WO2021186678A1

WO2021186678A1 - 無線通信方法及び無線通信システム

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Publication number: WO2021186678A1
Application number: PCT/JP2020/012346
Authority: WO
Inventors: 圭太栗山; 隼人福園; 吉岡　正文; 崇文林
Original assignee: 日本電信電話株式会社
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2021-09-23
Also published as: JP7284445B2; US20230239013A1; JPWO2021186678A1; US11901980B2

Abstract

複数のアンテナを有する無線送信局装置と、アンテナを有する無線受信局装置とを備え、シングルキャリアによって無線信号の送受信を行う無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記無線受信局装置、または、前記無線送信局装置が、トレーニング信号に基づいて、通信路行列を推定し、前記無線受信局装置、または、前記無線送信局装置が、前記通信路行列を周波数領域に変換し、変換した周波数領域の通信路行列に対して、周波数ごとに疑似逆行列を算出し、算出した前記疑似逆行列を時間領域に変換して、送信ウェイト行列とし、前記無線送信局装置が、前記送信ウェイト行列に基づいて、送信ビームを形成する。

Description

無線通信方法及び無線通信システム

　本発明は、無線通信方法及び無線通信システムに関する。

　周波数選択性フェージング環境下で広帯域ＳＣ－ＭＩＭＯ(Single Carrier-Multiple Input Multiple Output)伝送を行う際、時間方向の伝送遅延によるシンボル間干渉と、空間方向のストリーム間干渉を抑制し、時間領域及び空間領域で重なり合う信号をストリームごとに分離する必要がある。

　例えば、図５の左図に示すように、各々がＮ本のアンテナを備える無線送信局装置２００と無線受信局装置３００との間で、無線通信が行われるとする。無線受信局装置３００は、無線送信局装置２００からの直接波及び障害物５０１，５０２等からの反射波を受信する。

　無線送信局装置２００のＮ本の送信アンテナの中のいずれか１つの任意の送信アンテナをｎ_ｔで表し、無線受信局装置３００のＮ本の受信アンテナの中のいずれか１つの任意の受信アンテナをｎ_ｒで表すとする。ＣＩＲ(Channel Impulse Response)長を「Ｌ」とすると、送信アンテナｎ_ｔと受信アンテナｎ_ｒ間のＣＩＲは、図５の右図に示すように、遅延時間を考慮した時刻ごとの送信アンテナｎ_ｔと受信アンテナｎ_ｒの間の利得の総和によって表される。

　例えば、非特許文献１に開示される技術では、時間方向において、送信アンテナと受信アンテナ間のＣＩＲの伝達関数を、次式（１）で示されるＦＩＲ(Finite Impulse Response)の伝達関数で近似する手法を採用している。

　式（１）においてｚ^－ｌは、Ｚ変換の変数ｚであり、時間シフトを行う遅延作用素である。空間方向については、送信アンテナと受信アンテナの組み合わせごとの時間方向のＣＩＲを行列の要素とするＣＩＲ行列で表すことができる。このＣＩＲ行列が、次式（２）に示すように、Ｎ×ＮのＭＩＭＯの通信路行列ｈ（ｚ）となる。

　例えば、非特許文献１に開示される技術では、以下のようにして、時間領域及び空間領域で重なり合う信号をストリームごとに分離する。次式（３）に表されるように、送信アンテナと受信アンテナの本数が、共にＮ本であるため、通信路行列ｈ（ｚ）は、Ｎ×Ｎの行列の集合に属しており、正則である。

　この場合、通信路行列ｈ（ｚ）の逆行列ｈ（ｚ）^－１は、次式（４）のように行列式の逆応答（ｄｅｔ［ｈ（ｚ）］^－１）と転置余因子行列（ａｄｊ［ｈ（ｚ）］）を用いて表現することができる。ここで、ｄｅｔ［・］は、行列式（determinant）の演算子であり、ａｄｊ［・］は、転置余因子行列（adjugate matrix）の演算子である。

