WO2006098379A1

WO2006098379A1 - マルチユーザ・プレコーディングに基づく適応変調方法

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Publication number: WO2006098379A1
Application number: PCT/JP2006/305154
Authority: WO
Inventors: Qiang Wu; Jifeng Li
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2006-09-21
Also published as: CN1835425A

Abstract

　マルチユーザ・プレコーディングに基づいた適応変調方法を開示する。この方法は、基地局が各ユーザ端末のチャネル行列及び雑音電力を取得し、これらと所定のプレコーディング方法とによって各ユーザ端末の等価信号対雑音比を計算し、これに基づいて適応変調パラメータテーブルを決定すると共に、各ユーザ端末の等価信号対雑音比に基づいて注水定理により電力配分を決定し、各ユーザ端末の雑音電力及び電力配分値から、各ユーザ端末の新たな信号対雑音比を計算し、これに基づいて適応変調パラメータテーブルから対応する変調方式を決定し、信号対雑音比と同様の方式によって、同一の変調方式に属するユーザ端末に対して改めて電力を配分し、各ユーザ端末の最終的な配分電力を取得し、最終的な配分電力及び変調方式に基づいてデータを送信する。

Description

マルチユーザ.プレコーディングに基づく適応変調方法

技術分野

[0001] 本発明は、マルチユーザ MIMO通信システムにおけるプレコーディングおよび適応変調に関する。

背景技術

[0002] マルチインプットマルチアウトプット（MIMO)技術は、無線移動体通信の分野における大きな成果である。 MIMO技術とは、データの送受信いずれにも複数のアンテナを用いる。様々な研究の結果、 MIMO技術を用いることによりチャネル容量を増加させることができるようになり、チャネルの信頼性を向上させて誤り率を低下させることが可能となった。 MIMO技術は無線通信システムの容量増加に対して極めて大きな潜在能力を有しており、次世代の移動体通信に用いられるキーテクノロジーである。中でもマルチユーザ MIMO通信は、現在注目されている技術の 1つである。

[0003] 図 1は、通常用いられるシングルユーザ MIMOシステムの構成を示すブロック図である。このシステムにおいて、 MIMO送信装置（MIMO通信方式を採用する送信装置）は M本の送信アンテナを用い、 MIMO受信装置 (MIMO通信方式を採用する受信装置）は N本の受信アンテナを用いて信号の送受信を行う。 MIMO送信装置では、送信データは、まず SZP変換部 701により処理されて M個のデータストリームに分けられ、各データストリームは対応する送信アンテナ 702から送信される。 MIMO 受信装置では、まず N個の受信アンテナ 703により信号を受信し、次にチャネル推定部 704がこの受信信号に基づ、てチャネル推定を行なって、現在のチャネル特性行列 Hを推定する。検出部 705はこのチャネル特性行列 Hを用いて受信信号の検出を行な!/、、 MIMO送信装置が送信した情報ビットを復調する。

[0004] 一方、図 2は、マルチユーザ MIMOシステムの概要を示す図である。図 2において、基地局はユーザ端末 (通信端末） # 1およびユーザ端末 # 2に同時に信号 Sl、 S2 を送信する。しかし、ユーザ端末 # 2の所望信号 S2はユーザ端末 # 1に対して干渉を生じ、ユーザ端末 # 1の所望信号 S1もまたユーザ端末 # 2に対して干渉を生じている。また、ユーザ端末 # 1はユーザ端末 # 2のチャネル特性を得ることはできず、ュ一ザ端末 # 2も同様にユーザ端末 # 1のチャネル特性を得ることはできない。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] マルチユーザ MIMO通信システムにお!/、て使用されるプレコーディング法には、以下の 4通りがある。

1.逆チャネル'プレコーディング法

2. Tomlinson- Harashimaプレコーディング法

3. lattice reductionに基づくプレコーディング法

4. AMCプレコーディング法

これらの方法は以下に示すような特徴を有する。

[0006] なお、マルチユーザ MIMOシステムの数式モデルは、以下の式（1)のように表される。

[数 1]

