JP4672047B2 - 通信端末の通信方法及び通信端末 - Google Patents

Description

本発明は、通信端末の通信方法及び通信端末に関し、特にマルチアンテナを用いた無線通信システムに適用される通信端末の通信方法及び通信端末に関するものである。

従来、限られた周波数帯域でより多くのデータの送受信を可能とするためにマルチアンテナを用いた無線通信システムの研究・開発が盛んに行われている。マルチアンテナを用いた無線通信システムの例としては、送信装置と受信装置の双方に複数アンテナを設けたＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）システムや、送信装置に複数アンテナを設け受信装置に１つのアンテナを設けたＭＩＳＯ（Multiple-Input Single-Output）システムがある。このうちＭＩＳＯシステムにおける受信品質を向上させる技術として、例えば特許文献１に開示された発明が知られている。

図５０に、ＭＩＳＯシステムの原理的な構成を示す。変調信号生成部３はディジタル信号１、２を入力とし、これらを変調して変調信号４、５を出力する。無線部６は変調信号４、５を入力とし、ディジタルアナログ変換や無線周波数変換等の無線処理を行うことで送信信号７、８を得る。送信信号７、８はそれぞれアンテナ９、１０から電波として送信される。無線部１３は、アンテナ１１で受信した受信信号１２を入力とし、ダウンコンバートやアナログディジタル変換等の無線処理を行うことでベースバンド信号１４を得る。ここでベースバンド信号１４は伝搬路上で変調信号４、５が多重された状態の信号であるため、復調部１５はベースバンド信号１４を各信号に対して分離処理を含む復調処理を施して受信ディジタル信号１６を得る。
特開２００１−２３７７５０号公報

ところで、このようにマルチアンテナ技術を用いた無線通信システムでは、複数のアンテナから送信した変調信号が伝搬路上で多重されて受信側のアンテナで受信されるため、信号分離処理を含む復調処理を高精度で行うことができないと、受信データの誤り率特性が劣化し、結果としてデータ伝送速度を向上させるといった当初の目的を達することができなくなる。

各変調信号の分離復調精度を向上させるためには、各変調信号に挿入するパイロットシンボルを増やすことなどが考えられるが、パイロットシンボルを増やすとその分だけデータの伝送効率が低下してしまう。

本発明はかかる点を考慮してなされたもので、マルチアンテナを用いた無線通信システムにおいて、各変調信号の分離処理を含む復調精度を向上させて受信データの誤り率特性を向上し得る通信端末の通信方法及び通信端末を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明の通信端末の通信方法の一つの態様は、複数のチャネルの変調信号を受信する通信端末の通信方法であって、基地局の複数の送信アンテナから互いに独立に送信された複数の変調信号を、複数のアンテナで受信し、前記受信した複数の変調信号の各々の受信電界強度を検出し、前記受信した複数の変調信号の各々のチャネル変動値を推定し、前記検出した受信電界強度を示す情報と、前記推定したチャネル変動値を示す情報とに基づいて、前記基地局の複数の送信アンテナから互いに独立に送信される前記複数の変調信号の送信電力を各送信アンテナ独立に制御するための情報である、前記基地局へのフィードバック情報を生成し、前記フィードバック情報を送信する。

また本発明の通信端末の一つの態様は、複数のチャネルの変調信号を受信する通信端末であって、基地局の複数の送信アンテナから互いに独立に送信された、複数の変調信号を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナで受信した複数の変調信号の各々の受信電界強度を検出する受信電界強度検出部と、前記複数のアンテナで受信した複数の変調信号の各々のチャネル変動値を推定するチャネル変動推定部と、前記受信電界強度検出部で検出した受信電界強度を示す情報と、前記チャネル変動推定部で推定したチャネル変動値を示す情報とに基づいて、前記基地局の複数の送信アンテナから互いに独立に送信される前記複数の変調信号の送信電力を各送信アンテナ独立に制御するための情報である、前記基地局へのフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部とを具備する構成を採る。

また本発明の一つの態様は、前記フィードバック情報は、各チャネル及び各キャリア毎の、前記チャネル変動値を示す情報及び前記受信信号強度を示す情報に基づいて生成する。

基地局は、各アンテナから送信する変調信号の送信電力を、通信端末からフィードバックされた各変調信号のチャネル変動値や受信電界強度等のフィードバック情報に基づいて、各アンテナ独立に制御する。これにより、より的確に各変調信号の実効受信電力を変更することができるため、通信端末での各変調信号の復調精度を一段と向上させることができるようになる。

本発明によれば、マルチアンテナを用いた無線通信システムにおいて、複数アンテナから送信された複数の変調信号の実効受信電力を考慮した復調処理及び送信処理を行うようにしたことにより、各変調信号の分離処理を含む復調の精度を向上させて受信データの誤り率特性を向上させることができる。

本発明の発明者らは、マルチアンテナを用いた無線通信システムにおいて、単純に各変調信号を分離復調するのではなく、受信される変調信号の実効受信電力（すなわち受信装置で得られる受信電力のうち、各変調信号を復調する際に有効に利用できる実質的な受信電力）を考慮した復調処理及び送信処理を行うことで、各変調信号の復調精度を向上させることができると考え、本発明に至った。

本発明においては、実効受信電力の指標としてチャネル変動行列の固有値を用いる。チャネル変動行列は、受信装置で各変調信号を分離するために、各アンテナ受信信号と各変調信号をチャネル変動値を要素として関連付けたものである。つまりチャネル変動値を要素とした行列である。そして一般にマルチアンテナ通信で用いられる受信装置では、チャネル変動行列の逆行列を求めて、受信された信号から各変調信号を分離する。

本発明においては、このように一般に用いられるチャネル変動行列から固有値を求め、これを実効受信電力の指標として用いているので、比較的少ない演算量及び比較的少ない構成の追加で、実効受信電力を求めることができるようになされている。

以下の実施の形態の形態では、主に、本発明の次のような態様について説明する。

本発明の一つの態様は、複数のアンテナから複数の変調信号を送信する送信装置において、送信する複数の変調信号の送信電力の変更を各アンテナで独立に行うようにした。また前記送信電力の制御を、通信相手が推定した受信電界強度やチャネル変動を用いて制御するようにした。これにより、データの伝送品質を向上させることができる。具体的には、実効受信電力が最適になるような変調信号の送信電力制御を行うことができるようになるので、受信側での各変調信号の復調精度を向上させることができる。

本発明のさらに一つの態様は、上記送信装置が送信した変調信号を受信する受信装置において、受信信号から受信電界強度を推定する受信電界強度推定部を設け、推定した受信電界強度情報を上記送信装置にフィードバックするようにした。また受信信号から各変調信号のチャネル変動を推定するチャネル変動推定部を設け、推定したチャネル変動情報を上記送信装置にフィードバックするようにした。これにより、送信装置は、受信電界強度情報やチャネル変動情報に基づいて、実際に受信側での実効受信電力が最適となるような変調信号の送信電力制御を行うことができるようになる。

本発明のさらに一つの態様は、マルチキャリア方式を用いて複数のアンテナから複数の変調信号を送信する送信装置において、送信する複数の変調信号の送信電力の変更を各アンテナで独立に、かつ、キャリアごとに独立に行うようにした。また上記送信電力の制御を、通信相手が推定したキャリアごとの受信電界強度やキャリアごとのチャネル変動を用いて制御するようにした。これにより、各アンテナで独立に、かつ、各キャリアで独立に実効受信電力が最適になるような変調信号の送信電力制御を行うことができるようになる。

本発明のさらに一つの態様は、上記マルチキャリア送信装置が送信した変調信号を受信する受信装置において、受信信号からキャリアごとの受信電界強度を推定する受信電界強度推定部を設け、推定したキャリアごとの受信電界強度情報を上記マルチキャリア送信装置にフィードバックするようにした。また受信信号からキャリアごとにチャネル変動を推定するチャネル変動推定部を設け、推定したキャリアごとのチャネル変動情報を上記マルチキャリア送信装置にフィードバックするようにした。これにより、マルチキャリア送信装置は、キャリアごとの受信電界強度情報やチャネル変動情報に基づいて、実際に受信側での実効受信電力が最適となるような変調信号の送信電力制御をキャリアごとに行うことができるようになる。

本発明のさらに一つの態様は、複数のアンテナから送信された複数の変調信号を送信アンテナよりも多い複数の受信アンテナで受信する受信装置において、複数のアンテナ受信信号の組み合わせを作り、組み合わせごとにチャネル変動行列を形成し、組み合わせごとのチャネル変動行列の固有値を算出し、固有値の最小パワーが最も大きい組み合わせのアンテナ受信信号を選択して復調処理を行うようにした。これにより、変調信号の実効受信電力の最も大きくなるアンテナ受信信号の組み合わせを用いて各変調信号を復調できるようになるので、全てのアンテナ受信信号を用いて各変調信号を復調する場合と比較して、変調信号の復調精度を向上させることができるようになる。

本発明のさらに一つの態様は、複数のアンテナから送信された複数の変調信号を送信アンテナよりも多い複数の受信アンテナで受信する受信装置において、複数のアンテナ受信信号の組み合わせを作り、各組み合わせごとにチャネル変動行列を形成し、組み合わせごとのチャネル変動行列の固有値を算出する。そして、各組み合わせのアンテナ受信信号とその組み合わせに対応するチャネル変動行列を使って各変調信号を分離すると共に、各組み合わせで分離した変調信号を分離の際に用いたチャネル変動行列の固有値を使って重み付け合成する。これにより、変調信号の実効受信電力に応じて各変調信号を重み付け合成できるので、変調信号の復調精度を向上させることができるようになる。

本発明のさらに一つの態様は、誤り訂正符号化され複数のアンテナから送信された複数の変調信号を受信する受信装置において、チャネル変動行列の固有値を求め、この固有値と受信直交ベースバンド信号とから軟判定値を求める軟判定値計算部を設けるようにした。

本発明のさらに一つの態様は、誤り訂正符号化され複数のアンテナから送信された複数の変調信号を受信する受信装置において、受信レベルとチャネル変動行列の固有値とから実効受信レベルを求め、この実効受信レベルと受信直交ベースバンド信号とから軟判定値を求める軟判定値計算部を設けるようにした。

これにより、軟判定値を実効受信レベルで重み付けして求めることで、軟判定値に適切な尤度をもたせることが可能となり、変調信号の復調精度を向上させることができるようになる。

本発明のさらに一つの態様は、チャネル変動行列の固有値を用いて復調処理を行う際に、各アンテナで受信された受信信号の信号レベルの制御を、各アンテナに対し共通して行うようにした。これにより、固有値がより正確に求まるため、実効受信電力を一段と的確に反映した固有値に基づいて復調処理を行うことができるので、各変調信号の復調精度を一段と向上させることができる。

以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、各アンテナから送信する変調信号の送信電力を独立に変更する送信装置について説明する。

図１に、本実施の形態における送信装置の送信ユニットの構成の一例を示し、例えば無線基地局（以下、単に基地局と呼ぶ）に設けられている。送信ユニット１００の変調部１０２は送信ディジタル信号１０１、フレーム構成信号生成部１２１で生成されたタイミング信号１２２を入力とし、送信ディジタル信号１０１に対してＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)や１６ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)等の直交変調処理を施すと共にタイミング信号１２２にしたがったフレーム構成（図３（Ａ））とすることにより送信直交ベースバンド信号１０３を形成して出力する。拡散部１０４は送信直交ベースバンド信号１０３を入力とし、この送信直交ベースバンド信号１０３に対して所定の拡散符号を用いた拡散処理を施すことにより拡散信号１０５を形成して出力する。無線部１０６は拡散信号１０５を入力とし、拡散信号１０５に対してディジタルアナログ変換処理やアップコンバート等の所定の無線処理を施すことにより変調信号１０７を形成して出力する。

送信パワー変更部１０８は、変調信号１０７、受信パワーから求めた係数１２５、固有値から求めた係数１２４を入力とし、変調信号１０７に係数１２５、１２４を乗じることにより送信信号１０９を得てこれを出力する。これにより、受信パワー及び固有値に基づいて変調信号１０７の送信パワーが決定される。送信信号１０９はアンテナ１１０から電波として出力される。

変調部１１２は送信ディジタル信号１１１、タイミング信号１２２を入力とし、送信ディジタル信号１１１に対してＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の直交変調処理を施すと共にタイミング信号１２２にしたがったフレーム構成（図３（Ｂ））とすることにより送信直交ベースバンド信号１１３を形成して出力する。拡散部１１４は送信直交ベースバンド信号１１３を入力とし、この送信直交ベースバンド信号１１３に対して所定の拡散符号を用いた拡散処理を施すことにより拡散信号１１５を形成して出力する。因みに、拡散部１１４は拡散部１０４で用いた拡散符号と異なる拡散符号を用いて拡散処理を行う。無線部１１６は拡散信号１１５を入力とし、拡散信号１１５に対してディジタルアナログ変換処理やアップコンバート等の所定の無線処理を施すことにより変調信号１１７を形成して出力する。

送信パワー変更部１１８は、変調信号１１７、受信パワーから求めた係数１２６、固有値から求めた係数１２４を入力とし、変調信号１１７に係数１２６、１２４を乗じることにより送信信号１１９を得てこれを出力する。これにより、受信パワー及び固有値に基づいて変調信号１１７の送信パワーが決定される。送信信号１１９はアンテナ１２０から電波として出力される。

このように本実施の形態の送信装置に設けられた送信ユニット１００においては、各アンテナ１１０、１２０から送信する変調信号の送信電力を独立に変更できるようになっている。

図２に、本実施の形態における送信装置の受信ユニットの構成の一例を示す。受信ユニット２００は、図１の送信ユニット１００と同じ基地局に設けられる。受信ユニット２００の無線部２０３はアンテナ２０１で受信した受信信号２０２を入力とし、受信信号２０２に対してダウンコンバートやアナログディジタル変換等の所定の無線処理を施すことにより受信直交ベースバンド信号２０４を形成して出力する。復調部２０５は受信直交ベースバンド信号２０４を入力とし、受信直交ベースバンド信号２０４に対してＱＰＳＫ復調や１６ＱＡＭ復調等の直交復調処理を施すことにより受信ディジタル信号２０６を形成して出力する。

データ分離部２０７は受信ディジタル信号２０６を入力とし、受信ディジタル信号２０６をデータ２０８、電界強度推定情報２０９、チャネル変動推定情報２１０に分離して出力する。

受信パワーによる係数計算部２１１は電界強度推定情報２０９を入力とし、この電界強度推定情報２０９に基づいて、送信ユニット１００の送信パワー変更部１０８、１１８で用いる係数１２５、１２６を算出して送信パワー変更部１０８、１１８に送出する。この係数１２５、１２６の求め方の詳細については後述する。

固有値による係数計算部２１４はチャネル変動推定情報２１０を入力とし、このチャネル変動推定情報２１０に基づいて、送信ユニット１００の送信パワー変更部１０８、１１８で用いる係数１２４を算出して送信パワー変更部１０８、１１８に送出する。この係数１２４の求め方の詳細については後述する。

図３に、送信ユニット１００の各アンテナ１１０、１２０から送信される各送信信号１０９（拡散信号Ａ）、１１９（拡散信号Ｂ）の時間軸におけるフレーム構成の一例を示す。図３（Ａ）に示す拡散信号Ａと図３（Ｂ）に示す拡散信号Ｂは、各アンテナ１１０、１２０から同時に送信される。拡散信号Ａのチャネル推定シンボル３０１と拡散信号Ｂのチャネル推定シンボル３０１は例えば互いに直交した符号とされており、端末の受信ユニットにおいて分離可能なものを用いる。これにより、端末の受信ユニットが、各拡散信号Ａ、Ｂに含まれるチャネル推定シンボル３０１に基づき、アンテナ１１０、１２０から送信された信号のチャネル変動をそれぞれ推定することができるようになる。

図４に、本実施の形態における受信装置の受信ユニットの構成の一例を示す。受信ユニット４００は通信端末に設けられており、図１の送信ユニット１００から送信された信号を受信復調する。受信ユニット４００の無線部４０３はアンテナ４０１で受信した受信信号４０２を入力とし、受信信号４０２に対してダウンコンバートやアナログディジタル変換等の所定の無線処理を施すことにより受信直交ベースバンド信号４０４を形成して出力する。逆拡散部４０５は受信直交ベースバンド信号４０４を入力とし、受信直交ベースバンド信号４０４に対して図１の拡散部１０４及び拡散部１１４で用いた拡散符号と同じ拡散符号を用いた逆拡散処理を施すことにより逆拡散後の受信直交ベースバンド信号４０６を形成して出力する。

拡散信号Ａのチャネル変動推定部４０７は逆拡散後の受信直交ベースバンド信号４０６を入力とし、チャネル推定シンボルに基づき拡散信号Ａ（アンテナ１１０から送信された拡散信号）のチャネル変動を推定しチャネル変動推定信号４０８として出力する。これにより、アンテナ１１０とアンテナ４０１間のチャネル変動が推定される。拡散信号Ｂのチャネル変動推定部４０９は逆拡散後の受信直交ベースバンド信号４０６を入力とし、チャネル推定シンボルに基づき拡散信号Ｂ（アンテナ１２０から送信された拡散信号）のチャネル変動を推定しチャネル変動推定信号４１０として出力する。これによりアンテナ１２０とアンテナ４０１間のチャネル変動が推定される。

無線部４１３はアンテナ４１１で受信した受信信号４１２を入力とし、受信信号４１２に対してダウンコンバートやアナログディジタル変換等の所定の無線処理を施すことにより受信直交ベースバンド信号４１４を形成して出力する。逆拡散部４１５は受信直交ベースバンド信号４１４を入力とし、受信直交ベースバンド信号４１４に対して図１の拡散部１０４及び拡散部１１４で用いた拡散符号と同じ拡散符号を用いた逆拡散処理を施すことにより逆拡散後の受信直交ベースバンド信号４１６を形成して出力する。

拡散信号Ａのチャネル変動推定部４１７は逆拡散後の受信直交ベースバンド信号４１６を入力とし、チャネル推定シンボルに基づき拡散信号Ａ（アンテナ１１０から送信された拡散信号）のチャネル変動を推定しチャネル変動推定信号４１８として出力する。これにより、アンテナ１１０とアンテナ４１１間のチャネル変動が推定される。拡散信号Ｂのチャネル変動推定部４１９は逆拡散後の受信直交ベースバンド信号４１６を入力とし、チャネル推定シンボルに基づき拡散信号Ｂ（アンテナ１２０から送信された拡散信号）のチャネル変動を推定しチャネル変動推定信号４２０として出力する。これによりアンテナ１２０とアンテナ４１１間のチャネル変動が推定される。

信号処理部４２１は受信直交ベースバンド信号４０６、４１６、拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４０８、４１８、拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４１０、４２０を入力とし、チャネル変動推定値４０８、４１０、４１８、４２０を要素とするチャネル変動行列の逆行列を用いた演算を行うことにより、拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４２２、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号４２３を出力する。このチャネル変動行列の詳細については後述する。

受信電界強度推定部４２４は受信直交ベースバンド信号４０６、４１６を入力とし、これらの信号の受信電界強度を求めて受信電界強度推定情報４２５を出力する。なおこの実施の形態では、受信電界強度を受信直交ベースバンド信号から求めているがこれに限ったものではなく、受信信号から求めてもよい。また受信電界強度は、拡散信号Ａ、拡散信号Ｂについて別々に受信電界強度を求めてもよいし、合成波の受信電界強度を求めてもよい。

チャネル変動情報生成部４２６は拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４０８、４１８、拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４１０、４２０を入力とし、チャネル変動推定情報４２７を形成して出力する。

図５に、本実施の形態における受信装置の送信ユニットの構成の一例を示す。送信ユニット５００は受信ユニット４００と同じ通信端末に設けられている。送信ユニット５００の情報生成部５０４はデータ５０１、受信電界強度推定情報４２５、チャネル変動推定情報４２７を入力とし、これらを所定の順序で配列して送信ディジタル信号５０５を出力する。変調信号生成部５０６は送信ディジタル信号５０５を入力とし、送信ディジタル信号５０５に対して変調処理を施すことにより変調信号５０７を形成して出力する。無線部５０８は変調信号５０７を入力とし、変調信号５０７に対してディジタルアナログ変換処理やアップコンバート等の所定の無線処理を施すことにより送信信号５０９を形成して出力する。送信信号５０９はアンテナ５１０から電波として出力される。

