JP2006211366A - 送信装置、送信方法、受信装置及び受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 より正確な受信信号品質の測定値に基づいて適応変調符号化方式の実効性を向上させること。
【解決手段】 送信装置は、互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々でパイロットチャネルを送信する手段と、１以上の指向性ビームの各々に対応する１以上の受信信号品質に基づいて導出されたフィードバック情報を無線リンクを通じて受信する手段と、フィードバック情報、変調方式及び符号化率の間の所定の対応関係を参照し、少なくともデータチャネルの送信に使用する変調方式及び符号化率を決定する手段とを備え、フィードバック情報の導出に使用される１以上の指向性ビームを識別する識別情報を、無線リンクを通じて送信する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、無線通信の技術分野に関し、特に適応変調符号化の制御が行われるシステムに使用される送信装置、送信方法、受信装置及び受信方法に関する。

この種の技術分野では、無線リソースを効率的に使用するために、伝送信号の適応変調符号化（ＡＭＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｎｎｅｌ Ｃｏｄｉｎｇ）を採用することが間々ある。ＡＭＣは、送信信号の変調方式及び符号化率を伝搬環境に合わせて適応的に制御するものであり、大容量且つ高速のパケット伝送が行われやすい下りリンクで特に有益である。ＡＭＣでは、受信機側でパイロットチャネルの信号品質（例えば、信号電力対干渉電力（ＳＩＲ）等）が測定され、その信号品質が送信機側にフィードバックされる（図１参照。）。パイロットチャネルは、送信機及び受信機の双方で既知の信号であり、既知信号、参照信号、トレーニング信号等と言及されることもある。送信機は、信号品質、変調方式及び符号化率の間の予め定められている対応関係を参照し、フィードバックされて来た信号品質に基づいて、変調方式及び符号化率を決定する。決定された変調方式及び符号化率を用いて、データチャネルが受信機に送信される。変調方式及び符号化率は、受信機での受信信号品質が向上するように事前に定められている。

このように、データチャネルを伝送する際の変調方式及び符号化率は、パイロットチャネルの受信信号品質に基づいて決定される。この種の無線通信システムについては、例えば特許文献１に記載されている。
特開２００４−７２５３９号公報

ところで、セルに収容するユーザ数又は容量を増やすため、移動端末の位置に応じて適応的に変化する指向性ビームを用いてデータチャネルを伝送する技術がある。適応的に変化する指向性ビーム（適応指向性ビーム）を用いることで、移動端末での受信品質を向上させ、スループットの向上等を図ることが期待できる。この場合において、パイロットチャネルは、セル内のいかなる移動端末でも受信できる必要があるので、セル又はセクタ全域に向けて送信される。

図２は、１つのセクタ全域にパイロットチャネルを送信し、特定の移動端末に適応指向性ビームでデータチャネルを送信している様子を示す。しかしながら、このようなシステムを構築すると、データチャネルのビームパターンとパイロットチャネルのビームパターンは相違する。従って、パイロットチャネルで伝搬路（ｃｈａｎｎｅｌ）を推定しても、その推定値はデータチャネルの伝搬路を正確に反映していない。このため、受信機で受信したパイロットチャネルに基づいて受信信号品質が決定され、その受信信号品質に基づいて変調方式及び符号化率が決定されても、それらは送信されるデータチャネルに適切なものであるとは限らない。このため、適応変調符号化方式を採用することで期待される伝送効率の向上を図ることが困難になることが懸念される。

本発明は、上記問題点の少なくとも１つに対処するためになされたものであり、その課題は、より正確な受信信号品質の測定値に基づいて適応変調符号化方式の実効性を向上させる送受信装置及び方法を提供することである。

本発明による送信装置は、互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々でパイロットチャネルを送信する手段と、１以上の指向性ビームの各々に対応する１以上の受信信号品質に基づいて導出されたフィードバック情報を無線リンクを通じて受信する手段と、フィードバック情報、変調方式及び符号化率の間の所定の対応関係を参照し、少なくともデータチャネルの送信に使用する変調方式及び符号化率を決定する手段とを備え、フィードバック情報の導出に使用される１以上の指向性ビームを識別する識別情報を、無線リンクを通じて送信する。

本発明による受信装置は、互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々で送信されたパイロットチャネルを、無線リンクを通じて受信する手段と、１以上の指向性ビームの各々に対応する１以上の受信信号品質に基づいて、フィードバック情報を導出する手段と、前記フィードバック情報を無線リンクを通じて送信する手段とを備える。

