WO2004049596A1

WO2004049596A1 - 通信方法及び送信装置、受信装置

Info

Publication number: WO2004049596A1
Application number: PCT/JP2003/015057
Authority: WO
Inventors: Kiyotaka Kobayashi; Yutaka Murakami; Masayuki Orihashi; Akihiko Matsuoka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2004-06-10
Also published as: US20070087701A1; US8285332B2; EP1511189A4; EP1511189A1; EP1511189B1; US7206606B2; US20050181737A1; AU2003284444A1

Abstract

変調方法制御部１５５は、通信相手の装置にて推定されたシステム全体の受信電界強度、及び、平均実効受信電界強度の値に基づいて送信信号の変調方法を決定し、決定した変調方法を指示する制御信号をＳ／Ｐ部１０２−１、１０２−２に出力する。Ｓ／Ｐ部１０２−１、１０２−２は、送信ディジタル信号を入力し、直並列変換処理を行い、変調方法制御部１５５からの指示に従って適応変調処理を行う。これにより、チャネル間の相対的な関係を考慮して変調方法等のパラメータを制御することができるので、受信品質を向上させることができる。

Description

通信方法及び送信装置、受信装置

技術分野

本発明は、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおける通信方法及び送信装置、受信装置に関する。

明背景技術

田

近年、限られた周波数帯域を有効に利用し、高速伝送を実現するシステムとして、 M I MO (Multiple-Input Multiple-Output) が注目されている。

M I MOは、送受信双方に複数アンテナを用い、複数の固有ベクトルにより独立な信号を同一帯域において同時に送受信するシステムである。この M I M 〇を用いることにより周波数帯域の拡大なしに伝送容量の拡大を図ることができる。

ここで、送信装置は、スループットの向上を図るために、受信装置にて推定されたシステム全体の受信電界強度に基づいて適応変調処理等のパラメータの制御を行う。例えば、送信装置は、システム全体の受信電界強度が所定の閾値よりも高い場合に変調多値数を上げる処理を行う。これは、従来の M I MOにおいても同様である。

しかしながら、 M I MO等の複数チャネルを用いる通信では受信電界強度がチャネル間で大きく変動している場合があり、 M I MOにおいてシステム全体の受信電界強度に基づいて適応変調処理を行うと、 1つのチャネルの受信電界強度が他のチャネルに比べて極端に大きいような場合にも変調多値数を上げてしまう。この結果、受信電界強度が小さい多数のチャネルにおいて受信品質が劣化してしまう。発明の開示

本発明の目的は、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいて受信品質の向上を図ることができる通信方法及び送信装置、受信装置を提供することである。

M I MOシステムでは、チャネル行列の状態によっては、多重された信号を完全に分離することができず、受信信号の受信電界強度の一部を復調処理に利用することができない場合がある。以下、 M I MOシステム等の送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいて復調処理に利用することができる受信電界強度を実効受信電界強度という。，上記本発明の目的は、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて変調方法等のパラメータを制御することにより達成される。図面の簡単な説明

図 1は、実施の形態 1に係る基地局装置の構成を示すプロック図、図 2は、実施の形態 1に係る通信端末装置の構成を示すプロック図、図 3は、実施の形態 1に係る基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 4は、実施の形態 1に係る基地局装置と通信端末装置との間の伝搬チヤネノレを示す図、

図 5は、実施の形態 1に係る通信端末装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 6は、実施の形態 1に係る基地局装置の変調方法制御部の内部メモリに記憶されるテーブルを示す図、

図 7は、実施の形態 1に係る基地局装置の S Z P部の変調処理部分の内部構成を示す図、

図 8は、実施の形態 2に係る基地局装置の構成を示すプロック図、図 9は、実施の形態 2に係る通信端末装置の構成を示すプロック図、図 1 0は、実施の形態 3に係る基地局装置の構成を示すプロック図、図 1 1は、実施の形態 4に係る基地局装置の構成を示すブロック図、図 1 2は、実施の形態 5に係る基地局装置の構成を示すブロック図、図 1 3は、実施の形態 6に係る基地局装置の構成を示すプロック図、図 1 4は、実施の形態 7に係る基地局装置の構成を示すブロック図、図 1 5は、実施の形態 7における基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 1 6は、図 1 5の送信信号の各シンポル群の構成例を示す図、

図 1 7は、実施の形態 8に係る基地局装置の構成を示すブロック図、図 1 8は、実施の形態 9に係る基地局装置の構成を示すプロック図、図 1 9は、実施の形態 9における時空間符号化方法の一例を示す図、図 2 0は、図 1 9に示した符号化を行った場合の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 2 1は、実施の形態 9における送信アンテナ数 4の場合の時空間符号ィ匕方法の一例を示す図、

図 2 2は、図 2 1に示した符号化を行った場合の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 2 3は、実施の形態 9における送信アンテナ数 4の場合の周波数一空間符号化方法を施した場合における基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 2 4は、実施の形態 9における送信アンテナ数 4の場合の周波数一時間一空間符号化方法を施した場合における基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 2 5は、実施の形態 9における送信アンテナ数 4の場合の時空間符号化方法を施した場合における基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、図 2 6は、実施の形態 9における送信アンテナ数 4の場合の周波数一空間符号化方法を施した場合における基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 2 7は、実施の形態 9における送信アンテナ数 4の場合の周波数一時間一空間符号化方法を施した場合における基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 2 8は、実施の形態 9における基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 2 9は、実施の形態 1 0に係る基地局装置の構成を示すプロック図、図 3 0は、受信電界強度とレべとの関係を示す図、

図 3 1は、実施の形態 1 1に係る基地局装置の構成を示すブロック図、図 3 2は、実施の形態 1 1に係る基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 3 3は、実施の形態 1 1に係る通信端末装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 3 4は、実施の形態 1 1に係る基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 3 5は、実施の形態 1 1に係る基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図、

図 3 6は、実施の形態 1 2に係る基地局装置の構成を示すプロック図、図 3 7は、実施の形態 1 3に係る送信装置の構成を示すブロック図、図 3 8は、実施の形態 1 3に係る受信装置の構成を示すプロック図、図 3 9は、実施の形態 1 4に係る送信装置の構成を示すブロック図、図 4 0は、実施の形態 1 4に係る受信装置の構成を示すプロック図、図 4 1は、実施の形態 1 5に係る受信装置の構成を示すプロック図、図 4 2は、実施の形態 1 6に係る受信装置の構成を示すプロック図、図 4 3は、実施の形態 1 7に係る基地局装置の構成を示すプロック図、及び、図 4 4は、実施の形態 1 8に係る基地局装置の構成を示すプロック図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の各実施の形態では、基地局装置が M I MOにより信号を送信し、通信端末装置が M I MOにより信号を受信する場合について説明する。

なお、以下の各実施の形態では、マルチキャリア方式の例として OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式を用いて説明する。また、各実施の形態では、シングルキャリアの例として、 CDMA (Code Division Multiple Accesses) 方式を用いて説明する。

(実施の形態 1)

実施の形態 1では、 MIMOを用いたマルチキャリア通信において、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて変調方法を制御する場合について説明する。

図 1は、実施の形態 1に係る基地局装置の構成を示すプロック図である。図 1において、基地局装置 100は、送信側に、フレーム構成部 101— 1、 1 01— 2と、 S/P部 102— 1、 102— 2と、 IDFT部 103— 1、 1 03— 2と、無線部 104— 1、 104— 2と、送信アンテナ 105— 1、 1 05— 2とを有する。また、基地局装置 100は、受信側に、受信アンテナ 1 51と、無線部 152と、復調部 153と、分離部 154と、変調方法制御部 155とを有する。

フレーム構成部 101— 1、 101— 2は、それぞれ、送信ディジタルデータを入力し、送信ディジタルデータにチャネル推定シンボル、ガードシンボルを揷入して送信ディジタル信号を生成し、これを SZP部 102— 1、 102 一 2に出力する。

なお、チャネル推定シンボルは、時間同期、周波数同期、伝送路による歪みを推定するためのシンポルであり、パイロットシンポル、ユエークワード、プリアンプルなどの既知シンボルに相当し、 B P S K (Binary Phase Shift Keying) 変調された信号が適している。また、ガードシンポノレには、通常、ヌルシンボルが揷入される。

S / P部 1 0 2— 1は、送信ディジタル信号を入力し、直並列変換処理を行い、変調方法制御部 1 5 5からの指示に従って適応変調処理を行い、並列化された変調信号を I D F T部 1 0 3— 1に出力する。 S Z P部 1 0 2— 2は、送信ディジタル信号を入力し、直並列変換処理を行い、変調方法制御部 1 5 5からの指示に従って適応変調処理を行い、並列化された変調信号を I D F T部 1 0 3— 2に出力する。なお、 3 / ?部1 0 2—1、 1 0 2— 2における適応変調処理の詳細は後述する。

I D F T部 1 0 3 _ 1は、並列化された変調信号を入力し、 I D F T変換処理を行って送信ベースバンド信号を生成し、これを無線部 1 0 4— 1に出力する。 I D F T部 1 0 3 _ 2は、並列化された変調信号を入力し、 I D F T変換処理を行って送信ベースバンド信号を生成し、これを無線部 1 0 4— 2に出力する。なお、 I D F T変換処理として I F F T (Inverse Fast Fourier Transform)が一般に使用される。

無線部 1 0 4 _ 1は、送信ベースバンド信号を入力し、これをァップコンバートして送信信号（以下、「送信信号 A」という）を生成し、これを送信アンテナ 1 0 5— 1から無線送信する。無線部 1 0 4 _ 2は、送信ベースバンド信号を入力し、これをアップコンバートして送信信号（以下、「送信信号 B」という）を生成し、これを送信アンテナ 1 0 5— 2から無線送信する。

無線部 1 5 2は、受信アンテナ 1 5 1に受信された受信信号を入力し、これをダウンコンバートして受信ベースバンド信号を生成し、これを復調部 1 5 3 に出力する。

復調部 1 5 3は、受信ベースバンド信号を入力し、これを復調して受信ディジタル信号を生成し、これを分離部 1 5 4に出力する。

分離部 1 5 4は、受信ディジタル信号をデータシンボル（受信ディジタルデータ）、· システム全体の受信電界強度を示す情報シンポル（以下、「第 1情報シンポル」という）及び平均実効受信電界強度を示す情報シンボル（以下、「第 2情報シンボル」という）に分離し、第 1及び第 2情報シンポルを変調方法制御部 155に出力する。

変調方法制御部 155は、第 1及び第 2情報シンボルを入力し、第 1情報シンポルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンボルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、変調方法制御部 155は、これらの値に基づいて送信信号の変調方法を決定し、決定した変調方法を指示する制御信号（以下、「変調方法指示信号」という）を3ノ？部102— 1、 10 2— 2に出力する。なお、変調方法制御部 1 55における変調方法判定処理の詳細は後述する。

以上が、本実施の形態に係る基地局装置 100の各構成の説明である。次に、図 1に示した基地局装置と無線通信を行う本実施の形態に係る通信端末装置の構成について、図 2のプロック図を用いて説明する。図 2において、通信端末装置 200は、受信側に、受信アンテナ 201— 1、 201— 2と、無線部 202— 1、 202— 2と、 DFT部 203— 1、 203— 2と、データ分離部 204— 1、 204— 2と、チャネル推定部 205— 1〜205— 4 と、信号処理部 206とを有する。また、通信端末装置 200は、送信側に、固有値計算部 251と、電界強度推定部 252と、実効電界強度計算部 253 と、フレーム構成部 254と、変調部 255と、無線部 256と、送信アンテナ 257とを有する。

無線部 202 _ 1は、受信アンテナ 201— 1に受信された受信信号を入力し、これをダウンコンバートして受信ベースバンド信号を生成し、これを DF T部 203— 1に出力する。無線部 202— 2は、受信アンテナ 201— 2に受信された受信信号を入力し、これをダウンコンパ一トして受信ベースバンド信号を生成し、これを D FT部 203— 2に出力する。

DFT部 203—1は、受信ベースバンド信号を入力し、これに対して DF T変換処理を行ってデータ分離部 204-1及ぴ電界強度推定部 252に出力する。 0?丁部203_2は、受信ベースバンド信号を入力し、これに対して D F T変換処理を行ってデータ分離部 2 0 4— 2及び電界強度推定部 2 5 2に出力する。なお、 D F T変換処理として F F T(Fast Fourier Transform)がー般に使用される。

データ分離部 2 0 4 _ 1は、 D F T変換処理された受信ベースバンド信号を送信信号 Aのチャネル推定シンボル、送信信号 Bのチャネル推定シンボル及ぴデータシンボルに分離し、送信信号 Aのチャネル推定シンボルをチヤネル推定部 2 0 5— 1に出力し、送信信号 Bのチャネル推定シンボルをチャネル推定部 2 0 5— 2に出力し、データシンボルを信号処理部 2 0 6に出力する。データ分離部 2 0 4— 2は、 D F T変換処理された受信ベースバンド信号を送信信号 Aのチャネル推定シンボル、送信信号 Bのチャネル推定シンポル及びデータシンポルに分離し、送信信号 Aのチャネル推定シンボルをチャネル推定部 2 0 5 一 3に出力し、送信信号 Bのチャネル推定シンボルをチャネル推定部 2 0 5 - 4に出力し、データシンボルを信号処理部 2 0 6に出力する。

チャネル推定部 2 0 5— 1は、受信アンテナ 2 0 1一 1に受信された送信信号 Aのチャネル推定シンボルを入力し、送信信号 Aの時間同期、周波数同期及び伝送路による歪みの推定の各処理（以下、「チャネル推定」という）を行い、処理結果を示す値であるチャネル推定値を信号処理部 2 0 6及び固有値計算部 2 5 1に出力する。チヤネノレ推定部 2 0 5— 2は、受信アンテナ 2 0 1— 1に受信された送信信号 Bのチャネル推定シンボルを入力し、送信信号 Bのチヤネル推定を行い、チャネル推定値を信号処理部 2 0 6及び固有値計算部 2 5 1に出力する。

