WO2007088624A1

WO2007088624A1 - 無線伝送方法並びに無線送信機及び無線受信機

Info

Publication number: WO2007088624A1
Application number: PCT/JP2006/301776
Authority: WO
Inventors: Masafumi Tsutsui; Hiroyuki Seki
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-08-09
Also published as: CN101336524A; US8849212B2; CA2640577A1; AU2010214706B2; US8995916B2; EP1981198A1; EP1981198B1; CN101336524B; ES2641266T3; JP4669521B2; RU2439803C1; US8849211B2; US9294166B2; AU2010214706A1; US20130148757A1; US20140269967A1; US20080318606A1; AU2006337296A1; EP1981198A4; JPWO2007088624A1

Abstract

　無線送信機（１）は、伝送すべきデータストリーム数に応じて、当該データストリームの伝送のために形成する送信ビーム数を制御し、無線受信機（２）は、前記送信ビームの中でいずれか１以上の送信ビームを選択受信する。このように、伝送データストリーム数に応じて形成する送信ビーム数（受信側で選択可能な送信元ビーム数）を変更することにより、マルチストリーム伝送時の低ビーム間相関による高スループット特性と、シングルストリーム時の大きな指向性利得とを実現することができる。

Description

明細書

無線伝送方法並びに無線送信機及び無線受信機

技術分野

[0001] 本発明は、無線伝送方法並びに無線送信機及び無線受信機に関し、例えば、携帯電話やワイヤレスアクセスなどの無線通信システムにお、て、複数の送受信アンテナを用、て信号伝送を行なう多入力多出力の無線伝送技術に用、て好適な技術に関する。

背景技術

[0002] 近年、周波数帯域を有効利用して大容量 (高速)のデータ通信を可能とする技術として、 MIMO (Multiple- Input Multiple-Output)が注目されている。 MIMOは、送受信双方に複数アンテナを用いて、即ち、複数アンテナを有する送信機及び複数アンテナを有する受信機を用いて、送信機の複数アンテナから独立したデータストリームを送信し、受信機の各受信アンテナで受信される信号から、伝播路上で混ざり合った複数の送信信号 (データストリーム)を、伝播路 (チャネル)推定値を用いて個々に分離することで、周波数帯域の拡大を必要とすることなく伝送レートを向上させる技術である。

[0003] 図 8に従来の MIMO伝送システムの構成例を示す。この図 8に示すシステムは、後記非特許文献 1の Fig.lに示されるシステムに相当するもので、 MIMO送信機 100と、 MIMO受信機 200とをそなえて構成され、それぞれの要部に着目すると、 MIMO 送信機 100は、ユーザ選択部 101と、チャネル符号化,変調器 102と、ビーム選択部 103と、マルチビームフォーマ 104と、スケジューラ 105と、複数の送信アンテナ 10 6とをそなえて構成され、 MIMO受信機 200は、複数の受信アンテナ 201と、 MIMO ZSIMO復調器 202と、チャネルデコーダ 203と、送信ビーム測定部 204と、送信ビーム Zストリーム決定部 205とをそなえて構成される。

[0004] そして、 MIMO送信機 100では、ユーザ選択部 101にてスケジューラ 105の制御の下、複数系列のユーザデータストリームの中から伝送すべき 1以上のユーザデータストリームが選択されてチャネル符号ィ匕 Z変調器 102に入力され、当該チャネル符号ィ匕 Z変調器 102にて、スケジューラ 105の制御の下、ターボ符号ィ匕などの所要の誤り訂正符号ィ匕が指定の符号ィ匕率で施された後、得られたビット系列が指定の変調方式、例えば QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)や 16QAM (Quadrature Ampl itude Modulation)などの信号点を有するシンボル（データチャネルの信号）にマツピングされて変調される。なお、このチャネル符号ィ匕 Z変調器 102では、データチヤネルの信号以外に、チャネル推定に使用するノィロットチャネルの信号 (パイロットシンボル)や、制御情報を伝送する制御チャネルの信号 (制御シンボル)などの多重処理も行なわれる。

[0005] これにより得られた変調データはビーム選択部 103に入力され、ビーム選択部 103 にて、スケジューラ 105の制御の下、マルチビームフォーマ 104により形成される複数の固定ビーム（マルチビーム）の中で当該変調データの伝送に用いるビームが伝送するストリーム数分だけ選択され、選択されたビームにより前記変調データが送信アンテナ 106から送信される。

[0006] 例えば、送信アンテナ 106の数力アンテナで、マルチビームフォーマ 104により形成可能な固定ビーム数が最大で 4ビームであると仮定した場合、伝送するストリーム数力ストリームの時には 4ビーム全てを選択し、 2ストリームの時には 4ビームの中から 2ビームを選択し、 1ストリーム時には 4ビームの中から 1ビームを選択することになる

[0007] 一方、 MIMO受信機 200では、 MIMO送信機 100の送信アンテナ 106から送信された無線信号が各受信アンテナ 201で受信され、 MIMOZSIMO復調器 202にて MIMO復調ある!/、は SIMO (Single-Input Multi-Output)復調されてユーザデータストリームが生成される。即ち、 MIMOZSIMO復調器 202では、受信した前記パイ口ットシンボルとパイロットレプリカとの相関演算により求められたチャネル推定値 (チヤネル行列）に基づいて、チャネル相関行列の逆行列を用いる方法や、 MLD (Maximu m Likelihood Detection)アルゴリズムを用いる方法などによって、送信アンテナ 106 毎に多重されたユーザデータストリームの分離を行ない、復調データを生成する。

[0008] 得られた復調データはチャネルデコーダ 203に入力され、当該チャネルデコーダ 2 03にて、ターボ復号などの誤り訂正復号が施されることによってデータチャネルにより受信したユーザデータストリームの復号データが得られる。

なお、受信アンテナ 201で受信された各信号はそれぞれ送信ビーム測定部 204にも入力され、送信ビーム測定部 204にて、受信品質の指標である CQI (Channel Qual ity Indicator)値が受信パイロットシンボルを基に測定され、送信ビーム Zストリーム決定部 205にて、得られた CQI値を基に受信品質が最良の 1以上のビームが決定 (選択)される。そして、決定したビーム数、対応する CQI値及びビーム IDを含む情報が MIMO送信機 100へのフィードバック情報として生成され、 MIMO送信機 100へ送信される。

[0009] 上記フィードバック情報は、最終的に、 MIMO送信機 100のスケジューラ 105に通知され、これにより、スケジューラ 105は、 MIMO受信機 200 (送信ビーム Zストリーム決定部 205)にて決定 (選択）されたビーム数 (ビーム ID)のビームで、かつ、報告 C QI値に応じた符号ィ匕率、変調方式で前述したごとく送信ユーザデータストリームを送信すベぐユーザ選択部 101,チャネル符号ィ匕 Z変調器 102及びビーム選択部 103 を制御する。

[0010] なお、後記特許文献 1にも開示されてヽるように、送信側でプリコーディングを行なうクローズドループ型の MIMO伝送方式では、送信側へのフィードバック情報として、受信側で取得したチャネル行列又は受信ウェイト（マルチビームの重み付け係数）の情報を送り返す必要もある。

特許文献 1 :特開 2005— 311902号公報

非特許文献 1 : 3GPP TSG RAN WGl meeting #43 (Rl- 051438) , "Multi-beam MIMO for EUTRA Downlink", Fujitsu, 2005年 11月

