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技術 マルチアンテナ無線送信装置、およびマルチアンテナ無線送信方法

出願人 パナソニック株式会社
発明者 湯田泰明星野正幸今井友裕
出願日 2007年8月7日 (13年4ヶ月経過) 出願番号 2008-528836
公開日 2009年12月24日 (11年0ヶ月経過) 公開番号 WO2008-018468
状態 未登録
技術分野 交流方式デジタル伝送 無線伝送方式一般(ダイバーシチ方式等) 時分割方式以外の多重化通信方式 無線伝送方式一般(ダイバーシチ方式等)
主要キーワード オーバヘット 自アンテナ 位置制御情報 多重送信信号 正確率 データビーム ビーム情報 配置指示
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年12月24日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

送信信号オーバヘッドを削減しつつ、制御情報をより確実に送信することができるマルチアンテナ無線送信装置等を開示する。送信アンテナ(Tx)(119)を用いて送信データ1(CW1)をSDM送信し、送信アンテナ(120)を用いて送信データ2(CW2)をSDM送信するこの装置において、Tx(120)よりも、Tx(119)の送信品質が優れる場合、CW2に関する制御情報2は、Tx(119)を用いて空間分割多重送信し、CW1に関する制御情報1は、ダイバーシチ送信する。

概要

背景

近年、3GPP RANLTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution)においては、高速大容量通信を実現するために、多くの技術が検討されている。例えば、移動通信システムマルチパス干渉に強いOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)、フェージング変動する伝搬路品質に応じて変調方式および符号化率を変化させるAMC(Adaptive Modulation and Coding:適応変調符号化)、OFDM帯域を複数のRB(Resource Block:リソースブロック)に分割し、伝搬路状態の良好なRBに優先的に送信パケット割り当てる周波数スケジューリング、符号化技術と再送技術とを組み合わせて効率的に再送を行うハイブリッド自動再送要求(HARQ:Hybrid Automatic Repeat Request)、および送受信装置において複数のアンテナを用いて通信を行うMIMOなどの技術がある。

上記の技術においては、送受信装置間制御チャネルを用いて制御情報伝送する。例えば、適応変調符号化を行う通信システムにおいては、制御チャネルを用いて、変調方式および符号化率を示す制御情報を伝送する。非特許文献1には、3GPPLTEで提案されている、下り回線用の制御チャネルに関する技術が開示されている。非特許文献1記載の制御チャネルの構成によれば、全ユーザ共有共有制御チャネルを用いて、ユーザ毎のRB割当情報をCat.1制御情報として伝送し、各ユーザのRB内の個別制御チャネルを用いて、各ユーザの送信信号および送信アンテナに関する制御情報をそれぞれCat.2制御情報および再送制御情報をCat.3制御情報として伝送する。

また、前述したMIMOシステムにおいては、伝送容量を向上させるために、各送信アンテナから異なる信号を送信するSDM技術が検討されている。SDMにおいては、各送信アンテナから別々の符号化単位の信号を送信するMCW(Multiple Code Word)が有力視されている。ここで、CW(Code Word)とは符号化単位を示しており、MCW技術を用いるMIMOシステムにおいては、各CWの変調方式、符号化率、および再送制御が異なるため、すべてのCWに関するCat.2制御情報およびCat.3制御情報を伝送する必要がある。各CWと制御情報(Cat.2制御情報およびCat.3制御情報)とを伝送する方法として、図1に示すように、各送信アンテナが、各自のCWと制御情報とをSMD送信する方法がある。図1においては、MIMO無線送信装置が2本の送信アンテナ(Tx1〜Tx2)を備え、2つのCW(CW1〜CW2)を送信する場合を例にとって、CW1に関する制御情報1およびCW2に関する制御情報2をSDM送信する方法を示す。しかし、基地局における総送信電力は一定であるため、この図に示す制御情報のSDM送信方法によれば、アンテナあたりの送信電力は下がってしまい、また、SDM送信されるストリーム間干渉により、低品質の送信アンテナで伝送される制御情報は誤りがちである。従って、MIMO無線受信装置はCWを正しく復調および復号できない場合がある。

これに対して、誤り率を低下させることができる制御情報伝送方法として、図2Aおよび図2Bに示すような方法がある。図2Aは、MIMO無線送信装置が2本の送信アンテナ(Tx1〜Tx2)を備える場合を例示し、図2Bは、MIMO無線送信装置が4本の送信アンテナ(Tx1〜Tx4)を備え、4つのCW(CW1〜CW4)を送信する場合を例示する。図2Aおよび図2Bに示すように、各送信アンテナは、すべてのCWに関する制御情報1〜4をオーバヘッドとして送信する。従って、図1にしめすような制御情報のSDM送信方法に比べ、すべてのCWに関する制御情報をより確実に伝送することができる。
EricssonNTT DoCoMo著、3GPP R1−060573

概要

送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、制御情報をより確実に送信することができるマルチアンテナ無線送信装置等を開示する。送信アンテナ(Tx)(119)を用いて送信データ1(CW1)をSDM送信し、送信アンテナ(120)を用いて送信データ2(CW2)をSDM送信するこの装置において、Tx(120)よりも、Tx(119)の送信品質が優れる場合、CW2に関する制御情報2は、Tx(119)を用いて空間分割多重送信し、CW1に関する制御情報1は、ダイバーシチ送信する。

目的

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、マルチアンテナ無線通信システムにおいて送信信号のオーバヘッドを低減しつつ、制御情報をより確実に送信することができるマルチアンテナ無線送信装置、およびマルチアンテナ無線送信方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
7件
牽制数
5件

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請求項1

第1データを空間分割多重送信する第1アンテナと、第2データを空間分割多重送信する第2アンテナと、を具備し、前記第1アンテナは、前記第2アンテナより送信品質が優れ、前記第1アンテナは、前記第2データに関する第2制御情報を空間分割多重送信し、前記第1アンテナおよび前記第2アンテナの少なくとも1つは、前記第1データに関する第1制御情報を空間分割多重せずに送信する、マルチアンテナ無線送信装置

請求項2

前記第1アンテナおよび前記第2アンテナの少なくとも1つは、前記第1制御情報をダイバーシチ送信する、請求項1記載のマルチアンテナ無線送信装置。

請求項3

第3データを空間分割多重送信する第3アンテナ、をさらに具備し、前記第1アンテナは、前記第3アンテナより送信品質が優れ、前記第1アンテナは、さらに前記第3データに関する第3制御情報を空間分割多重送信する、請求項1記載のマルチアンテナ無線送信装置。

請求項4

第3データを空間分割多重送信する第3アンテナ、をさらに具備し、前記第2アンテナは、前記第3アンテナより送信品質が優れ、前記第2アンテナは、さらに前記第3データに関する第3制御情報をさらに空間分割多重送信する、請求項1記載のマルチアンテナ無線送信装置。

請求項5

前記ダイバーシチ送信に用いられる第1パイロットに隣接して前記第1制御情報を配置し、前記空間分割多重送信に用いられる第2パイロットに隣接して前記第2制御情報を配置する配置手段、をさらに具備する、請求項2記載のマルチアンテナ無線送信装置。

請求項6

前記マルチアンテナ無線送信装置は、マルチキャリア伝送方式を用い、前記第1アンテナ用の第1パイロットが配置されるサブキャリア同一周波数のサブキャリアおよび前記第2アンテナ用の第2パイロットが配置されるサブキャリアと同一周波数のサブキャリアに前記第2制御情報を配置する配置手段、をさらに具備する、請求項2記載のマルチアンテナ無線送信装置。

請求項7

前記マルチアンテナ無線送信装置は、マルチキャリア伝送方式を用い、前記ダイバーシチ送信は、SFBC(Space frequency block coding)方式であり、前記第1制御情報が配置されるサブキャリアと同一周波数のサブキャリアに前記第2制御情報を配置する配置手段、をさらに具備する、請求項2記載のマルチアンテナ無線送信装置。

請求項8

多値変調信号を構成する複数のビットのうち、より上位のビットに前記第2制御情報を配置する配置手段、をさらに具備する、請求項1記載のマルチアンテナ無線送信装置。

請求項9

前記ダイバーシチ送信が、直交波周波数分割多重方式またはSTBC方式である、請求項2記載のマルチアンテナ無線送信装置。

請求項10

第1符号化率を用いて前記第1データを符号化する第1符号化手段と、第2符号化率を用いて前記第1制御情報を符号化する第2符号化手段と、第3符号化率を用いて前記第2データを符号化する第3符号化手段と、第4符号化率を用いて前記第2制御情報を符号化する第4符号化手段と、をさらに具備し、前記第2符号化手段は、前記1符号化率に応じて前記第2符号化率を変化させ、前記第4符号化手段は、前記3符号化率に応じて前記第4符号化率を変化させる、請求項1記載のマルチアンテナ無線送信装置。

請求項11

第1データを空間分割多重送信する第1アンテナと、第2データを空間分割多重送信する第2アンテナと、を具備する無線送信装置において用いられるマルチアンテナ無線送信方法であって、前記第1アンテナは、前記第2アンテナより送信品質が優れ、前記第2データに関する第2制御情報を前記第1アンテナから空間分割多重送信し、前記第1データに関する第1制御情報を前記第1アンテナおよび前記第2アンテナの少なくとも1つから空間分割多重せずに送信する、マルチアンテナ無線送信方法。

技術分野

0001

本発明は、複数のアンテナを含む通信ステムに使用されるマルチアンテナ無線送信装置およびマルチアンテナ無線送信方法に関し、特にSDM(Spatial Division Multiplexing)方式のMIMO(Multiple-Input Multiple-Output)システムに使用されるマルチアンテナ無線送信装置およびマルチアンテナ無線送信方法に関する。

背景技術

0002

近年、3GPP RANLTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution)においては、高速大容量通信を実現するために、多くの技術が検討されている。例えば、移動通信システムマルチパス干渉に強いOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)、フェージング変動する伝搬路品質に応じて変調方式および符号化率を変化させるAMC(Adaptive Modulation and Coding:適応変調符号化)、OFDM帯域を複数のRB(Resource Block:リソースブロック)に分割し、伝搬路状態の良好なRBに優先的に送信パケット割り当てる周波数スケジューリング、符号化技術と再送技術とを組み合わせて効率的に再送を行うハイブリッド自動再送要求(HARQ:Hybrid Automatic Repeat Request)、および送受信装置において複数のアンテナを用いて通信を行うMIMOなどの技術がある。

0003

上記の技術においては、送受信装置間制御チャネルを用いて制御情報伝送する。例えば、適応変調符号化を行う通信システムにおいては、制御チャネルを用いて、変調方式および符号化率を示す制御情報を伝送する。非特許文献1には、3GPPLTEで提案されている、下り回線用の制御チャネルに関する技術が開示されている。非特許文献1記載の制御チャネルの構成によれば、全ユーザ共有共有制御チャネルを用いて、ユーザ毎のRB割当情報をCat.1制御情報として伝送し、各ユーザのRB内の個別制御チャネルを用いて、各ユーザの送信信号および送信アンテナに関する制御情報をそれぞれCat.2制御情報および再送制御情報をCat.3制御情報として伝送する。

