JP7298695B2 - 無線通信システム、無線通信方法、送信局装置および受信局装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）型送信ビーム形成処理を行うＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）－ＳＣ（Single Carrier）－ＦＤＥ（Frequency Domain Equalization）方式の無線通信システムにおいて、ブロック間干渉による通信品質の劣化を回避する技術に関する。

周波数選択性フェージングがある通信環境下で広帯域のＳＣ－ＭＩＭＯ伝送を行う場合、複数のアンテナの空間的な広がりにより生じるアンテナ間干渉（ＭＵ（Multi User）－ＭＩＭＯの場合はユーザ間干渉／ＳＵ（Single User）－ＭＩＭＯの場合はストリーム間干渉）の除去と、通信路特性の時間的な広がりにより生じる符号間干渉の除去とを行う処理が必要である。

一般的なＭＩＭＯ－ＳＣ－ＦＤＥ方式の無線通信システムでは、送信局装置および受信局装置において、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）／ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）およびＩＤＦＴ（Inverse DFT）／ＩＦＦＴ（Inverse FFT）により送信信号および受信信号を周波数領域に変換して、周波数領域で送信ビーム形成処理および波形等化処理とが行われている。ところが、周波数領域の処理を行う場合、ＤＦＴ／ＩＤＦＴを行うためのバッファが必要であり、処理負荷が増加するという問題がある。一方、時間領域でＦＩＲ型送信ビーム形成を行うことによりユーザ間干渉を除去する方法が提案されている（非特許文献１参照）。

栗山圭太，福園隼人，吉岡正文，立田努，"ＦＩＲ型送信ビーム形成と双方向受信等化を適用した広帯域シングルキャリアＭＩＭＯシステム"，2019年3月 IEICE 総合大会B-5-105.

ＭＩＭＯ－ＳＣ－ＦＤＥ方式の無線通信システムにおいて、送信局装置側で時間領域のＦＩＲ型送信ビーム形成処理を行い、受信局装置側で周波数領域の波形等化処理を行う場合、ブロック伝送を行うのでブロック間にＣＰ（Cyclic Prefix）を付加する必要がある。ところが、ＣＰが付加されたブロックのデータ信号にＦＩＲ型送信ビーム形成処理が行われると等価的なＣＩＲ（Channel Impulse Response）の長さ（ＣＩＲ長と称する）が延伸され、等価的なＣＩＲ長がＣＰの長さ（ＣＰ長と称する）を超える場合、ブロック間干渉による歪が生じ、伝送品質が劣化するという問題がある。なお、非特許文献１では、時間領域で波形等化処理を行うため、ブロック伝送していないのでＣＰは付加されておらず、上述の問題は生じない。

本発明では、ＦＩＲ型送信ビーム形成を行うＭＩＭＯ－ＳＣ－ＦＤＥ方式において、ＦＩＲ型送信ビーム形成処理により延伸された等価的なＣＩＲ長に基づいてＣＰ長を調整することにより、ブロック間干渉による通信品質の劣化を回避することができる無線通信システム、無線通信方法、送信局装置および受信局装置を提供することを目的とする。

本発明に係る無線通信システムは、送信局装置と受信局装置との間でＳＣ－ＦＤＥ方式を適用してＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムにおいて、前記送信局装置は、前記受信局装置が通信路応答を推定するための予め定められた既知信号を生成するトレーニング信号生成部と、送信信号のブロック毎にブロック間干渉を除去するための所定のＣＰ長のＣＰを付加するＣＰ付加部と、アンテナ間干渉を除去するための送信ウェイトを用いて時間領域で送信ビーム形成処理を行う送信ビーム形成部とを備え、前記受信局装置は、受信する信号に付加された前記ＣＰを除去するＣＰ除去部と、前記既知信号を受信して通信路応答を推定する通信路推定部と、受信ウェイトを用いて周波数領域で符号間干渉を除去する等化処理を行う等化部とを備え、前記通信路応答に基づいて、前記送信ウェイトおよび前記受信ウェイトを算出するウェイト算出部と、前記通信路応答に基づいて、各アンテナ間の有効ＣＩＲ長を算出する有効ＣＩＲ長算出部と、前記有効ＣＩＲ長に基づいて、前記受信ウェイトの各項のＣＩＲ長を算出し、各項の前記ＣＩＲ長のうち最大のＣＩＲ長を前記ＣＰ長として設定するＣＰ長設定部とが前記送信局装置または前記受信局装置のいずれかに配置されることを特徴とする。

本発明に係る無線通信方法は、送信局装置と受信局装置との間でＳＣ－ＦＤＥ方式を適用してＭＩＭＯ伝送を行う無線通信方法であって、前記送信局装置は、前記受信局装置が通信路応答を推定するための予め定められた既知信号を生成するトレーニング信号生成処理と、送信信号のブロック毎にブロック間干渉を除去するための所定のＣＰ長のＣＰを付加するＣＰ付加処理と、アンテナ間干渉を除去するための送信ウェイトを用いて時間領域で送信ビーム形成を行う送信ビーム形成処理とを実行し、前記受信局装置は、受信する信号に付加された前記ＣＰを除去するＣＰ除去処理と、前記既知信号を受信して前記通信路応答を推定する通信路推定処理と、受信ウェイトを用いて周波数領域で符号間干渉を除去する等化処理とを実行し、前記通信路応答に基づいて、前記送信ウェイトおよび前記受信ウェイトを算出するウェイト算出処理と、前記通信路応答に基づいて、各アンテナ間の有効ＣＩＲ長を算出する有効ＣＩＲ長算出処理と、前記有効ＣＩＲ長に基づいて、前記受信ウェイトの各項のＣＩＲ長を算出し、各項の前記ＣＩＲ長のうち最大のＣＩＲ長を前記ＣＰ長として設定するＣＰ長設定処理とが前記送信局装置または前記受信局装置のいずれかで実行されることを特徴とする。

本発明に係る送信局装置は、受信局装置との間でＳＣ－ＦＤＥ方式を適用してＭＩＭＯ伝送を行う送信局装置において、前記受信局装置が通信路応答を推定するための予め定められた既知信号を生成するトレーニング信号生成部と、送信信号のブロック毎にブロック間干渉を除去するための所定のＣＰ長のＣＰを付加するＣＰ付加部と、アンテナ間干渉を除去するための送信ウェイトを用いて時間領域で送信ビーム形成処理を行う送信ビーム形成部と、前記受信局装置が推定した前記通信路応答に基づいて、前記送信ウェイトおよび前記受信局装置の等化処理に用いる受信ウェイトを算出するウェイト算出部と、前記通信路応答に基づいて、各アンテナ間の有効ＣＩＲ長を算出する有効ＣＩＲ長算出部と、前記有効ＣＩＲ長に基づいて、前記受信ウェイトの各項のＣＩＲ長を算出し、各項の前記ＣＩＲ長のうち最大のＣＩＲ長を前記ＣＰ長として設定するＣＰ長設定部とを有することを特徴とする。

