JP4593490B2 - 無線送信方法、無線受信方法、無線通信装置 - Google Patents

無線送信方法、無線受信方法、無線通信装置 Download PDF

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Description

本発明は、同一の時間に、送信と、受信を行う、複数のアンテナを備えた無線局の信号の送受信を行う無線送信方法、無線受信方法、無線通信装置に関する。
近年、２．４ＧＨｚ帯または５ＧＨｚ帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格などの普及が目覚しい。これらのシステムでは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式を用い、最大で５４Ｍｂｐｓの伝送速度を実現している。ただし、ここでの伝送速度とは物理レイヤ上での伝送速度であり、実際にはＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ）レイヤでの伝送効率が５０〜７０％程度であるため、実際のスループットの上限値は３０Ｍｂｐｓ程度である。このような実際のスループットの低下は、基地局が送信を行っている間は、端末局は送信を行わないことや、送信が終わったあともバックオフの時間を各端末局でとることなどによる。将来の無線通信を考えるにあたって、端末局において指向性制御を行い、複雑なスケジューリングにより送信を行うようになることが想定され、このような場合、ＭＡＣレイヤによるスループットの低下は、全体の通信品質の向上を大きく妨げることとなる。
送信装置と受信装置それぞれに複数のアンテナ素子を具備し、通信を行うＭＩＭＯ技術が周波数利用効率を改善するため有力である。このＭＩＭＯ技術とは、送信局側において複数の送信アンテナから同一チャネル上で異なる独立な信号を送信し、受信局側において同じく複数のアンテナを用いて信号を受信し、各送信アンテナ／受信アンテナ間のチャネル応答行列を求め、この行列を用いて送信局側で各アンテナから送信した独立な信号を推定し、データを再生するものである。
送信装置のアンテナ素子数をＭＴとした送受信装置を示す。図２０は複数のアンテナ素子を具備することで、送受の伝送容量を向上する、従来技術における送受信部の構成例である。符号９００はデータ分割回路、９０１−１〜９０１−Ｌは変調回路、９０２は送信信号変換回路、９０３−１〜９０３−Ｍｔは無線部、９０４−１〜９０４−Ｍｔはアンテナ素子、９０５はチャネル情報取得回路、９０６は復号演算回路、９０７は送信ウエイト演算回路である。
アンテナ９０４−１〜９０４−Ｍｔ及び無線部９０３−１〜９０３−Ｍｔは、無線信号の送受信を行うことが可能であり、受信時には、これらを介して通信相手において送信される信号を受信し、チャネル情報取得回路において受信信号中に含まれる既知信号から、通信相手の送信アンテナ、もしくは送信ビームと、送受信装置の各アンテナ９０４−１〜９０４−Ｍｔ間のチャネル情報を推定することができる。このチャネル情報と、受信信号から、復号演算回路９０６において、所望の信号を復号することができる。
また、送信ウエイト演算回路９０７は、信号を伝送したい通信相手の受信アンテナ、もしくは受信ビームと、送受信装置のアンテナ素子間のチャネル応答から、送信ウエイトを決定することができる。このチャネル応答行列の取得方法はここでは明記しないが、アンテナ９０４−１〜９０４−Ｍｔにおいて既知信号の受信を行った際に得られる情報を元に推定するか、もしくは受信信号に含まれるフィードバック情報に含まれる情報によって、チャネル応答行列の情報が取得される。
次に、送信すべくデータが入力されると、データ分割回路９００では１系統の信号をＬ系統の信号系列に分割し、変調回路９０１−１〜９０１−Ｌへ入力する。ここでは、ＭＩＭＯチャネル推定用のプリアンブル信号等が付与され、変調された後、これらの信号は、送信信号変換回路９０２に入力される。ここで、送信データは送信ウエイトを乗算され、無線部９０３−１〜９０３−Ｍｔに入力され、アンテナ９０４−１〜９０４−Ｍｔを介して無線信号として送信される。
このような送受信装置は、効率的に送信と受信を行うことができるが、送信を行っている間は、受信できず、受信を行っている間は送信ができないため、効率的なスケジューリングが行えず、ＭＡＣレイヤを考慮したスループットが大きく低下する危険性を持っている。
守倉正博・久保田周治 監修、"改訂版 ８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書"、２００４
上述の従来例では、通信相手に対し、受信期間、もしくは送信期間だけに注目すれば、高い通信速度を得ることを可能とするが、ＭＡＣレイヤの通信プロトコルを考慮すると、スループットが低下するという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、送信中に受信を行ったり、受信中に送信を行ったりすることを可能とすることで、ＭＡＣレイヤにおけるスループットの低下を防ぐことができる無線送信方法、無線受信方法、無線通信装置を提供することを目的とする。
請求項１に係る本発明は、複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線送信方法であって、複数のアンテナ素子を送信に割り当て、１つもしくは複数のアンテナ素子を受信に割り当て、前記割り当ては、送信割り当てアンテナ数が受信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、この自チャネル応答の情報を元に干渉空間を定義するステップを備え、この干渉空間に直交する送信ウエイトを決定し、通信相手に前記送信ウェイトを用いて信号を送信することを特徴とする無線送信方法である。
請求項２に係る本発明は、複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線送信方法であって、複数のアンテナ素子を送信に割り当て、１つもしくは複数のアンテナ素子を受信に割り当て、前記割り当ては、送信割り当てアンテナ数が受信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、この自チャネル応答の情報を元に干渉空間を定義するステップを備え、送信を行う通信相手の受信アンテナ素子もしくは受信ビームと、送受信装置の送信アンテナ素子間のチャネル応答の情報を予め取得するステップを備え、通信相手とのチャネル応答情報を用い、且つ干渉空間に直交する送信ウエイトを決定し、通信相手に前記送信ウェイトを用いて信号を送信することを特徴とする無線送信方法である。
請求項３に係る本発明は、複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線送信方法であって、複数のアンテナ素子を送信に割り当て、１つもしくは複数のアンテナ素子を受信に割り当て、前記割り当ては、送信割り当てアンテナ数が受信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、この自チャネル応答の情報を元に干渉空間を定義するステップを備え、送信割り当てアンテナからの信号の受信電力の許容値を決定するステップを備え、送信を行う通信相手の受信アンテナ素子もしくは受信ビームと、送受信装置の送信アンテナ素子間のチャネル応答の情報を予め取得するステップを備え、通信相手とのチャネル応答情報を用い、且つ干渉空間に許容値以下の干渉を送信する送信ウエイトを決定し、通信相手に前記送信ウェイトを用いて信号を送信することを特徴とする無線送信方法である。
請求項４に係る本発明は、複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線送信方法であって、複数のアンテナ素子を送信に割り当て、１つもしくは複数のアンテナ素子を受信に割り当て、前記割り当ては、送信割り当てアンテナ数が受信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、送信割り当てアンテナからの信号の受信電力の許容干渉量を決定するステップを備え、送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、この自チャネル応答行列の送信側相関行列の固有ベクトルと固有値を演算するステップを備え、固有値が許容干渉量を超える場合に、対応する固有ベクトル干渉基底ベクトルとして設定するステップを備え、送信を行う通信相手の受信アンテナ素子もしくは受信ビームと、送受信装置の送信アンテナ素子間のチャネル応答の情報を予め取得するステップを備え、通信相手とのチャネル応答情報を用い、且つ干渉基底ベクトルに直交する送信ウエイトを決定し、通信相手に前記送信ウェイトを用いて信号を送信することを特徴とする無線送信方法である。
請求項５に係る本発明は、複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線送信方法であって、複数のアンテナ素子を送信に割り当て、１つもしくは複数のアンテナ素子を受信に割り当て、前記割り当ては、送信割り当てアンテナ数が受信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、送信割り当てアンテナからの信号の受信電力の許容干渉量と許容干渉量よりも小さい考慮干渉量とを決定するステップを備え、送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、この自チャネル応答行列の送信側相関行列の固有ベクトルと固有値を演算するステップを備え、固有値が許容干渉量を超える場合に、対応する固有ベクトルを干渉空間ベクトルとして干渉空間に設定するステップを備え、固有値が考慮干渉量を超える場合に、対応する固有ベクトルを準干渉空間ベクトルとして干渉空間に設定するステップを備え、送信を行う通信相手の受信アンテナ素子もしくは受信ビームと、送受信装置の送信アンテナ素子間のチャネル応答の情報を予め取得するステップを備え、通信相手とのチャネル応答情報を用い、且つ干渉基底ベクトルに直交し、準干渉基底ベクトルに一定値以下の内積値を有する送信ウエイトを決定し、通信相手に前記送信ウェイトを用いて信号を送信することを特徴とする無線送信方法である。
請求項６に係る本発明は、複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線受信方法であって、複数のアンテナ素子を送信に割り当て、１つもしくは複数のアンテナ素子を受信に割り当て、前記割り当ては、送信割り当てアンテナ数が受信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、通信相手から送信された受信信号を用いて、この通信相手との間の受信側チャネル応答行列を取得するステップを備え、通信相手からの受信信号および、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列、送信中である送信信号の少なくとも一部の情報を用いて、通信相手からの受信信号を復号することを特徴とする無線受信方法である。
請求項７に係る本発明は、複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線受信方法であって、１つもしくは複数のアンテナ素子を送信に割り当て、複数のアンテナ素子を受信に割り当て、前記割り当ては、受信割り当てアンテナ数が送信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、受信信号に乗算することで送信割り当てアンテナからの送信信号に対応する信号を削減する前処理重みを決定するステップを備え、Ａ／Ｄ変換前に受信信号に前処理重みを乗算するステップを備え、送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、通信相手からの受信信号および、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列、送信中である送信信号の情報を用いて、通信相手からの受信信号を復号することを特徴とする無線受信方法である。
