WO2007037418A1

WO2007037418A1 - アンテナ選択方法および無線通信装置

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Publication number: WO2007037418A1
Application number: PCT/JP2006/319556
Authority: WO
Inventors: Qiang Wu; Jifeng Li
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2007-04-05
Also published as: JPWO2007037418A1; US20100150265A1; CN1941664A

Abstract

　伝送誤り率を低減し、演算量を削減できるアンテナ選択方法等を提供する。この方法において、送信側は受信側からＭ列のチャネル推定行列Ｈ_ｅをフィードバックされる（ＳＴ７０１）。次いで、発射アンテナの数Ｋを確定し、Ｉ＝１（すなわち１本目のアンテナを選択する）と初期化し、発射チャネル行列Ｈを「０」で初期化する（ＳＴ７０２）。次いで、Ｉ＜Ｋであるか否かを判断し（ＳＴ７０３）。判断結果が「ＮＯ」である場合、アンテナ選択処理は終了し、チャネル行列Ｈを出力する（ＳＴ７０４）。Ｉ＜Ｋである場合、チャネル行列Ｈに一列を加えＨ１を構成し、すべて（Ｍ－Ｉ＋１通り）の可能なＨ１に対してＱＲ分解を行い、すべてのＨ１の中から１つのＨ１を選択する（ＳＴ７０５）。次いで、Ｈ＝Ｈ１とし、ＳＴ７０３に戻る（ＳＴ７０６）。

Description

明細書

アンテナ選択方法および無線通信装置

技術分野

[0001] 本発明は、アンテナ選択方法および無線通信装置に関し、特に、 MIMO (Multi In put Multi Output)検出方法に適応して、伝送誤り率を低減するとともに、処理の演算量を低減することができるアンテナ選択方法および無線通信装置に関する。

背景技術

[0002] マルチインプット ·マルチアウトプット（MIMO)技術は無線移動通信分野の技術における重大な進歩である。 MIMO技術とはデータの送信および受信にぉ、て両方とも複数のアンテナを用いる技術を言う。研究によると、 MIMO技術を用いればチヤネルの容量を向上するとともに、チャネルの信頼度を向上し、ビット誤り率を低減することができる。 MIMOシステムの容量上限は送信側のアンテナ数または受信側のアンテナ数の小さい方の増加とともに線形的に増加する。これに対して、受信側または送信側においてマルチアンテナまたはアレーアンテナを使う通常のインテリジェンスァンテナシステムの容量上限はアンテナ数の対数に従って増加する。このため、 MIM O技術は無線通信システムの容量を向上するのに対して極めて大きい潜在力を有し、次世代移動通信システムが採用する重要な技術である。

[0003] 図 1は、 MIMO技術を用いる一般的な MIMO無線通信システム 100の構成を示すブロック図である。この構成において、送信側および受信側はそれぞれ nおよび n

T R

本のアンテナを用いて信号の送信および受信を行う。送信側は直列 Z並列変換部 1

01および複数の送信アンテナ 102— 1、 102— 2、 · ··、 102— nを備える。受信側は

T

複数の受信アンテナ 103— 1、 · ··、 103— n、チャネル推定部 104、および MIMO

R

検出部 105を有する。

[0004] 送信側にお!、て、送信データはまず直列 Z並列変換部 101により n個のデータス

T

トリームに分けられ、各データストリームはそれぞれ 1つの送信アンテナ 102と対応する。受信側において、 n本の受信アンテナ 103は信号を受信し、チャネル推定部 10

R

4はこの受信信号に基づきチャネル推定を行って、チャネル推定行列 H_eを得る。 M IMO検出部 105は、チャネル特性行列 H_eを用いて受信信号に対し MIMO検出を行ヽ、送信側から送信された信号を復調して検出データを得る。

[0005] MIMOシステムにおいて、無線周波数 (RF)に関連する設備のコストが高ぐアンテナ数が増えるのに従って、 MIMOシステムのコストが増加し処理演算量も増加する。このため、現れたのが MIMOシステムにおいて送信アンテナを選択する方法である。例えば、 M (Mは 1より大きい自然数)本の送信アンテナの中力もチャネル特性が比較的に良い K本のみを選択することにより RFに関連する設備の数量を減らし、コストを削減することができる。

[0006] MIMO無線通信システムにおける送信アンテナ選択方法は、以下の幾つかの方法が考えられる。

[0007] 1.容量最大化に基づく遍歴的な送信アンテナ選択方法

M本の送信アンテナの中カゝら K本を選択する場合の可能な組合せは、全部で C ^K

Μ

通り（または Cと表記することもある）ある。容量最大化に基づく遍歴的な送信アンテ

M k

ナ選択方法は容量演算式に従い、この C ^κ通りの組合せを遍歴して、すなわち、す

Μ

ベての組合せそれぞれにおけるシステム容量を全部一回算出して、容量が最大となる 1つの組合せを選択する。

[0008] 2.行列簡略化に基づく送信アンテナ選択方法

上記「1.」に示した容量最大化に基づく遍歴的な送信アンテナ選択方法の演算量は非常に多、ため、 Gorokhovは行列簡略ィヒに基づく順次除去の送信アンテナ選択方法を提案した。 Gorokhovが提案したこの方法は、行列演算の原理に基づき、 K本の送信アンテナが残るまで、候補送信アンテナを M本から 1つずつ順次に削除する。その削除の基準は、削除によるシステム容量の減少を最小限に抑えることである。

[0009] 3.規準値 (norm)に基づく送信アンテナ選択方法

規準値に基づく送信アンテナ選択方法は、チャネル推定行列のすべての列 (または行)、 M列 (または行)の中から規準値が最大となる K列 (または行)を選択し、選択された列 (または行）に対応する送信アンテナを送信に用いる発射アンテナとして選択する。前述した 2種の方法に比べ、この方法は最も簡単である一方、性能は最も劣る。発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 上記従来の送信アンテナ選択方法は、何れも無線受信側の MIMO検出方法を考慮していない。よって、無線受信側の MIMO検出方法に適応して送信アンテナを選択することにより伝送誤り率のさらなる低減が期待される。

[0011] 本発明は、伝送誤り率を低減することができ、さらに演算量を低減することができる

、受信側の判断フィードバック MIMO検出方法に適応したアンテナ選択方法および無線通信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

[0012] 本発明のアンテナ選択方法の一態様は、 MIMO(Multi Input Multi Output)無線通信システムにおいて用いられるアンテナ選択方法であって、 M本 (Mは 1より大きい自然数）の送信アンテナすベてからなる M列のチャネル推定行列の中から、 K列は 0より大きぐ M以下の自然数)を任意に選択して C ^K通りの選択判定用チャネル行

