JPWO2009157520A1

JPWO2009157520A1 - 無線通信装置及び無線通信方法

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Publication number: JPWO2009157520A1
Application number: JP2010518057A
Authority: JP
Inventors: 琢中山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2011-12-15
Anticipated expiration: 2029-06-25
Also published as: EP2293477A4; US8665978B2; KR20110014227A; EP2293477A1; WO2009157520A1; JP5079880B2; US20110170622A1

Abstract

最大公約数的な送信ウェイトによる通信特性の劣化を防ぎ、フィードバックＭＩＭＯにおける通信特性を高める無線通信装置を提供する。複数のアンテナを備えた無線通信装置であって、他の無線通信装置から受信したチャンネルのチャンネル状態情報を取得する受信部と、前記所定の周波数帯域を複数の領域に分割し、前記複数の領域それぞれに含まれる前記チャンネルのチャンネル数及び前記チャンネルの前記チャンネル状態情報を基に、前記複数の領域から特定の領域を選択し、前記特定の領域に含まれる前記チャンネルの前記チャンネル状態情報から、前記所定の周波数帯域全体の代表チャンネル状態情報を計算する、チャンネル状態情報計算部と、代表チャンネル状態情報に基づいて、送信ウェイトを選択する送信ウェイト選択部と、前記送信ウェイトの識別情報を前記他の無線通信装置に送信する送信部とを備える。

Description

関連出願へのクロスリファレンス

本出願は、日本国特許出願２００８−１６９５６９号（２００８年６月２７日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

この発明は、無線通信装置及び無線通信方法に関する。

近年、無線通信システムでは、信号の送受信に複数のアンテナを用いることにより、通信容量の増大や通信品質の向上を図っている。このような複数アンテナを用いた送受信技術はＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−ＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）と呼ばれている。特に、受信端末が、送信端末に対して、チャンネル状態情報である、ＣＳＩ（ＣｈａｎｎｅｌＳｔａｔｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：伝搬路情報）に関する何らかの情報をフィードバックすることにより、ＭＩＭＯの通信特性をさらに向上させる技術を、Ｃｌｏｓｅｄ−ＬｏｏｐＭＩＭＯ、又はフィードバックＭＩＭＯと呼んでいる。

受信端末は、送信端末が一定周期で送信する専用の参照信号（ｘ_i）と、受信端末における受信信号（ｙ_j,i）との関係から、第ｋのサブキャリア（チャンネル）に対するＣＳＩ_ｋを数１の通り測定することができる。なお、数１において、ＴｘＡｎｔは送信端末のアンテナ数、ＲｘＡｎｔは受信端末のアンテナ数を表し、ＣＳＩ_ｋは、ＲｘＡｎｔ×ＴｘＡｎｔの次元を持つ複素行列として表されるものである。また、実際には受信端末が受信信号を分離できるように、送信アンテナ毎に、参照信号が挿入されるサブキャリアは異なっている場合が多い。しかし、ここでは簡単の為、全サブキャリアで受信信号と参照信号がアンテナ毎に独立に得られるものとして表現している。

フィードバックＭＩＭＯでは、受信端末から送信端末にフィードバックするＣＳＩの情報が詳細であればあるほど、ＭＩＭＯの通信特性が改善されることになる。しかし、受信端末がフィードバックするＣＳＩの情報が詳細であればあるほど通信量が増加するため、結局はシステムの無線通信容量が逼迫されてしまうことになる。かかる問題への対応として、送信端末及び受信端末で予め共通の送信ウェイトの情報を保持しておき、受信端末がＣＳＩに応じた当該送信ウェイトのインデックス情報（識別情報）のみを送信端末にフィードバックする（つまり、どの番号の送信ウェイトを使用するかのみを通知する）ことにより、フィードバック情報を大幅に削減することが行われている。また、一つの送信ウェイトを複数のサブキャリアに対してまとめて適用することで、フィードバックする送信ウェイトのインデックス自体を減らすことができ、さらなるフィードバック情報の削減が可能になる。

