JP4602225B2 - 無線通信装置およびマルチユーザｍｉｍｏシステム - Google Patents

Description

本発明は、複数のアンテナを使用してデータの送受信を行うＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）伝送を行う無線通信装置に関するものであり、特に、複数の端末との間で同時にＭＩＭＯ伝送を行うマルチユーザＭＩＭＯシステムを実現する無線通信装置に関するものである。

従来のマルチユーザＭＩＭＯシステムにおいては、下りリンクにおいて１台の基地局（ＢＳ：Base Station）が複数の端末（ＭＳ：Mobile Station）と同時に通信を行う場合、ＢＳは、第１の通信相手端末（ＭＳ＃１とする）を選択する。そして、当該ＭＳ＃１へのＭＩＭＯ伝送用の第１のビームを使用して、ＭＳ＃１に対して固有ビームＭＩＭＯ伝送を行う。このとき、ＢＳ側の送信アンテナ本数がＭＳ＃１の受信アンテナ本数よりも多ければ、前記第１のビームに直交する第２のビームを使用して、第２の通信相手端末（ＭＳ＃２とする）に対してＭＩＭＯ伝送を行うことができる。なお、ＢＳとＭＳ＃２との間のＭＩＭＯ伝送が、ＢＳ−ＭＳ＃１間のＭＩＭＯ伝送に対して干渉を与えることはない。一方、ＢＳとＭＳ＃２との間のＭＩＭＯ伝送においては、ＭＳ＃２の受信信号の中に、ＭＳ＃１宛の信号が干渉信号として含まれる。そのため、ＭＳ＃２は、複数の受信アンテナを用いてＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）基準などによる空間フィルタリングを行うことにより干渉信号を抑圧し、所望の信号を抽出する。このとき、ＭＳ＃２向けの第２のビームは一般にはＭＳ＃２にとって通信容量の観点から最適なビームとはならないが、ＭＳ＃２となる候補の端末が多数存在する（ＢＳの通信エリア内にＭＳ＃２として選択されうる端末が多数存在する）条件下であれば、最も高いスループットが得られる端末をＭＳ＃２として選択することによりシステム全体のスループット向上を実現できる（下記非特許文献１参照）。

岡坂昌蔵、三瓶政一、「OFDM/TDMAシステムにおけるマルチユーザMIMO多重伝送に関する検討」、2005年電子情報通信学会総合大会講演論文集 B-5-46，p.495.

しかしながら、上記従来のマルチユーザＭＩＭＯシステムでは、ＭＳ＃２において、受信アンテナの自由度を、ＢＳとＭＳ＃１との間のＭＩＭＯ伝送信号による干渉の除去に使用する必要がある。したがって、干渉除去のために使用したアンテナ自由度の分だけ、ＢＳとＭＳ＃２との間でＭＩＭＯ伝送を行う際のＭＩＭＯ多重数の上限が減少し、その結果、ＢＳとＭＳ＃２との間の最大スループットも低下する。この最大スループットの低下を防止するためには、ＭＳ＃２において干渉信号の数だけ余分に受信アンテナを用意する必要があり、これは、端末の大型化や消費電力の増大につながる、という問題があった。

また、上記従来のマルチユーザＭＩＭＯシステムは、ＢＳの配下に多数の端末が存在することを前提にしており、これ以外の条件下においてはシステムのスループット向上が望めない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マルチユーザＭＩＭＯシステムの下りリンクにおいて、端末の規模を増大させることなく、端末間の干渉（ユーザ間干渉）を抑圧すること、および無線通信装置（上記基地局に相当）配下に存在するユーザ（端末）数に依存することなく、システムのスループットを向上させること、を実現可能な無線通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線通信装置は、特定の受信端末（第１の受信端末）との間でスループットが最大となるような第１のビームを形成し、他の受信端末（第２の受信端末）に向けて前記第１のビームに直交する第２のビームを形成することにより、複数の受信端末と同時にＭＩＭＯ伝送を行うことが可能な無線通信装置であって、前記第１の受信端末との間の伝搬路状況を表す第１のチャネル行列の、特異値分解を行う第１の特異値分解手段と、前記第１の受信端末宛の受信アンテナ数分の送信データ（第１の送信データ）、前記第１の特異値分解手段により得られた右特異行列（第１の右特異行列）、および前記第２の受信端末との間の伝搬路状況を表す第２のチャネル行列に基づいて、前記第２のビームに含まれる干渉信号を除去するための干渉キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成手段と、前記第２のチャネル行列および前記第１の右特異行列に基づいて生成されるチャネル行列の、特異値分解を行う第２の特異値分解手段と、前記第２の特異値分解手段により得られた右特異行列（第２の右特異行列）と前記第２の受信端末宛の受信アンテナ数分の送信データ（第２の送信データ）とを個別に乗算し、当該乗算後の第２の送信データに対して前記干渉キャンセル信号を加算する信号加算手段と、を備え、前記第１のビームを前記第１の送信データおよび前記第１の右特異行列に基づいて形成し、前記第２のビームを前記信号加算手段の出力信号および前記第１の右特異行列に基づいて形成することを特徴とする。

この発明によれば、無線通信装置が、第２の受信端末にとって干渉信号となる信号成分を除去するための干渉キャンセル信号を含んだ送信信号を生成することとし、第２の受信端末においては、ユーザ間干渉抑圧のための空間フィルタリング処理を不要とした。これにより、受信端末においてアンテナの自由度を全てＭＩＭＯ多重伝送に用いることが可能となるため、受信端末の小型化，低消費電力化を実現でき、また、システムのスループット向上を実現できる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる無線通信装置を適用したマルチユーザＭＩＭＯシステムの実施の形態１の構成例を示す図である。このマルチユーザＭＩＭＯシステムは、本発明にかかる無線通信装置１と、受信端末２−１および２−２と、を含み、無線通信装置１は、送信アンテナ４−１〜Ｔを備え、受信端末２−１は、受信アンテナ５−１〜Ｒ₁を備え、受信端末２−２は、受信アンテナ６−１〜Ｒ₂を備える。そして、無線通信装置１は、受信端末２−１との間の伝搬路の状況を表すＭＩＭＯチャネル（行列）Ｈ₁に基づいて、受信端末２−１へのデータ送信用ビームを生成し、受信端末２−１に対してデータを送信する。また、受信端末２−２に対しては、ＭＩＭＯチャネル（行列）Ｈ₂に基づいて生成したビームを用いてデータを送信する。

