無線通信システム、無線受信装置、無線送信装置、およびＣＱＩ量子化方法
【課題】無線送信装置から無線受信装置にフィードバックするＣＱＩビット数を低減すること。
【解決手段】ストリーム毎に適応変調を行うＳＤＭ方式の無線通信システムの無線受信装置（１００）において、チャネル推定部（１０２）はチャネル推定を行いチャネル推定値を生成し、ランキング順位決定部（１０５）は、チャネル推定値を用いて各ストリームの受信品質推定値の順位を決定し、ＣＱＩビット数決定部（１０８）は、各ストリームの受信品質推定値の順位に応じて各ストリームにＣＱＩ量子化ビット数を配分し、ＣＱＩ量子化部（１０９）は、各ストリームのＣＱＩ量子化ビット数に従って各ストリームの受信品質推定値を量子化し、各ストリームのＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を生成する。
【解決手段】ストリーム毎に適応変調を行うＳＤＭ方式の無線通信システムの無線受信装置（１００）において、チャネル推定部（１０２）はチャネル推定を行いチャネル推定値を生成し、ランキング順位決定部（１０５）は、チャネル推定値を用いて各ストリームの受信品質推定値の順位を決定し、ＣＱＩビット数決定部（１０８）は、各ストリームの受信品質推定値の順位に応じて各ストリームにＣＱＩ量子化ビット数を配分し、ＣＱＩ量子化部（１０９）は、各ストリームのＣＱＩ量子化ビット数に従って各ストリームの受信品質推定値を量子化し、各ストリームのＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＤＭ（Space Division Multiplexing:空間分割多重）方式の無線通信システムに用いる無線受信装置、無線送信装置、およびＣＱＩ量子化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等に代表される無線通信システムにおいては、サービス形態が多様化し、音声データだけではなく、静止画像、動画像等の大容量データを伝送することが要求される。これに対して、高い周波数利用効率を実現するＭＩＭＯシステムの研究が盛んに行われている。ＭＩＭＯシステムは、送受信双方に複数アンテナを用い、複数の独立な信号（ストリーム）を同一帯域において同時に送受信するシステムであって、周波数帯域の拡大なしにシステムのスループットの拡大を図ることができる。
【０００３】
ＭＩＭＯシステムにおいて伝送レートを向上させる技術の１つとして、ＳＤＭ方式がある。ＳＤＭ方式とは、複数のアンテナにより送信される複数の信号を空間的に多重して送信し、受信装置で信号を分離する技術である。ＳＤＭ方式によれば、ＳＩＳＯ（Single Input Single Output）システムと比較して送信アンテナ数倍の伝送容量を実現することができる。
【０００４】
ＳＤＭ方式においては、さらにストリーム毎に適応変調を行うことでシステムのスループットを向上させることができる（例えば特許文献１参照）。適応変調とは、受信装置が受信品質を示すＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を送信装置にフィードバックして、送信装置ではこのＣＱＩに応じて、誤りが発生せずに最大のスループットが達成できる符号化率と変調方式（ＭＣＳ:Modulation and Coding Scheme）を選択する技術である。すなわち、受信装置はパイロット信号などを用いてチャネル推定を行い、得られたチャネル推定値を用いて受信品質を推定する。そして得られた受信品質推定値を数ビットの情報に量子化し、ＣＱＩを生成する。本明細書では、このような量子化をＣＱＩ量子化と呼ぶとする。
【特許文献１】特表２００４−５３３１６９号公報（第１−５頁、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＳＤＭ方式においてストリーム毎に適応変調を行う場合にはストリーム毎のＣＱＩをフィードバックする必要があり、システムのスループットを拡大させるためにアンテナ数を増加させると、これに伴いフィードバックするＣＱＩビット数も増加する。フィードバックするＣＱＩビット数が増加するとフィードバック回線が逆回線におけるデータ伝送回線を圧迫し、データ伝送のスループットを低下させるという問題が発生する。
【０００６】
また、フィードバックするＣＱＩビット数を削減するために単純に各ストリームのＣＱＩビット数を削減すると、ＣＱＩで示した品質と実際の品質との間の誤差が大きくなる。この誤差が大きくなったＣＱＩに応じて適応変調を行うと、データ伝送効率が劣化し、システムのスループットが低下するという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ストリーム毎に適応変調を行うＳＤＭ方式において、フィードバックするＣＱＩビット数を抑えつつ、スループットを高く維持することができる無線通信システム、無線受信装置、無線送信装置、およびＣＱＩ量子化方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無線通信システムは、複数のストリームを複数アンテナを用いて送信する無線送信装置と、複数アンテナを用いて複数の前記ストリームを受信する無線受信装置と、を具備する無線通信システムであって、前記無線受信装置は、前記ストリーム毎の受信品質を推定し、ストリーム毎の受信品質推定値の順位を決定する順位決定手段と、前記順位に応じて、前記ストリーム毎に量子化ビット数を配分するビット配分手段と、前記量子化ビット数に従って、前記受信品質推定値を量子化し、前記ストリーム毎のＣＱＩを生成する量子化手段と、前記ストリーム毎のＣＱＩを前記無線送信装置に通知する通知手段と、を具備し、前記無線送信装置は、通知される前記ストリーム毎のＣＱＩを逆量子化し、前記受信品質推定値を再現する逆量子化手段と、再現された前記受信品質推定値に応じて、前記ストリーム毎の適応変調パラメータを決定して、適応変調を行う適応変調手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、システムのスループットに影響が少ない、受信品質推定値がより低いストリームにＣＱＩ量子化ビット数をより少なく配分するため、無線受信装置から無線送信装置にフィードバックするＣＱＩビット数を抑えつつ、スループットを高く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、ＣＱＩとスループットとの関係を示す図である。具体的にはこの図は、３ＧＰＰ ＴＳ２５．２１４で示されているＨＳＤＰＡにおけるＣＱＩと送信ブロックサイズとの関係を示す図である。
【００１２】
ＣＱＩは受信装置がパイロット信号などを使って受信品質を推定し、この推定した受信品質を数ビットの情報に量子化したものである。従って、ＣＱＩとスループットとの関係は、受信装置で得られた受信品質推定値とスループットとの関係でもある。ストリーム毎に適応変調を行うＳＤＭ方式においては、各ストリームのＣＱＩに基づいてＭＣＳを選択するため、ストリーム毎にスループットが異なる。この複数のストリームのスループットを比較した場合、図１に示すようにＣＱＩが大きいほどストリームのスループットは高い。従って、全てのストリームにより得られるスループットをシステムスループットと称する場合、受信品質が高いストリームのスループットは、システムスループットの中で占める割合が大きく、受信品質が低いストリームのスループットは、システムスループットの中で占める割合が小さい。この図においてＥはＣＱＩ値の１ステップの変化量を示し、ＢおよびＨはそれぞれＣＱＩの低い領域およびＣＱＩの高い領域においてＣＱＩ値の１ステップの変化量Ｅに対応するスループットの変化量を示す。ＣＱＩの増加によるスループットの増加は線形的ではなく、ＣＱＩが大きくなるほど、ＣＱＩの増加によるスループットの増加傾向は強くなる。すなわち受信品質推定値が低く、ＣＱＩが低い場合のスループット変化量Ｂよりも、受信品質推定値が高く、ＣＱＩが大きい場合のスループット変化量Ｈの方が大きい。要するに高品質ストリームのＣＱＩが変化する場合と、低品質ストリームのＣＱＩが変化する場合とを比較すると、高品質ストリームのＣＱＩの変化がシステムスループットに与える影響はより大きく、低品質ストリームのＣＱＩの変化がシステムスループットに与える影響はより小さい。
【００１３】
次いでＣＱＩ量子化の精度を考える場合、ＣＱＩ量子化の粒度より細かな値は表現できないため、ＣＱＩ量子化には量子化誤差が存在する。高品質ストリームにおけるＣＱＩの変化がシステムスループットに与える影響がより大きいため、高品質ストリームの受信品質をＣＱＩ量子化する場合は、より誤差の少ない量子化が必要である。一方、低品質ストリームにおけるＣＱＩの変化がシステムスループットに与える影響は小さいため、低品質ストリームの受信品質をＣＱＩ量子化する場合はある程度の量子化誤差を許容することができる。そこで本実施の形態では、低品質ストリームのＣＱＩ量子化に用いられるビット数を削減し、無線受信装置から無線送信装置にフィードバックするＣＱＩビット数を抑える。
【００１４】
ＳＤＭの各ストリームは独立なフェージング変動を受けて受信品質が時々刻々変動するので、高品質ストリームと低品質ストリームとを、受信品質を示す数値の大きさによって一意に決定することはできない。従って、受信装置では、ストリーム間の相対的な品質差により高品質ストリームと低品質ストリームとを決定する。すなわち、受信装置では受信品質の良い順にランキング順位を付け、ランキング上位のストリームを高品質ストリームとし、ランキング下位のストリームを低品質ストリームとする。なお、ランキング順位を用いてＣＱＩの量子化ビット数（以下ＣＱＩビット数と略称する）を決定し、低品質ストリームのＣＱＩの量子化粒度を粗くして全体的な量子化ビット数を削減することが実現できる。
【００１５】
図２は、本実施の形態に係る無線受信装置１００の主要な構成を示すブロック図である。
【００１６】
無線受信装置１００は、受信アンテナ１０１、チャネル推定部１０２、ＭＩＭＯ受信部１０３、受信品質推定部１０４、ランキング順位決定部１０５、ランキング情報生成部１０６、ストリーム選択部１０７、ＣＱＩビット数決定部１０８、ＣＱＩ量子化部１０９、およびＣＱＩ情報生成部１１０を備える。
【００１７】
チャネル推定部１０２は、受信アンテナ１０１が受信したパイロット信号を用いてチャネル推定を行い、チャネル推定値を生成する。チャネル推定部１０２は、生成されたチャネル推定値をＭＩＭＯ受信部１０３および受信品質推定部１０４に出力する。ＭＩＭＯ受信部１０３は、受信アンテナ１０１が受信した信号から、チャネル推定部１０２から入力されるチャネル推定値を用いて、受信データを生成する。ＭＩＭＯ受信部１０３において受信データを生成する方式は、ＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）による受信方式、またはＺＦ（Zero Forcing）やＭＭＳＥ（Minimum Mean Squared Error)などのフィルタリングによる受信方式がある。受信品質推定部１０４は、チャネル推定部１０２から入力されるチャネル推定値を用いて各ストリームの受信品質を推定し、受信品質推定値を生成する。受信品質推定部１０４は、生成された受信品質推定値をランキング順位決定部１０５およびＣＱＩ量子化部１０９に出力する。ランキング順位決定部１０５は、受信品質推定部１０４から入力される各ストリームの受信品質推定値を用いて、受信品質推定値が高い順から各ストリームにランキングを付け、ランキング順位を決定する。ランキング順位決定部１０５は、ランキング順位をランキング情報生成部１０６およびストリーム選択部１０７に出力する。ランキング情報生成部１０６は、ランキング順位決定部１０５から入力されるランキング順位を用いて、無線送信装置にフィードバックするランキング情報を生成する。
【００１８】
ストリーム選択部１０７は、すべてのストリームに対してＣＱＩ量子化が完了したか否かを判定し、すべて完了しなかった場合、ランキング順位に従ってＣＱＩ量子化を行う対象となるストリーム、すなわちＣＱＩ量子化対象ストリームを１つ選択する。またストリーム選択部１０７は、ランキング順位決定部１０５から入力されるランキング順位に基づきＣＱＩ量子化対象ストリームに対応するランキングをＣＱＩビット数決定部１０８に出力する。ＣＱＩビット数決定部１０８は、ランキングとＣＱＩビット数とが対応付けられたテーブルを備え、ストリーム選択部１０７から入力されるＣＱＩ量子化対象ストリームのランキングに対応するＣＱＩビット数を決定する。ＣＱＩビット数決定部１０８は、決定されたＣＱＩビット数をＣＱＩ量子化部１０９に出力する。ＣＱＩ量子化部１０９は、ＣＱＩ量子化テーブルを備え、受信品質推定部１０４から入力される各ストリームの受信品質推定値のうち、ＣＱＩ量子化対象ストリームの受信品質推定値に対し、ＣＱＩビット数決定部１０８から入力されるＣＱＩビット数を用いてＣＱＩ量子化を行う。ＣＱＩ量子化部１０９は、ＣＱＩ量子化により生成されるＣＱＩをＣＱＩ情報生成部１１０に出力する。ＣＱＩ情報生成部１１０は、無線送信装置にフィードバックするＣＱＩ情報を、ＣＱＩ量子化部１０９から入力されるＣＱＩを用いて生成する。
【００１９】
図３は、ランキング順位決定部１０５において決定されるランキング順位の一例を示す図である。この図は、ストリームが１、２、３、４の４本あって、ランキングがＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４段階に分けられる場合を示す。なおランキングはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に低くなり、ストリームの受信品質推定値が高いほどより高いランキングが付けられる。例えば、ランキングＡに対応するストリーム２の受信品質推定値はランキングＢに対応するストリーム４の受信品質推定値より高い。
【００２０】
図４は、ＣＱＩビット数決定部１０８が備える、ランキングとＣＱＩビット数とが対応付けられたテーブルの一例を示す図である。この図は、図３の場合と同様にランキングがＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４段階に分けられる場合を示す。図示のように、ランキングが高いほどより多くのＣＱＩビット数が対応付けられ、ランキングＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄそれぞれに対応付けられるＣＱＩビット数は５、４、３、２である。
【００２１】
図５は、ＣＱＩ量子化部１０９が備えるＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図である。この図は、受信品質推定値が３２個のレベルに分けられ、ＣＱＩビット数が図４に示す場合と同様に、それぞれ２、３、４、５の４種である場合を示す。この図において、第１列の「受信品質推定値」は受信品質推定値のレベルを示し、第２列の「ＣＱＩ」は第１列の「受信品質推定値」を５ビットでＣＱＩ量子化して得られるＣＱＩを示し、第３列の「ＣＱＩビット列」は第２列の「ＣＱＩ」をビット列で表す値を示す。同様に、第４〜５列、第６〜７列、および第８〜９列それぞれは、第１列の「受信品質推定値」を４、３、および２ビットでそれぞれＣＱＩ量子化して得られるＣＱＩおよびビット列を示す。例えば、「２８」レベルの受信品質推定値を５ビットでＣＱＩ量子化する場合、「２８」レベルの受信品質推定値が該当する行と、ＣＱＩビット数「５」が該当する列とが交差する値「２８」、「１１０１１」がそれぞれ「ＣＱＩ」、「ＣＱＩビット列」として得られる。また例えば「２８」レベルの受信品質推定値を３ビットでＣＱＩ量子化する場合、得られる「ＣＱＩ」、「ＣＱＩビット列」はそれぞれ「７」、「１１０」となる（図中のハッチング部分）。
【００２２】
図５に示すように、ＣＱＩ量子化粒度を粗くすることでＣＱＩ量子化ビット数が抑えられる。例えば、同じ３２個の受信品質推定値のレベルをＣＱＩ量子化する場合、ＣＱＩビット数として「４」を用いると１６種の「ＣＱＩ」および「ＣＱＩビット列」が得られるに対して、ＣＱＩビット数として「２」を用いると４種の「ＣＱＩ」および「ＣＱＩビット列」しか得られない。すなわち４本のストリームが各々２〜５ビットを使用する場合は、４本のストリームが均一に５ビットを使用する場合よりＣＱＩ量子化粒度は粗くなるものの、全体的にＣＱＩ量子化ビット数を６ビット削減することができる。
【００２３】
図６は、本実施の形態に係る無線受信装置１００におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図である。この手順の説明において、再び図３〜５に示すテーブルを流用する。なお、「ステップ」を「ＳＴ」と記す。
【００２４】
まず、受信アンテナ１０１は、無線送信装置から送信される信号を受信する（ＳＴ１０１０）。次いでチャネル推定部１０２は、受信された信号のうちパイロット信号を用いてチャネル推定を行い、チャネル推定値を生成する（ＳＴ１０２０）。次いで受信品質推定部１０４は、チャネル推定値を用いてストリーム毎の受信品質を推定し、受信品質推定値を生成する（ＳＴ１０３０）。ここで受信品質の推定は、ＳＩＮＲまたはＳＮＲなどを用いて行う。次いでランキング順位決定部１０５は、受信品質推定部１０４から入力される受信品質推定値を用いて、例えば図３に示すようなランキング順位を生成する（ＳＴ１０４０）。次いでランキング情報生成部１０６は、無線送信装置にフィードバックされるランキング情報を、ランキング順位を用いて生成する（ＳＴ１０５０）。次いでストリーム選択部１０７は、ランキング順位に従ってＣＱＩ量子化対象ストリームを１つ選択し、ＣＱＩ量子化対象ストリームのランキングをＣＱＩビット数決定部１０８に出力する（ＳＴ１０６０）。次いでＣＱＩビット数決定部１０８は、図４に示すテーブルとＣＱＩビット数決定部１０８から入力されるランキングを用いて、ＣＱＩ量子化対象ストリーム用のＣＱＩビット数を決定する（ＳＴ１０７０）。次いでＣＱＩ量子化部１０９は、図５に示す量子化テーブルを参照してＣＱＩ量子化を行う（ＳＴ１０８０）。すなわち、ＣＱＩビット数決定部１０８から入力されるビット数を用いて、受信品質推定部１０４から入力される各ストリームのうち、ＣＱＩ量子化対象ストリームの受信品質推定値に対してＣＱＩ量子化を行う。次いでＣＱＩ情報生成部１１０は、無線送信装置にフィードバックされるＣＱＩ情報を、ＣＱＩビット数決定部１０８の量子化結果を用いて生成する（ＳＴ１０９０）。次いでストリーム選択部１０７は、すべてのストリームに対して受信品質推定値のＣＱＩ量子化が行われたか否かを判定する（ＳＴ１１００）。すべてのストリームに対して受信品質推定値のＣＱＩ量子化が行われた場合（ＳＴ１１００：ＹＥＳ）、フィードバック部（図示せず）はランキング情報およびＣＱＩ情報を無線送信装置にフィードバックする（ＳＴ１１１０）。一方、すべてのストリームに対して受信品質推定値のＣＱＩ量子化が行われなかった場合（ＳＴ１１００：ＮＯ）、無線受信装置１００は処理をＳＴ１０６０に戻し、ストリーム選択部１０７に次のＣＱＩ量子化対象ストリームを選択させる。
【００２５】
次いで上記の無線受信装置１００からフィードバックされるランキング情報およびＣＱＩ情報を用いて、各ストリームの受信品質推定値を再現する無線送信装置１５０について説明する。
【００２６】
図７は、本実施の形態に係る無線送信装置１５０の主要な構成を示すブロック図である。無線送信装置１５０は、ランキング情報抽出部１５１、ＣＱＩ情報抽出部１５２、ストリーム選択部１５３、ＣＱＩビット数決定部１５４、ＣＱＩ逆量子化部１５５、ＳＤＭ送信部１５６、および送信アンテナ１５７を備える。なお、ＣＱＩビット数決定部１５４は無線受信装置１００のＣＱＩビット数決定部１０８と同様に、図４に示すランキングとビット数とが対応付けられたテーブルを備える。また、ＣＱＩ逆量子化部１５５は無線受信装置１００のＣＱＩ量子化部１０９と同様に、図５に示す量子化テーブルを備える。
【００２７】
ランキング情報抽出部１５１は、無線受信装置１００からフィードバックされるランキング情報およびＣＱＩ情報の中からランキング情報を抽出し、ストリーム選択部１５３に出力する。一方ＣＱＩ情報抽出部１５２は、無線受信装置１００からフィードバックされるランキング情報およびＣＱＩ情報の中からＣＱＩ情報を抽出し、ＣＱＩ逆量子化部１５５に出力する。ストリーム選択部１５３は、すべてのストリームに対してＣＱＩ逆量子化が行われたか否かを判定し、すべてのストリームに対して逆量子化が行われなかった場合は、次に逆量子化が行われるストリーム、すなわち逆量子化対象ストリームを１つ選択する。ここで、ＣＱＩ逆量子化とは、無線受信装置１００において行われたＣＱＩ量子化の処理と逆の処理である。またストリーム選択部１５３は、選択された逆量子化対象ストリームのランキングを、ランキング情報抽出部１５１から入力されるランキング情報に基づき決定し、ＣＱＩビット数決定部１５４に出力する。ＣＱＩビット数決定部１５４は、逆量子化対象ストリームのランキングを用い、図３に示すテーブルを参照して逆量子化対象ストリーム用のＣＱＩビット数を決定する。ＣＱＩビット数決定部１５４は、決定されたＣＱＩビット数をＣＱＩ逆量子化部１５５に出力する。ＣＱＩ逆量子化部１５５は、ＣＱＩ情報抽出部１５２から入力されるＣＱＩ情報およびＣＱＩビット数決定部１５４から入力されるＣＱＩビット数を用い、図５に示す量子化テーブルに基づいて逆量子化を行う。逆量子化により逆量子化対象ストリームの受信品質推定値が再現される。例えば、ＣＱＩ情報が示す「ＣＱＩ」が「１３」であって、ＣＱＩビット数が４である場合、逆量子化対象ストリームの受信品質推定値は「２５」と再現される。
【００２８】
ここで図５によれば、ＣＱＩビット数が４である場合、「１３」の「ＣＱＩ」に該当する「受信品質推定値」は「２６」および「２５」の２つがあるが、低い方（すなわち最小値）を選択して、「２５」が受信品質推定値として再現される。受信品質推定値が低い方を選択することは実際の品質より低い品質として再現されるため、誤りの少ない確実な伝送に繋がる。
【００２９】
ＣＱＩ逆量子化部１５５は、再現された受信品質推定値をＳＤＭ送信部１５６に出力する。ＳＤＭ送信部１５６は、再現された受信品質推定値を用いて高品質ストリームと低品質ストリームとを決定することができる。ＳＤＭ送信部１５６は、ＣＱＩ逆量子化部１５５から入力される受信品質推定値に基づきストリーム毎の適応変調を行って、得られる送信信号を送信アンテナ１５７に出力する。送信アンテナ１５７は、送信信号を無線受信装置１００に送信する。
【００３０】
図８は、無線受信装置１００において各ストリーム用のＣＱＩビット数を等しくしてＣＱＩ量子化を行う方法を説明するための図である。これに対して図９は、無線受信装置１００において低ランキングストリーム用のＣＱＩ量子化ビット数を削減してＣＱＩ量子化を行う方法を説明するための図である。なお、無線受信装置１００からフィードバックされるＣＱＩ情報を用いて受信品質推定値が再現される場合、１つのＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値の中から低い方を選択する。図８および図９は両方とも、ストリームの本数が４本であって、ストリーム１、２、３、４の受信品質推定値がそれぞれ２０、２８、９、２６の場合を例にとって、ストリーム番号、受信品質推定値、量子化後のＣＱＩ、再現される受信品質推定値（図中のハッチング部分）、及びＣＱＩビット数を示す。図８および図９において、太線の長方形の枠はそれぞれ異なるＣＱＩビット数に対応する量子化の粒度を表す。なお、図９はストリームのランキングをさらに示す点で図８と相違し、ストリーム１、２、３、４のランキングはそれぞれＣ、Ａ、Ｄ、Ｂであって、ランキングＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのストリーム用のＣＱＩビット数はそれぞれ５、４、３、２である場合を示す。図示のように、無線受信装置１００において低ランキングのストリーム用のＣＱＩビット数を削減し、無線受信装置１００からフィードバックされるＣＱＩ情報を用い、無線送信装置１５０において受信品質推定値の低い方を選択して受信品質推定値を再現する場合、量子化粒度は大きくなるものの、システム全体に用いられるＣＱＩビット数を削減することができる。
【００３１】
このように、本実施の形態によれば、ＣＱＩ量子化においてシステムのスループットに影響が少なく、受信品質推定値が低いストリーム用のＣＱＩビット数を削減することにより、全体的に受信装置から送信装置にフィードバックするＣＱＩビット数を抑えることができ、フィードバック回線と別回線であるデータ伝送回線のスループットを向上させることができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では無線送信装置１５０における下位ストリームの受信品質推定値の再現方法として、フィードバックＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値のなかで低い方を選択する場合を例にとって説明したが、誤りが発生したとしても再送が許容される場合においては、フィードバックＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値のなかで高い方（すなわち最大値）を選択する方法もある。このように受信品質推定値の高い方を選択することは、実際の品質より高い品質として再現され、より高い受信品質に対応するパラメータ、すなわちより高いスループットに対応するパラメータで通信を行うため、スループットを向上することができる。
【００３３】
また、無線送信装置１５０におけるストリームの受信品質推定値の再現方法として、フィードバックＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値のなかで平均的な方を選択しても良い。このように平均的な受信品質推定値を選択することで、スループットと誤り率の両方において平均的な特性が得られる。
【００３４】
また、無線送信装置１５０におけるストリームの受信品質推定値の再現方法を、伝送するデータに応じて変えてもよい。例えば、遅延が許容できるデータを伝送する場合では、再送が許容されるので、受信品質推定値の高い方を選択する方法を使ってスループットを高くして、遅延が許容できないデータを伝送する場合では、受信品質推定値の低い方を選択する方法を使って、スループットは少し落ちるものの、再送の必要性を低減してデータを確実に伝送する。このように受信品質推定値の再現方法を、伝送するデータに応じて変えることで、データに適した伝送ができるのでシステムスループットが向上する。
【００３５】
また、無線送信装置１５０におけるストリームの受信品質推定値の再現方法を、ストリーム毎に変えてもよい。例えば、各ストリームで遅延要求の異なるデータを伝送する場合には、各データの遅延要求に応じてストリーム毎に受信品質推定値の再現方法を変えることで、各データに適した伝送ができるのでシステムスループットが向上する。
【００３６】
また、無線送信装置１５０における下位ストリームの受信品質推定値の再現方法を、前回フィードバックしたＣＱＩに応じて変えてもよい。例えば、前回フィードバックしたＣＱＩよりも低いＣＱＩがフィードバックされた場合には、受信品質推定値の高い方を選択し、前回フィードバックしたＣＱＩよりも品質が高いＣＱＩがフィードバックされた場合には、受信品質推定値の低い方を選択する。フェージング変動による受信品質の変化は、連続的に変化していくので、前回フィードバックしたＣＱＩに近い方を選択することが実際の受信品質に近い再現方法となり、スループットおよび誤り率の両方に適しているのでシステムスループットが向上する。