Μ

列を構成する第 1ステップと、前記 C ^κ通りの選択判定用チャネル行列に対してそれ

Μ

ぞれ QR分解を行って C ^κ通りの上三角行列を得る第 2ステップと、前記 C ^κ通りの上

Μ Μ

三角行列それぞれの対角要素最小モジュール値を求める第 3ステップと、前記 C ^κ

Μ

通りの上三角行列の中から、前記対角要素最小モジュール値が最大となる 1つの上三角行列を選択する第 4ステップと、前記第 4ステップで選択された上三角行列に対応する選択判定用チャネル行列を構成する Κ本の送信アンテナを発射アンテナとして選択する第 5ステップと、を具備するようにする。

[0013] 本発明のもう 1つの態様は、 MIMO通信システムにおいて用いられるアンテナ選択方法であって、 M本 (Mは 1より大きい自然数）の送信アンテナすべて力なる M列のチャネル推定行列の中から、すでに選択された I— 1本 (Iは 0より大き、自然数)の発射アンテナに対応する列を選択して I 1列の発射チャネル行列を構成する第 1ステップと、前記チャネル推定行列の中から、前記 I 1本の発射アンテナ以外の M— 1 + 1本の候補送信アンテナに対応する列を選択して M— I + 1列の候補チャネル行列を構成する第 2ステップと、前記発射チャネル行列に前記候補チャネル行列の任意の一列を加えて M— 1+ 1通りの選択判定用チャネル行列を構成する第 3ステップと、前記 M— I + 1通りの選択判定用チャネル行列に対してそれぞれ QR分解を行つて M— 1+ 1通りの上三角行列を得る第 4ステップと、前記 M— 1+ 1通りの上三角行列それぞれの対角要素最小モジュール値を求める第 5ステップと、前記 M— 1+ 1通りの上三角行列の中から、前記対角要素最小モジュール値が最大となる、 1つの上三角行列を選択する第 6ステップと、前記第 6ステップで選択された上三角行列に対応する選択判定用チャネル行列を構成する 1本の前記候補送信アンテナを、第 I本目の発射アンテナとして選択する第 7ステップと、を具備し、前記第 1ステップ、前記第 2ステップ、前記第 3ステップ、前記第 4ステップ、前記第 5ステップ、前記第 6ステップ、および前記第 7ステップを K回 (Kは 0より大き、自然数)繰り返し、 1本ずつ K本まで発射アンテナを選択するようにする。

発明の効果

[0014] 本発明によれば、受信側の判断フィードバック MIMO検出方法に適応して無線送信側において送信アンテナを選択することによって、伝送誤り率を低減し、さら〖こは、処理演算量を低減することができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]従来の MIMO無線通信システムの構成を示すブロック図

[図 2]本発明の実施の形態 1に係る MIMO無線通信システムの主要な構成を示すブロック図

[図 3]本発明の実施の形態 2に係る MIMO無線通信システムの主要な構成を示すブロック図

[図 4]本発明の実施の形態 2に係る送信アンテナ選択部におけるアンテナ選択方法の手順を示すフロー図

[図 5]本実施の形態に力かるアンテナ選択方法の手順を纏めたフロー図

[図 6]異なる送信アンテナ選択方法の BER性能を比較して示す図

[図 7]異なる送信アンテナ選択方法の BER性能を比較して示す図

[図 8]本発明の実施の形態 3に係る MIMO無線通信システムの主要な構成を示すブロック図

発明を実施するための最良の形態 [0016] 以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

[0017] (実施の形態 1)

図 2は、本発明の実施の形態 1に係る MIMO無線通信システム 200の主要な構成を示すブロック図である。図 2において、 MIMO無線通信システム 200は無線送信装置 250と無線受信装置 260とを含む。簡略化のために、ここでは送信アンテナ選択と関連する構成要素のみを記述する。無線送信装置 250は、データ処理部 201、送信アンテナ選択部 204、および M本の送信アンテナ 205— 1〜205— Μを備える。無線受信装置 260は、 N本の受信アンテナ 207— 1〜207— N、チャネル推定部 202、および MIMO検出部 206を備える。

[0018] 無線送信装置 250において、データ処理部 201は、データに対して直列並列変換、符号化、および変調などの処理を行い、得られるデータサブストリームを送信アンテナ選択部 204に出力する。送信アンテナ選択部 204は、無線受信装置 260からフィードバックされるチャネル推定行列 H_eに基づき、 M本の送信アンテナ 205の中から送信に用いる K本を選択する。以下、選択された K本の送信アンテナを発射アンテナと称す。送信アンテナ選択部 204は、データ処理部 201から入力されるデータサブストリームを、選択された K本の発射アンテナを通じて送信する。

[0019] 無線受信装置 260にお、て、 N本の受信アンテナ 207は、送信アンテナ 205から送信されるトレーニングシーケンスを含む空間信号を受信し、チャネル推定部 202に出力する。チャネル推定部 202は、トレーニングシーケンスに基づきすベての送信ァンテナに対応するチャネル推定行列 H_eを得、得られるチャネル推定行列 H_eをフィードバックチャネル 203を通じて定期的に無線送信装置 250の送信アンテナ選択部 204にフィードバックする。 MIMO検出部 206は、判断フィードバック MIMO検出を行い、無線送信装置 250から送信されるデータを検出する。

[0020] MIMO検出部 206における判断フィードバック MIMO検出方法について説明する。 MIMO検出部 206に用いられる判断フィードバック MIMO検出方法とは、 m番目のデータを検出する場合、それより前の m— 1個のデータの判断、すなわち推定結果を用いて、受信信号力前の m— 1個のデータの干渉を除去して、 m番目のデータを推定して検出する方法である。すなわち、判断フィードバック MIMO検出方法とは、データの検出において、前のデータの判断結果をフィードバックされ再帰的に利用することに特徴がある。ここでは、判断フィードバック MIMO検出方法の典型的な一例となる QR分解に基づく MIMO検出方法について詳細に説明する。

[0021] MIMO無線通信システム 200において、受信信号は下記の式（1)で示される。

y=H_es+n …ひ）

この式において、 sは送信信号、 yは受信信号、 H_eはチャネル推定行列、 nはホヮイトガウスノイズを示す。 QR分解に基づく MIMO検出方法においては、チャネル推定行列 H_eを下記の式（2)に従って QR分解する。

H_e = QR - -- (2)

この式において、行列 Qは、ュ-タリ行列であって、すなわち Q^HQ=I を満たす ntxnt

。ここで、 Q^Hは、ュ-タリ行列 Qの複素共役転置行列を示す。また、この式において R は上三角行列である。

[0022] 式（1)に示す受信信号 yの左に Q^Hを掛けると、下記の式（3)および式 (4)が得られる。

z = Q y=Rs+ η (3)

[数 1]

式（3)において、 r?は r? =Q^Hnであって、その統計特性はホワイトガウスノイズ nと同様である。式 (4)において、 Qは復調を示す。

[0023] MIMO検出部 206は、上三角行列 Rの特徴を利用して、上三角行列 Rの末尾 (最後の 1個）から送信信号 sの検出を行う。すなわち、まず、式 (4)に従って M番目の送信アンテナ（送信アンテナの総数は Mである）から送信された送信信号 s の推定

