CN101064543B - 无线通信***、无线通信装置及无线通信方法 - Google Patents

无线通信***、无线通信装置及无线通信方法 Download PDF

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Abstract

提供一种无线通信***、无线通信装置及无线通信方法，在发送方的终端的天线个数少的情况下，通过隐式反馈，进行基于反向信道估计结果的波束形成。作为波束形成器的第1终端在接收到从作为波束接收器的第2终端反馈的探测信息包时，分离为M个空间流训练，组成N×M的反向信道矩阵，考虑自身具有的天线个数，使用由该反向信道矩阵中包含的M列中的N列组成的N×N的信道矩阵，求得正向数据传输时的波束形成用的N×N的发送权重矩阵。

Description

无线通信***、无线通信装置及无线通信方法 
技术领域
本发明涉及一种使用了空间复用技术的无线通信***、无线通信装置及无线通信方法，尤其涉及一种在发送接收机间共享信道信息，进行闭环型的空间复用传输的无线通信***、无线通信装置及无线通信方法。 
进一步详细地说，本发明涉及一种在发送机发送信息包时，根据从接收机发送的训练(トレ一ニング，training)序列得到信道矩阵，进行波束形成的无线通信***、无线通信装置及无线通信方法，尤其涉及一种在作为波束形成器(Beamformer)的发送机比作为波束接收器(Beamformee)的接收机的天线个数少的情况下，发送机使用从接收机发送的训练序列来进行波束形成的无线通信***以及无线通信装置及无线通信方法。 
背景技术
无线网络作为从以往的有线通信方式的布线中解放出来的***而受到关注。作为无线网络相关的标准规格，可以例举出IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers：电气和电子工程师协会)802.11、IEEE802.15。 
例如，在IEEE802.11a/g中，作为无线LAN的标准规格，采用了作为多载波方式之一的OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing：正交频分复用)调制方式。在OFDM调制方式中，根据OFDM调制方式，将发送数据分配到设定了相互正交的频率的多个载波中进行传输，因此各载波的带宽成为窄带宽，频率使用效率非常高，对频率选择性衰减干扰抵抗能力强。 
IEEE802.11a/g的规格支持最高达到54Mbps的通信速度的 调制方式，但是正在寻求可以实现更高比特率的下一代的无线LAN规格。 
MIMO(Multi-Input Multi-Output：多进多出)通信作为实现无线通信高速化的技术之一而受到了关注。它是一种在发送机侧和接收机侧双方具备多个天线元件、实现空间复用的流的通信方式。在发送侧，对多个发送数据实施空间/时间编码并进行复用，分配到N个发送天线来发送到信道。与此相对，在接收侧，对经过信道由M个接收天线接收到的接收信号进行空间/时间解码，可以不受流间的串扰而得到接收数据(例如，参考专利文献1)。在理想情况下只形成发送接收天线之中较少的一方的数量(MIN[N，M])的空间流。 
根据MIMO通信方式，可以不增加频带而根据天线个数来谋求传输容量的扩大，实现通信速度提高。另外，利用了空间复用技术，因此频率利用效率高。MIMO是利用了信道特性的通信方式，与单纯的发送接收自适应阵列不同。例如，在作为IEEE802.11a/g的扩展规格的IEEE802.11n中，采用了将OFDM用于1次调制的OFDM_MIMO方式。目前，在任务组n(TGn)中正在对IEEE802.11n进行标准化作业，其中陆续总结的规格方案以2005年10月成立的业界团体EWC(Enhanced WirelessConsortium：增强无线联盟)制作的提出方案为基础。 
在MIMO通信中，为了从空间复用后的接收信号y对各流信号x进行空间分离，通过一些方法取得信道矩阵H，并且还需要通过预定的算法使用信道矩阵H，从空间复用的接收信号，空间分离为原来的多个流。 
信道矩阵H一般是通过在发送侧以及接收侧发送接收已知的训练序列、根据实际接收的信号与已知序列的差进行信道的估计，并将与发送接收天线的组合个数相同的路径的信道排列为矩阵形 式而得到的。在发送侧天线个数为N、接收侧天线个数为M时，信道矩阵成为M×N(行×列)的矩阵。因此，可以从发送机发送N个训练序列，在接收机中使用接收到的训练序列取得信道矩阵H。 
另外，对接收信号进行空间分离的方法大体上分成：开环型，其由接收机根据信道矩阵H独立进行空间分离；以及闭环型，其在发送机侧也根据信道矩阵乘以发送天线权重，来进行面向接收机的正确的波束形成，由此制作出理想的空间正交信道。 
作为开环型的MIMO传输方式，可以例举出Zero Force(零化规范)(例如，参考非专利文献1)及MMSE(Minimum Mean SquareError：最小均方误差)(例如，参考非专利文献2)等。开环型的MIMO传输方式是一种比较简单的算法，其根据信道矩阵H求得用于对接收信号进行空间分离的接收权重矩阵W，省略全部在发送接收机间共享信道信息的反馈手续，发送机和接收机相互独立地进行空间复用传输。 
另外，作为闭环型的MIMO传输的理想方式之一，已知利用了信道矩阵H的奇异值分解(SVD：Singular ValueDecomposition)的SVD-MIMO方式(例如，参考非专利文献3)。在SVD-MIMO传输中，对将与各天线对相对应的信道信息作为要素的数值矩阵、即信道信息矩阵H进行奇异值分解，求得UDVH。然后，在发送机侧，发送用天线权重矩阵使用V，向接收机发送进行了波束形成的信息包，在接收机侧，作为接收用天线权重矩阵，典型地给出(UD)-1。在此，D是在对角要素中具有与各空间流的质量相当的各奇异值λi的平方根的对角矩阵(下标i表示第i个空间流)。在对角矩阵D的对角要素中按值的降序排列奇异值λi，对各流实施与用奇异值的大小表示的通信质量相应的功率比分配、调制方式的分配，由此来实现空间正交复用后的逻辑上独立的多个传输路径，在接收机侧，可以完全没有串扰地取得原来的多个信 号序列，在理论上达到最高的性能。 
在闭环型的MIMO通信***中，在发送机发送信息包时进行正确的波束形成，但是为此需要从接收信息包的接收机侧反馈与信道矩阵相关的信息。 
例如，在EWC HT(High Throughput：高通量)MAC(MediaAccess Control：介质访问控制)规格版本(Specification Version)V1.24中，作为在发送接收机间反馈与信道矩阵相关的信息的过程，规定了“隐式反馈(Implicit feedback)”和“显式反馈(Explicitfeedback)”这2种过程。 
隐式反馈是发送机使用从接收机发送的训练序列，估计从接收机向发送机的反向信道矩阵，在发送接收机间的双方向的信道特性可逆(reciprocal)的前提下，计算从发送机向接收机的正向信道矩阵，进行波束形成。由于信道特性可逆，所以，需要通信***中的RF电路的校正。 
另外，在显式反馈中，接收机使用从发送机发送的训练序列估计从发送机向接收机的正向信道矩阵，将以该信道矩阵作为数据所包含的信息包返回给发送机，发送机使用接收到的信道矩阵来进行波束形成。或者，在接收机中，根据估计的信道矩阵，发送机进一步计算用于波束形成的发送权重矩阵，将包含该发送权重矩阵作为数据的信息包返回给发送机。在显式反馈中，根据正向估计信道矩阵计算权重矩阵，因此可以不用以信道的可逆性作为前提。 