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] MIMO多重法による伝送レートの向上のためには、（1)高い SNR (Signal to Noise Ratio)と (2)低アンテナ間相関 (または低ビーム間相関）とが要求される。この条件を満たさない場合には、 MIMO多重によるスループット特性は大きく劣化してしまい、 MIMOダイバーシチゃ指向性ビーム送信を用いる方力システム全体のスループットは有利となる。 [0012] ここで、前述した従来技術では、送信ストリーム数によらず形成されるビーム数が一定 (例えば、形成可能なビーム数の最大値に固定)である〔換言すれば、 1ビームあたりのビーム広がり（指向性強度）が一定である〕ため、選択されるビームによっては MIMO多重による効果が得られず、スループット特性が劣化してしまう。

例えば、受信側力もの前記フィードバック情報により、送信側において、相関の高いビーム (例えば、互いに隣接するビーム）が選択されてしまうと、受信側でのユーザデータストリームの分離、復調処理能力が劣化してしまう。そこで、相関の低いビームをあえて選択するようにすれば、かかる分離、復調処理能力の劣化は抑えられることになるが、今度は、ビームの指向性により受信側にとっては本来受信品質 (指向性利得）が良好なものとして選択されるはずのビームによる受信品質よりも劣化することになる。

[0013] ここで、前記特許文献 1で述べられているように、前記フィードバック情報として受信側で用、たチャネル行列や受信ウェイトを送信側にフィードバックすれば、選択ビーム間相関やビーム指向性を調整して前記分離、復調処理能力の劣化や受信品質の劣化を軽減することが可能であるが、フィードバック情報量が増大してしまい、また、力かる調整のための演算処理も必要になってしまう。

[0014] 本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、 MIMO伝送において、フィードバック情報量を増大させることなぐ低ビーム間相関による高スループット特性と、高指向性利得とを両立して、良好な受信特性が得られるようにすることを目的とする。課題を解決するための手段

[0015] 上記の目的を達成するために、本発明では、下記の無線伝送方法並びに無線送信機及び無線受信機を用いることを特徴としている。即ち、

(1)本発明の無線伝送方法は、複数の送信アンテナを有する無線送信機と複数の受信アンテナを有する無線受信機との間でデータストリームをマルチビームにより伝送しうる無線伝送方法であって、該無線送信機は、伝送すべきデータストリーム数に応じて、当該データストリームの伝送のために形成する送信ビーム数を制御し、該無線受信機は、前記送信ビームの中でいずれか 1以上の送信ビームを選択受信することを特徴としている。 [0016] (2)ここで、該無線送信機は、前記伝送データストリーム数が少な、ほど、前記送信ビーム数を増加制御するのが好まし、。

(3)また、該無線受信機は、前記伝送データストリーム数が 2以上の場合、互いに相関の低!、2以上の前記送信ビームを選択受信するのが好ま、。

(4)より好ましくは、該無線受信機は、前記相関の低い送信ビームとして隣接しない送信ビームを選択受信するのがよ!/、。

[0017] (5)また、該無線送信機は、前記送信アンテナ毎にパイロット信号を多重して固定の重み付け係数によるビーム送信を行ない、該無線受信機は、前記パイロット信号と前記重み付け係数とに基づヽて前記送信ビームのレベル測定を行なヽ、そのレベル測定結果に基づいて受信すべき前記伝送データストリーム数と前記送信ビームとを決定し、決定した前記伝送データストリーム数及び前記送信ビームに関する情報を該無線送信機へ通知し、該無線送信機は、該無線受信機から通知された情報に基づ、て前記送信ビーム数の制御を行なうようにしてもょ、。

[0018] (6)さらに、該無線送信機は、前記送信ビーム毎にパイロット信号を多重して固定の重み付け係数によるビーム送信を行ない、該無線受信機は、前記パイロット信号に基づ、て前記送信ビームのレベル測定を行な、、そのレベル測定結果に基づヽて受信すべき前記伝送データストリーム数と前記送信ビームとを決定し、決定した前記伝送データストリーム数及び前記送信ビームに関する情報を該無線送信機へ通知し、該無線送信機は、該無線受信機から通知された情報に基づいて前記送信ビーム数の制御を行なうようにしてもょ、。

[0019] (7)また、該無線送信機は、前記送信アンテナ毎にパイロット信号を多重して可変の重み付け係数によるビーム送信を行なうとともに、前記重み付け係数に関する情報と前記送信ビーム数に関する情報とを該無線受信機へ報知し、該無線受信機は、前記パイロット信号と該無線送信機力報知された前記重み付け係数に関する情報とに基づ!/ヽて前記送信ビームのレベル測定を行な!ヽ、そのレベル測定結果と該無線送信機力報知された前記送信ビーム数に関する情報とに基づいて、受信すべき前記伝送データストリーム数と前記送信ビームとを決定し、決定した前記伝送データストリーム数及び前記送信ビームに関する情報を該無線送信機へ通知し、該無線送信機は、該無線受信機力通知された情報に基づ、て前記送信ビーム数の制御を行なうようにしてもよい。

[0020] (8)さらに、本発明の無線送信機は、複数の受信アンテナを有する無線受信機との間でデータストリームをマルチビームにより伝送しうるものであって、複数の送信アンテナと、前記送信アンテナ力伝送すべきデータストリーム数に応じて、当該データストリームの伝送のために形成する送信ビーム数を制御する送信ビーム数制御手段とをそなえたことを特徴として、る。

[0021] (9)ここで、該送信ビーム数制御手段は、前記伝送データストリーム数が少な！/、ほど、前記送信ビーム数を増加制御すべく構成されて、てもよ、。

(10)また、本送信機は、前記送信アンテナ毎にパイロット信号を多重する第 1パイロット多重手段と、固定の重み付け係数によるビーム送信を行なう第 1ビームフォーマと、該無線受信機において前記パイロット信号と前記重み付け係数とを基に前記送信ビームにつ、て測定されたレベル測定結果に基づ、て決定され該無線受信機から通知されてくる伝送データストリーム数及び送信ビームに関する情報を受信する第 1通知情報受信手段とをさらにそなえ、該送信ビーム数制御手段が、該第 1通知情報受信手段で受信された情報に基づ、て前記送信ビーム数の制御を行なうようにしてもよい。

[0022] (11)さらに、本送信機は、前記送信ビーム毎にパイロット信号を多重する第 2パイロット多重手段と、固定の重み付け係数によるビーム送信を行なう第 1ビームフォーマと、該無線受信機において前記パイロット信号を基に前記送信ビームについて測定されたレベル測定結果に基づいて決定され該無線受信機力通知されてくる伝送デ一タストリーム数及び送信ビームに関する情報を受信する第 2通知情報受信手段とをさらにそなえ、該送信ビーム数制御手段が、該第 2通知情報受信手段で受信された情報に基づ、て前記送信ビーム数の制御を行なうようにしてもょ、。

[0023] (12)また、本送信機は、前記送信アンテナ毎にパイロット信号を多重する第 1パイロット多重手段と、可変の重み付け係数によるビーム送信を行なう第 2ビームフォーマと、前記重み付け係数に関する情報と前記送信ビーム数に関する情報とを該無線受信機へ報知する報知手段と、該無線受信機において、前記パイロット信号と該報知手段により報知された前記重み付け係数に関する情報とを基に前記送信ビームにつ V、て測定されたレベル測定結果と、該報知手段により報知された前記送信ビーム数に関する情報とに基づいて決定され該無線受信機力通知されてくる伝送データストリーム数及び送信ビームに関する情報を受信する第 3通知情報受信手段とをさらにそなえ、該送信ビーム数制御手段が、該第 3通知情報受信手段で受信された情報に基づ、て前記送信ビーム数の制御を行なうようにしてもょ、。

[0024] (13)さらに、本発明の無線受信機は、複数の送信アンテナを有する無線送信機との間でデータストリームをマルチビームにより伝送しうるものであって、複数の受信ァンテナと、該無線送信機により伝送すべきデータストリーム数に応じて当該データストリームの伝送のために形成する送信ビーム数が制御された送信ビームの中で、前記受信アンテナを介していずれか 1以上の送信ビームを選択受信するビーム選択受信制御手段とをそなえたことを特徴として、る。

