JP5025712B2 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置および無線通信方法に関する。

３ＧＰＰ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ （ＬＴＥ）標準化において、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）伝送の一種であるＰＡＲＣ（Per Antenna Rate Control）方式が議論されている。ＰＡＲＣにおいては、送信アンテナ（ｓｔｒｅａｍ）ごとに、通信路品質(ＣＱＩ)報告値に応じた変調符号化方式を選択する。従来のＭＩＭＯ ＰＡＲＣ方式として、非特許文献１に開示されているものがある。

図１に上記従来のＭＩＭＯ ＰＡＲＣ方式が適用されるＭＩＭＯ通信システムにおけるＭＩＭＯ送信機の構成を示す。同図に示すように、ＭＩＭＯ送信機は、いくつかのサブキャリアを用いてアンテナごとにパイロット信号を送信する。それに対して、受信機側（図示せず）では、ＭＩＭＯ送信機の各アンテナから送信されるパイロット信号ごとの受信強度を測定して、各アンテナ毎の通信路状況に基づいてアンテナ毎のＣＱＩ（通信路品質Indicator）を生成し、ＭＩＭＯ送信機にフィードバックする。ＭＩＭＯ送信機は、アンテナごとのＣＱＩ情報に基づいて、アンテナ毎に最適な変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）および符号化レートを決定し、サブストリームを各アンテナから送信する。こうして、アンテナ毎の通信路状況に基づいて最適な変調符号化方式を選択することで、最大のPeak rateおよび通信容量を達成できる。

３ＧＰＰ標準化寄書（R1-010879, Lucent）

しかしながら、上記従来のＭＩＭＯ通信システムにおいては、アンテナ数（ストリーム数）に比例して、ＣＱＩ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｏｖｅｒｈｅａｄが増大してしまう問題がある。更に、送信機側で周波数スケジューリングを行う場合には、サブキャリアブロックであるチャンクごとのＣＱＩが必要となるため、その問題はさらに顕著となる。

本発明の目的は、フィードバック情報量を削減しシステムトラヒックを削減できる無線通信装置および無線通信方法に関する。

本発明の無線通信装置の一態様は、周波数領域で連続した複数のサブキャリアを分割してなる複数のブロックを用いて、複数のアンテナから空間多重送信された、第１のデータと第２のデータとを受信する受信部と、前記第１のデータに対する一つの前記ブロックの第１のＣＱＩ値と、前記第２のデータに対する第２のＣＱＩ値であって、前記一つのブロックと同一周波数である一つの前記ブロックの前記第２のＣＱＩ値とを算出し、前記第１のＣＱＩ値と前記第２のＣＱＩ値とから、前記第１のＣＱＩ値に対する前記第２のＣＱＩ値の相対値を算出する算出部と、前記第１のＣＱＩ値と前記相対値とを送信する送信部と、を有する。

本発明によれば、フィードバック情報量を削減しシステムトラヒックを削減できる無線通信装置および無線通信方法を提供できる。

従来のＭＩＭＯ送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る受信系の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態１の送信系の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態１のフィードバック情報の説明に供する図 実施の形態２の受信系の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態２のフィードバック情報の説明に供する図 実施の形態２の送信系の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態３の受信系の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態３の送信系の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態３のフィードバック情報の説明に供する図 実施の形態４の受信系の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態４のフィードバック情報の説明に供する図 実施の形態４の送信系の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態５の受信系の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態５のフィードバック情報の説明に供する図 実施の形態５の送信系の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態６の受信系の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態６のフィードバック情報の説明に供する図 実施の形態６の送信系の無線通信装置の構成を示すブロック図

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。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。

（実施の形態１）
図２に示すように、実施の形態１に係るＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）通信システムにおける無線通信装置１００は、複数のアンテナと、受信部１１０と、信号分離部１２０と、受信レベル測定部１３０と、ＣＱＩ決定部１４０と、相対値算出部１５０と、フィードバック情報生成部１６０と、送信部１７０と、復調部１７５と、復号部１８０と、Ｐ／Ｓ変換部１８５とを有する。

受信部１１０は、アンテナと同数の受信部１１２を有し、ＭＩＭＯ通信システムにおける送信系から送信される信号が空間多重された空間多重信号を受信し、受信信号に対して無線受信処理を行う。送信系の各アンテナから送信される送信信号が、マルチキャリア信号の１種であるＯＦＤＭ信号の場合には、受信部１１０は、通常の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換処理など）の他に、ＦＦＴ処理、Ｐ／Ｓ変換処理などのＯＦＤＭ受信処理を行う。また、受信部１１０は、送信系の各アンテナから送信されるパイロット信号を受信し、受信処理を行う。

信号分離部１２０は、受信部１１０の無線受信処理後の信号を、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）などの方法を用いて、送信系の各アンテナから送信された信号（送信系におけるサブストリームに相当、以下「サブストリーム」と呼ぶことがある）に分離する。また、信号分離部１２０は、受信部１１０の受信処理後のパイロット信号を入力し、送信系にて送信に利用されたアンテナごとのパイロット信号（送信系における各サブストリームと対応する）を出力する。

受信レベル測定部１３０は、信号分離部１２０で分離された、送信系のアンテナごとの各パイロット信号の受信レベル（例えば、ＳＩＮＲ：Signal-to-Interference and Noise power Ratio）を測定し、各パイロット信号の受信レベルをＣＱＩ決定部１４０に出力する。

ＣＱＩ決定部１４０は、ＣＱＩテーブルを保持しており、受信レベル測定部１３０にて測定された各パイロット信号の受信レベルに基づいて、各サブストリームに対するＣＱＩ値を決定する。

相対値算出部１５０は、基準サブストリームのＣＱＩ値と、基準サブストリーム以外の各サブストリームのＣＱＩ値とのＣＱＩ相対値を算出する。本実施の形態では、基準サブストリームが予め決められ、固定である。なお、サブストリームは、送信系の各アンテナに対応しているので、基準サブストリームは「基準アンテナ」と考えてもよく、相対値算出部１５０は、基準アンテナのＣＱＩ値と基準アンテナ以外のＣＱＩ値とのＣＱＩ相対値を算出していると捉えることもできる。

