WO2008018468A1

WO2008018468A1 - Multiantenna radio transmitting apparatus and multiantenna radio transmitting method

Info

Publication number: WO2008018468A1
Application number: PCT/JP2007/065459
Authority: WO
Inventors: Yasuaki Yuda; Masayuki Hoshino; Tomohiro Imai
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2007-08-07
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2009-02-08
Also published as: EP2051426A1; JPWO2008018468A1; US20100135428A1

Description

明細書

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技術分野

[0001] 本発明は、複数のアンテナを含む通信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し、特に SDM(Spatial Division M ultiplexing)方式の MIMO(Multiple_I叩 ut 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] 近牛、 dGPP RAN LTE rd Generation Partnership Project Long Term Evoluti on)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、移動通信システムの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を割り当てる周波数スケジュ一リング、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!/、ては、送受信装置間の制御チャネルを用いて制御情報を伝送する。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、 3GP P LTE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、全ユーザ共有の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!/、る。 SDMにお!/、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 W ord)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、 M CW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無線送信装置力 ¾本の送信アンテナ（Tx；!〜 Tx2)を備え、 2つの CW (CW；!〜 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 SD M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つてしまい、また、 SDM送信されるストリーム間の干渉により、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!/、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 (Tx；!〜 Tx2)を備える場合を例示し、図 2Βは、 MIMO無線送信装置が 4本の送信アンテナ（Tx；!〜 Tx4)を備え、 4つの CW (CW；!〜 CW4)を送信する場合を例示する。図 2Αおよび図 2Β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。

非特許文献 1 : Ericsson NTT DoCoMo著、 3GPP R1— 060573

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかしながら、 SDM方式の MIMOシステムにおいて、上記のようにすベての CWに関する制御情報をオーバへ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、力、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力 Sでさる。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]従来の制御情報の送信方法を示す図

[図 2A]従来の制御情報の送信方法を示す図 [図 2B]従来の制御情報の送信方法を示す図

[図 3]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

園 4]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

[図 5]本発明の実施の形態 1に係る MIMO無線送信装置にお!/、て制御情報を送信する処理手順を示すフロー図

[図 6]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

園 7]本発明の実施の形態 1に係る MIMO無線受信装置にお!/、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

[図 8]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

園 9]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

[図 10]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プロック図

園 11]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

[図 12]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

[図 13]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プロック図

園 14]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

[図 15]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プロック図

園 16]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

[図 17]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プロック図

[図 18]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プロック図

園 19]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

[図 20]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プロック図

[図 21]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

[図 22]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プロック図

[図 23]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プロック図

[図 24]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

[図 25]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

[図 26]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プロック図

[図 27]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

[図 28]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プロック図

園 29]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

[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 10 2、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 , 1 12、変調部 113, 114、多重部 115, 116、 RF部 117, 118、および送信アンテナ 1 19, 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 1 18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

[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一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ィ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

[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、上記の出力先を切り替 X·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 C W1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 , 11 2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パード処理を行い、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 (Txl20)よりも送信アンテナ 119 (Txl 19)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 C W1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 C W2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 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力、らなるループ処理の処理対象となる送信アンテナを選択する。 ST1040〜ST1080力、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!/、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!/、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、チヤネル推定部 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] チヤネノレ推定部 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 2 06、 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から入力されるチヤ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、空間フイノレタリングや、 SIC (Successive Interference Cancellation)など力 ^s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送信信号力送信データ（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にフイードバックする。

[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ヤネル推定を行う（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!/、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、制御情報送信ァンテナ (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)

〇

[0061] 次!/、で、 SDM制御情報検出部 209は、制御情報送信アンテナ（本例では送信ァンテナ 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!/、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)で送信されたすベての 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ぐ 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 V、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つて説明した。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力も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《伝送することができる。また、かかる場合、送受信双方にぉレ、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つて説明した。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 Ml MO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 1 05 - 1— 105-N,多重部 112—；!〜 112— N、変調部 114—；!〜 114— N、多重部 116— i〜i i6— N、 RF部 118—；!〜 118— N、送信アンテナ 120—；!〜 120— N、および符号化部 109—；!〜 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 1 00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—；!〜 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—；!〜 120— Nの送信品質に基づき、 CW2— ;!〜 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— ;!〜 2 —Nそれぞれを生成して符号化部 105—；!〜 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—；!〜 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—；!〜 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— ;!〜 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— ;!〜 2— Nそれぞれが示す符号化率を用レ、て、 CW2— ;!〜 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— ;!〜 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—；!〜 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— ;!〜 2— N)を符号化部 109— ;!〜 109— Nそれぞれに出力する。

