JP2011030153A - 無線基地局、無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アップリンク信号を協調型空間多重する無線端末の組合せを適切に設定することによって、無線基地局において高い受信性能を得ることができるような無線基地局、無線通信システム、および無線通信方法を提供する。
【解決手段】モード設定部３０は、複数の無線端末からのアップリンク信号のスループットに基づいて、２個以上の無線端末を同一のアップリンクのデータバースト領域を共有して使用する協調型空間多重モードに設定する。バースト領域通知部４１は、協調型空間多重モードに設定された２個以上の無線端末に対して、２個以上の無線端末間で共通して使用するアップリンクのデータバースト領域を通知する。受信部１２は、複数のアンテナ１０，１１で受信した、協調型空間多重モードに設定された複数の無線端末からの共通のアップリンクのデータバースト領域で空間多重化されたアップリンク信号を分離して、各無線端末からの信号を取り出す。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線基地局、無線通信システムおよび無線通信方法に関し、特に、複数の無線端末からのアップリンク信号を空間多重された信号として処理することができる無線基地局、無線通信システムおよび無線通信方法に関する。

ＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access）、次世代ＰＨＳ(Personal Handy-Phone System)、およびＬＴＥ（Long Term Evolution）などの各種無線通信システムにおいて、スループットおよび周波数利用効率の向上を狙いとして、送信側と受信側の双方で複数のアンテナを利用する通信技術であるＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）が用いられている（たとえば、非特許文献１を参照）。

無線端末から無線基地局へのアップリンク通信方式で使用されるＭＩＭＯには、代表的なものとしてＳＴＣ（Space-Time Coding：時空間符号化）ベースのものと、ＳＭ(Spatial Multiplex：空間多重)ベースのものとがある。

ＳＴＣベースでは、無線端末は、１つの信号ストリームを、時間と空間（アンテナ）についてある規則に基づいて配列し（つまり符号化して）、符号化された信号ビットストリームを複数のアンテナから送信する。ただし、ＷｉＭＡＸでは、このＳＴＣベースのアップリンクの通信方式は、現在、サポートされていない。

一方、ＳＭベースでは、複数の端末は、複数の信号ストリームをそれぞれのアンテナから同一周波数で多重送信する。ＷｉＭＡＸでは、このＳＭベースのアップリンクの通信方式は協調型空間多重（Collaborative SM）と呼ばれている。

庄納 崇、ＷｉＭＡＸ教科書、２００８年７月２１日、株式会社インプレスＲ＆Ｄ

しかしながら、無線基地局へのアップリンク信号を協調型空間多重する無線端末としてどの無線端末の組み合わせを設定すれば、無線基地局において受信性能がよくなるかは、伝送路の状況によって変化する。現状では、伝送路の状況によって、協調型空間多重する無線端末の組み合わせを適切に設定する方法が確立されていない。

それゆえに、本発明の目的は、アップリンク信号を協調型空間多重する無線端末の組合せを適切に設定することによって、無線基地局において高い受信性能を得ることができるような無線基地局、無線通信システム、および無線通信方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、アップリンク信号を送信する複数の無線端末と通信する無線基地局であって、複数のアンテナと、複数の無線端末からのアップリンク信号のスループットに基づいて、２個以上の無線端末を同一のアップリンクのデータバースト領域を共有して使用する協調型空間多重モードに設定するモード設定部と、協調型空間多重モードに設定された２個以上の無線端末に対して、２個以上の無線端末間で共通して使用するアップリンクのデータバースト領域を通知する領域通知部と、複数のアンテナで受信した、協調型空間多重モードに設定された２個以上の無線端末からの共通のアップリンクのデータバースト領域で空間多重化されたアップリンク信号を分離して、各無線端末からの信号を取り出す受信部とを備える。

好ましくは、モード設定部は、複数の無線端末のうちの協調型空間多重モードに設定する候補となる候補端末を選択する候補選択部と、選択された候補端末からペアを作成して、ペアの無線端末が協調型空間多重モードに設定された場合の、通信相手のすべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和を算出するスループット算出部と、協調型空間多重モードに設定された場合の算出されたスループットの和が最大となるペアを特定し、特定したペアの無線端末を協調型空間多重モードに設定する端末設定部とを含む。

好ましくは、モード設定部は、複数の無線端末のうちの協調型空間多重モードに設定する候補となる候補端末を選択する候補選択部と、選択された候補端末からペアを作成して、ペアの無線端末のアップリンク信号の受信電力の差が所定値以下となるように、ペアの両方またはいずれかに送信電力を調整するように指示する電力制御部と、送信電力の調整を指示した後における、ペアの無線端末のアップリンク信号の受信電力の差を計測する電力差計測部と、受信電力の差が所定値以下のペアの無線端末が協調型空間多重モードに設定された場合における、通信相手のすべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和を算出するスループット算出部と、協調型空間多重モードに設定された場合の算出されたスループットの和が最大となるペアを特定し、特定したペアの無線端末を協調型空間多重モードに設定する端末設定部とを含む。

好ましくは、ペアの無線端末からの既知信号の空間相関係数を算出する相関係数算出部を備え、スループット算出部は、空間相関係数に基づいてペアの無線端末のアップリンク信号を空間多重化させた場合のＭＣＳ（変調方式および符号化レート）を特定し、特定したＭＣＳに基づいて、ペアの２つの無線端末からのアップリンク信号のスループットを算出する。

好ましくは、複数の無線端末のうちの協調型空間多重モードに設定する候補となる候補端末を選択する候補選択部と、選択された候補端末からペアを作成して、ペアの無線端末からの既知信号の空間相関係数を算出する相関係数算出部と、空間相関係数が第１の閾値未満のペアの２つの無線端末が協調型空間多重モードに設定された場合における、通信相手のすべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和を算出するスループット算出部と、協調型空間多重モードに設定された場合の算出されたスループットの和が最大となるペアを特定し、特定したペアの無線端末を協調型空間多重モードに設定する端末設定部とを含む。

好ましくは、スループット算出部は、空間相関係数が第２の閾値以上、第１の閾値未満のペアの無線端末からのアップリンク信号のＭＣＳを協調型空間多重モードに設定しない場合のＭＣＳよりも所定レベル数減少させた場合における、ペアの無線端末からのアップリンク信号のスループットを算出し、空間相関係数が第２の閾値未満のペアの無線端末からのアップリンク信号のＭＣＳを協調型空間多重モードに設定しない場合のＭＣＳと一致させた場合における、ペアの無線端末からのアップリンク信号のスループットを算出する。

好ましくは、無線基地局は、さらに、協調型空間多重モードに設定された無線端末からのアップリンク信号のＭＣＳをスループット算出に用いたＭＣＳに設定するＭＣＳ設定部と、設定したＭＣＳを協調型空間多重モードの無線端末に通知するＭＣＳ通知部とを含む。

