JPWO2008018468A1 - マルチアンテナ無線送信装置、およびマルチアンテナ無線送信方法 - Google Patents

Abstract

送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、制御情報をより確実に送信することができるマルチアンテナ無線送信装置等を開示する。送信アンテナ（Ｔｘ）（１１９）を用いて送信データ１（ＣＷ１）をＳＤＭ送信し、送信アンテナ（１２０）を用いて送信データ２（ＣＷ２）をＳＤＭ送信するこの装置において、Ｔｘ（１２０）よりも、Ｔｘ（１１９）の送信品質が優れる場合、ＣＷ２に関する制御情報２は、Ｔｘ（１１９）を用いて空間分割多重送信し、ＣＷ１に関する制御情報１は、ダイバーシチ送信する。

Description

本発明は、複数のアンテナを含む通信システムに使用されるマルチアンテナ無線送信装置およびマルチアンテナ無線送信方法に関し、特にＳＤＭ(Spatial Division Multiplexing)方式のＭＩＭＯ(Multiple-Input Multiple-Output)システムに使用されるマルチアンテナ無線送信装置およびマルチアンテナ無線送信方法に関する。

近年、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥ(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution)においては、高速大容量通信を実現するために、多くの技術が検討されている。例えば、移動通信システムのマルチパス干渉に強いＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)、フェージング変動する伝搬路品質に応じて変調方式および符号化率を変化させるＡＭＣ(Adaptive Modulation and Coding:適応変調符号化)、ＯＦＤＭ帯域を複数のＲＢ(Resource Block:リソースブロック)に分割し、伝搬路状態の良好なＲＢに優先的に送信パケットを割り当てる周波数スケジューリング、符号化技術と再送技術とを組み合わせて効率的に再送を行うハイブリッド自動再送要求(ＨＡＲＱ:Hybrid Automatic Repeat Request)、および送受信装置において複数のアンテナを用いて通信を行うＭＩＭＯなどの技術がある。

上記の技術においては、送受信装置間の制御チャネルを用いて制御情報を伝送する。例えば、適応変調符号化を行う通信システムにおいては、制御チャネルを用いて、変調方式および符号化率を示す制御情報を伝送する。非特許文献１には、３ＧＰＰ ＬＴＥで提案されている、下り回線用の制御チャネルに関する技術が開示されている。非特許文献１記載の制御チャネルの構成によれば、全ユーザ共有の共有制御チャネルを用いて、ユーザ毎のＲＢ割当情報をＣａｔ．１制御情報として伝送し、各ユーザのＲＢ内の個別制御チャネルを用いて、各ユーザの送信信号および送信アンテナに関する制御情報をそれぞれＣａｔ．２制御情報および再送制御情報をＣａｔ．３制御情報として伝送する。

また、前述したＭＩＭＯシステムにおいては、伝送容量を向上させるために、各送信アンテナから異なる信号を送信するＳＤＭ技術が検討されている。ＳＤＭにおいては、各送信アンテナから別々の符号化単位の信号を送信するＭＣＷ(Multiple Code Word)が有力視されている。ここで、ＣＷ(Code Word)とは符号化単位を示しており、ＭＣＷ技術を用いるＭＩＭＯシステムにおいては、各ＣＷの変調方式、符号化率、および再送制御が異なるため、すべてのＣＷに関するＣａｔ．２制御情報およびＣａｔ．３制御情報を伝送する必要がある。各ＣＷと制御情報（Ｃａｔ．２制御情報およびＣａｔ．３制御情報）とを伝送する方法として、図１に示すように、各送信アンテナが、各自のＣＷと制御情報とをＳＭＤ送信する方法がある。図１においては、ＭＩＭＯ無線送信装置が２本の送信アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ２）を備え、２つのＣＷ（ＣＷ１〜ＣＷ２）を送信する場合を例にとって、ＣＷ１に関する制御情報１およびＣＷ２に関する制御情報２をＳＤＭ送信する方法を示す。しかし、基地局における総送信電力は一定であるため、この図に示す制御情報のＳＤＭ送信方法によれば、アンテナあたりの送信電力は下がってしまい、また、ＳＤＭ送信されるストリーム間の干渉により、低品質の送信アンテナで伝送される制御情報は誤りがちである。従って、ＭＩＭＯ無線受信装置はＣＷを正しく復調および復号できない場合がある。

これに対して、誤り率を低下させることができる制御情報伝送方法として、図２Ａおよび図２Ｂに示すような方法がある。図２Ａは、ＭＩＭＯ無線送信装置が２本の送信アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ２）を備える場合を例示し、図２Ｂは、ＭＩＭＯ無線送信装置が４本の送信アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）を備え、４つのＣＷ（ＣＷ１〜ＣＷ４）を送信する場合を例示する。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、各送信アンテナは、すべてのＣＷに関する制御情報１〜４をオーバヘッドとして送信する。従って、図１にしめすような制御情報のＳＤＭ送信方法に比べ、すべてのＣＷに関する制御情報をより確実に伝送することができる。
Ericsson NTT DoCoMo著、３ＧＰＰ Ｒ１−０６０５７３

しかしながら、ＳＤＭ方式のＭＩＭＯシステムにおいて、上記のようにすべてのＣＷに関する制御情報をオーバヘットとして伝送する方法では、送信アンテナ数が増加してＳＤＭ送信するＣＷの数が増加するとともに、制御情報を含むオーバヘッドが増加して伝送容量が低下するという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、マルチアンテナ無線通信システムにおいて送信信号のオーバヘッドを低減しつつ、制御情報をより確実に送信することができるマルチアンテナ無線送信装置、およびマルチアンテナ無線送信方法を提供することを目的とする。

本発明のマルチアンテナ無線送信装置は、第１データを空間分割多重送信する第１アンテナと、第２データを空間分割多重送信する第２アンテナと、を具備し、前記第１アンテナは、前記第２アンテナより送信品質が優れ、前記第１アンテナは、前記第２データに関する第２制御情報を空間分割多重送信し、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの少なくとも１つは、前記第１データに関する第１制御情報を空間分割多重せずに送信する構成を採る。

本発明のマルチアンテナ無線送信方法は、第１データを空間分割多重送信する第１アンテナと、第２データを空間分割多重送信する第２アンテナと、を具備する無線送信装置において用いられるマルチアンテナ無線送信方法であって、前記第１アンテナは、前記第２アンテナより送信品質が優れ、前記第２データに関する第２制御情報を前記第１アンテナから空間分割多重送信し、前記第１データに関する第１制御情報を前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの少なくとも１つから空間分割多重せずに送信するようにした。

本発明によれば、複数のアンテナを用いて通信を行うマルチアンテナ無線通信システムにおいて送信信号のオーバヘッドを低減しつつ、制御情報をより確実に送信することができる。

従来の制御情報の送信方法を示す図 従来の制御情報の送信方法を示す図 従来の制御情報の送信方法を示す図 本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ無線送信装置において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図 本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ無線受信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ無線受信装置において制御情報および送信データを受信する処理手順を示すフロー図 本発明の実施の形態２に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態３に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態３に係るＭＩＭＯ無線送信装置において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図 本発明の実施の形態３に係るＭＩＭＯ無線受信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る各送信アンテナに対応する制御情報を、２ランキング上位の送信アンテナを介してＳＤＭ送信する方法を示す図 本発明の実施の形態４に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態４に係るＭＩＭＯ無線受信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態５に係るＭＩＭＯ無線受信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態６に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態６に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態６に係るＭＩＭＯ無線受信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態７に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態８に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態８に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態８に係るＭＩＭＯ無線送信装置において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図 本発明の実施の形態８に係るＭＩＭＯ無線受信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態８に係るＭＩＭＯ無線受信装置において制御情報および送信データを受信する処理手順を示すフロー図

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。

（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ無線送信装置１００の主要な構成を示すブロック図である。ここでは、マルチアンテナ無線送信装置として、２本の送信アンテナを備え、ＳＤＭ方式の通信を行うＭＩＭＯ無線送信装置１００を例にとって説明する。

ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、送信アンテナ品質検出部１０１、制御情報生成部１０２、制御情報送信アンテナ決定部１０３、符号化部１０４，１０５、切替部１０６、符号化部１０７、ダイバーシチ送信処理部１０８、符号化部１０９、切替部１１０、多重部１１１，１１２、変調部１１３，１１４、多重部１１５，１１６、ＲＦ部１１７，１１８、および送信アンテナ１１９，１２０を備える。ＭＩＭＯ無線送信装置１００には、ＣＷ１およびＣＷ２が送信データとして入力され、各送信アンテナの送信品質を示すＣＱＩがフィードバック情報として後述のＭＩＭＯ無線受信装置２００からフィードバックされる。ＣＷ１、符号化部１０４、多重部１１１、変調部１１３、多重部１１５、およびＲＦ部１１７は送信アンテナ１１９に対応し、ＣＷ２、符号化部１０５、多重部１１２、変調部１１４、多重部１１６、およびＲＦ部１１８は送信アンテナ１２０に対応する。

ＭＩＭＯ無線送信装置１００の各部は以下の動作を行う。

送信アンテナ品質検出部１０１は、後述のＭＩＭＯ無線受信装置２００からフィードバックされるＣＱＩなどの情報に基づき、送信アンテナ１１９および送信アンテナ１２０の送信品質を検出し、制御情報生成部１０２および制御情報送信アンテナ決定部１０３に出力する。ここで、ＣＱＩとは、受信品質を示す情報であり、例えば、受信ＳＩＮＲ、受信ＳＮＲ、受信ＣＮＲ、受信電力などに基づいて決定される。そして、送信品質とは、フィードバックされるＣＱＩなどの受信品質情報に基づいて推定される送信側からみた伝搬路の品質である。

制御情報生成部１０２は、送信アンテナ品質検出部１０１から入力される送信アンテナ１１９の送信品質に基づき、ＣＷ１用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報１を生成して符号化部１０４、変調部１１３、および切替部１０６に出力する。また、制御情報生成部１０２は、送信アンテナ品質検出部１０１から入力される送信アンテナ１２０の送信品質に基づき、ＣＷ２用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報２を生成して符号化部１０５、変調部１１４、および切替部１０６に出力する。以下、制御情報１を送信アンテナ１１９に対応する制御情報とも称し、制御情報２は送信アンテナ１２０に対応する制御情報とも称す。また、制御情報生成部１０２は、送信アンテナ１１９，１２０に関するアンテナ情報を生成し符号化部１０７に出力する。

制御情報送信アンテナ決定部１０３は、送信アンテナ品質検出部１０１から入力される送信アンテナ１１９および送信アンテナ１２０の送信品質に基づき、送信品質がより優れる送信アンテナを制御情報送信アンテナと決定して、決定結果を切替部１０６および切替部１１０に出力する。ここで、送信品質がより優れている送信アンテナとは、送信側からみた伝搬路品質が良好な送信アンテナのことである。以下の説明では、送信アンテナ１１９が制御情報送信アンテナとして決定される場合を例にとって説明する。

符号化部１０４，１０５それぞれは、制御情報生成部１０２から入力される制御情報１および制御情報２が示す符号化率それぞれを用いて、ＭＩＭＯ無線送信装置１００に入力されるＣＷ１およびＣＷ２それぞれに対し、ターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータを多重部１１１，１１２それぞれに出力する。

切替部１０６は、制御情報生成部１０２から入力される制御情報１および制御情報２のうち、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）に対応する制御情報（本例では制御情報１）を符号化部１０７に出力し、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ（本例では送信アンテナ１２０）に対応する制御情報（本例では制御情報２）を符号化部１０９に出力する。

符号化部１０７は、切替部１０６から入力される制御情報（本例では制御情報１）および制御情報生成部１０２から入力されるアンテナ情報に対し、所定の符号化率を用いてターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータをダイバーシチ送信処理部１０８に出力する。

ダイバーシチ送信処理部１０８は、符号化部１０７から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報１およびアンテナ情報の符号化パラメータ）に対してダイバーシチ送信を行うための信号処理を施し、得られるダイバーシチ送信信号を多重部１１５および多重部１１６に出力する。以下、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信される制御情報とも称す。

符号化部１０９は、切替部１０６から入力される制御情報（本例では制御情報２）に対して、ターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータを切替部１１０に出力する。符号化部１０９は、送信データ符号化用の符号化率と制御情報符号化用の符号化率とを対応付けたテーブルを内蔵する。そして、符号化部１０９は、切替部１０６から入力される制御情報（本例では制御情報２）が示すＣＷ２用の符号化率を用いて内蔵のテーブルを参照し、符号化部１０９における符号化処理用の符号化率を決定し、その決定した符号化率を制御情報の符号化処理に用いる。

切替部１１０は、符号化部１０９から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２の符号化パラメータ）を、多重部１１１および多重部１１２のうち、制御情報送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部１１１）に出力する。切替部１１０は、制御情報送信アンテナ決定部１０３から入力される決定結果に基づき、上記の出力先を切り替える。

多重部１１１，１１２のうち、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）に対応する多重部（本例では多重部１１１）は、切替部１１０から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２の符号化パラメータ）と、制御情報送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０４）から入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ１の符号化パラメータ）とを多重し、得られる多重信号を制御情報送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１３）に出力する。ここで、多重部１１１から変調部１１３に出力される多重信号は、送信アンテナ１１９を介してＳＤＭ送信されるＳＤＭ送信信号である。以下、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）をＳＤＭ送信される制御情報とも称す。

一方、多重部１１１，１１２のうち、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ（本例では送信アンテナ１２０）に対応する多重部（本例では多重部１１２）は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０５）から入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ２の符号化パラメータ）を、直接、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１４）に出力する。ここで、多重部１１２から変調部１１４に出力される多重信号は、送信アンテナ１２０を介してＳＤＭ送信されるＳＤＭ送信信号である。

変調部１１３，１１４それぞれは、制御情報生成部１０２から入力される制御情報１および制御情報２が示すＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの変調方式を用いて、多重部１１１，１１２それぞれから入力されるＳＤＭ送信信号に対して、変調処理を施し、得られる変調信号を多重部１１５，１１６それぞれに出力する。

多重部１１５，１１６それぞれは、変調部１１３，１１４から入力されるそれぞれの変調信号と、ダイバーシチ送信処理部１０８から入力されるダイバーシチ送信信号とを多重し、得られる多重送信信号をＲＦ部１１７，１１８それぞれに出力する。

