JP5568162B2 - チャネル情報圧縮装置及び方法、コンピュータプログラム、受信機 - Google Patents
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Description
本発明は、チャネル情報圧縮装置及び方法、コンピュータプログラム、受信機に関する。
次世代の無線通信システムにおいては、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）システムを採用することが検討されている。ＭＩＭＯシステムでは、送信機が送信データに対して信号伝送路（通信チャネル）の状態を表すチャネル情報（ＣＳＩ：Channel State Information）に基づいたプリコーディング（Precoding）を行うことにより、プリコーディングを行わない場合に比べて周波数利用効率を向上できることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
また、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）の場合、一般的にチャネル情報は受信機で取得されるが、そのチャネル情報に基づいた送信データのプリコーディングを行う方法として以下の２通りの方法（１）、（２）が知られている（例えば、非特許文献２参照）。
（１）受信機が取得したチャネル応答行列を送信機へ送信し、送信機が該チャネル応答行列に応じたプリコーディングを行う。
（２）複数のプリコーダー（Precoder）のインデックス（Index）を有するコードブック（Codebook）を送信機と受信機で共有し、受信機が取得したチャネル応答行列に応じたプリコーダーのインデックスを送信機へ送信し、送信機が該インデックスのプリコーダーを使用する。
（１）受信機が取得したチャネル応答行列を送信機へ送信し、送信機が該チャネル応答行列に応じたプリコーディングを行う。
（２）複数のプリコーダー（Precoder）のインデックス（Index）を有するコードブック（Codebook）を送信機と受信機で共有し、受信機が取得したチャネル応答行列に応じたプリコーダーのインデックスを送信機へ送信し、送信機が該インデックスのプリコーダーを使用する。
M. Vu, A. Paulraj,"MIMO Wireless Linear Precoding", IEEE Signal Processing Magazine, Sep. 2007.
3GPP TS 36.211 V.8.7.0, May 2009.
しかし、上述した従来の方法（１）では、送信機は受信機で得られたチャネル応答行列を用いてプリコーディングを行うことができるが、受信機から送信機へ送るチャネル応答行列の情報量が多いため、その情報送信に使用する無線リソース量が多くなる。従来の方法（２）では、受信機から送信機へ送る情報量を削減できるが、コードブックで表すことのできるプリコーダーの種類が限られるので、受信機で得られたチャネル応答行列に的確なプリコーダーがない場合にはプリコーディング効果が薄れる。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、チャネル情報の精度を良好に保ちながら情報圧縮を行うことのできる、チャネル情報圧縮装置及び方法、コンピュータプログラム、受信機を提供することを課題とする。
（１）本発明に係るチャネル情報圧縮装置は、通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換部と、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮部と、を備えたチャネル情報圧縮装置であり、前記情報圧縮部は、前記離散コサイン変換データの圧縮率を変更可能であり、前記チャネル情報圧縮装置は、共用無線リソースを同時に利用する受信機の個数に応じて、前記離散コサイン変換データの圧縮率を変化させる制御部を備えた、ことを特徴とする。
（２）本発明に係るチャネル情報圧縮装置は、通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換部と、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮部と、を備えたチャネル情報圧縮装置であり、前記離散コサイン変換部は、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、前記チャネル情報圧縮装置は、前記通信チャネルを受信する受信機の移動速度に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御部を備えた、ことを特徴とする。
（３）本発明に係るチャネル情報圧縮装置は、通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換部と、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮部と、を備えたチャネル情報圧縮装置であり、前記離散コサイン変換部は、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、前記チャネル情報圧縮装置は、前記通信チャネルを受信する受信機のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御部を備えた、ことを特徴とする。
（４）本発明に係るチャネル情報圧縮装置は、上記（３）のチャネル情報圧縮装置において、前記受信機はソフトウェア無線受信機であり、前記制御部は、ソフトウェア無線に使用可能なメモリ量の制約に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させることを特徴とする。
（５）本発明に係るチャネル情報圧縮装置は、通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換部と、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮部と、前記離散コサイン変換データの圧縮データを可変長符号化する、符号化単位の大きさを変更可能な可変長符号化部と、前記通信チャネルを受信する受信機のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、前記符号化単位の大きさを変化させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
（６）本発明に係るチャネル情報圧縮装置は、上記（５）のチャネル情報圧縮装置において、前記受信機はソフトウェア無線受信機であり、前記制御部は、ソフトウェア無線に使用可能なメモリ量の制約に応じて、前記符号化単位の大きさを変化させることを特徴とする。
（７）本発明に係るチャネル情報圧縮方法は、通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換ステップと、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮ステップと、を含むチャネル情報圧縮方法であり、前記情報圧縮ステップは、前記離散コサイン変換データの圧縮率を変更可能であり、前記チャネル情報圧縮方法は、共用無線リソースを同時に利用する受信機の個数に応じて、前記離散コサイン変換データの圧縮率を変化させる制御ステップを含む、ことを特徴とする。
（８）本発明に係るチャネル情報圧縮方法は、通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換ステップと、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮ステップと、を含むチャネル情報圧縮方法であり、前記離散コサイン変換ステップは、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、前記チャネル情報圧縮方法は、前記通信チャネルを受信する受信機の移動速度に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御ステップを含む、ことを特徴とする。
（９）本発明に係るチャネル情報圧縮方法は、通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換ステップと、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮ステップと、を含むチャネル情報圧縮方法であり、前記離散コサイン変換ステップは、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、前記チャネル情報圧縮方法は、前記通信チャネルを受信する受信機のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御ステップを含む、ことを特徴とする。
（１０）本発明に係るチャネル情報圧縮方法は、通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換ステップと、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮ステップと、前記離散コサイン変換データの圧縮データを可変長符号化する、符号化単位の大きさを変更可能な可変長符号化ステップと、前記通信チャネルを受信する受信機のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、前記符号化単位の大きさを変化させる制御ステップと、を含むことを特徴とする。
