JP5183798B2 - 無線通信システム、送信装置および受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、信号の送信および受信にそれぞれ複数のアンテナを用いる無線通信システムに関する。

従来、無線通信におけるフェージングによる伝送特性の劣化を軽減する空間ダイバーシチの技術がある。送信装置は、２本のアンテナを具備し、変調波を放射する一方のアンテナに対して、１タイムスロット以上遅延させた変調波を他方のアンテナより送信する。受信装置は、受信波に含まれる主波成分を強調して抽出するマルチパス処理を行う。これにより、帯域を拡大することなく、空間、周波数ダイバーシチによるダイバーシチ効果を得ることができる。このような技術が、下記特許文献１において開示されている。

特許第２５７２７６５号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、送信アンテナ本数は２本、受信アンテナ本数は１本の送信ダイバーシチに限定されている。そのため、送受に複数のアンテナを用いる場合には適用できない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、送受に複数のアンテナを用いる場合に、適切な遅延量を付与することが可能な無線通信システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の送信アンテナを備える送信装置と、複数の受信アンテナを備える受信装置と、から構成される無線通信システムであって、前記送信装置は、信号を複数の前記送信アンテナに対応した複数の信号路を通る複数の送信信号に分岐する分岐手段と、前記信号路の少なくとも１つに設けられ送信信号に遅延を付加する送信遅延手段と、を備え、前記分岐手段により分岐された送信信号が前記送信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された送信信号を送信信号とし、前記各送信信号を前記複数の送信アンテナを介して前記受信装置へ送信し、前記受信装置は、前記複数の受信アンテナで受信した複数の受信信号を通す複数の信号路の少なくとも１つに設けられ受信信号に遅延を付加する受信遅延手段と、前記受信信号が前記受信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された受信信号を受信信号とし、前記各受信信号を加算する加算手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、送受に複数のアンテナを用いる場合においても、ダイバーシチ効果を得ることができる、という効果を奏する。

図１は、無線通信システムの構成例を示す図である。 図２は、送信装置の構成例を示す図である。 図３は、受信装置の構成例を示す図である。 図４は、ストリームの合成を説明する図である。 図５は、送信装置の構成例を示す図である。 図６は、送信装置の構成例を示す図である。 図７は、受信装置の構成例を示す図である。 図８は、ストリームの合成を説明する図である。 図９は、送信装置の構成例を示す図である。 図１０は、受信装置の構成例を示す図である。 図１１は、送信装置の構成例を示す図である。 図１２は、受信装置の構成例を示す図である。 図１３は、ストリームの合成を説明する図である。 図１４は、送信装置の構成例を示す図である。 図１５は、受信装置の構成例を示す図である。 図１６は、送信装置の構成例を示す図である。 図１７は、受信装置の構成例を示す図である。 図１８は、送信装置の構成例を示す図である。 図１９は、受信装置の構成例を示す図である。 図２０は、送信装置の構成例を示す図である。 図２１は、受信装置の構成例を示す図である。 図２２は、送信装置の構成例を示す図である。 図２３は、受信装置の構成例を示す図である。

以下に、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
本実施の形態では、送信装置の送信アンテナ数をＭ本、空間多重数を１とし、受信装置の受信アンテナ数をＮ本、空間多重数を１として、変調部および復調部ではマルチパス伝送対策を行っている無線通信システムについて説明する。

図１は、本実施の形態の無線通信システムの構成例を示す図である。Ｍ本の送信アンテナを備える送信装置と、Ｎ本の受信アンテナを備える受信装置から構成される。以下、それぞれの装置について具体的に説明する。

図２は、送信装置の構成例を示す図である。送信装置は、変調部１１と、信号線１２−１〜１２−Ｍと、遅延部１３−２〜１３−Ｍと、利得付与部１４−１〜１４−Ｍと、送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍと、を備える。変調部１１は、送信信号を生成する。信号線１２−１〜１２−Ｍは、図示しない分岐手段により送信信号を送信アンテナの本数と同数に分岐した信号線である。遅延部１３−２〜１３−Ｍは、送信信号に対して遅延処理を行う。利得付与部１４−１〜１４−Ｍは、送信信号に対して複素利得を付与する。送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍは、送信信号を受信装置へ送信する。

図３は、受信装置の構成例を示す図である。受信装置は、受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎと、利得付与部２２−１〜２２−Ｎと、遅延部２３−２〜２３−Ｎと、加算部２４と、復調部２５と、を備える。受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎは、送信装置からの受信信号を受信する。利得付与部２２−１〜２２−Ｎは、受信信号に対して複素利得を付与する。遅延部２３−２〜２３−Ｎは、受信信号に対して遅延処理を行う。加算部２４は、遅延後の受信信号を加算する。復調部２５は、加算後の受信信号の復調を行う。

送信装置では、変調部１１が送信信号を生成し、信号線１２−１〜１２−ＭのＭ本の系列に分岐する。このうち、信号線１２−２〜１２−Ｍが、送信信号をそれぞれ接続している遅延部１３−２〜１３−Ｍへ入力する。ここでは、ダイバーシチ効果を実現するための適切な遅延量の一例として、ある一定時間Ｄを基準時間として用いて、遅延部１３−ｉ（２≦ｉ≦Ｍ）においてＤ（ｉ−１）を与える。送信アンテナ毎の遅延量の設定方法としては、例えば、信号の帯域幅をΔｆとして、一定時間Ｄを「Ｄ＝１／（（ＭＮ−１）Δｆ）」とする方法があるが、これに限定するものではない。

利得付与部１４−１〜１４−Ｍでは、信号線１２−１からの送信信号および遅延部１３−２〜１３−Ｍからの遅延後の送信信号を入力し、それぞれに複素利得を乗積する。送信アンテナ１５−ｉ（１≦ｉ≦Ｍ）の送信信号に乗積する複素利得Ａ_iは、実数利得Ｇ_i（０＜Ｇ_i）と位相θ_i（０≦θ_i＜２π）とを用いて、以下の（１）式により表現される。利得付与部１４−ｉ（１≦ｉ≦Ｍ）では、実数利得Ｇ_i＝１として信号の位相のみθ_iだけ変化させても良く、θ_i＝０として信号の振幅のみをＧ_i倍してしても良く、振幅をＧ_i倍し、かつ、位相をθ_i変化させても良い。なお、ここでの利得付与の処理は任意であり、ダイバーシチ効果を得る上で必要でなければ行わなくてもよい。また、遅延部１３−２〜１３−Ｍと利得付与部１４−２〜１４−Ｍの位置は前後してもよい。送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍは、利得付与部１４−１〜１４−Ｍからの利得付与後の送信信号を受信装置へ送信する。

受信装置では、受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎが、受信したそれぞれの受信信号を、利得付与部２２−１〜２２−Ｎへ入力する。利得付与部２２−１〜２２−Ｎでは複素利得付与を行うが、ここでの利得付与の処理は任意であり、ダイバーシチ効果を得る上で必要がなければ行わなくてもよい。遅延部２３−２〜２３−Ｎが、利得付与部２２−２〜２２−Ｎからの受信信号を入力し、ダイバーシチ効果を得る上で適切な遅延量の一例として、送信信号の装遅延量ＤＭを用いて、遅延部２３−ｊ（２≦ｊ≦Ｎ）においてＤＭ（ｊ−１）を与える。受信アンテナ毎の遅延量の設定方法は、この限りではない。なお、利得付与部２２−２〜２２−Ｎと遅延部２３−２〜２３−Ｎの位置は前後してもよい。加算部２４が、信号線２２−１からの受信信号および遅延部２３−２〜２３−Ｎからの遅延後の受信信号を合成する。その後、復調部２５が、合成後の受信信号の復調処理を行う。

具体的に、送信アンテナを４本、受信アンテナを２本、遅延波なし、各伝送路の到来時間差がない場合のストリームの合成例について説明する。図４は、ストリームの合成を説明する図である。点線の間隔が遅延量Ｄによるサンプリング間隔を表し、実線が主信号を表す。

送信装置は、変調部１１から出力された信号と、遅延部１３−２〜１３−４において遅延量Ｄ、２Ｄ、３Ｄだけ遅延された信号を、それぞれ４つの送信アンテナ１５−１〜１５−４から出力する。受信装置は、２つの受信アンテナ２１−１〜２１−２で、それぞれ４つの信号を受信し、一方の受信アンテナ２１−２で受信した信号を遅延部２３−２において４Ｄだけ遅延させる。その後、受信装置は、遅延処理をした一方の受信アンテナ２１−２の信号と、遅延処理をしていない他方の受信アンテナ２１−１の信号を加算部２４で加算する。このような遅延量を与えることにより、加算部２４の出力においても実線部分である各主信号のタイミングが重複しない。

