JPWO2006129750A1 - 無線送信装置、無線受信装置及び信号配置方法 - Google Patents

Abstract

ＭＩＭＯチャネルに対するチャネル推定に伴う処理負荷を軽減することができる信号配置方法。この方法では、パイロット区間とデータ区間とを有する送信フレームフォーマットに信号が配置される。パイロット信号は、パイロット区間に配置される。繰り返しチャネル推定（ＩＣＥ）に使用されるＩＣＥデータ信号は、データ区間内のＩＣＥデータ区間に配置される。ＩＣＥに使用されないＭＩＭＯデータ信号は、データ区間内のＭＩＭＯデータ区間に配置される。

Description

本発明は、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）システムでの無線通信に用いられる無線送信装置、無線受信装置及び信号配置方法に関する。

近年、無線通信において伝送レートの高速化を実現するための１つの技術的アプローチとして、ＭＩＭＯシステムが注目されている。例えば特許文献１に記載されたＭＩＭＯシステムでは、複数のデータストリームが、ＭＩＭＯチャネルを介して、換言すれば、複数のアンテナを有する送信機から複数のアンテナを有する受信機に、並列に伝送される。

より確実に伝送レートを向上させるためには、無線チャネルの伝搬路特性の推定（チャネル推定）を高精度で行うことが非常に重要である。現在までに様々なチャネル推定方法が提案されている。

例えば特許文献２に記載されたチャネル推定方法では、図１に示すフレームフォーマットが用いられる。具体的には、チャネル推定に用いられるパイロット信号（Ｐ）がデータ信号（データシンボル）の系列に挿入されており、さらに、各チャネルの推定に用いられるパイロット信号がその挿入区間において時分割多重されている。このようなパイロット信号を用いてチャネル推定を行うと、あるチャネルの推定を行う際に他のチャネルの干渉を回避できチャネル推定精度を向上できる。しかし、このチャネル推定方法は、フェージングの変動周期がパイロット信号挿入区間の周期よりも短いときにフェージング変動に追従できない場合がある。なお、パイロット信号は、受信機にとって既知の信号であり、データ信号は受信機にとって未知の信号である。

例えば特許文献３に記載されたチャネル推定方法では、フェージング変動に対する追従性を向上させるために、繰り返しチャネル推定が行われる。具体的には、図２に示すフレームフォーマットを有する受信シンボルの中のパイロット信号を用いて通常のチャネル推定（以下の説明では、パイロット信号を用いるチャネル推定を「初回チャネル推定」と言い、データ信号を用いる「繰り返しチャネル推定」と区別する）が行われた後、そのチャネル推定結果（第１のチャネル推定結果）に基づいて、受信シンボルの中のデータ信号が仮判定される。さらに、データ信号の仮判定値を用いて繰り返しチャネル推定が行われる。そして、繰り返しチャネル推定の結果を第１のチャネル推定結果と合成することによって最終的なチャネル推定結果が得られる。
特開２００２−２１７７５２号公報 特開２００３−３３８８０２号公報 特開２０００−８２９７８号公報

しかしながら、上記従来の繰り返しチャネル推定は、ＳＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）チャネルに対するチャネル推定の適用例である。このチャネル推定方法をＭＩＭＯチャネルに拡張する場合、受信信号に含まれる複数のストリームのうちあるアンテナから送信されたストリームが受けるチャネル利得を推定するためには、それ以外のストリームの各々の受信レプリカを生成し受信信号から受信レプリカを減算するという煩雑な処理が必要となる。さらに、従来の繰り返しチャネル推定においては、全データ信号の仮判定が実施される。よって、処理負荷が著しく増大するという問題がある。

本発明の目的は、ＭＩＭＯチャネルに対するチャネル推定に伴う処理負荷を軽減することができる無線送信装置、無線受信装置及び信号配置方法を提供することである。

本発明の無線送信装置は、パイロット信号区間とデータ信号区間とを有する送信信号を送信する無線送信装置であって、複数のアンテナと、繰り返しチャネル推定に使用される第一のデータ信号を前記データ信号区間内の第一の区間に、繰り返しチャネル推定に使用されない第二のデータ信号を前記データ信号区間内の第二の区間に、それぞれ配置して前記送信信号を生成する生成手段と、前記生成手段によって生成された前記送信信号を前記複数のアンテナから送信する送信手段と、を有する構成を採る。

本発明の無線受信装置は、複数のアンテナと、パイロット信号区間とデータ信号区間とを有する受信信号であって、前記データ区間内の第一の区間に第一のデータ信号が配置され且つ前記データ区間内の第二の区間に第二のデータ信号が配置された受信信号を、前記複数のアンテナで受信する受信手段と、前記第一のデータ信号及び前記第二のデータ信号のうち、前記第一のデータ信号のみを用いて繰り返しチャネル推定を行うチャネル推定手段と、を有する構成を採る。

本発明の信号配置方法は、パイロット信号区間とデータ信号区間とを有するフレームフォーマットに信号を配置する信号配置方法であって、パイロット信号を前記パイロット信号区間に配置し、繰り返しチャネル推定に使用される第一のデータ信号を前記データ信号区間内の第一の区間に配置し、前記繰り返しチャネル推定に使用されない第二のデータ信号を前記データ信号区間内の第二の区間に配置するようにした。を有するようにした。

本発明によれば、ＭＩＭＯチャネルに対するチャネル推定に伴う処理負荷を軽減することができる。

従来の送信フレームフォーマットの一例を示す図 従来の送信フレームフォーマットの他の例を示す図 本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る送信フレームフォーマットを、時間及び空間の観点で表現した図 本発明の実施の形態１に係る送信フレームフォーマットを、時間及び電力の観点で表現した図 本発明の実施の形態１に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る無線受信装置の構成の変形例を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る送信フレームフォーマットを、時間及び電力の観点で表現した図 本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る送信フレームフォーマットを、時間及び空間の観点で表現した図 本発明の実施の形態３に係る送信フレームフォーマットを、時間及び電力の観点で表現した図 本発明の実施の形態３に係る送信フレームフォーマットの変形例を、時間及び空間の観点で表現した図 本発明の実施の形態３に係る送信フレームフォーマットの変形例を、時間及び電力の観点で表現した図 本発明の実施の形態３に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る送信フレームフォーマットを、時間及び空間の観点で説明した図 本発明の実施の形態４に係る送信フレームフォーマットを、時間及び電力の観点で表現した図 本発明の実施の形態４に係る送信フレームフォーマットを、時間及び電力の観点で表現した図 本発明の実施の形態４に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係るＤＩＣＥ抽出動作を説明するための図 本発明の実施の形態４に係るＤＩＣＥ抽出動作を説明するための図 本発明の実施の形態４に係るＤＩＣＥ抽出動作を説明するための図 本発明の実施の形態４に係るＤＩＣＥ抽出動作を説明するための図

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。無線送信装置１００は、送信アンテナ選択部１０１、誤り訂正符号化部１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４、データ変調部１０３−１、１０３−２、１０３−３、１０３−４、データマッピング部１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、電力制御部１０５−１、１０５−２、１０５−３、１０５−４、パイロット信号多重部１０６−１、１０６−２、１０６−３、１０６−４、送信ＲＦ部１０７−１、１０７−２、１０７−３、１０７−４、アンテナ１０８−１、１０８−２、１０８−３、１０８−４及びデータレート算出部１０９を有する。

なお、本実施の形態では、４本のアンテナをそれぞれ有する送信機（無線送信装置１００）及び受信機（後述する無線受信装置１５０）を例にとり、４×４のＭＩＭＯチャネルでの無線通信について説明するが、本発明は、２本以上のアンテナをそれぞれ有しＭＩＭＯチャネルを形成する送信機及び受信機に適用することができる。

また、誤り訂正符号化部１０２−１〜１０２−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「誤り訂正符号化部１０２−ａ」（ａは１〜４の任意の整数）と言う。また、データ変調部１０３−１〜１０３−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「データ変調部１０３−ａ」と言う。また、データマッピング部１０４−１〜１０４−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「データマッピング部１０４−ａ」と言う。また、電力制御部１０５−１〜１０５−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「電力制御部１０５−ａ」と言う。また、パイロット信号多重部１０６−１〜１０６−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「パイロット信号多重部１０６−ａ」と言う。また、送信ＲＦ部１０７−１〜１０７−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「送信ＲＦ部１０７−ａ」と言う。また、アンテナ１０８−１〜１０８−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「アンテナ１０８−ａ」と言う。

データレート算出部１０９は、無線受信装置１５０からフィードバック情報として通知されたアンテナ毎のＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を基に、送信アンテナ本数に応じたデータレートを算出する。また、データレート算出部１０９は、データレートが最大となる送信アンテナの本数を決定し、さらに、決定された本数のアンテナをアンテナ１０８−１〜１０８−４の中から選択する。データレートの算出は、無線受信装置１５０で初回チャネル推定に用いられるパイロット信号、無線受信装置１５０で繰り返しチャネル推定（ＩＣＥ：Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）に用いられないデータ信号（ＭＩＭＯデータ信号）及び無線受信装置１５０で繰り返しチャネル推定に用いられるデータ信号（ＩＣＥデータ信号）のうち、ＭＩＭＯデータ信号のみに対して行われる。アンテナ毎のＣＱＩは、送信信号に関連づけられたフィードフォワード情報として、無線送信装置１００から無線受信装置１５０に対して送信される。

なお、ＣＱＩは、回線品質を表す。回線品質は、ＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）と表されることもある。

送信アンテナ選択部１０１は、データレート算出部１０９でのアンテナ選択結果に従って、シングルストリームを、アンテナ１０８−１〜１０８−４の各々に対応するサブストリームに振り分ける。ここでシングルストリームは、無線受信装置１５０宛てに送信すべきデータ信号から成る単一の信号系列である。また、アンテナ１０８−ａに対応するサブストリームをストリーム＃ａと言う。つまり、ストリーム＃ａは、アンテナ１０８−ａから送信すべきデータ信号を含む信号系列である。

誤り訂正符号化部１０２−ａは、送信アンテナ選択部１０１によって振り分けられたストリーム＃ａに対して誤り訂正符号化を施す。誤り訂正符号化は、ＣＱＩに応じた符号化率が用いられる。

データ変調部１０３−ａは、誤り訂正符号化を施されたストリーム＃ａを変調する。変調は、ＣＱＩに応じた変調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなど）が用いられる。

データマッピング部１０４−ａは、変調されたストリーム＃ａを、所定の送信フレームフォーマットにマッピングする。具体的には、データマッピング部１０４−ａは、ストリーム＃ａに属するデータ信号（以下「Ｄ＃ａ」と言う）をＭＩＭＯデータ区間及びＩＣＥデータ区間にそれぞれマッピングする。より具体的なマッピング動作については後述する。

電力制御部１０５−ａは、送信フレームフォーマットにマッピングされたストリーム＃ａの送信電力を制御する。より具体的な送信電力制御動作については後述する。

パイロット信号多重部１０６−ａは、アンテナ１０８−ａから送信すべきパイロット信号（以下「Ｐ＃ａ」と言う）を、送信フレームフォーマットにマッピングすることにより、Ｐ＃ａをＤ＃ａに多重する。より具体的な多重動作については後述する。データマッピング部１０４−ａ及びパイロット信号多重部１０６−ａの組み合わせは、ＩＣＥデータ信号をＩＣＥデータ区間に、ＭＩＭＯデータ信号をＭＩＭＯデータ区間に、パイロット信号をパイロット区間に、それぞれ配置して、送信信号を生成する生成部を構成する。

送信ＲＦ部１０７−ａは、Ｐ＃ａ多重後のストリーム＃ａに対してアップコンバートなどを含む所定の送信ＲＦ処理を施し、送信ＲＦ処理後の信号をアンテナ１０８−ａから送信する。

ここで、図４に示す送信フレームフォーマットを用いて、マッピング処理及び多重処理の例をより具体的に説明する。

図４には、送信信号１フレーム分の送信フレームフォーマットが、時間軸及び空間軸を用いて表現されている。ここに例示された送信信号は、パイロット区間及びデータ区間を有し、データ区間は、ＭＩＭＯデータ区間及びＩＣＥデータ区間から成る。ＩＣＥデータ区間は、ＩＣＥデータ信号を挿入する位置（タイミング）についての指定領域であるＩＣＥＺ（Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ Ｚｏｎｅ）に形成される。パイロット区間及びＩＣＥデータ区間は、互いに離間配置されている。また、パイロット区間及びＩＣＥデータ区間との間に、ＭＩＭＯデータ区間が配置されている。さらに、ＭＩＭＯデータ区間は、ＩＣＥデータ区間の直前及び直後の各々の位置に配置されている。