好ましくは、無線基地局は、さらに、無線端末からのアップリンク信号の通信品質を測定する通信品質測定部を備え、ＭＣＳ設定部は、さらに、無線端末からのアップリンク信号の通信品質に基づいて、無線端末からのアップリンク信号のＭＣＳを設定する。

好ましくは、無線基地局は、さらに、無線端末からのアップリンク信号の通信品質を測定する通信品質測定部と、無線端末からのアップリンク信号の通信品質に基づいて、無線端末からのアップリンク信号のＭＣＳを設定するＭＣＳ設定部を含む。

好ましくは、候補選択部は、通信相手のすべての無線端末のアップリンク信号のＭＣＳの中で最も伝送データレートの高いＭＣＳを特定し、特定したＭＣＳを有する複数の無線端末の中から候補端末を選択する。

好ましくは、候補選択部は、通信相手のすべての無線端末のうち、現在協調型空間多重モードに設定されていない無線端末を候補端末として選択する。

好ましくは、スループット算出部は、さらに、候補端末を協調型空間多重モードに設定しない場合における、通信相手のすべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和を算出し、端末設定部は、協調型空間多重モードに設定された場合における、すべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和が最大となるペアの無線端末について、協調型空間多重モードに設定した場合の方が設定しない場合よりも、通信相手のすべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和が大きい場合にのみ、協調型空間多重モードに設定する。

また、本発明は、アップリンク信号を送信する複数の無線端末と、複数の無線端末と通信する無線通信システムであって、無線基地局は、複数のアンテナと、複数の無線端末からのアップリンク信号のスループットに基づいて、２個以上の無線端末を同一のアップリンクのデータバースト領域を共有して使用する協調型空間多重モードに設定するモード設定部と、協調型空間多重モードに設定された２個以上の無線端末に対して、２個以上の無線端末間で共通して使用するアップリンクのデータバースト領域を通知する領域通知部と、複数のアンテナで受信した、協調型空間多重モードに設定された２個以上の無線端末からの共通のアップリンクのデータバースト領域で空間多重化されたアップリンク信号を分離して、各無線端末からの信号を取り出す受信部とを備え、無線端末は、共通して使用するアップリンクのデータバースト領域の通知を受信すると、通知されたアップリンクのデータバースト領域を用いてアップリンク信号を送信する送信部を備える。

また、本発明は、アップリンク信号を送信する複数の無線端末と通信する無線基地局の無線通信方法であって、複数の無線端末からのアップリンク信号のスループットに基づいて、２個以上の無線端末を同一のアップリンクのデータバースト領域を共有して使用する協調型空間多重モードに設定するステップと、協調型空間多重モードに設定された２個以上の無線端末に対して、２個以上の無線端末間で共通して使用するアップリンクのデータバースト領域を通知するステップと、複数のアンテナで受信した、協調型空間多重モードに設定された２個以上の無線端末からの共通のアップリンクのデータバースト領域で空間多重化されたアップリンク信号を分離して、各無線端末からの信号を取り出すステップとを備える。

本発明によれば、無線基地局へのアップリンク信号を空間多重する無線端末の組合せを適切に設定することによって、無線基地局において高い受信性能を得ることができる。

本発明の実施形態の無線通信システムの構成を表わす図である。 本発明の実施形態の無線基地局の構成を表わす図である。 ＭＣＳ切換えテーブルの例を表わす図である。 伝送データレートテーブルの例を表わす図である。 通信相手のすべての無線端末からのアップリンク信号が協調型空間多重していない場合のスループットの例を説明するための図である。 ユーザＡの無線端末からのアップリンク信号とユーザＢの無線端末からのアップリンク信号が協調型空間多重された場合のスループットの例を説明するための図である。 協調型空間多重ペアテーブルの例を表わす図である。 本発明の実施形態の無線端末の構成を表わす図である。 本発明の実施形態の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。 図９のフローチャートのステップＳ１１４の詳細を表わす図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（無線通信システムの構成）
図１は、本発明の実施形態の無線通信システムの構成を表わす図である。

図１を参照して、この無線通信システムは、この無線通信システムは、無線基地局２と、ｎ個の無線端末３ａ〜３ｎとを備える。無線基地局２と、ｎ個の無線端末３ａ〜３ｎとの間は、協調型空間多重による通信方式、または単一アンテナを用いた通信方式でユーザデータのアップリンク信号が伝送される。以下、無線端末３ａ〜３ｎのうちのいずれかを表わすときには、無線端末３と記すことにする。

（無線基地局の構成）
図２は、本発明の実施形態の無線基地局の構成を表わす図である。

図２を参照して、この無線基地局２は、第１のアンテナ１０と、第２のアンテナ１１と、送信部１３と、受信部１２と、ＭＡＣ（Media Access Control)層処理部１４とを備える。

送信部１３は、マルチアンテナ送信信号処理部２４と、サブキャリア配置部２３と、ＩＦＦＴ（Inverse First Fourier Transform）部２２と、ＣＰ（Cyclic Prefix）付加部２１と、ＲＦ（Radio Frequency)部２０とを備える。

サブキャリア配置部２３は、たとえばＰＵＳＣ（Partial Usage of Subchannels)に基づいて、サブキャリアを配置する。

マルチアンテナ送信信号処理部２４は、設定されたダウンリンク信号のＭＩＭＯ方式がＳＴＣベースの場合に、１つのデータストリームを時空間符号化し、設定されたダウンリンク信号のＭＩＭＯ方式がＳＭベースの場合に、複数のデータストリームを空間多重化する。

ＩＦＦＴ部２２は、マルチアンテナ送信信号処理部２４から出力される複数のサブキャリア信号（周波数領域の信号）をＩＦＦＴによって、時間領域の信号（ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）シンボル）に変換する。

ＣＰ付加部２１は、ＯＦＤＭＡシンボルの後尾部分と同じ信号をＣＰとしてＯＦＤＭＡシンボルの先頭に付加する。

ＲＦ部２０は、無線周波数帯にアップコンバートするアップコンバータ、アップコンバートされた信号を増幅する電力増幅回路、増幅された信号のうち所望帯域の信号成分のみを通過させて第１のアンテナ１０および第２のアンテナ１１へ出力するバンドパスフィルタなどを含む。

受信部１２は、ＲＦ部１５と、ＣＰ除去部１６と、ＦＦＴ（First Fourier Transform）部１７と、サブキャリア配置部１８と、マルチアンテナ受信信号処理部１９とを備える。

ＲＦ部１５は、第１のアンテナ１０および第２のアンテナ１１から出力される信号のうち所望帯域の信号成分のみを通過させるバンドパスフィルタ、ＲＦ信号を増幅する低雑音増幅回路、ＲＦ信号をダウンコンバートするダウンコータなどを含む。

ＣＰ除去部１６は、ＲＦ部１５から出力される信号からＣＰを除去する。
ＦＦＴ部１７は、ＣＰ除去部１６から出力される時間領域の信号をＦＦＴによって、周波数領域の信号に変換して、複数のサブキャリアに復調する。

