JP6122952B2 - 無線通信システムにおいて下りリンク信号送信方法及びそのための装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムにおいて下りリンク信号送信方法及びそのための装置に関し、特に、下りリンク多重入力多重出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ；ＭＩＭＯ）を具現するための方法及び装置に関する。

ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）送信技術は、送信端と受信端に複数のアンテナを用い、用いられたアンテナ数に比例して容量或いはＳＩＮＲ（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ−ｐｌｕｓ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を上げる技術である。特に、送信端にのみ複数のアンテナを用いる場合をＭＩＳＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）、受信端にのみ複数のアンテナを用いる場合をＳＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）、そして送受信端に単一アンテナを用いる場合をＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）と呼ぶ。

一般に、ＭＩＭＯ技術とは、ＭＩＭＯ、ＳＩＭＯ、ＭＩＳＯ、そしてＳＩＳＯ技法を総称する。

本発明は、無線通信システムにおいてＭＩＭＯ性能を最適化するための方案を提案する。

また、本発明は、無線通信システムにおいて隣接したチャネルの下りリンクＭＩＭＯ性能を最適化するための様々な方案を提案する。

本発明が達成しようとする技術的課題は、以上に言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、以下の発明の詳細な説明から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。

本発明の一実施例に係る無線通信システムにおいて基地局から下りリンク（ＤＬ）信号を受信し、該受信されたＤＬ信号をユーザ機器に送信するように構成された装置が提案され、該装置は、前記基地局からのＤＬ信号を受信するように構成された複数個の受信アンテナと、前記受信されたＤＬ信号を少なくとも一つの送信アンテナにマップするように構成されたプロセッサと、前記ユーザ機器に前記受信されたＤＬ信号を送信するように構成された複数個の送信アンテナと、を備え、前記プロセッサは、前記複数（Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）個の送信アンテナの中からＭ個の送信アンテナを選択し、前記Ｍ個の送信アンテナに前記受信されたＤＬ信号をマップするように構成され、前記送信アンテナの数（Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）は、前記受信アンテナの数（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}）よりも大きく、前記Ｍは、前記受信されたＤＬ信号を送信するために用いられる送信アンテナの数であることを特徴とする。

好適には、前記プロセッサは、前記Ｍが前記受信アンテナの数（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}）よりも大きい場合、前記受信されたＤＬ信号の少なくとも一つのＤＬ信号を分配し、前記分配された信号を含む前記受信されたＤＬ信号を、前記Ｍ個の送信アンテナにマップするように構成され、前記Ｍが前記受信アンテナの数（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}）よりも小さい場合、前記受信アンテナから受信されたＤＬ信号の少なくとも２つの受信されたＤＬ信号を結合し、該結合された信号を含む前記受信されたＤＬ信号を、前記Ｍ個の送信アンテナにマップするように構成され、前記複数個の送信アンテナのそれぞれと前記ユーザ機器の複数個の受信アンテナのそれぞれ間のチャネル品質に基づいて、前記少なくとも２つの受信されたＤＬ信号が結合されたり、前記少なくとも一つの受信されたＤＬ信号が分配される。

好適には、前記Ｍは、前記ユーザ機器の受信アンテナの数（Ｎ_ｒｘ）、前記受信装置の受信アンテナの数（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}）、前記受信装置の送信アンテナの数（Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）、及び１以上前記送信アンテナの数（Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）未満の任意の整数のうち一つと決定される。

好適には、前記Ｍは、（ａ）前記受信装置で前記ユーザ機器からの送信された信号の品質、（ｂ）前記ユーザ機器で前記受信装置から受信された信号の品質、及び（ｃ）前記（ａ）又は（ｂ）に基づいてあらかじめ選択された送信アンテナとの関係、のうち一つに基づいて決定される。

好適には、前記あらかじめ選択された送信アンテナとの関係は、前記あらかじめ選択された送信アンテナと選択されるＭ個の送信アンテナ間の距離、前記あらかじめ選択された送信アンテナと選択されるＭ個の送信アンテナ間の相関度、前記ユーザ機器のアンテナ構成の統計的特性のうち少なくとも一つを含む。

好適には、前記プロセッサは、前記複数個の送信アンテナと前記ユーザ機器の複数個の受信アンテナ間のチャネル品質に関する情報を受信するように構成される。

本発明の他の実施例に係る無線通信システムにおいて基地局から下りリンク（ＤＬ）信号を受信し、該受信されたＤＬ信号をユーザ機器に送信するように構成された装置のための方法が提案され、該方法は、複数個の受信アンテナで前記基地局からのＤＬ信号を受信し、前記受信されたＤＬ信号を複数個の送信アンテナのうち少なくとも一つの送信アンテナにマップするステップを含み、前記マップするステップは、前記複数個の送信アンテナの中からＭ個の送信アンテナを選択し、前記Ｍ個の送信アンテナに前記受信されたＤＬ信号をマップするステップを含み、前記送信アンテナの数（Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）は前記受信アンテナの数（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}）よりも大きく、前記Ｍは、前記受信されたＤＬ信号を送信するために用いられる送信アンテナの数であることを特徴とする。

好適には、前記Ｍが前記受信アンテナの数（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}）よりも大きい場合、前記受信されたＤＬ信号の少なくとも一つのＤＬ信号を分配し、該分配されたＤＬ信号を含む前記受信されたＤＬ信号を前記Ｍ個の送信アンテナにマップし、前記Ｍが前記受信アンテナの数（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}）よりも小さい場合、前記受信されたＤＬ信号のうち少なくとも２つのＤＬ信号を結合し、該結合された信号を含む前記受信されたＤＬ信号を前記Ｍ個の送信アンテナにマップし、前記複数個の送信アンテナのそれぞれと前記ユーザ機器の複数個の受信アンテナのそれぞれ間のチャネル品質に基づいて、前記少なくとも２つの受信されたＤＬ信号が結合されたり、又は前記少なくとも一つの受信されたＤＬ信号が分配される。

好適には、前記Ｍは、前記ユーザ機器の受信アンテナの数（Ｎ_ｒｘ）、前記受信装置の受信アンテナの数（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}）、前記受信装置の送信アンテナの数（Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）、及び１以上前記送信アンテナの数（Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）未満の任意の整数のうち一つと決定される。

好適には、前記Ｍは、（ａ）前記受信装置で前記ユーザ機器からの送信された信号の品質、（ｂ）前記ユーザ機器で前記受信装置から受信された信号の品質、及び（ｃ）前記（ａ）又は（ｂ）に基づいてあらかじめ選択された送信アンテナとの関係、のうち一つに基づいて決定される。

好適には、前記あらかじめ選択された送信アンテナとの関係は、前記あらかじめ選択された送信アンテナと選択されるＭ個の送信アンテナ間の距離、前記あらかじめ選択された送信アンテナと選択されるＭ個の送信アンテナ間の相関度、前記ユーザ機器のアンテナ構成の統計的特性のうち少なくとも一つを含む。

好適には、前記方法は、前記複数個の送信アンテナと前記ユーザ機器の複数個の受信アンテナ間のチャネル品質に関する情報を受信するステップをさらに含む。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
無線通信システムにおいて基地局から下りリンク（ＤＬ）信号を受信し、該受信されたＤＬ信号をユーザ機器に送信するように構成された装置であって、
前記基地局からのＤＬ信号を受信するように構成された複数個の受信アンテナと、
前記受信されたＤＬ信号を少なくとも一つの送信アンテナにマップするように構成されたプロセッサと、
前記ユーザ機器に前記受信されたＤＬ信号を送信するように構成された複数個の送信アンテナと、
を備え、
前記プロセッサは、前記複数（Ｎ _{ｔｘ，ＲＥＰ} ）個の送信アンテナの中からＭ個の送信アンテナを選択し、前記Ｍ個の送信アンテナに前記受信されたＤＬ信号をマップするように構成され、
前記送信アンテナの数（Ｎ _{ｔｘ，ＲＥＰ} ）は、前記受信アンテナの数（Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} ）よりも大きく、前記Ｍは、前記受信されたＤＬ信号を送信するために用いられる送信アンテナの数であることを特徴とする、装置。
（項目２）
前記プロセッサは、
前記Ｍが前記受信アンテナの数（Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} ）よりも大きい場合、前記受信されたＤＬ信号の少なくとも一つのＤＬ信号を分配し、該分配された信号を含む前記受信されたＤＬ信号を、前記Ｍ個の送信アンテナにマップするように構成され、
前記Ｍが前記受信アンテナの数（Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} ）よりも小さい場合、前記受信アンテナから受信されたＤＬ信号の少なくとも２つのＤＬ信号を結合し、該結合された信号を含む前記受信されたＤＬ信号を、前記Ｍ個の送信アンテナにマップするように構成され、
前記複数個の送信アンテナのそれぞれと前記ユーザ機器の複数個の受信アンテナのそれぞれ間のチャネル品質に基づいて、前記少なくとも２つの受信されたＤＬ信号が結合されたり、又は前記少なくとも一つの受信されたＤＬ信号が分配されることを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目３）
前記Ｍは、前記ユーザ機器の受信アンテナの数（Ｎ _ｒｘ ）、前記受信装置の受信アンテナの数（Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} ）、前記受信装置の送信アンテナの数（Ｎ _{ｔｘ，ＲＥＰ} ）、及び１以上前記送信アンテナの数（Ｎ _{ｔｘ，ＲＥＰ} ）未満の任意の整数のうち一つと決定されることを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目４）
前記Ｍは、（ａ）前記受信装置で前記ユーザ機器からの送信された信号の品質、（ｂ）前記ユーザ機器で前記受信装置から受信された信号の品質、及び（ｃ）前記（ａ）又は（ｂ）に基づいてあらかじめ選択された送信アンテナとの関係、のうち一つに基づいて決定されることを特徴とする、項目３に記載の装置。
（項目５）
前記あらかじめ選択された送信アンテナとの関係は、
前記あらかじめ選択された送信アンテナと選択されるＭ個の送信アンテナ間の距離、前記あらかじめ選択された送信アンテナと選択されるＭ個の送信アンテナ間の相関度、前記ユーザ機器のアンテナ構成の統計的特性のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、項目４に記載の装置。
（項目６）
前記プロセッサは、前記複数個の送信アンテナと前記ユーザ機器の複数個の受信アンテナ間のチャネル品質に関する情報を受信するように構成されることを特徴とする、項目２に記載の装置。
（項目７）
無線通信システムにおいて基地局から下りリンク（ＤＬ）信号を受信し、該受信されたＤＬ信号をユーザ機器に送信するように構成された装置のための方法であって、
複数個の受信アンテナで前記基地局からのＤＬ信号を受信し、前記受信されたＤＬ信号を複数個の送信アンテナのうち少なくとも一つの送信アンテナにマップするステップを含み、
前記マップするステップは、
前記複数個の送信アンテナの中からＭ個の送信アンテナを選択し、前記Ｍ個の送信アンテナに前記受信されたＤＬ信号をマップするステップを含み、
前記送信アンテナの数（Ｎ _{ｔｘ，ＲＥＰ} ）は前記受信アンテナの数（Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} ）よりも大きく、前記Ｍは、前記受信されたＤＬ信号を送信するために用いられる送信アンテナの数であることを特徴とする、下りリンク信号送信方法。
（項目８）
前記Ｍが前記受信アンテナの数（Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} ）よりも大きい場合、前記受信されたＤＬ信号の少なくとも一つのＤＬ信号を分配し、該分配されたＤＬ信号を含む前記受信されたＤＬ信号を前記Ｍ個の送信アンテナにマップし、
前記Ｍが前記受信アンテナの数（Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} ）よりも小さい場合、前記受信されたＤＬ信号のうち少なくとも２つのＤＬ信号を結合し、該結合された信号を含む前記受信されたＤＬ信号を前記Ｍ個の送信アンテナにマップし、
前記複数個の送信アンテナのそれぞれと前記ユーザ機器の複数個の受信アンテナのそれぞれ間のチャネル品質に基づいて、前記少なくとも２つの受信されたＤＬ信号が結合されたり、又は前記少なくとも一つの受信されたＤＬ信号が分配されることを特徴とする、項目７に記載の下りリンク信号送信方法。
（項目９）
前記Ｍは、前記ユーザ機器の受信アンテナの数（Ｎ _ｒｘ ）、前記受信装置の受信アンテナの数（Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} ）、前記受信装置の送信アンテナの数（Ｎ _{ｔｘ，ＲＥＰ} ）、及び１以上前記送信アンテナの数（Ｎ _{ｔｘ，ＲＥＰ} ）未満の任意の整数のうち一つと決定されることを特徴とする、項目７に記載の下りリンク信号送信方法。
（項目１０）
前記Ｍは、（ａ）前記受信装置で前記ユーザ機器からの送信された信号の品質、（ｂ）前記ユーザ機器で前記受信装置から受信された信号の品質、及び（ｃ）前記（ａ）又は（ｂ）に基づいてあらかじめ選択された送信アンテナとの関係、のうち一つに基づいて決定されることを特徴とする、項目９に記載の下りリンク信号送信方法。
（項目１１）
前記あらかじめ選択された送信アンテナとの関係は、
前記あらかじめ選択された送信アンテナと選択されるＭ個の送信アンテナ間の距離、前記あらかじめ選択された送信アンテナと選択されるＭ個の送信アンテナ間の相関度、前記ユーザ機器のアンテナ構成の統計的特性のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、項目１０に記載の下りリンク信号送信方法。
（項目１２）
前記複数個の送信アンテナと前記ユーザ機器の複数個の受信アンテナ間のチャネル品質に関する情報を受信するステップをさらに含むことを特徴とする、項目７に記載の下りリンク信号送信方法。