図６に、送信ユニット５００から送信される送信信号のフレーム構成の一例を示す。図中、６０１はチャネル変動推定情報シンボル、６０２は電界強度推定情報シンボル、６０３はデータシンボルである。

図７に、送信信号と受信信号の関係の一例を示す。送信アンテナ１１０から送信された変調信号Ｔａ（ｔ）は、チャネル変動ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）を受けた後にアンテナ４０１、４０２で受信される。また送信アンテナ１２０から送信された変調信号Ｔｂ（ｔ）は、チャネル変動ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）を受けた後にアンテナ４０１、４０２で受信される。

次に、図１〜図７を用いて本実施の形態における送信装置および受信装置の動作について詳しく説明する。

先ず、基地局（送信装置）の送信動作について説明する。図１に示す基地局の送信ユニット１００で重要な動作は、各アンテナ１１０、１２０から送信する変調信号の送信パワーを各アンテナ１１０、１２０で独立に制御する点である。このため送信ユニット１００においては、送信パワー変更部１０８、１１８で送信信号に係数を乗算する。

ここで送信パワー変更部１０８での動作を詳しく説明する。受信パワーから求めた乗算係数１２５の値をＣａ、変調信号１０７をＸａ（ｔ）、固有値から求めた係数１２４をＤとすると、送信パワー変更部１０８は、次式で表すように送信信号１０９の送信パワーＸａ’（ｔ）を制御する。

同様に、送信パワー変更部１１８は、受信パワーから求めた乗算係数１２６の値をＣｂ、変調信号１１７をＸｂ（ｔ）、固有値から求めた係数１２４をＤとすると、次式で表すように送信信号１１９の送信パワーＸｂ’（ｔ）を制御する。

このように送信パワーコントロールを送信アンテナごとに独立して行うことにより、受信品質を向上させることができる。また固有値から求めた係数１２４の値Ｄを、すべての送信アンテナの送信パワー変更部１０８、１１８で共通に乗算するようにしたことにより、一段と効果的に受信品質を向上させることができる。なぜなら、固有値から得られた係数は、受信端末の実効受信電界強度（端末で得られる受信電界強度のうち、有効に利用できる実際の受信電界強度）に相当するからである。

また受信パワーから求めた係数を、各送信アンテナの送信パワー変更部１０８、１１８で独立して乗算するようにしたことにより、一段と効果的に受信品質を向上させることができる。なぜなら、受信パワーから求めた係数は、受信端末のアンテナでの各変調信号の受信電界強度を向上させるための送信パワー制御に相当するからである。

次に、基地局（送信装置）の受信動作について説明する。図７に示すように、ｔを時間とし、アンテナ１１０からの変調信号をＴａ（ｔ）、アンテナ１２０からの変調信号をＴｂ（ｔ）、アンテナ４０１の受信信号をＲ１（ｔ）、アンテナ４０２の受信信号をＲ２（ｔ）、チャネル変動をそれぞれ、ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）とすると、次式のような関係が成立する。つまり、各アンテナ受信信号Ｒ１（ｔ）、Ｒ２（ｔ）と各変調信号Ｔａ（ｔ）、Ｔｂ（ｔ）を、チャネル変動値ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）を要素とするチャネル変動行列によって関連付けることができる。

図２の基地局（送信装置）の受信ユニット２００に設けられた受信パワーによる係数計算部２１１は、端末から受け取った電界強度推定情報２０９つまりＲ１（ｔ）とＲ２（ｔ）の受信電界強度と、チャネル変動推定情報２１０つまりｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）とを用いて、係数１２５、１２６を決定する。

例えば、係数１２５を、ｈ１１（ｔ）、ｈ２１（ｔ）の推定値から求める。なぜなら、ｈ１１（ｔ）、ｈ２１（ｔ）は図１のアンテナ１１０から出力される信号の送信パワーで決定される変動値であるからである。同様に、係数１２６を、ｈ１２（ｔ）、ｈ２２（ｔ）の推定値から求める。なぜなら、ｈ１２（ｔ）、ｈ２２（ｔ）は図１のアンテナ１２０から出力される信号の送信パワーで決定される変動値であるからである。

つまり、Ｒ１（ｔ）とＲ２（ｔ）の受信電界強度は共にアンテナ１１０からの信号とアンテナ１２０からの信号が合成された信号の電界強度なので、その受信電界強度のみに基づいて係数１２５、１２６を決定すると、各アンテナからの信号パワーを適切に調整するには不十分である。そこで本実施の形態においては、受信電界強度に加えて、各送信信号の受信時のチャネル変動値ｈ１１（ｔ）、ｈ２１（ｔ）及びｈ１２（ｔ）、ｈ２２（ｔ）を用いて各アンテナ１１０、１２０から送信する信号パワーを制御するための係数１２５、１２６を決定する。これにより、各アンテナ１１０、１２０から送信される各信号の受信時のパワーを適切なものとすることができる。

具体的に説明すると、受信電界強度が小さい場合には、当然送信電力が大きくなるように係数１２５、１２６の値を大きくする。さらにチャネル変動値ｈ１１（ｔ）、ｈ２１（ｔ）の大きさが小さいほど、アンテナ１１０で用いる係数１２５の値を大きくする。同様にチャネル変動値ｈ１２（ｔ）、ｈ２２（ｔ）の大きさが小さいほど、アンテナ１２０で用いる係数１２６の値を大きくする。

固有値による係数計算部２１４は、端末から受け取ったチャネル変動ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）の推定値を要素とする（３）式のチャネル変動行列の固有値を計算し、固有値のパワーのうち最もパワーの小さい値に基づいて係数１２４を求める。

ここで固有値を求める計算方法としては、例えばJacobi法、Givens法、Housefolde法、QR法、QL法、陰的シフトつきQL法、逆反復法があり、本発明ではどのような計算方法を用いてもよい。また固有値のパワーとは、固有値をａ＋ｂｊ（ａ、ｂ：実数、ｊ：虚数）のように表した場合、ａ^２＋ｂ^２で表される値である。これらは、後述する他の実施の形態でも同様である。

次に、通信端末（受信装置）の受信動作について説明する。図４の受信ユニット４００の拡散信号Ａのチャネル変動推定部４０７は図３（Ａ）に示す拡散信号Ａのチャネル推定シンボル３０１から、拡散信号Ａのチャネル変動つまり（３）式のｈ１１（ｔ）を推定し、推定結果を拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４０８として出力する。拡散信号Ｂのチャネル変動推定部４０９は図３（Ｂ）に示す拡散信号Ｂのチャネル推定シンボル３０１から、拡散信号Ｂのチャネル変動つまり（３）式のｈ１２（ｔ）を推定し、推定結果を拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４１０として出力する。

拡散信号Ａのチャネル変動推定部４１７は図３（Ａ）に示す拡散信号Ａのチャネル推定シンボル３０１から、拡散信号Ａのチャネル変動つまり（３）式のｈ２１（ｔ）を推定し、推定結果を拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４１８として出力する。拡散信号Ｂのチャネル変動推定部４１９は図３（Ｂ）に示す拡散信号Ｂのチャネル推定シンボル３０１から、拡散信号Ｂのチャネル変動つまり（３）式のｈ２２（ｔ）を推定し、推定結果を拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４２０として出力する。

信号処理部４２１は、（３）式においてチャネル変動行列の逆行列を両辺に乗じる逆行列演算を行うことで、拡散信号Ａ、Ｂの受信直交ベースバンド信号４２２、４２３を求める。これにより、受信直交ベースバンド信号４２２と受信直交ベースバンド信号４２３が分離される。チャネル変動情報生成部４２６は、拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４０８、４１８、拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４１０、４２０として、推定されたチャネル変動ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）を入力し、これらをチャネル変動推定情報４２７として出力する。

かくして以上の構成によれば、マルチアンテナ送信を行う送信装置において、各アンテナ１１０、１２０から送信した変調信号の受信時のチャネル変動値ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）を通信相手局から受け取り、このチャネル変動値ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）に基づき各アンテナ１１０、１２０から送信する変調信号の送信電力を各アンテナ１１０、１２０で独立に制御するようにしたことにより、各変調信号の受信時の受信電界強度を適切なものとすることができるので、各変調信号の受信品質を向上させることができる。

加えて、チャネル変動値ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）を要素とするチャネル変動行列の固有値も加味して送信電力を制御するようにしたことにより、実効受信電界強度を大きくすることができるので、各変調信号の受信品質を一段と向上させることができる。

なお上述した実施の形態では、基地局つまり送信側で各アンテナ１１０、１２０の送信電力を制御するための係数１２４、１２５、１２６を決定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、端末つまり受信側で係数１２４、１２５、１２６を決定し、決定した係数を送信側にフィードバックするようにしてもよい。これは、以下に説明する他の実施の形態についても同様である。

また上述した実施の形態では、アンテナ数が２つで、多重される変調信号数が２つの場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は複数アンテナを用い各アンテナから異なる変調信号を送信する場合に広く適用できる。また例えばアダプティブアレイアンテナのように各変調信号を送信する１つのアンテナ（例えばアンテナ１１０）を複数のアンテナから構成するようにしてもよい。これは、以下に説明する他の実施の形態についても同様である。

また上述した実施の形態では、受信電界強度と記述しているが、受信電界強度を、受信レベル、受信強度、受信パワー、受信振幅又はキャリアパワー対ノイズパワーなどに置き換えても同様に実施することができる。これは、以下に説明する他の実施の形態についても同様である。

また上述した実施の形態では、チャネル変動を推定するために送信するシンボルをチャネル推定シンボル３０１（図３）と呼んだが、チャネル推定シンボル３０１をパイロットシンボル、プリアンブル、制御シンボル、既知シンボル又はユニークワードと呼んでもよいし、他の名称で呼んでもよい。また、図６のチャネル変動推定情報シンボル６０１、電界強度推定情報シンボル６０２は、制御シンボルと呼んでもよいし、他の名称で呼んでもよい。つまり、これらのシンボルを用いても上述の実施の形態と同様に本発明を実施できる。これは、以下に説明する他の実施の形態についても同様である。

また上述した実施の形態では、スペクトル拡散通信方式を例に説明したが、これに限ったものではなく、例えば、拡散部を有しないシングルキャリア方式、ＯＦＤＭ方式においても同様に実施することができる。シングルキャリア方式の場合、拡散部１０４、１１４（図１）、逆拡散部４０５、４１５（図４）を有しない構成となる。これは、スペクトル拡散方式を例にとって説明する以下の全ての実施の形態についても同様である。また本発明をＯＦＤＭ方式に適用した場合については、実施の形態２において詳しく説明する。

さらに本発明の送信装置及び受信装置の構成は、図１、図２、図４、図５の構成に限ったものではない。例えば上述した実施の形態では、送信パワー変更部１０８、１１８を設け、この送信パワー変更部によって、固有値から求めた係数１２４、受信パワーから求めた係数１２５、１２６に基づいて各アンテナ１１０、１２０から送信する変調信号の送信電力を各アンテナ１１０、１２０で独立に制御する場合について説明したが、要は、各アンテナでの変調信号を独立に制御すればよいのであって、その構成は図１に示すものに限らない。

図８に、本実施の形態における基地局の送信ユニットの別の構成例を示す。図８では、図１の送信ユニット１００と同様に動作するものについては同一符号を付した。図８の送信ユニット７００と図１の送信ユニット１００との違いは、図１の送信ユニット１００が送信パワー変更部１０８、１１８によって各アンテナから送信する変調信号のパワーを制御したのに対して、拡散部７０１、７０２によって各アンテナから送信する変調信号のパワーを制御するようにしたことである。

具体的には、拡散部７０１は送信直交ベースバンド信号１０３、受信パワーから求めた係数１２５、固有値から求めた係数１２４を入力とし、これらの係数１２５、１２４に応じたパワーの拡散信号１０５を出力する。同様に、拡散部７０２は送信直交ベースバンド信号１１３、受信パワーから求めた係数１２６、固有値から求めた係数１２４を入力とし、これらの係数１２６、１２４に応じたパワーの拡散信号１１５を出力する。

図９に、拡散部７０１、７０２の構成例を示す。拡散機能部８０４はチャネルＸの送信直交ベースバンド信号８０１、チャネルＹの送信直交ベースバンド信号８０２、チャネルＺの送信直交ベースバンド信号８０３を入力とし、これらを異なる拡散コードを用いて拡散処理することによりチャネルＸの拡散信号８０５、チャネルＹの拡散信号８０６、チャネルＺの拡散信号８０７を形成して出力する。ここでチャネルＸの信号とは端末Ｘ宛の信号を示し、チャネルＹの信号とは端末Ｙ宛の信号を示し、チャネルＺの信号とは端末Ｚ宛の信号を示すものとする。つまり、送信ユニット７００は、各アンテナ１１０、１２０からそれぞれ３つの端末Ｘ、Ｙ、Ｚ宛の拡散変調信号を出力する。

係数乗算機能部８１０はチャネルＸの拡散信号８０５、チャネルＹの拡散信号８０６、チャネルＺの拡散信号８０７、受信パワーから求めた係数１２５（１２６）、固有値から求めた係数１２４を入力とし、これらの係数１２５（１２６）、１２４に応じた係数を乗算することにより係数乗算後のチャネルＸの拡散信号８１１、係数乗算後のチャネルＹの拡散信号８１２、係数乗算後のチャネルＺの拡散信号８１３を形成して出力する。

ここでチャネルＸの拡散信号８０５に乗じる、受信パワーから求めた係数１２５（１２６）、固有値から求めた係数１２４は、端末Ｘから送られてきた受信電界強度推定情報、チャネル変動推定情報に基づいて求められたものである。またチャネルＹの拡散信号８０６に乗じる、受信パワーから求めた係数１２５（１２６）、固有値から求めた係数１２４は、端末Ｙから送られてきた受信電界強度推定情報、チャネル変動推定情報に基づいて求められたものである。またチャネルＺの拡散信号８０７に乗じる、受信パワーから求めた係数１２５（１２６）、固有値から求めた係数１２４は、端末Ｚから送られてきた受信電界強度推定情報、チャネル変動推定情報に基づいて求められたものである。

加算機能部８１４は、係数乗算後のチャネルＸの拡散信号８１１、係数乗算後のチャネルＹの拡散信号８１２、係数乗算後のチャネルＺの拡散信号８１３を加算し、拡散信号１０５（１１５）として出力する。

このように送信ユニット７００は、複数の端末宛の送信信号を同時に生成するようになっている。この際、送信ユニット７００は、各端末から受信電界強度推定情報及びチャネル変動推定情報を受け取り、各端末用の受信パワーから求めた係数、固有値から求めた係数を求め、各端末によって異なるこれらの係数を各端末宛の拡散変調信号に乗じるようにしたことにより、各アンテナ独立にかつ各端末宛の変調信号独立に送信パワーを制御できるようになる。この結果、複数アンテナから複数端末宛の変調信号を同時に送信する場合において、複数端末全てにおける実効受信電力を最適化して、伝送速度を下げることなく複数端末全ての受信品質を向上させることができるようになる。

かくして本実施の形態によれば、受信装置からチャネル変動情報及び受信電界強度情報等の実効受信電力の指標となる情報をフィードバック情報として受け取り、この情報に基づいて各アンテナから送信する変調信号の送信電力を各アンテナ独立に変更するようにしたことにより、各アンテナから送信される変調信号の実効受信電力を増加させることができ、変調信号の受信品質を向上し得る送信装置を実現できる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、各アンテナから送信する変調信号の送信電力を各アンテナで独立に、かつ、各キャリアごとに独立に変更する送信装置について説明する。

図１０に、本実施の形態における送信装置の送信ユニットの構成の一例を示す。送信ユニット１０００は例えば基地局に設けられている。基地局の受信ユニットは例えば図２に示すように構成されており、基地局と通信を行う端末の送信ユニットは例えば図５に示すように構成されており、端末の送信ユニットから送信される送信信号のフレーム構成は例えば図６に示すようになっており、これらは既に実施の形態１で説明したのでその説明は省略する。

送信ユニット１０００は、変調部１０２に、送信ディジタル信号１０１、タイミング信号１２２を入力し、送信ディジタル信号１０１に対してＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の直交変調処理を施すと共にタイミング信号１２２にしたがったフレーム構成（図１１（Ａ））とすることにより送信直交ベースバンド信号１０３を形成して出力する。ＩＤＦＴ１００１は送信直交ベースバンド信号１０３、受信パワーから求めた係数１２５、固有値から求めた係数１２４を入力とし、係数１２５、１２４に基づいて送信パワーを変更すると共に逆フーリエ変換を行い、逆フーリエ変換後の信号１００２を出力する。

同様に、送信ユニット１０００は、変調部１１２に、送信ディジタル信号１１１、タイミング信号１２２を入力し、送信ディジタル信号１１１に対してＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の直交変調処理を施すと共にタイミング信号１２２にしたがったフレーム構成（図１１（Ｂ））とすることにより送信直交ベースバンド信号１１３を形成して出力する。ＩＤＦＴ１００３は、送信直交ベースバンド信号１１３、受信パワーから求めた係数１２６、固有値から求めた係数１２４を入力とし、係数１２６、１２４に基づいて送信パワーを変更すると共に逆フーリエ変換を行い、逆フーリエ変換後の信号１００４を出力する。

図１１に、送信ユニット１０００から送信される変調信号のフレーム構成例を示す。図１１（Ａ）はアンテナ１１０から送信される信号（チャネルＡ）のフレーム構成を示し、図１１（Ｂ）はアンテナ１２０から送信される信号（チャネルＢ）のフレーム構成を示す。この例では、推定用シンボル１１０１は特定の時刻１に全てのサブキャリアに配置されて送信され、情報シンボル１１０２は他の時刻２〜９に送信されるようになっている。

図１２に、本実施の形態における受信装置の受信ユニットの構成の一例を示す。受信ユニット１２００は通信端末に設けられており、図１０の送信ユニット１０００から送信された信号を受信復調する。受信ユニット１２００の無線部１２０３はアンテナ１２０１で受信した受信信号１２０２を入力とし、受信信号１２０２に対してダウンコンバートやアナログディジタル変換等の所定の無線処理を施すことにより受信直交ベースバンド信号１２０４を形成して出力する。フーリエ変換部（ｄｆｔ）１２０５は受信直交ベースバンド信号１２０４を入力とし、受信直交ベースバンド信号１２０４に対してフーリエ変換処理を施すことによりフーリエ変換後の信号１２０６を形成して出力する。

チャネルＡのチャネル変動推定部１２０７はフーリエ変換後の信号１２０６を入力とし、チャネルＡのチャネル推定用シンボルに基づきチャネルＡの信号（アンテナ１１０から送信されたＯＦＤＭ信号）のチャネル変動を推定しチャネル変動推定群信号１２０８として出力する。これにより、アンテナ１１０とアンテナ１２０１間のチャネル変動が推定される。チャネルＢのチャネル変動推定部１２０９はフーリエ変換後の信号１２０６を入力とし、チャネルＢのチャネル推定用シンボルに基づきチャネルＢの信号（アンテナ１２０から送信されたＯＦＤＭ信号）のチャネル変動を推定しチャネル変動推定群信号１２１０として出力する。これにより、アンテナ１２０とアンテナ１２０１間のチャネル変動が推定される。

無線部１２１３はアンテナ１２１１で受信した受信信号１２１２を入力とし、受信信号１２１２に対してダウンコンバートやアナログディジタル変換等の所定の無線処理を施すことにより受信直交ベースバンド信号１２１４を形成して出力する。フーリエ変換部（ｄｆｔ）１２１５は受信直交ベースバンド信号１２１４を入力とし、受信直交ベースバンド信号１２１４に対してフーリエ変換処理を施すことによりフーリエ変換後の信号１２１６を形成して出力する。

チャネルＡのチャネル変動推定部１２１７はフーリエ変換後の信号１２１６を入力とし、チャネルＡのチャネル推定用シンボルに基づきチャネルＡの信号（アンテナ１１０から送信されたＯＦＤＭ信号）のチャネル変動を推定しチャネル変動推定群信号１２１８として出力する。これにより、アンテナ１１０とアンテナ１２１１間のチャネル変動が推定される。チャネルＢのチャネル変動推定部１２１９はフーリエ変換後の信号１２１６を入力とし、チャネルＢのチャネル推定用シンボルに基づきチャネルＢの信号（アンテナ１２０から送信されたＯＦＤＭ信号）のチャネル変動を推定しチャネル変動推定群信号１２２０として出力する。これにより、アンテナ１２０とアンテナ１２１１間のチャネル変動が推定される。