[0025] (14)ここで、ビーム選択受信制御手段は、前記伝送データストリーム数が 2以上の場合、互いに相関の低ヽ 2以上の前記送信ビームを選択受信すべく構成されて、てちょい。

(15)また、該ビーム選択受信制御手段は、前記相関の低い送信ビームとして隣接しなヽ送信ビームを選択受信すべく構成されてヽてもよ、。

[0026] (16)さらに、該無線送信機が、前記送信アンテナ毎にパイロット信号を多重して固定の重み付け係数によるビーム送信を行なうべく構成されるとともに、該ビーム選択受信制御手段が、前記パイロット信号と前記重み付け係数とに基づ!、て前記送信ビームのレベル測定を行なう第 1レベル測定部と、該第 1レベル測定部によるレベル測定結果に基づいて受信すべき前記伝送データストリーム数と前記送信ビームとを決定する第 1決定部と、該第 1決定部により決定した前記伝送データストリーム数及び前記送信ビームに関する情報を、該無線送信機での前記送信ビーム数の制御情報として通知する第 1通知部とをそなえて構成されて、てもよ!/、。

[0027] (17)また、該無線送信機が、前記送信ビーム毎にパイロット信号を多重して固定の重み付け係数によるビーム送信を行なうべく構成されるとともに、該ビーム選択受信制御手段が、前記パイロット信号に基づ、て前記送信ビームのレベル測定を行なう第 2レベル測定部と、該第 2レベル測定部によるレベル測定結果に基づいて受信すべき前記伝送データストリーム数と前記送信ビームとを決定する第 2決定部と、該第 2 決定部により決定した前記伝送データストリーム数及び前記送信ビームに関する情報を、該無線送信機での前記送信ビーム数の制御情報として通知する第 2通知部とをそなえて構成されてヽてもよ、。

[0028] (18)さらに、該無線送信機が、前記送信アンテナ毎にパイロット信号を多重して可変の重み付け係数によるビーム送信を行なうとともに、前記重み付け係数に関する情報と前記送信ビーム数に関する情報とを該無線受信機へ報知すべく構成されるとともに、該ビーム選択受信制御手段が、前記パイロット信号と該無線送信機から報知された前記重み付け係数に関する情報とに基づいて前記送信ビームのレベル測定を行なう第 3レベル測定部と、該第 3レベル測定部によるレベル測定結果と該無線送信機から報知された前記送信ビーム数に関する情報とに基づいて、受信すべき前記伝送データストリーム数と前記送信ビームとを決定する第 3決定部と、該第 3決定部により決定した前記伝送データストリーム数及び前記送信ビームに関する情報を、該無線送信機での前記送信ビーム数の制御情報として通知する第 3通知部とをそなえて構成されていてもよい。

発明の効果

[0029] 上記本発明によれば、少なくとも以下の、ずれかの効果な、し利点が得られる。

(1)送信機において、伝送すべきデータストリーム数に応じて形成する送信ビーム数 (選択可能な送信元のビーム数)を制御 (変更)するので、受信機から送信機へのフィードバック情報量を増加させることなく、良好なスループット特性 (受信特性)を得ることが可能となる。

[0030] (2)例えば、伝送データストリーム数が少な!/、ほど、送信ビーム数を増加制御すれば、伝送データストリーム数が少ないほど、選択可能な送信元ビーム数が増えるので、高指向性利得を得ることが可能となる。

(3)また、伝送データストリーム数が 2以上の場合、互いに相関の低い (例えば、隣接しない） 2以上の送信ビームを選択受信すれば、受信側でのデータストリーム分離性能の劣化を回避して、低ビーム間相関による高スループット特性を得ることが可能となる。

図面の簡単な説明

[0031] [図 1]本発明の実施形態の概要を説明するための図である。

[図 2]本発明の第 1実施形態に係る MIMO伝送システムの構成を示すブロックである

[図 3]図 2に示す送信ビーム IDZストリーム決定部及び既知選択可能ビームメモリに着目した構成を示すブロック図である。

[図 4]図 3に示す送信ビーム IDZストリーム決定部の動作 (ビーム選択方法)を説明するためのフローチャートである。

[図 5]図 2に示す MIMO伝送システムの動作を説明すべく選択可能なビームの一例を示す模式図である。

[図 6]本発明の第 2実施形態に係る MIMO伝送システムの構成を示すブロックである

[図 7]本発明の第 3実施形態に係る MIMO伝送システムの構成を示すブロックで [図 8]従来の MIMO伝送システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

[0032] 1 MIMO送信機

11 ユーザ選択部

12 チャネル符号ィ匕,変調器

13 ビーム選択部

14 マノレチビームフォーマ

15 スケジューラ (ビーム制御部）（送信ビーム数制御手段，第 1,第 2,第 3通知情報受信手段）

16— 1〜16— n 送信アンテナ

17 エレメントパイロット多重部（第 1パイロット多重手段）

17— 1〜17— n 加算器（多重回路）

17a ビームパイロット多重部（第 2パイロット多重手段）

17a—l〜17a—m 加算器（多重回路） 18 報知情報付加部 (報知手段）

19a ウェイト生成部

19b 選択可能ビーム情報生成部

2 MIMO受信機

20 ビーム選択受信制御手段

21— 1〜21— M 受信アンテナ

22 MIMO/SIMO復調器

23 復号器 (チャネルデコーダ）

24 送信ビーム測定部 (第 1,第 2,第 3レベル測定部）

25 既知パイロットメモリ

26 既知送信ウェイトメモリ

27 送信ビーム IDZストリーム決定部 (第 1,第 2,第 3決定部，第 1,第 2,第 3通知部）

271 ランキング 'レベル比較部

28 既知選択可能ビームメモリ

281 比較ビーム IDテーブル

29 報知情報抽出部

30— 0〜30— 9 ビーム

発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

〔A〕概要説明

まず、以下に説明する実施形態の概要について図 1を用いて説明する。この図 1において 1は複数 (ここでは 4本)の送信アンテナを具備する MIMO送信機、 2は複数の受信アンテナを具備する MIMO受信機をそれぞれ表しており、これらの MIMO送信機 1と MIMO受信機 2との間で無線による MIMO伝送が行なわれるようになっている。なお、 MIMO送信機 1は例えば移動無線通信システムの基地局装置として適用でき、 MIMO受信機 2は同システムの移動局装置（UE : User Equipment)として適用できる。そのため、以下の説明では、 MIMO送信機 1を基地局装置 1あるいは基地局 1と表記することがあり、 MIMO受信機 2を移動局装置 2あるヽは移動局 2と表記することがある。また、詳細な仕様については、例えば前記非特許文献 1の表 (Table )A1に準じる。

[0034] そして、本例においては、基地局装置 1は、送信 (伝送)すべきユーザデータストリーム（以下、単に「送信ストリーム」と略称することがある）の数に応じて形成 (ビームフォーミング)するビーム数を変更 (制御)することができるように構成され、移動局装置 2は、上記ビーム数のマルチビームの中からいずれか 1以上のビームを選択受信できるように構成される。

[0035] 例えば、基地局 1において、送信ストリーム数が少ないとき、すなわち最小ではシングルストリームとなる力このとき、移動局 2は、基地局 1が形成するより多くのビームの中から例えば受信レベル最大となるビームを選択受信する。また、送信ストリーム数が増えるにつれて、選択可能なビームの組み合わせに制限をカ卩える。送信ストリーム数が多いとき、最大では送信アンテナ数分のマルチストリームを送信する場合には、エレメント送信 (選択可能なビーム数が 1つし力ないと解釈することもできる）によるビームが選択受信される。