データマッピング部１０４−ａは、データレート算出部１０９によってアンテナ１０８−ａが選択された場合、ＭＩＭＯデータ区間の全区間にＤ＃ａをマッピングする。ＭＩＭＯデータ区間にマッピングされたＤ＃ａは、ＭＩＭＯデータ信号である、つまり、繰り返しチャネル推定に使用されない。また、データマッピング部１０４−ａは、アンテナ１０８−ａが選択されなかった場合、ＭＩＭＯデータ区間の全区間にＤ＃ａをマッピングしない。

また、データマッピング部１０４−ａは、ＩＣＥデータ区間のうちストリーム＃ａに割り当てられた区間（割り当て区間＃ａ）にＤ＃ａをマッピングする。割り当て区間＃ａにマッピングされたＤ＃ａは、ＩＣＥデータ信号である、つまり、繰り返しチャネル推定に使用される。データマッピング部１０４−ａにとっての割り当て区間＃ａは、その他のデータマッピング部にとっては非割り当て区間である。したがって、その他のデータマッピング部は、非割り当て区間には何もマッピングしない。換言すれば、非割り当て区間には、ガード信号（Ｇ）がマッピングされる。これによって、あるサブストリームに属するＩＣＥデータ信号が他のサブストリームから干渉を受けることを回避することができ、ＩＣＥデータ信号の仮判定値の信頼性（受信品質）を向上させ、ひいては、チャネル推定精度を向上させることができる。

また、データマッピング部１０４−１〜１０４−４は、ＩＣＥデータ区間においては、Ｄ＃１〜Ｄ＃４を、互いに重複しない区間にそれぞれ配置する。これにより、各サブストリームに属するＩＣＥデータ信号が他のサブストリームから干渉を受けることを回避することができ、全てのＩＣＥデータ信号の仮判定値の信頼性を向上させることができる。

また、パイロット信号多重部１０６−１〜１０６−４は、Ｐ＃１〜Ｐ＃４をそれぞれパイロット区間内の所定部分にマッピングすることによって、Ｐ＃１〜Ｐ＃４を時分割多重する。

次いで、図５に示す送信フレームフォーマットを用いて、送信電力制御処理の例をより具体的に説明する。図５には、図４に示された送信フレームフォーマットが、時間軸及び電力の大きさを示す軸を用いて表現されている。

電力制御部１０５−１〜１０５−４は、データ区間での送信電力を一定に保つ。電力制御部１０５−１〜１０５−４は、ＭＩＭＯデータ区間では、予め定められた総送信電力を、データレート算出部１０９でのアンテナ選択結果に従って、各サブストリームに配分する。複数のアンテナが選択された場合は、選択された各アンテナに対して均等に送信電力が割り当てられる。また、電力制御部１０５−１〜１０５−４は、ＩＣＥデータ区間では、総送信電力の全てを、いずれかのサブストリームに割り当てる。このため、データレート算出部１０９によって複数のアンテナが選択された場合、ストリーム＃ｎのＩＣＥデータ区間での送信電力は、ストリーム＃ａのＭＩＭＯデータ区間での送信電力よりも増大される。これによりＩＣＥデータ信号の仮判定値の信頼性を一層向上させることができる。

なお、図５の例では、全てのデータ信号がＱＰＳＫ変調されているが、他の変調方式で変調されても良い。また、パイロット区間の送信電力とデータ区間の送信電力とが互いに等しくなっているが、パイロット区間の送信電力はデータ区間の送信電力と相違しても良い。

図６は、本発明の実施の形態１に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。図６の無線受信装置１５０は、アンテナ１５１−１、１５１−２、１５１−３、１５１−４、受信ＲＦ部１５２−１、１５２−２、１５２−３、１５２−４、信号抽出部１５３−１、１５３−２、１５３−３、１５３−４、ＭＩＭＯ復調部１５４、データ復調部１５５−１、１５５−２、１５５−３、１５５−４、ＤＩＣＥ抽出部１５６−１、１５６−２、１５６−３、１５６−４、誤り訂正復号部１５７−１、１５７−２、１５７−３、１５７−４、フィードフォワード情報復調部１５８、仮判定部１５９、データ再変調部１６０、チャネル推定部１６１及び復調ウェイト生成部１６２を有する。

また、アンテナ１５１−１〜１５１−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「アンテナ１５１−ｂ」（ｂは１〜４の任意の整数）と言う。また、受信ＲＦ部１５２−１〜１５２−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「受信ＲＦ部１５２−ｂ」と言う。また、信号抽出部１５３−１〜１５３−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「信号抽出部１５３−ｂ」と言う。また、データ復調部１５５−１〜１５５−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「データ復調部１５５−ｂ」と言う。また、ＤＩＣＥ抽出部１５６−１〜１５６−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「ＤＩＣＥ抽出部１５６−ｂ」と言う。また、誤り訂正復号部１５７−１〜１５７−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「誤り訂正復号部１５７−ｂ」と言う。

フィードフォワード情報復調部１５８は、無線送信装置１００からフィードフォワード情報として送信されたＣＱＩを復調する。

受信ＲＦ部１５２−ｂは、アンテナ１５１−ｂを介して無線信号を受信し、受信信号に対して、ダウンコンバートなどを含む所定の受信ＲＦ処理を施してベースバンド信号（ＢＢ＃ｂ）を得る。

信号抽出部１５３−ｂは、ＢＢ＃ｂからパイロット信号を抽出するとともに、ＩＣＥデータ信号のコピーを生成する。パイロット信号抽出後のＢＢ＃ｂはＭＩＭＯ復調部１５４に出力され、抽出されたパイロット信号及び生成されたコピーは、チャネル推定部１６１に出力される。

ＭＩＭＯ復調部１５４は、信号抽出部１５３−１〜１５３−４から入力された全てのベースバンド信号に対して、復調ウェイト生成部１６２によって生成された復調ウェイトを用いてＭＩＭＯ復調を施す。これによって、アンテナ１５２−１〜１５２−４の各々に対応するサブストリームを得る。以下、各サブストリームをストリーム＃ｂと言う。ストリーム＃ｂはデータ復調部１５５−ｂに出力される。

データ復調部１５５−ｂは、フィードフォワード情報復調部１５８によって復調されたＣＱＩに応じた変調方式に従って、ストリーム＃ｂを復調する。

ＤＩＣＥ抽出部１５６−ｂは、復調後のストリーム＃ｂからＩＣＥデータ信号（ＤＩＣＥ：Ｄａｔａ ｆｏｒ Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）を抽出する。ＩＣＥデータ信号抽出後のストリーム＃ｂは、誤り訂正復号部１５７−ｂに出力され、抽出されたＩＣＥデータ信号は、仮判定部１５９に出力される。

誤り訂正復号部１５７−ｂは、ＤＩＣＥ抽出部１５６−ｂから入力されたストリーム＃ｂに対して誤り訂正復号を施す。

仮判定部１５９は、ＤＩＣＥ抽出部１５６−１〜１５６−４から入力されたＩＣＥデータ信号を仮判定して仮判定値を得る。

データ再変調部１６０は、得られた仮判定値を、無線送信装置１００で使用した変調方式と同じものを用いて再変調する。再変調によって生成された再変調データ信号はチャネル推定部１６１に出力される。

チャネル推定部１６１は、後述するチャネル推定を行って、チャネル推定値を得る。

復調ウェイト生成部１６２は、ＭＩＭＯ復調の際の演算処理（例えば、ＺＦ（Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ）演算、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）演算など）に用いられる復調ウェイトを、チャネル推定値に基づいて生成する。なお、最尤復調ＭＬＤ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）等によりＭＩＭＯ復調を行う場合は、復調ウェイトを生成しなくても良い。

なお、前述した無線受信装置１５０の構成と異なる構成を用いた場合でも、無線送信装置１００から送信された送信信号をＭＩＭＯチャネル経由で受信することができる。例えば、図７に示す無線受信装置１７０を用いることができる。無線受信装置１７０は、無線受信装置１５０の変形例である。無線受信装置１７０においては、データ復調部１５５−１〜１５５−４の後段には、誤り訂正復号部１５７−１〜１５７−４が配置されており、誤り訂正復号部１５７−１〜１５７−４の後段には、ＤＩＣＥ抽出部１５６−１〜１５６−４が配置されている。

ここで、無線受信装置１５０のチャネル推定部１６１によって行われる繰り返しチャネル推定について具体的に説明する。

各受信ＲＦ部１５２−１〜１５１−４を通過した受信信号Ｒは次の式（１）または式（２）によって表すことができる。

ここで、Ｈはチャネル行列を表し、Ｘは送信信号を表し、Ｎは熱雑音成分を表す。また、送信信号Ｘは、パイロット信号Ｘ_（ｐ）ｋ、ＭＩＭＯデータ信号Ｘ_（ｄ）ｋ及びＩＣＥデータ信号Ｘ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}を纏めて表現したものである。チャネル行列Ｈ、送信信号Ｘ、熱雑音成分Ｎ、パイロット信号Ｘ_（ｐ）ｋ、ＭＩＭＯデータ信号Ｘ_（ｄ）ｋ及びＩＣＥデータ信号Ｘ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}は、それぞれ次の式（３）〜（８）によって表すことができる。なお、ｎは受信アンテナ番号（本実施の形態の場合、ｎは１〜４の整数）であり、ｍは送信アンテナ番号（本実施の形態の場合、ｍは１〜４の整数）であり、ｋは時間方向のシンボル番号である。

受信信号Ｒを、受信パイロット信号Ｒ_（ｐ）ｋ、受信ＭＩＭＯデータ信号Ｒ_（ｄ）ｋ及び受信ＩＣＥデータ信号Ｒ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}に分けると、次の式（９）で表すことができる。

なお、Ｎ_Ｓは１フレーム内のシンボル数を表す。

また、パイロット信号Ｘ_（ｐ）ｋ及びＩＣＥデータ信号Ｘ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}は、次の式（１０）によって定義される。

信号抽出部１５３−１〜１５３−４では、受信パイロット信号Ｒ_（ｐ）ｋ及び受信ＩＣＥデータ信号のコピー信号Ｒ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}が得られる。初回チャネル推定では、受信パイロット信号Ｒ_（ｐ）ｋのみが用いられる。ストリーム＃ｍについてのチャネル推定値は次の式（１１）によって算出することができる。なお、・は内積演算、＊は複素共役を表す。また、上添え字の数字は、チャネル推定回数を示している。

チャネル推定行列は、例えば初回チャネル推定におけるチャネル推定値を用いると、次の式（１２）で表すことができる。

２回目以降のチャネル推定、すなわち繰り返しチャネル推定では、受信パイロットＲ_（ｐ）ｋのほかに、コピー信号Ｒ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}が用いられ、さらに、ＤＩＣＥ抽出部１５６−１〜１５６−４によって抽出された抽出ＩＣＥデータ信号Ｄ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}が用いられる。抽出ＩＣＥデータ信号Ｄ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}は次の式（１３）によって表すことができる。

仮判定部１５９では、抽出ＩＣＥデータ信号Ｄ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}が仮判定され、仮判定値が得られる。仮判定値は、データ再変調部１６０で再変調され、再変調データ信号が得られる。チャネル推定部１６１では、ストリーム＃ｍに対するチャネル推定値を得る上で、まず、コピー信号と再変調データ信号との内積が演算される。内積演算の結果として、瞬時チャネル推定値が得られる。この演算は次の式（１４）によって表される。

さらに、フェージング変動に対する追従性を向上させるために、初回チャネル推定におけるチャネル推定値及び前述の瞬時チャネル推定値を用いて線形補間などの処理が実行され、その結果として、２回目のチャネル推定におけるチャネル推定値が求められる。これによりチャネル推定行列が更新される。復調ウェイト生成部１６２で生成される復調ウェイトは、チャネル推定行列の更新に伴って更新される。

３回目以降のチャネル推定でも上記と同様の処理が実行される。

このように、本実施の形態によれば、ＩＣＥデータ信号をＩＣＥデータ区間に配置し、ＭＩＭＯデータ信号をＭＩＭＯデータ区間に配置し、パイロット信号をパイロット区間に配置するため、全データ信号の仮判定を行うことを回避することができ、ＭＩＭＯチャネルについてのチャネル推定に伴う処理負荷を軽減することができる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明する無線送信装置２００は、実施の形態１で説明した無線送信装置１００と同様の基本的構成を有する。よって、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

無線送信装置２００は、無線送信装置１００においてデータ変調部１０３−１〜１０３−４を可変変調部２０１−１〜２０１−４で置き換えた構成を有する。可変変調部２０１−１〜２０１−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものを「可変変調部２０１−ａ」と言う。

可変変調部２０１−ａは、データ変調部１０３−ａと同様の動作を実行するが、ＭＩＭＯデータ信号を変調するときに用いる変調多値数（変調レベルとも言う）と異なる変調多値数を用いてＩＣＥデータ信号を変調するという点で、データ変調部１０３−ａの動作と相違する。

