無線通信システム、送信装置、受信装置、送信制御方法、受信制御方法、送信制御プログラム、及び、受信制御プログラム
【課題】送信装置から制御情報を通知しなくても、受信装置が自装置宛のパイロット信号を取得すること。
【解決手段】受信アンテナＲ１は、送信装置から送信された信号を受信する。電力測定部１０７ｍは、受信した前記パイロット信号のうち、所望のパイロット信号を自律的に検出する。伝搬路推定部１０９ｍは、電力測定部１０７ｍが検出したパイロット信号に基づいて伝搬路推定を行う。
【解決手段】受信アンテナＲ１は、送信装置から送信された信号を受信する。電力測定部１０７ｍは、受信した前記パイロット信号のうち、所望のパイロット信号を自律的に検出する。伝搬路推定部１０９ｍは、電力測定部１０７ｍが検出したパイロット信号に基づいて伝搬路推定を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、送信装置、受信装置、送信制御方法、受信制御方法、送信制御プログラム、及び、受信制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基地局装置に備えられた複数の送信アンテナを用いて、複数の送信信号を空間多重し、高い周波数利用効率と高速伝送を実現するダウンリンクＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ；多入力多出力）伝送の研究が盛んに行われている。
ダウンリンクＭＩＭＯ伝送では、次の２つの技術が知られている。１つ目は、複数のアンテナを備える単一の端末装置へ、複数の送信信号を空間多重して送信するＳｉｎｇｌｅ Ｕｓｅｒ−ＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）伝送である。２つ目は、複数の端末装置宛の送信信号を空間多重して送信するＭｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ−ＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）伝送である。通常、基地局装置が備えるアンテナは端末装置が備えるアンテナよりも多く、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送では基地局装置の全アンテナを必ずしも活用できるとは限らないが、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、複数の端末装置宛の送信信号を空間多重することにより基地局装置の全アンテナを有効に活用し、システム全体のスループットを向上させることができる。
【０００３】
このＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、各端末装置宛の信号が各端末装置で干渉し合わないように、基地局装置が予めプリコーディングした信号を送信する技術が適用される。適用するプリコーディングには、複数の送信信号に線形ウェイトを乗算する線形プリコーディングと、非線形演算を含めた信号処理を行う非線形プリコーディングがある。
非線形プリコーディングを適用したＭＵ−ＭＩＭＯ伝送として、Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ−Ｈａｒａｓｈｉｍａ Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇを用いたＭＵ−ＭＩＭＯ（ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ）伝送が知られている。ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、例えば多重する端末装置を４個とした場合、各端末装置Ａ〜Ｄ宛の信号ｘＡ〜ｘＤから端末間の干渉を減算した干渉除去信号ｖＡ〜ｖＤを生成する。この減算処理は、逐次的に行われ、端末装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順番でそれぞれの宛先へ向けて送信される信号が生成される。この時、例えば、端末装置Ｃ宛の信号は、端末装置Ｃ宛の所望信号から、端末装置Ａが端末装置Ｃに与える干渉信号と端末装置Ｂが端末装置Ｃに与える干渉信号がそれぞれ減算された信号となる。このように生成された干渉除去信号ｖＡ〜ｖＤを成分とするベクトルｖは、次式（１）で表される。
【０００４】
【数１】
【０００５】
ここで、ベクトルｘは信号ｘＡ〜ｘＤを成分とするベクトルであり、行列Ｉは単位行列である。また、行列Ｒは、基地局装置の各アンテナと端末装置の各アンテナの間の伝搬路を行列形式で表した伝搬行列Ｈの複素共役転置行列ＨＨをＱＲ分解して算出した行列である。ここで、ＱＲ分解とは、行列をユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒに分解することである。また、ｄｉａｇ（Ｘ）は、行列Ｘの非対角成分を０とした行列を表す。また、行列Ｒの成分ｒｎｋの添え字ｎ、ｋは、それぞれ、空間多重されている端末装置、基地局装置における送信アンテナの識別番号を示す。
式（１）に示すように、干渉除去信号は所望信号から干渉信号を減算した信号であり、この干渉信号減算処理により送信信号の電力が大幅に増加する場合があるため、ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、干渉除去信号ｖＡ〜ｖＤにＭｏｄｕｌｏ演算を行って摂動信号ｕＡ〜ｕＤ（変調方式に応じて定まる定数τの整数倍の信号）を加算することで、送信する信号の送信電力を抑圧する。基地局装置は、Ｍｏｄｕｌｏ演算後の信号ｖＡ’〜ｖＤ’にユニタリ行列で表される送信ウェイトQを乗算し、送信アンテナを介して送信する。この場合、各端末装置Ａ〜Ｄは、次式（２）の受信信号ベクトルｙの成分で表される受信信号ｙＡ〜ｙＤを受信する。但し、説明の簡単化のため、各受信装置で加わる熱雑音は省略している。
【０００６】
【数２】
【０００７】
ここで、受信信号ｙｎは端末装置ｎが受信する受信信号を示す。端末装置ｎは、基地局装置から送信された既知の復調用パイロット信号に基づいてｒｎｋ＊を算出し、受信信号ｙｎをｒｎｋ＊で除算した信号にＭｏｄｕｌｏ演算を行うことで、自身宛の信号ｘｎを取得する。この式（２）からわかるように、端末装置Ａが受信する信号は所望信号に係数ｒA1＊が乗算された信号であり、これは、端末装置Ａ宛の信号は基地局装置のアンテナ１から送信された信号であるのと等価ということができる。同様に、端末装置Bが受信する信号は所望信号に係数ｒB2＊が乗算された信号であるため、基地局装置のアンテナ２から送信されているのと等価である。また、端末装置C宛の信号は基地局装置のアンテナ３から、端末装置D宛の信号は基地局装置のアンテナ４からそれぞれ送信されているのと等価といえる。
【０００８】
このように、各端末装置では、基地局装置から送信される既知のパイロット信号を用いてこのrnt*を推定する必要があるが、複数ユーザ分のパイロット信号をデータ信号と同様に空間多重して伝送すると、複数のパイロット信号が干渉し合い、伝搬路の推定精度が著しく劣化する。
このような問題に対して、非特許文献１には、パイロット信号を周波数領域で直交化するように配置することが記載されている。
図１４は、従来技術に係るパイロット信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、周波数方向はサブキャリア毎に分割され、時間方向は予め定めた時間（シンボル）単位で分割されている（分割された周波数及び時間領域を信号配置領域という）。
図１４において、番号が付されている信号配置領域は復調用パイロット信号が伝送される信号配置領域を表しており、その番号ｋは、該当する信号配置領域が、送信アンテナｋから送信される復調用パイロット信号が配置されている信号領域であることを示す。また、番号が付されていない信号配置領域ではデータ信号が送信される。この図において、例えば、符号Ｑ１１を付したサブキャリアでは、時間が１番早い信号配置領域に送信アンテナ「１」から送信するパイロット信号が配置されている。同様に、符号Ｑ１１を付したサブキャリアでは、時間が２、５、６番目の信号配置領域には、それぞれ、送信アンテナ「４」、「３」、「２」から送信するパイロット信号が配置されている。
このような復調用パイロット信号の配置である場合に、式（１）、（２）で示されるＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うと、端末装置Ａは番号１が付されたサブキャリアを基に伝搬路推定を行うこととなる。同様に、端末装置Bは番号２、端末装置Cは番号３、端末装置Dは番号４が付されたサブキャリアを基にそれぞれ伝搬路推定を行って、その伝搬路推定結果を用いて信号の復調を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】青木 他、“Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ−Ｈａｒａｓｈｉｍａ Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇを用いたＭＩＭＯ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌにおけるパイロット信号の検討”、２００９年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会Ｂ−５−３９、Ｓｅｐ． ２００９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、非特許文献１記載の技術では、端末装置ｎは、自身宛のパイロット信号がどの信号配置領域で送信されるかを事前に把握していなければ、ｒｎｋ＊を算出できずに、所望の信号ｘｎを取得できない、という欠点があった。
先に述べたように、ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、送信信号が生成される順序（干渉が除去される順序）と信号が送信されるアンテナ番号が等価的に対応付けられており（この対応付けを表す情報を空間対応情報と呼ぶこととする）、この対応関係に応じて各端末装置は自身が用いるべきパイロット信号の位置を把握する必要があるが、この対応関係は基地局装置でのみ正確に把握できるものであり、基地局装置は空間対応情報を各端末装置に通知する必要がある。このように、空間対応情報を事前に通知する場合、無線リソースを浪費して信号の伝送効率が低下するという欠点があった。特に、伝搬路状況等に応じて対応関係を適宜変更する場合には、変更の度に空間対応情報を通知しなければならず、伝送効率が低下してしまう。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、各受信装置がそれぞれデータ信号の伝搬路補償に用いるべき復調用パイロット信号の位置を特定する制御情報を送信装置から通知しなくても受信装置が自装置宛の復調用パイロット信号を取得することができる無線通信システム、送信装置、受信装置、送信制御方法、受信制御方法、送信制御プログラム、及び、受信制御プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明は、複数の送信アンテナを備えた送信装置において、複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を基に生成した前記複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する無線通信システムであって、前記送信装置は、空間多重したデータ信号と、伝搬路推定用の直交パイロット信号とを送信し、前記受信装置は、前記送信装置から送信された信号を受信し、受信した前記パイロット信号のうち、所望のパイロット信号を自律的に検出して伝搬路推定を行うことを特徴とする無線通信システムである。
【００１３】
（２）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記複数の受信装置宛の送信データ信号は、各受信装置宛の希望信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に施されて生成され、前記伝搬路変動に関する情報を基に生成された送信ウェイトを乗算されて送信されることを特徴とする。
【００１４】
（３）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記複数の受信装置宛の送信データ信号が逐次的に生成される順序と、前記送信データ信号が前記送信ウェイトも含めた等価伝搬路へ向けて送信される際の送信アンテナは関連付けられていることを特徴とする。
【００１５】
（４）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記パイロット信号は、前記送信ウェイトが乗算されて送信されることを特徴とする。
【００１６】
（５）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記受信装置は、受信パイロット信号の電力を測定し、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行うことを特徴とする。
【００１７】
（６）また、本発明は、複数の送信アンテナを備え、複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する送信装置であって、複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を受信する手段と、前記伝搬路変動に関する情報を基に送信ウェイトを算出する手段と、前記複数の受信装置宛の希望データ信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に行って送信データ信号を生成する手段と、前記減算処理を逐次的に行う際の順序と生成された送信データ信号が送信されるアンテナを関連付ける制御手段と、直交化した伝搬路推定用のパイロット信号を生成する手段と、前記送信信号と前記パイロット信号に前記送信ウェイトを乗算する手段と、前記送信ウェイトが乗算された前記送信信号及び前記パイロット信号を送信する手段と、を備えることを特徴とする送信装置である。
【００１８】
（７）また、本発明は、複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し伝搬路推定用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置であって、前記送信装置から送信された信号を受信する手段と、受信パイロット信号の電力を測定する手段と、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う手段と、
を備えることを特徴とする受信装置である。
【００１９】
（８）また、本発明は、複数の送信アンテナを備え、複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する送信装置における送信制御方法であって、前記送信装置が、複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を受信する過程と、前記送信装置が、前記伝搬路変動に関する情報を基に送信ウェイトを算出する過程と、前記送信装置が、前記複数の受信装置宛の希望データ信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に行って送信データ信号を生成する過程と、前記送信装置が、前記減算処理を逐次的に行う際の順序と生成された送信データ信号が送信されるアンテナを関連付ける制御過程と、前記送信装置が、直交化した伝搬路推定用のパイロット信号を生成する過程と、前記送信装置が、前記送信信号と前記パイロット信号に前記送信ウェイトを乗算する過程と、前記送信装置が、前記送信ウェイトが乗算された前記送信信号及び前記パイロット信号を送信する過程と、を有することを特徴とする送信制御方法である。
【００２０】
（９）また、本発明は、上複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し伝搬路推定用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置における受信制御方法であって、前記受信装置が、前記送信装置から送信された信号を受信する過程と、前記受信装置が、受信パイロット信号の電力を測定する過程と、前記受信装置が、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う過程と、を有することを特徴とする受信制御方法である。
【００２１】
（１０）また、本発明は、複数の送信アンテナを備え、複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する送信装置のコンピュータを、複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を受信する手段、前記伝搬路変動に関する情報を基に送信ウェイトを算出する手段、前記複数の受信装置宛の希望データ信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に行って送信データ信号を生成する手段、前記減算処理を逐次的に行う際の順序と生成された送信データ信号が送信されるアンテナを関連付ける制御手段、
直交化した伝搬路推定用のパイロット信号を生成する手段、前記送信信号と前記パイロット信号に前記送信ウェイトを乗算する手段、前記送信ウェイトが乗算された前記送信信号及び前記パイロット信号を送信する手段、として機能させる送信制御プログラムである。
【００２２】
（１１）また、本発明は、複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し伝搬路推定用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置のコンピュータを、前記送信装置から送信された信号を受信する手段、受信パイロット信号の電力を測定する手段、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う手段、として機能させる受信制御プログラムである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムにおいて、各受信装置がそれぞれデータ信号の伝搬路補償に用いるべき復調用パイロット信号の位置を特定する制御情報を送信装置から通知しなくても受信装置が自装置宛の復調用パイロット信号を自律的に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムを示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】本実施形態に係るパイロット信号の配置を示す概略図である。
【図４】本実施形態に係る端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】本実施形態に係るパイロット信号の配置を示す概略図である。
【図８】本実施形態に係る端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムを示す概略図である。
【図１０】本実施形態に係る基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】本実施形態に係る端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１２】本発明の変形例に係る端末装置ｎ宛の信号の配置を示す概略図である。
【図１３】本発明の別の変形例に係る端末装置ｎ宛の信号の配置を示す概略図である。
【図１４】従来技術に係るパイロット信号の配置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
【００２６】
＜無線通信システムについて＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムを示す概略図である。この図は、Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ−Ｈａｒａｓｈｉｍａ Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇを用いたＭＵ−ＭＩＭＯ（ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ）伝送を行う無線通信システムの図である。
この図において、基地局装置１は、複数の端末装置ｎ（ｎ＝Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・）各々に宛てた所望のデータ信号から既知の干渉信号を逐次減算する。基地局装置１は、減算後の信号に線形ウェイト（送信ウェイト）を乗算し、乗算後の信号を、複数の送信アンテナＴｋ（ｋ＝１〜４；ｋを送信アンテナ識別情報という）を用いて空間多重して送信する。このデータ信号には、基地局装置１及び端末装置ｎが、その波形を予め記憶する復調用パイロット信号が付加されて送信される。
端末装置ｎは、受信した全パイロット信号に基づいて、自身宛の復調用パイロット信号が等価的にどのアンテナから送信されたか、つまり空間対応情報を検出し、検出した空間対応情報を基に自身が用いるべきパイロット信号の位置を検出して伝搬路推定を行う。
