JP2012209699A - 無線通信システム、無線通信方法、基地局装置、及び無線通信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】マルチユーザＭＩＭＯ通信におけるスループットを向上させる。
【解決手段】基地局装置は、自装置から複数の通信装置それぞれまでの間における伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報に基づいて、複数の通信装置それぞれから受信するチャネル品質指標に対して、空間多重される送信データが互いに及ぼす干渉を反映させる補正をするチャネル品質指標補正部と、チャネル品質指標補正部が補正したチャネル品質指標に基づいて、複数の通信装置ごとに、該通信装置に送信する送信データに対する変調方式及び符号化率を選択し、選択した変調方式及び符号化率を用いて該送信データを変調及び符号化する送信前処理部と、送信前処理部が変調及び符号化した送信データを複数の通信装置に送信する送信部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システム、無線通信方法、基地局装置、及び無線通信プログラムに関する。

複数の移動局装置に送信する異なるデータが空間多重されて、同一時間及び同一周波数帯域において複数の移動局装置に伝送されるマルチユーザＭＩＭＯ（Multiple - Input Multiple - Output；多入力多出力）システムが近年注目されている。マルチユーザＭＩＭＯシステムでは、複数のアンテナを備えた基地局装置から、一本以上のアンテナを備えた複数の移動局装置に対して同一時間・同一周波数帯域で、各移動局装置宛のデータストリームが空間多重送信される。
当該システムでは、移動局装置から基地局装置に対してチャネル品質指標をフィードバックする必要がある（非特許文献１）。このチャネル品質指標は、基地局装置から移動局装置への伝搬チャネルにおけるチャネルの品質を示す情報である。

図４は、マルチユーザＭＩＭＯ通信を行う無線通信システム９の構成を示す概略ブロック図である。無線通信システム９は、基地局装置９１と、少なくとも２つの移動局装置９２とを具備している。ここでは、無線通信システム９が２つの移動局装置９２−１、９２−２を具備している場合について説明する。また、移動局装置９２−１と移動局装置９２−２とは同じ構成を有している。以下、移動局装置９２−１と移動局装置９２−２のいずれか一方、あるいは両方を示すとき、移動局装置９２という。

同図に示すように、基地局装置９１は、受信部９１１と、送信前処理部９１２と、送信部９１３とを備えている。受信部９１１は、移動局装置９２ごとに、自装置から移動局装置９２への下りリンクにおけるチャネル品質指標（Channel Quality Indicator；ＣＱＩ）を受信し、受信したチャネル品質指標を送信前処理部９１２に出力する。
送信前処理部９１２には、各移動局装置９２に送信する送信データが上位又は外部の装置から入力され、各移動局装置９２におけるチャネル品質指標が受信部９１１から入力される。送信前処理部９１２は、移動局装置９２ごとに、当該移動局装置９２に対応するチャネル品質指標に基づいて、当該移動局装置９２に送信する送信データに対して用いる変調方式及び符号化率（Modulation and Coding Scheme；ＭＣＳ）を選択し、選択した符号化率を用いて送信データを符号化し、符号化した送信データを選択した変調方式を用いて変調する。
送信部９１３は、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムを用いて、送信前処理部９１２が符号化及び変調した送信データを各移動局装置９２に送信する。

また、図４に示すように、移動局装置９２は、受信部１２１と、チャネル推定部１２２と、受信後処理部１２３と、ＣＱＩ算出部１２４と、送信部９２６とを備えている。
受信部１２１は、基地局装置９１が送信する送信データを受信し、受信した送信データをチャネル推定部１２２及び受信後処理部１２３に出力する。
チャネル推定部１２２は、受信部１２１から入力される送信データを用いて、基地局装置９１から自装置への伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報、熱雑音、隣接するセルから受ける干渉を推定し、推定した結果を出力する。ここで、熱雑音は、自装置の受信部１２１において生じる雑音信号である。なお、チャネル推定部１２２は、既知の信号（パイロット信号等）としての送信データが基地局装置９１から送信されたときに、公知の技術を用いて、チャネル情報、熱雑音及び干渉を推定する。

受信後処理部１２３は、チャネル推定部１２２が出力するチャネル情報を用いて、受信部１２１が受信した送信データを復調及び復号し、復調及び復号した送信データを受信データとして外部又は上位の装置に出力する。
ＣＱＩ算出部１２４は、チャネル推定部１２２が推定したチャネル情報からプリコーディングベクトルを算出し、更に、算出したプリコーディングベクトルと、チャネル情報と、チャネル推定部１２２が推定した熱雑音及び干渉を示す情報とからチャネル品質指標を算出する。このプリコーディングベクトルは、基地局装置９１が自装置へ送信データを送信するときに、伝送効率を向上させるために、伝搬チャネルの特性に応じた線形処理を送信データに対して施す際に用いられる。
送信部９２６は、ＣＱＩ算出部１２４が算出するチャネル品質指標を基地局装置９１に送信する。

上述のように、無線通信システム９において、各移動局装置９２がチャネル品質指標を算出し、算出したチャネル品質指標を基地局装置９１に送信する。

H.Maattanen, O.Tirkkonen, T.Roman, "CQI-report optimization for multi-mode MIMO with unitary codebook based precoding", IEEE 20th International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications 2009, Sep. 2009.

