JP4575428B2 - 通信装置、送信装置及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のアンテナから異なる信号を送信するＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）通信方式における通信装置、送信装置及び通信方法に関する。

近年、画像等の大容量のデータ通信を可能にする技術としてＭＩＭＯ（Multi-Input / Multi-Output）通信が注目されている。ＭＩＭＯ通信では送信側の複数のアンテナからそれぞれ異なる送信データ（サブストリーム）を送信し、受信側では伝搬路上で混ざり合った複数の送信データを伝搬路推定値を用いて元の送信データに分離する。

実際上、ＭＩＭＯ通信では、送信装置から送信された信号を、送信装置の数と同数又はそれよりも多いアンテナ数で受信し、当該各アンテナによって受信された信号にそれぞれ挿入されているパイロット信号に基づいてアンテナ間の伝搬路特性を推定する。

この推定された伝搬路特性Ｈは、例えば送信側アンテナが２つであり、受信アンテナが２つである場合には、２×２の行列によって表される。ＭＩＭＯ通信では、求めた伝搬路特性Ｈの逆行列と、各受信アンテナで得られた受信信号とに基づいて、各送信アンテナから送信された送信信号（サブストリーム）を求める。

図１Ａを用いて、送信機１０と受信機２０のアンテナ数がそれぞれ２つの場合のＭＩＭＯ通信の原理を説明する。ここで送信機１０のアンテナ１１、１２から送信される信号をそれぞれＴＸ１、ＴＸ２とし、受信機２０のアンテナ２１、２２により受信される信号をそれぞれＲＸ１、ＲＸ２とする。このとき、受信信号（ＲＸ１、ＲＸ２）は、図１Ｂに示す（式１）で表すことができる。

ただし、（式１）において、Ａは送信アンテナ１１と受信アンテナ２１との間の伝搬路特性、Ｂは送信アンテナ１２と受信アンテナ２１との間の伝搬路特性、Ｃは送信アンテナ１１と受信アンテナ２２との間の伝搬路特性、Ｄは送信アンテナ１２と受信アンテナ２２との間の伝搬路特性を表すものとする。

このとき、例えば、受信機２０向けに送信された信号がＴＸ１のみであった場合、ＴＸ２は受信機２０にとっては干渉信号となり、アンテナ２１で受信する信号には、希望信号成分および干渉信号成分の両方を含むこととなる。アンテナ２２についても同様である。

受信信号から上述した干渉信号成分を除去（補償）して送信信号（ＴＸ１、ＴＸ２）を得るためには、（式２）に示すように、４つの伝搬路特性Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄからなる行列の逆行列を求める必要がある。このため送信機１０では、送信信号に伝搬路推定用の既知信号（例えばパイロット信号）を挿入した信号を送信し、受信機２０では、この既知信号に基づいて伝搬路推定を行い、伝搬路特性Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求め、上記の逆行列を求める。

実際に、受信信号（ＲＸ１、ＲＸ２）から送信信号（ＴＸ１、ＴＸ２）を求める手順としては、（式２）に示す逆行列演算のみによってサブストリーム（各データ）を分離するＺＦ（Zero-Forcing）演算や、誤差を最小にするように分離するＭＭＳＥ（Minimum Mean
Square Error）演算などが使用される。

このようにＭＩＭＯ通信においては、同一時間に同一周波数で送られた複数の信号を、理論上、受信機でそれぞれ分離することができるので、高速大容量の通信が可能となる。

ところで、ＭＩＭＯ通信方式については、送信側では、消費電力が大きい電力増幅器を備える無線部を用いた送信系統を複数必要とする。このため、ＭＩＭＯ通信方式を上り回線に適用した場合、受信機２０の消費電力が非常に大きくなることが知られている。また、ＭＩＭＯ通信方式におけるスループットは下り回線が重要視されている。これらの理由からＭＩＭＯ通信方式は、下り回線のみに使用されることが一般的となっている。

このようなＭＩＭＯ通信方式では、非特許文献１に示すように、スループットをさらに向上させるため、アンテナ毎に独立に伝送レートを設定し、各アンテナ毎の伝送レート設定用信号であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を送信する方法が検討されている。

ＣＱＩは、受信機２０において復調可能なパケットデータの変調方式及び符号化率を示す信号であり、送信機１０、例えば、基地局は、ＲＮＣ（Radio Network Controller）等の上位装置が設定した周期にて、ＣＱＩを受信機２０から送信してもらう。このＣＱＩを受信した送信機１０は、受信機２０から送られてきたＣＱＩを用いてスケジューリングを行うと共に最適な変調方式及び符号化率等をアンテナ毎に独立に選択する。そして、送信機１０は、選択した変調方式及び符号化率等を用いて送信データを変調及び符号化し、スケジューリング結果に基づいて受信機２０へデータを送信する。これにより、電波伝搬環境に応じて伝送レートを適応的に変えて、大容量のデータを送信機１０から受信機２０へ送信することができる。
3GPP TS25.876

しかしながら、従来のアンテナ毎に独立に伝送レートを設定するＭＩＭＯ通信方式では、送信機（送信装置）は、アンテナ数分の伝送レート要求信号（ＣＱＩ）を通信相手に送信しているため、受信機側から送信側に送信される伝送レート要求信号量がアンテナ数倍になる。よって、受信側から伝送レート要求信号を送信する際に、他の受信機（ユーザ）への干渉が増大するとともに、受信機の消費電力が増大するという問題がある。

本発明の目的は、伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減して送信することができ、伝送レート要求信号を送信する際の干渉及び消費電力を削減できる通信装置、送信装置及び通信方法を提供することである。

本発明の通信装置は、通信相手の複数の送信アンテナから送信された複数のデータを、受信する受信部と、受信された前記複数のデータのうち、少なくとも１つのデータに対して算出されたＣＱＩを、前記通信相手に送信する送信部と、前記送信部における前記ＣＱＩの送信を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記複数のデータのそれぞれに対する前記ＣＱＩの差を所定の値と比較して、前記所定の値より大きい場合、前記複数のデータの数よりも少ない数のデータに対する前記ＣＱＩを送信するように制御する構成を採る。

以上説明したように、本発明によれば、ＭＩＭＯ通信方式において、伝送効率をほとんど低下させることなく、ＣＱＩを削減して送信することができ、ＣＱＩを送信する際の干渉及び消費電力を削減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１に係る通信装置である端末装置１００の構成を示すブロック図である。

この実施の形態１の端末装置１００は、ＭＩＭＯ通信方式において、通信相手の各送信アンテナにおける伝送レート要求信号の差が所定の値より小さい場合は、１本分のアンテナの伝送レート要求信号のみを送信することによって、伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減し、伝送レート要求信号を送信する際の干渉及び消費電力の削減を図ることである。また、この実施の形態の端末装置１００については、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）通信方式を用いたものとして説明する。

図２に示す端末装置（通信装置）１００は、送信データに対して送信制御を行う送信制御部１２０と、送信されるデータに対して変調処理を行うとともに符号化処理を行う変調符号化部１２５と、無線周波数帯に周波数変換する送信部１３２と、送信アンテナ１３４とを有する。さらに、端末装置１００は、受信アンテナ１４０、１５０と、受信部１４２、１５２と、干渉補償部１６０と、伝送レート要求生成部１４４、１５４と、比較部１６３、Ｐ／Ｓ（パラレル−シリアル）変換部（図２では「Ｐ／Ｓ」で示す）１６４と、選択部１６５、復号部１６６、Ｓ／Ｐ（シリアル−パラレル）変換部（図２では「Ｓ／Ｐ」で示す）１６８とを有する。

送信制御部１２０は、送信装置（基地局）２００に送信する送信信号の送信制御を行うものであり、送信信号を格納して、送信時刻に変調符号化部１２５に出力する。

また、送信制御部１２０は、伝送レート要求生成部１４４、１５４から入力される各通信相手の送信アンテナ２１０、２２０毎の伝送レート要求信号や、Ｓ／Ｐ変換部１６８からの再送要求信号に基づいて送信制御を行う。

さらに、送信制御部１２０は、選択部１６５から入力される選択結果に基づいて伝送レート要求信号の送信制御を行う。具体的には、送信制御部１２０は、選択部１６５によって選択される通信相手の全アンテナ数分の伝送レート要求信号または１本の送信アンテナ分の伝送レート要求信号に対応して伝送レート要求信号の送信制御を行う。