X = Hs + n … ^ 1 式（1)において、 nは受信アンテナにおける平均値ゼロかつ二乗誤差 σ ²の白色ガウスノイズを表し、 Xは受信アンテナの信号ベクトル、 sはプレコーディングを施した後の送信信号、 Ηはチャネル行列を表す。

[0007] まず、逆チャネル 'プレコーディング法について説明する。図 3は、逆チャネル'プレコーディング法を説明するための図である。図 3において、データ dはまずチャネル逆行列 H^{_ 1}の処理を経て、チャネル Hを経た後に H^_1H = Iとなり、干渉が完全に除去される。しかし、その代償として、干渉を除去するために送信電力を増大させなければならず、逆に、送信電力を変化させないとすると雑音が増大することになる。

[0008] 次いで、 Tomlinson-Harashimaプレコーディング法について説明する。図 4は、 Toml inson- Harashimaプレコーディング法を説明するための図である。 Tomlinson- Harashi maプレコーディング法は、 QR分解の変形である LQ分解を用いて、チャネル行列 H を分解するものであり、以下の式（2)の通りである。 [数 2]

H = S F^H … （ 2 ) 式（2)において、 Sは下三角行列、 Fはュ-タリ行列（F^HF = I)である。そして、 Cを以下の式（3)によって定義する。

[数 3]

C = G HF = G S … （ 3 ) 式（3)において Gの意味するところは以下の式 (4)の通りである。なお、 Cは、対角要素が 1の下三角行列である。

画

G iA« ..,5 … （ 4 )

[0009] この方法の考え方は、干渉が既知であれば、 MIMO送信装置にぉ、て事前に減じることができる、というものである。図 4の「C I」処理の作用がこれに該当する。「C I」処理は、数学的には対角要素が 0の下三角行列に相当する。 1番目のユーザにつ！、ては干渉が存在しな!、が、 2番目

、ては 1番目のユーザの干渉を減じる必要があり、 K番目のユーザにつ、ては 1番目から K 1番目までのユーザの干渉を減じる必要がある。また、図 4の「MOD」処理は MOD演算を表し、このようにして送信電力を下げることができる。 K番目のユーザが自己のデータを取得する場合には、受信信号に Gの K番目の対角要素 gを乗算して復元した後、「MOD」処理を

K

経て、「復調」処理を施し出力する。

[0010] このプレコーディング法は、送信電力を下げるため、性能的には逆行列を求める方法より優れているものの、 1フレームデータごとに各ユーザに対して利得制御値 gを

K

送信しなければならな、ため、送信信号のオーバーヘッドが大きくなると!/、う問題がある。

[0011] 次いで、 lattice reductionに基づくプレコーディング法について説明する。 lattice re ductionに基づくプレコーディング法は、以下の式（5)の通り、 Hに対して擬似逆行列分解を行うものである。

[数 5]

H_red =『 T … ( 5 ) ここで、 H の各列は、近似直交基底ベクトルである。 Tと T^{_ 1}とのそれぞれの要素

red

は整数であり、行列式は ± 1である。そして、 Tの特性を用いて、以下の式（6)に従つて、 MOD演算を組み合わせてプレコーディングを施す。

[数 6] s = H_redT{T~^ld modr) … ( 6 ) 式（6)において、 dはプレコーディングを施す前のシンボル、 τは境界値であり、座標点の実部と虚部は、共に 0. 5 てから 0. 5 てまでの間に位置する。

[0012] 次!、で、 AMCプレコーディング法につ!、て説明する。 AMCプレコーディング法の基本原理は、変調および符号ィ匕のフォーマットを変更してシステムの制限範囲内でチャネル条件に適応させるというものであり、チャネル条件はフィードバック情報により推定される。 AMCシステムにおいては、通常、ユーザは望ましいチャネル条件下では高次の変調方式および符号ィ匕レートを用い、望まし、チャネル条件下ではな、場合には低次の変調方式および符号化方法を用いる。