サブキャリア配置部１８は、たとえばＰＵＳＣに基づいて、ＦＦＴ部１７から出力される各サブキャリアを抽出する。

マルチアンテナ受信信号処理部１９は、協調型空間多重モードに設定されている無線端末３からの空間多重化されたアップリンク信号を各無線端末３からのアップリンク信号に分離する。

ＭＡＣ層処理部１４は、ユーザデータ送信管理部４２と、符号化部４３と、変調部４４と、復調部２５と、復号部２６と、ユーザデータ受信管理部２７と、通信品質測定部２８と、ＭＣＳ（Modulation and Code Scheme）設定部２９と、モード設定部３０と、端末制御部３７とを備える。

ユーザデータ送信管理部４２は、無線端末３へ送信するユーザデータを管理する。
符号化部４３は、無線端末３へのダウンリンク信号を符号化する。

変調部４４は、符号化されたダウンリンク信号を変調する。
通信品質測定部２８は、無線端末３からのダウンリンク信号のパケットエラーレートを計測する。

ＭＣＳ設定部２９は、無線端末３からのアップリンク信号のパケットエラーレートに基づいて、無線端末３ごとにアップリンク信号のＭＣＳ（変調方式および符号化レート）を設定する。

図３は、ＭＣＳ切換えテーブルの例を表わす図である。
図３を参照して、ＭＣＳ切換えテーブルは、現状のＭＣＳ（変調方式および符号化率）と、ＭＣＳを１段階アップする場合のアップリンク信号のパケットエラーレートの閾値ＵＰ＿ＴＨ、および１段階ダウンする場合のアップリンク信号のパケットエラーレートの閾値ＤＮ＿ＴＨとの対応を定める。

たとえば、現状のＭＣＳがレベル２の「ＱＰＳＫ ３／４」の場合には、アップリンク信号のパケットエラーレートが１％以下となった場合に、ＭＣＳがレベル３の「１６ＱＡＭ １／２」に変更され、アップリンク信号のパケットエラーレートが５％以上となった場合に、ＭＣＳがレベル２の「ＱＰＳＫ １／２」に変更される。

復調部２５は、無線端末３からのアップリンク信号をＭＣＳ設定部２９で設定された無線端末３ごとのＭＣＳの変調方式に基づいて復調する。

復号部２６は、復調されたアップリンク信号をＭＣＳ設定部２９で設定された無線端末３ごとのＭＣＳの符号化レートに基づいて復号する。

ユーザデータ受信管理部２７は、無線端末３から受信したユーザデータを管理する。
モード設定部３０は、通信相手のすべての無線端末３からのアップリンク信号のスループットに基づいて、２個の無線端末３を同一のアップリンクのデータバースト領域を共有して使用する協調型空間多重モード（Collaborative Spatial Multiplexing）に設定する。無線基地局２は、協調型空間多重モードに設定された２つの無線端末３からのアップリンク信号を、１つの無線端末３の２つのアンテナからの信号とみなして信号処理する。

モード設定部３０は、候補選択部３１と、相関係数算出部３３と、電力差計測部３４と、スループット算出部３２と、テーブル作成部３５と、端末設定部３６とを備える。

候補選択部３１は、通信相手のすべての無線端末３のアップリンク信号のＭＣＳの中で最も伝送データレートの大きなものを特定し、特定したアップリンク信号のＭＣＳを有する複数の無線端末３の中から協調型空間多重モードの候補端末を選択する。

電力差計測部３４は、候補端末のペアの２つの無線端末３からのアップリンク信号の受信電力の差を計測する。

相関係数算出部３３は、候補端末のペアを構成する一方のユーザＡの無線端末３からのサウンディングゾーンの複数個のサブキャリア（たとえば連続する４つのサブキャリア）で送信されるサウンディング信号の受信応答ベクトルと、候補端末のペアを構成する他方のユーザＢの無線端末３からのサウンディングゾーンの複数個のサブキャリアで伝送されるサウンディング信号の受信応答ベクトルとを算出する。

第１のアンテナ１０で受信したサウンディングゾーンの複数個のサブキャリアの受信信号Ｘ１（ｔ）、および第２のアンテナ１１で受信したサウンディングゾーンの複数個のサブキャリアの受信信号Ｘ２（ｔ）は、ユーザＡの無線端末３から送信されたサウンディングゾーンの複数個のサブキャリアのサウンディング信号Ｓ１（ｔ）と、ユーザＢの無線端末３から送信されたサウンディングゾーンの複数個のサブキャリアのサウンディング信号Ｓ２（ｔ）と、ユーザＡの無線端末３からのサウンディングゾーンの複数個のサブキャリアのサウンディング信号の受信応答ベクトルＨ１（＝[h11,h21]^T）と、ユーザＢの無線端末３からの複数個のサブキャリアのサウンディング信号の受信応答ベクトルＨ２（＝[h12,h22]^T）を用いて、次の式（１）、（２）で表わされる。

X1(t)=h11×S1(t)+h12×S2(t)+N1(t) ・・・ （１）
X2(t)=h21×S1(t)+h22×S2(t)+N2(t) ・・・ （２）
ただし、Ｎ１（ｔ）は、第１のアンテナ１０で受信した受信信号Ｘ１（ｔ）に含まれるノイズ成分であり、Ｎ２（ｔ）は、第２のアンテナ１１で受信した受信信号Ｘ２（ｔ）に含まれるノイズ成分である。

相関係数算出部３３は、次の式（３）、（４）に従って、ユーザＡの無線端末３からのサウンディングゾーンの複数個のサブキャリアのサウンディング信号の受信応答ベクトルＨ１と、ユーザＢの無線端末３からのサウンディングゾーンの複数個のサブキャリアのサウンディング信号の受信応答ベクトルＨ２を算出する。

H1=[h11,h21]^T=[E[X1(t)U1^*(t)], E[X2(t)U1^*(t)]]^T ・・・ （３）
H2=[h12,h22]^T=[E[X1(t)U2^*(t)], E[X2(t)U2^*(t)]]^T ・・・ （４）
ここで、Ｕ１（ｔ）は、無線基地局２側で保持しているＳ１（ｔ）と同一の信号であり、Ｕ２（ｔ）は、無線基地局２側で保持しているＳ２（ｔ）と同一の信号である。Ｕ１^*（ｔ）は、Ｕ１（ｔ）の複素共役であり、Ｕ２^*（ｔ）は、Ｕ２（ｔ）の複素共役である。Ｅ（Ｘ）は、Ｘのアンサンブル平均（時間平均）を表わす。

相関係数算出部３３は、ユーザＡの無線端末３のサウンディングゾーンの複数個のサブキャリアのサウンディング信号と、ユーザＢの無線端末３のサウンディングゾーンの複数個のサブキャリアのサウンディング信号との空間相関係数Ｃを、以下の式（５）で算出する。