フィードバック情報生成部１６０は、基準サブストリームのＣＱＩ値および基準サブストリーム以外の各ストリームに対して求めたＣＱＩ相対値から、送信系に対するフィードバック情報を生成する。

送信部１７０は、フィードバック情報生成部１６０にて生成されたフィードバック情報を、無線通信装置１００に設けられた複数のアンテナのうち、少なくとも１つのアンテナを用いて送信系に対して送信する。すなわち、送信部１７０は、１つのアンテナを用いた通信方式により送信系に送信してもよいし、また、ＭＩＭＯ通信方式又は時空間符号化通信方式などのマルチアンテナ通信方式により送信系に送信してもよい。

復調部１７５は、サブストリームの数に応じた復調部１７７を有しており、信号分離部１２０にて分離されたサブストリームごとに復調処理を施す。

復号部１８０は、サブストリームの数に応じた復号部１８２を有しており、復調処理後のサブストリームごとに復号処理を施す。

Ｐ／Ｓ変換部１８５は、復号処理後のサブストリームを並直列変換しシリアルデータ列として出力する。

図３に示すように、送信系である無線通信装置２００は、複数のアンテナと、受信部２１０と、フィードバック情報処理部２２０と、送信制御部２３０と、Ｓ／Ｐ変換部２４０と、符号化部２５０と、変調部２６０と、送信部２７０と、パイロット生成部２８０とを有する。

受信部２１０は、無線通信装置２００のアンテナのうち、少なくとも１つのアンテナにて受信した、無線通信装置１００からのフィードバック情報に対して無線受信処理を行う。具体的には、受信部２１０は、無線通信装置１００の送信部１７０にて適用された送信方式に対応する受信方式にてフィードバック情報の受信処理を行い、受信処理後のフィードバック情報をフィードバック情報処理部２２０に出力する。

フィードバック情報処理部２２０は、受信部２１０からのフィードバック情報から、サブストリームごとのＣＱＩ値を算出する。具体的には、上述のとおり、無線通信装置１００からのフィードバック情報には、基準サブストリームのＣＱＩ値および基準サブストリーム以外の各サブストリームに対して求めたＣＱＩ相対値が含められているため、フィードバック情報処理部２２０は、基準サブストリームのＣＱＩ値および基準サブストリーム以外の各サブストリームに対して求めたＣＱＩ相対値から、サブストリームごとのＣＱＩ値を算出する。

送信制御部２３０は、無線通信装置１００と同様のＣＱＩテーブルを保持しており、フィードバック情報処理部２２０にて算出された、サブストリームごとのＣＱＩ値に対応する、符号化率、変調方式などを符号化部２５０および変調部２６０に出力する。

Ｓ／Ｐ変換部２４０は、入力する送信データ（ストリームデータ）を直並列変換して複数のサブストリームに分割する。

符号化部２５０は、サブストリームの数に応じた符号化部２５２を有しており、送信制御部２３０から受け取る、サブストリームごとの符号化率に基づいて、各サブストリームに対して符号化処理を施す。

変調部２６０は、サブストリームの数に応じた変調部２６２を有しており、送信制御部２３０から受け取る、サブストリームごとの変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＵＭなど）に基づいて、各サブストリームに対して変調処理を施す。また、変調部２６０は、パイロット生成部２８０にて生成されるパイロット信号に変調処理を施す。更に、変調部２６０は、無線通信装置２００が各アンテナからＯＦＤＭ信号を送信する場合には、Ｓ／Ｐ変換処理、ＩＦＦＴ処理などのＯＦＤＭ変調処理を行う。

送信部２７０は、サブストリームの数に応じた送信部２７２を有しており、各サブストリームに無線処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施して、対応する各アンテナから送信する。また、送信部２７０は、変調部２６０にて変調処理されたパイロット信号に無線処理を施して、対応する各アンテナから送信する。

次に上記構成を有する無線通信装置１００および無線通信装置２００の動作について説明する。

無線通信装置１００においては、信号分離部１２０で受信部１１０の受信処理後の信号が、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）などの方法を用いて、サブストリームに分離される。

受信レベル測定部１３０では、信号分離部１２０で分離された、送信系のアンテナごとの各パイロット信号の受信レベルが測定される。具体的には、無線通信装置２００の各アンテナから、ＯＦＤＭ信号としてパイロット信号が送信される場合には、受信レベル測定部１３０は、各パイロット信号についてチャンク（chunk）ごとの受信レベルを測定し、全てのチャンクについてＣＱＩの１報告周期の間で平均化した「平均受信レベル」をＣＱＩ決定部１４０に出力する。ここで「チャンク（chunk）」とは、通常周波数方向に連続したサブキャリアの束を意味する。

ＣＱＩ決定部１４０では、受信レベル測定部１３０からの、各パイロット信号の「平均受信レベル」に基づいて、各サブストリームに対するＣＱＩ値が決定され、相対値算出部１５０では、基準サブストリームのＣＱＩ値と、基準サブストリーム以外の各サブストリームのＣＱＩ値とのＣＱＩ相対値が算出される。

フィードバック情報生成部１６０では、基準サブストリームのＣＱＩ値および基準サブストリーム以外の各サブストリームに対して求めたＣＱＩ相対値から、送信系に対するフィードバック情報が生成される。

このフィードバック情報生成部１６０にて生成されたフィードバック情報について、図４を参照して説明する。

同図に示すように、基準サブストリームに関しては、全てのチャンク（同図では、チャンク１〜８）について平均化した「平均受信レベル」に基づいて決定されたＣＱＩ値が、ＣＱＩ報告周期ごとに無線通信装置２００にフィードバックされる。また、基準サブストリーム以外の各サブストリーム（同図では、他のサブストリームと表示）に関しては、基準サブストリームに対して決定されたＣＱＩ値を基準とするＣＱＩ相対値が、ＣＱＩ報告周期ごとに無線通信装置２００にフィードバックされる。