【００３７】
（実施の形態２）
まず、各ストリームの受信品質推定値の一般的な分布について説明する。一般的に、各送信アンテナから各受信アンテナまでの伝搬距離にはほとんど差がないので、各ストリームにおける受信電力の距離減衰には大きな差がない。また、複数受信アンテナにより、各ストリームは受信ダイバーシチ利得が得られる。従って、各ストリームの受信品質推定値は一定の範囲内に集中して分布する特性を示す。以下、この範囲を集中分布範囲と称する。ストリームの受信品質推定値が集中分布範囲よりも低くなる確率は低く、また、集中分布範囲よりも低い受信品質推定値に対応するスループットは低く、システム全体のスループットに与える影響は低い。そこで、このような集中分布範囲の受信品質推定値に対するＣＱＩ量子化の粒度を粗くすることで、ＣＱＩビット数を削減しても、システムスループットに対する影響は抑えられる。
【００３８】
本実施の形態では、集中分布範囲の受信品質推定値に対するＣＱＩ量子化の粒度を細かくし、集中分布範囲よりも低い受信品質推定値に対するＣＱＩの量子化粒度を粗くすることで、システムスループットを下げずシステム全体のＣＱＩビット数を削減する。セルラ環境のＳＤＭ方式におけるストリームの受信品質は、基地局からの距離や他セルの干渉などにより決まるので、ストリームの集中分布範囲は常に変動する。そこで本実施の形態では、受信品質の一番高いストリーム、すなわち最上位ストリームの受信品質推定値を基準として集中分布範囲を決定することで、セルラ環境における変動に追従する。具体的にはまず、ランキング順位により最上位ストリームを決定して、この最上位ストリームはシステムスループットの占める割合が大きいので、精度の高い量子化を行う。そして、最上位ストリームの受信品質推定値を基準として、この基準から一定レベル低い受信品質推定値に閾値を設定する。例えば、一定レベルとしては、１０ｄＢ〜１５ｄＢ程度が考えられる。そして、その閾値より高い受信品質推定値、つまり集中分布範囲の受信品質推定値に対してはより精度の高いＣＱＩ量子化を行い、その閾値より低い品質、つまり集中分布範囲外の品質に対してはより精度の低いＣＱＩ量子化を行う。
【００３９】
図１０は、本実施の形態に係る無線受信装置２００の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線受信装置２００は、実施の形態１に示した無線受信装置１００（図２参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線受信装置２００は、ＣＱＩビット数決定部１０８の代わりに量子化テーブル決定部２０８を備え、最上位受信品質推定値抽出部２０１をさらに備える点において実施の形態１に示した無線受信装置１００と相違する。また無線受信装置２００のＣＱＩ量子化部２０９と、実施の形態１に示した無線受信装置１００のＣＱＩ量子化部１０９とはＣＱＩ量子化に用いる量子化テーブルが相違するため、異なる符号を付す。
【００４０】
最上位受信品質推定値抽出部２０１は、ランキング順位決定部１０５から入力されるランキング順位に基づき最上位ストリームを特定し、受信品質推定部１０４から入力される受信品質推定値の中から最上位ストリームの受信品質推定値（以下、最上位受信品質推定値と称する）を抽出し、量子化テーブル決定部２０８に出力する。量子化テーブル決定部２０８は、異なる受信品質推定値のレベルに対応する複数のＣＱＩ量子化テーブルを備え、そのうち、最上位受信品質抽出部２０１から入力される最上位受信品質推定値に対応する量子化テーブルを決定し、ＣＱＩ量子化部２０９に出力する。ＣＱＩ量子化部２０９は、量子化テーブル決定部２０８において決定された量子化テーブルを参照し、ＣＱＩ量子化対象ストリームの受信品質推定値に対してＣＱＩ量子化を行う。
【００４１】
ここではランキング順位決定部１０５において生成されるランキング順位の例を、再び図３を用いて示す。最上位受信品質推定値抽出部２０１は、ランキング順位決定部１０５から入力される図３に示すテーブルに基づき、最高ランキングＡにあたるストリームをストリーム２と特定し、受信品質推定部１０４から入力される受信品質の中からストリーム２の受信品質推定値、例えば「２８」を抽出する。
【００４２】
図１１は、量子化テーブル決定部２０８が備えるテーブルのうち、受信品質「２８」に対応する量子化テーブルの一例を示す図である。ここでは実施の形態１に示す例と同様に、ランキングＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのストリーム用のＣＱＩビット数がそれぞれ５、４、３、２である場合を例として示す。なお、最上位受信品質推定値「２８」を基準としてレベルが「２８」より１２以上も低い受信品質推定値「１６」を集中分布範囲の閾値とする。この図においては、受信品質推定値「１６」の上の方の太線でこの閾値を示す。また、最上位ストリームより受信品質推定値が低いストリーム、すなわち下位ストリームを含め、すべてのストリームは最上位受信品質推定値より高い受信品質推定値をとる可能性がないことを、「−」を用いて示す。この図において、２列目の「２８」は最上位受信品質推定値「２８」を示し、ランキングＡ、ランキングＢ、ランキングＣ、ランキングＤそれぞれに該当する２列は、それぞれ５ビット、４ビット、３ビット、２ビットのＣＱＩ量子化により得られる「ＣＱＩ」および「ＣＱＩビット列」を示す。このテーブルの参照方法は、実施の形態１に用いられる方法と同様である。例えば、Ｂランキングストリームの受信品質推定値が「２６」レベルである場合は、「２６」の受信品質推定値に該当する行と、Ｂランキングに該当する列とが交差する値「１４」および「１１０１」が、それぞれ「ＣＱＩ」および「ＣＱＩビット列」として得られる（図中のハッチング部分）。
【００４３】
図１２は、量子化テーブル決定部２０８が備えるテーブルのうち、受信品質推定値「２９」レベルに対応する量子化テーブルの一例を示す図である。量子化テーブル決定部２０８は、受信品質推定値の３２個のレベルに応じて３２個の量子化テーブルを備える。
【００４４】
図１３は、本実施の形態に係る無線受信装置２００におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図である。なお、この図に示す手順は、実施の形態１に示した無線受信装置１００におけるＣＱＩ量子化の手順（図６参照）と同様のステップを複数有しており、同一のステップには同一の符号を付し、その説明を省略する。無線受信装置２００におけるＣＱＩ量子化の手順は、ＳＴ２０１０をさらに有する点、およびＳＴ１０７０の代わりにＳＴ２０７０を有する点で無線受信装置１００におけるＣＱＩ量子化の手順と相違する。また無線受信装置２００におけるＣＱＩ量子化ステップ（ＳＴ２０８０）と、無線受信装置１００におけるＣＱＩ量子化ステップ（ＳＴ１０８０）とは、参照する量子化テーブルが相違するため、ここでは異なる符号を付す。
【００４５】
ＳＴ２０１０において、最上位受信品質推定値抽出部２０１はランキング順位決定部１０５から入力されるランキング順位を用いて最上位ストリームを特定し、受信品質推定部１０４から入力される受信品質推定値の中から最上位受信品質推定値を抽出し、量子化テーブル決定部２０８に出力する。ＳＴ２０７０において、量子化テーブル決定部２０８は最上位受信品質推定値抽出部２０１から入力される最上位受信品質推定値に対応する量子化テーブルを決定し、ＣＱＩ量子化部２０９に出力する。次いでＳＴ２０８０において、ＣＱＩ量子化部２０９は量子化テーブル決定部２０８が決定した量子化テーブルを用いてＣＱＩ量子化を行う。
【００４６】
図１４は、本実施の形態に係る無線送信装置２５０の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線送信装置２５０は、実施の形態１に示した無線送信装置１５０（図７参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線送信装置２５０は、ＣＱＩビット数決定部１５４の代わりに量子化テーブル決定部２５４を備え、最上位受信品質推定値抽出部２５１をさらに備える点において実施の形態１に示した無線受信装置１００と相違する。また無線送信装置２５０のＣＱＩ逆量子化部２５５と無線送信装置１５０のＣＱＩ逆量子化部１５５とは、逆量子化に用いる量子化テーブルが相違するため、異なる符号を付す。
【００４７】
最上位ＣＱＩ抽出部２５１は、ＣＱＩ情報抽出部１５２から入力される各ストリームのＣＱＩ情報の中から最高ランキングにあたるストリームのＣＱＩ（以下最上位ＣＱＩと称する場合もある）を、ランキング情報抽出部１５１から入力されるランキング順位に基づいて抽出する。量子化テーブル決定部２５４は、無線受信装置２００の量子化テーブル決定部２０８が備える量子化テーブルと同様の複数の量子化テーブルを有し、最上位ＣＱＩ抽出部２５１から入力される最上位ＣＱＩに対応する量子化テーブルを決定する。ＣＱＩ逆量子化部２５５は、量子化テーブル決定部２５４において決定された量子化テーブルを参照して、ＣＱＩ逆量子化対象ストリームの受信品質推定値に対するＣＱＩ逆量子化を行う。
【００４８】
無線送信装置２５０においてストリームの受信品質推定値を再現する場合、１つのＣＱＩに該当するする複数の受信品質推定値の中から選択を行う方法は、無線送信装置１５０における選択方法と同様である。
【００４９】
図１５は、無線受信装置２００において集中分布範囲よりも低い受信品質推定値に対するＣＱＩ量子化の粒度を粗くして量子化を行う方法を説明するための図である。なお、この図において各情報の示し方は図９と同様である。図９と図１５を比較すれば分かるように、実施の形態１よりも本実施の形態の方が同様のＣＱＩビット数を用いて集中分布範囲の量子化精度を高めることができる。すなわち、ＣＱＩビット数を同程度に削減しつつ、本実施の形態の方が実施の形態１よりもスループットを向上させることができる。
【００５０】
このように、本実施の形態によれば、受信品質推定値が分布する確率が低い範囲におけるＣＱＩ量子化の粒度を粗くすることで、受信品質推定値が分布する確率が高い範囲におけるＣＱＩ量子化の粒度を細かくすることができる。これにより受信品質推定値が分布する確率が高い範囲におけるＣＱＩ量子化の誤差が小さくなるので、システムスループットへの影響を抑えつつ、システム全体のＣＱＩビット数を削減することができる。
【００５１】
なお、著しく受信品質が低いストリームは、他ストリームから大きな干渉を受けることや、受信装置のダイナミックレンジが確保できなくなるなどの理由により、品質良く受信できる可能性が低い。このようなストリームはシステムスループットに与える影響は極めて低いので、無視しても許容される。そこで、最上位受信品質推定値より一定レベル以上低い受信品質推定値を閾値として、その閾値より低い受信品質推定値に対しては、ＣＱＩビット数を割り当てず、ＣＱＩ量子化を行わない。すなわち、この閾値より低い受信品質推定値に対しては、ＣＱＩのフィードバックを行わない。ここで、一定レベルとしては、２０ｄＢ程度が考えられる。これにより、システムスループットを大きく下げずに、全システムのＣＱＩビット数を削減することができる。
【００５２】
（実施の形態３）
本実施の形態は、各ストリームのＣＱＩ量子化において差動符号化を行う点において実施の形態１および実施の形態２と相違する。実施の形態１および実施の形態２では、受信品質推定値を用いてランキング順位を生成する。一般的に下位ストリームの品質は、上位ストリームの品質より高くなることはない。そこで、各ストリームのＣＱＩ量子化方法として各ストリームの受信品質推定値の差分をＣＱＩ量子化することで、ＣＱＩ量子化粒度を粗くすることなく、必要なＣＱＩビット数を削減することができる。
【００５３】
図１６は、本実施の形態に係る無線受信装置３００の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線受信装置３００は、実施の形態１に示した無線受信装置１００（図２参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線受信装置３００は、ＣＱＩビット数決定部１０８の代わりに差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３０８を有する点において実施の形態１に示した無線受信装置１００と相違する。また無線受信装置３００のＣＱＩ量子化部３０９と、無線受信装置１００のＣＱＩ量子化部１０９とはＣＱＩ量子化を行う際に参照するテーブルが相違するため、異なる番号を付す。
【００５４】
差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３０８は、ストリーム選択部１０７から入力されるＣＱＩ量子化対象ストリームのランキングに基づいて、差分ＣＱＩ量子化テーブルを選択し、ＣＱＩ量子化部３０９に出力する。ＣＱＩ量子化部３０９は、差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３０８において決定された差分ＣＱＩ量子化テーブルを参照してＣＱＩ量子化を行う。
【００５５】
図１７と図１８とは、ＡランキングストリームとＢランキングストリームとの差分を４ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図である。図１９と図２０とは、ＢランキングストリームとＣランキングストリームとの差分を３ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図である。図２１と図２２とは、ＣランキングストリームとＤランキングストリームとの差分を２ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図である。図１７〜図２２において、２行目の「３２」、「３１」、…、「１６」は量子化対象ストリームと隣接するより上位ランキングのストリームの受信品質推定値を示し、第１列の「３２」、「３１」、…、「１」は量子化対象ストリームの受信品質推定値を示す。また、「差分」と示している列は「上位ランキングのストリーム受信品質推定値」と量子化対象ストリームの「受信品質推定値」との差分であって、隣の「ビット」と示している列は上記の「差分」をＣＱＩ量子化して得られるビット列である。なお、ハッチングを付している列は、具体的な例として、ランキングＡ、ランキングＢ、ランキングＣ、ランキングＤストリームの受信品質推定値がそれぞれ「２８」、「２６」、「２０」、「９」レベルである場合、差分ＣＱＩ量子化で参照される列を示す。
【００５６】
次いで、図２３に示すフロー図を用いて無線受信装置３００におけるＣＱＩ量子化の手順について説明する。図２３に示す手順は、実施の形態１に示した無線受信装置１００におけるＣＱＩ量子化の手順（図６参照）と同様のステップを複数有しており、同一のステップには同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、以下の説明において再び図５、図１７、図１８、図１９、図２０、図２１、および図２２に示す例を流用する。図２３に示す手順は、実施の形態１に示した無線受信装置１００におけるＣＱＩ量子化の手順と比べ、ＳＴ１０７０およびＳＴ１０８０における処理に相違点があり、これらの相違を示すために番号ＳＴ３０７０およびＳＴ３０８０を付す。
【００５７】
ＳＴ３０７０において、差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３０８はストリーム選択部１０７から入力されるＣＱＩ量子化対象ストリームのランキングに基づいて、差分ＣＱＩ量子化テーブルを選択しＣＱＩ量子化部３０９に出力する。具体的には、Ａランキングストリームに対しては差分ＣＱＩ量子化テーブルではなくＣＱＩ量子化テーブルとして図５に示すテーブルを量子化テーブルと決定し、ランキングＢ、ランキングＣ、ランキングＤのストリームに対しては差分ＣＱＩ量子化テーブルとして図１７と図１８とに示すテーブル、図１９と図２０とに示すテーブル、図２１と図２２とに示すテーブルを量子化テーブルと決定する。次いで、ＳＴ３０８０においてＣＱＩ量子化部３０９は差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３０８が決定した量子化テーブルを用いてＣＱＩ量子化を行う。具体的には、量子化対象ストリームがＡランキングストリームである場合、ＣＱＩ量子化部３０９は図５に示すテーブルの第２列および第３列を用いて受信品質推定値「２８」を５ビットの「１１０１１」に量子化する。次いで量子化対象ストリームがＢランキングストリームである場合、「上位ランキングのストリーム受信品質推定値」が「２８」であって、量子化対象ストリーム受信品質推定値が「２６」であるため、図１７と図１８とに示すテーブルの第１０列および第１１列を用いて差分「−２」に対応する４ビットの差分ＣＱＩ「００１０」が得られる。次いで量子化対象ストリームがＣランキングストリームである場合、「上位ランキングストリーム受信品質」が「２６」で、「量子化対象ストリーム受信品質」が「２０」であるため、図１９と図２０とに示すテーブルの第１２列および第１３列を用いて差分「−６」に対応する４ビットの差分ＣＱＩ「０１０」が得られる。同様にＤランキングストリームに対して差分ＣＱＩ量子化を行い、差分ＣＱＩ「１０」を得る。
【００５８】
図２４は、本実施の形態に係る無線送信装置３５０の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線送信装置３５０は、実施の形態１に示した無線送信装置１５０（図７参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線送信装置３５０は、ＣＱＩビット数決定部１５４の代わりに差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３５４を有する点において実施の形態１に示した無線送信装置１５０と相違する。また無線送信装置３５０のＣＱＩ逆量子化部３５５と無線送信装置１５０のＣＱＩ逆量子化部１５５とは逆量子化に用いる量子化テーブルが相違するため、異なる符号を付す。
【００５９】
差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３５４は、無線受信装置３００の差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３０８が備える差分ＣＱＩ量子化テーブルと同様のテーブルを備え、ストリーム選択部１５３から入力されるＣＱＩ逆量子化対象ストリームのランキングに基づき、ＣＱＩ逆量子化に用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルを決定する。ＣＱＩ逆量子化部３５５は、差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３５４において決定されたＣＱＩ量子化テーブルを参照して逆量子化を行い、ＣＱＩ逆量子化対象ストリームとその隣の上位のストリームとの受信品質推定値の差分を再現する。ＣＱＩ逆量子化部３５５は、再現された差分と、前記の逆量子により得られた上位のストリームの受信品質推定値とを加算することで逆量子化対象ストリームの受信品質推定値を得て出力する。
【００６０】
無線送信装置３５０において受信品質推定値の差分を再現する場合、１つのＣＱＩに対応する複数の受信品質推定値の中から選択を行う方法は、無線送信装置１５０における選択方法と同様である。
【００６１】
図２５は、無線受信装置３００において差分ＣＱＩ量子化を行う方法を説明するための図である。なお、この図において各情報の示し方は基本的に図９と同様であり、相違点は「受信品質推定値差分」をさらに示す点と、「量子化後のＣＱＩ」の代わりに「量子化後の差分ＣＱＩ」を示す点である。図９と図２５を比較すれば分かるように、実施の形態１よりも本実施の形態の方が同様のＣＱＩビットを用いて量子化誤差をさらに抑えることができる。すなわち、ＣＱＩビット数を同程度に削減しつつ、本実施の形態の方が実施の形態１よりもスループットを向上させることができる。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、ストリーム間の差分を求めて、このデータ量の少ない差分をＣＱＩ量子化することため、ＣＱＩ量子化の精度を高めることができ、スループットを向上させることができる。
【００６３】
（実施の形態４）
移動通信環境では、伝搬路において反射、散乱、回折などの影響を受けるため、受信状況が時間や場所により変動する。複数アンテナを用いて送信を行う場合には、各送信アンテナからのストリームの受信状況が別々に変動するため、各ストリームの受信状況にはバラツキが発生する。また、このバラツキ自体も、時間や場所により変動し、受信状況のバラツキとして、次のような２つの状況が考えられる。１つの状況においては、各ストリームの受信状況を良い方から並べた場合、劣化の仕方が緩やかであり、ほかの１つの状況においては、各ストリームの受信状況を良い方から並べた場合、受信状況が良いストリームに対して受信状況が極端に悪いストリームがある。言い換えれば、この２つの状況におけるストリームの受信状況のバラツキを考える場合、後者よりも前者の状況における受信状況のバラツキが小さい。従って、各ストリームのシステムスループットへの寄与分を考える場合、後者よりも前者の状況において、各ストリームのシステムスループットへの寄与には大差がなく、システムスループットへの寄与分が所定比例以上のストリームの数がより多い。システムスループットへの寄与分が所定比例以上のストリームを有効ストリームと称し、システムスループットへの寄与分が所定比例より小さいストリームを無効ストリームと称す場合、有効ストリーム数を用いて、各送信アンテナからの信号の受信状況のバラツキを示すのが一般的である。
【００６４】
本実施の形態では、システムスループットを向上するために、各送信アンテナからの信号の受信状況のバラツキに応じてＣＱＩ量子化の方法を切り替える。具体的には、有効ストリームの数が所定値より大きい場合には、実施の形態１に示したＣＱＩ量子化方法を用い、有効ストリームの数が所定値以下である場合は、実施の形態１に示したＣＱＩ量子化方法よりも、有効ストリームのＣＱＩ量子化粒度をさらに細かくし、無効ストリームのＣＱＩ量子化粒度をさらに粗くする。すなわち、有効ストリームの数が所定値より小さい場合には、有効ストリームのＣＱＩ量子化粒度をより細かくし、無効ストリームのＣＱＩ量子化粒度をより粗くする。なお、この有効ストリーム数は、各送信アンテナと受信装置との間の地形状況に起因するものであり、フェージング変動に比べて長い周期で変動するため、本実施の形態にかかる無線受信装置はより長い周期でＣＱＩ量子化方法の変化を無線送信装置にフィードバックすれば良い。
【００６５】
図２６は、本実施の形態に係る無線受信装置４００の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線受信装置４００は、実施の形態１に示した無線受信装置１００（図２参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線受信装置４００は、ＣＱＩビット数決定部１０８の代わりに量子化テーブル決定部４０８を有し、有効ストリーム数推定部４０１、および有効ストリーム数情報生成部４０２をさらに有する点において実施の形態１に示した無線受信装置１００と相違する。また、無線受信装置４００のＣＱＩ量子化部４０９と、無線受信装置１００のＣＱＩ量子化部１０９とは一部の処理において相違し、それを示すために異なる番号を付す。
【００６６】
有効ストリーム数推定部４０１は、チャネル推定部１０２から入力されるチャネル推定値を用いて特異値分解を行い、得られる特異値の分布から有効ストリーム数を推定する。ここで得られる特異値の分布は各送信アンテナからの信号の受信状況のバラツキを反映するため、この特異値の分布から有効ストリーム数を推定する。有効ストリーム数推定部４０１は、推定された有効ストリーム数を有効ストリーム数情報生成部４０２および量子化テーブル決定部４０８に出力する。
【００６７】
有効ストリーム数情報生成部４０２は、有効ストリーム数推定部４０１から入力される有効ストリーム数を用いて、無線送信装置にフィードバックする有効ストリーム数情報を生成する。
【００６８】
量子化テーブル決定部４０８は、有効ストリーム数が所定値より大きい場合に用いられる第１のＣＱＩ量子化テーブルと、有効ストリーム数が所定値以下である場合に用いられる第２のＣＱＩ量子化テーブルとの２つの量子化テーブルを内蔵しており、有効ストリーム数推定部４０１から入力される有効ストリーム数に対応する量子化テーブルをＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルと決定し、ＣＱＩ量子化部４０９に出力する。量子化テーブル決定部４０８が備える量子化テーブルの詳細については後述する。
【００６９】
ＣＱＩ量子化部４０９は、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルを内蔵しておらず、量子化テーブル決定部４０８から入力される量子化テーブルを参照して、受信品質推定部１０４から入力される各ストリームの受信品質のうち、ストリーム選択部１０７から入力されるＣＱＩ量子化対象ストリームに対応する受信品質推定値に対してＣＱＩ量子化を行う。
【００７０】
図２７および図２８は、量子化テーブル決定部４０８が内蔵している第１の量子化テーブルおよび第２の量子化テーブルを例示する図である。上述したように、第１の量子化テーブルは有効ストリーム数が所定値より大きい場合にＣＱＩ量子化に用いられるテーブルであり、第２の量子化テーブルは有効ストリーム数が所定値以下である場合にＣＱＩ量子化に用いられるテーブルであり、ここでは、所定値が「２」である場合を例にとる。図２７を図５と比較すると分かるように、図２７を用いたＣＱＩ量子化の結果は実施の形態１に示したＣＱＩ量子化の結果と等価となる。また、図２７と図２８とを比較すると、４つのランキングに対応するＣＱＩビット数の総和は両方とも同様に１４ビットである。ただし、図２８に示す第２のＣＱＩ量子化テーブルにおいては、ランキングＡのストリームおよびランキングＢのストリームには図２７の場合よりもより多くのビット数を割り当てられ、ランキングＣおよびランキングＤの無効ストリームにはより少ないビット数が割り当てられている。これに対し、図２７に示す第１のＣＱＩビットテーブルにおいては、ランキングが高いストリームから割り当てられるビット数が順次に減少し、その減少具合が図２８の場合よりも緩やかである。要するに、図２７と図２８に示すように、各送信アンテナからの信号の受信状況のバラツキが大きい場合は、有効ストリームのＣＱＩ量子化粒度をより細かくして、無効ストリームのＣＱＩ量子化粒度をより粗くする。一方、各送信アンテナからの信号の受信状況のバラツキが小さい場合は、実施の形態１に示したように各送信アンテナ用のＣＱＩの量子化粒度をより緩やかに変化させる。
【００７１】
図２９は、本実施の形態に係る無線受信装置４００におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図である。なお、この図に示すＣＱＩ量子化の手順は、実施の形態１に示したＣＱＩ量子化の手順（図６参照）と同様の基本的ステップを有しており、同一のステップには同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す手順は、ＳＴ１０７０の代わりにＳＴ４０７０を有し、ＳＴ４０１０およびＳＴ４０２０をさらに有する点において実施の形態１に示した手順と相違する。また、この図に示す手順のＳＴ４１１０は、実施の形態１に示したＳＴ１１１０と一部の処理において相違し、それを示すために異なる符号を付す。