本発明に係る受信局装置は、送信局装置との間でＳＣ－ＦＤＥ方式を適用してＭＩＭＯ伝送を行う受信局装置において、受信する信号に付加された所定のＣＰ長のＣＰを除去するＣＰ除去部と、既知信号を受信して通信路応答を推定する通信路推定部と、受信ウェイトを用いて周波数領域で符号間干渉を除去する等化処理を行う等化部と、前記通信路応答に基づいて、前記送信局装置が送信ビーム形成処理に用いる送信ウェイトおよび前記受信ウェイトを算出するウェイト算出部と、前記通信路応答に基づいて、各アンテナ間の有効ＣＩＲ長を算出する有効ＣＩＲ長算出部と、前記有効ＣＩＲ長に基づいて、前記受信ウェイトの各項のＣＩＲ長を算出し、各項の前記ＣＩＲ長のうち最大のＣＩＲ長を前記ＣＰ長として設定するＣＰ長設定部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る無線通信システム、無線通信方法、送信局装置および受信局装置は、ＦＩＲ型送信ビーム形成を行うＭＩＭＯ－ＳＣ－ＦＤＥ方式において、ＦＩＲ型送信ビーム形成処理により延伸された等価的なＣＩＲ長に基づいてＣＰ長を調整することにより、ブロック間干渉による通信品質の劣化を回避することができる。

本実施形態に係る無線通信システムの基本構成例を示す図である。 ＣＩＲが延伸されるイメージを示す図である。 本実施形態に係る無線通信システムの構成例（１）を示す図である。 本実施形態に係る無線通信システムの構成例（２）を示す図である。 本実施形態に係る無線通信システムの構成例（３）を示す図である。 無線通信システムにおけるＣＰ長の調整処理の一例を示す図である。 ＣＰ長の調整前と調整後のブロック長の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る無線通信システム、無線通信方法、送信局装置および受信局装置の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る無線通信システム１００の基本構成例を示す。図１において、無線通信システム１００は、送信局装置１０１と複数（Ｍ個：Ｍ≧２の整数）の受信局装置１０２（０）から受信局装置１０２（Ｍ－１）とを有し、送信局装置１０１と複数の受信局装置１０２との間で、ＭＩＭＯ－ＳＣ－ＦＤＥ方式による通信を行う。ここで、ＳＣ－ＦＤＥ系で送信ビーム形成を用いたＭＩＭＯ伝送を行う場合、通常ＤＦＴおよびＩＤＦＴを行って周波数領域内で送信ビーム形成処理が行われるが、本実施形態に係る無線通信システム１００では、送信局装置１０１側で時間領域のＦＩＲ型送信ビーム形成処理が行われる。なお、図１は、ＭＵ－ＭＩＭＯの例を示すが、ＳＵ－ＭＩＭＯの場合にも同様に適用可能である。ここで、以降の説明において、受信局装置１０２（０）から受信局装置１０２（Ｍ－１）に共通の説明を行う場合は符号末尾の（番号）を省略して受信局装置１０２と表記し、特定の受信局装置１０２を指す場合は符号末尾に（番号）を付加して、例えば受信局装置１０２（０）のように表記する。送信局装置１０１のアンテナＡＴｔおよび受信局装置１０２のアンテナＡＴｒなど、複数の同様のブロックが配置される場合についても同様に表記する。

図１において、送信局装置１０１は、複数（Ｎ個：Ｎ≧２の整数）のアンテナＡＴｔ（０）からアンテナＡＴｔ（Ｎ－１）と、ＦＩＲ型送信ビーム形成部１５０とを有し、ＦＩＲ型送信ビーム形成部１５０は、ＣＰが付加されたユーザ毎の送信信号を入力し、時間領域でＦＩＲ型送信ビーム形成処理を行ってユーザ間干渉を除去した送信信号をＮ個のアンテナＡＴｔから送信する。ここで、複数の受信局装置１０２を有するＭＵ－ＭＩＭＯの場合はユーザ間干渉と記載するが、ＳＵ－ＭＩＭＯの場合はストリーム間干渉と記載する。なお、いずれの場合も複数の送信側と受信側の各アンテナ間で送受信される信号が互いに影響を及ぼすアンテナ間干渉に相当する。

受信局装置１０２（０）は、送信局装置１０１から送信される信号を受信して、ブロック毎に付加されたＣＰを除去した後、ＦＤＥ（周波数領域の等化部）１５１（０）により、周波数領域で符号間干渉の等化処理を行う。なお、受信局装置１０２（１）から受信局装置１０２（Ｍ－１）についても、受信局装置１０２（０）と同様の処理が行われる。

ここで、図１の（ａ）は、送信局装置１０１のアンテナＡＴｔ（ｎ）と受信局装置１０２のアンテナＡＴｒ（ｍ）との間の遅延プロファイルの一例であり、横軸は遅延時間ｌ、縦軸は利得（ｄＢ）をそれぞれ示す。なお、ｎは０からＮ－１の整数、ｍは０からＭ－１の整数であり、ＡＴｔ（ｎ）は送信局装置１０１のＮ個のアンテナＡＴｔのいずれかを示し、ＡＴｒ（ｍ）は受信局装置１０２のＭ個のアンテナＡＴｒのいずれかを示す。また、Ｌ（Ｌ：正の整数）は、ＣＩＲ内で最大遅延の遅延波を持つもののＣＩＲ長である。なお、図１の（ａ）に示す遅延時間の０，１・・・Ｌ－１は、後述する遅延作用素の次数に相当する。

図１の（ａ）において、｜ｈ_{ｍ，ｎ，０}｜は次数０の遅延時間の利得（ｄＢ）を示す。同様に、｜ｈ_{ｍ，ｎ，1}｜は次数１の遅延時間の利得、｜ｈ_{ｍ，ｎ，Ｌ－１}｜は次数（Ｌ－１）の遅延時間の利得をそれぞれ示す。

ここで、送信局装置１０１のアンテナＡＴｔ（ｎ）と受信局装置１０２のアンテナＡＴｒ（ｍ）との間のＣＩＲ（Ｈ_ｍ，ｎ（ｚ））は、式（１）で表される。なお、式（１）において、ｚ^－ｌのｚは時間シフトを行う遅延作用素である。

そして、送信局装置１０１と受信局装置１０２との間のＭＩＭＯ通信路におけるＣＩＲは、式（２）に示すように、式（１）の各アンテナ間のＣＩＲを要素とするＭ×Ｎの伝達関数行列式Ｈ（ｚ）で表される。

ここで、Ｈ（ｚ）の逆行列は、Ｈ（ｚ）の随伴行列ａｄｊ［Ｈ（ｚ）］を用いて表現すると、式（３）で表される。

式（３）において、ｄｅｔ（・）、ａｄｊ（・）はそれぞれ行列式、随伴行列（adjugate matrix）を表す。なお、ａｄｊはエルミート転置を表す随伴行列（adjoint matrix）とは異なる。