例えば、第３．９世代移動体通信システム（以下「３．９Ｇ」という。）の１つであるＵＭＢ（ＵｌｔｒａＭｏｂｉｌｅＢｒｏａｄｂａｎｄ、例えば、非特許文献１参照）やＥ−ＵＴＲＡ（ＬＴＥ）（ＥｖｏｌｖｅｄＵＭＴＳＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓ、ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ、例えば、非特許文献２参照）では、上記送信ウェイトの情報をＰＭ（ＰｒｅｃｏｄｉｎｇＭａｔｒｉｘ）として送信端末及び受信端末で共有している。このＰＭは、複数アンテナの本数等に応じて複数定義されている。受信端末は、ＣＳＩに応じて適切なＰＭを選択し、当該ＰＭの識別番号であるＰＭＩ（ＰｒｅｃｏｄｉｎｇＭａｔｒｉｘＩｎｄｅｘ）を送信端末にフィードバックする。送信端末は受信端末からＰＭＩを受信すると、ＰＭＩによって特定されるＰＭを用いて複数アンテナの送信ウェイト制御を行うことになる。

例えば、ＵＭＢでは、図５に示す通り、通信に使用する周波数帯は８つのサブバンド（Ｓｕｂｂａｎｄ）に分割され、各サブバンドは８つのタイル（Ｔｉｌｅ）に分割され、さらに、各タイルは１６個のサブキャリア（Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）に分割されている。複数のサブキャリアに対して共通に適用するＰＭを選択するために、受信端末は、数２に従い、サブバンド単位やタイル単位でのＣＳＩの平均値（ＣＳＩ_Ａｖｅ）を計算する。ここで、Ｎ_ＣＳＩはサブバンドに含まれるサブキャリアの本数を表し、サブバンド単位の平均化の場合には、Ｎ_ＣＳＩは１２８（８×１６）となり、タイル単位の平均化の場合には、Ｎ_ＣＳＩは１６となる。受信端末は、ＣＳＩの平均値を求めると、当該ＣＳＩ平均値に対して最も適したＰＭを選択し、当該ＰＭに対応するＰＭＩを送信端末にフィードバックする。

図６は、ＰＭＩ選択に必要なＣＳＩの平均化をサブバンド単位で行った場合、タイル単位で行った場合、及びＰＭＩ選択による送信ウェイトの制御を行わなかった場合のそれぞれの、フィードバックＭＩＭＯにおける、周波数利用効率[ｂｐｓ／Ｈｚ]の変化を示す図である。図６に示すとおり、送信信号のＳＮＲ（ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）が同じ場合、送信ウェイトの制御によって通信特性が改善されることが示されている。さらに、より細かい単位（つまりサブバンド単位ではなくタイル単位）でＰＭＩ選択を行ったほうが、より通信特性が改善されることが示されている。

「Physical Layer for Ultra Mobile Broadband (UMB) Air Interface Specification（C.S0084-001-0 v1.0）」、３ＧＰＰ２、平成１９年４月「Multiplexing and channel coding (3GPP TS36.212)」、３ＧＰＰ、平成２０年５月

上記の通り、従来の方法では、受信端末は、図７に示すとおり、共通の送信ウェイト（ＰＭ）を適用する範囲（以下、「送信ウェイト適用範囲」という。）の各サブキャリア（チャンネル）の通信品質によらず、各サブキャリアのＣＳＩの単純な平均値に基づいて、送信端末にフィードバックする送信ウェイトインデックス（ＰＭＩ）を選択している。そのため、どのサブキャリアにとっても最適とならない、最大公約数的な送信ウェイトが選択されることになる。かかる最大公約数的な送信ウェイトでは、該当する複数のサブキャリア同士の位相が回転し合い、複素平面上で信号を打ち消しあうことにより、送信ウェイトを用いた場合のＭＩＭＯの通信特性が劣化してしまうという問題点があった。特に、マルチパスフェージング環境など、周波数毎に無線通信品質の変動が激しい場合においては、各サブバンド／タイルに含まれる１２８／１６個のサブキャリアそれぞれの無線通信品質が大きく異なることが予想される。

従って、上記の諸課題を鑑みてなされた本発明の目的は、最大公約数的な送信ウェイトによる通信特性の劣化を防ぎ、フィードバックＭＩＭＯにおける通信特性を高める無線通信装置及び無線通信方法を提供することである。