[0036] なお、図 1では、基地局 1において、（1)送信ストリームが 4ストリームの場合、（2) 2 ストリームの場合、（3) 1ストリームの場合をそれぞれ示しており、（1)の場合、基地局 1は、各送信アンテナで 1ビームを形成し当該ビームで 4ストリームをエレメント送信する一方、移動局 2は、 1ビームでエレメント送信された信号をそのまま (ビーム選択なし )受信し、（2)の場合、基地局 1は、 4ビームを形成し当該 4ビームで 2ストリームを送信する一方、移動局 2は、当該 4ビームの中力例えばビーム間相関の低い 2ビームを選択受信し、（3)の場合、基地局 1は、 8ビームを形成し当該 8ビームで 1ストリームを送信する一方、移動局 2は、当該 8ビームの中から 1ビームを選択受信することを例示している。

[0037] このように、送信ストリーム数に応じて選択可能な元となるビーム数、即ち、形成 (ビームフォーミング)する送信ビーム数を変更することで、 1ストリーム時にはできるだけ大きな利得が得られるようにし、また、マルチストリーム時にはビーム間相関が低くなるようなビーム選択を行なうことで、良好なスループット特性、指向性利得を得ることが可能となる。

[0038] 以下、具体例について、詳述する。

〔B〕第 1実施形態の説明

図 2は本発明の第 1実施形態に係る MIMO伝送システムの構成を示すブロックで、この図 2に示す MIMO伝送システムは、 MIMO送信機 1と、 MIMO受信機 2とをそなえて構成され、それぞれの要部に着目すると、 MIMO送信機 1は、ユーザ選択部 11 と、チャネル符号化 Z変調器 12と、ビーム選択部 13と、マルチビームフォーマ 14と、スケジューラ（ビーム制御部） 15と、複数の送信アンテナ 16— 1〜16— n (nは 2以上の整数）と、エレメントパイロット多重部 17とをそなえて構成され、 MIMO受信機 2は、 1又は複数の受信アンテナ 21— 1〜21— M (Mは 1以上の整数で M=nでもよい）と、 MIMOZSIMO復調器 22と、復号器 (チャネルデコーダ） 23と、送信ビーム測定部 24と、既知パイロットメモリ 25と、既知送信ウェイトメモリ 26と、送信ビーム IDZストリーム決定部 27と、既知選択可能ビームメモリ 28とをそなえて構成されている。なお、以下において、 MIMO送信機 1は、単に「送信機 1」あるいは「送信側 1」と称することがあり、 MIMO受信機 2は、単に「受信機 2」あるいは「受信側 2」と称することがある

[0039] ここで、 MIMO送信機 1において、ユーザ選択部 11は、スケジューラ 15の制御の下、複数系列のユーザデータストリームの中から伝送すべき 1以上のユーザデータストリームを選択するものであり、チャネル符号ィ匕/変調器 12は、スケジューラ 15の制御の下、ターボ符号化などの所要の誤り訂正符号化を指定の符号化率で施し、得られたビット系列を指定の変調方式、例えば QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) や 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation)などの信号点を有するシンボル（データチャネルの信号）にマッピングして変調するものである。

[0040] ビーム選択部 13は、スケジューラ (ビーム制御部） 15の制御の下、より詳細には、受信側 2からのフィードバック情報 (送信ビーム ID及び送信ストリームに関する情報）に従って、マルチビームフォーマ 14により形成される複数のビーム（マルチビーム）の中で、チャネル符号ィ匕 Z変調器 12で符号化、変調を施された送信ストリーム (ユーザデータ）の伝送に用いる 1又は複数のビームを選択するものである。なお、送信ビーム I D (識別情報）は、下記マルチビームフォーマ 14で用いる送信ウェイト行列 Wを基に一義的に定まる (設定される)ものである（以下、同じ)。

[0041] マルチビームフォーマ（第 1ビームフォーマ） 14は、前記送信ストリームの伝送のためのマルチビームを所定の送信ウェイト行列（重み付け係数) Wに基づ、て形成するものである。なお、本例では、前記送信ウェイト行列 Wは固定とする。

エレメントパイロット多重部（第 1パイロット多重手段） 17は、送信アンテナ 16— 1〜1 6— n毎の加算器（多重回路） 17— 1〜17— nにより、送信アンテナ 16— i (i= l〜n) 毎に直交パイロット信号 (シンボル) piを多重するもので、これにより、直交パイロット信号 piが送信アンテナ 16— i (エレメント）毎に送信されるようになっている。

[0042] ビーム制御部 (スケジューラ；送信ビーム数制御手段） 15は、上記ビーム選択部 13 でのビーム選択を制御することにより、送信ストリーム数に応じて、当該送信ストリームの伝送のために形成する送信ビーム数を制御するもので、本例では、受信側 2の送信ビーム IDZストリーム決定部 27で決定 (選択）されたビーム ID及びストリーム数に関する情報をフィードバック情報として受けて、当該フィードバック情報に基づき、送信ストリーム数及び当該送信ストリームの伝送に用いるビーム (形成する送信ビーム数)を制御するようになって、る。

[0043] 一方、受信機 2において、受信アンテナ 21— j (j = l〜M)は、送信機 1の各送信ァンテナ 16— も送信されたビームを受信するものであり、 MIMOZSIMO復調器 2 2は、各受信アンテナ 21— jで受信された信号について MIMO復調あるいは SIMO 復調するもので、受信信号に多重されているノィロット信号 piとパイロットレプリカとの相関演算により求められたチャネル推定値 (チャネル行列）に基づいて、チャネル相関行列の逆行列を用いる方法や、 MLDアルゴリズムを用いる方法などによって、送信アンテナ 16— i毎に多重されたユーザデータストリームの分離を行な、、復調データを生成するようになってヽる。

[0044] 復号器 23は、上記 MIMOZSIMO復調器 22により得られたユーザデータストリームを送信側 1での符号化方式に対応する復号方式で復号するものである。

既知ノィロットメモリ 25は、前記パイロット信号 piのレプリカ信号 (パイロットレプリカ）を予め記憶しておくものであり、既知送信ウェイトメモリ 26は、送信側 1の送信ウェイト行列 Wの情報を予め記憶しておくものであり、送信ビーム測定部（第 1レベル測定部 ) 24は、これらの既知パイロットメモリ 25に記憶されているパイロットレプリカ及び既知送信ウェイトメモリ 26に記憶されている送信ウェイト行列 Wの情報に基づいて、送信機 1からのビーム毎のレベルを測定するものである。

[0045] 既知選択可能ビームメモリ 28は、選択可能なビームに関する情報を予め記憶しておくもので、本実施形態では、例えば図 3に示すように、送信ストリーム数と候補ビーム IDとを対応付けた比較ビーム IDテーブル 281を記憶しておくようになって、る。なお、図 3に示す比較ビーム IDテーブル 281では、送信ストリーム数力の場合は選択可能なビームの候補 (候補ビーム）力 D = 0の 1ビームであり、送信ストリーム数が 2の場合は候補ビームの IDが 2, 4, 6, 8 (又は 1, 3, 5, 7でもよい）、つまり、偶数 (又は奇数) IDの隣接しな、4ビームであり、送信ストリーム数が 1の場合は候補ビームの ID 力 Sl〜9の 9ビームであることを示している。