随伴行列ａｄｊ［Ｈ（ｚ）］を送信ビーム形成処理の送信ウェイトＷ（ｚ）に用いることで、通信路応答行列式Ｈ（ｚ）が対角化され、各対角要素は行列式ｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］と等しくなることが知られている（例えば、非特許文献1参照）。

そして、ａｄｊ［Ｈ（ｚ）］を送信ウェイトＷ（ｚ）として送信ビーム形成処理した通信路応答は、等価的に式（４）で表される。ここで、Ｉは単位行列である。

このように、ａｄｊ［Ｈ（ｚ）］を送信ウェイトＷ（ｚ）として送信ビーム形成処理を行なうことにより、通信路応答行列式Ｈ（ｚ）が対角化され、ユーザ間干渉成分を表す非対角成分が０になるので、ユーザ間干渉が除去される。そして、受信局装置１０２では、ＦＤＥ１５１が周波数領域に変換されたｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］で周波数領域のデータ信号を除算することにより、等化処理が行われて符号間干渉が除去される。

ここで、Ｎ＝Ｍ＝３として、３×３のＭＩＭＯの場合を例に挙げて説明する。先に説明した式（３）において、３×３ＭＩＭＯの通信路応答行列式Ｈ（ｚ）は、式（５）で表される。

そして、式（５）に示すＨ（ｚ）の行列式ｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］は、式（６）で表される。

このように、ａｄｊ［Ｈ（ｚ）］を送信ウェイトとして送信ビーム形成処理された場合、等価的なＣＩＲはｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］となるが、ＦＩＲ型送信ビーム形成処理で時間領域の積和演算が行われるので、ＣＩＲ長が延伸されて長くなる。特に、ＣＩＲ長がＣＰ長よりも長くなった場合、ブロック間干渉が発生して通信品質が劣化するという問題が生じる。また、ＣＰ長を長くし過ぎると伝送効率が低下するという問題が生じる。

図２は、ＣＩＲが延伸されるイメージを示す。図２において、Ｈ_０，０（ｚ）、Ｈ_１，１（ｚ）、Ｈ_２，２（ｚ）は、式（６）のｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］の第１項目を示すが、第２項目から第６項目についても同様である。図２において、３×３ＭＩＭＯの通信路応答行列式Ｈ（ｚ）の各要素（Ｈ_０，０（ｚ）、Ｈ_１，１（ｚ）およびＨ_２，２（ｚ））のＣＩＲ長は短いが、行列式ｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］の第１項目のＨ_０，０（ｚ）Ｈ_１，１（ｚ）Ｈ_２，２（ｚ）のＣＩＲ長は、図２に示すように、ＦＩＲ型送信ビーム形成処理の積和演算により延伸されて、個々のＣＩＲ長よりも長くなる。

このように、ＦＩＲ型送信ビーム形成処理により、通信路応答行列式Ｈ（ｚ）の等価的なＣＩＲ長が延伸され、等価的なＣＩＲ長がＣＰ長よりも長くなった場合、ブロック間干渉が生じる。

そこで、本実施形態に係る無線通信システム１００は、等価的なＣＩＲ長を事前に推定し、送信局装置１０１または受信局装置１０２のいずれかにおいて、適応的にＣＰ長を調整することにより、ブロック間干渉を回避する機能を有する。

（ＣＰ長の調整方法）
次に、ＣＰ長の調整方法について説明する。先に説明した図１において、送信局装置１０１は受信局装置１０２との間で共有される既知信号を送信し、受信局装置１０２は送信局装置１０１から受信する既知信号に基づいてＨ（ｚ）を推定する。

そして、Ｈ（ｚ）の各アンテナ間のＣＩＲ（Ｈ_ｍ，ｎ（ｚ））について、各々の有効ＣＩＲ長（Ｌ_ｍ，ｎ）を決定する。ここで、有効ＣＩＲ長の決定基準として、例えば、ＣＩＲの利得の閾値（例えば－２５ｄＢ）を予め決めておき、利得が閾値以上の部分までを有効ＣＩＲ長とし、利得が閾値未満の部分は無視する。次に、式（６）の行列式の各項の等価的なＣＩＲ長をそれぞれ計算し、等価的なＣＩＲ長の最大を算出する。そして、最大のＣＩＲ長をＣＰ長として設定する。

例えば、式（６）の第１項（Ｈ_０，０（ｚ）Ｈ_１，１（ｚ）Ｈ_２，２（ｚ））のＣＩＲ長は、Ｌ_０，０＋Ｌ_１，１＋Ｌ_２，２－２で算出される。ここで、伝達関数Ｈ_０，０（ｚ）と伝達関数Ｈ_１，１（ｚ）の積の次数（ＣＩＲ長に相当）はＬ_０，０＋Ｌ_１，１－１となるので、さらに、伝達関数（Ｈ_０，０（ｚ）Ｈ_１，１（ｚ））と伝達関数Ｈ_２，２（ｚ）の積の次数は、（Ｌ_０，０＋Ｌ_１，１－１）＋Ｌ_２，２－１となり、Ｌ_０，０＋Ｌ_１，１＋Ｌ_２，２－２が導かれる。

このようにして、式（６）の第１項から第６項までの各ＣＩＲ長は、式（７）から式（１２）に示すように算出される。
・第１項のＣＩＲ長：ＣＩＲ（１）＝Ｌ_０，０＋Ｌ_１，１＋Ｌ_２，２－２ …（７）
・第２項のＣＩＲ長：ＣＩＲ（２）＝Ｌ_０，1＋Ｌ_１，2＋Ｌ_２，0－２ …（８）
・第３項のＣＩＲ長：ＣＩＲ（３）＝Ｌ_０，2＋Ｌ_１，0＋Ｌ_２，1－２ …（９）
・第４項のＣＩＲ長：ＣＩＲ（４）＝Ｌ_０，2＋Ｌ_１，１＋Ｌ_２，0－２ …（１０）
・第５項のＣＩＲ長：ＣＩＲ（５）＝Ｌ_1，2＋Ｌ_2，１＋Ｌ_0，0－２ …（１１）
・第６項のＣＩＲ長：ＣＩＲ（６）＝Ｌ_０，1＋Ｌ_１，0＋Ｌ_２，２－２ …（１２）
そして、第１項から第６項までのそれぞれのＣＩＲ長を比較して、最大のＣＩＲ長を選択し、最大のＣＩＲ長の値をＣＰ長に設定する。これにより、送信局装置１０１がＣＰを付加した信号に送信ビーム形成処理を行って送信しても、受信局装置１０２における受信信号のブロック間干渉の範囲がＣＰ長内に収まるので、受信局装置１０２側でＣＰを除去することにより、ブロック間干渉を除去することができる。

（無線通信システム１００の構成例（１））
図３は、本実施形態に係る無線通信システム１００の構成例（１）を示す。無線通信システム１００は、送信局装置１０１と複数の受信局装置１０２とがＭＩＭＯ-ＳＣ-ＦＤＥ方式による通信を行うＭＵ－ＭＩＭＯのシステムである。