从信息包传输的观点来看，发送机是发送者(initiator)，接收机是接收者(receiver)，但是从波束形成的观点来看，发送信息包的发送机(发送者)是波束形成器，接收进行了波束形成的信息包的接收机(接收者)是波束接收器。另外，设从波束形成器向波束接收器的通信为“正向”，从波束接收器向波束形成器的通信为“反向”。 
例如，在接入点(AP)作为波束形成器向客户端终端(STA)发送数据帧的情况下，根据隐式反馈，为了进行波束形成，作为波束接收器的客户端终端只要单纯地将训练序列返回给接入点就可以。 
参照图12说明接入点通过隐式反馈与客户端终端进行波束形成的帧交换过程。 
首先，接入点对客户端终端请求训练序列的发送。根据EWCMAC规格具体地说，MAC帧的HT控制字段(HT ControlField)(参考图13)内的链路适配控制字段(Link AdaptationControl Field)(参考图14)包含所谓的TRQ(Training Request：训练请求)的位，使该位为1相当于训练序列的发送请求。 
与此相对，客户端终端返回探测(sounding)信息包。该探测信息包包含与接入点的发送天线个数N和客户端终端的接收天线个数M对应的训练序列，接入点在接收到该探测信息包时，可以进行N行M列的反向信道矩阵的估计。而且，接入点使用SVD、EVD(Eigen Value Decomposition：特征值分解)、或者其它矩阵分解方法来计算用于正向波束形成的发送权重矩阵，并将发送权重矩阵乘以来自各天线的发送信号，由此可以将进行了波束形成的信息包发送给客户端终端。通过波束形成，即使是过去很难到达的地方，也可以以高传输率进行通信。 
接着，参照图15说明波束形成器根据隐式反馈使用来自波束接收器的训练序列进行波束形成的运算处理。其中，在同图中，将具有3个天线的STA-A作为波束形成器，将具有2个天线的STA-B作为波束接收器。另外，在以下的说明、算式中，下标AB表示从STA-A向STA-B的正向传输，下标BA表示从STA-B向STA-A的反向传输。另外，数字的下标相当于对应的终端的天线编号。而且，以STA-A和STA-B间的信道可逆为前提，因此，反 向信道矩阵HBA成为正向信道矩阵HAB的转置矩阵(即，HBA＝HAB t)。 
设从STA-B的各天线发送的训练序列为(tBA1，tBA2)，经过信道HBA由STA-A的各天线接收的信号为(rBA1，rBA2，rBA3)，则用以下算式表示。 
【式1】 
r BA 1 r BA 2 r BA 3 = H BA t BA 1 t BA 2 - - - ( 1 )
在此，如下所示，信道矩阵HBA是3×2矩阵。其中，hij是从STA-B的第j个天线向STA-A的第i个天线的信道特性值。 
【式2】 
H BA = h 11 h 12 h 21 h 22 h 31 h 32 - - - ( 2 )
当对该信道矩阵HBA进行奇异值分解时，就成为下式那样。在此，UBA是排列了HBAHBA H的正规化后的特征向量的矩阵，VBA是HBA HHBA的正规化的特征向量，DBA是将HBAHBA H或HBA HHBA的特征向量的平方根作为对角要素的对角矩阵。另外，UBA和VBA是酉矩阵，其复数共轭转置矩阵为相互的逆矩阵。 
【式3】 
HBA＝UBADBAVBA H     …(3) 
另外，对于STA-A向STA-B发送的帧进行波束形成所必要的发送权重矩阵是对正向信道矩阵HAB进行奇异值分解而得到的矩阵VAB。在此，STA-A和STA-B间的信道是可逆的，反向信道矩阵HBA是正向信道矩阵HAB的转置矩阵，因此信道矩阵HAB的奇异值 分解如下计算。 
【式4】 
HAB＝UABDABVAB H
   ＝VBA *DBAUBA T   …(4) 
而且，在利用信道的可逆性时，所希望的发送权重矩阵VAB 如下式所示。 
【式5】 
VAB＝(VAB H)H
   ＝(UBA T)H＝((UBA T)T)*＝UBA *   …(5) 
即，可以使用对根据来自STA-B的训练信号估计出的信道矩阵进行奇异值分解而得到的UBA的复共轭矩阵来进行波束形成。 
设来自STA-A的发送信号为x，STA-B中的接收信号为y时，在不进行波束形成(un-steered)的情况下，得到y＝HABx，但是，用发送权重矩阵VAB进行波束形成(steered)时，接收信号y如下式所示。 
【式6】 
y＝HABVABx＝(UABDABVAB H)·VABx 
 ＝UABDABx           …(6) 
因此，在STA-B侧，通过将DAB -1UAB H作为接收权重乘以接收信号，可以空间分离为原来的流。 
如上所述，根据隐式反馈，与反馈相伴随的波束接收器的负担减轻，因此，适用于例如接入点(AP)作为波束形成器向客户端终端(STA)发送数据帧的情况等。但是，在这种情况下，成为波束形成器的终端必须对根据所接收的训练序列估计的信道矩阵进行奇异值分解、其它运算处理，计算波束形成用的发送权重矩阵。 该运算处理负荷增高，处理负荷与从波束接收器发送的训练序列的流数对应而增大。 
在图15所示的例中，STA-A的天线数N(＝3)比STA-B的天线数M(＝2)多，用于波束形成的处理能力没有问题。这是因为STA-A应该被设计为具备与自身的流个数N相当的处理能力，可以进行N个以下的空间流的训练的分离，并且根据分离后的训练序列组成N×M的信道矩阵，据此进行上述波束形成用的矩阵的计算处理。 
但是，在N＜M即波束接收器一方的天线个数较多的情况下，波束形成器不一定具备超过自身的空间流个数的处理能力，因此可能会发生问题。在STA-A只能处理不超过自身的天线个数N的个数的流的情况下，可能会无法分离M个流训练、或者无法根据N×M的估计信道矩阵求得波束形成用的矩阵。 
作为不使波束形成的特性劣化而解决这种问题的1个方法，可以考虑赋予一种处理能力，其对作为波束形成器的STA-A赋予与额定的最大天线个数对应的信道估计最大维度Mmax(例如，如果是IEEE规格标准，是Mmax＝4)，并且可以对所得到的N×Mmax的估计信道矩阵计算波束形成用的发送权重矩阵。 
例如，在STA-A的天线个数是N＝2、额定的最大天线个数是Mmax＝4时，STA-A设想和自己具有相同天线个数的终端的通信，只设想了到2×2为止的矩阵计算，可是却必须进行2×4的矩阵运算。在这种情况下，就需要2倍的运算量或2倍的处理电路，因此就会妨碍装置的小型化、低价格化。 
专利文献1：日本特开2002-44051号公报 
非专利文献1：A.Benjebbour，H.Murata and S.Yoshida，“Performance of iterative successive detection algorithm forspace-time transmission”，Proc.IEEE VTC Spring，vol.2，pp.1287-1291，Rhodes，Greece，May 2001. 
非专利文献2：A.Benjebbour，H.Murata and S.Yoshida，“Performance comparison of ordered successive receivers forspace-time transmission”，Proc.IEEE VTC Fall，vol.4，pp.2053-2057，Atlantic City，USA，sept.2001. 