上記の課題解決手段は、本発明の実施例の一部に過ぎず、本発明の技術的特徴が反映された様々な実施例が、当該技術の分野における通常の知識を有する者にとって、以下に詳述する本発明の詳細な説明から導出され理解されるであろう。

本発明の実施例によれば、下りリンク信号送信を最適化することが可能になる。

また、本発明の実施例によれば、下りリンク空間−ダイバーシティ利得を確保することが可能になる。

本発明による効果は以上に言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、以下の発明の詳細な説明から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解できるだろう。

本発明に関する理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は、本発明に係る実施例を提供し、詳細な説明と共に本発明の技術的思想を説明する。
図１は、無線通信システムで用いられる無線フレーム構造の一例を示す図である。 図２は、無線通信システムにおいて下りリンク／上りリンク（ＤＬ／ＵＬ）スロット構造の一例を示す図である。 図３は、３ＧＰＰ ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムで用いられる下りリンク（ｄｏｗｎｌｉｎｋ、ＤＬ）サブフレーム構造を例示する図である。 図４は、３ＧＰＰ ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムで用いられる上りリンク（ｕｐｌｉｎｋ、ＵＬ）サブフレーム構造の一例を示す図である。 図５は、多重アンテナを有する無線通信システムの構成図である。 図６は、本発明の一実施例に係る無線信号増幅器を示す図である。 図７は、本発明の一実施例に係る無線通信環境を示す図である。 図８は、本発明の一実施例に係る無線通信環境を数学的モデルにモデリングした例を示す図である。 図９は、本発明の一実施例に係る無線機器と無線信号増幅器を示す図である。 図１０は、本発明の一実施例に係るリンクマッピング方式を示す図である。 図１１は、本発明の一実施例に係る無線信号増幅器を示す図である。 図１２は、観察結果を示すグラフである。 図１３は、チャネル（Ｈ_１）の対角化効果を反映して取得した受信信号（ｙ）を示すグラフである。 図１４は、本発明の実施例の効果を実験するための無線信号増幅器と第１無線機器の例示的モデルを示す図である。 図１５は、図１４の（ａ）−（ｄ）組合せによるシミュレーション結果を示すグラフである。 図１６は、図１４の（ｂ）−（ｅ）組合せによるシミュレーション結果を示すグラフである。 図１７は、図１４の（ｃ）−（ｆ）組合せによるシミュレーション結果を示すグラフである。 図１８は、同一の利得分配方式を示す図である。 図１９は、図１８に示すリンク選択方式によるシミュレーション結果を示すグラフである。 図２０は、本発明の実施例を具現するためのＵＬ送信を実行するように構成された送信装置及び受信装置のブロック図である。

以下、本発明に係る好適な実施の形態を、添付の図面を参照して詳しく説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのもので、本発明を実施できる唯一の実施の形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者にとっては、本発明がそのような具体的な細部事項なしにも実施されうることが理解される。

また、以下に説明される技法（ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）、装置、及びシステムは、様々な無線多重接続システムに適用可能である。説明の便宜のために、以下では、本発明が３ＧＰＰ ＬＴＥ（−Ａ）に適用される場合を仮定して説明するが、本発明の技術的特徴がこれに制限されるものではない。例えば、以下の詳細な説明が、移動通信システムが３ＧＰＰ ＬＴＥ（−Ａ）システムに対応する移動通信システムに基づいて説明されても、３ＧＰＰ ＬＴＥ（−Ａ）に限る事項以外は、他の任意の移動通信システムにも適用可能である。

場合によって、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置が省略されることもあり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で示されることもある。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素については、同一の図面符号を付して説明する。

本発明において、ユーザ機器（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）は、固定していても移動性を有してもよく、ＢＳと通信してユーザデータ及び／又は各種の制御情報を送受信する各種機器を含む。ＵＥは、端末（Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＭＴ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、ＵＴ（Ｕｓｅｒ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、ＳＳ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）、無線機器（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、無線モデム（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｏｄｅｍ）、携帯機器（ｈａｎｄｈｅｌｄ ｄｅｖｉｃｅ）などと呼ぶことができる。また、本発明において、基地局（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ、ＢＳ）は一般に、ＵＥ及び／又は他のＢＳと通信する固定した地点（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）のことをいい、ＵＥ及び他のＢＳと通信して各種のデータ及び制御情報を交換する。ＢＳは、ＡＢＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＮＢ（Ｎｏｄｅ−Ｂ）、ｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ−ＮｏｄｅＢ）、ＢＴＳ（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）、アクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）、ＰＳ（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｅｒｖｅｒ）、ポイント（Ｐｏｉｎｔ）、送信ポイント（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｏｉｎｔ；ＴＰ）、受信ポイント（Ｒｅｃｅｉｐｔ Ｐｏｉｎｔ；ＲＰ）、ＤＬポイント及びＵＬポイント、セル（ｃｅｌｌ）などの用語と呼ぶこともできる。

本発明で、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）／ＰＣＦＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）／ＰＨＩＣＨ（（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｈｙｂｒｉｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｔｒａｎｓｍｉｔ ｒｅｑｕｅｓｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）／ＰＤＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣＨａｎｎｅｌ）はそれぞれ、ＤＣＩ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）／ＣＦＩ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）／下りリンクＡＣＫ／ＮＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｇｅｍｅｎｔ／ＮｅｇａｔｉｖｅＡＣＫ）／下りリンクデータを運ぶ時間−周波数リソースの集合（ｓｅｔ）或いはリソース要素の集合を意味する。また、ＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）／ＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣＨａｎｎｅｌ）はそれぞれ、ＵＣＩ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）／上りリンクデータを運ぶ時間−周波数リソースの集合或いはリソース要素の集合を意味する。本発明では、特に、ＰＤＣＣＨ／ＰＣＦＩＣＨ／ＰＨＩＣＨ／ＰＤＳＣＨ／ＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨに割り当てられたり、それに属した時間−周波数リソース或いはリソース要素（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ、ＲＥ）をそれぞれ、ＰＤＣＣＨ／ＰＣＦＩＣＨ／ＰＨＩＣＨ／ＰＤＳＣＨ／ＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨ ＲＥ又はＰＤＣＣＨ／ＰＣＦＩＣＨ／ＰＨＩＣＨ／ＰＤＳＣＨ／ＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨリソースと称する。したがって、本発明でユーザ機器がＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨを送信するという表現は、それぞれ、ＰＵＳＣＨ／ＰＵＣＣＨ上で上りリンク制御情報／上りリンクデータ／ランダムアクセス信号を送信するということと同じ意味で使われる。また、本発明でＢＳがＰＤＣＣＨ／ＰＣＦＩＣＨ／ＰＨＩＣＨ／ＰＤＳＣＨを送信するという表現は、それぞれ、ＰＤＣＣＨ／ＰＣＦＩＣＨ／ＰＨＩＣＨ／ＰＤＳＣＨ上で下りリンクデータ／制御情報を送信するということと同じ意味で使われる。

また、本発明でＣＲＳ（Ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）／ＤＭＲＳ（Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）／ＣＳＩ−ＲＳ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）時間−周波数リソース（或いは、ＲＥ）はそれぞれ、ＣＲＳ／ＤＭＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳに割当或いは利用可能なＲＥ、或いはＣＲＳ／ＤＭＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳを運ぶ時間−周波数リソース（或いは、ＲＥ）を意味する。また、ＣＲＳ／ＤＭＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳ ＲＥを含む副搬送波をＣＲＳ／ＤＭＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳ副搬送波と称し、ＣＲＳ／ＤＭＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳ ＲＥを含むＯＦＤＭシンボルをＣＲＳ／ＤＭＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳシンボルだと称する。また、本発明でいうＳＲＳ時間−周波数リソース（或いは、ＲＥ）は、ＵＥからＢＳに送信され、ＢＳが自身と当該ＵＥとの間に形成された上りリンクチャネル状態の測定に用いるサウンディング参照信号（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ、ＳＲＳ）を運ぶ時間−周波数リソース（或いは、ＲＥ）を意味する。参照信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ、ＲＳ）とは、ＵＥとＢＳが互いに知っている既に定義された、特別な波形の信号を意味し、パイロットと呼ぶこともできる。

一方、本発明でいうセルは、一つのＢＳ、ノード、或いはアンテナポートが通信サービスを提供する一定の地理的領域を指す。したがって、本発明で、「特定セルと通信する」ということは、当該特定セルに通信サービスを提供するＢＳ、ノード或いはアンテナポートと通信するということ意味できる。また、特定セルの下りリンク／上りリンク信号は、当該特定セルに通信サービスを提供するＢＳ、ノード或いはアンテナポートからの／への下りリンク／上りリンク信号を意味する。また、特定セルのチャネル状態／品質は、当該特定セルに通信サービスを提供するＢＳ、ノード或いはアンテナポートとＵＥとの間に形成されたチャネル或いは通信リンクのチャネル状態／品質を意味する。

図１は、無線通信システムで用いられる無線フレーム構造の一例を示す図である。特に、図１（ａ）は、３ＧＰＰ ＬＴＥ（−Ａ）でＦＤＤに利用可能な無線フレーム構造を例示し、図１（ｂ）は、３ＧＰＰ ＬＴＥ（−Ａ）でＴＤＤに利用可能な無線フレーム構造を例示している。

図１を参照すると、３ＧＰＰ ＬＴＥ（−Ａ）で用いられる無線フレームは、１０ｍｓ（３０７２００Ｔｓ）の長さを有し、１０個の均等なサイズのサブフレームで構成される。一つの無線フレーム内の１０個のサブフレームにはそれぞれ番号が与えることができる。ここで、Ｔｓはサンプリング時間を表し、Ｔｓ＝１／（２０４８＊１５ｋＨｚ）で表示される。それぞれのサブフレームは１ｍｓの長さを有し、２個のスロットで構成される。一つの無線フレーム内で２０個のスロットは０から１９まで順次にナンバリングできる。それぞれのスロットは、０．５ｍｓの長さを有する。一つのサブフレームを送信するための時間は、送信時間間隔（ＴＴＩ：ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ）と定義される。時間リソースは、無線フレーム番号（或いは、無線フレームインデックスともいう）、サブフレーム番号（或いは、サブフレーム番号ともいう）、スロット番号（或いは、スロットインデックス）などによって区別可能である。

