JP3851589B2 - アンテナアレイを含む移動体通信装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動体通信に係り、特に、フェージング、干渉及び雑音の影響を最小化させることのできるアンテナアレイを含む移動体通信装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年提唱されている次世代の移動体通信システムは、従来のＰＣＳ移動体通信システムとは異なり、より高速のデータを伝送させるものである。ヨーロッパ及び日本では非同期方式である広帯域コード分割多重接続（Ｗ−ＣＤＭＡ：Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を、そして北米では同期方式であるＣＤＭＡ−２０００（多重搬送波コード分割多重接続）方式を、無線接続規格として標準化している。
【０００３】
移動体通信システムは、一般に、一つの基地局を介して複数の移動局が互いに通信するような形で構成される。移動体通信システムで、データを高速にて送信するためには、フェージングのような移動体通信チャネルの特性による損失及びユーザ毎に干渉を最小化させる必要がある。このフェージングの影響によって通信が不安定になることを防ぐためにダイバシティ方式が提案されており、このようなダイバシティ方式の一つである空間ダイバシティ方式には多重アンテナが用いられている。
【０００４】
一方、多重アンテナを用いればユーザ間の干渉を最小化することができるので、今後の移動体通信システムは多重アンテナを必ず用いる。多重アンテナを用いてフェージングを克服するダイバシティ方式の中で伝送端の容量を増やすために用いられる伝送多重アンテナシステムは次世代移動体通信の特性から広帯域を要求する。
【０００５】
高速データを伝送するために、一般的な移動体通信システムはチャネル特性の中で通信性能に最も大きく影響する特性の一つであるフェージングをよく克服しなければならない。なぜならば、フェージングは受信信号の振幅を数ｄＢから数十ｄＢまで狭めるからである。フェージングをよく克服するために各種のダイバシティ技術が用いられる。一般的なＣＤＭＡ方式はチャネルの遅延分散を用いてダイバシティ受信するレイク受信機を採択している。レイク受信機は多重経路信号を受信する受信ダイバシティ技術である。しかし、このダイバシティ技術は遅延分散が小さい場合には動作しないといった短所を有する。
【０００６】
干渉及びコーディングを用いる時間ダイバシティ方式は、ドップラースプレッドチャネルで用いられる。しかし、この方式は、低速ドップラーチャネルで使用するのが困難であるという問題点を有する。このため、この方式は、主に、遅延分散が比較的小さい室内チャネル、または低速ドップラーチャネルである歩行者チャネルでフェージングを克服するための空間ダイバシティで用いられてきた。
【０００７】
空間ダイバシティは二つ以上のアンテナを用いる方式であって、一つのアンテナにより送信された信号がフェージングにより減衰された場合、もう一つのアンテナを用いてその信号を受信する方式である。空間ダイバシティは受信アンテナを用いる受信アンテナダイバシティと送信アンテナを用いる送信アンテナダイバシティとに分けられる。移動局の場合、面積及びコストの側面から受信アンテナダイバシティを設置し難いために、基地局の送信アンテナダイバシティの使用が推奨される。
【０００８】
送信アンテナダイバシティには、ダウンリンクのチャネル情報が移動局から基地局にフィードバックされる開ループ伝送ダイバシティと移動局から基地局へのフィードバックがない開ループ伝送ダイバシティとがある。伝送ダイバシティは移動局でチャネルの位相及び大きさを決定して最適の重み付け値を探索する。基地局はチャネルの大きさ及び位相を決定するために、アンテナ毎に区分けされるパイロット信号を送信する必要がある。移動局はパイロット信号を通じてチャネルの大きさ及び位相を決定し、このようにして決定したチャネルの大きさ及び位相情報から最適の重み付け値を探索する。
【０００９】
一方、送信アンテナダイバシティでアンテナ数が増加すると、それに伴ってダイバシティ効果、及び信号対雑音比は向上するが、このダイバシティ効果が改善される度合いは、基地局で用いられるアンテナの数（または、信号が送信されてくる経路）が増加するにつれて、すなわち、ダイバシティの度合いが高まるにつれてダウンリンクをし続ける。
【００１０】
このため、比較的多大な犠牲を支払って、ダイバシティ効果を改善させることは効率的ではないため、必ずしも望ましい方策とは言えない。このような理由から、ダイバシティ効果を改善させるよりもむしろ、干渉信号の電力を最小化させると共に、内部信号の信号対雑音比を最大化させるように、基地局で用いられるアンテナの数を増加させることが望ましい。
【００１１】
ダイバシティ効果のみならず、干渉及び雑音によって内部信号が受ける影響を最小化させるビームフォーミング効果を考慮した伝送適応アンテナアレイシステムを「ダウンリンクビームフォーミングシステム」と言う。このとき、伝送ダイバシティと同様にフィードバック情報を用いるシステムを「開ループダウンリンクビームフォーミングシステム」という。移動局から基地局へとフィードバックされる情報を用いる開ループダウンリンクビームフォーミングシステムは、フィードバックチャネルの帯域幅が充分に確保されていなければチャネル情報の変化を充分に反映させることができず、これにより通信性能が劣化するといった問題点を有する。
【００１２】
ヨーロッパ方式のＩＭＴ−２０００標準化団体である３ＧＰＰ（Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）Ｒ（Ｒｅｌｅａｓｅ）９９バージョンは、二つのアンテナのための開ループ伝送ダイバシティ方式として伝送アンテナアレイ（ＴｘＡＡ）の第１のモード、及び第２のモードを採択している。
【００１３】
ここで、前記ＴｘＡＡの第１のモードはノキア社から提案されたものであり、二つのアンテナの位相差のみをフィードバックさせるものである。これに対して、前記ＴｘＡＡの第２のモードは、モトローラ社から提案されたものであって、二つのアンテナの位相のみならず利得もフィードバックさせるものである。前記ＴｘＡＡにおける第１のモード及び第２のモードは、いずれもヨーロッパ方式のＩＭＴ−２０００標準であるＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）の標準化団体である３ＧＰＰで定められ、その明細が開示されている。
【００１４】
開ループ伝送ダイバシティ方式のＴｘＡＡにおける第１のモードまたは第２のモードは、適応アンテナアレイを用いて、各伝送適応アンテナアレイで、それぞれ異なった複素数の値に該当する重み付け値を印加するように構成されている。この適応アンテナアレイに印加される重み付け値は、伝送チャネルと関係する値であり、例えば、ベクトルｗ＝ｈ＊を用いることができる。以下では、ベクトルの記載がないものはスカラーを表わす。ここで、ベクトルｈは伝送アレイチャネルを表し、ベクトルｗは伝送アンテナアレイ重み付け値ベクトルを表す。
【００１５】
一般に、移動体通信システムの中で周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）を用いる方式は、伝送チャネル及び受信チャネルの特性が異なるために、基地局において伝送チャネルのベクトルｈを知るために、伝送チャネル情報をフィードバックする必要がある。このため、ＴｘＡＡの第１のモードまたは第２のモードは、チャネル情報のベクトルｈから求められる重み付け値のベクトルｗの情報を、移動局が求めて基地局に送信するように構成されている。
【００１６】
ＴｘＡＡの第１のモードは、重み付け値のベクトルｗ＝［｜ｗ₁｜ｅｘｐ（ｊθ₁）、｜ｗ₂｜ｅｘｐ（ｊθ₂）］（ｗ₁及びｗ₂はスカラーを表す）情報の中で、位相成分に該当するθ₂−θ₁部分のみを２ビットに量子化してフィードバックさせる。したがって、位相の精度はπ／２となり、量子化エラーは最大でπ／４となる。フィードバックの効率を高めるべく、各時点で、２ビット中１ビットのみを更新して前記精度を向上させる方法が用いられている。
【００１７】
例えば、２ビットの可能結合として｛ｂ（２ｋ）、ｂ（２ｋ−１）｝、｛ｂ（２ｋ）、ｂ（２ｋ＋１）｝（ｂは各時点で、スロット単位でフィードバックされるビットを表わす）が挙げられる。
【００１８】
ＴｘＡＡの第２のモードは、重み付け値情報の構成要素である位相、及び利得を共にフィードバックさせる。このとき、位相は３ビットとしてフィードバックされ、利得は１ビットとしてフィードバックされる。このため、位相の精密度はπ／４であり、量子化エラーは最大でπ／８となる。フィードバックの効率性を高めるべく、各時点で、４ビット中１ビットのみを更新して前記精度を向上させる進歩性に富んだ方法を用いる。前記の精度を向上させる方法では各ビットが直交するベーシスの値となるのに対し、この進歩性に富む精度を向上させる方法には、このような規制はない。
前記のＴｘＡＡにおける第１のモード及び第２のモードは、アンテナ数及び時空間チャネルの特性が変わる場合に、以下のような問題点を有する。
【００１９】
第一に、アンテナ数が増加すると、各アンテナに重み付け値をフィードバックさせる必要があるため、フィードバックさせる情報を比較的多く有することとなり、その結果、移動局の移動速度によっては通信の性能が劣化するおそれがある。すなわち、一般的に、フェージングチャネルでは、移動局の移動速度が速くなるにつれて時空間チャネルの変化が激しくなるため、移動局の移動速度が速くなるに従ってチャネル情報のフィードバック速度を高めることが必要となる。このため、フィードバック速度が特定範囲に限定される場合に、アンテナ数が増加するにつれて、増大するフィードバック情報によって、通信の性能の劣化が生じ易くなる。
【００２０】
第二に、アンテナ間の距離が充分に確保されていない場合には、各アンテナのチャネル間の相関関係が増大する。このようにチャネル間の相関関係が増大すると、チャネルマトリックスで伝送される情報量が減少することとなる。しかし、フィードバック方式を効率的に用いられると、アンテナ数が増加し、しかも移動体の速度が比較的高速である環境下でも、通信の性能の劣化が生じ難くなる。
【００２１】
しかしながら、ＴｘＡＡにおける第１のモード及び第２のモードは、時空間チャネルを構成する二つのアンテナの各チャネルが、完全に独立しているという前提の下で構成されているために、アンテナ数及び時空間チャネルの特性が変わる場合に効率的に用いることが困難となる。更に、前述の二つのモードは、アンテナを二つ以上用いる環境では適用できないため、通信の性能を向上させるには限界があった。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決する第１の課題は、基地局に存在する各アンテナの時空間チャネル間の特性の相互関係に基づいた情報をフィードバックさせることにより、フェージング、干渉及び雑音の影響を最小化させることが可能なアンテナアレイを含む移動体通信装置を提供することにある。
【００２３】
本発明が解決する第２の課題は、前記アンテナアレイを含む移動体通信装置で実行されるアンテナアレイを含む移動体通信方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、アンテナアレイを有する基地局及び移動局を有する本発明に係る移動体通信装置は、前記基地局から送信されてきた信号からアンテナ毎にチャネルのダウンリンク特性を決定し、このようにして決定した前記ダウンリンク特性から前記アンテナ毎のチャネルの長期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された長期情報及び前記アンテナ毎のチャネルの短期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された短期情報を決定し、このようにして決定した前記長期情報及び前記短期情報をフィードバック信号に変換して前記基地局に送信する移動局と、前記フィードバック信号を受信し、このようにして受信した前記フィードバック信号から復元された前記長期情報及び前記短期情報から複数の重み付け値ベクトルを抽出し、専用の物理チャネル信号を多重化して得られた結果と抽出された前記複数の重み付け値ベクトルとを各々乗算し、このようにして乗算して得られた結果にパイロットチャネル信号を加算し、このようにして加算して得られた結果を、前記アンテナアレイを介して前記移動局に送信する基地局と、を備え、前記長期情報は、前記チャネルのダウンリンク特性から生成されたベーシスベクトル及び固有値と、前記ベーシスベクトルの中で有効なベクトルの数であるビーム数とを含むことを特徴とする。
【００２５】
また、アンテナアレイを有する基地局及び移動局を有する本発明に係る移動体通信装置は、前記基地局から送信された信号から前記各アンテナのチャネルのダウンリンク特性を決定し、このようにして決定した前記ダウンリンク特性から前記アンテナ毎のチャネルの短期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された短期情報を決定し、このようにして決定した前記短期情報をフィードバック信号に変換して前記基地局に送信する移動局と、前記移動局から送信された信号から前記各アンテナのチャネルのアップリンク特性を決定し、このようにして決定したアップリンク特性を用いて決定された、前記アンテナ毎のチャネルの長期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された長期情報、及び受信された前記フィードバック信号から復元された前記短期情報を用いて複数の重み付け値ベクトルを抽出し、専用の物理チャネル信号を多重化した結果と抽出された前記複数の重み付け値ベクトルとを各々乗算し、少なくとも一つのパイロットチャネル信号、及び前記長期情報を用いて求めたベーシスパイロット信号を前記乗算された結果に各々加算し、このようにして加算して得られた結果を、前記アンテナアレイを介して前記移動局に送信する基地局と、を備え、前記長期情報は、前記チャネルのダウンリンク特性から生成されたベーシスベクトル及び固有値と、前記ベーシスベクトルの中で有効なベクトルの数であるビーム数とを含むことを特徴とする。
【００２６】
また、前記他の課題を解決するために、アンテナアレイを有する基地局及び移動局を有する移動体通信装置で実行されるアンテナアレイを含む本発明に係る移動体通信方法は、前記基地局から送信された信号から前記各アンテナのチャネルのダウンリンク特性を決定し、このようにして決定した前記ダウンリンク特性から前記アンテナ毎のチャネルの長期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された長期情報及び前記アンテナ毎のチャネルの短期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された短期情報を決定し、このようにして決定した前記長期情報及び前記短期情報をフィードバック信号に変換して前記基地局に送信する段階と、前記フィードバック信号を受信し、このようにして受信した前記フィードバック信号から復元された前記長期情報及び前記短期情報から複数の重み付け値ベクトルを抽出し、専用の物理チャネル信号を多重化して得られた結果と抽出された前記複数の重み付け値ベクトルとを各々乗算し、このように乗算して得られた結果にパイロットチャネル信号を加算し、このように加算して得られた結果を前記アンテナアレイを介して前記移動局に送信する段階と、を備え、前記長期情報は、前記チャネルのダウンリンク特性から生成されたベーシスベクトル及び固有値と、前記ベーシスベクトルの中で有効なベクトルの数であるビーム数とを含むことを特徴とする。
【００２７】
また、アンテナアレイを有する基地局及び移動局を有する本発明に係る移動体通信方法は、前記基地局から送信された信号から前記各アンテナのチャネルのダウンリンク特性を決定し、このようにして決定した前記ダウンリンク特性から前記アンテナ毎のチャネルの短期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された短期情報を決定し、このように決定した前記短期情報をフィードバック信号に変換して前記基地局に送信する段階と、前記移動局から送信された信号から前記各アンテナのチャネルのアップリンク特性を決定し、このようにして決定した前記アップリンク特性を用いて決定された、前記アンテナ毎のチャネルの長期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された長期情報、及び受信された前記フィードバック信号から復元された前記短期情報を用いて複数の重み付け値ベクトルを抽出し、専用の物理チャネル信号を多重化した結果と抽出された前記複数の重み付け値ベクトルとを各々乗算し、前記少なくとも一つのパイロットチャネル信号及び前記長期情報を用いて求めたベーシスパイロット信号を前記乗算された結果に各々加算し、このように加算して得られた結果を前記アンテナアレイを介して前記移動局に送信する段階と、を備え、前記長期情報は、前記チャネルのダウンリンク特性から生成されたベーシスベクトル及び固有値と、前記ベーシスベクトルの中で有効なベクトルの数であるビーム数とを含むことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明に係るアンテナアレイを含む移動体通信装置の実施形態の各々の構成及び動作と各実施形態で実行される本発明に係る移動体通信方法について以下の通り説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係るアンテナアレイを含む移動体通信装置の概略的なブロック図であって、基地局１０、第１の移動局２０、第２の移動局２２、…及び第Ｘの移動局２４を含んで構成される。
【００３０】
図２は、図１に示す移動体通信装置で実行される本発明に係る移動体通信方法の一実施形態を説明するためのフローチャートであって、フィードバック信号を求める段階（第３０段階）、及びフィードバック信号から重み付け値を抽出する段階（第３２段階）を含んで構成される。
【００３１】
図１に示す第１〜第Ｘの移動局２０、２２、…及び２４は、互いに同一の機能を実行し、各移動局は端末機にて具現される。ある移動局２０、２２、…または２４は、基地局１０から送信された信号から基地局１０に含まれるアンテナアレイの各アンテナのチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを決定し、このようにして決定したチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLから各アンテナのチャネル間の特性の相互関係に基づいた長期情報及び短期情報を決定し、このようにして決定した長期情報及び短期情報をフィードバック信号に変換して基地局１０に送信する（第３０段階）。
【００３２】
次に、添付した図面に基づき、第３０段階及び移動局２０、２２、…または２４に対する本発明に係る実施形態を以下の通り説明する。
図３は、図２に示す第３０段階に対する本発明に係る望ましい一実施形態を説明するためのフローチャートであって、チャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを決定する段階（第４０段階）と、このようにして決定したダウンリンク特性Ｈ_DLからチャネルの長期情報及び短期情報を決定する段階（第４２及び第４４段階）、及びこのようにして決定した情報をフィードバック信号に変換する段階（第４６段階）を含んで構成される。
【００３３】
図４は、図１に示す第１、第２、…または第Ｘの移動局２０、２２、…または２４で本発明に係る望ましい一実施形態を示すブロック図であり、アンテナ６０、移動局のチャネル特性決定部６２、移動局の長期情報決定部６４、第１の短期情報決定部６６、移動局の信号変換部６８、第１の係数記憶部７０及び第１の選択部７２を含んで構成される。
【００３４】
図４に示す移動局のチャネル特性決定部６２は、基地局１０から送信された信号を、アンテナ６０を介して受信し、このようにして受信した信号から各アンテナのチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを決定し、このようにして決定したチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを、移動局の長期情報決定部６４、及び第１の短期情報決定部６６に各々出力する（第４０段階）。ここで、チャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLとは、基地局１０から移動局２０、２２、…または２４に送信されたチャネル信号の位相及び大きさを意味する。
【００３５】
第４０段階の後に、移動局の長期情報決定部６４は、移動局のチャネル特性決定部６２で時空間的に決定されたチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DL（Ｈ_DLは行列を表す）からベーシスベクトル、及び固有値を生成し、このベーシスベクトルの中で有効なベクトルの数Ｎ_B（以下、これを「ビーム数」という）（ビーム数Ｎ_Bは基地局１０のアンテナアレイに含まれるアンテナの数以下である）を固有値から計算し、有効なベーシスベクトルの結合モードを表わすモード信号Ｍｏｄｅをチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLから生成し、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NB、ビーム数Ｎ_B及びモード信号Ｍｏｄｅを長期情報として決定して出力する（第４２段階）。ここで、Ｈ_DLの列の成分は空間に対して求められ、行の成分は時間に対して求められる。
【００３６】
次に、添付した図面に基づき、図３に示す第４２段階、及び図４に示す移動局の長期情報決定部６４で本発明に係る実施形態を以下の通り説明する。
図５は、ビーム数Ｎ_B、及び有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBを求める、図３に示す第４２段階で本発明に係る望ましい一実施形態４２Ａを説明するためのフローチャートであり、ベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_ant、及び固有値λ₁〜λ_antを生成する段階（第１００段階）、及び前記固有値λ₁〜λ_antから求めたビーム数Ｎ_Bを用いて有効なベーシスベクトルｖ₁〜ｖ_NBを求める段階（第１０２及び第１０４段階）を含んで構成される。
【００３７】
図６は、図４に示す移動局の長期情報決定部６４の本発明に係る一実施形態６４Ａのブロック図であって、固有分析部１２０、第２の選択部１２２、ビーム数計算部１２４及び第１のモード信号生成部１２６を含んで構成される。
【００３８】
図６に示す固有分析部１２０は、移動局のチャネル特性決定部６２から入力されたチャネルのダウンリンク特性ＨＨ_DLから固有分析法によりベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_ant（ａｎｔは基地局１０に含まれるアンテナアレイの数を表わす）、及び固有値λ₁〜λ_antを生成し、このようにして生成したベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_antを第２の選択部１２２に出力し、前記のようにして生成した固有値λ₁〜λ_antをビーム数計算部１２４に出力する（第１００段階）。ここで、固有分析法については「Ｍａｔｒｉｘ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ」という題目で、Ｇ．Ｇｏｌｕｂ及びＣ．Ｖａｎ．Ｌｏａｎによって著され、英国ロンドンのジョンーズホプキンス大学の出版部から１９９６年に出版された刊行物に記載されている。
【００３９】
第１００段階の後に、ビーム数計算部１２４は、第１の臨界値Ｖ_th1を超える固有値の数を計測し、このように計測して得られた結果をビーム数Ｎ_Bとして第２の選択部１２２、移動局の信号変換部６８、及び第１の係数記憶部７０に各々出力する（第１０２段階）。このため、ビーム数計算部１２４は、従来公知のカウンター（図示せず）等を用いて具現される。このとき、第１の臨界値Ｖ_th1は「０」に近似した値に設定される。
【００４０】
第１０２段階の後に、第２の選択部１２２は、固有分析部１２０から入力されたベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_antの中でビーム数Ｎ_Bのみ有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBを選択し、このようにして選択した有効なベーシスベクトルｖ₁〜ｖ_NBを第１の短期情報決定部６６及び移動局の信号変換部６８に各々出力する（第１０４段階）。
【００４１】
このとき、図６に示す移動局の長期情報決定部６４Ａの第１のモード信号生成部１２６は、移動局のチャネル特性決定部６２から入力されたチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを用いてモード信号Ｍｏｄｅを生成し、このようにして生成したモード信号Ｍｏｄｅを第１の選択部７２及び移動局の信号変換部６８に各々出力する。すなわち、第１のモード信号生成部１２６は、図４に示す移動局に入力される受信電力を最大にする結合モードが選択された結合モードであるか、あるいは、等価利得の結合モードであるかを決定し、このようにして決定した結合モードを表わすモード信号Ｍｏｄｅを生成する。
【００４２】
図７は、モード信号Ｍｏｄｅを生成する図３に示す第４２段階に対する本発明に係る一実施形態を説明するためのフローチャートであり、期待値を計算する段階（第１４０段階）及び期待値を互いに比較してモード信号Ｍｏｄｅを生成する段階（第１４２〜第１５０段階）を含んで構成される。
【００４３】
図８は、図６に示す第１のモード信号生成部１２６の本発明に係る一実施形態１２６Ａのブロック図であって、ダウンリンクの短期時空共分散行列（ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｓｈｏｒｔｔｅｒｍ ｔｉｍｅ−ｓｐａｃｅ ｃｏｖａｒｉａｎｃｅｍａｔｉｘ：ここでは、これを以下の記号（Ｓ１）で表し、更に、この記号（Ｓ１）を以下では「Ｒ_DL ^ST」で表わす）計算部１６０、期待値計算部１６２及び第１比較部１６４を含む。
【００４４】
【数２９】