請求項８に係る本発明は、複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線受信方法であって、１つもしくは複数のアンテナ素子を送信に割り当て、複数のアンテナ素子を受信に割り当て、前記割り当ては、受信割り当てアンテナ数が送信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、受信信号に乗算することで送信割り当てアンテナからの送信信号に対応する信号を削減する前処理重みを決定するステップを備え、Ａ／Ｄ変換前に受信信号に前処理重みを乗算するステップを備え、この前処理重みをを乗算することによって得られた前処理重み付受信信号が規定の許容干渉量以下であるかを検定し、許容干渉量以上であれば前処理重みを演算しなおす検定ステップを備え、送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、通信相手からの受信信号および、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列、送信中である送信信号の情報を用いて、通信相手からの受信信号を復号することを特徴とする無線受信方法である。
請求項９に係る本発明は、同一時刻に送信および受信を行うことを可能とする無線通信システムにおける、１つもしくは複数の通信相手に対し、Ｌｔの通信系列の信号の送信を行い、１つもしくは複数の通信相手から、Ｌｒの通信系列の信号の受信を行う空間多重伝送用送信装置において、Ｍｔ（≧Ｌｔ）本を送信アンテナ素子に割り当てられ、Ｍｒ（Ｌｒ≦Ｍｒ＜Ｍｔ）本を受信アンテナ素子に割り当てられる全Ｍ本のアンテナ素子と、送信時には入力された信号を無線信号に変換し、送信割り当てアンテナから送信を行い、受信時には入力された受信信号をベースバンド信号に変換し、送受切替部に出力する無線部と、送信信号を送信割り当てアンテナへ、受信信号をチャネル情報取得回路へ出力する送受切替部と、送受切替部からの信号を入力信号とし、通信相手からの受信信号がない時に、送信割り当てアンテナ、もしくは送信割り当てアンテナで形成する送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答行列を推定し、通信相手からの受信信号がある時には、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの受信側チャネル応答行列を推定し、自チャネル応答行列を干渉空間決定回路へ出力し、受信信号と受信側チャネル応答行列を復号演算回路へ出力する、チャネル情報取得回路と、入力された受信信号と受信側チャネル応答行列から、通信相手グループＡからの送信信号を復号する復号演算回路と、チャネル情報取得回路から入力される自チャネル応答行列から、干渉基底ベクトル群を決定し、送信ウエイト演算回路に出力する干渉空間決定回路と、入力された干渉基底ベクトル群に直交する送信ウエイトを決定し、送信信号変換回路に出力し、データ分割回路と変調回路に割り当てる変調方式を出力する送信ウエイト演算回路と、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢへの送信信号を、割り当てる変調方式に応じてＬｔの通信系列に分割し、変調回路に出力するデータ分割回路と、入力された通信系列に対応する変調方式を適用し、送信信号変換回路へ出力する変調回路と、入力された信号に送信ウエイトを乗算し、対応する送受切替部に出力する送信信号変換回路とを備えたことを特徴とする無線通信装置である。
請求項１０に係る本発明は、請求項９の無線通信装置において、送受切替部からの信号を入力信号とし、通信相手からの受信信号がない時に、送信割り当てアンテナ、もしくは送信割り当てアンテナで形成する送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答行列を推定し、通信相手からの受信信号がある時には、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの受信側チャネル応答行列を推定し、自チャネル応答行列を干渉空間決定回路へ出力し、受信信号と受信側チャネル応答行列を復号演算回路へ出力し、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢへの送信側チャネル応答行列を受信信号から推定し、送信ウエイト演算回路に出力を行うチャネル情報取得回路と、送信側チャネル応答行列を用い、且つ干渉基底ベクトル群と直交する送信ウエイトを決定し、送信信号変換回路に出力し、データ分割回路と変調回路に割り当てる変調方式を出力する送信ウエイト演算回路とを備えた前記無線通信装置である。
請求項１１に係る本発明は、請求項９の無線通信装置において、送受切替部からの信号を入力信号とし、通信相手からの受信信号がない時に、送信割り当てアンテナ、もしくは送信割り当てアンテナで形成する送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答行列を推定し、通信相手からの受信信号がある時には、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの受信側チャネル応答行列を推定し、自チャネル応答行列を干渉空間決定回路へ出力し、受信信号、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列を復号演算回路へ出力し、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢへの送信側チャネル応答行列を受信信号から推定し、送信ウエイト演算回路に出力を行うチャネル情報取得回路と、送信側チャネル応答行列を用い、且つ干渉基底ベクトル群と直交する送信ウエイトを決定し、送信信号変換回路に出力し、データ分割回路と変調回路に割り当てる変調方式を出力する送信ウエイト演算回路と、入力された信号に送信ウエイトを乗算し、対応する送受切替部に出力し、送信ウエイトが乗算された変調信号もしくは変調信号の少なくとも一部を復号演算回路に出力する送信信号変換回路と、入力された受信信号、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列、グループＢへの送信信号を用いて、通信相手グループＡからの送信信号を復号する復号演算回路とを備えた無線通信装置である。
請求項１２に係る本発明は、請求項９の無線通信装置において、送受切替部からの信号を入力信号とし、通信相手からの受信信号がない時に、送信割り当てアンテナ、もしくは送信割り当てアンテナで形成する送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答行列を推定し、通信相手からの受信信号がある時には、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの受信側チャネル応答行列を推定し、自チャネル応答行列を干渉空間決定回路へ出力し、受信信号、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列を復号演算回路へ出力し、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢへの送信を行う前に、通信グループＢへの送信側チャネル応答行列を受信信号から推定し、送信ウエイト演算回路に出力を行うチャネル情報取得回路と、送信側チャネル応答行列を用い、干渉基底ベクトル群に、許容干渉量以下の信号を送信する送信ウエイトを決定し、送信信号変換回路に出力し、データ分割回路と変調回路に割り当てる変調方式を出力する送信ウエイト演算回路と、入力された信号に送信ウエイトを乗算し、対応する送受切替部に出力し、送信ウエイトが乗算された変調信号もしくは変調信号の少なくとも一部を復号演算回路に出力する送信信号変換回路と、入力された受信信号、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列、グループＢへの送信信号を用いて、通信相手グループＡからの送信信号を復号する復号演算回路とを備えた前記無線通信装置である。
請求項１３に係る本発明は、請求項９の無線通信装置において、送受切替部からの信号を入力信号とし、通信相手からの受信信号がない時に、送信割り当てアンテナ、もしくは送信割り当てアンテナで形成する送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答行列を推定し、通信相手からの受信信号がある時には、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの受信側チャネル応答行列を推定し、自チャネル応答行列を干渉空間決定回路へ出力し、受信信号、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列を復号演算回路へ出力し、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢへの送信を行う前に、通信グループＢへの送信側チャネル応答行列を受信信号から推定し、送信ウエイト演算回路に出力を行うチャネル情報取得回路と、チャネル情報取得回路から入力される自チャネル応答行列から、干渉基底ベクトル群として、自チャネル応答行列の送信側相関行列の固有ベクトルを用い、干渉基底ベクトルと対応する固有値を送信ウエイト演算回路に出力する干渉空間決定回路と、送信側チャネル応答行列を用い、入力された固有値を許容干渉量と比較し、許容干渉量を超えるものに対応する干渉基底ベクトルには、完全に直交し、それ以外の干渉基底ベクトルに関しては完全に直交しない送信ウエイトを決定し、送信信号変換回路に出力し、データ分割回路と変調回路に割り当てる変調方式を出力する送信ウエイト演算回路と、入力された信号に送信ウエイトを乗算し、対応する送受切替部に出力し、送信ウエイトが乗算された変調信号もしくは変調信号の少なくとも一部を復号演算回路に出力する送信信号変換回路と、入力された受信信号、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列、送信ウエイトが乗算された復調信号もしくは変調信号を用いて、通信相手グループＡからの送信信号を復号する復号演算回路とを備えた無線通信装置である。
請求項１４に係る本発明は、同一時刻に送信および受信を行うことを可能とする無線通信システムにおける、１つもしくは複数の通信相手に対し、Ｌｔの通信系列の信号の送信を行い、１つもしくは複数の通信相手から、Ｌｒの通信系列の信号の受信を行う無線通信装置において、Ｍｔ（≧Ｌｔ）本を送信アンテナ素子に割り当てられ、Ｍｒ（Ｍｔ ＜ Ｌｒ≦Ｍｒ）本を受信アンテナ素子に割り当てられる全Ｍ本のアンテナ素子と、送信時には入力された信号を無線信号に変換し、送信割り当てアンテナから送信を行い、受信時には入力された受信信号をベースバンド信号に変換し、送受切替部に出力する無線部と、送信信号を送信割り当てアンテナへ、受信信号をチャネル情報取得回路へ出力する、送受切替部と、送受切替部からの信号を入力信号とし、受信割り宛てアンテナで得られる受信信号ベクトルに前処理重みを乗算することで、受信電力を低減し、前処理重み付受信信号をチャネル情報取得回路に出力する前処理重み乗算回路と、前処理重み乗算回路からの信号を入力信号とし、通信相手からの受信信号がない時に、送信割り当てアンテナ、もしくは送信割り当てアンテナで形成する送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の送信重み付自チャネル応答行列を推定し、前処理重み演算回路に出力し、通信相手からの受信信号がある時には、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの前処理重み付受信側チャネル応答行列を推定し、前処理重み付受信信号と前処理重み付受信側チャネル応答行列と前処理重み付自チャネル応答行列を復号演算回路へ出力するチャネル情報取得回路と、入力された前処理重み付自チャネル応答行列から、より受信電力を低下させる前処理重み付自チャネル応答行列を演算し、前処理重み乗算回路に乗算する前処理重み演算回路と、入力された前処理重み付受信信号、前処理重み付受信側チャネル応答行列、前処理重み付自チャネル応答行列、および送信信号変換回路から入力された変調信号もしくは送信ウエイトが乗算された変調信号から、通信相手グループＡからの送信信号を復号する復号演算回路と、入力された送信側チャネル応答行列から、送信ウエイトを決定し、送信信号変換回路に出力し、データ分割回路と変調回路に割り当てる変調方式を出力する、送信ウエイト演算回路と、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢへの送信信号を、割り当てる変調方式に応じてＬｔの通信系列に分割し、変調回路に出力するデータ分割回路と、入力された通信系列に対応する変調方式を適用し、送信信号変換回路へ出力する変調回路と、入力された信号に送信ウエイトを乗算し、対応する送受切替部に出力する送信信号変換回路とを備えたことを特徴とする無線通信装置である。
請求項１５に係る本発明は、請求項１４の無線通信装置において、入力された前処理重み付自チャネル応答行列の電力値が、許容干渉量よりも大きいとき、より受信電力を低下させる前処理重み付自チャネル応答行列を演算し、前処理重み乗算回路に乗算する前処理重み演算回路を備えた無線通信装置である。
