JP5615820B2 - 無線中継装置および無線中継方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線中継装置および無線中継方法に関する。

近年、大容量データ通信を可能にする技術として、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）システムが注目されている。ＭＩＭＯシステムでは、無線送信装置は、複数の送信アンテナポートからそれぞれ送信データ（ストリーム）を空間多重して送信し、無線受信装置は、伝搬路上で複数の送信データが混ざり合った受信データを元の送信データに空間分離して受信する（例えば、非特許文献１参照）。

ＭＩＭＯシステムにおいて、送信アンテナポート数をＮ_ｔｘとし、受信アンテナポート数をＮ_ｒｘとする場合、多重可能なストリーム数は、次式（１）で得られる。

ここで、関数ｍｉｎ（ｘ，ｙ）は、ｘおよびｙのうち小さい値を返す関数である。すなわち、多重可能なストリーム数は、送信アンテナポート数Ｎ_ｔｘおよび受信アンテナポート数Ｎ_ｒｘのうち少ない方の数となる。さらに、実際に多重可能なストリーム数は、送信アンテナポートおよび受信アンテナポートのチャネル行列のランク数で決定される。ここで、送信アンテナポート間のチャネル相関および受信アンテナポート間のチャネル相関が高いほどチャネル行列のランク数は少なくなり、送信アンテナポート間のチャネル相関および受信アンテナポート間のチャネル相関が低いほどチャネル行列のランク数は多くなる。

また、ＭＩＭＯシステムの拡張方式として、送信アンテナポート数が受信アンテナポート数よりも多い場合に、伝搬路において発生するマルチパスを利用してストリーム数を増加させるマルチパス多重方式が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。具体的には、送信アンテナポート数をＮ_ｔｘとし、受信アンテナポート数をＮ_ｒｘとし、パス数をＬとする場合、多重可能なストリーム数は、次式（２）で得られる。

また、前述のＭＩＭＯシステムと同様、ＭＩＭＯシステムの拡張方式においても、実際に多重可能なストリーム数は、送信アンテナポートおよび受信アンテナポートのチャネル行列のランク数で決定される。つまり、送信アンテナポート間のチャネル相関および受信アンテナポート間のチャネル相関が高いほどチャネル行列のランク数は少なくなり、送信アンテナポート間のチャネル相関および受信アンテナポート間のチャネル相関が低いほどチャネル行列のランク数は多くなる。

"On Limits of Wireless Communications in a Fading Environment when Using Multiple Antennas", "Wireless Personal Communications 6:pp.311-335", "1998", "G.J.FOSCHINI and M.J.GANS" 安達，安達，小島，武田，「周波数選択性チャネルにおけるＭＩＭＯチャネル容量の考察」，２００８年電子情報通信学会総合大会ＢＳ−１−４，２００８（F.Adachi, K.Adachi, Y.Kojima, K.Takeda, "Study on MIMO Channel Capacity in A Frequency-selective Channel", IEICE General Conference , BS-1-4, March 2008）

一般に、式（２）においてＮ_ｔｘは（Ｎ_ｒｘ×Ｌ）よりも少なくなるため、送信アンテナ数Ｎ_ｔｘが増加しなければ多重可能なストリーム数は増加しない。つまり、多重可能なストリーム数は、送信アンテナ数Ｎ_ｔｘにより制約を受ける。このとき、ストリーム多重数Ｎ_ｔｘを達成するためには、送信アンテナのチャネル行列のランク数が最大、すなわち、チャネル行列のランク数がＮ_ｔｘとなるように、アンテナ間のチャネル相関の低い送信アンテナを実装することが必要である。

ここで、例えば、運用周波数が２ＧＨｚ〜５ＧＨｚ等では、電波の波長λは６ｃｍ（５ＧＨｚ）〜１５ｃｍ（２ＧＨｚ）となる。一般にＭＩＭＯシステムにおいて、チャネル相関の低いアンテナを設置するためには、波長λの数倍の距離だけ離してアンテナを設置する必要がある。例えば、波長λの５倍の距離を離してアンテナを設定するためには、３０ｃｍ〜７５ｃｍだけ離してアンテナを設置する必要がある。

しかしながら、携帯電話システムまたは無線ＬＡＮシステム等の無線通信システムでは、無線通信端末装置（例えば、上述した無線送信装置および無線受信装置）は小型化されることが望まれる。よって、上記無線通信システムでは、無線送信装置の送信アンテナ数Ｎ_ｔｘを増加させることは困難である。つまり、多重可能なストリーム数を増加させることが困難となる。

さらに、送信アンテナ毎に無線送信処理を行う無線送信回路が必要になる。無線送信処理では、アナログ信号処理を行う必要であるのでＬＳＩ等への集積化が困難となる。すなわち、送信アンテナ数Ｎ_ｔｘを増加させるほど、無線送信回路の回路規模が増大してしまう。また、無線送信回路は電力効率が５０％以下と低いため、無線送信装置では発熱が大きくなってしまう。

以上より、無線通信端末装置においては、チャネル相関の低い送信アンテナ数Ｎ_ｔｘを増加させることが困難となるため、多重可能なストリーム数を増加させることは非常に困難である。

本発明の目的は、無線送信装置のアンテナおよび無線受信装置のアンテナのいずれの数を増加させることなく、無線送信装置と無線受信装置との間のストリーム多重数を増加させることにより、無線送信装置と無線受信装置との間の伝送レートおよびキャパシティを増加させることができる無線中継装置および無線中継方法を提供することを目的とする。

本発明の無線中継装置は、無線送信装置と無線受信装置との間で信号を中継送信する無線中継装置であって、Ｎ本（Ｎは２以上の自然数）のアンテナポートを有し、前記無線送信装置から送信される、Ｍ（ただし、Ｍ≦Ｎ×２）の変調多値数で変調された前記信号を、前記Ｎ本のアンテナポートでダイバーシチ受信する受信手段と、前記信号を分割してＮ個のストリームを生成する生成手段と、前記Ｎ個のストリームをＱＰＳＫ変調する変調手段と、変調後の前記Ｎ個のストリームを前記Ｎ本のアンテナポートで前記無線受信装置へ送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の無線中継方法は、Ｎ本（Ｎは２以上の自然数）のアンテナポートを有し、無線送信装置と無線受信装置との間で信号を中継送信する無線中継装置における無線中継方法であって、前記無線送信装置から送信される、Ｍ（ただし、Ｍ≦Ｎ×２）の変調多値数で変調された前記信号を、前記Ｎ本のアンテナポートでダイバーシチ受信する受信ステップと、前記信号を分割してＮ個のストリームを生成する生成ステップと、前記Ｎ個のストリームをＱＰＳＫ変調する変調ステップと、変調後の前記Ｎ個のストリームを前記Ｎ本のアンテナポートで前記無線受信装置へ送信する送信ステップと、を具備するようにした。

本発明によれば、無線送信装置のアンテナおよび無線受信装置のアンテナのいずれの数を増加させることなく、無線送信装置と無線受信装置との間のストリーム多重数を増加させることができる。

本発明の実施の形態１に係る無線中継装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る各変調方式および受信アンテナ数における平均受信ＳＮＲとＰＥＲとの関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る無線中継装置における中継処理を示す図 本発明の実施の形態３に係る無線中継装置における中継処理を示す図 本発明の実施の形態３に係る各ストリームの受信品質の一例を示す図 本発明の実施の形態３に係る無線送信装置におけるデータ信号の送信処理を示す図 本発明の実施の形態４に係る無線中継装置における中継処理を示す図 本発明に係るマルチパス情報の生成処理を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

以下の説明では、無線送信装置と、無線中継装置と、無線受信装置とを有する無線通信システムについて説明する。また、以下の説明では、無線送信装置および無線受信装置は、それぞれ１本のアンテナを有し、無線中継装置は、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}本（ただし、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}は２以上の自然数）のアンテナを有する。この無線通信システムでは、無線送信装置は、無線受信装置宛ての信号を無線中継装置に送信する。無線中継装置は、無線送信装置と無線受信装置との間で信号を中継送信する。無線受信装置は、無線中継装置から送信された信号を受信する。

ただし、無線送信装置は、（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）の変調多値数で変調した信号を無線中継装置へ送信し、無線中継装置は、無線送信装置から送信された信号を、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナでダイバーシチ受信する。

一方、無線中継装置は、受信した信号をＮ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームに分割し、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームを生成する。そして、無線中継装置は、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームをＱＰＳＫ変調する。そして、無線中継装置は、式（２）に従って、ｍｉｎ（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}，Ｌ）個の多重可能なストリームをマルチパス多重して無線受信装置へ中継送信する。無線受信装置は、マルチパス多重された複数のストリームを結合して、受信信号を得る。