（１１）本発明に係るコンピュータプログラムは、通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換ステップと、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮ステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであり、前記情報圧縮ステップは、前記離散コサイン変換データの圧縮率を変更可能であり、前記コンピュータプログラムは、共用無線リソースを同時に利用する受信機の個数に応じて、前記離散コサイン変換データの圧縮率を変化させる制御ステップをさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
（１２）本発明に係るコンピュータプログラムは、通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換ステップと、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮ステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであり、前記離散コサイン変換ステップは、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、前記コンピュータプログラムは、前記通信チャネルを受信する受信機の移動速度に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御ステップをさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
（１３）本発明に係るコンピュータプログラムは、通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換ステップと、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮ステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであり、前記離散コサイン変換ステップは、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、前記コンピュータプログラムは、前記通信チャネルを受信する受信機のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御ステップをさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
（１４）本発明に係るコンピュータプログラムは、通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換ステップと、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮ステップと、前記離散コサイン変換データの圧縮データを可変長符号化する、符号化単位の大きさを変更可能な可変長符号化ステップと、前記通信チャネルを受信する受信機のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、前記符号化単位の大きさを変化させる制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであることを特徴とする。
（１５）本発明に係る受信機は、ＭＩＭＯシステムの受信機において、前記ＭＩＭＯシステムの送信機と自受信機との間のチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換部と、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮部と、前記圧縮データを前記送信機へ送信する送信部と、を備え、前記情報圧縮部は、前記離散コサイン変換データの圧縮率を変更可能であり、前記受信機は、共用無線リソースを同時に利用する受信機の個数に応じて、前記離散コサイン変換データの圧縮率を変化させる制御部を備えた、ことを特徴とする。
（１６）本発明に係る受信機は、ＭＩＭＯシステムの受信機において、前記ＭＩＭＯシステムの送信機と自受信機との間のチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換部と、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮部と、前記圧縮データを前記送信機へ送信する送信部と、を備え、前記離散コサイン変換部は、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、前記受信機は、自受信機の移動速度に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御部を備えた、ことを特徴とする。
（１７）本発明に係る受信機は、ＭＩＭＯシステムの受信機において、前記ＭＩＭＯシステムの送信機と自受信機との間のチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換部と、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮部と、前記圧縮データを前記送信機へ送信する送信部と、を備え、前記離散コサイン変換部は、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、前記受信機は、自受信機のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御部を備えた、ことを特徴とする。
（１８）本発明に係る受信機は、ＭＩＭＯシステムの受信機において、前記ＭＩＭＯシステムの送信機と自受信機との間のチャネル情報を離散コサイン変換する離散コサイン変換部と、前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮部と、前記離散コサイン変換データの圧縮データを可変長符号化する、符号化単位の大きさを変更可能な可変長符号化部と、自受信機のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、前記符号化単位の大きさを変化させる制御部と、前記可変長符号化された圧縮データを前記送信機へ送信する送信部と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、チャネル情報の精度を良好に保ちながら情報圧縮を行うことができるという効果が得られる。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成を示す概略構成図である。この無線通信システムは、ＭＩＭＯ送信機１とＭＩＭＯ受信機２を有し、ＭＩＭＯ送信機１からＭＩＭＯ受信機２へＭＩＭＯ伝送を行う。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成を示す概略構成図である。この無線通信システムは、ＭＩＭＯ送信機１とＭＩＭＯ受信機２を有し、ＭＩＭＯ送信機１からＭＩＭＯ受信機２へＭＩＭＯ伝送を行う。
図１において、ＭＩＭＯ送信機１は、プリコーディング部１１と送信部１２と制御情報受信部１３とチャネル情報展開部１４を有する。プリコーディング部１１は、チャネル情報（ＣＳＩ）を用いて送信データのプリコーディングを行う。送信部１２は、複数の送信アンテナを有し、プリコーディングされた送信データを複数の送信アンテナから送信する。制御情報受信部１３は、ＭＩＭＯ受信機２から制御情報を受信する。この制御情報は、チャネル情報圧縮符号化データＢと制御データＣを有する。チャネル情報展開部１４は、チャネル情報圧縮符号化データＢと制御データＣを用いてチャネル情報を取得する。チャネル情報展開部１４は、取得したチャネル情報をプリコーディング部１１へ供給する。
ＭＩＭＯ受信機２は、受信部２１とチャネル推定部２２と受信処理部２３とチャネル情報圧縮部２４と制御情報送信部２５と情報取得部２６を有する。受信部２１は、複数の受信アンテナを有し、ＭＩＭＯ送信機１の複数の送信アンテナから送信された信号を複数の受信アンテナで受信する。チャネル推定部２２は、各受信アンテナの受信信号を用いてチャネル情報（ＣＳＩ）を推定する。受信処理部２３は、チャネル情報を用いて受信処理を行い、受信データを取得する。
チャネル情報圧縮部２４は、チャネル推定部２２で推定されたチャネル情報からチャネル情報圧縮符号化データＢを生成する。チャネル情報圧縮部２４は、チャネル情報圧縮符号化データＢと制御データＣを制御情報送信部２５へ出力する。制御情報送信部２５は、チャネル情報圧縮符号化データＢと制御データＣをＭＩＭＯ送信機１へ送信する。情報取得部２６は、チャネル情報圧縮符号化データＢの生成を制御するための制御用情報Ａを取得する。情報取得部２６は、制御用情報Ａをチャネル情報圧縮部２４へ供給する。
図２は、図１に示すチャネル情報圧縮部２４の構成を示すブロック図である。図３は、図１に示すチャネル情報展開部１４の構成を示すブロック図である。
まず、図２を参照してチャネル情報圧縮部２４を説明する。図２において、チャネル情報圧縮部２４は、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）部４１と情報圧縮部４２と可変長符号化部４３と制御部４４を有する。情報圧縮部４２は、情報削除部４５と量子化部４６を有する。
まず、図２を参照してチャネル情報圧縮部２４を説明する。図２において、チャネル情報圧縮部２４は、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）部４１と情報圧縮部４２と可変長符号化部４３と制御部４４を有する。情報圧縮部４２は、情報削除部４５と量子化部４６を有する。
ＤＣＴ部４１には、チャネル推定部２２からチャネル情報（ＣＳＩ）が入力される。ＤＣＴ部４１は、チャネル情報を離散コサイン変換する。チャネル情報の離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データは、情報圧縮部４２へ出力される。離散コサイン変換データは、各周波数成分の情報としてＤＣＴ係数を有する。
