JP4198606B2 - 無線通信システム及び伝送モード選択方法 - Google Patents

Description

本発明は、直交周波数分割多重（OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムにおいて、伝送品質と伝送効率を両立しながら通信を行う適応変調方式に関し、特に、伝送路の通信状態を速やかに推定するための技術に関する。

複数の伝送モードを実装し、通信状況に応じて適応的に伝送モードを変更して通信を行うシステムとしては、５GHz帯を中心にARIB STD-T70標準準拠のHiSWANaシステム、ARIB STD-T71標準準拠のIEEE802.11aシステムなどがある。
これらのシステムでは変調方式として符号化OFDM変調方式を用い、６Mbps（BPSK R=1/2）から５４Mbps（６４QAM R=3/4）までの複数の伝送モードをサポートしている。
これらの伝送モードの選択方法に関しては、以下に示すOFDM変復調回路（特許文献１参照）などが提案されている。

図５に、従来方式における第一及び第二の無線局の受信動作のフローチャートを示す。図５において、無線信号が受信されると（Ｓ１０１）、受信信号のプリアンブル信号を抜き出し（Ｓ１０２）、プリアンブル信号に対してFFT処理を施す（Ｓ１０３）。
そして、FFT処理により周波数空間でサブキャリア毎の信号に分離し、既知のプリアンブル信号を参照信号として伝達関数を取得する（Ｓ１０４）。
この取得した伝達関数を用い、以降のデータの同期検波による復調処理を行う（Ｓ１０５）。データが引き続く場合には（Ｓ１０６）、上記処理Ｓ１０５を引き続き行い、データ終了後にユーザデータを再生し（Ｓ１０７）、再生したユーザデータを出力して処理を終了する（Ｓ１１３）。

なお、処理Ｓ１０４における伝達関数を取得する過程において、伝送路推定を行うプリアンブル信号のOFDMシンボル数をM、OFDM信号のサブキャリア数をNとした場合、第ｍ番目のOFDMシンボルにおいて収集されたｎ番目のサブキャリアのチャネル推定信号をS(ｎ,ｍ)とすると（Ｓ１０８）、Mシンボルのプリアンブル区間で収集された信号を式（１）に示すように平均化し、雑音成分を除去してｎ番目のサブキャリアのチャネル推定信号C(ｎ)を算出する（Ｓ１０９）。

さらに、得られたS(ｎ,ｍ)及びC(ｎ)を用いて、式（２）に示す情報ｐ、式（３）に示す情報ｆの算出が行われる（Ｓ１１０）。

式（２）及び（３）により得られた情報ｆおよびｐの組み合わせに対し、最適な伝送モードを与える最適伝送モード変換テーブルを参照し、この最適伝送モード変換テーブルから最適な伝送モードを取得する（Ｓ１１１）。
そして、最適伝送モード変換テーブルから取得された最適伝送モードは、次回に送信を行う際の伝送モードの推奨値として記録、設定される（Ｓ１１２）。

なお、通常の無線端末においては第一の無線局と第二の無線局の機能を併せ持つため、図５では受信フローを一括して示したが、第一の無線局と第二の無線局の機能を切り分けると、ユーザデータの送信を行う第一の無線局としては処理Ｓ１０５〜処理Ｓ１０７は不要である。
同様に、ユーザデータの受信を行う第二の無線局では、処理Ｓ１０８〜処理Ｓ１１２は不要である。
次に、図６に、従来例における第一の無線局の送信フローを示す。送信すべきユーザデータが入力されると（Ｓ１２１）、この信号にプリアンブル信号を付与し（Ｓ１２２）、最適伝送モードを参照し（Ｓ１２３）、この最適伝送モードを用いてデータを送信する（Ｓ１２４）。

また、オフィス環境などを想定した無線LANシステムにおいては、複数の伝送モードを適応的に切り替えながら複数のユーザと効率的に通信を行う。
複数の伝送モードを適応的に利用する利点は、大別すると、
(a)無線局間の距離に依存して受信電力が減衰することへの対応
(b)フェージングやシャドウイング等により時間的に変動する伝送品質への対応
等があげられる。

そして、上記対応(a)に関しては、時間的な変動はほとんどないため、ある程度の長時間の測定結果に基づいて運用することが可能である。
しかし、ここで得られた最適な伝送モードも、上記対応(b)の効果により瞬時的に伝送品質が劣化してしまう可能性がある。
(b)に示す様な伝送品質の瞬時的な劣化は、再送制御により保証可能であるが、通常、再送の回数は有限であり、瞬時変動に応答して伝送モードを最適化できる前に再送回数の上限に達し、再送が打ち切られてしまう場合がある。

そして、この再送の打ち切りは、ユーザにおけるサービスの品質に大きく反映されるため、利用するアプリケーションによっては致命的になる可能性もある。
この点を考慮し、ある程度の品質の瞬時劣化を見込み、目標とする伝送品質を高めに設定して安全側の運用を行うことも可能である。
しかし、これは伝送モードの伝送効率を落として運用することを意味するため、提供可能なスループットが低下するという問題がある。

この様に、瞬時的に伝送品質が大きく変動する可能性のある無線LANシステムにおいて、適応的に伝送モードを変更するためには、瞬時のPER（Packet Error Rate）特性をより高精度に推定し、瞬時のPER特性を反映する形で伝送モードを選択する必要がある。
従来方式における最適伝送モードの選択方法は、既存の無線LANシステムとして、例えば５GHz帯におけるHiSWANa準拠、ないしはIEEE802.11a準拠のシステム等において利用可能であった。
しかしながら、近年、同一周波数帯域上で複数の異なる信号系列を重畳し、伝送速度の向上、及び周波数利用効率の向上を図るＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）と呼ばれる技術の適用が検討されている。

このＭＩＭＯ技術とは、送信局側において複数の送信アンテナから同一チャネル上で異なる独立な信号を送信し、受信局側において同じく複数のアンテナを用いて信号を受信し、各送信アンテナ／受信アンテナ間の伝達関数行列を求め、この行列を用いて送信局側で各アンテナから送信した独立な信号を推定し、データを再生するものである。

