WO2005013528A1

WO2005013528A1 - 無線伝送制御方法並びに無線受信装置及び無線送信装置

Info

Publication number: WO2005013528A1
Application number: PCT/JP2004/010845
Authority: WO
Inventors: Yoshitaka Hara; Akinori Taira; Tomoaki Otsuki; Kenji Suto
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha; Tokyo University Of Science
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2005-02-10
Also published as: US8385295B2; CN101697496A; EP2194660B1; EP2194660A3; CN1830168A; JP2005057497A; CN101657011B; EP1662686A4; CN101657011A; KR20090037982A; KR20090037981A; KR100951330B1; US20120134437A1; EP2194660A2; KR100951332B1; EP1662686A1; KR100926289B1; US8125963B2; KR20060054417A; CN1830168B

Abstract

　従来は送信アンテナ数が受信アンテナ数よりも多いと、各送信アンテナから同時送信された異なる信号を受信側では分離できず、受信信号品質が大きく劣化する。送信機と受信機は夫々複数のアンテナを備え、送信機がパイロット信号を送信し、受信機はパイロット信号を受信し、このパイロット信号に対応する伝送関連情報を算出し、この算出情報に基づき、送信機で利用する送信信号を選定して送信機に通知し、送信機は利用する送信信号から送信アンテナを選定しその送信アンテナで情報信号を送信することで、受信側での信号分離が容易になる。

Description

明細書

無線伝送制御方法並びに無線受信装置及び無線送信装置

技術分野

[0001] この発明は、無線受信装置と無線送信装置がそれぞれ複数のアンテナを用いて s

DM伝送を行う MIMOシステムにおける無線伝送制御方法、並びに無線受信装置、及び無線送信装置に関するものである。

^景技術

[0002] 近年、無線通信はその利便性により目覚しく普及している。このため、利用周波数の逼迫対策が急がれている。この周波数を有効に利用する技術の一つとして、近年送受信機で複数のアンテナを用いて高速信号伝送を行う MIMO(Multi-Input Multi-Output)システムの研究が盛んに行われている。 MIMOシステムでは、送受信機で複数のアンテナを用いることにより、送受信機力個のアンテナの場合より高容量が達成できることが知られている。

[0003] MIMOシステムでは、複数の送信アンテナからそれぞれ個別に信号を送信し、受信側では信号処理を用いて各信号を抽出する SDM(Space Division Multiplexing)伝送が多く研究されている。そこで、以下では SDM伝送の代表的な文献に基づき従来技術の説明を行う（例えば、非特許文献 1及び 2参照)。

[0004] 図 32及び図 33に SDM伝送を行う送受信機の構成を示す。 SDM伝送では、送信機の各アンテナから個別に時系列の信号を送信し、図 33に示すように、受信機では個々の送信信号に対応するビーム形成を用いて信号受信する。この信号処理構成について、以下で説明を行う。なお、送信アンテナを N本、受信アンテナを M本、送信アンテナ nから受信アンテナ mへの伝搬係数を h 、送受信機間の伝搬特性を行列 mn

H=[h ]として説明を進める。

mn

[0005] 図 32に示すように送信機の端末 A1では N本の送信アンテナ 3から時系列の送信信号 s (ρ)(η=1，···，Ν)を送信する。送信信号は伝搬路 5を通って、 Μ本の受信アンテナ η

4で受信される。受信機の端末 Β2では、受信信号に対し、受信ウェイト乗算部 131、 132、 133でウェイト Vを乗じて信号合成を行なう。 [0006] 以下では、この一連の過程を数式を用いて表す。受信アンテナ 4での受信信号を X (P)とすると、受信ベクトル χ(ρ)=[χ (ρ), · · · ,χ (ρ)]^τ (Τは転置)は次式で与えられる。

1

[0007] x(p) =∑ =l^N h s (p)+z(p)

ここで、 s (ρ), · · · ,3 (p)は送信信号、 h =[h , - - - ,h ]'は送信アンテナ 3から M本の受

1 N n In Mn

信アンテナ 4への伝搬ベクトル、 ζ(ρ)=[ζ (ρ), - · - ,ζ (ρ)]^τは雑音ベクトル、 ζ (ρ)はアンテ

1 m ナ 4での雑音成分を表す。

[0008] また、受信側の端末 B2では送信アンテナ 3からの信号 s (p)を受信するために適し

n

たウェイト v =[v · ,ν ]^Τを決定する。信号合成後の出力 y (p)は次式で与えられる。

n

[0009] y (P) =V ΧΦ

=∑ =1^Ν (ν ^Th ) s (ρ)+ ν ^Γζ(ρ)

ηθ ηθ ηθ

[0010] 受信ウェイト νにはさまざまな決定方法があるが、出力 y (p)が信号 s (p)に近づくよう n n n

各信信ウェイト Vを決定する。たとえば、 ZF(Zero Forcing)基準に基づくウェイト決定では、次式が満たされるようにウェイト Vを決定する。

n

v ^Th =1 n0=nの場合

ηθ

v ^Th =0 ηθが n以外の場合（式 1)

[0011] (式 1)は、希望信号 s (p)が強く受信され、他の信号 s (ρ) (ηθは n以外の整数)が抑

η

圧される条件を示している。従って、希望信号のみを良好に受信することができる。また、異なる nに対して異なるウェイト Vを用いて信号受信することで、複数の信号を分

n

離して取り出すことができ、空間的に多重伝送することができる。なお、ここでは一例として ZF基準に基づくウェイト決定法を述べたが、この他に MMSE合成法などの類似したウェイト演算法がある。いずれのウェイト演算法も基本的には（式 1)と同様に、希望信号以外の信号を抑圧することを目的としている。

[0012] このように受信側の端末 B2では複数の信号の中から希望信号以外の信号を抑圧することで、空間多重伝送方式（SDM; Space Division Multiplexing)を実現できる。 S DM伝送では、同時に複数の信号を伝送するため、送受信機が単一アンテナを用いる従来の伝送方式と比較して、高速な信号伝送が可能となる利点がある。

[0013] しかし、現実には（式 1)は、信号多重数 Nが受信アンテナ数 M以下の場合 (N≤M) に実現可能である力 N >Mの場合には実現不可能となる。この内容を理解するため、より詳細な説明を行う。（式 1)において、ベクトル V及び h はそれぞれ M次元空間上の一つのベクトルとして表すことができる。また、 V

=0となるのは、 v 力 ¾1次元空間上で直交関係にある状態に相当する。ところで、

M次元空間上で M_l個の独立なベクトル h を設定するこ

とは可能である力 M個以上の独立なベクトル h と直交するベクトル Vを設定すること

は不可能である。従って、理論上 M個以上の独立なベクトル h =0の関

係を満たすことは不可能であり、 N >Mの場合に（式 1)は実現不可能となる。

[0014] その結果、信号多重数 Nが受信アンテナ数 Mよりも大きレ、場合、受信側ではレ、かなるウェイト Vを用いても、他の信号の抑圧を十分行えない。そのため、受信信号品質

n

は急速に劣化する。この状況を避けるためには、送信アンテナ数が受信アンテナ数よりも多い環境において、空間多重伝送を円滑に行う方法が必要とされるが、現在までにその解決策は示されていない。

[0015] 非特許文献 1： A. V. Zelst, R. V. Nee, and G. A. Awater,「Space Division

Multiplexing (SDM) for OFDM systems] IEEE Proc. of VTC2000 Spring, pp.

