無線通信装置および通信制御方法
【課題】最大ドップラー周波数の推定精度の高さに応じて外挿係数および線形予測係数を適宜使い分けることにより、送信伝搬路の算出精度を向上させる。
【解決手段】本発明の無線通信装置１００は、複数のアンテナ１−１，１−２で受信した信号から受信伝搬路を算出する受信伝搬路算出部３と、前記複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の外挿値における外挿係数を保持する外挿係数保持部１０と、最大ドップラー周波数算出部５が前記複数のアンテナで受信した信号に基づいて算出した最大ドップラー周波数に基づいて、前記複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の線形予測値の線形予測係数を保持する線形予測係数保持部１１と、外挿係数および線形予測係数の何れか一方と、受信伝搬路算出部３において算出された受信伝搬路とに基づいて、送信伝搬路を算出する送信伝搬路算出部１２とを備える。
【解決手段】本発明の無線通信装置１００は、複数のアンテナ１−１，１−２で受信した信号から受信伝搬路を算出する受信伝搬路算出部３と、前記複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の外挿値における外挿係数を保持する外挿係数保持部１０と、最大ドップラー周波数算出部５が前記複数のアンテナで受信した信号に基づいて算出した最大ドップラー周波数に基づいて、前記複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の線形予測値の線形予測係数を保持する線形予測係数保持部１１と、外挿係数および線形予測係数の何れか一方と、受信伝搬路算出部３において算出された受信伝搬路とに基づいて、送信伝搬路を算出する送信伝搬路算出部１２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを備えた無線通信装置、および、複数のアンテナを備えた無線通信装置と対向無線通信装置との間の通信を制御する通信制御方法に関するものであり、特に、時分割複信方式において下りリンク信号の送信制御に使用する送信ウェイトを得るために必要な下りリンク伝搬路の予測制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
時分割複信（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ；ＴＤＤ）方式の無線通信システムにおいて、無線通信装置（無線基地局；以下、基地局ともいう）から対向無線装置（無線端末；以下、端末ともいう）へ向かう方向の下りリンク伝搬路（送信伝搬路）と、端末から基地局へ向かう方向の上りリンク伝搬路（受信伝搬路）との間には可逆性がある。そのため、基地局は、上りリンク信号から推定した上りリンク伝搬路情報を下りリンク信号の送信に直接利用することが可能である。さらに、基地局が複数のアンテナ（送受信アンテナ）を備えている場合には、この伝搬路情報に基づいた送信ダイバーシティやアダプティブアレーアンテナによる送信指向性制御を行うことにより、伝送品質を高めることができる。
【０００３】
無線通信を行っている端末が移動している場合はフェージングが発生し、端末の移動速度が高速になるほど無線伝搬路の振幅および位相が時間的に高速に変動する。このフェージングによって、例えば図３に示すように、下りリンク送信時の伝搬路は上りリンク信号から推定した上りリンク伝搬路とは異なるものになるため、上りリンク伝搬路情報を使用した送信ダイバーシティや送信指向性制御による伝送品質の改善効果は低減されることになる。
【０００４】
この問題を回避するためには、上りリンク信号から上りリンク伝搬路を何点か推定し、それら上りリンク伝搬路情報を使用して下りリンク信号送信時刻での外挿値を求め、その外挿値に基づいて送信ダイバーシティや送信指向性制御を行うことによりフェージングによる無線伝搬路の時間変動へ追従させる方法（例えば、特許文献１参照）がある。この方法では、外挿による送信時の下りリンク伝搬路の推定において、推定したドップラー周波数に応じて無線伝搬路の時間変動に追従するように外挿パラメータを変更することにより、アダプティブアレイ無線基地局の送信指向性制御による伝送品質改善効果を維持することができる。
【０００５】
また、最小２乗誤差（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ；ＭＭＳＥ）法による下りリンク伝搬路の線形予測が考えられている。これは、下りリンク送信時刻の実際の下りリンク伝搬路と推定した複数の相異なる時刻の上りリンク伝搬路の線形結合との間の平均２乗予測誤差を最小にするため、最大ドップラー周波数が高い場合も高精度な予測を行うことができる。ＭＭＳＥ法の予測精度は、例えば非特許文献１に開示されている。このＭＭＳＥ法による線形予測における線形予測係数は、推定した上りリンク伝搬路の相関行列の逆行列と、予測時刻の下りリンク伝搬路と、推定した上りリンク伝搬路の相関ベクトルとの積であり、推定する相異なる時刻の上りリンク伝搬路の数が少ない場合には、解析的に容易に求めることができる。ここで、推定した上りリンク伝搬路と予測時刻の未知の下りリンク伝搬路との相関値が必要になるが、レイリーフェージング環境下では、ある時刻の伝搬路と別の時刻の伝搬路との間の時間差および最大ドップラー周波数が既知ならば、前記２点の間の相関値は第１種０次ベッセル関数によって求めることができる。そのため、推定する複数の相異なる時刻の上りリンク伝搬路の間の時間差および、これら上りリンク伝搬路と予測時刻の下りリンク伝搬路との時間差をシステム設計段階で決定してから最大ドップラー周波数を推定することにより、容易に線形予測係数を得ることができる。
【０００６】
【特許文献１】特許第３４２３２７４号公報
【非特許文献１】「A.Duel-Hallen, S.Hu, H.Hallen, ”Long Range Prediction of Fading Signals: Enabling Adaptive Transmission for Mobile Radio Channels,” IEEE Signal Processing Magazine, May 2000」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
端末の移動速度が高速になると、無線伝搬路の時間変動が激しくなるため、外挿による下りリンク伝搬路の予測値と実際の下りリンク伝搬路との間の誤差は大きくなる。そのため、外挿による下りリンク伝搬路の予測値に基づいた送信ダイバーシティや送信指向性制御を行っても伝送品質の改善効果は得られなくなる。一方、ＭＭＳＥ法による下りリンク伝搬路の線形予測では、端末の移動速度が高速であっても高精度な予測値が得られるが、そのためには推定する最大ドップラー周波数にも一定以上の高い精度が要求される。最大ドップラー周波数を高精度に推定するためには数フレーム時間に渡る上りリンク信号が必要になるが、ある程度のフレーム数の上りリンク信号を受信するまでの間は、少ないフレームから推定した低精度の最大ドップラー周波数によって得た、予測誤差の大きい線形予測値を利用しなければならず、結果的に送信ダイバーシティや送信指向性制御による伝送品質の改善効果は得られなくなる。
【０００８】
上述した問題から、推定した最大ドップラー周波数の精度が低い可能性がある通信開始当初は、ＭＭＳＥ法による下りリンク伝搬路の線形予測を行うよりも外挿による下りリンク伝搬路の予測を行った方が送信ダイバーシティや送信指向性制御による伝送品質の改善効果は大きくなると考えられる。
【０００９】
本発明は、最大ドップラー周波数の推定精度の高さに応じて外挿係数および線形予測係数を適宜使い分けることにより、送信伝搬路の算出精度を向上させる技術（無線通信装置および通信制御方法）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１の無線通信装置は、複数のアンテナを備えた無線通信装置であって、前記複数のアンテナで受信した信号から受信伝搬路を算出する受信伝搬路算出部と、前記複数のアンテナで受信した信号に基づいて最大ドップラー周波数を算出する最大ドップラー周波数算出部と、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の外挿値における外挿係数を保持する外挿係数保持部と、前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数に基づいて、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の線形予測値の線形予測係数を保持する線形予測係数保持部と、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数と、前記受信伝搬路算出部において算出された受信伝搬路と、に基づいて、送信伝搬路を算出する送信伝搬路算出部と、前記送信伝搬路算出部において算出された送信伝搬路に基づいて送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出部と、送信データおよび前記送信ウェイト算出部において算出された送信ウェイトに基づいて前記複数のアンテナから送信する信号を生成する送信信号生成部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２の無線通信装置は、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための係数制御部をさらに備え、前記係数制御部は、前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数の前回値を保持する最大ドップラー周波数保持部と、前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数と、前記最大ドップラー周波数保持部に保持された最大ドップラー周波数の前回値との誤差を算出する最大ドップラー周波数誤差算出部と、前記係数制御部において何れか一方の係数を選択的に出力するための閾値を保持する閾値保持部と、前記最大ドップラー周波数誤差算出部において算出された最大ドップラー周波数誤差と前記閾値保持部に保持された閾値との比較結果に基づいて、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力する係数切換部と、から成ることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３の無線通信装置は、前記係数制御部は、前記誤差が前記閾値より大きい場合は前記外挿係数保持部に保持された外挿係数を出力し、前記誤差が前記閾値より小さい場合は前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数を出力することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４の無線通信装置は、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための係数制御部をさらに備え、前記係数制御部は、通信開始から現在までの総通信フレーム数を保持する総通信フレーム数保持部と、前記係数制御部において何れか一方の係数を選択的に出力するための閾値を保持する閾値保持部と、前記総通信フレーム数保持部に保持された総通信フレーム数と前記閾値保持部に保持された閾値との比較結果に基づいて、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力する係数切換部と、から成ることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項５の無線通信装置は、前記係数制御部は、前記総通信フレーム数が前記閾値より小さい場合は前記外挿係数保持部に保持された外挿係数を出力し、前記総通信フレーム数が前記閾値より大きい場合は前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数を出力することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項６の無線通信装置は、前記外挿係数保持手段は、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路および送信時刻の送信伝搬路の間の時間差により算出される外挿係数を保持することを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項７の無線通信装置は、前記線形予測係数保持部は、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路および送信時刻の送信伝搬路の間の時間差ならびに前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数に基づいて算出される、各々の最大ドップラー周波数に対応する線形予測係数に関する情報を保持することを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項８の通信制御方法は、複数のアンテナを備えた無線通信装置と対向無線通信装置との間の通信を制御する通信制御方法であって、前記複数のアンテナで受信した信号から受信伝搬路を算出する受信伝搬路算出ステップと、前記複数のアンテナで受信した信号に基づいて最大ドップラー周波数を算出する最大ドップラー周波数算出ステップと、前記受信伝搬路算出ステップにおいて算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の外挿値における外挿係数を保持する外挿係数保持ステップと、前記最大ドップラー周波数算出ステップにおいて算出された最大ドップラー周波数に基づいて、前記受信伝搬路算出ステップにおいて算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の線形予測値の線形予測係数を保持する線形予測係数保持ステップと、前記外挿係数保持ステップにおいて保持された外挿係数および前記線形予測係数保持ステップにおいて保持された線形予測係数の何れか一方の係数と、前記受信伝搬路算出ステップにおいて算出された受信伝搬路と、に基づいて、送信伝搬路を算出する送信伝搬路算出ステップと、前記送信伝搬路算出ステップにおいて算出された送信伝搬路に基づいて送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、送信データおよび前記送信ウェイト算出ステップにおいて算出された送信ウェイトに基づいて前記複数のアンテナから送信する信号を生成する送信信号生成ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、外挿係数および線形予測係数の何れか一方の係数と、算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路とに基づいて、送信伝搬路を算出するから、最大ドップラー周波数の推定精度の高さに応じて外挿係数および線形予測係数を適宜使い分けることが可能になる。