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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-17
(45)【発行日】2024-07-25
(54)【発明の名称】無線通信装置
(51)【国際特許分類】
H04B 7/0456 20170101AFI20240718BHJP
【ＦＩ】
H04B7/0456 120
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020146668
(22)【出願日】2020-09-01
(65)【公開番号】P2022041457
(43)【公開日】2022-03-11
【審査請求日】2023-08-01
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２９年度、総務省、「次世代映像素材伝送の実現に向けた高効率周波数利用技術に関する研究開発」に係わる委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】000004352
【氏名又は名称】日本放送協会
(74)【代理人】
【識別番号】100121119
【弁理士】
【氏名又は名称】花村 泰伸
(72)【発明者】
【氏名】鵜澤 史貴
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 史人
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】中川 孝之
【審査官】齊藤 晶
(56)【参考文献】
【文献】特許第６３２８０２１（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】国際公開第２０１７／０１０１９６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】光山 和彦 他，報告０４ 移動中継用１．２ＧＨｚ／２．３ＧＨｚ帯スーパーハイビジョンＦＰＵの実現に向けた無線伝送技術，ＮＨＫ技研Ｒ＆Ｄ，日本放送協会，2024年09月，No.165，pp.54-67
【文献】Fumito ITO et al.，Performance Analysis of 4×4 TDD-SVD-MIMO System in Suburban Field Trial [online]，GLOBECOM 2020 - 2020 IEEE Global Communications Conference，2020年12月，［令和6年6月12日検索］，インターネット＜URL：https://ieeexplore.ieee.org/document/9348151＞，DOI: 10.1109/GLOBECOM42002.2020.9348151
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ ７／０４５６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信対象の情報ビットを各固有モードに振り分け、各固有モードの前記情報ビットを所定の変調方式にて変調し、所定の電力配分にて前記情報ビットの送信電力を配分し、ＭＩＭＯ伝送方式にて放送波を送信する第一の無線通信装置と、前記放送波を受信し、各固有モードの前記放送波の信号を復調し、前記情報ビットを復元する第二の無線通信装置とを備えて構成されるＭＩＭＯ固有モード伝送システムの前記第二の無線通信装置において、前記ＭＩＭＯ伝送方式の伝送路のチャネル行列を推定するチャネル情報推定部と、
前記放送波の信号を復調すると共に、各固有モードの変調誤差比である観測ＭＥＲを算出する復調部と、
各固有モードの初期ＭＥＲを算出する初期ＭＥＲ算出部と、
各固有モードの前記変調方式の組み合わせパターンであって、伝送レートが等しい組み合わせパターンのそれぞれについて、前記ＭＩＭＯ固有モード伝送システムにおいて前記送信電力を配分した後の変調誤差比と、所定のビット誤り率に対して予め設定された変調誤差比を示すＭＥＲ閾値との間の差を示すＭＥＲマージンが、各固有モードにて等しくなるように、前記初期ＭＥＲ算出部により算出された各固有モードの前記初期ＭＥＲ、全ての前記固有モードの数を示す全固有モード数及び前記ＭＥＲ閾値に基づいて、各固有モードの前記電力配分を算出する電力配分算出部と、
前記変調方式の組み合わせパターンのそれぞれについて、前記電力配分算出部により算出された各固有モードの前記電力配分を用いて、各固有モードの前記ＭＥＲマージンを算出するＭＥＲマージン算出部と、
前記ＭＥＲマージン算出部により算出された各固有モードの前記ＭＥＲマージンのうち、最も大きい前記ＭＥＲマージンを持つ各固有モードの前記変調方式及び前記電力配分を、各固有モードへ割り当てる前記変調方式及び前記電力配分として決定する変調方式・電力決定部と、を備え、
前記初期ＭＥＲ算出部は、
前記チャネル情報推定部により推定された前記チャネル行列を特異値分解して得られた特異値を、所定のガウス雑音電力で除算し、各固有モードの換算ＭＥＲを求める換算ＭＥＲ算出部と、
前記換算ＭＥＲ算出部により求めた各固有モードの前記換算ＭＥＲについて前記固有モード間の差分を算出し、換算ＭＥＲ差分を求める換算ＭＥＲ差分算出部と、
前記変調方式・電力決定部により決定された各固有モードに割り当てる前記変調方式から、前記情報ビットの送信に使用した前記固有モードの数を使用固有モード数として判別する使用固有モード数判別部と、
前記変調方式・電力決定部により決定された各固有モードに割り当てる前記電力配分と、前記送信電力を全ての前記固有モードに等配分したときの予め設定された電力等配分比率との間の比を、各固有モードの電力配分補正値として算出する電力配分補正部と、
前記使用固有モード数判別部により判別された前記使用固有モード数及び前記全固有モード数に基づいて、各固有モードについて、前記復調部により算出された前記観測ＭＥＲから前記電力配分補正部により算出された前記電力配分補正値を減算するか、または、前記観測ＭＥＲから前記電力配分補正値を減算して前記換算ＭＥＲ差分算出部により算出された前記換算ＭＥＲ差分をさらに減算することで、前記初期ＭＥＲを求める初期ＭＥＲ処理部と、を備え、
前記変調方式・電力決定部により決定された前記変調方式及び前記電力配分、または前記初期ＭＥＲ算出部により算出された前記初期ＭＥＲを、前記第一の無線通信装置へ送信する、ことを特徴とする第二の無線通信装置。
【請求項2】
請求項１に記載の第二の無線通信装置において、前記初期ＭＥＲ処理部は、
前記使用固有モード数と前記全固有モード数が同じである場合、各固有モードについて、前記観測ＭＥＲから前記電力配分補正値を減算することで前記初期ＭＥＲを求め、
前記使用固有モード数と前記全固有モード数が同じでない場合、前記情報ビットの送信に使用した前記使用固有モード数の前記固有モードについて、前記観測ＭＥＲから前記電力配分補正値を減算することで前記初期ＭＥＲを求め、前記情報ビットの送信に使用しなかった残りの前記固有モードについて、前記観測ＭＥＲから前記電力配分補正値を減算して前記換算ＭＥＲ差分をさらに減算することで、前記初期ＭＥＲを求める、ことを特徴とする第二の無線通信装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載の第二の無線通信装置において、前記第一の無線通信装置と当該第二の無線通信装置が時分割複信（ＴＤＤ）を用いた双方向通信を行い、前記双方向通信の１サイクルをＴＤＤフレームとして、
前記初期ＭＥＲ算出部が今回の前記ＴＤＤフレームにおける各固有モードの前記初期ＭＥＲを算出する際に、
前記復調部は、
前回の前記ＴＤＤフレームにおける各固有モードの前記観測ＭＥＲを算出し、
前記換算ＭＥＲ算出部は、
前回の前記ＴＤＤフレームにおいて推定された前記チャネル行列を特異値分解して得られた前記特異値を、前記ガウス雑音電力で除算し、前回の前記ＴＤＤフレームにおける各固有モードの前記換算ＭＥＲを求め、
前記換算ＭＥＲ差分算出部は、
前回の前記ＴＤＤフレームにおける各固有モードの前記換算ＭＥＲについて前記固有モード間の差分を算出し、前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記換算ＭＥＲ差分を求め、
前記使用固有モード数判別部は、
前回の前記ＴＤＤフレームにおいて決定された各固有モードに割り当てる前記変調方式から、前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記使用固有モード数を判別し、
前記電力配分補正部は、
前回の前記ＴＤＤフレームにおいて決定された各固有モードに割り当てる前記電力配分と前記電力等配分比率との間の比を、前回の前記ＴＤＤフレームにおける各固有モードの前記電力配分補正値として算出し、
前記初期ＭＥＲ処理部は、
前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記使用固有モード数及び前記全固有モード数に基づいて、各固有モードについて、前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記観測ＭＥＲから前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記電力配分補正値を減算するか、または、前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記観測ＭＥＲから前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記電力配分補正値を減算して前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記換算ＭＥＲ差分をさらに減算することで、今回の前記ＴＤＤフレームにおける前記初期ＭＥＲを求める、ことを特徴とする第二の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＭＩＭＯ（Multiple Input and Multiple Output：多入力多出力）固有モード伝送システムに係り、特に、各固有モードへ割り当てる最適な変調ビット数の組み合わせ及び送信電力の配分を、適応的に決定する無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、周波数帯域幅を変えることなく伝送容量を飛躍的に増大させる手段として、送信局及び受信局のそれぞれにおいて複数のアンテナを利用するＭＩＭＯ技術が注目されている。ＭＩＭＯ技術は、同一チャネル内で、複数のサブストリームを空間的に多重し並列伝送することで、伝送容量を増大させることが特徴である。
【0003】
単方向通信のＭＩＭＯシステムでは、送信側が伝送路の情報（以下、チャネル情報という。）を得ることができないため、空間多重された信号を受信側の検出器が分離しなければならない。また、同システムでは、送信アンテナ毎に１つのサブストリームを割り当てることが一般的であり、各サブストリームへ割り当てる電力は、配分比率を変えることなく常に等しくすることが、変動する伝送路において理論上最適とされる。
【0004】
一方、双方向通信のＭＩＭＯシステムでは、単に送信アンテナ毎にサブストリームを割り当てるのではなく、サブストリーム毎に複数のアンテナを送信アレーとして利用し、伝送路の状況に応じて適切なビームを形成して送信する。これにより、単方向通信のＭＩＭＯシステムでは実現できない、より効率的な伝送特性を達成することができる。
【0005】
最適な送受信ビームは、チャネル情報を数値化したチャネル行列を特異値分解（ＳＶＤ：Singular Value Decomposition）し、その右特異行列を送信ビーム形成のための送信ウェイトとして用い、左特異行列を受信ビーム形成のための受信ウェイトとして用いることで形成される。
【0006】
送信アンテナ数をＮ、受信アンテナ数をＭ、Ｍ×Ｎ次のチャネル行列をＨとすると、チャネル行列Ｈは、以下のように特異値分解される。
［数１］
Ｈ＝ＵΣＶH ・・・（１）
ＵはＭ×Ｋ次の左特異行列、Σはチャネル行列Ｈの特異値を要素とするＫ×Ｋ次の対角行列（特異値行列）、ＶはＮ×Ｋ次の右特異行列である。Ｋはチャネル行列Ｈのランクである。Ｍ，Ｎ，Ｋは正の整数である。
［数１］
Ｈ＝ＵΣＶH ・・・（１）
ＵはＭ×Ｋ次の左特異行列、Σはチャネル行列Ｈの特異値を要素とするＫ×Ｋ次の対角行列（特異値行列）、ＶはＮ×Ｋ次の右特異行列である。Ｋはチャネル行列Ｈのランクである。Ｍ，Ｎ，Ｋは正の整数である。
【0007】
前記式（１）に示すとおり、チャネル行列Ｈを特異値分解し、その右特異行列Ｖを送信ウェイトＦとして用い、左特異行列Ｕの複素共役転置を受信ウェイトＧとして用いることで、仮想的に直交するＫ個のチャネルに分離することができる。直交する各チャネルは固有モードと呼ばれ、この手法を用いたＭＩＭＯ伝送方式は固有モード伝送方式と呼ばれる。
【0008】
送信ウェイトＦは、各固有モードへの電力配分は等しいものとして扱われる。しかし、伝搬環境に応じて各固有モードのシンボルに割り当てる変調ビット数（変調方式）と共に、送信電力の配分を適応的に変えることにより、伝送容量の増大や、ビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）特性の向上を図ることが可能である。
【0009】
ところで、伝送容量を最大化するため、またはビット誤り率を最小化するため、各固有モードへ割り当てる変調ビット数と送信電力を適応的に制御する手法が提案されている（例えば、特許文献１，２及び非特許文献１を参照）。特許文献１の手法は、注水定理に基づく適応制御方式であり、チャネル行列Ｈ等に基づいた連立方程式を解くことで固有値を求め、この固有値を、例えば送信電力を割り当てるための重みとして用いるものである。また、特許文献２及び非特許文献１の手法は、注水定理を用いない制御方式であり、ビット誤り率の近似式を最小化するための変調方式の組み合わせ及び送信電力の配分について探索するものである。