0004

また、前述したMIMOシステムにおいては、伝送容量を向上させるために、各送信アンテナから異なる信号を送信するSDM技術が検討されている。SDMにおいては、各送信アンテナから別々の符号化単位の信号を送信するMCW(Multiple Code Word)が有力視されている。ここで、CW(Code Word)とは符号化単位を示しており、MCW技術を用いるMIMOシステムにおいては、各CWの変調方式、符号化率、および再送制御が異なるため、すべてのCWに関するCat.2制御情報およびCat.3制御情報を伝送する必要がある。各CWと制御情報(Cat.2制御情報およびCat.3制御情報)とを伝送する方法として、図1に示すように、各送信アンテナが、各自のCWと制御情報とをSMD送信する方法がある。図1においては、MIMO無線送信装置が2本の送信アンテナ(Tx1〜Tx2)を備え、2つのCW(CW1〜CW2)を送信する場合を例にとって、CW1に関する制御情報1およびCW2に関する制御情報2をSDM送信する方法を示す。しかし、基地局における総送信電力は一定であるため、この図に示す制御情報のSDM送信方法によれば、アンテナあたりの送信電力は下がってしまい、また、SDM送信されるストリーム間干渉により、低品質の送信アンテナで伝送される制御情報は誤りがちである。従って、MIMO無線受信装置はCWを正しく復調および復号できない場合がある。

0005

これに対して、誤り率を低下させることができる制御情報伝送方法として、図2Aおよび図2Bに示すような方法がある。図2Aは、MIMO無線送信装置が2本の送信アンテナ(Tx1〜Tx2)を備える場合を例示し、図2Bは、MIMO無線送信装置が4本の送信アンテナ(Tx1〜Tx4)を備え、4つのCW(CW1〜CW4)を送信する場合を例示する。図2Aおよび図2Bに示すように、各送信アンテナは、すべてのCWに関する制御情報1〜4をオーバヘッドとして送信する。従って、図1にしめすような制御情報のSDM送信方法に比べ、すべてのCWに関する制御情報をより確実に伝送することができる。
EricssonNTT DoCoMo著、3GPP R1−060573

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、SDM方式のMIMOシステムにおいて、上記のようにすべてのCWに関する制御情報をオーバヘットとして伝送する方法では、送信アンテナ数が増加してSDM送信するCWの数が増加するとともに、制御情報を含むオーバヘッドが増加して伝送容量が低下するという問題がある。

0007

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、マルチアンテナ無線通信システムにおいて送信信号のオーバヘッドを低減しつつ、制御情報をより確実に送信することができるマルチアンテナ無線送信装置、およびマルチアンテナ無線送信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

0008

本発明のマルチアンテナ無線送信装置は、第1データを空間分割多重送信する第1アンテナと、第2データを空間分割多重送信する第2アンテナと、を具備し、前記第1アンテナは、前記第2アンテナより送信品質が優れ、前記第1アンテナは、前記第2データに関する第2制御情報を空間分割多重送信し、前記第1アンテナおよび前記第2アンテナの少なくとも1つは、前記第1データに関する第1制御情報を空間分割多重せずに送信する構成を採る。

0009

本発明のマルチアンテナ無線送信方法は、第1データを空間分割多重送信する第1アンテナと、第2データを空間分割多重送信する第2アンテナと、を具備する無線送信装置において用いられるマルチアンテナ無線送信方法であって、前記第1アンテナは、前記第2アンテナより送信品質が優れ、前記第2データに関する第2制御情報を前記第1アンテナから空間分割多重送信し、前記第1データに関する第1制御情報を前記第1アンテナおよび前記第2アンテナの少なくとも1つから空間分割多重せずに送信するようにした。

発明の効果

0010

本発明によれば、複数のアンテナを用いて通信を行うマルチアンテナ無線通信システムにおいて送信信号のオーバヘッドを低減しつつ、制御情報をより確実に送信することができる。

図面の簡単な説明

0011

従来の制御情報の送信方法を示す図
従来の制御情報の送信方法を示す図
従来の制御情報の送信方法を示す図
本発明の実施の形態1に係るMIMO無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
本発明の実施の形態1に係るMIMO無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図
本発明の実施の形態1に係るMIMO無線送信装置において制御情報を送信する処理手順を示すフロー
本発明の実施の形態1に係るMIMO無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
本発明の実施の形態1に係るMIMO無線受信装置において制御情報および送信データを受信する処理手順を示すフロー図
本発明の実施の形態2に係るMIMO無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
本発明の実施の形態2に係るMIMO無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図
本発明の実施の形態3に係るMIMO無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
本発明の実施の形態3に係るMIMO無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図
本発明の実施の形態3に係るMIMO無線送信装置において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図
本発明の実施の形態3に係るMIMO無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
本発明の実施の形態3に係る各送信アンテナに対応する制御情報を、2ランキング上位の送信アンテナを介してSDM送信する方法を示す図
本発明の実施の形態4に係るMIMO無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
本発明の実施の形態4に係るMIMO無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図
本発明の実施の形態4に係るMIMO無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
本発明の実施の形態5に係るMIMO無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
本発明の実施の形態5に係るMIMO無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図
本発明の実施の形態5に係るMIMO無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
本発明の実施の形態6に係るMIMO無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図
本発明の実施の形態6に係るMIMO無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
本発明の実施の形態6に係るMIMO無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
本発明の実施の形態7に係るMIMO無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図
本発明の実施の形態8に係るMIMO無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図
本発明の実施の形態8に係るMIMO無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
本発明の実施の形態8に係るMIMO無線送信装置において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図
本発明の実施の形態8に係るMIMO無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
本発明の実施の形態8に係るMIMO無線受信装置において制御情報および送信データを受信する処理手順を示すフロー図

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

0013

(実施の形態1)
図3は、本発明の実施の形態1に係るMIMO無線送信装置100の主要な構成を示すブロック図である。ここでは、マルチアンテナ無線送信装置として、2本の送信アンテナを備え、SDM方式の通信を行うMIMO無線送信装置100を例にとって説明する。

0014

MIMO無線送信装置100は、送信アンテナ品質検出部101、制御情報生成部102、制御情報送信アンテナ決定部103、符号化部104,105、切替部106、符号化部107、ダイバーシチ送信処理部108、符号化部109、切替部110、多重部111,112、変調部113,114、多重部115,116、RF部117,118、および送信アンテナ119,120を備える。MIMO無線送信装置100には、CW1およびCW2が送信データとして入力され、各送信アンテナの送信品質を示すCQIがフィードバック情報として後述のMIMO無線受信装置200からフィードバックされる。CW1、符号化部104、多重部111、変調部113、多重部115、およびRF部117は送信アンテナ119に対応し、CW2、符号化部105、多重部112、変調部114、多重部116、およびRF部118は送信アンテナ120に対応する。

0015

MIMO無線送信装置100の各部は以下の動作を行う。

0016

送信アンテナ品質検出部101は、後述のMIMO無線受信装置200からフィードバックされるCQIなどの情報に基づき、送信アンテナ119および送信アンテナ120の送信品質を検出し、制御情報生成部102および制御情報送信アンテナ決定部103に出力する。ここで、CQIとは、受信品質を示す情報であり、例えば、受信SINR、受信SNR、受信CNR、受信電力などに基づいて決定される。そして、送信品質とは、フィードバックされるCQIなどの受信品質情報に基づいて推定される送信側からみた伝搬路の品質である。

0017

制御情報生成部102は、送信アンテナ品質検出部101から入力される送信アンテナ119の送信品質に基づき、CW1用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報1を生成して符号化部104、変調部113、および切替部106に出力する。また、制御情報生成部102は、送信アンテナ品質検出部101から入力される送信アンテナ120の送信品質に基づき、CW2用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報2を生成して符号化部105、変調部114、および切替部106に出力する。以下、制御情報1を送信アンテナ119に対応する制御情報とも称し、制御情報2は送信アンテナ120に対応する制御情報とも称す。また、制御情報生成部102は、送信アンテナ119,120に関するアンテナ情報を生成し符号化部107に出力する。

0018

制御情報送信アンテナ決定部103は、送信アンテナ品質検出部101から入力される送信アンテナ119および送信アンテナ120の送信品質に基づき、送信品質がより優れる送信アンテナを制御情報送信アンテナと決定して、決定結果を切替部106および切替部110に出力する。ここで、送信品質がより優れている送信アンテナとは、送信側からみた伝搬路品質が良好な送信アンテナのことである。以下の説明では、送信アンテナ119が制御情報送信アンテナとして決定される場合を例にとって説明する。

0019

符号化部104,105それぞれは、制御情報生成部102から入力される制御情報1および制御情報2が示す符号化率それぞれを用いて、MIMO無線送信装置100に入力されるCW1およびCW2それぞれに対し、ターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータを多重部111,112それぞれに出力する。

0020

切替部106は、制御情報生成部102から入力される制御情報1および制御情報2のうち、制御情報送信アンテナ(本例では送信アンテナ119)に対応する制御情報(本例では制御情報1)を符号化部107に出力し、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ(本例では送信アンテナ120)に対応する制御情報(本例では制御情報2)を符号化部109に出力する。

0021

符号化部107は、切替部106から入力される制御情報(本例では制御情報1)および制御情報生成部102から入力されるアンテナ情報に対し、所定の符号化率を用いてターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータをダイバーシチ送信処理部108に出力する。

0022

ダイバーシチ送信処理部108は、符号化部107から入力される符号化パラメータ(本例では制御情報1およびアンテナ情報の符号化パラメータ)に対してダイバーシチ送信を行うための信号処理を施し、得られるダイバーシチ送信信号を多重部115および多重部116に出力する。以下、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信される制御情報とも称す。

0023

符号化部109は、切替部106から入力される制御情報(本例では制御情報2)に対して、ターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータを切替部110に出力する。符号化部109は、送信データ符号化用の符号化率と制御情報符号化用の符号化率とを対応付けたテーブルを内蔵する。そして、符号化部109は、切替部106から入力される制御情報(本例では制御情報2)が示すCW2用の符号化率を用いて内蔵のテーブルを参照し、符号化部109における符号化処理用の符号化率を決定し、その決定した符号化率を制御情報の符号化処理に用いる。

0024

切替部110は、符号化部109から入力される符号化パラメータ(本例では制御情報2の符号化パラメータ)を、多重部111および多重部112のうち、制御情報送信アンテナに対応する多重部(本例では多重部111)に出力する。切替部110は、制御情報送信アンテナ決定部103から入力される決定結果に基づき、上記の出力先切り替える。