したがって、送信伝搬路の算出精度を向上させる技術（無線通信装置および通信制御方法）を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は本発明の通信制御方法を適用する第１実施形態の無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の無線通信装置（無線基地局；以下、基地局ともいう）１００は、送受信アンテナ１−１、１−２と、送受信切換部（送受信切換スイッチ）２−１，２−２と、上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３と、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４と、最大ドップラー周波数算出部５と、最大ドップラー周波数保持部６と、最大ドップラー周波数誤差算出部７と、閾値保持部８と、係数切換部９と、外挿係数保持部１０と、線形予測係数保持部１１と、下りリンク伝搬路算出部（送信伝搬路算出部）１２と、送信ウェイト算出部１３と、送信下りリンク信号算出部１４とを備えて成る。上記において、最大ドップラー周波数保持部６、最大ドップラー周波数誤差算出部７、閾値保持部８および係数切換部９は、外挿係数保持部１０に保持された外挿係数および線形予測係数保持部１１に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための係数制御部を構成している。なお、本実施形態の無線通信装置（基地局）１００および対向無線装置（端末）を含むシステムは、時分割複信（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ；ＴＤＤ）方式の無線通信システムを用いているが、これに限定されるものではなく、他の無線通信システムにも適用することができる。
【００２１】
送受信切換部（送受信切換スイッチ）２−１，２−２は、送受信アンテナ１−１、１−２経由で図示しない対向無線通信装置（無線端末；以下、端末ともいう）との間でやり取りする無線信号の送信／受信を切り換えるものである。
上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３は、送受信アンテナ１−１、１−２で受信した信号から上りリンク伝搬路（受信伝搬路）を算出（推定）するものである。
最大ドップラー周波数算出用データ保持部４は、最大ドップラー周波数算出部５において最大ドップラー周波数を算出する際に用いるデータ（送受信アンテナ１−１、１−２で受信した信号）を保持するものである。
最大ドップラー周波数算出部５は、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４に保持されている最大ドップラー周波数算出用データに基づいて最大ドップラー周波数を算出するものである。
【００２２】
最大ドップラー周波数保持部６は、最大ドップラー周波数算出部５において算出された最大ドップラー周波数の前回値（１フレーム前の値）を保持するものである。
最大ドップラー周波数誤差算出部７は、最大ドップラー周波数算出部５において算出された最大ドップラー周波数（現在値）と、最大ドップラー周波数保持部６に保持された最大ドップラー周波数の前回値との誤差（最大ドップラー周波数誤差）を算出するものである。
閾値保持部８は、前記係数制御部において何れか一方の係数を選択的に出力するための最大ドップラー周波数の閾値を保持するものである。
係数切換部９は、最大ドップラー周波数誤差算出部７において算出された誤差と閾値保持部８に保持された最大ドップラー周波数の閾値との比較結果に基づいて、外挿係数保持部１０に保持された外挿係数および線形予測係数保持部１１に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するものであり、具体的には、誤差が最大ドップラー周波数の閾値より大きい場合は外挿係数保持部１０に保持された外挿係数を出力し、誤差が最大ドップラー周波数の閾値より小さい場合は線形予測係数保持部１１に保持された線形予測係数を出力する。
【００２３】
外挿係数保持部１０は、上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３において算出された複数の相異なる時刻の上りリンク伝搬路（受信伝搬路）の線形結合で表される、送信時の外挿値における外挿係数を保持するものである。
線形予測係数保持部１１は、最大ドップラー周波数算出部５において算出された最大ドップラー周波数に基づいて、上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３において算出された複数の相異なる時刻の上りリンク伝搬路（受信伝搬路）の線形結合で表される、送信時の線形予測値の線形予測係数を保持するものである。
下りリンク伝搬路算出部（送信伝搬路算出部）１２は、外挿係数保持部１０に保持された外挿係数および線形予測係数保持部１１に保持された線形予測係数の何れか一方の係数と、上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３において算出された上りリンク伝搬路（受信伝搬路）と、に基づいて、下りリンク伝搬路（送信伝搬路）を算出するものである。
送信ウェイト算出部１３は、送信伝搬路算出部１２において算出された下りリンク伝搬路（送信伝搬路）に基づいて送信ウェイトを算出するものである。
送信信号生成部１４は、送信データおよび送信ウェイト算出部１３において算出された送信ウェイトに基づいて送受信アンテナ１−１、１−２から送信する信号を生成するものである。
【００２４】
次に、本実施形態の動作を、無線通信装置１００が基地局であって、対向無線装置である端末との間で通信を行う場合を例に挙げて説明する。まず上りリンク信号（受信信号）を受信するタイミングで送受信切換部２−１および送受信切換部２−２を受信側に切換えて、端末から送信され上りリンク伝搬路を経た上りリンク信号を送受信アンテナ１−１、１−２で受信する。受信した上りリンク信号は、上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３および最大ドップラー周波数算出用データ保持部４に入力され、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４を経て最大ドップラー周波数算出部５にも入力される。
【００２５】
上りリンク伝搬路算出部３は、入力された上りリンク信号の複数Ｎ個の点の相異なる時刻T１，T２，…，TＮにおいて送受信アンテナ１−１に対する上りリンク伝搬路he１(T１)，he１(T２)，…，he１(TN)および送受信アンテナ１−２に対する上りリンク伝搬路he２(T１)，he２(T２)，…，he２(TN)を算出（推定）する。ここで、he１(T１)、he２(T１)等は、括弧内の時刻における上りリンク伝搬路（受信伝搬路）の算出値（推定値）を表し、また、算出（推定）された上りリンク伝搬路（受信伝搬路）をベクトルh１＝[he１(T１)，he１(T２)，…，he１(TN)]T、ベクトルh２＝[he２(T１)，he２(T２)，…，he２(TN)]Tと表す。算出（推定）したベクトルh１およびベクトルh２は、外挿係数保持部１０、線形予測係数保持部１１および下りリンク伝搬路算出部１２に出力される。
【００２６】
最大ドップラー周波数算出用データ保持部４は、端末との通信開始から現在までに受信した上りリンク信号に含まれる最大ドップラー周波数算出用データである送受信アンテナ１−１、１−２で受信した信号を保持しており、最大ドップラー周波数算出部５で最大ドップラー周波数を算出する際に最大ドップラー周波数算出用データを最大ドップラー周波数算出部５に出力する。
【００２７】
最大ドップラー周波数算出部５は、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４から出力される、端末との通信開始から現在までに受信した上りリンク信号に含まれる最大ドップラー周波数算出用データに基づいて最大ドップラー周波数を算出（推定）し、算出した最大ドップラー周波数を最大ドップラー周波数保持部６、最大ドップラー周波数誤差算出部７および線形予測係数保持部１１に出力する。
【００２８】
最大ドップラー周波数保持部６は、最大ドップラー周波数算出部５で算出（推定）した最大ドップラー周波数（現在値）を保持し、それと同時に、既に保持されている１フレーム時間前の最大ドップラー周波数（前回値）を最大ドップラー周波数誤差算出部７に出力する。
【００２９】
最大ドップラー周波数誤差算出部７は、最大ドップラー周波数算出部５において算出（推定）された最大ドップラー周波数（現在値）と最大ドップラー周波数保持部６に保持された１フレーム時間前の最大ドップラー周波数（前回値）との誤差の絶対値を算出し、算出結果を係数切換部９に出力する。
【００３０】
閾値保持部８は、係数切換部９によって、下りリンク伝搬路算出部１２で使用する係数（下りリンク伝搬路予測係数）として、外挿係数保持部１０に保持されている外挿係数および線形予測係数保持部１１に保持されている線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための最大ドップラー周波数誤差の閾値ｅｔｈを保持しており、この閾値を係数切換部９に出力する。
【００３１】
係数切換部９は、最大ドップラー周波数誤差算出部７から出力された最大ドップラー周波数誤差ｅと、閾値保持部８から出力された最大ドップラー周波数誤差の閾値ｅｔｈとの間の大小関係を比較する。この比較において、誤差が最大ドップラー周波数の閾値よりも大きい場合には、最大ドップラー周波数算出部５で算出（推定）された最大ドップラー周波数の精度が低いと判断して、下りリンク伝搬路予測係数として外挿係数を用いるために、外挿係数保持部１０に保持されている外挿係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力し、誤差が最大ドップラー周波数の閾値よりも小さい場合には、最大ドップラー周波数算出部５で算出（推定）された最大ドップラー周波数の精度が高いと判断して、下りリンク伝搬路予測係数として線形予測係数を用いるために、線形予測係数保持部１１に保持されている線形予測係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。
【００３２】
以上の処理を図２のフローチャートに基づいて説明する。
まず、図２のステップＳ１１では、ｎフレーム目における最大ドップラー周波数ｆＤ(n)を算出し、次のステップＳ１２では、最大ドップラー周波数ｆＤ(n)と最大ドップラー周波数の前回値ｆＤ(n-1)との誤差の絶対値ｅを、次式
ｅ＝｜ｆＤ(n)−ｆＤ(n-1)｜ （１）
により算出する。
次のステップＳ１３では、最大ドップラー周波数誤差ｅと最大ドップラー周波数の閾値ｅｔｈとの間の大小比較を行い、誤差ｅが最大ドップラー周波数の閾値ｅｔｈよりも小さいＹｅｓの場合には、ステップＳ１４において、線形予測係数保持部１１に保持されている線形予測係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。一方、誤差ｅが最大ドップラー周波数の閾値ｅｔｈよりも大きいＮｏの場合には、ステップＳ１５において、外挿係数保持部１０に保持されている外挿係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。
【００３３】
外挿係数保持部１０は、上りリンク伝搬路（受信伝搬路）の下りリンク信号送信時刻TＮ＋１の外挿値he１(TＮ＋１)，he２(TＮ＋１)の外挿係数k１，k２，…，kＮを保持しているため、上記ステップＳ１３において係数切換部９によって外挿係数保持部１０が選択された場合、ステップＳ１５で外挿係数k１，k２，…，kＮを下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。
