JP2023043653A

JP2023043653A - 無線通信装置

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Publication number: JP2023043653A
Application number: JP2021151380A
Authority: JP
Inventors: 史人伊藤; Fumito Ito; 仁宣牧野; Kiminobu Makino; 貴弘佐藤; Takahiro Sato; 孝之中川; Takayuki Nakagawa
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2023-03-29

Abstract

【課題】ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送システムにおいて、合計変調ビット数を適切に切り替えることで、誤りが発生し難く、かつ最大の伝送レートを得る。【解決手段】無線通信装置２の適応制御決定部２１のビット・電力配分制御部１００－ｉは、合計変調ビット数Ｎiについて、各固有モードの電力配分後のＭＥＲマージンが等しく、かつ当該ＭＥＲマージンが最大のときの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率を決定する。符号化率選択部４２－ｉは、合計変調ビット数Ｎiについて、テーブル４３を用いて、ＭＥＲマージンが所要ＭＥＲマージンを上回る符号化率を抽出し、実効伝送ビット数が最大の符号化率を選択する。最大伝送効率選択部４４は、合計変調ビット数Ｎ1，・・・，ＮIのうち、実効伝送ビット数が最大のものを選択し、これに対応する変調方式の組み合わせ、電力配分比率及び符号化率を選択する。【選択図】図２

Description

本発明は、ＭＩＭＯ（Multiple Input and Multiple Output：多入力多出力）固有モード伝送システムに係り、特に、各固有モードへ割り当てる変調方式等を適応的に制御する無線通信装置に関するものである。

番組素材伝送用の無線伝送装置はＦＰＵ（Field Pickup Unit）と呼ばれており、番組の中継、映像または取材した映像を放送局へ送信する装置として重要になっている。特に、駅伝、マラソン等の番組中継では、移動する中継車からの映像及び音声を伝送するために必須なものとなっている。

従来、ＦＰＵの伝送方式としてＳＶＤ－ＭＩＭＯ（Singular Value Decomposition－Multiple-Input Multiple-Output）方式の検討が進んでいる（例えば特許文献１及び非特許文献１を参照）。

ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式では、伝搬路行列を特異値分解して得られるウェイトを用いて、ＭＩＭＯ伝搬路を固有モードと呼ばれる単一伝搬路に変換し、各固有モードの品質に応じて、各固有モードの変調方式及び電力配分を適応的に制御する。これにより、大容量の伝送を実現することができる。

図７は、特許文献１に記載されたＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式による従来技術の適応変調手法を説明する図である。無線通信装置に備えたビット・電力配分制御部１００は、電力配分算出部１０１、ＭＥＲ（Modulation Error Ratio：変調誤差比）マージン算出部１０２及び変調方式・電力決定部１０３を備えている。固有モード全体で伝送する変調ビット数の合計は固定である。

ビット・電力配分制御部１００は、各固有モードの初期ＭＥＲとＭＥＲ閾値との間の差をＭＥＲマージンとして、各固有モードの電力配分後のＭＥＲマージンが等しく、かつ当該ＭＥＲマージンが最大のときの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率を決定する。

初期ＭＥＲは、固有モードの品質の程度を表す値であり、伝搬路行列を特異値分解することによって得られる固有値に基づいて算出する方法、トレーニング信号を用いて等電力配分時のＭＥＲを通信中に測定する方法等により得ることができる。ＭＥＲ閾値は、所定のＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）を達成する値である。ＭＥＲマージンは、前述のとおり、初期ＭＥＲとＭＥＲ閾値との間の差であり、その値が大きいほど、ＢＥＲが低いことを意味する。

電力配分算出部１０１は、初期ＭＥＲ及びＭＥＲ閾値に基づいて電力配分比率を算出し、ＭＥＲマージン算出部１０２は、電力配分比率に基づいてＭＥＲマージンを算出する。そして、変調方式・電力決定部１０３は、全ての変調方式の組み合わせに対するＭＥＲマージンに基づいて、最大のＭＥＲマージンが得られる変調方式の組み合わせ及び電力配分比率を決定する。尚、ビット・電力配分制御部１００の詳細については、特許文献１を参照されたい。

図８は、従来技術の適応変調手法におけるＭＥＲマージンの計算結果例を説明する図である。４つの固有モードを用いるＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送システムにおいて、固有モード全体で伝送する変調ビット数の合計は１６ビット、各固有モードで伝送する変調ビット数の最大値を１０とする。この場合、変調方式の組み合わせは４８通り存在する。

説明を簡単にするため、変調方式の組み合わせは、以下の（１）～（３）の３通りから選択される場合を考える。
（１）変調ビット数：10ビット（変調方式：1024QAM），6ビット（64QAM）
（２）7ビット（128QAM），5ビット（32QAM），4ビット（16QAM）
（３）6ビット（64QAM），5ビット（32QAM），3ビット（8QAM），2ビット（QPSK）

図８の左側に示すように、１番目の固有モードの初期ＭＥＲとして２７．８ｄＢが算出され、２番目の固有モードの初期ＭＥＲとして２１．６ｄＢが算出され、３番目の固有モードの初期ＭＥＲとして１６．７ｄＢが算出され、４番目の固有モードの初期ＭＥＲとして８．９ｄＢが算出されたものとする。また、図８（１）～（３）に示すように、各変調方式が所定のＢＥＲ(例えば訂正符号無しでＢＥＲ＝１０^-4)を達成するＭＥＲであるＭＥＲ閾値が予め設定されるものとする。

図１１は、変調方式毎のＭＥＲ閾値の例を示す図である。変調ビット数が１の変調方式：ＢＰＳＫのＭＥＲ閾値は８．４［ｄＢ］であり、変調ビット数２の変調方式：ＱＰＳＫのＭＥＲ閾値は１１．４［ｄＢ］である。その他の変調方式：８ＱＡＭ等のＭＥＲ閾値は、図１１に示すとおりである。このようなＭＥＲ閾値が変調方式毎に予め設定されているものとする。例えば、図１１に示す変調ビット数１０の変調方式：１０２４ＱＡＭのＭＥＲ閾値である３６．１［ｄＢ］が、図８（１）の固有モード１におけるＭＥＲ閾値に設定されている。

図８に戻って、（１）～（３）のそれぞれにおいて、初期ＭＥＲとＭＥＲ閾値との間の差であるＭＥＲマージンが全ての固有モードで等しくなるように電力配分が決定され、電力配分によるゲイン（電力配分比率）が決定され、電力配分後の換算ＭＥＲが算出される。そして、電力配分後のＭＥＲマージンが算出される。尚、電力配分によるゲインは、合計送信電力を１としたとき、電力配分を行わない場合の１ストリームあたりの送信電力（＝０．２５）に対するゲインである。

（１）～（３）のうち、電力配分後のＭＥＲマージンが最大となる変調方式の組み合わせが選択される。図８の例では、（２）の電力配分後のＭＥＲマージン（＋１．０ｄＢ）が最大であるため、（２）の変調方式の組み合わせ及び電力配分比率が選択されることとなる。

図８では説明を簡単にするため、（１）～（３）の３通りのＭＥＲマージンを計算する例を示したが、実際の運用では４８通りの全てに対してＭＥＲマージンを計算する。図９は、従来技術の適応変調手法における実際の運用でのＭＥＲマージンの計算結果例を説明する図である。