しかしながら、各移動局装置９２は、他の移動局装置９２宛の空間多重される送信データに対してどのようなプリコーディングベクトルが用いられているのか取得できない場合、他の移動局装置９２宛の送信データから受ける干渉を考慮せずに、チャネル品質指標を算出せざるを得ない。

具体的には、基地局装置９１と移動局装置９２−１との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネルベクトルｈ_UE1と、基地局装置９１と移動局装置９２−２との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネルベクトルｈ_UE2と、移動局装置９２−１宛ての送信データに対して用いられるプリコーディングベクトルｗ_UE1と、移動局装置９２−２宛ての送信データに対して用いられるプリコーディングベクトルｗ_UE2とを次式（１−１）〜（１−４）とする。

また、移動局装置９２−１、９２−２における熱雑音信号をｎ_UE1、ｎ_UE2とし、隣接するセクタから受ける干渉をｉ_UE1 ^InterSector、ｉ_UE2 ^InterSectorとする。このとき、移動局装置９２−１、９２−２において算出されるチャネル品質指標γ_UE1 ^SUCQI、γ_UE2 ^SUCQIは、次式（２−１）及び（２−２）と表される。

式（２−１）で表される移動局装置９２−１が算出するチャネル品質指標γ_UE1 ^SUCQIには、空間多重される移動局装置９２−２宛てに送信される送信データから受ける干渉が含まれていないのが分かる。また、同様に、式（２−２）で表される移動局装置９２−２が算出するチャネル品質指標γ_UE2 ^SUCQIには空間多重される移動局装置９２−１宛てに送信される送信データから受ける干渉が含まれていないのが分かる。

このように、マルチユーザＭＩＭＯ通信を行う無線通信システム９において、各移動局装置９２は、他の移動局装置９２宛ての空間多重される送信データから受ける干渉を考慮せずにチャネル品質指標を算出する。そのため、基地局装置９１において、伝搬チャネルにおけるチャネル品質が実際のチャネル品質よりも高く見積もられてしまうことがある。この場合、基地局装置９１において雑音耐性の低い変調方式及び符号化率（ＭＣＳ）が選択されてしまうことになり、各移動局装置９２が送信データを受信する際の誤り率が高くなってしまい、スループットが劣化してしまう問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、マルチユーザＭＩＭＯ通信におけるスループットを向上させることができる無線通信システム、無線通信方法、基地局装置、及び無線通信プログラムを提供することにある。

上記問題を解決するために、本発明は、複数の通信装置と、前記複数の通信装置に送信する送信データを空間多重して送信する基地局装置とを具備する無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、自装置から前記複数の通信装置それぞれまでの間における伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報に基づいて、前記複数の通信装置それぞれから受信するチャネル品質指標に対して、空間多重される前記送信データが互いに及ぼす干渉を反映させる補正をするチャネル品質指標補正部と、前記チャネル品質指標補正部が補正したチャネル品質指標に基づいて、前記複数の通信装置ごとに、該通信装置に送信する送信データに対する変調方式及び符号化率を選択し、選択した変調方式及び符号化率を用いて該送信データを変調及び符号化する送信前処理部と、前記送信前処理部が変調及び符号化した送信データを前記複数の通信装置に送信する送信部とを備えることを特徴とする無線通信システムである。

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記送信前処理部は、更に、前記チャネル情報に基づいて、前記複数の通信装置それぞれに送信する送信データに対してプリコーディングを行うことを特徴とする。

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記複数の通信装置は、前記基地局装置と自装置との間に対するチャネル情報を推定するチャネル推定部と、前記チャネル推定部が推定したチャネル情報の情報量を削減したチャネル情報圧縮データを生成するチャネル情報圧縮部とを備え、前記基地局装置は、前記複数の通信装置から受信する前記チャネル情報圧縮データから、前記送信前処理部が用いるチャネル情報を展開する第１チャネル情報展開部とを更に備えることを特徴とする。