無線フレームは、デュプレックス（ｄｕｐｌｅｘ）モードによって異なる構成を有することができる。例えば、ＦＤＤモードで、下りリンク（ＤＬ）送信及び上りリンク（ＵＬ）送信は周波数によって区別されるため、無線フレームは、所定搬送波周波数で動作する所定周波数帯域に対して下りリンクサブフレーム又はＵＬサブフレームのいずれか一つのみを含む。ＴＤＤモードでＤＬ送信及びＵＬ送信は時間によって区別されるため、所定搬送波周波数で動作する所定周波数帯域に対して、無線フレームは下りリンクサブフレームとＵＬサブフレームの両方を含む。

表１は、ＴＤＤモードで、無線フレーム内のサブフレームのＤＬ−ＵＬ構成を例示するものである。

表１で、Ｄは下りリンクサブフレームを、ＵはＵＬサブフレームを、Ｓは特異（ｓｐｅｃｉａｌ）サブフレームを表す。特異サブフレームは、ＤｗＰＴＳ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ ＴｉｍｅＳｌｏｔ）、ＧＰ（Ｇｕａｒｄ Ｐｅｒｉｏｄ）、ＵｐＰＴＳ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ ＴｉｍｅＳｌｏｔ）の３つのフィールドを含む。ＤｗＰＴＳはＤＬ送信用に留保される時間区間であり、ＵｐＰＴＳはＵＬ送信用に留保される時間区間である。

図２は、無線通信システムにおいて下りリンク／上りリンク（ＤＬ／ＵＬ）スロット構造の一例を示す図である。特に、図２は、３ＧＰＰ ＬＴＥ（−Ａ）システムのリソース格子（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｇｒｉｄ）の構造を示している。アンテナポート当たりに１個のリソース格子がある。

スロットは、時間ドメインで複数のＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）シンボルを含み、周波数ドメインで複数のリソースブロック（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ、ＲＢ）を含む。ＯＦＤＭシンボルは、１シンボル区間を意味することもある。図２を参照すると、各スロットで送信される信号は、

の副搬送波（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）及び

のＯＦＤＭシンボルで構成されるリソース格子で表現することができる。ここで、

は、下りリンクスロットにおけるリソースブロック（ＲＢ）の個数を表し、

は、ＵＬスロットにおけるＲＢの個数を表す。

は、ＤＬ送信帯域幅とＵＬ送信帯域幅にそれぞれ依存する。

は、下りリンクスロットにおけるＯＦＤＭシンボルの個数を表し、

は、ＵＬスロットにおけるＯＦＤＭシンボルの個数を表す。

は、一つのＲＢを構成する副搬送波の個数を表す。

ＯＦＤＭシンボルは、多重接続方式によってＯＦＤＭシンボル、ＳＣ−ＦＤＭシンボルなどと呼ぶことができる。一つのスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は、チャネル帯域幅、ＣＰの長さによって様々に変更可能である。例えば、標準（ｎｏｒｍａｌ）ＣＰの場合には、一つのスロットが７個のＯＦＤＭシンボルを含むが、拡張（ｅｘｔｅｎｄｅｄ）ＣＰの場合には、一つのスロットが６個のＯＦＤＭシンボルを含む。図２では、説明の便宜のために、１スロットが７ ＯＦＤＭシンボルで構成されるサブフレームを例示したが、本発明の実施例は、他の個数のＯＦＤＭシンボルを有するサブフレームにも同様の方式で適用可能である。図２を参照すると、各ＯＦＤＭシンボルは、周波数ドメインで、

の副搬送波を含む。副搬送波の類型は、データ送信のためのデータ副搬送波、参照信号の送信のための参照信号副搬送波、ガードバンド（ｇｕａｒｄ ｂａｎｄ）及びＤＣ成分のためのヌル副搬送波に分類できる。ＤＣ成分のためのヌル副搬送波は、未使用のままに残される副搬送波で、ＯＦＤＭ信号生成過程或いは周波数アップ変換過程で搬送波周波数（ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｅｕｎｃｙ、ｆ０）にマップされる。搬送波周波数は中心周波数（ｃｅｎｔｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ともいう。

１ ＲＢは、時間ドメインで

（例えば、７個）の連続したＯＦＤＭシンボルと定義され、周波数ドメインで

（例えば、１２個）の連続した副搬送波と定義される。参考として、一つのＯＦＤＭシンボル及び一つの副搬送波で構成されたリソースをリソース要素（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ、ＲＥ）或いはトーン（ｔｏｎｅ）という。したがって、一つのＲＢは、

のリソース要素で構成される。リソース格子における各リソース要素は、一つのスロットにおけるインデックス対（ｋ，１）によって固有に定義できる。ｋは、周波数ドメインで０から

まで与えられるインデックスであり、ｌは、時間ドメインで０から

まで与えられるインデックスである。

一つのサブフレームで

の連続した同一の副搬送波を占有しながら、そのサブフレームの２個のスロットのそれぞれに１個ずつ位置する２個のＲＢを、物理リソースブロック（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ、ＰＲＢ）対と称する。ＰＲＢ対を構成する２個のＲＢは、同一のＰＲＢ番号（或いは、、ＰＲＢインデックスともいう）を有する。ＶＲＢは、リソース割当のために導入された一種の論理的リソース割当単位である。ＶＲＢは、ＰＲＢと同一のサイズを有する。ＶＲＢをＰＲＢにマップする方式によって、ＶＲＢは、局部（ｌｏｃａｌｉｚｅｄ）タイプのＶＲＢと分散（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）タイプのＶＲＢとに区別される。局部タイプのＶＲＢは、ＰＲＢに直接マップされ、ＶＲＢ番号（ＶＲＢインデックスともいう）がＰＲＢ番号に対応する。すなわち、ｎ_ＰＲＢ＝ｎ_ＶＲＢとなる。局部タイプのＶＲＢには０からＮ^ＤＬ _ＶＲＢ−１の順に番号が与えられ、Ｎ^ＤＬ _ＶＲＢ＝Ｎ^ＤＬ _ＲＢである。したがって、局部マッピング方式によれば、同一のＶＲＢ番号を有するＶＲＢが第１のスロットと第２のスロットで同一ＰＲＢ番号のＰＲＢにマップされる。一方、分散タイプのＶＲＢは、インターリービングを経てＰＲＢにマップされる。したがって、同一のＶＲＢ番号を有する分散タイプのＶＲＢは、第１のスロットと第２のスロットで異なった番号のＰＲＢにマップされうる。サブフレームの２個のスロットに１個ずつ位置し、同一のＶＲＢ番号を有する２個のＰＲＢをＶＲＢ対と称する。

図３は、３ＧＰＰ ＬＴＥ（−Ａ）システムで用いられる下りリンクサブフレーム構造を例示する図である。

ＤＬサブフレームは、時間ドメインで制御領域とデータ領域とに区別される。図３を参照すると、サブフレームの第１のスロットで先頭部に位置している最大３（或いは、４）個のＯＦＤＭシンボルは、制御チャネルが割り当てられる制御領域（ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｇｉｏｎ）に対応する。以下、ＤＬサブフレームでＰＤＣＣＨ送信に利用可能なリソース領域をＰＤＣＣＨ領域と称する。制御領域に用いられるＯＦＤＭシンボル以外のＯＦＤＭシンボルは、ＰＤＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）が割り当てられるデータ領域（ｄａｔａ ｒｅｇｉｏｎ）に該当する。以下、ＤＬサブフレームでＰＤＳＣＨ送信に利用可能なリソース領域をＰＤＳＣＨ領域と称する。３ＧＰＰ ＬＴＥで用いられるＤＬ制御チャネルの例は、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＰＨＩＣＨなどを含む。ＰＣＦＩＣＨは、サブフレームの最初のＯＦＤＭシンボルで送信され、サブフレーム内で制御チャネルの送信に用いられるＯＦＤＭシンボルの個数に関する情報を運ぶ。ＰＨＩＣＨは、ＵＬ送信の応答としてＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ／ｎｅｇａｔｉｖｅ−ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ）信号を運ぶ。

ＰＤＣＣＨを介して送信される制御情報をＤＣＩ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）と称する。ＤＣＩは、ＵＥ又はＵＥグループのためのリソース割当情報及び他の制御情報を含む。例えば、ＤＣＩは、ＤＬ共有チャネル（ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ、ＤＬ−ＳＣＨ）の送信フォーマット及びリソース割当情報、ＵＬ共有チャネル（ｕｐｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ、ＵＬ−ＳＣＨ）の送信フォーマット及びリソース割当情報、ページングチャネル（ｐａｇｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ、ＰＣＨ）上のページング情報、ＤＬ−ＳＣＨ上のシステム情報、ＰＤＳＣＨ上で送信されるランダム接続応答のような上位層制御メッセージのリソース割当情報、ＵＥグループ内の個別ＵＥに対するＴｘ電力制御命令セット、Ｔｘ電力制御命令、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）の活性化指示情報などを含む。一つのＰＤＣＣＨが運ぶＤＣＩは、ＤＣＩフォーマットによってそのサイズと用途が異なり、符号化率によってそのサイズが異なることがある。

複数のＰＤＣＣＨがＤＬサブフレームのＰＤＣＣＨ領域内で送信されてもよく、ＵＥは複数のＰＤＣＣＨをモニタすることができる。ＢＳは、ＵＥに送信されるＤＣＩによってＤＣＩフォーマットを決定し、ＤＣＩにＣＲＣ（ｃｙｃｌｉｃ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｃｈｅｃｋ）を付加する。ＣＲＣは、ＰＤＣＣＨの所有者又は使用目的によって識別子（例、ＲＮＴＩ（ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ））でマスク（又は、スクランブル）される。例えば、ＰＤＣＣＨが特定ＵＥのためのものであれば、当該ＵＥの識別子（例、ｃｅｌｌ−ＲＮＴＩ（Ｃ−ＲＮＴＩ））をＣＲＣにマスクできる。ＰＤＣＣＨがページングメッセージのためのものであれば、ページング識別子（例、ｐａｇｉｎｇ−ＲＮＴＩ（Ｐ−ＲＮＴＩ））をＣＲＣにマスクできる。ＰＤＣＣＨがシステム情報（より具体的に、システム情報ブロック（ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ、ＳＩＢ））のためのものであれば、ＳＩ−ＲＮＴＩ（ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＲＮＴＩ）をＣＲＣにマスクできる。ＰＤＣＣＨがランダムアクセス応答のためのものであれば、ＲＡ−ＲＮＴＩ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ−ＲＮＴＩ）をＣＲＣにマスクできる。ＣＲＣマスキング（又は、スクランブリング）は、例えば、ビットレベルでＣＲＣとＲＮＴＩをＸＯＲ演算することを含む。

ＰＤＣＣＨは、一つ又は複数の連続した制御チャネル要素（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ ｅｌｅｍｅｎｔ、ＣＣＥ）の集約（ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）上で送信される。ＣＣＥは、ＰＤＣＣＨに無線チャネル状態に基づくコーディングレートを提供するために用いられる論理的割当ユニットである。ＣＣＥは、複数のリソース要素グループ（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｇｒｏｕｐ、ＲＥＧ）に対応する。例えば、一つのＣＣＥは９個のＲＥＧに対応し、一つのＲＥＧは４個のＲＥに対応する。４個のＱＰＳＫシンボルがそれぞれのＲＥＧにマップされる。参照信号（ＲＳ）によって占有されたリソース要素（ＲＥ）はＲＥＧに含まれない。そのため、与えられたＯＦＤＭシンボル内でＲＥＧの個数はＲＳの有無によって変わる。ＲＥＧ概念は他のＤＬ制御チャネル（すなわち、ＰＣＦＩＣＨ及びＰＨＩＣＨ）にも用いられる。ＤＣＩフォーマット及びＤＣＩビットの個数は、ＣＣＥの個数によって決定される。