Ｎｏ．１～４８は、変調方式の組み合わせを示す。弧内の４つの数字［n1，n2，n3，n4］は、それぞれ１番目から４番目の固有モードに割り当てる変調ビット数を示す。n1～n4において、「１０」は変調ビット数：１０ビット（変調方式：1024QAM）を示し、「９」は変調ビット数：９ビット（変調方式：512QAM）を示す。また、「８」は変調ビット数：８ビット（変調方式：256QAM）を示し、「７」は変調ビット数：７ビット（変調方式：128QAM）を示し、「６」は変調ビット数：６ビット（変調方式：64QAM）を示し、「５」は変調ビット数：５ビット（変調方式：32QAM）を示し、「４」は変調ビット数：４ビット（変調方式：16QAM）を示し、「３」は変調ビット数：３ビット（変調方式：8QAM）を示し、「２」は変調ビット数：２ビット（変調方式：ＱＰＳＫ）を示し、「１」は変調ビット数：１ビット（変調方式：ＢＰＳＫ）を示す。「０」は変調ビット数が０ビット、すなわち該当する固有モードは伝送に使用しないことを示す。

例えばＮｏ．１［１０，６，０，０］は、図８に示した（１）と同様に、１番目の固有モードの変調ビット数が１０ビット（変調方式：1024QAM）、２番目の固有モードの変調ビット数が６ビット（変調方式：64QAM）であることを示し、３番目及び４番目の固有モードは使用しないことを示す。

図８と同様に、Ｎｏ．１～４８のそれぞれについて、電力配分後のＭＥＲマージンが算出され、電力配分後のＭＥＲマージンが最大となる変調方式の組み合わせが選択される。

図９の例では、Ｎｏ．１６［７，５，４，０］の電力配分後のＭＥＲマージン（１．００ｄＢ）が最大であるため、１番目の固有モードの変調方式：７ビット（128QAM）、２番目の固有モードの変調方式：５ビット（32QAM）及び３番目の固有モードの変調方式：４ビット（16QAM）の組み合わせが選択されることとなる。

特許第６３２８０２１号公報

超高精細度テレビジョン放送番組素材伝送用可搬形準マイクロ波帯ＯＦＤＭ方式デジタル無線伝送システム、ARIB STD-B75、１．０版、一般社団法人電波産業会

一般的に、単一のデジタル伝送では、変調方式が６４ＱＡＭ（６ビット）及び２５６ＱＡＭ（８ビット）のように変調多値数が大きいほど、多くのデータを送信することができるが、誤りが発生し易くなる。これに対し、変調方式がＱＰＳＫ（２ビット）及びＢＰＳＫ（１ビット）のように変調多値数が小さいほど、送信可能なデータは少なくなるが、誤りは発生し難くなる。したがって、伝搬路状況が厳しい場合は変調多値数を下げ、良好な場合は変調多値数を上げればよい。

これは、前述のＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式による適応変調手法においても同様である。例えば、固有モード全体で伝送する変調ビット数の合計（合計変調ビット数）が１６ビットの場合と２０ビットの場合とを比較すると、２０ビットの方が多くのデータを送信することができるが、誤りが発生し易くなる。これに対し、１６ビットの方が送信可能なデータは少なくなるが、誤りは発生し難くなる。したがって、伝搬路状況が厳しい場合は合計変調ビット数を下げ、良好な場合は合計変調ビット数を上げればよい。

このように、ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式による適応変調手法において、伝搬路状況に応じて合計変調ビット数を適応的に制御することで、安定伝送及び大容量伝送の両立を図ることができ、伝搬路状況の変動に幅広く対応することが可能となる。

しかしながら、前述の特許文献１に記載されたＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式による従来技術の適応変調手法に、異なる複数の合計変調ビット数を適用したとしても、合計変調ビット数を適応的に制御することができないという問題があった。

前述の特許文献１の手法では、合計変調ビット数を固定とした条件において、ビット・電力配分を決定している。この手法において、合計変調ビット数も含めた制御を行うためには、合計変調ビット数を複数通り想定し、それぞれの合計変調ビット数に対してビット・電力配分を行うことが必要となる。

一般的に、合計変調ビット数の小さい方がＭＥＲマージンは大きくなる。これは、初期ＭＥＲが同一であっても、合計変調ビット数の小さい方が、ＭＥＲ閾値が大きくなるからである。このため、最大となるＭＥＲマージンの変調方式の組み合わせを選択すると、必然的に合計変調ビット数の小さい変調方式の組み合わせが選択されてしまう。

図１０は、特許文献１に記載されたＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式による従来技術の適応変調手法に、異なる２つの合計変調ビット数を適用した場合を説明する図である。４つの固有モードを用いるＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送システムにおいて、合計変調ビット数は１６ビット及び２０ビットである。

図１０（１）は、合計変調ビット数が１６ビットの場合を示し、この変調方式には４８通りの組み合わせがある。図１０（２）は、合計変調ビット数が２０ビットの場合を示し、この変調方式には５５通りの組み合わせがある。初期ＭＥＲは、図８の左側に示した値とする。

図１０（１）を参照して、図９と同様に、Ｎｏ．１６［７，５，４，０］の電力配分後のＭＥＲマージン（１．００ｄＢ）が最大である。このため、合計変調ビット数が１６ビットの場合には、１番目の固有モードの変調方式：７ビット（128QAM）、２番目の固有モードの変調方式：５ビット（32QAM）及び３番目の固有モードの変調方式：４ビット（16QAM）の組み合わせが選択されることとなる。

図１０（２）を参照して、Ｎｏ．３８［８，６，４，２］の電力配分後のＭＥＲマージン（－２．３１ｄＢ）が最大である。このため、合計変調ビット数が２０ビットの場合には、１番目の固有モードの変調方式：８ビット（256QAM）、２番目の固有モードの変調方式：６ビット（64QAM）、３番目の固有モードの変調方式：４ビット（16QAM）及び４番目の固有モードの変調方式：２ビット（QPSK）の組み合わせが選択されることとなる。

そして、合計変調ビット数が１６ビットの場合において選択されたＮｏ．１６［７，５，４，０］の電力配分後のＭＥＲマージン（１．００ｄＢ）と、合計変調ビット数が２０ビットの場合において選択されたＮｏ．３８［８，６，４，２］の電力配分後のＭＥＲマージン（－２．３１ｄＢ）とを比較すると、合計変調ビット数が１６ビットのＭＥＲマージンの方が大きい。このため、最終的には、合計変調ビット数が１６ビットの場合のＮｏ．１６［７，５，４，０］の変調方式の組み合わせが選択される。

前述のとおり、合計変調ビット数の小さい方がＭＥＲマージンは大きくなるため、ＭＥＲマージンが最大のものを選ぶと、常に合計変調ビット数が１６ビットの場合の変調方式の組み合わせが選択されることとなる。

伝搬路状況が良好であり、合計変調ビット数が２０ビットの場合の変調方式の組み合わせを選択できる場合であったとしても、合計変調ビット数が１６ビットの場合の変調方式の組み合わせが選択されてしまう。

このように、前述の特許文献１に記載されたＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式による適応変調手法では、合計変調ビット数を伝搬路状況に応じて適応的に制御することができない。