情報圧縮部４２は、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮（情報のビット数の削減または情報の削除）する。この理由を説明する。通信チャネルの状態を表すチャネル情報は、離散コサイン変換の結果、低周波成分に情報が集中する。このため、高周波成分が削減または削除されても、チャネル情報の精度を良好に保つことができる。このことに着目し、本発明は、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮するのである。
情報圧縮部４２では、情報削除部４５と量子化部４６によって離散コサイン変換データの情報圧縮が行われる。情報圧縮部４２は、離散コサイン変換データを情報圧縮した圧縮データを可変長符号化部４３へ出力する。可変長符号化部４３は、情報圧縮部４２から受け取った圧縮データを可変長符号化する。可変長符号化部４３は、圧縮データの可変長符号化により得られたチャネル情報圧縮符号化データＢを制御情報送信部２５へ出力する。
制御部４４には、情報取得部２から制御用情報Ａが入力される。制御部４４は、制御用情報Ａに基づいて、ＤＣＴ部４１、情報圧縮部４２及び可変長符号化部４３の動作を制御する。制御部４４は、チャネル情報圧縮符号化データＢに係る制御データＣを制御情報送信部２５へ出力する。
次に、図３を参照してチャネル情報展開部１４を説明する。図３において、チャネル情報展開部１４は、可変長復号化部５１と情報展開部５２と逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ：Inverse Discrete Cosine Transform）部５３と制御部５４を有する。情報展開部５２は、逆量子化部５５と情報補完部５６を有する。これら図３の各部は図２の各部に対応したものである。
可変長復号化部５１には、制御情報受信部１３からチャネル情報圧縮符号化データＢが入力される。可変長復号化部５１は、チャネル情報圧縮符号化データＢを可変長復号化する。可変長復号化部５１は、チャネル情報圧縮符号化データＢの可変長復号化により得られた圧縮データを情報展開部５２へ出力する。
情報展開部５２は、可変長復号化部５１から受け取った圧縮データを情報展開する。情報展開部５２では、逆量子化部５５と情報補完部５６によって圧縮データの情報展開が行われる。情報展開部５２は、圧縮データの情報展開により得られた離散コサイン変換データをＩＤＣＴ部５３へ出力する。ＩＤＣＴ部５３は、離散コサイン変換データを逆離散コサイン変換する。ＩＤＣＴ部５３は、逆離散コサイン変換により得られたチャネル情報（ＣＳＩ）をプリコーディング部１１へ出力する。
制御部５４には、制御情報受信部１３から制御データＣが入力される。制御部５４は、制御データＣに基づいて、可変長復号化部５１、情報展開部５２及びＩＤＣＴ部５３の動作を制御する。
次に、本実施形態に係る離散コサイン変換処理及び逆離散コサイン変換処理、情報圧縮処理及び情報展開処理、可変長符号化処理及び可変長復号化処理、並びに制御処理について詳細に説明する。
［離散コサイン変換処理及び逆離散コサイン変換処理、並びに制御処理］
ＤＣＴ部４１は、チャネル情報から離散コサイン変換の変換単位を生成し、該変換単位で離散コサイン変換を行う。以下、本実施形態に係る離散コサイン変換の変換単位を説明する。
ＤＣＴ部４１は、チャネル情報から離散コサイン変換の変換単位を生成し、該変換単位で離散コサイン変換を行う。以下、本実施形態に係る離散コサイン変換の変換単位を説明する。
本実施形態では、チャネル情報は、ＭＩＭＯ送信機１の複数の送信アンテナとＭＩＭＯ受信機２の複数の受信アンテナとの間のチャネル応答行列である。また、本実施形態に係る無線通信システムは、マルチキャリア伝送方式を使用する。マルチキャリア伝送方式としては、例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式が挙げられる。
チャネル応答行列は、マルチキャリア伝送方式のサブキャリア毎に取得される。本実施形態では、各サブキャリアのチャネル応答行列の同じ要素から、離散コサイン変換の変換単位を構成する。例えば、１０２４個のサブキャリアが存在する場合、１０２４個のサブキャリアの各々に対応する１０２４個のチャネル応答行列がチャネル推定部２２によって取得される。この１０２４個のチャネル応答行列において同じ要素（同じ行かつ同じ列の要素）から離散コサイン変換の変換単位を構成する。
例えば、２行２列のチャネル応答行列の場合に、チャネル応答行列の各要素を１行１列の要素ａ＿１１、１行２列の要素ａ＿１２、２行１列の要素ａ＿２１、２行２列の要素ａ＿２２とする。この場合、各サブキャリアのチャネル応答行列から要素ａ＿１１を抽出し、要素ａ＿１１のみから第１の変換単位を構成する。さらに、各サブキャリアのチャネル応答行列から要素ａ＿１２を抽出し、要素ａ＿１２のみから第２の変換単位を構成する。さらに、各サブキャリアのチャネル応答行列から要素ａ＿２１を抽出し、要素ａ＿２１のみから第３の変換単位を構成する。さらに、各サブキャリアのチャネル応答行列から要素ａ＿２２を抽出し、要素ａ＿２２のみから第４の変換単位を構成する。ＤＣＴ部４１は、それら４つの変換単位（第１から第４の変換単位）を対象にして、変換単位毎に離散コサイン変換を行う。これにより、第１から第４の変換単位の各々に対応する４つの離散コサイン変換データが得られる。情報圧縮部４２は、その離散コサイン変換データ毎に、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する。
各サブキャリアのチャネル応答行列の同じ要素は、各サブキャリアにおける同一通信チャネルの状態を表す。同一通信チャネルであれば、サブキャリア間の状態変化はなだらかである（相関関係が高い）と考えることができる。従って、同一通信チャネルの状態を表す要素のみから構成される変換単位で離散コサイン変換することによって、離散コサイン変換データに含まれる低周波成分に情報が集中することが期待できる。これにより、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮（情報のビット数の削減または情報の削除）しても、各サブキャリアのチャネル応答行列の精度を良好に保つことが可能となる。
なお、全サブキャリアで変換単位を構成してもよく、或いは、一部のサブキャリアで変換単位を構成してもよい。一部のサブキャリアで変換単位を構成する場合、連続したサブキャリア又は等間隔で離れたサブキャリアで変換単位を構成することが、サブキャリア間の通信チャネル状態の相関関係を高く保つという観点から好ましい。
また、チャネル応答行列は一定間隔で取得される。例えば、所定数（１又は複数）の伝送フレームごとにチャネル応答行列が取得される。従って、所定の取得回数分のチャネル応答行列から離散コサイン変換の変換単位を構成する。例えば、１取得回分のチャネル応答行列のみから変換単位を構成してもよく、或いは、複数取得回分のチャネル応答行列から変換単位を構成してもよい。複数取得回分のチャネル応答行列から変換単位を構成する場合、連続する複数取得回数分のチャネル応答行列から変換単位を構成することが、取得時点間の通信チャネル状態の相関関係を高く保つという観点から好ましい。
また、ＤＣＴ部４１は、離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能に構成される。離散コサイン変換の変換単位の大きさは、制御部４４から指示される。ＤＣＴ部４１は、制御部４４からの指示（離散コサイン変換の変換単位の大きさ）に従って、離散コサイン変換の変換単位を生成する。離散コサイン変換の変換単位の大きさは、サブキャリア数、又は、チャネル応答行列の取得回数で指定される。例えば、離散コサイン変換の変換単位の大きさがサブキャリア数で指定される場合、ＤＣＴ部４１は、指定のサブキャリア数分のチャネル応答行列から、離散コサイン変換の変換単位を生成する。離散コサイン変換の変換単位の大きさがチャネル応答行列の取得回数で指定される場合、ＤＣＴ部４１は、指定の取得回数分のチャネル応答行列から、離散コサイン変換の変換単位を生成する。離散コサイン変換の変換単位の大きさがサブキャリア数及びチャネル応答行列の取得回数で指定される場合、ＤＣＴ部４１は、指定のサブキャリア数分のチャネル応答行列を指定の取得回数分を用いて、離散コサイン変換の変換単位を生成する。
制御部４４は、離散コサイン変換の変換単位の大きさを、離散コサイン変換データに係る制御データＣとして制御情報送信部２５へ出力する。図３のチャネル情報展開部１４において、制御部５４は、離散コサイン変換データに係る制御データＣで指定される離散コサイン変換の変換単位の大きさを逆離散コサイン変換の変換単位の大きさとしてＩＤＣＴ部５３に指示する。ＩＤＣＴ部５３は、指示された逆離散コサイン変換の変換単位の大きさで、逆離散コサイン変換を行う。なお、ＩＤＣＴ部５３は、逆離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能に構成される。
次に、離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更する方法について説明する。
制御部４４は、情報取得部２から入力される制御用情報Ａに基づいて、離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更する。以下、制御用情報Ａの種類別に説明する。
制御部４４は、情報取得部２から入力される制御用情報Ａに基づいて、離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更する。以下、制御用情報Ａの種類別に説明する。
＜制御用情報Ａ：ＭＩＭＯ受信機２の移動速度＞