C=｜(H1・H2)｜/(｜H1｜×｜H2｜） ・・・ （５）
ここで、（Ｘ・Ｙ）は、ベクトルＸとベクトルＹの内積を表わし、｜Ｘ｜は、ベクトルＸの大きさを表わす。

相関係数算出部３３は、算出した複数個のサブキャリアごとの空間相関係数Ｃをサウンディングゾーンに含まれる全サブキャリア分について平均した平均空間相関係数Ｍ＿ＳＲを算出する。たとえば、相関係数算出部３３は、全サブキャリアが１０２４個の場合に、連続する４個のサブキャリアごとの空間相関係数Ｃを２５６個取得して、２５６個の空間相関係数Ｃを平均して平均空間相関係数Ｍ＿ＳＲを算出する。

スループット算出部３２は、図４に示す伝送データレートテーブルを参照して、無線端末３のアップリンク信号のＭＣＳに対応する１スロット当たりのデータ伝送レートを特定する。スループット算出部３２は、１スロット当たりの伝送データレートと、無線端末３のアップリンク信号に割当てられたデータバースト領域のスロット数とを乗算して、無線端末３からのアップリンク信号のスループットを算出する。

図４は、伝送データレートテーブルの例を表わす図である。
図４を参照して、伝送データレートテーブルは、ＭＣＳと、１スロット当たりのデータレートとの対応を定める。たとえば、ＭＣＳが「ＱＰＳＫ １／２」の場合の、１スロット当たりデータレートは、ｄ１（bit）である。

図５は、通信相手のすべてのユーザの無線端末３からのアップリンク信号が協調型空間多重していない場合のスループットの例を説明するための図である。

図５を参照して、ユーザＡの無線端末３からのアップリンク信号とユーザＢの無線端末３からのアップリンク信号が協調型空間多重していない場合には、ユーザＡの無線端末３は、データバースト領域５１用いてユーザデータを送信し、ユーザＢの無線端末３は、データバースト領域５２を用いてユーザデータを送信する。他のユーザの無線端末も、同様に、自端末専用のデータバースト領域を用いてユーザデータを送信する。

ユーザＡ〜ユーザＪの無線端末３のＭＣＳの１スロット当たりのデータレートがＲＡ〜ＲＪであり、データバースト領域のスロット数がＳＡ〜ＳＪの場合において、通信相手のすべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和Ｂ＿ＳＰは、次の式で算出される。

Ｂ＿ＳＰ＝ＲＡ×ＳＡ＋ＲＢ×ＳＢ＋ＲＣ×ＳＣ＋ＲＤ×ＳＤ＋ＲＥ×ＳＥ＋ＲＦ×ＳＦ＋ＲＧ×ＳＧ＋ＲＨ×ＳＨ＋ＲＩ×ＳＩ＋ＲＪ×ＳＪ ・・・ （６）
図６は、ユーザＡの無線端末３からのアップリンク信号とユーザＢの無線端末３からのアップリンク信号が協調型空間多重された場合のスループットの例を説明するための図である。

図６を参照して、ユーザＡの無線端末３からのアップリンク信号とユーザＢの無線端末３からのアップリンク信号が協調型空間多重した場合には、ユーザＡの無線端末３は、データバースト領域５１およびデータバースト領域５２を用いてユーザデータを送信し、ユーザＢの無線端末３も、データバースト領域５１およびデータバースト領域５２を用いてユーザデータを送信する。

アップリンク信号が協調型空間多重した場合のユーザＡの無線端末３のＭＣＳの１スロット当たりのデータレートがＲＡｃであり、アップリンク信号が協調型空間多重した場合のユーザＢの無線端末３のＭＣＳの１スロット当たりのデータレートがＲＢｃである場合において、通信相手のすべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和Ａ＿ＳＰは、次の式で算出される。

Ａ＿ＳＰ＝ＲＡｃ×（ＳＡ＋ＳＢ）＋ＲＢｃ×（ＳＡ＋ＳＢ）＋ＲＣ×ＳＣ＋ＲＤ×ＳＤ＋ＲＥ×ＳＥ＋ＲＦ×ＳＦ＋ＲＧ×ＳＧ＋ＲＨ×ＳＨ＋ＲＩ×ＳＩ＋ＲＪ×ＳＪ ・・・ （７）
テーブル作成部３５は、協調型空間多重の候補ペアのうち、ペアの２つの無線端末３からのアップリンク信号の受信電力の差が０ｄＢに設定可能（つまり、パワーコントロールが可能）であり、ペアの２つの無線端末３からのサウンディング信号の平均空間相関係数が所定の閾値未満であり、かつアップリンク信号が協調型空間多重した場合において通信相手のすべての無線端末３からのアップリング信号のスループットの和が増加するものについて、アップリンク信号が協調型空間多重した場合の、通信相手のすべての無線端末３からのアップリンク信号のスループットを合計した値Ａ＿ＳＰを定めた協調型空間多重ペアテーブルを作成する。

図７は、協調型空間多重ペアテーブルの例を表わす図である。
図７を参照して、たとえば、ペア（Ａ，Ｂ）のアップリンク信号が協調型空間多重した場合における、通信相手のすべての無線端末３からのアップリンク信号のスループットを合計した値Ａ＿ＳＰは「ＳＰ１」となる。

端末設定部３６は、協調型空間多重ペアテーブル内のペアのうち、スループットの和Ａ＿ＳＰが最大となるペアを特定し、特定したペアの２つの無線端末３を協調型空間多重モードに設定する。

端末制御部３７は、ＭＣＳ通知部３８と、バースト領域通知部４１と、サウンディング送信指示部４０と、電力制御部３９とを備える。

ＭＣＳ通知部３８は、ＭＣＳ設定部２９で設定された無線端末３ごとのアップリンク信号のＭＣＳを無線端末３へ通知する信号を出力する。

サウンディング送信指示部４０は、作成したペアの無線端末３に対して、サウンディング信号を送信するように通知する信号を出力する。

電力制御部３９は、ペアの無線端末３からのアップリンク信号の受信電力の差が所定値（たとえば、０ｄＢ）になるように、ペアの無線端末３の一方または両方にアップリンク信号の送信電力を制御するように通知する信号を出力する。

バースト領域通知部４１は、各無線端末３に対して、割当てたアップリンクのデータバースト領域を通知する信号をダウンリンクフレームにおいて出力する。ただし、バースト領域通知部４１は、協調型空間多重モードに設定されたペアの無線端末３に対しては、ペアの無線端末３の間で共通して使用するアップリンクのデータバースト領域（それぞれの領域を併合した領域）を通知する信号をダウンリンクフレームにおいて出力する。