チャネル推定部 2 0 5— 3は、受信アンテナ 2 0 1— 2に受信された送信信号 Aのチャネル推定シンボルを入力し、送信信号 Aのチャネル推定を行い、チャネル推定値を信号処理部 2 0 6及び固有値計算部 2 5 1に出力する。チヤネル推定部 2 0 5 _ 4は、受信ァンテナ 2 0 1— 2に受信された送信信号 Bのチャネル推定シンボルを入力し、送信信号 Bのチャネル推定を行い、チャネル推定値を信号処理部 2 0 6及び固有値計算部 2 5 1に出力する。信号処理部 2 0 6は、チヤネノレ推定値を用いてデータシンボルを復調し、受信ディジタルデータを生成する。復調方法の例として、チャネル推定値で構成されるチャネル行列を用いてデータシンポルで構成される行列に対する逆行列演算を行う方法、あるいは、 M L D (Maximum LikeKhood Detection) を行う方法等が挙げられる。

固有値計算部 2 5 1は、送信信号 A、 Bのチャネル推定値を入力し、各チヤネル推定値により形成される行列に対応する固有値を計算し、固有値を実効電界強度計算部 2 5 3に出力する。なお、固有値の計算方法として、 Jaco'bi法、 Givens法、 Householder法、 QR法、 QL法、陰的シフト（implicit s fts)つき QL法、逆反復 (inverse iteration)法等が知られている。これらの方法は、以下の各実施の形態においても同様に採用されるものである。

電界強度推定部 2 5 2は、 D F T変換処理された受信ベースバンド信号を入力し、各受信ベースバンド信号の振幅の 2乗である受信電界強度を ¾|定し、推定した受信電界強度を加算して平均化することによりシステム全体の受信電界強度を求める。そして、電界強度推定部 2 5 2は、各受信ベースバンド信号に対応する受信電界強度を実効電界強度計算部 2 5 3に出力し、システム全体の受信電界強度をフレーム構成部 2 5 4に出力する。

実効電界強度計算部 2 5 3は、各受信ベースバンド信号に対応する受信電界強度及び固有値を入力し、各受信電界強度に固有値の最小パワーを乗算して実効受信電界強度を求め、実効受信電界強度を平均化して平均実効受信電界強度を求め、平均実効受信電界強度をフレーム構成部 2 5 4に出力する。この固有値の最小パワーは、そのシステムの B E R (Bit Error Rate) 特性や P E R (Packet Error Rate) 特性を決定する主要因である値である。

フレーム構成部 2 5 4は、送信ディジタルデータ、システム全体の受信電界強度及び平均実効受信電界強度を入力し、システム全体の受信電界強度を示す第 1情報シンボルを生成し、平均実効受信電界強度を示す第 2情報シンボルを生成する。そして、フレーム構成部 2 5 4は、第 1及ぴ第 2情報シンボルを送信ディジタルデータに挿入して送信ディジタル信号を生成し、これを変調部 2 55に出力する。

変調部 255は、送信ディジタル信号を入力し、これを変調して送信ベースバンド信号を生成し、これを無線部 256に出力する。

無,線部 256は、送信ベースバンド信号を入力し、これをァップコンバートして送信信号を生成し、これを送信アンテナ 257から無線送信する。

以上が、本実施の形態に係る通信端末装置 200の各構成の説明である。図 3は、本実施の形態に係る基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。図 3において、送信信号 Aは、チャネル推定シンボル 301、ガードシンボル 302、データシンポノレ 303の順でフレームが構成される。一方、送信信号 Bは、ガードシンボル 351、チャネル推定シンポル 352、データシンボル 353の順でフレームが構成される。送信信号 Aと送信信号 B のフレームの先頭は同タイミングであり、ガードシンポ/レ 302、 35 1は、 . 送信信号 Aのチャネル推定シンボル 301と送信信号 Bのチャネル推定シンポル 352が時間的に重複しないように挿入される。この結果、チャネル推定シンポル 301、 352は時間的に独立なものとなる。

図 4は、本実施の形態に係る基地局装置と通信端末装置との間の伝搬チヤネルを示す図である。図 4に示すように、送信信号 A (T a(t)) は送信アンテナ 105—1から送信され、送信信号 B (Tb(t)) が送信アンテナ 105— 2から送信される。そして、受信アンテナ 201— 1には、チャネル変動 h ll(t)を受けた送信信号 Aとチャネル変動 hl2(t)を受けた送信信号 Bを合わせた信号（R l(t)) が受信される。また、受信アンテナ 201— 2には、チャネル変動 h 21( t )を受けた送信信号 Aとチヤネル変動 h 22( t )を受けた送信信号 Bを合わせた信号（R2(t)) が受信される。

この結果、以下の式（1) の行列式が成立する。

Rl(t) ' hll(t) M2(t) Ta(t)

、^R2( h21(t) 、T (t)ノこの式（1) の hll(t)、 hl2(t)、 h21(t)、 h22(t)で構成される行列はチャネル行列（Channel Matrix) と呼ばれる。固有値計算部 251は、式（ 1 ) のチャネル行列に対応する固有値を計算する。なお、送信アンテナ数 n、受信ァンテナ数 nの場合、チャネノレ行列は n X nの行列となる。

図 5は、本実施の形態に係る通信端末装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。図 5において、送信信号は、第 1情報シンボル 501、第 2 情報シンポル 502、データシンボル 503の順でフレームが構成される。次に、変調方法制御部 155における変調方法判定処理の詳細について、図 6を用いて説明する。図 6は、変調方法制御部 155の内部メモリに記憶されるテーブルを示す図である。

変調方法制御部 155は、システム全体の受信電界強度と平均実効受信電界強度との差分 Xを求め、差分 Xと閾値 TH1、 TH 2との大小関係により、図 6のテーブル図から最適な変調方法を決定する。例えば、差分 Xが閾値 TH1 以上で閾値 TH 2よりも小さい場合、変調方法制御部 155は、 Q P S K変調方法が最適であると判定する。そして、変調方法制御部 155は、 SZP部 1 02—1、 102-2に変調方法指示信号を出力する。

ここで、実効受信電界強度は、チャネル行列の各要素の相対的な関係に基づく受信電界強度を表すものであるから、実効受信電界強度に基づいて適応変調処理を行えば、 1つのチャネルの受信電界強度が他のチャネルに比べて極端に大きい場合であっても変調多値数を上げることがなく、受信電界強度が小さい多数のチャネルにおいて受信品質の向上を図ることができる。

次に、 S/P部 102— 1、 102— 2における適応変調処理の詳細について、図 7を用いて説明する。図 7は、 SZP部 102— 1、 102— 2の変調処理部分の内部構成を示す図である。 .

3/?部102—1、 102— 2は、それぞれ、選択部 701、 705と、 BPS K変調部 702と、 Q P S K変調部 703と、 16 Q AM変調部 704 とを内部に有する。選択部 701は、変調方法制御部 155からの変調方法指示信号に応じて、 BPS K変調部 702、 QP S K変調部 703あるいは 16 Q AM変調部 70 4のいずれかに送信ディジタル信号を出力する。

BP S K変調部 702は、送信ディジタル信号を B P SK (Binary Phase Shift Keying) 変調し、変調信号を選択部 705に出力する。 Q P S K変調部 703は、送信ディジタル信号を Q P S K (Quadrature Phase Shift Keying) 変調し、変調信号を選択部 705に出力する。 16 Q AM変調部 704は、送信ディジタル信号を 16 QAM (16 Quadrature Amplitude Modulation) 変調し、変調信号を選択部 705に出力する。

選択部 705は、変調方法制御部 155から指示された最適な変調方法に応じて、 8?3 変調部702、 QP SK変調部 703あるいは 16 QAM変調部 704のいずれかから出力された変調信号を I DFT部 103— 1、 103 一 2に出力する。

このように、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて変調方法を制御することにより、チャネル間の相対的な関係を考慮して制御することができるので、受信品質を向上させることができる。

(実施の形態 2)

実施の形態 2では、 MIMOを用いたシングルキャリア通信において、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて変調方法を制御する場合について説明する。

図 8は、実施の形態 2に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図 8に示す基地局装置 800において、図 1に示した基地局装置 100と共通する構成部分には、図 1と同一符号を付して説明を省略する。

図 8に示す基地局装置 800は、図 1に示した基地局装置 100に対して、 SZP部 102— 1、 102—2、 I DFT部 103— 1、 103— 2を削除し、変調部 801— 1、 801— 2及ぴ拡散部 802— 1、 802-2を追加した構成を採る。

フレーム構成部 101— 1、 101— 2は、それぞれ、送信ディジタルデータを入力し、送信ディジタルデータにチャネル推定シンボル、ガードシンボルを挿入して送信ディジタル信号を生成し、これを変調部 801— 1、 801— 2に出力する。

変調方法制御部 155は、第 1及び第 2情報シンボルを入力し、第 1情報シンポルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンボルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、変調方法制御部 155は、これらの値に基づいて送信信号の変調方法を決定し、決定した変調方法を指示する変調方法指示信号を変調部 801— 1、 801-2に出力する。

変調部 801— 1は、送信ディジタル信号を入力し、変調方法制御部 1 55 からの指示に従って適応変調処理を行い、変調信号を拡散部 802- 1に出力する。変調部 801— 2は、送信ディジタル信号を入力し、変調方法制御部 1 55からの指示に従って適応変調処理を行い、変調信号を拡散部 802— 2に出力する。

拡散部 802— 1は、変調信号を入力し、拡散処理を行い、拡散信号を無線部 104— 1に出力する。拡散部 802— 2は、変調信号を入力し、拡散処理を行い、拡散信号を無線部 104-2に出力する。

無線部 104— 1は、拡散信号を入力し、これをァップコンバートして送信信号 Aを生成し、これを送信アンテナ 105— 1から無線送信する。無線部 1 04— 2は、拡散信号を入力し、これをアップコンバートして送信信号 Bを生成し、これを送信アンテナ 105— 2から無線送信する。

図 9は、実施の形態 2に係る通信端末装置の構成を示すプロック図である。なお、図 9に示す通信端末装置 900において、図 2に示した通信端末装置と共通する構成部分には、図 2と同一符号を付して説明を省略する。

図 9に示す通信端末装置 900は、図 2に示した通信端末装置 200に対して、 DFT部 203— 1、 203— 2を削除し、逆拡散部 901— 1、 901 一 2を追加した構成を採る。

無線部 2 0 2— 1は、受信アンテナ 2 0 1— 1に受信された受信信号を入力し、これをダウンコンバートして受信ベースパンド信号を生成し、これを逆拡散部 9 0 1— 1に出力する。無線部 2 0 2— 2は、受信アンテナ 2 0 1— 2に受信された受信信号を入力し、これをダウンコンバートして受信ベースバンド信号を生成し、これを逆拡散部 9 0 1— 2に出力する。

逆拡散部 9 0 1— 1は、受信ベースバンド信号を入力し、これに対して逆拡散処理を行ってデータ分離部 2 0 4 - 1及び電界強度推定部 2 5 2に出力する。逆拡散部 9 0 1— 2は、受信ベースバンド信号を入力し、これに対して逆拡散処理を行ってデータ分離部 2 0 4— 2及び電界強度推定部 2 5 2に出力する。データ分離部 2 0 4— 1は、逆拡散処理された受信ベースパンド信号を送信信号 Aのチャネル推定シンポル、送信信号 Bのチャネル推定シンボル及ぴデータシンボルに分離し、送信信号 Aのチャネル推定シンポルをチャネル推定部 2 0 5— 1に出力し、送信信号 Bのチャネル推定シンポルをチャネル推定部 2 0 5 - 2に出力し、データシンポルを信号処理部 2 0 6に出力する。データ分離部 2 0 4— 2は、逆拡散処理された受信ベースバンド信号を送信信号 Aのチヤネル推定シンポル、送信信号 Bのチャネル推定シンボル及びデータシンボルに分離し、送信信号 Aのチャネル推定シンボルをチャネル推定部 2 0 5— 3に出力し、送信信号 Bのチャネル推定シンポルをチャネル推定部 2 0 5— 4に出力し、データシンボルを信号処理部 2 0 6に出力する。

電界強度推定部 2 5 2は、逆拡散処理された受信ベースバンド信号を入力し、各受信ベースバンド信号の振幅の 2乗である受信電界強度を推定し、推定した受信電界強度を加算して平均化することによりシステム全体の受信電界強度を求める。そして、電界強度推定部 2 5 2は、各受信ベースバンド信号に対応する受信電界強度を実効電界強度計算部 2 5 3に出力し、システム全体の受信電界強度をフレーム構成部 2 5 4に出力する。

このように、送受信双方に複数ァンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて変調方法を制御することにより、チャネル間の相対的な関係を考慮して制御することができるので、受信品質を向上させることができる。

(実施の形態 3 )

実施の形態 3では、 M I MOを用いたマルチキャリア通信において、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて送信アンテナを切替える場合について説明する。なお、本実施の形態の通信端末装置の構成は、実施の形態 1で説明した図 2の通信端末装置 2 0 0と同一であるので説明を省略する。

図 1 0は、実施の形態 3に係る基地局装置の構成を示すプロック図である。なお、図 1 0に示す基地局装置 1 0 0 0において、図 1に示した基地局装置 1 0 0と共通する構成部分には、図 1と同一符号を付して説明を省略する。図 1 0に示す基地局装置 1 0 0 0は、図 1に示した基地局装置 1 0 0に対して、変調方法制御部 1 5 5を削除し、アンテナ制御部 1 0 5 1、アンテナ選択部 1 0 0 1及び送信アンテナ 1 0 5— 3を追加した構成を採る。