なお、本実施形態では、端末装置ｎ各々を端末装置１ｍという。また、本実施形態では、基地局装置１が４本の送信アンテナＴ１〜Ｔ４を備え、４個の端末装置Ａ〜Ｄと通信を行う場合について説明をする。
【００２７】
＜基地局装置１について＞
図２は、本実施形態に係る基地局装置１の構成を示す概略ブロック図である。この図において、基地局装置１は、受信アンテナ１０１、無線部１０２、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）部１０３、受信部１０４、係数算出部１０５、干渉生成部１０６、変調部１１１、Ｐ／Ｓ（並直列）部１１２、干渉減算部１１３、ｍｏｄｕｌｏ（剰余）部１１４、Ｓ／Ｐ（直並列）部１１５、送信ウェイト乗算部１１６を含んで構成される。また、基地局装置１は、送信アンテナＴ１〜４各々に対する構成として、バッファ１１７−１〜１１７−４、Ｓ／Ｐ部１１８−１〜１１８−４、パイロット信号生成部１１９、送信ウェイト乗算部１２０、パイロット多重部１２１−１〜１２１−４、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；逆高速フーリエ変換）部１２２−１〜１２２−４、Ｐ／Ｓ部１２３−１〜１２３−４、ＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ガードインターバル）挿入部１２４−１〜１２４−４、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）部１２５−１〜１２５−４、無線部１２６−１〜１２６−４、及び、送信アンテナＴ１〜Ｔ４を含んで構成される。
【００２８】
無線部１０２は、受信アンテナ１０１を介して、端末装置１ｍからの無線信号を受信する。無線部１０２は、受信した無線信号をベースバンド帯域にダウンコンバージョンし、Ａ／Ｄ部１０３に出力する。
Ａ／Ｄ部１０３は、無線部１０２から入力された信号をアナログデジタル変換して、変換後の信号を受信部１０４に出力する。
受信部１０４は、Ａ／Ｄ部１０３から入力された信号を復調する。受信部１０４は、復調した情報から、基地局装置１と端末装置Ａ〜Ｄの受信アンテナ各々と送信アンテナＴ１〜４各々との伝搬路状態を示す伝搬路状態情報（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＣＳＩという）であって、端末装置Ａ〜Ｄ各々が推定したＣＳＩ（ＣＳＩは、伝搬路推定値を含む情報）を抽出する。受信部１０４は、抽出したＣＳＩを係数算出部１０５に出力する。
【００２９】
係数算出部１０５は、受信部１０４から入力されたＣＳＩから伝搬行列Ｈを生成する。ここで、伝搬行列Ｈのｎ行ｋ列要素ｈｎｋ（ｎ＝１〜４（Ａ〜Ｄ）、ｋ＝１〜Ｎ）は、送信アンテナ識別情報ｋの送信アンテナＴｋと端末装置ｎとの間の伝搬路推定値である。なお、このｎの並び順（オーダリング順位という）は予め基地局装置１が決定する。例えば、基地局装置１は、このオーダリング順位をＣＳＩに基づいて（ＣＳＩの絶対値が大きい端末装置ｎの順又は低い端末装置ｎの順に）決定するといったことができる。
係数算出部１０５は、生成した伝搬行列Ｈの複素共役転置行列ＨＨをＱＲ分解して、行列Ｒ及び線形フィルタ（行列Ｑ）を算出する。ＱＲ分解とは、行列をユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒに分解することである。
係数算出部１０５は、算出した行列Ｒを示す情報を干渉生成部１０６に出力し、算出した線形フィルタを送信ウェイト乗算部１１６及び送信ウェイト乗算部１２４に出力する。
【００３０】
干渉生成部１０６は、係数算出部１０５から入力された情報が示す行列Ｒを用いて、端末装置ｎ宛の信号ｘｎに対する干渉信号ｆｎを逐次生成する。具体的には、干渉生成部１０６は、行列Ｒを用いて、干渉係数行列Ｂ＝｛ｄｉａｇ（ＲＨ）｝−１ＲＨ−Ｉを算出する。また、干渉生成部１０６は、ｍｏｄｕｌｏ部１１４から入力された端末装置ｎより上にオーダリングされた全ての端末装置宛のＭｏｄｕｌｏ演算後の信号を成分とするベクトルｖ’に干渉係数行列Ｂを乗算することで、干渉信号ｆｎを生成する。例えば、干渉信号ｆＣ、ｆＤは、ｆＣ＝Ｂ（ｖＡ’，ｖＢ’，０，０）Ｔ、ｆＤ＝Ｂ（ｖＡ’，ｖＢ’，ｖＣ’，０）Ｔで表される。干渉生成部１０６は、生成した干渉信号ｆｎを干渉減算部１１３に出力する。
【００３１】
変調部１１１は、各端末装置１ｍ宛のデータビットが入力される。変調部１１１は、入力されたデータビットを変調し、変調後の各端末装置１ｍ宛の信号をＰ／Ｓ部１１２に出力する。
Ｐ／Ｓ部１１２は、変調部１１１から入力された各端末装置１ｍ宛の信号を直列変換する。Ｐ／Ｓ部１１２は、直列変換によって、オーダリング順位が示す端末装置ｎの順（干渉処理順Ｎという；本実施形態では、例えば、Ｎ＝１が端末装置Ａ、Ｎ＝２が端末装置Ｂ）に並び替えた信号を、干渉減算部１１３に出力する。なお、図２中の変調部１１１からＰ／Ｓ部１１２に向かう４個の矢印は、それぞれ、端末装置Ａ〜Ｄ宛の信号系列を示す。なお、この並び替えは、変調信号分（サブキャリア数×データシンボル数）だけ行われる。
【００３２】
干渉減算部１１３は、Ｐ／Ｓ部１１２から端末装置ｎ宛の信号ｘｎが入力されると、端末装置ｎ宛の信号から、干渉生成部１０６から入力された干渉信号ｆｎを減算し、減算後の干渉除去信号ｖｎをｍｏｄｕｌｏ部１１４に出力する。なお、干渉処理順がＮ＝１番目の信号（端末装置Ａ宛の信号）については、干渉減算部１１３は、減算を行わず、そのままｍｏｄｕｌｏ演算部に出力する。
この処理を全てのｎについて順に繰り返した後の送信信号ベクトルｖ’は次式（３）で表される。
【００３３】
【数３】
【００３４】
ここで、行列Ｉは単位行列であり、Ｍｏｄτ（ｖｎ）は次式（５）で表されるＭｏｄｕｌｏ演算を表している。
【００３５】
【数４】
【００３６】
ここで、ｖｎ、ｖｎ’はそれぞれＭｏｄｕｌｏ演算前後の変調シンボルを表す。また、ｊは虚数単位、Ｒｅ（ｖｎ）はｖｎの実部を表し、Ｉｍ（ｖｎ）はｖｎの虚部を表す。また、ｆｌｏｏｒ（ｚ）はｚを超えない最大の整数を表す。なお、τは信号ｘｎに施された変調の変調方式によって決まる定数である。例えば、ＱＰＳＫ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ；四位相偏移変調）ではτ＝２√２、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；直交振幅変調）では、τ＝８／√１０、６４ＱＡＭではτ＝１６／√４２である。
ｍｏｄｕｌｏ部１１４は、干渉減算部１１３から入力された干渉除去信号ｖｎに対して、Ｍｏｄｕｌｏ演算（剰余演算）を行い、演算後の剰余信号ｖｎ’を、干渉生成部１０６及びＳ／Ｐ部１１５に出力する。
【００３７】
ここで、干渉生成部１０６、干渉減算部１１３、及びｍｏｄｕｌｏ部１１４が行う処理の動作について詳細を説明する。
まず、干渉生成部１０６は、係数算出部１０５から干渉係数行列Ｂが入力され、干渉減算部１１３が処理を行った端末装置Ａ（端末装置Ａの干渉処理順Ｎ＝１）宛の剰余信号ｖＡ’が入力される。干渉生成部１０６は、端末装置Ｂ（端末装置Ｂの干渉処理順Ｎ＝２）宛の信号ｘＢに対する干渉信号ｆＢ＝Ｂ（ｖＡ’，０，０，０）Ｔを算出して、干渉減算部１１３に出力する。干渉減算部１１３は、干渉除去信号ｖＢ＝ｘＢ−ｆＢを算出してｍｏｄｕｌｏ部１１４に出力する。ｍｏｄｕｌｏ部１１４は、ｖＢ’＝Ｍｏｄτ（ｖＢ）を算出して干渉生成部１０６及びＳ／Ｐ部１１５に出力する。
干渉生成部１０６は、端末装置Ｃ（端末装置Ｃの干渉処理順Ｎ＝３）宛の信号ｘＣに対する干渉信号ｆＣ＝Ｂ（ｖＡ’，ｖＢ’，０，０）Ｔを算出して、干渉減算部１１３に出力する。干渉減算部１１３は、干渉除去信号ｖＣ＝ｘＣ−ｆＣを算出してｍｏｄｕｌｏ部１１４に出力する。ｍｏｄｕｌｏ部１１４は、ｖＣ’＝Ｍｏｄτ（ｖＣ）を算出して干渉生成部１０６及びＳ／Ｐ部１１５に出力する。
干渉生成部１０６は、端末装置Ｄ（端末装置Ｄの干渉処理順Ｎ＝４）宛の信号ｘＣに対する干渉信号ｆＤ＝Ｂ（ｖＡ’，ｖＢ’，ｖＣ’，０）Ｔを算出して、干渉減算部１１３に出力する。干渉減算部１１３は、干渉除去信号ｖＤ＝ｘＤ−ｆＤを算出してｍｏｄｕｌｏ部１１４に出力する。ｍｏｄｕｌｏ部１１４は、ｖＤ’＝Ｍｏｄτ（ｖＤ）を算出して干渉生成部１０６及びＳ／Ｐ部１１５に出力する。
干渉生成部１０６、干渉減算部１１３、及びｍｏｄｕｌｏ部１１４が行う上記の処理は、信号ｘｎ毎に逐次的に行われる。
【００３８】
Ｓ／Ｐ部１１５は、ｍｏｄｕｌｏ部１１４から入力された信号を直並列変換することによって、各端末装置ｎ宛の剰余信号ｖｎ’に分割して送信ウェイト乗算部１１６に出力する。ここで、Ｓ／Ｐ部１１５は、剰余信号ｖｎ’を、ｍｏｄｕｌｏ部１１４からの入力順（Ｐ／Ｓ部１１２が並び替えた順序）に送信アンテナＴ１〜Ｔ４を用いて送信する信号として送信ウェイト乗算部１１６に出力する。
送信ウェイト乗算部１１６は、係数算出部１０５から入力された線形フィルタを、Ｓ／Ｐ部１１５から入力された剰余信号ｖｎ’に乗算する。乗算後の信号ｓkは、次式（６）で表される。
【００３９】
【数５】
【００４０】
送信ウェイト乗算部１１６は、信号ｓkを、送信に用いる送信アンテナＴｋ毎に、バッファ１１７−ｋに出力する。
バッファ１１７−ｋは、信号ｓｋを、１ＯＦＤＭシンボル分（例えば、４サブキャリア分）入力されるまで保持する。バッファ１１７−ｋは、１ＯＦＤＭシンボル分の信号ｓｋが入力されると、信号列ｓｋをＳ／Ｐ部１１８−ｋに出力する。
Ｓ／Ｐ部１１８−ｋは、バッファ１１７−ｋから入力された信号列ｓｋを直並列変換することによって、１ＯＦＤＭシンボルの信号Ｓｋを同時にパイロット多重部１１９−ｋに出力する。
【００４１】
パイロット信号生成部１１９は、予め記憶する復調用パイロット信号を送信アンテナＴｋ毎に選択し、選択した送信アンテナＴｋ毎の復調用パイロット信号ｐｋを送信ウェイト乗算部１２０に出力する。
送信ウェイト乗算部１２０は、係数算出部１０５から入力された線形フィルタを、パイロット信号生成部１１９から入力された復調用パイロット信号ｐｋに乗算する。送信ウェイト乗算部１２０は、送信ウェイト乗算後のパイロット信号ｐｋ’を、それぞれ、パイロット多重部１２１−ｋに出力する。
【００４２】
パイロット多重部１２１−ｋは、送信ウェイト乗算部１２０から入力されたパイロット信号ｐｋ’と、Ｓ／Ｐ部１１８−ｋから入力された信号Ｓｋと、を予め定められたマッピング情報に基づいて、時間周波数領域にマッピングする（図３参照）。ここで、パイロット多重部１２１−ｋは、パイロット信号ｐｋ’を、それぞれ異なるサブキャリアにマッピングする。パイロット多重部１２１−ｋは、マッピングした信号をＩＦＦＴ部１２２−ｋに出力する。
また、先に述べたように、ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、各端末装置において基地局装置の各アンテナとの間の伝搬路を推定し、ＣＳＩとして基地局装置にフィードバックする必要があり、基地局装置はこの伝搬路推定のためのパイロット信号（ＣＳＩ用パイロット信号）を各端末装置宛に送信する。パイロット多重部１２１−ｋでは、このＣＳＩ用パイロット信号についても、システムで予め定められたマッピング情報に基づいて、マッピングして送信する。但し、このＣＳＩ用パイロット信号は、基地局装置１が送信ウェイトを乗算しないで送信するパイロット信号であり、データ信号に付加して伝送する必要はなく、別フレームで伝送しても良い。
【００４３】
ＩＦＦＴ部１２２−ｋは、パイロット多重部１２１−ｋから入力された信号に対して周波数時間変換を行うことによって、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する。ＩＦＦＴ部１２２−ｋは、変換後の信号をＰ／Ｓ部１２３−ｋに出力する。
Ｐ／Ｓ部１２３−ｋは、ＩＦＦＴ部１２２−ｋから入力された信号を並直列変換して、ＧＩ挿入部１２４−ｋに出力する。
【００４４】
ＧＩ挿入部１２４−ｋは、Ｐ／Ｓ部１２３−ｋから入力された信号に対して、ガードインターバルを挿入して、Ｄ／Ａ部１２５−ｋに出力する。
Ｄ／Ａ部１２５−ｋは、ＧＩ挿入部１２４−ｋから入力された信号をデジタルアナログ変換して、無線部１２６−ｋに出力する。
無線部１２６−ｋは、Ｄ／Ａ部１２５−ｋから入力された信号を、無線周波数帯域にアップコンバートし、アップコンバートした送信信号を、送信アンテナＴｋを介して送信する。
【００４５】
＜パイロット信号について＞
図３は、本実施形態に係る復調用パイロット信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、周波数方向はサブキャリア毎に分割され、時間方向は予め定めた時間単位で分割されている（分割された周波数及び時間領域を信号配置領域という）。この図３は、復調用パイロット信号の配置を示す図であって、ＣＳＩ用パイロット信号の配置は図３に示す配置と同じである必要はない。
図３において、信号配置領域の番号ｋは、送信アンテナｋから送信する復調用パイロット信号ｐｋ’が配置されていることを示し、番号が付されていない信号配置領域では全端末装置宛のデータ信号が空間多重されて送信されることを示している。この図において、例えば、符号Ｓ１１を付したシンボルでは、周波数が１番高いサブキャリアに送信アンテナ「１」から送信するパイロット信号ｐ１’が配置されている。同様に、符号Ｓ１１を付したシンボルでは、周波数が２、３、４番目に高いサブキャリアに、それぞれ、送信アンテナ「２」、「３」、「４」から送信するパイロット信号ｐ２’、ｐ３’、ｐ４’が配置されている。
【００４６】
基地局装置１から送信されたパイロット信号ｐｋ’は、次式（７）で表される受信信号ｙｐとして、各端末装置で受信される。
【００４７】
【数６】
【００４８】
サブキャリアｋ毎の受信信号ｙｐｋは、次式（８）〜（１１）で表される。
【００４９】
【数７】
【００５０】
式（８）〜（１１）で表された受信信号を、端末装置ｎ毎の受信信号ベクトルｙｐｎで表すと、次式（１２）で表される。
【００５１】
【数８】
【００５２】
ただし、受信信号ベクトルｙｐｎは、サブキャリアｇの信号を第ｇ成分とするベクトルである。
式（１２）は、干渉処理順Ｎ＝１の端末装置Ａは、パイロット信号ｐ１が配置された１個のサブキャリアでのみパイロット信号を検出できることを示す。また、式（１２）は、干渉処理順Ｎ＝２の端末装置Ｂは、パイロット信号ｐ１、 ｐ２が配置された２個のサブキャリアでパイロット信号を検出できることを示す。
【００５３】
つまり、式（１２）は、端末装置ｎでは、検出したパイロット信号の個数Ｇ（パイロット信号数Ｇという）と、端末装置ｎの干渉処理順Ｎと、が一致することを示す。さらに、本発明では干渉処理順Ｎと所望信号が等価的に送信される送信アンテナ番号ｋを一致させており、各送信アンテナからは周波数領域で直交化されたパイロット信号が送信されている。したがって、端末装置ｎでは、観測可能な受信パイロット信号数Ｇを計数することにより、干渉処理順Ｎ及び自身宛の復調用パイロット信号が配置されるサブキャリアを特定することができる。
例えば、端末装置３は、それぞれ、パイロット信号数Ｇ＝３を検出し、干渉処理順が「３」であり、及び自装置宛の復調用パイロット信号が配置されるサブキャリアがサブキャリア「３」であることを特定する。そして、このサブキャリア３で受信されたパイロット信号を用いて伝搬路推定を行うこととなる。
【００５４】
図４は、本実施形態に係る端末装置１ｍの構成を示す概略ブロック図である。この図において、端末装置１ｍは、受信アンテナＲ１、無線部１０１ｍ、Ａ／Ｄ部１０２ｍ、ＧＩ除去部１０３ｍ、Ｓ／Ｐ部１０４ｍ、ＦＦＴ部１０５ｍ、パイロット分離部１０６ｍ、電力測定部１０７ｍ、所望パイロット検出部１０８ｍ、伝搬路推定部１０９ｍ、伝搬路補償部１１０ｍ、ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍ、復調部１１２ｍ、ＣＳＩ測定部１２１ｍ、送信部１２２ｍ、Ｄ／Ａ部１２３ｍ、無線部１２４ｍ、及び送信アンテナ１２５ｍを含んで構成される。
【００５５】
無線部１０１ｍは、基地局装置１からの送信信号を、受信アンテナＲ１を介して受信する。無線部１０１ｍは、受信した受信信号を、ベースバンド帯域にダウンコンバートし、ダウンコンバートした信号をＡ／Ｄ部１０２ｍに出力する。
Ａ／Ｄ部１０２ｍは、無線部１０１ｍから入力された信号をアナログデジタル変換して、ＧＩ除去部１０３ｍに出力する。
ＧＩ除去部１０３ｍは、Ａ／Ｄ部１０２ｍから入力された信号から、ガードインターバルを除去し、Ｓ／Ｐ部１０４に出力する。
【００５６】
Ｓ／Ｐ部１０４は、ＧＩ除去部１０３ｍから入力された信号を直並列変換して、ＦＦＴ部１０５に出力する。
ＦＦＴ部１０５は、Ｓ／Ｐ部１０４から入力された信号に対して、時間周波数変換を行うことによって、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。ＦＦＴ部１０５は、変換後の信号をパイロット分離部１０６ｍに出力する。
【００５７】
パイロット分離部１０６ｍは、ＦＦＴ部１０５から入力された信号を、予めシステムで定められたマッピング情報に基づいて、デマッピングする。
パイロット分離部１０６ｍは、デマッピングによって抽出したパイロット信号を電力測定部１０７ｍに出力する。また、パイロット分離部１０６ｍは、デマッピングによって抽出したパイロット信号以外の信号、つまりデータ信号を伝搬路補償部１１０ｍに出力する。具体的には、図３に示す信号の場合、パイロット分離部１０６ｍは、１番目のＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに配置された信号を電力測定部１０７ｍ及び伝搬路推定部１１０ｍに出力し、２番目〜５番目のＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに配置された信号を伝搬路補償部１１０ｍに出力する。
また、パイロット分離部１０６ｍは、デマッピングによってＣＳＩ用パイロット信号を抽出する。パイロット分離部１０６ｍは、抽出したＣＳＩ用パイロット信号をＣＳＩ測定部１２１ｍに出力する。但し、このＣＳＩ用パイロット信号は別フレームで伝送される場合もあり、周波数領域での配置も復調用パイロット信号とは異なる場合がある。
【００５８】
電力測定部１０７ｍは、パイロット分離部１０６ｍから入力された各復調用パイロット信号の振幅を２乗して、この信号の電力を算出する。電力測定部１０７ｍは、算出した電力と予め定められた閾値とを比較して、閾値以上の復調用パイロット信号の個数Ｇを計数する。電力測定部１０７ｍは、計数したパイロット信号数Ｇを示す情報を、所望パイロット検出部１０８ｍに出力する。また、電力測定部１０７ｍは、パイロット分離部１０６ｍから入力された各復調用パイロット信号をそのまま所望パイロット検出部１０８ｍに出力する。
【００５９】
所望パイロット検出部１０８ｍは、電力測定部１０７ｍから入力されたパイロット信号数Ｇとマッピング情報に基づいて、自身が伝搬路推定に用いるべきサブキャリアを特定する。所望パイロット検出部１０８ｍは、特定されたサブキャリアに配置されたパイロット信号を抽出して、伝搬路推定部１０９ｍに出力する。例えば、式（１２）で表される信号を受信したとき、端末装置Ａ〜Ｄの所望パイロット検出部１０８ｍは、それぞれ、ｐ１ｒＡ１＊、ｐ２ｒＢ２＊、ｐ３ｒＣ３＊、ｐ４ｒＤ４＊を、伝搬路推定部１０９ｍに出力する。
【００６０】
伝搬路推定部１０９ｍは、所望パイロット検出部１０８ｍから入力されたパイロット信号を用いて伝搬路推定値を推定する。具体的には、伝搬路推定部１０９ｍは、パイロット信号を予め記憶するパイロット信号で除算する。例えば、式（１２）で表される信号を受信したとき、端末装置Ａ〜Ｄの伝搬路推定部１０９ｍは、それぞれ、ｒＡ１＊、ｒＢ２＊、ｒＣ３＊、ｒＤ４＊を伝搬路推定値として推定する。伝搬路推定部１０９ｍは、推定した伝搬路推定値を伝搬路補償部１１０ｍに出力する。
【００６１】
伝搬路補償部１１０ｍは、パイロット分離部１０６ｍから入力されたデータ信号に対して、伝搬路推定部１０９ｍから入力された伝搬路推定値を除算することで、伝搬路補償する。
伝搬路補償部１１０ｍは、伝搬路補償した信号をｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍに出力する。
【００６２】
ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍは、伝搬路補償部１１０ｍから入力された信号に対して、式（５）に示したＭｏｄｕｌｏ演算を行う。ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍは、演算後の信号を復調部１１２ｍに出力する。
復調部１１２ｍは、ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍから入力された信号を復調する。復調部１１２ｍは、復調後のデータビットを出力する。
【００６３】
ＣＳＩ測定部１２１ｍは、パイロット分離部１０６ｍから入力されたＣＳＩ用パイロット信号を用いて、基地局装置１の各送信アンテナＴｋと自装置の送信アンテナＲ１との間の伝搬路について、伝搬路推定値を推定する。ＣＳＩ測定部１２１ｍは、推定した伝搬路推定値を含むＣＳＩを送信部１２２に出力する。
送信部１２２は、ＣＳＩ測定部１２１ｍから入力されたＣＳＩを変調する。送信部１２２は、変調した信号をＤ／Ａ部１２３ｍに出力する。
Ｄ／Ａ部１２３ｍは、送信部１２２から入力された信号をデジタルアナログ変換して、変換後の信号を無線部１２４ｍに出力する。
