JP5538988B2 - 基地局装置、無線通信システム、基地局装置の送信方法、及び送信プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、複数の端末装置への送信データを空間多重して送信する基地局装置、無線通信システム、基地局装置の送信方法、及び送信プログラムに関する。
送受信に複数のアンテナを使用し、同じ周波数帯域で複数の異なるデータ系列（データストリーム）を空間的に多重して同時通信するＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output：多入力多出力）伝送技術が、無線ＬＡＮやセルラシステムなどで実用化されている。
また、次世代のセルラシステムにおいて、基地局装置の備える送信アンテナ数が端末装置の備える受信アンテナ数に比べて大幅に多くなるシステムが、提案されている。このようなシステムにおいて、マルチユーザＭＩＭＯ（Multi-User MIMO）が提案されている。マルチユーザＭＩＭＯとは、基地局装置の送信アンテナを有効に活用してさらにシステムスループットを向上させるために、複数の端末装置（ユーザ）宛のデータ系列をＭＩＭＯ多重する技術である。
しかしながら、マルチユーザＭＩＭＯにおいて多重された信号を受信する複数の端末装置の間では、他の端末が受信した信号を知ることはできない。そのため、そのままでは各ユーザ宛のストリーム間で生じる干渉（Multi-User Interference：ＭＵＩ）により大幅に特性が劣化してしまう。
ここで、ＣＳＩ（Channel State Information：基地局装置の各送信アンテナから各端末装置の各受信アンテナまでのチャネル状態情報）を基地局装置が知っていれば、端末装置に大きな負荷を掛けることなく、端末装置における受信時にＭＵＩを抑圧できる送信信号を生成することができる。このような幾つかの方法が非特許文献１に提案されている。
例えば、端末装置における受信時にＭＵＩが抑圧された状態で受信できるように、基地局装置において送信信号にプリコーディングを施してから送信する方法がある。
その例として、Zero-forcing（ＺＦ）プリコーディングや、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error：最小平均二乗誤差）プリコーディングなどの線形処理によって送信信号をプリコーディングする線形プリコーディングがある。ＺＦプリコーディングは、ＣＳＩより求めた各送信アンテナと各端末装置の各受信アンテナとの間の複素伝搬路利得を要素に持つチャネル行列Ｈから、その逆行列Ｈ-1（または擬似逆行列Ｈ†＝ＨH（ＨＨH）-1：上付き添え字のＨはエルミート共役を表す）を重み行列（線形フィルタ）Ｗとして用いて送信信号に重み付け（Ｗ＝Ｈ-1を送信信号に乗算）する。ＭＭＳＥプリコーディングは、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）規範で求めた重み行列（線形フィルタ）Ｗ＝ＨH（ＨＨH＋αＩ）-1（Ｉは単位行列、αは正規化係数を表す）で送信信号を重み付けする。
その例として、Zero-forcing（ＺＦ）プリコーディングや、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error：最小平均二乗誤差）プリコーディングなどの線形処理によって送信信号をプリコーディングする線形プリコーディングがある。ＺＦプリコーディングは、ＣＳＩより求めた各送信アンテナと各端末装置の各受信アンテナとの間の複素伝搬路利得を要素に持つチャネル行列Ｈから、その逆行列Ｈ-1（または擬似逆行列Ｈ†＝ＨH（ＨＨH）-1：上付き添え字のＨはエルミート共役を表す）を重み行列（線形フィルタ）Ｗとして用いて送信信号に重み付け（Ｗ＝Ｈ-1を送信信号に乗算）する。ＭＭＳＥプリコーディングは、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）規範で求めた重み行列（線形フィルタ）Ｗ＝ＨH（ＨＨH＋αＩ）-1（Ｉは単位行列、αは正規化係数を表す）で送信信号を重み付けする。
図１５は、マルチユーザＭＩＭＯにおいてＺＦプリコーディングを適用した従来の基地局装置の例を示すブロック図である。図１５の例では、Ｍ個の端末装置宛のデータ系列をマルチユーザＭＩＭＯによって多重して送信する場合の構成を示している。
無線受信部１５０７は、アンテナ部１５０６を通じて各端末装置からの信号を受信する。
ＣＳＩ取得部１５０８は、無線受信部１５０７で受信した受信信号から、各端末装置からのＣＳＩ通知信号を取得する。
フィルタ算出部１５０９は、ＣＳＩ通知信号から、アンテナ部１５０６の各送信アンテナと各端末装置の各受信アンテナとの間のチャネル行列Ｈを生成し、その（擬似）逆行列を線形フィルタＷとして算出する。
ＣＳＩ取得部１５０８は、無線受信部１５０７で受信した受信信号から、各端末装置からのＣＳＩ通知信号を取得する。
フィルタ算出部１５０９は、ＣＳＩ通知信号から、アンテナ部１５０６の各送信アンテナと各端末装置の各受信アンテナとの間のチャネル行列Ｈを生成し、その（擬似）逆行列を線形フィルタＷとして算出する。
各符号化部１５０１−１〜１５０１−Ｍは、第１から第Ｍまでの端末装置宛のデータ系列を誤り訂正符号化する。
各変調部１５０２−１〜１５０２−Ｍは、誤り訂正符号化された各端末装置宛のデータ系列を変調し、変調シンボルを出力する。
線形フィルタ部１５０３は、フィルタ算出部１５０９で算出された線形フィルタＷを変調シンボルに乗算して重み付けする。
各変調部１５０２−１〜１５０２−Ｍは、誤り訂正符号化された各端末装置宛のデータ系列を変調し、変調シンボルを出力する。
線形フィルタ部１５０３は、フィルタ算出部１５０９で算出された線形フィルタＷを変調シンボルに乗算して重み付けする。
各パイロット多重部１５０４−１〜１５０４−Ｍは、アンテナ毎に識別されるパイロット信号を重み付けされた変調シンボルにそれぞれ多重する。
各無線送信部１５０５−１〜１５０５−Ｍは、パイロット信号が多重されたアンテナ毎の変調シンボルを、アンテナ部１５０６を通じて送信する。
各無線送信部１５０５−１〜１５０５−Ｍは、パイロット信号が多重されたアンテナ毎の変調シンボルを、アンテナ部１５０６を通じて送信する。
また、他の例として、非線形プリコーディングがある。ＣＳＩより求めた干渉信号成分を送信信号から予め減算すると、干渉減算後に送信電力が増加してしまう。そこで、送信電力を抑圧するために、信号空間の中で送信電力が低減されるような信号点に干渉減算後の信号を符号化する非線形処理によって送信信号をプリコーディングする。これが非線形プリコーディングである。
この非線形プリコーディングの１つとして、送受信装置双方で信号に対して剰余（Ｍｏｄｕｌｏ、モジュロ）演算を施すことによって、送信電力の増加を抑圧することが可能なトムリンソン−ハラシマ・プリコーディング（Tomlinson-Harashima Precoding：ＴＨＰ）が提案されている（非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４）。
ＴＨＰを実現する１つの例として、チャネル行列のＱＲ分解を利用する方法について説明する。
図１６は、マルチユーザＭＩＭＯにおいてＴＨＰを適用した従来の基地局装置の例を示すブロック図である。図１５と同様に、Ｍ個の端末装置宛のデータ系列をマルチユーザＭＩＭＯによって多重して送信する場合の構成を示している。
図１６は、マルチユーザＭＩＭＯにおいてＴＨＰを適用した従来の基地局装置の例を示すブロック図である。図１５と同様に、Ｍ個の端末装置宛のデータ系列をマルチユーザＭＩＭＯによって多重して送信する場合の構成を示している。
無線受信部１６０９は、アンテナ部１６０８を通じて各端末装置からの信号を受信する。
ＣＳＩ取得部１６１０は、無線受信部１６０９で受信した受信信号から、各端末装置からのＣＳＩ通知信号を取得する。
ＱＲ分解部１６１１は、ＣＳＩ通知信号から、アンテナ部１６０８の各送信アンテナと各端末装置の各受信アンテナとの間のチャネル行列Ｈを生成し、そのチャネル行列Ｈのエルミート共役ＨHにＱＲ分解を施して、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとに分解する（ＨH＝ＱＲ）。
ＣＳＩ取得部１６１０は、無線受信部１６０９で受信した受信信号から、各端末装置からのＣＳＩ通知信号を取得する。
ＱＲ分解部１６１１は、ＣＳＩ通知信号から、アンテナ部１６０８の各送信アンテナと各端末装置の各受信アンテナとの間のチャネル行列Ｈを生成し、そのチャネル行列Ｈのエルミート共役ＨHにＱＲ分解を施して、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとに分解する（ＨH＝ＱＲ）。
各符号化部１６０１−１〜１６０１−Ｍは、第１から第Ｍまでの端末装置宛のデータ系列を誤り訂正符号化する。
各変調部１６０２−１〜１６０２−Ｍは、誤り訂正符号化された各端末装置宛のデータ系列を変調し、変調シンボルを出力する。
各変調部１６０２−１〜１６０２−Ｍは、誤り訂正符号化された各端末装置宛のデータ系列を変調し、変調シンボルを出力する。
干渉成分算出部１６１２は、まずＱＲ分解部１６１１で求めた上三角行列Ｒのエルミート共役ＲH（下三角行列となる）を求める。このときチャネル行列Ｈに対してユニタリ行列Ｑを乗じた仮想的な等価伝搬路ＱＨを考えるとＱＨ＝ＲHとなり、ＲHは下三角行列である。そのため、第１の端末装置宛に送信される変調シンボルは他の端末装置宛に送信される変調シンボルからの干渉を受けず、第２の端末装置宛に送信される変調シンボルは第１の端末装置宛に送信される変調シンボルからのみ干渉を受ける。第ｋの端末装置宛に送信される変調シンボルは第１から第ｋ−１の端末装置宛に送信される変調シンボルからのみ干渉を受ける形となることがわかる。そこで干渉成分算出部１６１２は、下三角行列ＲHに基づいて、第１から第Ｍ−１の端末装置宛に送信する変調シンボルから、第２から第Ｍの端末装置宛に送信する変調シンボルが受ける干渉成分を逐次的に算出する。
各干渉減算部１６０３−２〜１６０３−Ｍは、対象端末装置より順序が前の端末装置宛の変調シンボルの剰余演算結果を用いて干渉成分算出部１６１２で算出した干渉成分を、対象端末装置宛の変調シンボルから減算する。
各剰余演算部１６０４−１〜１６０４−Ｍは、干渉成分を減算した変調シンボルに対して剰余演算を施し、送信電力を抑圧する。
線形フィルタ部１６０５は、ＱＲ分解部１６１１で算出されたユニタリ行列Ｑを変調シンボルに乗算して重み付けする。
各剰余演算部１６０４−１〜１６０４−Ｍは、干渉成分を減算した変調シンボルに対して剰余演算を施し、送信電力を抑圧する。
線形フィルタ部１６０５は、ＱＲ分解部１６１１で算出されたユニタリ行列Ｑを変調シンボルに乗算して重み付けする。
各パイロット多重部１６０６−１〜１６０６−Ｍは、アンテナ毎に識別されるパイロット信号を重み付けされた変調シンボルにそれぞれ多重する。
無線送信部１６０７−１〜１６０７−Ｍは、パイロット信号が多重されたアンテナ毎の変調シンボルを、アンテナ部１６０８を通じて送信する。
無線送信部１６０７−１〜１６０７−Ｍは、パイロット信号が多重されたアンテナ毎の変調シンボルを、アンテナ部１６０８を通じて送信する。
Spencer他、「An Introduction to the Multi-User ＭＩＭＯ Downlink」、IEEE Communication Magazine、Vol.42、Issue10、p.60-67、2004年10月
Harashima他、「Matched-Transmission Technique for Channels With Intersymbol Interference」、IEEE Transaction on Communications、Vol.COM-20、No.4、p.774-780、1972年8月
J.Liu他、「Improved Tomlinson-Harashima Precoding for the Downlink of Multiple Antenna Multi-User Systems」、Proc. IEEE Wireless and Communications and Networking Conference、p.466-472、2005年3月
M.Joham他、「MMSE Approaches to Multiuser Spatio-Temporal Tomlinson-Harashima Precoding」、Proc. 5th Int. ITG Conf. on Source and Channel Coding、2004年1月
しかしながら、上記のような線形および非線形プリコーディングを用いた従来のマルチユーザＭＩＭＯでは、異なる伝送方式やアクセス方式を用いる端末装置、例えばシングルキャリア伝送方式を用いる端末装置と直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ）などのマルチキャリア伝送方式を用いる端末装置とを、同時に空間多重することはできなかった。また、同じマルチキャリア伝送方式であっても、ＯＦＤＭ伝送を用いる端末装置と、マルチキャリア符号分割多重（Multi-Carrier - Code Division Multiplexing：ＭＣ−ＣＤＭ）伝送を用いる端末装置とを、同時に空間多重することはできなかった。
本発明は、斯かる実情に鑑み、異なる伝送方式やアクセス方式を用いる複数の端末装置を、線形および非線形プリコーディングを用いたマルチユーザＭＩＭＯによって同時に空間多重することが可能となる基地局装置、無線通信システム、基地局装置の送信方法、及び送信プログラムを提供しようとするものである。
本発明は、マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置であって、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいて、サブキャリア毎に線形フィルタを算出するフィルタ算出手段と、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルが時間周波数変換された前記周波数成分シンボルとに、前記フィルタ算出手段が算出した前記線形フィルタをサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段と、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいて、サブキャリア毎に線形フィルタを算出するフィルタ算出手段と、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルが時間周波数変換された前記周波数成分シンボルとに、前記フィルタ算出手段が算出した前記線形フィルタをサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段と、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
ここで、前記フィルタ算出手段は、前記各端末装置から通知されたチャネル状態情報に基づいて線形フィルタである重み行列として算出することを特徴とする。
また、本発明は、マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置であって、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、前記各サブキャリアに割り当てられた変調シンボルから、干渉成分を減算する第１の干渉成分減算手段と、干渉成分が減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対して剰余演算を施す第１の剰余演算手段と、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから、干渉成分を減算する第２の干渉成分減算手段と、干渉成分が減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対して剰余演算を施す第２の剰余演算手段と、剰余演算が施された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、前記第１の剰余演算手段の剰余演算結果、前記時間周波数変換手段の時間周波数変換結果、および基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態とに基づいて、前記各端末装置が受ける干渉成分を各サブキャリアに対応する周波数成分毎に算出する干渉成分算出手段と、前記算出された各サブキャリアに対応する周波数成分毎の干渉成分を周波数時間変換し、干渉成分の時間信号を算出する周波数時間変換手段と、前記第１の剰余演算手段の剰余演算結果と、前記時間周波数変換手段の時間周波数変換結果の周波数成分シンボルとに対して、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいて生成した線形フィルタを乗算してマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段とを備え、
前記第１の干渉成分減算手段は、減算する干渉成分として前記干渉成分算出手段で算出した各サブキャリアに対応する周波数成分毎の干渉成分を用い、前記第２の干渉成分減算手段は、減算する干渉成分として前記周波数時間変換手段で算出した干渉成分の時間信号を用い、前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、前記各サブキャリアに割り当てられた変調シンボルから、干渉成分を減算する第１の干渉成分減算手段と、干渉成分が減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対して剰余演算を施す第１の剰余演算手段と、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから、干渉成分を減算する第２の干渉成分減算手段と、干渉成分が減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対して剰余演算を施す第２の剰余演算手段と、剰余演算が施された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、前記第１の剰余演算手段の剰余演算結果、前記時間周波数変換手段の時間周波数変換結果、および基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態とに基づいて、前記各端末装置が受ける干渉成分を各サブキャリアに対応する周波数成分毎に算出する干渉成分算出手段と、前記算出された各サブキャリアに対応する周波数成分毎の干渉成分を周波数時間変換し、干渉成分の時間信号を算出する周波数時間変換手段と、前記第１の剰余演算手段の剰余演算結果と、前記時間周波数変換手段の時間周波数変換結果の周波数成分シンボルとに対して、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいて生成した線形フィルタを乗算してマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段とを備え、
前記第１の干渉成分減算手段は、減算する干渉成分として前記干渉成分算出手段で算出した各サブキャリアに対応する周波数成分毎の干渉成分を用い、前記第２の干渉成分減算手段は、減算する干渉成分として前記周波数時間変換手段で算出した干渉成分の時間信号を用い、前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
