JP5251833B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置に関するものである。

ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）やＬＴＥ（Long-Term Evolution）などの通信規格では、周波数分割多元接続（Frequency Division Multiple Access）方式によって、複数のユーザ（端末）が基地局に対して多元接続可能となっている。

周波数分割多元接続方式では、所定数のサブキャリア及び所定数のシンボルで構成されるユーザ割り当て最小単位が設定される。例えば、ＬＴＥでは、ユーザ割り当て最小単位はリソースブロック（Resource Block）と呼ばれる。ＬＴＥのリソースブロックは、１２サブキャリア×７又は６シンボルの領域として構成され、多数のリソースブロックの集合によって通信フレームが構成されている。

基地局は、各ユーザ端末に対して、１又は複数のリソースブロック（ユーザ割り当て最小単位）を割り当てるリソース割り当てを行い、基地局及びユーザ端末は、そのリソース割り当てに従ってリソースブロックを利用して通信を行う。

さて、無線通信では、所望電波を確実に受信するため、マルチアンテナを利用したアダプティブアレーが利用される。アダプティブアレーでは、受信した信号の振幅と位相を調整するためのウェイトを最適化することが必要となる。
非特許文献１には、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）アダプティブアレーにおけるウェイト最適化アルゴリズムとして、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズム，ＲＬＳ（Recursive Least-Squares）,ＳＭＩ（Sample matrix inversion）アルゴリズムなどが記載されている。

菊間信良著、「アレーアンテナによる信号処理」、初版、株式会社科学技術出版、１９９８年、ｐ．３５−６６

ＬＴＥにように、一つの通信フレーム中に複数のユーザ割り当て最小単位が設定されている場合、各ユーザ割り当て最小単位を異なるユーザ端末が使用することがある。つまり、一つの通信フレームが複数ユーザ端末によって使用されることがある。

各ユーザ端末の位置はそれぞれ異なるため、基地局−ユーザ端末間の伝送路特性や電波状況は、ユーザ端末毎に異なる。したがって、最適ウェイトはユーザ端末毎に異なることになる。このため、一つの通信フレームでみると、当該フレーム中で最適ウェイトが大きく変動することになる。しかも、ユーザ割り当て最小単位内においても、例えば周波数（サブキャリア毎）による伝送路特性の違いなどによって、最適ウェイトが変動していることもある。

このように、ユーザ割り当て最小単位毎に各ユーザにリソース割り当てが行われる方式では、通信フレーム中で最適ウェイトが大きく変動するとともにユーザ割り当て最小単位内においても最適ウェイトが変動するという問題がある。
しかし、従来の一般的なＬＭＳアルゴリズム，ＲＬＳアルゴリズム，及びＳＭＩアルゴリズムなどでは、上記のような問題に十分対応することができない。

そこで、本発明は、リソースのユーザ割り当てが行われる通信方式において、より適切なウェイト求めるための新たな技術的手段を提供することを目的とする。

（１）本発明は、リソースのユーザ割り当てが行われる通信方式に基づくとともに、アレー合成用ウェイトを用いたアレー合成が行われるアレーアンテナシステムを備えた無線通信装置であって、同一のユーザに割り当てられた領域内に含まれる複数の受信信号だけをサンプル値として用いて、前記ユーザに割り当てられた前記領域用の初期ウェイトを計算する第１ウェイト計算部と、前記ユーザに割り当てられた前記領域内に含まれる複数の受信信号だけをサンプル値として用いて、前記サンプル値毎にウェイトを逐次的に更新する逐次更新型アルゴリズムによる演算を行う第２ウェイト計算部と、を備え、前記第２ウェイト計算部は、前記逐次更新型アルゴリズムにおけるウェイトの初期値として、前記ユーザに割り当てられた前記領域用に計算された前記初期ウェイトを用いるとともに、前記ユーザに割り当てられた前記領域内における前記サンプル値毎に、前記逐次更新型アルゴリズムによってウェイトを更新する演算を行うことで、前記ユーザに割り当てられた前記領域内における前記サンプル値毎の前記アレー合成用ウェイトを求めるよう構成されていることを特徴とする無線通信装置である。