0025

多重部111,112のうち、制御情報送信アンテナ(本例では送信アンテナ119)に対応する多重部(本例では多重部111)は、切替部110から入力される符号化パラメータ(本例では制御情報2の符号化パラメータ)と、制御情報送信アンテナに対応する符号化部(本例では符号化部104)から入力される符号化パラメータ(本例ではCW1の符号化パラメータ)とを多重し、得られる多重信号を制御情報送信アンテナに対応する変調部(本例では変調部113)に出力する。ここで、多重部111から変調部113に出力される多重信号は、送信アンテナ119を介してSDM送信されるSDM送信信号である。以下、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報(本例では制御情報2)をSDM送信される制御情報とも称す。

0026

一方、多重部111,112のうち、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ(本例では送信アンテナ120)に対応する多重部(本例では多重部112)は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する符号化部(本例では符号化部105)から入力される符号化パラメータ(本例ではCW2の符号化パラメータ)を、直接、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する変調部(本例では変調部114)に出力する。ここで、多重部112から変調部114に出力される多重信号は、送信アンテナ120を介してSDM送信されるSDM送信信号である。

0027

変調部113,114それぞれは、制御情報生成部102から入力される制御情報1および制御情報2が示すQPSK、16QAMなどの変調方式を用いて、多重部111,112それぞれから入力されるSDM送信信号に対して、変調処理を施し、得られる変調信号を多重部115,116それぞれに出力する。

0028

多重部115,116それぞれは、変調部113,114から入力されるそれぞれの変調信号と、ダイバーシチ送信処理部108から入力されるダイバーシチ送信信号とを多重し、得られる多重送信信号をRF部117,118それぞれに出力する。

0029

RF部117,118それぞれは、多重部115,116から入力されるそれぞれの多重送信信号に対してアップコンバード処理を行い、アップコンバートされた送信信号は、送信アンテナ119,120それぞれを介して送信される。

0030

図4は、MIMO無線送信装置100における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。図4Aは、送信アンテナ120(Tx120)よりも送信アンテナ119(Tx119)の送信品質がより優れ、送信アンテナ119が制御情報送信アンテナとして決定される場合を例示する。図4Bは、送信アンテナ119よりも送信アンテナ120の送信品質がより優れ、送信アンテナ120が制御情報送信アンテナとして決定される場合を例示する図である。

0031

図4Aに示すように、送信アンテナ119が制御情報送信アンテナとして決定される場合、MIMO無線送信装置100は、CW1に関する制御情報1およびアンテナ情報をダイバーシチ送信する。また、MIMO無線送信装置100は、制御情報2およびCW1を多重し、送信アンテナ119を介してSDM送信し、送信アンテナ120を介してCW2をSDM送信する。

0032

図4Bに示すように、送信アンテナ120が制御情報送信アンテナとして決定される場合、MIMO無線送信装置100は、CW2に関する制御情報2およびアンテナ情報をダイバーシチ送信する。また、MIMO無線送信装置100は、制御情報1およびCW2を多重し、送信アンテナ120を介してSDM送信し、送信アンテナ119を介してCW1をSDM送信する。

0033

図5は、MIMO無線送信装置100において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図である。

0034

まず、送信アンテナ品質検出部101は、MIMO無線受信装置200からフィードバックされるCQIなどの情報を用いて、送信アンテナ119および送信アンテナ120の送信品質を検出する(ST1010)。

0035

次いで、制御情報生成部102は、送信アンテナ品質検出部101で検出された送信アンテナ119,120の送信品質に基づき、CW1およびCW2用の変調方式および符号化率を決定する。そして、制御情報生成部102は、CW1用の変調方式、符号化率に関する情報を含む制御情報1、CW2用の変調方式、符号化率に関する情報を含む制御情報2、および送信アンテナ119,120に関するアンテナ情報を生成する(ST1020)。

0036

次いで、制御情報送信アンテナ決定部103は、送信アンテナ品質検出部101で検出された送信アンテナ119,120の送信品質に基づき、送信品質のより優れる方(本例では送信アンテナ119)を制御情報送信アンテナとして決定する(ST1030)。

0037

次いで、MIMO無線送信装置100は、ST1040〜ST1080からなるループ処理処理対象となる送信アンテナを選択する。ST1040〜ST1080からなるループ処理は、初期値として送信アンテナ119を処理対象とする。MIMO無線送信装置100は、毎回のループにおいて、前回選択された送信アンテナの次の送信アンテナを選択して、処理対象とする(ST1040)。

0038

次いで、MIMO無線送信装置100は、処理対象となる送信アンテナが制御情報送信アンテナであるか否かを判定する(ST1050)。

0039

処理対象となる送信アンテナ(例えば、送信アンテナ119)が制御情報送信アンテナであると判定される場合(ST1050:YES)、ダイバーシチ送信処理部108は、制御情報送信アンテナに対応する制御情報(本例では制御情報1)およびアンテナ情報に対してダイバーシチ送信を行うための信号処理を行い、ダイバーシチ送信信号を生成する(ST1060)。

0040

処理対象となる送信アンテナ(例えば、送信アンテナ120)が制御情報送信アンテナ(本例では送信アンテナ119)でないと判定される場合(ST1050:NO)、制御情報送信アンテナに対応する多重部(本例では多重部111)は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報(本例では制御情報2)と、制御情報送信アンテナに対応する送信データ(本例ではCW1)とを多重し、SDM送信信号を生成する(ST1070)。

0041

次いで、MIMO無線送信装置100は、すべての送信アンテナが処理対象として選択されたか否かを判定する(ST1080)。すべての送信アンテナが処理対象として選択されなかったと判定される場合(ST1080:NO)、処理手順はST1040に戻る。一方、すべての送信アンテナが処理対象として選択されたと判定される場合(ST1080:YES)、処理手順はST1090に移行する。

0042

次いで、各送信アンテナ(本例では送信アンテナ119,120)は、ST1060で生成されたダイバーシチ送信信号と、ST1070で生成されたSDM送信信号とを多重し、多重送信信号を生成する(ST1090)。

0043

次いで、各送信アンテナ(本例では送信アンテナ119,120)は、各制御情報を含む多重送信信号を送信する(ST1100)。

0044

図6は、本実施の形態に係るMIMO無線受信装置200の主要な構成を示すブロック図である。

0045

MIMO無線受信装置200は、受信アンテナ201,202、RF部203,204、チャネル推定部205、ダイバーシチ制御情報検出部206、制御情報復号部207、MIMO分離処理部208、SDM制御情報検出部209、送信データ復号部210、および送信アンテナ品質推定部211を備える。

0046

MIMO無線受信装置200の各部は以下の動作を行う。なお、MIMO無線送信装置100においてCW1に対応する制御情報1がダイバーシチ送信された場合を例にとって説明する。

0047

受信アンテナ201,202それぞれは、MIMO無線送信装置100から送信される信号を受信し、受信信号をRF部203,204それぞれに出力する。

0048

RF部203,204それぞれは、受信アンテナ201,202それぞれから入力される受信信号に対し、ダウンコンバート処理を施し、チャネル推定部205、MIMO分離処理部208、およびダイバーシチ制御情報検出部206に出力する。

0049

チャネル推定部205は、RF部203,204でダウンコンバートされた受信信号を用いて、チャネル推定を行い、得られるチャネル推定値をダイバーシチ制御情報検出部206、MIMO分離処理部208、および送信アンテナ品質推定部211に出力する。

0050

ダイバーシチ制御情報検出部206は、チャネル推定部205から入力されるチャネル推定値に基づき、RF部203,204でダウンコンバートされた受信信号に対してダイバーシチ受信処理、例えばSTBC受信処理を行い、ダイバーシチ送信された制御情報(本例では制御情報1)およびアンテナ情報を検出し、制御情報復号部207に出力する。

0051

制御情報復号部207は、ダイバーシチ制御情報検出部206で検出された制御情報(本例では制御情報1)、アンテナ情報、またはSDM制御情報検出部209で検出された制御情報(本例では制御情報2)に対して復号化処理を施し、MIMO分離処理部208に出力する。

0052

MIMO分離処理部208は、RF部203,204でダウンコンバートされた受信信号、チャネル推定部205から入力されるチャネル推定値、および制御情報復号部207から入力される制御情報(本例では制御情報1、制御情報2、およびアンテナ情報)を用いて、各送信アンテナで送信されたSDM送信信号を分離し、SDM制御情報検出部209および送信データ復号部210に出力する。MIMO分離処理の方法としては、例えば、空間フィルタリングや、SIC(Successive Interference Cancellation)などがある。

0053

SDM制御情報検出部209は、MIMO分離処理部208から入力されるSDM送信信号から、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報(本例では制御情報2)を検出し、制御情報復号部207に出力する。

0054

送信データ復号部210は、MIMO分離処理部208から入力されるSDM送信信号から送信データ(本例ではCW1およびCW2)を検出し、さらに復号処理を施し、得られる受信データを出力する。

0055

送信アンテナ品質推定部211は、チャネル推定部205から入力されるチャネル推定値を用いて、MIMO無線送信装置100の送信アンテナ119,120それぞれの送信品質を推定し、推定結果を表すCQIなどの情報をMIMO無線送信装置100にフィードバックする。

0056

図7は、MIMO無線受信装置200において制御情報および送信データを受信する処理手順を示すフロー図である。

0057

まず、受信アンテナ201,202は、MIMO無線送信装置100から送信される信号を受信し、RF部203,204それぞれは受信アンテナ201,202が受信した受信信号それぞれに対してダウンコンバート処理を施す(ST2010)。

0058

次いで、チャネル推定部205は、ダウンコンバートされた受信信号を用いてチャネル推定を行う(ST2020)。

0059

次いで、ダイバーシチ制御情報検出部206は、チャネル推定値を用いて、ダウンコンバートされた受信信号の中からダイバーシチ送信された制御情報(本例では、制御情報1)およびアンテナ情報を検出する。検出された制御情報およびアンテナ情報は制御情報復号部207で復号される(ST2030)。

0060

次いで、MIMO分離処理部208は、ダイバーシチ送信された制御情報(本例では制御情報1)およびアンテナ情報を用いてMIMO分離処理を行い、制御情報送信アンテナ(本例では送信アンテナ119)で送信されたSDM送信信号を得る(ST2040)。

0061

次いで、SDM制御情報検出部209は、制御情報送信アンテナ(本例では送信アンテナ119)で送信されたSDM送信信号から、SDM送信された制御情報(本例では制御信号2)を検出する。検出された制御情報は制御情報復号部207において復号される(ST2050)。

0062

次いで、MIMO分離処理部208は、SDM送信された制御信号を用いて、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ(本例では送信アンテナ120)で送信されたすべてのSDM送信信号を分離する(ST2060)。