上述した諸課題を解決すべく、本発明の無線通信装置は、
複数のアンテナを備えた無線通信装置であって、
他の無線通信装置から所定の周波数帯域に属するチャンネルの信号を受信し、前記チャンネルのチャンネル状態情報を取得する受信部と、
前記所定の周波数帯域を複数の領域に分割し、
前記複数の領域それぞれに含まれる前記チャンネルのチャンネル数及び前記チャンネルの前記チャンネル状態情報を基に、前記複数の領域から特定の領域を選択し、
前記特定の領域に含まれる前記チャンネルの前記チャンネル状態情報から、前記所定の周波数帯域全体の代表チャンネル状態情報を計算する、チャンネル状態情報計算部と、
前記計算された代表チャンネル状態情報に基づいて、送信ウェイトを選択する送信ウェイト選択部と、
前記送信ウェイトの識別情報を前記他の無線通信装置に送信する送信部と、
を備えることを特徴とする。

また、前記チャンネル状態情報計算部は、前記チャンネル状態情報の電力値が所定の閾値より高い前記チャンネルを選択することにより、前記所定の周波数帯域を複数の領域に分割することが望ましい。

また、前記チャンネル状態情報計算部は、隣接するチャンネル間で、前記チャンネル状態情報の位相の回転方向が反転する箇所において、前記所定の周波数帯域を複数の領域に分割することが望ましい。

また、前記チャンネル状態情報計算部は、前記チャンネル状態情報の位相の回転量が所定の閾値より少ない前記チャンネルを選択することにより、前記所定の周波数帯域を複数の領域に分割することが望ましい。

また、前記チャンネル状態情報計算部は、前記チャンネル状態情報の振幅値が所定の閾値より高い前記チャンネルを選択することにより、前記所定の周波数帯域を複数の領域に分割することが望ましい。

また、前記チャンネル状態情報計算部は、前記特定の領域に含まれる前記チャンネルの前記チャンネル状態情報の電力の大きさに応じて、前記特定の領域に含まれる前記チャンネルの前記チャンネル状態情報の重み付け平均値を、前記所定の周波数帯域全体の代表チャンネル状態情報として計算することが望ましい。

また、前記送信ウェイト選択部は、前記チャンネル状態情報と前記送信ウェイトとの対応を記憶しており、前記代表チャンネル状態情報に対応する、記憶された前記送信ウェイトを選択することが望ましい。

また、上述した諸課題を解決すべく、本発明の無線通信方法は、
複数のアンテナを備えた無線通信装置の無線通信方法であって、
他の無線通信装置から所定の周波数帯域に属するチャンネルの信号を受信し、前記チャンネルのチャンネル状態情報を取得するステップと、
前記所定の周波数帯域を複数の領域に分割する分割ステップと、
前記複数の領域それぞれに含まれる前記チャンネルのチャンネル数及び前記チャンネルの前記チャンネル状態情報を基に、前記複数の領域から特定の領域を選択するステップと、
前記特定の領域に含まれる前記チャンネルの前記チャンネル状態情報から、前記所定の周波数帯域全体の代表チャンネル状態情報を計算する計算ステップと、
前記計算された代表チャンネル状態情報に基づいて、送信ウェイトを選択するステップと、
前記送信ウェイトの識別情報を前記他の無線通信装置に送信するステップと、
を有することを特徴とする。

また、前記計算ステップにおいて、前記特定の領域に含まれる前記チャンネルの前記チャンネル状態情報の電力の大きさに応じて、前記特定の領域に含まれる前記チャンネルの前記チャンネル状態情報の重み付け平均値を、前記所定の周波数帯域全体の代表チャンネル状態情報として計算することが望ましい。

また、前記送信ウェイト選択ステップにおいて、予め記憶してある前記チャンネル状態情報と前記送信ウェイトとの対応から、前記代表チャンネル状態情報に対応する、前記送信ウェイトを選択することが望ましい。

本発明によれば、送信ウェイトを計算する際に、送信ウェイト適用範囲に属するサブキャリアのＣＳＩを単純に平均して求めるのではなく、送信ウェイト適用範囲に属するサブキャリアのうち、最もチャンネル容量が大きくなることが期待される特定のサブキャリア領域に焦点を絞っている。そして、その特定領域のサブキャリアに関して精度の高いＣＳＩを計算する処理を行うことによって、該当する送信ウェイト適用範囲全体に対して、よりチャンネル容量が増大する送信ウェイトを選択することになる。そのため、伝搬路としてチャンネル容量が限られているようなサブキャリアの影響を低減させ、さらに、位相が反転して互いに打ち消しあってＣＳＩ精度を劣化させる現象を少なくし、電力的に余裕のあるサブキャリア領域に対しての影響が強い送信ウェイトを選択することにより、フィードバックＭＩＭＯにおける通信特性を改善することが可能となる。