また、本発明は、マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置であって、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算手段と、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解手段と、前記上三角行列に基づいて、前記第１の剰余演算手段により演算した前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが、前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出手段と、前記干渉成分算出手段により算出した干渉成分に対して周波数時間変換を施して干渉成分の時間信号を生成する時間信号生成手段と、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから干渉成分の時間信号を減算する干渉成分減算手段と、干渉成分の時間信号を減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算手段と、剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、前記第１の剰余演算手段が出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換手段が出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段と、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算手段と、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解手段と、前記上三角行列に基づいて、前記第１の剰余演算手段により演算した前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが、前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出手段と、前記干渉成分算出手段により算出した干渉成分に対して周波数時間変換を施して干渉成分の時間信号を生成する時間信号生成手段と、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから干渉成分の時間信号を減算する干渉成分減算手段と、干渉成分の時間信号を減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算手段と、剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、前記第１の剰余演算手段が出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換手段が出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段と、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
また、本発明は、マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置であって、
前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算手段と、剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解手段と、前記上三角行列に基づいて、前記時間周波数変換手段が出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出手段と、前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルから、前記干渉成分算出手段で生成した干渉成分を減算する干渉成分減算手段と、干渉成分を減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算手段と、前記第２の剰余演算手段が出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、記時間周波数変換手段が出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段と、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算手段と、剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解手段と、前記上三角行列に基づいて、前記時間周波数変換手段が出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出手段と、前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルから、前記干渉成分算出手段で生成した干渉成分を減算する干渉成分減算手段と、干渉成分を減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算手段と、前記第２の剰余演算手段が出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、記時間周波数変換手段が出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段と、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
また、本発明は、マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置であって、
端末装置宛の変調シンボルが前記第１の端末装置宛か、前記第２の端末装置宛かを判断して出力先を選択する処理選択手段と、前記処理選択手段により出力された第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルから、該変調シンボルに対する干渉成分を算出する干渉成分算出手段で生成した干渉成分を減算する第１の干渉成分減算手段と、干渉成分を減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算手段と、前記処理選択手段により出力された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから干渉成分の時間信号を減算する第２の干渉成分減算手段と、干渉成分の時間信号を減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算手段と、剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解手段と、前記上三角行列に基づいて、前記第１の剰余演算手段により演算した前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分、あるいは前記時間周波数変換手段が出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出手段と、前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分の場合、干渉成分に対して周波数時間変換を施して干渉成分の時間信号を生成して前記第２の干渉成分減算手段に出力する時間信号生成手段と、前記第１の剰余演算手段が出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換手段が出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算することによって、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段と、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
端末装置宛の変調シンボルが前記第１の端末装置宛か、前記第２の端末装置宛かを判断して出力先を選択する処理選択手段と、前記処理選択手段により出力された第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルから、該変調シンボルに対する干渉成分を算出する干渉成分算出手段で生成した干渉成分を減算する第１の干渉成分減算手段と、干渉成分を減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算手段と、前記処理選択手段により出力された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから干渉成分の時間信号を減算する第２の干渉成分減算手段と、干渉成分の時間信号を減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算手段と、剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解手段と、前記上三角行列に基づいて、前記第１の剰余演算手段により演算した前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分、あるいは前記時間周波数変換手段が出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出手段と、前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分の場合、干渉成分に対して周波数時間変換を施して干渉成分の時間信号を生成して前記第２の干渉成分減算手段に出力する時間信号生成手段と、前記第１の剰余演算手段が出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換手段が出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算することによって、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段と、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
また、本発明は、前記基地局装置と、マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置と、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置と、を備えた無線通信システムである。
また、本発明は、マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置の送信方法であって、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換ステップと、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいて、サブキャリア毎に線形フィルタを算出するフィルタ算出ステップと、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、時間周波数変換された前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記フィルタ算出ステップで算出した前記線形フィルタをサブキャリア毎に乗算することによって、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップと、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換ステップと、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいて、サブキャリア毎に線形フィルタを算出するフィルタ算出ステップと、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、時間周波数変換された前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記フィルタ算出ステップで算出した前記線形フィルタをサブキャリア毎に乗算することによって、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップと、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
また、本発明は、マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置の送信方法であって、
前記第１の端末装置宛の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、前記各サブキャリアに割り当てられた変調シンボルから、干渉成分を減算する第１の干渉成分減算ステップと、干渉成分が減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対して剰余演算を施す第１の剰余演算ステップと、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから、干渉成分を減算する第２の干渉成分減算ステップと、干渉成分が減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対して剰余演算を施す第２の剰余演算ステップと、剰余演算が施された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアに対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換ステップと、前記第１の剰余演算ステップの剰余演算結果、前記時間周波数変換ステップの時間周波数変換結果、および基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態とに基づいて、前記各端末装置が受ける干渉成分を各サブキャリアに対応する周波数成分毎に算出する干渉成分算出ステップと、前記算出された各サブキャリアに対応する周波数成分毎の干渉成分を周波数時間変換し、干渉成分の時間信号を算出する周波数時間変換ステップと、前記第１の剰余演算ステップの剰余演算結果と、前記時間周波数変換ステップの時間周波数変換結果の周波数成分シンボルに対して、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいて生成した線形フィルタを乗算してマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップとを備え、
前記第１の干渉成分減算ステップは、減算する干渉成分として前記干渉成分算出ステップで算出した各サブキャリアに対応する周波数成分毎の干渉成分を用い、前記第２の干渉成分減算ステップは、減算する干渉成分として前記周波数時間変換ステップで算出した干渉成分の時間信号を用い、前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
前記第１の端末装置宛の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、前記各サブキャリアに割り当てられた変調シンボルから、干渉成分を減算する第１の干渉成分減算ステップと、干渉成分が減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対して剰余演算を施す第１の剰余演算ステップと、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから、干渉成分を減算する第２の干渉成分減算ステップと、干渉成分が減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対して剰余演算を施す第２の剰余演算ステップと、剰余演算が施された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアに対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換ステップと、前記第１の剰余演算ステップの剰余演算結果、前記時間周波数変換ステップの時間周波数変換結果、および基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態とに基づいて、前記各端末装置が受ける干渉成分を各サブキャリアに対応する周波数成分毎に算出する干渉成分算出ステップと、前記算出された各サブキャリアに対応する周波数成分毎の干渉成分を周波数時間変換し、干渉成分の時間信号を算出する周波数時間変換ステップと、前記第１の剰余演算ステップの剰余演算結果と、前記時間周波数変換ステップの時間周波数変換結果の周波数成分シンボルに対して、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいて生成した線形フィルタを乗算してマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップとを備え、
前記第１の干渉成分減算ステップは、減算する干渉成分として前記干渉成分算出ステップで算出した各サブキャリアに対応する周波数成分毎の干渉成分を用い、前記第２の干渉成分減算ステップは、減算する干渉成分として前記周波数時間変換ステップで算出した干渉成分の時間信号を用い、前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
また、本発明は、マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置の送信方法であって、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算ステップと、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解ステップと、前記上三角行列に基づいて、前記第１の剰余演算ステップで演算した前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが、前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出ステップと、前記干渉成分算出ステップにより算出した干渉成分に対して周波数時間変換を施して干渉成分の時間信号を生成する時間信号生成ステップと、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから前記干渉成分の時間信号を減算する干渉成分減算ステップと、干渉成分の時間信号を減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算ステップと、剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルを生成する時間周波数変換ステップと、前記第１の剰余演算ステップで出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換ステップで出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算することによって、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップと、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算ステップと、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解ステップと、前記上三角行列に基づいて、前記第１の剰余演算ステップで演算した前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが、前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出ステップと、前記干渉成分算出ステップにより算出した干渉成分に対して周波数時間変換を施して干渉成分の時間信号を生成する時間信号生成ステップと、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから前記干渉成分の時間信号を減算する干渉成分減算ステップと、干渉成分の時間信号を減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算ステップと、剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルを生成する時間周波数変換ステップと、前記第１の剰余演算ステップで出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換ステップで出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算することによって、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップと、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