本発明によれば、より正確な受信信号品質の測定値に基づいて適応変調符号化方式の実効性を向上させることができる。

本発明の一態様によれば、互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々でパイロットチャネルが送信され、１以上の指向性ビームの各々に対応する１以上の受信信号品質に基づいて導出されたフィードバック情報が、無線リンクを通じて受信され、フィードバック情報、変調方式及び符号化率の間の所定の対応関係を参照することで、少なくともデータチャネルの送信に使用する変調方式及び符号化率が決定され、フィードバック情報の導出に使用される１以上の指向性ビームを識別する識別情報が、無線リンクを通じて送信される。

パイロットチャネルはマルチビームで送信され、マルチビームの中でデータチャネルのビームに近いビームで伝送されたパイロットチャネルに基づいて、受信信号品質が測定され、それがフィードバックされる。これにより、データチャネルの伝搬路の影響を、より正確に反映した受信信号品質に基づいて、適応変調符号化の制御を行うことができる。

本発明の一態様によれば、パイロットチャネルを送信する複数の指向性ビームの少なくとも１つと前記可変指向性ビームとの利得差により、前記フィードバック情報が補正される。受信信号品質を更に正確に評価することで、より適切な適応変調符号化の制御を行うことができる。

本発明の一態様によれば、前記フィードバック情報が、マルチパス伝搬環境におけるパス毎に補正される。これにより、マルチパス伝搬環境下でも適切な適応変調符号化の制御を行うことができる。

本発明の一態様によれば、前記フィードバック情報が、１以上の受信信号品質の中から選択された１つの受信信号品質に基づいて導出される。受信信号品質の良否は、受信装置単独で評価できるので、フィードバック情報の導出に、送信装置側からの付加的な制御情報を使用しなくて済む。

本発明の一態様によれば、前記フィードバック情報が、１以上の受信信号品質を重み付け合成することで導出され、１以上の重み係数が、無線リンクを通じて受信される。重み係数を様々に設定することで、多岐にわたる導出法が実現でき、フィードバック情報の更なる高精度化を図ることができる。

図３は、本発明の一実施例による送信機のブロック図を示す。送信機３００は、符号化部３０２と、変調部３０４と、フレーム生成部３０６と、分配部３０８と、データチャネル用の重み係数乗算部３１０と、パイロットチャネル処理部３１２と、Ｍ個の多重部３２０−１〜Ｍと、Ｍ個の信号変換部３２２−１〜Ｍと、Ｍ個のＲＦ送信部３２４−１〜Ｍと、Ｍ個のサーキュレータ３２６−１〜Ｍと、Ｍ個のアンテナ３２８−１〜Ｍとを有する。Ｍはアンテナ数である。パイロットチャネル処理部３１２は、Ｎ個のフレーム生成部３１４−１〜Ｎと、Ｎ個の分配部３１６−１〜Ｎと、Ｎ個のパイロットチャネル用の重み係数乗算部３１８−１〜Ｎとを含む。Ｎは後述の指向性ビーム数である。更に送信機３００は、Ｍ個のＲＦ受信部３３０−１〜Ｍと、Ｍ個の信号変換部３３２−１〜Ｍと、合成部３３４と、上り制御チャネル復調部３３６と、ＡＭＣ処理部３３８とを有する。

符号化部３０２は、指示された符号化率Ｒ（例えば、Ｒ＝１／３）に従って、そこに入力されたデータチャネル用の送信データ系列を符号化する。

変調部３０４は、指示された変調方式に従って、そこに入力された信号を変調する。変調方式は、例えば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等のような適切ないかなる変調方式でもよい。

フレーム生成部３０６は、入力された信号を、その通信システムで使用されるフォーマットに合わせる。

分配部３０８は、送信機３００に備わる送信用のアンテナ数（Ｍ）に合わせて信号を分配する。本実施例では、送信用のアンテナ数と受信用のアンテナ数は同数であり、送受共用アンテナが使用されるが、そのような態様に限定されない。適切ないかなるアンテナ数が採用されてもよい。

データチャネル用の重み係数乗算部３１０は、データチャネル用の指向性ビームが実現されるように、各アンテナに関する適切な重み係数（ベクトル）ｗ_Ｄの各成分が、入力されたＭ個の信号のそれぞれに乗算される。重み係数ベクトルｗ_Ｄは、Ｍ個の成分を有するベクトルである。この指向性ビームは、特定の移動端末の位置に応じて適応的に調整される、比較的狭い角度に絞り込まれた指向特性を有する（このような指向性ビームを、必要に応じて、適応指向性ビームと呼ぶことにする。）。従って、この重み係数は時間と共に変化する性質を有する。一例として、重み係数ベクトルｗ_Ｄは、次式（１）のように表現できる：