無線部１２４ｍは、Ｄ／Ａ部１２３ｍから入力された信号を、無線周波数帯域にアップコンバートし、アップコンバートした送信信号を、送信アンテナ１２５ｍを介して送信する。
【００６４】
このように、本実施形態によれば、基地局装置１は、空間多重したデータ信号と、伝搬路推定用の直交パイロット信号とを送信し、端末装置ｎは、基地局装置１から送信された信号を受信し、受信したパイロット信号のうち、所望のパイロット信号を自律的に検出して伝搬路推定を行う。これにより、本実施形態では、各端末装置ｎが用いるべき復調用のパイロット信号の位置を基地局装置１から各端末装置ｎに通知しない場合でも、各端末装置ｎが自律的に所望のパイロット信号位置を抽出して復調に用いることができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、複数の端末装置ｎ宛の送信データ信号が逐次的に生成される順序と、送信データ信号が送信ウェイトも含めた等価伝搬路へ向けて送信される際の送信アンテナは関連付けられている。これにより、端末装置がある程度の電力で受信可能な復調用パイロット信号の数が、各端末装置のオーダリング順位によって異なってくることとなり、各端末装置がその数を計数することにより自身のオーダリング順位を把握することができる。
また、本実施形態によれば、パイロット信号は、送信ウェイトが乗算されて送信される。これにより、復調用のパイロット信号がデータ信号と全く同じ伝搬路を経由して各端末で受信されるようにすることができる。
また、本実施形態によれば、前記受信装置は、受信パイロット信号の電力を測定し、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う。これにより、本実施形態では、各端末装置ｎが用いるべき復調用のパイロット信号の位置を基地局装置１から各端末装置ｎに通知しない場合でも、各端末装置ｎが自律的に所望のパイロット信号位置を抽出して復調に用いることができる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、予め定めたオーダリング順位に基づいて、オーダリング順位の高い端末装置ｎ宛の信号がオーダリング順位の低い端末装置ｎ宛の信号による干渉を受けないように信号を送信する。端末装置ｎでは、基地局装置１から受信したパイロット信号数に基づいて、オーダリング順位（干渉処理順Ｎ）を検出する。これにより、本実施形態では、端末装置ｎは、検出したオーダリング順位に基づいて、自装置宛のパイロット信号を抽出することができ、抽出したパイロット信号を用いて伝搬路推定を行うことができる。
【００６７】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。
上記第１の実施形態では、干渉除去順をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする場合についての例を示したが、この干渉除去順は必ずしも固定されるものではなく、この順序関係を適宜変更することが考えられる。本実施形態では、順序関係を適宜変更する場合について説明をする。
なお、本実施形態に係る無線通信システムを示す概略図は、第１の実施形態（図１）と同じである。また、本実施形態に係る端末装置ｎの構成は、第１の実施形態（図４）と同じである。第１の実施形態と同じ図の説明は省略する。
以下、本実施形態に係る基地局装置を基地局装置２という。
【００６８】
＜基地局装置２について＞
図５は、本発明の第２の実施形態に係る基地局装置２の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る基地局装置２（図５）と第１の実施形態に係る基地局装置１（図２）とを比較すると、係数算出部２０５、及びＰ／Ｓ部２１２が異なる。しかし、他の構成要素（受信アンテナ１０１、無線部１０２、Ａ／Ｄ部１０３、受信部１０４、干渉生成部１０６、変調部１１１、干渉減算部１１３、ｍｏｄｕｌｏ部１１４、Ｓ／Ｐ部１１５、送信ウェイト乗算部１１６、バッファ１１７−１〜１１７−４、Ｓ／Ｐ部１１８−１〜１１８−４、パイロット信号生成部１１９、送信ウェイト乗算部１２０、パイロット多重部１２１−１〜１２１−４、ＩＦＦＴ部１２２−１〜１２２−４、Ｐ／Ｓ部１２３−１〜１２３−４、ＧＩ挿入部１２４−１〜１２４−４、Ｄ／Ａ部１２５−１〜１２５−４、無線部１２６−１〜１２６−４、及び、送信アンテナＴ１〜Ｔ４）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００６９】
係数算出部２０５は、受信部１０４から入力されたＣＳＩから伝搬行列Ｈを生成し、生成した伝搬行列Ｈの複素共役転置行列ＨＨをＱＲ分解する。但し、係数算出部２０５は、列を入れ替えた伝搬行列Ｈの組み合わせを全て生成し、それぞれの複素共役転置行列ＨＨをＱＲ分解する。係数算出部２０５は、ＱＲ分解をして取得した行列Ｒの対角成分の値について平均値を算出する。なお、行列Ｒの対角成分（ｎ行ｎ列）が大きい場合、端末装置ｎでの受信信号のＳＮＲも大きくなる。
【００７０】
係数算出部２０５は、算出した平均値が最も大きい行列Ｒを選択し、この行列ＲとＱＲ分解の対の行列Ｑを選択する。また、係数算出部２０５は、この場合の干渉処理順Ｎを示す情報を生成する。また、係数算出部２０５は、干渉処理順Ｎに応じてＲとＱを並び替え、並び替えた行列Ｒ（行列Ｒ’）を示す情報を干渉生成部１０６に出力し、並び替えた行列Ｑ（行列Ｑ’；線形フィルタ）を送信ウェイト乗算部１１６及び送信ウェイト乗算部１２４に出力する。また、係数算出部２０５は、生成した干渉処理順Ｎを示す情報をＰ／Ｓ部２１２に出力する。
【００７１】
Ｐ／Ｓ部２１２は、変調部１１１から入力された各端末装置１ｍ宛の信号を直列変換する。Ｐ／Ｓ部１１２は、直列変換によって、係数算出部２０５から入力された情報が示す干渉処理順Ｎに並び替えた信号を、干渉減算部１１３に出力する。
【００７２】
例えば、干渉処理順ＮがＢ、Ｃ、Ａ、Ｄの順序のときに行列Ｒ（式（４）の行列Ｒとする）の対角成分の平均値が最大になる場合、並び替え後の行列Ｒ’の複素共役転置行列Ｒ’Ｈは、次式（１３）で表される。
【００７３】
【数９】
【００７４】
式（１３）の場合、Ｐ／Ｓ部２１２は、端末装置Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｄの順序に並び替えた信号を、干渉減算部１１３に出力する。また、この場合、Ｓ／Ｐ部１１５は、剰余信号ｖＢ’、ｖＣ’、ｖＡ’、ｖＤ’を、それぞれ、送信アンテナＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を用いて等価的に送信する信号として出力する。
基地局装置１から送信された信号ｐｋ’は、次式（１４）で表される受信信号ｙｐとして、各端末装置ｎに受信される。
【００７５】
【数１０】
【００７６】
式（１３）のＲ’Ｈの場合、サブキャリアｋ毎の受信信号ｙｐｋは、次式（１５）〜（１８）で表される。
【００７７】
【数１１】
【００７８】
式（１５）〜（１８）で表された受信信号を、端末装置ｎ毎の受信信号ベクトルｙｐｎで表すと、次式（１９）で表される。
【００７９】
【数１２】
【００８０】
式（１９）は、干渉処理順Ｎ＝１の端末装置Ｂは、パイロット信号ｐ１’が配置された１個のサブキャリアでのみパイロット信号を検出できることを示す。また、式（１９）は、干渉処理順Ｎ＝２の端末装置Ｃは、パイロット信号ｐ１’、 ｐ２’が配置された２個のサブキャリアでパイロット信号を検出できることを示す。
【００８１】
つまり、式（１９）は、端末装置ｎでは、検出したパイロット信号の個数と、干渉処理順Ｎと、が一致することを示しており、各端末装置は自律的に自身宛の信号が基地局装置で処理された順序を検出することができる。この干渉処理順と、送信アンテナは関連付けられているため、周波数領域で直交化されているパイロット信号のうち、各端末装置が用いるべき復調用パイロット信号を抽出することができる。
【００８２】
このように、本実施形態によれば、基地局装置において適応的にオーダリング順位が変更される場合においても、各端末装置は、受信したパイロット信号数に基づいて自身のオーダリング順位を検出することにより、オーダリング順位と関連付けられた送信アンテナ番号を把握することができ、さらに、復調に用いるべきパイロット信号の位置を検出することが可能となる。
【００８３】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施形態について詳しく説明する。
上記第１、２の実施形態では、復調用パイロット信号を周波数領域で直交するように配置する場合について説明をした。本実施形態では、時間領域で直交するように配置する。
なお、本実施形態に係る無線通信システムを示す概略図は、第１の実施形態（図１）と同じであるので、説明は省略する。
以下、本実施形態に係る基地局装置を基地局装置３といい、端末装置Ａ〜Ｄ各々を端末装置３ｍという。
【００８４】
＜基地局装置３について＞
図６は、本発明の第３の実施形態に係る基地局装置３の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る基地局装置３（図６）と第１の実施形態に係る基地局装置１（図２）とを比較すると、パイロット多重部３２１−１〜４２１−４が異なる。しかし、他の構成要素（受信アンテナ１０１、無線部１０２、Ａ／Ｄ部１０３、受信部１０４、係数算出部１０５、干渉生成部１０６、変調部１１１、Ｐ／Ｓ部１１２、干渉減算部１１３、ｍｏｄｕｌｏ部１１４、Ｓ／Ｐ部１１５、送信ウェイト乗算部１１６、Ｄ／Ａ部１２５−１〜１２５−４、無線部１２６−１〜１２６−４、及び、送信アンテナＴ１〜Ｔ４）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００８５】
パイロット多重部３２１−ｋは、送信ウェイト乗算部１２０から入力された復調用パイロット信号ｐｋ’と、Ｓ／Ｐ部１１８−ｋから入力された信号Ｓｋと、をシステムで予め定められたマッピング情報に基づいて、時間周波数領域にマッピングする（図３参照）。ここで、パイロット多重部３２１−ｋは、パイロット信号ｐｋ’を、それぞれ異なる時間領域にマッピングする。パイロット多重部３２１−ｋは、マッピングした信号をＩＦＦＴ部１２２−ｋに出力する。
また、パイロット多重部３２１−ｋは、ＣＳＩ用パイロット信号を、システムで予め定められたマッピング情報に基づいてマッピングするが、ＣＳＩ用パイロット信号の配置は復調用パイロット信号の配置と必ずしも同じである必要はない。
【００８６】
＜パイロット信号について＞
図７は、本実施形態に係る復調用パイロット信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、時間方向は予め定めた時間単位（シンボル単位；信号配置領域）で分割されている。また、この図は１フレーム（８シンボル）内での信号の配置を示す図である。
図４は、ｋ（シンボル番号という）番目（ｋ＝１〜４）のシンボルには復調用パイロット信号ｐｋ’が配置されていることを示す。これらのシンボルに記載した番号ｋは、送信アンテナｋから送信するパイロット信号ｐｋ’が配置されていることを示す。また、この図は、５番目から８番目のシンボルには信号配置領域にはデータ信号が配置されることを示す。
【００８７】
基地局装置３から送信された信号ｐｋ’は、次式（２０）で表される受信信号ｙｐとして、各端末装置ｎに受信される。
【００８８】
【数１３】
【００８９】
ｋ（ｋ＝１〜４）番目のシンボルに配置された受信パイロット信号ｙｐｋは、次式（２１）〜（２４）で表される。
【００９０】
【数１４】
【００９１】
式（２１）〜（２４）で表された受信パイロット信号を、端末装置ｎ毎の受信パイロット信号ベクトルｙｐｎで表すと、次式（２５）で表される。
【００９２】
【数１５】
【００９３】
ただし、受信パイロット信号ベクトルｙｐｎは、ｋ番目のシンボルの信号を第ｋ成分とするベクトルである。
式（２５）は、干渉処理順Ｎ＝１の端末装置Ａは、パイロット信号ｐ１’が配置された１番目のシンボルでのみパイロット信号を検出することを示す。また、式（２５）は、干渉処理順Ｎ＝２の端末装置Ｂは、パイロット信号ｐ１’、 ｐ２’が配置された２個のシンボルでパイロット信号を検出することを示す。
【００９４】
つまり、式（１３）は、端末装置ｎでは、検出したパイロット信号の個数Ｇと、干渉処理順Ｎと、が一致することを示す。さらに、干渉処理順Ｎと所望信号が送信されるアンテナ番号とは対応付けられており、各アンテナからは時間領域で直交化されたパイロット信号が送信されるため、各端末装置は、自身が復調に用いるべきパイロット信号が配置されたシンボルを検出し、伝搬路推定できることがわかる。
このように、各端末装置では、パイロット信号数Ｇを計数することにより、干渉処理順Ｎ及び自身宛のパイロット信号が配置されるシンボル番号を特定することができる。
【００９５】
＜端末装置３ｍについて＞
図８は、本実施形態に係る端末装置３ｍの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る端末装置３ｍ（図８）と第１の実施形態に係る端末装置１ｍ（図４）とを比較すると、パイロット分離部３０６ｍ、所望パイロット検出部３０８ｍ、及び、伝搬路補償部３１０ｍが異なる。しかし、他の構成要素（受信アンテナＲ１、無線部１０１ｍ、Ａ／Ｄ部１０２ｍ、電力測定部１０７ｍ、伝搬路推定部１０９ｍ、ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍ、復調部１１２ｍ、ＣＳＩ測定部１２１ｍ、送信部１２２ｍ、Ｄ／Ａ部１２３ｍ、無線部１２４ｍ、及び送信アンテナ１２５ｍ）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００９６】
パイロット分離部３０６ｍは、ＦＦＴ部１０５から入力された信号を、予めシステムで定められたマッピング情報に基づいて、デマッピングする。
パイロット分離部３０６ｍは、デマッピングによって抽出した復調用パイロット信号を電力測定部３０７ｍに出力する。また、パイロット分離部３０６ｍは、デマッピングによって抽出したパイロット信号以外の信号を伝搬路補償部３１０ｍに出力する。具体的には、図７に示す信号の場合、パイロット分離部３０６ｍは、フレーム中の１番目から４番目のシンボルに配置された信号を電力測定部３０７ｍ及び伝搬路推定部３１０ｍに出力し、５番目から８番目のシンボルに配置された信号を伝搬路補償部３１０ｍに出力する。
また、パイロット分離部３０６ｍは、デマッピングによってＣＳＩ用パイロット信号を抽出する。パイロット分離部３０６ｍは、抽出したＣＳＩ用パイロット信号をＣＳＩ測定部１２１ｍに出力する。
【００９７】
所望パイロット検出部３０８ｍは、電力測定部１０７ｍから入力されたパイロット信号数とマッピング情報に基づいて、送信アンテナＴＫから送信されたパイロット信号を抽出して、伝搬路推定部１０９ｍに出力する。例えば、式（２５）で表される信号を受信したとき、端末装置Ａ〜Ｄの所望パイロット検出部３０８ｍは、それぞれ、ｐ１ｒＡ１＊、ｐ２ｒＢ２＊、ｐ３ｒＣ３＊、ｐ４ｒＤ４＊を、伝搬路推定部１０９ｍに出力する。
【００９８】
伝搬路推定部１０９ｍでは伝搬路推定を行い、伝搬路補償部３１０ｍでは、伝搬路推定部１０９ｍにおいて推定された伝搬路推定値を用いてデータ信号の伝搬路補償が行われる。
伝搬路補償部３１０ｍは、伝搬路補償した信号をｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍに出力する。
【００９９】
このように、本実施形態によれば、基地局装置３は、時間領域で直交するパイロット信号を、各送信アンテナから送信し、端末装置は、受信したパイロット信号数に基づいて、自身のオーダリング順位を検出する。これにより、各端末装置は、オーダリング順位と関連付けられた送信アンテナ番号を把握することができ、さらに自信が用いるべきパイロット信号の位置も検出することができる。
【０１００】
（第４の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第４の実施形態について詳しく説明する。
上記各実施形態では、端末装置が１個のアンテナを備える場合について説明をした。本実施形態では、端末装置が複数個のアンテナを備える場合について説明をする。また、本実施形態では、基地局装置は、同じ端末装置宛に複数の信号系列（ストリーム）の信号を送信する。ここで、基地局装置は、ある端末装置宛の信号から他の端末装置宛の信号を減算して送信するが、同じ端末装置宛の信号を減算せずに送信する。
【０１０１】
＜無線通信システムについて＞
図９は、本実施形態に係る無線通信システムを示す概略図である。この図は、ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムの図である。
この図において、基地局装置４は、複数の端末装置ｎ（ｎ＝Ａ、Ｂ）宛に信号を送信する。端末装置ｎは、２個の受信アンテナＲｔｎ（ｔ＝１，２：ｔを受信アンテナ識別情報という）を用いて基地局装置４からの信号を受信する。
【０１０２】
＜基地局装置４について＞
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る基地局装置４の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る基地局装置４（図１０）と第１の実施形態に係る基地局装置１（図２）とを比較すると、係数算出部４０５、及びＰ／Ｓ部４１２が異なる。しかし、他の構成要素（受信アンテナ１０１、無線部１０２、Ａ／Ｄ部１０３、受信部１０４、干渉生成部１０６、変調部１１１、干渉減算部１１３、ｍｏｄｕｌｏ部１１４、Ｓ／Ｐ部１１５、送信ウェイト乗算部１１６、バッファ１１７−１〜１１７−４、Ｓ／Ｐ部１１８−１〜１１８−４、パイロット信号生成部１１９、送信ウェイト乗算部１２０、パイロット多重部１２１−１〜１２１−４、ＩＦＦＴ部１２２−１〜１２２−４、Ｐ／Ｓ部１２３−１〜１２３−４、ＧＩ挿入部１２４−１〜１２４−４、Ｄ／Ａ部１２５−１〜１２５−４、無線部１２６−１〜１２６−４、及び、送信アンテナＴ１〜Ｔ４）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
また、本実施形態では、基地局装置４が、送信アンテナＴ１、Ｔ２を用いて端末装置Ａ宛の信号を送信し、送信アンテナＴ３、Ｔ４を用いて端末装置Ｂ宛の信号を送信する場合について説明をする。
【０１０３】
係数算出部４０５は、受信部１０４から入力されたＣＳＩから伝搬行列Ｈを生成する。この伝搬行列Ｈは、次式（２６）で表される。
【０１０４】
【数１６】
【０１０５】
ここで、伝搬行列ＨＡは、基地局装置と端末装置Ａの受信アンテナＲｔＡとの間の伝搬路の伝搬行列であり、ｔ行ｋ列要素ｈＡｔｋ（ｔ＝１、２、ｋ＝１〜４）は、送信アンテナＴｋと受信アンテナ識別情報ｔの受信アンテナＲｔＡとの伝搬路推定値である。また、伝搬行列ＨＢは、基地局装置と端末装置Ｂの受信アンテナＲｔＢとの間の伝搬路の伝搬行列であり、ｔ行ｋ列要素ｈＢｔｋ（ｔ＝１、２、ｋ＝１〜４）は、送信アンテナＴｋと受信アンテナ識別情報ｔの受信アンテナＲｔＢとの伝搬路推定値である。
【０１０６】
係数算出部４０５は、伝搬行列ＨＡを特異値分解する。この特異値分解は、次式（２７）で表される。
【０１０７】
【数１７】
【０１０８】
ここで、行列ＵＡ及び行列ＶＡはユニタリ行列であり、行列ΣＡの１行１列成分及び２行２列成分は正の実数である。
係数算出部４０５は、ＶＡの１列目と２列目からなる行列ＶＡＬ、及び、ＶＡの３列目と４列目からなる行列ＶＡＲを生成する。なお、端末装置Ａ宛の信号と端末装置Ｂ宛の信号とからなる信号ベクトルに、基地局装置４が行列ＶＡＲを乗算することにより、端末装置Ｂ宛の信号が端末装置Ａに届かなくなる。
【０１０９】
係数算出部４０５は、伝搬行列ＨＢに行列ＶＡＲを乗算した行列を、特異値分解する。この特異値分解は、次式（２８）で表される。
【０１１０】
【数１８】
【０１１１】
ここで、行列ＵＢ及び行列ＶＢはユニタリ行列であり、行列ΣＢの１行１列成分及び２行２列成分は正の実数である。なお、基地局装置４は、行列ＵＡＨを端末装置Ａに通知し、また、行列ＵＢＨを端末装置Ｂに通知する。
係数算出部４０５は、次式（２９）で表される送信ウェイト（行列Ｗ）を算出する。
【０１１２】
【数１９】
【０１１３】
係数算出部４０５は、算出した送信ウェイトを送信ウェイト乗算部４１６及び送信ウェイト乗算部４２４に出力する。
また、係数算出部４０５は、行列Ｔ＝ＨＷを算出する。係数算出部４０５は、算出した行列Ｔから干渉行列Ｂを算出する。干渉係数行列Ｂは、次式（３０）で表される。
【０１１４】
【数２０】
【０１１５】
ここで、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、２行２列の行列である。
係数算出部４０５は、算出した干渉係数行列Ｂを、干渉生成部１０６に出力する。
【０１１６】
Ｐ／Ｓ部４１２は、変調部１１１から入力された各端末装置Ａ、Ｂ宛の信号を直列変換する。ここで、Ｐ／Ｓ部４１２は、直列変換によって、端末装置Ａ宛の第１ストリーム（ｘＡ１）及び端末装置Ａ宛の第２ストリーム（ｘＡ２）、端末装置Ｂ宛の第１ストリーム（ｘＢ１）及び端末装置Ｂ宛の第２ストリーム（ｘＢ２）の順に並び替えた信号ｘｌ（ｌ＝Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）、干渉減算部１１３に出力する。つまり、Ｐ／Ｓ部４１２は、干渉処理順Ｎに従って、端末装置毎の信号を干渉減算部１１３に出力する。
この場合、Ｓ／Ｐ部１１５は、剰余信号ｖＡ１’、ｖＡ２’、ｖＢ１’、ｖＢ２’を、それぞれ、送信アンテナＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４から等価的に送信する信号として出力する。