【0010】
しかしながら、特許文献１の手法では、割り当てる変調ビット数が離散的な組み合わせのみの場合に、伝送特性の観点及びハードウェア実装の容易さの観点で十分でないという問題があった。また、特許文献２及び非特許文献１の手法では、全ての変調方式の組み合わせ及び送信電力の配分について探索する必要があり、しかも、最適化の判断のために総スループット等を計算する必要があるため、演算量が多く処理負荷が高いという問題があった。
【0011】
そこで、これらの問題を解決するための手法が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。この特許文献３の手法は、伝送レートを一定とした条件でビット誤り率を最小化するための、各固有モードに割り当てる変調ビット数の組み合わせ及び送信電力の配分を、少ない演算量で容易に求めるものである。
【0012】
具体的には、特許文献３の無線通信装置は、送信電力を固有モード毎に等しく配分したときの変調誤差比（ＭＥＲ）を初期ＭＥＲμkとして取得する。ｋは固有モードの番号であり、正の整数である。初期ＭＥＲμkと、各変調ビット数で所定のビット誤り率を得られるＭＥＲ（ＭＥＲ閾値μL
k）との間の差をＭＥＲマージンΔμkとする。
【0013】
無線通信装置は、このＭＥＲマージンΔμkが各固有モードで等しくなるように、各固有モードに割り当てる変調ビット数の組み合わせ（変調方式の組み合わせパターン番号ｂ）及び送信電力の配分（電力配分比率Ｐk）を求める。
【0014】
固有モードの数をＫ（正の整数）とし、固有モード毎の電力配分比率Ｐkの合計を１として、送信電力配分後の各固有モードの変調誤差比（デシベル表記、電力配分後ＭＥＲ）は、以下の式で表される。
［数２］
μ^k＝μk＋１０ｌｏｇＫＰk ・・・（２）
［数２］
μ^k＝μk＋１０ｌｏｇＫＰk ・・・（２）
【0015】
各固有モードのＭＥＲマージンΔμk（デシベル表記）は、電力配分後ＭＥＲμ^kからＭＥＲ閾値μL
kを減算することで得ることができ、以下の式で表される。
［数３］
Δμk＝μ^k－μL k ・・・（３）
［数３］
Δμk＝μ^k－μL k ・・・（３）
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【文献】特開２００１－２３７７５１号公報
【文献】特開２００５－２５２８３４号公報
【文献】特許第６３２８０２１号公報
【非特許文献】
【0017】
【文献】K. Miyashita, et al., “High data-rate transmission with eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM) in a MIMO channel,”IEEE VTC Fall, Sept. 2002, pp. 1302-1306.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
しかしながら、前述の特許文献３の手法において、初期ＭＥＲμkの取得精度が低い場合には、ＭＥＲマージンΔμkを正しく算出することができない。このため、各固有モードに割り当てる変調ビット数の組み合わせ及び送信電力の配分を精度高く決定することができず、結果として伝送特性が劣化する、という問題があった。
【0019】
例えば、前述の特許文献３における初期ＭＥＲμkの取得手法の一例として、前記式（１）により得られるチャネル行列Ｈの特異値の平方が、固有モード伝送における各固有モードのチャネル利得を表すことを利用するものがある（特許文献３の段落５８）。具体的には、無線通信装置は、チャネル行列Ｈの特異値を算出し、特異値の平方を、別途推定したガウス雑音電力で除算し、除算結果の値をＭＥＲに換算することにより、初期ＭＥＲμkを算出する。
【0020】
この手法により得られる初期ＭＥＲμkは、チャネル行列Ｈの特異値を単に換算したものであり、あくまでも換算値である。このため、ＭＩＭＯ復調時の伝送品質の劣化、またはＡＤＣ（アナログデジタル変換器）若しくは高周波部におけるＳＮＲの飽和等による劣化が初期ＭＥＲμkへ反映されず、実際の初期ＭＥＲμkの値が小さくなることがある。そして、この手法により得られる送信電力の配分では、各固有モードのＭＥＲマージンΔμkが等しくならず、伝送特性が劣化してしまう。
【0021】
また、前述の特許文献３における初期ＭＥＲμkの取得手法の他の例として、実際にトレーニング信号を用いて等電力配分時のＭＥＲを通信中に測定し、この値を初期ＭＥＲμkとするものがある（特許文献３の段落５９）。具体的には、送信側の無線通信装置は、各固有モードの送信電力を等電力に配分し、トレーニング信号の放送波を送信する。受信側の無線通信装置は、トレーニング信号の放送波を受信することで、各固有モードのＭＥＲを測定する。そして、送信側の無線通信装置は、受信側の無線通信装置から別途の伝送路を介して各固有モードのＭＥＲを受信することで、各固有モードの初期ＭＥＲμkを取得する。
【0022】
この手法によれば、トレーニング信号を用いて実際のＭＥＲを測定することから、ＡＤＣまたは高周波部におけるＳＮＲの飽和等による劣化を反映した初期ＭＥＲμkを得ることができる。つまり、前述の手法よりも精度の高い初期ＭＥＲμkを得ることができる。
【0023】
しかしながら、トレーニング信号を用いた手法では、ＭＩＭＯ復調をすることなくＭＥＲを測定することから、ＭＩＭＯ復調による特性の劣化を考慮することができない。また、実際に伝送するデータ信号とは別にトレーニング信号を準備する必要があるため、時間あたりのデータ伝送の時間（時間利用効率）が小さくなり、伝送レートが低下してしまう。
【0024】
このように、前述の特許文献３の手法では、初期ＭＥＲμkの取得精度が低くなり、ＭＥＲマージンΔμkを正しく算出することができない。つまり、前述の特許文献３の手法では、各固有モードに割り当てる変調ビット数の組み合わせ及び送信電力の配分を精度高く決定することができず、伝送特性が劣化する、という問題があった。
【0025】
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＭＩＭＯ固有モード伝送システムにおいて、伝送レートを一定とした条件でビット誤り率を最小化するための変調ビット数の組み合わせ及び送信電力の配分を決定する際に、精度の高い初期ＭＥＲを算出可能な無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0026】
前記課題を解決するために、請求項１の無線通信装置は、送信対象の情報ビットを各固有モードに振り分け、各固有モードの前記情報ビットを所定の変調方式にて変調し、所定の電力配分にて前記情報ビットの送信電力を配分し、ＭＩＭＯ伝送方式にて放送波を送信する第一の無線通信装置と、前記放送波を受信し、各固有モードの前記放送波の信号を復調し、前記情報ビットを復元する第二の無線通信装置とを備えて構成されるＭＩＭＯ固有モード伝送システムの前記第二の無線通信装置において、前記ＭＩＭＯ伝送方式の伝送路のチャネル行列を推定するチャネル情報推定部と、前記放送波の信号を復調すると共に、各固有モードの変調誤差比である観測ＭＥＲを算出する復調部と、各固有モードの初期ＭＥＲを算出する初期ＭＥＲ算出部と、各固有モードの前記変調方式の組み合わせパターンであって、伝送レートが等しい組み合わせパターンのそれぞれについて、前記ＭＩＭＯ固有モード伝送システムにおいて前記送信電力を配分した後の変調誤差比と、所定のビット誤り率に対して予め設定された変調誤差比を示すＭＥＲ閾値との間の差を示すＭＥＲマージンが、各固有モードにて等しくなるように、前記初期ＭＥＲ算出部により算出された各固有モードの前記初期ＭＥＲ、全ての前記固有モードの数を示す全固有モード数及び前記ＭＥＲ閾値に基づいて、各固有モードの前記電力配分を算出する電力配分算出部と、前記変調方式の組み合わせパターンのそれぞれについて、前記電力配分算出部により算出された各固有モードの前記電力配分を用いて、各固有モードの前記ＭＥＲマージンを算出するＭＥＲマージン算出部と、前記ＭＥＲマージン算出部により算出された各固有モードの前記ＭＥＲマージンのうち、最も大きい前記ＭＥＲマージンを持つ各固有モードの前記変調方式及び前記電力配分を、各固有モードへ割り当てる前記変調方式及び前記電力配分として決定する変調方式・電力決定部と、を備え、前記初期ＭＥＲ算出部が、前記チャネル情報推定部により推定された前記チャネル行列を特異値分解して得られた特異値を、所定のガウス雑音電力で除算し、各固有モードの換算ＭＥＲを求める換算ＭＥＲ算出部と、前記換算ＭＥＲ算出部により求めた各固有モードの前記換算ＭＥＲについて前記固有モード間の差分を算出し、換算ＭＥＲ差分を求める換算ＭＥＲ差分算出部と、前記変調方式・電力決定部により決定された各固有モードに割り当てる前記変調方式から、前記情報ビットの送信に使用した前記固有モードの数を使用固有モード数として判別する使用固有モード数判別部と、前記変調方式・電力決定部により決定された各固有モードに割り当てる前記電力配分と、前記送信電力を全ての前記固有モードに等配分したときの予め設定された電力等配分比率との間の比を、各固有モードの電力配分補正値として算出する電力配分補正部と、前記使用固有モード数判別部により判別された前記使用固有モード数及び前記全固有モード数に基づいて、各固有モードについて、前記復調部により算出された前記観測ＭＥＲから前記電力配分補正部により算出された前記電力配分補正値を減算するか、または、前記観測ＭＥＲから前記電力配分補正値を減算して前記換算ＭＥＲ差分算出部により算出された前記換算ＭＥＲ差分をさらに減算することで、前記初期ＭＥＲを求める初期ＭＥＲ処理部と、を備え、前記変調方式・電力決定部により決定された前記変調方式及び前記電力配分、または前記初期ＭＥＲ算出部により算出された前記初期ＭＥＲを、前記第一の無線通信装置へ送信する、ことを特徴とする。
【0027】
また、請求項２の無線通信装置は、請求項１に記載の第二の無線通信装置において、前記初期ＭＥＲ処理部が、前記使用固有モード数と前記全固有モード数が同じである場合、各固有モードについて、前記観測ＭＥＲから前記電力配分補正値を減算することで前記初期ＭＥＲを求め、前記使用固有モード数と前記全固有モード数が同じでない場合、前記情報ビットの送信に使用した前記使用固有モード数の前記固有モードについて、前記観測ＭＥＲから前記電力配分補正値を減算することで前記初期ＭＥＲを求め、前記情報ビットの送信に使用しなかった残りの前記固有モードについて、前記観測ＭＥＲから前記電力配分補正値を減算して前記換算ＭＥＲ差分をさらに減算することで、前記初期ＭＥＲを求める、ことを特徴とする。
【0028】
また、請求項３の無線通信装置は、請求項１または２に記載の第二の無線通信装置において、前記第一の無線通信装置と当該第二の無線通信装置が時分割複信（ＴＤＤ）を用いた双方向通信を行い、前記双方向通信の１サイクルをＴＤＤフレームとして、前記初期ＭＥＲ算出部が今回の前記ＴＤＤフレームにおける各固有モードの前記初期ＭＥＲを算出する際に、前記復調部が、前回の前記ＴＤＤフレームにおける各固有モードの前記観測ＭＥＲを算出し、前記換算ＭＥＲ算出部が、前回の前記ＴＤＤフレームにおいて推定された前記チャネル行列を特異値分解して得られた前記特異値を、前記ガウス雑音電力で除算し、前回の前記ＴＤＤフレームにおける各固有モードの前記換算ＭＥＲを求め、前記換算ＭＥＲ差分算出部が、前回の前記ＴＤＤフレームにおける各固有モードの前記換算ＭＥＲについて前記固有モード間の差分を算出し、前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記換算ＭＥＲ差分を求め、前記使用固有モード数判別部が、前回の前記ＴＤＤフレームにおいて決定された各固有モードに割り当てる前記変調方式から、前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記使用固有モード数を判別し、前記電力配分補正部が、前回の前記ＴＤＤフレームにおいて決定された各固有モードに割り当てる前記電力配分と前記電力等配分比率との間の比を、前回の前記ＴＤＤフレームにおける各固有モードの前記電力配分補正値として算出し、前記初期ＭＥＲ処理部が、前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記使用固有モード数及び前記全固有モード数に基づいて、各固有モードについて、前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記観測ＭＥＲから前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記電力配分補正値を減算するか、または、前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記観測ＭＥＲから前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記電力配分補正値を減算して前回の前記ＴＤＤフレームにおける前記換算ＭＥＲ差分をさらに減算することで、今回の前記ＴＤＤフレームにおける前記初期ＭＥＲを求める、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0029】
以上のように、本発明によれば、ＭＩＭＯ固有モード伝送システムにおいて、伝送レートを一定とした条件でビット誤り率を最小化するための変調ビット数の組み合わせ及び送信電力の配分を決定する際に、精度の高い初期ＭＥＲを算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】（１）は、伝送システムの全体構成例を示す図である。（２）は、無線通信装置の時系列の動作を説明する図である。
【図2】実施例１の無線通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図3】受信側の無線通信装置に備えた初期ＭＥＲ・ビット電力処理部の構成例を示すブロック図である。