信号処理部１２２１はフーリエ変換後の信号１２０６、１２１６、チャネルＡのチャネル変動推定信号１２０８、１２１８、チャネルＢのチャネル変動推定信号１２１０、１２２０を入力とし、チャネル変動推定値１２０８、１２１８、１２１０、１２２０を要素とするチャネル変動行列の逆行列を用いた演算を行うことにより、チャネルＡの受信直交ベースバンド信号群１２２２、チャネルＢの受信直交ベースバンド信号群１２２３を出力する。

チャネルＡの復調部１２２４はチャネルＡの受信直交ベースバンド信号群１２２２を入力とし、その信号に対して送信ユニット１０００（図１０）の変調部１０２に対応する復調処理を施すことにより受信ディジタル信号１２２５を形成して出力する。チャネルＢの復調部１２２６はチャネルＢの受信直交ベースバンド信号群１２２３を入力とし、その信号に対して送信ユニット１０００の変調部１１２に対応する復調処理を施すことにより受信ディジタル信号１２２７を形成して出力する。

受信電界強度推定部１２２８はフーリエ変換後の信号１２０６、１２１６を入力とし、これらの信号の受信電界強度を求めて受信電界強度推定情報１２２９を出力する。

チャネル変動推定部１２３０はチャネルＡのチャネル変動推定信号群１２０８、１２１８、チャネルＢのチャネル変動推定信号群１２１０、１２２０を入力とし、チャネル変動推定情報１２３１を形成して出力する。

図１３に、図１０の送信ユニット１０００に設けられたＩＤＦＴ１００１、１００３の構成例を示す。ここでＩＤＦＴ１００１とＩＤＦＴ１００３は同様の構成なので、ＩＤＦＴ１００１について説明する。

ＩＤＦＴ１００１は送信パワー変更部１３０７を有する。送信パワー変更部１３０７は、キャリア１の送信直交ベースバンド信号１３０１、キャリア２の送信直交ベースバンド信号１３０２、キャリア３の送信直交ベースバンド信号１３０３、キャリア４の送信直交ベースバンド信号１３０４、受信パワーから求めた係数１２５、固有値から求めた係数１２４を入力とし、各キャリアの送信直交ベースバンド信号１３０１〜１３０４に係数１２５、１２４を乗ずることにより、係数乗算後のキャリア１の送信直交ベースバンド信号１３０８、係数乗算後のキャリア２の送信直交ベースバンド信号１３０９、係数乗算後のキャリア３の送信直交ベースバンド信号１３１０、係数乗算後のキャリア４の送信直交ベースバンド信号１３１１を得てこれを出力する。

ここでこの実施の形態における受信パワーから求めた係数１２５、固有値から求めた係数１２４は、キャリアごとに求められたものである。そして送信パワー変更部１３０７は、互いに対応するキャリアの送信直交ベースバンド信号と係数１２５、１２４とを乗算することにより、キャリアごとに送信パワーを変更するようになっている。

逆フーリエ変換部（ＩＤＦＴ部）１３１２は、係数乗算後のキャリア１の送信直交ベースバンド信号１３０８、係数乗算後のキャリア２の送信直交ベースバンド信号１３０９、係数乗算後のキャリア３の送信直交ベースバンド信号１３１０、係数乗算後のキャリア４の送信直交ベースバンド信号１３１１を入力とし、これらの信号に対して逆フーリエ変換処理を施すことにより逆フーリエ変換後の信号１３１３を得てこれを出力する。

次に、本実施の形態における送信装置および受信装置の動作について詳しく説明する。なおここでは、説明を簡単化するために、実施の形態１で用いた図面（図２、図６）を流用する。

先ず、基地局（送信装置）の動作について説明する。図１０に示す基地局の送信ユニット１０００で重要な動作は、第１に、各アンテナ１１０、１２０から送信するＯＦＤＭ信号の送信パワーを各アンテナ１１０、１２０で独立に制御する点であり、第２に、キャリアごとに送信パワーを制御する点である。このため送信ユニット１０００は、ＩＤＦＴ１００１、１００３において送信直交ベースバンド信号１０３、１１３の送信パワーを変更するために係数を乗算する。

その詳しい動作を図１３を用いて説明する。図１３は、図１０のＩＤＦＴ１００１、１００３の詳細の構成を示している。図１０の送信直交ベースバンド群１０３、１１３は、図１３のキャリア１の送信直交ベースバンド信号１３０１、キャリア２の送信直交ベースバンド信号１３０２、キャリア３の送信直交ベースバンド信号１３０３、キャリア４の送信直交ベースバンド信号１３０４に相当し、サブキャリアごとに直交ベースバンド信号が存在する。

そして送信パワー変更部１３０７は、互いに対応するキャリアの送信直交ベースバンド信号と係数１２５、１２４とを乗算することにより、キャリアごとに送信パワーを変更するようになっている。つまり、受信パワーから求めた係数１２５、固有値１２６は、各キャリアごとの係数で構成されている。なお送信パワー変更部１３０７による係数乗算方法は、キャリアごとに係数を乗算することが異なるだけで、基本的には実施の形態１で説明したとおりである。

次に、基地局（送信装置）の受信動作について説明する。この実施の形態の場合、図２の受信ユニット２００は、通信端末（受信装置）からキャリアごとの電界強度推定情報２０９を受け取ると共に、キャリアごとのチャネル推定情報２１０を受け取る。そして受信パワーによる係数計算部２１１によってキャリアごとの係数１２５、１２６を求め、固有値による係数計算部２１４によってキャリアごとの係数１２４を求める。このようにして、通信端末（受信装置）から送られてきたキャリアごとの電界強度推定情報２０９、チャネル変動推定情報２１０を基にして、キャリアごとの係数１２５、１２６、１２４を求める。なお受信パワーによる係数計算部２１１及び固有値による係数計算部２１４による係数算出方法は、キャリアごとに係数を算出することが異なるだけで、基本的には実施の形態１で説明したとおりである。

次に、通信端末（受信装置）の受信動作について説明する。図１２の受信ユニット１２００のフーリエ変換部（ｄｆｔ）１２０５、１２１５から出力されるフーリエ変換後の信号１２０６、１２１６は、各キャリアごとの信号で構成されている。

チャネルＡのチャネル変動推定部１２０７は、図１１（Ａ）の推定用シンボル１１０１を検出し、キャリアごとにチャネル変動を推定する。つまり、キャリアごとに（３）式のｈ１１（ｔ）を推定し、チャネルＡのチャネル変動推定信号群１２０８として出力する。チャネルＢのチャネル変動推定部１２０９は、図１１（Ｂ）の推定用シンボル１１０１を検出し、キャリアごとにチャネル変動を推定する。つまり、キャリアごとに（３）式のｈ１２（ｔ）を推定し、チャネルＢのチャネル変動推定信号群１２１０として出力する。

チャネルＡのチャネル変動推定部１２１７は、図１１（Ａ）の推定用シンボル１１０１を検出し、キャリアごとにチャネル変動を推定する。つまり、キャリアごとに（３）式のｈ２１（ｔ）を推定し、チャネルＡのチャネル変動推定信号群１２１８として出力する。チャネルＢのチャネル変動推定部１２１９は、図１１（Ｂ）の推定用シンボル１１０１を検出し、キャリアごとにチャネル変動を推定する。つまり、キャリアごとに（３）式のｈ２２（ｔ）を推定し、チャネルＢのチャネル変動推定信号群１２１９として出力する。

受信電界強度推定部１２２８は、フーリエ変換後の信号１２０６、１２１６を入力とし、各キャリアごとに受信電界強度を求め、受信電界強度推定信号１２２９として出力する。

チャネル変動推定部１２３０は、チャネルＡのチャネル変動推定信号群１２０８、１２１８、チャネルＢのチャネル変動推定信号群１２１０、１２２０を入力とし、各キャリアごとのチャネル変動推定情報を生成し、チャネル変動推定情報１２３１として出力する。

このようにして形成したキャリアごとの受信電界強度推定情報、キャリアごとのチャネル変動推定情報は、図５に示すような送信ユニット５００によって基地局にフィードバック情報として送られる。なお図５の受信電界強度推定情報４２５は図１２の１２２９に対応し、図５のチャネル変動推定情報４２７は図１２の１２３１に対応する。

かくして本実施の形態によれば、複数アンテナからマルチキャリア信号を送信する場合に、受信装置からキャリアごとのチャネル変動情報及びキャリアごとの受信電界強度情報等の実効受信電力の指標となる情報をフィードバック情報として受け取り、この情報に基づいて各アンテナから送信するマルチキャリア信号の送信電力を各アンテナ独立に、かつ各キャリア独立に変更するようにしたことにより、各アンテナから送信されるマルチキャリア信号の実効受信電力をキャリアごとに増加させることができ、マルチキャリア信号の誤り率特性を全てのキャリアに亘って向上し得る送信装置を実現できる。

なおこの実施の形態では、ＩＤＦＴ１００１、１００３でキャリマルチキャリアアごとの送信パワーを変える場合について説明したが、送信パワーを変更するのはＩＤＦＴ１００１、１００３でなくてもよく、例えば変調部１０２、１１２や無線部１０６、１１６で変えるようにしてもよい。

またこの実施の形態ではＯＦＤＭ方式を例にとって説明したが、方式や、ＯＦＤＭ処理と拡散処理とを組み合わせた方式（例えばＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式）についても同様に実施することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、複数のアンテナから送信された複数の変調信号を、複数のアンテナで受信する受信装置において、受信アンテナを選択し、選択した受信アンテナからの受信信号のみを用いて受信信号の復調を行う受信装置について説明する。

具体的には、複数のアンテナ受信信号の組み合わせを作り、各組み合わせごとにチャネル変動行列を形成し、組み合わせごとのチャネル変動行列の固有値を算出し、固有値の最小パワーが最も大きい組み合わせのアンテナ受信信号を選択して復調処理を行うようにする。

図１４に、本実施の形態における受信装置の受信ユニットの構成の一例を示す。図１４では、図４との対応する部分には同一符号を付し、その説明は省略する。受信ユニット１４００は例えば通信端末に設けられている。ここで受信ユニット１４００が設けられた通信端末と通信を行う基地局の送信ユニットは例えば図１に示すように構成されており、基地局から送信される信号は図３に示すように構成されているものとする。

受信ユニット１４００は３つのアンテナ４０１、４１１、１４０１を有し、各アンテナ４０１、４１１、１４０１で、図１の送信ユニット１００から送信された２つの変調信号（拡散信号Ａ、拡散信号Ｂ）を受信するようになっている。

受信ユニット１４００の無線部１４０３はアンテナ１４０１で受信した受信信号１４０２を入力とし、受信信号１４０２に対してダウンコンバートやアナログディジタル変換等の所定の無線処理を施すことにより受信直交ベースバンド信号１４０４を形成して出力する。逆拡散部１４０５は受信直交ベースバンド信号１４０４を入力とし、受信直交ベースバンド信号１４０４に対して図１の拡散部１０４及び拡散部１１４で用いた拡散符号と同じ拡散符号を用いた逆拡散処理を施すことにより逆拡散後の受信直交ベースバンド信号１４０６を形成して出力する。

拡散信号Ａのチャネル変動推定部１４０７は逆拡散後の受信直交ベースバンド信号１４０６を入力とし、チャネル推定シンボルに基づき拡散信号Ａ（アンテナ１１０から送信された拡散信号）のチャネル変動を推定しチャネル変動推定信号１４０８として出力する。これにより、アンテナ１１０とアンテナ１４０１間のチャネル変動が推定される。拡散信号Ｂのチャネル変動推定部１４０９は逆拡散後の受信直交ベースバンド信号１４０６を入力とし、チャネル推定シンボルに基づき拡散信号Ｂ（アンテナ１２０から送信された拡散信号）のチャネル変動を推定しチャネル変動推定信号１４１０として出力する。これによりアンテナ１２０とアンテナ１４０１間のチャネル変動が推定される。

アンテナ選択部１４１１は、拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４０８、４１８、１４０８、拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４１０、４２０、１４１０、逆拡散後の受信直交ベースバンド信号４０６、４１６、１４０６を入力し、この中から復調するのに最適なアンテナ受信信号の組み合わせを選択する。その選択の仕方については後述する。アンテナ選択部１４１１は、選択した拡散信号Ａのチャネル変動推定信号１４１２、１４１５、選択した拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号１４１３、１４１６、選択した逆拡散後の受信直交ベースバンド信号１４１４、１４１７を出力する。

図１５に、アンテナ選択部１４１１の構成例を示す。アンテナ選択部１４１１は固有値計算部１５０１及び信号選択部１５０３を有する。固有値計算部１５０１は、拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４０８、４１８、１４０８、拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４１０、４２０、１４１０を入力する。つまり、この実施の形態の場合には、３本のアンテナが設けられているので、３系統のチャネル変動値を入力する。そして３系統のチャネル変動値の中から２系統の組み合わせを作って（この実施の形態の場合、３通りの組み合わせとなる）、その組み合わせごとにチャネル変動行列を作成し、各チャネル変動行列の固有値を計算する。そして固有値の計算結果に基づいて逆行列演算を行うための２系統の信号を選択し、どの２系統を選択したかを示す制御信号１５０２を出力する。

信号選択部１５０３は、拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４０８、４１８、１４０８、拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４１０、４２０、１４１０、逆拡散後の受信直交ベースバンド信号４０６、４１６、１４０６、制御信号１５０２を入力とし、制御信号１５０２に基づいて２系統の信号（２つのアンテナの信号）を、選択された拡散信号Ａのチャネル変動推定信号１４１２、１４１５、選択された拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号１４１３、１４１６、選択された逆拡散後の受信直交ベースバンド信号１４１４、１４１７として出力する。

次に、本実施の形態における送信装置および受信装置の動作について詳しく説明する。

基地局（送信装置）の動作は、実施の形態１での説明と同様であり、図３のフレーム構成にしたがった送信信号を送信する。

通信端末（受信装置）は、図１４の受信ユニット１４００に設けられた３つのアンテナで送信信号を受信する。ここでの特徴は、送信装置で送信したチャネル数より、アンテナ数を多くし、アンテナ選択を行うという点である。つまり、アンテナ選択部１４１１は、アンテナ４０１で得られた信号群４０６、４０８、４１０、アンテナ４１１で得られた信号群４１６、４１８、４２０、アンテナ１４０１で得られた信号群１４０６、１４０８、１４１０のいずれか２つの信号群を選択し、選択した信号群のみを用いて変調信号を分離復調する。

そのときの、信号群の選択方法について説明する。先ず、図１５に示す固有値計算部１５０１が、図７の関係にあるチャネル変動推定信号４０８、４１０、４１８、４２０を用いて（３）式で示すようなチャネル変動行列を作成し、その固有値のうちパワーの小さいものの値Ｐ１を求める。また図７の関係にあるチャネル変動推定信号４０８、４１０、１４０８、１４１０を用いて（３）式で示すようなチャネル変動行列を作成し、その固有値のうちパワーの小さいものの値Ｐ２を求める。さらに図７の関係にあるチャネル変動推定信号４１８、４２０、１４０８、１４１０を用いて（３）式で示すようなチャネル変動行列を作成し、その固有値のうちパワーの小さいものの値Ｐ３を求める。

そして固有値計算部１５０１は、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のなかで最も大きい値を検索する。もしもＰ１が最も大きかった場合、固有値計算部１５０１は、信号４０８、４１０、４０６、４１８、４２０、４１６を選択することを指示する制御信号１５０２を出力する。つまり、図１４のアンテナ４０１、４１１から得られる信号群を選択することを信号選択部１５０３に指示する。

このとき信号選択部１５０３は、信号１４１２として信号４０８、信号１４１３として信号４１０、信号１４１４として信号４０６、信号１４１５として信号４１８、信号１４１６として信号４２０、信号１４１７として信号４１６を出力する。同様にして、Ｐ２が大きい場合は、アンテナ４０１、１４０１で得られる信号群を選択する。Ｐ３が大きい場合は、アンテナ４１１、１４０１で得られる信号群を選択する。

図１４の信号処理部４２１は、入力された信号１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７を用いて、図７の関係における（３）式を立て、その式の逆行列演算を行うことにより、各チャネルの信号を分離し、分離したチャネル信号４２２、４２３を出力する。

このようにチャネル変動行列の固有値のパワーの最小値を基準に受信アンテナを切り替えるようにしたことにより、最も受信品質の良いアンテナを選択することができる。これにより、復調データの誤り率特性を向上させることができる。

固有値の最小パワーとはその固有値を得るために用いたアンテナ受信信号に含まれる変調信号の実効受信電力に相当するので、固有値の最小パワーが最大となるアンテナ受信信号を選択することは、変調信号の実効受信電力の最も大きくなるアンテナ受信信号の組み合わせを選択することに相当する。よって、変調信号の実効受信電力の最も大きくなるアンテナ受信信号の組み合わせを用いて各変調信号を復調できるようになるので、全てのアンテナ受信信号を用いて各変調信号を復調する場合と比較して、一段と変調信号の復調精度を向上させることができるようになる。

かくして本実施の形態によれば、複数のアンテナ受信信号の組み合わせを作り、組み合わせごとにチャネル変動行列を形成し、組み合わせごとのチャネル変動行列の固有値を算出し、固有値の最小パワーが最も大きい組み合わせのアンテナ受信信号を選択して復調処理を行うようにしたことにより、受信した複数チャネル信号の誤り率特性を向上し得る受信装置を実現することができる。

なおこの実施の形態では、２本のアンテナから送信した２チャネルの変調信号を３本のアンテナで受信する場合について説明したが、送信アンテナ及び受信アンテナの数はこれに限らない。要は、送信アンテナを複数個設けると共に、受信アンテナをそれよりも多く設け、複数の受信アンテナ信号の中からチャネル数分の受信アンテナを選択する場合に広く適用することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態３で説明した処理をＯＦＤＭ通信に適用した場合について説明する。具体的には、複数のアンテナ受信信号の組み合わせを作り、各組み合わせごとにチャネル変動行列を形成し、組み合わせごとのチャネル変動行列の固有値を算出し、固有値の最小パワーが最も大きい組み合わせのアンテナ受信信号を選択して復調処理を行うといった処理を、サブキャリアごとに行うようにする。

図１６に、本実施の形態における受信装置の受信ユニットの構成の一例を示す。この実施の形態の受信ユニット１６００は、実施の形態２と実施の形態３を組み合わせた部分が多いので、実施の形態２で説明した図１２との対応部分には図１２と同一符号を付し、実施の形態３で説明した図１４との対応部分には図１４と同一符号を付して、その説明は省略する。

受信ユニット１６００は例えば通信端末に設けられている。ここで受信ユニット１６００が設けられた通信端末と通信を行う基地局の送信ユニットは例えば図１０に示すように構成されており、基地局から送信される信号は図１１に示すように構成されているものとする。

受信ユニット１６００は３つのアンテナ４０１、４１１、１４０１を有し、各アンテナ４０１、４１１、１４０１で、図１０の送信ユニット１０００から送信された２つのＯＦＤＭ信号を受信するようになっている。ここで受信ユニット１６００の特徴は、送信ユニット１０００で送信した信号のチャネル数（この実施の形態の場合、２つ）より、アンテナ数（この実施の形態の場合、３つ）を多くし、アンテナ選択を行うという点である。

各アンテナ４０１、４１１、１４０１の受信信号４０２、４１２、１４０２は、それぞれ無線部４０３、４１３、１４０３によってダウンコンバートやアナログディジタル変換等の所定の無線処理が施されることにより受信直交ベースバンド信号４０４、４１４、１４０４とされる。受信直交ベースバンド信号４０４、４１４、１４０４は、それぞれフーリエ変換部（ｄｆｔ）１２０５、１２１５、１６０１によってフーリエ変換処理が施されることにより、フーリエ変換後の信号１２０６、１２１６、１６０２とされる。

各アンテナごとに得られたフーリエ変換後の信号１２０６、１２１６、１６０２は、各アンテナごとに設けられたチャネルＡのチャネル変動推定部１２０７、１２１７、１６０３、チャネルＢのチャネル変動推定部１２０９、１２１９、１６０５に送出される。チャネルＡのチャネル変動推定部１２０７、１２１７、１６０３は、チャネルＡの信号の各キャリアに配置された推定用シンボルに基づいて、チャネルＡについてのキャリアごとのチャネル変動推定信号群１２０８、１２１８、１６０４を得、これを信号処理部１６０７に送出する。チャネルＢのチャネル変動推定部１２０９、１２１９、１６０５は、チャネルＢの信号の各キャリアに配置された推定用シンボルに基づいて、チャネルＢについてのキャリアごとのチャネル変動推定信号群１２１０、１２２０、１６０６を得、これを信号処理部１６０７に送出する。