分離部 1 5 4は、第 1及び第 2情報シンボルをアンテナ制御部 1 0 5 1に出力する。

アンテナ制御部 1 0 5 1は、第 1及び第 2情報シンボルを入力し、第 1情報シンボルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンポルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、アンテナ制御部 1 0 5 1は、これらの値に基づいて送信アンテナを切替えるか否かを判定し、送信アンテナを決定する。具体的には、アンテナ制御部 1 0 5 1は、システム全体の受信電界強度と平均実効受信電界強度との差分 Xを求め、差分 Xが所定の閾値よりも小さい場合には送信アンテナの切替えを行わず、差分 Xが所定の閾値以上の場合には送信アンテナの切替えを行うと判定する。そして、アンテナ制御部 1 0 5 1は、決定した送信アンテナを指示する制御信号（以下、「送信アンテナ指示信号」という）をアンテナ選択部 1 0 0 1に出力する。無線部 104— 1は、送信ベースバンド信号を入力し、これをァップコンバ一トして送信信号 Aを生成し、これをアンテナ選択部 1001に出力する。無線部 104— 2は、送信ベースバンド信号を入力し、これをアップコンバートして送信信号 Bを生成し、これをアンテナ選択部 1001に出力する。

アンテナ選択部 1001は、アンテナ制御部 1051からの送信アンテナ指示信号に従い、送信信号 A、送信信号 Bの送信アンテナとして、送信アンテナ 105— 1〜 105— 3の中から互いに異なる 2つを選択し、選択した送信ァンテナを用いて送信信号 A及び送信信号 Bを無線送信する。

このように、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて送信アンテナの選択を行うことにより、チャネル間の相対的な関係を考慮して制御することができるので、受信品質を向上させることができる。

なお、本実施の形態において、通信開始時の初期動作の一方法として、基地局装置が、各送信アンテナの耝（105_ 1, 105— 2) 、 (105-2, 105— 3) 、 (105-3, 105 _ 1 ) について、システム全体の受信電界強度と平均実効受信電界強度との差分 Xを求め、差分 Xが最も小さ、送信ァンテナの組を選択する。さらに簡易な方法として、アンテナ素子間距離が最も離れた 2本を使用する方法が考えられる。これは、一般に離れたアンテナほどアンテナ相関やチャネル相関が低くなり、本実施の形態で使用する M I MOシステムに適するからである。

(実施の形態 4)

実施の形態 4では、 MIMOを用いたシングルキャリア通信において、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて送信アンテナを切替える場合について説明する。なお、本実施の形態の通信端末装置の構成は、実施の形態 2で説明した図 9の通信端末装置 900と同一であるので説明を省略する。

図 1 1は、実施の形態 4に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図 1 1に示す基地局装置 1 1 0 0において、図 8に示した基地局装置 8 0 0と共通する構成部分には、図 8と同一符号を付して説明を省略する。図 1. 1に示す基地局装置 1 1 0 0は、図 8に示した基地局装置 8 0 0に対して、変調方法制御部 1 5 5を削除し、アンテナ制御部 1 1 5 1、アンテナ選択部 1 1 0 1及ぴ送信アンテナ 1 0 5— 3を追加した構成を採る。

分離部 1 5 4は、第 1及び第 2情報シンボルをアンテナ制御部 1 1 5 1に出力する。

ァンテナ制御部 1 1 5 1は、第 1及ぴ第 2情報シンボルを入力し、第 1情報シンポルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンボルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、アンテナ制御部 1 1 5 1は、これらの値に基づいて送信ァンテナを切替えるか否かを判定し、送信ァンテナを決定する。具体的には、アンテナ制御部 1 1 5 1は、システム全体の受信電界強度と平均実効受信電界強度との差分 Xを求め、差分 Xが所定の閾値よりも小さい場合には送信アンテナの切替えを行わず、差分 Xが所定の閾値以上の場合には送信アンテナの切替えを行うと判定する。そして、アンテナ制御部 1 1 5 1は、決定した送信アンテナを指示する送信アンテナ指示信号をアンテナ選択部 1 1 0 1に出力する。

無線部 1 0 4— 1は、送信ベースバンド信号を入力し、これをァップコンバ一トして送信信号 Aを生成し、これをアンテナ選択部 1 1 0 1に出力する。無線部 1 0 4— 2は、送信ベースパンド信号を入力し、これをアップコンバートして送信信号 Bを生成し、これをアンテナ選択部 1 1 0 1に出力する。

アンテナ選択部 1 1 0 1は、アンテナ制御部 1 0 5 1からの送信アンテナ指示信号に従い、送信信号 A、送信信号 Bの送信アンテナとして、送信アンテナ 1 0 5— 1〜1 0 5— 3の中から互いに異なる 2つを選択し、選択した送信ァンテナを用いて送信信号 A及び送信信号 Bを無線送信する。

(実施の形態 5 )

実施の形態 5では、 M I MOを用いたマルチキャリア通信において、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて送信パワーを変更する場合について説明する。なお、本実施の形態の通信端末装置の構成は、実施の形態 1で説明した図 2の通信端末装置 2 0 0と同一であるので説明を省略する。図 1 2は、実施の形態.5に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図 1 2に示す基地局装置 1 2 0 0において、図 1に示した基地局装置 1 0 0と共通する構成部分には、図 1と同一符号を付して説明を省略する。

図 1 2に示す基地局装置 1 2 0 0は、図 1に示した基地局装置 1 0 0に対して、変調方法制御部 1 5 5を削除し、送信パワー制御部 1 2 5 1及び送信パヮ一変更部 1 2 0 1— 1、 1 2 0 1 - 2を追加した構成を採る。

分離部 1 5 4は、第 1及び第 2情報シンボルを送信パワー制御部 1 2 5 1に出力する。

送信パワー制御部 1 2 5 1は、第 1及び第 2情報シンボルを入力し、第 1情報シンボルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンボルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、送信パワー制御部 1 2 5 1 は、これらの値に基づいて送信パワーを決定する。具体的には、送信パワー制御部 1 2 5 1は、システム全体の受信電界強度と平均実効受信電界強度との差分 Xを求め、差分 Xが小さいほど送信パワーを大きく設定する。そして、送信パワー制御部 1 2 5 1は、決定した送信パワーを指示する制御信号（以下、「送信パワー指示信号」という）を送信パワー変更部 1 2 0 1— 1、 1 2 0 1 - 2 に出力する。

無線部 1 0 4— 1は、送信ベースバンド信号を入力し、これをァップコンパ一トして送信信号 Aを生成し、これを送信パワー変更部 1 2 0 1— 1に出力する。無線部 1 0 4— 2は、送信ベースバンド信号を入力し、これをアップコンバートして送信信号 Bを生成し、これを信パワー変更部 1 2 0 1—2に出力する。

送信パワー変更部 1 2 0 1— 1は、送信パワー制御部 1 2 5 1からの送信パヮー指示信号に従い、送信信号 Aの送信パワーを変更し、送信パワーを変更した送信信号 Aを無線送信する。送信パワー変更部 1 2 0 1— 2は、送信パワー制御部 1 2 5 1からの送信パワー指示信号に従い、送信信号 Bの送信パワーを変更し、送信パワーを変更した送信信号 Bを無線送信する。 ' このように、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて送信パヮ一の変更を行うことにより、チャネル間の相対的な関係を考慮して制御することができるので、受信品質を向上させることができる。

(実施の形態 6 )

実施の形態 6では、 M I MOを用いたシングルキヤリァ通信において、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて送信パワーを変更する場合について説明する。なお、本実施の形態の通信端末装置の構成は、実施の形態 2で説明した図 9の通信端末装置 9 0 0と同一であるので説明を省略する。

図 1 3は、実施の形態 6に係る基地局装置の構成を示すプロック図である。なお、図 1 3に示す基地局装置 1 3 0 0において、図 8に示した基地局装置 8 0 0と共通する構成部分には、図 8と同一符号を付して説明を省略する。

図 1 3に示す基地局装置 1 3 0 0は、図 8に示した基地局装置 8 0 0に対して、変調方法制御部 1 5 5を削除し、送信パワー制御部 1 3 5 1及び送信パヮ一変更部 1 3 0 1— 1、 1 3 0 1 - 2を追加した構成を採る。

分離部 1 5 4は、第 1及び第 2情報シンボルを送信パワー制御部 1 3 5 1に出力する。

送信パワー制御部 1 3 5 1は、第 1及び第 2情報シンボルを入力し、第 1情報シンボルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンボルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、送信パワー制御部 1 3 5 1 は、これらの値に基づいて送信パワーを決定する。具体的には、送信パワー制御部 1 3 5 1は、システム全体の受信電界強度と平均実効受信電界強度との差分 Xを求め、差分 Xが小さいほど送信パワーを大きく設定する。そして、送信パワー制御部 1 3 5 1は、決定した送信パワーを指示する送信パワー指示信号を送信パワー変更部 1 3 0 1— 1、 1 3 0 1 - 2に出力する。

無線部 1 0 4— 1は、送信ベースバンド信号を入力し、これをァップコンパ一トして送信信号 Aを生成し、これを送信パワー変更部 1 3 0 1— 1に出力する。無線部 1 0 4— 2は、送信ベースバンド信号を入力し、これをアップコンバートして送信信号 Bを生成し、これを送信パワー変更部 1 3 0 1— 2に出力する。

送信パワー変更部 1 3 0 1— 1は、送信パワー制御部 1 3 5 1からの送信パヮー指示信号に従い、送信信号 Aの送信パワーを変更し、送信パワーを変更した送信信号 Aを無線送信する。送信パワー変更部 1 3 0 1—2は、送信パワー制御部 1 3 5 1からの送信パワー指示信号に従い、送信信号 Bの送信パワーを変更し、送信パワーを変更した送信信号 Bを無線送信する。

このように、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて送信パヮ一の変更を行うことにより、チャネル間の相対的な関係を考慮して制御することができるので、受信品質を向上させることができる。

(実施の形態 7 )

実施の形態 7では、 M I MOを用いたマルチキャリア通信において、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて通信方法を変更する場合について説明する。なお、本実施の形態の通信端末装置の構成は、実施の形態 1で説明した図 2の通信端末装置 2 0 0と同一であるので説明を省略する。図 1 4は、実施の形態 7に係る基地局装置の構成を示すプロック図である。なお、図 1 4に示す基地局装 ft 1 4 0 0において、図 1に示した基地局装置 1 00と共通する構成部分には、図 1と同一符号を付して説明を省略する。図 14に示す基地局装置 1400は、図 1に示した基地局装置 100に対して、変調方法制御部 155を削除し、通信方法制御部 1451、送信パワー変更部 1201— 1、 1201— 2、アンテナ選択部 1001及び送信アンテナ 105-3を追加した構成を採る。

分離部 154は、第 1及び第 2情報シンボルを通信方法制御部 1451に出力する。

通信方法制御部 1451は、第 1及び第 2情報シンボルを入力し、第 1情報シンポルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンボルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、通信方法制御部 1451は、これらの値に基づいて、変調方法、送信パワー、送信アンテナを決定する。そして、通信方法制御部 1451は、変調方法指示信号を SZP部 102—1、 102-2に出力し、送信アンテナ指示信号をアンテナ選択部 1001に出力し、送信パワー指示信号を送信パワー変更部 1201— 1、 1201— 2に出力する。

S/P部 102_ 1は、送信ディジタル信号を入力し、直並列変換処理を行い、通信方法制御部 1451からの変調方法指示信号に従って適応変調処理を行い、並列化された変調信号を IDFT部 103— 1に出力する。 SZP部 1 02— 2は、送信ディジタル信号を入力し、直並列変換処理を行い、通信方法制御部 1451からの変調方法指示信号に従って適応変調処理を行い、並列化された変調信号を I D F T部 103— 2に出力する。

無線部 104— 1は、送信ベースバンド信号を入力し、これをァップコンバ一トして送信信号 Aを生成し、これを送信パワー変更部 1201— 1に出力する。無線部 104— 2は、送信ベースバンド信号を入力し、これをアップコンバートして送信信号 Bを生成し、これを送信パワー変更部 1201—2に出力する。

送信パワー変更部 1201— 1は、通信方法制御部 1451からの送信パヮ一指示信号に従い、送信信号 Aの送信パワーを変更し、送信パワーを変更した送信信号 Aをアンテナ選択部 1 0 0 1に出力する。送信パワー変更部 1 2 0 1 一 2は、通信方法制御部 1 4 5 1からの送信パワー指示信号に従い、送信信号 Bの送信パワーを変更し、送信パワーを変更した送信信号 Bをアンテナ選択部 1 0 0 1に出力する。

アンテナ選択部 1 0 0 1は、通信方法制御部 1 4 5 1からの送信アンテナ指示信号に従い、送信信号 A、送信信号 Bの送信アンテナとして、送信アンテナ 1 0 5— 1〜1 0 5— 3の中から互いに異なる 2つを選択し、選択した送信ァンテナを用いて送信信号 A及び送信信号 Bを無線送信する。

図 1 5は、本実施の形態における基地局装置の送信信号 A、 Bのフレーム構成例を示す図であり、送信信号 A、 Bのフレームは、時間、周波数単位のシンボル群で構成される。 .

