WO2006080352A1

WO2006080352A1 - 無線基地局装置及び端末装置

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Publication number: WO2006080352A1
Application number: PCT/JP2006/301145
Authority: WO
Inventors: Takaaki Kishigami; Shutai Okamura; Hidekuni Yomo; Yoshihito Kawai
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2006-08-03
Also published as: US8593976B2; CN101133670A; JP2006238423A; JP4832087B2; US20090016263A1; CN101133670B

Abstract

　複数の端末装置に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置、及び空間多重伝送に対応した端末装置において、従来の空間相関係数の検出を不要とし、空間多重接続すべき端末装置の選定処理が簡易で、処理時間の短縮が可能な無線基地局装置及び端末装置を提供することを目的とする。　端末装置１２は、端末装置１２の干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データを保持する干渉除去能力情報データ保持部２０を有し、前記干渉除去能力情報データを無線基地局装置１に通知する。無線基地局装置１は、制御信号抽出部３と、空間多重制御部４を有し、空間多重制御部４は、制御信号抽出部３が端末装置１２からの受信信号から抽出した干渉除去能力情報データを基にして、空間多重接続すべき１つ又は複数の端末装置１２の選定を行う。

Description

明細書

無線基地局装置及び端末装置

技術分野

[0001] 本発明は、複数の端末装置に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置、及び空間多重伝送に対応した端末装置に関するものである。

背景技術

[0002] 近年、無線通信の大容量化、高速化の要求が非常な高まりをみせており、有限な周波数資源の有効利用効率を更に向上させる方法の研究が盛んになつている。その一つの方法として、空間領域を利用する手法が注目を集めている。

[0003] 空間領域利用技術の一つは、ァダプティブアレーアンテナ (適応アンテナ）であり、受信信号に乗算する重み付け係数 (以下、この重み付け係数を「重み」という。）により振幅と位相を調整することにより、所望波信号を強く受信し、干渉波信号を抑圧することにより、同一チャネル干渉を低減し、システム容量を改善することが可能となる。

[0004] また、空間領域利用技術のもう一つは、伝搬路における空間的な直交性を利用することで、同一時刻、同一周波数、同一符号の物理チャネルを用いて異なるデータ系列を、異なる端末装置に対して伝送する空間多重伝送技術である。

[0005] 空間多重伝送技術は、非特許文献 1等において情報開示されており、この技術を用いた空間多重伝送無線基地局装置及び端末装置では、端末装置間の空間相関係数が所定値よりも低ければ空間多重伝送が可能であり、無線通信システムのスル一プット、同時ユーザ収容数を改善することができる。

非特干文献 1 :T. Ohgane et al, A study on a channel allocation sc heme with an adaptive array in SDMA, " IEEE 47th VTC, Pag e. 725- 729, vol. 2 (1997)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかしながら、前記従来の空間多重伝送無線基地局装置及び端末装置の構成では、端末装置における干渉除去能力を利用しないことを前提に、送信を行う無線基地局装置において事前に端末装置間の相互干渉を低減するため、端末装置間の空間相関係数を検出し、空間相関係数が所定値より小さい端末装置同士を空間多重接続すべき端末装置として選定する制御が無線基地局装置において必要とされていた。

[0007] また、空間相関係数は、端末装置の移動あるいは周辺物の移動に伴う伝搬環境の変化により時間と共に変動する性質をもっため、比較的頻繁に、或いは定期的に空間相関係数を検出する必要がある。

[0008] このため空間相関係数の検出処理及び空間多重接続すべき端末装置の選定処理が複雑ィ匕するという課題を有していた。またそれに伴う処理遅延が長くなるという課題を有していた。

[0009] 本発明は、前記従来の課題を解決するもので、従来の空間相関係数の検出を不要とし、空間多重接続すべき端末装置の選定処理が簡易で、処理時間の短縮が可能な無線基地局装置及び端末装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0010] 前記従来の課題を解決するために、本発明の端末装置は、他端末装置からの受信信号に含まれる干渉除去能力情報データを用いて、空間多重接続すべき他端末装置を制御する無線基地局装置と通信を行う端末装置であって、当該他端末装置の干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データを保持する干渉除去能力情報データ保持部と、前記干渉除去能力情報データを前記無線基地局装置に通知する送信部とを有する。

[0011] 本構成によって、端末装置が備える干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データを無線基地局装置に通知することが可能となり、これにより、例えば端末装置のグルービング化情報を基に、端末装置間の干渉が除去可能な条件を満たす、空間多重接続すべき端末装置の選定を容易に行うことができる。したがって、端末装置の干渉除去能力を考慮した空間多重伝送が可能となる。

[0012] また、本発明の端末装置は、他端末装置からの受信信号に含まれる干渉除去能力情報データを用いて、空間多重接続すべき他端末装置を制御する無線基地局装置と通信を行う端末装置であって、前記無線基地局装置から通知された空間ストリーム番号と空間多重伝送された空間ストリーム毎に付随された予め既知の信号とを基に、他端末装置向けに送られた空間多重信号を抑圧し、自端末装置宛の所望信号を受信する空間多重分離部を有する。

[0013] 本構成によって、無線基地局装置から送信された所望信号と、他の端末装置に対する信号の伝搬路変動を検出することができ、その結果、空間多重接続された他の端末装置力の干渉信号を抑圧し、所望信号を受信することができる。したがって、効果的に他の端末装置からの干渉信号を抑圧することが可能となる。

[0014] また、上記構成において、無線基地局装置から通知された空間ストリーム番号と変調フォーマット情報と空間多重伝送された空間ストリーム毎に付随された予め既知の信号を基に、他端末装置向けに送られた空間多重信号を抑圧し、所望信号を出力する空間多重分離部を有する構成としても良い。

[0015] これにより、無線基地局装置から通知された空間ストリーム番号情報と変調フォーマット情報と空間多重伝送された空間ストリーム毎に付随された予め既知の信号とを基に、干渉信号を抑圧し、自端末装置宛の所望信号を受信、出力することができる。したがって、効果的に他の端末装置力の干渉信号を抑圧することを可能となる。

[0016] また、本発明の端末装置は、他端末装置からの受信信号に含まれる干渉除去能力情報データを用いて、空間多重接続すべき他端末装置を制御する無線基地局装置と通信を行う端末装置であって、空間多重伝送された空間ストリーム間の分離特性を検出する分離特性検出部と、前記分離特性検出部により所定レベルの検出値が得られな、場合は、前記無線基地局装置に対し空間多重接続すべき他端末装置の組合せ変更の要求を送信する送信部とを有する。

[0017] 本構成によって、空間多重伝送により十分な特性が得られないことを予め検出することができ、十分な特性が得られない場合、無線基地局装置に通知して空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更を要求することで、空間多重伝送時の端末装置の通信品質を確保し、また、再送回数を低減することで、データ伝送時の送信遅延を低減することができる。したがって、無線基地局装置が空間的相関の高い端末装置同士を空間多重接続すべき端末装置として選定した場合でも、無線基地局装置に対して、空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更の要求情報を発することにより、再送回数を増やすことなぐ再送時の受信品質を向上し、システムのスループットを向上することができる。

[0018] また、上記構成において、前記分離特性検出部は、空間多重ストリームを分離受信する際に用いられるチャネル推定行列を基にして分離特性を検出する構成としても良い。

[0019] また、上記構成にぉヽて、前記分離特性検出部は、前記チャネル推定行列の行列式を基にして分離特性を検出する構成としても良い。

[0020] また、上記構成にぉ、て、前記分離特性検出部は、空間多重伝送を行わな!/、場合の最大比合成による受信信号品質と比較して、空間多重伝送を行った場合の所望信号の受信品質の劣化量が所定値を超える場合に空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更の要求を行う構成としても良い。

[0021] また、本発明の端末装置は、他端末装置からの受信信号に基づいて干渉除去能力を測定し、空間多重接続すべき他端末装置を制御する無線基地局装置と通信を行う端末装置であって、前記無線基地局装置から通知される無線基地局装置の干渉除去能力情報を抽出する制御信号抽出部と、前記制御信号抽出部で得られた前記干渉除去能力情報を基に、送信フォーマットを切り替える送信フォーマット決定部と、前記送信フォーマット決定部で決定された送信フォーマットにより信号を送信する送信部とを有する。

[0022] 本構成によって、特定の端末装置と通信している状況での無線基地局装置の干渉除去能力情報を得ることができ、通信中の端末装置は、それに応じて送信フォーマツトを適応的に可変することできる。その結果、無線基地局の空間的な干渉除去能力を有効に活用した通信が可能となり、データ伝送速度を向上、または、通信品質の向上及び端末装置の低消費電力化が可能となる。

[0023] また、本発明の端末装置は、上記構成において、前記送信フォーマット決定部において決定される送信フォーマットは、送信信号の送信電力を含み、前記干渉除去能力情報が所定値より大きヽ場合、前記送信部での送信電力を低下する送信フォーマットとする。本構成によって、端末装置は、所要の通信品質を満たし、かつ、端末装置の低消費電力化を図ることができる。 [0024] また、本発明の端末装置は、上記構成において、前記送信フォーマット決定部において決定される送信フォーマットは、送信信号の変調多値数を含み、前記干渉除去能力情報が所定値より大きい場合、変調多値数を多くする送信フォーマットとする。本構成によって、端末装置は、通信品質の劣化を抑えた上でデータ伝送レートの高速ィ匕を図ることができる。

[0025] また、本発明の端末装置は、上記構成において、前記送信フォーマット決定部において決定される送信フォーマットは、送信信号の符号化率を含み、前記干渉除去能力情報が所定値より大きい場合、符号化率を高くする送信フォーマットとする。本構成によって、端末装置は、通信品質の劣化を抑えた上でデータ伝送レートの高速ィ匕を図ることができる。

[0026] また、本発明の端末装置は、上記構成において、前記送信フォーマット決定部にお Vヽて決定される送信フォーマットは、送信信号の変調方式と符号化率で決められる伝送モードを含み、前記干渉除去能力情報が所定値より大きい場合、より高速な伝送モードに変える送信フォーマットとする。本構成によって、端末装置は、通信品質の劣化を抑えた上でデータ伝送レートの高速ィ匕を図ることができる。

[0027] また、本発明の端末装置は、上記構成において、前記端末装置が OFDM信号を用いて信号を送信する場合、前記送信フォーマット決定部にお！ヽて決定される送信フォーマットは、送信する OFDM信号のガード区間長を含み、前記干渉除去能力情報が所定値より大きい場合、ガード区間を短縮した送信フォーマットとする。本構成によって、端末装置は、マルチパス干渉による通信品質の劣化を抑えた上でデータ伝送レートの高速ィ匕を図ることができる。

[0028] また、本発明の端末装置は、上記構成において、前記送信フォーマット決定部において決定される送信フォーマットは、送信信号の空間多重数を含み、前記干渉除去能力情報が所定値より大きい場合、空間多重数を増加した伝送モードに変える送信フォーマットとする。本構成によって、端末装置は、通信品質の劣化を抑えた上でデータ伝送レートの高速ィ匕を図ることができる。

[0029] 本発明の無線基地局装置は、端末装置からの受信信号に含まれる前記端末装置の干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データを抽出する制御信号抽出部と、前記干渉除去能力情報データを基に、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置を選定する空間多重制御部とを有する。

[0030] 本構成によって、端末装置における干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データを基にして、空間多重接続すべき端末装置の選定を行うことができる。したがって、従来の空間相関係数の検出を不要にでき、空間多重接続すべき端末装置の選定処理の簡易化が可能となる。また、無線基地局装置構成の簡易化が図れる。更に、空間多重伝送制御のための処理時間を短縮できるという効果を有する無線基地局装置を提供することができる。

[0031] また、上記構成において、前記干渉除去能力情報データは、前記端末装置が干渉抑圧可能な干渉波数を意味するアンテナ自由度を示す情報データである構成としても良い。

[0032] また、上記構成において、前記干渉除去能力情報データは、前記端末装置が空間多重信号の中から任意のデータ信号を抽出し、前記データ信号を識別するのに必要な干渉抑圧比を示す情報データである構成としても良い。

[0033] また、本発明の無線基地局装置は、上記構成において、前記空間多重制御部は、前記干渉除去能力情報データに基づいて 1つ又は複数の端末装置をグループ分けしたグループィ匕情報を作成し、前記グループ化情報を基に所定の選定基準を用いて無線基地局装置と空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置を選定する構成とする。

[0034] 本構成によって、端末装置の干渉除去能力情報データに基づく端末装置のグループ化情報を基に、端末装置間の干渉が除去可能な条件を満たす、空間多重接続すべき端末装置の選定を容易に行うことができる。

[0035] また、上記構成にぉ、て、前記空間多重制御部は、前記干渉除去能力情報データに基づいて 1つ又は複数の端末装置をグループ分けしたグループィ匕情報を作成し、優先接続すべき第 1の端末装置と共に無線基地局装置と空間多重接続すべき 1つ又は複数の第 2の端末装置を、前記第 1の端末装置が属するグループから所定の選定基準を用、て選定する構成としても良、。

[0036] また、上記構成にぉ、て、前記空間多重制御部は、前記干渉除去能力情報データに基づいて 1つ又は複数の端末装置をグループ分けしたグループィ匕情報を作成し、優先接続すべき第 1の端末装置と共に無線基地局装置に空間多重接続すべき 1つ又は複数の第 2の端末装置を前記第 1の端末装置が属する第 1のグループから選定する時に、前記第 1のグループに含まれ且つ前記第 1のグループよりも端末装置の干渉除去能力が高い第 2のグループにも含まれている第 2の端末装置を所定の選定基準を用いて、 1つ又は複数選定する構成としても良い。

[0037] また、本発明の無線基地局装置は、上記構成において、前記空間多重制御部は、前記選定基準として、空間多重接続すべき端末装置が属する第 1のグループにおいて、この第 1のグループよりも端末装置の干渉除去能力が低い他のグループにも属している端末装置が 1つ又は複数ある場合、空間多重接続すべき全ての端末装置への送信ストリームの総和力最も端末装置の干渉除去能力が低いグループのアンテナ自由度数を超えないことを用い、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置を選定する構成とする。

[0038] 本構成によって、端末装置の干渉除去能力情報データに基づく端末装置のグループ化情報を用いて、空間多重する端末装置間の干渉が除去可能な条件を満たす、空間多重接続すべき端末装置の選定が可能となる。

[0039] また、上記構成において、前記空間多重制御部は、端末装置の干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データに基づいて 1つ又は複数の端末装置をグループ分けしたグループィヒ情報を作成し、無線基地局装置に優先接続すべき第 1の端末装置を決定すると共に、前記第 1の端末装置の空間的広力 ^を検出する空間広がり検出部と、前記空間広がり検出部によって得られた情報を基に、前記第 1の端末装置のみに対する伝送を行うのか、前記第 1の端末装置と 1つ又は複数の第 2の端末装置に対する空間多重伝送を行うのかのいずれかを選択する選択機能を有する構成としても良い。

[0040] また、本発明の無線基地局装置は、上記構成において、前記空間多重制御部は、空間多重接続すべき端末装置に対して、当該無線基地局装置から空間多重伝送を行った後に、前記端末装置力再送要求が行われた場合に、前回の空間多重伝送時とは異なる端末装置の組合せによる空間多重伝送を行う為に、優先接続すべき第 1の端末装置が属する第 1のグループよりも端末装置の干渉除去能力が高い第 2のグループの中から、所定の選定基準を用いて、前記第 1の端末装置に加えて空間多重接続すべき 1つ又は複数の第 2の端末装置を選定する構成とする。

[0041] 本構成によって、再送時に、干渉除去能力の高い端末装置と空間多重接続することで、干渉除去能力の高い端末装置の高い受信特性を利用して、優先接続すべき第 1の端末装置への送信電力の割当を増加することができ、再送時の優先接続すベき端末装置の通信品質を改善することができる。

[0042] また、上記構成にぉ、て、前記空間多重制御部は、空間多重接続すべき端末装置に対して、基地局装置から空間多重伝送を行った後において前記端末装置から再送要求が行われた場合に、再度、空間多重伝送を行わず、優先接続すべき端末装置に対してのみの伝送を行う決定をする構成としても良い。

[0043] また、上記構成にぉ、て、前記空間多重制御部は、空間多重接続すべき端末装置に対して、基地局装置から空間多重伝送を行った後において前期端末装置から空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更を要求された場合に、前回の空間多重伝送時とは異なる端末装置の組合せによる空間多重伝送を行う為に、優先接続すべき第 1の端末装置が属する第 1のグループよりも干渉除去能力の高い第 2のグループから、所定の選定基準を用いて第 1の端末装置と共に空間多重接続すべき 1つ又は複数の第 2の端末装置を選定する構成としても良い。

[0044] また、本発明の無線基地局装置は、上記構成において、前記空間多重制御部は、空間多重接続すべき端末装置に対して、当該無線基地局装置から空間多重伝送を行った後に、前記端末装置から空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更要求が行われた場合に、再度、空間多重伝送を行わず、優先接続する端末装置に対してのみの伝送を行う決定をする構成とする。

[0045] 本構成によって、再送時の優先接続すべき端末装置の通信品質を改善することができ、データ伝送時の送信遅延を低減することができる。

[0046] また、本発明の無線基地局装置は、上記構成において、前記空間多重制御部により選定された 1つ又は複数の端末装置向けの信号に対し、時空間符号化処理を施す為の 1つ又は複数の時空間符号ィ匕部を有する。 [0047] 本構成によって、空間多重制御部により選定された 1つ又は複数の端末装置向けの信号に対し、時空間符号化処理を施すことができ、時空間符号化による送信ダイバーシチ利得が得られ、受信品質の向上を図ることができ、端末装置との通信品質を改善することができる。

[0048] また、本発明の無線基地局装置は、上記構成において、前記時空間符号化部は、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置向けの信号に対し、時空間ブロック符号化処理を施す構成とする。

[0049] 本構成によって、時空間ブロック符号ィ匕による送信ダイバーシチ利得が得られ、受信品質の向上を図ることができ、端末装置との通信品質を改善することができる。

[0050] また、本発明の無線基地局装置は、上記構成において、端末装置からの電波の到来方向を推定する電波到来方向推定部と、前記空間多重制御部により選定された 1 つ又は複数の端末装置からの電波の到来方向情報を基に、指向性送信の為の制御を行う指向性制御部とを有する。

[0051] 本構成によって、端末装置からの電波の到来方向を推定し、空間多重制御部により選定された 1つ又は複数の端末装置力の電波の到来方向情報を基に、指向性送信の為の制御を行うことができる。これにより、電波の到来方向へ向けた指向性送信が可能となり、指向性利得が得られ、端末装置との通信品質を改善することができる。したがって、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置への指向性利得の向上が図れる。また、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置の電波各到来方向によっては、相互干渉が低減され、さらなる受信品質の向上を図れる。

[0052] また、本発明の無線基地局装置は、空間多重接続すべき複数の端末装置に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置であって、空間多重伝送された信号を受信した端末装置力所定回数以上の再送要求があった場合に、前回の空間多重伝送時とは異なる端末装置の組合せによる空間多重伝送を行う空間多重制御部を有する。

[0053] 本構成によって、空間多重伝送された信号を受信した端末装置から所定回数以上の再送要求があった場合に、異なる端末装置の組合せによる空間多重を行うことで、確率的に端末装置間の相互干渉状況を低減することが可能となる。これにより、空間多重伝送を用いた場合の再送時の受信品質等の通信品質を改善することができ、データ伝送時の送信遅延を低減することができる。

[0054] また、本発明の無線基地局装置は、空間多重接続すべき複数の端末装置に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置であって、空間多重伝送された信号を受信した端末装置から所定回数以上の再送要求があった場合に、再度、空間多重伝送を行わず、優先接続すべき端末装置のみの伝送を行う空間多重制御部を有する。

[0055] 本構成によって、空間多重伝送された信号を受信した端末装置から所定回数以上の再送要求があった場合に、空間多重を行わず、優先接続すべき端末装置のみへの信号伝送を行うことで、同一チャネル干渉を低減することができ、再送時の優先接続すべき端末装置の受信品質等の通信品質を改善することができ、データ伝送時の送信遅延を低減することができる。

[0056] また、本発明の無線基地局装置は、空間多重接続すべき複数の端末装置に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置であって、空間多重伝送された信号を受信した端末装置から空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更要求があった場合に、前回の空間多重伝送時とは異なる端末装置の組合せによる空間多重を行う空間多重制御部を有する。

[0057] 本構成によって、空間多重伝送された信号を受信した端末装置から空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更要求の通知があった場合に、異なる端末装置の組合せによる空間多重を行うことで、確率的に端末装置間の相互干渉状況を低減することが可能となり、空間多重伝送を用いた場合の再送時の受信品質等の通信品質を改善することが可能となり、データ伝送時の送信遅延を低減することができる。