制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて、離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更する。自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度は、情報取得部２６から制御用情報Ａとして制御部４４に供給される。制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度以下である場合には、離散コサイン変換の変換単位の大きさを標準サイズとする。一方、制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度超過である場合には、離散コサイン変換の変換単位の大きさを標準サイズよりも小さい縮小サイズとする。なお、離散コサイン変換の変換単位の大きさは、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて、離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更する。自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度は、情報取得部２６から制御用情報Ａとして制御部４４に供給される。制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度以下である場合には、離散コサイン変換の変換単位の大きさを標準サイズとする。一方、制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度超過である場合には、離散コサイン変換の変換単位の大きさを標準サイズよりも小さい縮小サイズとする。なお、離散コサイン変換の変換単位の大きさは、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
ＭＩＭＯ受信機２が移動すると、通常、チャネル応答行列は変化するが、その移動速度が速いとチャネル応答行列の変化速度も速くなると考えられる。そこで、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させることにより、チャネル応答行列をＭＩＭＯ送信機１に供給する間隔を調整し、ＭＩＭＯ送信機１における送信データのプリコーディングをチャネル応答行列の変化速度に対応させるようにする。つまり、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が速い場合には、チャネル応答行列の変化速度も速いと考えられるので、離散コサイン変換の変換単位の大きさを小さくしてチャネル応答行列をＭＩＭＯ送信機１に供給する間隔を短くし、ＭＩＭＯ送信機１における送信データのプリコーディングをチャネル応答行列の変化に追従させやすくする。一方、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が遅い場合には、チャネル応答行列の変化速度も遅いと考えられるので、頻繁にチャネル応答行列をＭＩＭＯ送信機１に供給しなくても、ＭＩＭＯ送信機１における送信データのプリコーディングをチャネル応答行列の変化に追従させることができるため、離散コサイン変換の変換単位の大きさを大きくしてチャネル応答行列をＭＩＭＯ送信機１に供給する間隔を長くし、チャネル応答行列の伝達に使用する無線リソース量の削減を図る。
＜制御用情報Ａ：ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約＞
制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更する。自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約は、情報取得部２６から制御用情報Ａとして制御部４４に供給される。制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約が基準以下（基準と同等か緩い）である場合には、離散コサイン変換の変換単位の大きさを標準サイズとする。一方、制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約が基準超過（基準よりも厳しい）である場合には、離散コサイン変換の変換単位の大きさを標準サイズよりも小さい縮小サイズとする。なお、離散コサイン変換の変換単位の大きさは、ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更する。自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約は、情報取得部２６から制御用情報Ａとして制御部４４に供給される。制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約が基準以下（基準と同等か緩い）である場合には、離散コサイン変換の変換単位の大きさを標準サイズとする。一方、制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約が基準超過（基準よりも厳しい）である場合には、離散コサイン変換の変換単位の大きさを標準サイズよりも小さい縮小サイズとする。なお、離散コサイン変換の変換単位の大きさは、ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約としては、例えば、メモリの使用量の制約が挙げられる。また、ソフトウェア無線受信機である場合には、ソフトウェア無線に使用可能なメモリ量の制約が挙げられる。
［情報圧縮処理及び情報展開処理、並びに制御処理］
情報圧縮部４２は、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮（情報のビット数の削減または情報の削除）する。情報圧縮部４２は、情報削除部４５と量子化部４６を有する。以下、本実施形態に係る情報圧縮方法を順次説明する。
情報圧縮部４２は、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮（情報のビット数の削減または情報の削除）する。情報圧縮部４２は、情報削除部４５と量子化部４６を有する。以下、本実施形態に係る情報圧縮方法を順次説明する。
（第１の情報圧縮方法）
第１の情報圧縮方法では、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報（ＤＣＴ係数）を削除する。どの周波数成分の情報（どのＤＣＴ係数）を削除するのかは、固定的に定められていてもよく、或いは、制御部４４が指定してもよい。
第１の情報圧縮方法では、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報（ＤＣＴ係数）を削除する。どの周波数成分の情報（どのＤＣＴ係数）を削除するのかは、固定的に定められていてもよく、或いは、制御部４４が指定してもよい。
本実施形態では、情報削除部４５が第１の情報圧縮方法を行う。情報削除部４５は、ＤＣＴ部４１から離散コサイン変換データを受け取ると、該離散コサイン変換データに含まれるＤＣＴ係数のうち、削除対象のＤＣＴ係数を削除し、残りのＤＣＴ係数を量子化部４６へ出力する。
以下、制御部４４が削除対象のＤＣＴ係数を指定する場合を説明する。
制御部４４が削除対象のＤＣＴ係数を指定する場合、制御部４４は、ＤＣＴ係数の削除個数を情報削除部４５へ指示する。これにより、情報削除部４５は、最も高い周波数成分のＤＣＴ係数から低い周波数成分のＤＣＴ係数の方へと順番に、削除個数分のＤＣＴ係数を削除する。制御部４４は、ＤＣＴ係数の削除個数を、チャネル情報圧縮符号化データＢに係る制御データＣとして制御情報送信部２５へ出力する。
制御部４４が削除対象のＤＣＴ係数を指定する場合、制御部４４は、ＤＣＴ係数の削除個数を情報削除部４５へ指示する。これにより、情報削除部４５は、最も高い周波数成分のＤＣＴ係数から低い周波数成分のＤＣＴ係数の方へと順番に、削除個数分のＤＣＴ係数を削除する。制御部４４は、ＤＣＴ係数の削除個数を、チャネル情報圧縮符号化データＢに係る制御データＣとして制御情報送信部２５へ出力する。
図３のチャネル情報展開部１４において、制御部５４は、チャネル情報圧縮符号化データＢに係る制御データＣで指定されるＤＣＴ係数の削除個数を情報補完部５６に指示する。情報補完部５６は、逆量子化部５５から離散コサイン変換データを受け取る。この離散コサイン変換データは、図２の情報削除部４５によって削除対象ＤＣＴ係数が削除されたものであり、不完全である。情報補完部５６は、逆量子化部５５から受け取った離散コサイン変換データに対し、制御部５４から指示された削除個数分のＤＣＴ係数（最も高い周波数成分のＤＣＴ係数から低い周波数成分のＤＣＴ係数の方へと順番に削除個数分）を値「０」で補完する。情報補完部５６は、ＤＣＴ係数補完後の離散コサイン変換データをＩＤＣＴ部５３へ出力する。
なお、どのＤＣＴ係数を削除するのかが固定的に定められている場合には、情報削除部４５は固定的に定められている削除対象ＤＣＴ係数を削除し、情報補完部５６は固定的に定められている削除対象ＤＣＴ係数を値「０」で補完する。
次に、ＤＣＴ係数の削除個数を変更する方法について説明する。
制御部４４は、情報取得部２から入力される制御用情報Ａに基づいて、ＤＣＴ係数の削除個数を変更する。これにより、制御部４４は、離散コサイン変換データの圧縮率を変化させる。以下、制御用情報Ａの種類別に説明する。
制御部４４は、情報取得部２から入力される制御用情報Ａに基づいて、ＤＣＴ係数の削除個数を変更する。これにより、制御部４４は、離散コサイン変換データの圧縮率を変化させる。以下、制御用情報Ａの種類別に説明する。
＜制御用情報Ａ：ＭＩＭＯ受信機２の移動速度＞