0063

次いで、送信データ復号部210は、すべてのSDM送信信号に対して復号処理を行う(ST2070)。

0064

このように、本実施の形態によれば、MIMO無線送信装置において、送信品質がより優れる送信アンテナを制御情報送信アンテナとして決定し、決定された制御情報送信アンテナを用いて他の送信アンテナに対応する制御情報をSDM送信し、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に送信することができる。

0065

なお、本実施の形態では、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をより確実に送信するために、ダイバーシチ送信する場合を例にとって説明した。しかし、SDM送信より確実な他の送信方法を用いて、送信品質の最も優れる送信アンテナに対応する制御情報を送信しても良い。ここで、制御情報をより確実に送信するということは、送信誤り率を低減することを含む。すなわち、SDM送信より誤り率の低い他の送信方法を用いれば良い。

0066

またここで、ダイバーシチ送信方法としては、STBC(Space Time Block Coding)等の空間ダイバーシチ指向性ダイバーシチ周波数ダイバーシチ時間ダイバーシチなどがある。ダイバーシチ送信においては複数の送信アンテナを用いても良く、1本の送信アンテナを用いても良い。本実施の形態では、すべての送信アンテナを用いて、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する場合を例にとって説明した。しかし、制御情報送信アンテナ1本のみを用いてダイバーシチ送信を行っても良い。かかる場合、MIMO無線送信装置100は、MIMO無線受信装置200からフィードバックされるフィードバック情報を用いて制御情報送信アンテナを決定し、MIMO無線受信装置200は、MIMO無線送信装置100と共有している送信アンテナ品質から制御情報送信アンテナを判別することができる。よって、簡易な処理でダイバーシチ送信処理を行い、制御情報を誤りにくく確実に伝送することができる。

0067

さらには、制御情報をダイバーシチ送信する送信アンテナを固定の1つに決めておいても良い。かかる場合、空間多重せず1本の固定の送信アンテナから制御情報をダイバーシチ送信するため、制御情報の送信電力低下およびアンテナ間干渉を回避し、制御情報を誤りにくく伝送することができる。また、かかる場合、送受信双方において、制御情報送信アンテナの決定または判別なしにダイバーシチ送信を行うことができるため、MIMO無線送信装置100およびMIMO無線受信装置200の構成をより簡略化することができる。

0068

また、本実施の形態では、各送信アンテナを用いて、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信し、制御情報送信アンテナ1本のみを用いて他の制御情報をSDM送信する場合を例にとって説明した。しかし、制御情報送信アンテナを用いてすべての制御情報をダイバーシチ送信し、SDM送信方法を送信データ(CW)の送信のみに用いても良い。

0069

また、本実施の形態では、符号化部109は、送信データ符号化用の符号化率と制御情報符号化用の符号化率とを対応付けたテーブルを内蔵し用いる場合を例にとって説明した。しかし、送信アンテナの送信品質と制御情報符号化用の符号化率とを対応付けたテーブルを内蔵し用いても良い。かかる場合、送信アンテナ品質検出部101は、符号化部109に送信アンテナ品質を入力し、符号化部109は、内蔵のテーブルを参照し、符号化部109における符号化処理用の符号化率を決定し用いれば良い。このようにして制御情報符号化用の符号化率を適応的に変化させることができるため、符号化効率を向上することができる。

0070

また、本実施の形態では、無線受信装置200からフィードバックされる情報に基づき、各CW用の変調方式および符号化率を含む制御情報を適応的に生成する場合を例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、制御情報を適応的に生成せず直接無線送信装置100の外部から入力しても良い。

0071

(実施の形態2)
図8は、本発明の実施の形態2に係るMIMO無線送信装置300の主要な構成を示すブロック図である。なお、MIMO無線送信装置300は、実施の形態1に示したMIMO無線送信装置100(図3参照)と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

0072

MIMO無線送信装置300は、送信データとしてCW1、CW2−1、…、CW2−N(ここでNはN>1の整数)が入力される点において、MIMO無線送信装置100と相違する。また、MIMO無線送信装置300は、符号化部105、多重部112、変調部114、多重部116、RF部118、送信アンテナ120、および符号化部109それぞれをN個ずつ備える点においてMIMO無線送信装置100と相違する。ここでは、符号化部105−1〜105−N、多重部112−1〜112−N、変調部114−1〜114−N、多重部116−1〜116−N、RF部118−1〜118−N、送信アンテナ120−1〜120−N、および符号化部109−1〜109−Nと符号を付す。また、MIMO無線送信装置300の送信アンテナ品質検出部301、制御情報生成部302、制御情報送信アンテナ決定部303、切替部306、切替部310、および多重部311と、MIMO無線送信装置100の送信アンテナ品質検出部101、制御情報生成部102、制御情報送信アンテナ決定部103、切替部106、切替部110、および多重部111とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

0073

送信アンテナ品質検出部301は、後述のMIMO無線受信装置400からフィードバックされるCQIなどの情報に基づき、送信アンテナ119,120−1〜120−Nそれぞれの送信品質を検出し、制御情報生成部302および制御情報送信アンテナ決定部303に出力する。

0074

制御情報生成部302は、送信アンテナ品質検出部301から入力される送信アンテナ119の送信品質に基づき、CW1用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報1を生成して符号化部104、変調部113、および切替部306に出力する。また、制御情報生成部302は、送信アンテナ品質検出部301から入力される送信アンテナ120−1〜120−Nの送信品質に基づき、CW2−1〜CW2−N用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報それぞれを含む制御情報2−1〜2−Nそれぞれを生成して符号化部105−1〜105−Nのそれぞれ、変調部114−1〜114−Nのそれぞれ、および切替部306に出力する。また、制御情報生成部302は、送信アンテナ119,120−1〜120−Nに関するアンテナ情報を生成し符号化部107に出力する。

0075

制御情報送信アンテナ決定部303は、送信アンテナ品質検出部301から入力される送信アンテナ119および送信アンテナ120−1〜120−Nの送信品質に基づき、送信品質が最も優れる送信アンテナ、例えば送信アンテナ119を制御情報送信アンテナと決定して、決定結果を切替部306および切替部310に出力する。以下の説明では、送信アンテナ119が制御情報送信アンテナとして決定される場合を例にとって説明する。

0076

符号化部105−1〜105−Nそれぞれは、制御情報生成部302から入力される制御情報2−1〜2−Nそれぞれが示す符号化率を用いて、CW2−1〜2−Nそれぞれに対しターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータを多重部112−1〜112−Nそれぞれに出力する。

0077

切替部306は、制御情報生成部302から入力される制御情報1、制御情報2−1〜2−Nのうち、制御情報送信アンテナに対応する制御情報(本例では制御情報1)を符号化部107に出力し、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報(本例では制御情報2−1〜2−N)を符号化部109−1〜109−Nそれぞれに出力する。

0078

符号化部109−1〜109−Nそれぞれは、切替部306から入力される制御情報(本例では制御情報2−1〜2−N)それぞれに対して、ターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータを切替部310に出力する。

0079

切替部310は、符号化部109−1〜109−Nから入力される符号化パラメータ(本例では制御情報2−1〜2−Nの符号化パラメータ)を、多重部311、多重部112−1〜112−Nのうち、制御情報送信アンテナ(本例では送信アンテナ119)に対応する多重部(本例では多重部311)に出力する。切替部310は、制御情報送信アンテナ決定部303から入力される決定結果に基づき、上記符号化パラメータの出力先を切り替える。

0080

多重部311、多重部112−1〜112−Nのうち、制御情報送信アンテナ(本例では送信アンテナ119)に対応する多重部(本例では多重部311)は、切替部310から入力される符号化パラメータ(本例では制御情報2−1〜2〜Nの符号化パラメータ)と、制御情報送信アンテナに対応する符号化部(本例では符号化部104)から入力される符号化パラメータ(本例ではCW1の符号化パラメータ)とを多重し、得られる多重信号を制御情報送信アンテナに対応する変調部(本例では変調部113)に出力する。

0081

一方、多重部311、多重部112−1〜112−Nのうち、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ(本例では送信アンテナ120−1〜120−N)に対応する多重部(本例では多重部112−1〜112−N)それぞれは、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する符号化部(本例では符号化部105−1〜105−N)それぞれから入力される符号化パラメータ(本例ではCW2−1〜2−Nの符号化パラメータ)を、直接、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する変調部(本例では変調部114−1〜114−N)それぞれに出力する。

0082

変調部114−1〜114−Nそれぞれは、制御情報生成部302から入力される制御情報2−1〜2−Nそれぞれが示すQPSK、16QAMなどの変調方式を用いて、多重部112−1〜112−Nから入力される多重信号それぞれに対して変調処理を施し、得られる変調信号を多重部116−1〜116−Nそれぞれに出力する。

0083

多重部116−1〜116−Nそれぞれは、変調部114−1〜114−Nそれぞれから入力される変調信号と、ダイバーシチ送信処理部108から入力されるダイバーシチ送信信号とを多重し、得られる多重送信信号それぞれをRF部118−1〜118−Nそれぞれに出力する。

0084

RF部118−1〜118−Nそれぞれは、多重部116−1〜116−Nそれぞれから入力される多重送信信号それぞれに対してアップコンバード処理を行う。アップコンバートされた送信信号は、送信アンテナ120−1〜120−Nそれぞれを介して送信される。

0085

図9は、MIMO無線送信装置300における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。この図においては、MIMO無線送信装置300が4つの送信アンテナを備え、そのうち送信アンテナ(Tx)119の品質が最も優れる場合を例にとって説明する。

0086

図9に示すように、MIMO無線送信装置300は、CW1に関する制御情報1およびアンテナ情報をダイバーシチ送信する。また、MIMO無線送信装置300は、制御情報2−1〜2−3とCW1とを多重し、Tx119を介してSDM送信する。また、MIMO無線送信装置300は、Tx120−1〜120−3それぞれを介してCW2−1〜2−3それぞれをSDM送信する。

0087

MIMO無線送信装置300において制御情報を送信する処理手順は、MIMO無線送信装置100において制御情報を送信する処理手順と同様の基本的ステップを有する。MIMO無線送信装置300における制御情報送信の処理手順を示すフロー図として図5に示すフロー図を流用し、その詳細な説明を省略する。MIMO無線送信装置300において制御情報を送信する処理手順では、MIMO無線送信装置100において制御情報を送信する処理手順と比べ、送信データの数が相違し、それに対応してST1040〜ST1080のループ処理の回数が相違する。また、ST1070において、MIMO無線送信装置100は、制御情報送信アンテナ以外の1つの送信アンテナに対応する制御情報と、制御情報送信アンテナに対応する送信データとを多重するのに対して、MIMO無線送信装置300は、制御情報送信アンテナ以外のN個の送信アンテナに対応するN個の制御情報と、制御情報送信アンテナに対応する送信データとを多重する。