また、無線通信装置１が備える送信アンテナの本数はＴ、受信端末２−１が備える受信アンテナの本数はＲ₁、受信端末２−２が備える受信アンテナの本数はＲ₂であり、これらのアンテナ本数の間には、次式（１）の関係が成り立つ。

Ｔ≧Ｒ₁＋Ｒ₂ …（１）

なお、図１に示したシステムにおいて、無線通信装置１が、受信端末２−１および２−２との間でＭＩＭＯ伝送を行うにあたり、まず、無線通信装置１は、受信端末２−１との間でスループットが最大となるようなＭＩＭＯ伝送のための第１のビームを生成する。そして、無線通信装置１は、受信端末２−２との間でＭＩＭＯ伝送を行うためのビームとして、上記第１のビームに直交する第２のビームを生成し、これらのビームを使用して、ＭＩＭＯ伝送を行うこととする。

また、図２は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態１の構成例を示す図である。実施の形態１の無線通信装置は、送信アンテナ４−１〜８と、送信データ生成部９−１および９−２と、符号化部１０−１および１０−２と、変調部１１−１および１１−２と、Ｓ／Ｐ（シリアル−パラレル）変換部１２−１および１２−２と、ウェイト乗算部１３〜１５と、特異値分解部１６および１７と、乗算部１８と、キャンセル信号生成部１９と、加算部２０−１〜４および２１−１〜８と、を備える。また、Ｈ₁およびＨ₂は、ＭＩＭＯチャネル行列であり、それぞれ、第１の受信端末との間の伝搬路状況、第２の受信端末との間の伝搬路状況、を表す。なお、本実施の形態においては、説明を容易にする目的で、図１に示した無線通信装置１、受信端末２−１および２−２の構成が、送信アンテナ本数Ｔ＝８、受信アンテナ本数Ｒ₁＝４，Ｒ₂＝４、の場合について説明する。また、ＭＩＭＯチャネル行列Ｈ₁およびＨ₂は、ともにそのランクが行数と等しいフルランク状態とする。以下、本実施の形態においては、上述した構成をとる無線通信装置を無線通信装置１ａと呼ぶこととする。また、図１に示した受信端末２−１，受信端末２−２が、それぞれ、上記第１の受信端末、第２の受信端末に相当するものとして、無線通信装置１ａが、以下に述べる動作を行うこととする。

つづいて、本実施の形態の無線通信装置１ａのＭＩＭＯデータ送信動作を、図１および図２に基づいて説明する。送信データ生成部９−１は、受信端末２−１に対して送信するデータを生成し、そのデータを符号化部１０−１に対して出力する。符号化部１０−１は、入力信号に対して符号化処理を行い、その結果を変調部１１−１に対して出力する。変調部１１−１は、入力信号に対して変調処理を行い、その結果をＳ／Ｐ変換部１２−１に対して出力する。そして、Ｓ／Ｐ変換部１２−１は、シリアル入力信号に対して並列化処理を行い、受信端末２−１の受信アンテナ本数に対応した並列数のパラレルデータを出力する。なお、受信端末２−１の受信アンテナ本数は“４”であるため、上記並列数は“４”となる。同様に、送信データ生成部９−２は、受信端末２−２に対して送信するデータを生成し、そのデータを符号化部１０−２に対して出力する。符号化部１０−２は、入力信号に対して符号化処理を行い、その結果を変調部１１−２に対して出力する。変調部１１−２は、入力信号に対して変調処理を行い、その結果をＳ／Ｐ変換部１２−２に対して出力する。そして、Ｓ／Ｐ変換部１２−２は、入力信号に対して並列化処理を行い、受信端末２−２の受信アンテナ本数に対応した並列数のパラレルデータを出力する。以後、Ｓ／Ｐ変換部１２−１，１２−２の出力を、それぞれ変調信号ベクトルｘ₁，ｘ₂と呼ぶこととする。変調信号ベクトルｘ₁，ｘ₂には、それぞれ後述する処理が行われ、受信端末２−１，２−２に対して送信される。

つぎに、受信端末２−１および２−２が無線通信装置１ａから受信した信号について説明する。ここで、無線通信装置１ａが受信端末２−１に対して送信する送信アンテナ出力信号ベクトル（ウェイト乗算部１３の出力）をｓ₁、無線通信装置１ａが受信端末２−２に対して送信する送信アンテナ出力信号ベクトル（ウェイト乗算部１５の出力）をｓ₂、受信端末２−１が受信アンテナ５−１〜５−Ｒ₁を介して受信した信号に含まれる雑音成分（雑音ベクトル）をｎ₁、受信端末２−２が受信アンテナ６−１〜Ｒ₂を介して受信した信号に含まれる雑音成分をｎ₂、受信端末２−１の受信アンテナ入力信号ベクトルをｙ₁、受信端末２−２の受信アンテナ入力信号ベクトルをｙ₂とすると、次式（２）の関係が成り立つ。

…（２）

上式（２）のような関係が成り立つため、無線通信装置１ａの各部は、以下に述べるような動作を行い、受信端末２−１および２−２に対して送信する信号であるｓ₁およびｓ₂を生成する。

まず、第１の特異値分解手段である特異値分解部１６は、行列Ｈ₁の特異値分解を行い、次式（３）を得る。

Ｈ₁＝Ｕ₁Ｄ₁Ｖ₁ ^H …（３）

ここで、Ｕ₁はＨ₁の左特異行列、Ｖ₁はＨ₁の右特異行列、Ｄ₁はＨ₁の特異値を対角要素に持ち、非対角要素が０の特異値行列である。なお、本説明において、Ａ^Hは行列Ａの共役転置行列を表すこととする。

また、Ｖ₁をＴ行Ｔ列の正方行列、Ｖ'₁をＴ行Ｒ₁列の行列、Ｖ'_1'をＴ行Ｒ₂列の行列とすると、上記右特異行列Ｖ₁は、次式（４）のように表現できる。なお、上記Ｒ₁、Ｒ₂は、受信端末２−１、２−２の受信アンテナ本数に等しい。