【図4】初期ＭＥＲ・ビット電力処理部の処理例を示すフローチャートである。
【図5】初期ＭＥＲ算出部の構成例を示すブロック図である。
【図6】初期ＭＥＲ算出部の処理例を示すフローチャートである。
【図7】１シンボルあたり合計８ビットを伝送する変調方式の組み合わせの例を示す図である。
【図8】初期ＭＥＲμkの算出例を説明する図である。
【図9】固有モード数Ｋ＝４、合計変調ビット数１６の場合のビット配分パターンの例を示す図である。
【図10】初期ＭＥＲμk及び変調方式の組み合わせパターン番号ｂ１，ｂ２，ｂ３の場合の電力配分比率Ｐk等の例を示す図である。
【図11】実施例２の無線通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図12】送信側の無線通信装置に備えたビット電力処理部の構成例を示すブロック図である。
【図13】受信側の無線通信装置に備えた初期ＭＥＲ・ビット電力処理部の構成例を示すブロック図である。
【図14】実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔伝送システム〕
図１（１）は、伝送システムの全体構成例を示す図であり、図１（２）は、無線通信装置の時系列の動作を説明する図である。この伝送システム１は、無線通信装置２，３の間の双方向通信をＭＩＭＯ固有モードにて行うシステムである。
〔伝送システム〕
図１（１）は、伝送システムの全体構成例を示す図であり、図１（２）は、無線通信装置の時系列の動作を説明する図である。この伝送システム１は、無線通信装置２，３の間の双方向通信をＭＩＭＯ固有モードにて行うシステムである。
【0032】
無線通信装置２，３は、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）を用いてＭＩＭＯ伝送方式による双方向通信を行うものとする。また、ＭＩＭＯ固有モード伝送におけるフィードバックの単位時間をｔ(＝１，２，３，・・・)とする。図１（２）に示すように、無線通信装置２，３による双方向通信の１サイクルの送受信処理を１ＴＤＤフレームとし、ＴＤＤフレーム毎にｔ＝１，２，３，・・・とカウントされるものとする。
【0033】
１サイクルの送受信処理は、ｔ番目のＴＤＤフレームにおいて、（第一の）無線通信装置２の送信処理（ステップＳ１０１）、（第二の）無線通信装置３の受信処理（ステップＳ１０２）及び送信処理（ステップＳ１０３）、並びに無線通信装置２の受信処理（ステップＳ１０４）からなる。
【0034】
無線通信装置２は、ｔ番目のＴＤＤフレームのステップＳ１０１の送信処理において、各固有モードのビット配分及び電力配分が行われていない既知のパイロット信号、及び、各固有モードのビット配分及び電力配分が行われたデータ信号等を生成して無線通信装置３へ送信する。
【0035】
無線通信装置３は、ｔ番目のＴＤＤフレームのステップＳ１０２の受信処理において、無線通信装置２からパイロット信号及びデータ信号等を受信し、パイロット信号からチャネル行列Ｈの特異値を算出すると共に、データ信号から観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）を算出する。ｋは固有モードの番号である。そして、無線通信装置３は、チャネル行列Ｈの特異値に基づいて受信ウェイトＧを算出する。
【0036】
無線通信装置３は、チャネル行列Ｈの特異値及び観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）等に基づいて初期ＭＥＲμkを算出する。そして、無線通信装置３は、伝送レートを一定とした条件でビット誤り率を最小化するための最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定する。
【0037】
無線通信装置３は、ｔ番目のＴＤＤフレームのステップＳ１０３の送信処理において、後述する実施例１ではチャネル行列Ｈ、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkをフィードバック情報として、無線通信装置２へ送信する。また、無線通信装置３は、後述する実施例２ではチャネル行列Ｈ及び初期ＭＥＲμkをフィードバック情報として、無線通信装置２へ送信する。
【0038】
無線通信装置２は、ｔ番目のＴＤＤフレームのステップＳ１０４の受信処理において、無線通信装置３から、後述する実施例１ではチャネル行列Ｈ、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを受信し、後述する実施例２ではチャネル行列Ｈ及び初期ＭＥＲμkを受信する。そして、無線通信装置２は、チャネル行列Ｈの特異値に基づいて送信ウェイトＦを算出する。
【0039】
無線通信装置２は、（ｔ＋１）番目のＴＤＤフレームのステップＳ１０１の送信処理において、後述する実施例１では、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkに基づいて、各固有モードのビット配分及び電力配分が行われたデータ信号を生成する。そして、無線通信装置２は、固有モード毎のビット配分及び電力配分が行われていない既知のパイロット信号、及び、固有モード毎のビット配分及び電力配分が行われたデータ信号等を無線通信装置３へ送信する。
【0040】
一方、無線通信装置２は、後述する実施例２では、初期ＭＥＲμk等に基づいて、最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定する。そして、無線通信装置２は、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkに基づいて、固有モード毎のビット配分及び電力配分が行われたデータ信号を生成する。無線通信装置２は、固有モード毎のビット配分及び電力配分が行われていない既知のパイロット信号、及び、固有モード毎のビット配分及び電力配分が行われたデータ信号等を無線通信装置３へ送信する。
【0041】
〔実施例１〕
まず、実施例１について説明する。実施例１は、図１に示した伝送システム１において、無線通信装置３が初期ＭＥＲμkを算出し、最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定し、無線通信装置２が無線通信装置３から変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを受信し、データ信号のビット配分及び電力配分を行う例である。
まず、実施例１について説明する。実施例１は、図１に示した伝送システム１において、無線通信装置３が初期ＭＥＲμkを算出し、最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定し、無線通信装置２が無線通信装置３から変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを受信し、データ信号のビット配分及び電力配分を行う例である。
【0042】
図２は、実施例１の無線通信装置２，３の構成例を示すブロック図である。この伝送システム１ａは、無線通信装置２ａ，３ａを備えて構成され、ＴＤＤ及び固有モード伝送方式を実現する一般的なＮ×Ｍ次のＭＩＭＯシステムの機能構成ブロックを示している。図２においては、Ｋ個のチャネルの固有モードが形成されるものとする。固有モードの数はＫであり、１以上の整数である。Ｎ，Ｍは２以上の整数である。
【0043】
図２には、本発明に直接関連する構成部のみを示しており、直接関連しない構成部は省略してある。以下、無線通信装置２ａを送信側の無線通信装置２ａとし、無線通信装置３ａを受信側の無線通信装置３ａとして説明する。
【0044】
（無線通信装置２ａ／送信側／実施例１）
無線通信装置２ａは、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部２１、ビット電力入出力部２２ａ、変調・電力配分部２３、特異値分解部２６、送信ウェイト部２７、パイロット挿入部２８－１～２８－Ｎ及びＮ本の送信アンテナ２９を備えている。変調・電力配分部２３は、変調部２４－１～２４－Ｋ及び電力配分部２５を備えている。
無線通信装置２ａは、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部２１、ビット電力入出力部２２ａ、変調・電力配分部２３、特異値分解部２６、送信ウェイト部２７、パイロット挿入部２８－１～２８－Ｎ及びＮ本の送信アンテナ２９を備えている。変調・電力配分部２３は、変調部２４－１～２４－Ｋ及び電力配分部２５を備えている。
【0045】
Ｓ／Ｐ変換部２１は、送信対象の情報ビット系列を入力し、シリアルの情報ビット系列をパラレルのサブストリームの情報ビットに変換して振り分け、Ｋ系統のサブストリームの情報ビットを、変調・電力配分部２３の変調部２４－１～２４－Ｋにそれぞれ出力する。
【0046】
ここで、Ｋは全ての固有モードの数を示す。この固有モード数（全固有モード数）Ｋは、ＮとＭの数値のうちの小さい方に等しく、Ｋ＝ｍｉｎ（Ｎ，Ｍ）である。尚、ＭＩＭＯ固有モード伝送方式においては、サブストリームは固有モードと同義である。以下、独立した直交するサブストリームを固有モードと称して説明する。
【0047】
ビット電力入出力部２２ａは、図示しない受信部から変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを入力し、入力した変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkをそのまま変調・電力配分部２３に出力する。
【0048】
ここで、図示しない受信部は、無線通信装置３ａから伝送路（無線通信路または有線通信路）を介して、チャネル行列Ｈ、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを受信する。そして、図示しない受信部は、チャネル行列Ｈを特異値分解部２６に出力すると共に、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkをビット電力入出力部２２ａに出力する。
【0049】
変調部２４－１～２４－Ｋは、Ｓ／Ｐ変換部２１からサブストリームの情報ビット（固有モードの情報ビット）をそれぞれ入力し、独立に変調処理を行い、変調処理後の情報ビットを電力配分部２５に出力する。
【0050】
この場合、変調部２４－１～２４－Ｋは、変調処理を行う前に、ビット電力入出力部２２ａから変調方式の組み合わせパターン番号ｂを入力し、例えば、変調方式の組み合わせパターン番号ｂと変調方式とが定義されたテーブル（後述する図７を参照）を用いて、変調方式の組み合わせパターン番号ｂが示す当該変調部２４－１～２４－Ｋに対応する変調方式を特定する。
【0051】
電力配分部２５は、変調部２４－１～２４－Ｋから各有モードの変調処理後の情報ビットを入力すると共に、ビット電力入出力部２２ａから各固有モードの電力配分比率Ｐkを入力する。そして、電力配分部２５は、各固有モードの情報ビットに対し、当該電力配分比率Ｐkに相当する重みをそれぞれ乗算する。電力配分部２５は、各固有モードの乗算後（電力配分後）の情報ビットを送信ウェイト部２７に出力する。
【0052】
特異値分解部２６は、図示しない受信部からチャネル行列Ｈを入力し、前記式（１）のとおり、チャネル行列Ｈを特異値分解して右特異行列Ｖを求め、右特異行列Ｖを送信ウェイトＦとし、送信ウェイトＦを送信ウェイト部２７に出力する。
【0053】
尚、特異値分解部２６は、図示しない受信部から、無線通信装置３ａから送信された（フィードバックされた）チャネル行列Ｈを入力するようにした。これに対し、図示しないチャネル推定部は、チャネル相反性を用いてチャネル行列Ｈを推定するようにしてもよい。
【0054】
送信ウェイト部２７は、電力配分部２５から各固有モードの電力配分後の情報ビットを入力すると共に、特異値分解部２６から送信ウェイトＦを入力する。そして、送信ウェイト部２７は、情報ビットに送信ウェイトＦを乗算し、Ｎ本の送信アンテナ２９のそれぞれに対応した送信アンテナ系統毎の信号を生成する。そして、送信ウェイト部２７は、送信アンテナ系統毎の信号をパイロット挿入部２８－１～２８－Ｎに出力する。
【0055】
パイロット挿入部２８－１～２８－Ｎは、送信ウェイト部２７から送信アンテナ系統毎の信号を入力し、送信アンテナ系統毎の信号に対し、送信アンテナ系統毎に等電力となる予め設定されたパイロット信号を挿入する。
【0056】
これにより、固有モード毎に直交した固有ビームが生成される。また、パイロット挿入部２８－１～２８－Ｎにより等電力のパイロット信号が挿入された送信アンテナ系統毎の信号の放送波は、送信アンテナ系統毎に送信アンテナ２９を介して送信される。
【0057】
このように、後述する無線通信装置３ａにより決定された変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkが反映され、変調処理及び電力配分処理が行われた各固有モードのデータ信号が、無線通信装置２ａから放送波として送信される。
【0058】
（無線通信装置３ａ／受信側／実施例１）
無線通信装置３ａは、Ｍ本の受信アンテナ３１、チャネル情報推定部３２、特異値分解部３３、受信ウェイト部３４、復調部３５、Ｐ／Ｓ変換部３６及び初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａを備えている。復調部３５は、復調部３５－１～３５－Ｋを備えている。
無線通信装置３ａは、Ｍ本の受信アンテナ３１、チャネル情報推定部３２、特異値分解部３３、受信ウェイト部３４、復調部３５、Ｐ／Ｓ変換部３６及び初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａを備えている。復調部３５は、復調部３５－１～３５－Ｋを備えている。
【0059】