【００４５】
図５に示す第１０４段階の後に、図８に示す第１のモード信号生成部１２６Ａは、移動局のチャネル特性決定部６２から入力されたチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DL、ビーム数Ｎ_B毎に及び結合モード毎に予め決定されたテーブルの中でビーム数Ｎ_Bに該当するテーブルに記憶された入力端子ＩＮ１を介して入力される係数及び第２の選択部１２２から入力された有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBを用いて結合モード毎に期待値を計算する（第１４０段階）。このために、図８に示すＲ_DL ^STの計算部１６０は、移動局のチャネル特性決定部６２から入力されたチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLからダウンリンクの短期時空共分散行列であるＲ_DL ^STを以下の式（１）を用いて計算し、このような計算により求めたＲ_DL ^STを期待値計算部１６２に出力する。
【００４６】
【数３０】

【００４７】
前記式（１）中、左辺（Ｅ［Ｈ_DLＨ_DL ^H］）は期待値を表わし、このうちＨ_DL ^Hはダウンリンク特性Ｈ_DLの共役前置行列を表わす。このとき、期待値計算部１６２は、Ｒ_DL ^ST計算部１６０から入力されたダウンリンクの短期時空共分散行列Ｒ_DL ^ST、第１の係数記憶部７０から入力端子ＩＮ１を介して入力されたビーム数Ｎ_Bに該当するテーブルの係数及び第２の選択部１２２から入力された有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBから以下の式（２）のように、選択結合モードに対する期待値Ｅ^SL、及び等価利得の結合モードに対する期待値を計算する。
【００４８】
【数３１】

【００４９】
前記式（２）中、Ｗ_S ^HＲ_DL ^ST＝ｍａｘ［Ｗ_S ^H（ｂ）Ｒ_DL ^STＷ_S（ｂ）］（ただし、０≦ｂ≦Ｎ_B−１）であり、Ｗ_e ^HＲ_DL ^STＷ_e＝ｍａｘ［Ｗ_e ^H（ｂ）Ｒ_DL ^STＷ_e（ｂ）］（ただし、０≦ｂ≦４^NB-1−１）であり、Ｗ_Sは選択結合モードに該当するテーブルに記憶された係数を用いて求めた重み付け値であって以下の式（３）で表わされ、Ｗ_eは等価利得の結合モードに該当するテーブルで記憶された係数を用いて求めた重み付け値であり、以下の式（４）で表わされ、Ｗ_S ^HはＷ_Sの共役前置行列を表わし、Ｗ_e ^HはＷ_eの共役前置行列を表わす。
【００５０】
【数３２】

【００５１】
前記式（３）中、ｉは０≦ｉ≦Ｎ_B−１を満たす整数であり、Ｖ_iは有効なベーシスベクトルを表わし、ｂはインデックスを表わし、ａ_i ⁵（ｂ）は第１の係数記憶部７０から入力された係数の中から選択された結合モードで決定された係数を表わす。
【００５２】
【数３３】

【００５３】
前記式（４）中、ａ_i ^e（ｂ）は第１の係数記憶部７０から入力された係数の中で等価利得の結合モードで決定された係数を表わす。
【００５４】
前記の図４に示す第１の係数記憶部７０は、結合される有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBの係数が、インデックスｂ毎に異なる各テーブルがビーム数Ｎ_B毎に及び結合モード毎に予め決定されて記憶され、移動局の長期情報決定部６４から入力されたビーム数Ｎ_Bに対応させてビーム数Ｎ_Bに該当するテーブルに記憶された係数を移動局の長期情報決定部６４、及び第１の選択部７２に出力する。例えば、第１の係数記憶部７０から出力される係数は結合モードに関係せずにビーム数Ｎ_Bに関するテーブルに含まれている。
【００５５】
本発明によれば、第１の係数記憶部７０に結合モード毎に及びビーム数Ｎ_B毎に記憶されるテーブルの各々に含まれる係数は、以下のようにして決定される。まず、選択結合モードに該当するテーブルに含まれる係数ａ_i（ｂ）（）は、以下の式（５）を用いて決定することができる。
【００５６】
【数３４】

【００５７】
前記式（５）中、ｂは０≦ｂ≦Ｎ_B−１を満たす。例えば、選択結合モードに該当するテーブルの中でＮ_B＝1に該当するテーブルに係数は存在せず、Ｎ_B＝２に該当するテーブルは、以下の表１で表わされる係数ａ₀（ｂ）、ａ₁（ｂ）を有し、Ｎ_B＝３に該当するテーブルは、以下の表２で表わされる係数ａ₀（ｂ）、ａ₁（ｂ）、ａ₂（ｂ）を有し、Ｎ_B＝４に該当するテーブルは、以下の表３で表わされる係数ａ₀（ｂ）、ａ₁（ｂ）、ａ₂（ｂ）及びａ₃（ｂ）を有する。
【００５８】
【表１】

【００５９】
【表２】

【００６０】
【表３】

【００６１】
次に、等価利得の結合モードに該当するテーブルに含まれる係数ａ_i（ｂ）は以下の式（６）を用いて決定することができる。
【００６２】
【数３５】

【００６３】
前記式（６）中、ｃ（ｂ）＝ｇｒａｙ＿ｅｎｃｏｄｅｒ（ｂ、Ｂ^EG）（ただし、ｂは０≦ｂ≦Ｂ^EG−１を満たす）であり、Ｂ^EG＝４^NB-1である。このとき、ｇｒａｙ＿ｅｎｃｏｄｅｒは、例えば、ベクトル[０ １ ２ ３]を[０ １ ３２]に並べ替えるグレーエンコーディングを行う関数であって、「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」という題目で、Ｊｏｈｎ Ｇ．Ｐｒｏａｋｉｓにより著され、シンガポールのマッグローヒルブック社から１９９５年に出版された刊行物の第３版の１７５頁に記載されている。前記式（６）中のｄ（ｃ（ｂ）、ｉ）は、以下の式（７）で表わされる。
【００６４】
【数３６】

【００６５】
前記式（７）中、以下の式（Ｃ）で表される形態はｌをｍで割ったときの数値の整数部分を表わし、ｍｏｄｅ（ｌ’、ｍ’）はｌ’をｍ’で割ったときの余りを表わす。例えば、等価利得の結合モードに該当するテーブルの中でＮ_B＝１に該当するテーブルに係数は存在せず、Ｎ_B＝２に該当するテーブルは以下の表４で表わされる係数ａ₀（ｂ）及びａ₁（ｂ）を有し、Ｎ_B＝３に該当するテーブルは以下の表４で表わされる係数ａ₀（ｂ）、ａ₁（ｂ）及びａ₂（ｂ）を有する。
【００６６】
【数３７】

【００６７】
【表４】

【００６８】
【表５】

【００６９】
第１４０段階の後に、第１の比較部１６４は、期待値計算部１６２から入力された期待値Ｅ^SL及び期待値Ｅ^EGを比較し、このように比較して得られた結果に対応させてモード信号Ｍｏｄｅを生成し、このようにして生成したモード信号Ｍｏｄｅを第１の選択部７２及び移動局の信号変換部６８に各々出力する（第１４２〜第１５０段階）。第１の比較部１６４の動作について詳細に説明すると、以下の通りである。
【００７０】
まず、第１の比較部１６４は、選択結合モードに対する期待値Ｅ^SL（）が等価利得の結合モードに対する期待値Ｅ^EGよりも大きいか否かについて判断する（第１４２段階）。もし、選択結合モードに対する期待値Ｅ^SLが等価利得の結合モードに対する期待値Ｅ^EGよりも大きいと判断されると、第１の比較部１６４は、選択結合モードを表わすモード信号Ｍｏｄｅを生成して出力する（第１４４段階）。
【００７１】
しかし、選択結合モードに対する期待値Ｅ^SLが等価利得の結合モードに対する期待値Ｅ^EGよりも小さいと判断されると、第１の比較部１６４は、等価利得の結合モードを表わすモード信号Ｍｏｄｅを生成して出力する（第１４８段階）。しかし、選択結合モードに対する期待値Ｅ^SL及び等価利得の結合モードに対する期待値Ｅ^EGが同一であると判断されると、第１の比較部１６４は、選択結合モード及び等価利得の結合モードの中で任意の結合モードを表わすモード信号Ｍｏｄｅを生成して出力する（第１５０段階）。
【００７２】
一方、図４に示す移動局の長期情報決定部６４は、第１の係数記憶部７０から出力される係数値及び第２の選択部１２２から出力される有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBを入力せずにモード信号Ｍｏｄｅを生成する場合もある。次に、添付した図面に基づき、第１のモード信号生成部１２６の本発明に係る実施形態１２６Ｂ及び１２６Ｃの各々の構成及び動作と、その実施形態１２６Ｂ及び１２６Ｃで実行される、図３に示す第４２段階に対する本発明に係る実施形態を説明すると、以下の通りである。
【００７３】
図９は、モード信号Ｍｏｄｅを生成する図３に示す第４２段階に対する本発明に係る他の実施形態を説明するためのフローチャートであって、移動局の位置角を用いてモード信号Ｍｏｄｅを生成する段階（第１８０〜第１８６段階）を含んで構成される。
【００７４】
図１０は、図６に示す第１のモード信号生成部１２６の本発明に係る他の実施形態１２６Ｂのブロック図であって、位置角計算部２００及び第２の比較部２０２を含んで構成される。
【００７５】
図１０に示す第１のモード信号生成部１２６Ｂの位置角計算部２００は、図４に示す移動局のチャネル特性決定部６２から入力されたチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLから移動局２０、２２、…または２４の位置角を計算し、このような計算により求めた位置角の中から隣接した位置角の差を求める（第１８０段階）。
【００７６】
第１８０段階の後に、第２の比較部２０２は、位置角計算部２００から入力され、隣接した位置角間の差と第２の臨界値Ｖ_th2とを比較し、このようにして比較して得られた結果に対応させて生成したモード信号Ｍｏｄｅを図４の第１の選択部７２及び移動局の信号変換部６８に各々出力する（第１８２〜第１８６段階）。第２の比較部２０２の動作の詳細について説明すると、以下の通りである。
【００７７】
まず、第２の比較部２０２は、位置角計算部２００から入力された、隣り合う位置角間の差が第２の臨界値Ｖ_th2を超えているか否かについて判断する（第１８２段階）。もし、隣り合う位置角の差が第２の臨界値Ｖ_th2を超えていると判断されると、第２の比較部２０２は、等価利得の結合モードを表わすモード信号Ｍｏｄｅを生成して出力する（第１８４段階）。
【００７８】
しかし、隣り合う位置角間の差が第２の臨界値Ｖ_th2を超えていないと判断されると、第２の比較部２０２は、選択結合モードを表わすモード信号Ｍｏｄｅを生成して出力する（第１８６段階）。ここで、第１８０〜第１８６段階は図５に示す第１００段階〜第１０４段階と同時に実行される、または、第１００段階〜第１０４段階に先立って実行される、あるいは、第１００段階〜第１０４段階の後に実行される。
【００７９】
図１１は、モード信号Ｍｏｄｅを生成する図３に示す第４２段階に対する本発明に係る更に他の実施形態を説明するためのフローチャートであって、移動局の位置角の広がり度を用いてモード信号Ｍｏｄｅを生成する段階（第２２０〜第２２６段階）を含んで構成される。
【００８０】
図１２は、図６に示す第１のモード信号生成部１２６の本発明に係る更に他の実施形態１２６Ｃのブロック図であって、広がり度計算部２４０及び第３の比較部２４２を含んで構成される。
図１２に示す第１のモード信号生成部１２６Ｃの広がり度計算部２４０は、図４に示す移動局のチャネル特性決定部６２から入力されたチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLから移動局２０、２２、…または２４の位置角の広がり度を計算し、このような計算によって広がり度の平均値を求め、この平均値を第３の比較部２４２に出力する（第２２０段階）。
【００８１】
第２２０段階の後に、第３の比較部２４２は、広がり度計算部２４０から入力された広がり度の平均値を第３の臨界値Ｖ_th3と比較し、このように比較して得られた結果に対応させてモード信号Ｍｏｄｅを生成し、このようにして生成したモード信号Ｍｏｄｅを図４に示す第１の選択部７２及び移動局の信号変換部６８に各々出力する（第２２２〜第２２６段階）。ここで、第３の比較部２４２の動作の詳細について説明すると、以下の通りである。
【００８２】
まず、第３の比較部２４２は、広がり度計算部２４０から入力された広がり度の平均値が第３の臨界値Ｖ_th3を超えているか否かについて判断する（第２２２段階）。もし、広がり度の平均値が第３の臨界値Ｖ_th3を超えていると判断されると、第３の比較部２４２は、等価利得の結合モードを表わすモード信号Ｍｏｄｅを生成して出力する（第２２４段階）。しかし、広がり度の平均値が第３の臨界値Ｖ_th3を超えていないと判断されると、第３の比較部２４２は、選択結合モードを表わすモード信号Ｍｏｄｅを生成して出力する（第２２６段階）。
ここで、第２２０〜第２２６段階は図５に示す第１００〜第１０４段階と同時に実行される、または、第１００〜第１０４段階に先立って実行される、あるいは、第１００〜第１０４段階の後に実行される。
【００８３】
図１０に示す位置角計算部２００がチャネルのダウンリンク特性から位置角を計算する過程及び図１２に示す広がり度計算部２４０がチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLから位置角の広がり度を計算する過程については、「Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｎｅ−、Ｔｗｏ−、ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｈｉｇｈ−Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ａｒｒａｙ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」という題目で、Ｍ．Ｈａａｒｄｔにより著され、ドイツのＡａｃｈｅｎのＳｈａｋｅｒ社から１９９６年に出版された刊行物（ＩＳＢＮ３−８２６５−２２２０−６）に記載されている。
【００８４】
一方、第４２段階の後に、図４に示す第１の短期情報決定部６６は、第１の係数記憶部７０に記憶されたテーブルの中で移動局の長期情報決定部６４から出力されるモード信号Ｍｏｄｅが表わす結合モードに該当するテーブルの中でビーム数Ｎ_Bに該当するテーブルに含まれる係数と移動局の長期情報決定部６４から入力された有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBとを結合させて求めた重み付け値ベクトル及びチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを用いて最大受信電力を与えるインデックスｂを短期情報として決定し、このようにして決定した短期情報を移動局の信号変換部６８に出力する（第４４段階）。ここで、第１の短期情報決定部６６が第４４段階を行う一助となるために、第１の選択部７２が設けられる。
【００８５】
第１の選択部７２は、第１の係数記憶部７０から出力される結合モードに関係することなくビーム数Ｎ_Bのみに関するテーブルに記憶された係数の中で、移動局の長期情報決定部６４から入力されたモード信号Ｍｏｄｅが表わす結合モードに該当するテーブルに記憶された係数のみを選択して第１の短期情報決定部６６に出力する。したがって、第１の選択部７２から出力される係数値はモード信号Ｍｏｄｅが表わす結合モード及びビーム数Ｎ_Bに関するテーブルに含まれている。
【００８６】
このとき、ビーム数Ｎ_Bが１であると、第１の短期情報決定部６６は、短期情報ｂを移動局の信号変換部６８に出力しない。その理由は、ビーム数Ｎ_Bが１であれば前述したようにテーブルには該当する係数値が存在せず、第１の係数記憶部７０から係数値が出力されないからである。しかし、図４に示すのとは異なって、移動局の長期情報決定部６４は、ビーム数Ｎ_Bを第１の短期情報決定部６６に出力し、第１の短期情報決定部６６は、１の値を有するビーム数Ｎ_Bが移動局の長期情報決定部６４から入力される時に短期情報ｂを移動局の信号変換部６８に出力しない場合もある。
【００８７】
次に、添付した図面に基づき、第４４段階及び図４に示す第１の短期情報決定部６６の本発明に係る実施形態を以下の通り説明する。
図１３は、図３に示す第４４段階に対する本発明に係る一実施形態４４Ａを説明するためのフローチャートであって、重み付け値ベクトルを求める段階（第２６０段階）、重み付け値ベクトルから求めた受信電力の中で最大受信電力に該当するインデックスｂを探す段階（第２６２段階）及び（第２６４段階）を含んで構成される。
【００８８】
図１４は、図４に示す第１の短期情報決定部６６の本発明に係る一実施形態６６Ａのブロック図であって、第１のベーシスベクトル結合部２８０、受信電力計算部２８２及び最大電力発見部２８４を含んで構成される。
第４２段階の後に、第１のベーシスベクトル結合部２８０は、ビーム数Ｎ_B及びモード信号Ｍｏｄｅに該当するテーブルに記憶された係数ａ₀〜ａ_NB-1を第１の選択部７２から入力端子ＩＮ２を介して入力し、移動局の長期情報決定部６４から入力された有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBを、係数ａ₀〜ａ_NB-1を用いて以下の式（８）のように結合し、このように結合した結果を重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1として受信電力計算部２８２に出力する（第２６０段階）。
【００８９】
【数３８】

【００９０】
前記式（８）中、ｂは０≦ｂ≦Ｂ’−１を満たし、Ｂ’は選択結合モードでＮ_Bであり、等価利得の結合モードで４^NB-1である。
【００９１】
第２６０段階の後に、受信電力計算部２８２は、第１のベーシスベクトル結合部２８０から入力された重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1の各々と、図４に示す移動局のチャネル特性決定部６２から入力されたチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLとを乗算し、このように乗算して得られた結果で、以下の式（９）を用いてノルムの２乗を取ることにより受信電力を求め、このようにして求めた受信電力を最大電力発見部２８４に出力する（第２６２段階）。
【００９２】
【数３９】

【００９３】
前記式（９）中、以下の（Ｎ）はノルムを表わす。第２６２段階を行うために、受信電力計算部２８２は、Ｂ’個の受信電力計算器２９０、２９２、…及び２９４を設けてもよい。各受信電力計算器２９０、２９２、…または２９４は、第１のベーシスベクトル結合部２８０から該当する重み付け値ベクトルを入力し、このようにして入力した重み付け値ベクトルとチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLとを乗算し、このように乗算して得られた結果で前記式（９）を用いてノルムの２乗を取り、この中から該当するインデックスを受信電力とし、このようにして求めた受信電力を最大電力発見部２８４に出力する。
【００９４】
【数４０】