非专利文献3： 
http：//radio 3.ee.uec.ac.jp/MIMO(IEICE_TS).pdf(平成15年10月24日现在) 
发明内容
发明要解决的问题 
本发明的目的在于提供一种优良的无线通信***、无线通信装置及无线通信方法，作为波束形成器运行的终端对从作为波束接收器运行的终端发送来的空间流训练进行分离，根据分离的训练序列组成估计信道矩阵，根据该信道矩阵正确求得波束形成用的发送权重矩阵，通过进行了波束形成的信息包可以以高传输率进行通信。 
本发明的进一步目的在于提供一种优良的无线通信***、无线通信装置及无线通信方法，在作为波束形成器的终端比波束接收器的天线个数少的情况下，也不使波束形成的特性劣化，并且不提高在波束形成器中进行信道估计的处理能力、波束形成用的矩阵的计算能力就可以正确地进行波束形成。 
用于解决问题的方案 
本发明是考虑到上述问题而作出的，是一种无线通信***，其从具备N个天线的第1终端向具备M个天线的第2终端使用空间复用的流进行数据传输(其中，N是大于等于2的整数，M是大于等于1的整数)，其特征在于，具备：训练请求单元，其从上述第1终端向上述第2终端请求用于激励反向信道的训练信号的发送；训练单元，其响应该请求从上述第2终端向上述第1终端发送包含有用于激励N×M的反向信道矩阵的训练序列的信息包；信道矩阵生成单元，其将在上述第1终端的各天线中接收到的训练序列分离为流，组成反向信道矩阵；发送权重矩阵计算单元，其在N＜M的情况下，考虑上述第1终端具有的天线个数N，使用由在该反向信道矩阵中包含的N列组成的N×N的信道矩阵求得正向数据传输时的波束形成用的N×N的发送权重矩阵；以及波束形成单元，其在从上述第1终端向上述第2终端发送数据信息包时，对来自上述第1终端的各天线的发送信号使用上述波束形成用的发送权重矩阵来进行波束形成。
其中，这里所说的“***”指的是多个装置(或实现特定功能的功能模块)在逻辑上集合后的产物，各装置、功能模块是否处于单一的箱体内均可(以下相同)。 
另外，本发明还提供一种无线通信装置，其具备N个天线，对具备M个天线的第2终端使用空间复用的流进行数据传输，其中N是大于等于2的整数，M是大于等于1的整数，其特征在于，具备：训练请求单元，其对所述第2终端请求用于激励反向信道的训练信号的发送；信道矩阵生成单元，其在接收到包含有响应该请求而从所述第2终端发送来的训练序列的信息包的各天线中将训练序列分离为流，组成反向信道矩阵；发送权重矩阵计算单元，其在N＜M的情况下，考虑自己具有的天线个数N，使用由包含在该反向信道矩阵中的N列组成的N×N的信道矩阵，求得正向数据传输时的波束形成用的N×N的发送权重矩阵；以及波束形成单元，其在向所述第2终端发送数据信息包时，对来自各天线的发送信号使用所述波束形成用的发送权重矩阵来进行波束形成。 
另外，本发明还提供一种无线通信方法，在具备N个天线的无线通信装置中，对具备M个天线的第2终端使用空间复用的流进行 数据传输，其中N是大于等于2的整数，M大于等于是1的整数，其特征在于，具备以下步骤：训练请求步骤，对所述第2终端请求用于激励反向信道的训练信号的发送；信道矩阵生成步骤，在接收到包含有响应该请求而从所述第2终端发送来的训练序列的信息包的各天线中将训练序列分离为流，组成反向信道矩阵；发送权重矩阵计算步骤，在N＜M的情况下，考虑自己具有的天线个数N，使用由包含在该反向信道矩阵中的N列组成的N×N的信道矩阵，求得正向数据传输时的波束形成用的N×N的发送权重矩阵；以及波束形成步骤，在向所述第2终端发送数据信息包时，对来自各天线的发送信号使用所述波束形成用的发送权重矩阵来进行波束形成。 
作为实现无线通信高速化的技术之一，已知在发送机侧和接收机侧双方具备多个天线元件来实现空间复用的流的MIMO通信方式。尤其是在闭环型的MIMO通信***中，数据信息包发送侧的终端根据来自接收侧的终端的与估计信道矩阵相关的信息的反馈来进行波束形成，由此可以实现空间正交复用的逻辑上独立的多个传输路径，在接收机侧，可以完全无串扰地取得原来的多个信号序列，理论上达到最高的性能。 
作为从接收侧的终端向发送侧的终端进行与信道矩阵相关的反馈的步骤，例如，在EWC HT MAC规格中，规定了“隐式反馈”和“显式反馈”这2种过程。其中，在隐式反馈中，在发送接收机间的双方向的信道特性可逆的前提下，作为波束形成器运行的第1终端分离从作为波束接收器运行的第2终端发送的空间流训练，根据所分离的训练序列组成反向估计信道矩阵，使用根据该信道矩阵求得的波束形成用的发送权重矩阵对发送信息包进行波束形成后进行通信。 
例如，在接入点作为波束形成器向客户端终端发送数据帧的情况下，根据隐式反馈，为了进行波束形成，作为波束接收器的客户端终端只要单纯地将训练序列返回给接入点就可以。 
但是，在N＜M即作为波束接收器的第2终端一方的天线个数较多的情况下，作为波束形成器的第1终端不一定具备超过自身的空间流个数的处理能力，因此可能发生第1终端无法分离M个流训练、或者无法根据N×M的估计信道矩阵求得波束形成用的矩阵的问题。 
因此，在本发明涉及的无线通信***中，在根据隐式反馈进行基于反向信道估计结果的波束形成时，作为波束形成器的第1终端在接收到从作为波束接收器的第2终端反馈的探测信息包时，分离为M个空间流训练，组成N×M的反向信道矩阵，但是考虑自身具有的天线个数(例如，在N＜M的情况下)，使用由该反向信道矩阵中包含的M列中的N列组成的N×N的信道矩阵，求得正向数据传输时的波束形成用的N×N的发送权重矩阵，即，进行减少波束形成的维度的计算。 
因此，根据本发明涉及的无线通信***，在按照隐式反馈过程执行闭环型的MIMO通信时，对于估计信道矩阵的电路模块，作为波束形成器的第1终端需要具备与额定的最大天线个数(例如，根据IEEE规格为4个)对应的处理能力，但是，可以对用于根据估计的信道矩阵计算波束形成用发送权重矩阵的电路规模以(N-M)2程度的数量级进行减小。 
在上述过程中，在从第2终端反馈激励N×M的信道矩阵的空间流训练的情况下，在第1终端侧，可以减小用于计算波束形成用发送权重矩阵的电路规模，但是，仍然不能减小信道估计用的电路模块。与此相对，第2终端用错开格式(staggered format)发送探测信息包，由此可以减小信道估计用的电路模块。 
这里所说的错开格式是一种探测信息包的格式，其对数据部 分的空间分离处理中使用的训练信号部分和用于激励空间维度大于等于数据的流数的信道的训练信号在时间上进行分离。在具备多个天线的终端进行空间复用传输的情况下，不一定使用全部天线分支进行传输动作，但是，波束接收器在反馈探测信息包时，在数据部分的空间分离处理中不使用的流上也返回训练信号，在全部空间维度中激励信道。 
在这种情况下，第1终端只使用在数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分来进行信道估计，不处理用于激励在时间上分离并发送来的空间维度大于等于数据的流数的信道的训练信号，由此可以减小信道矩阵估计电路的规模。例如，如果第1终端利用从第2终端反馈的探测信息包中的用于数据部分的空间分离处理的训练信号部分，估计N个空间维度的信道，不估计剩余的(N-M)个空间维度的信道，就可以按照(N-M)2程度的数量级削减信道估计电路的规模。 