1070—1074, 2000

非特許文献 2 :黒崎、浅井、杉山、梅比良、「MIM〇チャネルにより 100Mbit/sを実現する広帯域移動通信用 SDM - COFDM方式の提案」信学技報、 RCS2001-135, Oct. 2001

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0016] 従来手法のビーム形成法では送信アンテナ数が受信アンテナ数よりも少ない場合に円滑に空間多重伝送を行うことができる。しかし、現実の無線通信では、送信アンテナ数が受信アンテナ数より多くなる環境が多く存在する。この場合、従来の伝送方法を用いて、各送信アンテナから異なる信号を同時送信すると、受信側では互いの信号を分離できず、受信信号品質が大きく劣化する。従って、送信アンテナ数が受信アンテナ数よりも多い環境において、互いに信号を分離でき、高品質な信号伝送を行える方法が必要とされてレ、る。

[0017] また、送信アンテナ数が受信アンテナ数より少ない場合であっても、全ての送信ァンテナを用いて信号を送信する方法が必ずしも伝送効率がよいとは限らなレ、。例えば、 2つの伝搬ベクトル h と h が互いに類似している場合には、一方の信号 h を抑

nO nl nl 圧することによって、希望信号 h も抑圧されてしまう場合もある。このような場合には、

2つの信号を送信するよりも、一方の信号を停止する方が良好な信号伝送を行える場合も考えられる。

[0018] このように、信号の送信手法を制御することによって、より効率的な信号伝送が可能となる可能性がある。 MIMOシステムにおレ、てより効率的な信号伝送を可能とする送受信間の制御方法及び通信方式が必要とされている。

課題を解決するための手段

[0019] この発明に係る無線伝送制御方法は、複数のアンテナを有する無線送信装置と、複数のアンテナを有する無線受信装置とを備え、複数の信号を相互に SDMで伝送する MIMOシステムにおいて、前記無線送信装置がパイロット信号を送信するステツプと、前記無線受信装置は前記パイロット信号を受信し、前記パイロット信号に対応する伝送関連情報を推定するステップと、推定された前記伝送関連情報に基づレ、て前記無線送信装置にぉレ、て利用する送信信号を選定するステップと、前記利用する送信信号を記述した制御信号を前記無線送信装置へ通知するステップと、前記無線送信装置は通知された前記制御信号に基づいて利用するアンテナを選定し、選定されたアンテナから前記無線受信装置へ情報信号を送信するステップとを含むものでめる。

[0020] また、この発明に係る無線受信装置は、無線送信装置との間で SDMにより信号を伝送する無線受信装置であって、前記無線送信装置から送信されたパイロット信号を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナで受信された前記パイロット信号に対応する伝送関連情報を推定するパイロット信号検出部と、前記パイロット信号検出部で推定された前記伝送関連情報に基づいて前記無線送信装置において利用する送信信号を選定する送信信号判定部と、前記送信信号判定部で選定された前記利用する送信信号を記述した制御信号を前記無線送信装置へ通知する制御情報伝送部とを設けたものである。

[0021] さらに、この発明に係る無線送信装置は、無線受信装置との間で SDMにより信号を伝送する無線送信装置であって、複数のアンテナからパイロット信号を前記無線受信装置へ送信する信号送信部と、前記パイロット信号に対応する伝送関連情報に基づき前記無線受信装置で選定された利用する送信信号を記述した制御信号を、前記無線受信装置力受信する制御情報受信部と、前記制御情報受信部で受信された前記制御信号に基づいて利用するアンテナを選定する送信信号決定部とを設け、前記信号送信部は、前記送信信号決定部で選定されたアンテナから前記無線受信装置へ情報信号を送信するものである。発明の効果

[0022] この発明に係る無線伝送制御方法は、無線送信装置からのパイロット信号により、無線受信装置は利用する送信信号を選定して無線送信装置に通知し、無線送信装置はこの利用する送信信号に基づき情報信号を無線受信装置に送信するので、無線受信装置では信号の分離を円滑に行うことができる情報信号を受信でき、伝送効率を向上することができる。

[0023] また、この発明に係る無線受信装置は、無線送信装置から送信されたパイロット信号に対応する伝送関連情報を検出し、この検出情報に基づいて利用する送信信号を選定して無線送信装置に通知するので、伝搬環境、送受信アンテナ数などの状況に応じて信号の分離を円滑に行うことができる情報信号を受信でき、伝送効率を向上すること力 Sできる。

[0024] さらに、この発明に係る無線送信装置は、複数のアンテナからパイロット信号を送信し、このパイロット信号に対応する伝送関連情報に基づき受信機で選定された利用する送信信号を受信して、この利用する送信信号で情報信号を送信するので、無線受信装置側で、伝搬環境、送受信アンテナ数などの状況に応じて信号の分離を円滑に行うことができる情報信号が送信でき、伝送効率を向上することができる。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1]この発明の実施例 1における MIMOシステム用送受信機の基本構成図である

[図 2]実施例 1における伝送制御方法を示すフローチャートである。

[図 3]実施例 1におレ、て端末 Bから端末 Aへ制御信号を伝送する状況を示す図である園 4]実施例 1において端末 Aから端末 Bに情報信号を伝送する状況を示す図である図 5]実施例 1において用いるパイロット信号及び制御信号のフォーマット図である。図 6]実施例 1における端末 Bのパイロット信号検出部の構成図である。

図 7]実施例 2における送信信号判定部の概略を表す図である。

図 8]実施例 2における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャートである。図 9]実施例 3における送信信号判定部の概略を表す図である。

図 10]実施例 3における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャートである。図 11]実施例 4における送信信号判定部の構成を表す図である。

図 12]実施例 4における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャートである。図 13]実施例 4における SINR予測法を示す図である。

図 14]実施例 4における出力 SINRと評価値の関係を表すテーブルの図である。図 15]実施例 4における信号の組合せと評価値との対応を表すテーブルの図である図 16]実施例 4における送信信号判定部での制御手順を示すフローチャートである。図 17]実施例 5における出力 SINRと伝送フォーマット及び評価値の関係を表すテーブノレの図である。

図 18]実施例 5における出力 SINRと評価値の関係を表すテーブルの図である。図 19]実施例 5において用いる制御信号のフォーマットの一例を示す図である。図 20]マルチキャリア通信システムの基本構成図である。

図 21]実施例 6におけるマルチキャリア SDM伝送の送受信機の構成図である。図 22]実施例 7における送信信号判定部の構成を表す図である。

図 23]実施例 7における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャートである。図 24]実施例 7における平均出力 SINRの算出法を示す図である。

図 25]実施例 8における MIMOシステム用送受信機の基本構成図である。

図 26]実施例 8における伝送制御法を示すフローチャートである。

図 27]実施例 9における MIMOシステム用送受信機の概念図である。 [図 28]実施例 9における伝送制御法を示すフローチャートである。

[図 29]実施例 10における信号電力の組合せと評価値との対応を表すテーブルの図である。

[図 30]実施例 10における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャートである

[図 31]実施例 10において用いる制御信号のフォーマットの一例を示す図である。

[図 32]従来技術における SDMA伝送時の送受信機構成図である。

[図 33]従来技術における SDMA伝送時の送受信機構成と受信ビーム形成を示す概念図である。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、この発明の各実施例について図面に基づき説明する。

