大きいベクトルからグラム・シュミットの直交化法により、それぞれ直交したベクトルに変換したものを用い、それぞれ所定の電力で送信することを特徴とする。
これにより、送信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、伝達係数行列の推定誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信方法は、前記推定した伝達係数行列の各列成分の電力値を通信相手が各ビームに用いた電力配分で補正した値と、雑音電力との比から、通信相手局における受信電力を推定し、適用する変調方式及び空間多重数、電力配分を決定することを特徴とする。
これにより、最も伝送品質が高くなる空間多重数と、変調方式、配分する電力を決定することができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信方法は、プリアンブル信号に送信重み付けがされているかの判断として、各シンボルタイミングで受信されるプリアンブル信号の受信レベルの順番が、予め規定した順番であるか検定し、ある指標以上であれば、送受信重みを用いたプリアンブル信号であると判別することを特徴とする。
これにより、プリアンブル信号に送信重み付けがされているかを容易に判断できる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信装置は、複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信装置であって、送信重み付けを行われて送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定する伝達係数行列推定部と、受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量の逆数の二乗を各行に乗算して求める伝達係数行列演算部と、前記受信重みにより受信信号を復号する復号部とを備えることを特徴とする。
これにより、受信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信装置は、複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信装置であって、送信重み付けを行われて送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定する伝達係数行列推定部と、受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量を算出した後、各行成分ベクトルに対し、直交化演算によりそれぞれ直交したベクトルに変換し、さらに各ベクトルにあらかじめ求めた各行スカラー量の逆数を各行に乗算して求める伝達係数行列演算部と、前記受信重みにより受信信号を復号する復号部とを備えることを特徴とする。
これにより、受信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、伝達係数行列の推定誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信装置は、複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信装置であって、送信重み付けを行われて送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定する伝達係数行列推定部と、受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量を算出した後、各行成分ベクトルに対し、電力値の高いものからグラム・シュミットの直交化法によりそれぞれ直交したベクトルに変換し、さらにあらかじめ求めた各スカラー量の逆数を各行に乗算して求める伝達係数行列演算部と、前記受信重みにより受信信号を復号する復号部とを備えることを特徴とする。
これにより、受信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、伝達係数行列の推定誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信装置は、複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信装置であって、プリアンブル信号から伝達係数行列を推定する伝達係数行列推定部と、前記プリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、送信する際に適用する送信重みを、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルを用い、それぞれ所定の電力に規格化して求める伝達係数行列演算部と、前記送信重みを送信信号に乗算する送信部とを備えることを特徴とする。
これにより、送信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、最大の通信容量を得ることができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信装置は、複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信装置であって、プリアンブル信号から伝達係数行列を推定する伝達係数行列推定部と、前記プリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、送信する際に適用する送信重みを、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルに対して直交化演算を行い、それぞれ直交したベクトルに変換し、それぞれ所定の電力に規格化して求める伝達係数行列演算部と、前記送信重みを送信信号に乗算する送信部とを備えることを特徴とする。
これにより、送信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、伝達係数行列の推定誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信装置は、複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信装置であって、プリアンブル信号から伝達係数行列を推定する伝達係数行列推定部と、前記プリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、送信する際に適用する送信重みを、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルに対し、電力の大きいベクトルからグラム・シュミットの直交化法により、それぞれ直交したベクトルに変換し、それぞれ所定の電力に規格化して求める伝達係数行列演算部と、前記送信重みを送信信号に乗算する送信部とを備えることを特徴とする。
これにより、送信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、伝達係数行列の推定誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信装置は、前記推定した伝達係数行列の各列成分の電力値を通信相手が各ビームに用いた電力配分で補正した値と、雑音電力との比から、通信相手局における受信電力を推定し、適用する変調方式及び空間多重数、電力配分を決定することを特徴とする。
これにより、最も伝送品質が高くなる空間多重数と、変調方式、配分する電力を決定することができる。