具体地说，第1终端以具有N个数据流的格式发送用于请求训练信号的发送的无线通信信号。由此可以向第2终端暗示或明示地表示探测信息包构成为：利用数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分激励N个空间维度的信道，并使用于激励剩余的(N-M)个空间维度的信道的训练信号与信号本身的空间分离无关。第2终端按照该暗示或明示的指示，以与第1终端的处理能力(capability)对应的错开格式返回探测信息包。 
在这种情况下，第1终端在接收到探测信息包时，利用数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分激励N个空间维度的信道，估计N×N的信道矩阵，但是完全不需要处理用于激励剩余的(N-M)个空间维度的信道的训练信号。另外，即使不处理为了激励剩余的(N-M)个信道而附加于训练的后半部分，也不会影响信道估计及数据码元解调。因此，第1终端不仅可以减小波束形成用 发送权重矩阵的计算电路，也可以按照(N-M)2程度的数量级减小信道矩阵估计电路的规模。 
发明效果 
根据本发明，可以提供如下的优良的无线通信***、无线通信装置及无线通信方法：作为波束形成器运行的终端对从作为波束接收器运行的终端发送的空间流训练进行分离，根据分离得到的训练序列组成估计信道矩阵，根据该信道矩阵正确求得波束形成用的发送权重矩阵，通过进行了波束形成的信息包可以以高传输率进行通信。 
另外，根据本发明，可以提供如下的优良的无线通信***、无线通信装置及无线通信方法：在作为波束形成器的终端比波束接收器的天线个数少的情况下，不提高在波束形成器中进行信道估计的处理能力、波束形成用的矩阵的计算能力也可以正确地进行波束形成。 
在本发明涉及的无线通信***中，在根据隐式反馈进行基于反向信道估计结果的波束形成时，在波束形成器的天线个数比波束接收器的天线个数少的情况下，通过进行减少波束形成的维度的计算，可以减小波束形成器的电路规模。 
基于后述的本发明的实施方式及附图的更加详细的说明可以明确本发明的其它目的、特征、优点。 
附图说明
图1是表示本发明涉及的隐式反馈的动作过程的示意图。 
图2是表示在图1所示的无线通信***中，可以作为STA-A(或STA-B)动作的无线通信装置的发送机侧的结构的图。 
图3是表示在图1所示的无线通信***中，可以作为STA-A(或STA-B)动作的无线通信装置的接收机侧的结构的图。 
图4是用于说明通过来自STA-B的训练信号的反馈，在STA-A中估计信道矩阵的结构的图。 
图5是表示图2～图3所示的无线通信装置根据隐式反馈过程，作为波束形成器动作的情况下的处理过程的流程图。 
图6是表示图2～图3所示的无线通信装置根据隐式反馈过程，作为波束接收器动作的情况下的处理过程的流程图。 
图7是表示错开的探测信息包的格式例的图。 
图8是表示错开的探测信息包的格式例的图。 
图9是表示错开的探测信息包的格式例的图。 
图10是表示错开的探测信息包的格式例的图。 
图11是表示错开的探测信息包的格式例的图。 
图12是用于说明通过隐式反馈，接入点对客户端终端进行波束形成的帧交换过程的图。 
图13是表示由IEEE802.11规定的MAC帧的HT控制字段的格式的图。 
图14是表示图13所示的HT控制字段内的链路适配控制字段的格式的图。 
图15是用于说明根据隐式反馈，波束形成器使用来自波束接收器的训练序列，进行波束形成的运算处理的图。 
附图标记说明 
100：数据发生器；102：扰频器；104：编码器；106：数据分配部；108：删余器(puncture)；110：交织器；111：选择器；112：映射器；114：空间复用部；114a：波束生成用发送权重矩阵计算部；114b：发送权重矩阵计算部；116：高速傅立叶逆转换部(IFFT)；118：保护***部；120：数字滤波器；122：DA转换器(DAC)；124：RF部；200：数据取得部；202：解扰频器；204：解码器；206：数据合成部；208：解删余器；210：解交织器； 212：解映射器；214：信道均衡电路；216：空间分离部；216a：信道矩阵估计部；216b：接收权重矩阵运算部；216c：接收权重矩阵乘法部；218：高速傅立叶转换部(FFT)；220：保护除去部；222：同步电路；224：数字滤波器；226：AD转换器(ADC)；228：RF部。 
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的具体实施方式。 
本发明涉及的无线通信***以闭环型进行MIMO通信，具体来说，作为进行与信道矩阵相关的反馈的过程，例如，按照EWCHT MAC规格规定的“隐式反馈”过程，发送侧的终端进行波束形成。 
在隐式反馈中，作为波束形成器运行的终端对来自作为波束接收器运行的终端的空间流训练进行分离，根据分离得到的训练序列组成反向估计信道矩阵，使用根据该信道矩阵求得的波束形成用的发送权重矩阵对发送信息包进行波束形成并进行通信。 
但是，终端装置一般以自身具有的天线个数为前提，给定了进行信道估计的处理能力及计算波束形成用的矩阵的处理能力，所以，由于波束接收器的天线个数多，存在发送的空间流训练超过本终端允许的信道估计最大维度而无法分离、或无法根据维度高的信道矩阵计算波束形成用的矩阵的问题。 
与此相对，在本发明涉及的无线通信***中，在根据隐式反馈进行基于反向信道估计结果的波束形成时，波束形成器在接收到从波束接收器反馈的sound信息包时，分离为M个空间流训练，组成N×M的反向信道矩阵，考虑自身具有的天线个数，使用由该反向信道矩阵中包含的M列中的N列组成的N×N的信道矩阵，求得正向数据传输时的波束形成用的N×N的发送权重矩阵，即，进 行减少了波束形成的维度的计算。 
在这种情况下，对于估计信道矩阵的电路模块，在隐式反馈中作为波束形成器运行的终端需要具备与额定的最大天线个数(例如，根据IEEE规格为4个)对应的处理能力，但是可以对用于根据估计的信道矩阵计算波束形成用发送权重矩阵的电路规模按照(N-M)2程度的数量级进行削减。 
图1表示本发明涉及的隐式反馈的动作过程。其中，设作为波束形成器的STA-A的天线个数及信道估计最大维度都为2，设作为波束接收器的STA-B的天线个数为3个。另外，设图示的过程按照EWC MAC规格来进行。 
首先，STA-A对STA-B请求训练序列的发送。该请求信息包使用3×2信道，但是根据STA-A的发送能力及STA-B的接收能力中的维度较低的STA-A的发送能力，限制使用的空间流数，相当于使用1～2个空间流。 
STA-B响应该请求信息包，返回包含有训练序列的探测信息包。此时，STA-B以不考虑STA-A具有的信道估计最大维度的空间流数来发送信息包，因此激励3×2的反向信道。在STA-A侧接收探测信息包时，生成2×3的反向估计信道矩阵，但是求得正向数据传输时的波束形成用的2×2的发送权重矩阵。即，进行减少波束形成的维度的计算，因此可以按照(N-M)2程度的数量级(其中，在这种情况下N＝2、M＝3)减小用于计算波束形成用发送权重矩阵的电路规模。 
以后，在每次STA-A进行波束形成时，反复进行探测信息包的请求、通过接收探测信息包来进行信道估计和波束形成用发送权重矩阵的计算。 
下面详细说明本发明涉及的无线通信***的具体的实现方式。 