【００３４】
例えばＮ＝２のとき、下りリンク信号送信時刻T３（図３参照）の上りリンク伝搬路ベクトルh１＝[he１(T１)，he１(T２)]T による直線外挿値he１(T３)およびh２＝[he２(T１)，he２(T２)]T による直線外挿値he２(T３)は、次式で表される。
he１(T３)＝−(T３−T２)/(T２−T１)＊he１(T１)＋(T３−T１)/(T２−T１)＊he１(T２) （２）
he２(T３)＝−(T３−T２)/(T２−T１)＊he２(T１)＋(T３−T１)/(T２−T１)＊he２(T２) （３）
(２)式、(３)式より、he１(T１)に対する外挿係数k１は、k１＝−(T３−T２)/(T２−T１)であり、he２(T２)に対する外挿係数k２は、k２＝−(T３−T１)/(T２−T１)になる。上りリンク伝搬路算出部３において上りリンク伝搬路を推定する時刻T１、T２（図３参照）および下りリンク信号送信時刻T３が決まっていれば、外挿係数k１、k２も一定の値になる。
【００３５】
ステップＳ１３において係数切換部９によって線形予測係数保持部１１が選択された場合、線形予測係数保持部１１は上りリンク伝搬路の下りリンク信号送信時刻TＮ＋１のＭＭＳＥ法による線形予測値he１(TＮ＋１)、he２(TＮ＋１)の線形予測係数K１，K２，…，KＮを保持しているため、ステップＳ１４で最大ドップラー周波数算出部５より入力された最大ドップラー周波数に応じた線形予測係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。
【００３６】
ここで、ＭＭＳＥ法による線形予測における線形予測係数について説明する。下りリンク信号送信時刻TＮ＋１の実際の下りリンク伝搬路h(TＮ＋１)と、算出（推定）した複数の相異なる時刻の上りリンク伝搬路h＝[he(T１)，he(T２)，…，he(TN)]Tの線形結合K１＊he(T１)＋K２＊he(T２)＋…＋KＮ＊he(TN)との間の平均２乗予測誤差E[|h(TＮ＋１)−(K１＊he(T１)＋K２＊he(T２)＋…＋KＮ＊he(TN))|２]を最小にするＭＭＳＥ法による線形予測係数K１，K２，…，KＮは、次式より算出される。
[K１，K２，…，KＮ]＝(E[hhH])−1E[h＊(TＮ＋１)h] （４）
ここで、E[hhH]は算出（推定）された上りリンク伝搬路のＮ行Ｎ列の相関行列であり、hHはhのエルミート（複素共役）転置であり、(E[hhH])−1はE[hhH]の逆行列であり、E[＊]は平均値を表し、E[h＊(TＮ＋１)h]は算出（推定）した上りリンク伝搬路と下りリンク信号送信時刻の実際の下りリンク伝搬路との相関ベクトルであり、[h＊(TＮ＋１)]はh(TＮ＋１)の複素共役である。移動通信において、厳しい電波伝搬環境であるレイリーフェージング環境下では、E[hhH]のｉ行ｊ列の成分(E[hhH])ｉｊは、第１種０次ベッセル関数J０(x)(ｘ≧０)と最大ドップラー周波数fＤとを用いて、(E[hhH])ｉｊ＝E[he(Tｉ)＊he＊(Tｊ)]＝J０(2πfＤ|Tｉ−Tｊ｜)と表され、また、E[h＊(TＮ＋１)h]は、E[h＊(TＮ＋１)h]＝[J０(2πfＤ|TＮ＋１−T１｜)，J０(2πfＤ|TＮ＋１−T２｜)，…，J０(2πfＤ|TＮ＋１−TＮ｜)]と表される。T１，T２，…，TＮ，TＮ＋１が決まった値ならば、K１，K２，…，KＮは最大ドップラー周波数fＤのみの関数になる。
【００３７】
線形予測係数保持部１１に保持される線形予測係数K１，K２，…，KＮは、端末の移動速度として考慮され得る範囲に対する最大ドップラー周波数fＤにおいて、予め[K１，K２，…，KＮ]＝(E[hhH])−1E[h＊(TＮ＋１)h]、(E[hhH])ｉｊ＝E[he(Tｉ)＊he＊(Tｊ)]＝J０(2πfＤ|Tｉ−Tｊ｜)、E[h＊(TＮ＋１)h]＝[J０(2πfＤ|TＮ＋１−T１｜)，J０(2πfＤ|TＮ＋１−T２｜)，…，J０(2πfＤ|TＮ＋１−TＮ｜)]により算出されて、最大ドップラー周波数fＤに対する数表として保持されている。
【００３８】
例えばＮ＝２のときのK１，K２および線形予測値he１(T３)、he２(T３)は、次式で表される。
K１＝[J０(2πfＤ|T３−T１|)−J０(2πfＤ|T２−T１|)＊J０(2πfＤ|T３−T２|)]/[1−{J０(2πfＤ|T２−T１|)}２] （５）
K２＝[J０(2πfＤ|T３−T２|)−J０(2πfＤ|T２−T１|)＊J０(2πfＤ|T３−T１|)]/[1−{J０(2πfＤ|T２−T１|)}２] （６）
he１(T３)＝K１＊he１(T１)＋K２＊he１(T２)、he２(T３)＝K１＊he２(T１)＋K２＊he２(T２) （７）
このとき、T２−T１＝４７８[μｓ]、T３−T１＝１６４５[μｓ]、T３−T２＝１１６７[μｓ]における、最大ドップラー周波数fＤの０Ｈｚから４００Ｈｚに対するK１，K２の数表は、図４に例示するようになる。この数表は、線形予測係数保持部１１に保持されている。
【００３９】
下りリンク伝搬路算出部１２は、係数切換部９の選択により外挿係数保持部１０から出力される外挿係数k１，k２，…，kＮまたは線形予測係数保持部１１から出力される線形予測係数K１，K２，…，KＮと、上りリンク伝搬路算出部３により算出（推定）された上りリンク伝搬路ベクトルh１，h２より、下りリンク信号送信時刻TＮ＋１の下りリンク伝搬路h１(TＮ＋１)、h２(TＮ＋１)の予測値he１(TＮ＋１)、he２(TＮ＋１)を算出する。このとき、外挿係数を使用する場合には、he１(TＮ＋１)＝k１＊he１(T１)＋k２＊he１(T２)＋…＋kＮ＊*he１(TＮ)と、he２(TＮ＋１)＝k１＊hｅ(T１)＋k２＊he２(T２)＋…＋kＮ＊*he２(TＮ)とが算出され、線形予測係数を使用する場合には、he１(TＮ＋１)＝K１＊he１(T１)＋K２＊he１(T２)＋…＋KＮ＊*he１(TＮ)と、he２(TＮ＋１)＝K１＊he２(T１)＋K２＊he２(T２)＋…＋KＮ＊*he２(TＮ)とを算出される。算出された下りリンク伝搬路の予測値he１(TＮ＋１)、he２(TＮ＋１)は送信ウェイト算出部１３に入力される。
【００４０】
送信ウェイト算出部１３は、入力された下りリンク伝搬路の予測値he１(TＮ＋１)、he２(TＮ＋１)から送信下りリンク信号算出のために必要な送信ウェイトw１、w２を算出し、送信下りリンク信号算出部１４に入力する。送信ウェイトとしては、例えば最大比合成送信ダイバーシティ用ウェイトやアダプティブアレーアンテナによる送信指向性制御用ＭＭＳＥウェイトなどを用いることができる。
【００４１】
送信下りリンク信号算出部１４は、端末へ下りリンク信号送信時刻TＮ＋１に送信するデータd(TＮ＋１)と、送信ウェイトw１、w２とをそれぞれ乗算することによって、送受信アンテナ１−１から送信する下りリンク信号s１(TＮ＋１)＝w１＊d(TＮ＋１)と、送受信アンテナ１−２から送信する下りリンク信号s２(TＮ＋１)＝w２＊d(TＮ＋１)とを算出する。そして、下りリンク信号送信時刻TＮ＋１になったら、送受信切換部２−１，２−２を送信側に切り換えて、送受信アンテナ１−１からs１(TＮ＋１)を送信し、送受信アンテナ１−２からs２(TＮ＋１)を送信する。
【００４２】
次に、第１実施形態における送信伝搬路の算出について説明する。
ＭＭＳＥ法による線形予測は、最大ドップラー周波数の推定精度（最大ドップラー周波数誤差ｅ）に依存し、ｅが大きくなるにつれて予測精度が劣化して端末平均受信電力を減少させる。一方、外挿による予測は、最大ドップラー周波数の推定精度に依存しないので、ＭＭＳＥ法および外挿における端末の受信電力が等しくなるときのｅの閾値をｅｔｈとすると、本実施形態では、最大ドップラー周波数fＤが高い範囲では、図５に示すように、ｅ＜ｅｔｈのときは、端末平均受信電力は線形予測を用いた方が大きくなるので、線形予測を選択し、ｅ＞ｅｔｈのときは、端末平均受信電力は外挿による予測を用いた方が大きくなるので、外挿による予測を選択することにより、線形予測および外挿による予測の内で、常に端末平均受信電力が大きくなる方を選択するようにしている。
【００４３】
ただし、最大ドップラー周波数fＤが低い範囲では、最大ドップラー周波数の推定精度が十分高い場合に限り線形予測および外挿による予測は同等の端末平均受信電力になるが、最大ドップラー周波数の推定精度が低くなると（ｅが大きくなると）、図６に示すように線形予測の端末平均受信電力は劣化していくため、最大ドップラー周波数の推定精度が高い場合（ｅが大きい場合、Ｎが小さい場合）に線形予測の端末平均受信電力が外挿による予測の端末平均受信電力を上回るように、最大ドップラー周波数の推定精度が高い範囲でｅの閾値ｅｔｈを図５に示すように決定する必要がある。
【００４４】
以上説明したように、第１実施形態によれば、最大ドップラー周波数の推定精度が高い場合（ｅ＜ｅｔｈのとき）は線形予測係数を選択することにより、端末の移動速度が高速の場合も予測精度が高いＭＭＳＥ法による線形予測を行うことによって伝送品質を改善し、通信開始当初のような最大ドップラー周波数の推定精度が低い場合（ｅ＞ｅｔｈのとき）は外挿による予測を行うことによって線形予測の予測精度が劣化することによる伝送品質改善効果の低減を抑制するから、最大ドップラー周波数の推定精度の高低に応じて外挿係数および線形予測係数を適宜使い分けることが可能になる。したがって、送信伝搬路の算出精度を向上させる技術（無線通信装置および通信制御方法）を提供することができる。
【００４５】
［第２実施形態］
図７は本発明の通信制御方法を適用する第２実施形態の無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の無線通信装置（無線基地局；以下、基地局ともいう）２００は、上記第１実施形態の無線通信装置１００に対し、総通信フレーム数保持部１５を追加して最大ドップラー周波数保持部６および最大ドップラー周波数誤差算出部７を削除する変更を加えたものであり、それ以外の部分は同一であるので、同一符号を付けて説明を省略する。上記において、総通信フレーム数保持部１５、閾値保持部８および係数切換部９は、外挿係数保持部１０に保持された外挿係数および線形予測係数保持部１１に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための係数制御部を構成している。なお、本実施形態の無線通信装置（基地局）２００および対向無線装置（端末）を含むシステムは、時分割複信（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ；ＴＤＤ）方式の無線通信システムを用いているが、これに限定されるものではなく、他の無線通信システムにも適用することができる。
【００４６】
次に、本実施形態の動作を、無線通信装置２００が基地局であって、対向無線装置である端末との間で通信を行う場合を例に挙げて説明する。まず上りリンク信号（受信信号）を受信するタイミングで送受信切換部２−１および送受信切換部２−２を受信側に切換えて、端末から送信され上りリンク伝搬路を経た上りリンク信号を送受信アンテナ１−１、１−２で受信する。受信した上りリンク信号は、上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４および総通信フレーム数保持部１５に入力され、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４を経て最大ドップラー周波数算出部５にも入力される。
【００４７】
上りリンク伝搬路算出部３は、入力された上りリンク信号の複数Ｎ個の点の相異なる時刻T１，T２，…，TＮにおいて送受信アンテナ１−１に対する上りリンク伝搬路he１(T１)，he１(T２)，…，he１(TN)および送受信アンテナ１−２に対する上りリンク伝搬路he２(T１)，he２(T２)，…，he２(TN)を算出（推定）する。ここで、he１(T１)、he２(T１)等は、括弧内の時刻における上りリンク伝搬路（受信伝搬路）の算出値（推定値）を表し、また、算出（推定）された上りリンク伝搬路（受信伝搬路）をベクトルh１＝[he１(T１)，he１(T２)，…，he１(TN)]T、ベクトルh２＝[he２(T１)，he２(T２)，…，he２(TN)]Tと表す。算出（推定）したベクトルh１およびベクトルh２は、外挿係数保持部１０、線形予測係数保持部１１および下りリンク伝搬路算出部１２に出力される。
【００４８】
最大ドップラー周波数算出用データ保持部４は、端末との通信開始から現在までに受信した上りリンク信号に含まれる最大ドップラー周波数算出用データである送受信アンテナ１−１、１−２で受信した信号を保持しており、最大ドップラー周波数算出部５で最大ドップラー周波数を算出する際に最大ドップラー周波数算出用データを最大ドップラー周波数算出部５に出力する。
【００４９】
最大ドップラー周波数算出部５は、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４から出力される、端末との通信開始から現在までに受信した上りリンク信号に含まれる最大ドップラー周波数算出用データに基づいて最大ドップラー周波数を算出（推定）し、算出した最大ドップラー周波数を線形予測係数保持部１１に出力する。
【００５０】
総通信フレーム数保持部１５は、送受信アンテナ１−１，１−２で受信した上りリンク信号が入力されたときに、現在保持している総通信フレーム数に１を加えて総通信フレーム数を更新し、更新後の総通信フレーム数を保持する。そして、総通信フレーム数保持部１５は、保持している総通信フレーム数を係数切換部９に出力する。
【００５１】