無線通信装置３ａは、無線通信装置２から送信された放送波を、Ｍ本の受信アンテナ３１を介して受信する。チャネル情報推定部３２は、Ｍ本の受信アンテナ３１のそれぞれに対応した受信アンテナ系統毎の放送波の信号を入力し、放送波の信号からパイロット信号を抽出し、パイロット信号に基づいて伝送路のチャネル情報を推定し、チャネル行列Ｈを求める。そして、チャネル情報推定部３２は、チャネル行列Ｈを特異値分解部３３に出力すると共に、図示しない送信部に出力する。
【0060】
特異値分解部３３は、チャネル情報推定部３２からチャネル行列Ｈを入力し、前記式（１）のとおり、チャネル行列Ｈを特異値分解して特異値行列Σ及び左特異行列Ｕを求める。そして、特異値分解部３３は、左特異行列Ｕを受信ウェイトＧとし、受信ウェイトＧを受信ウェイト部３４に出力すると共に、特異値行列Σを初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａに出力する。
【0061】
受信ウェイト部３４は、Ｍ本の受信アンテナ３１のそれぞれに対応した受信アンテナ系統毎の放送波の信号を入力すると共に、特異値分解部３３から受信ウェイトＧを入力する。そして、受信ウェイト部３４は、受信アンテナ系統毎の信号に受信ウェイトＧを乗算し、各固有モードの情報ビットを生成する。これにより、固有モード毎に送信された信号が、理想的には干渉を受けることなく検出される。そして、受信ウェイト部３４は、各固有モードの情報ビットを復調部３５－１～３５－Ｋに出力する。
【0062】
復調部３５－１～３５－Ｋは、受信ウェイト部３４から対応する固有モードの情報ビットをそれぞれ入力し、対応する変調部２４－１～２４－Ｋと同じ変調方式にて独立に復調処理を行うことで情報ビットを復元し、各固有モードの復調処理後の情報ビットをＰ／Ｓ変換部３６に出力する。
【0063】
復調部３５－１～３５－Ｋは、固有モード毎に、情報ビットに基づいて変調誤差比を算出し、これを観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）として初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａに出力する。観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）は、無線通信装置２ａから送信された実際の伝送信号から得られた電力配分後の固有モードの変調誤差比である。
【0064】
尚、復調部３５－１～３５－Ｋは、送信側の無線通信装置２ａに備えた変調部２４－１～２４－Ｋにて使用した変調方式を、送信側の無線通信装置２ａから受信したヘッダ等の制御情報から得て保持しているものとする。
【0065】
Ｐ／Ｓ変換部３６は、復調部３５－１～３５－Ｋから各固有モードの情報ビットを入力し、Ｋ系統の情報ビットをシリアルの情報ビット系列に変換し、元の情報ビット系列として出力する。
【0066】
このように、送信側の無線通信装置２ａから送信された放送波が、受信アンテナ３１にて受信され、各固有モードのサブストリームに復元され、元の情報ビット系列に復元される。
【0067】
初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａは、特異値分解部３３から特異値行列Σを入力すると共に、復調部３５－１～３５－Ｋから観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）を入力する。そして、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７は、特異値行列Σ及び観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）等に基づいて初期ＭＥＲμkを算出し、初期ＭＥＲμk等に基づいて最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定する。
【0068】
ここで、最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkとは、無線通信装置２ａから送信される情報ビットの伝送レートが一定（固定）の条件下において、各固有モードの電力配分後のＭＥＲマージンΔμkが等しくかつ最大のときのデータであって、ビット誤り率を最小化するデータである。
【0069】
ＭＥＲマージンΔμkは、前記式（３）のとおり、電力配分後ＭＥＲμ^kから、所定のビット誤り率に対して予め設定された変調誤差比を示すＭＥＲ閾値μL
kを減算して得られるデータであり、その値が大きいほどビット誤り率が低いことを意味する。
【0070】
初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａは、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを、図示しない送信部に出力する。初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａの詳細については後述する。
【0071】
ここで、図示しない送信部は、チャネル情報推定部３２からチャネル行列Ｈを入力すると共に、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａから変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを入力する。そして、図示しない送信部は、チャネル行列Ｈ、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを、伝送路（無線通信路または有線通信路）を介して無線通信装置２ａへ送信する。
【0072】
このように、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａにより、各固有モードの電力配分後のＭＥＲマージンΔμkが等しくかつ最大のときの変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkが、ビット誤り率を最小化する際の各固有モードのデータとして決定される。そして、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkは、無線通信装置２ａへ送信され、変調処理及び電力配分処理が行われ、無線通信装置２ａから、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkが反映された放送波が送信される。
【0073】
（初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａ／実施例１）
次に、図２に示した無線通信装置３ａに備えた初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａについて詳細に説明する。
次に、図２に示した無線通信装置３ａに備えた初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａについて詳細に説明する。
【0074】
【0075】
この初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａは、初期ＭＥＲ算出部４１、電力配分算出部４２、ＭＥＲマージン算出部４３及び変調方式・電力決定部４４を備えている。前述のとおり、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａは、無線通信装置２ａから送信される情報ビットの伝送レートが一定（固定）の条件下において、各固有モードの電力配分後のＭＥＲマージンΔμkが等しくかつ最大のときの変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを、ビット誤り率を最小化する際の各固有モードの変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkとして決定する。
【0076】
（初期ＭＥＲ算出部４１）
初期ＭＥＲ算出部４１は、特異値分解部３３から特異値行列Σを入力すると共に、復調部３５－１～３５－Ｋから観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）を入力する。また、初期ＭＥＲ算出部４１は、変調方式・電力決定部４４から変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを入力する。
初期ＭＥＲ算出部４１は、特異値分解部３３から特異値行列Σを入力すると共に、復調部３５－１～３５－Ｋから観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）を入力する。また、初期ＭＥＲ算出部４１は、変調方式・電力決定部４４から変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを入力する。
【0077】
初期ＭＥＲ算出部４１は、ｔ番目のＴＤＤフレームにおいて、（ｔ－１）番目のＴＤＤフレームの特異値行列Σ、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkに基づいて、各固有モードの初期ＭＥＲμk（＝μ1，・・・，μK）を算出する（ステップＳ４０１）。この初期ＭＥＲμkは、ｔ番目のＴＤＤフレームにおける変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定するために用いられる。
【0078】
【0079】
この初期ＭＥＲ算出部４１は、換算ＭＥＲ算出部５１、換算ＭＥＲ差分算出部５２、使用固有モード数判別部５３、電力配分補正部５４及び初期ＭＥＲ処理部５５を備えている。以下、ｔ番目のＴＤＤフレームにおける変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定するための初期ＭＥＲμkの算出処理について説明する。固有モード数Ｋ＝４とし、ＭＥＲ等はデシベル（対数）表記とする。
【0080】
初期ＭＥＲ算出部４１は、（ｔ－１）番目のＴＤＤフレームの特異値行列Σ、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）及び電力配分比率Ｐkを入力する（ステップＳ６０１）。
【0081】
換算ＭＥＲ算出部５１は、特異値行列Σを入力し、特異値行列Σの各固有モードの要素（特異値）λ[k]（ｋ＝１，２，３，４）を、別途推定されたガウス雑音電力で除算し、各固有モードの換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[k]）を求める（ステップＳ６０２）。そして、換算ＭＥＲ算出部５１は、換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[k]）を換算ＭＥＲ差分算出部５２に出力する。
【0082】
具体的には、換算ＭＥＲ算出部５１は、以下の式にて、平均Ｃ／Ｎを４で除算した値（デシベル値で表すと、平均Ｃ／Ｎ－６．０ｄＢ）に特異値λ[k]を加算することで、換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[k]）を求める。
［数４］
ＭＥＲconv[k]＝（平均Ｃ／Ｎ－６．０）＋λ[k] ・・・（４）
［数４］
ＭＥＲconv[k]＝（平均Ｃ／Ｎ－６．０）＋λ[k] ・・・（４）
【0083】
換算ＭＥＲ差分算出部５２は、換算ＭＥＲ算出部５１から換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[k]）を入力し、固有モード間の換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[k]）の差分を算出し、換算ＭＥＲ差分δ[k’]を求める（ステップＳ６０３）。そして、換算ＭＥＲ差分算出部５２は、換算ＭＥＲ差分δ[k’]を初期ＭＥＲ処理部５５に出力する。換算ＭＥＲ差分δ[k’]は、特異値λ[k]の差分でもある。
【0084】
具体的には、換算ＭＥＲ差分算出部５２は、以下の式にて換算ＭＥＲ差分δ[k’]を求める。
［数５］
δ[1-2]＝λ[2]－λ[1]＝ＭＥＲconv[2]－ＭＥＲconv[1]
δ[2-3]＝λ[3]－λ[2]＝ＭＥＲconv[3]－ＭＥＲconv[2] ・・・（５）
δ[3-4]＝λ[4]－λ[3]＝ＭＥＲconv[4]－ＭＥＲconv[3]
［数５］
δ[1-2]＝λ[2]－λ[1]＝ＭＥＲconv[2]－ＭＥＲconv[1]
δ[2-3]＝λ[3]－λ[2]＝ＭＥＲconv[3]－ＭＥＲconv[2] ・・・（５）
δ[3-4]＝λ[4]－λ[3]＝ＭＥＲconv[4]－ＭＥＲconv[3]
【0085】
使用固有モード数判別部５３は、変調方式の組み合わせパターン番号ｂを入力する。そして、使用固有モード数判別部５３は、予め設定されたテーブル（後述する図７を参照）を用いて、変調方式の組み合わせパターン番号ｂから、無線通信装置２ａが送信に使用した固有モードの数（使用固有モード数sk）を判別する（ステップＳ６０４）。使用固有モード数判別部５３は、使用固有モード数skを初期ＭＥＲ処理部５５に出力する。
【0086】
図７は、１シンボルあたり合計８ビットを伝送する変調方式の組み合わせの例を示す図であり、固有モード数Ｋ＝３の場合を示している。
【0087】
ここで、一定の伝送レートを実現する変調方式の組み合わせパターンの数が、図７に示すように、１０通り存在すると仮定する。変調方式として、ＢＰＳＫから２５６ＱＡＭまでの１ビット刻みの変調方式を利用することを想定すると、伝送レートが等しくなる変調方式の組み合わせは離散的であり、１０通り存在することになる。変調方式の組み合わせパターン番号ｂは１，・・・，１０である。
【0088】
変調方式が２５６ＱＡＭの場合、変調ビット数は８であり、変調方式が１２８ＱＡＭの場合、変調ビット数は７であり、変調方式が６４ＱＡＭ，３２ＱＡＭ，１６ＱＡＭ，８ＱＡＭの場合、変調ビット数はそれぞれ６，５，４，３である。また、変調方式がＱＰＳＫ，ＢＰＳＫの場合、変調ビット数はそれぞれ２，１である。
【0089】