（実施の形態１）
本実施の形態に係る無線中継装置１００の構成を図１に示す。

図１に示す無線中継装置１００において、受信ＲＦ部１０２−１〜１０２−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}、変調部１１４−１〜１１４−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}および送信ＲＦ部１１５−１〜１１５−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}は、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}にそれぞれ対応して備えられる。

図１に示す無線中継装置１００において、受信ＲＦ部１０２−１〜１０２−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}は、無線送信装置から送信された信号、または、無線受信信号から送信された制御情報をアンテナ１０１−１〜アンテナ１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}をそれぞれ介して受信する。そして、受信ＲＦ部１０２−１〜１０２−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}は、受信した信号または制御情報に対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行う。そして、受信ＲＦ部１０２−１〜１０２−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}は、受信処理後の信号をチャネル推定部１０３およびダイバーシチ受信部１０６にそれぞれ出力し、受信処理した制御情報をダイバーシチ受信部１０９にそれぞれ出力する。なお、無線送信装置から送信された信号には、データ信号、パイロット信号（参照信号（Reference Signal）とも呼ばれる）、および、データ信号の変調処理に用いられた変調多値数を示す多値数情報が含まれる。また、無線受信装置から送信された制御情報には、無線受信装置で検出されたマルチパス数Ｌおよび無線受信装置で設定された受信可能なアンテナ数Ｎ_ｒｘを示す情報が含まれる。

チャネル推定部１０３は、受信ＲＦ部１０２−１〜１０２−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}からそれぞれ入力される信号に含まれるパイロット信号を用いて、無線送信装置のアンテナと、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}それぞれとの間の各伝搬路（チャネル）を推定する。そして、チャネル推定部１０３は、アンテナ毎の推定結果（チャネル推定値）をＣＱＩ（Channel Quality Indicator）生成部１０４およびダイバーシチ受信部１０６に出力する。

ＣＱＩ生成部１０４は、チャネル推定部１０３から入力されるアンテナ毎のチャネル推定値を用いてＣＱＩを生成する。そして、ＣＱＩ生成部１０４は、生成したＣＱＩを変調部１０５に出力する。

変調部１０５は、ＣＱＩ生成部１０４から入力されるＣＱＩを変調して、変調後のＣＱＩを送信ＲＦ部１１５−１に出力する。

ダイバーシチ受信部１０６は、チャネル推定部１０３から入力される、無線送信装置のアンテナとアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}それぞれとの間のチャネル推定値を用いて、受信ＲＦ部１０２−１〜１０２−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}からそれぞれ入力される信号に対してダイバーシチ受信処理を行う。つまり、ダイバーシチ受信部１０６は、無線送信装置から送信される、（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）の変調多値数で変調されたデータ信号を、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}でダイバーシチ受信する。そして、ダイバーシチ受信部１０６は、ダイバーシチ受信処理後の信号を多値数検出部１０７および復調部１０８に出力する。

多値数検出部１０７は、ダイバーシチ受信部１０６から入力される信号から多値数情報を検出する。そして、多値数検出部１０７は、検出した多値数情報に示される変調多値数（ここでは、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）を復調部１０８に出力する。

復調部１０８は、多値数検出部１０７から入力される変調多値数（ここでは、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）を用いて、ダイバーシチ受信部１０６から入力される信号に含まれるデータ信号を復調する。そして、復調部１０８は、復調後のデータ信号（データビット）をストリーム生成部１１２に出力する。なお、復調部１０８は、データ信号に対して誤り訂正処理を施してもよい。また、復調部１０８は、復調後のデータ信号（データビット）を軟判定値として出力してもよい。

ダイバーシチ受信部１０９は、受信ＲＦ部１０２−１〜１０２−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}からそれぞれ入力される制御情報（無線受信装置から送信される制御情報）に対してダイバーシチ受信処理を行う。そして、ダイバーシチ受信部１０９は、ダイバーシチ受信処理後の制御情報を制御情報検出部１１０に出力する。

制御情報検出部１１０は、ダイバーシチ受信部１０９から入力される制御情報から、無線受信装置で受信可能なアンテナ数Ｎ_ｒｘおよびマルチパス数Ｌを示す情報を検出する。そして、制御情報検出部１１０は、検出したアンテナ数Ｎ_ｒｘおよびマルチパス数Ｌをストリーム数決定部１１１に出力する。

ストリーム数決定部１１１は、制御情報検出部１１０から入力されるアンテナ数Ｎ_ｒｘおよびマルチパス数Ｌに基づいて、多重ストリーム数を決定する。例えば、ストリーム数決定部１１１は、式（２）に従って、（Ｎ_ｒｘ×Ｌ）個以下の多重ストリーム数（ここでは、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個）を決定する。そして、ストリーム数決定部１１１は、決定した多重ストリーム数をストリーム生成部１１２に出力する。

ストリーム生成部１１２は、復調部１０８から入力されるデータ信号（データビット）を分割して、ストリーム数決定部１１１から入力される多重ストリーム数（ここでは、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個）のストリームデータを生成する。そして、ストリーム生成部１１２は、生成した複数（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個）のストリームデータを、対応する変調部１１４−１〜１１４−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}にそれぞれ出力する。

パイロット生成部１１３は、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}から無線受信装置へそれぞれ送信される複数のパイロット信号を生成し、生成した複数のパイロット信号を、対応する変調部１１４−１〜１１４−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}にそれぞれ出力する。なお、パイロット生成部１１３で生成されるパイロット信号は、無線受信装置において、無線中継装置１００と無線受信装置との間におけるマルチパス数を検出するための信号である。

変調部１１４−１〜１１４−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}は、ストリーム生成部１１２から入力されるストリームデータ、および、パイロット生成部１１３から入力されるパイロット信号をＱＰＳＫ（すなわち、変調多値数＝２）変調する。そして、変調部１１４−１〜１１４−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}は、変調後のストリームデータおよびパイロット信号を送信ＲＦ部１１５−１〜１１５−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}に出力する。

送信ＲＦ部１１５−１〜１１５−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}は、変調部１１４−１〜１１４−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}から入力されるストリームデータおよびパイロット信号、および、変調部１０５から入力されるＣＱＩに対して、Ｄ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行う。そして、送信ＲＦ部１１５−１〜１１５−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}は、ストリームデータおよびパイロット信号をＮ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}から無線受信装置へ送信する。なお、無線中継装置１００では、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}からそれぞれ送信されるストリームデータに対して、マルチパス数をＮ_{ｒｅｌａｙ}に設定するウェイトであるプレコーディング行列を用いてプレコーディングが施される。これにより、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームデータが空間多重されて無線受信装置へ送信され、無線受信装置では、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のマルチパスでＮ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームデータを受信することができる。また、送信ＲＦ部１１５−１は、ＣＱＩをアンテナ１０１−１から無線送信装置へ送信する。

また、無線受信装置は、無線中継装置１００のアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}からそれぞれ送信されるパイロット信号を用いて、マルチパス毎の伝搬路（チャネル）を推定する。また、無線受信装置は、推定結果であるチャネル推定値を用いて、マルチパス数Ｌを検出する。ここで、無線受信装置は、Ｎ_ｒｘ×Ｌのストリームを、空間領域および時間領域の２次元で分離する。ただし、ここでは、Ｎ_ｒｘ＝１であるのですべてのストリームが時間領域に多重される。よって、無線受信装置は、チャネル推定値およびマルチパス数Ｌに基づいて、マルチパスを分離してＮ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームデータを得る。そして、無線受信装置は、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームを結合して、結合後のデータを受信データとして得る。また、無線受信装置は、検出したマルチパス数Ｌおよび受信可能アンテナ数Ｎ_ｒｘ（ここでは１）を含む制御情報を無線中継装置１００へ送信する。

次に、本実施の形態に係る無線中継装置１００における中継処理の詳細について説明する。

まず、無線中継装置１００と無線受信装置との間の通信について説明する。

無線中継装置１００のアンテナ数はＮ_{ｒｅｌａｙ}本であり、無線受信装置のアンテナ数Ｎ_ｒｘは１本である。よって、多重可能なストリーム数は、式（２）に従ってｍｉｎ（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}，Ｌ（＝Ｌ×１））個となる。ここで、移動通信システムでは、マルチパスが十分に発生することが知られている。すなわち、上述した式（２）において、マルチパス数Ｌ＞Ｎ_{ｒｅｌａｙ}となる可能性が高くなる。よって、無線受信装置のアンテナ数Ｎ_ｒｘが１本しかない場合でも、マルチパス数ＬがＮ_{ｒｅｌａｙ}以上であれば（つまり、Ｌ≧Ｎ_{ｒｅｌａｙ}）、多重可能なストリーム数は、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個となる。