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記複数の通信装置は、前記第１チャネル情報展開部が前記チャネル情報圧縮データからチャネル情報を展開する際に用いる展開処理を用いて、前記チャネル情報圧縮データからチャネル情報を展開する第２チャネル情報展開部と、前記第２チャネル情報展開部が展開したチャネル情報に基づいて、前記チャネル品質指標を算出するチャネル品質指標算出部とを更に備えることを特徴とする。

また、本発明は、複数の通信装置と、前記複数の通信装置に送信する送信データを空間多重して送信する基地局装置とを具備する無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記基地局装置が、自装置から前記複数の通信装置それぞれまでの間における伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報に基づいて、前記複数の通信装置それぞれから受信するチャネル品質指標に対して、空間多重される前記送信データが互いに及ぼす干渉を反映させる補正をするチャネル品質指標補正ステップと、前記基地局装置が、前記チャネル品質指標補正ステップにおいて補正したチャネル品質指標に基づいて、前記複数の通信装置ごとに、該通信装置に送信する送信データに対する変調方式及び符号化率を選択し、選択した変調方式及び符号化率を用いて該送信データを変調及び符号化する送信前処理ステップと、前記基地局装置が、前記送信前処理ステップにおいて変調及び符号化した送信データを前記複数の通信装置に送信する送信ステップとを有することを特徴とする無線通信方法である。

また、本発明は、複数の通信装置と、前記複数の通信装置に送信する送信データを空間多重して送信する基地局装置であって、自装置から前記複数の通信装置それぞれまでの間における伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報に基づいて、前記複数の通信装置それぞれから受信するチャネル品質指標に対して、空間多重される前記送信データが互いに及ぼす干渉を反映させる補正をするチャネル品質指標補正部と、前記チャネル品質指標補正部が補正したチャネル品質指標に基づいて、前記複数の通信装置ごとに、該通信装置に送信する送信データに対する変調方式及び符号化率を選択し、選択した変調方式及び符号化率を用いて該送信データを変調及び符号化する送信前処理部と、前記送信前処理部が変調及び符号化した送信データを前記複数の通信装置に送信する送信部とを備えることを特徴とする基地局装置である。

また、本発明は、複数の通信装置と、前記複数の通信装置に送信する送信データを空間多重して送信する基地局装置が有するコンピュータに自装置から前記複数の通信装置それぞれまでの間における伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報に基づいて、前記複数の通信装置それぞれから受信するチャネル品質指標に対して、空間多重される前記送信データが互いに及ぼす干渉を反映させる補正をするチャネル品質指標補正ステップと、前記チャネル品質指標補正ステップにおいて補正したチャネル品質指標に基づいて、前記複数の通信装置ごとに、該通信装置に送信する送信データに対する変調方式及び符号化率を選択し、選択した変調方式及び符号化率を用いて該送信データを変調及び符号化する送信前処理ステップと、前記送信前処理ステップにおいて変調及び符号化した送信データを前記複数の通信装置に送信する送信ステップとを実行させるための無線通信プログラムである。

この発明によれば、基地局装置において、基地局装置と各移動局装置との間の伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を用いて、各移動局装置から受信するチャネル品質指標を補正することにより、チャネル品質指標の精度を高めることができ、実際のチャネル品質に応じた変調方式及び符号化率を選択することができる。その結果、各移動局装置において、送信データを受信する際の誤り率を低減させることができ、無線通信システムにおけるスループットを向上させることができる。

第１実施形態における無線通信システム１の構成を示す概略ブロック図である。 第２実施形態における無線通信システム２の構成を示す概略ブロック図である。 第３実施形態における無線通信システム３の構成を示す概略ブロック図である。 マルチユーザＭＩＭＯ通信を行う無線通信システム９の構成を示す概略ブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における無線通信システム、無線通信方法、基地局装置、及び無線通信プログラムを説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における無線通信システム１の構成を示す概略ブロック図である。無線通信システム１は、基地局装置１１と、少なくとも２つの移動局装置１２とを具備し、基地局装置１１がマルチユーザＭＩＭＯ（以下、ＭＵ−ＭＩＭＯ）技術を用いた送信を各移動局装置１２に対して行う。また、基地局装置１１と各移動局装置１２との間の通信には、ＴＤＤ（Time Division Duplex；時分割複信）が適用され、基地局装置１１から各移動局装置１２への下りリンクと、各移動局装置１２から基地局装置１１への上りリンクとにおいて同じ周波数帯域が割り当てられる。
ここでは、無線通信システム１が２つの移動局装置１２−１、１２−２を具備している場合について説明する。以下、図４に示した無線通信システム９と同じ部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。また、移動局装置１２−１と移動局装置１２−２のいずれか一方、あるいは両方を示すとき、移動局装置１２という。