M M

を得て、得られた^ に基づヽて、 M— 1番目の送信アンテナから送信された送信信

M

号 s を推定して推定値を得る。同様に、 m番目の送信アンテナから送信され

M- 1 M- 1

た送信信号 s を推定する場合、 m+ 1番目から M番目までの送信データの推定値 m— 1

〜を用いて推定値 ^を得る。このような推定を繰り返すことにより、 M番目か m+ 1 M m ら 1番目まですベての送信アンテナから送信される送信信号が推定される。

[0024] 上記のような判断フィードバック MIMO検出方法に適応した、本実施の形態に係るアンテナ選択方法について説明する。具体的には、無線受信装置 260において QR 分解に基づく MIMO検出を行う場合に対応した、無線送信装置 250の送信アンテナ選択部 204における QR分解に基づくアンテナ選択方法を例にあげ説明する。

[0025] 受信アンテナ 207の数が N = 2、送信アンテナ 205の数が M=4である場合、チヤネル推定行列 H_eは N X M (2 X 4)の行列となる。無線送信装置 250の送信アンテナ選択部 204は、無線受信装置 260のチャネル推定部 202からフィードバックされるチャネル推定行列 H_eに基づき、 M本の送信アンテナから K本を発射アンテナとして選択する。ここで、チャネル推定行列 H_eの各列は各送信アンテナに対応するため、 M本の送信アンテナから K本を選択するということは、 H_eの M列から、 K列（この K列は K本の送信アンテナに対応する）を選択することであり、選択された K列からなる N X Kの行列を選択判定用チャネル行列 H_cと記す。

[0026] 送信アンテナ選択部 204におヽて M本の送信アンテナから K本を選択する方法は c (c κと記す場合もある）通りあって、すなわち、 c κ通りの選択判定用チャネル

M K M M

行列 H_cを構成することができる。送信アンテナ選択部 204は、 C ^κ通りの可能な H_

M

cそれぞれに対して、 QR分解を行い、 C ^κ通りの互いに異なる QR分解の結果として

Μ

、 C ^κ通りの上三角行列 Rを得る。次いで、送信アンテナ選択部 204は、各 Rにおい

Μ

て対角要素のモジュールの最小値を求める。次いで、 C κ通りの上三角行列 Rのうち

Μ

、対角要素最小モジュール値が最大となる 1つの上三角行列 Rを選択する。これにより、選択された Rに対応する H_c、すなわち、式（5)を満たす H_cが決まる。 H_cが決まると、 H_cに対応する K本の発射アンテナが決まる。

[数 2]

R _{k k :}上三角行列 Rの対角要素（l≤k≤K)

[0027] 本実施の形態に係るアンテナ選択方法の効果を説明するために、伝送誤りがなく伝送が行われる場合を例にあげる。かかる場合、無線受信装置 260において QR分解に基づく MIMO検出を行、得られる、 k (l≤k≤K)本目の発射アンテナから送信される送信信号の受信 SNR (Signal Noise Ratio)は下記の式（6)で示される。

[数 3]

SNR_k =

… （6 )

R _{k k}：上三角行列 Rの対角線要素（l≤k≤K )

： k ( l≤k≤K ) 番目のアンテナの平均送信電力

： k ( 1≤ k≤K) 番目のアンテナの平均雑音電力

[0028] この式に示すように、受信 SNRは |²に比例する。なお、通常、誤りの大部分は

k kk

性能が最も悪ヽ送信アンテナの送信に発生するため、性能が最も悪、送信アンテナの性能をできるだけ向上させることによってシステム全体の誤り率を改善することができる。本実施の形態に係る QR分解に基づくアンテナ選択方法においては、最小の S

NRをできるだけ大きくする、すなわち、式 (6)における最小の |R |²をできるだけ大き k kk

くすることによって、誤り率を改善している。具体的には、チャネル推定行列 H_eの M 列から K列を選択する場合、 C ^K通りの可能性があり、 C ^Κ通りの選択判定用チヤネ

Μ Μ

ル行列 H_cを構成する。この C ^K通りの H_cに対して QR分解を行い、各上三角行列

M

Rにおける |R |²の最小値を求める。次いで、求められた C ^K通りの最小値のうち、も

kk M

つとも大きい 1つを選択し、それに対応する R、 H_c、すなわち式 (5)を満たす H_cを得る。

[0029] このように、本実施の形態によれば、 MIMO無線通信システムにおいて、送信アンテナ選択部は、チャネル推定行列の M列カゝら K列を任意に選択して複数の選択判定用チャネル行列 H_cを構成し、構成された複数の選択判定用チャネル行列 H_cに対する QR分解に基づき、送信アンテナを選択するため、伝送誤り率を低減することができる。

[0030] なお、本実施の形態では、送信アンテナ選択部は、 QR分解に基づき送信アンテナ選択を行う場合を例にとって説明したが、本実施の形態を適宜変更し、 MIMO検出部にお、て用いられる他の判断フィードバック MIMO検出方法に適応させても良ヽ [0031] (実施の形態 2)

図 3は、本発明の実施の形態 2に係る MIMO無線通信システム 300の主要な構成を示すブロック図である。なお、 MIMO無線通信システム 300は、実施の形態 1に示した MIMO無線通信システム 200 (図 2参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

[0032] MIMO無線通信システム 300の送信アンテナ選択部 304と、 MIMO無線通信システム 200の送信アンテナ選択部 204とは処理の一部に相違点があり、それを示すために異なる符号を付し、 MIMO無線通信システム 300の無線送信装置 350と、 Ml MO無線通信システム 200の無線送信装置 250とにも異なる符号を付す。

[0033] 図 4は、送信アンテナ選択部 304におけるアンテナ選択方法の手順を示すフロー図である。送信アンテナ選択部 304におけるアンテナ選択方法の説明にお、ても、 M本の送信アンテナの中から、 K本を選択する場合を例にとる。

[0034] まず、ステップ (以下、「ST」と省略する） 301において、送信アンテナ選択部 304は、無線受信装置 260側力もフィードバックされるチャネル推定行列 H_eを得るとともに、 1= 1 (すなわち 1本目の発射アンテナを選択する）、 H=「0」、 Hs_e = H_eとなるように初期化を行う。ここで、 Iは、 K本の発射アンテナを 1から Kまでカウントするカウンタであり、 Hは、選択された I 1本の発射アンテナからなる発射チャネル行列を示す。 Hs_eは、チャネル推定行列 H_eカゝら選択された I— 1本の発射アンテナに対応する列を削除して得られる行列を示す。すなわち、 Hs_eは、 M本の送信アンテナのうち選択された I - 1本の発射アンテナ以外の、 M— I + 1本の候補送信アンテナ力なる N X (M-I+ 1)のチャネル行列であり、以下候補チャネル行列と称す。