つまり、無線中継装置１００と無線受信装置との間では、マルチパス数Ｌが無線中継装置１００のアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}以上の場合には、無線中継装置１００のアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}を増やすほど、多重可能なストリーム数をより増加させることができる。具体的には、Ｌ≧Ｎ_{ｒｅｌａｙ}を満たす場合には、多重可能なストリーム数は、アンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}の増加に比例して増加する。そこで、無線中継装置１００は、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナを有し、無線送信装置からのデータ信号を分割して、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームデータを生成する。これにより、無線中継装置１００と無線受信装置との間では、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームデータを空間多重することが可能となる。

そして、無線中継装置１００は、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームデータをＱＰＳＫで変調して並列に伝送する。ここで、ビットあたりの受信ＳＮＲ特性、すなわち、Ｅｂ／Ｎｏ特性に最も優れた変調方式であるＱＰＳＫで変調されたストリームデータの多重数を変化させると、ビットあたりの受信ＳＮＲに比例した伝送レートが得られる。すなわち、ＱＰＳＫ変調されたストリームデータを並列して送信可能なストリーム数、つまり、無線中継装置１００のアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}を増加させるほど、アンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}に比例した伝送レートの増大が見込める。このように、無線中継装置１００と無線受信装置との間において、ビットあたりの受信ＳＮＲ特性に最も優れたＱＰＳＫを用いることにより、マルチパス多重による伝送レートを最大限に増加させることができる。

ここで、本実施の形態において、従来の送信ダイバーシチ技術と本質的に異なる効果は、無線受信装置における受信電力がＫ倍になれば伝送レートをＫ倍に増加できる、すなわち、無線受信装置における受信電力に比例して伝送レートを増加させることができるという点である。

本発明では、無線受信装置における無線受信電力をＫ倍にするために、無線中継装置１００（中継局）の特性を利用する。すなわち、本発明では、無線中継装置１００（中継局）の特性として、無線中継装置１００が、安定的に電源に接続されており、移動通信端末装置と比較して筐体を大きくできるという点に着眼した。これにより、無線中継装置１００では、移動通信端末装置よりも大きな電力で信号の送信が可能なことを利用している。

さらに、移動通信端末装置では実装が非常に困難な「チャネル相関（空間相関）の低い送信アンテナの設置」に関しても、無線中継装置１００（中継局）の特性を利用している。すなわち無線中継装置１００の特性として、移動通信端末装置と比較して筐体が大きいため、アンテナの間隔を離して複数のアンテナを設置可能であることを利用している。

ここで、シャノンの伝送路容量は次式（３）で表現できる。次式（３）において、Ｂは帯域幅であり、Ｓは信号電力であり、Ｎは雑音電力である。

式（３）に示すシャノンの伝送路容量の式では、信号電力Ｓの対数値（ｌｏｇ_２）の増加に伴って伝送レート（すなわち伝送路容量）が増加するのに対して、本発明では、上述したように、信号電力に比例して伝送レート（すなわち伝送路容量）が増加する。このように、本発明では、信号電力に比例して伝送レート（すなわち伝送路容量）を増加させることができる。

なぜならば、無線中継装置１００（中継局）は、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナ毎に移動通信端末装置（１本アンテナ）の送信電力と同一の送信電力で送信可能であり、無線中継装置１００のそれぞれの送信アンテナにて式（３）のキャパシティを実現することができるからである。つまり、無線中継装置１００では、１本アンテナでの送受信と比較してキャパシティをＮ_{ｒｅｌａｙ}倍（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}に比例して）に増加することが可能だからである。

さらに、無線中継装置１００では、アンテナ間隔を離すことでアンテナ間のチャネル相関を低くすることができる。このため、無線中継装置１００では、チャネル行列における固有値を最大限利用することにより、キャパシティをさらに増加させることができる。

次に、無線送信装置と無線中継装置１００との間の通信について説明する。

上述したように、無線中継装置１００と無線受信装置との間の通信では、無線中継装置１００がＱＰＳＫ変調したＮ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームデータをマルチパス多重して送信することにより、伝送レートを増加させることが可能となる。そこで、無線送信装置と無線中継装置１００との間でも、無線中継装置１００と無線受信装置との間における伝送レートの増加に対応させて、伝送レートを増加させる必要がある。ここで、無線送信装置のアンテナ数（１本）を増加させることなく、かつ、送信帯域を広げることなく伝送レートを増加させる方式として、多値変調方式がある。多値変調方式では、１シンボルあたりのビット数を増加させることにより、伝送レートを増加させることができる。

ただし、多値変調方式では、変調多値数が大きいほど、１シンボルで送信できるビット数は多くなるものの、１シンボルで送信される複数のビット間の誤り率にばらつきが生じる。具体的には、１シンボルで送信される複数のビットのうち、下位ビットほど誤りやすくなる。よって、変調多値数が大きいほど、ビットあたりの受信ＳＮＲに対するパケット誤り率（ＰＥＲ：Packet Error Rate）はより高くなる。そのため、変調多値数が大きくなるほど、ある誤り率（所望ＰＥＲ）を満たす所要受信電力（所要受信ＳＮＲ）はより高くなる。そのため、多値変調方式では、変調多値数が大きくなるほど（つまり、ビットあたりの受信電力（受信ＳＮＲ）が高くなるほど）、受信電力（受信ＳＮＲ）に比例した伝送レートが得られなくなる。

しかしながら、無線中継装置１００は、無線受信装置へのデータ信号をマルチパス多重送信する際に多重可能なストリーム数を増加させるために、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナを有している。よって、無線中継装置１００は、送信用のアンテナおよび受信用のアンテナを共用する場合には、無線送信装置からの多値変調されたデータ信号を、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナを用いてダイバーシチ受信することが可能となる。

ここで、平均受信ＳＮＲ（平均受信電力）に対するＰＥＲ特性を図２に示す。図２に示すように、受信側（ここでは無線中継装置１００）のアンテナ数が１本、変調方式が２５６ＱＡＭ（８ビット／シンボル）の場合に所望ＰＥＲを得るために必要な平均受信ＳＮＲ（所要受信ＳＮＲ）は、受信側のアンテナ数が１本、変調方式がＱＰＳＫ（２ビット／シンボル）の場合に所望ＰＥＲを得るために必要な平均受信ＳＮＲ（所要受信ＳＮＲ）よりも高くなる。

これに対し、受信側のアンテナ数が４本、変調方式が２５６ＱＡＭの場合に所望ＰＥＲを得るために必要な平均受信ＳＮＲは、受信側のアンテナ数が１本、変調方式がＱＰＳＫの場合に所望ＰＥＲを得るために必要な平均受信ＳＮＲよりも十分に低い。つまり、無線中継装置１００がＮ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナを用いて、無線送信装置からのデータ信号（多値変調されたデータ信号）をダイバーシチ受信することにより、多値変調を用いた際の所要受信ＳＮＲの増加を、アンテナ数の増加により抑えることができる。つまり、無線中継装置１００がＮ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナを用いてダイバーシチ受信することで、図２に示す受信ダイバーシチゲインを得ることができる。このように、無線送信装置からのデータ信号の変調多値数を大きくしても、無線中継装置１００がアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}を有することにより、所要受信ＳＮＲを抑えつつ、伝送帯域幅を増加させることなく、伝送レートを増加させることができる。

このように、本実施の形態に係る無線中継装置１００は、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナを有し、無線送信装置からの多値変調されたデータ信号をダイバーシチ受信する一方、ダイバーシチ受信したデータ信号を分割して、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームデータを生成し、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームデータをマルチパス多重して無線受信装置へ送信する。つまり、無線中継装置１００は、データ信号の中継送信の際、データ信号の受信時の通信方式とデータ信号の送信時の通信方式を変換する。この通信方式の変換は、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex：周波数分割複信）システムにおいては周波数領域で行われ、ＴＤＤ（Time Division Duplex：時間分割複信）システムにおいては時間領域で行われる。また、ＦＤＤおよびＴＤＤ以外の他のデュプレックス方式においてはデュプレックス（複信）する領域で通信方式を切り替える。これにより、１本のアンテナしか有しない無線送信装置は、多値変調方式を用いることにより、高い伝送レートでデータ信号を送信することが可能となる。また、１本のアンテナしか有さない無線受信装置は、マルチパス多重方式を用いることにより、高い伝送レートでデータ信号を受信することが可能となる。換言すると、無線送信装置および無線受信装置は、互いに１本のアンテナしか有さないにもかかわらず、無線中継装置１００のアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}に比例してストリーム多重数を増加することが可能となる。

なお、無線中継装置１００がＮ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナを有する場合には、無線中継装置１００と無線受信装置との間ではＮ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームデータを多重することができる。また、各ストリームデータは、ＱＰＳＫ（２ビット／シンボル）により変調される。よって、無線中継装置１００は、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームデータ（２ビット／シンボル）を並列に伝送することで、ＱＰＳＫにおける伝送レートのＮ_{ｒｅｌａｙ}倍の伝送レートを得ることができる。