図 1 6は、図 1 5の送信信号 A、 Bの各シンボル群の構成例を示す図であり、送信信号 A、 Bの各シンボル群は、チャネル推定シンボル 1 6 0 1とデータシンボル 1 6 0 2から構成される。そして、データシンポル 1 6 0 2は、変調信号を存在させない Guardモード、変調方法として、 Q P S K：、 16QAM、 6 4 Q AMのモードに切替えられる。

図 1 5において、時間 1では、送信信号 A、送信信号 Bのシンボル群が、 Q P S K変調され、所定の送信パワーで、それぞれ送信アンテナ 1 0 5— 1、 1 0 5— 2から送信されたものとする。

この場合、通信端末装置 2 0 0は、図 1 6に示したチャネル推定シンボル 1 6 0 1から平均実効受信電界強度及びシステム全体の受信電界強度を計算し、これらを基地局装置 1 4 0 0に送信する。

基地局装置 1 4 0 0の通信方法制御部 1 4 5 1は、平均実効受信電界強度及びシステム全体の受信電界強度に基づいて、通信方法（変調方法、送信パワー、送信アンテナ）を決定する。

例えば、時間 1では、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度には差がほとんどなく、システム全体の受信電界強度が Q P S K変調に適した電界強度であったとする。この場合、通信方法制御部 1 4 5 1は、送信信号 A、送信信号 Bの送信パワーを大きくし、変調方法及び送信アンテナを現状のままとすると決定する。

これにより、時間 2では、送信信号 A、送信信号 Bのシンボル群が、 Q P S K変調され、時間 1のときよりも大きい送信パワーで、送信アンテナ 1 0 5— 1、 1 0 5— 2から送信される。

次に、時間 2では、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度との差が大きく、システム全体の受信電界強度が 1 6 Q AMに適した電界強度であつたとする。この場合、通信方法制御部 1 4 5 1は、送信信号 Aの変調方法を 1 6 Q AMとし、送信信号 Bは Guardシンボル（データシンポル 1 6 0 2を送信しないもの）とし、送信パワーを大きくし、送信アンテナを現状のままとすると決定する。

これにより、時間 3では、送信信号 Aのシンボル群が、 1 6 QAM変調され、時間 2のときよりも大きい送信パワーで、送信アンテナ 1 0 5— 1から送信され、送信信号 Bのチャネル推定シンポルのみが、時間 2のときよりも大きい送信パワーで、送信アンテナ 1 0 5— 2力、ら送信される。なお、時間 3のように、これまで 2つの送信アンテナから信号を送信していた状態から、 1つの送信ァンテナから変調多値数を上げた信号を送信することにより、伝送容量を確保しつつ受信信号の受信品質を向上させることができる。

時間 3では、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度に差が大きく、システム全体の受信電界強度が 6 4 Q AMに適した電界強度であつたとする。この場合、通信方法制御部 1 4 5 1は、送信信号 Aの変調方法を 6 4 Q AMとし、送信信号 Bは Guardシンポルとし、送信パワーを現状のままとし、送信アンテナ 1 0 5— 1、 1 0 5 - 3から送信信号 A、送信信号 Bをそれぞれ送信すると決定する。ここで、送信アンテナを切替えることにより、上記式（ 1 ) の行列の要素の値が変化し、固有値が変化するため、平均実効受信電界強度が向上する可能性があり、これにより、送信信号の多重数を増やすことができ、データ伝送速度を向上させることができる。

これにより、時間 4では、送信信号 Aのシンボル群が、 6 4 Q AM変調され、時間 3のときと同じ送信パワーで、送信アンテナ 1 0 5— 1から送信され、送信信号 Bのチャネル推定シンボルのみが、時間 3のときと同じ送信パワーで、送信アンテナ 1 0 5— 3力、ら送信される。

時間 4では、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度の差が小さく、システム全体の受信電界強度が 1 6 Q AMに適した電界強度であつたとする。この場合、通信方法制御部 1 4 5 1は、送信信号 A、送信信号 Bの変調方法を 1 6 Q AMとし、送信パワーを大きくし、送信アンテナ 1 0 5— 1、 1 0 5— 3から送信信号 A、送信信号 Bをそれぞれ送信すると決定する。

これにより、時間 5では、送信信号 A、送信信号 Bのシンボル群が、 1 6 Q AM変調され、時間 4のときよりも大きい送信パワーで、それぞれ送信アンテナ 1 0 5— 1、 1 0 5 _ 3から送信される。

このように、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて通信方法の変更を行うことにより、チャネル間の相対的な関係を考慮して制御することができるので、受信品質を向上させることができる。

(実施の形態 8 )

実施の形態 8では、 M I MOを用いたシングルキャリア通信において、シス- テム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて通信方法を変更する場合について説明する。なお、本実施の形態の通信端末装置の構成は、実施の形態 1で説明した図 2の通信端末装置 2 0 0と同一であるので説明を省略する。図 1 7は、実施の形態 8に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図 1 7に示す基地局装置 1 7 0 0において、図 8に示した基地局装置 8 0 0と共通する構成部分には、図 8と同一符号を付して説明を省略する。

図 1 7に示す基地局装置 1 7 0 0は、図 8に示した基地局装置 8 0 0に対して、変調方法制御部.155を削除し、通信方法制御部 1751、送信パワー変更部 1301— 1、 1 301— 2、アンテナ選択部 1 101及び送信アンテナ 105-3を追加した構成を採る。

分離部 154は、第 1及ぴ第 2情報シンポを通信方法制御部 1 751に出力する。

通信方法制御部 1751は、第 1及び第 2情報シンボルを入力し、第 1情報シンポルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンボルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、通信方法制御部 175 1は、これらの値に基づいて、変調方法、送信パワー、送信アンテナを決定する。そして、通信方法制御部 1751は、変調方法指示信号を変調部 801— 1、 8 01—2に出力し、送信アンテナ指示信号を 1 101に出力し、送信パワー指示信号を送信パワー変更部 1301— 1、 1 301-2に出力する。

変調部 801 _ 1は、送信ディジタル信号を入力し、通信方法制御部 175 1からの変調方法指示信号に従って適応変調処理を行い、変調信号を拡散部 8 02- 1に出力する。変調部 801 _ 2は、送信ディジタル信号を入力し、通信方法制御部 1751からの変調方法指示信号に従って適応変調処理を行い、変調信号を拡散部 802— 2に出力する。

無線部 104 _ 1は、送信ベースバンド信号を入力し、これをァップコンバートして送信信号 Αを生成し、これを送信パワー変更部 1301一 1に出力する。無線部 104— 2は、送信ベースバンド信号を入力し、これをアップコンバートして送信信号 Bを生成し、これを送信パワー変更部 1 301一 2に出力する。

送信パワー変更部 1301— 1は、通信方法制御部 1751からの送信パヮ一指示信号に従い、送信信号 Aの送信パワーを変更し、送信パワーを変更した送信信号 Aをアンテナ選択部 1101に出力する。送信パワー変更部 1301 一 2は、通信方法制御部 1751からの送信パワー指示信号に従い、送信信号 Bの送信パワーを変更し、送信パワーを変更した送信信号 Bをアンテナ選択部 1 1 0 1に出力する。

アンテナ選択部 1 1 0 1は、通信方法制御部 1 7 5 1からの送信アンテナ指示信号に従い、送信信号 A、送信信号 Bの送信アンテナとして、送信アンテナ 1 0 5— 1〜 1 0 5— 3の中から互いに異なる 2つを選択し、選択した送信ァンテナを用いて送信信号 A及び送信信号 Bを無線送信する。

このように、送受信双方に複数ァンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて通信方法の変更を行うことにより、チャネル間の相対的な関係を考慮して制御することができるので、受信品質を向上させることができる。

(実施の形態 9 )

実施の形態 9では、マルチキヤリァ通信において、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて、 M I MO通信と所定の符号化を行う通信（以下、「符号化通信」という）とを切替える場合について説明する。符号化通信は、 M I MO通信に比べて伝送速度が落ちる力伝搬チャネルに依存することなく送信ダイバーシチ利得が得られるため伝送品質が向上する。なお、本発明では符号化方法に限定は無く、時間一空間、周波数一空間、周波数一時間一空間符号化等、レ、ずれの符号化であつても良い。

図 1 8は、実施の形態 9に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図 1 8に示す基地局装置 1 8 0 0において、図 1に示した基地局装置 1 0 0と共通する構成部分には、図 1と同一符号を付して説明を省略する。図 1 8に示す基地局装置 1 8 0 0は、図 1に示した基地局装置 1 0 0に対して、変調方法制御部 1 5 5を削除し、符号化方法制御部 1 8 5 1及び符号化部 1 8 0 1を追加した構成を採る。

分離部 1 5 4は、第 1及び第 2情報シンボルを符号化方法制御部 1 8 5 1に出力する。

符号化方法制御部 1 8 5 1は、第 1及び第 2情報シンボルを入力し、第 1情報シンボルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンボルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、符号化方法制御部 1 8 5 1 は、これらの値に基づいて M I MO通信を行うか符号化通信を行うかを決定する。具体的には、符号化方法制御部 1 8 5 1は、システム全体の受信電界強度と平均実効受信電界強度との差分 Xを求め、差分 Xが所定の閾値よりも小さい場合には M I MO通信を行い、差分 Xが所定の閾値以上の場合には符号化通信を行うと決定する。そして、符号化方法制御部 1 8 5 1は、決定した通信方法を指示する制御信号（以下、「通信方法指示信号」という）を符号化部 1 8 0 1に出力する。

フレーム構成部 1 0 1— 1、 1 0 1— 2は、それぞれ、送信ディジタルデータを入力し、送信ディジタルデータにチャネル推定シンポル、ガードシンポルを挿入して送信ディジタル信号を生成し、これを符号化部 1 8 0 1に出力する。符号化部 1 8 0 1は、送信ディジタル信号を入力し、符号化方法制御部 1 8 5 1からの通信方法指示信号によって符号ィヒ通信を指示された場合には符号化処理を行い、符号化された送信ディジタル信号を S / P部 1 0 2— 1、 1 0 2 一 2に出力する。一方、符号化部 1 8 0 1は、送信ディジタル信号を入力し、符号化方法制御部 1 8 5 1からの通信方法指示信号によって M I MO通信を指示された場合には符号ィヒ処理を行わず、送信ディジタル信号を S Z P部 1 0 2 - 1 , 1 0 2— 2に出力する。

図 1 9は、本実施の形態における時空間符号化方法の一例を示す図である。なお、この時空間の符号化方法は、「 "Space-Time Block Codes from Orthogonal Designs" IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY,pp 1456- 1467,vol.45,no.5, July 1999」で示されている方法である。図 1 9の場合、基地局装置 1 8 0 0が、時間 tにおいて送信アンテナ 1 0 5 一 1から信号 Si、送信ァンテナ 1 0 5— 2から信号 S₂を送信し、時間 t +Tにおいて送信アンテナ 1 0 5— 1から信号- S₂*、送信アンテナ 1 0 5— 2から信号 Si*(*は複素共役)を送信する。

図 2 0は、基地局装置 1 8 0 0が図 1 9に示した符号化を行った場合の送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。なお、図 2 0において、図 3と共通する部分については、図 3と同一符号を付し、説明を省略する。

図 2 0において、送信信号 Aは、チャネル推定シンポ < /レ 3 0 1、ガードシンボル 3 0 2、符号化信号 2 0 0 1、符号化信号 2 0 0 2の順でフレームが構成される。一方、送信信号 Bは、ガードシンボル 3 5 1、チャネル推定シンボル 3 5 2、符号化信号 2 0 5 1、符号化信号² 0 5 2の順でフレームが構成される。

図 2 0の送信信号 Aの信号 Si信号- S₂*が伝搬路で受けるチャネル変動を hl(t)、送信信号 Bの信号 S₂と信号 Si*が伝搬路で受けるチャネル変動を h2(t) とすると、通信端末装置には、時間 tにおいて信号 Si、 S₂を合わせた信号（R1) が受信され、時間 t +Tにおいて信号- S₂*、を合わせた信号（R2) が受信される。

この結果、以下の式（2 ) の行列式が成立する。

( RI ( M hlYSl

-R2 _y-h2* hi* 、S2ノ

本実施の形態の通信端末装置は、実施の形態 1で説明した図 2の通信端末装置 2 0 0と構成が同一であり、信号処理部 2 0 6の処理内容のみが異なる。通信端装置の信号処理部 2 0 6は、符号化通信時に、例えば、式（2 ) のチャネル行列の逆行列を計算し、式（2 ) の両辺に左側から逆行列を乗算することにより復号化し、送信信号 Si、 S₂を復調する。

このように、基地局装置が信号を符号化して送信することにより、各送信ァンテナからの送信信号べクトルが直交し、通信端末装置において雑音を増幅させることなく受信信号を復調することができる。

なお、本実施の形態において、符号化通信時であっても、通信端末装置は、式（1 ) のチャネル行列に対応する固有値を計算し、システム全体の受信電界強度及び平均実効受信電界強度を求めて基地局装置に送信する。

図 2 1は、本実施の形態における送信アンテナ数 4の場合の時空間符号ィ匕方法の一例を示す図である。なお、この時空間の符号化方法は、「"Space-Time Block Coding for Wireless Communications: Performance Results" IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN

COMMUNICATIONS ,pp451-460,vol.l7,no.3,March 1999」で示されている方法である。

図 21の場合、基地局装置が、時間 tにおいて各送信アンテナから信号群 2 101を送信し、時間 t+Tにおいて各送信アンテナから信号群 2102を送信し、時間 t + 2 Tにおいて各送信アンテナから信号群 2103を送信し、時間 t + 3Tにおいて各送信アンテナから信号群 2104を送信する。

図 22は、図 21に示した符号ィヒ方法を施した場合における基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。なお、図 22において、図 3と共通する部分については、図 3と同一符号を付し、説明を省略する。