[0046] 送信ビーム IDZストリーム決定部（第 1決定部） 27は、送信ビーム測定部 24による測定結果と既知選択可能ビームメモリ 28に記憶された情報 (比較ビーム IDテーブル 281)とに基づいて、送信機 1にフィードバック情報として伝達すべき、送信ビーム ID (送信ビーム数)及び送信ストリーム数につ!、ての情報 (ビーム選択情報)を決定するもので、本例では、例えば図 3に示すように、ランキング 'レベル比較部 27をそなえ、当該ランキング ·レベル比較部 271にて、送信ビーム測定部 24で測定された各ビーム (ID)の測定レベル (LevelDD])と、送信ストリーム数 (k)に対応した閾値 (TH[k])と、比較ビーム IDテーブル 281の内容とを基に、送信ストリーム数の多いものから順に可能性をチェックすることで、送信ストリーム数とその時のビーム IDとが決定されるようになっている。なお、図 3では、最大送信ストリーム数が 4 (つまり、 k= l〜4)である場合の例を示している。

[0047] つまり、上記の送信ビーム測定部 24,既知ノィロットメモリ 25,既知送信ウェイトメモリ 26,送信ビーム IDZストリーム決定部 27及び既知選択可能ビームメモリ 28から成るブロック 20は、送信機 1により送信ストリーム数に応じて当該送信ストリームの伝送のために形成する送信ビーム数が制御された送信ビームの中で、受信アンテナ 21 jを介していずれか 1以上の送信ビームを選択受信するビーム選択受信制御手段としての機能を果たして！/、る。

[0048] なお、送信ビーム IDZストリーム決定部 27で決定した情報は送信機 1でのビーム制御部 15による送信ビーム制御（形成ビーム数)のための制御情報として、図示しない受信機 2の送信系を通じて送信機 1へフィードバック (通知）される。したがって、送信機 1 (ビーム制御部 15)は、上記制御情報 (フィードバック情報）に従って動作することにより、送信ストリーム数が少ないほど、送信ビーム数を増加制御するようビーム選択部 13及びマルチビームフォーマ 14を制御し、送信ストリーム数が最大値の時には、ビーム ID=0の 1ビームでのエレメント送信を行なうようビーム選択部 13及びマルチビームフォーマ 14を制御することになる。

[0049] 以下、上述のごとく構成された本実施形態の MIMO伝送システムの動作 (ビーム選択方法）について詳述する。

まず、送信機 1では、マルチビームの送信ウェイト (行列) wとして常に一定の固定ゥエイトを用い、直交ノィロット信号 piを送信アンテナ 16— i毎に多重して送信する。即ち、ユーザ選択部 11にてスケジューラ 15の制御の下、複数系列のユーザデータストリームの中力伝送すべき 1以上のユーザデータストリームが選択されてチャネル符号ィ匕 Z変調器 12に入力され、当該チャネル符号ィ匕 Z変調器 12にて、スケジューラ 1 5の制御の下、ターボ符号ィ匕などの所要の誤り訂正符号ィ匕が指定の符号ィ匕率で施された後、得られたビット系列が指定の変調方式 (QPSKや 16QAM)などの信号点を有するシンボル (データチャネルの信号）にマッピングされて変調される。

[0050] 得られた変調データはビーム選択部 13に入力され、ビーム選択部 13にて、スケジユーラ 15の制御の下、マルチビームフォーマ 14により形成される複数の固定ビーム（マルチビーム）の中で当該変調データの伝送に用いるビームが伝送するストリーム数に応じた数だけ選択され、選択されたビームにより前記変調データが送信アンテナ 1 6から送信される。その際、各送信アンテナ 16— ゝらはエレメントパイロット多重部 17 の各加算器 17— iにて直交パイロット信号 piが多重されて送信される。

[0051] 一方、受信機 2では、上記送信機 1からマルチビームにより送信された信号が各受信アンテナ 21— jにて受信され、 MIMOZSIMO復調器 22と送信ビーム測定部 24 とにそれぞれ入力される。 MIMOZSIMO復調器 22では、各受信アンテナ 21— jからの受信信号を MIMO復調あるいは SIMO復調してユーザデータストリームを生成する。即ち、チャネル推定値（チャネル行列）に基づいて、ユーザデータストリームの分離を行ない、復調データを生成する。

[0052] 得られた復調データは、復号器 23にて、ターボ復号などの誤り訂正復号が施され、これにより、ユーザデータストリームの復号データが得られる。

これに対し、送信ビーム測定部 24では、既知ノィロットメモリ 25におけるパイロットレプリカと既知送信ウェイトメモリ 26における既知の送信ウェイト Wの情報 (以下、送信ウェイト情報 Wと表記することがある）とに基づいて、ビーム毎のレベルを測定する

[0053] 例えば、送信データベクトルを X= [xl, · ··, xn]、送信ウェイト情報 (行列）を W= [ W1, · ··, Wm] (ただし、 mは送信ビーム数を表す）、パイロットベクトルを P= [pl, · ··, pn]、チャネル情報 (行列）を H= [H1, · ··, Hn]と表し、受信側 2での受信信号を Yと表わすと、受信側 2では、 Y=HP=HWXが受信される。

したがって、送信ビーム測定部 24では、既知のパイロットベクトル Pを用いて、各ェレメント（送信アンテナ 16— i)のチャネル情報 Hを求め、さらに、既知の送信ウェイト情報 Wを用いて HWを求めることで、各送信ビームのチャネル情報を求めることができるので、当該チャネル情報を基にビーム毎のレベル測定が可能となる。

[0054] そして、得られたビーム (ID)毎のレベル測定結果 (LevelDD])は、送信ビーム IDZ ストリーム決定部 27に入力され、ランキング 'レベル比較部 271により、当該レベル測定結果と、送信ストリーム数 (k)に対応した閾値 (TH[k])と、比較ビーム IDテーブル 2 81の内容とを基に、送信ストリーム数の多いもの力順に可能性をチェックすることで、送信ストリーム数とその時のビーム IDとが決定される。

[0055] 即ち、例えば図 4に示すように、最大送信ストリーム数が 4ストリーム（ビーム ID=0) の場合、ランキング 'レベル比較部 271は、まず、ビーム ID = 0のレベル測定結果 Le vel[ID=0]と送信ストリーム数 k=4に対応する閾値 TH[k=4]とを比較して、 Level[ID=0] >TH[k=4]かどうか (送信ストリーム数が 4ストリームである可能性)をチェックする (ステップ Sl)。その結果、 Level[ID=0] >TH[k=4]であれば、ランキング ·レベル比較部 27 1は、送信ストリーム数 k=4でビーム ID=0と決定する（ステップ S1の Yルートからステツプ S2)。

[0056] 一方、 Level[ID=0]≤TH[k=4]だった場合、ランキング.レベル比較部 271は、レべル測定結果 Level[ID=l], Level[ID=2], Level[ID=3], Level[ID=4]の中からレベルの大きな 2つの ID (IDmaxl, IDmax2)を選択し（ステップ SIの Nルートからステップ S3)、それぞれのレベル測定結果 Level[ID=IDmaxl], Level[ID=IDmax2]と送信ストリーム数 k = 2に対応する閾値 TH[k=2]とを比較し、レベル測定結果 Level[ID=IDmaxl], Level [ID=IDmax2]の方が!/、ずれも閾値 TH[k=2]よりも大き!/、かどうか（送信ストリーム数が 2 である可能性)をチェックする (ステップ S4)。

[0057] その結果、レベル測定結果 Level[ID=IDmaxl], Level[ID=IDmax2]の方がいずれも閾値 TH[k=2]よりも大きければ、ランキング 'レベル比較部 271は、送信ストリーム数 k = 2でビーム ID = IDmaxl, IDmax2と決定する（ステップ S4の Yルートからステップ S5

) o

一方、レベル測定結果 Level[ID=IDmaxl], Level[ID=IDmax2]のいずれか一方又は双方が閾値 TH[k=2]以下であれば、ランキング 'レベル比較部 271は、レベル測定結果 Level[ID=l]〜Level[ID9]から最大の IDを IDmaxとして選択し（ステップ S4の Nルートからステップ S6)、レベル測定結果 LevelDDmax]が送信ストリーム数 k= 1に対応する閾値 TH[1]よりも大きいかどうか (送信ストリーム数が 1である可能性)をチェックする (ステップ S 7)。