一方、無線送信装置と無線中継装置１００との間の通信では、無線中継装置１００と無線受信装置との間の伝送レート（２ビット／シンボルのＮ_{ｒｅｌａｙ}倍）に対応させて、１シンボルあたり（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）ビットの情報を送信できる変調方式を用いてデータ信号を多値変調することができる。

次に、図３に示すように、無線中継装置１００のアンテナ数をＮ_{ｒｅｌａｙ}＝４とする場合を一例として説明する。つまり、無線中継装置１００は、アンテナ１０１−１〜１０１−４を有する。この場合、無線送信装置は、２５６ＱＡＭ（変調多値数：８（＝Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２））を用いてデータ信号を変調する。ここで、変調多値数とは、１シンボルで伝送するビットの数である。

そこで、図３に示すように、無線中継装置１００のダイバーシチ受信部１０６は、アンテナ１０１−１〜１０１−４でそれぞれ受信されたデータ信号に対してダイバーシチ受信処理を行う。これにより、ダイバーシチ受信部１０６は、図３に示すように、２５６ＱＡＭで変調されたデータ信号（１シンボルあたり８ビットの情報を含むデータ信号）を得る。そして、復調部１０８は、ダイバーシチ受信処理により得られたデータ信号を、２５６ＱＡＭで復調することにより、１シンボルあたり８（＝Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）ビットのデータビット（ここでは、ｉ_１，ｑ_１，ｉ_２，ｑ_２，ｉ_３，ｑ_３，ｉ_４，ｑ_４）を得る。

次いで、図３に示すように、ストリーム生成部１１２は、復調部１０８で得られたデータビットを分割して、４（＝Ｎ_{ｒｅｌａｙ}）個のストリーム（ここでは、ストリーム＃１〜＃４）を生成する。図３では、例えば、ビットｉ_１，ｑ_１がストリーム＃１に配置され、ビットｉ_２，ｑ_２がストリーム＃２に配置される。ストリーム＃３および＃４についても同様である。

そして、図３に示すように、変調部１１４−１〜１１４−４（図１）は、それぞれに対応するストリームデータ（ストリーム＃１〜＃４）を、ＱＰＳＫを用いて変調する。つまり、１シンボルあたり２ビットの情報を含むストリームデータが得られる。

そして、無線中継装置１００は、アンテナ１０１−１〜１０１−４を介して、ストリーム＃１〜＃４を同時に送信する。

一方、無線受信装置は、４（＝Ｎ_{ｒｅｌａｙ}）個のマルチパスをそれぞれ分離することにより、４個のストリームデータ（図３に示すストリーム＃１〜＃４）を受信することができる。

このようにして、１本のアンテナのみを有する無線送信装置は、無線中継装置１００が有するＮ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナによるダイバーシチ受信を考慮して、多値変調（変調多値数＝Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）したデータ信号を送信することができる。また、１本のアンテナのみを有する無線受信装置は、無線中継装置１００が有するアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}だけ多重される、ＱＰＳＫ変調（変調多値数＝２）されたＮ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームデータを受信することができる。つまり、無線送信装置と無線受信装置との間では、双方がそれぞれ１本のアンテナしか有さないにも関わらず、マルチパス多重されるストリームデータの多重数を、無線中継装置１００のアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}に比例して増加することができる。

このように、本実施の形態によれば、無線送信装置および無線受信装置のアンテナがそれぞれ１本の場合でも、無線中継装置１００のアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}を増やすことにより、無線送信装置と無線受信装置との間の多重可能なストリーム数を増加させることができる。よって、本実施の形態によれば、無線送信装置のアンテナおよび無線受信装置のアンテナのいずれの数を増加させることなく、無線送信装置と無線受信装置との間のストリーム多重数を増加させる効果を得ることができる。

本発明では、無線中継装置（中継局）の特性、すなわち、移動通信端末装置よりも筐体を大きく設計できること、電源が安定しており送信電力を増やせること、また、それらによりチャネル相関の低いアンテナを複数設置して各アンテナから大きな電力で送信できること、に着眼し、上記効果はその特性を利用することにより得られる効果である。

さらに、上記効果は、無線中継装置が複数のストリームを単に中継するのではなく、各ストリームをＱＰＳＫ変調というＥｂ／Ｎｏ特性（ビットあたりの受信ＳＮＲ特性）に優れた変調方式に変換して複数のアンテナから送信することにより得られる効果である。この効果は、従来の無線中継装置（中継局）、例えばストリームをマルチアンテナで単に中継する無線中継装置（中継局）、または、ＭＩＭＯ信号をマルチアンテナで単に中継する無線中継装置（中継局）では得られない。

なお、本実施の形態では、無線中継装置が無線受信装置からの制御情報（制御チャネル）を受信して無線中継装置から無線受信装置までのチャネルで多重可能なストリーム数に関する情報を得て、さらに、生成したＣＱＩを無線送信装置へ通知することにより、無線送信装置から無線中継装置に送信する信号の変調多値数が決定される場合について説明した。しかし、本発明では、無線送信装置における変調多値数の決定はこの方法に限らない。例えば、無線受信装置からの制御情報を無線送信装置が直接受信し、無線送信装置が、受信した制御情報に基づいて無線中継装置に送信する信号の変調多値数を決定してもよい。例えば、本実施の形態では、無線送信装置が、無線受信装置からのマルチパス数（遅延波数）Ｌを示す制御情報を直接受信することによって、（Ｌ×２）の変調多値数で信号を変調して無線中継装置に送信してもよい。

（実施の形態２）
上述したように、無線送信装置と無線中継装置との間では、多値変調されたデータ信号の送受信が行われる。このとき、無線中継装置は、無線送信装置から送信されるパイロット信号を用いて推定されるチャネル推定値に基づいて、多値変調されたデータ信号に対して、ダイバーシチ受信処理を行う。

そのため、無線送信装置と無線中継装置との間で使用されるパイロット信号としては、無線中継装置において、多値変調されたデータ信号の判定（信号点判定）を正確に行うことができるパイロット信号を用いることが好ましい。換言すると、無線送信装置と無線中継装置との間で使用されるパイロット信号としては、無線中継装置において、信号の位相および振幅（電力）を正確に検出できるパイロット信号を用いることが好ましい。

一方、無線中継装置と無線受信装置との間では、マルチパス多重された複数のストリームデータの送受信が行われる。このとき、無線受信装置は、無線中継装置から送信されるパイロット信号を用いて推定されるチャネル推定値を用いて、マルチパス多重された複数のストリームデータをマルチパス毎に分離する。

そのため、無線中継装置と無線受信装置との間で使用されるパイロット信号としては、無線受信装置において、マルチパス分離を正確に行うことができるパイロット信号、つまり、マルチパス分解能に優れたパイロット信号を用いることが好ましい。

そこで、本実施の形態では、無線中継装置が無線送信装置から受信するパイロット信号として、電力最大点を用いた拡散系列を使用し、無線中継装置が無線受信装置へ送信するパイロット信号として、自己相関特性が良好であるＺＡＣ（Zero Auto Correlation）系列を使用する。

すなわち、本実施の形態に係る無線中継装置１００のチャネル推定部１０３（図１）は、無線送信装置から送信される拡散系列で構成されるパイロット（以下、拡散系列パイロットという）を用いて、無線送信装置のアンテナとアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}それぞれとの間の各チャネルを推定する。

そして、ダイバーシチ受信部１０６は、拡散系列パイロットを用いて推定されたチャネル推定値を用いて、データ信号を、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}でダイバーシチ受信する。

ここで、拡散系列パイロットは、電力最大点、つまり、電力が大きいシンボル（例えば、ＱＡＭシンボルの最上位点）を用いたパイロット信号である。そのため、チャネル推定部１０３は、拡散系列パイロットを用いることで、信号の位相および振幅（電力）に関する情報を正確に推定することができる。このように、拡散系列パイロットは、信号の振幅および位相の検出に優れている。

一方、無線中継装置１００のパイロット生成部１１３は、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}から送信されるパイロット信号として、ＺＡＣ系列の一種であるＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude and Zero Auto-correlation Code）系列のパイロット（以下、ＣＡＺＡＣ系列パイロット）を生成する。

そして、送信ＲＦ部１１５−１〜１１５−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}は、変調部１１４−１〜１１４−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}でそれぞれ変調されたＣＡＺＡＣ系列パイロットをＮ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}から無線受信装置へ送信する。

ここで、ＣＡＺＡＣ系列は、信号の振幅にばらつきが無く、自己相関特性が良好な系列である。そのため、無線中継装置１００がＣＡＺＡＣ系列パイロットを無線受信装置へ送信することにより、無線受信装置は、タイミングが異なるパイロット信号を確実に検出することができる。すなわち、無線受信装置は、ＣＡＺＡＣ系列パイロットを用いてチャネル推定を行うことで、各パスの到達時間に関する情報を正確に推定することができるため、マルチパスを確実に分離することができる。このように、ＣＡＺＡＣ系列パイロットは、マルチパス分解能に優れている。