実施例 1

[0027] 本実施例は、複数の信号を空間多重（SDM)伝送する MIMOシステムにおける効率的な信号伝送法及び通信方式に関するものである。以下、説明にあたって、情報信号の送信側を端末 A、受信側を端末 Bと呼ぶ。

[0028] 図 1は本実施例を表す最も基本的な送受信構成図である。図 2は本実施例の制御手順を表すフローチャートである。図 3は端末 Bから端末 Aへ制御信号 (制御情報）を通知する様子を示す。図 4は端末 Aから端末 Bに対して情報信号を伝送する際の様子を示している。図 5は（a)が端末 Aから送信するパイロット信号を、（b)が端末 Bから端末 Aに伝送する制御信号を示している。図 6は端末 Bにおけるパイロット信号検出部の構成を表す。以下、図 1一 6を用いて本実施例を説明する。

[0029] 本実施例は、いかなる送受信アンテナ数を有する MIMOシステムに対しても適用可能な、高効率な信号伝送法である。

[0030] 図 2に従い本実施例の基本的な制御手順を説明する。まず、本実施例では、端末 Aは情報信号を送信する前に、各アンテナ 3からパイロット信号を送信する（S101)。端末 Bはパイロット信号を受信すると、伝送関連情報として各パイロット信号の伝搬べタトルを推定する（S102)。具体的な伝搬ベクトルの推定方法にはさまざまな方法があるが、その具体例は後述する。端末 Bは推定伝搬ベクトルに基づき、情報信号の送信に利用する送信信号 (送信チャネル)を決定し (S103)、利用する送信信号を制御信号によって端末 Aに通知する（S104)。制御信号を受けた端末 Aは、利用する送信信号から利用するアンテナ 3を選択して端末 Bへ情報信号を送信する（S105)。

[0031] このような手順に基づいて制御を行うことにより、伝搬環境に応じて送信アンテナを選択でき、効率的な信号伝送を行うことが可能となる。本実施例はいかなる送受信ァンテナ数に対しても適用可能であるが、特に送信アンテナ数 Nが受信アンテナ数 M より多い場合には、送信に用レ、る送信アンテナ数を減らすことで、端末 Bでの情報信号の分離受信を円滑に行うことが可能となる。

[0032] 図 1は本制御における送受信機構成を示している。図中、端末 A1 (無線送信装置）は、信号送信部 6と、制御情報受信部 7と、送信信号決定部 8を備える。一方、端末 B 2 (無線受信装置)は、パイロット信号検出部 9と、送信信号判定部 10と、制御情報伝送部 11と、情報信号受信部 12を備える。

[0033] また、端末 A1は N本のアンテナ 3を備え、端末 B2は M本のアンテナ 4を備え、送受信間の伝搬路 5は伝搬特性を行列 H=[h ]と表わす。

mn

[0034] 図 1、図 2に基づき本実施例の動作につき更に詳しく述べる。端末 A1の信号送信部 6は、情報信号を送信する前に、各アンテナ 3からパイロット信号を送信する（S10 1)。端末 Bのパイロット信号検出部 9では、アンテナ 4により端末 Aからのパイロット信号を検出し、つまり受信し、各パイロット信号の伝搬ベクトルを推定する（S102)。具体的な伝搬ベクトルの推定方法にはさまざまな方法がある力その具体例は後述する。送信信号判定部 10では、推定伝搬べ外ルに基づき、情報信号の送信に利用する送信信号を判定、つまり決定する。本実施例では情報信号の伝送に用いる送信信号の組み合わせを決定する（S103)。制御情報伝送部 11では、決定された送信信号の組合せを制御信号によりアンテナ 4から端末 Aへ通知する（S104)。図 3は端末 B2から端末 A1への制御信号の送信を示している。端末 A1は制御情報受信部 7において、アンテナ 3により端末 B2から制御信号を受信し、送信信号決定部 8ではその制御信号に基づき利用する送信信号を決定、つまり利用するアンテナ 3を選定する。その後、図 4に示すように、端末 A1の信号送信部 6は、選定されたアンテナ 3から情報信号を送信し (S105)、端末 Bは情報信号受信部 12において、情報信号を受信する。

[0035] 図 5は（a)が本制御のパイロット信号 20、（b)が制御信号 21のそれぞれのフォーマットの一例である。端末 Aは各アンテナ 3からそれぞれ個別の異なるパイロット信号 s

n

(P)を送信する。また、端末 Bから端末 Aへの制御信号では、アンテナ番号（# 1一 # N)に対して送信を行う場合は「1」、行わない場合は「0」を通知する。なお、信号フォ一マットにはさまざまな形式が考えられ、本フォーマットはその一例にすぎなレ、。伝搬ベクトルの推定に用いることのできるパイロット信号や、利用する送信信号を通知できる制御信号であれば、レ、かなる信号フォーマットであっても構わない。

[0036] 図 6に端末 Bのパイロット信号検出部 9において伝搬ベクトルの推定を行う構成を示す。伝搬ベクトルの推定は、受信したパイロット信号とパイロット信号検出部 9に予め保存されている既知パイロット信号 s (p)との相関をアンテナごとに求めることで得るこ

11

とができる。

[0037] すなわち、受信ベクトル χ(ρ)=[χ (ρ), · · ·,χ (ρ)]^Τに対して、次式により伝搬ベクトル h

1 n

=[h , h , · · ·, h ]^Tを推定できる。

11 21 Ml

[0038] h =モ ^N x(p)s (p)*

n π=1 n

[0039] ここで、 *は複素共役である。通常、この操作は整合フィルタ (MF:Matched Filter) を用いて実現される。図 6では伝搬べタトノレの推定を行う一例を示した力これ以外にも受信信号からパイロット信号に関する伝送関連情報である伝搬情報を検出するものであれば、いかなる構成でも構わない。また、伝搬べクトノレ以外であってもパイ口ット信号に関する有効な伝搬情報であればレ、かなるパラメータでも構わなレ、。

[0040] パイロット信号検出部 9で伝搬情報 (伝搬べ外ルの推定)が算出されると、送信信号判定部 10ではその情報を用いて送信信号の選定を行う。送信信号の選定法としてはさまざまな方法が考えられる。以降、実施例 2 実施例 5では、この送信信号の選定方法に関してレ、くつかの実施例を示す。ただし、本発明は実施例 2—実施例 5 で述べる選定法の例に限られるものではなぐ伝送関連情報である伝搬情報を用いて情報信号の送信を制御し、伝送の効率化を行ういかなる選定法であっても構わなレ、。

実施例 2 [0041] 本実施例は、複数の信号を空間多重（SDM)伝送する MIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。特に、実施例 1における端末 Bでの送信信号の選定方法に関する具体的な一つの方法を示す。