変調符号化部１２５は、送信データを変調処理するとともに符号化処理して送信部１３
２に出力する。変調処理及び符号化処理が施された送信信号は、送信部１３２において無線周波数帯に周波数変換され、送信アンテナ１３４を介して送信される。

受信アンテナ１４０、１５０は、通信相手（ここでは、図３に示す送信装置２００）から送信されたデータを受信して、対応する受信部１４２、１５２にそれぞれ出力する。

受信部１４２、１５２は、受信アンテナ１４０、１５０が受信した無線周波数帯の信号である受信信号に対して周波数変換を行い、ベースバンド帯の信号を得て干渉補償部１６０に出力する。

干渉補償部１６０は、ベースバンド帯の信号に変換された受信信号に干渉補償処理を施して、通信相手の各送信アンテナから送信されたデータを得ることができ、得た送信データを伝送レート要求生成部１４４、１５４及びＰ／Ｓ変換部１６４に出力する。

伝送レート要求生成部１４４、１５４は、通信相手の各アンテナ（例えば、図３に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）毎に回線品質推定を行い、各アンテナ毎の伝送レート要求信号（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）を生成する。

これら伝送レート要求生成部１４４、１５４は、通信相手側の各送信アンテナ（例えば図３に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）にそれぞれ対応し、各アンテナ毎の伝送レート要求信号を含む品質推定結果を、比較部１６３及び選択部１６５に出力する。

なお、伝送レート要求生成部１４４、１５４で行われる回線品質推定方法は、本実施の形態のように、端末装置１００の受信アンテナが２つ、端末装置１００の通信相手である後述する送信装置２００（図３参照）の送信アンテナが２つの場合、４つの伝搬路推定結果より算出することができる。例えば、第１送信アンテナ２１０（図３参照）や第２送信アンテナ２２０（図３参照）の品質情報は、図１の４系統の伝搬路推定結果Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用いて算出できる。第１送信アンテナ２１０の品質情報は｜Ａ｜＋｜Ｃ｜、第２送信アンテナ２２０の品質情報は｜Ｂ｜＋｜Ｄ｜とすればよい。なお、ここで示した品質推定方法はあくまで一例であり、本発明は、ここで示した品質推定結果に限定されず、任意の品質推定方法を用いてもよいことは勿論である。

比較部１６３は、伝送レート要求生成部１４４、１５４から入力された品質推定結果（詳細には、送信アンテナ毎の各伝送レート信号）の差分を算出するとともに、算出した送信側のアンテナ毎の伝送レート要求信号値の差分としきい値との大小比較を行い、その結果を選択部１６５に出力する。ここで、比較部１６３が算出する比較結果は、端末装置１００にデータを送信する通信相手側に対して送信する伝送レート要求を、相手側のアンテナ数分送信するか否かを示すものとなる。

選択部１６５は、伝送レート要求生成部１４４、１５４から入力される、通信相手側の各アンテナにそれぞれ対応する品質推定結果（各アンテナ毎の伝送レート要求信号を含む）と、比較部１６３から入力される情報に基づいて、通信相手側へ送る伝送レート要求信号を、全アンテナ数分送信制御部１２０に入力するかそれとも１本アンテナ数分入力するかの選択を行う。選択部１６５が決定した選択結果は、送信制御部１２０に出力される。なお、Ｓ／Ｐ変換部１６８から入力される再送要求信号が送信制御部１２０に入力されると、送信制御部１２０は、通信相手側に再送要求信号を送信するとともに、選択部１６５からの選択結果に基づく伝送レート要求信号を送信する。

Ｐ／Ｓ変換部１６４は、干渉補償部１６０によって補償されて得られた、通信相手の送
信アンテナ（例えば、図３に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）ごとに送信されたデータをＰ／Ｓ変換して、復号部１６６に出力する。

復号部１６６は、Ｐ／Ｓ変換部１６４からＰ／Ｓ変換されたデータに復号処理を施し、Ｓ／Ｐ変換部１６８に出力する。なお、受信信号に誤りが存在する場合は、Ｓ／Ｐ変換部１６８において、再送要求信号を抽出して、送信制御部１２０に出力する。この再送要求信号を受けて、送信制御部１２０は、通信相手（ここでは、図３に示す送信装置２００）に再送要求信号を送信する。

図３は図２に示す本発明の実施の形態１に係る端末装置１００の通信相手の一例である送信装置の概略構成を示すブロック図である。

図３に示す送信装置２００は、例えば、基地局として用いられ、複数の送信アンテナ（ここでは、第１送信アンテナ２１０、第２送信アンテナ２２０）からそれぞれ異なるデータを複数の端末装置に送信するものである。

この送信装置２００は、変調符号化部２１３、２２３、送信部２１５、２２５、受信アンテナ２４０、受信部２４３、復調部２４５、復号部２４７、Ｓ／Ｐ変換部（図３では「Ｓ／Ｐ」で示す）２４９、送信制御部２６０を有する。

送信制御部２６０は、送信データ（送信信号）に対して送信制御を行う。詳細には、送信制御部２６０は、送信データを格納し、所定の送信時刻に、変調符号化部２１３、２２３に出力する。

また、送信制御部２６０は、通信相手（ここでは、端末装置１００）から送信される再送情報に基づいて、再送制御を行うとともに、通信相手から送信される伝送レート要求信号に基づいて伝送レートを制御し、伝送レート要求信号に基づく送信アンテナを用いて送信データを送信する。

詳細には、送信制御部２６０は、Ｓ／Ｐ変換部１６８からの再送要求信号（受信信号に誤りが存在することを示す情報）に基づいて再送信制御を行う。そして、送信制御部２６０は、通信相手（ここでは、端末装置１００）から送信された伝送レート要求信号が１本分の送信アンテナのみに対応するものであった場合、全ての送信アンテナ２１０、２２０で同一の伝送レートで送信を行うように伝送レートを制御してデータを送信する。この場合、変調符号化部２１３、２２３は、同一の符号化率及び変調方式が選択される。

変調符号化部２１３、２２３は、送信すべきデータ、つまり、送信装置２００が有する第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０から送信されるデータ（図３では「送信信号」として示す）に対してそれぞれ符号化処理及び変調処理を行い、送信部２１５、２２５に出力する。なお、変調符号化部２１３、２２３における変調処理は、通常、各送信アンテナ２１０、２２０毎に独立に変調方式を設定するもの（3GPP TR25.876）であるが、通信相手（ここでは、端末装置１００）からの伝送レート要求信号が１本分のアンテナのみであった場合は、同一の符号化率及び変調方式を設定するものである。

送信部２１５、２２５は、変調符号化処理された送信データを無線周波数帯に周波数変換して、各第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０に出力する。各第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０は、送信部２１５、２２５によって周波数変換された送信データを送信する。

受信アンテナ２４０は、通信相手から送信されたデータを受信して、受信部２４３に出
力し、受信部２４３は、入力される受信データをベースバンド帯の信号に周波数変換して、復調部２４５に出力する。

復調部２４５は、入力される周波数変換後の受信データに復調処理を施し、復号部２４７に出力する。ここで送信装置（基地局）２００は、通信相手（端末装置１００）が１本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているか、それとも複数本分（ここでは、２本分）の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているかの識別を行う。

例えば、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）通信方式にＭＩＭＯ通信方式を適用した本実施の形態の場合では、復調部２４５は、各送信アンテナ２１０、２２０の伝送レート要求信号を逆拡散した結果を比較し、両者の差が大きい場合は１本分の送信アンテナの伝送レート要求信号しか送信していないと判断する。

このように、必ずしも通信相手（端末装置１００）が何本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているかを示す情報を端末装置１００が通知しなくても、送信装置２００は、端末装置１００が何本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているかを判断することは可能である。

このように構成される復調部２４５から入力される受信データは、復号部２４７において、復号処理が施され、Ｓ／Ｐ変換部２４９に出力される。

Ｓ／Ｐ変換部２４９は、通信相手から送信される送信信号からデータ、再送情報、伝送レート要求情報を抽出し、送信制御部２６０に入力する。つまり、Ｓ／Ｐ変換部２４９は、受信したデータ（受信信号）と、通信相手から通知された再送要求や品質情報、再送するデータを示す情報とを振り分けて、送信制御部２６０に出力する。