制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて、ＤＣＴ係数の削除個数を変更する。制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度以下である場合には、ＤＣＴ係数の削除個数を標準個数とする。一方、制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度超過である場合には、ＤＣＴ係数の削除個数を標準個数よりも多い拡大個数とする。なお、ＤＣＴ係数の削除個数は、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて、ＤＣＴ係数の削除個数を変更する。制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度以下である場合には、ＤＣＴ係数の削除個数を標準個数とする。一方、制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度超過である場合には、ＤＣＴ係数の削除個数を標準個数よりも多い拡大個数とする。なお、ＤＣＴ係数の削除個数は、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
ＭＩＭＯ受信機２が移動すると、通常、チャネル応答行列は変化するが、その移動速度が速いとチャネル応答行列の変化速度も速くなると考えられる。そこで、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて離散コサイン変換データの情報量を変化させることにより、ＭＩＭＯ送信機１に供給するチャネル応答行列の精度を調整し、ＭＩＭＯ送信機１における送信データのプリコーディングをチャネル応答行列の変化速度に対応させるようにする。つまり、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が速い場合には、チャネル応答行列の変化速度も速いと考えられるので、チャネル応答行列の精度を落としてもプリコーディング効果はあまり低下しないため、離散コサイン変換データの情報量を少なくすることによりチャネル応答行列の伝達に使用する無線リソース量の削減を図る。一方、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が遅い場合には、チャネル応答行列の変化速度も遅いと考えられるので、離散コサイン変換データの情報量を多くしてチャネル応答行列の精度を高くすることにより、プリコーディング効果の増大を図る。
＜制御用情報Ａ：要求スループット＞
制御部４４は、ＭＩＭＯ伝送される情報を使用するアプリケーションの要求スループットに応じて、ＤＣＴ係数の削除個数を変更する。制御部４４は、要求スループットが基準値以下である場合には、ＤＣＴ係数の削除個数を標準個数とする。一方、制御部４４は、要求スループットが基準値超過である場合には、ＤＣＴ係数の削除個数を標準個数よりも少ない縮小個数とする。この理由は、アプリケーションの要求スループットが大きい場合には、離散コサイン変換データの情報量を多くしてチャネル応答行列の精度を高くすることによりプリコーディング効果を高め、これによりスループットの増大が期待できるからである。なお、ＤＣＴ係数の削除個数は、要求スループットに応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
制御部４４は、ＭＩＭＯ伝送される情報を使用するアプリケーションの要求スループットに応じて、ＤＣＴ係数の削除個数を変更する。制御部４４は、要求スループットが基準値以下である場合には、ＤＣＴ係数の削除個数を標準個数とする。一方、制御部４４は、要求スループットが基準値超過である場合には、ＤＣＴ係数の削除個数を標準個数よりも少ない縮小個数とする。この理由は、アプリケーションの要求スループットが大きい場合には、離散コサイン変換データの情報量を多くしてチャネル応答行列の精度を高くすることによりプリコーディング効果を高め、これによりスループットの増大が期待できるからである。なお、ＤＣＴ係数の削除個数は、要求スループットに応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
＜制御用情報Ａ：同時利用受信機数＞
制御部４４は、共用無線リソースを同時に利用する受信機の個数（同時利用受信機数）に応じて、ＤＣＴ係数の削除個数を変更する。本実施形態では、共用無線リソースは、ＭＩＭＯ受信機２からＭＩＭＯ送信機１への制御情報の送信に使用される無線リソースである。制御部４４は、同時利用受信機数が基準値以下である場合には、ＤＣＴ係数の削除個数を標準個数とする。一方、制御部４４は、同時利用受信機数が基準値超過である場合には、ＤＣＴ係数の削除個数を標準個数よりも多い拡大個数とする。これは、同時利用受信機数が多い場合には、共用無線リソースを節約するために、離散コサイン変換データの情報量を少なくするのである。なお、ＤＣＴ係数の削除個数は、同時利用受信機数に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
制御部４４は、共用無線リソースを同時に利用する受信機の個数（同時利用受信機数）に応じて、ＤＣＴ係数の削除個数を変更する。本実施形態では、共用無線リソースは、ＭＩＭＯ受信機２からＭＩＭＯ送信機１への制御情報の送信に使用される無線リソースである。制御部４４は、同時利用受信機数が基準値以下である場合には、ＤＣＴ係数の削除個数を標準個数とする。一方、制御部４４は、同時利用受信機数が基準値超過である場合には、ＤＣＴ係数の削除個数を標準個数よりも多い拡大個数とする。これは、同時利用受信機数が多い場合には、共用無線リソースを節約するために、離散コサイン変換データの情報量を少なくするのである。なお、ＤＣＴ係数の削除個数は、同時利用受信機数に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
（第２の情報圧縮方法）
第２の情報圧縮方法では、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報（ＤＣＴ係数）のビット数を削減する。どの周波数成分の情報（どのＤＣＴ係数）のビット数を削減するのかは、固定的に定められていてもよく、或いは、制御部４４が指定してもよい。また、何ビット削減するのかは、固定的に定められていてもよく、或いは、制御部４４が指定してもよい。
第２の情報圧縮方法では、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報（ＤＣＴ係数）のビット数を削減する。どの周波数成分の情報（どのＤＣＴ係数）のビット数を削減するのかは、固定的に定められていてもよく、或いは、制御部４４が指定してもよい。また、何ビット削減するのかは、固定的に定められていてもよく、或いは、制御部４４が指定してもよい。
本実施形態では、量子化部４６が第２の情報圧縮方法を行う。量子化部４６は、情報削除部４５から離散コサイン変換データを受け取ると、該離散コサイン変換データに含まれるＤＣＴ係数のうち、ビット数削減対象のＤＣＴ係数のビット数を削減する。量子化部４６は、該ビット数削減処理後の離散コサイン変換データ（圧縮データ）を可変長符号化部４３へ出力する。
以下、制御部４４がビット数削減対象のＤＣＴ係数および何ビット削減するのかを指定する場合を説明する。
制御部４４がビット数削減対象のＤＣＴ係数および何ビット削減するのかを指定する場合、制御部４４は、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数を量子化部４６へ指示する。これにより、量子化部４６は、離散コサイン変換データ中の最も高い周波数成分のＤＣＴ係数から低い周波数成分のＤＣＴ係数の方へと順番に、ビット数削減対象個数分のＤＣＴ係数を選択する。そして、量子化部４６は、選択したＤＣＴ係数のビット数を、削減ビット数だけ削減する処理（量子化ビット数の削減）を行う。制御部４４は、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数を、チャネル情報圧縮符号化データＢに係る制御データＣとして制御情報送信部２５へ出力する。
制御部４４がビット数削減対象のＤＣＴ係数および何ビット削減するのかを指定する場合、制御部４４は、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数を量子化部４６へ指示する。これにより、量子化部４６は、離散コサイン変換データ中の最も高い周波数成分のＤＣＴ係数から低い周波数成分のＤＣＴ係数の方へと順番に、ビット数削減対象個数分のＤＣＴ係数を選択する。そして、量子化部４６は、選択したＤＣＴ係数のビット数を、削減ビット数だけ削減する処理（量子化ビット数の削減）を行う。制御部４４は、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数を、チャネル情報圧縮符号化データＢに係る制御データＣとして制御情報送信部２５へ出力する。
図３のチャネル情報展開部１４において、制御部５４は、チャネル情報圧縮符号化データＢに係る制御データＣで指定されるＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数を逆量子化部５５に指示する。逆量子化部５５は、可変長復号化部５１から情報圧縮された離散コサイン変換データを受け取る。この離散コサイン変換データは、図２の量子化部４６によってビット数削減対象ＤＣＴ係数のビット数が削減ビット数だけ削減されており、不完全である。逆量子化部５５は、可変長復号化部５１から受け取った離散コサイン変換データに対し、制御部５４から指示されたビット数削減対象個数分のＤＣＴ係数（離散コサイン変換データ中の最も高い周波数成分のＤＣＴ係数から低い周波数成分のＤＣＴ係数の方へと順番にビット数削減対象個数分）のビット数を削減ビット数だけ補完する処理（量子化ビット数の補完）を行う。逆量子化部５５は、ビット補完後の離散コサイン変換データを情報補完部５６へ出力する。
なお、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数のみが固定されていてもよく、或いは、削減ビット数のみが固定されていてもよい。どのＤＣＴ係数のビット数を削減するのかが固定的に定められている場合には、量子化部４６は固定的に定められているビット数削減対象ＤＣＴ係数のビット数を削減ビット数だけ削減し、逆量子化部５５は固定的に定められているビット数削減対象ＤＣＴ係数のビット数を削減ビット数だけ補完する。また、削減ビット数が固定的に定められている場合には、量子化部４６はビット数削減対象ＤＣＴ係数のビット数を固定的に定められている削減ビット数だけ削減し、逆量子化部５５はビット数削減対象ＤＣＴ係数のビット数を固定的に定められている削減ビット数だけ補完する。