ここで、ｄはＭ個のアンテナ間の間隔（Ｍ個のアンテナを直線状に配置する場合を仮定している）であり、λ_ｄは無線信号の波長であり、φは基地局に対する特定の移動端末の所在する角度（即ち、メインローブの方向又は主方向）である。

パイロットチャネル処理部３１２は、パイロットチャネルを送信する際のビームパターンを実現するための処理を行う。本実施例では、パイロットチャネルは、互いに指向性の異なる複数の（Ｎ個の）指向性ビームで送信される。Ｎ個の指向性ビーム全体で１つのセクタ又はセルが網羅されるように、Ｎは設定される（図４参照。）。

Ｎ個のフレーム生成部３１４−１〜Ｎは、それぞれ同様な構成及び機能を有する（分配部及び重み係数乗算部についても同様。）。フレーム生成部３１４−１は、１番目の指向性ビームで信号を送信するためのフレームを作成する。

分配部３１６−１は、そこに入力された信号をアンテナ数個（Ｍ個）に分配する。

パイロットチャネル用の重み係数乗算部３１８−１は、１番目の指向性ビームが実現されるように、そこに入力されたＭ個の信号に重み係数（ベクトル）ｗ_１の各成分をそれぞれ乗算する。重み係数ベクトルｗ_１は、Ｍ個の成分を有するベクトルである。この指向性ビームの各々は、比較的狭い角度に絞り込まれた指向特性を有するが、移動端末の位置に依存しない一定のビームパターンを有する。従って、指向性ビームの個々の重み係数は時間と共に変化しない。一例として、重み係数ベクトルｗ_ｎは、次式（２）のように表現できる：

ここで、ｎはビームの各々を区別するパラメータであり、１乃至Ｍまでの値をとり、ｄはＭ個のアンテナ間の間隔であり、λ_ｄは送信信号の波長であり、θ_ｎは予め固定的に設定された値であり、ｎ番目の指向性ビームのメインローブの方向を示す。

図４は、重み係数乗算部３１０，３１８−１〜Ｎで乗算された重み係数ｗ_Ｄ，ｗ_ｎ（ｎ＝１，．．．，Ｎ）により実現される指向性ビームのパターンをそれぞれ模式的に示している。図示されているように、パイロットチャネルは、Ｎ個の指向性ビーム（ビーム１乃至Ｎ）で伝送され、このような一群の指向性ビームは、マルチビームと呼ばれる。データチャネルは、１つの指向性ビーム（適応指向性ビーム）で伝送される。データチャネル用の適応指向性ビームの重み係数は、上記の（１）式で表現されるような重み係数でもよいし、マルチビームに含まれる１つの指向性ビームの重み係数でもよいし、或いはマルチビームに含まれる複数の指向性ビームの重み係数を重ね合わせてもよい。マルチビームに使用される重み係数を使用する場合には、各ビームの重み係数ｗ_ｎは固定値であるので、改めて演算する必要はなく、重み係数の演算負担を軽減することができる。移動端末の位置に合わせて、１以上のビーム番号ｎを指定すればよいからである。マルチビーム中の１以上のビームを適応的に選択することで実現される指向性ビームは、スイッチトビームと呼ばれる。データチャネルの伝送に使用される指向性ビームは、必要に応じて、可変指向性ビームとも呼ばれ、これは適応指向性ビーム及びスイッチトビームの双方を含む。

図５は、１２個の指向性ビームの指向特性を示す。これら１２個の指向性ビームで１２０度（±６０度）の広がりを有するセクタが網羅される。アンテナ数は８であるものとしている。図示されているように、１２個のメインローブがほぼ等間隔に生じていることが分かる。これらのビームを用いてパイロットチャネルが送信される。

図３のＭ個の多重部３２０−１〜Ｍは、それぞれ同様の構成及び機能を有するので、第１の多重部３２０−１がそれらを代表して説明される（信号変換器、ＲＦ送信部、サーキュレータ、ＲＦ受信部についても同様。）。多重部３２０−１は、データチャネルに関する重み付け後のＭ個の信号、ビーム１に関する重み付け後のＭ個の信号、．．．、ビームＮに関する重み付け後のＭ個の信号のうち、第１のアンテナ３２８−１に関連する信号の成分を加算し、出力する。即ち、多重部３２０−１では、Ｎ個のパイロットチャネルに関する信号と１つのデータチャネルに関する信号とが加算される。適応指向性ビーム及びマルチビームの合計Ｎ＋１個の指向性ビームは、時間、周波数及び／又は符号を用いて、互いに直交するように多重部３２０−１〜Ｍで多重化される。