[0078] 符号化部 109—；!〜 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— ;!〜 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— ;!〜 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—；!〜 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— ;!〜 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— ;!〜 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— ;! 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—；! 120— N)に対応する多重部（本例では多重部 112 112— 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—；! 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— ;! 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—；! 114— N)それぞれに出力する。

[0082] 変調部 114 114— 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— ;! 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 112 112— 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— ;! 116— Nそれぞれに出力する。

[0083] 多重部 116— ;! 116— Nそれぞれは、変調部 114 114 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— ;! 118— Nそれぞれに出力する。

[0084] RF部 118—；! 118— Nそれぞれは、多重部 116—；! 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パード処理を行う。アップコンパートされた送信信号は、送信アンテナ 120—；! 120— Nそれぞれを介して送信され

[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— ;! 2— 3と CW1とを多重し、 Txl l9を介して SDM送信する。また、 MIMO無線送信装置 300は、 Txl20- l~120- 3それぞれを介して CW2— ;! 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!/、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力 S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、制御情報送信ァ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 Red undancy 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、送信信号のオーバへットをさらに削減し、誤り検出の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 M IMO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— ;!〜 51 2— 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— ;!〜 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—；!〜 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— ；!〜 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— ;!〜 109— Nで符号化された制御情報（本例では制御情報 2—；!〜 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 5 11、多重部 512— ;!〜 512— (N—l) )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— ;!〜 512— Νのうち、送信品質の優れる方からの Ν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— ;!〜 512—（ Ν— 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— ；!〜 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、 CW 2— ;!〜 2—（N—l)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— ;!〜 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—；!〜 114— (N—1) )それぞれに出力する。

[0097] 多重部 511、多重部 512— ;!〜 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 507 0と、 MIMO無線送信装置 300にお!/、て制御情報を送信する処理手順のステップ 1 070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つて、 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!/、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— ;!〜 202— M、および RF部 204— ;!〜 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— ;!〜 204— Mそれぞれは、受信アンテナ 202— ;!〜 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!/、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— ;!〜 204— Mから入力される受信信号の中から、 M IMO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

[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力 S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カロすること力 S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 M IMO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) 、ノィロット信号 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、伝搬路のフエ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!/、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ノラメータ（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 11 7, 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のチヤネル推定部 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 20 6、 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。チヤネル推定部 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 80 9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から入力されるチヤネル推定値、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口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《確実に伝送すること力 Sでさる。

[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、制御情報をパイ口ット信号の前に隣接して配置するパターンにしても良ぐさらには、制御情報がパイ口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力 S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 M IMO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、上位ビットの位置制御情報 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 C W1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） 1 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

〇

[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のようなマルチキヤリァ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 l (Txl)の送信品質がより優れ、送信アンテナ 1 (Txl)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、横軸は周波数軸（f)であり、縦軸は時間軸（t)であり、各格子は OF DM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)の配置バ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!/、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 Txl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ヤリァに配置する。 PL1が配置されているサブキャリアでは、 Txlのチャネル推定精度が高ぐよって、 Txl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ぐよって、 Τχ2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、 Txl 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《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, 110 3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、制御情報送信ァ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 , 120 2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《送信すること力 Sでさる。

[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ヤリァ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 (Txl)の送信品質がより優れ、送信アンテナ 1 (Txl)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 Txl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を擬似的なパイ口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ヤリアに配置し SDM送信することにより、制御情報 2を誤りに《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無線送信装置にぉレ、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、制御情報送信ァ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 Ml MO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 10 3、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 1 306, 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 1 13、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、 Ml MO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送信信号ではなぐ送信ビーム 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送信信号ではなぐ送信ビーム 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からフィードノックされる 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 13 06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 X·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 力、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力、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!/、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)でなレ、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 :YE S)、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 20 0と相違する。なお、 MIMO無線受信装置 1400の MIMO分離処理部 1408と、 Ml MO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から入力されるチヤ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から入力されるチヤ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 ST706 0と、図 7に示す ST2030、 ST2040、 ST2050、および ST2060とは処理の一き Wこ相違があり、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!/、、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)で送信されたすベ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方式の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力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をプログラミング言語によって記述し、このプログラムを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 L

SI、ウノレ卜ラ 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に限るものではなぐ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 Pro grammable 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ユラブル .プロセッサを利用しても良!/、。

[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。ノィォ技術の適用等が可能性としてあり得る。

[0209] 2006年 8月 8曰出願の特願 2006— 216184の曰本出願および 2007年 1月 31曰出願の特願 2007— 022032の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

産業上の利用可能性

[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力でさる。

Claims

請求の範囲

[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。

[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。

[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。

[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。

[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。

[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と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。

[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、

冃 ij 己ダイノヽーシチ送 1 （ま、 SFBC(Space frequency block coding)力式であり、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。

[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。

[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。

[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。

[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 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。