請求項１６に係る発明は、請求項９〜１５の無線通信装置において、選択する送信アンテナ及び受信アンテナを固有に与えることを特徴とする。
本発明によれば、チャネル情報取得回路で、通信相手からの受信信号がない時に、自チャネル応答行列を推定し、通信相手からの受信信号がある時には、通信相手グループからの受信側チャネル応答行列を推定し、自チャネル応答行列を干渉空間決定回路へ出力し、受信信号と受信側チャネル応答行列を復号演算回路へ出力し、復号演算回路で、入力された受信信号と受信側チャネル応答行列から、通信相手グループからの送信信号を復号し、干渉空間決定回路で、自チャネル応答行列から、干渉基底ベクトル群を決定し、送信ウエイト演算回路に出力し、送信ウエイト演算回路で、入力された干渉基底ベクトル群に直交する送信ウエイトを決定するようにしている。これにより、ひとつまたは複数の通信相手宛に、1つまたは複数の信号系列を同一周波数チャネル上で同時刻に送信を行いながら、同一周波数チャネル、同時刻に、ひとつまたは複数の通信相手からの信号を受信、復号することが可能となる。このように制御することで、MACレイヤにおける無通信時間を減らすことが可能であり、スループットの低下を防ぐことができる。
以下、本発明の種々の実施形態について、図を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１に本発明第１の実施形態における送受信部の構成例を示す。図１において、１００はデータ分割回路、１０１−１〜１０１−Ｌｔは変調回路、１０２は送信信号変換回路、１０３−１〜１０３−Ｍは無線部、１０４−１〜１０４−Ｍはアンテナ、１０５−１〜Ｍは送受切替部、１０６はチャネル情報取得回路、１０７は復号演算回路、１０８は送信ウエイト演算回路、１０９は干渉空間決定回路を示す。
従来技術の場合と同様に、アンテナ１０４−１〜１０４−Ｍ及び無線部１０３−１〜１０３−Ｍは、無線信号の送受信を行うことが可能である。送受切替部１０５−１〜Ｍは、それぞれのアンテナおよび無線部が受信として用いるか送信として用いるかを切り替える装置であり、Ｍｔ（≧１）を送信割り当てアンテナとして、Ｍｒ（≧１）を受信割り当てアンテナとして用いる。Ｍｔ＞Ｍｒの場合を考える。
まず、送受信装置は、通信相手からの受信信号がないときに、送信割り当てアンテナから無指向性もしくは送信ウエイトによる重み付けを行った既知信号の送信を行い、受信割り当てアンテナで受信し、無線部１０３−１〜１０３−Ｍにおいてベースバンド信号に変換し、送受切替部１０５−１〜１０５−Ｍを介して、チャネル情報取得回路１０６において、自送受信装置の送信割り当てアンテナもしくは送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定し、干渉空間決定回路１０９に出力する。
１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの信号を受信した際には、受信信号として選択された信号は、無線部１０３−１〜１０３−Ｍにおいてベースバンド信号に変換され、送受切替部１０５−１〜１０５−Ｍを介して、チャネル情報取得回路１０６において、通信相手グループＡの送信素子、もしくは送信ビームと装置の受信アンテナ間の受信側チャネル応答行列を推定する。受信側チャネル応答行列は、通信相手から送信された既知信号を受信することで、得ることができる。
受信側チャネル応答行列と受信信号は復号演算回路１０７に出力され、復号演算回路１０７は、受信側チャネル応答を用いて、受信信号の復号を行う。
干渉空間決定回路１０９は、入力された自チャネル応答行列から、干渉基底ベクトルを演算し、送信ウエイト演算回路１０８に出力する。
送信ウエイト演算回路１０８は、干渉空間決定回路１０９から入力された干渉基底ベクトル群を用い、これらと直交する送信ウエイトの決定を行い、決定された送信ウエイトを送信信号変換回路１０２に出力し、各送信ウエイトを用いる通信系列に適用する変調方式を、変調回路１０１−１〜１０Ｌｔ−１とデータ分割回路１００に出力する。
送信データは、データ分割回路１００において、適用される変調方式に対応する比率でＬｔ系統の信号系列に分割され、変調回路１０１−１〜１０１−Ｌｔへ入力される。ここで、Ｌｔ≦Ｍｔである。ここでは、ＭＩＭＯチャネル推定用のプリアンブル信号が付与され、変調された後、これらの信号は、送信信号変換回路１０２に入力される。ここで、送信ウエイトを乗算され、無線部１０３−１〜１０３−Ｍのうち送信に割り当てられたＭｔ個の無線部に入力され、同じくＭｔ個のアンテナを介して無線信号として送信される。
また、上記実施形態において、チャネル情報取得回路１０６の出力、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢの受信アンテナの出力、もしくは受信ビームと、送信割り当てアンテナとの間の送信側チャネル応答を、受信信号に含まれる既知信号を用いて、もしくはフィードバック情報によって取得しておき、送信ウエイト演算回路１０８に出力することで、通信系列の伝送品質を高めることができる。
本発明の第１の実施形態の具体的な制御方法を以下に示す。信号を送信してくる通信相手グループＡに属する１つもしくは複数の通信相手から送信される通信系列の総数をＬｒ、送信を行う対象となる通信相手グループＢに属する１つもしくは複数の通信相手へ送信する通信系列の総数をＬｔ、通信相手アンテナグループＢに属する１つもしくは複数の通信相手の受信アンテナの総数をＭｕとおくと、まずチャネル情報取得回路１０６は、受信側チャネル応答行列Ｈｒ（Ｍｒ×Ｌｒ行列）、送信側チャネル応答行列Ｈｔ（Ｍｕ×Ｍｔ行列）、自チャネル応答行列Ｈｓ（Ｍｒ×Ｌｔ行列）の推定を行う。
このとき、通信相手から送信された送信信号をＸｕ（Ｌｒ×１ベクトル）、送受信装置から送信を行う送信信号をＸｔ（Ｌｔ×１ベクトル）とすると、受信信号Ｙｒ（Ｍｒ×１ベクトル）は、以下のように表すことができる。
Figure 0004593490
しかし、このままでは、受信する通信系列数（Ｌｒ＋Ｌｔ）が大きいため、復号することが難しい。そこで、送信ウエイト演算回路１０８は、数式１における自チャネル応答行列Ｈｓを０とするように指向性制御を行う。
自チャネル応答行列Ｈｓは、送受信装置の送信ウエイトＷｔ（Ｍｔ×Ｌｔ行列）と、送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナの間の送信装置のチャネル応答を表す、自アンテナ間チャネル応答行列Ｈa（Ｍｒ×Ｍｔ行列）を用いて以下のように表すことができる。
Figure 0004593490
自チャネル応答行列を０にするためには、送信ウエイトＷｔの各列ベクトルが自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａの行ベクトルと完全に直交するように送信ウエイトを決定すればよい。
例として、送信を行う相手となる通信相手グループＢとして、１つの通信相手を考え、送信側チャネル応答行列Ｈｔを用いて、Ｌｔの通信系列の送信を行う場合を考える。
まず、自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａ
Ｈａ＝［ｈａ，１ Ｔ， ｈａ，２ Ｔ， ・・・ ，ｈａ，Ｍｒ Ｔ ］Ｔ
の干渉基底ベクトル群ｅ１，ｅ２，・・・，ｅＭｒを以下のように求める。
Figure 0004593490
（ａ，ｂ）はベクトルａとベクトルｂの内積を表す。
Ｅ＝［ｅ１ Ｔ， ｅ２ Ｔ， ・・・ ，ｅＭｒ Ｔ］Ｔ
が送受信装置自らに干渉をおよぼす干渉空間基底ベクトル群である。ｈａ，ｋは送信側チャネル応答行列Ｈａのｋ番目の行ベクトルである。
次に、送信側に割り当てられたアンテナから、通信相手に対する送信側チャネル応答行列Ｈｔを
Ｈｔ＝［Ｈｔ，１ Ｔ， ・・・， Ｈｔ，Ｍｍｔ Ｔ］Ｔ
＝［ｈｔ，１ Ｔ， ｈｔ，２ Ｔ， ・・・ ，ｈｔ，Ｍｕ Ｔ ］Ｔ
とする。
Ｈｔ，ｋはｋ番目の通信相手に対する送信側チャネル応答行列、ｈａ，ｊはＨｔのｊ番目の行ベクトル、Ｍｍｔは送信を行う通信相手の数、Ｍｕは通信相手の受信アンテナもしくは受信ビームの総数である。ｋ番目の通信相手の受信アンテナ数をＭｕ（ｋ）とすると、送信側チャネル応答行列Ｈｔ，ｋはＭｕ（ｋ）×Ｍｔ 行列となっている。
この送信側チャネル応答行列を用い、干渉空間基底ベクトル群と直交する送信側チャネル応答行列Ｈ’ｔを求める。この直交空間送信側チャネル応答行列Ｈ’ｔを用いて送信ウエイトを決定すれば、送受信装置の受信アンテナ素子への干渉を著しく軽減できる。
直交空間チャネル応答行列Ｈ’ｔ
Ｈ’ｔ＝［Ｈｔ，１ Ｔ， ・・・， Ｈｔ，Ｍｍｔ Ｔ］Ｔ
＝［ｈ’ｔ，１ Ｔ， ｈ’ｔ，２ Ｔ， ・・・ ， ｈ’ｔ，Ｍｕ Ｔ ］Ｔ
は、送受アンテナ間チャネル応答行列Ｈｔ
Ｈｔ＝［ｈｔ，１ Ｔ， ｈｔ，２ Ｔ， ・・・ ， ｈｔ，Ｍｕ Ｔ ］Ｔ
と干渉空間基底ベクトル群Ｅ
Ｅ＝［ｅ１ Ｔ， ｅ２ Ｔ， ・・・ ｅＭｒ Ｔ］Ｔにより、以下のように与えられる。
Figure 0004593490
送信側チャネル応答行列を用いない場合は、応答行列Ｈｔとして任意のランダムな複素行列を用いればよい。
このように決定した直交空間チャネル応答行列Ｈ’ｔの情報を用いて送信ウエイトを決定すると、直交空間チャネル応答行列Ｈ’ｔは自送受信装置の受信に割り当てられたアンテナに対して、完全に直交しているため、干渉信号を受信信号に与えることがない。
例えば直交空間チャネル応答行列Ｈ’ｔ，ｋの共役複素転置行列Ｈ’ｔ，ｋ Ｈの列ベクトルに直交化法を用い、得られる基底ベクトルを送信ウエイトとすることで、自送受信装置へ干渉しない送信ウエイトを決定できる。
直交空間チャネル応答行列Ｈ’ｔ，ｋ ＨにＱＲ分解を行い、
Ｈ’ｔ，ｋ Ｈ＝Ｑ’ｔ，ｋＲ’ｔ，ｋ
とし、得られるＱ’ｔ，ｋを送信ウエイトとしても同様である。
または、直交空間チャネル応答行列Ｈ’ｔ，ｋを特異値分解して得られる
Ｈ’ｔ，ｋ＝ Ｕ’ｔ，ｋＳ’ｔ，ｋＶ’ｔ，ｋ Ｈ
の送信側固有ベクトルＶ’ｔ，ｋの列ベクトルを送信ウエイトとして選択することができる。
このようにして得られた送信ウエイトをＷｓ（Ｍｔ×Ｌｔ行列）とすると、
Ｈｓ ＝ ＨａＷｓ＝０
となるので、受信用に割り当てられたアンテナにおける受信信号Ｙｒは、以下のように表すことが可能である。
Figure 0004593490
よって、チャネル情報取得回路１０６で推定された受信側チャネル応答行列Ｈｒから、通信相手からの送信信号Ｘｕを復号することができる。
次に、本発明の第１の実施形態の処理フローについて説明する。図２は、本発明第１の実施形態における送信フローの第１の例を示す。
図２において、通信を行う前に、送信に割り当てられたアンテナより、既知信号の送信を行う（ステップＳ１０１）。このとき受信に割り当てられたアンテナにおける受信信号から、自チャネル応答行列の推定を行う（ステップＳ１０２）。この自チャネル応答行列から干渉基底ベクトルの計算を行い（ステップＳ１０３）、干渉基底ベクトルと直交する空間へ送信する送信ウエイトが決定される（ステップＳ１０４）。
送信する信号が生成されると（ステップＳ１０５）、データをＬｔ系列に分割し（ステップＳ１０６）、変調処理および既知信号の付与がなされる（ステップＳ１０７）。信号変換回路における処理は、シンボル単位で行われ、例えばｋ番目の通信相手に対するシンボルでの信号ベクトルをＳｋとし、ｋ番目の通信相手に対する送信ウエイトをＷｋとすると、Ｓｋ→Ｗｋ・Ｓｋの信号変換処理を実施する（ステップＳ１０８）。このように、処理されたベースバンド信号は、各アンテナに対応する無線部によりＲＦ信号に変換され送信される（ステップＳ１０９）。
なお、上述のフローにおいて、送信割り当てアンテナから既知信号送信（ステップＳ１０１）、自チャネル応答行列の推定（ステップＳ１０２）、干渉規定ベクトルの演算（ステップＳ１０３）を省略し、装置固有の干渉規定ベクトルを決定しておくこともできる。
また、無線部から送信された信号（ステップＳ１０９）を再び受信に割り当てられたアンテナで受信することで、逐次干渉規定ベクトルを更新・改善できる。
図３は、本発明第１の実施形態における送信フローの第２の例を示す。図３において、通信を行う前に、送信に割り当てられたアンテナより、既知信号の送信を行う（ステップＳ２０１）。このとき受信に割り当てられたアンテナにおける受信信号から、自チャネル応答行列Ｈａの推定を行う（ステップＳ２０２）。この自チャネル応答行列Ｈａから干渉基底ベクトルの計算を行う（ステップＳ２０３）。また、通信相手への送信側チャネル応答行列を通信相手からの既知信号の受信もしくは、フィードバック情報などから推定する（ステップＳ２０４）。