以上説明したように、本実施の形態では、送信装置が、複数の送信アンテナから送信する信号に対して、受信アンテナで主信号のタイミングが重複しないように独立に遅延を与える。また、受信装置が、複数の受信アンテナで受信した信号に対して、加算時に主信号のタイミングが重複しないように独立に遅延を与えることとした。これにより、無線通信システムとして、伝送路が有するパス利得を有効利用したパスダイバーシチ効果を得るとともに、複数の送受信アンテナを利用した空間ダイバーシチ効果を得ることができる。

また、受信装置の復調部では、マルチパス伝送に対して有効な受信処理を行っているため、加算後の信号を直接入力しても、ダイバーシチ効果を得た復調が可能である。

本実施の形態では、遅延部１３−２〜１３−Ｍ、２３−２〜２３−Ｎで処理する信号を、アナログ信号またはデジタル信号に限定していないが、アナログ信号であっても、本実施の形態で述べた遅延量と相当量の遅延処理が可能である。

なお、上記の実施の形態においては、送信遅延時間はＤ、…、Ｄ（Ｍ−１）としたので各アンテナから送信される信号の遅延時間はそれぞれ異なるが、例えば遅延部１３−２、１３−３で付加される送信遅延時間がそれぞれＤであるように、送信遅延時間に同じものがあっても良い。この場合、図４に示す返信アンテナ出力はＴ₂とＴ₃とで異なるが、例えば送信アンテナ１５−３から受信アンテナ２１−１、２１−２までの伝送路の到来時間が、送信アンテナ１５−２から受信アンテナ２１−１、２１−２までの伝送路の到来時間よりも１サンプリング間隔だけ遅延する場合には、受信アンテナ２１−１、２１−２では図４に示す受信アンテナ入力と同様の主信号のタイミングとなるという効果がある。

また、上記の実施の形態においては、受信遅延時間はＤＭ、…、ＤＭ（Ｎ−１）としたので受信装置における受信遅延時間はそれぞれ異なるが、例えば遅延部２３−２、２３−３で付加される送信遅延時間がそれぞれＤＭであるように、受信遅延時間に同じものがあってもよい。送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍから受信アンテナ２１−３までの伝送路の到来時間が、送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍから受信アンテナ２１−２までの伝送路の到来時間よりもＤＭだけ遅延する場合には、加算部２４への入力は本実施の形態で述べた主信号のタイミングと同様のタイミングとなるという効果がある。

本実施の形態では、送信装置の構成を以下のように変更することも可能である。図５は、送信装置の構成例を示す図である。送信装置は、信号線１２−１〜１２−Ｍと、遅延部１３−２〜１３−Ｍと、変調部３１−１〜３１−Ｍと、送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍと、を備える。変調部３１−１〜３１−Ｍは、信号線１２−１からの入力データおよび遅延部１３−２〜１３−Ｍからの遅延後の入力データを変調する。例えば、変調部の出力がアナログ信号で遅延処理がハードウエアの制約上困難である場合に有効である。

なお、本実施の形態で説明した送信装置および受信装置の構成を、１つの装置に搭載した無線通信装置を得ることも可能である。

実施の形態２．
本実施の形態では、送信装置および受信装置において、実施の形態１と異なる遅延量を付与する。実施の形態１と異なる部分について説明する。

図６は、送信装置の構成例を示す図である。送信装置は、変調部１１と、信号線１２−１〜１２−Ｍと、遅延部４１−２〜４１−Ｍと、利得付与部１４−１〜１４−Ｍと、送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍと、を備える。遅延部４１−２〜４１−Ｍは、送信信号に対して遅延処理を行う。

図７は、受信装置の構成例を示す図である。受信装置は、受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎと、利得付与部２２−１〜２２−Ｎと、遅延部５１−２〜５１−Ｎと、加算部２４と、復調部２５と、を備える。遅延部５１−２〜５１−Ｎは、受信信号に対して遅延処理を行う。

送信装置では、信号線１２−２〜１２−Ｍが、送信信号をそれぞれ接続している遅延部４１−２〜４１−Ｍへ入力する。ここでは、ダイバーシチ効果を実現するための適切な遅延量の一例として、ある一定時間Ｄを用いて、遅延部４１−ｉ（２≦ｉ≦Ｍ）においてＤＭ（ｉ−１）を与える。利得付与部１４−１〜１４−Ｍでは、信号線１２−１からの送信信号および遅延部４１−２〜４１−Ｍからの遅延後の送信信号を入力し、それぞれに複素利得を付与する。

受信装置では、遅延部５１−２〜５１−Ｎが、利得付与部２２−２〜２２−Ｎからの受信信号を入力し、ダイバーシチ効果を実現するための適切な遅延量の一例として、ある一定時間Ｄを用いて、遅延部５１−ｊ（２≦ｊ≦Ｎ）においてＤ（ｊ−１）を与える。

具体的に、送信アンテナを４本、受信アンテナを２本、遅延波なし、各伝送路の到来時間差がない場合のストリームの合成例について説明する。図８は、ストリームの合成を説明する図である。

送信装置は、変調部１１から出力された信号と、遅延部４１−２〜４１−４において遅延量２Ｄ、４Ｄ、６Ｄだけ遅延された信号を、それぞれ４つの送信アンテナ１５−１〜１５−４から出力する。受信装置は、２つの受信アンテナ２１−２〜２１−２で、それぞれ４つの信号を受信し、一方の受信アンテナ２１−２で受信した信号を遅延部５１−２においてＤだけ遅延させる。その後、受信装置は、遅延処理をした一方の受信アンテナ２１−２の信号と、遅延処理をしていない他方の受信アンテナ２１−１の信号を加算部２４で加算する。このような遅延量を与えることにより、加算部２４の出力においても実線部分である各主信号のタイミングが重複しない。

本実施の形態では、遅延部４１−２〜４１−Ｍ、５１−２〜５１−Ｎで処理する信号を、アナログ信号またはデジタル信号に限定していないが、アナログ信号であっても、本実施の形態で述べた遅延量と相当量の遅延時間が可能である。

以上説明したように、本実施の形態では、送信装置において、受信装置の受信アンテナの本数を考慮した遅延量を付与することとした。このような方法においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
本実施の形態では、送信装置の送信アンテナ数をＬＫ本、変調部の出力数をＬとし、受信装置の受信アンテナ数をＰＱ本、復調部の入力数をＰとして、変調部および復調部ではＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）空間多重伝送を行い、受信装置では周波数領域での復調処理を行う無線通信システムについて説明する。実施の形態１と異なる部分について説明する。

図９は、送信装置の構成例を示す図である。送信装置は、変調部６１と、信号線６２−１〜６２−ＬＫと、遅延部６３−２〜６３−Ｋ、６３−Ｋ＋２〜６３−Ｋ＋Ｋ、…、６３−（Ｌ−１）Ｋ＋２〜６３−ＬＫと、利得付与部６４−１〜６４−ＬＫと、送信アンテナ６５−１〜６５−ＬＫと、を備える。変調部６１は、送信信号を生成する。信号線６２−１〜６２−ＬＫは、送信信号を送信アンテナの本数と同数に分岐した信号線である。遅延部６３−２〜６３−Ｋ、６３−Ｋ＋２〜６３−Ｋ＋Ｋ、…、６３−（Ｌ−１）Ｋ＋２〜６３−ＬＫは、送信信号に対して遅延処理を行う。利得付与部６４−１〜６４−ＬＫは、送信信号に対して複素利得を付与する。送信アンテナ６５−１〜６５−ＬＫは、送信信号を受信装置へ送信する。送信装置は、Ｋ本の送信アンテナを備える送信ブロックをＬ個備えているといえる。