尚、ｋ番目の固有モード（第ｋ固有モード）は、第（ｋ＋１）固有モードに対してチャネル利得が大きい、または等しいものと仮定する。また、第ｋ固有モードの変調ビット数は、第（ｋ＋１）固有モードの変調ビット数よりも常に大きい、または等しいものと仮定する。図７において、「－」は割り当てがないことを示す。つまり、その固有モードは、データの伝送に使用しないことを示す。
【0090】
使用固有モード数判別部５３は、例えば図７に示した固有モード数Ｋ＝３におけるテーブルを用いて、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ＝１の場合、使用固有モード数sk＝１を判別する。また、使用固有モード数判別部５３は、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ＝２の場合、使用固有モード数sk＝２を判別し、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ＝４の場合、使用固有モード数sk＝３を判別する。
【0091】
図５及び図６に戻って、電力配分補正部５４は、各固有モードの電力配分比率Ｐkを入力する。そして、電力配分補正部５４は、電力配分比率Ｐkと、予め設定された電力等配分比率（電力を等配分したときの比率、固有モード数Ｋ＝４の場合は０．２５）との間の比を算出し、これをデシベル表記した値を各固有モードの電力配分補正値Ｐd[k]とする（ステップＳ６０５）。電力配分補正部５４は、電力配分補正値Ｐd[k]を初期ＭＥＲ処理部５５に出力する。
【0092】
例えば電力配分比率Ｐk＝０．５の場合、電力配分補正値Ｐd[k]＝１０×ｌｏｇ１０（Ｐk／０．２５）＝３ｄＢとなり、 電力配分比率Ｐk＝０．１の場合、電力配分補正値Ｐd[k]＝１０×ｌｏｇ１０（Ｐk／０．２５）＝－４ｄＢとなる。
【0093】
初期ＭＥＲ処理部５５は、換算ＭＥＲ差分算出部５２から換算ＭＥＲ差分δ[k’]を、使用固有モード数判別部５３から使用固有モード数skを、電力配分補正部５４から電力配分補正値Ｐd[k]をそれぞれ入力する。また、初期ＭＥＲ処理部５５は、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）を入力する。
【0094】
ここで、前述のとおり、無線通信装置３ａに備えた復調部３５－１～３５－Ｋは、各固有モードの情報ビットに基づいて、変調誤差比である観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）を算出するが、全ての固有モードを使用していない場合がある。このため、使用固有モード数skに応じて、復調部３５－１～３５－Ｋにより算出される観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）の数が異なることとなる。
【0095】
例えば使用固有モード数sk＝４の場合、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[1]）～観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[4]）が算出され、初期ＭＥＲ処理部５５は、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[1]）～観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[4]）を入力する。また、使用固有モード数sk＝３の場合（第４固有モードのビット配分が０の場合）、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[1]）～観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[3]）が算出され、初期ＭＥＲ処理部５５は、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[1]）～観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[3]）を入力する。
【0096】
使用固有モード数sk＝２の場合（第３，４固有モードのビット配分が０の場合）、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[1]）及び観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[2]）が算出され、初期ＭＥＲ処理部５５は、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[1]）及び観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[2]）を入力する。また、使用固有モード数sk＝１の場合（第２，３，４固有モードのビット配分が０の場合）、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[1]）が算出され、初期ＭＥＲ処理部５５は、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[1]）を入力する。尚、固有モードのビット配分が０であるか否かは、図７に示したテーブルから判断される。「－」が設定された固有モードのビット配分は０である。
【0097】
初期ＭＥＲ処理部５５は、使用固有モード数skと固有モード数Ｋ（＝４）が同じであるか否かを判定する（ステップＳ６０６）。
【0098】
初期ＭＥＲ処理部５５は、ステップＳ６０６において、使用固有モード数skと固有モード数Ｋ（＝４）が同じであると判定した場合（ステップＳ６０６：Ｙ：sk＝Ｋ）、固有モード毎に、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）から電力配分補正値Ｐd[k]を減算し、初期ＭＥＲμkを求める（ステップＳ６０７）。
【0099】
具体的には、初期ＭＥＲ処理部５５は、以下の式にて、初期ＭＥＲμkを求める。
［数６］
μ1＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]
μ2＝ＭＥＲobs[2]－Ｐd[2]
μ3＝ＭＥＲobs[3]－Ｐd[3] ・・・（６）
μ4＝ＭＥＲobs[4]－Ｐd[4]
［数６］
μ1＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]
μ2＝ＭＥＲobs[2]－Ｐd[2]
μ3＝ＭＥＲobs[3]－Ｐd[3] ・・・（６）
μ4＝ＭＥＲobs[4]－Ｐd[4]
【0100】
初期ＭＥＲ処理部５５は、ステップＳ６０６において、使用固有モード数skと固有モード数Ｋ（＝４）が同じでないと判定した場合（ステップＳ６０６：Ｎ：sk≠（＜）Ｋ）、固有モード毎に、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）から電力配分補正値Ｐd[k]を減算するか、または、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）から電力配分補正値Ｐd[k]を減算して換算ＭＥＲ差分δ[k’]をさらに減算することで、初期ＭＥＲμkを求める（ステップＳ６０８）。
【0101】
具体的には、初期ＭＥＲ処理部５５は、使用した固有モードについて、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）から電力配分補正値Ｐd[k]を減算することで初期ＭＥＲμkを求める。一方、初期ＭＥＲ処理部５５は、使用しなかった固有モードについて、使用した固有モードの観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）から電力配分補正値Ｐd[k]を減算し、さらに換算ＭＥＲ差分δ[k’]を減算することで初期ＭＥＲμkを求める。
【0102】
初期ＭＥＲ処理部５５は、使用固有モード数sk＝３の場合、以下の式にて、初期ＭＥＲμkを求める。第１固有モードから第３固有モードまでを使用しており、第４固有モードは使用していないものとする。
［数７］
μ1＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]
μ2＝ＭＥＲobs[2]－Ｐd[2]
μ3＝ＭＥＲobs[3]－Ｐd[3] ・・・（７）
μ4＝ＭＥＲobs[3]－Ｐd[3]－δ[3-4]
［数７］
μ1＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]
μ2＝ＭＥＲobs[2]－Ｐd[2]
μ3＝ＭＥＲobs[3]－Ｐd[3] ・・・（７）
μ4＝ＭＥＲobs[3]－Ｐd[3]－δ[3-4]
【0103】
使用していない第４固有モードの初期ＭＥＲμ4は、使用した第３固有モードの観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[3]）から電力配分補正値Ｐd[3]を減算し、さらに換算ＭＥＲ差分δ[3-4]を減算することで算出される。すなわち、使用した第３固有モードの初期ＭＥＲμ4から換算ＭＥＲ差分δ[3-4]を減算することで算出される。
【0104】
また、初期ＭＥＲ処理部５５は、使用固有モード数sk＝２の場合、以下の式にて、初期ＭＥＲμkを求める。第１固有モード及び第２固有モードを使用しており、第３固有モード及び第４固有モードは使用していないものとする。
［数８］
μ1＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]
μ2＝ＭＥＲobs[2]－Ｐd[2]
μ3＝ＭＥＲobs[2]－Ｐd[2]－δ[2-3] ・・・（８）
μ4＝ＭＥＲobs[2]－Ｐd[2]－δ[2-3]－δ[3-4]
［数８］
μ1＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]
μ2＝ＭＥＲobs[2]－Ｐd[2]
μ3＝ＭＥＲobs[2]－Ｐd[2]－δ[2-3] ・・・（８）
μ4＝ＭＥＲobs[2]－Ｐd[2]－δ[2-3]－δ[3-4]
【0105】
使用していない第３固有モードの初期ＭＥＲμ3は、使用した第２固有モードの観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[2]）から電力配分補正値Ｐd[2]を減算し、さらに換算ＭＥＲ差分δ[2-3]を減算することで算出される。すなわち、使用した第２固有モードの初期ＭＥＲμ2から換算ＭＥＲ差分δ[2-3]を減算することで算出される。
【0106】
使用していない第４固有モードの初期ＭＥＲμ4は、使用した第２固有モードの観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[2]）から電力配分補正値Ｐd[2]を減算し、さらに換算ＭＥＲ差分δ[2-3]及び換算ＭＥＲ差分δ[3-4]を減算することで算出される。すなわち、使用していない第３固有モードの初期ＭＥＲμ3から換算ＭＥＲ差分δ[3-4]を減算することで算出される。
【0107】
また、初期ＭＥＲ処理部５５は、使用固有モード数sk＝１の場合、以下の式にて、初期ＭＥＲμkを求める。第１固有モードを使用しており、第２固有モードから第４固有モードまでは使用していないものとする。
［数９］
μ1＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]
μ2＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]－δ[1-2]
μ3＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]－δ[1-2]－δ[2-3] ・・・（９）
μ4＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]－δ[1-2]－δ[2-3]－δ[3-4]
［数９］
μ1＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]
μ2＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]－δ[1-2]
μ3＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]－δ[1-2]－δ[2-3] ・・・（９）
μ4＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]－δ[1-2]－δ[2-3]－δ[3-4]
【0108】
使用していない第２固有モードの初期ＭＥＲμ2は、使用した第１固有モードの観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[1]）から電力配分補正値Ｐd[1]を減算し、さらに換算ＭＥＲ差分δ[1-2]を減算することで算出される。すなわち、使用した第１固有モードの初期ＭＥＲμ1から換算ＭＥＲ差分δ[1-2]を減算することで算出される。
【0109】
使用していない第３固有モードの初期ＭＥＲμ3は、使用した第１固有モードの観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[1]）から電力配分補正値Ｐd[1]を減算し、さらに換算ＭＥＲ差分δ[1-2]及び換算ＭＥＲ差分δ[2-3]を減算することで算出される。すなわち、使用していない第２固有モードの初期ＭＥＲμ2から換算ＭＥＲ差分δ[2-3]を減算することで算出される。
【0110】
使用していない第４固有モードの初期ＭＥＲμ4は、使用した第１固有モードの観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[1]）から電力配分補正値Ｐd[1]を減算し、さらに換算ＭＥＲ差分δ[1-2]、換算ＭＥＲ差分δ[2-3]及び換算ＭＥＲ差分δ[3-4]を減算することで算出される。すなわち、使用していない第３固有モードの初期ＭＥＲμ3から換算ＭＥＲ差分δ[3-4]を減算することで算出される。