ＣＣＥは、番号が与えられて連続して用いられ、復号プロセスを簡単にするために、ｎ個のＣＣＥで構成されたフォーマットを有するＰＤＣＣＨは、ｎの倍数に該当する番号を有するＣＣＥからのみ始まるようにすることができる。特定ＰＤＣＣＨの送信に用いられるＣＣＥの個数、すなわち、ＣＣＥ集約レベルは、チャネル状態によってＢＳで決定される。例えば、良好なＤＬチャネルを有するＵＥ（例、ＢＳに近接している）のためのＰＤＣＣＨの場合、一つのＣＣＥだけでも十分であろう。しかし、劣悪なチャネルを有するＵＥ（例、セル境界に近接している）のためのＰＤＣＣＨの場合、十分なロバスト性（ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ）を得るためには８個のＣＣＥが要求されうる。

図４は、３ＧＰＰ ＬＴＥ（−Ａ）システムで用いられる上りリンクサブフレーム構造の一例を示す図である。

図４を参照すると、ＵＬサブフレームは、周波数ドメインで制御領域とデータ領域とに区別できる。一つ又は複数のＰＵＣＣＨを、ＵＣＩを運ぶために上記制御領域に割り当てることができる。一つ又は複数のＰＵＳＣＨがユーザデータを運ぶために、ＵＬサブフレームのデータ領域に割り当てられてもよい。ＵＬサブフレームにおける制御領域及びデータ領域をＰＵＣＣＨ領域及びＰＵＳＣＨ領域とそれぞれ呼ぶこともできる。データ領域には、サウンディング参照信号（ｓｏｕｎｄｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ、ＳＲＳ）が割り当てられてもよい。ＳＲＳは、時間ドメインではＵＬサブフレームの末尾に位置するＯＦＤＭシンボル、周波数ドメインではＵＬサブフレームのデータ送信帯域、すなわち、データ領域上で送信される。同一サブフレームの末尾のＯＦＤＭシンボルで送信／受信される複数ＵＥのＳＲＳは、周波数位置／シーケンスによって区別可能である。

ＵＥがＵＬ送信にＳＣ−ＦＤＭＡ方式を採択する場合、単一搬送波特性を維持するために、３ＧＰＰ ＬＴＥリリース（ｒｅｌｅａｓｅ）８或いはリリース９システムでは、一つの搬送波上ではＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨを同時に送信することができない。３ＧＰＰ ＬＴＥリリース１０システムでは、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの同時送信を支援するか否かを上位層で指示することができる。

ＵＬサブフレームではＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）副搬送波を基準に、遠い距離の副搬送波が制御領域に活用される。言い換えると、ＵＬ送信帯域幅の両端部に位置する副搬送波が上りリンク制御情報の送信に割り当てられる。ＤＣ副搬送波は、信号送信に用いられずに残される成分で、周波数アップ変換過程で搬送波周波数ｆ０にマップされる。一つのＵＥに対したＰＵＣＣＨは、一つのサブフレームで、一つの搬送波周波数で動作するリソースに属したＲＢ対に割り当てられ、このＲＢ対に属したＲＢは、二つのスロットでそれぞれ異なる副搬送波を占有する。このように割り当てられるＰＵＣＣＨを、ＰＵＣＣＨに割り当てられたＲＢ対がスロット境界で周波数ホッピングすると表現する。ただし、周波数ホッピングが適用されない場合には、ＲＢ対が同一の副搬送波を占有する。

一つのＰＵＣＣＨが運ぶＵＣＩは、ＰＵＣＣＨフォーマットによってそのサイズと用途が異なり、符号化率によってそのサイズが異なることがある。例えば、次のようなＰＵＣＣＨフォーマットを定義できる。

表２を参照すると、ＰＵＣＣＨフォーマット１系列とＰＵＣＣＨフォーマット３系列は主に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を送信するために用いられ、ＰＵＣＣＨフォーマット２系列は主に、ＣＱＩ（ｃｈａｎｎｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）／ＰＭＩ（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ ｉｎｄｅｘ）／ＲＩ（ｒａｎｋ ｉｎｄｅｘ）などのチャネル状態情報を運ぶために用いられる。

図５は、多重アンテナを有する無線通信システムの構成図である。

図５（ａ）に示すように、送信アンテナの数をＮ_Ｔ個に、受信アンテナの数をＮ_Ｒ個に増やすと、送信機又は受信機のいずれか一方でのみ複数のアンテナを使用する場合と違い、アンテナ数に比例して理論的なチャネル送信容量が増加する。したがって、送信レートを向上させ、周波数効率を画期的に向上させることができる。チャネル送信容量が増加することから、送信レートは理論的に、単一アンテナ利用時の最大送信レート（Ｒ_ｏ）にレート増加率（Ｒ_ｉ）が掛けられた分だけ増加可能である。

例えば、４個の送信アンテナと４個の受信アンテナを用いるＭＩＭＯ通信システムでは、単一アンテナシステムに比べて理論上４倍の送信レートを得ることができる。

多重アンテナシステムにおける通信方法を、数学的モデリングを用いてより詳しく説明する。このシステムにはＮ_Ｔ個の送信アンテナとＮ_Ｒ個の受信アンテナが存在すると仮定する。

送信信号を説明すると、Ｎ_Ｔ個の送信アンテナがある場合、送信可能な最大情報は、Ｎ_Ｔ個である。送信情報は、次のように表現できる。

それぞれの送信情報

は、送信電力が異なることがある。それぞれの送信電力を

とすれば、送信電力が調整された送信情報は、次のように表現できる。

また、

は、送信電力の対角行列

を用いて次のように表現できる。

送信電力が調整された情報ベクトル

に重み付け行列

が適用され、実際送信されるＮ_Ｔ個の送信信号

が構成される場合を考慮してみる。重み付け行列

は、送信情報を送信チャネル状況などによって各アンテナに適切に分配する役割を持つ。

は、ベクトル

を用いて次のように表現できる。

ここで、

は、ｉ番目の送信アンテナとｊ番目の情報間の重み付け値を意味する。

はプリコーディング行列とも呼ぶ。
受信信号は、Ｎ_Ｒ個の受信アンテナがある場合、各アンテナの受信信号

は、ベクトルを用いて次のように表現できる。

多重アンテナ無線通信システムにおいてチャネルをモデリングする場合、チャネルは、送受信アンテナインデックスによって区別できる。送信アンテナｊから受信アンテナｉを経るチャネルを

と表示する。

において、インデックスの順序は、受信アンテナインデックスが前に位置し、送信アンテナのインデックスが後ろに位置することに留意されたい。

一方、図５（ｂ）は、Ｎ_Ｔ個の送信アンテナから受信アンテナｉへのチャネルを示す図である。上記チャネルをまとめてベクトル及び行列形態で表示することができる。図５（ｂ）で、総Ｎ_Ｔ個の送信アンテナから受信アンテナｉに到着するチャネルは、次のように表現できる。

したがって、Ｎ_Ｔ個の送信アンテナからＮ_Ｒ個の受信アンテナに到着する全てのチャネルは、次のように表現できる。

実際チャネルには、チャネル行列

を経た後に白色雑音（ＡＷＧＮ；Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅ）が加えられる。Ｎ_Ｒ個の受信アンテナのそれぞれに加えられる白色雑音

は、次のように表現できる。

上述した数学式モデリングから、受信信号は次のように表現できる。

一方、チャネル状態を表すチャネル行列

の行と列の数は、送受信アンテナの数によって決定される。チャネル行列

において、行の数は受信アンテナの数Ｎ_Ｒと同一であり、列の数は、送信アンテナの数Ｎ_Ｔと同一である。すなわち、チャネル行列

は、行列がＮ_Ｒ×Ｎ_Ｔとなる。
行列のランク（ｒａｎｋ）は、互いに独立した（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）行又は列の個数のうち、最小個数と定義される。したがって、行列のランクは、行又は列の個数よりも大きくなることはない。チャネル行列

のランク

は、次のように制限される。

ランクの他の定義は、行列を固有値分解（Ｅｉｇｅｎ ｖａｌｕｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）したとき、０以外の固有値の個数と定義できる。同様に、ランクのさらに他の定義は、特異値分解（ｓｉｎｇｕｌａｒ ｖａｌｕｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）したとき、０以外の特異値の個数と定義できる。したがって、チャネル行列においてランクの物理的な意味は、与えられたチャネルで互いに異なる情報を送り得る最大数といえる。

現在、我々の周辺には様々な無線機器が広く用いられており、これによってサービスの種類も多様化しつつある。過去の無線データ送信はオーディオ、特に、音声を中心になされたが、現在は、オーディオに加えて、ビデオ、写真、文書などの様々な形態に発展しており、これに伴って要求されるデータ送信率も幾何級数的に増加しつつある。一例として、将来セルラー通信の代表走者として議論されているＬＴＥ（−Ａ）の場合、最大１Ｇｂ／ｓの送信速度を目標としており、核心技術であるＯＦＤＭとＭＩＭＯを用いてＨＳＤＰＡに比べて１２倍以上も速い速度で通信することができる。しかし、高速のデータ送信が可能なこれらの無線通信規格は、一般に、速度、チャネル環境、時間／周波数割当リソースなどの様々な考慮される環境的な要因に対して理想的な環境を仮定したときに達成できるものであって、実際にユーザの体験可能なデータ送信率はそれを大きく下回っている。特に、無線チャネル環境を考慮する無線通信機器の性能は、信号を送受信する機器間のチャネル環境に大きく影響を受けるが、その代表例には、空間上の障害物の有無及びその分布、機器の移動速度などがある。その上、データ送信率を向上させるための重要な技術の一つであるＭＩＭＯ技術を適用する際、アンテナ設計及び配置などによる機器自体の制約事項が影響を与えることもある。

このように様々な環境的、物理的制約がある状況で、無線機器の性能劣化を補償するための一方案として、無線機器の信号を増幅させる信号増幅器（ｒｅｐｅａｔｅｒ）がある。一般のＲＦ信号増幅器は、無線機器のＲＦ放射信号を受信し、雑音及び干渉を含む信号自体をそのまま増幅させて再送出する方式を用いる。図６に、一般のＲＦ信号増幅器を示す。

ＲＦ増幅器は、一般に、図７に示すように、第１無線機器と第２無線機器との間に存在し、第１無線機器の送信信号を信号増幅器が受信後に増幅させて第２無線機器に伝達する。同時に／又は、第２無線機器の送信信号を信号増幅器が受信後に増幅させて第１無線機器に伝達する。ここで、無線機器とは、前述したＢＳ、端末及びそれらの等価物をいずれも含む概念として用いられる。ＲＦ増幅器の送受信アンテナは、ＲＦ増幅器に内蔵されてもよいが、第１機器と第２機器との間に信号伝達を妨害する物質（例えば、建物の外壁）が存在する場合、その影響を無力化するために、一部のアンテナは無線信号増幅器の外部に設置され、有線でＲＦ増幅器に接続されてもよい。

図７を参照すると、第１無線機器に隣接したＲＦ増幅器の機能は、大きく、第１無線機器の送信信号を増幅して第２無線機器に伝達する機能（送信信号増幅機能）と、第２無線機器からの送信信号を受信及び増幅して第１無線機器に伝達する機能（受信信号増幅機能）とに分けられる。本発明では、機器隣接型無線信号増幅器において受信信号増幅機能を最適化するためのＲＦ増幅器のアンテナ構成及びリンク形成方式を提案する。