上記本発明によれば、第１ウェイト計算部は、同一ユーザに割り当てられた領域内に含まれる複数の受信信号だけをサンプル値として用いて、同一ユーザに割り当てられた前記領域用の初期ウェイトを計算する。
したがって、他のユーザに割り当てられた領域内の受信信号がサンプル値として用いられないため、リソースのユーザ割り当てが行われても、同一ユーザに割り当てられた前記領域毎に比較的適切なウェイト（初期ウェイト）が得られる。

さらに、本発明の第２ウェイト計算部では、同一ユーザに割り当てられた前記領域関して、第１ウェイト計算部で計算した初期ウェイトを、ＬＭＳアルゴリズム又はＲＬＳアルゴリズムなどの逐次更新型アルゴリズムにおける初期値とする。この初期値は、上述のように、同一ユーザに割り当てられた前記領域全体からみて、すでに、比較的適切なウェイトとなっている。
一般に、ＬＭＳアルゴリズム又はＲＬＳアルゴリズムなどの逐次更新型アルゴリズムでは、サンプル値毎にウェイト更新を行うため、サンプル値毎のウェイトが得られ、サンプル値毎にウェイトが変動するような通信環境においては有利である。

しかし、このような逐次更新型アルゴリズムでは、更新されるウェイトの初期値が必要となる。ここで、仮に、他のユーザに割り当てられた領域のウェイトを初期値とすると、同一ユーザに割り当てられた前記領域における初期のウェイト更新では、他のユーザのために計算されたウェイト値に引きずられて、適切なウェイトが得られない。

これに対し、本発明の第２ウェイト計算部は、同一ユーザに割り当てられた前記領域において、ある程度適切であるウェイト（初期ウェイト）が、初期値となる。そして、同一ユーザに割り当てられた前記領域内における前記サンプル値毎に、ウェイトを更新する演算が行われて、同一ユーザに割り当てられた前記領域内における前記サンプル値毎の前記アレー合成用ウェイトが求められる。
この結果、リソースのユーザ割り当てが行われる通信方式において、同一ユーザに割り当てられた前記領域内の各サンプル値についての適切なアレー合成用ウェイトを求めることができる。

（２）前記ユーザに割り当てられた前記領域は、ユーザ割り当ての最小単位（例えば、ＬＴＥにおけるリソースブロック）であるのが好ましい。

ユーザに割り当てられた領域の判別は、例えば、リソースのユーザへの割り当て情報に基づいて行うこともできるが、上述のように前記ユーザに割り当てられた前記領域を、ユーザ割り当ての最小単位とすることで、割り当て情報がなくても、同一ユーザに割り当てられていることが保証された領域を識別することができる。つまり、ユーザ割り当ての最小単位それぞれは、同一ユーザに割り当てられることが、通信規格上、保証されているため、ユーザ割り当ての最小単位毎にウェイトを計算することで、同一ユーザに割り当てられた領域に含まれる受信信号だけをサンプル値として用いることができる。

（３）前記第１ウェイト計算部が前記初期ウェイトを計算するアルゴリズムは、前記第２ウェイト計算部においてアレー合成用ウェイト計算に用いられるアルゴリズムとは異なるアルゴリズムであるのが好ましい。

この場合、第１ウェイト計算部におけるアルゴリズムは、第２ウェイト計算部におけるアルゴリズムに拘泥することなく、同一ユーザに割り当てられた領域全体からみた適切なウェイト値である前記初期ウェイトを計算するのに適したアルゴリズムを採用することができる。

（４）前記第１ウェイト計算部が前記初期ウェイトを計算するアルゴリズムは、前記ユーザに割り当てられた領域内に含まれる複数の受信信号だけをサンプル値として用いたＳＭＩアルゴリズムであるのが好ましい。

ＳＭＩアルゴリズムは、逐次更新型アルゴリズムとは異なり、サンプル値から、直接、最適ウェイトを求めるアルゴリズムであり、サンプル値の数が比較的少なくても、比較的適切なウェイトを計算できる。したがって、同一ユーザに割り当てられた領域内に含まれる複数の受信信号だけをサンプル値としても、比較的良好な初期ウェイトを計算することができる。

（５）前記逐次更新型アルゴリズムは、前記ユーザに割り当てられた前記領域用に計算された前記初期ウェイトをウェイトの初期値として用いたＬＭＳアルゴリズム又はＲＬＳアルゴリズムであるのが好ましい。