Ｖ₁＝［Ｖ'₁Ｖ'_1'］ …（４）

そして、特異値分解部１６は、上記Ｖ'₁をウェイト乗算部１３およびキャンセル信号生成部１９に対して出力し、上記Ｖ'_1'をウェイト乗算部１５、キャンセル信号生成部１９および乗算部１８に対して出力する。なお、上記Ｖ'₁は、受信端末２−１に対する送信信号生成処理に使用する送信ウェイト（行列）であり、上記Ｖ'_1'は、受信端末２−２に対する送信信号生成処理に使用する送信ウェイトである。

乗算部１８は、ＭＩＭＯチャネル行列Ｈ₂にＶ'_1'を右側から乗算した行列Ｈ'₂を特異値分解部１７に対して出力する。そして、第２の特異値分解手段である特異値分解部１７は、Ｈ'₂の特異値分解を行い、次式（５）を得る。

Ｈ'₂＝Ｕ'₂Ｄ' ₂Ｖ'₂ ^H …（５）

なお、Ｕ'₂はＨ'₂の左特異行列、Ｖ'₂はＨ'₂の右特異行列、Ｄ'₂はＨ'₂の特異値を対角要素に持ち、非対角要素が０の特異値行列である。また、特異値分解部１７は、ウェイト乗算部１４に対してＶ'₂を出力する。このＶ'₂は、受信端末２−２に対する送信信号生成処理に使用する送信ウェイトである。

ウェイト乗算部１３は、Ｓ／Ｐ変換部１２−１から出力された受信端末２−１に対する変調信号ベクトルｘ₁に対してＶ'₁を乗算し、その乗算結果を加算部２１−１〜８に対して出力する。なお、ウェイト乗算部１３からの出力信号ベクトルが受信端末２−１に対して送信する送信アンテナ出力信号ベクトル（第１のビーム）となり、「ｓ₁＝Ｖ'₁ｘ₁」となる。

ウェイト乗算部１４は、Ｓ／Ｐ変換部１２−２から出力された受信端末２−２に対する変調信号ベクトルｘ₂に対してＶ'₂を乗算し、その乗算結果を加算部２０−１〜４に対して出力する。

キャンセル信号生成手段としての動作を行うキャンセル信号生成部１９は、Ｓ／Ｐ変換部１２−１の出力ｘ₁、特異値分解部１６の出力Ｖ'₁とＶ'_1'、およびＨ₂に基づいて、所定の条件を満たす干渉キャンセル信号ベクトルｃを生成し、加算部２０−１〜４に対して出力する。なお、ベクトルｃが満たす所定の条件については後述する。

信号加算手段としての動作を行う加算部２０−１〜４は、ウェイト乗算部１４の出力とキャンセル信号生成部１９の出力を加算し、その加算結果をウェイト乗算部１５に出力する。

ウェイト乗算部１５は、加算部２０−１〜４から出力された信号に対して、特異値分解部１６から出力されたＶ'_1'を乗算し、その乗算結果を加算部２１−１〜８に対して出力する。なお、ウェイト乗算部１５からの出力信号ベクトルが受信端末２−２に対して送信する送信アンテナ出力信号ベクトル（第２のビーム）となり、「ｓ₂＝Ｖ'_1'（Ｖ'₂ｘ₂＋ｃ）」となる。

加算部２１−１〜８は、ウェイト乗算部１３からの出力とウェイト乗算部１５からの出力を加算する。そして、その加算結果が、受信端末２−１および２−２に対する送信信号として送信アンテナ４−１〜８を介して送信される。

一方で、受信端末２−１においては、上式（３）の特異値分解を実行して取得した左特異行列Ｕ₁の共役転置行列Ｕ₁ ^Hを、受信ウェイトとして使用し、復調処理を行う。具体的には、受信端末２−１は、受信信号ｙ₁に対して上記行列Ｕ₁ ^Hを乗算し、その乗算結果であるｒ₁を使用して復調処理を行う。ここで、上式（１）および上述したｓ₁，ｓ₂に基づいて、ｒ₁は、次式（６）となる。

ｒ₁＝Ｕ₁ ^Hｙ₁＝Ｕ₁ ^H［Ｈ₁（ｓ₁＋ｓ₂）＋ｎ₁］
＝Ｕ₁ ^HＨ₁Ｖ'₁ｘ₁＋Ｕ₁ ^HＨ₁Ｖ'_1'（Ｖ'₂ｘ₂＋ｃ）＋Ｕ₁ ^Hｎ₁ …（６）

式（６）において、右辺第１項は希望信号、第２項は干渉信号、第３項は受信雑音である。ここで、さらに「Ｕ₁ ^HＨ₁Ｖ'₁＝Ｄ₁」および「Ｕ₁ ^HＨ₁Ｖ'_1'＝０（ゼロベクトル）」が成り立つことから、ｒ₁は、次式（７）となる。

ｒ₁＝Ｄ₁ｘ₁＋Ｕ₁ ^Hｎ₁ …（７）

この式（７）は、受信信号に含まれる干渉信号が除去されたことを示している。したがって、受信端末２−１においては、受信信号ｙ₁に対して受信ウェイトＵ₁ ^Hを乗算することにより、受信端末２−２向けの送信信号による干渉が除去される。

また、受信端末２−２においては、受信信号ｙ₂に対して上式（５）の特異値分解を実行して取得した左特異行列Ｕ'₂の共役転置行列Ｕ'₂ ^Hを、受信ウェイトとして使用し、復調処理を行う。具体的には、受信端末２−２は、受信信号ｙ₂に対して上記行列Ｕ'₂ ^Hを乗算し、その乗算結果であるｒ₂を使用して復調処理を行う。ここで、特異値分解の性質、上式（１）、および上述したｓ₁，ｓ₂に基づいて、ｒ₁は、次式（８）となる。
ｒ₂＝Ｕ'₂ ^Hｙ₂＝Ｕ'₂ ^H［Ｈ₂（ｓ₁＋ｓ₂）＋ｎ₂］
＝Ｕ'₂ ^HＨ₂Ｖ'₁ｘ₁＋Ｕ'₂ ^HＨ₂Ｖ'_1'Ｖ'₂ｘ₂＋Ｕ'₂ ^HＨ₂Ｖ'_1'ｃ＋Ｕ'₂ ^Hｎ₂
…（８）