信号変換部３２２−１は、ディジタル信号をアナログ信号に変換する。

ＲＦ送信部３２４−１は、低い周波数のアナログ信号を、適切な高い周波数帯域の信号に変換し、必要に応じて帯域制限等の処理を行う。

サーキュレータ３２６−１は、送信及び受信の切換を行う。

ＲＦ受信部３３０−１は、高周波の受信信号を適切な低い周波数帯域に変換し、必要に応じて帯域制限等の処理を行う。

信号変換部３３２−１は、アナログ信号をディジタル信号に変換する。

合成部３３４は、各アンテナから受信されたＭ個の信号を加算し、出力する。

上り制御チャネル復調部３３６は、受信信号（上り制御チャネル）を復調し、移動端末で測定された受信信号品質を抽出する。即ち、ここで復調される信号は、移動端末からのフィードバック信号に相当する。受信信号品質は、例えば信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ）で評価される。より一般的には、受信信号品質は、希望信号と非希望信号の電力比として表現できる。

ＡＭＣ処理部３３８は、受信信号品質に基づいて、データチャネルを送信する際に採用する変調方式及び符号化率を決定し、その結果を符号化部３０２及び変調部３０４に通知する。適切な変調方式及び符号化率は、例えば、予め定められている対応関係を参照することによって行われる。そのような対応関係は、例えば次のように構成されてもよい：
ＳＩＲ＜Ｓ_１ ならば、Ｍｏｄ（１）及びＲ（１）が採用される；
Ｓ_１≦ＳＩＲ＜Ｓ_２ならば、Ｍｏｄ（２）及びＲ（２）が採用される；
Ｓ_２≦ＳＩＲ＜Ｓ_３ならば、Ｍｏｄ（３）及びＲ（３）が採用される；
・・・
Ｓ_Ｓ−１≦ＳＩＲ ならば、Ｍｏｄ（Ｓ）及びＲ（Ｓ）が採用される；
ただし、ＳＩＲは測定された受信信号品質（受信ＳＩＲ）を表し、Ｓ_１，．．．，Ｓ_Ｓは所定の信号品質を表し（Ｓ_１＜・・・＜Ｓ_Ｓ−１）、Ｍｏｄ（１），．．．，Ｍｏｄ（Ｓ）の各々は変調方式を表し、Ｒ（１），．．．，Ｒ（Ｓ）の各々は符号化率を表す。

図６は、本発明の一実施例による受信機のブロック図を示す。受信機６００は、アンテナ６０２と、サーキュレータ６０４と、ＲＦ受信部６０６と、信号変換部６０８と、分配器６１０と、信号品質測定部６１２と、データチャネル処理部６２０と、制御チャネル復調部６５４とを有する。信号品質測定部６１２は、ビーム数個（Ｎ個の）の信号品質推定部６１４−１〜Ｎと、受信信号品質出力部６１６とを有する。データチャネル処理部６２０は、伝搬路推定及び補償部６２２と、復調部６２４と、復号化部６２６とを有する。受信機６００は、制御チャネルの送信データ系列生成部６３０と、符号化部６３２と、変調部６３４と、フレーム生成部６３６と、データチャネルの送信データ系列生成部６４０と、符号化部６４２と、変調部６４４と、フレーム生成部６４６と、合成部６４８と、信号変換部６５０と、ＲＦ送信部６５２とを有する。

アンテナ６０２、サーキュレータ６０４、ＲＦ受信部６０６、ＲＦ送信部６５２、信号変換部６０８，６５０は、送信機３００にて説明済みの要素と同様であるため、更なる説明を省略する。

分配器６１０は、そこに入力されたディジタル信号を、Ｎ個の信号品質推定部に分配する。また、指定されたビームに関するディジタル信号が、伝搬路推定部及び補償部６２２に与えられる。

信号品質測定部６１２は、受信信号品質を導出し、フィードバック信号として送信するために出力する。

Ｎ個の信号品質推定部６１４−１〜Ｎは、ビーム＃１〜＃Ｎの各々について、パイロット信号の受信信号品質ＳＩＲ_１，．．．，ＳＩＲ_Ｎを推定し、出力する。例えば、受信信号品質ＳＩＲ_１は、ビーム＃１で伝送されたパイロットチャネルの信号電力と干渉電力との比率で評価することができる。

受信信号品質出力部６１６は、Ｎ個の受信信号品質ＳＩＲ_１，．．．，ＳＩＲ_Ｎに基づいて１つの値を出力する。例えば、受信信号品質出力部６１６は、Ｎ個の受信信号品質のうちの最良の値を出力してもよい。或いは、Ｎ個の受信信号品質の総和を出力してもよい。