こうして基準サブストリームのＣＱＩ値のみ絶対値とし、他のサブストリームについては基準サブストリームのＣＱＩ値との相対値として、フィードバック情報を生成することになるため、従来全てのサブストリームに対してＣＱＩ値の絶対値をフィードバックしていたのに比べてフィードバック情報量を削減することができる。その結果、ＭＩＭＯ通信システムにおけるトラヒックを削減することができる。この効果は、ＭＩＭＯ通信システムにおける、無線通信装置に搭載されるアンテナ数が増加するほど、顕著となる。

無線通信装置２００においては、受信部２１０でフィードバック情報に受信処理が施され、フィードバック情報処理部２２０にて受信部２１０からのフィードバック情報から、サブストリームごとのＣＱＩ値が算出される。

送信制御部２３０では、フィードバック情報処理部２２０にて算出された、サブストリームごとのＣＱＩ値に対応する、符号化率、変調方式などが符号化部２５０および変調部２６０に出力される。

符号化部２５０では、送信制御部２３０から受け取る、サブストリームごとの符号化率に基づいて、各サブストリームに対して符号化処理が施される。

変調部２６０では、送信制御部２３０から受け取る、サブストリームごとの変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＵＭなど）に基づいて、各サブストリームに対して変調処理が施される。

このように実施の形態１によれば、無線通信装置１００に、送信側（無線通信装置２００）の各アンテナから送信されたパイロット信号を用いてアンテナ（サブストリームに対応）ごとの通信品質（例えば、ＳＩＮＲ）を測定する通信品質測定手段としての受信レベル測定部１３０と、前記通信品質に基づくフィードバック情報を前記送信側にフィードバックする送信部１７０と、前記送信側のアンテナのうち基準アンテナ（基準サブストリームに対応）の通信品質と、前記基準アンテナ以外のアンテナの通信品質とから、前記基準アンテナに対する当該基準アンテナ以外の各アンテナの通信品質の相対値を算出する相対値算出手段としての相対値算出部１５０と、前記基準アンテナの通信品質の絶対値と、前記通信品質の相対値とから、前記フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成手段としてのフィードバック情報生成部１６０と、を設けた。

こうすることにより、基準アンテナの通信品質のみ絶対値とし、他のアンテナについては基準アンテナの通信品質との相対値として、フィードバック情報を生成することになるため、従来全てのアンテナに対してＣＱＩ値の絶対値をフィードバックしていたのに比べてフィードバック情報量を削減することができる。その結果、ＭＩＭＯ通信システムにおける制御情報チャネルOverhead量及びそれによる干渉電力を削減することができる。この効果は、ＭＩＭＯ通信システムにおける、無線通信装置に搭載されるアンテナ数が増加するほど、顕著となる。

また、無線通信装置１００に、送信側（無線通信装置２００）の各アンテナから送信されたパイロット信号ごとの受信レベルを測定する受信レベル測定部１３０と、前記受信レベルに基づいて、前記送信側のアンテナごとのＣＱＩ値を決定するＣＱＩ決定部１４０と、ＣＱＩ決定部１４０により前記送信側のアンテナのうち基準アンテナに対して決定されたＣＱＩ値と、前記基準アンテナ以外のアンテナに対して決定されたＣＱＩ値とから、前記基準アンテナに対する当該基準アンテナ以外の各アンテナのＣＱＩ値の相対値を示すＣＱＩ相対値を算出する相対値算出部１５０と、前記基準アンテナのＣＱＩ値および前記ＣＱＩ相対値を含めた、前記送信側に対するフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部１６０と、を設けた。

こうすることにより基準アンテナのＣＱＩのみ絶対値とし、他のアンテナについては基準アンテナのＣＱＩとの相対値として、フィードバック情報を生成することになるため、従来全てのアンテナに対してＣＱＩ値の絶対値をフィードバックしていたのに比べてフィードバック情報量を削減することができる。その結果、ＭＩＭＯ通信システムにおける制御情報チャネルOverhead量及びそれによる干渉電力を削減することができる。この効果は、ＭＩＭＯ通信システムにおける、無線通信装置に搭載されるアンテナ数が増加するほど、顕著となる。また、フィードバック情報の生成に従来のシステムでも利用しているＣＱＩ値を用いることにより、従来のシステムに本発明をそのまま適用することができる。

また実施の形態１によれば、無線通信装置２００に、基準アンテナ（基準サブストリームに対応）の通信品質（例えば、ＣＱＩ値）の絶対値と前記基準アンテナに対する当該基準アンテナ以外の各アンテナの通信品質の相対値とを含むフィードバック情報を受信する受信手段としての受信部２１０と、前記フィードバック情報から各アンテナに対する通信品質を算出する算出手段としてのフィードバック情報処理部２２０と、前記算出された通信品質に基づいて各アンテナを介した各サブストリームの送信を制御する送信制御手段としての送信制御部２３０と、を設けた。

こうすることにより、ＭＩＭＯ通信システムにおける制御情報チャネルOverhead量及びそれによる干渉電力を削減しつつ、各アンテナから送信されるサブストリームの送信制御を行うことができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、各サブストリームのＣＱＩ値をフィードバックする。これに対して、実施の形態２では、送信系の各アンテナからマルチキャリア信号（例えば、ＯＦＤＭ信号）が送信されるＭＩＭＯ通信方式を前提としており、各サブストリームに関するチャンク（chunk）ごとのＣＱＩ値をフィードバックする。なお、基準サブストリームについてはＣＱＩ値の絶対値で、基準サブストリーム以外の各サブストリームついてはＣＱＩ相対値でフィードバックする点では、同じである。このように、各サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値をフィードバックすることにより、送信系で利用するサブキャリアを制御する、所謂周波数スケジューリングを効率よく実行することができる。

図５に示すように実施の形態２の無線通信装置３００は、受信レベル測定部３３０と、ＣＱＩ決定部３４０と、相対値算出部３５０と、フィードバック情報生成部３６０とを有する。