また、本発明の空間多重伝送用送受信装置は、プリアンブル信号に送信重み付けがされているかの判断として、各シンボルタイミングで受信されるプリアンブル信号の受信レベルの順番が、予め規定した順番であるか検定し、ある指標以上であれば、送受信重みを用いたプリアンブル信号であると判別することを特徴とする。
これにより、プリアンブル信号に送信重み付けがされているかを容易に判断できる。

本発明の空間多重伝送用送受信方法および空間多重伝送用送受信装置においては、プリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、プリアンブル信号に送信重み付けがされている場合に、受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量の逆数の二乗を各行に乗算したものを用いるようにしたので、これにより、受信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる。

また本発明の空間多重伝送用送受信方法および空間多重伝送用送受信装置においては、プリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、プリアンブル信号に送信重み付けがされている場合に、受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量を算出した後、各行成分ベクトルに対し、直交化演算によりそれぞれ直交したベクトルに変換し、さらに各ベクトルにあらかじめ求めた各行スカラー量の逆数を各行に乗算したものを用いるようにしたので、これにより、受信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、伝達係数行列の推定誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。

また本発明の空間多重伝送用送受信方法および空間多重伝送用送受信装置においては、プリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、プリアンブル信号に送信重み付けがされている場合に、受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量を算出した後、各行成分ベクトルに対し、電力値の高いものからグラム・シュミットの直交化法によりそれぞれ直交したベクトルに変換し、さらにあらかじめ求めた各スカラー量の逆数を各行に乗算したものを用いるようにしたので、これにより、受信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、伝達係数行列の推定誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。

また本発明の空間多重伝送用送受信方法および空間多重伝送用送受信装置においては、プリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、このプリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、送信重みとして、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルを求め、それぞれ所定の電力に正規化したものを用いるようにしたので、これにより、送信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、最大の通信容量を得ることができる。

また本発明の空間多重伝送用送受信方法および空間多重伝送用送受信装置においては、プリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、このプリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、送信重みとして、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルに対し、直交化演算を行い、それぞれ直交したベクトルに変換し、それぞれ所定の電力に正規化したものを用いるようにしたので、これにより、送信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、伝達係数行列の推定誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。

また本発明の空間多重伝送用送受信方法および空間多重伝送用送受信装置においては、プリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、このプリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、送信重みとして、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルに対し、電力の大きいベクトルからグラム・シュミットの直交化法により、それぞれ直交したベクトルに変換し、それぞれ所定の電力に正規化したものを用いるようにしたので、これにより、送信重みを決定するために必要な演算量を著しく削減することができる効果に加えて、伝達係数行列の推定誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。

また本発明の空間多重伝送用送受信方法および空間多重伝送用送受信装置においては、プリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、推定した伝達係数行列の各列成分の電力値を通信相手が各ビームに用いた電力配分で補正した値と、雑音電力との比から、通信相手局における受信電力を推定し、適用する変調方式及び空間多重数、電力配分を決定するようにしたので、これにより、最も伝送品質が高くなる空間多重数と、変調方式、配分する電力を決定することができる。

また本発明の空間多重伝送用送受信方法および空間多重伝送用送受信装置においては、プリアンブル信号に送信重み付けがされているかの判断として、各シンボルタイミングで受信されるプリアンブル信号の受信レベルの順番が、予め規定した順番であるか検定し、ある指標以上であれば、送信重みを用いたプリアンブル信号であると判別するようにしたので、これにより、プリアンブル信号に送信重み付けがされているかを容易に判断できる。

次に本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

本発明の空間多重伝送用送受信装置の構成は、従来と共通であり、図１に示される通りである。図１において、符号１１１０はシリアル−パラレル変換部、１１１１〜１１１Ｆは送信部、１１２１〜１１２Ｆはマルチビーム形成部、１１３１〜１１３Ｎは逆フーリエ変換部、１２０１〜１２０Ｎは切り替え部、１２１１〜１２１Ｎはアンテナ素子、１３０１〜１３０Ｎはフーリエ変換部、１３１１１〜１３１ＦＮは受信切り替え部、１３２１〜１３２Ｆは伝達係数行列推定部、１３３０は伝達係数行列演算部、１３４０は復号部である。