图2及图3分别表示在图1所示的无线通信***中，可以作为STA-A(或STA-B)动作的无线通信装置的发送机及接收机的结构。STA-A的天线个数是N，该N如果是例如IEEE规格标准，最大为4个，在各图中为了避免附图的复杂化，只画出了2个天线分支。 
数据发生器100提供的发送数据在扰频器102中进行扰频。接着，在编码器104中进行纠错编码。例如，在EWC HT PHY规格中，规定了扰频及编码方式根据IEEE802.11a的定义。然后，编码信号输入到数据分配器106，分配到各发送流中。 
在各发送流中，根据对每个流给定的数据率，通过删余器108对发送信号进行删余，通过交织器110进行交织，通过映射器112映射到IQ信号空间，成为复基带信号。在EWC HT PHY规格中，交织方式扩展IEEE802.11a的定义，规定在多个流间不进行同一交织。另外，映射方式也按照IEEE802.11a，适用BPSK、QPSK、16QAM、64QAM。 
选择器111在正确的定时向交织的每个空间流的发送信号***训练序列，提供给映射器112。在训练序列中包含：用于提高MIMO***中的AGC(自动增益控制)的HT-STF、用于对在接收机侧进行了空间调制的每个输入信号进行信道估计的HT-LTF等。例如，在HT-LTF内以错开格式***每个发送流的训练序列。 
在对发送信号实施波束形成的情况下，在空间复用部114内，波束形成用发送权重矩阵计算部114a使用奇异值分解等计算方法，根据信道矩阵H算出波束形成用的发送权重矩阵V，发送权重矩阵乘法部114b将各发送流作为要素的发送向量乘以该发送权重矩阵V，实施波束形成。在发送探测信息包时，不对发送信号实施波束形成。 
波束形成用发送权重矩阵计算部114a使用反向信道矩阵HBA计算发送权重矩阵，该反向信道矩阵HBA是由接收机侧的信道矩阵估计部216a(参考下文以及图3)对从波束接收器发送的空间流训练进行分离而组成的。例如，如图4所示，设STA-A的天线个数为N＝2，设STA-B的天线个数为M＝3，则反向信道矩阵HBA如下公式(7)所示，成为2×3的矩阵。 
【式7】 
H BA = h 11 h 21 h 31 h 12 h 22 h 32 - - - ( 7 )
在此，如果假定在双方向上信道的可逆性，则如下公式(8)所示，正向信道矩阵HAB成为HBA的转置矩阵。 
【式8】 
H AB = h 11 h 12 h 21 h 22 h 31 h 32 - - - ( 8 )
STA-A的发送天线是2个，即，只具有2个流。因此，波束形成用发送权重矩阵计算部114a对由3行×2列组成的HAB中的任意2行组成的2×2的信道矩阵进行奇异值分解，计算波束形成用的2×2的发送权重矩阵。即，通过进行减少了波束形成的维度的计算，可以减小波束形成用发送权重矩阵计算部114a的电路规模。 
在高速傅立叶逆转换部(IFFT)116中，将排列在频率区域中的各副载波转换为时间轴信号，进而在保护***部118中附加保护间隔。然后，通过数字滤波器120进行带宽限制后，通过DA转换器(DAC)122转换为模拟信号，通过RF部124转换为正确的频带之后，从各个发送天线发送到传输路径。在隐式反馈中以信道特性可逆为前提，在RF部124中实施了校正。 
另一方面，通过信道到达接收机的数据在各个接收天线分支 中，在RF部228进行模拟处理，通过AD转换器(ADC)226转换为数字信号后，输入到数字滤波器224。在隐式反馈中以信道特性可逆为前提，在RF部228中实施了校正。 
接着，在同步电路222中进行了信息包发现、定时检测、频率偏置校正等处理后，通过保护除去部220除去附加在数据发送区间的开头的保护间隔。然后，时间轴信号通过高速傅立叶转换部(FFT)218成为频率轴信号。 
在空间分离部216内进行空间复用后的接收信号的空间分离处理。具体地说，信道矩阵估计部216a对探测信息包的PHY头中包含的空间流训练进行分离，根据训练序列组成估计信道矩阵H。 
在隐式反馈中作为波束形成器运行时，在信道矩阵估计部216a得到的估计信道矩阵H作为反向信道矩阵被传递给发送机侧的波束形成用发送权重矩阵计算部114a。在从波束接收器反馈的训练信号的空间流数M大于发送机侧具有的发送流数(天线分支的个数)N时，信道矩阵估计部216a需要过量的处理，电路规模增大。与此相对，利用以错开格式从波束接收器进行反馈的方法可以减少信道矩阵估计所需要的运算量，这一点的详细内容见下文。 
另外，在隐式反馈过程中作为波束接收器运行时，天线接收权重矩阵运算部216b根据由信道矩阵估计部216a得到的信道矩阵H计算天线接收权重矩阵W。在接收信息包进行了波束形成的情况下，估计信道矩阵与进行了奇异值分解的情况下的UD相等(参照公式(6))，由此计算天线接收权重W。但是，天线接收权重W的计算方法不限于奇异值分解，也可以使用Zero Forcing、MMSE等计算方法。天线接收权重矩阵乘法部216c将各接收流作为要素的接收向量和天线接收权重矩阵W进行矩阵相乘，从而进行空间复用信号的空间解码，对每个流得到独立的信号序列。 
信道均衡电路214对每个流的信号序列，进一步实施残留频率 偏置校正、信道跟踪等。然后，解映射器212对IQ信号空间上的接收信号进行解映射，解交织器210进行解交织，解删余器208按照预定的数据率进行解删余。 
数据合成部206将多个接收流合成为1个流。该数据合成处理是与由发送方进行的数据分配完全相反的动作。然后，在通过解码器204进行了纠错解码后，通过解扰频器202进行解扰频，数据取得部200取得接收数据。 
无线通信装置在闭环型的MIMO通信中作为数据发送侧的终端即波束形成器运行的情况下，在进行波束形成并开始数据信息包的发送时、要更新波束形成用的发送权重矩阵时，可以对波束接收器发行训练序列的发送请求TRQ(Training Request：训练请求)，接收从波束接收器反馈的探测信息包。探测信息包由M个空间流组成，组成N×M的反向信道矩阵。然后，考虑自身具有的天线个数N(例如，在N＜M的情况下)，使用由该反向信道矩阵中包含的M列中的N列组成的N×N的信道矩阵，求得正向数据传输时的波束形成用的N×N的发送权重矩阵。 
因此，无线通信装置通过进行减少了波束形成的维度的计算，可以按照(N-M)2程度的数量级从估计的信道矩阵减小波束形成用发送权重矩阵计算部114a的电路规模。 
但是，在上述过程中虽然可以减小用于计算波束形成用发送权重矩阵的电路规模，却依然无法减小信道估计用的电路模块。 
与此相对，利用波束接收器以错开格式发送探测信息包的方法，可以减小信道估计用的电路模块。 
这里所说的错开格式是一种探测信息包的格式，其对数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分和用于激励空间维度大等于数据的流数的信道的训练信号在时间上进行分离。在具备了多个天线的终端进行空间复用传输的情况下，不一定使用全部天 线分支进行传输动作，但是在反馈探测信息包时，波束接收器在数据部分的空间分离处理中不使用的流上也返回训练信号，在全部空间维度中激励信道。 
波束形成器以具有N个数据流的格式发送用于请求训练信号的发送的无线通信信号，由此可以向波束接收器暗示或明示地表示探测信息包具有如下信息包结构：用数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分激励N个空间维度的信道，并使用于激励剩余的(N-M)个空间维度的信道的训练信号与信号本身的空间分离无关。而且，波束接收器按照该暗示或明示的指示，以与波束形成器的处理能力(capability)对应的错开格式返回探测信息包。 