ＲＦ部１１７，１１８それぞれは、多重部１１５，１１６から入力されるそれぞれの多重送信信号に対してアップコンバード処理を行い、アップコンバートされた送信信号は、送信アンテナ１１９，１２０それぞれを介して送信される。

図４は、ＭＩＭＯ無線送信装置１００における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。図４Ａは、送信アンテナ１２０（Ｔｘ１２０）よりも送信アンテナ１１９（Ｔｘ１１９）の送信品質がより優れ、送信アンテナ１１９が制御情報送信アンテナとして決定される場合を例示する。図４Ｂは、送信アンテナ１１９よりも送信アンテナ１２０の送信品質がより優れ、送信アンテナ１２０が制御情報送信アンテナとして決定される場合を例示する図である。

図４Ａに示すように、送信アンテナ１１９が制御情報送信アンテナとして決定される場合、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、ＣＷ１に関する制御情報１およびアンテナ情報をダイバーシチ送信する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、制御情報２およびＣＷ１を多重し、送信アンテナ１１９を介してＳＤＭ送信し、送信アンテナ１２０を介してＣＷ２をＳＤＭ送信する。

図４Ｂに示すように、送信アンテナ１２０が制御情報送信アンテナとして決定される場合、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、ＣＷ２に関する制御情報２およびアンテナ情報をダイバーシチ送信する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、制御情報１およびＣＷ２を多重し、送信アンテナ１２０を介してＳＤＭ送信し、送信アンテナ１１９を介してＣＷ１をＳＤＭ送信する。

図５は、ＭＩＭＯ無線送信装置１００において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図である。

まず、送信アンテナ品質検出部１０１は、ＭＩＭＯ無線受信装置２００からフィードバックされるＣＱＩなどの情報を用いて、送信アンテナ１１９および送信アンテナ１２０の送信品質を検出する（ＳＴ１０１０）。

次いで、制御情報生成部１０２は、送信アンテナ品質検出部１０１で検出された送信アンテナ１１９，１２０の送信品質に基づき、ＣＷ１およびＣＷ２用の変調方式および符号化率を決定する。そして、制御情報生成部１０２は、ＣＷ１用の変調方式、符号化率に関する情報を含む制御情報１、ＣＷ２用の変調方式、符号化率に関する情報を含む制御情報２、および送信アンテナ１１９，１２０に関するアンテナ情報を生成する（ＳＴ１０２０）。

次いで、制御情報送信アンテナ決定部１０３は、送信アンテナ品質検出部１０１で検出された送信アンテナ１１９，１２０の送信品質に基づき、送信品質のより優れる方（本例では送信アンテナ１１９）を制御情報送信アンテナとして決定する（ＳＴ１０３０）。

次いで、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、ＳＴ１０４０〜ＳＴ１０８０からなるループ処理の処理対象となる送信アンテナを選択する。ＳＴ１０４０〜ＳＴ１０８０からなるループ処理は、初期値として送信アンテナ１１９を処理対象とする。ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、毎回のループにおいて、前回選択された送信アンテナの次の送信アンテナを選択して、処理対象とする（ＳＴ１０４０）。

次いで、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、処理対象となる送信アンテナが制御情報送信アンテナであるか否かを判定する（ＳＴ１０５０）。

処理対象となる送信アンテナ（例えば、送信アンテナ１１９）が制御情報送信アンテナであると判定される場合（ＳＴ１０５０：ＹＥＳ）、ダイバーシチ送信処理部１０８は、制御情報送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報１）およびアンテナ情報に対してダイバーシチ送信を行うための信号処理を行い、ダイバーシチ送信信号を生成する（ＳＴ１０６０）。

処理対象となる送信アンテナ（例えば、送信アンテナ１２０）が制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）でないと判定される場合（ＳＴ１０５０：ＮＯ）、制御情報送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部１１１）は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）と、制御情報送信アンテナに対応する送信データ（本例ではＣＷ１）とを多重し、ＳＤＭ送信信号を生成する（ＳＴ１０７０）。

次いで、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、すべての送信アンテナが処理対象として選択されたか否かを判定する（ＳＴ１０８０）。すべての送信アンテナが処理対象として選択されなかったと判定される場合（ＳＴ１０８０：ＮＯ）、処理手順はＳＴ１０４０に戻る。一方、すべての送信アンテナが処理対象として選択されたと判定される場合（ＳＴ１０８０：ＹＥＳ）、処理手順はＳＴ１０９０に移行する。

次いで、各送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９，１２０）は、ＳＴ１０６０で生成されたダイバーシチ送信信号と、ＳＴ１０７０で生成されたＳＤＭ送信信号とを多重し、多重送信信号を生成する（ＳＴ１０９０）。

次いで、各送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９，１２０）は、各制御情報を含む多重送信信号を送信する（ＳＴ１１００）。

図６は、本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線受信装置２００の主要な構成を示すブロック図である。

ＭＩＭＯ無線受信装置２００は、受信アンテナ２０１，２０２、ＲＦ部２０３，２０４、チャネル推定部２０５、ダイバーシチ制御情報検出部２０６、制御情報復号部２０７、ＭＩＭＯ分離処理部２０８、ＳＤＭ制御情報検出部２０９、送信データ復号部２１０、および送信アンテナ品質推定部２１１を備える。

ＭＩＭＯ無線受信装置２００の各部は以下の動作を行う。なお、ＭＩＭＯ無線送信装置１００においてＣＷ１に対応する制御情報１がダイバーシチ送信された場合を例にとって説明する。

受信アンテナ２０１，２０２それぞれは、ＭＩＭＯ無線送信装置１００から送信される信号を受信し、受信信号をＲＦ部２０３，２０４それぞれに出力する。

ＲＦ部２０３，２０４それぞれは、受信アンテナ２０１，２０２それぞれから入力される受信信号に対し、ダウンコンバート処理を施し、チャネル推定部２０５、ＭＩＭＯ分離処理部２０８、およびダイバーシチ制御情報検出部２０６に出力する。

チャネル推定部２０５は、ＲＦ部２０３，２０４でダウンコンバートされた受信信号を用いて、チャネル推定を行い、得られるチャネル推定値をダイバーシチ制御情報検出部２０６、ＭＩＭＯ分離処理部２０８、および送信アンテナ品質推定部２１１に出力する。

ダイバーシチ制御情報検出部２０６は、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値に基づき、ＲＦ部２０３，２０４でダウンコンバートされた受信信号に対してダイバーシチ受信処理、例えばＳＴＢＣ受信処理を行い、ダイバーシチ送信された制御情報（本例では制御情報１）およびアンテナ情報を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

制御情報復号部２０７は、ダイバーシチ制御情報検出部２０６で検出された制御情報（本例では制御情報１）、アンテナ情報、またはＳＤＭ制御情報検出部２０９で検出された制御情報（本例では制御情報２）に対して復号化処理を施し、ＭＩＭＯ分離処理部２０８に出力する。

ＭＩＭＯ分離処理部２０８は、ＲＦ部２０３，２０４でダウンコンバートされた受信信号、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値、および制御情報復号部２０７から入力される制御情報（本例では制御情報１、制御情報２、およびアンテナ情報）を用いて、各送信アンテナで送信されたＳＤＭ送信信号を分離し、ＳＤＭ制御情報検出部２０９および送信データ復号部２１０に出力する。ＭＩＭＯ分離処理の方法としては、例えば、空間フィルタリングや、ＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）などがある。

ＳＤＭ制御情報検出部２０９は、ＭＩＭＯ分離処理部２０８から入力されるＳＤＭ送信信号から、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

送信データ復号部２１０は、ＭＩＭＯ分離処理部２０８から入力されるＳＤＭ送信信号から送信データ（本例ではＣＷ１およびＣＷ２）を検出し、さらに復号処理を施し、得られる受信データを出力する。

送信アンテナ品質推定部２１１は、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値を用いて、ＭＩＭＯ無線送信装置１００の送信アンテナ１１９，１２０それぞれの送信品質を推定し、推定結果を表すＣＱＩなどの情報をＭＩＭＯ無線送信装置１００にフィードバックする。

図７は、ＭＩＭＯ無線受信装置２００において制御情報および送信データを受信する処理手順を示すフロー図である。

まず、受信アンテナ２０１，２０２は、ＭＩＭＯ無線送信装置１００から送信される信号を受信し、ＲＦ部２０３，２０４それぞれは受信アンテナ２０１，２０２が受信した受信信号それぞれに対してダウンコンバート処理を施す（ＳＴ２０１０）。

次いで、チャネル推定部２０５は、ダウンコンバートされた受信信号を用いてチャネル推定を行う（ＳＴ２０２０）。

次いで、ダイバーシチ制御情報検出部２０６は、チャネル推定値を用いて、ダウンコンバートされた受信信号の中からダイバーシチ送信された制御情報（本例では、制御情報１）およびアンテナ情報を検出する。検出された制御情報およびアンテナ情報は制御情報復号部２０７で復号される（ＳＴ２０３０）。

次いで、ＭＩＭＯ分離処理部２０８は、ダイバーシチ送信された制御情報（本例では制御情報１）およびアンテナ情報を用いてＭＩＭＯ分離処理を行い、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）で送信されたＳＤＭ送信信号を得る（ＳＴ２０４０）。

次いで、ＳＤＭ制御情報検出部２０９は、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）で送信されたＳＤＭ送信信号から、ＳＤＭ送信された制御情報（本例では制御信号２）を検出する。検出された制御情報は制御情報復号部２０７において復号される（ＳＴ２０５０）。

次いで、ＭＩＭＯ分離処理部２０８は、ＳＤＭ送信された制御信号を用いて、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ（本例では送信アンテナ１２０）で送信されたすべてのＳＤＭ送信信号を分離する（ＳＴ２０６０）。

次いで、送信データ復号部２１０は、すべてのＳＤＭ送信信号に対して復号処理を行う（ＳＴ２０７０）。

このように、本実施の形態によれば、ＭＩＭＯ無線送信装置において、送信品質がより優れる送信アンテナを制御情報送信アンテナとして決定し、決定された制御情報送信アンテナを用いて他の送信アンテナに対応する制御情報をＳＤＭ送信し、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に送信することができる。

なお、本実施の形態では、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をより確実に送信するために、ダイバーシチ送信する場合を例にとって説明した。しかし、ＳＤＭ送信より確実な他の送信方法を用いて、送信品質の最も優れる送信アンテナに対応する制御情報を送信しても良い。ここで、制御情報をより確実に送信するということは、送信誤り率を低減することを含む。すなわち、ＳＤＭ送信より誤り率の低い他の送信方法を用いれば良い。

またここで、ダイバーシチ送信方法としては、ＳＴＢＣ（Space Time Block Coding）等の空間ダイバーシチ、指向性ダイバーシチ、周波数ダイバーシチ、時間ダイバーシチなどがある。ダイバーシチ送信においては複数の送信アンテナを用いても良く、１本の送信アンテナを用いても良い。本実施の形態では、すべての送信アンテナを用いて、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する場合を例にとって説明した。しかし、制御情報送信アンテナ１本のみを用いてダイバーシチ送信を行っても良い。かかる場合、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、ＭＩＭＯ無線受信装置２００からフィードバックされるフィードバック情報を用いて制御情報送信アンテナを決定し、ＭＩＭＯ無線受信装置２００は、ＭＩＭＯ無線送信装置１００と共有している送信アンテナ品質から制御情報送信アンテナを判別することができる。よって、簡易な処理でダイバーシチ送信処理を行い、制御情報を誤りにくく確実に伝送することができる。

さらには、制御情報をダイバーシチ送信する送信アンテナを固定の１つに決めておいても良い。かかる場合、空間多重せず１本の固定の送信アンテナから制御情報をダイバーシチ送信するため、制御情報の送信電力低下およびアンテナ間干渉を回避し、制御情報を誤りにくく伝送することができる。また、かかる場合、送受信双方において、制御情報送信アンテナの決定または判別なしにダイバーシチ送信を行うことができるため、ＭＩＭＯ無線送信装置１００およびＭＩＭＯ無線受信装置２００の構成をより簡略化することができる。

また、本実施の形態では、各送信アンテナを用いて、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信し、制御情報送信アンテナ１本のみを用いて他の制御情報をＳＤＭ送信する場合を例にとって説明した。しかし、制御情報送信アンテナを用いてすべての制御情報をダイバーシチ送信し、ＳＤＭ送信方法を送信データ（ＣＷ）の送信のみに用いても良い。

また、本実施の形態では、符号化部１０９は、送信データ符号化用の符号化率と制御情報符号化用の符号化率とを対応付けたテーブルを内蔵し用いる場合を例にとって説明した。しかし、送信アンテナの送信品質と制御情報符号化用の符号化率とを対応付けたテーブルを内蔵し用いても良い。かかる場合、送信アンテナ品質検出部１０１は、符号化部１０９に送信アンテナ品質を入力し、符号化部１０９は、内蔵のテーブルを参照し、符号化部１０９における符号化処理用の符号化率を決定し用いれば良い。このようにして制御情報符号化用の符号化率を適応的に変化させることができるため、符号化効率を向上することができる。

また、本実施の形態では、無線受信装置２００からフィードバックされる情報に基づき、各ＣＷ用の変調方式および符号化率を含む制御情報を適応的に生成する場合を例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、制御情報を適応的に生成せず直接無線送信装置１００の外部から入力しても良い。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係るＭＩＭＯ無線送信装置３００の主要な構成を示すブロック図である。なお、ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線送信装置１００（図３参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。

ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、送信データとしてＣＷ１、ＣＷ２−１、…、ＣＷ２−Ｎ（ここでＮはＮ＞１の整数）が入力される点において、ＭＩＭＯ無線送信装置１００と相違する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、符号化部１０５、多重部１１２、変調部１１４、多重部１１６、ＲＦ部１１８、送信アンテナ１２０、および符号化部１０９それぞれをＮ個ずつ備える点においてＭＩＭＯ無線送信装置１００と相違する。ここでは、符号化部１０５−１〜１０５−Ｎ、多重部１１２−１〜１１２−Ｎ、変調部１１４−１〜１１４−Ｎ、多重部１１６−１〜１１６−Ｎ、ＲＦ部１１８−１〜１１８−Ｎ、送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎ、および符号化部１０９−１〜１０９−Ｎと符号を付す。また、ＭＩＭＯ無線送信装置３００の送信アンテナ品質検出部３０１、制御情報生成部３０２、制御情報送信アンテナ決定部３０３、切替部３０６、切替部３１０、および多重部３１１と、ＭＩＭＯ無線送信装置１００の送信アンテナ品質検出部１０１、制御情報生成部１０２、制御情報送信アンテナ決定部１０３、切替部１０６、切替部１１０、および多重部１１１とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