アンテナ素子１２１１〜１２１Ｎで受信された信号は切り替え部１２０１〜１２０Ｎにより切り替えられ、フーリエ変換部１３０１〜１３０Ｎに出力される。フーリエ変換部では入力信号にフーリエ変換を行い、この受信信号がプリアンブル信号の場合は受信切り替え部１３１１１〜１３１ＦＮにより切り替えられ、伝達係数行列推定部１３２１〜１３２Ｆの対応するポートに入力される。ここで伝達係数行列推定部は各周波数帯における伝達係数行列を算出し、伝達係数行列演算部１３３０に出力する。伝達係数行列演算部１３３０は伝達係数行列から、受信重み、送信重み、変調方式、空間多重数の決定を行い、それぞれを後述する復号部１３４０、マルチビーム形成部１１２１〜１１２Ｆ、送信部１１１１〜１１１Ｆ、シリアル−パラレル変換部１１１０に出力する。

受信信号がデータ信号であった場合には、受信切り替え部１３１１１−１３１ＦＮによって復号部１３４０に出力され、伝達係数行列演算部１３３０により決定された受信重みにより復号を行う。

また送信信号系列は、シリアル−パラレル変換部１１１０により、周波数分割多重数Ｆにそれぞれ伝達係数行列演算部１３３０で決定された空間分割多重数および変調方式に対応する信号系列に振り分けられ、それぞれ送信部１１１１〜１１１Ｆにより伝達係数行列演算部１３３０で決定された変調方式を適用され、１１２１〜１１２Ｆのマルチビーム形成部に出力される。マルチビーム形成部に入力された各信号系列は、伝達係数行列演算部１１３０で決定された送信重みをかけられた後、同一のアンテナに出力する信号は合成され、逆フーリエ変換部１１３１〜１１３Ｎの対応するポートに出力される。逆フーリエ変換部からの出力信号は、前記切り替え部１２０１〜１２０Ｎを介し、アンテナ素子から送信される。

送受信装置Ａのアンテナ素子数をＭ_Ａ、通信相手である送受信装置Ｂのアンテナ素子数をＭ_Ｂとした場合のある周波数帯における特異値分解により得られる送信ウェイトを用いた通信を考える。Ｍ_ＸをＭ_ＡとＭ_Ｂのうち小さい方の数字とし、送受信装置Ｂから送受信装置Ａへの通信を上り通信、送受信装置Ａから送受信装置Ｂへの通信を下り通信とする。

送受信装置Ａは、送受信装置Ｂより送信されたプリアンブル信号Ｓ_０（Ｍ_Ｂ×Ｍ_Ｂ行列）を受信し、伝達係数行列推定部１３２１〜１３２Ｆにおいて受信信号Ｘ_０（Ｍ_Ａ×Ｍ_Ｂ）にプリアンブル信号の逆行列Ｓ_０ ^−１（Ｍ_Ｂ×Ｍ_Ｂ行列）を乗算することで上り伝達係数行列Ｈ_Ｕを推定し、下り伝達係数行列Ｈ_Ｄを上り伝達係数行列Ｈ_Ｕの転置行列として得る。

図２は、上述した、伝達係数行列の推定手順を示すフローチャートであり、送受信装置Ａは送受信装置Ｂから送信されるプリアンブル信号Ｓ_０を受信し（ステップＳ１１）、受信信号Ｘ_０にプリアンブル信号Ｓ_０の逆行列を乗算し、上り伝達係数行列Ｈ_Ｕを推定する（ステップＳ１２）。また、上り伝達係数行列Ｈ_Ｕの転置行列により、下り伝達係数行列Ｈ_Ｄを求めることができる（ステップＳ１３）。

送受信装置Ｂより送信されたプリアンブル信号が無指向性での送信であった場合、伝達係数行列演算部１３３０は上り伝達係数行列Ｈ_Ｕの特異値分解により得られるユニタリ行列Ｖ_Ｄ（Ｍ_Ｘ×Ｍ_Ａ行列）から送信に用いる空間多重数Ｌ（Ｌ≦Ｍ_Ｘ）の列ベクトルを選択した送信ウェイトＷ_Ｄ（Ｌ×Ｍ_Ａ行列）により送信を行う。