データチャネル処理部６２０は、受信信号からデータチャネルを復元するための処理を行う。

伝搬路推定及び補償部６２２は、送信機側から指定されたビーム＃ｎで伝送されたパイロットチャネルに基づいて、チャネル推定を行い、振幅及び位相の変動を補償する。送信機の側で指定されるビーム番号ｋは、データチャネルの指向方向φに最も近い指向方向θ_ｋを有するビーム番号である。

復調部６２４は、チャネル補償済みのデータチャネルを復調する。

復号化部６２６は、復調されたデータチャネルを復号化し、誤り訂正等を行う。以後、データチャネルを復元するための処理が行われる。

制御チャネル復調部６５４は、制御チャネルを復調する。復調された制御チャネルの内容は、本実施例では、データチャネル処理部６２０で使用され、信号品質測定部６１２では使用されない。しかし、他の実施例では制御チャネルの内容が信号品質測定部６１２で使用されてもよい（後述）。

制御チャネルの送信データ系列生成部６３０は、制御チャネルで送信する信号系列を作成する。この場合に、受信信号品質出力部６１６からの出力が、制御チャネルの送信データ系列に含められる。

符号化部６３２，６４２は、送信機側から指定された符号化率で、そこに入力された信号を符号化する。

変調部６３４，６４４は、送信機側から指定された変調方式で、そこに入力された信号を変調する。

フレーム生成部６３６，６４６は、制御チャネル又はデータチャネルで送信する信号を、その通信システムで使用されているフォーマットに合わせる。

合成部６４８は、制御チャネルとデータチャネルを合成し、送信信号を作成する。

図７は、本発明の一実施例による方法を表すフローチャートである。フローはステップ７０２から始まる。少なくとも基地局はアレーアンテナを備えている。基地局は、下りチャネルでパイロットチャネルとデータチャネルを伝送する。パイロットチャネルはマルチビームで伝送される。データチャネルは適応指向性ビーム又はスイッチトビームで伝送される。本実施例では、パイロットチャネルは１種類しか登場していないが、他の実施例では２種類以上のパイロットチャネルが使用されてもよい。例えば、マルチビームの各々で第１のパイロットチャネルを伝送することに加えて、適応指向性ビームで第２のパイロットチャネルを伝送してもよい。

ステップ７０４では、移動端末が、マルチビームで伝送されたパイロットチャネルを受信し、図６の信号品質測定部６１２にて受信信号品質（受信ＳＩＲ）を測定する。信号品質推定部６１４−１〜Ｎの各々で、各ビームに関する受信信号品質ＳＩＲ_１〜ＳＩＲ_Ｎが出力される。本実施例では、これらＮ個の受信信号品質の内で最も良好なＳＩＲを示すものが、受信信号品質出力部６１６で選択され、出力される。出力された値は、制御チャネルの送信データ系列生成部６３０に与えられ、符号化部６３２、変調部６３４及びフレーム生成部６３６を経てフィードバック信号が作成される。

ステップ７０６では、フィードバック信号が、必要に応じてデータチャネルと合成され、基地局に向けて無線送信される。

ステップ７０８では、基地局が、受信したフィードバック信号を、図３の上り制御チャネル復調部３３６で復調する。これにより、移動端末により測定された受信信号品質（受信ＳＩＲ）が判明する。ＡＭＣ処理部３３８は、記憶済みの所定の対応関係を参照し、入力された受信信号品質に相応しい変調方式及び符号化率を、変調部３０４及び符号化部３０２に通知する。通知された変調方式及び符号化率を用いて、以後データチャネルの送信が行われる。

ステップ７０４で選択された最良のＳＩＲを与えるビーム＃ｎは、その移動端末に対する適応指向性ビームに最も似ている（少なくとも、マルチビーム中のＮ個の指向性ビームの中では最も似ている。）。ビーム＃ｎに関する伝搬路は、適応指向性ビームの伝搬路を適切に近似する。従って、最良のＳＩＲ_ｎをＡＭＣ制御の基礎にすれば、適切な変調方式及び符号化率を決定できる可能性が高くなる。

また、最良のビーム＃ｎ以外のビーム＃ｋ（ｋ≠ｎ）の指向方向θ_ｋは、移動端末の方向φと比較的大きく異なるので、ＳＩＲ_ｋ（ｋ≠ｎ）も比較的小さな値になる場合が多い。このような観点からは、Ｎ個の受信信号品質ＳＩＲ_１〜ＳＩＲ_Ｎを総て加算し、その総和を信号品質測定部６１２から出力してもよい。更には、所定の閾値Δ_ＳＩＲを設定し、それを超えるＳＩＲのみを加算して、その総和を信号品質測定部６１２から出力してもよい。或いは、上位から所定数のＳＩＲのみを加算してもよい。これらの様々なフィードバック情報の導出法は、移動端末の側で単独に実行できる。この点、本実施例は、フィードバック情報の導出に基地局からの付加的な情報を必要とする実施例２（後述）と大きく異なる。