信号処理部１６０７は、図１４のアンテナ選択部１４１１と信号処理部４２１を合わせた処理を行う。すなわち固有値パワーを基準としたアンテナ信号の選択処理を行うと共に、選択したアンテナ信号を用いたチャネル信号の分離処理を行う。但し、この実施の形態の信号処理部１６０７は、上記アンテナ信号の選択処理及びチャネル信号の分離処理をキャリアごとに行う点が図１４の受信ユニット１４００と異なる。信号処理部１６０７は、チャネルＡのチャネル変動推定信号群１２０８、１２１８、１６０４、チャネルＢのチャネル変動推定信号群１２１０、１２２０、１６０６、フーリエ変換後の信号１２０６、１２１６、１６０２を入力とし、キャリアごとに選択処理及び分離処理が施されたチャネルＡの受信直交ベースバンド信号１６０８、チャネルＢの受信直交ベースバンド信号１６０９を出力する。

図１７に、信号処理部１６０７の詳細構成を示す。なお図１７に示す信号処理部の構成は、１キャリア分を処理するための構成であり、実際には図１６の信号処理部１６０７は図１７に示すような回路が複数キャリア分設けられている。

固有値計算部１７０１は、実施の形態３で説明した図１５の固有値計算部１５０１と同様の機能を有する。すなわち、固有値計算部１７０１は、チャネル変動推定信号群１２０８、１２１０、１２１８、１２２０のうち図１１のキャリア１についてのチャネル変動推定信号１２０８−１、１２１０−１、１２１８−１、１２２０−１を用いて（３）式で示すようなチャネル変動行列を作成し、その固有値のうちパワーの小さいものの値Ｐ１を求める。またチャネル変動推定信号群１２０８、１２１０、１６０４、１６０６のうちキャリア１についてのチャネル変動推定信号１２０８−１、１２１０−１、１６０４−１、１６０６−１を用いて（３）式で示すようなチャネル変動行列を作成し、その固有値のうちパワーの小さいものの値Ｐ２を求める。さらにチャネル変動推定信号群１２１８、１２２０、１６０４、１６０６のうちキャリア１についてのチャネル変動推定信号１２１８−１、１２２０−１、１６０４−１、１６０６−１を用いて（３）式で示すようなチャネル変動行列を作成し、その固有値のうちパワーの小さいものの値Ｐ３を求める。

そして固有値計算部１７０１は、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のなかで最も大きい値を検索する。もしもＰ１が最も大きかった場合、固有値計算部１７０１は、信号１２０８−１、１２１０−１、１２０６−１、１２１８−１、１２２０−１、１２１６−１を選択することを指示する制御信号１７０２を出力する。つまり、図１６のアンテナ４０１、４１１から得られる信号群を選択することを信号選択部１７０３に指示する。

このとき信号選択部１７０３は、信号１７０４として信号１２０８−１、信号１７０５として信号１２１０−１、信号１７０６として信号１２０６−１、信号１７０７として信号１２１８−１、信号１７０８として信号１２２０−１、信号１７０９として信号１２１６−１を出力する。同様にして、Ｐ２が大きい場合は、アンテナ４０１、１４０１で得られる信号群を選択する。Ｐ３が大きい場合は、アンテナ４１１、１４０１で得られる信号群を選択する。

演算部１７１０は、入力された信号１７０４〜１７０９を用いて、図７の関係における（３）式を立て、その式の逆行列演算を行うことにより、各チャネルの信号を分離し、分離したチャネルＡのキャリア１の直交ベースバンド信号１６０８−１、チャネルＢのキャリア１の直交ベースバンド信号１６０９−１を出力する。

次に、本実施の形態における送信装置および受信装置の動作について詳しく説明する。

基地局（送信装置）の動作は、実施の形態２での説明と同様であり、図１１のフレーム構成にしたがった送信信号を送信する。

通信端末（受信装置）は、図１６の受信ユニット１６００に設けられた３つのアンテナでそれぞれ２チャネル分のＯＦＤＭ信号を受信する。そして受信ユニット１６００は、各アンテナ受信それぞれについて、チャネルごと及びキャリアごとにチャネル変動を推定する。

次に受信ユニット１６００は、複数のアンテナ受信信号の組み合わせを作り、各組み合わせごとにチャネル変動行列を形成し、組み合わせごとのチャネル変動行列の固有値を算出し、固有値の最小パワーが最も大きい組み合わせのアンテナ受信信号を選択するといった処理を、キャリアごとに行う。この実施の形態の場合には、受信されるＯＦＤＭ信号のチャネル数が２で受信アンテナ数が３なので、３つの組み合わせを作り、この３つの組み合わせの中から１つの組み合わせを選択する。

次に受信ユニット１６００は、選択したアンテナ受信信号（チャネル変動推定と直交ベースバンド信号）の組み合わせを用いて逆行列演算を行うことにより、伝搬路上で多重された各チャネルの信号を分離する。そして最後に、分離した各チャネルの信号を復調することにより受信データを得る。

このように、受信ユニット１６００においては、キャリアごとに、チャネル変動行列の固有値の最小パワーが最大となるアンテナ受信信号を選択し、選択したアンテナ受信信号を用いて伝搬路上で多重された各変調信号（すなわち異なるアンテナから送信された信号）の分離、復調処理を行うようにしたので、キャリアごとに、実効受信電力の最も大きなアンテナ受信信号を用いて信号の分離復調処理を行うことができるようになる。

特にＯＦＤＭ信号は、周波数選択性フェージング等の影響により、キャリアごとに実効受信電力が大きく異なる。本実施の形態では、これを考慮して、キャリアごとに固有値を基準としたアンテナ選択を行うことにより、キャリアごとに最適なアンテナ受信信号の組み合わせを選択する。これにより、全キャリアに亘って誤り率特性を向上させることができる。

かくして本実施の形態によれば、キャリアごとに、複数のアンテナ受信信号の組み合わせを作り、組み合わせごとにチャネル変動行列を形成し、組み合わせごとのチャネル変動行列の固有値を算出し、固有値の最小パワーが最も大きい組み合わせのアンテナ受信信号を選択して復調処理を行うようにしたことにより、受信した複数チャネルのＯＦＤＭ信号の誤り率特性を全キャリアに亘って向上し得る受信装置を実現することができる。

なおこの実施の形態では、２本のアンテナから送信した２チャネルのＯＦＤＭ信号を３本のアンテナで受信する場合について説明したが、送信アンテナ及び受信アンテナの数はこれに限らない。要は、送信アンテナを複数個設けると共に、受信アンテナをそれよりも多く設け、複数の受信アンテナ信号の中からチャネル数分の受信アンテナを選択する場合に広く適用することができる。

またこの実施の形態ではＯＦＤＭ方式を例にとって説明したが、実施の形態３で説明したスペクトル拡散通信方式とＯＦＤＭ方式を併用した方式においても同様に実施することができ、またＯＦＤＭ方式以外のマルチキャリア方式においても同様に実施することができる。また以下の実施の形態においても、ＯＦＤＭ方式について説明したものについては、スペクトル拡散通信方式とＯＦＤＭ方式を併用した方式においても同様に実施することができ、またＯＦＤＭ方式以外のマルチキャリア方式においても同様に実施することができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、複数のアンテナから送信された複数の変調信号を、複数のアンテナで受信する受信装置において、各受信アンテナで得られた受信信号を、チャネル変動行列の固有値に基づいて重み付け合成する受信装置について説明する。

具体的には、先ず、複数のアンテナ受信信号の組み合わせを作り、各組み合わせごとにチャネル変動行列を形成し、組み合わせごとのチャネル変動行列の固有値を算出する。そして、各組み合わせのアンテナ受信信号とその組み合わせに対応するチャネル変動行列を使って各変調信号を分離すると共に、各組み合わせで分離した変調信号を分離の際に用いたチャネル変動行列の固有値を使って重み付け合成する。

因みに、この実施の形態では、送信アンテナ数２、送信信号数２、受信アンテナ数３の場合を例に説明する。この場合、受信アンテナ数３から２本のアンテナを選択する方法は３通りある。受信アンテナの信号の合成は、この３通りの組み合わせそれぞれから得られた信号を合成することになる。送信アンテナ数ｍ、送信信号数ｍ、受信アンテナ数ｎの場合には、受信アンテナ数ｎからｍ本のアンテナを選択する組み合わせは、ｎＣｍ通りある。この場合、受信アンテナの信号の合成は、このｎＣｍ通りの組み合わせそれぞれから得られた信号を合成することになる。

図１８に、本実施の形態における受信装置の受信ユニットの構成の一例を示す。図１８では、図１４との対応する部分には同一符号を付し、その説明は省略する。受信ユニット１８００は、例えば通信端末に設けられている。ここで受信ユニット１８００が設けられた通信端末と通信を行う基地局の送信ユニットは例えば図１に示すように構成されており、基地局から送信される信号は図３に示すように構成されているものとする。

ここで実施の形態３で説明した図１４の受信ユニット１４００と、本実施の形態の受信ユニット１８００との違いは、受信ユニット１４００がチャネル変動行列の固有値に基づいて分離復調に用いるアンテナ信号を選択したのに対して、本実施の形態の受信ユニット１８００はチャネル変動行列の固有値に基づいて各アンテナ受信信号を重み付け合成する点である。そのため受信ユニット１８００は、受信ユニット１４００のアンテナ選択部１４１１及び信号処理部４２１の代わりに信号処理部１８０１を有し、信号処理部１８０１によってチャネル変動行列の固有値に基づく各アンテナ受信信号の重み付け合成処理を行うようになっている。

すなわち信号処理部１８０１は、拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４０８、４１８、１４０８、拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４１０、４２０、１４１０、逆拡散後の受信直交ベースバンド信号４０６、４１６、１４０６の３系統のアンテナ信号を入力し、実施の形態３と同様に２系統ずつの組み合わせを作り、組み合わせごとにチャネル変動行列を作り、組み合わせごとにその固有値を算出する。また信号処理部１８０１は、組み合わせごとに、チャネル変動行列の逆行列演算を行うことにより、組み合わせごとにチャネルＡの信号とチャネルＢの信号を分離する。そして組み合わせごとに分離したチャネル信号をその組み合わせに対応する固有値を使って重み付けて合成する。そして信号処理部１８０１は、重み付け合成したチャネル信号４２２、４２３を出力する。

図１９に、信号処理部１８０１の構成例を示す。信号処理部１８０１は固有値計算部１９０１及び分離合成部１９０３を有する。固有値計算部１９０１は、拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４０８、４１８、１４０８、拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４１０、４２０、１４１０を入力する。つまり、この実施の形態の場合には、３本のアンテナが設けられているので、３系統のチャネル変動値を入力する。そして３系統のチャネル変動値の中から２系統の組み合わせを作って（この実施の形態の場合、３通りの組み合わせとなる）、その組み合わせごとにチャネル変動行列を作成し、各チャネル変動行列の固有値を計算する。そして組み合わせごとの固有値を固有値信号１９０２として出力する。

分離合成部１９０３は、拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４０８、４１８、１４０８、拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４１０、４２０、１４１０、逆拡散後の受信直交ベースバンド信号４０６、４１６、１４０６、固有値信号１９０２を入力とし、組み合わせごとにチャネル信号の分離処理を行うと共に、固有値信号１９０２を用いて各アンテナ受信信号の重み付け合成処理を行う。これにより、分離合成部１９０３は、拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４２２、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号４２３を得てこれを出力する。

次に、本実施の形態における送信装置および受信装置の動作について詳しく説明する。

基地局（送信装置）の動作は、実施の形態１での説明と同様であり、図３のフレーム構成にしたがった送信信号を送信する。

通信端末（受信装置）は、図１８の受信ユニット１８００に設けられた３つのアンテナで送信信号を受信する。そして受信ユニット１８００は、チャネル変動推定部４０７、４０９、４１７、４１９、１４０７、１４０９によって、各アンテナ受信それぞれについて、チャネルごとにチャネル変動を推定する。

次に受信ユニット１８００は、複数のアンテナ受信信号の組み合わせを作り、各組み合わせごとにチャネル変動行列を形成し、組み合わせごとのチャネル変動行列の固有値を算出する。受信ユニット１８００は、この組み合わせごとの固有値算出処理を固有値計算部１９０１によって行う。

具体的には、固有値計算部１９０１は、図７の関係にあるチャネル変動推定信号４０８、４１０、４１８、４２０を用いて（３）式で示すようなチャネル変動行列を作成し、その固有値のうちパワーの小さいものの値Ｐ１を求める。また図７の関係にあるチャネル変動推定信号４０８、４１０、１４０８、１４１０を用いて（３）式で示すようなチャネル変動行列を作成し、その固有値のうちパワーの小さいものの値Ｐ２を求める。さらに図７の関係にあるチャネル変動推定信号４１８、４２０、１４０８、１４１０を用いて（３）式で示すようなチャネル変動行列を作成し、その固有値のうちパワーの小さいものの値Ｐ３を求める。そして固有値計算部１９０１は、求めたＰ１、Ｐ２、Ｐ３を固有値信号１９０２として分離合成部１９０３に送出する。

分離合成部１９０３は、先ず、アンテナ受信信号の組み合わせごとにチャネル信号の分離処理を行う。この実施の形態の場合には、３組のアンテナ受信信号に関しての分離処理を行う。すなわち、分離合成部１９０３は、１組目については、信号４０８、４１０、４０６、４１８、４２０、４１６を用いて、図７の関係における（３）式を立て、その式の逆行列演算を行う。これにより得られる拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号をＲａ１、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号をＲｂ１とする。２組目については、信号４０８、４１０、４０６、１４０８、１４１０、１４０６を用いて、図７の関係における（３）式を立て、その式の逆行列演算を行う。これにより得られる拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号をＲａ２、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号をＲｂ２とする。３組目については、信号４１８、４２０、４１６、１４０８、１４１０、１４０６を用いて、図７の関係における（３）式を立て、その式の逆行列演算を行う。これにより得られる拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号をＲａ３、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号をＲｂ３とする。

分離合成部１９０３は、このようにして得た各組の受信直交ベースバンド信号Ｒａ１、Ｒｂ１、Ｒａ２、Ｒｂ２、Ｒａ３、Ｒｂ３と、各組に対応する固有値パワーＰ１、Ｐ２、Ｐ３を用いて、次式の重み付け合成演算を行うことにより、重み付け合成した拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号Ｒａ（４２２）、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号Ｒｂ（４２３）を得る。

このように重み付けをして各チャネルの受信直交ベースバンド信号を求めることで、より正確な拡散信号Ａ、Ｂの受信直交ベースバンド信号４２２、４２３が得られる。これは、固有値のパワーが実効受信電力に相当する値だからである。このように本実施の形態の受信処理では、チャネル変動行列の固有値パワーを用いて、受信レベルのうち有効に活用されている、つまり、実効受信レベルを求め、この実効受信レベルをもとに信号の合成を行っていることになる。

分離合成部１９０３から出力された拡散信号Ａ、Ｂの受信直交ベースバンド信号４２２、４２３はそれぞれ、図示しない復調部により直交復調処理が施され、受信データとされる。この結果、誤り率特性の良い各チャネルの受信データを得ることができる。

かくして本実施の形態によれば、複数のアンテナから送信された複数の変調信号を、複数のアンテナで受信する受信装置において、各受信アンテナで得られた受信信号を、チャネル変動行列の固有値に基づいて重み付け合成するようにしたことにより、実効受信電力が大きなアンテナ受信信号ほど大きな重みをつけることが可能となり、受信した複数チャネル信号の誤り率特性を向上させることができる。

なおこの実施の形態では、２本のアンテナから送信した２チャネルの変調信号を３本のアンテナで受信する場合について説明したが、送信アンテナ及び受信アンテナの数はこれに限らない。要は、送信アンテナを複数個設けると共に、受信アンテナをそれよりも多く設け、複数の受信アンテナ信号の中からチャネル数分の受信アンテナを選択する場合に広く適用することができる。

さらにこの実施の形態では、チャネル変動行列の固有値のパワーを重み付け係数とし、この係数により受信直交ベースバンド信号を重み付け合成する方法について説明したが、これに限ったものではない。

さらに本実施の形態の方法は、畳み込み符号や、ターボ符号、低密度パリティ符号等の誤り訂正符号が施された信号を受信した場合にも適用することができる。この場合、重み付け結果に基づいてブランチメトリック、パスメトリックを順次求めて復号すればよい。例えば、“A simple transmit diversity technique for wireless communications”IEEE Journal on Select Areas in Communications,vol.16, no.8, October 1998で示されているＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）に対する重み付け係数として、本実施の形態で説明したチャネル変動行列の固有値のパワーを用いてもよい。ＭＬＤを行う際の復調、復号化の際の重み付け係数としてチャネル変動行列の固有値のパワーを用いると受信品質が向上する。なお、ＭＬＤに対する固有値を用いた重み付けの仕方ついては、実施の形態７以降で詳しく説明する。

（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態５で説明した処理をＯＦＤＭ通信に適用した場合について説明する。本実施の形態の特徴は、実施の形態５で説明した、各受信アンテナで得られた受信信号をチャネル変動行列の固有値に基づいて重み付け合成するといった処理を、キャリアごとに行う点である。

この実施の形態では、実施の形態５で用いた図１８及び図１９を流用して説明する。この実施の形態の受信ユニットは、図１８の逆拡散部４０５、４１５、１４０５をフーリエ変換部（ｄｆｔ）に代え、図１８のチャネル変動推定部４０７、４０９、４１７、４１９、１４０７、１４０９をキャリアごとの信号のチャネル変動を推定する構成とし、図１８の信号処理部１８０１をキャリアごとのチャネル変動行列の固有値を重み係数として用いてキャリアごとのアンテナ受信信号を重み付け合成する構成とすればよい。

実際には、信号処理部として、図１９に示すような構成をキャリア分だけ設け、キャリアごとに実施の形態５で説明したチャネル変動行列の固有値に基づく重み付け合成を行うようにすればよい。この結果、全てのキャリアの信号の誤り率特性を向上させることができるようになる。

ここで実施の形態４でも説明したように、ＯＦＤＭ信号は、周波数選択性フェージング等の影響により、キャリアごとに実効受信電力が大きく異なる。本実施の形態では、これを考慮して、キャリアごとに固有値のパワーを重み係数とした信号合成を行うことにより、キャリアごとに合成時の重み係数を変更する。これにより、全キャリアに亘って誤り率特性を向上させることができる。

かくして本実施の形態によれば、複数アンテナから送信されたＯＦＤＭ信号を複数アンテナで受信する場合に、実施の形態５で説明した各受信アンテナで得られた受信信号をチャネル変動行列の固有値に基づいて重み付け合成するといった処理を、キャリアごとに行うようにしたことにより、受信した複数チャネルのＯＦＤＭ信号の誤り率特性を全キャリアに亘って向上し得る受信装置を実現することができる。

なおこの実施の形態では、チャネル変動行列の固有値のパワーを重み付け係数として、キャリアごとに受信直交ベースバンド信号を重み付け合成する方法について説明したが、これに限ったものではない。

例えば、“A simple transmit diversity technique for wireless communications”IEEE Journal on Select Areas in Communications,vol.16, no.8, October 1998で示されているＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）に対する重み付け係数として、本実施の形態で説明したチャネル変動行列の固有値のパワーを用いてもよい。つまり、復調、復号化の際のキャリアごとの重み付け係数としてキャリアごとのチャネル変動行列の固有値のパワーを用いると受信品質が向上する。なお、ＭＬＤについては、実施の形態９、実施の形態１０において詳しく説明する。

（実施の形態７）
本実施の形態では、複数のアンテナから送信された複数の変調信号を、複数のアンテナで受信する受信装置において、チャネル変動行列の固有値や各アンテナ受信信号の受信電界強度を用いて、受信信号に対して重み付け処理を行って受信信号を復調する受信装置について説明する。

具体的には、分離後の各変調信号の軟判定値を、チャネル変動行列の固有値を用いて重み付けする。これにより、軟判定値に変調信号の実効受信電力に応じた適切な尤度をもたせることができるようになる。この結果、復号部によって得られる受信ディジタル信号の誤り率特性が向上する。