【００７２】
ＳＴ４０１０において、有効ストリーム数推定部４０１はチャネル推定値を用いて特異値分解を行い、得られる特異値の分布から有効ストリーム数を推定する。
【００７３】
ＳＴ４０２０において、有効ストリーム数情報生成部４０２は、有効ストリーム数を用いて、無線送信装置にフィードバックする有効ストリーム数情報を生成する。
【００７４】
ＳＴ４０７０において、量子化テーブル決定部４０８は、内蔵する第１の量子化データと第２の量子化テーブルのうち、有効ストリーム数に対応する量子化テーブルをＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルと決定する。
【００７５】
ＳＴ４１１０において、無線受信装置４００はランキング情報、ＣＱＩ情報、および有効ストリーム数情報を無線送信装置にフィードバックする。
【００７６】
図３０は、本実施の形態に係る無線送信装置４５０の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線送信装置４５０は、実施の形態１に示した無線送信装置１５０（図７参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線送信装置４５０は、ＣＱＩビット数決定部１５４の代わりに量子化テーブル決定部４５４を有し、有効ストリーム数情報抽出部４５１をさらに有する点において実施の形態１に示した無線送信装置１５０と相違する。また、無線送信装置４５０のＣＱＩ逆量子化部４５５は、無線送信装置１５０のＣＱＩ逆量子化部１５５と一部の処理において相違し、それを示すために異なる番号を付す。
【００７７】
有効ストリーム数情報抽出部４５１は、無線受信装置４００からフィードバックされるランキング情報、ＣＱＩ情報、および有効ストリーム数情報の中から有効ストリーム数情報を抽出し、有効ストリーム数情報が示す有効ストリーム数を量子化テーブル決定部４５４に出力する。
【００７８】
量子化テーブル決定部４５４は、量子化テーブル決定部４０８が備える２つの量子化テーブルと同様なテーブルを備え、有効ストリーム数情報抽出部４５１から入力される有効ストリーム数に基づき、ＣＱＩ逆量子化に用いられる量子化テーブルを決定し、決定された量子化テーブルをＣＱＩ逆量子化部４５５に出力する。
【００７９】
ＣＱＩ逆量子化部４５５は、量子化テーブルを備えず、量子化テーブル決定部４５４から入力される量子化テーブル、ＣＱＩ情報抽出部１５２から入力されるＣＱＩ情報、およびストリーム選択部１５３から入力されるＣＱＩ逆量子化対象ストリームを用いて逆量子化を行う。
【００８０】
図３１は、有効ストリーム数が所定値以下である場合にＣＱＩ量子化の粒度を変化させる方法を説明するための図である。具体的には、図３１は、有効ストリーム数が所定値「２」以下で場合、有効ストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくし、無効ストリームのＣＱＩ量子化粒度を粗くする方法を説明するための図である。なお、有効ストリーム数が所定値より大きい場合のＣＱＩ量子化方法を説明するための図として図８を流用する。
【００８１】
図３１においても、ストリームの本数が４本である場合を例にとって説明する。この図においては、有効ストリーム数が「２」であり、各ストリーム１、２、３、４の受信品質推定値がそれぞれ１０、２８、５、２６である場合を例にとって、ランキングＡのストリームおよびランキングＢのストリームにＣＱＩビットを５ビットずつ割り当て、ランキングＣのストリームおよびランキングＤのストリームにＣＱＩビットを３ビットおよび１ビット割り当てる。図３１を図８と比較すると分かるように、４本のストリームに割り当てるＣＱＩビット数の総和は両方とも１４ビットである。ただ、図８に示す方法よりも図３１に示す方法において、有効ストリーム用のＣＱＩビット数がより多く、量子化粒度がより細かい。その対価として、無効ストリーム用のＣＱＩビット数がよく少なく、量子化粒度が粗くなるが、有効ストリームよりも無効ストリームのシステムスループットへの寄与分が小さいため、全体的にシステムスループットを向上する効果が得られる。
【００８２】
このように、本実施の形態によれば、無線受信装置は、受信品質推定値が低いストリームほどＣＱＩビット数を順次に削減したうえに、各ストリームの受信状況のバラツキが大きい場合には、無効ストリームに割り当てるＣＱＩビット数をさらに削減し、削減した分のビット数を用いて有効ストリームに割り当てるＣＱＩビット数をさらに増加するため、全体的にシステムスループットをさらに向上させることができる。
【００８３】
なお、本実施の形態では、無線受信装置４００が有効ストリーム数情報を無線送信装置４５０にフィードバックする場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、無線送信装置４５０は無線受信装置４００との間の上り回線のチャネル推定によって有効ストリーム数を推定しても良い。その理由は、有効ストリーム数は無線受信装置４００と無線送信装置４５０との間の地形的な要因によるパラメータであり、上り回線のチャネル推定による結果と上り回線のチャネル推定による結果とは同様になるためである。
【００８４】
なお、本実施の形態では、本発明の実施の形態１に示したように受信品質推定値が低いストリームほどＣＱＩビット数を順次に削減したうえに、各ストリームの受信状況のバラツキに応じてさらにビット数を調整する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、実施の形態１と組み合わせず単に、システムスループットを向上するように各ストリームの受信状況のバラツキに応じて各ストリームにＣＱＩ量子化用のビット数を配分しても良い。
【００８５】
（実施の形態５）
パケット通信では、受信パケットに誤りが発生した場合には、そのパケットを再送することが一般的であり、再送の方式として、例えば、再送技術と誤り訂正符号技術とを組み合わせたＨＡＲＱ(Hybrid-Automatic Repeat Request：ハイブリッド−自動再送要求)方式がある。
【００８６】
パケット通信において受信パケットに誤りが発生する要因としては、次のような２つが考えられる。１つ目は、パケット通信の送信仕様自体に起因する。具体的には、パケット通信システムにおいて、無線送信装置は無線受信装置からフィードバックされたＣＱＩに基づき、ターゲット誤り率を満たすＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme：変調方式および符号化率の組合せ）でパケットを送信する。このターゲット誤り率は、一般には１０％程度に設定されている。従って、フィードバックされたＣＱＩに従う伝搬路で送信されるパケットにおいても、ターゲット誤り率程度の確率で誤りは発生することになる。ただ、この場合には誤った受信データ自体にもある程度の信頼性があるため、次回再送されるパケットとともにＨＡＲＱなどの誤り訂正用に用いられる。
【００８７】
受信パケットに誤りが発生する２つ目の要因は、伝搬路状況の変動にある。伝搬路状況が急激に変動する場合、フィードバックされたＣＱＩを測定した時点と、パケットを送信した時点とのパケットの受信品質は大いに異なる。従って、フィードバックされたＣＱＩで決まるＭＣＳで送信されたパケットに誤りが発生する確率は、ターゲット誤り率を超えることになる。この場合には、誤った受信データの信頼性が低く、ＨＡＲＱなどの誤り訂正に用いられることができない。
【００８８】
本実施の形態では、パケット誤りの発生要因によってＣＱＩ量子化の方法を切り替える。具体的には、パケット通信の送信仕様自体によりパケット誤りが発生した場合には、伝搬路状況の変動がわりと小さくストリームの受信状況の変化も小さく、ＨＡＲＱなどの誤り訂正には次回再送されるパケットだけではなくすでに受信した誤りパケットも利用されるため、誤りパケットを含んだストリームのＣＱＩ量子化にはわりと高い精度が要求されない。これに対して、伝搬路変動によりパケット誤りが発生する場合には、ストリームの受信状況の変化が大きく、受信した誤りパケットは利用できず次回再送されるパケットのみを用いてＨＡＲＱなどの誤り訂正を行うため、誤りパケットを含んだストリームのＣＱＩ量子化にはわりと高い精度が要求される。従って、本実施の形態では、システムスループットを向上するために、誤りパケットを含んだストリームの伝搬路状況の変動が大きい場合には、誤りパケットを含んだストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくし、伝搬路状況の急激でない場合には、誤りパケットを含んだストリームのＣＱＩ量子化粒度を粗くする。以下、誤りパケットを含んだストリームを誤りストリームと略す。なお、無線受信装置は、誤りストリームが発生し誤りストリームの伝搬路変動の大小が変化する際のみに、すなわち、より長い周期でＣＱＩ量子化方法の変化を無線送信装置にフィードバックすれば良い。
【００８９】
図３２は、本実施の形態に係る無線受信装置５００の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線受信装置５００は、実施の形態１に示した無線受信装置１００（図２参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線受信装置５００は、ＣＱＩビット数決定部１０８の代わりに量子化テーブル決定部５０８を有し、誤りストリーム判定部５０１、誤りストリーム受信状況判定部５０２、および誤りストリーム受信状況情報生成部５０３をさらに有する点において実施の形態１に示した無線受信装置１００と相違する。また、無線受信装置５００のＣＱＩ量子化部５０９は、無線受信装置１００のＣＱＩ量子化部１０９と一部の処理において相違し、それを示すために異なる番号を付す。
【００９０】
誤りストリーム判定部５０１は、ＭＩＭＯ受信部１０３から入力される各ストリームに誤りがあるか否かを判定し、誤りストリームを示す情報を誤りストリーム受信状況判定部５０２に出力する。
【００９１】
誤りストリーム受信状況判定部５０２は、前回の受信処理において受信品質推定部１０４から入力される各ストリームの受信品質推定値を記憶しており、誤りストリームに対して記憶されている前回の受信品質推定値と、受信品質推定部１０４から入力される受信品質推定値との差分を算出する。誤りストリーム受信状況判定部５０２は、算出した差分とあらかじめ設定されている閾値とを比較して、差分が閾値以上である場合には伝搬路変動が大きいと判定し、差分が閾値より小さい場合には伝搬路変動が小さいと判定し、伝搬路変動の大小を示す情報と、誤りストリームを示す情報とを誤りストリーム受信状況として、誤りストリーム受信状況情報生成部５０３および量子化テーブル決定部５０８に出力する。
【００９２】
誤りストリーム受信状況情報生成部５０３は、誤りストリーム受信状況判定部５０２から入力される誤りストリーム受信状況を用いて、無線送信装置へフィードバックされる誤りストリーム受信状況情報を生成し出力する。
【００９３】
量子化テーブル決定部５０８は、異なる再送ストリーム状況に対応する複数の量子化テーブルを内蔵しており、そのうち、誤りストリーム受信状況判定部５０２から入力される誤りストリーム受信状況に対応する量子化テーブルをＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルと決定し、ＣＱＩ量子化部５０９に出力する。量子化テーブル決定部５０８が備える量子化テーブルの詳細については後述する。
【００９４】
ＣＱＩ量子化部５０９は、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルを内蔵しておらず、量子化テーブル決定部５０８から入力される量子化テーブルを参照して、受信品質推定部１０４から入力される各ストリームの受信品質のうち、ストリーム選択部１０７から入力されるＣＱＩ量子化対象ストリームに対応する受信品質推定値に対してＣＱＩ量子化を行う。
【００９５】
図３３は、量子化テーブル決定部５０８が内蔵している複数の量子化テーブルの例として、Ｂランキングストリームが誤りストリームであって、誤りストリームの伝搬路変動が小さい場合、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルを例示する図である。また、Ｂランクストリームが誤りストリームであって、誤りストリームの伝搬路変動が大きい場合には、図２８に示す量子化テーブルがＣＱＩに用いられるテーブルとして流用される。図２８および図３３に示すように、再送ストリームの伝搬路変動が大きい場合には、誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくし、誤りストリームの伝搬路変動が小さい場合には、誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度を粗くする。また、図２８および図３３に示すように、再送ストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくする場合は、その分、ランキングが最も低いストリームのＣＱＩ量子化の粒度を粗くし、誤りストリームのＣＱＩ量子化の粒度を粗くする場合は、その分、再送ストリームの次のランキングのストリームのＣＱＩ量子化の粒度を細かくする。
【００９６】
また、量子化テーブル決定部５０８は、図２７に示すような量子化テーブルも備えており、誤りストリーム判定部５０１において各ストリームに誤りが発生しなかったと判定した場合に、ＣＱＩ量子化に用いられるテーブルと決定する。
【００９７】
図３４は、本実施の形態に係る無線受信装置５００におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図である。なお、この図に示すＣＱＩ量子化の手順は、実施の形態１に示したＣＱＩ量子化の手順（図６参照）と同様の基本的ステップを有しており、同一のステップには同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す手順は、ＳＴ１０７０の代わりにＳＴ５０７０を有し、ＳＴ５０１０、ＳＴ５０２０、およびＳＴ５０３０をさらに有する点において実施の形態１に示した手順と相違する。また、この図に示す手順のＳＴ５１１０は、実施の形態１に示したＳＴ１１１０と一部の処理において相違し、それを示すために異なる符号を付す。
【００９８】
ＳＴ５０１０において、誤りストリーム判定部５０１は、各ストリームに誤りがあるか否かを判定し、誤りストリームを示す情報を誤りストリーム受信状況判定部５０２に出力する。
【００９９】
ＳＴ５０２０において、誤りストリーム受信状況判定部５０２は、誤りストリームに対し、前回の受信処理で推定された受信品質推定値と今回の受信処理で推定された受信品質推定値との差分を算出する。また、このステップにおいて、誤りストリーム受信状況判定部５０２は、算出された差分とあらかじめ設定されている閾値とを比較することによって、誤りストリームの伝搬路変動の大小を判定し、誤りストリーム受信状況を求める。
【０１００】
ＳＴ５０３０において、誤りストリーム受信状況情報生成部５０３は、誤りストリーム受信状況を用いて、無線送信装置にフィードバックする誤りストリーム受信状況情報を生成する。
【０１０１】
ＳＴ５０７０において、量子化テーブル決定部５０８は、複数の量子化テーブルのなかから、誤りストリーム受信状況判定部５０２で判定された誤りストリーム受信状況に対応する量子化テーブルを、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルと決定する。
【０１０２】
ＳＴ５１１０において、無線送信装置５００は、ランキング情報、ＣＱＩ情報、および誤りストリーム受信状況情報を無線送信装置にフィードバックする。
【０１０３】
図３５は、本実施の形態に係る無線送信装置５５０の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線送信装置５５０は、実施の形態１に示した無線送信装置１５０（図７参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線送信装置５５０は、ＣＱＩビット数決定部１５４の代わりに量子化テーブル決定部５５４を有し、誤りストリーム受信状況情報抽出部５５１をさらに有する点において実施の形態１に示した無線送信装置１５０と相違する。また、無線送信装置５５０のＣＱＩ逆量子化部５５５は、無線送信装置１５０のＣＱＩ逆量子化部１５５と一部の処理において相違し、それを示すために異なる番号を付す。
【０１０４】
誤りストリーム受信状況情報抽出部５５１は、無線受信装置５００からフィードバックされるランキング情報、ＣＱＩ情報、および誤りストリーム受信状況情報の中から誤りストリーム受信状況情報を抽出し、再送ストリームを示す情報と再送ストリームの伝搬路変動の大小を示す情報とを誤りストリーム受信状況として量子化テーブル決定部５５４に出力する。
【０１０５】
量子化テーブル決定部５５４は、量子化テーブル決定部５０８が備える複数の量子化テーブルと同様なテーブルを備え、誤りストリーム受信状況情報抽出部５５１から入力される誤りストリーム受信状況に基づき、ＣＱＩ逆量子化に用いられる量子化テーブルを決定し、決定された量子化テーブルをＣＱＩ逆量子化部５５５に出力する。
【０１０６】
ＣＱＩ逆量子化部５５５は、量子化テーブルを備えず、量子化テーブル決定部５５４から入力される量子化テーブル、ＣＱＩ情報抽出部１５２から入力されるＣＱＩ情報、およびストリーム選択部１５３から入力されるＣＱＩ逆量子化対象ストリームを用いて逆量子化を行う。
【０１０７】
図３６および図３７は、誤りストリームの伝搬路変動の大小によって誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度を変化させる方法を説明するための図である。そのうち、図３６は、Ｂランキングストリームが誤りストリームであって、誤りストリームの伝搬路変動が小さい場合に対応する図であり、図３７は、Ｂランキングストリームが誤りストリームであって、誤りストリームの伝搬路変動が大きい場合に対応する図である。図３６および図３７においては、ストリームの本数が４本であり、各ストリーム１、２、３、４の受信品質推定値がそれぞれ２０、２８、５、２６である場合を例にとる。図３６を図９と比較すると分かるように、本実施の形態では、再送ストリームの伝搬路変動が小さい場合には、各ストリームに誤りがない場合よりも、再送ストリームのＣＱＩ量子化に用いるビット数をさらに削減し、削減されたビット数、ここでは１ビットは次のランキングのストリームのＣＱＩ量子化に用いる。また、図３７を図９と比較すると分かるように、本実施の形態では、再送ストリームの伝搬路変動が大きい場合には、各ストリームに誤りがない場合よりも、再送ストリームのＣＱＩ量子化に用いるビット数をさら増加し、その分、ここでは１ビット分、最も低いランキングのストリームのＣＱＩ量子化に用いられるビット数を削減する。
【０１０８】
このように、本実施の形態によれば、無線受信装置は、受信品質推定値が低いストリームほどＣＱＩビット数を順次に削減したうえに、誤りストリームがあり誤りストリームの伝搬路変動が大きい場合には誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度をさらに細かくし、誤りストリームの伝搬路変動が小さい場合には、誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度をさらに粗くするため、無線通信システムの誤り訂正の精度を向上することができ、システムスループットをさらに向上させることができる。
【０１０９】
なお、本実施の形態では、１つのストリームに誤りが発生した場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、複数のストリームに誤りが発生した場合には、本実施の形態に示したＣＱＩ量子化方法を適宜変更して適応しても良い。
【０１１０】
なお、本実施の形態では、本発明の実施の形態１に示したように受信品質推定値が低いストリームほどＣＱＩビット数を順次に削減したうえに、誤りストリームの伝搬路変動に応じてさらにビット数を調整する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、実施の形態１と組み合わせず単に、システムスループットを向上するように誤りストリームの伝搬路変動に応じて各ストリームにＣＱＩ量子化用のビット数を配分しても良い。
【０１１１】
（実施の形態６）
ＭＩＭＯシステムは、無線送信装置から複数送信アンテナを用いて送信されるデータを受信するユーザの数によってＳＵ−ＭＩＭＯ(Single User−ＭＩＭＯ)とＭＵ−ＭＩＭＯ(Multi User−ＭＩＭＯ)とに分けられる。ＳＵ−ＭＩＭＯシステムにおいては、無線送信装置は、複数の送信アンテナを用いて１つのユーザにデータを送信する。これに対し、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいては、無線送信装置は、複数の送信アンテナを用いて複数のユーザにデータを送信し、各ユーザ、すなわち各無線受信装置は、各送信アンテナからのストリームの受信品質を推定し、得られる受信品質推定値を用いてＣＱＩ量子化を行い送信側にフィードバックする。ただ、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムの無線受信装置は、全てのストリームのＣＱＩ量子化を同じ精度で行う必要はない。ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいて、各無線受信装置向けのデータは、受信品質推定値が所定値以上の複数の送信アンテナ、すなわち上位ランキングの複数のストリームを用いて送信されるため、各無線受信装置は、自装置向けデータを送信するストリームにおいてより高い精度のＣＱＩ量子化を行い無線送信装置にフィードバックすれば良く、自装置以外の無線受信装置向けのデータを送信するストリームにおいてはより低い精度でＣＱＩ量子化を行い無線送信装置にフィードバックしても良い。
【０１１２】
本実施の形態では、各無線受信装置は、無線送信装置との接続方式がＳＵ−ＭＩＭＯであるかまたはＭＵ−ＭＩＭＯであるかを判定して、接続方式に応じてＣＱＩ量子化の方法を切り換える。具体的には、ＳＵ−ＭＩＭＯの場合には実施の形態１に示したＣＱＩ量子化方法を用い、ＭＵ−ＭＩＭＯの場合には、自装置向けのデータを送信するストリームのＣＱＩ量子化粒度をさらに細かくし、自装置以外の無線受信装置向けのデータを送信するストリームのＣＱＩ量子化の粒度をさらに粗くする。
【０１１３】
図３８は、本実施の形態に係る無線受信装置６００の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線受信装置６００は、実施の形態１に示した無線受信装置１００（図２参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線受信装置６００は、ＣＱＩビット数決定部１０８の代わりに量子化テーブル決定部６０８を有し、接続方式制御情報抽出部６０１および接続方式判定部６０２をさらに有する点において実施の形態１に示した無線受信装置１００と相違する。また、無線受信装置６００のＣＱＩ量子化部６０９は、無線受信装置１００のＣＱＩ量子化部１０９と一部の処理において相違し、それを示すために異なる番号を付す。
【０１１４】
接続方式制御情報抽出部６０１は、受信アンテナ１０１が受信した信号の中から、無線受信装置６００と無線送信装置との接続方式を制御する接続方式制御情報を抽出し、接続方式判定部６０２に出力する。
【０１１５】
接続方式判定部６０２は、接続方式制御情報抽出部６０１から入力される接続方式制御情報に基づき、無線受信装置６００と無線送信装置との接続方式がＳＵ−ＭＩＭＯ方式であるかＭＵ−ＭＩＭＯ方式であるかを判定し、判定結果を量子化テーブル決定部６０８に出力する。
【０１１６】
量子化テーブル決定部６０８は、無線受信装置６００と無線送信装置との異なる接続方式に対応する複数の量子化テーブルを内蔵しており、そのうち、接続方式判定部６０２において判定された接続方式に対応する量子化テーブルをＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルと決定し、ＣＱＩ量子化部６０９に出力する。量子化テーブル決定部６０８が備える量子化テーブルの詳細については後述する。
【０１１７】
ＣＱＩ量子化部６０９は、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルを内蔵しておらず、量子化テーブル決定部６０８から入力される量子化テーブルを参照して、受信品質推定部１０４から入力される各ストリームの受信品質のうち、ストリーム選択部１０７から入力されるＣＱＩ量子化対象ストリームに対応する受信品質推定値に対してＣＱＩ量子化を行う。
【０１１８】
図３９は、無線受信装置６００と無線送信装置との接続方式がＭＵ−ＭＩＭＯである場合に、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルを例示する図である。また、無線受信装置６００と無線送信装置との接続方式がＳＵ−ＭＩＭＯである場合に、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルとしては、図５に示す量子化テーブルを流用する。図３９と図５とを比較すると分かるように、無線受信装置６００は、無線送信装置との接続方式がＭＵ−ＭＩＭＯである場合には、自装置向けのデータを送信するストリーム、すなわち、ランキングＡのストリームおよびランキングＢのストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくし、自装置以外の無線受信装置向けのデータを送信するストリーム、すなわち、ランキングＣのストリームおよびランキングＤのストリームに対しては、１ビットのみを用いてＣＱＩ量子化を行う。１ビットを用いたＣＱＩ量子化によれば、「１」または「０」のＣＱＩビット列が得られる。ＣＱＩビット列「１」と「０」は、ランキングＣのストリームまたはランキングＤのストリームと、ランキングＡのストリームまたはランキングＢのストリームとの干渉が所定値以上であるか否かを示す。
【０１１９】
図４０は、本実施の形態に係る無線受信装置６００におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図である。なお、この図に示すＣＱＩ量子化の手順は、実施の形態１に示したＣＱＩ量子化の手順（図６参照）と同様の基本的ステップを有しており、同一のステップには同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す手順は、ＳＴ１０７０の代わりにＳＴ６０７０を有し、ＳＴ６０１０およびＳＴ６０２０をさらに有する点において実施の形態１に示した手順と相違する。
【０１２０】
ＳＴ６０１０において、接続方式制御情報抽出部６０１は、受信した信号の中から、無線受信装置６００と無線送信装置との接続方式を制御する接続方式制御情報を抽出する。
【０１２１】