　式（４）の転置余因子行列（ａｄｊ［ｈ（ｚ）］）も、式（５）に示すようにＮ×Ｎの行列の集合に属しており、正則である。

　転置余因子行列（ａｄｊ［ｈ（ｚ）］）を送信ウェイトとして送信ビームを形成すると、通信路応答の等価的表現は、次式（６）となる。

　式（６）に示されるように通信路応答の等価的表現は、対角化されているので、ストリーム間干渉が抑制される。このとき、シンボル間干渉としてｄｅｔ［ｈ（ｚ）］が残留するが、受信側で各受信アンテナの受信信号に対してｄｅｔ［ｈ（ｚ）］^－１を受信ウェイトとして乗算することで、単位行列化することができる。これにより、シンボル間干渉が抑制されるので、時間領域及び空間領域で重なり合う信号をストリームごとに分離することが可能になる。

栗山圭太、福園隼人、吉岡正文、立田努、"FIR型送信ビーム形成と双方向受信等化を適用した広帯域シングルキャリアMIMOシステム"、信学総合大会，通信講演論文集１，2019年3月19日～22日、B-5-105, p371

　しかしながら、非特許文献１に開示される技術では、転置余因子行列を用いており、転置余因子行列は、元の行列が正方行列の場合にのみ生成できる行列であるため、送信アンテナと、受信アンテナの本数が異なる場合、すなわち非正方のＭＩＭＯ通信路行列の場合には適用できないという問題がある。

　上記事情に鑑み、本発明は、送信側と受信側のアンテナの本数が異なる場合であっても、ＦＩＲフィルタ型の送信ビーム形成を可能とする技術の提供を目的としている。

　本発明の一態様は、複数のアンテナを有する無線送信局装置と、アンテナを有する無線受信局装置とを備え、シングルキャリアによって無線信号の送受信を行う無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記無線受信局装置、または、前記無線送信局装置が、トレーニング信号に基づいて、通信路行列を推定し、前記無線受信局装置、または、前記無線送信局装置が、前記通信路行列を周波数領域に変換し、変換した周波数領域の通信路行列に対して、周波数ごとに疑似逆行列を算出し、算出した前記疑似逆行列を時間領域に変換して、送信ウェイト行列とし、前記無線送信局装置が、前記送信ウェイト行列に基づいて、送信ビームを形成する、無線通信方法である。

　本発明の一態様は、複数のアンテナを有する無線送信局装置と、アンテナを有する無線受信局装置とを備え、シングルキャリアによって無線信号の送受信を行う無線通信システムであって、前記無線受信局装置、または、前記無線送信局装置は、トレーニング信号に基づいて、通信路行列を推定する通信路推定部を備え、前記無線受信局装置、または、前記無線送信局装置は、前記通信路推定部が推定した前記通信路行列を周波数領域に変換し、変換した周波数領域の通信路行列に対して、周波数ごとに疑似逆行列を算出し、算出した前記疑似逆行列を時間領域に変換して、送信ウェイト行列とする送信ウェイト算出部を備え、前記無線送信局装置は、前記送信ウェイト行列に基づいて、送信ビームを形成する送信ビーム形成処理部を備える無線通信システムである。

　本発明により、送信側と受信側のアンテナの本数が異なる場合であっても、ＦＩＲフィルタ型の送信ビーム形成が可能となる。

第１の実施形態における無線通信システムの構成を示すブロック図である。第１の実施形態における無線通信システムによる処理の流れを示すシーケンス図である。第２の実施形態における無線通信システムの構成を示すブロック図である。第２の実施形態における無線通信システムによる処理の流れを示すシーケンス図である。無線送信局装置と無線受信局装置のアンテナの本数が同一の場合のＦＩＲフィルタ型の送信ビームの形成を説明するための図である。

（第１の実施形態）
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態における無線通信システム１００の構成を示すブロック図である。無線通信システム１００は、無線送信局装置１と、無線受信局装置２とを備える。

　無線送信局装置１は、ビットデータ生成部１１、データ信号変調部１２、トレーニング信号生成部１３、送信ビーム形成処理部１４、送信信号変換部１５、受信信号変換部１６及びＭ本のアンテナ１７－１～１７－Ｍを備える。ここで、Ｍは、２以上の整数である。

