無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法
【課題】装置間のチャネル情報に基づいた送信ウエイトの算出に要する時間を短縮する。
【解決手段】基地局装置は、自装置に備えられている複数のアンテナ素子と、端末装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を順に取得するチャネル情報取得部と、チャネル情報取得部がチャネル情報を取得する都度、取得したチャネル情報に基づいて伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべてのチャネル情報を用いて算出した伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、端末装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、送信ウエイト算出部が算出した送信ウエイトを用いて端末装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成部とを備えている。
【解決手段】基地局装置は、自装置に備えられている複数のアンテナ素子と、端末装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を順に取得するチャネル情報取得部と、チャネル情報取得部がチャネル情報を取得する都度、取得したチャネル情報に基づいて伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべてのチャネル情報を用いて算出した伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、端末装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、送信ウエイト算出部が算出した送信ウエイトを用いて端末装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成部とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一の周波数帯域を用い、異なる複数の送信アンテナ素子より独立な信号系列を空間多重し、複数の通信相手への情報伝達を実現する高速な無線通信システムであるマルチユーザＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output；多入力多出力）伝送を行う無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格などの普及が目覚ましい。これらの無線通信システムでは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を用い、最大で５４Ｍｂｐｓの伝送速度を実現している。
【０００３】
今後、更なる高速な無線通信システムを用いたサービスが増加すると考えられる。それに伴い、無線通信システムにおける端末装置が大幅に増大することが予想される。しかし、通信に利用できる周波数帯域は有限であるために、端末装置数が増大すると、周波数チャネルが逼迫して、周波数チャネルの割り当てを受けられない端末装置が生じ、端末装置を通信に利用できないユーザが生じてしまう。
【０００４】
そこで、最近、伝送速度の高速化、大容量化の技術として、最も注目されているのがマルチユーザＭＩＭＯ送信技術である。図６は、マルチユーザＭＩＭＯ送信技術が適用される無線通信システムの構成を示す概略図である。マルチユーザＭＩＭＯ送信技術は、図６に示すような無線通信システムにおいて、基地局装置（アクセスポイント（Access Point；ＡＰ））９１においてＮ（Ｎは、Ｎ≧２の自然数）本の送信アンテナ素子から同一周波数、かつ同一タイミングで異なる独立な信号をそれぞれＭ（ｕ）個（ｕ＝１，…，Ｕ）のアンテナ素子を持つＵ（Ｕは、Ｕ≧２の自然数）個の通信相手である端末装置（Station；ＳＴＡ））９２−１〜９２−Ｕに送信する。このとき、Ｕ個の通信相手の受信アンテナ素子全体を巨大な受信アレーとみなして、下りスループットの向上を実現する技術である。
【０００５】
マルチユーザＭＩＭＯ送信技術としては、ＺＦ（Zero forcing；ゼロフォーシング）法や、ＭＭＳＥ（Minimum mean square error；最小２乗誤差）法などがある（非特許文献１）。これらの通信技術では、送信側の基地局装置において、自装置に備えられているアンテナ素子と、各端末装置に備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を得て、得られたチャネル情報を基に送信ウエイトを算出する。
【０００６】
一般的には、マルチユーザＭＩＭＯ送信技術を用いて複数の送信相手に信号を伝送する前に、基地局装置９１でチャネル情報を得るために、予め端末装置９２でチャネル情報（伝達関数）を推定して基地局装置９１にチャネル情報をフィードバックする。その情報を元に基地局装置９１でウエイトを演算してマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う。
もしくは、基地局装置９１と端末装置９２との間でＴＤＤ（Time Division Duplex；時分割複信）を用いている場合、各端末装置９２から送信された既知信号を用いて、基地局装置９１で上りリンクチャネル情報を推定し、予め測定しておいたキャリブレーションの値を用いて補正したチャネル情報をチャネル情報として用い、基地局装置９１で送信ウエイトを演算してマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う（例えば、非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】M. Joham, et al., “Linear transmit processing in MIMO communications systems,” IEEE Trans. Signal Processing, pp. 2700-2712, vol. 53, no. 8, Aug. 2005.
【非特許文献２】IEEE, “Part 11: Wireless LAN Medium Access Control （MAC) and Physical Layer （PHY) specifications: Enhancements for Higher Throughput,” IEEE 802.11n-2009, Oct. 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献１に記載の技術は、基地局装置と各端末装置との間のチャネル情報を取得した後に、送信ウエイトを算出するためにチャネル情報の逆行列演算を行う必要があり、送信側である基地局装置の回路規模が大きくなってしまうという問題がある。更に、送信ウエイトの算出に時間が掛かってしまうと、伝搬チャネルの時間変動により、チャネル情報を取得した際の伝搬チャネルの特性と、送信ウエイトを用いて送信を行う際の伝搬チャネルの特性とに差が生じ、算出した送信ウエイトが最適なものでなくなってしまうことがある。この場合、算出した送信ウエイトを用いて送信を行うと、伝送特性が劣化してしまうという問題がある。すなわち、伝搬チャネルの時変動に対して、高速に送信ウエイトを算出する演算ができない場合、マルチユーザＭＩＭＯ伝送による伝送速度の高速化、及び大容量化を達成できないことがあるという問題がある。また、非特許文献２に記載されている技術においても、非特許文献１と同様の問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、装置間のチャネル情報に基づいた送信ウエイトの算出に要する時間を短縮することができる無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決するために、本発明は、複数のアンテナ素子を備える第１の通信装置と、該第１の通信装置と通信する複数の第２の通信装置とにより構成される無線通信システムであって、前記第１の通信装置は、自装置に備えられている前記複数のアンテナ素子と、前記第２の通信装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を取得するチャネル情報取得部と、前記チャネル情報取得部が前記チャネル情報を取得する都度、前記取得したチャネル情報に基づいて前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべての前記チャネル情報を用いて算出した前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、前記第２の通信装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、前記送信ウエイト算出部が算出した送信ウエイトを用いて前記第２の通信装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成部とを備えていることを特徴とする無線通信システムである。
【００１１】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２の通信装置の数をＵとした場合、前記送信ウエイト算出部は、前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報としての行列ＲＵの初期値Ｒ０を設定する初期値設定部と、ｕ（１≦ｕ≦Ｕ）番目の前記第２の通信装置に対する前記チャネル情報を取得すると、行列Ｒｕ−１と、前記取得したチャネル情報とから行列Ｒｕを逐次算出する逆行列算出部と、前記逆行列算出部が算出した行列ＲＵを用いて前記送信ウエイトを算出するチャネル行列乗算部とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記送信ウエイト算出部は、前記第２の通信装置それぞれにおける信号対雑音電力比を用いて前記送信ウエイトを算出することを特徴とする。
【００１３】
また、上記問題を解決するために、本発明は、複数のアンテナ素子を備え、複数の通信装置と通信する無線通信装置であって、自装置に備えられている前記複数のアンテナ素子と、前記通信装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を取得するチャネル情報取得部と、前記チャネル情報取得部が前記チャネル情報を取得する都度、前記取得したチャネル情報に基づいて前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべての前記チャネル情報を用いて算出した前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、前記通信装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、前記送信ウエイト算出部が算出した送信ウエイトを用いて前記通信装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成部とを備えていることを特徴とする無線通信装置である。
【００１４】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記通信装置の数をＵとした場合、前記送信ウエイト算出部は、前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報としての行列ＲＵの初期値Ｒ０を設定する初期値設定部と、ｕ（１≦ｕ≦Ｕ）番目の前記通信装置に対する前記チャネル情報を取得すると、行列Ｒｕ−１と、前記取得したチャネル情報とから行列Ｒｕを逐次算出する逆行列算出部と、前記逆行列算出部が算出した行列ＲＵを用いて前記送信ウエイトを算出するチャネル行列乗算部とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記送信ウエイト算出部は、前記通信装置それぞれにおける信号対雑音電力比を用いて前記送信ウエイトを算出することを特徴とする。
【００１６】
また、上記問題を解決するために、本発明は、複数のアンテナ素子を備える第１の通信装置と、該第１の通信装置と通信する複数の第２の通信装置とにより構成される無線通信システムにおける無線通信方法であって、自装置に備えられている前記複数のアンテナ素子と、前記第２の通信装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を取得するチャネル情報取得ステップと、前記チャネル情報取得ステップにおいて前記チャネル情報を取得する都度、前記取得したチャネル情報に基づいて前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべての前記チャネル情報を用いて算出した前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、前記第２の通信装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出ステップと、前記送信ウエイト算出ステップにおいて算出した送信ウエイトを用いて前記第２の通信装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成ステップとを有することを特徴とする無線通信方法である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、第１の通信装置は、自装置と各第２の通信装置との間のチャネル情報を取得し、取得したチャネル情報を用いて、第１の通信装置と第２の通信装置との間の伝搬チャネルの逆特性を示す情報を逐次的に算出する。これにより、すべての第２の通信装置との間のチャネル情報を取得するまで待たずとも、得られたチャネル情報を用いて伝搬チャネルの逆特性を示す情報を算出することができ、送信ウエイトの算出に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態における無線通信システム１が具備する基地局装置１００及び端末装置２００−１〜２００−Ｕの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態における基地局装置１００と端末装置２００との動作を説明するためのフレームシーケンスの一例である。