【００９５】
第２６２段階の後に、最大電力発見部２８４は、受信電力計算部２８２から入力されたＢ’個の受信電力の中で最大の受信電力を最大受信電力として探し出し、最大受信電力を計算する時に用いられた重み付け値ベクトルＷ_bを求める時に用いられた係数［ａ₀（ｂ）〜ａ_NB-1（ｂ）］が位置したインデックスｂを短期情報として移動局の信号変換部６８に出力する（第２６４段階）。
【００９６】
一方、第４４段階の後に、移動局の信号変換部６８は、移動局の長期情報決定部６４で決定された長期情報、及び第１の短期情報決定部６６で決定された短期情報ｂを入力し、このようにして入力した長期情報及び短期情報をフィードバック信号に変換し、このようにして変換したフィードバック信号を、アンテナ６０を介して基地局１０に送信する（第４６段階）。このため、移動局の信号変換部６８は、図４に示すように、移動局長期情報フォーマット部８０、移動局短期情報フォーマット部８２、及び時分割多重化（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）部８４で具現される。
【００９７】
ここで、移動局長期情報フォーマット部８０は、移動局の長期情報決定部６４から入力された長期情報をフォーマットし、このようにフォーマットした結果を時分割多重化部８４に出力する。移動局短期情報フォーマット部８２は、第１の短期情報決定部６６から入力された短期情報ｂをフォーマットし、このようにしてフォーマットした結果を時分割多重化部８４に出力する。このとき、時分割多重化部８４は、移動局長期情報フォーマット部８０でフォーマットされた結果、及び移動局短期情報フォーマット部８２でフォーマットされた結果を時分割多重化し、このように時分割多重化した結果をフィードバック信号としてアンテナ６０を介して基地局１０に送信する。
【００９８】
例えば、時分割多重化部８４から出力されるフィードバック信号は、４つの短期情報、及び一つの長期情報が繰り返されてリンクされるようなパターンを有する、あるいは、短期情報の束と長期情報の束とがリンクされたようなパターンを有する。更に、本発明によれば、時分割多重化部８４の代わりにコード分割多重化部（図示せず）または周波数分割多重化部（図示せず）を設けてもよい。
【００９９】
結局、移動局の長期情報決定部６４から出力される長期情報は、移動局の位置に依存し、チャネルの長期的な変化を反映させる情報として非常に緩慢に変化し、１回当り情報量が比較的多い。このため、第１の短期情報決定部６６から出力される短期情報は、移動局の動きによって左右され、チャネルの瞬時的な変化のみを反映したものであり、１回当りの情報量は比較的少ないが極めて速く変化するので、フィードバックされるときに広帯域幅を占めることとなる。このために、図４に示す移動局の信号変換部６８は、長期情報及び短期情報を分離し、各情報の特性に適した周期をもって二つの情報を変換して基地局１０に送信する。
【０１００】
本発明に係る他の実施形態によれば、図４に示す移動局の長期情報決定部６４は、モード信号Ｍｏｄｅを生成しないこともある。この場合、前記図４に示す移動局、及びこれらの実施形態の各々の構成及び動作が、以下のように変わることを除けば前述した通りである。
【０１０１】
まず、図６に示す移動局の長期情報決定部６４Ａで第１のモード信号生成部１２６が無くてもよい。また、図４に示す第１の短期情報決定部６６は、第１の係数記憶部７０に記憶されたテーブルの中でビーム数Ｎ_Bに該当するテーブルに含まれる係数と移動局の長期情報決定部６４から入力された有効なベーシスベクトルＶ₀〜Ｖ_NBとを結合させて重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1を求める。このため、第１の係数記憶部７０は、結合モードによるテーブルをいずれも記憶する必要がなく、選択結合モードに該当するテーブルまたは等価利得の結合モードに該当するテーブルのみを記憶させればよい。
【０１０２】
したがって、図４に示すのとは異なって、移動局２０、２２、…または２４には第１の選択部７２が設けられない。すなわち、第１の係数記憶部７０から出力されるビーム数Ｎ_Bに該当するテーブルに含まれる係数は第１の短期情報決定部６６に直接的に出力される。その理由は、第１の短期情報決定部６６で重み付け値ベクトルを求めるために有効なベーシスベクトルＶ₀〜Ｖ_NB結合されるものは、結合モードに関係せずにビーム数Ｎ_Bのみに関するテーブルに含まれる係数であるためである。
【０１０３】
更に、図１４に示す第１のベーシスベクトル結合部２８０は、ビーム数Ｎ_Bに該当するテーブルに記憶された係数ａ₀〜ａ_NB-1を、第１の係数記憶部７０から入力端子ＩＮ２を介して入力し、移動局の長期情報決定部６４から入力された有効なベーシスベクトルＶ₀〜Ｖ_NBと係数ａ₀〜ａ_NB-1とを前記式（８）を用いて結合し、このように結合した結果を重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1として受信電力計算部２８２に出力する（第２６０段階）。このとき、前記式（８）において、Ｂ’は第１の係数記憶部７０に記憶されたテーブルが選択結合モードに該当するテーブルであるか、それとも等価利得の結合モードに該当するテーブルであるかによってＮ_Bまたは４^NB-1として各々決定される。
【０１０４】
一方、図２に示す第３０段階の後に、図１に示す基地局１０は、ある移動局２０、２２、…または２４から送信されたフィードバック信号を受信し、このようにして受信したフィードバック信号から復元された長期情報及び短期情報から複数の重み付け値を抽出し、専用の物理チャネル（ＤＰＣＨ：Ｄｅｄｉｃａｔｅ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＣＨａｎｎｅｌ）信号を多重化した結果を複数の重み付け値と各々乗算し、このように乗算して得られた結果にパイロットチャネル（ＰＩＣＨ：ＰＩｌｏｔ ＣＨａｎｎｅｌ）信号［Ｐ₁（ｋ）、Ｐ₂（ｋ）、Ｐ₃（ｌ）、…、Ｐ_ant（ｋ）］を加算し、このように加算して得られた結果を、アンテナアレイを介してその移動局２０、２２、…または２４に送信する。（第３２段階）
【０１０５】
次に、添付した図面に基づき、図１に示す基地局１０及び図２に示す第３２段階に対する本発明に係る実施形態を以下の通り説明する。
図１５は、図２に示す第３２段階に対する本発明に係る一実施形態３２Ａを説明するためのフローチャートであって、重み付け値を抽出する段階（第３１０段階）及び専用の物理チャネル信号を多重化した結果を重み付け値と乗算した後にパイロットチャネル信号と加算する段階（第３１２及び第３１４段階）を含んで構成される。
【０１０６】
図１６は、図１に示す基地局１０の本発明に係る一実施形態のブロック図であって、多重化部３２１、乗算部３２２、加算部３２４、アンテナアレイ３２６及び第１の重み付け値抽出部３２８を含んで構成される。
図２に示す第３２段階を行うために、第１の重み付け値抽出部３２８は、アンテナアレイ３２６からアップリンク専用の物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ：Ｄｅｄｉｃａｔｅ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）を介して受信されたフィードバック信号から長期情報及び短期情報を復元し、このようにして復元した長期情報及び短期情報から複数の重み付け値ｗ₁〜ｗ_antを抽出し、このようにして抽出した複数の重み付け値ｗ₁〜ｗ_antを乗算部３２２に出力する（第３１０段階）。
【０１０７】
第３１０段階の後に、乗算部３２２は、多重化部３２１で専用の物理チャネルＤＰＣＨ信号を多重化して得られた結果を、第１の重み付け値抽出部３２８から抽出された複数の重み付け値ｗ₁〜ｗ_antと各々乗算し、このように乗算して得られた結果を加算部３２４に出力する（第３１２段階）。ここで、本発明に係る移動体通信装置及び方法が、コード分割多重化接続方式ＣＤＭＡとして用いられる場合、多重化部３２１は、専用の物理チャネル信号と入力端子ＩＮ３を介して入力されたスプレッド／スクランブル（ＳＰＲＥＡＤ／ＳＣＲＡＭＢＬＥ）信号とを乗算し、このように乗算して得られた結果を、多重化して得られた結果として乗算部３２２に出力する乗算器３２０で具現される。
【０１０８】
また、本発明に係る移動体通信装置及び方法が時分割多重化接続方式（ＴＤＭＡ）として用いられる場合、多重化部３２１は、ユーザ毎に異なる専用の物理チャネル信号を時分割多重化し、この結果を多重化された結果として乗算部３２２に出力する時分割多重化部（図示せず）で具現される。
ここで、図１６に示す基地局には、ＤＰＣＣＨ信号及び専用の物理データチャネル（ＤＰＤＣＨ：Ｄｅｄｉｃａｔｅ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄａｔａ ＣＨａｎｎｅｌ）信号が入力され、このように入力されたＤＰＣＣＨ信号及びＤＰＤＣＨ信号をこのＤＰＣＨ信号のフォーマットに合わせて多重化させる、ＤＰＣＨ生成部（図示せず）が更に設けられてもよい。
【０１０９】
第３１２段階を行うために、乗算部３２２は、ａｎｔ個の乗算器３４０、３４２、３４４、…及び３４６を設けてもよい。また、各乗算器３４０、３４２、３４４、…または３４６は、多重化部３２１において多重化された結果と、第１の重み付け値抽出部３２８から出力される複数の重み付け値ｗ₁〜ｗ_antの中で該当する重み付け値とを乗算し、このように乗算して得られた結果を加算部３２４に出力する。
【０１１０】
第３１２段階の後に、加算部３２４は、乗算部３２２から入力された乗算された結果にパイロットチャネル信号Ｐ₁（ｋ）、Ｐ₂（ｋ）、Ｐ₃（ｋ）、…、Ｐ_ant（ｋ）］を加算し、このように加算して得られた結果をアンテナアレイ３２６に出力する（第３１４段階）。ここで、パイロットチャネル信号Ｐ_i（ｋ）（ただし、ｉは１＜ｉ＜ａｎｔを満たす）は共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ：Ｃｏｍｍｏｎ ＰＩｌｏｔ ＣＨａｎｎｅｌ）信号、専用のパイロットチャネル（ＤＣＰＩＣＨ：Ｄｅｄｉｃａｔｅ ＣＰＩＣＨ）信号または２次共通パイロットチャネル（ＳＣＰＩＣＨ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ＣＰＩＣＨ）信号であってもよい。
【０１１１】
第３１４段階を実行するために、加算部３２４は、ａｎｔ個の加算器３６０、３６２、３６４、…及び３６６を設けてもよい。加算器３６０、３６２、３６４、…または３６６は、乗算部３２２の乗算器３４０、３４２、３４４、…または３４６から出力される、乗算された結果を該当するパイロットチャネル信号Ｐ₁（ｋ）、Ｐ₂（ｋ）、Ｐ₃（ｋ）、…、Ｐ_ant（ｋ）に加算し、このように加算して得られた結果をアンテナアレイ３２６に出力する。
【０１１２】
ここで、アンテナアレイ３２６は、加算部３２４で加算された結果を移動局２０、２２、…または２４に送信する。このために、アンテナアレイ３２６は、ａｎｔ個のアンテナ３８０、３８２、３８４、…及び３８６を含んで構成される。アンテナ３８０、３８２、３８４、…または３８６は、加算部３２４の該当する加算器３６０、３６２、３６４、…または３６６で加算された結果を、移動局２０、２２、…または２４に送信する。
【０１１３】
次に、添付した図面に基づき、図１６に示す第１の重み付け値抽出部３２８の本発明に係る一実施形態３２８Ａの構成及び動作と、その第１の重み付け値抽出部３２８Ａから重み付け値を抽出する本発明に係る実施形態３１０Ａを以下の通り説明する。
【０１１４】
図１７は、図１５に示す第３１０段階に対する本発明に係る一実施形態３１０Ａを説明するためのフローチャートであって、長期情報及び短期情報を復元する段階（第４００段階）、及び復元された長期情報及び短期情報を用いて複数の重み付け値を求める段階（第４０２及び第４０４段階）を含んで構成される。
【０１１５】
図１８は、図１６に示す第１の重み付け値抽出部３２８の本発明に係る一実施形態３２８Ａのブロック図であって、第１の情報復元部４２０、第２の係数記憶部４２２及び第２のベーシスベクトル結合部４２４を含んで構成される。
【０１１６】
図１８に示す第１の情報復元部４２０は、入力端子ＩＮ３を介してアンテナアレイ３２６から受信されたフィードバック信号から長期情報及び短期情報を復元し、このようにして復元した長期情報Ｖ₁〜Ｖ_NB及びＮ_B、Ｖ₁〜Ｖ_NB、Ｍｏｄｅ及びＮ_BまたはＶ₁〜Ｖ_NB、Ｍｏｄｅ、λ₁〜λ_ant及びＮ_B及び短期情報ｂを出力する（第４００段階）。
【０１１７】
このため、例えば、第１の情報復元部４２０は、図４に示す移動局の信号変換部６８で実行される動作を逆に行う時分割逆多重化部（図示せず）、基地局長期情報デフォーマット部（図示せず）及び基地局短期情報デフォーマット部（図示せず）を設けてもよい。
【０１１８】
ここで、時分割逆多重化部は入力されたフィードバック信号を逆多重化し、このように逆多重化して得られた結果を基地局長期及び基地局短期情報デフォーマット部に出力し、基地局長期情報デフォーマット部は時分割逆多重化して得られた結果をデフォーマットして復元した長期情報として出力し、基地局短期情報デフォーマット部は時分割逆多重化された結果をデフォーマットして復元した短期情報を出力する。
【０１１９】
第４００段階の後に、第２の係数記憶部４２２は、長期情報に含まれるビーム数Ｎ_B及びモード信号Ｍｏｄｅに対応させて該当するテーブルを選択し、このようにして選択したテーブルから短期情報ｂに対応させて該当する係数を抽出し、このようにして抽出した係数を第２のベーシスベクトル結合部４２４に送信する（第４０２段階）。
【０１２０】
このとき、長期情報がモード信号Ｍｏｄｅを含む場合には、第２の係数記憶部４２２は、記憶しているテーブルの中でモード信号Ｍｏｄｅが表わす結合モードに該当するテーブル群を選択し、このようにして選択したテーブル群の中からビーム数Ｎ_Bに該当するテーブルを選択し、このようにして選択したテーブルから短期情報ｂに該当する係数を抽出して第２のベーシスベクトル結合部４２４に出力する。このとき、第２の係数記憶部４２２は、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBの係数がインデックスｂ毎に異なるテーブルをビーム数Ｎ_B毎に及び結合モード毎に予め決定して記憶する。
【０１２１】
しかし、長期情報がモード信号Ｍｏｄｅを含まない場合には、第２の係数記憶部４２２は、記憶しているテーブルの中でビーム数Ｎ_Bに該当するテーブルを選択し、このようにして選択したテーブルから短期情報ｂに該当する係数を抽出して第２のベーシスベクトル結合部４２４に出力する。このとき、第２の係数記憶部７０は、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NB係数がインデックスｂ毎に異なるテーブルをビーム数Ｎ_B毎に予め決定して記憶する。
【０１２２】
結局、第２の係数記憶部４２２は、図４に示す第１の係数記憶部７０に記憶されたテーブルと同一のテーブルを記憶する。
本発明に係る一実施形態によれば、第４０２段階の後に、第２のベーシスベクトル結合部４２４は、第２の係数記憶部４２２から入力された係数を用いて長期情報に含まれる有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBを結合し、このように結合した結果を複数の重み付け値ｗ₁、ｗ₂、ｗ₃、…、ｗ_antとして乗算部３２２に出力する（第４０４段階）。ここで、重み付け値ｗ₁、ｗ₂、ｗ₃、…、ｗ_antの一つであるｗｊ（ただし、ｊは１≦ｊ≦ａｎｔ）は、以下の式（１０）で表わされる。
【０１２３】
【数４１】

【０１２４】
本発明の他の実施形態によれば、第４０２段階の後に、第２のベーシスベクトル結合部４２４は、第２の係数記憶部４２２から入力された係数と第１の情報復元部４２０から入力された固有値λ₁〜λ_antを用いて長期情報に含まれる有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBとを結合し、このように結合した結果を複数の重み付け値ｗ₁、ｗ₂、ｗ₃、…、ｗ_antとして乗算部３２２に出力する(第４０４段階)。ここで、重み付け値ｗ₁、ｗ₂、ｗ₃、…、ｗ_antの一つであるｗ_o（ただし、ｏは１≦ｏ≦ａｎｔ）は、以下の式（１１）で表わされる。
【０１２５】
【数４２】

【０１２６】
前記式（１１）中、β_iはｉ番目の有効なベーシスベクトルに該当する固有値λｉに比例する値であり、例えば以下の式（１２）の関係を有する。
【０１２７】
【数４３】

【０１２８】
前記式（１１）に示されるように、重み付け値を求めるために、図４に示す移動局の長期情報決定部６４は、図３に示す第４２段階で長期情報を決定するとき、移動局のチャネル特性決定部６２から入力された時空間チャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLから生成された固有値λ₁〜λ_antを長期情報に含め、この固有値λ₁〜λ_antを含む長期情報を移動局の信号変換部６８に出力する。
【０１２９】
このため、図６に示す固有分析部１２０は、図５に示す第１００段階で、移動局のチャネル特性決定部６２から入力されたチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLから固有分析法により生成された固有値λ₁〜λ_antをビーム数計算部１２４に出力すると共に、移動局の信号変換部６８にも出力する。したがって、図１８に示す第１の情報復元部４２０から復元された長期情報には前記固有値λ₁〜λ_antが含まれている。
【０１３０】
従来の移動体通信システムでは、時空間チャネル特性に適したベーシスベクトルが用いられない。これに対し、前述の本発明に係るアンテナアレイを含む移動体通信装置及び方法では、フェージングの影響が大きいマクロチャネルの環境下では方位角の広がり度が小さいため、選択結合モードを用いて重み付け値を生成し、干渉や雑音の影響が大きいマイクロチャネルまたはピコチャネルの環境下では方位角の広がり度が大きいため、等価利得の結合モードを用いて重み付け値を生成する、あるいは、前記マクロチャネルの環境や前記マイクロチャネルの環境とは関係なく、ある結合モードにより重み付け値を生成するものであり、このように移動局で生成された重み付け値を、基地局で抽出できるように、長期情報及び短期情報を基地局に送信する。
【０１３１】
したがって、本発明に係るアンテナアレイを含む移動体通信装置及び方法では、フェージング、干渉及び雑音の影響によるチャネルの特性の変化を移動局が検査し、このようにして検査した結果を、情報量が最小化された長期情報及び短期情報に変換して基地局に送信するので、最適な通信環境作りを達成することができる。
一方、本発明によれば、図４に示す移動局の長期情報決定部６４は、移動局２０、２２、…及び２４の各々の代わりに基地局１０に設けられることもある。
【０１３２】
次に、添付した図面に基づき、前記長期情報が移動局ではなく基地局で決定されるとき、本発明に係るアンテナアレイを有する移動体通信装置の実施形態の各々の構成及び動作と、各実施形態で実行される本発明に係る移動体通信方法を以下の通り説明する。
【０１３３】
図１９は、図１に示す移動体通信装置で実行される本発明に係る移動体通信方法の他の実施形態を説明するためのフローチャートであって、移動局２０、２２、…または２４が各アンテナのチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLから短期情報のみを有するフィードバック信号を求める段階（第４５０段階）及び基地局１０が各アンテナのチャネルのアップリンク特性Ｈ_ULから決定された長期情報及びフィードバック信号から復元された短期情報を用いて重み付け値を抽出する段階（第４５２段階）を含んで構成される。
【０１３４】
本発明に係るアンテナアレイを含む移動体通信方法は、まず、移動局２０、２２、…または２４が基地局１０から送信された信号から各アンテナのチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを決定し、このようにして決定した各アンテナのチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLからチャネル間の特性の相互関係に基づいた短期情報を決定し、このようにして決定した短期情報をフィードバック信号に変換し、このようにして変換したフィードバック信号を基地局１０に送信する（第４５０段階）。
以下、第４５０段階に対する本発明に係る実施形態及びその実施形態を行う本発明に係る移動局の構成及び動作を次の通り説明する。
【０１３５】
図２０は、図１９に示す第４５０段階に対する本発明に係る実施形態４５０Ａを説明するためのフローチャートであって、ダウンリンク特性を決定する段階（第４６０段階）と、短期情報を求める段階（第４６２段階）及び短期情報をフィードバック信号に変換する段階（第４６４段階）を含んで構成される。
【０１３６】
図２１は、図２０に示す実施形態４５０Ａを行う本発明に係る移動局２０、２２、…または２４の実施形態のブロック図であって、アンテナ６０、移動局のチャネル特性決定部６２、第２の短期情報決定部４８０、移動局の信号変換部４８２及び第３の係数記憶部４８４を含んで構成される。
【０１３７】
図２１に示すアンテナ６０及び移動局のチャネル特性決定部６２は、図４に示すアンテナ６０及び移動局のチャネル特性決定部６２と同一の機能を行う。
図１９に示す第４５０段階を行うために、まず、移動局のチャネル特性決定部６２は、基地局１０から送信された信号を、アンテナ６０を介して受信し、このようにして受信した信号から、各アンテナのチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを時空間的に決定し、このようにして決定したダウンリンク特性Ｈ_DLを第２の短期情報決定部４８０に出力する（第４６０段階）。
【０１３８】
第４６０段階の後で結合される有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBの係数が、インデックス毎に異なる予め決定されたテーブルに記憶された該当する係数により、単位ベーシスベクトルを結合させて重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1を求め、重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1及びチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを用いて最大受信電力を与えるインデックスｂを決定して短期情報を求める（第４６２段階）。ここで、単位ベーシスベクトルより構成されるＮ_B×Ｎ_Bの大きさの単位行列Ｉ_NB×_NBは、以下の式（１３）で表わされる。
【０１３９】
【数４４】