多重アンテナベースの無線信号増幅器システムを数学的にモデリングする。一般に、周波数フラットフェーディング（ｆｌａｔ ｆａｄｉｎｇ）を仮定できる周波数領域内で、Ｎ_ｔｘ個の送信アンテナとＮ_ｒｘ個の受信アンテナからなるＭＩＭＯチャネルは、Ｎ_ｒｘ ｂｙ Ｎ_ｔｘ行列にモデリングできる。周波数選択的広帯域チャネルに拡張しても、ＭＩＭＯチャネルはサブキャリアごとにＮ_ｒｘ ｂｙ Ｎ_ｔｘ行列にモデリングでき、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムでは各サブキャリア別に独立したＭＩＭＯ送受信方式を適用することができる。したがって、以下では、便宜上、狭帯域チャネルモデリングに従う。下記の結果を広帯域に拡張することについては後述する。

図８を参照して、第２無線機器の送信アンテナ数をＮ_ｔｘ、第１無線機器の受信アンテナ数をＮ_ｒｘ、そして無線信号増幅器の受信アンテナ数と送信アンテナ数をそれぞれＮ_{ｒｘ，ＲＥＰ}、Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}とする。このとき、第２無線機器と無線信号増幅器間のチャネルは、Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ} ｂｙ Ｎ_ｔｘ行列Ｈ_１、無線信号増幅器と第１無線機器間のチャネルは、Ｎ_ｒｘ ｂｙ Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}行列Ｈ_２にモデリングできる。無線信号増幅器がＮ_{ｒｘ，ＲＥＰ}個のアンテナで受信した信号をＮ_{ｔｘ，ＲＥＰ}個のアンテナに連結及び増幅する線形システムとするとき、これをＮ_{ｔｘ，ＲＥＰ} ｂｙ Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}行列Ｆにモデリングできる。したがって、第２無線機器のアンテナから送信した信号をＮ_ｔｘ ｂｙ １ベクトルｘとするとき、第１無線機器のアンテナで受信したＮ_ｒｘ ｂｙ １ベクトルｙは、次のように表現される。

ここで、ｚ_１は、無線信号増幅器の受信アンテナに混入する雑音及び干渉を表し、ｚ_２は、第１無線機器の受信アンテナに混入する雑音及び干渉を表す。

第１無線機器と無線信号増幅器が隣接している場合、それぞれの第１無線機器の受信アンテナとそれぞれの無線信号増幅器の送信アンテナ間の距離、ビームパターンの方向などが異なってくる。したがって、チャネルＨ_１の各元素は、一般のＭＩＭＯチャネルとは違い、その平均的大きさが元素ごとに異なる。一例として、図９のように第１無線機器の受信アンテナと無線信号増幅器の送信アンテナが構成されたとしよう。もし、第１無線機器が無線信号増幅器に載せられる形態で動作すると（すなわち、第１無線機器が無線信号増幅器の上に置かれる形態で動作すると）、第１無線機器の第１受信アンテナ（Ａｎｔ_１）では相対的に無線信号増幅器Ａの第１送信アンテナ（Ａｎｔ_１，Ａ）から強い信号を受信するはずであり、第２受信アンテナ（Ａｎｔ_２）では相対的に無線信号増幅器Ａの第２送信アンテナ（Ａｎｔ_２，Ａ）から強い信号を受信するはずである。

このような隣接チャネルＨ_２の特性上、無線信号増幅器のアンテナ位置は無線信号増幅器の性能を大きく左右する。一例として、図９で、無線増幅器Ｂが第１無線機器との通信に用いられると、第１無線機器の第１受信アンテナ（Ａｎｔ_１）の信号受信感度が第２受信アンテナ（Ａｎｔ_２）よりも高いだろう。これは有効チャネル（上記の式１２でＨ_２ＦＨ_１に該当）を歪曲して第１無線機器のＭＩＭＯ受信性能を低下させることがある。さらにいうと、無線増幅器Ｂを使用時に、第１無線機器が二つの受信アンテナを有するにもかかわらず、あたかも一つの送信アンテナのみを使用するかのような有効チャネルを形成し、空間ダイバーシティ（ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）利得を十分に得られないことがある。

無線信号増幅器のアンテナ位置がよく設計されると、第１無線機器の多重アンテナの空間的相関度（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）特性がよくない場合にも、それを克服してＭＩＭＯ性能を最大化できる。例えば、第１無線機器の受信アンテナ同士の相関度が非常に高いとしても、無線信号増幅器の送信アンテナが第１無線機器の受信アンテナと一対一で隣接しており、無線信号増幅器の受信アンテナ同士の相関度が低いと、あたかも第１無線機器の劣悪な相関度特性を有する受信アンテナを無線信号増幅器の高性能相関度特性の送信アンテナに代替する効果を得ることができる。すなわち、式１２で、有効チャネルに該当するＨ_２ＦＨ_１の受信相関度は、無線信号増幅器の信号伝達（チャネル）特性に該当するＦをよく設計したり、無線信号増幅器の送信アンテナの物理的位置を第１無線機器の受信アンテナとよくマッチングして隣接チャネルＨ_２を対角化することによって下げることができる。したがって、第１無線機器の受信アンテナと無線信号増幅器の送信アンテナとが物理的或いはアルゴリズム的に一対一でマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）されてリンクを形成することが非常に重要である。無線信号増幅器が汎用されると仮定するとき、あらゆる種類の第１無線機器に対して物理的アンテナ位置をマッチングさせることは難しい。そこで、本発明では次を提案する。

提案：無線信号増幅器は受信アンテナよりも多数の送信アンテナを有し（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}＜Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）、これらの無線信号増幅器の受信アンテナでそれぞれ受信した信号と各送信アンテナに伝達する信号の連結方式を別にすることができる。無線信号増幅器は、複数の送信アンテナのうちＭ個（Ｍ≦Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）を選択して各受信アンテナからの信号を連結及び増幅する特徴を有する。このとき、正の整数Ｍは、次の一つと決定することができる。
− 第１無線機器の受信アンテナ数（Ｎ_ｒｘ）、
− 無線信号増幅器の送信アンテナ数（Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）、
− 無線信号増幅器の受信アンテナ数（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}）、
− １以上Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}未満の任意の整数
受信リンク形成時にＭがＮ_{ｔｘ，ＲＥＰ}よりも小さい場合、無線信号増幅器の送信アンテナ選択の基準として次の一つ以上を活用できる。
− 第１基準：第１無線機器の送信信号に対する無線信号増幅器の複数の受信アンテナでの受信品質
− 第２基準：無線信号増幅器の第１無線機器への送信信号に対する第１無線機器の各受信アンテナの受信品質（第１無線機器のフィードバックが必要）
− 第３基準：あらかじめ選択された送信アンテナとのアンテナ組合せ特性（例えば、アンテナ間距離、アンテナ間相関度、第１無線機器のアンテナ構成の統計的特性）
第１基準は、無線信号増幅器が第１無線機器の受信信号増幅機能に加えて送信信号増幅機能も持つ場合に有用である。無線信号増幅器が第１無線機器の送信信号増幅機能も兼ねる場合、第１無線機器の送信アンテナの位置を、無線信号増幅器の複数の受信アンテナの受信品質を測定して推定することができる。大部分の無線機器の送信アンテナは、受信アンテナの役割を兼ねる場合が多いという事実から、第１機器の送信信号に対する信号増幅器の様々な位置での受信品質から類推した第１機器の送信アンテナの位置を第１無線機器の受信アンテナの位置と類推することができる。したがって、第１無線機器の送信に対する無線信号増幅器の受信品質が高い位置に該当する送信アンテナを選択することができる。

第１基準は、無線信号増幅器が送受信信号増幅機能を兼ねる場合に有用な方法であるが、この方法だけでは足りない場合がある。特に、現在販売されている大部分のＬＴＥ Ｒｅｌ−８端末は、一つの送受信兼用アンテナと一つの受信専用アンテナで構成される。したがって、第１基準をＬＴＥ Ｒｅｌ−８端末に対する信号増幅器に適用すると、当該端末の送受信兼用アンテナの位置は上りリンクを通じて類推可能であるが、受信専用アンテナの位置は知らないという限界がある。

第２基準は、上述した第１基準の限界を克服するための確実な方法を提示する。第２基準は、無線信号増幅器の各送信アンテナの送信信号に対する第１無線機器の受信品質を用いることができる。すなわち、第１無線機器が無線信号増幅器の各送信アンテナの送信信号の品質を測定して信号増幅器に知らせることができる。第２基準は、第１無線機器の受信アンテナ位置を把握するための最も確実な方法である。

他のアンテナ選択方法として、第３基準は、選択するＭ個のアンテナの一部は第１基準或いは他の基準を用いて選択し、残りのアンテナは、あらかじめ選択されたアンテナとの関係を用いて選択することができる。例えば、ＬＴＥ Ｒｅｌ−８端末に対してＮ_{ｔｘ，ＲＥＰ}＝９、Ｍ＝Ｎ_ｒｘ＝２と設計された場合、次のような過程を行うことができる。

第１段階：第１無線機器の送信信号に対する無線信号増幅器の受信品質を測定して一つの無線信号増幅器の送信アンテナを選択
第２段階：第１段階で選択した送信アンテナとの関係（例えば、距離、相関度、アンテナ構成の統計的特性）を考慮して残り８個の送信アンテナから一つを選択
すなわち、第３基準は任意の基準であり、Ｍ個のうち一部の送信アンテナが選択されたとき、残りアンテナをあらかじめ選択された送信アンテナとの関係を考慮して選択する方法である。関係の例には、送信アンテナ間距離、送信アンテナ間相関度、そして第１無線機器アンテナ構成の統計的特性がある。例えば、あらかじめ選択された送信アンテナと一定距離以上離れており、空間的相関度が一定レベル以下であるアンテナの中から残りアンテナを選択することができる。他の例として、あらかじめ選択された送信アンテナの位置から第１無線機器のアンテナ構成の統計的特性を考慮するとき、第１無線機器の残りの受信アンテナが存在する確率が最も高い所に隣接したアンテナを優先的に選択することができる。

本発明で提案する受信リンク形成方式は、一応最適の受信リンク形成方式が決定されると、第１無線機器の位置が変更されたり第１無線機器が他の機器に取り替えられるイベントが発生しない限り、その方式が維持される特徴を有する。

図１０には、提案する様々なリンク決定方式を例示する。提案する無線信号増幅器の送信／受信アンテナ数は、第１無線機器の受信アンテナ数よりも大きくい場合（すなわち、Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}＞Ｎ_ｒｘ、及びＮ_{ｔｘ，ＲＥＰ}＞Ｎ_ｒｘ）に性能が極大化する特性がある。したがって、図１０では、Ｎ_ｔｘ＝２、Ｎ_ｒｘ＝２、Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}＝９、Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}＝４と仮定した。本明細書でいうリンク決定方式は、無線信号増幅器の立場で、受信アンテナで受信された複数個の受信信号を複数個の送信アンテナにマップすることを指し、リンク分配とリンク結合とに大別される。

図１０の（ａ）は、Ｍ＝Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}の場合を示す。同図のように、Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}＞Ｍの場合、“送信アンテナ選択”が必要である。すなわち、第１無線機器の特性によって、Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}個の送信アンテナからＭ個の送信アンテナのみを選択してそれぞれの受信アンテナに接続する。すなわち、リンクが形成される。

図１０の（ｂ）は、Ｍ＝Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}である場合を示す。同図に示すように、Ｍ＞Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}の場合、一つの同一アンテナ受信信号が複数の送信アンテナから送信される“リンク分配”を行うことができる。本明細書でいうリンクとは、受信アンテナ（又は、アンテナポート）で受信された信号が送信アンテナ（又は、アンテナポート）に送信される接続を指す。したがって、本明細書ではリンクと受信信号が同じ意味で使われてもよい。