図１に示すように、基地局装置１１は、受信部１１１と、チャネル推定部１１２と、受信後処理部１１３と、ＣＱＩ補正部１１４と、送信前処理部１１５と、送信部１１６とを備えている。
受信部１１１は、各移動局装置１２が送信する送信データ及びチャネル品質指標を受信し、受信した送信データをチャネル推定部１１２及び受信後処理部１１３に出力し、受信したチャネル品質指標をＣＱＩ補正部１１４に出力する。
チャネル推定部１１２は、受信部１１１から入力される送信データを用いて、各移動局装置１２から自装置までの伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報を推定し、推定したチャネル情報を受信後処理部１１３及びＣＱＩ補正部１１４に出力する。

受信後処理部１１３は、チャネル推定部１１２が出力するチャネル情報を用いて、受信部１１１が受信した送信データを復調及び復号し、復調及び復号した送信データを受信データとして上位又は外部の装置に出力する。
ＣＱＩ補正部１１４には、各移動局装置１２が算出したチャネル品質指標と、チャネル推定部１１２が推定したチャネル情報とが入力される。ＣＱＩ補正部１１４は、移動局装置１２ごとに、チャネル情報を用いてチャネル品質指標を補正する。
送信前処理部１１５には、ＣＱＩ補正部１１４が補正したチャネル品質指標と、チャネル推定部１１２が推定したチャネル情報と、上位又は外部の装置から各移動局装置１２に送信する送信データとが入力される。

送信前処理部１１５は、移動局装置１２ごとに、当該移動局装置１２から受信したチャネル品質指標、及びチャネル推定部１１２が推定し当該移動局装置１２に対するチャネル情報に基づいて、変調方式及び誤り訂正符号化における符号化率（ＭＣＳ）を選択する。変調方式及び符号化率の選択は、例えば、変調方式及び符号化率と、チャネル品質指標及びチャネル情報との対応を予め記憶させたテーブルを基地局装置１１に備えておき、送信前処理部１１５が、入力されるチャネル品質指標及びチャネル情報の組合せに対応する変調方式及び符号化率の組合せをテーブルから読み出し、読み出した変調方式及び符号化率を選択するようにしてもよい。

また、送信前処理部１１５は、移動局装置１２ごとに、選択した符号化率を用いて当該移動局装置１２に送信する送信データを誤り訂正符号化し、符号化した送信データを選択した変調方式を用いて変調する。
また、送信前処理部１１５は、移動局装置１２ごとに、入力されたチャネル情報からプリコーディングベクトルを算出し、算出したプリコーディングベクトルを用いて、符号化及び変調した送信データに線形処理をするプリコーディングを行う。具体的には、送信データに対してプリコーディングベクトルを乗算する。
送信部１１６は、送信前処理部１１５がプリコーディングした各移動局装置１２宛ての送信データを空間多重化して各移動局装置１２に送信する。

また、図１に示すように、移動局装置１２は、受信部１２１と、チャネル推定部１２２と、受信後処理部１２３と、ＣＱＩ算出部１２４と、送信前処理部１２５と、送信部１２６とを備えている。受信部１２１と、チャネル推定部１２２と、受信後処理部１２３と、ＣＱＩ算出部１２４とは、図４に示した各部と同じであるので説明を省略する。
送信前処理部１２５は、上位又は外部の装置から基地局装置１１に送信する送信データが入力され、予め定められた変調方式及び符号化率で、入力された送信データを符号化した後に変調する。
送信部１２６は、ＣＱＩ算出部１２４が算出したチャネル品質指標と、送信前処理部１２５が符号化及び変調した送信データとを基地局装置１１に送信する。

ここで、基地局装置１１のＣＱＩ補正部１１４におけるチャネル品質指標（ＣＱＩ）に対する補正について説明する。
チャネル推定部１１２が推定した上りリンクにおけるチャネル情報を次式（３−１）で表されるチャネル応答行列Ｈとし、移動局装置１２−１のＣＱＩ算出部１２４が算出するプリコーディングベクトルを次式（３−２）で表されるベクトルｗ_UE1とし、移動局装置１２−２のＣＱＩ算出部１２４が算出するプリコーディングベクトルを次式（３−３）で表されるベクトルｗ_UE2とする。

このとき、ＣＱＩ補正部１１４は、次式（４−１）及び（４−２）を用いて、移動局装置１２−１、１２−２から受信するチャネル品質指標γ_UE1 ^SUCQI、γ_UE2 ^SUCQIを補正したチャネル品質指標γ_UE1 ^WE1、γ_UE2 ^WE1を算出する。