【０１４０】
第４６２段階を行うために、図２１に示す移動局は第２の短期情報決定部４８０及び第３の係数記憶部４８４を設けることができる。ここで、第３の係数記憶部４８４は、結合される有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBの係数がインデックス毎に異なるテーブルを予め決定して記憶し、記憶したテーブルの係数を第２の短期情報決定部４８０に出力する。このとき、第２の短期情報決定部４８０は、与えられた単位ベーシスベクトルを第３の係数記憶部４８４から入力された係数により結合させて重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1を求め、重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1及びチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを用いて最大受信電力を与えるインデックスｂを決定し、このようにして決定したインデックスｂを短期情報として移動局の信号変換部４８２に出力する。
【０１４１】
第４６２段階の後に、移動局の信号変換部４８２は、第２の短期情報決定部４８０から入力されて決定された短期情報ｂをフィードバック信号に変換し、このようにして変換したフィードバック信号をアンテナ６０を介して基地局１０に送信する（第４６４段階）。このために、移動局の信号変換部４８２は、図４に示す移動局短期情報フォーマット部８０により具現できる。ここで、移動局の信号変換部４８２の移動局短期情報フォーマット部（図示せず）は、第２の短期情報決定部４８０から入力された短期情報ｂをフォーマットし、このようにフォーマットした結果をアンテナ６０に出力する。
【０１４２】
一方、図１９に示す第４５０段階の後に、基地局１０は、図２１に示す移動局２０、２２、…または２４から送信された信号から各アンテナのチャネルのアップリンク特性Ｈ_ULを決定し、このようにして決定したアップリンク特性Ｈ_ULを用いて決定された長期情報及び受信されたフィードバック信号から復元された短期情報ｂを用いて複数の重み付け値を抽出し、専用の物理チャネル信号を多重化した結果を複数の重み付け値と各々乗算し、Ｎ_B個のパイロットチャネル信号Ｐ_i（ｋ）（ただし、ｉは１≦ｉ≦Ｎ_Bを満たす）と長期情報を用いて求めたベーシスパイロット信号ｕ₁（ｋ）、ｕ₂（ｋ）、…、ｕ_ant（ｋ）とを乗算して得られた結果に各々加算し、このように加算して得られた結果を、アンテナアレイを介して移動局２０、２２、…または２４に送信する（第４５２段階）。ここで、複数の重み付け値は第２の短期情報決定部４８０で決定されたインデックスｂに該当する重み付け値ベクトルＷｂを意味する。
【０１４３】
次に、第４５２段階に対する本発明に係る実施形態及びその実施形態を行う本発明に係る基地局の構成及び動作を以下の通り説明する。
図２２は、図１９に示す第４５２段階に対する本発明に係る実施形態（第５００〜第５１０段階）を説明するためのフローチャートであって、重み付け値を抽出する段階（第５００及び第５０２段階）、及びＤＰＣＨを多重化した結果を重み付け値と乗算してベーシスパイロット信号ｕ₁（ｋ）、ｕ₂（ｋ）、…、ｕ_ant（ｋ）と加算する段階（第５０４〜第５１０段階）を含んで構成される。ここで、第４５２段階に対する実施形態に含まれていない第５１２段階については後述する。
【０１４４】
図２３は、図２２に示す第４５２段階に対する実施形態（第５００〜第５１０段階）を行う本発明に係る基地局の望ましい実施形態のブロック図であって、多重化部３２１、乗算部５３２、加算部５３４、アンテナアレイ５３６、ベーシスパイロット信号生成部５３８、第２の重み付け値抽出部５４０及び基地局長期情報決定部５４２を含んで構成される。
図２３に示す基地局長期情報決定部５４２は、図２１に示す移動局から送信された信号から各アンテナのチャネルのアップリンク特性Ｈ_ULを決定し、このようにして決定したアップリンク特性Ｈ_DLを用いて長期情報を決定し、このようにして決定した長期情報を第２の重み付け値抽出部５４０及び出力端子ＯＵＴ１を介して出力する（第５００段階）。
【０１４５】
第５００段階の後に、第２の重み付け値抽出部５４０は、アンテナアレイ５３６を介して受信したフィードバック信号から短期情報ｂを復元し、このようにして復元した短期情報ｂ及び基地局長期情報決定部５４２で決定された長期情報を用いて複数の重み付け値を抽出する（第５０２段階）。
【０１４６】
このとき、図２３に示す多重化部３２１は、図１６に示す多重化部３２１と同一の機能を行う。すなわち、図２３に示す多重化部３２１は、専用の物理チャネル信号ＤＰＣＨを多重化させ、このように多重化した結果を乗算部５３２に出力する（第５０４段階）。このために、多重化部３２１は、専用の物理チャネル信号ＤＰＣＨと入力端子ＩＮ３を介して入力されたスプレッド／スクランブル信号ＳＰＲＥＡＤ／ＳＣＲＡＭＢＬＥとを乗算し、このように乗算して得られた結果を乗算部５３２に出力する乗算器３２０を設けることができる。ここで、図２２に示すのとは異なって、第５０４段階は第５００及び第５０２段階と同時に実行されてもよい。
【０１４７】
第５０４段階の後に、乗算部５３２は、多重化部３２１で多重化した結果を第２の重み付け値抽出部５４０から入力された複数の重み付け値ｗ₁、ｗ₂、ｗ₃、…、ｗ_antと各々乗算し、このように乗算して得られた結果を加算部５３４に出力する（第５０６段階）。このために、乗算部５３２は、図１６に示す乗算部３２２と同様に、複数個の乗算器５５０、５５２、５５４、…及び５５６を含んで構成される。ここで、各乗算器５５０、５５２、５５４、…または５５６は、多重化部３２１で多重化した結果を該当する重み付け値ｗ₁、ｗ₂、ｗ₃、…、ｗ_antと乗算し、このように乗算して得られた結果を加算部５３４に出力する。
【０１４８】
このとき、ベーシスパイロット生成部５３８は、パイロットチャネル信号ｐ₁（ｋ）、ｐ₂（ｋ）、…、ｐ_ant（ｋ）及び基地局長期情報決定部５４２で決定されて入力端子ＩＮ４を介して入力された長期情報を用いてベーシスパイロット信号ｕ₁（ｋ）、ｕ₂（ｋ）、…、ｕ_ant（ｋ）を生成し、このようにして生成したベーシスパイロット信号信号ｕ₁（ｋ）、ｕ₂（ｋ）、…、ｕ_ant（ｋ）を加算部５３４に出力する（第５０８段階）。ここで、図２２に示したものとは異なって、第５０８段階は、第５０２〜第５０６段階が実行される間に行われるように構成してもよい。
【０１４９】
第５０８段階の後に、加算部５３４は、乗算部５３２で乗算された結果にベーシスパイロット生成部５３８から入力されたベーシスパイロット信号信号ｕ₁（ｋ）、ｕ₂（ｋ）、…、ｕ_ant（ｋ）を加算し、このように加算して得られた結果をアンテナアレイ５３６に出力する（第５１０段階）。このために、加算部５３４は、加算器５６０、５６２、５６４、…及び５６６を設けることができる。各加算器５６０、５６２、５６４、…または５６６は、乗算部５３２の該当する乗算器５５０、５５２、５５４、…または５５６で乗算して得られた結果を該当するベーシスパイロット信号信号ｕ₁（ｋ）、ｕ₂（ｋ）、…、ｕ_ant（ｋ）と加算し、このように加算して得られた結果をアンテナアレイ５３６に出力する。このとき、加算部５３４で加算して得られた結果は、アンテナアレイ５３６を介して図２１に示す移動局に送られる。
【０１５０】
このため、アンテナアレイ５３６は、ａｎｔ個のアンテナ５７０、５７２、５７４、…及び５７６を含んで構成される。各アンテナ５７０、５７２、５７４、…または５７６は、加算部５３４の該当する加算器５６０、５６２、５６４、…または５６６で加算して得られた結果を図２１に示す移動局に送信するか、あるいは、図２１に示す移動局に送信された信号を受信し、このようにして受信された信号を第２の重み付け値抽出部５４０及び基地局長期情報決定部５４２に各々出力する。
【０１５１】
図１９〜図２３に示す本発明に係る移動体通信方法及び装置では、基地局で決定された長期情報が移動局に送信されていない場合について説明したが、基地局で決定された長期情報、例えば、モード信号Ｍｏｄｅ及びビーム数Ｎ_Bを移動局に送信することもできる。
次に、添付した図面に基づき、基地局で決定された長期情報が移動局に送られる場合、本発明に係る移動体通信方法の実施形態及び各実施形態を行う本発明に係る移動体通信装置の構成及び動作を以下の通り説明する。
【０１５２】
図２４は、図１に示す移動体通信装置で実行される本発明に係る移動体通信方法の更に他の実施形態を説明するためのフローチャートであって、基地局から送信された信号から復元された長期情報及び各アンテナのチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを用いて決定された短期情報を有するフィードバック信号を求める段階（第６００段階）、及び各アンテナのチャネルのアップリンク特性Ｈ_ULから決定された長期情報、及びフィードバック信号から復元された短期情報を用いて重み付け値を抽出し、このようにして決定した長期情報を移動局に送信する段階（第６０２段階）を含んで構成される。
【０１５３】
図２４に示す本発明に係る移動体通信方法は短期情報を決定するに際し、各アンテナのチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLのみならず、基地局１０から送信された信号から復元された長期情報も用いるということ、及び基地局１０は、前記のように決定された長期情報を無線信号に変換して移動局２０、２２、…または２４に送信するということを除けば、図１９に示す移動体通信方法と同一である。
【０１５４】
例えば、移動局２０、２２、…または２４は、基地局１０から送信された信号から各アンテナのチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを決定するのみならず、基地局１０から送信された信号から長期情報を復元し、決定された各アンテナのチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLに基づいた短期情報を復元された長期情報及びチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを用いて決定し、このようにして決定した短期情報をフィードバック信号に変換し、このようにして変換したフィードバック信号を基地局１０に送信する（第６００段階）。次に、第６００段階に対する本発明に係る実施形態及びその実施形態を行う本発明に係る移動局の構成及び動作を以下の通り説明する。
【０１５５】
図２５は、図２４に示す第６００段階に対する本発明に係る実施形態６００Ａを説明するためのフローチャートであって、ダウンリンク特性Ｈ_DLを決定すると共に長期情報を復元する段階（第６１０段階）、復元された長期情報及びダウンリンク特性Ｈ_DLを用いて決定された短期情報を送信する段階（第６１２及び６１４段階）を含んで構成される。
【０１５６】
図２６は、図２５に示す実施形態６００Ａを行う本発明に係る移動局の実施形態のブロック図であって、アンテナ６０、移動局のチャネル特性決定部６２、第２の短期情報決定部４８０、移動局の信号変換部４８２、第４の係数記憶部６２０、及び第２の情報復元部６２２を含んで構成される。
【０１５７】
図２６に示すアンテナ６０、移動局のチャネル特性決定部６２、第２の短期情報決定部４８０及び移動局の信号変換部４８２は、図２１に示すアンテナ６０、移動局のチャネル特性決定部６２、第２の短期情報決定部４８０及び移動局の信号変換部４８２の各々と同一の機能を実行する。
【０１５８】
図２６に示すアンテナ６０は、基地局１０から送信された信号を受信し、移動局のチャネル特性決定部６２は、このようにして受信した信号から各アンテナのチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLを時空間的に決定し、このようにして決定したダウンリンク特性Ｈ_DLを、第２の短期情報決定部４８０に出力すると共に、第２の情報復元部６２２は、アンテナ６０を介して受信した信号から長期情報を復元し、このようにして復元した長期情報を第４の係数記憶部６２０に出力する（第６１０段階）。このとき、復元された長期情報は、ビーム数ＮＢ及びモード信号Ｍｏｄｅの両方またはいずれか一方を含むことができる。
【０１５９】
第６１０段階の後に、結合される有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBの係数が、インデックス毎に異なる長期情報毎に区分けされて、予め決定されて記憶され、このように前記係数が記憶されたテーブルの中で、復元された長期情報に該当する前記係数により、単位ベーシスベクトルを結合させて重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1を求め、この重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1及びダウンリンク特性Ｈ_DLを用いて最大受信電力を与えるインデックスｂを決定して短期情報を求める（第６１２段階）。このため、第４の係数記憶部６２０は、結合される有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBの係数がインデックス毎に異なるテーブルを長期情報、例えばビーム数Ｎ_B毎及び結合モード毎の両方またはいずれか一方に予め決定されて記憶され、このように前記係数が記憶されたテーブルの中で、第２の情報復元部６２２から入力された長期情報に該当するテーブルを選択し、このようにして前記テーブルに記憶された係数を第２の短期情報決定部４８０に出力する。
【０１６０】
このとき、第２の短期情報決定部４８０は、図２１に示す第２の短期情報決定部４８０と同様に、与えられた単位ベーシスベクトルを第４の係数記憶部６２０から入力された係数により結合させて重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1を求め、この重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1及びダウンリンク特性Ｈ_DLを用いて最大受信電力を与えるインデックスｂを決定して短期情報として移動局の信号変換部４８２に出力する。
【０１６１】
このとき、図２１に示す移動局の信号変換部４８２と同様に、図２６に示す移動局の信号変換部４８２は、決定された短期情報をフィードバック信号に変換してアンテナ６０に出力する（第６１４段階）。
【０１６２】
一方、図２０または図２５に示す実施形態で、各段階が実行される時点について説明する。もし、第４６０または第６１０段階が、移動局のダウンリンクフレームで第ｘ番目の時間スロット中に実行され、各アンテナのチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLが求められる場合には、第４６２または第６１２段階は、移動局のダウンリンクフレームで第ｘ＋１番目の時間スロット内のある期間中に実行されて短期情報ｂが生成される。このとき、移動局のダウンリンクフレームの第ｘ＋１番目の時間スロットで短期情報ｂが生成されてから基地局のダウンリンクフレームの第ｘ＋２番目の時間スロットが始まるまで、第４６４または第６１４段階が実行されて変換されたフィードバック信号が基地局に到達することが必要である。
【０１６３】
一方、図２４に示す第６００段階の後で、基地局１０は、図２６に示す移動局２０、２２、…、または２４から送信された信号から各アンテナのチャネルのアップリンク特性Ｈ_ULを決定し、このようにして決定したアップリンク特性Ｈ_ULを用いて決定された長期情報、及び受信されたフィードバック信号から復元された短期情報ｂを用いて複数の重み付け値を抽出し、専用の物理チャネル信号を多重化した結果を複数の重み付け値と各々乗算し、Ｎ_B個のパイロットチャネル信号ｐ_i（ｋ）及び長期情報を用いて求めたベーシスパイロット信号ｕ₁（ｋ）、ｕ₂（ｋ）、ｕ_ant（ｋ）を、前記のように乗算して得られた結果に各々加算し、このように加算して得られた結果を、アンテナアレイを介して移動局２０、２２、…または２４に送信すると共に、基地局は決定された長期情報を無線信号に変換して移動局に送信する（第６０２段階）。
【０１６４】
次に、図２４の第６０２段階に対する本発明に係る実施形態及びその実施形態を行う本発明に係る基地局の構成及び動作を以下の通り説明する。
図２７は、図２４に示す第６０２段階に対する実施形態（第５００〜第５１２段階）を行うための本発明に係る基地局の実施形態のブロック図であって、多重化部３２１、乗算部５３２、加算部５３４、アンテナアレイ５３６、ベーシスパイロット信号生成部５３８、第３の重み付け値抽出部６４０、基地局長期情報決定部５４２及び基地局信号変換部６４２を含んで構成される。
【０１６５】
図２７に示す基地局は基地局信号変換部６４２を更に設けるということと、第２の重み付け値抽出部５４０とは異なる動作をする第３の重み付け値抽出部６４０を設けるということを除けば、図２３に示す基地局と同一の構成を有して同一の動作を行うために、これについての説明は省く。移動局が図２５に示すように動作すると共に図２６に示すように具現される場合、基地局は図２２に示す第５００〜第５１２段階を実行する。ここで、第５００〜第５１０段階については前述した通りである。すなわち、図２２の第５００〜第５１０段階は図１９に示す第４５２段階に対する実施形態であり、図２２の第５００〜第５１２段階は図２４に示す第６０２段階に対する実施形態である。
【０１６６】
一方、第５１０段階の後に、図２７に示す基地局信号変換部６４２は、基地局長期情報決定部５４２で決定された長期情報を無線信号に変換してアンテナアレイ５３６を介して図２６に示す移動局に送信する（第５１２段階）。ここで、基地局信号変換部６４２は、基地局長期情報フォーマット部（図示せず）により具現できる。ここで、基地局長期情報フォーマット部は基地局長期情報決定部５４２から入力された長期情報をフォーマットし、このようにフォーマットした結果を出力端子ＯＵＴ２を介してアンテナアレイ５３６に出力する。このとき、アンテナアレイ５３６は、基地局長期情報フォーマット部でフォーマットされた結果を図２６に示す移動局に送信する。
【０１６７】
このとき、図２３に示す第２の重み付け値抽出部５４０は、基地局長期情報決定部５４２から有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NB及び固有値λ₁〜λ_antの両方またはいずれか一方を長期情報として入力できるのに対し、図２７に示す第３の重み付け値抽出部６４０は、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NB及び固有値λ₁〜λ_antの両方またはいずれか一方のみならず、ビーム数及びモード信号Ｍｏｄｅの両方またはいずれか一方を長期情報として入力できる。これを除ければ、第３の重み付け値抽出部６４０は、第２の重み付け値抽出部５４０と同一の役割を果たす。
【０１６８】
すなわち、第３の重み付け値抽出部６４０は、アンテナアレイ５３６を介して受信したフィードバック信号から短期情報を復元し、このようにして復元した短期情報、及び基地局長期情報決定部５４２で決定された長期情報を用いて複数の重み付け値ｗ₁、ｗ₂、ｗ₃、…、ｗ_antを抽出し、このようにして抽出した複数の重み付け値ｗ₁、ｗ₂、ｗ₃、…、ｗ_antを乗算部５３２に出力する。
【０１６９】
次に、添付した図面に基づき、図２１または図２６に示す第２の短期情報決定部４８０の本発明に係る実施形態の構成及び動作を以下の通り説明する。
図２８は、図２１または図２６に示す第２の短期情報決定部４８０の本発明に係る実施形態のブロック図であって、第３のベーシスベクトル結合部６６０、受信電力計算部６６２及び最大電力発見部６６４を含んで構成される。
【０１７０】
図２８に示す受信電力計算部６６２及び最大電力発見部６６４は、図１４に示す受信電力計算部２８２及び最大電力発見部２８４と同一の機能を行うために、それについての詳細な説明は省く。このとき、第３のベーシスベクトル結合部６６０は、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBの代わりに単位ベーシスベクトルを入力するということを除ければ、第１のベーシスベクトル結合部２８０と同一の機能を行う。これより、図２８に示す第２の短期情報決定部は図１３に示す実施形態４４Ａを行うことがわかる。
【０１７１】
例えば、図２８に示す第３のベーシスベクトル結合部６６０は、第３または第４の係数記憶部４８４または６２０から入力端子ＩＮ６を介して入力された係数を用いて以下の式（１４）で表わされるＮ_B個の単位ベーシスベクトルを結合し、このように結合した結果を重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1として受信電力計算部６６２に出力する（第２６０段階）。
【０１７２】
【数４５】

【０１７３】
前記式（Ｄ）中、各単位ベーシスベクトルにはＮ_B個の成分が存在する。
【０１７４】
第２６０段階の後に、受信電力計算部６６２は、第３のベーシスベクトル結合部６６０から入力された重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1の各々と、図２１または図２６に示す移動局のチャネル特性決定部６２から入力されたチャネルのダウンリンク特性Ｈ_DLとを乗算し、このように乗算して得られた結果でノルムの２乗を取ることにより受信電力を求め、このようにして求めた受信電力を最大電力発見部６６４に出力する（第２６２段階）。このとき、図２８に示す受信電力計算部６６２は、図１４に示すようにＢ’個の受信電力計算器２９０、２９２、…及び２９４により実現できれば、数式（１５）を用いれば他の形態を具現することができる。
【０１７５】
【数４６】