図１０は、受信装置の構成例を示す図である。受信装置は、受信アンテナ７１−１〜７１−ＰＱと、利得付与部７２−１〜７２−ＰＱと、遅延部７３−２〜７３−Ｑ、７３−Ｑ＋２〜７３−Ｑ＋Ｑ、…、７３−（Ｐ−１）Ｑ＋２〜７３−ＰＱと、加算部７４−１〜７４−Ｐと、復調部７５と、を備える。受信アンテナ７１−１〜７１−ＰＱは、送信装置からの受信信号を受信する。利得付与部７２−１〜７２−ＰＱは、受信信号に対して複素利得を付与する。遅延部７３−２〜７３−Ｑ、７３−Ｑ＋２〜７３−Ｑ＋Ｑ、…、７３−（Ｐ−１）Ｑ＋２〜７３−ＰＱは、受信信号に対して遅延処理を行う。加算部７４−１〜７４−Ｐは、遅延後の受信信号を加算する。復調部７５は、加算後の受信信号の復調を行う。受信装置は、Ｑ本の受信アンテナを備える受信ブロックをＰ個備えているといえる。

送信装置では、変調部６１が送信信号を生成してＬ個の系列の信号を出力する。さらに各系列の信号をＫ本に分岐し、信号線６２−１〜６２−ＬＫのＬＫ本の系列の信号を得る。このうち、信号線６２−２〜６２−Ｋ、…、６２−（Ｌ−１）Ｋ＋２〜６２−ＬＫが、送信信号をそれぞれ接続している遅延部６３−２〜６３−Ｋ、…、６３−（Ｌ−１）Ｋ＋２〜６３−ＬＫへ入力する。ここでは、ダイバーシチ効果を実現するための適切な遅延量の一例として、ある一定時間Ｄを用いて、遅延部６３−ｌＫ＋ｋ（０≦ｌ≦Ｌ−１、２≦ｋ≦Ｋ）においてＤ（ｋ−１）を与える。送信アンテナ毎の遅延量の設定方法は、この限りではない。

利得付与部６４−１〜６４−ＬＫでは、信号線６２−１、…、６２−（Ｌ−１）Ｋ＋１からの送信信号および遅延部６３−２〜６３−Ｋ、…、６３−（Ｌ−１）Ｋ＋２〜６３−ＬＫからの遅延後の送信信号を入力し、それぞれに複素利得を付与する。なお、ここでの利得付与の処理は任意であり、ダイバーシチ効果を得る上で必要でなければ行わなくてもよい。また、遅延部６３−２〜６３−Ｋ、…、６３−（Ｌ−１）Ｋ＋２〜６３−ＬＫと利得付与部６４−２〜６４−Ｋ、…、６４−（Ｌ−１）Ｋ＋２〜６４−ＬＫの位置は前後してもよい。送信アンテナ６５−１〜６５−ＬＫは、利得付与部６４−１〜６４−ＬＫからの利得付与後の送信信号を受信装置へ送信する。

受信装置では、受信アンテナ７１−１〜７１−ＰＱが、受信したそれぞれの受信信号を、利得付与部７２−１〜７２−ＰＱへ入力する。利得付与部７２−１〜７２−ＰＱでは複素利得付与を行うが、ここでの利得付与の処理は任意であり、ダイバーシチ効果を得る上で必要がなければ行わなくてもよい。遅延部７３−２〜７３−Ｑ、…、７３−（Ｐ−１）Ｑ＋２〜７３−ＰＱが、利得付与部７２−２〜７２−Ｑ、…、７２−（Ｐ−１）Ｑ＋２〜７２−ＰＱからの受信信号を入力し、ダイバーシチ効果を得る上で適切な遅延量の一例として、ある一定時間Ｄを用いて、遅延部７３−ｐＱ＋ｑ（０≦ｐ≦Ｐ−１、２≦ｑ≦Ｑ）においてＤＫ（ｑ−１）を与える。受信アンテナ毎の遅延量の設定方法は、この限りではない。なお、利得付与部７２−２〜７２−Ｑ、…、７２−（Ｐ−１）Ｑ＋２〜７２−ＰＱと遅延部７３−２〜７３−Ｑ、…、７３−（Ｐ−１）Ｑ＋２〜７３−ＰＱの位置は前後してもよい。加算部７４−１〜７４−Ｐが、利得付与部７２−１、…、７２−（Ｐ−１）Ｑ＋１からの受信信号および遅延部７３−２〜７３−Ｑ、…、７３−（Ｐ−１）Ｑ＋２〜７３−ＰＱからの遅延後の受信信号を合成する。その後、復調部７５が、合成後の受信信号の復調処理を行う。

各送信ブロック単位および各受信ブロック単位でみると、遅延量の付与の方法は、実施の形態１と同様である。

本実施の形態では、遅延部６３−２〜６３−Ｋ、６３−Ｋ＋２〜６３−Ｋ＋Ｋ、…、６３−（Ｌ−１）Ｋ＋２〜６３−ＬＫ、７３−２〜７３−Ｑ、７３−Ｑ＋２〜７３−Ｑ＋Ｑ、…、７３−（Ｐ−１）Ｑ＋２〜７３−ＰＱで処理する信号を、アナログ信号またはデジタル信号に限定していないが、アナログ信号であっても、本実施の形態で述べた遅延量と相当量の遅延処理が可能である。

以上説明したように、本実施の形態では、送信装置の送信ブロックおよび受信装置の受信ブロックごとに、実施の形態１と同様の遅延を与えることとした。これにより、ＭＩＭＯ空間多重伝送の場合においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態で述べた遅延処理は、等価的に伝送路のマルチパス数を増加させるため、送受信ブランチ間の空間相関を低減する効果が働き、空間多重伝送時には空間多重信号の受信分離性能を高めることができる。

実施の形態４．
本実施の形態では、送信装置および受信装置において、マルチパス伝送路における信号の遅延を考慮した遅延量を付与する。実施の形態１と異なる部分について説明する。

図１１は、送信装置の構成例を示す図である。送信装置は、変調部１１と、信号線１２−１〜１２−Ｍと、遅延部８１−２〜８１−Ｍと、利得付与部１４−１〜１４−Ｍと、送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍと、を備える。遅延部８１−２〜８１−Ｍは、送信信号に対して遅延処理を行う。

図１２は、受信装置の構成例を示す図である。受信装置は、受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎと、利得付与部２２−１〜２２−Ｎと、遅延部９１−２〜９１−Ｎと、加算部２４と、復調部２５と、を備える。遅延部９１−２〜９１−Ｎは、受信信号に対して遅延処理を行う。

ここでは、送信アンテナ１５−ｉ（１≦ｉ≦Ｍ）から受信アンテナ２１−ｊ（１≦ｊ≦Ｎ）までの伝送路Ｈ_i,jがＭＮ通り存在する。ここで、送信アンテナ１５−ｉから全Ｎ受信アンテナに対する伝送路において、到来波の最大の遅延量をＤ_iとする。すなわち、Ｄ_iは、伝送路中で最も早く受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎのいずれかに到達する到来波の到来時刻と、伝送路中で最も遅く受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎのいずれかに到達する到来波の到来時刻との時間差を表している。次に、「Ｄ_i’＞Ｄ_i」を満たすＭ個（送信アンテナの本数と同数）のＤ_i’を決定する。これらの遅延量の算出については、例えば、受信装置にてパイロットシンボルを利用した伝送路推定などによって伝送路を推定し、送信装置に通知するなどの方法で遅延プロファイルを取得することによって実現可能である。

送信装置では、遅延部８１−２〜８１−Ｍが、ダイバーシチ効果を実現するための適切な遅延量の一例として、遅延部８１−ｉ（２≦ｉ≦Ｍ）において下記（２）式で表す遅延量を与える。すなわち、遅延部８１−ｉ（２≦ｉ≦Ｍ）では、遅延部８１−１〜８１−（ｉ−１）までの総遅延量を与える。利得付与部１４−１〜１４−Ｍでは、信号線１２−１からの送信信号および遅延部８１−２〜８１−Ｍからの遅延後の送信信号を入力し、それぞれに複素利得を付与する。なお、送信アンテナ毎の遅延量の設定方法は、この限りではない。

受信装置では、遅延部９１−２〜９１−Ｎが、利得付与部２２−２〜２２−Ｎからの受信信号を入力し、ダイバーシチ効果を実現するための適切な遅延量の一例として、遅延部９１−ｊ（２≦ｊ≦Ｎ）において下記（３）式で表す遅延量を与える。なお、受信アンテナ毎の遅延量の設定方法は、この限りではない。

具体的に、送信アンテナを２本、受信アンテナを２本、最大遅延量１シンボル、各伝送路の到来時間差がない場合のストリームの合成例について説明する。図１３は、ストリームの合成を説明する図である。