[0035] 次、で、 ST302にお、て、送信アンテナ選択部 304は、 Iと Kとを比較する。

[0036] ST302において、 I>Kと判断される場合（ST302 :NO)、送信アンテナ選択部 20 4は、 K本の発射アンテナがすべて選択されたと判断し、処理手順を ST310に移行する。

[0037] 次いで、 ST310〖こおいて、送信アンテナ選択部 304は、選択された K本の発射ァンテナの番号及び K本の発射アンテナカゝらなるチャネル行列 Hを出力する。

[0038] ST302において、 I≤Kと判断される場合（ST302 :YES)、処理手順は ST303に移行する。

[0039] 次、で、 ST303にお、て、送信アンテナ選択部 304は、候補送信アンテナからなる候補チャネル行列 Hs_eの列数を用いて colを設定し、 J = 1、 s_min=0となるように変 #αおよび s_minを初期化する。ここで、 Jは、 I本目の発射アンテナの選択処理において、 M— 1+ 1本の候補送信アンテナを、 1から M— 1+ 1までカウントするカウンタである。 s_minは、 QR分解により得られる上三角行列 Rの対角要素最小モジュール値のうち、最も大きい 1つを記憶するための変数である。また、このステップにおいて、送信アンテナ選択部 304は、選択された I 1本の発射アンテナと、 M— 1+ 1本の候補送信アンテナの第 1本目とからなるチャネル行列を用いて、選択判定用チャネル行列 H_cを初期化する。すなわち、送信アンテナ選択部 304は、チャネル行列 Hに、候補チャネル行列 Hs_eの 1列目を加えて得られるチャネル行列を用いて選択判定用チャネル行列 H_cを初期化する。ここで、選択判定用チャネル行列 H_cは、選択された I - 1本の発射アンテナ力もなるチャネル行列 Hに、 M— 1+ 1本の候補送信アンテナのうち第 J (1≤J≤M— I+ 1)本目に対応する列、すなわち、候補チャネル行列 Hs_e の J (1≤J≤M— 1+ 1)列目を加算して得られるチャネル行列である。 Hs_eの第 J列目を Hs_e (： J)と記し、 H_c = [H Hs_e (： J)]或いは [Hs_e (： J) H]と記す場合、このステツプにおける H_cの初期化は、 H_c = [H Hs_e ( : ,l)]と記される。

[0040] 次いで、 ST304において、送信アンテナ選択部 304は、 J≤ colであるか否かを判断する。

[0041] ST304において、 J≤col(ST304 :YES)であると判断される場合、処理手順は S T305に移行する。

[0042] 次!、で、 ST305にお!/、て、選択された I - 1本の発射アンテナ力なるチャネル行列 Hに、 M-I+ 1本の候補送信アンテナのうち第 J (1≤J≤M-I+ 1)本目に対応する列、すなわち、候補チャネル行列 Hs_eの J (1≤J≤M— I+ 1)列目を加算して選択判定用チャネル行列 H_c = [H Hs_e (： J) ]を構成する。ここで、固定の Iに対して、全部で M—I+ 1通りの H_cがあり、その中の 1つを ST304〜ST308のループ処理にて選択する。送信アンテナ選択部 304は、このループ処理によって選択された H_cを構成する候補送信アンテナを、第 I本目の発射アンテナとして選択する。送信アンテナ選択部 304は、このステップで得られる H_cを QR分解し、得られる上三角行列 Rの対角要素最小モジュール値の平方を、変数 siに記憶する。

[0043] ST306において、送信アンテナ選択部 304は、 si >s_minであるか否かを判断する。 s_minは、 QR分解により得られる M— 1+ 1通りの上三角行列 Rの対角要素のモジュールの最小値のうち、最も大きい 1つを記憶するための変数である。すなわち、このステップにおいて s_minは、ここまで算出され^ J通りの H_cに対応する J通りの siのうちの、もっとも大きい 1つを記憶する。

[0044] ST306〖こおいて、 sl >s_minである（ST306 :YES)と判断される場合、処理手順 ίま ST307に移行する。

[0045] 次いで、 ST307において、送信アンテナ選択部 304は、 Μ—Ι+ 1本の候補送信ァンテナの第 J本目を、第 I本目の発射アンテナと仮決定し、この場合の H_cを用いて H 1を設定する。ここで、 HIは、選択された I 1本の発射アンテナと、第 I本目の発射ァンテナと仮決定された送信アンテナカゝらなるチャネル行列であって、ここでは仮決定発射チャネル行列と称す。また、このステップにおいて、送信アンテナ選択部 304は、 s_min=slのように s_minを更新し、 pos=Jと設定する。ここで、 posは、第 I本目の発射アンテナと仮決定された送信アンテナが、 M— 1+ 1本の候補送信アンテナのうちの何番目かを記憶するための変数である。

[0046] 次いで、 ST308において、送信アンテナ選択部 304は、 J =J+ 1とし、処理手順を ST304に戻す。

[0047] ST306において、 sl≤s_minである（ST306 :NO)と判断される場合、処理手順はステップ ST308に移行する。

[0048] ST304において、 J>col(ST304 :NO)であると判断される場合、送信アンテナ選択部 304は、 M—1+ 1本の候補送信アンテナすべてに対して、 ST304〜ST308のループ処理を終了したと判断し、処理手順を ST309に移行する。

[0049] 次いで、 ST309において、送信アンテナ選択部 304は、 H=H1、 1=1+ 1と設定し

、 Hs_e力第 pos列目を除去することによって Hs_eを更新し、処理手順を ST302に戻す。

[0050] 図 4に示す手順に従い送信アンテナを選択する例として、受信アンテナの数が N = 2、 M=4本の送信アンテナから K本を選択する場合を説明する。かかる場合、チヤネル推定行列 H_eは N X Μ (2 X 4)の行列となり、 1本目（1= 1)の発射アンテナを選択する方法は、 M (M = 4)通りあり、 4通りの 2 X 1行列 H_cに対応する。 4通りの H_c に対してそれぞれ QR分解を行うと、 4通りの Rが得られる。この 4通りの Rそれぞれは、 1 X 1の行列であるため、各 Rにおける、対角要素最小モジュール値は R自身である。この 4個の最小モジュール値から、もっとも大きい 1つを選択することによって、それに対応する H_cが求められる。この求められた H_cを構成する 1列に対応する送信アンテナは、送信アンテナ選択部 304において選択される 1本目の発射アンテナとなる。次いで、 2本目（1 = 2)の発射アンテナを選択する。 2本目の発射アンテナを選択する場合は、 3通り（I本目の発射アンテナの選択方法は M— 1+ 1通りある）の選択可能性があり、 M— 1通りの H2に対応し、 H2は N X 2 (Hkは N X k)である。 3通りの選択可能性の中から、前記 1本目の発射アンテナを選択する場合と同様の方法で 2本目の発射アンテナを選択する。