【０１７６】
次に、添付した図面に基づき、前記式（１５）を用いて他の形態で具現される受信電力計算部６６２の本発明に係る実施形態の構成、及びその動作を以下の通り説明する。
図２９は、図２８に示す受信電力計算部６６２の実施形態６６２Ａのブロック図であって、ダウンリンクの短期時空共分散行列生成部６８０、副電力計算器６８２、６８４、６８６、…及び６８８を含んで構成される。
【０１７７】
第２６２段階を実行するために、受信電力計算部６６２Ａのダウンリンクの短期時空共分散行列Ｒ_DL ^ST生成部６８０は、図２１または図２６に示す移動局のチャネル特性決定部６２から入力されたチャネルのダウンリンク特性からダウンリンクの短期時空共分散行列Ｒ_DL ^STを生成し、このようにして生成したＲ_DL ^STを副電力計算器６８２、６８４、６８６、…及び６８８に出力する。このとき、副電力計算器６８２、６８４、６８６、…及び６８８は、Ｒ_DL ^STを重み付け値ベクトルＷ₀〜Ｗ_B'-1及び重み付け値ベクトルを共役前置して得られた結果Ｗ₀ ^H〜Ｗ_{B'- 1} ^Hと乗算し、このように乗算して得られた結果を、出力端子ＯＵＴ３を介して最大電力発見部６６４に出力する。
【０１７８】
第２６２段階の後に、最大電力発見部６６４は、図１４に示す最大電力発見部２８４と同様に最大受信電力に該当するインデックスｂを探索する（第２６４段階）。
【０１７９】
次に、添付した図面に基づき、図１９に示す第４５２段階に対する図２２に示す実施形態で、第５０２段階に対する本発明に係る実施形態５０２Ａを以下の通り説明する。
【０１８０】
図３０は、図１９に示す第４５２段階に対する図２２に示す実施形態で、第５０２段階に対する本発明に係る一実施形態５０２Ａを説明するためのフローチャートであり、復元された短期情報のみを用いて抽出される係数と、長期情報Ｖ₁〜Ｖ_NB、または、Ｖ₁〜Ｖ_NB及びλ₁〜λ_NBを用いて重み付け値とを求める段階（第７００〜第７０４段階）を含んで構成される。
【０１８１】
第２の重み付け値抽出部５４０は、第５０２段階を行うために、まず、アンテナアレイ５３６を介して受信したフィードバック信号から短期情報を復元する（第７００段階）。第７００段階の後に結合される有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBの係数がインデックス毎に異なる予め決定されたテーブルから復元された短期情報に該当する係数を抽出する（第７０２段階）。第７０２段階の後に、抽出された係数と第５００段階で決定された長期情報Ｖ₁〜Ｖ_NBまたはＶ₁〜Ｖ_NB及びλ₁〜λ_NBを用いて複数の重み付け値ｗ₁〜ｗ_antを求める（第７０４段階）。ここで、複数の重み付け値ｗ₁〜ｗ_antを前記式（１０）により求める場合に長期情報は有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBであり、複数の重み付け値を前記式（１１）を用いて求める場合には、長期情報は有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NB及び固有値λ₁〜λ_NBで構成される。
【０１８２】
次に、添付した図面に基づき、図２４に示す第６０２段階に対する図２２に示す実施形態で、第５０２段階に対する本発明に係る実施形態５０２Ｂを以下の通り説明する。
図３１は、図２４に示す第６０２段階に対する図２２に示す実施形態の第５０２段階に対する本発明に係る他の実施形態５０２Ｂを説明するためのフローチャートであり、復元された短期情報、及び決定された長期情報を用いて抽出した係数と長期情報とを用いて重み付け値を求める段階（第７１０〜第７１４段階）を含んで構成される。
【０１８３】
第３の重み付け値抽出部６４０は、第５０２段階を行うために、まず、アンテナアレイ５３６を介して受信したフィードバック信号から短期情報を復元する（第７１０段階）。第７１０段階の後に結合される有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBの係数がインデックス毎に異なる長期情報（ビーム数ＮＢ及びモード信号Ｍｏｄｅの両方またはいずれか一方）毎に予め決定されたテーブルの中で短期情報及び第５００段階で決定された長期情報（ビーム数Ｎ_B及びモード信号Ｍｏｄｅの両方またはいずれか一方）に該当する係数を抽出する（第７１２段階）。第７１２段階の後に、抽出された係数及び第５００段階で決定された長期情報を用いて複数の重み付け値を求める（第７１４段階）。ここで、長期情報は有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NB及びビーム数Ｎ_Bであるか、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBとビーム数Ｎ_B及びモード信号Ｍｏｄｅであるか、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBとビーム数Ｎ_B及び固有値λ₁〜λ_NBであるか、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBとビーム数Ｎ_Bとモード信号Ｍｏｄｅ及び固有値λ₁〜λ_NBであり得る。
【０１８４】
次に、添付した図面に基づき、図３０または図３１に示す実施形態５０２Ａまたは５０２Ｂを行う図２３または図２７に示す第２または第３の重み付け値抽出部５４０または６４０の本発明に係る実施形態の構成及び動作を以下のように説明する。
【０１８５】
図３２は、図３０または図３１に示す実施形態５０２Ａまたは５０２Ｂを行うための第２または第３の重み付け値抽出部５４０または６４０の本発明に係る実施形態のブロック図であって、第３の情報復元部７３０、第５の係数記憶部７３２及び第４のベーシスベクトル結合部７３４を含んで構成される。
【０１８６】
図３２に示す第２または第３の重み付け値抽出部５４０または６４０の第３の情報復元部７３０は、アンテナアレイ５３６を介して受信すると共に入力端子ＩＮ７を介して入力されたフィードバック信号から短期情報ｂを復元し、このようにして復元した短期情報ｂを第５の係数記憶部７３２に出力する（第７００または第７１０段階）。
【０１８７】
第７００段階の後に、第５の係数記憶部７３２は、結合される有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBの係数が、インデックス毎に異なるテーブルを予め決定して記憶し、第３の情報復元部７３０から入力された短期情報ｂに該当する係数を抽出し、このようにして抽出した係数を第４のベーシスベクトル結合部７３４に出力する（第７０２段階）。
【０１８８】
あるいは、第７１０段階の後に、第５の係数記憶部７３２は、結合される有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBの係数がインデックス毎に異なるテーブルを長期情報、例えばビーム数Ｎ_B毎及び結合モード毎の両方またはいずれか一方で予め決定して記憶し、第３の情報復元部７３０から入力された短期情報及び入力端子ＩＮ８を介して入力された長期情報に含まれるビーム数Ｎ_B及びモード信号Ｍｏｄｅの両方またはいずれか一方に対応させて該当するテーブルを選択し、このようにして選択したテーブルから抽出した係数を第４のベーシスベクトル結合部７３４に出力する（第７１２段階）。
【０１８９】
第７０２または第７１２段階の後に、第４のベーシスベクトル結合部７３４は、第５の係数記憶部７３２から入力された係数と図２３または図２７に示す基地局長期情報決定部５４２から入力端子ＩＮ９を介して入力された長期情報とを結合し、このように結合した結果を複数の重み付け値ｗ₁〜ｗ_antとして乗算部５３２に出力する（第７０４または第７１４段階）。ここで、入力端子ＩＮ９を介して入力される長期情報は、重み付け値が前記式（１０）を用いて求められる場合、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBで構成され、重み付け値が前記式（１１）を用いて求められる場合には、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NB及び固有値λ₁〜λ_NBで構成される。
【０１９０】
次に、添付した図面に基づき、図２２に示す第５００段階に対する本発明に係る実施形態５００Ａ及びその実施形態５００Ａを行う図２３または図２７に示す本発明に係る基地局長期情報決定部５４２の実施形態の構成及び動作を以下の通り説明する。
【０１９１】
図３３は、図２２に示す第５００段階に対する本発明に係る実施形態５００Ａを説明するためのフローチャートであって、決定されたアップリンク特性Ｈ_ULから生成したアップリンクの長期時空共分散行列Ｒ_UL ^LTをダウンリンクの長期時空共分散行列Ｒ_DL ^LTに変換する段階（第７５０〜第７５４段階）及び変換されたダウンリンクの長期時空共分散行列Ｒ_DL ^LTから長期情報を生成する段階（第７５６段階）を含んで構成される。
【０１９２】
図３４は、図３３に示す実施形態５００Ａを行うための本発明に係る基地局長期情報決定部５４２の実施形態のブロック図であって、基地局チャネル特性決定部７８０、アップリンクの長期時空共分散行列Ｒ_UL ^LT生成部７８２、チャネル情報変換部７８４及び長期情報生成部７８６を含んで構成される。
【０１９３】
図３４に示す基地局チャネル特性決定部７８０は、図２１または図２６に示す移動局から送られてくると共にアンテナアレイ５３６を介して受信した信号を入力端子ＩＮ１０を介して入力し、このようにして入力した信号から各アンテナのチャネルのアップリンク特性Ｈ_ULを決定し、このようにして決定したアップリンク特性Ｈ_ULをアップリンクの長期時空共分散行列Ｒ_UL ^LT生成部７８２に出力する（第７５０段階）。ここで、基地局チャネル特性決定部７８０の動作原理と移動局のチャネル特性決定部６２の動作原理と同一である。
【０１９４】
第７５０段階の後に、アップリンクの長期時空共分散行列Ｒ_UL ^LT生成部７８２は、基地局チャネル特性決定部７８０で決定されたアップリンク特性Ｈ_ULからアップリンクの長期時空共分散行列Ｒ_UL ^LTを生成し、このようにして生成したアップリンクの長期時空共分散行列Ｒ_UL ^LTをチャネル情報変換部７８４に出力する（第７５２段階）。ここで、アップリンク特性Ｈ_ULとアップリンクの長期時空共分散行列Ｒ_UL ^LTとは以下の式（１６）のような関係を有する。
【０１９５】
【数４７】