実施の形態１のデータ変調部１０３−ａでは、例えば図５に示すように、ＭＩＭＯデータ信号及びＩＣＥデータ信号が互いに同じ変調多値数の変調方式で変調されていたのに対し、本実施の形態の可変変調部２０１−ａでは、例えば図９に示すように、ＭＩＭＯデータ信号がＱＰＳＫで変調されＩＣＥデータ信号がＱＰＳＫよりも変調多値数の高い１６ＱＡＭで変調される。

このように、本実施の形態によれば、ＩＣＥデータ区間のデータレート低下を軽減することができる。

なお、本実施の形態の無線送信装置２００から送信された送信信号は、実施の形態１で説明した無線受信装置１５０と同様の基本的構成を有する無線受信装置（図示せず）によって受信することができる。この無線受信装置では、ＭＩＭＯデータ信号及びＩＣＥデータ信号が、それぞれの変調に用いられた変調方式に従って復調される。

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明する無線送信装置３００は、実施の形態１で説明した無線送信装置１００と同様の基本的構成を有する。よって、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

無線送信装置３００は、無線送信装置１００においてデータマッピング部１０４−１〜１０４−４及びデータレート算出部１０９をデータマッピング部３０１−１〜３０１−４及びデータレート算出部３０２で置き換えた構成を有する。データマッピング部３０１−１〜３０１−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものを「データマッピング部３０１−ａ」と言う。

データレート算出部３０２は、後述する無線受信装置３５０からフィードバック情報として通知されたＣＱＩ及び後述するＤＩＣＥ挿入オンオフ信号を基に、送信アンテナ本数に応じたデータレートを算出する。また、データレート算出部３０２は、データレートが最大となる送信アンテナの本数を決定し、さらに、決定された本数のアンテナをアンテナ１０８−１〜１０８−４の中から選択する。データレートの算出は、パイロット信号、ＭＩＭＯデータ信号及びＩＣＥデータ信号のうち、ＭＩＭＯデータ信号のみに対して行われる。ＣＱＩ及びＤＩＣＥ挿入オンオフ信号は、送信信号に関連づけられたフィードフォワード情報として、無線送信装置３００から無線受信装置３５０に対して送信される。

データマッピング部３０１−ａは、変調されたストリーム＃ａを、所定のフレームフォーマットにマッピングする。

ここで、図１１に示す送信フレームフォーマットを用いて、マッピング処理の例をより具体的に説明する。図１１には、送信信号１フレーム分の送信フレームフォーマットが、時間軸及び空間軸を用いて表現されている。ここで例示された送信フレームフォーマットには、所定のパイロット区間、所定のＭＩＭＯデータ区間、及び、ＩＣＥＺが設けられている。

データマッピング部３０１−ａは、ストリーム＃ａにＩＣＥデータ信号を挿入する旨（挿入オン）がＤＩＣＥ挿入オンオフ信号に示されていた場合、ＩＣＥＺのうちストリーム＃ａに割り当てられた領域（割り当て領域＃ａ）にＤ＃ａをマッピングする。データマッピング部３０１−ａにとっての割り当て領域＃ａは、その他のデータマッピング部にとっては非割り当て領域である。したがって、その他のデータマッピング部は、非割り当て領域には何もマッピングしない。換言すれば、非割り当て領域には、ガード信号（Ｇ）がマッピングされる。割り当て領域＃ａにマッピングされたＤ＃ａは、ＩＣＥデータ信号である、つまり、繰り返しチャネル推定に使用される。また、非割り当て領域にガード信号がマッピングされた場合、その領域に対応する区間は、ＩＣＥデータ区間となる。

また、データマッピング部３０１−ａは、ストリーム＃ａにＩＣＥデータ信号を挿入しない旨（挿入オフ）がＤＩＣＥ挿入オンオフ信号に示されていた場合も、割り当て領域＃ａにＤ＃ａをマッピングする。データマッピング部３０１−ａにとっての割り当て領域＃ａは、その他のデータマッピング部にとっては非割り当て領域である。しかし、ストリーム＃ａに関して挿入オフがＤＩＣＥ挿入オンオフ信号に示されていた場合は、データマッピング部３０１−ａ以外の各データマッピング部は、そのデータマッピング部に対応するアンテナがデータレート算出部３０２によって選択されることを条件として、非割り当て領域にデータ信号をマッピングする。この場合、割り当て領域＃ａにマッピングされたＤ＃ａ及び非割り当て領域にマッピングされたデータ信号は、繰り返しチャネル推定に使用されるＩＣＥデータ信号ではなく、繰り返しチャネル推定に使用されないＭＩＭＯデータ信号である。よって、非割り当て領域にガード信号がマッピングされた場合、その領域に対応する区間は、ＭＩＭＯデータ区間となる。

また、データマッピング部３０１−ａは、データレート算出部３０２によってアンテナ１０８−ａが選択された場合、所定のＭＩＭＯデータ区間の全区間にＤ＃ａをマッピングする。所定のＭＩＭＯデータ区間にマッピングされたＤ＃ａは、ＭＩＭＯデータ信号である、つまり、繰り返しチャネル推定に使用されない。また、データマッピング部３０１−ａは、アンテナ１０８−ａが選択されなかった場合、所定のＭＩＭＯデータ区間の全区間にＤ＃ａをマッピングしない。

図１２には、図１１に示された送信フレームフォーマットの送信信号に対して行われた送信電力制御処理の結果が例示されている。なお、図１２の例では、ＭＩＭＯデータ信号がＱＰＳＫで変調され、ＩＣＥデータ信号が１６ＱＡＭで変調されているが、使用される変調方式は前述したものだけに限定されない。

なお、本実施の形態の無線送信装置３００では、ＤＩＣＥ挿入オンオフ信号の代わりに、或いは、ＤＩＣＥ挿入オンオフ信号とともに、ＤＩＣＥ挿入間隔信号を使用することができる。

ここで、ＤＩＣＥ挿入間隔信号が使用された場合を例にとって、データマッピング部３０１−ａでのマッピング処理についてより具体的に説明する。図１３に例示される送信フレームフォーマットは、図１１に示されたフォーマットと同様に、所定のパイロット区間及び所定のＭＩＭＯデータ区間に加えてＩＣＥＺを有する。

データマッピング部３０１−ａは、ＤＩＣＥ挿入間隔信号に示された挿入間隔に従って、ＩＣＥＺ内にＩＣＥデータ信号をマッピングする。ＩＣＥＺにおいてＩＣＥデータ信号がマッピングされない領域には、ＭＩＭＯデータ信号がマッピングされる。図１３に示した例では、ストリーム＃１〜＃４の中でストリーム＃１のＤＩＣＥ挿入間隔が最も短く、次いで、ストリーム＃２、３のＤＩＣＥ挿入間隔が短く、ストリーム＃４のＤＩＣＥ挿入間隔が最も長い。このように、ＤＩＣＥ挿入間隔は、ストリーム毎に個別に且つ可変に設定することができる。図１４には、図１３に示された送信フレームフォーマットの送信信号に対して行われた送信電力制御処理の結果が例示されている。

図１５は、本発明の実施の形態３に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の無線受信装置３５０は、実施の形態１で説明した無線受信装置１５０に対して、フェージング変動観測部３５１、ＤＩＣＥ間隔決定部３５２及びフィードバック情報生成部３５３を加えた構成を有する。

フェージング変調観測部３５１は、各サブストリームのフェージング変動速度を観測する。

ＤＩＣＥ間隔決定部３５２は、各ストリームにおいてＩＣＥデータ信号を挿入するか否かを決定する。換言すれば、ＤＩＣＥ間隔決定部３５２は、ＩＣＥデータ信号を送信すべきアンテナをアンテナ１０８−１〜１０８−４の中から、フェージング変動速度に応じて適応的に選択する。例えば、あるアンテナから送信されたストリームについて観測されたフェージング変動速度が所定レベルよりも速ければそのストリームに対するＩＣＥデータ信号の挿入をオンにすることが決定され、観測されたフェージング変動速度が所定レベルよりも遅ければＩＣＥデータ信号の挿入をオフにすることが決定される。

また、ＤＩＣＥ間隔決定部３５２は、観測されたフェージング変動速度の順に従って、各ストリームに対するＩＣＥデータ信号の挿入間隔を決定することもできる。例えば、観測されたフェージング変動速度がより速いストリームに対するＩＣＥデータ信号の挿入間隔を短くし、観測されたフェージング変動速度がより遅いストリームに対するＩＣＥデータ信号の挿入間隔を長くする。

フィードバック情報生成部３５３は、ＩＣＥデータ信号を挿入するか否かについての決定結果を示すＤＩＣＥ挿入オンオフ信号を生成する。また、ＩＣＥデータ信号の挿入間隔が決定された場合、フィードバック情報生成部３５３は、その決定結果を示すＤＩＣＥ挿入間隔信号を生成する。生成されたＤＩＣＥ挿入オンオフ信号及び／又はＤＩＣＥ挿入間隔信号は、フィードバック情報として無線送信装置３００にフィードバックされる。

このように、本実施の形態によれば、ＩＣＥデータ区間でのデータレート低下を軽減することができ、また、チャネル変動に対する追従性を向上させることができる。

なお、本実施の形態で説明した無線送信装置３００の構成を、実施の形態２で説明した無線送信装置２００の構成と組み合わせて実施することもできる。

（実施の形態４）
図１６は、本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明する無線送信装置４００は、実施の形態１で説明した無線送信装置１００と同様の基本的構成を有する。よって、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

無線送信装置４００は、無線送信装置１００においてデータレート算出部１０９及びデータマッピング部１０４−１〜１０４−４をデータレート算出部４０２及びデータマッピング部４０１−１〜４０１−４で置き換えた構成を有する。データマッピング部４０１−１〜４０１−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「データマッピング部４０１−ａ」と言う。

データレート算出部４０２は、後述する無線受信装置４５０からフィードバック情報として通知されたアンテナ毎のＣＱＩを基に、送信アンテナ本数に応じたデータレートを算出する。また、データレート算出部４０２は、データレートが最大となる送信アンテナの本数を決定し、さらに、決定された本数のアンテナをアンテナ１０８−１〜１０８−４の中から選択する。データレートの算出は、パイロット信号、ＭＩＭＯデータ信号及びＩＣＥデータ信号のうち、ＭＩＭＯデータ信号のみに対して行われる。

また、データレート算出部４０２は、アンテナ毎のＣＱＩを基に、品質ランキング情報を生成する。品質ランキング情報は、全アンテナ間のＣＱＩのランキングを表示したものである。アンテナ毎のＣＱＩ及び品質ランキング情報は、送信信号に関連づけられたフィードフォワード情報として、無線送信装置４００から無線受信装置４５０に対して送信される。

データマッピング部４０１−ａは、変調されたストリーム＃ａを、所定のフレームフォーマットにマッピングする。

ここで、図１７に示す送信フレームフォーマットを用いて、マッピング処理の例をより具体的に説明する。図１７には、送信信号１フレーム分の送信フレームフォーマットが、時間軸及び空間軸を用いて表現されている。ここで例示された送信信号は、パイロット区間及びデータ区間を有し、データ区間は、ＭＩＭＯデータ区間及びＩＣＥデータ区間から成る。ＩＣＥデータ区間は、ＩＣＥＺに形成される。また、ＩＣＥデータ区間は、４つの区間に区分されている。これら４つの区間はそれぞれ、時間軸上で先行する順に、１ストリーム多重区間、２ストリーム多重区間、３ストリーム多重区間、４ストリーム多重区間と称される。各ストリーム多重区間におけるマッピングはＳＩＣ（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）におけるＭＩＭＯ復調オーダーに依存する。すなわち、１ストリーム多重区間にはＳＩＣ過程で最初にＭＩＭＯ復調されるストリームがマッピングされる。２ストリーム多重区間には１ストリーム多重区間にマッピングされたストリームに加えて、ＳＩＣ過程で２番目にＭＩＭＯ復調されるストリームがマッピングされる。３ストリーム多重区間には２ストリーム多重区間にマッピングされたストリームに加えて、ＳＩＣ過程で３番目にＭＩＭＯ復調されるストリームがマッピングされる。また、４ストリーム多重区間には３ストリーム多重区間にマッピングされたストリームに加えて、ＳＩＣ過程で４番目（最後）にＭＩＭＯ復調されるストリームがマッピングされる。なお、パイロット区間及びＭＩＭＯデータ区間におけるマッピングについては実施の形態１で説明したものと同様であるため、その詳細な説明を省略する。

データマッピング部４０１−１〜４０１−４は、まず、品質ランキング情報を参照する。参照された品質ランキング情報が、「アンテナ１０８−１からのストリーム＃１の送信のために形成されるチャネルについてのＣＱＩが最も高く、次いで、アンテナ１０８−２からのストリーム＃２の送信のために形成されるチャネルについてのＣＱＩが高く、次いで、アンテナ１０８−３からのストリーム＃３の送信のために形成されるチャネルについてのＣＱＩが高く、アンテナ１０８−４からのストリーム＃４の送信のために形成されるチャネルについてのＣＱＩが最も低い」という旨を示していたとする。