（無線端末の構成）
図８は、本発明の実施形態の無線端末の構成を表わす図である。

図８を参照して、この無線端末３は、第１のアンテナ５０と、第２のアンテナ５１と、送信部５３と、受信部５２と、ＭＡＣ層処理部５４とを備える。

送信部５３は、サブキャリア配置部６３と、ＩＦＦＴ部６２と、ＣＰ付加部６１と、ＲＦ部６０とを備える。

サブキャリア配置部６３は、たとえばＰＵＳＣに基づいて、サブキャリアを配置する。
ＩＦＦＴ部６２は、サブキャリア配置部６２から出力される複数のサブキャリア信号（周波数領域の信号）をＩＦＦＴによって、時間領域の信号（ＯＦＤＭＡシンボル）に変換する。

ＣＰ付加部６１は、ＯＦＤＭＡシンボルの後尾部分と同じ信号をＣＰとしてＯＦＤＭＡシンボルの先頭に付加する。

ＲＦ部６０は、無線周波数帯にアップコンバートするアップコンバータ、アップコンバートされた信号を増幅する電力増幅回路、増幅された信号のうち所望帯域の信号成分のみを通過させて第１のアンテナ５０および第２のアンテナ５１へ出力するバンドパスフィルタなどを含む。

受信部５２は、ＲＦ部５５と、ＣＰ除去部５６と、ＦＦＴ部５７と、サブキャリア配置部５８と、マルチアンテナ受信信号処理部５９とを備える。

ＲＦ部５５は、第１のアンテナ５０および第２のアンテナ５１から出力される信号のうち所望帯域の信号成分のみを通過させるバンドパスフィルタ、ＲＦ信号を増幅する低雑音増幅回路、ＲＦ信号をダウンコンバートするダウンコータなどを含む。

ＣＰ除去部５６は、ＲＦ部５５から出力される信号からＣＰを除去する。
ＦＦＴ部５７は、ＣＰ除去部５６から出力される時間領域の信号をＦＦＴによって、周波数領域の信号に変換して、複数のサブキャリアに復調する。

サブキャリア配置部５８は、たとえばＰＵＳＣに基づいて、ＦＦＴ部５７から出力される各サブキャリアを抽出する。

マルチアンテナ受信信号処理部５９は、設定されたダウンリンク信号のＭＩＭＯ方式がＳＴＣベースの場合に、複数のアンテナから出力される信号を時空間復号化して、１つのデータストリームを抽出し、設定されたダウンリンク信号のＭＩＭＯ方式がＳＭベースの場合に、複数のアンテナから出力される信号を分離して、複数のデータストリームを抽出する。

ＭＡＣ層処理部５４は、ユーザデータ送信管理部７２と、符号化部７３と、変調部７４と、復調部６５と、復号部６６と、ユーザデータ受信管理部６７と、制御部６４とを備える。

ユーザデータ送信管理部７２は、無線基地局２へ送信するユーザデータを管理する。
符号化部７３は、ＭＣＳ設定部７１で設定されたＭＣＳの符号化レートに従って、無線基地局２へのアップリンク信号を符号化する。

変調部７４は、ＭＣＳ設定部７１で設定されたＭＣＳの変調方式に従って、符号化されたアップリンク信号を変調する。

復調部６５は、無線基地局２からのダウンリンク信号を復調する。
復号部６６は、復調されたダウンリンク信号を復号する。

ユーザデータ受信管理部６７は、無線基地局２から受信したユーザデータを管理する。
制御部６４は、バースト領域管理部６８と、電力制御部６９と、サウンディング信号出力部７０と、ＭＣＳ設定部７１とを備える。

バースト領域管理部６８は、無線基地局２からアップリンクのデータバースト領域（ただし、協調型空間多重モードに設定された場合には、ペアの相手側の無線端末と共通して使用するアップリンクのデータバースト領域）の通知を受け、通知されたアップリンクのデータバースト領域にユーザデータを割当てるように送信部５３を制御する。

電力制御部６９は、無線基地局２から、アップリンク信号の送信電力を調整する指示を受けたときには、アップリンク信号の送信電力を指示された値になるように制御する。

サウンディング信号出力部７０は、無線基地局２からの指示に従って、サウンディング信号を出力する。

ＭＣＳ設定部７１は、無線基地局２からのＭＣＳの通知に従って、変調部７４の変調方式および符号化部７３の符号化レートを制御する。

（動作）
図９は、本発明の実施形態の無線通信システムの動作手順を表わすフローチャートである。この動作は、１個のＯＦＤＭＡシンボルごとまたは一定数のＯＦＤＭＡシンボルごとに行なわれる。

図９を参照して、ＭＣＳ設定部２９は、ユーザ番号ｉを１に設定する（ステップＳ１０１）。

次に、通信品質測定部２８は、アップリンクフレームのユーザｉ（ユーザ番号ｉのユーザ）の無線端末３のデータのパケットエラーレートＵＬ_ＰＥＲ（ｉ）を計測する（ステップＳ１０２）。

次に、ＭＣＳ設定部２９は、図３のＭＣＳ切換えテーブルを参照して、パケットエラーレートＵＬ_ＰＥＲ（ｉ）に基づいて、アップリンク信号のＭＣＳを設定する（ステップＳ１０３）。

次に、ＭＣＳ設定部２９は、全てのユーザについてのステップＳ１０２およびＳ１０３の処理が終了した場合には（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、ステップＳ１０６に移行し、全てのユーザについての処理が終了していない場合には（ステップＳ１０４でＮＯ）、ユーザ番号ｉを１だけインクリメントし（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０２に戻る。

次に、候補選択部３１は、ユーザ番号ｉを１に設定する（ステップＳ１０６）。
次に、候補選択部３１は、ユーザｉの無線端末３のＭＣＳが通信相手のすべての無線端末３のアップリンク信号のＭＣＳの中で最も伝送データレートの大きなものに対応し、かつユーザｉの無線端末３が協調型空間多重モードに設定されていない場合には（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、ユーザｉを協調型空間多重モードの候補端末に設定する（ステップＳ１０８）。

サウンディング送信指示部４０は、ダウンリンクフレームにおいて、ユーザｉの無線端末３に対してサウンディング情報を送信させる指示を表わす信号を送信する（ステップＳ１０９）。

次に、候補選択部３１は、全てのユーザについてのステップＳ１０８およびＳ１０９の処理が終了した場合には（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、ステップＳ１１１に移行し、全てのユーザについての処理が終了していない場合には（ステップＳ１１０でＮＯ）、ユーザ番号ｉを１だけインクリメントし（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０７に戻る。

次に、端末設定部３６は、アップリンクフレーム領域に空きがなく、かつスループット要求が変更された場合には（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、プロポーショナルフェアネスなどを使用して、各無線端末３のアップリンクのデータバースト領域を再割当てする（ステップＳ１１３）。

次に、テーブル作成部３５は、協調型空間多重ペアテーブルを作成する。詳細は後述する（ステップＳ１１４）。

次に、端末設定部３６は、協調型空間多重ペアテーブルを参照して、最もスループットの和の高いペア（ペアＰＸとする）を協調型空間多重モードに設定する（ステップＳ１１５）。