[0058] その結果、レベル測定結果 LevelDDmax]が閾値 TH[1]よりも大きければ、ランキング

'レべノレ比較部 271は、送信ストリーム数 k= 1でビーム ID = IDmaxと決定し (ステップ S7の Yルートからステップ S8)、そうでなければ、送信ストリーム数 k及びビーム IDの割り当てなしと決定する（ステップ S7の Nルートからステップ S9)。

以上のようにして、送信ビーム IDZストリーム決定部 27では、送信要求を行なうストリーム数に応じて、予め決められた既知の選択可能なビームの中から、チャネル情報の信頼度が最大となるビーム IDを選択する。

[0059] 具体例について図 5に示すイメージ図を用いて説明する。この図 5では、送信機 1 は、送信アンテナ数 n=4で、送信ストリーム数 k= l〜4までを、最大送信ビーム数が 9 (ビーム ID= 1, 2, · ··, 9)でのマルチビーム送信又はエレメント送信（ID = 0)し得る場合を示している。

受信機 2は、送信ストリーム数 k= lの時には、上記アルゴリズムにより、全 9ビーム 3 0— 1〜30— 9 (ビーム ID = 1〜9)の中力受信レベル（受信品質）が最大となる 1ビームを選択し、送信ストリーム数 k= 2の時には、既知の選択可能ビームとして偶数ビーム ID (ID = 2, 4, 6, 8)の 4ビーム 30— 2, 30—4, 30— 6, 30— 8〔ある!/、 ίま、奇数ビーム ID (ID= 1, 3, 5, 7, 9)の 5ビーム 30— 1, 30— 3, 30— 5, 30— 7, 30— 9でもよい〕の中力も受信レベルの高い 2ビーム選択を行なう。つまり、ビーム間相関が低い（隣接しない)という制限された条件下でビーム選択を行なう。そして、送信ストリーム数 k=4と増カロした時には、受信機 2は、同様に制限された条件下でのビーム選択、あるいは、究極には（最大送信ストリーム数の場合)ビーム選択は行なわずにエレメント送信（ビーム ID = 0)による 1ビーム 30 - 0を受信することになる。

[0060] 以上のようにして、送信ストリーム数が少ないときに、ビーム方向の異なる多数のビームの中からビーム選択を行なう、具体的には、送信ストリーム数 kが 2以上（MIMO 伝送）の時には、マルチビームとして直交マルチビーム（あるいはそれと等価なマルチビーム）の中力ビーム選択を行ない、送信ストリーム数 kが最大値の時には、ビーム選択は行なわずにエレメント送信の 1ビームをそのまま受信し、送信ストリーム数 k が最小値 (k= l) (SIMO伝送）の時には、マルチビームとして直交マルチビーム（あるいはそれと等価なビーム）に対して、当該ビーム間を補う方向を向いたビームを選択可能な候補ビームに加えることで、方向により利得低下が起こらな、ように配置したより多くのビームの中から、ビーム選択を行なう。

[0061] そして、上述のごとく受信機 2 (送信ビーム IDZストリーム決定部 27)にお、て決定した送信ストリーム数 k及びビーム IDの情報はフィードバック情報として図示しない受信機 2の送信系を通じて送信機 1に送り返される。つまり、本例において、送信ビーム IDZストリーム決定部 27は、決定した送信ストリーム数及び送信ビームに関する情報を、送信機 1での形成する送信ビーム数の制御情報として通知する第 1通知部としての機能を兼用していることになる。

[0062] 送信側 1では、受信側 2からの上記フィードバック情報が図示しな、送信機 1の受信系を通じてビーム制御部 15に通知され、ビーム制御部 15は、当該フィードバック情報に基づいて、ユーザ選択部 11、チャネル符号ィ匕 Z変調器 12、ビーム選択部 13 を制御して、送信ストリーム数及びビーム選択を行な、送信ストリームのビーム制御を行なう。

以上のように、本実施形態によれば、送信側 1において、送信ストリーム数に応じて受信側 2で選択可能な候補ビーム数 (形成する送信ビーム数)を制御 (変更)することで、例えば、 1ストリーム時にはエレメント送信によりできるだけ大きな利得が得られるようにし、マルチストリーム時にはビーム間相関が低くなるようなビーム選択を行なうことが可能となり、送信機 1へのフィードバック情報量を増大させることなぐ低ビーム間相関による高スループット特性と、高指向性利得とを両立して、良好なスループット特性 (受信特性)を得ることができる。

[0063] 〔C〕第 2実施形態の説明

図 6は本発明の第 2実施形態に係る MIMO伝送システムの構成を示すブロックで、この図 6に示す MIMO伝送システムも、 MIMO送信機 1と、 MIMO受信機 2とをそなえて構成される力図 2により上述した構成に比して、 MIMO送信機 1において、ェレメントパイロット多重部 17に代えて、ビームパイロット多重部 17aがマルチビームフォーマ 14の前段 (ビーム選択部 13の後段）に設けられるとともに、 MIMO受信機 2にお、て、ビーム選択受信制御手段として機能するブロック 20にお、て既知送信ゥェイトメモリ 26が不要になっている点が異なる。なお、その他の既述の符号と同一符号を付した構成要素は、特に断らない限り、既述の構成要素と同一若しくは同様のものである。また、本例においても、マルチビームフォーマ 14での送信ウェイト情報 W= [ W1, · ··, Wm]は第 1実施形態と同じく固定としている。

[0064] ここで、ビームパイロット多重部（第 2パイロット多重手段） 17aは、ビーム選択部 13 の送信ビーム数 (最大 m)に応じた各出力に対応した加算器 (多重回路） 17a— 1〜1 7a— mをそなえ、これらのカロ算器 17a— l〜17a— m〖こよって、マルチビームのビーム毎に直交パイロット信号 pl〜pmを多重するものである。

そのため、受信側 2 (送信ビーム測定部 25)では、送信側 1での送信ウェイト情報 W を知らなくても (既述の既知送信ウェイト情報メモリ 26をそなえなくても）、既知パイロットメモリ 25における既知のノィロットレプリカを基に、各送信ビームのチャネル情報を推定することができ、第 1実施形態と同様のビーム毎のレベル測定が可能となる。つまり、本例の送信ビーム測定部 25は、上記パイロット信号 (レプリカ）に基づいて送信ビームのレベル測定を行なう第 2レベル測定部として機能する。

[0065] したがって、本例においても、送信ビーム IDZストリーム決定部 27 (ランキング.レベル比較部 271)では、図 4により前述したアルゴリズム (ステップ S1〜S9)と同様にして、既知選択可能ビームメモリ 28 (比較ビーム IDテーブル 281)における情報を基に、送信ストリーム数に応じたビーム選択 (ビーム ID及び送信ストリーム数の決定)を行なって、その情報を送信側 1にフィードバックすることができる。

[0066] つまり、本例の送信ビーム IDZストリーム決定部 27は、上記第 2レベル測定部としての送信ビーム測定部 25によるレベル測定結果に基づいて受信すべき送信ストリーム数と送信ビームとを決定する第 2決定部としての機能を果たし、また、決定した送信ストリーム数及び送信ビームに関する情報を、送信機 1での送信ビーム数の制御情報として通知する第 2通知部としての機能を兼用していることになる。

[0067] そして、この場合、送信機 1のビーム制御部 15は、受信機 2において上述のごとくパイロット信号を基に送信ビームにっ、て測定されたレベル測定結果に基づ、て決定され受信機 2から通知されてくる送信ストリーム数及び送信ビームに関する情報を受信する第 2通知情報受信手段としての機能を兼用し、その受信情報に基づいて送信ビーム数制御を行なうことになる。