[0058] また、本発明の無線基地局装置は、空間多重接続すべき複数の端末装置に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置であって、空間多重伝送された信号を受信した端末装置から空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更要求があった場合に、再度、空間多重伝送を行わず、優先接続すべき端末装置のみの伝送を行う空間多重制御部を有する。

[0059] 本構成によって、空間多重伝送された信号を受信した端末装置から空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更要求の通知があった場合に、再度、空間多重を行わないことで、同一チャネル干渉を低減することができ、再送時の優先接続すべき端末装置の通信品質を改善することができ、データ伝送時の送信遅延を低減することができる。したがって、無線基地局装置が空間的相関の高い端末装置同士を空間多重接続すべき端末装置として選定した場合でも、空間多重接続すべき複数の端末装置に対する空間多重伝送を行わず、優先接続すべき端末装置のみへの信号伝送を行うことにより、再送回数を増やすことなぐ再送時の受信品質を向上し、システムのスループットを向上することができる。

[0060] また、本発明の無線基地局装置は、端末装置からの受信信号を基に干渉除去能力を測定する干渉除去能力測定部と、前記干渉除去能力測定部において測定された干渉除去能力情報を保持する干渉除去能力情報データ保持部と、前記干渉除去能力情報データ保持部の情報を基に送信データフレームを生成する送信データフレーム生成部とを有する。

[0061] 本構成によって、無線基地局装置は、特定の端末装置と通信して!/、る状況での干渉除去能力を測定することができ、この干渉除去能力の情報に基づき送信データフレームを生成することで、通信中の端末装置以外の端末装置とのアクセスを可能にし、システム容量を増加させることができる。

[0062] また、本発明の無線基地局装置は、上記構成において、前記送信データフレーム生成部は、前記干渉除去能力情報に基づき、前記干渉除去能力情報が所定値より下回る場合に、通信エリア内の端末装置に対する送信禁止通知情報をシグナル部に含む送信データフレームを生成する構成とする。

[0063] 本構成によって、無線基地局装置は、特定の端末装置と通信して!/、る状況での干渉除去能力の余剰がないと判断して、通信中の端末装置以外の端末装置とのァクセスを禁止する送信データフレームを生成することが可能となり、無線基地局装置の空間的な干渉除去能力を超えた端末装置の端末装置接続がなくなり、通信品質の劣化を抑えることができる。

[0064] また、本発明の無線基地局装置は、上記構成において、前記送信データフレーム生成部は、前記干渉除去能力情報に基づき、前記干渉除去能力情報が所定値以上である場合に、通信エリア内の端末装置に対し、送信の機会を与える通知情報をシグナル部に含む送信データフレームを生成する構成とする。 [0065] 本構成によって、無線基地局装置は、特定の端末装置と通信して!/、る状況での干渉除去能力の余剰があると判断して、通信中の端末装置以外の端末装置とのァクセスを許可する送信データフレームを生成することが可能となり、無線基地局装置の空間的な干渉除去能力を用 V、た通信中の端末装置以外との通信を可能となり、システムの容量を増加させることができる。

[0066] また、上記構成にぉ、て、前記送信データフレーム生成部は、前記干渉除去能力情報に基づき、前記干渉除去能力情報が所定値以上であれば、 NAV (Network Allocation Vector)の値を 0あるいは送信パケットに含まれるプリアンブル部期間の時間長に設定した CTS (Clear To Send)信号のデータフレームを生成する構成としても良い。

[0067] また、上記構成にぉ、て、前記送信データフレーム生成部は、前記干渉除去能力情報に基づき、前記干渉除去能力情報が所定値以上であれば、 NAVの値を 0あるいは送信パケットに含まれるプリアンブル部期間の時間長に設定した ACK信号のデ一タフレームを生成する構成としても良、。

[0068] また、本発明の無線基地局装置は、上記構成において、前記送信データフレーム生成部は、前記干渉除去能力情報をシグナル部に含む送信データフレームを生成する構成とする。

[0069] 本構成によって、特定の端末装置と通信している状況での無線基地局装置の干渉除去能力の余剰の有無を端末装置に通知することができるため、通信中の端末装置は、それに応じて送信フォーマットを適応的に可変することできる。その結果、無線基地局装置の空間的な干渉除去能力を有効に活用した通信が可能となり、データ伝送速度を向上したり、送信電力を低減することで端末装置の電力消費の低減ができる。

[0070] また、本発明の無線基地局装置は、端末装置からの受信信号を基に干渉除去能力を測定する干渉除去能力測定部と、前記干渉除去能力測定部において測定された干渉除去能力情報を保持する干渉除去能力情報データ保持部と、空間多重伝送された信号を分離受信する空間多重分離部とを有し、前記空間多重分離部は、前記干渉除去能力情報データ保持部の情報を基に、空間多重信号分離方法を可変する構成とする。

[0071] 本構成によって、無線基地局装置は、干渉除去能力情報に応じて、空間多重信号分離方法を変更することができ、受信特性と演算量、多元接続端末数を考慮したァクセス制御を行うことができる。

[0072] また、上記構成において、前記空間多重分離部は、前記干渉除去能力情報が所定値よりも大きい場合、空間多重信号分離方法を少ない演算量のものに可変する構成としても良い。

[0073] また、上記構成において、前記空間多重分離部は、前記干渉除去能力情報が所定値以上の場合、空間多重信号分離方法として、 ZF (Zero Forcing)または MMS E (Minimum Mean Square Error)手法を用い、前記干渉除去能力情報が所定値を下回る場合、 MLD手法を用いる構成としても良い。

発明の効果

[0074] 本発明によれば、従来の空間相関係数の検出を不要にでき、空間多重接続すべき端末装置の選定処理が簡易で、処理時間の短縮が可能な無線基地局装置及び端末装置を提供できる。

[0075] また、本発明によれば、無線基地局装置にお!、て特定の端末装置と通信して、る状況での干渉除去能力に応じて、通信中の端末装置以外の端末装置とのアクセスを可能にし、システム容量を増加させることが可能な無線基地局装置及び端末装置を提供できる。

図面の簡単な説明

[0076] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る無線基地局装置及び端末装置の構成図

[図 2] (a)本発明の実施の形態 1に係る無線基地局装置及び端末装置の初期設定処理動作を説明するためのフローチャート (b)本発明の実施の形態 1に係る無線基地局装置及び端末装置のダウンリンクにおける空間多重伝送処理動作を説明するためのフローチャート

[図 3]本発明の実施の形態 1に係るグルーピングテーブルの構成図

[図 4] (a)本発明の実施の形態 1に係る時分割型個別パイロット信号付与送信データフレーム系列の構成図 (b)本発明の実施の形態 1に係る符号分割型個別パイロット信号付与送信データフレーム系列の構成図

圆 5]本発明の実施の形態 1に係る再送制御動作を説明するためのフローチャート圆 6]本発明の実施の形態 1に係る第 2の再送制御動作を説明するためのフローチヤート

[図 7]本発明の実施の形態 2に係る無線基地局装置及び端末装置の構成図圆 8]本発明の実施の形態 2に係る空間多重伝送動作を説明するためのフローチヤート

[図 9]本発明の実施の形態 2に係る分離特性検出部を備えた端末装置の構成図圆 10]本発明の実施の形態 2に係る空間広がり検出部を備えた端末装置の構成図圆 ll] (a)本発明の実施の形態 2に係る指向性送信を行った場合の効果を説明するための説明図、（b)指向性ビーム送信時の不要電波力の干渉度合いを説明するための概念図、（c)無指向性ビーム送信時の不要電波力の干渉度合いを説明するための概念図

[図 12]本発明の実施の形態 3に係る無線基地局装置及び端末装置の構成図圆 13]本発明の実施の形態 3に係る時空間ブロック符号ィ匕部の入出力動作の説明図

[図 14]本発明の実施の形態 4における無線基地局装置及び端末装置の配置、及び RTS信号送信時の状態を表す図

[図 15]本発明の実施の形態 4における無線基地局装置の構成を示す図

[図 16]送信データフレームの構成として、送信パケットのフレームフォーマットを示す構成図

[図 17]本発明の実施の形態 4における無線基地局装置と端末装置間の通信動作の詳細を示すフローチャート

[図 18]図 17の動作における通信手順の模式図

[図 19] (a) RTS信号のフレームフォーマットを示す構成図、（b) CTS信号のフレームフォーマットを示す構成図、（c)ACK信号のフレームフォーマットを示す構成図

[図 20]本発明の実施の形態 4における無線基地局装置及び端末装置 1の配置、及び CTS信号送信時の状態を表す図圆 21]実施の形態 4の第 1の変形例に係る無線基地局装置と端末装置間の通信動作の手順を示すフローチャート

圆 22]実施の形態 4の第 2の変形例に係る無線基地局装置と端末装置間の通信動作の手順を示すフローチャート

圆 23]本発明の実施の形態 5における無線基地局装置の構成を示す図圆 24]本発明の実施の形態 6における端末装置の構成を示す図

圆 25]実施の形態 6の変形例における端末装置の構成を示す図

[図 26]本発明の実施の形態 7における無線基地局装置の構成を示す図符号の説明

1、 70、 90、 100、 120、 1001、 1301、 1401、 1501 無線基地局装置

2- 1〜2— n 無線基地局アンテナ

3 制御信号抽出部

4 空間多重制御部

5 送信データフレーム生成部

6 送信系統選択部

12- - 1〜12— m、 1002、 1003、 1402

13、 96、 106 送信ユニット

14、 92、 102 受信ユニット

15- - 1〜15— n 受信ユニットアンテラ

16- - l〜16—n 受信部

17、 1511 空間多重分離部

18 データ抽出部

20 干渉除去能力情報データ保持部

21 送信部

71 電波到来方向推定部

72 指向性制御部

94 分離特性検出部

104 空間広がり検出部 121 時空間ブロック符号化部

1304 レプリカ信号生成部

1305 受信ビーム形成部

1411 制御信号抽出部

1412 送信フォーマット決定部

2101 干渉除去能力情報測定部

発明を実施するための最良の形態

[0078] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

[0079] (実施の形態 1)

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る無線基地局装置及び端末装置の構成を示す図である。

[0080] 以下、本実施の形態 1においては、無線基地局装置から端末装置に向けての送信

(以下、ダウンリンクと呼ぶ）における空間多重を用いた通信方法について説明を行う

[0081] 図 1において、無線基地局装置 1は、複数の無線基地局アンテナ 2と、制御信号抽出部 3と、空間多重制御部 4と、送信データフレーム生成部 5と、送信系統選択部 6と、複数の送信部 7とを備える。

[0082] また端末装置 12の受信ユニット 14は、 1つ又は複数の受信ユニットアンテナ 15と、 1つ又は複数の受信部 16と、空間多重分離部 17と、データ抽出部 18と、データ出力部 19とを備え、送信ユニット 13は、送信ユニットアンテナ 23と干渉除去能力情報データ保持部 20と、送信部 21と、データ入力部 22とを備える。

[0083] ここで、同じ構成要素を複数個有する構成部、ユニット又は装置は、説明上、どの構成部、ユニット又は装置であるかを示す必要の無い場合は同一の番号を用いることとし、複数個の各構成部、各ユニット又は各装置のそれぞれに番号を付さなければ説明が分力り難くなる場合は、第 1の番号の後にハイフンを付け第 2の番号を付すこととする。

[0084] 例えば、どの構成部、どのユニット又はどの装置であるかを示す必要の無い場合は、受信部 16、受信ユニット 13又は装置 12と呼ぶこととし、複数個の各構成部、複数個の各ユニット又は複数個の各装置に番号を付さなければ説明がわ力りにくくなる場合は、受信部 16— 1〜16— n、受信ユニットアンテナ 15— l〜15—n又は端末装置 12— l〜12—nのように呼ぶものとする。

[0085] この他、本発明の実施の形態 1の無線基地局装置 1は、図 1には記載していないが、送信データ系列に対して誤り訂正符号化を行う伝送路符号化部や、送信データ系列に対してインターリーブを施すインターリーバ部及び送信データ系列に対して、所定の変調方式で変調を行ったベースバンドの変調シンボルデータを生成する変調部も備えている。

[0086] まず、端末装置 12の送信ユニット 13において、干渉除去能力情報データ保持部 2 0に保持されている干渉除去能力情報データは、送信部 21で、どの端末装置かを認識する為に予め付与された固有番号 (以下、 ID番号と呼ぶ）と供に、制御チャネル信号又は報知チャネル信号に加えられ送信ユニットアンテナ 23へと導かれ、伝搬路（図示せず）に送信ユニットアンテナ 23から放出される。

[0087] ここで、制御チャネル又は報知チャネルは、無線基地局装置 1と端末装置 12を有効に動作させる為の情報がやり取りされる為の通信用チャネルであり、端末装置 12 の利用者が送受信しょうとする情報がやり取りされる通信用チャネルとは異なる通信用チャネルを意味する。

[0088] なお、端末装置 12の利用者が送ろうとする情報は、データ入力部 22から送信部 21 を通し、送信ユニットアンテナ 23を介して無線基地局装置 1へと送られる。

[0089] 次に、無線基地局装置 1において、制御信号抽出部 3は、複数の端末装置 12から基地局アンテナ 2に向けて送られてくる制御チャネル信号又は報知チャネル信号 8の中から干渉除去能力情報データと、端末装置 12に付与された ID番号情報 9とを抽出し、空間多重制御部 4へ出力する。

[0090] 空間多重制御部 4は、前記干渉除去能力情報データを基に、 1つ又は複数の端末装置をグループ分けしたグループィ匕情報を作成する。図 3はグループ化情報の一例を示す、グルーピングテーブル 300である。

[0091] その後、空間多重伝送を行う為に所定の手順に従って、送信データフレーム生成部 5と送信系統選択部 6に向けて、それぞれ送信データフレーム生成部コントロール信号 10と、送信系統選択部コントロール信号 11を送出する。

[0092] 送信データフレーム生成部 5は、送信データフレーム生成部コントロール信号 10により空間多重数だけ送信データフレーム系列を生成し、送信系統選択部 6に向けて送出する。ここで、送信データフレーム系列とは、送信データ系列を既定のビット数ごとに分割し、空間ストリーム番号に応じて、既知のパイロット信号系列 (以下、空間ストリーム個別パイロット信号と呼ぶ)を付随させたものである。

[0093] 送信系統選択部 6は、送信系統選択部コントロール信号 11に基づいて、受け取つた送信データフレーム系列を、送信部 7に選択的に入力する。

[0094] 送信部 7は、入力された送信データフレーム系列をキャリア周波数帯の高周波信号に変換して、無線基地局アンテナ 2へ出力する。無線基地局アンテナ 2からは、入力された高周波信号が放射される。

[0095] また、受信部 16は受信ユニットアンテナ 15で受信した各々の高周波信号を、直交検波されたアナログ Zディジタル変換後の I信号及び、 Q信号カゝらなるディジタルべースバンド信号 (以下、複素ディジタルベースバンド信号と呼ぶ）に変換し、空間多重分離部 17へ向け出力する。

[0096] 空間多重分離部 17は、入力された 1つ又は複数の複素ディジタルベースバンド信号から、他の端末装置 12向けに送られた空間多重信号、つまり干渉波信号を除去或いは抑圧し、所望信号を出力する。

[0097] データ抽出部 18は、入力された所望信号に復調及び復号処理を施すことで所望信号を受信データ系列に復元する。復元された受信データ系列は、データ出力部 1

9を介して、他の機器へ出力される力又は、端末装置利用者にその情報が伝えられる。

[0098] ここで、送信ユニットアンテナ 23と受信ユニットアンテナ 15は別のものとして扱っているが、同じアンテナを共有していても構わない。

[0099] 図 2 (a)は、無線基地局装置 1及び端末装置 12の初期設定処理動作を示すフローチャート、図 2 (b)は、無線基地局装置 1及び端末装置 12のダウンリンクにおける空間多重伝送処理動作を示すフローチャートである。以下、図 1〜図 3を用いて本発明の実施の形態 1に係る無線基地局装置 1及び端末装置 12の詳細な動作説明を行う [0100] まず、図 2 (a)に示す無線基地局装置 1及び端末装置 12の初期設定処理の動作について説明を行う。無線基地局装置 1と端末装置 12の間のリンク確立後 (ステップ S220)に、端末装置 12が保持する干渉除去能力情報データとして、端末装置 12が干渉抑圧可能な干渉波数を意味するアンテナ自由度を示す情報データを、制御チャネル或いは報知チャネルを介して無線基地局装置 1に通知する（ステップ S 221)。

[0101] そして、無線基地局装置 1は、制御信号抽出部 3により端末装置 12からの受信信号、つまり制御チャネル信号又は報知チャネル信号から、端末装置 12の干渉除去能力情報データと、端末装置 12に付与された ID番号情報を抽出する。

[0102] 空間多重制御部 4は、通信エリア内（図示せず）に存在する複数の端末装置 12がそれぞれ保持する干渉除去能力情報データを基にグルーピングを行ヽ、その情報をグルーピングテーブル 300として保持する（ステップ S222)。

[0103] 図 3は、一例として 8台の端末装置 12が無線基地局装置 1の通信エリア内に存在する場合のグルーピングテーブル 300である。通信エリア内に存在する複数の端末装置 12には、 ID番号として # 1から # 8までの番号がそれぞれの端末に付与されているものとする。

[0104] グルーピングテーブル 300において、テーブル左側のグループ番号の欄は、各端末装置 12が保持する干渉除去能力情報データ、つまり、ここではアンテナ自由度を示している。図 3では、自由度 =4を最大値としている。なお、アンテナ自由度は、端末装置 12の受信ユニットアンテナ数力も数値の 1を引、た数である。

[0105] テーブル右側下段の端末装置 IDの欄には、各グループ番号以上の干渉除去能力情報データ、つまりアンテナ自由度を保持する端末装置 12の ID番号が登録される。例えば、 ID番号が # 8の端末装置 12は、自由度 =4の情報を無線基地局装置 1に向けて送出しており、グループ番号 1〜4までのグループ全てに登録される。但し、自由度が零以外の場合にグループ番号 1以上のグループで、該当するグループに登録されるものとする。

[0106] また、グループ番号の最大値は、無線基地局装置 1が空間多重伝送可能な最大の空間多重数を Nmaxとすると、 Nmax—lとなる。図 3においては、空間多重伝送可能な最大の空間多重数 Nmaxが 5の場合を示している。

[0107] 端末装置 12が無線基地局装置 1の通信エリア外に移動した場合は、グルーピングテーブル 300から端末装置 12の ID番号を除去する作業を行い、新しい端末装置 12 が無線基地局装置 1の通信エリア内に移動してきた場合は、グルーピングテーブル 3 00に新、端末装置 12の ID番号を新たに加える作業を行う。

[0108] よって、通信エリア内において端末装置 12の増減がない場合は、グルーピングテ一ブル 300の更新は不要となる。

[0109] 又、この動作は、一定期間ごと又は断続的に繰り返されるものであるが、連続的に行われても良い。

[0110] 以上の動作が通信エリア内に端末装置 12が新規に登録される場合の初期動作である。

[0111] この初期動作の後、空間多重伝送を行うにあたり、グルーピングテーブル 300の各グループ番号に属する端末装置群を母集団として任意の個数の端末装置 12が選定される。

[0112] 次に、図 2 (b)を用いて無線基地局装置 1及び端末装置 12のダウンリンクにおける空間多重伝送処理動作について説明する。まず、複数の端末装置 12に対する所定のパケットスケジューリングによりダウンリンクにおいて優先的に接続すべき端末装置 12を決定する（ステップ S223)。

[0113] 一例として、第 k番目、つまり端末 ID= # kなる端末装置 12が優先接続すべき端末装置 12として決定されたものとする。スケジューリング方法としては、端末装置 12の受信品質に基づくパケットスケジューリングである、 Maximum CIR法や Proportio nal Fairness法が、文献 A. Jalali et al, "Data Throughput of CDMA — HDR a High Efficiency High Data Rate Personal Communication

Wireless System, " IEEE VTC2000 Spring, pp. 1854— 1858【こお!ヽて情報開示されている。

[0114] 本発明の実施の形態 1では、上記技術を適用しても、発明の内容がなんら損なわれるものでは無ぐここでは上記技術を使用するものとして上記パケットスケジユーリングの詳細な説明につ、ては省略する。 [0115] 又、優先接続すべき端末装置 12を決定するステップ S 223において用いる端末装置 12の受信品質としては、例えば信号対干渉波比（以下 SIRと呼ぶ）、キャリア対干渉波電力比（以下 CIRと呼ぶ）、信号対雑音比（以下 SNRと呼ぶ）、或いは、所望成分対不要成分電力比（以下 DURと呼ぶ)などが利用される。