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送システムにおいて、合計変調ビット数を適切に切り替えることで、誤りが発生し難く、かつ最大の伝送レートを得ることが可能な無線通信装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１の無線通信装置は、情報ビット系列に対し、所定の符号化率にて誤り訂正符号化が行われ、固有モードの振り分けが行われ、各固有モードの情報ビットに対し、所定の変調方式の組み合わせにて変調が行われ、所定の電力配分比率にて送信電力が配分されることで、ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式にて送信が行われる際の、前記符号化率、前記変調方式の組み合わせ及び前記電力配分比率を決定する無線通信装置であって、前記各固有モードの情報ビットの合計を合計変調ビット数とし、前記固有モードの品質の程度を初期ＭＥＲとし、所定のＢＥＲを達成する値をＭＥＲ閾値とし、前記初期ＭＥＲと前記ＭＥＲ閾値との間の差をＭＥＲマージンとし、前記合計変調ビット数及び前記符号化率の積を実効伝送ビット数として、前記合計変調ビット数、前記変調に用いる前記変調方式の組み合わせ、前記送信電力の配分に用いる前記電力配分比率、及び前記誤り訂正符号化に用いる前記符号化率を決定する適応制御決定部を備え、前記適応制御決定部が、複数の合計変調ビット数のそれぞれについて、各固有モードの電力配分後の前記ＭＥＲマージンが等しく、かつ当該ＭＥＲマージンが最大のときの前記変調方式の組み合わせ及び前記電力配分比率を決定するビット・電力配分制御部と、前記複数の合計変調ビット数のそれぞれについて、前記ビット・電力配分制御部により前記変調方式の組み合わせ及び前記電力配分比率が決定されたときの最大の前記ＭＥＲマージンが予め設定された所要ＭＥＲマージンを上回る前記符号化率であって、かつ前記実効伝送ビット数が最大となる前記符号化率を選択する符号化率選択部と、前記複数の合計変調ビット数のうち、前記符号化率選択部により前記符号化率が選択されたときの前記複数の合計変調ビット数のそれぞれに対応する最大の前記実効伝送ビット数の中で最大値に対応する前記合計変調ビット数を選択し、前記ビット・電力配分制御部により当該合計変調ビット数について決定された前記変調方式の組み合わせ及び前記電力配分比率を選択し、前記符号化率選択部により当該合計変調ビット数について選択された前記符号化率を選択する最大伝送効率選択部と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２の無線通信装置は、請求項１に記載の無線通信装置において、前記適応制御決定部が、さらに、前記複数の合計変調ビット数のそれぞれについて、前記符号化率、前記実効伝送ビット数及び前記所要ＭＥＲマージンの組み合わせを保持するテーブルを備え、前記符号化率選択部が、前記複数の合計変調ビット数のそれぞれについて、最大の前記ＭＥＲマージンと前記テーブルに保持された前記所要ＭＥＲマージンとを比較し、前記ＭＥＲマージンが前記所要ＭＥＲマージンを上回る前記符号化率を前記テーブルから抽出し、抽出した前記符号化率について、前記テーブルに保持された前記実効伝送ビット数を比較し、前記実効伝送ビット数が最大の前記符号化率を選択する、ことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送システムにおいて、合計変調ビット数を適切に切り替えることで、誤りが発生し難く、かつ最大の伝送レートを得ることができる。

本発明の実施形態による無線通信装置を含む伝送システムの構成例を示すブロック図である。適応制御決定部の構成例を示すブロック図である。適応制御決定部の処理例を示すフローチャートである。テーブルのデータ構成例を示す図である。適応制御決定部による処理の具体例を説明する図である。テーブルのデータ構成の具体例を示す図である。従来技術の適応変調手法を説明する図である。従来技術の適応変調手法におけるＭＥＲマージンの計算結果例を説明する図である。従来技術の適応変調手法における実際の運用でのＭＥＲマージンの計算結果例を説明する図である。従来技術の適応変調手法に、異なる２つの合計変調ビット数を適用した場合を説明する図である。変調方式毎のＭＥＲ閾値の例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔伝送システム〕
まず、本発明の実施形態による無線通信装置を含む伝送システムについて説明する。図１は、本発明の実施形態による無線通信装置を含む伝送システムの構成例を示すブロック図であり、Ｍｔ本の送信アンテナとＭｒ本の受信アンテナを用いて固有モード伝送方式を実現するＭｔ×ＭｒのＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の機能構成ブロックを示す。図１においては、Ｋ個のチャネルの固有モードが形成されるものとする。固有モードの数はＫである。Ｍｔ，Ｍｒ，Ｋは正の整数である。

この伝送システム１は、情報ビット系列を含む放送波を送信すると共に、チャネル情報及び初期ＭＥＲを受信する無線通信装置２と、情報ビット系列を含む放送波を受信すると共に、チャネル情報及び初期ＭＥＲを送信する無線通信装置３とを備えて構成される双方向通信を実現する。

図１では、情報ビット系列を送受信するためのアンテナ及び構成について示しており、チャネル情報及び初期ＭＥＲを送受信するための構成については省略してある。以下、無線通信装置２を送信側の無線通信装置２といい、無線通信装置３を受信側の無線通信装置３として説明する。

送信側の無線通信装置２は、適応制御決定部２１、誤り訂正符号化部２２、Ｓ（シリアル）／Ｐ（パラレル）変換部２３、変調部２４、電力配分部２５、特異値分解部２６、送信ウェイト部２７及びＭｔ本の送信アンテナ２８を備えている。変調部２４は、Ｋ個の変調部２４－１，２４－２，・・・，２４－Ｋを備えている。

受信側の無線通信装置３は、Ｍｒ本の受信アンテナ３１、特異値分解部３２、受信ウェイト部３３、復調部３４、Ｐ／Ｓ変換部３５、誤り訂正復号部３６及び初期ＭＥＲ算出部３７を備えている。復調部３４は、Ｋ個の復調部３４－１，３４－２，・・・，３４－Ｋを備えている。

尚、図１には、本発明に直接関連する構成部のみを示しており、直接関連しない構成部は省略してある。

〔送信側〕
次に、図１に示した送信側の無線通信装置２について説明する。送信側の無線通信装置２が送信対象の情報ビット系列を入力する。

適応制御決定部２１は、各固有モードの初期ＭＥＲを入力し、ＭＥＲ及び伝搬路状況に応じた適応制御を行うことで、合計変調ビット数、誤り訂正符号化部２２の誤り訂正符号化処理にて使用する最適な符号化率、変調部２４－１，２４－２，・・・，２４－Ｋの各固有モードに割り当てる最適な変調方式の組み合わせ、及び、電力配分部２５の各固有モードに割り当てる最適な電力配分比率を決定する。

適応制御決定部２１は、符号化率を誤り訂正符号化部２２に出力し、合計変調ビット数及び変調方式の組み合わせを変調部２４に出力し、電力配分比率を電力配分部２５に出力する。

具体的には、適応制御決定部２１は、異なる複数の合計変調ビット数のそれぞれについて、各固有モードの電力配分後のＭＥＲマージンが等しくかつ最大のときの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率を決定する。そして、適応制御決定部２１は、例えば後述するテーブル４３を用いて、合計変調ビット数毎に、ＭＥＲマージンが所要ＭＥＲマージンを上回る符号化率のうち、実効伝送ビット数が最大の符号化率を特定する。