送信装置は、変調部１１から出力された信号と、遅延部８１−２において遅延量２Ｄだけ遅延された信号を、それぞれ２つの送信アンテナ１５−１〜１５−２から出力する。受信装置は、２つの受信アンテナ２１−１〜２１−２で、それぞれ３つの信号を受信し、一方の受信アンテナ２１−２で受信した信号を遅延部９１−２において４Ｄだけ遅延させる。その後、受信装置は、遅延処理をした一方の受信アンテナ２１−２の信号と、遅延処理をしていない他方の受信アンテナ２１−１の信号を加算部２４で加算する。このような遅延量を与えることにより、加算部２４の出力においても実線部分である各主信号のタイミングが重複しない。

本実施の形態では、遅延部８１−２〜８１−Ｍ、９１−２〜９１−Ｎで処理する信号を、アナログ信号またはデジタル信号に限定していないが、アナログ信号であっても、本実施の形態で述べた遅延量と相当量の遅延処理が可能である。

以上説明したように、本実施の形態では、送信装置が、送信信号がマルチパス伝送路を通過する場合においても、受信アンテナで主信号のタイミングが重複しないように遅延を与える。また、受信装置が、複数の受信アンテナで受信した信号に対して、加算時に主信号のタイミングが重複しないように遅延を与えることとした。これにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、この実施の形態で説明した遅延量の決定法は、実施の形態３に対しても適用可能である。

実施の形態５．
本実施の形態では、送信装置および受信装置において、マルチパス伝送路における信号の遅延を考慮した遅延量を付与する。実施の形態４と異なる部分について説明する。

送信装置および受信装置の構成は、実施の形態４と同様である。ここでは、送信アンテナ１５−ｉ（１≦ｉ≦Ｍ）から受信アンテナ２１−ｊ（１≦ｊ≦Ｎ）までの伝送路Ｈ_i,jがＭＮ通り存在する。ここで、送信アンテナ１５−ｉから全Ｎ受信アンテナに対する伝送路において、伝送路中で最も早く受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎのいずれかに到達する到来波の遅延量（送信時刻と到来時刻との時間差）をＤ_i ^*とする。また、伝送路中で最も遅く受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎのいずれかに到達する到来波の遅延量（送信時刻と到来時刻との時間差）をＤ_iとする。次に、「Ｄ_i’＞（Ｄ_i−Ｄ_i+1 ^*）」を満たすＭ個（送信アンテナの本数と同数）のＤ_i’を決定する。

送信装置では、遅延部８１−２〜８１−Ｍが、ダイバーシチ効果を実現するための適切な遅延量の一例として、遅延部８１−ｉ（２≦ｉ≦Ｍ）において前記（２）式で表す遅延量を与える。

受信装置では、遅延部９１−２〜９１−Ｎが、ダイバーシチ効果を実現するための適切な遅延量の一例として、遅延部９１−ｊ（２≦ｊ≦Ｎ）において前記（３）式で表す遅延量を与える。

本実施の形態では、遅延部８１−２〜８１−Ｍ、９１−２〜９１−Ｎで処理する信号を、アナログ信号またはデジタル信号に限定していないが、アナログ信号であっても、本実施の形態で述べた遅延量と相当量の遅延処理が可能である。

以上説明したように、本実施の形態では、送信装置が、送信信号がマルチパス伝送路を通過する場合に、伝送路の先頭波の遅延を考慮して遅延を与えることとした。これにより、実施の形態４と比較して、少ない遅延量の付与で同等の効果を得ることができる。

なお、この実施の形態で説明した遅延量の決定法は、実施の形態３に対しても適用可能である。

実施の形態６．
本実施の形態では、送信装置および受信装置において、符号間干渉を考慮した遅延量を付与する。ここでは、伝送路の遅延波による符号間干渉に対応するため、変調シンボルの先頭には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）等のマルチキャリア通信で広く用いられる、ガードインターバルまたはガードタイムが付加されることを想定している。実施の形態１と異なる部分について説明する。

図１４は、送信装置の構成例を示す図である。送信装置は、変調部１１と、信号線１２−１〜１２−Ｍと、遅延量制御部１０１と、遅延部１０２−２〜１０２−Ｍと、利得付与部１４−１〜１４−Ｍと、送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍと、を備える。遅延量制御部１０１は、各遅延部の遅延量を制御する。遅延部１０２−２〜１０２−Ｍは、送信信号に対して遅延処理を行う。

図１５は、受信装置の構成例を示す図である。受信装置は、受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎと、利得付与部２２−１〜２２−Ｎと、遅延量制御部１１１と、遅延部１１２−２〜１１２−Ｎと、加算部２４と、復調部２５と、を備える。遅延量制御部１１１は、各遅延部の遅延量を制御する。遅延部１１２−２〜１１２−Ｎは、受信信号に対して遅延処理を行う。

送信装置では、ガードインターバルまたはガードタイムの長さをＧ＿ｌｅｎとし、全伝送路で最も早く受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎのいずれかに到来する先頭波の到来時刻と、全伝送路で最も遅く受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎのいずれかに到来する遅延波の到来時刻との時間差を最大遅延量Ｄ＿ｌｅｎとした場合に、遅延量制御部１０１が、「Ｇ＿ｌｅｎ≧Ｄ＿ｌｅｎ＋Ｄ（ＭＮ−１）」を満たすようにＤを決定する。また、遅延部１０２−２〜１０２−Ｍが、ダイバーシチ効果を実現するための適切な遅延量の一例として、遅延部１０２−ｉ（２≦ｉ≦Ｍ）においてＤ（ｉ−１）を与える。これらの遅延量の算出については、例えば、受信装置にてパイロットシンボルを利用した伝送路推定などによって伝送路を推定し、送信装置に通知するなどの方法で遅延プロファイルを取得することによって実現可能である。

受信装置では、遅延量制御部１１１が、遅延量制御部１０１と同様の方法により遅延量を決定する。また、遅延部１１２−２〜１１２−Ｎが、ダイバーシチ効果を実現するための適切な遅延量の一例として、遅延部１１２−ｊ（２≦ｊ≦Ｎ）においてＤＭ（ｊ−１）を与える。

本実施の形態では、遅延部１０２−２〜１０２−Ｍ、１１２−２〜１１２−Ｎで処理する信号を、アナログ信号またはデジタル信号に限定していないが、アナログ信号であっても、本実施の形態で述べた遅延量と相当量の遅延処理が可能である。

以上説明したように、本実施の形態では、送信装置が、送信信号が受信アンテナで符号間干渉しないように遅延を与える。また、受信装置が、複数の受信アンテナで受信した信号に対して、加算時に符号間干渉しないように遅延を与えることとした。これにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態７．
本実施の形態では、送信装置および受信装置において、符号間干渉を考慮した遅延量を付与する。実施の形態６と異なる部分について説明する。

図１６は、送信装置の構成例を示す図である。送信装置は、変調部１１と、信号線１２−１〜１２−Ｍと、遅延量制御部１２１と、遅延部１２２−２〜１２２−Ｍと、利得付与部１４−１〜１４−Ｍと、送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍと、を備える。遅延量制御部１２１は、各遅延部の遅延量を制御する。遅延部１２２−２〜１２２−Ｍは、送信信号に対して遅延処理を行う。

図１７は、受信装置の構成例を示す図である。受信装置は、受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎと、利得付与部２２−１〜２２−Ｎと、遅延量制御部１３１と、遅延部１３２−２〜１３２−Ｎと、加算部２４と、復調部２５と、を備える。遅延量制御部１３１は、各遅延部の遅延量を制御する。遅延部１３２−２〜１３２−Ｎは、受信信号に対して遅延処理を行う。

ここでは、送信アンテナ１５−ｉ（１≦ｉ≦Ｍ）から受信アンテナ２１−ｊ（１≦ｊ≦Ｎ）までの伝送路Ｈ_i,jがＭＮ通り存在する。ここで、送信アンテナ１５−ｉから全Ｎ受信アンテナに対する伝送路において、伝送路中で受信電力が所定の値γを超える到来波のうち、最も早く受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎのいずれかに到来する到来波の遅延量（送信時刻と到来時刻との時間差）をＤ_i ^*とする。また、伝送路中で受信電力が所定の値γを超える到来波のうち、最も遅く受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎのいずれかに到達する波の遅延量（送信時刻と到来時刻との時間差）をＤ_iとする。