【０１９６】
第７５２段階の後に、チャネル情報変換部７８４は、アップリンクの長期時空共分散行列生成部７８２で生成されたアップリンクの長期時空共分散行列Ｒ_UL ^LTをダウンリンクの長期時空共分散行列Ｒ_DL ^LTに変換し、このようにして変換したダウンリンクの長期時空共分散行列Ｒ_DL ^LTを長期情報生成部７８６に出力する（第７５４段階）。ここで、アップリンクの長期時空共分散行列Ｒ_UL ^LTをダウンリンクの長期時空共分散行列Ｒ_DL ^LTに変換する過程については、「Ｓｍａｒｔ Ａｎｔｅｎｎａｓ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：ＩＳ−９５ ａｎｄ Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ＣＤＭＡ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」という題目で、Ｊ．Ｃ．Ｌｉｂｅｒｔｉ、Ｊｒ．，＆Ｔｈｅｏｄｏｒｅ Ｓ．Ｒａｐｐａｐｏｒｔにより著され、１９９９年にＰｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ社から出版された刊行物（ＩＳＢＮ０−１３−７１９２８７−８）に記載されている。
【０１９７】
第７５４段階の後に、長期情報生成部７８６は、前述の固有分析法によりチャネル情報変換部７８４から入力されたダウンリンクの長期時空共分散行列Ｒ_DL ^LTから長期情報、例えば固有値λ₁〜λ_NBとビーム数Ｎ_B及びモード信号Ｍｏｄｅの中で少なくとも一つと有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBとを生成し、このようにして生成した長期情報を出力端子ＯＵＴ５を介して出力する（第７５６段階）。
【０１９８】
一方、図３４に示す長期情報生成部７８６は、固有分析法により自ら生成した長期情報及び基地局チャネル特性決定部７８０の両方またはいずれか一方から入力されたアップリンク特性Ｈ_ULを用いてモード信号Ｍｏｄｅを生成する第２のモード信号生成部（図示せず）を設けることができる。
【０１９９】
次に、長期情報生成部７８６の内部に設けられる第２のモード信号生成部の本発明に係る実施形態について以下の通り説明する。
本発明に係る一実施形態によれば、第２のモード信号生成部は図８に示す第１のモード信号生成部１２６Ａと同様に具現できる。この場合、Ｒ_DL ^LT計算部１６０は、アップリンクの長期時空共分散行列Ｒ_UL ^LTからアップリンクの短期時空共分散行列Ｒ_UL ^STを計算し、このような計算により求めたアップリンクの短期時空共分散行列Ｒ_UL ^STを期待値計算部１６２に出力するＲ_UL ^ST計算部（図示せず）に置き換えられる。ここで、アップリンクの長期時空共分散行列Ｒ_UL ^LT及びアップリンクの短期時空共分散行列Ｒ_UL ^STは、前記式（１６）のような関係を用いて求める。
【０２００】
このとき、第２のモード信号生成部の期待値計算部１６２は、長期情報に含まれる有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBと入力端子ＩＮ１１を介して図３２に示す第５の係数記憶部７３２から入力された係数とを用いて、図７に示す前記第１４０段階と同様にして期待値Ｅ^SL及びＥ^EGを計算する。
【０２０１】
このため、図３２に示す第５の係数記憶部７３２は、抽出した係数を出力端子ＯＵＴ４を介して長期情報生成部７８６に設けられる第２のモード信号生成部の期待値計算部１６２に出力する。このとき、第１の比較部１６４は、計算により得られた期待値Ｅ^SL及びＥ^EGを、図７に示すものと同様にしてモード信号Ｍｏｄｅを生成する。
【０２０２】
本発明に係る他の実施形態によれば、第２のモード信号生成部は、図１０に示す第１のモード信号生成部１２６Ｂと同様に具現されて図９を実行することができる。この場合、位置角計算部２００は、基地局チャネル特性決定部７８０から入力されたチャネルのアップリンク特性Ｈ_ULから図２６に示す移動局の位置角を計算し、このような計算により求めた位置角の中で、隣り合った位置角間の差を計算して第２の比較部２０２に出力し、第２の比較部２０２は、隣り合う位置角間の差と第２の臨界値Ｖ_th2とを比較し、このように比較して得られた結果に対応させてモード信号Ｍｏｄｅを生成する。
【０２０３】
本発明に係る更に他の実施形態によれば、第２のモード信号生成部は図１２に示す第１のモード信号生成部１２６Ｃと同様に具現されて、図１１を実行することができる。この場合、広がり度計算部２４０は、基地局チャネル特性決定部７８０から入力されたチャネルのアップリンク特性Ｈ_ULから移動局の位置角の広がり度を計算し、このような計算により求めた広がり度の平均値を第３の比較部２４２に出力し、第３の比較部２４２は、広がり度の平均値を第３の臨界値Ｖ_th3と比較し、このように比較して得られた結果に対応させてモード信号Ｍｏｄｅを生成する。
【０２０４】
本発明に係る更に他の実施形態によれば、第２のモード信号生成部は固有値Ｖ₁〜Ｖ_NBを用いてモード信号Ｍｏｄｅを生成することができる。
【０２０５】
次に、添付した図面に基づき、固有値λ₁〜λ_NBを用いてモード信号Ｍｏｄｅを生成する本発明に係る第２のモード信号生成部の実施形態の構成及び動作と、この実施形態でモード信号Ｍｏｄｅを生成する過程について以下の通り説明する。
【０２０６】
図３５は、図３４に示す長期情報生成部７８６が設けられた第２のモード信号生成部で長期情報に含まれるモード信号Ｍｏｄｅを生成する過程を説明するための本発明に係るフローチャートであって、固有値固有値λ₁〜λ_NB間の差を用いてモード信号Ｍｏｄｅを生成する段階（第８００〜第８０６段階）を含んで構成される。
【０２０７】
図３６は、図３５に示すモード信号Ｍｏｄｅを生成する過程を行う第２のモード信号生成部（図示せず）の本発明に係る実施形態のブロック図であって、第４の比較部８１０を含んで構成される。
まず、図３４に示す長期情報生成部７８６は、固有分析法により長期時空共分散行列Ｒ_DL ^LTから自ら固有値λ₁〜λ_NBを生成し、このようにして生成した固有値λ₁〜λ_NBを長期情報に含める。このとき、図３６に示す第４の比較部８１０は、長期情報に含まれる固有値λ₁〜λ_NBの中で最大の固有値λ_max1とその次に大きい固有値λ_max2との間の差を第４の臨界値Ｖ_th4と比較し、このように比較して得られた結果をモード信号Ｍｏｄｅとして出力する。例えば、第４の比較部８１０は、固有値λ₁〜λ_NBの中で最大の固有値λ_max1とその次に大きい固有値λ_max2との間の差を求める（第８００段階）。第８００段階の後に、固有値λ_max1とλ_max2との間の差が第４の臨界値Ｖ_th4よりも小さいか否かについて判断する（第８０２段階）。
【０２０８】
もし、固有値λ_max1とλ_max2との間の差が第４の臨界値Ｖ_th4よりも小さいと判断されると、選択結合モードを表わすモード信号を生成する（第８０４段階）。しかし、固有値λ_max1とλ_max2との間の差が第４の臨界値Ｖ_th4よりも小さくないと判断されると、等価利得の結合モードを表わすモード信号Ｍｏｄｅを生成する（第８０６段階）。前述の第２、第３及び第４の臨界値Ｖ_th2、Ｖ_th3及びＶ_th4は実験的に決定される。
【０２０９】
次に、添付した図面に基づき、図２３または図２７に示すベーシスパイロット生成部５３８の本発明に係る実施形態の各々の構成及び動作を以下の通り説明する。
【０２１０】
図３７は、図２３または図２７に示すベーシスパイロット信号生成部５３８の本発明に係る実施形態５３８Ａのブロック図であって、ビーム数Ｎ_Bのみの乗算部８３０、８３２、…及び８３４及び加算部８３６を含んで構成される。
【０２１１】
本発明に係る実施形態によれば、図３７に示すベーシスパイロット信号生成部５３８Ａは基地局長期情報決定部５４２から入力された有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBとビーム数Ｎ_Bのみのパイロットチャネル信号Ｐ₁（ｋ）〜Ｐ_NB（ｋ）とを乗算し、このようにして乗算して得られた結果を加算し、このようにして加算して得られた結果をベーシスパイロット信号ｕ₁（ｋ）〜ｕ_ant（ｋ）として加算部５３４に出力する。このために、ベーシスパイロット信号生成部５３８Ａの乗算部８３０、８３２、…及び８３４は、ビーム数Ｎ_Bのみのパイロットチャネル信号Ｐ₁（ｋ）〜Ｐ_NB（ｋ）と入力端子ＩＮ４を介して基地局長期情報決定部５４２から入力された有効なベーシスベクトルＶ₁、Ｖ₂、…、Ｖ_NBを乗算し、このようにして乗算して得られた結果を加算部８３６に出力する。
ここで、各乗算部８３０、８３２、…または８３４にはａｎｔ個の乗算器が設けられる。
【０２１２】
例えば、乗算部８３０には第一番目のパイロットチャネル信号Ｐ₁（ｋ）（）と第一番目の有効なベーシスベクトルの各成分ｖ₁₁、ｖ₁₂、ｖ₁₃、…、ｖ_antとを乗算し、このようにして乗算して得られた結果を加算部８３６に出力するａｎｔ個の乗算器８４０、８４２、８４４、…及び８４６が設けられる。乗算部８３２には第二番目のパイロットチャネル信号と第二番目の有効なベーシスベクトルの各成分Ｖ₂₁、ｖ₂₂、ｖ₂₃、…、ｖ_2antとを乗算し、このようにして乗算して得られた結果を加算部８３６に出力するａｎｔ個の乗算器８５０、８５２、８５４、…及び８５６が設けられる。これと同様に、乗算部８３４には第Ｎ_B番目のパイロットチャネル信号Ｐ_NB（ｋ）と第Ｎ_B番目の有効なベーシスベクトルｖ_NBの各成分ｖ_NB1、ｖ_NB2、ｖ_NB3、…、ｖ_NBantとを乗算し、このようにして乗算して得られた結果を加算部８３６に出力するａｎｔ個の乗算器８６０、８６２、８６４、…及び８６６が設けられる。
【０２１３】
このとき、加算部８３６は、乗算部８３０、８３２、…及び８３４で乗算して得られた結果をアンテナ毎に加算し、このように加算して得られた結果をベーシスパイロット信号ｕ₁（ｋ）〜ｕ_ant（ｋ）として図２３または図２７に示す加算部５３４に出力する。このために、加算部８３６にはａｎｔ個の加算器８７０、８７２、８７４、…及び８７６が設けられる。ここで、加算器８７０は、乗算部８３０、８３２、…及び８３４の各々の第一番目の乗算器８４０、８５０、…及び８６０で乗算して得られた結果を加算し、このように加算して得られた結果を第一番目のベーシスパイロット信号ｕ₁（ｋ）として加算器５６０に出力する。
【０２１４】
このとき、加算器８７２は、乗算部８３０、８３２、…及び８３４の各々の第二番目の乗算器８４２、８５２、…及び８６２で乗算して得られた結果を加算し、このように加算して得られた結果を第二番目のベーシスパイロット信号ｕ₂（ｋ）として加算器５６２に出力する。これと同様にして、加算器８７６は、乗算部８３０、８３２、…及び８３４の各々の第ａｎｔ番目の乗算器８４６、８５６、…及び８６６で乗算して得られた結果を加算し、このように加算して得られた結果を第ａｎｔ番目のベーシスパイロット信号ｕ_ant（ｋ）として加算器５６６に出力する。
【０２１５】
図３８は、図２３または図２７に示すベーシスパイロット信号生成部５３８の本発明に係る他の実施形態を説明するためのブロック図であって、バイパス部９００、第１、第２、…及び第Ｎ_B−１の大きさ調整器９０２、９０４、…及び９０６を含んで構成される。
【０２１６】
本発明に係る他の実施形態によれば、ベーシスパイロット生成部５３８は、図２３または図２７に示す基地局長期情報決定部５４２から入力端子ＩＮ４を介して入力された有効なベーシスベクトルＶ₁、Ｖ₂、…、Ｖ_NBの大きさを調整することにより有効なベーシスベクトルＶ’₁、Ｖ’₂、…、Ｖ’_NBを形成し、ビーム数Ｎ_Bのみのパイロットチャネル信号Ｐ₁（ｋ）〜Ｐ_NB（ｋ）と、このようにして調整された大きさを有する有効なベーシスベクトルＶ’₁、Ｖ’₂、…、Ｖ’_NBとを乗算する。そして、このようにして乗算して得られた結果を加算し、このようにして加算して得られた結果をベーシスパイロット信号ｕ₁（ｋ）〜ｕ_ant（ｋ）として加算部５３４に出力する。
【０２１７】
このため、図３７に示すベーシスパイロット生成部５３８Ａは図３８に示すバイパス部９００、第１、第２、…及び第Ｎ_B−１の大きさ調整器９０２、９０４、…及び９０６を更に設けることができる。
図３８に示すバイパス部９００は、第一番目の有効なベーシスベクトルＶ₁自体を調整して、このように調整された大きさを有する第一番目の有効なベーシスベクトルＶ’₁として図３７に示す乗算部８３０にバイパスする。このとき、第１の大きさ調整器９０２は、第２の固有値λ₂を第１の固有値λ₁で除算し、このようにして除算して得られた結果λ₂／λ₁を第二番目の有効なベーシスベクトルに乗算し、このように乗算して得られた結果λ₂Ｖ₂／λ₁を、調整された大きさを有する第二番目の有効なベーシスベクトルＶ’₂として第二番目の有効なベーシスベクトルＶ₂の代わりに乗算部８３２に入力する。これと同様にして、第Ｎ_B−１大きさ調整器９０６は、第Ｎ_B固有値λ_NBから第１の固有値λ₁を除算し、このようにして除算して得られた結果λ_NB／λ₁を第Ｎ_B番目の有効なベーシスベクトルＶ_NBに乗算し、このようにして乗算して得られた結果λ_NBλ_NB／λ₁を、調整された大きさを有する第Ｎ_B番目の有効なベーシスベクトルＶ’_NBとして乗算部８３４に有効なベーシスベクトルＶ_NBの代わりに入力する。
【０２１８】
次に、長期情報を、移動局２０、２２、…または２４ではなく、基地局１０で決定する、図１９〜図３８に示すような本発明に係る移動体通信装置、及びその動作方法の例を以下の通り説明する。
【０２１９】
本発明では、第一に、ビーム数Ｎ_Bが固定されていると共に、モード信号Ｍｏｄｅが長期情報として決定されていないと仮定する。すなわち、基地局で決定された長期情報が移動局に送られていないと仮定する。この場合、図２１に示す移動局、及び図２３に示す基地局を用いることができる。
【０２２０】
図２１に示す第３の係数記憶部４８４、及び図３２に示す第５係数記憶部７３２は、各々、固定されたビーム数Ｎ_B、及び固定された結合モードに該当する一つのテーブル、例えば、表１〜表５の中の一つを記憶する。このとき、図３４に示す基地局長期情報決定部５４２Ａの長期情報生成部７８６は、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBを長期情報として決定する、あるいは有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NB及び固有値λ₁〜λ_N3を長期情報として決定し、これを出力端子ＯＵＴ５を介して第２の重み付け値抽出部５４０の第４のベーシスベクトル結合部７３４に出力する。
【０２２１】
例えば、ビーム数Ｎ_Bが２に固定され、モード信号が長期情報として決定されておらず、第３及び第５の係数記憶部４８４及び７３２は等価利得の結合モードに該当し、ビーム数Ｎ_Bが２に該当するテーブルを記憶する場合、図２８に示す第２の短期情報決定部の第３のベーシスベクトル結合部６６０は、二つの単位ベーシスベクトル［１０］^T及び［０１］^Tを入力して四つの重み付け値ベクトルＷ0〜Ｗ₃を出力する。このとき、図３７に示すベーシスパイロット生成部５３８Ａは、二つの有効なベーシスベクトル及びと二つのパイロットチャネル信号Ｐ₁（ｋ）及びＰ₂（ｋ）を入力してａｎｔ個のベーシスパイロット信号ｕ₁（ｋ）〜ｕ_ant（ｋ）を生成する。
【０２２２】
第二に、基地局で決定された長期情報は移動局に送信されたものと仮定する。すなわち、ビーム数Ｎ_Bが固定されてモード信号Ｍｏｄｅが生成される、または、ビーム数Ｎ_Bは固定されずにモード信号Ｍｏｄｅが生成される、あるいは、ビーム数Ｎ_Bが固定されずにモード信号Ｍｏｄｅも生成されないと仮定する。この場合、図２６に示す移動局及び図２７に示す基地局を用いることができる。
【０２２３】
例えば、ビーム数Ｎ_Bが固定されていないか、あるいはモード信号Ｍｏｄｅが生成される場合、図２６に示す第２の情報復元部６２２は、長期情報としてビーム数Ｎ_Bまたはモード信号Ｍｏｄｅを復元し、第４の係数記憶部６２０は、ビーム数Ｎ_B毎にまたは結合モード毎に予め決定して記憶させたテーブルの中で、ビーム数Ｎ_Bまたはモード信号Ｍｏｄｅに対応させて該当するテーブルを選択し、このようにして選択したテーブルに記憶された係数を第２の短期情報決定部４８０に出力する。
【０２２４】
このとき、図２７に示す基地局長期情報決定部５４２の長期情報生成部７８６は、ビーム数Ｎ_Bまたはモード信号Ｍｏｄｅを長期情報として決定して基地局信号変換部６４２及びアンテナアレイ５３６を介して図２６に示す移動局に送信するのみならず、ビーム数Ｎ_B及びモード信号Ｍｏｄｅの中の一つ及び有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBを長期情報として第３の重み付け値抽出部６４０に出力する。このとき、図３２に示す第３の重み付け値抽出部６４０の第５係数記憶部７３２は、ビーム数Ｎ_B毎に、または結合モード毎に予め決定されて記憶されたテーブルの中で、入力端子ＩＮ８を介して基地局長期情報決定部５４２から入力されたビーム数Ｎ_B、またはモード信号Ｍｏｄｅに対応させて該当するテーブルを選択し、このようにして選択したテーブルから該当する係数を抽出して第４のベーシスベクトル結合部７３４に出力する。
【０２２５】
他の例として、ビーム数Ｎ_Bが固定されておらずにモード信号Ｍｏｄｅが生成される場合、図２６に示す第２の情報復元部６２２は、図２７に示す基地局から送られてくると共に、アンテナアレイ５３６を介して受信した信号からビーム数Ｎ_B、及びモード信号Ｍｏｄｅを有する長期情報を復元し、第４の係数記憶部６２０は、ビーム数Ｎ_B、及び結合モード毎に予め決定されたテーブルの中で、第２の情報復元部６２２で復元された長期情報に含まれるビーム数Ｎ_B、及びモード信号Ｍｏｄｅに該当するテーブルを選択し、このようにして選択したテーブルに記憶された係数を抽出して第２の短期情報決定部４８０に出力する。
【０２２６】
このとき、図２７に示す基地局の基地局長期情報決定部５４２の長期情報生成部７８６は、ビーム数Ｎ_B及びモード信号Ｍｏｄｅを長期情報として決定し、このようにして決定した長期情報を、基地局信号変換部６４２、及びアンテナアレイ５３６を介して図２６に示す移動局に送信するのみならず、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NB、ビーム数Ｎ_B、及びモード信号Ｍｏｄｅを長期情報として第３の重み付け値抽出部６４０に出力する。
【０２２７】
このため、図３２に示す第３の重み付け値抽出部６４０の第５係数記憶部７３２は、ビーム数Ｎ_B、及び結合モード毎に記憶されたテーブルの中で、入力端子ＩＮ８を介して入力されたビーム数Ｎ_B、及びモード信号Ｍｏｄｅに対応させて該当するテーブルを選択し、このようにして選択したテーブルに記憶された係数を第４のベーシスベクトル結合部７３４に出力する。
【０２２８】
第三に、基地局から抽出される重み付け値が、前記式（１０）または前記式（１１）を用いて決定される場合、図２１及び図２３に示す移動局及び基地局、あるいは図２６及び図２７に示す移動局及び基地局を用いることができる。
【０２２９】
例えば、基地局から抽出される重み付け値が前記式（１０）を用いて決定される場合、図２３または図２７に示すベーシスパイロット信号生成部５３８は、図３７に示すベーシスパイロット信号生成部５３８Ａとして具現され、基地局長期情報決定部５４２の長期情報生成部７８６は、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBを長期情報として第２の重み付け値抽出部５４０または第３の重み付け値抽出部６４０に出力する。
【０２３０】
このとき、図３２に示す第２または第３の重み付け値抽出部５４０、または６４０の第４のベーシスベクトル結合部７３４は、入力端子ＩＮ９を介して基地局長期情報決定部５４２から入力された有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBを用いて前記式（１０）を用いて重み付け値を求める。
【０２３１】
他の例として、基地局から抽出される重み付け値が前記式（１１）を用いて決定される場合、図２３または図２７に示すベーシスパイロット生成部５３８には図３７に示すベーシスパイロット生成部５３８Ａ及び図３８に示す回路が両方とも設けられる。すなわち、図３８に示すバイパス部９００、第１〜第−１の大きさ調整器９０２〜９０６により有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBの大きさが調整され、図３７に示すベーシスパイロット信号生成部５３８Ａの乗算部８３０、８３２、…及び８３４は、調整された大きさを有する有効なベーシスベクトルＶ’₁〜Ｖ’_NBを有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NBの代わりに入力する。
【０２３２】
このとき、基地局長期情報決定部５４２の長期情報生成部７８６は、有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NB及び固有値λ₁〜λ_antを長期情報として第２または第３の重み付け値抽出部５４０または６４０に出力する。このとき、図３２に示す第２の重み付け値抽出部５４０または第３の重み付け値抽出部６４０における第４のベーシスベクトル結合部７３４は、入力端子ＩＮ９を介して基地局長期情報決定部５４２から入力された有効なベーシスベクトルＶ₁〜Ｖ_NB、及び固有値λ₁〜λ_antを用いて、前記式（１１）に基づいて重み付け値を求める。
【０２３３】
【発明の効果】
以上説明した通りに構成される本発明によれば以下の効果を奏する。
すなわち、時空間チャネル間の特性の相互関係に基づいたベーシスベクトルを用いてアンテナアレイのアンテナ間の特性の相互関係よりフィードバック情報量を最小化できることから、アンテナアレイにアンテナが多い場合にも移動局の移動速度が速くなるに伴う性能の劣化を低減させることができ、移動局から要求される受信信号対雑音比を大幅に低下させることができる。
【０２３４】
更に、チャネルの長期及び短期特性をバランス良く調節して情報をフィードバックさせることから、フィードバック帯域幅を効率よく用いて同一の帯域幅に多くのユーザを入れることができ、ダイバシティ効果及びビームフォーミング効果をチャネル特性に合わせて極大化させることができる。
【０２３５】
なおかつ、長期情報が移動局ではなく基地局で決定される場合に、移動局を小型化させることができ、その結果として、移動局の消費電力を低減化できるのみならず、基地局ではなく移動局において長期情報を決定することにより、通信性能を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアンテナアレイを含む移動体通信装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示す移動体通信装置で実行される本発明に係る移動体通信方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２に示す第３０段階に対する本発明に係る望ましい一実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示す第１、第２、…または第Ｘの移動局の本発明に係る望ましい一実施形態のブロック図である。
【図５】ビーム数及び有効なベーシスベクトルを求める図３に示す第４２段階に対する本発明に係る望ましい一実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図６】図４に示す移動局の長期情報決定部の本発明に係る一実施形態のブロック図である。
【図７】モード信号を生成する図３に示す第４２段階に対する本発明に係る一実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図８】図６に示す第１のモード信号生成部の本発明に係る一実施形態のブロック図である。
【図９】モード信号を生成する図３に示す第４２段階に対する本発明に係る他の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図６に示す第１のモード信号生成部の本発明に係る他の実施形態のブロック図である。
【図１１】モード信号を生成する図３に示す第４２段階に対する本発明に係る更に他の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図６に示す第１のモード信号生成部の本発明に係る更に他の実施形態のブロック図である。
【図１３】図３に示す第４４段階に対する本発明に係る一実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図４に示す第１の短期情報決定部の本発明に係る一実施形態のブロック図である。
【図１５】図２に示す第３２段階に対する本発明に係る一実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図１６】図１に示す基地局の本発明に係る一実施形態のブロック図である。
【図１７】図１５に示す第３１０段階に対する本発明に係る一実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図１６に示す第１の重み付け値抽出部の本発明に係る一実施形態のブロック図である。
【図１９】図１に示す移動体通信装置で行われる本発明に係る移動体通信方法の他の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図２０】図１９に示す第４５０段階に対する本発明に係る実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図２１】図２０に示す実施形態を行う本発明に係る移動局の実施形態のブロック図である。
【図２２】図１９に示す第４５２段階に対する本発明に係る実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図２３】図２２に示す第４５２段階に対する実施形態を行う本発明に係る基地局の望ましい実施形態のブロック図である。
【図２４】図１に示す移動体通信装置で行われる本発明に係る移動体通信方法の更に他の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図２５】図２４に示す第６００段階に対する本発明に係る実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図２６】図２５に示す実施形態を行う本発明に係る移動局の実施形態のブロック図である。
【図２７】図２４に示す第６０２段階に対する実施形態を行うための本発明に係る基地局の実施形態のブロック図である。
【図２８】図２１または図２６に示す第２の短期情報決定部の本発明に係る実施形態のブロック図である。
【図２９】図２８に示す受信電力計算部の実施形態のブロック図である。
【図３０】図２２に示す第５０２段階に対する本発明に係る一実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図３１】図２２に示す第５０２段階に対する本発明に係る他の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図３２】図３０または図３１に示す実施形態を行うための第２または第３の重み付け値抽出部の本発明に係る実施形態のブロック図である。
【図３３】図２２に示す第５００段階に対する本発明に係る実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図３４】図３３に示す実施形態を行うための本発明に係る基地局長期情報決定部の実施形態のブロック図である。
【図３５】図３４に示す長期情報生成部が設けられる第２のモード信号生成部で、長期情報に含まれるモード信号を生成する過程を説明するための本発明に係るフローチャートである。
【図３６】図３５に示すモード信号を生成する過程を行う第２のモード信号生成部の本発明に係る実施形態のブロック図である。
【図３７】図２３または図２７に示すベーシスパイロット生成部の本発明に係る実施形態のブロック図である。
【図３８】図２３または図２７に示すベーシスパイロット生成部の本発明に係る他の実施形態を説明するためのブロック図である。

Claims (70)

1. アンテナアレイを有する基地局及び移動局を有する移動体通信装置であって、
   前記基地局から送信されてきた信号からアンテナ毎にチャネルのダウンリンク特性を決定し、このようにして決定した前記ダウンリンク特性から前記アンテナ毎のチャネルの長期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された長期情報及び前記アンテナ毎のチャネルの短期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された短期情報を決定し、このようにして決定した前記長期情報及び前記短期情報をフィードバック信号に変換して前記基地局に送信する移動局と、
   前記フィードバック信号を受信し、このようにして受信した前記フィードバック信号から復元された前記長期情報及び前記短期情報から複数の重み付け値ベクトルを抽出し、専用の物理チャネル信号を多重化して得られた結果と抽出された前記複数の重み付け値ベクトルとを各々乗算し、このようにして乗算して得られた結果にパイロットチャネル信号を加算し、このようにして加算して得られた結果を、前記アンテナアレイを介して前記移動局に送信する基地局と、
   を備え、
   前記長期情報は、前記チャネルのダウンリンク特性から生成されたベーシスベクトル及び固有値と、前記ベーシスベクトルの中で有効なベクトルの数であるビーム数とを含む
   ことを特徴とするアンテナアレイを含む移動体通信装置。
2. 前記移動局は、
   前記基地局から送信された信号を受信し、このようにして受信した信号から前記ダウンリンク特性を決定し、このようにして決定した前記ダウンリンク特性を出力する移動局のチャネル特性決定部と、
   前記チャネルのダウンリンク特性からベーシスベクトル及び固有値を生成し、前記ベーシスベクトルの中で有効なベクトルの数であるビーム数を、前記固有値を用いて演算により求め、前記有効なベーシスベクトル及び前記ビーム数を前記長期情報として出力する移動局の長期情報決定部と、
   前記ビーム数ごとに、インデックスと有効なベーシスベクトルの係数とを関連付けたテーブルを記憶すると共に、前記移動局の長期情報決定部から入力された前記ビーム数により選択したテーブルの係数を出力する第１の係数記憶部と、
   前記第１の係数記憶部から出力される前記係数、及び前記有効なベーシスベクトルから重み付け値ベクトルを求め、前記重み付け値ベクトル及び前記チャネルのダウンリンク特性を用いて最大受信電力を与える前記インデックスを決定し、前記短期情報として出力する第１の短期情報決定部と、
   このようにして決定した前記長期情報及び前記短期情報を前記フィードバック信号に変換する移動局の信号変換部と、
   を備え、
   前記重み付け値ベクトルは、前記有効なベーシスベクトルと前記係数との結合として表わされ、
   前記短期情報であるインデックスに該当する前記重み付け値ベクトルは、前記複数の重み付け値ベクトルであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
3. 前記移動局は、
   前記第１の係数記憶部から出力される係数を、モード信号に対応させて選択的に出力する第１の選択部を更に備え、
   前記移動局の長期情報決定部は、前記有効なベーシスベクトルの結合モードを表わす前記モード信号を前記チャネルのダウンリンク特性から生成し、
   前記長期情報は、前記モード信号を含み、
   前記第１の係数記憶部は、前記各テーブルを、前記ビーム数毎に及び前記結合モード毎に予め決定して記憶し、
   前記第１の短期情報決定部は、前記第１の選択部から出力される前記係数及び前記有効なベーシスベクトルから前記重み付け値ベクトルを求めることを特徴とする請求項２に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
4. 前記移動局の長期情報決定部は、
   前記固有値を前記長期情報に含めて、前記移動局の信号変換部に出力することを特徴とする請求項３に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
5. 前記移動局の信号変換部は、
   前記移動局の長期情報決定部から入力された前記長期情報をフォーマットし、このようにしてフォーマットした結果を出力する移動局長期情報フォーマット部と、
   前記第１の短期情報決定部から入力された前記短期情報をフォーマットし、このようにしてフォーマットした結果を出力する移動局短期情報フォーマット部と、
   前記移動局長期情報フォーマット部から入力され、フォーマットされた結果、及び前記移動局短期情報フォーマット部から入力され、フォーマットされた結果を時分割多重化し、このようにして時分割多重化した結果を前記フィードバック信号として出力する時分割多重化部と、
   を備えることを特徴とする請求項４に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
6. 前記基地局は、
   前記アンテナアレイを介して受信された前記フィードバック信号から前記長期情報及び前記短期情報を復元し、このようにして復元した前記長期情報及び前記短期情報から前記複数の重み付け値ベクトルを抽出し、このようにして抽出した前記複数の重み付け値ベクトルを出力する第１の重み付け値抽出部と、
   専用の物理チャネル信号を多重化し、このようにして多重化した結果を出力する多重化部と、
   前記多重化部から入力された前記多重化された結果を、前記第１の重み付け値抽出部から入力された前記複数の重み付け値ベクトルと乗算し、このようにして乗算して得られた結果を出力する乗算部と、
   前記乗算部から入力された前記乗算された結果に、前記パイロットチャネル信号を加算し、このようにして加算して得られた結果を出力する加算部と、
   を備え、
   前記加算部で加算された結果は、前記アンテナアレイを介して前記移動局に送られることを特徴とする請求項４に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
7. 前記移動局の長期情報決定部は、
   前記チャネルのダウンリンク特性から、固有分析法により前記ベーシスベクトル及び前記固有値を生成する固有分析部と、
   第１の臨界値を超える前記固有値の数を計測し、このように計測して得られた結果を前記ビーム数として出力するビーム数計算部と、
   前記固有分析部から入力された前記ベーシスベクトルの中で前記ビーム数のみの前記有効なベーシスベクトルを選択して出力する第２の選択部と、
   前記チャネルのダウンリンク特性を用いて前記モード信号を生成する第１のモード信号生成部とを備えることを特徴とする請求項３に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
8. 前記第１のモード信号生成部は、
   前記チャネルのダウンリンク特性からダウンリンクの短期時空共分散行列を計算するダウンリンクの短期時空共分散行列計算部と、
   前記ダウンリンクの短期時空共分散行列、前記第１の係数記憶部から入力された前記係数及び前記有効なベーシスベクトルを用いて以下の期待値Ｅ^SL及びＥ^EGを以下の式（２）により計算する期待値計算部と、
   以下の期待値Ｅ^SL及びＥ^EGを比較し、このように比較して得られた結果に対応させて前記モード信号を生成する第１の比較部と、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
   

   

   前記式（２）中、以下の記号（Ｓ１）は前記ダウンリンクの短期時空共分散行列を表わし、以下の式（Ａ）、以下の式（Ｂ）、及び以下の記号（Ｓ４）は、それぞれ、Ｗ_sの共役前置行列を表わし、以下の記号（Ｓ５）はＷ_cの共役前置行列を表わす。
   

   

   

   前記式（Ａ）中、Ｖ_iは前記有効なベーシスベクトルを表わし、ｂは前記インデックスを表わし、Ｎ_Eは前記ビーム数を表わし、以下の記号（Ｓ２）は前記第１の係数記憶部から入力された係数の中から選択された結合モードで決定された係数を表わす。
   