送信する信号および１つもしくは複数の通信相手が決定されると（ステップＳ２０５）、対応する通信相手の送信側チャネル応答行列と干渉基底ベクトルから、干渉基底ベクトルと直行する送信ウエイトと、送信ウエイトに適応する変調方式が決定される（ステップＳ２０６）。各ストリームの情報量に基づき、Ｌｔの系列に分割され（ステップＳ２０７）、変調処理および既知信号の付与がなされる（ステップＳ２０８）。信号変換回路における処理は、シンボル単位で行われ、例えばｋ番目の通信相手に対するシンボルでの信号ベクトルをＳｋとし、ｋ番目の通信相手に対する送信ウエイトをＷｋとすると、Ｓｋ→Ｗｋ・Ｓｋの信号変換処理を実施する（ステップＳ２０９）。このように、処理されたベースバンド信号は、各アンテナに対応する無線部によりＲＦ信号に変換され送信される（ステップＳ２１０）。
なお、上述のフローにおいて、送信割り当てアンテナから既知信号送信（ステップＳ２０１）、自チャネル応答行列の推定（ステップＳ２０２）、干渉規定ベクトルの演算（ステップＳ２０３）を省略し、装置固有の干渉規定ベクトルを決定しておくこともできる。
また、無線部から送信された信号（ステップＳ２１０）を再び受信に割り当てられたアンテナで受信することで、逐次干渉規定ベクトルを更新・改善できる。
図４は、本発明第１の実施形態における受信フローの一例を示す。図４において、通信相手が信号を送信すると（ステップＳ１５１）、受信に割り当てられたアンテナから受信された信号を無線部においてベースバンド信号に変換し（ステップＳ１５２）、送受切替部を介し（ステップＳ１５３）、受信信号の中に含まれる既知信号から受信側チャネル応答行列を推定し（ステップＳ１５４）、推定したチャネル応答行列を用い、受信信号の復号を行い（ステップＳ１５５）、受信データを出力する（ステップＳ１５６）。
（第２実施形態）
図５は、本発明第２の実施形態における送受信部の構成例を示す。図５において、２００はデータ分割回路、２０１−１〜２０１−Ｌｔは変調回路、２０２は送信信号変換回路、２０３−１〜２０３−Ｍは無線部、２０４−１〜２０４−Ｍはアンテナ、２０５−１〜Ｍは送受切替部、２０６はチャネル情報取得回路、２０７は復号演算回路、２０８は送信ウエイト演算回路、２０９は干渉空間決定回路を示す。
従来技術の場合と同様に、アンテナ２０４−１〜２０４−Ｍ及び無線部２０３−１〜２０３−Ｍは、無線信号の送受信を行うことが可能である。送受切替部２０５−１〜２０５−Ｍは、それぞれのアンテナおよび無線部が受信として用いるか送信として用いるかを切り替える装置であり、Ｍｔ（≧１）を送信割り当てアンテナとして、Ｍｒ（≧１）を受信割り当てアンテナとして用いる。Ｍｔ＞Ｍｒの場合を考える。
まず、送受信装置は、通信相手からの受信信号がないときに、送信割り当てアンテナから無指向性もしくは送信ウエイトによる重み付けを行った既知信号の送信を行い、受信割り当てアンテナで受信し、無線部２０３−１〜２０３−Ｍにおいてベースバンド信号に変換し、送受切替部２０５−１〜２０５−Ｍを介して、チャネル情報取得回路２０６において、自送受信装置の送信割り当てアンテナもしくは送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定し、干渉空間決定回路２０９および復号演算回路２０７に出力する。
１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの信号を受信した際には、受信信号として選択された信号は、無線部２０３−１〜２０３−Ｍにおいてベースバンド信号に変換され、送受切替部２０５−１〜２０５−Ｍを介して、チャネル情報取得回路２０６において、通信相手グループＡの送信素子、もしくは送信ビームと装置の受信アンテナ間の受信側チャネル応答行列を推定する。受信側チャネル応答行列は、通信相手から送信された既知信号を受信することで、得ることができる。
受信側チャネル応答行列と受信信号は復号演算回路２０７に出力され、復号演算回路２０７は、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列、送信信号変換回路２０２から入力された変調信号、もしくは送信ウエイトで重み付けされた変調信号を用いて、受信信号の復号を行う。
干渉空間決定回路２０９は、入力された自チャネル応答行列から、干渉基底ベクトルを演算し、送信ウエイト演算回路２０８に出力する。
送信ウエイト演算回路２０８は、干渉空間決定回路２０９から入力された干渉基底ベクトル郡を用い、これらと直交する送信ウエイトの決定を行い、決定された送信ウエイトを送信信号変換回路２０２に出力し、各送信ウエイトを用いる通信系列に適用する変調方式を、変調回路２０１−１〜２０Ｌｔ−１とデータ分割回路（２００）に出力する。
データ分割回路２００において、送信データは、適用される変調方式に対応する比率でＬｔ系統の信号系列に分割され、変調回路２０１−１〜２０１−Ｌｔへ入力される。ここで、Ｌｔ≦Ｍｔである。ここでは、ＭＩＭＯチャネル推定用のプリアンブル信号が付与され、変調された後、これらの信号は、送信信号変換回路２０２に入力される。
送信信号変換回路２０２は、変調信号に送信ウエイトを乗算し、さらに変調信号もしくは送信ウエイトを乗算された変調信号を、復号演算回路２０７、および無線部２０３−１〜２０３−Ｍのうち送信に割り当てられたＭｔ個の無線部に出力し、無線部２０３−１〜２０３−Ｍにおいて無線信号に変換された送信ウエイトを乗算された変調信号は、Ｍｔ個のアンテナ２０４−１〜２０４−Ｍｔを介して無線信号として送信される。
また、上記実施形態において、チャネル情報取得回路２０６は、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢの受信アンテナ、もしくは受信ビームと、送信割り当てアンテナとの間の送信側チャネル応答を、受信信号に含まれる既知信号を用いて、もしくはフィードバック情報によって取得しておき、送信ウエイト演算回路２０８に出力することで、通信系列の伝送品質を高めることができる。
本発明の第２の実施形態の具体的な制御方法を以下に示す。信号を送信してくる通信相手グループＡに属する１つもしくは複数の通信相手から送信される通信系列の総数をＬｒ、送信を行う対象となる通信相手グループＢに属する１つもしくは複数の通信相手へ送信する通信系列の総数をＬｔ、通信相手アンテナグループＢに属する１つもしくは複数の通信相手の受信アンテナの総数をＭｕとおくと、まずチャネル情報取得回路２０６は、受信側チャネル応答行列Ｈｒ（Ｍｒ×Ｌｒ行列）、送信側チャネル応答行列Ｈｔ（Ｍｕ×Ｍｔ行列）、自チャネル応答行列Ｈｓ（Ｍｒ×Ｌｔ行列）の推定を行う。
このとき、通信相手から送信された送信信号をＸｕ（Ｌｒ×１ベクトル）、送受信切替部２０５−１〜２０５−Ｍから送信を行う送信信号をＸｔ（Ｌｔ×１ベクトル）とすると、受信信号Ｙｒ（Ｍｒ×１ベクトル）は、数式（１）と同様に表すことができる。
Figure 0004593490
ここで、第２の実施形態の復号演算回路２０７は、送信信号Ｘｔを送信信号変換回路２０２から入力され、既知信号として用いることができるため、受信信号Ｘｕを復号することができる。
しかし、一般に自チャネル応答行列Ｈｓは受信側チャネル応答行列Ｈｒより大きな値をとるため、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ ｇａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ）によって振幅値の補正を行い、Ａ／Ｄ変換を行う場合に、Ａ／Ｄ変換の範囲を大きくとることとなり、所望送信信号Ｘｕに対応する受信信号の精度を著しく劣化させる。
そこで、本発明では、受信信号の精度の劣化を防ぐために、
‖Ｈｓ‖Ｆ ２＜Ｐｍｉｎ
となるように、送信ウエイトＷｓ（Ｍｔ×Ｌｔ行列）を決定する。
‖＊‖Ｆ ２はＦｒｏｂｅｎｉｕｓノルム２乗値を表す。Ｐｍｉｎは干渉として許容できる電力値を表し、例えば送受信局が通信相手として想定する最小のチャネル応答を基準に選ぶことができる。
このような自チャネル応答行列Ｈｓを形成するように、送信ウエイトＷｓを決定するためには、数式（３）によって定義した干渉空間基底ベクトル群に対し、内積値が小さくなるように準直交空間送信側チャネル応答行列Ｈ’’ｔ
Ｈ’’ｔ＝［ｈ’’ｔ，１ Ｔ，ｈ’’ｔ，２ Ｔ，・・・，ｈ’’ｔ，Ｍｕ Ｔ ］Ｔ
を求め、この行列から送信ウエイトを決定することで得ることができる。
Figure 0004593490
ρ１，１〜ρＭｒ，Ｍｒは０より大きく１以下の実数である。このように決定された準直交空間アンテナ間チャネル応答行列Ｈ’’ｔを用いて、送信ウエイトを決定することで、送受信切替部２０５−１〜２０５−Ｍの受信側に割り当てられた受信アンテナにおける受信電力を低く設定することができる。
ρを全て１と設定すれば、完全に干渉成分を０とすることができるが、実用上は時変動などの影響により干渉成分を０とすることができないことが考えられる。このような場合においても送信信号Ｘｔを用いて復号を行うことができる。
また、周波数直交波分割多重送信等、周波数方向に情報を多重する場合に、全周波数帯もしくは複数の周波数帯で共通の干渉空間基底ベクトルを定義し、干渉成分が残ることを許容することもできる。
また、干渉空間基底ベクトル群を、送受アンテナ間チャネル応答行列Ｈａの送信側相関行列Ｈａ ＨＨａの固有ベクトルをとると、各干渉空間基底ベクトルとの相関と、そのベクトルに対応する固有値の値から、自チャネル応答行列Ｈｓの大きさを推定することができる。
例えば、Ｈａ ＨＨａの第１固有値から第Ｍｒ固有値をλｓ，１〜λｓ，Ｍｒとすると、上の固有値から順に、β‖Ｈｒ ｍｉｎ‖Ｆ ２と比較していき、この値を固有値が上回れば、その固有値に対応するρを１とし、準直交空間送信側チャネル応答行列を完全に直交させる。また、この閾値を下回る固有値についても、１以下の任意の値をρに与え、受信に割り当てられたアンテナの受信電力を下げることができる。ここで、固有値の値が、‖Ｈｒ＿ｍｉｎ‖Ｆ ２に対し、Ａ／Ｄ変換時の精度の劣化に大きく影響しないと判断すれば、ρを０とすることで、準直交空間送信側チャネル応答行列の電力値の低下を抑制できる。
また、送信する通信系列によって、干渉を完全に消すか、ある程度残すかを選択することができ、復号時に送信信号を考慮して干渉を除去する演算負荷を軽減できる。例えばμ番目の通信相手のみ１以下に設定したρを用い、他の通信相手にはρを１とするように設定すれば、受信信号の復号時には、ｍ番目の通信相手への送信信号のみを考慮すればよく、復号時の負荷が小さい。
次に、本発明の第２の実施形態の処理フローについて説明する。図６は、本発明第１の実施形態における送信フローの第１の例を示す。
図６において、通信を行う前に、送信に割り当てられたアンテナより、既知信号の送信を行う（ステップＳ３０１）。このとき受信に割り当てられたアンテナにおける受信信号から、自チャネル応答行列の推定を行う（ステップＳ３０２）。この自チャネル応答行列から干渉基底ベクトルの計算を行う（ステップＳ３０３）。また、通信相手への送信側チャネル応答行列を通信相手からの既知信号の受信もしくは、フィードバック情報などから推定する（ステップＳ３０４）。また、受信側に割り当てられたアンテナへの干渉量の許容値を、受信電力の最も低い通信相手とのチャネル応答から予め決定する（ステップＳ３０５）。
送信する信号および１つもしくは複数の通信相手が決定されると（ステップＳ３０６）、対応する通信相手の送信側チャネル応答行列と干渉基底ベクトルから、受信割り当てアンテナに、規定の許容干渉量以下の信号が受信されるように送信ウエイトが決定され、送信ウエイトに適応する変調方式が決定される（ステップＳ３０７）。各ストリームの情報量に基づき、Ｌｔの系列に分割され（ステップＳ３０８）、変調処理および既知信号の付与がなされる（ステップＳ３０９）。信号変換回路における処理は、シンボル単位で行われ、例えばｋ番目の通信相手に対するシンボルでの信号ベクトルをＳｋとし、ｋ番目の通信相手に対する送信ウエイトをＷｋとすると、Ｓｋ→Ｗｋ・Ｓｋの信号変換処理を実施する（ステップＳ３１０）。このように、処理されたベースバンド信号は、各アンテナに対応する無線部によりＲＦ信号に変換され送信される（ステップＳ３１１）。
なお、上述のフローにおいて、送信割り当てアンテナから既知信号送信（ステップＳ３０１）、自チャネル応答行列の推定（ステップＳ３０２）、干渉規定ベクトルの演算（ステップＳ３０３）を省略し、装置固有の干渉規定ベクトルを決定しておくこともできる。
また、許容干渉量の決定（ステップＳ３０５）は、通信相手とのチャネル応答から決定するかわりに、システムで固有に設定しておくことができる。
また、無線部から送信された信号（ステップＳ３１１）を再び受信に割り当てられたアンテナで受信することで、逐次干渉規定ベクトルを更新・改善できる。