次いで、上記構成を有する端末装置１００及び、基地局としての送信装置２００を有するシステムの動作について、図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係る通信装置（端末装置）１００を有する通信システムのフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、端末装置１００は、受信アンテナ１４０、１５０を介して、通信相手である送信装置（基地局）２００からの送信信号を受信し、ステップＳ２に移行する。

具体的には、ステップＳ１では、端末装置１００において、受信アンテナ１４０、１５０を介して受信した受信信号は、受信部１４２、１５２によってベースバンド帯の信号に変換された後、干渉補償部１６０によって干渉補償処理が施され、通信相手の各送信アンテナから送信されたデータとなる。

この干渉補償部１６０からの送信データを用いて、端末装置１００では、伝送レート要求生成部１４４、１５４が、通信相手の各アンテナ（例えば、図３に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）毎の回線品質推定を行い、各アンテナ毎の伝送レート要求信号を生成する。

ステップＳ２では、端末装置１００は、生成された伝送レート要求信号（伝送レート要求値）の差がしきい値より小さいか否かを判定し、しきい値以上の場合、ステップＳ３に移行し、しきい値より小さい場合、ステップＳ４に移行する。詳細には、端末装置１００の比較部１６３において、伝送レート要求生成部１４４、１５４から入力される伝送レート要求値の差を算出し、算出した伝送レート要求値の差と、しきい値とを比較して、しきい値に対する大小（ここでは、しきい値より小さいか否か）を判定する。この判定に基づ
いて、比較部１６３は、選択部１６５に、伝送レート要求をアンテナ数分送信するか否かの情報を出力する。この比較部１６３が、選択部１６５に、伝送レート要求をアンテナ数分送信する情報を出力する場合は、ステップＳ３に移行することとなり、選択部１６５にアンテナ数分送信しない情報を出力する場合は、ステップＳ４に移行することとなる。

ステップＳ３では、端末装置１００は、通信相手における全ての送信アンテナの伝送レート要求値を通信相手（送信装置２００）に送信して、ステップＳ５に移行する。詳細には、ステップＳ３では、比較部１６３が伝送レート要求をアンテナ数分送信するか否かの情報を、選択部１６５に出力し、この情報から選択部１６５が、伝送レート要求をアンテナ数分送信する情報を選択する。そして、選択部１６５は、選択した情報とともに伝送レート要求生成部１４４、１５４から入力される伝送レート要求値を送信制御部１２０に出力する。送信制御部１２０は、変調符号化部１２５、送信部１３２及び送信アンテナ１３４を介して、選択部１６５からの情報に基づいた全てのアンテナ（ここでは、図３に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）の伝送レート要求値を送信装置２００に送信する。

ステップＳ４では、端末装置１００は、通信相手の各アンテナ（例えば、図３に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）どうしの伝送レート要求値を比較する。具体的にステップＳ４では、第１送信アンテナ２１０と第２送信アンテナ２２０の伝送レート要求値を比較して、第１送信アンテナ２１０の方の品質が悪いか否かを判定し、第１送信アンテナ２１０の方が悪い場合、ステップＳ６に移行し、第２送信アンテナ２２０の方が悪い場合は、ステップＳ７に移行する。

詳細には、ステップＳ４では、端末装置１００の選択部１６５に、比較部１６３からアンテナ数分送信しない情報が入力される。そして、選択部１６５は、伝送レート要求生成部１４４、１５４から入力される情報（通信相手が有する第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０における伝送レート要求信号値）を比較する。そして、選択部１６５において第１送信アンテナ２１０の品質が悪い場合は、送信制御部１２０に、第１送信アンテナ２１０の伝送レート要求値を出力して、ステップＳ６に移行し、第２送信アンテナ２２０の品質が悪い場合は、送信制御部１２０に、第２送信アンテナ２２０の伝送レート要求値を出力して、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ６では、端末装置１００において、送信制御部１２０は、通信相手である送信装置２００に対して、再送要求信号を送信するとともに、選択部１６５からの情報に基づいて、送信装置２００の有する第１送信アンテナ２１０の伝送レート要求値を送信し、ステップＳ８に移行する。

ステップＳ７では、端末装置１００において、送信制御部１２０は、通信相手である送信装置２００に対し、選択部１６５からの情報に基づいて、送信装置２００の有する第２送信アンテナ２２０の伝送レート要求値を送信し、ステップＳ８に移行する。

上記ステップＳ１〜ステップＳ３、ステップＳ７及びステップＳ８の処理を端末装置１００で行うと、これらステップを経て端末装置１００から送信される伝送レート要求値を含む送信信号は、送信装置２００において、受信アンテナ２４０を介して受信される。端末装置１００からの送信信号を受信した送信装置２００は、受信部２４３、復調部２４５、復号部２４７及びＳ／Ｐ変換部２４９を介して、伝送レート要求値を得て、ステップＳ５及びステップＳ８の処理を行う。

詳細には、ステップＳ５では、送信装置２００（図３参照）が、端末装置１００から、全ての送信アンテナの伝送レート要求値を受信すると、各アンテナ（第１及び第２送信ア
ンテナ２１０、２２０）独立に伝送レートを設定してデータを送信する。

詳細には、ステップＳ５では、送信装置２００の送信制御部２６０が、受信アンテナ２４０、受信部２４３、復調部２４５、復号部２４７及びＳ／Ｐ変換部２４９を介して端末装置１００の送信信号から得られる伝送レート要求に基づいて、各送信アンテナ２１０、２２０の伝送レートを設定してデータの送信制御を行う。つまり、送信制御部２６０は、端末装置１００からの伝送レート要求値に基づいて、変調符号化部２１３、２２３、送信部２１５、２２５を介して、第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０から同一のデータを送信する。

また、ステップＳ８では、送信装置２００は、受信アンテナ２４０、受信部２４３、復調部２４５、復号部２４７及びＳ／Ｐ変換部２４９を介して得られる端末装置１００からの伝送レート要求値を全送信アンテナの伝送レートとして設定し、同一の伝送レートで送信データを送信する。

このように本発明に係る端末装置１００では、通信相手（送信装置２００）に対する伝送レート要求値（ＣＱＩ値）の差がしきい値より大きい場合は、通信相手（送信装置２００）の全アンテナの伝送レート要求信号を送信する。この伝送レート要求信号を受けた通信相手（送信装置２００）は、各アンテナ（ここでは、第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）毎に独立に伝送レートを設定して送信する。

一方、端末装置１００において、通信相手（送信装置２００）に対する伝送レート要求値（ＣＱＩ値）の差がしきい値より小さい場合は、通信相手（送信装置２００）の全アンテナ数より少ない数のアンテナの伝送レート要求信号を送信する。この伝送レート要求信号を受けた通信相手（送信装置２００）は、端末装置１００からの伝送レート要求信号に基づく伝送レートを、全アンテナ同一の伝送レートとして設定し、全アンテナから送信データを送信する。

具体的には、端末装置１００において、伝送レート要求の差がしきい値より小さく、且つ、第１送信アンテナ２１０の方の品質が悪いと判断した場合、第１送信アンテナ２１０の伝送レート要求信号を通信相手である送信装置２００に送信し、送信装置２００は通知された第１送信アンテナ２１０の伝送レート要求値を全アンテナ同一の伝送レートとして設定し、送信データを送信する。

また、端末装置１００において、伝送レート要求の差がしきい値より小さく、第２送信アンテナ２２０の方の品質が悪いと判断した場合、第２送信アンテナ２２０の伝送レート要求信号を通信相手である送信装置２００に送信し、送信装置２００は通知された第２送信アンテナ２２０の伝送レート要求値を全アンテナ同一の伝送レートとして設定し、送信データを送信する。

なお、端末装置１００において算出される通信相手の各送信アンテナにおける伝送レート要求値の差が、しきい値より小さい場合に、通信相手の有する送信アンテナのうち、どの送信アンテナの伝送レート要求信号を送信するかについてであるが、上記説明では、誤り率の低下を防ぐために、品質が最も悪いアンテナの伝送レート要求信号を送信するようにしている。

このように本実施の形態によれば、端末装置１００側から送信される伝送レート要求値は、送信装置２００の各送信アンテナ２１０、２２０における伝送レート要求値の差がしきい値より小さい場合に、送信装置２００の有する全送信アンテナ分送信されておらず、ここでは１本の送信アンテナ分のみが送信されている。これを受けて、送信装置２００は
、全アンテナ同一の伝送レートで通信する。よって、端末装置１００は、伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減することができ、干渉及び消費電力の削減できるとともに、送信装置２００では、スループットをほとんど低下させずに下り回線の制御情報量を削減できる。