送信装置および受信装置では、ガードインターバルまたはガードタイムの長さをＧ＿ｌｅｎとし、全伝送路で最も早く受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎのいずれかに到来する先頭波の到来時刻と、全伝送路で最も遅く受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎのいずれかに到来する遅延波の到来時刻との時間差を最大遅延量Ｄ＿ｌｅｎとした場合に、遅延量制御部１２１、１３１が、「Ｄ_i’＞（Ｄ_i−Ｄ_i+1 ^*）（ただし、Ｄ_M’＝Ｄ_Mとする）を満たし、かつ、下記（４）式を満たすようにγを決定して、Ｍ個（送信アンテナの本数と同数）のＤ₁’、…、Ｄ_M’を設定する。これらの遅延量の算出については、例えば、受信装置にてパイロットシンボルを利用した伝送路推定などによって伝送路を推定し、送信装置に通知するなどの方法で遅延プロファイルを取得することによって実現可能である。

送信装置では、遅延部１２２−２〜１２２−Ｍが、ダイバーシチ効果を実現するための適切な遅延量の一例として、遅延部１２２−ｉ（２≦ｉ≦Ｍ）において、遅延量制御部１２１で決定したＤ_i’を用いて、前記（２）式で表す遅延量を与える。利得付与部１４−１〜１４−Ｍでは、信号線１２−１からの送信信号および遅延部１２２−２〜１２２−Ｍからの遅延後の送信信号を入力し、それぞれに複素利得を付与する。

受信装置では、遅延部１３２−２〜１３２−Ｎが、ダイバーシチ効果を実現するための適切な遅延量の一例として、遅延部１３２−ｊ（２≦ｊ≦Ｎ）において前記（３）式で表す遅延量を与える。

本実施の形態では、遅延部１２２−２〜１２２−Ｍ、１３２−２〜１３２−Ｎで処理する信号を、アナログ信号またはデジタル信号に限定していないが、アナログ信号であっても、本実施の形態で述べた遅延量と相当量の遅延処理が可能である。

以上説明したように、本実施の形態では、送信装置および受信装置が、所定の受信電力を超える信号が符号間干渉しないように遅延を与えることで、受信装置では、所定の受信電力を超える主信号同士を時間的に重複せずに加算できることとした。これにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、この実施の形態で説明した遅延量の決定法は、実施の形態３に対しても適用可能である。

実施の形態８．
本実施の形態では、送信装置および受信装置において、遅延処理を行うアンテナを選択する。実施の形態１と異なる部分について説明する。

図１８は、送信装置の構成例を示す図である。送信装置は、変調部１１と、信号線１２−１、１８−１〜１８−Ｍと、送信アンテナ選択部１７と、遅延部１４１−２〜１４１−Ｍと、利得付与部１４−１〜１４−Ｍと、送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍと、を備える。送信アンテナ選択部１７は、遅延処理後の信号を送信するアンテナ候補１５−２〜１５−Ｍから、実際に送信するアンテナを選択する。遅延部１４１−２〜１４１−Ｍは、送信信号に対して遅延処理を行う。

図１９は、受信装置の構成例を示す図である。受信装置は、受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎと、利得付与部２２−１〜２２−Ｎと、遅延部１４２−２〜１４２−Ｎと、受信アンテナ選択部２７と、加算部２４と、復調部２５と、を備える。受信アンテナ選択部２７は、受信アンテナ候補２１−２〜２１−Ｎから、受信アンテナ２１−１で受信した信号と実際に合成するアンテナを選択する。遅延部１４２−２〜１４２−Ｎは、受信信号に対して遅延処理を行う。

送信装置では、変調部１１で生成された送信信号を、信号線１２−１と１８−１に分岐する。信号線１２−１に分岐された信号は、実施の形態１と同様に処理され、送信アンテナ１５−１から送信される。信号線１８−１に分岐された信号は、送信アンテナ選択部１７へ入力される。送信アンテナ選択部１７は、送信アンテナ１５−２〜１５−Ｍからアンテナを選択し、選択したアンテナに対応する信号線と接続する。アンテナを選択する基準として、伝送路利得が最も高いアンテナを選択することなどが挙げられる。伝送路利得の算出については、パイロットシンボルを利用した伝送路推定期間などにおいて、送信アンテナ選択部１７が送信アンテナを切り替えて伝送路推定することによって算出可能である。例えば、伝送路推定期間において、送信アンテナ選択部１７は、初めに送信アンテナ１５−２を選択して受信装置において伝送路推定を行い、伝送路利得を求め送信装置にフィードバックし、送信アンテナ選択部１７は、次に送信アンテナ１５−３を選択して受信装置において伝送路推定を行い、伝送路利得を求め送信装置にフィードバックする。以上の手順を、送信アンテナ１５−２〜１５−Ｍについて実施することにより、送信アンテナの全組み合わせでの伝送路利得が得られる。

選択された送信アンテナを１５−ｉ（２≦ｉ≦Ｍ）とする。遅延部１４１−ｉでは信号線１８−ｉから入力された信号に遅延を与える。ここで与える遅延量は、実施の形態１〜７のいずれかの方法で決定することとする。利得付与部１４−１、１４−ｉでは、信号線１２−１からの送信信号および遅延部１４１−ｉからの遅延後の送信信号を入力し、それぞれに複素利得を付与する。

受信装置では、受信アンテナ選択部２７が、受信アンテナ２１−２〜２１−Ｎから、アンテナを選択し、選択したアンテナに対応する信号線と加算部２４とを接続する。アンテナを選択する基準は、前記送信アンテナ選択部１７での選択基準と同様、伝送路利得が最も高いアンテナを選択することなどが挙げられる。例えば、伝送路推定期間において、受信アンテナ選択部２７は、初めに受信アンテナ２１−２を選択して伝送路推定を行い伝送路利得を求め、受信アンテナ選択部２７は、次に受信アンテナ２１−３を選択して伝送路推定を行い伝送路利得を求める。以上の手順を、受信アンテナ２１−２〜２１−Ｎについて実施することにより、受信アンテナの全組み合わせでの伝送路利得が得られる。

選択された受信アンテナを２１−ｊ（２≦ｊ≦Ｎ）とする。遅延部１４２−ｊでは利得付与部２２−ｊから入力された信号に遅延を与える。ここで与える遅延量は、実施の形態１〜７のいずれかの方法で決定することとする。加算部２４では、利得付与部２２−１からの受信信号と、遅延部１４２−ｊからの遅延後の受信信号を合成する。

以上説明したように、本実施の形態では、送信装置において、遅延処理を行う送信アンテナを選択することとし、受信装置において、遅延処理を行う受信アンテナを選択することとした。これにより、実際に使用するアンテナおよび関連する回路の駆動数を最小数に抑え、使用しないアンテナおよび関連する回路の消費電力を低減することができる。

実施の形態９．
本実施の形態では、送信装置および受信装置において、送信および受信に使用するアンテナを選択する。実施の形態８と異なる部分について説明する。

図２０は、送信装置の構成例を示す図である。送信装置は、変調部１１と、選択分岐部１９と、信号線１５１−１〜１５１−Ｍと、遅延部１６１−１〜１６１−Ｍと、利得付与部１４−１〜１４−Ｍと、送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍと、を備える。選択分岐部１９は、信号を送信するアンテナ候補１５−１〜１５−Ｍから、実際に送信するアンテナを選択する。遅延部１６１−１〜１６１−Ｍは、送信信号に対して遅延処理を行う。

図２１は、受信装置の構成例を示す図である。受信装置は、受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎと、利得付与部２２−１〜２２−Ｎと、遅延部１６２−１〜１６２−Ｎと、信号線１５２−１〜１５２−Ｎと、選択合成部２９と、復調部２５と、を備える。選択合成部２９は、受信アンテナ候補２１−１〜２１−Ｎから、合成するアンテナを選択する。遅延部１６２−１〜１６２−Ｎは、受信信号に対して遅延処理を行う。

送信装置では、変調部１１で生成された送信信号を、選択分岐部１９にて分岐する。選択分岐部１９では、送信アンテナ１５−１〜１５−Ｍから、アンテナを１本以上選択する。アンテナを選択する基準として、各アンテナ選択時の伝送路利得を求めランキングし、規定されたアンテナ本数以下の条件下で伝送路利得が高いアンテナをランキング上位から順に選択することや、規定された総伝送路利得を満足する条件下でランキング上位から順にアンテナを選択し最小のアンテナ数に抑制すること、などが挙げられる。