[0051] 以下、図 4のフロー図に示すアンテナ選択方法について、チャネル推定行列の具体的な数値例をあげ説明する。

[0052] ここで、チャネル推定行列 H_eを、

H_e =

-0.2163 + 0.1636Ϊ 0.0627 - 0.0934Ϊ -0.5732 - 0.2942Ϊ 0.5946 - 0.0682Ϊ -0.8328 + 0.0873Ϊ 0.1438 + 0.3629Ϊ 0.5955 + 1.0916Ϊ -0.0188 + 0.0570Ϊ と仮定する。

[0053] まず、送信アンテナ選択部 304は、 1 (1= 1)本目の発射アンテナを選択する。処理手順の最初において、送信アンテナ選択部 304は、 H =空集合、 Hs_e = H_eとなるように初期化を行う。図 4の ST305の説明で示したように、 H_c = [H Hs_e (： J)] (l ≤J≤M— 1+ 1)は 4 (M— 1+ 1 =4)通りあり、それぞれ Hs_eの 4列と対応する。 4通りの H_cそれぞれを QR分解し、 Rl= 0.8802、 R2= -0.4062、 R3= 1.4005、 R4= -0.601 5という 4つの上三角行列 Rが得られる。

[0054] H_cが 1列の行列であるため、上三角行列 R (R1〜R4)は 1つの数値となり、対角要素最小モジュール値はそれ自身である。 4通りの対角要素最小モジュール値の平方はそれぞれ 0.7747、 0.1650、 1.9613、 0.3618となり、そのうちのもっとも大きい値 1.9613 に対応する Hs_eの列は、

-0.5732 - 0.2942Ϊ

0.5955 + 1.0916Ϊ

であって、これは Hs_eの 3列目である。こうして、送信アンテナ選択部 304は、 M = 4本の送信アンテナの第 3本目の送信アンテナを、第 1 (1= 1)本目の発射アンテナとして選択する。

[0055] ST309において、送信アンテナ選択部 304は、

H=H1 =

-0.5732 - 0.2942Ϊ

0.5955 + 1.0916Ϊ

と設定する。上述したように、 Hは選択された 1 (1= 1)本の送信アンテナ力なるチャネル行列である。また、このステップにおいて、送信アンテナ選択部 304は、 Hs_e の第 3列目を削除し、

Hs_e =

-0.2163 + 0.1636Ϊ 0.0627 - 0.0934Ϊ 0.5946 - 0.0682Ϊ

-0.8328 + 0.0873Ϊ 0.1438 + 0.3629Ϊ -0.0188 + 0.0570Ϊ

を得る。

[0056] 第 1本目（1 = 2)の発射アンテナが選択されると、次いで、第 2 (1 = 2)本目の発射ァンテナを選択する。かかる場合、 ST305における H_c = [H Hs_e (： J)] (1≤J≤M —1+ 1)は 3 (M—I+ 1 = 3)通りあり、 3通りの H_c (H_cl〜H_c3)それぞれを QR分解して得れる上三角行列 R1〜R4は、以下のようになる。

H_cl=

-0.5732-0.2942Ϊ -0.2163+0.1636Ϊ

0.5955+1.0916Ϊ -0.8328+0.0873Ϊ

に対応する上三角行列 R1は

Rl=

1.4005 -0.2319+0.5738Ϊ 0 0.6258

となるため、対角要素最小モジュール値の平方は ssl = 0.3917である。

H_c2=

-0.5732-0.2942Ϊ 0.0627-0.0934Ϊ

0.5955+1.0916Ϊ 0.1438+0.3629Ϊ

に対応する上三角行列 R2は

R2=

1.4005 0.3380 + 0.0936Ϊ

0 -0.2050

となるため、対角要素最小モジュール値の平方は ss2 = 0.0420である。

H_c3=

-0.5732-0.2942Ϊ 0.5946-0.0682Ϊ

0.5955+1.0916Ϊ -0.0188+0.0570Ϊ

に対応する上三角行列 R3は

R3=

1.4005 -0.1926+0.1917Ϊ

0 -0.5366

となるため、対角要素最小モジュール値の平方は ss3 = 0.2879である。

[0057] ssl〜ss3のうち、もっとも大きい値は sslであるため、送信アンテナ選択部 304は、 sslに対応する送信アンテナ、すなわち、 3 (M-I+ 1)本の候補送信アンテナの第 1 Ci = 1)本目を、第 2 (I = 2)本目の発射アンテナとして選択する。

[0058] 本実施の形態に係るアンテナ選択方法を纏めると以下のようになる。

1) ΜΙΜΟ検出部 206は判断フィードバック方式の MIMO検出を行う。

2)無線受信装置 260のフィードバックにより、送信アンテナ選択部 304はチャネル推定行列 H_eを得る。

3)送信アンテナ選択部 304にお、て選択する発射アンテナの数は、 K本である。

4)選択された発射アンテナと各候補送信アンテナとからなる選択判定用チャネル行列 H_cそれぞれに対して QR分解を行ヽ、それぞれに対応するュ-タリ行列 Q及び上三角行列 Rを得る。そして、送信アンテナ選択部 304は、各 Rにおける対角要素最小モジュール値を求め、そのうち、もっとも大きい 1つを選択し、それに対応する尺および H_cを求める。すなわち、式（5)を満たす 1つの H_cを求める。送信アンテナ選択部 304は、求められた H_cを構成する候補送信アンテナを、選択される発射アンテナとする。

5) 4)の処理を繰り返すことによって、 1本ずつ K本まで発射アンテナを選択する。

[0059] 図 5は、本実施の形態に力かるアンテナ選択方法の手順を纏めたフロー図である。

[0060] まず、 ST701では、送信側は受信側力 M列のチャネル推定行列 H_eをフィードノックされる。そして、 ST702では、発射アンテナの数 Kを確定し、発射チャネル行列 Hを「0」で初期化し、 I = 1とする（すなわち 1本目のアンテナを選択する)。、、で、 ST703では、 I<Kであるか否かを判断し、判断結果が「ΝΟ」である場合、アンテナ選択処理は終了し、 ST704で、チャネル行列 Ηを出力する。 ST703における判断結果が YESである場合、処理手順はステップ S705に移し、チャネル行列 Hに一列をカ卩え H 1を構成する。すべて（M— 1+ 1通り）の可能な HIに対して QR分解を行い、すべての HIの中力式（5)に従い 1つの HIを選択する。次いで、 S706において、 H=H1とする。次いで、 ST703に戻り、 K本の発射アンテナが選択されるまで、 ST703力も ST706を繰り返す。