図 22において、送信信号 Aは、チャネル推定シンボル 2201、ガードシンボノレ 2202— 1、 2202— 2、 2202— 3、符号化信号 2203— 1、 2203— 2、 2203— 3、 2203— 4の順でフレームが構成される。また、送信信号 Bは、ガードシンポル 2222— 1、チャネル推定シンボル 22 21、ガードシンポノレ 2222— 2、 2222— 3、符号化信号 2223— 1、 2223— 2、 2223— 3、 2223— 4の順でフレームが構成される。また、送信信号 Cは、ガードシンボル 2242— 1、 2242— 2、チヤネノレ推定シンポノレ 2241、ガードシンポノレ 2242-3,符号化信号 2243— 1、 2243— 2、 2243— 3、 2243— 4の順でフレームが構成される。また、送信信号 Dは、ガードシンボル 2262— 1、 2262— 2、 2262- 3、チャネル推定シンポル 2261、符号化信号 2263— 1、 2263— 2、 2263— 3、 2263— 4の順でフレームが構成される。

このようなフレーム構成で送信することにより、各送信アンテナからの送信信号べクトルが直交し、通信端末装置において雑音を增幅させることなく受信信号を復調することができる。図 2 3は、本実施の形態における送信アンテナ数 4の場合の周波数一空間符号化方法を施した場合における基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。図 2 2では信号を時間軸方向に配置するのに対し、図 2 3では信号を周波数軸方向に配置する。また、図 2 4は、本実施の形態における送信アンテナ数 4の場合の周波数一時間一空間符号化方法を施した場合における基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。

図 2 5は、本実施の形態における送信アンテナ数 4の場合の時空間符号化方法を施した場合における基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。図 2 6は、本実施の形態における送信アンテナ数 4の場合の周波数一空間符号化方法を施した場合における基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。図 2 7は、本実施の形態における送信アンテナ数 4の場合の周波数一時間一空間符号化方法を施した場合における基地局装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。

なお、図 2 5から図 2 7の説明において、送信信号 Aの符号ィ匕信号を al〜a4、送信信号 Bの符号化信号を bl〜b4、送信信号 Cの符号化信号を cl〜c4、送信信号 Dの符号化信号を dl〜d4で表す。

送信アンテナ数 4の場合、基地局装置は、システム全体の受信電界強度と平. 均実効受信電界強度との差分 Xに基づいて、図 2 5から図 2 7に示した符号化方法のいずれかを選択する。

これにより、例えば、図 2 2の送信信号 Aのサブキヤリァの受信電界強度が落ち込んでいた場合、送信信号 Aの受信品質が劣化してしまい、 Si、 S₂、 S₃の受信品質が劣化してしまうことになる。この問題を解決するために、図 2 3、図 2 6に示すように周波数軸上に符号化する。これにより、例えば、送信信号 Aの情報 alを送信しているサブキヤリァの受信電界強度が落ち込んでいても、 a2、 a3、 a4 を送信しているサブキャリアの受信電界強度が落ち込んでいなければ Si、 S₂、 S₃の受信品質の劣化を抑えることができる。

また、 O F DM方式などのマルチキャリア方式を用いた場合、図 2 4、図 2 7に示すように、周波数一時間一空間符号化を行うことができる。これにより、送信信号べクトル間の直交性、または擬直交性が受信装置で確保することができる。直交性、擬直交性を確保するためには、チャネルの相関性を高めるため、できるだけ、時間軸、周波数軸上に送信信号ベクトルの広がりを抑えた方がよい。例えば、図 2 2のように、時間軸上にのみ並べると、時間軸上に送信信号ベタトルが広がってしまい、また、図 2 3のように周波数軸上にのみ並べると、周波数軸上に送信信号べクトルが広がってしまい、 j£¾性擬直交性を確保することが難しい。そこで、より直交性、擬直交性を確保するためには、図 2 4、図 2 7のように周波数一時間軸方向に符号ィヒすればよい。この切り替えについては、 11えば、あらかじめ決めた閾値 2つに基づき、切り替えればよい。これにより、 Si、 S₂、 S₃の受信品質を確保することができる。

このように、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいて、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて通信方法を切替える、あるいは、符号化方法を変更することにより、チャネル間の相対的な関係を考慮して制御することができるので、受信品質を向上させることができる。

ここで、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度の差が大きいということは、固有値の差が大きく、チヤネノレ行列においてべクトルの相関が高いことを意味している。このようにチャネル間の相関が高い場合、多重された信号を分離、復調することは信号電力の有効利用という点から見て、効率が悪い。

そこで、本実施の形態において、符号化部 1 8 0 1が、符号化通信の際、図 2 0に示したフレーム構成の代わりに、図 2 8に示すように、送信信号 A、 B を同一のデータシンポル 2 8 0 1とするフレーム構成とする。これにより、相関が高いチャネルを用いて信号を送信することになり、パスダイバーシチ効果が得られ、信号電力を有効に活用でき、所望の受信品質を確保することができる。このとき、図 1 5の時間 3、 4のように一本のアンテナからのみ送信することも可能であり、この場合パスダイバーシチ効果は得られないものの、信号電力を有効に利用できることには変わりない。 '

ただし、この場合、送信信号 A、 Bにて異なるデータシンボルを送信する場合に比べて、伝送レートが半分となってしまう。そこで、信号電力が高いことを利用し、例えば、送信信号の変調方法を変更して変調多値数を上げる、または、符号化率 Rを上げることで、送信信号の伝送レートを下げることなく送信することができる。

なお、本実施の形態では、符号化方法として時空間符号を用いて説明したが、本発明はこれに限らず、畳み込み符号やターボ符号、 L D P C (Low Density Parity Check) 符号等、他の符号ィ匕方法においても同様に実施することができる。

なお、実施の形態 9は、実施の形態 1、 3、 5、 7と組み合わせることができる。

(実施の形態 1 0 )

実施の形態 1 0では、シングルキャリア通信において、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて、 M I MO通信と符号化通信とを切替える場合について説明する。

図 2 9は、実施の形態 1 0に係る基地局装置の構成を示すプロック図である。なお、図 2 9に示す基地局装置 2 9 0 0において、図 8に示した基地局装置 8 0 0と共通する構成部分には、図 8と同一符号を付して説明を省略する。

図 2 9に示す基地局装置 2 9 0 0は、図 8に示した基地局装置 8 0 0に対して、変調方法制御部 1 5 5を削除し、符号化方法制御部 2 9 5 1及び符号化部 2 9 0 1を追力 Uした構成を採る。

分離部 1 5 4は、第 1及ぴ第 2情報シンボルを符号化方法制御部 2 9 5 1に出力する。

符号化方法制御部 2 9 5 1は、第 1及び第 ²情報シンボルを入力し、第 1情報シンボルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンボルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、符号化方法制御部 2 9 5 1 は、これらの値に基づいて M I MO通信を行うか符号化通信を行うかを決定する。具体的には、符号化方法制御部 2 9 5 1は、システム全体の受信電界強度と平均実効受信電界強度との差分 Xを求め、差分 Xが所定の閾値よりも小さい場合には M I MO通信を行い、差分 Xが所定の閾値以上の場合には符号化通信を行うと決定する。そして、符号化方法制御部 2 9 5 1は、決定した通信方法を指示する通信方法指示信号を符号化部 2 9 0 1に出力する。

フレーム構成部 1 0 1— 1、 1 0 1— 2は、それぞれ、送信ディジタルデータを入力し、送信ディジタルデータにチャネル推定シンボル、ガードシンボルを揷入して送信ディジタル信号を生成し、これを符号ィ匕部 2 9 0 1に出力する。符号化部 2 9 0 1は、送信ディジタル信号を入力し、符号化方法制御部 2 9 5 1からの通信方法指示信号によって符号化通信を指示された場合には符号化処理を行い、符号化された送信ディジタル信号を変調部 8 0 1— 1、 8 0 1— 2に出力する。一方、符号化部 2 9 0 1は、送信ディジタル信号を入力し、符号化方法制御部 2 9 5 1からの通信方法指示信号によって M I MO通信を指示された場合には符号化処理を行わず、送信ディジタル信号を変調部 8 0 1— 1、 8 0 1 _ 2に出力する。

本実施の形態の通信端末装置は、実施の形態 2で説明した図 9の通信端末装 ' 置 9 0 0と構成が同一であり、信号処理部 2 0 6の処理内容のみが異なる。

通信端末装置の信号処理部 2 0 6は、符号化通信時に、例えば、式（2 ) のチャネル行列の逆行列を計算し、式（2 ) の両辺に左側から逆行列を乗算することにより復号化し、送信信号を復調する。

このように、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて符号化方法の変更を行うことにより、チャネル間の相対的な関係を考慮して制御することができるので、受信品質を向上させることができる。

なお、実施の形態 1 0は、実施の形態 2、 4、 6、 8と組み合わせることができる。

また、上記各実施の形態では、基地局装置が複数の送信アンテナから信号を送信し、通信端末装置が複数の受信アンテナで信号を受信する場合について説明したが、本発明は、基地局装置と通信端末装置が逆の場合も成立する。また、上記各実施の形態では、通信端末装置から基地局装置に第 1及び第 2 情報シンボルを送信し、基地局装置が第 1及び第 2情報シンポルに基づいて変調方法等のパラメータを制御する場合について説明したが、本発明は、通信端末装置がフレーム構成部にて第 1及び第 2情報シンポルに基づいて基地局装置の変調方法等を決定し、決定した変調方法等を示す情報を基地局装置に送信する場合も成立する。

また、本発明は、通信端末装置が、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度を予めレベル判定し、判定結果を基地局装置に送信することもできる。例えば、図 3 0に示すよう、レベ^/を「0」から「3」の 4段階に分け、通信端末装置が、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度がどのレベルにあるかを判定し、判定結果を第 1及び第 2情報シンボルとして基地局装置に送信する。基地局装置は、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度がそれぞれどのレベルにあるかに基づいて変調方法等のパラメ一タを制御する。これにより、第 1及び第 2情報シンボルのビット数を削減することができるので、伝送効率の向上を図ることができる。例えば、レベルが 4 段階の場合、第 1及び第 2情報シンボルは 2ビットで表現することができる。また、本発明は、実効受信電界強度に加え、マチパスの状況、ドップラー周波数、干渉波電力等、他の要素も考慮して変調方法等を決定することもできる。

(実施の形態 1 1 )

実施の形態 1 1では、 Μ Ι ΜΟを用いたマルチキャリア通信において、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて送信アンテナを切替える場合について説明する。図 31は、実施の形態 11に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図 31に示す基地局装置 3100において、図 10に示した基地局装置 1000と共通する構成部分には、図 10と同一符号を付して説明を省略する。図 31に示す基地局装置 3100は、図 10に示した基地局装置 1000に対して、アンテナ制御部 3151、フレーム構成部 3101— 1、 3101— 2の機能が、アンテナ制御部 1051、フレーム構成部 101— 1、 101— 2と異なる。

フレーム構成部 3101— 1、 3101— 2は、それぞれ、アンテナ制御部 3151が決定した送信アンテナを示すアンテナ識別情報シンボルを生成し、送信ディジタルデータを入力し、送信ディジタルデータにチャネル推定シンポル、ガードシンボル、アンテナ識別情報シンボルを揷入して送信ディジタル信号を生成し、これを SZP部 102— 1、 102— 2に出力する。

図 32は、基地局装置 3100の送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。図 32において、送信信号 Aは、チャネル推定シンボル 301、ガードシンボル 302、アンテナ識別情報シンポル 3201、データシンボル 303 の順でフレームが構成される。一方、送信信号 Bは、ガードシンボル 351、チャネル推定シンポル 352、アンテナ識別情報シンボル 3251、データシンボル 353の順でフレームが構成される。

本実施の形態の通信端末装置は、実施の形態 1で説明した図 2の通信端末装置 200と構成が同一であり、データ分離部 204— 1、 204— 2、フレーム構成部 254の処理内容のみが異なる。データ分離部 204— 1、 204- 2は、アンテナ識別情報をフレーム構成部 254に出力し、フレーム構成部 2 54は、第 1及び第 2情報シンボル、ァンテナ識別情報を送信ディジタルデータに揷入して送信ディジタル信号を生成する。

図 33は、本実施の形態に係る通信端末装置の送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。図 33において、送信信号は、第 1情報シンボル 501、第 2情報シンボル 502、アンテナ識別情報シンボ^ / 3301、データシンポル 5 0 3の順でフレームが構成される。

図 3 1の分離部 1 5 4は、受信ディジタル信号をデータシンボル（受信ディジタルデータ）、第 1情報シンボル、第 2情報シンボル、アンテナ識別情報シンポルに分離し、第 1及び第 2情報シンボル、ァンテナ識別情報シンボルをァンテナ制御部 3 1 5 1に出力する。

アンテナ制御部 3 1 5 1は、第 1及び第 2情報シンボル、アンテナ識別情報シンボルを入力し、第 1情報シンポルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンボルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、アンテナ制御部 3 1 5 1は、これらの値に基づいて送信アンテナを切替えるか否かを判定し、送信アンテナを決定する。具体的には、アンテナ制御部 3 1 5 1は、システム全体の受信電界強度と平均実効受信電界強度との差分 Xを求め、差分 Xが所定の閾値よりも小さい場合には送信アンテナの切替えを行わず、差分 Xが所定の閾値以上の場合には送信アンテナの切替えを行うと判定する。そして、アンテナ制御部 3 1 5 1は、決定した送信アンテナを指示する送信アンテナ指示信号をアンテナ選択部 1 0 0 1、フレーム構成部 3 1 0 1— 1、 3 1 0 1一 2に出力する。

ここで、アンテナ制御部 3 1 5 1は、送信アンテナの切替えを行った後、切替えた後の送信アンテナを示すアンテナ識別情報シンポルを入力するまでは、差分 Xが所定の閾値以上の場合であっても送信アンテナの切替えを行わない。これにより、無意味なアンテナ切替えを防ぐことができ、通信端末装置が受信電界強度を有効に活用することができる。