受信レベル測定部３３０は、信号分離部１２０で分離された、送信系のアンテナごとの各パイロット信号に関し、チャンクごとの受信レベル（例えば、ＳＩＮＲ）を測定する。

ＣＱＩ決定部３４０は、受信レベル測定部３３０からの、各パイロット信号に関するチャンクごとの受信レベルに基づいて、各サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値を決定する。

相対値算出部３５０は、基準サブストリームのＣＱＩ値と、基準サブストリーム以外の各サブストリームのＣＱＩ値との、チャンクごとのＣＱＩ相対値（以下、「チャンクＣＱＩ相対値」と呼ぶことがある）を算出する。本実施の形態では、基準サブストリームが予め決められ、固定である。

フィードバック情報生成部３６０は、基準サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値および基準サブストリーム以外の各ストリームに対して求めたチャンクＣＱＩ相対値から、送信系に対するフィードバック情報（図６参照）を生成する。

図７に示すように、送信系である無線通信装置４００は、フィードバック情報処理部４２０と、送信制御部４３０とを有する。

フィードバック情報処理部４２０は、受信部２１０からのフィードバック情報から、各サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値を算出する。具体的には、上述のとおり、無線通信装置３００からのフィードバック情報には、基準サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値および基準サブストリーム以外の各ストリームに対して求めたチャンクＣＱＩ相対値が含められているため、フィードバック情報処理部４２０は、基準サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値および基準サブストリーム以外の各ストリームに対して求めたチャンクＣＱＩ相対値から、各サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値を算出する。

送信制御部４３０は、フィードバック情報処理部４２０からの、各サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値に基づいて、サブストリームごとに周波数スケジューリングを行い、サブストリームごとの周波数スケジューリング情報を変調部２６０に出力する。

変調部２６０は、送信制御部４３０からの周波数スケジューリング情報に基づいて、サブストリームごとに使用するサブキャリアを順次変更する。

このように実施の形態２によれば、無線通信装置３００に、送信側（無線通信装置４００）の各アンテナから送信されたパイロット信号ごとの受信レベルを測定する受信レベル測定部３３０と、前記受信レベルに基づいて、前記送信側のアンテナごとのＣＱＩ値を決定するＣＱＩ決定部３４０と、ＣＱＩ決定部３４０により前記送信側のアンテナのうち基準アンテナに対して決定されたＣＱＩ値と、前記基準アンテナ以外のアンテナに対して決定されたＣＱＩ値とから、前記基準アンテナに対する当該基準アンテナ以外の各アンテナのＣＱＩ値の相対値を示すＣＱＩ相対値を算出する相対値算出部３５０と、前記基準アンテナのＣＱＩ値および前記ＣＱＩ相対値を含めた、前記送信側に対するフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部３６０と、を設け、受信レベル測定部３３０が、前記受信レベルを複数のサブキャリアからなるチャンクごとに測定し、ＣＱＩ決定部３４０が、前記受信レベルに基づいて、前記送信側の各アンテナに関するチャンクごとのＣＱＩ値を決定し、相対値算出部３５０が、前記基準アンテナに対して決定されたチャンクごとのＣＱＩ値と、前記基準アンテナ以外のアンテナに対して決定されたチャンクごとのＣＱＩ値とから、前記基準アンテナに対する当該基準アンテナ以外のアンテナのチャンクごとのＣＱＩ値の相対値を示すチャンクＣＱＩ相対値を算出し、フィードバック情報生成部３６０が、前記基準アンテナのチャンクごとのＣＱＩ値および前記チャンクＣＱＩ相対値を含めたフィードバック情報を生成するようにした。

こうすることにより、各アンテナに関するチャンクごとのＣＱＩ値をフィードバックするので、送信系で利用するサブキャリアを制御する、所謂周波数スケジューリングを効率よく実行することができる。

（実施の形態３）
実施の形態１では、基準サブストリームは固定である。これに対して、実施の形態３では、報告周期ごとに最も通信品質の良いサブストリームを基準サブストリームとして選択する。なお、基準サブストリームについてはＣＱＩ値の絶対値で、基準サブストリーム以外の各サブストリームついてはＣＱＩ相対値でフィードバックする点では、同じである。このように最も通信品質の良いサブストリームを基準サブストリームとして選択し、その基準サブストリームの通信品質の絶対値と、基準サブストリーム以外のサブストリームの通信品質の相対値とをフィードバックすることで特に伝送路通信品質の最も良いサブストリームのＣＱＩフィードバック情報の信頼性が向上する。その結果、フィードバック情報を受け取る送信系では、信頼性の高いフィードバック情報に基づいて送信制御することができるので、システムにおけるスループットを向上することができる。

図８に示すように実施の形態３の無線通信装置５００は、基準決定部５１０と、相対値算出部５５０と、フィードバック情報生成部５６０とを有する。

基準決定部５１０は、ＣＱＩ決定部１４０からの、各サブストリームに対するＣＱＩ値を入力し、基準サブストリームを決定する。具体的には、基準決定部５１０は、ＣＱＩ報告周期ごとに受信レベルが最も大きいＣＱＩ値に対応するサブストリームを基準サブストリームとして選択する。つまり、基準決定部５１０は、受信レベルに基づいて基準サブストリームを選択する。そして、基準決定部５１０は、基準サブストリームを特定する情報（以下、「基準サブストリーム情報」と呼ぶことがある）を相対値算出部５５０およびフィードバック情報生成部５６０に出力する。

相対値算出部５５０は、基準決定部５１０にて選択された基準サブストリームのＣＱＩ値と、基準サブストリーム以外の各サブストリームのＣＱＩ値とのＣＱＩ相対値を算出する。

フィードバック情報生成部５６０は、基準サブストリームのＣＱＩ値、基準サブストリーム以外の各ストリームに対して求めたＣＱＩ相対値、および基準サブストリーム情報（例えば基準サブストリームを識別するｓｔｒｅａｍ ｉｎｄｅｘ情報）から、送信系に対するフィードバック情報を生成する。