ここで送受信装置Ｂからのプリアンブル信号Ｓ_０（Ｌ×Ｌ行列）が、上り伝達係数行列Ｈ_Ｕの特異値分解により得られるユニタリ行列Ｖ_Ｕから、対応する固有値の大きい順に列ベクトルを選択することで得られる送信ウェイトＷ_Ｕ（Ｍ_Ｂ×Ｌ行列）で送信された場合について考える。このとき送受信装置Ａで得られる受信信号Ｘ_０は以下のように表せる。

Ｄは電力配分行列（Ｌ×Ｌ行列）であり、ａ_１〜ａ_Ｌは各ビームに用いる電力値を表し、Ｗ_Ｕ´は（３）式に定義した上り通信の受信ウェイトである。このようにして得られた受信信号Ｘ_０にプリアンブル信号Ｓ_０の逆行列を乗算することで、送信重み使用上り伝達係数行列Ｇ_Ｕは、送受信装置Ａの伝達係数行列推定部１３２１〜１３２Ｆにより、下式のように求められる。

前記伝達係数行列演算部１３３０において、例えば、１〜Ｆ番目の各周波数帯で、送信重み使用伝達係数行列Ｇ_Ｕから、受信重みを決定し、復号部１３４０に出力し、その伝搬環境の到来波方向、到来波数、レベル、遅延の推定をＭＵＳＩＣ法（Ｍultiple Signal Classification）やＥＳＰＲＩＴ法（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）（Paulaj et al，‘ESPRIT−a subspace rotation approach to signal parameter estimation’,IEEE Proceeding，74(7)，1044-1045，July1986）を用いて推定し、あらかじめ準備された重みの中から、その環境において所定の伝送品質の基準値を最大とするような重みを選択し、マルチビーム形成部１１２１〜１１２Ｆにおいて乗算される送信重みとして出力し、空間多重数及び変調多倍数を送信部１１１１〜１１１Ｆとシリアル−パラレル変換部１１１０に出力する。

また、前記伝達係数行列演算部１３３０は、対応する周波数帯の受信信号に乗算する受信重みを、推定した送信重み使用伝達係数行列の複素転置行列Ｇ_Ｕ ^Ｈの各行ベクトルのスカラー量の逆数の二乗を各行に乗算したものを用いる。（８）式で得られるＧ_Ｕ ^Ｈにこのような処理を行うと、行列Ｕ_Ｕはユニタリ行列であるために、各行ベクトルからＬ個のスカラー量√（ａ_１λ_１）〜√（ａ_Ｌλ_Ｌ）が得られる。これらの逆数の二乗を各行ベクトルに乗算すると、得られる受信重みＷ_Ｕ″は以下のように表せる。

上り通信において、データ信号Ｓ（Ｌ×１行列）が送信ウェイトＷ_Ｕを用いて送信された場合、送信重み使用伝達係数行列Ｇ_Ｕと熱雑音Ｎを用いて、受信信号Ｘ_Ｕは以下のように表せる。

よって送信信号Ｓは受信信号Ｘ_ＵにＷ_Ｕ″を乗算することで、以下のように得られる。

下り通信においても同様にして受信重みを決定できる。

なお、図３は、上述した受信重みＷ_Ｕ″の算出手順を示すフローチャートであり、送受信装置Ａは送受信装置Ｂから送信されるプリアンブル信号Ｓ_０を受信し（ステップＳ２１）、受信信号Ｘ_０にプリアンブル信号Ｓ_０の逆行列を乗算し、送信重み使用伝達係数行列Ｇ_Ｕを推定する（ステップＳ２２）。また、送信重み使用伝達係数行列Ｇ_Ｕの複素転置行列Ｇ_Ｕ ^Ｈを求める（ステップＳ２３）。そして、Ｇ_Ｕ ^Ｈの各行ベクトルのスカラー量√（ａ_１λ_１）〜√（ａ_Ｌλ_Ｌ）の逆数の二乗を各行に乗算し（ステップＳ２４）、受信重みＷ_Ｕ″を求め（ステップＳ２５）、この受信重みＷ_Ｕ″を用いて復号部により、送受信装置Ｂから受信した受信信号を復号する（ステップＳ２６）。