例えば、伝送レートを適応的に変化させる通信方式においては、ＭＩＭＯ通信方式に限らず、通信相手にどの伝送レートで送信しているかを示す情報を送信する必要がある。

特に、アンテナ毎に伝送レートを設定するＭＩＭＯ通信方式においては、どの伝送レートで送信しているかを示す情報を送信装置側に送信する場合、アンテナ数倍になり、下り回線における制御信号量もアンテナ数倍になってしまう。

これに対して本実施の形態では、送信装置２００が全送信アンテナ同一の伝送レートで通信する場合、送信装置２００の通信相手である端末装置１００から１本のアンテナ分の制御情報のみを送信すれば良いものとなっており、これにより、スループットをほとんど低下させずに下り回線の制御情報量も削減できる。

なお、本実施の形態では、端末装置１００の通信相手である送信装置２００が有する送信アンテナ数は、２としたが、これに限らず、送信装置側の送信アンテナ数は任意に設定できることは言うまでも無い。

なお、本実施の形態とは逆に品質が最も良い送信アンテナの伝送レート要求信号を送信する方法も可能である。システム全体の容量を向上させるには、むしろ品質が最も良い送信アンテナの伝送レート要求信号を送信した方がよい。なお、この一例は実施の形態４として説明する。あるいは、１回目の送信時と再送時とで、送信する伝送レート信号を変える方法もある（１回目の送信時は品質が最も良いアンテナの伝送レート要求信号を送信し、再送時は品質が最も悪いアンテナの伝送レート要求信号を送信する）。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る通信装置である端末装置３００の構成を示すブロック図である。

この実施の形態２における端末装置３００は、通信相手の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信するか１本分のアンテナの伝送レート要求信号のみを送信するかを示す情報を、通信相手に送信することにより、実施の形態１の端末装置１００を用いた場合よりもさらに、通信相手が伝送レート要求信号を誤検出することを低減できるものである。

まず、実施の形態２における端末装置３００の通信相手である基地局などの送信装置について説明する。

実施の形態２における端末装置３００の通信相手である送信装置は、実施の形態１における送信装置２００（図３参照）と比べて、動作が若干異なるのみで構成は同様の構成である。よって、異なる動作のみ説明し、その他の構成動作について説明は省略する。

実施の形態２における端末装置３００の通信相手である送信装置の動作であるが、図３の送信装置２００におけるＳ／Ｐ変換部２４９の動作が異なる。つまり、実施の形態２における送信装置では、図３の送信装置２００を参照すると、Ｓ／Ｐ変換部２４９は、再送要求信号（受信信号に誤りが存在するか否かを示す情報、ここでは誤りの存在を示す情報）を送信制御部３２０に出力するとともに、端末装置３００が通知する何本分のアンテナの伝送レート要求信号を送信しているかの情報によって、伝送レート要求信号を抽出して
、送信制御部２６０に出力するものとなっている。

また、本実施の形態２の送信装置は、実施の形態１の送信装置２００と同様、ＣＤＭＡ通信方式に適用されたＭＩＭＯ通信方式の基地局等として用いられ、端末装置３００が１本分のアンテナの伝送レート要求信号を送信しているかそれとも複数本分（ここでは、２本分）のアンテナの伝送レート要求信号を送信しているかの識別を行うことができる。このような送信装置における識別には、例えば、各送信アンテナにおける伝送レート要求信号を逆拡散した結果を比較し、両者の差が大きい場合は１本分のアンテナの伝送レート要求信号しか送信していないと判断する方法等が用いられる。

このように、必ずしも端末装置３００が何本分かの送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているかを示す情報を端末装置３００が通知しなくても、基地局は端末が何本分のアンテナの伝送レート要求信号を送信しているかを判断することは可能である。しかし、送信装置が伝送レート要求信号を誤検出することを低減するためには、端末装置３００が何本分のアンテナの伝送レート要求信号を送信しているかの情報を送信装置に送信する方法が有効である。

ここで、端末装置３００が何本分のアンテナの伝送レート要求信号を送信しているかの情報は、例えば、アンテナ数が２本であれば１ビットでよく、伝送レート要求信号に比べれば十分少ない（例えば、３ＧＰＰでは、伝送レート要求信号は５ビット必要）ため、上り回線の制御情報量はほとんど増大しないと考えてよい。

図５に示す端末装置３００は、実施の形態１における端末装置１００（図２参照）の構成において、選択部１６５を省いた構成であり、基本的には同様の構成を有している。よって、本実施の形態の端末装置３００において、端末装置１００（図２参照）と異なる構成について説明し、その他、同様の構成については同符号を付して説明は省略する。

図５に示す端末装置３００では、伝送レート要求生成部１４４、１５４は、通信相手側の各アンテナにそれぞれ対応する品質推定結果（各送信アンテナ毎の伝送レート要求信号を含む）を、比較部１６３とともに、送信制御部３２０に出力する。なお、伝送レート要求生成部１４４、１５４で行われる回線品質推定方法は、実施の形態１で説明したものと同様な方法であるため説明は省略する。

比較部１６３は、伝送レート要求生成部１４４、１５４から入力された品質推定結果（詳細には、送信アンテナ毎の各伝送レート信号）の差分を算出するとともに、送信側のアンテナ毎の伝送レート要求信号値としきい値との大小比較を行い、その結果を送信制御部３２０に出力する。ここで、比較部１６３が算出する比較結果は、端末装置３００にデータを送信する通信相手側に対して送信する伝送レート要求信号を、相手側の送信アンテナの何本分に対応させて送信するか否かを示すものとなる。

送信制御部３２０は、通信相手（例えば、送信装置２００）に送信する送信信号の送信制御を行うものであり、送信制御部１２０と同様、送信信号を格納して、送信時刻に変調符号化部１２５に出力する。

また、送信制御部３２０は、伝送レート要求生成部１４４、１５４から入力される通信相手の各送信アンテナ（例えば、図３に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）毎の伝送レート要求信号及び比較部１６３から入力される伝送レート要求をアンテナ数分送信するか否かを示す情報に基く送信制御を行う。詳細には、送信制御部３２０は、比較部１６３から入力される伝送レート要求をアンテナ数分送信するか否かを示す情報と、この情報に対応する送信アンテナの伝送レート要求信号を、通信相手である送信装置へ送信
する制御を行う。

このように実施の形態２では、端末装置３００から伝送レート要求をアンテナ数分送信するか否かを示す情報を、通信相手に送信する。これにより、実施の形態１の端末装置１００を用いた場合よりもさらに、伝送レート要求信号の誤検出を低減することができる。

なお、端末装置３００からの信号を受信する送信装置（基地局）２００（図３参照）では、Ｓ／Ｐ変換部２４９において、再送要求信号とともに、端末装置３００が通知する何本分のアンテナの伝送レート要求信号を送信しているかの情報に基づいた伝送レート要求信号を抽出して送信制御部２６０（図３参照）に出力する。この情報に基づく伝送レートを所定の送信アンテナに設定して、当該送信アンテナからデータの送信を行う。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係る通信装置である端末装置４００の構成を示すブロック図である。

実施の形態３における端末装置４００は、実施の形態２における送信装置３００の比較部１６３において、通信相手の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信するか１本分のアンテナの伝送レート要求信号のみを送信するかの選択に使用するしきい値を、可変とするものである。

図６に示すように、端末装置４００は、端末装置３００（図５参照）の比較部１６３に入力されるしきい値を、選択部４６５によって選択されたしきい値とする構成を有している。この端末装置４００は、図５に示す実施の形態２に対応する端末装置３００の構成に、選択部４６５を更に加えた構成であり、その他の構成は、端末装置３００と同様の基本的構成を有している。よって、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

この端末装置４００では、比較部１６３において、伝送レート要求生成部１４４、１５４から入力された品質推定結果（詳細には、送信アンテナ毎の各伝送レート信号）の差分と大小比較するためのしきい値は選択部４６５から入力される。