なお、本発明は、３．９Ｇで採用される畳込み符号（ＣＣ：ＣｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌＣｏｄｉｎｇ）や繰返し畳込み符号（ＣＴＣ：ＣｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌＴｕｒｂｏＣｏｄｉｎｇ）などの誤り訂正の性質上、平均電力が一定の条件化では、基本的に全体が均等な品質のデータ系列よりも、品質の良いと部分と悪い部分が際立ったデータ系列の方が誤り訂正の効果が発揮されるという特徴（ダイバーシティ効果）を利用するものである。

本発明の一実施の形態に係る通信端末が使用可能な、通信ネットワークの概略構成を示す図である。本発明の一実施の形態に係る通信端末の構成を示す図である。図２に示したＣＳＩ計算部の概略構成を示す機能ブロック図である。本発明の一実施の形態に係る通信端末の動作のフローチャートである。周波数分割単位の一例を示す図である。送信ウェイト制御による周波数利用効率の変化を示す図である。従来の通信端末の動作のフローチャートである。

以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る通信端末１が使用可能な、通信ネットワークの概略構成を示す図である。図１において、通信端末１は、基地局２との間で、複数アンテナを用いたＭＩＭＯによる通信を行う。通信端末１は、基地局２が送信する参照信号からサブキャリア毎のＣＳＩを取得する。通信端末１は、当該ＣＳＩに所定の処理を行った後に、基地局２が利用すべき送信ウェイト（ＰＭ）を選択し、当該送信ウェイトに対応した送信ウェイトインデックスを基地局２にフィードバックする。基地局２は、当該送信ウェイトインデックスに応じて送信ウェイトを選択し、フィードバックＭＩＭＯ制御を行う。

図２は、本発明の一実施の形態に係る通信端末１の構成を示す図である。ここで、通信端末１は、例えば、ＭＩＭＯの通信インターフェースを備える携帯電話機、ノートパソコン、又はＰＤＡ（携帯情報端末）からなる。通信端末１は、基地局２から信号を受信し、サブキャリアのＣＳＩを取得する受信部１０と、受信部１０からＣＳＩの情報を取得し、ＣＳＩに関する所定の計算を行うＣＳＩ計算部（チャンネル状態情報計算部）２０と、ＣＳＩ計算部２０の結果に基づき、基地局２にフィードバックする送信ウェイトの送信ウェイトインデックスを選択する送信ウェイト選択部３０と、送信ウェイト選択部３０が選択した送信ウェイトインデックスを、通信データ等と同時に基地局２に送信する送信部４０と、を有する。

受信部１０及び送信部４０は、例えば、フィードバックＭＩＭＯに対応したインターフェース機器から構成される。なお、受信部１０及び送信部４０は、無線信号の送受信に必要な信号の変調／復調、誤り訂正の復号化／符号化、ＰＳ／ＳＰ変換、及びチャンネル推定といった、無線通信に要する通常の機能を有しうる。ＣＳＩ計算部２０及び送信ウェイト選択部３０は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ構成されるものであり、ＣＳＩ計算部２０及び送信ウェイト選択部３０の各機能は、当該プロセッサ上で実行されるソフトウェアや、又は各機能の処理に特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成することができる。