0088

本実施の形態に係るMIMO無線受信装置400は、本発明の実施の形態1に示したMIMO無線受信装置200と同様の基本的な構成および動作を有している。但し、MIMO無線受信装置400は、分離処理および復号処理を行い、N+1個の受信データを得る点においてMIMO無線受信装置200と相違する。MIMO無線受信装置400の構成および動作は、MIMO無線受信装置200の構成および動作を基に類推することができるため、ここではその説明を省略する。

0089

このように、本実施の形態によれば、3つ以上の送信アンテナを備えるMIMO無線送信装置において、送信品質が最も優れる送信アンテナを制御情報送信アンテナとして決定し、決定された制御情報送信アンテナを用いて他の送信アンテナに対応するすべての制御情報を送信し、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に送信することができる。

0090

また、本実施の形態によれば、制御情報送信アンテナを用いて、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応するすべての制御情報をまとめて符号化し送信するため、送受信双方の符号化処理を軽減することができる。よって、CRC(Cyclic Redundancy Check)などの誤り検出符号化を適用する場合、すべての制御情報からなる、まとまった情報が符号化処理の対象となるため、送信信号のオーバヘットをさらに削減し、誤り検出正確率を向上することができる。

0091

(実施の形態3)
図10は、本発明の実施の形態3に係るMIMO無線送信装置500の主要な構成を示すブロック図である。なお、MIMO無線送信装置500は、実施の形態2に示したMIMO無線送信装置300(図8参照)と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

0092

MIMO無線送信装置500は、送信アンテナランキング部501をさらに備える点において、MIMO無線送信装置300と相違する。また、MIMO無線送信装置500の制御情報送信アンテナ決定部503、切替部510、多重部511、多重部512−1〜512−Nそれぞれと、MIMO無線送信装置300の制御情報送信アンテナ決定部303、切替部310、多重部311、多重部112−1〜112−Nそれぞれとは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

0093

送信アンテナランキング部501は、送信アンテナ品質検出部301から入力される送信アンテナ119、送信アンテナ120−1〜120−Nそれぞれの送信品質に基づき、N+1個のすべての送信アンテナに対して送信品質が優れる方からランキング順位を付け、ランキング結果を制御情報送信アンテナ決定部503に出力する。ここでは、ランキング結果が、送信品質が優れる方から送信アンテナ119、送信アンテナ120−1〜120−Nの順となる場合を例にとって説明する(以下同様)。なお、以下の説明においては、各送信アンテナに対応する送信データ(CW)、制御情報、符号化部、多重部、およびRF部それぞれに対しても、送信アンテナのランキング結果を用いてランキング順位を付け、説明する場合がある。

0094

制御情報送信アンテナ決定部503は、送信アンテナランキング部501から入力されるランキング結果に基づき、送信品質が最も優れる1つの送信アンテナ(本例では送信アンテナ119)を制御情報送信アンテナとして決定し、決定結果およびランキング結果を切替部306および切替部510に出力する。

0095

切替部510は、符号化部109−1〜109−Nで符号化された制御情報(本例では制御情報2−1〜2−N)それぞれを、1ランキング上位の多重部(本例では多重部511、多重部512−1〜512−(N−1))それぞれに出力する。切替部510は、制御情報送信アンテナ決定部503から入力されるランキング結果に基づき、上記の制御情報の出力先を切り替える。

0096

多重部511、多重部512−1〜512−Nのうち、送信品質の優れる方からのN個の送信アンテナに対応する多重部(本例では多重部511、多重部512−1〜512−(N−1))それぞれは、対応する符号化部(本例では符号化部104、符号化部105−1〜105−(N−1))から入力される符号化パラメータそれぞれ(本例ではCW1、CW2−1〜2−(N−1)の符号化パラメータそれぞれ)と、切替部510から入力される符号化パラメータそれぞれ(本例では制御情報2−1〜2−Nの符号化パラメータそれぞれ)を多重し、得られる多重信号を対応する変調部(本例では変調部113、変調部114−1〜114−(N−1))それぞれに出力する。

0097

多重部511、多重部512−1〜512−Nのうち、送信品質の最も劣る送信アンテナに対応する多重部(本例では多重部512−N)は、対応する符号化部(本例では符号化部105−N)から入力される符号化パラメータ(本例ではCW2−Nの符号化パラメータ)を直接、対応する変調部(本例では変調部114−N)に出力する。

0098

図11は、MIMO無線送信装置500における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。この図においては、MIMO無線送信装置500が4つの送信アンテナを備え、送信アンテナのランキング結果は、送信品質が優れる方から、送信アンテナ(Tx)119,120−1,120−2,120−3の順となる場合を例示する。

0099

図11に示すように、MIMO無線送信装置500は、CW1に関する制御情報1およびアンテナ情報をダイバーシチ送信する。また、MIMO無線送信装置500は、制御情報2−1およびCW1を多重し、送信アンテナ119を介してSDM送信し、制御情報2−2およびCW2−1を多重し、送信アンテナ120−1を介してSDM送信し、制御情報2−3およびCW2−2を多重し、送信アンテナ120−2を介してSDM送信し、送信アンテナ120−3を介してCW2−3をSDM送信する。

0100

図12は、MIMO無線送信装置500において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図である。

0101

MIMO無線送信装置500において制御情報を送信する処理手順は、MIMO無線送信装置300における処理手順(図5参照)と同様の基本的ステップを有しており、同一のステップには同一の符号を付す。

0102

MIMO無線送信装置500において制御情報を送信する処理手順のステップ5070と、MIMO無線送信装置300において制御情報を送信する処理手順のステップ1070とは、処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

0103

また、MIMO無線送信装置300においては、制御情報送信アンテナを介して、制御情報送信アンテナ以外の各送信アンテナに対応するすべての制御情報をSDM送信する(図5のST1070)。これに対し、MIMO無線送信装置500は、制御情報送信アンテナ以外の各送信アンテナに対応する各制御情報それぞれを、1ランキング上位の送信アンテナを介して送信する(ST5070)。すなわち、ST5070において、制御情報送信アンテナに対応する多重部以外の多重部(本例では多重部512−1〜512−N)それぞれは、対応する送信データと、1ランキング下位の制御情報とを多重する。

0104

図13は、本実施の形態に係るMIMO無線受信装置600の主要な構成を示すブロック図である。ここでは、MIMO分離処理としてSIC方法を適用する場合を例にとって、MIMO無線受信装置600の構成を示す。MIMO無線受信装置600は、実施の形態1に示したMIMO無線受信装置200(図6参照)と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

0105

MIMO無線受信装置600は、受信アンテナ202およびRF部204をM個ずつ備える点ておいてMIMO無線受信装置200と相違する。ここではそれぞれ受信アンテナ202−1〜202−M、およびRF部204−1〜204−Mと符号を付す。また、MIMO無線受信装置600は、レプリカ生成部601およびキャンセル部602をさらに備える点においてMIMO無線受信装置200と相違する。また、MIMO無線受信装置600のMIMO分離処理部608と、MIMO無線受信装置200のMIMO分離処理部208とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

0106

RF部204−1〜204−Mそれぞれは、受信アンテナ202−1〜202−Mそれぞれで受信された受信信号に対してダウンコンバート処理を施し、チャネル推定部205およびMIMO分離処理部608に出力する。

0107

MIMO分離処理部608は、MIMO分離処理を繰り返し、毎回のMIMO分離処理において、前回のMIMO分離処理で得られた制御情報に対応する送信データと、前回のMIMO分離処理で得られた制御情報よりも次のランキングの制御情報とからなるSDM送信信号を分離する。

0108

レプリカ生成部601は、チャネル推定部205から入力されるチャネル推定値およびMIMO分離処理部608から入力されるSDM送信信号を用いて、キャンセルレプリカを生成し、キャンセル部602に出力する。

0109

キャンセル部602は、レプリカ生成部601から入力されるキャンセルレプリカを用いて、RF部203およびRF部204−1〜204−Mから入力される受信信号の中から、MIMO分離処理部608のMIMO分離処理で得られるSDM送信信号をキャンセルする。

0110

このように、本実施の形態によれば、MIMO無線送信装置において、送信アンテナの送信品質に基づき、各送信アンテナにランキング順位を付け、各送信アンテナに対応する制御情報を1ランキング上位の送信アンテナを介して送信し、最上位ランキングの送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に伝送することができる。

0111

また、本実施の形態によれば、各送信アンテナにおいて制御情報の送信に割り当てる領域が均等になり、最上位ランキングの送信アンテナにおいて制御情報の送信に割り当てる領域を低減し送信データ用の領域を増加することができる。よって、伝送容量を増加することができる。

0112

なお、本実施の形態では、各送信アンテナに対応する制御情報を、1ランキング上位の送信アンテナを介してSDM送信する場合を例にとって説明した。しかし、図14に示すように各送信アンテナに対応する制御情報を、2ランキング上位の送信アンテナを介してSDM送信しても良い。かかる場合、最上位の2つのランキングの送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する。これにより、各制御情報をさらに誤りにくく確実に伝送することができる。

0113

また、本実施の形態では、各制御情報が、各送信データの変調方式および符号化率(MCS)を含む場合を例にとって説明した。しかし、各制御情報は、送信アンテナランキングに基づくMCS(Modulation and Coding Scheme)の差分を含むようにしても良い。これにより、制御情報の情報量を削減し、その削減分だけ、送信データ用の領域を増加することができる。よって、伝送容量をさらに増加することができる。かかる場合、MIMO無線受信装置600は、送信アンテナのランキング結果および差分MCSを用いて各送信データを復号および復調することができる。

0114

(実施の形態4)
図15は、本発明の実施の形態4に係るMIMO無線送信装置700の主要な構成を示すブロック図である。なお、MIMO無線送信装置700は、実施の形態1に示したMIMO無線送信装置100(図1参照)と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

0115

マルチアンテナ送信装置700は、CW1およびCW2に加えパイロット信号1(PL1)、パイロット信号2(PL2)、位置情報1、および位置情報2がさらに入力される点、そして制御情報配置指示部701をさらに備える点において、MIMO無線送信装置100と相違する。ここでPL1は、MIMO無線送信装置700のダイバーシチ送信に用いられるパイロット信号であり、PL2は、MIMO無線送信装置700のSDM送信に用いられるパイロット信号である。PL1とPL2とは同一の伝送フレームの異なる位置に配置され伝送される。よって、伝搬路のフェージング変動に追従することが可能である。位置情報1は伝送フレームにおけるPL1の位置を示し、位置情報2は伝送フレームにおけるPL2の位置を示す。

0116

なお、MIMO無線送信装置700の多重部711、多重部712、多重部715、多重部716と、MIMO無線送信装置100の多重部111、多重部112、多重部115、多重部116とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

0117

制御情報配置指示部701は、入力される位置情報1に基づき、制御情報送信アンテナに対応する制御情報(例えば制御情報1)およびアンテナ情報の配置位置を多重部715および多重部716に指示する。また、制御情報配置指示部701は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報(本例では制御情報2)の配置位置を多重部711または多重部712のうち、制御情報送信アンテナに対応する多重部(本例では多重部711)に出力する。ここで、配置位置とは、伝送フレームにおいて制御情報およびアンテナ情報が配置される位置である。具体的には、制御情報1およびアンテナ情報はPL1の後に隣接する位置に配置され、制御情報2はPL2の後に隣接する位置に配置される。