閾値保持部８は、係数切換部９によって、下りリンク伝搬路算出部１２で使用する係数（下りリンク伝搬路予測係数）として、外挿係数保持部１０に保持されている外挿係数および線形予測係数保持部１１に保持されている線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための総通信フレーム数の閾値Ｎｔｈを保持しており、この総通信フレーム数の閾値を係数切換部９に出力する。
【００５２】
係数切換部９は、総通信フレーム数保持部１５から出力された総通信フレーム数Ｎと、閾値保持部８から出力された総通信フレーム数の閾値Ｎｔｈとの間の大小関係を比較する。この比較において、総通信フレーム数が総通信フレーム数の閾値よりも小さい場合には、最大ドップラー周波数算出部５で算出（推定）された最大ドップラー周波数の精度が低いと判断して、下りリンク伝搬路予測係数として外挿係数を用いるために、外挿係数保持部１０に保持されている外挿係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力し、総通信フレーム数が総通信フレーム数の閾値よりも大きい場合には、最大ドップラー周波数算出部５で算出（推定）された最大ドップラー周波数の精度が高いと判断して、下りリンク伝搬路予測係数として線形予測係数を用いるために、線形予測係数保持部１１に保持されている線形予測係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。
【００５３】
以上の処理を図８のフローチャートに基づいて説明する。
まず、図８のステップＳ２１では、通信開始から現在までの総通信フレーム数Ｎを保持する。次のステップＳ２２では、総通信フレーム数Ｎと総通信フレーム数の閾値Ｎｔｈとの間の大小比較を行い、総通信フレーム数Ｎが総通信フレーム数の閾値Ｎｔｈよりも大きいＹｅｓの場合には、ステップＳ２３において、線形予測係数保持部１１に保持されている線形予測係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。一方、総通信フレーム数Ｎが総通信フレーム数の閾値Ｎｔｈよりも小さいＮｏの場合には、ステップＳ２４において、外挿係数保持部１０に保持されている外挿係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。
下りリンク伝搬路算出部１２以後における動作は、上記第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５４】
次に、第２実施形態における送信伝搬路の算出について説明する。
ＭＭＳＥ法による線形予測は、最大ドップラー周波数の推定精度（総通信フレーム数Ｎ）に依存し、Ｎが小さくなるにつれて予測精度が劣化して端末平均受信電力を減少させる。一方、外挿による予測は、最大ドップラー周波数の推定精度に依存しないので、ＭＭＳＥ法および外挿における端末の受信電力が等しくなるときのＮの閾値をＮｔｈとすると、本実施形態では、最大ドップラー周波数fＤが高い範囲では、図９に示すように、Ｎ＞Ｎｔｈのときは、端末平均受信電力は線形予測を用いた方が大きくなるので、線形予測を選択し、Ｎ＜Ｎｔｈのときは、端末平均受信電力は外挿による予測を用いた方が大きくなるので、外挿による予測を選択することにより、線形予測および外挿による予測の内で、常に端末平均受信電力が大きくなる方を選択するようにしている。
【００５５】
ただし、最大ドップラー周波数fＤが低い範囲では、最大ドップラー周波数の推定精度が十分高い場合に限り線形予測および外挿による予測は同等の端末平均受信電力になるが、最大ドップラー周波数の推定精度が低くなると（Ｎが小さくなると）、図１０に示すように線形予測の端末平均受信電力は劣化していくため、最大ドップラー周波数の推定精度が高い場合（Ｎが小さい場合）に線形予測の端末平均受信電力が外挿による予測の端末平均受信電力を上回るように、最大ドップラー周波数の推定精度が高い範囲でＮの閾値Ｎｔｈを図９に示すように決定する必要がある。
【００５６】
以上説明したように、第２実施形態によれば、最大ドップラー周波数の推定精度が高い場合（Ｎ＞Ｎｔｈのとき）は線形予測係数を選択することにより、端末の移動速度が高速の場合も予測精度が高いＭＭＳＥ法による線形予測を行うことによって伝送品質を改善し、通信開始当初のような最大ドップラー周波数の推定精度が低い場合（Ｎ＜Ｎｔｈのとき）は外挿による予測を行うことによって線形予測の予測精度が劣化することによる伝送品質改善効果の低減を抑制するから、最大ドップラー周波数の推定精度の高低に応じて外挿係数および線形予測係数を適宜使い分けることが可能になる。したがって、送信伝搬路の算出精度を向上させる技術（無線通信装置および通信制御方法）を提供することができる。また、第２実施形態によれば、第１実施形態に比べてシステム構成が簡略化されるため、搭載メモリ容量などの点で第１実施形態よりも有利になる。
【００５７】
なお、上記第１実施形態および第２実施形態では、ＭＭＳＥ法による線形予測法を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の線形予測法を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の通信制御方法を適用する第１実施形態の無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の無線通信装置における下りリンク伝搬路の予測に用いる係数の選択を説明するためのフローチャートである。
【図３】ＴＤＤ無線通信システムにおけるフレーム構成および上りリンク伝搬路による下りリンク伝搬路予測の一例を示す図である。
【図４】第１実施形態および第２実施形態の無線通信装置における線形予測係数保持部が保持する最大ドップラー周波数に対する線形予測係数の数表を例示する図である。
【図５】第１実施形態の無線通信装置において、最大ドップラー周波数が高い範囲で線形予測を用いた場合および外挿を用いた場合の最大ドップラー周波数誤差に対する端末平均電力の関係および閾値を例示する図である。
【図６】第１実施形態の無線通信装置において、最大ドップラー周波数が低い範囲で線形予測を用いた場合および外挿を用いた場合の最大ドップラー周波数誤差に対する端末平均電力の関係および最大ドップラー周波数の閾値を例示する図である。
【図７】本発明の通信制御方法を適用する第２実施形態の無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態の無線通信装置における下りリンク伝搬路の予測に用いる係数の選択を説明するためのフローチャートである。
【図９】第２実施形態の無線通信装置において、最大ドップラー周波数が高い範囲で線形予測を用いた場合および外挿を用いた場合の最大ドップラー周波数誤差に対する端末平均電力の関係および総通信フレーム数の閾値を例示する図である。
【図１０】第２実施形態の無線通信装置において、最大ドップラー周波数が低い範囲で線形予測を用いた場合および外挿を用いた場合の最大ドップラー周波数誤差に対する端末平均電力の関係および最大ドップラー周波数の閾値を例示する図である。
【符号の説明】
【００５９】
１−１，１−２ 送受信アンテナ
２−１，２−２ 送受信切換部（送受信切換スイッチ）
３ 上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）
４ 最大ドップラー周波数算出用データ保持部
５ 最大ドップラー周波数算出部
６ 最大ドップラー周波数保持部
７ 最大ドップラー周波数誤差算出部
８ 閾値保持部
９ 係数切換部
１０ 外挿係数保持部
１１ 線形予測係数保持部
１２ 下りリンク伝搬路算出部（送信伝搬路算出部）
１３ 送信ウェイト算出部
１４ 送信下りリンク信号算出部
１５ 総通信フレーム数保持部
１００，２００ 無線通信装置（基地局）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを備えた無線通信装置、および、複数のアンテナを備えた無線通信装置と対向無線通信装置との間の通信を制御する通信制御方法に関するものであり、特に、時分割複信方式において下りリンク信号の送信制御に使用する送信ウェイトを得るために必要な下りリンク伝搬路の予測制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
時分割複信（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ；ＴＤＤ）方式の無線通信システムにおいて、無線通信装置（無線基地局；以下、基地局ともいう）から対向無線装置（無線端末；以下、端末ともいう）へ向かう方向の下りリンク伝搬路（送信伝搬路）と、端末から基地局へ向かう方向の上りリンク伝搬路（受信伝搬路）との間には可逆性がある。そのため、基地局は、上りリンク信号から推定した上りリンク伝搬路情報を下りリンク信号の送信に直接利用することが可能である。さらに、基地局が複数のアンテナ（送受信アンテナ）を備えている場合には、この伝搬路情報に基づいた送信ダイバーシティやアダプティブアレーアンテナによる送信指向性制御を行うことにより、伝送品質を高めることができる。
【０００３】
無線通信を行っている端末が移動している場合はフェージングが発生し、端末の移動速度が高速になるほど無線伝搬路の振幅および位相が時間的に高速に変動する。このフェージングによって、例えば図３に示すように、下りリンク送信時の伝搬路は上りリンク信号から推定した上りリンク伝搬路とは異なるものになるため、上りリンク伝搬路情報を使用した送信ダイバーシティや送信指向性制御による伝送品質の改善効果は低減されることになる。
【０００４】
この問題を回避するためには、上りリンク信号から上りリンク伝搬路を何点か推定し、それら上りリンク伝搬路情報を使用して下りリンク信号送信時刻での外挿値を求め、その外挿値に基づいて送信ダイバーシティや送信指向性制御を行うことによりフェージングによる無線伝搬路の時間変動へ追従させる方法（例えば、特許文献１参照）がある。この方法では、外挿による送信時の下りリンク伝搬路の推定において、推定したドップラー周波数に応じて無線伝搬路の時間変動に追従するように外挿パラメータを変更することにより、アダプティブアレイ無線基地局の送信指向性制御による伝送品質改善効果を維持することができる。
【０００５】
また、最小２乗誤差（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ；ＭＭＳＥ）法による下りリンク伝搬路の線形予測が考えられている。これは、下りリンク送信時刻の実際の下りリンク伝搬路と推定した複数の相異なる時刻の上りリンク伝搬路の線形結合との間の平均２乗予測誤差を最小にするため、最大ドップラー周波数が高い場合も高精度な予測を行うことができる。ＭＭＳＥ法の予測精度は、例えば非特許文献１に開示されている。このＭＭＳＥ法による線形予測における線形予測係数は、推定した上りリンク伝搬路の相関行列の逆行列と、予測時刻の下りリンク伝搬路と、推定した上りリンク伝搬路の相関ベクトルとの積であり、推定する相異なる時刻の上りリンク伝搬路の数が少ない場合には、解析的に容易に求めることができる。ここで、推定した上りリンク伝搬路と予測時刻の未知の下りリンク伝搬路との相関値が必要になるが、レイリーフェージング環境下では、ある時刻の伝搬路と別の時刻の伝搬路との間の時間差および最大ドップラー周波数が既知ならば、前記２点の間の相関値は第１種０次ベッセル関数によって求めることができる。そのため、推定する複数の相異なる時刻の上りリンク伝搬路の間の時間差および、これら上りリンク伝搬路と予測時刻の下りリンク伝搬路との時間差をシステム設計段階で決定してから最大ドップラー周波数を推定することにより、容易に線形予測係数を得ることができる。
【０００６】
【特許文献１】特許第３４２３２７４号公報
【非特許文献１】「A.Duel-Hallen, S.Hu, H.Hallen, ”Long Range Prediction of Fading Signals: Enabling Adaptive Transmission for Mobile Radio Channels,” IEEE Signal Processing Magazine, May 2000」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
端末の移動速度が高速になると、無線伝搬路の時間変動が激しくなるため、外挿による下りリンク伝搬路の予測値と実際の下りリンク伝搬路との間の誤差は大きくなる。そのため、外挿による下りリンク伝搬路の予測値に基づいた送信ダイバーシティや送信指向性制御を行っても伝送品質の改善効果は得られなくなる。一方、ＭＭＳＥ法による下りリンク伝搬路の線形予測では、端末の移動速度が高速であっても高精度な予測値が得られるが、そのためには推定する最大ドップラー周波数にも一定以上の高い精度が要求される。最大ドップラー周波数を高精度に推定するためには数フレーム時間に渡る上りリンク信号が必要になるが、ある程度のフレーム数の上りリンク信号を受信するまでの間は、少ないフレームから推定した低精度の最大ドップラー周波数によって得た、予測誤差の大きい線形予測値を利用しなければならず、結果的に送信ダイバーシティや送信指向性制御による伝送品質の改善効果は得られなくなる。
【０００８】
上述した問題から、推定した最大ドップラー周波数の精度が低い可能性がある通信開始当初は、ＭＭＳＥ法による下りリンク伝搬路の線形予測を行うよりも外挿による下りリンク伝搬路の予測を行った方が送信ダイバーシティや送信指向性制御による伝送品質の改善効果は大きくなると考えられる。
【０００９】