また、本発明は、マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置の送信方法であって、
前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算ステップと、剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換ステップと、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解ステップと、前記上三角行列に基づいて、前記時間周波数変換ステップで出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出ステップと、前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルから、前記干渉成分算出ステップで生成した干渉成分を減算する干渉成分減算ステップと、干渉成分を減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算ステップと、前記第２の剰余演算ステップで出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換ステップで出力した前記第２の端末装置宛の変調シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップと、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算ステップと、剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換ステップと、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解ステップと、前記上三角行列に基づいて、前記時間周波数変換ステップで出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出ステップと、前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルから、前記干渉成分算出ステップで生成した干渉成分を減算する干渉成分減算ステップと、干渉成分を減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算ステップと、前記第２の剰余演算ステップで出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換ステップで出力した前記第２の端末装置宛の変調シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップと、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
また、本発明は、マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置の送信方法であって、
端末装置宛の変調シンボルが前記第１の端末装置宛か、前記第２の端末装置宛かを判断して出力先を選択する処理選択ステップと、前記処理選択ステップにより出力された第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルから、該変調シンボルに対する干渉成分を算出する干渉成分算出ステップで生成した干渉成分を減算する第１の干渉成分減算ステップと、干渉成分を減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算ステップと、前記処理選択ステップで出力された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから干渉成分の時間信号を減算する第２の干渉成分減算ステップと、干渉成分の時間信号を減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算ステップと、剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換ステップと、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解ステップと、前記上三角行列に基づいて、前記第１の剰余演算ステップで演算した前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分、あるいは前記時間周波数変換ステップで出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出ステップと、前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分の場合、干渉成分に対して周波数時間変換を施して干渉成分の時間信号を生成して前記第２の干渉成分減算ステップに出力する時間信号生成ステップと、前記第１の剰余演算ステップが出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換ステップが出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップと、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
端末装置宛の変調シンボルが前記第１の端末装置宛か、前記第２の端末装置宛かを判断して出力先を選択する処理選択ステップと、前記処理選択ステップにより出力された第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルから、該変調シンボルに対する干渉成分を算出する干渉成分算出ステップで生成した干渉成分を減算する第１の干渉成分減算ステップと、干渉成分を減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算ステップと、前記処理選択ステップで出力された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから干渉成分の時間信号を減算する第２の干渉成分減算ステップと、干渉成分の時間信号を減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算ステップと、剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換ステップと、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解ステップと、前記上三角行列に基づいて、前記第１の剰余演算ステップで演算した前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分、あるいは前記時間周波数変換ステップで出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出ステップと、前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分の場合、干渉成分に対して周波数時間変換を施して干渉成分の時間信号を生成して前記第２の干渉成分減算ステップに出力する時間信号生成ステップと、前記第１の剰余演算ステップが出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換ステップが出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップと、を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする。
本発明は、コンピュータに、前記送信方法の各ステップを実行させるための送信プログラムである。
本発明によれば、異なる伝送方式やアクセス方式を用いる複数の端末装置を、線形および非線形プリコーディングを用いたマルチユーザＭＩＭＯによって同時に空間多重することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明における無線通信システムの概略構成例を示す図である。
図１に示すように、本発明における無線通信システムでは、基地局装置１０００が複数の端末装置と通信し、基地局装置１０００から複数の端末装置への下りリンクの伝送において、端末装置毎に異なる伝送方式やアクセス方式を用いて、同じ周波数帯域でこれらを空間的に多重して同時通信するマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムである。
図１に示すように、本発明における無線通信システムでは、基地局装置１０００が複数の端末装置と通信し、基地局装置１０００から複数の端末装置への下りリンクの伝送において、端末装置毎に異なる伝送方式やアクセス方式を用いて、同じ周波数帯域でこれらを空間的に多重して同時通信するマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムである。
なお、図１では、伝送方式としてシングルキャリア伝送とマルチキャリア伝送を用いる端末装置が混在する場合で、４つの端末装置２００１〜２００４が存在する場合の例を示す。端末装置２００１および端末装置２００３への下りリンク通信ではマルチキャリア伝送方式を、端末装置２００２および端末装置２００４への下りリンク通信ではシングルキャリア伝送を用いる場合を示している。
（第１の実施の形態）
上記無線通信システムにおける第１の実施形態の説明を行なう。
なお、以下では簡単のために、マルチキャリア伝送を用いる第１の端末装置（端末装置２００１ａ）とシングルキャリア伝送を用いる第２の端末装置（端末装置２００２ａ）の２つの端末装置への下りリンク通信をマルチユーザＭＩＭＯ多重する場合を例として説明する。しかし、この組み合わせに限られるものではなく、マルチキャリア伝送を用いる１つ以上の端末装置と、シングルキャリア伝送を用いる１つ以上の端末装置とからなる複数の端末装置に対してマルチユーザＭＩＭＯ多重する場合に対しても適用可能である。
上記無線通信システムにおける第１の実施形態の説明を行なう。
なお、以下では簡単のために、マルチキャリア伝送を用いる第１の端末装置（端末装置２００１ａ）とシングルキャリア伝送を用いる第２の端末装置（端末装置２００２ａ）の２つの端末装置への下りリンク通信をマルチユーザＭＩＭＯ多重する場合を例として説明する。しかし、この組み合わせに限られるものではなく、マルチキャリア伝送を用いる１つ以上の端末装置と、シングルキャリア伝送を用いる１つ以上の端末装置とからなる複数の端末装置に対してマルチユーザＭＩＭＯ多重する場合に対しても適用可能である。
まずは基地局装置１０００について説明する。
図２は、本実施の形態における基地局装置１０００の構成を示すブロック図である。
図２は、本実施の形態における基地局装置１０００の構成を示すブロック図である。
無線受信部２１５は、アンテナ部２１４を通じて第１の端末装置２００１ａおよび第２の端末装置２００２ａから送信された信号を受信する。
ＣＳＩ取得部２１６は、受信した信号から、第１の端末装置２００１ａおよび第２の端末装置２００２ａがそれぞれ送信したチャネル状態情報であるＣＳＩを取得する。
ＣＳＩ取得部２１６は、受信した信号から、第１の端末装置２００１ａおよび第２の端末装置２００２ａがそれぞれ送信したチャネル状態情報であるＣＳＩを取得する。
符号化部２０１および２０２は、それぞれ第１の端末装置宛のデータ系列と第２の端末装置宛のデータ系列に対して誤り訂正符号化を行う。
変調部２０３および２０４は、それぞれ誤り訂正符号化された第１の端末装置宛のデータ系列と誤り訂正符号化された第２の端末装置宛のデータ系列に対して変調を施し、それぞれ第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルと、第２の端末装置宛の時間シンボル毎の変調シンボルを出力する。
変調部２０３および２０４は、それぞれ誤り訂正符号化された第１の端末装置宛のデータ系列と誤り訂正符号化された第２の端末装置宛のデータ系列に対して変調を施し、それぞれ第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルと、第２の端末装置宛の時間シンボル毎の変調シンボルを出力する。
マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５は、ＣＳＩ取得部２１６で取得した各端末装置のＣＳＩに基づいて、第１の端末装置宛の変調シンボルと第２の端末装置宛の変調シンボルに対して信号処理を施し、送信に使用するアンテナ部２１４のアンテナ毎のマルチユーザＭＩＭＯシンボルを、マルチキャリア伝送のサブキャリアに対応する周波数成分毎に生成する。以下では、シングルキャリア伝送における、マルチキャリア伝送のサブキャリアに対応する周波数成分についても「サブキャリア」と記述する。なお、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部の詳細については後述する。
パイロット多重部２０６および２０７は、アンテナ部２１４の各アンテナから送信するパイロット信号を、各アンテナから送信するマルチユーザＭＩＭＯシンボルにそれぞれ多重する。なおパイロット信号の多重は、各端末装置において各アンテナから送信されたパイロット信号がそれぞれ識別できる形で受信されるように多重されることが好ましい。例えば、時分割で多重しても良いし、サブキャリアで分割するような周波数分割で多重しても良いし、符号分割によって多重しても良い。
ＩＦＦＴ部２０８および２０９は、パイロット信号が多重されたアンテナ毎のマルチユーザＭＩＭＯ信号に対して、それぞれ高速逆フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform：ＩＦＦＴ）などの周波数時間変換を施し、時間領域の信号へ変換する。
ＧＩ挿入部２１０および２１１は、アンテナ毎の時間領域信号にそれぞれガード期間（Guard Interval：ＧＩ）を挿入する。
無線送信部２１２および２１３は、ＧＩの挿入された信号をアンテナ部２１４のそれぞれのアンテナを通じて送信する。
制御部２１７は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
ＧＩ挿入部２１０および２１１は、アンテナ毎の時間領域信号にそれぞれガード期間（Guard Interval：ＧＩ）を挿入する。
無線送信部２１２および２１３は、ＧＩの挿入された信号をアンテナ部２１４のそれぞれのアンテナを通じて送信する。
制御部２１７は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
図３は、本実施の形態におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５の一構成例を示すブロック図である。このマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部を２０５ａとする。
直並列変換部３０１は、変調部２０３で生成されたマルチキャリア伝送で送信する第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換し、各サブキャリアに割り当てる。
ＦＦＴ部３０２は、変調部２０４で生成されたシングルキャリア伝送で送信する第２の端末装置宛の時間シンボル毎の変調シンボルを、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）などの時間周波数変換を施し、サブキャリアに対応した周波数成分毎の信号（以下、周波数成分シンボルと記す）を生成する。
フィルタ算出部３０３は、ＣＳＩ取得部２１６で取得した各端末装置のＣＳＩから、基地局装置１０００の各アンテナと各端末装置のアンテナとの間の複素伝搬路利得を要素に持つチャネル行列Ｈを、サブキャリア毎に生成し、その逆行列Ｈ-1（または擬似逆行列Ｈ†＝ＨH（ＨＨH）-1）を線形フィルタである重み行列Ｗとして算出する。
線形フィルタ部３０４は、第１の端末装置宛の変調シンボルと第２の端末装置宛の周波数成分シンボルを入力として、サブキャリア毎にフィルタ算出部３０３で算出した線形フィルタＷを乗算し、アンテナ部２１４の各アンテナからそれぞれ送信すべきマルチユーザＭＩＭＯシンボルを出力する。
なお、上記マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５ａでは、フィルタ算出部３０３において線形フィルタとして逆行列を算出して用いる場合について説明したが、これに限られるものではなく、ＭＭＳＥ規範で求めた重み行列Ｗ＝ＨH（ＨＨH＋αＩ）-1（Ｉは単位行列、αは正規化係数を表す）を線形フィルタとして用いても良い。
次に各端末装置について説明する。
図４は、本実施の形態における第１の端末装置２００１ａの構成を示すブロック図である。端末装置２００１ａは下りリンク通信としてマルチキャリア伝送を用いる場合の例である。
図４は、本実施の形態における第１の端末装置２００１ａの構成を示すブロック図である。端末装置２００１ａは下りリンク通信としてマルチキャリア伝送を用いる場合の例である。
無線受信部４０１は、アンテナ部４１１を通じて基地局装置１０００からの信号を受信する。
ＧＩ除去部４０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部４０３は、ＧＩが除去された受信信号をＦＦＴなどによって時間周波数変換し、サブキャリア毎の変調シンボルに変換する。
パイロット分離部４０４は、変調シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部４０８へ入力する。
ＧＩ除去部４０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部４０３は、ＧＩが除去された受信信号をＦＦＴなどによって時間周波数変換し、サブキャリア毎の変調シンボルに変換する。
パイロット分離部４０４は、変調シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部４０８へ入力する。
並直列変換部４０５は、パイロット信号の取り除かれたサブキャリア毎の変調シンボルを並直列変換する。
復調部４０６は、各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部４０７は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
復調部４０６は、各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部４０７は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
伝搬路推定部４０８は、分離されたパイロット信号のシンボルに基づいて、基地局装置１０００の各アンテナと、端末装置２００１ａのアンテナとの間の伝搬路状態（複素伝搬路利得）を推定する。
ＣＳＩ生成部４０９は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部４１０は、アンテナ部４１１を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１０００へ送信する。
制御部４１２は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
ＣＳＩ生成部４０９は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部４１０は、アンテナ部４１１を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１０００へ送信する。
制御部４１２は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