【0111】
初期ＭＥＲ処理部５５は、ステップＳ６０７，Ｓ６０８にて求めた初期ＭＥＲμkを電力配分算出部４２に出力する（ステップＳ６０９）。
【0112】
図８は、初期ＭＥＲμkの算出例を説明する図である。固有モード数Ｋ＝４、使用固有モード数sk＝３とする。（１）は、（ｔ－１）番目のＴＤＤフレームにおいて算出された換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[k]）を示し、（２）は、（ｔ－１）番目のＴＤＤフレームにおいてビット配分及び電力配分されたデータ信号から算出された観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）を示す。（３）は、ｔ番目のＴＤＤフレームにおいて、（ｔ－１）番目のＴＤＤフレームにおける換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[k]）及び観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）等を用いて算出された初期ＭＥＲμkを示す。
【0113】
（１）を参照して、換算ＭＥＲ算出部５１により、特異値λ[k]から換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[1]）＝４０ｄＢ、換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[2]）＝３２ｄＢ、換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[3]）＝２２ｄＢ及び換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[4]）＝１０ｄＢが算出される。
【0114】
また、換算ＭＥＲ差分算出部５２により、換算ＭＥＲ差分δ[1-2]＝８ｄＢ、換算ＭＥＲ差分δ[2-3]＝１０ｄＢ及び換算ＭＥＲ差分δ[3-4]＝１２ｄＢが算出される。
【0115】
（２）を参照して、使用固有モード数sk＝３であり、第４固有モードへのビット配分がないものとし、復調部３５－１～３５－３により、それぞれ観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[1]）＝３５ｄＢ、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[2]）＝３０ｄＢ及び観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[3]）＝２１ｄＢが算出される。
【0116】
また、電力配分比率Ｐ1＝０．５、電力配分比率Ｐ2＝０．３及び電力配分比率Ｐ3＝０．２とする。電力配分補正部５４により、予め設定された固有モード数Ｋ＝４の場合の電力等配分比率０．２５を用いて、電力配分補正値Ｐd[1]＝＋３．０ｄＢ、電力配分補正値Ｐd[2]＝＋０．８ｄＢ及び電力配分補正値Ｐd[3]＝－１．０ｄＢが算出される。
【0117】
（３）を参照して、使用固有モード数sk＝３であり、第１固有モードから第３固有モードを使用し、第４固有モードを使用していない場合であるため、初期ＭＥＲ処理部５５により、前記式（７）にて、以下に示す初期ＭＥＲμkが算出される。
［数１０］
μ1＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]＝３５．０－３．０＝３２．０ｄＢ
μ2＝ＭＥＲobs[2]－Ｐd[2]＝３０．０－０．８＝２９．２ｄＢ
μ3＝ＭＥＲobs[3]－Ｐd[3]＝２１．０＋１．０＝２２．０ｄＢ
μ4＝ＭＥＲobs[3]－Ｐd[3]－δ[3-4]＝２１．０＋１．０－１２．０＝１０．０ｄＢ
・・・（１０）
［数１０］
μ1＝ＭＥＲobs[1]－Ｐd[1]＝３５．０－３．０＝３２．０ｄＢ
μ2＝ＭＥＲobs[2]－Ｐd[2]＝３０．０－０．８＝２９．２ｄＢ
μ3＝ＭＥＲobs[3]－Ｐd[3]＝２１．０＋１．０＝２２．０ｄＢ
μ4＝ＭＥＲobs[3]－Ｐd[3]－δ[3-4]＝２１．０＋１．０－１２．０＝１０．０ｄＢ
・・・（１０）
【0118】
このように、（ｔ－１）番目のＴＤＤフレームにおいて算出された換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[k]）、電力配分比率Ｐk及び換算ＭＥＲ差分δ[k’]を用いて、ｔ番目のＴＤＤフレームにおける初期ＭＥＲμkが算出される。そして、ｔ番目のＴＤＤフレームにおける初期ＭＥＲμkは、ｔ番目のＴＤＤフレームにおける最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定するために用いられる。
【0119】
図３及び図４に戻って、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａは、初期ＭＥＲ算出部４１が初期ＭＥＲμkを算出するステップＳ４０１の処理の後、初期値である変調方式の組み合わせパターン番号ｂ＝１を設定する。そして、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａは、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ（ｂ＝１，・・・，Ｂ）のそれぞれについて、後述するステップＳ４０３～ステップＳ４０６の処理を行うことにより、電力配分比率Ｐk及びＭＥＲマージンΔμkを算出する。
【0120】
初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａは、変調方式の組み合わせパターン番号ｂがパラメータＢ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４０２）。初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａは、ステップＳ４０２において、変調方式の組み合わせパターン番号ｂがパラメータＢ以下であると判定した場合（ｂ＝１，・・・，Ｂ）、後述するステップＳ４０３～ステップＳ４０６の処理により、変調方式の組み合わせパターン番号ｂについての電力配分比率Ｐk及びＭＥＲマージンΔμkを算出する。
【0121】
初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａは、前記式（３）に示した送信電力配分後のＭＥＲマージンΔμkを設定する（ステップＳ４０３）。送信電力配分後のＭＥＲマージンΔμkは、電力配分後ＭＥＲμ^kから、予め設定されたＭＥＲ閾値μL
kを減算することで得られる。このうち、電力配分後ＭＥＲμ^kは、前記式（２）にて算出される。
【0122】
電力配分算出部４２は、初期ＭＥＲ算出部４１から初期ＭＥＲμkを入力すると共に、予め設定されたＭＥＲ閾値μL
kを入力する。
【0123】
ここで、ステップＳ４０３にて設定された前記式（３）のＭＥＲマージンΔμkに、前記式（２）の電力配分後ＭＥＲμ^kを代入した式を想定すると、ＭＥＲマージンΔμkは、初期ＭＥＲμk、固有モード数Ｋ及びＭＥＲ閾値μL
kを定数とし、電力配分比率Ｐkのみを変数とした式で表される。
【0124】
電力配分算出部４２は、各固有モードのＫ個のＭＥＲマージンΔμkが等しくなるように、以下の式の連立方程式を解くことで、電力配分比率Ｐkを算出する（ステップＳ４０４）。ｉ，ｊは、１～Ｋの正の整数を示す。電力配分算出部４２は、電力配分比率ＰkをＭＥＲマージン算出部４３及び変調方式・電力決定部４４に出力する。
［数１１］
Δμi＝Δμj（ｉ≠ｊ，１≦ｉ≦Ｋ，１≦ｊ≦Ｋ） ・・・（１１）
［数１１］
Δμi＝Δμj（ｉ≠ｊ，１≦ｉ≦Ｋ，１≦ｊ≦Ｋ） ・・・（１１）
【0125】
ＭＥＲマージン算出部４３は、電力配分算出部４２から電力配分比率Ｐkを入力し、入力した電力配分比率Ｐkを、電力配分比率Ｐkのみの変数で表したＭＥＲマージンΔμkの式に代入することで、ＭＥＲマージンΔμkを算出する（ステップＳ４０５）。そして、ＭＥＲマージン算出部４３は、ＭＥＲマージンΔμkを変調方式・電力決定部４４に出力する。
【0126】
尚、図７に示した例では、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ＝１の場合、第１固有モードのみを用いることを示し、第２固有モード及び第３固有モードを用いない。この場合、電力配分算出部４２は、第１固有モードに全ての電力を配分したとして、電力配分比率Ｐ1＝１を算出し、ＭＥＲマージン算出部４３は、ＭＥＲマージンΔμ1を算出する。
【0127】
図３及び図４に戻って、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａは、変調方式の組み合わせパターン番号ｂをインクリメントし（ステップＳ４０６）、ステップＳ４０２へ移行する。そして、変調方式の組み合わせパターン番号ｂがパラメータＢ以下である限り（ｂ＝１，・・・，Ｂ）、前述のステップＳ４０３～ステップＳ４０６の処理が行われる。
【0128】
これにより、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ＝１，・・・，Ｂのそれぞれについて、ステップＳ４０４にて各固有モードの電力配分比率Ｐkが算出され、ステップＳ４０５にて各固有モードのＭＥＲマージンΔμkが算出される。
【0129】
初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａは、ステップＳ４０２において、変調方式の組み合わせパターン番号ｂがパラメータＢを超えていると判定した場合（ステップＳ４０２：ｂ＞Ｂ）、ステップＳ４０７へ移行する。
【0130】
変調方式・電力決定部４４は、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ毎に、電力配分算出部４２から各固有モードの電力配分比率Ｐkを入力すると共に、ＭＥＲマージン算出部４３から各固有モードのＭＥＲマージンΔμkを入力し、図示しないメモリに格納する。
【0131】
変調方式・電力決定部４４は、メモリから、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ＝１，・・・ＢのＭＥＲマージンΔμkを読み出し、読み出したＭＥＲマージンΔμkのうち、最も大きいＭＥＲマージン値を持つ変調方式の組み合わせパターン番号ｂを特定する。また、変調方式・電力決定部４４は、特定した変調方式の組み合わせパターン番号ｂについて、ステップＳ４０４にて算出した各固有モードの電力配分比率Ｐkを特定する。
【0132】
変調方式・電力決定部４４は、特定した変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを、最適な送信制御パラメータとして決定する（ステップＳ４０７）。そして、変調方式・電力決定部４４は、決定した変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを、初期ＭＥＲ算出部４１及び図示しない送信部に出力する。
【0133】
ここで、ＭＥＲマージンΔμkが大きいほど、ビット誤り率が低くなるから、最も大きいＭＥＲマージンΔμkを持つ変調方式の組み合わせパターン番号ｂの変調方式を用いることにより、他の組み合わせパターン番号ｂの変調方式を用いる場合に比べ、ビット誤り率を小さくすることができる。つまり、全ての組み合わせパターン番号ｂの変調方式の中で、ビット誤り率を最小化することができる。
【0134】
図９は、固有モード数Ｋ＝４、合計変調ビット数１６の場合のビット配分パターンの例を示す図であり、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ＝１，２，３，・・・，４８に対応するビット配列パターンの例を示している。図１０は、初期ＭＥＲμk及び変調方式の組み合わせパターン番号ｂ１，ｂ２，ｂ３の場合の電力配分比率Ｐk等の例を示す図である。
【0135】
図９を参照して、使用固有モード数sk＝２の場合のビット配列パターンは３通りあり、［１０ ６ ０ ０］［９ ７ ０ ０］［８ ８ ０ ０］である。使用固有モード数sk＝３の場合のビット配列パターンは１５通りあり、［１０ ５ １ ０］・・・［６ ５ ５ ０］である。使用固有モード数sk＝４の場合のビット配列パターンは３０通りあり、［１０ ４ １ １］・・・［４ ４ ４ ４］である。
【0136】
ビット配列パターン［a1 a2 a3 a4］において、（a1＋a2＋a3＋a4）は合計変調ビット数１６である。a1は第１固有モードのビット数、a2は第２固有モードのビット数、a3は第３固有モードのビット数、a4は第４固有モードのビット数を示している。例えばa1＝１０は、第１固有モードの変調方式が１０２４ＱＡＭの場合のビット数であり、a2＝６は、第２固有モードの変調方式が６４ＱＡＭの場合のビット数である。変調方式は、ビット数１のＢＰＳＫからビット数１０の１０２４ＱＡＭまでの１０種類ある。
【0137】
図１０を参照して、図３に示した初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａの初期ＭＥＲ算出部４１により、第１固有モードの初期ＭＥＲμ1＝２７．０、第２固有モードの初期ＭＥＲμ2＝２２．０、第３固有モードの初期ＭＥＲμ3＝１７．０及び第４固有モードの初期ＭＥＲμ4＝７．０が算出されたものとする。
【0138】
そして、（１）に示す組み合わせパターン番号ｂ１（１０２４ＱＡＭ（１０ビット）及び６４ＱＡＭ（６ビット）、［１０ ６ ０ ０］）の場合（図９のα１の下線箇所を参照）、第１固有モード及び第２固有モードについて、（１）に示す電力配分比率Ｐk、電力配分後ＭＥＲμ^k、ＭＥＲ閾値μL
k及びＭＥＲマージンΔμkが算出される。この場合、ＭＥＲマージンΔμk＝－４．０である。
【0139】
（２）に示す組み合わせパターン番号ｂ２（１２８ＱＡＭ（７ビット）、３２ＱＡＭ（５ビット）及び１６ＱＡＭ（４ビット）、［７ ５ ４ ０］）の場合（図９のα２の下線箇所を参照）、第１固有モード、第２固有モード及び第３固有モードについて、（２）に示す電力配分比率Ｐk、電力配分後ＭＥＲμ^k、ＭＥＲ閾値μL