送信アンテナ品質検出部３０１は、後述のＭＩＭＯ無線受信装置４００からフィードバックされるＣＱＩなどの情報に基づき、送信アンテナ１１９，１２０−１〜１２０−Ｎそれぞれの送信品質を検出し、制御情報生成部３０２および制御情報送信アンテナ決定部３０３に出力する。

制御情報生成部３０２は、送信アンテナ品質検出部３０１から入力される送信アンテナ１１９の送信品質に基づき、ＣＷ１用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報１を生成して符号化部１０４、変調部１１３、および切替部３０６に出力する。また、制御情報生成部３０２は、送信アンテナ品質検出部３０１から入力される送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎの送信品質に基づき、ＣＷ２−１〜ＣＷ２−Ｎ用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報それぞれを含む制御情報２−１〜２−Ｎそれぞれを生成して符号化部１０５−１〜１０５−Ｎのそれぞれ、変調部１１４−１〜１１４−Ｎのそれぞれ、および切替部３０６に出力する。また、制御情報生成部３０２は、送信アンテナ１１９，１２０−１〜１２０−Ｎに関するアンテナ情報を生成し符号化部１０７に出力する。

制御情報送信アンテナ決定部３０３は、送信アンテナ品質検出部３０１から入力される送信アンテナ１１９および送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎの送信品質に基づき、送信品質が最も優れる送信アンテナ、例えば送信アンテナ１１９を制御情報送信アンテナと決定して、決定結果を切替部３０６および切替部３１０に出力する。以下の説明では、送信アンテナ１１９が制御情報送信アンテナとして決定される場合を例にとって説明する。

符号化部１０５−１〜１０５−Ｎそれぞれは、制御情報生成部３０２から入力される制御情報２−１〜２−Ｎそれぞれが示す符号化率を用いて、ＣＷ２−１〜２−Ｎそれぞれに対しターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータを多重部１１２−１〜１１２−Ｎそれぞれに出力する。

切替部３０６は、制御情報生成部３０２から入力される制御情報１、制御情報２−１〜２−Ｎのうち、制御情報送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報１）を符号化部１０７に出力し、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２−１〜２−Ｎ）を符号化部１０９−１〜１０９−Ｎそれぞれに出力する。

符号化部１０９−１〜１０９−Ｎそれぞれは、切替部３０６から入力される制御情報（本例では制御情報２−１〜２−Ｎ）それぞれに対して、ターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータを切替部３１０に出力する。

切替部３１０は、符号化部１０９−１〜１０９−Ｎから入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２−１〜２−Ｎの符号化パラメータ）を、多重部３１１、多重部１１２−１〜１１２−Ｎのうち、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）に対応する多重部（本例では多重部３１１）に出力する。切替部３１０は、制御情報送信アンテナ決定部３０３から入力される決定結果に基づき、上記符号化パラメータの出力先を切り替える。

多重部３１１、多重部１１２−１〜１１２−Ｎのうち、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）に対応する多重部（本例では多重部３１１）は、切替部３１０から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２−１〜２〜Ｎの符号化パラメータ）と、制御情報送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０４）から入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ１の符号化パラメータ）とを多重し、得られる多重信号を制御情報送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１３）に出力する。

一方、多重部３１１、多重部１１２−１〜１１２−Ｎのうち、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ（本例では送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎ）に対応する多重部（本例では多重部１１２−１〜１１２−Ｎ）それぞれは、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０５−１〜１０５−Ｎ）それぞれから入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ２−１〜２−Ｎの符号化パラメータ）を、直接、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１４−１〜１１４−Ｎ）それぞれに出力する。

変調部１１４−１〜１１４−Ｎそれぞれは、制御情報生成部３０２から入力される制御情報２−１〜２−Ｎそれぞれが示すＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの変調方式を用いて、多重部１１２−１〜１１２−Ｎから入力される多重信号それぞれに対して変調処理を施し、得られる変調信号を多重部１１６−１〜１１６−Ｎそれぞれに出力する。

多重部１１６−１〜１１６−Ｎそれぞれは、変調部１１４−１〜１１４−Ｎそれぞれから入力される変調信号と、ダイバーシチ送信処理部１０８から入力されるダイバーシチ送信信号とを多重し、得られる多重送信信号それぞれをＲＦ部１１８−１〜１１８−Ｎそれぞれに出力する。

ＲＦ部１１８−１〜１１８−Ｎそれぞれは、多重部１１６−１〜１１６−Ｎそれぞれから入力される多重送信信号それぞれに対してアップコンバード処理を行う。アップコンバートされた送信信号は、送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎそれぞれを介して送信される。

図９は、ＭＩＭＯ無線送信装置３００における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。この図においては、ＭＩＭＯ無線送信装置３００が４つの送信アンテナを備え、そのうち送信アンテナ（Ｔｘ）１１９の品質が最も優れる場合を例にとって説明する。

図９に示すように、ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、ＣＷ１に関する制御情報１およびアンテナ情報をダイバーシチ送信する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、制御情報２−１〜２−３とＣＷ１とを多重し、Ｔｘ１１９を介してＳＤＭ送信する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、Ｔｘ１２０−１〜１２０−３それぞれを介してＣＷ２−１〜２−３それぞれをＳＤＭ送信する。

ＭＩＭＯ無線送信装置３００において制御情報を送信する処理手順は、ＭＩＭＯ無線送信装置１００において制御情報を送信する処理手順と同様の基本的ステップを有する。ＭＩＭＯ無線送信装置３００における制御情報送信の処理手順を示すフロー図として図５に示すフロー図を流用し、その詳細な説明を省略する。ＭＩＭＯ無線送信装置３００において制御情報を送信する処理手順では、ＭＩＭＯ無線送信装置１００において制御情報を送信する処理手順と比べ、送信データの数が相違し、それに対応してＳＴ１０４０〜ＳＴ１０８０のループ処理の回数が相違する。また、ＳＴ１０７０において、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、制御情報送信アンテナ以外の１つの送信アンテナに対応する制御情報と、制御情報送信アンテナに対応する送信データとを多重するのに対して、ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、制御情報送信アンテナ以外のＮ個の送信アンテナに対応するＮ個の制御情報と、制御情報送信アンテナに対応する送信データとを多重する。

本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線受信装置４００は、本発明の実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線受信装置２００と同様の基本的な構成および動作を有している。但し、ＭＩＭＯ無線受信装置４００は、分離処理および復号処理を行い、Ｎ＋１個の受信データを得る点においてＭＩＭＯ無線受信装置２００と相違する。ＭＩＭＯ無線受信装置４００の構成および動作は、ＭＩＭＯ無線受信装置２００の構成および動作を基に類推することができるため、ここではその説明を省略する。

このように、本実施の形態によれば、３つ以上の送信アンテナを備えるＭＩＭＯ無線送信装置において、送信品質が最も優れる送信アンテナを制御情報送信アンテナとして決定し、決定された制御情報送信アンテナを用いて他の送信アンテナに対応するすべての制御情報を送信し、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に送信することができる。

また、本実施の形態によれば、制御情報送信アンテナを用いて、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応するすべての制御情報をまとめて符号化し送信するため、送受信双方の符号化処理を軽減することができる。よって、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check)などの誤り検出符号化を適用する場合、すべての制御情報からなる、まとまった情報が符号化処理の対象となるため、送信信号のオーバヘットをさらに削減し、誤り検出の正確率を向上することができる。

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係るＭＩＭＯ無線送信装置５００の主要な構成を示すブロック図である。なお、ＭＩＭＯ無線送信装置５００は、実施の形態２に示したＭＩＭＯ無線送信装置３００（図８参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。

ＭＩＭＯ無線送信装置５００は、送信アンテナランキング部５０１をさらに備える点において、ＭＩＭＯ無線送信装置３００と相違する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置５００の制御情報送信アンテナ決定部５０３、切替部５１０、多重部５１１、多重部５１２−１〜５１２−Ｎそれぞれと、ＭＩＭＯ無線送信装置３００の制御情報送信アンテナ決定部３０３、切替部３１０、多重部３１１、多重部１１２−１〜１１２−Ｎそれぞれとは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

送信アンテナランキング部５０１は、送信アンテナ品質検出部３０１から入力される送信アンテナ１１９、送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎそれぞれの送信品質に基づき、Ｎ＋１個のすべての送信アンテナに対して送信品質が優れる方からランキング順位を付け、ランキング結果を制御情報送信アンテナ決定部５０３に出力する。ここでは、ランキング結果が、送信品質が優れる方から送信アンテナ１１９、送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎの順となる場合を例にとって説明する（以下同様）。なお、以下の説明においては、各送信アンテナに対応する送信データ（ＣＷ）、制御情報、符号化部、多重部、およびＲＦ部それぞれに対しても、送信アンテナのランキング結果を用いてランキング順位を付け、説明する場合がある。

制御情報送信アンテナ決定部５０３は、送信アンテナランキング部５０１から入力されるランキング結果に基づき、送信品質が最も優れる１つの送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）を制御情報送信アンテナとして決定し、決定結果およびランキング結果を切替部３０６および切替部５１０に出力する。

切替部５１０は、符号化部１０９−１〜１０９−Ｎで符号化された制御情報（本例では制御情報２−１〜２−Ｎ）それぞれを、１ランキング上位の多重部（本例では多重部５１１、多重部５１２−１〜５１２−（Ｎ−１））それぞれに出力する。切替部５１０は、制御情報送信アンテナ決定部５０３から入力されるランキング結果に基づき、上記の制御情報の出力先を切り替える。

多重部５１１、多重部５１２−１〜５１２−Ｎのうち、送信品質の優れる方からのＮ個の送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部５１１、多重部５１２−１〜５１２−（Ｎ−１））それぞれは、対応する符号化部（本例では符号化部１０４、符号化部１０５−１〜１０５−（Ｎ−１））から入力される符号化パラメータそれぞれ（本例ではＣＷ１、ＣＷ２−１〜２−（Ｎ−１）の符号化パラメータそれぞれ）と、切替部５１０から入力される符号化パラメータそれぞれ（本例では制御情報２−１〜２−Ｎの符号化パラメータそれぞれ）を多重し、得られる多重信号を対応する変調部（本例では変調部１１３、変調部１１４−１〜１１４−（Ｎ−１））それぞれに出力する。

多重部５１１、多重部５１２−１〜５１２−Ｎのうち、送信品質の最も劣る送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部５１２−Ｎ）は、対応する符号化部（本例では符号化部１０５−Ｎ）から入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ２−Ｎの符号化パラメータ）を直接、対応する変調部（本例では変調部１１４−Ｎ）に出力する。

図１１は、ＭＩＭＯ無線送信装置５００における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。この図においては、ＭＩＭＯ無線送信装置５００が４つの送信アンテナを備え、送信アンテナのランキング結果は、送信品質が優れる方から、送信アンテナ（Ｔｘ）１１９，１２０−１，１２０−２，１２０−３の順となる場合を例示する。

図１１に示すように、ＭＩＭＯ無線送信装置５００は、ＣＷ１に関する制御情報１およびアンテナ情報をダイバーシチ送信する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置５００は、制御情報２−１およびＣＷ１を多重し、送信アンテナ１１９を介してＳＤＭ送信し、制御情報２−２およびＣＷ２−１を多重し、送信アンテナ１２０−１を介してＳＤＭ送信し、制御情報２−３およびＣＷ２−２を多重し、送信アンテナ１２０−２を介してＳＤＭ送信し、送信アンテナ１２０−３を介してＣＷ２−３をＳＤＭ送信する。

図１２は、ＭＩＭＯ無線送信装置５００において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図である。

ＭＩＭＯ無線送信装置５００において制御情報を送信する処理手順は、ＭＩＭＯ無線送信装置３００における処理手順（図５参照）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す。

ＭＩＭＯ無線送信装置５００において制御情報を送信する処理手順のステップ５０７０と、ＭＩＭＯ無線送信装置３００において制御情報を送信する処理手順のステップ１０７０とは、処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

また、ＭＩＭＯ無線送信装置３００においては、制御情報送信アンテナを介して、制御情報送信アンテナ以外の各送信アンテナに対応するすべての制御情報をＳＤＭ送信する（図５のＳＴ１０７０）。これに対し、ＭＩＭＯ無線送信装置５００は、制御情報送信アンテナ以外の各送信アンテナに対応する各制御情報それぞれを、１ランキング上位の送信アンテナを介して送信する（ＳＴ５０７０）。すなわち、ＳＴ５０７０において、制御情報送信アンテナに対応する多重部以外の多重部（本例では多重部５１２−１〜５１２−Ｎ）それぞれは、対応する送信データと、１ランキング下位の制御情報とを多重する。

図１３は、本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線受信装置６００の主要な構成を示すブロック図である。ここでは、ＭＩＭＯ分離処理としてＳＩＣ方法を適用する場合を例にとって、ＭＩＭＯ無線受信装置６００の構成を示す。ＭＩＭＯ無線受信装置６００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線受信装置２００（図６参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。

ＭＩＭＯ無線受信装置６００は、受信アンテナ２０２およびＲＦ部２０４をＭ個ずつ備える点ておいてＭＩＭＯ無線受信装置２００と相違する。ここではそれぞれ受信アンテナ２０２−１〜２０２−Ｍ、およびＲＦ部２０４−１〜２０４−Ｍと符号を付す。また、ＭＩＭＯ無線受信装置６００は、レプリカ生成部６０１およびキャンセル部６０２をさらに備える点においてＭＩＭＯ無線受信装置２００と相違する。また、ＭＩＭＯ無線受信装置６００のＭＩＭＯ分離処理部６０８と、ＭＩＭＯ無線受信装置２００のＭＩＭＯ分離処理部２０８とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

ＲＦ部２０４−１〜２０４−Ｍそれぞれは、受信アンテナ２０２−１〜２０２−Ｍそれぞれで受信された受信信号に対してダウンコンバート処理を施し、チャネル推定部２０５およびＭＩＭＯ分離処理部６０８に出力する。

ＭＩＭＯ分離処理部６０８は、ＭＩＭＯ分離処理を繰り返し、毎回のＭＩＭＯ分離処理において、前回のＭＩＭＯ分離処理で得られた制御情報に対応する送信データと、前回のＭＩＭＯ分離処理で得られた制御情報よりも次のランキングの制御情報とからなるＳＤＭ送信信号を分離する。