セクタ内の移動端末の位置は、基地局で把握されている場合が多い。そこで、実施例２では、図６の信号品質測定部６１２が、マルチビームの中のどのビームに基づいて出力信号を導出すべきかを、基地局が下り制御チャネルを通じて移動端末に通知する。この下り制御チャネルは、図６の制御チャネル復調部６５４で復調される。その内容は、例えば１つのビーム番号（例えば、ｎ）である。復調された内容に示されるビーム番号に対応する信号品質推定部６１４−ｎが起動され、ＳＩＲ_ｎが測定され、それが受信信号品質出力部６１６を経て出力される。指定されたビーム以外のビームに関する信号品質推定部はディセーブルにされる。或いは、総ての信号品質推定部をイネーブルにし、指定されたビーム番号ｎに関するＳＩＲ_ｎを受信信号品質出力部６１６で選択してもよい。消費電力を減らす観点からは、前者の方が好ましい。

移動端末に通知される１つのビーム番号は、例えば、移動端末から基地局への上りリンクの受信電力が最大となるパスの到来方向に最も近接したビームとしてもよい。或いは、上りリンクで検出した複数のパスの到来方向を、受信電力で重み付け平均化した方向に最も近いビームとしてもよい。

制御チャネルで通知される内容には様々なものが考えられる。例えば、移動端末があるビームｎと隣のビームｎ＋１との中間に位置するような場合（双方のビームから同程度に良好なＳＩＲを得ることが予想される場合）に、ビーム番号ｎとｎ＋１を移動端末に通知し、２つのビームに関するＳＩＲを平均化し、それを信号品質測定部６１２から出力することが挙げられる。

より一般的には、Ｎ個のビームの各々に関する重み係数α_ｎ（ｎ＝１，．．．，Ｎ）が制御チャネルで移動端末に通知されてもよい。この場合は、受信信号品質出力部６１６は、次式（３）に示されるように、ＳＩＲ_１，．．．，ＳＩＲ_Ｎを重み付け合成して出力する。

このような重み係数α_ｎは、基地局又は移動端末の何れの側でも決定することができる。但し、基地局は、マルチビーム、スイッチトビーム及び適応指向性ビームと移動端末の位置との関係を把握しており、移動端末におけるＳＩＲ測定に相応しいビームを簡易に決定することができるので、重み係数α_ｎの決定も簡易に行うことができる。

図８は、本発明の一実施例による送信機のブロック図を示す。図３で説明済みの要素については、同様の参照番号が付されており、更には説明しない。本実施例では、図３のＡＭＣ処理部３３８が改善されている。図８には、主ビーム方向記憶部８０２と、アンテナ利得差演算部８０４と、受信ＳＩＲ補正部８０６と、ＭＣ選択部８０８とが描かれている。

主ビーム方向記憶部８０２は、移動端末がＳＩＲを測定した時刻ｔにおける適応指向性ビームの主ビームの方向θ_Ｄ（ｔ）、マルチビームの中で適応指向性ビームに近接するビームのビーム番号ｎ（ｎ＝１，．．．，Ｎ）とを記憶する。

アンテナ利得差演算部８０４は、適応指向性ビームの方向θ_Ｄ（ｔ）及びそれに近接するビーム＃ｎの指向方向θ_ｎに基づいて、各ビームのアンテナ利得差Δ_Ｇａｉｎを次式に従って算出する。

ここで、ｗ_Ｄは適応指向性ビーム用の重み係数ベクトルを表し、ｗ_ｎはｎ番目の指向性ビーム用の重み係数ベクトルを表し、上付き文字のＨは共役転置を表し、上付き文字のＴは転置を表し、ｄはＭ個のアンテナ間の間隔を表し、λ_ｄは送信信号の波長を表す。（４）式の右辺第１項は適応指向性ビームの利得を表し、右辺第２項はそれに近接する指向性ビームの利得を表す。