図３は、図２に示したＣＳＩ計算部２０の概略構成を示す機能ブロック図である。ＣＳＩ計算部２０は、送信ウェイト適用範囲に属するＣＳＩの平均電力を計算するＣＳＩ平均電力計算部２１と、送信ウェイト適用範囲に属する各ＣＳＩの電力を計算するＣＳＩ電力計算部２２と、ＣＳＩ平均電力計算部２１及びＣＳＩ電力計算部２２の計算結果から、送信ウェイト適用範囲に属するＣＳＩに電力の落ち込みがあるかどうかを判定するＣＳＩ落ち込み判定部２３と、ＣＳＩ落ち込み判定部２３の判定結果を基に、送信ウェイト適用範囲に属するＣＳＩを小領域に分割する領域分割部２４と、領域分割部２４が分割した小領域毎に、小領域内に属するＣＳＩの電力を計算する小領域ＣＳＩ電力計算部２５と、小領域ＣＳＩ電力計算部２５の計算結果により、送信ウェイトの選択に用いる特定の小領域を判定する特定小領域判定部２６と、送信ウェイトの選択に用いる特定の小領域に属するＣＳＩについて、重み付けしたＣＳＩ電力を計算する特定小領域ＣＳＩ計算部２７と、を有する。

図４は、本発明の一実施の形態に係る通信端末の動作のフローチャートである。当該フローチャートを参照しながら、通信端末１の各機能ブロックの動作を詳述する。

通信端末１が基地局２から参照信号を受信すると、通信端末１において、ＣＳＩ計算部２０は、受信部１０から送信ウェイト適用範囲に属するサブキャリアのＣＳＩを取得する（Ｓ００１）。本実施例では、例えば、送信ウェイト適用範囲には、１２８本のサブキャリアが含まれるものとする（Ｎ_ＣＳＩ＝１２８）。なお、送信ウェイト適用範囲が、サブキャリアが１２８本の場合に限られないことは、当業者にとって明らかな事項である。

ＣＳＩ計算部２０において、ＣＳＩ電力計算部２２は、送信ウェイト適用範囲に属する各サブキャリアのＣＳＩの電力（Ｐｏｗ_ｋ，０≦ｋ≦Ｎ_ＣＳＩ）を数３により計算する（Ｓ００２）。さらに、ＣＳＩ平均電力計算部２１は、送信ウェイト適用範囲に属するＣＳＩの平均電力（Ｐｏｗ_Ａｖｅ）を数４により計算する（Ｓ００３）。

ＣＳＩ落ち込み判定部２３は、ＣＳＩ平均電力計算部２１及びＣＳＩ電力計算部２２の計算結果から、送信ウェイト適用範囲に属するＣＳＩに電力の落ち込みがあるかどうかを判定する（Ｓ００４）。この判定は、周波数選択性などの要因により落ち込みが生じているかを判断するものである。かかる電力の落ち込みは、ＣＳＩ平均電力計算部２１が計算した送信ウェイト適用範囲のＣＳＩの平均電力に基づいて設定した判定基準（閾値）に対し、ＣＳＩ電力計算部２２が計算した送信ウェイト適用範囲の各サブキャリアのＣＳＩの電力が、当該判定基準を下回っているかどうかによって判定する。当該判定基準は、ＣＳＩ平均電力計算部２１が計算した送信ウェイト適用範囲のＣＳＩの平均電力の値そのものとしたり、当該平均電力値に所定の係数を乗除したり（例えば、平均電力値の０．８倍、１．２倍、１／２、１／３など）、加算減算（例えば、オフセットとして＋１、−０．５など）したものとすることができる。当該判定基準を、平均電力値より高く設定すれば、より多くのＣＳＩの電力の落ち込みが判定されることになり、平均電力値より低く設定すれば、判定されるＣＳＩの電力の落ち込みは少なくなることになる。

領域分割部２４は、ＣＳＩ落ち込み判定部２３の判定結果を基に、ＣＳＩの電力値が上記判定基準より高いサブキャリアを選択することにより、送信ウェイト適用範囲に属するＣＳＩを小領域に分割し、分割された領域を新たに小領域ｉ（ｉ＝１、２…）と定義する（Ｓ００５）。ここでいう小領域とは、送信ウェイト適用範囲から、ＣＳＩ落ち込み判定部２３によって電力的な落ち込みがあると判定されたサブキャリアを除外した、残りの領域のことをいう。つまり、かかる小領域に含まれるサブキャリアにはＣＳＩの電力的な落ち込みは発生していないため、各小領域は通信状態の良いサブキャリア（通信チャンネル）の集合ということができる。