図３において、送信局装置１０１は、情報ビット生成部２０１、データ信号変調部２０２、トレーニング信号生成部２０３、ＣＰ付加部２０４、送信ビーム形成部２０５、送信信号変換部２０６、受信信号変換部２０７、ウェイト算出部２０８、有効ＣＩＲ長算出部２０９、ＣＰ長設定部２１０およびアンテナＡＴｔ（０）からアンテナＡＴｔ（Ｎ－１）を有する。なお、後述するように、符号化率調整部２５０を有していてもよい。

情報ビット生成部２０１は、受信局装置１０２へ送信するユーザー毎のデータ情報ビットを生成する。データ情報ビットは、例えば外部(不図示)から入力するデータ信号や内部で生成するデータ信号などに対応するビット列である。なお、情報ビット生成部２０１は、所定の符号化率で誤り訂正符号を生成する誤り訂正符号化機能やインターリーブ機能などを有してもよい。

データ信号変調部２０２は、情報ビット生成部２０１が出力するユーザ毎のビット列を所定の変調方式（例えば直交振幅変調（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulation）など）で変調したデータ信号を出力する。なお、図３の送信局装置１０１では、情報ビット生成部２０１が出力するユーザ毎のビット列を変調したデータ信号を出力する。なお、本実施形態では、アンテナＡＴｔの数（Ｎ）に対応するデータ信号変調部２０２を有する。

トレーニング信号生成部２０３は、通信路インパルス応答（ＣＩＲ）を推定するための既知信号（トレーニング信号と称する）を生成し、ＣＰ付加部２０４に出力する（トレーニング信号生成処理）。トレーニング信号は、信号検出用のプリアンブルなどの予め定められた情報（例えば”０１”の交互パターン等の特定パターン）をＰＳＫ（Phase Shift Keying）など干渉を受けにくい変調方式で変調した所定の信号であり、受信局装置１０２でＣＩＲを推定するために用いられる。なお、送信局装置１０１が送信するトレーニング信号の情報は、予め受信局装置１０２との間で既知である。

ＣＰ付加部２０４は、データ信号変調部２０２が出力するデータ信号およびトレーニング信号生成部２０３が出力するトレーニング信号にブロック間干渉を除去するためのＣＰを付加する（ＣＰ付加処理）。ここで、付加されるＣＰの長さ（ＣＰ長）は、後述するＣＰ長設定部２１０により設定される。

送信ビーム形成部２０５は、後述するウェイト算出部２０８により算出された送信ウェイトＷ_Ｔ（ｚ）を用いて、ＣＰ付加部２０４でＣＰが付加された送信信号に対してユーザ間干渉を除去するための送信ビーム形成処理を行う。なお、送信ビーム形成部２０５は、送信電力を正規化する機能を有してもよい。

送信信号変換部２０６は、パルス成形（Pulse Shaping：ロールオフフィルタなどにより必要な帯域制限を行う）部、ＤＡＣ（Digital to Analog Conversion）部およびＲＦ（Radio Frequency）部などにより構成され、送信ビーム形成部２０５が出力する信号を高周波信号に変換してアンテナＡＴｔから送出するための処理を行う。また、送信信号変換部２０６は、ウェイト算出部２０８が算出した受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）の情報を受信局装置１０２に送信する。なお、受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）の情報をベースバンド信号に変調する変調部の機能は、送信信号変換部３０４が有してもよいし、ウェイト算出部２０８が有してもよい。ここで、送信ビーム形成部２０５が出力する複数の受信局装置１０２への各々のデータ信号は、それぞれ高周波信号に変換され、アンテナＡＴｔ（０）からアンテナＡＴｔ（Ｎ－１）のそれぞれから送出される。

受信信号変換部２０７は、ＲＦ部、ＡＤＣ（Analog to Digital Conversion）部およびパルス成形部などにより構成され、アンテナＡＴｔ（０）からアンテナＡＴｔ（Ｎ－１）のそれぞれのアンテナにより受信された高周波の受信信号を低周波のベースバンド信号に周波数変換する。ここで、本構成例（１）では、受信信号変換部２０７は、各受信局装置１０２からＣＩＲ（Ｈ（ｚ））の情報を含む信号を受信し、ベースバンド信号に変換してウェイト算出部２０８および有効ＣＩＲ長算出部２０９に出力する。なお、ベースバンド信号からＣＩＲの情報を復調する復調部の機能は、受信信号変換部２０７が有してもよいし、ウェイト算出部２０８および有効ＣＩＲ長算出部２０９が有してもよい。

ウェイト算出部２０８は、受信局装置１０２側の通信路推定部３０３が推定したＣＩＲ（Ｈ（ｚ））を用いて、送信ビーム形成部２０５により送信ビーム形成処理を行うための送信ウェイトＷ_Ｔ（ｚ）および受信局装置１０２側で符号間干渉の等化処理を行うための受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）を算出する（ウェイト算出処理）。ここで、式（３）および式（４）などで説明したように、送信ウェイトＷ_Ｔ（ｚ）はａｄｊ［Ｈ（ｚ）］、受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）はｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］である。そして、送信ウェイトＷ_Ｔ（ｚ）は、送信ビーム形成部２０５に出力され、受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）は、送信信号変換部２０６から受信局装置１０２に送信される。

有効ＣＩＲ長算出部２０９は、伝達関数行列式Ｈ（ｚ）の各アンテナ間のＣＩＲ（Ｈ_ｍ，ｎ（ｚ））について、各々の有効ＣＩＲ長（Ｌ_ｍ，ｎ）を算出する（有効ＣＩＲ長算出処理）。例えば式（５）のＨ_０，０（ｚ）の有効ＣＩＲ長はＬ_０，０、Ｈ_１．１（ｚ）の有効ＣＩＲ長はＬ_１，１、Ｈ_２．２（ｚ）の有効ＣＩＲ長はＬ_２，２のように算出される。

ＣＰ長設定部２１０は、有効ＣＩＲ長算出部２０９が算出した有効ＣＩＲ長に基づいて、例えば式（６）の行列式ｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］の各項のＣＩＲ長を計算する。そして、ＣＰ長設定部２１０は、例えば式（７）から式（１２）で説明したように、各項のＣＩＲ長の中で最大のＣＩＲ長を算出し、最大のＣＩＲ長をＣＰ長としてＣＰ付加部２０４に設定する（ＣＰ長設定処理）。

符号化率調整部２５０は、ＣＰ長設定部２１０が設定するＣＰ長に基づいて、ＣＰ長の調整前と調整後の伝送効率が同じになるように、符号化率を調整する（符号化率調整処理）。なお、符号化率の調整は、情報ビット生成部２０１が誤り訂正符号化機能を有する場合に行われ、符号化率調整部２５０は、調整後の符号化率を情報ビット生成部２０１に出力し、情報ビット生成部２０１は、符号化率調整部２５０から与えられる符号化率で誤り訂正符号化処理を行う。なお、調整後の符号化率の情報は、送信信号変換部２０６から受信局装置１０２に送信され、受信局装置１０２の情報ビット検出部３０９で誤り訂正復号化処理を行うときに用いられるものとする（不図示）。