レプリカ生成部６０１は、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値およびＭＩＭＯ分離処理部６０８から入力されるＳＤＭ送信信号を用いて、キャンセルレプリカを生成し、キャンセル部６０２に出力する。

キャンセル部６０２は、レプリカ生成部６０１から入力されるキャンセルレプリカを用いて、ＲＦ部２０３およびＲＦ部２０４−１〜２０４−Ｍから入力される受信信号の中から、ＭＩＭＯ分離処理部６０８のＭＩＭＯ分離処理で得られるＳＤＭ送信信号をキャンセルする。

このように、本実施の形態によれば、ＭＩＭＯ無線送信装置において、送信アンテナの送信品質に基づき、各送信アンテナにランキング順位を付け、各送信アンテナに対応する制御情報を１ランキング上位の送信アンテナを介して送信し、最上位ランキングの送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に伝送することができる。

また、本実施の形態によれば、各送信アンテナにおいて制御情報の送信に割り当てる領域が均等になり、最上位ランキングの送信アンテナにおいて制御情報の送信に割り当てる領域を低減し送信データ用の領域を増加することができる。よって、伝送容量を増加することができる。

なお、本実施の形態では、各送信アンテナに対応する制御情報を、１ランキング上位の送信アンテナを介してＳＤＭ送信する場合を例にとって説明した。しかし、図１４に示すように各送信アンテナに対応する制御情報を、２ランキング上位の送信アンテナを介してＳＤＭ送信しても良い。かかる場合、最上位の２つのランキングの送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する。これにより、各制御情報をさらに誤りにくく確実に伝送することができる。

また、本実施の形態では、各制御情報が、各送信データの変調方式および符号化率（ＭＣＳ）を含む場合を例にとって説明した。しかし、各制御情報は、送信アンテナランキングに基づくＭＣＳ(Modulation and Coding Scheme)の差分を含むようにしても良い。これにより、制御情報の情報量を削減し、その削減分だけ、送信データ用の領域を増加することができる。よって、伝送容量をさらに増加することができる。かかる場合、ＭＩＭＯ無線受信装置６００は、送信アンテナのランキング結果および差分ＭＣＳを用いて各送信データを復号および復調することができる。

（実施の形態４）
図１５は、本発明の実施の形態４に係るＭＩＭＯ無線送信装置７００の主要な構成を示すブロック図である。なお、ＭＩＭＯ無線送信装置７００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線送信装置１００（図１参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。

マルチアンテナ送信装置７００は、ＣＷ１およびＣＷ２に加えパイロット信号１（ＰＬ１）、パイロット信号２（ＰＬ２）、位置情報１、および位置情報２がさらに入力される点、そして制御情報配置指示部７０１をさらに備える点において、ＭＩＭＯ無線送信装置１００と相違する。ここでＰＬ１は、ＭＩＭＯ無線送信装置７００のダイバーシチ送信に用いられるパイロット信号であり、ＰＬ２は、ＭＩＭＯ無線送信装置７００のＳＤＭ送信に用いられるパイロット信号である。ＰＬ１とＰＬ２とは同一の伝送フレームの異なる位置に配置され伝送される。よって、伝搬路のフェージング変動に追従することが可能である。位置情報１は伝送フレームにおけるＰＬ１の位置を示し、位置情報２は伝送フレームにおけるＰＬ２の位置を示す。

なお、ＭＩＭＯ無線送信装置７００の多重部７１１、多重部７１２、多重部７１５、多重部７１６と、ＭＩＭＯ無線送信装置１００の多重部１１１、多重部１１２、多重部１１５、多重部１１６とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

制御情報配置指示部７０１は、入力される位置情報１に基づき、制御情報送信アンテナに対応する制御情報（例えば制御情報１）およびアンテナ情報の配置位置を多重部７１５および多重部７１６に指示する。また、制御情報配置指示部７０１は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）の配置位置を多重部７１１または多重部７１２のうち、制御情報送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部７１１）に出力する。ここで、配置位置とは、伝送フレームにおいて制御情報およびアンテナ情報が配置される位置である。具体的には、制御情報１およびアンテナ情報はＰＬ１の後に隣接する位置に配置され、制御情報２はＰＬ２の後に隣接する位置に配置される。

多重部７１１，７１２のうち、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）に対応する多重部（本例では多重部７１１）は、制御情報配置指示部７０１から入力される配置位置（本例では制御情報２の配置位置）に基づき、制御情報配置指示部７０１から入力されるパイロット信号（本例ではＰＬ２）と、切替部１１０から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２の符号化パラメータ）と、制御情報送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０４）から入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ１の符号化パラメータ）と、各パイロットの位置情報（本例では位置情報１および位置情報２）とを多重し、得られる多重信号を制御情報送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１３）に出力する。

一方、多重部７１１，７１２のうち、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部７１２）は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０５）から入力される送信データ（本例ではＣＷ２）を、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１４）に出力する。

多重部７１５，７１６それぞれは、制御情報配置指示部７０１から入力される配置位置（本例では制御情報１の配置位置）に基づき、制御情報配置指示部７０１から入力されるパイロット信号（本例ではＰＬ１）と、変調部１１３，１１４から入力されるそれぞれの変調信号と、ダイバーシチ送信処理部１０８から入力されるダイバーシチ送信信号と、さらに制御情報配置位置に関する情報を多重し、得られる多重送信信号をＲＦ部１１７，１１８それぞれに出力する。

図１６は、ＭＩＭＯ無線送信装置７００における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。

図１６に示すように、制御情報送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報１）をＰＬ１の後に隣接して配置し、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）をＰＬ２の後に隣接して配置する。ここで、制御情報１は、ＭＩＭＯ無線受信装置８００のＭＩＭＯ分離処理の開始に用いられる情報であるため、制御情報２よりも時間的に先に、ダイバーシチ送信用のパイロット、すなわちＰＬ１と一緒に送信される。

図１７は、ＭＩＭＯ無線受信装置８００の主要な構成を示すブロック図である。なお、ＭＩＭＯ無線受信装置８００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線受信装置２００（図６参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。

ＭＩＭＯ無線受信装置８００は、制御情報配置通知部８０１をさらに備える点においてＭＩＭＯ無線受信装置２００と相違する。なお、ＭＩＭＯ無線受信装置８００のチャネル推定部８０５、ダイバーシチ制御情報検出部８０６、ＳＤＭ制御情報検出部８０９と、ＭＩＭＯ無線受信装置２００のチャネル推定部２０５、ダイバーシチ制御情報検出部２０６、ＳＤＭ制御情報検出部２０９とは、処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

チャネル推定部８０５は、ＲＦ部２０３およびＲＦ部２０４でダウンコンバートされた受信信号を用いて、チャネル推定を行い、チャネル推定値、各パイロット信号の位置情報、（本例では、ＰＬ１およびＰＬ２に対応する位置情報１および位置情報２）を得る。チャネル推定部８０５は、得られるチャネル推定値をダイバーシチ制御情報検出部８０６、ＭＩＭＯ分離処理部２０８、および送信アンテナ品質推定部２１１に出力するとともに、位置情報１および位置情報２を制御情報配置通知部８０１に出力する。

制御情報配置通知部８０１は、チャネル推定部８０５から入力される位置情報１に基づき、ダイバーシチ送信された制御情報（本例では制御情報１）およびアンテナ情報の配置位置をダイバーシチ制御情報検出部８０６に通知する。また、制御情報配置通知部８０１は、チャネル推定部８０５から入力される位置情報２に基づき、ＳＤＭ送信された制御情報（本例では制御情報２）の配置位置をＳＤＭ送信制御情報検出部８０９に通知する。具体的には、制御情報配置通知部８０１は、ＰＬ１の後に隣接する位置を制御情報１の配置位置とし、ＰＬ２の後に隣接する位置を制御情報２の配置位置とする。

ダイバーシチ制御情報検出部８０６は、チャネル推定部８０５から入力されるチャネル推定値、および制御情報配置通知部８０１から入力される配置位置（本例では制御情報１の配置位置）に基づき、ＲＦ部２０３，２０４でダウンコンバートされた受信信号に対してダイバーシチ受信処理、例えばＳＴＢＣ受信処理を行い、ダイバーシチ送信された制御情報（本例では制御情報１）およびアンテナ情報を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

ＳＤＭ制御情報検出部８０９は、制御情報配置通知部８０１から入力される配置位置（本例では制御情報２の配置位置）に基づき、ＭＩＭＯ分離処理部２０８から入力されるＳＤＭ送信信号から、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

このように、本実施の形態によれば、制御情報をチャネル推定誤差の小さいパイロット信号に隣接して配置し、伝送するため、制御情報をより誤りにくく確実に伝送することができる。

なお、本実施の形態では、制御情報をパイロット信号の後ろに隣接して配置するパターンを例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、制御情報をパイロット信号の前に隣接して配置するパターンにしても良く、さらには、制御情報がパイロット信号を挟むような配置パターンにしても良い。かかる場合、ＭＩＭＯ無線送信装置７００およびＭＩＭＯ無線受信装置８００は、何れの同一の配置パターンを使用するように予め決めておく。

また、本実施の形態では、制御情報をパイロット信号に隣接して配置する方法を実施の形態１に適用する場合を例にとって説明した。同様の配置方法を実施の形態２および実施の形態３に適用しても良い。

また、本実施の形態では、ＭＩＭＯ無線送信装置７００とＭＩＭＯ無線受信装置８００において制御情報およびアンテナ情報の配置パターンをあらかじめ定めておき記憶しておく。これにより、ＭＩＭＯ無線送信装置７００からＭＩＭＯ無線受信装置８００に配置パターンを通知することなくＭＩＭＯ無線受信装置８００において制御情報を検出することができる。しかし、本発明はこれに限定されず、ＭＩＭＯ無線送信装置７００とＭＩＭＯ無線受信装置８００において制御情報およびアンテナ情報の配置パターンをあらかじめ定めず、ＭＩＭＯ無線送信装置７００からＭＩＭＯ無線受信装置８００に配置パターンを通知しても良い。

（実施の形態５）
図１８は、本発明の実施の形態５に係るＭＩＭＯ無線送信装置９００の主要な構成を示すブロック図である。なお、ＭＩＭＯ無線送信装置９００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線受信装置１００（図１参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。ＭＩＭＯ無線送信装置９００は、変調部１１３，１１４において多値変調方式の変調処理を行う場合に対応する構成である。

ＭＩＭＯ無線送信装置９００は、制御情報ビット位置指示部９０１をさらに備える点においてＭＩＭＯ無線送信装置１００と相違する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置９００の多重部９１１、多重部９１２と、ＭＩＭＯ無線送信装置１００の多重部１１１、多重部１１２とは、処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

制御情報ビット位置指示部９０１は、制御情報送信アンテナ決定部１０３から入力される決定結果に基づき、制御情報１および制御情報２のうちＳＤＭ送信される制御情報を判定する。そして、制御情報ビット位置指示部９０１は、ＳＤＭ送信される制御情報（本例では制御情報２）が伝送フレームに配置されるビット位置を、制御情報送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部９１１）に指示する。具体的に、本例では、制御情報ビット位置指示部９０１は、制御情報生成部１０２から入力される制御情報１が示す多値変調方式、すなわちＣＷ１および制御情報２の変調方式に基づき、多値変調信号を構成する複数のビットのうち、上位ビットの位置制御情報２の配置位置と決定する。

多重部９１１，９１２のうち、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）に対応する多重部（本例では多重部９１１）は、切替部１１０から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２の符号化パラメータ）と、制御情報送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０４）から入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ１の符号化パラメータ）とを多重し、得られる多重信号を制御情報送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１３）に出力する。ここで、多重部９１１，９１２のうち、制御情報送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部９１１）は、切替部１１０から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２の符号化パラメータ）が、制御情報ビット位置指示部９０１から入力される制御情報ビット位置（本例では制御情報２のビット位置）に配置されるように、上記の多重処理を行う。

一方、多重部９１１，９１２のうち、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ（本例では送信アンテナ１２０）に対応する多重部（本例では多重部９１２）は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０５）から入力される送信データ（本例ではＣＷ２の符号化パラメータ）を、直接、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１４）に出力する。

図１９は、ＭＩＭＯ無線送信装置９００における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。

この図において、ＳＤＭ送信信号が多値変調される場合を例示する。この図に示すように、ＭＩＭＯ無線送信装置９００は、制御情報２を多値変調信号の上位ビットの位置に配置する。

図２０は、ＭＩＭＯ無線受信装置１０００の主要な構成を示すブロック図である。なお、ＭＩＭＯ無線受信装置１０００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線受信装置２００（図６参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。

ＭＩＭＯ無線受信装置１０００は、制御情報ビット位置通知部１００１をさらに備える点において、ＭＩＭＯ無線受信装置２００と相違する。なお、ＭＩＭＯ無線受信装置１０００のＳＤＭ制御情報検出部１００９と、ＭＩＭＯ無線受信装置２００のＳＤＭ制御情報検出部２０９とは、処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

制御情報ビット位置通知部１００１は、送信アンテナ品質推定部２１１で検出された送信アンテナの送信品質に基づき、ＳＤＭ送信された制御情報（本例では制御情報２）の変調方式を判定する。そして、制御情報ビット位置通知部１００１は、判定された変調方式に基づき、ＳＤＭ送信される制御情報の多値変調信号におけるビット位置を決定し、ＳＤＭ制御情報検出部１００９に通知する。

ＳＤＭ制御情報検出部１００９は、制御情報ビット位置通知部１００１から入力される制御情報ビット位置（本例では制御情報２のビット位置）に基づき、ＭＩＭＯ分離処理部２０８から入力されるＳＤＭ送信信号から、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

このように、本実施の形態によれば、多値変調により得られる多値変調信号において、下位ビットよりも誤りにくい上位ビットに制御情報を配置しＳＤＭ送信するため、制御情報をより誤りにくく確実に伝送することができる。

なお、本実施の形態では、多値変調信号の上位ビットの位置に制御情報を配置する方法を、実施の形態１に適用する場合を例にとって説明した。当該配置方法を実施の形態２および実施の形態３に適用しても良い。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６においては、ＯＦＤＭのようなマルチキャリア伝送方式で通信を行う無線通信システムにおいて、本発明の実施の形態４を適用する場合について説明する。