図９に示すように無線通信装置６００は、フィードバック情報処理部６２０有する。

フィードバック情報処理部６２０は、受信部２１０からのフィードバック情報から、サブストリームごとのＣＱＩ値を算出する。具体的には、上述のとおり、無線通信装置５００からのフィードバック情報には、基準サブストリームのＣＱＩ値、基準サブストリーム以外の各ストリームに対して求めたＣＱＩ相対値、および基準サブストリーム情報（例えば基準サブストリームを識別するｓｔｒｅａｍ ｉｎｄｅｘ情報）が含められているため、フィードバック情報処理部６２０は、基準サブストリーム情報から特定される、基準サブストリームのＣＱＩ値および基準サブストリーム以外の各ストリームに対して求めたＣＱＩ相対値から、サブストリームごとのＣＱＩ値を算出する。

次に上記構成を有する無線通信装置５００および無線通信装置６００の動作について説明する。

基準決定部５１０では、ＣＱＩ決定部１４０からの、各サブストリームに対するＣＱＩ値を入力し、基準サブストリームが決定される。具体的には、基準決定部５１０では、ＣＱＩ報告周期ごとに受信レベルが最も大きいＣＱＩ値に対応するサブストリームが基準サブストリームとして選択される。つまり、基準決定部５１０では、受信レベルに基づいて基準サブストリームが選択される。

相対値算出部５５０では、基準決定部５１０にて選択された基準サブストリームのＣＱＩ値と、基準サブストリーム以外の各サブストリームのＣＱＩ値とのＣＱＩ相対値が算出される。

フィードバック情報生成部５６０では、基準サブストリームのＣＱＩ値、基準サブストリーム以外の各ストリームに対して求めたＣＱＩ相対値、および基準サブストリーム情報から、送信系に対するフィードバック情報が生成される。

このフィードバック情報生成部５６０にて生成されたフィードバック情報について、図１０を参照して説明する。同図には、説明を簡単にするためにサブストリームの数が２つである場合が示されている。

同図に示すように、基準サブストリームとして、ＣＱＩ報告周期ごとに受信レベルが最も大きいＣＱＩ値に対応するサブストリームが選択される。そして、ＣＱＩ報告周期ごとの基準サブストリームに関しては、全てのチャンク（同図では、チャンク１〜８）についてＣＱＩ報告周期ごとに平均化した「平均受信レベル」に基づいて決定されたＣＱＩ値が、無線通信装置６００にフィードバックされる。また、基準サブストリーム以外の各サブストリームに関しては、ＣＱＩ報告周期ごとの基準サブストリームに対して決定されたＣＱＩ値を基準とするＣＱＩ相対値が、無線通信装置６００にフィードバックされる。同図では、１番目、２番目のＣＱＩ報告周期には基準サブストリームとしてサブストリーム１が選択され、３番目のＣＱＩ報告周期には基準サブストリームとしてサブストリーム２が選択されている。そして、同図には図示していないが、上述のとおり各ＣＱＩ報告周期における基準サブストリーム情報もフィードバックされる。

因みに、送信系および受信系が共に２本のアンテナを備えている、所謂２×２ＭＩＭＯ通信システムでは基準サブストリーム情報（例えば基準サブストリームを識別するｓｔｒｅａｍ ｉｎｄｅｘ情報）は１ビットで済み、４×４ＭＩＭＯ通信システムでも２ビットで済む。

無線通信装置６００においては、フィードバック情報処理部６２０で、受信部２１０からのフィードバック情報から、サブストリームごとのＣＱＩ値が算出される。具体的には、上述のとおり、無線通信装置５００からのフィードバック情報には、基準サブストリームのＣＱＩ値、基準サブストリーム以外の各ストリームに対して求めたＣＱＩ相対値、および基準サブストリーム情報が含められているため、フィードバック情報処理部６２０では、基準サブストリーム情報から特定される、基準サブストリームのＣＱＩ値および基準サブストリーム以外の各ストリームに対して求めたＣＱＩ相対値から、サブストリームごとのＣＱＩ値が算出される。

このように実施の形態３によれば、無線通信装置５００に、ＣＱＩ決定部１４０により決定されたＣＱＩ値に基づいて、送信側（無線通信装置６００）のアンテナから基準アンテナ（基準サブストリームに対応）を選択する基準決定部５１０を設け、相対値算出部５５０が、基準決定部５１０により選択された基準アンテナに対して決定されたＣＱＩ値と、前記基準アンテナ以外のアンテナに対して決定されたＣＱＩ値とから、ＣＱＩ相対値を算出するようにした。特に、基準決定部５１０は、最もＣＱＩ値の大きいアンテナを基準アンテナとして選択する。

こうすることにより、最も通信品質（例えば、ＳＩＮＲ）の良いアンテナを基準アンテナとして選択し、その基準アンテナの通信品質の絶対値（ＣＱＩ値の絶対値）と、基準アンテナ以外のアンテナの通信品質の相対値（ＣＱＩ相対値）とをフィードバックすることで特に伝送路通信品質の最も良いサブストリームのＣＱＩフィードバック情報の信頼性が向上する。その結果、フィードバック情報を受け取る送信系では、信頼性の高いフィードバック情報に基づいて送信制御することができるので、システムにおけるスループットを向上することができる。

（実施の形態４）
実施の形態２では、すべてのチャンクで基準サブストリームは固定である。これに対して、実施の形態４では、チャンクごとに最も通信品質の良いサブストリームを基準サブストリームとして選択する。なお、基準サブストリームについてはＣＱＩ値の絶対値で、基準サブストリーム以外の各サブストリームついてはＣＱＩ相対値でフィードバックする点では、同じである。このようにチャンクごとに最も通信品質の良いサブストリームを基準サブストリームとして選択し、その基準サブストリームの通信品質の絶対値と、基準サブストリーム以外のサブストリームの通信品質の相対値とをフィードバックすることでフィードバック情報の信頼性が向上する。さらに、各サブストリームに関するチャンクごとの通信品質をフィードバックすることにより、送信系では周波数スケジューリングを効率良く実行することができる。その結果、フィードバック情報を受け取る送信系では、信頼性の高く而もチャンクごとの通信品質を含むフィードバック情報に基づいて送信制御することができるので、システムにおけるスループットを向上することができる。