[0116] この場合、予め、対応する受信品質情報が、端末装置個別の制御チャネル又は報知チャネルを介して無線基地局装置 1に通知されて、るものとする。

[0117] 次に、グルーピングテーブル 300を基に、所定の決定基準を用いて優先接続すベき第 1の端末装置 12と共に、無線基地局装置 1と空間多重接続すべき 1つ又は複数の第 2の端末装置 12を選定する (ステップ S224)。

[0118] 選定基準としては、同じグループ番号 C (k)力も Nu個の端末装置 12を選定するものとするが、全ての空間ストリームの総数 Nt 同時に空間多重接続すべき端末装置の個数 Nu及び無線基地局装置 1が、空間多重伝送可能な最大の空間多重数 N maxとの関係から、さらに次の 2つの選定基準に分ける。

[0119] また、第 k番目、つまり端末 ID= # kなる端末装置 12が、グループ番号 C (k)に属する場合を想定して説明を進める。

[0120] (選定基準 1)空間多重接続すべき端末装置 12として、優先接続すべき第 1の端末装置 12が含まれているグループと同じグループ番号 C (k)から、 Nu個の第 2の端末装置 12を選定する。なお、 Nu≤C (k)とし、全ての空間ストリームの総数 Ntを、同時に空間多重接続すべき端末装置数 Nuに等しくする。但し、 C (k) =0の場合は、空間多重接続を行わない。

[0121] 一例として、図 3に示すグルーピングテーブル 300において、優先接続すべき第 1 の端末装置 12の端末 IDが # 7である場合を考える。この場合、端末 IDが # 7の端末装置 12は、グループ番号 C (k) = 1、 C (k) = 2、 C (k) = 3の 3グループに登録されているが、 3つの内のいずれか 1つのグノレープ番号を選び、そのグノレープ番号の中から、合計の選定端末数が選定したグループ番号 C (k)の値以下となるように、 Nu個の第 2の端末装置 12を選定する。選定した Nu個の第 2の端末装置 12と優先接続すベき第 1の端末装置 12とのそれぞれに対して、 1つずつ空間ストリームが割り与えられる [0122] (選定基準 2)空間多重接続すべき第 2の端末装置 12として、優先接続すべき第 1 の端末装置 12が含まれているグループと同じグループ番号 C (k)の中力も Nu個の第 2の端末装置 12を選定し、 Nuく C (k)の場合に、これらの選定した端末装置 12又は優先接続すべき第 1の端末装置 12に対し、複数の空間ストリームを割り当てるものとする。なお、全ての空間多重接続すべき端末装置 12に対する空間ストリームの総数を Ntとした場合、 Nt≤C (k)となるようにする。また、 C (k) =0の場合は、空間多重接続を行わない。

[0123] 一例として、図 3に示すグルーピングテーブル 300において、優先接続すべき第 1 の端末装置 12の端末 IDが # 7で、グループ番号 C (k) = 3から空間多重接続すべき第 2の端末装置 12を選定する場合を考える。この場合、選定できる第 2の端末装置 1 2は端末 IDが # 8の端末装置 12となる。

[0124] よって、選定しょうとする第 2の端末装置 12と優先接続すべき第 1の端末装置 12のそれぞれに対して 1つの空間ストリームを割り与えた場合、 C (k)— Nu= 3— 1 = 2個の空間ストリームが未使用となってしまう。

[0125] そこで、優先接続すべき第 1の端末装置 12又は選定した第 2の端末装置 12に対して、複数の空間ストリームを割り当てる。割り与える方法としては、 Nt≤C (k)の条件と各端末装置 12に割り与えられる空間ストリームの総数がグループ番号 C (k) + 1を超えないという条件とを満たす範囲において、端末 IDが # 7と # 8の端末装置 12の夫々の増加量が対称となるように割り当てても良、し、非対称となるように割り当てても良い。

[0126] 更に、同じグループ番号 C (k)における Nu個の第 2の端末装置 12の選定方法として、次に示す (手法 1)〜（手法 3)の内の、ずれかの手法を適用しても良!、。

[0127] (手法 1)端末装置 12における受信 SIRが高い端末装置 12を優先的に選定する。

[0128] (手法 2)無線基地局装置 1に優先接続すべき第 1の端末装置 12が属する第 1のグループに含まれ、且つ、この第 1のグループよりも端末装置 12の干渉除去能力の高い第 2のグループにも含まれている 1つ又は複数の第 2の端末装置 12を優先的に選定する。すなわち、干渉除去能力の高い端末装置 12を優先的に選定する。

[0129] (手法 3)無線基地局装置 1に優先接続すべき第 1の端末装置 12が属する第 1のグループに含まれ、且つ、この第 1のグループよりも端末装置 12の干渉除去能力の高い第 2のグループに含まれていない第 2の端末装置 12を優先的に選定する。すなわち、干渉除去能力の低、端末装置 12を優先的に選定する。

[0130] 一例として、図 3に示すグルーピングテーブル 300において、優先接続すべき第 1 の端末装置 12の端末 IDが # 7で、グループ番号 C (k) = 2である場合を考える。端末 IDが # 7と # 8の端末装置 12は、グループ番号 C (k) = 3にも登録されている。又、端末 IDが # 5と # 6の端末装置 12は、グループ番号 C (k) = 3には登録されていない。

[0131] よって、上述の（手法 2)を適用した場合、端末 IDが # 7と # 8の端末装置 12が選定の対象として優先される。また、上述の (手法 3)を適用した場合、端末 IDが # 5と # 6 の端末装置 12が選定の対象として優先される。

[0132] 上述の (手法 1)、または (手法 2)を適用することにより、空間多重接続の機会増加と通信品質の向上が促進されるので、システム全体のスループットを高めることが可能となる。

[0133] また、上述の（手法 3)を適用することにより、無線基地局装置 1と複数の端末装置 1 2との間での信号伝送において、各端末装置 12と無線基地局装置 1との通信の機会を均等に近づけることが可能となる。

[0134] 特定のグループ番号 C (k)力も空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置 12を選定することにより、空間多重接続すべき端末装置 12を選定する為のアルゴリズム或いは条件を複雑に設定する必要が無くなることから、空間多重接続端末装置選定プログラムの構成が簡単になることが容易に予想できるので、処理時間の低減が図れるとう効果が得られる。よって、システム全体としてのスループットの向上が図られるという効果も得られる。

[0135] 上記では同じグループ番号 C (k)から空間多重接続すべき端末装置 12を選定する場合であるが、同じグループ番号 C (k)以外から空間多重接続すべき端末装置 12を選定してもよい。この場合、より高いグループ番号のグループから、空間多重接続すべき端末装置 12を選定する。

[0136] これにより、特定の条件下の端末装置 12のみが優先的に無線基地局装置 1と接続される機会が多くなつてしまう現象を抑圧することができ、他の条件下の端末装置 12 と無線基地局装置 1との接続機会を増すことが可能となる。

[0137] その結果、各条件下の端末装置 12と無線基地局装置 1との接続機会の均等化が図られるという効果が得られる。また、使用ユーザの公平感を減らし"接続が悪い"などの苦情を和らげることができると供に、使用ユーザの満足度や信頼感を得ることができるという効果もある。

[0138] また、一般に空間多重接続数と受信品質との間には、空間多重接続数の増加、つまり伝送レートの増加に伴い受信品質の劣化が生じるというトレードオフの関係がある。よって、このトレードオフの関係を考慮して、次の（処理 1)、（処理 2)のいずれかの処理、又は、（処理 1)と (処理 2)とを融合した処理を行うことが望ま、。

[0139] (処理 1)優先接続すべき端末装置 12の送信データ量に応じて、空間多重接続すべき端末装置 12の個数を増減させる。すなわち、優先接続すべき端末装置 12の送信データ量が少ない場合ほど、空間多重接続すべき端末装置 12の個数を増力！]させる。これにより、空間ストリーム中における制御情報やパイロット信号等のオーバーへッドの占める割合を、すべての空間ストリームで考えた場合、低減することができるという効果がある。また、これによる低減分を考慮して、より誤り耐性の高い低変調多値数、高符号ィ匕率を設定して伝送することで伝送品質の向上も可能となる。

[0140] (処理 2)優先接続すべき端末装置 12の所望する要求レートに応じて、空間多重接続すべき端末装置 12の個数を増減させる。すなわち、優先接続すべき端末装置 12 の所望する要求レートが低い場合ほど、空間多重接続すべき端末装置 12の個数を増加させる。これにより、要求レートが低いことで、より誤り耐性の高い低変調多値数、高符号化率を設定して伝送することができ、伝送品質の向上が可能となる。

[0141] 次に、空間多重接続すべき端末装置 12— 1〜12— nに対して、データ伝送を行う旨の通知及びそれぞれの端末装置 12— 1〜12— n宛のデータが含まれる空間ストリーム番号 l〜n、つまり無線基地局装置アンテナ 2— 1〜2— nのうち、それぞれの端末装置 12— 1〜 12— n宛のデータが放射される送信アンテナ番号情報の通知を行う（ステップ S 225)。

[0142] この際の通知は、空間多重伝送を用いずに通常のダウンリンクの制御チャネル又は報知チャネルを介して行われる。

[0143] データ伝送を行う旨の通知 (ステップ S225)の後、無線基地局装置 1は空間多重接続すべき端末装置 12— 1〜 12— nに対するデータ伝送を行う（ステップ S 226)。データ伝送を行う為に、送信データフレーム生成部 5では、空間ストリーム番号に応じて既知のパイロット信号系列を付随させた送信データフレーム系列を生成する。

[0144] 図 4 (a)及び図 4 (b)は、送信データフレーム系列構成の一例である。図 4 (a)は、既知の信号系列力もなるパイロット信号 (以下、空間ストリーム個別パイロット信号 Ak 又は Al〜Anと呼ぶ）を空間ストリーム番号に応じて時間的にずらして、個別データ系列 Dl〜Dnに付随させることにより、送信データフレーム系列 400— 1〜400— n を構成したものである。

[0145] 図 4 (a)において、各空間ストリーム番号 l〜nの送信データフレーム系列 400—1 〜400— nは、個別データ系列 Dl〜Dnと、空間ストリーム個別パイロット信号系列 A l〜An及びデータの存在しない部分 (点線で囲まれた部分）とで構成される。個別データ系列 Dl〜Dnは、各端末装置宛の送信データ系列を既定のビット数毎に分割したものである。

[0146] 個別パイロット信号系列 Al〜Anは、既知の信号系列であり、同じ信号系列でも、異なる信号系列でも、どちらでも良い。

[0147] 無線基地局アンテナ 2— 1〜2— nのそれぞれより、各送信データフレーム系列 400 l〜400—nが送出される。

[0148] 又、各送信データフレーム系列 400—l〜400—nは、同じ長さのフレーム長を有しており、各空間ストリーム個別パイロット信号系列 Al〜Anは、同一時間上に重なることが無いように、空間ストリーム番号に応じて、時間をずらして配置される。

[0149] 図 4 (b)は、空間ストリーム番号間で直交するパイロットシンボル系列からなるパイ口ット信号 (以下、空間ストリーム個別パイロット信号系列 Bk又は Bl〜Bnと呼ぶ）を空間ストリーム番号に応じて付随さることにより送信データフレーム系列を構成したものである。

[0150] 各空間ストリーム番号 l〜nの送信データフレーム系列 402— 1〜402— nは、個別データ系列 Dl〜Dnと、空間ストリーム個別パイロット信号系列 Bl〜Bnで構成される [0151] 空間ストリーム個別パイロット信号系列 Bl〜Bnは、既知の直行する信号系列である。又、各送信データフレーム系列 402—l〜402—nは、同じ長さのフレーム長を有している。

[0152] 送信データフレーム生成部 5は、各送信データフレーム系列に対し、図示されていな、伝送路符号化部により誤り訂正符号ィ匕を行、、図示されて!、な、インターリーバ部によりインターリーブを施した後に、図示されていない変調部により所定の変調方式で変調されたベースバンドの変調シンボルデータを生成する。

[0153] なお、誤り訂正符号化時の符号化率、変調部における変調多値数は固定であっても良いし、伝搬環境に応じて適応的に可変する構成でもよい。適応的に可変する場合は、端末装置 12における受信 SIRや CIR、 SNR、或いは DURで示される伝搬環境情報を予めフィードバックする構成で実現できる。また可変する場合は符号化率、変調多値数等の変調スキームに関する情報を端末装置 12に通知する。

[0154] 送信系統選択部 6は、空間多重接続すべき全ての端末装置 12に対して空間多重伝送を行うのに必要な個数の送信部 7— 1〜7— nを選択し、それぞれの送信データフレーム系列を、選択された送信部 7— l〜7—nに入力する。

[0155] 送信部7—1〜7—11は、ベースバンドの変調シンボルデータであるディジタルデータをディジタル Zアナログ変換し、送信データフレーム系列を帯域制限し増幅処理を施した後に、キャリア周波数帯に周波数変換した高周波信号を無線基地局アンテナ 2— 1〜2— nに出力する。無線基地局アンテナ 2— 1〜2— nからは、各端末装置向けの高周波信号が放射される。

[0156] 次に、無線基地局装置 1から伝送された信号に対する端末装置 12の受信処理について説明する (ステップ S227)。なお、以下では無線基地局装置 1との同期つまりフレーム同期及びシンボル同期は確立できているものとし、同期確立後の動作を説明する。

[0157] まず、受信ユニットアンテナ 15— l〜15—nで受信された高周波信号は、それぞれ受信部 16— l〜16—nに入力される。受信部 16— l〜16—nは、高周波信号から所望帯域をフィルタリングし、直交検波したベースバンド信号に周波数変換し、ディジタル Zアナログ変換により複素ベースバンド信号を出力する。

[0158] 空間多重分離部 17は入力された 1つ又は複数の複素ベースバンド信号から、自端末装置宛に通知された空間ストリーム番号のデータ信号を出力し、自端末装置宛以外の空間ストリーム番号のデータ信号つまり干渉信号を除去或いは通信を行うのに必要十分な信号品質が確保できる程度まで抑圧するために、以下の動作を行う。

[0159] まず、空間ストリーム毎に付随されている空間ストリーム個別パイロット信号系列を全て分離抽出し、伝搬路のチャネル推定値を算出する。ここで、空間多重伝送された信号を受信する第 m番目の端末装置 12— mは、 Ns (m)個の受信ユニットアンテナ 15— 1〜15— Ns (m)と、 Ns (m)個の受信部 16を備えているものとする。

[0160] 第 k番目の空間ストリーム個別パイロット信号系列 (数 1)を、

第 m番目の端末装置 12— mにおける第 j番目の受信ユニットアンテナ 15— j及び受信部 16— jで受信した結果得られる出力信号である (数 2)と

端末装置 12— mの内部で生成した (数 1)と

の相関演算を行うことで、（数 3)に示すように伝搬路のチャネル推定値 (数 4)を算出する。

[0161] [数 1]

A P _k ( t )

[0162] [数 2] r _k ^(m) ( t )

[0163] ただし、 j = 1、 . . . 、 Ns (m)で、 Ns (m)は自然数。

[0164] [数 3]

Np

[0165] ここで、 Npは空間ストリーム個別パイロット信号系列のシンボル数、上付きの「 *」は

「複素共役」を行う演算子である。

[0166] 画 h ^m ( j 、 k ) [0167] なお、複数回にわたる空間ストリーム個別パイロット信号系列 (数 1)の受信結果を保存し、平均化処理を行ってもよぐその場合、端末装置 12— mの移動速度が十分小さければ、雑音の影響を低減でき、伝搬路のチャネル推定品質を高めることが可能となる。

[0168] 最終的に、第 m番目の端末装置 12— mによる伝搬路のチャネル推定値として、合計 Nt X Ns (m)個の伝搬路のチャネル推定値 (数 5)を算出する。

[0169] [数 5]

Hm ( j , k )

[0170] 但し、 Ntは空間ストリーム数、 Ns (m)は端末装置 12— mの受信ユニットアンテナ数である。

[0171] ここで、端末装置 12— mに対するチャネル推定行列 (数 6)を (数 7)のように定義する。

[0172] [数 6]

H¹

[0173] [数 7] h^m(l,N_t)

h^m(2A) h^m(2.2) h^m(2.N_t)

[0174] 次に、得られたチャネル推定行列 (数 6)を用いて、空間多重チャネルの分離を行う。ここで、空間多重チャネルの分離とは、空間多重ストリーム力も各空間ストリームに含まれるデータ信号を分離、抽出することと同じ動作を意味する。

[0175] 分離方法として、チャネル推定行列の逆行列を利用する方法である ZF (Zero For cing)を用いる場合と、 MMSE (Minimum Mean Square Error)を用いる場合を説明する。

[0176] まず、 ZF手法を用いる場合について説明する。 ZF手法では、第 m番目の端末装置 12— mにおける第 j番目の受信ユニットアンテナ 15— j及び受信部 16— jにおいて、端末装置個別データ受信信号 (数 8)に対し、（数 6)の逆行列である (数 9)における第 Bm行力なる行ベクトル V (Bm)を算出し、これを所望の空間ストリーム番号のデータ信号を受信するのに用いる受信ウェイトとする。

[0177] [数 8] r , ^(m) ( t )

[0178] ただし、 j = 1、 . . .、 Ns (m)で、 Ns (m)は自然数。

[0179] [数 9]

(H^m广¹

[0180] ここで、 Bmは無線基地局装置 1から通知された端末装置 12— m宛ての空間ストリーム番号、つまり送信アンテナ番号である。第 Bm番目の空間ストリーム番号のデータ信号は、（数 10)に示すように、受信ウェイトを端末装置個別データ受信信号 (数 1 1)に乗算することで、他の空間ストリーム力の干渉信号を抑圧した所望信号として抽出することができる。

[0181] [数 10] z_Bm ^m {t) ^ V(B_m )r^m {t)

[0182] [数 11] r (m)

[0183] 次に、 MMSE手法を用いる場合について説明する。この場合も、 ZF手法と同様に、 MMSE規範で算出される受信ウェイト行列 Wの第 Bm行力なる行ベクトル V(Bm )を算出し、これを所望の空間ストリームを受信する受信ウェイトとする。

[0184] 第 Bm番目の空間ストリームは、（数 10)に示すように、受信ウェイトを端末装置 12 mの個別データ受信信号 (数 11)に乗算することで、他の空間ストリーム力の干渉信号を抑圧した所望信号として受信することができる。

[0185] なお、端末装置 12— m以外の空間ストリームに含まれるデータ信号の符号ィ匕率、変調多値数等の符号化方法、変調方法に関する情報が既知である場合は、最尤推定 (結合推定）、逐次的干渉キャンセラ (V— BLAST等）の手法の適用が可能である [0186] なお、同一の端末装置 12宛ての空間ストリーム番号が複数存在する場合は、それぞれの空間ストリーム番号のデータ信号を受信する受信ウェイトを生成し、端末装置個別データ受信信号 (数 11)に乗算することで、他の空間ストリームからの干渉信号を抑圧した所望信号として受信することができる。

[0187] この場合、無線基地局装置 1では、伝送しょうとする送信データ系列を、あらかじめ割り当てようとする空間多重ストリーム数、例えば n個に分割し、生成した n個の分割送信データフレーム系列を n個の空間ストリームで伝送する空間多重技術 (SDM)を用いて伝送しても良い。

[0188] 又、端末装置 12で受信された各信号は、空間多重分離部 17で各空間ストリーム番号の分割データ信号を抽出した後、元のデータ信号系列に合成、復元される。例えば、各空間ストリームに lOKbitZsの分割データ信号を乗せ、 3つの空間ストリームを用いてデータ伝送することにより、 1つの空間ストリームを用いたデータ伝送の場合と比べて、同一の時間内に 3倍の信号が送れることになる。つまり、端末当たりの伝送レートを上げることが可能となる。

[0189] データ抽出部 18では、空間多重ストリーム力分離抽出された所望空間ストリームのデータ信号に対し、復調及び復号処理が施され、所望の受信データ系列として復元する。

[0190] 以上の動作により、本発明の実施の形態 1では、端末装置 12の干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データを予め無線基地局装置 1に通知し、干渉除去能力情報データに基づく端末装置 12のグルーピングを行うことで、空間多重接続すべき端末装置 12の選定が容易となる。