図２１は、本実施の形態に係る制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。ここでは、２本の送信アンテナを用い、ＯＦＤＭのようなマルチキャリア伝送方式で制御情報および送信データを送信する場合を例にとって説明する。なお、送信アンテナ２（Ｔｘ２）よりも送信アンテナ１（Ｔｘ１）の送信品質がより優れ、送信アンテナ１（Ｔｘ１）が制御情報送信アンテナとなる場合を例にとって説明する。

図２１において、横軸は周波数軸（ｆ）であり、縦軸は時間軸（ｔ）であり、各格子はＯＦＤＭ通信用のサブキャリアを示す。図２１Ａは、送信アンテナ１用のサブキャリアにおける制御情報１／アンテナ情報（Ｔ１）、制御情報２（Ｔ２）、送信データＣＷ１（Ｗ１）、および送信アンテナ１用のパイロット信号ＰＬ１（Ｐ１）の配置パターンを示す図である。図２１Ｂは、送信アンテナ２用のサブキャリアにおける制御情報１／アンテナ情報（Ｔ１）、送信データＣＷ２（Ｗ２）、送信アンテナ２用のパイロット信号ＰＬ２（Ｐ２）の配置パターンを示す図である。ここで、各送信アンテナのパイロット信号ＰＬを周波数分割多重送信するものとすると、各送信アンテナからパイロット信号ＰＬが送信されている箇所では、他方のアンテナからは何も送信されない。すなわち、他方の送信アンテナ用のパイロットが送信されるシンボルでは、自アンテナにおいては何も送信されずヌルシンボルとなる。図２１に示すように、本実施の形態において、送信アンテナ１はＣＷ１を、送信アンテナ２はＣＷ２をＳＤＭ送信する。なお、送信アンテナ１および送信アンテナ２は制御情報１をダイバーシチ送信することにより制御情報１およびアンテナ情報を誤りにくく送信する。図２１Ａに示すように、制御情報送信アンテナであるＴｘ１は、制御情報２（Ｔ２）をＰＬ１、ＰＬ２が配置されるサブキャリアと周波数が同一のサブキャリアに配置する。ＰＬ１が配置されているサブキャリアでは、Ｔｘ１のチャネル推定精度が高く、よって、Ｔｘ１で送信された信号に対してより高精度のビームを向けることができる。また、ＰＬ２が配置されているサブキャリアでは、Ｔｘ２のチャネル推定精度が高く、よって、Ｔｘ２で送信された信号をより高精度に除去することができる。すなわち、Ｔｘ１は、制御情報２（Ｔ２）をチャネル推定精度がより高いサブキャリアに配置してＳＤＭ送信することにより制御情報２を誤りにくく送信する。

図２２は、本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線送信装置１１００の主要な構成を示すブロック図である。

ＭＩＭＯ無線送信装置１１００は、実施の形態４に示したＭＩＭＯ無線送信装置７００（図１５参照）と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を略す。ＭＩＭＯ無線送信装置１１００は、ＯＦＤＭ変調部１１０２，１１０３をさらに備える点において、ＭＩＭＯ無線送信装置７００と相違する。なお、ＭＩＭＯ無線送信装置１１００の制御情報配置指示部１１０１と、ＭＩＭＯ無線送信装置７００の制御情報配置指示部７０１とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

制御情報配置指示部１１０１は、入力される位置情報１に基づき、制御情報送信アンテナに対応する制御情報（例えば制御情報１）およびアンテナ情報の配置位置を多重部７１５および多重部７１６に指示する。また、制御情報配置指示部１１０１は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）の配置位置を多重部７１１または多重部７１２のうち、制御情報送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部７１１）に出力する。ここで、制御情報の配置位置は図２１に示すようである。

ＯＦＤＭ変調部１１０２，１１０３それぞれは、多重部７１５，７１６それぞれから入力される多重送信信号を用いてＯＦＤＭ変調処理を行い、得られるＯＦＤＭ変調信号をＲＦ部１１７，１１８それぞれに出力する。

図２３は、本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線受信装置１２００の主要な構成を示すブロック図である。

ＭＩＭＯ無線受信装置１２００は、実施の形態４に示したＭＩＭＯ無線送信装置８００（図１７参照）と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を略す。ＭＩＭＯ無線受信装置１２００は、ＯＦＤＭ復調部１２０１，１２０２をさらに備える点において、ＭＩＭＯ無線受信装置８００と相違する。

ＯＦＤＭ復調部１２０１，１２０２それぞれは、ＲＦ部２０３，２０４それぞれから入力される受信信号に対しＯＦＤＭ復調処理を施し、チャネル推定部８０５、ＭＩＭＯ分離処理部２０８、およびダイバーシチ制御情報検出部８０６に出力する。

このように、本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ方式で通信を行うＭＩＭＯ無線送信装置において、チャネル推定誤差の小さいパイロット信号が配置されるサブキャリアと同一の周波数のサブキャリアに制御情報を配置し伝送するため、制御情報をより誤りにくく確実に伝送することができる。

なお、本実施の形態では、図２１に示すようにダイバーシチ送信される制御情報（本例では制御情報１）をパイロット信号と隣接せず配置する場合を例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、ダイバーシチ送信される制御情報もパイロット信号と隣接して配置しても良い。ダイバーシチ送信される制御情報をさらに誤りにくく送信することができる。

また、本実施の形態では、図２１に示すようにＳＤＭ送信される制御情報（本例では、制御情報２）をパイロット信号が配置されるサブキャリアと同一の周波数のサブキャリアに配置する場合を例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、ＳＤＭ送信される制御情報をパイロット信号が配置されるサブキャリアと所定距離以内のサブキャリアに配置しても良い。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７においては、ＯＦＤＭ方式通信を行い、かつ、ＳＦＢＣ（Space frequency block coding）方式のダイバーシチ送信を行うＭＩＭＯ無線通信システムに、本発明の実施の形態６を適用する場合について説明する。

図２４は、本実施の形態に係る制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。ここでは、２本の送信アンテナを用い、送信アンテナ２（Ｔｘ２）よりも送信アンテナ１（Ｔｘ１）の送信品質がより優れ、送信アンテナ１（Ｔｘ１）が制御情報送信アンテナとなる場合を例にとって説明する。

図２４Ａは、送信アンテナ１用のＯＦＤＭサブキャリアにおける制御情報１およびアンテナ情報（Ｔ１）、制御情報２（Ｔ２）、および送信データＣＷ１（Ｗ１）の配置パターンを示す図である。図２４Ｂは、送信アンテナ２のＯＦＤＭサブキャリアにおける制御情報１およびアンテナ情報（Ｔ１）および送信データＣＷ２（Ｗ２）の配置パターンを示す図である。

ＳＦＢＣダイバーシチ送信においては、隣接するサブキャリアを用いブロック符号化を行って送信ダイバーシチ効果を得る。図２４に示すように、本実施の形態においては、制御情報送信アンテナＴｘ１に対応する制御情報１をＳＦＢＣダイバーシチ送信する。本実施の形態に係る無線受信装置においては、ＳＦＢＣダイバーシチ送信された制御情報１を精度良く復調することができ、復調された制御情報１を擬似的なパイロットとみなしてチャネル推定に用いる。これによりにより、制御情報１を誤りにくく送信し、かつ、チャネル推定精度を向上する。図２４Ａに示すように、本実施の形態においては、制御情報２を制御情報１が配置されるサブキャリアと同一の周波数のサブキャリアに配置しＳＤＭ送信することにより、制御情報２を誤りにくく送信する。なお、送信アンテナ１はＣＷ１を、送信アンテナ２はＣＷ２をＳＤＭ送信する。

本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線送信装置およびＭＩＭＯ無線受信装置は、本発明の実施の形態６に示したＭＩＭＯ無線送信装置１１００（図２２参照）およびＭＩＭＯ無線受信装置１２００（図２３参照）と基本的に同様な構成を有しており、ダイバーシチ送信方式および制御情報の配置パターンのみにおいて異なるため、詳細な説明を略す。

このように、本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ方式で通信を行うＭＩＭＯ無線送信装置において、送信品質がより優れる送信アンテナを制御情報送信アンテナとして決定し、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をＳＦＢＣダイバーシチ送信し、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報を、制御情報送信アンテナに対応する制御情報が配置されるサブキャリアと同一の周波数のサブキャリアに配置してＳＤＭ送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に送信することができる。

（実施の形態８）
図２５は、本発明の実施の形態８に係る制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。

本実施の形態において、送信データはビーム多重され送信される。なお、送信品質のより優れる送信ビームに対応する送信データに関する制御情報および送信ビームに関するビーム情報は、ビーム多重されず送信品質がより優れる送信ビームを用いて送信される。一方、送信品質がより劣る送信ビームに対応する送信データに関する制御情報は、ビーム多重され送信される。例えば、図２５に示すように、ＣＷ１およびＣＷ２はそれぞれ送信ビーム１および送信ビーム２によりビーム多重送信される。なお、図２５に示すように、送信ビーム２よりも送信ビーム１の送信品質がより優れる場合、ＣＷ１に関する制御情報１および送信ビーム１，２に関するビーム情報はビーム多重せず送信ビーム１を用いて送信され、ＣＷ２に関する制御情報２はビーム多重され送信される。

図２６は、本発明の実施の形態８に係るＭＩＭＯ無線送信装置１３００の主要な構成を示すブロック図である。ＭＩＭＯ無線送信装置１３００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線送信装置１００（図１参照）と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を略す。ＭＩＭＯ無線送信装置１３００は、送信アンテナ品質検出部１０１、制御情報生成部１０２、制御情報送信アンテナ決定部１０３、ダイバーシチ送信処理部１０８、多重部１１５，１１６、および切替部１０６，１１０の代わりに、送信ビーム品質検出部１３０１、制御情報生成部１３０２、制御情報送信ビーム決定部１３０３、制御情報ビーム形成部１３０８、多重部１３１５，１３１６、および切替部１３０６，１３１０を備え、さらに、ビーム形成制御部１３５１およびビーム形成部１３５２を有する点において無線送信装置１００と相違する。

なお、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００のＣＷ１、符号化部１０４、多重部１１１、変調部１１３、多重部１３１５、およびＲＦ部１１７は送信アンテナ１１９に対応するのではなく送信ビーム１に対応し、ＣＷ２、符号化部１０５、多重部１１２、変調部１１４、多重部１３１６、およびＲＦ部１１８は送信アンテナ１２０に対応するのではなく送信ビーム２に対応する点において、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線送信装置１００と相違する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００の多重部１１１から変調部１１３に出力される多重信号は、送信アンテナ１１９を介してＳＤＭ送信されるＳＤＭ送信信号ではなく、送信ビーム１を介してビーム多重送信されるビーム多重送信信号である。また、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００の多重部１１２から変調部１１４に出力される多重信号は、送信アンテナ１２０を介してＳＤＭ送信されるＳＤＭ送信信号ではなく、送信ビーム２を介してビーム多重送信されるビーム多重送信信号である。

送信ビーム品質検出部１３０１は、後述のＭＩＭＯ無線受信装置１４００からフィードバックされるＣＱＩなどの情報に基づき、送信ビーム１および送信ビーム２の送信品質を検出し、制御情報生成部１３０２、制御情報送信ビーム決定部１３０３、およびビーム形成制御部１３５１に出力する。

制御情報生成部１３０２は、送信ビーム品質検出部１３０１から入力される送信ビーム１の送信品質に基づき、ＣＷ１用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報１を生成して符号化部１０４、変調部１１３、および切替部１３０６に出力する。また、制御情報生成部１３０２は、送信ビーム品質検出部１３０１から入力される送信ビーム２の送信品質に基づき、ＣＷ２用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報２を生成して符号化部１０５、変調部１１４、および切替部１３０６に出力する。以下、制御情報１を送信ビーム１に対応する制御情報とも称し、制御情報２を送信ビーム２に対応する制御情報とも称す。また、制御情報生成部１３０２は、送信ビーム１および送信ビーム２に関するビーム情報を生成し符号化部１０７に出力する。

制御情報送信ビーム決定部１３０３は、送信ビーム品質検出部１３０１から入力される送信ビーム１および送信ビーム２の送信品質に基づき、送信品質がより優れ、他の送信ビームに対応する制御情報を誤りなくビーム多重送信できる送信ビームを制御情報送信ビームとして決定して、決定結果を切替部１３０６および切替部１３１０に出力する。以下の説明では、送信ビーム１が制御情報送信ビームとして決定される場合を例にとって説明する。

ビーム形成制御部１３５１は、送信ビーム品質検出部１３０１から入力される送信ビーム１および送信ビーム２の送信品質および制御情報送信ビーム決定部１３０３から入力される決定結果を用いてＣＷ１、ＣＷ２、制御情報１、ビーム情報、および制御情報２に乗じるそれぞれの送信ウェイトを生成し、これらの送信ウェイトを含むビーム形成制御情報を制御情報ビーム形成部１３０８およびビーム形成部１３５２に出力する。ビーム形成制御部１３５１は、これらの送信ウェイトを生成することにより、ビームの形成を制御し、制御情報１がビーム多重されず送信品質が優れる送信ビーム（本例では送信ビーム１）を用いて送信され、制御情報２がビーム多重送信されるようにする。

切替部１３０６は、制御情報１および制御情報２のうち、制御情報送信ビーム（本例では送信ビーム１）に対応する制御情報（本例では制御情報１）を符号化部１０７に出力し、制御情報送信ビーム以外の送信ビーム（本例では送信ビーム２）に対応する制御情報（本例では制御情報２）を符号化部１０９に出力する。

制御情報ビーム形成部１３０８は、ビーム形成制御部１３５１から入力されるビーム形成制御情報に基づき符号化部１０７から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報１およびビーム情報の符号化パラメータ）に送信ウェイトを乗じて制御情報ビームを形成し、多重部１３１５に出力する。

切替部１３１０は、符号化部１０９から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２の符号化パラメータ）を、多重部１１１および多重部１１２のうち、制御情報送信ビームに対応する多重部（本例では多重部１１１）に出力する。切替部１３１０は、制御情報送信ビーム決定部１３０３から入力される決定結果に基づき、上記の出力先を切り替える。

ビーム形成部１３５２は、ビーム形成制御部１３５１から入力されるビーム形成制御情報に基づき、変調部１１３，１１４から入力される変調信号にそれぞれ送信ウェイトを乗じてデータビーム１およびデータビーム２を形成し、多重部１３１５，１３１６それぞれに出力する。