図７は、本発明第２の実施形態における送信フローの第２の例を示す。図７において、通信を行う前に、送信に割り当てられたアンテナより、既知信号の送信を行う（ステップＳ４０１）。このとき受信に割り当てられたアンテナにおける受信信号から、自チャネル応答行列Ｈａの推定を行う（ステップＳ４０２）。この自チャネル応答行列Ｈａから送信側相関行列Ｈａ ＨＨａの固有ベクトルと固有値を求める（ステップＳ４０３）。
予め、受信側に割り当てられたアンテナへの干渉量の許容値を、受信電力の最も低い通信相手とのチャネル応答から予め決定し（ステップＳ４０４）、この干渉許容量と固有値の大きさの比較を行う（ステップＳ４０５）。固有値の大きさの判定（ステップＳ４０６）により、固有値が許容干渉量より大きければ、その固有値に対応する固有ベクトルを干渉基底ベクトルとして決定し、数式（７）におけるρを１と設定する（ステップＳ４０７）。許容干渉量を下回った場合は、準干渉基底ベクトルとして、数式（７）におけるρを１以下の実数に設定する（ステップＳ４０８）。この時ρを０として、干渉基底ベクトルとして考慮しないこともできる。また、通信相手への送信側チャネル応答行列を通信相手からの既知信号の受信もしくは、フィードバック情報などから推定する（ステップＳ４０９）。
送信する信号および１つもしくは複数の通信相手が決定されると（ステップＳ４１０）、対応する通信相手の送信側チャネル応答行列と干渉基底ベクトルから、受信割り当てアンテナに、規定の許容干渉量以下の信号が受信されるように送信ウエイトが決定され、送信ウエイトに適応する変調方式が決定される（ステップＳ４１１）。各ストリームの情報量に基づき、Ｌｔの系列に分割され（ステップＳ４１２）、変調処理および既知信号の付与がなされる（ステップＳ４１３）。信号変換回路における処理は、シンボル単位で行われ、例えばｋ番目の通信相手に対するシンボルでの信号ベクトルをＳｋとし、ｋ番目の通信相手に対する送信ウエイトをＷｋとすると、Ｓｋ→Ｗｋ・Ｓｋの信号変換処理を実施する（ステップＳ４１４）。このように、処理されたベースバンド信号は、各アンテナに対応する無線部によりＲＦ信号に変換され送信される（ステップＳ４１５）。
なお、上述のフローにおいて、送信割り当てアンテナから既知信号送信（ステップＳ５０１）、自チャネル応答行列の推定（ステップＳ４０２）、干渉規定ベクトルの演算（ステップＳ４０３）を省略し、装置固有の干渉規定ベクトルを決定しておくこともできる。
また、許容干渉量の決定（ステップＳ４０４）は、通信相手とのチャネル応答から決定するかわりに、システムで固有に設定しておくことができる。
また、無線部から送信された信号（ステップＳ４１５）を再び受信に割り当てられたアンテナで受信することで、逐次干渉規定ベクトルを更新・改善できる。
図８は、本発明第２の実施形態における受信フローの第１の例を示す。図８において、通信相手から信号を受信する前に、送信割り当てアンテナから既知信号を受信し（ステップＳ３５１）、無線部によりベースバンド信号に変換し（ステップＳ３５２）、送受切替部により受信に対応するアンテナからの入力信号を取得し（ステップＳ３５３）、送受信部から通信相手への通信に用いている送信ウエイトに対応する自チャネル応答行列の推定を行う（ステップＳ３５５）。
通信相手が信号を送信すると（ステップＳ３５５）、受信に割り当てられたアンテナから受信された信号を無線部においてベースバンド信号に変換し（ステップＳ３５６）、送受切替部を介し（ステップＳ３５７）、受信信号の中に含まれる既知信号と、自チャネル応答行列、送信信号変換回路において生成された送信信号（ステップＳ３５８）を用い、受信側チャネル応答行列を推定し（ステップＳ３５９）、推定したチャネル応答行列と自チャネル応答行列、送信信号変換回路において生成された送信信号を用い、受信信号の復号を行い（ステップＳ３６０）、受信データを出力する（ステップＳ３６１）。
（第３実施形態）
図９は、本発明第３の実施形態における送受信部の構成例を示す。図９において、３００はデータ分割回路、３０１−１〜３０１−Ｌｔは変調回路、３０２は送信信号変換回路、３０３−１〜３０３−Ｍは無線部、３０４−１〜３０４−Ｍはアンテナ、３０５−１〜Ｍは送受切替部、３０６はチャネル情報取得回路、３０７は復号演算回路、３０８は送信ウエイト演算回路、３０９は前処理重み乗算回路、３０１０は前処理重み演算回路を示す。
従来技術の場合と同様に、アンテナ３０４−１〜３０４−Ｍ及び無線部３０３−１〜３０３−Ｍは、無線信号の送受信を行うことが可能である。送受切替部３０５−１〜Ｍは、それぞれのアンテナおよび無線部が受信として用いるか送信として用いるかを切り替える装置であり、Ｍｔ（≧１）を受信アンテナとして、Ｍｒ（≧１）を受信アンテナとして割り当てる。ここでは、Ｍｒ＞Ｍｔの場合を考える。
まず、送受信装置は、通信相手からの受信信号がないときに、送信割り当てアンテナから無指向性もしくは送信ウエイトによる重み付けを行った既知信号の送信を行い、受信割り当てアンテナで受信し、無線部３０３−１〜３０３−Ｍにおいてベースバンド信号に変換し、送受切替部３０５−１〜３０５−Ｍを介して、前処理重み乗算回路３０９に出力する。
前処理重み乗算回路３０９では受信信号に前処理重みを乗算し、得られる前処理重み付受信信号をチャネル情報取得回路３０６に出力する。
チャネル情報取得回路３０６において、自送受信装置の送信割り当てアンテナもしくは送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答に前処理重みの乗算された前処理重み付自チャネル応答を推定し、復号演算回路３０７に出力する。
１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの信号を受信した際には、受信信号として選択された信号は、無線部３０３−１〜３０３−Ｍにおいてベースバンド信号に変換され、送受切替部３０５−１〜３０５−Ｍを介して、前処理重み乗算回路３１０において前処理重みを乗算され、チャネル情報取得回路３０６において、通信相手グループＡの送信素子、もしくは送信ビームと装置の受信アンテナ間の受信側チャネル応答行列に前処理重みの乗算された、前処理重み付受信側チャネル応答行列を推定する。前処理重み付受信側チャネル応答行列は、通信相手から送信された既知信号を受信することで、得ることができる。
前処理重み付受信側チャネル応答行列と前処理重み付受信信号は、復号演算回路３０７に出力され、復号演算回路３０７は、前処理重み付受信側チャネル応答行列、前処理重み付自チャネル応答行列、送信信号変換回路３０２から入力された変調信号、もしくは送信ウエイトで重み付けされた変調信号を用いて、受信信号の復号を行う。
送信データは、データ分割回路３００において、適用される変調方式に対応する比率でＬｔ系統の信号系列に分割され、変調回路３０１−１〜３０１−Ｌｔへ入力される。ここで、Ｌｔ≦Ｍｔである。ここでは、ＭＩＭＯチャネル推定用のプリアンブル信号が付与され、変調された後、これらの信号は、送信信号変換回路３０２に入力される。送信信号変換回路３０２は、変調信号を、復号演算回路３０７、および無線部３０３−１〜３０３−Ｍのうち送信に割り当てられたＭｔ個の無線部に出力し、無線部３０３−１〜３０４−Ｍにおいて無線信号に変換された変調信号は、Ｍｔ個のアンテナ３０４−１〜３０４−Ｍｔを介して無線信号として送信される。
また、上記実施形態において、チャネル情報取得回路３０６は、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢの受信アンテナ、もしくは受信ビームと、送信割り当てアンテナとの間の送信側チャネル応答を、受信信号に含まれる既知信号を用いてか、もしくはフィードバック情報によって取得しておき、送信ウエイト演算回路３０８に出力し、送信ウエイト演算回路３０８において、送信側チャネル応答行列から得られる送信ウエイトを決定し、送信信号変換回路３０２に出力し、各送信ウエイトを用いる通信系列に適用する変調方式を、変調回路３０１−１〜３０Ｌｔ−１とデータ分割回路３００に出力し、送信信号変換回路３０２において、入力された送信ウエイトを変調信号に乗算し、さらに変調信号もしくは送信ウエイトを乗算された変調信号を復号演算回路３０７、および無線部３０３−１〜３０３−Ｍのうち送信に割り当てられたＭｔ個の無線部に出力することで、送信する通信系列の伝送品質を高めることができる。
本発明の第３の実施形態の具体的な制御方法を以下に示す。信号を送信してくる通信相手グループＡに属する１つもしくは複数の通信相手から送信される通信系列の総数をＬｒ、送信を行う対象となる通信相手グループＢに属する１つもしくは複数の通信相手へ送信する通信系列の総数をＬｔ、通信相手アンテナグループＢに属する１つもしくは複数の通信相手の受信アンテナの総数をＭｕとおくと、まずチャネル情報取得回路３０６は、受信側チャネル応答行列Ｈｒ（Ｍｒ×Ｌｒ行列）、送信側チャネル応答行列Ｈｔ（Ｍｕ×Ｍｔ行列）、自チャネル応答行列Ｈｓ（Ｍｒ×Ｌｔ行列）に、前処理重みＷｐｒｅ（（Ｍｒ−Ω）×Ｍｒ行列）が乗算された行列の推定を行う。ここで、Ｍｒ≧Ｌｒ、Ｍｔ≧Ｌｔ、Ｍｒ＞Ｍｔ、Ｌｒ＞Ｌｔ、Ｌ’ｔ≧Ｌｔ、Ｍｔ≧Ｗ≧１である。
このとき、通信相手から送信された送信信号をＸｕ（Ｌｒ×１ベクトル）、送受信装置から送信を行う送信信号をＸｔ（Ｌｔ×１ベクトル）とすると、受信信号Ｙ’ｒ（Ｍ’ｒ×１ベクトル）は、以下のように表すことができる。
Figure 0004593490
Ｙｒ（Ｍｒ×１ベクトル）は、数式６で表せるアンテナ素子における受信信号に対応する。受信信号Ｙ’ｒおよび自チャネル応答行列Ｈｓ、受信側チャネル応答行列Ｈｒ、前処理重みＷｐｒｅ、自送受信装置の送信信号Ｘｔを予め知ることで、１つもしくは複数の通信相手からの送信信号Ｘｔを復号することができる。
しかし、数式（６）の場合と同様、ＷｐｒｅＨｓが非常に大きい値をとり、Ａ／Ｄ変換を行う場合に、Ａ／Ｄ変換の範囲を大きくとることとなり、所望送信信号Ｘｕに対応する受信信号の精度を著しく劣化させる。
本発明の第２の実施形態においては、Ｍｔ＞Ｍｒの条件を利用し、送信ウエイトを干渉が生じないように設定することで、自チャネル応答行列Ｈｓを小さくすることが可能であった。しかし、Ｍｔ＜Ｍｒの条件では、送信ウエイトの設定だけでは干渉を抑圧することが難しい。
そこで、本発明の第３実施形態においては、受信時に前処理重みを用いることで、その受信電力を低下させている。
前処理重みは
‖ＷｐｒｅＨｓ‖Ｆ ２≦Ｐｍｉｎ
を満たすように設定される。この前処理重みＷｐｒｅの一例を示す。
送信アンテナ数Ｍｔを１とし、この送信アンテナから送信信号Ｓ０を送信した際の、受信割り当てアンテナ１における受信信号ｒ０，１とｋ番目の受信割り当てアンテナｒ０，ｋ（ｋ≠１）の位相振幅比をｗｋとし、以下のように与える。
Figure 0004593490
このようにすると、前処理重みＷｐｒｅ（（Ｍｒ−１）×Ｍｒ行列）は、以下のように与えることができる。
Figure 0004593490
このような前処理重みを適用することで、Ａ／Ｄ変換時の著しい伝送特性の劣化を防ぐことができる。
または、自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａの受信側相関行列ＨａＨａ Ｈの固有ベクトル群Ｕａ
Ｕａ＝（ｕａ，１，・・・， ｕａ，Ｍｔ）
に直交するベクトルの複素共役ベクトルから構成されるウエイトを、以下のように、前処理重みＷｐｒｅとすることができる。
Figure 0004593490
または対応する固有値が小さい固有ベクトルであれば必ずしも直交する必要はない。その場合は数式（１０）は直交させなかった固有ベクトルに対応する固有値の値をとる。
また、ＷｐｒｅＨｓの値が十分に小さくない、もしくは時変動によってこの値が大きくなってしまった場合には、前処理重みの乗算された自アンテナ間チャネル応答行列を、前述の自アンテナ間チャネル応答行列と同様にみなし、前処理重みを更新できる。
つまり、更新前処理重みは前処理重み付自アンテナ間チャネル応答行列ＷｔＨａの受信側相関行列ＷｔＨａＨａ ＨＷｔ Ｈの固有ベクトル群Ｕ’ａ
Ｕ’ａ＝（ｕ’ａ，１，・・・， ｕ’ａ，Ｍｔ）
に直交するウエイトの複素共役ベクトルを更新前処理重みＷ’ｐｒｅを選ぶ。こうすることで、用いる前処理重みは前回まで用いていた前処理重みＷｐｒｅと更新前処理重みＷ’ｐｒｅを用いて、Ｗ’ｐｒｅ Ｗｐｒｅを用いることができる。
図１０は、本発明第３の実施形態における送信フローの一例を示す。図１０において、通信を行う前に、通信相手への送信側チャネル応答行列を通信相手からの既知信号の受信もしくは、フィードバック情報などから推定する（ステップＳ５０１）。送信する信号および１つもしくは複数の通信相手が決定されると（ステップＳ５０２）、対応する通信相手の送信側チャネル応答行列から、送信ウエイトが決定され、送信ウエイトに適応する変調方式が決定される（ステップＳ５０３）。各ストリームの情報量に基づき、送信データはＬｔの系列に分割され（ステップＳ５０４）、変調処理および既知信号の付与がなされる（ステップＳ５０５）。信号変換回路における処理は、シンボル単位で行われ、例えばｋ番目の通信相手に対するシンボルでの信号ベクトルをＳｋとし、ｋ番目の通信相手に対する送信ウエイトをＷｋとすると、Ｓｋ→Ｗｋ・Ｓｋの信号変換処理を実施する（ステップＳ５０６）。このように、処理されたベースバンド信号は、各アンテナに対応する無線部によりＲＦ信号に変換され送信される（ステップＳ５０７）。