[0042] 図 7は本実施例における送信信号判定部 10を示しており、図 8は送信信号判定部

10における制御手順を示すフローチャートである。以下、図 7、図 8を用いて本実施例における送信信号の選定方法について説明する。

[0043] 図 7に示すように、送信信号判定部 10は、複数の送信信号の中力なるベく電力の大きい信号を R個選定する。具体的には、端末 Bの送信信号判定部 10はパイロット信号検出部 9から伝搬ベクトル hを受け取ると、ノルム | |h

n n IIの大きい順に R個の信号を選択する（S201)。次に、選定した信号の番号 nを制御情報伝送部 11に通知する (S202)。

[0044] この選定によって伝搬環境のよいチャネルを選んで利用できる。また、選定する信号数 Rを受信アンテナ数 Mよりも小さくすることにより、端末 Bでは各情報信号を分離受信することも可能となる。

[0045] 従って、本実施例に従えば、伝搬環境のょレ、送信信号 (送信チャネル)を選定して信号伝送を行うことができる。また、受信機での各情報信号の分離受信も円滑に行える。

実施例 3

[0046] 本実施例は、複数の信号を空間多重（SDM)伝送する MIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。特に、実施例 1における端末 Bでの送信信号の選定方法に関する方法であり、実施例 2とは異なる一つの方法を示す。

[0047] 図 9は本実施例における送信信号判定部 10を示しており、図 10は送信信号判定部 10における制御手順を示すフローチャートである。以下、図 9、図 10を用いて本実施例の送信信号の選定方法について説明する。

[0048] 図 9に示すように、送信信号判定部 10は、複数の送信信号の中から相互の空間相関がなるべく小さくなるよう R個の信号を選定する。ここで、空間相関とは

lh ι/d ih I I i ih i i)もしくは ih

nl n2 nl n2 nl n2 で定義されるパラメータであり、このパラメータが小さいほど、信号 nl，n2は空間的に直交関係に近い状態といえる。相互の信号が直交関係に近いほど、端末 Bでは 2つの信号の分離は容易となる。従って、この選定によって相互に信号を抑圧しやすい環境で信号伝送を行うことができる。その結果、端末 Bでは各情報信号の分離が容易となる。

[0049] 具体的な制御手順として、端末 Bのパイロット信号検出部 9で伝搬ベクトル hが推定

n されると、まず送信信号判定部 10はノルム ||h

11 IIが最大となる信号 nを選定する（S301

)。次に、選定した信号 nを変数 nlのグノレープに加える（S302)。なお、初期状態では nlのグループは要素を持たなレ、。変数 nlの要素が R個より少ない場合（S303)には、グノレープ nlに属する信号と信号 nとの空間相関の和

∑ |h ^H h |/(||h || ||h

iu π nl n nl ID

が最小となる信号 nを変数 nlのグループ以外から新たに選定し（S305)、グループ nl に要素としてカロえる（S302)。また、ステップ S302の終了時に nlの要素が R個以上の場合（S303)には、グノレープ nlとして選定した番号を制御情報伝送部 11に通知して（S304)、処理を終了する。

[0050] このような一連の処理によって、相互に空間相関の小さい信号の組合せを選定でき、端末 Bでは各情報信号の分離受信を円滑に行える。その結果、高効率信号伝送が可能となる。また、送信アンテナ数 Nが受信アンテナ数 Mより多い場合にも、選定する信号数 Rを受信アンテナ数 Mよりも小さくすることにより、端末 Bでは各情報信号を分離受信することも可能となる。

実施例 4

[0051] 本実施例は、複数の信号を空間多重（SDM)伝送する MIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。特に、実施例 1における端末 Bでの送信信号の選定方法に関する方法であり、実施例 2、実施例 3とは異なる方法の一つを示す。

[0052] 図 11は本実施例における送信信号判定部 10の構成を示しており、図 12は送信信号判定部 10における制御手順を示すフローチャートである。図 13は本実施例で用いる SINR予測法の一例であり、図 14は送信信号判定部 10において評価値を決定するための SINRと評価値の対応表である。図 15はさまざまな信号の組合せに対して評価値を算出した結果を示している。以下、図 11一 15を用いて本実施例の送信信号の選定方法について説明する。

[0053] 図 11に示すように、送信信号判定部 10は、信号候補選定部 31と、出力信号対干渉雑音電力比（SINR: Signal to interference- plus-noise)算出部（以下、出力 SINR 算出部と云う） 32と、伝送評価部 33と、利用信号決定部 34から構成される。

[0054] 送信信号判定部 10では、まず信号候補選定部 31が送信信号の組合せの候補を選定する（S401)。出力 SINR算出部 32ではその送信信号の組合せを送信した場合に得られる端末 Bでの出力 SINRを予測する（S402)。具体的な予測方法の一例については後述する。伝送評価部 33では、予測された出力 SINRの結果から、送信信号の組合せの候補に対する評価値を決定する（S403)。この評価は、送信信号のさまざまな組合せの候補全てに対して行われ（S404)、最終的に評価値の最も高かつた送信信号の組合せを利用信号決定部 34で選定し、制御情報伝送部 11に通知する（S405)。

[0055] 図 13は、出力 SINR算出部 32においてステップ S402で行う各信号の出力 SINR の予測方法を示している。

[0056] 予測 SINRの算出にあたっては、推定伝搬ベクトル hを用いてまず受信ウェイト Vの n n 計算が行われる。

[0057] 例えば ZF基準及び MMSE合成基準の場合、受信ウェイト Vは次式で与えられる。

V (ZF基準の場合）

v =(∑ h h H+P I)"¹ h (MMSE合成基準の場合）

n nO nO nO N nO

[0058] 演算された受信ウェイトに対して、希望信号及び干渉雑音成分の電力を計算することにより、出力 SINRを次の（式 2)で求めることができる。

Γ =|h (p)|V{v ^Η(∑ h h ^H+P I) v -I h ^H v (p)|²} (式 2)

n n n n nO nO nO N n n n

ここで、 Pは雑音電力であり、あらかじめ推定された値である。

N

[0059] なお、受信ウェイ Wは ZF基準、 MMSE合成基準以外のウェイト演算でも構わな n

レ、。いかなるウェイト Vに対しても（式 2)の SINR予測式を適用できる。

n

[0060] このように出力 SINRが求められると、伝送評価部 33では SINRに基づいて伝送評価値を決定する。ここでは、具体的な一例として、 SINRに応じて評価値を 0と 1にする方法を説明する。ただし、本実施例は SINRに基づく伝送評価法に限定されるものではなぐさまざまな評価基準に基づき信号の組合せを選定することができる。

[0061] また、本発明は、信号の組合せ候補を想定して伝送評価を行い、その結果を用いて伝送制御を行なういかなる MIMOシステムにも適用できる。

[0062] 伝送評価部 33は、図 14に示すような SINRに対して評価値を決定するテーブルを有している。ここでは、 SINR力 S4dB以上の場合に評価値を 1とし、それ以外は 0としている。この評価を各信号の出力 SINRに対してそれぞれ実行する。

[0063] 図 15はこの評価をさまざまな信号の組合せ 51に対して行った結果を示している。

本実施例では 3個のアンテナにより送信を行う種々の組合せを信号の組合せとしている。ここでは、出力 SINR52の予測、各信号の評価値 53の算出、評価値の合計 54 (総合評価値）の算出を行った結果をまとめている。このように、各信号の組合せに対して評価値の合計 54を算出し、利用信号決定部 34において評価値の合計 54が最大となる信号の組合せ 55を選定する。