このようにして、本実施の形態によれば、無線送信装置と無線中継装置との間で使用するパイロット信号、および、無線中継装置と無線受信装置との間で使用するパイロット信号として、各通信方式に適した特性を有するパイロット信号を用いる。これにより、無線中継装置は、無線送信装置からの多値変調されたデータ信号を正確に判定することが可能となり、無線受信装置は、マルチパスを正確に分離して、無線中継装置からの多重された複数のストリームデータを正確に分離することが可能となる。よって、本実施の形態によれば、通信方式に応じてパイロットを使い分けることにより、実施の形態１と同様の効果を得つつ、さらに、各通信路におけるデータ信号の誤り率特性を改善することができるため、システムスループットをさらに向上させることができる。

なお、本実施の形態では、一例として、無線送信装置と無線中継装置との間で使用されるパイロット信号を拡散系列パイロットとし、無線中継装置と無線受信装置との間で使用されるパイロット信号をＣＡＺＡＣ系列パイロットとした場合について説明した。しかし、本発明では、無線送信装置と無線中継装置との間で使用されるパイロット信号は、拡散系列パイロットに限らず、信号の位相および振幅（電力）を正確に検出できるパイロット信号であればよい。また、本発明では、無線中継装置と無線受信装置との間で使用されるパイロット信号は、ＣＡＺＡＣ系列パイロットに限らず、マルチパス分解能に優れたパイロット信号であればよい。

（実施の形態３）
１シンボルで送信されるビット間の受信品質は互いに異なる。具体的には、１シンボルで送信される複数のビットのうち、上位ビットほど受信品質は良好であり、下位ビットほど受信品質は劣悪である。例えば、２５６ＱＡＭでは、１シンボルで８ビット（例えば、上位ビットから順にｉ_１，ｑ_１，ｉ_２，ｑ_２，ｉ_３，ｑ_３，ｉ_４，ｑ_４）が送信される。このとき、最上位ビットであるビットｉ_１，ｑ_１の受信品質が最も高くなり、最下位ビットであるｉ_４，ｑ_４の受信品質が最も低くなる。

また、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}本の無線中継装置のアンテナと、無線受信装置とのそれぞれの間の伝搬路（チャネル）の伝搬路特性は互いに異なるため、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}本のアンテナからそれぞれ送信されるＮ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームの受信品質は互いに異なる。

そこで、本実施の形態では、無線中継装置は、ストリームの受信品質に応じて、無線送信装置から送信されるデータ信号の各シンボルを構成する各ビットを、各ストリームに配置する。

以下、具体的に説明する。本実施の形態に係る無線中継装置１００のダイバーシチ受信部１０９（図１）は、無線受信装置から送信された制御情報をダイバーシチ受信する。なお、無線受信装置から送信された制御情報には、無線受信装置で決定されたマルチパス数Ｌおよび無線受信装置で設定された受信可能なアンテナ数Ｎ_ｒｘを示す情報に加え、無線中継装置１００のアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ_{ｒｅｌａｙ}それぞれと無線受信装置のアンテナとの間のチャネル品質（つまり、各ストリームの品質）を示すチャネル情報も含まれる。

制御情報検出部１１０は、ダイバーシチ受信部１０９から入力される制御情報から、無線受信装置で受信可能なアンテナ数（Ｎ_ｒｘ）、マルチパス数（Ｌ）およびチャネル情報を検出する。そして、制御情報検出部１１０は、検出したアンテナ数（Ｎ_ｒｘ）およびマルチパス数（Ｌ）をストリーム数決定部１１１に出力し、チャネル情報をストリーム数決定部１１１を介してストリーム生成部１１２に出力する。

ストリーム生成部１１２は、制御情報検出部１１０で検出されたチャネル情報に示される各ストリームの受信品質に基づいて、復調部１０８から入力されるデータ信号（データビット）を分割して、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームデータを生成する。具体的には、ストリーム生成部１１２は、データ信号（データビット）の各シンボルを構成する複数のビットのうち、上位ビットを受信品質が良好なストリームに配置し、下位ビットを受信品質が劣悪なストリームに配置する。

一方、無線受信装置は、無線中継装置１００の各アンテナから送信されたパイロット信号を用いて、各アンテナと自装置のアンテナとの間のチャネル品質を推定する。そして、無線受信装置は、推定した、無線中継装置１００の各アンテナのチャネル品質を示すチャネル情報を含む制御情報（実施の形態１と同様、検出したアンテナ数Ｎ_ｒｘおよびマルチパス数Ｌも含む制御情報）を無線中継装置１００へ送信する。

次に、本実施の形態に係る無線中継装置１００における中継処理の詳細について説明する。

以下の説明では、無線中継装置１００のアンテナ数を４本（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}＝４）とする。よって、無線送信装置は、２５６ＱＡＭ（変調多値数：Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２、つまり、８ビット／シンボル）で変調したデータ信号を無線中継装置１００へ送信する。また、図４に示すように、２５６ＱＡＭで変調されたデータ信号の各シンボルを構成する８ビットを、上位ビットから順にｉ_１，ｑ_１，ｉ_２，ｑ_２，ｉ_３，ｑ_３，ｉ_４，ｑ_４と表す。つまり、図４では、ｉ_１，ｑ_１の受信品質が最も高く（最も誤りにくく）、ｉ_４，ｑ_４の受信品質が最も低い（最も誤りやすい）。また、無線受信装置からフィードバックされるチャネル情報に示される各ストリームの受信品質を図５に示す。つまり、図５に示すように、ストリーム＃１の受信品質が最も高く、ストリーム＃４の受信品質が最も低い。

図４に示すように、無線中継装置１００のストリーム生成部１１２は、各シンボルを構成する８ビットのうち最上位ビット（上位から１、２ビット目）であるｉ_１，ｑ_１を、図５において受信品質が最も高いストリーム＃１に配置する。同様に、ストリーム生成部１１２は、各シンボルを構成する８ビットのうち最上位ビットの次のビット（上位から３、４ビット目）であるｉ_２，ｑ_２を、図５において受信品質が２番目に高いストリーム＃２に配置する。また、ストリーム生成部１１２は、各シンボルを構成する８ビットのうち最下位ビット（上位から７、８ビット目）であるｉ_４，ｑ_４を、図５において受信品質が最も低いストリーム＃４に配置する。ストリーム＃３についても同様である。

よって、無線中継装置１００では、無線送信装置から送信されるデータ信号を復調して得られる各シンボルを構成する８ビット（ｉ_１，ｑ_１〜ｉ_４，ｑ_４）のうち、ｉ_１，ｑ_１はストリーム＃１で送信され、ｉ_２，ｑ_２はストリーム＃２で送信され、ｉ_３，ｑ_３はストリーム＃３で送信され、ｉ_４，ｑ_４はストリーム＃４で送信される。

このように、無線中継装置１００は、変調多値数（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２、ここでは８（２５６ＱＡＭ））で変調されたデータ信号の各シンボルを構成する複数（（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）個）のビットのうち、より上位のビットを、多重可能な複数（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個）のストリームのうち受信品質がより良好なストリームに配置する。換言すると、無線中継装置１００は、変調多値数（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２、ここでは８（２５６ＱＡＭ））で変調されたデータ信号の各シンボルを構成する複数（（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）個）のビットのうち、より下位のビットを、多重可能な複数（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個）のストリームのうち受信品質がより劣悪なストリームに配置する。

これにより、無線受信装置は、無線送信装置から送信されたデータ信号において誤りにくいビットである上位ビットを、良好な受信品質のストリームで受信し、無線送信装置から送信されたデータ信号において誤りやすいビットである下位ビットを、劣悪な受信品質のストリームで受信する。このため、無線受信装置では、下位ビット（誤りやすいビット）の誤り率特性と比較して、上位ビット（誤りにくいビット）の誤り率特性をさらに向上させることができる。すなわち、無線受信装置では、無線送信装置から送信されたデータ信号の各シンボルを構成する複数のビット間の誤り率特性の差がより大きくなる。

これにより、例えば、無線中継装置１００は、再送ビットまたは制御情報等の誤りにくく送信すべき情報を、図４に示すストリーム＃１（受信品質が良好なストリーム）に配置し、パリティ情報またはパディングビット等の誤ってもシステムに与える影響が少ない情報を、図４に示すストリーム＃４（受信品質が劣悪なストリーム）に配置すればよい。これにより、受信品質が良好なストリームで送信される情報ビット（上位ビット）ほど、誤り率特性をより向上させることができるため、システム容量を向上させることができる。