次に、バースト領域通知部４１は、各無線端末３に対して、ステップＳ１１３で割当てたアップリンクのデータバースト領域を通知する信号をダウンリンクフレームにおいて出力する。ただし、バースト領域通知部４１は、協調型空間多重モードに設定されたペアＰＸの無線端末３に対しては、ペアＰＸの無線端末３の間で共通して使用するアップリンクのデータバースト領域（それぞれの領域を併合した領域）を通知する信号をダウンリンクフレームにおいて出力する（ステップＳ１１６）。

一方、端末設定部３６は、アップリンクフレーム領域に空きがあり、かつスループットの変更が要求された場合には（ステップＳ１１７でＹＥＳ）、空き領域を利用して、プロポーショナルフェアネスなどを使用して、各無線端末３のアップリンクのデータバースト領域を再割当てする（ステップＳ１１８）。

次に、バースト領域通知部４１は、各無線端末３に対して、ステップＳ１１８で割当てたアップリンクのデータバースト領域を通知する信号をダウンリンクフレームにおいて出力する（ステップＳ１１９）。

次に、ＭＣＳ通知部３８は、ステップＳ１０３においてＭＣＳを変更した無線端末３、および後述のステップＳ２０８において協調型空間多重する場合にＭＣＳを１段階ダウンするように仮設定された無線端末３に対して、ダウンリンクフレームにおいて、変更後のＭＣＳを通知する信号を出力する（ステップＳ１２０）。

次に、無線基地局２からＭＣＳの通知を受けた後のアップリンクフレームにおいて、無線端末３の符号化部７３は、通知されたＭＣＳに基づいてユーザデータを符号化し、無線端末３の変調部７４は、通知されたＭＣＳに基づいてユーザデータを変調する。無線基地局２からペアＰＸの無線端末３の間で共通して使用するアップリンクのデータバースト領域の通知を受けた後のアップリンクフレームにおいて、無線端末３の送信部５３は、通知されたアップリンクのデータバースト領域にユーザデータを配置したアップリンク信号を送信する（ステップＳ１２１）。

次に、無線基地局２のマルチアンテナ受信信号処理部１９は、協調型空間多重モードに設定されたペアＰＸの２個の無線端末３から送信される共通のアップリンクのデータバースト領域で空間多重化されたアップリンク信号を分離して、各無線端末３からの信号を取り出す。無線基地局２の復調部２５は、設定したＭＣＳに基づいてユーザデータを復調し、無線基地局２の復号部２６は、設定したＭＣＳに基づいてユーザデータを復号化する（ステップＳ１２２）。

図１０は、図９のフローチャートのステップＳ１１４の詳細を表わす図である。
図１０を参照して、テーブル作成部２５は、協調型空間多重モードの候補端末からペア（Ｘ，Ｙ）を設定する（ステップ２０１）。

次に、電力制御部３９および電力差計測部３４は、ユーザＸの無線端末３からのアップリンク信号の受信電力と、ユーザＹの無線端末３からのアップリンク信号の受信電力の差が０ｄＢに設定可能かどうかを調べる。具体的には、電力制御部３９は、ユーザＸの無線端末３からのアップリンク信号の受信電力とユーザＹの無線端末３からのアップリンク信号の受信電力の現在までに測定された値に基づいて、受信電力の差が０ｄＢになるように、ユーザＸの無線端末３およびユーザＹの無線端末３の一方または両方にアップリンク信号の送信電力を調整するように通知する信号を出力する。無線端末３の電力制御部６９は、無線基地局２からアップリンク信号の送信電力の調整の指示を受けると、アップリンク信号の送信電力を指示された値になるように制御する。電力差計測部３４は、ユーザＸの無線端末３からのアップリンク信号の受信電力とユーザＹの無線端末３からのアップリンク信号の受信電力との差を計測する。

スループット算出部３２は、受信電力の差が０ｄＢに設定可能な場合、つまりパワーコントロールが可能な場合には（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、ステップＳ１１３で割当てられた各ユーザのバースト領域の大きさとステップＳ１０３で設定した各ユーザのＭＣＳに基づいて、ユーザＸとユーザＹのアップリンク信号を協調型空間多重しない場合における、通信相手のすべての無線端末３からのアップリンク信号のスループットの和Ｂ＿ＳＰを計算する（ステップＳ２０３）。

次に、相関係数算出部３３は、ユーザＸの無線端末３からのアップリンク信号と、ユーザＹの無線端末３からのアップリンク信号の平均空間相関係数Ｍ＿ＳＲを算出する（ステップＳ２０４）。

次に、ＭＣＳ設定部２９は、平均空間相関係数Ｍ＿ＳＲが閾値ＴＨ１未満の場合には（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、アップリンク信号を協調型空間多重する場合のユーザＸの無線端末３のＭＣＳをステップＳ１０３で設定したユーザＸの無線端末３のＭＣＳと同一に仮設定し、アップリンク信号を協調型空間多重する場合のユーザＹの無線端末３のＭＣＳをステップＳ１０３で設定したユーザＹの無線端末３のＭＣＳと同一に仮設定する（ステップＳ２０６）。

次に、ＭＣＳ設定部２９は、平均空間相関係数Ｍ＿ＳＲが、閾値ＴＨ１以上、かつ閾値ＴＨ２未満の場合には（ステップＳ２０５でＮＯ、かつステップＳ２０７でＹＥＳ）、アップリンク信号を協調型空間多重する場合のユーザＸの無線端末３のＭＣＳをステップＳ１０３で設定したユーザＸの無線端末３のＭＣＳよりも１レベルだけダウンしたＭＣＳに仮設定し、アップリンク信号を協調型空間多重する場合のユーザＹの無線端末３のＭＣＳをステップＳ１０３で設定したユーザＹの無線端末３のＭＣＳよりも１レベルだけダウンしたＭＣＳに仮設定する（ステップＳ２０８）。

次に、スループット算出部３２は、ユーザＸ、ＹについてはステップＳ２０６またはＳ２０８で仮設定したＭＣＳ、通信相手の他のユーザについてはステップＳ１０３で設定したＭＣＳ、ステップＳ１１３で割当てられた各ユーザのバースト領域の大きさ（ＸおよびＹについてはそれぞれのバースト領域を併合した領域の大きさ）に基づいて、ユーザＸとユーザＹのアップリンク信号を協調型空間多重した場合における、通信相手のすべての無線端末３からのアップリンク信号のスループットの和Ａ＿ＳＰを計算する（ステップＳ２０９）。

次に、テーブル作成部３５は、協調型空間多重した場合のスループットの和Ａ＿ＳＰが、協調型空間多重しない場合のスループットの和Ｂ＿ＳＰよりも大きい場合には（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、協調型空間多重テーブルにペア（Ｘ，Ｙ）と、スループットの和Ａ＿ＳＰを書込む（ステップＳ２１１）。