無線信号増幅器のリンク分配方式は、第１無線機器の特性と無関係に構成してもよく、第１無線機器のアンテナ特性によって適応的に構成してもよい。特に、後者の場合、第１無線機器のアンテナ特性によって、信号増幅器は、いかなる受信信号をより多数の信号に分配するか（リンク順序付け（ｏｒｄｅｒｉｎｇ））、及びいかなる送信アンテナをグルーピングするか（リンクグルーピング）を決定する。例えば、図１０の（ｂ）で、３個の受信信号はそれぞれ２個の送信アンテナに接続されたが、１個の受信信号は３個の送信アンテナに接続されている。この場合、４個の受信信号のうち、３個に分配されるリンクを“どの基準”によって選択するかによって、そして９個の送信アンテナをどのように４個にグルーピングしてリンクを形成するかによって、第１無線機器のＭＩＭＯ性能が変わることがある。したがって、後者の方式は、このようなリンク分配方式において、各無線信号増幅器の送信アンテナと第１無線機器の受信アンテナ（或いは、送受信兼用アンテナ）とのチャネル品質そして／又は選好度を考慮することができる。

無線信号増幅器の各送信アンテナと第１無線機器受信アンテナ間の選好度を例にして説明すると、図１０の（ｂ）で、無線信号増幅器の第１乃至第５送信アンテナは、第１無線機器の第２受信アンテナよりは第１受信アンテナに隣接していて第１受信アンテナを好み、無線信号増幅器の第６乃至第９送信アンテナは第１無線機器の第１受信アンテナよりは第２受信アンテナに隣接していて第２受信アンテナを好むだろう。このような受信アンテナ選好度を考慮してリンクグルーピングを行うことができる。

例えば、受信アンテナ間の相関度（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を下げるために、ａ同一の選好される受信アンテナを有する送信アンテナを一つのグループにまとめることができる。逆に、外部チャネル（Ｈ_１）の瞬時的なチャネル不均衡を安定化させるために（空間多重化を追求）、ｂ同一の選好される受信アンテナを有する送信アンテナがそれぞれ異なるグループに属するようにグルーピングすることもできる。

第１無線機器のアンテナ選好度に加え、送受信アンテナ間の無線チャネル品質も、リンク分配方式を決定する上で重要な要素となりうる。この品質の例には、信号の強度、ＳＮＲ、ＳＩＮＲなどがある。この品質は、一般に、各無線信号増幅器の送信アンテナから第１無線機器の全受信アンテナへの品質を示すか、第１無線機器のそれぞれの受信アンテナへの品質も含むことができる。後者の場合、第１無線機器の受信アンテナ間の物理的特性の差によってアンテナ利得が互いに異なる場合は、その差も含まれてもよい。

前者の場合を挙げて説明すると、図１０の（ｂ）で、無線信号増幅器の９個の送信アンテナの一部は、第１無線機器の全ての受信アンテナと相対的に遠く位置しているためチャネル品質が悪いことがある。このような送／受信アンテナ間の無線チャネル品質の差を、アンテナ順序付け及びグルーピングに用いることができる。一例として、第１無線機器の受信ダイバーシティ（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）を最大化するために、各送信アンテナグループの送／受信品質が均一となるようにグルーピングを行うことができる。この場合、品質の高い送信アンテナは少ない数で一つのグループをなすようにするか、品質の高い送信アンテナがそれぞれ異なるグループに属するようにグルーピングすることができる。

逆に、信号受信感度が低い地域で、第１無線機器の安定した信号受信のために、意図的に各送信アンテナグループの送／受信品質が不均一となるようにグルーピングを行うこともできる。例えば、第１無線機器に１個のプライマリ（ｐｒｉｍａｒｙ）受信アンテナと１個のセカンダリ（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ）受信アンテナが存在するとき、プライマリ受信アンテナを好む送信アンテナのうち、相対的に高いチャネル品質に該当するいくつかの送信アンテナをグルーピングして、安定した無線接続を保障することができる。

図１０の（ｃ）は、Ｍ＝Ｎ_ｒｘの場合を示す。この場合、同図のように、Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}＞Ｍであれば、“送信アンテナ選択”過程に加えて、複数の受信信号が一つにまとめられて一つの送信アンテナに接続する“リンク結合”過程が行われる。リンク結合は、第１無線機器の特性と無関係に構成してもよく、第１無線機器のアンテナ特性によって適応的に構成してもよい。後者の場合、無線信号増幅器の各送信アンテナと第１無線機器のアンテナ（受信アンテナ又は送受信兼用アンテナ）間のチャネル品質によってリンク結合方法が異なることがある。例えば、Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}＝３、Ｍ＝Ｎ_ｒｘ＝２であれば、３個のうち２個の受信信号が結合されて一つの送信アンテナにリンクされ、残り一つの受信信号は余り残り一つの送信アンテナにリンクされるだろう。このとき、３個の受信信号のうちいずれの２個を結合するかによって性能が変わるだろう。上記の例で、複数の送信アンテナから２個の送信アンテナを既に選択したとすれば、２個の送信アンテナのいずれか一つには２個の受信信号が結合して接続され、残り一つには１個の受信信号のみが接続される。無線信号増幅器から第１無線機器へ送信時に２個の電力増幅器の利得が同一であるとすれば、結合されたリンクは結局として、２つのリンクの品質が平均化する効果がある。すなわち、多数が結合された信号であるほど、より高いダイバーシティによってチャネル硬化（ｈａｒｄｅｎ）現象（チャネル品質の瞬時的変動性が小さくなる現象）が現れる。このような現象をリンク結合方法に活用すると、選択された２個の送信アンテナのうち、第１機器にとってより良い受信品質を有するアンテナに、より多い数の或いはより少ない数のリンク結合がなされるように制御することができる。

図１０には示していないが、前述したように、ハードウェア設計などの理由から、選択する送信アンテナの数Ｍを１以上Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}未満の任意の整数と固定してもよい。この場合、無線信号増幅器の受信アンテナ数Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}とＭの大きさとの関係によって、“送信アンテナ選択”過程とともに“リンク結合”或いは“リンク分配”を行うことができる。

本発明で提案する信号増幅器のアンテナ構成及び受信信号リンク形成方式を広帯域システムに拡張する場合、周波数帯域（バンド、サブバンド、リソースブロック、搬送波、副搬送波などの様々な周波数単位ユニットに代替可能）ごとに異なった受信信号リンク形成方式及び／又はアンテナ構成を有するように設計することができる。しかし、具現複雑度及びそれによる性能利得のトレード−オフを考慮する時、全帯域にわたって同一のリンク形成方式を適用することも良い方法の一つである。

図１１は、提案する信号増幅方式を適用した信号増幅器の構造の一例を示す。図１１で、第１無線機器は、セルラー端末、第２無線機器は基地局を仮定し、Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}＝４、Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}＝２と仮定した。

図１１の無線信号増幅器は、第１無線機器に対する送信信号増幅機能と受信信号増幅機能の両方を行い、このうち、本発明で提案するリンク形成方式は、受信信号増幅機能に該当する下りリンクに対するリンク形成モジュールを制御する方法に該当する。図１１の例で、第１無線機器の送信信号増幅機能の立場における無線信号増幅器の受信アンテナは、第１無線機器の受信信号増幅の立場における無線信号増幅器の送信アンテナと同一である。したがって、送信信号増幅機能のために選択した信号増幅器受信アンテナは、受信信号増幅機能のために選択した送信アンテナと一致できる。

［シミュレーション］
本発明の実施例の技術的効果を証明するために、シミュレーション結果を説明する。

［１．１ シミュレーションセットアップ］
− 各リンクに対して２個のアンテナ（又は、アンテナポート）が用いられる環境を仮定した。すなわち、Ｎ_ｔｘ＝Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}＝Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}＝Ｎ_ｒｘ＝２
− 第１無線機器（ユーザ機器）の受信アンテナを除いては空間的相関度がないと仮定した。
− 無線信号増幅器は単純Ａ／Ｆと仮定する（すなわち、Ｆ＝Ｉ）。
このＡ／Ｆは、増幅−及び−伝達（ａｍｐｌｉｆｙ ａｎｄ ｆｏｒｗａｒｄ）方式を指す。

［１．２ シミュレーション１］
第１無線機器と無線信号増幅器間のチャネル（Ｈ_１）が次第に対角化形態を有するようにしながら、有効チャネル（Ｈ_２ＦＨ_１）の受信アンテナ間の相関度を観察した。図１２に、上記観察の結果を示す。ここで、ブーストファクタ（ｂｏｏｓｔ ｆａｃｔｏｒ；ＢＦ）は、Ｈ_２の対角元素が非対角元素に比べて平均的にどれくらい大きいかを示し、例えば、ＢＦ＝３ｄＢなら、対角元素の大きさが非対角元素に比べて平均的に２倍大きいということを意味する。すなわち、ＢＦが大きくなるほど、Ｈ_２の対角化程度が大きくなる。図１２の結果を解析すると、第１無線機器と無線信号増幅器間のチャネル（Ｈ_２）が対角化されるほど、有効チャネルの受信アンテナ間の相関度は低くなることが確認できる。ここで、第１無線機器と無線信号増幅器間のチャネル（Ｈ_２）が次第に対角化されるということは、第１無線機器の受信アンテナと無線信号増幅器の送信アンテナとが一対一でマップされることを意味する。また、受信アンテナ間の相関度が大きい環境であるほど、チャネル（Ｈ_２）の対角化から得る利得が大きくなる。また、図１２で、Ｒは、第１無線機器の受信アンテナの相関度を意味する。もし、チャネル（Ｈ_２）がＢＦでブーストされないと、すなわち、仮に、第１無線機器と無線信号増幅器間の距離が十分遠いと、Ｒはチャネル（Ｈ_２）の受信相関度と同一である。図１２を参照すると、チャネル（Ｈ_２ＦＨ_１）の受信チャネル相関度は、ＢＦが零（０）である場合のＲの値と同一である。仮にチャネル（Ｈ_２）がＢＦでブーストされると、より高いＢＦが適用され、より低いチャネル（Ｈ_２ＦＨ_１）の受信チャネル相関度が得られる。

モバイルフォンのような第１無線機器が車両の内部のような小領域無線通信環境で使用されると、第１無線機器の受信アンテナの相関度は、大領域無線通信環境で使用される場合に比べてより高い。したがって、データスループットを向上させるために、第１無線機器の受信アンテナの相関度を下げる必要、すなわち、ブーストする必要がある。言い換えると、本出願の実施例によって、仮に、無線信号増幅器が小領域無線通信環境で使用される場合、チャネル（Ｈ_２）を図１２に示すようにブーストすることができる。

また、チャネル（Ｈ_１）のＢＦによる、そしてＳＮＲによるチャネル容量を実験した。上記の式１２を参照して説明すると、チャネル（Ｈ_１）のＳＮＲが高いと、すなわち、第１無線機器と無線信号増幅器間に混入する雑音及び干渉（すなわち、ｚ_２）が無視できれば、上記の式１２は次のように表現することができる。

すなわち、第１無線機器で受信される信号ｙにおいて、第２無線機器の送信信号だけでなく、雑音及び干渉にも、隣接チャネルであるチャネル（Ｈ_１）の対角化効果が反映された値である。したがって、チャネル（Ｈ_１）のＳＮＲが高くなるほど、本発明の実施例に係るリンク形成方式による利得は消え、単に、無線信号増幅器の受信アンテナによる利得のみを得ることができる。これを図１３に示す。

［１．３ 隣接チャネル（Ｈ_１）に対するモデリング方案］
第１無線機器（ユーザ機器）の受信アンテナと無線信号増幅器の送信アンテナ間の距離（ｄ）による相対的な経路損失（ｐａｔｈｌｏｓｓ）でモデリングした。第１無線機器と無線信号増幅器のアンテナの位置が互いに一致する場合、ｄ＝０と仮定し、ｄ＝０のとき、相対的な経路損失は０ｄＢと仮定する。相対的な経路損失は、実際物理アンテナを用いた実験から、次のように仮定できる。

また、一般的なＬｏＳ（Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｇｈｔ）環境のＭＩＭＯチャネルを生成し、第１無線機器の受信アンテナと無線信号増幅器の送信アンテナ間の距離（ｄ）による相対的な経路損失値を反映してＭＩＭＯチャネルを生成した。