【図３】同実施形態における送信ウエイト算出回路１０６の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】第２実施形態における無線通信システム２が具備する基地局装置４００及び端末装置５００−１〜５００−Ｕの構成を示す概略ブロック図である。
【図５】同実施形態における基地局装置４００と端末装置５００との動作を説明するためのフレームシーケンスの一例である。
【図６】マルチユーザＭＩＭＯ送信技術が適用される無線通信システムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面を参照して、本発明の実施形態における無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法を説明する。
以下説明する各実施形態における無線通信システムでは、マルチユーザＭＩＭＯ伝送を用いて空間多重したデータを送信する基地局装置（第１の通信装置、無線通信装置）と、空間多重されたデータを受信するＵ（Ｕは、Ｕ≧２の自然数）個の端末装置（第２の通信装置、通信装置）とを具備する場合を例にして説明する。なお、本実施形態の構成において、端末装置を１台とすればシングルユーザＭＩＭＯ（単に、ＭＩＭＯ）となる。また、無線通信システムにおいて、端末装置が空間多重されたデータを送信し、基地局装置が空間多重されたデータを受信する構成も可能である。
【００２０】
（Ａ．第１実施形態）
図１は、第１実施形態における無線通信システム１が具備する基地局装置１００及び端末装置２００−１〜２００−Ｕの構成を示す概略ブロック図である。無線通信システム１が具備する各端末装置２００−１〜２００−Ｕは同じ構成を有している。以下、すべての端末装置２００−１〜２００−Ｕを示す場合、あるいはいずれか１つを示す場合、端末装置２００という。
【００２１】
基地局装置１００は、データ発生回路１０１と、送信信号生成回路１０２と、無線部１０３−１〜１０３−Ｎ（Ｎは、Ｎ≧２の自然数）と、アンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎと、チャネル情報復元回路１０５と、送信ウエイト算出回路１０６とを備えている。
【００２２】
データ発生回路１０１は、各端末装置２００に備えられているアンテナ素子と、自装置に備えられているアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎとの間の伝搬チャネルの特性を推定するためのトレーニング信号系列を生成する。またデータ発生回路１０１は、各端末装置２００に送信する送信データ系列を生成する。
データ発生回路１０１が生成するトレーニング信号系列は、基地局装置１００に備えられているアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎと、各端末装置２００に備えられているアンテナ素子との間のすべての伝搬チャネルの特性を推定できるパターンを含むデータ系列である。データ発生回路１０１は、公知の技術を用いて、このパターンを生成する。例えば、非特許文献２に記載されている直交パターンをトレーニング信号系列として用いてもよい。
【００２３】
送信信号生成回路１０２は、データ発生回路１０１が生成したトレーニング信号系列又は送信データ系列から、送信信号を生成する。例えば、ＯＦＤＭ信号を送信する場合、送信信号生成回路１０２は、トレーニング信号系列又は誤り訂正符号化された送信データ系列を通信に用いる各サブキャリアにマッピングする。また、送信信号生成回路１０２は、各サブキャリアにマッピングしたトレーニング信号系列又は送信データ系列を、サブキャリア単位もしくは全サブキャリア共通でシンボル変調を行う。ここで、シンボル変調として、例えば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying；二位相偏移変調）や、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying；四位相偏移変調）、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation；直交振幅変調）などを用いる。あるいは、他の変調方式を用いてシンボル変調を行ってもよい。
また、送信信号生成回路１０２は、シンボル変調した信号に対して、送信ウェイト算出回路１０６が算出する送信ウエイトに基づいて、送信ビームフォーミングによるマルチユーザＭＩＭＯの信号を生成する。ただし送信ビームフォーミングを行わないで信号を送信する場合（サウンディングフレームを送信する場合も含む）、送信信号生成回路１０２は送信ビームフォーミング処理を行わない。
また、送信信号生成回路１０２は、シンボル変調した信号もしくは送信ビームフォーミング処理後の信号に対して、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform；逆高速フーリエ変換）によりＯＦＤＭ変調を行い、ガードインターバルを挿入して送信信号の時間系列を生成する。
【００２４】
無線部１０３−１〜１０３−Ｎは、送信信号生成回路１０２がトレーニング信号系列又は送信データ系列から生成した送信信号をディジタル−アナログ変換し、更に、送信に利用する周波数帯域の無線信号に周波数変換する。また、無線部１０３−１〜１０３−Ｎは、それぞれに１つずつ接続されたアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎから生成した信号を送信する。
また、無線部１０３−１〜１０３−Ｎは、端末装置２００から送信されるチャネル情報を含む信号系列をアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎを介して受信し、受信した信号系列をベースバンドのディジタル信号に変換してチャネル情報復元回路１０５に出力する。ここで、チャネル情報は、各端末装置２００と自装置（基地局装置１００）との間の下りリンク、つまり基地局装置１００から各端末装置２００へ送信した場合の伝搬チャネルの特性を示す情報である。
【００２５】
チャネル情報復元回路１０５は、無線部１０３−１〜１０３−Ｎから入力される信号系列からチャネル情報を復元し、復元したチャネル情報を送信ウエイト算出回路１０６に出力する。ここで、チャネル情報復元回路１０５によるチャネル情報の復元には、端末装置２００においてチャネル情報を圧縮する際に用いた圧縮方法に対応する復元方法を用いる。例えば、圧縮方法及び復元方法として、非特許文献２に記載された方法を用いる。なお、非特許文献２に記載された方法以外の公知の方法を用いてもよい。
【００２６】
次に、端末装置２００の構成について説明する。各端末装置２００は、上述したように同じ構成を有しているので、ここでは端末装置２００−１について説明する。図１に示すように、端末装置２００−１は、アンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）と、無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）と、受信信号復調回路２０３−１と、送信信号生成回路２０４−１と、チャネル情報推定回路２０５−１と、チャネル情報圧縮回路２０６−１とを備えている。ここで、Ｍ（ｕ）は、ｕ（ｕ＝１，…，Ｕ）番目の端末装置２００−ｕに備えられているアンテナ素子の数を示す。Ｍ（ｕ）は、端末装置２００−１〜２００−Ｕにおいて同じ数でもよいし、端末装置２００−１〜２００−Ｕごとに異なっていてもよい。
【００２７】
アンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）は、それぞれが無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）に１対１に接続されている。
無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）は、それぞれに接続されているアンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）を介して、基地局装置１００から送信される信号を受信し、アンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）で受信した信号ごとにベースバンドのディジタル信号系列に変換して、受信信号復調回路２０３−１と、チャネル情報推定回路２０５−１とに出力する。
また、無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）は、送信信号生成回路２０４−１から入力される送信信号をアナログ信号の無線信号に変換し、変換した無線信号をアンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）を介して送信する。
【００２８】
受信信号復調回路２０３−１は、各無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）が出力するディジタル信号系列を復調、復号し、得られたデータ系列を出力する。
送信信号生成回路２０４−１は、基地局装置１００に備えられている送信信号生成回路１０２と同様に、チャネル情報圧縮回路２０６−１により圧縮されたチャネル情報から送信信号を生成して無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）に出力する。
【００２９】
チャネル情報推定回路２０５−１は、無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）から入力されるディジタル信号系列に含まれるトレーニング信号系列から、基地局装置１００に備えられているアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎとアンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）との間のチャネル情報を推定する。チャネル情報の推定方法は、公知の技術により行う。例えば、ＬＳ（Least Square；最小２乗）法によりチャネル情報を推定する（参考文献１：I. Barhumi, et el., “Optimal training design for MIMO OFDM systems in mobile wireless channels,” IEEE Trans. Sig. Process., vol. 51, no. 6, June 2003.）。
【００３０】
チャネル情報圧縮回路２０６−１は、チャネル情報推定回路２０５−１により推定されるチャネル情報を量子化、及び圧縮して送信信号生成回路２０４−１に出力する。ここで、チャネル情報の圧縮方法としては、上述した復元方法と同様に公知の技術、例えば非特許文献２に記載された方法などを用いるようにしてもよい。なお、本実施形態において、端末装置２００は、圧縮されたチャネル情報を送信することのみを説明したが、トレーニング信号系列や、他のデータ信号を送信するようにしてもよい。
【００３１】
次に、本実施形態の基地局装置１００と端末装置２００との動作について説明する。
図２は、本実施形態における基地局装置１００と端末装置２００との動作を説明するためのフレームシーケンスの一例である。同図において、横軸は時間を示し、基地局装置１００及び各端末装置２００から送信されるフレームが示されている。以下の説明において、端末装置２００−ｕ（１≦ｕ≦Ｕ）は、端末装置２００−１〜２００−Ｕのいずれか１つを示す。また、基地局装置１００と端末装置２００とはＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access；時分割多元接続）を用いた通信を行う。また、各端末装置２００が基地局装置１００にチャネル情報をフィードバックする際には、予め定められた順番（例えば、端末装置２００−１から順に端末装置２００−Ｕまでの順）でフィードバックを行う場合について説明し、その際、第ｕ番目の端末装置２００−ｕからチャネル情報フィードバックフレームが受信された時刻をｔ１ｕ（ｕ＝１，２，…，Ｕ））とするものとする。なお、各端末装置２００がチャネル情報をフィードバックする順序は、フィードバックを行う都度、基地局装置１００から各端末装置２００に通知するようにしてもよい。