図５は、本実施の形態における第２の端末装置２００２ａの構成を示すブロック図である。端末装置２００２ａは下りリンク通信としてシングルキャリア伝送を用いる場合の例である。
無線受信部５０１は、アンテナ部５１１を通じて基地局装置１０００からの信号を受信する。
ＧＩ除去部５０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部５０３は、ＧＩが除去された受信信号をＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換する。
パイロット分離部５０４は、周波数成分シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部５０８へ入力する。
ＧＩ除去部５０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部５０３は、ＧＩが除去された受信信号をＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換する。
パイロット分離部５０４は、周波数成分シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部５０８へ入力する。
ＩＦＦＴ部５０５は、パイロット信号の取り除かれたサブキャリア毎の周波数成分シンボルにＩＦＦＴなどによって周波数時間変換を施し、時間信号の変調シンボルに変換する。
復調部５０６は、各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部５０７は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
復調部５０６は、各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部５０７は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
伝搬路推定部５０８は、分離されたパイロット信号のシンボルに基づいて、基地局装置１０００の各アンテナと、端末装置２００２ａのアンテナとの間の伝搬路状態（複素伝搬路利得）を推定する。
ＣＳＩ生成部５０９は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部５１０は、アンテナ部５１１を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１０００へ送信する。
制御部５１２は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
ＣＳＩ生成部５０９は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部５１０は、アンテナ部５１１を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１０００へ送信する。
制御部５１２は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
図６は、本実施の形態における他の端末装置２０１０ａの構成を示すブロック図である。端末装置２０１０ａは下りリンク通信としてシングルキャリア伝送とマルチキャリア伝送を選択して用いることができる場合の例である。
無線受信部６０１は、アンテナ部６１１を通じて基地局装置１０００からの信号を受信する。
ＧＩ除去部６０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部６０３は、ＧＩが除去された受信信号をＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の変調シンボルまたは周波数成分シンボルに変換する。
パイロット分離部６０４は、変調シンボルまたは周波数成分シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部６１０へ入力する。
ＧＩ除去部６０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部６０３は、ＧＩが除去された受信信号をＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の変調シンボルまたは周波数成分シンボルに変換する。
パイロット分離部６０４は、変調シンボルまたは周波数成分シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部６１０へ入力する。
並直列変換部６０５は、パイロット信号の取り除かれたサブキャリア毎の変調シンボルを並直列変換する。
ＩＦＦＴ部６０６は、パイロット信号の取り除かれたサブキャリア毎の周波数成分シンボルにＩＦＦＴなどによって周波数時間変換を施し、時間信号の変調シンボルに変換する。
選択部６０７は、マルチキャリア伝送時は並直列変換部６０５が出力した変調シンボルを選択して出力し、シングルキャリア伝送時はＩＦＦＴ部６０６が出力した変調シンボルを選択して出力する。
復調部６０８は、各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部６０９は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
ＩＦＦＴ部６０６は、パイロット信号の取り除かれたサブキャリア毎の周波数成分シンボルにＩＦＦＴなどによって周波数時間変換を施し、時間信号の変調シンボルに変換する。
選択部６０７は、マルチキャリア伝送時は並直列変換部６０５が出力した変調シンボルを選択して出力し、シングルキャリア伝送時はＩＦＦＴ部６０６が出力した変調シンボルを選択して出力する。
復調部６０８は、各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部６０９は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
伝搬路推定部６１０は、分離されたパイロット信号のシンボルに基づいて、基地局装置１０００の各アンテナと、端末装置２０１０ａのアンテナとの間の伝搬路状態（複素伝搬路利得）を推定する。
ＣＳＩ生成部６１１は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部６１２は、アンテナ部６１３を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１０００へ送信する。
制御部６１４は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
ＣＳＩ生成部６１１は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部６１２は、アンテナ部６１３を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１０００へ送信する。
制御部６１４は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
端末装置２０１０ａは、例えばセルの中心付近（基地局装置からの距離が近い場合）では伝送効率の高いマルチキャリア伝送を、セルの周辺部（基地局装置からの距離が遠い場合）では送信電力を抑えられるシングルキャリア伝送を、それぞれ選択して切り替えて用いるようなシステムにおいても有効である。
端末装置として３種類の構成を示したが、端末装置２０１０ａでは基地局装置１０００がシングルキャリア伝送とマルチキャリア伝送のいずれの方式で送信しても対応できてしまう。従って、図２の基地局装置１０００では、端末装置２００１ａと端末装置２００２ａを送信対象としているが、端末装置２０１０ａを含めた３種類の端末装置が混在している通信システムであっても、基地局装置１０００は問題なく、同時に空間多重することが可能である。
以下に、第１の実施の形態の無線通信システムにおける基地局装置１０００の送信動作について説明する。
各端末装置２００１ａ，２００２ａは、基地局装置１０００からの信号を受信して、それに基づいて伝送路状態を推定し、その伝送路状態によってＣＳＩを生成して基地局装置１０００に送信する。
基地局装置１０００は、アンテナ部２１４を通じて各端末装置から送信された信号を無線受信部２１５にて受信し、ＣＳＩ取得部２１６がチャネル状態情報であるＣＳＩを取得して、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５に出力する。
符号化部２０１，２０２は、それぞれ第１の端末装置２００１ａ宛のデータ系列と第２の端末装置２００２ａ宛のデータ系列に対して誤り訂正符号化を行い、変調部２０３および２０４は、それぞれ第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルと、第２の端末装置宛の時間シンボル毎の変調シンボルをマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５に出力する。マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５ａは、各端末装置のＣＳＩに基づいて、各変調シンボルに対して信号処理を施し、アンテナ部２１４のアンテナ毎のマルチユーザＭＩＭＯシンボルを、マルチキャリア伝送のサブキャリアに対応する周波数成分毎に生成する。マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５ａの処理について、詳しくは後述する。
パイロット多重部２０６，２０７は、パイロット信号を各マルチユーザＭＩＭＯシンボルにそれぞれ多重し、ＩＦＦＴ部２０８，２０９により、それぞれ高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を施し、時間領域の信号へ変換する。ＧＩ挿入部２１０，２１１は、アンテナ毎の時間領域信号にそれぞれガード期間（Guard Interval：ＧＩ）を挿入し、無線送信部２１２，２１３は、ＧＩの挿入された信号をアンテナ部２１４のそれぞれのアンテナを通じて送信する。
ここで、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５ａの動作について詳しく説明する。
変調部２０３からの第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルは、直並列変換部３０１により、直並列変換され、各サブキャリアに割り当てられる。変調部２０４からの第２の端末装置宛の時間シンボル毎の変調シンボルは、ＦＦＴ部３０２により、ＦＦＴによる時間周波数変換が施され、周波数成分シンボルが生成される。
変調部２０３からの第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルは、直並列変換部３０１により、直並列変換され、各サブキャリアに割り当てられる。変調部２０４からの第２の端末装置宛の時間シンボル毎の変調シンボルは、ＦＦＴ部３０２により、ＦＦＴによる時間周波数変換が施され、周波数成分シンボルが生成される。
フィルタ算出部３０３では、ＣＳＩ取得部２１６により取得されたＣＳＩに基づいて、サブキャリア毎に線形フィルタである重み行列Ｗを算出する。この線形フィルタＷは線形フィルタ部３０４に送られ、線形フィルタ部３０４では、第１の端末装置宛の変調シンボルと第２の端末装置宛の周波数成分シンボルに、線形フィルタＷが乗算され、アンテナ部２１４の各アンテナからそれぞれ送信すべきマルチユーザＭＩＭＯシンボルが出力される。
以上に説明したように、本実施の形態における基地局装置１０００では、シングルキャリア伝送で送信する端末装置宛の変調シンボルを時間周波数変換して周波数成分シンボルを生成し、マルチキャリア伝送で送信する端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルとともに周波数領域（サブキャリア毎）において線形フィルタを乗算することによって、各ユーザ宛の信号間で生じるユーザ間干渉ＭＵＩを抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成することが可能となる。その後、周波数時間変換によって時間信号を生成する。
これにより、シングルキャリア伝送方式を用いる端末装置とマルチキャリア伝送方式を用いる端末装置とに対する下りリンク通信をマルチユーザＭＩＭＯによって空間多重することが可能となる。
（第２の実施の形態）
本実施の形態における基地局装置１０００ｂは、第１の実施の形態における基地局装置１０００とマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５の内部構成が異なり、マルチユーザＭＩＭＯ信号をＴＨＰによって生成する。その他の構成は第１の実施の形態と同じであり、そのブロック図は図２と同じである。
本実施の形態における基地局装置１０００ｂは、第１の実施の形態における基地局装置１０００とマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５の内部構成が異なり、マルチユーザＭＩＭＯ信号をＴＨＰによって生成する。その他の構成は第１の実施の形態と同じであり、そのブロック図は図２と同じである。
以下、第１の実施の形態の基地局装置１０００と同じ部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
なお、以下では簡単のために、マルチキャリア伝送を用いる第１の端末装置（端末装置２００１ｂ）とシングルキャリア伝送を用いる第２の端末装置（端末装置２００２ｂ）の２つの端末装置への下りリンク通信をマルチユーザＭＩＭＯ多重する場合を例として説明する。しかし、この組み合わせに限られるものではなく、マルチキャリア伝送を用いる１つ以上の端末装置と、シングルキャリア伝送を用いる１つ以上の端末装置とからなる複数の端末装置に対してマルチユーザＭＩＭＯ多重する場合に対しても適用可能である。
なお、以下では簡単のために、マルチキャリア伝送を用いる第１の端末装置（端末装置２００１ｂ）とシングルキャリア伝送を用いる第２の端末装置（端末装置２００２ｂ）の２つの端末装置への下りリンク通信をマルチユーザＭＩＭＯ多重する場合を例として説明する。しかし、この組み合わせに限られるものではなく、マルチキャリア伝送を用いる１つ以上の端末装置と、シングルキャリア伝送を用いる１つ以上の端末装置とからなる複数の端末装置に対してマルチユーザＭＩＭＯ多重する場合に対しても適用可能である。
まずは、第２の実施の形態におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５について説明する。
図７は、本実施の形態におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５の一構成例を示すブロック図である。このマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部を２０５ｂとする。
図７は、本実施の形態におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５の一構成例を示すブロック図である。このマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部を２０５ｂとする。
直並列変換部７０１は、変調部２０３で生成されたマルチキャリア伝送で送信する第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを直並列変換し、各サブキャリアに割り当てる。
剰余演算部７０２は、各変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余（モジュロ）演算を施す。なお、この剰余演算は、干渉成分を減算することによって増加する送信電力を抑圧するために行われるものである。そのため、ＴＨＰを用いたマルチユーザＭＩＭＯ信号の生成においては、最初に生成する端末装置宛の信号に関しては干渉成分が含まれないことから、剰余演算を施さなくても良い（剰余演算部７０２は省略できる）。
ＱＲ分解部７０８は、ＣＳＩ取得部２１６で取得した各端末装置のＣＳＩから、基地局装置１０００ｂの各アンテナと各端末装置のアンテナとの間の複素伝搬路利得を要素に持つチャネル行列Ｈをサブキャリア毎に生成する。そして、そのチャネル行列Ｈのエルミート共役ＨHにＱＲ分解を施して、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとに分解し、上三角行列Ｒを干渉成分算出部７０６へ、ユニタリ行列Ｑを線形フィルタ部７０９へ出力する。
干渉成分算出部７０６は、ＱＲ分解部７０８で求めた上三角行列Ｒのエルミート共役ＲH（下三角行列となる）を求め、剰余演算部７０２が出力した第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルが第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分（第２の端末装置宛の信号に及ぼす干渉の周波数領域表現に相当）を算出する。例えば、上記のように第１の端末装置（１行目の要素に対応）と第２の端末装置（２行目の要素に対応）の２つの端末装置でマルチユーザＭＩＭＯを行う場合、下三角行列ＲHの２行１列目の要素が、第１の端末装置宛の変調シンボルが第２の端末装置宛の周波数成分シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表している。従って、この要素に第１の端末装置宛の変調シンボルを乗じることによって干渉成分を算出できる。
ＩＦＦＴ部７０７は、干渉成分算出部７０６で算出した干渉成分に対してＩＦＦＴなどによって周波数時間変換を施し、干渉成分の時間信号を生成する。
ＩＦＦＴ部７０７は、干渉成分算出部７０６で算出した干渉成分に対してＩＦＦＴなどによって周波数時間変換を施し、干渉成分の時間信号を生成する。
干渉成分減算部７０３は、変調部２０４で生成されたシングルキャリア伝送で送信する第２の端末装置宛の変調シンボルから、ＩＦＦＴ部７０７で生成した干渉成分の時間信号を減算する。
剰余演算部７０４は、干渉成分の時間信号が減算された第２の端末装置宛の変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す。
ＦＦＴ部７０５は、剰余演算を施した、干渉成分減算後の第２の端末装置宛の変調シンボルに対してＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換する。
剰余演算部７０４は、干渉成分の時間信号が減算された第２の端末装置宛の変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す。
ＦＦＴ部７０５は、剰余演算を施した、干渉成分減算後の第２の端末装置宛の変調シンボルに対してＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換する。
線形フィルタ部７０９は、剰余演算部７０２が出力した第１の端末装置宛の変調シンボルと、ＦＦＴ部７０５が出力した第２の端末装置宛の周波数成分シンボルを入力として、サブキャリア毎にＱＲ分解部７０８で算出したユニタリ行列Ｑを線形フィルタとして乗算し、アンテナ部２１４の各アンテナからそれぞれ送信すべきマルチユーザＭＩＭＯシンボルを出力する。
図８は、本実施の形態におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５の他の構成例を示すブロック図である。このマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部を２０５ｃとする。
剰余演算部８０１は、変調部２０４で生成されたシングルキャリア伝送で送信する第２の端末装置宛の各変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余（モジュロ）演算を施す。なお、この剰余演算は、干渉成分を減算することによって増加する送信電力を抑圧するために行われるものである。そのため、ＴＨＰを用いたマルチユーザＭＩＭＯ信号の生成においては、最初に生成する端末装置宛の信号に関しては干渉成分が含まれないことから、剰余演算を施さなくても良い（剰余演算部８０１は省略できる）。