【０１１７】
基地局装置４から送信された復調用パイロット信号ｐｋ’は、次式（３２）で表される受信信号ｙｐとして、各端末装置Ａ、Ｂに受信される。ここで、復調用パイロット信号は第１の実施形態と同様に、周波数領域で直交化されて送信されるものとする。
【０１１８】
【数２１】
【０１１９】
ここで、受信信号ｙｐntは、端末装置ｎの受信アンテナＲｔｎに受信される受信信号を示す。また、サブキャリアｋ毎の受信信号ｙｐｋは、次式（３３）〜（３６）で表される。
【０１２０】
【数２２】
【０１２１】
式（３３）〜（３６）で表された受信信号を、端末装置ｎの受信アンテナＲｔ毎の受信信号ベクトルｙｐｌで表すと、次式（３７）で表される。
【０１２２】
【数２３】
【０１２３】
ただし、受信信号ベクトルｙｐｌは、サブキャリアｋの信号を第ｋ成分とするベクトルである。
式（３７）は、端末装置では、検出したパイロット信号数を２で除算した値と、端末装置の干渉処理順と、が一致することを示す。
【０１２４】
＜端末装置４ｍについて＞
図１１は、本実施形態に係る端末装置３ｍの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る端末装置４ｍ（図１１）と第１の実施形態に係る端末装置１ｍ（図４）とを比較すると、受信フィルタ乗算部４１３ｍ、パイロット分離部４０６ｍ、所望パイロット検出部４０８ｍ、及び、伝搬路補償部４１０ｍが異なる。しかし、他の構成要素（電力測定部１０７ｍ、伝搬路推定部１０９ｍ、ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍ、復調部１１２ｍ、ＣＳＩ測定部１２１ｍ、送信部１２２ｍ、Ｄ／Ａ部１２３ｍ、無線部１２４ｍ、及び送信アンテナ１２５ｍ）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
また、受信アンテナＲ１ｔ、無線部１０１ｔｍ、Ａ／Ｄ部１０２ｔｍ、ＧＩ除去部１０３ｔｍ、Ｓ／Ｐ部１０４ｔｍ、及び、ＦＦＴ部１０５ｔｍ（ｔ＝１、２）が持つ機能は、受信アンテナＲ１、無線部１０１ｍ、Ａ／Ｄ部１０２ｍと同じであるので、説明は省略する。
【０１２５】
受信フィルタ乗算部４１３ｍは、基地局装置４から受信フィルタ（端末装置Ａの場合には行列ＵＡＨ、端末装置Ｂの場合には行列ＵＢＨ）を通知される。受信フィルタ乗算部４１３ｍは、ＦＦＴ部１０５１ｍから入力された信号を第１成分、ＦＦＴ部１０５２ｍから入力された信号を第２成分とする受信信号ベクトルｙｐを生成する。受信フィルタ乗算部４１３ｍは、生成した受信信号ベクトルｙｐに受信フィルタを乗算する。乗算後の信号ベクトルは、Σｎｐｌ（ただし、端末装置ｎの場合にはｌ＝ｎ１、ｎ２）で表される。
受信フィルタ乗算部４１３ｍは、乗算後の信号ベクトルの信号をパイロット分離部４０６ｍに出力する。
【０１２６】
パイロット分離部４０６ｍは、受信フィルタ乗算部４１３ｍから入力された信号を、予めシステムで定められたマッピング情報に基づいて、デマッピングする。パイロット分離部１０６ｍは、デマッピングによって抽出した復調用パイロット信号を電力測定部１０７ｍに出力する。また、パイロット分離部１０６ｍは、デマッピングによって抽出したパイロット信号以外の信号を伝搬路補償部１１０ｍに出力する。
【０１２７】
所望パイロット検出部３０８ｍは、電力測定部１０７ｍから入力されたパイロット信号数とマッピング情報に基づいて、自身が復調に用いるべきパイロット信号が配置されたサブキャリアを特定する。所望パイロット検出部１０８ｍは、所望のパイロット信号を抽出して、伝搬路推定部１０９ｍに出力する。例えば、式（３７）で表される信号を受信したとき、端末装置Ａの所望パイロット検出部１０８ｍは、ｐ１Ｔ１１、ｐ２Ｔ１２、ｐ１Ｔ２１、ｐ２Ｔ２２を、伝搬路推定部１０９ｍに出力する。
なお、伝搬路推定部１０９ｍは２行２列の伝搬行列を生成し、伝搬路補償部４１０ｍは伝搬路推定部１０９ｍが生成した伝搬行列を用いて伝搬路補償を行う。
【０１２８】
このように、本実施形態によれば、端末装置が複数のアンテナを備える場合にも、各端末装置がある閾値以上の電力で観測可能なパイロット信号を計数することにより、自身の干渉除去順を検出することができ、所望のパイロット信号を抽出することが可能となる。
【０１２９】
なお、上記各実施形態において、各端末装置ｎから基地局装置１〜４へのアップリンクの伝送方法はマルチキャリア伝送に限らず、他の伝送方法を用いてもよい。また、基地局装置１〜４では、受信アンテナを１個備える場合について説明したが、本発明はこれに限らず、複数の受信アンテナを備え、アップリンクのＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う構成としてもよい。
なお、上記第１〜第３の実施形態において、無線通信システムは、基地局装置１〜３と、１個の受信アンテナを備える４個の端末装置ｎとが通信を行う場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、基地局装置１〜３と、１個の受信アンテナを備える２個の端末装置Ａ、Ｂ及び２個の受信アンテナを備える１個の端末装置Ｃと、が通信を行ってもよい。この場合、端末装置Ｃの一方のアンテナ宛に送信する信号を、上述の実施形態における端末装置Ｄ宛の信号として、処理をすればよい。
【０１３０】
また、上記第１、２、４の実施形態において、基地局装置１、２、４は、フレーム毎に異なる端末装置ｎ宛の信号を多重してもよい。
図１２は、本発明の変形例に係る端末装置ｎ宛の信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、周波数方向はサブキャリア毎に分割され、時間方向は予め定めた時間単位で分割されている。
図１２は、フレーム１では端末装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ宛のデータ信号が多重されていることを示す。また、フレーム２では端末装置Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ宛のデータ信号が多重されていることを示す。また、フレーム３では端末装置Ａ、Ｃ、Ｆ、Ｇ宛のデータ信号が多重されていることを示す。
このような場合、従来技術では、基地局装置が全てのフレームの時間周波数領域について、各端末装置ｎ宛のパイロット信号の配置を示す制御情報を送信し、端末装置ｎがこの制御情報に基づいてパイロット信号を抽出していた。しかし、本変形例に係る基地局装置１、２、３、４では、端末装置宛の信号とフレームとの割り当て関係を示す情報のみを送信し、端末装置がこの制御情報に基づいて信号を受信し、自律的にパイロット信号の位置を抽出することができるため、伝送効率の低下を防止することができる。
【０１３１】
また、上記第１〜３の実施形態において、基地局装置はＱＲ分解の結果に基づいて各端末装置宛の信号を空間多重する場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、線形ウェイト及び干渉係数行列Ｂを、ＺＦ（Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ）やＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）基準で算出してもよい。この場合、上記第１〜３の実施形態での線形ウェイトとは異なるものとなるが、復調用パイロット信号は、オーダリング順位に応じた数だけ端末装置で受信されることとなる。つまり、ある程度の電力で受信される復調用パイロット信号の数が端末装置のオーダリング順位に応じて異なるため、ZFやMMSE基準のTHP MU-MIMO伝送を行う場合にも、閾値以上の電力で受信されるパイロット信号を計数し、端末装置自身が所望のパイロット信号を検出するという本発明は適用可能である。
【０１３２】
また、上記第２の実施形態において、基地局装置は、複数のサブチャネルを用いて端末装置宛の信号を多重してもよい。
図１３は、本発明の変形例に係る端末装置ｎ宛の信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、周波数方向はサブキャリア毎に分割され、時間方向は予め定めた時間単位で分割されている。
図１３は、周波数領域が４つのサブキャリアからなるサブチャネル１〜３に分割されていることを示す。また、この図において、各サブチャネル１〜３の領域は、端末装置Ａ〜Ｄに対して割り当てられている。
【０１３３】
図１３において、サブチャネル毎にオーダリング順位が異なってもよく、この場合、ある端末装置が伝搬路推定に用いるパイロット信号を配置する領域（サブキャリア）は、サブチャネル毎に異なる。例えば、端末装置Aがサブチャネル１では３番目にオーダリングされ、サブチャネル２では１番目にオーダリングされ、サブチャネル３では４番目にオーダリングされた場合には、端末装置Aは、サブチャネル１では３番目のサブキャリアのパイロット信号を、サブチャネル２では１番目のサブキャリアのパイロット信号を、サブチャネル３では４番目のサブキャリアのパイロット信号をそれぞれ用いて復調を行う必要がある。しかし、このような場合においても、各端末装置がある程度の電力で受信できる、各サブチャネルのパイロット信号の数は各サブチャネルのオーダリング順位に応じて異なるものとなるため、本発明により、各端末装置が参照すべきパイロット信号をサブチャネル毎に検出することができる。このように、サブチャネルまたは幾つかのサブキャリアをまとめたサブキャリア群毎にオーダリングが異なる場合には、各端末装置にパイロット信号の位置を通知する制御情報が大幅に増加し、伝送効率が大きく低下することが考えられるが、本発明を用いることにより、それらの制御情報を削減することが可能となり、伝送効率の低下を防ぐことができる。 また、第３の実施形態では、無線通信システムがシングルキャリア伝送を行う場合について説明をしたが、マルチキャリア伝送の場合に適用してもよい。
【０１３４】
また、第４の実施形態において、端末装置ｎが２個の受信アンテナを備える場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、３個以上であってもよいし、端末装置ｎ各々で異なる個数の受信アンテナを備えてもよい。
【０１３５】
なお、上述した実施形態における基地局装置１〜４、端末装置１ｍ、３ｍ、４ｍの一部、例えば、無線部１０２、Ａ／Ｄ部１０３、受信部１０４、係数算出部１０５、２０５、４０５、干渉生成部１０６、変調部１１１、Ｐ／Ｓ部１１２、２１２、４１２、干渉減算部１１３、ｍｏｄｕｌｏ部１１４、Ｓ／Ｐ部１１５、送信ウェイト乗算部１１６、Ｓ／Ｐ部１１８−１〜１１８−４、パイロット信号生成部１１９、送信ウェイト乗算部１２０、パイロット多重部１２１−１〜１２１−４、３２１−１〜４２１−４、ＩＦＦＴ部１２２−１〜１２２−４、Ｐ／Ｓ部１２３−１〜１２３−４、ＧＩ挿入部１２４−１〜１２４−４、Ｄ／Ａ部１２５−１〜１２５−４、無線部１２６−１〜１２６−４、無線部１０１ｍ、Ａ／Ｄ部１０２ｍ、ＧＩ除去部１０３ｍ、Ｓ／Ｐ部１０４ｍ、ＦＦＴ部１０５ｍ、パイロット分離部１０６ｍ、３０６ｍ、４０６ｍ、電力測定部１０７ｍ、所望パイロット検出部１０８ｍ、３０８ｍ、４０８ｍ、伝搬路推定部１０９ｍ、伝搬路補償部１１０ｍ、３１０ｍ、４１０ｍ、ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍ、復調部１１２ｍ、ＣＳＩ測定部１２１ｍ、送信部１２２ｍ、Ｄ／Ａ部１２３ｍ、無線部１２４ｍ、及び受信フィルタ乗算部４１３ｍをコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御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良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、基地局装置１〜４、端末装置１ｍ、３ｍ、４ｍに内蔵されたコンピュータシステムであって、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、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良い。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良く、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良い。
また、上述した実施形態における基地局装置１〜４、端末装置１ｍ、３ｍ、４ｍの一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現しても良い。基地局装置１〜４、端末装置１ｍ、３ｍ、４ｍの各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
【０１３６】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
１〜４・・・基地局装置、１０１・・・受信アンテナ、１０２・・・無線部、１０３・・・Ａ／Ｄ部、１０４・・・受信部、１０５、２０５、４０５・・・係数算出部、１０６・・・干渉生成部、１１１・・・変調部、１１２、２１２、４１２・・・Ｐ／Ｓ部、１１３・・・干渉減算部、１１４・・・ｍｏｄｕｌｏ部、１１５・・・Ｓ／Ｐ部、１１６・・・送信ウェイト乗算部、１１７−１〜１１７−４・・・バッファ、１１８−１〜１１８−４・・・Ｓ／Ｐ部、１１９・・・パイロット信号生成部、１２０・・・送信ウェイト乗算部、１２１−１〜１２１−４、３２１−１〜４２１−４・・・パイロット多重部、１２２−１〜１２２−４・・・ＩＦＦＴ部、１２３−１〜１２３−４・・・Ｐ／Ｓ部、１２４−１〜１２４−４・・・ＧＩ挿入部、１２５−１〜１２５−４・・・Ｄ／Ａ部、１２６−１〜１２６−４・・・無線部、Ｔ１〜Ｔ４・・・送信アンテナ
Ａ〜Ｄ、１ｍ、３ｍ、４ｍ・・・端末装置、Ｒ１・・・受信アンテナ、１０１ｍ・・・無線部、１０２ｍ・・・Ａ／Ｄ部、１０３ｍ・・・ＧＩ除去部、１０４ｍ・・・Ｓ／Ｐ部、１０５ｍ・・・ＦＦＴ部、１０６ｍ、３０６ｍ、４０６ｍ・・・パイロット分離部、１０７ｍ・・・電力測定部、１０８ｍ、３０８ｍ、４０８ｍ・・・所望パイロット検出部、１０９ｍ・・・伝搬路推定部、１１０ｍ、３１０ｍ、４１０ｍ・・・伝搬路補償部、１１１ｍ・・・ｍｏｄｕｌｏ部、１１２ｍ・・・復調部、１２１ｍ・・・ＣＳＩ測定部、１２２ｍ・・・送信部、１２３ｍ・・・Ｄ／Ａ部、１２４ｍ・・・無線部、１２５ｍ・・・送信アンテナ、４１３ｍ・・・受信フィルタ乗算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、送信装置、受信装置、送信制御方法、受信制御方法、送信制御プログラム、及び、受信制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基地局装置に備えられた複数の送信アンテナを用いて、複数の送信信号を空間多重し、高い周波数利用効率と高速伝送を実現するダウンリンクＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ；多入力多出力）伝送の研究が盛んに行われている。
ダウンリンクＭＩＭＯ伝送では、次の２つの技術が知られている。１つ目は、複数のアンテナを備える単一の端末装置へ、複数の送信信号を空間多重して送信するＳｉｎｇｌｅ Ｕｓｅｒ−ＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）伝送である。２つ目は、複数の端末装置宛の送信信号を空間多重して送信するＭｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ−ＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）伝送である。通常、基地局装置が備えるアンテナは端末装置が備えるアンテナよりも多く、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送では基地局装置の全アンテナを必ずしも活用できるとは限らないが、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、複数の端末装置宛の送信信号を空間多重することにより基地局装置の全アンテナを有効に活用し、システム全体のスループットを向上させることができる。
【０００３】
このＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、各端末装置宛の信号が各端末装置で干渉し合わないように、基地局装置が予めプリコーディングした信号を送信する技術が適用される。適用するプリコーディングには、複数の送信信号に線形ウェイトを乗算する線形プリコーディングと、非線形演算を含めた信号処理を行う非線形プリコーディングがある。
非線形プリコーディングを適用したＭＵ−ＭＩＭＯ伝送として、Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ−Ｈａｒａｓｈｉｍａ Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇを用いたＭＵ−ＭＩＭＯ（ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ）伝送が知られている。ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、例えば多重する端末装置を４個とした場合、各端末装置Ａ〜Ｄ宛の信号ｘＡ〜ｘＤから端末間の干渉を減算した干渉除去信号ｖＡ〜ｖＤを生成する。この減算処理は、逐次的に行われ、端末装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順番でそれぞれの宛先へ向けて送信される信号が生成される。この時、例えば、端末装置Ｃ宛の信号は、端末装置Ｃ宛の所望信号から、端末装置Ａが端末装置Ｃに与える干渉信号と端末装置Ｂが端末装置Ｃに与える干渉信号がそれぞれ減算された信号となる。このように生成された干渉除去信号ｖＡ〜ｖＤを成分とするベクトルｖは、次式（１）で表される。
【０００４】
【数１】
【０００５】
ここで、ベクトルｘは信号ｘＡ〜ｘＤを成分とするベクトルであり、行列Ｉは単位行列である。また、行列Ｒは、基地局装置の各アンテナと端末装置の各アンテナの間の伝搬路を行列形式で表した伝搬行列Ｈの複素共役転置行列ＨＨをＱＲ分解して算出した行列である。ここで、ＱＲ分解とは、行列をユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒに分解することである。また、ｄｉａｇ（Ｘ）は、行列Ｘの非対角成分を０とした行列を表す。また、行列Ｒの成分ｒｎｋの添え字ｎ、ｋは、それぞれ、空間多重されている端末装置、基地局装置における送信アンテナの識別番号を示す。
式（１）に示すように、干渉除去信号は所望信号から干渉信号を減算した信号であり、この干渉信号減算処理により送信信号の電力が大幅に増加する場合があるため、ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、干渉除去信号ｖＡ〜ｖＤにＭｏｄｕｌｏ演算を行って摂動信号ｕＡ〜ｕＤ（変調方式に応じて定まる定数τの整数倍の信号）を加算することで、送信する信号の送信電力を抑圧する。基地局装置は、Ｍｏｄｕｌｏ演算後の信号ｖＡ’〜ｖＤ’にユニタリ行列で表される送信ウェイトQを乗算し、送信アンテナを介して送信する。この場合、各端末装置Ａ〜Ｄは、次式（２）の受信信号ベクトルｙの成分で表される受信信号ｙＡ〜ｙＤを受信する。但し、説明の簡単化のため、各受信装置で加わる熱雑音は省略している。
【０００６】
【数２】
【０００７】
ここで、受信信号ｙｎは端末装置ｎが受信する受信信号を示す。端末装置ｎは、基地局装置から送信された既知の復調用パイロット信号に基づいてｒｎｋ＊を算出し、受信信号ｙｎをｒｎｋ＊で除算した信号にＭｏｄｕｌｏ演算を行うことで、自身宛の信号ｘｎを取得する。この式（２）からわかるように、端末装置Ａが受信する信号は所望信号に係数ｒA1＊が乗算された信号であり、これは、端末装置Ａ宛の信号は基地局装置のアンテナ１から送信された信号であるのと等価ということができる。同様に、端末装置Bが受信する信号は所望信号に係数ｒB2＊が乗算された信号であるため、基地局装置のアンテナ２から送信されているのと等価である。また、端末装置C宛の信号は基地局装置のアンテナ３から、端末装置D宛の信号は基地局装置のアンテナ４からそれぞれ送信されているのと等価といえる。
【０００８】
このように、各端末装置では、基地局装置から送信される既知のパイロット信号を用いてこのrnt*を推定する必要があるが、複数ユーザ分のパイロット信号をデータ信号と同様に空間多重して伝送すると、複数のパイロット信号が干渉し合い、伝搬路の推定精度が著しく劣化する。
このような問題に対して、非特許文献１には、パイロット信号を周波数領域で直交化するように配置することが記載されている。
図１４は、従来技術に係るパイロット信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、周波数方向はサブキャリア毎に分割され、時間方向は予め定めた時間（シンボル）単位で分割されている（分割された周波数及び時間領域を信号配置領域という）。