在这种情况下，在波束形成器侧，在接收到探测信息包时，只使用在数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分来进行信道估计，而不处理用于激励在时间上分离并发送来的空间维度大于等于数据的流数的信道的训练信号，由此可以减小信道估计电路的规模。 
图5以流程图的形式表示图2～图3所示的无线通信装置根据隐式反馈过程、作为发送者即波束形成器动作时的处理过程。其中，设波束形成器的天线个数为N，设波束接收器的天线个数为M。 
首先，对作为波束接收器运行的发送目的地终端(接收者)请求训练信号(步骤S1)。具体来说，设置MAC帧的HT控制字段内的链路适配控制字段中包含的TRQ位。 
此时，以具有N个数据流的格式发送用于请求训练信号的发送的无线通信信号。由此可以向第2终端暗示或明示地表示探测信息包具有以下的信息包结构：利用数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分激励N个空间维度的信道，并使用于激励剩余的(N-M)个空间维度的信道的训练信号与信号本身的空间分离无关。 
然后，接收响应该请求而从发送终端发送的探测信息包(步骤S2)，接着，将在各天线中接收的训练序列分离为流，生成反向信道矩阵(步骤S3)。 
从波束接收器反馈的探测信息包以在全部M个空间维度中激励信道的形式构成，在波束形成器侧，必须进行超过根据自身的天线个数所设想的处理能力的N×M的信道矩阵的估计。与此相对，如果探测信息包构成：为根据错开格式用数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分激励N个空间维度的信道并使用于激励剩余的(N-M)个空间维度的信道的训练信号与信号本身的空间分离无关，那么，在步骤S3中，用数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分激励N个空间维度的信道，估计N×N的信道矩阵，而完全不需要处理用于激励剩余的(N-M)个空间维度的信道的训练信号。因此，波束形成用发送权重矩阵计算部114a的电路规模也可以按照(N-M)2程度的数量级进行削减。 
接着，使用反向信道矩阵，求得在正向数据传输时的波束形成用的发送权重矩阵(步骤S4)。 
在采用了错开格式时，如果只根据数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分估计反向信道矩阵，则信道矩阵为N×N矩阵，因此对其进行转置，可以得到正向信道矩阵，进而对其进行奇异值分解，可以得到发送权重矩阵V。另外，在不采用错开格式时，反向信道矩阵为N×M矩阵，因此只取出M列中的N列，或者只取出对其进行了转置后的M×N矩阵的N行，组成N×N的正向信道矩阵，对其进行奇异值分解，求得发送权重矩阵V。 
然后，使用上述波束形成用的发送权重矩阵，对将来自各天线的发送信号作为要素的发送向量进行波束形成，向发送目的地终端发送数据信息包(步骤S5)。将信道矩阵乘以发送天线权重，进行面向发送目的地的正确的波束形成，由此可以产生理想的空间正交信道。 
另外，图6以流程图表示图2～图3所示的无线通信装置根据隐式反馈过程，作为接收者即波束接收器动作的情况下的处理过程。其中，设波束形成器的天线个数为N，设波束接收器的天线个数为M。 
首先，从作为波束形成器动作的发送源终端(发送者)接收训练信号的请求(步骤S11)。具体来说，设立从发送源终端接收到的MAC帧的HT控制字段内的链路适配控制字段中包含的TRQ位。 
然后，响应该请求，对发送源终端返回探测信息包(步骤S13)。 
在采用错开格式的情况下，在步骤S1中接收的无线通信信号中包含的数据流个数N暗示或明示地表示将探测信息包构成为：用数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分激励N个空间维度的信道，并使用于激励剩余的(N-M)个空间维度的信道的训练信号与信号本身的空间分离无关，因此在步骤S2中，用按照该指示的格式返回探测信息包。 
在发送源终端中，将在N个天线中接收的训练序列分离为空间流，生成反向信道矩阵，使用该反向信道矩阵，求得正向数据传输时的波束形成用的发送权重矩阵。然后，使用上述波束形成用的发送权重矩阵，对将来自N个天线的发送信号作为要素的发送向量进行波束形成，发送数据信息包。 
作为波束接收器的无线通信装置对从发送源终端取得的空间流训练进行分离，组成正向估计信道矩阵(步骤S13)，进一步根据该信道矩阵求得接收权重矩阵(步骤S14)。作为接收权重矩阵的计算方法，可以使用ZF法、MMSE法，另外，也可以使用根据对信道估计矩阵进行奇异值分解而得到的矩阵U和D计算出来的D-1UH。 
然后，在N个天线中接收到来自发送源终端的数据信息包时， 将由关于该有效负载部分的接收信号组成的接收向量乘以接收权重矩阵，进行空间复用信号的空间解码，对每个流得到独立的信号序列(步骤S15)。通过波束形成，即使是过去很难到达的地方，也可以以高传输率进行通信。 
下面说明使用错开格式的探测信息包的情况下的隐式反馈的过程。其中为了简化说明，采用将各流直接分配到各个天线分支(direct mapping：直接映射)的示例，但是，本发明的要旨不限于此。 
图7表示从具有3个天线的波束接收器发送1个流的数据时的错开探测信息包的格式例。其中，假定使用了直接映射。 
HT-STF(Short Training Field：短训练字段)是用于提高MIMO***中的AGC(自动增益控制)的训练码元，由进行了QPSK调制的52调(tone)的OFDM信号组成。另外，HT-LTF(LongTraining Field：长训练字段)是用于对每个在接收机侧进行了空间调制的输入信号进行信道估计的训练码元，由进行了BPSK调制的56调的OFDM信号组成。都是在EWC提案规格的HT模式中定义的训练信号。此外，在从第3个天线同时发送的HT-LTF内写入的-400nsec这个值是循环移位延迟量，其是为了在通过不同的空间流传输相同或类似的信号时，避免不希望的波束形成而设置的。即，使用对从第3个天线发送的OFDM码元的时间轴波形只进行-400纳秒的移位后而连接起来的循环延迟分集(CDD：CyclicDelay Diversity)，降低发送天线分支之间的相关性，可以减少不期望的指向特性的产生。 
在图示的例中，在1个流中以具有数据流的格式发送，另一方面，在时间上与其分离，从在数据部分的空间分离处理中不使用的其它2个天线发送用于激励剩余的空间维度的信道的训练信号。 
另外，图8表示从具有4个天线的波束接收器发送1个流的数据 时的错开探测信息包的格式例。其中，假定使用了直接映射。 
在图示的例中，在1个流中以具有数据流的格式发送，另一方面，在时间上与其分离，从在数据部分的空间分离处理中不使用的其它3个天线发送用于激励剩余的空间维度的信道的训练信号。在当前的EWC提案规格中，规定了在3个流的训练中使用4个HT-LTF。 
另外，图9表示从具有3个天线的波束接收器发送2个流的数据时的错开探测信息包的格式例。其中，假定使用了直接映射。 