[0064] 図 15の例では # 1、 # 2のアンテナを用い、 # 3のアンテナを用いない場合に、評価値の合計が最大となっており、この組合せ 55が選定される。なお、最大評価値を達成する組合せが複数存在する場合は、そのうち任意の 1つを選択する。選定された信号の組合せは、制御情報伝送部 11を通して、端末 Aに通知される。

[0065] このような制御方法に基づくと、さまざまな送信環境から伝送効率を評価し、その中で最も優れた伝送効率を有する信号の組合せを選定できる。その結果、伝送制御を行わなレ、従来の MIMOシステムと比較して、伝送効率の高レ、通信システムが構築できる。

[0066] 本実施例はレ、かなる送受信アンテナ数に対しても伝送効率の向上に利用することができる。特に、送信アンテナ数 Nが受信アンテナ数 Mよりも多い場合には、端末 B で信号分離が可能な状態を達成しつつ伝送速度の改善を同時に行えるため、適用効果は大きい。

実施例 5

[0067] 本実施例は、複数の信号を空間多重（SDM)伝送する MIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。本実施例は実施例 1と同様な送受信機の構成を有するが、端末 Bから端末 Aへ通知する制御信号が異なり、本実施例では、各送信信号の伝送フォーマット番号を通知する。

[0068] 図 16は本実施例における送信信号判定部 10での制御手順のフローチャートを示してレ、る。図 17は送信信号判定部 10において評価値を決定するための出力 SINR と評価値の対応表である。図 18はさまざまな信号の組合せに対して評価値を算出した結果を示している。図 19は端末 Bから端末 Aに伝送される制御信号のフレームフォ一マットの一例である。以下、図 16—図 19を用いて、本実施例の説明を行う。

[0069] 本実施例の送信信号判定部 10は実施例 4と同様に図 11の構成を有しており、信号候補選定部 31と、出力 SINR算出部 32と、伝送評価部 33と、利用信号決定部 34 力構成される。制御手順として、まず信号候補選定部 31が送信信号の組合せの候補を選定し (S501)、出力 SINR算出部 32ではその組合せに対する信号の出力 SI NRを予測する（S502)。伝送評価部 33では、その出力 SINRの結果に基づき評価値を決定する（S503)。この評価値は、信号のさまざまな組合せの候補全てに対して算出され (S504)、最終的に評価値の最も高かった送信信号の組合せを利用信号決定部 34で選定する。この際、利用信号決定部 34はその信号の組合せを送信するのに適した伝送フォーマットを決定し、その伝送フォーマット番号を制御情報伝送部 11に通知する（S505)。

[0070] 図 17は出力 SINR予測値に対して評価値を決定するためのテーブルである。本テ一ブルは、出力 SINR予測値に対して所定の通信品質を実現する伝送フォーマット及び伝送速度を示す。ここで、所定の通信品質とは、ビット誤り率（BER: Bit Error Rate)またはパケット誤り率 (PER : Packet Error Rate)などに関する要求基準である。すなわち、要求基準の BERあるいは PERを満たす範囲でなるべく伝送速度が高くなるように、符号化方法 (符号化率、拘束長など）、変調方式などのフォーマットを設定する。

[0071] 図 17では、ある SINR62のもとで用いるべき変調方式 63、符号化率 64などが記載されている。一般に、 SINRが向上するほど、ビット誤りに強くなるので、符号化率を大きく設定できる。また、多値変調を用いることもできる。その結果、伝送速度 65は SI NRの向上とともに大きくなる。

[0072] 本テーブルを用いると、ある SINRのもとで所定の要求品質を達成するための伝送フォーマットとその伝送速度を決定できる。また、伝送速度を評価値として扱えば、さまざまな信号の組合せに対して、評価値を算出することもできる。

[0073] 図 18はさまざまな信号の組合せ 71に対して各信号の評価値 73として伝送速度を用レ、、その評価値の合計 74を算出した結果である。利用信号決定部 34では、図 18 の中で評価値の合計 74が最大となる信号の組合せを選定する。本実施例では評価値の合計が 10. 5になる信号の組合せ（1， 1 , 0)が選定される。

[0074] 評価値の合計が最大となる組合せを選定することで、 MIMOシステムにおいて要求品質基準を満たしつつ伝送速度の向上を行える。

[0075] このように信号の組合せが選定されると、その伝送フォーマット番号が図 17を参照して決定され、制御情報伝送部 11を通して端末 Aに通知される。図 19はその制御信号 81の構成を示す一例であり、各信号ごとに伝送フォーマット番号が指定されている。本図において「0」は送信信号として用いないことを示す。また、「8」、「15」、「6」は送信信号として用いる際の伝送フォーマット番号を示し、これは図 17に示すように本実施例では、選定された組合せの各信号の SINRに応じて伝送規格番号「1」一「31 」が選定される。

[0076] 以上のように、端末 Bは、送信信号の組み合わせに対応する伝送フォーマット番号を選定し、端末 Aに通知する。通知を受けた端末 Aは通知された伝送フォーマット番号に対応する伝送フォーマットや伝送速度に従い、情報信号の伝送を行う。

[0077] 本手法に従うと、従来の伝送制御を行わない MIMOシステム及び前述の実施例 1 一 4と比較して、要求通信品質を満たしつつ、より伝送速度の高い通信を実現できる。このように、伝送フォーマットに自由度をカ卩えることにより、より綿密なシステム設計が可能となり、伝送速度を向上できる。

[0078] なお、以上の説明では伝送速度を評価値として用いたが、伝送速度以外のパラメータを評価値としても構わなレ、。

実施例 6

[0079] 本実施例は、複数の信号を空間多重（SDM)伝送する MIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。特に、マルチキャリア伝送を行う SDM伝送について示したものである。

[0080] 図 20は一般的なマルチキャリア伝送を説明するための基本構成図である。図 21はマルチキャリア伝送に MIMOシステムを適用する場合の送受信の構成図である。以下、図 20、図 21を用いて、本実施例の説明を行う。

[0081] 最近、無線通信では、より高速伝送、高速移動の可能なシステムへの要求が高ぐ広帯域な無線伝送を行う必要が生じている。広帯域信号の伝送に関しては、複数のキャリアを同時に用いて信号の並列伝送を行うマルチキャリア方式が特に注目を集めている。マルチキャリア伝送方式では、低速なデータを周波数上で並列に配置し、異なるキャリアを用いて同時に送信する。信号の並列伝送を行うことによって伝送速度の向上を図っている。

[0082] 図 20にマルチキャリア通信システムの基本構成図を示す。図に示すように、マルチキャリア信号送信部 91では複数の信号を異なる複数の周波数に多重（93— 96)し、信号伝送する。また、受信側のマルチキャリア信号受信部 92では異なる複数の周波数に多重 (93— 96)した信号を分離し、各キャリアの受信信号とする。本図に示すように、マルチキャリア信号送信部 91で多重された信号は複数の周波数に多重（93— 96)されて伝送される。この際、各キャリアで伝送される信号は独立に扱うことができる。すなわち、シングノレキャリア伝送の場合と同じぐ各キャリアごとに個別に信号処理を行うことができる。従って、実施例 1一 5ではシングルキャリア伝送の場合を対象に説明した力同様のアクセス制御法はマルチキャリア伝送方式でも適用できる。