[0013] 本発明の目的は、マルチユーザ'プレコーディングに基づいた適応変調方法を提供して、マルチユーザ ΜΙΜΟシステムにおける下り回線の誤り耐性を向上させることである。

課題を解決するための手段

[0014] 本発明の 1つの態様が提供するマルチユーザ'プレコーディングに基づく適応変調方法は、各通信端末のチャネル行列および雑音電力を取得するステップと、前記チャネル行列、前記雑音電力、および所定のプレコーディング方法を用いて、各通信端末の等価信号対雑音比を計算するステップと、前記等価信号対雑音比を用いて適応変調パラメータテーブルを決定するステップと、前記等価信号対雑音比に基づいて、注水定理に従って各通信端末の電力配分値を決定するステップと、前記雑音電力および前記電力配分値を用いて各通信端末の信号対雑音比を計算し、この信号対雑音比に基づいて、前記適応変調パラメータテーブル力各通信端末に対する変調方式を決定するステップと、信号対雑音比と同じ方式に従って、同一の変調方式を使用する通信端末に対して改めて電力を配分し、各通信端末の最終的な配分電力を取得するステップと、前記最終的な配分電力および前記変調方式に基づ、て、各通信端末宛てのデータを送信するステップと、を具備するようにした。

発明の効果

[0015] 本発明によれば、マルチユーザ MIMOシステムにおける誤り耐性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]シングルユーザ MIMOシステムの構成を示す図

[図 2]マルチユーザ MIMOシステムの概要を示す図

[図 3]逆チャネル'プレコーディング法を説明するための図

[図 4]Tomlinson- Harashimaプレコ一ディング法を説明するための図

[図 5]本発明の一実施の形態に係る MIMOシステムの主要な構成を示す図

[図 6]本実施の形態に係るマルチユーザ 'プレコーディングに基づく適応変調方法の手順を示すフロー図

[図 7]M— QAM変調方式のコンステレーシヨンを示す図

[図 8]各プレコーディング法の性能の比較を示す図

[図 9]適応変調の有無による各プレコーディング法の性能比較を示す図

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、ここでは、同様の機能を有する複数の構成に対し同一の符号を付すこととし、さらに各符号に続けて異なる枝番を付して互いを区別することとする。

[0018] 図 5は、本発明の一実施の形態に係る MIMOシステムの主要な構成を示す図である。

[0019] 本実施の形態に係る MIMOシステムは、通常、基地局装置 100と、移動局である複数 (ここでは N個）のユーザ端末装置 (通信端末装置） 200— 1〜200— Nとを備える。

[0020] 基地局装置 100は、各ユーザのデータを格納したメモリ等のデータ源 101、適応変調部 102—1〜102— N、プレコーディング部 103— 1〜103— N、および送信アンテナ 104— 1〜104— Nを備える。適応変調部 102— 1〜102— N、プレコ一ディング部 103— 1〜103— N、および送信アンテナ 104— 1〜104— Nは、 N個のユーザ端末装置に対応して N個存在する。

[0021] ユーザ端末装置 200— 1は、受信アンテナ 201— 1、チャネル Z雑音推定部 202 —1、および復調部 203— 1を備える。同様に、ユーザ端末装置 200— Nも、受信ァンテナ 201— N、チャネル Z雑音推定部 202— N、および復調部 203— Nを備える。

[0022] なお、各ユーザ端末装置の構成は同様であるため、基本的に枝番を省略したユーザ端末装置 200という総称を以下用いることとする。また、ユーザ端末装置 200内の構成についても枝番を省略した総称を用いることとする。