[0068] よって、第 1実施形態と同様の効果ないし利点が得られるほか、本例では、受信側 2において既知送信ウェイトメモリ 26を不要にすることができるので、受信側 2の構成及び処理を簡易化することが可能である。

〔D〕第 3実施形態の説明

図 7は本発明の第 3実施形態に係る MIMO伝送システムの構成を示すブロックで、この図 7に示す MIMO伝送システムも、 MIMO送信機 1と、 MIMO受信機 2とをそなえて構成される力図 2により上述した構成に比して、 MIMO送信機 1において、マルチビームフォーマ 14の後段に報知情報付加部 18が設けられるとともに、ウェイト生成部 19a及び選択可能ビーム情報生成部 19bが設けられる一方、 MIMO受信機 2 において、ビーム選択受信制御手段として機能するブロック 20において、報知情報抽出部 29が設けられるとともに、既知送信ウェイトメモリ 26及び既知選択可能ビームメモリ 28 (比較ビーム IDテーブル 281)が不要になっている点が異なる。なお、その他の既述の符号と同一符号を付した構成要素は、特に断らない限り、既述の構成要素と同一若しくは同様のものである。

[0069] ここで、送信機 1において、ウェイト生成部 19aは、マルチビームフォーマ 14で用いる送信ウェイト情報 W= [W1, · ··, Wm]を適応的に生成するものである。つまり、本例のビームフォーマ 14は、可変の送信ウェイト情報 Wによるビーム送信を行なう第 2ビームフォーマとしての機能を果たすものである。

選択可能ビーム情報生成部 19bは、受信側 2で選択可能なビームに関する情報（ビーム選択の制限条件）、例えば、図 3により前述した比較ビーム IDテーブル 281の内容に相当する情報を生成するものである。

[0070] つまり、本例では送信ウェイト情報 Wと、送信ウェイト情報 W及び送信ストリーム数で選択可能なビームに関する情報 (以下、選択可能ビーム情報と、う）とを変更 (制御）できるようになって!/、るのである。

報知情報付加部 (報知手段） 18は、これらの可変の情報を受信側 2に通知する必要があるので、受信側 2への（ダウンリンクの）報知チャネル等の情報として送信ストリームに付加（多重)するものである。なお、報知情報の更新周期、つまり、ウェイト生成部 19aによる送信ウェイト情報 Wの更新周期、選択可能ビーム情報生成部 19bによる選択可能ビーム情報の更新周期は、システムに応じて設定される。

[0071] 一方、受信機 2において、報知情報抽出部 29は、 MIMOZSIMO復調器 22で復調された信号から前記報知情報 (送信ウェイト情報 W及び選択可能ビーム情報)を抽出するもので、抽出された報知情報のうち、送信ウェイト情報 Wは送信ビーム測定部 24へ、選択可能ビーム情報は送信ビーム IDZストリーム決定部 27へそれぞれ渡されるようになっている。

[0072] したがって、本例の送信ビーム測定部 24は、送信機 1から報知され報知情報抽出部 29で抽出された送信ウェイト情報 Wと既知パイロットメモリ 25におけるパイロットレプリカとに基づいて、各ビームのチャネル推定が可能となり、既述の既知送信ウェイトメモリ 26を要することなぐ第 1実施形態と同様のビーム毎のレベル測定が可能となる。つまり、本例の送信ビーム測定部 24は、パイロット信号と送信機 1から報知された送信ウェイト情報 Wとに基づいて送信ビームのレベル測定を行なう第 3レベル測定部としての機能を果たして、ることになる。

[0073] また、送信ビーム IDZストリーム決定部 27は、報知情報抽出部 29で抽出された選択可能ビーム情報と、送信ビーム測定部 24によるレベル測定結果と、既述の送信ストリーム数に応じた閾値 (THM)とに基づいて、図 4により前述したアルゴリズム (ステップ S1〜S9)と同様にして、送信ストリーム数に応じたビーム選択 (ビーム ID及び送信ストリーム数の決定)を行なって、その情報を送信側 1にフィードバックすることができる。これは、受信機 2において、報知情報抽出部 29で抽出された情報を基に、既述の比較ビーム IDテーブル 281に相当する情報を構築または更新できることを意味する。

[0074] つまり、本例の送信ビーム IDZストリーム決定部 27は、第 3レベル測定部としての送信ビーム測定部 24によるレベル測定結果と送信機 1から報知された選択可能ビーム情報 (送信ビーム数に関する情報）とに基づいて、受信すべき送信ストリーム数と送信ビームとを決定する第 3決定部としての機能を果たすとともに、決定した送信ストリーム数及び送信ビームに関する情報を、送信機 1での送信ビーム数の制御情報として通知する第 3通知部としての機能を兼用しているのである。

[0075] そして、送信機 1では、受信機 2から通知された上記制御情報 (フィードバック情報）力 Sビーム制御部 15にて受信され、当該情報に基づいて、送信ビーム制御が行なわれる。つまり、本例のビーム制御部 15は、受信機 2において、上述のごとぐノィロット信号と報知情報付加部 18により報知された送信ウェイト情報 Wとを基に送信ビームについて測定されたレベル測定結果と、報知情報付加部 18により報知された選択可能ビーム情報とに基づいて決定され当該受信機 2から通知されてくる送信ストリーム数及び送信ビームに関する情報を受信する第 3通知情報受信手段としての機能を兼用しており、その受信情報に基づ、て送信ビーム数の制御を行なうことになる。

[0076] したがって、第 1実施形態と同様の効果ないし利点が得られるほか、本例では、送信機 1と受信機 2との間の通信環境に応じて送信ウェイト情報 W、選択可能ビーム情報を適応的に変更して、当該通信環境に応じた最適なビーム選択を実現することができ、スループット特性のさらなる向上を図ることが可能となる。

なお、上述した例においては、送信ウェイト情報 Wと選択可能ビーム情報の双方を可変として各情報を受信側 2に報知している力いずれか一方のみを可変として受信側 2へ報知するようにしてもょヽ。

[0077] また、本例においても、第 2実施形態と同様に、ビーム毎に直交パイロット信号を多重送信する構成としてもよい。この場合、前述したように、受信側 2において送信ゥェイト情報 Wを知る必要がな、ので、選択可能ビーム情報のみを受信側 2に報知すれば足りることになる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることは、うまでもな!/、。

産業上の利用可能性

[0078] 以上詳述したように、本発明によれば、送信ストリーム数に応じて形成する送信ビーム数 (受信側で選択可能な送信元ビーム数)を変更することにより、ビーム選択のためのみの少ないフィードバック情報で、良好な通信を行なうシステム、即ち、マルチストリーム伝送時の低ビーム間相関による高スループット特性と、シングルストリーム時の大きな指向性利得とを実現することができるので、無線通信技術分野において極めて有用と考えられる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の送信アンテナを有する無線送信機と複数の受信アンテナを有する無線受信機との間でデータストリームをマルチビームにより伝送しうる無線伝送方法であって、該無線送信機は、