適応制御決定部２１は、合計変調ビット数毎の最大の実効伝送ビット数のうち、最大の実効伝送ビット数を特定し、これに対応する合計変調ビット数を選択する。

適応制御決定部２１は、選択した合計変調ビット数に対応する符号化率、変調方式の組み合わせ及び電力配分比率を最適な符号化率、最適な変調方式の組み合わせ及び最適な電力配分比率に決定する。適応制御決定部２１の詳細については後述する。

尚、図９にて説明したとおり、各固有モードに割り当てる変調方式が決定されると、各固有モードへ割り当てる変調ビット数も一義的に決定される。また、各固有モードの電力配分比率を加算すると１であるものとする。また、適応制御決定部２１は、受信側の無線通信装置３の初期ＭＥＲ算出部３７により算出された各固有モードの初期ＭＥＲを、別途の伝送路（無線通信路または有線通信路）を介して、受信側の無線通信装置３から取得するものとする。

誤り訂正符号化部２２は、情報ビット系列を入力すると共に、適応制御決定部２１から符号化率を入力する。そして、誤り訂正符号化部２２は、情報ビット系列に対し、入力した符号化率にて誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化された情報ビット系列をＳ／Ｐ変換部２３に出力する。

Ｓ／Ｐ変換部２３は、誤り訂正符号化部２２から誤り訂正符号化された情報ビット系列を入力し、シリアルの情報ビット系列をＫ系統のパラレルのサブストリームの情報ビットに変換して振り分ける。そして、Ｓ／Ｐ変換部２３は、Ｋ系統のサブストリームの情報ビットを、変調部２４に出力する。

ここで、Ｋは、ＭｔとＭｒの数字のうち小さい方に等しく、Ｋ＝ｍｉｎ（Ｍｔ，Ｍｒ）である。尚、固有モード伝送方式を実現するＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送システム１では、サブストリームは固有モードと同義である。以下、独立した直交するサブストリームを固有モードと称して説明する。

変調部２４を構成する変調部２４－１，２４－２，・・・，２４－Ｋは、Ｓ／Ｐ変換部２３からサブストリームの情報ビット（固有モードの情報ビット）をそれぞれ入力する。また、変調部２４－１，２４－２，・・・，２４－Ｋは、適応制御決定部２１から合計変調ビット数及び変調方式の組み合わせを入力し、合計変調ビット数及び変調方式の組み合わせの示す変調方式をそれぞれ特定する。

変調部２４－１，２４－２，・・・，２４－Ｋは、情報ビットに対し、特定した変調方式に対応する変調ビット数の独立した変調を行い、変調後の情報ビットを電力配分部２５に出力する。

電力配分部２５は、変調部２４を構成する変調部２４－１，２４－２，・・・，２４－Ｋから固有モードの変調後の情報ビットをそれぞれ入力すると共に、適応制御決定部２１から電力配分比率を入力する。そして、電力配分部２５は、固有モード毎の情報ビットに対し、電力配分比率に相当する重みをそれぞれ乗算する。電力配分部２５は、固有モード毎の乗算後の情報ビットを送信ウェイト部２７に出力する。

特異値分解部２６は、Ｍｔ本の送信アンテナ２８とＭｒ本の受信アンテナ３１との間で形成される伝搬路のチャネル情報を、例えば無線通信装置３から取得する。そして、特異値分解部２６は、チャネル情報を表すチャネル行列Ｈを特異値分解して右特異行列を求め、右特異行列を送信ウェイトとし、送信ウェイト部２７に出力する。

尚、特異値分解部２６は、受信側の無線通信装置３により推定された伝搬路のチャネル情報を、別途の伝送路を介して、受信側の無線通信装置３から取得するものとする。または、受信側の無線通信装置３の特異値分解部３２は、計算した右特異行列を、別途の伝送路を介して無線通信装置２へ指示するようにしてもよい。または、ＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割複信）方式を用いる双方向通信システムでは、無線通信装置２から無線通信装置３の伝搬路と、無線通信装置３から無線通信装置２の伝搬路が同一であるとみなして、送信側の無線通信装置２で伝搬路のチャネル情報を推定し、この情報を特異値分解部２６が直接取得して利用するようにしてもよい。

送信ウェイト部２７は、電力配分部２５から各固有モードの情報ビットを入力すると共に、特異値分解部２６から送信ウェイトを入力し、情報ビットに送信ウェイトを乗算し、Ｍｔ本の送信アンテナ２８のそれぞれに対応した送信アンテナ系統毎の信号を生成する。これにより、固有モード毎に直交した固有ビームが生成される。また、送信ウェイト部２７により生成された信号の放送波は、送信アンテナ系統毎に送信アンテナ２８から送信される。

〔受信側〕
次に、図１に示した受信側の無線通信装置３について説明する。受信側の無線通信装置３が送信側の無線通信装置２により送信された放送波を受信する。

特異値分解部３２は、図示しない伝搬路推定部が推定した伝搬路のチャネル情報を取得する。そして、特異値分解部３２は、チャネル情報を表すチャネル行列Ｈを特異値分解して左特異行列を求め、左特異行列の複素共役転置を受信ウェイトとし、受信ウェイト部３３に出力する。

受信ウェイト部３３は、Ｍｒ本の受信アンテナ３１を介して、受信アンテナ系統毎の受信信号を入力すると共に、特異値分解部３２から受信ウェイトを入力する。そして、受信ウェイト部３３は、受信アンテナ系統毎の受信信号に受信ウェイトを乗算し、固有モード毎の受信信号を生成する。これにより、固有モード毎に送信された信号が、理想的には干渉を受けることなく検出される。そして、受信ウェイト部３３は、各固有モードの受信信号を復調部３４に出力する。

復調部３４を構成する復調部３４－１，３４－２，・・・，３４－Ｋは、受信ウェイト部３３から対応する固有モードの受信信号をそれぞれ入力する。そして、復調部３４－１，３４－２，・・・，３４－Ｋは、対応する変調部２４－１～２４－Ｋと同じ変調方式にて独立した復調を行い、復調後の誤り訂正符号化された情報ビット（Ｋ系統のパラレルのサブストリームの情報ビット）をＰ／Ｓ変換部３５に出力する。

尚、復調部３４－１，３４－２，・・・，３４－Ｋは、送信側の無線通信装置２に備えた変調部２４－１，２４－２，・・・，２４－Ｋが使用した変調方式（最適な変調方式の組み合わせ）を、送信側の無線通信装置２から受信したヘッダ等の制御情報から得て保持しているものとする。または、無線通信装置３が変調方式を決定し、別途の伝送路を介して無線通信装置２へ指示する場合、復調部３４－１，３４－２，・・・，３４－Ｋは、無線通信装置３にて決定した変調方式を保持しているものとする。

Ｐ／Ｓ変換部３５は、復調部３４を構成する復調部３４－１，３４－２，・・・，３４－Ｋから固有モードの情報ビットをそれぞれ入力する。そして、Ｐ／Ｓ変換部３５は、Ｋ系統のパラレルのサブストリームの誤り訂正符号化された情報ビットをシリアルの誤り訂正符号化された情報ビット系列に変換し、シリアルの誤り訂正符号化された情報ビット系列を誤り訂正復号部３６に出力する。