ＳＴ６０２０において、接続方式判定部６０２は、接続方式制御情報に基づき、無線受信装置６００と無線送信装置との接続方式がＳＵ−ＭＩＭＯ方式であるかＭＵ−ＭＩＭＯ方式であるかを判定する。
【０１２２】
ＳＴ６０７０において、量子化テーブル決定部６０８は、複数の量子化テーブルのなかから、接続方式判定部６０２で判定された接続方式に対応する量子化テーブルを、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルと決定する。
【０１２３】
図４１は、本実施の形態に係る無線送信装置６５０の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線送信装置６５０は、実施の形態１に示した無線送信装置１５０（図７参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線送信装置６５０は、ＣＱＩビット数決定部１５４の代わりに量子化テーブル決定部６５４を有し、接続方式制御部６５１および接続方式制御情報生成部６５２をさらに有する点において実施の形態１に示し無線送信装置１５０と相違する。また、無線送信装置６５０のＣＱＩ逆量子化部６５５は、無線送信装置１５０のＣＱＩ逆量子化部１５５と一部の処理において相違し、それを示すために異なる番号を付す。
【０１２４】
接続方式制御部６５１は、無線送信装置６５０におけるトラフィック量などに基づきＳＵ−ＭＩＭＯ方式またはＭＵ−ＭＩＭＯ方式を決定し、決定された接続方式を用いて無線受信装置６００との接続を制御し、決定された接続方式を接続方式制御情報生成部６５２に出力する。
【０１２５】
接続方式制御情報生成部６５２は、接続方式制御部６５１で決定した接続方式を示す接続方式制御情報を生成して無線受信装置６００に送信する。
【０１２６】
量子化テーブル決定部６５４は、量子化テーブル決定部６０８が備える複数の量子化テーブルと同様なテーブルを備え、接続方式制御部６５１から入力される接続方式に基づき、ＣＱＩ逆量子化に用いられる量子化テーブルを決定し、決定された量子化テーブルをＣＱＩ逆量子化部６５５に出力する。
【０１２７】
ＣＱＩ逆量子化部６５５は、量子化テーブルを備えず、量子化テーブル決定部６５４から入力される量子化テーブル、ＣＱＩ情報抽出部１５２から入力されるＣＱＩ情報、およびストリーム選択部１５３から入力されるＣＱＩ逆量子化対象ストリームを用いて逆量子化を行う。
【０１２８】
図４２は、無線受信装置６００と無線送信装置６５０とがＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合のＣＱＩ量子化方法を説明するための図である。なお、無線受信装置６００と無線送信装置６５０とがＳＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合のＣＱＩ量子化方法を説明するための図として図９を流用する。図４２に示すように、無線受信装置６００と無線送信装置６５０とがＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合、無線受信装置６００は、自装置向けデータを送信するストリーム、すなわち、ＡランキングのストリームおよびＢランキングのストリームのＣＱＩ量子化には５ビットずつを用いて、自装置向けデータを送信しないストリーム、すなわち、ＣランキングのストリームおよびＤランキングのストリームのＣＱＩ量子化には１ビットずつを用いる。図４２を図９と比べると分かるように、無線受信装置６００は、無線送信装置６５０とＳＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合よりも、無線送信装置６５０とＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合に、自装置向けデータを送信するストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくし、自装置向けデータを送信しないストリームのＣＱＩ量子化には１ビットだけ用いる。
【０１２９】
このように、本実施の形態によれば、無線受信装置は、無線送信装置とＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続する場合には、受信品質推定値が低いストリームほどＣＱＩビット数を順次に削減したうえに、無線送信装置とＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続する場合には、自装置向けデータを送信するストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくし、自装置向けデータを送信しないストリームのＣＱＩ量子化粒度を粗くするため、全体的により少ないビット数で効率良くＣＱＩ量子化を行うことができ、システムスループットをさらに向上することができる。
【０１３０】
なお、本実施の形態では、無線送信装置６００向けデータを送信するストリームが２本である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、無線送信装置６００向けデータを送信するストリームを１本、または３本以上にしても良く、さらにはＭＵ−ＭＩＭＯにおいて多重されるユーザ数などの条件に応じて適応的に変化させても良い。無線送信装置６００向けデータを送信するストリームの本数を適応的に変化させる際、例えば、多重されるユーザ数が少ない場合には、無線送信装置６００向けデータを送信するストリームの本数が増加するため、より多い本数のストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくする。
【０１３１】
また、本実施の形態では、各ユーザにおいてストリーム単位でＣＱＩ量子化粒度を異ならせる場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、ユーザ単位でＣＱＩ量子化粒度を異ならせても良い。具体的には、基地局において、ユーザ毎の平均ＣＱＩを保持しておき、多重するユーザ間の平均ＣＱＩを比較して、平均ＣＱＩがより低いユーザに対して、量子化粒度を粗くするように指示する。これにより、無線送信装置と無線受信装置とがＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合に、システムスループットを下げずに、全体的なＣＱＩビット数を削減することができる。例えば、平均ＣＱＩが高いユーザに対しては図４３に示す量子化テーブルを用い、平均ＣＱＩの低いユーザに対しては図４４に示す量子化テーブルを用いてＣＱＩ量子化を行うように指示する。ここで、各ユーザの平均ＣＱＩは、各ユーザからフィードバックされる下り回線のＣＱＩ、また上り回線を測定して得られた上り回線のＣＱＩを、時間的に平均することによって求めることができる。
【０１３２】
または、基地局において各ユーザの平均ＣＱＩをあらかじめ設定されている閾値と比較して各ユーザの量子化方法を指示してもよい。すなわち、平均ＣＱＩが閾値より高いユーザに対しては、量子化粒度を細かくするように指示し、平均ＣＱＩが閾値より低いユーザに対しては、量子化粒度を粗くするように指示する。これにより、各ユーザのＣＱＩに応じてＣＱＩ量子化粒度を異ならせてシステムスループットを向上することができる。なお、平均ＣＱＩが低いユーザは、基地局から遠くに存在するか、もしくは、隣接セルからの干渉が大きく通信環境が悪い状況にあると考えられるため、フィードバックされるＣＱＩに誤りが発生する可能性があると想定する。そこで、フィードバックされるＣＱＩビット数が制限されているため、ＣＱＩ量子化粒度を粗くするよう指示された平均ＣＱＩが低いユーザがフィードバックする量子化ＣＱＩに対しは、誤り訂正符号化を行うことにより、フィードバックビット数を増やすことなく誤り耐性を強化しても良い。
【０１３３】
なお、本実施の形態では、本発明の実施の形態１に示したように受信品質推定値が低いストリームほどＣＱＩビット数を順次に削減したうえに、無線受信装置と無線送信装置との接続方式に応じてさらにビット数を調整する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、実施の形態１と組み合わせず単に、システムスループットを向上するように無線受信装置と無線送信装置との接続方式に応じて各ストリームにＣＱＩ量子化用のビット数を配分しても良い。
【０１３４】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【０１３５】
なお、本発明に係る無線通信システム、無線受信装置、無線送信装置、およびＣＱＩ量子化方法は、上記各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。
【０１３６】
また、本発明の各実施の形態を組み合わせて実施することも可能である。
【０１３７】
例えば、実施の形態４と実施の形態６を組み合わせることにより、無線受信装置と無線送信装置とがＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合において、各ストリームの受信品質推定値のバラツキに応じて、すなわち、有効ストリーム数に応じてＣＱＩ量子化方法を切り替え、システムスループットをさらに向上することができる。具体的には、無線受信装置は、無線送信装置とＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続していて、有効ストリーム数が所定値以上である場合には、図４５に示すように、ストリームのランキング順位に従い５ビット、３ビット、２ビット、１ビットを用いてＣＱＩ量子化することにより量子化粒度の劣化具合を緩やかに変化させる。無線送信装置は、無線送信装置とＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続していて、有効ストリーム数が所定値より小さい場合には、図４６に示すように、ストリームのランキング順位に従い５ビット、５ビット、１ビット、０ビットを用いてＣＱＩ量子化を行うことにより、自装置向けデータを送信するストリームに対しては量子化粒度をさらに細かくし、システムスループットに寄与しない下位ランキングストリームに対してはＣＱＩ量子化を行わない。図４５および図４６においては、主にストリームランキング、ビット数、および量子化粒度などの情報を示している。
【０１３８】
また、例えば、実施の形態５と実施の形態６を組み合わせることにより、無線受信装置と無線送信装置とがＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合において、誤りストリームの伝搬路変動に応じてＣＱＩ量子化方法を切り替え、システムスループットをさらに向上することができる。具体的には、無線受信装置は、無線送信装置とＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続していて、誤りストリームがない場合には図４５に示すようにＣＱＩ量子化を行うのに対し、誤りストリームがあり、誤りストリームの伝搬路変動は所定値以上である場合には、図４７に示すようにＣＱＩ量子化を行い、誤りストリームの伝搬路変動は所定値より小さい場合には、図４８に示すようにＣＱＩ量子化を行う。図４７および図４８においては、主にストリームランキング、ビット数、および量子化粒度などの情報を示している。図４７および図４８に示すように、誤りストリームの伝搬路変動が小さい場合には、各ストリームに誤りがない場合よりも、誤りストリームのＣＱＩ量子化に用いるビット数をさらに削減し、削減されたビット数、例えばここでは１ビットは次のランキングのストリームのＣＱＩ量子化に用いられる。また、図４７を図４８と比較すると分かるように、本実施の形態では、誤りストリームの伝搬路変動が大きい場合には、各ストリームに誤りがない場合よりも、誤りストリームのＣＱＩ量子化に用いるビット数を増加し、その分、例えばここでは１ビット分、最も低いランキングのストリームのＣＱＩ量子化に用いられるビット数を削減する。
【０１３９】
また、本発明において受信品質は、ＳＩＮＲまたはＳＮＲの例を示したが、ＳＩＲ、ＣＩＲ、ＣＮＲ、ＣＩＮＲ、ＲＳＳＩ、受信強度、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、干渉量、または、所定の誤り率を達成できるＭＣＳ等を用いても良い。
【０１４０】
また、本発明においては受信品質を、量子化してＣＱＩで表す場合を例にとって説明したが、ＣＳＩ（Channel State Information）等で表しても良い。
【０１４１】
また、本発明に係る無線受信装置、無線送信装置は、ＳＤＭ方式の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。
【０１４２】
また、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、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ＣＱＩ量子化方法をプログラミング言語によって記述し、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、本発明に係る無線受信装置、無線送信装置と同様の機能を実現することができる。
【０１４３】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。
【０１４４】
また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。
【０１４５】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
【０１４６】
さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明に係る無線受信装置、無線送信装置およびＣＱＩ量子化方法は、ＳＤＭ方式のシステムにおけるストリーム毎の適応変調等の用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】ＣＱＩとスループットとの関係を示す図
【図２】実施の形態１に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１に係るランキング順位決定部において決定されるランキング順位の一例を示す図
【図４】実施の形態１に係るＣＱＩビット数決定部が備える、ランキングとＣＱＩビット数とが対応付けられたテーブルの一例を示す図
【図５】実施の形態１に係るＣＱＩ量子化部が備えるＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図６】実施の形態１に係る無線受信装置におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図
【図７】実施の形態１に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図８】実施の形態１に係る無線受信装置において各ストリーム用のＣＱＩ量子化ビット数を等しくしてＣＱＩ量子化を行う方法を説明するための図
【図９】実施の形態１に係る無線受信装置において低ランキングストリーム用のＣＱＩ量子化ビット数を削減してＣＱＩ量子化を行う方法を説明するための図
【図１０】実施の形態２に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図１１】実施の形態２に係る量子化テーブル決定部が備えるテーブルのうち、受信品質「２８」に対応する量子化テーブルの一例を示す図
【図１２】実施の形態２に係る量子化テーブル決定部が備えるテーブルのうち、受信品質「２９」に対応する量子化テーブルの一例を示す図
【図１３】実施の形態２に係る無線受信装置におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図
【図１４】実施の形態２に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図１５】実施の形態２に係る無線受信装置において閾値以下の受信品質に対するＣＱＩ量子化の粒度を粗くして量子化を行う方法を説明するための図
【図１６】実施の形態３に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図１７】実施の形態３に係るＡランキングストリームとＢランキングストリームとの差分を４ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図１８】実施の形態３に係るＡランキングストリームとＢランキングストリームとの差分を４ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図１９】実施の形態３に係るＢランキングストリームとＣランキングストリームとの差分を３ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図２０】実施の形態３に係るＢランキングストリームとＣランキングストリームとの差分を３ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図２１】実施の形態３に係るＣランキングストリームとＤランキングストリームとの差分を２ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図２２】実施の形態３に係るＣランキングストリームとＤランキングストリームとの差分を２ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図２３】実施の形態３に係る無線受信装置におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図
【図２４】実施の形態３に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図２５】実施の形態３に係る無線受信装置において差分ＣＱＩ量子化を行う方法を説明するための図
【図２６】実施の形態４に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図２７】実施の形態４に係る量子化テーブル決定部が内蔵している第１の量子化テーブルを例示する図
【図２８】実施の形態４に係る量子化テーブル決定部が内蔵している第２の量子化テーブルを例示する図
【図２９】実施の形態４に係る無線受信装置におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図
【図３０】実施の形態４に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図３１】実施の形態４に係る有効ストリーム数によってＣＱＩ量子化の粒度を変化させる方法を説明するための図
【図３２】実施の形態５に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図３３】実施の形態５に係る量子化テーブル決定部が内蔵している量子化テーブルを例示する図
【図３４】実施の形態５に係る無線受信装置におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図
【図３５】実施の形態５に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図３６】実施の形態５に係る誤りストリームの伝搬路変動の大小によって誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度を変化させる方法を説明するための図
【図３７】実施の形態５に係る誤りストリームの伝搬路変動の大小によって誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度を変化させる方法を説明するための図
【図３８】実施の形態６に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図３９】実施の形態６に係る無線受信装置と無線送信装置との接続方式がＭＵ−ＭＩＭＯである場合に、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルを例示する図
【図４０】実施の形態６に係る無線受信装置におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図
【図４１】実施の形態６に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図４２】実施の形態６に係る無線受信装置と無線送信装置とがＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合のＣＱＩ量子化方法を説明するための図
【図４３】実施の形態６のバリエーションに係る量子化テーブルを例示する図
【図４４】実施の形態６のバリエーションに係る量子化テーブルを例示する図
【図４５】実施の形態４と実施の形態６を組み合わせたＣＱＩ量子化方法を説明するための図
【図４６】実施の形態４と実施の形態６を組み合わせたＣＱＩ量子化方法を説明するための図
【図４７】実施の形態５と実施の形態６を組み合わせたＣＱＩ量子化方法を説明するための図
【図４８】実施の形態５と実施の形態６を組み合わせたＣＱＩ量子化方法を説明するための図
【符号の説明】
【０１４９】
１００ 無線受信装置
１０１ 受信アンテナ
１０２ チャネル推定部
１０３ ＭＩＭＯ受信部
１０４ 受信品質推定部
１０５ ランキング順位決定部
１０６ ランキング情報生成部
１０７ ストリーム選択部
１０８ ＣＱＩビット数決定部
１０９ ＣＱＩ量子化部
１１０ ＣＱＩ情報生成部
１５０ 無線送信装置
１５１ ランキング情報抽出部
１５２ ＣＱＩ情報抽出部
１５３ ストリーム選択部
１５４ ＣＱＩビット数決定部
１５５ ＣＱＩ逆量子化部
１５６ ＳＤＭ送信部
１５７ 送信アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＤＭ（Space Division Multiplexing:空間分割多重）方式の無線通信システムに用いる無線受信装置、無線送信装置、およびＣＱＩ量子化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等に代表される無線通信システムにおいては、サービス形態が多様化し、音声データだけではなく、静止画像、動画像等の大容量データを伝送することが要求される。これに対して、高い周波数利用効率を実現するＭＩＭＯシステムの研究が盛んに行われている。ＭＩＭＯシステムは、送受信双方に複数アンテナを用い、複数の独立な信号（ストリーム）を同一帯域において同時に送受信するシステムであって、周波数帯域の拡大なしにシステムのスループットの拡大を図ることができる。
【０００３】
ＭＩＭＯシステムにおいて伝送レートを向上させる技術の１つとして、ＳＤＭ方式がある。ＳＤＭ方式とは、複数のアンテナにより送信される複数の信号を空間的に多重して送信し、受信装置で信号を分離する技術である。ＳＤＭ方式によれば、ＳＩＳＯ（Single Input Single Output）システムと比較して送信アンテナ数倍の伝送容量を実現することができる。
【０００４】
ＳＤＭ方式においては、さらにストリーム毎に適応変調を行うことでシステムのスループットを向上させることができる（例えば特許文献１参照）。適応変調とは、受信装置が受信品質を示すＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を送信装置にフィードバックして、送信装置ではこのＣＱＩに応じて、誤りが発生せずに最大のスループットが達成できる符号化率と変調方式（ＭＣＳ:Modulation and Coding Scheme）を選択する技術である。すなわち、受信装置はパイロット信号などを用いてチャネル推定を行い、得られたチャネル推定値を用いて受信品質を推定する。そして得られた受信品質推定値を数ビットの情報に量子化し、ＣＱＩを生成する。本明細書では、このような量子化をＣＱＩ量子化と呼ぶとする。
【特許文献１】特表２００４−５３３１６９号公報（第１−５頁、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＳＤＭ方式においてストリーム毎に適応変調を行う場合にはストリーム毎のＣＱＩをフィードバックする必要があり、システムのスループットを拡大させるためにアンテナ数を増加させると、これに伴いフィードバックするＣＱＩビット数も増加する。フィードバックするＣＱＩビット数が増加するとフィードバック回線が逆回線におけるデータ伝送回線を圧迫し、データ伝送のスループットを低下させるという問題が発生する。
【０００６】
また、フィードバックするＣＱＩビット数を削減するために単純に各ストリームのＣＱＩビット数を削減すると、ＣＱＩで示した品質と実際の品質との間の誤差が大きくなる。この誤差が大きくなったＣＱＩに応じて適応変調を行うと、データ伝送効率が劣化し、システムのスループットが低下するという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ストリーム毎に適応変調を行うＳＤＭ方式において、フィードバックするＣＱＩビット数を抑えつつ、スループットを高く維持することができる無線通信システム、無線受信装置、無線送信装置、およびＣＱＩ量子化方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無線通信システムは、複数のストリームを複数アンテナを用いて送信する無線送信装置と、複数アンテナを用いて複数の前記ストリームを受信する無線受信装置と、を具備する無線通信システムであって、前記無線受信装置は、前記ストリーム毎の受信品質を推定し、ストリーム毎の受信品質推定値の順位を決定する順位決定手段と、前記順位に応じて、前記ストリーム毎に量子化ビット数を配分するビット配分手段と、前記量子化ビット数に従って、前記受信品質推定値を量子化し、前記ストリーム毎のＣＱＩを生成する量子化手段と、前記ストリーム毎のＣＱＩを前記無線送信装置に通知する通知手段と、を具備し、前記無線送信装置は、通知される前記ストリーム毎のＣＱＩを逆量子化し、前記受信品質推定値を再現する逆量子化手段と、再現された前記受信品質推定値に応じて、前記ストリーム毎の適応変調パラメータを決定して、適応変調を行う適応変調手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、システムのスループットに影響が少ない、受信品質推定値がより低いストリームにＣＱＩ量子化ビット数をより少なく配分するため、無線受信装置から無線送信装置にフィードバックするＣＱＩビット数を抑えつつ、スループットを高く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、ＣＱＩとスループットとの関係を示す図である。具体的にはこの図は、３ＧＰＰ ＴＳ２５．２１４で示されているＨＳＤＰＡにおけるＣＱＩと送信ブロックサイズとの関係を示す図である。
【００１２】