0118

多重部711,712のうち、制御情報送信アンテナ(本例では送信アンテナ119)に対応する多重部(本例では多重部711)は、制御情報配置指示部701から入力される配置位置(本例では制御情報2の配置位置)に基づき、制御情報配置指示部701から入力されるパイロット信号(本例ではPL2)と、切替部110から入力される符号化パラメータ(本例では制御情報2の符号化パラメータ)と、制御情報送信アンテナに対応する符号化部(本例では符号化部104)から入力される符号化パラメータ(本例ではCW1の符号化パラメータ)と、各パイロットの位置情報(本例では位置情報1および位置情報2)とを多重し、得られる多重信号を制御情報送信アンテナに対応する変調部(本例では変調部113)に出力する。

0119

一方、多重部711,712のうち、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する多重部(本例では多重部712)は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する符号化部(本例では符号化部105)から入力される送信データ(本例ではCW2)を、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する変調部(本例では変調部114)に出力する。

0120

多重部715,716それぞれは、制御情報配置指示部701から入力される配置位置(本例では制御情報1の配置位置)に基づき、制御情報配置指示部701から入力されるパイロット信号(本例ではPL1)と、変調部113,114から入力されるそれぞれの変調信号と、ダイバーシチ送信処理部108から入力されるダイバーシチ送信信号と、さらに制御情報配置位置に関する情報を多重し、得られる多重送信信号をRF部117,118それぞれに出力する。

0121

図16は、MIMO無線送信装置700における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。

0122

図16に示すように、制御情報送信アンテナに対応する制御情報(本例では制御情報1)をPL1の後に隣接して配置し、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報(本例では制御情報2)をPL2の後に隣接して配置する。ここで、制御情報1は、MIMO無線受信装置800のMIMO分離処理の開始に用いられる情報であるため、制御情報2よりも時間的に先に、ダイバーシチ送信用のパイロット、すなわちPL1と一緒に送信される。

0123

図17は、MIMO無線受信装置800の主要な構成を示すブロック図である。なお、MIMO無線受信装置800は、実施の形態1に示したMIMO無線受信装置200(図6参照)と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

0124

MIMO無線受信装置800は、制御情報配置通知部801をさらに備える点においてMIMO無線受信装置200と相違する。なお、MIMO無線受信装置800のチャネル推定部805、ダイバーシチ制御情報検出部806、SDM制御情報検出部809と、MIMO無線受信装置200のチャネル推定部205、ダイバーシチ制御情報検出部206、SDM制御情報検出部209とは、処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

0125

チャネル推定部805は、RF部203およびRF部204でダウンコンバートされた受信信号を用いて、チャネル推定を行い、チャネル推定値、各パイロット信号の位置情報、(本例では、PL1およびPL2に対応する位置情報1および位置情報2)を得る。チャネル推定部805は、得られるチャネル推定値をダイバーシチ制御情報検出部806、MIMO分離処理部208、および送信アンテナ品質推定部211に出力するとともに、位置情報1および位置情報2を制御情報配置通知部801に出力する。

0126

制御情報配置通知部801は、チャネル推定部805から入力される位置情報1に基づき、ダイバーシチ送信された制御情報(本例では制御情報1)およびアンテナ情報の配置位置をダイバーシチ制御情報検出部806に通知する。また、制御情報配置通知部801は、チャネル推定部805から入力される位置情報2に基づき、SDM送信された制御情報(本例では制御情報2)の配置位置をSDM送信制御情報検出部809に通知する。具体的には、制御情報配置通知部801は、PL1の後に隣接する位置を制御情報1の配置位置とし、PL2の後に隣接する位置を制御情報2の配置位置とする。

0127

ダイバーシチ制御情報検出部806は、チャネル推定部805から入力されるチャネル推定値、および制御情報配置通知部801から入力される配置位置(本例では制御情報1の配置位置)に基づき、RF部203,204でダウンコンバートされた受信信号に対してダイバーシチ受信処理、例えばSTBC受信処理を行い、ダイバーシチ送信された制御情報(本例では制御情報1)およびアンテナ情報を検出し、制御情報復号部207に出力する。

0128

SDM制御情報検出部809は、制御情報配置通知部801から入力される配置位置(本例では制御情報2の配置位置)に基づき、MIMO分離処理部208から入力されるSDM送信信号から、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報(本例では制御情報2)を検出し、制御情報復号部207に出力する。

0129

このように、本実施の形態によれば、制御情報をチャネル推定誤差の小さいパイロット信号に隣接して配置し、伝送するため、制御情報をより誤りにくく確実に伝送することができる。

0130

なお、本実施の形態では、制御情報をパイロット信号の後ろに隣接して配置するパターンを例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、制御情報をパイロット信号の前に隣接して配置するパターンにしても良く、さらには、制御情報がパイロット信号を挟むような配置パターンにしても良い。かかる場合、MIMO無線送信装置700およびMIMO無線受信装置800は、何れの同一の配置パターンを使用するように予め決めておく。

0131

また、本実施の形態では、制御情報をパイロット信号に隣接して配置する方法を実施の形態1に適用する場合を例にとって説明した。同様の配置方法を実施の形態2および実施の形態3に適用しても良い。

0132

また、本実施の形態では、MIMO無線送信装置700とMIMO無線受信装置800において制御情報およびアンテナ情報の配置パターンをあらかじめ定めておき記憶しておく。これにより、MIMO無線送信装置700からMIMO無線受信装置800に配置パターンを通知することなくMIMO無線受信装置800において制御情報を検出することができる。しかし、本発明はこれに限定されず、MIMO無線送信装置700とMIMO無線受信装置800において制御情報およびアンテナ情報の配置パターンをあらかじめ定めず、MIMO無線送信装置700からMIMO無線受信装置800に配置パターンを通知しても良い。

0133

(実施の形態5)
図18は、本発明の実施の形態5に係るMIMO無線送信装置900の主要な構成を示すブロック図である。なお、MIMO無線送信装置900は、実施の形態1に示したMIMO無線受信装置100(図1参照)と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。MIMO無線送信装置900は、変調部113,114において多値変調方式の変調処理を行う場合に対応する構成である。

0134

MIMO無線送信装置900は、制御情報ビット位置指示部901をさらに備える点においてMIMO無線送信装置100と相違する。また、MIMO無線送信装置900の多重部911、多重部912と、MIMO無線送信装置100の多重部111、多重部112とは、処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

0135

制御情報ビット位置指示部901は、制御情報送信アンテナ決定部103から入力される決定結果に基づき、制御情報1および制御情報2のうちSDM送信される制御情報を判定する。そして、制御情報ビット位置指示部901は、SDM送信される制御情報(本例では制御情報2)が伝送フレームに配置されるビット位置を、制御情報送信アンテナに対応する多重部(本例では多重部911)に指示する。具体的に、本例では、制御情報ビット位置指示部901は、制御情報生成部102から入力される制御情報1が示す多値変調方式、すなわちCW1および制御情報2の変調方式に基づき、多値変調信号を構成する複数のビットのうち、上位ビット位置制御情報2の配置位置と決定する。

0136

多重部911,912のうち、制御情報送信アンテナ(本例では送信アンテナ119)に対応する多重部(本例では多重部911)は、切替部110から入力される符号化パラメータ(本例では制御情報2の符号化パラメータ)と、制御情報送信アンテナに対応する符号化部(本例では符号化部104)から入力される符号化パラメータ(本例ではCW1の符号化パラメータ)とを多重し、得られる多重信号を制御情報送信アンテナに対応する変調部(本例では変調部113)に出力する。ここで、多重部911,912のうち、制御情報送信アンテナに対応する多重部(本例では多重部911)は、切替部110から入力される符号化パラメータ(本例では制御情報2の符号化パラメータ)が、制御情報ビット位置指示部901から入力される制御情報ビット位置(本例では制御情報2のビット位置)に配置されるように、上記の多重処理を行う。

0137

一方、多重部911,912のうち、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ(本例では送信アンテナ120)に対応する多重部(本例では多重部912)は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する符号化部(本例では符号化部105)から入力される送信データ(本例ではCW2の符号化パラメータ)を、直接、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する変調部(本例では変調部114)に出力する。

0138

図19は、MIMO無線送信装置900における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。

0139

この図において、SDM送信信号が多値変調される場合を例示する。この図に示すように、MIMO無線送信装置900は、制御情報2を多値変調信号の上位ビットの位置に配置する。

0140

図20は、MIMO無線受信装置1000の主要な構成を示すブロック図である。なお、MIMO無線受信装置1000は、実施の形態1に示したMIMO無線受信装置200(図6参照)と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

0141

MIMO無線受信装置1000は、制御情報ビット位置通知部1001をさらに備える点において、MIMO無線受信装置200と相違する。なお、MIMO無線受信装置1000のSDM制御情報検出部1009と、MIMO無線受信装置200のSDM制御情報検出部209とは、処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

0142

制御情報ビット位置通知部1001は、送信アンテナ品質推定部211で検出された送信アンテナの送信品質に基づき、SDM送信された制御情報(本例では制御情報2)の変調方式を判定する。そして、制御情報ビット位置通知部1001は、判定された変調方式に基づき、SDM送信される制御情報の多値変調信号におけるビット位置を決定し、SDM制御情報検出部1009に通知する。

0143

SDM制御情報検出部1009は、制御情報ビット位置通知部1001から入力される制御情報ビット位置(本例では制御情報2のビット位置)に基づき、MIMO分離処理部208から入力されるSDM送信信号から、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報(本例では制御情報2)を検出し、制御情報復号部207に出力する。

0144

このように、本実施の形態によれば、多値変調により得られる多値変調信号において、下位ビットよりも誤りにくい上位ビットに制御情報を配置しSDM送信するため、制御情報をより誤りにくく確実に伝送することができる。

0145

なお、本実施の形態では、多値変調信号の上位ビットの位置に制御情報を配置する方法を、実施の形態1に適用する場合を例にとって説明した。当該配置方法を実施の形態2および実施の形態3に適用しても良い。

0146

(実施の形態6)
本発明の実施の形態6においては、OFDMのようなマルチキャリア伝送方式で通信を行う無線通信システムにおいて、本発明の実施の形態4を適用する場合について説明する。

0147

図21は、本実施の形態に係る制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。ここでは、2本の送信アンテナを用い、OFDMのようなマルチキャリア伝送方式で制御情報および送信データを送信する場合を例にとって説明する。なお、送信アンテナ2(Tx2)よりも送信アンテナ1(Tx1)の送信品質がより優れ、送信アンテナ1(Tx1)が制御情報送信アンテナとなる場合を例にとって説明する。