誤り訂正復号部３６は、Ｐ／Ｓ変換部３５からシリアルの誤り訂正符号化された情報ビット系列を入力し、誤り訂正符号化された情報ビット系列に対し、対応する誤り訂正符号化部２２と同じ符号化率にて誤り訂正復号を行い、元の情報ビット系列を復元して出力する。

尚、誤り訂正復号部３６は、送信側の無線通信装置２に備えた誤り訂正符号化部２２が使用した符号化率を、送信側の無線通信装置２から受信したヘッダ等の制御情報から得て保持しているものとする。または、無線通信装置３が符号化率を決定し、別途の伝送路を介して無線通信装置２へ指示する場合、誤り訂正復号部３６は、無線通信装置３にて決定した符号化率を保持しているものとする。

初期ＭＥＲ算出部３７は、送信側の無線通信装置２が各固有モードの信号を同じ電力配分で伝送した場合（固有モード間で送信電力を等しく配分して伝送した場合）の、各固有モードの初期ＭＥＲを算出する。そして、図示しない通信部は、初期ＭＥＲ算出部３７により算出された各固有モードの初期ＭＥＲを、別途の伝送路を介して、送信側の無線通信装置２へ送信する。

初期ＭＥＲを算出する手法については、例えばチャネル行列Ｈの特異値の平方が固有モード伝送における各固有モードのチャネル利得を表すことを利用してもよい。すなわち、初期ＭＥＲ算出部３７は、チャネル行列Ｈの特異値を算出し、特異値の平方を、別途推定したガウス雑音電力で除算し、除算結果の値をＭＥＲに換算することにより、各固有モードの初期ＭＥＲを算出する。また、初期ＭＥＲを算出する他の手法として、実際にトレーニング信号を用いて等電力配分時のＭＥＲを通信中に測定するようにしてもよい。

尚、図示しない通信部は、図示しない伝搬路推定部により推定された伝搬路のチャネル情報を、別途の伝送路を介して、送信側の無線通信装置２へ送信する。

このように、送信側の無線通信装置２から送信された放送波が、受信アンテナ３１にて受信され、各固有モードのサブストリームに復元され、元の情報ビット系列に復元される。

（適応制御決定部２１）
次に、図１に示した適応制御決定部２１について詳細に説明する。図２は、適応制御決定部２１の構成例を示すブロック図であり、図３は、適応制御決定部２１の処理例を示すフローチャートである。

図２を参照して、この適応制御決定部２１は、異なる合計変調ビット数を取り扱うＩ個（系統）のビット・電力配分制御部１００－１，・・・，１００－ｉ，・・・，１００－Ｉ、及び選択部４１を備えている。Ｉは正の整数である。ビット・電力配分制御部１００－１が取り扱う合計変調ビット数はＮ₁であり、・・・、ビット・電力配分制御部１００－ｉが取り扱う合計変調ビット数はＮ_iであり、・・・、ビット・電力配分制御部１００－Ｉが取り扱う合計変調ビット数はＮ_Iである。ｉ＝１，・・・，Ｉである。

ビット・電力配分制御部１００－１，・・・，１００－ｉ，・・・，１００－Ｉのそれぞれは、同じ処理を行う。以下、ビット・電力配分制御部１００－１，・・・，１００－ｉ，・・・，１００－Ｉを総称して「ビット・電力配分制御部１００－ｉ」とする。

選択部４１は、Ｉ個（系統）の符号化率選択部４２－１，・・・，４２－ｉ，・・・，４２－Ｉ及び最大伝送効率選択部４４を備えている。符号化率選択部４２－１，・・・，４２－ｉ，・・・，４２－Ｉは、それぞれビット・電力配分制御部１００－１，・・・，１００－ｉ，・・・，１００－Ｉに対応している。

符号化率選択部４２－１，・・・，４２－ｉ，・・・，４２－Ｉのそれぞれは、同じ処理を行う。以下、符号化率選択部４２－１，・・・，４２－ｉ，・・・，４２－Ｉを総称して「符号化率選択部４２－ｉ」とする。

図２及び図３を参照して、無線通信装置２が、無線通信装置３の初期ＭＥＲ算出部３７により算出された各固有モードの初期ＭＥＲを、別途の伝送路を介して受信すると、ビット・電力配分制御部１００－１，・・・，１００－ｉ，・・・，１００－Ｉは、各固有モードの初期ＭＥＲを入力する（ステップＳ３０１）。

ビット・電力配分制御部１００－ｉは、図７に示したビット・電力配分制御部１００と同様の処理を行う。すなわち、ビット・電力配分制御部１００－ｉは、合計変調ビット数Ｎ_iについて、各固有モードの電力配分後のＭＥＲマージン（初期ＭＥＲとＭＥＲ閾値との間の差）が等しく、かつ当該ＭＥＲマージンが最大のときの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率を決定する（ステップＳ３０２）。これにより、合計変調ビット数Ｎ₁，・・・，Ｎ_i，・・・，Ｎ_Iのそれぞれについて、ＢＥＲを最小化する際のＭＥＲマージン、並びに各固有モードの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率が得られる。

ビット・電力配分制御部１００－ｉは、合計変調ビット数Ｎ_i、各固有モードの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率、並びにＭＥＲマージン（最大のＭＥＲマージン）を、選択部４１（の符号化率選択部４２－ｉ）に出力する。

選択部４１の符号化率選択部４２－ｉは、ビット・電力配分制御部１００－ｉから合計変調ビット数Ｎ_i、各固有モードの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率、並びにＭＥＲマージンを入力する。

符号化率選択部４２－ｉは、予め設定されたテーブル４３を用いて、入力したＭＥＲマージンとテーブル４３に保持された所要ＭＥＲマージンとを比較し、入力したＭＥＲマージンにて所望のＢＥＲ特性が得られる符号化率、すなわちＭＥＲマージンが所要ＭＥＲマージンを上回る符号化率を抽出する。そして、符号化率選択部４２－ｉは、抽出した符号化率に対応する実効伝送ビット数を比較し、実効伝送ビット数が最大の符号化率を選択する（ステップＳ３０３）。これにより、合計変調ビット数Ｎ₁，・・・，Ｎ_i，・・・，Ｎ_Iのそれぞれについて、最大の実効伝送ビット数、及びこれに対応する符号化率が得られる。

符号化率選択部４２－ｉは、合計変調ビット数Ｎ_i、各固有モードの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率、並びに選択した符号化率及び当該符号化率に対応する実効伝送ビット数を最大伝送効率選択部４４に出力する。

図４は、テーブル４３のデータ構成例を示す図である。合計変調ビット数を、昇順に｛Ｎ₁，・・・，Ｎ_i，・・・，Ｎ_I｝（ｉ＝１，・・・，Ｉ）とする。また、誤り訂正符号化処理にて使用する符号化率を、昇順に｛Ｒ₁，Ｒ₂，・・・，Ｒ_j，・・・，Ｒ_J-1，Ｒ_J｝（ｊ＝１，・・・，Ｊ）とする。

合計変調ビット数Ｎ_i、符号化率Ｒ_jにおけるＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送が、所定のＢＥＲ（例えば誤り訂正復号後のＢＥＲ＝１０^-4）を達成するのに必要な所要ＭＥＲマージンＭ（Ｎ_i，Ｒ_j）を予め用意しておく。所要ＭＥＲマージンＭ（Ｎ_i，Ｒ_j）は、計算機シミュレーションによって求められた値を用いてもよいし、図１に示した実際の伝送システム１にて測定した値を用いてもよい。