また、伝達係数行列演算部１３３０は、対応する周波数帯の受信信号に乗算する受信重みを求めるため、まず推定した送信重み使用伝達係数行列の複素転置行列Ｇ_Ｕ ^Ｈの各行ベクトルのスカラー量を求め、その逆数を各行に乗算する。（８）式で得られるＧ_Ｕ ^Ｈにこのような処理を行うと、行列Ｕ_Ｕはユニタリ行列であるために、各行ベクトルからＬ個のスカラー量√（ａ_１λ_１）〜√（ａ_Ｌλ_Ｌ）が得られる。これらの逆数を各行ベクトルに乗算すると、誤差がなければ受信重み行列Ｗ_Ｕ´が得られるはずである。しかし、実際には推定には誤差が含まれており、この誤差が問題となる場合には、この補正を行う必要がある。

推定された受信重み行列Ｗ_Ｕ´の各行ベクトルは理論的にそれぞれ直交しているため、これらに直交化法を用い、直交するベクトルに変換することで得られるユニタリ行列に対し、対応するスカラー量√（ａ_１λ_１）〜√（ａ_Ｌλ_Ｌ）の逆数を各行ベクトルに乗算することで、（９）式で得られた送信重みＷ_Ｕ″が得られ、推定誤差による影響を低減できる。下り通信においても同様にして受信重みを決定できる（ステップＳ２７）。

また、前記伝達係数行列演算部１３３０は、対応する周波数帯の受信信号に乗算する受信重みをもとめるため、まず推定した送信重み使用伝達係数行列の複素転置行列Ｇ_Ｕ ^Ｈの各行ベクトルのスカラー量を求め、その逆数を各行に乗算する。（８）式で得られるＧ_Ｕ ^Ｈにこのような処理を行うと、行列Ｕ_Ｕはユニタリ行列であるために、各行ベクトルからＬ個のスカラー量√（ａ_１λ_１）〜√（ａ_Ｌλ_Ｌ）が得られる。これらの逆数を各行ベクトルに乗算すると、誤差がなければ受信重み行列Ｗ_Ｕ´が得られるはずである。しかし、実際には推定には誤差が含まれており、この補正を行う必要がある。送信重みＷ_Ｕを用いて送信が行われた場合、推定された受信重み行列Ｗ_Ｕ´の各行ベクトルに含まれる誤差は対応する固有値の小さいものほど大きい。よってグラム・シュミットの直交化法により、対応する固有値の大きい行ベクトルから直交化を行うことにより、推定誤差による伝送品質の劣化を防ぐことができる。

ここで、Ｗ_Ｕ´の行ベクトルを対応する固有値が大きいものから順に、ｕ，ｕ_２，・・・，ｕ_Ｌとおき、ベクトルｖ、ｗの内積を（ｖ，ｗ）と表すものとする。ｕ_１´＝ｕ_１としてグラム・シュミットの直交化法を行うと、

以上のように直交ベクトルｕ_１´，ｕ_２´，・・・，ｕ_Ｌ´を新しく求めることができる。このｕ_１´，ｕ_２´，・・・，ｕ_Ｌ´にあらかじめ求めたＬ個のスカラー量√（ａ_１λ_１）〜√（ａ_Ｌλ_Ｌ）の逆数を乗算したものを各行成分とする行列を受信重みとすることで、推定誤差の影響を低減できる。下り通信においても同様にして受信重みを決定できる。
直交化法を用いるかの判定を行う場合には、例えば、判定値として伝達係数行列から得られるノルムの値、またはスカラー量√（ａ_１λ_１）〜√（ａ_Ｌλ_Ｌ）の値の全て、もしくはいずれかの値を用いることができ、この判定値があらかじめ定められた値より小さい場合には、直交化法を用いることを決定できる。