このようにして、本実施形態に係る無線通信システム１００では、送信局装置１０１は、ＣＩＲを推定するためのトレーニング信号を送信して、受信局装置１０２からＣＩＲの推定結果を受信し、ＣＩＲの推定結果に基づいて算出したユーザ間干渉を除去するための送信ウェイトを用いて送信ビーム形成処理を行うとともに、受信ウェイトの行列式ｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］の各項の中で最大のＣＩＲ長を算出して、最大のＣＩＲ長をＣＰ長に設定する。これにより、本実施形態に係る無線通信システム１００は、受信局装置１０２側における受信信号のブロック間干渉の範囲がＣＰ長内に収まるので、ブロック間干渉を除去することができる。

次に、受信局装置１０２（０）の各部について説明する。なお、図３に示すＭＵ－ＭＩＭＯの場合、受信局装置１０２（０）と同様の構成のＭ個の受信局装置１０２を有する。

図３において、受信局装置１０２（０）は、受信信号変換部３０１、ＣＰ除去部３０２、通信路推定部３０３、送信信号変換部３０４、ＤＦＴ３０５、ＦＤＥ３０６、ＩＤＦＴ３０７、データ信号復調部３０８、情報ビット検出部３０９およびアンテナＡＴｒ（０）からアンテナＡＴｒ（Ｍ－１）を有する。

受信信号変換部３０１は、送信局装置１０１の受信信号変換部２０７と同様に、ＲＦ部、ＡＤＣ部およびパルス成形部などにより構成され、アンテナＡＴｒが受信する高周波信号をベースバンド信号に周波数変換する。ここで、受信信号変換部３０１は、送信局装置１０１から受信する受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）（ｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］）の情報を後述するＦＤＥ３０６に出力するとともに、送信局装置１０１から受信するデータ信号およびトレーニング信号をＣＰ除去部３０２へ出力する。なお、受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）の情報は、受信信号変換部３０１で復調してＦＤＥ３０６に出力してもよいし、ＦＤＥ３０６側に復調する機能を有してもよい。

ＣＰ除去部３０２は、受信信号変換部３０１出力するデータ信号およびトレーニング信号に付加されたＣＰを除去する処理を行う（ＣＰ除去処理）。そして、データ信号はＤＦＴ３０５に、トレーニング信号は通信路推定部３０３に、それぞれ出力される。

通信路推定部３０３は、送信局装置１０１から送信されるトレーニング信号に基づいてＣＩＲを推定する（通信路推定処理）。ここで、受信局装置１０２（０）の通信路推定部３０３は、送信局装置１０１のアンテナＡＴｔ（０）からアンテナＡＴｔ（Ｎ－１）とアンテナＡＴｒ（０）との間のＣＩＲ（Ｈ_０，０（ｚ）、Ｈ_１，０（ｚ）、・・・、Ｈ_{Ｎ－１，０}（ｚ））を推定する。そして、通信路推定部３０３は、推定されたＣＩＲの情報を送信信号変換部３０４から送信局装置１０１側に送信する。なお、同様に、受信局装置１０２（２）から受信局装置１０２（Ｍ－１）の通信路推定部３０３は、各々のアンテナ間のＣＩＲを推定し、推定されたＣＩＲの情報を送信局装置１０１側に送信する。

送信信号変換部３０４は、送信局装置１０１の送信信号変換部２０６と同様に、パルス成形部、ＤＡＣ部およびＲＦ部などにより構成され、通信路推定部３０３が出力するＣＩＲ（Ｈ（ｚ））の情報などを高周波信号に変換してアンテナＡＴｒから送出する。なお、ＣＩＲの情報をベースバンド信号に変調する変調部の機能は、送信信号変換部３０４が有してもよいし、通信路推定部３０３が有してもよい。

ＤＦＴ３０５は、ＣＰ除去部３０２が出力する時間領域のデータ信号を離散フーリエ変換処理により周波数領域のデータ信号に変換する。

ＦＤＥ３０６は、送信局装置１０１のウェイト算出部２０８により算出された受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）（ｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］）を用いてＤＦＴ３０５が出力する信号に乗算してシンボル間干渉を除去するための等化処理を行う。ここで、ｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］はＤＦＴされて周波数領域に変換され、周波数領域に変換されたｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］で周波数領域のデータ信号を除算することにより、符号間干渉が除去される。

ＩＤＦＴ３０７は、ＦＤＥ３０６が出力する周波数領域の信号を時間領域の信号に変換したデータ信号をデータ信号復調部３０８に出力する。

データ信号復調部３０８は、ＩＤＦＴ３０７が出力するデータ信号を情報ビットに復調し、ビット列を出力する。なお、データ信号復調部３０８は、送信局装置１０１側の機能に応じて、誤り訂正復号機能やデインターリーブ機能を備えてもよい。

情報ビット検出部３０９は、データ信号復調部３０８が出力するビット列をデジタルデータに変換した受信データを出力する。なお、誤り訂正復号機能やデインターリーブ機能を情報ビット検出部３０９側で行ってもよい。なお、送信局装置１０１側で符号化率調整部２５０が符号化率を調整する場合は、調整後の符号化率の情報が送信局装置１０１から受信局装置１０２側に送信され、データ信号復調部３０８または情報ビット検出部３０９に出力され、誤り訂正復号化処理が行われる。

このようにして、図３に示す無線通信システム１００は、ＦＩＲ型送信ビーム形成を行うＭＩＭＯ－ＳＣ－ＦＤＥ方式において、ＦＩＲ型送信ビーム形成処理により延伸された等価的なＣＩＲ長に基づいてＣＰ長を調整することにより、ブロック間干渉による通信品質の劣化を回避することができる。

（無線通信システム１００の構成例（２））
図４は、本実施形態に係る無線通信システム１００の構成例（２）を示す。ここで、図３と図４の違いは、無線通信システム１００がＭＵ－ＭＩＭＯであるかＳＵ－ＭＩＭＯであるかの違いであり、図４はＳＵ－ＭＩＭＯの構成例を示す。なお、図４に示す構成例（２）の各ブロックは、図３に示す構成例（１）の同符号のブロックと同様の機能を有する。

図４において、送信局装置１０１の構成は、図３の送信局装置１０１と基本的に同じである。また、図３では、送信局装置１０１は、受信局装置１０２（０）から受信局装置１０２（Ｍ－１）の複数の受信局装置１０２と通信を行うが、図４の送信局装置１０１は、１つの受信局装置１０２と通信を行う。

図４において、受信局装置１０２は、図３に示す受信局装置１０２（０）と基本的な構成および機能は同じであるが、アンテナＡＴｒ（０）からアンテナＡＴｒ（Ｎ－１）までのＮ個のアンテナＡＴｒを有し、複数（Ｎ個）のストリームの信号を受信する機能を有する。このために、図４に示す受信局装置１０２の各ブロックは、複数のストリームの信号に対応する。例えば受信信号変換部３０１は、複数のアンテナＡＴｒで受信される各々の高周波信号をベースバンド信号に変換してＣＰ除去部３０２に出力し、ＣＰ除去部３０２でＣＰが除去された複数のデータ信号および複数のトレーニング信号はＤＦＴ３０５および通信路推定部３０３にそれぞれ出力される。