ＣＱＩは受信装置がパイロット信号などを使って受信品質を推定し、この推定した受信品質を数ビットの情報に量子化したものである。従って、ＣＱＩとスループットとの関係は、受信装置で得られた受信品質推定値とスループットとの関係でもある。ストリーム毎に適応変調を行うＳＤＭ方式においては、各ストリームのＣＱＩに基づいてＭＣＳを選択するため、ストリーム毎にスループットが異なる。この複数のストリームのスループットを比較した場合、図１に示すようにＣＱＩが大きいほどストリームのスループットは高い。従って、全てのストリームにより得られるスループットをシステムスループットと称する場合、受信品質が高いストリームのスループットは、システムスループットの中で占める割合が大きく、受信品質が低いストリームのスループットは、システムスループットの中で占める割合が小さい。この図においてＥはＣＱＩ値の１ステップの変化量を示し、ＢおよびＨはそれぞれＣＱＩの低い領域およびＣＱＩの高い領域においてＣＱＩ値の１ステップの変化量Ｅに対応するスループットの変化量を示す。ＣＱＩの増加によるスループットの増加は線形的ではなく、ＣＱＩが大きくなるほど、ＣＱＩの増加によるスループットの増加傾向は強くなる。すなわち受信品質推定値が低く、ＣＱＩが低い場合のスループット変化量Ｂよりも、受信品質推定値が高く、ＣＱＩが大きい場合のスループット変化量Ｈの方が大きい。要するに高品質ストリームのＣＱＩが変化する場合と、低品質ストリームのＣＱＩが変化する場合とを比較すると、高品質ストリームのＣＱＩの変化がシステムスループットに与える影響はより大きく、低品質ストリームのＣＱＩの変化がシステムスループットに与える影響はより小さい。
【００１３】
次いでＣＱＩ量子化の精度を考える場合、ＣＱＩ量子化の粒度より細かな値は表現できないため、ＣＱＩ量子化には量子化誤差が存在する。高品質ストリームにおけるＣＱＩの変化がシステムスループットに与える影響がより大きいため、高品質ストリームの受信品質をＣＱＩ量子化する場合は、より誤差の少ない量子化が必要である。一方、低品質ストリームにおけるＣＱＩの変化がシステムスループットに与える影響は小さいため、低品質ストリームの受信品質をＣＱＩ量子化する場合はある程度の量子化誤差を許容することができる。そこで本実施の形態では、低品質ストリームのＣＱＩ量子化に用いられるビット数を削減し、無線受信装置から無線送信装置にフィードバックするＣＱＩビット数を抑える。
【００１４】
ＳＤＭの各ストリームは独立なフェージング変動を受けて受信品質が時々刻々変動するので、高品質ストリームと低品質ストリームとを、受信品質を示す数値の大きさによって一意に決定することはできない。従って、受信装置では、ストリーム間の相対的な品質差により高品質ストリームと低品質ストリームとを決定する。すなわち、受信装置では受信品質の良い順にランキング順位を付け、ランキング上位のストリームを高品質ストリームとし、ランキング下位のストリームを低品質ストリームとする。なお、ランキング順位を用いてＣＱＩの量子化ビット数（以下ＣＱＩビット数と略称する）を決定し、低品質ストリームのＣＱＩの量子化粒度を粗くして全体的な量子化ビット数を削減することが実現できる。
【００１５】
図２は、本実施の形態に係る無線受信装置１００の主要な構成を示すブロック図である。
【００１６】
無線受信装置１００は、受信アンテナ１０１、チャネル推定部１０２、ＭＩＭＯ受信部１０３、受信品質推定部１０４、ランキング順位決定部１０５、ランキング情報生成部１０６、ストリーム選択部１０７、ＣＱＩビット数決定部１０８、ＣＱＩ量子化部１０９、およびＣＱＩ情報生成部１１０を備える。
【００１７】
チャネル推定部１０２は、受信アンテナ１０１が受信したパイロット信号を用いてチャネル推定を行い、チャネル推定値を生成する。チャネル推定部１０２は、生成されたチャネル推定値をＭＩＭＯ受信部１０３および受信品質推定部１０４に出力する。ＭＩＭＯ受信部１０３は、受信アンテナ１０１が受信した信号から、チャネル推定部１０２から入力されるチャネル推定値を用いて、受信データを生成する。ＭＩＭＯ受信部１０３において受信データを生成する方式は、ＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）による受信方式、またはＺＦ（Zero Forcing）やＭＭＳＥ（Minimum Mean Squared Error)などのフィルタリングによる受信方式がある。受信品質推定部１０４は、チャネル推定部１０２から入力されるチャネル推定値を用いて各ストリームの受信品質を推定し、受信品質推定値を生成する。受信品質推定部１０４は、生成された受信品質推定値をランキング順位決定部１０５およびＣＱＩ量子化部１０９に出力する。ランキング順位決定部１０５は、受信品質推定部１０４から入力される各ストリームの受信品質推定値を用いて、受信品質推定値が高い順から各ストリームにランキングを付け、ランキング順位を決定する。ランキング順位決定部１０５は、ランキング順位をランキング情報生成部１０６およびストリーム選択部１０７に出力する。ランキング情報生成部１０６は、ランキング順位決定部１０５から入力されるランキング順位を用いて、無線送信装置にフィードバックするランキング情報を生成する。
【００１８】
ストリーム選択部１０７は、すべてのストリームに対してＣＱＩ量子化が完了したか否かを判定し、すべて完了しなかった場合、ランキング順位に従ってＣＱＩ量子化を行う対象となるストリーム、すなわちＣＱＩ量子化対象ストリームを１つ選択する。またストリーム選択部１０７は、ランキング順位決定部１０５から入力されるランキング順位に基づきＣＱＩ量子化対象ストリームに対応するランキングをＣＱＩビット数決定部１０８に出力する。ＣＱＩビット数決定部１０８は、ランキングとＣＱＩビット数とが対応付けられたテーブルを備え、ストリーム選択部１０７から入力されるＣＱＩ量子化対象ストリームのランキングに対応するＣＱＩビット数を決定する。ＣＱＩビット数決定部１０８は、決定されたＣＱＩビット数をＣＱＩ量子化部１０９に出力する。ＣＱＩ量子化部１０９は、ＣＱＩ量子化テーブルを備え、受信品質推定部１０４から入力される各ストリームの受信品質推定値のうち、ＣＱＩ量子化対象ストリームの受信品質推定値に対し、ＣＱＩビット数決定部１０８から入力されるＣＱＩビット数を用いてＣＱＩ量子化を行う。ＣＱＩ量子化部１０９は、ＣＱＩ量子化により生成されるＣＱＩをＣＱＩ情報生成部１１０に出力する。ＣＱＩ情報生成部１１０は、無線送信装置にフィードバックするＣＱＩ情報を、ＣＱＩ量子化部１０９から入力されるＣＱＩを用いて生成する。
【００１９】
図３は、ランキング順位決定部１０５において決定されるランキング順位の一例を示す図である。この図は、ストリームが１、２、３、４の４本あって、ランキングがＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４段階に分けられる場合を示す。なおランキングはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に低くなり、ストリームの受信品質推定値が高いほどより高いランキングが付けられる。例えば、ランキングＡに対応するストリーム２の受信品質推定値はランキングＢに対応するストリーム４の受信品質推定値より高い。
【００２０】
図４は、ＣＱＩビット数決定部１０８が備える、ランキングとＣＱＩビット数とが対応付けられたテーブルの一例を示す図である。この図は、図３の場合と同様にランキングがＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４段階に分けられる場合を示す。図示のように、ランキングが高いほどより多くのＣＱＩビット数が対応付けられ、ランキングＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄそれぞれに対応付けられるＣＱＩビット数は５、４、３、２である。
【００２１】
図５は、ＣＱＩ量子化部１０９が備えるＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図である。この図は、受信品質推定値が３２個のレベルに分けられ、ＣＱＩビット数が図４に示す場合と同様に、それぞれ２、３、４、５の４種である場合を示す。この図において、第１列の「受信品質推定値」は受信品質推定値のレベルを示し、第２列の「ＣＱＩ」は第１列の「受信品質推定値」を５ビットでＣＱＩ量子化して得られるＣＱＩを示し、第３列の「ＣＱＩビット列」は第２列の「ＣＱＩ」をビット列で表す値を示す。同様に、第４〜５列、第６〜７列、および第８〜９列それぞれは、第１列の「受信品質推定値」を４、３、および２ビットでそれぞれＣＱＩ量子化して得られるＣＱＩおよびビット列を示す。例えば、「２８」レベルの受信品質推定値を５ビットでＣＱＩ量子化する場合、「２８」レベルの受信品質推定値が該当する行と、ＣＱＩビット数「５」が該当する列とが交差する値「２８」、「１１０１１」がそれぞれ「ＣＱＩ」、「ＣＱＩビット列」として得られる。また例えば「２８」レベルの受信品質推定値を３ビットでＣＱＩ量子化する場合、得られる「ＣＱＩ」、「ＣＱＩビット列」はそれぞれ「７」、「１１０」となる（図中のハッチング部分）。
【００２２】
図５に示すように、ＣＱＩ量子化粒度を粗くすることでＣＱＩ量子化ビット数が抑えられる。例えば、同じ３２個の受信品質推定値のレベルをＣＱＩ量子化する場合、ＣＱＩビット数として「４」を用いると１６種の「ＣＱＩ」および「ＣＱＩビット列」が得られるに対して、ＣＱＩビット数として「２」を用いると４種の「ＣＱＩ」および「ＣＱＩビット列」しか得られない。すなわち４本のストリームが各々２〜５ビットを使用する場合は、４本のストリームが均一に５ビットを使用する場合よりＣＱＩ量子化粒度は粗くなるものの、全体的にＣＱＩ量子化ビット数を６ビット削減することができる。
【００２３】
図６は、本実施の形態に係る無線受信装置１００におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図である。この手順の説明において、再び図３〜５に示すテーブルを流用する。なお、「ステップ」を「ＳＴ」と記す。
【００２４】
まず、受信アンテナ１０１は、無線送信装置から送信される信号を受信する（ＳＴ１０１０）。次いでチャネル推定部１０２は、受信された信号のうちパイロット信号を用いてチャネル推定を行い、チャネル推定値を生成する（ＳＴ１０２０）。次いで受信品質推定部１０４は、チャネル推定値を用いてストリーム毎の受信品質を推定し、受信品質推定値を生成する（ＳＴ１０３０）。ここで受信品質の推定は、ＳＩＮＲまたはＳＮＲなどを用いて行う。次いでランキング順位決定部１０５は、受信品質推定部１０４から入力される受信品質推定値を用いて、例えば図３に示すようなランキング順位を生成する（ＳＴ１０４０）。次いでランキング情報生成部１０６は、無線送信装置にフィードバックされるランキング情報を、ランキング順位を用いて生成する（ＳＴ１０５０）。次いでストリーム選択部１０７は、ランキング順位に従ってＣＱＩ量子化対象ストリームを１つ選択し、ＣＱＩ量子化対象ストリームのランキングをＣＱＩビット数決定部１０８に出力する（ＳＴ１０６０）。次いでＣＱＩビット数決定部１０８は、図４に示すテーブルとＣＱＩビット数決定部１０８から入力されるランキングを用いて、ＣＱＩ量子化対象ストリーム用のＣＱＩビット数を決定する（ＳＴ１０７０）。次いでＣＱＩ量子化部１０９は、図５に示す量子化テーブルを参照してＣＱＩ量子化を行う（ＳＴ１０８０）。すなわち、ＣＱＩビット数決定部１０８から入力されるビット数を用いて、受信品質推定部１０４から入力される各ストリームのうち、ＣＱＩ量子化対象ストリームの受信品質推定値に対してＣＱＩ量子化を行う。次いでＣＱＩ情報生成部１１０は、無線送信装置にフィードバックされるＣＱＩ情報を、ＣＱＩビット数決定部１０８の量子化結果を用いて生成する（ＳＴ１０９０）。次いでストリーム選択部１０７は、すべてのストリームに対して受信品質推定値のＣＱＩ量子化が行われたか否かを判定する（ＳＴ１１００）。すべてのストリームに対して受信品質推定値のＣＱＩ量子化が行われた場合（ＳＴ１１００：ＹＥＳ）、フィードバック部（図示せず）はランキング情報およびＣＱＩ情報を無線送信装置にフィードバックする（ＳＴ１１１０）。一方、すべてのストリームに対して受信品質推定値のＣＱＩ量子化が行われなかった場合（ＳＴ１１００：ＮＯ）、無線受信装置１００は処理をＳＴ１０６０に戻し、ストリーム選択部１０７に次のＣＱＩ量子化対象ストリームを選択させる。
【００２５】
次いで上記の無線受信装置１００からフィードバックされるランキング情報およびＣＱＩ情報を用いて、各ストリームの受信品質推定値を再現する無線送信装置１５０について説明する。
【００２６】
図７は、本実施の形態に係る無線送信装置１５０の主要な構成を示すブロック図である。無線送信装置１５０は、ランキング情報抽出部１５１、ＣＱＩ情報抽出部１５２、ストリーム選択部１５３、ＣＱＩビット数決定部１５４、ＣＱＩ逆量子化部１５５、ＳＤＭ送信部１５６、および送信アンテナ１５７を備える。なお、ＣＱＩビット数決定部１５４は無線受信装置１００のＣＱＩビット数決定部１０８と同様に、図４に示すランキングとビット数とが対応付けられたテーブルを備える。また、ＣＱＩ逆量子化部１５５は無線受信装置１００のＣＱＩ量子化部１０９と同様に、図５に示す量子化テーブルを備える。
【００２７】
ランキング情報抽出部１５１は、無線受信装置１００からフィードバックされるランキング情報およびＣＱＩ情報の中からランキング情報を抽出し、ストリーム選択部１５３に出力する。一方ＣＱＩ情報抽出部１５２は、無線受信装置１００からフィードバックされるランキング情報およびＣＱＩ情報の中からＣＱＩ情報を抽出し、ＣＱＩ逆量子化部１５５に出力する。ストリーム選択部１５３は、すべてのストリームに対してＣＱＩ逆量子化が行われたか否かを判定し、すべてのストリームに対して逆量子化が行われなかった場合は、次に逆量子化が行われるストリーム、すなわち逆量子化対象ストリームを１つ選択する。ここで、ＣＱＩ逆量子化とは、無線受信装置１００において行われたＣＱＩ量子化の処理と逆の処理である。またストリーム選択部１５３は、選択された逆量子化対象ストリームのランキングを、ランキング情報抽出部１５１から入力されるランキング情報に基づき決定し、ＣＱＩビット数決定部１５４に出力する。ＣＱＩビット数決定部１５４は、逆量子化対象ストリームのランキングを用い、図３に示すテーブルを参照して逆量子化対象ストリーム用のＣＱＩビット数を決定する。ＣＱＩビット数決定部１５４は、決定されたＣＱＩビット数をＣＱＩ逆量子化部１５５に出力する。ＣＱＩ逆量子化部１５５は、ＣＱＩ情報抽出部１５２から入力されるＣＱＩ情報およびＣＱＩビット数決定部１５４から入力されるＣＱＩビット数を用い、図５に示す量子化テーブルに基づいて逆量子化を行う。逆量子化により逆量子化対象ストリームの受信品質推定値が再現される。例えば、ＣＱＩ情報が示す「ＣＱＩ」が「１３」であって、ＣＱＩビット数が４である場合、逆量子化対象ストリームの受信品質推定値は「２５」と再現される。
【００２８】
ここで図５によれば、ＣＱＩビット数が４である場合、「１３」の「ＣＱＩ」に該当する「受信品質推定値」は「２６」および「２５」の２つがあるが、低い方（すなわち最小値）を選択して、「２５」が受信品質推定値として再現される。受信品質推定値が低い方を選択することは実際の品質より低い品質として再現されるため、誤りの少ない確実な伝送に繋がる。
【００２９】
ＣＱＩ逆量子化部１５５は、再現された受信品質推定値をＳＤＭ送信部１５６に出力する。ＳＤＭ送信部１５６は、再現された受信品質推定値を用いて高品質ストリームと低品質ストリームとを決定することができる。ＳＤＭ送信部１５６は、ＣＱＩ逆量子化部１５５から入力される受信品質推定値に基づきストリーム毎の適応変調を行って、得られる送信信号を送信アンテナ１５７に出力する。送信アンテナ１５７は、送信信号を無線受信装置１００に送信する。
【００３０】
図８は、無線受信装置１００において各ストリーム用のＣＱＩビット数を等しくしてＣＱＩ量子化を行う方法を説明するための図である。これに対して図９は、無線受信装置１００において低ランキングストリーム用のＣＱＩ量子化ビット数を削減してＣＱＩ量子化を行う方法を説明するための図である。なお、無線受信装置１００からフィードバックされるＣＱＩ情報を用いて受信品質推定値が再現される場合、１つのＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値の中から低い方を選択する。図８および図９は両方とも、ストリームの本数が４本であって、ストリーム１、２、３、４の受信品質推定値がそれぞれ２０、２８、９、２６の場合を例にとって、ストリーム番号、受信品質推定値、量子化後のＣＱＩ、再現される受信品質推定値（図中のハッチング部分）、及びＣＱＩビット数を示す。図８および図９において、太線の長方形の枠はそれぞれ異なるＣＱＩビット数に対応する量子化の粒度を表す。なお、図９はストリームのランキングをさらに示す点で図８と相違し、ストリーム１、２、３、４のランキングはそれぞれＣ、Ａ、Ｄ、Ｂであって、ランキングＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのストリーム用のＣＱＩビット数はそれぞれ５、４、３、２である場合を示す。図示のように、無線受信装置１００において低ランキングのストリーム用のＣＱＩビット数を削減し、無線受信装置１００からフィードバックされるＣＱＩ情報を用い、無線送信装置１５０において受信品質推定値の低い方を選択して受信品質推定値を再現する場合、量子化粒度は大きくなるものの、システム全体に用いられるＣＱＩビット数を削減することができる。
【００３１】
このように、本実施の形態によれば、ＣＱＩ量子化においてシステムのスループットに影響が少なく、受信品質推定値が低いストリーム用のＣＱＩビット数を削減することにより、全体的に受信装置から送信装置にフィードバックするＣＱＩビット数を抑えることができ、フィードバック回線と別回線であるデータ伝送回線のスループットを向上させることができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では無線送信装置１５０における下位ストリームの受信品質推定値の再現方法として、フィードバックＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値のなかで低い方を選択する場合を例にとって説明したが、誤りが発生したとしても再送が許容される場合においては、フィードバックＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値のなかで高い方（すなわち最大値）を選択する方法もある。このように受信品質推定値の高い方を選択することは、実際の品質より高い品質として再現され、より高い受信品質に対応するパラメータ、すなわちより高いスループットに対応するパラメータで通信を行うため、スループットを向上することができる。
【００３３】
また、無線送信装置１５０におけるストリームの受信品質推定値の再現方法として、フィードバックＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値のなかで平均的な方を選択しても良い。このように平均的な受信品質推定値を選択することで、スループットと誤り率の両方において平均的な特性が得られる。
【００３４】
また、無線送信装置１５０におけるストリームの受信品質推定値の再現方法を、伝送するデータに応じて変えてもよい。例えば、遅延が許容できるデータを伝送する場合では、再送が許容されるので、受信品質推定値の高い方を選択する方法を使ってスループットを高くして、遅延が許容できないデータを伝送する場合では、受信品質推定値の低い方を選択する方法を使って、スループットは少し落ちるものの、再送の必要性を低減してデータを確実に伝送する。このように受信品質推定値の再現方法を、伝送するデータに応じて変えることで、データに適した伝送ができるのでシステムスループットが向上する。
【００３５】
また、無線送信装置１５０におけるストリームの受信品質推定値の再現方法を、ストリーム毎に変えてもよい。例えば、各ストリームで遅延要求の異なるデータを伝送する場合には、各データの遅延要求に応じてストリーム毎に受信品質推定値の再現方法を変えることで、各データに適した伝送ができるのでシステムスループットが向上する。
【００３６】
また、無線送信装置１５０における下位ストリームの受信品質推定値の再現方法を、前回フィードバックしたＣＱＩに応じて変えてもよい。例えば、前回フィードバックしたＣＱＩよりも低いＣＱＩがフィードバックされた場合には、受信品質推定値の高い方を選択し、前回フィードバックしたＣＱＩよりも品質が高いＣＱＩがフィードバックされた場合には、受信品質推定値の低い方を選択する。フェージング変動による受信品質の変化は、連続的に変化していくので、前回フィードバックしたＣＱＩに近い方を選択することが実際の受信品質に近い再現方法となり、スループットおよび誤り率の両方に適しているのでシステムスループットが向上する。
【００３７】
（実施の形態２）
まず、各ストリームの受信品質推定値の一般的な分布について説明する。一般的に、各送信アンテナから各受信アンテナまでの伝搬距離にはほとんど差がないので、各ストリームにおける受信電力の距離減衰には大きな差がない。また、複数受信アンテナにより、各ストリームは受信ダイバーシチ利得が得られる。従って、各ストリームの受信品質推定値は一定の範囲内に集中して分布する特性を示す。以下、この範囲を集中分布範囲と称する。ストリームの受信品質推定値が集中分布範囲よりも低くなる確率は低く、また、集中分布範囲よりも低い受信品質推定値に対応するスループットは低く、システム全体のスループットに与える影響は低い。そこで、このような集中分布範囲の受信品質推定値に対するＣＱＩ量子化の粒度を粗くすることで、ＣＱＩビット数を削減しても、システムスループットに対する影響は抑えられる。
【００３８】
本実施の形態では、集中分布範囲の受信品質推定値に対するＣＱＩ量子化の粒度を細かくし、集中分布範囲よりも低い受信品質推定値に対するＣＱＩの量子化粒度を粗くすることで、システムスループットを下げずシステム全体のＣＱＩビット数を削減する。セルラ環境のＳＤＭ方式におけるストリームの受信品質は、基地局からの距離や他セルの干渉などにより決まるので、ストリームの集中分布範囲は常に変動する。そこで本実施の形態では、受信品質の一番高いストリーム、すなわち最上位ストリームの受信品質推定値を基準として集中分布範囲を決定することで、セルラ環境における変動に追従する。具体的にはまず、ランキング順位により最上位ストリームを決定して、この最上位ストリームはシステムスループットの占める割合が大きいので、精度の高い量子化を行う。そして、最上位ストリームの受信品質推定値を基準として、この基準から一定レベル低い受信品質推定値に閾値を設定する。例えば、一定レベルとしては、１０ｄＢ〜１５ｄＢ程度が考えられる。そして、その閾値より高い受信品質推定値、つまり集中分布範囲の受信品質推定値に対してはより精度の高いＣＱＩ量子化を行い、その閾値より低い品質、つまり集中分布範囲外の品質に対してはより精度の低いＣＱＩ量子化を行う。
【００３９】
図１０は、本実施の形態に係る無線受信装置２００の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線受信装置２００は、実施の形態１に示した無線受信装置１００（図２参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線受信装置２００は、ＣＱＩビット数決定部１０８の代わりに量子化テーブル決定部２０８を備え、最上位受信品質推定値抽出部２０１をさらに備える点において実施の形態１に示した無線受信装置１００と相違する。また無線受信装置２００のＣＱＩ量子化部２０９と、実施の形態１に示した無線受信装置１００のＣＱＩ量子化部１０９とはＣＱＩ量子化に用いる量子化テーブルが相違するため、異なる符号を付す。
【００４０】
最上位受信品質推定値抽出部２０１は、ランキング順位決定部１０５から入力されるランキング順位に基づき最上位ストリームを特定し、受信品質推定部１０４から入力される受信品質推定値の中から最上位ストリームの受信品質推定値（以下、最上位受信品質推定値と称する）を抽出し、量子化テーブル決定部２０８に出力する。量子化テーブル決定部２０８は、異なる受信品質推定値のレベルに対応する複数のＣＱＩ量子化テーブルを備え、そのうち、最上位受信品質抽出部２０１から入力される最上位受信品質推定値に対応する量子化テーブルを決定し、ＣＱＩ量子化部２０９に出力する。ＣＱＩ量子化部２０９は、量子化テーブル決定部２０８において決定された量子化テーブルを参照し、ＣＱＩ量子化対象ストリームの受信品質推定値に対してＣＱＩ量子化を行う。
【００４１】
ここではランキング順位決定部１０５において生成されるランキング順位の例を、再び図３を用いて示す。最上位受信品質推定値抽出部２０１は、ランキング順位決定部１０５から入力される図３に示すテーブルに基づき、最高ランキングＡにあたるストリームをストリーム２と特定し、受信品質推定部１０４から入力される受信品質の中からストリーム２の受信品質推定値、例えば「２８」を抽出する。
【００４２】
図１１は、量子化テーブル決定部２０８が備えるテーブルのうち、受信品質「２８」に対応する量子化テーブルの一例を示す図である。ここでは実施の形態１に示す例と同様に、ランキングＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのストリーム用のＣＱＩビット数がそれぞれ５、４、３、２である場合を例として示す。なお、最上位受信品質推定値「２８」を基準としてレベルが「２８」より１２以上も低い受信品質推定値「１６」を集中分布範囲の閾値とする。この図においては、受信品質推定値「１６」の上の方の太線でこの閾値を示す。また、最上位ストリームより受信品質推定値が低いストリーム、すなわち下位ストリームを含め、すべてのストリームは最上位受信品質推定値より高い受信品質推定値をとる可能性がないことを、「−」を用いて示す。この図において、２列目の「２８」は最上位受信品質推定値「２８」を示し、ランキングＡ、ランキングＢ、ランキングＣ、ランキングＤそれぞれに該当する２列は、それぞれ５ビット、４ビット、３ビット、２ビットのＣＱＩ量子化により得られる「ＣＱＩ」および「ＣＱＩビット列」を示す。このテーブルの参照方法は、実施の形態１に用いられる方法と同様である。例えば、Ｂランキングストリームの受信品質推定値が「２６」レベルである場合は、「２６」の受信品質推定値に該当する行と、Ｂランキングに該当する列とが交差する値「１４」および「１１０１」が、それぞれ「ＣＱＩ」および「ＣＱＩビット列」として得られる（図中のハッチング部分）。
【００４３】
図１２は、量子化テーブル決定部２０８が備えるテーブルのうち、受信品質推定値「２９」レベルに対応する量子化テーブルの一例を示す図である。量子化テーブル決定部２０８は、受信品質推定値の３２個のレベルに応じて３２個の量子化テーブルを備える。
【００４４】
図１３は、本実施の形態に係る無線受信装置２００におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図である。なお、この図に示す手順は、実施の形態１に示した無線受信装置１００におけるＣＱＩ量子化の手順（図６参照）と同様のステップを複数有しており、同一のステップには同一の符号を付し、その説明を省略する。無線受信装置２００におけるＣＱＩ量子化の手順は、ＳＴ２０１０をさらに有する点、およびＳＴ１０７０の代わりにＳＴ２０７０を有する点で無線受信装置１００におけるＣＱＩ量子化の手順と相違する。また無線受信装置２００におけるＣＱＩ量子化ステップ（ＳＴ２０８０）と、無線受信装置１００におけるＣＱＩ量子化ステップ（ＳＴ１０８０）とは、参照する量子化テーブルが相違するため、ここでは異なる符号を付す。
【００４５】