本発明によれば、リソースのユーザ割り当てが行われる通信方式においても、各サンプル値についての適切なアレー合成用ウェイトを求めることができる。

無線通信システムの全体図である。 ＬＴＥ上り回線のフレーム構成図である。 時間（シンボル）軸−周波数（サブキャリア）軸の２次元配置におけるリソースブロックを示す図である。 実施形態に係る基地局装置のブロック図である。 （ａ）は、等化後の周波数領域信号（ユーザ分離前）を示し、（ｂ）はユーザ１（ＭＳ１）の信号を示し、（ｃ）はユーザ２（ＭＳ２）の信号を示し、（ｄ）はユーザ３（ＭＳ３）の信号を示す。 アレー合成の概念図である。 ウェイト計算処理のフローチャートである。 １回目ＭＭＳＥウェイト計算処理のフローチャートである。 ２回目ＭＭＳＥウェイト計算処理のフローチャートである。 （ａ）はリソースブロックを示す図であり、（ｂ）はサブキャリア（参照信号）ごとの受信レベルを示すグラフであり、（ｃ）はサブキャリア（参照信号）ごとの最適ウェイト及び単一のＳＭＩウェイトを示すグラフである。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、通信方式としてＬＴＥ（Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）を例として説明するが、これに限られるものではない。

図１は、ＬＴＥ方式における無線通信システム（例えば、携帯電話用通信システム）を示している。図１に示すように、この通信システムでは、セル構成が採用されており、各セルにそれぞれ基地局装置ＢＳ１，ＢＳ２が設置されている。
各基地局装置ＢＳ１，ＢＳ２は、セル内の移動局（ユーザ端末）ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３との間で通信を行う。また、各基地局装置ＢＳ１は、自セル内の複数の移動局ＭＳ１，ＭＳ２との間での通信を同時に行うことができる。

この通信システムでは、下り回線は直交周波数多重分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）が採用され、上り回線は単一キャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）が採用されている。このため、基地局装置ＢＳ１，ＢＳ２は、ＯＦＤＭＡ方式に対応した送信回路と、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式に対応した受信回路とを有している。また、移動局ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３は、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式に対応した送信回路と、ＯＦＤＭＡ方式に対応した受信回路とを有している。

図２は、ＬＴＥの上り回線のフレーム構成を示している。このフレームは、周波数多重分割により複数の移動局によって共用され、基地局装置への多元接続が可能となっている。また、周波数多重に加えて、空間多重も行っても良い。なお、各移動局は、基地局装置によるランダムアクセスによってフレーム同期がとれている。

図２に示すようにＬＴＥ上り回線の１フレーム（ｆｒａｍｅ）は、１０個のサブフレーム（ｓｕｂｆｒａｍｅ）を時間軸方向に並べて構成されており、時間長は１０［ｍｓ］である。
また、１サブフレームは、２個のスロット（ｓｌｏｔ）を時間軸方向に並べて構成されており、時間長は１［ｍｓ］である。１スロットは、７個（又は６個）のシンボル（ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル）を時間軸方向に並べて構成されており、時間長は０．５［ｍｓ］である。

各ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルの先頭には、各シンボルの最後の部分のコピーがＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）として付加されている。なお、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルは、それぞれが変調データシンボル（ＱＰＳＫ変調データシンボルやＱＡＭ変調データシンボルなど）であるＮ個（Ｎは、２以上の整数）のサブシンボルから構成されている。

ＬＴＥの上りのデータチャネルにおいては、１スロットのうちの４シンボル目（シンボル番号３）が、既知信号である参照信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）とされ、他のシンボルはデータ信号（Ｄａｔａ Ｓｉｇｎａｌ）とされている。図３にも示すように、１スロットのうちの４シンボル目（シンボル番号３）においては、全サブキャリア（サブキャリア番号１〜１２）が参照信号となっている。

また、ＬＴＥでは、リソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）と呼ばれるユーザ割り当ての最小単位が設定されており、１リソースブロックは、７又は６シンボル×１２サブキャリアである。ＬＴＥでは、時間軸方向（シンボル方向）にみた場合、同一のユーザには同一のサブキャリア（周波数帯域）が割り当てられる。すなわち、時間軸方向に連続して並んだ複数のリソースブロックが同一ユーザに割り当てられる。
なお、１つのリソースブロックは、１スロットに対応する。