ここで、送信側において、N本の送信アンテナを用いてN系統の信号を送信し、一方、受信側においてN本のアンテナを用いて信号を受信する場合を考える。
まず、送受信局の各アンテナ間にはＮ×Ｎ個の伝送のパスが存在し、第i送信アンテナから送信され第j受信アンテナで受信される場合の伝達関数をｈ_j,iとし、これを第(j，i)成分とするＮ行Ｎ列の行列をＨと表記する。さらに、第i送信アンテナからの送信信号をｔ_iとし(t_１，t_２，t_３，…，t_Ｎ)を成分とする列ベクトルをＴx、第j受信アンテナでの受信信号をｒ_jとし(ｒ₁，ｒ₂，ｒ₃，…，ｒ_N)を成分とする列ベクトルをＲx、第j受信アンテナの熱雑音をｎ_jとし(ｎ₁，ｎ₂，ｎ₃，…，ｎ_N)を成分とする列ベクトルをｎと表記する。この場合、以下に示す式（４）の関係式が成り立つ。

したがって、受信局側で受信した信号Ｒxをもとに、送信信号Ｔxを推定する技術が求められている。このＭＩＭＯ技術の最も基本的なものとしては、一般にＺＦ（Ｚero Ｆorcing）法と呼ばれる方法があげられる（非特許文献１参照）。
ここでは、上記の式（４）に対し、伝達関数行列の逆行列Ｈ^−１を求め、これを式の両辺の左から掛け合わせる処理を行う。この結果、以下の式（５）が得られる。

つまり、各受信アンテナで受信した信号を合成し、所望の送信アンテナ以外からの信号による干渉を除去する処理を行うことにより、実際の送信信号ベクトルＴxに微小な熱雑音項Ｈ^−１×ｎが加わった信号点が得られることになる。
ここで、送信信号として、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等の多値変調を施した信号を用いる場合においては、送信信号として取りえる信号点は不連続となっている。

したがって、Ｈ^−１×Ｒxとユークリッド距離が最も近い点を送信コンスタレーション上で検索する硬判定処理を行い、真の（すなわち、送信局が送信した）送信信号を推定する。
特開２００１−１０３０３２号公報 S.Kurosaki et. al., "A SDM-COFDM Scheme Employing a Simple Feed-Forward Inter-Channel Interference Canceller for MIMO Based Broadband Wireless LANs", IEICE TRANS. COMMUN., Vol.E86 B. No.1, January, 2003

しかしながら、上述したＭＩＭＯ技術を適用する場合には、従来方式の様に、変調方式及び誤り訂正の符号化率のみの組み合わせとして表される伝送モードの中の最適なものを選ぶのではなく、信号系列を重畳する際の重畳数と変調方式及び誤り訂正の符号化率の全ての組み合わせとして最適な伝送モードを選択する必要がある。
これまでにおいては、この様なＭＩＭＯ技術の中で最適な伝送モードを選択するための技術はなかった。さらに言えば、例えば式（５）を用いて送信信号を推定する場合は、送信信号の推定において他の信号系列からの干渉を除去することを基本方針としており、必ずしも各信号系列のＳ／Ｎ比を最大にする最大比合成処理は行われていない。

このため、伝達関数行列Ｈの各成分の絶対値が同じ値であっても、その位相が異なっていればそれだけで特性は大きく異なり、各サブキャリア毎の単なる振幅ないしは受信強度では全体の特性を把握することは不可能であった。
従って、本発明の目的は、このような事情に鑑みてなされたもので、無線LANシステムにＭＩＭＯ技術を適用した拡張を行う際に、瞬時のPER特性を、プリアンブル等のわずかな領域（ないしは少ないサンプル）から速やかに推定し、その結果よりＭＩＭＯ技術を考慮の上で最適な伝送モードを選択するシステム及び方法の提供を目的とする。

本発明の無線通信方法は、N_tx（N_tx＞１：整数）本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、N_rx（N_rx≧１：整数）本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にN_SC（N_SC＞１：整数）本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムにおいて、前記第一の無線局は、前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信するステップと、FFT（Fast Fourier Transform）処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換するステップと、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第ｊアンテナとの間の第ｋ（１≦ｋ≦N_ＳＣ：ｋは整数）サブキャリアに関する伝達関数ｈ_j，i ^[k]を取得するステップと、前記伝達関数ｈ_j，i ^[k]を第(j，i)要素とするN_rx行N_tx列の第ｋサブキャリアに関する伝達関数行列Ｈ_ｋに対し、該行列Ｈ_ｋの各成分を変数として規定された所定の評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ)を演算するステップと、該評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ)の全サブキャリアに対する総和Ｆ_totalを演算により求めるステップと、前記Ｆ_totalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する最適伝送モード選択ステップと、前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’（1≦N’≦ N_tx：N’は整数）であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するステップと、前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成するステップと、前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信するステップとを備え、前記第二の無線局は、N_rx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調するステップと、復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力するステップとを有することを特徴とする。