また、無線信号増幅器の電力増幅と第１無線機器に比べて向上した無線信号増幅器の受信アンテナ−送信アンテナによる信号増幅利得を５ｄＢと仮定し、平均的な第１無線機器と無線信号増幅器間の経路損失を１５ｄＢと仮定し、無線信号増幅器と第２無線機器間のＳＮＲを２ｄＢと仮定した。また、第１無線機器と無線信号増幅器間の基準ＳＮＲを、これら両機器間の経路損失がないことを仮定した時のＳＮＲと可変的に設定した。また、第１無線機器と第２無線機器の送受信アンテナはそれぞれ２個、無線信号増幅器の外部アンテナ、すなわち、第２無線機器との通信を行うための送受信兼用アンテナは２個と仮定した。また、本シミュレーションで用いられるリンク形成技法は、同等な利得分配方式（図１５乃至図１７で示される“Ｅｑｕａｌ Ｇａｉｎ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｒ”）、最上の２個のリンク選択方式（図１５乃至図１７で示される“Ｂｅｓｔ Ｌｉｎｋ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ（ｉｄｅａｌ）”）、上りリンクベースの単一リンク選択と他のリンクのための無作為選択方式（図１５乃至図１７で示される“Ｂｅｓｔ Ｌｉｎｋ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ（ｔｘ＋ｒａｎｄｏｍ）”）とした。

［１．４ シミュレーション２］
図１４に、本発明の実施例を効果を実験するための無線信号増幅器と第１無線機器（ユーザ機器）のモデルを示す。図１４の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、無線信号増幅器のアンテナ位置を示し、図１４の（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）は、第１無線機器のアンテナ位置を示している。それぞれのアンテナの位置を直交座標で表示すると、（ａ）（０，０）（ｂ）（−５，０）、（５，０）（ｃ）（０，０）、（−５，０）、（５，０）、（０，−５）、（０，５）、（−５，５）、（５，５）、（５、−５）、（−５，−５）、（ｄ）（−４，４）、（４，−４）、（ｅ）（０，４）、（０，−４）、（ｆ）（４，０）、（−４，０）となる。また、本シミュレーションで、無線信号増幅器と第１無線機器の大きさは同一であるとした。

図１４に示す無線信号増幅器−第１無線機器の組合せ、（ａ）−（ｄ）、（ｂ）−（ｅ）、そして（ｃ）−（ｆ）でシミュレーションした結果を、それぞれ、図１５乃至図１７に示す。

図１４の（ａ）−（ｄ）の組合せのシミュレーション結果である図１５についてまず説明する。チャネル容量及び有効ＳＮＲは、第１無線機器−無線信号増幅器間の基準ＳＮＲが高くなると略同一になる。図１５の（ａ）を参照すると、無線信号増幅器を活用して得た利得は明らかに現れる。低い基準ＳＮＲの場合は、“Ｂｅｓｔ Ｌｉｎｋ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ”に該当するリンク形成方式が最も良好な結果を有することが確認できる。図１５の（ｂ）に示す有効ＳＮＲに対するシミュレーション結果は、図１５の（ａ）と類似の傾向を示すが、その改善される度合はチャネル容量に比べて少ない。

図１６には、図１４の（ｂ）−（ｅ）の組合せのシミュレーション結果を示す。図１５の結果と異なる点は、無線信号増幅器のアンテナ配置の差によって、単一リンク（“Ｆｉｘｅｄ Ｓｉｎｇｌｅ Ａｎｔｅｎｎａｓ”）がデュアルリンク（“Ｆｉｘｅｄ Ｄｕａｌ Ａｎｔｅｎｎａｓ”）に比べて有効ＳＮＲの側面でより良好な結果を有する。デュアルリンクは単一リンクに比べて、アンテナ間遠い距離によって有効ＳＮＲ性能は劣るが、空間ディメンション確保によってチャネル容量には優れる。それ以外は図１５の結果と同様である。

図１７には、図１４の（ｃ）−（ｆ）の組合せのシミュレーション結果を示す。図１７では、デュアルリンク（図１７の（ａ）、（ｂ）で、“Ｆｉｘｅｄ Ｄｕａｌ Ａｎｔｅｎｎａｓ”で表示した線）の性能が、最も良いリンクを選択したもの（図１７の（ａ）、（ｂ）で、“Ｂｅｓｔ Ｌｉｎｋ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ（ｉｄｅａｌ）”で表示した線）と略同一である。これら両方とも、同一の無線信号増幅器の受信アンテナが選択されたわけである。

［１．５ シミュレーション３］
Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}＝２からＮ_{ｒｘ，ＲＥＰ}＝４に変更して行ったシミュレーションを、図１８乃至図２０を参照して説明する。シミュレーション３が行われる４の方式について、図１８を参照して説明する。

図１８の（ａ）は、同一利得（ｇａｉｎ）分配方式であって、無線信号増幅器の全ての受信アンテナで受信された信号に同一の利得を付加してＭ個の無線信号増幅器の送信アンテナにマップする方式である。後述される図１９では“Ｅｑｕａｌ Ｇａｉｎ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｒ”で示される。図１８の（ｂ）は、無線信号増幅器の全ての受信アンテナで受信された信号の中から最も受信品質の良いＮ_{ｒｘ，ＲＥＰ}＝４個の信号（リンク）を選択して無線信号増幅器の送信アンテナにマップする方式である。後述される図１９では、“Ｂｅｓｔ Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ} Ｌｉｎｋ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ”で示される。図１８の（ｃ）は、無線信号増幅器の全ての受信アンテナで受信された信号の中から最も受信品質の良いＮ_ｒｘ（図１８の（ｃ）でＮ_ｒｘ＝２）個の信号（リンク）を選択して無線信号増幅器の送信アンテナにマップする方式である。後述される図１９では、“Ｂｅｓｔ Ｎ_ｒｘ Ｌｉｎｋ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ”で示される。図１８の（ｄ）及び（ｅ）は、ＵＬチャネルの品質に基づいてＭを選択する方式であって、ＵＬチャネルの品質は、第１無線機器から無線信号増幅器への上りリンク信号に基づいて測定できる。図１８の（ｄ）及び（ｅ）を参照すると、無線信号増幅器のＤＬに対する送信アンテナは、ＵＬにおいて受信アンテナとして動作できる。したがって、図１８の（ｄ）で、ＵＬ時の受信品質が最も良い受信アンテナｎ個を、ＤＬ用送信アンテナとして選択し、残りのＮ_{ｒｘ，ＲＥＰ}−ｎ個の送信アンテナは無作為で選択することができる。後述される図１９では、“ＵＬ ｂａｓｅｄ Ｂｅｓｔ Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ} Ｌｉｎｋ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ”で示される。また、図１８の（ｅ）で、ＵＬ時の受信品質が最も良い受信アンテナｎ個をＤＬ用送信アンテナとして選択し、残りのＮ_ｒｘ−ｎ個の送信アンテナは無作為で選択できる。後述される図１９では“ＵＬ ｂａｓｅｄ Ｂｅｓｔ Ｎ_ｒｘ Ｌｉｎｋ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ”で示される。

図１９に、図１８で説明したリンク選択方式によるシミュレーション結果を示す。図１９の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、図１４の（ａ）−（ｄ）、（ｂ）−（ｅ）、（ｃ）−（ｆ）の組合せを用いた場合のシミュレーション結果である。結果を分析すると、チャネル容量は、Ｂｅｓｔ Ｎ_ｒｘ Ｌｉｎｋ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ、Ｂｅｓｔ Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ} Ｌｉｎｋ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ、ＵＬ ｂａｓｅｄ Ｂｅｓｔ Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ} Ｌｉｎｋ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ、Ｅｑｕａｌ Ｇａｉｎ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ、ＵＬ ｂａｓｅｄ Ｂｅｓｔ Ｎ_ｒｘ Ｌｉｎｋ Ｓｅｌｅｃｔｏｒの順に良好である。すなわち、無線信号増幅器が第１無線機器の受信アンテナの位置を正確に知っている場合には、第１無線機器の受信アンテナの数に合わせて受信リンクを選択することが好ましい。第１無線機器の受信アンテナの一部の位置を知っている場合には、位置の知っていない受信アンテナのためにある程度ダイバーシティ利得を追求することが好ましい。

図２０は、本発明の一実施例に係る下りリンク送信に関する動作を実行するように構成された装置のブロック図である。送信装置１０及び受信装置２０は、情報及び／又はデータ、信号、メッセージなどを運ぶ無線信号を送信又は受信できるＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニット１３，２３と、無線通信システムにおける通信と関連した各種情報を記憶するメモリー１２，２２と、ＲＦユニット１３，２３及びメモリー１２，２２などの構成要素と動作的に連結され、前述した本発明の実施例の少なくとも一つを当該装置が実行するようにメモリー１２，２２及び／又はＲＦユニット１３，２３を制御するように構成されたプロセッサ１１，２１と、をそれぞれ備える。

メモリー１２，２２は、プロセッサ１１，２１の処理及び制御のためのプログラムを格納することができ、入／出力される情報を臨時記憶することができる。メモリー１２，２２がバッファとして活用されてもよい。

プロセッサ１１，２１は、通常、送信装置又は受信装置内の各種モジュールの動作全般を制御する。特に、プロセッサ１１，２１は、本発明を実行するための各種の制御機能を持つことがきる。プロセッサ１１，２１は、コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、マイクロコントローラ（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコンピュータ（ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ）などと呼ぶこともできる。プロセッサ１１，２１は、ハードウェア（ｈａｒｄｗａｒｅ）、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア、又はこれらの結合によって具現することができる。ハードウェアを用いて本発明を実現する場合には、本発明を実行するように構成された、ＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、又はＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）などをプロセッサ１１，２１に備えることができる。一方、ファームウェアやソフトウェアを用いて本発明を実現する場合には、本発明の機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などを含むようにファームウェアやソフトウェアを構成することができ、本発明を実行可能に構成されたファームウェア又はソフトウェアは、プロセッサ１１，２１内に設けられてもよく、メモリー１２，２２に格納されてプロセッサ１１，２１によって駆動されてもよい。

送信装置１０におけるプロセッサ１１は、プロセッサ１１又はプロセッサ１１に接続しているスケジューラからスケジューリングされて外部に送信される信号及び／又はデータに対して所定の符号化（ｃｏｄｉｎｇ）及び変調（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を行った後にＲＦユニット１３に送信する。例えば、プロセッサ１１は、送信しようとするデータ列を逆多重化、チャネル符号化、スクランブリング、及び変調過程などを経てＫ個のレイヤに変換する。符号化されたデータ列はコードワードと呼ぶこともでき、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層が提供するデータブロックである伝送ブロックと等価である。一伝送ブロック（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｂｌｏｃｋ、ＴＢ）は一コードワードに符号化され、各コードワードは一つ以上のレイヤの形態で受信装置に送信される。周波数アップ変換のためにＲＦユニット１３はオシレータ（ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を含むことができる。ＲＦユニット１３はＮ_ｔ個（Ｎ_ｔは１以上の正の整数）の送信アンテナを含むことができる。

受信装置２０の信号処理過程は、送信装置１０の信号処理過程の逆となる。プロセッサ２１の制御下に、受信装置２０のＲＦユニット２３は、送信装置１０から送信された無線信号を受信する。ＲＦユニット２３は、Ｎ_ｒ（Ｎ_ｒは正の整数）個の受信アンテナを含むことができ、ＲＦユニット２３は受信アンテナから受信した信号のそれぞれを周波数ダウン変換（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｗｎ−ｃｏｎｖｅｒｔ）して基底帯域信号に復元する。ＲＦユニット２３は、周波数ダウン変換のためにオシレータを含むことができる。プロセッサ２１は、受信アンテナから受信した無線信号に対する復号（ｄｅｃｏｄｉｎｇ）及び復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を行い、送信装置１０が本来送信しようとしたデータとして復元することができる。