ＳＴ２０１０において、最上位受信品質推定値抽出部２０１はランキング順位決定部１０５から入力されるランキング順位を用いて最上位ストリームを特定し、受信品質推定部１０４から入力される受信品質推定値の中から最上位受信品質推定値を抽出し、量子化テーブル決定部２０８に出力する。ＳＴ２０７０において、量子化テーブル決定部２０８は最上位受信品質推定値抽出部２０１から入力される最上位受信品質推定値に対応する量子化テーブルを決定し、ＣＱＩ量子化部２０９に出力する。次いでＳＴ２０８０において、ＣＱＩ量子化部２０９は量子化テーブル決定部２０８が決定した量子化テーブルを用いてＣＱＩ量子化を行う。
【００４６】
図１４は、本実施の形態に係る無線送信装置２５０の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線送信装置２５０は、実施の形態１に示した無線送信装置１５０（図７参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線送信装置２５０は、ＣＱＩビット数決定部１５４の代わりに量子化テーブル決定部２５４を備え、最上位受信品質推定値抽出部２５１をさらに備える点において実施の形態１に示した無線受信装置１００と相違する。また無線送信装置２５０のＣＱＩ逆量子化部２５５と無線送信装置１５０のＣＱＩ逆量子化部１５５とは、逆量子化に用いる量子化テーブルが相違するため、異なる符号を付す。
【００４７】
最上位ＣＱＩ抽出部２５１は、ＣＱＩ情報抽出部１５２から入力される各ストリームのＣＱＩ情報の中から最高ランキングにあたるストリームのＣＱＩ（以下最上位ＣＱＩと称する場合もある）を、ランキング情報抽出部１５１から入力されるランキング順位に基づいて抽出する。量子化テーブル決定部２５４は、無線受信装置２００の量子化テーブル決定部２０８が備える量子化テーブルと同様の複数の量子化テーブルを有し、最上位ＣＱＩ抽出部２５１から入力される最上位ＣＱＩに対応する量子化テーブルを決定する。ＣＱＩ逆量子化部２５５は、量子化テーブル決定部２５４において決定された量子化テーブルを参照して、ＣＱＩ逆量子化対象ストリームの受信品質推定値に対するＣＱＩ逆量子化を行う。
【００４８】
無線送信装置２５０においてストリームの受信品質推定値を再現する場合、１つのＣＱＩに該当するする複数の受信品質推定値の中から選択を行う方法は、無線送信装置１５０における選択方法と同様である。
【００４９】
図１５は、無線受信装置２００において集中分布範囲よりも低い受信品質推定値に対するＣＱＩ量子化の粒度を粗くして量子化を行う方法を説明するための図である。なお、この図において各情報の示し方は図９と同様である。図９と図１５を比較すれば分かるように、実施の形態１よりも本実施の形態の方が同様のＣＱＩビット数を用いて集中分布範囲の量子化精度を高めることができる。すなわち、ＣＱＩビット数を同程度に削減しつつ、本実施の形態の方が実施の形態１よりもスループットを向上させることができる。
【００５０】
このように、本実施の形態によれば、受信品質推定値が分布する確率が低い範囲におけるＣＱＩ量子化の粒度を粗くすることで、受信品質推定値が分布する確率が高い範囲におけるＣＱＩ量子化の粒度を細かくすることができる。これにより受信品質推定値が分布する確率が高い範囲におけるＣＱＩ量子化の誤差が小さくなるので、システムスループットへの影響を抑えつつ、システム全体のＣＱＩビット数を削減することができる。
【００５１】
なお、著しく受信品質が低いストリームは、他ストリームから大きな干渉を受けることや、受信装置のダイナミックレンジが確保できなくなるなどの理由により、品質良く受信できる可能性が低い。このようなストリームはシステムスループットに与える影響は極めて低いので、無視しても許容される。そこで、最上位受信品質推定値より一定レベル以上低い受信品質推定値を閾値として、その閾値より低い受信品質推定値に対しては、ＣＱＩビット数を割り当てず、ＣＱＩ量子化を行わない。すなわち、この閾値より低い受信品質推定値に対しては、ＣＱＩのフィードバックを行わない。ここで、一定レベルとしては、２０ｄＢ程度が考えられる。これにより、システムスループットを大きく下げずに、全システムのＣＱＩビット数を削減することができる。
【００５２】
（実施の形態３）
本実施の形態は、各ストリームのＣＱＩ量子化において差動符号化を行う点において実施の形態１および実施の形態２と相違する。実施の形態１および実施の形態２では、受信品質推定値を用いてランキング順位を生成する。一般的に下位ストリームの品質は、上位ストリームの品質より高くなることはない。そこで、各ストリームのＣＱＩ量子化方法として各ストリームの受信品質推定値の差分をＣＱＩ量子化することで、ＣＱＩ量子化粒度を粗くすることなく、必要なＣＱＩビット数を削減することができる。
【００５３】
図１６は、本実施の形態に係る無線受信装置３００の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線受信装置３００は、実施の形態１に示した無線受信装置１００（図２参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線受信装置３００は、ＣＱＩビット数決定部１０８の代わりに差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３０８を有する点において実施の形態１に示した無線受信装置１００と相違する。また無線受信装置３００のＣＱＩ量子化部３０９と、無線受信装置１００のＣＱＩ量子化部１０９とはＣＱＩ量子化を行う際に参照するテーブルが相違するため、異なる番号を付す。
【００５４】
差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３０８は、ストリーム選択部１０７から入力されるＣＱＩ量子化対象ストリームのランキングに基づいて、差分ＣＱＩ量子化テーブルを選択し、ＣＱＩ量子化部３０９に出力する。ＣＱＩ量子化部３０９は、差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３０８において決定された差分ＣＱＩ量子化テーブルを参照してＣＱＩ量子化を行う。
【００５５】
図１７と図１８とは、ＡランキングストリームとＢランキングストリームとの差分を４ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図である。図１９と図２０とは、ＢランキングストリームとＣランキングストリームとの差分を３ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図である。図２１と図２２とは、ＣランキングストリームとＤランキングストリームとの差分を２ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図である。図１７〜図２２において、２行目の「３２」、「３１」、…、「１６」は量子化対象ストリームと隣接するより上位ランキングのストリームの受信品質推定値を示し、第１列の「３２」、「３１」、…、「１」は量子化対象ストリームの受信品質推定値を示す。また、「差分」と示している列は「上位ランキングのストリーム受信品質推定値」と量子化対象ストリームの「受信品質推定値」との差分であって、隣の「ビット」と示している列は上記の「差分」をＣＱＩ量子化して得られるビット列である。なお、ハッチングを付している列は、具体的な例として、ランキングＡ、ランキングＢ、ランキングＣ、ランキングＤストリームの受信品質推定値がそれぞれ「２８」、「２６」、「２０」、「９」レベルである場合、差分ＣＱＩ量子化で参照される列を示す。
【００５６】
次いで、図２３に示すフロー図を用いて無線受信装置３００におけるＣＱＩ量子化の手順について説明する。図２３に示す手順は、実施の形態１に示した無線受信装置１００におけるＣＱＩ量子化の手順（図６参照）と同様のステップを複数有しており、同一のステップには同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、以下の説明において再び図５、図１７、図１８、図１９、図２０、図２１、および図２２に示す例を流用する。図２３に示す手順は、実施の形態１に示した無線受信装置１００におけるＣＱＩ量子化の手順と比べ、ＳＴ１０７０およびＳＴ１０８０における処理に相違点があり、これらの相違を示すために番号ＳＴ３０７０およびＳＴ３０８０を付す。
【００５７】
ＳＴ３０７０において、差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３０８はストリーム選択部１０７から入力されるＣＱＩ量子化対象ストリームのランキングに基づいて、差分ＣＱＩ量子化テーブルを選択しＣＱＩ量子化部３０９に出力する。具体的には、Ａランキングストリームに対しては差分ＣＱＩ量子化テーブルではなくＣＱＩ量子化テーブルとして図５に示すテーブルを量子化テーブルと決定し、ランキングＢ、ランキングＣ、ランキングＤのストリームに対しては差分ＣＱＩ量子化テーブルとして図１７と図１８とに示すテーブル、図１９と図２０とに示すテーブル、図２１と図２２とに示すテーブルを量子化テーブルと決定する。次いで、ＳＴ３０８０においてＣＱＩ量子化部３０９は差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３０８が決定した量子化テーブルを用いてＣＱＩ量子化を行う。具体的には、量子化対象ストリームがＡランキングストリームである場合、ＣＱＩ量子化部３０９は図５に示すテーブルの第２列および第３列を用いて受信品質推定値「２８」を５ビットの「１１０１１」に量子化する。次いで量子化対象ストリームがＢランキングストリームである場合、「上位ランキングのストリーム受信品質推定値」が「２８」であって、量子化対象ストリーム受信品質推定値が「２６」であるため、図１７と図１８とに示すテーブルの第１０列および第１１列を用いて差分「−２」に対応する４ビットの差分ＣＱＩ「００１０」が得られる。次いで量子化対象ストリームがＣランキングストリームである場合、「上位ランキングストリーム受信品質」が「２６」で、「量子化対象ストリーム受信品質」が「２０」であるため、図１９と図２０とに示すテーブルの第１２列および第１３列を用いて差分「−６」に対応する４ビットの差分ＣＱＩ「０１０」が得られる。同様にＤランキングストリームに対して差分ＣＱＩ量子化を行い、差分ＣＱＩ「１０」を得る。
【００５８】
図２４は、本実施の形態に係る無線送信装置３５０の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線送信装置３５０は、実施の形態１に示した無線送信装置１５０（図７参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線送信装置３５０は、ＣＱＩビット数決定部１５４の代わりに差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３５４を有する点において実施の形態１に示した無線送信装置１５０と相違する。また無線送信装置３５０のＣＱＩ逆量子化部３５５と無線送信装置１５０のＣＱＩ逆量子化部１５５とは逆量子化に用いる量子化テーブルが相違するため、異なる符号を付す。
【００５９】
差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３５４は、無線受信装置３００の差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３０８が備える差分ＣＱＩ量子化テーブルと同様のテーブルを備え、ストリーム選択部１５３から入力されるＣＱＩ逆量子化対象ストリームのランキングに基づき、ＣＱＩ逆量子化に用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルを決定する。ＣＱＩ逆量子化部３５５は、差分ＣＱＩ量子化テーブル決定部３５４において決定されたＣＱＩ量子化テーブルを参照して逆量子化を行い、ＣＱＩ逆量子化対象ストリームとその隣の上位のストリームとの受信品質推定値の差分を再現する。ＣＱＩ逆量子化部３５５は、再現された差分と、前記の逆量子により得られた上位のストリームの受信品質推定値とを加算することで逆量子化対象ストリームの受信品質推定値を得て出力する。
【００６０】
無線送信装置３５０において受信品質推定値の差分を再現する場合、１つのＣＱＩに対応する複数の受信品質推定値の中から選択を行う方法は、無線送信装置１５０における選択方法と同様である。
【００６１】
図２５は、無線受信装置３００において差分ＣＱＩ量子化を行う方法を説明するための図である。なお、この図において各情報の示し方は基本的に図９と同様であり、相違点は「受信品質推定値差分」をさらに示す点と、「量子化後のＣＱＩ」の代わりに「量子化後の差分ＣＱＩ」を示す点である。図９と図２５を比較すれば分かるように、実施の形態１よりも本実施の形態の方が同様のＣＱＩビットを用いて量子化誤差をさらに抑えることができる。すなわち、ＣＱＩビット数を同程度に削減しつつ、本実施の形態の方が実施の形態１よりもスループットを向上させることができる。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、ストリーム間の差分を求めて、このデータ量の少ない差分をＣＱＩ量子化することため、ＣＱＩ量子化の精度を高めることができ、スループットを向上させることができる。
【００６３】
（実施の形態４）
移動通信環境では、伝搬路において反射、散乱、回折などの影響を受けるため、受信状況が時間や場所により変動する。複数アンテナを用いて送信を行う場合には、各送信アンテナからのストリームの受信状況が別々に変動するため、各ストリームの受信状況にはバラツキが発生する。また、このバラツキ自体も、時間や場所により変動し、受信状況のバラツキとして、次のような２つの状況が考えられる。１つの状況においては、各ストリームの受信状況を良い方から並べた場合、劣化の仕方が緩やかであり、ほかの１つの状況においては、各ストリームの受信状況を良い方から並べた場合、受信状況が良いストリームに対して受信状況が極端に悪いストリームがある。言い換えれば、この２つの状況におけるストリームの受信状況のバラツキを考える場合、後者よりも前者の状況における受信状況のバラツキが小さい。従って、各ストリームのシステムスループットへの寄与分を考える場合、後者よりも前者の状況において、各ストリームのシステムスループットへの寄与には大差がなく、システムスループットへの寄与分が所定比例以上のストリームの数がより多い。システムスループットへの寄与分が所定比例以上のストリームを有効ストリームと称し、システムスループットへの寄与分が所定比例より小さいストリームを無効ストリームと称す場合、有効ストリーム数を用いて、各送信アンテナからの信号の受信状況のバラツキを示すのが一般的である。
【００６４】
本実施の形態では、システムスループットを向上するために、各送信アンテナからの信号の受信状況のバラツキに応じてＣＱＩ量子化の方法を切り替える。具体的には、有効ストリームの数が所定値より大きい場合には、実施の形態１に示したＣＱＩ量子化方法を用い、有効ストリームの数が所定値以下である場合は、実施の形態１に示したＣＱＩ量子化方法よりも、有効ストリームのＣＱＩ量子化粒度をさらに細かくし、無効ストリームのＣＱＩ量子化粒度をさらに粗くする。すなわち、有効ストリームの数が所定値より小さい場合には、有効ストリームのＣＱＩ量子化粒度をより細かくし、無効ストリームのＣＱＩ量子化粒度をより粗くする。なお、この有効ストリーム数は、各送信アンテナと受信装置との間の地形状況に起因するものであり、フェージング変動に比べて長い周期で変動するため、本実施の形態にかかる無線受信装置はより長い周期でＣＱＩ量子化方法の変化を無線送信装置にフィードバックすれば良い。
【００６５】
図２６は、本実施の形態に係る無線受信装置４００の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線受信装置４００は、実施の形態１に示した無線受信装置１００（図２参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線受信装置４００は、ＣＱＩビット数決定部１０８の代わりに量子化テーブル決定部４０８を有し、有効ストリーム数推定部４０１、および有効ストリーム数情報生成部４０２をさらに有する点において実施の形態１に示した無線受信装置１００と相違する。また、無線受信装置４００のＣＱＩ量子化部４０９と、無線受信装置１００のＣＱＩ量子化部１０９とは一部の処理において相違し、それを示すために異なる番号を付す。
【００６６】
有効ストリーム数推定部４０１は、チャネル推定部１０２から入力されるチャネル推定値を用いて特異値分解を行い、得られる特異値の分布から有効ストリーム数を推定する。ここで得られる特異値の分布は各送信アンテナからの信号の受信状況のバラツキを反映するため、この特異値の分布から有効ストリーム数を推定する。有効ストリーム数推定部４０１は、推定された有効ストリーム数を有効ストリーム数情報生成部４０２および量子化テーブル決定部４０８に出力する。
【００６７】
有効ストリーム数情報生成部４０２は、有効ストリーム数推定部４０１から入力される有効ストリーム数を用いて、無線送信装置にフィードバックする有効ストリーム数情報を生成する。
【００６８】
量子化テーブル決定部４０８は、有効ストリーム数が所定値より大きい場合に用いられる第１のＣＱＩ量子化テーブルと、有効ストリーム数が所定値以下である場合に用いられる第２のＣＱＩ量子化テーブルとの２つの量子化テーブルを内蔵しており、有効ストリーム数推定部４０１から入力される有効ストリーム数に対応する量子化テーブルをＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルと決定し、ＣＱＩ量子化部４０９に出力する。量子化テーブル決定部４０８が備える量子化テーブルの詳細については後述する。
【００６９】
ＣＱＩ量子化部４０９は、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルを内蔵しておらず、量子化テーブル決定部４０８から入力される量子化テーブルを参照して、受信品質推定部１０４から入力される各ストリームの受信品質のうち、ストリーム選択部１０７から入力されるＣＱＩ量子化対象ストリームに対応する受信品質推定値に対してＣＱＩ量子化を行う。
【００７０】
図２７および図２８は、量子化テーブル決定部４０８が内蔵している第１の量子化テーブルおよび第２の量子化テーブルを例示する図である。上述したように、第１の量子化テーブルは有効ストリーム数が所定値より大きい場合にＣＱＩ量子化に用いられるテーブルであり、第２の量子化テーブルは有効ストリーム数が所定値以下である場合にＣＱＩ量子化に用いられるテーブルであり、ここでは、所定値が「２」である場合を例にとる。図２７を図５と比較すると分かるように、図２７を用いたＣＱＩ量子化の結果は実施の形態１に示したＣＱＩ量子化の結果と等価となる。また、図２７と図２８とを比較すると、４つのランキングに対応するＣＱＩビット数の総和は両方とも同様に１４ビットである。ただし、図２８に示す第２のＣＱＩ量子化テーブルにおいては、ランキングＡのストリームおよびランキングＢのストリームには図２７の場合よりもより多くのビット数を割り当てられ、ランキングＣおよびランキングＤの無効ストリームにはより少ないビット数が割り当てられている。これに対し、図２７に示す第１のＣＱＩビットテーブルにおいては、ランキングが高いストリームから割り当てられるビット数が順次に減少し、その減少具合が図２８の場合よりも緩やかである。要するに、図２７と図２８に示すように、各送信アンテナからの信号の受信状況のバラツキが大きい場合は、有効ストリームのＣＱＩ量子化粒度をより細かくして、無効ストリームのＣＱＩ量子化粒度をより粗くする。一方、各送信アンテナからの信号の受信状況のバラツキが小さい場合は、実施の形態１に示したように各送信アンテナ用のＣＱＩの量子化粒度をより緩やかに変化させる。
【００７１】
図２９は、本実施の形態に係る無線受信装置４００におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図である。なお、この図に示すＣＱＩ量子化の手順は、実施の形態１に示したＣＱＩ量子化の手順（図６参照）と同様の基本的ステップを有しており、同一のステップには同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す手順は、ＳＴ１０７０の代わりにＳＴ４０７０を有し、ＳＴ４０１０およびＳＴ４０２０をさらに有する点において実施の形態１に示した手順と相違する。また、この図に示す手順のＳＴ４１１０は、実施の形態１に示したＳＴ１１１０と一部の処理において相違し、それを示すために異なる符号を付す。
【００７２】
ＳＴ４０１０において、有効ストリーム数推定部４０１はチャネル推定値を用いて特異値分解を行い、得られる特異値の分布から有効ストリーム数を推定する。
【００７３】
ＳＴ４０２０において、有効ストリーム数情報生成部４０２は、有効ストリーム数を用いて、無線送信装置にフィードバックする有効ストリーム数情報を生成する。
【００７４】
ＳＴ４０７０において、量子化テーブル決定部４０８は、内蔵する第１の量子化データと第２の量子化テーブルのうち、有効ストリーム数に対応する量子化テーブルをＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルと決定する。
【００７５】
ＳＴ４１１０において、無線受信装置４００はランキング情報、ＣＱＩ情報、および有効ストリーム数情報を無線送信装置にフィードバックする。
【００７６】
図３０は、本実施の形態に係る無線送信装置４５０の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線送信装置４５０は、実施の形態１に示した無線送信装置１５０（図７参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線送信装置４５０は、ＣＱＩビット数決定部１５４の代わりに量子化テーブル決定部４５４を有し、有効ストリーム数情報抽出部４５１をさらに有する点において実施の形態１に示した無線送信装置１５０と相違する。また、無線送信装置４５０のＣＱＩ逆量子化部４５５は、無線送信装置１５０のＣＱＩ逆量子化部１５５と一部の処理において相違し、それを示すために異なる番号を付す。
【００７７】
有効ストリーム数情報抽出部４５１は、無線受信装置４００からフィードバックされるランキング情報、ＣＱＩ情報、および有効ストリーム数情報の中から有効ストリーム数情報を抽出し、有効ストリーム数情報が示す有効ストリーム数を量子化テーブル決定部４５４に出力する。
【００７８】
量子化テーブル決定部４５４は、量子化テーブル決定部４０８が備える２つの量子化テーブルと同様なテーブルを備え、有効ストリーム数情報抽出部４５１から入力される有効ストリーム数に基づき、ＣＱＩ逆量子化に用いられる量子化テーブルを決定し、決定された量子化テーブルをＣＱＩ逆量子化部４５５に出力する。
【００７９】
ＣＱＩ逆量子化部４５５は、量子化テーブルを備えず、量子化テーブル決定部４５４から入力される量子化テーブル、ＣＱＩ情報抽出部１５２から入力されるＣＱＩ情報、およびストリーム選択部１５３から入力されるＣＱＩ逆量子化対象ストリームを用いて逆量子化を行う。
【００８０】
図３１は、有効ストリーム数が所定値以下である場合にＣＱＩ量子化の粒度を変化させる方法を説明するための図である。具体的には、図３１は、有効ストリーム数が所定値「２」以下で場合、有効ストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくし、無効ストリームのＣＱＩ量子化粒度を粗くする方法を説明するための図である。なお、有効ストリーム数が所定値より大きい場合のＣＱＩ量子化方法を説明するための図として図８を流用する。
【００８１】
図３１においても、ストリームの本数が４本である場合を例にとって説明する。この図においては、有効ストリーム数が「２」であり、各ストリーム１、２、３、４の受信品質推定値がそれぞれ１０、２８、５、２６である場合を例にとって、ランキングＡのストリームおよびランキングＢのストリームにＣＱＩビットを５ビットずつ割り当て、ランキングＣのストリームおよびランキングＤのストリームにＣＱＩビットを３ビットおよび１ビット割り当てる。図３１を図８と比較すると分かるように、４本のストリームに割り当てるＣＱＩビット数の総和は両方とも１４ビットである。ただ、図８に示す方法よりも図３１に示す方法において、有効ストリーム用のＣＱＩビット数がより多く、量子化粒度がより細かい。その対価として、無効ストリーム用のＣＱＩビット数がよく少なく、量子化粒度が粗くなるが、有効ストリームよりも無効ストリームのシステムスループットへの寄与分が小さいため、全体的にシステムスループットを向上する効果が得られる。
【００８２】
このように、本実施の形態によれば、無線受信装置は、受信品質推定値が低いストリームほどＣＱＩビット数を順次に削減したうえに、各ストリームの受信状況のバラツキが大きい場合には、無効ストリームに割り当てるＣＱＩビット数をさらに削減し、削減した分のビット数を用いて有効ストリームに割り当てるＣＱＩビット数をさらに増加するため、全体的にシステムスループットをさらに向上させることができる。
【００８３】
なお、本実施の形態では、無線受信装置４００が有効ストリーム数情報を無線送信装置４５０にフィードバックする場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、無線送信装置４５０は無線受信装置４００との間の上り回線のチャネル推定によって有効ストリーム数を推定しても良い。その理由は、有効ストリーム数は無線受信装置４００と無線送信装置４５０との間の地形的な要因によるパラメータであり、上り回線のチャネル推定による結果と上り回線のチャネル推定による結果とは同様になるためである。
【００８４】
なお、本実施の形態では、本発明の実施の形態１に示したように受信品質推定値が低いストリームほどＣＱＩビット数を順次に削減したうえに、各ストリームの受信状況のバラツキに応じてさらにビット数を調整する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、実施の形態１と組み合わせず単に、システムスループットを向上するように各ストリームの受信状況のバラツキに応じて各ストリームにＣＱＩ量子化用のビット数を配分しても良い。
【００８５】
（実施の形態５）
パケット通信では、受信パケットに誤りが発生した場合には、そのパケットを再送することが一般的であり、再送の方式として、例えば、再送技術と誤り訂正符号技術とを組み合わせたＨＡＲＱ(Hybrid-Automatic Repeat Request：ハイブリッド−自動再送要求)方式がある。
【００８６】
パケット通信において受信パケットに誤りが発生する要因としては、次のような２つが考えられる。１つ目は、パケット通信の送信仕様自体に起因する。具体的には、パケット通信システムにおいて、無線送信装置は無線受信装置からフィードバックされたＣＱＩに基づき、ターゲット誤り率を満たすＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme：変調方式および符号化率の組合せ）でパケットを送信する。このターゲット誤り率は、一般には１０％程度に設定されている。従って、フィードバックされたＣＱＩに従う伝搬路で送信されるパケットにおいても、ターゲット誤り率程度の確率で誤りは発生することになる。ただ、この場合には誤った受信データ自体にもある程度の信頼性があるため、次回再送されるパケットとともにＨＡＲＱなどの誤り訂正用に用いられる。