[0191] 従来では、合計で N個の端末装置 12の中から、 K個の端末装置 12に対して空間多重接続を行おうとする場合、 N個の端末装置 12から、 K個の端末装置 12を選ぶ組み合わせの総数 Tは (数 12)通り存在し、従来例のように端末装置間の空間相関係数を演算する場合では、例えば、それが最小となる組み合わせを検出する為には、各端末装置 12からフィードバック情報等を基にしてチャネル状況を検出した後に、組み合わせ総数 (数 12)回の空間相関係数の演算が必要となっていた。 [0192] [数 12]

n C k

[0193] ただし、 Cは組合せを計算する関数である。

[0194] この場合、無線基地局アンテナ 2の総数が Nt個の場合、空間相関係数を算出する為の乗算回数は、 3 X Nt回だけ必要であり合計 3 X Nt X T回の乗算回数が必要でめつに。

[0195] 本発明の実施の形態 1では、このような空間相関係数の演算を不要にすることが可能であり、グルーピングテーブル 300を基にすることで、容易に、空間多重接続すベき端末装置 12の組み合わせを選定することができる。

[0196] これにより空間相関係数の検出を不要にすることができ、無線基地局装置 1の構成の簡易化が図られると供に、処理遅延の低減化も図ることができる。

[0197] なお、本発明の実施の形態 1において、空間ストリーム毎の送信電力は、空間多重ストリームの総送信電力が規定値以内に収まる範囲で、等電力送信または空間ストリーム毎の送信電力制御を適用しても良、。

[0198] 空間ストリーム毎の送信電力制御を適用する場合は、各空間ストリームの宛先となる端末装置 12における受信品質を無線基地局装置 1にフィードバックし、定格の総送信電力を超えない範囲で受信品質に比例した電力分配を行うことで実現することが可能である。

[0199] なお、本発明の実施の形態 1は、シングルキャリア伝送、マルチキャリア伝送の区別なく適用することが可能である。マルチキャリア伝送時には、サブキャリア毎に伝搬路のチャネル推定値を算出し、空間多重ストリームカゝら所望の空間ストリームに含まれるデータ信号の抽出が可能である。

[0200] また、 TDD、 FDDといった複信方式によらず適用が可能である。更に、 TDMA、 F DMA, CDMAと!、つたアクセス方式によらず適用が可能である。

[0201] なお、本発明の実施の形態 1では、端末装置 12の干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データとしてアンテナ自由度を示す情報データを用いているが、これ以外にも、干渉抑圧比や SIR、 CIR、 SNR、或いは DURを示す情報データを用いることちでさる。 [0202] 更に、この干渉抑圧比や SIR、 CIR、 SNR、或いは DURの値は、リアルタイムで観測される値の中で任意時間における値であっても良いし、ある期間の平均値であつても良いし、空間多重伝送信号の中から所望のデータ信号を抽出し、十分認識できる信号レベルを得る為に必要な値として、システム設計時或いは製造後に設定された値であっても良い。

[0203] なお、本発明の実施の形態 1では、図 2 (b)において、再送制御が含まれていない力再送制御の適用を導入しても良い。図 5は、再送制御を示すフローチャートである。図 2 (b)と異なる部分は、ステップ S528〜ステップ S530が追加されている点であり、その他は図 2 (b)の説明で述べた動作と同様であるので、ここでは省略し、以下、異なる部分の動作説明を行う。

[0204] 端末装置 12での受信動作 (ステップ S227)の後、端末装置 12で復号した受信データ系列は、図示しない誤り検出部にて、フレーム単位ごとに誤り検出される (ステツプ S528)。誤りが検出されず正常受信がなされていると判定される場合は、その旨を、制御チャネル又は報知チャネルを介して無線基地局装置 1に通知し (ステップ S52 9)、今回の受信データ系列に対する処理を終了する。その後引き続き次の空間多重伝送処理を開始する。

[0205] 誤りが検出され正常受信ができなかったと判断された場合、無線基地局装置 1に対して再送要求が行われる (ステップ S530)。つまり、図示しない誤り検出部により再送要求信号が送信部 21に向け送出され、制御チャネル又は報知チャネルを介して無線基地局装置 1に通知される。

[0206] そして、再送要求情報が、無線基地局装置 1の制御信号抽出部 3によって抽出され、再送要求が行われたことが判明した場合、空間多重制御部 4は、次の処理を行う。

[0207] 再送要求が所定回数以内の場合は、次に示す (処理 3)〜（処理 5)の内いずれかの処理を行う。

[0208] (処理 3)再送要求のあった端末装置 12に対し前回と同じ空間多重ストリームを再送する。

[0209] (処理 4)空間多重伝送を行わず優先接続すべき端末装置 12のみへの信号伝送を行う。 [0210] (処理 5)優先接続すべき端末装置 12の属するグループよりも大きいグループ番号にも登録されている端末装置 12で且つ、前回とは異なる端末装置 12の組合せを選定し、空間多重伝送を行う。

[0211] ここで、例えば文献 Eas Malakamaki "et al, "Performance of Hybrid A RQ Techniques for WCDM A High Data Rates" IEEEVCT2001, p P2720- 2 724に書かれている Hybrid ARQの適用も可能である。

[0212] 一方、再送要求が所定回数を超えた場合は、次に示す (処理 6)〜（処理 8)までの内いずれかの処理を行う。

[0213] (処理 6)空間多重伝送を行わず、優先接続すべき端末装置 12のみへの信号伝送を行う。

[0214] (処理 7)優先接続すべき端末装置 12はそのままにし、前回空間多重伝送を行った端末装置 12が含まれる同じグループ番号に属し且つ、前回とは異なる端末装置 12 の組合せを選定し、空間多重伝送を行う。

[0215] (処理 8)変調多値数を小さくする。符号化率を小さくする。

[0216] 再送要求を行った後は、再度、空間多重接続すべき全ての端末装置 12に対して、データ伝送を行う旨の通知及びそれぞれの端末装置 12— l〜12—n宛のデータが含まれる空間ストリーム番号 l〜n、つまり無線基地局装置アンテナ 2— 1〜2— nのうち、それぞれの端末装置 12— 1〜 12— n宛のデータが放射される送信アンテナ番号情報の通知を行う（ステップ S525)。

[0217] 以降、同様の処理を繰り返す。

[0218] 以上に述べた再送制御により、空間的な相関の高い端末装置 12を無線基地局装置 1で空間多重接続すべき端末装置 12として選定した場合でも、再送制御動作により、空間多重接続すべき端末装置 12の組合せを変更するか、または空間多重伝送を行わないことで、優先接続すべき端末装置 12の受信特性を向上することができる。

[0219] なお、本発明の実施の形態 1において、図 5に示す再送制御フローとは異なる再送制御フローを適用しても良い。図 6は、図 5に示す再送制御フローとは異なる第 2の再送制御フローを示すフローチャートである。

[0220] 図 5と異なる部分は、ステップ S630〜ステップ S633が追加されている点であり、その他は図 5の説明で述べた動作と同じであるので、ここでは説明を省略し、以下、異なる部分の動作説明を行う。

[0221] 端末装置 12での受信動作 (ステップ S227)の後、端末装置 12で復号した受信データ系列は、図示しない誤り検出部によりフレーム単位毎に誤り検出される (ステップ

S528) ₀誤りが検出されず、正常受信がなされていると判断される場合は、その旨を

、制御チャネル又は報知チャネルを介して無線基地局装置 1に通知し (ステップ S52

9)、今回の受信データ系列に対する処理を終了する。

[0222] その後、引き続き、次の空間多重伝送処理を開始する。誤りが検出され正常受信ができな力つたと判断された場合、空間ストリーム間の分離が可能力どうかの判定を行う（ステップ S631)。

[0223] 空間ストリーム間の分離が可能力どうかの判定は図 9に示す端末装置 90において、空間多重分離部 17の後段に、データ抽出部 18とは別に設けられた分離特性検出部 94によって行われる。分離特性検出部 94では、所定の判定基準により、空間ストリーム間の分離が可能であるかどうか判定する。

[0224] そして、判定結果に応じて、組合せ変更要求信号又は再送要求信号を送信部 21 に送出する。送出部 21は、受け取った組合せ変更要求信号又は再送要求信号を制御チャネル又は報知チャネルを介して、無線基地局装置 1に通知する。

[0225] 判定基準として、分離特性検出部 94は、第 m番目の端末装置 12— mに対する (数 7)で示されるチャネル推定行列 (数 6)を用いた以下の (判定基準 1)〜 (判定基準 2) の!ヽずれかの判定基準を用いる。

[0226] (判定基準 1)チャネル推定行列 (数 6)のノルムで正規ィ匕した、チャネル推定行列（数 6)の行列式が所定値より小さい場合は、空間ストリーム間の分離が不可と判定する。

[0227] また、他に、（1)チャネル推定行列の条件数 (小さいほど、空間広がりが大きい）、 ( 2)最大固有値で正規ィ匕した最小固有値の大きさ（小さいほど、空間的広がりが大きい）を検出してもよい。

[0228] (判定基準 2)空間多重接続を行わない場合の最大比合成による受信品質と比較して、自端末装置 12宛ての空間ストリームに含まれるデータ信号を抽出した時の受信品質が、所定値を超えて劣化している場合には、空間ストリーム間の分離が不可と判定する。

[0229] ここで、第 m番目の端末装置 12— mにおける第 j番目の受信ユニットアンテナ 15— j 及び受信部 16— jで端末装置個別データ受信信号 (数 8) (ただし、 j =l Ns( m) )に対し、 ZF手法の場合の受信 SNRは、（数 6)の逆行列である (数 9)における第 (Bm)行からなる行ベクトル V (Bm)のノルムの 2乗を用いて、（数 13)で得られる。

[0230] [数 13] l/δ ²| I V (Bm) ！ |²

[0231] また、空間多重接続を行わない場合の最大比合成による受信品質は、（数 6)の第（

Bm)列からなる列ベクトル h (Bm)のノルムの 2乗を用いて、（数 14)で得られる。

[0232] [数 14]

I I h (Bm) I !²/δ ²

[0233] 従って前述の (判定基準 2)は、（数 15)が所定値より大きい場合、空間多重の劣化度が大きいと見なし、空間ストリーム間の分離が不可能であると判定する。

[0234] [数 15]

I I V (Bm) I |²X I I h (Bm) | |²

[0235] ここで (数 16)は端末装置 12での受信雑音電力を意味しており、 I I V(Bm) | | 及び I I h(Bm) I Iは、 V(Bm)及び h(Bm)の行ベクトル又は列ベクトルのノルムを意味する。

[0236] [数 16] δ ²

[0237] 以上で述べた判定基準により、空間ストリーム間の分離が不可と判定された場合は、分離特性検出部 94が空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更要求信号を送信部 21に向けて送出する (ステップ S632)。送信部 21は、入力された組合せ変更要求信号を制御チャネル又は報知チャネルを介して、無線基地局装置 1へ通知する（ステップ S632)。 [0238] 一方、空間ストリーム間の分離が可能と判定された場合は、分離特性検出部 94が再送要求信号を送信部 21に向けて送出する。送信部 21は、入力された再送要求信号を制御チャネル又は報知チャネルを介して無線基地局装置 1に通知する (ステップ S630)。

[0239] その後は、図 5の再送制御動作を示すフローチャートにおいて説明したのと同じ動作を行う。

[0240] 次に、空間多重接続すべき端末装置 12の組合せ変更要求信号を無線基地局装置 1が受信した時の動作を説明する。

[0241] 空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更要求信号は、無線基地局装置 1の制御信号抽出部 3によって検出される。空間多重制御部 4は、空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更要求があった場合、次の（処理 9)〜（処理 10)の、ずれかの処理を行う（ステップ S 633)。

[0242] (処理 9)空間多重伝送を行わず、優先接続すべき端末装置 90のみへの信号伝送を行うことを決定する。

[0243] (処理 10)優先接続すべき端末装置 90の属するグループよりも大き、グループ番号にも登録されている端末装置 90で、且つ、前回とは異なる端末装置 90の組合せを選定し、空間多重伝送を行う。

[0244] その後、図 2 (b)の説明で述べたように、ステップ S225以降の動作を繰り返す。

[0245] この第 2の再送制御フローにより、無線基地局装置 1が空間的な相関の高い端末装置 90を空間多重接続すべき端末装置として選定した場合でも、空間的な相関の低い、より良い空間多重接続すべき端末装置 90を再選定することができるので、システムのスループットを改善することができる。

[0246] なお、図 10に示すように、同一の端末装置 100に、複数の空間ストリームを割り当てる際には、予め、到来波の空間的な広がりを検出する空間広がり検出部 104を設け、到来波の空間的な広がりを検出する機能を端末装置側に持たせ、検出情報を無線基地局装置側にフィードバックすることにより、空間的に広がりが十分大きいと判断される場合に、同一の端末装置に複数の空間ストリームを割り当てる方法を適用しても良い。 [0247] まず、端末装置 100での動作について説明する。図 10は、上記機能を端末装置側に持たせる為に、空間多重分離部 17の後段に、データ抽出部 18とは別に、空間広力^検出部 104を設けた端末装置 100の構成である。空間広がり検出部 104では、所定の判定基準により、到来波の空間的な広がりが所定値よりも大きいか小さいかを判定する。

[0248] そして、判定結果に応じて、 1つの端末装置 100に対する空間伝送処理を行うのか、又は、複数の端末装置 100に対する空間多重伝送処理を行うのかを指示する為の制御信号を送信部 21に送出する。送信部 21は、入力された制御信号を制御チヤネル又は報知チャネルを介して、無線基地局装置 1へ通知する。

[0249] 空間広がり検出部 104は、端末装置 100に対するチャネル推定行列や電波の到来方向推定結果を基に検出することができ、それぞれに対して、以下の (判定基準 3) 〜 (判定基準 7)の、ずれかの判定基準が用いられる。

[0250] (1)チャネル推定行列を用いる場合

(判定基準 3) TDDを前提にして、端末装置 100から無線基地局装置 1に向けての送信 (以下、アップリンクと呼ぶ）におけるチャネル推定行列 (端末装置 100が複数ァンテナ送信で空間多重接続される場合)を、無線基地局装置 1で推定し、そのチヤネル推定行列のチャネル推定行列 (数 6)のノルムで正規ィ匕した、チャネル推定行列（数 6)の行列式を求め、この値が所定値よりも大きい場合、空間的な広がりが大きいと判定する。

[0251] (判定基準 4) TDDを前提にして、端末装置 100から無線基地局装置 1に向けてのアップリンクにおけるチャネル推定行列 (端末装置 100が複数アンテナ送信で空間多重接続される場合)を、無線基地局装置 1で推定し、そのチャネル推定行列のチヤネル推定行列の条件数を求め、この値が所定値よりも小さい場合、空間的な広がりが大きいと判定する。

[0252] (判定基準 5) TDDを前提にして、端末装置 100から無線基地局装置 1に向けてのアップリンクにおけるチャネル推定行列 (端末装置 100が複数アンテナ送信で空間多重接続される場合)を、無線基地局装置 1で推定し、そのチャネル推定行列の最大固有値で正規ィ匕した最小固有値の大きさを求め、この値が所定値よりも小さい場合、空間的な広がりが大きいと判定する。

[0253] (2)電波の到来方向推定結果の場合

(判定基準 6)アップリンクでの電波到来方向推定を行う際に、角度スペクトラムを検出し、そのスペクトラムの広がりが所定のスペクトラム広がりを示す値よりも大きい場合に、空間的な広がりが大きいと判定する。

[0254] (判定基準 7)到来波の受信レベルが所定値以上のものに対し、 1)それらの電波の到来角の分散値、又は、 2)それらの到来角の差分の絶対値が最大となる値のどちらかを算出し、所定値よりも大きい場合に空間的な広がりが大きいと判定する。

[0255] 次に、無線基地局装置 1での動作について説明する。空間多重制御部 17では、空間広がり検出の結果に基づいて、 1つの端末装置 100に対する空間伝送処理を行うの力、あるいは複数の端末装置 100に対する空間多重伝送処理を行うのかの選択を行う。

[0256] 以上のように本発明の実施の形態 1においては、端末装置 12からの受信信号から端末装置 12の干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データを抽出する制御信号抽出部 3と、前記干渉除去能力情報データを基に、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置 12を選定する空間多重制御部 4を有する構成により、端末装置 12における干渉除去能力を基にして空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置 12の選定が行え、その結果、空間相関係数の検出を不要とすることができるので、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置 12の選定処理の簡易化が可能となる。また、それに伴い、無線基地局装置 1の構成を簡易化することができると共に、空間多重伝送制御のための処理時間を短縮ィ匕できるという効果が得られる。

[0257] また、空間多重制御部 4は、前記干渉除去能力情報データに基づいて 1つ又は複数の端末装置 12をグループ分けしたグループ化情報を作成し、前記グループ化情報を基に所定の選定基準を用いて、無線基地局装置 1と空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置 12を選定する機能を有する構成とすれば、グループ単位での端末装置 12の選定処理が可能となるので、空間多重伝送制御の為の更なる処理時間の短縮ィ匕が図れるとヽぅ効果が得られる。

[0258] また、空間多重制御部 4は、前記干渉除去能力情報データに基づ!/、て 1つ又は複数の端末装置 12をグループ分けしたグループ化情報を作成し、優先接続すべき第 1の端末装置 12と共に、無線基地局装置 1と空間多重接続すべき 1つ又は複数の第 2の端末装置 12を、前記第 1の端末装置 12が属するグループ力も所定の選定基準を用いて選定する機能を有する構成とすれば、優先接続すべき端末装置 12の属するグループ単位での端末装置 12の選定処理が可能となるので、優先接続すべき端末装置 12と他の端末装置 12との空間多重伝送を行うことを可能にしつつ、空間多重伝送制御の為の更なる処理時間の短縮ィ匕が図れるという効果が得られる。

[0259] また、空間多重制御部 4は、前記干渉除去能力情報データに基づいて 1つ又は複数の端末装置 12をグループ分けしたグループ化情報を作成し、優先接続すべき第 1の端末装置 12と共に、無線基地局装置 1に空間多重接続すべき 1つ又は複数の第 2の端末装置 12を、前記第 1の端末装置 12が属する第 1のグループから選定する時に、前記第 1のグループに含まれ且つ前記第 1のグループよりも端末装置 12の干渉除去能力が高い第 2のグループにも含まれている第 2の端末装置 12を所定の選定基準を用いて、 1つ又は複数選定する機能を有する構成とすれば、優先接続すベき端末装置 12の属するグループ以外の干渉除去能力を示す情報値の高い端末装置 12からの選定処理が可能となるので、空間多重接続の機会増加と通信品質の向上促進が図れるという効果が得られる。

[0260] また、前記選定基準は、空間多重接続すべき端末装置 12が属する第 1のグループの中で、第 1のグループよりも端末装置 12の干渉除去能力が低、第 1のグループ以外のグループにも含まれている端末装置 12が 1つ又は複数ある場合、空間多重接続すべき全ての端末装置 12への送信ストリームの総和力最も端末装置 12の干渉除去能力が低いグループのアンテナ自由度数を超えないように選定する選定基準とすれば、空間多重接続すべき複数の端末装置 12同士間での相互干渉を除去できる空間多重伝送が可能となるという効果が得られる。

[0261] また、空間多重制御部 4は、端末装置 12の干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データに基づ、て 1つ又は複数の端末装置 12をグループ分けしたグループ化情報を作成し、無線基地局装置 1に優先接続すべき第 1の端末装置 12を決定すると供に、前記第 1の端末装置 12の空間的広がりを検出する空間広がり検出部 104と、空間広がり検出部 104によって得られた検出情報を基に、前記第 1の端末装置 12のみに対する信号伝送を行うのか、前記第 1の端末装置 12と 1つ又は複数の第 2の端末装置 12とに対する空間多重伝送を行うの力のいずれかを選択する選択機能を有する構成とすれば、チャネル状況に応じて、伝送レートの高速化又はシステムスループットの改善を図ることができるという効果が得られる。

[0262] また、空間多重制御部 4は、空間多重接続すべき端末装置 12に対して、無線基地局装置力も空間多重伝送を行った後において、端末装置 12から再送要求が行われた場合に、前回の空間多重伝送時とは異なる端末装置 12の組合せによる空間多重伝送を行う為に、優先接続すべき第 1の端末装置 12が属する第 1のグループよりも端末装置 12の干渉除去能力が高い第 2のグループから、所定の選定基準を用いて、前記第 1の端末装置 12と共に無線基地局装置 1と空間多重接続すべき 1つ又は複数の第 2の端末装置 12を選定する機能を有する構成とすれば、空間多重接続すベき端末装置 12の組合せを変更することができるので、優先接続すべき端末装置 12 の再送時の受信品質を向上させることができるという効果が得られる。