図４において、通信路推定部３０３は、図３の通信路推定部３０３と同様に、送信局装置１０１から送信されるトレーニング信号に基づいてＣＩＲを推定する。ここで、図４の通信路推定部３０３は、送信局装置１０１のアンテナＡＴｔ（０）からアンテナＡＴｔ（Ｎ－１）と受信局装置１０２のアンテナＡＴｒ（０）からアンテナＡＴｒ（Ｎ－１）との間のＣＩＲ（Ｈ_０，０（ｚ）、Ｈ_１，０（ｚ）、・・・、Ｈ_{Ｎ－１，Ｎ－１}（ｚ））を推定し、例えば式（５）に示すＨ（ｚ）を求める。そして、通信路推定部３０３は、推定されたＣＩＲの情報を送信信号変換部３０４から送信局装置１０１側に送信する。

一方、ＤＦＴ３０５は、ＣＰ除去部３０２が出力する時間領域の複数のストリームのデータ信号をそれぞれ離散フーリエ変換処理により周波数領域のデータ信号に変換し、送信局装置１０１側から受信する受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）（ｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］）によりＦＤＥ３０６が符号間干渉の除去を行った後、ＩＤＦＴ３０７が時間領域の複数のストリームの信号に変換し、データ信号復調部３０８に出力する。データ信号復調部３０８は、ＩＤＦＴ３０７から出力される複数のストリームの信号の各々について情報ビットに復調し、ビット列を出力する。情報ビット検出部３０９は、データ信号復調部３０８が出力する複数のストリームのビット列をデジタルデータに変換した受信データを出力する。

なお、符号化率調整部２５０は、構成例（１）の場合と同様に、ＣＰ長設定部２１０が設定するＣＰ長に基づいて、ＣＰ長の調整前と調整後の伝送効率が同じになるように、符号化率を調整する。

このようにして、図４に示す構成例（２）の無線通信システム１００は、図３で説明した構成例（１）の無線通信システム１００と同様に、ＦＩＲ型送信ビーム形成を行うＭＩＭＯ－ＳＣ－ＦＤＥ方式において、ＦＩＲ型送信ビーム形成処理により延伸された等価的なＣＩＲ長に基づいてＣＰ長を調整することにより、ブロック間干渉による通信品質の劣化を回避することができる。

（無線通信システム１００の構成例（３））
図５は、本実施形態に係る無線通信システム１００の構成例（３）を示す。ここで、図４および図５の無線通信システム１００は、いずれもＳＵ－ＭＩＭＯの例を示すが、図４の構成例（２）では、ウェイト算出部２０８、有効ＣＩＲ長算出部２０９およびＣＰ長設定部２１０が送信局装置１０１側に配置されていたのに対して、図５の構成例（３）では、ウェイト算出部４０１、有効ＣＩＲ長算出部４０２およびＣＰ長設定部４０３が受信局装置１０２側に配置されている。なお、構成例（３）のウェイト算出部４０１、有効ＣＩＲ長算出部４０２およびＣＰ長設定部４０３は、構成例（２）のウェイト算出部２０８、有効ＣＩＲ長算出部２０９およびＣＰ長設定部２１０と同様の機能を有する。また、図４および図５において、その他の同符号の各ブロックは、同様に機能する。

図５において、送信局装置１０１は、情報ビット生成部２０１、データ信号変調部２０２、トレーニング信号生成部２０３、ＣＰ付加部２０４、送信ビーム形成部２０５、送信信号変換部２０６、受信信号変換部２０７およびアンテナＡＴｔ（０）からアンテナＡＴｔ（Ｎ－１）を有する。図５に示す構成例（３）では、受信信号変換部２０７は、受信局装置１０２側から送信ウェイトＷ_Ｔ（ｚ）と、ＣＰ長に関する情報を受信し、送信ウェイトＷ_Ｔ（ｚ）を送信ビーム形成部２０５に出力し、ＣＰ長をＣＰ付加部２０４に出力する。

ここで、図５の構成例（３）において、構成例（１）および構成例（２）と同じ動作については説明を省略し、異なる部分について説明する。

図５において、送信局装置１０１の受信信号変換部２０７は、受信局装置１０２からＣＰ長および送信ウェイトＷ_Ｔ（ｚ）の情報を含む信号を受信し、ベースバンド信号に変換してＣＰ付加部２０４および送信ビーム形成部２０５にそれぞれ出力する。なお、ベースバンド信号からＣＰ長および送信ウェイトＷ_Ｔ（ｚ）の情報を復調する復調部の機能は、受信信号変換部２０７が有してもよいし、ＣＰ付加部２０４および送信ビーム形成部２０５が有してもよい。なお、ＣＰ付加部２０４は入力されるＣＰ長に基づいて送信信号にＣＰを付加し、送信ビーム形成部２０５は入力される送信ウェイトＷ_Ｔ（ｚ）を用いて複数のストリームの送信信号に対する送信ビーム形成処理を行う。

なお、符号化率調整部２５０は、構成例（１）または構成例（２）の場合と同様に、ＣＰ付加部２０４に設定されるＣＰ長に基づいて、ＣＰ長の調整前と調整後の伝送効率が同じになるように、符号化率を調整する。

図５において、受信局装置１０２は、受信信号変換部３０１、ＣＰ除去部３０２、通信路推定部３０３、送信信号変換部３０４、ＤＦＴ３０５、ＦＤＥ３０６、ＩＤＦＴ３０７、データ信号復調部３０８、情報ビット検出部３０９、ウェイト算出部４０１、有効ＣＩＲ長算出部４０２、ＣＰ長設定部４０３およびアンテナＡＴｒ（０）からアンテナＡＴｒ（Ｍ－１）を有する。

通信路推定部３０３は、送信局装置１０１から送信されるトレーニング信号に基づいてＣＩＲを推定する。ここで、受信局装置１０２の通信路推定部３０３は、送信局装置１０１のアンテナＡＴｔ（０）からアンテナＡＴｔ（Ｎ－１）とアンテナＡＴｒ（０）からアンテナＡＴｒ（Ｎ－１）との各アンテナ間のＣＩＲ（Ｈ_０，０（ｚ）、Ｈ_１，０（ｚ）、・・・、Ｈ_{Ｎ－１，Ｎ－１}（ｚ））を推定する。そして、通信路推定部３０３は、推定されたＣＩＲの情報をウェイト算出部４０１および有効ＣＩＲ長算出部４０２に出力する。