   

   

   前記式（Ｂ）中、以下の記号（Ｓ３）は、前記第１の係数記憶部から入力された係数の中で、等価利得の結合モードで決定された係数を表わす。
   

   

   

   
9. 前記第１のモード信号生成部は、
   前記チャネルのダウンリンク特性から前記移動局の位置角を計算する位置角計算部と、
   隣接した前記位置角間の差と第２の臨界値とを比較し、このように比較して得られた結果に対応させて前記モード信号を生成する第２の比較部と、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
10. 前記第１のモード信号生成部は、
    前記チャネルのダウンリンク特性から前記移動局の位置角の広がり度を計算する広がり度計算部と、
    前記広がり度の平均値を第３の臨界値と比較し、このように比較して得られた結果に対応させて前記モード信号を生成する第３の比較部と、
    を備えることを特徴とする請求項７に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
11. 前記第１の短期情報決定部は、
    前記第１の係数記憶部から出力される前記係数を用いて前記有効なベーシスベクトルを結合し、このように結合して得られた結果を前記重み付け値ベクトルとして出力する第１のベーシスベクトル結合部と、
    前記第１のベーシスベクトル結合部から入力された前記重み付け値ベクトルの各々と前記チャネルのダウンリンク特性とを乗算し、このように乗算して得られた結果でノルムの２乗を取り、これを受信電力として出力する受信電力計算部と、
    前記受信電力計算部から入力された前記受信電力の中の最大値を、前記最大受信電力として探し出し、前記重み付け値ベクトルを求めるときに用いた前記係数が位置する前記インデックスを前記短期情報として出力する最大電力発見部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
12. 前記第１の短期情報決定部は、
    前記第１の選択部から入力された前記係数を用いて前記有効なベーシスベクトルを結合し、このように結合して得られた結果を前記重み付け値ベクトルとして出力する第１のベーシスベクトル結合部と、
    前記第１のベーシスベクトル結合部から入力された前記重み付け値ベクトルの各々と前記チャネルのダウンリンク特性とを乗算し、このように乗算して得られた結果でノルムの２乗を取り、これを受信電力として出力する受信電力計算部と、
    前記受信電力計算部から入力された前記受信電力の中の最大値を前記最大受信電力として探索し、前記重み付け値ベクトルを求める際に用いた前記係数が位置する前記インデックスを前記短期情報として出力する最大電力発見部と、
    を備え、
    前記短期情報であるインデックスに該当する前記重み付け値ベクトルは、前記複数の重み付け値ベクトルであることを特徴とする請求項３に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
13. 前記第１の重み付け値抽出部は、
    受信された前記フィードバック信号から、前記長期情報及び前記短期情報を復元し、このようにして復元した前記長期情報及び前記短期情報を出力する第１の情報復元部と、
    結合される前記有効なベーシスベクトルの係数が、前記インデックス毎に異なるテーブルが前記ビーム数毎に予め決定されて記憶され、前記長期情報に含まれる前記ビーム数に対応させて選択されたテーブルから、前記短期情報に対応させて係数を抽出する第２の係数記憶部と、
    前記第２の係数記憶部から入力された係数を用いて前記長期情報に含まれる前記有効なベーシスベクトルを結合し、このように結合して得られた結果を前記複数の重み付け値ベクトルとして前記乗算部に出力する第２のベーシスベクトル結合部と、
    を備えることを特徴とする請求項６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
14. 前記第２のベーシスベクトル結合部は、前記第２の係数記憶部から入力された係数、及び前記長期情報に含まれる前記固有値を用いて前記長期情報に含まれる前記有効なベーシスベクトルを結合し、このように結合して得られた結果を前記複数の重み付け値ベクトルとして前記乗算部に出力することを特徴とする請求項１３に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
15. 前記第２のベーシスベクトル結合部は、前記第２の係数記憶部から入力された係数、及び前記長期情報に含まれる前記固有値を用いて前記長期情報に含まれる前記ベーシスベクトルを結合し、このように結合して得られた結果を前記複数の重み付け値ベクトルとして前記乗算部に出力することを特徴とする請求項１３に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
16. アンテナアレイを有する基地局及び移動局を有する移動体通信装置で実行されるアンテナアレイを含む移動体通信方法であって、
    （ａ）前記基地局から送信された信号から前記各アンテナのチャネルのダウンリンク特性を決定し、このようにして決定した前記ダウンリンク特性から前記アンテナ毎のチャネルの長期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された長期情報及び前記アンテナ毎のチャネルの短期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された短期情報を決定し、このようにして決定した前記長期情報及び前記短期情報をフィードバック信号に変換して前記基地局に送信する段階と、
    （ｂ）前記フィードバック信号を受信し、このようにして受信した前記フィードバック信号から復元された前記長期情報及び前記短期情報から複数の重み付け値ベクトルを抽出し、専用の物理チャネル信号を多重化して得られた結果と抽出された前記複数の重み付け値ベクトルとを各々乗算し、このように乗算して得られた結果にパイロットチャネル信号を加算し、このように加算して得られた結果を前記アンテナアレイを介して前記移動局に送信する段階と、
    を備え、
    前記長期情報は、前記チャネルのダウンリンク特性から生成されたベーシスベクトル及び固有値と、前記ベーシスベクトルの中で有効なベクトルの数であるビーム数とを含む
    ことを特徴とする移動体通信方法。
17. 前記（ａ）段階は、
    （ａ１）前記基地局から送信された信号を受信し、このようにして受信した信号から前記各アンテナのチャネルのダウンリンク特性を決定する段階と、
    （ａ２）前記チャネルのダウンリンク特性からベーシスベクトル及び固有値を生成し、前記ベーシスベクトルの中で有効なベクトルの数であるビーム数を前記固有値から計算し、前記有効なベーシスベクトル及び前記ビーム数を前記長期情報として決定する段階と、
    （ａ３）インデックスと有効なベーシスベクトルの係数とを前記ビーム数ごとに関連付けたテーブルの中で前記ビーム数に該当するテーブルに記憶された係数、前記有効なベーシスベクトルから求めた重み付け値ベクトル及び前記チャネルのダウンリンク特性を用いて最大受信電力を与えるインデックスを前記短期情報として決定する段階と、
    （ａ４）このように決定された前記長期情報、及び前記短期情報を前記フィードバック信号に変換する段階と、
    を備え、
    前記重み付け値ベクトルは、前記有効なベーシスベクトルと前記係数との結合として表わされ、
    前記短期情報であるインデックスに該当する前記重み付け値ベクトルは、前記複数の重み付け値ベクトルであることを特徴とする請求項１６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
18. 前記（ａ２）段階は、前記有効なベーシスベクトルの結合モードを表わすモード信号を前記チャネルのダウンリンク特性から生成し、このようにして生成された前記モード信号を前記長期情報に含め、
    前記（ａ３）段階は、前記ビーム数毎に及び前記結合モード毎に予め決定され、このようにして決定されて結合される前記有効なベーシスベクトルの前記係数が前記インデックス毎に異なると共に前記移動局に含まれるテーブルの中で前記ビーム数及び前記モード信号に該当するテーブルに記憶された係数、前記有効なベーシスベクトルから求めた前記重み付け値ベクトル、及び前記チャネルのダウンリンク特性を用いて最大受信電力を与えるインデックスを前記短期情報として決定することを特徴とする請求項１７に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
19. 前記（ａ２）段階は、前記固有値は前記長期情報に含まれることを特徴とする請求項１８に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
20. 前記（ｂ）段階は、
    （ｂ１）前記アンテナアレイを介して受信された前記フィードバック信号から前記長期情報及び前記短期情報を復元し、このようにして復元した前記長期情報、及び前記短期情報から前記複数の重み付け値ベクトルを抽出する段階と、
    （ｂ２）前記専用の物理チャネル信号を多重化した結果を、各々、前記（ｂ１）段階で抽出された前記複数の重み付け値ベクトルと乗算する段階と、
    （ｂ３）前記乗算された結果に前記パイロットチャネル信号を加算する段階とを備え、
    前記（ｂ３）段階で加算された結果は、前記アンテナアレイを介して前記移動局に送信されることを特徴とする請求項１９に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
21. 前記（ａ２）段階は、
    （ａ２１）前記チャネルのダウンリンク特性から固有分析法により前記ベーシスベクトル及び前記固有値を生成する段階と、
    （ａ２２）第１の臨界値を超える前記固有値の数を計測して前記ビーム数を求め、前記（ａ２１）段階で生成された前記ベーシスベクトルの中で前記ビーム数のみの前記有効なベーシスベクトルを選択する段階と、
    （ａ２３）前記チャネルのダウンリンク特性を用いて前記モード信号を生成する段階とを備えることを特徴とする請求項１８に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
22. 前記（ａ２３）段階は、
    （ａ２３１）前記ビーム数毎に及び前記結合モード毎に予め決定されたテーブルの中で、前記ビーム数に該当するテーブルに記憶された係数、前記チャネルのダウンリンク特性及び前記有効なベーシスベクトルから前記結合モード毎に期待値を計算する段階と、
    （ａ２３２）選択された結合モードに対する期待値が等価利得の結合モードに対する期待値よりも大きいか否かについて判断する段階と、
    （ａ２３３）前記選択された結合モードに対する前記期待値が前記等価利得の結合モードに対する前記期待値よりも大きいと判断されると、前記選択された結合モードを表わす前記モード信号を生成する段階と、
    （ａ２３４）前記選択された結合モードに対する前記期待値が前記等価利得の結合モードに対する前記期待値よりも大きくないと判断されると、前記等価利得の結合モードを表わす前記モード信号を生成する段階と、
    を備え、
    前記（ａ２３１）段階、（ａ２３２）段階、（ａ２３３）段階及び前記（ａ２３４）段階は、前記（ａ２１）及び（ａ２２）段階と同時に実行されることを特徴とする請求項２１に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
23. 前記（ａ２３１）段階は、
    前記チャネルのダウンリンク特性からダウンリンクの短期時空共分散行列を計算する段階と、
    前記ダウンリンクの短期時空共分散行列、前記ビーム数に該当するテーブルに記憶された係数、及び前記有効なベーシスベクトルを用いて前記期待値Ｅ^SL及びＥ^EGを以下の式（２）を用いて計算する段階と、
    を備えることを特徴とする請求項２２に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
    

    

    前記式（２）中、以下の記号（Ｓ１）は前記ダウンリンクの短期時空共分散行列を表わし、以下の式（Ａ）、以下の式（Ｂ）、及び以下の記号（Ｓ４）は、それぞれ、Ｗ_sの共役前置行列を表わし、以下の記号（Ｓ５）はＷ_cの共役前置行列を表わす。
    

    

    

    前記式（Ａ）中、Ｖ_iは前記有効なベーシスベクトルを表わし、ｂは前記インデックスを表わし、Ｎ_Bは前記ビーム数を表わし、以下の記号（Ｓ２）は前記ビーム数に該当するテーブルに記憶された前記係数の中から選択された結合モードで決定された係数を表わし、以下の記号（Ｓ４）はＷ_sの共役前置行列を表わす。
    

    

    

    

    前記式（Ｂ）中、以下の記号（Ｓ３）は前記ビーム数に該当するテーブルに記憶された前記係数の中で等価利得の結合モードで決定された係数を表わし、以下の記号（Ｓ５）はＷ_eの共役前置行列を表わす。
    

    

    
24. 前記（ａ２３）段階は、
    （ａ２４１）前記チャネルのダウンリンク特性から前記移動局の位置角を求める段階と、
    （ａ２４２）隣接した前記位置角間の差が第２の臨界値を超えているか否かについて判断する段階と、
    （ａ２４３）前記差が前記第２の臨界値を超えていると判断されると、前記等価利得の結合モードを表わすモード信号を生成する段階と、
    （ａ２４４）前記差が前記第２の臨界値を超えていないと判断されると、前記選択結合モードを表わすモード信号を生成する段階とを備え、
    前記（ａ２４１）段階、（ａ２４２）段階、（ａ２４３）段階及び（ａ２４４）段階は前記（ａ２１）段階及び（ａ２２）段階と同時に実行されることを特徴とする請求項２１に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
25. 前記（ａ２３）段階は、
    （ａ２５１）前記チャネルのダウンリンク特性から前記移動局の位置角の広がり度を求める段階と、
    （ａ２５２）前記広がり度の平均値が第３の臨界値を超えているか否かについて判断する段階と、
    （ａ２５３）前記平均値が前記第３の臨界値を超えていると判断されると、前記等価利得の結合モードを表わすモード信号を生成する段階と、
    （ａ２５４）前記平均値が前記第３の臨界値を超えていないと判断されると、前記選択結合モードを表わすモード信号を生成する段階と、
    を備え、
    前記（ａ２５１）段階、（ａ２５２）段階、（ａ２５３）段階及び（ａ２５４）段階は前記（ａ２１）段階及び（ａ２２）段階と同時に実行されることを特徴とする請求項２１に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
26. 前記（ａ３）段階は、
    （ａ３１１）前記ビーム数に該当するテーブルに記憶された係数を用いて前記有効なベーシスベクトルを結合して前記重み付け値ベクトルを求める段階と、
    （ａ３１２）前記（ａ３１１）段階で求めた前記重み付け値ベクトルの各々と前記チャネルのダウンリンク特性とを乗算し、このようにして乗算して得られた結果の各々でノルムの２乗を取り、このようにして受信電力を求める段階と、
    （ａ３１３）前記受信電力の中で最も大きい前記最大受信電力を探し出し、前記重み付け値ベクトルを求める時に用いられた前記係数が位置した前記インデックスを前記短期情報として決定する段階とを備えることを特徴とする請求項１７に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
27. 前記（ａ３）段階は、
    （ａ３２１）前記ビーム数及び前記モード信号に該当するテーブルに記憶された係数を用いて前記有効なベーシスベクトルを結合して前記重み付け値ベクトルを求める段階と、
    （ａ３２２）前記（ａ３２１）段階で求めた前記重み付け値ベクトルの各々と前記チャネルのダウンリンク特性とを乗算し、このようにして乗算して得られた結果の各々でノルムの２乗を取り、このようにして受信電力を求める段階と、
    （ａ３２３）前記受信電力の中で最も大きい前記最大受信電力を探し出し、前記重み付け値ベクトルを求める時に用いられた前記係数が位置した前記インデックスを前記短期情報として決定する段階と、
    を備えることを特徴とする請求項１８に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
28. 前記（ｂ１）段階は、
    （ｂ１１）受信された前記フィードバック信号から前記長期情報及び前記短期情報を復元する段階と、
    （ｂ１２）前記ビーム数毎に予め決定されて結合される前記有効なベーシスベクトルの前記係数が、前記インデックス毎に異なると共に、前記基地局に含まれるテーブルの中で前記長期情報に含まれる前記ビーム数に対応させて該当するテーブルを選択し、このようにして選択した前記テーブルから前記短期情報に対応させて該当する係数を抽出する段階と、
    （ｂ１３）前記（ｂ１２）段階で抽出した係数を用いて、前記長期情報に含まれる前記有効なベーシスベクトルを結合して前記複数の重み付け値ベクトルを求める段階と、
    を備えることを特徴とする請求項２０に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
29. 前記（ｂ１２）段階は、前記ビーム数毎に、及び前記結合モード毎に予め決定されて結合される前記有効なベーシスベクトルの前記係数が、前記インデックス毎に異なると共に、前記基地局に含まれるテーブルの中で前記長期情報に含まれる前記ビーム数、及び前記モード信号に対応させて該当するテーブルを選択し、このようにして選択した前記テーブルから前記短期情報に対応させて該当する係数を抽出することを特徴とする請求項２８に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
30. 前記（ｂ１３）段階は、前記（ｂ１２）段階で抽出した係数、及び前記長期情報に含まれる前記固有値を用いて、前記長期情報に含まれる前記有効なベーシスベクトルを結合させて前記複数の重み付け値ベクトルを求めることを特徴とする請求項２８に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
31. 前記（ｂ１３）段階は、前記（ｂ１２）段階で抽出した係数、及び前記長期情報に含まれる前記固有値を用いて、前記長期情報に含まれる前記有効なベーシスベクトルを結合させて前記複数の重み付け値ベクトルを求めることを特徴とする請求項２９に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
32. 前記選択された結合モードに該当する前記テーブルに含まれる前記係数［ａ_i（ｂ）］（ｉは０≦ｉ≦Ｎ_B−１を満たす整数であり、Ｎ_Bは前記ビーム数を表わし、ｂは前記インデックスを表わし、０≦ｂ≦Ｎ_B−１を満たす整数である）は、以下の式（８）に基づいて予め求められることを特徴とする請求項２２に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
    

    
33. 前記等価利得の結合モードに該当する前記テーブルに含まれる前記係数［ａ_i（ｂ）］（ｉは０≦ｉ≦Ｎ_B−１の範囲内の整数であり、Ｎ_Bは前記ビーム数を表わし、ｂは前記インデックスを表わし、０≦ｂ≦Ｂ^EG−１の範囲内の整数であり、Ｂ^EG＝４^NB-1である）は、以下の式（９）に基づいて求められることを特徴とする請求項２２に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
    

    

    前記式（９）中、ｃ（ｂ）＝ｇｒａｙ＿ｅｎｏｒｄｅｒ（ｂ、Ｂ^EG）であり、ｄ（ｃ（ｂ）、ｉ）は以下の式（７）で表される関数である。
    

    