実効伝送ビット数は、合計変調ビット数Ｎ_i及び符号化率Ｒ_jの積Ｎ_i×Ｒ_jで算出されるビット数であり、予め用意しておく。

図４に示すように、テーブル４３は、合計変調ビット数Ｎ₁，・・・，Ｎ_i，・・・，Ｎ_Iのそれぞれについて、符号化率Ｒ、実効伝送ビット数Ｎ×Ｒ及び所要ＭＥＲマージンＭ（Ｎ，Ｒ）の組み合わせを保持する。

具体的には、テーブル４３は、合計変調ビット数Ｎ₁について、符号化率Ｒ_J，Ｒ_J-1，・・・，Ｒ_j，・・・，Ｒ₂，Ｒ₁、実効伝送ビット数Ｎ₁×Ｒ_J，Ｎ₁×Ｒ_J-1，・・・，Ｎ₁×Ｒ_j，・・・，Ｎ₁×Ｒ₂，Ｎ₁×Ｒ₁、及び所要ＭＥＲマージンＭ（Ｎ₁，Ｒ_J），Ｍ（Ｎ₁，Ｒ_J-1），・・・，Ｍ（Ｎ₁，Ｒ_j），・・・，Ｍ（Ｎ₁，Ｒ₂），Ｍ（Ｎ₁，Ｒ₁）を保持し、・・・、合計変調ビット数Ｎ_iについて、符号化率Ｒ_J，Ｒ_J-1，・・・，Ｒ_j，・・・，Ｒ₂，Ｒ₁、実効伝送ビット数Ｎ_i×Ｒ_J，Ｎ_i×Ｒ_J-1，・・・，Ｎ_i×Ｒ_j，・・・，Ｎ_i×Ｒ₂，Ｎ_i×Ｒ₁、及び所要ＭＥＲマージンＭ（Ｎ_i，Ｒ_J），Ｍ（Ｎ_i，Ｒ_J-1），・・・，Ｍ（Ｎ_i，Ｒ_j），・・・，Ｍ（Ｎ_i，Ｒ₂），Ｍ（Ｎ_i，Ｒ₁）を保持し、・・・、合計変調ビット数Ｎ_Iについて、符号化率Ｒ_J，Ｒ_J-1，・・・，Ｒ_j，・・・，Ｒ₂，Ｒ₁、実効伝送ビット数Ｎ_I×Ｒ_J，Ｎ_I×Ｒ_J-1，・・・，Ｎ_I×Ｒ_j，・・・，Ｎ_I×Ｒ₂，Ｎ_I×Ｒ₁、及び所要ＭＥＲマージンＭ（Ｎ_I，Ｒ_J），Ｍ（Ｎ_I，Ｒ_J-1），・・・，Ｍ（Ｎ_I，Ｒ_j），・・・，Ｍ（Ｎ_I，Ｒ₂），Ｍ（Ｎ_I，Ｒ₁）を保持する。

尚、図４に示したテーブル４３は、合計変調ビット数Ｎ₁，・・・，Ｎ_i，・・・，Ｎ_Iのそれぞれについて、全ての符号化率Ｒ_j、実効伝送ビット数Ｎ_i×Ｒ_j及び所要ＭＥＲマージンＭ（Ｎ_i，Ｒ_j）の組み合わせを保持するようにした。

これに対し、テーブル４３は、実際に使用する組み合わせのみを保持するようにしてもよい。例えば、合計変調ビット数がＮ₁のときに符号化率Ｒ₁を使用しない場合には、図４に示したテーブル４３は、左下の符号化率Ｒ₁、実効伝送ビット数Ｎ₁×Ｒ₁及び所要ＭＥＲマージンＭ（Ｎ₁，Ｒ₁）の組み合わせを保持しなくてもよい。これにより、テーブル４３のデータ量を削減することができる。

また、テーブル４３は、合計変調ビット数Ｎ₁，・・・，Ｎ_i，・・・，Ｎ_Iに対応する実効伝送ビット数Ｎ_i×Ｒ_jの範囲が重複しないように、合計変調ビット数Ｎ₁，・・・，Ｎ_i，・・・，Ｎ_Iのそれぞれについて、符号化率Ｒ、実効伝送ビット数Ｎ×Ｒ及び所要ＭＥＲマージンＭ（Ｎ，Ｒ）の組み合わせを保持するようにしてもよい。これにより、テーブル４３のデータ量を削減することができる。

例えば、後述する図６に示すテーブル４３において、合計変調ビット数Ｎ₂＝２０ビットについての６．６０，８．８０，１０．８０，１３．００の実効伝送ビット数は、合計変調ビット数Ｎ₁＝１６ビットについての５．２８から１３．９２までの間の範囲の実効伝送ビット数に含まれる。

そこで、実効伝送ビット数の重複を避けるため、テーブル４３は、合計変調ビット数Ｎ₁＝１６ビットについて、前述と同様に、（符号化率Ｒ₁（＝０．３３），実効伝送ビット数＝５．２８，所要ＭＥＲマージン＝－１３．５），（Ｒ₂（＝０．４４），７．０４，－１１．０），・・・，（Ｒ₇（＝０．９２），１４．７２，－２．０）の全ての組み合わせを保持する。また、テーブル４３は、合計変調ビット数Ｎ₂＝２０ビットについて、（符号化率Ｒ₅（＝０．７６），実効伝送ビット数＝１５．２０，所要ＭＥＲマージン＝－６．０），（Ｒ₆（＝０．８７），１７．４０，－３．５），（Ｒ₇（＝０．９２），１８．４０，－２．５）の組み合わせのみを保持する。

図２及び図３に戻って、最大伝送効率選択部４４は、符号化率選択部４２－１から、合計変調ビット数Ｎ₁、各固有モードの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率、並びに符号化率及び実効伝送ビット数を入力し、・・・、符号化率選択部４２－ｉから、合計変調ビット数Ｎ_i、各固有モードの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率、並びに符号化率及び実効伝送ビット数を入力し、・・・、符号化率選択部４２－Ｉから、合計変調ビット数Ｎ_I、各固有モードの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率、並びに符号化率及び実効伝送ビット数を入力する。

最大伝送効率選択部４４は、入力した合計変調ビット数Ｎ₁，・・・，Ｎ_i，・・・，Ｎ_Iに対応する実効伝送ビット数を比較する。そして、最大伝送効率選択部４４は、合計変調ビット数Ｎ₁，・・・，Ｎ_i，・・・，Ｎ_Iのうち、実効伝送ビット数が最大の合計変調ビット数を選択する（ステップＳ３０４）。

最大伝送効率選択部４４は、選択した合計変調ビット数に対応する各固有モードの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率、並びに符号化率を選択して出力する（ステップＳ３０５）。最大伝送効率選択部４４は、符号化率を誤り訂正符号化部２２に、合計変調ビット数及び各固有モードの変調方式の組み合わせを変調部２４に、各固有モードの電力配分比率を電力配分部２５にそれぞれ出力する。