この場合、データマッピング部４０１−１は、１ストリーム多重区間、２ストリーム多重区間、３ストリーム多重区間及び４ストリーム多重区間に、すなわちＩＣＥデータ区間の全区間に、Ｄ＃１をＩＣＥデータ信号としてマッピングする。また、データマッピング部４０１−２は、１ストリーム多重区間には、ガード信号を配置し、２ストリーム多重区間、３ストリーム多重区間及び４ストリーム多重区間には、Ｄ＃２をＩＣＥデータ信号としてマッピングする。また、データマッピング部４０１−３は、１ストリーム多重区間及び２ストリーム多重区間には、ガード信号を配置し、３ストリーム多重区間及び４ストリーム多重区間には、Ｄ＃３をＩＣＥデータ信号としてマッピングする。また、データマッピング部４０１−４は、１ストリーム多重区間、２ストリーム多重区間及び３ストリーム多重区間には、ガード信号を配置し、４ストリーム多重区間には、Ｄ＃４をＩＣＥデータ信号としてマッピングする。

この例示では、いずれかのアンテナから送信すべきデータ信号（例えばＤ＃１）は、ＩＣＥデータ区間の少なくとも一部の区間にマッピングされ、他のアンテナから送信すべきデータ信号（例えばＤ＃２）は、前述の少なくとも一部の区間の中間部から終端部までの区間にマッピングされる。

次いで、図１８Ａに示す送信フレームフォーマットを用いて、送信電力制御処理の例をより具体的に説明する。図１８Ａには、図１７に示された送信フレームフォーマットが、時間軸及び電力の大きさを示す軸を用いて表現されている。なお、パイロット区間及びＭＩＭＯデータ区間における送信電力制御については実施の形態１で説明したものと同様であるため、その詳細な説明を省略する。

電力制御部１０５−１〜１０５−４は、ＩＣＥデータ区間では、予め定められた総送信電力を、１つの又は複数のサブストリームに割り当てる。具体的には、１ストリーム多重区間では、総送信電力の全てがＤ＃１に割り当てられ、２ストリーム多重区間では、総送信電力が半分ずつ、Ｄ＃１及びＤ＃２に割り当てられ、３ストリーム多重区間では、総送信電力が１／３ずつ、Ｄ＃１、Ｄ＃２及びＤ＃３に割り当てられ、４ストリーム多重区間では、総送信電力が１／４ずつ、Ｄ＃１、Ｄ＃２、Ｄ＃３及びＤ＃４に割り当てられる。

なお、図１８Ａに示す例では１区間当りの総送信電力を一定としたが、図１８Ｂに示すように、１ストリーム当りの送信電力をＭＩＭＯデータ区間のＭＩＭＯデータの１ストリーム当りの送信電力と同じにしても良い。

図１９は、本実施の形態に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態で説明する無線受信装置４５０は、実施の形態１で説明した無線受信装置１５０と同様の基本的構成を有する。無線受信装置４５０は、実施の形態１で説明したアンテナ１５１−１〜１５１−４、受信ＲＦ部１５２−１〜１５２−４、仮判定部１５９、データ再変調部１６０、チャネル推定部１６１及び復調ウェイト生成部１６２に加えて、信号抽出部４５１−１、４５１−２、４５１−３、４５１−４、ＭＩＭＯ復調部４５２、データ復調部４５３、ＤＩＣＥ抽出部４５４、誤り訂正復号部４５５、フィードフォワード情報復調部４５６、レプリカ生成部４５７、ＣＱＩ測定部４５８及びフィードバック情報生成部４５９を有する。なお、信号抽出部４５１−１〜４５１−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「信号抽出部４５１−ｂ」と言う。

フィードフォワード情報復調部４５６は、無線送信装置４００から送信されたフィードフォワード情報を復調し、ＭＩＭＯ復調オーダーをＭＩＭＯ復調部４５２に通知し、ＤＩＣＥ多重位置を信号抽出部４５１−１〜４５１−４及びＤＩＣＥ抽出部４５４に通知する。ＭＩＭＯ復調オーダーは、復調するストリームの順序を示すものであり、ＤＩＣＥ多重位置は、ＩＣＥデータ区間内の各ストリーム多重区間にどのストリームに属するデータ信号がマッピングされたかを示すものである。

信号抽出部４５１−ｂは、ＢＢ＃ｂからパイロット信号を抽出するとともに、ＩＣＥデータ信号のコピーを生成する。パイロット信号抽出後のＢＢ＃ｂはＭＩＭＯ復調部４５２に出力され、抽出されたパイロット信号及び生成されたコピーは、チャネル推定部１６１に出力される。

ＭＩＭＯ復調部４５２は、信号抽出部４５１−１〜４５１−４から入力された全てのベースバンド信号に対して、復調ウェイト生成部１６２によって生成された復調ウェイトを用いてＭＩＭＯ復調を施す。このＭＩＭＯ復調には、フィードフォワード情報復調部４５６から通知されたＭＩＭＯ復調オーダーが使用される。つまり、最初に、第１ステージとして、１ストリーム多重区間から４ストリーム多重区間までＩＣＥデータ信号がマッピングされたストリームが最初に分離され、次に、第２ステージとして、２ストリーム多重区間から４ストリーム多重区間までＩＣＥデータ信号がマッピングされたストリームが分離され、次に、第３ステージとして、３ストリーム多重区間から４ストリーム多重区間までＩＣＥデータ信号がマッピングされたストリームが分離され、最後に、第４ステージとして、４ストリーム多重区間のみにＩＣＥデータ信号がマッピングされたストリームが分離される。第２ステージから第４ステージでのＭＩＭＯ復調には、レプリカ生成部４５７によって生成された受信レプリカが使用される。なお、使用される復調ウェイトは、ステージ毎に更新され、よって、その精度はステージ毎に向上する。

データ復調部４５３は、フィードフォワード情報復調部１５８によって復調されたＣＱＩに応じた変調方式に従って、ＭＩＭＯ復調部４５２によって分離された全てのストリームを復調する。

ＤＩＣＥ抽出部４５４は、復調後の全てのストリームからＩＣＥデータ信号を抽出する。より具体的な抽出動作については後述する。ＩＣＥデータ信号抽出後の全ストリームは、誤り訂正復号部４５５に出力され、抽出されたＩＣＥデータ信号は、仮判定部１５９に出力される。

誤り訂正復号部４５５は、ＤＩＣＥ抽出部４５４から入力された全てのストリームに対して誤り訂正復号を施す。

レプリカ生成部４５７は、前述したＭＩＭＯ復調の第１ステージでは、動作しない。また、レプリカ生成部４５７は、ＭＩＭＯ復調の第２ステージ以降では、前ステージで分離されたストリームのレプリカを生成する。

ＣＱＩ測定部４５８は、チャネル推定部１６１によるチャネル推定の結果を基に、前述の実施の形態で説明したＣＱＩを測定する。フィードバック情報生成部４５９は、測定されたＣＱＩからフィードバック情報を生成する。生成されたフィードバック情報は、無線送信装置４００に送信される。

ここで、ＤＩＣＥ抽出部４５４でのＤＩＣＥ抽出動作についてより具体的に説明する。

ＤＩＣＥ抽出部４５４は、ＩＣＥデータ信号をＣＱＩランキング順に抽出する。

まず、第１ステージでは、図２０Ａに示すように、ＩＣＥデータ区間の１ストリーム多重区間にマッピングされたデータ信号すなわちＤ＃１が抽出される。次に、第２ステージでは、図２０Ｂに示すように、アンテナ１５１−１に対応するストリーム＃１は既に除去されており、ＩＣＥデータ区間の２ストリーム多重区間にマッピングされたデータ信号すなわちＤ＃２が、抽出される。次に、第３ステージでは、図２０Ｃに示すように、アンテナ１５１−２に対応するストリーム＃２がさらに除去されており、ＩＣＥデータ区間の３ストリーム多重区間にマッピングされたデータ信号すなわちＤ＃３が、抽出される。次に、第４ステージでは、図２０Ｄに示すように、アンテナ１５１−３に対応するストリーム＃３がさらに除去されており、ＩＣＥデータ区間の４ストリーム多重区間にマッピングされたデータ信号すなわちＤ＃４が、抽出される。

このように、本実施の形態によれば、いずれかのアンテナから送信すべきデータ信号（例えばＤ＃１）は、ＩＣＥデータ信号としてＩＣＥデータ区間の少なくとも一部の区間にマッピングされ、他のアンテナから送信すべきデータ信号（例えばＤ＃２）は、ＩＣＥデータ信号として前述の少なくとも一部の区間の中間部から終端部までの区間にマッピングされる。また、本実施の形態によれば、ＩＣＥデータ信号を送信するアンテナの本数がＩＣＥデータ区間において漸増するように、ＩＣＥデータ信号がデータマッピング部４０１−１〜４０１−４によってマッピングされる。これにより、前述した無線受信装置４５０のように、ＳＩＣを伴うＭＩＭＯ復調（例えば、ＢＬＡＳＴ（Ｂｅｌｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｌａｙｅｒｅｄ Ｓｐａｃｅ Ｔｉｍｅ））を、ＩＣＥデータ信号に対して実施することができ、その結果、チャネル推定値をステージ毎に更新することができ、受信データ信号の復調精度を向上させることができる。

なお、本実施の形態で説明した無線送信装置４００及び無線受信装置４５０の構成を、実施の形態２、３で説明した無線送信装置２００、３００及び無線受信装置３５０の構成と組み合わせて実施することもできる。

また、上記各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チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。

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、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａ）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・プロセッサーを利用しても良い。

さらには、半導体技術の進歩又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良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

本明細書は、２００５年６月３日出願の特願２００５−１６３７０１に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。

本発明の無線送信装置、無線受信装置及び信号配置方法は、無線通信システムにおいて用いられる基地局装置及び移動局装置などに適用することができる。

本発明は、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）システムでの無線通信に用いられる無線送信装置、無線受信装置及び信号配置方法に関する。

近年、無線通信において伝送レートの高速化を実現するための１つの技術的アプローチとして、ＭＩＭＯシステムが注目されている。例えば特許文献１に記載されたＭＩＭＯシステムでは、複数のデータストリームが、ＭＩＭＯチャネルを介して、換言すれば、複数のアンテナを有する送信機から複数のアンテナを有する受信機に、並列に伝送される。

より確実に伝送レートを向上させるためには、無線チャネルの伝搬路特性の推定（チャネル推定）を高精度で行うことが非常に重要である。現在までに様々なチャネル推定方法が提案されている。

例えば特許文献２に記載されたチャネル推定方法では、図１に示すフレームフォーマットが用いられる。具体的には、チャネル推定に用いられるパイロット信号（Ｐ）がデータ信号（データシンボル）の系列に挿入されており、さらに、各チャネルの推定に用いられるパイロット信号がその挿入区間において時分割多重されている。このようなパイロット信号を用いてチャネル推定を行うと、あるチャネルの推定を行う際に他のチャネルの干渉を回避できチャネル推定精度を向上できる。しかし、このチャネル推定方法は、フェージングの変動周期がパイロット信号挿入区間の周期よりも短いときにフェージング変動に追従できない場合がある。なお、パイロット信号は、受信機にとって既知の信号であり、データ信号は受信機にとって未知の信号である。

例えば特許文献３に記載されたチャネル推定方法では、フェージング変動に対する追従性を向上させるために、繰り返しチャネル推定が行われる。具体的には、図２に示すフレームフォーマットを有する受信シンボルの中のパイロット信号を用いて通常のチャネル推定（以下の説明では、パイロット信号を用いるチャネル推定を「初回チャネル推定」と言い、データ信号を用いる「繰り返しチャネル推定」と区別する）が行われた後、そのチャネル推定結果（第１のチャネル推定結果）に基づいて、受信シンボルの中のデータ信号が仮判定される。さらに、データ信号の仮判定値を用いて繰り返しチャネル推定が行われる。そして、繰り返しチャネル推定の結果を第１のチャネル推定結果と合成することによって最終的なチャネル推定結果が得られる。
特開２００２−２１７７５２号公報 特開２００３−３３８８０２号公報 特開２０００−８２９７８号公報

しかしながら、上記従来の繰り返しチャネル推定は、ＳＩＭＯ（Single-Input Multiple-Output）チャネルに対するチャネル推定の適用例である。このチャネル推定方法をＭＩＭＯチャネルに拡張する場合、受信信号に含まれる複数のストリームのうちあるアンテナから送信されたストリームが受けるチャネル利得を推定するためには、それ以外のストリームの各々の受信レプリカを生成し受信信号から受信レプリカを減算するという煩雑な処理が必要となる。さらに、従来の繰り返しチャネル推定においては、全データ信号の仮判定が実施される。よって、処理負荷が著しく増大するという問題がある。