また、例えば、無線中継装置１００は、自装置と無線送信装置との間の品質（ＣＱＩ）を無線送信装置へ通知し、無線送信装置は、無線中継装置１００から通知されるＣＱＩに基づいて、変調方式（変調多値数）およびストリーム数を決定してもよい。例えば、無線送信装置は、図６に示すように、無線中継装置１００からのＣＱＩに基づいて、２５６ＱＡＭ（変調多値数：８（＝Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２））およびストリーム数４（＝Ｎ_{ｒｅｌａｙ}）を決定する。そして、無線送信装置は、図６に示すように、データ信号（情報ビット）を４（＝Ｎ_{ｒｅｌａｙ}）個のストリーム＃１〜＃４に対応させて分割する。そして、無線送信装置は、図６に示すように、ストリーム＃１〜＃４にそれぞれ対応する情報ビットをインタリーブする。具体的には、無線送信装置は、ストリーム＃１に対応する情報ビットを、各シンボルを構成する複数のビットのうち上位から１，２ビット目ｉ_１，ｑ_１とし、ストリーム＃２に対応する情報ビットを、各シンボルを構成する複数のビットのうち上位から３，４ビット目ｉ_２，ｑ_２とする。ストリーム＃３，＃４にそれぞれ対応する情報ビットについても同様である。すなわち、無線送信装置は、無線中継装置１００と無線受信装置との間で多重される４個のストリームを想定して、情報ビットをインタリーブする。

図６では、例えば、ストリーム＃１に対応する情報ビット（各シンボルの最上位ビットｉ_１，ｑ_１に配置される情報ビット）として再送ビットまたは制御情報等を割り当て、ストリーム＃４に対応する情報ビット（各シンボルの最下位ビットｉ_４，ｑ_４に配置される情報ビット）としてパリティビットまたはパディングビット等を割り当てればよい。

そして、無線送信装置は、図６に示すように、インタリーブ後の情報ビットを２５６ＱＡＭで変調することにより、１シンボルあたり８ビットｉ_１，ｑ_１，ｉ_２，ｑ_２，ｉ_３，ｑ_３，ｉ_４，ｑ_４を含むデータ信号を生成する。これにより、無線中継装置１００は、上述した図４に示すように、受信品質が最も高いストリーム＃１で各シンボルの最上位ビットｉ_１，ｑ_１を送信する一方、受信品質が最も悪いストリーム＃４で各シンボルの最下位ビットｉ_４，ｑ_４を送信する。

このようにして、本実施の形態によれば、無線中継装置は、ストリームの受信品質に応じて、無線送信装置から送信されるデータ信号の各シンボルを構成する各ビットを、各ストリームに配置する。すなわち、無線中継装置は、無線送信装置から送信されたデータ信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、上位ビット（誤りにくいビット）ほど受信品質がより良好なストリームで送信し、下位ビット（誤りやすいビット）ほど受信品質がより劣悪なストリームで送信する。これにより、無線中継装置は、受信品質がより良好なストリームほど、誤りを少なくすることができる。このように、本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果を得つつ、送信されるデータ信号の各シンボルを構成する複数のビット間の誤り率特性を適切に調整することによりシステム容量を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、ストリーム毎の受信品質を示すチャネル情報が無線受信装置からフィードバックされる場合について説明した。しかし、本発明では、例えば、無線受信装置は、ストリーム毎の受信品質に基づいて、受信品質が良い順にストリームの優先順位を付して、優先順位を示す情報（例えば、優先順位番号）を無線中継装置へフィードバックしてもよい。そして、無線中継装置は、無線受信装置からフィードバックされたストリームの優先順位に従って、優先順位がより高いストリーム（受信品質が高いストリーム）で誤りにくいビット（上位ビット）を送信し、優先順位がより低いストリーム（受信品質が低いストリーム）で誤りやすいビット（下位ビット）を送信する。

また、本実施の形態では、無線中継装置が、（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）の変調多値数で変調されたデータ信号の各シンボルを構成する複数（（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）個）のビットのうち、より上位のビットを、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームのうち受信品質がより高いストリームに配置する場合について説明した。しかし、本発明では、無線中継装置は、（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）の変調多値数で変調されたデータ信号の各シンボルを構成する複数（（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）個）のビットのうち、より下位のビットを、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームのうち受信品質がより高いストリームに配置してもよい。これにより、１シンボルで送信されるすべてのビットの誤り率特性を平均化することができる。なお、上述した、１シンボルで送信されるすべてのビットの誤り率特性を平均化する方式は、複数のストリームに渡って共通の誤り訂正符号（すべてのストリームで共通の誤り訂正符号を利用するときにはシングルコードワードと呼称される）が適用されているケースにおいて特に効果的である。なぜならば、誤り訂正復号において、受信シンボルおよび受信ビットの尤度のばらつきが少ないほど誤り訂正復号が良好に動作するので誤り率特性が向上し、スループットが向上し、さらに、キャパシティが増加するからである。

（実施の形態４）
本実施の形態では、無線中継装置と無線受信装置との間で発生するマルチパス数（つまり、無線受信装置で検出されるマルチパス数）が、無線中継装置のアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}よりも少ない場合について説明する。

以下、具体的に説明する。以下の説明では、実施の形態３と同様、本実施の形態に係る無線中継装置１００（図１）のアンテナ数を４本（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}＝４）とする。よって、無線送信装置は、２５６ＱＡＭ（変調多値数：Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２、つまり、８ビット／シンボル）で変調したデータ信号を無線中継装置１００へ送信する。また、実施の形態３に示す図６と同様にして、無線送信装置は、情報ビットを、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームに対応させて分割し、分割した情報ビットをインタリーブする。そして、無線送信装置は、インタリーブ後の情報ビットを、２５６ＱＡＭで変調して、データ信号（各シンボルを構成する８ビットを上位ビットから順にｉ_１，ｑ_１，ｉ_２，ｑ_２，ｉ_３，ｑ_３，ｉ_４，ｑ_４とする）を得る。

また、無線受信装置が検出したマルチパス数Ｌを２とする。すなわち、無線受信装置は、マルチパス数Ｌ＝２およびアンテナ数Ｎ_ｒｘ＝１を含む制御情報を無線中継装置１００へ送信する。

無線中継装置１００の復調部１０８は、ダイバーシチ受信部１０６から入力されるデータ信号を復号して、データビット（図７に示す各シンボルを構成するｉ_１，ｑ_１，ｉ_２，ｑ_２，ｉ_３，ｑ_３，ｉ_４，ｑ_４）を得る。

ストリーム数決定部１１１は、自装置の送信アンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}、無線受信装置から送信された制御情報に含まれるマルチパス数Ｌおよび受信アンテナ数Ｎ_ｒｘを用いて、式（２）に従って、多重可能なストリーム数を２（＝ｍｉｎ（４，２×１））に決定する。すなわち、ここでは、無線中継装置１００と無線受信装置との間で多重可能なストリーム数は、無線中継装置１００のアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}より少ない。

ストリーム生成部１１２は、図７に示すように、復調部１０８で復調されたデータビットを、無線送信装置におけるインタリーブと同様にして、デインタリーブすることで４個のストリーム＃１〜＃４を生成する。具体的には、ストリーム生成部１１２は、図７に示すように、データ信号の各シンボルを構成する８ビットのデータビットうち、最上位ビットｉ_１，ｑ_１を、ストリーム＃１に配置する。同様に、ストリーム生成部１１２は、データ信号の各シンボルを構成する８ビットのデータビットのうち、最上位ビットの次のビットｉ_２，ｑ_２を、ストリーム＃２に配置する。ストリーム＃３および＃４についても同様である。

ただし、ストリーム数決定部１１１から入力されるストリーム数が２（つまり、自装置が有するアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}＝４よりも少ない数）であるので、ストリーム生成部１１２は、図７に示すストリーム＃１〜＃４のうち、ストリーム＃１および＃２を、変調部１１４−１および１１４−２のいずれかに入力する。また、ストリーム生成部１１２は、図７に示すストリーム＃１〜＃４のうち、ストリーム＃３および＃４を、変調部１１４−３および１１４−４のいずれかに入力する。つまり、ストリーム生成部１１２は、自装置と無線受信装置との間で多重可能なストリーム数（ここでは、２個）がアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}よりも少ない場合、生成したＮ個のストリームを、多重可能なストリーム数のストリームにまとめる。