図９は、指向方向θ_Ｄ，θ_ｎ及びアンテナ利得差Δ_Ｇａｉｎの間の関係を模式的に示す。

図８の受信ＳＩＲ補正部８０６は、アンテナ利得差Δ_Ｇａｉｎを用いて、フィードバック信号から得たＳＩＲ（受信ＳＩＲ）を補正する。

ＭＣ選択部８０８は、補正された受信ＳＩＲに基づいて、データチャネルを送信する際に採用する変調方式及び符号化率を決定し、その結果を符号化部３０２及び変調部３０４に通知する。適切な変調方式及び符号化率は、例えば、予め定められている対応関係を参照することによって行われる。そのような対応関係は、例えば次のように構成されてもよい：
（ＳＩＲ＋Δ_Ｇａｉｎ）＜Ｓ_１ ならば、Ｍｏｄ（１）及びＲ（１）が採用される；
Ｓ_１≦（ＳＩＲ＋Δ_Ｇａｉｎ）＜Ｓ_２ならば、Ｍｏｄ（２）及びＲ（２）が採用される；
Ｓ_２≦（ＳＩＲ＋Δ_Ｇａｉｎ）＜Ｓ_３ならば、Ｍｏｄ（３）及びＲ（３）が採用される；
・・・
Ｓ_Ｓ−１≦（ＳＩＲ＋Δ_Ｇａｉｎ）ならば、Ｍｏｄ（Ｓ）及びＲ（Ｓ）が採用される；
ただし、ＳＩＲは測定された受信信号品質を表し、Ｓ_１〜Ｓ_Ｓは所定の信号品質を表し、Ｓ_１＜・・・＜Ｓ_Ｓ−１が満たされ、Ｍｏｄ（１）〜Ｍｏｄ（Ｓ）は変調方式を表し、Ｒ（１）〜Ｒ（Ｓ）は符号化率を表す。

図１０は、本発明の一実施例による送信機のブロック図を示す。実施例４も、図３のＡＭＣ処理部３３８の改善例である。図１０には、図３で説明済みの要素に加えて、到来方向推定部１００２と、アンテナ利得差演算部１００４と、受信ＳＩＲ補正部１００６と、ＭＣ選択部１００８とが描かれている。

到来方向推定部１００２は、移動端末からの上りチャネルのパス毎の到来方向（ＤＯＡ：Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）を推定する。パスの各々はｐで指定され、ｐ番目のパスの到来方向はθ_ｐで表現される。ｐは１，２，．．．，Ｐの値をとり、Ｐは考察対象のマルチパス数を表す。

アンテナ利得差演算部１００４は、ｐ番目のパスの到来方向θ_ｐに近接する指向方向θ_ｎを有するビーム番号ｎを判別する。アンテナ利得差演算部１００４は、移動端末がＳＩＲを測定した時刻ｔにおける適応指向性ビームのアンテナ利得（ｐ番目のパスに関するもの）と、マルチビームの中で適応指向性ビームに近接するビームｎ（ｎ＝１，．．．，Ｎ）のアンテナ利得とを算出し、パス毎のアンテナ利得差を求め、それを全パスについて加算することで、全利得差Δ_ｇａｉｎを求める。全利得差Δ_ｇａｉｎは、次式（５）により算出できる。

図１１は、パスの到来方向とアンテナ利得差の関係を示す。

受信ＳＩＲ補正部１００６は、アンテナ利得差Δ_ｇａｉｎを用いて、フィードバック信号から得たＳＩＲ（受信ＳＩＲ）を補正する。

ＭＣ選択部１００８は、補正された受信ＳＩＲに基づいて、データチャネルを送信する際に採用する変調方式及び符号化率を決定し、その結果を符号化部３０２及び変調部３０４に通知する。

本実施例によれば、パス毎にアンテナ利得差を求めて受信ＳＩＲを補正するので、マルチパス伝搬環境でも良好に受信ＳＩＲを正確に把握することができる。

パイロットチャネルとデータチャネルのビームパターンを示す図である。 パイロットチャネルとデータチャネルのビームパターンを示す図である。 本発明の一実施例による送信機のブロック図を示す。 各重み係数により実現される指向性ビームのパターンを示す図である。 指向性ビームの指向特性の一例を示す図である。 本発明の一実施例による受信機のブロック図を示す。 本発明の一実施例による方法を表すフローチャートである。 本発明の一実施例による送信機のブロック図を示す。 指向方向θ_Ｄ，θ_ｎ及びアンテナ利得差Δ_Ｇａｉｎの間の関係を示す図である。 本発明の一実施例による送信機のブロック図を示す。 パスの到来方向及びアンテナ利得差の間の関係を示す。