本発明の無線通信方法は、N_tx（N_tx＞１：整数）本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、N_rx（N_rx≧１：整数）本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にN_SC（N_SC＞１：整数）本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムにおいて、前記第一の無線局は、前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信するステップと、FFT（Fast Fourier Transform）処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換するステップと、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第ｊアンテナとの間の第ｋ（１≦ｋ≦N_SC：ｋは整数）サブキャリアに関する伝達関数ｈ_j，i ^[k]を取得するステップと、前記伝達関数ｈ_j，i ^[k]を第(j,i)要素とするN_rx行N_tx列の第ｋサブキャリアに関する伝達関数行列Ｈ_ｋに対し、該行列Ｈ_ｋのエルミート共役な行列Ｈ_ｋ ^Hを求めるステップと、 該行列Ｈ_ｋ及びＨ_ｋ ^Hの積即ちＨ_ｋ×Ｈ_ｋ ^HまたはＨ_ｋ ^H×Ｈ_ｋのいずれかを求めるステップと、該行列Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^HまたはＨ_ｋ ^H×Ｈ_ｋのいずれかの行列の各成分を変数として規定された所定の評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^H)又はＦ(Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ)を演算するステップと、該評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^H)又はＦ(Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ)の全サブキャリアに対する総和Ｆ_totalを演算により求めるステップと、前記Ｆ_totalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する最適伝送モード選択ステップと、前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’（1≦N’≦ N_tx：N’は整数）であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するステップと、前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成するステップと、前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信するステップとを備え、前記第二の無線局は、N_rx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調するステップと、復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力するステップとを備えたことを特徴とする。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの行列式Ｄet(Ｍ)またはその絶対値｜Ｄet(Ｍ)｜を用いることを特徴とする（式（６）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの行列式の絶対値の対数値Log（｜Ｄet(Ｍ)｜）を用いることを特徴とする（式（７）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの各成分の絶対値の総和を用いることを特徴とする（式（８）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの各成分の絶対値の２乗の総和を用いることを特徴とする（式（１０）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの各成分の絶対値の総和の対数値を用いることを特徴とする（式（９）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの逆行列をＧとし、更に該逆行列Ｇを構成する列ベクトルをそれぞれＶ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，…，Ｖ_Ｎとした場合に、各列ベクトル毎に各成分の絶対値の2乗値の総和に対する平方根を求めた値の逆数を求め、更に該値を全列ベクトルに対して総和を取った値を用いることを特徴とする（式（２２）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Ｍの逆行列をＧとし、更に該逆行列Ｇを構成する列ベクトルをそれぞれＶ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，…，Ｖ_Ｎとした場合に、各列ベクトル毎に各成分の絶対値の2乗値の総和に対する平方根を求め、この平方根の値の逆数の対数値を求め、更に該対数値を全列ベクトルに対して総和を取った値を用いることを特徴とする（式（２３）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の絶対値の総和を取った値を用いることを特徴とする（式（１１）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の絶対値の２乗の総和を取った値を用いることを特徴とする（式（１２）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の絶対値の逆数の総和を取った値を用いることを特徴とする（式（１３）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の絶対値の逆数の２乗の総和を取った値を用いることを特徴とする（式（１４）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の絶対値の対数値の総和を取った値を用いることを特徴とする（式（１５）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλ_max、絶対値が最小となる固有値をλ_miniと表記した場合に、λ_mini／λ_maxの絶対値を用いることを特徴とする（式（１６）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλ_max、絶対値が最小となる固有値をλ_miniと表記した場合に、λ_max／λ_miniの絶対値を用いることを特徴とする（式（１７）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλ_max、絶対値が最小となる固有値をλ_miniと表記した場合に、λ_mini／λ_maxの絶対値の２乗値を用いることを特徴とする（式（１８）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλ_max、絶対値が最小となる固有値をλ_miniと表記した場合に、λ_max／λ_miniの絶対値の２乗値を用いることを特徴とする（式（１９）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλ_max、絶対値が最小となる固有値をλ_miniと表記した場合に、λ_max／λ_miniの絶対値の対数値を用いることを特徴とする（式（２４）に対応）。

本発明の無線通信方法は、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλ_max、絶対値が最小となる固有値をλ_miniと表記した場合に、λ_mini／λ_maxの絶対値の２乗の総和を用いることを特徴とする。

本発明の無線通信方法は、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλ_max、絶対値が最小となる固有値をλ_miniと表記した場合に、λ_max／λ_miniの絶対値の２乗の総和を用いることを特徴とする。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの行列式を、行列Ｍの各成分の絶対値の2乗の総和の平方根をとった値で割った値を用いることを特徴とする（式（２０）に対応）。

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの行列式を、行列Ｍの各成分の絶対値の2乗の総和の平方根をとった値で割った値の対数値を用いることを特徴とする（式（２１）に対応）。

本発明の無線通信システムは、N_tx（N_tx＞１：整数）本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、N_rx（N_rx≧１：整数）本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にN_SC（N_SC＞１：整数）本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムであり、前記第一の無線局は、前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信する受信手段と、FFT（Fast Fourier Transform）処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換する受信信号変換手段と、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第ｊアンテナとの間の第ｋ（１≦ｋ≦N_ＳＣ：ｋは整数）サブキャリアに関する伝達関数ｈ_j，i ^[k]を取得する伝達関数取得手段と、前記伝達関数ｈ_j，i ^[k]を第(j，i)要素とするN_rx行N_tx列の第ｋサブキャリアに関する伝達関数行列Ｈ_ｋに対し、該行列Ｈ_ｋの各成分を変数として規定された所定の評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ)を演算する評価関数演算手段と、該評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ)の全サブキャリアに対する総和Ｆ_totalを演算により求める総和演算手段と、前記Ｆ_totalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する伝送モード選択手段と、前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’（1≦N’≦ N_tx：N’は整数）であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するユーザデータ分割手段と、前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成する信号系列生成手段と、前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信する送信手段とを備え、前記第二の無線局は、N_rx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する受信手段と、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調する復調手段と、復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力する信号系列合成手段とを有することを特徴とする。

本発明の無線通信システムは、N_tx（N_tx＞１：整数）本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、N_rx（N_rx≧１：整数）本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にN_SC（N_SC＞１：整数）本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムであり、前記第一の無線局は、前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信する受信手段と、FFT（Fast Fourier Transform）処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換する受信信号変換手段と、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第ｊアンテナとの間の第ｋ（１≦ｋ≦N_SC：ｋは整数）サブキャリアに関する伝達関数ｈ_j，i ^[k]を取得する伝達関数取得手段と、前記伝達関数ｈ_j，i ^[k]を第(j,i)要素とするN_rx行N_tx列の第ｋサブキャリアに関する伝達関数行列Ｈ_ｋに対し、該行列Ｈ_ｋのエルミート共役な行列Ｈ_ｋ ^Hを求めるエルミート共役演算手段と、該行列Ｈ_ｋ及びＨ_ｋ ^Hの積即ちＨ_ｋ×Ｈ_ｋ ^HまたはＨ_ｋ ^H×Ｈ_ｋのいずれかを求める積演算手段と、該行列Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^HまたはＨ_ｋ ^H×Ｈ_ｋのいずれかの行列の各成分を変数として規定された所定の評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^H)又はＦ(Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ)を演算する評価関数演算手段と、該評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^H)又はＦ(Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ)の全サブキャリアに対する総和Ｆ_totalを演算により求める総和演算手段と、前記Ｆ_totalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する伝送モード選択手段と、前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’（1≦N’≦ N_tx：N’は整数）であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するユーザデータ分割手段と、前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成するス信号系列生成手段と、前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信する送信手段とを備え、前記第二の無線局は、N_rx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する受信手段と、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調する復調手段と、復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力する信号系列合成手段とを備えたことを特徴とする。