先ず送信装置の構成について説明する。図２０に、本実施の形態における送信装置の送信ユニットの構成の一例を示す。ここでこの実施の形態の送信ユニット２０００と、図１の送信ユニット１００との違いは、送信ユニット２０００が誤り訂正符号化部２００１、２００２を有することである。その他の構成は、図１の送信ユニット１００と同様なので、その説明は省略する。

誤り訂正符号化部２００１、２００２はそれぞれ、送信ディジタル信号１０１、１１１を入力とし、送信ディジタル信号１０１、１１１に対して畳み込み符号を用いた誤り訂正符号化処理を施すことにより誤り訂正符号化信号２００３、２００４を得てこれを出力する。

変調部１０２、１１２はそれぞれ、誤り訂正符号化信号２００３、２００４を入力とし、誤り訂正符号化信号２００３、２００４に対して変調処理を施す。この実施の形態では、変調部１０２、１１２が、図２２に示すようなＢＰＳＫ変調を施す場合について説明するが、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の他の変調処理を施してもよい。

ここで送信ユニット２０００は例えば基地局に設けられており、この基地局は図２に示すような受信ユニット２００を有する。また送信ユニット２０００は図３に示すようなフレーム構成の信号を送信する。

次に受信装置の構成について説明する。図２１に、送信ユニット２０００から送信された信号を受信する本実施の形態の受信ユニットの構成を示す。受信ユニット２１００は例えば通信端末に設けられている。この実施の形態の受信ユニット２１００と、図４の受信ユニット２１００との違いは、受信ユニット２１００が固有値による係数計算部２１０１、軟判定値計算部２１０２、２１０４、誤り訂正復号化部２１０３、２１０５、受信レベルによる係数計算部２１０６を有することである。その他の構成は、図４の受信ユニット４００と同様なので、その説明は省略する。

固有値による係数計算部２１０１はチャネル変動推定情報４２７を入力とし、固有値から求めた係数２１１０を出力する。具体的には、実施の形態１でも説明したように、チャネル変動推定情報４２７としてチャネル変動ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）の推定値を入力し、この推定値を要素とする（３）式のチャネル変動行列の固有値を計算し、固有値のパワーのうち最もパワーの小さい値に基づいて係数２１０１を求める。すなわち、実施の形態１で説明した固有値による係数計算部２１４（図２）と同じ計算を行って係数２１１０を求め、これを軟判定値計算部２１０２、２１０４に送出する。

受信レベルによる係数計算部２１０６は受信直交ベースバンド信号４０６、４１６を入力とし、受信直交ベースバンド信号４０６、４１６に基づいて係数２１１５、２１１６を算出し、これらの係数２１１５、２１１６をそれぞれ軟判定値計算部２１０２、２１０４に送出する。具体的には、逆拡散部４０５、４１５おのおので得られた、拡散信号Ａについての逆拡散信号（受信直交ベースバンド信号）の受信レベルに基づき、拡散信号Ａの受信レベルによる係数２１１５を求めてこれを軟判定値計算部２１０２に送出する。同様に逆拡散部４０５、４１５おのおので得られた、拡散信号Ｂについての逆拡散信号（受信直交ベースバンド信号）の受信レベルに基づき、拡散信号Ｂの受信レベルによる係数２１１６を求めてこれを軟判定値計算部２１０４に送出する。

軟判定値計算部２１０２は拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４２２、受信レベルから求めた係数２１１５、固有値から求めた係数２１１０を入力とし、拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４２２に係数２１１５、２１１０を乗じることで軟判定値を得てこれを軟判定値信号２１１１として出力する。誤り訂正復号化部２１０３は軟判定値信号２１１１を入力とし、軟判定値信号２１１１に誤り訂正復号化処理を施すことにより誤り訂正復号化された受信ディジタル信号２１１２を得てこれを出力する。

軟判定値計算部２１０４は拡散信号Ｂの受信直交バーストバンド信号４２３、受信レベルから求めた係数２１１６、固有値から求めた係数２１１０を入力とし、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号４２３に係数２１１６、２１１０を乗じることで軟判定値を得てこれを軟判定値信号２１１３として出力する。誤り訂正復号化部２１０５は軟判定値信号２１１３を入力とし、軟判定値信号２１１３に誤り訂正復号化処理を施すことにより誤り訂正復号化された受信ディジタル信号２１１４を得てこれを出力する。

因みに、本実施の形態における受信装置（通信端末）は、図２１に示す受信ユニット２１００に加えて、図５に示すような送信ユニット５００を有し、送信ユニット５００から図６に示すようなフレーム構成の信号を送信するものとする。

次に、本実施の形態における送信装置および受信装置の動作について詳しく説明する。特に本実施の形態は、受信装置に特徴があるので受信装置の動作について詳しく説明する。また実施の形態１と同様の動作は省略し、実施の形態１と異なる動作を中心に説明する。

受信ユニット２１００は、複数のアンテナ４０１、４１１において受信した信号に対して、無線信号処理、逆拡散処理、各拡散信号のチャネル変動推定処理等を施した後、信号処理部４２１において（３）式の逆行列演算を行うことで、拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４２２、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号４２３を得る。

ここで受信ユニット２１００が、図２２に示すような信号点配置のＢＰＳＫ変調信号を受信したと仮定する。ＢＰＳＫ変調における２点の信号点のＩＱ平面上での座標を（＋１．０，０．０）と（−１．０，０．０）で正規化すると、図２２で示される例における受信直交ベースバンド信号Ｒ’（ｔ）の軟判定値は、図２３に示すように＋０．６となる。

本実施の形態において重要な動作は、軟判定値計算部２１０２、２１０４において、上記のように受信直交ベースバンド信号から得られる軟判定値に対して重み付けをする点であり、特に固有値から求めた係数を用いて重み付けする点である。

具体的には、まずチャネル変動情報生成部４２６において生成されたチャネル変動推定情報４２７、すなわち推定されたｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）を用い、固有値による係数計算部２１０１において（３）式に示したチャネル変動行列の固有値が求められ、固有値のうちパワーの最小となる値から係数Ｄ（ｔ）２１１０が算出される。

また一方で受信レベルによる係数計算部２１０６において、Ｒ１（ｔ）とＲ２（ｔ）の受信レベル（この実施の形態の場合、Ｒ１（ｔ）、Ｒ２（ｔ）は逆拡散後の信号）から受信レベルから求めた係数Ｃａ（ｔ）２１１５およびＣｂ（ｔ）２１１６が得られる。

以上のようにして得られた係数Ｄ（ｔ）、Ｃａ（ｔ）および受信直交ベースバンド信号Ｒ’ａ（ｔ）４２２を用い、軟判定値計算部２１０２において受信信号の軟判定値Ｓａ（ｔ）２１１１が次式により算出される。

また同様に軟判定値算出部２１０４において係数Ｄ（ｔ）、Ｃｂ（ｔ）および受信直交ベースバンド信号Ｒ’ｂ（ｔ）４２３を用い、軟判定値Ｓｂ（ｔ）２１１３が次式により算出される。

誤り訂正復号化部２１０３では、上記のようにして得られた軟判定値Ｓａ（ｔ）２１１１を用いて誤り訂正復号化処理が行われる。同様に誤り訂正復号化部２１０５では、上記のようにして得られた軟判定値Ｓｂ（ｔ）２１１３を用いて誤り訂正復号化処理が行われる。

ここで軟判定値計算部２１０２、２１０４で用いる重み付けのための係数Ｃａ（ｔ）×Ｄ（ｔ）およびＣｂ（ｔ）×Ｄ（ｔ）は、実際に受信した受信電界強度に効率の係数を乗算した、実効受信電界強度を示している。この係数を乗算することで、受信特性を向上させることができる。

本実施の形態では、誤り訂正符号として畳み込み符号化が施されているので、例えばビタビ復号のような最尤復号が用いられる。軟判定値をどのようにして最尤復号に用いるかについては、既に様々な文献において開示されており、例えば軟判定値と各信号点との間のユークリッド距離を算出して用いる方法や、確率密度分布特性に基づいたメトリック値を算出する方法等がある。本実施の形態では、一例として２乗ユークリッド距離が算出されるものとする。すなわち、図２３に示したような例では、各信号点からの尤度メトリック値Ｍ０、Ｍ１がそれぞれ以下の（７）式、（８）式に示すように算出される。これにより、ビタビ復号により復号された受信ディジタル信号２１１２、２１１３が得られる。

かくして本実施の形態によれば、複数のアンテナから送信された複数の変調信号を、複数のアンテナで受信する受信装置において、分離処理して得た受信ベースバンド信号を用いて誤り訂正復号化を行う際、チャネル変動行列から算出した固有値の最小値に基づく係数Ｄ（ｔ）を用いて軟判定値を重み付けするようにしたことにより、軟判定値に実効受信電力に基づく適切な尤度をもたせることが可能となり、受信データの誤り率特性を向上させることができる。

なおこの実施の形態では、受信レベルによる係数を計算するにあたって、受信レベルによる係数計算部２１０６（図２１）によって、逆拡散部４０５、４１５の出力に基づいて、拡散信号Ａの受信レベルによる係数２１１５、拡散信号Ｂの受信レベルによる係数２１１６を求めているが、実施の形態１で説明した図２の受信パワーによる係数計算部２１１と同様にチャネル変動推定部４０７、４０９、４１７、４１９により得られるチャネル変動推定情報ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ）を用いて、係数２１１５、２１１６を求めるようにしてもよい。また各アンテナから受信された受信信号のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）から求めるようにしてもよい。これは、受信レベルによる係数を用いた処理を行う他の実施の形態についても同様である。

またこの実施の形態では、固有値による係数２１１０に加えて受信レベルによる係数２１１５、２１１６を用いて軟判定値を重み付けする場合について述べたが、固有値による係数のみを用いて軟判定値を重み付けするようにしてもよい。

さらに基地局の送信ユニットの構成は図２０に示すものに限らない。例えば送信パワー変更部１０８、１１８は必須ではなく、変調信号１０７、１１７を各アンテナ１１０、１２０へ直接供給する構成としてもよい。

また必要に応じて、誤り訂正符号化部２００１、２００２の前段や後段に誤り検出符号化を行う機能、信号の順序を入れ替えるインタリーブ機能や信号の一部を削除して冗長度を下げるパンクチャリング機能等を設けてもよく、このような機能部を設けても本発明には影響を与えない。このことは、誤り訂正符号化部を有する他の実施の形態についても同様である。

さらにこの実施の形態では、誤り訂正符号化部２００１、２００２で畳み込み符号を用いた誤り訂正符号化処理を行う場合について述べたが、誤り訂正符号化処理に用いる誤り訂正符号は畳み込み符号に限らず、復号化時に軟判定値を用いて復号処理が可能な誤り訂正符号であれば他の符号を用いてもよい。例えばターボ符号や低密度パリティ符号を用いてもよい。この場合、受信ユニット２１００の誤り訂正復号化部２１０３、２１０５でそれらの符号化に対応した復号化処理を行うようにすればよい。また誤り訂正符号化部２００１と誤り訂正符号化部２００２で必ずしも同じ形式の誤り訂正符号を用いる必要はなく、異なる符号を用いるようにしてもよい。さらには誤り訂正符号化部２００１、２００２を一つの誤り訂正符号化部に結合し、符号化後の信号を２系統に分離して変調部１０２と変調部１１２にそれぞれ供給する構成としてもよい。この場合、受信ユニット２１００の誤り訂正復号化部２１０３、２１０５も一つの復号化処理部に結合した構成とすればよい。これらのことは、誤り訂正符号化処理部を有する他の実施の形態についても同様である。

さらにこの実施の形態では、図２１に示すような構成の受信ユニット２１００を例にとって説明したが、要は、チャネル変動行列から算出した固有値の最小値に基づく係数を用いて軟判定値に重み付ければよいのであって、受信ユニットの構成は図２１に示すものに限らず、例えば図２４に示すように構成してもよい。

図２４の受信ユニット２４００と、図２１の受信ユニット２１００との違いは、図２１の受信ユニット２１００が信号処理部４２１で逆行列演算による信号分離処理を行ったのに対して、図２４の受信ユニット２４００は軟判定値計算部２４０１によってＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）を行い、続く誤り訂正復号化部２４０３で軟判定値信号２４０２を拡散信号Ａの受信ディジタル信号２４０４と拡散信号Ｂの受信ディジタル信号２４０５に分離する点である。このＭＬＤを行うにあたって、固有値により求めた係数２１１０を用いれば、上述した実施の形態と同様に受信データの誤り率特性を向上させることができる。

ここでは図２０に示す送信ユニット２０００の変調部１０２、１１２でＱＰＳＫ変調が施された信号を、図２４の受信ユニット２４００でＭＬＤを行って復調する場合を例にとって説明する。

軟判定値計算部２４０１は受信直交ベースバンド信号４０６、４１６、チャネル変動推定情報４０８、４１０、４１８、４２０、受信レベルによる係数２１１５、２１１６、固有値による係数２１１０を入力とし、先ず受信直交ベースバンド信号４０６、４１６の候補信号点位置（この例の場合、ＱＰＳＫを想定しており１チャネル当たり４個の候補信号点があるので、合計では４×４チャネル＝１６個の候補信号点位置）をチャネル変動推定情報４０８、４１０、４１８、４２０を用いて計算した後、この複数の候補点と受信点の間の信号点距離を求め、さらにその信号点距離を受信レベルによる係数２１１５、２１１６、固有値による係数２１１０で重み付けたものを軟判定値信号２４０２として出力するようになっている。

具体的に説明する。図２５（ａ）に受信直交ベースバンド信号４０６（アンテナ４０１（アンテナ１）で受信された信号）の信号点位置２５０１と各候補信号点位置とを示し、図２５（ｂ）に受信直交ベースバンド信号４１６（アンテナ４１１（アンテナ２）で受信された信号）の信号点位置２５０２と各候補信号点位置とを示す。

軟判定値計算部２４０１は、拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４０８および拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４１０から、送信４ビット（００００）、（０００１）、・・・、（１１１１）の候補信号点を図２５（ａ）のように定める。そして受信直交ベースバンド信号４０６の信号点２５０１と各候補信号点との距離を求める。実際には、信号点距離の２乗値（パワー値）を求める。ここで送信４ビット（００００）、（０００１）、・・・、（１１１１）と受信点２５０１との信号点距離の２乗値をそれぞれｘ００００（ｔ）、ｘ０００１（ｔ）、ｘ００１０（ｔ）、ｘ１１１１（ｔ）と記述する。

同様に、軟判定値計算部２４０１は、拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４１８および拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４２０から、送信４ビット（００００）、（０００１）、・・・、（１１１１）の候補信号点を図２５（ｂ）のように定める。そして受信直交ベースバンド信号４１６の信号点２５０２と各候補信号点との距離を求める。実際には、信号点距離の２乗値（パワー値）を求める。ここで送信４ビット（００００）、（０００１）、・・・、（１１１１）と受信点２５０２との信号点距離の２乗値をそれぞれｙ００００（ｔ）、ｙ０００１（ｔ）、ｙ００１０（ｔ）、ｙ１１１１（ｔ）と記述する。

そして軟判定値計算部２４０１は、軟判定値を固有値による係数２１１０と受信レベルによる係数２１１５、２１１６を用いて重み付ける。具体的には、重み付けした軟判定値ｚ００００（ｔ）＝Ｃａ（ｔ）Ｄ（ｔ）｛ｘ００００（ｔ）＋ｙ００００（ｔ）｝のようにして求める。同様にして、ｚ０００１（ｔ）、ｚ００１０（ｔ）、・・・、ｚ１１１１（ｔ）を求める。なおＣａ（ｔ）をＣｂ（ｔ）に置き換えてもよい。軟判定値計算部２４０１は、このようにして重み付けした軟判定値ｚ００００（ｔ）、ｚ０００１（ｔ）、・・・、ｚ１１１１（ｔ）を軟判定値信号２４０２として出力する。

誤り訂正復号化部２４０３は、このようにＭＬＤ処理および固有値により重み付け処理された軟判定値信号２４０２を誤り訂正復号化することにより、拡散信号Ａの誤り訂正復号化信号２４０４及び拡散信号Ｂの誤り訂正復号化信号２４０５を得てこれを出力する。

（実施の形態８）
本実施の形態では、実施の形態７で説明した処理をＯＦＤＭ通信に適用した場合について説明する。本実施の形態の特徴は、チャネル変動推定結果から算出した固有値に基づく係数を用いて軟判定値を重み付けするといった処理を、サブキャリアごとに行うようにすることである。

図２６に、本実施の形態における送信装置の送信ユニットの構成例を示す。なお図２６において図１０との対応部分には同一符号を付し、図１０を用いて既に説明した部分については説明を省略する。

図２６の送信ユニット２６００と図１０の送信ユニット１０００との違いは、送信ユニット２６００が誤り訂正符号化部２６０１、２６０３を有し、誤り訂正符号化部２６０１、２６０３が送信ディジタル信号１０１、１１１に畳み込み符号等を用いた誤り訂正符号化処理を施し、誤り訂正符号化した信号２６０２、２６０４を変調部１０２、１１２に送出することである。これにより送信ユニット２６００においては、誤り訂正符号化したデータをＯＦＤＭ処理するので、送信データを周波数軸方向に符号化されている状態とすることができる。

ここで送信ユニット２６００は例えば基地局に設けられており、この基地局は図２に示すような受信ユニット２００を有する。また送信ユニット２６００は図１１に示すようなフレーム構成の信号を送信する。

図２７に、送信ユニット２６００から送信された信号を受信する本実施の形態の受信ユニットの構成を示す。ここで受信ユニット２７００は、大まかには、図１２で説明した受信ユニット１２００と図２１で説明した受信ユニット２１００とを組み合わせた構成となっているので、図１２及び図２１で既に説明した部分については説明を省略し、本実施の形態での特徴部分のみを説明する。なお図２７では、図１２と対応する部分については図１２と同一符号を付した。

各チャネル変動推定部１２０７、１２０９、１２１７、１２１９は、各サブキャリアに配置されていた推定用シンボルに基づいてサブキャリアごとのチャネル変動を推定する。チャネル変動情報生成部２７０３、固有値による係数計算部２７０５は、サブキャリアごとに、図２１のチャネル変動生成部４２６、固有値による係数計算部２１０１と同じ処理を行うことにより、サブキャリアごとに固有値による係数２７０６を求め、これを軟判定値計算部２７０７、２７１１に送出する。

受信レベルによる係数計算部２７０１は、無線部１２０３、１２１３からの出力信号１２０４、１２１４、離散フーリエ変換部（ｄｆｔ）１２０５、１２１５からの出力信号１２０６、１２１６、各チャネル変動推定部１２０７、１２０９、１２１７、１２１９からの出力信号１２０８、１２１０、１２１８、１２２０を入力し、これらのいずれか又は全てを使って、サブキャリアごとに受信レベルによる係数２７０２を求めてこれを軟判定値計算部２７０７、２７１１に送出する。

軟判定値計算部２７０７、２７１１は、入力されたチャネルＡの受信直交ベースバンド信号群１２２２、チャネルＢの受信直交ベースバンド信号群１２２３を、固有値による係数２７０６及び受信レベルによる係数２７０２によって重み付けて、軟判定値信号２７０８、２７１２を出力する。ここで軟判定値計算部２７０７、２７１１は、サブキャリアごとに、図２１の軟判定値計算部２１０２、２１０４について説明したのと同様の重み付け処理を行うようになっている。つまり、同じサブキャリアの受信直交ベースバンド信号、固有値による係数、受信レベルによる係数を用いて、サブキャリアごとに異なる重み付け処理を行う。

このようにして、サブキャリアごとに重み付けされた軟判定値信号２７０８、２７１２が得られ、この軟判定値信号２７０８、２７１２が誤り訂正復号化部２７０９、２７１３によって誤り訂正復号化処理されて受信ディジタル信号２７１０、２７１４が得られる。

かくして本実施の形態によれば、複数のアンテナから送信された複数のＯＦＤＭ変調信号を、複数のアンテナで受信する受信装置において、チャネル変動推定結果から算出した固有値に基づく係数を用いて軟判定値を重み付けするといった処理を、サブキャリアごとに行うようにしたことにより、周波数選択性フェージング等によりサブキャリアごとの実効受信電力が変化した場合でも、軟判定値にサブキャリアごとの実効受信電力に基づく適切な尤度をもたせることが可能となり、受信データの誤り率特性を向上させることができる。