上述のように、ＣＱＩ補正部１１４が、チャネル情報を用いて、各移動局装置１２において算出されたチャネル品質指標から、各移動局装置１２に送信する送信データが互いに及ぼす干渉を反映したチャネル品質指標を算出する補正を行う。
これにより、送信前処理部１１５は、各移動局装置１２宛てに送信する送信データを空間多重した際に各送信データが相互に及ぼす干渉が反映されたチャネル品質指標に基づいて、実際の伝搬チャネルの特性に応じた変調方式及び符号化率を選択することができ、各移動局装置１２において送信データを受信する際の誤り率を低減させることができる。その結果、無線通信システム１におけるスループットを向上させることができる。

なお、本実施形態の移動局装置１２において、送信部１２６が送信データ及びチャネル品質指標を基地局装置１１に送信する構成について説明したが、これに限ることなく、移動局装置１２に２つの送信部を設けて、送信データを送信する送信部と、チャネル品質指標を送信する送信部とを分けてもよい。

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態における無線通信システム２の構成を示す概略ブロック図である。無線通信システム２は、基地局装置２１と、少なくとも２つの移動局装置２２とを具備し、基地局装置２１がＭＵ−ＭＩＭＯ技術を用いた送信を各移動局装置２２に対して行う。また、基地局装置２１と移動局装置２２との間の通信には、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex；周波数分割複信）が適用され、上りリンクと下りリンクとに異なる周波数帯域が割り当てられる。
ここでは、無線通信システム２が２つの移動局装置２２−１、２２−２を具備している場合について説明する。以下、第１実施形態の無線通信システム１（図１）と同じ部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。また、移動局装置２２−１と移動局装置２２−２のいずれか一方、あるいは両方を示すとき移動局装置２２という。

図２に示すように、基地局装置２１は、受信部２１１と、チャネル情報展開部２１２と、ＣＱＩ補正部２１３と、送信前処理部１１５と、送信部１１６とを備えている。
受信部２１１は、各移動局装置２２が送信するチャネル情報圧縮データ及びチャネル品質指標を受信し、受信したチャネル情報圧縮データをチャネル情報展開部２１２に出力し、受信したチャネル品質指標をＣＱＩ補正部２１３に出力する。ここで、チャネル情報圧縮データは、各移動局装置２２から基地局装置２１にチャネル情報を送信（フィードバック）する際に、送信する情報量を削減するために、移動局装置２２において予め定められた非可逆なデータ圧縮処理を用いて、チャネル情報を圧縮して得られるデータである。データ圧縮処理には、例えば、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform；離散コサイン変換）や、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform；離散フーリエ変換）などが用いられる。

チャネル情報展開部２１２は、移動局装置２２において用いられたデータ圧縮処理に対応するデータ展開処理を用いて、受信部２１１から入力されるチャネル情報圧縮データからチャネル情報を算出する。ここで、データ圧縮処理に対応するデータ展開処理は、例えば、チャネル情報圧縮部２２５がＤＣＴを用いてチャネル情報の圧縮を行う場合、ＩＤＣＴ（Inverse Discrete Cosine Transform；逆離散コサイン変換）を用いた逆変換になる。
また、チャネル情報展開部２１２は、算出したチャネル情報を、ＣＱＩ補正部２１３及び送信前処理部１１５に出力する。ここで、送信前処理部１１５には、チャネル推定部１１２からチャネル情報が入力されることに替えて、チャネル情報展開部２１２からチャネル情報が入力されることになる。

ＣＱＩ補正部２１３には、各移動局装置２２において算出されたチャネル品質指標が受信部２１１から入力され、チャネル情報展開部２１２から各移動局装置２２との間の伝搬チャネルに対応するチャネル情報が入力される。ＣＱＩ補正部２１３は、チャネル情報展開部２１２が展開したチャネル情報を用いて、入力されたチャネル品質指標を補正し、補正したチャネル品質指標を送信前処理部１１５に出力する。ここで、送信前処理部１１５には、ＣＱＩ補正部１１４から補正されたチャネル品質指標が入力されることに替えて、ＣＱＩ補正部２１３から補正されたチャネル品質指標が入力されることになる。

また、図２に示すように、移動局装置２２は、受信部１２１と、チャネル推定部１２２と、受信後処理部１２３と、ＣＱＩ算出部１２４と、チャネル情報圧縮部２２５と、送信部２２６とを備えている。
チャネル情報圧縮部２２５は、予め定められた非可逆なデータ圧縮処理を用いて、チャネル推定部１２２が推定したチャネル情報を圧縮し、圧縮したチャネル情報であるチャネル情報圧縮データを生成する。
送信部２２６は、ＣＱＩ算出部１２４が算出するチャネル品質指標と、チャネル情報圧縮部２２５が生成するチャネル情報圧縮データとを基地局装置２１に送信する。