なお、リソースブロックのユーザへの割り当ては、基地局装置ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３が決定し、決定されたユーザ割り当て情報（ユーザ情報；ＭＡＰ情報）は、下り回線のフレームにて各移動局ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３へ通知される。各移動局ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３は、基地局装置によって割り当てられた１又は複数の複数のリソースブロックを用いて、上り回線の通信を行う。

図４は、本実施形態に係る基地局装置ＢＳ１，ＢＳ２における受信回路を示している。この受信回路は、複数ユーザに対応したものであり、複数ユーザ分の変調信号（ＱＡＭ変調信号；ＱＡＭ変調データシンボル）を出力することができる。

この基地局装置は、アダプティブアレーなどのマルチアンテナ信号処理を行うため複数のアンテナ（図４では２本）１ａ，１ｂを有している。
さらに、基地局装置は、アンテナ１ａ，１ｂの数に対応した数の処理系列Ａ，Ｂを有しており、各アンテナ１ａ，１ｂによって受信した受信信号を、各アンテナに対応した処理系列Ａ，Ｂ毎で、周波数領域信号に変換することができる。

各処理系列Ａ，Ｂは、それぞれ、ＦＥ処理部２ａ，２ｂ、ＣＰ除去部３ａ，３ｂ、直並列変換部４ａ，４ｂ、ＦＦＴ部５ａ，５ｂを備えている。
各ＦＥ処理部２ａ，２ｂは、それぞれ、各アンテナ１ａ，１ｂで受信した信号（ＳＣ−ＦＤＭＡ信号）に対してＦＥ処理（周波数変換、Ａ／Ｄ変換等）を行う。
続いて、各ＣＰ除去部３ａ，３ｂが、それぞれ、ＣＰ除去を行う。
ＣＰが除去された各受信信号は、それぞれの直並列変換部４ａ，４ｂによって、パラレル信号に変換された後、各ＦＦＴ部５ａ，５ｂによって、それぞれ、ＮポイントのＦＦＴ（高速フーリエ変換）が行われ、周波数領域信号に変換される。

各処理系列Ａ，ＢのＦＦＴ部５ａ，５ｂは、それぞれ、基地局装置の通信全周波数帯域（上り通信全周波数帯域）についての周波数領域信号を出力する。つまり、各処理系列Ａ，Ｂから出力された周波数領域信号は、それぞれ、複数ユーザのＳＣ−ＦＤＭＡ信号が分離されておらず、複数ユーザ分の信号を含んだままの状態にある。

複数の処理系列Ａ，Ｂから出力された複数の周波数領域のＳＣ−ＦＤＭＡ信号は、複数ユーザ分の信号を含んだまま、それぞれ、単一のマルチアンテナ信号処理部６に与えられる。

マルチアンテナ信号処理部６は、複数のアンテナ１ａ，１ｂにて受信した複数の周波数領域信号に対して、アダプティブアレーの信号処理を周波数領域で行ってアレー合成し、処理結果として単一の信号を出力する。このようにマルチアンテナ信号処理部６は、アレーアンテナシステムを構成している。

マルチアンテナ信号処理部６にて、アダプティブアレー方式によるマルチアンテナ信号処理を行う場合、干渉局となる他のセルにおける移動局ＭＳ３からの干渉波を除去して、受信品質を向上させることができる。なお、アダプティブアレー方式では、受信側で既知の信号（参照信号）を利用してアレー合成用ウェイトを計算する。

アダプティブアレーには、合成出力信号と所望信号との誤差電力（平均二乗誤差）が最小となるようなウェイトｗを適用するＭＭＳＥアダプティブアレーがある。
ＭＭＳＥアダプティブアレー方式は、干渉波除去能力を有するため、受信信号の干渉波成分が大きい場合でも受信品質を改善することが可能である。つまり、図１のようにセル構成の通信システムとした場合、基地局装置ＢＳ１が他セルの移動局ＭＳ３からの干渉波を受信するおそれがあるが、ＭＭＳＥ方式であれば、他セルからの干渉波を除去することが可能である。