なおこの実施の形態では、図２７に示すような構成の受信ユニット２７００を例にとって説明したが、要は、サブキャリアごとのチャネル変動推定結果から算出したサブキャリアごとの固有値の最小値に基づく係数を用いて、サブキャリアごとの軟判定値に重み付ければよいのであって、受信ユニットの構成は図２７に示すものに限らず、例えば図２８に示すように構成してもよい。

図２８の受信ユニット２８００と、図２７の受信ユニット２７００との違いは、図２７の受信ユニット２７００が信号処理部１２２１で逆行列演算による信号分離処理を行ったのに対して、図２８の受信ユニット２８００は軟判定値計算部２８０１によってＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）を行い、続く誤り訂正復号化部２８０３で軟判定値信号２８０２を受信ディジタル信号２８０４と受信ディジタル信号２８０５に分離する点である。

ＭＬＤ処理については、実施の形態７で図２４を用いて説明したので、ここでの説明は省略する。但し、上述した図２４の軟判定値計算部２４０１とこの実施の形態の図２８の軟判定値計算部２８０１との違いは、軟判定値計算部２８０１がサブキャリア単位で軟判定値計算部２４０１と同様の処理を行うことである。すなわち、軟判定値計算部２８０１は、受信直交ベースバンド信号群１２０６、１２１６の全ての候補信号点位置をチャネル変動推定情報１２０８、１２１０、１２１８、１２２０を用いて計算するといった処理をサブキャリア単位で行った後、サブキャリア単位で複数の候補点と受信点の間の信号点距離を求め、さらにサブキャリア単位でその信号点距離を受信レベルによる係数２７０２、固有値による係数２７０６で重み付けたものを軟判定値信号２８０２として出力する。つまり、サブキャリアごとの軟判定値が軟判定値信号２８０２として出力される。

（実施の形態９）
本実施の形態の特徴は、実施の形態７と比較して、各アンテナから送信するデータを個別に誤り訂正符号化処理するのではなく、１つの誤り訂正符号化部で誤り訂正符号化処理した後に、各アンテナに供給するようにしたことである。これにより、受信側でＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）処理及び誤り訂正復号処理を行うにあたって、ＭＬＤ処理部及び誤り訂正復号化部に一系統の誤り訂正符号が入力されるようになるので、誤り率特性の向上したデータを得ることができるようになる。

図２０との対応部分に同一符号を付して示す図２９に、本実施の形態の送信ユニット２９００の構成を示す。本実施の形態の送信ユニット２９００と図２０の送信ユニット２０００との違いは、送信ユニット２０００がアンテナ１１０、１２０ごとに誤り訂正符号化部２００１、２００２を設け、アンテナ１１０、１２０ごとの送信ディジタル信号１０１、１１１を個別に誤り訂正符号化処理したのに対して、送信ユニット２９００は誤り訂正符号化部２９０２によって送信ディジタル信号２９０１をまとめて誤り訂正処理した後に、誤り訂正符号化データ２９０３、２９０４に分流して変調部１０２、１１２に供給する点である。

図２４との対応部分に同一符号を付して示す図３０に、本実施の形態の受信ユニット３０００の構成を示す。受信ユニット３０００は送信ユニット２９００から送信された信号を受信する。つまり、受信ユニット３０００は、１つの誤り訂正符号化部２９０２で誤り訂正符号化された信号を受信することになる。この結果、軟判定値計算部２４０１及び誤り訂正復号化部３００１では、１系統の誤り訂正符号化信号の軟判定値を計算して誤り訂正復号化処理を行うことになるため、複数系統の誤り訂正符号化信号について別々に軟判定値を計算して誤り訂正復号化処理を行う場合と比較して（例えば図２４の受信ユニット２４００と比較して）、誤り訂正能力が向上する。これにより、誤り率特性の向上した受信ディジタル信号３００２を得ることができる。

かくして本実施の形態によれば、実施の形態７での構成と比較して、送信データを誤り訂正符号化処理して複数のアンテナから送信するにあたって、送信データを１つの誤り訂正符号化部２９０２で誤り訂正符号化するようにしたことにより、受信側でＭＬＤ処理及び誤り訂正復号化処理する場合の誤り訂正能力を向上させることができ、一段と誤り率特性の向上した受信データを得ることができる。

（実施の形態１０）
本実施の形態では、実施の形態９の特徴をＯＦＤＭ通信に適用した場合について説明する。

図３１に、本実施の形態における送信装置の送信ユニットの構成例を示す。なお図３１において図２６との対応部分には図２６と同一符号を付した。本実施の形態の送信ユニット３１００と図２６の送信ユニット２６００との違いは、送信ユニット２６００がアンテナ１１０、１２０ごとに誤り訂正符号化部２６０１、２６０２を設け、アンテナ１１０、１２０ごとの送信ディジタル信号１０１、１１１を個別に誤り訂正符号化処理したのに対して、送信ユニット３１００は誤り訂正符号化部３１０２によって送信ディジタル信号３１０１をまとめて誤り訂正処理した後に、誤り訂正符号化データ３１０３、３１０４に分流して変調部１０２、１１２に供給する点である。

図２８との対応部分に同一符号を付して示す図３２に、本実施の形態の受信ユニット３２００の構成を示す。受信ユニット３２００は送信ユニット３１００から送信された信号を受信する。つまり、受信ユニット３２００は、１つの誤り訂正符号化部３１０２で誤り訂正符号化された信号を受信することになる。この結果、軟判定値計算部２８０１及び誤り訂正復号化部３２０１では、１系統の誤り訂正符号化信号の軟判定値を計算して誤り訂正復号化処理を行うことになるため、複数系統の誤り訂正符号化信号について別々に軟判定値を計算して誤り訂正復号化処理を行う場合と比較して（例えば図２８の受信ユニット２８００と比較して）、誤り訂正能力が向上する。これにより、誤り率特性の向上した受信ディジタル信号３２０２を得ることができる。

かくして本実施の形態によれば、実施の形態８での構成と比較して、送信データを誤り訂正符号化処理して複数のアンテナから送信するにあたって、送信データを１つの誤り訂正符号化部３１０２で誤り訂正符号化するようにしたことにより、受信側でＭＬＤ処理及び誤り訂正復号化処理する場合の誤り訂正能力を向上させることができ、一段と誤り率特性の向上した受信データを得ることができる。

（実施の形態１１）
本実施の形態の特徴は、チャネル変動行列の固有値を用いた復調処理を行う受信装置において、各アンテナ受信信号の信号レベルを検出し、各アンテナ受信信号の信号レベルを等しくする受信レベル制御部を設けるようにしたことである。

図２１との対応部分に同一符号を付して示す図３３に、本実施の形態による受信ユニット３３００の構成を示す。受信ユニット３３００は、受信レベル制御部３３０１を有することを除いて、図２１の受信ユニット２１００と同様の構成でなる。

受信レベル制御部３３０１は受信直交ベースバンド信号４０４、４１４を入力とし、これらの受信直交ベースバンド信号４０４、４１４の信号レベルを検出し、受信直交ベースバンド信号４０４、４１４の信号レベルを等しくするためのゲイン制御信号３３０２、３３０３を無線部４０３、４１３に送出する。無線部４０３、４１３は、ゲイン制御信号３３０２、３３０３に基づいて、増幅器のゲインを変更する。

次に本実施の形態の受信ユニット３３００の動作について説明する。受信ユニット３３００は、受信レベル制御部３３０１によってアンテナ４０１、４１１で受信したそれぞれの受信信号のレベルが等しくなるように、つまり、無線部４０３、４１３から出力されるそれぞれの受信直交ベースバンド信号４０４、４１４の出力レベルが等しくなるように制御する。

例えば、−４０ｄＢｍの信号をアンテナ４０１、４１１で受信した場合、受信直交ベースバンド信号４０４、４１４の電圧は、２Ｖとなるように制御する。これに対して、−４０ｄＢｍの信号をアンテナ４０１で受信し、−４６ｄＢｍの信号をアンテナ４１１で受信した場合には、受信直交ベースバンド信号４０４、４１４の電圧を共に２Ｖとなるように制御するのではなく、受信直交ベースバンド信号４０４は２Ｖ、受信直交ベースバンド信号４１４の電圧は１Ｖとなるように制御する。このようにして、受信直交ベースバンド信号４０４、４１４の信号レベルを等しくする。

このように各アンテナからの信号レベルを等しくすると、チャネル変動行列の固有値を使って復調を行う際の復調精度が一段と向上するようになる。なぜなら、チャネル変動行列の固有値は、各アンテナの受信信号レベルが近いほどその値に意味をもつからである。各アンテナ受信信号の信号レベルを別々に制御し、受信直交ベースバンド信号４０４、４１４の値を同一電圧となるように制御した場合には、固有値には実効受信電力の指標としての意味が少なくなってしまう。

なお上述した実施の形態のうち、固有値による係数と共に受信レベルによる係数を用いて、これらの係数を実効受信電力の指標として復調を行うようにした実施の形態では、各アンテナ受信信号の信号レベルが異なる場合でも、この信号レベルの差を受信レベルの係数に反映して固有値を補正すれば、本実施の形態のように信号レベルを等しくするのと同等の効果を得ることができる。

かくして本実施の形態によれば、チャネル変動行列の固有値を用いて復調処理を行う受信装置において、各アンテナ受信信号の信号レベルを検出し、各アンテナ受信信号の信号レベルを等しくするようにしたことにより、固有値の値を一段と実効受信電力の指標として用いるのに適切な値とすることができ、一段と誤り率特性の向上した受信データを得ることができる。

なお各アンテナ受信信号の信号レベルの制御は、図３３に示す構成の受信ユニット３３００に適用する場合に限らず、要は、固有値を用いて復調処理を行う場合に広く適用することができる。

（実施の形態１２）
本実施の形態では、実施の形態１１の特徴をＯＦＤＭ通信に適用した場合について説明する。

図２７との対応部分に同一符号を付して示す図３４に、本実施の形態による受信ユニット３４００の構成を示す。受信ユニット３４００は、受信レベル制御部３４０１を有することを除いて、図２７の受信ユニット２７００と同様の構成でなる。

受信レベル制御部３４０１は受信直交ベースバンド信号１２０４、１２１４を入力とし、これらの受信直交ベースバンド信号１２０４、１２１４の信号レベルを検出し、受信直交ベースバンド信号１２０４、１２１４の信号レベルを等しくするためのゲイン制御信号３４０２、３４０３を無線部１２０３、１２１３に送出する。無線部１２０３、１２１３は、ゲイン制御信号３４０２、３４０３に基づいて、増幅器のゲインを変更する。

このように各アンテナ受信信号の信号レベルが等しくなるように制御したので、フーリエ変換後の信号１２０６、１２１６の対応するサブキャリア間での信号レベルもほぼ等しくすることができる。これにより、サブキャリア単位でチャネル変動行列の固有値を用いた復調を行うにあたって、各サブキャリアについての固有値をサブキャリアごとの実効受信電力を的確に反映したものとすることができる。

かくして本実施の形態によれば、サブキャリアごとにチャネル変動行列の固有値を用いて復調処理を行う受信装置において、各アンテナ受信信号の信号レベルを検出し、各アンテナ受信信号の信号レベルを等しくするようにしたことにより、サブキャリアごとの固有値の値を実効受信電力の指標として用いるのに適切な値とすることができ、一段と誤り率特性の向上したＯＦＤＭ受信データを得ることができる。

（実施の形態１３）
本実施の形態では、複数アンテナから時間空間符号（Space Time Code）化された変調信号を送信し、受信側でその受信信号をチャネル変動行列の固有値を用いて復調することを提案する。特に、この実施の形態では、チャネル変動行列の固有値を用いて受信アンテナを選択し、選択した受信アンテナで受信された時空間符号化信号のみを用いて受信信号の復調を行う。

ここで時空間符号化は既知の技術であり、例えば“Space-Time Block Codes from Orthogonal Design”IEEE Transactions on Information Theory, pp.1456-1467,vol.45, no.5, July 1999に記載されている。

図３５及び図３６を用いて時空間符号化の概要を説明する。時空間符号化を用いた通信システムでは、図３５に示す送信信号Ａを図３６の送信アンテナ３６０１から送信すると同時に、図３５に示す送信信号Ｂを図３６の送信アンテナ３６０２から送信する。すると、各アンテナ３６０１、３６０２から送信された送信信号Ａと送信信号Ｂは、それぞれチャネル変動ｈ１（ｔ）、ｈ２（ｔ）をうけて受信アンテナ３６０３により受信される。

因みに図３５において、３５０１、３５０４は電波伝搬環境推定シンボルを示し、３５０２、３５０３、３５０５、３５０６は符号化されたシンボル群を示す。またＳ１とＳ２を異なる信号とし、シンボル群３５０２では信号Ｓ１を、シンボル群３５０３では信号Ｓ２の負の複素共役である信号−Ｓ２^＊を、シンボル群３５０５では信号Ｓ２を、シンボル群３５０６では信号Ｓ１の複素共役である信号Ｓ１^＊を送る。ここで＊は複素共役を示す。

すると、アンテナ３６０１、３６０２から送信された信号Ｓ１、Ｓ２と、アンテナ３６０３で受信された信号Ｒ１、Ｒ２との関係を次式により表すことができる。

ただし、（９）式において、Ｒ１は図３５のシンボル群３５０２とシンボル群３５０５を受信したときの受信信号、Ｒ２は図３５のシンボル群３５０３とシンボル群３５０６を受信したときの受信信号である。

（９）式からも分かるように、このような時空間符号化技術を用いれば、求めるべき送信信号Ｓ１、Ｓ２を、受信信号の最大比合成により得ることができるので、受信信号から送信信号を精度良く推定することができるようになる。以上が時空間符号化技術の概要である。

次に本実施の形態の構成について説明する。実施の形態９で説明した図２９との対応部分に同一符号を付して示す図３７に、本実施の形態による送信装置の送信ユニット３７００の構成を示す。図２９の送信ユニット２９００と本実施の形態の送信ユニット３７００との違いは、送信ユニット３７００の誤り訂正符号化部３７０１が送信ディジタル信号２９０１に対して時空間符号化処理を施して出力する点である。すなわち、誤り訂正符号化部３７０１は、誤り訂正符号化信号２９０３と誤り訂正符号化信号２９０４が、図３５の送信信号Ａと送信信号Ｂのような関係なるような符号化処理を行う。これにより、送信ユニット３７００のアンテナ１１０、１２０から時空間符号化された信号が送信される。

図３８に、送信ユニット３７００から送信された時空間符号化信号を受信する受信ユニット３８００の構成を示す。図３８では、実施の形態３で説明した図１４との対応部分に同一符号を付して示す。図１４の受信ユニット１４００と本実施の形態の受信ユニット３８００との違いを述べる。

実施の形態３の受信ユニット１４００のアンテナ選択部１４１１は、チャネル推定値を含んだ３つのアンテナ受信信号４０８、４１０、４０６、４１８、４２０、４１６、１４０８、１４１０、１４０６の中から、２つのアンテナ受信信号の組み合わせをつくり、組み合わせごとの固有値を求め、固有値の最小パワーが最も大きい組み合わせの２つのアンテナ受信信号を選択して選択信号１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７として出力した。

これに対して、この実施の形態の受信ユニット３８００のアンテナ選択部３８０１は、チャネル推定値を含んだ３つのアンテナ受信信号４０８、４１０、４０６、４１８、４２０、４１６、１４０８、１４１０、１４０６の中から、各アンテナ受信信号ごとに固有値を求め（すなわち各アンテナ受信信号ごとに（９）式の固有値を求め）、固有値の最小パワーが最も大きかった１つのアンテナ受信信号を選択して選択信号３８０２、３８０３、３８０４として出力する。このように１つのアンテナ受信信号ごとに固有値を求めることができるのは、各アンテナで受信される信号が時空間符号化された信号であり、１つのアンテナ受信信号のみで（９）式に示したようなチャネル推定行列が得られるからである。

また実施の形態３の受信ユニット１４００の信号処理部４２１は、入力された２つのアンテナ受信信号１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７を（３）式の逆行列演算により分離することにより、２系統の受信直交ベースバンド信号４２２、４２３を得るようにした。

これに対して、この実施の形態の受信ユニット３８００の信号処理部３８０５は、入力された１つのアンテナ受信信号を（９）式に基づき最大比合成することにより、Ｓ１、Ｓ２の受信ディジタル信号３８０６を得るようになっている。

図３９に、アンテナ選択部３８０１の構成を示す。アンテナ選択部３８０１は固有値計算部３９０１及び信号選択部３９０３を有する。固有値計算部３９０１には、各アンテナ受信信号から得られたチャネル変動４０８と４１０、４１８と４２０、１４０８と１４１０が入力される。固有値計算部３９０１はチャネル変動４０８と４１０を使って（９）式の固有値を求める。同様に、固有値計算部３９０１はチャネル変動４１８と４２０を使って（９）式の固有値を求め、チャネル変動１４０８と１４１０を使って（９）式の固有値を求める。このようにしてアンテナごとの固有値を計算する。そして固有値の最小パワーを比較し、固有値の最小パワーが最大であるアンテナを検出し、そのアンテナを示す制御信号３９０２を信号選択部３９０３に送出する。

信号選択部３９０３は、アンテナ４０１の受信信号から得られた信号４０８、４１０、４０６、アンテナ４１１の受信信号から得られた信号４１８、４２０、４１６、アンテナ１４０１の受信信号から得られた信号１４０８、１４１０、１４０６の中から、制御信号３９０２で示されるアンテナに対応する信号を選択信号３６０２、３６０３、３６０４として出力する。

次に本実施の形態の受信ユニット３８００の動作を説明する。受信ユニット３８００は、各受信アンテナ４０１、４１１、１４０１によって、複数の送信アンテナ１１０、１２０（図３７）から送信された時空間符号化された信号を受信する。受信ユニット３８００は、受信アンテナごとにチャネル変動値ｈ１（ｔ）、ｈ２（ｔ）を推定する。

そして受信ユニット３８００は、アンテナ選択部３８０１によって、受信アンテナごとのチャネル変動値から、受信アンテナごとに（９）式に示すチャネル変動行列の固有値を算出する。アンテナ選択部３８０１は、固有値の最小パワーが最大であるアンテナ受信信号を選択する。これにより、実効受信電力が最大であるアンテナ受信信号が選択される。そして受信ユニット３８００は、選択したアンテナ受信信号を復調することで受信データを得る。

かくして本実施の形態によれば、複数のアンテナから送信された時空間符号化信号を複数のアンテナで受信する受信装置において、各アンテナで受信された時空間符号化信号のチャネル変動行列の固有値を算出し、固有値の最小パワーが最も大きいアンテナ受信信号を選択して復調処理を行うようにしたことにより、実効受信電力の最も大きいアンテナ受信信号を選択して復調できるため、誤り率特性の良い受信データを得ることができる。

なおこの実施の形態では、送信アンテナが２つで、図３５に示すような時空間符号を用いた場合について述べたが、送信アンテナの数は２つに限らず、時空間符号も図３５に示すものに限らない。

（実施の形態１４）
本実施の形態では、実施の形態１３と同様に、複数アンテナから時間空間符号（Space Time Code）化された変調信号が送信された場合、受信側で、各アンテナ受信信号ごとのチャネル変動行列の固有値を求め、固有値の最小パワーの最も大きいアンテナ受信信号を選択して復調を行うようにする。但し、この実施の形態では、実施の形態１３の特徴をＯＦＤＭ通信に適用する場合について説明する。

図４０に、時空間符号をＯＦＤＭ変調して送信する場合のフレーム構成を示す。図３５と比較すれば分かるように、同じ周波数帯域のサブキャリア１に時空間符号を配置するようにしている。因みに、他のサブキャリアにも同様に互いに対応する時空間符号を配置する。このような送信信号Ａ、Ｂは、図３７の拡散部１０４、１１４を逆離散フーリエ変換部（ｉｄｆｔ）に置き換えることで形成することができる。

図４０に示すようなフレームの信号を受信する受信ユニットは、図３８の逆拡散部４０５、４１５、１４０５を離散フーリエ変換部（ｄｆｔ）に置き換え、拡散信号Ａのチャネル変動推定部４０７、４１７、１４０７をチャネルＡのチャネル変動推定部に置き換え、拡散信号Ｂのチャネル変動推定部４０９、４１９、１４０９をチャネルＢのチャネル変動推定部に置き換えるようにすればよい。但し、チャネルＡのチャネル変動推定部ではサブキャリアごとのチャネル変動を推定するようにし、同様にチャネルＢのチャネル変動推定部ではサブキャリアごとのチャネル変動を推定するようにする。