図１１に示すように実施の形態４の無線通信装置７００は、基準決定部７１０と、相対値算出部７５０と、フィードバック情報生成部７６０とを有する。

基準決定部７１０は、ＣＱＩ決定部３４０からの、各サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値を入力し、チャンクごとの基準サブストリームを決定する。具体的には、基準決定部７１０は、チャンクごとに受信レベルが最も大きいＣＱＩ値に対応するサブストリームを基準サブストリームとして選択する。つまり、基準決定部７１０は、チャンクごとの受信レベルに基づいて、チャンクごとの基準サブストリームを選択する。そして、基準決定部７１０は、チャンクごとの基準サブストリームを特定する情報（以下、「チャンク基準サブストリーム情報」と呼ぶことがある）を相対値算出部７５０およびフィードバック情報生成部７６０に出力する。

相対値算出部７５０は、基準決定部７１０にて選択された基準サブストリームのＣＱＩ値と、基準サブストリーム以外の各サブストリームのＣＱＩ値との、チャンクごとのＣＱＩ相対値であるチャンクＣＱＩ相対値を算出する。

フィードバック情報生成部７６０は、チャンクごとの基準サブストリームのＣＱＩ値、チャンクごとの基準サブストリーム以外の各ストリームに対して求めたチャンクＣＱＩ相対値、およびチャンク基準サブストリーム情報から、送信系に対するフィードバック情報（図１２参照）を生成する。

図１３に示すように無線通信装置８００は、フィードバック情報処理部８２０有する。

フィードバック情報処理部８２０は、受信部２１０からのフィードバック情報から、サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値を算出する。具体的には、上述のとおり、無線通信装置７００からのフィードバック情報には、チャンクごとの基準サブストリームのＣＱＩ値、チャンクごとの基準サブストリーム以外の各ストリームに対して求めたチャンクＣＱＩ相対値、およびチャンク基準サブストリーム情報が含められているため、フィードバック情報処理部８２０は、チャンク基準サブストリーム情報から特定される、チャンクごとの基準サブストリームのＣＱＩ値および基準サブストリーム以外の各ストリームに対して求めたチャンクＣＱＩ相対値から、各サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値を算出する。

このように実施の形態４によれば、無線通信装置７００に、ＣＱＩ決定部３４０により決定された、送信側（無線通信装置８００）の各アンテナに関するチャンクごとのＣＱＩ値に基づいて、前記チャンクごとに前記送信側のアンテナから基準アンテナを選択する基準決定部７１０を設け、相対値算出部７５０が、前記チャンクごとの基準アンテナのＣＱＩ値と、前記基準アンテナ以外のアンテナのチャンクごとのＣＱＩ値とから、前記基準アンテナに対する当該基準アンテナ以外のアンテナのチャンクごとのチャンクＣＱＩ相対値を算出し、フィードバック情報生成部７６０が、前記チャンクごとの基準アンテナのＣＱＩ値、前記チャンクＣＱＩ相対値、および前記チャンクごとの基準アンテナの識別情報を含めたフィードバック情報を生成するようにした。特に、基準決定部７１０は、チャンクごとに最もＣＱＩ値の大きいアンテナを基準アンテナとして選択する。

こうすることにより、チャンクごとに最も通信品質（例えば、ＳＩＮＲ）の良いアンテナを基準アンテナとして選択し、その基準アンテナの通信品質の絶対値（ＣＱＩ値の絶対値）と、基準サブストリーム以外のサブストリームの通信品質の相対値（チャンクＣＱＩ相対値）とをフィードバックすることで特にチャンク毎に伝送路通信品質の最も良いサブストリームのＣＱＩフィードバック情報の信頼性が向上する。さらに、各アンテナに関するチャンクごとの通信品質をフィードバックすることにより、送信系では周波数スケジューリングを効率良く実行することができる。その結果、フィードバック情報を受け取る送信系では、信頼性の高く而もチャンクごとの通信品質を含むフィードバック情報に基づいて送信制御することができるので、システムにおけるスループットを向上することができる。

（実施の形態５）
実施の形態１では、基準サブストリームは固定である。これに対して、実施の形態５では、所定のパタンに従って報告周期ごとに基準サブストリームを変更する。なお、基準サブストリームについてはＣＱＩ値の絶対値で、基準サブストリーム以外の各サブストリームついてはＣＱＩ相対値でフィードバックする点では、同じである。このように所定のパタンに従って所定周期ごとに基準サブストリームを変更し、その基準サブストリームの通信品質の絶対値と、基準サブストリーム以外のサブストリームの通信品質の相対値とをフィードバックすることでフィードバック情報の信頼性をバランス良く保つことができる。その結果、フィードバック情報を受け取る送信系では、信頼性の保たれたフィードバック情報に基づいて送信制御することができるので、システムにおけるスループットを向上することができる。

図１４に示すように実施の形態５の無線通信装置９００は、相対値算出部９５０を有する。

相対値算出部９５０は、所定のパタンに従ってＣＱＩ報告周期ごとに基準サブストリームを変えて、基準サブストリームのＣＱＩ値と、基準サブストリーム以外の各サブストリームのＣＱＩ値とのＣＱＩ相対値を算出する。

そして、フィードバック情報生成部１６０では、ＣＱＩ報告周期ごとの基準サブストリームのＣＱＩ値と、ＣＱＩ報告周期ごとの基準サブストリーム以外の各サブストリームのＣＱＩ値とのＣＱＩ相対値から、送信系に対するフィードバック情報が生成される。