k及びＭＥＲマージンΔμkが算出される。この場合、ＭＥＲマージンΔμk＝＋０．９である。
【0140】
（３）に示す組み合わせパターン番号ｂ３（６４ＱＡＭ（６ビット）、３２ＱＡＭ（５ビット）、８ＱＡＭ（３ビット）及びＱＰＳＫ（２ビット）、［６ ５ ３ ２］）の場合（図９のα３の下線箇所を参照）、第１固有モード、第２固有モード、第３固有モード及び第４固有モードについて、（３）に示す電力配分比率Ｐk、電力配分後ＭＥＲμ^k、ＭＥＲ閾値μL
k及びＭＥＲマージンΔμkが算出される。この場合、ＭＥＲマージンΔμk＝－１．０である。
【0141】
（１）～（３）を含む変調方式の組み合わせパターン番号ｂ＝１，２，３，・・・，４８に対応するビット配列パターンにおいて、ＭＥＲマージンΔμkは、（２）のＭＥＲマージンΔμk＝＋０．９が最も高いものとする。尚、ＭＥＲ閾値μL
kは、静特性において各変調方式がＢＥＲ＝１０-4を達成するＭＥＲであるものとする。
【0142】
そうすると、図３に示した変調方式・電力決定部４４は、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ＝１，２，３，・・・，４８のうち、最も大きいＭＥＲマージンΔμkを持つ変調方式の組み合わせパターン番号ｂ２を特定する。また、変調方式・電力決定部４４は、特定した変調方式の組み合わせパターン番号ｂ２について、第１固有モード、第２固有モード及び第３固有モードの電力配分比率Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3を特定する（（２）を参照）。そして、変調方式・電力決定部４４は、特定した変調方式の組み合わせパターン番号ｂ２及び電力配分比率Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3を、最適な送信制御パラメータとして決定する。
【0143】
以上のように、実施例１の無線通信装置３ａによれば、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａの初期ＭＥＲ算出部４１は、（ｔ－１）番目のＴＤＤフレームにおけるチャネル行列Ｈの特異値λ[k]から換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[k]）を算出し、換算ＭＥＲ差分δ[k’]を算出し、（ｔ－１）番目のＴＤＤフレームにおいて決定した最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂから使用固有モード数skを判別し、（ｔ－１）番目のＴＤＤフレームにおいて決定した最適な電力配分比率Ｐkと予め設定された電力等配分比率との間の比を電力配分補正値Ｐd[k]として算出する。
【0144】
初期ＭＥＲ算出部４１は、使用固有モード数skに応じて、（ｔ－１）番目のＴＤＤフレームにおける観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）から電力配分補正値Ｐd[k]を減算するか、または、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）から電力配分補正値Ｐd[k]を減算して換算ＭＥＲ差分δ[k’]をさらに減算することで、初期ＭＥＲμkを求める。
【0145】
電力配分算出部４２は、変調方式の組み合わせパターン間で伝送レートが等しい組み合わせパターンのそれぞれについて、初期ＭＥＲμk、固有モード数Ｋ及びＭＥＲ閾値μL
kを定数とし、電力配分比率Ｐkのみを変数で表したＭＥＲマージンΔμkの式を求め、各固有モードのＫ個のＭＥＲマージンΔμkが等しくなるように、電力配分比率Ｐkを算出する。
【0146】
ＭＥＲマージン算出部４３は、変調方式の組み合わせパターンのそれぞれについて、電力配分比率ＰkをＭＥＲマージンΔμkの式に代入することで、ＭＥＲマージンΔμkを算出する。
【0147】
変調方式・電力決定部４４は、変調方式の組み合わせパターンのそれぞれについてのＭＥＲマージンΔμkのうち、最も大きいＭＥＲマージンΔμkを持つ変調方式の組み合わせパターンを特定し、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを、最適な送信制御パラメータとして決定する。
【0148】
図示しない送信部は、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを無線通信装置２ａへ送信する。
【0149】
これにより、無線通信装置２ａは、無線通信装置３ａから受信した変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを用いて、変調処理及び電力配分処理を行い、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkが反映された放送波を送信する。
【0150】
無線通信装置３ａの初期ＭＥＲ算出部４１により算出された初期ＭＥＲμkは、特異値行列Σから得られる換算ＭＥＲ（ＭＥＲconv[k]）、及び受信信号から得られる観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）を用いることから、実際の環境に即したものである。
【0151】
したがって、ＭＩＭＯ固有モード伝送システムにおいて、伝送レートを一定とした条件でビット誤り率を最小化するための変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定する際に、精度の高い初期ＭＥＲμkを算出することができる。
【0152】
また、前述の特許文献３の従来技術では、初期ＭＥＲμkの精度が低いため、ＭＥＲマージンΔμkを正しく算出することができず、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを精度高く決定することができず、伝送特性が劣化するという問題があった。
【0153】
実施例１の初期ＭＥＲ算出部４１により算出された初期ＭＥＲμkは、より実際の環境に即したものであるため、前述の特許文献３の従来技術よりも正確なＭＥＲマージンΔμkを算出することができる。そして、精度の高い最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定することができ、結果として、伝送特性の劣化を抑えることができる。
【0154】
〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。実施例２は、図１に示した伝送システム１において、無線通信装置３が初期ＭＥＲμkを算出し、無線通信装置２が無線通信装置３から初期ＭＥＲμkを受信して最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定し、データ信号のビット配分及び電力配分を行う例である。
次に、実施例２について説明する。実施例２は、図１に示した伝送システム１において、無線通信装置３が初期ＭＥＲμkを算出し、無線通信装置２が無線通信装置３から初期ＭＥＲμkを受信して最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定し、データ信号のビット配分及び電力配分を行う例である。
【0155】
図１１は、実施例２の無線通信装置２，３の構成例を示すブロック図である。この伝送システム１ｂは、無線通信装置２ｂ，３ｂを備えて構成され、ＴＤＤ及び固有モード伝送方式を実現する一般的なＮ×Ｍ次のＭＩＭＯシステムの機能構成ブロックを示している。図１１においては、図２の実施例１と同様に、Ｋ個のチャネルの固有モードが形成されるものとする。
【0156】
図１１には、本発明に直接関連する構成部のみを示しており、直接関連しない構成部は省略してある。以下、無線通信装置２ｂを送信側の無線通信装置２ｂとし、無線通信装置３ｂを受信側の無線通信装置３ｂとして説明する。
【0157】
（無線通信装置２ｂ／送信側／実施例２）
無線通信装置２ｂは、Ｓ／Ｐ変換部２１、ビット電力処理部２２ｂ、変調・電力配分部２３、特異値分解部２６、送信ウェイト部２７、パイロット挿入部２８－１～２８－Ｎ及びＮ本の送信アンテナ２９を備えている。変調・電力配分部２３は、変調部２４－１～２４－Ｋ及び電力配分部２５を備えている。
無線通信装置２ｂは、Ｓ／Ｐ変換部２１、ビット電力処理部２２ｂ、変調・電力配分部２３、特異値分解部２６、送信ウェイト部２７、パイロット挿入部２８－１～２８－Ｎ及びＮ本の送信アンテナ２９を備えている。変調・電力配分部２３は、変調部２４－１～２４－Ｋ及び電力配分部２５を備えている。
【0158】
図２に示した実施例１の無線通信装置２ａと図１１に示す実施例２の無線通信装置２ｂとを比較すると、両無線通信装置２ａ，２ｂは、Ｓ／Ｐ変換部２１、変調・電力配分部２３、特異値分解部２６、送信ウェイト部２７、パイロット挿入部２８－１～２８－Ｎ及びＮ本の送信アンテナ２９を備えている点で共通する。一方、無線通信装置２ｂは、ビット電力処理部２２ｂを備えている点で、ビット電力入出力部２２ａを備えた無線通信装置２ａと相違する。
【0159】
Ｓ／Ｐ変換部２１、変調・電力配分部２３、特異値分解部２６、送信ウェイト部２７、パイロット挿入部２８－１～２８－Ｎ及びＮ本の送信アンテナ２９は、図２に示した構成部と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0160】
ビット電力処理部２２ｂは、図示しない受信部から初期ＭＥＲμkを入力し、初期ＭＥＲμk等に基づいて、最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定する。そして、ビット電力処理部２２ｂは、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを変調・電力配分部２３に出力する。
【0161】
つまり、ビット電力処理部２２ｂは、無線通信装置２ｂから送信される情報ビットの伝送レートが一定（固定）の条件下において、各固有モードの電力配分後のＭＥＲマージンΔμkが等しくかつ最大のときの変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを、ビット誤り率を最小化する際の各固有モードの変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkとして決定する。ビット電力処理部２２ｂの詳細については後述する。
【0162】
ここで、図示しない受信部は、無線通信装置３ｂから伝送路を介して、チャネル行列Ｈ及び初期ＭＥＲμkを受信し、チャネル行列Ｈを特異値分解部２６に出力すると共に、初期ＭＥＲμkをビット電力処理部２２ｂに出力する。
【0163】
このように、後述する無線通信装置３ｂにより算出された初期ＭＥＲμk等に基づいて、最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkが決定される。そして、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkが反映され、変調処理及び電力配分処理が行われた各固有モードのデータ信号が、無線通信装置２ｂから放送波として送信される。
【0164】
（ビット電力処理部２２ｂ／実施例２）
次に、図１１に示した無線通信装置２ｂに備えたビット電力処理部２２ｂについて詳細に説明する。
次に、図１１に示した無線通信装置２ｂに備えたビット電力処理部２２ｂについて詳細に説明する。
【0165】
図１２は、送信側の無線通信装置２ｂに備えたビット電力処理部２２ｂの構成例を示すブロック図である。このビット電力処理部２２ｂは、電力配分算出部４２、ＭＥＲマージン算出部４３及び変調方式・電力決定部４４を備えている。
【0166】
電力配分算出部４２は、図示しない受信部から初期ＭＥＲμkを入力すると共に、予め設定されたＭＥＲ閾値μL
kを入力し、図３に示した電力配分算出部４２と同様の処理を行い、電力配分比率Ｐkを算出する。ＭＥＲマージン算出部４３は、図３に示したＭＥＲマージン算出部４３と同様の処理を行い、ＭＥＲマージンΔμkを算出する。
【0167】
変調方式・電力決定部４４は、図３に示した変調方式・電力決定部４４と同様の処理を行い、最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定する。そして、変調方式・電力決定部４４は、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを変調・電力配分部２３に出力する。
【0168】
（無線通信装置３ｂ／受信側／実施例２）
図１１に戻って、無線通信装置３ｂは、Ｍ本の受信アンテナ３１、チャネル情報推定部３２、特異値分解部３３、受信ウェイト部３４、復調部３５、Ｐ／Ｓ変換部３６及び初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂを備えている。復調部３５は、復調部３５－１～３５－Ｋを備えている。
図１１に戻って、無線通信装置３ｂは、Ｍ本の受信アンテナ３１、チャネル情報推定部３２、特異値分解部３３、受信ウェイト部３４、復調部３５、Ｐ／Ｓ変換部３６及び初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂを備えている。復調部３５は、復調部３５－１～３５－Ｋを備えている。
【0169】
図２に示した実施例１の無線通信装置３ａと図１１に示す実施例２の無線通信装置３ｂとを比較すると、両無線通信装置３ａ，３ｂは、Ｍ本の受信アンテナ３１、チャネル情報推定部３２、特異値分解部３３、受信ウェイト部３４及び復調部３５、Ｐ／Ｓ変換部３６を備えている点で共通する。一方、無線通信装置３ｂは、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂを備えている点で、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａを備えた無線通信装置３ａと相違する。