選択部４６５には、所定数のしきい値が入力され、選択部４６５は、入力される所定数のしきい値から所定のしきい値を選択して、比較部１６３に出力する。

この実施の形態３では、選択部４６５において選択対象となるしきい値を、「しきい値１」、「しきい値２」の２つのしきい値としている。なお、本実施の形態では、しきい値の数を２つの場合として説明したが、本発明はこれに限定されず、任意の数のしきい値を用いることが可能であることは言うまでもない。この場合においても、比較部１６３が算出する比較結果は、送信制御部４２０に出力され、端末装置４００にデータを送信する通信相手側に対して送信する伝送レート要求を、相手側のアンテナ数分送信するか否かを示すものとなる。

端末装置４００におけるその他の構成要素、及びこれらその他の構成要素によって得られる作用効果は、実施の形態２の端末装置３００におけるそれと同様であるため説明は省略する。

なお、選択部４６５において、何本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を通信相手である基地局等の送信装置に送信するかの選択に用いられるしきい値の最適値は、様々な通信条件によって変化する。例えば、以下のような場合で、しきい値は設定されるととも
に、選択部４６５は、しきい値を選択して比較部１６３に出力する。

１）回線を使用しているユーザ数によってしきい値を選択する場合
ユーザ数が多い場合は、他のユーザへの干渉を削減する必要があるため、しきい値を大きい値とし、できるだけ１本分のアンテナの伝送レート要求信号しか送信しないようにする。

２）端末の電池の残量によってしきい値を選択する場合
電池の残量が少ない場合は、消費電力を削減する必要があるため、しきい値は大きい値とし、できるだけ１本分のアンテナの伝送レート要求信号しか送信しないようにする。

なお、本実施の形態３の端末装置４００におけるしきい値の選択方法は一例であり、本発明は上記のようにしきい値の選択方法に限定されずに、任意の条件で各しきい値を変化させることが可能であることは言うまでもない。

（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係る通信装置である端末装置５００の構成を示すブロック図である。

本実施の形態４の端末装置５００は、図２に示す実施の形態１に対応する端末装置１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。詳細には、端末装置５００では、端末装置１００（図２参照）と比較して、送信制御部５２０、選択部５６５、比較部５６３の作用効果が異なり、それ以外の構成による作用効果は略同様である。なお、端末装置５００の通信相手は、送信装置２００（図３参照）と同様の基本的構成を有するものである。よって、本実施の形態における送信装置についても異なる点についてのみ説明し、同様の構成についての説明は省略する。

図７に示す端末装置５００では、まず送信信号は、送信制御部５２０に格納されて、送信時刻となったら変調符号化部１２５に入力される。ここで送信制御部５２０においては、選択部５６５から入力される伝送レート要求信号を全アンテナ数分送信制御部に入力するか、１本アンテナ数分入力するかの選択結果によって、伝送レート要求信号や、再送要求信号の送信制御も行う。

次に、変調符号化部１２５は、送信制御部５２０から入力される送信データを変調及び符号化処理して、送信部１３２に出力される。送信部１３２は、変調及び符号化処理された送信信号を、無線周波数帯に周波数変換して送信アンテナ１３４に出力され、送信アンテナ１３４を介して通信相手に送信される。

端末装置５００が、通信相手（例えば、図３に示す送信装置２００の構成を有する基地局）から送信データを受信する場合、端末装置５００では、次のような動作を行う。

基地局から送信されたデータは、受信アンテナ１４０、１５０で受信され、受信部１４２、１５２によってベースバンド帯の信号に周波数変換される。ベースバンド帯の信号に変換された送信データは、干渉補償部１６０に出力され、干渉補償部１６０によって干渉補償される。これにより、干渉補償部１６０は、通信相手の各送信アンテナ毎に送信されたデータを得ることができる。そして、干渉補償部１６０から出力されたデータは、Ｐ／Ｓ変換部１６４に出力されてＰ／Ｓ変換されるとともに、伝送レート要求生成部１４４、１５４に出力されて、基地局の各送信アンテナ毎に品質推定が行われ、各送信アンテナの伝送レート要求信号を含む品質推定結果が算出される。

Ｐ／Ｓ変換部１６４においてＰ／Ｓ変換されたデータは、復号部１６６によって復号処理される。この復号部１６６において、受信信号に誤りが存在する場合は、再送要求信号を含むデータをＳ／Ｐ変換部１６８に出力する。なお、再送要求信号は、Ｓ／Ｐ変換部１６８によって抽出され、送信制御部５２０に入力される。

一方、伝送レート要求生成部１４４、１５４によって、通信相手の各送信アンテナ毎に品質推定を行った結果は、選択部５６５に出力される。また、伝送レート要求生成部１４４、１５４が品質推定を行った結果は、比較部５６３に出力されて大小比較される。比較部５６３において算出される比較結果は、通信相手がどのアンテナから送信するかを示す情報として、選択部５６５に出力される。そして、選択部５６５は、入力される情報に基づいて伝送レート要求信号を全アンテナ数分送信制御部５２０に入力するか、それとも品質の良い１本のアンテナ分入力するかの選択を行う。

ここで、本実施の形態４における端末装置５００の通信相手の構成について説明する。

この実施の形態４における端末装置５００の通信相手としての基地局は、送信装置２００（図３参照）と同様の構成を有する。よって、本実施の形態４における端末装置５００の通信相手としての基地局を以下では、図３を参照して説明する。

この実施の形態における基地局は、図３に示す構成において、送信制御部２６０が、端末から送信された伝送レート要求信号が１本分の送信アンテナのみであった場合は、同一の伝送レートで送信を行うように各送信アンテナ２１０、２２０における伝送レートを制御する。この場合、変調符号化部２１３、２２３は、同一の符号化率及び変調方式が選択される。また、端末装置５００（図７参照）から再送要求信号が通知された場合は、再送制御も行う。そして、送信データは変調符号化部２１３、２２３により符号化及び変調処理される。

なお、変調符号化部２１３、２２３は、各送信アンテナ２１０、２２０毎に独立に符号化率及び変調方式を設定する（3GPP TR25,876）ものであるが、端末装置５００から送信された伝送レート要求信号が１本分の送信アンテナのみであった場合は、同一の符号化率及び変調方式を選択する。そして、符号化及び変調後の送信信号は、送信部２１５、２２５によって無線周波数帯に周波数変換されて送信アンテナ２１０、２２０を介して送信される。ここで送信アンテナ２１０、２２０間の品質（回線品質）の差が大きく、端末装置５００が１本分の伝送レート要求信号しか送信していない場合は、品質のよい送信アンテナからのみデータが送信され、品質の悪いもう１本の送信アンテナは無送信となる。

ここで、基地局が品質の良い１本のアンテナからのみ送信を行う場合、どのアンテナから送信するかの選択方法としては、例えば、前回の全アンテナ分の伝送レート要求信号が端末から送信されたときの伝送レート要求信号を用いて、どのアンテナから送信するかを選択する方法が挙げられる。すなわち、前回の伝送レート要求信号において、第１送信アンテナ２１０の方が、伝送レート要求値が大きい場合は第１送信アンテナ２１０からのみ送信し、第２送信アンテナ２２０の方が、伝送レート要求値が大きい場合は、第２送信アンテナ２２０からのみ送信する。なお、この選択方法については、これに限定されることはない。

次いで、端末装置５００を有するシステムの動作について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の実施の形態４に係る通信装置（端末装置）５００を有する通信システムのフローチャートである。

まず、ステップＳ２１において、端末装置５００（図７参照）は、受信アンテナ１４０
、１５０を介して、通信相手である基地局からの送信信号を受信し、ステップＳ２２に移行する。

具体的には、ステップＳ２１では、端末装置５００において、受信アンテナ１４０、１５０を介して受信した受信信号は、受信部１４２、１５２によってベースバンド帯の信号に変換された後、干渉補償部１６０によって干渉補償処理が施され、通信相手の各送信アンテナから送信されたデータとなる。

この干渉補償部１６０からの送信データを用いて、端末装置５００では、伝送レート要求生成部１４４、１５４が、通信相手の各アンテナ（例えば、図３に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）毎の回線品質推定を行い、各アンテナ毎の伝送レート要求信号を生成する。

ステップＳ２２では、端末装置５００は、生成された伝送レート要求信号（伝送レート要求値）の差がしきい値より大きいか否かを判定し、しきい値以下の場合、ステップＳ２３に移行し、しきい値より大きい場合、ステップＳ２４に移行する。