多重部１３１５，１３１６のうち、制御情報送信ビーム（本例では送信ビーム１）に対応する多重部（本例では多重部１３１５）は、ビーム形成部１３５２から入力されるデータビーム（本例ではデータビーム１）、制御情報ビーム形成部１３０８から入力される制御情報ビーム（本例では送信ウェイトが乗じられた制御情報１およびビーム情報の符号化パラメータ）およびビーム情報を多重して送信ビーム１を生成し、対応するＲＦ部（本例ではＲＦ部１１７）に出力する。

一方、多重部１３１５，１３１６のうち、制御情報送信ビーム以外の送信ビーム（本例では送信ビーム２）に対応する多重部（本例では多重部１３１６）は、ビーム形成部１３５２から入力される制御情報送信ビーム以外の送信ビームに対応するデータビーム（本例ではデータビーム２）をそのまま送信ビーム２として、対応するＲＦ部（本例ではＲＦ部１１８）に出力する。

図２７は、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図である。

まず、送信ビーム品質検出部１３０１は、ＭＩＭＯ無線受信装置１４００からフィードバックされるＣＱＩなどの情報に基づき、送信ビーム１および送信ビーム２の送信品質を検出する（ＳＴ６０１０）。

次いで、制御情報生成部１３０２は、送信ビーム品質検出部１３０１で検出された送信ビーム１および送信ビーム２の送信品質に基づき、ＣＷ１およびＣＷ２用の変調方式および符号化率を決定する。そして、制御情報生成部１３０２は、ＣＷ１用の変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報１、ＣＷ２用の変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報２、送信ビーム１および送信ビーム２に関するビーム情報を生成する（ＳＴ６０２０）。

次いで、制御情報送信ビーム決定部１３０３は、送信ビーム品質検出部１０１で検出された送信ビーム１および送信ビーム２の送信品質に基づき、送信品質がより優れる方（本例では送信ビーム１）を制御情報送信ビームとして決定する（ＳＴ６０３０）。

次いで、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００は、ＳＴ６０４０〜ＳＴ６０８０からなるループ処理の処理対象となる送信ビームを選択する。ＳＴ６０４０〜ＳＴ６０８０からなるループ処理は、初期値として送信ビーム１を処理対象とする。ＭＩＭＯ無線送信装置１３００は、毎回のループにおいて、前回選択された送信ビームの次の送信ビームを選択して、処理対象とする（ＳＴ６０４０）。

次いで、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００は、処理対象となる送信ビームが制御情報送信ビームであるか否かを判定する（ＳＴ６０５０）。

処理対象となる送信ビーム（例えば、送信ビーム１）が制御情報送信ビームであると判定される場合（ＳＴ６０５０：ＹＥＳ）、制御情報ビーム形成部１３０８は、制御情報送信ビームに対応する制御情報（本例では制御情報１）を用いて制御情報ビームを形成する（ＳＴ６０６０）。

処理対象となる送信ビーム（例えば、送信ビーム２）が制御情報送信ビーム（本例では送信ビーム１）でないと判定される場合（ＳＴ６０５０：ＮＯ）、制御情報送信ビームに対応する多重部（本例では多重部１１１）は、制御情報送信ビーム以外の送信ビームに対応する制御情報（本例では制御情報２）と、制御情報送信ビームに対応する送信データ（本例ではＣＷ１）とを多重し、ビーム多重送信信号を生成し、ビーム形成部１３５２は、データビーム１およびデータビーム２を生成する。（ＳＴ６０７０）。

次いで、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００は、すべての送信ビームが処理対象として選択されたか否かを判定する（ＳＴ６０８０）。すべての送信ビームが処理対象として選択されなかったと判定される場合（ＳＴ６０８０：ＮＯ）、処理手順はＳＴ６０４０に戻る。一方、すべての送信ビームが処理対象として選択されたと判定される場合（ＳＴ６０８０：ＹＥＳ）、処理手順はＳＴ６０９０に移行する。

次いで、多重部１３１５および多重部１３１６は、ＳＴ６０６０で生成された制御情報ビームと、ＳＴ６０７０で生成されたデータビーム１、データビーム２とを多重し、送信ビーム１および送信ビーム２を生成する（ＳＴ６０９０）。

次いで、送信ビーム１および送信ビーム２が送信される（ＳＴ６１００）。

図２８は、本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線受信装置１４００の主要な構成を示すブロック図である。

ＭＩＭＯ無線受信装置１４００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線受信装置２００（図６参照）と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を略す。ＭＩＭＯ無線受信装置１４００は、ダイバーシチ制御情報検出部２０６、ＳＤＭ制御情報検出部２０９、および送信アンテナ品質推定部２１１の代わりに非ビーム多重制御情報検出部１４０６、ビーム多重制御情報検出部１４０９、および送信ビーム選択／品質推定部１４１１を備える点において、ＭＩＭＯ無線受信装置２００と相違する。なお、ＭＩＭＯ無線受信装置１４００のＭＩＭＯ分離処理部１４０８と、ＭＩＭＯ無線受信装置２００のＭＩＭＯ分離処理部２０８とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

非ビーム多重制御情報検出部１４０６は、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値に基づき、ＲＦ部２０３，２０４でダウンコンバートされた受信信号からビーム多重されずに送信された制御情報（本例では制御情報１）およびビーム情報を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

ＭＩＭＯ分離処理部１４０８は、ＲＦ部２０３，２０４でダウンコンバートされた受信信号、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値、および制御情報復号部２０７から入力される制御情報（本例では制御情報１および制御情報２）およびビーム情報を用いて、各送信ビームで送信されたビーム多重送信信号を分離し、ビーム多重制御情報検出部１４０９および送信データ復号部２１０に出力する。

ビーム多重制御情報検出部１４０９は、ＭＩＭＯ分離処理部２０８から入力されるビーム多重信号から、制御情報送信ビーム以外の送信ビームに対応する制御情報（本例では制御情報２）を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

送信ビーム選択／品質推定部１４１１は、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値を用いて、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００からの複数のビームのうち、送信に用いられる２つのビームを送信ビーム１および送信ビーム２として選択し、この２つの送信ビームの送信品質を推定し、推定結果を表すＣＱＩなどの情報をＭＩＭＯ無線送信装置１３００にフィードバックする。

図２９は、ＭＩＭＯ無線受信装置１４００において制御情報および送信データを受信する処理手順を示すフロー図である。図２９に示す処理手順は、図７に示した処理手順と同様の基本的な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、その説明を略す。なお、図２９に示すＳＴ７０３０、ＳＴ７０４０、ＳＴ７０５０、およびＳＴ７０６０と、図７に示すＳＴ２０３０、ＳＴ２０４０、ＳＴ２０５０、およびＳＴ２０６０とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

ＳＴ７０３０において、非ビーム多重制御情報検出部１４０６は、チャネル推定値を用いて、ダウンコンバートされた受信信号の中からビーム多重されずに送信された制御情報（本例では、制御情報１）およびビーム情報を検出する。検出された制御情報およびビーム情報は制御情報復号部２０７で復号される。

ＳＴ７０４０において、ＭＩＭＯ分離処理部１４０８は、ビーム多重されずに送信された制御情報（本例では制御情報１）およびビーム情報を用いてＭＩＭＯ分離処理を行い、制御情報送信ビーム（本例では送信ビーム１）で送信されたビーム多重送信信号を得る。

ＳＴ７０５０において、ビーム多重制御情報検出部１４０９は、制御情報送信ビーム（本例では送信ビーム１）で送信されたビーム多重送信信号から、ビーム多重され送信された制御情報（本例では制御信号２）を検出し、検出された制御情報は制御情報復号部２０７で復号される。

ＳＴ７０６０において、ＭＩＭＯ分離処理部１４０８は、ビーム多重され送信された制御情報（本例では制御情報１）およびビーム情報を用いて、制御情報送信ビーム以外の送信ビーム（本例では送信ビーム２）で送信されたすべてのビーム多重送信信号を分離する。

このように、本実施の形態によれば、ＭＩＭＯ無線送信装置において、送信品質がより優れる送信ビームを制御情報送信ビームとして決定し、決定された制御情報送信ビームを用いて他の送信ビームに対応する制御情報をビーム多重送信し、制御情報送信ビームに対応する制御情報をビーム多重せずに送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に送信することができる。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

本発明に係るマルチアンテナ無線送信装置は、ＭＩＭＯ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。

なお、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、本発明に係るマルチアンテナ無線送信方法のアルゴリズム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、本発明に係るマルチアンテナ無線送信装置と同様の機能を実現することができる。

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。

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。

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。

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。

２００６年８月８日出願の特願２００６−２１６１８４の日本出願および２００７年１月３１日出願の特願２００７−０２２０３２の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明に係るマルチアンテナ無線送信装置およびマルチアンテナ無線送信方法は、ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて制御情報をより確実に伝送する等の用途に適用することができる。

本発明は、複数のアンテナを含む通信システムに使用されるマルチアンテナ無線送信装置およびマルチアンテナ無線送信方法に関し、特にＳＤＭ(Spatial Division Multiplexing)方式のＭＩＭＯ(Multiple-Input Multiple-Output)システムに使用されるマルチアンテナ無線送信装置およびマルチアンテナ無線送信方法に関する。

近年、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥ(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution)においては、高速大容量通信を実現するために、多くの技術が検討されている。例えば、移動通信システムのマルチパス干渉に強いＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)、フェージング変動する伝搬路品質に応じて変調方式および符号化率を変化させるＡＭＣ(Adaptive Modulation and Coding:適応変調符号化)、ＯＦＤＭ帯域を複数のＲＢ(Resource Block:リソースブロック)に分割し、伝搬路状態の良好なＲＢに優先的に送信パケットを割り当てる周波数スケジューリング、符号化技術と再送技術とを組み合わせて効率的に再送を行うハイブリッド自動再送要求(ＨＡＲＱ:Hybrid Automatic Repeat Request)、および送受信装置において複数のアンテナを用いて通信を行うＭＩＭＯなどの技術がある。

上記の技術においては、送受信装置間の制御チャネルを用いて制御情報を伝送する。例えば、適応変調符号化を行う通信システムにおいては、制御チャネルを用いて、変調方式および符号化率を示す制御情報を伝送する。非特許文献１には、３ＧＰＰ ＬＴＥで提案されている、下り回線用の制御チャネルに関する技術が開示されている。非特許文献１記載の制御チャネルの構成によれば、全ユーザ共有の共有制御チャネルを用いて、ユーザ毎のＲＢ割当情報をＣａｔ．１制御情報として伝送し、各ユーザのＲＢ内の個別制御チャネルを用いて、各ユーザの送信信号および送信アンテナに関する制御情報をそれぞれＣａｔ．２制御情報および再送制御情報をＣａｔ．３制御情報として伝送する。

また、前述したＭＩＭＯシステムにおいては、伝送容量を向上させるために、各送信アンテナから異なる信号を送信するＳＤＭ技術が検討されている。ＳＤＭにおいては、各送信アンテナから別々の符号化単位の信号を送信するＭＣＷ(Multiple Code Word)が有力視されている。ここで、ＣＷ(Code Word)とは符号化単位を示しており、ＭＣＷ技術を用いるＭＩＭＯシステムにおいては、各ＣＷの変調方式、符号化率、および再送制御が異なるため、すべてのＣＷに関するＣａｔ．２制御情報およびＣａｔ．３制御情報を伝送する必要がある。各ＣＷと制御情報（Ｃａｔ．２制御情報およびＣａｔ．３制御情報）とを伝送する方法として、図１に示すように、各送信アンテナが、各自のＣＷと制御情報とをＳＭＤ送信する方法がある。図１においては、ＭＩＭＯ無線送信装置が２本の送信アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ２）を備え、２つのＣＷ（ＣＷ１〜ＣＷ２）を送信する場合を例にとって、ＣＷ１に関する制御情報１およびＣＷ２に関する制御情報２をＳＤＭ送信する方法を示す。しかし、基地局における総送信電力は一定であるため、この図に示す制御情報のＳＤＭ送信方法によれば、アンテナあたりの送信電力は下がってしまい、また、ＳＤＭ送信されるストリーム間の干渉により、低品質の送信アンテナで伝送される制御情報は誤りがちである。従って、ＭＩＭＯ無線受信装置はＣＷを正しく復調および復号できない場合がある。

これに対して、誤り率を低下させることができる制御情報伝送方法として、図２Ａおよび図２Ｂに示すような方法がある。図２Ａは、ＭＩＭＯ無線送信装置が２本の送信アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ２）を備える場合を例示し、図２Ｂは、ＭＩＭＯ無線送信装置が４本の
送信アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）を備え、４つのＣＷ（ＣＷ１〜ＣＷ４）を送信する場合を例示する。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、各送信アンテナは、すべてのＣＷに関する制御情報１〜４をオーバヘッドとして送信する。従って、図１にしめすような制御情報のＳＤＭ送信方法に比べ、すべてのＣＷに関する制御情報をより確実に伝送することができる。
Ericsson NTT DoCoMo著、３ＧＰＰ Ｒ１−０６０５７３

しかしながら、ＳＤＭ方式のＭＩＭＯシステムにおいて、上記のようにすべてのＣＷに関する制御情報をオーバヘットとして伝送する方法では、送信アンテナ数が増加してＳＤＭ送信するＣＷの数が増加するとともに、制御情報を含むオーバヘッドが増加して伝送容量が低下するという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、マルチアンテナ無線通信システムにおいて送信信号のオーバヘッドを低減しつつ、制御情報をより確実に送信することができるマルチアンテナ無線送信装置、およびマルチアンテナ無線送信方法を提供することを目的とする。

本発明のマルチアンテナ無線送信装置は、第１データを空間分割多重送信する第１アンテナと、第２データを空間分割多重送信する第２アンテナと、を具備し、前記第１アンテナは、前記第２アンテナより送信品質が優れ、前記第１アンテナは、前記第２データに関する第２制御情報を空間分割多重送信し、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの少なくとも１つは、前記第１データに関する第１制御情報を空間分割多重せずに送信する構成を採る。

本発明のマルチアンテナ無線送信方法は、第１データを空間分割多重送信する第１アンテナと、第２データを空間分割多重送信する第２アンテナと、を具備する無線送信装置において用いられるマルチアンテナ無線送信方法であって、前記第１アンテナは、前記第２アンテナより送信品質が優れ、前記第２データに関する第２制御情報を前記第１アンテナから空間分割多重送信し、前記第１データに関する第１制御情報を前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの少なくとも１つから空間分割多重せずに送信するようにした。

本発明によれば、複数のアンテナを用いて通信を行うマルチアンテナ無線通信システムにおいて送信信号のオーバヘッドを低減しつつ、制御情報をより確実に送信することができる。