【0170】
Ｍ本の受信アンテナ３１、チャネル情報推定部３２、特異値分解部３３、受信ウェイト部３４及び復調部３５、Ｐ／Ｓ変換部３６は、図２に示した構成部と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0171】
初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂは、特異値分解部３３から特異値行列Σを入力すると共に、復調部３５－１～３５－Ｋから観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）を入力する。そして、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂは、特異値行列Σ及び観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）等に基づいて、初期ＭＥＲμkを算出し、初期ＭＥＲμkを、図示しない送信部に出力する。
【0172】
尚、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂは、ｔ番目のＴＤＤフレームの初期ＭＥＲμkを算出するために、（ｔ－１）番目のＴＤＤフレームの初期ＭＥＲμk等に基づいて、（ｔ－１）番目のＴＤＤフレームの最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定する。
【0173】
図２に示した初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａと図１１に示した初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂとを比較すると、両初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａ，３７ｂは、同様の処理を行う点で共通する。一方、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂは、初期ＭＥＲμkを図示しない送信部に出力する点で、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを出力する初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａと相違する。初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂの詳細については後述する。
【0174】
ここで、図示しない送信部は、チャネル情報推定部３２からチャネル行列Ｈを入力すると共に、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂから初期ＭＥＲμk を入力する。そして、図示しない送信部は、チャネル行列Ｈ及び初期ＭＥＲμkを、伝送路を介して無線通信装置２ｂへ送信する。
【0175】
このように、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂにより、最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定するために必要な初期ＭＥＲμkが算出され、初期ＭＥＲμkは無線通信装置２ｂへ送信される。そして、無線通信装置２ｂにおいて、初期ＭＥＲμk等に基づき最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkが決定され、変調処理及び電力配分処理が行われ、無線通信装置２ｂから、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkが反映された放送波が送信される。
【0176】
（初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂ／実施例２）
次に、図１１に示した無線通信装置３ｂに備えた初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂについて詳細に説明する。
次に、図１１に示した無線通信装置３ｂに備えた初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂについて詳細に説明する。
【0177】
図１３は、受信側の無線通信装置３ｂに備えた初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂの構成例を示すブロック図である。この初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂは、初期ＭＥＲ算出部４１、電力配分算出部４２、ＭＥＲマージン算出部４３及び変調方式・電力決定部４４を備えている。
【0178】
初期ＭＥＲ算出部４１は、図３に示した初期ＭＥＲ算出部４１と同様の処理を行い、初期ＭＥＲμkを図示しない送信部に出力する。電力配分算出部４２は、図３に示した電力配分算出部４２と同様の処理を行い、ＭＥＲマージン算出部４３は、図３に示したＭＥＲマージン算出部４３と同様の処理を行う。
【0179】
変調方式・電力決定部４４は、図３に示した変調方式・電力決定部４４と同様の処理を行い、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを初期ＭＥＲ算出部４１に出力する。
【0180】
以上のように、実施例２の無線通信装置３ｂによれば、初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ｂの初期ＭＥＲ算出部４１は、実施例１と同様の処理にて、初期ＭＥＲμkを算出する。電力配分算出部４２、ＭＥＲマージン算出部４３及び変調方式・電力決定部４４も、実施例１と同様の処理を行う。
【0181】
図示しない送信部は、初期ＭＥＲμkを無線通信装置２ｂへ送信する。
【0182】
無線通信装置２ｂが無線通信装置３ｂから初期ＭＥＲμkを受信すると、ビット電力処理部２２ｂの電力配分算出部４２は、受信した初期ＭＥＲμkを用いて電力配分後のＭＥＲマージンΔμkの式を求め、各固有モードのＫ個のＭＥＲマージンΔμkが等しくなるように、電力配分比率Ｐkを算出する。ＭＥＲマージン算出部４３及び変調方式・電力決定部４４は、実施例１と同様の処理を行う。
【0183】
これにより、無線通信装置２ｂは、無線通信装置３ｂから受信した初期ＭＥＲμkを用いて、最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定し、変調処理及び電力配分処理を行い、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkが反映された放送波を送信する。
【0184】
初期ＭＥＲμkは、実施例１と同様に、実際の環境に即したものであるため、ＭＩＭＯ固有モード伝送システムにおいて、伝送レートを一定とした条件でビット誤り率を最小化するための変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定する際に、精度の高い初期ＭＥＲμkを算出することができる。
【0185】
また、前述の特許文献３の従来技術よりも正確なＭＥＲマージンΔμkを算出し、精度の高い最適な変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを決定することができ、結果として、伝送特性の劣化を抑えることができる。
【0186】
〔実験結果〕
次に、実験結果について説明する。図１４は、実験結果を示す図である。横軸は移動距離［ｍ］を示し、縦軸は、ＭＥＲマージンΔμkの最大値と最小値の差を示す。点線は、前述の特許文献３の従来技術において、チャネル行列Ｈの特異値の換算値を初期ＭＥＲμkとした場合の特性を示し、実線は、図２に示した実施例１の特性を示す。
次に、実験結果について説明する。図１４は、実験結果を示す図である。横軸は移動距離［ｍ］を示し、縦軸は、ＭＥＲマージンΔμkの最大値と最小値の差を示す。点線は、前述の特許文献３の従来技術において、チャネル行列Ｈの特異値の換算値を初期ＭＥＲμkとした場合の特性を示し、実線は、図２に示した実施例１の特性を示す。
【0187】
図１４に示す実験結果は、固有モード数Ｋ＝４とし、従来技術の送信側の無線通信装置及び実施例１の送信側の無線通信装置２ａを約５０００ｍの同じコースにて走行させ、従来技術の受信側の無線通信装置及び実施例１の受信側の無線通信装置３ａを固定設置した状態で得られた特性を示している。
【0188】
縦軸に示すＭＥＲマージンΔμkの最大値と最小値の差は、ＭＩＭＯ固有モード伝送システムにおけるビット配分及び電力配分の精度を示しており、当該差が小さいほど高精度に配分されていることを示している。
【0189】
図１４から、ＭＥＲマージンΔμkの最大値と最小値の差は、実施例１の方が従来技術よりも小さいことがわかる。これにより、コース全体を通して実施例１が従来技術よりも優れており、高い伝送品質を実現することができる。
【0190】
尚、コース全体におけるＭＥＲマージンΔμkの最大値と最小値の差の平均値は、従来技術では６．５４ｄＢ、実施例１では１．４２ｄＢである。
【0191】
以上、実施例１，２を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施例１，２に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【0192】
例えば実施例１，２において、無線通信装置２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、ＴＤＤを用いて双方向通信を行うようにしたが、本発明は、必ずしもＴＤＤを用いる必要はなく、他の手法にて双方向通信を行うことができればよい。要するに、無線通信装置３ａ，３ｂは、実施例１ではチャネル行列Ｈ、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkをフィードバック情報とし、実施例２ではチャネル行列Ｈ及び初期ＭＥＲμkをフィードバック情報として、無線通信装置２ａ，２ｂへフィードバックできればよい。
【0193】
また、実施例１，２において、無線通信装置３ａ，３ｂに備えた初期ＭＥＲ・ビット電力処理部３７ａ，３７ｂの初期ＭＥＲ算出部４１は、（ｔ－１）番目のＴＤＤフレームの特異値行列Σ、観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）、変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを用いて、ｔ番目のＴＤＤフレームの初期ＭＥＲμkを算出するようにした。これに対し、初期ＭＥＲ算出部４１は、ｔ番目のＴＤＤフレームの特異値行列Σ及び観測ＭＥＲ（ＭＥＲobs[k]）、並びに（ｔ－１）番目の変調方式の組み合わせパターン番号ｂ及び電力配分比率Ｐkを用いて、ｔ番目のＴＤＤフレームの初期ＭＥＲμkを算出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【0194】
１，１ａ，１ｂ 伝送システム
２，２ａ，２ｂ，３，３ａ，３ｂ 無線通信装置
２１ Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部
２２ａ ビット電力入出力部
２２ｂ ビット電力処理部
２３ 変調・電力配分部
２４－１～２４－Ｋ 変調部
２５ 電力配分部
２６，３３ 特異値分解部
２７ 送信ウェイト部
２８－１～２８－Ｎ パイロット挿入部
２９ 送信アンテナ
３１ 受信アンテナ
３２ チャネル情報推定部
３４ 受信ウェイト部
３５，３５－１～３５－Ｋ 復調部
３６ Ｐ／Ｓ変換部
３７ａ，３７ｂ 初期ＭＥＲ（変調誤差比）・ビット電力処理部
４１ 初期ＭＥＲ算出部
４２ 電力配分算出部
４３ ＭＥＲマージン算出部
４４ 変調方式・電力決定部
５１ 換算ＭＥＲ算出部
５２ 換算ＭＥＲ差分算出部
５３ 使用固有モード数判別部
５４ 電力配分補正部
５５ 初期ＭＥＲ処理部
Ｈ チャネル行列
ｂ 変調方式の組み合わせパターン番号
ｋ 固有モードの番号
Ｐk 電力配分比率
μk 初期ＭＥＲ
Δμk ＭＥＲマージン
μ^k 電力配分後ＭＥＲ
μL k ＭＥＲ閾値
Ｋ 固有モード数
sk 使用固有モード数
Σ 特異値行列
λ[k] 特異値
δ[k’] 換算ＭＥＲ差分
Ｐd[k] 電力配分補正値
ＭＥＲobs[k] 観測ＭＥＲ
２，２ａ，２ｂ，３，３ａ，３ｂ 無線通信装置
２１ Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部
２２ａ ビット電力入出力部
２２ｂ ビット電力処理部
２３ 変調・電力配分部
２４－１～２４－Ｋ 変調部
２５ 電力配分部
２６，３３ 特異値分解部
２７ 送信ウェイト部
２８－１～２８－Ｎ パイロット挿入部
２９ 送信アンテナ
３１ 受信アンテナ
３２ チャネル情報推定部
３４ 受信ウェイト部
３５，３５－１～３５－Ｋ 復調部
３６ Ｐ／Ｓ変換部
３７ａ，３７ｂ 初期ＭＥＲ（変調誤差比）・ビット電力処理部
４１ 初期ＭＥＲ算出部
４２ 電力配分算出部
４３ ＭＥＲマージン算出部
４４ 変調方式・電力決定部
５１ 換算ＭＥＲ算出部
５２ 換算ＭＥＲ差分算出部
５３ 使用固有モード数判別部
５４ 電力配分補正部
５５ 初期ＭＥＲ処理部
Ｈ チャネル行列
ｂ 変調方式の組み合わせパターン番号
ｋ 固有モードの番号
Ｐk 電力配分比率
μk 初期ＭＥＲ
Δμk ＭＥＲマージン
μ^k 電力配分後ＭＥＲ
μL k ＭＥＲ閾値
Ｋ 固有モード数
sk 使用固有モード数
Σ 特異値行列
λ[k] 特異値
δ[k’] 換算ＭＥＲ差分
Ｐd[k] 電力配分補正値
ＭＥＲobs[k] 観測ＭＥＲ
【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】