ここで、基地局装置２１のＣＱＩ補正部２１３におけるチャネル品質指標（ＣＱＩ）に対する補正について説明する。
チャネル情報展開部２１２がチャネル情報圧縮データから展開したチャネル情報を次式（５）で表されるチャネル応答行列＾Ｈ（以下、Ｈの上に＾（ハット）が付されている表記を＾Ｈと記す。他の文字の上に＾（ハット）が付されている表記も同様とする。）

このとき、ＣＱＩ補正部２１３は、次式（６−１）及び（６−２）を用いて、チャネル応答ベクトル＾ｈ_UE1、＾ｈ_UE2からプリコーディングベクトル＾ｗ_UE1、＾ｗ_UE2を算出する。

ＣＱＩ補正部２１３は、次式（７−１）及び（７−２）を用いて、チャネル応答ベクトル＾ｈ_UE1、＾ｈ_UE2と、プリコーディングベクトル＾ｗ_UE1、＾ｗ_UE2と、チャネル品質指標γ_UE1 ^SUCQI、γ_UE2 ^SUCQIとから、補正したチャネル品質指標γ_UE1 ^WE2、γ_UE2 ^WE2を算出する。

上述のように、ＣＱＩ補正部２１３が、チャネル情報を用いて、各移動局装置２２において算出されたチャネル品質指標から、各移動局装置２２に送信する送信データが互いに及ぼす干渉を反映したチャネル品質指標を算出する補正を行う。
これにより、送信前処理部１１５は、各移動局装置２２宛てに送信する送信データを空間多重した際に各送信データが相互に及ぼす干渉を反映したチャネル品質指標に基づいて、実際の伝搬チャネルの特性に応じた変調方式及び符号化率を選択することができ、各移動局装置２２において送信データを受信する際の誤り率を低減させることができる。その結果、無線通信システム１におけるスループットを向上させることができる。
また、各移動局装置２２から基地局装置２１にフィードバックするチャネル情報を圧縮することにより、上りリンクにおける伝達する情報量を削減することができ、上りリンクにおいて、チャネル情報などの制御情報が占める帯域幅を削減することができる。

なお、コードブック（Codebook）によるプリコーディングが行われている無線通信システムに適用してもよい。例えば、ＬＴＥなどにおいて、コードブックによるプリコーディングが行われている無線通信システムでは、移動局装置において算出されるチャネル品質指標（ＣＱＩ）￣γ_UE1 ^SUCQI、￣γ_UE2 ^SUCQIは、次式（８−１）及び（８−２）で表される。ここで、γの上に￣（オーバーライン）が付されている表記を￣γと記す。

ここで、ｃ_UE1 ⁽¹⁾、ｃ_UE1 ⁽²⁾、ｃ_UE2 ⁽¹⁾、及びｃ_UE2 ⁽²⁾は、次式（９）に示すように、各移動局装置（ＵＥ１、ＵＥ２）向けのプリコーダである。

ここで、移動局装置（ＵＥ１）からは、プリコーディングベクトルｃ_UE1を示すプリコーディングベクトル指標が基地局装置にフィードバックされる。また、移動局装置（ＵＥ２）からは、プリコーディングベクトルｃ_UE2を示すプリコーディングベクトル指標が基地局装置にフィードバックされる。
コードブックによるプリコーディングが行われている無線通信システムでは、基地局装置に備えられているＣＱＩ補正部は、次式（１０−１）及び（１０−２）を用いて、チャネル品質指標￣γ_UE1 ^SUCQI、￣γ_UE2 ^SUCQIを補正したチャネル品質指標γ_UE1 ^WE3、γ_UE2 ^WE3を算出する。

このように、コードブックによるプリコーディングが行われている無線通信システムにおいても、同様に、基地局装置は、各移動局装置との間のチャネル情報に基づいて、チャネル品質指標を補正することができる。その結果、各移動局装置における誤り率を低減させて、スループットを向上させることができる。

（第３実施形態）
図３は、第３実施形態における無線通信システム３の構成を示す概略ブロック図である。無線通信システム３は、基地局装置２１と、少なくとも２つの移動局装置３２とを具備し、基地局装置２１がＭＵ−ＭＩＭＯ技術を用いた送信を各移動局装置３２に対して行う。また、基地局装置２１と移動局装置３２との間の通信には、第２実施形態の無線通信システム２と同様に、ＦＤＤが適用されている。
ここでは、無線通信システム３が２つの移動局装置３２−１、３２−３を具備している場合について説明する。以下、第１実施形態の無線通信システム１（図１）、又は第２実施形態の無線通信システム２（図２）と同じ部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。