アレー合成用のウェイトは、後述するアルゴリズムによって、ウェイト計算部６２によって計算される。ウェイト計算部６２では、同一ユーザであることが保証された領域（時間軸と周波数軸で表される２次元領域；図３参照）毎にウェイトを計算する。このため、ウェイト計算部６２では、ユーザ割り当て最小単位であるリソースブロック毎にアレー合成用ウェイトを計算し、最終的には基地局装置の通信全周波数帯域（上り通信の全周波数帯域）についてのアレー合成用ウェイトが求められる。

ユーザ割り当て最小単位であるリソースブロック毎にウェイトを決定することで、同一ユーザから送信された参照信号だけを用いてウェイトを計算でき、異なるユーザから送信された参照信号によってウェイトが不適切に計算されることを防止できる。なお、この点については後述する。

複数の周波数領域のＳＣ−ＦＤＭＡ信号は、それぞれ、処理部６の等化部６１に与えられる。等化部６１では、それぞれが複数ユーザの信号を含んだままの複数のＳＣ−ＦＤＭＡ信号は、それぞれ、基地局装置の通信全周波数帯域（上り通信全周波数帯域）について計算されたウェイトと積算され、アレー合成される。

図５（ａ）は、等化部６１から出力された周波数領域信号を示している。この信号は、ユーザ分離部７によって、ユーザ毎の信号（図５（ｂ）〜（ｄ））に分離される。ユーザ分離部７は、各ユーザへの周波数割り当てを示すユーザ情報（ＳＣ−ＦＤＭＡ方式におけるユーザ割り当て情報）に基づいて、周波数領域信号のユーザ分離を行う。
例えば、通信周波数帯域において、第１ユーザ端末ＭＳ１、第２ユーザ端末ＭＳ２、第３ユーザ端末ＭＳ３への周波数割り当てが、図５（ａ）に示す通りであったとする。なお、図５（ａ）において、第１ユーザ端末ＭＳ１へは、Ｎ₁サブキャリア分の帯域が割り当てられ、第２ユーザ端末ＭＳ２へは、Ｎ₂サブキャリア分の帯域が割り当てられ、第３ユーザ端末ＭＳ３へは、Ｎ₃サブキャリア分の帯域が割り当てられている。
ユーザ分離部７は、この周波数割り当てを示すユーザ情報に基づいて、図５（ａ）の周波数領域信号を、図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示すようにユーザ毎の信号に分離する。

ユーザ分離部７から出力されたユーザ毎の信号（周波数領域信号）は、各ユーザに対応するＩＤＦＴ部８ａ，８ｂ，８ｃによって、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）される。ＩＤＦＴ部８ａ，８ｂ，８ｃは、ユーザ毎の周波数領域信号を、時間領域のＱＡＭ復調信号に変換する。なお、復調時のＩＤＦＴポイント数は、各ユーザへの割り当て帯域の大きさＮ₁，Ｎ₂，Ｎ₃に従う。

さて、前記ウェイト計算部６２にてアレー合成用ウェイトを計算する際において、本実施形態では、前述のようにリソースブロック単位でアレー合成用ウェイトを決定する。

図６は、２アンテナの場合におけるＭＭＳＥアレー合成の概念図を示している。
アレー合成では、下記式に示すように、各アンテナ１ａ，１ｂで受信した受信信号ｘ₁，ｘ₂に、ウェイト計算部６２にて計算したウェイトｗ₁ ^*，ｗ₂ ^*を乗じて、合成出力ｙを得る。

ＭＭＳＥアレー合成方式では、上記式で得られる実際の合成出力ｙと所望信号との平均二乗誤差を最小するようなアレー合成用のウェイトを求める。本実施形態のウェイト計算部６２は、図７〜図９に示すアルゴリズムに従って、前記ウェイトを計算する。なお、図７〜図９に示すアルゴリズムは、各リソースブロックそれぞれに関して、実行される。

ウェイト計算部６２では、図７に示すように、まず、ウェイト計算部６２における第１ウェイト計算部６２ａが、１回目のＭＭＳＥウェイト計算を行って、初期ウェイトを求める（ステップＳ１）。さらに、ウェイト計算部６２における第２ウェイト計算部６２ｂが、前記初期ウェイトに基づいて、２回目のＭＭＳＥウェイト計算を行って、アレー合成用ウェイトを求める（ステップＳ２）。