ＲＦユニット１３，２３は一つ以上のアンテナを具備する。アンテナは、プロセッサ１１，２１の制御下に、本発明の一実施例によって、ＲＦユニット１３，２３で処理された信号を外部に送信したり、外部から無線信号を受信してＲＦユニット１３，２３に伝達する機能を果たす。アンテナはアンテナポートと呼ぶこともできる。各アンテナは一つの物理アンテナに該当したり、２以上の物理アンテナ要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）の組合せによって構成されてもよい。各アンテナから送信された信号は受信装置２０によってそれ以上分解されることはない。当該アンテナに対応して送信された参照信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ、ＲＳ）は、受信装置２０の観点で見たアンテナを定義し、チャネルが一物理アンテナからの単一（ｓｉｎｇｌｅ）無線チャネルであるか、或いは当該アンテナを含む複数の物理アンテナ要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）からの合成（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）チャネルであるかに関係なく、受信装置２０にとっての当該アンテナに対するチャネル推定を可能にする。すなわち、アンテナは、該アンテナ上のシンボルを伝達するチャネルが同一アンテナ上の他のシンボルが伝達される上記チャネルから導出されるように定義される。複数のアンテナを用いてデータを送受信する多重入出力（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ、ＭＩＭＯ）機能を支援するＲＦユニットの場合は、２個以上のアンテナに接続されてもよい。

本発明の実施例において、ＵＥ又はリレーが上りリンクでは送信装置１０として動作し、下りリンクでは受信装置２０として動作する。本発明の実施例において、ＢＳが上りリンクでは受信装置２０として動作し、下りリンクでは送信装置１０として動作する。また、本発明の実施例において、無線信号増幅器は、上りリンクで送信装置１０、及び下りリンクで受信装置２０として動作できる。なお、ＲＦユニット１３，２３は、図１８に示したような送受信アンテナを含み、プロセッサ１１，２１は、前述したリンク生成／リンク選択などのような本発明の実施例を実行又は具現することができる。

より具体的には、送信装置１０又は受信装置２０は、無線通信システムにおいて基地局（ＢＳ）から下りリンク（ＤＬ）信号を受信し、受信したＤＬ信号をユーザ機器（ＵＥ）に送信するための装置であってもよい。この装置は、基地局からＤＬ信号を受信するように構成された複数個の受信アンテナと、該受信したＤＬ信号をユーザ機器に送信するように構成された複数個の送信アンテナを含むＲＦユニット１３又は２３を含むことができる。この装置は、上記の受信したＤＬ信号を少なくとも一つの送信アンテナにマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）するように構成されたプロセッサ１１又は２１を含むことができる。このプロセッサは、複数個（Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）の送信アンテナの中からＭ個の送信アンテナを選択し、Ｍ個の送信アンテナに上記受信したＤＬ信号をマップするように構成することができる。

ここで、送信アンテナの数（Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）は受信アンテナの数（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}）より大きくてもよい。Ｍは、受信したＤＬ信号を送信するために用いられる送信アンテナの数であってもよい。

追加として又は代案として、プロセッサは、Ｍが受信アンテナの数（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}）よりも大きい場合、受信したＤＬ信号の少なくとも一つのＤＬ信号を分配し、分配された信号を含む上記受信したＤＬ信号をＭ個の送信アンテナにマップするように構成することができる。

追加として又は代案として、プロセッサは、Ｍが受信アンテナの数（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}）よりも小さい場合、該受信アンテナから受信されたＤＬ信号の少なくとも２つのＤＬ信号を結合し、該結合した信号を含む上記受信されたＤＬ信号を、Ｍ個の送信アンテナにマップするように構成することができる。複数個の送信アンテナのそれぞれとユーザ機器の複数個の受信アンテナのそれぞれ間のチャネル品質に基づいて、少なくとも２つの受信されたＤＬ信号を結合したり、少なくとも一つの受信されたＤＬ信号を分配したりできる。

追加として又は代案として、Ｍは、ユーザ機器の受信アンテナの数（Ｎ_ｒｘ）、受信装置の受信アンテナの数（Ｎ_{ｒｘ，ＲＥＰ}）、受信装置の送信アンテナの数（Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）、及び１以上送信アンテナの数（Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}）未満の任意の整数のうち一つと決定できる。

追加として又は代案として、Ｍは、（ａ）受信装置でユーザ機器からの送信された信号の品質、（ｂ）ユーザ機器で受信装置から受信された信号の品質、及び（ｃ）上記の（ａ）又は（ｂ）に基づいてあらかじめ選択された送信アンテナとの関係、のうち一つに基づいて決定できる。

追加として又は代案として、上記あらかじめ選択された送信アンテナとの関係は、上記あらかじめ選択された送信アンテナと選択されるＭ個の送信アンテナ間の距離、上記あらかじめ選択された送信アンテナと選択されるＭ個の送信アンテナ間の相関度（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）、ユーザ機器のアンテナ構成の統計的特性のうち少なくとも一つを含むことができる。

追加として又は代案として、プロセッサは、複数個の送信アンテナとユーザ機器の複数個の受信アンテナ間のチャネル品質に関する情報を受信するように構成することができる。

このような、受信装置又は送信装置として機能するＵＥ又はＢＳの具体的な構成は、図面を参照して前述した本発明の様々な実施例で説明した事項が独立して適用されてもよく、又は２つ以上の実施例が同時に適用されるように具現されてもよい。

上述したように開示された本発明の好適な実施例に関する詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施し得るように提供された。以上では本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術の分野における熟練した者には、添付の特許請求の範囲に記載された本発明を様々に修正及び変更できるということが理解できる。したがって、本発明はここに示した実施の形態に制限されるものではなく、ここに開示された原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲を付与するためのものである。
［実施例］

様々な実施例が、本発明を実行するために、上記の発明を実施するための形態で説明された。

本発明の実施例は、無線移動通信システムの端末機、基地局、無線信号増幅器又はその他の装備に利用可能である。

Claims (6)

1. 無線通信システムにおいて基地局（ＢＳ）から複数の下りリンク（ＤＬ）信号を受信し、前記複数の下りリンク（ＤＬ）信号をユーザ機器（ＵＥ）に送信する装置であって、前記装置は、
   前記基地局（ＢＳ）から前記複数の下りリンク（ＤＬ）信号を受信するように構成されたＮ _{ｒｘ，ＲＥＰ}個の受信（Ｒｘ）アンテナであって、Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} は１よりも大きい、Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} 個の受信（Ｒｘ）アンテナと、
   前記ユーザ機器（ＵＥ）に前記複数の下りリンク（ＤＬ）信号を送信するように構成されたＮ _{ｔｘ，ＲＥＰ}個の送信（Ｔｘ）アンテナと、
   プロセッサと
   を備え、
   前記プロセッサは、前記Ｎ_{ｔｘ，ＲＥＰ}個の送信（Ｔｘ）アンテナの中からＭ個の送信（Ｔｘ）アンテナを選択することと、前記複数の下りリンク（ＤＬ）信号の分配および前記Ｍ個の送信（Ｔｘ）アンテナのグルーピングを実行することと、前記Ｍ個の送信（Ｔｘ）アンテナに前記複数の下りリンク（ＤＬ）信号をマップすることとを実行するように構成され、
   前記Ｍは、前記Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} よりも大きく、
   前記Ｎ _{ｔｘ，ＲＥＰ} は、前記Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} よりも大きく、前記Ｍは、前記複数の下りリンク（ＤＬ）信号を送信するために用いられる送信（Ｔｘ）アンテナの数であり、
   前記グルーピングは、前記ユーザ機器（ＵＥ）の受信（Ｒｘ）アンテナの各々と前記Ｍ個の送信（Ｔｘ）アンテナの各々との間の地理的関係に関連する選好度に基づいて実行され、
   前記グルーピングは、ｉ）前記ユーザ機器（ＵＥ）の前記受信（Ｒｘ）アンテナの各々間の相関度を下げるために、前記Ｍ個の送信（Ｔｘ）アンテナのうち、同一の選好度を有する送信（Ｔｘ）アンテナのセットが１つのグループにグルーピングされる第１の方法、または、ｉｉ）前記Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} 個の受信（Ｒｘ）アンテナおよび前記Ｍ個の送信（Ｔｘ）アンテナの各々間のチャネルの瞬時的なチャネル不均衡を安定化させるために、前記同一の選好度を有する送信（Ｔｘ）アンテナのセットが、それぞれ異なるグループにグルーピングされる第２の方法により実行される、装置。
2. 前記Ｍは、（ａ）前記装置へと前記ユーザ機器（ＵＥ）から送信された信号の品質、および、（ｂ）前記ユーザ機器（ＵＥ）で前記装置から受信された信号の品質のうちの１つに基づいて決定される、請求項１に記載の装置。
3. 前記プロセッサは、前記Ｎ _{ｔｘ，ＲＥＰ} 個の送信（Ｔｘ）アンテナの各々と前記ユーザ機器（ＵＥ）の受信（Ｒｘ）アンテナの各々との間のチャネル品質の情報を受信するように構成される、請求項１に記載の装置。
4. 無線通信システムにおいて基地局（ＢＳ）から複数の下りリンク（ＤＬ）信号を受信し、前記複数の下りリンク（ＤＬ）信号をユーザ機器（ＵＥ）に送信する方法であって、前記方法は、
   Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ}個の受信（Ｒｘ）アンテナで前記基地局（ＢＳ）から前記複数の下りリンク（ＤＬ）信号を受信することであって、Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} は１よりも大きい、ことと、
   Ｎ _{ｔｘ，ＲＥＰ}個の送信（Ｔｘ）アンテナの中からＭ個の送信（Ｔｘ）アンテナを選択することであって、前記Ｍは、前記Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} よりも大きい、ことと、
   前記複数の下りリンク（ＤＬ）信号の分配および前記Ｍ個の送信（Ｔｘ）アンテナのグルーピングを実行することと、
   前記Ｍ個の送信（Ｔｘ）アンテナに前記複数の下りリンク（ＤＬ）信号をマップすることと、
   前記Ｍ個の送信（Ｔｘ）アンテナで前記ユーザ機器（ＵＥ）に前記複数の下りリンク（ＤＬ）信号を送信することと
   を含み、
   前記Ｎ _{ｔｘ，ＲＥＰ} は前記Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} よりも大きく、前記Ｍは、前記複数の下りリンク（ＤＬ）信号を送信するために用いられる送信（Ｔｘ）アンテナの数であり、
   前記グルーピングは、前記ユーザ機器（ＵＥ）の受信（Ｒｘ）アンテナの各々と前記Ｍ個の送信（Ｔｘ）アンテナの各々との間の地理的関係に関連する選好度に基づいて実行され、
   前記グルーピングは、ｉ）前記ユーザ機器（ＵＥ）の前記受信（Ｒｘ）アンテナの各々間の相関度を下げるために、前記Ｍ個の送信（Ｔｘ）アンテナのうち、同一の選好度を有する送信（Ｔｘ）アンテナのセットが１つのグループにグルーピングされる第１の方法、または、ｉｉ）前記Ｎ _{ｒｘ，ＲＥＰ} 個の受信（Ｒｘ）アンテナおよび前記Ｍ個の送信（Ｔｘ）アンテナの各々間のチャネルの瞬時的なチャネル不均衡を安定化させるために、前記同一の選好度を有する送信（Ｔｘ）アンテナのセットが、それぞれ異なるグループにグルーピングされる第２の方法により実行される、方法。
5. 前記Ｍは、（ａ）装置へと前記ユーザ機器（ＵＥ）から送信された信号の品質、および、（ｂ）前記ユーザ機器（ＵＥ）で前記装置から受信された信号の品質のうちの１つに基づいて決定される、請求項４に記載の方法。
6. 前記Ｎ _{ｔｘ，ＲＥＰ} 個の送信（Ｔｘ）アンテナの各々と前記ユーザ機器（ＵＥ）の受信（Ｒｘ）アンテナの各々との間のチャネル品質の情報を受信することをさらに含む、請求項４に記載の方法。

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