次に、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を変更する方法について説明する。
制御部４４は、情報取得部２から入力される制御用情報Ａに基づいて、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を変更する。これにより、制御部４４は、離散コサイン変換データの圧縮率を変化させる。以下、制御用情報Ａの種類別に説明する。
制御部４４は、情報取得部２から入力される制御用情報Ａに基づいて、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を変更する。これにより、制御部４４は、離散コサイン変換データの圧縮率を変化させる。以下、制御用情報Ａの種類別に説明する。
＜制御用情報Ａ：ＭＩＭＯ受信機２の移動速度＞
制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を変更する。制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度以下である場合には、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数を各標準値とする。一方、制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度超過である場合には、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を各標準値よりも多い拡大値とする。なお、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数は、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を変更する。制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度以下である場合には、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数を各標準値とする。一方、制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度超過である場合には、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を各標準値よりも多い拡大値とする。なお、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数は、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
これにより、上述のＤＣＴ係数の削除個数の変更と同様に、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて離散コサイン変換データの情報量を変化させることにより、ＭＩＭＯ送信機１に供給するチャネル応答行列の精度を調整し、ＭＩＭＯ送信機１における送信データのプリコーディングをチャネル応答行列の変化速度に対応させるようにする。
＜制御用情報Ａ：要求スループット＞
制御部４４は、ＭＩＭＯ伝送される情報を使用するアプリケーションの要求スループットに応じて、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を変更する。制御部４４は、要求スループットが基準値以下である場合には、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数を各標準値とする。一方、制御部４４は、要求スループットが基準値超過である場合には、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を各標準値よりも少ない縮小値とする。なお、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数は、要求スループットに応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
制御部４４は、ＭＩＭＯ伝送される情報を使用するアプリケーションの要求スループットに応じて、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を変更する。制御部４４は、要求スループットが基準値以下である場合には、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数を各標準値とする。一方、制御部４４は、要求スループットが基準値超過である場合には、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を各標準値よりも少ない縮小値とする。なお、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数は、要求スループットに応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
これにより、上述のＤＣＴ係数の削除個数の変更と同様に、アプリケーションの要求スループットが大きい場合には、離散コサイン変換データの情報量を多くしてチャネル応答行列の精度を高くすることによりプリコーディング効果を高め、スループットの増大を期待する。
＜制御用情報Ａ：同時利用受信機数＞
制御部４４は、共用無線リソースを同時に利用する受信機の個数（同時利用受信機数）に応じて、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を変更する。本実施形態では、共用無線リソースは、ＭＩＭＯ受信機２からＭＩＭＯ送信機１への制御情報の送信に使用される無線リソースである。制御部４４は、同時利用受信機数が基準値以下である場合には、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数を各標準値とする。一方、制御部４４は、同時利用受信機数が基準値超過である場合には、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を各標準値よりも多い拡大値とする。なお、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数は、同時利用受信機数に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
制御部４４は、共用無線リソースを同時に利用する受信機の個数（同時利用受信機数）に応じて、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を変更する。本実施形態では、共用無線リソースは、ＭＩＭＯ受信機２からＭＩＭＯ送信機１への制御情報の送信に使用される無線リソースである。制御部４４は、同時利用受信機数が基準値以下である場合には、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数を各標準値とする。一方、制御部４４は、同時利用受信機数が基準値超過である場合には、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数または削減ビット数を各標準値よりも多い拡大値とする。なお、ＤＣＴ係数のビット数削減対象個数および削減ビット数は、同時利用受信機数に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
これにより、上述のＤＣＴ係数の削除個数の変更と同様に、同時利用受信機数が多い場合には、離散コサイン変換データの情報量を少なくして共用無線リソースを節約する。
［可変長符号化処理及び可変長復号化処理、並びに制御処理］
可変長符号化部４３は、可変長符号化の符号化単位の大きさを変更可能である。制御部４４は、可変長符号化の符号化単位の大きさを可変長符号化部４３へ指示する。これにより、可変長符号化部４３は、制御部４４から指示された符号化単位で、情報圧縮部４２から受け取った圧縮データを可変長符号化する。制御部４４は、可変長符号化の符号化単位の大きさを、チャネル情報圧縮符号化データＢに係る制御データＣとして制御情報送信部２５へ出力する。
可変長符号化部４３は、可変長符号化の符号化単位の大きさを変更可能である。制御部４４は、可変長符号化の符号化単位の大きさを可変長符号化部４３へ指示する。これにより、可変長符号化部４３は、制御部４４から指示された符号化単位で、情報圧縮部４２から受け取った圧縮データを可変長符号化する。制御部４４は、可変長符号化の符号化単位の大きさを、チャネル情報圧縮符号化データＢに係る制御データＣとして制御情報送信部２５へ出力する。
図３のチャネル情報展開部１４において、制御部５４は、チャネル情報圧縮符号化データＢに係る制御データＣで指定される可変長符号化の符号化単位の大きさを可変長復号化部５１に指示する。可変長復号化部５１は、制御情報受信部１３から受け取ったチャネル情報圧縮符号化データＢを、制御部５４から指示された符号化単位で可変長復号化する。可変長復号化部５１は、可変長復号化により得られた圧縮データを情報展開部５２へ出力する。
次に、可変長符号化の符号化単位の大きさを変更する方法について説明する。
制御部４４は、情報取得部２から入力される制御用情報Ａに基づいて、可変長符号化の符号化単位の大きさを変更する。以下、制御用情報Ａの種類別に説明する。
制御部４４は、情報取得部２から入力される制御用情報Ａに基づいて、可変長符号化の符号化単位の大きさを変更する。以下、制御用情報Ａの種類別に説明する。
＜制御用情報Ａ：ＭＩＭＯ受信機２の移動速度＞