なお、前処理重み乗算回路３０９は、予め第１のアンテナグループのみに接続することも可能である。
図１１は、本発明第３の実施形態における受信フローの一例を示す。図１１において、通信相手から信号を受信する前に、送信割り当てアンテナから既知信号を受信し（ステップＳ５５１）、無線部によりベースバンド信号に変換し（ステップＳ５５２）、送受切替部により受信に対応するアンテナからの入力信号を取得する（ステップＳ５５３）。前処理重みＷｐｒｅは予め決定しておき（ステップＳ５５４）、受信信号をＲｐｒｅとすると、受信信号はＲｐｒｅ→Ｗｐｒｅ・Ｒｐｒｅと変換される（ステップＳ５５５）。
得られた自送受信装置の送信アンテナからの受信信号は、規定のレベルより低いか検定され（ステップＳ５５６）、規定のレベルより受信信号が大きければ前処理重みの更新が行うか、通信相手への送信信号もしくは送信信号の送信ウエイトの変更が行われる（ステップＳ５５４）。この検定により受信レベルが規定のレベルを下回れば、前処理重み付自チャネル応答行列の取得を行う（ステップＳ５５７）。
通信相手が信号を送信すると（ステップＳ５５８）、受信に割り当てられたアンテナから受信された信号を無線部においてベースバンド信号に変換し（ステップＳ５５９）、送受切替部を介し（ステップＳ５６０）、前処理重みを乗算され（ステップＳ５６１）、前処理重み付受信信号の中に含まれる既知信号と、前処理重み付自チャネル応答行列、送信信号変換回路において生成された送信信号（ステップＳ５６２）を用い、受信側チャネル応答行列を推定し（ステップＳ５６３）、推定した前処理重み付受信側チャネル応答行列と前処理重み付自チャネル応答行列、送信信号変換回路において生成された送信信号を用い、受信信号の復号を行い（ステップＳ５６４）、受信データを出力する（ステップＳ５６５）。
（変形例）
第１〜第３の実施形態の送信信号変換回路の復号演算回路への出力信号は、復号演算回路が自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａを用いる場合には、送信ウエイトを乗算した変調信号を、送信ウエイトが考慮された自チャネル応答行列Ｈｓを用いる場合には、変調信号を出力する。
また、Ｍｔ＞Ｍｒで送受信を行う場合の送信割り当てアンテナと、Ｍｔ＜Ｍｒで送受信を行う場合の受信割り当てアンテナを共通にし、Ｍｔ＞Ｍｒで送受信を行う場合の受信割り当てアンテナと、Ｍｔ＜Ｍｒで送受信を行う場合の送信割り当てアンテナを共通とすることで、時分割多重などの通信で、送受のチャネルが対称とみなせる場合に、それぞれ送信を行う場合に送信側チャネル応答行列を予め知ることができ、より効率的に通信が行える。以下、Ｍｔ＞Ｍｒで送受信を行う場合の送信割り当てアンテナと、Ｍｔ＜Ｍｒで送受信を行う場合の受信割り当てアンテナを第１のアンテナグループとし、Ｍｔ＞Ｍｒで送受信を行う場合の受信割り当てアンテナと、Ｍｔ＜Ｍｒで送受信を行う場合の送信割り当てアンテナを第２のアンテナグループとし、第１のアンテナグループのアンテナ数をＭ１、第２のアンテナグループのアンテナ数をＭ２とする。Ｍ１＞Ｍ２がなりたつ。
また、送信信号変換回路１０２、２０２、３０２において、ＩＦＦＴ（高速フーリエ逆変換）を行い周波数直交波多重方式の符号化を行ったり、遅延波の影響を除去するための冗長信号を付加したり、各種の符号化を行うことができる。
また、第３の実施形態においても、Ｍｔ＞Ｍｒとすることで、第１および第２の実施形態と同様の送受信を行うことができる。
また、第１〜第３の実施形態において、全てもしくは一部のアンテナを受信に割り当て、送信を行わずに受信信号の復号を行ったり、全てもしくは一部のアンテナを送信に割り当て、受信を行わず送信するモードも選択できる。
また、自チャネル応答行列もしくは送信側チャネル応答行列を用いる代わりに、受信側に何らかの受信ウエイトを仮定し、受信ウエイト込みの自チャンネル応答行列
Ｇａ＝ＨａＷｆａ
もしくは受信ウエイト込みの送信チャネル応答行列
Ｇｔ＝［Ｈｔ，１Ｗｆｔ，１，・・・，Ｈｔ，ＭｎｔＷｆｔ，Ｍｎｔ］
を用いることができる。Ｗｆａは受信割り当てアンテナに仮定した受信ウエイトでありＷｆｔ，ｋはｋ番目のグループＢの通信相手に仮定した受信ウエイトである。
本発明において、自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａ（Ｍｒ×Ｍｔ行列）は全体の送信及び受信の伝送品質を決定する重要なパラメータとなる。よって送受信装置はこの自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａ（Ｍｒ×Ｍｔ行列）が
１）小さな値をとる
２）送信ウエイトと相関の低い干渉基底ベクトルを形成できる
３）前処理重みを乗算することで、小さな値をとる行列に変換できる
ように、アンテナ配置を設定できる。
図１２〜図１６に、１）の効果をねらい、自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａが小さい値をとるように、モノポールアンテナもしくはダイポールアンテナを配置する例を示す。５０１−１〜５０１−６、５１１−１〜５１１−６、５２１−１〜５２１−６、５３１−１〜５３１−７、５４１−１〜５４１−８は第１のアンテナグループ、５０２−１〜５０２−２、５１２−１、５２２−１、５３２−１、５４２−１〜５４２−２は第２のアンテナグループ、５０３、５１３、５３２、５３３、５４３は送受信装置筐体を表す。
図１２は第１のアンテナグループ５０１−１〜５０１−６と、第２のアンテナグループ５０２−１〜５０２−２の見通しをさえぎることで、自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａを低減する。図１３は第１のアンテナグループ５１１−１〜５１１−６の送信指向性の弱い箇所に第２のアンテナグループ５１２−１を配することで自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａを低減する。図１４は第１のアンテナグループ５２１−１〜５２１−６と第２のアンテナグループ５２２−１の偏波を一致させないように配置することで、自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａを低減する。図１５は第１のアンテナグループ５３１−１〜５３１−８と第２のアンテナグループ５３２−１との間に距離をおき、電力を低下させるものである。図１６は、第１のアンテナグループ５４１−１〜５４１−８と第２のアンテナグループ５４２−１〜５４２−２との間に遮蔽物５４４−１、５４４−２を併用したものである。
図１７〜図１９に、３）の効果をねらい、前処理重みによって自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａを小さな行列に変換しやすいモノポールアンテナもしくはダイポールアンテナを配置する例を示す。５５１−１〜５５１−６、５６１−１〜５６１−８、５７１−１〜５７１−６は第１のアンテナグループ、５５２−１、５６２−１、５８２−１は第２のアンテナグループ、５５３、５６３、５７３は送受信装置筐体を表す。
図１７〜図１９は、第１のアンテナグループと第２のアンテナグループのチャネル応答の電力値がほぼ同じ、もしくは、ほぼ同じになる幾つかの組み合わせが存在するように構成されており、前処理重みの決定が容易である。数式１０のような前処理重みを用いる例では、ωｋは振幅値を大きく変更する必要がなく、位相を決定するだけで、初期ウエイトを決定することができる。
また、図１２、図１９は２）の効果が期待できる。これらのアンテナ配置において、第２のアンテナグループの各アンテナから見た第１のアンテナグループとのチャネル応答は非常に相関が高くなることが想定され、第２固有値以下の固有値が第１固有値より著しく小さくなることが考えられる。このように、自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａの下位の固有値が小さくなるようにアンテナ配置を設計することができる。
また、アンテナはモノポールやダイポールアンテナはあくまで例であり、これら以外のアンテナを使用しても同様の効果が得られる。
また、自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａ（Ｍｒ×Ｍｔ行列）は予め装置で固有に決定されるパラメータであるため、通信を行う前に知っておくことが可能であり、この値に補正を行いながら通信ができる。
また、前処理重み乗算回路は、予め第１のアンテナグループのみに接続することも可能である。
また、実際に空間多重アクセスを用いて通信を行う際にはＭｔ≫Ｍｒ≧１、もしくは、Ｍｒ≫Ｍｔ≧１の関係を保つことが望ましい。
また、自アンテナ間チャネル応答行列Ｈａを小さくするために送受の周波数をずらすことにより、通信品質を改善することができる。
また、送信割り当てアンテナからの信号送信時（ステップＳ１０１、Ｓ２０１、Ｓ３０１、Ｓ４０１）に、通信相手において、送受信装置と通信相手間のチャネル応答を推定すると、より効率的に通信を行うことができる。
また自チャネル応答行列の推定（ステップＳ１０２、Ｓ２０２、Ｓ３０２、Ｓ４０２）の際の受信電力は非常に大きくなることが想定されるため、アッティネータ等を用いて、受信電力を減衰させることが考えられる。
以上詳細に説明したように、本発明の実施形態によれば、ひとつまたは複数の通信相手宛に、1つまたは複数の信号系列を同一周波数チャネル上で同時刻に送信を行いながら、同一周波数チャネル、同時刻に、ひとつまたは複数の通信相手からの信号を受信、復号することが可能となる。このように制御することで、ＭＡＣレイヤにおける無通信時間を減らすことが可能であり、スループットの低下を防ぐことができる。
本発明は、複数の通信相手局宛に、１つまたは複数の信号系列を同一周波数チャネル上で同時刻に空間多重を用い、ＭＩＭＯ通信に適用することができる。
本発明第１の実施形態における送受信部の構成例を示す図である。 本発明第１の実施形態における送信フローの一例を示す図である。 本発明第１の実施形態における送信フローの他の例を示す図である。 本発明第１の実施形態における受信フローの一例を示す図である。 本発明第２の実施形態における送受信部の構成例を示す図である。 本発明第２の実施形態における送信フローの一例を示す図である。 本発明第２の実施形態における送信フローの他の例示す図である。 本発明第２の実施形態における受信フローの一例を示す図である。 本発明第３の実施形態における送受信部の構成例を示す図である。 本発明第３の実施形態における送信フローの一例を示す図である。 本発明第３の実施形態における受信フローの一例を示す図である。 本発明における送受信装置の第１のアンテナ配置例を示す図である。 本発明における送受信装置の第２のアンテナ配置例を示す図である。 本発明における送受信装置の第３のアンテナ配置例を示す図である。 本発明における送受信装置の第４のアンテナ配置例を示す図である。 本発明における送受信装置の第５のアンテナ配置例を示す図である。 本発明における送受信装置の第６のアンテナ配置例を示す図である。 本発明における送受信装置の第６のアンテナ配置例を示す図である。 本発明における送受信装置の第６のアンテナ配置例を示す図である。 従来の実施形態における送受信部の構成図を示す図である。
符号の説明
１００・・・データ分割回路
１０１−１〜１０１−Ｌ ・・・変調回路
１０２・・・送信信号変換回路
１０３−１〜１０３−３ ・・・無線部
１０４−１〜１０４−Ｍ・・・アンテナ
１０５−１〜１０５−Ｍ・・・送受切替部
１０６・・・チャネル情報取得部
１０７・・・復号演算回路
１０８・・・送信ウエイト演算回路
１０９・・・干渉空間演算回路
２００・・・データ分割回路
２０１−１〜２０１−Ｌ ・・・変調回路
２０２・・・送信信号変換回路
２０３−１〜２０３−３ ・・・無線部
２０４−１〜２０４−Ｍ・・・アンテナ
２０５−１〜２０５−Ｍ・・・送受切替部
２０６・・・チャネル情報取得部
２０７・・・復号演算回路
２０８・・・送信ウエイト演算回路
２０９・・・干渉空間演算回路
３００・・・データ分割回路
３０１−１〜３０１−Ｌ ・・・変調回路
３０２・・・送信信号変換回路
３０３−１〜３０３−３ ・・・無線部
３０４−１〜３０４−Ｍ・・・アンテナ
３０５−１〜３０５−Ｍ・・・送受切替部