0148

図21において、横軸周波数軸(f)であり、縦軸時間軸(t)であり、各格子OFDM通信用のサブキャリアを示す。図21Aは、送信アンテナ1用のサブキャリアにおける制御情報1/アンテナ情報(T1)、制御情報2(T2)、送信データCW1(W1)、および送信アンテナ1用のパイロット信号PL1(P1)の配置パターンを示す図である。図21Bは、送信アンテナ2用のサブキャリアにおける制御情報1/アンテナ情報(T1)、送信データCW2(W2)、送信アンテナ2用のパイロット信号PL2(P2)の配置パターンを示す図である。ここで、各送信アンテナのパイロット信号PLを周波数分割多重送信するものとすると、各送信アンテナからパイロット信号PLが送信されている箇所では、他方のアンテナからは何も送信されない。すなわち、他方の送信アンテナ用のパイロットが送信されるシンボルでは、自アンテナにおいては何も送信されずヌルシンボルとなる。図21に示すように、本実施の形態において、送信アンテナ1はCW1を、送信アンテナ2はCW2をSDM送信する。なお、送信アンテナ1および送信アンテナ2は制御情報1をダイバーシチ送信することにより制御情報1およびアンテナ情報を誤りにくく送信する。図21Aに示すように、制御情報送信アンテナであるTx1は、制御情報2(T2)をPL1、PL2が配置されるサブキャリアと周波数が同一のサブキャリアに配置する。PL1が配置されているサブキャリアでは、Tx1のチャネル推定精度が高く、よって、Tx1で送信された信号に対してより高精度のビームを向けることができる。また、PL2が配置されているサブキャリアでは、Tx2のチャネル推定精度が高く、よって、Tx2で送信された信号をより高精度に除去することができる。すなわち、Tx1は、制御情報2(T2)をチャネル推定精度がより高いサブキャリアに配置してSDM送信することにより制御情報2を誤りにくく送信する。

0149

図22は、本実施の形態に係るMIMO無線送信装置1100の主要な構成を示すブロック図である。

0150

MIMO無線送信装置1100は、実施の形態4に示したMIMO無線送信装置700(図15参照)と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を略す。MIMO無線送信装置1100は、OFDM変調部1102,1103をさらに備える点において、MIMO無線送信装置700と相違する。なお、MIMO無線送信装置1100の制御情報配置指示部1101と、MIMO無線送信装置700の制御情報配置指示部701とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

0151

制御情報配置指示部1101は、入力される位置情報1に基づき、制御情報送信アンテナに対応する制御情報(例えば制御情報1)およびアンテナ情報の配置位置を多重部715および多重部716に指示する。また、制御情報配置指示部1101は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報(本例では制御情報2)の配置位置を多重部711または多重部712のうち、制御情報送信アンテナに対応する多重部(本例では多重部711)に出力する。ここで、制御情報の配置位置は図21に示すようである。

0152

OFDM変調部1102,1103それぞれは、多重部715,716それぞれから入力される多重送信信号を用いてOFDM変調処理を行い、得られるOFDM変調信号をRF部117,118それぞれに出力する。

0153

図23は、本実施の形態に係るMIMO無線受信装置1200の主要な構成を示すブロック図である。

0154

MIMO無線受信装置1200は、実施の形態4に示したMIMO無線送信装置800(図17参照)と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を略す。MIMO無線受信装置1200は、OFDM復調部1201,1202をさらに備える点において、MIMO無線受信装置800と相違する。

0155

OFDM復調部1201,1202それぞれは、RF部203,204それぞれから入力される受信信号に対しOFDM復調処理を施し、チャネル推定部805、MIMO分離処理部208、およびダイバーシチ制御情報検出部806に出力する。

0156

このように、本実施の形態によれば、OFDM方式で通信を行うMIMO無線送信装置において、チャネル推定誤差の小さいパイロット信号が配置されるサブキャリアと同一の周波数のサブキャリアに制御情報を配置し伝送するため、制御情報をより誤りにくく確実に伝送することができる。

0157

なお、本実施の形態では、図21に示すようにダイバーシチ送信される制御情報(本例では制御情報1)をパイロット信号と隣接せず配置する場合を例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、ダイバーシチ送信される制御情報もパイロット信号と隣接して配置しても良い。ダイバーシチ送信される制御情報をさらに誤りにくく送信することができる。

0158

また、本実施の形態では、図21に示すようにSDM送信される制御情報(本例では、制御情報2)をパイロット信号が配置されるサブキャリアと同一の周波数のサブキャリアに配置する場合を例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、SDM送信される制御情報をパイロット信号が配置されるサブキャリアと所定距離以内のサブキャリアに配置しても良い。

0159

(実施の形態7)
本発明の実施の形態7においては、OFDM方式通信を行い、かつ、SFBC(Space frequency block coding)方式のダイバーシチ送信を行うMIMO無線通信システムに、本発明の実施の形態6を適用する場合について説明する。

0160

図24は、本実施の形態に係る制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。ここでは、2本の送信アンテナを用い、送信アンテナ2(Tx2)よりも送信アンテナ1(Tx1)の送信品質がより優れ、送信アンテナ1(Tx1)が制御情報送信アンテナとなる場合を例にとって説明する。

0161

図24Aは、送信アンテナ1用のOFDMサブキャリアにおける制御情報1およびアンテナ情報(T1)、制御情報2(T2)、および送信データCW1(W1)の配置パターンを示す図である。図24Bは、送信アンテナ2のOFDMサブキャリアにおける制御情報1およびアンテナ情報(T1)および送信データCW2(W2)の配置パターンを示す図である。

0162

SFBCダイバーシチ送信においては、隣接するサブキャリアを用いブロック符号化を行って送信ダイバーシチ効果を得る。図24に示すように、本実施の形態においては、制御情報送信アンテナTx1に対応する制御情報1をSFBCダイバーシチ送信する。本実施の形態に係る無線受信装置においては、SFBCダイバーシチ送信された制御情報1を精度良く復調することができ、復調された制御情報1を擬似的なパイロットとみなしてチャネル推定に用いる。これによりにより、制御情報1を誤りにくく送信し、かつ、チャネル推定精度を向上する。図24Aに示すように、本実施の形態においては、制御情報2を制御情報1が配置されるサブキャリアと同一の周波数のサブキャリアに配置しSDM送信することにより、制御情報2を誤りにくく送信する。なお、送信アンテナ1はCW1を、送信アンテナ2はCW2をSDM送信する。

0163

本実施の形態に係るMIMO無線送信装置およびMIMO無線受信装置は、本発明の実施の形態6に示したMIMO無線送信装置1100(図22参照)およびMIMO無線受信装置1200(図23参照)と基本的に同様な構成を有しており、ダイバーシチ送信方式および制御情報の配置パターンのみにおいて異なるため、詳細な説明を略す。

0164

このように、本実施の形態によれば、OFDM方式で通信を行うMIMO無線送信装置において、送信品質がより優れる送信アンテナを制御情報送信アンテナとして決定し、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をSFBCダイバーシチ送信し、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報を、制御情報送信アンテナに対応する制御情報が配置されるサブキャリアと同一の周波数のサブキャリアに配置してSDM送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に送信することができる。

0165

(実施の形態8)
図25は、本発明の実施の形態8に係る制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。

0166

本実施の形態において、送信データはビーム多重され送信される。なお、送信品質のより優れる送信ビームに対応する送信データに関する制御情報および送信ビームに関するビーム情報は、ビーム多重されず送信品質がより優れる送信ビームを用いて送信される。一方、送信品質がより劣る送信ビームに対応する送信データに関する制御情報は、ビーム多重され送信される。例えば、図25に示すように、CW1およびCW2はそれぞれ送信ビーム1および送信ビーム2によりビーム多重送信される。なお、図25に示すように、送信ビーム2よりも送信ビーム1の送信品質がより優れる場合、CW1に関する制御情報1および送信ビーム1,2に関するビーム情報はビーム多重せず送信ビーム1を用いて送信され、CW2に関する制御情報2はビーム多重され送信される。

0167

図26は、本発明の実施の形態8に係るMIMO無線送信装置1300の主要な構成を示すブロック図である。MIMO無線送信装置1300は、実施の形態1に示したMIMO無線送信装置100(図1参照)と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を略す。MIMO無線送信装置1300は、送信アンテナ品質検出部101、制御情報生成部102、制御情報送信アンテナ決定部103、ダイバーシチ送信処理部108、多重部115,116、および切替部106,110の代わりに、送信ビーム品質検出部1301、制御情報生成部1302、制御情報送信ビーム決定部1303、制御情報ビーム形成部1308、多重部1315,1316、および切替部1306,1310を備え、さらに、ビーム形成制御部1351およびビーム形成部1352を有する点において無線送信装置100と相違する。

0168

なお、MIMO無線送信装置1300のCW1、符号化部104、多重部111、変調部113、多重部1315、およびRF部117は送信アンテナ119に対応するのではなく送信ビーム1に対応し、CW2、符号化部105、多重部112、変調部114、多重部1316、およびRF部118は送信アンテナ120に対応するのではなく送信ビーム2に対応する点において、実施の形態1に示したMIMO無線送信装置100と相違する。また、MIMO無線送信装置1300の多重部111から変調部113に出力される多重信号は、送信アンテナ119を介してSDM送信されるSDM送信信号ではなく、送信ビーム1を介してビーム多重送信されるビーム多重送信信号である。また、MIMO無線送信装置1300の多重部112から変調部114に出力される多重信号は、送信アンテナ120を介してSDM送信されるSDM送信信号ではなく、送信ビーム2を介してビーム多重送信されるビーム多重送信信号である。

0169

送信ビーム品質検出部1301は、後述のMIMO無線受信装置1400からフィードバックされるCQIなどの情報に基づき、送信ビーム1および送信ビーム2の送信品質を検出し、制御情報生成部1302、制御情報送信ビーム決定部1303、およびビーム形成制御部1351に出力する。

0170

制御情報生成部1302は、送信ビーム品質検出部1301から入力される送信ビーム1の送信品質に基づき、CW1用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報1を生成して符号化部104、変調部113、および切替部1306に出力する。また、制御情報生成部1302は、送信ビーム品質検出部1301から入力される送信ビーム2の送信品質に基づき、CW2用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報2を生成して符号化部105、変調部114、および切替部1306に出力する。以下、制御情報1を送信ビーム1に対応する制御情報とも称し、制御情報2を送信ビーム2に対応する制御情報とも称す。また、制御情報生成部1302は、送信ビーム1および送信ビーム2に関するビーム情報を生成し符号化部107に出力する。

0171

制御情報送信ビーム決定部1303は、送信ビーム品質検出部1301から入力される送信ビーム1および送信ビーム2の送信品質に基づき、送信品質がより優れ、他の送信ビームに対応する制御情報を誤りなくビーム多重送信できる送信ビームを制御情報送信ビームとして決定して、決定結果を切替部1306および切替部1310に出力する。以下の説明では、送信ビーム1が制御情報送信ビームとして決定される場合を例にとって説明する。