〔具体例〕
次に、図２及び図３に示した適応制御決定部２１による処理について、具体例を挙げて説明する。図５は、適応制御決定部２１による処理の具体例を説明する図であり、図６は、テーブル４３のデータ構成の具体例を示す図である。

４つの固有モードを用いるＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送において、合計変調ビット数として、Ｎ₁＝１６ビット及びＮ₂＝２０ビットの２通りを用いるものとする。初期ＭＥＲは、図８に示した例と同じ値が算出されたものとする。

図５に示すように、適応制御決定部２１は、合計変調ビット数Ｎ₁＝１６ビットを取り扱うビット・電力配分制御部１００－１、合計変調ビット数Ｎ₂＝２０ビットを取り扱うビット・電力配分制御部１００－２、及び選択部４１を備えている。また、選択部４１は、合計変調ビット数Ｎ₁＝１６ビットを取り扱う符号化率選択部４２－１、合計変調ビット数Ｎ₂＝２０ビットを取り扱う符号化率選択部４２－２、テーブル４３及び最大伝送効率選択部４４を備えている。

図６に示すように、テーブル４３は、合計変調ビット数Ｎ₁＝１６ビットについて、（符号化率Ｒ₁（＝０．３３），実効伝送ビット数＝５．２８，所要ＭＥＲマージン＝－１３．５），（Ｒ₂（＝０．４４），７．０４，－１１．０），・・・，（Ｒ₇（＝０．９２），１４．７２，－２．０）の組み合わせを保持する。また、テーブル４３は、合計変調ビット数Ｎ₂＝２０ビットについて、（符号化率Ｒ₁（＝０．３３），実効伝送ビット数＝６．６０，所要ＭＥＲマージン＝－１５．０），（Ｒ₂（＝０．４４），８．８０，－１２．５），・・・，（Ｒ₇（＝０．９２），１８．４０，－２．５）の組み合わせを保持する。

このような構成において、ビット・電力配分制御部１００－１により、合計変調ビット数Ｎ₁＝１６ビットについて、各固有モードの電力配分後のＭＥＲマージンが等しく、かつ当該ＭＥＲマージンが最大のときの変調方式の組み合わせ［７，５，４，０］及び電力配分比率［０．２７，０．２９，０．４４，０．０］が決定される。

これにより、合計変調ビット数Ｎ₁＝１６ビットについて、変調方式の組み合わせ［７，５，４，０］、電力配分比率［０．２７，０．２９，０．４４，０．０］及びＭＥＲマージン１．０ｄＢが得られる。

また、ビット・電力配分制御部１００－２により、合計変調ビット数Ｎ₂＝２０ビットについて、各固有モードの電力配分後のＭＥＲマージンが等しく、かつ当該ＭＥＲマージンが最大のときの変調方式の組み合わせ［８，６，４，２］及び電力配分比率［０．２０，０．２２，０．０８，０．５０］が決定される。

これにより、合計変調ビット数Ｎ₂＝２０ビットについて、変調方式の組み合わせ［８，６，４，２］、電力配分比率［０．２０，０．２２，０．０８，０．５０］及びＭＥＲマージン－２．３１ｄＢが得られる。

次に、符号化率選択部４２－１により、図６に示したテーブル４３を用いて、ＭＥＲマージン１．０ｄＢが所要ＭＥＲマージンを上回る符号化率Ｒ₁（＝０．３３），・・・，Ｒ₇（＝０．９２）が抽出される。そして、符号化率選択部４２－１により、抽出された符号化率Ｒ₁（＝０．３３），・・・，Ｒ₇（＝０．９２）のうち、実効伝送ビット数が最大（１４．７２）の符号化率Ｒ₇（＝０．９２）が選択される。

これにより、合計変調ビット数Ｎ₁＝１６ビットについて、変調方式の組み合わせ［７，５，４，０］、電力配分比率［０．２７，０．２９，０．４４，０．０］、符号化率０．９２及び実効伝送ビット数１４．７２が得られる。

また、符号化率選択部４２－２により、図６に示したテーブル４３を用いて、ＭＥＲマージン－２．３１ｄＢが所要ＭＥＲマージンを上回る符号化率Ｒ₁（＝０．３３），・・・，Ｒ₇（＝０．９２）が抽出される。そして、符号化率選択部４２－２により、抽出された符号化率Ｒ₁（＝０．３３），・・・，Ｒ₇（＝０．９２）のうち、実効伝送ビット数が最大（１８．４０）の符号化率Ｒ₇（＝０．９２）が選択される。

これにより、合計変調ビット数Ｎ₂＝２０ビットについて、変調方式の組み合わせ［８，６，４，２］、電力配分比率［０．２０，０．２２，０．０８，０．５０］、符号化率０．９２及び実効伝送ビット数１８．４０が得られる。

次に、最大伝送効率選択部４４により、合計変調ビット数Ｎ₁＝１６ビットに対応する実効伝送ビット数１４．７２と合計変調ビット数Ｎ₂＝２０ビットに対応する実効伝送ビット数１８．４０とが比較され、実効伝送ビット数が最大値（１８．４０）に対応する合計変調ビット数Ｎ₂＝２０ビットが選択される。

このようにして、実効伝送ビット数が最大となるときの合計変調ビット数Ｎ₂＝２０ビット、変調方式の組み合わせ［８，６，４，２］、電力配分比率［０．２０，０．２２，０．０８，０．５０］及び符号化率０．９２が選択されることとなる。

一方、他の例として、図５に示した構成及び図６に示したテーブル４３において、ビット・電力配分制御部１００－１により、ＭＥＲマージン－２．９ｄＢが得られ、ビット・電力配分制御部１００－２により、ＭＥＲマージン－６．２１ｄＢが得られたとする。

この場合、符号化率選択部４２－１により、図６に示したテーブル４３を用いて、ＭＥＲマージン－２．９ｄＢが所要ＭＥＲマージンを上回る符号化率Ｒ₁（＝０．３３），・・・，Ｒ₆（＝０．８７）が抽出される。そして、符号化率選択部４２－１により、実効伝送ビット数が最大（１３．９２）の符号化率Ｒ₆（＝０．８７）が選択される。

これにより、合計変調ビット数Ｎ₁＝１６ビットについて、変調方式の組み合わせ［７，５，４，０］、電力配分比率［０．２７，０．２９，０．４４，０．０］、符号化率０．８７及び実効伝送ビット数１３．９２が得られる。

また、符号化率選択部４２－２により、図６に示したテーブル４３を用いて、ＭＥＲマージン－６．３１ｄＢが所要ＭＥＲマージンを上回る符号化率Ｒ₁（＝０．３３），・・・，Ｒ₄（＝０．６５）が抽出される。そして、符号化率選択部４２－２により、実効伝送ビット数が最大（１３．００）の符号化率Ｒ₄（＝０．６５）が選択される。

これにより、合計変調ビット数Ｎ₂＝２０ビットについて、変調方式の組み合わせ［８，６，４，２］、電力配分比率［０．２０，０．２２，０．０８，０．５０］、符号化率０．６５及び実効伝送ビット数１３．００が得られる。

次に、最大伝送効率選択部４４により、合計変調ビット数Ｎ₁＝１６ビットに対応する実効伝送ビット数１３．９２と合計変調ビット数Ｎ₂＝２０ビットに対応する実効伝送ビット数１３．００とが比較され、実効伝送ビット数が最大（１３．９２）の合計変調ビット数Ｎ₁＝１６ビットが選択される。