次に、テーブル作成部３５は、全ての可能なペアについてのステップＳ２０１〜Ｓ２１１の処理が終了した場合には（ステップＳ２１２でＹＥＳ）、ステップＳ２１３に移行し、全ての可能なペアについての処理が終了していない場合には（ステップＳ２１２でＮＯ）、ステップＳ２０１に戻って、未処理のペアについての処理を繰り返す。

次に、テーブル作成部３５は、協調型空間多重テーブル内の要素をスループットの和Ａ＿ＳＰが高い順にソートする（ステップＳ２１３）。

（まとめ）
以上のように、本発明の実施形態の無線通信システムによれば、無線基地局へのアップリンク信号を空間多重する無線端末の組合せをスループットに基づいて設定することによって、無線端末において高い受信性能を得ることができる。

（変形例）
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例も含む。

（１） 協調型空間多重モード
本発明の実施形態では、２個の無線端末を協調型空間多重モードの１セットとして設定したが、これに限定するものではない。３個以上の無線端末を協調型空間多重モードの１セットとして設定することとしてもよい。

（２） ＳＴＣベース
本発明の実施形態では、ユーザデータのアップリンク信号は、協調型空間多重による通信方式以外では、単一アンテナを用いた通信方式で伝送されるものとしたが、これに限定するものではない。ユーザデータのアップリンク信号は、単一アンテナを用いた通信方式に加えて、またはこれに代えてＳＴＣベースによる通信方式で伝送されるものとしてもよい。

（３） 受信電力差
本発明の実施形態では、スループット算出部は、協調型空間多重の候補ペアのうち、ペアの２つの無線端末からのアップリンク信号の受信電力の差が０ｄＢに設定可能な場合に、スループットを算出したが、受信電力の差が所定値以下の場合に、スループットを算出することとしてもよい。

（４） 候補端末
本発明の実施形態では、通信相手のすべての無線端末の中から、現在協調型空間多重モードに設定されておらず、かつ通信相手のすべての無線端末のアップリンク信号のＭＣＳの中で最も伝送データレートの大きなＭＣＳを有する無線端末を協調型空間多重モードの候補端末に設定したが、これに限定するものではない。たとえば、通信相手のすべての複数の無線端末の中から、現在協調型空間多重モードに設定されていない無線端末を候補端末としてもよい。

（５） レベルダウン
本発明の実施形態では、図１０のステップＳ２０８において、平均空間相関係数Ｍ＿ＳＲが閾値ＴＨ２（ＴＨ１＜ＴＨ２）未満の場合には、アップリンク信号を協調型空間多重する場合のユーザＸの無線端末のＭＣＳを協調型空間多重しない場合のユーザＸの無線端末のＭＣＳよりも１レベルだけダウンしたＭＣＳに仮設定し、アップリンク信号を協調型空間多重する場合のユーザＹの無線端末のＭＣＳを協調型空間多重しない場合のユーザＹの無線端末のＭＣＳよりも１レベルだけダウンしたＭＣＳに仮設定したが、これに限定するものではなく、ダウンさせるＭＣＳのレベル数は２、３など所定数であってもよい。

（６） 受信応答ベクトル、空間相関係数
本発明の実施形態で説明した式（１）〜（４）の受信応答ベクトルの算出方法、式（５）の空間相関係数の算出方法は、一例であって、他の方法で算出することととしてもよい。

（７） 無線端末
本発明の実施形態では、無線端末は、１つのアンテナからのみアップリンク信号を送信するものとしたが、これに限定するものではない。無線端末は、複数のアンテナからＳＴＣベースなどのＭＩＭＯ方式でアップリンク信号を送信するとともに、他の無線端末との間で協調型空間多重を行なえるものであってもよい。

（８） サウンディング信号
本発明の実施形態では、２つの無線端末からのサウンディング信号の受信応答ベクトル、および空間相関係数を求めたが、サウンディング信号は、既知信号の一例である。別の種類の既知信号の受信応答ベクトル、および空間相関係数を求めることとしてもよい。

（９） 協調型空間多重する場合のバースト領域
本発明の実施形態では、図６で説明したように、ユーザＡの無線端末３からのアップリンク信号とユーザＢの無線端末３からのアップリンク信号が協調型空間多重した場合には、ユーザＡの無線端末３およびユーザＢの無線端末３は、協調型空間多重しない場合にユーザＡの無線端末３に割当てられたデータバースト領域５１、および協調型空間多重しない場合にユーザＢの無線端末３に割当てられたデータバースト領域５２を用いてユーザデータを送信することとしたが、これに限定するものではない。

たとえば、図６において、データバースト領域５２をデータバースト領域５１に隣接する領域（つまりサブチャネルが後続する領域）に移動させて、移動させたデータバースト領域５２に後続させて、ユーザＥ〜ユーザＪのバースト領域を再配置することととしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 無線通信システム、２ 無線基地局、３，３ａ〜３ｎ 無線端末、１０，１１，５０，５１ アンテナ、１２，５２ 受信部、１３，５３ 送信部、１４，５４ ＭＡＣ層処理部、１５，２０，５５，６０ ＲＦ部、１６，５６ ＣＰ除去部、１７，５７ ＦＦＴ部、１８，２３，５８，６３ サブキャリア配置部、１９，５９ マルチアンテナ受信信号処理部、２１，６１ ＣＰ付加部、２２，６２ ＩＦＦＴ部、２４ マルチアンテナ送信信号処理部、２５，６５ 復調部、２６，６６ 復号部、２７，６７ ユーザデータ受信管理部、２８ 通信品質測定部、２９ ＭＣＳ設定部、３０ モード設定部、３１ 候補選択部、３２ スループット算出部、３３ 相関係数算出部、３４ 電力差計測部、３５ テーブル作成部、３６ 端末設定部、３７ 端末制御部、３８ ＭＣＳ通知部、３９ 電力制御部、４０ サウンディング送信指示部、４１ バースト領域通知部、４２，７２ ユーザデータ送信管理部、４３，７３ 符号化部、４４，７４ 変調部、６４ 制御部、６８ バースト領域管理部、６９ 電力制御部、７０ サウンディング信号出力部、７１ ＭＣＳ設定部。

Claims (14)