式（８）において、右辺第１項は干渉信号、第２項は希望信号、第３項は干渉キャンセル信号、第４項は受信雑音である。ここで、上述したように「Ｈ'₂＝Ｈ₂Ｖ'_1'」であること、および、特異値分解の性質により「Ｕ₂'^HＨ₂Ｖ'_1'Ｖ'₂＝Ｕ'₂ ^HＨ'₂Ｖ'₂＝Ｄ'₂」が成り立つことから、ｒ₂は、次式（９）となる。

ｒ₂＝Ｕ'₂ ^HＨ₂Ｖ'₁ｘ₁＋Ｄ'₂ｘ₂＋Ｕ'₂ ^HＨ₂Ｖ'_1'ｃ＋Ｕ'₂ ^Hｎ₂ …（９）

上式（９）において、右辺第１項と第３項の和が“０”（ゼロベクトル）になるような干渉キャンセル信号ベクトルｃを加算した信号ベクトルに基づいて生成したビームを、無線通信装置１ａが受信端末２−２に対して送信する。そして、受信端末２−２においては、受信信号ｙ₂に対して受信ウェイトＵ'₂ ^Hを乗算することにより、受信端末２−１向けの送信信号による干渉が除去可能となる。このような条件（上記所定の条件に相当）を満たすベクトルｃが、上述した干渉キャンセル信号ベクトルｃとなり、次式（１０）で表される。なお、ベクトルｃは、キャンセル信号生成部１９において生成される。

ｃ＝−（Ｈ₂Ｖ'_1'）^-1Ｈ₂Ｖ'₁ｘ₁ …（１０）

このように、本実施の形態において、無線通信装置は、第２の受信端末にとって干渉信号となる信号成分を除去するための干渉キャンセル信号を含んだ送信信号を生成することとし、第２の受信端末においては、ユーザ間干渉抑圧のための空間フィルタリング処理を不要とした。これにより、受信端末においてアンテナの自由度を全てＭＩＭＯ多重伝送に用いることが可能となるため、受信端末の小型化・低消費電力化を実現でき、また、システムのスループット向上を実現できる。

実施の形態２．
つづいて、実施の形態２について説明する。実施の形態２のマルチユーザＭＩＭＯシステムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。図３は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態２の構成例を示す図であり、この無線通信装置１ｂは、実施の形態１の無線通信装置１ａのキャンセル信号生成部１９に代えてキャンセル信号生成部１９ｂを備え、受信品質情報生成部２５が追加された構成となる。なお、その他の部分については、上述した実施の形態１と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。以下、上述した実施の形態１と異なる動作について説明する。

受信品質情報生成部２５は、上記受信端末２−２における第２のビームの受信品質についての情報（以下、「受信品質情報」と呼ぶ）を生成し、キャンセル信号生成部１９ｂに対して出力する。ここで、受信品質情報としては、たとえば、受信信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio）などを使用する。また、受信品質情報は、受信端末２−２が上り回線を使用して無線通信装置に対してフィードバックすることで得られる。

キャンセル信号生成部１９ｂは、上述した式（１０）に示された干渉キャンセル信号に対して、上記受信品質情報に基づいて生成した「重み」を乗算し、その結果を加算部２０−１〜４に対して出力する。

ここで、無線通信装置１ｂが、上記受信品質情報に基づいて生成された「重み」を用いてデータ送信動作を行う理由について述べる。たとえば、上記受信品質情報としてＳＮＲを使用する場合、受信端末２−２におけるＳＮＲの値によっては、式（９）の第１項と第３項の和が０（ゼロベクトル）になるようにしないほうがシステムのスループットが高くなる場合がある。具体的には、ある程度干渉信号ｃが抑圧されるように、式（１０）に示したｃに対して適当な「重み」を乗算した結果を、干渉キャンセル信号として使用した方が、システムのスループットが高くなる場合がある。

たとえば、ＳＮＲが低い、すなわち、受信雑音電力が高い状況においては、希望信号に対する受信雑音電力の影響が大きくなる。そして、このような状況下においては、干渉信号の抑圧程度があるレベルを越えると干渉抑圧効果がそれ以上改善しなくなる。また、送信信号に干渉キャンセル信号ｃを含んでいるため、無線通信装置１ｂは、干渉キャンセル信号ｃの送信相当分の総送信電力を消費している。そのため、干渉キャンセル信号ｃに割り当てる電力が大きくなると、実際の情報伝送のために割り当て可能な電力が小さくなり、結果としてスループットの改善効果が小さくなる。そこで、本実施の形態においては、ＳＮＲなどの受信品質に基づいて生成した最適な重みを、干渉キャンセル信号ｃに対して乗算し、その結果を使用して上述した実施の形態１と同様の動作を行うこととした。これにより、干渉信号を抑圧するために使用する送信電力を最小限に抑えることができ、結果としてシステムのスループットが向上する。

このように、本実施の形態においては、干渉キャンセル信号送信のために割り当てる送信電力を、受信端末の信号受信状態に基づいて調整し、干渉キャンセル信号に対する必要以上の送信電力の割り当てを防止することとした。これにより、上述した実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、受信端末の信号受信状態が悪い場合であってもシステムのスループットが低下することのないマルチユーザＭＩＭＯシステムを実現できる。

実施の形態３．
つづいて、実施の形態３について説明する。実施の形態３のマルチユーザＭＩＭＯシステムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。図４は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態３の構成例を示す図であり、この無線通信装置１ｃは、実施の形態１の無線通信装置１ａのＳ／Ｐ変換部１２−１および１２−２、特異値分解部１６および１７に代えて、Ｓ／Ｐ変換部１２ｃ−１および１２ｃ−２、特異値分解部１６ｃおよび１７ｃを備え、Ｓ／Ｐ制御部２９が追加された構成となる。なお、その他の部分については、上述した実施の形態１と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。以下、上述した実施の形態１と異なる動作について説明する。

特異値分解部１６ｃは、上述した実施の形態１の特異値分解部１６と同様に行列Ｈ₁の特異値分解を行い、さらに、行列Ｈ₁の階数に関する情報を生成し、その情報をＳ／Ｐ制御部２９に対して出力する。同様に、特異値分解部１７ｃは、行列Ｈ'₂の特異値分解を行い、さらに、行列Ｈ'₂の階数に関する情報を生成し、その情報をＳ／Ｐ制御部２９に対して出力する。