このようにして、実効伝送ビット数が最大となるときの合計変調ビット数Ｎ₁＝１６ビット、変調方式の組み合わせ［７，５，４，０］、電力配分比率［０．２７，０．２９，０．４４，０．０］及び符号化率０．８７が選択されることとなる。

以上のように、本発明の実施形態の無線通信装置２によれば、適応制御決定部２１のビット・電力配分制御部１００－ｉは、合計変調ビット数Ｎ_iについて、各固有モードの電力配分後のＭＥＲマージンが等しく、かつ当該ＭＥＲマージンが最大のときの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率を決定する。

これにより、合計変調ビット数Ｎ₁，・・・，Ｎ_i，・・・，Ｎ_Iのそれぞれについて、ＢＥＲを最小化する際のＭＥＲマージン、並びに各固有モードの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率が得られる。

選択部４１の符号化率選択部４２－ｉは、合計変調ビット数Ｎ_iについて、テーブル４３を用いて、ＭＥＲマージンが所要ＭＥＲマージンを上回る符号化率を抽出し、抽出した符号化率から、実効伝送ビット数が最大の符号化率を選択する。

これにより、合計変調ビット数Ｎ₁，・・・，Ｎ_i，・・・，Ｎ_Iのそれぞれについて、最大の実効伝送ビット数、及びこれに対応する符号化率が得られる。

最大伝送効率選択部４４は、合計変調ビット数Ｎ₁，・・・，Ｎ_i，・・・，Ｎ_Iのうち、これらに対応する実効伝送ビット数が最大の合計変調ビット数を選択し、当該合計変調ビット数に対応する各固有モードの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率、並びに符号化率を選択する。

これにより、選択された符号化率を用いて、誤り訂正符号化部２２にて誤り訂正符号化が行われ、選択された合計変調ビット数及び各固有モードの変調方式の組み合わせを用いて、変調部２４にて変調が行われる。また、選択された各固有モードの電力配分比率を用いて、電力配分部２５にて電力配分が行われる。

このように、ＭＥＲ及び伝搬路状況に応じた適応制御が行われ、合計変調ビット数、誤り訂正符号化部２２にて使用する最適な符号化率、変調部２４の各固有モードに割り当てる最適な変調方式の組み合わせ、及び、電力配分部２５の各固有モードに割り当てる最適な電力配分比率が決定される。

本発明の実施形態では、合計変調ビット数を固定としたときの適応制御の特性を維持しながら、実効伝送ビット数が最大となるように、適切に合計変調ビット数を切り替えることができる。

したがって、ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送システム１において、ＭＥＲマージンではなく、実効伝送ビット数が最大となる合計変調ビット数を適切に切り替えることで、誤りが発生し難く、かつ最大の伝送レートを得ることができ、合計変調ビット数も含めた適応制御が可能となる。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

例えば前記実施形態では、図１に示したように、送信側の無線通信装置２が適応制御決定部２１を備えるようにした。これに対し、受信側の無線通信装置３が適応制御決定部２１を備えるようにしてもよい。

この場合、無線通信装置３に備えた適応制御決定部２１は、図２及び図３に示した構成及び処理にて、合計変調ビット数、変調方式の組み合わせ、電力配分比率及び符号化率を決定する。そして、図示しない通信部は、合計変調ビット数、変調方式の組み合わせ、電力配分比率及び符号化率を、別途の伝送路を介して、送信側の無線通信装置２へ送信する。

１伝送システム
２，３無線通信装置
２１適応制御決定部
２２誤り訂正符号化部
２３Ｓ／Ｐ変換部
２４変調部
２５電力配分部
２６，３２特異値分解部
２７送信ウェイト部
２８送信アンテナ
３１受信アンテナ
３３受信ウェイト部
３４復調部
３５Ｐ／Ｓ変換部
３６誤り訂正復号部
３７初期ＭＥＲ算出部
４１選択部
４２符号化率選択部
４３テーブル
４４最大伝送効率選択部
１００ビット・電力配分制御部
１０１電力配分算出部
１０２ＭＥＲマージン算出部
１０３変調方式・電力決定部

Claims

情報ビット系列に対し、所定の符号化率にて誤り訂正符号化が行われ、固有モードの振り分けが行われ、各固有モードの情報ビットに対し、所定の変調方式の組み合わせにて変調が行われ、所定の電力配分比率にて送信電力が配分されることで、ＳＶＤ－ＭＩＭＯ（Singular Value Decomposition－Multiple-Input Multiple-Output）方式にて送信が行われる際の、前記符号化率、前記変調方式の組み合わせ及び前記電力配分比率を決定する無線通信装置であって、
前記各固有モードの情報ビットの合計を合計変調ビット数とし、前記固有モードの品質の程度を初期ＭＥＲ（Modulation Error Ratio：変調誤差比）とし、所定のＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）を達成する値をＭＥＲ閾値とし、前記初期ＭＥＲと前記ＭＥＲ閾値との間の差をＭＥＲマージンとし、前記合計変調ビット数及び前記符号化率の積を実効伝送ビット数として、
前記合計変調ビット数、前記変調に用いる前記変調方式の組み合わせ、前記送信電力の配分に用いる前記電力配分比率、及び前記誤り訂正符号化に用いる前記符号化率を決定する適応制御決定部を備え、
前記適応制御決定部は、
複数の合計変調ビット数のそれぞれについて、各固有モードの電力配分後の前記ＭＥＲマージンが等しく、かつ当該ＭＥＲマージンが最大のときの前記変調方式の組み合わせ及び前記電力配分比率を決定するビット・電力配分制御部と、
前記複数の合計変調ビット数のそれぞれについて、前記ビット・電力配分制御部により前記変調方式の組み合わせ及び前記電力配分比率が決定されたときの最大の前記ＭＥＲマージンが予め設定された所要ＭＥＲマージンを上回る前記符号化率であって、かつ前記実効伝送ビット数が最大となる前記符号化率を選択する符号化率選択部と、
前記複数の合計変調ビット数のうち、前記符号化率選択部により前記符号化率が選択されたときの前記複数の合計変調ビット数のそれぞれに対応する最大の前記実効伝送ビット数の中で最大値に対応する前記合計変調ビット数を選択し、前記ビット・電力配分制御部により当該合計変調ビット数について決定された前記変調方式の組み合わせ及び前記電力配分比率を選択し、前記符号化率選択部により当該合計変調ビット数について選択された前記符号化率を選択する最大伝送効率選択部と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記適応制御決定部は、さらに、
前記複数の合計変調ビット数のそれぞれについて、前記符号化率、前記実効伝送ビット数及び前記所要ＭＥＲマージンの組み合わせを保持するテーブルを備え、
前記符号化率選択部は、
前記複数の合計変調ビット数のそれぞれについて、最大の前記ＭＥＲマージンと前記テーブルに保持された前記所要ＭＥＲマージンとを比較し、前記ＭＥＲマージンが前記所要ＭＥＲマージンを上回る前記符号化率を前記テーブルから抽出し、抽出した前記符号化率について、前記テーブルに保持された前記実効伝送ビット数を比較し、前記実効伝送ビット数が最大の前記符号化率を選択する、ことを特徴とする無線通信装置。