[0023] さらに、基地局装置 100内の構成においても、同様の構成に対しては、枝番を省略した総称を用いることとする。

[0024] まず、ユーザ端末装置 200内の各部の機能について説明する。

[0025] 受信アンテナ 201は、基地局装置 100からの信号を受信する。チャネル Z雑音推定部 202は、この受信信号に含まれるパイロットを用いてチャネル推定を施し、得られるチャネル推定値に基づヽて回線変動補償を行ヽ、補償後の信号を復調部 203 へ出力する。復調部 203は、チャネル Z雑音推定部 202から出力された信号カも受信データの復調を行う。得られる復調データは他の構成（図示せず)へ出力される。また、チャネル Z雑音推定部 202は、チャネル推定値と併せて、受信信号の雑音電力も推定し、フィードバックチャネル CH1等を介して、これらの情報 (チャネル推定値力もなるチャネル行列、雑音電力）を基地局装置 100にフィードバックする。以上のデータ受信およびフィードバックの処理は繰り返して行われる。

[0026] 次に、基地局装置 100内の各部の機能について説明する。

[0027] 基地局装置 100は、ユーザ端末装置 200— 1〜200—N力もフィードバックチヤネル CH1〜CHNを介してそれぞれ通知されるフィードバック情報に基づ!/、て、チヤネル行列 Hおよび雑音電力を取得することができる。

[0028] 適応変調部 102は、フィードバックされたチャネル行列 Hおよび雑音電力に基づヽて、後述の方法に従って、ユーザ端末装置 200の適応変調のフォーマットを決定すると共に、ユーザ端末装置 200の送信電力を決定する。また、適応変調部 102は、ユーザ端末装置 200の変調方式および送信電力を決定すると、データ源 101からュ一ザ端末装置 200に送信するデータを取得し、このデータを変調した後、プレコーデイング部 103へ出力する。プレコーディング部 103は、後述の方法に従って、最終的に決定した変調方式および送信電力に応じて、ユーザ端末装置 200宛てのデータを送信アンテナ 104を介して送信する。

[0029] 図 6は、本実施の形態に係るマルチユーザ 'プレコーディングに基づく適応変調方法の手順を示すフロー図である。

[0030] ステップ ST3010において、基地局装置 100は、ユーザ端末装置 200のチャネル行列を取得する。時分割多重 (TDD)システムについては、上り回線と下り回線の対称性により、チャネル行列は上り回線に対する推定によって得られたチャネル行列を下り回線のプレコーディングに直接用いることができる。周波数分割多重 (FDD)システムについては、ユーザ端末装置 200がチャネル情報を基地局装置 100にフィードノックする必要がある。さらに、ユーザ端末装置 200のチャネル Z雑音推定部 202は、受信した信号の雑音電力を推定し、それをフィードバックチャネル CH1等を介して基地局装置 100に通知する。このようにして、基地局装置 100は、ユーザ端末装置 2 00のチャネル行列 Hおよび雑音電力を取得する。

[0031] ステップ ST3020において、基地局装置 100は、所定のプレコーディング法に従つて、チャネル行列 Hおよびユーザ端末装置 200の雑音電力に基づいて、各ユーザの等価信号対雑音比 (等価 SNR)を計算する。例えば、プレコーディング法として逆チャネル 'プレコーディング方法を使用する場合、プレコーディングを施す前の送信シンボルを d、プレコーディングを施した後の送信シンボルを sとすると、以下の式（7)のようになる。

[数 7] s=H~^ld ( 7 ) プレコーディング前の送信シンボル dが既に正規ィ匕されていると仮定すると、以下の式 (8)の関係が存在する。

[数 8]

E(dd^H)^I … ( 8 ) 式（8)に基づ、て、以下の式（9)が得られる。

[数 9]

E{ss^H)^H-^xH-^H … （ 9 ) 式（8)には、 i本目のアンテナの平均送信電力は 1から H の第 i行の 2—ノルムの平方となり、これは送信電力の上昇に相当する、ということが示されている。 i番目のュ一ザの雑音電力を σ Η^_1の第 i行の 2—ノルムの平方を ^と仮定すると、下の式（ 10)によって i番目のユーザの等価信号対雑音比を計算することができる。

[数 10]