移動局装置３２は、受信部１２１と、チャネル推定部１２２と、受信後処理部１２３と、チャネル情報圧縮部２２５と、チャネル情報展開部３２７と、ＣＱＩ算出部３２４と、送信部２２６とを備えている。
チャネル情報展開部３２７は、チャネル情報圧縮部２２５が生成したチャネル情報圧縮データからチャネル情報を展開する。このとき、チャネル情報展開部３２７は、基地局装置２１のチャネル情報展開部２１２がチャネル情報圧縮データからチャネル情報を展開する際に用いるデータ展開処理と同じデータ展開処理を用いて、チャネル情報圧縮データからチャネル情報を展開する。
ＣＱＩ算出部３２４は、チャネル推定部１２２が推定した熱雑音及び干渉と、チャネル情報展開部３２７が展開したチャネル情報とからチャネル品質指標を算出し、算出したチャネル品質指標を送信部２２６に出力する。

ここで、チャネル情報展開部３２７が展開したチャネル情報をチャネル応答ベクトル＾ｈ_UE1とすると、ＣＱＩ算出部３２４が算出するチャネル品質指標＾γ_UE1 ^WE4は、次式（１１−１）で表される。また、移動局装置３２−２のＣＱＩ算出部３２４が算出するチャネル品質指標＾γ_UE2 ^WE4は、次式（１１−２）で表される。

このとき、ＣＱＩ補正部２１３は、次式（１２−１）及び（１２−２）を用いて、チャネル応答ベクトル＾ｈ_UE1、＾ｈ_UE2と、プリコーディングベクトル＾ｗ_UE1、＾ｗ_UE2と、チャネル品質指標＾γ_UE1 ^WE4、＾γ_UE2 ^WE4とから、補正したチャネル品質指標γ_UE1 ^WE4、γ_UE2 ^WE4を算出する。

上述のように、各移動局装置３２において、ＣＱＩ算出部３２４が、基地局装置２１がチャネル品質指標を補正する際に用いるチャネル情報（チャネル応答ベクトル＾ｈ_UE1、＾ｈ_UE2）を用いて、チャネル品質指標を算出することにより、ＣＱＩ補正部２１３におけるチャネル品質指標の補正の精度を向上させることができる。
すなわち、基地局装置２１において用いられるチャネル応答ベクトル＾ｈ_UE1、＾ｈ_UE2（チャネル応答行列＾Ｈともいう。）と、各移動局装置３２においてＣＱＩを算出する際に用いられているチャネル応答ベクトル＾ｈ_UE1、＾ｈ_UE2とを一致させる。これにより、各移動局装置３２においてチャネル品質指標を算出するときのプリコーディングベクトルが実際よりも理想に近くなることはなくなり、チャネル品質指標が高く見積もられてしまうことを防ぐことができる。
その結果、基地局装置２１と各移動局装置３２との間の伝搬チャネルに応じた変調方式及び符号化率が選択され、各移動局装置３２が送信データを受信する際の誤り率を低減させて、更に、スループットを向上させることができる。

なお、上記の第１から第３実施形態において、無線通信システムが基地局装置と移動局装置とを具備する構成について説明したが、これに限ることなく、両者が移動可能な無線通信システムであってもよいし、両者があらかじめ定められた位置に固定された無線通信システムであってもよい。
また、本発明に記載の通信装置は、上記の第１から第３実施形態における移動局装置に対応する。また、本発明に記載のチャネル品質指標補正部は、上記の第１から第３実施形態におけるＣＱＩ補正部に対応する。また、本発明に記載のチャネル品質指標算出部は、上記の第１から第３実施形態におけるＣＱＩ算出部に対応する。

なお、本発明における基地局装置及び移動局装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、チャネル情報の推定や、チャネル品質指標（ＣＱＩ）の算出、圧縮、展開、及び補正などの処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。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が送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１，２，３，９…無線通信システム
１１，２１，９１…基地局装置
１２，１２−１，１２−２，２２，２２−１，２２−２，３２，３２−１，３２−２，９２，９２−１，９２−２…移動局装置
１１１，１２１，２１１，９１１…受信部
１１２，１２２…チャネル推定部
１１３，１２３…受信後処理部
１１４，２１３…ＣＱＩ補正部
１１５，１２５，９１２…送信前処理部
１１６，１２６，２２６，９１３，９２６…送信部
１２４，３２４…ＣＱＩ算出部
２１２，３２７…チャネル情報展開部
２２５…チャネル情報圧縮部