ここでは、選択分岐部１９において３本の送信アンテナが選択されたとする。選択された送信アンテナを１５−ｉ、１５−ｊ、１５−ｋ（１≦ｉ、ｊ、ｋ≦Ｍ、ｉ≠ｊ、ｊ≠ｋ、ｋ≠ｉ）とする。選択分岐部１９は、信号線１５１−ｉ、１５１−ｊ、１５１−ｋに信号を分岐する。遅延部１６１−ｉ、１６１−ｊ、１６１−ｋでは、入力された信号に遅延を与える。ここで与える遅延量は、実施の形態１〜７のいずれかの方法で決定するが、総遅延量を最小量に抑えるため、選択されたアンテナのうち１本に対しては遅延を与えず、その他のアンテナに対しては相対的な遅延量を設定することとしても良い。利得付与部１４−ｉ、１４−ｊ、１４−ｋでは、遅延部１６１−ｉ、１６１−ｊ、１６１−ｋからの遅延後の送信信号を入力し、それぞれに複素利得を付与する。

受信装置では、選択合成部２９が、受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎからアンテナを選択し、選択したアンテナに対応する信号線からの受信信号を加算し、復調部２５へ出力する。アンテナを選択する基準は、前記選択分岐部１９での選択基準と同様である。

ここでは、選択合成部２９において２本の送信アンテナが選択されたとする。選択された受信アンテナを２１−ｌ、２１−ｍ（１≦ｌ、ｍ≦Ｎ、ｌ≠ｍ）とする。信号線１５２−ｌ、１５２−ｍと選択合成部２９が接続される。遅延部１６２−ｌ、１６２−ｍでは利得付与部２２−ｌ、２２−ｍから入力された信号に遅延を与える。ここで与える遅延量は、実施の形態１〜７のいずれかの方法で決定するが、総遅延量を最小量に抑えるため、選択されたアンテナのうち１本に対しては遅延を与えず、その他のアンテナに対しては相対的な遅延量を設定することとしても良い。選択合成部２９では、遅延部１６２−ｌ、１６２−ｍからの受信信号を合成する。

以上説明したように、本実施の形態では、送信装置において、分岐する送信アンテナを選択することとし、受信装置において、信号を合成する受信アンテナを選択することとした。これにより、伝送路利得の高いアンテナを選択することで効率良く通信性能を改善できる。また、実際に使用するアンテナおよび関連する回路の駆動数を最小数に抑え、使用しないアンテナおよび関連する回路の消費電力を低減することができる。

実施の形態１０．
本実施の形態では、送信装置の送信アンテナ数をＬＫ本、変調部の出力数をＬとし、受信装置の受信アンテナ数をＰＱ本、復調部の入力数をＰとして、変調部および復調部ではＭＩＭＯ空間多重伝送を行う無線通信システムについて説明する。実施の形態３と異なる部分について説明する。

図２２は、送信装置の構成例を示す図である。送信装置は、変調部６１と、選択分岐部６９−１〜６９−Ｌと、信号線１７１−１〜１７１−ＬＫと、遅延部１８１−１〜１８１−ＬＫと、利得付与部６４−１〜６４−ＬＫと、送信アンテナ６５−１〜６５−ＬＫと、を備える。選択分岐部６９−ｌ（１≦ｌ≦Ｌ）は、信号を送信するアンテナ候補６５−（ｌ−１）Ｋ＋１〜６５−ｌＫから、実際に送信するアンテナを選択し、信号線１７１−（ｌ−１）Ｋ＋１〜１７１−ｌＫから、選択したアンテナに対応する信号線と接続する。遅延部１８１−１〜１８１−ＬＫは、送信信号に対して遅延処理を行う。

図２３は、受信装置の構成例を示す図である。受信装置は、受信アンテナ７１−１〜７１−ＰＱと、利得付与部７２−１〜７２−ＰＱと、遅延部１８２−１〜１８２−ＰＱと、信号線１７２−１〜１７２−ＰＱと、選択合成部７９−１〜７９−Ｐと、復調部７５と、を備える。遅延部１８２−１〜１８２−ＰＱは、受信信号に対して遅延処理を行う。選択合成部７９−ｐ（１≦ｐ≦Ｐ）は、信号を合成するアンテナ候補７１−（ｐ−１）Ｑ＋１〜７１−ｐＱから、実際に合成するアンテナを選択し、信号線１７２−（ｐ−１）Ｑ＋１〜１７１−ｐＱから、選択したアンテナに対応する信号線と接続する。

送信装置では、変調部６１にてＬ個の信号系列が生成される。簡単のため、ｌ番目（１≦ｌ≦Ｌ）の信号系列について説明する。以下の説明は、Ｌ個の送信ブロック全てに共通であり、Ｌ個独立に動作する。ｌ番目の信号系列は、選択分岐部６９−ｌに入力される。選択分岐部６９−ｌの処理は、実施の形態９と同様である。ただし、アンテナを選択する基準として、実施の形態９の基準に加え、他の選択分岐部６９−１〜６９−ｌ−１、６９−ｌ＋１〜６９−Ｌで選択されたアンテナと空間相関が低くなるアンテナを選択することや、伝送路容量が高くなるアンテナを選択すること、などが挙げられる。空間相関や伝送路容量の算出については、パイロットシンボルを利用した伝送路推定期間などにおいて、送選択分岐部６９−ｌが送信アンテナを切り替えて伝送路推定することによって算出可能である。

ここでは、選択分岐部６９−ｌにおいて３本の送信アンテナが選択されたとする。選択された送信アンテナを６５−（ｌ−１）Ｋ＋ｉ、６５−（ｌ−１）Ｋ＋ｊ、６５−（ｌ−１）Ｋ＋ｋ（１≦ｉ、ｊ、ｋ≦Ｋ、ｉ≠ｊ、ｊ≠ｋ、ｋ≠ｉ）とする。選択分岐部６９−ｌは、信号線１７１−（ｌ−１）Ｋ＋ｉ、１７１−（ｌ−１）Ｋ＋ｊ、１７１−（ｌ−１）Ｋ＋ｋに信号を分岐する。遅延部１８１−（ｌ−１）Ｋ＋ｉ、１８１−（ｌ−１）Ｋ＋ｊ、１８１−（ｌ−１）Ｋ＋ｋでは、入力された信号に遅延を与える。ここで与える遅延量は、実施の形態１〜７のいずれかの方法で決定するが、総遅延量を最小量に抑えるため、選択されたアンテナのうち１本に対しては遅延を与えず、その他のアンテナに対しては相対的な遅延量を設定することとしても良い。

受信装置では、Ｐ個の受信信号系列を復調部７５へ入力する。簡単のため、ｐ番目（１≦ｐ≦Ｐ）の信号系列について説明する。以下の説明は、Ｐ個の受信ブロック全てに共通であり、Ｐ個独立に動作する。選択合成部７９−ｐ（１≦ｐ≦Ｐ）が、受信アンテナ７１−（ｐ−１）Ｑ＋１〜７１−ｐＱからアンテナを選択し、選択したアンテナに対応する信号線からの受信信号を加算し、復調部７５へ出力する。アンテナを選択する基準は、前記選択分岐部６９−ｌ（１≦ｌ≦Ｌ）での選択基準と同様である。

ここでは、選択合成部７９−ｐにおいて２本の送信アンテナが選択されたとする。選択された受信アンテナを７１−（ｐ−１）Ｑ＋ｌ、７１−（ｐ−１）Ｑ＋ｍ（１≦ｌ、ｍ≦Ｑ、ｌ≠ｍ）とする。信号線１７２−（ｐ−１）Ｑ＋ｌ、１７２−（ｐ−１）Ｑ＋ｍと選択合成部７９−ｐが接続される。遅延部１８２−（ｐ−１）Ｑ＋ｌ、１８２−（ｐ−１）Ｑ＋ｍでは利得付与部７２−（ｐ−１）Ｑ＋ｌ、７２−（ｐ−１）Ｑ＋ｍから入力された信号に遅延を与える。ここで与える遅延量は、実施の形態１〜７のいずれかの方法で決定するが、総遅延量を最小量に抑えるため、選択されたアンテナのうち１本に対しては遅延を与えず、その他のアンテナに対しては相対的な遅延量を設定することとしても良い。選択合成部７９−ｐでは、遅延部１８２−（ｐ−１）Ｑ＋ｌ、１８２−（ｐ−１）Ｑ＋ｍからの受信信号を合成する。

以上説明したように、本実施の形態では、送信装置の送信ブロックおよび受信装置の受信ブロックごとに、実施の形態９と同様の処理を行うこととした。これにより、ＭＩＭＯ空間多重伝送の場合においても、実施の形態９と同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態で述べたアンテナ選択基準は、送受信ブランチ間の空間相関を低減する、または伝送路容量を増加させるよう作用するため、空間多重伝送時には空間多重信号の受信分離性能を高めることができる。