在图示的例中，在2个流中以具有数据流的格式发送，另一方面，在时间上与其分离，从在数据部分的空间分离处理中不使用的其它1个天线发送用于激励剩余的空间维度的信道的训练信号。 
另外，图10表示从具有4个天线的波束接收器发送2个流的数据时的错开探测信息包的格式例。其中，假定使用了直接映射。 
在图示的例中，在2个流中以具有数据流的格式发送，另一方面，在时间上与其分离，从在数据部分的空间分离处理中不使用的其它2个天线发送用于激励剩余的空间维度的信道的训练信号。 
另外，图11表示从具有4个天线的波束接收器发送3个流的数据时的错开探测信息包的格式例。其中，假定使用了直接映射。 
在图示的例中，在3个流中以具有数据流的格式发送，另一方面，在时间上与其分离，从在数据部分的空间分离处理中不使用的其它1个天线发送用于激励剩余的空间维度的信道的训练信号。在当前的EWC提案规格中，规定了在3个流的训练中使用4个HT-LTF。 
由图7～图11可知，对于天线个数是2个、可以估计的最大流数是2个的无线通信装置而言，错开探测信息包的结构只要是图7、图9、图10所示的结构，不仅在设计时设想的处理能力范围之内接收信息包的数据部(有效负载)，而且在设计时设想的处理能力范围 之内进行必要的信道矩阵的估计。此外，图8是1个流用的错开探测信息包，不适合于应用本发明。 
对于天线个数是3个、而且最大可能接收的流数是3个的无线通信装置而言，不仅在设计时设想的处理能力的范围之内接收图7～图11所示的错开探测信息包，而且在设计时设想的处理能力的范围之内进行必要的信道矩阵的估计。对于最大可能接收的流数是3个的无线通信装置而言，接收4个HT-LTF、从其中进行3个流的信道估计，这在规格上本来就有要求，都没有装置结构上的问题。 
由图7～图11可知，在探测信息包的发送源(即，通过隐式反馈作为波束接收器运行的终端)中的天线个数M大于探测信息包的发送目的地(即，通过隐式反馈作为波束形成器运行的终端)中的天线数N的情况下，通过正确地活用错开格式，波束形成器即使不进行M流的信道估计(即，不生成N×M的信道矩阵)，也可以选择性地只估计必要的N流。 
此外，在EWC提案规格中，定义了MAC帧长为0的ZLF(ZeroLength Frame)(也称为NDP(Null Data Packet：空数据包)。以下统一为“ZLF”)，并且也规定了作为探测信息包的格式使用ZLF(ZLF是一种探测专用的帧，其只由包含有用于激励信道的训练序列的PHY头部组成，不具有MAC帧)。但是，在使用ZLF进行探测的情况下，即使要从由M个流组成的训练信号得到1个流的信道估计，也必须求得4个的训练，因此无法减轻波束形成器中的信道矩阵估计电路216a的电路的负担。 
在波束形成器具备2个天线、波束接收器具备4个天线的情况下，即使使用如图8所示的帧格式的错开探测信息包，也无法减轻波束形成器中的电路负担。根据第1个流的训练(HT-LTF)进行信道估计时没有问题，但是，在对另1个流进行信道估计时，需要计 算与其在时间上分离发送的、在数据部分的空间分离处理中不使用的其它3个流中的各4个HT-LTF，因此对于只支持2个流的波束形成器，会导致电路规模的增大。 
另外，在波束形成器具备2个天线、波束接收器具备3个天线的情况下，使用图7或图9所示的帧格式的错开探测信息包。 
在从波束接收器反馈图9所示的探测信息包的情况下，在波束形成器侧，可以使用在数据部分的空间分离中使用的第1～2个天线的接收流中的训练信号部分，来估计波束形成所必要的2个空间维度的信道。然后，完全不需要处理与其在时间上分离发送的、在数据部分的空间分离中不使用的第3～4个天线的接收流，因此对于只支持2个流的波束形成器而言，不会造成电路规模增大。即使不处理为了激励第3～4个信道而附加在训练的后半的部分，也不会影响信道估计及数据码元解调。 
另一方面，在从波束接收器反馈图7所示的探测信息包的情况下，在波束形成器侧，首先使用在数据部分的空间分离中使用的第1个天线的接收流中的训练信号部分来估计信道。但是，为了对另1个流进行信道估计，需要计算与其在时间上分离发送的、在数据部分的空间分离处理中不使用的其它2个流中的各2个HT-LTF。根据2个HT-LTF进行2×2矩阵的信道估计，也可以进行剩余1个流的信道估计，但是在这种情况下，需要将针对最初的1个流的信道估计结果缓存到其它地方，因此与不需要这种缓存的图9的情况相比，电路规模略微增加。 
另外，作为其它例，在波束形成器具备3个天线、波束接收器具备4个天线的情况下，使用图8、图10、图11所示的帧格式的错开探测信息包。 
在使用了图8以及图10所示的帧格式的探测信息包的情况下，与上述同样地，信道估计自身没有问题，但是，存在需要将针对 最初的1个或2个流的信道估计结果缓存到其它地方的问题。与此相对，在使用了图11所示的帧格式的探测信息包的情况下，在波束形成器侧，可以使用在数据部分的空间分离中使用的第1～3个天线的接收流中的训练信号部分来估计波束形成所需要的2个空间维度的信道。从而，完全不需要处理与其在时间上分离发送的、在数据部分的空间分离中不使用的第4个天线的接收流，因此对于只支持3个流的波束形成器而言，不存在电路规模增大的问题。即使不处理为了激励第4个信道而附加在训练的后半的部分，也不会影响信道估计、数据码元解调。 
在上述内容中，说明了波束形成器通过以具有N个数据流的格式发送请求训练信号的发送的无线通信信号、对波束接收器进行暗示的明示的指示，对这一点进行说明。 
在IEEE802.11规定的MAC层协议中，有这样的规则，即，响应帧(例如，针对RTS信息包的CTS信息包、针对数据信息包的ACK信息包等)在以基本速率发送了之前的信息包的情况下，按照与此相同的传输速率返回。 
例如，在将MCS＝8(即，BPSK、编码率1/2、2个流)包含在基本速率中的情况下，在波束形成器以MCS＝8用RTS或数据信息包发送训练请求的情况下，波束接收器一定以MCS＝8返回CTS或ACK信息包。 
即，如图9或图10所示，波束接收器用由使用于激励剩余的(N-M)个空间维度的信道的训练信号与信号自身的空间分离无关的格式组成的错开信息包进行响应，因此对于波束形成器而言，适合于进行信道估计。 
因此，在这种通信***中，通常，从波束形成器侧通过使用与自己的天线个数相当的N个流发送提出训练请求的信息包，可以如上所述明示地或暗示地指定从波束接收器返回的错开探测信息 包的格式。其结果，波束形成器可以简化信道矩阵估计电路114a的结构。 
此外，MCS(Modulation and Coding Scheme：调制编码方案)是用于决定调制方式、编码方式以及流个数的值，是HT信息包的PHY头中记载的信息之一。 
工业上的利用可能性 
以上参照特定的实施方式，详细说明了本发明。但是，在不脱离本发明的主旨的范围内所属领域技术人员可以对该实施方式进行修改、代用。 
在本说明书中，  以将本发明应用在按照IEEE802.11n中的EWC提案规格的MIMO通信***中的实施方式为中心进行了说明，但是，本发明的主旨不限于此。可以将本发明适当地应用在作为一种从具备N个天线的第1终端向具备M个天线的第2终端使用了空间复用的流的MIMO通信***中、波束形成器使用从波束接收器发送的训练信号进行波束形成的各种类型的通信***中。 