各ユーザの等価信号対雑音比が決定されると、フローはステップ ST3030に進み、各ユーザの等価信号対雑音比に応じて、可能となる変調方式を決定し、適応変調のノメータテーブルを形成する。通常は、例えば、信号対雑音比が 5dB未満の場合には変調方式として QPSKを選択し、信号対雑音比が 5dB以上 lOdB未満の場合には 8PSKを選択し、信号対雑音比が lOdB以上の場合には 16QAMを選択する、というように信号対雑音比に応じて異なる変調方式を選択することが可能である。変調方式が決定すると、送信電力等、各変調方式に対してそれぞれ対応のパラメータテ一ブルが存在する。

[0033] 続!、て、ステップ ST3040にお!/、て、基地局装置 100で各ユーザの等価信号対雑音比を取得した後に、プレコーディングの干渉除去という特徴に基づいて、注水 (Wa ter Filling)定理により各ユーザ端末装置 200の電力配分値を決定する。

[0034] 注水定理とは、 n個の独立したパラレルチャネルに対して、各ユーザに電力を配分することにより最大のチャネル容量を得る方法である。例えば、合計電力が下記の式 (11)により制限されているとする。

[数 11]

かかる場合、各チャネルの利得 ^を、各チャネルの雑音電力を σ ²とすると、各チヤネルの信号対雑音比は以下の式（ 12)で表される。

[数 12]

よって、そのチャネル容量は、下記の式（13)で表される。

¾13]

C ... ( 1 3 )

ここで、ラグランジュ乗数法に基づき、以下の式（14)で表される補助関数を導入する。

[数 14]

式（14)において、 Lはラグランジュ乗数である。そして、偏導関数を下記の式（15) とする。

[数 15]

すると、式（16)で表されるを取得することができる。

[数 16] = _w— … ( 1 6 )

λ 式（16)において、 uは常数であり、その値は下記の式（17)に示す値である。

[数 17]

また、 Ρは電力の制約条件である式（10)を満たし、かつ Ρは 0以上である。

実際には、プレコーディングは線形変換を経るため、各ユーザの受信時には、干渉は完全に除去される。そのため、 MIMO受信装置 (ユーザ)から考えれば、パラレルでチャネル間干渉のないチャネルである。注水定理によれば、信号対雑音比の高いチャネルは、より大きな容量を得るために、より高い電力を配分されるはずである。従つて、注水定理によって各ユーザの等価信号対雑音比に基づいて電力を配分することが可能である。合計送信電力が N X P、即ちアンテナ数力で、各送信アンテナの平均送信電力が Pであれば、 i番目のユーザへの電力の配分は下記の式（18)の通りである。

[数 18]

P ) … ( 1 8 )

式（18)において、 SNRは i番目のユーザの等価信号対雑音比であり、 x+を x+ = max(x, 0)と定義すると、 λは以下の式（19)を満たす。

[数 19]

[0036] ステップ ST3050において、各ユーザの雑音電力が既知であるから、この場合、上述の電力配分値に基づ!、て、各ユーザの新たな信号対雑音比 SNR'を計算する。そして、この SNR'に基づいて、適応変調パラメータテーブル力必要な変調方式を選択して取得する。そして、信号対雑音比の原則に基づいた方法、または同様の方法によって、同一の変調方式に対してあらためて電力を配分する。

[0037] 例えば、基地局装置 100の送信アンテナ数が Νで、各ユーザ端末が 1つのアンテナを有し、ユーザ端末の数も Νであると仮定すると、 Ηは N X Νの行列である。

[0038] 変調方式が決定すると、同一の変調方式を一組として、あらためて電力を配分する。例えば、 k個のユーザがいずれも 16QAMであり、これらのユーザに配分する電力をそれぞれ P(l)、 P(2)、 ···、 P(k)とする。これら 16個のユーザの近似信号対雑音比はいずれも 16QAMを用いる下限を満たしている。電力配分の過程において、信号対雑音比の高いユーザほど、より高い電力を配分され、達成し得る容量もより大きくなる。しかし、適応変調においては、選択可能な変調方式は数種類のみである。さらに、同種の変調方式の集合においては、配分される電力 P(l)、 P(2)、 ···、 P(k)もまた異なり、信号対雑音比が高いほど配分される電力も高い。このように、あるユーザの性能は良好な (配分された電力が高!、)状態である一方、あるユーザの性能は劣悪な (配分された電力が相対的に低い)状態であるという状況が生じ、性能の不均衡を招く。従って、同種の変調方式の集合内で、この集合の合計電力をあらためて配分する。その際、以下に述べる等信号対雑音比の原則に従うものとする。