次に、前記伝達係数行列演算部１３３０おいて行なわれる、対応する周波数帯の送信信号に乗算する送信重みの決定について考える。

ここで、以下に整理のため上り伝達係数行列Ｈ_Ｕと送信重み使用上り伝達係数行列Ｇ_Ｕの関係を示す。

下り伝達係数行列Ｈ_Ｄは上り伝達係数行列Ｈ_Ｕの転置行列になっているため、以下のように表すことができる。

よって下り送信重みＷ_Ｄは、上り受信重み行列Ｗ_Ｕ´の転置行列となっていることが分かる。

よって推定した送信重み使用上り伝達係数行列Ｇ_Ｕの各列成分の複素共役ベクトルを用い、それぞれ所定の電力に規格化したものを前記マルチビーム形成部１１２１〜１１２Ｆで送信信号に乗算する送信重みとすることで最大の通信容量を得ることができる。上り通信の送信重みも同様に下り通信の送信重み使用伝達係数行列から決定することができる。

なお、図４は、上述した送信重みの算出手順を示すフローチャートであり、送受信装置Ａは送受信装置Ｂから送信されるプリアンブル信号Ｓ_０を受信し（ステップＳ３１）、受信信号Ｘ_０にプリアンブル信号Ｓ_０の逆行列を乗算し、送信重み使用伝達係数行列Ｇ_Ｕを推定する（ステップＳ３２）。また、送信重み使用伝達係数行列Ｇ_Ｕの複素共役ベクトルを求め、それぞれを所定の電力に規格化して（ステップＳ３３）、送信重みを決定し（ステップＳ３４）、この送信重みをマルチビーム形成部１１２１〜１１２Ｆで送信信号に乗算する（ステップＳ３５）。

また、前記伝達係数行列演算部１１３０は、対応する周波数帯に前記マルチビーム形成部で乗算する送信重みを、推定した伝達係数行列Ｇ_Ｕの各列成分の複素共役ベクトルに対し、直交化演算を行い、それぞれ直交したベクトルに変換し、それぞれ所定の電力に規格化したものを用いることで、伝達係数行列の誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。上り通信の送信重みも同様に下り通信の送信重み使用伝達係数行列から決定することができる（ステップＳ３６）。

また、前記伝達係数行列演算部１３３０は、対応する周波数帯に前記マルチビーム形成部で乗算する送信重みを、推定した伝達係数行列Ｇ_Ｕの各列成分の複素共役ベクトルに対し、対応する固有値の大きいベクトルからグラム・シュミットの直交化法により、直交したベクトルに変換し、それぞれ所定の電力に規格化したものを用いることで、伝達係数行列の誤差による伝送品質の低減を防ぐことができる。上り通信の送信重みも同様に下り通信の送信重み使用伝達係数行列から決定することができる。
直交化法を用いるかの判定を行う場合には、例えば、判定値として伝達係数行列から得られるノルムの値、またはスカラー量√（ａ_１λ_１）〜√（ａ_Ｌλ_Ｌ）の値の全て、もしくはいずれかの値を用いることができ、この判定値があらかじめ定められた値より小さい場合には、直交化法を用いることを決定できる。

また、前記伝達係数行列演算部１３３０は、対応する送信重みに用いる電力値として、伝達係数行列Ｇ_Ｕの各列成分のスカラー量√（ａ_１λ_１）〜√（ａ_Ｌλ_Ｌ）を求め、あらかじめａ_１〜ａ_Ｌを知っておくことで固有値λ_１〜λ_Ｌを算出し、この固有値をもとに推定される各ストリームの信号対雑音比より、最も伝送品質が高くなる空間多重数と、変調方式、配分する電力を決定することができる。

信号対雑音比の指標としては、例えば固有値と熱雑音電力Ｐ_Ｎとの比λ_１／Ｐ_Ｎ〜λ_Ｎ／Ｐ_Ｎを用いることができ、変調方式としては２５６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、１６ＱＡＭ、８ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等の各種多値変調方式で所定の伝送品質を満たすものを適用し、所定の伝送品質に満たないストリーム数、空間多重数を減らして通信を行うことができる。