なお、本発明において、基地局装置の送信信号のフレーム構成は図 3 2に示したものに限られない。例えば、図 3 4に示すフレーム構成により信号を送信しても良い。図 3 4では、送信アンテナ 1 0 5—1から送信する信号のフレームを、チヤネノレ推定シンボル 3 4 0 1、ガードシンボル 3 4 0 2、ガードシンボノレ 3 4 0 3、データシンボル 3 4 0 4の順で構成する。また、送信アンテナ 1 0 5— 2から送信する信号のフレームを、ガードシンボル 3 4 2 1、チヤネル推定シンボル 3422、ガードシンボル 3423、データシンボル 3424 の順で構成する。また、送信アンテナ 105— 3から送信する信号のフレームを、ガードシンボル 3441、ガードシンポノレ 3442、チャネル推定シンポノレ 3443、データシンボル 3444の順で構成する。

図 34の場合、送信アンテナの組は G 1 (105-1, 105-2) , G 2 (105-2, 105-3) 、 G 3 (105— 3, 105— 1) の 3通りとなる。通信端末装置で、この順番（Gl、 G2、 G 3) にチャネル推定シンボルを受信し、これらチャネル推定シンボルに基づき、平均実効受信電界強度、システム全体の受信電界強度を計算し、順番を変更せずに基地局装置に信号を送り返す。基地局装置のアンテナ決定部では、送り返された平均実効受信電界強度、システム全体の受信電界強度を用いて、送り返された順番を変えずに比較することにより、 3通りのアンテナの組のうち、受信信号の受信品質を最も良好にする組を判定することができる。

また、本発明では、図 35に示すフレーム構成により信号を送信しても良い。図 35では、送信アンテナ 105— 1から送信する信号のフレームを、チヤネル推定シンボル 3501、 3502、 3503、 3504、ガードシンポノレ 3 505、 3506、データシンポル 3507の順で構成する。また、送信アンテナ 105— 2から送信する信号のフレームを、チャネル推定シンボル 352 1、 3522、ガードシンポノレ 3523、 3524、チヤネノレ推定シンポノレ 3 525、 3526、データシンポル 3527の順で構成する。また、送信アンテナ 105— 3から送信する信号のフレームを、ガードシンポル 3541、 3 542、チャネル推定シンポノレ 3543、 3544、 3545、 3546、データシンボル 3547の順で構成する。図 35は、 3つの送信アンテナのうちの 2つにおいて直交する信号を送信する方法を示す。例えば、（1, 1)、（1, - 1) という 2つの信号は直交関係を満たしている。直交する信号は、これを受信する通信端末装置において分離することができる。

以上の構成において、チャネル推定シンボル、ガードシンボルは、チャネルの分離が可能であり、受信装置において受信した変調信号が送信された送信ァンテナの組、あるいは、送信した順番がわかる構成であればよく、例えば順番を入れ替えてもよい。

このようにして、送信信号の識別情報としてチャネル推定シンポルを用いることで、アンテナ識別情報、チャネル番号情報を送信フレームに構成することなく、送信アンテナを切り替えることができる。

(実施の形態 1 2)

実施の形態 12では、 M I MOを用いたシングルキヤリァ通信において、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて送信アンテナを切替える場合について説明する。

図 36は、実施の形態 12に係る基地局装置の構成を示すプロック図である。なお、図 36に示す基地局装置 3600において、図 1 1に示した基地局装置 1 100と共通する構成部分には、図 1 1と同一符号を付して説明を省略する。図 36に示す基地局装置 3600は、図 1 1に示した基地局装置 1 100に対して、ァンテナ制御部 3651、フレーム構成部 3601— 1、 3601— 2の機能が、アンテナ制御部 1 1 51、フレーム構成部 101— 1、 101— 2と異なる。

フレーム構成部 3601— 1、 3601— 2は、それぞれ、アンテナ制御部 3651が決定した送信アンテナを示すアンテナ識別情報シンボルを生成し、送信ディジタルデータを入力し、送信ディジタルデータにチャネル推定シンポル、ガードシンボル、アンテナ識別情報シンボルを挿入して送信ディジタル信号を生成し、これを変調部 801— 1、 801— 2に出力する。

本実施の形態の通信端末装置は、実施の形態 1で説明した図 2の通信端末装置 200と構成が同一であり、データ分離部 204— 1、 204— 2、フレーム構成部 254の処理内容のみが異なる。データ分離部 204—1、 204— 2は、アンテナ識別情報をフレーム構成部 254に出力し、フレーム構成部 2 54は、第 1及び第 2情報シンボル、ァンテナ識別情報を送信ディジタルデータに揷入して送信ディジタル信号を生成する。

図 3 6の分離部 1 5 4は、受信ディジタル信号をデータシンボル（受信ディジタルデータ) 、第 1情報シンボル、第 2情報シンボル、アンテナ識別情報シンボルに分離し、第 1及び第 2情報シンボル、アンテナ識別情報シンボルをァンテナ制御部 3 6 5 1に出力する。

了ンテナ制御部 3 6 5 1は、第 1及ぴ第 2情報シンボル、ァンテナ識別情報シンボルを入力し、第 1情報シンポルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンポルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、アンテナ制御部 3 6 5 1は、これらの値に基づいて送信アンテナを切替えるか否かを判定し、送信アンテナを決定する。具体的には、アンテナ制御部 3 6 5 1は、システム全体の受信電界強度と平均実効受信電界強度との差分 Xを求め、差分 Xが所定の閾値よりも小さい場合には送信アンテナの切替えを行わず、差分 Xが所定の閾値以上の場合には送信アンテナの切替えを行うと判定する。そして、アンテナ制御部 3 6 5 1は、決定した送信アンテナを指示する送信アンテナ指示信号をアンテナ選択部 1 0 0 1、フレーム構成部 3 6 0 1— 1、 3 6 0 1—2に出力する。

ここで、アンテナ制御部 3 6 5 1は、送信アンテナの切替えを行った後、切替えた後の送信アンテナを示すアンテナ識別情報シンポルを入力するまでは、差分 Xが所定の閾値以上の場合であっても送信アンテナの切替えを行わない。これにより、無意味なアンテナ切替えを防ぐことができ、通信端末装置が受信電界強度を有効に活用することができる。

(実施の形態 1 3 )

実施の形態 1 3では、マルチキャリア通信において、受信装置がシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいてアンテナ特性を変更する場合について説明する。 .

図 3 7は、実施の形態 1 3に係る送信装置の構成を示すプロック図である。図 3 7において、送信装置 3 7 0 0は、フレーム構成部 3 7 0 1— 1、 3 7 0 1 _ 2と、符号ィ匕部 3702と、 3 ？部3703— 1、 3703— 2と、 I DFT部 3704— 1、 3704— 2と、無線部 3705— 1、 3705— 2 と、送信アンテナ 3706— 1、 3706— 2とを有する。

フレーム構成部 3701— 1、 3701— 2は、それぞれ、送信ディジタルデータを入力し、送信ディジタルデータにチャネル推定シンボル、ガードシンボルを揷入して送信ディジタル信号を生成し、これを符号化部 3702に出力する。

符号化部 3702は、送信ディジタル信号を入力し、符号化処理を行い、符号化された送信ディジタル信号を S/P部 3703— 1、 3703— 2に出力する。

SZP部 37◦ 3— 1は、符号化された送信ディジタル信号を入力し、直並列変換処理を行い、変調処理を行い、並列化された変調信号を I DFT部 37 04-1に出力する。 S/P部 3703— 2は、送信ディジタノレ信号を入力し、直並列変換処理を行い、変調処理を行い、並列化された変調信号を I DFT部 3704— 2に出力する。

I D F T部 3704— 1は、並列化された変調信号を入力し、 I D F T変換処理を行って送信ベースパンド信号を生成し、これを無線部 3705— 1に出力する。 I DFT部 3704— 2は、並列化された変調信号を入力し、 I DF T変換処理を行って送信ベースバンド信号を生成し、これを無線部 3705- 2に出力する。

無線部 3705—1は、送信ベースバンド信号を入力し、これをアップコンバートして送信信号 Aを生成し、これを送信アンテナ 3706— 1から無線送信する。無線部 3705— 2は、送信ベースバンド信号を入力し、これをアツプコンバートして送信信号 Bを生成し、これを送信アンテナ 3706— 2から無線送信する。

以上が、本実施の形態に係る送信装置 3700の各構成の説明である。

基地局装置 3700の送信信号のフレーム構成は、上記図 20に示したものと同一である。

次に、図 37に示した送信装置と無線通信を行う本実施の形態に係る受信装置の構成について、図 38のブロック図を用いて説明する。図 38において、受信装置 3800は、受信アンテナ 3801— 1、 3801— 2と、アンテナ特性変更部 3802— 1、 3802— 2と、無線部 3803— 1、 3803— 2と、 DFT部 3804— 1、 3804— 2と、データ分離部 3805— 1、 3805— 2と、チャネル推定部 3806— 1〜3806_4と、信号処理部 3807と、固有値計算部 3808と、電界強度推定部 3809と、実効電界強度計算部 3810と、アンテナ特性判定部 381 1とを有する。

ァンテナ特性変更部 3802 _ 1は、ァンテナ特'『生判定部 381 1にてアンテナ特性を変更する必要があると判定された場合に受信アンテナ 3801- 1 のアンテナ特性を変更し、受信アンテナ 3801- 1に受信された信号を無線部 3803— 1に出力する。アンテナ特性変更部 3802— 2は、アンテナ特性判定部 3811にてアンテナ特性を変更する必要があると判定された場合に受信ァンテナ 3801— 2のアンテナ特性を変更し、受信ァンテナ 3801— 2に受信された信号を無線部 3803— 2に出力する。なお、アンテナ特性として、指向性、偏波、アンテナの設置場所などが考えられる。

無線部 3803— 1は、受信信号を入力し、これをダウンコンバートして受信ベースバンド信号を生成し、これを D FT部 3804— 1に出力する。無 f泉部 3803— 2は、受信信号を入力し、これをダウンコンバートして受信べ一スバンド信号を生成し、これを D FT部 3804— 2に出力する。

DFT部 3804— 1は、受信ベースバンド信号を入力し、これに対して D FT変換処理を行ってデータ分離部 3805— 1に出力する。 DFT部 380 4一 2は、受信ベースバンド信号を入力し、これに対して D FT変換処理を行つてデータ分離部 3805— 2に出力する。

データ分離部 3805 _ 1は、受信アンテナ 3801— 1に受信されて D F T変換処理された受信ベースバンド信号を送信信号 Aのチャネル推定シンボル、送信信号 Bのチャネル推定シンボル及びデータシンポルに分離し、送信信号 A のチャネル推定シンボルをチャネル推定部 3 8 0 6— 1に出力し、送信信号 B のチャネル推定シンボルをチヤネノレ推定部 3 8 0 6— 2に出力し、データシンボルを信号処理部 3 8 0 7に出力する。データ分離部 3 8 0 5— 2は、受信ァンテナ 3 8 0 1— 2に受信されて D F T変換処理された受信ベースバンド信号を送信信号 Aのチャネル推定シンポル、送信信号 Bのチャネル推定シンボル及びデータシンポルに分離し、送信信号 Aのチャネル推定シンボルをチャネル推定部 3 8 0 6— 3に出力し、送信信号 Bのチャネル推定シンボルをチャネル推定部 3 8 0 6 _ 4に出力し、データシンボルを信号処理部 3 8 0 7に出力する。チャネル推定部 3 8 0 6— 1は、受信アンテナ 3 8 0 1— 1に受信された送信信号 Aのチヤネノレ推定シンポルを入力し、送信信号 Aのチヤネノレ推定を行い、チャネル推定値を信号処理部 3 8 0 7及び固有値計算部 3 8 0 8に出力する。チャネル推定部 3 8 0 6 _ 2は、受信アテナ 3 8 0 1— 1に受信された送信信号 Bのチャネル推定シンボルを入力し、送信信号 Bのチャネル推定を行い、チャネル推定値を信号処理部 3 8 0 7及び固有値計算部 3 8 0 8に出力する。チャネル推定部 3 8 0 6— 3は、受信アンテナ 3 8 0 1— 2に受信された送信信号 Aのチャネル推定シンボルを入力し、送信信号 Aのチャネル推定を行い、チャネル推定値を信号処理部 3 8 0 7及び固有値計算部 3 8 0 8に出力する。チャネル推定部 3 8 0 6— 4は、受信アンテナ 3 8 0 1— 2に受信された送信信号 Bのチャネル推定シンボルを入力し、送信信号 Bのチャネル推定を行い、チャネル推定値を信号処理部 3 8 0 7及び固有値計算部 3 8 0 8に出力する。信号処理部 3 8 0 7は、例えば、上記式（2 ) のチャネル行列の逆行列を計算し、式（2 ) の両辺に左側から逆行列を乗算することにより復号化し、送信信号 Si、 S₂を復調する。

ここで、信号処理部 3 8 0 7は、必ずしもアンテナ 3 8 0 1— 1、 3 8 0 1 一 2双方からのデータを用いる必要はなく、どちらか一方からのデータのみで S S₂を復調することができる。なお、双方のデータを用いた場合には、ダイバーシチゲインを得ることにより受信品質の向上を図ることができる。

固有値計算部 3 8 0 8は、送信信号 A、 Bのチャネル推定値を入力し、各チャネル推定値により形成される行列に対応する固有値を計算し、固有値を実効電界強度計算部 3 8 1 0に出力する。

電界強度推定部 3 8 0 9は、 D F T変換処理された受信ベースバンド信号を入力し、各受信ベースバンド信号の振幅の 2乗である受信電界強度を推定し、推定した受信電界強度を加算して平均化することでシステム全体の受信電界強度を求める。そして、電界強度推定部 3 8 0 9は、各受信ベースバンド信号に対応する受信電界強度を実効電界強度計算部 3 8 1 0に出力し、システム全体の受信電界強度をアンテナ特性判定部 3 8 1 1に出力する。