符号の説明

３００ 送信機； ３０２ 符号化部； ３０４ 変調部； ３０６ フレーム生成部； ３０８ 分配部； ３１０ データチャネル用の重み係数乗算部； ３１２ パイロットチャネル処理部； ３１４−１〜Ｎ フレーム生成部； ３１６−１〜Ｎ 分配部； ３１８−１〜Ｎ パイロットチャネル用の重み係数乗算部； ３２０−１〜Ｍ 多重部； ３２２−１〜Ｍ 信号変換部； ３２４−１〜Ｍ ＲＦ送信部； ３２６−１〜Ｍ サーキュレータ； ３２８−１〜Ｍ アンテナ； ３３０−１〜Ｍ ＲＦ受信部； ３３２−１〜Ｍ 信号変換部； ３３４ 合成部； ３３６ 上り制御チャネル復調部； ３３８ ＡＭＣ処理部３３８；
６００ 受信機； ６０２ アンテナ； ６０４ サーキュレータ； ６０６ ＲＦ受信部； ６０８ 信号変換部； ６１０ 分配器６１０； ６１２ 信号品質測定部； ６１４−１〜Ｎ 信号品質推定部； ６１６ 受信信号品質出力部； ６２０ データチャネル処理部； ６２２ 伝搬路推定及び補償部； ６２４ 復調部； ６２６ 復号化部； ６３０ 制御チャネルの送信データ系列生成部； ６３２ 符号化部； ６３４ 変調部； ６３６ フレーム生成部； ６４０ データチャネルの送信データ系列生成部； ６４２ 符号化部； ６４４ 変調部； ６４６ フレーム生成部； ６４８ 合成部； ６５０ 信号変換部； ６５２ ＲＦ送信部； ６５４ 制御チャネル復調部；
８０２ 主ビーム方向記憶部； ８０４ アンテナ利得差演算部８０４； ８０６ 受信ＳＩＲ補正部； ８０８ ＭＣ選択部；
１００２ 到来方向推定部； １００４ アンテナ利得差演算部； １００６ 受信ＳＩＲ補正部１００６； １００８ ＭＣ選択部

Claims (9)

1. 互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々でパイロットチャネルを送信する手段と、
   １以上の指向性ビームの各々に対応する１以上の受信信号品質に基づいて導出されたフィードバック情報を無線リンクを通じて受信する手段と、
   フィードバック情報、変調方式及び符号化率の間の所定の対応関係を参照し、少なくともデータチャネルの送信に使用する変調方式及び符号化率を決定する手段と、
   を備え、フィードバック情報の導出に使用される１以上の指向性ビームを識別する識別情報を、無線リンクを通じて送信する
   ことを特徴とする送信装置。
2. 特定の移動端末の位置に基づいて変化する可変指向性ビームでデータチャネルを送信する請求項１記載の送信装置であって、
   パイロットチャネルを送信する複数の指向性ビームの少なくとも１つと前記可変指向性ビームとの利得差により、前記フィードバック情報を補正する手段を更に有する
   ことを特徴とする送信装置。
3. 前記フィードバック情報が、マルチパス伝搬環境におけるパス毎に補正される
   ことを特徴とする請求項２記載の送信装置。
4. 互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々でパイロットチャネルを送信し、
   １以上の指向性ビームの各々に対応する１以上の受信信号品質に基づいて導出されたフィードバック情報を無線リンクを通じて受信し、
   フィードバック情報、変調方式及び符号化率の間の所定の対応関係を参照し、少なくともデータチャネルの送信に使用する変調方式及び符号化率を決定し、
   フィードバック情報の導出に使用される１以上の指向性ビームを識別する識別情報を、無線リンクを通じて送信する
   ことを特徴とする送信方法。
5. 互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々で送信されたパイロットチャネルを、無線リンクを通じて受信する手段と、
   １以上の指向性ビームの各々に対応する１以上の受信信号品質に基づいて、フィードバック情報を導出する手段と、
   前記フィードバック情報を無線リンクを通じて送信する手段と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
6. フィードバック情報を導出するのに使用される１以上の指向性ビームを識別する識別情報を、無線リンクを通じて受信する
   ことを特徴とする請求項５記載の受信装置。
7. 前記フィードバック情報が、１以上の受信信号品質の中から選択された１つの受信信号品質に基づいて導出される
   ことを特徴とする請求項５記載の受信装置。
8. 前記フィードバック情報が、１以上の受信信号品質を重み付け合成することで導出され、
   １以上の重み係数が、無線リンクを通じて受信される
   ことを特徴とする請求項５記載の受信装置。
9. 互いに指向性の異なる複数の指向性ビームの各々で送信されたパイロットチャネルを、無線リンクを通じて受信し、
   １以上の指向性ビームの各々に対応する１以上の受信信号品質に基づいて、フィードバック情報を導出し、
   前記フィードバック情報を無線リンクを通じて送信する
   ことを特徴とする受信方法。

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