本発明の目的は、ＭＩＭＯチャネルに対するチャネル推定に伴う処理負荷を軽減することができる無線送信装置、無線受信装置及び信号配置方法を提供することである。

本発明の無線送信装置は、パイロット信号区間とデータ信号区間とを有する送信信号を送信する無線送信装置であって、複数のアンテナと、繰り返しチャネル推定に使用される第一のデータ信号を前記データ信号区間内の第一の区間に、繰り返しチャネル推定に使用されない第二のデータ信号を前記データ信号区間内の第二の区間に、それぞれ配置して前記送信信号を生成する生成手段と、前記生成手段によって生成された前記送信信号を前記複数のアンテナから送信する送信手段と、を有する構成を採る。

本発明の無線受信装置は、複数のアンテナと、パイロット信号区間とデータ信号区間とを有する受信信号であって、前記データ区間内の第一の区間に第一のデータ信号が配置され且つ前記データ区間内の第二の区間に第二のデータ信号が配置された受信信号を、前記複数のアンテナで受信する受信手段と、前記第一のデータ信号及び前記第二のデータ信号のうち、前記第一のデータ信号のみを用いて繰り返しチャネル推定を行うチャネル推定手段と、を有する構成を採る。

本発明の信号配置方法は、パイロット信号区間とデータ信号区間とを有するフレームフォーマットに信号を配置する信号配置方法であって、パイロット信号を前記パイロット信号区間に配置し、繰り返しチャネル推定に使用される第一のデータ信号を前記データ信号区間内の第一の区間に配置し、前記繰り返しチャネル推定に使用されない第二のデータ信号を前記データ信号区間内の第二の区間に配置するようにした。
を有するようにした。

本発明によれば、ＭＩＭＯチャネルに対するチャネル推定に伴う処理負荷を軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。無線送信装置１００は、送信アンテナ選択部１０１、誤り訂正符号化部１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４、データ変調部１０３−１、１０３−２、１０３−３、１０３−４、データマッピング部１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、電力制御部１０５−１、１０５−２、１０５−３、１０５−４、パイロット信号多重部１０６−１、１０６−２、１０６−３、１０６−４、送信ＲＦ部１０７−１、１０７−２、１０７−３、１０７−４、アンテナ１０８−１、１０８−２、１０８−３、１０８−４及びデータレート算出部１０９を有する。

なお、本実施の形態では、４本のアンテナをそれぞれ有する送信機（無線送信装置１００）及び受信機（後述する無線受信装置１５０）を例にとり、４×４のＭＩＭＯチャネルでの無線通信について説明するが、本発明は、２本以上のアンテナをそれぞれ有しＭＩＭＯチャネルを形成する送信機及び受信機に適用することができる。

また、誤り訂正符号化部１０２−１〜１０２−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「誤り訂正符号化部１０２−ａ」（ａは１〜４の任意の整数）と言う。また、データ変調部１０３−１〜１０３−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「データ変調部１０３−ａ」と言う。また、データマッピング部１０４−１〜１０４−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「データマッピング部１０４−ａ」と言う。また、電力制御部１０５−１〜１０５−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「電力制御部１０５−ａ」と言う。また、パイロット信号多重部１０６−１〜１０６−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「パイロット信号多重部１０６−ａ」と言う。また、送信ＲＦ部１０７−１〜１０７−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「送信ＲＦ部１０７−ａ」と言う。また、アンテナ１０８−１〜１０８−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「アンテナ１０８−ａ」と言う。

データレート算出部１０９は、無線受信装置１５０からフィードバック情報として通知
されたアンテナ毎のＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を基に、送信アンテナ本数に応じたデータレートを算出する。また、データレート算出部１０９は、データレートが最大となる送信アンテナの本数を決定し、さらに、決定された本数のアンテナをアンテナ１０８−１〜１０８−４の中から選択する。データレートの算出は、無線受信装置１５０で初回チャネル推定に用いられるパイロット信号、無線受信装置１５０で繰り返しチャネル推定（ＩＣＥ：Iterative Channel Estimation）に用いられないデータ信号（ＭＩＭＯデータ信号）及び無線受信装置１５０で繰り返しチャネル推定に用いられるデータ信号（ＩＣＥデータ信号）のうち、ＭＩＭＯデータ信号のみに対して行われる。アンテナ毎のＣＱＩは、送信信号に関連づけられたフィードフォワード情報として、無線送信装置１００から無線受信装置１５０に対して送信される。

なお、ＣＱＩは、回線品質を表す。回線品質は、ＣＳＩ（Channel State Information）と表されることもある。

送信アンテナ選択部１０１は、データレート算出部１０９でのアンテナ選択結果に従って、シングルストリームを、アンテナ１０８−１〜１０８−４の各々に対応するサブストリームに振り分ける。ここでシングルストリームは、無線受信装置１５０宛てに送信すべきデータ信号から成る単一の信号系列である。また、アンテナ１０８−ａに対応するサブストリームをストリーム＃ａと言う。つまり、ストリーム＃ａは、アンテナ１０８−ａから送信すべきデータ信号を含む信号系列である。

誤り訂正符号化部１０２−ａは、送信アンテナ選択部１０１によって振り分けられたストリーム＃ａに対して誤り訂正符号化を施す。誤り訂正符号化は、ＣＱＩに応じた符号化率が用いられる。

データ変調部１０３−ａは、誤り訂正符号化を施されたストリーム＃ａを変調する。変調は、ＣＱＩに応じた変調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなど）が用いられる。

データマッピング部１０４−ａは、変調されたストリーム＃ａを、所定の送信フレームフォーマットにマッピングする。具体的には、データマッピング部１０４−ａは、ストリーム＃ａに属するデータ信号（以下「Ｄ＃ａ」と言う）をＭＩＭＯデータ区間及びＩＣＥデータ区間にそれぞれマッピングする。より具体的なマッピング動作については後述する。

電力制御部１０５−ａは、送信フレームフォーマットにマッピングされたストリーム＃ａの送信電力を制御する。より具体的な送信電力制御動作については後述する。

パイロット信号多重部１０６−ａは、アンテナ１０８−ａから送信すべきパイロット信号（以下「Ｐ＃ａ」と言う）を、送信フレームフォーマットにマッピングすることにより、Ｐ＃ａをＤ＃ａに多重する。より具体的な多重動作については後述する。データマッピング部１０４−ａ及びパイロット信号多重部１０６−ａの組み合わせは、ＩＣＥデータ信号をＩＣＥデータ区間に、ＭＩＭＯデータ信号をＭＩＭＯデータ区間に、パイロット信号をパイロット区間に、それぞれ配置して、送信信号を生成する生成部を構成する。

送信ＲＦ部１０７−ａは、Ｐ＃ａ多重後のストリーム＃ａに対してアップコンバートなどを含む所定の送信ＲＦ処理を施し、送信ＲＦ処理後の信号をアンテナ１０８−ａから送信する。

ここで、図４に示す送信フレームフォーマットを用いて、マッピング処理及び多重処理の例をより具体的に説明する。

図４には、送信信号１フレーム分の送信フレームフォーマットが、時間軸及び空間軸を用いて表現されている。ここに例示された送信信号は、パイロット区間及びデータ区間を有し、データ区間は、ＭＩＭＯデータ区間及びＩＣＥデータ区間から成る。ＩＣＥデータ区間は、ＩＣＥデータ信号を挿入する位置（タイミング）についての指定領域であるＩＣＥＺ（Iterative Channel Estimation Zone）に形成される。パイロット区間及びＩＣＥデータ区間は、互いに離間配置されている。また、パイロット区間及びＩＣＥデータ区間との間に、ＭＩＭＯデータ区間が配置されている。さらに、ＭＩＭＯデータ区間は、ＩＣＥデータ区間の直前及び直後の各々の位置に配置されている。

データマッピング部１０４−ａは、データレート算出部１０９によってアンテナ１０８−ａが選択された場合、ＭＩＭＯデータ区間の全区間にＤ＃ａをマッピングする。ＭＩＭＯデータ区間にマッピングされたＤ＃ａは、ＭＩＭＯデータ信号である、つまり、繰り返しチャネル推定に使用されない。また、データマッピング部１０４−ａは、アンテナ１０８−ａが選択されなかった場合、ＭＩＭＯデータ区間の全区間にＤ＃ａをマッピングしない。

また、データマッピング部１０４−ａは、ＩＣＥデータ区間のうちストリーム＃ａに割り当てられた区間（割り当て区間＃ａ）にＤ＃ａをマッピングする。割り当て区間＃ａにマッピングされたＤ＃ａは、ＩＣＥデータ信号である、つまり、繰り返しチャネル推定に使用される。データマッピング部１０４−ａにとっての割り当て区間＃ａは、その他のデータマッピング部にとっては非割り当て区間である。したがって、その他のデータマッピング部は、非割り当て区間には何もマッピングしない。換言すれば、非割り当て区間には、ガード信号（Ｇ）がマッピングされる。これによって、あるサブストリームに属するＩＣＥデータ信号が他のサブストリームから干渉を受けることを回避することができ、ＩＣＥデータ信号の仮判定値の信頼性（受信品質）を向上させ、ひいては、チャネル推定精度を向上させることができる。

また、データマッピング部１０４−１〜１０４−４は、ＩＣＥデータ区間においては、Ｄ＃１〜Ｄ＃４を、互いに重複しない区間にそれぞれ配置する。これにより、各サブストリームに属するＩＣＥデータ信号が他のサブストリームから干渉を受けることを回避することができ、全てのＩＣＥデータ信号の仮判定値の信頼性を向上させることができる。

また、パイロット信号多重部１０６−１〜１０６−４は、Ｐ＃１〜Ｐ＃４をそれぞれパイロット区間内の所定部分にマッピングすることによって、Ｐ＃１〜Ｐ＃４を時分割多重する。

次いで、図５に示す送信フレームフォーマットを用いて、送信電力制御処理の例をより具体的に説明する。図５には、図４に示された送信フレームフォーマットが、時間軸及び電力の大きさを示す軸を用いて表現されている。

電力制御部１０５−１〜１０５−４は、データ区間での送信電力を一定に保つ。電力制御部１０５−１〜１０５−４は、ＭＩＭＯデータ区間では、予め定められた総送信電力を、データレート算出部１０９でのアンテナ選択結果に従って、各サブストリームに配分する。複数のアンテナが選択された場合は、選択された各アンテナに対して均等に送信電力が割り当てられる。また、電力制御部１０５−１〜１０５−４は、ＩＣＥデータ区間では、総送信電力の全てを、いずれかのサブストリームに割り当てる。このため、データレート算出部１０９によって複数のアンテナが選択された場合、ストリーム＃ｎのＩＣＥデータ区間での送信電力は、ストリーム＃ａのＭＩＭＯデータ区間での送信電力よりも増大される。これによりＩＣＥデータ信号の仮判定値の信頼性を一層向上させることができる。

なお、図５の例では、全てのデータ信号がＱＰＳＫ変調されているが、他の変調方式で変調されても良い。また、パイロット区間の送信電力とデータ区間の送信電力とが互いに等しくなっているが、パイロット区間の送信電力はデータ区間の送信電力と相違しても良い。

図６は、本発明の実施の形態１に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。図６の無線受信装置１５０は、アンテナ１５１−１、１５１−２、１５１−３、１５１−４、受信ＲＦ部１５２−１、１５２−２、１５２−３、１５２−４、信号抽出部１５３−１、１５３−２、１５３−３、１５３−４、ＭＩＭＯ復調部１５４、データ復調部１５５−１、１５５−２、１５５−３、１５５−４、ＤＩＣＥ抽出部１５６−１、１５６−２、１５６−３、１５６−４、誤り訂正復号部１５７−１、１５７−２、１５７−３、１５７−４、フィードフォワード情報復調部１５８、仮判定部１５９、データ再変調部１６０、チャネル推定部１６１及び復調ウェイト生成部１６２を有する。

また、アンテナ１５１−１〜１５１−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「アンテナ１５１−ｂ」（ｂは１〜４の任意の整数）と言う。また、受信ＲＦ部１５２−１〜１５２−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「受信ＲＦ部１５２−ｂ」と言う。また、信号抽出部１５３−１〜１５３−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「信号抽出部１５３−ｂ」と言う。また、データ復調部１５５−１〜１５５−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「データ復調部１５５−ｂ」と言う。また、ＤＩＣＥ抽出部１５６−１〜１５６−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「ＤＩＣＥ抽出部１５６−ｂ」と言う。また、誤り訂正復号部１５７−１〜１５７−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「誤り訂正復号部１５７−ｂ」と言う。