ＦＦＴ部８０２は、剰余演算を施した第２の端末装置宛の変調シンボルに対してＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換する。
ＱＲ分解部８０７は、ＣＳＩ取得部２１６で取得した各端末装置のＣＳＩから、基地局装置１０００ｂの各アンテナと各端末装置のアンテナとの間の複素伝搬路利得を要素に持つチャネル行列Ｈをサブキャリア毎に生成する。そして、そのチャネル行列Ｈのエルミート共役ＨHにＱＲ分解を施して、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとに分解し、上三角行列Ｒを干渉成分算出部８０６へ、ユニタリ行列Ｑを線形フィルタ部８０８へ出力する。
干渉成分算出部８０６は、ＱＲ分解部８０７で求めた上三角行列Ｒのエルミート共役ＲH（下三角行列となる）を求め、ＦＦＴ部８０２が出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する。例えば、上記のように第２の端末装置（１行目の要素に対応）と第１の端末装置（２行目の要素に対応）の２つの端末装置でマルチユーザＭＩＭＯを行う場合、下三角行列ＲHの２行１列目の要素が第２の端末装置宛の周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の変調シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表している。従って、この要素に第２の端末装置宛の周波数成分シンボルを乗じることによって干渉成分を算出できる。
直並列変換部８０３は、変調部２０３で生成されたマルチキャリア伝送で送信する第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを直並列変換し、各サブキャリアに割り当てる。
干渉成分減算部８０４は、第１の端末装置宛の変調シンボルから、干渉成分算出部８０６で生成した干渉成分を減算する。
剰余演算部８０５は、干渉成分が減算された第１の端末装置宛の変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す。
干渉成分減算部８０４は、第１の端末装置宛の変調シンボルから、干渉成分算出部８０６で生成した干渉成分を減算する。
剰余演算部８０５は、干渉成分が減算された第１の端末装置宛の変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す。
線形フィルタ部８０８は、ＦＦＴ部８０２が出力した第２の端末装置宛の周波数成分シンボルと、剰余演算部８０５が出力した第１の端末装置宛の変調シンボルを入力として、サブキャリア毎にＱＲ分解部８０７で算出したユニタリ行列Ｑを線形フィルタとして乗算し、アンテナ部２１４の各アンテナからそれぞれ送信すべきマルチユーザＭＩＭＯシンボルを出力する。
次に第２の実施の形態における各端末装置について説明する。
図９は、本実施の形態における端末装置２００１ｂの構成を示すブロック図である。端末装置２００１ｂは下りリンク通信としてマルチキャリア伝送を用いる場合の例である。
無線受信部９０１は、アンテナ部９１２を通じて基地局装置１０００ｂからの信号を受信する。
ＧＩ除去部９０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部９０３は、ＧＩが除去された受信信号をＦＦＴなどによって時間周波数変換し、サブキャリア毎の変調シンボルに変換する。
パイロット分離部９０４は、変調シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部９０９へ入力する。
ＧＩ除去部９０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部９０３は、ＧＩが除去された受信信号をＦＦＴなどによって時間周波数変換し、サブキャリア毎の変調シンボルに変換する。
パイロット分離部９０４は、変調シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部９０９へ入力する。
並直列変換部９０５は、パイロット信号の取り除かれたサブキャリア毎の変調シンボルを並直列変換する。
剰余演算部９０６は、基地局装置１０００ｂと同様に変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて、各変調シンボルに対して剰余演算を施す。端末装置２００１ｂは、剰余演算部９０６を備えている点で、端末装置２００１ａとは異なる。
復調部９０７は、剰余演算の施された各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部９０８は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
剰余演算部９０６は、基地局装置１０００ｂと同様に変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて、各変調シンボルに対して剰余演算を施す。端末装置２００１ｂは、剰余演算部９０６を備えている点で、端末装置２００１ａとは異なる。
復調部９０７は、剰余演算の施された各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部９０８は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
伝搬路推定部９０９は、分離されたパイロット信号のシンボルに基づいて、基地局装置１０００ｂの各アンテナと、端末装置２００１ｂのアンテナとの間の伝搬路状態（複素伝搬路利得）を推定する。
ＣＳＩ生成部９１０は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部９１１は、アンテナ部９１２を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１０００ｂへ送信する。
制御部９１３は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
ＣＳＩ生成部９１０は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部９１１は、アンテナ部９１２を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１０００ｂへ送信する。
制御部９１３は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
図１０は、本実施の形態における端末装置２００２ｂの構成を示すブロック図である。端末装置２００２ｂは下りリンク通信としてシングルキャリア伝送を用いる場合の例である。
無線受信部１００１は、アンテナ部１０１２を通じて基地局装置１０００ｂからの信号を受信する。
ＧＩ除去部１００２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部１００３は、ＧＩが除去された受信信号をＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換する。
パイロット分離部１００４は、周波数成分シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部１００９へ入力する。
ＧＩ除去部１００２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部１００３は、ＧＩが除去された受信信号をＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換する。
パイロット分離部１００４は、周波数成分シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部１００９へ入力する。
ＩＦＦＴ部１００５は、パイロット信号の取り除かれたサブキャリア毎の周波数成分シンボルにＩＦＦＴなどによって周波数時間変換を施し、時間信号の変調シンボルに変換する。
剰余演算部１００６は、基地局装置１０００ｂと同様に変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて、各変調シンボルに対して剰余演算を施す。端末装置２００２ｂは、剰余演算部１００６を備えている点で、端末装置２００２ａとは異なる。
復調部１００７は、各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部１００８は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
剰余演算部１００６は、基地局装置１０００ｂと同様に変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて、各変調シンボルに対して剰余演算を施す。端末装置２００２ｂは、剰余演算部１００６を備えている点で、端末装置２００２ａとは異なる。
復調部１００７は、各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部１００８は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
伝搬路推定部１００９は、分離されたパイロット信号のシンボルに基づいて、基地局装置１０００ｂの各アンテナと、端末装置２００２ｂのアンテナとの間の伝搬路状態（複素伝搬路利得）を推定する。
ＣＳＩ生成部１０１０は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部１０１１は、アンテナ部１０１２を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１０００ｂへ送信する。
制御部１０１３は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
ＣＳＩ生成部１０１０は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部１０１１は、アンテナ部１０１２を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１０００ｂへ送信する。
制御部１０１３は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
図１１は、本実施の形態における他の端末装置２０１０ｂの構成を示すブロック図である。端末装置２０１０ｂは下りリンク通信としてシングルキャリア伝送とマルチキャリア伝送を選択して用いることができる場合の例である。
無線受信部１１０１は、アンテナ部１１１４を通じて基地局装置１０００ｂからの信号を受信する。
ＧＩ除去部１１０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部１１０３は、ＧＩが除去された受信信号をＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の変調シンボルまたは周波数成分シンボルに変換する。
パイロット分離部１１０４は、変調シンボルまたは周波数成分シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部１１１１へ入力する。
ＧＩ除去部１１０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部１１０３は、ＧＩが除去された受信信号をＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の変調シンボルまたは周波数成分シンボルに変換する。
パイロット分離部１１０４は、変調シンボルまたは周波数成分シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部１１１１へ入力する。
並直列変換部１１０５は、パイロット信号の取り除かれたサブキャリア毎の変調シンボルを並直列変換する。
ＩＦＦＴ部１１０６は、パイロット信号の取り除かれたサブキャリア毎の周波数成分シンボルにＩＦＦＴなどによって周波数時間変換を施し、時間信号の変調シンボルに変換する。
選択部１１０７は、マルチキャリア伝送時は並直列変換部１１０５が出力した変調シンボルを選択して出力し、シングルキャリア伝送時はＩＦＦＴ部１１０６が出力した変調シンボルを選択して出力する。
剰余演算部１１０８は、基地局装置１０００ｂと同様に変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて、各変調シンボルに対して剰余演算を施す。端末装置２０１０ｂは、剰余演算部１１０８を備えている点で、端末装置２０１０ａとは異なる。
復調部１１０９は、各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部１１１０は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
ＩＦＦＴ部１１０６は、パイロット信号の取り除かれたサブキャリア毎の周波数成分シンボルにＩＦＦＴなどによって周波数時間変換を施し、時間信号の変調シンボルに変換する。
選択部１１０７は、マルチキャリア伝送時は並直列変換部１１０５が出力した変調シンボルを選択して出力し、シングルキャリア伝送時はＩＦＦＴ部１１０６が出力した変調シンボルを選択して出力する。
剰余演算部１１０８は、基地局装置１０００ｂと同様に変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて、各変調シンボルに対して剰余演算を施す。端末装置２０１０ｂは、剰余演算部１１０８を備えている点で、端末装置２０１０ａとは異なる。
復調部１１０９は、各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部１１１０は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
伝搬路推定部１１１１は、分離されたパイロット信号のシンボルに基づいて、基地局装置１０００ｂの各アンテナと、端末装置２０１０ｂのアンテナとの間の伝搬路状態（複素伝搬路利得）を推定する。
ＣＳＩ生成部１１１２は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部１１１３は、アンテナ部１１１４を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１０００ｂへ送信する。
制御部１１１５は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
ＣＳＩ生成部１１１２は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部１１１３は、アンテナ部１１１４を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１０００ｂへ送信する。
制御部１１１５は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
端末装置２０１０ｂは、例えばセルの中心付近（基地局装置からの距離が近い場合）では伝送効率の高いマルチキャリア伝送を、セルの周辺部（基地局装置からの距離が遠い場合）では送信電力を抑えられるシングルキャリア伝送を、それぞれ選択して切り替えて用いるようなシステムにおいても有効である。
端末装置として３種類の構成を示したが、端末装置２０１０ｂでは基地局装置１０００がシングルキャリア伝送とマルチキャリア伝送のいずれの方式で送信しても対応できてしまう。従って、基地局装置１０００では、端末装置２００１ｂと端末装置２００２ｂを送信対象としているが、端末装置２０１０ｂを含めた３種類の端末装置が混在している通信システムであっても、基地局装置１０００は問題なく、同時に空間多重することが可能である。
以下に、第２の実施の形態の無線通信システムにおける基地局装置１０００ｂの送信動作について説明する。
各端末装置２００１ｂ，２００２ｂは、基地局装置１０００ｂからの信号を受信して、それに基づいて伝送路状態を推定し、その伝送路状態によってＣＳＩを生成して基地局装置１０００ｂに送信する。
基地局装置１０００ｂが、第１の実施の形態である基地局装置１０００と異なる部分は、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５の部分であり、他の部分の動作は第１の実施の形態と同じなので説明は省略する。
まずは、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５ｂの説明をする。
変調部２０３からの第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルは、直並列変換部７０１により、直並列変換され、各サブキャリアに割り当てられ、剰余演算部７０２により、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施される。
変調部２０３からの第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルは、直並列変換部７０１により、直並列変換され、各サブキャリアに割り当てられ、剰余演算部７０２により、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施される。
ここで、ＱＲ分解部７０８は、ＣＳＩ取得部２１６で取得した各端末装置のＣＳＩから、チャネル行列Ｈをサブキャリア毎に生成する。そして、そのチャネル行列Ｈのエルミート共役ＨHにＱＲ分解を施して、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとに分解し、上三角行列Ｒを干渉成分算出部７０６へ、ユニタリ行列Ｑを線形フィルタ部７０９へ出力する。
剰余演算部７０２が出力した変調シンボルは、干渉成分算出部７０６に入力され、ＱＲ分解部７０８で求めた上三角行列Ｒのエルミート共役ＲH（下三角行列となる）に基づいて第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分が算出される。この干渉成分は、ＩＦＦＴ部７０７により、ＩＦＦＴなどによって周波数時間変換を施され、干渉成分の時間信号が生成される。
また、変調部２０４からの第２の端末装置宛の時間シンボル毎の変調シンボルは、干渉成分減算部７０３により、ＩＦＦＴ部７０７で生成した干渉成分の時間信号を減算される。そして、干渉成分の時間信号が減算された第２の端末装置宛の変調シンボルは、剰余演算部７０４により、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施さ、ＦＦＴ部７０５により、ＦＦＴなどによって時間周波数変換を施され、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換される。
剰余演算部７０２が出力した第１の端末装置宛の変調シンボルと、ＦＦＴ部７０５が出力した第２の端末装置宛の周波数成分シンボルは、線形フィルタ部７０９により、サブキャリア毎にＱＲ分解部７０８で算出したユニタリ行列Ｑを線形フィルタとして乗算され、アンテナ部２１４の各アンテナからそれぞれ送信すべきマルチユーザＭＩＭＯシンボルが出力される。
まずは、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５ｃの説明をする。
変調部２０４からの第２の端末装置宛の変調シンボルは、剰余演算部８０１により、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施され、ＦＦＴ部８０２により、ＦＦＴなどによって時間周波数変換を施され、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換される。
変調部２０４からの第２の端末装置宛の変調シンボルは、剰余演算部８０１により、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施され、ＦＦＴ部８０２により、ＦＦＴなどによって時間周波数変換を施され、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換される。