本発明は、最大ドップラー周波数の推定精度の高さに応じて外挿係数および線形予測係数を適宜使い分けることにより、送信伝搬路の算出精度を向上させる技術（無線通信装置および通信制御方法）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１の無線通信装置は、複数のアンテナを備えた無線通信装置であって、前記複数のアンテナで受信した信号から受信伝搬路を算出する受信伝搬路算出部と、前記複数のアンテナで受信した信号に基づいて最大ドップラー周波数を算出する最大ドップラー周波数算出部と、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の外挿値における外挿係数を保持する外挿係数保持部と、前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数に基づいて、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の線形予測値の線形予測係数を保持する線形予測係数保持部と、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数と、前記受信伝搬路算出部において算出された受信伝搬路と、に基づいて、送信伝搬路を算出する送信伝搬路算出部と、前記送信伝搬路算出部において算出された送信伝搬路に基づいて送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出部と、送信データおよび前記送信ウェイト算出部において算出された送信ウェイトに基づいて前記複数のアンテナから送信する信号を生成する送信信号生成部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２の無線通信装置は、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための係数制御部をさらに備え、前記係数制御部は、前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数の前回値を保持する最大ドップラー周波数保持部と、前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数と、前記最大ドップラー周波数保持部に保持された最大ドップラー周波数の前回値との誤差を算出する最大ドップラー周波数誤差算出部と、前記係数制御部において何れか一方の係数を選択的に出力するための閾値を保持する閾値保持部と、前記最大ドップラー周波数誤差算出部において算出された最大ドップラー周波数誤差と前記閾値保持部に保持された閾値との比較結果に基づいて、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力する係数切換部と、から成ることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３の無線通信装置は、前記係数制御部は、前記誤差が前記閾値より大きい場合は前記外挿係数保持部に保持された外挿係数を出力し、前記誤差が前記閾値より小さい場合は前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数を出力することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４の無線通信装置は、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための係数制御部をさらに備え、前記係数制御部は、通信開始から現在までの総通信フレーム数を保持する総通信フレーム数保持部と、前記係数制御部において何れか一方の係数を選択的に出力するための閾値を保持する閾値保持部と、前記総通信フレーム数保持部に保持された総通信フレーム数と前記閾値保持部に保持された閾値との比較結果に基づいて、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力する係数切換部と、から成ることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項５の無線通信装置は、前記係数制御部は、前記総通信フレーム数が前記閾値より小さい場合は前記外挿係数保持部に保持された外挿係数を出力し、前記総通信フレーム数が前記閾値より大きい場合は前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数を出力することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項６の無線通信装置は、前記外挿係数保持手段は、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路および送信時刻の送信伝搬路の間の時間差により算出される外挿係数を保持することを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項７の無線通信装置は、前記線形予測係数保持部は、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路および送信時刻の送信伝搬路の間の時間差ならびに前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数に基づいて算出される、各々の最大ドップラー周波数に対応する線形予測係数に関する情報を保持することを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項８の通信制御方法は、複数のアンテナを備えた無線通信装置と対向無線通信装置との間の通信を制御する通信制御方法であって、前記複数のアンテナで受信した信号から受信伝搬路を算出する受信伝搬路算出ステップと、前記複数のアンテナで受信した信号に基づいて最大ドップラー周波数を算出する最大ドップラー周波数算出ステップと、前記受信伝搬路算出ステップにおいて算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の外挿値における外挿係数を保持する外挿係数保持ステップと、前記最大ドップラー周波数算出ステップにおいて算出された最大ドップラー周波数に基づいて、前記受信伝搬路算出ステップにおいて算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の線形予測値の線形予測係数を保持する線形予測係数保持ステップと、前記外挿係数保持ステップにおいて保持された外挿係数および前記線形予測係数保持ステップにおいて保持された線形予測係数の何れか一方の係数と、前記受信伝搬路算出ステップにおいて算出された受信伝搬路と、に基づいて、送信伝搬路を算出する送信伝搬路算出ステップと、前記送信伝搬路算出ステップにおいて算出された送信伝搬路に基づいて送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、送信データおよび前記送信ウェイト算出ステップにおいて算出された送信ウェイトに基づいて前記複数のアンテナから送信する信号を生成する送信信号生成ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、外挿係数および線形予測係数の何れか一方の係数と、算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路とに基づいて、送信伝搬路を算出するから、最大ドップラー周波数の推定精度の高さに応じて外挿係数および線形予測係数を適宜使い分けることが可能になる。したがって、送信伝搬路の算出精度を向上させる技術（無線通信装置および通信制御方法）を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は本発明の通信制御方法を適用する第１実施形態の無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の無線通信装置（無線基地局；以下、基地局ともいう）１００は、送受信アンテナ１−１、１−２と、送受信切換部（送受信切換スイッチ）２−１，２−２と、上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３と、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４と、最大ドップラー周波数算出部５と、最大ドップラー周波数保持部６と、最大ドップラー周波数誤差算出部７と、閾値保持部８と、係数切換部９と、外挿係数保持部１０と、線形予測係数保持部１１と、下りリンク伝搬路算出部（送信伝搬路算出部）１２と、送信ウェイト算出部１３と、送信下りリンク信号算出部１４とを備えて成る。上記において、最大ドップラー周波数保持部６、最大ドップラー周波数誤差算出部７、閾値保持部８および係数切換部９は、外挿係数保持部１０に保持された外挿係数および線形予測係数保持部１１に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための係数制御部を構成している。なお、本実施形態の無線通信装置（基地局）１００および対向無線装置（端末）を含むシステムは、時分割複信（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ；ＴＤＤ）方式の無線通信システムを用いているが、これに限定されるものではなく、他の無線通信システムにも適用することができる。
【００２１】
送受信切換部（送受信切換スイッチ）２−１，２−２は、送受信アンテナ１−１、１−２経由で図示しない対向無線通信装置（無線端末；以下、端末ともいう）との間でやり取りする無線信号の送信／受信を切り換えるものである。
上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３は、送受信アンテナ１−１、１−２で受信した信号から上りリンク伝搬路（受信伝搬路）を算出（推定）するものである。
最大ドップラー周波数算出用データ保持部４は、最大ドップラー周波数算出部５において最大ドップラー周波数を算出する際に用いるデータ（送受信アンテナ１−１、１−２で受信した信号）を保持するものである。
最大ドップラー周波数算出部５は、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４に保持されている最大ドップラー周波数算出用データに基づいて最大ドップラー周波数を算出するものである。
【００２２】
最大ドップラー周波数保持部６は、最大ドップラー周波数算出部５において算出された最大ドップラー周波数の前回値（１フレーム前の値）を保持するものである。
最大ドップラー周波数誤差算出部７は、最大ドップラー周波数算出部５において算出された最大ドップラー周波数（現在値）と、最大ドップラー周波数保持部６に保持された最大ドップラー周波数の前回値との誤差（最大ドップラー周波数誤差）を算出するものである。
閾値保持部８は、前記係数制御部において何れか一方の係数を選択的に出力するための最大ドップラー周波数の閾値を保持するものである。
係数切換部９は、最大ドップラー周波数誤差算出部７において算出された誤差と閾値保持部８に保持された最大ドップラー周波数の閾値との比較結果に基づいて、外挿係数保持部１０に保持された外挿係数および線形予測係数保持部１１に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するものであり、具体的には、誤差が最大ドップラー周波数の閾値より大きい場合は外挿係数保持部１０に保持された外挿係数を出力し、誤差が最大ドップラー周波数の閾値より小さい場合は線形予測係数保持部１１に保持された線形予測係数を出力する。
【００２３】
外挿係数保持部１０は、上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３において算出された複数の相異なる時刻の上りリンク伝搬路（受信伝搬路）の線形結合で表される、送信時の外挿値における外挿係数を保持するものである。
線形予測係数保持部１１は、最大ドップラー周波数算出部５において算出された最大ドップラー周波数に基づいて、上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３において算出された複数の相異なる時刻の上りリンク伝搬路（受信伝搬路）の線形結合で表される、送信時の線形予測値の線形予測係数を保持するものである。
下りリンク伝搬路算出部（送信伝搬路算出部）１２は、外挿係数保持部１０に保持された外挿係数および線形予測係数保持部１１に保持された線形予測係数の何れか一方の係数と、上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３において算出された上りリンク伝搬路（受信伝搬路）と、に基づいて、下りリンク伝搬路（送信伝搬路）を算出するものである。
送信ウェイト算出部１３は、送信伝搬路算出部１２において算出された下りリンク伝搬路（送信伝搬路）に基づいて送信ウェイトを算出するものである。
送信信号生成部１４は、送信データおよび送信ウェイト算出部１３において算出された送信ウェイトに基づいて送受信アンテナ１−１、１−２から送信する信号を生成するものである。
【００２４】