【００３２】
まず、基地局装置１００において、データ発生回路１０１がトレーニング信号系列を生成し、送信信号生成回路１０２がデータ発生回路１０１により生成されたトレーニング信号系列から送信信号を生成し、無線部１０３−１〜１０３−Ｎが生成された送信信号をアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎを介し、サウンディングフレームとして信号を各端末装置２００に送信する。
各端末装置２００−ｕにおいて、無線部２０２−ｕ−１〜２０２−ｕ−Ｍ（ｕ）がアンテナ素子２０１−ｕ−１〜２０１−ｕ−Ｍ（ｕ）を介して、基地局装置１００から送信されたサウンディングフレームを受信する。そして、無線部２０２−ｕ−１〜２０２−ｕ−Ｍ（ｕ）が受信したサウンディングフレームをベースバンドのディジタル信号系列に変換し、チャネル情報推定回路２０５−ｕが変換されたディジタル信号系列に基づいてチャネル情報を推定する。
【００３３】
チャネル情報圧縮回路２０６−ｕは、チャネル情報推定回路２０５−ｕにより推定されたチャネル情報を量子化、及び圧縮して送信信号生成回路２０４−ｕに出力する。送信信号生成回路２０４−ｕがチャネル情報圧縮回路２０６−ｕにより圧縮されたチャネル情報を送信信号に変換し、無線部２０２−ｕ−１〜２０２−ｕ−Ｍ（ｕ）が送信信号をアンテナ素子２０１−ｕ−１〜２０１−ｕ−Ｍ（ｕ）を介してチャネル情報フィードバックフレームとして基地局装置１００に送信する。このとき、端末装置２００−１、端末装置２００−２、…、端末装置２００−Ｕの順に異なるタイミングで、チャネル情報フィードバックフレームを送信する（時刻ｔ１１，ｔ１２，…，ｔ１Ｕ）。
【００３４】
基地局装置１００において、無線部１０３−１〜１０３−Ｎは、アンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎを介して各端末装置２００−ｕから送信された信号を受信すると、受信した信号をベースバンドのディジタル信号に変換し、チャネル情報復元回路１０５に順次出力する。チャネル情報復元回路１０５は、無線部１０３−１〜１０３−Ｎにより変換されたベースバンドのディジタル信号に含まれる圧縮されたチャネル情報をチャネル情報フィードバックフレームの順に復元する。送信ウエイト算出回路１０６は、復元されたチャネル情報順に用いて送信ウエイトを算出する。
送信信号生成回路１０２は、データ発生回路１０１から入力された送信信号に対して上述した信号処理を行い、更に、送信ウエイト算出回路１０６が算出した送信ウエイトを用いてマルチユーザＭＩＭＯの無線信号を生成し、生成した無線信号をアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎを介してデータフレームとして端末装置２００に送信する。なお、送信ビームフォーミングを行わないで信号を送信する場合（サウンディングフレームを送信する場合も含む）、送信信号生成回路１０２は送信ビームフォーミングは行わない。
【００３５】
各端末装置２００−ｕにおいて、無線部２０２−ｕ−１〜２０２−ｕ−Ｍ（ｕ）が、アンテナ素子２０１−ｕ−１〜２０２−ｕ−Ｍ（ｕ）を介して、基地局装置１００から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号をベースバンドのディジタル信号に変換して受信信号復調回路２０３−ｕに出力する。受信信号復調回路２０３−ｕは、入力されたディジタル信号からデータ系列を復調、復号して出力する。
【００３６】
次に、本実施形態の基地局装置１００に備えられている送信ウエイト算出回路１０６における送信ウエイトの生成処理について説明する。ここで説明する処理は、チャネル情報フィードバックフレームが受信された後に行う処理であり、上述したように、復元されたチャネル情報を順に用いて演算を行い、送信ウエイトを算出する。なお、以下では、説明を簡単にするために、各端末装置２００に備えられているアンテナ素子数が１本、つまりＭ（ｕ）＝１（ｕ＝１，２，．．．，Ｕ）である場合について説明する。
【００３７】
図３は、本実施形態における送信ウエイト算出回路１０６の構成を示す概略ブロック図である。送信ウエイト算出回路１０６は、初期値設定回路３０１、逆行列算出回路３０２、及びチャネル行列乗算回路３０３を有している。
初期値設定回路３０１は、予め次式（１）を用いて、送信ウエイトを生成する際に用いる逆行列Ｒ（ｋ）−１の初期値Ｒ０（ｋ）−１の設定をサブキャリアごとに行い、各サブキャリアの初期値Ｒ０（ｋ）−１を逆行列算出回路３０２に出力する。
【００３８】
【数１】
【００３９】
ここで、ｋはサブキャリア番号を示し、ＩＮはＮ×Ｎの単位行列を示す。δは任意の正の実数もしくは０であり、予め定められた値である。また、δはサブキャリアごとに異なる値を設定してもよいし、同じ値でもよい。
【００４０】
逆行列算出回路３０２は、初期値設定回路３０１で生成された逆行列の初期値Ｒ０（ｋ）−１と、チャネル情報復元回路１０５から入力されるチャネル情報とを用いて、逆行列演算を行う。ここで、逆行列算出回路３０２は、各端末装置２００からフィードバックされたチャネル情報が受信された順に、逆行列演算を行う。
具体的には、時刻ｔ１ｕ（ｕ＝１，２，…Ｕ）において端末装置２００からチャネル情報がフィードバックされる都度、チャネル情報復元部１０５がチャネル情報を復元し、その後、逆行列算出回路３０２が第１番目の端末装置２００から第（ｕ−１）番目の端末装置２００−（ｕ−１）までのチャネル情報から算出された逆行列Ｒｕ−１（ｋ）−１から、ベクトルｐｕ（ｋ）、及び変数ｑｕ（ｋ）を次式（２）及び次式（３）を用いて算出する。
【００４１】
【数２】
【００４２】
【数３】
【００４３】
ここで、式（２）における上付きＨはエルミート転置を表す。ベクトルｈｕ（ｋ）は端末装置２００−ｕと基地局装置１００との間のチャネル情報ベクトルの第ｋ周波数成分であり、次式（４）で与えられる。
【００４４】
【数４】
【００４５】
ここで、Ｈｕ，ｎ（ｋ）は端末装置２００−ｕと、基地局装置１００の第ｎアンテナ素子との間に対するチャネル情報の推定値の第ｋ周波数成分である。
【００４６】
逆行列算出回路３０２は、得られたベクトルｐｕ（ｋ）及び変数ｑｕ（ｋ）を用いてチャネル情報から算出された逆行列Ｒｕ（ｋ）−１を次式（５）のように更新する。
【００４７】
【数５】
【００４８】
上記の式（５）による演算を、すべての端末装置２００−１〜２００−Ｕに対して、逐次的に演算を行い第Ｕ番目の端末装置２００−Ｕに対するチャネル情報が得られることで算出される逆行列ＲＵ（ｋ）−１が得られたらその結果をチャネル行列乗算回路３０３に出力する。
【００４９】
チャネル行列乗算回路３０３は、逆行列算出回路３０２が算出した逆行列ＲＵ（ｋ）−１と、チャネル情報復元回路１０５から入力される各端末装置２００のチャネル情報とを入力値として、送信ビームフォーミングウエイト（送信ウエイト）を算出する。第ｋサブキャリアにおける送信ビームフォーミングウエイトＷ（ｋ）は、次式（６）を用いて算出される。
【００５０】
【数６】
【００５１】
チャネル行列乗算回路３０３は、算出した送信ビームフォーミングウエイトＷ（ｋ）を送信信号生成回路１０２に出力する。
なお、基地局装置１００において、各端末装置２００におけるＳＮＲ（Signal-to-noise power ratio；信号対雑音電力比）が得られる場合には、得られたＳＮＲも用いて送信ウエイトＷ（ｋ）を演算することにより、雑音強調が抑圧されて特性を改善することができる。具体的には、ＳＮＲが得られる場合、チャネル行列乗算回路３０３は、式（６）において用いるチャネル情報ベクトルｈｕ（ｋ）に替えて、次式（７）で与えられるチャネル情報ベクトルｈ’ｕ（ｋ）を用いて送信ウエイトＷ（ｋ）を算出する。
【００５２】
【数７】
【００５３】
ここで、式（７）におけるＰｕは端末装置２００−ｕにおけるＳＮＲの測定値を示す。ＳＮＲは、チャネル情報と同様に、端末装置２００で推定して基地局装置１００にフィードバックするようにしてもよいし、各端末装置２００から同じ送信電力で既知の信号を送信し、基地局装置１００で受信した信号に基づいてＳＮＲを推定するようにしてもよい。
【００５４】
上述のように、基地局装置１００において、各端末装置２００から順次フィードバックされるチャネル情報を用いて、基地局装置１００と各端末装置２００との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報（行列）に対する逆行列を逐次的に算出し、逆行列を更新することにより、チャネル情報に対する逆行列の算出に要する時間を短縮することができる。すなわち、送信ウエイト算出回路１０６は、チャネル情報復元回路１０５がチャネル情報を取得する都度、取得したチャネル情報に基づいて基地局装置１００とすべての端末装置２００との間の伝搬チャネルの逆特性を示す逆行列Ｒｕ（ｋ）−１を更新し、すべてのチャネル情報を用いた逆行列ＲＵ（ｋ）−１を算出する。このとき、送信ウエイト算出回路１０６は、最後の端末装置２００からチャネル情報を受信してから、式（２）、式（３）、式（５）及び式（７）の演算を行えば、送信ウエイトを算出することができる。式（２）、式（３）、式（５）及び式（７）の演算により、基地局装置１００とすべての端末装置２００との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報行列が得られてから逆行列の算出を開始する場合よりも、送信ウエイトＷ（ｋ）の算出に要する時間を削減することができる。
その結果、送信ウエイトＷ（ｋ）の算出に要する時間（オーバーヘッド）を削減することができ、また、伝搬チャネルの時間変動の影響を低減することができ、無線通信システム１のスループットを向上させることができる。
また、各端末装置２００に対するチャネル情報ベクトルを受信すると、逐次的に逆行列を算出するようにしたので、式（２）、式（３）及び式（５）における行列演算を簡単化して演算量を減らすことができ、当該演算を処理する回路の回路規模を削減することができる。
【００５５】
なお、上述した第１実施形態は、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex；周波数分割複信）及びＴＤＤいずれの場合でも利用することが可能である。ＦＤＤの場合は、上りリンクと下りリンクの使用する周波数帯域を異なるものにすればよい。
【００５６】
（Ｂ．第２実施形態）
図４は、第２実施形態における無線通信システム２が具備する基地局装置４００及び端末装置５００−１〜５００−Ｕの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態における無線通信システム２は、ＴＤＤを前提としたシステムである点が第１実施形態の無線通信システム１と異なる。また、無線通信システム２が具備する各端末装置５００−１〜５００−Ｕは同じ構成を有している。以下、すべての端末装置５００−１〜５００−Ｕを示す場合、あるいはいずれか１つを示す場合、端末装置５００という。また、無線通信システム２において、第１実施形態の無線通信システム１と同じ機能部に対しては同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００５７】
基地局装置４００は、データ発生回路１０１と、送信信号生成回路１０２と、無線部１０３−１〜１０３−Ｎ（Ｎは、Ｎ≧２の自然数）と、アンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎと、チャネル情報推定回路４０５と、送信ウエイト算出回路１０６とを備えている。基地局装置４００は、チャネル情報復元回路１０５に替えてチャネル情報推定回路４０５を備えている点が基地局装置１００（図１）と異なる。
チャネル情報推定回路４０５は、無線部１０３−１〜１０３−Ｎから入力される信号系列に含まれるトレーニング信号系列を検出し、検出したトレーニング信号系列に基づいて、基地局装置４００に備えられているアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎと各端末装置５００に備えられている各アンテナ素子との間の上りリンクのチャネル情報を推定する。更に、チャネル情報推定回路４０５は、推定した上りリンクのチャネル情報と、予め測定しておいたキャリブレーションの補正値とを用いて、下りリンクのチャネル情報を算出する。チャネル情報推定回路４０５は、キャリブレーションを行う際、公知の技術、例えば非特許文献２に記載されている方法を用いる。また、チャネル情報推定回路４０５は、算出した下りリンクのチャネル情報を送信ウエイト算出回路１０６に出力する。
【００５８】
端末装置５００−１は、アンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）と、無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）と、受信信号復調回路２０３−１と、送信信号生成回路２０４−１と、データ発生回路５０６−１とを備えている。端末装置５００−１は、チャネル情報推定回路２０５−１及びチャネル情報圧縮回路２０６−１に替えてデータ発生回路５０６−１を備えている点が端末装置２００−１（図１）と異なる。本実施形態においては、端末装置５００がチャネル情報を推定し、フィードバックする必要がないためである。