上述したように、本発明の無線通信方法は、従来方式に対して、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第ｊアンテナとの間の第ｋ（１≦ｋ≦N_SC：ｋは整数）サブキャリアに関する伝達関数ｈ_j，i ^[k]を取得するステップと、前記伝達関数ｈ_j,i ^[k]を第(j,i)要素とするN_rx行N_tx列の第ｋサブキャリアに関する伝達関数行列Ｈ_kに対し、該伝達関数行列Ｈ_kの各成分を変数として規定された所定の評価関数Ｆ(Ｈ_k)を演算するステップと、該評価関数Ｆ(Ｈ_k)の全サブキャリアに対する総和Ｆ_totalを演算により求めるステップ（または構成）とを備える点で異なる。

ここで、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの行列式Ｄet(Ｍ)またはその絶対値｜Ｄet(Ｍ)｜を用いることも好ましい。また、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの行列式の絶対値の対数値Log(｜Ｄet(Ｍ)｜)を用いることも好ましい。また、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの各成分の絶対値の総和を用いることも好ましい。また、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの各成分の絶対値の２乗の総和を用いることも好ましい。また、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの各成分の絶対値の総和の対数値を用いることも好ましい。

また、行列Ｍの逆行列をＧとし、該逆行列Ｇを構成する列ベクトルをそれぞれＶ₁，Ｖ₂，Ｖ₃，…，Ｖ_Nとした場合に、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、各列ベクトル毎に各成分の絶対値の２乗値の総和に対する平方根を求めた値の逆数を求め、更に該値を全列ベクトルに対して総和を取った値を用いることも好ましい。また、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、各列ベクトルＶ₁，Ｖ₂，Ｖ₃，…，Ｖ_N毎に各成分の絶対値の2乗値の総和に対する平方根を求めた値の逆数の対数値を求め、更に該値を全列ベクトルに対して総和を取った値を用いることも好ましい。

さらに、行列Ｍの固有値をλ₁，λ₂，λ₃，…，λ_Nとした場合、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、該固有値の絶対値の総和を取った値を用いることも好ましい。また、前記評価関数Ｆ(Ｍ)としてとして、該固有値の絶対値の２乗の総和を取った値を用いることも好ましい。また、前記評価関数Ｆ(Ｍ)としてとして、該固有値の絶対値の逆数の総和を取った値を用いることも好ましい。また、前記評価関数Ｆ(Ｍ)としてとして、該固有値の絶対値の逆数の２乗の総和を取った値を用いることも好ましい。また、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、該固有値の絶対値の対数値の総和を取った値を用いることも好ましい。

さらに、また、該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλ_max、絶対値が最小となる固有値をλ_miniと表記した場合に、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、λ_max／λ_miniの絶対値を用いることも好ましい。また、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、λ_mini／λ_maxの絶対値を用いることも好ましい。また、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、λ_max／λ_miniの絶対値の２乗値を用いることも好ましい。さらに、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、λ_mini／λ_maxの絶対値の２乗値を用いることも好ましい。また、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、λ_max／λ_miniの絶対値の対数値を用いることも好ましい。また、さらに、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの行列式を、行列Ｍの各成分の絶対値の２乗の総和の平方根をとった値で割った値を用いることも好ましい。

また、前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの行列式を、行列Ｍの各成分の絶対値の2乗の総和の平方根をとった値で割った値の対数値を用いることも好ましい。また、さらに、上述の評価関数Ｆ(Ｍ)の行列Ｍが非正方行列である場合には、上述の行列Ｍの代わりに、行列Ｍと該行列のエルミート共役の行列Ｍ^Hの積である行列、Ｍ^H×Ｍ、またはＭ×Ｍ^Hを行列Ｍに置き換えて用いることも好ましい。
以上は、先の評価関数Ｆ(Ｍ)を与えるための具体例である。

上述したように、本発明によれば、ＭＩＭＯ技術を適用にした無線LANシステムにおいて、受信した受信信号に付与されたプリアンブルと、予め記憶されている既知のパターンの信号（プリアンブルに用いたパターンと同一のもの）である参照信号とを比較／演算することにより、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第ｊアンテナとの間の第ｋ（１≦ｋ≦N_ＳＣ：ｋは整数）サブキャリアに関する伝達関数ｈ_j，i ^[k]を取得し、伝達関数Ｈ_kに基づく評価関数Ｆ(Ｈ_k)を生成、すなわち瞬時のPER特性をプリアンブル等のわずかな領域（ないしは少ないサンプル）から速やかに推定し、その結果よりＭＩＭＯ技術を考慮の上で最適な伝送モードを選択する方法を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。図１（第１の実施形態）及び図２（第２の実施形態）は同実施形態の構成を示すブロック図である。
本発明の無線通信システムは、N_tx（N_tx＞１：整数）本以上の第一のアンテナ群（アンテナ１００_１〜アンテナ１００_ｐ、p＝N_tx）を備えた第一の無線局（送信局Ｔ1もしくはＴ2）と、N_rx（N_rx≧１：整数）本の第二のアンテナ群（アンテナ１０１_１〜アンテナ１０１_ｑ、q＝N_rx）を備えた第二の無線局（受信局Ｒ）とにより構成され、ユーザ情報伝送用にN_SC本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重（OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な構成を有している。