ここで、ＱＲ分解部８０７は、ＣＳＩ取得部２１６で取得した各端末装置のＣＳＩから、チャネル行列Ｈをサブキャリア毎に生成する。そして、そのチャネル行列Ｈのエルミート共役ＨHにＱＲ分解を施して、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとに分解し、上三角行列Ｒを干渉成分算出部８０６へ、ユニタリ行列Ｑを線形フィルタ部８０８へ出力する。
ＦＦＴ部８０２が出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルは、干渉成分算出部８０６に入力され、ＱＲ分解部８０７で求めた上三角行列Ｒのエルミート共役ＲH（下三角行列となる）に基づいて、第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分が算出される。
変調部２０３で生成されたマルチキャリア伝送で送信する第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルは、直並列変換部８０３により、直並列変換され、各サブキャリアに割り当てられる。そして、干渉成分減算部８０４により、第１の端末装置宛の変調シンボルから、干渉成分算出部８０６で生成した干渉成分を減算される。干渉成分が減算された第１の端末装置宛の変調シンボルは、剰余演算部８０５により、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施される。
ＦＦＴ部８０２が出力した第２の端末装置宛の周波数成分シンボルと、剰余演算部８０５が出力した第１の端末装置宛の変調シンボルは、線形フィルタ部８０８により、サブキャリア毎にＱＲ分解部８０７で算出したユニタリ行列Ｑを線形フィルタとして乗算され、アンテナ部２１４の各アンテナからそれぞれ送信すべきマルチユーザＭＩＭＯシンボルが出力される。
なお、本実施の形態では、ＴＨＰを実現する方法としてチャネル行列のＱＲ分解を用いる方法を例として説明したが、これに限られるものではなく、Ｖ−ＢＬＡＳＴ（Vertical Bell Laboratories Layered Space Time）の手法を用いてＴＨＰにおける端末装置の並べ替えを準最適化するような非特許文献４に記載されている方法などを用いても良い。
以上に説明したように、本実施の形態における基地局装置１０００ｂでは、
マルチキャリア伝送で送信する第１の端末装置宛の信号がシングルキャリア伝送で送信する第２の端末装置宛の信号に及ぼす干渉（ＭＵＩ）をＴＨＰによって抑圧する場合、第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルとＣＳＩを基にサブキャリア毎の干渉成分を算出し、算出したサブキャリア毎の干渉成分をＩＦＦＴなどの周波数時間変換によって時間信号に変換した上で、第２の端末装置宛の変調シンボル（時間信号）から減算する。さらにその干渉減算結果に剰余演算を施した後、ＦＦＴなどの時間周波数変換によってサブキャリアに対応する周波数成分シンボルに変換したものに線形フィルタを乗算することによって、各ユーザ宛の信号間で生じるユーザ間干渉ＭＵＩを抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成することが可能となる。
マルチキャリア伝送で送信する第１の端末装置宛の信号がシングルキャリア伝送で送信する第２の端末装置宛の信号に及ぼす干渉（ＭＵＩ）をＴＨＰによって抑圧する場合、第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルとＣＳＩを基にサブキャリア毎の干渉成分を算出し、算出したサブキャリア毎の干渉成分をＩＦＦＴなどの周波数時間変換によって時間信号に変換した上で、第２の端末装置宛の変調シンボル（時間信号）から減算する。さらにその干渉減算結果に剰余演算を施した後、ＦＦＴなどの時間周波数変換によってサブキャリアに対応する周波数成分シンボルに変換したものに線形フィルタを乗算することによって、各ユーザ宛の信号間で生じるユーザ間干渉ＭＵＩを抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成することが可能となる。
さらに、シングルキャリア伝送で送信する第２の端末装置宛の信号がマルチキャリア伝送で送信する第１の端末装置宛の信号に及ぼす干渉（ＭＵＩ）をＴＨＰによって抑圧する場合、第２の端末装置宛の変調シンボル（時間信号）をＦＦＴなどの時間周波数変換によってサブキャリアに対応する周波数成分シンボルに変換し、この周波数成分シンボルとＣＳＩを基にサブキャリア毎の干渉成分を算出し、算出したサブキャリア毎の干渉成分を第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルから減算し、さらにその干渉減算結果に剰余演算を施した後、線形フィルタを乗算することによって、各ユーザ宛の信号間で生じるユーザ間干渉ＭＵＩを抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成することが可能となる。
これにより、シングルキャリア伝送方式を用いる端末装置とマルチキャリア伝送方式を用いる端末装置とに対する下りリンク通信をマルチユーザＭＩＭＯによって空間多重することが可能となる。
（第３の実施の形態）
上記の各実施の形態では、端末装置２つをマルチユーザＭＩＭＯによって空間多重する場合の例について説明した。本実施の形態では、ＴＨＰを用いて、４つの端末装置２００１ｃから２００３ｃをマルチユーザＭＩＭＯによって空間多重する場合として、端末装置２００１ｃ（第１の端末装置）および端末装置２００３ｃ（第３の端末装置）への下りリンク通信ではマルチキャリア伝送方式を、端末装置２００２ｃ（第２の端末装置）および端末装置２００４ｃ（第４の端末装置）への下りリンク通信ではシングルキャリア伝送を用いる場合を例として説明する。
上記の各実施の形態では、端末装置２つをマルチユーザＭＩＭＯによって空間多重する場合の例について説明した。本実施の形態では、ＴＨＰを用いて、４つの端末装置２００１ｃから２００３ｃをマルチユーザＭＩＭＯによって空間多重する場合として、端末装置２００１ｃ（第１の端末装置）および端末装置２００３ｃ（第３の端末装置）への下りリンク通信ではマルチキャリア伝送方式を、端末装置２００２ｃ（第２の端末装置）および端末装置２００４ｃ（第４の端末装置）への下りリンク通信ではシングルキャリア伝送を用いる場合を例として説明する。
まずは、第３の実施の形態における基地局装置について説明する。
図１２は、本実施の形態における基地局装置１０００ｃの構成を示すブロック図である。
図１２は、本実施の形態における基地局装置１０００ｃの構成を示すブロック図である。
無線受信部１２２７は、アンテナ部１２２６を通じて第１の端末装置から第４の端末装置までの４つの端末装置から送信された信号を受信する。
ＣＳＩ取得部１２２８は、受信した信号から、第１の端末装置から第４の端末装置がそれぞれ送信したチャネル状態情報であるＣＳＩを取得する。
ＣＳＩ取得部１２２８は、受信した信号から、第１の端末装置から第４の端末装置がそれぞれ送信したチャネル状態情報であるＣＳＩを取得する。
符号化部１２０１、１２０２、１２０３および１２０４は、それぞれ第１の端末装置宛のデータ系列、第２の端末装置宛のデータ系列、第３の端末装置宛のデータ系列および第４の端末装置宛のデータ系列に対して誤り訂正符号化を行う。
変調部１２０５、１２０６、１２０７および１２０８は、それぞれ誤り訂正符号化された第１の端末装置宛のデータ系列から第４の端末装置宛のデータ系列に対して変調を施し、それぞれ第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボル、第２の端末装置宛の時間シンボル毎の変調シンボル、第３の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルおよび第４の端末装置宛の時間シンボル毎の変調シンボルを出力する。
マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部１２０９は、ＣＳＩ取得部１２２８で取得した各端末装置のＣＳＩに基づいて、各端末装置宛の変調シンボルに対して信号処理を施し、送信に使用するアンテナ部１２２６のアンテナ毎のマルチユーザＭＩＭＯシンボルを、マルチキャリア伝送のサブキャリアに対応する周波数成分毎に生成する。なお、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部の詳細については後述する。
パイロット多重部１２１０、１２１１、１２１２および１２１３は、アンテナ部１２２６の各アンテナから送信するパイロット信号を、各アンテナから送信するマルチユーザＭＩＭＯシンボルにそれぞれ多重する。なおパイロット信号の多重は、各端末装置において各アンテナから送信されたパイロット信号がそれぞれ識別できる形で受信されるように多重されることが好ましく、例えば時分割で多重しても良いし、サブキャリアで分割するような周波数分割で多重しても良いし、符号分割によって多重しても良い。
ＩＦＦＴ部１２１４、１２１５、１２１６および１２１７は、パイロット信号が多重されたアンテナ毎のマルチユーザＭＩＭＯ信号に対して、それぞれＩＦＦＴなどの周波数時間変換を施し、時間領域の信号へ変換する。
ＧＩ挿入部１２１８、１２１９、１２２０および１２２１は、アンテナ毎の時間領域信号にそれぞれＧＩを挿入する。
無線送信部１２２２、１２２３、１２２４および１２２５は、ＧＩの挿入された信号をアンテナ部１２２６のそれぞれのアンテナを通じて送信する。
制御部１２２９は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
無線送信部１２２２、１２２３、１２２４および１２２５は、ＧＩの挿入された信号をアンテナ部１２２６のそれぞれのアンテナを通じて送信する。
制御部１２２９は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
この基地局装置１０００ｃの動作については、第１の実施の形態において端末装置が増加した場合であり、上記構成の説明により理解できるものであり、説明は省略する。
図１３は、本実施の形態におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部１２０９の一構成例を示すブロック図である。このマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部を１２０９ａとする。
直並列変換部１３０１は、変調部１２０５で生成されたマルチキャリア伝送で送信する第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを直並列変換し、各サブキャリアに割り当てる。
剰余演算部１３０２は、各変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余（モジュロ）演算を施す。なお、この剰余演算は、干渉成分を減算することによって増加する送信電力を抑圧するために行われるものであるため、ＴＨＰを用いたマルチユーザＭＩＭＯ信号の生成においては、最初に生成する端末装置宛の信号に関しては干渉成分が含まれないことから、剰余演算を施さなくても良い（剰余演算部１３０２は省略できる）。
ＱＲ分解部１３１５は、ＣＳＩ取得部１２２８で取得した各端末装置のＣＳＩから、基地局装置１０００ｃの各アンテナと各端末装置のアンテナとの間の複素伝搬路利得を要素に持つチャネル行列Ｈをサブキャリア毎に生成する。そして、そのチャネル行列Ｈのエルミート共役ＨHにＱＲ分解を施して、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとに分解し、上三角行列Ｒを干渉成分算出部１３１４へ、ユニタリ行列Ｑを線形フィルタ部１３１６へ出力する。
干渉成分算出部１３１４は、ＱＲ分解部１３１５で求めた上三角行列Ｒのエルミート共役ＲH（下三角行列となる）を求め、剰余演算部１３０２が出力した第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルが、第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分を算出する。例えば、上記のように第１の端末装置（１行目の要素に対応）、第２の端末装置（２行目の要素に対応）、第３の端末装置（３行目の要素に対応）および第４の端末装置（４行目の要素に対応）の４つの端末装置でマルチユーザＭＩＭＯを行う場合、下三角行列ＲHの２行１列目の要素が第１の端末装置宛の変調シンボルが第２の端末装置宛の周波数成分シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表している。従って、この要素に第１の端末装置宛の変調シンボルを乗じることによって干渉成分を算出できる。
ＩＦＦＴ部１３１２は、干渉成分算出部１３１４で算出した第１の端末装置宛の変調シンボルが第２の端末装置宛の周波数成分シンボルへ及ぼす干渉成分に対してＩＦＦＴなどによって周波数時間変換を施し、この干渉成分の時間信号を生成する。
干渉成分減算部１３０３は、変調部１２０６で生成されたシングルキャリア伝送で送信する第２の端末装置宛の変調シンボルから、ＩＦＦＴ部１３１２で生成した干渉成分の時間信号を減算する。
干渉成分減算部１３０３は、変調部１２０６で生成されたシングルキャリア伝送で送信する第２の端末装置宛の変調シンボルから、ＩＦＦＴ部１３１２で生成した干渉成分の時間信号を減算する。
剰余演算部１３０４は、干渉成分の時間信号が減算された第２の端末装置宛の変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す。
ＦＦＴ部１３０５は、剰余演算を施した、干渉成分減算後の第２の端末装置宛の変調シンボルに対してＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換する。
ＦＦＴ部１３０５は、剰余演算を施した、干渉成分減算後の第２の端末装置宛の変調シンボルに対してＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換する。
干渉成分算出部１３１４は、ＱＲ分解部１３１５で求めた上三角行列Ｒのエルミート共役ＲH（下三角行列となる）に基づいて、剰余演算部１３０２が出力した第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルおよびＦＦＴ部１３０５が出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第３の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する。上記で第２の端末装置宛の周波数成分シンボルに与える干渉成分を算出した場合と同様に、下三角行列ＲHの３行１列目の要素が、第１の端末装置宛の変調シンボルが第３の端末装置宛の変調シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表しており、３行２列目の要素が第２の端末装置宛の周波数成分シンボルが第３の端末装置宛の変調シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表している。そのため、これらの要素にそれぞれ第１の端末装置宛の変調シンボルおよび第２の端末装置宛の周波数成分シンボルを乗じたものを足し合わせることによって干渉成分を算出できる。
直並列変換部１３０６は、変調部１２０７で生成されたマルチキャリア伝送で送信する第３の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを直並列変換し、各サブキャリアに割り当てる。
干渉成分減算部１３０７は、直並列変換部１３０６から出力された各サブキャリアの変調シンボルから、干渉成分算出部１３１４で算出した第３の端末装置宛の変調シンボルに対する干渉成分を減算する。
剰余演算部１３０８は、干渉成分が減算された第３の端末装置宛の変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す。
干渉成分減算部１３０７は、直並列変換部１３０６から出力された各サブキャリアの変調シンボルから、干渉成分算出部１３１４で算出した第３の端末装置宛の変調シンボルに対する干渉成分を減算する。
剰余演算部１３０８は、干渉成分が減算された第３の端末装置宛の変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す。
干渉成分算出部１３１４は、ＱＲ分解部１３１５で求めた上三角行列Ｒのエルミート共役ＲH（下三角行列となる）に基づいて、剰余演算部１３０２が出力した第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボル、ＦＦＴ部１３０５が出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルおよび剰余演算部１３０８が出力した第３の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルが、第４の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分を算出する。上記で第２および第３の端末装置宛の周波数成分シンボルおよび変調シンボルに与える干渉成分を算出した場合と同様に、下三角行列ＲHの４行１列目の要素が第１の端末装置宛の変調シンボルが第４の端末装置宛の周波数成分シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表しており、４行２列目の要素が第２の端末装置宛の周波数成分シンボルが第４の端末装置宛の周波数成分シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表しており、４行３列目の要素が第３の端末装置宛の変調シンボルが第４の端末装置宛の周波数成分シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表している。そのため、これらの要素にそれぞれ第１の端末装置宛の変調シンボル、第２の端末装置宛の周波数成分シンボル、および第３の端末装置宛の変調シンボルを乗じたものを足し合わせることによって干渉成分を算出できる。
ＩＦＦＴ部１３１３は、干渉成分算出部１３１４で算出した第４の端末装置宛の周波数成分シンボルに対する干渉成分に対してＩＦＦＴなどによって周波数時間変換を施し、この干渉成分の時間信号を生成する。
干渉成分減算部１３０９は、変調部１２０８で生成されたシングルキャリア伝送で送信する第４の端末装置宛の変調シンボルから、ＩＦＦＴ部１３１３で生成した干渉成分の時間信号を減算する。
剰余演算部１３１０は、干渉成分の時間信号が減算された第４の端末装置宛の変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す。
干渉成分減算部１３０９は、変調部１２０８で生成されたシングルキャリア伝送で送信する第４の端末装置宛の変調シンボルから、ＩＦＦＴ部１３１３で生成した干渉成分の時間信号を減算する。
剰余演算部１３１０は、干渉成分の時間信号が減算された第４の端末装置宛の変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す。
ＦＦＴ部１３１１は、剰余演算を施した、干渉成分減算後の第４の端末装置宛の変調シンボルに対してＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換する。
線形フィルタ部１３１６は、剰余演算部１３０２が出力した第１の端末装置宛の変調シンボル、ＦＦＴ部１３０５が出力した第２の端末装置宛の周波数成分シンボル、剰余演算部１３０８が出力した第３の端末装置宛の変調シンボルおよびＦＦＴ部１３１１が出力した第４の端末装置宛の周波数成分シンボルを入力として、サブキャリア毎にＱＲ分解部１３１５で算出したユニタリ行列Ｑを線形フィルタとして乗算し、アンテナ部１２２６の各アンテナからそれぞれ送信すべきマルチユーザＭＩＭＯシンボルを出力する。
このマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部１２０９ａの動作について、第２の実施の形態のマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０５ｂにおいて端末装置が増加した場合であり、上記構成の説明により理解できるものであり、説明は省略する。
図１４は、本実施の形態におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部１２０９の他の構成例を示すブロック図である。このマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部を１２０９ｂとする。
この例では、マルチユーザＭＩＭＯで空間多重する端末装置の数だけ処理ブロックを用意することなく、ＴＨＰで干渉成分を減算していく順序に応じて、シングルキャリア伝送を用いる端末装置向けの処理とマルチキャリア伝送を用いる端末装置向けの処理とを切り替えながらマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する。
この例では、マルチユーザＭＩＭＯで空間多重する端末装置の数だけ処理ブロックを用意することなく、ＴＨＰで干渉成分を減算していく順序に応じて、シングルキャリア伝送を用いる端末装置向けの処理とマルチキャリア伝送を用いる端末装置向けの処理とを切り替えながらマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する。
ＱＲ分解部１４１１は、ＣＳＩ取得部１２２８で取得した各端末装置のＣＳＩから、基地局装置１０００ｃの各アンテナと各端末装置のアンテナとの間の複素伝搬路利得を要素に持つチャネル行列Ｈをサブキャリア毎に生成する。そして、そのチャネル行列Ｈのエルミート共役ＨHにＱＲ分解を施して、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとに分解し、上三角行列Ｒを干渉成分算出部１４１０へ、ユニタリ行列Ｑを線形フィルタ部１４１２へ出力する。
干渉成分算出部１４１０は、ＱＲ分解部１４１１で求めた上三角行列Ｒのエルミート共役ＲH（下三角行列となる）を求め、シンボル選択部１４０８が出力した第１から第ｋ−１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルまたは周波数成分シンボルが、第ｋの端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルまたは周波数成分シンボルに与える干渉成分を算出する。例えば、下三角行列ＲHのｋ行の１列目からｋ−１列目の要素がそれぞれ第１の端末装置から第ｋ−１の端末装置宛の変調シンボルまたは周波数成分シンボルが第ｋの端末装置宛の変調シンボルまたは周波数成分シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表している。従って、これら要素に第１の端末装置から第ｋ−１の端末装置宛の変調シンボルまたは周波数成分シンボルをそれぞれ乗じたものを足し合わせることによって干渉成分を算出できる。
次に、まず、第ｋの端末装置がマルチキャリア伝送を用いる端末装置である場合の処理について説明する。
処理選択部１４０１は、処理しようとする第ｋの端末装置がマルチキャリア伝送を用いる端末装置であるため、入力された第ｋの端末装置宛の変調シンボルを直並列変換部１４０２に出力する。
直並列変換部１４０２は、第ｋの端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを直並列変換し、各サブキャリアに割り当てる。
干渉成分減算部１４０３は、直並列変換部１４０２から出力された各サブキャリアの変調シンボルから、干渉成分算出部１４１０で算出した第ｋの端末装置宛の変調シンボルに対する干渉成分を減算する。
直並列変換部１４０２は、第ｋの端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを直並列変換し、各サブキャリアに割り当てる。
干渉成分減算部１４０３は、直並列変換部１４０２から出力された各サブキャリアの変調シンボルから、干渉成分算出部１４１０で算出した第ｋの端末装置宛の変調シンボルに対する干渉成分を減算する。
剰余演算部１４０４は、各変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余（モジュロ）演算を施す。なお、この剰余演算は、干渉成分を減算することによって増加する送信電力を抑圧するために行われるものであるため、ＴＨＰを用いたマルチユーザＭＩＭＯ信号の生成においては、最初に生成する端末装置宛の信号に関しては干渉成分が含まれないことから、ｋ＝１の場合は剰余演算を施さなくても良い。
シンボル選択部１４０８は、剰余演算部１４０４が出力した第ｋの端末装置宛の変調シンボルを選択して出力する。
次に、第ｋの端末装置がシングルキャリア伝送を用いる端末装置である場合の処理について説明する。
処理選択部１４０１は、処理しようとする第ｋの端末装置がシングルキャリア伝送を用いる端末装置であるため、入力された第ｋの端末装置宛の変調シンボルを干渉成分減算部１４０５に出力する。
ＩＦＦＴ部１４０９は、干渉成分算出部１４１０で算出した第ｋの端末装置宛の周波数成分シンボルに対する干渉成分に対してＩＦＦＴなどによって周波数時間変換を施し、この干渉成分の時間信号を生成する。
干渉成分減算部１４０５は、処理選択部１４０１から出力されたシングルキャリア伝送で送信する第ｋの端末装置宛の変調シンボルから、ＩＦＦＴ部１４０９で生成した干渉成分の時間信号を減算する。
ＩＦＦＴ部１４０９は、干渉成分算出部１４１０で算出した第ｋの端末装置宛の周波数成分シンボルに対する干渉成分に対してＩＦＦＴなどによって周波数時間変換を施し、この干渉成分の時間信号を生成する。
干渉成分減算部１４０５は、処理選択部１４０１から出力されたシングルキャリア伝送で送信する第ｋの端末装置宛の変調シンボルから、ＩＦＦＴ部１４０９で生成した干渉成分の時間信号を減算する。
剰余演算部１４０６は、各変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余（モジュロ）演算を施す。なお、この剰余演算は、干渉成分を減算することによって増加する送信電力を抑圧するために行われるものであるため、ＴＨＰを用いたマルチユーザＭＩＭＯ信号の生成においては、最初に生成する端末装置宛の信号に関しては干渉成分が含まれないことから、ｋ＝１の場合は剰余演算を施さなくても良い。
ＦＦＴ部１４０７は、剰余演算を施した、干渉成分減算後の第ｋの端末装置宛の変調シンボルに対してＦＦＴなどによって時間周波数変換を施し、サブキャリア毎の周波数成分シンボルに変換する。
シンボル選択部１４０８は、ＦＦＴ部１４０７が出力した第ｋの端末装置宛の周波数成分シンボルを選択して出力する。
シンボル選択部１４０８は、ＦＦＴ部１４０７が出力した第ｋの端末装置宛の周波数成分シンボルを選択して出力する。
最終的に、線形フィルタ部１４１２は、シンボル選択部１４０８が各端末装置についてそれぞれ出力した、各サブキャリアの変調シンボルまたは周波数成分シンボルを入力として、サブキャリア毎にＱＲ分解部１４１１で算出したユニタリ行列Ｑを線形フィルタとして乗算し、アンテナ部１２２６の各アンテナからそれぞれ送信すべきマルチユーザＭＩＭＯシンボルを出力する。
なお、本実施の形態における端末装置は、第２の実施の形態における端末装置２００１ｂ（図９）、端末装置２００２ｂ（図１０）または端末装置２０１０ｂ（図１１）と同じであるので説明を省略する。
以下に、第３の実施の形態の無線通信システムにおける基地局装置１０００ｃの送信動作について説明する。
各端末装置２００１、２００２、２００３、２００４は、基地局装置１０００ｃからの信号を受信して、それに基づいて伝送路状態を推定し、その伝送路状態によってＣＳＩを生成して基地局装置１０００ｃに送信する。
以上に説明したように、本実施の形態における基地局装置１０００ｃでは、マルチキャリア伝送で送信する端末装置宛の信号がシングルキャリア伝送で送信する端末装置宛の信号に及ぼす干渉（ＭＵＩ）をＴＨＰによって抑圧する場合、マルチキャリア伝送で送信する端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルとＣＳＩを基にサブキャリア毎の干渉成分を算出し、算出したサブキャリア毎の干渉成分をＩＦＦＴなどの周波数時間変換によって時間信号に変換した上で、シングルキャリア伝送で送信する端末装置宛の変調シンボル（時間信号）から減算し、さらにその干渉減算結果に剰余演算を施した後、ＦＦＴなどの時間周波数変換によってサブキャリアに対応する周波数成分シンボルに変換したものに線形フィルタを乗算することによって、各ユーザ宛の信号間で生じるユーザ間干渉ＭＵＩを抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成することが可能となる。
さらに、シングルキャリア伝送で送信する端末装置宛の信号がマルチキャリア伝送で送信する端末装置宛の信号に及ぼす干渉（ＭＵＩ）をＴＨＰによって抑圧する場合、シングルキャリア伝送で送信する端末装置宛の変調シンボル（時間信号）をＦＦＴなどの時間周波数変換によってサブキャリアに対応する周波数成分シンボルに変換し、この周波数成分シンボルとＣＳＩを基にサブキャリア毎の干渉成分を算出し、算出したサブキャリア毎の干渉成分をマルチキャリア伝送で送信する端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルから減算し、さらにその干渉減算結果に剰余演算を施した後、線形フィルタを乗算することによって、各ユーザ宛の信号間で生じるユーザ間干渉ＭＵＩを抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成することが可能となる。
これにより、シングルキャリア伝送方式を用いる端末装置とマルチキャリア伝送方式を用いる端末装置を複数組み合わせて、下りリンク通信をマルチユーザＭＩＭＯによって空間多重することが可能となる。
なお、上記の各実施の形態では、一例としてシングルキャリア伝送方式を用いる端末装置とマルチキャリア伝送方式を用いる端末装置を組み合わせてマルチユーザＭＩＭＯで空間多重する場合について説明をしたがこれに限られるものではない。
上記の各実施の形態における時間周波数変換および周波数時間変換の代わりに拡散および逆拡散を用い、例えば、図１３のＦＦＴ部１３０５およびＦＦＴ部１３１１を拡散部とし、ＩＦＦＴ部１３１２およびＩＦＦＴ部１３１３を逆拡散部とすることで、ＯＦＤＭとＭＣ−ＣＤＭ方式を下りリンクで用いる複数の端末装置をマルチユーザＭＩＭＯによって空間多重できる。
またＦＦＴや拡散に限らず、任意の線形変換及びその逆線形変換で表される方式を適用することも可能であり、例えば、拡散部および逆拡散部、並びにＦＦＴ部及びＩＦＦＴ部を両方用いることによって、直接系列符号分割多重（Direct-Sequence Code Division Multiplexing：ＤＳ−ＣＤＭ）方式とＯＦＤＭ方式を用いた空間多重や、ＤＦＴ−Ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform - Ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭ）方式とＭＣ−ＣＤＭＡ方式を用いた空間多重をすることができ、さらに、時間周波数変換後に周波数軸上のスペクトルの並び替えや分散配置も考慮に入れると、これらとＣｌｕｓｔｅｒｅｄ−ＤＦＴ−Ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭとも空間多重でき、またこれらの方式のうち３種類以上を組み合わせて空間多重することもできる。
本発明による基地局装置および端末装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施の形態の機能を実現するように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）であっても良い。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭ（Random Access Memory）に蓄積され、その後、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ（Read Only Memory）などの各種ＲＯＭやＨＤＤ（Hard Disk Drive）に格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行われる。
また、図２等の各構成の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、上述した実施形態における通信装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。通信装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
以上、この発明の実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等された発明も含まれる。
２０１，２０２ 符号化部
２０３，２０４ 変調部
２０５ マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部
２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部
２０６，２０７ パイロット多重部
２０８，２０９ ＩＦＦＴ部
２１０，２１１ ＧＩ挿入部
２１２，２１３ 無線送信部
２１４ アンテナ部
２１５ 無線受信部
２１６ ＣＳＩ取得部
２１７ 制御部
３０１ 直並列変換部
３０２ ＦＦＴ部
３０３ フィルタ算出部
３０４ 線形フィルタ部
７０１ 直並列変換部
７０２ 剰余演算部
７０３ 干渉成分減算部
７０４ 剰余演算部
７０５ ＦＦＴ部
７０６ 干渉成分算出部
７０７ ＩＦＦＴ部
７０８ ＱＲ分解部
７０９ 線形フィルタ部
８０１ 剰余演算部
８０２ ＦＦＴ部
８０３ 直並列変換部
８０４ 干渉成分減算部
８０５ 剰余演算部
８０６ 干渉成分算出部
８０７ ＱＲ分解部
８０８ 線形フィルタ部
９０１ 無線受信部
９０２ ＧＩ除去部
９０３ ＦＦＴ 部
９０４ パイロット分離部
９０５ 並直列変換部
９０６ 剰余演算部
９０７ 復調部
９０８ 復号化部
９０９ 伝搬路推定部
９１０ ＣＳＩ生成部
９１１ 無線送信部
１２０１〜１２０４ 符号化部
１２０５〜１２０８ 変調部
１２０９，１２０９ａ，１２０９ｂ マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部
１２１０ パイロット多重部
１２１４〜１２１７ ＩＦＦＴ部
１２１８〜１２２１ ＧＩ挿入部
１２２２〜１２２５ 無線送信部
１２２６ アンテナ部
１２２７ 無線受信部
１２２８ 取得部
１２２９ 制御部
１３０１，１３０６ 直並列変換部
１３０２，１３０４，１３０８，１３１０ 剰余演算部
１３０３，１３０７，１３０９ 干渉成分減算部
１３０５，１３１１ ＦＦＴ部
１３１２，１３１３ ＩＦＦＴ 部
１３１４ 干渉成分算出部
１３１５ ＱＲ 分解部
１３１６ 線形フィルタ部
１４０１ 処理選択部
１４０２ 直並列変換部
１４０３，１４０５ 干渉成分減算部
１４０４，１４０６ 剰余演算部
１４０７ ＦＦＴ部
１４０８ シンボル選択部
１４０９ ＩＦＦＴ部
１４１０ 干渉成分算出部
１４１１ ＱＲ 分解部
１４１２ 線形フィルタ部
２０３，２０４ 変調部
２０５ マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部
２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部
２０６，２０７ パイロット多重部
２０８，２０９ ＩＦＦＴ部
２１０，２１１ ＧＩ挿入部
２１２，２１３ 無線送信部
２１４ アンテナ部
２１５ 無線受信部
２１６ ＣＳＩ取得部
２１７ 制御部
３０１ 直並列変換部
３０２ ＦＦＴ部
３０３ フィルタ算出部
３０４ 線形フィルタ部
７０１ 直並列変換部
７０２ 剰余演算部
７０３ 干渉成分減算部
７０４ 剰余演算部
７０５ ＦＦＴ部
７０６ 干渉成分算出部
７０７ ＩＦＦＴ部
７０８ ＱＲ分解部
７０９ 線形フィルタ部
８０１ 剰余演算部
８０２ ＦＦＴ部
８０３ 直並列変換部
８０４ 干渉成分減算部
８０５ 剰余演算部
８０６ 干渉成分算出部
８０７ ＱＲ分解部
８０８ 線形フィルタ部
９０１ 無線受信部
９０２ ＧＩ除去部
９０３ ＦＦＴ 部
９０４ パイロット分離部
９０５ 並直列変換部
９０６ 剰余演算部
９０７ 復調部
９０８ 復号化部
９０９ 伝搬路推定部
９１０ ＣＳＩ生成部
９１１ 無線送信部
１２０１〜１２０４ 符号化部
１２０５〜１２０８ 変調部
１２０９，１２０９ａ，１２０９ｂ マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部
１２１０ パイロット多重部
１２１４〜１２１７ ＩＦＦＴ部
１２１８〜１２２１ ＧＩ挿入部
１２２２〜１２２５ 無線送信部
１２２６ アンテナ部
１２２７ 無線受信部
１２２８ 取得部
１２２９ 制御部
１３０１，１３０６ 直並列変換部
１３０２，１３０４，１３０８，１３１０ 剰余演算部
１３０３，１３０７，１３０９ 干渉成分減算部
１３０５，１３１１ ＦＦＴ部
１３１２，１３１３ ＩＦＦＴ 部
１３１４ 干渉成分算出部
１３１５ ＱＲ 分解部
１３１６ 線形フィルタ部
１４０１ 処理選択部
１４０２ 直並列変換部
１４０３，１４０５ 干渉成分減算部
１４０４，１４０６ 剰余演算部
１４０７ ＦＦＴ部
１４０８ シンボル選択部
１４０９ ＩＦＦＴ部
１４１０ 干渉成分算出部
１４１１ ＱＲ 分解部
１４１２ 線形フィルタ部
Claims (13)
- マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置であって、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、
前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、
基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいて、サブキャリア毎に線形フィルタを算出するフィルタ算出手段と、
直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルが時間周波数変換された前記周波数成分シンボルとに、前記フィルタ算出手段が算出した前記線形フィルタをサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段と、
を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする基地局装置。 - 前記フィルタ算出手段は、前記各端末装置から通知されたチャネル状態情報に基づいて線形フィルタである重み行列として算出することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
- マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置であって、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、
前記各サブキャリアに割り当てられた変調シンボルから、干渉成分を減算する第１の干渉成分減算手段と、
干渉成分が減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対して剰余演算を施す第１の剰余演算手段と、
前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから、干渉成分を減算する第２の干渉成分減算手段と、
干渉成分が減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対して剰余演算を施す第２の剰余演算手段と、
剰余演算が施された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、