データ発生回路５０６−１は、各端末装置５００に備えられているアンテナ素子と、基地局装置４００に備えられているアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎとの間のチャネル情報を推定するためのトレーニング信号系列と、端末装置５００−１〜５００−Ｕから基地局装置４００へ送信する送信データ系列とを生成する。データ発生回路５０６−１は、生成したトレーニング信号系列と、生成した送信データ系列とを送信信号生成回路２０４−１に出力する。
【００５９】
次に、本実施形態の基地局装置４００と端末装置５００との動作について説明する。
図５は、本実施形態における基地局装置４００と端末装置５００との動作を説明するためのフレームシーケンスの一例である。同図において、横軸は時間を示し、基地局装置４００及び各端末装置５００から送信されるフレームが示されている。以下の説明において、端末装置５００−ｕ（１≦ｕ≦Ｕ）は、端末装置５００−１〜５００−Ｕのいずれか１つを示す。また、基地局装置４００と端末装置５００とはＴＤＭＡを用いた通信を行う。また、各端末装置５００が基地局装置４００にトレーニング信号系列を送信する際には、予め定められた順番（例えば、端末装置５００−１から順に端末装置５００−Ｕまでの順）でトレーニング信号系列を送信する場合について説明し、その際、第ｕ番目の端末装置５００−ｕ（ｕ＝１，２，…，Ｕ）からチャネル情報フィードバックフレームが受信された時刻をｔ２ｕとするものとする。
【００６０】
端末装置５００−ｕにおいて、データ生成回路５０６−ｕは上りリンクチャネル情報を推定するためのトレーニング信号系列を生成して送信信号生成回路２０４−ｕに出力する。送信信号生成回路２０４−ｕは、データ生成回路５０６−ｕにより生成されたトレーニング信号系列から送信信号を生成する。無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（ｕ）は、アンテナ素子２０１−ｕ−１〜２０１−ｕ−Ｍ（ｕ）を介して、送信信号生成回路２０４−ｕが生成した送信信号をサウンディングフレームとして基地局装置４００に送信する（時刻ｔ２１，ｔ２２，…，ｔ２Ｕ）。ここで、サウンディングフレームは、ＴＤＭＡで順番に送信される。また、各端末装置５００が送信する順番は、予め定めておいてもよし、基地局装置４００が各端末装置５００に送信する順番を事前に通知するようにしてもよい。
【００６１】
基地局装置４００において、無線部１０３−１〜１０３−Ｎは、アンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎを介して、端末装置５００から送信された順にサウンディングフレームを受信し、受信したサウンディングフレームに含まれる信号をベースバンドのディジタル信号に変換する。チャネル情報推定回路４０５は、各無線部１０３−１〜１０３−Ｎにより変換されたディジタル信号に含まれるトレーニング信号系列を検出し、該トレーニング信号系列を送信した端末装置５００との間の上りリンクのチャネル情報を推定し、推定した上りリンクのチャネル情報とキャリブレーションの補正値とから下りリンクのチャネル情報を推定する。このとき、チャネル情報推定回路４０５は、サウンディングフレームを受信した順に下りリンクのチャネル情報を推定する。
【００６２】
送信ウエイト算出回路１０６は、チャネル情報推定回路４０５が推定したチャネル情報を用いて順に演算を行い、送信ウエイトを算出する。このとき、送信ウエイト算出回路１０６は、第１実施形態において説明したように、第ｕ番目の端末装置５００−ｕに対応する下りリンクのチャネル情報が得られると、第１番目の端末装置５００−１から第（ｕ−１）番目の端末装置５００−（ｕ−１）までのチャネル情報から算出された逆行列Ｒｕ−１（ｋ）−１から逆行列Ｒｕ（ｋ）−１を順次算出する。送信ウエイト算出回路１０６は、第Ｕ番目の端末装置２００−Ｕに対するチャネル情報を用いて逆行列ＲＵ（ｋ）−１を算出すると、逆行列ＲＵ（ｋ）−１から送信ウエイトを算出し、算出した送信ウエイトを送信信号生成回路１０２に出力する。
送信信号生成回路１０２は、データ発生回路１０１から入力された送信信号に対して上述した信号処理を行い、更に、送信ウエイト算出回路１０６が算出した送信ウエイトを用いてマルチユーザＭＩＭＯの無線信号を生成し、生成した無線信号をアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎを介してデータフレームとして端末装置５００に送信する。なお、送信ビームフォーミングを行わないで信号を送信する場合、送信信号生成回路１０２は送信ビームフォーミングは行わない。
【００６３】
各端末装置５００−ｕにおいて、無線部２０２−ｕ−１〜２０２−ｕ−Ｍ（ｕ）は、アンテナ素子２０１−ｕ−１〜２０１−ｕ−Ｍ（ｕ）を介して、基地局装置４００から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号をベースバンドのディジタル信号に変換して受信信号復調回路２０３−ｕに出力する。受信信号復調回路２０３−ｕは入力されたディジタル信号からデータ系列を復調、復号して出力する。
【００６４】
上述のように、本実施形態の無線通信システム２においても、第１実施形態と同様に、チャネル情報が得られてからチャネル情報に対する逆行列の算出に要する時間を短縮することができる。これにより、送信ウエイトＷ（ｋ）の算出に要する時間（オーバーヘッド）を削減することができ、また、伝搬チャネルの時間変動の影響を低減することができ、無線通信システム２のスループットを向上させることができる。
【００６５】
なお、上述の各実施形態では、各端末装置２００、５００が備えているアンテナ素子が１本の場合について説明したが、アンテナ素子が複数であってよい。この場合、端末装置２００、５００に対するチャネル情報として複数のチャネル情報ベクトルが得られるが、得られた個々のベクトルを異なる端末装置のチャネル情報ベクトルと見立てることにより、上述の説明と同様に演算可能である。
また、上述の各実施形態では、無線通信システム１、２において、基地局装置１００、４００がＯＦＤＭ信号を送信する場合について説明したが、シングルキャリア信号や（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access；直交周波数分割多元接続）信号などを送信するようにしてもよい。
また、上述の各実施形態において、マルチユーザＭＩＭＯによる送信を例にして説明したが、マルチユーザＭＩＭＯ伝送に限らず、ビームフォーミングを行う送信を行う無線通信システムに適用することができる。
【００６６】
なお、本発明における送信ウエイト算出回路１０６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、実行することにより初期値設定回路３０１、逆行列算出回路３０２、及びチャネル行列乗算回路３０３による処理を行わせ、送信ウエイトを算出させるようにしてもよい。なお、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、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。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。更に「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が送信された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（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００６７】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。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良い。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、例えば、無線ＬＡＮや、携帯電話などの無線通信システムに用いることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１，２…無線通信システム
９１…基地局装置
９２…端末装置
１００，４００…基地局装置（第１の通信装置，無線通信装置）
１０１…データ発生回路
１０２…送信信号生成回路
１０３−１，１０３−２，１０３−Ｎ…無線部
１０４−１，１０４−２，１０４−Ｎ…アンテナ素子
１０５…チャネル情報復元回路（チャネル情報取得部）
１０６…送信ウエイト算出回路
２００，２００−１，２００−ｕ，２００−Ｕ，５００，５００−１，５００−ｕ，５００−Ｕ…端末装置（第２の通信装置，通信装置）
２０１−１−１，２０１−１−２，２０１−１−Ｍ（ｕ），２０１−Ｕ−１，２０１−Ｕ−Ｍ（Ｕ）…アンテナ素子
２０２−１−１，２０２−１−２，２０２−１−Ｍ（１）…無線部
２０３−１…受信信号復調回路
２０４−１…送信信号生成回路
２０５−１…チャネル情報推定回路
２０６−１…チャネル情報圧縮回路
３０１…初期値設定回路
３０２…逆行列算出回路
３０３…チャネル行列乗算回路
４０５…チャネル情報推定回路（チャネル情報取得部）
５０６−１…データ発生回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一の周波数帯域を用い、異なる複数の送信アンテナ素子より独立な信号系列を空間多重し、複数の通信相手への情報伝達を実現する高速な無線通信システムであるマルチユーザＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output；多入力多出力）伝送を行う無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格などの普及が目覚ましい。これらの無線通信システムでは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を用い、最大で５４Ｍｂｐｓの伝送速度を実現している。
【０００３】
今後、更なる高速な無線通信システムを用いたサービスが増加すると考えられる。それに伴い、無線通信システムにおける端末装置が大幅に増大することが予想される。しかし、通信に利用できる周波数帯域は有限であるために、端末装置数が増大すると、周波数チャネルが逼迫して、周波数チャネルの割り当てを受けられない端末装置が生じ、端末装置を通信に利用できないユーザが生じてしまう。
【０００４】
そこで、最近、伝送速度の高速化、大容量化の技術として、最も注目されているのがマルチユーザＭＩＭＯ送信技術である。図６は、マルチユーザＭＩＭＯ送信技術が適用される無線通信システムの構成を示す概略図である。マルチユーザＭＩＭＯ送信技術は、図６に示すような無線通信システムにおいて、基地局装置（アクセスポイント（Access Point；ＡＰ））９１においてＮ（Ｎは、Ｎ≧２の自然数）本の送信アンテナ素子から同一周波数、かつ同一タイミングで異なる独立な信号をそれぞれＭ（ｕ）個（ｕ＝１，…，Ｕ）のアンテナ素子を持つＵ（Ｕは、Ｕ≧２の自然数）個の通信相手である端末装置（Station；ＳＴＡ））９２−１〜９２−Ｕに送信する。このとき、Ｕ個の通信相手の受信アンテナ素子全体を巨大な受信アレーとみなして、下りスループットの向上を実現する技術である。
【０００５】
マルチユーザＭＩＭＯ送信技術としては、ＺＦ（Zero forcing；ゼロフォーシング）法や、ＭＭＳＥ（Minimum mean square error；最小２乗誤差）法などがある（非特許文献１）。これらの通信技術では、送信側の基地局装置において、自装置に備えられているアンテナ素子と、各端末装置に備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を得て、得られたチャネル情報を基に送信ウエイトを算出する。
【０００６】
一般的には、マルチユーザＭＩＭＯ送信技術を用いて複数の送信相手に信号を伝送する前に、基地局装置９１でチャネル情報を得るために、予め端末装置９２でチャネル情報（伝達関数）を推定して基地局装置９１にチャネル情報をフィードバックする。その情報を元に基地局装置９１でウエイトを演算してマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う。
もしくは、基地局装置９１と端末装置９２との間でＴＤＤ（Time Division Duplex；時分割複信）を用いている場合、各端末装置９２から送信された既知信号を用いて、基地局装置９１で上りリンクチャネル情報を推定し、予め測定しておいたキャリブレーションの値を用いて補正したチャネル情報をチャネル情報として用い、基地局装置９１で送信ウエイトを演算してマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う（例えば、非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】M. Joham, et al., “Linear transmit processing in MIMO communications systems,” IEEE Trans. Signal Processing, pp. 2700-2712, vol. 53, no. 8, Aug. 2005.