　ビットデータ生成部１１は、無線受信局装置２に送信する送信データのビットデータを生成する。ビットデータ生成部１１は、ビットデータを生成する際に誤り訂正符号化及びインタリーブを行ってもよい。データ信号変調部１２は、ビットデータ生成部１１が生成したビットデータを、変調方式にしたがってデータ信号に変換する。変調方式としては、例えば、直交振幅変調（ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation））等が適用される。

　トレーニング信号生成部１３は、無線受信局装置２においても既知である予め定められるトレーニング信号を生成する。送信ビーム形成処理部１４は、無線受信局装置２の送信ウェイト算出部２４が算出する送信ウェイト行列に基づいて、送信ビームを形成する処理を行う。送信ビーム形成処理部１４は、送信ビームを形成する際に送信電力の正規化を行ってもよい。

　送信信号変換部１５は、送信ビーム形成処理部１４が形成した送信ビームを各アンテナ１７－１～１７－Ｍから無線電波により送出するアナログの送信信号に変換する処理を行う。アンテナ１７－１～１７－Ｍは、無線受信局装置２との間で無線電波の送受信を行う。受信信号変換部１６は、アンテナ１７－１～１７－Ｍが受信した無線電波に対応するアナログの受信信号をデジタル信号に変換する。受信信号変換部１６は、変換したデジタル信号に含まれている送信ウェイト行列を送信ビーム形成処理部１４に出力する。

　無線受信局装置２は、受信信号変換部２２、通信路推定部２３、送信ウェイト算出部２４、送信信号変換部２５、データ信号復調部２７、送信データ検出部２８及びＮ本のアンテナ２１－１～２１－Ｎを備える。ここで、Ｎは、２以上の整数であり、Ｎは、Ｍと同一の値であってもよいし、異なる値であってもよい。

　アンテナ２１－１～２１－Ｎは、無線送信局装置１との間で無線電波の送受信を行う。受信信号変換部２２は、アンテナ２１－１～２１－Ｎが受信した無線電波に対応するアナログの受信信号をデジタル信号に変換する。

　受信信号変換部２２は、変換したデジタル信号にトレーニング信号が含まれている場合、デジタル信号からトレーニング信号を読み出す。受信信号変換部２２は、読み出したトレーニング信号を通信路推定部２３に出力する。また、受信信号変換部２２は、変換したデジタル信号にデータ信号が含まれている場合、デジタル信号からデータ信号を読み出す。受信信号変換部２２は、読み出したデータ信号をデータ信号復調部２７に出力する。

　通信路推定部２３は、受信信号変換部２２が出力するトレーニング信号に基づいて通信路行列ｈ（ｚ）を推定する。送信ウェイト算出部２４は、通信路推定部２３が推定した通信路行列ｈ（ｚ）に基づいて、送信ウェイト行列を算出する。送信ウェイト算出部２４は、算出した送信ウェイト行列を送信信号変換部２５に出力する。

　送信信号変換部２５は、送信ウェイト行列を各アンテナ１７－１～１７－Ｍから無線電波により送出するアナログの送信信号に変換する処理を行う。

　データ信号復調部２７は、無線送信局装置１のデータ信号変調部１２が変調に用いた変調方式に対応する復調方式でデータ信号を復調してビットデータを復元する。送信データ検出部２８は、データ信号復調部２７が復調したビットデータから送信データを検出する。送信データ検出部２８は、ビットデータ生成部１１が、誤り訂正符号化を行っている場合、誤り訂正復号化を行い、インタリーブを行っている場合、デインタリーブを行う。

（第１の実施形態の無線通信システムによる処理）
　図２は、本実施形態の無線通信システム１００による処理の流れを示すフローチャートである。
　無線送信局装置１のトレーニング信号生成部１３は、トレーニング信号を生成する（ステップＳ１０１）。トレーニング信号生成部１３は、生成したトレーニング信号を送信ビーム形成処理部１４に出力する。