ウェイト算出部４０１は、構成例（１）および構成例（２）のウェイト算出部２０８と同様に、通信路推定部３０３が推定したＣＩＲ（Ｈ（ｚ））を用いて、送信局装置１０１の送信ビーム形成部２０５が送信ビーム形成処理を行うための送信ウェイトＷ_Ｔ（ｚ）およびＦＤＥ３０６で符号間干渉の等化処理を行うための受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）を算出する。ここで、式（３）および式（４）などで説明したように、送信ウェイトＷ_Ｔ（ｚ）はａｄｊ［Ｈ（ｚ）］、受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）はｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］である。そして、送信ウェイトＷ_Ｔ（ｚ）は送信信号変換部３０４から送信局装置１０１に送信され、受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）はＦＤＥ３０６に出力される。なお、受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）のｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］はＤＦＴ処理により周波数領域のｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］に変換されて、ＦＤＥ３０６で周波数領域のデータ信号を除算し、符号間干渉を除去する。ＩＤＦＴ３０７以降の処理は、構成例（２）と同様である。

有効ＣＩＲ長算出部４０２は、構成例（１）および構成例（２）の有効ＣＩＲ長算出部２０９と同様に、Ｈ（ｚ）の各アンテナ間のＣＩＲ（Ｈ_ｍ，ｎ（ｚ））について、各々の有効ＣＩＲ長（Ｌ_ｍ，ｎ）を算出する。

ＣＰ長設定部４０３は、構成例（１）および構成例（２）のＣＰ長設定部２１０と同様に、有効ＣＩＲ長算出部４０２が算出した有効ＣＩＲ長に基づいて、例えば式（６）の行列式ｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］の各項のＣＩＲ長を計算し、各項のＣＩＲ長の中で最大のＣＩＲ長を算出し、最大のＣＩＲ長をＣＰ長として送信信号変換部３０４から送信局装置１０１に送信する。そして、送信局装置１０１では、受信信号変換部２０７で受信されたＣＰ長の情報は、ＣＰ付加部２０４に出力され、設定される。

このようにして、本実施形態に係る構成例（３）の無線通信システム１００では、受信局装置１０２は、送信局装置１０１から送信されるトレーニング信号に基づいてＣＩＲを推定し、ＣＩＲの推定結果に基づいて算出したストリーム間干渉（構成例（１）のＭＵ－ＭＩＭＯの場合のユーザ間干渉に対応）を除去するための送信ウェイトを送信局装置１０１側に送信して送信ビーム形成処理を行うとともに、行列式ｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］の各項の中の最大のＣＩＲ長をＣＰ長として送信局装置１０１側に送信し、ＣＰ付加部２０４のＣＰ長に設定する。これにより、本実施形態に係る構成例（３）の無線通信システム１００は、ＣＩＲ長に応じてＣＰ長を調整するので、受信局装置１０２側における受信信号のブロック間干渉の範囲がＣＰ長内に収まり、ブロック間干渉を除去することができる。

（構成例（１）から構成例（３）に共通のＣＰ長の調整処理）
次に、本実施形態に係る構成例（１）から構成例（３）の無線通信システム１００に共通のＣＰ長の調整処理について説明する。

図６は、無線通信システム１００におけるＣＰ長の調整処理の一例を示す。なお、図６の処理は、構成例（１）から構成例（３）の無線通信システム１００に共通である。

ステップＳ１０１において、無線通信システム１００は、ＣＰ長の調整処理を開始する。

ステップＳ１０２において、通信路推定部３０３は、送信局装置１０１から送信されるトレーニング信号（既知信号）に基づいて、ＣＩＲ（Ｈ（ｚ））を推定する。

ステップＳ１０３において、有効ＣＩＲ長算出部２０９（または有効ＣＩＲ長算出部４０２）は、各アンテナ間のＣＩＲ（Ｈ_ｍ，ｎ（ｚ））について、各々の有効ＣＩＲ長Ｌ_ｍ，ｎを決定する。

ステップＳ１０４において、有効ＣＩＲ長算出部２０９（または有効ＣＩＲ長算出部４０２）は、行列式ｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］の各項のＣＩＲ長を計算する。

ステップＳ１０５において、ＣＰ長設定部２１０は、ステップＳ１０４で計算した行列式ｄｅｔ［Ｈ（ｚ）］の各項のＣＩＲ長の中で最大のＣＩＲ長をＣＰ付加部２０４で付加するＣＰ長に設定する。

ステップＳ１０６において、符号化率調整部２５０は、情報ビット生成部２０１またはデータ信号変調部２０２でＦＥＣ（Forward Error Correction）符号化を行う場合、符号化率を調整する。なお、符号化率の調整方法については、後述する。

ステップＳ１０７において、無線通信システム１００は、ＣＰ長の調整処理を終了する。

このように、本実施形態に係る無線通信システム１００は、ＦＩＲ型送信ビーム形成を行うＭＩＭＯ－ＳＣ－ＦＤＥ方式において、ＦＩＲ型送信ビーム形成処理により延伸された等価的なＣＩＲ長に基づいてＣＰ長を調整することにより、ブロック間干渉による通信品質の劣化を回避することができる。

（符号化率の調整処理について）
次に、構成例（１）から構成例（３）で説明した符号化率調整部２５０および図６で説明したステップＳ１０６で行う符号化率の調整処理について説明する。

図７は、ＣＰ長の調整前と調整後のブロック長の一例を示す。図７の（ａ）は、ＣＰ長の調整前のブロックを示し、例えばデータにＣＰが付加されたブロック長は８０ビットである。図７の（ｂ）は、ＣＰ長の調整後のブロックを示し、ＣＰ長が延伸されたため、例えばデータにＣＰが付加されたブロック長は９６ビットとなる。ここで、ＣＰ長の調整前および調整後の符号化率が同じ２／３である場合、１つのブロックで伝送されるＤＡＴＡの情報量はＣＰ長の調整前と調整後で同じなので、ＣＰ長の延伸によりブロック長が８０ビットから９６ビットに長くなった分だけ伝送効率が低下するという問題が生じる。

そこで、本実施形態に係る無線通信システム１００では、ＣＰ長の延伸前と延伸後で同じ伝送効率になるように、符号化率を大きくする処理を行う。例えば、ＣＰ長の延伸後の符号化率Ｒは、式（１３）のように求めることができる。
Ｒ＝（２／３）×（９６／８０）＝４／５ …（１３）
なお、式（１３）において、ＣＰ長延伸前のブロック長：８０、ＣＰ長延伸前の符号化率：２／３、ＣＰ長延伸後のブロック長：９６であるとき、ＣＰ長延伸後の符号化率を４／５にすれば、伝送効率がＣＰ長延伸前と延伸後で同じになる。

以上、説明したように、本実施形態に係る無線通信システム１００は、ＦＩＲ型送信ビーム形成を行うＭＩＭＯ－ＳＣ－ＦＤＥ方式において、ＦＩＲ型送信ビーム形成処理により延伸された等価的なＣＩＲ長に基づいてＣＰ長を調整することにより、ブロック間干渉による通信品質の劣化を回避することができる。また、本実施形態に係る無線通信システム１００は、符号化率を調整することにより、ＣＰ長の調整による伝送効率の低下を防ぐことができる。