３０６・・・チャネル情報取得部
３０７・・・復号演算回路
３０８・・・送信ウエイト演算回路
３０９・・・前処理重み乗算回路
３１０・・・前処理重み演算回路

Claims (16)

  1. 複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線送信方法であって、
    複数のアンテナ素子を送信に割り当て、
    １つもしくは複数のアンテナ素子を受信に割り当て、
    前記割り当ては、送信割り当てアンテナ数が受信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、
    送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、
    この自チャネル応答の情報を元に干渉空間を定義するステップを備え、
    この干渉空間に直交する送信ウエイトを決定し、
    通信相手に前記送信ウェイトを用いて信号を送信することを特徴とする無線送信方法。
  2. 複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線送信方法であって、
    複数のアンテナ素子を送信に割り当て、
    １つもしくは複数のアンテナ素子を受信に割り当て、
    前記割り当ては、送信割り当てアンテナ数が受信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、
    送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、
    この自チャネル応答の情報を元に干渉空間を定義するステップを備え、
    送信を行う通信相手の受信アンテナ素子もしくは受信ビームと、送受信装置の送信アンテナ素子間のチャネル応答の情報を予め取得するステップを備え、
    通信相手とのチャネル応答情報を用い、且つ干渉空間に直交する送信ウエイトを決定し、
    通信相手に前記送信ウェイトを用いて信号を送信することを特徴とする無線送信方法。
  3. 複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線送信方法であって、
    複数のアンテナ素子を送信に割り当て、
    １つもしくは複数のアンテナ素子を受信に割り当て、
    前記割り当ては、送信割り当てアンテナ数が受信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、
    送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、
    この自チャネル応答の情報を元に干渉空間を定義するステップを備え、
    送信割り当てアンテナからの信号の受信電力の許容値を決定するステップを備え、
    送信を行う通信相手の受信アンテナ素子もしくは受信ビームと、送受信装置の 送信アンテナ素子間のチャネル応答の情報を予め取得するステップを備え、
    通信相手とのチャネル応答情報を用い、且つ干渉空間に許容値以下の干渉を送信する送信ウエイトを決定し、
    通信相手に前記送信ウェイトを用いて信号を送信することを特徴とする無線送信方法。
  4. 複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線送信方法であって、
    複数のアンテナ素子を送信に割り当て、
    １つもしくは複数のアンテナ素子を受信に割り当て、
    前記割り当ては、送信割り当てアンテナ数が受信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、
    送信割り当てアンテナからの信号の受信電力の許容干渉量を決定するステップを備え、
    送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、
    この自チャネル応答行列の送信側相関行列の固有ベクトルと固有値を演算するステップを備え、
    固有値が許容干渉量を超える場合に、対応する固有ベクトル干渉基底ベクトルとして設定するステップを備え、
    送信を行う通信相手の受信アンテナ素子もしくは受信ビームと、送受信装置の送信アンテナ素子間のチャネル応答の情報を予め取得するステップを備え、
    通信相手とのチャネル応答情報を用い、且つ干渉基底ベクトルに直交する送信ウエイトを決定し、
    通信相手に前記送信ウェイトを用いて信号を送信することを特徴とする無線送信方法。
  5. 複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線送信方法であって、
    複数のアンテナ素子を送信に割り当て、
    １つもしくは複数のアンテナ素子を受信に割り当て、
    前記割り当ては、送信割り当てアンテナ数が受信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、
    送信割り当てアンテナからの信号の受信電力の許容干渉量と許容干渉量よりも小さい考慮干渉量とを決定するステップを備え、
    送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、
    この自チャネル応答行列の送信側相関行列の固有ベクトルと固有値を演算するステップを備え、
    固有値が許容干渉量を超える場合に、対応する固有ベクトルを干渉空間ベクトルとして干渉空間に設定するステップを備え、
    固有値が考慮干渉量を超える場合に、対応する固有ベクトルを準干渉空間ベクトルとして干渉空間に設定するステップを備え、
    送信を行う通信相手の受信アンテナ素子もしくは受信ビームと、送受信装置の送信アンテナ素子間のチャネル応答の情報を予め取得するステップを備え、
    通信相手とのチャネル応答情報を用い、且つ干渉基底ベクトルに直交し、準干渉基底ベクトルに一定値以下の内積値を有する送信ウエイトを決定し、
    通信相手に前記送信ウエイトを用いて信号を送信することを特徴とする無線送信方法。
  6. 複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線受信方法であって、
    複数のアンテナ素子を送信に割り当て、
    １つもしくは複数のアンテナ素子を受信に割り当て、
    前記割り当ては、送信割り当てアンテナ数が受信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、
    送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、
    通信相手から送信された受信信号を用いて、この通信相手との間の受信側チャネル応答行列を取得するステップを備え、
    通信相手からの受信信号および、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列、送信中である送信信号の少なくとも一部の情報を用いて、
    通信相手からの受信信号を復号することを特徴とする無線受信方法。
  7. 複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線受信方法であって、
    １つもしくは複数のアンテナ素子を送信に割り当て、
    複数のアンテナ素子を受信に割り当て、
    前記割り当ては、受信割り当てアンテナ数が送信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、
    受信信号に乗算することで送信割り当てアンテナからの送信信号に対応する信号を削減する前処理重みを決定するステップを備え、
    Ａ／Ｄ変換前に受信信号に前処理重みを乗算するステップを備え、
    送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、
    通信相手からの受信信号および、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列、送信中である送信信号の情報を用いて、
    通信相手からの受信信号を復号することを特徴とする無線受信方法。
  8. 複数のアンテナ素子を備え、同一時間に１つもしくは複数の相手局と送受信を行う無線通信システムにおける無線受信方法であって、
    １つもしくは複数のアンテナ素子を送信に割り当て、
    複数のアンテナ素子を受信に割り当て、
    前記割り当ては、受信割り当てアンテナ数が送信割り当てアンテナ数より大きくなるように割り当てるものとし、
    受信信号に乗算することで送信割り当てアンテナからの送信信号に対応する信号を削減する前処理重みを決定するステップを備え、
    Ａ／Ｄ変換前に受信信号に前処理重みを乗算するステップを備え、
    この前処理重みを乗算することによって得られた前処理重み付受信信号が規定の許容干渉量以下であるかを検定し、許容干渉量以上であれば前処理重みを演算しなおす検定ステップを備え、
    送信割り当てアンテナと受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答を推定するステップを備え、
    通信相手からの受信信号および、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列、送信中である送信信号の情報を用いて、
    通信相手からの受信信号を復号することを特徴とする無線受信方法
  9. 同一時刻に送信および受信を行うことを可能とする無線通信システムにおける、１つもしくは複数の通信相手に対し、Ｌｔの通信系列の信号の送信を行い、
    １つもしくは複数の通信相手から、Ｌｒの通信系列の信号の受信を行う空間多重伝送用送信装置において、
    Ｍｔ（≧Ｌｔ）本を送信アンテナ素子に割り当てられ、
    Ｍｒ（Ｌｒ≦Ｍｒ＜Ｍｔ）本を受信アンテナ素子に割り当てられる、
    全Ｍ本のアンテナ素子と、
    送信時には入力された信号を無線信号に変換し、送信割り当てアンテナから送信を行い、
    受信時には入力された受信信号をベースバンド信号に変換し、送受切替部に出力する無線部と、
    送信信号を送信割り当てアンテナへ、受信信号をチャネル情報取得回路へ出力する送受切替部と、
    送受切替部からの信号を入力信号とし、通信相手からの受信信号がない時に、送信割り当てアンテナ、もしくは送信割り当てアンテナで形成する送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答行列を推定し、通信相手からの受信信号がある時には、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの受信側チャネル応答行列を推定し、自チャネル応答行列を干渉空間決定回路へ出力し、受信信号と受信側チャネル応答行列を復号演算回路へ出力する、チャネル情報取得回路と、
    入力された受信信号と受信側チャネル応答行列から、通信相手グループＡからの送信信号を復号する復号演算回路と、
    チャネル情報取得回路から入力される自チャネル応答行列から、干渉基底ベクトル群を決定し、送信ウエイト演算回路に出力する干渉空間決定回路と、
    入力された干渉基底ベクトル群に直交する送信ウエイトを決定し、送信信号変換回路に出力し、データ分割回路と変調回路に割り当てる変調方式を出力する送信ウエイト演算回路と、
    １つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢへの送信信号を、割り当てる変調方式に応じてＬｔの通信系列に分割し、変調回路に出力するデータ分割回路と、
    入力された通信系列に対応する変調方式を適用し、送信信号変換回路へ出力する変調回路と、
    入力された信号に送信ウエイトを乗算し、対応する送受切替部に出力する送信信号変換回路と、
    を備えたことを特徴とする無線通信装置。
  10. 請求項９記載の無線通信装置において、
    送受切替部からの信号を入力信号とし、通信相手からの受信信号がない時に、送信割り当てアンテナ、もしくは送信割り当てアンテナで形成する送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答行列を推定し、通信相手からの受信信号がある時には、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの受信側チャネル応答行列を推定し、自チャネル応答行列を干渉空間決定回路へ出力し、受信信号と受信側チャネル応答行列を復号演算回路へ出力し、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢへの送信側チャネル応答行列を受信信号から推定し、送信ウエイト演算回路に出力を行うチャネル情報取得回路と、