なお、ＣＳＩ落ち込み判定部２３において、判定基準を低く設定した場合など、ＣＳＩの電力に落ち込みがあるサブキャリアが存在しない場合も考えられる（Ｓ００４のＮｏ）。この場合は、領域分割部２４による送信ウェイト適用範囲の分割は行われず、後述するＳ０１０まで処理ステップまで移動して、当該送信ウェイト適用範囲全体のサブキャリアのＣＳＩに対して、重み付けしたＣＳＩの電力平均を計算することになる。

小領域ＣＳＩ電力計算部２５は、領域分割部２４が分割した各小領域ｉについて、各小領域に含まれるサブキャリアのＣＳＩの平均電力（Ｐｏｗ_{ｉ＿Ａｖｅ}）を数５によって計算する。

特定小領域判定部２６は、小領域毎に、各領域内に含まれるサブキャリア（ＣＳＩ）の数（Ｓｍａｌｌ＿ｉ＿ＣＳＩ）を算出する（Ｓ００７）。次に、特定小領域判定部２６は、小領域ＣＳＩ電力計算部２５が求めた各小領域毎の平均電力（Ｐｏｗ_{ｉ＿Ａｖｅ}）と、各小領域に含まれるＣＳＩの数を基に、数６を満たす特定の小領域を選択する（Ｓ００８）。ここで、ｎｕｍ＿ｓｍａｌｌ＿ｒｅｇｉｏｎは、領域分割部２４が分割した小領域の数である。

数６は、小領域毎に求めたサブキャリアのＣＳＩの電力の合計値のうち、最も合計値の高い小領域を選択するものである。上述の通り、各小領域は、通信状態の良いサブキャリア（通信チャンネル）の集合であり、特定小領域判定部２６は、数６によって、小領域の中から最も通信状態の良い小領域を選択するものである。

特定小領域ＣＳＩ計算部２７は、特定小領域判定部２６が数６によって選択した特定の小領域に対し、小領域内の各サブキャリアのＣＳＩの電力（Ｐｏｗ_ｋ、０≦ｋ≦Ｎ_{ｓｍａｌｌ＿ｉ＿ＣＳＩ}）を数３により計算し（Ｓ００９）、小領域内サブキャリアの、重み付けされたＣＳＩ値（ＣＳＩ_{w_Ａｖｅ}）を数７により計算する（Ｓ０１０）。かかるＣＳＩ値は、送信ウェイト適用範囲全体の代表ＣＳＩ（代表チャンネル状態情報）となる。

特定小領域ＣＳＩ計算部２７による代表ＣＳＩの計算は、特定小領域判定部２６が選択した最も通信状態の良い小領域のサブキャリアに対して行われており、さらに、小領域内の各サブキャリアのＣＳＩ電力値に応じて重み付けを加えている。そのため、小領域内においても、より通信状態の良い（ＣＳＩ電力値の高い）サブキャリアが計算結果により高い影響を与える式となっている。

なお、Ｓ００４においてＣＳＩの電力の落ち込みが存在しない場合には、数７の計算は、送信ウェイト適用範囲内の全サブキャリアのＣＳＩに対して行われる（つまり、数７のＮ_{ｓｍａｌｌ＿ｉ＿ＣＳＩ}がＮ_ＣＳＩとなる）。この場合であっても、より通信状態の良い（ＣＳＩ電力値の高い）サブキャリアが計算結果により高い影響を与えるため、送信ウェイト適用範囲内の全サブキャリアのＣＳＩの単純平均よりも、より良い代表ＣＳＩの計算が可能となる。

送信ウェイト選択部３０は、特定小領域ＣＳＩ計算部２７から供給された代表ＣＳＩ（ＣＳＩ_{ｗ＿Ａｖｅ}）に基づき、送信ウェイトを選択する（Ｓ０１１）。なお、あるＣＳＩから所定の送信ウェイトを選択する方法は当業者にとって周知であるため、詳細は記載しないものとする。送信ウェイト選択部３０は、予めＣＳＩと送信ウェイトとの対応を記憶しており、かかる対応によって、代表チャンネル状態情報に対応する、送信ウェイトを選択することもできる。送信ウェイト選択部３０は、選択した送信ウェイトに対応する送信ウェイトインデックスを、送信部４０を通じて基地局２にフィードバックする。