制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて、可変長符号化の符号化単位の大きさを変更する。制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度以下である場合には、可変長符号化の符号化単位の大きさを標準サイズとする。一方、制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度超過である場合には、可変長符号化の符号化単位の大きさを標準サイズよりも小さい縮小サイズとする。なお、可変長符号化の符号化単位の大きさは、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて、可変長符号化の符号化単位の大きさを変更する。制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度以下である場合には、可変長符号化の符号化単位の大きさを標準サイズとする。一方、制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２の移動速度が基準速度超過である場合には、可変長符号化の符号化単位の大きさを標準サイズよりも小さい縮小サイズとする。なお、可変長符号化の符号化単位の大きさは、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
これにより、上述の離散コサイン変換の変換単位の大きさの変更と同様に、ＭＩＭＯ受信機２の移動速度に応じて可変長符号化の符号化単位の大きさを変化させることにより、チャネル応答行列をＭＩＭＯ送信機１に供給する間隔を調整し、ＭＩＭＯ送信機１における送信データのプリコーディングをチャネル応答行列の変化速度に対応させるようにする。
＜制御用情報Ａ：ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約＞
制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、可変長符号化の符号化単位の大きさを変更する。自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約は、情報取得部２６から制御用情報Ａとして制御部４４に供給される。制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約が基準以下（基準と同等か緩い）である場合には、可変長符号化の符号化単位の大きさを標準サイズとする。一方、制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約が基準超過（基準よりも厳しい）である場合には、可変長符号化の符号化単位の大きさを標準サイズよりも小さい縮小サイズとする。なお、可変長符号化の符号化単位の大きさは、ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、可変長符号化の符号化単位の大きさを変更する。自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約は、情報取得部２６から制御用情報Ａとして制御部４４に供給される。制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約が基準以下（基準と同等か緩い）である場合には、可変長符号化の符号化単位の大きさを標準サイズとする。一方、制御部４４は、自ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約が基準超過（基準よりも厳しい）である場合には、可変長符号化の符号化単位の大きさを標準サイズよりも小さい縮小サイズとする。なお、可変長符号化の符号化単位の大きさは、ＭＩＭＯ受信機２のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて細かく段階的に変化させるようにしてもよい。
上述した実施形態によれば、チャネル応答行列の精度を良好に保ちながら情報圧縮を行うことができる。これにより、ＭＩＭＯシステムにおいて、ＭＩＭＯ受信機２で得られたチャネル応答行列に的確なプリコーディングをＭＩＭＯ送信機１で行うことができると共に、ＭＩＭＯ受信機２からＭＩＭＯ送信機１へ送るチャネル応答行列の情報量を削減することができるようになる。この結果、プリコーディング効果の確保と共に、チャネル応答行列の伝達に使用する無線リソース量の削減を図ることが可能になる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、図２のチャネル情報圧縮部２４の情報圧縮部４２において、情報削除部４５または量子化部４６のいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。この場合、図３のチャネル情報展開部１４の情報展開部５２においては、チャネル情報圧縮部２４の情報圧縮部４２に対応させて逆量子化部５５または情報補完部５６のいずれか一方のみを設ければよい。
例えば、図２のチャネル情報圧縮部２４の情報圧縮部４２において、情報削除部４５または量子化部４６のいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。この場合、図３のチャネル情報展開部１４の情報展開部５２においては、チャネル情報圧縮部２４の情報圧縮部４２に対応させて逆量子化部５５または情報補完部５６のいずれか一方のみを設ければよい。
また、図２のチャネル情報圧縮部２４の情報圧縮部４２において、可変長符号化部４３は設けなくてもよい。この場合、図３のチャネル情報展開部１４においては、可変長復号化部４３は設けなくてもよい。
また、上述の実施形態では、ＭＩＭＯシステムに適用し、チャネル情報はＭＩＭＯシステムの送受アンテナ間のチャネル応答行列であるとしたが、ＭＩＭＯシステム以外の無線通信システムに適用し、通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換するようにしてもよい。また、上述の実施形態では、マルチキャリア伝送方式に適用したが、シングルキャリア伝送方式に適用してもよい。
また、図２に示すチャネル情報圧縮部２４の機能または図３に示すチャネル情報展開部１４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、チャネル情報圧縮処理またはチャネル情報展開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であってもよい。
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、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）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。
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、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）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が送信された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（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））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、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
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い。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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
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い。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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
１…ＭＩＭＯ送信機、２…ＭＩＭＯ受信機、１１…プリコーディング部、１２…送信部、１３…制御情報受信部、１４…チャネル情報展開部、２１…受信部、２２…チャネル推定部、２３…受信処理部、２４…チャネル情報圧縮部、２５…制御情報送信部、２６…情報取得部、４１…ＤＣＴ部、４２…情報圧縮部、４３…可変長符号化部、４４…制御部、４５…情報削除部、４６…量子化部、５１…可変長復号化部、５２…情報展開部、５３…ＩＤＣＴ部、５４…制御部、５５…逆量子化部、５６…情報補完部
Claims (13)
- 通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する単位である離散コサイン変換の変換単位を前記チャネル情報から生成し、前記離散コサイン変換の変換単位に対して離散コサイン変換を行い、前記離散コサイン変換の変換単位毎に離散コサイン変換データを得る離散コサイン変換部と、
前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データ毎に、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮部と、を備えたチャネル情報圧縮装置であり、
前記離散コサイン変換部は、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、
前記チャネル情報圧縮装置は、
前記通信チャネルを受信する受信機の移動速度に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御部を備えた、