[0061] 図 5のフロー図に説明を言い換えると、すなわち、本実施の形態に係るアンテナ選択方法は、 MIMO (Multi Input Multi Output)無線通信システムにおいて用いられるアンテナ選択方法であって、 M本 (Mは 1より大きヽ自然数）の送信アンテナすべて力なる M列のチャネル推定行列の中から、すでに選択された I— 1本 (Iは 0より大き Vヽ自然数)の発射アンテナに対応する列を選択して I 1列の発射チャネル行列を構成する第 1ステップと、前記チャネル推定行列の中から、前記 I 1本の発射アンテナ以外の M— 1+ 1本の候補送信アンテナに対応する列を選択して M— 1+ 1列の候補チャネル行列を構成する第 2ステップと、前記発射チャネル行列に前記候補チャネル行列の任意の一列をカ卩えて M— 1+ 1通りの選択判定用チャネル行列を構成する第 3ステップと、前記 M— 1+ 1通りの選択判定用チャネル行列に対してそれぞれ QR分解を行って M— 1+ 1通りの上三角行列を得る第 4ステップと、前記 M— 1+ 1通りの上三角行列それぞれの対角要素最小モジュール値を求める第 5ステップと、前記 M— I + 1通りの上三角行列の中から、前記対角要素最小モジュール値が最大となる、 1つの上三角行列を選択する第 6ステップと、前記第 6ステップで選択された上三角行列に対応する選択判定用チャネル行列を構成する 1本の前記候補送信アンテナを、第 I本目の発射アンテナとして選択する第 7ステップと、を具備し、前記第 1ステップ、前記第 2ステップ、前記第 3ステップ、前記第 4ステップ、前記第 5ステップ、前記第 6ステツプ、および前記第 7ステップを K回 (Kは 0より大きい自然数)繰り返し、 1本ずつ K 本まで発射アンテナを選択するアンテナ選択方法である。

[0062] 図 6は、 QR分解に基づき MIMO検出を行う MIMO無線通信システムにおいて、異なるアンテナ選択方法を用いて送信アンテナ選択を行う場合に得られる BER(Bit Error Rate)性能を比較して示す図である。シミュレーションにおいて、変調方式は 16 — QAM、受信アンテナの数は N = 2、送信アンテナの数は M=4であり、 K= 2本の発射アンテナを選択する。

[0063] 図 6において、「同時 QR」は、本発明の実施の形態 1に係るアンテナ選択方法、すなわち、 C ^κ通りの選択方法に対応する選択判定用チャネル行列に対して QR分解

Μ

を行ヽ Κ本の発射アンテナを同時に選択する方法を用いる場合、得られる BER性能を示す。「規準値」は、規準値に基づく送信アンテナ選択方法を用いる場合、得られる BER性能を示し、「繰り返し QR」は、本発明の実施の形態 2に係る送信アンテナ選択方法、すなわち、 QR分解に基づき 1本ずつ K本まで発射アンテナを選択する方法を用いる場合、得られる BER性能を示す。「容量最適」は容量最大化に基づく遍歴的な送信アンテナ選択方法を用いる場合、得られる BER性能を示す。なお、この図においては、「無選択」と示されるグラフで、送信アンテナの選択を行わず、 2本 (M = 2)の送信アンテナをそのまま発射アンテナとして用いる場合、得られる BER性能を示す。

[0064] 図 6に示すように、「無選択」、「規準値」、「繰り返し QR」、「容量最適」、「同時 QR」の順に BER性能が良くなる。具体的には、「規準値」に基づく送信アンテナ選択方法の BER性能は、「無選択」の BER性能より、大きな改善はない。また、「同時 QR」の送信アンテナ選択方法と「容量最適」の送信アンテナ選択方法との BER性能はほぼ同様である。また、「繰り返し QR」の送信アンテナ選択方法の BER性能は、「同時 Q R」のアンテナ選択方法の BER性能に比べ若干劣る。

[0065] ただ、「繰り返し QR」のアンテナ選択方法は、「同時 QR」のアンテナ選択方法に比ベ、演算量が低下するというメリットがある。以下、「繰り返し QR」のアンテナ選択方法の演算量および「同時 QR」のアンテナ選択方法の演算量について説明する。

[0066] mX nの行列 Cに対して QR分解する場合の演算量は 2mn²である。従って、受信ァンテナの数が Nであって、 M本の送信アンテナの中から K本を発射アンテナとして選択する場合、「同時 QR」のアンテナ選択方法の演算量は C ^KX (2NK²)となる。

M

[0067] 一方、「繰り返し QR」のアンテナ選択方法を用いる場合は、送信アンテナを 1本ずつ選択し、第 1本目の選択において、 M通りの選択可能性があり、第 I本目の選択において、 M— 1+ 1通りの選択可能性がある。 I本目の選択において、 QR分解される選択判定用チャネル行列は N X Iであるため、対応する QR分解の演算量は (M—I + 1) X (N X I²)となる。従って、「繰り返し QR」のアンテナ選択方法の全体的な演算量は下記の式（7)に示すようになる。

画 (M— / + 1)χ(Λ7²) … （₇)

[0068] 式（7)に示す値は、 C ^ΚΧ (2ΝΚ²)より小さい。すなわち、「繰り返し QR」のアンテ

M

ナ選択方法の演算量は、「同時 QR」のアンテナ選択方法の演算量より小さい。

[0069] 図 7は、受信側の MIMO検出部が SQR (順位付け QR)に基づき MIMO検出を行う MIMO無線通信システムにお、て、異なるアンテナ選択方法を用いて送信アンテナ選択を行う場合に得られる BER性能を比較して示す図である。

[0070] 図 7に示すように、「規準値」、「繰り返し QR」、「同時 QR」、「容量最適」の順に BER 性能が良くなる。具体的には「規準値」に基づく送信アンテナ選択方法の BER性能は図 6に示した「規準値」に基づく送信アンテナ選択方法の BER性能とほぼ同様である。「繰り返し QR」に基づくアンテナ選択方法の BER性能と、「同時 QR」または「容量最適」に基づく送信アンテナ選択方法の BER性能とは非常に近似する。ただし、「繰り返し QR」に基づくアンテナ選択方法の演算量は、「同時 QR」または「容量最適」に基づく送信アンテナ選択方法の演算量に比べ少ないというメリットがあり、ここで詳細な説明は省略する。

[0071] このように、本実施の形態によれば、 QR分解に基づき 1本ずつ K本まで発射アンテナを選択するため、伝送誤り率を低減するとともに、アンテナ選択処理の演算量を低減することができる。

[0072] (実施の形態 3)

本実施の形態では、 QR分解に基づくアンテナ選択を行った結果を用いて、選択された送信アンテナに対して電力配分を行う場合について説明する。

[0073] まず、本実施の形態において電力配分を行う原理について説明する。

[0074] 本発明の実施の形態 1または実施の形態 2に係るアンテナ選択方法を用いてアンテナを選択を行った後、無線送信装置は無線受信装置力もフィードバックされる平均雑音電力を用いて、式 (6)に従い、各発射アンテナから送信される信号の SNRを算出することができる。