　送信ビーム形成処理部１４は、トレーニング信号生成部１３が出力するトレーニング信号に基づいて送信ビームを形成する。送信信号変換部１５は、送信ビーム形成処理部１４が形成した送信ビームを各アンテナ１７－１～１７－Ｍから送出するアナログの送信信号に変換する処理を行う。その後、送信信号変換部１５は、アンテナ１７－１～１７－Ｍを介してアナログの送信信号を無線電波により無線受信局装置２に送信する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の時点では、送信ビーム形成処理部１４には、送信ウェイト行列が与えられていない。そのため、送信ビーム形成処理部１４は、送信ウェイト行列を用いずに送信ビームを形成する。そのため、重み付けされていない送信信号がアンテナ１７－１～１７－Ｍの各々から送信されることになる。

　無線受信局装置２のアンテナ２１－１～２１－Ｎの各々は、無線送信局装置１のアンテナ１７－１～１７－Ｍの各々が送信した送信信号を受信する（ステップＳ１０３）。受信信号変換部２２は、アンテナ２１－１～２１－Ｎの各々が受信した送信信号に対応するアナログの受信信号をデジタル信号に変換する。受信信号変換部２２は、変換した複数のデジタル信号それぞれに含まれているトレーニング信号を読み出す。受信信号変換部２２は、読み出した複数のトレーニング信号を通信路推定部２３に出力する。

　通信路推定部２３は、読み出した複数のトレーニング信号に基づいて、通信路行列ｈ（ｚ）を推定する（ステップＳ１０４）。具体的には、通信路推定部２３は、ＣＩＲの伝達関数をＦＩＲの伝達関数で近似する上記の式（１）を行列の要素とする次式（７）で示されるＮ×Ｍの行列である通信路行列ｈ（ｚ）を算出する。式（１）の適用においては、ＣＩＲ長を「Ｌ」とし、無線送信局装置１のアンテナ１７－１～１７－Ｍの中のいずれか１つの任意のアンテナをｎ_ｔとし、無線受信局装置２のアンテナ２１－１～２１－Ｎの中のいずれか１つの任意のアンテナをｎ_ｒとしている。通信路推定部２３は、推定した通信路行列ｈ（ｚ）を送信ウェイト算出部２４に出力する。

　送信ウェイト算出部２４は、通信路推定部２３が出力する通信路行列ｈ（ｚ）を入力する。送信ウェイト算出部２４は、入力した通信路行列ｈ（ｚ）に対して、次式（８）に示すように離散フーリエ変換（ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）を行うことによって、周波数領域の通信路行列Ｈ（ｆ）を算出する（ステップＳ１０５）。

　式（８）に示すように、周波数領域の通信路行列Ｈ（ｆ）は、時間領域の通信路行列ｈ（ｚ）と同様にＮ×Ｍの行列の集合に属しているので、Ｎ×Ｍの行列となる。

　送信ウェイト算出部２４は、周波数領域の通信路行列Ｈ（ｆ）に対して、次式（９）に示すように疑似逆行列Ｈ（ｆ）^†を算出する（ステップＳ１０６）。

　送信ウェイト算出部２４は、次式（１０）に示すように、周波数領域の疑似逆行列Ｈ（ｆ）^†に対して、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）を行うことによって、時間領域の疑似逆行列を算出する（ステップＳ１０７）。ここで、次式（１０）に基づいて送受信ウェイト算出部２４が算出した時間領域の疑似逆行列を送信ウェイト行列ｗ（ｚ）とする。

　送信ウェイト算出部２４は、算出した送信ウェイト行列ｗ（ｚ）を送信信号変換部２５に出力する。

　送信信号変換部２５は、送信ウェイト算出部２４が出力する送信ウェイト行列ｗ（ｚ）を入力する。送信信号変換部２５は、入力した送信ウェイト行列ｗ（ｚ）をアナログの送信信号に変換する。送信信号変換部２５は、変換したアナログの送信信号に対応する無線電波をアンテナ２１－１～２１－Ｎを介して無線送信局装置１に送信する（ステップＳ１０８）。