実効電界強度計算部 3 8 1 0は、各受信ベースバンド信号に対応する受信電界強度及び固有値を入力し、各受信電界強度に固有値の最小パワーを乗算して実効受信電界強度を求め、実効受信電界強度を平均化して平均実効受信電界強度を求め、平均実効受信電界強度をアンテナ特性判定部 3 8 1 1に出力する。ァンテナ特性判定部 3 8 1 1は、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度の差分 Xが所定の閾値より大きい場合に受信アンテナの特性を変更する必要があると判定する。そして、アンテナ特性判定部 3 8 1 1は、判定結果をアンテナ特性変更部 3 8 0 2— 1、 3 8 0 2— 2に出力する。

なお、アンテナ特性判定部 3 8 1 1は、固有値に基づいてアンテナ特性を変更するか否かを判定しても良い。この場合、例えば、アンテナ特性判定部 3 8 1 1は、各サブキャリアの固有値を計算し、各固有値の最大値同士、最小値同士を加算し、加算した最大値と最小値の差を求め、その差が所定の閾値より大きい場合はチャネルの相関が高くなつており、多重された信号を分離、復調することが困難で受信特性が劣化するため、受信アンテナの特性を変更する必要があると判定する。

以上が、本実施の形態に係る受信装置 3 8 0 0の各構成の説明である。このように、送受信双方に複数アンテナを用いて無,線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づき、必要に応じて受信アンテナの特性を変更することにより、所望の受信品質を確保することができる。

なお、本実施の形態をシングルキャリアに適用する場合、図 37に示した送信装置 3700において、 37 部3703— 1、 3703 _ 2をそれぞれ変調部に置き換え、 I DFT部 3704—1、 3704— 2をそれぞれ拡散部に置き換える。また、図 38に示した受信装置 3800において、 0 丁部38 04— 1、 3804— 2をそれぞれ逆拡散部に置き換える。

(実施の形態 14)

実施の形態 14では、 MIMOを用いたマルチキャリア通信において、受信装置がシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいてアンテナ特性を変更する場合について説明する。

図 39は、実施の形態 14に係る送信装置の構成を示すプロック図である。図 39において、送信装置 3900は、フレーム構成部 3901— 1、 390 1一 2と、 SZP部 3902— 1、 3902— 2と、 IDFT部 3903— 1、 3903— 2と、無線部 3904—1、 3904— 2と、送信アンテナ 390 5— 1、 3905— 2とを有する。

フレーム構成部 3901— 1、 3901— 2は、それぞれ、送信ディジタルデータを入力し、送信ディジタルデータにチヤネノレ推定シンポル、ガードシンボルを挿入して送信ディジタル信号を生成し、これを SZP部 3902— 1、 3902— 2に出力する。

SZP部 3902— 1は、符号化された送信ディジタノレ信号を入力し、直並列変換処理を行い、変調処理を行い、並列化された変調信号を I D FT部 39 03— 1に出力する。 S/P部 3902— 2は、送信ディジタル信号を入力し、直並列変換処理を行い、変調処理を行い、並列化された変調信号を I DFT部 3903— 2に出力する。

I D F T部 3903— 1は、並列化された変調信号を入力し、 I D F T変換処理を行って送信ベースバンド信号を生成し、これを無線部 3904— 1に出力する。 I DFT部 3903— 2は、並列化された変調信号を入力し、 I DF T変換処理を行って送信ベースバンド信号を生成し、これを無線部 3904— 2に出力する。

無線部 3904— 1は、送信ベースバンド信号を入力し、これをァップコンバートして送信信号 Aを生成し、これを送信アンテナ 3905-1から無線送信する。無線部 3904— 2は、送信ベースバンド信号を入力し、これをァップコンバートして送信信号 Bを生成し、これを送信アンテナ 3905— 2から無泉送信する。

以上が本実施の形態に係る送信装置 3900の各構成の説明である。

基地局装置 3900の送信信号のフレーム構成は、上記図 3に示したものと同一である。

次に、図 39に示した送信装置と無線通信を行う本実施の形態に係る受信装置の構成について、図 40のブロック図を用いて説明する。図 40において、受信装置 4000は、受信ァンテナ 4001— 1、 4001— 2と、ァンテナ特性変更部 4002— 1、 4002— 2と、無線部 4003— 1、 4003— 2と、 D FT部 4004— 1、 4004— 2と、データ分離部 4005— 1、 4005— 2と、チャネル推定部 4006— 1〜4006— 4と、信号処理部 4007と、固有値計算部 4008と、電界強度推定部 4009と、実効電界強度計算部 4010と、アンテナ特性判定部 401 1とを有する。

アンテナ特性変更部 4002— 1は、アンテナ特性判定部 401 1にてアンテナ特性を変更する必要があると判定された場合に受信アンテナ 4001-1 のアンテナ特性を変更し、受信アンテナ 4001-1に受信された信号を無,線部 4003— 1に出力する。アンテナ特性変更部 4002— 2は、アンテナ特性判定部 401 1にてアンテナ特性を変更する必要があると判定された場合に受信アンテナ 4001—2のアンテナ特性を変更し、受信アンテナ 4001- 2に受信された信号を無線部 4003-2に出力する。無線部 4003— 1は、受信信号を入力し、これをダウンコンバートして受信ベースバンド信号を生成し、これを D FT部 4004— 1に出力する。無線部 4003— 2は、受信信号を入力し、これをダウンコンバートして受信べ一スパンド信号を生成し、これを D FT部 4004— 2に出力する。

D FT部 4004— 1は、受信ベースバンド信号を入力し、これに対して D FT変換処理を行ってデータ分離部 4005-1に出力する。 D FT部 400 4一 2は、受信ベースバンド信号を入力し、これに対して D FT変換処理を行つてデータ分離部 4005-2に出力する。

データ分離部 4005—1は、受信アンテナ 4001— 1に受信され DFT 変換処理された受信ベースバンド信号を送信信号 Aのチャネル推定シンボル、送信信号 Bのチャネル推定シンボル及びデータシンポルに分離し、送信信号 A のチャネル推定シンボルをチャネル推定部 4006-1に出力し、送信信号 B のチャネル推定シンポルをチャネル推定部 4006-2に出力し、データシンボルを信号処理部 4007に出力する。データ分離部 4005— 2は、受信ァンテナ 4001—2に受信され D FT変換処理された受信ベースバンド信号を送信信号 Aのチャネル推定シンボル、送信信号 Bのチャネル推定シンボル及びデータシンボルに分離し、送信信号 Aのチャネル推定シンボルをチャネル推定部 4006— 3に出力し、送信信号 Bのチャネル推定シンボルをチャネル推定部 400.6— 4に出力し、データシンボルを信号処理部 4007に出力する。チャネル推定部 4006— 1は、受信アンテナ 4001-1に受信された送信信号 Aのチャネル推定シンポルを入力し、送信信号 Aのチャネル推定を行い、チャネル推定値を信号処理部 4007及ぴ固有値計算部 4008に出力する。チャネル推定部 4006— 2は、受信アンテナ 4001-1に受信された送信信号 Bのチヤネノレ推定シンボルを入力し、送信信号 Bのチャネル推定を行い、チャネル推定値を信号処理部 4007及び固有値計算部 4008に出力する。チャネル推定部 4006— 3は、受信アンテナ 4001-2に受信された送信信号 Aのチャネル推定シンボルを入力し、送信信号 Aのチャネル推定を行い、チャネル推定値を信号処理部 4 0 0 7及び固有値計算部 4 0 0 8に出力する。チャネル推定部 4 0 0 6 _ 4は、受信アンテナ 4 0 0 1 - 2に受信された送信信号 Bのチャネル推定シンボルを入力し、送信信号 Bのチャネル推定を行い、チャネル推定値を信号処理部 4 0 0 7及び固有値計算部 4 0 0 8に出力する。信号処理部 4 0 0 7は、チャネル推定値を用いてデータシンボルを復調し、受信ディジタデータを生成する。

固有値計算部 4 0 0 8は、送信信号 Α、 Βのチャネル推定値を入力し、各チャネル推定値により形成される行列に対応する固有値を計算し、固有値を実効電界強度計算部 4 0 1 0に出力する。

電界強度推定部 4 0 0 9は、 D F Τ変換処理された受信ベースバンド信号を入力し、各受信ベースバンド信号の振幅の 2乗である受信電界強度を推定し、推定した受信電界強度を加算して平均化することでシステム全体の受信電界強度を求める。そして、電界強度推定部 4 0 0 9は、各受信ベースバンド信号に対応する受信電界強度を実効電界強度計算部 4 0 1 0に出力し、システム全体の受信電界強度をアンテナ特性判定部 4 0 1 1に出力する。

実効電界強度計算部 4 0 1 0は、各受信ベースバンド信号に対応する受信電界強度及び固有値を入力し、各受信電界強度に固有値の最小パワーを乗算して実効受信電界強度を求め、実効受信電界強度を平均ィ匕して平均実効受信電界強度を求め、平均実効受信電界強度をアンテナ特性判定部 4 0 1 1に出力する。アンテナ特性判定部 4 0 1 1は、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度の差分 Xが所定の閾値より大きい場合に受信アンテナの特性を変更する必要があると判定する。そして、アンテナ特性判定部 4 0 1 1は、判定結果をアンテナ特性変更部 4 0 0 2— 1、 4 0 0 2— 2に出力する。

なお、アンテナ特性判定部 4 0 1 1は、固有ィ直に基づいてアンテナ特 1"生を変更するか否かを判定しても良い。この場合、例えば、アンテナ特性判定部 4 0 1 1は、各サブキャリアの固有値を計算し、各固有値の最大同士、最小値同士を加算し、加算した最大値と最小値の差を求め、その差が所定の閾値より大きい場合はチャネルの相関が高くなつており、多重された信号を分離、復調することが困難で受信特性が劣化するため、受信アンテナの特性を変更する必要があると判定する。

以上が、本実施の形態に係る受信装置 4000の各構成の説明である。このように、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づき、必要に応じて受信アンテナの特性を変更することにより、所望の受信品質を確保することができる。

なお、本実施の形態をシングルキャリアに適用する場合、図 39に示した送信装置 3900において、 3/ 部3902— 1、 3902— 2をそれぞれ変調部に置き換え、 IDFT邰 3903— 1、 3903— 2をそれぞれ拡散部に置き換える。また、図 40に示した受信装置 4000において、 DFT部 40 04— 1、 40◦ 4— 2をそれぞれ逆拡散部に置き換える。

(実施の形態 1 5)

実施の形態 15では、マルチキャリア通信において、受信装置がシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて受信アンテナを切替える場合について説明する。なお、本実施の形態の送信装置の構成は、実施の形態 1 3で説明した図 37の送信装置 3700と同一であるので説明を省略する。図 41は、実施の形態 15に係る受信装置の構成を示すプロック図である。なお、図 41に示す受信装置 4100において、図 38に示した受信装置 38 00と共通する構成部分には、図 38と同一符号を付して説明を省略する。図 41に示す受信装置 4100は、図 38に示した受信装置 3800に対して、アンテナ特性変更部 3802—1、 3802- 2及ぴアンテナ特性判定部 381 1を削除し、アンテナ選択部 4101— 1、 4101— 2及びアンテナ制御部 4102を追加した構成を採る。また、図 41に示す受信装置 4100 は、複数の受信アンテナ 3801— 1〜 3801—6を有する。

アンテナ制御部 4102は、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度の差分 Xが所定の閾値より大きい場合に受信アンテナを切替える必要があると判定する。そして、アンテナ制御部 4 1 0 2は、判定結果をアンテナ選択部 4 1 0 1— 1、 4 1 0 1—2に出力する。

なお、アンテナ制御部 4 1 0 2は、固有値に基づいて受信アンテナを選択しても良い。この場合、例えば、アンテナ制御部 4 1 0 2は、各サブキャリアの固有値を計算し、各固有値の最大値同士、最小値同士を加算し、加算した最大値と最小値の差を求め、その差が所定の閾値より大きい場合はチャネルの相関が高くなつており、多重された信号を分離、復調することが困難で受信特性が劣化するため、受信アンテナを切替える必要があると判定する。

アンテナ選択部 4 1 0 1— 1は、受信アンテナ 3 8 0 1— 1〜3 8 0 1— 3 の中から受信ァンテナを選択し、選択したァンテナに受信された信号を無線部 3 8 0 3 - 1に出力する。アンテナ選択部 4 1 0 1— 2は、受信アンテナ 3 8 0 1— 4〜 3 8 0 1— 6の中から受信アンテナを選択し、選択したアンテナに受信された信号を無線部 3 8 0 3 _ 2に出力する。また、アンテナ選択部 4 1 0 1 - 1 , 4 1 0 1— 2は、アンテナ制御部 4 1 0 2にて受信アンテナを切替える必要があると判定された場合に受信アンテナを切替える。なお、受信アンテナ切替えの方法として、受信電界強度が最も大きい受信アンテナを選択する方法が考えられる。

このように、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づき、必要に応じて受信アンテナを切替えることにより、所望の受信品質を確保することがでさる。

なお、本実施の形態では、選択した受信アンテナに受信された信号をダウンコンバートして受信ベースバンド信号を生成する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、各受信アンテナに受信された信号をそれぞれダウンコンバートして受信ベースバンド信号を生成し、その中から選択しても良い。また、本実施の形態をシングルキャリアに適用する場合、図 3 7に示した送信装置 3700において、 3 ^部3703— 1、 3703 _ 2をそれぞれ変調部に置き換え、 I DFT部 3704—1、 3704— 2をそれぞれ拡散部に置き換える。また、図 41に示した受信装置 4100において、 D FT部 38 04- 1, 3804— 2をそれぞれ逆拡散部に置き換える。