図１４において、番号が付されている信号配置領域は復調用パイロット信号が伝送される信号配置領域を表しており、その番号ｋは、該当する信号配置領域が、送信アンテナｋから送信される復調用パイロット信号が配置されている信号領域であることを示す。また、番号が付されていない信号配置領域ではデータ信号が送信される。この図において、例えば、符号Ｑ１１を付したサブキャリアでは、時間が１番早い信号配置領域に送信アンテナ「１」から送信するパイロット信号が配置されている。同様に、符号Ｑ１１を付したサブキャリアでは、時間が２、５、６番目の信号配置領域には、それぞれ、送信アンテナ「４」、「３」、「２」から送信するパイロット信号が配置されている。
このような復調用パイロット信号の配置である場合に、式（１）、（２）で示されるＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うと、端末装置Ａは番号１が付されたサブキャリアを基に伝搬路推定を行うこととなる。同様に、端末装置Bは番号２、端末装置Cは番号３、端末装置Dは番号４が付されたサブキャリアを基にそれぞれ伝搬路推定を行って、その伝搬路推定結果を用いて信号の復調を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】青木 他、“Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ−Ｈａｒａｓｈｉｍａ Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇを用いたＭＩＭＯ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌにおけるパイロット信号の検討”、２００９年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会Ｂ−５−３９、Ｓｅｐ． ２００９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、非特許文献１記載の技術では、端末装置ｎは、自身宛のパイロット信号がどの信号配置領域で送信されるかを事前に把握していなければ、ｒｎｋ＊を算出できずに、所望の信号ｘｎを取得できない、という欠点があった。
先に述べたように、ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、送信信号が生成される順序（干渉が除去される順序）と信号が送信されるアンテナ番号が等価的に対応付けられており（この対応付けを表す情報を空間対応情報と呼ぶこととする）、この対応関係に応じて各端末装置は自身が用いるべきパイロット信号の位置を把握する必要があるが、この対応関係は基地局装置でのみ正確に把握できるものであり、基地局装置は空間対応情報を各端末装置に通知する必要がある。このように、空間対応情報を事前に通知する場合、無線リソースを浪費して信号の伝送効率が低下するという欠点があった。特に、伝搬路状況等に応じて対応関係を適宜変更する場合には、変更の度に空間対応情報を通知しなければならず、伝送効率が低下してしまう。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、各受信装置がそれぞれデータ信号の伝搬路補償に用いるべき復調用パイロット信号の位置を特定する制御情報を送信装置から通知しなくても受信装置が自装置宛の復調用パイロット信号を取得することができる無線通信システム、送信装置、受信装置、送信制御方法、受信制御方法、送信制御プログラム、及び、受信制御プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明は、複数の送信アンテナを備えた送信装置において、複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を基に生成した前記複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する無線通信システムであって、前記送信装置は、空間多重したデータ信号と、伝搬路推定用の直交パイロット信号とを送信し、前記受信装置は、前記送信装置から送信された信号を受信し、受信した前記パイロット信号のうち、所望のパイロット信号を自律的に検出して伝搬路推定を行うことを特徴とする無線通信システムである。
【００１３】
（２）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記複数の受信装置宛の送信データ信号は、各受信装置宛の希望信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に施されて生成され、前記伝搬路変動に関する情報を基に生成された送信ウェイトを乗算されて送信されることを特徴とする。
【００１４】
（３）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記複数の受信装置宛の送信データ信号が逐次的に生成される順序と、前記送信データ信号が前記送信ウェイトも含めた等価伝搬路へ向けて送信される際の送信アンテナは関連付けられていることを特徴とする。
【００１５】
（４）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記パイロット信号は、前記送信ウェイトが乗算されて送信されることを特徴とする。
【００１６】
（５）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記受信装置は、受信パイロット信号の電力を測定し、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行うことを特徴とする。
【００１７】
（６）また、本発明は、複数の送信アンテナを備え、複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する送信装置であって、複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を受信する手段と、前記伝搬路変動に関する情報を基に送信ウェイトを算出する手段と、前記複数の受信装置宛の希望データ信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に行って送信データ信号を生成する手段と、前記減算処理を逐次的に行う際の順序と生成された送信データ信号が送信されるアンテナを関連付ける制御手段と、直交化した伝搬路推定用のパイロット信号を生成する手段と、前記送信信号と前記パイロット信号に前記送信ウェイトを乗算する手段と、前記送信ウェイトが乗算された前記送信信号及び前記パイロット信号を送信する手段と、を備えることを特徴とする送信装置である。
【００１８】
（７）また、本発明は、複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し伝搬路推定用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置であって、前記送信装置から送信された信号を受信する手段と、受信パイロット信号の電力を測定する手段と、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う手段と、
を備えることを特徴とする受信装置である。
【００１９】
（８）また、本発明は、複数の送信アンテナを備え、複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する送信装置における送信制御方法であって、前記送信装置が、複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を受信する過程と、前記送信装置が、前記伝搬路変動に関する情報を基に送信ウェイトを算出する過程と、前記送信装置が、前記複数の受信装置宛の希望データ信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に行って送信データ信号を生成する過程と、前記送信装置が、前記減算処理を逐次的に行う際の順序と生成された送信データ信号が送信されるアンテナを関連付ける制御過程と、前記送信装置が、直交化した伝搬路推定用のパイロット信号を生成する過程と、前記送信装置が、前記送信信号と前記パイロット信号に前記送信ウェイトを乗算する過程と、前記送信装置が、前記送信ウェイトが乗算された前記送信信号及び前記パイロット信号を送信する過程と、を有することを特徴とする送信制御方法である。
【００２０】
（９）また、本発明は、上複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し伝搬路推定用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置における受信制御方法であって、前記受信装置が、前記送信装置から送信された信号を受信する過程と、前記受信装置が、受信パイロット信号の電力を測定する過程と、前記受信装置が、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う過程と、を有することを特徴とする受信制御方法である。
【００２１】
（１０）また、本発明は、複数の送信アンテナを備え、複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する送信装置のコンピュータを、複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を受信する手段、前記伝搬路変動に関する情報を基に送信ウェイトを算出する手段、前記複数の受信装置宛の希望データ信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に行って送信データ信号を生成する手段、前記減算処理を逐次的に行う際の順序と生成された送信データ信号が送信されるアンテナを関連付ける制御手段、
直交化した伝搬路推定用のパイロット信号を生成する手段、前記送信信号と前記パイロット信号に前記送信ウェイトを乗算する手段、前記送信ウェイトが乗算された前記送信信号及び前記パイロット信号を送信する手段、として機能させる送信制御プログラムである。
【００２２】
（１１）また、本発明は、複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し伝搬路推定用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置のコンピュータを、前記送信装置から送信された信号を受信する手段、受信パイロット信号の電力を測定する手段、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う手段、として機能させる受信制御プログラムである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムにおいて、各受信装置がそれぞれデータ信号の伝搬路補償に用いるべき復調用パイロット信号の位置を特定する制御情報を送信装置から通知しなくても受信装置が自装置宛の復調用パイロット信号を自律的に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムを示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】本実施形態に係るパイロット信号の配置を示す概略図である。
【図４】本実施形態に係る端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】本実施形態に係るパイロット信号の配置を示す概略図である。
【図８】本実施形態に係る端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムを示す概略図である。
【図１０】本実施形態に係る基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】本実施形態に係る端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１２】本発明の変形例に係る端末装置ｎ宛の信号の配置を示す概略図である。
【図１３】本発明の別の変形例に係る端末装置ｎ宛の信号の配置を示す概略図である。
【図１４】従来技術に係るパイロット信号の配置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
【００２６】
＜無線通信システムについて＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムを示す概略図である。この図は、Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ−Ｈａｒａｓｈｉｍａ Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇを用いたＭＵ−ＭＩＭＯ（ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ）伝送を行う無線通信システムの図である。
この図において、基地局装置１は、複数の端末装置ｎ（ｎ＝Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・）各々に宛てた所望のデータ信号から既知の干渉信号を逐次減算する。基地局装置１は、減算後の信号に線形ウェイト（送信ウェイト）を乗算し、乗算後の信号を、複数の送信アンテナＴｋ（ｋ＝１〜４；ｋを送信アンテナ識別情報という）を用いて空間多重して送信する。このデータ信号には、基地局装置１及び端末装置ｎが、その波形を予め記憶する復調用パイロット信号が付加されて送信される。
端末装置ｎは、受信した全パイロット信号に基づいて、自身宛の復調用パイロット信号が等価的にどのアンテナから送信されたか、つまり空間対応情報を検出し、検出した空間対応情報を基に自身が用いるべきパイロット信号の位置を検出して伝搬路推定を行う。
なお、本実施形態では、端末装置ｎ各々を端末装置１ｍという。また、本実施形態では、基地局装置１が４本の送信アンテナＴ１〜Ｔ４を備え、４個の端末装置Ａ〜Ｄと通信を行う場合について説明をする。
【００２７】
＜基地局装置１について＞
図２は、本実施形態に係る基地局装置１の構成を示す概略ブロック図である。この図において、基地局装置１は、受信アンテナ１０１、無線部１０２、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）部１０３、受信部１０４、係数算出部１０５、干渉生成部１０６、変調部１１１、Ｐ／Ｓ（並直列）部１１２、干渉減算部１１３、ｍｏｄｕｌｏ（剰余）部１１４、Ｓ／Ｐ（直並列）部１１５、送信ウェイト乗算部１１６を含んで構成される。また、基地局装置１は、送信アンテナＴ１〜４各々に対する構成として、バッファ１１７−１〜１１７−４、Ｓ／Ｐ部１１８−１〜１１８−４、パイロット信号生成部１１９、送信ウェイト乗算部１２０、パイロット多重部１２１−１〜１２１−４、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；逆高速フーリエ変換）部１２２−１〜１２２−４、Ｐ／Ｓ部１２３−１〜１２３−４、ＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ガードインターバル）挿入部１２４−１〜１２４−４、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）部１２５−１〜１２５−４、無線部１２６−１〜１２６−４、及び、送信アンテナＴ１〜Ｔ４を含んで構成される。
【００２８】
無線部１０２は、受信アンテナ１０１を介して、端末装置１ｍからの無線信号を受信する。無線部１０２は、受信した無線信号をベースバンド帯域にダウンコンバージョンし、Ａ／Ｄ部１０３に出力する。
Ａ／Ｄ部１０３は、無線部１０２から入力された信号をアナログデジタル変換して、変換後の信号を受信部１０４に出力する。
受信部１０４は、Ａ／Ｄ部１０３から入力された信号を復調する。受信部１０４は、復調した情報から、基地局装置１と端末装置Ａ〜Ｄの受信アンテナ各々と送信アンテナＴ１〜４各々との伝搬路状態を示す伝搬路状態情報（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＣＳＩという）であって、端末装置Ａ〜Ｄ各々が推定したＣＳＩ（ＣＳＩは、伝搬路推定値を含む情報）を抽出する。受信部１０４は、抽出したＣＳＩを係数算出部１０５に出力する。
【００２９】
係数算出部１０５は、受信部１０４から入力されたＣＳＩから伝搬行列Ｈを生成する。ここで、伝搬行列Ｈのｎ行ｋ列要素ｈｎｋ（ｎ＝１〜４（Ａ〜Ｄ）、ｋ＝１〜Ｎ）は、送信アンテナ識別情報ｋの送信アンテナＴｋと端末装置ｎとの間の伝搬路推定値である。なお、このｎの並び順（オーダリング順位という）は予め基地局装置１が決定する。例えば、基地局装置１は、このオーダリング順位をＣＳＩに基づいて（ＣＳＩの絶対値が大きい端末装置ｎの順又は低い端末装置ｎの順に）決定するといったことができる。
係数算出部１０５は、生成した伝搬行列Ｈの複素共役転置行列ＨＨをＱＲ分解して、行列Ｒ及び線形フィルタ（行列Ｑ）を算出する。ＱＲ分解とは、行列をユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒに分解することである。
係数算出部１０５は、算出した行列Ｒを示す情報を干渉生成部１０６に出力し、算出した線形フィルタを送信ウェイト乗算部１１６及び送信ウェイト乗算部１２４に出力する。
【００３０】
干渉生成部１０６は、係数算出部１０５から入力された情報が示す行列Ｒを用いて、端末装置ｎ宛の信号ｘｎに対する干渉信号ｆｎを逐次生成する。具体的には、干渉生成部１０６は、行列Ｒを用いて、干渉係数行列Ｂ＝｛ｄｉａｇ（ＲＨ）｝−１ＲＨ−Ｉを算出する。また、干渉生成部１０６は、ｍｏｄｕｌｏ部１１４から入力された端末装置ｎより上にオーダリングされた全ての端末装置宛のＭｏｄｕｌｏ演算後の信号を成分とするベクトルｖ’に干渉係数行列Ｂを乗算することで、干渉信号ｆｎを生成する。例えば、干渉信号ｆＣ、ｆＤは、ｆＣ＝Ｂ（ｖＡ’，ｖＢ’，０，０）Ｔ、ｆＤ＝Ｂ（ｖＡ’，ｖＢ’，ｖＣ’，０）Ｔで表される。干渉生成部１０６は、生成した干渉信号ｆｎを干渉減算部１１３に出力する。
【００３１】
変調部１１１は、各端末装置１ｍ宛のデータビットが入力される。変調部１１１は、入力されたデータビットを変調し、変調後の各端末装置１ｍ宛の信号をＰ／Ｓ部１１２に出力する。
Ｐ／Ｓ部１１２は、変調部１１１から入力された各端末装置１ｍ宛の信号を直列変換する。Ｐ／Ｓ部１１２は、直列変換によって、オーダリング順位が示す端末装置ｎの順（干渉処理順Ｎという；本実施形態では、例えば、Ｎ＝１が端末装置Ａ、Ｎ＝２が端末装置Ｂ）に並び替えた信号を、干渉減算部１１３に出力する。なお、図２中の変調部１１１からＰ／Ｓ部１１２に向かう４個の矢印は、それぞれ、端末装置Ａ〜Ｄ宛の信号系列を示す。なお、この並び替えは、変調信号分（サブキャリア数×データシンボル数）だけ行われる。
【００３２】
干渉減算部１１３は、Ｐ／Ｓ部１１２から端末装置ｎ宛の信号ｘｎが入力されると、端末装置ｎ宛の信号から、干渉生成部１０６から入力された干渉信号ｆｎを減算し、減算後の干渉除去信号ｖｎをｍｏｄｕｌｏ部１１４に出力する。なお、干渉処理順がＮ＝１番目の信号（端末装置Ａ宛の信号）については、干渉減算部１１３は、減算を行わず、そのままｍｏｄｕｌｏ演算部に出力する。
この処理を全てのｎについて順に繰り返した後の送信信号ベクトルｖ’は次式（３）で表される。
【００３３】
【数３】
【００３４】
ここで、行列Ｉは単位行列であり、Ｍｏｄτ（ｖｎ）は次式（５）で表されるＭｏｄｕｌｏ演算を表している。
【００３５】
【数４】
【００３６】
ここで、ｖｎ、ｖｎ’はそれぞれＭｏｄｕｌｏ演算前後の変調シンボルを表す。また、ｊは虚数単位、Ｒｅ（ｖｎ）はｖｎの実部を表し、Ｉｍ（ｖｎ）はｖｎの虚部を表す。また、ｆｌｏｏｒ（ｚ）はｚを超えない最大の整数を表す。なお、τは信号ｘｎに施された変調の変調方式によって決まる定数である。例えば、ＱＰＳＫ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ；四位相偏移変調）ではτ＝２√２、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；直交振幅変調）では、τ＝８／√１０、６４ＱＡＭではτ＝１６／√４２である。
ｍｏｄｕｌｏ部１１４は、干渉減算部１１３から入力された干渉除去信号ｖｎに対して、Ｍｏｄｕｌｏ演算（剰余演算）を行い、演算後の剰余信号ｖｎ’を、干渉生成部１０６及びＳ／Ｐ部１１５に出力する。
【００３７】
ここで、干渉生成部１０６、干渉減算部１１３、及びｍｏｄｕｌｏ部１１４が行う処理の動作について詳細を説明する。
まず、干渉生成部１０６は、係数算出部１０５から干渉係数行列Ｂが入力され、干渉減算部１１３が処理を行った端末装置Ａ（端末装置Ａの干渉処理順Ｎ＝１）宛の剰余信号ｖＡ’が入力される。干渉生成部１０６は、端末装置Ｂ（端末装置Ｂの干渉処理順Ｎ＝２）宛の信号ｘＢに対する干渉信号ｆＢ＝Ｂ（ｖＡ’，０，０，０）Ｔを算出して、干渉減算部１１３に出力する。干渉減算部１１３は、干渉除去信号ｖＢ＝ｘＢ−ｆＢを算出してｍｏｄｕｌｏ部１１４に出力する。ｍｏｄｕｌｏ部１１４は、ｖＢ’＝Ｍｏｄτ（ｖＢ）を算出して干渉生成部１０６及びＳ／Ｐ部１１５に出力する。
干渉生成部１０６は、端末装置Ｃ（端末装置Ｃの干渉処理順Ｎ＝３）宛の信号ｘＣに対する干渉信号ｆＣ＝Ｂ（ｖＡ’，ｖＢ’，０，０）Ｔを算出して、干渉減算部１１３に出力する。干渉減算部１１３は、干渉除去信号ｖＣ＝ｘＣ−ｆＣを算出してｍｏｄｕｌｏ部１１４に出力する。ｍｏｄｕｌｏ部１１４は、ｖＣ’＝Ｍｏｄτ（ｖＣ）を算出して干渉生成部１０６及びＳ／Ｐ部１１５に出力する。