並列数制御手段としての動作を行うＳ／Ｐ制御部２９は、Ｓ／Ｐ変換部１２ｃ−１において変換され出力されるデータの並列数を、行列Ｈ₁の階数に基づいて制御する。たとえば、図４において、Ｈ₁がフルランク（階数が４）の場合、Ｓ／Ｐ変換部１２ｃ−１から４サンプルが並列に出力される。また、階数が２の場合、Ｓ／Ｐ変換部１２ｃ−１から２サンプル分のみが並列に出力され、他の信号線は０を出力する。同様に、Ｓ／Ｐ制御部２９は、Ｓ／Ｐ変換部１２ｃ−２において変換され出力されるデータの並列数を、行列Ｈ'₂の階数に基づいて制御する。

ここで、Ｓ／Ｐ制御部２９は、上記階数に関する情報として、たとえば、特異値分解部１６ｃまたは１７ｃにおける特異値分解によって得られた特異値行列（上述した実施の形態１におけるＨ₁に対するＤ₁、Ｈ'₂に対するＤ'₂に相当）をそのまま使用してもよいし、特異値行列の対角要素のみを使用してもよい。また、特異値分解部１６ｃおよび１７ｃの内部で独自に階数を計算した値を使用してもよい。

なお、本実施の形態においては、上述した実施の形態１の無線通信装置に対してＳ／Ｐ制御部２９の追加、Ｓ／Ｐ変換部１２ｃ−１および２などの置き換えを行うこととしたが、これに限らず、上述した実施の形態２の無線通信装置に対してＳ／Ｐ制御部２９の追加等を行うこととしてもよい。

このように、本実施の形態においては、干渉キャンセル信号を生成する際に使用する行列の階数情報に基づいて、Ｓ／Ｐ制御部がＳ／Ｐ変換部を制御することにより、送信データの並列数を調整することとした。これにより、ＭＩＭＯチャネル行列の階数がフルランクでない場合であっても、有効な干渉キャンセル信号を生成することができ、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
つづいて、実施の形態４について説明する。実施の形態４のマルチユーザＭＩＭＯシステムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。図５は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態４の構成例を示す図であり、この無線通信装置１ｄは、実施の形態１の無線通信装置１ａの特異値分解部１６および１７に代えて、特異値分解部１６ｄおよび１７ｄを備え、ウェイト乗算部３４−１および３４−２が追加された構成となる。なお、その他の部分については、上述した実施の形態１と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。以下、上述した実施の形態１と異なる動作について説明する。

特異値分解部１６ｄは、行列Ｈ₁についての特異値分解により得られた特異値行列（式（３）におけるＤ₁）をウェイト乗算部３４−１に対して出力する。また、特異値分解部１７ｄは、行列Ｈ'₂についての特異値分解により得られた特異値行列（式（５）におけるＤ'₂）をウェイト乗算部３４−２に対して出力する。

ウェイト乗算部３４−１は、特異値分解部１６ｄからの入力である対角行列Ｄ₁の各対角要素に基づいて各対角要素に対応する重み情報を生成する。そして、ウェイト乗算部３４−１は、Ｓ／Ｐ変換部１２−１から出力された変調信号（ベクトル）に対して上記重み情報を乗算することにより振幅重み付けを行う。そして、振幅重み付けの結果として得られた信号ベクトルを、上述した実施の形態１における変調信号ベクトルｘ₁として扱い、以後、実施の形態１と同様の動作を行う。また、ウェイト乗算部３４−２は、特異値分解部１７ｄからの入力である対角行列Ｄ'₂の各対角要素に基づいて各対角要素に対応する重み情報を生成する。そして、ウェイト乗算部３４−２は、Ｓ／Ｐ変換部１２−２から出力された変調信号（ベクトル）に対して上記重み情報を乗算することにより振幅重み付けを行う。そして、振幅重み付けの結果として得られた信号ベクトルを、上述した実施の形態１における変調信号ベクトルｘ₂として扱い、以後、実施の形態１と同様の動作を行う。

ここで、ＭＩＭＯチャネル行列（Ｈ₁、Ｈ₂）の特異値は、受信端末に対して送信するビームの品質に基づいて変化することが知られており、本実施の形態は、この性質を利用したものである。また、上記実施の形態２において述べたように、受信端末の信号受信状態が悪い場合は、干渉信号の抑圧程度があるレベルを越えると干渉抑圧効果がそれ以上改善しなくなり、かえってシステムのスループットが低くなる。そこで、本実施の形態においては、上述したような振幅重み付けを実行し、干渉キャンセル信号ベクトルに割り当てる送信電力を調整することにより、システムのスループット低下を防止することとした。

なお、ウェイト乗算部３４−１および３４−２における振幅重み付け方法としては、たとえば、Ｓ／Ｐ変換部１２−１または１２−２の出力信号に対して、特異値行列の対角要素をそのまま乗算する方法や、値を正規化してから乗算する方法など、様々な方法が考えられるが、実施の形態４では、状況に応じて適切なものを選択する。

また、本実施の形態においては、上述した実施の形態１の無線通信装置に対してウェイト乗算部３４−１および３４−２の追加などを行うこととしたが、これに限らず、上述した実施の形態２または３の無線通信装置に対してウェイト乗算部３４−１および３４−２の追加等を行うこととしてもよい。

このように、本実施の形態においては、各受信端末に対する固有ビームの品質（ＭＩＭＯチャネル行列の特異値行列に相当）に応じて変調信号ベクトルの各要素に重み付けを行い、干渉キャンセル信号に対して割り当てる送信電力を調整することとした。これにより、上述した実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、受信端末の信号受信状態が悪い場合であってもシステムのスループットが低下することのないマルチユーザＭＩＭＯシステムを実現できる。

実施の形態５．
つづいて、実施の形態５について説明する。実施の形態５のマルチユーザＭＩＭＯシステムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。図６は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態５の構成例を示す図であり、この無線通信装置１ｅは、実施の形態１の無線通信装置１ａに対して、制御部３６、セレクタ３７および３８が追加された構成となる。なお、その他の部分については、上述した実施の形態１と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。以下、上述した実施の形態１と異なる動作について説明する。