本実施形態において、１回目のＭＭＳＥウェイト計算（ステップＳ１）は、ＳＭＩアルゴリズムによって行われる。ここでは、ウェイトを求める対象となっている対象リソースブロックに含まれる受信信号（受信サブキャリア）だけを、ＳＭＩアルゴリズムにおけるサンプル値（ウェイト計算の入力データ）として用いる。つまり、他のユーザ（端末）が用いている可能性がある別のリソースブロックに含まれる受信信号は、対象リソースブロック用のウェイトを算出するためのサンプル値としては用いられない。

第１ウェイト計算部６２は、対象リソースブロックに含まれる＃１〜＃１２までの１２個の参照信号（シンボル番号＝３の位置にある信号）それぞれについての実際の受信信号ベクトルｘをサンプル値とし、下記式に基づいて、対象リソースブロック用の単一のＳＭＩウェイトベクトルｗ_SMI＝［ｗ₁，・・・，ｗ_m］（ｍはアンテナ数）を算出する。なお、ウェイトを計算する際に、サンプル値とともに用いられる所望信号（参照信号）ｓは、図４に示すように参照信号生成部６３によって生成される。
なお、本実施形態では、対象リソースブロックに含まれる＃１〜＃１２までの１２個の全ての参照信号についての実際の受信信号ベクトルｘをサンプル値としたが、多少精度が落ちてもかまわなければ、それら１２個のうちの一部だけをサンプル値として用いても良い。

図８は、第１ウェイト計算部６２によるウェイト計算手順を示している。まず、対象リソースブロック内の参照信号についての実際の受信信号ベクトルｘをサンプル値として、下記式に基づいて、相関行列Ｒ及び相関ベクトルｐが算出される（ステップＳ１１）。

そして、相関行列Ｒ及び相関ベクトルｐが下記式に代入され、対象リソースブロック用の単一のＳＭＩウェイトベクトルｗ_SMI＝［ｗ₁，・・・，ｗ_m］（ｍはアンテナ数）が算出される。

ステップＳ１におけるウェイト計算では、他のユーザ（端末）が用いている可能性がある別のリソースブロックに含まれる参照信号についての受信信号をサンプル値として用いない。したがって、他のリソースブロックを利用する他のユーザにとっての最適ウェイトの影響を受けることなく、対象リソースブロック全体についての比較的適切なウェイトｗ_SMIを算出することができる。

しかも、ＳＭＩアルゴリズムは、ＬＭＳなどの逐次更新型アルゴリズムとは異なり、サンプル値が比較的少なくても精度良くウェイトを算出できる。したがって、本実施形態のようにリソースブロックという比較的小さな領域内の参照信号だけを用いてウェイトを算出する場合でも、比較的精度の良いウェイト（初期ウェイト）を算出できる。

続いて、ステップＳ２の２回目のウェイト計算が行われる。２回目のウェイト計算では、逐次更新型アルゴリズムの一つであるＬＭＳアルゴリズムによって計算を行う。なお、逐次更新型アルゴリズムとして、例えば、ＲＬＳアルゴリズムを使用してもよい。

２回目のウェイト計算では、図９に示すように、まず、１回目のウェイト計算で求めたＳＭＩウェイトベクトル（初期ウェイトベクトル）ｗ_SMIが、ＬＭＳアルゴリズムで算出されるＬＭＳウェイトベクトルの初期値ｗ₀に設定される。

そして、第２ウェイト計算部６２ｂは、１回目のウェイト計算と同一の対象リソースブロックに含まれる１２個の参照信号（サブキャリア番号＃１〜＃１２）についての実際の受信信号ベクトルｘをサンプル値として用いて、初期値ｗ₀を逐次的に更新して、１２個のアレー合成用ウェイトベクトルｗ₁〜ｗ₁₂を求める（ステップＳ２２，Ｓ２３の繰り返しループ）。