[0263] また、空間多重制御部 4は、空間多重接続すべき端末装置 12に対して、無線基地局装置 1から空間多重伝送を行った後において、前記端末装置 12から再送要求が行われた場合に、再度の空間多重伝送を行わず、優先接続すべき端末装置 12に対してのみへの信号伝送を行うことを決定する機能を有する構成とすれば、空間多重伝送を行わず、優先接続すべき端末装置 12のみへの信号伝送を行うことができるので、優先接続すべき端末装置 12への再送時の受信品質を向上させることができるという効果が得られる。

[0264] また、空間多重制御部 4は、空間多重接続すべき端末装置 12に対して、無線基地局装置 1から空間多重伝送を行った後において前期端末装置 12から空間多重接続すべき端末装置 12の組合せ変更を要求された場合に、前回の空間多重伝送時とは異なる端末装置 12の組合せによる空間多重伝送を行う為に、優先接続すべき第 1の端末装置 12が属する第 1のグループよりも干渉除去能力の高い第 2のグループから、所定の選定基準を用いて第 1の端末装置 12と供に空間多重接続すべき 1つ又は複数の第 2の端末装置 12を選定する機能を有する構成とすれば、無線基地局装置 1が、空間的相関の高い端末装置 12同士を空間多重接続すべき端末装置 12として選定した場合でも再送回数を増やすことなく空間多重接続すべき端末装置 12の組合せを変更することができるので、再送時の受信品質を向上し、システムのスループットを向上できるという効果が得られる。

[0265] また、空間多重制御部 4は、空間多重接続すべき端末装置 12に対して、無線基地局装置 1から空間多重伝送を行った後において前記端末装置 12から空間多重接続すべき端末装置 12の組合せ変更を要求された場合に、再度、空間多重伝送を行わず、優先接続すべき端末装置 12に対してのみへの信号伝送を行う決定をする機能を有する構成とすれば、無線基地局装置 1が空間的相関の高い端末装置 12同士を空間多重接続すべき端末装置 12として選定した場合でも、再送回数を増やすことなぐ空間多重をしないモードに移ることができ、再送時の受信品質を向上し、システムのスループットを向上できるという効果が得られる。

[0266] また、空間多重接続すべき複数の端末装置 12に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置 1において、空間多重伝送された信号を受信した端末装置 12から所定回数以上の再送要求があった場合に、前回の空間多重伝送時とは異なる端末装置 12の組合せによる空間多重伝送を行う機能を有する構成とすれば、空間多重接続すべき端末装置 12の組合せを変更することで、端末装置 12の再送時の受信品質を向上することができる効果が得られる。

[0267] また、空間多重接続すべき複数の端末装置 12に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置 1において、空間多重伝送された信号を受信した端末装置 12から所定回数以上の再送要求が行われた場合、再度、空間多重伝送を行わず、優先接続すべき端末装置 12のみへの信号伝送を行う機能を有する構成とすれば、 1つの端末装置 12のみを接続することとなるので、再送時の受信品質を向上させることができるという効果が得られる。

[0268] また、空間多重接続すべき複数の端末装置 12に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置 1において、空間多重伝送された信号を受信した端末装置 12から空間多重接続すべき端末装置 12の組合せ変更要求があった場合に、前回の空間多重伝送時とは異なる端末装置 12の組合せによる空間多重伝送を行う機能を有する構成とすれば、空間多重接続すべき端末装置 12の組合せを変更することができるので、端末装置 12の再送時の受信品質を向上することができるという効果が得られる。

[0269] また、空間多重接続すべき複数の端末装置 12に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置 1において、空間多重伝送された信号を受信した端末装置 12から空間多重接続すべき端末装置 12の組合せ変更要求が行われた場合に、再度、空間多重伝送を行わず、優先接続すべき端末装置 12のみへの信号伝送を行う機能を有する構成とすれば、再送回数を増やすことなく空間多重伝送をしないモードに移ることができるので、無線基地局装置 1が、空間的相関が高い端末装置 12同士を空間多重接続すべき端末装置 12として選定した場合でも、再送時の受信品質を向上し、システムのスループットを向上できるという効果が得られる。

[0270] また、端末装置 12は、端末装置 12の干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データを保持する干渉除去能力情報データ保持部を有する構成とすれば、無線基地局装置 1において、端末装置 12の干渉除去能力を考慮した空間多重伝送を可能とすることができると!/ヽぅ効果が得られる。

[0271] また、端末装置 12は、無線基地局装置 1から通知された空間ストリーム番号と空間多重伝送された空間ストリーム毎に付随された予め既知の信号とを基に、他端末装置 12向けに送られた空間多重信号を抑圧し、所望信号を受信、出力する空間多重分離部 17を有する構成とすれば、端末装置 12にお、て効果的に他の端末装置 12 力の干渉信号を抑圧することが可能となるという効果が得られる。

[0272] また、端末装置 12は、無線基地局装置 1から通知された空間ストリーム番号と変調フォーマット情報と空間多重伝送された空間ストリーム毎に付随された予め既知の信号を基に、他端末装置 12向けに送られた空間多重信号を抑圧し、所望信号を出力する空間多重分離部 17を有する構成とすれば、端末装置 12において効果的に他の端末装置 12からの干渉信号を抑圧することが可能となるという効果が得られる。

[0273] また、端末装置 90は、空間多重伝送された空間ストリーム間の分離特性を検出する分離特性検出部 94を有し、所定値以上の検出値が得られない場合は、無線基地局装置 1に対し空間多重接続すべき端末装置 12の組合せ変更の要求を行う機能を有した構成とすれば、再送回数を増やすことなく空間多重伝送する他の端末装置 12 の組合せを変更することができるので、無線基地局装置 1が空間的相関が高い端末装置 12同士を空間多重接続すべき端末装置 12として選定した場合でも、再送時の受信品質を向上し、システムのスループットを向上できるという効果が得られる。

[0274] また、分離特性検出部 94は、空間多重ストリームを分離受信する際に用いられるチャネル推定行列を基にして分離特性を検出する機能を有した構成とすれば、空間的な広がり状況を検出できるので、広がり状況が不十分な場合、空間多重変更要求をすることができると!/ヽぅ効果が得られる。

[0275] また、前記分離特性検出部 94は、空間多重ストリームを分離受信する際に用いられるチャネル推定行列の行列式を基にして分離特性を検出する機能を有した構成とすれば、チャネル容量に基づく空間多重特性を検出できるので、空間広がり状況が不十分でチャネル容量的に不利な場合でも、空間多重変更要求をすることができるという効果が得られる。

[0276] また、分離特性検出部 94は、空間多重伝送を行わな!/、場合の最大比合成による受信信号品質と比較して、空間多重伝送を行った場合の所望信号の受信品質の劣化量が所定値を超える場合に空間多重接続すべき端末装置 12の組合せ変更の要求を行う機能を有した構成とすれば、空間多重伝送を行うことによる品質の劣化量が所定値を超えた場合でも、空間多重変更要求をすることができるという効果がある。

[0277] なお、本実施の形態において、送信を行う端末装置 12の干渉除去能力情報が 1より多い場合、無線基地局装置 1からの送信信号に対する受信ダイバーシチ利得が得られると判断し、送信電力を下げて無線信号を送信してもよヽ。

[0278] なお、別な実施の形態として、送信データフレーム生成部 5にお、て、送信を行う端末装置の干渉除去能力情報が 1より多い場合、無線基地局装置 1からの送信信号に対する受信ダイバーシチ利得が得られると判断し、変調多値数を上げて送信してもよい。このようにすることで、端末装置 12での干渉除去能力情報が高い場合の伝送速度を向上することができる。

[0279] なお、別な実施の形態として、送信データフレーム生成部 5にお、て、送信を行う端末装置の干渉除去能力情報が 1より多い場合、無線基地局装置 1からの送信信号に対する受信ダイバーシチ利得が得られると判断し、符号化率を上げて送信してもよい。このようにすることで、端末装置 12での干渉除去能力情報が高い場合の伝送速度を向上することができる。

[0280] なお、別な実施の形態として、送信データフレーム生成部 5にお、て、送信を行う端末装置の干渉除去能力情報が 1より多い場合、無線基地局装置 1からの送信信号に対する受信ダイバーシチ利得が得られると判断し、変調方式と符号化率で決められる伝送モードを、より高速なモードに変えて送信してもよい。このようにすることで、端末装置 12での干渉除去能力情報が高い場合の伝送速度を向上することができる

[0281] なお、別な実施の形態として、 OFDM信号を用いて信号を送信する場合に、送信データフレーム生成部 5において、送信を行う端末装置の干渉除去能力情報が 1より多い場合、無線基地局装置 1からの送信信号に対する受信ダイバーシチ利得が得られ、遅延時間の大きい遅延波を受信時に除去できると判断し、 OFDM信号のガード区間を短くして送信しても良い。このようにすることで、 OFDM信号のガード区間挿入による伝送効率の低下を低減することができ、伝送速度を向上することができる。

[0282] なお、別な実施の形態として、送信データフレーム生成部 5にお、て、送信を行う端末装置の干渉除去能力情報が 1より多い場合、無線基地局装置 1からの送信信号に対する受信ダイバーシチ利得が得られると判断し、空間多重数を増やして無線信号を送信してもよい。このようにすることで、端末装置 12での干渉除去能力情報が高 V、場合の伝送速度を向上することができる。

[0283] (実施の形態 2)

図 7は、本発明の実施の形態 2に係る無線基地局装置 70の構成を示す図である。図 7において、図 1の無線基地局装置 1の構成と異なる部分は、端末装置 12から無線基地局装置 70へのアップリンクの信号を用いて端末装置 12からの電波の到来方向を推定する到来方向推定部 71を追加し、送信系統選択部 6の代わりに、推定された電波の到来方向情報を基に無線基地局アンテナ 2の指向性を制御する指向性制御部 72を有する点であり、以下では異なる動作部分を主に説明する。

[0284] 初期設定動作は、本発明の実施の形態 1における動作と同じであり、ここでは説明を省略する。 [0285] 次に、図 8を用いてダウンリンクにおける空間多重伝送動作について説明する。

[0286] 最初に、ステップ S223からステップ S225までの動作が行われる力ステップ S225 までの動作は図 2 (b)に示す実施の形態 1と同じであるので、ここでは説明を省略し、端末装置 12からの電波到来方向推定動作 (ステップ S800)と、無線基地局装置 70 力も端末装置 12へのデータ伝送動作 (ステップ S801)について説明する。

[0287] まず端末装置 12からの電波到来方向推定動作 (ステップ S800)について述べる。

優先接続すべき第 1の端末装置 12と、空間多重接続すべき第 2の端末装置 12として選定された 1つ又は複数の端末装置 12とから無線基地局装置 70へ到達するそれぞれの電波到来方向の推定を行う。

[0288] 電波到来方向推定部 71は、第 m番目の端末装置 12— mから無線基地局装置 70 へのアップリンクの信号を用いて、端末装置 12— mからの電波到来方向を推定する (ステップ S800)。

[0289] 電波到来方向の推定は、複数の無線基地局アンテナ 2— 1〜2— mで受信した信号間の位相差を基にして推定することが可能であり、例えば、菊間著、「アレーアンテナによる適応信号処理」（科学技術出版)等で情報開示されているフーリエビーム法や、 Capon法、 MUSIC法、又は ESPRIT法といった固有値分解手法や、相関行列の逆行列演算を利用する手法などの適用が可能である。

[0290] フーリエビーム法を用いる場合、（数 17)に示す到来方向推定評価関数 F ( Θ )における Θを所定の角度ステップ Δ Θで可変することで角度スペクトラムを算出し、角度スベクトルの最大ピーク方向を検出することで、電波到来方向の推定値 Θ mとする。

[0291] [数 17] α{θ)^η R α(θ)

[0292] また、（数 17)で、 Rは (数 18)を示す。

[0293] [数 18]

[0294] ただし、 a ( 0 )は無線基地局アンテナ 2の素子配置で決まる方向ベクトルであり、例えばアンテナ素子間隔が dの等間隔直線アレーの場合、（数 19)のように表すことができる。

[0295] [数 19]

[0296] (数 17)〜（数 19)で、 λは受信電波の搬送波の波長であり、 0はアレーの法線となす角度を示し、 Θ =零度とは、アレーの法線と同一方向を示すものと定義する。また、上付きの「Η」は「複素共役転置」を表す。また、 x (k)は、時刻 kでの複数の無線基地局アンテナ 2で受信した複素ベースバンド信号を要素とする列ベクトル力なる受信ベクトル信号である。

[0297] 以上のように、電波到来方向推定部 71は、推定された情報を指向性制御部 72に送出する。無線基地局装置 70は、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置 12 へのデータ伝送を行う（ステップ S801)。

[0298] なお、ステップ S801において、送信データフレーム系列を生成する動作は、実施の形態 1において、送信データフレーム生成部 5における空間ストリーム番号に応じて、既知の空間ストリーム個別パイロット信号系列を付随させた送信データフレーム系列の生成に関して説明した内容と同じである。

[0299] 電波到来方向推定部 71にて推定された到来方向推定情報は、指向性制御部 72 に入力される。指向性制御部 72は、空間多重接続すべき第 m番目の端末装置 12— mからの電波の到来方向 0 mに、指向性ビームを形成する為の送信ウェイトベクトル Wmを生成し、送信データフレーム系列生成部 5からの出力である第 m番目の端末装置 12— m宛の送信データフレーム系列に、送信ウェイトベクトル Wmを乗算した N a個のデータを、送信部 7に個別に入力する。ここで送信ウェイトベクトル Wmは、無線基地局アンテナ数と同じ Na個の要素をもつベクトルであり、例えば、（数 19)に示す方向ベクトル a ( 0 )を用いて、（数 20)とすることができる。（数 20)で、上付きの「H 」は「複素共役転置」を表す。 [0300] [数 20]

Wm = a ^H ( Θ )

[0301] 送信部 7では、ベースバンドの変調シンボルデータである送信データフレーム系列信号をディジタル Zアナログ変換し、更に帯域制限し増幅処理を施した後に、キヤリァ周波数帯に周波数変換した高周波信号を無線基地局アンテナ 2へ出力する。

[0302] 無線基地局アンテナ 2からは高周波信号が放出される。言い換えると、電波到来方向、つまり空間多重接続すべき端末装置 12のある方向に、ビーム利得が最大となるように無線基地局アンテナ 2の指向性が制御され、電波が放射される。

[0303] 無線基地局装置 70から送信された信号に対して、端末装置 12での受信動作 (ステップ S227)は、空間ストリーム毎のチャネル推定を行うことで、本発明の実施の形態 1 と同様な動作で実現することができる。

[0304] 以上の動作により、本発明の実施の形態 2では、実施の形態 1の効果にカ卩え、アツプリンタの電波到来方向推定結果情報に基づく指向性ビーム送信が可能となり、指向性利得の向上を図ることができる。また、空間多重接続すべき端末装置として選択された複数の端末装置 12の電波到来方向によっては、指向性送信を行わない場合と比べて、隣接する端末装置 12間の空間ストリームの干渉を大幅に低減することができるので、さらなる受信品質の向上が図れる。

[0305] つまり、図 11 (a)において、無線基地局装置 1から、地点 Aにある第 1の端末装置 1 2Aへの送信電波強度分布を模式的に示す第 1の送信ビーム 110と、地点 Aと近距離の地点 Bにある第 2の端末装置 12Bへの送信電波強度分布を示す第 2の送信ビーム 111との、それぞれのビーム形状に指向性がある場合と無い場合とでは、端末装置 12A及び端末装置 12Bでの受信品質は大きく異なる。

[0306] その様子を図 11 (b)と (c)を用いて説明する。図 11 (b)及び (c)において、方向 A は無線基地局装置 1から見て第 1の端末装置 12Aが位置する方向を示し、方向 Bは無線基地局装置 1から見て第 2の端末装置 12Bが位置する方向を示している。

[0307] 図 11 (c)は、指向性が無い場合のビーム形状を示しており、実線が方向 Aへのビーム形状を、点線が方向 Bへのビーム形状をそれぞれ示している。また、点 112は無線基地局装置 1がある場所を示しており、点 112から点 116までの直線の長さは第 1 の端末装置 12Aでの受信強度を模式的に示している。つまり、この直線の長さが長い程、受信強度が大きいことを示す。

[0308] 同様に、点 112から点 117までの直線の長さは、第 2の端末装置 12Bでの受信強度を模式的に示しており、図 11 (c)の場合、点 112から点 116までの長さとほぼ同じ長さ、つまり第 1の端末装置 12Aとほぼ同じ受信強度であることを意味している。

[0309] さらに、第 1の端末装置 12A向けの電波は第 2の端末装置 12Bにも受信され、その受信強度は点 112から点 118までの直線の長さで模式的に示される。

[0310] 一方、図 11 (b)は、指向性が有る場合のビーム形状を示しており、実線及び点線は、それぞれ、第 1の端末装置 12A向けのビーム形状 113と、第 2の端末装置 12B 向けのビーム形状 114を模式的に示している。指向性を有した分、点 112から点 11 3まで、及び点 112から点 114までの直線の長さが長くなつており、その分、各端末装置 12A、 12Bでの受信強度が大きくなつたことを意味している。

[0311] この場合、第 2の端末装置 12Bにとつて、不要な電波の強度を示す点 112から点 1 15までの長さは、図 11 (c)で示した点 112から点 118までの長さよりも短くなつて!/、る。つまり、不要電波からの干渉を十分抑圧できるということがわかる。

[0312] なお、本発明の実施の形態 2において、空間ストリーム毎の送信電力は、空間多重ストリームの総送信電力が規定値以内に収まる範囲で、等電力送信または空間ストリーム毎の送信電力制御を適用しても良、。

[0313] 空間ストリーム毎の送信電力制御を適用する場合は、各空間ストリームの宛先となる端末装置 12における受信品質を無線基地局装置 70にフィードバックし、定格の総送信電力を超えな、範囲で受信品質に比例した電力分配を行うことで、実現することが可能である。

[0314] なお、本発明の実施の形態 2は、シングルキャリア伝送、マルチキャリア伝送の区別なく適用することが可能である。マルチキャリア伝送時には、サブキャリア毎に伝搬路のチャネル推定値を算出し、空間多重ストリームカゝら所望の空間ストリームに含まれるデータ信号の抽出が可能である。

[0315] 以上のように本発明の実施の形態 2によれば、上記構成により、空間多重制御部 4 により選定された端末装置 12に対し、端末装置 12の電波到来方向推定結果情報を基に指向性ビーム送信するので、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置 12 への指向性利得の向上が図れるという効果が得られる。

[0316] さらに空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置 12の各電波到来方向によつては、相互干渉が低減され、さらなる受信品質の向上が図れるという効果も得られる

[0317] (実施の形態 3)

図 12は、本発明の実施の形態 3における無線基地局装置 120の構成を示す図である。図 12において、図 1の無線基地局装置 1の構成と異なる部分は、送信データフレーム生成部 5の後段に、送信系統選択部 6の代わりに時空間ブロック符号化を施す為の時空間ブロック符号ィ匕部 121を 1つ又は複数個有する点である。

[0318] 時空間ブロック符号ィ匕部 121は、変調シンボルとして入力される送信データフレーム系列の中の空間ストリーム個別パイロット信号系列を除ぐ個別データ系列 D1〜D nに対し、時空間ブロック符号ィ匕を施す。ここでは、空間ストリーム数 Ntに対し、 Nt個の時空間ブロック符号化部 121を用いる。

[0319] 各時空間ブロック符号ィ匕部 121においては、入力される変調シンボルの個別データ系列 Dl〜Dnに対し、 Nbシンボル単位で時空間ブロック符号化を施し、 No個のシンボルデータ系列を出力し、それぞれを送信部 7に入力する。

[0320] 図 12では、空間ストリーム数 Nt= 2、シンボル単位 Nb = 2、シンボルデータ系列数 No = 2の場合を一例として示している力発明はこれに限定されるものではない。なお、本発明の実施の形態 3の場合、空間ストリーム数 Ntは、 Nt X No≤Naの条件を満たすように選択する。ここで、 Naは無線基地局アンテナ数である。

[0321] また、時空間ブロック符号として、例えば文献 S. M. Alamouti, " A simple t ransmit diversity technique lor wireless communications , IEEE J ournal Select. Areas Commnun. , vol. 16, no. 8, pp. 1451— 1458, Oct. 1998等により情報開示されている時空間ブロック符号を用いることとして、以下、本発明の実施の形態 1と異なる動作部分について説明する。

[0322] 本発明の実施の形態 3の初期設定動作は、本発明の実施の形態 1の説明で用いた図 2の初期設定動作を示すフローチャートにおける動作と同じである。また、空間多重伝送動作は、図 2 (b)に示すフローチャートの無線基地局装置 1から端末装置 1 2への送信動作 (ステップ S226)、端末装置 12での受信動作 (ステップ S227)を除いて、本発明の実施の形態 1における動作と同じであるので、同じ動作ステップについては、ここでは説明を省略する。