そしてアンテナ選択部３８０１では、サブキャリアごとに各アンテナで受信された時空間符号化信号のチャネル変動行列の固有値を算出し、サブキャリアごとに固有値の最小パワーが最も大きいアンテナ受信信号を選択するようにすればよい。

このようにすれば、実効受信電力が最大となるアンテナをサブキャリアごとに選択できるので、サブキャリアごとに最適なアンテナを選択できるようになる。この結果、全てのサブキャリアでの誤り率特性を向上させることができる。

かくして本実施の形態によれば、複数のアンテナから送信された時空間符号化されたＯＦＤＭ変調信号を、複数のアンテナで受信する受信装置において、各アンテナで受信された時空間符号化信号のチャネル変動行列の固有値をサブキャリアごとに算出し、固有値の最小パワーが最も大きいアンテナ受信信号をサブキャリアとごとに選択して復調処理を行うようにしたことにより、サブキャリアごとに実効受信電力の最も大きいアンテナ受信信号を選択して復調できるため、全サブキャリアに亘って誤り率特性の良い受信データを得ることができる。

なおこの実施の形態では、時空間符号をＯＦＤＭ変調して送信する場合のフレーム構成として図４０に示すようなフレーム構成を例にとったが、図４１に示すようなフレーム構成の信号を複数アンテナで受信する場合でも、受信アンテナごとのチャネル変動行列の固有値に基づいてアンテナを選択すれば、上述した実施の形態と同様に実効受信電力が最大のアンテナ受信信号を選択できるので、受信データの誤り率特性を向上させることができるようになる。因みに、図４１に示す符号化は、時間−空間符号化に対して、一般に、時間−周波数符号化と呼ばれるものである。

すなわち、本発明による固有値を基準とした受信アンテナの選択方法は、時間−空間符号化に限らず、周波数−空間符号化や、時間−空間符号化と周波数−空間符号化を同時に行う周波数−時間−空間符号化に適用した場合にも、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態１５）
上述した実施の形態１３では、時空間符号化された受信信号を複数のアンテナで受信する場合に、各アンテナ受信信号のチャネル変動行列の固有値に基づいて受信アンテナを選択し（すなわち受信アンテナを１つだけ選択し）、選択した受信アンテナで得られた信号を復調することにより受信データを得ることを提案した。

これに対して、本実施の形態では、時空間符号化された受信信号を複数のアンテナで受信する場合に、各アンテナ受信信号のチャネル変動行列の固有値に基づいて各アンテナ受信信号を重み付け合成し、重み付け合成した受信信号を復調することにより受信データを得る方法および装置を提案する。

本実施の形態の固有値によるアンテナ受信信号の重み付け合成方法は、上述した実施の形態５の合成方法と似ている。但し、本実施の形態の合成方法と実施の形態５の合成方法は以下の点で相違する。

実施の形態５の合成方法では、先ず、複数のアンテナ受信信号の組み合わせを作り、各組み合わせごとにチャネル変動行列を形成し、組み合わせごとのチャネル変動行列の固有値を算出する。そして、各組み合わせのアンテナ受信信号とその組み合わせに対応するチャネル変動行列を使って各変調信号を分離すると共に、各組み合わせで分離した変調信号を分離の際に用いたチャネル変動行列の固有値を使って重み付け合成した。

これに対して、本実施の形態の合成方法では、各アンテナ受信信号ごとに（９）式に示したようなチャネル変動行列を作り、各アンテナ受信信号ごとのチャネル変動行列の固有値を計算する。そしてその固有値に基づいて各アンテナ受信信号を重み付け合成する。このように本実施の形態では、実施の形態５のようにアンテナ受信信号の組み合わせを作ることなく、各アンテナ受信信号個別にチャネル変動行列を作り、各アンテナ受信信号個別に固有値を求める。これが可能なのは、受信信号が時空間符号化された信号だからである。

実施の形態５で説明した図１８との対応部分に同一符号を付して示す図４２に、本実施の形態による受信装置の受信ユニット４２００の構成を示す。図１８の受信ユニット１８００と本実施の形態の受信ユニット４２００との違いは、信号処理部４２０１の構成である。なお受信ユニット４２００は、図３７に示す送信ユニット３７００から送信された図３５に示すような時空間符号化された信号を受信する。

図４３に、信号処理部４２０１の構成を示す。信号処理部４２０１は固有値計算部４３０１及び合成部４３０３を有する。固有値計算部４３０１には、各アンテナ受信信号から得られたチャネル変動４０８と４１０、４１８と４２０、１４０８と１４１０が入力される。固有値計算部４３０１はチャネル変動４０８と４１０を使って（９）式の固有値を求める。同様に、固有値計算部４３０１はチャネル変動４１８と４２０を使って（９）式の固有値を求め、チャネル変動１４０８と１４１０を使って（９）式の固有値を求める。このようにしてアンテナごとの固有値を計算する。そして固有値計算部４３０１は、各アンテナごとに求めた固有値の中から固有値パワーの最小のものを、各アンテナごとに求め、それを各アンテナ受信信号の固有値パワーＰ１、Ｐ２、Ｐ３として出力する。つまり、固有値計算部４３０１は固有値信号４３０２として各アンテナ４０１、４１１、１４０１についての固有値パワーＰ１、Ｐ２、Ｐ３を出力する。

合成部４３０３は、入力信号４０８、４１０、４０６を（９）式に当てはめ、（９）式の逆行列演算を行うことにより、拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号Ｒａ１、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号をＲｂ１を求める。同様に合成部４３０３は、入力信号４１８、４２０、４１６を（９）式に当てはめ、（９）式の逆行列演算を行うことにより、拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号Ｒａ２、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号をＲｂ２を求める。同様に合成部４３０３は、入力信号１４０８、１４１０、１４０６を（９）式に当てはめ、（９）式の逆行列演算を行うことにより、拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号Ｒａ３、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号をＲｂ３を求める。

次に、合成部４３０３は、これら拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号Ｒａ１、Ｒａ２、Ｒａ３、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号Ｒｂ１、Ｒｂ２、Ｒｂ３を各アンテナの固有値パワーＰ１、Ｐ２、Ｐ３を用いて重み付け合成する。具体的には、重み付け合成後の拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４２０２をＲａ、重み付け合成後の拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号４２０３をＲｂとすると、次式によりＲａ、Ｒｂを求める。

このように各アンテナごとの固有値パワーによって各アンテナ受信信号を重み付けして合成することにより、正確な拡散信号Ａ、Ｂの受信直交ベースバンド信号を得ることができる。これは、各アンテナ受信信号のチャネル変動行列の固有値パワーが、各アンテナ受信信号の実効受信電力に相当する値であるからである。

信号処理部４２０１により得られた拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４２０２、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号４２０３は、図示しない復調部及び復号化部により復調、復号化され、受信ディジタル信号とされる。

これにより、実効受信電力の大きい拡散信号Ａ、Ｂの受信直交ベースバンド信号４２０２、４２０３を用いてデータを復調することができるので、誤り率特性の向上した受信ディジタル信号を得ることができる。

かくして本実施の形態によれば、複数のアンテナから送信された時空間符号化信号を複数のアンテナで受信する受信装置において、各アンテナで受信された時空間符号化信号のチャネル変動行列の固有値を算出し、各アンテナごとの固有値パワーを用いて各アンテナ受信信号を重み付け合成するようにしたことにより、実効受信電力の大きい受信信号を得ることができるので、誤り率特性の良い受信データを得ることができる。

なおこの実施の形態では、チャネル変動行列の固有値のパワーを重み付け係数とし、この係数により受信直交ベースバンド信号を重み付け合成する方法について説明したが、これに限ったものではない。

例えば、“A simple transmit diversity technique for wireless communications”IEEE Journal on Select Areas in Communications,vol.16, no.8, October 1998で示されているＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）に対する重み付け係数として、本実施の形態で説明したチャネル変動行列の固有値のパワーを用いてもよい。ＭＬＤを行う際の復調、復号化の際の重み付け係数としてチャネル変動行列の固有値のパワーを用いると受信品質が向上する。これは後述する実施の形態１６についても同様である。

（実施の形態１６）
本実施の形態では、実施の形態１５と同様に、時間空間符号化された変調信号が送信された場合、受信側で、各アンテナ受信信号ごとのチャネル変動行列の固有値を求め、各アンテナの固有値パワーを用いて各アンテナ受信信号を重み付け合成する。但し、この実施の形態では、実施の形態１５の特徴をＯＦＤＭ通信に適用する場合について説明する。

つまり、本実施の形態の受信装置は、図４０に示すようなフレーム構成の信号を受信する。本実施の形態の受信装置の受信ユニットは、図４２の逆拡散部４０５、４１５、１４０５を離散フーリエ変換部（ｄｆｔ）に置き換え、拡散信号Ａのチャネル変動推定部４０７、４１７、１４０７をチャネルＡのチャネル変動推定部に置き換え、拡散信号Ｂのチャネル変動推定部４０９、４１９、１４０９をチャネルＢのチャネル変動推定部に置き換えるようにすればよい。但し、チャネルＡのチャネル変動推定部ではサブキャリアごとのチャネル変動を推定するようにし、同様にチャネルＢのチャネル変動推定部ではサブキャリアごとのチャネル変動を推定するようにする。

そして信号処理部４２０１では、サブキャリアごとに各アンテナで受信された時空間符号化信号のチャネル変動行列の固有値を算出し、サブキャリアごとに実施の形態１５で説明した固有値パワーを重み係数として用いた重み付け合成を行う。

このようにすれば、周波数選択性フェージング等の影響により、キャリアごとに実効受信電力が大きく異なった場合でも、キャリアごとに固有値のパワーを重み係数とした各アンテナ受信信号の合成を行うことにより、全キャリアに亘って誤り率特性を向上させることができる。

かくして本実施の形態によれば、時空間符号化されたＯＦＤＭ信号を複数アンテナで受信する場合に、実施の形態１５で説明した各受信アンテナで得られた受信信号をチャネル変動行列の固有値に基づいて重み付け合成するといった処理を、キャリアごとに行うようにしたことにより、受信した時空間符号化されたＯＦＤＭ信号の誤り率特性を全キャリアに亘って向上し得る受信装置を実現することができる。

（実施の形態１７）
本実施の形態では、畳み込み符号化した信号を、さらに時空間ブロック符号化処理して複数のアンテナから送信する場合の、受信側での復調処理について説明する。

実施の形態１で説明した図１との対応部分に同一符号を付して示す図４４に、本実施の形態の送信装置の送信ユニット４４００の構成を示す。送信ユニット４４００の誤り訂正符号化部４４０１、４４０５は、それぞれディジタル信号１０１、１１１を入力とし、例えば畳み込み符号化を施し、符号化したディジタル信号４４０２、４４０６を時空間ブロック符号化部４４０３に送出する。

時空間ブロック符号化部４４０３は、符号化されたディジタル信号３９０３、３９０６を入力とし、このディジタル信号３９０３、３９０６に対して（９）式に示すような時空間ブロック符号化を施すことにより、図３５のようなフレーム構成の変調信号Ａの送信ディジタル信号４４０４（図３５の送信信号Ａに相当する）、変調信号Ｂの送信ディジタル信号４４０７（図３５の送信信号Ｂに相当する）を出力する。

なお（９）式のような時空間ブロック符号の方式は、文献“A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications,” IEEE Journal on Select Areas in Communications, vol.16, no.8, October 1998にも示されている。ここでは、送信アンテナ数２、送信する変調信号数２の場合を例に説明しているが、これに限ったものではなく、送信アンテナ数が増えた場合の時空間ブロック符号の方法は、文献“Space-Time Block Codes from Orthogonal Design” IEEE Transactions on Information Theory, pp.1456-1467, vol.45, no.5, July 1999等にも示されている。因みに、畳み込み符号等の誤り訂正符号化は、各変調信号に対し施される。

図４との対応部分に同一符号を付して示す図４５に、本実施の形態の受信装置の受信ユニット４５００の構成を示す。受信ユニット４５００の信号分離部４５０１は、拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４０８（（９）式のｈ１に相当する）、拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４１０（（９）式のｈ２に相当する）、逆拡散後の受信直交ベースバンド信号４０６（（９）式のＲ１、Ｒ２に相当する）を入力とし、（９）式の逆行列演算を行うことにより、ベースバンド信号４５０２（（９）式におけるＳ１に相当するベースバンド推定信号）、ベースバンド信号４５０３（（９）式におけるＳ２に相当するベースバンド推定信号）を求めてこれを出力する。

固有値計算部４５０４は拡散信号Ａのチャネル変動推定信号４０８、拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号４１０を入力とし、これを用いて（９）式の行列を作り、その行列の固有値を計算し、固有値信号４５０５を出力する。

軟判定計算部４５０６はベースバンド信号４５０２、固有値信号４５０５を入力とし、実施の形態７と同様に、（５）式に示すようにして軟判定値を求める。このとき（５）式における重み付け係数Ｃａ（ｔ）×Ｄ（ｔ）に、固有値信号４５０５から求めた係数、例えば固有値の最小パワーを用いることで軟判定値４５０７を求めてこれを出力する。誤り訂正部４５０８は軟判定値４５０７を入力とし、軟判定値４５０７に対して誤り訂正復号化処理を施し、これにより得た受信ディジタル信号４５０９を出力する。

同様に、軟判定計算部４５１０はベースバンド信号４５０３、固有値信号４５０５を入力とし、実施の形態７と同様に、（６）式に示すようにして軟判定値を求める。このとき（６）式における重み付け係数Ｃｂ（ｔ）×Ｄ（ｔ）に、固有値信号４５０５から求めた係数、例えば固有値の最小パワーを用いることで軟判定値４５１１を求めてこれを出力する。誤り訂正部４５１２は軟判定値４５１１を入力とし、軟判定値４５１１に対して誤り訂正復号化処理を施し、これにより得た受信ディジタル信号４５１３を出力する。

かくして本実施の形態によれば、畳み込み符号と時空間符号を組み合わせた送信信号を受信する受信装置において、時空間符号のチャネル変動行列の固有値を用いて受信信号の軟判定値を重み付けるようにしたことにより、軟判定値に実効受信電力に基づく適切な尤度をもたせることが可能となり、復号後の受信データの誤り率特性を向上させることができるようになる。

つまり、本実施の形態では、畳み込み符号化と時空間ブロック符号化とを組み合わせた場合についても、実施の形態７と同様に、固有値を用いて軟判定値を重み付けすれば、受信データの誤り率特性を向上し得ることを示した。

因みに、本発明によるチャネル変動行列の固有値を用いて軟判定値を重み付けする方法は、実施の形態７や本実施の形態に限らず、要は、多重された変調信号をチャネル変動行列を用いた演算によって分離する処理を行い、さらに畳み込み符号化などが施され、軟判定復号を行う場合に広く適用することができる。

（実施の形態１８）
上述した実施の形態５では、複数のアンテナ受信信号の組み合わせを作り、各組み合わせごとにチャネル変動行列を形成し、組み合わせごとのチャネル変動行列の固有値を算出し、各組み合わせのアンテナ受信信号とその組み合わせに対応するチャネル変動行列を使って各変調信号を分離すると共に、各組み合わせで分離した変調信号を分離の際に用いたチャネル変動行列の固有値を使って重み付け合成することを提案した。

これに対して、本実施の形態では、複数のアンテナ受信信号の組み合わせを作り、各組み合わせごとにチャネル変動行列を形成し、組み合わせごとのチャネル変動行列の固有値を算出し、各組み合わせのアンテナ受信信号とその組み合わせに対応するチャネル変動行列を使って各変調信号を分離することまでは実施の形態５と同じである。しかし、本実施の形態では、各組み合わせで分離した変調信号の受信点と各候補点とのユークリッド距離（ブランチメトリック）を分離の際に用いたチャネル変動行列の固有値を使って重み付け合成し、重み付け合成後の軟判定値を判定する点で、実施の形態５と異なる。

本実施の形態では、図１に示す構成の送信ユニット１００から送信された、図３に示すようなフレーム構成の信号を受信する場合について説明する。

本実施の形態の受信ユニットは、実施の形態５で説明した図１８の受信ユニット１８００の信号処理部１８０１の構成が異なることを除いて、受信ユニット１８００と同様の構成でなる。したがって、本実施の形態では、信号処理部の構成のみ説明する。

図４６に、本実施の形態による信号処理部４６００の構成を示す。すなわち、本実施の形態の受信ユニットは、図１８の受信ユニット１８００の信号処理部１８０１を、図４６の信号処理部４６００に置き換えた構成となる。

信号処理部４６００の固有値計算部４６０８は、１組目として、チャネル変動推定信号４０８、４１０、４１８、４２０を（３）式の行列に当てはめ、この行列の固有値のパワーの最も小さいものの値Ｐ１を求め、この固有値パワーＰ１を出力する。同様に固有値計算部４６０８は、２組目として、チャネル変動推定信号４０８、４１０、１４０８、１４１０を（３）式の行列に当てはめ、この行列の固有値のパワーの最も小さいものの値Ｐ２を求め、この固有値パワーＰ２を出力する。同様に固有値計算部４６０８は、３組目として、チャネル変動推定信号４１８、４２０、１４０８、１４１０を（３）式の行列に当てはめ、この行列の固有値のパワーの最も小さいものの値Ｐ３を求め、この固有値パワーＰ３を出力する。

信号分離部４６０１は、１組目として、信号４０８、４１０、４０６、４１８、４２０、４１６を（３）式に当てはめ、その逆行列演算を行うことにより、拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４６０２（Ｒａ１）、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号４６０５（Ｒｂ１）を求めてこれを出力する。同様に、２組目として、信号４０８、４１０、４０６、１４０８、１４１０、１４０６を（３）式に当てはめ、その逆行列演算を行うことにより、拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４６０３（Ｒａ２）、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号４６０６（Ｒｂ２）を求めてこれを出力する。同様に、３組目として、信号４１８、４２０、４１６、１４０８、１４１０、１４０６を（３）式に当てはめ、その逆行列演算を行うことにより、拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４６０４（Ｒａ３）、拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号４６０７（Ｒｂ３）を求めてこれを出力する。

軟判定値計算部４６０９は、拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４６０２（Ｒａ１）、固有値パワー信号Ｐ１を入力とし、受信直交ベースバンド信号４６０２（Ｒａ１）を固有値パワー信号Ｐ１で重み付けることで軟判定値４６１０を求めこれを出力する。そのときの動作を図４７を用いて説明する。

図４７は同相Ｉ―直交Ｑ平面におけるＱＰＳＫの信号点配置であり、４７０１はＱＰＳＫの信号点であり、［０，０］，［０，１］，［１，０］，［１，１］は送信ビットを表している。４７０２は受信直交ベースバンド信号の位置を示しており、ここでは拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４６０２（Ｒａ１）の位置を示している。ＱＰＳＫの信号点４７０１と受信直交ベースバンド信号４６０２（Ｒａ１）との信号点のそれぞれのユークリッド距離をＤ１［０，０］，Ｄ１［０，１］，Ｄ１［１，０］，Ｄ１［１，１］とする。軟判定値計算部４６０９は、Ｐ１×Ｄ１^２［０，０］，Ｐ１×Ｄ１^２［０，１］，Ｐ１×Ｄ１^２［１，０］，Ｐ１×Ｄ１^２［１，１］を求めて、これを軟判定値信号４６１０として出力する。

同様に、軟判定値計算部４６１１は、拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４６０３（Ｒａ２）、固有値パワー信号Ｐ２を入力とし、受信直交ベースバンド信号４６０３（Ｒａ２）を固有値パワー信号Ｐ２で重み付けることで軟判定値４６１２を求めこれを出力する。実際には、図４７において、ＱＰＳＫの信号点４７０１と受信直交ベースバンド信号４６０３（Ｒａ２）との信号点のそれぞれのユークリッド距離をＤ２［０，０］，Ｄ２［０，１］，Ｄ２［１，０］，Ｄ２［１，１］とするとき、Ｐ２×Ｄ２^２［０，０］，Ｐ２×Ｄ２^２［０，１］，Ｐ２×Ｄ２^２［１，０］，Ｐ２×Ｄ２^２［１，１］を求めて、これを軟判定値信号４６１２として出力する。