図１５には、基準サブストリームがＣＱＩ報告周期ごとにサブストリーム１とサブストリーム２との間で交互に変更される場合のフィードバック情報が示されている。

図１６に示すように実施の形態５の無線通信装置１０００は、フィードバック情報処理部１０２０を有する。

フィードバック情報処理部１０２０は、受信部２１０からのフィードバック情報から、サブストリームごとのＣＱＩ値を算出する。具体的には、上述のとおり、無線通信装置９００からのフィードバック情報には、ＣＱＩ報告周期ごとの基準サブストリームのＣＱＩ値およびＣＱＩ報告周期ごとの基準サブストリーム以外の各サブストリームに対して求めたＣＱＩ相対値が含められているため、フィードバック情報処理部１０２０は、ＣＱＩ報告周期ごとの基準サブストリームのＣＱＩ値およびＣＱＩ報告周期ごとの基準サブストリーム以外の各サブストリームに対して求めたＣＱＩ相対値から、各サブストリームに関するＣＱＩ報告周期ごとのＣＱＩ値を算出する。

なお、フィードバック情報処理部１０２０は、ＣＱＩ値を算出するために基準サブストリームを特定する必要があるが、無線通信装置９００の相対値算出部９５０における基準サブストリームの変更パタンを予め取得していれば各サブストリームのＣＱＩ値を算出することが可能となる。基準サブストリームの変更パタンを送信側と受信側にて事前に決めれば、基準サブストリームを通知する識別Ｓｉｇｎａｌｉｎｇが不要である。

このように実施の形態５によれば、無線通信装置９００の相対値算出部９５０が、予め決められた基準アンテナの変更パタンに従い前記基準アンテナを順次変更し、ＣＱＩ相対値を算出するようにした。

こうすることにより、所定の変更パタンに従って基準アンテナを変更し、その基準アンテナの通信品質の絶対値（ＣＱＩ値の絶対値）と、基準アンテナ以外のアンテナの通信品質の相対値（ＣＱＩ相対値）とをフィードバックすることでフィードバック情報の信頼性をバランス良く保つことができる。その結果、フィードバック情報を受け取る送信系では、信頼性の保たれたフィードバック情報に基づいて送信制御することができるので、システムにおけるスループットを向上することができる。

（実施の形態６）
実施の形態２では、すべてのチャンクで基準サブストリームは固定である。これに対して、実施の形態６では、所定のパタンに従ってチャンクごとに基準サブストリームを変更する。なお、基準サブストリームについてはＣＱＩ値の絶対値で、基準サブストリーム以外の各サブストリームついてはＣＱＩ相対値でフィードバックする点では、同じである。このように所定のパタンに従ってチャンクごとに基準サブストリームを変更し、その基準サブストリームの通信品質の絶対値と、基準サブストリーム以外のサブストリームの通信品質の相対値とをフィードバックすることでフィードバック情報の信頼性をバランス良く保つことができる。さらに、各サブストリームに関するチャンクごとの通信品質をフィードバックすることにより、送信系では周波数スケジューリングを効率良く実行することができる。その結果、フィードバック情報を受け取る送信系では、信頼性が保たれ、而もチャンクごとの通信品質を含むフィードバック情報に基づいて送信制御することができるので、システムにおけるスループットを向上することができる。

図１７に示すように実施の形態６の無線通信装置１１００は、相対値算出部１１５０を有する。

相対値算出部１１５０は、所定のパタンに従ってチャンクごとに基準サブストリームを変えて、基準サブストリームのＣＱＩ値と、基準サブストリーム以外の各サブストリームのＣＱＩ値との、チャンクごとのＣＱＩ相対値であるチャンクＣＱＩ相対値を算出する。

そして、フィードバック情報生成部３６０では、チャンクごとの基準サブストリームのＣＱＩ値と、チャンクごとの基準サブストリーム以外の各サブストリームのＣＱＩ値とのＣＱＩ相対値から、送信系に対するフィードバック情報が生成される。

図１８には、基準サブストリームがチャンクごとにサブストリーム１とサブストリーム２との間で交互に変更される場合のフィードバック情報が示されている。

図１９に示すように実施の形態６の無線通信装置１２００は、フィードバック情報処理部１２２０を有する。

フィードバック情報処理部１２２０は、受信部２１０からのフィードバック情報から、サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値を算出する。具体的には、上述のとおり、無線通信装置１１００からのフィードバック情報には、チャンクごとの基準サブストリームのＣＱＩ値およびチャンクごとの基準サブストリーム以外の各サブストリームに対して求めたチャンクＣＱＩ相対値が含められているため、フィードバック情報処理部１２２０は、チャンクごとの基準サブストリームのＣＱＩ値およびチャンクごとの基準サブストリーム以外の各サブストリームに対して求めたチャンクＣＱＩ相対値から、各サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値を算出する。

なお、フィードバック情報処理部１２２０は、ＣＱＩ値を算出するためにチャンクごとの基準サブストリームを特定する必要があるが、無線通信装置１１００の相対値算出部１１５０におけるチャンクごとの基準サブストリームの変更パタンを予め取得していれば各サブストリームに関するチャンクごとのＣＱＩ値を算出することが可能となる。基準サブストリームの変更パタンを送信側と受信側にて事前に決めれば、基準サブストリームを通知する識別Ｓｉｇｎａｌｉｎｇが不要である。

このように実施の形態６によれば、無線通信装置１１００に、送信側（無線通信装置１２００）の各アンテナから送信されたパイロット信号ごとの受信レベルを測定する受信レベル測定部３３０と、前記受信レベルに基づいて、前記送信側のアンテナごとのＣＱＩ値を決定するＣＱＩ決定部３４０と、ＣＱＩ決定部３４０により前記送信側のアンテナのうち基準アンテナに対して決定されたＣＱＩ値と、前記基準アンテナ以外のアンテナに対して決定されたＣＱＩ値とから、前記基準アンテナに対する当該基準アンテナ以外の各アンテナのＣＱＩ値の相対値を示すＣＱＩ相対値を算出する相対値算出部１１５０と、前記基準アンテナのＣＱＩ値および前記ＣＱＩ相対値を含めた、前記送信側に対するフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部３６０と、を設け、受信レベル測定部３３０は、前記受信レベルを複数のサブキャリアからなるチャンクごとに測定し、ＣＱＩ決定部３４０は、前記受信レベルに基づいて、前記送信側の各アンテナに関するチャンクごとのＣＱＩ値を決定し、相対値算出部１１５０は、予め決められた前記チャンクごとの基準アンテナの変更パタンに従い前記基準アンテナを順次変更し、前記基準アンテナに対する当該基準アンテナ以外のアンテナのチャンクごとのＣＱＩ値の相対値を示すチャンクＣＱＩ相対値を算出するようにした。