干渉生成部１０６は、端末装置Ｄ（端末装置Ｄの干渉処理順Ｎ＝４）宛の信号ｘＣに対する干渉信号ｆＤ＝Ｂ（ｖＡ’，ｖＢ’，ｖＣ’，０）Ｔを算出して、干渉減算部１１３に出力する。干渉減算部１１３は、干渉除去信号ｖＤ＝ｘＤ−ｆＤを算出してｍｏｄｕｌｏ部１１４に出力する。ｍｏｄｕｌｏ部１１４は、ｖＤ’＝Ｍｏｄτ（ｖＤ）を算出して干渉生成部１０６及びＳ／Ｐ部１１５に出力する。
干渉生成部１０６、干渉減算部１１３、及びｍｏｄｕｌｏ部１１４が行う上記の処理は、信号ｘｎ毎に逐次的に行われる。
【００３８】
Ｓ／Ｐ部１１５は、ｍｏｄｕｌｏ部１１４から入力された信号を直並列変換することによって、各端末装置ｎ宛の剰余信号ｖｎ’に分割して送信ウェイト乗算部１１６に出力する。ここで、Ｓ／Ｐ部１１５は、剰余信号ｖｎ’を、ｍｏｄｕｌｏ部１１４からの入力順（Ｐ／Ｓ部１１２が並び替えた順序）に送信アンテナＴ１〜Ｔ４を用いて送信する信号として送信ウェイト乗算部１１６に出力する。
送信ウェイト乗算部１１６は、係数算出部１０５から入力された線形フィルタを、Ｓ／Ｐ部１１５から入力された剰余信号ｖｎ’に乗算する。乗算後の信号ｓkは、次式（６）で表される。
【００３９】
【数５】
【００４０】
送信ウェイト乗算部１１６は、信号ｓkを、送信に用いる送信アンテナＴｋ毎に、バッファ１１７−ｋに出力する。
バッファ１１７−ｋは、信号ｓｋを、１ＯＦＤＭシンボル分（例えば、４サブキャリア分）入力されるまで保持する。バッファ１１７−ｋは、１ＯＦＤＭシンボル分の信号ｓｋが入力されると、信号列ｓｋをＳ／Ｐ部１１８−ｋに出力する。
Ｓ／Ｐ部１１８−ｋは、バッファ１１７−ｋから入力された信号列ｓｋを直並列変換することによって、１ＯＦＤＭシンボルの信号Ｓｋを同時にパイロット多重部１１９−ｋに出力する。
【００４１】
パイロット信号生成部１１９は、予め記憶する復調用パイロット信号を送信アンテナＴｋ毎に選択し、選択した送信アンテナＴｋ毎の復調用パイロット信号ｐｋを送信ウェイト乗算部１２０に出力する。
送信ウェイト乗算部１２０は、係数算出部１０５から入力された線形フィルタを、パイロット信号生成部１１９から入力された復調用パイロット信号ｐｋに乗算する。送信ウェイト乗算部１２０は、送信ウェイト乗算後のパイロット信号ｐｋ’を、それぞれ、パイロット多重部１２１−ｋに出力する。
【００４２】
パイロット多重部１２１−ｋは、送信ウェイト乗算部１２０から入力されたパイロット信号ｐｋ’と、Ｓ／Ｐ部１１８−ｋから入力された信号Ｓｋと、を予め定められたマッピング情報に基づいて、時間周波数領域にマッピングする（図３参照）。ここで、パイロット多重部１２１−ｋは、パイロット信号ｐｋ’を、それぞれ異なるサブキャリアにマッピングする。パイロット多重部１２１−ｋは、マッピングした信号をＩＦＦＴ部１２２−ｋに出力する。
また、先に述べたように、ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、各端末装置において基地局装置の各アンテナとの間の伝搬路を推定し、ＣＳＩとして基地局装置にフィードバックする必要があり、基地局装置はこの伝搬路推定のためのパイロット信号（ＣＳＩ用パイロット信号）を各端末装置宛に送信する。パイロット多重部１２１−ｋでは、このＣＳＩ用パイロット信号についても、システムで予め定められたマッピング情報に基づいて、マッピングして送信する。但し、このＣＳＩ用パイロット信号は、基地局装置１が送信ウェイトを乗算しないで送信するパイロット信号であり、データ信号に付加して伝送する必要はなく、別フレームで伝送しても良い。
【００４３】
ＩＦＦＴ部１２２−ｋは、パイロット多重部１２１−ｋから入力された信号に対して周波数時間変換を行うことによって、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する。ＩＦＦＴ部１２２−ｋは、変換後の信号をＰ／Ｓ部１２３−ｋに出力する。
Ｐ／Ｓ部１２３−ｋは、ＩＦＦＴ部１２２−ｋから入力された信号を並直列変換して、ＧＩ挿入部１２４−ｋに出力する。
【００４４】
ＧＩ挿入部１２４−ｋは、Ｐ／Ｓ部１２３−ｋから入力された信号に対して、ガードインターバルを挿入して、Ｄ／Ａ部１２５−ｋに出力する。
Ｄ／Ａ部１２５−ｋは、ＧＩ挿入部１２４−ｋから入力された信号をデジタルアナログ変換して、無線部１２６−ｋに出力する。
無線部１２６−ｋは、Ｄ／Ａ部１２５−ｋから入力された信号を、無線周波数帯域にアップコンバートし、アップコンバートした送信信号を、送信アンテナＴｋを介して送信する。
【００４５】
＜パイロット信号について＞
図３は、本実施形態に係る復調用パイロット信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、周波数方向はサブキャリア毎に分割され、時間方向は予め定めた時間単位で分割されている（分割された周波数及び時間領域を信号配置領域という）。この図３は、復調用パイロット信号の配置を示す図であって、ＣＳＩ用パイロット信号の配置は図３に示す配置と同じである必要はない。
図３において、信号配置領域の番号ｋは、送信アンテナｋから送信する復調用パイロット信号ｐｋ’が配置されていることを示し、番号が付されていない信号配置領域では全端末装置宛のデータ信号が空間多重されて送信されることを示している。この図において、例えば、符号Ｓ１１を付したシンボルでは、周波数が１番高いサブキャリアに送信アンテナ「１」から送信するパイロット信号ｐ１’が配置されている。同様に、符号Ｓ１１を付したシンボルでは、周波数が２、３、４番目に高いサブキャリアに、それぞれ、送信アンテナ「２」、「３」、「４」から送信するパイロット信号ｐ２’、ｐ３’、ｐ４’が配置されている。
【００４６】
基地局装置１から送信されたパイロット信号ｐｋ’は、次式（７）で表される受信信号ｙｐとして、各端末装置で受信される。
【００４７】
【数６】
【００４８】
サブキャリアｋ毎の受信信号ｙｐｋは、次式（８）〜（１１）で表される。
【００４９】
【数７】
【００５０】
式（８）〜（１１）で表された受信信号を、端末装置ｎ毎の受信信号ベクトルｙｐｎで表すと、次式（１２）で表される。
【００５１】
【数８】
【００５２】
ただし、受信信号ベクトルｙｐｎは、サブキャリアｇの信号を第ｇ成分とするベクトルである。
式（１２）は、干渉処理順Ｎ＝１の端末装置Ａは、パイロット信号ｐ１が配置された１個のサブキャリアでのみパイロット信号を検出できることを示す。また、式（１２）は、干渉処理順Ｎ＝２の端末装置Ｂは、パイロット信号ｐ１、 ｐ２が配置された２個のサブキャリアでパイロット信号を検出できることを示す。
【００５３】
つまり、式（１２）は、端末装置ｎでは、検出したパイロット信号の個数Ｇ（パイロット信号数Ｇという）と、端末装置ｎの干渉処理順Ｎと、が一致することを示す。さらに、本発明では干渉処理順Ｎと所望信号が等価的に送信される送信アンテナ番号ｋを一致させており、各送信アンテナからは周波数領域で直交化されたパイロット信号が送信されている。したがって、端末装置ｎでは、観測可能な受信パイロット信号数Ｇを計数することにより、干渉処理順Ｎ及び自身宛の復調用パイロット信号が配置されるサブキャリアを特定することができる。
例えば、端末装置３は、それぞれ、パイロット信号数Ｇ＝３を検出し、干渉処理順が「３」であり、及び自装置宛の復調用パイロット信号が配置されるサブキャリアがサブキャリア「３」であることを特定する。そして、このサブキャリア３で受信されたパイロット信号を用いて伝搬路推定を行うこととなる。
【００５４】
図４は、本実施形態に係る端末装置１ｍの構成を示す概略ブロック図である。この図において、端末装置１ｍは、受信アンテナＲ１、無線部１０１ｍ、Ａ／Ｄ部１０２ｍ、ＧＩ除去部１０３ｍ、Ｓ／Ｐ部１０４ｍ、ＦＦＴ部１０５ｍ、パイロット分離部１０６ｍ、電力測定部１０７ｍ、所望パイロット検出部１０８ｍ、伝搬路推定部１０９ｍ、伝搬路補償部１１０ｍ、ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍ、復調部１１２ｍ、ＣＳＩ測定部１２１ｍ、送信部１２２ｍ、Ｄ／Ａ部１２３ｍ、無線部１２４ｍ、及び送信アンテナ１２５ｍを含んで構成される。
【００５５】
無線部１０１ｍは、基地局装置１からの送信信号を、受信アンテナＲ１を介して受信する。無線部１０１ｍは、受信した受信信号を、ベースバンド帯域にダウンコンバートし、ダウンコンバートした信号をＡ／Ｄ部１０２ｍに出力する。
Ａ／Ｄ部１０２ｍは、無線部１０１ｍから入力された信号をアナログデジタル変換して、ＧＩ除去部１０３ｍに出力する。
ＧＩ除去部１０３ｍは、Ａ／Ｄ部１０２ｍから入力された信号から、ガードインターバルを除去し、Ｓ／Ｐ部１０４に出力する。
【００５６】
Ｓ／Ｐ部１０４は、ＧＩ除去部１０３ｍから入力された信号を直並列変換して、ＦＦＴ部１０５に出力する。
ＦＦＴ部１０５は、Ｓ／Ｐ部１０４から入力された信号に対して、時間周波数変換を行うことによって、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。ＦＦＴ部１０５は、変換後の信号をパイロット分離部１０６ｍに出力する。
【００５７】
パイロット分離部１０６ｍは、ＦＦＴ部１０５から入力された信号を、予めシステムで定められたマッピング情報に基づいて、デマッピングする。
パイロット分離部１０６ｍは、デマッピングによって抽出したパイロット信号を電力測定部１０７ｍに出力する。また、パイロット分離部１０６ｍは、デマッピングによって抽出したパイロット信号以外の信号、つまりデータ信号を伝搬路補償部１１０ｍに出力する。具体的には、図３に示す信号の場合、パイロット分離部１０６ｍは、１番目のＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに配置された信号を電力測定部１０７ｍ及び伝搬路推定部１１０ｍに出力し、２番目〜５番目のＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに配置された信号を伝搬路補償部１１０ｍに出力する。
また、パイロット分離部１０６ｍは、デマッピングによってＣＳＩ用パイロット信号を抽出する。パイロット分離部１０６ｍは、抽出したＣＳＩ用パイロット信号をＣＳＩ測定部１２１ｍに出力する。但し、このＣＳＩ用パイロット信号は別フレームで伝送される場合もあり、周波数領域での配置も復調用パイロット信号とは異なる場合がある。
【００５８】
電力測定部１０７ｍは、パイロット分離部１０６ｍから入力された各復調用パイロット信号の振幅を２乗して、この信号の電力を算出する。電力測定部１０７ｍは、算出した電力と予め定められた閾値とを比較して、閾値以上の復調用パイロット信号の個数Ｇを計数する。電力測定部１０７ｍは、計数したパイロット信号数Ｇを示す情報を、所望パイロット検出部１０８ｍに出力する。また、電力測定部１０７ｍは、パイロット分離部１０６ｍから入力された各復調用パイロット信号をそのまま所望パイロット検出部１０８ｍに出力する。
【００５９】
所望パイロット検出部１０８ｍは、電力測定部１０７ｍから入力されたパイロット信号数Ｇとマッピング情報に基づいて、自身が伝搬路推定に用いるべきサブキャリアを特定する。所望パイロット検出部１０８ｍは、特定されたサブキャリアに配置されたパイロット信号を抽出して、伝搬路推定部１０９ｍに出力する。例えば、式（１２）で表される信号を受信したとき、端末装置Ａ〜Ｄの所望パイロット検出部１０８ｍは、それぞれ、ｐ１ｒＡ１＊、ｐ２ｒＢ２＊、ｐ３ｒＣ３＊、ｐ４ｒＤ４＊を、伝搬路推定部１０９ｍに出力する。
【００６０】
伝搬路推定部１０９ｍは、所望パイロット検出部１０８ｍから入力されたパイロット信号を用いて伝搬路推定値を推定する。具体的には、伝搬路推定部１０９ｍは、パイロット信号を予め記憶するパイロット信号で除算する。例えば、式（１２）で表される信号を受信したとき、端末装置Ａ〜Ｄの伝搬路推定部１０９ｍは、それぞれ、ｒＡ１＊、ｒＢ２＊、ｒＣ３＊、ｒＤ４＊を伝搬路推定値として推定する。伝搬路推定部１０９ｍは、推定した伝搬路推定値を伝搬路補償部１１０ｍに出力する。
【００６１】
伝搬路補償部１１０ｍは、パイロット分離部１０６ｍから入力されたデータ信号に対して、伝搬路推定部１０９ｍから入力された伝搬路推定値を除算することで、伝搬路補償する。
伝搬路補償部１１０ｍは、伝搬路補償した信号をｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍに出力する。
【００６２】
ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍは、伝搬路補償部１１０ｍから入力された信号に対して、式（５）に示したＭｏｄｕｌｏ演算を行う。ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍは、演算後の信号を復調部１１２ｍに出力する。
復調部１１２ｍは、ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍから入力された信号を復調する。復調部１１２ｍは、復調後のデータビットを出力する。
【００６３】
ＣＳＩ測定部１２１ｍは、パイロット分離部１０６ｍから入力されたＣＳＩ用パイロット信号を用いて、基地局装置１の各送信アンテナＴｋと自装置の送信アンテナＲ１との間の伝搬路について、伝搬路推定値を推定する。ＣＳＩ測定部１２１ｍは、推定した伝搬路推定値を含むＣＳＩを送信部１２２に出力する。
送信部１２２は、ＣＳＩ測定部１２１ｍから入力されたＣＳＩを変調する。送信部１２２は、変調した信号をＤ／Ａ部１２３ｍに出力する。
Ｄ／Ａ部１２３ｍは、送信部１２２から入力された信号をデジタルアナログ変換して、変換後の信号を無線部１２４ｍに出力する。
無線部１２４ｍは、Ｄ／Ａ部１２３ｍから入力された信号を、無線周波数帯域にアップコンバートし、アップコンバートした送信信号を、送信アンテナ１２５ｍを介して送信する。
【００６４】
このように、本実施形態によれば、基地局装置１は、空間多重したデータ信号と、伝搬路推定用の直交パイロット信号とを送信し、端末装置ｎは、基地局装置１から送信された信号を受信し、受信したパイロット信号のうち、所望のパイロット信号を自律的に検出して伝搬路推定を行う。これにより、本実施形態では、各端末装置ｎが用いるべき復調用のパイロット信号の位置を基地局装置１から各端末装置ｎに通知しない場合でも、各端末装置ｎが自律的に所望のパイロット信号位置を抽出して復調に用いることができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、複数の端末装置ｎ宛の送信データ信号が逐次的に生成される順序と、送信データ信号が送信ウェイトも含めた等価伝搬路へ向けて送信される際の送信アンテナは関連付けられている。これにより、端末装置がある程度の電力で受信可能な復調用パイロット信号の数が、各端末装置のオーダリング順位によって異なってくることとなり、各端末装置がその数を計数することにより自身のオーダリング順位を把握することができる。
また、本実施形態によれば、パイロット信号は、送信ウェイトが乗算されて送信される。これにより、復調用のパイロット信号がデータ信号と全く同じ伝搬路を経由して各端末で受信されるようにすることができる。
また、本実施形態によれば、前記受信装置は、受信パイロット信号の電力を測定し、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う。これにより、本実施形態では、各端末装置ｎが用いるべき復調用のパイロット信号の位置を基地局装置１から各端末装置ｎに通知しない場合でも、各端末装置ｎが自律的に所望のパイロット信号位置を抽出して復調に用いることができる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、予め定めたオーダリング順位に基づいて、オーダリング順位の高い端末装置ｎ宛の信号がオーダリング順位の低い端末装置ｎ宛の信号による干渉を受けないように信号を送信する。端末装置ｎでは、基地局装置１から受信したパイロット信号数に基づいて、オーダリング順位（干渉処理順Ｎ）を検出する。これにより、本実施形態では、端末装置ｎは、検出したオーダリング順位に基づいて、自装置宛のパイロット信号を抽出することができ、抽出したパイロット信号を用いて伝搬路推定を行うことができる。
【００６７】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。
上記第１の実施形態では、干渉除去順をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする場合についての例を示したが、この干渉除去順は必ずしも固定されるものではなく、この順序関係を適宜変更することが考えられる。本実施形態では、順序関係を適宜変更する場合について説明をする。
なお、本実施形態に係る無線通信システムを示す概略図は、第１の実施形態（図１）と同じである。また、本実施形態に係る端末装置ｎの構成は、第１の実施形態（図４）と同じである。第１の実施形態と同じ図の説明は省略する。
以下、本実施形態に係る基地局装置を基地局装置２という。
【００６８】
＜基地局装置２について＞
図５は、本発明の第２の実施形態に係る基地局装置２の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る基地局装置２（図５）と第１の実施形態に係る基地局装置１（図２）とを比較すると、係数算出部２０５、及びＰ／Ｓ部２１２が異なる。しかし、他の構成要素（受信アンテナ１０１、無線部１０２、Ａ／Ｄ部１０３、受信部１０４、干渉生成部１０６、変調部１１１、干渉減算部１１３、ｍｏｄｕｌｏ部１１４、Ｓ／Ｐ部１１５、送信ウェイト乗算部１１６、バッファ１１７−１〜１１７−４、Ｓ／Ｐ部１１８−１〜１１８−４、パイロット信号生成部１１９、送信ウェイト乗算部１２０、パイロット多重部１２１−１〜１２１−４、ＩＦＦＴ部１２２−１〜１２２−４、Ｐ／Ｓ部１２３−１〜１２３−４、ＧＩ挿入部１２４−１〜１２４−４、Ｄ／Ａ部１２５−１〜１２５−４、無線部１２６−１〜１２６−４、及び、送信アンテナＴ１〜Ｔ４）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００６９】
係数算出部２０５は、受信部１０４から入力されたＣＳＩから伝搬行列Ｈを生成し、生成した伝搬行列Ｈの複素共役転置行列ＨＨをＱＲ分解する。但し、係数算出部２０５は、列を入れ替えた伝搬行列Ｈの組み合わせを全て生成し、それぞれの複素共役転置行列ＨＨをＱＲ分解する。係数算出部２０５は、ＱＲ分解をして取得した行列Ｒの対角成分の値について平均値を算出する。なお、行列Ｒの対角成分（ｎ行ｎ列）が大きい場合、端末装置ｎでの受信信号のＳＮＲも大きくなる。
【００７０】
係数算出部２０５は、算出した平均値が最も大きい行列Ｒを選択し、この行列ＲとＱＲ分解の対の行列Ｑを選択する。また、係数算出部２０５は、この場合の干渉処理順Ｎを示す情報を生成する。また、係数算出部２０５は、干渉処理順Ｎに応じてＲとＱを並び替え、並び替えた行列Ｒ（行列Ｒ’）を示す情報を干渉生成部１０６に出力し、並び替えた行列Ｑ（行列Ｑ’；線形フィルタ）を送信ウェイト乗算部１１６及び送信ウェイト乗算部１２４に出力する。また、係数算出部２０５は、生成した干渉処理順Ｎを示す情報をＰ／Ｓ部２１２に出力する。
【００７１】
Ｐ／Ｓ部２１２は、変調部１１１から入力された各端末装置１ｍ宛の信号を直列変換する。Ｐ／Ｓ部１１２は、直列変換によって、係数算出部２０５から入力された情報が示す干渉処理順Ｎに並び替えた信号を、干渉減算部１１３に出力する。
【００７２】
例えば、干渉処理順ＮがＢ、Ｃ、Ａ、Ｄの順序のときに行列Ｒ（式（４）の行列Ｒとする）の対角成分の平均値が最大になる場合、並び替え後の行列Ｒ’の複素共役転置行列Ｒ’Ｈは、次式（１３）で表される。
【００７３】
【数９】
【００７４】
式（１３）の場合、Ｐ／Ｓ部２１２は、端末装置Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｄの順序に並び替えた信号を、干渉減算部１１３に出力する。また、この場合、Ｓ／Ｐ部１１５は、剰余信号ｖＢ’、ｖＣ’、ｖＡ’、ｖＤ’を、それぞれ、送信アンテナＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を用いて等価的に送信する信号として出力する。
基地局装置１から送信された信号ｐｋ’は、次式（１４）で表される受信信号ｙｐとして、各端末装置ｎに受信される。
【００７５】
【数１０】
【００７６】
式（１３）のＲ’Ｈの場合、サブキャリアｋ毎の受信信号ｙｐｋは、次式（１５）〜（１８）で表される。
【００７７】
【数１１】
【００７８】
式（１５）〜（１８）で表された受信信号を、端末装置ｎ毎の受信信号ベクトルｙｐｎで表すと、次式（１９）で表される。
【００７９】
【数１２】
【００８０】
式（１９）は、干渉処理順Ｎ＝１の端末装置Ｂは、パイロット信号ｐ１’が配置された１個のサブキャリアでのみパイロット信号を検出できることを示す。また、式（１９）は、干渉処理順Ｎ＝２の端末装置Ｃは、パイロット信号ｐ１’、 ｐ２’が配置された２個のサブキャリアでパイロット信号を検出できることを示す。
【００８１】
つまり、式（１９）は、端末装置ｎでは、検出したパイロット信号の個数と、干渉処理順Ｎと、が一致することを示しており、各端末装置は自律的に自身宛の信号が基地局装置で処理された順序を検出することができる。この干渉処理順と、送信アンテナは関連付けられているため、周波数領域で直交化されているパイロット信号のうち、各端末装置が用いるべき復調用パイロット信号を抽出することができる。