１００・・・無線通信システム；１０１・・・送信局装置；１０２・・・受信局装置；１５０・・・ＦＩＲ型送信ビーム形成部；１５１・・・ＦＤＥ；２０１・・・情報ビット生成部；２０２・・・データ信号変調部；２０３・・・トレーニング信号生成部；２０４・・・ＣＰ付加部；２０５・・・送信ビーム形成部；２０６，３０４・・・送信信号変換部；２０７，３０１・・・受信信号変換部；２０８，４０１・・・ウェイト算出部；２０９，４０２・・・有効ＣＩＲ長算出部；２１０，４０３・・・ＣＰ長設定部；２５０・・・符号化率調整部；３０２・・・ＣＰ除去部；３０３・・・通信路推定部；３０５・・・ＤＦＴ；３０６・・・ＦＤＥ；３０７・・・ＩＤＦＴ；３０８・・・データ信号復調部；３０９・・・情報ビット検出部；ＡＴｔ，ＡＴｒ・・・アンテナ

Claims (8)

1. 送信局装置と受信局装置との間でＳＣ－ＦＤＥ方式を適用してＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムにおいて、
   前記送信局装置は、
   前記受信局装置が通信路応答を推定するための予め定められた既知信号を生成するトレーニング信号生成部と、
   送信信号のブロック毎にブロック間干渉を除去するための所定のＣＰ長のＣＰを付加するＣＰ付加部と、
   アンテナ間干渉を除去するための送信ウェイトを用いて時間領域で送信ビーム形成処理を行う送信ビーム形成部と
   を備え、
   前記受信局装置は、
   受信する信号に付加された前記ＣＰを除去するＣＰ除去部と、
   前記既知信号を受信して通信路応答を推定する通信路推定部と、
   受信ウェイトを用いて周波数領域で符号間干渉を除去する等化処理を行う等化部と
   を備え、
   前記通信路応答に基づいて、前記送信ウェイトおよび前記受信ウェイトを算出するウェイト算出部と、
   前記通信路応答に基づいて、各アンテナ間の有効ＣＩＲ長を算出する有効ＣＩＲ長算出部と、
   前記有効ＣＩＲ長に基づいて、前記受信ウェイトの各項のＣＩＲ長を算出し、各項の前記ＣＩＲ長のうち最大のＣＩＲ長を前記ＣＰ長として設定するＣＰ長設定部と
   が前記送信局装置または前記受信局装置のいずれかに配置される
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記ＣＰ長設定部が設定する前記ＣＰ長に基づいて、前記ＣＰ長の調整前と調整後の伝送効率が同じになるように、符号化率を調整する符号化率調整部をさらに有する
   ことを特徴とする無線通信システム。
3. 送信局装置と受信局装置との間でＳＣ－ＦＤＥ方式を適用してＭＩＭＯ伝送を行う無線通信方法であって、
   前記送信局装置は、
   前記受信局装置が通信路応答を推定するための予め定められた既知信号を生成するトレーニング信号生成処理と、
   送信信号のブロック毎にブロック間干渉を除去するための所定のＣＰ長のＣＰを付加するＣＰ付加処理と、
   アンテナ間干渉を除去するための送信ウェイトを用いて時間領域で送信ビーム形成を行う送信ビーム形成処理と
   を実行し、
   前記受信局装置は、
   受信する信号に付加された前記ＣＰを除去するＣＰ除去処理と、
   前記既知信号を受信して前記通信路応答を推定する通信路推定処理と、
   受信ウェイトを用いて周波数領域で符号間干渉を除去する等化処理と
   を実行し、
   前記通信路応答に基づいて、前記送信ウェイトおよび前記受信ウェイトを算出するウェイト算出処理と、
   前記通信路応答に基づいて、各アンテナ間の有効ＣＩＲ長を算出する有効ＣＩＲ長算出処理と、
   前記有効ＣＩＲ長に基づいて、前記受信ウェイトの各項のＣＩＲ長を算出し、各項の前記ＣＩＲ長のうち最大のＣＩＲ長を前記ＣＰ長として設定するＣＰ長設定処理と
   が前記送信局装置または前記受信局装置のいずれかで実行される
   ことを特徴とする無線通信方法。
4. 請求項３に記載の無線通信方法において、
   前記ＣＰ長設定処理により設定される前記ＣＰ長に基づいて、前記ＣＰ長の調整前と調整後の伝送効率が同じになるように、符号化率を調整する符号化率調整処理をさらに実行する
   ことを特徴とする無線通信方法。
5. 受信局装置との間でＳＣ－ＦＤＥ方式を適用してＭＩＭＯ伝送を行う送信局装置において、
   前記受信局装置が通信路応答を推定するための予め定められた既知信号を生成するトレーニング信号生成部と、
   送信信号のブロック毎にブロック間干渉を除去するための所定のＣＰ長のＣＰを付加するＣＰ付加部と、
   アンテナ間干渉を除去するための送信ウェイトを用いて時間領域で送信ビーム形成処理を行う送信ビーム形成部と、
   前記受信局装置が推定した前記通信路応答に基づいて、前記送信ウェイトおよび前記受信局装置の等化処理に用いる受信ウェイトを算出するウェイト算出部と、
   前記通信路応答に基づいて、各アンテナ間の有効ＣＩＲ長を算出する有効ＣＩＲ長算出部と、
   前記有効ＣＩＲ長に基づいて、前記受信ウェイトの各項のＣＩＲ長を算出し、各項の前記ＣＩＲ長のうち最大のＣＩＲ長を前記ＣＰ長として設定するＣＰ長設定部と
   を有することを特徴とする送信局装置。
6. 請求項５に記載の送信局装置において、
   前記ＣＰ長設定部が設定する前記ＣＰ長に基づいて、前記ＣＰ長の調整前と調整後の伝送効率が同じになるように、符号化率を調整する符号化率調整部をさらに有する
   ことを特徴とする送信局装置。
7. 送信局装置との間でＳＣ－ＦＤＥ方式を適用してＭＩＭＯ伝送を行う受信局装置において、
   受信する信号に付加された所定のＣＰ長のＣＰを除去するＣＰ除去部と、
   既知信号を受信して通信路応答を推定する通信路推定部と、
   受信ウェイトを用いて周波数領域で符号間干渉を除去する等化処理を行う等化部と、
   前記通信路応答に基づいて、前記送信局装置が送信ビーム形成処理に用いる送信ウェイトおよび前記受信ウェイトを算出するウェイト算出部と、
   前記通信路応答に基づいて、各アンテナ間の有効ＣＩＲ長を算出する有効ＣＩＲ長算出部と、
   前記有効ＣＩＲ長に基づいて、前記受信ウェイトの各項のＣＩＲ長を算出し、各項の前記ＣＩＲ長のうち最大のＣＩＲ長を前記ＣＰ長として設定するＣＰ長設定部と
   を備えることを特徴とする受信局装置。
8. 請求項７に記載の受信局装置において、
   前記ＣＰ長設定部が設定する前記ＣＰ長に基づいて、前記ＣＰ長の調整前と調整後の伝送効率が同じになるように、符号化率を調整する符号化率調整部をさらに有する
   ことを特徴とする受信局装置。

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