[0323] 以下、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置 12に対するデータ送信を行う無線基地局送信動作をステップ S226の代わりにステップ S226Bとし、端末装置 12 での受信動作をステップ S227の代わりにステップ S227Bとして、それぞれの動作について、図 2 (b)の動作とは異なる部分について説明を行う。

[0324] まず、無線基地局装置 120から端末装置 12への送信動作 (ステップ S226B)を説明する。送信データフレーム生成部 5では、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置 12に対する送信データ系列を、空間ストリーム番号に応じて、時空間ブロック符号ィ匕部 121で出力されるストリーム数である No個の既知の空間ストリーム個別パイロット信号系列を付随させた送信データフレーム系列を生成する。

[0325] この場合、空間ストリーム個別パイロット信号系列は、端末装置 12側でそれぞれが分離受信可能なように、空間ストリーム番号ごとに異なる信号系列を送付する。また、個別データ系列は、同一の変調シンボルデータとする。

[0326] 更に、図示されていない伝送路符号ィ匕部により誤り訂正符号ィ匕を行い、図示されて Vヽな、インターリーバ部によりインターリーブを施した後に、図示されて、な、変調部により所定の変調方式で変調されたベースバンドの変調シンボルデータを生成する

[0327] なお、誤り訂正符号化時の符号化率、変調部における変調多値数は固定であっても良いし、伝搬環境に応じて適応的に可変する構成でもよい。適応的に可変する場合は、端末装置 12における受信 SIRや CIR、 SNR、或いは DURで示される伝搬環境情報を予めフィードバックする構成で実現できる。また可変する場合は符号化率、変調多値数等の変調方式に関する情報を端末装置 12に通知する。

[0328] 時空間ブロック符号ィ匕部 121は、それぞれ 1つの空間ストリームの変調シンボル系列を入力とし、 No個の時空間ブロック符号ィ匕後の変調シンボル系列を出力する。図 13は、時空間ブロック符号ィ匕部 121において、時空間ブロック符号化を施す前後の変調シンボル系列の変化を示して、る。

[0329] 入力端子 122に入力された個別データ系列の変調シンボルを S (k)とすると、第 1 の出力端子 123からは、時空間ブロック符号ィ匕後の変調シンボル出力として、 S (2m — 1)、—S* (2m)が出力され、第 2の出力端子 124からは、時空間ブロック符号ィ匕後の変調シンボル出力として、 S (2m)、 S* (2m— 1)、が出力されるように時空間ブロック符号化が施される。ここで、上付きの「*」は複素位相平面内における「位相共役演算子」であり、 k= l, . . . , K、m= l, . . . , KZ2であり、 Kは自然数である。

[0330] 送信部 7は、ベースバンドの変調シンボル系列であるディジタルデータをディジタル Ζアナログ変換し、送信データフレーム系列を帯域制限し増幅処理を施した後に、キャリア周波数帯に周波数変換した高周波信号を、各無線基地局アンテナ 2に出力する。各無線基地局アンテナ 2からは、高周波信号が放射される。

[0331] 次に、端末装置 12での受信動作 (ステップ S227B)について説明する。なお、以下では、無線基地局装置 120との同期、つまりフレーム同期及びシンボル同期は確立できているものとし、同期確立後の動作を説明する。

[0332] まず、各受信ユニットアンテナ 15— l〜15—mで受信された高周波信号は、それぞれ受信部 16— 1〜16— mに入力される。受信部 16— 1〜16— mは、高周波信号力所望帯域をフィルタリングし、直交検波したベースバンド信号に周波数変換し、ディジタル Zアナログ変換により複素ベースバンド信号をそれぞれ出力する。

[0333] 空間多重分離部 17は、入力された 1つ又は複数の複素ベースバンド信号から、自端末装置宛に通知された空間ストリーム番号のデータ信号を出力し、自端末装置宛以外の空間ストリーム番号のデータ信号、つまり干渉信号を除去、或いは通信を行うのに必要十分な信号品質が確保できる程度まで抑圧するために、以下の動作を行う

[0334] まず、空間ストリーム毎に付随されている空間ストリーム個別パイロット信号を、 Nt X No個分の全てを分離抽出し、伝搬路のチャネル推定値を算出する。

[0335] ここで、 Ntは空間ストリームの個数、 Noはシンボルデータ系列の個数であり、空間多重伝送された信号を受信する第 m番目の端末装置 12— mは、 Ns (m)個のアンテナ 15と、 Ns (m)個の受信部 16を備えているものとする。 [0336] 第 k番目の空間ストリーム個別パイロット信号 (数 1)を、第 m番目の端末装置 12— mにおける第 j番目の受信ユニットアンテナ 15-j及び第 j番目の受信部 14— jで受信した結果得られる出力信号である (数 2) (ただし、 j = 1 Ns (m) )と、端末装置

12— mの内部で生成した第 j番目の空間ストリーム個別パイロット信号と同じ信号である (数 1)との相関演算を行うことで、（数 3)に示すように伝搬路のチャネル推定値 ( 数 4)を算出する。

[0337] なお、 Npはパイロット信号系列のシンボル数、上付きの「 *」は「複素共役」を行う演算子である。なお、複数回にわたる空間ストリーム個別パイロット信号 (数 1)の受信結果を保存し、平均化処理を行ってもよぐその場合、端末装置 12の移動速度が十分小さければ雑音の影響を低減でき、伝搬路のチャネル推定品質を高めることが可能となる。

[0338] 最終的に、第 m番目の端末装置 12— mによる伝搬路のチャネル推定値として、合計 Nt X Ns (m)個の伝搬路のチャネル推定値 (数 5)を算出する。但し、 Ntは空間ストリーム数、 Ns (m)は第 m番目の端末装置 12— mの受信ユニットアンテナ数である。ここで、端末装置 12— mに対するチャネル推定行列 (数 6)を (数 7)のように定義する

[0339] 次に、得られたチャネル推定行列 (数 6)を用いて、空間多重チャネルの分離を行う。分離方法として、チャネル推定行列の逆行列を利用する方法である、 MMSE (Mi nimum Mean Square Error)、又は、 ZF (Zero Forcing)を用いて分離受信が可能である。

[0340] 以上のような動作により、本発明の実施の形態 3では、無線基地局装置 120において、時空間ブロック符号ィ匕処理を行っているので、送信ダイバーシチ効果を得ることができ、本発明の実施の形態 1における効果に加え、端末装置 12における受信品質の向上を図ることができる。

[0341] なお、本発明の実施の形態 3において、空間ストリーム毎の送信電力は、空間多重ストリームの総送信電力が規定値以内に収まる範囲で、等電力送信または空間ストリーム毎の送信電力制御を適用しても良、。

[0342] 空間ストリーム毎の送信電力制御を適用する場合は、各空間ストリームの宛先となる端末装置 12における受信品質を無線基地局装置 120にフィードバックし、定格の総送信電力を超えな、範囲で受信品質に比例した電力分配を行うことで、実現することが可能である。

[0343] なお、本発明の実施の形態 3は、シングルキャリア伝送、マルチキャリア伝送の区別なく適用することが可能である。マルチキャリア伝送時には、サブキャリア毎に伝搬路のチャネル推定値を算出し、空間多重ストリームカゝら所望の空間ストリームに含まれるデータ信号の抽出が可能である。

[0344] 以上のように本発明の実施の形態 3によれば、上記構成により、空間多重制御部 4 により選定された端末装置 12に対し、時空間符号化を施して信号伝送することにより、送信ダイバーシチ効果を得ることができるので、受信品質の向上を図ることができるという効果が得られる。

[0345] また、時空間符号として時空間ブロック符号を用いる構成とすることにより、ハード規模の増大を抑えた上で、送信ダイバーシチ効果を得ることができるので、ハード規模の増大を抑えると供に受信品質の向上を図ることができるという効果が得られる。

[0346] (実施の形態 4)

実施の形態 4は、主に無線 LANを構成するネットワーク通信環境に好適なものである。ここでは、端末装置から無線基地局装置への上りの通信を行う場合の構成及び S DMAによる無線基地局装置と端末装置間の通信方法について説明する。

[0347] 本実施の形態 4における無線基地局装置 1001は、無線基地局装置 1001における干渉除去能力情報を測定し、干渉除去能力情報を通信エリア内の端末装置に通知することで、複数の端末装置が同時に無線基地局装置 1001に無線信号を送信する空間分割多元接続（SDMA: Space Division Multiple Access)を可能とするものである。

[0348] 図 14は、本発明の実施の形態 4における無線基地局装置 1001及び端末装置 10 02、 1003の配置、及び RTS信号送信時の状態を表す図である。図 14において、無線基地局装置 1001、端末装置 1002、端末装置 1003は、 CSMA/CA (Carrier Sence Multiple Access/Collision Avoidance)に従ったアクセス制御を行つているものとする。また、無線基地局装置 1001、端末装置 1002、端末装置 1003は、それぞれ N本、 M本、 L本のアンテナを備えている。ここで、 Nは 2以上の整数、 M、 Lは 1以上の整数であり、 N≥M、 Lを満たすものとする。なお、図 14においては、 N =4、 M = L = 2としている力これに限定されるものではない。また、本実施の形態において、端末装置数を 2台として説明を行っているが、これに限定されるものではなぐ 2台以上であっても同様に適用可能である。

[0349] 図 15は実施の形態 4における無線基地局装置 1001の構成を示す図である。無線基地局装置 1001は、複数の無線基地局アンテナ 1101— 1〜： L 101— 4、送受切り替え器 1102、受信部 16、空間多重分離部 17、データ抽出部 18、データ出力部 19 、干渉除去能力情報測定部 2101、干渉除去能力情報データ保持部 20、送信部 7、送信データフレーム生成部 5、データ入力部 22を有して構成される。

[0350] 図 15において、複数の無線基地局アンテナ 1101は、高周波信号を送信または受信する。送受切り替え器 1102は、無線基地局アンテナ 1101で受信された端末装置 1002、 1003から送信された高周波信号を受信部 16に入力する力、または、送信部 7から送信信号を複数の無線基地局アンテナ 1101に出力する動作を切り替える。これにより、無線基地局アンテナ 1101を送受信で共用することができる。

[0351] 受信部 16は、複数の無線基地局アンテナ 1101で受信した各々の高周波信号を、直交検波されたアナログ Zディジタル変換後の I信号及び Q信号カゝらなる複素デイジタルベースバンド信号に変換し、空間多重分離部 17へ向け出力する。空間多重分離部 17は、入力された複数の複素ディジタルベースバンド信号から、所望の端末装置または他の端末装置力送られた空間多重信号が存在する場合は、干渉波信号を除去或いは抑圧し、空間多重信号が存在しない場合は、所望波電力が最大となるように合成して所望信号を出力する。

[0352] データ抽出部 18は、空間多重分離部 17からの出力に復調及び復号処理を施すことで、所望信号を受信データ系列に復元する。復元された受信データ系列は、データ出力部 19を介して、他の機器へ出力されるか、又は、端末装置利用者にその情報が伝えられる。また、干渉除去能力情報測定部 2101は、データ抽出部力の出力を基に干渉除去能力の測定を行い、干渉除去能力情報データ保持部 20において、測定結果を保存する。また、基地局無線装置 1001が送ろうとする情報は、データ入力部 22から送信データフレーム生成部 5、送信部 7、送受切り替え器 1102を通し、無線基地局アンテナ 1101を介して送信される。

[0353] ここで、送信データフレーム生成部 5は、送信データフレーム系列を生成し、送信部 7に向けて送出する。図 16は送信データフレームの構成として、送信パケットのフレームフォーマットを示す構成図である。送信データフレームは、送信データ系列を含むデータ部に、既知のパイロット信号系列を含むプリアンブル部及び基地局装置からの通知情報 (シダナリング)を符号ィ匕変調したシグナリングデータ系列を含むシグナル部を付随させたものである。送信部 7では、ベースバンドの変調シンボルデータである送信データフレーム系列信号をディジタル Zアナログ変換し、更に帯域制限し増幅処理を施した後に、キャリア周波数帯に周波数変換した高周波信号を、送受切り替え器 1102を通じて無線基地局アンテナ 1101へ出力する。

[0354] 図 17は、実施の形態 4における無線基地局装置と端末装置間の通信動作の詳細を示すフローチャートである。また、図 18は、図 17の動作における通信手順の模式図である。以下、図 17及び図 18を用いてその動作の説明を行う。

[0355] まず、複数の端末装置 (ここでは、一例として端末装置 1002及び端末装置 1003) において、無線基地局装置 1001に対する無線信号の送信要求を行う（S500)。この送信要求の発生時に、端末装置 1002及び端末装置 1003は、それぞれがキヤリアセンスを行い、無線基地局装置 1001に無線信号を送信可能力どうか調査する（S 501)。ここで、 CSMAZCAに基づき、無線信号 (RTS信号及び CTS信号）の交換により、端末装置 1002が無線基地局装置 1001に無線信号を送信する権利を獲得し、端末装置 1003は送信待ち状態になった場合を以下に説明する。端末装置 100 2は、図 14のように無線基地局装置 1001に対して RTS (Request To Send)信号を送信する（S502)。

[0356] 図 19 (a)は RTS信号のフレームフォーマットを示す構成図である。 RTS信号の MA Cヘッダは、フレーム制御フィールド、デュレーシヨンフィールド、受信局 MACァドレス、送信局 MACアドレスを有する。 MACヘッダの後には、 FCS (Frame Check Sequence：フレーム誤り検査）フィールド力続く。 MACヘッダのデュレーシヨンフィールドには、 NAV (Network Allocation Vector)と呼ばれる他の端末装置の送信を禁止する期間が記述されている。 RTS信号を受信した無線基地局装置 1001以外の無線基地局装置、あるいは端末装置 1003は、 NAVに記述されている期間、無線信号の送信を停止する。また、受信局 MACアドレスは、 RTS信号の宛先となる MA Cアドレス（ここでは、無線基地局装置 1001の MACアドレス）、送信局 MACアドレスは、 RTS信号を送信する端末装置の MACアドレス（ここでは端末装置 1002の MA Cアドレス）がそれぞれ記載される。

[0357] RTS信号を受信した無線基地局装置 1001では、データ抽出部 18の出力を用いて無線基地局装置 1001の持つ干渉除去能力を、干渉除去能力情報測定部 2101 において測定する（S503)。干渉除去能力情報測定部 2101では、まず、端末装置 1002が無線信号に使用する送信アンテナの数を測定する。このときの端末装置 10 02が無線信号の送信に使用する送信アンテナの数 ntxの測定方法として、以下の方法の適用が可能である。

[0358] (1)無線データ通信を行う前に行われる端末装置の認証時に、端末装置 1002が無線信号に使用する送信アンテナの数を、無線基地局装置 1001にあら力じめ通知してお、て、 RTS信号受信時にそれを参照する方法。

(2)前回の通信時に使用した時の送信アンテナ数を記憶しておき、 RTS信号受信時に、記憶した送信アンテナ数を参照する方法。

(3) RTS信号の物理層ヘッダ部に送信アンテナ数の情報記載し、受信する側で送信アンテナ数情報を読み取る方法。

(4)端末装置 1002が RTS信号の MAC層ヘッダ部分に送信アンテナ数の情報を記述して送信し、干渉除去能力情報測定部 2101で送信アンテナ数の情報を読み取る方法。

[0359] 次に、干渉除去能力情報測定部 2101は、無線基地局装置 1001が端末装置 100 2からの無線信号の受信に必要なアンテナ数 nrxを推定する。このときの受信に必要なアンテナ数 nrxの推定方法の例として、以下の方法の適用が可能である。

[0360] (1)測定した端末装置 1002が送信に使用する送信アンテナの数に対し、同数以上の予め決定した値を受信に必要なアンテナ数とする方法。

(2)受信信号から信号対干渉雑音電力比（SINR: Signal— to— Interference p lus Noise Power Ratio)を計算し、所要 SINRを満たす最小の受信アンテナの数を受信に必要なアンテナ数とする方法。

[0361] 次に、干渉除去能力情報測定部 2101は、（数 21)に従って干渉除去能力情報 nic を算出する。

[0362] [数 21]

nic = nrx— ntx

[0363] この干渉除去能力情報 nicは、無線基地局装置 1001において、更に他の端末装置 1003からの無線通信信号を受信できる能力を示すものであり、干渉除去能力情報データ保持部 20に記憶される。

[0364] 次に、無線基地局装置 1001は、送信データフレーム生成部 5において、干渉除去能力情報 nicが、「0」より大きいかどうかを判定する（S504)。ここで、干渉除去能力情報 nicが「1」以上であれば、 SDMA可能と判断し、他の端末装置 1003に対して送信の機会を与える通知を、 CTS信号により行うことで SDMAを許可する（S505)。一方、干渉除去能力情報 nicが「0」であれば、 SDMA不可と判断し、他の端末装置 1003に対して送信の機会を与えない通知を CTS信号により行うことで SDMAを禁止する（S506)。

[0365] 干渉除去能力情報 nicが「1」以上で SDMA可能な場合、無線基地局装置 1001は、端末装置 1002からの無線信号を受信中に、端末装置 1002からの無線信号だけでなぐさらに nicの干渉除去能力を使うことで他の端末装置力の無線信号を受信できる。このため、ステップ S505〖こおいて、無線基地局装置 1001は、 CSMA/CA において SDMAを実現するため以下のような処理を行う。すなわち、 RTS信号を受信した無線基地局装置 1001は、 RTS信号を送信した端末装置 1002に対して無線信号が受信可能であることを通知するために、 CTS (Clear To Send)信号を送信する。

[0366] 図 19 (b)は CTS信号のフレームフォーマットを示す構成図である。 CTS信号の M ACヘッダは、フレーム制御フィールド、デュレーシヨンフィールド、受信局 MACアドレスを有する。 CTS信号の MACヘッダのデュレーシヨンフィールドにも、 RTS信号と同様に、他の端末装置及び無線基地局装置 1001の送信を禁止する時間が NAVとして記述されている。また、受信局 MACアドレスは、 RTS信号を送信した端末装置の MACアドレス（ここでは端末装置 1002の MACアドレス）が記載される。ここで、無線基地局装置 1001は、端末装置 1002からの無線信号だけでなぐさらに nic個の無線信号を受信できるとき、すなわち nicが「0」でないとき、 NAVの値を「0」に設定した CTS信号を送信する。

[0367] 一方、干渉除去能力情報 nicが「0」で SDMA不可の場合、ステップ S506において、無線基地局装置 1001は、 CSMAZCAにおいて SDMAを行わないように以下のような処理を行う。すなわち、 RTS信号を受信した無線基地局装置 1001は、 RTS信号を送信した端末装置 1002に対して無線信号が受信可能であることを通知する際、データ送信が完了していない端末装置のパケット送信期間に ACK送信完了期間（または CTS送信完了期間)までを加えた期間を、新たな NAVの設定値とし、 CTS信号を送信する。これにより、端末装置 1002以外の端末装置 (端末装置 1003など)からのアクセスを、データ送信が完了する期間だけ禁止することができる。

[0368] 図 20は実施の形態 4における無線基地局装置 1001及び端末装置 1002、 1003 の配置、及び CTS信号送信時の状態を表す図である。ここでは、ステップ S505以降の無線基地局装置 1001が SDMA可能な状態であり、 CTS信号の NAVの値が「0」であるものとする。 RTS信号を受信した端末装置（図 20にお、て RTS信号が届く範囲内の端末装置（図示せず)）は、 RTS信号に記述された NAVの間は送信を禁止されている（図 18の（a)、（d)参照)。一方、 CTS信号を受信した端末装置（図 20において CTS信号が届く範囲内の端末装置 1002及び 1003)は、 NAVの値が「0」であるため、送信を禁止されていない（図 18の（a)、（c)参照）。すなわち、図 20において、 CTS信号を受信していても、 RTS信号を受信していない端末装置 1003は、無線基地局装置 1001に対して無線信号を送信することができる。よって、 RTS信号を受信できない端末装置 1003から無線基地局装置 1001へデータ送信が行われる（S5 07)。

[0369] つまり、端末装置力の RTS信号を、受信可能な空間的に近い位置にある他の端末装置からの送信を禁止しながら、無線基地局装置からの CTS信号を、受信可能な範囲にある複数の端末装置からのデータ送信を許可することで、上り方向の SDMA 通信を実現している。

[0370] 以上のように、端末装置 1002及び 1003から SDMAにより空間多重された送信信号を、無線基地局装置 1001は複数のアンテナを用いて分離受信する（S508)。この場合、同時間にデータ送信を行う複数の端末装置同士は、空間的にある程度離れて、るため、無線基地局装置 1001にお、て受信データの分離処理は容易に行うことができる。