【非特許文献２】IEEE, “Part 11: Wireless LAN Medium Access Control （MAC) and Physical Layer （PHY) specifications: Enhancements for Higher Throughput,” IEEE 802.11n-2009, Oct. 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献１に記載の技術は、基地局装置と各端末装置との間のチャネル情報を取得した後に、送信ウエイトを算出するためにチャネル情報の逆行列演算を行う必要があり、送信側である基地局装置の回路規模が大きくなってしまうという問題がある。更に、送信ウエイトの算出に時間が掛かってしまうと、伝搬チャネルの時間変動により、チャネル情報を取得した際の伝搬チャネルの特性と、送信ウエイトを用いて送信を行う際の伝搬チャネルの特性とに差が生じ、算出した送信ウエイトが最適なものでなくなってしまうことがある。この場合、算出した送信ウエイトを用いて送信を行うと、伝送特性が劣化してしまうという問題がある。すなわち、伝搬チャネルの時変動に対して、高速に送信ウエイトを算出する演算ができない場合、マルチユーザＭＩＭＯ伝送による伝送速度の高速化、及び大容量化を達成できないことがあるという問題がある。また、非特許文献２に記載されている技術においても、非特許文献１と同様の問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、装置間のチャネル情報に基づいた送信ウエイトの算出に要する時間を短縮することができる無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決するために、本発明は、複数のアンテナ素子を備える第１の通信装置と、該第１の通信装置と通信する複数の第２の通信装置とにより構成される無線通信システムであって、前記第１の通信装置は、自装置に備えられている前記複数のアンテナ素子と、前記第２の通信装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を取得するチャネル情報取得部と、前記チャネル情報取得部が前記チャネル情報を取得する都度、前記取得したチャネル情報に基づいて前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべての前記チャネル情報を用いて算出した前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、前記第２の通信装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、前記送信ウエイト算出部が算出した送信ウエイトを用いて前記第２の通信装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成部とを備えていることを特徴とする無線通信システムである。
【００１１】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２の通信装置の数をＵとした場合、前記送信ウエイト算出部は、前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報としての行列ＲＵの初期値Ｒ０を設定する初期値設定部と、ｕ（１≦ｕ≦Ｕ）番目の前記第２の通信装置に対する前記チャネル情報を取得すると、行列Ｒｕ−１と、前記取得したチャネル情報とから行列Ｒｕを逐次算出する逆行列算出部と、前記逆行列算出部が算出した行列ＲＵを用いて前記送信ウエイトを算出するチャネル行列乗算部とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記送信ウエイト算出部は、前記第２の通信装置それぞれにおける信号対雑音電力比を用いて前記送信ウエイトを算出することを特徴とする。
【００１３】
また、上記問題を解決するために、本発明は、複数のアンテナ素子を備え、複数の通信装置と通信する無線通信装置であって、自装置に備えられている前記複数のアンテナ素子と、前記通信装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を取得するチャネル情報取得部と、前記チャネル情報取得部が前記チャネル情報を取得する都度、前記取得したチャネル情報に基づいて前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべての前記チャネル情報を用いて算出した前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、前記通信装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、前記送信ウエイト算出部が算出した送信ウエイトを用いて前記通信装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成部とを備えていることを特徴とする無線通信装置である。
【００１４】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記通信装置の数をＵとした場合、前記送信ウエイト算出部は、前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報としての行列ＲＵの初期値Ｒ０を設定する初期値設定部と、ｕ（１≦ｕ≦Ｕ）番目の前記通信装置に対する前記チャネル情報を取得すると、行列Ｒｕ−１と、前記取得したチャネル情報とから行列Ｒｕを逐次算出する逆行列算出部と、前記逆行列算出部が算出した行列ＲＵを用いて前記送信ウエイトを算出するチャネル行列乗算部とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記送信ウエイト算出部は、前記通信装置それぞれにおける信号対雑音電力比を用いて前記送信ウエイトを算出することを特徴とする。
【００１６】
また、上記問題を解決するために、本発明は、複数のアンテナ素子を備える第１の通信装置と、該第１の通信装置と通信する複数の第２の通信装置とにより構成される無線通信システムにおける無線通信方法であって、自装置に備えられている前記複数のアンテナ素子と、前記第２の通信装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を取得するチャネル情報取得ステップと、前記チャネル情報取得ステップにおいて前記チャネル情報を取得する都度、前記取得したチャネル情報に基づいて前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべての前記チャネル情報を用いて算出した前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、前記第２の通信装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出ステップと、前記送信ウエイト算出ステップにおいて算出した送信ウエイトを用いて前記第２の通信装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成ステップとを有することを特徴とする無線通信方法である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、第１の通信装置は、自装置と各第２の通信装置との間のチャネル情報を取得し、取得したチャネル情報を用いて、第１の通信装置と第２の通信装置との間の伝搬チャネルの逆特性を示す情報を逐次的に算出する。これにより、すべての第２の通信装置との間のチャネル情報を取得するまで待たずとも、得られたチャネル情報を用いて伝搬チャネルの逆特性を示す情報を算出することができ、送信ウエイトの算出に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態における無線通信システム１が具備する基地局装置１００及び端末装置２００−１〜２００−Ｕの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態における基地局装置１００と端末装置２００との動作を説明するためのフレームシーケンスの一例である。
【図３】同実施形態における送信ウエイト算出回路１０６の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】第２実施形態における無線通信システム２が具備する基地局装置４００及び端末装置５００−１〜５００−Ｕの構成を示す概略ブロック図である。
【図５】同実施形態における基地局装置４００と端末装置５００との動作を説明するためのフレームシーケンスの一例である。
【図６】マルチユーザＭＩＭＯ送信技術が適用される無線通信システムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面を参照して、本発明の実施形態における無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法を説明する。
以下説明する各実施形態における無線通信システムでは、マルチユーザＭＩＭＯ伝送を用いて空間多重したデータを送信する基地局装置（第１の通信装置、無線通信装置）と、空間多重されたデータを受信するＵ（Ｕは、Ｕ≧２の自然数）個の端末装置（第２の通信装置、通信装置）とを具備する場合を例にして説明する。なお、本実施形態の構成において、端末装置を１台とすればシングルユーザＭＩＭＯ（単に、ＭＩＭＯ）となる。また、無線通信システムにおいて、端末装置が空間多重されたデータを送信し、基地局装置が空間多重されたデータを受信する構成も可能である。
【００２０】
（Ａ．第１実施形態）
図１は、第１実施形態における無線通信システム１が具備する基地局装置１００及び端末装置２００−１〜２００−Ｕの構成を示す概略ブロック図である。無線通信システム１が具備する各端末装置２００−１〜２００−Ｕは同じ構成を有している。以下、すべての端末装置２００−１〜２００−Ｕを示す場合、あるいはいずれか１つを示す場合、端末装置２００という。
【００２１】
基地局装置１００は、データ発生回路１０１と、送信信号生成回路１０２と、無線部１０３−１〜１０３−Ｎ（Ｎは、Ｎ≧２の自然数）と、アンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎと、チャネル情報復元回路１０５と、送信ウエイト算出回路１０６とを備えている。
【００２２】
データ発生回路１０１は、各端末装置２００に備えられているアンテナ素子と、自装置に備えられているアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎとの間の伝搬チャネルの特性を推定するためのトレーニング信号系列を生成する。またデータ発生回路１０１は、各端末装置２００に送信する送信データ系列を生成する。
データ発生回路１０１が生成するトレーニング信号系列は、基地局装置１００に備えられているアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎと、各端末装置２００に備えられているアンテナ素子との間のすべての伝搬チャネルの特性を推定できるパターンを含むデータ系列である。データ発生回路１０１は、公知の技術を用いて、このパターンを生成する。例えば、非特許文献２に記載されている直交パターンをトレーニング信号系列として用いてもよい。
【００２３】
送信信号生成回路１０２は、データ発生回路１０１が生成したトレーニング信号系列又は送信データ系列から、送信信号を生成する。例えば、ＯＦＤＭ信号を送信する場合、送信信号生成回路１０２は、トレーニング信号系列又は誤り訂正符号化された送信データ系列を通信に用いる各サブキャリアにマッピングする。また、送信信号生成回路１０２は、各サブキャリアにマッピングしたトレーニング信号系列又は送信データ系列を、サブキャリア単位もしくは全サブキャリア共通でシンボル変調を行う。ここで、シンボル変調として、例えば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying；二位相偏移変調）や、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying；四位相偏移変調）、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation；直交振幅変調）などを用いる。あるいは、他の変調方式を用いてシンボル変調を行ってもよい。
また、送信信号生成回路１０２は、シンボル変調した信号に対して、送信ウェイト算出回路１０６が算出する送信ウエイトに基づいて、送信ビームフォーミングによるマルチユーザＭＩＭＯの信号を生成する。ただし送信ビームフォーミングを行わないで信号を送信する場合（サウンディングフレームを送信する場合も含む）、送信信号生成回路１０２は送信ビームフォーミング処理を行わない。
また、送信信号生成回路１０２は、シンボル変調した信号もしくは送信ビームフォーミング処理後の信号に対して、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform；逆高速フーリエ変換）によりＯＦＤＭ変調を行い、ガードインターバルを挿入して送信信号の時間系列を生成する。
【００２４】
無線部１０３−１〜１０３−Ｎは、送信信号生成回路１０２がトレーニング信号系列又は送信データ系列から生成した送信信号をディジタル−アナログ変換し、更に、送信に利用する周波数帯域の無線信号に周波数変換する。また、無線部１０３−１〜１０３−Ｎは、それぞれに１つずつ接続されたアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎから生成した信号を送信する。