另外，在本说明书中为了简化说明，只说明了发送侧的终端进行直接将流分配到天线分支中的“直接映射”的实施方式，但是，即使在采用了“空间扩展”、流与天线分支不是一对一的对应关系的转换方式的情况下，也同样可以应用本发明。 
另外，在本说明书中，主要以应用在作为IEEE802.11的扩展规格的IEEE802.11n中的实施方式为中心进行了说明，但是，本发明的主旨不限于此。例如，对于采用MIMO通信方式的各种无线通信***同样可以应用本发明，这些无线通信***包括：以IEEE802.16e为基础的移动WiMax(Worldwide Interoperabilityfor Microwave：全球微波接入)、作为面向移动体的高速无线通信规格的IEEE802.20、作为使用60GHz(毫米波)带的高速无线PAN(Personal Area Network：个人局域网)规格的 IEEE802.15.3c、可以利用60GHz(毫米波)带的无线传输来传输非压缩的HD(High Definition：高清晰度)影像的无线HD、以及第4代(4G)移动电话等。 
总之，以例示的方式公开了本发明，不应该限定地解释本说明书的记载内容。为了判断本发明的主旨，应该参考权利要求书。 

Claims (11)

1.一种无线通信***，其从具备N个天线的第1终端向具备M个天线的第2终端使用空间复用的流进行数据传输，其中N是大于等于2的整数，M是大于等于1的整数，其特征在于，具备：
训练请求单元，其从所述第1终端向所述第2终端请求用于激励反向信道的训练信号的发送；
训练单元，其响应该请求从所述第2终端向所述第1终端发送包含有用于激励N×M的反向信道矩阵的训练序列的信息包；
信道矩阵生成单元，其将在所述第1终端的各天线中接收到的所述训练序列分离为流，组成反向信道矩阵；
发送权重矩阵计算单元，其在N＜M的情况下，考虑所述第1终端具有的天线个数N，使用由在该反向信道矩阵中包含的N列组成的N×N的信道矩阵，求得正向数据传输时的波束形成用的N×N的发送权重矩阵；以及
波束形成单元，其在从所述第1终端向所述第2终端发送数据信息包时，对来自所述第1终端的各天线的发送信号使用所述波束形成用的发送权重矩阵来进行波束形成。
2.根据权利要求1所述的无线通信***，其特征在于，
所述训练请求单元由所述第1终端通过MAC帧的HT控制字段内的链路适配控制字段中包含的TRQ位来请求训练序列，
所述训练单元发送包含有用于激励反向信道矩阵的训练序列的探测信息包，
所述信道矩阵生成单元分离所述第1终端接收到的探测信息包的空间流训练，并根据该分离的训练序列组成反向信道矩阵。
3.根据权利要求2所述的无线通信***，其特征在于，
所述训练单元从所述第2终端通过错开格式进行探测信息包的反馈，该错开格式使在数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分、和用于激励空间维度大于等于数据流数的信道的训练信号在时间上分离。
4.根据权利要求3所述的无线通信***，其特征在于，
所述训练请求单元从所述第1终端向所述第2终端以具有N个数据流的格式发送用于请求训练信号的发送的无线通信信号，
所述训练单元将探测信息包从所述第2终端向所述第1终端反馈，该探测信息包用数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分激励N个空间维度的信道，并使得用于激励剩余的N-M个空间维度的信道的训练信号与信号本身的空间分离无关。
5.根据权利要求3所述的无线通信***，其特征在于，
在所述第1终端中接收到探测信息包时，所述信道矩阵生成单元用数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分激励N个空间维度的信道来估计N×N的信道矩阵，但是不处理用于激励剩余的N-M个空间维度的信道的训练信号。
6.一种无线通信装置，其具备N个天线，对具备M个天线的第2终端使用空间复用的流进行数据传输，其中N是大于等于2的整数，M是大于等于1的整数，所述无线通信装置的特征在于，具备：
训练请求单元，其对所述第2终端请求用于激励反向信道的训练信号的发送；
信道矩阵生成单元，其将包含在信息包中的训练序列分离为流，组成反向信道矩阵，其中该信息包是响应该请求而从所述第2终端发送来的并且是在所述无线通信装置的各天线中接收到的；
发送权重矩阵计算单元，其在N＜M的情况下，考虑所述无线通信装置具有的天线个数N，使用由包含在该反向信道矩阵中的N列组成的N×N的信道矩阵，求得正向数据传输时的波束形成用的N×N的发送权重矩阵；以及
波束形成单元，其在向所述第2终端发送数据信息包时，对来 自所述无线通信装置的各天线的发送信号使用所述波束形成用的发送权重矩阵来进行波束形成。
7.根据权利要求6所述的无线通信装置，其特征在于，
所述训练请求单元由所述无线通信装置通过MAC帧的HT控制字段内的链路适配控制字段中包含的TRQ位来请求训练序列，
所述信道矩阵生成单元分离探测信息包的空间流训练，根据该分离的训练序列组成反向信道矩阵，其中该探测信息包是在所述无线通信装置的各天线中接收到的，并且该探测信息包包含有用于激励反向信道矩阵的训练序列。
8.根据权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于，
所述信道矩阵生成单元根据错开格式的探测信息包生成信道矩阵，该错开格式使数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分、和用于激励空间维度大于等于数据流数的信道的训练信号在时间上分离。
9.根据权利要求8所述的无线通信装置，其特征在于，
所述训练请求单元以具有N个数据流的格式发送用于请求训练信号的发送的无线通信信号，来向所述第2终端请求错开的探测信息包的反馈，该错开的探测信息包用数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分激励N个空间维度的信道，并使得用于激励剩余的N-M个空间维度的信道的训练信号与信号本身的空间分离无关。
10.根据权利要求9所述的无线通信装置，其特征在于，
所述信道矩阵生成单元用接收到的探测信息包之中、在数据部分的空间分离处理中使用的训练信号部分激励N个空间维度的信道来估计N×N的信道矩阵，但是不处理用于激励剩余的N-M个空间维度的信道的训练信号。
11.一种无线通信方法，在具备N个天线的无线通信装置中， 对具备M个天线的第2终端使用空间复用的流进行数据传输，其中N是大于等于2的整数，M是大于等于1的整数，所述无线通信方法的特征在于，具备以下步骤：
训练请求步骤，对所述第2终端请求用于激励反向信道的训练信号的发送；
信道矩阵生成步骤，将包含在信息包中的训练序列分离为流，组成反向信道矩阵，其中该信息包是响应该请求而从所述第2终端发送来的并且是在所述无线通信装置的各天线中接收到的；
发送权重矩阵计算步骤，在N＜M的情况下，考虑所述无线通信装置具有的天线个数N，使用由包含在该反向信道矩阵中的N列组成的N×N的信道矩阵，求得正向数据传输时的波束形成用的N×N的发送权重矩阵；以及
波束形成步骤，在向所述第2终端发送数据信息包时，对来自所述无线通信装置的各天线的发送信号使用所述波束形成用的发送权重矩阵来进行波束形成。 
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