また、前記伝達係数行列演算部１３３０は、送信重みを用いたプリアンブル信号の送信を行う際に、各シンボルタイミングに用いる送信重みを、対応する固有値の大きさをあらかじめ規定された順番でプリアンブル信号に乗算する。

そして、受信時には、プリアンブル信号の受信レベルの順番を示すものとして、前記伝達係数行列おいて推定された伝達係数行列の各成分のスカラー量を求め、その絶対値の大きさの順番が、予め規定された順番となっているかを判定し、ある指標以上であれば、送信重みを用いたプリアンブル信号であると決定することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の空間多重伝送用送受信装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明によれば、特異値分解による空間分割多重を用いた通信において、固有モードで送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定することで、著しく少ない演算量で送信重み、受信重みを決定することを可能とし、このときに推定誤差による生じる伝送品質の劣化を直交化法により低減する効果を奏するので、本発明は空間多重伝送用送受信方法および空間多重伝送用送受信装置等に有用である。

従来および本発明の実施形態におけるマルチビームを形成する直交周波数分割多重を用いた空間多重伝送用送受信装置の構成例を示す図である。 伝達係数行列の推定手順を示すフローチャートである。 受信重みＷ_Ｕ″の算出手順を示すフローチャートである。 送信重みの算出手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１１１０ シリアル−パラレル変換部
１１１１〜１１１Ｆ 送信部
１１２１〜１１２Ｆ マルチビーム形成部
１１３１〜１１３Ｎ 逆フーリエ変換部
１２０１〜１２０Ｎ 切り替え部
１２１１〜１２１Ｎ アンテナ素子
１３０１〜１３０Ｎ フーリエ変換部
１３１１１〜１３１ＦＮ 受信切り替え部
１３２１〜１３２Ｆ 伝達係数行列推定部
１３３０ 伝達係数行列演算部
１３４０ 復号部

Claims (16)