なお、上記実施の形態１〜１０で説明した装置構成と遅延量の設定は、適宜組み合わせることが可能である。

以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、複数のアンテナを使用した通信に有用であり、特に、送受に複数のアンテナを用いる場合に適している。

１１ 変調部
１２−１、…、１２−Ｍ 信号線
１３−２、…、１３−Ｍ 遅延部
１４−１、…、１４−Ｍ 利得付与部
１５−１、…、１５−Ｍ 送信アンテナ
１７ 送信アンテナ選択部
１８−１、…、１８−Ｍ 信号線
１９ 選択分岐部
２１−１、…、２１−Ｎ 受信アンテナ
２２−１、…、２２−Ｎ 利得付与部
２３−２、…、２３−Ｎ 遅延部
２４ 加算部
２５ 復調部
２７ 受信アンテナ選択部
２９ 選択合成部
３１−１、…、３１−Ｍ 変調部
４１−２、…、４１−Ｍ 遅延部
５１−２、…、５１−Ｎ 遅延部
６１ 変調部
６２−１、…、６２−ＬＫ 信号線
６３−２、…、６３−Ｋ、…、６３−（Ｌ−１）Ｋ＋２、…、６３−ＬＫ 遅延部
６４−１、…、６４−ＬＫ 利得付与部
６５−１、…、６５−ＬＫ 送信アンテナ
６９−１、…、６９−Ｌ 選択分岐部
７１−１、…、７１−ＰＱ 受信アンテナ
７２−１、…、７２−ＰＱ 利得付与部
７３−２、…、７３−Ｑ、…、７３−（Ｐ−１）Ｑ＋２、…、７３−ＰＱ 遅延部
７４−１、…、７４−Ｐ 加算部
７５ 復調部
７９−１、…、７９−Ｐ 選択合成部
８１−２、…、８１−Ｍ 遅延部
９１−２、…、９１−Ｎ 遅延部
１０１ 遅延量制御部
１０２−２、…、１０２−Ｍ 遅延部
１１１ 遅延量制御部
１１２−２、…、１１２−Ｎ 遅延部
１２１ 遅延量制御部
１２２−２、…、１２２−Ｍ 遅延部
１３１ 遅延量制御部
１３２−２、…、１３２−Ｎ 遅延部
１４１−２、…、１４１−Ｍ 遅延部
１４２−２、…、１４２−Ｎ 遅延部
１５１−１、…、１５１−Ｍ 信号線
１５２−１、…、１５２−Ｎ 信号線
１６１−１、…、１６１−Ｍ 遅延部
１６２−１、…、１６２−Ｎ 遅延部
１７１−１、…、１７１−ＬＫ 信号線
１７２−１、…、１７２−ＰＱ 信号線
１８１−１、…、１８１−ＬＫ 遅延部
１８２−１、…、１８２−ＰＱ 遅延部

Claims (26)