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。

（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ無線送信装置１００の主要な構成を示すブロック図である。ここでは、マルチアンテナ無線送信装置として、２本の送信アンテナを備え、ＳＤＭ方式の通信を行うＭＩＭＯ無線送信装置１００を例にとって説明する。

ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、送信アンテナ品質検出部１０１、制御情報生成部１０２、制御情報送信アンテナ決定部１０３、符号化部１０４，１０５、切替部１０６、符号化部１０７、ダイバーシチ送信処理部１０８、符号化部１０９、切替部１１０、多重部１１１，１１２、変調部１１３，１１４、多重部１１５，１１６、ＲＦ部１１７，１１８、および送信アンテナ１１９，１２０を備える。ＭＩＭＯ無線送信装置１００には、ＣＷ１およびＣＷ２が送信データとして入力され、各送信アンテナの送信品質を示すＣＱＩがフィードバック情報として後述のＭＩＭＯ無線受信装置２００からフィードバックされる。ＣＷ１、符号化部１０４、多重部１１１、変調部１１３、多重部１１５、およびＲＦ部１１７は送信アンテナ１１９に対応し、ＣＷ２、符号化部１０５、多重部１１２、変調部１１４、多重部１１６、およびＲＦ部１１８は送信アンテナ１２０に対応する。

ＭＩＭＯ無線送信装置１００の各部は以下の動作を行う。

送信アンテナ品質検出部１０１は、後述のＭＩＭＯ無線受信装置２００からフィードバックされるＣＱＩなどの情報に基づき、送信アンテナ１１９および送信アンテナ１２０の送信品質を検出し、制御情報生成部１０２および制御情報送信アンテナ決定部１０３に出力する。ここで、ＣＱＩとは、受信品質を示す情報であり、例えば、受信ＳＩＮＲ、受信ＳＮＲ、受信ＣＮＲ、受信電力などに基づいて決定される。そして、送信品質とは、フィードバックされるＣＱＩなどの受信品質情報に基づいて推定される送信側からみた伝搬路の品質である。

制御情報生成部１０２は、送信アンテナ品質検出部１０１から入力される送信アンテナ１１９の送信品質に基づき、ＣＷ１用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報１を生成して符号化部１０４、変調部１１３、および切替部１０６に出力する。また、制御情報生成部１０２は、送信アンテナ品質検出部１０１から入力される送信アンテナ１２０の送信品質に基づき、ＣＷ２用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報２を生成して符号化部１０５、変調部１１４、および切替部１０６に出力する。以下、制御情報１を送信アンテナ１１９に対応する制御情報とも称し、制御情報２は送信アンテナ１２０に対応する制御情報とも称す。また、制御情報生成部１０２は、送信アンテナ１１９，１２０に関するアンテナ情報を生成し符号化部１０７に出力する。

制御情報送信アンテナ決定部１０３は、送信アンテナ品質検出部１０１から入力される送信アンテナ１１９および送信アンテナ１２０の送信品質に基づき、送信品質がより優れる送信アンテナを制御情報送信アンテナと決定して、決定結果を切替部１０６および切替部１１０に出力する。ここで、送信品質がより優れている送信アンテナとは、送信側からみた伝搬路品質が良好な送信アンテナのことである。以下の説明では、送信アンテナ１１９が制御情報送信アンテナとして決定される場合を例にとって説明する。

符号化部１０４，１０５それぞれは、制御情報生成部１０２から入力される制御情報１および制御情報２が示す符号化率それぞれを用いて、ＭＩＭＯ無線送信装置１００に入力されるＣＷ１およびＣＷ２それぞれに対し、ターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータを多重部１１１，１１２それぞれに出力する。

切替部１０６は、制御情報生成部１０２から入力される制御情報１および制御情報２のうち、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）に対応する制御情報（本例では制御情報１）を符号化部１０７に出力し、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ（本例では送信アンテナ１２０）に対応する制御情報（本例では制御情報２）を符号化部１０９に出力する。

符号化部１０７は、切替部１０６から入力される制御情報（本例では制御情報１）および制御情報生成部１０２から入力されるアンテナ情報に対し、所定の符号化率を用いてターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータをダイバーシチ送信処理部１０８に出力する。

ダイバーシチ送信処理部１０８は、符号化部１０７から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報１およびアンテナ情報の符号化パラメータ）に対してダイバーシチ送信を行うための信号処理を施し、得られるダイバーシチ送信信号を多重部１１５および多重部１１６に出力する。以下、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信される制御情報とも称す。

符号化部１０９は、切替部１０６から入力される制御情報（本例では制御情報２）に対して、ターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータを切替部１１０に出力する。符号化部１０９は、送信データ符号化用の符号化率と制御情報符号化用の符号化率とを対応付けたテーブルを内蔵する。そして、符号化部１０９は、切替部１０６から入力される制御情報（本例では制御情報２）が示すＣＷ２用の符号化率を用いて内蔵のテーブルを参照し、符号化部１０９における符号化処理用の符号化率を決定し、その決定した符号化率を制御情報の符号化処理に用いる。

切替部１１０は、符号化部１０９から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２の符号化パラメータ）を、多重部１１１および多重部１１２のうち、制御情報送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部１１１）に出力する。切替部１１０は、制御情報送信アンテナ決定部１０３から入力される決定結果に基づき、上記の出力先を切り替える。

多重部１１１，１１２のうち、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）に対応する多重部（本例では多重部１１１）は、切替部１１０から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２の符号化パラメータ）と、制御情報送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０４）から入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ１の符号化パラメータ）とを多重し、得られる多重信号を制御情報送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１３）に出力する。ここで、多重部１１１から変調部１１３に出力される多重信号は、送信アンテナ１１９を介してＳＤＭ送信されるＳＤＭ送信信号である。以下、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）をＳＤＭ送信される制御情報とも称す。

一方、多重部１１１，１１２のうち、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ（本例では送信アンテナ１２０）に対応する多重部（本例では多重部１１２）は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０５）から入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ２の符号化パラメータ）を、直接、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１４）に出力する。ここで、多重部１１２から変調部１１４に出力される多重信号は、送信アンテナ１２０を介してＳＤＭ送信されるＳＤＭ送信信号である。

変調部１１３，１１４それぞれは、制御情報生成部１０２から入力される制御情報１お
よび制御情報２が示すＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの変調方式を用いて、多重部１１１，１１２それぞれから入力されるＳＤＭ送信信号に対して、変調処理を施し、得られる変調信号を多重部１１５，１１６それぞれに出力する。

多重部１１５，１１６それぞれは、変調部１１３，１１４から入力されるそれぞれの変調信号と、ダイバーシチ送信処理部１０８から入力されるダイバーシチ送信信号とを多重し、得られる多重送信信号をＲＦ部１１７，１１８それぞれに出力する。

ＲＦ部１１７，１１８それぞれは、多重部１１５，１１６から入力されるそれぞれの多重送信信号に対してアップコンバード処理を行い、アップコンバートされた送信信号は、送信アンテナ１１９，１２０それぞれを介して送信される。

図４は、ＭＩＭＯ無線送信装置１００における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。図４Ａは、送信アンテナ１２０（Ｔｘ１２０）よりも送信アンテナ１１９（Ｔｘ１１９）の送信品質がより優れ、送信アンテナ１１９が制御情報送信アンテナとして決定される場合を例示する。図４Ｂは、送信アンテナ１１９よりも送信アンテナ１２０の送信品質がより優れ、送信アンテナ１２０が制御情報送信アンテナとして決定される場合を例示する図である。

図４Ａに示すように、送信アンテナ１１９が制御情報送信アンテナとして決定される場合、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、ＣＷ１に関する制御情報１およびアンテナ情報をダイバーシチ送信する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、制御情報２およびＣＷ１を多重し、送信アンテナ１１９を介してＳＤＭ送信し、送信アンテナ１２０を介してＣＷ２をＳＤＭ送信する。

図４Ｂに示すように、送信アンテナ１２０が制御情報送信アンテナとして決定される場合、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、ＣＷ２に関する制御情報２およびアンテナ情報をダイバーシチ送信する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、制御情報１およびＣＷ２を多重し、送信アンテナ１２０を介してＳＤＭ送信し、送信アンテナ１１９を介してＣＷ１をＳＤＭ送信する。

図５は、ＭＩＭＯ無線送信装置１００において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図である。

まず、送信アンテナ品質検出部１０１は、ＭＩＭＯ無線受信装置２００からフィードバックされるＣＱＩなどの情報を用いて、送信アンテナ１１９および送信アンテナ１２０の送信品質を検出する（ＳＴ１０１０）。

次いで、制御情報生成部１０２は、送信アンテナ品質検出部１０１で検出された送信アンテナ１１９，１２０の送信品質に基づき、ＣＷ１およびＣＷ２用の変調方式および符号化率を決定する。そして、制御情報生成部１０２は、ＣＷ１用の変調方式、符号化率に関する情報を含む制御情報１、ＣＷ２用の変調方式、符号化率に関する情報を含む制御情報２、および送信アンテナ１１９，１２０に関するアンテナ情報を生成する（ＳＴ１０２０）。

次いで、制御情報送信アンテナ決定部１０３は、送信アンテナ品質検出部１０１で検出された送信アンテナ１１９，１２０の送信品質に基づき、送信品質のより優れる方（本例では送信アンテナ１１９）を制御情報送信アンテナとして決定する（ＳＴ１０３０）。

次いで、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、ＳＴ１０４０〜ＳＴ１０８０からなるループ
処理の処理対象となる送信アンテナを選択する。ＳＴ１０４０〜ＳＴ１０８０からなるループ処理は、初期値として送信アンテナ１１９を処理対象とする。ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、毎回のループにおいて、前回選択された送信アンテナの次の送信アンテナを選択して、処理対象とする（ＳＴ１０４０）。

次いで、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、処理対象となる送信アンテナが制御情報送信アンテナであるか否かを判定する（ＳＴ１０５０）。

処理対象となる送信アンテナ（例えば、送信アンテナ１１９）が制御情報送信アンテナであると判定される場合（ＳＴ１０５０：ＹＥＳ）、ダイバーシチ送信処理部１０８は、制御情報送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報１）およびアンテナ情報に対してダイバーシチ送信を行うための信号処理を行い、ダイバーシチ送信信号を生成する（ＳＴ１０６０）。

処理対象となる送信アンテナ（例えば、送信アンテナ１２０）が制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）でないと判定される場合（ＳＴ１０５０：ＮＯ）、制御情報送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部１１１）は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）と、制御情報送信アンテナに対応する送信データ（本例ではＣＷ１）とを多重し、ＳＤＭ送信信号を生成する（ＳＴ１０７０）。

次いで、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、すべての送信アンテナが処理対象として選択されたか否かを判定する（ＳＴ１０８０）。すべての送信アンテナが処理対象として選択されなかったと判定される場合（ＳＴ１０８０：ＮＯ）、処理手順はＳＴ１０４０に戻る。一方、すべての送信アンテナが処理対象として選択されたと判定される場合（ＳＴ１０８０：ＹＥＳ）、処理手順はＳＴ１０９０に移行する。

次いで、各送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９，１２０）は、ＳＴ１０６０で生成されたダイバーシチ送信信号と、ＳＴ１０７０で生成されたＳＤＭ送信信号とを多重し、多重送信信号を生成する（ＳＴ１０９０）。

次いで、各送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９，１２０）は、各制御情報を含む多重送信信号を送信する（ＳＴ１１００）。

図６は、本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線受信装置２００の主要な構成を示すブロック図である。

ＭＩＭＯ無線受信装置２００は、受信アンテナ２０１，２０２、ＲＦ部２０３，２０４、チャネル推定部２０５、ダイバーシチ制御情報検出部２０６、制御情報復号部２０７、ＭＩＭＯ分離処理部２０８、ＳＤＭ制御情報検出部２０９、送信データ復号部２１０、および送信アンテナ品質推定部２１１を備える。

ＭＩＭＯ無線受信装置２００の各部は以下の動作を行う。なお、ＭＩＭＯ無線送信装置１００においてＣＷ１に対応する制御情報１がダイバーシチ送信された場合を例にとって説明する。

受信アンテナ２０１，２０２それぞれは、ＭＩＭＯ無線送信装置１００から送信される信号を受信し、受信信号をＲＦ部２０３，２０４それぞれに出力する。

ＲＦ部２０３，２０４それぞれは、受信アンテナ２０１，２０２それぞれから入力され
る受信信号に対し、ダウンコンバート処理を施し、チャネル推定部２０５、ＭＩＭＯ分離処理部２０８、およびダイバーシチ制御情報検出部２０６に出力する。

チャネル推定部２０５は、ＲＦ部２０３，２０４でダウンコンバートされた受信信号を用いて、チャネル推定を行い、得られるチャネル推定値をダイバーシチ制御情報検出部２０６、ＭＩＭＯ分離処理部２０８、および送信アンテナ品質推定部２１１に出力する。

ダイバーシチ制御情報検出部２０６は、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値に基づき、ＲＦ部２０３，２０４でダウンコンバートされた受信信号に対してダイバーシチ受信処理、例えばＳＴＢＣ受信処理を行い、ダイバーシチ送信された制御情報（本例では制御情報１）およびアンテナ情報を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

制御情報復号部２０７は、ダイバーシチ制御情報検出部２０６で検出された制御情報（本例では制御情報１）、アンテナ情報、またはＳＤＭ制御情報検出部２０９で検出された制御情報（本例では制御情報２）に対して復号化処理を施し、ＭＩＭＯ分離処理部２０８に出力する。

ＭＩＭＯ分離処理部２０８は、ＲＦ部２０３，２０４でダウンコンバートされた受信信号、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値、および制御情報復号部２０７から入力される制御情報（本例では制御情報１、制御情報２、およびアンテナ情報）を用いて、各送信アンテナで送信されたＳＤＭ送信信号を分離し、ＳＤＭ制御情報検出部２０９および送信データ復号部２１０に出力する。ＭＩＭＯ分離処理の方法としては、例えば、空間フィルタリングや、ＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）などがある。

ＳＤＭ制御情報検出部２０９は、ＭＩＭＯ分離処理部２０８から入力されるＳＤＭ送信信号から、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

送信データ復号部２１０は、ＭＩＭＯ分離処理部２０８から入力されるＳＤＭ送信信号から送信データ（本例ではＣＷ１およびＣＷ２）を検出し、さらに復号処理を施し、得られる受信データを出力する。