ここで、図９のステップＳ２２，Ｓ２３は、ＬＭＳアルゴリズムにおける１回のウェイト更新式を示している。ここでは、ステップＳ２３，２３の繰り返しに用いられる変数「ｉ」が、リソースブロックに含まれる参照信号のサブキャリア番号（＃１〜＃１２）を示すものとする。この場合、繰り返しループにおいて、ｉ＝１の場合、対象リソースブロックにおいて、サブキャリア番号＃１の参照信号についての受信信号がサンプル値ｘ（１）となり、ステップＳ２２，２３の演算で、ウェイトベクトルｗ₁が求められる。このウェイトベクトルｗ₁は、サブキャリア番号＃１の参照信号についての受信信号のアレー合成用ウェイトベクトルとなる。

同様に、ｉ＝２の場合、対象リソースブロックにおいて、サブキャリア番号＃２の参照信号についての受信信号がサンプル値ｘ（２）となり、ステップＳ２２，２３の演算で、ウェイトベクトルｗ₂が求められる。このウェイトベクトルｗ₂は、サブキャリア番号＃２の参照信号についての受信信号のアレー合成用ウェイトベクトルとなる。
さらに、以下同様に、各参照信号（サブキャリア番号＃３〜＃１２）それぞれについての受信信号についての受信信号のアレー合成用ウェイトベクトルｗ₃〜ｗ₁₂が求められる。

なお、本実施形態では、２回目のウェイト計算の際に、対象リソースブロック内すべての参照信号についての受信信号をサンプル値としたが、一部の参照信号をサンプル値としてもよい。また、１回目及び２回目のウェイト計算で用いられるサンプル値は、それぞれが、同一のリソースブロック内のものであれば足り、両計算で用いられるサンプル値が一部又は完全に一致していなくてもよい。

本実施形態における２回目のウェイト計算を行うメリットは次の通りである。つまり、ステップＳ１におけるウェイト計算では、一つの対象リソースブロック全体からみた、単一のウェイトベクトルｗ_SMIを算出したが、実際には、対象リソースブロック内の各サブキャリア＃１〜＃１２について、最適ウェイトが同一とは限らない。

例えば、図１０（ａ）に示すサブキャリア番号＃１〜＃１２までの参照信号（シンボル番号＝３の位置）についての実際の受信信号それぞれの受信レベルが、図１０（ｂ）のようであったとする。図１０（ｂ）では、サブキャリア番号＃１から＃１２に行くに従って、徐々に受信レベルが低下していることを示している。このように、同一のリソースブロック内であっても、通信環境によっては、周波数（サブキャリア）によって受信レベルが異なることが生じる。

図１０（ｂ）に示す受信レベルの場合、図１０（ｃ）に示すように、最適ウェイトは、サブキャリア毎に異なることになる。ところが、ＳＭＩアルゴリズムでは、ウェイトを計算する単位（ここではリソースブロック）で一つのウェイト（ウェイトベクトル）しか計算できないため、その単位内での最適ウェイトの変動に対応できない。このようなウェイトの変動に対応するには、その単位で一つのウェイトを求めるのではなく、より細かくウェイトを算出するべきである。

そこで、２回目のウェイト計算のように、リソースブロックに含まれる参照信号毎にウェイトを求めれば、上記のようなリソースブロック内でのウェイトの変動に対応することが可能である。

ただし、１回目のウェイト計算を行わずに、逐次更新型アルゴリズムだけで、ウェイトを求めると、適切なウェイトが得られるとは限らない。逐次更新型アルゴリズムは、最適ウェイトに収束するために比較的多くのサンプル値を必要とし、比較的少ないサンプル数では、最適ウェイトに収束する保証がない。例えば、ＬＭＳアルゴリズムの場合、図１０（ｃ）に示すように、リソースブロック内の１２個程度のサンプル数で収束するとしても、初期のウェイト更新（例えば、１回目や２回目のウェイト更新（ｉ＝１，２）で得られたウェイトは、最適ウェイトとの誤差が大きく、適切なウェイトでない。

つまり、本実施形態のようにリソースブロック単位という小さな領域単位でウェイトを求めようとする場合に、逐次更新型アルゴリズムだけでは、参照信号毎に適切なウェイトを求めることができない。
これに対し、本実施形態（ＳＭＩ＋ＬＭＩアルゴリズム）では、逐次更新型アルゴリズムの初期ウェイトとして、対象リソースブロックから求めたＳＭＩウェイトが設定されている。図１０（ｃ）に示すように、対象リソースブロック全体としてみたときの比較的適切なＳＭＩウェイトが、初期ウェイトになっているため、逐次更新型アルゴリズムにおける初期のウェイト更新であっても、最適ウェイトとの誤差が小さい、より適切なウェイトを得ることができる。