伝送すべきデータストリーム数に応じて、当該データストリームの伝送のために形成する送信ビーム数を制御し、

該無線受信機は、

前記送信ビームの中でヽずれか 1以上の送信ビームを選択受信することを特徴とする、無線伝送方法。

[2] 該無線送信機は、

前記伝送データストリーム数が少な、ほど、前記送信ビーム数を増加制御することを特徴とする、請求項 1記載の無線伝送方法。

[3] 該無線受信機は、

前記伝送データストリーム数が 2以上の場合、互、に相関の低、2以上の前記送信ビームを選択受信することを特徴とする、請求項 1又は 2に記載の無線伝送方法。

[4] 該無線受信機は、

前記相関の低い送信ビームとして隣接しない送信ビームを選択受信することを特徴とする、請求項 3記載の無線伝送方法。

[5] 該無線送信機は、

前記送信アンテナ毎にノィロット信号を多重して固定の重み付け係数によるビーム送信を行ない、

該無線受信機は、

前記パイロット信号と前記重み付け係数とに基づいて前記送信ビームのレベル測定を行ない、

そのレベル測定結果に基づいて受信すべき前記伝送データストリーム数と前記送信ビームとを決定し、

決定した前記伝送データストリーム数及び前記送信ビームに関する情報を該無線送信機へ通知し、該無線送信機は、

該無線受信機力通知された情報に基づいて前記送信ビーム数の制御を行なうことを特徴とする、請求項 1記載の無線伝送方法。

[6] 該無線送信機は、

前記送信ビーム毎にパイロット信号を多重して固定の重み付け係数によるビーム送信を行ない、

該無線受信機は、

前記パイロット信号に基づ、て前記送信ビームのレベル測定を行な、、そのレベル測定結果に基づいて受信すべき前記伝送データストリーム数と前記送信ビームとを決定し、

決定した前記伝送データストリーム数及び前記送信ビームに関する情報を該無線送信機へ通知し、

該無線送信機は、

[7] 該無線送信機は、

前記送信アンテナ毎にノィロット信号を多重して可変の重み付け係数によるビーム送信を行なうとともに、前記重み付け係数に関する情報と前記送信ビーム数に関する情報とを該無線受信機へ報知し、

該無線受信機は、

前記パイロット信号と該無線送信機から報知された前記重み付け係数に関する情報とに基づ!/、て前記送信ビームのレベル測定を行な、、

そのレベル測定結果と該無線送信機から報知された前記送信ビーム数に関する情報とに基づ!/、て、受信すべき前記伝送データストリーム数と前記送信ビームとを決定し、

該無線送信機は、該無線受信機力通知された情報に基づいて前記送信ビーム数の制御を行なうことを特徴とする、請求項 1記載の無線伝送方法。

[8] 複数の受信アンテナを有する無線受信機との間でデータストリームをマルチビームにより伝送しうる無線送信機であって、

複数の送信アンテナと、

前記送信アンテナ力伝送すべきデータストリーム数に応じて、当該データストリームの伝送のために形成する送信ビーム数を制御する送信ビーム数制御手段とをそなえたことを特徴とする、無線送信機。

[9] 該送信ビーム数制御手段が、

前記伝送データストリーム数が少な、ほど、前記送信ビーム数を増加制御すべく構成されたことを特徴とする、請求項 8記載の無線送信機。

[10] 前記送信アンテナ毎にパイロット信号を多重する第 1パイロット多重手段と、

固定の重み付け係数によるビーム送信を行なう第 1ビームフォーマと、

該無線受信機において前記パイロット信号と前記重み付け係数とを基に前記送信ビームにつ、て測定されたレベル測定結果に基づ、て決定され該無線受信機から通知されてくる伝送データストリーム数及び送信ビームに関する情報を受信する第 1 通知情報受信手段とをさらにそなえ、

該送信ビーム数制御手段が、

該第 1通知情報受信手段で受信された情報に基づいて前記送信ビーム数の制御を行なうことを特徴とする、請求項 8記載の無線送信機。

[11] 前記送信ビーム毎にパイロット信号を多重する第 2パイロット多重手段と、

該無線受信機において前記パイロット信号を基に前記送信ビームについて測定されたレベル測定結果に基づいて決定され該無線受信機力通知されてくる伝送デ一タストリーム数及び送信ビームに関する情報を受信する第 2通知情報受信手段とをさらにそなえ、

該送信ビーム数制御手段が、

該第 2通知情報受信手段で受信された情報に基づいて前記送信ビーム数の制御を行なうことを特徴とする、請求項 8記載の無線送信機。

[12] 前記送信アンテナ毎にパイロット信号を多重する第 1パイロット多重手段と、

可変の重み付け係数によるビーム送信を行なう第 2ビームフォーマと、前記重み付け係数に関する情報と前記送信ビーム数に関する情報とを該無線受信機へ報知する報知手段と、

該無線受信機において、前記パイロット信号と該報知手段により報知された前記重み付け係数に関する情報とを基に前記送信ビームについて測定されたレベル測定結果と、該報知手段により報知された前記送信ビーム数に関する情報とに基づいて決定され該無線受信機から通知されてくる伝送データストリーム数及び送信ビームに関する情報を受信する第 3通知情報受信手段とをさらにそなえ、

該送信ビーム数制御手段が、

該第 3通知情報受信手段で受信された情報に基づいて前記送信ビーム数の制御を行なうことを特徴とする、請求項 8記載の無線送信機。

[13] 複数の送信アンテナを有する無線送信機との間でデータストリームをマルチビームにより伝送しうる無線受信機であって、

複数の受信アンテナと、

該無線送信機により伝送すべきデータストリーム数に応じて当該データストリームの伝送のために形成する送信ビーム数が制御された送信ビームの中で、前記受信アンテナを介していずれか 1以上の送信ビームを選択受信するビーム選択受信制御手段とをそなえたことを特徴とする、無線受信機。

[14] ビーム選択受信制御手段が、

前記伝送データストリーム数が 2以上の場合、互、に相関の低、2以上の前記送信ビームを選択受信すべく構成されたことを特徴とする、請求項 13記載の無線受信機

[15] 該ビーム選択受信制御手段が、

前記相関の低い送信ビームとして隣接しない送信ビームを選択受信すべく構成されたことを特徴とする、請求項 14記載の無線受信機。

[16] 該無線送信機が、前記送信アンテナ毎にパイロット信号を多重して固定の重み付け係数によるビーム送信を行なうべく構成されるとともに、

該ビーム選択受信制御手段が、

前記パイロット信号と前記重み付け係数とに基づいて前記送信ビームのレベル測定を行なう第 1レベル測定部と、

該第 1レベル測定部によるレベル測定結果に基づいて受信すべき前記伝送データストリーム数と前記送信ビームとを決定する第 1決定部と、

該第 1決定部により決定した前記伝送データストリーム数及び前記送信ビームに関する情報を、該無線送信機での前記送信ビーム数の制御情報として通知する第 1通知部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項 13記載の無線受信機。

[17] 該無線送信機が、前記送信ビーム毎にパイロット信号を多重して固定の重み付け係数によるビーム送信を行なうべく構成されるとともに、

該ビーム選択受信制御手段が、

前記パイロット信号に基づいて前記送信ビームのレベル測定を行なう第 2レベル測定部と、

該第 2レベル測定部によるレベル測定結果に基づいて受信すべき前記伝送データストリーム数と前記送信ビームとを決定する第 2決定部と、

該第 2決定部により決定した前記伝送データストリーム数及び前記送信ビームに関する情報を、該無線送信機での前記送信ビーム数の制御情報として通知する第 2通知部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項 13記載の無線受信機。

[18] 該無線送信機が、前記送信アンテナ毎にパイロット信号を多重して可変の重み付け係数によるビーム送信を行なうとともに、前記重み付け係数に関する情報と前記送信ビーム数に関する情報とを該無線受信機へ報知すべく構成されるとともに、該ビーム選択受信制御手段が、

前記パイロット信号と該無線送信機から報知された前記重み付け係数に関する情報とに基づいて前記送信ビームのレベル測定を行なう第 3レベル測定部と、該第 3レベル測定部によるレベル測定結果と該無線送信機力報知された前記送信ビーム数に関する情報とに基づいて、受信すべき前記伝送データストリーム数と前記送信ビームとを決定する第 3決定部と、該第 3決定部により決定した前記伝送データストリーム数及び前記送信ビームに関する情報を、該無線送信機での前記送信ビーム数の制御情報として通知する第 3通知部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項 13記載の無線受信機。