【００８２】
このように、本実施形態によれば、基地局装置において適応的にオーダリング順位が変更される場合においても、各端末装置は、受信したパイロット信号数に基づいて自身のオーダリング順位を検出することにより、オーダリング順位と関連付けられた送信アンテナ番号を把握することができ、さらに、復調に用いるべきパイロット信号の位置を検出することが可能となる。
【００８３】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施形態について詳しく説明する。
上記第１、２の実施形態では、復調用パイロット信号を周波数領域で直交するように配置する場合について説明をした。本実施形態では、時間領域で直交するように配置する。
なお、本実施形態に係る無線通信システムを示す概略図は、第１の実施形態（図１）と同じであるので、説明は省略する。
以下、本実施形態に係る基地局装置を基地局装置３といい、端末装置Ａ〜Ｄ各々を端末装置３ｍという。
【００８４】
＜基地局装置３について＞
図６は、本発明の第３の実施形態に係る基地局装置３の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る基地局装置３（図６）と第１の実施形態に係る基地局装置１（図２）とを比較すると、パイロット多重部３２１−１〜４２１−４が異なる。しかし、他の構成要素（受信アンテナ１０１、無線部１０２、Ａ／Ｄ部１０３、受信部１０４、係数算出部１０５、干渉生成部１０６、変調部１１１、Ｐ／Ｓ部１１２、干渉減算部１１３、ｍｏｄｕｌｏ部１１４、Ｓ／Ｐ部１１５、送信ウェイト乗算部１１６、Ｄ／Ａ部１２５−１〜１２５−４、無線部１２６−１〜１２６−４、及び、送信アンテナＴ１〜Ｔ４）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００８５】
パイロット多重部３２１−ｋは、送信ウェイト乗算部１２０から入力された復調用パイロット信号ｐｋ’と、Ｓ／Ｐ部１１８−ｋから入力された信号Ｓｋと、をシステムで予め定められたマッピング情報に基づいて、時間周波数領域にマッピングする（図３参照）。ここで、パイロット多重部３２１−ｋは、パイロット信号ｐｋ’を、それぞれ異なる時間領域にマッピングする。パイロット多重部３２１−ｋは、マッピングした信号をＩＦＦＴ部１２２−ｋに出力する。
また、パイロット多重部３２１−ｋは、ＣＳＩ用パイロット信号を、システムで予め定められたマッピング情報に基づいてマッピングするが、ＣＳＩ用パイロット信号の配置は復調用パイロット信号の配置と必ずしも同じである必要はない。
【００８６】
＜パイロット信号について＞
図７は、本実施形態に係る復調用パイロット信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、時間方向は予め定めた時間単位（シンボル単位；信号配置領域）で分割されている。また、この図は１フレーム（８シンボル）内での信号の配置を示す図である。
図４は、ｋ（シンボル番号という）番目（ｋ＝１〜４）のシンボルには復調用パイロット信号ｐｋ’が配置されていることを示す。これらのシンボルに記載した番号ｋは、送信アンテナｋから送信するパイロット信号ｐｋ’が配置されていることを示す。また、この図は、５番目から８番目のシンボルには信号配置領域にはデータ信号が配置されることを示す。
【００８７】
基地局装置３から送信された信号ｐｋ’は、次式（２０）で表される受信信号ｙｐとして、各端末装置ｎに受信される。
【００８８】
【数１３】
【００８９】
ｋ（ｋ＝１〜４）番目のシンボルに配置された受信パイロット信号ｙｐｋは、次式（２１）〜（２４）で表される。
【００９０】
【数１４】
【００９１】
式（２１）〜（２４）で表された受信パイロット信号を、端末装置ｎ毎の受信パイロット信号ベクトルｙｐｎで表すと、次式（２５）で表される。
【００９２】
【数１５】
【００９３】
ただし、受信パイロット信号ベクトルｙｐｎは、ｋ番目のシンボルの信号を第ｋ成分とするベクトルである。
式（２５）は、干渉処理順Ｎ＝１の端末装置Ａは、パイロット信号ｐ１’が配置された１番目のシンボルでのみパイロット信号を検出することを示す。また、式（２５）は、干渉処理順Ｎ＝２の端末装置Ｂは、パイロット信号ｐ１’、 ｐ２’が配置された２個のシンボルでパイロット信号を検出することを示す。
【００９４】
つまり、式（１３）は、端末装置ｎでは、検出したパイロット信号の個数Ｇと、干渉処理順Ｎと、が一致することを示す。さらに、干渉処理順Ｎと所望信号が送信されるアンテナ番号とは対応付けられており、各アンテナからは時間領域で直交化されたパイロット信号が送信されるため、各端末装置は、自身が復調に用いるべきパイロット信号が配置されたシンボルを検出し、伝搬路推定できることがわかる。
このように、各端末装置では、パイロット信号数Ｇを計数することにより、干渉処理順Ｎ及び自身宛のパイロット信号が配置されるシンボル番号を特定することができる。
【００９５】
＜端末装置３ｍについて＞
図８は、本実施形態に係る端末装置３ｍの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る端末装置３ｍ（図８）と第１の実施形態に係る端末装置１ｍ（図４）とを比較すると、パイロット分離部３０６ｍ、所望パイロット検出部３０８ｍ、及び、伝搬路補償部３１０ｍが異なる。しかし、他の構成要素（受信アンテナＲ１、無線部１０１ｍ、Ａ／Ｄ部１０２ｍ、電力測定部１０７ｍ、伝搬路推定部１０９ｍ、ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍ、復調部１１２ｍ、ＣＳＩ測定部１２１ｍ、送信部１２２ｍ、Ｄ／Ａ部１２３ｍ、無線部１２４ｍ、及び送信アンテナ１２５ｍ）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００９６】
パイロット分離部３０６ｍは、ＦＦＴ部１０５から入力された信号を、予めシステムで定められたマッピング情報に基づいて、デマッピングする。
パイロット分離部３０６ｍは、デマッピングによって抽出した復調用パイロット信号を電力測定部３０７ｍに出力する。また、パイロット分離部３０６ｍは、デマッピングによって抽出したパイロット信号以外の信号を伝搬路補償部３１０ｍに出力する。具体的には、図７に示す信号の場合、パイロット分離部３０６ｍは、フレーム中の１番目から４番目のシンボルに配置された信号を電力測定部３０７ｍ及び伝搬路推定部３１０ｍに出力し、５番目から８番目のシンボルに配置された信号を伝搬路補償部３１０ｍに出力する。
また、パイロット分離部３０６ｍは、デマッピングによってＣＳＩ用パイロット信号を抽出する。パイロット分離部３０６ｍは、抽出したＣＳＩ用パイロット信号をＣＳＩ測定部１２１ｍに出力する。
【００９７】
所望パイロット検出部３０８ｍは、電力測定部１０７ｍから入力されたパイロット信号数とマッピング情報に基づいて、送信アンテナＴＫから送信されたパイロット信号を抽出して、伝搬路推定部１０９ｍに出力する。例えば、式（２５）で表される信号を受信したとき、端末装置Ａ〜Ｄの所望パイロット検出部３０８ｍは、それぞれ、ｐ１ｒＡ１＊、ｐ２ｒＢ２＊、ｐ３ｒＣ３＊、ｐ４ｒＤ４＊を、伝搬路推定部１０９ｍに出力する。
【００９８】
伝搬路推定部１０９ｍでは伝搬路推定を行い、伝搬路補償部３１０ｍでは、伝搬路推定部１０９ｍにおいて推定された伝搬路推定値を用いてデータ信号の伝搬路補償が行われる。
伝搬路補償部３１０ｍは、伝搬路補償した信号をｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍに出力する。
【００９９】
このように、本実施形態によれば、基地局装置３は、時間領域で直交するパイロット信号を、各送信アンテナから送信し、端末装置は、受信したパイロット信号数に基づいて、自身のオーダリング順位を検出する。これにより、各端末装置は、オーダリング順位と関連付けられた送信アンテナ番号を把握することができ、さらに自信が用いるべきパイロット信号の位置も検出することができる。
【０１００】
（第４の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第４の実施形態について詳しく説明する。
上記各実施形態では、端末装置が１個のアンテナを備える場合について説明をした。本実施形態では、端末装置が複数個のアンテナを備える場合について説明をする。また、本実施形態では、基地局装置は、同じ端末装置宛に複数の信号系列（ストリーム）の信号を送信する。ここで、基地局装置は、ある端末装置宛の信号から他の端末装置宛の信号を減算して送信するが、同じ端末装置宛の信号を減算せずに送信する。
【０１０１】
＜無線通信システムについて＞
図９は、本実施形態に係る無線通信システムを示す概略図である。この図は、ＴＨＰ ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムの図である。
この図において、基地局装置４は、複数の端末装置ｎ（ｎ＝Ａ、Ｂ）宛に信号を送信する。端末装置ｎは、２個の受信アンテナＲｔｎ（ｔ＝１，２：ｔを受信アンテナ識別情報という）を用いて基地局装置４からの信号を受信する。
【０１０２】
＜基地局装置４について＞
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る基地局装置４の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る基地局装置４（図１０）と第１の実施形態に係る基地局装置１（図２）とを比較すると、係数算出部４０５、及びＰ／Ｓ部４１２が異なる。しかし、他の構成要素（受信アンテナ１０１、無線部１０２、Ａ／Ｄ部１０３、受信部１０４、干渉生成部１０６、変調部１１１、干渉減算部１１３、ｍｏｄｕｌｏ部１１４、Ｓ／Ｐ部１１５、送信ウェイト乗算部１１６、バッファ１１７−１〜１１７−４、Ｓ／Ｐ部１１８−１〜１１８−４、パイロット信号生成部１１９、送信ウェイト乗算部１２０、パイロット多重部１２１−１〜１２１−４、ＩＦＦＴ部１２２−１〜１２２−４、Ｐ／Ｓ部１２３−１〜１２３−４、ＧＩ挿入部１２４−１〜１２４−４、Ｄ／Ａ部１２５−１〜１２５−４、無線部１２６−１〜１２６−４、及び、送信アンテナＴ１〜Ｔ４）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
また、本実施形態では、基地局装置４が、送信アンテナＴ１、Ｔ２を用いて端末装置Ａ宛の信号を送信し、送信アンテナＴ３、Ｔ４を用いて端末装置Ｂ宛の信号を送信する場合について説明をする。
【０１０３】
係数算出部４０５は、受信部１０４から入力されたＣＳＩから伝搬行列Ｈを生成する。この伝搬行列Ｈは、次式（２６）で表される。
【０１０４】
【数１６】
【０１０５】
ここで、伝搬行列ＨＡは、基地局装置と端末装置Ａの受信アンテナＲｔＡとの間の伝搬路の伝搬行列であり、ｔ行ｋ列要素ｈＡｔｋ（ｔ＝１、２、ｋ＝１〜４）は、送信アンテナＴｋと受信アンテナ識別情報ｔの受信アンテナＲｔＡとの伝搬路推定値である。また、伝搬行列ＨＢは、基地局装置と端末装置Ｂの受信アンテナＲｔＢとの間の伝搬路の伝搬行列であり、ｔ行ｋ列要素ｈＢｔｋ（ｔ＝１、２、ｋ＝１〜４）は、送信アンテナＴｋと受信アンテナ識別情報ｔの受信アンテナＲｔＢとの伝搬路推定値である。
【０１０６】
係数算出部４０５は、伝搬行列ＨＡを特異値分解する。この特異値分解は、次式（２７）で表される。
【０１０７】
【数１７】
【０１０８】
ここで、行列ＵＡ及び行列ＶＡはユニタリ行列であり、行列ΣＡの１行１列成分及び２行２列成分は正の実数である。
係数算出部４０５は、ＶＡの１列目と２列目からなる行列ＶＡＬ、及び、ＶＡの３列目と４列目からなる行列ＶＡＲを生成する。なお、端末装置Ａ宛の信号と端末装置Ｂ宛の信号とからなる信号ベクトルに、基地局装置４が行列ＶＡＲを乗算することにより、端末装置Ｂ宛の信号が端末装置Ａに届かなくなる。
【０１０９】
係数算出部４０５は、伝搬行列ＨＢに行列ＶＡＲを乗算した行列を、特異値分解する。この特異値分解は、次式（２８）で表される。
【０１１０】
【数１８】
【０１１１】
ここで、行列ＵＢ及び行列ＶＢはユニタリ行列であり、行列ΣＢの１行１列成分及び２行２列成分は正の実数である。なお、基地局装置４は、行列ＵＡＨを端末装置Ａに通知し、また、行列ＵＢＨを端末装置Ｂに通知する。
係数算出部４０５は、次式（２９）で表される送信ウェイト（行列Ｗ）を算出する。
【０１１２】
【数１９】
【０１１３】
係数算出部４０５は、算出した送信ウェイトを送信ウェイト乗算部４１６及び送信ウェイト乗算部４２４に出力する。
また、係数算出部４０５は、行列Ｔ＝ＨＷを算出する。係数算出部４０５は、算出した行列Ｔから干渉行列Ｂを算出する。干渉係数行列Ｂは、次式（３０）で表される。
【０１１４】
【数２０】
【０１１５】
ここで、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、２行２列の行列である。
係数算出部４０５は、算出した干渉係数行列Ｂを、干渉生成部１０６に出力する。
【０１１６】
Ｐ／Ｓ部４１２は、変調部１１１から入力された各端末装置Ａ、Ｂ宛の信号を直列変換する。ここで、Ｐ／Ｓ部４１２は、直列変換によって、端末装置Ａ宛の第１ストリーム（ｘＡ１）及び端末装置Ａ宛の第２ストリーム（ｘＡ２）、端末装置Ｂ宛の第１ストリーム（ｘＢ１）及び端末装置Ｂ宛の第２ストリーム（ｘＢ２）の順に並び替えた信号ｘｌ（ｌ＝Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）、干渉減算部１１３に出力する。つまり、Ｐ／Ｓ部４１２は、干渉処理順Ｎに従って、端末装置毎の信号を干渉減算部１１３に出力する。
この場合、Ｓ／Ｐ部１１５は、剰余信号ｖＡ１’、ｖＡ２’、ｖＢ１’、ｖＢ２’を、それぞれ、送信アンテナＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４から等価的に送信する信号として出力する。
【０１１７】
基地局装置４から送信された復調用パイロット信号ｐｋ’は、次式（３２）で表される受信信号ｙｐとして、各端末装置Ａ、Ｂに受信される。ここで、復調用パイロット信号は第１の実施形態と同様に、周波数領域で直交化されて送信されるものとする。
【０１１８】
【数２１】
【０１１９】
ここで、受信信号ｙｐntは、端末装置ｎの受信アンテナＲｔｎに受信される受信信号を示す。また、サブキャリアｋ毎の受信信号ｙｐｋは、次式（３３）〜（３６）で表される。
【０１２０】
【数２２】
【０１２１】
式（３３）〜（３６）で表された受信信号を、端末装置ｎの受信アンテナＲｔ毎の受信信号ベクトルｙｐｌで表すと、次式（３７）で表される。
【０１２２】
【数２３】
【０１２３】
ただし、受信信号ベクトルｙｐｌは、サブキャリアｋの信号を第ｋ成分とするベクトルである。
式（３７）は、端末装置では、検出したパイロット信号数を２で除算した値と、端末装置の干渉処理順と、が一致することを示す。
【０１２４】
＜端末装置４ｍについて＞
図１１は、本実施形態に係る端末装置３ｍの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る端末装置４ｍ（図１１）と第１の実施形態に係る端末装置１ｍ（図４）とを比較すると、受信フィルタ乗算部４１３ｍ、パイロット分離部４０６ｍ、所望パイロット検出部４０８ｍ、及び、伝搬路補償部４１０ｍが異なる。しかし、他の構成要素（電力測定部１０７ｍ、伝搬路推定部１０９ｍ、ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍ、復調部１１２ｍ、ＣＳＩ測定部１２１ｍ、送信部１２２ｍ、Ｄ／Ａ部１２３ｍ、無線部１２４ｍ、及び送信アンテナ１２５ｍ）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
また、受信アンテナＲ１ｔ、無線部１０１ｔｍ、Ａ／Ｄ部１０２ｔｍ、ＧＩ除去部１０３ｔｍ、Ｓ／Ｐ部１０４ｔｍ、及び、ＦＦＴ部１０５ｔｍ（ｔ＝１、２）が持つ機能は、受信アンテナＲ１、無線部１０１ｍ、Ａ／Ｄ部１０２ｍと同じであるので、説明は省略する。
【０１２５】
受信フィルタ乗算部４１３ｍは、基地局装置４から受信フィルタ（端末装置Ａの場合には行列ＵＡＨ、端末装置Ｂの場合には行列ＵＢＨ）を通知される。受信フィルタ乗算部４１３ｍは、ＦＦＴ部１０５１ｍから入力された信号を第１成分、ＦＦＴ部１０５２ｍから入力された信号を第２成分とする受信信号ベクトルｙｐを生成する。受信フィルタ乗算部４１３ｍは、生成した受信信号ベクトルｙｐに受信フィルタを乗算する。乗算後の信号ベクトルは、Σｎｐｌ（ただし、端末装置ｎの場合にはｌ＝ｎ１、ｎ２）で表される。
受信フィルタ乗算部４１３ｍは、乗算後の信号ベクトルの信号をパイロット分離部４０６ｍに出力する。
【０１２６】
パイロット分離部４０６ｍは、受信フィルタ乗算部４１３ｍから入力された信号を、予めシステムで定められたマッピング情報に基づいて、デマッピングする。パイロット分離部１０６ｍは、デマッピングによって抽出した復調用パイロット信号を電力測定部１０７ｍに出力する。また、パイロット分離部１０６ｍは、デマッピングによって抽出したパイロット信号以外の信号を伝搬路補償部１１０ｍに出力する。
【０１２７】
所望パイロット検出部３０８ｍは、電力測定部１０７ｍから入力されたパイロット信号数とマッピング情報に基づいて、自身が復調に用いるべきパイロット信号が配置されたサブキャリアを特定する。所望パイロット検出部１０８ｍは、所望のパイロット信号を抽出して、伝搬路推定部１０９ｍに出力する。例えば、式（３７）で表される信号を受信したとき、端末装置Ａの所望パイロット検出部１０８ｍは、ｐ１Ｔ１１、ｐ２Ｔ１２、ｐ１Ｔ２１、ｐ２Ｔ２２を、伝搬路推定部１０９ｍに出力する。
なお、伝搬路推定部１０９ｍは２行２列の伝搬行列を生成し、伝搬路補償部４１０ｍは伝搬路推定部１０９ｍが生成した伝搬行列を用いて伝搬路補償を行う。
【０１２８】
このように、本実施形態によれば、端末装置が複数のアンテナを備える場合にも、各端末装置がある閾値以上の電力で観測可能なパイロット信号を計数することにより、自身の干渉除去順を検出することができ、所望のパイロット信号を抽出することが可能となる。
【０１２９】
なお、上記各実施形態において、各端末装置ｎから基地局装置１〜４へのアップリンクの伝送方法はマルチキャリア伝送に限らず、他の伝送方法を用いてもよい。また、基地局装置１〜４では、受信アンテナを１個備える場合について説明したが、本発明はこれに限らず、複数の受信アンテナを備え、アップリンクのＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う構成としてもよい。
なお、上記第１〜第３の実施形態において、無線通信システムは、基地局装置１〜３と、１個の受信アンテナを備える４個の端末装置ｎとが通信を行う場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、基地局装置１〜３と、１個の受信アンテナを備える２個の端末装置Ａ、Ｂ及び２個の受信アンテナを備える１個の端末装置Ｃと、が通信を行ってもよい。この場合、端末装置Ｃの一方のアンテナ宛に送信する信号を、上述の実施形態における端末装置Ｄ宛の信号として、処理をすればよい。
【０１３０】
また、上記第１、２、４の実施形態において、基地局装置１、２、４は、フレーム毎に異なる端末装置ｎ宛の信号を多重してもよい。
図１２は、本発明の変形例に係る端末装置ｎ宛の信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、周波数方向はサブキャリア毎に分割され、時間方向は予め定めた時間単位で分割されている。
図１２は、フレーム１では端末装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ宛のデータ信号が多重されていることを示す。また、フレーム２では端末装置Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ宛のデータ信号が多重されていることを示す。また、フレーム３では端末装置Ａ、Ｃ、Ｆ、Ｇ宛のデータ信号が多重されていることを示す。
このような場合、従来技術では、基地局装置が全てのフレームの時間周波数領域について、各端末装置ｎ宛のパイロット信号の配置を示す制御情報を送信し、端末装置ｎがこの制御情報に基づいてパイロット信号を抽出していた。しかし、本変形例に係る基地局装置１、２、３、４では、端末装置宛の信号とフレームとの割り当て関係を示す情報のみを送信し、端末装置がこの制御情報に基づいて信号を受信し、自律的にパイロット信号の位置を抽出することができるため、伝送効率の低下を防止することができる。
【０１３１】
また、上記第１〜３の実施形態において、基地局装置はＱＲ分解の結果に基づいて各端末装置宛の信号を空間多重する場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、線形ウェイト及び干渉係数行列Ｂを、ＺＦ（Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ）やＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）基準で算出してもよい。この場合、上記第１〜３の実施形態での線形ウェイトとは異なるものとなるが、復調用パイロット信号は、オーダリング順位に応じた数だけ端末装置で受信されることとなる。つまり、ある程度の電力で受信される復調用パイロット信号の数が端末装置のオーダリング順位に応じて異なるため、ZFやMMSE基準のTHP MU-MIMO伝送を行う場合にも、閾値以上の電力で受信されるパイロット信号を計数し、端末装置自身が所望のパイロット信号を検出するという本発明は適用可能である。