基地局２は、かかる送信ウェイトインデックスを用いて送信ウェイトを選択することにより、フィードバックＭＩＭＯの通信特性を改善することができる。

本実施例によると、ＣＳＩの落ち込みがない場合には、範囲内のＣＳＩは比較的位相の回転が少ないと考えられるため、電力比に応じた処理を行うことで最良のチャンネル容量が見込めるサブキャリアに適した代表ＣＳＩを算出することが出来る。また、落ち込みがある場合でも、小領域に分割することで位相回転が少ない領域に分割し、最も効果が期待できる小領域に特化した代表ＣＳＩを計算することで、送信ウェイトもそれらのサブキャリアに対応したものが選択されるようになる。このような手法では、もともとチャンネル容量の乏しいサブキャリアに対しては、対応する送信ウェイトが選択されなくなるが、このようなサブキャリアに配置されたデータに関しては、システムに含まれている誤り訂正技術により復元することが可能となる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

上記実施例では、ＣＳＩ落ち込み判定部２３は、ＣＳＩの落ち込みの判定基準を送信ウェイト適用範囲のＣＳＩの平均電力に基づいて設定しているが、かかる平均電力の計算によらず、予め定めた所定の定数を用いても良い。また、特定小領域判定部２６は、複数の小領域から特定の小領域を選択する際に、小領域ＣＳＩ電力計算部２５が求めた各小領域毎の平均電力又は各小領域に含まれるＣＳＩの数のみに基づいて特定の小領域を選択しても良い。さらに、特定小領域ＣＳＩ計算部２７は、小領域内のサブキャリアのＣＳＩの重み付け平均ではなく、当該小領域において電力値が上位のサブキャリアを一定数選択し、当該選択されたサブキャリアのみのＣＳＩの平均を用いて、代表ＣＳＩとすることもできる。

上記実施例では、ＣＳＩの落ち込みの判定として電力を基準として用いているが、これは他の基準、例えば位相や振幅値などでも構わない。例えば、位相を基準とする場合には、受信部１０がＣＳＩの位相を検出し、ＣＳＩ落ち込み判定部２３が、隣接するチャンネル間で位相の回転方向が反転する箇所を落ち込みと判定することにより、領域分割部２４は位相が反転しているＣＳＩ同士の間で小領域を形成することができる。さらに、位相の回転量に着目する場合には、ＣＳＩ落ち込み判定部２３が、位相の回転量が所定の閾値より多いサブキャリアについては、ＣＳＩの落ち込みがあるものとして判定することにより、領域分割部２４は、位相の回転量が所定の閾値を下回るサブキャリアを選択して小領域を形成することができる。また、振幅値を基準とする場合には、受信部１０が振幅値の大きさを検出し、ＣＳＩ落ち込み判定部２３が、振幅値が所定の閾値より低いサブキャリアについては、ＣＳＩの落ち込みがあるものとして判定することにより、領域分割部２４は、振幅値が所定の閾値を上回るサブキャリアを選択して小領域を形成することができる。また、上記実施例では単純にアンテナ間のＣＳＩに関して論じているが、例えばＣＳＩに送受信のウェイトを乗じた系としての電力値を基準としても構わない。

また、上述の各実施形態では、無線通信方式として、ＵＭＢを想定して説明したが、本発明の適用範囲はかかる無線通信方式のみに限られるものではなく、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）など、フィードバックＭＩＭＯに対応したあらゆる無線通信方式に対応することが可能である。例えば、ＵＭＢでは、上述の通り、通信に使用する周波数帯は８つのサブバンドに分割され、各サブバンドは８つのタイルに分割され、さらに、各タイルは１６個のサブキャリアに分割されているが、同様に、ＬＴＥでは、通信に使用する周波数帯は場合によっては９つのサブバンドに分割され、この場合、各サブバンドは６個乃至２個のリソースブロック（ＲＢ：ＲｅｓｏｕｒｃｅＢｌｏｃｋ）に分割され、さらに、各リソースブロックは１２個のサブキャリアに分割されている。そのため、上記記載において、ＵＭＢにおけるタイルをＬＴＥのリソースブロックとして適宜読み替えることにより、各実施形態の記載をＬＴＥに適用した場合の実施態様として理解することができる。なおこの場合、サブバンド、リソースブロック（タイル）、サブキャリアの数も、適宜、ＬＴＥに応じた読み替えが必要になることに留意されたい。