[0075] 下記の式（8)に示すように、 Aおよび δを定義すると、

E{ | s

k I ²} =A², E{ | n

k I ²} …

式（6)に示される SNR,は、下記の式（9)のようになる。

[数 5]

,2 12

、kk

SNH = 2 … ( 9 )

[0076] 次いで、 MIMO無線通信システムの無線送信装置は、注水 (Water Filling)原理に従いそれぞれの発射アンテナに対して電力配分を行うことができる。 K本の発射アンテナに配分する総電力を P とする場合、式 (8)と式 (9)とに基づき各発射アンテナ

total

に配分する送信電力 P(k)を下記の式（10)に従って算出することができる。

[数 6]

1 K 1 K 2 2

^) = +丄 ^=尸+丄 ... ( _{1 0} )

K sNR_m SNR_k K A²R丽² A²R_k ² _k ^{( 1}。）

[0077] 次いで、電力配分の結果に基づき、改めて各発射アンテナそれぞれの SNRを算出し、算出された新たな SNRに基づき、適応変調パラメータテーブル力も各発射アンテナで送信されるデータに用いられる変調方式を選択する。

[0078] 次、で、本実施の形態に係る MIMO無線通信システムの構成にっ、て説明する。

[0079] 図 8は、本実施の形態に係る MIMO無線通信システム 400の主要な構成を示すブロック図である。なお、 MIMO無線通信システム 400は、実施の形態 2に示した MIM O無線通信システム 300 (図 3参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

[0080] MIMO無線通信システム 400は、電力配分 Z変調方式選択部 403をさらに備える点において、 MIMO無線通信システム 300と相違する。なお、 MIMO無線通信システム 400のチャネル推定部 402、送信アンテナ選択部 404と、 MIMO無線通信システム 300のチャネル推定部 202、送信アンテナ選択部 304とは処理の一部に相違点があり、それを示すために異なる符号を付。また、 MIMO無線通信システム 400の無線送信装置 450、無線受信装置 460と、 MIMO無線通信システム 300の無線送信装置 350、無線受信装置 260とにも異なる符号を付す。

[0081] チャネル推定部 402は、無線送信装置 450から送信されるトレーニングシーケンスに基づきすベての送信アンテナに対応するチャネル推定行列 H_eを得、得られるチャネル推定行列 H_eをフィードバックチャネル 203を介して、無線送信装置 450の送信アンテナ選択部 404にフィードバックする。また、チャネル推定部 402は、平均雑音電力 σ ²を算出し、フィードバックチャネル 203を介して、無線送信装置 450の電力配分 Ζ変調方式選択部 403にフィードバックする。

[0082] 送信アンテナ選択部 404は、無線受信装置 460からフィードバックされるチャネル推定行列 H_eに基づき、 M本の送信アンテナ 207の中力も K本を選択する。次いで、送信アンテナ選択部 404は、選択された K本の送信アンテナカゝらなるチャネル行列に対し QR分解を行って上三角行列 Rの対角要素 R (k= l, 2, · ··, K)を電力配分

kk

Z変調方式選択部 403に出力する。

[0083] 電力配分 Z変調方式選択部 403は、送信アンテナ選択部 404から入力される上三角行列 Rの対角要素 R (k= l, 2, · ··, K)、およびチャネル推定部 402から入力さ

kk

れる平均雑音電力 σ ²を用いて、式 (9)に従い、電力配分前の送信アンテナそれぞれの SNR (k= l, 2, · ··, K)を得る。次いで、電力配分 Z変調方式選択部 403は、注水 (Water Filling)原理に基づき、送信アンテナ選択部 404で選択された K本の発射アンテナに対して電力配分を行う。電力配分 Ζ変調方式選択部 403の電力配分処理により、 Κ本の発射アンテナそれぞれに配分される電力は式（10)に示すようになる。さらに、電力配分 Ζ変調方式選択部 403は、電力配分結果に基づき改めて Κ 本の発射アンテナそれぞれの SNRを算出し、算出された新たな SNRに基づき、適応変調パラメートテーブルから発射アンテナそれぞれに対応する変調方式を選択する。電力配分 Ζ変調方式選択部 403は、選択された変調方式をデータ処理部 201 に出力する。データ処理部 201は、変調処理を行う際、電力配分 Ζ変調方式選択部 403から入力される変調方式を用いる。

[0084] すなわち、電力配分 Ζ変調方式選択部 403は、 Κ本の発射アンテナからなる発射チャネル行列を構成するステップと、前記発射チャネル行列に対し QR分解を行ヽ、上三角行列を得るステップと、前記ステップにお!/、て得られる上三角行列の対角要素モジュール値を用いて、前記 Κ本の発射アンテナの SNR(Signal to Noise Ratio)を算出するステップと、前記 SNRに基づき、前記 K本の発射アンテナに対し電力配分および変調方式選択を行うステップと、を含む電力配分 Z変調方式選択処理を実行する。

[0085] このように、本実施の形態によれば、 QR分解に基づくアンテナ選択結果に基づき、選択された発射アンテナの SNRに改めて算出し、算出された SNRに基づき各発射アンテナに対する電力配分を行うため、発射アンテナのビット誤り率をさらに低減することができる。

[0086] なお、本実施の形態では、 MIMO無線通信システム 400は、実施の形態 2に示した MIMO無線通信システム 300 (図 3参照）と同様の基本的構成を有する場合を例にとつて説明したが、 MIMO無線通信システム 400は、実施の形態 1に示した MIM O無線通信システム 200 (図 2参照）と同様の基本的構成を有しても良!ヽ。

[0087] 以上、本発明の各実施の形態について説明した。

[0088] 本発明に係るアンテナ選択方法および無線通信装置は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、各実施の形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。 [0089] 本発明に係る無線通信装置は、 MIMO無線通信方式の移動体通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。

[0090] なお、ここでは、本発明をノヽードウエアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係るアンテナ選択方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶してお!、て情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係る MIMO無線通信システムと同様の機能を実現することができる。

[0091] 本明糸田書 ίま、 2005年 9月 30日出願の中国特許出願第 200510108560. X号に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

産業上の利用可能性

[0092] 本発明に係るアンテナ選択方法は、 MIMO無線通信システムにおける送信アンテナ選択等の用途に適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] MIMO(Multi Input Multi Output)無線通信システムにお!/、て用いられるアンテナ選択方法であって、

M本 (Mは 1より大きい自然数）の送信アンテナすべて力なる M列のチャネル推定行列の中から、 K列 (Kは 0より大きぐ M以下の自然数)を任意に選択して C κ通りの