送信局側では、伝達関数行列の取得が必要であるが、その為のひとつの方法についてまず、説明する。例えば、送信局（Ｔ1またはＴ2）の図示しない制御部は、受信局Ｒへの実際の送信データの送信処理の開始に際して、送受信手段１から、送信方式としてＭＩＭＯ方式を用いずに通常の通信方法により、第１のアンテナ群のいずれか１本のアンテナから、伝達関数行列（第１及び第２のアンテナ群における各々のアンテナ間のサブキャリアの伝達関数からなる行列）を求める処理を行うため、受信局Ｒに対して所定の制御信号を送信する。

この場合、例えば上記制御信号は、受信局Ｒに対して、プリアンブル（既知のパターンの信号）が付加された応答信号の送信を、ＭＩＭＯ方式により送信するよう指示する。この際には、この既知のパターンの信号は、送信局Ｔ1（もしくはＴ2）と受信局Ｒとの間で予め共通なものとして設定しておく必要がある。
そして、送信局側においては、受信した受信局からの応答信号（受信信号）から、プリアンブルを分離して、予め記憶されている既知のパターンを参照信号として、後に述べるように伝達関数ｈ_j，i ^[k]及び伝達関数行列Ｈ_ｋを求め、この伝達関数行列Ｈ_ｋ（もしくは伝達関数ｈ_j，i）に基づき、評価関数を演算する。

上述したように、送信局（Ｔ1またはＴ2）の上記制御部は、送信処理に際して、実際にデータを送信する前に、受信局との間の伝達関数行列を求めることが可能となる。この伝達関数が時間及び周囲の状況により、時々刻々と変化するため、ある程度の周期で情報の更新が必要となる。その為の方法としては、現在使用している伝達関数行列を求めた時刻からの時間経過を測定し、周期的に測定される経過時間が所定の時間閾値を超えているか否かの検出を行い、経過時間が時間閾値を超えたこと検出した場合に、再度、送受信手段１に受信局Ｒに対して制御信号を送信させ、新たな伝達関数行列を求めて、その都度最適な伝送モードを選択して、データの送信を継続して行う。

そして、送信局側においては、この評価関数から送信局及び受信局間の受信状態を示す総和Ｆ_totalの値を求めて、この総和Ｆ_totalに基づいて変換テーブル８から、最適な伝送モードを選択して、この伝送モードにより所望のデータの送信を、対応する受信局Ｒに対して行う。

これにより、送信局から受信局に対して、常に安定した状態で、データの送信処理が行えることとなる。
以上の説明は、送信局側において伝達関数行列を取得するためのひとつの例であり、その他のいかなる方法を用いて伝達関数行列を推定しても構わない。

＜第１の実施形態＞
この図１の送信局Ｔ1において、送受信手段１は、アンテナ１００_１〜アンテナ１００_ｑを介して、他局、すなわち受信局Ｒと無線信号の送受信を行う。受信信号変換手段２は、ＦＦＴ処理により受信した無線信号（受信信号）をサブキャリア毎に、軸上での信号（ＩＱベクトル）に変換する。ここで軸上とは、Ｉ（搬送波同相成分）軸及びＱ（搬送波直交成分）軸により形成される直交座標系の位置座表を示している。伝達関数取得手段３は、受信信号にプリアンブル信号として付与された既知のパターンの信号と、内部に記憶しているこの既知のパターン信号と同一の参照信号とを比較し、所定の演算を行うことにより、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第ｊアンテナとの間の第ｋ（１≦ｋ≦N_ＳＣ：ｋは整数）サブキャリアに関する伝達関数ｈ_j，i ^[k]を取得する。上記所定の演算は、参照信号により対応するパターンが予め判っているため、この参照信号のパターンと対応させつつ、受信したプリアンブルの受信強度を求め、第１及び第２のアンテナ群の各アンテナ間の伝達関数ｈ_j，i ^[k]を求める演算を示している。評価関数演算手段４は、上記伝達関数ｈ_j，i ^[k]を第(j，i)要素とするN_rx行N_tx列の第ｋサブキャリアに関する伝達関数行列Ｈ_ｋに対し、この求めた伝達関数行列Ｈ_ｋの各成分を変数として規定された所定の評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ)を演算する。

総和演算手段５は、N_rx行N_tx列における上記評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ)の全サブキャリアに対する総和Ｆ_totalを演算により求める。伝送モード選択手段５は、上記総和Ｆ_totalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブル８を参照し、この変換テーブル８から総和Ｆ_totalの値に対応する最適伝送モードを選択する。この変換テーブル８には、複数の総和Ｆ_totalの値に対応して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせが、各々最適伝送モードとして記憶されている。

ユーザデータ分割手段９は、上記伝送モード選択手段５において、最後に選択された伝送モードの重畳数がN’（1≦N’≦ N_tx：N’は整数）であった場合、送信するユーザデータが入力された際に、このユーザデータをN’系統に分割する。信号系列生成手段６は、N’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を、プリアンブルとして付与し、N’系統の第一の信号系列を生成する。送受信手段１は、第一のアンテナ群を用いて、上記伝送モード選択手段５において選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上において、この第一の信号系列を重畳して、無線信号として送信する。

次に、図１の受信局Ｒにおいて、送受信手段１２は、N_rx本のアンテナ群（アンテナ１０１_１〜アンテナ１０１_ｑ）を用いて個別に無線信号を受信する。復調手段１１は、受信した無線信号、すなわち受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、各信号系列の信号を分離して復調する。信号系列合成手段１０は、復調した全ての上記信号系列を合成し、合成結果をユーザデータとして出力する。
また、通常の送受信機としては、図示していないが、送信局Ｔ1には、受信局Ｒにおける復調手段１１及び信号系列合成手段１０が設けられている。同様に、通常の送受信機としては、図示していないが、受信局Ｒには、送信局Ｔ1における受信信号変換手段２，伝達関数取得手段３，評価関数演算手段４，総和算出手段５，伝送モード選択手段７，変換テーブル８，ユーザデータ分割手段９及び信号系列生成手段６が設けられている。送受信手段１及び１２は同様の構成を有する。