[0083] 図 21にマルチキャリア伝送システムに本発明の MIMOシステムを適用した信号処理の構成を示す。本図に示すように各キャリア毎に実施例 1一 5に示す MIMOシステムを構成することにより、マルチキャリア伝送方式に対しても本発明の MIMOシステムを適用することができる。つまり、端末 A1はマルチキャリア信号送信部 101 103 を備え、端末 B2はマルチキャリア信号受信部 104 106を備える。

実施例 7

[0084] 本実施例は、特にマルチキャリア伝送を行う SDM伝送について、実施例 6とは異なる伝送制御法および通信方式を示したものである。 [0085] 実施例 6で示したように各サブキャリア（各キャリア）に対し独立して伝送制御を行うことで、シングルキャリアの場合と同様の制御を行うことができる。し力し、全てのサブキャリアに対して独立制御を行うと、制御量が大きくなるという問題がある。そこで、本実施例では、制御量を低減しつつ、 MIMOシステムにおける効率的な信号伝送を可能とする方法にっレ、て述べる。

[0086] 図 22は送信信号判定部 10の構成図であり、図 23は送信信号判定部 10で行われる制御を示すフローチャートである。図 24は送信信号判定部 10で用いられる平均 SI NR算出法を示している。以下、図 22 図 24を用いて、本実施例の説明を行う。

[0087] 実施例 6では、サブキャリアごとに評価及び信号の選定を行った力 S、本実施例では全サブキャリアに対して 1つの伝送評価及び信号の選定を行う。すなわち、全サブキャリアに対する評価値を設定し、その評価値に従って全サブキャリアの送信信号の選定を行う。評価値としては、平均信号電力、平均空間相関、平均 SINRなどさまざまなパラメータを用いることができる。ここでは、その一つとして平均 SINRを用いる場合について説明を進める。

[0088] 図 22は全サブキャリアに対して 1つの伝送評価及び信号選定を行う場合の送信信号判定部 10の構成である。本手法では、まず信号候補選定部 31が送信信号の組合せの候補を選定し（S601)、平均出力 SINR算出部 35では平均出力 SINRを予測する（S602)。平均出力 SINRの予測算出方法については後述する。伝送評価部 33では、平均出力 SINRの予測結果から、送信信号の組合せの候補に対する評価値を決定する（S603)。この評価は、送信信号のさまざまな組合せ全てに対して行われ (S604)、最終的に評価値の最も高かった送信信号の組合せを利用信号決定部 34で選定し、制御情報伝送部 11に通知する（S605)。

[0089] 本手法は出力 SINRの代わりに平均出力 SINRを用いる以外は実施例 4と同様の構成である。また、実施例 2、 3、 5に関しても平均信号電力、平均空間相関、平均 SI NRを用いることにより、マルチキャリア伝送時の本実施例の制御法に拡張できる。

[0090] 図 24は平均 SINRの算出法を示している。ここでは、信号の候補に対して、実施例

4と同様に各サブキャリアの SINRである Γ (n:送信アンテナ番号、 1:サブキャリア番号)を算出する。その後、サブキャリア間で SINRを平均化することにより、全サブキヤリアに対する平均 SINRである Γを次式で計算する。

n

[0091] Γ

ここで、 Ε [·]は 1に関する平均を行うことを示す。

[0092] マルチキャリア伝送では通常複数サブキャリアにまたがって符号化'復号を行う場合が多い。この場合、マルチキャリア受信特性は平均 SINRに大きく依存し、平均 SI NRによって伝送特性をほぼ把握できる。従って、マルチキャリア伝送では全サブキャリアに対する平均化パラメータを用いることにより、少ない制御量で効率的な信号選定を行うことができる。

[0093] 本実施例では平均 SINRを用いて利用する信号の組合せを選定し、その組合せを制御信号によって端末 Aに通知する。この際、制御信号は全サブキャリアに対して共通であり、サブキャリアごとに制御方法を必要とする実施例 6よりも制御量を大幅に軽減できる。

実施例 8

[0094] 本実施例は、 SDM伝送において実施例 1一実施例 7とは異なる端末 Aでの信号送信法を示したものである。

[0095] 実施例 1一 7の SDM伝送では、端末 Aは各アンテナ 3からパイロット信号及び情報信号を送信していた。しかし、必ずしも各アンテナ 3から個別に信号を送信する構成でなくても構わない。本実施例では、端末 Aが送信ビームを用レ、てパイロット信号及び情報信号の伝送を行う場合にっレ、て述べる。

[0096] 図 25は本実施例における送受信機の構成図であり、端末 A1は送信ウェイト乗算器 111、 112、 113を備え、端末 B2は受信ウェイト乗算器 114、 115、 116を備え、送信ビーム 117、 118、 119を形成する。図 26は本実施例における制御手順を示すフローチャートである。以下、図 ₂₅、図 26を用いて本実施例の説明を行う。

[0097] 本実施例では、端末 Aは送信信号 s (p)に対してウェイト w =[w , w , ] 'を乗じ n n ni n2 nN て各アンテナ 3の信号とする。複数の送信信号がある場合には、それぞれ異なるゥェイト wを乗じて個別に各アンテナ 3の信号を生成し、複数の信号を同時に送信する。

n

この場合、端末 Aの送信信号は指向性を有し、送信ビーム 117— 119が形成される。このように、端末 Aは信号を各アンテナ 3からでなぐ各送信ビーム 117— 119から送信することちできる。

[0098] 送信ビーム形成を用いる MIMOシステムの伝送制御の手順について図 26を参照して以下で説明する。端末 Aはまず、各送信ビーム 117— 119からパイロット信号を送信する（S701)。端末 Bはパイロット信号を受信すると、各信号の伝搬ベクトルを推定する（S702)。また、端末 Bは推定伝搬ベクトルに基づき、利用する送信ビームを決定し (S703)、利用する送信ビームを制御信号によって端末 Aに通知する（S704) 。制御信号を受けた端末 Aは、利用する送信ビームを選択して端末 Bへ情報信号を送信する（S705)。

[0099] このように端末 Aが送信ビームを用いて信号送信する場合にも、端末 A、端末 B間での伝送制御により、効率的な SDM伝送が可能となる。同様に、実施例 1一 7の手法全てが送信ビームを用いる場合に拡張できる。

[0100] なお、送信ビームの数は送信アンテナ数と同一である必要はなレ、。送信ビーム数はウェイト乗算器の数で決定され、送信アンテナ数より多くすることも少なくすることもできる。例えば、 2個のアンテナ 3を有する端末 A力 4つの送信ビームを用いて 4つの信号を送信することも可能である。

実施例 9

[0101] 本実施例は、 SDM伝送について実施例 1及び 8の伝送制御方法の適用範囲をさらに拡張するものである。

[0102] 実施例 8及び実施例 1では、それぞれ

(1)端末 Aが各送信ビームからパイロット信号を伝送すること、

(2)端末 Aが各アンテナ 3からパイロット信号を伝送すること、

を前提として伝送制御法を述べた。しかし、実際には、端末 Bは（1)または（2)の状態のいずれであるかを認識しなくても、伝送制御を行うことができる。

[0103] 図 27は本伝送制御法の概念を示しており、図 28は本実施例のフローチャートの一例を示している。端末 A1は（1)または（2)のいずれかの状態でパイロット信号 121、 122を送信する（S801)。このとき、端末 B2は（1)または（2)のいずれかを認識しなくてもパイロット信号に対する伝搬べ外ルを推定できる（S802)。また、信号電力、空間相関、出力 SINRのいずれもパイロット信号の系列のみを知れば、端末 Bは推定できる。さらに、その結果に基づいてパイロット信号に対応する適切な信号の選定を行うこともできる（S803)。また、端末 Bは、利用する送信信号の番号を端末 Aへ通知する（S804)ことにより、利用する信号を通知することもできる。制御信号を受けた端末 Aは、情報信号をアンテナ又は送信ビームから端末 Bへ送信する（S805)。