等信号対雑音比の原則とは、以下の通りである。同一の変調方式に該当する k個のユーザの合計配分電力が以下の式（20)で表されるものとする。

[数 20]

PM-_QAM = P( … （ 2 0 )

等信号対雑音比の原則とは、あらためて配分する P(i) 'が、以下の式 (21)の条件を満たすことである。

[数 21] 尸尸 (²)'— _尸 ( ) ' ...

2 2 ？ ( 2 1 ) びび ₂ l

すなわち、式（21)において、以下の式（22)の関係が満たされる。

[数 22]

これは、適応変調と電力制御との結合とみなすことができる。適応変調とは、注水定理により信号対雑音比の高いユーザにより多くのビットを割り当てることである。しかし、変調方式が決定されると、同一の変調方式のユーザにおいて電力は公平に配分される。このように、同一の変調方式において、各ユーザの受信信号対雑音比は基本的に一致し、全体の誤り耐性を向上させ、人為的な「遠近効果」の発生を避けることができる。

[0040] ステップ ST3060にお、て、各ユーザの変調方式および電力配分値を取得した後、マルチユーザ'プレコーディング方法によってプレコーディングを行う。この場合のプレコーディング法としては、逆チャネル'プレコーディング法、 Tomlinson- Harashima マルチユーザ MIMOプレコーディング法、 lattice reductionに基づくプレコーディング法、 AMCプレコーディング法等を用いることが可能である。

[0041] 最後に、ステップ ST3070において、電力配分値および対応する変調方式に基づ V、て、取得したデータをアンテナ 104— 1〜 104— Nから送信する。

[0042] 図 7は、 M— QAM変調方式、特に 16QAMの場合のコンステレーシヨンを示す図である。

[0043] 図 8および図 9は、シミュレーション結果を示す図である。このシミュレーションにおいて、基地局装置 100のアンテナ数は 4、ユーザ端末数も 4、各ユーザ端末は 1本のアンテナを使用して、ることを条件とした。

[0044] 図 8は、各プレコーディング法の性能比較を示す図である。ここでは、 16QAM、 4

X 4アンテナの場合を例にとっている。逆チャネル（ZF)法と、 Tomlinson-Harashima プレコーディング（THP)法と、 lattice reduction (LR)法との比較を示している。この図から明らかなように、 Lattice reductionプレコーディング法が他の 2つよりも優れている。

[0045] 図 9は、スループットが 12ビット、すなわち各ユーザの平均が 3ビットである場合の適応変調の有無による各プレコーディング法の性能比較を示しており、図 9の中において、横軸 SNRはプレコーディングの平均送信電力と MIMO受信装置の平均雑音電力との比を表している。図 9は、適応変調なしで 8PSKを使用している条件下において、 ZF性能、 ZF— AM性能、および LR— AM性能の比較を示している。ここで、 ZF AM性能のプロットは、本発明の適応変調を用いた場合の性能、すなわち変調方式は 16QAMもしくは QPSKの中力も選択し、ユーザ数は 4で総ビット数は 12である場合の性能を示し、 LR— AM性能のプロットは、本発明の適応変調および Lattice re ductionプレコーディング法を用いた場合の性能を示して!/、る。この図から明らかなように、本発明の適応変調を用いると、性能は大幅に向上する。

[0046] 以上、本発明の実施の形態について説明した。

[0047] なお、上に述べたものは本発明の具体的な実施の形態の一例に過ぎな、。本発明の保護範囲はこれに限定されず、当該技術に精通したいかなる技術者が本発明に開示された技術範囲の中で容易に想到しうる変更や置換も、全て本発明の範囲に含まれるものである。すなわち、本発明に係るマルチユーザ'プレコーディングに基づく適応変調方法および MIMO送信装置は、上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。