　無線送信局装置１の受信信号変換部１６は、アンテナ１７－１～１７－Ｍを介して受信した無線電波に対応するアナログの受信信号それぞれをデジタル信号に変換する（ステップＳ１０９）。受信信号変換部１６は、変換した複数のデジタル信号それぞれに含まれている送信ウェイト行列ｗ（ｚ）を読み出す。受信信号変換部１６は、読み出した複数の送信ウェイト行列ｗ（ｚ）を送信ビーム形成処理部１４に出力する。送信ビーム形成処理部１４は、受信信号変換部１６が出力する送信ウェイト行列ｗ（ｚ）を入力する。

　その後、送信データを送信する処理が開始する。ビットデータ生成部１１は、外部より与えられる送信データのビットデータを生成する。データ信号変調部１２は、ビットデータ生成部１１が生成したビットデータを、予め定められる変調方式にしたがってデータ信号に変換する（ステップＳ１１０）。データ信号変調部１２は、変換したデータ信号を送信ビーム形成処理部１４に出力する。

　送信ビーム形成処理部１４は、データ信号変調部１２が出力するデータ信号を入力する。送信ビーム形成処理部１４は、入力したデータ信号と、送信ウェイト行列ｗ（ｚ）とに基づいて、ＦＩＲフィルタ型の送信ビームを形成する（ステップＳ１１１）。

　送信信号変換部１５は、送信ビーム形成処理部１４が形成した送信ビームを各アンテナ１７－１～１７－Ｍから送出するアナログの送信信号に変換する処理を行う。送信信号変換部１５は、アナログの送信信号に対応する無線電波をアンテナ１７－１～１７－Ｍを介して無線受信局装置２に送信する（ステップＳ１１２）。

　無線受信局装置２の受信信号変換部２２は、アンテナ２１－１～２１－Ｎを介して受信した無線電波に対応するアナログの受信信号をデジタル信号に変換する。受信信号変換部２２は、変換したデジタル信号からデータ信号を読み出す。

　送信ウェイト行列ｗ（ｚ）は、ｈ（ｚ）の疑似逆行列であるため、無線受信局装置２が受信するデータ信号、すなわち、通信路応答は、式（１１）に示すように、単位行列となる。したがって、各ストリームは等利得になり、シンボル間干渉が抑制されているため、ストリームごとに分離することが可能になる。

　受信信号変換部２２は、読み出したデータ信号をデータ信号復調部２７に出力する（ステップＳ１１３）。

　データ信号復調部２７は、受信信号変換部２２が出力するデータ信号を入力する。データ信号復調部２７は、入力したデータ信号を復調してビットデータを復元する。送信データ検出部２８は、データ信号復調部２７が復調したビットデータから送信データを検出する。送信データ検出部２８は、検出した送信データを外部に出力する（ステップＳ１１４）。

（第２の実施形態）
　図３は、第２の実施形態における無線通信システム１００ａの構成を示すブロック図である。第２の実施形態の無線通信システム１００ａにおいて、第１の実施形態の無線通信システム１００と同一の構成については、同一の構成を付している。

　第２の実施形態の無線通信システム１００ａと、第１の実施形態の無線通信システム１００の違いは、無線通信システム１００では、無線受信局装置２が、送信ウェイト算出部２４を備えていたのに対して、第２の実施形態の無線通信システム１００ａでは、無線送信局装置１ａが、送信ウェイト算出部２４を備える点である。

　この構成の違いに伴い、無線送信局装置１ａが備える受信信号変換部１６ａは、アンテナ１７－１～１７－Ｍが受信した無線電波に対応するアナログの受信信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号に含まれている通信路行列ｈ（ｚ）を送信ウェイト算出部２４に出力する。

　また、無線受信局装置２ａが備える送信信号変換部２５ａは、通信路推定部２３が出力する通信路行列ｈ（ｚ）を各アンテナ１７－１～１７－Ｍから無線電波により送出するアナログの送信信号に変換する処理を行う。

（第２の実施形態の無線通信システムによる処理）
　図４は、第２の実施形態の無線通信システム１００ａによる処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２０１，Ｓ２０２は、図２に示したステップＳ１０１～Ｓ１０２と同一の処理が、トレーニング信号生成部１３、送信ビーム形成処理部１４、送信信号変換部１５によって行われる。