こうすることにより、所定のパタンに従ってチャンクごとに基準アンテナを変更し、その基準アンテナの通信品質の絶対値（ＣＱＩ値の絶対値）と、基準アンテナ以外のアンテナの通信品質の相対値（チャンクＣＱＩ相対値）とをフィードバックすることでフィードバック情報の信頼性をバランス良く保つことができる。さらに、各アンテナに関するチャンクごとの通信品質をフィードバックすることにより、送信系では周波数スケジューリングを効率良く実行することができる。その結果、フィードバック情報を受け取る送信系では、信頼性が保たれ、而もチャンクごとの通信品質を含むフィードバック情報に基づいて送信制御することができるので、システムにおけるスループットを向上することができる。

本発明の無線通信装置および無線通信方法は、フィードバック情報量を削減しシステムトラヒックを削減できるものとして有用である。

Claims (14)

1. 周波数領域で連続した複数のサブキャリアを分割してなる複数のブロックを用いて、複数のアンテナから空間多重送信された、第１のデータと第２のデータとを受信する受信部と、
   前記第１のデータに対する一つの前記ブロックの第１のＣＱＩ値と、前記第２のデータに対する第２のＣＱＩ値であって、前記一つのブロックと同一周波数である一つの前記ブロックの前記第２のＣＱＩ値とを算出し、前記第１のＣＱＩ値と前記第２のＣＱＩ値とから、前記第１のＣＱＩ値に対する前記第２のＣＱＩ値の相対値を算出する算出部と、
   前記第１のＣＱＩ値と前記相対値とを送信する送信部と、
   を有する、
   無線通信装置。
2. 前記送信部は、前記第１のＣＱＩ値を絶対値として送信する、
   請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記送信部は、前記第１のＣＱＩ値と前記相対値とからなる、フィードバック情報を送信する、
   請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. 前記受信部は、データごとに変調された、前記第１のデータと前記第２のデータとを受
   信する、
   請求項１から３のいずれかに記載の無線通信装置。
5. 第１のデータと第２のデータの送信を制御する制御部と、
   周波数領域で連続した複数のサブキャリアを分割してなる複数のブロックを用いて、前記第１のデータと前記第２のデータとを、受信装置に、複数のアンテナから空間多重送信する送信部と、
   前記受信装置において、前記第１のデータに対する一つの前記ブロックの第１のＣＱＩ値と、前記第２のデータに対する第２のＣＱＩ値であって、前記一つのブロックと同一周波数である一つの前記ブロックの前記第２のＣＱＩ値とから算出された、前記第１のＣＱＩ値に対する前記第２のＣＱＩ値の相対値と前記第１のＣＱＩ値とを受信する受信部と、
   を有し、
   前記制御部は、受信した前記第１のＣＱＩ値及び前記相対値に基づいて、前記第１のデータと前記第２のデータの送信を制御する、
   無線通信装置。
6. 前記受信部は、前記第１のＣＱＩ値を、絶対値として受信する、
   請求項５に記載の無線通信装置。
7. 前記受信部は、前記第１のＣＱＩ値と前記相対値とからなる、フィードバック情報を受信する、
   請求項５又は６に記載の無線通信装置。
8. 前記第１のデータと前記第２のデータとを変調する変調部をさらに有する、
   請求項５から７のいずれかに記載の無線通信装置。
9. 前記変調部は、前記第１のデータと前記第２のデータとを、データ毎に変調する、
   請求項８に記載の無線通信装置。
10. 前記変調部は、受信した前記第１のＣＱＩ値及び前記相対値に基づいて、前記第１のデータと前記第２のデータとを変調する、
    請求項８又は９に記載の無線通信装置。
11. 前記制御部は、受信した前記ＣＱＩ値及び前記相対値に基づいて、周波数スケジューリングを行う、
    請求項５から１０のいずれかに記載の無線通信装置。
12. 前記ＣＱＩ値は、符号化率及び変調方式を示す、
    請求項１から１１のいずれかに記載の無線通信装置。
13. 周波数領域で連続した複数のサブキャリアを分割してなる複数のブロックを用いて、複数のアンテナから空間多重送信された、第１のデータと第２のデータとを受信し、
    前記第１のデータに対する一つの前記ブロックの第１のＣＱＩ値と、前記第２のデータに対する第２のＣＱＩ値であって、前記一つのブロックと同一周波数である一つの前記ブロックの前記第２のＣＱＩ値とを算出し、前記第１のＣＱＩ値と前記第２のＣＱＩ値とから、前記第１のＣＱＩ値に対する前記第２のＣＱＩ値の相対値を算出し、
    前記第１のＣＱＩ値と前記相対値とを送信する、
    無線通信方法。
14. 周波数領域で連続した複数のサブキャリアを分割してなる複数のブロックを用いて、第１のデータと第２のデータとを、受信装置に、複数のアンテナから空間多重送信し、
    前記受信装置において、前記第１のデータに対する一つの前記ブロックの第１のＣＱＩ値と、前記第２のデータに対する第２のＣＱＩ値であって、前記一つのブロックと同一周波数である一つの前記ブロックの前記第２のＣＱＩ値とから算出された、前記第１のＣＱＩ値に対する前記第２のＣＱＩ値の相対値と前記第１のＣＱＩ値とを受信し、
    受信した前記第１のＣＱＩ値及び前記相対値に基づいて、前記第１のデータと前記第２のデータの送信を制御する、
    無線通信方法。

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