制御部３６は、セレクタ３７および３８を制御し、送信データ生成部９−１および９−２の出力信号の入力先（符号化部１０−１および１０−２に相当）の入れ替え、行列Ｈ₁およびＨ₂の入力先（特異値分解部１６および乗算部１８などに相当）の入れ替え、を行う。たとえば、セレクタ３７を制御し、送信データ生成部９−１および９−２の出力信号の入力先を入れ替えた場合、送信データ生成部９−１の出力信号は、符号化部１０−２に対して入力され、一方、送信データ生成部９−２の出力信号は、符号化部１０−１に対して入力される。また、セレクタ３８を制御し、行列Ｈ₁およびＨ₂の入力先を入れ替えた場合、行列Ｈ₁が乗算部１８およびキャンセル信号生成部１９に入力され、行列Ｈ₂が特異値分解部１６に入力される。

なお、制御部３６は、各受信端末との間の伝搬路の状況を考慮して、各受信端末に対して送信するデータに施す処理を切り替える。また、各受信端末が、通信品質を要求した場合（たとえば、必要とするスループットの情報などを通知してきた場合）、制御部３６は、受信端末からの要求に基づいて上記セレクタ３７および３８の制御を行ってもよい。

また、本実施の形態においては、上述した実施の形態１の無線通信装置に対して制御部３６、セレクタ３７および３８を追加することとしたが、これに限らず、上述した実施の形態２、３または４の無線通信装置に対して、制御部３６、セレクタ３７および３８を追加することとしてもよい。

このように、本実施の形態においては、無線通信装置においてデータの送信相手先である受信端末２−１および２−２に対する送信信号生成処理を入れ替えることを可能とした。これにより、時間の経過と共に変化する伝搬路の状況に基づいて、より高いスループットが得られる受信端末に対して優先的にスループットを割り当てることが可能となり、上述した実施の形態１のシステムと比較して、さらにシステムのスループットを向上させることができる。また、ユーザー（受信端末）からの要求に対して、柔軟にスループットを分配することができる。

実施の形態６．
つづいて、実施の形態６について説明する。実施の形態６のマルチユーザＭＩＭＯシステムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。図７は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態７の構成例を示す図であり、この無線通信装置１ｆは、実施の形態１の無線通信装置１ａに対して、制御部４１が追加された構成となる。また、本実施の形態においては、送信データ生成部９−２、符号化部１０−２、変調部１１−２、Ｓ／Ｐ変換部１２−２、ウェイト乗算部１４，１５、特異値分解部１７、キャンセル信号生成部１９、および加算部２０−１〜４が、送信ユニット４０を形成している。なお、送信ユニット４０の各部は、上述した実施の形態１の無線通信装置１ａにおいて同一の符号が付与された各部と同じ動作を行う。また、無線通信装置１ｆにおいて、上述した実施の形態１の無線通信装置１ａと共通の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。以下、上述した実施の形態１と異なる動作について説明する。

伝送制御手段としての動作を行う制御部４１は、送信ユニット４０の各部の動作を、停止／再開させるように制御する。そして、送信ユニット４０が停止している場合、無線通信装置１ｆは、シングルユーザＭＩＭＯシステムに対応した無線通信装置と同様に動作する。すなわち、制御部４１が、送信ユニット４０の各部の動作を制御することにより、ユーザ多重（マルチユーザＭＩＭＯ）のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。無線通信装置１ｆは、たとえば、伝搬路の状況が悪いために、キャンセル信号生成部１９から出力される干渉キャンセル信号（上記干渉キャンセル信号ベクトルｃに相当）に対して割り当てる送信電力が大きくなり、かえってシステムのスループットが低下してしまうと判断した場合、マルチユーザＭＩＭＯからシングルユーザＭＩＭＯに切り替えて、システムのスループット低下を防止する。

なお、本実施の形態においては、上述した実施の形態１の無線通信装置に対して制御部４１を追加することとしたが、これに限らず、上述した実施の形態２、３、４または５の無線通信装置に対して、制御部４１を追加し、制御部４１が、上記送信ユニット４０に相当する部分の制御を行うことによりユーザ多重のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることとしてもよい。

このように、本実施の形態においては、伝搬路の状況に基づいて、ユーザ多重のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることとした。これにより、伝搬路の状況が悪いにもかかわらず、干渉キャンセル信号に対して送信電力を割り当ててしまい、システムのスループットがかえって低下してしまう問題を、回避することができる。

実施の形態７．
つづいて、実施の形態７について説明する。実施の形態７のマルチユーザＭＩＭＯシステムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。図８は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態７の構成例を示す図であり、この無線通信装置１ｇは、実施の形態１の無線通信装置１ａに対して、回転行列計算部４３および位相回転処理部４４が追加された構成となる。なお、その他の部分については、上述した実施の形態１と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。以下、上述した実施の形態１と異なる動作について説明する。

回転行列計算部４３は、キャンセル信号生成部１９から出力される干渉キャンセル信号ベクトルｃ、変調信号ベクトルｘ₂、および特異値分解部１７から出力される右特異行列（Ｖ'₂）を用いて位相回転行列Φを計算し、位相回転処理部４４に対して出力する。位相回転処理部４４は、Ｓ／Ｐ変換部１２−２から出力される変調信号ベクトルｘ₂に対して、特異値分解部１７から出力された位相回転行列Φを乗算することにより、ベクトルｘ₂の各要素に対して定常的な位相回転処理を実行する。なお、位相回転の量は、ベクトルｘ₂の要素毎に独立したものとなる。

ここで、位相回転行列Φは、干渉キャンセル信号ベクトルｃの追加により発生する送信電力の増加を緩和するように選択する。行列Φの一例を次式（１１）に示す。

Φ＝ｄｉａｇ（ｅｘｐ（ｉΦ₁），…，ｅｘｐ（ｉΦ_R2）） …（１１）

なお、「ｄｉａｇ（ａ₁，…，ａ_n）」は、ａ₁，…，ａ_nを対角要素とする対角行列を表す。また、無線通信装置１ｇが受信端末２−２に対して送信する送信アンテナ出力信号ベクトル（ウェイト乗算部１５の出力）ｓ₂を、上記Φを用いて表すと次式（１２）となる。

ｓ₂＝Ｖ'_1'（Ｖ'₂Φｘ₂＋ｃ） …（１２）

回転行列計算部４３は、式（１２）で示したｓ₂が最小となるようにΦを選択する。ここで、ｓ₂が最小となるのは、次式（１３）が成立する場合である。ただしＫは正の実数(スカラー)である。