[0048] また、本発明に係る MIMO送信装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。

[0049] また、ここでは、本発明をノヽードウエアで構成する場合を例にとって説明した力本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係るマルチユーザ .プレコーディングに基づく適応変調方法のアルゴリズムをプログラミング言語によつて記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係る MIMO送信装置と同様の機能を実現することができる。

[0050] 本明細書は、 2005年 3月 16日出願の中国特許出願第 200510056303. 6号に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

産業上の利用可能性

[0051] 本発明に係るマルチユーザ *プレコーディングに基づく適応変調方法および MIM o送信装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置、基地局装置等の用途に適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 各通信端末のチャネル行列および雑音電力を取得するステップと、

前記チャネル行列、前記雑音電力、および所定のプレコーディング方法を用いて、各通信端末の等価信号対雑音比を計算するステップと、

前記等価信号対雑音比を用いて適応変調パラメータテーブルを決定するステップと、

前記等価信号対雑音比に基づいて、注水定理に従って各通信端末の電力配分値を決定するステップと、

前記雑音電力および前記電力配分値を用いて各通信端末の信号対雑音比を計算し、この信号対雑音比に基づいて、前記適応変調パラメータテーブル力各通信端末に対する変調方式を決定するステップと、

信号対雑音比と同じ方式に従って、同一の変調方式を使用する通信端末に対して改めて電力を配分し、各通信端末の最終的な配分電力を取得するステップと、前記最終的な配分電力および前記変調方式に基づ!/、て、各通信端末宛てのデータを送信するステップと、

を具備するマルチユーザ'プレコーディングに基づく適応変調方法。

[2] 時分割多重方式においては、上り回線と下り回線の対称性に基づいて前記チヤネル行列を取得する、

請求項 1記載のマルチユーザ'プレコーディングに基づく適応変調方法。

[3] 周波数分割多重方式においては、各通信端末力ものフィードバック情報に基づいて前記チャネル行列を取得する、

[4] 前記所定のプレコーディング方法は逆チャネルプレコーディング方法であり、各通信端末の等価信号対雑音比を次式（1)に従って計算する、

[数 1]

ただし、

σ ^ : i番目の通信端末の雑音電力

β ：チャネル行列の逆行列 Η^{_ 1}の第 i行の 2—ノルムの平方

[5] 前記注水定理は、 n個の独立パラレルチャネルに対して、各通信端末に電力を配分することにより最大のチャネル容量を得る、

[6] 前記同一の変調方式を使用する通信端末に対して、この同一の変調方式の k個の通信端末の合計配分電力を次式 (2)とした場合に、改めて配分する P(i)'が次式 (3) の条件、かつ次式 (4)を満たすように改めて電力を配分する、

[数 2]

[数 3]

[数 4]

前記変調方式は、 16QAM、 8PSK、または QPSKの少なくとも 1つを含む、請求項 1記載のマルチユーザ'プレコーディングに基づく適応変調方法。

各通信端末のチャネル行列および雑音電力を取得する手段と、

前記チャネル行列、前記雑音電力、および所定のプレコーディング方法を用いて、各通信端末の等価信号対雑音比を計算する手段と、

前記等価信号対雑音比を用いて適応変調パラメータテーブルを決定する手段と、前記等価信号対雑音比に基づいて、注水法に従って各通信端末の電力配分値を決定する手段と、

前記雑音電力および前記電力配分値を用いて各通信端末の信号対雑音比を計算し、この信号対雑音比に基づいて、前記適応変調パラメータテーブル力各通信端末に対する変調方式を決定する手段と、

信号対雑音比と同じ方式に従って、同一の変調方式を使用する通信端末に対して改めて電力を配分し、各通信端末の最終的な配分電力を取得する手段と、

前記最終的な配分電力および前記変調方式に基づ!、て、各通信端末宛てのデータを送信する手段と、

を具備する MIMO送信装置。