【００８７】
受信パケットに誤りが発生する２つ目の要因は、伝搬路状況の変動にある。伝搬路状況が急激に変動する場合、フィードバックされたＣＱＩを測定した時点と、パケットを送信した時点とのパケットの受信品質は大いに異なる。従って、フィードバックされたＣＱＩで決まるＭＣＳで送信されたパケットに誤りが発生する確率は、ターゲット誤り率を超えることになる。この場合には、誤った受信データの信頼性が低く、ＨＡＲＱなどの誤り訂正に用いられることができない。
【００８８】
本実施の形態では、パケット誤りの発生要因によってＣＱＩ量子化の方法を切り替える。具体的には、パケット通信の送信仕様自体によりパケット誤りが発生した場合には、伝搬路状況の変動がわりと小さくストリームの受信状況の変化も小さく、ＨＡＲＱなどの誤り訂正には次回再送されるパケットだけではなくすでに受信した誤りパケットも利用されるため、誤りパケットを含んだストリームのＣＱＩ量子化にはわりと高い精度が要求されない。これに対して、伝搬路変動によりパケット誤りが発生する場合には、ストリームの受信状況の変化が大きく、受信した誤りパケットは利用できず次回再送されるパケットのみを用いてＨＡＲＱなどの誤り訂正を行うため、誤りパケットを含んだストリームのＣＱＩ量子化にはわりと高い精度が要求される。従って、本実施の形態では、システムスループットを向上するために、誤りパケットを含んだストリームの伝搬路状況の変動が大きい場合には、誤りパケットを含んだストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくし、伝搬路状況の急激でない場合には、誤りパケットを含んだストリームのＣＱＩ量子化粒度を粗くする。以下、誤りパケットを含んだストリームを誤りストリームと略す。なお、無線受信装置は、誤りストリームが発生し誤りストリームの伝搬路変動の大小が変化する際のみに、すなわち、より長い周期でＣＱＩ量子化方法の変化を無線送信装置にフィードバックすれば良い。
【００８９】
図３２は、本実施の形態に係る無線受信装置５００の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線受信装置５００は、実施の形態１に示した無線受信装置１００（図２参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線受信装置５００は、ＣＱＩビット数決定部１０８の代わりに量子化テーブル決定部５０８を有し、誤りストリーム判定部５０１、誤りストリーム受信状況判定部５０２、および誤りストリーム受信状況情報生成部５０３をさらに有する点において実施の形態１に示した無線受信装置１００と相違する。また、無線受信装置５００のＣＱＩ量子化部５０９は、無線受信装置１００のＣＱＩ量子化部１０９と一部の処理において相違し、それを示すために異なる番号を付す。
【００９０】
誤りストリーム判定部５０１は、ＭＩＭＯ受信部１０３から入力される各ストリームに誤りがあるか否かを判定し、誤りストリームを示す情報を誤りストリーム受信状況判定部５０２に出力する。
【００９１】
誤りストリーム受信状況判定部５０２は、前回の受信処理において受信品質推定部１０４から入力される各ストリームの受信品質推定値を記憶しており、誤りストリームに対して記憶されている前回の受信品質推定値と、受信品質推定部１０４から入力される受信品質推定値との差分を算出する。誤りストリーム受信状況判定部５０２は、算出した差分とあらかじめ設定されている閾値とを比較して、差分が閾値以上である場合には伝搬路変動が大きいと判定し、差分が閾値より小さい場合には伝搬路変動が小さいと判定し、伝搬路変動の大小を示す情報と、誤りストリームを示す情報とを誤りストリーム受信状況として、誤りストリーム受信状況情報生成部５０３および量子化テーブル決定部５０８に出力する。
【００９２】
誤りストリーム受信状況情報生成部５０３は、誤りストリーム受信状況判定部５０２から入力される誤りストリーム受信状況を用いて、無線送信装置へフィードバックされる誤りストリーム受信状況情報を生成し出力する。
【００９３】
量子化テーブル決定部５０８は、異なる再送ストリーム状況に対応する複数の量子化テーブルを内蔵しており、そのうち、誤りストリーム受信状況判定部５０２から入力される誤りストリーム受信状況に対応する量子化テーブルをＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルと決定し、ＣＱＩ量子化部５０９に出力する。量子化テーブル決定部５０８が備える量子化テーブルの詳細については後述する。
【００９４】
ＣＱＩ量子化部５０９は、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルを内蔵しておらず、量子化テーブル決定部５０８から入力される量子化テーブルを参照して、受信品質推定部１０４から入力される各ストリームの受信品質のうち、ストリーム選択部１０７から入力されるＣＱＩ量子化対象ストリームに対応する受信品質推定値に対してＣＱＩ量子化を行う。
【００９５】
図３３は、量子化テーブル決定部５０８が内蔵している複数の量子化テーブルの例として、Ｂランキングストリームが誤りストリームであって、誤りストリームの伝搬路変動が小さい場合、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルを例示する図である。また、Ｂランクストリームが誤りストリームであって、誤りストリームの伝搬路変動が大きい場合には、図２８に示す量子化テーブルがＣＱＩに用いられるテーブルとして流用される。図２８および図３３に示すように、再送ストリームの伝搬路変動が大きい場合には、誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくし、誤りストリームの伝搬路変動が小さい場合には、誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度を粗くする。また、図２８および図３３に示すように、再送ストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくする場合は、その分、ランキングが最も低いストリームのＣＱＩ量子化の粒度を粗くし、誤りストリームのＣＱＩ量子化の粒度を粗くする場合は、その分、再送ストリームの次のランキングのストリームのＣＱＩ量子化の粒度を細かくする。
【００９６】
また、量子化テーブル決定部５０８は、図２７に示すような量子化テーブルも備えており、誤りストリーム判定部５０１において各ストリームに誤りが発生しなかったと判定した場合に、ＣＱＩ量子化に用いられるテーブルと決定する。
【００９７】
図３４は、本実施の形態に係る無線受信装置５００におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図である。なお、この図に示すＣＱＩ量子化の手順は、実施の形態１に示したＣＱＩ量子化の手順（図６参照）と同様の基本的ステップを有しており、同一のステップには同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す手順は、ＳＴ１０７０の代わりにＳＴ５０７０を有し、ＳＴ５０１０、ＳＴ５０２０、およびＳＴ５０３０をさらに有する点において実施の形態１に示した手順と相違する。また、この図に示す手順のＳＴ５１１０は、実施の形態１に示したＳＴ１１１０と一部の処理において相違し、それを示すために異なる符号を付す。
【００９８】
ＳＴ５０１０において、誤りストリーム判定部５０１は、各ストリームに誤りがあるか否かを判定し、誤りストリームを示す情報を誤りストリーム受信状況判定部５０２に出力する。
【００９９】
ＳＴ５０２０において、誤りストリーム受信状況判定部５０２は、誤りストリームに対し、前回の受信処理で推定された受信品質推定値と今回の受信処理で推定された受信品質推定値との差分を算出する。また、このステップにおいて、誤りストリーム受信状況判定部５０２は、算出された差分とあらかじめ設定されている閾値とを比較することによって、誤りストリームの伝搬路変動の大小を判定し、誤りストリーム受信状況を求める。
【０１００】
ＳＴ５０３０において、誤りストリーム受信状況情報生成部５０３は、誤りストリーム受信状況を用いて、無線送信装置にフィードバックする誤りストリーム受信状況情報を生成する。
【０１０１】
ＳＴ５０７０において、量子化テーブル決定部５０８は、複数の量子化テーブルのなかから、誤りストリーム受信状況判定部５０２で判定された誤りストリーム受信状況に対応する量子化テーブルを、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルと決定する。
【０１０２】
ＳＴ５１１０において、無線送信装置５００は、ランキング情報、ＣＱＩ情報、および誤りストリーム受信状況情報を無線送信装置にフィードバックする。
【０１０３】
図３５は、本実施の形態に係る無線送信装置５５０の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線送信装置５５０は、実施の形態１に示した無線送信装置１５０（図７参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線送信装置５５０は、ＣＱＩビット数決定部１５４の代わりに量子化テーブル決定部５５４を有し、誤りストリーム受信状況情報抽出部５５１をさらに有する点において実施の形態１に示した無線送信装置１５０と相違する。また、無線送信装置５５０のＣＱＩ逆量子化部５５５は、無線送信装置１５０のＣＱＩ逆量子化部１５５と一部の処理において相違し、それを示すために異なる番号を付す。
【０１０４】
誤りストリーム受信状況情報抽出部５５１は、無線受信装置５００からフィードバックされるランキング情報、ＣＱＩ情報、および誤りストリーム受信状況情報の中から誤りストリーム受信状況情報を抽出し、再送ストリームを示す情報と再送ストリームの伝搬路変動の大小を示す情報とを誤りストリーム受信状況として量子化テーブル決定部５５４に出力する。
【０１０５】
量子化テーブル決定部５５４は、量子化テーブル決定部５０８が備える複数の量子化テーブルと同様なテーブルを備え、誤りストリーム受信状況情報抽出部５５１から入力される誤りストリーム受信状況に基づき、ＣＱＩ逆量子化に用いられる量子化テーブルを決定し、決定された量子化テーブルをＣＱＩ逆量子化部５５５に出力する。
【０１０６】
ＣＱＩ逆量子化部５５５は、量子化テーブルを備えず、量子化テーブル決定部５５４から入力される量子化テーブル、ＣＱＩ情報抽出部１５２から入力されるＣＱＩ情報、およびストリーム選択部１５３から入力されるＣＱＩ逆量子化対象ストリームを用いて逆量子化を行う。
【０１０７】
図３６および図３７は、誤りストリームの伝搬路変動の大小によって誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度を変化させる方法を説明するための図である。そのうち、図３６は、Ｂランキングストリームが誤りストリームであって、誤りストリームの伝搬路変動が小さい場合に対応する図であり、図３７は、Ｂランキングストリームが誤りストリームであって、誤りストリームの伝搬路変動が大きい場合に対応する図である。図３６および図３７においては、ストリームの本数が４本であり、各ストリーム１、２、３、４の受信品質推定値がそれぞれ２０、２８、５、２６である場合を例にとる。図３６を図９と比較すると分かるように、本実施の形態では、再送ストリームの伝搬路変動が小さい場合には、各ストリームに誤りがない場合よりも、再送ストリームのＣＱＩ量子化に用いるビット数をさらに削減し、削減されたビット数、ここでは１ビットは次のランキングのストリームのＣＱＩ量子化に用いる。また、図３７を図９と比較すると分かるように、本実施の形態では、再送ストリームの伝搬路変動が大きい場合には、各ストリームに誤りがない場合よりも、再送ストリームのＣＱＩ量子化に用いるビット数をさら増加し、その分、ここでは１ビット分、最も低いランキングのストリームのＣＱＩ量子化に用いられるビット数を削減する。
【０１０８】
このように、本実施の形態によれば、無線受信装置は、受信品質推定値が低いストリームほどＣＱＩビット数を順次に削減したうえに、誤りストリームがあり誤りストリームの伝搬路変動が大きい場合には誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度をさらに細かくし、誤りストリームの伝搬路変動が小さい場合には、誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度をさらに粗くするため、無線通信システムの誤り訂正の精度を向上することができ、システムスループットをさらに向上させることができる。
【０１０９】
なお、本実施の形態では、１つのストリームに誤りが発生した場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、複数のストリームに誤りが発生した場合には、本実施の形態に示したＣＱＩ量子化方法を適宜変更して適応しても良い。
【０１１０】
なお、本実施の形態では、本発明の実施の形態１に示したように受信品質推定値が低いストリームほどＣＱＩビット数を順次に削減したうえに、誤りストリームの伝搬路変動に応じてさらにビット数を調整する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、実施の形態１と組み合わせず単に、システムスループットを向上するように誤りストリームの伝搬路変動に応じて各ストリームにＣＱＩ量子化用のビット数を配分しても良い。
【０１１１】
（実施の形態６）
ＭＩＭＯシステムは、無線送信装置から複数送信アンテナを用いて送信されるデータを受信するユーザの数によってＳＵ−ＭＩＭＯ(Single User−ＭＩＭＯ)とＭＵ−ＭＩＭＯ(Multi User−ＭＩＭＯ)とに分けられる。ＳＵ−ＭＩＭＯシステムにおいては、無線送信装置は、複数の送信アンテナを用いて１つのユーザにデータを送信する。これに対し、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいては、無線送信装置は、複数の送信アンテナを用いて複数のユーザにデータを送信し、各ユーザ、すなわち各無線受信装置は、各送信アンテナからのストリームの受信品質を推定し、得られる受信品質推定値を用いてＣＱＩ量子化を行い送信側にフィードバックする。ただ、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムの無線受信装置は、全てのストリームのＣＱＩ量子化を同じ精度で行う必要はない。ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいて、各無線受信装置向けのデータは、受信品質推定値が所定値以上の複数の送信アンテナ、すなわち上位ランキングの複数のストリームを用いて送信されるため、各無線受信装置は、自装置向けデータを送信するストリームにおいてより高い精度のＣＱＩ量子化を行い無線送信装置にフィードバックすれば良く、自装置以外の無線受信装置向けのデータを送信するストリームにおいてはより低い精度でＣＱＩ量子化を行い無線送信装置にフィードバックしても良い。
【０１１２】
本実施の形態では、各無線受信装置は、無線送信装置との接続方式がＳＵ−ＭＩＭＯであるかまたはＭＵ−ＭＩＭＯであるかを判定して、接続方式に応じてＣＱＩ量子化の方法を切り換える。具体的には、ＳＵ−ＭＩＭＯの場合には実施の形態１に示したＣＱＩ量子化方法を用い、ＭＵ−ＭＩＭＯの場合には、自装置向けのデータを送信するストリームのＣＱＩ量子化粒度をさらに細かくし、自装置以外の無線受信装置向けのデータを送信するストリームのＣＱＩ量子化の粒度をさらに粗くする。
【０１１３】
図３８は、本実施の形態に係る無線受信装置６００の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線受信装置６００は、実施の形態１に示した無線受信装置１００（図２参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線受信装置６００は、ＣＱＩビット数決定部１０８の代わりに量子化テーブル決定部６０８を有し、接続方式制御情報抽出部６０１および接続方式判定部６０２をさらに有する点において実施の形態１に示した無線受信装置１００と相違する。また、無線受信装置６００のＣＱＩ量子化部６０９は、無線受信装置１００のＣＱＩ量子化部１０９と一部の処理において相違し、それを示すために異なる番号を付す。
【０１１４】
接続方式制御情報抽出部６０１は、受信アンテナ１０１が受信した信号の中から、無線受信装置６００と無線送信装置との接続方式を制御する接続方式制御情報を抽出し、接続方式判定部６０２に出力する。
【０１１５】
接続方式判定部６０２は、接続方式制御情報抽出部６０１から入力される接続方式制御情報に基づき、無線受信装置６００と無線送信装置との接続方式がＳＵ−ＭＩＭＯ方式であるかＭＵ−ＭＩＭＯ方式であるかを判定し、判定結果を量子化テーブル決定部６０８に出力する。
【０１１６】
量子化テーブル決定部６０８は、無線受信装置６００と無線送信装置との異なる接続方式に対応する複数の量子化テーブルを内蔵しており、そのうち、接続方式判定部６０２において判定された接続方式に対応する量子化テーブルをＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルと決定し、ＣＱＩ量子化部６０９に出力する。量子化テーブル決定部６０８が備える量子化テーブルの詳細については後述する。
【０１１７】
ＣＱＩ量子化部６０９は、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルを内蔵しておらず、量子化テーブル決定部６０８から入力される量子化テーブルを参照して、受信品質推定部１０４から入力される各ストリームの受信品質のうち、ストリーム選択部１０７から入力されるＣＱＩ量子化対象ストリームに対応する受信品質推定値に対してＣＱＩ量子化を行う。
【０１１８】
図３９は、無線受信装置６００と無線送信装置との接続方式がＭＵ−ＭＩＭＯである場合に、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルを例示する図である。また、無線受信装置６００と無線送信装置との接続方式がＳＵ−ＭＩＭＯである場合に、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルとしては、図５に示す量子化テーブルを流用する。図３９と図５とを比較すると分かるように、無線受信装置６００は、無線送信装置との接続方式がＭＵ−ＭＩＭＯである場合には、自装置向けのデータを送信するストリーム、すなわち、ランキングＡのストリームおよびランキングＢのストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくし、自装置以外の無線受信装置向けのデータを送信するストリーム、すなわち、ランキングＣのストリームおよびランキングＤのストリームに対しては、１ビットのみを用いてＣＱＩ量子化を行う。１ビットを用いたＣＱＩ量子化によれば、「１」または「０」のＣＱＩビット列が得られる。ＣＱＩビット列「１」と「０」は、ランキングＣのストリームまたはランキングＤのストリームと、ランキングＡのストリームまたはランキングＢのストリームとの干渉が所定値以上であるか否かを示す。
【０１１９】
図４０は、本実施の形態に係る無線受信装置６００におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図である。なお、この図に示すＣＱＩ量子化の手順は、実施の形態１に示したＣＱＩ量子化の手順（図６参照）と同様の基本的ステップを有しており、同一のステップには同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す手順は、ＳＴ１０７０の代わりにＳＴ６０７０を有し、ＳＴ６０１０およびＳＴ６０２０をさらに有する点において実施の形態１に示した手順と相違する。
【０１２０】
ＳＴ６０１０において、接続方式制御情報抽出部６０１は、受信した信号の中から、無線受信装置６００と無線送信装置との接続方式を制御する接続方式制御情報を抽出する。
【０１２１】
ＳＴ６０２０において、接続方式判定部６０２は、接続方式制御情報に基づき、無線受信装置６００と無線送信装置との接続方式がＳＵ−ＭＩＭＯ方式であるかＭＵ−ＭＩＭＯ方式であるかを判定する。
【０１２２】
ＳＴ６０７０において、量子化テーブル決定部６０８は、複数の量子化テーブルのなかから、接続方式判定部６０２で判定された接続方式に対応する量子化テーブルを、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルと決定する。
【０１２３】
図４１は、本実施の形態に係る無線送信装置６５０の主要な構成を示すブロック図である。なお、無線送信装置６５０は、実施の形態１に示した無線送信装置１５０（図７参照）と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線送信装置６５０は、ＣＱＩビット数決定部１５４の代わりに量子化テーブル決定部６５４を有し、接続方式制御部６５１および接続方式制御情報生成部６５２をさらに有する点において実施の形態１に示し無線送信装置１５０と相違する。また、無線送信装置６５０のＣＱＩ逆量子化部６５５は、無線送信装置１５０のＣＱＩ逆量子化部１５５と一部の処理において相違し、それを示すために異なる番号を付す。
【０１２４】
接続方式制御部６５１は、無線送信装置６５０におけるトラフィック量などに基づきＳＵ−ＭＩＭＯ方式またはＭＵ−ＭＩＭＯ方式を決定し、決定された接続方式を用いて無線受信装置６００との接続を制御し、決定された接続方式を接続方式制御情報生成部６５２に出力する。
【０１２５】
接続方式制御情報生成部６５２は、接続方式制御部６５１で決定した接続方式を示す接続方式制御情報を生成して無線受信装置６００に送信する。
【０１２６】
量子化テーブル決定部６５４は、量子化テーブル決定部６０８が備える複数の量子化テーブルと同様なテーブルを備え、接続方式制御部６５１から入力される接続方式に基づき、ＣＱＩ逆量子化に用いられる量子化テーブルを決定し、決定された量子化テーブルをＣＱＩ逆量子化部６５５に出力する。
【０１２７】
ＣＱＩ逆量子化部６５５は、量子化テーブルを備えず、量子化テーブル決定部６５４から入力される量子化テーブル、ＣＱＩ情報抽出部１５２から入力されるＣＱＩ情報、およびストリーム選択部１５３から入力されるＣＱＩ逆量子化対象ストリームを用いて逆量子化を行う。
【０１２８】
図４２は、無線受信装置６００と無線送信装置６５０とがＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合のＣＱＩ量子化方法を説明するための図である。なお、無線受信装置６００と無線送信装置６５０とがＳＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合のＣＱＩ量子化方法を説明するための図として図９を流用する。図４２に示すように、無線受信装置６００と無線送信装置６５０とがＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合、無線受信装置６００は、自装置向けデータを送信するストリーム、すなわち、ＡランキングのストリームおよびＢランキングのストリームのＣＱＩ量子化には５ビットずつを用いて、自装置向けデータを送信しないストリーム、すなわち、ＣランキングのストリームおよびＤランキングのストリームのＣＱＩ量子化には１ビットずつを用いる。図４２を図９と比べると分かるように、無線受信装置６００は、無線送信装置６５０とＳＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合よりも、無線送信装置６５０とＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合に、自装置向けデータを送信するストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくし、自装置向けデータを送信しないストリームのＣＱＩ量子化には１ビットだけ用いる。
【０１２９】
このように、本実施の形態によれば、無線受信装置は、無線送信装置とＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続する場合には、受信品質推定値が低いストリームほどＣＱＩビット数を順次に削減したうえに、無線送信装置とＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続する場合には、自装置向けデータを送信するストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくし、自装置向けデータを送信しないストリームのＣＱＩ量子化粒度を粗くするため、全体的により少ないビット数で効率良くＣＱＩ量子化を行うことができ、システムスループットをさらに向上することができる。
【０１３０】
なお、本実施の形態では、無線送信装置６００向けデータを送信するストリームが２本である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、無線送信装置６００向けデータを送信するストリームを１本、または３本以上にしても良く、さらにはＭＵ−ＭＩＭＯにおいて多重されるユーザ数などの条件に応じて適応的に変化させても良い。無線送信装置６００向けデータを送信するストリームの本数を適応的に変化させる際、例えば、多重されるユーザ数が少ない場合には、無線送信装置６００向けデータを送信するストリームの本数が増加するため、より多い本数のストリームのＣＱＩ量子化粒度を細かくする。
【０１３１】
また、本実施の形態では、各ユーザにおいてストリーム単位でＣＱＩ量子化粒度を異ならせる場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、ユーザ単位でＣＱＩ量子化粒度を異ならせても良い。具体的には、基地局において、ユーザ毎の平均ＣＱＩを保持しておき、多重するユーザ間の平均ＣＱＩを比較して、平均ＣＱＩがより低いユーザに対して、量子化粒度を粗くするように指示する。これにより、無線送信装置と無線受信装置とがＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合に、システムスループットを下げずに、全体的なＣＱＩビット数を削減することができる。例えば、平均ＣＱＩが高いユーザに対しては図４３に示す量子化テーブルを用い、平均ＣＱＩの低いユーザに対しては図４４に示す量子化テーブルを用いてＣＱＩ量子化を行うように指示する。ここで、各ユーザの平均ＣＱＩは、各ユーザからフィードバックされる下り回線のＣＱＩ、また上り回線を測定して得られた上り回線のＣＱＩを、時間的に平均することによって求めることができる。
【０１３２】