詳細には、端末装置５００の比較部５６３において、伝送レート要求生成部１４４、１５４から入力される伝送レート要求値の差を算出し、算出した伝送レート要求値の差と、しきい値とを比較して、しきい値に対する大小（ここでは、しきい値より大きいか否か）を判定する。この判定に基づいて、比較部５６３は、選択部５６５に、通信相手がどのアンテナから送信するかを示す情報を出力する。この比較部５６３が、選択部５６５に出力する情報に基づいて、ステップＳ２３またはステップＳ２４に移行することとなる。

ステップＳ２３では、端末装置５００は、通信相手における全ての送信アンテナの伝送レート要求値を通信相手（例えば、送信装置２００）に送信して、ステップＳ２５に移行する。

詳細には、ステップＳ２３では、比較部５６３から入力される情報が、通信相手における全てのアンテナから送信する情報であり、この情報が選択部５６５に出力される。この情報に基づいて、選択部５６５は、伝送レート要求を全アンテナ数分送信する情報に基づいて、伝送レート要求生成部１４４、１５４から入力される全ての伝送レート要求値を選択して、送信制御部５２０に出力する。送信制御部５２０は、変調符号化部１２５、送信部１３２及び送信アンテナ１３４を介して、選択部５６５からの情報に基づいた全てのアンテナ（ここでは、図３に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）の伝送レート要求値を送信装置２００に送信してステップＳ２５に移行する。

一方、ステップＳ２４では、端末装置５００は、通信相手の各アンテナ（例えば、図３に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）どうしの伝送レート要求値を比較する。具体的にステップＳ２４では、比較部５６３が、第１送信アンテナ２１０と第２送信アンテナ２２０の伝送レート要求値を比較して、第１送信アンテナ２１０の方の品質が良いか否かを判定し、第１送信アンテナ２１０の方が良い場合、ステップＳ２６に移行し、第２送信アンテナ２２０の方が良い場合は、ステップＳ２７に移行する。

詳細には、ステップＳ２４では、端末装置５００の選択部５６５に、比較部５６３から通信相手がどのアンテナから送信するかを示す情報、つまり、最も品質が良いアンテナを示す情報が入力される。そして、選択部５６５は、この比較部５６３からの情報に基づいて、伝送レート要求生成部１４４、１５４から入力される情報（通信相手が有する第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０における伝送レート要求信号値）を選択して送信制御部５２０に出力する。

具体的には、選択部５６５において第１送信アンテナ２１０の品質が良い場合は、送信制御部５２０に、第１送信アンテナ２１０の伝送レート要求値を出力して、ステップＳ２６に移行し、第２送信アンテナ２２０の品質が良い場合は、送信制御部５２０に、第２送信アンテナ２１０の伝送レート要求値を出力して、ステップＳ２７に移行する。

ステップＳ２６では、端末装置５００において、送信制御部５２０は、通信相手である基地局（具体的には、送信装置２００）に対して、選択部５６５からの情報に基づいて、送信装置２００の有する第１送信アンテナ２１０の伝送レート要求値を送信し、ステップＳ２８に移行する。

ステップＳ２７では、端末装置５００において、送信制御部５２０は、通信相手である基地局（ここでは、送信装置２００）に対して、選択部５６５からの情報に基づいて、基地局（送信装置２００）の有する所定のアンテナ（第２送信アンテナ２２０）の伝送レート要求値を送信し、ステップＳ２８に移行する。

上記ステップＳ２１〜ステップＳ２３、ステップＳ２７及びステップＳ２８の処理を端末装置５００で行うと、これらステップを経て端末装置５００から送信される伝送レート要求値を含む送信信号は、基地局に受信され、ステップＳ２５やステップＳ２８の処理が行われる。基地局を送信装置２００（図３参照）と同様の構成とした場合、基地局（送信装置２００）では、端末装置５００からの送信信号は受信アンテナ２４０を介して受信される。そして、基地局では、受信部２４３、復調部２４５、復号部２４７及びＳ／Ｐ変換部２４９を介して、伝送レート要求値を得て、ステップＳ２５及びステップＳ２８の処理が行われる。

つまり、ステップＳ２５では、基地局（図３に示す送信装置２００）が、端末装置５００から、全ての送信アンテナの伝送レート要求値を受信すると、各アンテナ（第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）独立に伝送レートを設定して同一のデータを送信する。なお、このステップＳ２５における処理は、図４に示すステップＳ５と同様に行われるため詳細な説明は省略する。

また、ステップＳ２８では、図３に示す送信装置２００と同様の構成を有する基地局は、受信アンテナ２４０、受信部２４３、復調部２４５、復号部２４７及びＳ／Ｐ変換部２４９を介して得られる端末装置５００からの伝送レート要求値を全送信アンテナの伝送レートとして設定し、同一の伝送レートで送信データを送信する。つまり、ステップＳ２８において、基地局は、端末装置５００から送信される伝送レート要求値に対応する品質の良い送信アンテナからのみ送信する。

このように本発明に係る端末装置５００では、通信相手（送信装置２００）に対する伝送レート要求値（ＣＱＩ値）の差がしきい値以下の場合は、通信相手（送信装置２００）の全アンテナの伝送レート要求信号を送信する。この伝送レート要求信号を受けた通信相手（送信装置２００）は、各アンテナ（ここでは、第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）毎に独立に伝送レートを設定して送信する。

一方、端末装置５００において、通信相手（送信装置２００）に対する伝送レート要求値（ＣＱＩ値）の差がしきい値より大きい場合は、通信相手（送信装置２００）の全アンテナ数より少ない数のアンテナの伝送レート要求信号を送信する。この伝送レート要求信号を受けた通信相手（送信装置２００）は、端末装置５００からの伝送レート要求信号に基づく伝送レートを、要求のあった分の送信アンテナに設定して、送信データを送信する。または、通信相手は、送信された伝送レート要求値に対応する伝送レートを、全送信ア
ンテナ同一の伝送レートとして設定し、全アンテナから送信データを送信する。

具体的には、端末装置５００において、伝送レート要求の差がしきい値より大きく、且つ、第１送信アンテナ２１０の方の品質が良いと判断した場合、第１送信アンテナ２１０の伝送レート要求信号を通信相手である送信装置２００に送信し、送信装置２００は通知された第１送信アンテナ２１０の伝送レート要求値を、要求のあった第１送信アンテナ２１０に設定して、送信データを送信する。または、通信相手は、送信された伝送レート要求値を、全送信アンテナ同一の伝送レートとして設定し、全アンテナから送信データを送信する。

また、端末装置５００において、伝送レート要求の差がしきい値より大きく、第２送信アンテナ２２０の方の品質が良いと判断した場合、第２送信アンテナ２２０の伝送レート要求信号を通信相手である送信装置２００に送信し、送信装置２００は通知された第２送信アンテナ２２０の伝送レート要求値を、第２送信アンテナ２２０に設定して、送信データを送信する。または、通信相手は、送信された伝送レート要求値に対応する伝送レートを、全送信アンテナ同一の伝送レートとして設定し、全アンテナから送信データを送信する。

この端末装置５００は、通信相手（例えば、図３に示す送信装置２００）の各送信アンテナにおける伝送レート要求信号の差が所定の値より大きい場合、１本分のアンテナの伝送レート要求信号のみを送信して、上りの伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減して、干渉及び消費電力の削減を図ることができる。

このように端末装置５００は、端末装置１００と同様に構成される通信相手、つまり、複数の送信アンテナを有し、これら送信アンテナ毎に伝送レートが設定されるＭＩＭＯ通信方式の通信相手から送信信号を受信する。このように信号を受信して抽出する送信アンテナ毎の伝送レート要求値の差が大きい場合、アンテナ１本分の伝送レート要求信号を送信し、通信相手は、品質の良いアンテナからのみ送信を行う。これにより、スループットをほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号量を削減できる。

すなわち、伝送レートを適応的に変化させる通信方式においては、ＭＩＭＯ通信方式に限らず、通信相手にどの伝送レートで送信しているかを示す情報を送信する必要がある。

特に、アンテナ毎に伝送レートを設定するＭＩＭＯ通信方式においては、どの伝送レートで送信しているかを示す情報を送信装置側に送信する場合、アンテナ数倍になり、下り回線における制御信号量もアンテナ数倍になってしまう。これに対して本実施の形態では、送信装置２００が全送信アンテナ同一の伝送レートで通信する場合、送信装置２００の通信相手である端末装置５００から１本のアンテナ分の制御情報のみを送信すれば良いため、スループットをほとんど低下させずに下り回線の制御情報量も削減できる。