M

選択判定用チャネル行列を構成する第 1ステップと、

前記 C ^κ通りの選択判定用チャネル行列に対してそれぞれ QR分解を行って C ^κ

Μ Μ

通りの上三角行列を得る第 2ステップと、

前記 C κ通りの上三角行列それぞれの対角要素最小モジュール値を求める第 3ス

Μ

テツプと、

前記 C κ通りの上三角行列の中から、前記対角要素最小モジュール値が最大とな

Μ

る 1つの上三角行列を選択する第 4ステップと、

前記第 4ステップで選択された上三角行列に対応する選択判定用チャネル行列を構成する Κ本の送信アンテナを発射アンテナとして選択する第 5ステップと、を具備するアンテナ選択方法。

[2] 前記第 5ステップで選択された Κ本の発射アンテナカゝらなる発射チャネル行列を構成する第 6ステップと、

前記発射チャネル行列に対し QR分解を行い、上三角行列を得る第 7ステップと、前記第 7ステップにおいて得られる上三角行列の対角要素モジュール値を用いて、前記 Κ本の発射アンテナの SNR(Signal to Noise Ratio)を算出する第 8ステップと、前記 SNRに基づき、前記 K本の発射アンテナに対し電力配分および変調方式選択を行う第 9ステップと、をさらに具備する、

請求項 1記載のアンテナ選択方法。

[3] MIMO (Multi Input Multi Output)無線通信システムにお、て用いられるアンテナ選択方法であって、

M本 (Mは 1より大きい自然数）の送信アンテナすべて力なる M列のチャネル推定行列の中から、すでに選択された I— 1本 (Iは 0より大き、自然数)の発射アンテナに対応する列を選択して I 1列の発射チャネル行列を構成する第 1ステップと、前記チャネル推定行列の中から、前記 I 1本の発射アンテナ以外の M— 1+ 1本の候補送信アンテナに対応する列を選択して M— I + 1列の候補チャネル行列を構成する第 2ステップと、

前記発射チャネル行列に前記候補チャネル行列の任意の一列を加えて M— I + 1 通りの選択判定用チャネル行列を構成する第 3ステップと、

前記 M— I + 1通りの選択判定用チャネル行列に対してそれぞれ QR分解を行って M— 1+ 1通りの上三角行列を得る第 4ステップと、

前記 M— 1+ 1通りの上三角行列それぞれの対角要素最小モジュール値を求める第 5ステップと、

前記 M— 1+ 1通りの上三角行列の中から、前記対角要素最小モジュール値が最大となる 1つの上三角行列を選択する第 6ステップと、

前記第 6ステップで選択された上三角行列に対応する選択判定用チャネル行列を構成する 1本の前記候補送信アンテナを、第 I本目の発射アンテナとして選択する第 7ステップと、を具備し、

前記第 1ステップ、前記第 2ステップ、前記第 3ステップ、前記第 4ステップ、前記第 5ステップ、前記第 6ステップ、および、前記第 7ステップを K回 (Kは 0より大きい自然数)繰り返し、 1本ずつ K本まで発射アンテナを選択する、

アンテナ選択方法。

[4] 選択された K本の発射アンテナ力なる発射チャネル行列を構成する第 8ステップと、

前記発射チャネル行列に対し QR分解を行ヽ、上三角行列を得る第 9ステップと、前記第 9ステップにおいて得られる上三角行列の対角要素モジュール値を用いて、前記 K本の発射アンテナの SNR(Signal to Noise Ratio)を算出する第 10ステップと前記 SNRに基づき、前記 K本の発射アンテナに対し電力配分および変調方式選択を行う第 11ステップと、をさらに具備する、

請求項 3記載のアンテナ選択方法。

[5] MIMO (Multi Input Multi Output)無線通信システムにお、て用いられる無線通信装置であって、

M本 (Mは 1より大きい自然数）の送信アンテナと、

前記 M本の送信アンテナすべて力なる M列のチャネル推定行列に基づき、前記 M本の送信アンテナから K本 (Kは 0より大きぐ M以下の自然数)の発射アンテナを選択する選択処理を実行する選択手段と、を具備し、

前記選択手段は、

前記チャネル推定行列の中から K列を任意に選択して C ^κ通りの選択判定用チヤ

Μ

ネル行列を構成する第 1ステップと、

Μ Μ

通りの上三角行列を得る第 2ステップと、

Μ

テツプと、

Μ

る 1つの上三角行列を選択する第 4ステップと、

前記第 4ステップで選択された上三角行列に対応する選択判定用チャネル行列を構成する Κ本の送信アンテナを発射アンテナとして選択する第 5ステップと、を含む前記選択処理を実行する、

無線通信装置。

前記 Κ本の発射アンテナに対して電力配分および変調方式選択処理を行う電力配分 Ζ変調方式選択手段、をさらに具備し、

前記電力配分 Ζ変調方式選択手段は、

前記 Κ本の発射アンテナカゝらなる発射チャネル行列を構成する第 6ステップと、前記発射チャネル行列に対し QR分解を行い、上三角行列を得る第 7ステップと、前記第 7ステップにおいて得られる上三角行列の対角要素モジュール値を用いて

、前記 Κ本の発射アンテナの SNR(Signal to Noise Ratio)を算出する第 8ステップと、前記 SNRに基づき、前記 K本の発射アンテナに対し電力配分および変調方式選択を行う第 9ステップと、を含む前記電力配分 Z変調方式選択処理を実行する、請求項 5記載の無線通信装置。 MIMO (Multi Input Multi Output)無線通信システムにおいて用いられる無線通信装置であって、

M本 (Mは 1より大きい自然数）の送信アンテナと、

前記選択手段は、

前記チャネル推定行列の中から、すでに選択された I— 1本 (Iは 0より大き、自然数 )の発射アンテナに対応する列を選択して I 1列の発射チャネル行列を構成する第 1ステップと、

前記チャネル推定行列の中から、前記 I 1本の発射アンテナ以外の M— 1+ 1本の候補送信アンテナに対応する列を選択して M— I + 1列の候補チャネル行列を構成する第 2ステップと、

前記第 1ステップ、前記第 2ステップ、前記第 3ステップ、前記第 4ステップ、前記第 5ステップ、前記第 6ステップ、および前記第 7ステップを K回 (Kは 0より大きい自然数 )繰り返し、 1本ずつ K本まで発射アンテナを選択する、前記選択処理を実行する、無線通信装置。前記 K本の発射アンテナに対して電力配分および変調方式選択処理を行う電力配分 Ζ変調方式選択手段、をさらに具備し、

前記電力配分 Ζ変調方式選択手段は、

前記 Κ本の発射アンテナカゝらなる発射チャネル行列を構成する第 8ステップと、前記発射チャネル行列に対し QR分解を行ヽ、上三角行列を得る第 9ステップと、前記第 9ステップにおいて得られる上三角行列の対角要素モジュール値を用いて

、前記 Κ本の発射アンテナの SNRを算出する第 10ステップと、

前記 SNRに基づき、前記 Κ本の発射アンテナに対し電力配分および変調方式選択を行う第 11ステップと、を含む前記電力配分 Ζ変調方式選択処理を実行する、請求項 7記載の無線通信装置。