次に、本発明の第１の実施形態の動作について、図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４は、本発明の第１の実施形態の動作例を説明するためのフローチャートである。
図３に、本発明の第１の実施形態における送信局Ｔ1（または受信局Ｒ）の受信処理におけるフローチャートである。
送受信手段１が複数のアンテナ１０１_１〜アンテナ１０１_ｐを用いて無線信号を受信し、受信信号として出力すると（ステップＳ１）、受信信号変換手段２は、送信手段１から入力される受信信号のプリアンブル信号を抜き出す（ステップＳ２）。

そして、受信信号変換手段２はアンテナ１０１_１〜アンテナ１０１_ｐにおける各アンテナ毎に、プリアンブル信号に対してFFT（高速フーリエ変換）処理を施す（ステップＳ３）。
次に、受信信号変換手段２がFFT処理により周波数空間上のサブキャリア毎の信号に分離した後、伝達関数取得手段３は、既知のプリアンブル信号を参照信号として、上記受信信号のプリアンブル信号と比較することにより、送信局Ｔ1の第一のアンテナ群の第iアンテナと、受信局Ｒの第２のアンテナ群の第jアンテナとの間の第ｋサブキャリアに対する伝達関数ｈ_j，i ^[k]を取得する（ステップＳ４）。

そして、復調手段１１は、この伝達関数ｈ_j，i ^[k]により構成されるサブキャリア毎の伝達関数行列Ｈ_kを用い、アンテナ１０１_１〜アンテナ１０１_ｐから入力される受信信号において、相手局から送信された各信号系列毎の分離、即ち他の信号系列からの干渉除去を行い（ステップＳ５）、以降のデータの同期検波による復調処理を行う（ステップＳ６）。
また、信号系列合成手段１０は、上記データが引き続くことを検出した場合（ステップＳ７）、ステップＳ５及びステップＳ６をデータが終了することを検出するまで引き続き行い、データ終了後に、時系列に連続した複数のデータ（信号系列）を合成してユーザデータを再生し（ステップＳ８）、このユーザデータを出力して処理を終了する（ステップＳ１３）。

なお、伝達関数取得手段３がステップＳ４において、サブキャリア毎の伝達関数行列Ｈ_kを取得すると共に、評価関数演算手段４は伝達関数行列Ｈ_kの各成分を変数とする評価関数Ｆ(Ｈ_k)の値を演算により求める（ステップＳ９）。
そして、総和演算手段５は、入力される上記評価関数Ｆ(Ｈ_k)の値は、全てのサブキャリアに対して加算され、総和Ｆ_totalが求められる（ステップＳ１０）。
次に、伝送モード選択手段７は、この総和Ｆ_total値に基づき最適な伝送モードを選択するため、変換テーブル８を参照し、総和Ｆ_total値に対応する最適伝送モードを検索し選択して、記録する（ステップＳ１１）。そして、伝送モード選択手段７は、ステップＳ１１において取得した最適伝送モードを、次回に送信を行う際の伝送モードの推奨値として、内部の記憶部に記録、設定する（ステップＳ１２）。

なお、従来方式と同様に通常の無線端末においては送信局Ｔ1と受信局Ｒとの機能を併せ持つため、図３においては受信処理のフローチャートを一括して示した。
しかしながら、送信局Ｔ1と受信局Ｒとの機能を、図１に示すように切り分けると、ユーザデータの送信を行う送信局Ｔ1としてはステップＳ５〜ステップＳ８の処理は不要となる。また、同様に、ユーザデータの受信を行う受信局としては、ステップＳ９〜ステップＳ１２が不要となる。

次に、本発明の第１の実施形態における送信局Ｔ1の送信動作を、図４のフローチャートを用いて説明する。
ユーザデータ分割手段９は、送信すべきユーザデータが入力されると（ステップＳ２１）、伝送モード選択手段７内部の記憶部に記憶、設定された最適伝送モードを参照し、ＭＩＭＯにおける信号系列の多重数N’を取得する（ステップＳ２３）。
そして、ユーザデータ分割手段９は、この多重数N’に従い、入力されるユーザデータをN’系列の信号系列に分割する（ステップＳ２３）。

次に、信号系列生成手段６は、分割されたそれぞれの上記信号系列の信号に対し、プリアンブル信号を付与し（ステップＳ２４）する。
そして、送受信手段１は、入力されるN’本のアンテナ（アンテナ１００_１〜アンテナ１００_ｐ）から最適伝送モードを用いて、上記信号系列の信号を無線信号として送信する（ステップＳ２５）。
ここで、行列Hに対する評価関数Ｆ(Ｈ_k)の関数の形態としては、以下に示す各関数を用いる選択肢がある。例えば、伝達関数行列Ｈ_kが正方行列である場合、以下のものが例としてあげられる。

ここで、伝達関数行列Ｈ_ｋの逆行列をＧとし、さらに、この逆行列Ｇの第（j，i）成分をｇ_j，iと表記した場合、以下の評価関数を用いても良い。

ここで、式（６）〜式（２４）各々が、本発明請求項３〜請求項２１それぞれに対応し、この点を規定するものである。

＜第２の実施形態＞
なお、伝達関数行列Ｈ_ｋが非正方行列である場合には、上述の式の伝達関数行列Ｈ_ｋの代わりに、伝達関数行列Ｈ_ｋと、この伝達関数行列のエルミート共役の行列Ｈ_ｋ ^Hとの積である行列、すなわち行列Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ又は行列Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^Hを、伝達関数行列Ｈ_ｋと置き換えて用いることもできる。本発明の請求項２は、この点を規定するものである。
図２に本発明の第２の実施形態による無線通信システムの構成例を示す。第１の実施形態と異なる点は、上述したように、伝達関数行列Ｈ_ｋに置き換えて、行列Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ又は行列Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^Hを用いる点である。