一般的に、基地局からの信号を受信して抽出する送信アンテナ毎の伝送レート要求値の差が大きい場合、通信相手の送信アンテナのうち品質が悪い送信アンテナから送信可能なデータ伝送量は、品質が良い送信アンテナから送信可能なデータ伝送量に比較すると十分少ないものとなる。このような場合に、アンテナ毎に独立に伝送レートを設定し、伝送レート要求信号を全アンテナ分基地局に送信しても、スループットの改善量は少ない。逆に、全送信アンテナ分の伝送レート要求信号を通信相手に送信すると、伝送レート要求信号量がアンテナ数倍になり、干渉や消費電力が大きくなる。このため、送信アンテナ毎の伝送レート要求値の差が大きい場合、伝送レート要求信号を全アンテナ分基地局に送信しても、利点は小さく問題の方が大きくなってしまう。このような問題を本実施の形態では改善している。

なお、本実施の形態では、端末装置５００の通信相手である送信装置２００が有する送信アンテナ数は、２としたが、これに限らず、送信装置側の送信アンテナ数は任意に設定できることは言うまでも無い。

なお、本実施の形態では、端末装置５００の通信相手（例えば、基地局）が品質の良い１本のアンテナからのみ送信を行う場合、どのアンテナから送信するかの選択方法としては、例えば、前回の全アンテナ分の伝送レート要求信号が端末から送信されたときの伝送レート要求信号を用いて、どのアンテナから送信するかを選択する方法が挙げられる。すなわち、前回の伝送レート要求信号において、第１送信アンテナ２１０の方の伝送レート要求値が大きい場合は第１送信アンテナ２１０からのみ送信し、第２送信アンテナ２２０の方の伝送レート要求値が大きい場合は、第２送信アンテナ２２０からのみ送信する。

このように、必ずしも端末装置５００が、送信アンテナを示す信号を送信しているかを示す情報を通知しなくても、基地局はどのアンテナから送信するかを選定することは可能となる。ところで、上記端末装置５００及び送信装置を有する通信システムでは、高速移動時において、基地局（端末装置５００の通信相手）側において、前回の伝送レート要求値を通知されたときの回線状態と送信時の回線状態とが大きく異なる場合がある。

この場合、基地局側から信号を送信する場合、最も品質の良い送信アンテナからでも送信されにくいという状況にもなり、スループットが低下する場合が考えられる。

このような状況下におけるスループットの低下を防ぐためには、端末装置が送信アンテナを示す情報を含む信号を送信して、基地局は送信アンテナを示す情報を用いて送信アンテナを選択する方法が有効である。このような方法を実現できる端末装置を実施の形態５に示す。

（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５に係る通信装置である端末装置６００の構成を示すブロック図である。

この端末装置６００は、通信相手の送信アンテナを示す情報を、通信相手に送信することによって、実施の形態４よりもさらに、特に高速移動時におけるスループットの低減を防ぐことができるものである。

図９に示す端末装置６００は、実施の形態４における端末装置５００（図７参照）の構成において選択部５６５を省いた構成であり、基本的には端末装置５００と同様の構成を有している。よって、本実施の形態の端末装置６００において、端末装置５００（図７参照）と異なる構成について説明し、その他、同様の構成については同符号を付して説明は省略する。

図９に示す端末装置６００では、伝送レート要求生成部１４４、１５４は、通信相手側の各アンテナにそれぞれ対応する品質推定結果（各アンテナ毎の伝送レート要求信号を含む）を、比較部５６３とともに、送信制御部６２０に出力する。なお、伝送レート要求生成部１４４、１５４で行われる回線品質推定方法は、実施の形態１及び４で説明したものと同様な方法であるため説明は省略する。

比較部５６３は、伝送レート要求生成部１４４、１５４から入力された品質推定結果（詳細には、送信アンテナ毎の各伝送レート信号）の差分を算出するとともに、送信側のアンテナ毎の伝送レート要求信号値の差分としきい値との大小比較を行い、その結果を送信
制御部６２０に出力する。ここで、比較部５６３が算出する比較結果は、端末装置１００にデータを送信する通信相手側がどの送信アンテナから送信するかを示す情報も含む。

送信制御部６２０は、通信相手（ここでは、送信装置２００）に送信する送信信号の送信制御を行うものであり、送信制御部１２０（図２参照）と同様、送信信号を格納して、送信時刻に変調符号化部１２５に出力する。

また、送信制御部６２０は、比較部５６３から入力される通信相手である基地局がどの送信アンテナから送信するかを示す情報に基づいて、伝送レート要求信号の他に、何本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を基地局に送信するかを示す情報を送信する送信制御を行う。

また、端末装置６００からの信号を受けた基地局の構成であるが、図３に示す送信装置２００と各部の作用のみ異なり、基本的に同様の構成である。このため、本実施の形態５における基地局の構成については、図３を参照して説明する。

端末装置６００の通信相手である基地局（ここでは図３に示す送信装置２００）では、Ｓ／Ｐ変換部２４９は、端末装置６００が通知する何本分のアンテナの伝送レート要求信号を送信しているかの情報から伝送レート要求信号を抽出して、送信制御部２６０に入力する。

このように構成される端末装置６００によれば、通信相手である基地局（例えば図３に示す送信装置２００）に、基地局の送信アンテナを示す情報を送信することによって、基地局側では、最も回線品質のよい伝送レート要求値と、何本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を基地局に送信するかを示す情報とに基づいて、送信アンテナ及び送信アンテナにおける伝送レートを設定して、データの送信を行うことができる。

よって、前回の伝送レート要求値を通知されたときの回線状態と送信時の回線状態とが大きく異なるような端末装置６００の高速移動時においても、基地局（端末装置６００の通信相手）側において、端末装置６００の要求する送信アンテナ数に対応する送信アンテナを用いてデータを送信できる。よって、スループットの低減を防ぐことができる。

なお、基地局がどの送信アンテナから送信するかを示す情報は、送信アンテナ数が２本であれば１ビットでよく、伝送レート要求信号に比べれば十分少ない（例えば３ＧＰＰでは、伝送レート要求信号は５ビット必要）ため、上り回線の制御情報量はほとんど増大しない。

また、本実施の形態５では、端末装置６００の通信相手、例えば、ＭＩＭＯ送信を行う基地局は、１本の送信アンテナのみから送信を行う場合について示したが、これに限らず、複数の送信アンテナから同一情報を送信してもよい。この場合、通信相手にどの送信アンテナの回線品質が良いかという情報を通知する必要は無くなる。ただし、基地局においては、送信電力を削減できるという点では、１本の送信アンテナのみから送信を行う方が好ましい。

本発明の第１の態様に係る通信装置は、複数の送信アンテナからそれぞれ異なるデータを、送信アンテナ毎に独立に伝送レートを設定して送信するＭＩＭＯ通信方式の通信相手に対して送信データ及び前記複数の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信する通信装置であって、前記送信データ及び前記伝送レート要求信号を送信する送信手段と、前記送信手段から送信される信号の送信を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記送信手段を介して、前記通信相手の各送信アンテナにおける伝送レート要求信号の差と
、所定の値との比較結果に基づいて、前記複数の送信アンテナよりも少ない数の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信する構成を採る。

この構成によれば、複数の送信アンテナからそれぞれ異なるデータを、送信アンテナ毎に独立に伝送レートを設定して送信するＭＩＭＯ通信方式の通信相手に対して、所定の値との比較結果に基づいて、前記複数の送信アンテナよりも少ない数のアンテナの伝送レート要求信号を送信するため、通信相手に送信する伝送レート要求信号量が通信相手の送信アンテナ数倍になることがない。よって、伝送効率を殆ど低下させることなく伝送レート要求信号を削減して送信することができ、このように伝送レート要求信号を送信する際の他の受信機（ユーザ）への干渉を低減できるとともに、消費電力を削減することができる。

本発明の第２の態様に係る通信装置は、上記構成において、前記制御手段は、前記通信相手の各送信アンテナにおける伝送レート要求信号の差を前記所定の値と比較して、前記所定の値より小さい場合、前記複数の送信アンテナよりも少ない数の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信する構成を採る。

この構成によれば、伝送レート要求信号を送信する際の伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減することができ、干渉及び消費電力の削減が可能である。