1. アップリンク信号を送信する複数の無線端末と通信する無線基地局であって、
   複数のアンテナと、
   複数の無線端末からのアップリンク信号のスループットに基づいて、２個以上の無線端末を同一のアップリンクのデータバースト領域を共有して使用する協調型空間多重モードに設定するモード設定部と、
   前記協調型空間多重モードに設定された２個以上の無線端末に対して、前記２個以上の無線端末間で共通して使用するアップリンクのデータバースト領域を通知する領域通知部と、
   前記複数のアンテナで受信した、前記協調型空間多重モードに設定された２個以上の無線端末からの前記共通のアップリンクのデータバースト領域で空間多重化されたアップリンク信号を分離して、各無線端末からの信号を取り出す受信部とを備えた無線基地局。
2. 前記モード設定部は、
   複数の無線端末のうちの協調型空間多重モードに設定する候補となる候補端末を選択する候補選択部と、
   前記選択された候補端末からペアを作成して、前記ペアの無線端末が協調型空間多重モードに設定された場合の、通信相手のすべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和を算出するスループット算出部と、
   前記協調型空間多重モードに設定された場合の前記算出されたスループットの和が最大となるペアを特定し、前記特定したペアの無線端末を協調型空間多重モードに設定する端末設定部とを含む、請求項１記載の無線基地局。
3. 前記モード設定部は、
   複数の無線端末のうちの協調型空間多重モードに設定する候補となる候補端末を選択する候補選択部と、
   前記選択された候補端末からペアを作成して、前記ペアの無線端末のアップリンク信号の受信電力の差が所定値以下となるように、前記ペアの両方またはいずれかに送信電力を調整するように指示する電力制御部と、
   前記送信電力の調整を指示した後における、前記ペアの無線端末のアップリンク信号の受信電力の差を計測する電力差計測部と、
   前記受信電力の差が前記所定値以下のペアの無線端末が協調型空間多重モードに設定された場合における、通信相手のすべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和を算出するスループット算出部と、
   前記協調型空間多重モードに設定された場合の前記算出されたスループットの和が最大となるペアを特定し、前記特定したペアの無線端末を協調型空間多重モードに設定する端末設定部とを含む、請求項１記載の無線基地局。
4. 前記ペアの無線端末からの既知信号の空間相関係数を算出する相関係数算出部を備え、
   前記スループット算出部は、前記空間相関係数に基づいて前記ペアの無線端末のアップリンク信号を空間多重化させた場合のＭＣＳ（変調方式および符号化レート）を特定し、前記特定したＭＣＳに基づいて、前記ペアの２つの無線端末からのアップリンク信号のスループットを算出する、請求項２または３記載の無線基地局。
5. 前記モード設定部は、
   複数の無線端末のうちの協調型空間多重モードに設定する候補となる候補端末を選択する候補選択部と、
   前記選択された候補端末からペアを作成して、前記ペアの無線端末からの既知信号の空間相関係数を算出する相関係数算出部と、
   前記空間相関係数が第１の閾値未満のペアの２つの無線端末が協調型空間多重モードに設定された場合における、通信相手のすべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和を算出するスループット算出部と、
   前記協調型空間多重モードに設定された場合の前記算出されたスループットの和が最大となるペアを特定し、前記特定したペアの無線端末を協調型空間多重モードに設定する端末設定部とを含む、請求項１記載の無線基地局。
6. 前記スループット算出部は、前記空間相関係数が第２の閾値以上、前記第１の閾値未満のペアの無線端末からのアップリンク信号のＭＣＳを前記協調型空間多重モードに設定しない場合のＭＣＳよりも所定レベル数減少させた場合における、前記ペアの無線端末からのアップリンク信号のスループットを算出し、前記空間相関係数が前記第２の閾値未満のペアの無線端末からのアップリンク信号のＭＣＳを前記協調型空間多重モードに設定しない場合のＭＣＳと一致させた場合における、前記ペアの無線端末からのアップリンク信号のスループットを算出する、請求項５記載の無線基地局。
7. 前記無線基地局は、さらに、
   前記協調型空間多重モードに設定された無線端末からのアップリンク信号のＭＣＳを前記スループット算出に用いたＭＣＳに設定するＭＣＳ設定部と、
   前記設定したＭＣＳを前記協調型空間多重モードの無線端末に通知するＭＣＳ通知部とを含む、請求項４または６記載の無線基地局。
8. 前記無線基地局は、さらに、
   前記無線端末からのアップリンク信号の通信品質を測定する通信品質測定部を備え、
   前記ＭＣＳ設定部は、さらに、前記無線端末からのアップリンク信号の通信品質に基づいて、前記無線端末からのアップリンク信号のＭＣＳを設定する、請求項７記載の無線基地局。
9. 前記無線基地局は、さらに、
   前記無線端末からのアップリンク信号の通信品質を測定する通信品質測定部と、
   前記無線端末からのアップリンク信号の通信品質に基づいて、前記無線端末からのアップリンク信号のＭＣＳを設定するＭＣＳ設定部を含む、請求項２〜６のいずれか１項に記載の無線基地局。
10. 前記候補選択部は、通信相手のすべての無線端末のアップリンク信号のＭＣＳの中で最も伝送データレートの高いＭＣＳを特定し、前記特定したＭＣＳを有する複数の無線端末の中から前記候補端末を選択する、請求項８または９に記載の無線基地局。
11. 前記候補選択部は、通信相手のすべての無線端末のうち、現在協調型空間多重モードに設定されていない無線端末を前記候補端末として選択する、請求項２〜７のいずれか１項に記載の無線基地局。
12. 前記スループット算出部は、さらに、前記候補端末を協調型空間多重モードに設定しない場合における、通信相手のすべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和を算出し、
    前記端末設定部は、前記協調型空間多重モードに設定された場合における、すべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和が最大となるペアの無線端末について、協調型空間多重モードに設定した場合の方が設定しない場合よりも、通信相手のすべての無線端末からのアップリンク信号のスループットの和が大きい場合にのみ、協調型空間多重モードに設定する、請求項２〜１１に記載の無線基地局。
13. アップリンク信号を送信する複数の無線端末と、前記複数の無線端末と通信する無線通信システムであって、
    前記無線基地局は、
    複数のアンテナと、
    複数の無線端末からのアップリンク信号のスループットに基づいて、２個以上の無線端末を同一のアップリンクのデータバースト領域を共有して使用する協調型空間多重モードに設定するモード設定部と、
    前記協調型空間多重モードに設定された２個以上の無線端末に対して、前記２個以上の無線端末間で共通して使用するアップリンクのデータバースト領域を通知する領域通知部と、
    前記複数のアンテナで受信した、前記協調型空間多重モードに設定された２個以上の無線端末からの前記共通のアップリンクのデータバースト領域で空間多重化されたアップリンク信号を分離して、各無線端末からの信号を取り出す受信部とを備え、
    前記無線端末は、
    共通して使用するアップリンクのデータバースト領域の通知を受信すると、前記通知されたアップリンクのデータバースト領域を用いてアップリンク信号を送信する送信部を備える、無線通信システム。
14. アップリンク信号を送信する複数の無線端末と通信する無線基地局の無線通信方法であって、
    複数の無線端末からのアップリンク信号のスループットに基づいて、２個以上の無線端末を同一のアップリンクのデータバースト領域を共有して使用する協調型空間多重モードに設定するステップと、
    前記協調型空間多重モードに設定された２個以上の無線端末に対して、前記２個以上の無線端末間で共通して使用するアップリンクのデータバースト領域を通知するステップと、
    前記複数のアンテナで受信した、前記協調型空間多重モードに設定された２個以上の無線端末からの前記共通のアップリンクのデータバースト領域で空間多重化されたアップリンク信号を分離して、各無線端末からの信号を取り出すステップとを備えた無線通知方法。

Images