前記第１の剰余演算手段の剰余演算結果、前記時間周波数変換手段の時間周波数変換結果、および基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態とに基づいて、前記各端末装置が受ける干渉成分を各サブキャリアに対応する周波数成分毎に算出する干渉成分算出手段と、
前記算出された各サブキャリアに対応する周波数成分毎の干渉成分を周波数時間変換し、干渉成分の時間信号を算出する周波数時間変換手段と、
前記第１の剰余演算手段の剰余演算結果と、前記時間周波数変換手段の時間周波数変換結果の周波数成分シンボルとに対して、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいて生成した線形フィルタを乗算してマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段とを備え、
前記第１の干渉成分減算手段は、減算する干渉成分として前記干渉成分算出手段で算出した各サブキャリアに対応する周波数成分毎の干渉成分を用い、
前記第２の干渉成分減算手段は、減算する干渉成分として前記周波数時間変換手段で算出した干渉成分の時間信号を用い、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする基地局装置。 - マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置であって、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、
直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算手段と、
基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解手段と、
前記上三角行列に基づいて、前記第１の剰余演算手段により演算した前記第１の端末装
置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが、前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出手段と、
前記干渉成分算出手段により算出した干渉成分に対して周波数時間変換を施して干渉成分の時間信号を生成する時間信号生成手段と、
前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから干渉成分の時間信号を減算する干渉成分減算手段と、
干渉成分の時間信号を減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算手段と、
剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、
前記第１の剰余演算手段が出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換手段が出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段と、
を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする基地局装置。 - マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置であって、
前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算手段と、
剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、
基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解手段と、
前記上三角行列に基づいて、前記時間周波数変換手段が出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出手段と、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、
直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルから、前記干渉成分算出手段で生成した干渉成分を減算する干渉成分減算手段と、
干渉成分を減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算手段と、
前記第２の剰余演算手段が出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換手段が出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段と、
を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする基地局装置。 - マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリ
ア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置であって、
端末装置宛の変調シンボルが前記第１の端末装置宛か、前記第２の端末装置宛かを判断して出力先を選択する処理選択手段と、
前記処理選択手段により出力された第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換手段と、
直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルから、該変調シンボルに対する干渉成分を算出する干渉成分算出手段で生成した干渉成分を減算する第１の干渉成分減算手段と、
干渉成分を減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算手段と、
前記処理選択手段により出力された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから干渉成分の時間信号を減算する第２の干渉成分減算手段と、
干渉成分の時間信号を減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算手段と、
剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換手段と、
基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解手段と、
前記上三角行列に基づいて、前記第１の剰余演算手段により演算した前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分、あるいは前記時間周波数変換手段が出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出手段と、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分の場合、干渉成分に対して周波数時間変換を施して干渉成分の時間信号を生成して前記第２の干渉成分減算手段に出力する時間信号生成手段と、
前記第１の剰余演算手段が出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換手段が出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算することによって、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタ手段と、
を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする基地局装置。 - 請求項１乃至６のいずれかに記載の基地局装置と、
マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置と、
シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置と、
を備えた無線通信システム。 - マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置の送信方法であって、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、
前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換ステップと、
基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいて、サブキャリア毎に線形フィルタを算出するフィルタ算出ステップと、
直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、時間周波数変換された前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記フィルタ算出ステップで算出した前記線形フィルタをサブキャリア毎に乗算することによって、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップと、
を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする基地局装置の送信方法。 - マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置の送信方法であって、
前記第１の端末装置宛の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、
前記各サブキャリアに割り当てられた変調シンボルから、干渉成分を減算する第１の干渉成分減算ステップと、
干渉成分が減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対して剰余演算を施す第１の剰余演算ステップと、
前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから、干渉成分を減算する第２の干渉成分減算ステップと、
干渉成分が減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対して剰余演算を施す第２の剰余演算ステップと、
剰余演算が施された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアに対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換ステップと、
前記第１の剰余演算ステップの剰余演算結果、前記時間周波数変換ステップの時間周波数変換結果、および基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態とに基づいて、前記各端末装置が受ける干渉成分を各サブキャリアに対応する周波数成分毎に算出する干渉成分算出ステップと、
前記算出された各サブキャリアに対応する周波数成分毎の干渉成分を周波数時間変換し、干渉成分の時間信号を算出する周波数時間変換ステップと、
前記第１の剰余演算ステップの剰余演算結果と、前記時間周波数変換ステップの時間周波数変換結果の周波数成分シンボルに対して、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいて生成した線形フィルタを乗算してマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップとを備え、
前記第１の干渉成分減算ステップは、減算する干渉成分として前記干渉成分算出ステップで算出した各サブキャリアに対応する周波数成分毎の干渉成分を用い、
前記第２の干渉成分減算ステップは、減算する干渉成分として前記周波数時間変換ステップで算出した干渉成分の時間信号を用い、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする基地局装置の送信方法。 - マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置の送信方法であって、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、
直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算ステップと、
基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解ステップと、
前記上三角行列に基づいて、前記第１の剰余演算ステップで演算した前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが、前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出ステップと、
前記干渉成分算出ステップにより算出した干渉成分に対して周波数時間変換を施して干渉成分の時間信号を生成する時間信号生成ステップと、
前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから前記干渉成分の時間信号を減算する干渉成分減算ステップと、
干渉成分の時間信号を減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算ステップと、
剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルを生成する時間周波数変換ステップと、
前記第１の剰余演算ステップで出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換ステップで出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算することによって、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップと、
を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする基地局装置の送信方法。 - マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置の送信方法であって、
前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算ステップと、
剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換ステップと、
基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解ステップと、
前記上三角行列に基づいて、前記時間周波数変換ステップで出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出ステップと、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、
直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルから、前記干渉成分算出ステップで生成した干渉成分を減算する干渉成分減算ステップと、
干渉成分を減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算ステップと、
前記第２の剰余演算ステップで出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換ステップで出力した前記第２の端末装置宛の変調シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップと、
を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする基地局装置の送信方法。 - マルチキャリア伝送を用いる一つ以上の第１の端末装置宛のデータと、シングルキャリア伝送を用いる一つ以上の第２の端末装置宛のデータとを、マルチユーザＭＩＭＯを用いて空間多重して同時に送信する基地局装置の送信方法であって、
端末装置宛の変調シンボルが前記第１の端末装置宛か、前記第２の端末装置宛かを判断して出力先を選択する処理選択ステップと、
前記処理選択ステップにより出力された第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを、直並列変換して各サブキャリアに割り当てる直並列変換ステップと、
直並列変換された前記第１の端末装置宛の変調シンボルから、該変調シンボルに対する干渉成分を算出する干渉成分算出ステップで生成した干渉成分を減算する第１の干渉成分減算ステップと、
干渉成分を減算された前記第１の端末装置宛の変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第１の剰余演算ステップと、
前記処理選択ステップで出力された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルから干渉成分の時間信号を減算する第２の干渉成分減算ステップと、
干渉成分の時間信号を減算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルに対し、予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す第２の剰余演算ステップと、
剰余演算された前記第２の端末装置宛の時間シンボルの変調シンボルを、時間周波数変換して、マルチキャリア伝送の各サブキャリアの周波数に対応する周波数成分毎のシンボルである周波数成分シンボルに変換する時間周波数変換ステップと、
基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間のチャネル状態に基づいてチャネル行列をサブキャリア毎に生成し、前記チャネル行列のエルミート共役にＱＲ分解を施して、ユニタリ行列と上三角行列とに分解するＱＲ分解ステップと、
前記上三角行列に基づいて、前記第１の剰余演算ステップで演算した前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分、あるいは前記時間周波数変換ステップで出力した第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルが第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する干渉成分算出ステップと、
前記第１の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルが前記第２の端末装置宛の各サブキャリアの周波数成分シンボルに与える干渉成分の場合、干渉成分に対して周波数時間変換を施して干渉成分の時間信号を生成して前記第２の干渉成分減算ステップに出力する時間信号生成ステップと、
前記第１の剰余演算ステップが出力した前記第１の端末装置宛の変調シンボルと、前記時間周波数変換ステップが出力した前記第２の端末装置宛の周波数成分シンボルとに、前記ユニタリ行列を線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算し、各端末装置宛の信号間で生じる干渉を抑圧したマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する線形フィルタステップと、
を備え、
前記一つ以上の第１の端末装置と前記一つ以上の第２の端末装置宛に、干渉を抑圧した前記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを空間多重して同時に送信することを特徴とする基地局装置の送信方法。 - コンピュータに、請求項８乃至１２のいずれかに記載の送信方法の各ステップを実行させるための送信プログラム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010094889A JP5538988B2 (ja) | 2010-04-16 | 2010-04-16 | 基地局装置、無線通信システム、基地局装置の送信方法、及び送信プログラム |
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