本発明の第３の態様に係る通信装置は、上記構成において、前記制御手段は、前記通信相手の各送信アンテナにおける伝送レート要求信号の差を前記所定の値と比較して、前記所定の値より大きい場合、前記複数の送信アンテナよりも少ない数の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信する構成を採る。

この構成によれば、伝送レート要求信号を送信する際の伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減することができ、干渉及び消費電力の削減が可能である。

本発明の第４の態様に係る通信装置は、上記構成において、前記制御手段は、前記通信相手の各送信アンテナにおける伝送レート要求信号の差と、前記所定の値との比較結果に基づいて、前記複数の送信アンテナのうち、一本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信する構成を採る。

この構成によれば、伝送レート要求信号を送信する通信相手に対して、前記複数の送信アンテナのうち、一本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信するため、通信相手側において、伝送レート要求信号を受信する際のスループットが、全送信アンテナ分の電動レート要求信号を受信する場合と比べて減少するとともに、伝送レート要求信号を送信する際の消費電力を、全送信アンテナ分の電動レート要求信号を送信する場合と比べて削減することができる。

本発明の第５の態様に係る通信装置は、上記構成において、前記制御手段は、前記通信相手の各送信アンテナにおける伝送レート要求信号の差を前記所定の値と比較して、前記所定の値より小さい場合、前記複数の送信アンテナにおける伝送レート要求値のうち、最も小さい伝送レート要求信号のみを送信する構成を採る。

この構成によれば、通信相手側では、各送信アンテナにおいて最も小さい伝送レート要求信号のみに基づいて、送信アンテナの伝送レートを設定できるため、送信された信号から各送信アンテナにおいて最も小さい伝送レート要求信号のみを抽出すればよく、その抽
出の際における誤り率の劣化を防ぐことができる。

本発明の第６の態様に係る通信装置は、上記構成において、前記制御手段は、前記通信相手の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信するか１本分の送信アンテナの伝送レート要求信号のみを送信するかを示す情報を、通信相手に送信する構成を採る。

この構成によれば、通信相手は、受信したデータにおいて、伝送レート要求信号を抽出する際に、通信相手の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信するか１本分の送信アンテナの伝送レート要求信号のみを送信するかを示す情報に基づいて検出できるため、上記構成の態様に比べて、更に、通信相手が伝送レート要求信号を誤検出することを低減することができる。

本発明の第７の態様に係る通信装置は、上記構成において、前記所定の値は可変自在である構成を採る。

この構成によれば、上記構成の通信装置を用いた場合よりも更に、伝送レート要求信号を送信する場合において、他の通信装置（ユーザ）への干渉を低減できる。

本発明の第８の態様に係る通信装置は、上記構成において、前記制御手段は、前記通信相手の各送信アンテナにおける伝送レート要求信号の差が所定の値より大きい場合、伝送レート要求値が最も大きい伝送レート要求信号のみを送信する構成を採る。

この構成によれば、通信相手は、上記構成の通信装置からの伝送レート要求信号を受信する場合よりも更に誤り率の劣化を防ぐことができる。

本発明の第９の態様に係る通信装置は、上記構成において、前記制御手段は、前記通信相手に送信する前記伝送レート要求信号に対応して伝送レートが設定される送信アンテナを示す情報を、通信相手に送信する構成を採る。

この構成によれば、通信相手は、伝送レート要求信号に対応して伝送レートが設定される送信アンテナを示す情報に基づいて、所定の送信アンテナに伝送レートを設定してデータを送信できるため、複数の送信アンテナから通信装置が望む伝送レートでデータを送信することができ、上記構成の通信装置よりもさらに、高速移動時においてスループットの低下を防ぐことができる。

本発明の第１０の態様に係る通信方法は、複数の送信アンテナからそれぞれ異なるデータを、送信アンテナ毎に独立に伝送レートを設定して送信する通信相手に対して送信データ及び前記複数の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信する通信方法であって、前記送信データ及び前記複数の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信する送信ステップと、送信ステップから送信される信号を送信制御する制御ステップとを有し、制御ステップは、前記通信相手の各送信アンテナにおける伝送レート要求信号の差と、所定の値との比較結果に基づいて、前記複数の送信アンテナよりも少ない数の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信するようにした。

この構成によれば、ＭＩＭＯ通信方式の通信相手に対して伝送レート要求信号を送信する際に、常に通信相手の全送信アンテナ分の伝送レート要求信号を送信する必要がないため、伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減することができ、干渉及び消費電力の削減を図ることができる。

本明細書は、２００５年１月２８日出願の特願２００５−２１６８１に基づく。この内
容はすべてここに含めておく。

本発明に係る通信装置、送信装置及び通信方法は、伝送効率をほとんど低下させることなく、ＣＱＩを削減して送信することができ、ＣＱＩを送信する際の干渉及び消費電力の削減する効果を有し、ＭＩＭＯ通信方式においてデータを送信する場合に有用である。

送信機と受信機のアンテナ数がそれぞれ２つの場合のＭＩＭＯ通信の原理を説明する図 、図１Ａにおける送信信号と受信信号の関係を表す式 本発明の実施の形態１に係る通信装置である端末装置の構成を示すブロック図 図２に示す端末装置の通信相手の一例である送信装置の概略構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る端末装置を有する通信システムのフローチャート 本発明の実施の形態２に係る通信装置である端末装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る通信装置である端末装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る通信装置である端末装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る端末装置を有する通信システムのフローチャート 本発明の実施の形態５に係る通信装置である端末装置の構成を示すブロック図

Claims (9)

1. 通信相手の複数の送信アンテナから送信された複数のデータを、受信する受信部と、
   受信された前記複数のデータのうち、少なくとも１つのデータに対して算出されたＣＱＩを、前記通信相手に送信する送信部と、
   前記送信部における前記ＣＱＩの送信を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記複数のデータのそれぞれに対する前記ＣＱＩの差を所定の値と比較して、前記所定の値より大きい場合、前記複数のデータの数よりも少ない数のデータに対する前記ＣＱＩを送信するように制御する、
   通信装置。
2. 前記送信部は、送信される前記ＣＱＩの数に相当する数を示す情報を、前記通信相手に送信する、
   請求項１記載の通信装置。
3. 前記制御部は、前記複数のデータのそれぞれに対する前記ＣＱＩの差を所定の値と比較して、前記所定の値より大きい場合、前記複数のデータのうち、一つのデータに対する前記ＣＱＩを送信するように制御する、
   請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記制御部は、前記複数のデータのそれぞれに対する前記ＣＱＩの差を所定の値と比較して、前記所定の値より大きい場合、前記複数のデータに対するそれぞれの前記ＣＱＩのうち、最も大きいＣＱＩのみを送信する、
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記受信部は、前記通信相手においてデータごとに変調された前記複数のデータを受信する、
   請求項１から４のうちいずれか１項に記載の通信装置。
6. 通信相手の複数の送信アンテナから送信された複数のデータを受信し、
   受信された前記複数のデータのうち、少なくとも１つのデータに対して算出されたＣＱＩを、前記通信相手に送信し、
   前記複数のデータのそれぞれに対する前記ＣＱＩの差を所定の値と比較して、前記所定の値より大きい場合、前記複数のデータの数よりも少ない数データに対する前記ＣＱＩを送信するように制御する、
   通信方法。
7. 送信される前記ＣＱＩの数に相当する数を示す情報を、前記通信相手に送信する、
   請求項６記載の通信方法。
8. 通信相手に、複数の送信アンテナから複数のデータを、送信する送信部と、
   前記通信相手において算出された、前記複数のデータのうち、少なくとも１つのデータに対するＣＱＩを、受信する受信部と、
   前記通信相手から、前記複数のデータのそれぞれに対する前記ＣＱＩが送信されたか、或いは、前記複数のデータの数よりも少ない数のデータに対する前記ＣＱＩが送信されたかを判断する判断部と、
   を有し、
   前記受信部は、前記通信相手において、前記複数のデータのそれぞれに対する前記ＣＱＩの差を所定の値と比較して、前記所定の値より大きい場合、前記複数のデータの数よりも少ない数のデータに対する前記ＣＱＩを送信するように制御されて、送信された前記ＣＱＩを受信する、
   送信装置。
9. 前記受信部は、前記通信相手から送信された前記ＣＱＩの数に相当する数を示す情報を、受信する、
   請求項８記載の送信装置。

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