また、無線部１０３−１〜１０３−Ｎは、端末装置２００から送信されるチャネル情報を含む信号系列をアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎを介して受信し、受信した信号系列をベースバンドのディジタル信号に変換してチャネル情報復元回路１０５に出力する。ここで、チャネル情報は、各端末装置２００と自装置（基地局装置１００）との間の下りリンク、つまり基地局装置１００から各端末装置２００へ送信した場合の伝搬チャネルの特性を示す情報である。
【００２５】
チャネル情報復元回路１０５は、無線部１０３−１〜１０３−Ｎから入力される信号系列からチャネル情報を復元し、復元したチャネル情報を送信ウエイト算出回路１０６に出力する。ここで、チャネル情報復元回路１０５によるチャネル情報の復元には、端末装置２００においてチャネル情報を圧縮する際に用いた圧縮方法に対応する復元方法を用いる。例えば、圧縮方法及び復元方法として、非特許文献２に記載された方法を用いる。なお、非特許文献２に記載された方法以外の公知の方法を用いてもよい。
【００２６】
次に、端末装置２００の構成について説明する。各端末装置２００は、上述したように同じ構成を有しているので、ここでは端末装置２００−１について説明する。図１に示すように、端末装置２００−１は、アンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）と、無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）と、受信信号復調回路２０３−１と、送信信号生成回路２０４−１と、チャネル情報推定回路２０５−１と、チャネル情報圧縮回路２０６−１とを備えている。ここで、Ｍ（ｕ）は、ｕ（ｕ＝１，…，Ｕ）番目の端末装置２００−ｕに備えられているアンテナ素子の数を示す。Ｍ（ｕ）は、端末装置２００−１〜２００−Ｕにおいて同じ数でもよいし、端末装置２００−１〜２００−Ｕごとに異なっていてもよい。
【００２７】
アンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）は、それぞれが無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）に１対１に接続されている。
無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）は、それぞれに接続されているアンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）を介して、基地局装置１００から送信される信号を受信し、アンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）で受信した信号ごとにベースバンドのディジタル信号系列に変換して、受信信号復調回路２０３−１と、チャネル情報推定回路２０５−１とに出力する。
また、無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）は、送信信号生成回路２０４−１から入力される送信信号をアナログ信号の無線信号に変換し、変換した無線信号をアンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）を介して送信する。
【００２８】
受信信号復調回路２０３−１は、各無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）が出力するディジタル信号系列を復調、復号し、得られたデータ系列を出力する。
送信信号生成回路２０４−１は、基地局装置１００に備えられている送信信号生成回路１０２と同様に、チャネル情報圧縮回路２０６−１により圧縮されたチャネル情報から送信信号を生成して無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）に出力する。
【００２９】
チャネル情報推定回路２０５−１は、無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）から入力されるディジタル信号系列に含まれるトレーニング信号系列から、基地局装置１００に備えられているアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎとアンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）との間のチャネル情報を推定する。チャネル情報の推定方法は、公知の技術により行う。例えば、ＬＳ（Least Square；最小２乗）法によりチャネル情報を推定する（参考文献１：I. Barhumi, et el., “Optimal training design for MIMO OFDM systems in mobile wireless channels,” IEEE Trans. Sig. Process., vol. 51, no. 6, June 2003.）。
【００３０】
チャネル情報圧縮回路２０６−１は、チャネル情報推定回路２０５−１により推定されるチャネル情報を量子化、及び圧縮して送信信号生成回路２０４−１に出力する。ここで、チャネル情報の圧縮方法としては、上述した復元方法と同様に公知の技術、例えば非特許文献２に記載された方法などを用いるようにしてもよい。なお、本実施形態において、端末装置２００は、圧縮されたチャネル情報を送信することのみを説明したが、トレーニング信号系列や、他のデータ信号を送信するようにしてもよい。
【００３１】
次に、本実施形態の基地局装置１００と端末装置２００との動作について説明する。
図２は、本実施形態における基地局装置１００と端末装置２００との動作を説明するためのフレームシーケンスの一例である。同図において、横軸は時間を示し、基地局装置１００及び各端末装置２００から送信されるフレームが示されている。以下の説明において、端末装置２００−ｕ（１≦ｕ≦Ｕ）は、端末装置２００−１〜２００−Ｕのいずれか１つを示す。また、基地局装置１００と端末装置２００とはＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access；時分割多元接続）を用いた通信を行う。また、各端末装置２００が基地局装置１００にチャネル情報をフィードバックする際には、予め定められた順番（例えば、端末装置２００−１から順に端末装置２００−Ｕまでの順）でフィードバックを行う場合について説明し、その際、第ｕ番目の端末装置２００−ｕからチャネル情報フィードバックフレームが受信された時刻をｔ１ｕ（ｕ＝１，２，…，Ｕ））とするものとする。なお、各端末装置２００がチャネル情報をフィードバックする順序は、フィードバックを行う都度、基地局装置１００から各端末装置２００に通知するようにしてもよい。
【００３２】
まず、基地局装置１００において、データ発生回路１０１がトレーニング信号系列を生成し、送信信号生成回路１０２がデータ発生回路１０１により生成されたトレーニング信号系列から送信信号を生成し、無線部１０３−１〜１０３−Ｎが生成された送信信号をアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎを介し、サウンディングフレームとして信号を各端末装置２００に送信する。
各端末装置２００−ｕにおいて、無線部２０２−ｕ−１〜２０２−ｕ−Ｍ（ｕ）がアンテナ素子２０１−ｕ−１〜２０１−ｕ−Ｍ（ｕ）を介して、基地局装置１００から送信されたサウンディングフレームを受信する。そして、無線部２０２−ｕ−１〜２０２−ｕ−Ｍ（ｕ）が受信したサウンディングフレームをベースバンドのディジタル信号系列に変換し、チャネル情報推定回路２０５−ｕが変換されたディジタル信号系列に基づいてチャネル情報を推定する。
【００３３】
チャネル情報圧縮回路２０６−ｕは、チャネル情報推定回路２０５−ｕにより推定されたチャネル情報を量子化、及び圧縮して送信信号生成回路２０４−ｕに出力する。送信信号生成回路２０４−ｕがチャネル情報圧縮回路２０６−ｕにより圧縮されたチャネル情報を送信信号に変換し、無線部２０２−ｕ−１〜２０２−ｕ−Ｍ（ｕ）が送信信号をアンテナ素子２０１−ｕ−１〜２０１−ｕ−Ｍ（ｕ）を介してチャネル情報フィードバックフレームとして基地局装置１００に送信する。このとき、端末装置２００−１、端末装置２００−２、…、端末装置２００−Ｕの順に異なるタイミングで、チャネル情報フィードバックフレームを送信する（時刻ｔ１１，ｔ１２，…，ｔ１Ｕ）。
【００３４】
基地局装置１００において、無線部１０３−１〜１０３−Ｎは、アンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎを介して各端末装置２００−ｕから送信された信号を受信すると、受信した信号をベースバンドのディジタル信号に変換し、チャネル情報復元回路１０５に順次出力する。チャネル情報復元回路１０５は、無線部１０３−１〜１０３−Ｎにより変換されたベースバンドのディジタル信号に含まれる圧縮されたチャネル情報をチャネル情報フィードバックフレームの順に復元する。送信ウエイト算出回路１０６は、復元されたチャネル情報順に用いて送信ウエイトを算出する。
送信信号生成回路１０２は、データ発生回路１０１から入力された送信信号に対して上述した信号処理を行い、更に、送信ウエイト算出回路１０６が算出した送信ウエイトを用いてマルチユーザＭＩＭＯの無線信号を生成し、生成した無線信号をアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎを介してデータフレームとして端末装置２００に送信する。なお、送信ビームフォーミングを行わないで信号を送信する場合（サウンディングフレームを送信する場合も含む）、送信信号生成回路１０２は送信ビームフォーミングは行わない。
【００３５】
各端末装置２００−ｕにおいて、無線部２０２−ｕ−１〜２０２−ｕ−Ｍ（ｕ）が、アンテナ素子２０１−ｕ−１〜２０２−ｕ−Ｍ（ｕ）を介して、基地局装置１００から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号をベースバンドのディジタル信号に変換して受信信号復調回路２０３−ｕに出力する。受信信号復調回路２０３−ｕは、入力されたディジタル信号からデータ系列を復調、復号して出力する。
【００３６】
次に、本実施形態の基地局装置１００に備えられている送信ウエイト算出回路１０６における送信ウエイトの生成処理について説明する。ここで説明する処理は、チャネル情報フィードバックフレームが受信された後に行う処理であり、上述したように、復元されたチャネル情報を順に用いて演算を行い、送信ウエイトを算出する。なお、以下では、説明を簡単にするために、各端末装置２００に備えられているアンテナ素子数が１本、つまりＭ（ｕ）＝１（ｕ＝１，２，．．．，Ｕ）である場合について説明する。
【００３７】
図３は、本実施形態における送信ウエイト算出回路１０６の構成を示す概略ブロック図である。送信ウエイト算出回路１０６は、初期値設定回路３０１、逆行列算出回路３０２、及びチャネル行列乗算回路３０３を有している。
初期値設定回路３０１は、予め次式（１）を用いて、送信ウエイトを生成する際に用いる逆行列Ｒ（ｋ）−１の初期値Ｒ０（ｋ）−１の設定をサブキャリアごとに行い、各サブキャリアの初期値Ｒ０（ｋ）−１を逆行列算出回路３０２に出力する。
【００３８】
【数１】
【００３９】
ここで、ｋはサブキャリア番号を示し、ＩＮはＮ×Ｎの単位行列を示す。δは任意の正の実数もしくは０であり、予め定められた値である。また、δはサブキャリアごとに異なる値を設定してもよいし、同じ値でもよい。
【００４０】
逆行列算出回路３０２は、初期値設定回路３０１で生成された逆行列の初期値Ｒ０（ｋ）−１と、チャネル情報復元回路１０５から入力されるチャネル情報とを用いて、逆行列演算を行う。ここで、逆行列算出回路３０２は、各端末装置２００からフィードバックされたチャネル情報が受信された順に、逆行列演算を行う。
具体的には、時刻ｔ１ｕ（ｕ＝１，２，…Ｕ）において端末装置２００からチャネル情報がフィードバックされる都度、チャネル情報復元部１０５がチャネル情報を復元し、その後、逆行列算出回路３０２が第１番目の端末装置２００から第（ｕ−１）番目の端末装置２００−（ｕ−１）までのチャネル情報から算出された逆行列Ｒｕ−１（ｋ）−１から、ベクトルｐｕ（ｋ）、及び変数ｑｕ（ｋ）を次式（２）及び次式（３）を用いて算出する。
【００４１】
【数２】
【００４２】
【数３】
【００４３】
ここで、式（２）における上付きＨはエルミート転置を表す。ベクトルｈｕ（ｋ）は端末装置２００−ｕと基地局装置１００との間のチャネル情報ベクトルの第ｋ周波数成分であり、次式（４）で与えられる。
【００４４】
【数４】
【００４５】
ここで、Ｈｕ，ｎ（ｋ）は端末装置２００−ｕと、基地局装置１００の第ｎアンテナ素子との間に対するチャネル情報の推定値の第ｋ周波数成分である。
【００４６】
逆行列算出回路３０２は、得られたベクトルｐｕ（ｋ）及び変数ｑｕ（ｋ）を用いてチャネル情報から算出された逆行列Ｒｕ（ｋ）−１を次式（５）のように更新する。
【００４７】
【数５】
【００４８】
上記の式（５）による演算を、すべての端末装置２００−１〜２００−Ｕに対して、逐次的に演算を行い第Ｕ番目の端末装置２００−Ｕに対するチャネル情報が得られることで算出される逆行列ＲＵ（ｋ）−１が得られたらその結果をチャネル行列乗算回路３０３に出力する。
【００４９】