0172

ビーム形成制御部1351は、送信ビーム品質検出部1301から入力される送信ビーム1および送信ビーム2の送信品質および制御情報送信ビーム決定部1303から入力される決定結果を用いてCW1、CW2、制御情報1、ビーム情報、および制御情報2に乗じるそれぞれの送信ウェイトを生成し、これらの送信ウェイトを含むビーム形成制御情報を制御情報ビーム形成部1308およびビーム形成部1352に出力する。ビーム形成制御部1351は、これらの送信ウェイトを生成することにより、ビームの形成を制御し、制御情報1がビーム多重されず送信品質が優れる送信ビーム(本例では送信ビーム1)を用いて送信され、制御情報2がビーム多重送信されるようにする。

0173

切替部1306は、制御情報1および制御情報2のうち、制御情報送信ビーム(本例では送信ビーム1)に対応する制御情報(本例では制御情報1)を符号化部107に出力し、制御情報送信ビーム以外の送信ビーム(本例では送信ビーム2)に対応する制御情報(本例では制御情報2)を符号化部109に出力する。

0174

制御情報ビーム形成部1308は、ビーム形成制御部1351から入力されるビーム形成制御情報に基づき符号化部107から入力される符号化パラメータ(本例では制御情報1およびビーム情報の符号化パラメータ)に送信ウェイトを乗じて制御情報ビームを形成し、多重部1315に出力する。

0175

切替部1310は、符号化部109から入力される符号化パラメータ(本例では制御情報2の符号化パラメータ)を、多重部111および多重部112のうち、制御情報送信ビームに対応する多重部(本例では多重部111)に出力する。切替部1310は、制御情報送信ビーム決定部1303から入力される決定結果に基づき、上記の出力先を切り替える。

0176

ビーム形成部1352は、ビーム形成制御部1351から入力されるビーム形成制御情報に基づき、変調部113,114から入力される変調信号にそれぞれ送信ウェイトを乗じてデータビーム1およびデータビーム2を形成し、多重部1315,1316それぞれに出力する。

0177

多重部1315,1316のうち、制御情報送信ビーム(本例では送信ビーム1)に対応する多重部(本例では多重部1315)は、ビーム形成部1352から入力されるデータビーム(本例ではデータビーム1)、制御情報ビーム形成部1308から入力される制御情報ビーム(本例では送信ウェイトが乗じられた制御情報1およびビーム情報の符号化パラメータ)およびビーム情報を多重して送信ビーム1を生成し、対応するRF部(本例ではRF部117)に出力する。

0178

一方、多重部1315,1316のうち、制御情報送信ビーム以外の送信ビーム(本例では送信ビーム2)に対応する多重部(本例では多重部1316)は、ビーム形成部1352から入力される制御情報送信ビーム以外の送信ビームに対応するデータビーム(本例ではデータビーム2)をそのまま送信ビーム2として、対応するRF部(本例ではRF部118)に出力する。

0179

図27は、MIMO無線送信装置1300において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図である。

0180

まず、送信ビーム品質検出部1301は、MIMO無線受信装置1400からフィードバックされるCQIなどの情報に基づき、送信ビーム1および送信ビーム2の送信品質を検出する(ST6010)。

0181

次いで、制御情報生成部1302は、送信ビーム品質検出部1301で検出された送信ビーム1および送信ビーム2の送信品質に基づき、CW1およびCW2用の変調方式および符号化率を決定する。そして、制御情報生成部1302は、CW1用の変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報1、CW2用の変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報2、送信ビーム1および送信ビーム2に関するビーム情報を生成する(ST6020)。

0182

次いで、制御情報送信ビーム決定部1303は、送信ビーム品質検出部101で検出された送信ビーム1および送信ビーム2の送信品質に基づき、送信品質がより優れる方(本例では送信ビーム1)を制御情報送信ビームとして決定する(ST6030)。

0183

次いで、MIMO無線送信装置1300は、ST6040〜ST6080からなるループ処理の処理対象となる送信ビームを選択する。ST6040〜ST6080からなるループ処理は、初期値として送信ビーム1を処理対象とする。MIMO無線送信装置1300は、毎回のループにおいて、前回選択された送信ビームの次の送信ビームを選択して、処理対象とする(ST6040)。

0184

次いで、MIMO無線送信装置1300は、処理対象となる送信ビームが制御情報送信ビームであるか否かを判定する(ST6050)。

0185

処理対象となる送信ビーム(例えば、送信ビーム1)が制御情報送信ビームであると判定される場合(ST6050:YES)、制御情報ビーム形成部1308は、制御情報送信ビームに対応する制御情報(本例では制御情報1)を用いて制御情報ビームを形成する(ST6060)。

0186

処理対象となる送信ビーム(例えば、送信ビーム2)が制御情報送信ビーム(本例では送信ビーム1)でないと判定される場合(ST6050:NO)、制御情報送信ビームに対応する多重部(本例では多重部111)は、制御情報送信ビーム以外の送信ビームに対応する制御情報(本例では制御情報2)と、制御情報送信ビームに対応する送信データ(本例ではCW1)とを多重し、ビーム多重送信信号を生成し、ビーム形成部1352は、データビーム1およびデータビーム2を生成する。(ST6070)。

0187

次いで、MIMO無線送信装置1300は、すべての送信ビームが処理対象として選択されたか否かを判定する(ST6080)。すべての送信ビームが処理対象として選択されなかったと判定される場合(ST6080:NO)、処理手順はST6040に戻る。一方、すべての送信ビームが処理対象として選択されたと判定される場合(ST6080:YES)、処理手順はST6090に移行する。

0188

次いで、多重部1315および多重部1316は、ST6060で生成された制御情報ビームと、ST6070で生成されたデータビーム1、データビーム2とを多重し、送信ビーム1および送信ビーム2を生成する(ST6090)。

0189

次いで、送信ビーム1および送信ビーム2が送信される(ST6100)。

0190

図28は、本実施の形態に係るMIMO無線受信装置1400の主要な構成を示すブロック図である。

0191

MIMO無線受信装置1400は、実施の形態1に示したMIMO無線受信装置200(図6参照)と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を略す。MIMO無線受信装置1400は、ダイバーシチ制御情報検出部206、SDM制御情報検出部209、および送信アンテナ品質推定部211の代わりに非ビーム多重制御情報検出部1406、ビーム多重制御情報検出部1409、および送信ビーム選択/品質推定部1411を備える点において、MIMO無線受信装置200と相違する。なお、MIMO無線受信装置1400のMIMO分離処理部1408と、MIMO無線受信装置200のMIMO分離処理部208とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

0192

非ビーム多重制御情報検出部1406は、チャネル推定部205から入力されるチャネル推定値に基づき、RF部203,204でダウンコンバートされた受信信号からビーム多重されずに送信された制御情報(本例では制御情報1)およびビーム情報を検出し、制御情報復号部207に出力する。

0193

MIMO分離処理部1408は、RF部203,204でダウンコンバートされた受信信号、チャネル推定部205から入力されるチャネル推定値、および制御情報復号部207から入力される制御情報(本例では制御情報1および制御情報2)およびビーム情報を用いて、各送信ビームで送信されたビーム多重送信信号を分離し、ビーム多重制御情報検出部1409および送信データ復号部210に出力する。

0194

ビーム多重制御情報検出部1409は、MIMO分離処理部208から入力されるビーム多重信号から、制御情報送信ビーム以外の送信ビームに対応する制御情報(本例では制御情報2)を検出し、制御情報復号部207に出力する。

0195

送信ビーム選択/品質推定部1411は、チャネル推定部205から入力されるチャネル推定値を用いて、MIMO無線送信装置1300からの複数のビームのうち、送信に用いられる2つのビームを送信ビーム1および送信ビーム2として選択し、この2つの送信ビームの送信品質を推定し、推定結果を表すCQIなどの情報をMIMO無線送信装置1300にフィードバックする。

0196

図29は、MIMO無線受信装置1400において制御情報および送信データを受信する処理手順を示すフロー図である。図29に示す処理手順は、図7に示した処理手順と同様の基本的なステップを有しており、同一のステップには同一の符号を付し、その説明を略す。なお、図29に示すST7030、ST7040、ST7050、およびST7060と、図7に示すST2030、ST2040、ST2050、およびST2060とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

0197

ST7030において、非ビーム多重制御情報検出部1406は、チャネル推定値を用いて、ダウンコンバートされた受信信号の中からビーム多重されずに送信された制御情報(本例では、制御情報1)およびビーム情報を検出する。検出された制御情報およびビーム情報は制御情報復号部207で復号される。

0198

ST7040において、MIMO分離処理部1408は、ビーム多重されずに送信された制御情報(本例では制御情報1)およびビーム情報を用いてMIMO分離処理を行い、制御情報送信ビーム(本例では送信ビーム1)で送信されたビーム多重送信信号を得る。

0199

ST7050において、ビーム多重制御情報検出部1409は、制御情報送信ビーム(本例では送信ビーム1)で送信されたビーム多重送信信号から、ビーム多重され送信された制御情報(本例では制御信号2)を検出し、検出された制御情報は制御情報復号部207で復号される。

0200

ST7060において、MIMO分離処理部1408は、ビーム多重され送信された制御情報(本例では制御情報1)およびビーム情報を用いて、制御情報送信ビーム以外の送信ビーム(本例では送信ビーム2)で送信されたすべてのビーム多重送信信号を分離する。

0201

このように、本実施の形態によれば、MIMO無線送信装置において、送信品質がより優れる送信ビームを制御情報送信ビームとして決定し、決定された制御情報送信ビームを用いて他の送信ビームに対応する制御情報をビーム多重送信し、制御情報送信ビームに対応する制御情報をビーム多重せずに送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に送信することができる。

0202

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

0203

本発明に係るマルチアンテナ無線送信装置は、MIMO方式移動体通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。

0204

なお、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係るマルチアンテナ無線送信方法のアルゴリズムプログラミング言語によって記述し、このプログラムメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係るマルチアンテナ無線送信装置と同様の機能を実現することができる。

0205

また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されても良いし、一部または全てを含むように1チップ化されても良い。

0206

また、ここではLSIとしたが、集積度の違いによって、IC、システムLSIスーパーLSI、ウルトラLSI等と呼称されることもある。

0207

また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。LSI製造後に、プログラム化することが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブルプロセッサを利用しても良い。

0208

さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。

0209

2006年8月8日出願の特願2006−216184の日本出願および2007年1月31日出願の特願2007−022032の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書開示内容は、すべて本願に援用される。

0210

本発明に係るマルチアンテナ無線送信装置およびマルチアンテナ無線送信方法は、MIMO無線通信システムにおいて制御情報をより確実に伝送する等の用途に適用することができる。

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