このため、第２の実施形態の構成としては、第１の実施形態に加えて、伝達関数行列Ｈ_ｋのエルミート共役を演算するエルミート共役演算手段１３と、行列Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ又は行列Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^Hの演算を行う積演算手段１４とが設けられている。
以下、図２に示すように、第２の実施形態の各構成において、第１の実施形態と同様な構成には同一の符号を付し、この説明を省略し、異なる構成及び動作のみ説明する。
図２において、エルミート共役演算手段１３は、伝達関数取得手段３が求めた伝達関数ｈ_j,i ^[k]を第(j,i)要素とするN_rx行N_tx列の第ｋサブキャリアに関する伝達関数行列Ｈ_ｋに対して、この伝達関数行列Ｈ_ｋのエルミート共役な行列Ｈ_ｋ ^Hを演算して求める。

積演算手段１４は、上記伝達関数行列Ｈ_ｋ及びエルミート共役な行列Ｈ_ｋ ^Hの積、すなわち行列Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^Hまたは行列Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋのいずれかを演算して求める。
評価関数演算手段４は、第１の実施形態における伝達関数行列Ｈ_ｋに替えて、行列Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^Hまたは行列Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋのいずれかの行列の各成分を変数とし、この変数により規定された所定の評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^H)又はＦ(Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ)を演算する。
総和演算手段５は、上記評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^H)又はＦ(Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ)の全サブキャリアに対する総和Ｆ_totalを演算により求める。他の構成については、第１及び第２の実施形態は同様の構成を有している。

図３のフローチャートのステップＳ９において、上記エルミート共役演算手段１３が伝達関数行列Ｈ_ｋのエルミート共役な行列Ｈ_ｋ ^Hを演算し、積演算手段１４が行列Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^Hまたは行列Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋのいずれかを演算して求める。
そして、図３のフローチャートのステップＳ９において、総和演算手段５が、評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^H)またはＦ(Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ)の全サブキャリアに対する総和Ｆ_totalを演算により求める。ステップＳ９及びステップＳ１０以外の処理については、第２の実施形態と第１の実施形態とで同様の動作が行われる。
以上述べた第１及び第２の実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することが出来る。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

なお、図３及び図４におけるフローチャート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ＭＩＭＯ技術を用いて、無線信号の送受信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。

本発明の第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態における第一及び第二の無線局の受信の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における第一の無線局の送信の動作例を示すフローチャートである。 従来方式における第一及び第二の無線局の受信動作を示すフローチャートである。 従来方式における第一の無線局の送信動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１，１２…送受信手段
２…受信信号変換手段
３…伝達関数取得手段
４…評価関数演算手段
５…総和演算手段
６…信号系列生成手段
７…伝送モード選択手段
８…変換テーブル
９…ユーザデータ分割手段
１０…信号系列合成手段
１１…復調手段
１３…エルミート共役演算手段
１４…積演算手段
１００₁，１００₂，１００_p，１０１₁，１０１₂，１０１_q…アンテナ
Ｔ1，Ｔ2…送信局
Ｒ…受信局

Claims (23)