チャネル行列乗算回路３０３は、逆行列算出回路３０２が算出した逆行列ＲＵ（ｋ）−１と、チャネル情報復元回路１０５から入力される各端末装置２００のチャネル情報とを入力値として、送信ビームフォーミングウエイト（送信ウエイト）を算出する。第ｋサブキャリアにおける送信ビームフォーミングウエイトＷ（ｋ）は、次式（６）を用いて算出される。
【００５０】
【数６】
【００５１】
チャネル行列乗算回路３０３は、算出した送信ビームフォーミングウエイトＷ（ｋ）を送信信号生成回路１０２に出力する。
なお、基地局装置１００において、各端末装置２００におけるＳＮＲ（Signal-to-noise power ratio；信号対雑音電力比）が得られる場合には、得られたＳＮＲも用いて送信ウエイトＷ（ｋ）を演算することにより、雑音強調が抑圧されて特性を改善することができる。具体的には、ＳＮＲが得られる場合、チャネル行列乗算回路３０３は、式（６）において用いるチャネル情報ベクトルｈｕ（ｋ）に替えて、次式（７）で与えられるチャネル情報ベクトルｈ’ｕ（ｋ）を用いて送信ウエイトＷ（ｋ）を算出する。
【００５２】
【数７】
【００５３】
ここで、式（７）におけるＰｕは端末装置２００−ｕにおけるＳＮＲの測定値を示す。ＳＮＲは、チャネル情報と同様に、端末装置２００で推定して基地局装置１００にフィードバックするようにしてもよいし、各端末装置２００から同じ送信電力で既知の信号を送信し、基地局装置１００で受信した信号に基づいてＳＮＲを推定するようにしてもよい。
【００５４】
上述のように、基地局装置１００において、各端末装置２００から順次フィードバックされるチャネル情報を用いて、基地局装置１００と各端末装置２００との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報（行列）に対する逆行列を逐次的に算出し、逆行列を更新することにより、チャネル情報に対する逆行列の算出に要する時間を短縮することができる。すなわち、送信ウエイト算出回路１０６は、チャネル情報復元回路１０５がチャネル情報を取得する都度、取得したチャネル情報に基づいて基地局装置１００とすべての端末装置２００との間の伝搬チャネルの逆特性を示す逆行列Ｒｕ（ｋ）−１を更新し、すべてのチャネル情報を用いた逆行列ＲＵ（ｋ）−１を算出する。このとき、送信ウエイト算出回路１０６は、最後の端末装置２００からチャネル情報を受信してから、式（２）、式（３）、式（５）及び式（７）の演算を行えば、送信ウエイトを算出することができる。式（２）、式（３）、式（５）及び式（７）の演算により、基地局装置１００とすべての端末装置２００との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報行列が得られてから逆行列の算出を開始する場合よりも、送信ウエイトＷ（ｋ）の算出に要する時間を削減することができる。
その結果、送信ウエイトＷ（ｋ）の算出に要する時間（オーバーヘッド）を削減することができ、また、伝搬チャネルの時間変動の影響を低減することができ、無線通信システム１のスループットを向上させることができる。
また、各端末装置２００に対するチャネル情報ベクトルを受信すると、逐次的に逆行列を算出するようにしたので、式（２）、式（３）及び式（５）における行列演算を簡単化して演算量を減らすことができ、当該演算を処理する回路の回路規模を削減することができる。
【００５５】
なお、上述した第１実施形態は、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex；周波数分割複信）及びＴＤＤいずれの場合でも利用することが可能である。ＦＤＤの場合は、上りリンクと下りリンクの使用する周波数帯域を異なるものにすればよい。
【００５６】
（Ｂ．第２実施形態）
図４は、第２実施形態における無線通信システム２が具備する基地局装置４００及び端末装置５００−１〜５００−Ｕの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態における無線通信システム２は、ＴＤＤを前提としたシステムである点が第１実施形態の無線通信システム１と異なる。また、無線通信システム２が具備する各端末装置５００−１〜５００−Ｕは同じ構成を有している。以下、すべての端末装置５００−１〜５００−Ｕを示す場合、あるいはいずれか１つを示す場合、端末装置５００という。また、無線通信システム２において、第１実施形態の無線通信システム１と同じ機能部に対しては同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００５７】
基地局装置４００は、データ発生回路１０１と、送信信号生成回路１０２と、無線部１０３−１〜１０３−Ｎ（Ｎは、Ｎ≧２の自然数）と、アンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎと、チャネル情報推定回路４０５と、送信ウエイト算出回路１０６とを備えている。基地局装置４００は、チャネル情報復元回路１０５に替えてチャネル情報推定回路４０５を備えている点が基地局装置１００（図１）と異なる。
チャネル情報推定回路４０５は、無線部１０３−１〜１０３−Ｎから入力される信号系列に含まれるトレーニング信号系列を検出し、検出したトレーニング信号系列に基づいて、基地局装置４００に備えられているアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎと各端末装置５００に備えられている各アンテナ素子との間の上りリンクのチャネル情報を推定する。更に、チャネル情報推定回路４０５は、推定した上りリンクのチャネル情報と、予め測定しておいたキャリブレーションの補正値とを用いて、下りリンクのチャネル情報を算出する。チャネル情報推定回路４０５は、キャリブレーションを行う際、公知の技術、例えば非特許文献２に記載されている方法を用いる。また、チャネル情報推定回路４０５は、算出した下りリンクのチャネル情報を送信ウエイト算出回路１０６に出力する。
【００５８】
端末装置５００−１は、アンテナ素子２０１−１−１〜２０１−１−Ｍ（１）と、無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（１）と、受信信号復調回路２０３−１と、送信信号生成回路２０４−１と、データ発生回路５０６−１とを備えている。端末装置５００−１は、チャネル情報推定回路２０５−１及びチャネル情報圧縮回路２０６−１に替えてデータ発生回路５０６−１を備えている点が端末装置２００−１（図１）と異なる。本実施形態においては、端末装置５００がチャネル情報を推定し、フィードバックする必要がないためである。
データ発生回路５０６−１は、各端末装置５００に備えられているアンテナ素子と、基地局装置４００に備えられているアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎとの間のチャネル情報を推定するためのトレーニング信号系列と、端末装置５００−１〜５００−Ｕから基地局装置４００へ送信する送信データ系列とを生成する。データ発生回路５０６−１は、生成したトレーニング信号系列と、生成した送信データ系列とを送信信号生成回路２０４−１に出力する。
【００５９】
次に、本実施形態の基地局装置４００と端末装置５００との動作について説明する。
図５は、本実施形態における基地局装置４００と端末装置５００との動作を説明するためのフレームシーケンスの一例である。同図において、横軸は時間を示し、基地局装置４００及び各端末装置５００から送信されるフレームが示されている。以下の説明において、端末装置５００−ｕ（１≦ｕ≦Ｕ）は、端末装置５００−１〜５００−Ｕのいずれか１つを示す。また、基地局装置４００と端末装置５００とはＴＤＭＡを用いた通信を行う。また、各端末装置５００が基地局装置４００にトレーニング信号系列を送信する際には、予め定められた順番（例えば、端末装置５００−１から順に端末装置５００−Ｕまでの順）でトレーニング信号系列を送信する場合について説明し、その際、第ｕ番目の端末装置５００−ｕ（ｕ＝１，２，…，Ｕ）からチャネル情報フィードバックフレームが受信された時刻をｔ２ｕとするものとする。
【００６０】
端末装置５００−ｕにおいて、データ生成回路５０６−ｕは上りリンクチャネル情報を推定するためのトレーニング信号系列を生成して送信信号生成回路２０４−ｕに出力する。送信信号生成回路２０４−ｕは、データ生成回路５０６−ｕにより生成されたトレーニング信号系列から送信信号を生成する。無線部２０２−１−１〜２０２−１−Ｍ（ｕ）は、アンテナ素子２０１−ｕ−１〜２０１−ｕ−Ｍ（ｕ）を介して、送信信号生成回路２０４−ｕが生成した送信信号をサウンディングフレームとして基地局装置４００に送信する（時刻ｔ２１，ｔ２２，…，ｔ２Ｕ）。ここで、サウンディングフレームは、ＴＤＭＡで順番に送信される。また、各端末装置５００が送信する順番は、予め定めておいてもよし、基地局装置４００が各端末装置５００に送信する順番を事前に通知するようにしてもよい。
【００６１】
基地局装置４００において、無線部１０３−１〜１０３−Ｎは、アンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎを介して、端末装置５００から送信された順にサウンディングフレームを受信し、受信したサウンディングフレームに含まれる信号をベースバンドのディジタル信号に変換する。チャネル情報推定回路４０５は、各無線部１０３−１〜１０３−Ｎにより変換されたディジタル信号に含まれるトレーニング信号系列を検出し、該トレーニング信号系列を送信した端末装置５００との間の上りリンクのチャネル情報を推定し、推定した上りリンクのチャネル情報とキャリブレーションの補正値とから下りリンクのチャネル情報を推定する。このとき、チャネル情報推定回路４０５は、サウンディングフレームを受信した順に下りリンクのチャネル情報を推定する。
【００６２】
送信ウエイト算出回路１０６は、チャネル情報推定回路４０５が推定したチャネル情報を用いて順に演算を行い、送信ウエイトを算出する。このとき、送信ウエイト算出回路１０６は、第１実施形態において説明したように、第ｕ番目の端末装置５００−ｕに対応する下りリンクのチャネル情報が得られると、第１番目の端末装置５００−１から第（ｕ−１）番目の端末装置５００−（ｕ−１）までのチャネル情報から算出された逆行列Ｒｕ−１（ｋ）−１から逆行列Ｒｕ（ｋ）−１を順次算出する。送信ウエイト算出回路１０６は、第Ｕ番目の端末装置２００−Ｕに対するチャネル情報を用いて逆行列ＲＵ（ｋ）−１を算出すると、逆行列ＲＵ（ｋ）−１から送信ウエイトを算出し、算出した送信ウエイトを送信信号生成回路１０２に出力する。
送信信号生成回路１０２は、データ発生回路１０１から入力された送信信号に対して上述した信号処理を行い、更に、送信ウエイト算出回路１０６が算出した送信ウエイトを用いてマルチユーザＭＩＭＯの無線信号を生成し、生成した無線信号をアンテナ素子１０４−１〜１０４−Ｎを介してデータフレームとして端末装置５００に送信する。なお、送信ビームフォーミングを行わないで信号を送信する場合、送信信号生成回路１０２は送信ビームフォーミングは行わない。
【００６３】
各端末装置５００−ｕにおいて、無線部２０２−ｕ−１〜２０２−ｕ−Ｍ（ｕ）は、アンテナ素子２０１−ｕ−１〜２０１−ｕ−Ｍ（ｕ）を介して、基地局装置４００から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号をベースバンドのディジタル信号に変換して受信信号復調回路２０３−ｕに出力する。受信信号復調回路２０３−ｕは入力されたディジタル信号からデータ系列を復調、復号して出力する。
【００６４】
上述のように、本実施形態の無線通信システム２においても、第１実施形態と同様に、チャネル情報が得られてからチャネル情報に対する逆行列の算出に要する時間を短縮することができる。これにより、送信ウエイトＷ（ｋ）の算出に要する時間（オーバーヘッド）を削減することができ、また、伝搬チャネルの時間変動の影響を低減することができ、無線通信システム２のスループットを向上させることができる。
【００６５】
なお、上述の各実施形態では、各端末装置２００、５００が備えているアンテナ素子が１本の場合について説明したが、アンテナ素子が複数であってよい。この場合、端末装置２００、５００に対するチャネル情報として複数のチャネル情報ベクトルが得られるが、得られた個々のベクトルを異なる端末装置のチャネル情報ベクトルと見立てることにより、上述の説明と同様に演算可能である。
また、上述の各実施形態では、無線通信システム１、２において、基地局装置１００、４００がＯＦＤＭ信号を送信する場合について説明したが、シングルキャリア信号や（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access；直交周波数分割多元接続）信号などを送信するようにしてもよい。
また、上述の各実施形態において、マルチユーザＭＩＭＯによる送信を例にして説明したが、マルチユーザＭＩＭＯ伝送に限らず、ビームフォーミングを行う送信を行う無線通信システムに適用することができる。
【００６６】