次に、本実施形態の動作を、無線通信装置１００が基地局であって、対向無線装置である端末との間で通信を行う場合を例に挙げて説明する。まず上りリンク信号（受信信号）を受信するタイミングで送受信切換部２−１および送受信切換部２−２を受信側に切換えて、端末から送信され上りリンク伝搬路を経た上りリンク信号を送受信アンテナ１−１、１−２で受信する。受信した上りリンク信号は、上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３および最大ドップラー周波数算出用データ保持部４に入力され、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４を経て最大ドップラー周波数算出部５にも入力される。
【００２５】
上りリンク伝搬路算出部３は、入力された上りリンク信号の複数Ｎ個の点の相異なる時刻T１，T２，…，TＮにおいて送受信アンテナ１−１に対する上りリンク伝搬路he１(T１)，he１(T２)，…，he１(TN)および送受信アンテナ１−２に対する上りリンク伝搬路he２(T１)，he２(T２)，…，he２(TN)を算出（推定）する。ここで、he１(T１)、he２(T１)等は、括弧内の時刻における上りリンク伝搬路（受信伝搬路）の算出値（推定値）を表し、また、算出（推定）された上りリンク伝搬路（受信伝搬路）をベクトルh１＝[he１(T１)，he１(T２)，…，he１(TN)]T、ベクトルh２＝[he２(T１)，he２(T２)，…，he２(TN)]Tと表す。算出（推定）したベクトルh１およびベクトルh２は、外挿係数保持部１０、線形予測係数保持部１１および下りリンク伝搬路算出部１２に出力される。
【００２６】
最大ドップラー周波数算出用データ保持部４は、端末との通信開始から現在までに受信した上りリンク信号に含まれる最大ドップラー周波数算出用データである送受信アンテナ１−１、１−２で受信した信号を保持しており、最大ドップラー周波数算出部５で最大ドップラー周波数を算出する際に最大ドップラー周波数算出用データを最大ドップラー周波数算出部５に出力する。
【００２７】
最大ドップラー周波数算出部５は、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４から出力される、端末との通信開始から現在までに受信した上りリンク信号に含まれる最大ドップラー周波数算出用データに基づいて最大ドップラー周波数を算出（推定）し、算出した最大ドップラー周波数を最大ドップラー周波数保持部６、最大ドップラー周波数誤差算出部７および線形予測係数保持部１１に出力する。
【００２８】
最大ドップラー周波数保持部６は、最大ドップラー周波数算出部５で算出（推定）した最大ドップラー周波数（現在値）を保持し、それと同時に、既に保持されている１フレーム時間前の最大ドップラー周波数（前回値）を最大ドップラー周波数誤差算出部７に出力する。
【００２９】
最大ドップラー周波数誤差算出部７は、最大ドップラー周波数算出部５において算出（推定）された最大ドップラー周波数（現在値）と最大ドップラー周波数保持部６に保持された１フレーム時間前の最大ドップラー周波数（前回値）との誤差の絶対値を算出し、算出結果を係数切換部９に出力する。
【００３０】
閾値保持部８は、係数切換部９によって、下りリンク伝搬路算出部１２で使用する係数（下りリンク伝搬路予測係数）として、外挿係数保持部１０に保持されている外挿係数および線形予測係数保持部１１に保持されている線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための最大ドップラー周波数誤差の閾値ｅｔｈを保持しており、この閾値を係数切換部９に出力する。
【００３１】
係数切換部９は、最大ドップラー周波数誤差算出部７から出力された最大ドップラー周波数誤差ｅと、閾値保持部８から出力された最大ドップラー周波数誤差の閾値ｅｔｈとの間の大小関係を比較する。この比較において、誤差が最大ドップラー周波数の閾値よりも大きい場合には、最大ドップラー周波数算出部５で算出（推定）された最大ドップラー周波数の精度が低いと判断して、下りリンク伝搬路予測係数として外挿係数を用いるために、外挿係数保持部１０に保持されている外挿係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力し、誤差が最大ドップラー周波数の閾値よりも小さい場合には、最大ドップラー周波数算出部５で算出（推定）された最大ドップラー周波数の精度が高いと判断して、下りリンク伝搬路予測係数として線形予測係数を用いるために、線形予測係数保持部１１に保持されている線形予測係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。
【００３２】
以上の処理を図２のフローチャートに基づいて説明する。
まず、図２のステップＳ１１では、ｎフレーム目における最大ドップラー周波数ｆＤ(n)を算出し、次のステップＳ１２では、最大ドップラー周波数ｆＤ(n)と最大ドップラー周波数の前回値ｆＤ(n-1)との誤差の絶対値ｅを、次式
ｅ＝｜ｆＤ(n)−ｆＤ(n-1)｜ （１）
により算出する。
次のステップＳ１３では、最大ドップラー周波数誤差ｅと最大ドップラー周波数の閾値ｅｔｈとの間の大小比較を行い、誤差ｅが最大ドップラー周波数の閾値ｅｔｈよりも小さいＹｅｓの場合には、ステップＳ１４において、線形予測係数保持部１１に保持されている線形予測係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。一方、誤差ｅが最大ドップラー周波数の閾値ｅｔｈよりも大きいＮｏの場合には、ステップＳ１５において、外挿係数保持部１０に保持されている外挿係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。
【００３３】
外挿係数保持部１０は、上りリンク伝搬路（受信伝搬路）の下りリンク信号送信時刻TＮ＋１の外挿値he１(TＮ＋１)，he２(TＮ＋１)の外挿係数k１，k２，…，kＮを保持しているため、上記ステップＳ１３において係数切換部９によって外挿係数保持部１０が選択された場合、ステップＳ１５で外挿係数k１，k２，…，kＮを下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。
【００３４】
例えばＮ＝２のとき、下りリンク信号送信時刻T３（図３参照）の上りリンク伝搬路ベクトルh１＝[he１(T１)，he１(T２)]T による直線外挿値he１(T３)およびh２＝[he２(T１)，he２(T２)]T による直線外挿値he２(T３)は、次式で表される。
he１(T３)＝−(T３−T２)/(T２−T１)＊he１(T１)＋(T３−T１)/(T２−T１)＊he１(T２) （２）
he２(T３)＝−(T３−T２)/(T２−T１)＊he２(T１)＋(T３−T１)/(T２−T１)＊he２(T２) （３）
(２)式、(３)式より、he１(T１)に対する外挿係数k１は、k１＝−(T３−T２)/(T２−T１)であり、he２(T２)に対する外挿係数k２は、k２＝−(T３−T１)/(T２−T１)になる。上りリンク伝搬路算出部３において上りリンク伝搬路を推定する時刻T１、T２（図３参照）および下りリンク信号送信時刻T３が決まっていれば、外挿係数k１、k２も一定の値になる。
【００３５】
ステップＳ１３において係数切換部９によって線形予測係数保持部１１が選択された場合、線形予測係数保持部１１は上りリンク伝搬路の下りリンク信号送信時刻TＮ＋１のＭＭＳＥ法による線形予測値he１(TＮ＋１)、he２(TＮ＋１)の線形予測係数K１，K２，…，KＮを保持しているため、ステップＳ１４で最大ドップラー周波数算出部５より入力された最大ドップラー周波数に応じた線形予測係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。
【００３６】
ここで、ＭＭＳＥ法による線形予測における線形予測係数について説明する。下りリンク信号送信時刻TＮ＋１の実際の下りリンク伝搬路h(TＮ＋１)と、算出（推定）した複数の相異なる時刻の上りリンク伝搬路h＝[he(T１)，he(T２)，…，he(TN)]Tの線形結合K１＊he(T１)＋K２＊he(T２)＋…＋KＮ＊he(TN)との間の平均２乗予測誤差E[|h(TＮ＋１)−(K１＊he(T１)＋K２＊he(T２)＋…＋KＮ＊he(TN))|２]を最小にするＭＭＳＥ法による線形予測係数K１，K２，…，KＮは、次式より算出される。
[K１，K２，…，KＮ]＝(E[hhH])−1E[h＊(TＮ＋１)h] （４）
ここで、E[hhH]は算出（推定）された上りリンク伝搬路のＮ行Ｎ列の相関行列であり、hHはhのエルミート（複素共役）転置であり、(E[hhH])−1はE[hhH]の逆行列であり、E[＊]は平均値を表し、E[h＊(TＮ＋１)h]は算出（推定）した上りリンク伝搬路と下りリンク信号送信時刻の実際の下りリンク伝搬路との相関ベクトルであり、[h＊(TＮ＋１)]はh(TＮ＋１)の複素共役である。移動通信において、厳しい電波伝搬環境であるレイリーフェージング環境下では、E[hhH]のｉ行ｊ列の成分(E[hhH])ｉｊは、第１種０次ベッセル関数J０(x)(ｘ≧０)と最大ドップラー周波数fＤとを用いて、(E[hhH])ｉｊ＝E[he(Tｉ)＊he＊(Tｊ)]＝J０(2πfＤ|Tｉ−Tｊ｜)と表され、また、E[h＊(TＮ＋１)h]は、E[h＊(TＮ＋１)h]＝[J０(2πfＤ|TＮ＋１−T１｜)，J０(2πfＤ|TＮ＋１−T２｜)，…，J０(2πfＤ|TＮ＋１−TＮ｜)]と表される。T１，T２，…，TＮ，TＮ＋１が決まった値ならば、K１，K２，…，KＮは最大ドップラー周波数fＤのみの関数になる。
【００３７】
線形予測係数保持部１１に保持される線形予測係数K１，K２，…，KＮは、端末の移動速度として考慮され得る範囲に対する最大ドップラー周波数fＤにおいて、予め[K１，K２，…，KＮ]＝(E[hhH])−1E[h＊(TＮ＋１)h]、(E[hhH])ｉｊ＝E[he(Tｉ)＊he＊(Tｊ)]＝J０(2πfＤ|Tｉ−Tｊ｜)、E[h＊(TＮ＋１)h]＝[J０(2πfＤ|TＮ＋１−T１｜)，J０(2πfＤ|TＮ＋１−T２｜)，…，J０(2πfＤ|TＮ＋１−TＮ｜)]により算出されて、最大ドップラー周波数fＤに対する数表として保持されている。
【００３８】
例えばＮ＝２のときのK１，K２および線形予測値he１(T３)、he２(T３)は、次式で表される。
K１＝[J０(2πfＤ|T３−T１|)−J０(2πfＤ|T２−T１|)＊J０(2πfＤ|T３−T２|)]/[1−{J０(2πfＤ|T２−T１|)}２] （５）
K２＝[J０(2πfＤ|T３−T２|)−J０(2πfＤ|T２−T１|)＊J０(2πfＤ|T３−T１|)]/[1−{J０(2πfＤ|T２−T１|)}２] （６）
he１(T３)＝K１＊he１(T１)＋K２＊he１(T２)、he２(T３)＝K１＊he２(T１)＋K２＊he２(T２) （７）
このとき、T２−T１＝４７８[μｓ]、T３−T１＝１６４５[μｓ]、T３−T２＝１１６７[μｓ]における、最大ドップラー周波数fＤの０Ｈｚから４００Ｈｚに対するK１，K２の数表は、図４に例示するようになる。この数表は、線形予測係数保持部１１に保持されている。
【００３９】
下りリンク伝搬路算出部１２は、係数切換部９の選択により外挿係数保持部１０から出力される外挿係数k１，k２，…，kＮまたは線形予測係数保持部１１から出力される線形予測係数K１，K２，…，KＮと、上りリンク伝搬路算出部３により算出（推定）された上りリンク伝搬路ベクトルh１，h２より、下りリンク信号送信時刻TＮ＋１の下りリンク伝搬路h１(TＮ＋１)、h２(TＮ＋１)の予測値he１(TＮ＋１)、he２(TＮ＋１)を算出する。このとき、外挿係数を使用する場合には、he１(TＮ＋１)＝k１＊he１(T１)＋k２＊he１(T２)＋…＋kＮ＊*he１(TＮ)と、he２(TＮ＋１)＝k１＊hｅ(T１)＋k２＊he２(T２)＋…＋kＮ＊*he２(TＮ)とが算出され、線形予測係数を使用する場合には、he１(TＮ＋１)＝K１＊he１(T１)＋K２＊he１(T２)＋…＋KＮ＊*he１(TＮ)と、he２(TＮ＋１)＝K１＊he２(T１)＋K２＊he２(T２)＋…＋KＮ＊*he２(TＮ)とを算出される。算出された下りリンク伝搬路の予測値he１(TＮ＋１)、he２(TＮ＋１)は送信ウェイト算出部１３に入力される。
【００４０】
送信ウェイト算出部１３は、入力された下りリンク伝搬路の予測値he１(TＮ＋１)、he２(TＮ＋１)から送信下りリンク信号算出のために必要な送信ウェイトw１、w２を算出し、送信下りリンク信号算出部１４に入力する。送信ウェイトとしては、例えば最大比合成送信ダイバーシティ用ウェイトやアダプティブアレーアンテナによる送信指向性制御用ＭＭＳＥウェイトなどを用いることができる。
【００４１】
送信下りリンク信号算出部１４は、端末へ下りリンク信号送信時刻TＮ＋１に送信するデータd(TＮ＋１)と、送信ウェイトw１、w２とをそれぞれ乗算することによって、送受信アンテナ１−１から送信する下りリンク信号s１(TＮ＋１)＝w１＊d(TＮ＋１)と、送受信アンテナ１−２から送信する下りリンク信号s２(TＮ＋１)＝w２＊d(TＮ＋１)とを算出する。そして、下りリンク信号送信時刻TＮ＋１になったら、送受信切換部２−１，２−２を送信側に切り換えて、送受信アンテナ１−１からs１(TＮ＋１)を送信し、送受信アンテナ１−２からs２(TＮ＋１)を送信する。
【００４２】
次に、第１実施形態における送信伝搬路の算出について説明する。
ＭＭＳＥ法による線形予測は、最大ドップラー周波数の推定精度（最大ドップラー周波数誤差ｅ）に依存し、ｅが大きくなるにつれて予測精度が劣化して端末平均受信電力を減少させる。一方、外挿による予測は、最大ドップラー周波数の推定精度に依存しないので、ＭＭＳＥ法および外挿における端末の受信電力が等しくなるときのｅの閾値をｅｔｈとすると、本実施形態では、最大ドップラー周波数fＤが高い範囲では、図５に示すように、ｅ＜ｅｔｈのときは、端末平均受信電力は線形予測を用いた方が大きくなるので、線形予測を選択し、ｅ＞ｅｔｈのときは、端末平均受信電力は外挿による予測を用いた方が大きくなるので、外挿による予測を選択することにより、線形予測および外挿による予測の内で、常に端末平均受信電力が大きくなる方を選択するようにしている。