Claims (7)

1. 複数の通信装置と、前記複数の通信装置に送信する送信データを空間多重して送信する基地局装置とを具備する無線通信システムにおいて、
   前記基地局装置は、
   自装置から前記複数の通信装置それぞれまでの間における伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報に基づいて、前記複数の通信装置それぞれから受信するチャネル品質指標に対して、空間多重される前記送信データが互いに及ぼす干渉を反映させる補正をするチャネル品質指標補正部と、
   前記チャネル品質指標補正部が補正したチャネル品質指標に基づいて、前記複数の通信装置ごとに、該通信装置に送信する送信データに対する変調方式及び符号化率を選択し、選択した変調方式及び符号化率を用いて該送信データを変調及び符号化する送信前処理部と、
   前記送信前処理部が変調及び符号化した送信データを前記複数の通信装置に送信する送信部と
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記送信前処理部は、更に、
   前記チャネル情報に基づいて、前記複数の通信装置それぞれに送信する送信データに対してプリコーディングを行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記複数の通信装置は、
   前記基地局装置と自装置との間に対するチャネル情報を推定するチャネル推定部と、
   前記チャネル推定部が推定したチャネル情報の情報量を削減したチャネル情報圧縮データを生成するチャネル情報圧縮部と
   を備え、
   前記基地局装置は、
   前記複数の通信装置から受信する前記チャネル情報圧縮データから、前記送信前処理部が用いるチャネル情報を展開する第１チャネル情報展開部と
   を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の無線通信システム。
4. 前記複数の通信装置は、
   前記第１チャネル情報展開部が前記チャネル情報圧縮データからチャネル情報を展開する際に用いる展開処理を用いて、前記チャネル情報圧縮データからチャネル情報を展開する第２チャネル情報展開部と、
   前記第２チャネル情報展開部が展開したチャネル情報に基づいて、前記チャネル品質指標を算出するチャネル品質指標算出部と
   を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
5. 複数の通信装置と、前記複数の通信装置に送信する送信データを空間多重して送信する基地局装置とを具備する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
   前記基地局装置が、自装置から前記複数の通信装置それぞれまでの間における伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報に基づいて、前記複数の通信装置それぞれから受信するチャネル品質指標に対して、空間多重される前記送信データが互いに及ぼす干渉を反映させる補正をするチャネル品質指標補正ステップと、
   前記基地局装置が、前記チャネル品質指標補正ステップにおいて補正したチャネル品質指標に基づいて、前記複数の通信装置ごとに、該通信装置に送信する送信データに対する変調方式及び符号化率を選択し、選択した変調方式及び符号化率を用いて該送信データを変調及び符号化する送信前処理ステップと、
   前記基地局装置が、前記送信前処理ステップにおいて変調及び符号化した送信データを前記複数の通信装置に送信する送信ステップと
   を有することを特徴とする無線通信方法。
6. 複数の通信装置と、前記複数の通信装置に送信する送信データを空間多重して送信する基地局装置であって、
   自装置から前記複数の通信装置それぞれまでの間における伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報に基づいて、前記複数の通信装置それぞれから受信するチャネル品質指標に対して、空間多重される前記送信データが互いに及ぼす干渉を反映させる補正をするチャネル品質指標補正部と、
   前記チャネル品質指標補正部が補正したチャネル品質指標に基づいて、前記複数の通信装置ごとに、該通信装置に送信する送信データに対する変調方式及び符号化率を選択し、選択した変調方式及び符号化率を用いて該送信データを変調及び符号化する送信前処理部と、
   前記送信前処理部が変調及び符号化した送信データを前記複数の通信装置に送信する送信部と
   を備えることを特徴とする基地局装置。
7. 複数の通信装置と、前記複数の通信装置に送信する送信データを空間多重して送信する基地局装置が有するコンピュータに
   自装置から前記複数の通信装置それぞれまでの間における伝搬チャネルの特性を示すチャネル情報に基づいて、前記複数の通信装置それぞれから受信するチャネル品質指標に対して、空間多重される前記送信データが互いに及ぼす干渉を反映させる補正をするチャネル品質指標補正ステップと、
   前記チャネル品質指標補正ステップにおいて補正したチャネル品質指標に基づいて、前記複数の通信装置ごとに、該通信装置に送信する送信データに対する変調方式及び符号化率を選択し、選択した変調方式及び符号化率を用いて該送信データを変調及び符号化する送信前処理ステップと、
   前記送信前処理ステップにおいて変調及び符号化した送信データを前記複数の通信装置に送信する送信ステップと
   を実行させるための無線通信プログラム。

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