　ステップＳ２０３，Ｓ２０４は、図２に示したステップＳ１０３～Ｓ１０４と同一の処理が、受信信号変換部２２及び通信路推定部２３によって行われる。送信信号変換部２５ａは、通信路推定部２３が出力する通信路行列ｈ（ｚ）を入力する。送信信号変換部２５ａは、入力した通信路行列ｈ（ｚ）をアナログの送信信号に変換する。送信信号変換部２５ａは、変換したアナログの送信信号に対応する無線電波をアンテナ２１－１～２１－Ｎを介して無線送信局装置１ａに送信する（ステップＳ２０５）。

　無線送信局装置１ａの受信信号変換部１６ａは、アンテナ１７－１～１７－Ｍを介して受信した無線電波に対応するアナログの受信信号をデジタル信号に変換する。受信信号変換部１６ａは、変換したデジタル信号に含まれている通信路行列ｈ（ｚ）を読み出す。受信信号変換部１６ａは、読み出した通信路行列ｈ（ｚ）を送信ウェイト算出部２４に出力する。送信ウェイト算出部２４は、受信信号変換部１６ａが出力する通信路行列ｈ（ｚ）を入力する（ステップＳ２０６）。

　ステップＳ２０７～Ｓ２０９は、図２に示したステップＳ１０３～Ｓ１０５と同一の処理が、送信ウェイト算出部２４によって行われる。ステップＳ２０９において、送信ウェイト算出部２４は、算出した送信ウェイト行列ｗ（ｚ）を送信ビーム形成処理部１４に出力する。送信ビーム形成処理部１４は、送信ウェイト算出部２４が出力する送信ウェイト行列ｗ（ｚ）を入力する。

　ステップＳ２１０～Ｓ２１２及びステップＳ２１３，Ｓ２１４は、図２に示したステップＳ１１０～Ｓ１１２及びステップＳ１１３，Ｓ１１４と同一の処理が、ビットデータ生成部１１、データ信号変調部１２、送信ビーム形成処理部１４、送信信号変換部１５、受信信号変換部２２、データ信号復調部２７及び送信データ検出部２８によって行われる。

　上記の第１及び第２の実施形態の無線通信システム１００，１００ａは、複数のアンテナ１７－１～１７－Ｍを有する無線送信局装置１，１ａと、複数のアンテナ２１－１～２１－Ｎを有する無線受信局装置２，２ａとを備える。無線受信局装置２，２ａにおいて、通信路推定部２３は、無線送信局装置１，１ａから受信するトレーニング信号に基づいて通信路行列を推定する。無線送信局装置１，１ａ、または、無線受信局装置２，２ａが備える送信ウェイト算出部２４は、通信路推定部２３が推定した通信路行列ｈ（ｚ）を周波数領域に変換し、変換した周波数領域の通信路行列ｈ（ｚ）に対して、周波数ごとに疑似逆行列を算出し、算出した疑似逆行列を時間領域に変換して、送信ウェイト行列ｗ（ｚ）とする。送信ビーム形成処理部１４は、送信ウェイト行列ｗ（ｚ）に基づいて、送信ビームを形成する。これにより、送信側と受信側のアンテナの本数が異なる場合、すなわち、通信路行列ｈ（ｚ）が非正方の行列の場合であっても、ＦＩＲフィルタ型の送信ビーム形成が可能となる。

　また、上記の第１及び第２の実施形態の無線通信システム１００，１００ａでは、周波数領域で送信ウェイト行列ｗ（ｚ）を算出し、時間領域で送信ウェイト行列ｗ（ｚ）を乗算する処理、すなわち送信ビームを形成する処理を行う。そのため、時間領域での送信ビーム形成の処理は、データ信号に対して逐次的に処理を行うことができるので、データ信号に対して離散フーリエ変換を行う手法を採用するよりも処理遅延を軽減することが可能となる。