このように、本実施形態では、リソースブロック単位でウェイトを求めても、リソースブロック内の参照信号（サブキャリア）毎のウェイトを適切に求めることができる。

リソースブロック内のデータ信号のアレー合成の際には、当該データ信号と同一周波数の参照信号についてのアレー合成用ウェイトを用いてもよいし、参照信号についてのアレー合成用ウェイトから、データ信号用のアレー合成用ウェイトを、別途、補完処理などによって求めて、それを使用してもよい。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、通信方式は、１回目のウェイト計算は、ＳＭＩアルゴリズムに限られるものではなく、ブロック単位でウェイトを直接計算するアルゴリズムであればよい。なお、ＳＭＩアルゴリズムには、その修正・拡張アルゴリズムが当然に含まれる。
また、２回目のウェイト計算は、逐次更新型であればよく、例えば、ＲＬＳ，ＮＬＭＳ，アフィン射影法、カルマンフィルタなどであってもよい。

さらに、ウェイトを求める単位は、ユーザ割り当て最小単位（リソースブロック）に限られるものではなく、同一ユーザに割り当てられている領域であれば、複数のリソースブロックであってもよい。なお、同一ユーザに割り当てられている領域は、基地局装置が決定するユーザ割り当て情報に基づいて判別することができる。

ＢＳ１，ＢＳ２ 基地局装置
ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３ 移動局（ユーザ端末）
１ａ，１ｂ アンテナ
２ａ，２ｂ ＦＥ処理部
３ａ，３ｂ ＣＰ除去部
４ａ，４ｂ 直並列変換部
５ａ，５ｂ ＦＦＴ部
６ 処理部
６１ 等化部
６２ ウェイト計算部
６２ａ 第１ウェイト計算部
６２ｂ 第２ウェイト計算部
６３ 参照信号生成部
７ ユーザ分離部
８ａ，８ｂ，８ｃ ＩＤＦＴ部

Claims (5)

1. リソースのユーザ割り当てが行われる通信方式に基づくとともに、アレー合成用ウェイトを用いたアレー合成が行われるアレーアンテナシステムを備えた無線通信装置であって、
   同一のユーザに割り当てられた領域内に含まれる複数の受信信号だけをサンプル値として用いて、前記ユーザに割り当てられた前記領域用の初期ウェイトを計算する第１ウェイト計算部と、
   前記ユーザに割り当てられた前記領域内に含まれる複数の受信信号だけをサンプル値として用いて、前記サンプル値毎にウェイトを逐次的に更新する逐次更新型アルゴリズムによる演算を行う第２ウェイト計算部と、
   を備え、
   前記第２ウェイト計算部は、前記逐次更新型アルゴリズムにおけるウェイトの初期値として、前記ユーザに割り当てられた前記領域用に計算された前記初期ウェイトを用いるとともに、
   前記ユーザに割り当てられた前記領域内における前記サンプル値毎に、前記逐次更新型アルゴリズムによってウェイトを更新する演算を行うことで、前記ユーザに割り当てられた前記領域内における前記サンプル値毎の前記アレー合成用ウェイトを求めるよう構成されている
   ことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記ユーザに割り当てられた前記領域は、ユーザ割り当ての最小単位である
   請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記第１ウェイト計算部が前記初期ウェイトを計算するアルゴリズムは、前記第２ウェイト計算部においてアレー合成用ウェイト計算に用いられるアルゴリズムとは異なるアルゴリズムである
   請求項１又は２記載の無線通信装置。
4. 前記第１ウェイト計算部が前記初期ウェイトを計算するアルゴリズムは、前記ユーザに割り当てられた領域内に含まれる複数の受信信号だけをサンプル値として用いたＳＭＩアルゴリズムである
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
5. 前記逐次更新型アルゴリズムは、前記ユーザに割り当てられた前記領域用に計算された前記初期ウェイトをウェイトの初期値として用いたＬＭＳアルゴリズム又はＲＬＳアルゴリズムである
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信装置。

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