そして、変調部１１４−１および１１４−２のうちいずれかは、図７に示すように、ストリーム＃１を構成するデータビットを、ＱＰＳＫシンボルを構成する２ビット（ｉ、ｑ）のうち、ビットｉに配置し、ストリーム＃２を構成するデータビットを、ＱＰＳＫシンボルを構成する２ビット（ｉ、ｑ）のうちビットｑに配置することで、ストリーム＃１および＃２をＱＰＳＫ変調する。同様に、変調部１１４−３および１１４−４のうちいずれかは、図７に示すように、ストリーム＃３を構成するデータビットを、ＱＰＳＫシンボルを構成する２ビット（ｉ、ｑ）のうちビットｉに配置し、ストリーム＃４を構成するデータビットを、ＱＰＳＫシンボルを構成する２ビット（ｉ、ｑ）のうちビットｑに配置することで、ストリーム＃３および＃４をＱＰＳＫ変調する。つまり、変調部１１４−１〜１１４−４は、ストリーム生成部１１２から入力される、多重可能なストリーム数（ここでは、２個）のストリームをＱＰＳＫ変調する。

これにより、図７に示すように、ストリーム＃１および＃２の情報を含むＱＰＳＫシンボル、および、ストリーム＃３および＃４の情報を含むＱＰＳＫシンボルが得られる。すなわち、図７に示すように、無線中継装置１００と無線受信装置との間で多重可能な２個のストリーム数分のストリームデータ（ＱＰＳＫシンボル）が得られる。

そして、無線中継装置１００は、図７に示すように、ストリーム＃１および＃２の情報を含むＱＰＳＫシンボルを、アンテナ１０１−１およびアンテナ１０１−２を用いてダイバーシチ送信し、ストリーム＃３および＃４の情報を含むＱＰＳＫシンボルを、アンテナ１０１−３およびアンテナ１０１−４を用いてダイバーシチ送信する。

このように、無線中継装置１００は、実施の形態１と同様にして、無線送信装置から送信されたデータ信号を分割して、自装置のアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}と同数のＮ_{ｒｅｌａｙ}個のストリーム＃１〜＃４を生成する。ただし、無線中継装置１００と無線受信装置との間において多重可能なストリーム数が無線中継装置１００のアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}よりも少ない場合には、無線中継装置１００がＮ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームを空間多重して送信しても、無線受信装置は、Ｎ_{ｒｅｌａｙ}個のストリームを分離することができない。これに対し、本実施の形態に係る無線中継装置１００は、無線中継装置１００と無線受信装置との間において多重可能なストリーム数がアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}よりも少ない場合には、生成した複数のストリームを１つのストリームとして集約することにより、実際に多重可能な数のストリームを生成する。例えば、図７では、無線中継装置１００は、ストリーム＃１および＃２の２つのストリーム、または、ストリーム＃３および＃４の２つのストリームをそれぞれ集約することにより、実際に多重可能な２個のストリームを生成する。つまり、無線中継装置１００は、多重可能なストリーム数（無線受信装置が分離可能なストリーム数）までストリーム数を減らす。これにより、無線受信装置は、無線中継装置１００が送信した複数のストリーム（図７では２個のストリーム）を確実に受信できる。

また、多重可能なストリーム数が無線中継装置１００のアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}よりも少ない場合には、無線中継装置１００は、余剰のアンテナ（図７では、アンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}＝４と多重可能名ストリーム数２との差、つまり、２本のアンテナ）を送信ダイバーシチに用いることができる。よって、多重可能なストリーム数が無線中継装置１００のアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}よりも少ない場合には、多重されるストリーム数は減少するものの、それらのストリームがダイバーシチ送信される。このため、無線受信装置では、各ストリームの誤り率特性を向上させることができ、実施の形態１と同様、システム容量を増加させることができる。

なお、送信ダイバーシチ技術としては、例えば、循環遅延ダイバーシチ（ＣＤＤ：Cyclic Delay Diversity）技術および時空間符号化（ＳＴＣ：Space Time Coding）ダイバーシチ（ＳＴＣ）技術等が挙げられる。特に、循環遅延ダイバーシチ技術によれば、無線受信装置が受信するマルチパス数を増加させることができるため、結果的に、無線受信装置におけるマルチパス数の増加により多重可能なストリーム数を増加させることができる。

また、図７に示すように、無線中継装置１００は、ストリーム＃１および＃２を集約してＱＰＳＫ変調し、ストリーム＃３および＃４を集約してＱＰＳＫ変調する。すなわち、図７に示すように、無線中継装置１００において空間多重して送信される２つのストリームには、ストリーム＃１〜＃４のすべての情報ビットが含まれる。すなわち、無線中継装置１００は、生成した複数のストリームを集約して実際に多重するストリーム数を減らす場合でも、生成した各ストリームの情報ビットを均等に送信することができる。これにより、一部のストリームのみが先に送信され、他のストリームが後で送信されることよる遅延を抑えることができる。

このようにして、本実施の形態によれば、多重可能なストリーム数が無線中継装置１００のアンテナ数Ｎ_{ｒｅｌａｙ}よりも少ない場合でも、無線受信装置でストリームを確実に分離することができ、かつ、実施の形態１と同様、システム容量を増加させることができる。

なお、本実施の形態では、多重可能なストリーム数が無線中継装置のアンテナ数よりも少ない場合について説明した。しかし、本発明では、無線中継装置は、例えば、多重可能なストリーム数が無線中継装置のアンテナ数と同一の場合でも、無線受信装置における所望の受信品質を満たせないと判断した場合には、本実施の形態と同様にして、ストリーム多重数を減らしてもよい。これにより、本実施の形態と同様、無線中継装置では送信ダイバーシチ技術を用いることができるため、無線受信装置では、所望の受信品質を満たすストリームを受信することができる。

また、本実施の形態では、無線中継装置のアンテナを送受信アンテナとして用いる場合、つまり、無線中継装置の送信用アンテナの数および受信用アンテナの数が同一である場合について説明した。しかし、本発明では、無線中継装置の送信用アンテナの数と受信用アンテナの数とが互いに異なってもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明した。

なお、上記実施の形態では、無線送信装置の送信アンテナ数を１本とし、無線受信装置の受信アンテナ数を１本とする場合について説明した。しかし、本発明では、無線送信装置の送信アンテナ数および無線受信装置の受信アンテナ数は、１本に限らず２本以上でもよい。無線中継装置は、無線送信装置の送信アンテナ本数に関わらず、無線送信装置が多値変調を用いて送信したストリームの数を検出し、ストリームを分離してそれぞれのストリームをＱＰＳＫを用いて変調して無線受信装置に送信することも可能である。この場合でも、上記実施の形態と同様、無線送信装置および無線受信装置のいずれのアンテナ数を増加させることなく、無線中継装置のアンテナ数を増加させるだけで無線送信装置および無線受信装置のデータ伝送レートを向上することができる。

また、上記実施の形態では、無線中継装置と無線受信装置との間の通信方式としてＱＰＳＫを用いる場合について説明した。上記実施の形態において、ＱＰＳＫを用いて説明した理由は、ＱＰＳＫが、Ｅｂ／Ｎｏに対する誤り率特性が優れた変調方式であるからである。そこで、本発明では、無線中継装置と無線受信装置との間の通信方式として、ＱＰＳＫと同一のＥｂ／Ｎｏに対する誤り率特性を有するＢＰＳＫを用いてもよい。この場合でも、上記実施の形態と同様、無線送信装置および無線受信装置のいずれのアンテナ数を増加させることなく、無線中継装置のアンテナ数を増加させるだけで無線送信装置および無線受信装置のデータ伝送レートを向上することができる。また、ＢＰＳＫおよびＱＰＳＫを複数のアンテナ間で組み合わせて使用してもよい。

また、上記実施の形態では、無線送信装置がＱＡＭ方式（上記実施の形態では２５６ＱＡＭ）を用いて無線中継装置にデータを送信する例を説明した。しかし、本発明では、無線送信装置から無線中継装置へのデータ送信に使用する通信方式は、送信帯域幅を広げることなく１シンボルを用いて複数のビットを送信できる方式であればいずれの方式でもよい。例えば、本発明では、無線送信装置から無線中継装置へのデータ送信に使用する通信方式として、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）またはＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）等を用いてもよく、これら方式を組み合わせた変調方式を用いてもよい。

また、上記実施の形態では、無線送信装置が、（Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）の変調多値数で信号を変調する場合について説明した。しかし、本発明では、無線送信装置は、Ｍ（ただし、Ｍ≦Ｎ_{ｒｅｌａｙ}×２）の変調多値数で信号を変調してもよい。例えば、無線送信装置は、自装置と無線中継装置との間のチャネル品質に応じて変調多値数Ｍを変更してもよい。このとき、無線送信装置は、無線中継装置から通知されたＣＱＩを参照して無線送信装置と無線中継装置との間の無線伝播環境を測定することにより、変調多値数Ｍを変更することができる。または、無線送信装置は、無線送信装置が無線中継装置までの距離を測定することで無線伝播環境を測定することにより、変調多値数Ｍを変更することができる。また、無線送信装置から無線中継装置へ送信する信号に用いる変調多値数Ｍは、無線送信装置がＣＱＩを参照して決定してもよい。または、無線中継装置が変調多値数Ｍを通知して無線送信装置がその通知に示される変調多値数Ｍを用いてもよい。