　また、第１及び第２の実施形態の無線通信システム１００，１００ａでは、疑似逆行列を送信ウェイトとして用いており、無線受信局装置２，２ａにおいて、受信ビームを形成する必要がないことから、実装がシンプルになる。

　上記の実施形態の送信ウェイト算出部２４における処理において、離散フーリエ変換に替えて、高速フーリエ変換を適用してもよいし、逆離散フーリエ変換に替えて、高速逆フーリエ変換を適用してもよい。

　また、上記の第１及び第２の実施形態では、無線送信局装置１，１ａが、トレーニング信号生成部１３を備え、無線受信局装置２，２ａが、通信路推定部２３を備えるようにしているが、無線受信局装置２，２ａが、トレーニング信号生成部１３を備え、無線送信局装置１，１ａが、通信路推定部２３を備えて、無線送信局装置１，１ａが、通信路行列ｈ（ｚ）を推定するようにしてもよい。この場合において、第１の実施形態のときには、無線送信局装置１の送信信号変換部１５が通信路推定部２３から通信路行列ｈ（ｚ）を受けて、無線受信局装置２に通信路行列ｈ（ｚ）を送信することになる。

　また、上記の第１及び第２の実施形態では、無線受信局装置２，２ａが、複数のアンテナ２１－１～２１－Ｎを備えるようにしているが、単一のアンテナ２１－１を備える無線受信局装置２，２ａが、複数台あってもよいし、複数のアンテナ２１－１～２１－Ｎを備える無線受信局装置２，２ａが、複数台あってもよい。

　上述した実施形態における無線送信局装置１，１ａと無線受信局装置２，２ａをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

　ＳＣ－ＭＩＭＯ伝送を行う無線通信に適用できる。

１…無線送信局装置、２…無線受信局装置、１１…ビットデータ生成部、１２…データ信号変調部、１３…トレーニング信号生成部、１４…送信ビーム形成処理部、１５…送信信号変換部、１６…受信信号変換部、１７－１～１７－Ｍ…アンテナ、２１－１～２１－Ｎ…アンテナ、２２…受信信号変換部、２３…通信路推定部、２４…送信ウェイト算出部、２５…送信信号変換部、２７…データ信号復調部、２８…送信データ検出部

Claims

　複数のアンテナを有する無線送信局装置と、アンテナを有する無線受信局装置とを備え、シングルキャリアによって無線信号の送受信を行う無線通信システムにおける無線通信方法であって、
　前記無線受信局装置、または、前記無線送信局装置が、トレーニング信号に基づいて、通信路行列を推定し、
　前記無線受信局装置、または、前記無線送信局装置が、前記通信路行列を周波数領域に変換し、変換した周波数領域の通信路行列に対して、周波数ごとに疑似逆行列を算出し、算出した前記疑似逆行列を時間領域に変換して、送信ウェイト行列とし、
　前記無線送信局装置が、前記送信ウェイト行列に基づいて、送信ビームを形成する、
　無線通信方法。
　前記無線受信局装置は、複数のアンテナを有する単一の無線受信局装置であるか、または、単一または複数のアンテナを有する複数の無線受信局装置である、
　請求項１に記載の無線通信方法。
　前記無線送信局装置のアンテナの本数と、前記無線受信局装置のアンテナの本数が異なる、
　請求項１または２に記載の無線通信方法。
　複数のアンテナを有する無線送信局装置と、アンテナを有する無線受信局装置とを備え、シングルキャリアによって無線信号の送受信を行う無線通信システムであって、
　前記無線受信局装置、または、前記無線送信局装置は、
　トレーニング信号に基づいて、通信路行列を推定する通信路推定部を備え、
　前記無線受信局装置、または、前記無線送信局装置は、
　前記通信路推定部が推定した前記通信路行列を周波数領域に変換し、変換した周波数領域の通信路行列に対して、周波数ごとに疑似逆行列を算出し、算出した前記疑似逆行列を時間領域に変換して、送信ウェイト行列とする送信ウェイト算出部を備え、
　前記無線送信局装置は、
　前記送信ウェイト行列に基づいて、送信ビームを形成する送信ビーム形成処理部
　を備える無線通信システム。