フィードフォワード情報復調部１５８は、無線送信装置１００からフィードフォワード情報として送信されたＣＱＩを復調する。

受信ＲＦ部１５２−ｂは、アンテナ１５１−ｂを介して無線信号を受信し、受信信号に対して、ダウンコンバートなどを含む所定の受信ＲＦ処理を施してベースバンド信号（ＢＢ＃ｂ）を得る。

信号抽出部１５３−ｂは、ＢＢ＃ｂからパイロット信号を抽出するとともに、ＩＣＥデータ信号のコピーを生成する。パイロット信号抽出後のＢＢ＃ｂはＭＩＭＯ復調部１５４に出力され、抽出されたパイロット信号及び生成されたコピーは、チャネル推定部１６１に出力される。

ＭＩＭＯ復調部１５４は、信号抽出部１５３−１〜１５３−４から入力された全てのベースバンド信号に対して、復調ウェイト生成部１６２によって生成された復調ウェイトを用いてＭＩＭＯ復調を施す。これによって、アンテナ１５２−１〜１５２−４の各々に対応するサブストリームを得る。以下、各サブストリームをストリーム＃ｂと言う。ストリーム＃ｂはデータ復調部１５５−ｂに出力される。

データ復調部１５５−ｂは、フィードフォワード情報復調部１５８によって復調されたＣＱＩに応じた変調方式に従って、ストリーム＃ｂを復調する。

ＤＩＣＥ抽出部１５６−ｂは、復調後のストリーム＃ｂからＩＣＥデータ信号（ＤＩＣ
Ｅ：Data for Iterative Estimation）を抽出する。ＩＣＥデータ信号抽出後のストリーム＃ｂは、誤り訂正復号部１５７−ｂに出力され、抽出されたＩＣＥデータ信号は、仮判定部１５９に出力される。

誤り訂正復号部１５７−ｂは、ＤＩＣＥ抽出部１５６−ｂから入力されたストリーム＃ｂに対して誤り訂正復号を施す。

仮判定部１５９は、ＤＩＣＥ抽出部１５６−１〜１５６−４から入力されたＩＣＥデータ信号を仮判定して仮判定値を得る。

データ再変調部１６０は、得られた仮判定値を、無線送信装置１００で使用した変調方式と同じものを用いて再変調する。再変調によって生成された再変調データ信号はチャネル推定部１６１に出力される。

チャネル推定部１６１は、後述するチャネル推定を行って、チャネル推定値を得る。

復調ウェイト生成部１６２は、ＭＩＭＯ復調の際の演算処理（例えば、ＺＦ(Zero Forcing)演算、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）演算など）に用いられる復調ウェイトを、チャネル推定値に基づいて生成する。なお、最尤復調ＭＬＤ（Maximum Likelihood
Detection）等によりＭＩＭＯ復調を行う場合は、復調ウェイトを生成しなくても良い。

なお、前述した無線受信装置１５０の構成と異なる構成を用いた場合でも、無線送信装置１００から送信された送信信号をＭＩＭＯチャネル経由で受信することができる。例えば、図７に示す無線受信装置１７０を用いることができる。無線受信装置１７０は、無線受信装置１５０の変形例である。無線受信装置１７０においては、データ復調部１５５−１〜１５５−４の後段には、誤り訂正復号部１５７−１〜１５７−４が配置されており、誤り訂正復号部１５７−１〜１５７−４の後段には、ＤＩＣＥ抽出部１５６−１〜１５６−４が配置されている。

ここで、無線受信装置１５０のチャネル推定部１６１によって行われる繰り返しチャネル推定について具体的に説明する。

各受信ＲＦ部１５２−１〜１５１−４を通過した受信信号Ｒは次の式（１）または式（２）によって表すことができる。

ここで、Ｈはチャネル行列を表し、Ｘは送信信号を表し、Ｎは熱雑音成分を表す。また、送信信号Ｘは、パイロット信号Ｘ_（ｐ）ｋ、ＭＩＭＯデータ信号Ｘ_（ｄ）ｋ及びＩＣＥデータ信号Ｘ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}を纏めて表現したものである。チャネル行列Ｈ、送信信号Ｘ、熱雑音成分Ｎ、パイロット信号Ｘ_（ｐ）ｋ、ＭＩＭＯデータ信号Ｘ_（ｄ）ｋ及びＩＣＥデータ信号Ｘ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}は、それぞれ次の式（３）〜（８）によって表すことができる。なお、ｎは受信アンテナ番号（本実施の形態の場合、ｎは１〜４の整数）であり、ｍは送信アンテナ番号（本実施の形態の場合、ｍは１〜４の整数）であり、ｋは時間方向のシンボル番号である。

受信信号Ｒを、受信パイロット信号Ｒ_（ｐ）ｋ、受信ＭＩＭＯデータ信号Ｒ_（ｄ）ｋ及び受信ＩＣＥデータ信号Ｒ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}に分けると、次の式（９）で表すことができる。

なお、Ｎ_Ｓは１フレーム内のシンボル数を表す。

また、パイロット信号Ｘ_（ｐ）ｋ及びＩＣＥデータ信号Ｘ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}は、次の式（１０）によって定義される。

信号抽出部１５３−１〜１５３−４では、受信パイロット信号Ｒ_（ｐ）ｋ及び受信ＩＣＥデータ信号のコピー信号Ｒ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}が得られる。初回チャネル推定では、受信パイロット信号Ｒ_（ｐ）ｋのみが用いられる。ストリーム＃ｍについてのチャネル推定値は
次の式（１１）によって算出することができる。なお、・は内積演算、＊は複素共役を表す。また、上添え字の数字は、チャネル推定回数を示している。

チャネル推定行列は、例えば初回チャネル推定におけるチャネル推定値を用いると、次の式（１２）で表すことができる。

２回目以降のチャネル推定、すなわち繰り返しチャネル推定では、受信パイロットＲ_（ｐ）ｋのほかに、コピー信号Ｒ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}が用いられ、さらに、ＤＩＣＥ抽出部１５６−１〜１５６−４によって抽出された抽出ＩＣＥデータ信号Ｄ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}が用いられる。抽出ＩＣＥデータ信号Ｄ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}は次の式（１３）によって表すことができる。

仮判定部１５９では、抽出ＩＣＥデータ信号Ｄ_{（ＤＩＣＥ）ｋ}が仮判定され、仮判定値が得られる。仮判定値は、データ再変調部１６０で再変調され、再変調データ信号が得られる。チャネル推定部１６１では、ストリーム＃ｍに対するチャネル推定値を得る上で、まず、コピー信号と再変調データ信号との内積が演算される。内積演算の結果として、瞬時チャネル推定値が得られる。この演算は次の式（１４）によって表される。

さらに、フェージング変動に対する追従性を向上させるために、初回チャネル推定におけるチャネル推定値及び前述の瞬時チャネル推定値を用いて線形補間などの処理が実行され、その結果として、２回目のチャネル推定におけるチャネル推定値が求められる。これによりチャネル推定行列が更新される。復調ウェイト生成部１６２で生成される復調ウェイトは、チャネル推定行列の更新に伴って更新される。

３回目以降のチャネル推定でも上記と同様の処理が実行される。

このように、本実施の形態によれば、ＩＣＥデータ信号をＩＣＥデータ区間に配置し、ＭＩＭＯデータ信号をＭＩＭＯデータ区間に配置し、パイロット信号をパイロット区間に配置するため、全データ信号の仮判定を行うことを回避することができ、ＭＩＭＯチャネ
ルについてのチャネル推定に伴う処理負荷を軽減することができる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明する無線送信装置２００は、実施の形態１で説明した無線送信装置１００と同様の基本的構成を有する。よって、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

無線送信装置２００は、無線送信装置１００においてデータ変調部１０３−１〜１０３−４を可変変調部２０１−１〜２０１−４で置き換えた構成を有する。可変変調部２０１−１〜２０１−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものを「可変変調部２０１−ａ」と言う。

可変変調部２０１−ａは、データ変調部１０３−ａと同様の動作を実行するが、ＭＩＭＯデータ信号を変調するときに用いる変調多値数（変調レベルとも言う）と異なる変調多値数を用いてＩＣＥデータ信号を変調するという点で、データ変調部１０３−ａの動作と相違する。

実施の形態１のデータ変調部１０３−ａでは、例えば図５に示すように、ＭＩＭＯデータ信号及びＩＣＥデータ信号が互いに同じ変調多値数の変調方式で変調されていたのに対し、本実施の形態の可変変調部２０１−ａでは、例えば図９に示すように、ＭＩＭＯデータ信号がＱＰＳＫで変調されＩＣＥデータ信号がＱＰＳＫよりも変調多値数の高い１６ＱＡＭで変調される。

このように、本実施の形態によれば、ＩＣＥデータ区間のデータレート低下を軽減することができる。

なお、本実施の形態の無線送信装置２００から送信された送信信号は、実施の形態１で説明した無線受信装置１５０と同様の基本的構成を有する無線受信装置（図示せず）によって受信することができる。この無線受信装置では、ＭＩＭＯデータ信号及びＩＣＥデータ信号が、それぞれの変調に用いられた変調方式に従って復調される。

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明する無線送信装置３００は、実施の形態１で説明した無線送信装置１００と同様の基本的構成を有する。よって、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

無線送信装置３００は、無線送信装置１００においてデータマッピング部１０４−１〜１０４−４及びデータレート算出部１０９をデータマッピング部３０１−１〜３０１−４及びデータレート算出部３０２で置き換えた構成を有する。データマッピング部３０１−１〜３０１−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものを「データマッピング部３０１−ａ」と言う。

データレート算出部３０２は、後述する無線受信装置３５０からフィードバック情報として通知されたＣＱＩ及び後述するＤＩＣＥ挿入オンオフ信号を基に、送信アンテナ本数に応じたデータレートを算出する。また、データレート算出部３０２は、データレートが最大となる送信アンテナの本数を決定し、さらに、決定された本数のアンテナをアンテナ１０８−１〜１０８−４の中から選択する。データレートの算出は、パイロット信号、ＭＩＭＯデータ信号及びＩＣＥデータ信号のうち、ＭＩＭＯデータ信号のみに対して行われ
る。ＣＱＩ及びＤＩＣＥ挿入オンオフ信号は、送信信号に関連づけられたフィードフォワード情報として、無線送信装置３００から無線受信装置３５０に対して送信される。

データマッピング部３０１−ａは、変調されたストリーム＃ａを、所定のフレームフォーマットにマッピングする。

ここで、図１１に示す送信フレームフォーマットを用いて、マッピング処理の例をより具体的に説明する。図１１には、送信信号１フレーム分の送信フレームフォーマットが、時間軸及び空間軸を用いて表現されている。ここで例示された送信フレームフォーマットには、所定のパイロット区間、所定のＭＩＭＯデータ区間、及び、ＩＣＥＺが設けられている。

データマッピング部３０１−ａは、ストリーム＃ａにＩＣＥデータ信号を挿入する旨（挿入オン）がＤＩＣＥ挿入オンオフ信号に示されていた場合、ＩＣＥＺのうちストリーム＃ａに割り当てられた領域（割り当て領域＃ａ）にＤ＃ａをマッピングする。データマッピング部３０１−ａにとっての割り当て領域＃ａは、その他のデータマッピング部にとっては非割り当て領域である。したがって、その他のデータマッピング部は、非割り当て領域には何もマッピングしない。換言すれば、非割り当て領域には、ガード信号（Ｇ）がマッピングされる。割り当て領域＃ａにマッピングされたＤ＃ａは、ＩＣＥデータ信号である、つまり、繰り返しチャネル推定に使用される。また、非割り当て領域にガード信号がマッピングされた場合、その領域に対応する区間は、ＩＣＥデータ区間となる。

また、データマッピング部３０１−ａは、ストリーム＃ａにＩＣＥデータ信号を挿入しない旨（挿入オフ）がＤＩＣＥ挿入オンオフ信号に示されていた場合も、割り当て領域＃ａにＤ＃ａをマッピングする。データマッピング部３０１−ａにとっての割り当て領域＃ａは、その他のデータマッピング部にとっては非割り当て領域である。しかし、ストリーム＃ａに関して挿入オフがＤＩＣＥ挿入オンオフ信号に示されていた場合は、データマッピング部３０１−ａ以外の各データマッピング部は、そのデータマッピング部に対応するアンテナがデータレート算出部３０２によって選択されることを条件として、非割り当て領域にデータ信号をマッピングする。この場合、割り当て領域＃ａにマッピングされたＤ＃ａ及び非割り当て領域にマッピングされたデータ信号は、繰り返しチャネル推定に使用されるＩＣＥデータ信号ではなく、繰り返しチャネル推定に使用されないＭＩＭＯデータ信号である。よって、非割り当て領域にガード信号がマッピングされた場合、その領域に対応する区間は、ＭＩＭＯデータ区間となる。