また、上記実施の形態において、無線受信装置から無線中継装置へ通知されるマルチパス情報は、例えば、マルチパスの数、各パスの電力または各パスのタイミング等で構成される。ここで、本発明では、マルチパス情報として、受信電力が予め設定された閾値以上であるパスのみを通知してもよく、受信電力がより大きいパスから順に、一定の数のパスのみを通知してもよい。また、マルチパス情報として、遅延時間が一定値以下のパス、例えば、遅延時間がサイクリックプリフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix、またはガードインターバル（ＧＩ：Guard Interval）ともいう）以内であるパスのみを通知してもよい。また、無線中継装置では、無線中継装置のアンテナ数より多いストリームは多重できないため、無線中継装置は、自装置のアンテナ数を無線受信装置に予め通知し、無線受信装置は、通知されたアンテナ数分だけのパスに関するマルチパス情報を無線中継装置へ通知してもよい。これらにより、無線中継装置は、無線中継装置と無線受信装置との間でマルチパス多重送信を行うために必要最小限のマルチパス情報のみを受信することができる。例えば、図８に示すように、無線受信装置では、まず、検出されたマルチパスのうち、サイクリックプリフィックス時間長以内の６個のパスが選択される。次いで、６個のパスのうち、受信電力が閾値以上の５個のパスが選択される。次いで、５個のパスのうち、無線中継装置のアンテナ数（図８では４本とする）と同数のパス（図８に示す１ｓｔ〜４ｔｈ）が選択される。このように、無線受信装置は、図８に示す４本のパス（１ｓｔ〜４ｔｈ）に関するマルチパス情報を送信することにより、無線受信装置で検出できないマルチパスの通知を省くことができる。また、無線中継装置は、品質が良好であるマルチパスを利用してマルチパス多重送信を行うことができる。換言すると、無線中継装置は、無線受信装置で検出できないマルチパスの使用を防ぐことができる。よって、必要最小限の情報のみを含むマルチパス情報が無線中継装置に通知されるので制御チャネルに使用する容量を低減することができ、かつ、無線中継装置が品質の良好であるマルチパスを利用することでシステム容量を向上させることができる。

また、例えば、アドホック（Ad hoc）無線通信システムでは、移動端末装置同士が、装置間で直接通信を行う。よって、本発明に係る無線中継装置を既存のアドホック無線通信システム内の任意の場所に設置することにより、移動端末装置間の伝送レート（キャパシティ）を増加させることができる。つまり、本発明によれば、アドホック無線通信システムにおいて、システムの大幅な変更を行うことなく、移動端末装置間の伝送レートを増加させることが可能となる。このとき、無線送信装置が無線受信装置から多値変調による送信を要求されたと認知し、無線受信装置が無線送信装置からマルチパス多重された信号が送信されたと認知すればよいので、移動端末装置間（無線送信装置と無線受信装置との間）では無線中継装置が設置されたという状況を検出する必要が無い。これにより、アドホック無線通信システムでは、無線中継装置の配置を任意に設置したり設置解除したりすることが可能となり、システムにおける中継装置配置設計を容易にできるという効果が得られる。

また、本発明において、ダイバーシチ受信処理としては、例えば、最大比合成（ＭＲＣ：Maximum Ratio Combining）、最小二乗誤差（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Square Error）またはゼロフォーシング（ＺＦ：Zero Forcing）等の任意の受信ダイバーシチアルゴリズムを用いることができる。または、無線送信装置からの信号（多値変調信号）がマルチパス成分を有する場合には、時間領域等化器または周波数領域等化器等の受信ダイバーシチ技術を用いてもよい。

また、本発明において、無線中継装置は基地局装置に組み込まれて設置されてもよい。基地局装置も無線中継装置と同様、比較的大きい筐体と比較的大きい電力送信が許容されているので、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。例えば、従来の基地局装置よりも小型である屋内向け基地局装置、または家庭内向け基地局装置（Ｈｏｍｅ−ｅＮｏｄｅＢ）などに本発明の無線中継装置を実装することもできる。家庭内向け基地局装置に本発明の無線中継装置を実装した場合には、テレビ、レコーダーまたは音響装置等の様々な家庭電化製品に対して、本発明を適用することも可能である。

また、上記実施の形態ではアンテナとして説明したが、本発明はアンテナポートでも同様に適用できる。

アンテナポートとは、１本または複数の物理アンテナから構成される、論理的なアンテナを指す。すなわち、アンテナポートは必ずしも１本の物理アンテナを指すとは限らず、複数のアンテナから構成されるアレイアンテナ等を指すことがある。

例えば3GPP-LTEにおいては、アンテナポートが何本の物理アンテナから構成されるかは規定されず、基地局が異なる参照信号（Reference signal）を送信できる最小単位として規定されている。

また、アンテナポートはプリコーディングベクトル（Precoding vector）の重み付けを乗算する最小単位として規定されることもある。

また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。

また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

２００９年７月２８日出願の特願２００９−１７５６８８の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明は、移動体通信システム等に適用することができる。

１００ 無線中継装置
１０１ アンテナ
１０２ 受信ＲＦ部
１０３ チャネル推定部
１０４ ＣＱＩ生成部
１０５，１１４ 変調部
１０６，１０９ ダイバーシチ受信部
１０７ 多値数検出部
１０８ 復調部
１１０ 制御情報検出部
１１１ ストリーム数決定部
１１２ ストリーム生成部
１１３ パイロット生成部
１１５ 送信ＲＦ部

Claims (9)

1. 無線送信装置と無線受信装置との間で信号を中継送信する無線中継装置であって、
   Ｎ本（Ｎは２以上の自然数）のアンテナポートを有し、
   前記無線送信装置から送信される、Ｍ（ただし、Ｍ≦Ｎ×Ｋ、Ｋは１以上の自然数）の変調多値数を有する多値変調方式で変調された前記信号を、前記Ｎ本のアンテナポートで受信する受信手段と、
   前記信号を分割してＮ個のストリームを生成する生成手段と、
   前記Ｎ個のストリームを前記Ｋの変調多値数（ただし、Ｍ＞Ｋ）で変調する変調手段と、
   変調後の前記Ｎ個のストリームをマルチパス多重して前記Ｎ本のアンテナポートで前記無線受信装置へ送信する送信手段と、
   を具備する無線中継装置。
2. 前記Ｋは２であり、
   前記変調手段は、前記Ｎ個のストリームをＱＰＳＫ変調する、
   請求項１記載の無線中継装置。
3. 前記Ｋは１であり、
   前記変調手段は、前記Ｎ個のストリームをＢＰＳＫ変調する、
   請求項１記載の無線中継装置。
4. 前記受信手段は、前記無線送信装置から送信される、拡散系列で構成されるパイロット信号を用いて推定されるチャネル推定値を用いて、前記信号を前記Ｎ本のアンテナポートでダイバーシチ受信する、
   請求項１記載の無線中継装置。
5. 前記送信手段は、ＺＡＣ系列で構成されるパイロット信号を前記Ｎ本のアンテナポートで前記無線受信装置へ送信する、
   請求項１記載の無線中継装置。
6. 前記生成手段は、前記Ｍの変調多値数で変調された前記信号の各シンボルを構成するＭ個のビットのうち、より上位のビットを、前記Ｎ個のストリームのうち回線品質がより良いストリームに配置する、
   請求項１記載の無線中継装置。
7. 前記生成手段は、前記Ｍの変調多値数で変調された前記信号の各シンボルを構成するＭ個のビットのうち、より下位のビットを、前記Ｎ個のストリームのうち回線品質がより良いストリームに配置する、
   請求項１記載の無線中継装置。
8. 前記生成手段は、自装置と前記無線受信装置との間で多重可能なストリーム数が前記Ｎよりも少ない場合、前記Ｎ個のストリームを前記多重可能なストリーム数のストリームにまとめ、
   前記変調手段は、前記多重可能なストリーム数のストリームをＱＰＳＫ変調する、
   請求項１記載の無線中継装置。
9. Ｎ本（Ｎは２以上の自然数）のアンテナポートを有し、無線送信装置と無線受信装置との間で信号を中継送信する無線中継装置における無線中継方法であって、
   前記無線送信装置から送信される、Ｍ（ただし、Ｍ≦Ｎ×Ｋ、Ｋは１以上の自然数）の変調多値数を有する多値変調方式で変調された前記信号を、前記Ｎ本のアンテナポートで受信し、
   前記信号を分割してＮ個のストリームを生成し、
   前記Ｎ個のストリームを前記Ｋの変調多値数（ただし、Ｍ＞Ｋ）で変調し、
   変調後の前記Ｎ個のストリームをマルチパス多重して前記Ｎ本のアンテナポートで前記無線受信装置へ送信する、
   無線中継方法。

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