【００４３】
ただし、最大ドップラー周波数fＤが低い範囲では、最大ドップラー周波数の推定精度が十分高い場合に限り線形予測および外挿による予測は同等の端末平均受信電力になるが、最大ドップラー周波数の推定精度が低くなると（ｅが大きくなると）、図６に示すように線形予測の端末平均受信電力は劣化していくため、最大ドップラー周波数の推定精度が高い場合（ｅが大きい場合、Ｎが小さい場合）に線形予測の端末平均受信電力が外挿による予測の端末平均受信電力を上回るように、最大ドップラー周波数の推定精度が高い範囲でｅの閾値ｅｔｈを図５に示すように決定する必要がある。
【００４４】
以上説明したように、第１実施形態によれば、最大ドップラー周波数の推定精度が高い場合（ｅ＜ｅｔｈのとき）は線形予測係数を選択することにより、端末の移動速度が高速の場合も予測精度が高いＭＭＳＥ法による線形予測を行うことによって伝送品質を改善し、通信開始当初のような最大ドップラー周波数の推定精度が低い場合（ｅ＞ｅｔｈのとき）は外挿による予測を行うことによって線形予測の予測精度が劣化することによる伝送品質改善効果の低減を抑制するから、最大ドップラー周波数の推定精度の高低に応じて外挿係数および線形予測係数を適宜使い分けることが可能になる。したがって、送信伝搬路の算出精度を向上させる技術（無線通信装置および通信制御方法）を提供することができる。
【００４５】
［第２実施形態］
図７は本発明の通信制御方法を適用する第２実施形態の無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の無線通信装置（無線基地局；以下、基地局ともいう）２００は、上記第１実施形態の無線通信装置１００に対し、総通信フレーム数保持部１５を追加して最大ドップラー周波数保持部６および最大ドップラー周波数誤差算出部７を削除する変更を加えたものであり、それ以外の部分は同一であるので、同一符号を付けて説明を省略する。上記において、総通信フレーム数保持部１５、閾値保持部８および係数切換部９は、外挿係数保持部１０に保持された外挿係数および線形予測係数保持部１１に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための係数制御部を構成している。なお、本実施形態の無線通信装置（基地局）２００および対向無線装置（端末）を含むシステムは、時分割複信（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ；ＴＤＤ）方式の無線通信システムを用いているが、これに限定されるものではなく、他の無線通信システムにも適用することができる。
【００４６】
次に、本実施形態の動作を、無線通信装置２００が基地局であって、対向無線装置である端末との間で通信を行う場合を例に挙げて説明する。まず上りリンク信号（受信信号）を受信するタイミングで送受信切換部２−１および送受信切換部２−２を受信側に切換えて、端末から送信され上りリンク伝搬路を経た上りリンク信号を送受信アンテナ１−１、１−２で受信する。受信した上りリンク信号は、上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）３、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４および総通信フレーム数保持部１５に入力され、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４を経て最大ドップラー周波数算出部５にも入力される。
【００４７】
上りリンク伝搬路算出部３は、入力された上りリンク信号の複数Ｎ個の点の相異なる時刻T１，T２，…，TＮにおいて送受信アンテナ１−１に対する上りリンク伝搬路he１(T１)，he１(T２)，…，he１(TN)および送受信アンテナ１−２に対する上りリンク伝搬路he２(T１)，he２(T２)，…，he２(TN)を算出（推定）する。ここで、he１(T１)、he２(T１)等は、括弧内の時刻における上りリンク伝搬路（受信伝搬路）の算出値（推定値）を表し、また、算出（推定）された上りリンク伝搬路（受信伝搬路）をベクトルh１＝[he１(T１)，he１(T２)，…，he１(TN)]T、ベクトルh２＝[he２(T１)，he２(T２)，…，he２(TN)]Tと表す。算出（推定）したベクトルh１およびベクトルh２は、外挿係数保持部１０、線形予測係数保持部１１および下りリンク伝搬路算出部１２に出力される。
【００４８】
最大ドップラー周波数算出用データ保持部４は、端末との通信開始から現在までに受信した上りリンク信号に含まれる最大ドップラー周波数算出用データである送受信アンテナ１−１、１−２で受信した信号を保持しており、最大ドップラー周波数算出部５で最大ドップラー周波数を算出する際に最大ドップラー周波数算出用データを最大ドップラー周波数算出部５に出力する。
【００４９】
最大ドップラー周波数算出部５は、最大ドップラー周波数算出用データ保持部４から出力される、端末との通信開始から現在までに受信した上りリンク信号に含まれる最大ドップラー周波数算出用データに基づいて最大ドップラー周波数を算出（推定）し、算出した最大ドップラー周波数を線形予測係数保持部１１に出力する。
【００５０】
総通信フレーム数保持部１５は、送受信アンテナ１−１，１−２で受信した上りリンク信号が入力されたときに、現在保持している総通信フレーム数に１を加えて総通信フレーム数を更新し、更新後の総通信フレーム数を保持する。そして、総通信フレーム数保持部１５は、保持している総通信フレーム数を係数切換部９に出力する。
【００５１】
閾値保持部８は、係数切換部９によって、下りリンク伝搬路算出部１２で使用する係数（下りリンク伝搬路予測係数）として、外挿係数保持部１０に保持されている外挿係数および線形予測係数保持部１１に保持されている線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための総通信フレーム数の閾値Ｎｔｈを保持しており、この総通信フレーム数の閾値を係数切換部９に出力する。
【００５２】
係数切換部９は、総通信フレーム数保持部１５から出力された総通信フレーム数Ｎと、閾値保持部８から出力された総通信フレーム数の閾値Ｎｔｈとの間の大小関係を比較する。この比較において、総通信フレーム数が総通信フレーム数の閾値よりも小さい場合には、最大ドップラー周波数算出部５で算出（推定）された最大ドップラー周波数の精度が低いと判断して、下りリンク伝搬路予測係数として外挿係数を用いるために、外挿係数保持部１０に保持されている外挿係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力し、総通信フレーム数が総通信フレーム数の閾値よりも大きい場合には、最大ドップラー周波数算出部５で算出（推定）された最大ドップラー周波数の精度が高いと判断して、下りリンク伝搬路予測係数として線形予測係数を用いるために、線形予測係数保持部１１に保持されている線形予測係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。
【００５３】
以上の処理を図８のフローチャートに基づいて説明する。
まず、図８のステップＳ２１では、通信開始から現在までの総通信フレーム数Ｎを保持する。次のステップＳ２２では、総通信フレーム数Ｎと総通信フレーム数の閾値Ｎｔｈとの間の大小比較を行い、総通信フレーム数Ｎが総通信フレーム数の閾値Ｎｔｈよりも大きいＹｅｓの場合には、ステップＳ２３において、線形予測係数保持部１１に保持されている線形予測係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。一方、総通信フレーム数Ｎが総通信フレーム数の閾値Ｎｔｈよりも小さいＮｏの場合には、ステップＳ２４において、外挿係数保持部１０に保持されている外挿係数を下りリンク伝搬路算出部１２に出力する。
下りリンク伝搬路算出部１２以後における動作は、上記第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５４】
次に、第２実施形態における送信伝搬路の算出について説明する。
ＭＭＳＥ法による線形予測は、最大ドップラー周波数の推定精度（総通信フレーム数Ｎ）に依存し、Ｎが小さくなるにつれて予測精度が劣化して端末平均受信電力を減少させる。一方、外挿による予測は、最大ドップラー周波数の推定精度に依存しないので、ＭＭＳＥ法および外挿における端末の受信電力が等しくなるときのＮの閾値をＮｔｈとすると、本実施形態では、最大ドップラー周波数fＤが高い範囲では、図９に示すように、Ｎ＞Ｎｔｈのときは、端末平均受信電力は線形予測を用いた方が大きくなるので、線形予測を選択し、Ｎ＜Ｎｔｈのときは、端末平均受信電力は外挿による予測を用いた方が大きくなるので、外挿による予測を選択することにより、線形予測および外挿による予測の内で、常に端末平均受信電力が大きくなる方を選択するようにしている。
【００５５】
ただし、最大ドップラー周波数fＤが低い範囲では、最大ドップラー周波数の推定精度が十分高い場合に限り線形予測および外挿による予測は同等の端末平均受信電力になるが、最大ドップラー周波数の推定精度が低くなると（Ｎが小さくなると）、図１０に示すように線形予測の端末平均受信電力は劣化していくため、最大ドップラー周波数の推定精度が高い場合（Ｎが小さい場合）に線形予測の端末平均受信電力が外挿による予測の端末平均受信電力を上回るように、最大ドップラー周波数の推定精度が高い範囲でＮの閾値Ｎｔｈを図９に示すように決定する必要がある。
【００５６】
以上説明したように、第２実施形態によれば、最大ドップラー周波数の推定精度が高い場合（Ｎ＞Ｎｔｈのとき）は線形予測係数を選択することにより、端末の移動速度が高速の場合も予測精度が高いＭＭＳＥ法による線形予測を行うことによって伝送品質を改善し、通信開始当初のような最大ドップラー周波数の推定精度が低い場合（Ｎ＜Ｎｔｈのとき）は外挿による予測を行うことによって線形予測の予測精度が劣化することによる伝送品質改善効果の低減を抑制するから、最大ドップラー周波数の推定精度の高低に応じて外挿係数および線形予測係数を適宜使い分けることが可能になる。したがって、送信伝搬路の算出精度を向上させる技術（無線通信装置および通信制御方法）を提供することができる。また、第２実施形態によれば、第１実施形態に比べてシステム構成が簡略化されるため、搭載メモリ容量などの点で第１実施形態よりも有利になる。
【００５７】
なお、上記第１実施形態および第２実施形態では、ＭＭＳＥ法による線形予測法を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の線形予測法を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の通信制御方法を適用する第１実施形態の無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の無線通信装置における下りリンク伝搬路の予測に用いる係数の選択を説明するためのフローチャートである。
【図３】ＴＤＤ無線通信システムにおけるフレーム構成および上りリンク伝搬路による下りリンク伝搬路予測の一例を示す図である。
【図４】第１実施形態および第２実施形態の無線通信装置における線形予測係数保持部が保持する最大ドップラー周波数に対する線形予測係数の数表を例示する図である。
【図５】第１実施形態の無線通信装置において、最大ドップラー周波数が高い範囲で線形予測を用いた場合および外挿を用いた場合の最大ドップラー周波数誤差に対する端末平均電力の関係および閾値を例示する図である。
【図６】第１実施形態の無線通信装置において、最大ドップラー周波数が低い範囲で線形予測を用いた場合および外挿を用いた場合の最大ドップラー周波数誤差に対する端末平均電力の関係および最大ドップラー周波数の閾値を例示する図である。
【図７】本発明の通信制御方法を適用する第２実施形態の無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態の無線通信装置における下りリンク伝搬路の予測に用いる係数の選択を説明するためのフローチャートである。
【図９】第２実施形態の無線通信装置において、最大ドップラー周波数が高い範囲で線形予測を用いた場合および外挿を用いた場合の最大ドップラー周波数誤差に対する端末平均電力の関係および総通信フレーム数の閾値を例示する図である。
【図１０】第２実施形態の無線通信装置において、最大ドップラー周波数が低い範囲で線形予測を用いた場合および外挿を用いた場合の最大ドップラー周波数誤差に対する端末平均電力の関係および最大ドップラー周波数の閾値を例示する図である。
【符号の説明】
【００５９】
１−１，１−２ 送受信アンテナ
２−１，２−２ 送受信切換部（送受信切換スイッチ）
３ 上りリンク伝搬路算出部（受信伝搬路算出部）
４ 最大ドップラー周波数算出用データ保持部
５ 最大ドップラー周波数算出部
６ 最大ドップラー周波数保持部
７ 最大ドップラー周波数誤差算出部
８ 閾値保持部
９ 係数切換部
１０ 外挿係数保持部
１１ 線形予測係数保持部
１２ 下りリンク伝搬路算出部（送信伝搬路算出部）
１３ 送信ウェイト算出部
１４ 送信下りリンク信号算出部
１５ 総通信フレーム数保持部