また、データマッピング部３０１−ａは、データレート算出部３０２によってアンテナ１０８−ａが選択された場合、所定のＭＩＭＯデータ区間の全区間にＤ＃ａをマッピングする。所定のＭＩＭＯデータ区間にマッピングされたＤ＃ａは、ＭＩＭＯデータ信号である、つまり、繰り返しチャネル推定に使用されない。また、データマッピング部３０１−ａは、アンテナ１０８−ａが選択されなかった場合、所定のＭＩＭＯデータ区間の全区間にＤ＃ａをマッピングしない。

図１２には、図１１に示された送信フレームフォーマットの送信信号に対して行われた送信電力制御処理の結果が例示されている。なお、図１２の例では、ＭＩＭＯデータ信号がＱＰＳＫで変調され、ＩＣＥデータ信号が１６ＱＡＭで変調されているが、使用される変調方式は前述したものだけに限定されない。

なお、本実施の形態の無線送信装置３００では、ＤＩＣＥ挿入オンオフ信号の代わりに、或いは、ＤＩＣＥ挿入オンオフ信号とともに、ＤＩＣＥ挿入間隔信号を使用することができる。

ここで、ＤＩＣＥ挿入間隔信号が使用された場合を例にとって、データマッピング部３０１−ａでのマッピング処理についてより具体的に説明する。図１３に例示される送信フレームフォーマットは、図１１に示されたフォーマットと同様に、所定のパイロット区間及び所定のＭＩＭＯデータ区間に加えてＩＣＥＺを有する。

データマッピング部３０１−ａは、ＤＩＣＥ挿入間隔信号に示された挿入間隔に従って、ＩＣＥＺ内にＩＣＥデータ信号をマッピングする。ＩＣＥＺにおいてＩＣＥデータ信号がマッピングされない領域には、ＭＩＭＯデータ信号がマッピングされる。図１３に示した例では、ストリーム＃１〜＃４の中でストリーム＃１のＤＩＣＥ挿入間隔が最も短く、次いで、ストリーム＃２、３のＤＩＣＥ挿入間隔が短く、ストリーム＃４のＤＩＣＥ挿入間隔が最も長い。このように、ＤＩＣＥ挿入間隔は、ストリーム毎に個別に且つ可変に設定することができる。図１４には、図１３に示された送信フレームフォーマットの送信信号に対して行われた送信電力制御処理の結果が例示されている。

図１５は、本発明の実施の形態３に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の無線受信装置３５０は、実施の形態１で説明した無線受信装置１５０に対して、フェージング変動観測部３５１、ＤＩＣＥ間隔決定部３５２及びフィードバック情報生成部３５３を加えた構成を有する。

フェージング変調観測部３５１は、各サブストリームのフェージング変動速度を観測する。

ＤＩＣＥ間隔決定部３５２は、各ストリームにおいてＩＣＥデータ信号を挿入するか否かを決定する。換言すれば、ＤＩＣＥ間隔決定部３５２は、ＩＣＥデータ信号を送信すべきアンテナをアンテナ１０８−１〜１０８−４の中から、フェージング変動速度に応じて適応的に選択する。例えば、あるアンテナから送信されたストリームについて観測されたフェージング変動速度が所定レベルよりも速ければそのストリームに対するＩＣＥデータ信号の挿入をオンにすることが決定され、観測されたフェージング変動速度が所定レベルよりも遅ければＩＣＥデータ信号の挿入をオフにすることが決定される。

また、ＤＩＣＥ間隔決定部３５２は、観測されたフェージング変動速度の順に従って、各ストリームに対するＩＣＥデータ信号の挿入間隔を決定することもできる。例えば、観測されたフェージング変動速度がより速いストリームに対するＩＣＥデータ信号の挿入間隔を短くし、観測されたフェージング変動速度がより遅いストリームに対するＩＣＥデータ信号の挿入間隔を長くする。

フィードバック情報生成部３５３は、ＩＣＥデータ信号を挿入するか否かについての決定結果を示すＤＩＣＥ挿入オンオフ信号を生成する。また、ＩＣＥデータ信号の挿入間隔が決定された場合、フィードバック情報生成部３５３は、その決定結果を示すＤＩＣＥ挿入間隔信号を生成する。生成されたＤＩＣＥ挿入オンオフ信号及び／又はＤＩＣＥ挿入間隔信号は、フィードバック情報として無線送信装置３００にフィードバックされる。

このように、本実施の形態によれば、ＩＣＥデータ区間でのデータレート低下を軽減することができ、また、チャネル変動に対する追従性を向上させることができる。

なお、本実施の形態で説明した無線送信装置３００の構成を、実施の形態２で説明した無線送信装置２００の構成と組み合わせて実施することもできる。

（実施の形態４）
図１６は、本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明する無線送信装置４００は、実施の形態１で説明した無線送信装置１００と同様の基本的構成を有する。よって、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

無線送信装置４００は、無線送信装置１００においてデータレート算出部１０９及びデータマッピング部１０４−１〜１０４−４をデータレート算出部４０２及びデータマッピング部４０１−１〜４０１−４で置き換えた構成を有する。データマッピング部４０１−１〜４０１−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「データマッピング部４０１−ａ」と言う。

データレート算出部４０２は、後述する無線受信装置４５０からフィードバック情報として通知されたアンテナ毎のＣＱＩを基に、送信アンテナ本数に応じたデータレートを算出する。また、データレート算出部４０２は、データレートが最大となる送信アンテナの本数を決定し、さらに、決定された本数のアンテナをアンテナ１０８−１〜１０８−４の中から選択する。データレートの算出は、パイロット信号、ＭＩＭＯデータ信号及びＩＣＥデータ信号のうち、ＭＩＭＯデータ信号のみに対して行われる。

また、データレート算出部４０２は、アンテナ毎のＣＱＩを基に、品質ランキング情報を生成する。品質ランキング情報は、全アンテナ間のＣＱＩのランキングを表示したものである。アンテナ毎のＣＱＩ及び品質ランキング情報は、送信信号に関連づけられたフィードフォワード情報として、無線送信装置４００から無線受信装置４５０に対して送信される。

データマッピング部４０１−ａは、変調されたストリーム＃ａを、所定のフレームフォーマットにマッピングする。

ここで、図１７に示す送信フレームフォーマットを用いて、マッピング処理の例をより具体的に説明する。図１７には、送信信号１フレーム分の送信フレームフォーマットが、時間軸及び空間軸を用いて表現されている。ここで例示された送信信号は、パイロット区間及びデータ区間を有し、データ区間は、ＭＩＭＯデータ区間及びＩＣＥデータ区間から成る。ＩＣＥデータ区間は、ＩＣＥＺに形成される。また、ＩＣＥデータ区間は、４つの区間に区分されている。これら４つの区間はそれぞれ、時間軸上で先行する順に、１ストリーム多重区間、２ストリーム多重区間、３ストリーム多重区間、４ストリーム多重区間と称される。各ストリーム多重区間におけるマッピングはＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）におけるＭＩＭＯ復調オーダーに依存する。すなわち、１ストリーム多重区間にはＳＩＣ過程で最初にＭＩＭＯ復調されるストリームがマッピングされる。２ストリーム多重区間には１ストリーム多重区間にマッピングされたストリームに加えて、ＳＩＣ過程で２番目にＭＩＭＯ復調されるストリームがマッピングされる。３ストリーム多重区間には２ストリーム多重区間にマッピングされたストリームに加えて、ＳＩＣ過程で３番目にＭＩＭＯ復調されるストリームがマッピングされる。また、４ストリーム多重区間には３ストリーム多重区間にマッピングされたストリームに加えて、ＳＩＣ過程で４番目（最後）にＭＩＭＯ復調されるストリームがマッピングされる。なお、パイロット区間及びＭＩＭＯデータ区間におけるマッピングについては実施の形態１で説明したものと同様であるため、その詳細な説明を省略する。

データマッピング部４０１−１〜４０１−４は、まず、品質ランキング情報を参照する。参照された品質ランキング情報が、「アンテナ１０８−１からのストリーム＃１の送信のために形成されるチャネルについてのＣＱＩが最も高く、次いで、アンテナ１０８−２からのストリーム＃２の送信のために形成されるチャネルについてのＣＱＩが高く、次い
で、アンテナ１０８−３からのストリーム＃３の送信のために形成されるチャネルについてのＣＱＩが高く、アンテナ１０８−４からのストリーム＃４の送信のために形成されるチャネルについてのＣＱＩが最も低い」という旨を示していたとする。

この場合、データマッピング部４０１−１は、１ストリーム多重区間、２ストリーム多重区間、３ストリーム多重区間及び４ストリーム多重区間に、すなわちＩＣＥデータ区間の全区間に、Ｄ＃１をＩＣＥデータ信号としてマッピングする。また、データマッピング部４０１−２は、１ストリーム多重区間には、ガード信号を配置し、２ストリーム多重区間、３ストリーム多重区間及び４ストリーム多重区間には、Ｄ＃２をＩＣＥデータ信号としてマッピングする。また、データマッピング部４０１−３は、１ストリーム多重区間及び２ストリーム多重区間には、ガード信号を配置し、３ストリーム多重区間及び４ストリーム多重区間には、Ｄ＃３をＩＣＥデータ信号としてマッピングする。また、データマッピング部４０１−４は、１ストリーム多重区間、２ストリーム多重区間及び３ストリーム多重区間には、ガード信号を配置し、４ストリーム多重区間には、Ｄ＃４をＩＣＥデータ信号としてマッピングする。

この例示では、いずれかのアンテナから送信すべきデータ信号（例えばＤ＃１）は、ＩＣＥデータ区間の少なくとも一部の区間にマッピングされ、他のアンテナから送信すべきデータ信号（例えばＤ＃２）は、前述の少なくとも一部の区間の中間部から終端部までの区間にマッピングされる。

次いで、図１８Ａに示す送信フレームフォーマットを用いて、送信電力制御処理の例をより具体的に説明する。図１８Ａには、図１７に示された送信フレームフォーマットが、時間軸及び電力の大きさを示す軸を用いて表現されている。なお、パイロット区間及びＭＩＭＯデータ区間における送信電力制御については実施の形態１で説明したものと同様であるため、その詳細な説明を省略する。

電力制御部１０５−１〜１０５−４は、ＩＣＥデータ区間では、予め定められた総送信電力を、１つの又は複数のサブストリームに割り当てる。具体的には、１ストリーム多重区間では、総送信電力の全てがＤ＃１に割り当てられ、２ストリーム多重区間では、総送信電力が半分ずつ、Ｄ＃１及びＤ＃２に割り当てられ、３ストリーム多重区間では、総送信電力が１／３ずつ、Ｄ＃１、Ｄ＃２及びＤ＃３に割り当てられ、４ストリーム多重区間では、総送信電力が１／４ずつ、Ｄ＃１、Ｄ＃２、Ｄ＃３及びＤ＃４に割り当てられる。

なお、図１８Ａに示す例では１区間当りの総送信電力を一定としたが、図１８Ｂに示すように、１ストリーム当りの送信電力をＭＩＭＯデータ区間のＭＩＭＯデータの１ストリーム当りの送信電力と同じにしても良い。

図１９は、本実施の形態に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態で説明する無線受信装置４５０は、実施の形態１で説明した無線受信装置１５０と同様の基本的構成を有する。無線受信装置４５０は、実施の形態１で説明したアンテナ１５１−１〜１５１−４、受信ＲＦ部１５２−１〜１５２−４、仮判定部１５９、データ再変調部１６０、チャネル推定部１６１及び復調ウェイト生成部１６２に加えて、信号抽出部４５１−１、４５１−２、４５１−３、４５１−４、ＭＩＭＯ復調部４５２、データ復調部４５３、ＤＩＣＥ抽出部４５４、誤り訂正復号部４５５、フィードフォワード情報復調部４５６、レプリカ生成部４５７、ＣＱＩ測定部４５８及びフィードバック情報生成部４５９を有する。なお、信号抽出部４５１−１〜４５１−４は、互いに同一の構成を有する。よって、これらのうちの任意のものについて言及するとき「信号抽出部４５１−ｂ」と言う。

フィードフォワード情報復調部４５６は、無線送信装置４００から送信されたフィードフォワード情報を復調し、ＭＩＭＯ復調オーダーをＭＩＭＯ復調部４５２に通知し、ＤＩＣＥ多重位置を信号抽出部４５１−１〜４５１−４及びＤＩＣＥ抽出部４５４に通知する。ＭＩＭＯ復調オーダーは、復調するストリームの順序を示すものであり、ＤＩＣＥ多重位置は、ＩＣＥデータ区間内の各ストリーム多重区間にどのストリームに属するデータ信号がマッピングされたかを示すものである。