[0104] 従って、端末 Bはパイロット信号の系列のみを知れば、端末 Aが（1)または（2)のいずれの状態であるかを認識しなくとも、全ての伝送制御を円滑に行うことができる。その結果、端末 Aは端末 Bとは無関係に、任意の送信ビーム等を用いても伝送制御において問題とならない。

[0105] 以上の結果から、パイロット信号の系列のみを規格として予め端末間で決め、送信ビームの利用は各端末の自由な判断に委ねることができる。その結果、ビームの有無に関する認知及び通知を端末間で行う必要はなぐ端末 Aは少ない制御量で送信ビーム形成を利用することができる。

実施例 10

[0106] 本実施例は、複数の信号を空間多重（SDM)伝送する MIMOシステムにおける効率的な信号伝送法及び通信方式に関するものである。

[0107] 本実施例は、実施例 5で端末 Bから端末 Aへ送信する制御信号と異なり、特に、端末 Bが各信号の送信電力を決定し、伝送フォーマット番号に加えて送信電力をも端末 Aに通知することを特徴とする。

[0108] 図 29は送信信号判定部 10においてさまざまな信号の組合せに対して評価値を算出した結果を示している。図 30は送信信号判定部 10で用いる本実施例のフローチヤートの一例を示している。図 31は端末 Bから端末 Aに伝送される制御信号 82のフレームフォーマットの一例である。以下、図 29 図 31を用いて、本実施例の説明を行う。

[0109] 本実施例の送信信号判定部 10は図 11と同様の構成を有しており、信号候補選定部 31と、出力 SINR算出部 32と、伝送評価部 33と、利用信号決定部 34から構成される。しかし、伝送フォーマット番号に加えて送信電力も端末 Bから端末 Aに伝送される点が前述の実施例 5とは異なる。

[0110] 制御手順として、まず信号候補選定部 31が各信号の送信電力の大きさの組合せ 7 5を選定し（S901)、出力 SINR算出部 32では端末 Bでの出力 SINR72を予測する（ S902)。伝送評価部 33では、各出力 SINR72の予測結果から、各信号に対する評価値 (伝送速度） 73を算出し、各信号に対する評価値を合計して伝送評価値の合計 74を決定する（S903)。この評価は、信号の送信電力の大きさのさまざまな組合せ全てに対して行われ (S904)、最終的に評価値の合計が最も高かった送信電力の組合せを利用信号決定部 34で選定し、制御情報伝送部 11に通知する（S905)。

[0111] 図 29はさまざまな信号電力の大きさの組合せ 75に対して出力 SINR72を予測し、評価値を算出した結果である。ここでは、パイロット信号の電力に対して情報信号の電力を変更したと想定し、出力 SINR72を予測する。この SINR予測は（式 2)と同様の演算法を用いて行うことができる。また、予測した SINRを用いて評価値を決定する。このように、さまざまな電力の大きさの組合せに対して評価値を算出し、評価値の合計が最も高い組合せを選定することにより、送信電力の最適化を行うことができる。ただし、電力の大きさの組合せを作成するにあたって、送信信号の総電力が所定の範囲内に収まるように電力の組合せを作成するものとする。

[0112] このように各信号の電力の大きさの組合せが選定されると、その組合せの伝送フォ一マット番号が実施例 5と同様に図 17を参照して決定され送信電力と共に制御情報伝送部 11を通して、端末 Aに通知される。図 31はその制御信号 82の構成を示す一例であり、各信号に対応した送信電力が現在のパイロット信号との比として左欄に記述され、右欄の数字は伝送フォーマット番号を示している。なお、本制御信号の電力項において、送信信号に用いる際の送信電力の規模として「0」一「3」を規定し、「0」は送信信号として用いない場合を示している。また、伝送フォーマット番号は「0」が送信信号として用いないことを示し、送信信号として用いる番号は、実施例 5と同様に伝送規格番号「 1」一「 31」が選定される。

[0113] 以上のように、端末 Bは送信電力の組合せを選定し、端末 Aに通知する。通知を受けた端末 Aは通知された送信電力と伝送フォーマット番号に従い、情報信号の伝送を行う。

[0114] 実施例 1一 9では信号の送信電力の変更は考慮しなかった力本実施例では、各送信信号の電力の最適化を行なうことができる。その結果、送信電力も考慮した上で、より効率的に MIMOシステムで信号伝送を行うことができる。

[0115] なお、本実施例では実施例 5に対して電力の組合せを適用した場合を述べたが、同様に実施例 1一 9に対しても同様の手法を適用できる。すなわち、本実施例で述べた SINRを用レ、る電力選定法は、発明の一つの具体例にすぎず、端末 Bが伝搬情報をもとに電力を決定し、伝送制御を行うさまざまな MIMOシステムの構成が可能である。

実施例 11

[0116] 本実施例は MIMOシステムと CDMAシステムを組み合わせて用いる場合にっレヽて示したものである。

[0117] DS?CDMA方式及びマルチキャリア CDMA方式と MIMOシステムを組み合わせて用いる場合には、符号拡散されたパイロット信号を端末 Bで逆拡散した後に、実施例 1一 10と同様の手法を適用できる。従って、実施例 1一 10の伝送制御法は DS?C DMA方式、マルチキャリア CDMA方式などの CDMA方式と糸且み合わせて用いることちできる。

産業上の利用の可能性

[0118] 受信機は、送信機からのパイロット信号によって前記送信機からの信号の送信方法を選定して送信機に通知し、送信機はこの信号送信方法に基づき情報信号を前記受信機に送信するので、受信機では信号の分離を円滑に行うことができ、伝送効率の向上を図る無線通信装置に適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数のアンテナを有する無線送信装置と、複数のアンテナを有する無線受信装置とを備え、複数の信号を相互に SDMで伝送する MIMOシステムにおレ、て、前記無線送信装置がパイロット信号を送信するステップと、

前記無線受信装置は前記パイロット信号を受信し、前記パイロット信号に対応する伝送関連情報を推定するステップと、

推定された前記伝送関連情報に基づいて前記無線送信装置において利用する送信信号を選定するステップと、

前記利用する送信信号を記述した制御信号を前記無線送信装置へ通知するステップと、

前記無線送信装置は通知された前記制御信号に基づいて利用するアンテナを選定し、選定されたアンテナから前記無線受信装置へ情報信号を送信するステップとを含む無線伝送制御方法。

[2] 前記無線受信装置が推定する前記伝送関連情報は、受信した前記パイロット信号と既知パイロット信号との相関を求めた伝搬ベクトルである

請求項 1の無線伝送制御方法。

[3] 前記無線受信装置が選定する前記利用する送信信号は、前記伝搬ベクトルのノルムの大きい順に選択された所定数の送信信号である

請求項 2の無線伝送制御方法。

[4] 前記無線受信装置が選定する前記利用する送信信号は、複数の送信信号の中から前記伝搬べ外ルに基づく相互の空間相関が小さくなるよう選択された所定数の送信信号である