または、基地局において各ユーザの平均ＣＱＩをあらかじめ設定されている閾値と比較して各ユーザの量子化方法を指示してもよい。すなわち、平均ＣＱＩが閾値より高いユーザに対しては、量子化粒度を細かくするように指示し、平均ＣＱＩが閾値より低いユーザに対しては、量子化粒度を粗くするように指示する。これにより、各ユーザのＣＱＩに応じてＣＱＩ量子化粒度を異ならせてシステムスループットを向上することができる。なお、平均ＣＱＩが低いユーザは、基地局から遠くに存在するか、もしくは、隣接セルからの干渉が大きく通信環境が悪い状況にあると考えられるため、フィードバックされるＣＱＩに誤りが発生する可能性があると想定する。そこで、フィードバックされるＣＱＩビット数が制限されているため、ＣＱＩ量子化粒度を粗くするよう指示された平均ＣＱＩが低いユーザがフィードバックする量子化ＣＱＩに対しは、誤り訂正符号化を行うことにより、フィードバックビット数を増やすことなく誤り耐性を強化しても良い。
【０１３３】
なお、本実施の形態では、本発明の実施の形態１に示したように受信品質推定値が低いストリームほどＣＱＩビット数を順次に削減したうえに、無線受信装置と無線送信装置との接続方式に応じてさらにビット数を調整する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、実施の形態１と組み合わせず単に、システムスループットを向上するように無線受信装置と無線送信装置との接続方式に応じて各ストリームにＣＱＩ量子化用のビット数を配分しても良い。
【０１３４】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【０１３５】
なお、本発明に係る無線通信システム、無線受信装置、無線送信装置、およびＣＱＩ量子化方法は、上記各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。
【０１３６】
また、本発明の各実施の形態を組み合わせて実施することも可能である。
【０１３７】
例えば、実施の形態４と実施の形態６を組み合わせることにより、無線受信装置と無線送信装置とがＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合において、各ストリームの受信品質推定値のバラツキに応じて、すなわち、有効ストリーム数に応じてＣＱＩ量子化方法を切り替え、システムスループットをさらに向上することができる。具体的には、無線受信装置は、無線送信装置とＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続していて、有効ストリーム数が所定値以上である場合には、図４５に示すように、ストリームのランキング順位に従い５ビット、３ビット、２ビット、１ビットを用いてＣＱＩ量子化することにより量子化粒度の劣化具合を緩やかに変化させる。無線送信装置は、無線送信装置とＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続していて、有効ストリーム数が所定値より小さい場合には、図４６に示すように、ストリームのランキング順位に従い５ビット、５ビット、１ビット、０ビットを用いてＣＱＩ量子化を行うことにより、自装置向けデータを送信するストリームに対しては量子化粒度をさらに細かくし、システムスループットに寄与しない下位ランキングストリームに対してはＣＱＩ量子化を行わない。図４５および図４６においては、主にストリームランキング、ビット数、および量子化粒度などの情報を示している。
【０１３８】
また、例えば、実施の形態５と実施の形態６を組み合わせることにより、無線受信装置と無線送信装置とがＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合において、誤りストリームの伝搬路変動に応じてＣＱＩ量子化方法を切り替え、システムスループットをさらに向上することができる。具体的には、無線受信装置は、無線送信装置とＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続していて、誤りストリームがない場合には図４５に示すようにＣＱＩ量子化を行うのに対し、誤りストリームがあり、誤りストリームの伝搬路変動は所定値以上である場合には、図４７に示すようにＣＱＩ量子化を行い、誤りストリームの伝搬路変動は所定値より小さい場合には、図４８に示すようにＣＱＩ量子化を行う。図４７および図４８においては、主にストリームランキング、ビット数、および量子化粒度などの情報を示している。図４７および図４８に示すように、誤りストリームの伝搬路変動が小さい場合には、各ストリームに誤りがない場合よりも、誤りストリームのＣＱＩ量子化に用いるビット数をさらに削減し、削減されたビット数、例えばここでは１ビットは次のランキングのストリームのＣＱＩ量子化に用いられる。また、図４７を図４８と比較すると分かるように、本実施の形態では、誤りストリームの伝搬路変動が大きい場合には、各ストリームに誤りがない場合よりも、誤りストリームのＣＱＩ量子化に用いるビット数を増加し、その分、例えばここでは１ビット分、最も低いランキングのストリームのＣＱＩ量子化に用いられるビット数を削減する。
【０１３９】
また、本発明において受信品質は、ＳＩＮＲまたはＳＮＲの例を示したが、ＳＩＲ、ＣＩＲ、ＣＮＲ、ＣＩＮＲ、ＲＳＳＩ、受信強度、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、干渉量、または、所定の誤り率を達成できるＭＣＳ等を用いても良い。
【０１４０】
また、本発明においては受信品質を、量子化してＣＱＩで表す場合を例にとって説明したが、ＣＳＩ（Channel State Information）等で表しても良い。
【０１４１】
また、本発明に係る無線受信装置、無線送信装置は、ＳＤＭ方式の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。
【０１４２】
また、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、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ＣＱＩ量子化方法をプログラミング言語によって記述し、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、本発明に係る無線受信装置、無線送信装置と同様の機能を実現することができる。
【０１４３】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。
【０１４４】
また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。
【０１４５】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
【０１４６】
さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明に係る無線受信装置、無線送信装置およびＣＱＩ量子化方法は、ＳＤＭ方式のシステムにおけるストリーム毎の適応変調等の用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】ＣＱＩとスループットとの関係を示す図
【図２】実施の形態１に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１に係るランキング順位決定部において決定されるランキング順位の一例を示す図
【図４】実施の形態１に係るＣＱＩビット数決定部が備える、ランキングとＣＱＩビット数とが対応付けられたテーブルの一例を示す図
【図５】実施の形態１に係るＣＱＩ量子化部が備えるＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図６】実施の形態１に係る無線受信装置におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図
【図７】実施の形態１に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図８】実施の形態１に係る無線受信装置において各ストリーム用のＣＱＩ量子化ビット数を等しくしてＣＱＩ量子化を行う方法を説明するための図
【図９】実施の形態１に係る無線受信装置において低ランキングストリーム用のＣＱＩ量子化ビット数を削減してＣＱＩ量子化を行う方法を説明するための図
【図１０】実施の形態２に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図１１】実施の形態２に係る量子化テーブル決定部が備えるテーブルのうち、受信品質「２８」に対応する量子化テーブルの一例を示す図
【図１２】実施の形態２に係る量子化テーブル決定部が備えるテーブルのうち、受信品質「２９」に対応する量子化テーブルの一例を示す図
【図１３】実施の形態２に係る無線受信装置におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図
【図１４】実施の形態２に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図１５】実施の形態２に係る無線受信装置において閾値以下の受信品質に対するＣＱＩ量子化の粒度を粗くして量子化を行う方法を説明するための図
【図１６】実施の形態３に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図１７】実施の形態３に係るＡランキングストリームとＢランキングストリームとの差分を４ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図１８】実施の形態３に係るＡランキングストリームとＢランキングストリームとの差分を４ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図１９】実施の形態３に係るＢランキングストリームとＣランキングストリームとの差分を３ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図２０】実施の形態３に係るＢランキングストリームとＣランキングストリームとの差分を３ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図２１】実施の形態３に係るＣランキングストリームとＤランキングストリームとの差分を２ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図２２】実施の形態３に係るＣランキングストリームとＤランキングストリームとの差分を２ビットで量子化するのに用いられる差分ＣＱＩ量子化テーブルの一例を示す図
【図２３】実施の形態３に係る無線受信装置におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図
【図２４】実施の形態３に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図２５】実施の形態３に係る無線受信装置において差分ＣＱＩ量子化を行う方法を説明するための図
【図２６】実施の形態４に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図２７】実施の形態４に係る量子化テーブル決定部が内蔵している第１の量子化テーブルを例示する図
【図２８】実施の形態４に係る量子化テーブル決定部が内蔵している第２の量子化テーブルを例示する図
【図２９】実施の形態４に係る無線受信装置におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図
【図３０】実施の形態４に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図３１】実施の形態４に係る有効ストリーム数によってＣＱＩ量子化の粒度を変化させる方法を説明するための図
【図３２】実施の形態５に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図３３】実施の形態５に係る量子化テーブル決定部が内蔵している量子化テーブルを例示する図
【図３４】実施の形態５に係る無線受信装置におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図
【図３５】実施の形態５に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図３６】実施の形態５に係る誤りストリームの伝搬路変動の大小によって誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度を変化させる方法を説明するための図
【図３７】実施の形態５に係る誤りストリームの伝搬路変動の大小によって誤りストリームのＣＱＩ量子化粒度を変化させる方法を説明するための図
【図３８】実施の形態６に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図３９】実施の形態６に係る無線受信装置と無線送信装置との接続方式がＭＵ−ＭＩＭＯである場合に、ＣＱＩ量子化に用いられる量子化テーブルを例示する図
【図４０】実施の形態６に係る無線受信装置におけるＣＱＩ量子化の手順を示すフロー図
【図４１】実施の形態６に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図４２】実施の形態６に係る無線受信装置と無線送信装置とがＭＵ−ＭＩＭＯ方式で接続している場合のＣＱＩ量子化方法を説明するための図
【図４３】実施の形態６のバリエーションに係る量子化テーブルを例示する図
【図４４】実施の形態６のバリエーションに係る量子化テーブルを例示する図
【図４５】実施の形態４と実施の形態６を組み合わせたＣＱＩ量子化方法を説明するための図
【図４６】実施の形態４と実施の形態６を組み合わせたＣＱＩ量子化方法を説明するための図
【図４７】実施の形態５と実施の形態６を組み合わせたＣＱＩ量子化方法を説明するための図
【図４８】実施の形態５と実施の形態６を組み合わせたＣＱＩ量子化方法を説明するための図
【符号の説明】
【０１４９】
１００ 無線受信装置
１０１ 受信アンテナ
１０２ チャネル推定部
１０３ ＭＩＭＯ受信部
１０４ 受信品質推定部
１０５ ランキング順位決定部
１０６ ランキング情報生成部
１０７ ストリーム選択部
１０８ ＣＱＩビット数決定部
１０９ ＣＱＩ量子化部
１１０ ＣＱＩ情報生成部
１５０ 無線送信装置
１５１ ランキング情報抽出部
１５２ ＣＱＩ情報抽出部
１５３ ストリーム選択部
１５４ ＣＱＩビット数決定部
１５５ ＣＱＩ逆量子化部
１５６ ＳＤＭ送信部
１５７ 送信アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のストリームを複数アンテナを用いて送信する無線送信装置と、複数アンテナを用いて複数の前記ストリームを受信する無線受信装置と、を具備する無線通信システムであって、
前記無線受信装置は、
前記ストリーム毎の受信品質を推定し、ストリーム毎の受信品質推定値の順位を決定する順位決定手段と、
前記順位に応じて、前記ストリーム毎に量子化ビット数を配分するビット配分手段と、
前記量子化ビット数に従って、前記受信品質推定値を量子化し、前記ストリーム毎のＣＱＩを生成する量子化手段と、
前記ストリーム毎のＣＱＩを前記無線送信装置に通知する通知手段と、
を具備し、
前記無線送信装置は、
通知される前記ストリーム毎のＣＱＩを逆量子化し、前記受信品質推定値を再現する逆量子化手段と、
再現された前記受信品質推定値に応じて、前記ストリーム毎の適応変調パラメータを決定して、適応変調を行う適応変調手段と、
を具備する、
無線通信システム。
【請求項２】
無線送信装置から送信される複数のストリームを、複数アンテナを用いて受信する無線受信装置であって、
前記ストリーム毎の受信品質を推定し、ストリーム毎の受信品質推定値の順位を決定する順位決定手段と、
前記順位に応じて、前記ストリーム毎に量子化ビット数を配分するビット配分手段と、
前記量子化ビット数に従って、前記受信品質推定値を量子化し、前記ストリーム毎のＣＱＩを生成する量子化手段と、
前記ストリーム毎のＣＱＩを前記無線送信装置に通知する通知手段と、
を具備する無線受信装置。
【請求項３】
前記ビット配分手段は、
より多くの量子化ビット数を、前記順位がより高いストリームに配分する、
請求項２記載の無線受信装置。
【請求項４】
前記量子化手段は、
配分された前記量子化ビット数に従いつつ、量子化の精度を前記受信品質推定値に応じて不均一にする、
請求項２記載の無線受信装置。
【請求項５】
前記量子化手段は、
閾値より高い受信品質推定値に対して量子化の精度をより高くし、前記閾値と等しい受信品質推定値、および前記閾値より低い受信品質推定値に対して量子化の精度をより低くする、
請求項４記載の無線受信装置。
【請求項６】
前記順位が最も高いストリームの受信品質推定値を基準として前記閾値を決定する決定手段、
をさらに具備する請求項５記載の無線受信装置。
【請求項７】
前記量子化手段は、
閾値よりも低い受信品質推定値に対して前記ストリーム毎のＣＱＩを生成しない、
請求項４記載の無線受信装置。
【請求項８】
前記量子化手段は、
配分された前記量子化ビット数に従って、前記ストリームの受信品質推定値と、前記ストリームより１つ上の順位のストリームの受信品質推定値と、の差分を量子化する、
請求項３記載の無線受信装置。
【請求項９】
前記無線送信装置からのパイロット信号を用いてチャネル推定を行い、チャネル推定値を得るチャネル推定手段と、
前記チャネル推定値に対して特異値分解を行い、得られる特異値の分布から、前記複数のストリームのうち、システムスループットへの寄与分が所定比例以上である有効ストリームの数を推定する有効ストリーム数推定手段と、
をさらに具備し、
前記ビット配分手段は、
前記有効ストリームの数が所定値以下である場合には、前記有効ストリームにより多くの量子化ビット数を配分する、
請求項２記載の無線受信装置。
【請求項１０】
前記複数のストリームのうち、誤りパケットを含む誤りストリームを検出する検出手段と、
前回の受信処理において推定された前記複数のストリームの受信品質推定値を記憶し、前記誤りストリームに対して、記憶されている受信品質推定値と今回推定された受信品質推定値との差分を求める差分算出手段と、
をさらに具備し、
前記ビット配分手段は、
前記差分が所定値以上である場合には、前記誤りストリームに配分する量子化ビット数を増加し、その増加分だけ、最も低い順位のストリームに配分する量子化ビット数を減少し、
前記差分が所定値より小さい場合には、前記誤りストリームに配分する量子化ビット数を減少し、その減少分だけ、前記誤りストリームの次の順位のストリームに配分する量子化ビット数を増加する、
請求項２記載の無線受信装置。
【請求項１１】
前記無線受信装置と前記無線送信装置との接続方式がＳＵ−ＭＩＭＯであるかまたはＭＵ−ＭＩＭＯであるかを判定する判定手段、
をさらに具備し、
前記ビット配分手段は、
前記接続方式がＭＵ−ＭＩＭＯである場合には、前記複数のストリームのうち、前記無線受信装置向けのデータを送信するストリームにより多くのビット数を配分し、前記無線受信装置以外の他の無線受信装置向けのデータを送信するストリームには１ビットずつの量子化ビット数を配分する、
請求項２記載の無線受信装置。
【請求項１２】
複数のストリームを複数アンテナを用いて送信する無線送信装置であって、
無線受信装置から通知される前記ストリーム毎のＣＱＩを逆量子化し、受信品質推定値を再現する逆量子化手段と、
再現された前記受信品質推定値に応じて、前記ストリーム毎の適応変調パラメータを決定して、適応変調を行う適応変調手段と、
を具備する無線送信装置。
【請求項１３】
前記逆量子化手段は、
前記逆量子化において、前記ＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値の最小値を選択する、
請求項１２記載の無線送信装置。
【請求項１４】
前記逆量子化手段は、
前記逆量子化において、前記ＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値の最大値を選択する、
請求項１２記載の無線送信装置。
【請求項１５】
前記逆量子化手段は、
前記逆量子化において、前記ＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値の平均値に最も近い値を選択する、
請求項１２記載の無線送信装置。
【請求項１６】
複数のストリームを複数アンテナを用いて送信する無線送信装置と、複数アンテナを用いて複数の前記ストリームを受信する無線受信装置と、を具備する無線通信システムに用いられるＣＱＩ量子化方法であって、
前記ストリーム毎の受信品質を推定し、ストリーム毎の受信品質推定値の順位を決定するステップと、
前記順位に応じて、前記ストリーム毎に量子化ビット数を配分するステップと、
前記量子化ビット数に従って、前記受信品質推定値を量子化し、前記ストリーム毎のＣＱＩを生成するステップと、
を具備するＣＱＩ量子化方法。
【請求項１】
複数のストリームを複数アンテナを用いて送信する無線送信装置と、複数アンテナを用いて複数の前記ストリームを受信する無線受信装置と、を具備する無線通信システムであって、
前記無線受信装置は、
前記ストリーム毎の受信品質を推定し、ストリーム毎の受信品質推定値の順位を決定する順位決定手段と、
前記順位に応じて、前記ストリーム毎に量子化ビット数を配分するビット配分手段と、
前記量子化ビット数に従って、前記受信品質推定値を量子化し、前記ストリーム毎のＣＱＩを生成する量子化手段と、
前記ストリーム毎のＣＱＩを前記無線送信装置に通知する通知手段と、
を具備し、
前記無線送信装置は、
通知される前記ストリーム毎のＣＱＩを逆量子化し、前記受信品質推定値を再現する逆量子化手段と、
再現された前記受信品質推定値に応じて、前記ストリーム毎の適応変調パラメータを決定して、適応変調を行う適応変調手段と、
を具備する、
無線通信システム。
【請求項２】
無線送信装置から送信される複数のストリームを、複数アンテナを用いて受信する無線受信装置であって、
前記ストリーム毎の受信品質を推定し、ストリーム毎の受信品質推定値の順位を決定する順位決定手段と、
前記順位に応じて、前記ストリーム毎に量子化ビット数を配分するビット配分手段と、
前記量子化ビット数に従って、前記受信品質推定値を量子化し、前記ストリーム毎のＣＱＩを生成する量子化手段と、
前記ストリーム毎のＣＱＩを前記無線送信装置に通知する通知手段と、
を具備する無線受信装置。
【請求項３】
前記ビット配分手段は、
より多くの量子化ビット数を、前記順位がより高いストリームに配分する、
請求項２記載の無線受信装置。
【請求項４】
前記量子化手段は、
配分された前記量子化ビット数に従いつつ、量子化の精度を前記受信品質推定値に応じて不均一にする、
請求項２記載の無線受信装置。
【請求項５】
前記量子化手段は、
閾値より高い受信品質推定値に対して量子化の精度をより高くし、前記閾値と等しい受信品質推定値、および前記閾値より低い受信品質推定値に対して量子化の精度をより低くする、
請求項４記載の無線受信装置。
【請求項６】
前記順位が最も高いストリームの受信品質推定値を基準として前記閾値を決定する決定手段、
をさらに具備する請求項５記載の無線受信装置。
【請求項７】
前記量子化手段は、
閾値よりも低い受信品質推定値に対して前記ストリーム毎のＣＱＩを生成しない、
請求項４記載の無線受信装置。
【請求項８】
前記量子化手段は、
配分された前記量子化ビット数に従って、前記ストリームの受信品質推定値と、前記ストリームより１つ上の順位のストリームの受信品質推定値と、の差分を量子化する、
請求項３記載の無線受信装置。
【請求項９】
前記無線送信装置からのパイロット信号を用いてチャネル推定を行い、チャネル推定値を得るチャネル推定手段と、
前記チャネル推定値に対して特異値分解を行い、得られる特異値の分布から、前記複数のストリームのうち、システムスループットへの寄与分が所定比例以上である有効ストリームの数を推定する有効ストリーム数推定手段と、
をさらに具備し、
前記ビット配分手段は、
前記有効ストリームの数が所定値以下である場合には、前記有効ストリームにより多くの量子化ビット数を配分する、
請求項２記載の無線受信装置。
【請求項１０】
前記複数のストリームのうち、誤りパケットを含む誤りストリームを検出する検出手段と、
前回の受信処理において推定された前記複数のストリームの受信品質推定値を記憶し、前記誤りストリームに対して、記憶されている受信品質推定値と今回推定された受信品質推定値との差分を求める差分算出手段と、
をさらに具備し、
前記ビット配分手段は、
前記差分が所定値以上である場合には、前記誤りストリームに配分する量子化ビット数を増加し、その増加分だけ、最も低い順位のストリームに配分する量子化ビット数を減少し、
前記差分が所定値より小さい場合には、前記誤りストリームに配分する量子化ビット数を減少し、その減少分だけ、前記誤りストリームの次の順位のストリームに配分する量子化ビット数を増加する、
請求項２記載の無線受信装置。
【請求項１１】
前記無線受信装置と前記無線送信装置との接続方式がＳＵ−ＭＩＭＯであるかまたはＭＵ−ＭＩＭＯであるかを判定する判定手段、
をさらに具備し、
前記ビット配分手段は、
前記接続方式がＭＵ−ＭＩＭＯである場合には、前記複数のストリームのうち、前記無線受信装置向けのデータを送信するストリームにより多くのビット数を配分し、前記無線受信装置以外の他の無線受信装置向けのデータを送信するストリームには１ビットずつの量子化ビット数を配分する、
請求項２記載の無線受信装置。
【請求項１２】
複数のストリームを複数アンテナを用いて送信する無線送信装置であって、
無線受信装置から通知される前記ストリーム毎のＣＱＩを逆量子化し、受信品質推定値を再現する逆量子化手段と、
再現された前記受信品質推定値に応じて、前記ストリーム毎の適応変調パラメータを決定して、適応変調を行う適応変調手段と、
を具備する無線送信装置。
【請求項１３】
前記逆量子化手段は、
前記逆量子化において、前記ＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値の最小値を選択する、
請求項１２記載の無線送信装置。
【請求項１４】
前記逆量子化手段は、
前記逆量子化において、前記ＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値の最大値を選択する、
請求項１２記載の無線送信装置。
【請求項１５】
前記逆量子化手段は、
前記逆量子化において、前記ＣＱＩに該当する複数の受信品質推定値の平均値に最も近い値を選択する、
請求項１２記載の無線送信装置。
【請求項１６】
複数のストリームを複数アンテナを用いて送信する無線送信装置と、複数アンテナを用いて複数の前記ストリームを受信する無線受信装置と、を具備する無線通信システムに用いられるＣＱＩ量子化方法であって、
前記ストリーム毎の受信品質を推定し、ストリーム毎の受信品質推定値の順位を決定するステップと、
前記順位に応じて、前記ストリーム毎に量子化ビット数を配分するステップと、
前記量子化ビット数に従って、前記受信品質推定値を量子化し、前記ストリーム毎のＣＱＩを生成するステップと、
を具備するＣＱＩ量子化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【公開番号】特開２００７−２５１９２４（Ｐ２００７−２５１９２４Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０２２（Ｐ２００７−５０２２）
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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