Ｖ'₂Φｘ₂＝−Ｋｃ …（１３）

この式（１３）の関係を満足するように位相回転行列Φの各対角要素を選択し、干渉キャンセル信号ベクトルｃのピークと送信データのピークとをずらすことにより、干渉キャンセル信号ベクトルｃの追加に伴う送信電力の増加を緩和することが可能となる。これにより、総送信電力のうち変調信号ベクトルｘ₁およびｘ₂の伝送に寄与できる割合が増加し、その結果、システムのスループットを向上させることができる。なお、式（１３）は、ベクトルＶ'₂Φｘ₂とベクトルｃの向きが正反対であることを示している。

また、本実施の形態においては、上述した実施の形態１の無線通信装置に対して回転行列計算部４３および位相回転処理部４４を追加することとしたが、これに限らず、上述した実施の形態２、３、４、５または６の無線通信装置に対して、回転行列計算部４３および位相回転処理部４４を追加することとしてもよい。

このように、本実施の形態においては、第２の受信端末に対して送信する信号ベクトルの各要素の位相調整手段を設け、この位相調整手段を使用して、干渉キャンセル信号の追加に伴う送信電力の増加を緩和することとした。これにより、総送信電力のうち変調信号ベクトルの伝送に寄与できる割合が増加するので、実施の形態１に比べてシステムのスループットを向上させることができる。

実施の形態８．
つづいて、実施の形態８について説明する。実施の形態８のマルチユーザＭＩＭＯシステムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。図９は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態８の構成例を示す図であり、この無線通信装置１ｈは、送信ユニット４６および４７−２〜４と、加算部４９と、アンテナ４−１〜８と、を備える。送信ユニット４６は、送信データ生成部９−１、符号化部１０−１、変調部１１−１、Ｓ／Ｐ変換部１２ｈ−１、ウェイト乗算部１３ｈ、特異値分解部１６を備える。また、送信ユニット４７−２は、送信データ生成部９−２、符号化部１０−２、変調部１１−２、Ｓ／Ｐ変換部１２ｈ−２、ウェイト乗算部１４−２，１５−２、乗算部１８−２、特異値分解部４８−２、加算部５１−２，５２−２、を備える。また、送信ユニット４７−３は、送信データ生成部９−３、符号化部１０−３、変調部１１−３、Ｓ／Ｐ変換部１２ｈ−３、ウェイト乗算部１４−３，１５−３、乗算部１８−３、特異値分解部４８−３、加算部５１−３，５２−３、を備える。なお、送信ユニット４７−２〜３の内部構成は同一であり、それぞれのユニットを構成している各部は同様の動作を行う。

第１のビーム生成手段に相当する送信ユニット４６は、上述した実施の形態１の無線通信装置１ａが、上記送信アンテナ出力信号ベクトルｓ₁を生成する動作に相当する動作を行う。また、第２のビーム生成手段に相当する送信ユニット４７−２は、無線通信装置１ａが、上記送信アンテナ出力信号ベクトルｓ₂を生成する動作に相当する動作を行う。また、送信ユニット４７−３および４７−４は、上記送信ユニット４７−２と同様の動作を行う。なお、無線通信装置１ａの各部と、送信ユニット４６および４７−２〜３の各部は、対応するＭＩＭＯ多重数のみが異なる（多重数が“４”であるか“２”であるかのみの違い）。

また、図９に示したように、本実施の形態の無線通信装置１ｈは、同じ機能を持つ上述した送信ユニット４７−２〜４をカスケードに接続することによって、３ユーザ以上のマルチユーザＭＩＭＯ伝送に対応している。具体的には、各ユーザ（受信端末）に対して多重数が２のＭＩＭＯ伝送を行うことにより、最大４ユーザに対するマルチユーザＭＩＭＯ伝送に対応している。

送信ユニット４７−２は、送信ユニット４６からの入力（Ｓ／Ｐ変換部１２ｈ−１からの出力信号、特異値分解部１６からの出力信号）に基づいたキャンセル信号生成部１９−２における干渉キャンセル信号ベクトルの生成処理、特異値分解部１６の出力信号に基づいたウェイト乗算部１５−２における送信ウェイトの乗算処理、などを行い、加算部４９に対して送信アンテナ出力信号ベクトル（送信信号ベクトル）を出力する。

また、送信ユニット４７−３は、送信ユニット４７−２からの入力に基づいて、上述した送信ユニット４７−２と同様に、干渉キャンセル信号ベクトルの生成、送信ウェイトの乗算などを行い、加算部４９に対して送信信号ベクトルを出力する。さらに、送信ユニット４７−４も送信ユニット４７−３からの入力に基づいて同様の動作を行い、加算部４９に対して送信信号ベクトルを出力する。

なお、各送信ユニット４６および４７−２〜４におけるＭＩＭＯ多重数（Ｓ／Ｐ変換部１２−１などから出力される変調信号ベクトルの要素数)、および、送信ユニット接続段数（多重ユーザ数に相当）は、必要とするシステムの条件などに応じて自由に変更することができる。

また、本実施の形態においては、上述した実施の形態１の無線通信装置を基本として、構成を拡張することとしたが、これに限らず、上述した実施の形態２〜７の無線通信装置を拡張することとしてもよい。

このように、本実施の形態においては、受信端末毎に送信アンテナ出力信号ベクトルを生成するための一連の構成をそれぞれユニットとして扱い、それらのユニットをシステムが必要とする条件に基づいてカスケードに接続してＭＩＭＯの多重化に対応することとした。これにより、多重数が３以上のマルチユーザＭＩＭＯシステムを簡易な構成で実現できる。さらに、上述した実施の形態１〜７と同様の効果を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる無線通信装置は、ＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムに有用であり、特に、複数の端末との間で同時にＭＩＭＯ伝送を行うマルチユーザＭＩＭＯ伝送システムを構成する基地局として適している。