1. 複数の送信アンテナを備える送信装置と、複数の受信アンテナを備える受信装置と、から構成される無線通信システムであって、
   前記送信装置は、
   信号を複数の前記送信アンテナに対応した複数の信号路を通る複数の送信信号に分岐する分岐手段と、
   前記信号路の少なくとも１つに設けられ、少なくとも、遅延時間の基準となる基準時間と、送信アンテナごとに設定され各送信アンテナを識別する番号とを用いて、前記複数の送信信号ごとに異なる遅延を付加する送信遅延手段と、
   を備え、
   前記分岐手段により分岐された送信信号が前記送信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された送信信号を送信信号とし、前記各送信信号を前記複数の送信アンテナを介して前記受信装置へ送信し、
   前記受信装置は、
   前記複数の受信アンテナで受信した複数の受信信号を通す複数の信号路の少なくとも１つに設けられ、少なくとも、前記基準時間と、受信アンテナごとに設定され各受信アンテナを識別する番号とを用いて、前記複数の受信信号ごとに異なる遅延を付加する受信遅延手段と、
   前記受信信号が前記受信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された受信信号を受信信号とし、前記各受信信号を加算する加算手段と、
   を備える
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 複数の送信アンテナを備える送信装置と、複数の受信アンテナを備える受信装置と、から構成される無線通信システムであって、
   前記送信装置は、
   信号を複数の前記送信アンテナに対応した複数の信号路を通る複数の送信信号に分岐する分岐手段と、
   前記信号路の少なくとも１つに設けられ、前記送信装置と前記受信装置の間の伝送遅延量から送信アンテナごとに設定した遅延時間の基準となる基準時間と、送信アンテナごとに規定された遅延時間の設定とに基づいて、前記複数の送信信号ごとに異なる遅延を付加する送信遅延手段と、
   を備え、
   前記分岐手段により分岐された送信信号が前記送信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された送信信号を送信信号とし、前記各送信信号を前記複数の送信アンテナを介して前記受信装置へ送信し、
   前記受信装置は、
   前記複数の受信アンテナで受信した複数の受信信号を通す複数の信号路の少なくとも１つに設けられ、前記送信アンテナごとに設定された基準時間の総和と、受信アンテナごとに設定され各受信アンテナを識別する番号とに基づいて、前記複数の受信信号ごとに異なる遅延を付加する受信遅延手段と、
   前記受信信号が前記受信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された受信信号を受信信号とし、前記各受信信号を加算する加算手段と、
   を備える
   ことを特徴とする無線通信システム。
3. 複数の送信アンテナを備える送信装置と、複数の受信アンテナを備える受信装置と、から構成される無線通信システムであって、
   前記送信装置は、
   信号を複数の前記送信アンテナに対応した複数の信号路を通る複数の送信信号に分岐する分岐手段と、
   前記信号路の少なくとも１つに設けられ、少なくとも、前記送信装置と受信装置の間の伝送遅延量とガードインターバルまたはガードタイムの長さとに基づいて設定した遅延時間の基準となる基準時間と、送信アンテナごとに設定され各送信アンテナを識別する番号とを用いて、前記複数の送信信号ごとに異なる遅延を付加する送信遅延手段と、
   を備え、
   前記分岐手段により分岐された送信信号が前記送信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された送信信号を送信信号とし、前記各送信信号を前記複数の送信アンテナを介して前記受信装置へ送信し、
   前記受信装置は、
   前記複数の受信アンテナで受信した複数の受信信号を通す複数の信号路の少なくとも１つに設けられ、少なくとも、前記基準時間と、受信アンテナごとに設定され各受信アンテナを識別する番号とを用いて、前記複数の受信信号ごとに異なる遅延を付加する受信遅延手段と、
   前記受信信号が前記受信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された受信信号を受信信号とし、前記各受信信号を加算する加算手段と、
   を備える
   ことを特徴とする無線通信システム。
4. 前記送信遅延手段が複数ある場合、前記送信遅延手段のうちの少なくとも２つが送信信号に付加する遅延量は異なる
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信システム。
5. 前記受信遅延手段が複数ある場合、前記受信遅延手段のうちの少なくとも２つが受信信号に付加する遅延量は異なる
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信システム。
6. 前記複数の送信アンテナの一部は選択された場合に送信信号を送信する選択送信アンテナであり、前記選択送信アンテナから送信信号の送信に使用する送信アンテナを選択し、前記分岐手段により分岐された送信信号を前記選択された送信アンテナに対応する信号路に出力する送信アンテナ選択手段を備える
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信システム。
7. 前記複数の受信アンテナの一部は選択された場合に受信信号を受信する被選択受信アンテナであり、前記被選択受信アンテナから受信信号の受信に使用する受信アンテナを選択し、前記選択された受信アンテナで受信した受信信号を前記加算手段に出力する受信アンテナ選択手段を備える
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信システム。
8. 前記分岐手段は、前記複数の送信アンテナの中から送信信号の送信に使用する送信アンテナを選択し、前記選択された送信アンテナに対応する信号路に対して送信信号を分岐する
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信システム。
9. 前記加算手段は、前記複数の受信アンテナから受信信号の受信に使用する受信アンテナを選択し、前記選択された受信アンテナで受信された受信信号を加算する
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信システム。
10. 複数の送信アンテナを備える送信装置と、複数の受信アンテナを備える受信装置と、から構成される無線通信システムであって、
    前記送信装置は、
    前記送信アンテナの数よりも小さい複数の系列の信号を出力する信号生成手段と、
    前記信号生成手段から出力された各系列の信号に対応し１以上の送信アンテナを含む複数の送信ブロックからなり、
    １の前記送信ブロックは、
    当該送信ブロックに対応する系列の信号を、当該送信ブロックが備える送信アンテナに対応した複数の信号路を通る複数の送信信号に分岐する分岐手段と、
    前記信号路の少なくとも１つに設けられ、遅延時間の基準となる基準時間と、送信アンテナごとに設定され各送信アンテナを識別する番号とに基づいて、前記複数の送信信号ごとに異なる遅延を付加する送信遅延手段と、
    を備え、
    前記分岐手段により分岐された送信信号が前記送信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された送信信号を送信信号とし、前記各送信信号を当該送信ブロックが備える送信アンテナを介して前記受信装置へ送信し、
    前記受信装置は、
    １以上の受信アンテナを含む複数の受信ブロックからなり、
    前記受信ブロックにそれぞれ対応する入力端子を備え、前記各入力端子から入力された受信信号を復調する復調手段、
    を備え、
    １の前記受信ブロックは、
    当該受信ブロックが備える受信アンテナで受信した受信信号を通す信号路の少なくとも１つに設けられ、前記基準時間と、前記送信ブロックの送信アンテナの本数と、受信アンテナごとに設定され各受信アンテナを識別する番号とに基づいて、前記複数の受信信号ごとに異なる遅延を付加する受信遅延手段と、
    前記受信信号が前記受信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された受信信号を受信信号とし、前記受信信号を加算して前記復調手段へ出力する加算手段と、
    を備える
    ことを特徴とする無線通信システム。
11. １の前記送信ブロック内に前記送信遅延手段が複数ある場合、前記送信遅延手段のうちの少なくとも２つが送信信号に付加する遅延量は異なる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
12. １の前記受信ブロック内に前記受信遅延手段が複数ある場合、前記受信遅延手段のうちの少なくとも２つが受信信号に付加する遅延量は異なる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
13. １の前記送信ブロックの分岐手段は、当該送信ブロックに含まれる送信アンテナの中から送信信号の送信に使用する送信アンテナを選択し、前記選択された送信アンテナに対応する信号路に対して送信信号を分岐する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
14. １の前記受信ブロックの加算手段は、当該受信ブロックに含まれる受信アンテナの中から受信信号の受信に使用する受信アンテナを選択し、前記選択された受信アンテナに対応する受信信号を加算する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
15. 複数の受信アンテナを備える受信装置と無線通信システムを構成する、複数の送信アンテナを備える送信装置であって、
    前記送信アンテナの数よりも小さい複数の系列の信号を出力する信号生成手段と、
    前記信号生成手段から出力された各系列の信号に対応し１以上の送信アンテナを含む複数の送信ブロックからなり、
    １の前記送信ブロックは、
    当該送信ブロックに対応する系列の信号を、当該送信ブロックが備える送信アンテナに対応した複数の信号路を通る複数の送信信号に分岐する分岐手段と、
    前記信号路の少なくとも１つに設けられ、遅延時間の基準となる基準時間と、送信アンテナごとに設定され各送信アンテナを識別する番号とに基づいて、前記複数の送信信号ごとに異なる遅延を付加する送信遅延手段と、
    を備え、
    前記分岐手段により分岐された送信信号が前記送信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された送信信号を送信信号とし、前記各送信信号を当該送信ブロックが備える送信アンテナを介して前記受信装置へ送信する
    ことを特徴とする送信装置。
16. １の前記送信ブロック内に前記送信遅延手段が複数ある場合、前記送信遅延手段のうちの少なくとも２つが送信信号に付加する遅延量は異なる
    ことを特徴とする請求項１５に記載の送信装置。
17. １の前記送信ブロックの分岐手段は、当該送信ブロックに含まれる送信アンテナの中から送信信号の送信に使用する送信アンテナを選択し、前記選択された送信アンテナに対応する信号路に対して送信信号を分岐する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の送信装置。
18. 複数の送信アンテナを備える送信装置と無線通信システムを構成する、複数の受信アンテナを備える受信装置であって、
    前記複数の受信アンテナで受信した複数の受信信号を通す複数の信号路の少なくとも１つに設けられ、少なくとも、遅延時間の基準となる基準時間と、受信アンテナごとに設定され各受信アンテナを識別する番号とを用いて、前記複数の受信信号ごとに異なる遅延を付加する受信遅延手段と、
    前記受信信号が前記受信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された受信信号を受信信号とし、前記各受信信号を加算する加算手段と、
    を備えることを特徴とする受信装置。
19. 複数の送信アンテナを備える送信装置と無線通信システムを構成する、複数の受信アンテナを備える受信装置であって、
    前記複数の受信アンテナで受信した複数の受信信号を通す複数の信号路の少なくとも１つに設けられ、前記送信装置と前記受信装置の間の伝送遅延量から送信アンテナごとに設定された基準時間の総和と、受信アンテナごとに設定され各受信アンテナを識別する番号とに基づいて、前記複数の受信信号ごとに異なる遅延を付加する受信遅延手段と、
    前記受信信号が前記受信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された受信信号を受信信号とし、前記各受信信号を加算する加算手段と、
    を備えることを特徴とする受信装置。
20. 複数の送信アンテナを備える送信装置と無線通信システムを構成する、複数の受信アンテナを備える受信装置であって、
    前記複数の受信アンテナで受信した複数の受信信号を通す複数の信号路の少なくとも１つに設けられ、少なくとも、前記送信装置と自装置の間の伝送遅延量とガードインターバルまたはガードタイムの長さとに基づいて設定した遅延時間の基準となる基準時間と、受信アンテナごとに設定され各受信アンテナを識別する番号とを用いて、前記複数の受信信号ごとに異なる遅延を付加する受信遅延手段と、
    前記受信信号が前記受信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された受信信号を受信信号とし、前記各受信信号を加算する加算手段と、
    を備えることを特徴とする受信装置。
21. 前記受信遅延手段が複数ある場合、前記受信遅延手段のうちの少なくとも２つが受信信号に付加する遅延量は異なる
    ことを特徴とする請求項１８、１９または２０に記載の受信装置。
22. 前記複数の受信アンテナの一部は選択された場合に受信信号を受信する被選択受信アンテナであり、前記被選択受信アンテナから受信信号の受信に使用する受信アンテナを選択し、前記選択された受信アンテナで受信した受信信号を前記加算手段に出力する受信アンテナ選択手段を備える
    ことを特徴とする請求項１８、１９または２０に記載の受信装置。
23. 前記加算手段は、前記複数の受信アンテナから受信信号の受信に使用する受信アンテナを選択し、前記選択された受信アンテナで受信された受信信号を加算する
    ことを特徴とする請求項１８、１９または２０に記載の受信装置。
24. 複数の送信アンテナを備える送信装置と無線通信システムを構成する、複数の受信アンテナを備える受信装置であって、
    前記送信装置が、前記送信アンテナの数よりも小さい複数の系列の信号を出力する信号生成手段から出力された各系列の信号に対応し１以上の送信アンテナを含む複数の送信ブロックを備える場合に、
    １以上の受信アンテナを含む複数の受信ブロックからなり、
    前記受信ブロックにそれぞれ対応する入力端子を備え、前記各入力端子から入力された受信信号を復調する復調手段、
    を備え、
    １の前記受信ブロックは、
    当該受信ブロックが備える受信アンテナで受信した受信信号を通す信号路の少なくとも１つに設けられ、遅延時間の基準となる基準時間と、前記送信ブロックの送信アンテナの本数と、受信アンテナごとに設定され各受信アンテナを識別する番号とに基づいて、前記複数の受信信号ごとに異なる遅延を付加する受信遅延手段と、
    前記受信信号が前記受信遅延手段により遅延を付加された場合は該遅延を付加された受信信号を受信信号とし、前記受信信号を加算して前記復調手段へ出力する加算手段と、
    を備える
    ことを特徴とする受信装置。
25. １の前記受信ブロック内に前記受信遅延手段が複数ある場合、前記受信遅延手段のうちの少なくとも２つが受信信号に付加する遅延量は異なる
    ことを特徴とする請求項２４に記載の受信装置。
26. １の前記受信ブロックの加算手段は、当該受信ブロックに含まれる受信アンテナの中から受信信号の受信に使用する受信アンテナを選択し、前記選択された受信アンテナに対応する受信信号を加算する
    ことを特徴とする請求項２４に記載の受信装置。

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