1. N_tx（N_tx＞１：整数）本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、N_rx（N_rx≧１：整数）本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にN_SC（N_SC＞１：整数）本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムにおいて、
   前記第一の無線局は、
   前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信するステップと、
   FFT（Fast Fourier Transform）処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換するステップと、
   受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第ｊアンテナとの間の第ｋ（１≦ｋ≦N_ＳＣ：ｋは整数）サブキャリアに関する伝達関数ｈ_j，i ^[k]を取得するステップと、
   前記伝達関数ｈ_j，i ^[k]を第(j，i)要素とするN_rx行N_tx列の第ｋサブキャリアに関する伝達関数行列Ｈ_ｋに対し、該行列Ｈ_ｋの各成分を変数として規定された所定の評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ)を演算するステップと、
   該評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ)の全サブキャリアに対する総和Ｆ_totalを演算により求めるステップと、
   前記Ｆ_totalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する最適伝送モード選択ステップと、
   前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’（1≦N’≦ N_tx：N’は整数）であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するステップと、
   前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成するステップと、
   前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信するステップと
   を備え、
   前記第二の無線局は、
   N_rx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、
   受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調するステップと、
   復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力するステップと
   を有することを特徴とする無線通信方法。
2. N_tx（N_tx＞１：整数）本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、N_rx（N_rx≧１：整数）本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にN_SC（N_SC＞１：整数）本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムにおいて、
   前記第一の無線局は、
   前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信するステップと、
   FFT（Fast Fourier Transform）処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換するステップと、
   受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第ｊアンテナとの間の第ｋ（１≦ｋ≦N_SC：ｋは整数）サブキャリアに関する伝達関数ｈ_j，i ^[k]を取得するステップと、
   前記伝達関数ｈ_j，i ^[k]を第(j,i)要素とするN_rx行N_tx列の第ｋサブキャリアに関する伝達関数行列Ｈ_ｋに対し、該行列Ｈ_ｋのエルミート共役な行列Ｈ_ｋ ^Hを求めるステップと、
   該行列Ｈ_ｋ及びＨ_ｋ ^Hの積即ちＨ_ｋ×Ｈ_ｋ ^HまたはＨ_ｋ ^H×Ｈ_ｋのいずれかを求めるステップと、
   該行列Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^HまたはＨ_ｋ ^H×Ｈ_ｋのいずれかの行列の各成分を変数として規定された所定の評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^H)又はＦ(Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ)を演算するステップと、
   該評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^H)又はＦ(Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ)の全サブキャリアに対する総和Ｆ_totalを演算により求めるステップと、
   前記Ｆ_totalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する最適伝送モード選択ステップと、
   前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’（1≦N’≦ N_tx：N’は整数）であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するステップと、
   前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成するステップと、
   前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信するステップと
   を備え、
   前記第二の無線局は、
   N_rx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、
   受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調するステップと、
   復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力するステップと
   を備えたことを特徴とする無線通信方法。
3. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの行列式Ｄet(Ｍ)またはその絶対値｜Ｄet(Ｍ)｜を用いることを特徴とする無線通信方法。
4. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの行列式の絶対値の対数値Log（｜Ｄet(Ｍ)｜）を用いることを特徴とする無線通信方法。
5. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの各成分の絶対値の総和を用いることを特徴とする無線通信方法。
6. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの各成分の絶対値の２乗の総和を用いることを特徴とする無線通信方法。
7. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの各成分の絶対値の総和の対数値を用いることを特徴とする無線通信方法。
8. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの逆行列をＧとし、更に該逆行列Ｇを構成する列ベクトルをそれぞれＶ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，…，Ｖ_Ｎとした場合に、各列ベクトル毎に各成分の絶対値の2乗値の総和に対する平方根を求めた値の逆数を求め、更に該値を全列ベクトルに対して総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。
9. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍの逆行列をＧとし、更に該逆行列Ｇを構成する列ベクトルをそれぞれＶ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，…，Ｖ_Ｎとした場合に、各列ベクトル毎に各成分の絶対値の2乗値の総和に対する平方根を求め、この平方根の値の逆数の対数値を求め、更に該対数値を全列ベクトルに対して総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。
10. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の絶対値の総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。
11. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の絶対値の２乗の総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。
12. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の絶対値の逆数の総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。
13. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の絶対値の逆数の２乗の総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。
14. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の絶対値の対数値の総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。
15. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλ_max、絶対値が最小となる固有値をλ_miniと表記した場合に、λ_mini／λ_maxの絶対値を用いることを特徴とする無線通信方法。
16. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλ_max、絶対値が最小となる固有値をλ_miniと表記した場合に、λ_max／λ_miniの絶対値を用いることを特徴とする無線通信方法。
17. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλ_max、絶対値が最小となる固有値をλ_miniと表記した場合に、λ_mini／λ_maxの絶対値の２乗を用いることを特徴とする無線通信方法。
18. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλ_max、絶対値が最小となる固有値をλ_miniと表記した場合に、λ_max／λ_miniの絶対値の２乗を用いることを特徴とする無線通信方法。
19. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、Ｎ行Ｎ列の正方行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの固有値λ_１，λ_２，λ_３，…，λ_Ｎを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλ_max、絶対値が最小となる固有値をλ_miniと表記した場合に、λ_max／λ_miniの絶対値の対数値を用いることを特徴とする無線通信方法。
20. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの行列式を、行列Ｍの各成分の絶対値の2乗の総和の平方根をとった値で割った値を用いることを特徴とする無線通信方法。
21. 前記請求項１または請求項２記載の無線通信方法であって、行列Ｍに対する前記評価関数Ｆ(Ｍ)として、行列Ｍの行列式を、行列Ｍの各成分の絶対値の2乗の総和の平方根をとった値で割った値の対数値を用いることを特徴とする無線通信方法。
22. N_tx（N_tx＞１：整数）本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、N_rx（N_rx≧１：整数）本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にN_SC（N_SC＞１：整数）本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムであり、
    前記第一の無線局は、
    前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信する受信手段と、
    FFT（Fast Fourier Transform）処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換する受信信号変換手段と、
    受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第ｊアンテナとの間の第ｋ（１≦ｋ≦N_ＳＣ：ｋは整数）サブキャリアに関する伝達関数ｈ_j,i ^[k]を取得する伝達関数取得手段と、
    前記伝達関数ｈ_j,i ^[k]を第(j，i)要素とするN_rx行N_tx列の第ｋサブキャリアに関する伝達関数行列Ｈ_ｋに対し、該行列Ｈ_ｋの各成分を変数として規定された所定の評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ)を演算する評価関数演算手段と、
    該評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ)の全サブキャリアに対する総和Ｆ_totalを演算により求める総和演算手段と、
    前記Ｆ_totalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する伝送モード選択手段と、
    前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’（1≦N’≦ N_tx：N’は整数）であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するユーザデータ分割手段と、
    前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成する信号系列生成手段と、
    前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信する送信手段と
    を備え、
    前記第二の無線局は、
    N_rx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する受信手段と、
    受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調する復調手段と、
    復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力する信号系列合成手段と
    を有することを特徴とする無線通信システム。
23. 本発明の無線通信システムは、N_tx（N_tx＞１：整数）本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、N_rx（N_rx≧１：整数）本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にN_SC本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムであり、
    前記第一の無線局は、
    前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信する受信手段と、
    FFT（Fast Fourier Transform）処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換する受信信号変換手段と、
    受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第ｊアンテナとの間の第ｋ（１≦ｋ≦N_SC：ｋは整数）サブキャリアに関する伝達関数ｈ_j,i ^[k]を取得する伝達関数取得手段と、
    前記伝達関数ｈ_j,i ^[k]を第(j,i)要素とするN_rx行N_tx列の第ｋサブキャリアに関する伝達関数行列Ｈ_ｋに対し、該行列Ｈ_ｋのエルミート共役な行列Ｈ_ｋ ^Hを求めるエルミート共役演算手段と、
    該行列Ｈ_ｋ及びＨ_ｋ ^Hの積即ちＨ_ｋ×Ｈ_ｋ ^HまたはＨ_ｋ ^H×Ｈ_ｋのいずれかを求める積演算手段と、
    該行列Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^HまたはＨ_ｋ ^H×Ｈ_ｋのいずれかの行列の各成分を変数として規定された所定の評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^H)又はＦ(Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ)を演算する評価関数演算手段と、
    該評価関数Ｆ(Ｈ_ｋ×Ｈ_ｋ ^H)又はＦ(Ｈ_ｋ ^H×Ｈ_ｋ)の全サブキャリアに対する総和Ｆ_totalを演算により求める総和演算手段と、
    前記Ｆ_totalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する伝送モード選択手段と、
    前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’（1≦N’≦ N_tx：N’は整数）であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するユーザデータ分割手段と、
    前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成するス信号系列生成手段と、
    前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信する送信手段と
    を備え、
    前記第二の無線局は、
    N_rx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する受信手段と、
    受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調する復調手段と、
    復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力する信号系列合成手段と
    を備えたことを特徴とする無線通信システム。
    

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