[0371] そして、 SDMAにより送信されたデータのうち、 1つの端末装置からのデータ送信が完了したとき、データ抽出部 18において、当該端末装置からのデータを正常に受信できたかどうかを判定する（S509)。ここで、当該端末装置からのデータを正しく受信できた場合は、送信データフレーム生成部 5により ACK信号を送信する（S510)。一方、当該端末装置力ものデータを正しく受信できな力つた場合は、送信データフレーム生成部 5により CTS信号を送信する（S511)。

[0372] 図 19 (c)は ACK信号のフレームフォーマットを示す構成図である。 ACK信号の M ACヘッダは、フレーム制御フィールド、デュレーシヨンフィールド、受信局 MACアドレスを有する。 ACK信号の MACヘッダのデュレーシヨンフィールドにも、 RTS信号と同様に他の端末装置及び無線基地局装置 1001の送信を禁止する時間が NAVとして記述されている。また、受信局 MACアドレスは、データを送信した送信局の MAC アドレス（ここでは端末装置 1002または 1003の MACアドレス）が記載される。

[0373] 上記ステップ S510または S511において、 ACK信号（または CTS信号）にも RTS 信号と同様に、 MACヘッダのデュレーシヨンフィールドに他の端末装置及び無線基地局装置 1001の送信を禁止する時間が NAVとして記述される力この場合、データ送信が完了していない端末装置のパケット送信期間に ACK送信完了期間 (または CTS送信完了期間)までを加えた期間を、新たな NAVの設定値とする。

[0374] 本実施の形態では、図 18に示すように、 RTS信号、 CTS信号、及び ACK信号における NAVを適宜設定することで、端末装置力の RTS信号を受信可能な他の端末装置力の送信を禁止しながら、無線基地局装置からの CTSを受信可能な端末装置からの送信を許可して上り方向の SDMA通信を実現して!/、る。なお図 18において、 S502等は図 17のステップに対応している。 [0375] このとき、端末装置 1002または端末装置 1003からの送信信号が届力ない範囲にある端末装置 (端末装置 1002に対する隠れ端末装置、または端末装置 1003に対する隠れ端末装置)力ものアクセスを、データ送信が完了する期間だけ禁止することができる（図 18の（d)、（e)参照)。

[0376] なお、無線基地局装置 1001は、 ACK信号 (または CTS信号）の送信時にも、 SD MAにより空間多重された端末装置からのデータ送信及び受信は続行しており（S5 12、 S513)、最終的にこれらの端末装置力ものデータ送信が完了したとき、データ抽出部 18において、データを正常に受信できた力どうかを判定する（S514)。データの正常受信が行えた場合は、 NAV=0として、 ACK信号を送信する（S515)。

[0377] なお、図 17に示すフローチャートと異なる手法の適用も可能である。図 21は、第 1 の変形例に係る無線基地局装置と端末装置間の通信動作の手順を示すフローチヤートである。この図 21では、図 17に示すフローチャートの動作と異なる部分のみを抜き出して示してある。以下、図 21を用いて第 1の変形例の動作を説明する。第 1の変形例において、図 17の手順と異なるのは、ステップ S505以降の動作である。

[0378] ステップ S505において、無線基地局装置 1001から NAV=0として CTS信号が送信された後、端末装置 1002からの RTS信号を受信できない端末装置 1003が SDM A接続のためにアクセスをする際に、まず、 RTS信号を送信する（S700)。これにより、端末装置 1001及び端末装置 1002からの信号を受信できない端末装置 (すなわち、端末装置 1001及び端末装置 1002の隠れ端末)からのさらなるアクセスを禁止することができる。次に、端末装置 1003からの RTS信号を受信した無線基地局装置 1001では、データ抽出部 18の出力を用いて無線基地局装置 1001の持つ干渉除去能力を、干渉除去能力情報測定部 2101において測定する（S701)。干渉除去能力情報測定部 2101では、まず、端末装置 1002及び端末装置 1003を受信するのに必要な送信アンテナの数を測定する。

[0379] 次に、測定された干渉除去能力情報 nicに基づき、送信データフレーム生成部において、干渉除去能力情報 nicの値について下記の判定を行う（S702)。そして、判定結果に基づき、送信データフレームを生成して CTS送信を実行するか、または CT S送信を控える。 [0380] (1)干渉除去能力情報 nicが「1」以上であれば、 NAV=0として、 CTS送信することで、さらに、他の端末装置に対して送信の機会を与える通知を行うことで SDMAを許可する（S703)。

[0381] (2)干渉除去能力情報 nicが「0」であれば、端末装置 1003との SDMAは可能だ力これ以上の SDMAは不可と判断し他の端末装置に対して送信の機会を与えない処理 (S704)を行う。すなわち、 NAVを (パケット送信期間 +ACK送信完了期間）に設定して CTS信号を送信する。

[0382] (3)干渉除去能力情報 nicが「0」より小さければ、無線基地局装置 1001は、端末装置 1002と端末装置 1003との SDMAは不可能と判断して、 CTS信号を送信せずに他の端末装置からの接続要求を待つ（S700)。

[0383] 以降の動作は、図 17と同様であるため説明を省略する。このような第 1の変形例の動作により、想定以上の干渉除去能力を要する端末装置からの SDMA要求があつた場合でも、ステップ S702の動作をカ卩えたことによって、接続を許可することがなくなり、これまで通信していた端末装置 1001との通信品質の劣化を抑えることがなくなる

[0384] また、図 17に示すフローチャートと異なる他の手法として、図 22に第 2の変形例を示す。図 22は、第 2の変形例に係る無線基地局装置と端末装置間の通信動作の手順を示すフローチャートである。この図 22では、図 17に示すフローチャートの動作と異なる部分のみを抜き出して示してある。以下、図 22を用いて第 2の変形例の動作を説明する。第 2の変形例において、図 17の手順と異なるのは、ステップ S509以降の動作である。

[0385] ステップ S509において、 SDMAにより送信されたデータのうち、 1つの端末装置からのデータ送信が完了したときに、当該端末装置力のデータを正常に受信できた力どうかによって以下のような動作を行う。

[0386] 当該端末装置力のデータを正しく受信できた場合は、 ACK信号を送信することになるが、送信する前に、データ送信が完了していない端末装置のデータ受信に対する、無線基地局装置 1001の干渉除去能力を測定する（S604)。そして、無線基地局装置 1001の干渉除去能力 nicが正であるかを判定し（S605)、干渉除去能力 n icが「1」以上であれば、 SDMA送信可能と判断して、無線基地局装置 1001から N AV=0として ACK信号を送信する（S607)。そして、通信中の端末装置力もの送信信号が届!ヽてヽなヽ端末装置 (隠れ端末装置)が存在するかを判断する（S603)。これにより、通信中の端末装置からの送信信号を受信できない端末装置が存在する場合に、その端末装置力のデータ送信が許可され、無線基地局装置 1001において SDMA受信を再度行うことができる（S508)。

[0387] 一方、ステップ S605において、干渉除去能力 nic = 0となり、 SDMA不可と判断された場合、データ送信が完了していな端末装置のパケット送信期間に ACK送信完了期間までを加えた期間を新たな NAVの設定値として、 ACK信号を送信する (S60 6)。これにより、端末装置 1002または端末装置 1003からの送信信号が届かない範囲にある端末装置 (端末装置 1002に対する隠れ端末装置、または端末装置 1003 に対する隠れ端末装置)力のアクセスを、データ送信が完了する期間だけ禁止することがでさる。

[0388] また、ステップ S509において、当該端末装置からのデータを正しく受信できなかつた場合は、データ送信が完了していない端末装置のデータ受信に対する無線基地局装置 1001の干渉除去能力を測定する（S600)。そして、無線基地局通信装置の干渉除去能力 nicが正であるかを判定し（S601)、干渉除去能力 nicが 1以上であれば、 SDMA送信可能と判断して、 CTS信号を送信しないでステップ S603に進み、通信中の端末装置力もの送信信号が届、て、な、端末装置 (隠れ端末装置)が存在するかを判断する。これにより、通信中の端末装置力の送信信号を受信できない端末装置が存在する場合に、その端末装置からのデータ送信が許可され、無線基地局装置 1001にお!/、て SDMA受信を再度行うことができる（S508)。

[0389] 一方、ステップ S601〖こおいて、干渉除去能力 nic = 0となり、 SDMA不可と判断された場合、データ送信が完了していな端末装置のパケット送信期間に、 ACK送信完了期間までを加えた期間を新たな NAVの設定値として、 CTS信号を送信する（S60 2)。これにより、端末装置 1002または端末装置 1003からの送信信号が届かない範囲にある端末装置 (端末装置 1002に対する隠れ端末装置、または端末装置 1003 に対する隠れ端末装置)力のアクセスを、データ送信が完了する期間だけ禁止することがでさる。

[0390] 以上のように本実施の形態 4によれば、無線基地局装置 1001は、無線基地局装置 1001が備える複数アンテナでの干渉除去の性能余力を示す干渉除去能力情報に応じて、 SDMAが可能であるかを判定する。干渉除去能力に性能余力がある場合、他の端末装置に対して SDMAを許可するため、 CTS信号あるいは ACK信号の NAVの値を「0」にして送信する。これにより端末装置 1002と端末装置 1003は、同時に無線信号を送信することができ、結果として、システム全体のスループットを向上できる。

[0391] また、端末装置が RTS信号を用いて送信を行う場合、送信パケットサイズが所定値より大きいロングパケットを送信することが多ぐひとつの端末装置が基地局装置を長時間シアすることにとなり、他の端末装置はアクセスができず、待ち時間が増加することがある。これに対し、本実施の形態では、無線基地局装置 1001において干渉除去能力情報に応じて SDMAが可能であるため、上記のような送信機会の不公平性を是正することが可能である。

[0392] また、端末装置としては、従来の無線 LANの規格 (IEEE802. 1 la、 1 lb、 1 lg) である RTS信号および CTS信号のやりとりで、無線基地局装置 1001との SDMAを実現できる。これにより、現在、巿場流通している WLANの端末装置との互換性を損なうことがなぐシステムとして安価に構築できるメリットがある。

[0393] なお、本実施の形態 4では、干渉除去能力に性能余力がある場合、他の端末装置に対して、 SDMAを許可するため NAVの設定値を「0」に設定した力 0以上の所定値に設定しても良い。この場合、端末装置 1002から送信される無線信号に含まれるプリアンブル部を避けるように、このプリアンブル部を無線基地局装置 1001で受信する時間を見込んだ値とする。これにより、送信される無線信号のプリアンブル部の無線基地局装置 1001での受信処理を、他の端末装置からの干渉信号がない状態で行えることができる。そのため、プリアンブル部の信号を用いて行われるデータ復調の際に、必要な受信処理動作 (AGC、 AFC、 FFT時間同期、及びチャネル推定値及び等化処理)を安定的に行うことができ、端末装置 1002に対する受信性能の劣化を抑える効果が得られる。 [0394] また、本実施の形態 4によれば、端末装置から送信される RTS信号を受信できな、範囲にある端末装置、または、データ送信を行っている信号を受信できない端末装置との間で SDMAを行うこととなる、言い換えれば、お互いが隠れ端末になる位置関係の端末装置間で SDMAを行うことになる。これは、場所的に近接する端末装置からの SDMA送信の要求をブロックすることを意味し、無線基地局装置 1001での複数アンテナを利用した空間的な干渉除去を行う際には非常に有利に働く。なぜならば、空間的に近接する位置にある端末装置間で SDMAを行う場合、空間的な相関が高くなり、十分な干渉除去性能を保証できないケースが生じるが、本実施の形態では、このような状況を予め回避することができ、 SDMAによるシステム容量の改善を安定的に図ることができる。

[0395] なお、本実施の形態 4において、無線基地局装置 1001は、 CTS信号に、干渉除去能力情報を記述して送信しても良い。このようにすることで、 CTS信号を受信した端末装置は、干渉除去能力情報に応じて送信アンテナの数を決定することができる

[0396] なお、本実施の形態 4において、無線基地局装置 1001は、 CTS信号に、同期基準信号を含めて送信しても良い。このようにすることで、端末装置 1002と端末装置 1 003とが、無線基地局装置 1001に対して無線信号を送信するタイミングを同期させることができ、無線基地局装置 1001における SDMA受信の際に、端末装置毎に同期検出をする必要がなくなり、干渉信号がない状態で接続された端末装置 1001での同期に基づいて受信処理を行うことができる。こにより、無線基地局装置 1001の構成の簡易化を図れ、かつ、受信性能の向上を図ることができる。

[0397] なお、本実施の形態 4にお、て、干渉除去能力情報に応じて CTS信号の NAVの値を「0」にして送信するという構成を取ったが、無線基地局装置 1001が定期的に送信するポーリング信号に干渉除去能力情報を含めて送信しても良い。このようにすることで、無線基地局装置 1001の周辺の端末装置は、無線基地局装置 1001の干渉除去能力情報を知ることができる。

[0398] なお、本実施の形態 4において、無線基地局装置 1001は、 ACK信号に、干渉除去能力情報を記述して送信しても良い。このようにすることで、 ACK信号を受信した端末装置は、干渉除去能力情報に応じて送信アンテナの数を決定することができる

[0399] なお、本実施の形態 4において、無線基地局装置 1001は、 ACK信号に、同期基準信号を含めて送信しても良い。このようにすることで、端末装置 1002と端末装置 1 003とが、無線基地局装置 1001に対して無線信号を送信するタイミングを同期させることがでさる。

[0400] (実施の形態 5)

実施の形態 5における無線基地局装置 1301は、第 1の端末装置 1302との通信中に、第 2の端末装置 1303から送信された無線信号を検知し、受信するための構成を備えるものである。以下では、実施の形態 4と共通の部分については説明を省略し、第 1の端末装置との通信中に、第 2の端末装置から送信された無線信号を検知し、受信するための構成についてのみ説明する。

[0401] 図 23に実施の形態 5における無線基地局装置 1301の構成を示す。無線基地局装置 1301は、 4本の無線基地局アンテナを備えるものとする。第 1の端末装置 1302 は、 2本の送信アンテナを用いて無線信号を送信したとする。なお、複数の（ここでは、 2本)の送信アンテナから送信される信号は、異なるデータ系列を送信する空間多重伝送であっても良、し、同一のデータ系列を送信する送信ダイバーシチ伝送であつても良い。なお、無線基地局装置 1301における無線基地局アンテナ数を 4、第 1 及び第 2の端末装置 1302及び 1303からの送信アンテナ数を 2としている力これに限定されるものではない。また、本実施の形態において、端末装置数を 2台として説明を行っているが、これに限定されるものではなぐ 2台以上であっても同様に適用可能である。

[0402] 無線基地局装置 1301は、 4本の無線基地局アンテナ 1311— 1〜1311—4で、第 1の端末装置 1302の 2本の送信アンテナから送信された信号を受信する。送受切り替え器 1102は、無線基地局アンテナ 1101で受信された高周波信号を受信部 16に入力する。受信部 16は、複数の無線基地局アンテナ 1101で受信した各々の高周波信号を、直交検波されたアナログ Zディジタル変換後の I信号及び Q信号力もなる複素ディジタルベースバンド信号に変換し、空間多重分離部 17へ向け出力する。 [0403] 空間多重分離部 17は、受信ビーム形成部 1305、レプリカ信号生成部 1314、減算器 1315を有して構成される。この空間多重分離部 17は、入力された複数の複素デイジタルベースバンド信号から、所望の端末装置または他の端末装置力送られた空間多重信号が存在する場合は、干渉波信号を除去或いは抑圧し、空間多重信号が存在しない場合は、所望波電力が最大となるように合成して所望信号を出力する。以下、空間多重分離部 17の動作の詳細について説明する。なお、以下では、送信信号のプリアンブル部に含まれる既知のノィロット信号を用いた AGC処理、周波数同期、フレーム同期、シンボル同期処理が完了した後の動作を説明する。

[0404] 空間多重分離部 17における受信ビーム形成部 1305は、第 1の端末装置力も送信される信号のプリアンブル部のノィロット信号を用いて、チャネル推定値を得る。

[0405] ここで、第 1の端末装置 1302の Nt個の各アンテナ力も送信される送信系列 X (k) 力なる送信系列ベクトル x(k) = [x (k)、 . . .、 x (k) ]^Tに対し、フラットフェージン

1 Nt

グ伝搬路を通して得られる離散時刻 kにおける無線基地局装置 1301での受信信号ベクトル y (k)は、下記 (数 22)のように示される。

[0406] [数 22] y ( ） ( X (k) + I(k) + n(k)

[0407] なお、 X (k)の上付き添え字 Tはベクトル転置演算子、（数 22)にお、て、 y (k)は受信に用いる N個の無線基地局アンテナ 1311での受信信号を要素として含む列べクトルであり、無線基地局アンテナ 1311— mで受信された信号 y (k)を第 m番目の要素とする。

[0408] また、 Hは所望の第 1の端末装置 302の送信系列 x (k)が受ける伝搬路変動を示すチャネル応答行列である。ここで、 Hは (無線基地局装置アンテナ数 N)行 X (所望の第 1の端末装置 1における送信アンテナ数 Nt)列力なる行列であり、その i行 j 列の行列要素 hは、所望の第 1の端末装置 1302における第 j番目の送信アンテナから送信された信号 X (k)が、無線基地局装置 1301における第 i番目の無線基地局アンテナ 1311— iで受信される場合の伝搬路変動を示す。また、 n(k)は無線基地局装置 1301の N個の無線基地局アンテナ 1311で受信時に付加される雑音成分べクトルである。

[0409] また、 I (k)は第 2の端末装置から送信される干渉波信号成分を表す。なお、 SDM Aが許可されない場合、第 2の端末装置力もの送信信号が存在しないため、 I (k) =0 のとなる。

[0410] このような無線基地局装置 1301の受信信号ベクトル y(k)は、空間多重分離部 17 に入力される。

[0411] 空間多重分離部 17における受信ビーム形成部 1305は、受信信号ベクトル y (k)を入力として、所望の第 1の端末装置 1から送信される送信系列 X (k)を、所望波分離受信アンテナウェイト WDを用いて WD ^Hy(k)とすることで分離受信する。ここで、 n は Nt以下の自然数であり、 Nt≥lである。 Nt> lの場合は、第 1の端末装置 1302から空間多重伝送された送信信号を分離受信する SDM受信動作となる。このとき、所望波分離受信アンテナウェイト WDとして下記 (数 23)を算出する。

[0412] [数 23]

WD = H

[0413] (数 23)において、 WDは N行 Nt列の行列からなり、その第 n列は WDからなる。 R は、下記 (数 24)により算出される。また、 Hは第 1の端末装置 1302の送信系列 x(k e

)が受ける伝搬路応答行列 Hの推定値である。なお、伝搬路応答行列 Hの推定値 Hは、自局宛のパケット信号におけるトレーニング信号部の既知信号系列力推定 e

値を得る。また、 dtはサンプリング時間間隔、 tはサンプリング開始時刻、 Nsはサン

0

プリングされたデータ数である。

[0414] [数 24]

^R" （ + X ^dt)y" 0 +た X

[0415] なお、上記は MMSE手法に基づく信号分離手法であるが、これに限定されず、 ZF 、 MLD (Maximum likelihood Detection)干渉キャンセラ、 MAP (Maximum a Posteriori)復調器等の手法の適用も可能である。

[0416] 次に、受信ビーム形成部 1305により分離された信号は、データ抽出部 18— 1でデータ抽出される。データ抽出部 18— 1は、空間多重分離部 17からの出力に復調及び復号処理を施すことで、所望信号を受信データ系列に復元する。データ抽出部 1 8— 1により復元された受信データ系列の 1つは、データ出力部 19 1に送られ、もう一方は、レプリカ信号生成器 1314に入力される。データ出力部 19— 1は、復元された受信データ系列を他の機器へ出力するか、又は、当該端末装置の表示部等に出力し、端末装置利用者にその情報が伝えられる。

[0417] レプリカ信号生成部 1314は、推定された送信信号と、伝搬路推定値 Heから、受信アンテナ 1311— 3、 1311— 4における受信信号のレプリカを作成する。次に、レプリ力は、減算器 1315— 1、 1315— 2で受信信号カゝら減算される。この結果、減算器 13 15— 1、 1315— 2の出力からは、第 1の端末装置 1302から送信された信号成分が検出されなくなる。

[0418] このようにすることで、第 1の端末装置 1302からの無線信号受信中に、第 2の端末装置 1303が無線信号を送信したとしても、第 1の端末装置 1302の信号成分が含まれない受信アンテナ 1311— 3、 1311— 4を用いて、 SDMAにより空間多重された第 2の端末装置 1303から送信された無線信号を検出することができる。そして、データ抽出部 18— 2は、減算器 1315— 1、 1315— 2からの出力を用いて、データ抽出を行う。データ抽出された信号は、データ出力部 19— 2に送られる。