請求項 2の無線伝送制御方法。

[5] 前記利用する送信信号を選定するステップは、

複数の送信信号の全ての組合せを選定するステップと、

送信信号の所定の組合せを送信した場合に得られる前記無線受信装置での前記伝搬ベクトルに基づく出力 SINRを予測するステップと、

予測された前記出力 SINRに基づいて、送信信号の所定の組合せに対する評価値を決定するステップと、

送信信号の全ての組合せに対する評価値の中で、評価値が最大の送信信号の組合せを選定するステップと

を含む請求項 2の無線伝送制御方法。

[6] 前記利用する送信信号を選定するステップは、

複数の送信信号の全ての組合せを選定するステップと、

送信信号の全ての組合せに対する評価値の中で、評価値が最大の送信信号の組合せを選定し、伝送フォーマット番号、出力 SINR、伝送フォーマット及び伝送速度の対応関係を記述したテーブルを参照して、選定された組合せの各送信信号の出力 SINRに基づき決定された伝送フォーマット番号を、前記利用する送信信号としてを含む請求項 2の無線伝送制御方法。

[7] 前記無線送信装置と前記無線受信装置間の SDM伝送に、マルチキャリア伝送方式を適用し、キャリア毎に個別に前記各信号処理を行う

請求項 1の無線伝送制御方法。

[8] 前記無線送信装置と前記無線受信装置間の SDM伝送に、マルチキャリア伝送方式を適用し、全サブキャリアに対して以下の各信号処理を行う無線電力伝送装置であって、

前記利用する送信信号を選定するステップは、

複数の送信信号の全ての組合せを選定するステップと、

送信信号の所定の組合せを送信した場合に得られる前記無線受信装置での前記伝搬ベクトルに基づく平均出力 SINRを予測するステップと、

予測された前記平均出力 SINRに基づいて、送信信号の所定の組合せに対する評価値を決定するステップと、送信信号の全ての組合せに対する評価値の中で、評価値が最大の送信信号の組合せを選定するステップと

を含む請求項 2の無線伝送制御方法。

[9] 前記パイロット信号を送信するステップは、各送信ビームから前記パイロット信号を送信し、

前記利用する送信信号を選定するステップは、利用する送信ビームを選定し、前記通知するステップは、前記利用する送信ビームを制御信号によって前記無線送信装置へ通知し、

前記情報信号を送信するステップは、通知された前記制御信号に基づいて利用する送信ビームを選定し、選定された送信ビームから前記無線受信装置へ情報信号を送信する

請求項 1の無線伝送制御方法。

[10] 前記無線送信装置が送信するパイロット信号として、前記無線送信装置及び前記無線受信装置間で予め定められたパイロット信号の系列を用いる

請求項 1の無線伝送制御方法。

[11] 前記利用する送信信号を選定するステップは、

複数の送信信号の送信電力の全ての組合せを選定するステップと、

送信電力の所定の組合せを送信した場合に得られる前記無線受信装置での前記伝搬ベクトルに基づく出力 SINRを予測するステップと、

送信信号の送信電力の全ての組合せに対する評価値の中で、評価値が最大の送信電力の組合せを選定し、伝送フォーマット番号、出力 SINR、伝送フォーマット及び伝送速度の対応関係を記述したテーブルを参照して、選定された組合せの各送信電力の送信信号の出力 SINRに基づき決定された伝送フォーマット番号と送信電力を、前記利用する送信信号として選定するするステップと

を含む請求項 2の無線伝送制御方法。

[12] 前記無線送信装置と前記無線受信装置間の SDM伝送と、 CDMA方式を組み合わせる

請求項 1の無線伝送制御方法。

[13] 無線送信装置との間で SDMにより信号を伝送する無線受信装置であって、

前記無線送信装置から送信されたパイロット信号を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナで受信された前記パイロット信号に対応する伝送関連情報を推定するパイロット信号検出部と、

前記パイロット信号検出部で推定された前記伝送関連情報に基づいて前記無線送信装置において利用する送信信号を選定する送信信号判定部と、

前記送信信号判定部で選定された前記利用する送信信号を記述した制御信号を前記無線送信装置へ通知する制御情報伝送部と

を備える無線受信装置。

[14] 前記パイロット信号検出部は、前記伝送関連情報として、受信した前記パイロット信号と既知パイロット信号との相関を求めた伝搬ベクトルを推定する

請求項 13の無線受信装置。

[15] 前記送信信号判定部は、前記利用する送信信号として、前記伝搬ベクトルのノルムの大きい順に所定数の送信信号を選定する

請求項 14の無線受信装置。

[16] 前記送信信号判定部は、前記利用する送信信号として、複数の送信信号の中から前記伝搬べ外ルに基づく相互の空間相関が小さくなるよう所定数の送信信号を選定する

請求項 14の無線受信装置。

[17] 前記送信信号判定部は、

複数の送信信号の全ての組合せを選定する信号候補選定部と、

送信信号の所定の組合せを送信した場合に得られる前記伝搬ベクトルに基づく出力 SINRを予測する出力 SINR算出部と、

予測された前記出力 SINRに基づいて、送信信号の所定の組合せに対する評価値を決定する伝送評価部と、

送信信号の全ての組合せに対する評価値の中で、評価値が最大の送信信号の組合せを選定する利用信号決定部と

を備える請求項 14の無線受信装置。

[18] 前記送信信号判定部は、

送信信号の全ての組合せに対する評価値の中で、評価値が最大の送信信号の組合せを選定し、伝送フォーマット番号、出力 SINR、伝送フォーマット及び伝送速度の対応関係を記述したテーブルを参照して、選定された組合せの各送信信号の出力 SINRに基づき決定された伝送フォーマット番号を、前記利用する送信信号として選定する利用信号決定部と

を備える請求項 14の無線受信装置。

[19] 前記送信信号判定部は、

複数の送信信号の送信電力の全ての組合せを選定する信号候補選定部と、送信電力の所定の組合せを送信した場合に得られる前記無線受信装置での前記伝搬ベクトルに基づく出力 SINRを予測する出力 SINR算出部と、

送信信号の送信電力の全ての組合せに対する評価値の中で、評価値が最大の送信電力の組合せを選定し、伝送フォーマット番号、出力 SINR、伝送フォーマット及び伝送速度の対応関係を記述したテーブルを参照して、選定された組合せの各送信電力の送信信号の出力 SINRに基づき決定された伝送フォーマット番号と送信電力を、前記利用する送信信号として選定するする利用信号決定部と

を備える請求項 14の無線受信装置。

[20] 無線受信装置との間で SDMにより信号を伝送する無線送信装置であって、

複数のアンテナからパイロット信号を前記無線受信装置へ送信する信号送信部と、前記パイロット信号に対応する伝送関連情報に基づき前記無線受信装置で選定された利用する送信信号を記述した制御信号を、前記無線受信装置から受信する制御情報受信部と、

前記制御情報受信部で受信された前記制御信号に基づいて利用するアンテナを選定する送信信号決定部とを備え、

前記信号送信部は、前記送信信号決定部で選定されたアンテナから前記無線受信装置へ情報信号を送信する