【０１３２】
また、上記第２の実施形態において、基地局装置は、複数のサブチャネルを用いて端末装置宛の信号を多重してもよい。
図１３は、本発明の変形例に係る端末装置ｎ宛の信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、周波数方向はサブキャリア毎に分割され、時間方向は予め定めた時間単位で分割されている。
図１３は、周波数領域が４つのサブキャリアからなるサブチャネル１〜３に分割されていることを示す。また、この図において、各サブチャネル１〜３の領域は、端末装置Ａ〜Ｄに対して割り当てられている。
【０１３３】
図１３において、サブチャネル毎にオーダリング順位が異なってもよく、この場合、ある端末装置が伝搬路推定に用いるパイロット信号を配置する領域（サブキャリア）は、サブチャネル毎に異なる。例えば、端末装置Aがサブチャネル１では３番目にオーダリングされ、サブチャネル２では１番目にオーダリングされ、サブチャネル３では４番目にオーダリングされた場合には、端末装置Aは、サブチャネル１では３番目のサブキャリアのパイロット信号を、サブチャネル２では１番目のサブキャリアのパイロット信号を、サブチャネル３では４番目のサブキャリアのパイロット信号をそれぞれ用いて復調を行う必要がある。しかし、このような場合においても、各端末装置がある程度の電力で受信できる、各サブチャネルのパイロット信号の数は各サブチャネルのオーダリング順位に応じて異なるものとなるため、本発明により、各端末装置が参照すべきパイロット信号をサブチャネル毎に検出することができる。このように、サブチャネルまたは幾つかのサブキャリアをまとめたサブキャリア群毎にオーダリングが異なる場合には、各端末装置にパイロット信号の位置を通知する制御情報が大幅に増加し、伝送効率が大きく低下することが考えられるが、本発明を用いることにより、それらの制御情報を削減することが可能となり、伝送効率の低下を防ぐことができる。 また、第３の実施形態では、無線通信システムがシングルキャリア伝送を行う場合について説明をしたが、マルチキャリア伝送の場合に適用してもよい。
【０１３４】
また、第４の実施形態において、端末装置ｎが２個の受信アンテナを備える場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、３個以上であってもよいし、端末装置ｎ各々で異なる個数の受信アンテナを備えてもよい。
【０１３５】
なお、上述した実施形態における基地局装置１〜４、端末装置１ｍ、３ｍ、４ｍの一部、例えば、無線部１０２、Ａ／Ｄ部１０３、受信部１０４、係数算出部１０５、２０５、４０５、干渉生成部１０６、変調部１１１、Ｐ／Ｓ部１１２、２１２、４１２、干渉減算部１１３、ｍｏｄｕｌｏ部１１４、Ｓ／Ｐ部１１５、送信ウェイト乗算部１１６、Ｓ／Ｐ部１１８−１〜１１８−４、パイロット信号生成部１１９、送信ウェイト乗算部１２０、パイロット多重部１２１−１〜１２１−４、３２１−１〜４２１−４、ＩＦＦＴ部１２２−１〜１２２−４、Ｐ／Ｓ部１２３−１〜１２３−４、ＧＩ挿入部１２４−１〜１２４−４、Ｄ／Ａ部１２５−１〜１２５−４、無線部１２６−１〜１２６−４、無線部１０１ｍ、Ａ／Ｄ部１０２ｍ、ＧＩ除去部１０３ｍ、Ｓ／Ｐ部１０４ｍ、ＦＦＴ部１０５ｍ、パイロット分離部１０６ｍ、３０６ｍ、４０６ｍ、電力測定部１０７ｍ、所望パイロット検出部１０８ｍ、３０８ｍ、４０８ｍ、伝搬路推定部１０９ｍ、伝搬路補償部１１０ｍ、３１０ｍ、４１０ｍ、ｍｏｄｕｌｏ部１１１ｍ、復調部１１２ｍ、ＣＳＩ測定部１２１ｍ、送信部１２２ｍ、Ｄ／Ａ部１２３ｍ、無線部１２４ｍ、及び受信フィルタ乗算部４１３ｍをコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御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良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、基地局装置１〜４、端末装置１ｍ、３ｍ、４ｍに内蔵されたコンピュータシステムであって、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、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良い。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良く、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良い。
また、上述した実施形態における基地局装置１〜４、端末装置１ｍ、３ｍ、４ｍの一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現しても良い。基地局装置１〜４、端末装置１ｍ、３ｍ、４ｍの各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
【０１３６】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
１〜４・・・基地局装置、１０１・・・受信アンテナ、１０２・・・無線部、１０３・・・Ａ／Ｄ部、１０４・・・受信部、１０５、２０５、４０５・・・係数算出部、１０６・・・干渉生成部、１１１・・・変調部、１１２、２１２、４１２・・・Ｐ／Ｓ部、１１３・・・干渉減算部、１１４・・・ｍｏｄｕｌｏ部、１１５・・・Ｓ／Ｐ部、１１６・・・送信ウェイト乗算部、１１７−１〜１１７−４・・・バッファ、１１８−１〜１１８−４・・・Ｓ／Ｐ部、１１９・・・パイロット信号生成部、１２０・・・送信ウェイト乗算部、１２１−１〜１２１−４、３２１−１〜４２１−４・・・パイロット多重部、１２２−１〜１２２−４・・・ＩＦＦＴ部、１２３−１〜１２３−４・・・Ｐ／Ｓ部、１２４−１〜１２４−４・・・ＧＩ挿入部、１２５−１〜１２５−４・・・Ｄ／Ａ部、１２６−１〜１２６−４・・・無線部、Ｔ１〜Ｔ４・・・送信アンテナ
Ａ〜Ｄ、１ｍ、３ｍ、４ｍ・・・端末装置、Ｒ１・・・受信アンテナ、１０１ｍ・・・無線部、１０２ｍ・・・Ａ／Ｄ部、１０３ｍ・・・ＧＩ除去部、１０４ｍ・・・Ｓ／Ｐ部、１０５ｍ・・・ＦＦＴ部、１０６ｍ、３０６ｍ、４０６ｍ・・・パイロット分離部、１０７ｍ・・・電力測定部、１０８ｍ、３０８ｍ、４０８ｍ・・・所望パイロット検出部、１０９ｍ・・・伝搬路推定部、１１０ｍ、３１０ｍ、４１０ｍ・・・伝搬路補償部、１１１ｍ・・・ｍｏｄｕｌｏ部、１１２ｍ・・・復調部、１２１ｍ・・・ＣＳＩ測定部、１２２ｍ・・・送信部、１２３ｍ・・・Ｄ／Ａ部、１２４ｍ・・・無線部、１２５ｍ・・・送信アンテナ、４１３ｍ・・・受信フィルタ乗算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナを備えた送信装置において、複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を基に生成した前記複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する無線通信システムであって、
前記送信装置は、空間多重したデータ信号と、伝搬路推定用の直交パイロット信号とを送信し、
前記受信装置は、前記送信装置から送信された信号を受信し、受信した前記パイロット信号のうち、所望のパイロット信号を自律的に検出して伝搬路推定を行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記複数の受信装置宛の送信データ信号は、各受信装置宛の希望信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に施されて生成され、前記伝搬路変動に関する情報を基に生成された送信ウェイトを乗算されて送信され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】
前記複数の受信装置宛の送信データ信号が逐次的に生成される順序と、前記送信データ信号が前記送信ウェイトも含めた等価伝搬路へ向けて送信される際の送信アンテナは関連付けられてい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】
前記パイロット信号は、前記送信ウェイトが乗算されて送信されることを特徴とする請求項２または３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記受信装置は、受信パイロット信号の電力を測定し、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行うことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
複数の送信アンテナを備え、複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する送信装置であって、
複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を受信する手段と、
前記伝搬路変動に関する情報を基に送信ウェイトを算出する手段と、
前記複数の受信装置宛の希望データ信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に行って送信データ信号を生成する手段と、
前記減算処理を逐次的に行う際の順序と生成された送信データ信号が送信されるアンテナを関連付ける制御手段と、
直交化した伝搬路推定用のパイロット信号を生成する手段と、
前記送信信号と前記パイロット信号に前記送信ウェイトを乗算する手段と、
前記送信ウェイトが乗算された前記送信信号及び前記パイロット信号を送信する手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項７】
複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し伝搬路推定用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置であって、
前記送信装置から送信された信号を受信する手段と、
受信パイロット信号の電力を測定する手段と、
予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項８】
複数の送信アンテナを備え、複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する送信装置における送信制御方法であって、
前記送信装置が、複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を受信する過程と、
前記送信装置が、前記伝搬路変動に関する情報を基に送信ウェイトを算出する過程と、
前記送信装置が、前記複数の受信装置宛の希望データ信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に行って送信データ信号を生成する過程と、
前記送信装置が、前記減算処理を逐次的に行う際の順序と生成された送信データ信号が送信されるアンテナを関連付ける制御過程と、
前記送信装置が、直交化した伝搬路推定用のパイロット信号を生成する過程と、
前記送信装置が、前記送信信号と前記パイロット信号に前記送信ウェイトを乗算する過程と、
前記送信装置が、前記送信ウェイトが乗算された前記送信信号及び前記パイロット信号を送信する過程と、
を有することを特徴とする送信制御方法。
【請求項９】
複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し伝搬路推定用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置における受信制御方法であって、
前記受信装置が、前記送信装置から送信された信号を受信する過程と、
前記受信装置が、受信パイロット信号の電力を測定する過程と、
前記受信装置が、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う過程と、
を有することを特徴とする受信制御方法。
【請求項１０】
複数の送信アンテナを備え、複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する送信装置のコンピュータを、
複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を受信する手段、
前記伝搬路変動に関する情報を基に送信ウェイトを算出する手段、
前記複数の受信装置宛の希望データ信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に行って送信データ信号を生成する手段、
前記減算処理を逐次的に行う際の順序と生成された送信データ信号が送信されるアンテナを関連付ける制御手段、
直交化した伝搬路推定用のパイロット信号を生成する手段、
前記送信信号と前記パイロット信号に前記送信ウェイトを乗算する手段、
前記送信ウェイトが乗算された前記送信信号及び前記パイロット信号を送信する手段、
として機能させる送信制御プログラム。
【請求項１１】
複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し伝搬路推定用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置のコンピュータを、
前記送信装置から送信された信号を受信する手段、
受信パイロット信号の電力を測定する手段、
予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う手段、
として機能させる受信制御プログラム。
【請求項１】
複数の送信アンテナを備えた送信装置において、複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を基に生成した前記複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する無線通信システムであって、
前記送信装置は、空間多重したデータ信号と、伝搬路推定用の直交パイロット信号とを送信し、
前記受信装置は、前記送信装置から送信された信号を受信し、受信した前記パイロット信号のうち、所望のパイロット信号を自律的に検出して伝搬路推定を行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記複数の受信装置宛の送信データ信号は、各受信装置宛の希望信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に施されて生成され、前記伝搬路変動に関する情報を基に生成された送信ウェイトを乗算されて送信され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】
前記複数の受信装置宛の送信データ信号が逐次的に生成される順序と、前記送信データ信号が前記送信ウェイトも含めた等価伝搬路へ向けて送信される際の送信アンテナは関連付けられてい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】
前記パイロット信号は、前記送信ウェイトが乗算されて送信されることを特徴とする請求項２または３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記受信装置は、受信パイロット信号の電力を測定し、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行うことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
複数の送信アンテナを備え、複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する送信装置であって、
複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を受信する手段と、
前記伝搬路変動に関する情報を基に送信ウェイトを算出する手段と、
前記複数の受信装置宛の希望データ信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に行って送信データ信号を生成する手段と、
前記減算処理を逐次的に行う際の順序と生成された送信データ信号が送信されるアンテナを関連付ける制御手段と、
直交化した伝搬路推定用のパイロット信号を生成する手段と、
前記送信信号と前記パイロット信号に前記送信ウェイトを乗算する手段と、
前記送信ウェイトが乗算された前記送信信号及び前記パイロット信号を送信する手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項７】
複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し伝搬路推定用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置であって、
前記送信装置から送信された信号を受信する手段と、
受信パイロット信号の電力を測定する手段と、
予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項８】
複数の送信アンテナを備え、複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する送信装置における送信制御方法であって、
前記送信装置が、複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を受信する過程と、
前記送信装置が、前記伝搬路変動に関する情報を基に送信ウェイトを算出する過程と、
前記送信装置が、前記複数の受信装置宛の希望データ信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に行って送信データ信号を生成する過程と、
前記送信装置が、前記減算処理を逐次的に行う際の順序と生成された送信データ信号が送信されるアンテナを関連付ける制御過程と、
前記送信装置が、直交化した伝搬路推定用のパイロット信号を生成する過程と、
前記送信装置が、前記送信信号と前記パイロット信号に前記送信ウェイトを乗算する過程と、
前記送信装置が、前記送信ウェイトが乗算された前記送信信号及び前記パイロット信号を送信する過程と、
を有することを特徴とする送信制御方法。
【請求項９】
複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し伝搬路推定用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置における受信制御方法であって、
前記受信装置が、前記送信装置から送信された信号を受信する過程と、
前記受信装置が、受信パイロット信号の電力を測定する過程と、
前記受信装置が、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う過程と、
を有することを特徴とする受信制御方法。
【請求項１０】
複数の送信アンテナを備え、複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する送信装置のコンピュータを、
複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を受信する手段、
前記伝搬路変動に関する情報を基に送信ウェイトを算出する手段、
前記複数の受信装置宛の希望データ信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に行って送信データ信号を生成する手段、
前記減算処理を逐次的に行う際の順序と生成された送信データ信号が送信されるアンテナを関連付ける制御手段、
直交化した伝搬路推定用のパイロット信号を生成する手段、
前記送信信号と前記パイロット信号に前記送信ウェイトを乗算する手段、
前記送信ウェイトが乗算された前記送信信号及び前記パイロット信号を送信する手段、
として機能させる送信制御プログラム。
【請求項１１】
複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し伝搬路推定用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置のコンピュータを、
前記送信装置から送信された信号を受信する手段、
受信パイロット信号の電力を測定する手段、
予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う手段、
として機能させる受信制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１６６２９３（Ｐ２０１１−１６６２９３Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４４７４（Ｐ２０１０−２４４７４）
【出願日】平成２２年２月５日（２０１０．２．５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月５日（２０１０．２．５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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