同様に、軟判定値計算部４６１３は、拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号４６０４（Ｒａ３）、固有値パワー信号Ｐ３を入力とし、受信直交ベースバンド信号４６０４（Ｒａ３）を固有値パワー信号Ｐ３で重み付けることで軟判定値４６１４を求めこれを出力する。実際には、図４７において、ＱＰＳＫの信号点４７０１と受信直交ベースバンド信号４６０４（Ｒａ３）との信号点のそれぞれのユークリッド距離をＤ３［０，０］，Ｄ３［０，１］，Ｄ３［１，０］，Ｄ３［１，１］とするとき、Ｐ３×Ｄ３^２［０，０］，Ｐ３×Ｄ３^２［０，１］，Ｐ３×Ｄ３^２［１，０］，Ｐ３×Ｄ３^２［１，１］を求めて、これを軟判定値信号４６１４として出力する。

このように軟判定値計算部４６０９、４６１１、４６１３では、各組み合わせで分離した変調信号の受信点と各候補点とのユークリッド距離を、分離の際に用いたチャネル変動行列の固有値を使って重み付ける計算が行われる。

判定部４６２１は、軟判定値信号４６１０、４６１２、４６１４を入力とし、Ｐ１×Ｄ１^２［０，０］＋Ｐ２×Ｄ２^２［０，０］＋Ｐ３×Ｄ３^２［０，０］およびＰ１×Ｄ１^２［０，１］＋Ｐ２×Ｄ２^２［０，１］＋Ｐ３×Ｄ３^２［０，１］およびＰ１×Ｄ１^２［１，０］＋Ｐ２×Ｄ２^２［１，０］＋Ｐ３×Ｄ３^２［１，０］およびＰ１×Ｄ１^２［１，１］＋Ｐ２×Ｄ２^２［１，１］＋Ｐ３×Ｄ３^２［１，１］を求める。そして判定部４６２１は、求めた４つの値の中で最も小さいものを探索し、例えば、Ｐ１×Ｄ１^２［０，０］＋Ｐ２×Ｄ２^２［０，０］＋Ｐ３×Ｄ３^２［０，０］が最も小さい場合には、送信ビットが［０，０］であったと判定し、これを受信ディジタル信号４６２２として出力する。

以上、軟判定値計算部４６０９、４６１１、４６１３、判定部４６２１による拡散信号Ａについての軟判定値の計算及び判定動作について説明したが、拡散信号Ｂについては、軟判定値計算部４６１５、４６１７、４６１９、判定部４６２３によって同様の軟判定値の計算及び判定動作が行われ、受信ディジタル信号４６２４が得られる。

かくして本実施の形態によれば、複数のアンテナ受信信号の組み合わせを作り、各組み合わせごとにチャネル変動行列を形成し、組み合わせごとのチャネル変動行列の固有値を算出し、各組み合わせのアンテナ受信信号とその組み合わせに対応するチャネル変動行列を使って各変調信号を分離し、各組み合わせで分離した変調信号の受信点と各候補点とのユークリッド距離を分離の際に用いたチャネル変動行列の固有値を使って重み付けし、ユークリッド距離（ブランチメトリック）の最も小さい候補信号点を受信点としたことにより、実効受信電力が大きなアンテナ受信信号ほど尤度を高くしたビット判定処理を行うことができ、受信データの誤り率特性を向上させることができる。

このように本実施の形態では、実施の形態５と比較して、組み合わせごとにアンテナ受信信号を分離し、分離したアンテナ受信信号を組み合わせごとの固有値を用いて重み付け合成する点では一致するものの、重み付け合成する方法が異なる。

本実施の形態と実施の形態５を比較すると、実施の形態５の方法は、本実施の形態よりユークリッド距離を求める演算数が少ないため、回路規模が小さくなるというメリットがある。一方、誤り率特性の点では、実施の形態５より、本実施の形態は優れている。いずれにしても、固有値を重み付けの係数として使用することで、優れた誤り率特性を得ることができることは、実施の形態５、本実施の形態で共通である。

なお本実施の形態をＯＦＤＭ通信に適用することもできる。本実施の形態をＯＦＤＭ通信に適用する場合には、本実施の形態と実施の形態６の説明を統合して考えればよい。つまり、本実施の形態の方法をサブキャリアごとに行えばよい。

さらに本実施の形態の方法は、畳み込み符号や、ターボ符号、低密度パリティ符号等の誤り訂正符号が施された信号を受信した場合にも適用することができる。この場合、上述した重み付け合成方法でブランチメトリックを求め、このブランチメトリックを使ってパスメトリックを求めて復号すればよい。

（実施の形態１９）
本実施の形態では、実施の形態１８の受信方法に、誤り訂正復号処理を加えた受信方法を提案する。すなわち、送信側において、実施の形態７で説明したように畳み込み符号等を用いた誤り訂正符号化を施した信号を送信し、受信側において、実施の形態１８で説明したように受信信号を固有値を用いて重み付け合成した後に、誤り訂正復号処理を行うようにする。

本実施の形態の受信装置は、実施の形態７で説明した図２０に示すような誤り訂正符号化部２００１、２００２を有し、畳み込み符号化した信号を送信する送信ユニット２０００により送信された信号を受信するものとする。

本実施の形態の受信ユニットは、実施の形態５で説明した図１８の受信ユニット１８００の信号処理部１８０１の構成が異なることを除いて、受信ユニット１８００と同様の構成でなる。したがって、本実施の形態では、信号処理部の構成のみ説明する。

図４８に、本実施の形態による信号処理部４８００の構成を示す。すなわち、本実施の形態の受信ユニットは、図１８の受信ユニット１８００の信号処理部１８０１を、図４８の信号処理部４８００に置き換えた構成となる。

また本実施の形態の信号処理部４８００は、実施の形態１８で説明した図４６の判定部４６２１、４６２３を誤り訂正部４８０１、４８０３に置き換えただけなので、他の部分については図４６と同一符号を付してその説明は省略する。

誤り訂正部４８０１は、軟判定値信号４６１０、４６１２、４６１４を入力としＰ１×Ｄ１^２［０，０］＋Ｐ２×Ｄ２^２［０，０］＋Ｐ３×Ｄ３^２［０，０］およびＰ１×Ｄ１^２［０，１］＋Ｐ２×Ｄ２^２［０，１］＋Ｐ３×Ｄ３^２［０，１］およびＰ１×Ｄ１^２［１，０］＋Ｐ２×Ｄ２^２［１，０］＋Ｐ３×Ｄ３^２［１，０］およびＰ１×Ｄ１^２［１，１］＋Ｐ２×Ｄ２^２［１，１］＋Ｐ３×Ｄ３^２［１，１］からメトリックを求め、例えばビタビ復号を行い誤り訂正を行うことにより受信ディジタル信号４８０２を得てこれを出力する。

誤り訂正部４８０３も誤り訂正部４８０１と同様に、固有値により重み付け合成した各候補信号点とのユークリッド距離からメトリックを求め、ビタビ復号等の誤り訂正を行うことにより受信ディジタル信号４８０４を得てこれを出力する。

図４９に、本実施の形態のシミュレーション結果を示す。このシミュレーションでは、一例として、畳み込み符号を用い、受信アンテナ数が２、３、４のときの、Eb/No(bit-to-noise spectral density ratio)とBER(bit error rate)の関係を調べた。因みに、図４９において、４９０１は受信アンテナ数２、４９０２は受信アンテナ数３、４９０３は受信アンテナ数４のときの特性を示している。図４９からも分かるように、本実施の形態の構成を用いれば、特に受信アンテナ数を増加させるほど、非常に優れた誤り率特性を得ることができる。

かくして本実施の形態によれば、実施の形態１８の構成に加えて、誤り訂正復号処理を行うようにしたことにより、誤り率特性の非常に良い受信装置を得ることができる。

なおこの実施の形態では、実施の形態１８の方法と軟判定復号を組み合わせた方法について説明したが、実施の形態５の方法と軟判定復号を組み合わせ方法でも同様な効果を得ることができる。

（他の実施の形態）
なお上述した実施の形態では、チャネル変動行列の固有値を用いることで、実効受信電力を加味した復調処理を行う受信装置を中心に説明した。ここで固有値は、そのまま用いてもよいし、近似して用いるようにしてもよい。固有値を求める近似方法としては、例えばチャネル変動行列の各要素のパワーを等しくして固有値を求めるなど、チャネル変動行列の要素に対して近似を施す方法もある。ここでチャネル変動行列の各要素のパワーを等しくするという近似を行う場合には、チャネル変動行列の各要素の位相のみで固有値を求めることになる。したがって、チャネル変動行列の各要素の位相のみを考慮して、アンテナ選択、アンテナ合成、復号などの制御を行うことになる。この場合、各アンテナの受信レベルを共通制御する必要が必ずしもあるわけではない。

換言すると、本発明による固有値を用いた復調方法においては、固有値を実効受信電力を反映した適切なものとするために、大別して２つの方法がある。その一つは、各アンテナでの受信信号レベルがほぼ等しくなるように受信信号レベルを補正したり、受信信号レベルに応じて固有値を補正する方法である。もう一つは、チャネル変動の各要素の位相のみから固有値を求める方法である。

また上述した固有値を用いた軟判定復号方法の説明において、固有値の最小パワーを重み付け係数としているがこれに限ったものではなく、例えば固有値を入力としその固有値から重み付け係数を求めてもよい。但し、固有値の最小パワーを重み付け係数とした場合、誤り率特性の非常に良い受信データが得られる。

また上述した実施の形態では、固有値の最小パワーを重み付け係数として軟判定復号を行う場合について述べたが、硬判定復号において固有値の最小パワーを重み付け係数として用いるようにしても、誤り率特性を向上させることができる。

本発明は、受信データの誤り率特性の向上が求められるマルチアンテナを用いた無線通信に適用して好適である。

本発明の実施の形態１の送信装置の送信ユニットの構成を示すブロック図 実施の形態１の送信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 送信装置の送信ユニットから送信される送信信号のフレーム構成を示す図 実施の形態１の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 実施の形態１の受信装置の送信ユニットの構成を示すブロック図 受信装置の送信ユニットから送信される送信信号のフレーム構成を示す図 送信装置と受信装置の各アンテナ間でのチャネル変動の様子を示す図 送信装置の送信ユニットの別の構成例を示すブロック図 図８の拡散部の構成を示すブロック図 実施の形態２の送信装置の送信ユニットの構成を示すブロック図 図１０の送信ユニットから送信される変調信号のフレーム構成を示す図 実施の形態２の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 図１０の逆フーリエ変換部（ＩＤＦＴ）の構成を示すブロック図 実施の形態３の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 図１４のアンテナ選択部の構成を示すブロック図 実施の形態４の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 図１６の信号処理部の構成を示すブロック図 実施の形態５の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 図１８の信号処理部の構成を示すブロック図 実施の形態７の送信装置の送信ユニットの構成を示すブロック図 実施の形態７の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 ＢＰＳＫ変調信号のＩＱ平面上での信号点位置を示す図 ＢＰＳＫ変調信号の軟判定値の説明に供する図 実施の形態７の受信装置の受信ユニットの別の構成例を示すブロック図 受信点と候補点との距離の算出の説明に供する図 実施の形態８の送信装置の送信ユニットの構成を示すブロック図 実施の形態８の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 実施の形態８の受信装置の受信ユニットの別の構成例を示すブロック図 実施の形態９の送信装置の送信ユニットの構成を示すブロック図 実施の形態９の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 実施の形態１０の送信装置の送信ユニットの構成を示すブロック図 実施の形態１０の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 実施の形態１１の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 実施の形態１２の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 時空間符号のフレーム構成を示す図 時空間符号を用いるときの送信アンテナと受信アンテナとの関係を示す図 実施の形態１３の送信装置の送信ユニットの構成を示すブロック図 実施の形態１３の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 図３８のアンテナ選択部の構成を示すブロック図 時空間符号をＯＦＤＭ変調して送信する場合のフレーム構成を示す図 時間−周波数符号化のフレーム構成を示す図 実施の形態１５の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 図４２の信号処理部の構成を示すブロック図 実施の形態１７の送信装置の送信ユニットの構成を示すブロック図 実施の形態１７の受信装置の受信ユニットの構成を示すブロック図 実施の形態１８の信号処理部の構成を示すブロック図 受信点と候補点とのユークリッド距離算出の説明に供する図 実施の形態１９の信号処理部の構成を示すブロック図 実施の形態１９の構成を用いた場合のシミュレーション結果を示す図 従来のマルチアンテナ通信の一例を示す図

符号の説明

１００、５００、７００、１０００、２０００、２６００、２７００、２９００、３１００、３７００、４４００ 送信ユニット
１０１、１１１、５０５、２９０１、３１０１ 送信ディジタル信号
１０２、１１２ 変調部
１０３、１１３、８０１〜８０３、１３０１〜１３０４、１３０８〜１３１１ 送信直交ベースバンド信号
１０４、１１４、７０１、７０２ 拡散部
１０５、１１５、８０５〜８０７、８１１〜８１３ 拡散信号
１０６、１１６、２０３、４０３、４１３、５０８、１２０３、１２１３ 無線部
１０７、１１７、５０７ 変調信号
１０８、１１８、１３０７ 送信パワー変更部
１０９、１１９、５０９ 送信信号
１１０、１２０、２０１、４０１、４１１、５１０、１２０１、１２１１、３６０１、３６０２、３６０３ アンテナ
１２１ フレーム構成信号生成部
１２２ タイミング信号
１２４、２１１０、２７０６ 固有値から求めた係数
１２５、１２６、２１１５、２１１６、２７０２ 受信パワーから求めた係数
２００、４００、１２００、１４００、１６００、１８００、２１００、２４００、２８００、３０００、３２００、３３００、３４００、３８００、４２００、４５００ 受信ユニット
２０２、４０２、４１２、１２０２、１２１２ 受信信号
２０４、４０４、４１４、１２０４、１２１４、４２０２、４２０３ 受信直交ベースバンド信号
２０５、１２２４、１２２６ 復調部
２０６、１２２５、１２２７、２１１２、２１１４、２４０４、２４０５、２７１０、２７１４、２８０４、２８０５、３００２、３２０２、３８０６、４５０９、４５１３、４６２２、４６２４、４８０２、４８０４ 受信ディジタル信号
２０７ データ分離部
２０８、５０１ データ
２０９ 電界強度推定情報
２１０ チャネル変動推定情報
２１１ 受信パワーによる係数計算部
２１４、２１０１、２７０５ 固有値による係数計算部
４０５、４１５ 逆拡散部
４０６、４１６ 逆拡散後の受信直交ベースバンド信号
４０７、４０９、４１７、４１９、１２０７、１２０９、１２１７、１２１９、１６０３、１６０５ チャネル変動推定部
４０８、４１０、４１８、４２０ チャネル変動推定信号
４２１、１２２１、１６０７、１８０１、３８０５、４２０１、４６００、４８００ 信号処理部
４２２、４６０２〜４６０４ 拡散信号Ａの受信直交ベースバンド信号
４２３、４６０５〜４６０７ 拡散信号Ｂの受信直交ベースバンド信号
４２４ 受信電界強度推定部
４２５ 受信電界強度推定情報
４２６、２７０３ チャネル変動情報生成部
４２７、２７０４ チャネル変動推定情報
５０４ 情報生成部
５０６ 変調信号生成部
８０４ 拡散機能部
８１０ 係数乗算機能部
８１４ 加算機能部
１００１、１００３、１３１２ 逆フーリエ変換部（ＩＤＦＴ）
１００２、１００４ 逆フーリエ変換後の信号
１２０５、１２１５、１６０１ フーリエ変換部（ｄｆｔ）
１２０６、１２１６、１６０２ フーリエ変換後の信号
１２０８、１２１０、１２１８、１２２０、１６０４、１６０６ チャネル変動推定群信号
１２２２、１６０８ チャネルＡの受信直交ベースバンド信号群
１２２３、１６０９ チャネルＢの受信直交ベースバンド信号群
１４１１、３８０１ アンテナ選択部
１４１２、１４１５ 選択した拡散信号Ａのチャネル変動推定信号
１４１３、１４１６ 選択した拡散信号Ｂのチャネル変動推定信号
１４１４、１４１７ 選択した逆拡散後の受信直交ベースバンド信号
１５０１、１７０１、１９０１、３９０１、４３０１、４５０４、４６０８ 固有値計算部
１５０２、１７０２、３９０２ 制御信号
１５０３、１７０３ 信号選択部
１７１０ 演算部
１９０２、４３０２、４５０５ 固有値信号
１９０３ 分離合成部
２００１、２００２、２６０１、２６０３、２９０２、３１０２、３７０１、４４０１、４４０５ 誤り訂正符号化部
２１０２、２１０４、２４０１、２７０７、２７１１、２８０１、４５０６、４５１０、４６０９、４６１１、４６１３、４６１５、４６１７、４６１９ 軟判定値計算部
２１０３、２１０５、２４０３、２７０９、２７１３、２８０３、３００１、３２０１ 誤り訂正復号化部
２１０６、２７０１ 受信レベルによる係数計算部
２１１１、２１１３、２４０２、２７０８、２７１２、２８０２、４５０７、４５１１ 軟判定値信号
２５０１、２５０２ 信号点位置
３３０１、３４０１ 受信レベル制御部
３３０２、３３０３、３４０２、３４０３ ゲイン制御信号
３５０１、３５０４ 電波伝搬環境推定シンボル
３５０２、３５０３、３５０５、３５０６ 符号化されたシンボル
３８０２〜３８０４ 選択信号
４３０３ 合成部
４４０３ 時空間ブロック符号化部
４５０１、４６０１ 信号分離部
４５０２、４５０３ ベースバンド信号
４５０８、４５１２、４８０１、４８０３ 誤り訂正部
４６２１、４６２３ 判定部
ｈ１１（ｔ）、ｈ１２（ｔ）、ｈ２１（ｔ）、ｈ２２（ｔ） チャネル変動
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 固有値パワー信号

Claims (8)

1. 複数のチャネルの変調信号を受信する通信端末の通信方法であって、
   基地局の複数の送信アンテナから互いに独立に送信された複数の変調信号を、複数のアンテナで受信し、
   前記受信した複数の変調信号の各々の受信電界強度を検出し、
   前記受信した複数の変調信号の各々のチャネル推定値を推定し、
   前記検出した受信電界強度を示す情報と、前記推定したチャネル推定値を示す情報とに基づいて、前記基地局の複数の送信アンテナから互いに独立に送信される前記複数の変調信号の送信電力を各送信アンテナ独立に制御するための情報である、前記基地局へのフィードバック情報を生成し、
   前記フィードバック情報を送信する
   通信端末の通信方法。
2. 前記推定したチャネル推定値を要素とするチャネル変動推定行列を用いて、前記受信した複数の変調信号の復調を行う
   請求項１に記載の通信端末の通信方法。
3. 前記フィードバック情報は、各チャネル及び各キャリア毎の、前記チャネル推定値を示す情報及び前記受信信号強度を示す情報に基づいて生成される
   請求項１又は２に記載の通信端末の通信方法。
4. 前記変調信号はＯＦＤＭ方式により形成された信号である
   請求項１乃至３いずれか一項に記載の通信端末の通信方法。
5. 複数のチャネルの変調信号を受信する通信端末であって、
   基地局の複数の送信アンテナから互いに独立に送信された、複数の変調信号を受信する複数のアンテナと、
   前記複数のアンテナで受信した複数の変調信号の各々の受信電界強度を検出する受信電界強度検出部と、
   前記複数のアンテナで受信した複数の変調信号の各々のチャネル推定値を推定するチャネル変動推定部と、
   前記受信電界強度検出部で検出した受信電界強度を示す情報と、前記チャネル変動推定部で推定したチャネル推定値を示す情報とに基づいて、前記基地局の複数の送信アンテナから互いに独立に送信される前記複数の変調信号の送信電力を各送信アンテナ独立に制御するための情報である、前記基地局へのフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と
   を具備する通信端末。
6. 前記チャネル変動推定部で推定したチャネル推定値を要素とするチャネル変動推定行列を用いて、前記受信した複数の変調信号の復調を行う復調部を
   さらに具備する請求項５に記載の通信端末。
7. 前記フィードバック情報は、各チャネル及び各キャリア毎の、前記チャネル推定値を示す情報及び前記受信信号強度を示す情報に基づいて生成される
   請求項５又は６に記載の通信端末。
8. 前記変調信号はＯＦＤＭ方式により形成された信号である
   請求項５乃至７いずれか一項に記載の通信端末。

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