１通信端末
２基地局
１０受信部
２０ＣＳＩ計算部
２１ＣＳＩ平均電力計算部
２２ＣＳＩ電力計算部
２３ＣＳＩ落ち込み判定部
２４領域分割部
２５小領域ＣＳＩ電力計算部
２６特定小領域判定部
２７特定小領域ＣＳＩ計算部
３０送信ウェイト選択部
４０送信部

Claims

複数のアンテナを備えた無線通信装置であって、
他の無線通信装置から所定の周波数帯域に属するチャンネルの信号を受信し、前記チャンネルのチャンネル状態情報を取得する受信部と、
前記所定の周波数帯域を複数の領域に分割し、
前記複数の領域それぞれに含まれる前記チャンネルのチャンネル数及び前記チャンネルの前記チャンネル状態情報を基に、前記複数の領域から特定の領域を選択し、
前記特定の領域に含まれる前記チャンネルの前記チャンネル状態情報から、前記所定の周波数帯域全体の代表チャンネル状態情報を計算する、チャンネル状態情報計算部と、
前記計算された代表チャンネル状態情報に基づいて、送信ウェイトを選択する送信ウェイト選択部と、
前記送信ウェイトの識別情報を前記他の無線通信装置に送信する送信部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
前記チャンネル状態情報計算部は、
前記チャンネル状態情報の電力値が所定の閾値より高い前記チャンネルを選択することにより、前記所定の周波数帯域を複数の領域に分割する、
請求項１に記載の無線通信装置。
前記チャンネル状態情報計算部は、
隣接するチャンネル間で、前記チャンネル状態情報の位相の回転方向が反転する箇所において、前記所定の周波数帯域を複数の領域に分割する、
請求項１に記載の無線通信装置。
前記チャンネル状態情報計算部は、
前記チャンネル状態情報の位相の回転量が所定の閾値より少ない前記チャンネルを選択することにより、前記所定の周波数帯域を複数の領域に分割する、
請求項１に記載の無線通信装置。
前記チャンネル状態情報計算部は、
前記チャンネル状態情報の振幅値が所定の閾値より高い前記チャンネルを選択することにより、前記所定の周波数帯域を複数の領域に分割する、
請求項１に記載の無線通信装置。
前記チャンネル状態情報計算部は、
前記特定の領域に含まれる前記チャンネルの前記チャンネル状態情報の電力の大きさに応じて、前記特定の領域に含まれる前記チャンネルの前記チャンネル状態情報の重み付け平均値を、前記所定の周波数帯域全体の代表チャンネル状態情報として計算する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
前記送信ウェイト選択部は、
前記チャンネル状態情報と前記送信ウェイトとの対応を記憶しており、
前記代表チャンネル状態情報に対応する、記憶された前記送信ウェイトを選択する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線通信装置。
複数のアンテナを備えた無線通信装置の無線通信方法であって、
他の無線通信装置から所定の周波数帯域に属するチャンネルの信号を受信し、前記チャンネルのチャンネル状態情報を取得するステップと、
前記所定の周波数帯域を複数の領域に分割する分割ステップと、
前記複数の領域それぞれに含まれる前記チャンネルのチャンネル数及び前記チャンネルの前記チャンネル状態情報を基に、前記複数の領域から特定の領域を選択するステップと、
前記特定の領域に含まれる前記チャンネルの前記チャンネル状態情報から、前記所定の周波数帯域全体の代表チャンネル状態情報を計算する計算ステップと、
前記計算された代表チャンネル状態情報に基づいて、送信ウェイトを選択するステップと、
前記送信ウェイトの識別情報を前記他の無線通信装置に送信するステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。
前記計算ステップにおいて、
前記特定の領域に含まれる前記チャンネルの前記チャンネル状態情報の電力の大きさに応じて、前記特定の領域に含まれる前記チャンネルの前記チャンネル状態情報の重み付け平均値を、前記所定の周波数帯域全体の代表チャンネル状態情報として計算する、
ことを特徴とする請求項８に記載の無線通信方法。
前記送信ウェイト選択ステップにおいて、
予め記憶してある前記チャンネル状態情報と前記送信ウェイトとの対応から、
前記代表チャンネル状態情報に対応する、前記送信ウェイトを選択する、
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の無線通信方法。