(実施の形態 16)

実施の形態 16では、 MIMOを用いたマルチキャリア通信において、受信装置がシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて受信アンテナを切替える場合について説明する。なお、本実施の形態の送信装置の構成は、実施の形態 14で説明した図 39の送信装置 3900と同一であるので説明を省略する。

図 42は、実施の形態 16に係る受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図 42に示す受信装置 4200において、図 40に示した受信装置 40 00と共通する構成部分には、図 40と同一符号を付して説明を省略する。図 42に示す受信装置 4200は、図 40に示した受信装置 4000に対して、ァンテナ特性変更部 4002— 1、 4002-2及びァンテナ特性判定部 401 1を肖 IJ除し、アンテナ選択部 4201— 1、 4201—2及びアンテナ制御部 4202を追加した構成を採る。また、図 42に示す受信装置 4200 は、複数の受信アンテナ 4001— 1〜4001—6を有する。

アンテナ制御部 4202は、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度の差分 Xが所定の閾値より大きい場合に受信アンテナを切替える必要があると判定する。そして、アンテナ制御部 4202は、判定結果をアンテナ選択部 4201— 1、 4201— 2に出力する。

なお、アンテナ制御部 4202は、固有値に基づいて受信アンテナを選択しても良い。この場合、例えば、アンテナ制御部 4202は、各サブキャリアの固有値を計算し、各固有値の最大値同士、最小値同士を加算し、加算した最大値と最小値の差を求め、その差が所定の閾値より大きい場合はチャネルの相関が高くなつており、多重された信号を分離、復調することが困難で受信特性が劣化するため、受信アンテナを切替える必要があると判定する。

アンテナ選択部 4201— 1は、受信アンテナ 4001- 1-4001-3 の中から受信アンテナを選択し、選択したアンテナに受信された信号を無線部 4003—1に出力する。アンテナ選択部 4201— 2は、受信アンテナ 40 01— 4〜4001—6の中から受信アンテナを選択し、選択したアンテナに受信された信号を無線部 4003一 2に出力する。また、アンテナ選択部 42 01- 1, 4201— 2は、アンテナ制御部 4202にて受信アンテナを切替える必要があると判定された場合に受信ァンテナを切替える。

なお、本実施の形態では、選択した受信アンテナに受信された信号をダウンコンバートして受信ベースバンド信号を生成する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、各受信アンテナに受信された信号をそれぞれダウンコンバートして受信ベースバンド信号を生成し、その中から選択しても良い。また、本実施の形態をシングルキャリアに適用する場合、図 39に示した送信装置 3900において、 3 ？部3902_1、 3902— 2をそれぞれ変調部に置き換え、 I DFT部 3903— 1、 3903— 2をそれぞれ拡散部に置き換える。また、図 42に示した受信装置 4200において、 DFT部 40 04-1, 4004-2をそれぞれ逆拡散部に置き換える。

(実施の形態 17)

実施の形態 1 7では、 MIMOを用いたマルチキャリア通信において、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいてアンテナ特性を変更する場合について説明する。なお、本実施の形態の通信端末装置の構成は、実施の形態 1で説明した図 2の通信端末装置 200と同一であるので説明を省略する。図 4 3は、実施の形態 1 7に係る基地局装置の構成を示すプロック図である。なお、図 4 3に示す基地局装置 4 3 0 0において、図 1に示した基地局装置 1 0 0と共通する構成部分には、図 1と同一符号を付して説明を省略する。

図 4 3に示す基地局装置 4 3 0 0は、図 1に示した基地局装置 1 0 0に対して、変調方法制御部 1 5 5を削除し、ァンテナ特性判定部 4 3 5 1及びァンテナ特性変更部 4 3 0 1— 1、 4 3 0 1 - 2を追加した構成を採る。

分離部 1 5 4は、第 1及び第 2情報シンボルをアンテナ特性判定部 4 3 5 1 に出力する。

アンテナ特性判定部 4 3 5 1は、第 1及び第 2情報シンボルを入力し、第 1 情報シンボルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンボルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、アンテナ特性判定部 4 3 5 1は、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度の差分 Xが所定の閾値より大きい場合に受信アンテナの特性を変更する必要があると判定する。そして、アンテナ特性判定部 4 3 5 1は、判定結果を示す制御信号（以下、「ァンテナ特性判定信号」という）をアンテナ特性変更部 4 3 0 1— 1、 4 3 0 1 一 2に出力する。

無泉部 1 0 4—： Lは、送信ベースバンド信号を入力し、これをァップコンバ一トして送信信号 Aを生成し、これをアンテナ特性変更部 4 3 0 1 - 1に出力する。無線部 1 0 4— 2は、送信ベースバンド信号を入力し、これをアップコンバートして送信信号 Bを生成し、これをアンテナ特性変更部 4 3 0 1 _ 2に出力する。

アンテナ特 14変更部 4 3 0 1— 1は、アンテナ特性判定部 4 3 5 1にてアンテナ特性を変更する必要があると判定された場合に送信アンテナ 1 0 5 _ 1のアンテナ特性を変更し、送信信号 Aを無線送信する。アンテナ特性変更部 4 3 0 1— 2は、アンテナ特性判定部 4 3 5 1にてアンテナ特性を変更する必要があると判定された場合に受信アンテナ 1 0 5— 2のアンテナ特个生を変更し、送信信号 Bを無線送信する。このように、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて、アンテナ特性の変更を行うことにより、チャネル間の相対的な関係を考慮して制御することができるので、受信品質を向上させることができる。

(実施の形態 1 8 )

実施の形態 1 8では、 M I MOを用いたシングルキャリア通信において、システム全体の受信電界強度及ぴ実効受信電界強度に基づいて送信パワーを変更する場合について説明する。なお、本実施の形態の通信端末装置の構成は、実施の形態 2で説明した図 9の通信端末装置 9 0 0と同一であるので説明を省略する。

図 4 4は、実施の形態 1 8に係る基地局装置の構成を示すプロック図である。なお、図 4 4に示す基地局装置 4 4 0 0において、図 8に示した基地局装置 8 0 0と共通する構成部分には、図 8と同一符号を付して説明を省略する。

図 4 4に示す基地局装置 4 4 0 0は、図 8に示した基地局装置 8 0 0に対して、変調方法制御部 1 5 5を削除し、アンテナ特性判定部 4 4 5 1及びアンテナ特性変更部 4 4 0 1— 1、 4 4 0 1 - 2を追加した構成を採る。

分離部 1 5 4は、第 1及び第 2情報シンボルをァンテナ特性判定部 4 4 5 1 に出力する。

了ンテナ特性判定部 4 4 5 1は、第 1及び第 2情報シンポルを入力し、第 1 情報シンポルからシステム全体の受信電界強度を読み取り、第 2情報シンボルから平均実効受信電界強度の値を読み取る。そして、アンテナ特性判定部 4 4 5 1は、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度の差分 Xが所定の閾値より大きい場合に受信アンテナの特性を変更する必要があると判定する。そして、アンテナ特性判定部 4 4 5 1は、判定結果を示すアンテナ特性判定信号をアンテナ特性変更部 4 4 0 1— 1、 4 4 0 1—2に出力する。

無線部 1 0 4— 1は、送信ベースバンド信号を入力し、これをァップコンバ一トして送信信号 Aを生成し、これをアンテナ特性変更部 4 4 0 1 - 1に出力する。無線部 1 0 4— 2は、送信ベースバンド信号を入力し、これをアップコンバートして送信信号 Bを生成し、これをアンテナ特性変更部 4 4 0 1— 2に出力する。

アンテナ特性変更部 4 4 0 1— 1は、アンテナ特性判定部 4 4 5 1にてアンテナ特性を変更する必要があると判定された場合に送信アンテナ 1 0 5— 1のアンテナ特性を変更し、送信信号 Aを無線送信する。アンテナ特性変更部 4 4 0 1 _ 2は、アンテナ特性判定部 4 4 5 1にてアンテナ特性を変更する必要があると判定された場合に受信アンテナ 1 0 5— 2のアンテナ特性を変更し、送信信号 Bを無線送信する。

このように、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて、アンテナ特性の変更を行うことにより、チヤネ間の相対的な関係を考慮して制御することができるので、受信品質を向上させることができる。

なお、本発明は、送信アンテナの数及び受信アンテナの数に制限がない。また、上記各実施の形態ではマルチキヤリァ方式の例として O F DM方式を用いて説明し、シングルキャリアの例として C DMA方式を用いて説明したが、本発明はこれに限られない。 · また、上記各実施の形態では、 D F T後の信号、あるいは、逆拡散後の信号力、ら受信電界強度を推定しているが、本発明は受信電界強度の推定方法に制限はない。

また、上記各実施の形態では、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度の差分に基づいてパラメータの制御を行っているが、本発明はこれに限られず、例えば、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度の比等、平均実効受信電界強度を用いる方法でパラメータの制御を行えば良い。また、本発明では、上記各実施の形態では、平均実効受信電界強度とシステム全体の受信電界強度の差分に相当する固有値の差に基づいてパラメータの制御を行っても良い。以上の説明から明らかなように、本宪明によれば、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムにおいてシステム全体の受信電界強度及ぴ実効受信電界強度に基づいて変調方法等のパラメータを制御することにより、チャネル間の相対的な関係を考慮して変調方法等のパラメータを制御することができ、受信品質の向上を図ることができる。

本明細書は、 2002年 1 1月 26日出願の特願 2002— 342019、 2002年 12月 5日出願の特願 2002—354102、 2003年 1月 1 6日出願の特願 2003— 8002、 2003年 2月 19日出願の特願 200 3-41 133及び 2003年 3月 20日出願の特願 2003— 78037に基づくものである。これらの内容をここに含めておく。産業上の利用可能性

本発明は、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムの通信装置に用いるに好適である。

Claims

請求の範囲

1 . 送信装置と受信装置の双方にて複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムの通信方法であって、

システム全体の受信電界強度を推定する推定工程と、

復調処理に利用可能な受信電界強度である実効受信電界強度を計算する計算工程と、

前記システム全体の受信電界強度及び前記実効受信電界強度に基づいて所定のパラメータを制御する制御工程と、

前記送信装置において、決定したパラメータにより処理した信号を送信する送信工程と、を具備する通信方法。

2. 請求の範囲 1記載の通信方法において、

制御工程では、パラメータの制御として変調方法の制御を行い、

送信工程では、決定した変調方法で変調した信号を送信する。

3 . 請求の範囲 1記載の通信方法において、

制御工程では、パラメータの制御として送信アンテナの選択を行い、送信工程では、選択した送信アンテナから信号を送信する。

4. 請求の範囲 1記載の通信方法において、

制御工程では、パラメータの制御として送信パワーの制御を行い、送信工程では、決定した送信パワーに増幅した信号を送信する。

5 . 請求の範囲 1記載の通信方法において、

制御工程では、パラメータの制御として M I MO通信あるいは時空間符号ィ匕通信のいずれかの通信方式の決定を行い、

送信工程では、決定した通信方式により信号を送信する。

6 . 請求の範囲 1記載の通信方法において、

制御工程では、パラメータの制御として符号化方法の制御を行い、送信工程では、決定した符号化方法にて符号化した信号を送信する。

7 . 請求の範囲 1記載の通信方法において、制御工程では、パラメータの制御としてアンテナ特性の制御を行い、送信工程では、決定したァンテナ特性にて信号を送信する。

8 . 請求の範囲 1記載の通信方法において、

計算工程では、チャネル推定値により形成されるチャネル行列に対応する固有値を計算し、前記固有値に基づいて前記実効受信電界強度を計算する。

9 . 送信装置と受信装置の双方にて複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムの通信方法であって、

システム全体の受信電界強度を推定する推定工程と、

前記受信装置において、決定したパラメータにより信号を受信する受信工程と、を具備する通信方法。

1 0 . 請求の範囲 9記載の通信方法において、

制御工程では、パラメータの制御として受信ァンテナの選択を行い、受信工程では、選択した受信アンテナにより信号を受信する。

1 1 . 請求の範囲 9記載の通信方法において、

制御工程では、パラメータの制御としてアンテナ特性の制御を行い、受信工程では、決定したアンテナ特性により信号を受信する。

1 2 . 請求の範囲 9記載の通信方法において、

1 3 . 送信装置と受信装置の双方にて複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムの前記送信装置であって、

システム全体の受信電界強度、及び、復調処理に利用可能な受信電界強度である実効受信電界強度に基づいて所定のパラメータを制御する制御手段と、前記制御されたパラメータにより処理した信号を送信する送信手段と、を具備する送信装置。

1 4. 送信装置と受信装置の双方にて複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムの前記受信装置であって、

システム全体の受信電界強度を推定する電界強度推定手段と、

復調処理に利用可能な受信電界強度である実効受信電界強度を計算する実効電界強度計算手段と、

前記システム全体の受信電界強度及び前記実効受信電界強度に基づいて所定のパラメータを決定し、決定したパラメータを示す情報を前記送信装置に送信するフレーム構成手段と、

前記送信装置にて前記決定されたパラメータにより処理されて送信された信号を前記複数のアンテナで受信する受信手段と、を具備する受信装置。

1 5 . 送信装置と受信装置の双方にて複数アンテナを用いて無線通信を行うシステムの前記受信装置であって、

前記システム全体の受信電界強度及び前記実効受信電界強度に基づいて所定のパラメータを制御する制御手段と、

前記制御されたパラメータで信号を受信する受信手段と、

を具備する受信装置。

1 6 . チャネル推定値により形成されるチャネル行列に対応する固有値を計算する固有値計算手段を具備し、

実効電界強度計算手段は、前記固有値に基づいて前記実効受信電界強度を計算する請求の範囲 1 4に記載の受信装置。