本発明にかかる無線通信装置を適用したマルチユーザＭＩＭＯシステムの構成例を示す図である。 本発明にかかる無線通信装置の実施の形態１の構成例を示す図である。 本発明にかかる無線通信装置の実施の形態２の構成例を示す図である。 本発明にかかる無線通信装置の実施の形態３の構成例を示す図である。 本発明にかかる無線通信装置の実施の形態４の構成例を示す図である。 本発明にかかる無線通信装置の実施の形態５の構成例を示す図である。 本発明にかかる無線通信装置の実施の形態６の構成例を示す図である。 本発明にかかる無線通信装置の実施の形態７の構成例を示す図である。 本発明にかかる無線通信装置の実施の形態８の構成例を示す図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ 無線通信装置
２−１，２−２ 受信端末
４−１，４−２，４−３，４−４，４−５，４−６，４−７，４−８，４−Ｔ 送信アンテナ
５−１，５−２，５−Ｒ₁，６−１，６−２，６−Ｒ₂ 受信アンテナ
９−１，９−２，９−３ 送信データ生成部
１０−１，１０−２，１０−３ 符号化部
１１−１，１１−２，１１−３ 変調部
１２−１，１２−２，１２ｃ−１，１２ｃ−２，１２ｈ−１，１２ｈ−２，１２ｈ−３ Ｓ／Ｐ変換部
１３，１３ｈ，１４，１５，１４−２，１４−３，１５−２，１５−３，３４−１，３４−２ ウェイト乗算部
１６，１７，１６ｃ，１７ｃ，１６ｄ，１７ｄ，４８−２，４８−３ 特異値分解部
１８，１８−２，１８−３ 乗算部
１９，１９ｂ，１９−２，１９−３ キャンセル信号生成部
２０−１，２０−２，２０−３，２０−４，２１−１，２１−２，２１−３，２１−４，２１−５，２１−６，２１−７，２１−８，５１−２，５１−３，５２−２，５２−３，４９ 加算部
２５ 受信品質情報生成部
３６，４１ 制御部
３７，３８ セレクタ
４０，４６，４７−２，４７−３，４７−４ 送信ユニット
４３ 回転行列計算部
４４ 位相回転処理部

Claims (13)

1. 特定の受信端末（第１の受信端末）との間でスループットが最大となるような第１のビームを形成し、他の受信端末（第２の受信端末）に向けて前記第１のビームに直交する第２のビームを形成することにより、複数の受信端末と同時にＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）伝送を行うことが可能な無線通信装置であって、
   前記第１の受信端末との間の伝搬路状況を表す第１のチャネル行列の、特異値分解を行う第１の特異値分解手段と、
   前記第１の受信端末宛の受信アンテナ数分の送信データ（第１の送信データ）、前記第１の特異値分解手段により得られた右特異行列（第１の右特異行列）、および前記第２の受信端末との間の伝搬路状況を表す第２のチャネル行列に基づいて、前記第２のビームに含まれる干渉信号を除去するための干渉キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成手段と、
   前記第２のチャネル行列および前記第１の右特異行列に基づいて生成されるチャネル行列の、特異値分解を行う第２の特異値分解手段と、
   前記第２の特異値分解手段により得られた右特異行列（第２の右特異行列）と前記第２の受信端末宛の受信アンテナ数分の送信データ（第２の送信データ）とを個別に乗算し、当該乗算後の第２の送信データに対して前記干渉キャンセル信号を加算する信号加算手段と、
   を備え、
   前記第１のビームを前記第１の送信データおよび前記第１の右特異行列に基づいて形成し、前記第２のビームを前記信号加算手段の出力信号および前記第１の右特異行列に基づいて形成することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記第２の特異値分解手段は、前記第２のチャネル行列に対して前記第１の右特異行列の特定の部分行列を乗算し、当該乗算結果として得られるチャネル行列の特異値分解を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記キャンセル信号生成手段は、さらに、前記第２の受信端末の受信信号品質に基づいて、前記キャンセル信号に割り当てる信号電力の大きさを調整することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
4. 前記受信信号品質として、受信信号電力対雑音電力比を使用することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記各受信端末との間の伝搬路状況に基づいて、前記第１の送信データおよび前記第２の送信データの並列数を調整する並列数制御手段、
   を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の無線通信装置。
6. 前記第１の特異値分解手段が、前記第１の受信端末との間の伝搬路状況に基づいて、前記第１の送信データの搬送波の振幅を調整し、
   さらに、前記第２の特異値分解手段が、前記第２の受信端末との間の伝搬路状況に基づいて、前記第２の送信データの搬送波の振幅を調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の無線通信装置。
7. 前記第１の受信端末との間の伝搬路状況として、前記第１の特異値分解手段による特異値分解の結果として得られる特異値行列を使用し、
   前記第２の受信端末との間の伝搬路状況として、前記第２の特異値分解手段による特異値分解の結果として得られる特異値行列を使用することを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
8. 前記第１の送信データおよび前記第１のチャネル行列と、前記第２の送信データおよび前記第２のチャネル行列と、を入れ替えるセレクタ手段、
   を備え、
   前記第２の受信端末との間でスループットが最大となるような第１のビームを形成し、前記第１の受信端末に向けて前記第１のビームに直交する第２のビームを形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の無線通信装置。
9. 前記第２のビームを形成するための処理の停止／開始制御を行う伝送制御手段、
   を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の無線通信装置。
10. 前記第２の送信データ、前記キャンセル信号および前記第２の右特異行列に基づいて、前記キャンセル信号の加算に伴う送信電力の増加を緩和するための回転行列を計算する回転行列計算手段と、
    前記回転行列を使用して前記第２の送信データに対して位相回転処理を実行する位相回転処理手段と、
    を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の無線通信装置。
11. 前記回転行列計算手段は、位相回転後の第２の送信データに対して前記第２の右特異行列を乗算した結果として得られる信号のベクトルと、前記干渉キャンセル信号のベクトルが、正反対となるような条件を満たす回転行列を計算することを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一つに記載の処理により前記第１のビームを形成する第１のビーム形成手段と、
    請求項１〜１１のいずれか一つに記載の処理により前記第２のビームを形成する第２のビーム形成手段と、
    さらに、前記２のビーム形成手段と同様の構成を有し、かつ、前段の送信データ、前段の右特異行列、および通信相手となる受信端末との間の伝搬路状況、に基づいて干渉キャンセル信号を生成するように、各キャンセル信号生成手段をカスケード接続し、それぞれ通信相手となる受信端末宛に干渉キャンセル信号を含む送信信号を生成する複数のビーム形成手段（第３、第４…のビーム形成手段に相当）と、
    を備えることを特徴とする無線通信装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか一つに記載の無線通信装置と、
    前記無線通信装置との間でＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）伝送を行う複数の受信端末と、
    を備えることを特徴とするマルチユーザＭＩＭＯシステム。

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