ことを特徴とするチャネル情報圧縮装置。 - 前記制御部は、前記受信機の移動速度が速い場合には前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを小さくし、一方、前記受信機の移動速度が遅い場合には前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを大きくする、
ことを特徴とする請求項１に記載のチャネル情報圧縮装置。 - 通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する単位である離散コサイン変換の変換単位を前記チャネル情報から生成し、前記離散コサイン変換の変換単位に対して離散コサイン変換を行い、前記離散コサイン変換の変換単位毎に離散コサイン変換データを得る離散コサイン変換部と、
前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データ毎に、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮部と、を備えたチャネル情報圧縮装置であり、
前記離散コサイン変換部は、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、
前記チャネル情報圧縮装置は、
前記通信チャネルを受信する受信機のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御部を備えた、
ことを特徴とするチャネル情報圧縮装置。 - 前記受信機はソフトウェア無線受信機であり、
前記制御部は、ソフトウェア無線に使用可能なメモリ量の制約に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させることを特徴とする請求項３に記載のチャネル情報圧縮装置。 - 通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する単位である離散コサイン変換の変換単位を前記チャネル情報から生成し、前記離散コサイン変換の変換単位に対して離散コサイン変換を行い、前記離散コサイン変換の変換単位毎に離散コサイン変換データを得る離散コサイン変換ステップと、
前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データ毎に、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮ステップと、を含むチャネル情報圧縮方法であり、
前記離散コサイン変換ステップは、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、
前記チャネル情報圧縮方法は、
前記通信チャネルを受信する受信機の移動速度に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御ステップを含む、
ことを特徴とするチャネル情報圧縮方法。 - 前記制御ステップは、前記受信機の移動速度が速い場合には前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを小さくし、一方、前記受信機の移動速度が遅い場合には前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを大きくする、
ことを特徴とする請求項５に記載のチャネル情報圧縮方法。 - 通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する単位である離散コサイン変換の変換単位を前記チャネル情報から生成し、前記離散コサイン変換の変換単位に対して離散コサイン変換を行い、前記離散コサイン変換の変換単位毎に離散コサイン変換データを得る離散コサイン変換ステップと、
前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データ毎に、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮ステップと、を含むチャネル情報圧縮方法であり、
前記離散コサイン変換ステップは、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、
前記チャネル情報圧縮方法は、
前記通信チャネルを受信する受信機のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御ステップを含む、
ことを特徴とするチャネル情報圧縮方法。 - 通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する単位である離散コサイン変換の変換単位を前記チャネル情報から生成し、前記離散コサイン変換の変換単位に対して離散コサイン変換を行い、前記離散コサイン変換の変換単位毎に離散コサイン変換データを得る離散コサイン変換ステップと、
前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データ毎に、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮ステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであり、
前記離散コサイン変換ステップは、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、
前記コンピュータプログラムは、
前記通信チャネルを受信する受信機の移動速度に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御ステップをさらにコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 前記制御ステップは、前記受信機の移動速度が速い場合には前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを小さくし、一方、前記受信機の移動速度が遅い場合には前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを大きくする、
ことを特徴とする請求項８に記載のコンピュータプログラム。 - 通信チャネルの状態を表すチャネル情報を離散コサイン変換する単位である離散コサイン変換の変換単位を前記チャネル情報から生成し、前記離散コサイン変換の変換単位に対して離散コサイン変換を行い、前記離散コサイン変換の変換単位毎に離散コサイン変換データを得る離散コサイン変換ステップと、
前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データ毎に、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮ステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであり、
前記離散コサイン変換ステップは、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、
前記コンピュータプログラムは、
前記通信チャネルを受信する受信機のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御ステップをさらにコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - ＭＩＭＯシステムの受信機において、
前記ＭＩＭＯシステムの送信機と自受信機との間のチャネル情報を離散コサイン変換する単位である離散コサイン変換の変換単位を前記チャネル情報から生成し、前記離散コサイン変換の変換単位に対して離散コサイン変換を行い、前記離散コサイン変換の変換単位毎に離散コサイン変換データを得る離散コサイン変換部と、
前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データ毎に、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮部と、
前記圧縮データを前記送信機へ送信する送信部と、を備え、
前記離散コサイン変換部は、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、
前記受信機は、
自受信機の移動速度に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御部を備えた、
ことを特徴とする受信機。 - 前記制御部は、前記受信機の移動速度が速い場合には前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを小さくし、一方、前記受信機の移動速度が遅い場合には前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを大きくする、
ことを特徴とする請求項１１に記載の受信機。 - ＭＩＭＯシステムの受信機において、
前記ＭＩＭＯシステムの送信機と自受信機との間のチャネル情報を離散コサイン変換する単位である離散コサイン変換の変換単位を前記チャネル情報から生成し、前記離散コサイン変換の変換単位に対して離散コサイン変換を行い、前記離散コサイン変換の変換単位毎に離散コサイン変換データを得る離散コサイン変換部と、
前記離散コサイン変換により得られた離散コサイン変換データ毎に、離散コサイン変換データに含まれる高周波成分の情報を圧縮する情報圧縮部と、
前記圧縮データを前記送信機へ送信する送信部と、を備え、
前記離散コサイン変換部は、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変更可能であり、
前記受信機は、
自受信機のハードウェアリソースの使用上の制約に応じて、前記離散コサイン変換の変換単位の大きさを変化させる制御部を備えた、
ことを特徴とする受信機。
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