    送信側チャネル応答行列を用い、且つ干渉基底ベクトル群と直交する送信ウエイトを決定し、送信信号変換回路に出力し、データ分割回路と変調回路に割り当てる変調方式を出力する送信ウエイト演算回路と、
    を備えた無線通信装置。
  11. 請求項９記載の無線通信装置において、
    送受切替部からの信号を入力信号とし、通信相手からの受信信号がない時に、送信割り当てアンテナ、もしくは送信割り当てアンテナで形成する送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答行列を推定し、通信相手からの受信信号がある時には、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの受信側チャネル応答行列を推定し、自チャネル応答行列を干渉空間決定回路へ出力し、受信信号、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列を復号演算回路へ出力し、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢへの送信側チャネル応答行列を受信信号から推定し、送信ウエイト演算回路に出力を行うチャネル情報取得回路と、
    送信側チャネル応答行列を用い、且つ干渉基底ベクトル群と直交する送信ウエイトを決定し、送信信号変換回路に出力し、データ分割回路と変調回路に割り当てる変調方式を出力する送信ウエイト演算回路と、
    入力された信号に送信ウエイトを乗算し、対応する送受切替部に出力し、送信ウエイトが乗算された変調信号もしくは変調信号の少なくとも一部を復号演算回路に出力する送信信号変換回路と、
    入力された受信信号、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列、グループＢへの送信信号を用いて、通信相手グループＡからの送信信号を復号する復号演算回路と、
    を備えた無線通信装置。
  12. 請求項９記載の無線通信装置において、
    送受切替部からの信号を入力信号とし、通信相手からの受信信号がない時に、送信割り当てアンテナ、もしくは送信割り当てアンテナで形成する送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答行列を推定し、通信相手からの受信信号がある時には、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの受信側チャネル応答行列を推定し、自チャネル応答行列を干渉空間決定回路へ出力し、受信信号、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列を復号演算回路へ出力し、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢへの送信を行う前に、通信グループＢへの送信側チャネル応答行列を受信信号から推定し、送信ウエイト演算回路に出力を行うチャネル情報取得回路と、
    送信側チャネル応答行列を用い、干渉基底ベクトル群に、許容干渉量以下の信号を送信する送信ウエイトを決定し、送信信号変換回路に出力し、データ分割回路と変調回路に割り当てる変調方式を出力する送信ウエイト演算回路と、
    入力された信号に送信ウエイトを乗算し、対応する送受切替部に出力し、送信ウエイトが乗算された変調信号もしくは変調信号の少なくとも一部を復号演算回路に出力する送信信号変換回路と、
    入力された受信信号、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列、グループＢへの送信信号を用いて、通信相手グループＡからの送信信号を復号する復号演算回路と、
    を備えた無線通信装置。
  13. 請求項９記載の無線通信装置において、
    送受切替部からの信号を入力信号とし、通信相手からの受信信号がない時に、送信割り当てアンテナ、もしくは送信割り当てアンテナで形成する送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の自チャネル応答行列を推定し、通信相手からの受信信号がある時には、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの受信側チャネル応答行列を推定し、自チャネル応答行列を干渉空間決定回路へ出力し、受信信号、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列を復号演算回路へ出力し、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢへの送信を行う前に、通信グループＢへの送信側チャネル応答行列を受信信号から推定し、送信ウエイト演算回路に出力を行うチャネル情報取得回路と、
    チャネル情報取得回路から入力される自チャネル応答行列から、干渉基底ベクトル群として、自チャネル応答行列の送信側相関行列の固有ベクトルを用い、干渉基底ベクトルと対応する固有値を送信ウエイト演算回路に出力する干渉空間決定回路と、
    送信側チャネル応答行列を用い、入力された固有値を許容干渉量と比較し、許容干渉量を超えるものに対応する干渉基底ベクトルには、完全に直交し、それ以外の干渉基底ベクトルに関しては完全に直交しない送信ウエイトを決定し、送信信号変換回路に出力し、データ分割回路と変調回路に割り当てる変調方式を出力する送信ウエイト演算回路と、
    入力された信号に送信ウエイトを乗算し、対応する送受切替部に出力し、送信ウエイトが乗算された変調信号もしくは変調信号の少なくとも一部を復号演算回路に出力する送信信号変換回路と、
    入力された受信信号、受信側チャネル応答行列、自チャネル応答行列、送信ウエイトが乗算された復調信号もしくは変調信号を用いて、通信相手グループＡからの送信信号を復号する復号演算回路と、
    を備えた無線通信装置。
  14. 同一時刻に送信および受信を行うことを可能とする無線通信システムにおける、１つもしくは複数の通信相手に対し、Ｌｔの通信系列の信号の送信を行い、
    １つもしくは複数の通信相手から、Ｌｒの通信系列の信号の受信を行う無線通信装置において、
    Ｍｔ（≧Ｌｔ）本を送信アンテナ素子に割り当てられ、Ｍｒ（Ｍｔ ＜ Ｌｒ≦Ｍｒ）本を受信アンテナ素子に割り当てられる全Ｍ本のアンテナ素子と、
    送信時には入力された信号を無線信号に変換し、送信割り当てアンテナから送信を行い、受信時には入力された受信信号をベースバンド信号に変換し、送受切替部に出力する無線部と、
    送信信号を送信割り当てアンテナへ、受信信号をチャネル情報取得回路へ出力する、送受切替部と、
    送受切替部からの信号を入力信号とし、受信割り宛てアンテナで得られる受信信号ベクトルに前処理重みを乗算することで、受信電力を低減し、前処理重み付受信信号をチャネル情報取得回路に出力する前処理重み乗算回路と、
    前処理重み乗算回路からの信号を入力信号とし、通信相手からの受信信号がない時に、送信割り当てアンテナ、もしくは送信割り当てアンテナで形成する送信ビームと、受信割り当てアンテナ間の送信重み付自チャネル応答行列を推定し、前処理重み演算回路に出力し、通信相手からの受信信号がある時には、１つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＡからの前処理重み付受信側チャネル応答行列を推定し、前処理重み付受信信号と前処理重み付受信側チャネル応答行列と前処理重み付自チャネル応答行列を復号演算回路へ出力するチャネル情報取得回路と、
    入力された前処理重み付自チャネル応答行列から、より受信電力を低下させる前処理重み付自チャネル応答行列を演算し、前処理重み乗算回路に乗算する前処理重み演算回路と、
    入力された前処理重み付受信信号、前処理重み付受信側チャネル応答行列、前処理重み付自チャネル応答行列、および送信信号変換回路から入力された変調信号もしくは送信ウエイトが乗算された変調信号から、通信相手グループＡからの送信信号を復号する復号演算回路と、
    入力された送信側チャネル応答行列から、送信ウエイトを決定し、送信信号変換回路に出力し、データ分割回路と変調回路に割り当てる変調方式を出力する、送信ウエイト演算回路と、
    １つもしくは複数の通信相手からなる通信相手グループＢへの送信信号を、割り当てる変調方式に応じてＬｔの通信系列に分割し、変調回路に出力するデータ分割回路と、
    入力された通信系列に対応する変調方式を適用し、送信信号変換回路へ出力する変調回路と、
    入力された信号に送信ウエイトを乗算し、対応する送受切替部に出力する送信信号変換回路と、
    を備えたことを特徴とする無線通信装置。
  15. 請求項１４記載の無線通信装置において、
    入力された前処理重み付自チャネル応答行列の電力値が、許容干渉量よりも大きいとき、より受信電力を低下させる前処理重み付自チャネル応答行列を演算し、前処理重み乗算回路に乗算する前処理重み演算回路を備えた前記無線通信装置。
  16. 請求項９〜１５記載の無線通信装置において、
    選択する送信アンテナ及び受信アンテナを固有に与えることを特徴とする無線通信装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5275835B2 (ja) * 2008-02-05 2013-08-28 パナソニック株式会社 基地局装置、端末装置および無線通信システム
US9137802B2 (en) * 2009-08-18 2015-09-15 Qualcomm Incorporated DL MU-MIMO operation in LTE-A
JP6029848B2 (ja) * 2012-05-02 2016-11-24 株式会社Ｎｔｔドコモ 無線基地局
JP5552180B2 (ja) * 2013-04-08 2014-07-16 Ｋｄｄｉ株式会社 送信装置および送受信方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002077015A (ja) * 2000-09-04 2002-03-15 Sanyo Electric Co Ltd 無線基地局及び無線基地局における指向性制御方法
JP2002261670A (ja) * 2001-02-27 2002-09-13 Yrp Mobile Telecommunications Key Tech Res Lab Co Ltd 無線送信装置および無線受信装置
JP2006109255A (ja) * 2004-10-07 2006-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd マルチアンテナ全二重無線機、およびその通信方法
JP2007129697A (ja) * 2005-10-05 2007-05-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無線通信装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6058105A (en) * 1997-09-26 2000-05-02 Lucent Technologies Inc. Multiple antenna communication system and method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002077015A (ja) * 2000-09-04 2002-03-15 Sanyo Electric Co Ltd 無線基地局及び無線基地局における指向性制御方法
JP2002261670A (ja) * 2001-02-27 2002-09-13 Yrp Mobile Telecommunications Key Tech Res Lab Co Ltd 無線送信装置および無線受信装置
JP2006109255A (ja) * 2004-10-07 2006-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd マルチアンテナ全二重無線機、およびその通信方法
JP2007129697A (ja) * 2005-10-05 2007-05-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無線通信装置

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