信号抽出部４５１−ｂは、ＢＢ＃ｂからパイロット信号を抽出するとともに、ＩＣＥデータ信号のコピーを生成する。パイロット信号抽出後のＢＢ＃ｂはＭＩＭＯ復調部４５２に出力され、抽出されたパイロット信号及び生成されたコピーは、チャネル推定部１６１に出力される。

ＭＩＭＯ復調部４５２は、信号抽出部４５１−１〜４５１−４から入力された全てのベースバンド信号に対して、復調ウェイト生成部１６２によって生成された復調ウェイトを用いてＭＩＭＯ復調を施す。このＭＩＭＯ復調には、フィードフォワード情報復調部４５６から通知されたＭＩＭＯ復調オーダーが使用される。つまり、最初に、第１ステージとして、１ストリーム多重区間から４ストリーム多重区間までＩＣＥデータ信号がマッピングされたストリームが最初に分離され、次に、第２ステージとして、２ストリーム多重区間から４ストリーム多重区間までＩＣＥデータ信号がマッピングされたストリームが分離され、次に、第３ステージとして、３ストリーム多重区間から４ストリーム多重区間までＩＣＥデータ信号がマッピングされたストリームが分離され、最後に、第４ステージとして、４ストリーム多重区間のみにＩＣＥデータ信号がマッピングされたストリームが分離される。第２ステージから第４ステージでのＭＩＭＯ復調には、レプリカ生成部４５７によって生成された受信レプリカが使用される。なお、使用される復調ウェイトは、ステージ毎に更新され、よって、その精度はステージ毎に向上する。

データ復調部４５３は、フィードフォワード情報復調部１５８によって復調されたＣＱＩに応じた変調方式に従って、ＭＩＭＯ復調部４５２によって分離された全てのストリームを復調する。

ＤＩＣＥ抽出部４５４は、復調後の全てのストリームからＩＣＥデータ信号を抽出する。より具体的な抽出動作については後述する。ＩＣＥデータ信号抽出後の全ストリームは、誤り訂正復号部４５５に出力され、抽出されたＩＣＥデータ信号は、仮判定部１５９に出力される。

誤り訂正復号部４５５は、ＤＩＣＥ抽出部４５４から入力された全てのストリームに対して誤り訂正復号を施す。

レプリカ生成部４５７は、前述したＭＩＭＯ復調の第１ステージでは、動作しない。また、レプリカ生成部４５７は、ＭＩＭＯ復調の第２ステージ以降では、前ステージで分離されたストリームのレプリカを生成する。

ＣＱＩ測定部４５８は、チャネル推定部１６１によるチャネル推定の結果を基に、前述の実施の形態で説明したＣＱＩを測定する。フィードバック情報生成部４５９は、測定されたＣＱＩからフィードバック情報を生成する。生成されたフィードバック情報は、無線送信装置４００に送信される。

ここで、ＤＩＣＥ抽出部４５４でのＤＩＣＥ抽出動作についてより具体的に説明する。

ＤＩＣＥ抽出部４５４は、ＩＣＥデータ信号をＣＱＩランキング順に抽出する。

まず、第１ステージでは、図２０Ａに示すように、ＩＣＥデータ区間の１ストリーム多重区間にマッピングされたデータ信号すなわちＤ＃１が抽出される。次に、第２ステージでは、図２０Ｂに示すように、アンテナ１５１−１に対応するストリーム＃１は既に除去されており、ＩＣＥデータ区間の２ストリーム多重区間にマッピングされたデータ信号すなわちＤ＃２が、抽出される。次に、第３ステージでは、図２０Ｃに示すように、アンテナ１５１−２に対応するストリーム＃２がさらに除去されており、ＩＣＥデータ区間の３ストリーム多重区間にマッピングされたデータ信号すなわちＤ＃３が、抽出される。次に、第４ステージでは、図２０Ｄに示すように、アンテナ１５１−３に対応するストリーム＃３がさらに除去されており、ＩＣＥデータ区間の４ストリーム多重区間にマッピングされたデータ信号すなわちＤ＃４が、抽出される。

このように、本実施の形態によれば、いずれかのアンテナから送信すべきデータ信号（例えばＤ＃１）は、ＩＣＥデータ信号としてＩＣＥデータ区間の少なくとも一部の区間にマッピングされ、他のアンテナから送信すべきデータ信号（例えばＤ＃２）は、ＩＣＥデータ信号として前述の少なくとも一部の区間の中間部から終端部までの区間にマッピングされる。また、本実施の形態によれば、ＩＣＥデータ信号を送信するアンテナの本数がＩＣＥデータ区間において漸増するように、ＩＣＥデータ信号がデータマッピング部４０１−１〜４０１−４によってマッピングされる。これにより、前述した無線受信装置４５０のように、ＳＩＣを伴うＭＩＭＯ復調（例えば、ＢＬＡＳＴ（Bell Laboratory Layered Space Time））を、ＩＣＥデータ信号に対して実施することができ、その結果、チャネル推定値をステージ毎に更新することができ、受信データ信号の復調精度を向上させることができる。

なお、本実施の形態で説明した無線送信装置４００及び無線受信装置４５０の構成を、実施の形態２、３で説明した無線送信装置２００、３００及び無線受信装置３５０の構成と組み合わせて実施することもできる。

また、上記各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チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。

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、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。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・プロセッサーを利用しても良い。

さらには、半導体技術の進歩又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良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

本明細書は、２００５年６月３日出願の特願２００５−１６３７０１に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。

本発明の無線送信装置、無線受信装置及び信号配置方法は、無線通信システムにおいて用いられる基地局装置及び移動局装置などに適用することができる。

従来の送信フレームフォーマットの一例を示す図 従来の送信フレームフォーマットの他の例を示す図 本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る送信フレームフォーマットを、時間及び空間の観点で表現した図 本発明の実施の形態１に係る送信フレームフォーマットを、時間及び電力の観点で表現した図 本発明の実施の形態１に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る無線受信装置の構成の変形例を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る送信フレームフォーマットを、時間及び電力の観点で表現した図 本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る送信フレームフォーマットを、時間及び空間の観点で表現した図 本発明の実施の形態３に係る送信フレームフォーマットを、時間及び電力の観点で表現した図 本発明の実施の形態３に係る送信フレームフォーマットの変形例を、時間及び空間の観点で表現した図 本発明の実施の形態３に係る送信フレームフォーマットの変形例を、時間及び電力の観点で表現した図 本発明の実施の形態３に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る送信フレームフォーマットを、時間及び空間の観点で説明した図 本発明の実施の形態４に係る送信フレームフォーマットを、時間及び電力の観点で表現した図 本発明の実施の形態４に係る送信フレームフォーマットを、時間及び電力の観点で表現した図 本発明の実施の形態４に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係るＤＩＣＥ抽出動作を説明するための図 本発明の実施の形態４に係るＤＩＣＥ抽出動作を説明するための図 本発明の実施の形態４に係るＤＩＣＥ抽出動作を説明するための図 本発明の実施の形態４に係るＤＩＣＥ抽出動作を説明するための図

Claims (16)

1. パイロット信号区間とデータ信号区間とを有する送信信号を送信する無線送信装置であって、
   複数のアンテナと、
   繰り返しチャネル推定に使用される第一のデータ信号を前記データ信号区間内の第一の区間に、繰り返しチャネル推定に使用されない第二のデータ信号を前記データ信号区間内の第二の区間に、それぞれ配置して前記送信信号を生成する生成手段と、
   前記生成手段によって生成された前記送信信号を前記複数のアンテナから送信する送信手段と、
   を有する無線送信装置。
2. 前記送信信号は、複数の信号系列から成り、
   前記複数の信号系列は、前記複数のアンテナからそれぞれ送信すべきデータ信号を含み、
   前記生成手段は、
   前記複数のアンテナの中のいずれかのアンテナから送信すべきデータ信号を前記第一のデータ信号として前記第一の区間内の特定の区間に配置し、
   前記複数のアンテナの中の前記いずれかのアンテナ以外のアンテナから送信すべきデータ信号を前記特定の区間に配置しない、
   請求項１記載の無線送信装置。
3. 前記生成手段は、
   前記いずれかのアンテナから送信すべきデータ信号を前記第一のデータ信号として、可変の間隔を有する区間に配置する、
   請求項２記載の無線送信装置。
4. 前記生成手段は、
   前記複数のアンテナの中の第一のアンテナから送信すべきデータ信号と、前記複数のアンテナの中の第二のアンテナから送信すべきデータ信号と、をそれぞれ前記第一のデータ信号として、前記第一の区間内の互いに重複しない区間にそれぞれ配置する、
   請求項２記載の無線送信装置。
5. 前記第一のアンテナから送信すべきデータ信号を前記第一のデータ信号として配置する区間の間隔と、前記第二のアンテナから送信すべきデータ信号を前記第一のデータ信号として配置する区間の間隔と、を個別に決定する決定手段をさらに有し、
   前記生成手段は、
   前記第一のアンテナから送信すべきデータ信号と前記第二のアンテナから送信すべきデータ信号とをそれぞれ前記第一のデータ信号として、互いに異なる可変の間隔を有する区間にそれぞれ配置する、
   請求項４記載の無線送信装置。
6. 前記生成手段は、
   前記複数のアンテナの中から適応的に選択されたアンテナから送信すべきデータ信号を前記第一のデータ信号として前記第一の区間に配置する、
   請求項２記載の無線送信装置。
7. 前記生成手段は、
   選択されたアンテナから送信すべきデータ信号を前記第一のデータ信号として、可変の間隔を有する区間に配置する、
   請求項６記載の無線送信装置。
8. 前記送信信号は、複数の信号系列から成り、
   前記複数の信号系列は、前記複数のアンテナからそれぞれ送信すべきデータ信号を含み、
   前記生成手段は、
   前記複数のアンテナの中の第一のアンテナから送信すべきデータ信号を前記第一のデータ信号として前記第一の区間の少なくとも一部の区間に配置し、
   前記複数のアンテナの中の第二のアンテナから送信すべきデータ信号を前記第一のデータ信号として、前記少なくとも一部の区間の中間部から後端部までの区間に配置する、
   請求項２記載の無線送信装置。
9. 前記生成手段は、
   前記第一の区間において、前記第一のデータ信号を送信すべきアンテナの数を漸増させる、
   請求項８記載の無線送信装置。
10. 前記送信信号は、前記複数の信号系列を有し、
    前記複数の信号系列は、前記複数のアンテナからそれぞれ送信すべきデータ信号を含み、
    前記いずれかのアンテナから送信すべきデータ信号を含むいずれかの信号系列の前記第一の区間での送信電力を、前記いずれかの信号系列の前記第二の区間での送信電力よりも大きくする電力制御手段をさらに有する、
    請求項１記載の無線送信装置。
11. 前記送信信号は、前記複数の信号系列を有し、
    前記複数の信号系列は、前記複数のアンテナからそれぞれ送信すべきデータ信号を含み、
    前記いずれかのアンテナから送信すべきデータ信号を含むいずれかの信号系列の前記第一の区間での送信電力を、前記複数の信号系列の前記第二の区間での総送信電力と等しくする電力制御手段をさらに有する、
    請求項１記載の無線送信装置。
12. 前記送信信号は、前記複数の信号系列を有し、
    前記複数の信号系列は、前記複数のアンテナからそれぞれ送信すべきデータ信号を含み、
    前記いずれかのアンテナから送信すべきデータ信号を含む信号系列の前記第一の区間での変調多値数を、前記いずれかの信号系列の前記第二の区間での変調多値数よりも高くする変調手段をさらに有する、
    請求項１記載の無線送信装置。
13. 前記生成手段は、
    前記パイロット信号区間と離間配置された前記第一の区間と、前記パイロット信号区間及び前記第一の区間の間に配置された前記第二の区間と、を有する前記送信信号を生成する、
    請求項１記載の無線送信装置。
14. 前記生成手段は、
    前記第一の区間の直前及び直後の各々の位置に配置された前記第二の区間を有する前記送信信号を生成する、
    請求項１２記載の無線送信装置。
15. 複数のアンテナと、
    パイロット信号区間とデータ信号区間とを有する受信信号であって、前記データ区間内の第一の区間に第一のデータ信号が配置され且つ前記データ区間内の第二の区間に第二のデータ信号が配置された受信信号を、前記複数のアンテナで受信する受信手段と、
    前記第一のデータ信号及び前記第二のデータ信号のうち、前記第一のデータ信号のみを用いて繰り返しチャネル推定を行うチャネル推定手段と、
    を有する無線受信装置。
16. パイロット信号区間とデータ信号区間とを有するフレームフォーマットに信号を配置する信号配置方法であって、
    パイロット信号を前記パイロット信号区間に配置し、
    繰り返しチャネル推定に使用される第一のデータ信号を前記データ信号区間内の第一の区間に配置し、
    前記繰り返しチャネル推定に使用されない第二のデータ信号を前記データ信号区間内の第二の区間に配置する、
    信号配置方法。

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