なお、本発明における送信ウエイト算出回路１０６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、実行することにより初期値設定回路３０１、逆行列算出回路３０２、及びチャネル行列乗算回路３０３による処理を行わせ、送信ウエイトを算出させるようにしてもよい。なお、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、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。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。更に「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が送信された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（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００６７】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。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良い。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、例えば、無線ＬＡＮや、携帯電話などの無線通信システムに用いることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１，２…無線通信システム
９１…基地局装置
９２…端末装置
１００，４００…基地局装置（第１の通信装置，無線通信装置）
１０１…データ発生回路
１０２…送信信号生成回路
１０３−１，１０３−２，１０３−Ｎ…無線部
１０４−１，１０４−２，１０４−Ｎ…アンテナ素子
１０５…チャネル情報復元回路（チャネル情報取得部）
１０６…送信ウエイト算出回路
２００，２００−１，２００−ｕ，２００−Ｕ，５００，５００−１，５００−ｕ，５００−Ｕ…端末装置（第２の通信装置，通信装置）
２０１−１−１，２０１−１−２，２０１−１−Ｍ（ｕ），２０１−Ｕ−１，２０１−Ｕ−Ｍ（Ｕ）…アンテナ素子
２０２−１−１，２０２−１−２，２０２−１−Ｍ（１）…無線部
２０３−１…受信信号復調回路
２０４−１…送信信号生成回路
２０５−１…チャネル情報推定回路
２０６−１…チャネル情報圧縮回路
３０１…初期値設定回路
３０２…逆行列算出回路
３０３…チャネル行列乗算回路
４０５…チャネル情報推定回路（チャネル情報取得部）
５０６−１…データ発生回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子を備える第１の通信装置と、該第１の通信装置と通信する複数の第２の通信装置とにより構成される無線通信システムであって、
前記第１の通信装置は、
自装置に備えられている前記複数のアンテナ素子と、前記第２の通信装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を取得するチャネル情報取得部と、
前記チャネル情報取得部が前記チャネル情報を取得する都度、前記取得したチャネル情報に基づいて前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべての前記チャネル情報を用いて算出した前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、前記第２の通信装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、
前記送信ウエイト算出部が算出した送信ウエイトを用いて前記第２の通信装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成部と
を備えている
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第２の通信装置の数をＵとした場合、
前記送信ウエイト算出部は、
前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報としての行列ＲＵの初期値Ｒ０を設定する初期値設定部と、
ｕ（１≦ｕ≦Ｕ）番目の前記第２の通信装置に対する前記チャネル情報を取得すると、行列Ｒｕ−１と、前記取得したチャネル情報とから行列Ｒｕを逐次算出する逆行列算出部と、
前記逆行列算出部が算出した行列ＲＵを用いて前記送信ウエイトを算出するチャネル行列乗算部と
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記送信ウエイト算出部は、
前記第２の通信装置それぞれにおける信号対雑音電力比を用いて前記送信ウエイトを算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
複数のアンテナ素子を備え、複数の通信装置と通信する無線通信装置であって、
自装置に備えられている前記複数のアンテナ素子と、前記通信装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を取得するチャネル情報取得部と、
前記チャネル情報取得部が前記チャネル情報を取得する都度、前記取得したチャネル情報に基づいて前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべての前記チャネル情報を用いて算出した前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、前記通信装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、
前記送信ウエイト算出部が算出した送信ウエイトを用いて前記通信装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成部と
を備えていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
前記通信装置の数をＵとした場合、
前記送信ウエイト算出部は、
前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報としての行列ＲＵの初期値Ｒ０を設定する初期値設定部と、
ｕ（１≦ｕ≦Ｕ）番目の前記通信装置に対する前記チャネル情報を取得すると、行列Ｒｕ−１と、前記取得したチャネル情報とから行列Ｒｕを逐次算出する逆行列算出部と、
前記逆行列算出部が算出した行列ＲＵを用いて前記送信ウエイトを算出するチャネル行列乗算部と
を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記送信ウエイト算出部は、
前記通信装置それぞれにおける信号対雑音電力比を用いて前記送信ウエイトを算出する
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
複数のアンテナ素子を備える第１の通信装置と、該第１の通信装置と通信する複数の第２の通信装置とにより構成される無線通信システムにおける無線通信方法であって、
自装置に備えられている前記複数のアンテナ素子と、前記第２の通信装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を取得するチャネル情報取得ステップと、
前記チャネル情報取得ステップにおいて前記チャネル情報を取得する都度、前記取得したチャネル情報に基づいて前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべての前記チャネル情報を用いて算出した前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、前記第２の通信装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出ステップと、
前記送信ウエイト算出ステップにおいて算出した送信ウエイトを用いて前記第２の通信装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成ステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１】
複数のアンテナ素子を備える第１の通信装置と、該第１の通信装置と通信する複数の第２の通信装置とにより構成される無線通信システムであって、
前記第１の通信装置は、
自装置に備えられている前記複数のアンテナ素子と、前記第２の通信装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を取得するチャネル情報取得部と、
前記チャネル情報取得部が前記チャネル情報を取得する都度、前記取得したチャネル情報に基づいて前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべての前記チャネル情報を用いて算出した前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、前記第２の通信装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、
前記送信ウエイト算出部が算出した送信ウエイトを用いて前記第２の通信装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成部と
を備えている
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第２の通信装置の数をＵとした場合、
前記送信ウエイト算出部は、
前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報としての行列ＲＵの初期値Ｒ０を設定する初期値設定部と、
ｕ（１≦ｕ≦Ｕ）番目の前記第２の通信装置に対する前記チャネル情報を取得すると、行列Ｒｕ−１と、前記取得したチャネル情報とから行列Ｒｕを逐次算出する逆行列算出部と、
前記逆行列算出部が算出した行列ＲＵを用いて前記送信ウエイトを算出するチャネル行列乗算部と
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記送信ウエイト算出部は、
前記第２の通信装置それぞれにおける信号対雑音電力比を用いて前記送信ウエイトを算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
複数のアンテナ素子を備え、複数の通信装置と通信する無線通信装置であって、
自装置に備えられている前記複数のアンテナ素子と、前記通信装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を取得するチャネル情報取得部と、
前記チャネル情報取得部が前記チャネル情報を取得する都度、前記取得したチャネル情報に基づいて前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべての前記チャネル情報を用いて算出した前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、前記通信装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、
前記送信ウエイト算出部が算出した送信ウエイトを用いて前記通信装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成部と
を備えていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
前記通信装置の数をＵとした場合、
前記送信ウエイト算出部は、
前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報としての行列ＲＵの初期値Ｒ０を設定する初期値設定部と、
ｕ（１≦ｕ≦Ｕ）番目の前記通信装置に対する前記チャネル情報を取得すると、行列Ｒｕ−１と、前記取得したチャネル情報とから行列Ｒｕを逐次算出する逆行列算出部と、
前記逆行列算出部が算出した行列ＲＵを用いて前記送信ウエイトを算出するチャネル行列乗算部と
を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記送信ウエイト算出部は、
前記通信装置それぞれにおける信号対雑音電力比を用いて前記送信ウエイトを算出する
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
複数のアンテナ素子を備える第１の通信装置と、該第１の通信装置と通信する複数の第２の通信装置とにより構成される無線通信システムにおける無線通信方法であって、
自装置に備えられている前記複数のアンテナ素子と、前記第２の通信装置それぞれに備えられているアンテナ素子との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を取得するチャネル情報取得ステップと、
前記チャネル情報取得ステップにおいて前記チャネル情報を取得する都度、前記取得したチャネル情報に基づいて前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報を更新し、すべての前記チャネル情報を用いて算出した前記伝搬チャネルの逆特性を示す情報に基づいて、前記第２の通信装置に送信するデータを空間多重する際の送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出ステップと、
前記送信ウエイト算出ステップにおいて算出した送信ウエイトを用いて前記第２の通信装置に送信するデータに重み付けして送信信号を生成する送信信号生成ステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９８６１５（Ｐ２０１３−９８６１５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７０５６（Ｐ２０１１−２３７０５６）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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