１００，２００ 無線通信装置（基地局）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを備えた無線通信装置であって、
前記複数のアンテナで受信した信号から受信伝搬路を算出する受信伝搬路算出部と、
前記複数のアンテナで受信した信号に基づいて最大ドップラー周波数を算出する最大ドップラー周波数算出部と、
前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の外挿値における外挿係数を保持する外挿係数保持部と、
前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数に基づいて、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の線形予測値の線形予測係数を保持する線形予測係数保持部と、
前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数と、前記受信伝搬路算出部において算出された受信伝搬路と、に基づいて、送信伝搬路を算出する送信伝搬路算出部と、
前記送信伝搬路算出部において算出された送信伝搬路に基づいて送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出部と、
送信データおよび前記送信ウェイト算出部において算出された送信ウェイトに基づいて前記複数のアンテナから送信する信号を生成する送信信号生成部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための係数制御部をさらに備え、
前記係数制御部は、
前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数の前回値を保持する最大ドップラー周波数保持部と、
前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数と、前記最大ドップラー周波数保持部に保持された最大ドップラー周波数の前回値との誤差を算出する最大ドップラー周波数誤差算出部と、
前記係数制御部において何れか一方の係数を選択的に出力するための閾値を保持する閾値保持部と、
前記最大ドップラー周波数誤差算出部において算出された最大ドップラー周波数誤差と前記閾値保持部に保持された閾値との比較結果に基づいて、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力する係数切換部と、から成ることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記係数制御部は、前記誤差が前記閾値より大きい場合は前記外挿係数保持部に保持された外挿係数を出力し、前記誤差が前記閾値より小さい場合は前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数を出力することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための係数制御部をさらに備え、
前記係数制御部は、
通信開始から現在までの総通信フレーム数を保持する総通信フレーム数保持部と、
前記係数制御部において何れか一方の係数を選択的に出力するための閾値を保持する閾値保持部と、
前記総通信フレーム数保持部に保持された総通信フレーム数と前記閾値保持部に保持された閾値との比較結果に基づいて、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力する係数切換部と、から成ることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記係数制御部は、前記総通信フレーム数が前記閾値より小さい場合は前記外挿係数保持部に保持された外挿係数を出力し、前記総通信フレーム数が前記閾値より大きい場合は前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数を出力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】
前記外挿係数保持手段は、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路および送信時刻の送信伝搬路の間の時間差により算出される外挿係数を保持することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記線形予測係数保持部は、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路および送信時刻の送信伝搬路の間の時間差ならびに前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数に基づいて算出される、最大ドップラー周波数に対応する線形予測係数に関する情報を保持することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項８】
複数のアンテナを備えた無線通信装置と対向無線通信装置との間の通信を制御する通信制御方法であって、
前記複数のアンテナで受信した信号から受信伝搬路を算出する受信伝搬路算出ステップと、
前記複数のアンテナで受信した信号に基づいて最大ドップラー周波数を算出する最大ドップラー周波数算出ステップと、
前記受信伝搬路算出ステップにおいて算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の外挿値における外挿係数を保持する外挿係数保持ステップと、
前記最大ドップラー周波数算出ステップにおいて算出された最大ドップラー周波数に基づいて、前記受信伝搬路算出ステップにおいて算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の線形予測値の線形予測係数を保持する線形予測係数保持ステップと、
前記外挿係数保持ステップにおいて保持された外挿係数および前記線形予測係数保持ステップにおいて保持された線形予測係数の何れか一方の係数と、前記受信伝搬路算出ステップにおいて算出された受信伝搬路と、に基づいて、送信伝搬路を算出する送信伝搬路算出ステップと、
前記送信伝搬路算出ステップにおいて算出された送信伝搬路に基づいて送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、
送信データおよび前記送信ウェイト算出ステップにおいて算出された送信ウェイトに基づいて前記複数のアンテナから送信する信号を生成する送信信号生成ステップと、を含むことを特徴とする通信制御方法。
【請求項１】
複数のアンテナを備えた無線通信装置であって、
前記複数のアンテナで受信した信号から受信伝搬路を算出する受信伝搬路算出部と、
前記複数のアンテナで受信した信号に基づいて最大ドップラー周波数を算出する最大ドップラー周波数算出部と、
前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の外挿値における外挿係数を保持する外挿係数保持部と、
前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数に基づいて、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の線形予測値の線形予測係数を保持する線形予測係数保持部と、
前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数と、前記受信伝搬路算出部において算出された受信伝搬路と、に基づいて、送信伝搬路を算出する送信伝搬路算出部と、
前記送信伝搬路算出部において算出された送信伝搬路に基づいて送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出部と、
送信データおよび前記送信ウェイト算出部において算出された送信ウェイトに基づいて前記複数のアンテナから送信する信号を生成する送信信号生成部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための係数制御部をさらに備え、
前記係数制御部は、
前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数の前回値を保持する最大ドップラー周波数保持部と、
前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数と、前記最大ドップラー周波数保持部に保持された最大ドップラー周波数の前回値との誤差を算出する最大ドップラー周波数誤差算出部と、
前記係数制御部において何れか一方の係数を選択的に出力するための閾値を保持する閾値保持部と、
前記最大ドップラー周波数誤差算出部において算出された最大ドップラー周波数誤差と前記閾値保持部に保持された閾値との比較結果に基づいて、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力する係数切換部と、から成ることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記係数制御部は、前記誤差が前記閾値より大きい場合は前記外挿係数保持部に保持された外挿係数を出力し、前記誤差が前記閾値より小さい場合は前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数を出力することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力するための係数制御部をさらに備え、
前記係数制御部は、
通信開始から現在までの総通信フレーム数を保持する総通信フレーム数保持部と、
前記係数制御部において何れか一方の係数を選択的に出力するための閾値を保持する閾値保持部と、
前記総通信フレーム数保持部に保持された総通信フレーム数と前記閾値保持部に保持された閾値との比較結果に基づいて、前記外挿係数保持部に保持された外挿係数および前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数の何れか一方の係数を選択的に出力する係数切換部と、から成ることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記係数制御部は、前記総通信フレーム数が前記閾値より小さい場合は前記外挿係数保持部に保持された外挿係数を出力し、前記総通信フレーム数が前記閾値より大きい場合は前記線形予測係数保持部に保持された線形予測係数を出力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】
前記外挿係数保持手段は、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路および送信時刻の送信伝搬路の間の時間差により算出される外挿係数を保持することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記線形予測係数保持部は、前記受信伝搬路算出部において算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路および送信時刻の送信伝搬路の間の時間差ならびに前記最大ドップラー周波数算出部において算出された最大ドップラー周波数に基づいて算出される、最大ドップラー周波数に対応する線形予測係数に関する情報を保持することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項８】
複数のアンテナを備えた無線通信装置と対向無線通信装置との間の通信を制御する通信制御方法であって、
前記複数のアンテナで受信した信号から受信伝搬路を算出する受信伝搬路算出ステップと、
前記複数のアンテナで受信した信号に基づいて最大ドップラー周波数を算出する最大ドップラー周波数算出ステップと、
前記受信伝搬路算出ステップにおいて算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の外挿値における外挿係数を保持する外挿係数保持ステップと、
前記最大ドップラー周波数算出ステップにおいて算出された最大ドップラー周波数に基づいて、前記受信伝搬路算出ステップにおいて算出された複数の相異なる時刻の受信伝搬路の線形結合で表される、送信時の線形予測値の線形予測係数を保持する線形予測係数保持ステップと、
前記外挿係数保持ステップにおいて保持された外挿係数および前記線形予測係数保持ステップにおいて保持された線形予測係数の何れか一方の係数と、前記受信伝搬路算出ステップにおいて算出された受信伝搬路と、に基づいて、送信伝搬路を算出する送信伝搬路算出ステップと、
前記送信伝搬路算出ステップにおいて算出された送信伝搬路に基づいて送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、
送信データおよび前記送信ウェイト算出ステップにおいて算出された送信ウェイトに基づいて前記複数のアンテナから送信する信号を生成する送信信号生成ステップと、を含むことを特徴とする通信制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１８２５０３（Ｐ２００９−１８２５０３Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８２７８（Ｐ２００８−１８２７８）
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]