[0419] 本実施の形態 5によれば、第 1の端末装置 1302からの信号を受信中に、第 2の端末装置 1303の信号を検出することができ、第 1の端末装置 1302と第 2の端末装置 1 303の SDMAを実現できる。

[0420] なお、前述した空間多重分離部 17は、第 1の端末装置 1302からの送信信号の復号結果を用いてレプリカ生成し、生成したレプリカを受信信号力減算することで、第 2の端末装置 1303からの送信信号を受信する構成としたが、別な構成も考えられる。この変形例として、受信ビーム形成部 1305において、第 2の端末装置 1303からの送信信号を受信するため、第 1の端末装置 1302に対して受信電力を最小化するビームヌルを形成して、第 2の端末装置 1303からの送信信号を受信する構成でも可能である。

[0421] この場合は、まず、下記 (数 25)により算出される第 1の端末装置 1302からの送信信号に対する相関行列 Rを算出する。ここで、 δは雑音電力推定値、 Ε は Nt次の

n Nt

正方行列を示す (ただし、 Mは無線基地局装置 1301におけるアンテナブランチ数）。なお、雑音電力推定値 δは、自局宛のパケット信号におけるトレーニング信号部の既知信号系列から推定値を得る。

[0422] [数 25]

[0423] 次に、第 2の端末装置 1303からの送信信号を受信する受信アンテナウェイトべタトル WI_nを算出し、下記 (数 26)で示すように受信信号ベクトル y (k)との積和演算を行い、第 2の端末装置 1303の送信アンテナから送信される信号成分 z (k)を抽出する。ここで、 nは第 2の端末装置が送信に用いられる送信アンテナの個数 NI以下の自然数であり、上付きの添え字 Hはベクトル共役転置演算子を示す。

[0424] [数 26] z„ ( ) = Wl y (り

[0425] ここで、干渉波受信アンテナウェイトベクトル WIの算出は、以下のような手法を適用する。すなわち、干渉波受信アンテナウェイトベクトル WIとして、下記 (数 27)を用いる。ここで、 U ⁽ⁿ⁾は、相関行列 Rを固有値分解して得られる N個の固有値の内、第

k n

1の端末装置 1302が送信した送信アンテナ数 Ntの分、 k番目に小さい順に固有値を取り出し、それに対応する固有ベクトルを列ベクトル成分に持つ。なお k= l、 . . . 、 Ntである。

[0426] [数 27]

[0427] 上述した変形例の手順により、第 1の端末装置 1302からの送信信号の電力を最小化するように、第 2の端末装置 1303からの送信信号を受信することができる。

[0428] (実施の形態 6)

実施の形態 6における無線基地局装置 1401は、干渉除去能力情報を測定し、干渉除去能力情報を端末装置に通知することで、端末装置の送信方法を切り替えるものである。以下では、実施の形態 4と共通の部分については説明を省略し、端末装置の送信方法を切り替える機能についてのみ説明する。

[0429] 本実施の形態 6における無線基地局装置 1401の構成は、図 15に示した実施の形態 4と同様である。図 24は実施の形態 6における端末装置 1402の構成を示す図である。実施の形態 6では、端末装置 1402において、制御信号抽出部 1411及び送信フォーマット決定部 1412を備える。

[0430] 無線基地局装置 1401は、端末装置 1402からの信号受信後に、上述した実施の形態 4に記載の方法などを用いて、干渉除去能力情報 nicを測定する。無線基地局装置 1401は、端末装置 1402からの送信信号に対する応答信号に、干渉除去能力情報を含めて応答信号を送信する。この応答信号は、干渉除去能力情報データ保持部 20からの出力を基に、送信データフレーム生成部において、無線基地局装置力ものシグナリングデータとして、シグナル部の一部として含めたデータフレームを生成することで実現される。

[0431] 無線基地局装置 1401からの無線信号を受信した端末装置 1402は、制御信号抽出部 1411で応答信号に含まれている干渉除去能力情報を検出する。干渉除去能力情報 nicは、送信フォーマット決定部 1412に送られる。

[0432] 送信フォーマット決定部 1412は、干渉除去能力情報 nicが「1」より多い場合、無線基地局装置 1401での信号受信時に受信ダイバーシチ利得が得られると判断し、送信電力を下げるという指令を送信部 7に送信する。

[0433] 本実施の形態 6によれば、端末装置 1402は、無線基地局装置 1401の干渉除去能力情報が多い場合、受信ダイバーシチ効果を得ることができるので、送信電力を下げることができ、結果として端末装置の消費電力を削減することができる。

[0434] なお、本実施の形態 6では、干渉除去能力情報 nicが「1」より多い場合、無線基地局装置 1401での信号受信時に受信ダイバーシチ利得が得られると判断し、送信電力を下げて無線信号を送信する構成を取ったが、他のいくつかの変形例が考えられる。実施の形態 6の変形例における端末装置の構成を図 25に示す。以下の変形例では、送信フォーマット決定部 1412の出力力送信データフレーム生成部 5に送られる。 [0435] 第 1の変形例では、図 25に示した構成において、送信フォーマット決定部 1412は、干渉除去能力情報 nicが「1」より多い場合、変調多値数を上げると決定し、送信デ一タフレーム生成部 5に変調多値数を上げる指令を送るようにする。このようにすることで、無線基地局装置 1401での干渉除去能力情報が多い場合の伝送速度を向上することができる。

[0436] 第 2の変形例では、図 25に示した構成において、送信フォーマット決定部 1412は、干渉除去能力情報 nicが「1」より多い場合、符号化率を上げるという指令を送信デ一タフレーム生成部 5に送るようにする。このようにすることで、干渉除去能力情報が多、場合の伝送速度を向上することができる。

[0437] 第 3の変形例では、図 25に示した構成において、送信フォーマット決定部 1412は、干渉除去能力情報 nicが「1」より多い場合、変調方式と符号化率で決められる伝送モードを、より高速なモードに変えるという指令を送信データフレーム生成部 5に送るようにする。このようにすることで、干渉除去能力情報が多い場合の伝送速度を向上することができる。

[0438] 第 4の変形例では、図 25に示した構成において、端末装置 1402が OFDM信号を用いて信号を送信する場合に、送信フォーマット決定部 1412は、干渉除去能力情報 nicが「1」より多い場合、 OFDM信号のガード区間を短くするという指令を、送信データフレーム生成部 5に送信するようにする。端末装置 1402が OFDM信号を用いて信号を送信する場合には、無線基地局装置 1401の干渉除去能力情報 nicが「 1」より多ければ、無線基地局装置 1401は、その干渉除去能力を用いて遅延時間の大きい遅延波を受信時に除去できるため、端末装置 1402では OFDM信号のガード区間を短くすることが可能である。このようにすることで、 OFDM信号のガード区間挿入による伝送効率の低下を低減することができ、伝送速度を向上することができる。

[0439] また、第 5の変形例として、端末装置 1402の送信アンテナ数を増やすことができる場合、無線基地局装置 1401の干渉除去能力情報 nicが「1」より多ければ、端末装置 1402は送信アンテナ数を増やして無線信号を送信しても良い。このよう〖こすることで、同時に送信できる信号の数を増やせるので、伝送速度を向上することができる。

[0440] また、第 6の変形例として、端末装置 1402の空間多重数を増やすことができる場合、無線基地局装置 1401の干渉除去能力情報 nicが「1」より多ければ、端末装置 140 2は空間多重数を増やして無線信号を送信しても良い。このようにすることで、同時に送信できる信号の数を増やせるので、伝送速度を向上することができる。

[0441] (実施の形態 7)

実施の形態 7における無線基地局装置 1501は、干渉除去能力情報を測定し、干渉除去能力情報に応じて受信信号処理方法を変えるものである。以下では、実施の形態 4と共通の部分については説明を省略し、受信信号処理方法を切り替える機能についてのみ説明する。

[0442] 図 26に実施の形態 7における無線基地局装置 1501の構成図を示す。無線基地局装置 1501は、端末装置からの空間多重信号受信時に、上述した実施の形態 4に記載の方法などによって干渉除去能力情報 nicを測定する。

[0443] 干渉除去能力情報データ保持部 20は、空間多重分離部 1511に、干渉除去能力情報 nicを送る。空間多重分離部 1511は、干渉除去能力情報 nicが「1」以上である場合、すなわち無線基地局装置 1501の受信アンテナ数が端末装置の送信アンテナ数より多い場合、受信ダイバーシチゲインを得ることができるため、空間多重分離部 17で行う空間多重信号分離方法を簡易なものに変更する。

[0444] 例えば、良好な受信特性が得られる力多くの演算量を必要とする MLDを用いて空間多重信号分離を行っていた場合には、受信アンテナ数を増やし、受信特性は M LDより劣るが、少なヽ演算量で実現できる MMSEや ZFを用いた信号分離方法に変更する。この場合、受信ダイバーシチゲインがあるため、受信特性が劣る信号分離方法を用いても、無線信号を受信するのに十分な受信特性を得ることができる。また、受信処理に必要な演算時間を短縮することができる。また、簡易な空間多重分離方法は、回路規模が小さく実現できるため、消費電力の低減も見込むことができる。

[0445] 一方、空間多重分離部 1511は、干渉除去能力情報 nicを増加させたいとき、受信アンテナ数を減らし、空間多重信号分離方法を、演算が複雑であるが、良好な受信特性が得られるものに変更する。例えば、 4本のアンテナを備えた無線基地局装置 1 501が、 3本の受信アンテナを使った MMSEを用いて、 2本の送信アンテナから送信された空間多重信号を受信しているとき、干渉除去能力情報 nicは「1」である。ここで、無線基地局装置 1501は、他の端末装置からの無線信号を同時に受信可能にするため、より多くの干渉除去能力情報 nicを必要としているとき、空間多重信号分離方法を 3本の受信アンテナを使った MMSEから、 2本の受信アンテナを使った MLD に変更する。このようにすることで、干渉除去能力情報 nicを「2」とすることができる。

[0446] 本実施の形態 7によれば、無線基地局装置 1501は、干渉除去能力情報 nicに応じて、空間多重信号分離方法を変更することができ、受信特性と演算量、多元接続端末数を考慮したアクセス制御を行うことができる。

[0447] なお、本実施の形態 7では、空間多重分離部 1511は、干渉除去能力情報 nicに余裕があれば、受信アンテナ数を増やし、空間多重信号分離方法を簡易なものに変更すると、う構成を取ったが、使用する受信アンテナを現在使用して、な、受信アンテナに切り替えるという構成にしても良い。このようにすることで、受信特性の異なる受信アンテナを使用して空間多重信号分離を行うことができるので、空間多重信号分離の特性が悪、場合に、その特性を改善できる可能性がある。

[0448] なお、本実施の形態 7では、空間多重分離部 1511は、干渉除去能力情報 nicに応じて、空間多重信号分離方法を変更するという構成を取ったが、さらに受信信号に含まれるデータの優先度、重要度、 QoSレベルを考慮して空間多重信号分離方法を変更しても良い。このようにすることで、例えば、重要度の高いデータを受信する場合は、受信アンテナ数を増やし受信特性を改善し、重要度の低いデータを受信する場合は、受信アンテナ数を減らし、他の端末装置が同時アクセスできるように干渉除去能力情報 nicに余裕を持たせるといった制御をすることができる。

[0449] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本出願は、 2005年 1月 26日出願の日本特許出願（特願 2005-018083)、 2006年 1月 1 8日出願の日本特許出願 (特願 2006-010170)、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

産業上の利用可能性

[0450] 本発明にかかる無線基地局装置及び端末装置は、端末装置から通知された端末装置の干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データに基づき、空間多重接続すべき端末装置の選定を行うことが可能であり、また空間多重伝送に適した再送制御を行うことができ、これにより無線基地局装置の簡易化、処理遅延の低減化を図った上でシステム容量の改善が図れるので、空間多重伝送を用いる無線通信分野に有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 他端末装置からの受信信号に含まれる干渉除去能力情報データを用いて、空間多重接続すべき他端末装置を制御する無線基地局装置と通信を行う端末装置であつて、

当該他端末装置の干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データを保持する干渉除去能力情報データ保持部と、

前記干渉除去能力情報データを前記無線基地局装置に通知する送信部とを有する端末装置。

[2] 他端末装置からの受信信号に含まれる干渉除去能力情報データを用いて、空間多重接続すべき他端末装置を制御する無線基地局装置と通信を行う端末装置であつて、

前記無線基地局装置から通知された空間ストリーム番号と空間多重伝送された空間ストリーム毎に付随された予め既知の信号とを基に、他端末装置向けに送られた空間多重信号を抑圧し、自端末装置宛の所望信号を受信する空間多重分離部を有する端末装置。

[3] 他端末装置からの受信信号に含まれる干渉除去能力情報データを用いて、空間多重接続すべき他端末装置を制御する無線基地局装置と通信を行う端末装置であつて、

空間多重伝送された空間ストリーム間の分離特性を検出する分離特性検出部と、前記分離特性検出部により所定レベルの検出値が得られない場合は、前記無線基地局装置に対し空間多重接続すべき他端末装置の組合せ変更の要求を送信する送信部とを有する端末装置。

[4] 他端末装置からの受信信号に基づ!、て干渉除去能力を測定し、空間多重接続すべき他端末装置を制御する無線基地局装置と通信を行う端末装置であって、前記無線基地局装置から通知される無線基地局装置の干渉除去能力情報を抽出する制御信号抽出部と、

前記制御信号抽出部で得られた前記干渉除去能力情報を基に、送信フォーマットを切り替える送信フォーマット決定部と、前記送信フォーマット決定部で決定された送信フォーマットにより信号を送信する送信部とを有する端末装置。

[5] 前記送信フォーマット決定部において決定される送信フォーマットは、送信信号の送信電力を含み、前記干渉除去能力情報が所定値より大きい場合、前記送信部での送信電力を低下する送信フォーマットとする請求項 4記載の端末装置。

[6] 前記送信フォーマット決定部において決定される送信フォーマットは、送信信号の変調多値数を含み、前記干渉除去能力情報が所定値より大きい場合、変調多値数を多くする送信フォーマットとする請求項 4記載の端末装置。

[7] 前記送信フォーマット決定部において決定される送信フォーマットは、送信信号の符号化率を含み、前記干渉除去能力情報が所定値より大きい場合、符号化率を高くする送信フォーマットとする請求項 4記載の端末装置。

[8] 前記送信フォーマット決定部において決定される送信フォーマットは、送信信号の変調方式と符号化率で決められる伝送モードを含み、前記干渉除去能力情報が所定値より大きい場合、より高速な伝送モードに変える送信フォーマットとする請求項 4 記載の端末装置。

[9] 前記端末装置が OFDM信号を用いて信号を送信する場合、前記送信フォーマット決定部にぉ、て決定される送信フォーマットは、送信する OFDM信号のガード区間長を含み、前記干渉除去能力情報が所定値より大きい場合、ガード区間を短縮した送信フォーマットとする請求項 4記載の端末装置。

[10] 前記送信フォーマット決定部において決定される送信フォーマットは、送信信号の空間多重数を含み、前記干渉除去能力情報が所定値より大きい場合、空間多重数を増加した伝送モードに変える送信フォーマットとする請求項 4記載の端末装置。

[11] 端末装置からの受信信号に含まれる前記端末装置の干渉除去能力を示す干渉除去能力情報データを抽出する制御信号抽出部と、

前記干渉除去能力情報データを基に、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置を選定する空間多重制御部とを有する無線基地局装置。

[12] 前記空間多重制御部は、前記干渉除去能力情報データに基づいて 1つ又は複数の端末装置をグループ分けしたグループィ匕情報を作成し、前記グループ化情報を基に所定の選定基準を用いて無線基地局装置と空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置を選定する請求項 11記載の無線基地局装置。

[13] 前記空間多重制御部は、前記選定基準として、空間多重接続すべき端末装置が属する第 1のグループにおいて、この第 1のグループよりも端末装置の干渉除去能力が低い他のグループにも属している端末装置が 1つ又は複数ある場合、空間多重接続すべき全ての端末装置への送信ストリームの総和が、最も端末装置の干渉除去能力が低いグループのアンテナ自由度数を超えないことを用い、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置を選定する請求項 12記載の無線基地局装置。

[14] 前記空間多重制御部は、空間多重接続すべき端末装置に対して、当該無線基地局装置から空間多重伝送を行った後に、前記端末装置から再送要求が行われた場合に、前回の空間多重伝送時とは異なる端末装置の組合せによる空間多重伝送を行う為に、優先接続すべき第 1の端末装置が属する第 1のグループよりも端末装置の干渉除去能力が高い第 2のグループの中から、所定の選定基準を用いて、前記第 1 の端末装置に加えて空間多重接続すべき 1つ又は複数の第 2の端末装置を選定する請求項 12記載の無線基地局装置。

[15] 前記空間多重制御部は、空間多重接続すべき端末装置に対して、当該無線基地局装置から空間多重伝送を行った後に、前記端末装置から空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更要求が行われた場合に、再度、空間多重伝送を行わず、優先接続する端末装置に対してのみの伝送を行う決定をする請求項 12記載の無線基地局装置。

[16] 前記空間多重制御部により選定された 1つ又は複数の端末装置向けの信号に対し

、時空間符号ィ匕処理を施す為の 1つ又は複数の時空間符号ィ匕部を有する請求項 11 記載の無線基地局装置。

[17] 前記時空間符号化部は、空間多重接続すべき 1つ又は複数の端末装置向けの信号に対し、時空間ブロック符号化処理を施す請求項 16記載の無線基地局装置。

[18] 端末装置からの電波の到来方向を推定する電波到来方向推定部と、

前記空間多重制御部により選定された 1つ又は複数の端末装置からの電波の到来方向情報を基に、指向性送信の為の制御を行う指向性制御部とを有する請求項 11 記載の無線基地局装置。

[19] 空間多重接続すべき複数の端末装置に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置であって、空間多重伝送された信号を受信した端末装置から所定回数以上の再送要求があった場合に、前回の空間多重伝送時とは異なる端末装置の組合せによる空間多重伝送を行う空間多重制御部を有する無線基地局装置。

[20] 空間多重接続すべき複数の端末装置に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置であって、空間多重伝送された信号を受信した端末装置から所定回数以上の再送要求があった場合に、再度、空間多重伝送を行わず、優先接続すべき端末装置のみの伝送を行う空間多重制御部を有する無線基地局装置。

[21] 空間多重接続すべき複数の端末装置に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置であって、空間多重伝送された信号を受信した端末装置から空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更要求があった場合に、前回の空間多重伝送時とは異なる端末装置の組合せによる空間多重を行う空間多重制御部を有する無線基地局装置。

[22] 空間多重接続すべき複数の端末装置に対して空間多重伝送を行う無線基地局装置であって、空間多重伝送された信号を受信した端末装置から空間多重接続すべき端末装置の組合せ変更要求があった場合に、再度、空間多重伝送を行わず、優先接続すべき端末装置のみの伝送を行う空間多重制御部を有する無線基地局装置。

[23] 端末装置からの受信信号を基に干渉除去能力を測定する干渉除去能力測定部と前記干渉除去能力測定部において測定された干渉除去能力情報を保持する干渉除去能力情報データ保持部と、

前記干渉除去能力情報データ保持部の情報を基に送信データフレームを生成する送信データフレーム生成部とを有する無線基地局装置。

[24] 前記送信データフレーム生成部は、前記干渉除去能力情報に基づき、前記干渉除去能力情報が所定値より下回る場合に、通信エリア内の端末装置に対する送信禁止通知情報をシグナル部に含む送信データフレームを生成する請求項 23記載の無線基地局装置。

[25] 前記送信データフレーム生成部は、前記干渉除去能力情報に基づき、前記干渉除去能力情報が所定値以上である場合に、通信エリア内の端末装置に対し、送信の機会を与える通知情報をシグナル部に含む送信データフレームを生成する請求項 2

3記載の無線基地局装置。

[26] 前記送信データフレーム生成部は、前記干渉除去能力情報をシグナル部に含む送信データフレームを生成する請求項 23記載の無線基地局装置。

[27] 端末装置からの受信信号を基に干渉除去能力を測定する干渉除去能力測定部と前記干渉除去能力測定部において測定された干渉除去能力情報を保持する干渉除去能力情報データ保持部と、

空間多重伝送された信号を分離受信する空間多重分離部とを有し、

前記空間多重分離部は、前記干渉除去能力情報データ保持部の情報を基に、空間多重信号分離方法を可変する無線基地局装置。