    前記式（７）中、以下の式（Ｃ）で表される形態はｌをｍで割ったときの数値の整数部分を表わし、ｍｏｄｅ（ｌ’、ｍ’）はｌ’をｍ’で割ったときの余りを表わす。
    

    
34. 前記（ａ３）段階で用いられる前記係数が記憶されたテーブルは、選択された結合モードに該当するテーブルであることを特徴とする請求項１７に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
35. 前記（ａ３）段階で用いられる前記係数が記憶されたテーブルは、等価利得の結合モードに該当するテーブルであることを特徴とする請求項１７に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
36. アンテナアレイを有する基地局及び移動局を有する移動体通信装置であって、
    前記基地局から送信された信号から前記各アンテナのチャネルのダウンリンク特性を決定し、このようにして決定した前記ダウンリンク特性から前記アンテナ毎のチャネルの短期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された短期情報を決定し、このようにして決定した前記短期情報をフィードバック信号に変換して前記基地局に送信する移動局と、
    前記移動局から送信された信号から前記各アンテナのチャネルのアップリンク特性を決定し、このようにして決定したアップリンク特性を用いて決定された、前記アンテナ毎のチャネルの長期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された長期情報、及び受信された前記フィードバック信号から復元された前記短期情報を用いて複数の重み付け値ベクトルを抽出し、専用の物理チャネル信号を多重化した結果と抽出された前記複数の重み付け値ベクトルとを各々乗算し、少なくとも一つのパイロットチャネル信号、及び前記長期情報を用いて求めたベーシスパイロット信号を前記乗算された結果に各々加算し、このようにして加算して得られた結果を、前記アンテナアレイを介して前記移動局に送信する基地局と、
    を備え、
    前記長期情報は、前記チャネルのダウンリンク特性から生成されたベーシスベクトル及び固有値と、前記ベーシスベクトルの中で有効なベクトルの数であるビーム数とを含む
    ことを特徴とするアンテナアレイを含む移動体通信装置。
37. 前記移動局は、前記基地局から送信された信号から復元された前記長期情報、及び前記ダウンリンク特性を用いて前記短期情報を決定し、
    前記基地局は、このようにして決定された前記長期情報を、無線信号に変換して前記移動局に送信することを特徴とする請求項３６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
38. 前記移動局は、前記基地局から送信された信号を受信し、このようにして受信した信号から前記各アンテナのチャネルの前記ダウンリンク特性を時空間的に決定し、このようにして決定した前記ダウンリンク特性を出力する移動局のチャネル特性決定部と、
    インデックスと有効なベーシスベクトルの係数とを関連付けたテーブルを予め決定して記憶する第３の係数記憶部と、
    与えられた単位ベーシスベクトルを前記第３の係数記憶部から読み出される前記係数により結合させて重み付け値ベクトルを求め、前記重み付け値ベクトル及びチャネルの前記ダウンリンク特性を用いて最大受信電力を与える前記インデックスを決定して前記短期情報として出力する第２の短期情報決定部と、
    このようにして決定した前記短期情報を前記フィードバック信号に変換する移動局の信号変換部と、
    を備え、
    前記第２の短期情報決定部で決定されたインデックスに該当する前記重み付け値ベクトルは、前記複数の重み付け値ベクトルに該当し、
    前記移動局の信号変換部で変換された結果は、前記基地局に送られることを特徴とする請求項３６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
39. 前記移動局は、
    前記基地局から送信された信号を受信し、このようにして受信した信号から前記各アンテナのチャネルの前記ダウンリンク特性を時空間的に決定し、このようにして決定した前記ダウンリンク特性を出力する移動局のチャネル特性決定部と、
    前記基地局から送信された信号を受信し、このようにして受信した信号から前記長期情報を復元し、このようにして復元した前記長期情報を出力する第２の情報復元部と、
    結合される有効なベーシスベクトルの係数が、インデックス毎に異なるテーブルを前記長期情報毎に予め決定して記憶し、前記テーブルの中で前記第２の情報復元部から入力された前記長期情報に該当するテーブルに記憶された前記係数を出力する第４の係数記憶部と、
    与えられた単位ベーシスベクトルを前記第４の係数記憶部から読み出される前記係数により結合させて重み付け値ベクトルを求め、前記重み付け値ベクトル及び前記ダウンリンク特性を用いて最大受信電力を与える前記インデックスを決定して前記短期情報として出力する第２の短期情報決定部と、
    このようにして決定した前記短期情報を前記フィードバック信号に変換する移動局の信号変換部と、
    を備え、
    前記第２の短期情報決定部で決定されたインデックスに該当する前記重み付け値ベクトルは、前記複数の重み付け値ベクトルに該当し、
    前記移動局の信号変換部で変換されて得られた結果は、前記基地局に送られることを特徴とする請求項３７に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
40. 前記第２の短期情報決定部は、
    前記第３の係数記憶部から入力された前記係数を用いて前記単位ベーシスベクトルを結合し、このように結合した結果を、前記重み付け値ベクトルとして出力する第３のベーシスベクトル結合部と、
    前記第３のベーシスベクトル結合部から入力された前記重み付け値ベクトルの各々と前記ダウンリンク特性とを乗算し、このようにして乗算して得られた結果でノルムの２乗を取り、これを受信電力として出力する受信電力計算部と、
    前記受信電力計算部から入力された前記受信電力の中の最大値を、前記最大受信電力として探し出し、前記重み付け値ベクトルを求めるときに用いられた前記係数が位置する前記インデックスを前記短期情報として出力する最大電力発見部と、
    を備えることを特徴とする請求項３８に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
41. 前記基地局は、
    前記移動局から送信された信号から前記アップリンク特性を決定し、このようにして決定した前記アップリンク特性を用いて前記長期情報を決定する基地局長期情報決定部と、
    前記アンテナアレイを介して受信された前記フィードバック信号から前記短期情報を復元し、このようにして復元した前記短期情報及び前記基地局長期情報決定部で決定された前記長期情報を用いて前記複数の重み付け値ベクトルを抽出する第２の重み付け値抽出部と、
    前記専用の物理チャネル信号を多重化し、このように多重化して得られた結果を出力する多重化部と、
    前記多重化部で多重化して得られた結果を、前記第２の重み付け値抽出部から入力された前記複数の重み付け値ベクトルと各々乗算し、このようにして乗算して得られた結果を出力する乗算部と、
    前記少なくとも一つのパイロットチャネル信号及び前記基地局長期情報決定部で決定された前記長期情報を用いて前記ベーシスパイロット信号を生成するベーシスパイロット信号生成部と、
    前記乗算部から入力され、前記乗算が実行されて得られた結果に、前記ベーシスパイロット信号を加算し、このように加算して得られた結果を出力する加算部と、
    を備え、
    前記加算部で加算して得られた結果は、前記アンテナアレイを介して前記移動局に送られることを特徴とする請求項３８に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
42. 前記基地局は、
    前記移動局から送信された信号から前記アップリンク特性を決定し、このようにして決定した前記アップリンク特性を用いて前記長期情報を決定する基地局長期情報決定部と、
    前記アンテナアレイを介して受信された前記フィードバック信号から前記短期情報を復元し、このようにして復元した前記短期情報、及び前記基地局長期情報決定部で決定された前記長期情報を用いて前記複数の重み付け値ベクトルを抽出する第３の重み付け値抽出部と、
    前記専用の物理チャネル信号を多重化し、このように多重化して得られた結果を出力する多重化部と、
    前記多重化部で多重化が実行されて得られた結果を、前記第３の重み付け値抽出部から入力された前記複数の重み付け値ベクトルと乗算し、このように乗算して得られた結果を出力する乗算部と、
    前記少なくとも一つのパイロットチャネル信号、及び前記基地局長期情報決定部で決定された前記長期情報を用いて前記ベーシスパイロット信号を生成するベーシスパイロット信号生成部と、
    前記基地局長期情報決定部で決定された前記長期情報を無線信号に変換する基地局信号変換部と、
    前記乗算部から入力され、前記乗算が実行されて得られた結果に、前記ベーシスパイロット信号を加算し、このように加算して得られた結果を出力する加算部と、
    を備え、
    前記加算部で加算が実行されて得られた結果、及び前記基地局信号変換部で変換が実行されて得られた結果は、前記アンテナアレイを介して前記移動局に送られることを特徴とする請求項３９に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
43. 前記第２の重み付け値抽出部は、
    受信された前記フィードバック信号から前記短期情報を復元し、このようにして復元した前記短期情報を出力する第３の情報復元部と、
    結合される前記有効なベーシスベクトルの係数が、インデックス毎に異なるテーブルが予め決定されて記憶され、前記第３の情報復元部から入力された前記短期情報に該当する前記係数を出力する第５の係数記憶部と、
    前記第５の係数記憶部から入力された前記係数、及び前記基地局長期情報決定部から入力された前記長期情報に含まれる前記有効なベーシスベクトルを結合し、このように結合して得られた結果を前記複数の重み付け値ベクトルとして前記乗算部に出力する第４のベーシスベクトル結合部とを備えることを特徴とする請求項４１に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
44. 前記第５の係数記憶部は前記テーブルを前記長期情報毎に予め決定して記憶し、前記基地局長期情報決定部で決定された前記長期情報、及び前記第３の情報復元部から入力された前記短期情報に該当する係数を前記第４のベーシスベクトル結合部に出力することを特徴とする請求項４３に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
45. 前記基地局長期情報決定部は、
    前記移動局から送信された信号から前記各アンテナのチャネルの前記アップリンク特性を決定する基地局チャネル特性決定部と、
    前記基地局チャネル特性決定部で決定された前記アップリンク特性からアップリンクの長期時空共分散行列を生成するアップリンクの長期時空共分散行列生成部と、
    前記アップリンクの長期時空共分散行列をダウンリンクの長期時空共分散行列に変換するチャネル情報変換部と、
    前記チャネル情報変換部から入力された前記ダウンリンクの長期時空共分散行列から固有分析法により前記長期情報を生成する長期情報生成部と、
    を備えることを特徴とする請求項４３に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
46. 前記長期情報生成部は、
    前記固有分析法により生成された前記長期情報及び前記アップリンク特性を用いてモード信号を生成する第２のモード信号生成部を備えることを特徴とする請求項４５に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
47. 前記第２のモード信号生成部は、
    前記アップリンクの長期時空共分散行列からアップリンクの短期時空共分散行列を計算するアップリンクの短期時空共分散行列計算部と、
    前記アップリンクの短期時空共分散行列、前記第５の係数記憶部から入力された前記係数、及び前記長期情報生成部から入力された前記長期情報に含まれる前記有効なベーシスベクトルを用いて期待値Ｅ^SL、及び期待値Ｅ^EGを以下の式（２）を用いて計算する期待値計算部と、前記期待値Ｅ^SL及び期待値Ｅ^EGを比較し、このように比較して得られた結果に対応させて前記モード信号を生成する第１の比較部と、
    を備えることを特徴とする請求項４６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
    

    

    前記式（２）中、以下の記号（Ｓ１）は前記ダウンリンクの短期時空共分散行列を表わし、以下の式（Ａ）、以下の式（Ｂ）、以下の記号（Ｓ４）はＷ_sの共役前置行列を表わし、以下の記号（Ｓ５）はＷ_eの共役前置行列を表わす。
    

    

    

    前記式（Ａ）中、Ｖ_iは前記有効なベーシスベクトルを表わし、ｂは前記インデックスを表わし、Ｎ_Bは前記有効なベーシスベクトルの数であるビーム数を表わし、以下の記号（Ｓ２）は前記第５の係数記憶部から入力された係数の中から選択された結合モードで決定された係数を表わす。
    

    

    

    前記式（Ｂ）中、以下の記号（Ｓ３）は前記第５の係数記憶部から入力された係数の中で等価利得の結合モードで決定された係数を表わす。
    

    

    

    
48. 前記第２のモード信号生成部は、
    前記チャネルのアップリンク特性から前記移動局の位置角を計算する位置角計算部と、
    隣り合う前記位置角間の差と第２の臨界値とを比較し、このように比較して得られた結果に対応させて前記モード信号を生成する第２の比較部と、
    を備えることを特徴とする請求項４６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
49. 前記第２のモード信号生成部は、
    前記チャネルのアップリンク特性から前記移動局の位置角の広がり度を計算する広がり度計算部と、
    前記広がり度の平均値を第３の臨界値と比較し、このように比較して得られた結果に対応させて前記モード信号を生成する第３の比較部と、
    を備えることを特徴とする請求項４６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
50. 前記第２のモード信号生成部は、
    固有値の中で最大の固有値とその次に大きい固有値との間の差と第４の臨界値とを比較し、このように比較して得られた結果を、前記モード信号として出力する第４の比較部を備え、
    前記固有値は、前記長期情報生成部で前記固有分析法により、前記ダウンリンクの長期時空共分散行列から生成されて前記長期情報に含まれることを特徴とする請求項４６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
51. 前記ベーシスパイロット信号生成部は、
    前記有効なベーシスベクトルの数であるビーム数のみの前記パイロットチャネル信号と前記有効なベーシスベクトルとを乗算し、このように乗算して得られた結果を加算し、このように加算して得られた結果を前記ベーシスパイロット信号として前記加算部に出力することを特徴とする請求項４１に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
52. 前記ベーシスパイロット信号生成部は、
    前記有効なベーシスベクトルの大きさを調整し、前記有効なベーシスベクトルの数であるビーム数のみの前記パイロットチャネル信号と、このように調整された大きさを有する前記有効なベーシスベクトルとを乗算し、このようにして乗算された結果を加算し、このように加算して得られた結果を前記ベーシスパイロット信号として前記加算部に出力することを特徴とする請求項４１に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
53. アンテナアレイを有する基地局及び移動局を有する移動体通信装置で実行されるアンテナアレイを含む移動体通信方法であって、
    （ａ）前記基地局から送信された信号から前記各アンテナのチャネルのダウンリンク特性を決定し、このようにして決定した前記ダウンリンク特性から前記アンテナ毎のチャネルの短期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された短期情報を決定し、このように決定した前記短期情報をフィードバック信号に変換して前記基地局に送信する段階と、
    （ｂ）前記移動局から送信された信号から前記各アンテナのチャネルのアップリンク特性を決定し、このようにして決定した前記アップリンク特性を用いて決定された、前記アンテナ毎のチャネルの長期相関特性を反映した複数の重み付け値ベクトルより構成された長期情報、及び受信された前記フィードバック信号から復元された前記短期情報を用いて複数の重み付け値ベクトルを抽出し、専用の物理チャネル信号を多重化した結果と抽出された前記複数の重み付け値ベクトルとを各々乗算し、前記少なくとも一つのパイロットチャネル信号及び前記長期情報を用いて求めたベーシスパイロット信号を前記乗算された結果に各々加算し、このように加算して得られた結果を前記アンテナアレイを介して前記移動局に送信する段階と、
    を備え、
    前記長期情報は、前記チャネルのダウンリンク特性から生成されたベーシスベクトル及び固有値と、前記ベーシスベクトルの中で有効なベクトルの数であるビーム数とを含む
    ことを特徴とするアンテナアレイを含む移動体通信方法。
54. 前記（ａ）段階は、前記基地局から送信された信号から復元された前記長期情報、及び前記ダウンリンク特性を用いて前記短期情報を決定し、
    前記（ｂ）段階は、このようにして決定された前記長期情報を無線信号に変換して前記移動局に送信することを特徴とする請求項５３に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
55. 前記（ａ）段階は、
    （ａ１）前記基地局から送信された信号を受信し、このようにして受信した信号から前記各アンテナのチャネルの前記ダウンリンク特性を時空間的に決定する段階と、
    （ａ２）インデックスと有効なベーシスベクトルの係数とを関連付けたテーブルで該当する係数により単位ベーシスベクトルを結合させて重み付け値ベクトルを求め、前記重み付け値ベクトル及びチャネルの前記ダウンリンク特性を用いて最大受信電力を与える前記インデックスを決定して前記短期情報を求める段階と、
    （ａ３）このように決定された前記短期情報を前記フィードバック信号に変換する段階とを備え、
    前記（ａ２）段階で決定されたインデックスに該当する前記重み付け値ベクトルは前記複数の重み付け値ベクトルに該当し、
    前記（ａ３）段階で変換された結果は前記基地局に送られることを特徴とする請求項５３に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
56. 前記（ａ）段階は、
    （ａ１）前記基地局から送信された信号を受信し、このようにして受信した信号から前記各アンテナのチャネルの前記ダウンリンク特性を時空間的に決定し、前記長期情報を復元する段階と、
    （ａ２）結合される有効なベーシスベクトルの係数が、インデックス毎に異なる予め決定されたテーブルの中で前記（ａ１）段階で復元された前記長期情報に該当するテーブルに記憶された前記係数により単位ベーシスベクトルを結合させて重み付け値ベクトルを求め、前記重み付け値ベクトル及び前記ダウンリンク特性を用いて最大受信電力を与える前記インデックスを決定して前記短期情報を求める段階と、
    （ａ３）このようにして決定された前記短期情報を前記フィードバック信号に変換する段階と、
    を備え、
    前記（ａ２）段階で決定されたインデックスに該当する前記重み付け値ベクトルは前記複数の重み付け値ベクトルに該当し、
    前記（ａ３）段階で変換して得られた結果が前記基地局に送られることを特徴とする請求項５４に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
57. 前記（ａ２）段階は、
    （ａ２１）前記係数を用いて前記単位ベーシスベクトルを結合させて前記重み付け値ベクトルを求める段階と、
    （ａ２２）前記（ａ２１）段階で求めた前記重み付け値ベクトルの各々と前記ダウンリンク特性とを乗算し、このように乗算して得られた結果でノルムの２乗を取り、このようにして受信電力を求める段階と、
    （ａ２３）前記受信電力の中の最大値を前記最大受信電力として探し出し、前記重み付け値ベクトルを求める時に用いられた前記係数が位置した前記インデックスを前記短期情報として決定する段階とを備えることを特徴とする請求項５５に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
58. 前記（ｂ）段階は、
    （ｂ１）前記移動局から送信された信号から前記アップリンク特性を決定し、このようにして決定した前記アップリンク特性を用いて前記長期情報を決定する段階と、
    （ｂ２）前記アンテナアレイを介して受信された前記フィードバック信号から前記短期情報を復元し、このようにして復元した前記短期情報及び前記（ｂ１）段階で決定された前記長期情報を用いて前記複数の重み付け値ベクトルを抽出する段階と、
    （ｂ３）専用の物理チャネル信号を多重化する段階と、
    （ｂ４）前記（ｂ３）段階で多重化して得られた結果を、前記（ｂ２）段階で抽出された前記複数の重み付け値ベクトルと各々乗算する段階と、
    （ｂ５）前記少なくとも一つのパイロットチャネル信号、及び前記（ｂ１）段階で決定された前記長期情報を用いて前記ベーシスパイロット信号を生成する段階と、
    （ｂ６）前記（ｂ４）段階で乗算して得られた結果に前記ベーシスパイロット信号を加算する段階と、
    を備え、
    前記（ｂ６）段階で加算して得られた結果は、前記アンテナアレイを介して前記移動局に送られ、
    前記（ｂ２）段階は、
    （ｂ２１）受信された前記フィードバック信号から前記短期情報を復元する段階と、
    （ｂ２２）結合される前記有効なベーシスベクトルの係数が、インデックス毎に異なる予め決定されたテーブルから前記短期情報に該当する係数を抽出する段階と、
    （ｂ２３）抽出された前記係数及び前記（ｂ１）段階で決定された前記長期情報を用いて前記複数の重み付け値ベクトルを求める段階と、
    を備えることを特徴とする請求項５５に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
59. 前記（ｂ）段階は、
    （ｂ１）前記移動局から送信された信号から前記アップリンク特性を決定し、このようにして決定した前記アップリンク特性を用いて前記長期情報を決定する段階と、
    （ｂ２）前記アンテナアレイを介して受信された前記フィードバック信号から前記短期情報を復元し、このようにして復元した前記短期情報及び前記（ｂ１）段階で決定された前記長期情報を用いて前記複数の重み付け値ベクトルを抽出する段階と、
    （ｂ３）専用の物理チャネル信号を多重化する段階と、
    （ｂ４）前記（ｂ３）段階で多重化して得られた結果を前記複数の重み付け値ベクトルと各々乗算する段階と、
    （ｂ５）前記少なくとも一つのパイロットチャネル信号及び前記（ｂ１）段階で決定された前記長期情報を用いて前記ベーシスパイロット信号を生成する段階と、
    （ｂ６）前記（ｂ４）段階で乗算して得られた結果に前記ベーシスパイロット信号を加算する段階と、
    （ｂ７）前記（ｂ１）段階で決定された前記長期情報を無線信号に変換する段階と、
    を備え、
    前記（ｂ２）段階は、
    （ｂ２１）受信された前記フィードバック信号から前記短期情報を復元する段階と、
    （ｂ２２）結合される前記有効なベーシスベクトルの係数が、インデックス毎に異なる前記長期情報毎に予め決定されたテーブルから前記短期情報、及び前記（ｂ１）段階で決定された前記長期情報に該当する係数を抽出する段階と、
    （ｂ２３）抽出された前記係数、及び前記（ｂ１）段階で決定された前記長期情報を用いて前記複数の重み付け値ベクトルを求める段階と、
    を備え
    前記（ｂ６）段階で加算して得られた結果、及び前記（ｂ７）段階で変換された結果は、前記アンテナアレイを介して前記移動局に送られることを特徴とする請求項５６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
60. 前記（ｂ１）段階は、
    （ｂ１１）前記移動局から送信された信号から前記各アンテナのチャネルの前記アップリンク特性を決定する段階と、
    （ｂ１２）前記（ｂ１１）段階で決定された前記アップリンク特性からアップリンクの長期時空共分散行列を生成する段階と、
    （ｂ１３）前記アップリンクの長期時空共分散行列をダウンリンクの長期時空共分散行列に変換する段階と、
    （ｂ１４）前記（ｂ１３）段階で変換された前記ダウンリンクの長期時空共分散行列から前記長期情報を固有分析法により生成する段階とを備えることを特徴とする請求項５８に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
61. 前記（ｂ１４）段階は、
    （ｂ１４１）前記固有分析法により生成された前記長期情報、及び前記アップリンク特性を用いてモード信号を生成する段階を備えることを特徴とする請求項６０に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
62. 前記（ｂ１４１）段階は、
    固有値の中の最大の固有値とその次に大きい固有値との差を求める段階と、
    前記差が第４の臨界値よりも小さいか否かについて判断する段階と、
    前記差が前記第４の臨界値よりも小さいと判断されると、選択された結合モードを表わす前記モード信号を生成する段階と、
    前記差が前記第４の臨界値よりも小さくないと判断されると、前記等価利得の結合モードを表わす前記モード信号を生成する段階とを備え、
    前記固有値は前記（ｂ１４）段階で前記固有分析法により前記ダウンリンクの長期時空共分散行列から生成されて前記長期情報に含まれることを特徴とする請求項６１に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
63. 前記（ｂ５）段階は、
    前記有効なベーシスベクトルの数であるビーム数のみの前記パイロットチャネル信号と前記有効なベーシスベクトルとを乗算し、このようにして乗算された結果を加算し、このように加算して得られた結果を前記ベーシスパイロット信号として決定し、前記（ｂ６）段階に進むことを特徴とする請求項５８に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
64. 前記（ｂ５）段階は、
    前記有効なベーシスベクトルの大きさを調整し、前記有効なベーシスベクトルの数であるビーム数のみの前記パイロット信号と、このように調整された大きさを有する前記有効なベーシスベクトルとを乗算し、このように乗算して得られた結果を加算し、このように加算して得られた結果を前記ベーシスパイロット信号として決定し、前記（ｂ６）段階に進むことを特徴とする請求項５８に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
65. 前記多重化部は、
    前記専用の物理チャネル信号とスプレッド／スクランブル信号とを乗算し、このように乗算して得られた結果を前記多重化された結果として出力する乗算器を備えることを特徴とする請求項６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
66. 前記多重化して得られた結果は、前記専用の物理チャネル信号とスプレッド／スクランブル信号とを乗算して得られたものであることを特徴とする請求項１６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
67. 前記多重化部は、
    ユーザ毎に異なる前記専用の物理チャネル信号を時分割多重化し、その結果を前記多重化された結果として出力する時分割多重化部を備えることを特徴とする請求項６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
68. 前記多重化して得られた結果は、ユーザ毎に異なる前記専用の物理チャネル信号を時分割多重化して得られたものであることを特徴とする請求項１６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。
69. 前記パイロットチャネル信号は、共通パイロットチャネル信号、専用のパイロットチャネル信号または２次共通パイロットチャネル信号であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナアレイを含む移動体通信装置。
70. 前記パイロットチャネル信号は、共通パイロットチャネル信号、専用のパイロットチャネル信号または２次共通パイロットチャネル信号であることを特徴とする請求項１６に記載のアンテナアレイを含む移動体通信方法。

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