1. 複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信方法であって、
   送信重み付けを行われて送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、
   受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量の逆数の二乗を各行に乗算したものを用いること
   を特徴とする空間多重伝送用送受信方法。
2. 複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信方法であって、
   送信重み付けを行われて送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、
   受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量を算出した後、各行成分ベクトルに対し、直交化演算によりそれぞれ直交したベクトルに変換し、さらに各ベクトルにあらかじめ求めた各行スカラー量の逆数を各行に乗算したものを用いること
   を特徴とする空間多重伝送用送受信方法。
3. 複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信方法であって、
   送信重み付けを行われて送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、
   受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量を算出した後、各行成分ベクトルに対し、電力値の高いものからグラム・シュミットの直交化法によりそれぞれ直交したベクトルに変換し、さらにあらかじめ求めた各スカラー量の逆数を各行に乗算したものを用いること
   を特徴とする空間多重伝送用送受信方法。
4. 複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信方法であって、
   プリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、このプリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、
   送信する際に適用する送信重みを、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルを用い、それぞれ所定の電力で送信すること
   を特徴とする空間多重伝送用送受信方法。
5. 複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信方法であって、
   プリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、このプリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、
   送信する際に適用する送信重みを、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルに対し、直交化演算を行い、それぞれ直交したベクトルに変換したものを用い、それぞれ所定の電力で送信すること
   を特徴とする空間多重伝送用送受信方法。
6. 複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信方法であって、
   プリアンブル信号から伝達係数行列を推定し、このプリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、
   送信する際に適用する送信重みを、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルに対し、電力の大きいベクトルからグラム・シュミットの直交化法により、それぞれ直交したベクトルに変換したものを用い、それぞれ所定の電力で送信すること
   を特徴とする空間多重伝送用送受信方法。
7. 前記推定した伝達係数行列の各列成分の電力値を通信相手が各ビームに用いた電力配分で補正した値と、雑音電力との比から、通信相手局における受信電力を推定し、適用する変調方式及び空間多重数、電力配分を決定すること
   を特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の空間多重伝送用送受信方法。
8. プリアンブル信号に送信重み付けがされているかの判断として、各シンボルタイミングで受信されるプリアンブル信号の受信レベルの順番が、予め規定した順番であるか検定し、ある指標以上であれば、送受信重みを用いたプリアンブル信号であると判別すること
   を特徴とする請求項４から７のいずれかに記載の空間多重伝送用送受信方法。
9. 複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信装置であって、
   送信重み付けを行われて送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定する伝達係数行列推定部と、
   受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量の逆数の二乗を各行に乗算して求める伝達係数行列演算部と、
   前記受信重みにより受信信号を復号する復号部と
   を備えることを特徴とする空間多重伝送用送受信装置。
10. 複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信装置であって、
    送信重み付けを行われて送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定する伝達係数行列推定部と、
    受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量を算出した後、各行成分ベクトルに対し、直交化演算によりそれぞれ直交したベクトルに変換し、さらに各ベクトルにあらかじめ求めた各行スカラー量の逆数を各行に乗算して求める伝達係数行列演算部と、
    前記受信重みにより受信信号を復号する復号部と
    を備えることを特徴とする空間多重伝送用送受信装置。
11. 複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信装置であって、
    送信重み付けを行われて送信されたプリアンブル信号から伝達係数行列を推定する伝達係数行列推定部と、
    受信重みとして、推定した伝達係数行列の複素転置行列をとり、各行成分のスカラー量を算出した後、各行成分ベクトルに対し、電力値の高いものからグラム・シュミットの直交化法によりそれぞれ直交したベクトルに変換し、さらにあらかじめ求めた各スカラー量の逆数を各行に乗算して求める伝達係数行列演算部と、
    前記受信重みにより受信信号を復号する復号部と
    を備えることを特徴とする空間多重伝送用送受信装置。
12. 複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信装置であって、
    プリアンブル信号から伝達係数行列を推定する伝達係数行列推定部と、
    前記プリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、送信する際に適用する送信重みを、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルを用い、それぞれ所定の電力に規格化して求める伝達係数行列演算部と、
    前記送信重みを送信信号に乗算する送信部と
    を備えることを特徴とする空間多重伝送用送受信装置。
13. 複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信装置であって、
    プリアンブル信号から伝達係数行列を推定する伝達係数行列推定部と、
    前記プリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、送信する際に適用する送信重みを、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルに対して直交化演算を行い、それぞれ直交したベクトルに変換し、それぞれ所定の電力に規格化して求める伝達係数行列演算部と、
    前記送信重みを送信信号に乗算する送信部と
    を備えることを特徴とする空間多重伝送用送受信装置。
14. 複数のアンテナ素子を備え、受信したプリアンブル信号から伝搬環境に適した送信重みを決定して送信信号に送信重み付けを行ったうえで空間分割多重を用いて送受信する空間多重伝送用送受信装置であって、
    プリアンブル信号から伝達係数行列を推定する伝達係数行列推定部と、
    前記プリアンブル信号が送信重み付けを行われて送信されたものである場合に、送信する際に適用する送信重みを、推定した伝達係数行列の各列成分の複素共役ベクトルに対し、電力の大きいベクトルからグラム・シュミットの直交化法により、それぞれ直交したベクトルに変換し、それぞれ所定の電力に規格化して求める伝達係数行列演算部と、
    前記送信重みを送信信号に乗算する送信部と
    を備えることを特徴とする空間多重伝送用送受信装置。
15. 前記推定した伝達係数行列の各列成分の電力値を通信相手が各ビームに用いた電力配分で補正した値と、雑音電力との比から、通信相手局における受信電力を推定し、適用する変調方式及び空間多重数、電力配分を決定すること
    を特徴とする請求項１２から１４のいずれかに記載の空間多重伝送用送受信装置。
16. プリアンブル信号に送信重み付けがされているかの判断として、各シンボルタイミングで受信されるプリアンブル信号の受信レベルの順番が、予め規定した順番であるか検定し、ある指標以上であれば、送受信重みを用いたプリアンブル信号であると判別すること
    を特徴とする請求項１２から１５のいずれかに記載の空間多重伝送用送受信装置。
    
    

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