送信アンテナ品質推定部２１１は、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値を用いて、ＭＩＭＯ無線送信装置１００の送信アンテナ１１９，１２０それぞれの送信品質を推定し、推定結果を表すＣＱＩなどの情報をＭＩＭＯ無線送信装置１００にフィードバックする。

図７は、ＭＩＭＯ無線受信装置２００において制御情報および送信データを受信する処理手順を示すフロー図である。

まず、受信アンテナ２０１，２０２は、ＭＩＭＯ無線送信装置１００から送信される信号を受信し、ＲＦ部２０３，２０４それぞれは受信アンテナ２０１，２０２が受信した受信信号それぞれに対してダウンコンバート処理を施す（ＳＴ２０１０）。

次いで、チャネル推定部２０５は、ダウンコンバートされた受信信号を用いてチャネル推定を行う（ＳＴ２０２０）。

次いで、ダイバーシチ制御情報検出部２０６は、チャネル推定値を用いて、ダウンコンバートされた受信信号の中からダイバーシチ送信された制御情報（本例では、制御情報１
）およびアンテナ情報を検出する。検出された制御情報およびアンテナ情報は制御情報復号部２０７で復号される（ＳＴ２０３０）。

次いで、ＭＩＭＯ分離処理部２０８は、ダイバーシチ送信された制御情報（本例では制御情報１）およびアンテナ情報を用いてＭＩＭＯ分離処理を行い、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）で送信されたＳＤＭ送信信号を得る（ＳＴ２０４０）。

次いで、ＳＤＭ制御情報検出部２０９は、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）で送信されたＳＤＭ送信信号から、ＳＤＭ送信された制御情報（本例では制御信号２）を検出する。検出された制御情報は制御情報復号部２０７において復号される（ＳＴ２０５０）。

次いで、ＭＩＭＯ分離処理部２０８は、ＳＤＭ送信された制御信号を用いて、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ（本例では送信アンテナ１２０）で送信されたすべてのＳＤＭ送信信号を分離する（ＳＴ２０６０）。

次いで、送信データ復号部２１０は、すべてのＳＤＭ送信信号に対して復号処理を行う（ＳＴ２０７０）。

このように、本実施の形態によれば、ＭＩＭＯ無線送信装置において、送信品質がより優れる送信アンテナを制御情報送信アンテナとして決定し、決定された制御情報送信アンテナを用いて他の送信アンテナに対応する制御情報をＳＤＭ送信し、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に送信することができる。

なお、本実施の形態では、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をより確実に送信するために、ダイバーシチ送信する場合を例にとって説明した。しかし、ＳＤＭ送信より確実な他の送信方法を用いて、送信品質の最も優れる送信アンテナに対応する制御情報を送信しても良い。ここで、制御情報をより確実に送信するということは、送信誤り率を低減することを含む。すなわち、ＳＤＭ送信より誤り率の低い他の送信方法を用いれば良い。

またここで、ダイバーシチ送信方法としては、ＳＴＢＣ（Space Time Block Coding）等の空間ダイバーシチ、指向性ダイバーシチ、周波数ダイバーシチ、時間ダイバーシチなどがある。ダイバーシチ送信においては複数の送信アンテナを用いても良く、１本の送信アンテナを用いても良い。本実施の形態では、すべての送信アンテナを用いて、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する場合を例にとって説明した。しかし、制御情報送信アンテナ１本のみを用いてダイバーシチ送信を行っても良い。かかる場合、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、ＭＩＭＯ無線受信装置２００からフィードバックされるフィードバック情報を用いて制御情報送信アンテナを決定し、ＭＩＭＯ無線受信装置２００は、ＭＩＭＯ無線送信装置１００と共有している送信アンテナ品質から制御情報送信アンテナを判別することができる。よって、簡易な処理でダイバーシチ送信処理を行い、制御情報を誤りにくく確実に伝送することができる。

さらには、制御情報をダイバーシチ送信する送信アンテナを固定の１つに決めておいても良い。かかる場合、空間多重せず１本の固定の送信アンテナから制御情報をダイバーシチ送信するため、制御情報の送信電力低下およびアンテナ間干渉を回避し、制御情報を誤りにくく伝送することができる。また、かかる場合、送受信双方において、制御情報送信アンテナの決定または判別なしにダイバーシチ送信を行うことができるため、ＭＩＭＯ無線送信装置１００およびＭＩＭＯ無線受信装置２００の構成をより簡略化することができ
る。

また、本実施の形態では、各送信アンテナを用いて、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信し、制御情報送信アンテナ１本のみを用いて他の制御情報をＳＤＭ送信する場合を例にとって説明した。しかし、制御情報送信アンテナを用いてすべての制御情報をダイバーシチ送信し、ＳＤＭ送信方法を送信データ（ＣＷ）の送信のみに用いても良い。

また、本実施の形態では、符号化部１０９は、送信データ符号化用の符号化率と制御情報符号化用の符号化率とを対応付けたテーブルを内蔵し用いる場合を例にとって説明した。しかし、送信アンテナの送信品質と制御情報符号化用の符号化率とを対応付けたテーブルを内蔵し用いても良い。かかる場合、送信アンテナ品質検出部１０１は、符号化部１０９に送信アンテナ品質を入力し、符号化部１０９は、内蔵のテーブルを参照し、符号化部１０９における符号化処理用の符号化率を決定し用いれば良い。このようにして制御情報符号化用の符号化率を適応的に変化させることができるため、符号化効率を向上することができる。

また、本実施の形態では、無線受信装置２００からフィードバックされる情報に基づき、各ＣＷ用の変調方式および符号化率を含む制御情報を適応的に生成する場合を例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、制御情報を適応的に生成せず直接無線送信装置１００の外部から入力しても良い。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係るＭＩＭＯ無線送信装置３００の主要な構成を示すブロック図である。なお、ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線送信装置１００（図３参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。

ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、送信データとしてＣＷ１、ＣＷ２−１、…、ＣＷ２−Ｎ（ここでＮはＮ＞１の整数）が入力される点において、ＭＩＭＯ無線送信装置１００と相違する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、符号化部１０５、多重部１１２、変調部１１４、多重部１１６、ＲＦ部１１８、送信アンテナ１２０、および符号化部１０９それぞれをＮ個ずつ備える点においてＭＩＭＯ無線送信装置１００と相違する。ここでは、符号化部１０５−１〜１０５−Ｎ、多重部１１２−１〜１１２−Ｎ、変調部１１４−１〜１１４−Ｎ、多重部１１６−１〜１１６−Ｎ、ＲＦ部１１８−１〜１１８−Ｎ、送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎ、および符号化部１０９−１〜１０９−Ｎと符号を付す。また、ＭＩＭＯ無線送信装置３００の送信アンテナ品質検出部３０１、制御情報生成部３０２、制御情報送信アンテナ決定部３０３、切替部３０６、切替部３１０、および多重部３１１と、ＭＩＭＯ無線送信装置１００の送信アンテナ品質検出部１０１、制御情報生成部１０２、制御情報送信アンテナ決定部１０３、切替部１０６、切替部１１０、および多重部１１１とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

送信アンテナ品質検出部３０１は、後述のＭＩＭＯ無線受信装置４００からフィードバックされるＣＱＩなどの情報に基づき、送信アンテナ１１９，１２０−１〜１２０−Ｎそれぞれの送信品質を検出し、制御情報生成部３０２および制御情報送信アンテナ決定部３０３に出力する。

制御情報生成部３０２は、送信アンテナ品質検出部３０１から入力される送信アンテナ１１９の送信品質に基づき、ＣＷ１用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報１を生成して符号化部１０４、変調部
１１３、および切替部３０６に出力する。また、制御情報生成部３０２は、送信アンテナ品質検出部３０１から入力される送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎの送信品質に基づき、ＣＷ２−１〜ＣＷ２−Ｎ用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報それぞれを含む制御情報２−１〜２−Ｎそれぞれを生成して符号化部１０５−１〜１０５−Ｎのそれぞれ、変調部１１４−１〜１１４−Ｎのそれぞれ、および切替部３０６に出力する。また、制御情報生成部３０２は、送信アンテナ１１９，１２０−１〜１２０−Ｎに関するアンテナ情報を生成し符号化部１０７に出力する。

制御情報送信アンテナ決定部３０３は、送信アンテナ品質検出部３０１から入力される送信アンテナ１１９および送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎの送信品質に基づき、送信品質が最も優れる送信アンテナ、例えば送信アンテナ１１９を制御情報送信アンテナと決定して、決定結果を切替部３０６および切替部３１０に出力する。以下の説明では、送信アンテナ１１９が制御情報送信アンテナとして決定される場合を例にとって説明する。

符号化部１０５−１〜１０５−Ｎそれぞれは、制御情報生成部３０２から入力される制御情報２−１〜２−Ｎそれぞれが示す符号化率を用いて、ＣＷ２−１〜２−Ｎそれぞれに対しターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータを多重部１１２−１〜１１２−Ｎそれぞれに出力する。

切替部３０６は、制御情報生成部３０２から入力される制御情報１、制御情報２−１〜２−Ｎのうち、制御情報送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報１）を符号化部１０７に出力し、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２−１〜２−Ｎ）を符号化部１０９−１〜１０９−Ｎそれぞれに出力する。

符号化部１０９−１〜１０９−Ｎそれぞれは、切替部３０６から入力される制御情報（本例では制御情報２−１〜２−Ｎ）それぞれに対して、ターボ符号化または畳み込み符号化などの処理を施し、得られる符号化パラメータを切替部３１０に出力する。

切替部３１０は、符号化部１０９−１〜１０９−Ｎから入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２−１〜２−Ｎの符号化パラメータ）を、多重部３１１、多重部１１２−１〜１１２−Ｎのうち、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）に対応する多重部（本例では多重部３１１）に出力する。切替部３１０は、制御情報送信アンテナ決定部３０３から入力される決定結果に基づき、上記符号化パラメータの出力先を切り替える。

多重部３１１、多重部１１２−１〜１１２−Ｎのうち、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）に対応する多重部（本例では多重部３１１）は、切替部３１０から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２−１〜２〜Ｎの符号化パラメータ）と、制御情報送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０４）から入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ１の符号化パラメータ）とを多重し、得られる多重信号を制御情報送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１３）に出力する。

一方、多重部３１１、多重部１１２−１〜１１２−Ｎのうち、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ（本例では送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎ）に対応する多重部（本例では多重部１１２−１〜１１２−Ｎ）それぞれは、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０５−１〜１０５−Ｎ）それぞれから入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ２−１〜２−Ｎの符号化パラメータ）を、直接、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１４−１〜１１４−Ｎ）それぞれに出力する。

変調部１１４−１〜１１４−Ｎそれぞれは、制御情報生成部３０２から入力される制御情報２−１〜２−Ｎそれぞれが示すＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの変調方式を用いて、多重部１１２−１〜１１２−Ｎから入力される多重信号それぞれに対して変調処理を施し、得られる変調信号を多重部１１６−１〜１１６−Ｎそれぞれに出力する。

多重部１１６−１〜１１６−Ｎそれぞれは、変調部１１４−１〜１１４−Ｎそれぞれから入力される変調信号と、ダイバーシチ送信処理部１０８から入力されるダイバーシチ送信信号とを多重し、得られる多重送信信号それぞれをＲＦ部１１８−１〜１１８−Ｎそれぞれに出力する。

ＲＦ部１１８−１〜１１８−Ｎそれぞれは、多重部１１６−１〜１１６−Ｎそれぞれから入力される多重送信信号それぞれに対してアップコンバード処理を行う。アップコンバートされた送信信号は、送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎそれぞれを介して送信される。

図９は、ＭＩＭＯ無線送信装置３００における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。この図においては、ＭＩＭＯ無線送信装置３００が４つの送信アンテナを備え、そのうち送信アンテナ（Ｔｘ）１１９の品質が最も優れる場合を例にとって説明する。

図９に示すように、ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、ＣＷ１に関する制御情報１およびアンテナ情報をダイバーシチ送信する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、制御情報２−１〜２−３とＣＷ１とを多重し、Ｔｘ１１９を介してＳＤＭ送信する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、Ｔｘ１２０−１〜１２０−３それぞれを介してＣＷ２−１〜２−３それぞれをＳＤＭ送信する。

ＭＩＭＯ無線送信装置３００において制御情報を送信する処理手順は、ＭＩＭＯ無線送信装置１００において制御情報を送信する処理手順と同様の基本的ステップを有する。ＭＩＭＯ無線送信装置３００における制御情報送信の処理手順を示すフロー図として図５に示すフロー図を流用し、その詳細な説明を省略する。ＭＩＭＯ無線送信装置３００において制御情報を送信する処理手順では、ＭＩＭＯ無線送信装置１００において制御情報を送信する処理手順と比べ、送信データの数が相違し、それに対応してＳＴ１０４０〜ＳＴ１０８０のループ処理の回数が相違する。また、ＳＴ１０７０において、ＭＩＭＯ無線送信装置１００は、制御情報送信アンテナ以外の１つの送信アンテナに対応する制御情報と、制御情報送信アンテナに対応する送信データとを多重するのに対して、ＭＩＭＯ無線送信装置３００は、制御情報送信アンテナ以外のＮ個の送信アンテナに対応するＮ個の制御情報と、制御情報送信アンテナに対応する送信データとを多重する。

本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線受信装置４００は、本発明の実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線受信装置２００と同様の基本的な構成および動作を有している。但し、ＭＩＭＯ無線受信装置４００は、分離処理および復号処理を行い、Ｎ＋１個の受信データを得る点においてＭＩＭＯ無線受信装置２００と相違する。ＭＩＭＯ無線受信装置４００の構成および動作は、ＭＩＭＯ無線受信装置２００の構成および動作を基に類推することができるため、ここではその説明を省略する。

このように、本実施の形態によれば、３つ以上の送信アンテナを備えるＭＩＭＯ無線送信装置において、送信品質が最も優れる送信アンテナを制御情報送信アンテナとして決定し、決定された制御情報送信アンテナを用いて他の送信アンテナに対応するすべての制御情報を送信し、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する。よっ
て、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に送信することができる。

また、本実施の形態によれば、制御情報送信アンテナを用いて、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応するすべての制御情報をまとめて符号化し送信するため、送受信双方の符号化処理を軽減することができる。よって、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check)などの誤り検出符号化を適用する場合、すべての制御情報からなる、まとまった情報が符号化処理の対象となるため、送信信号のオーバヘットをさらに削減し、誤り検出の正確率を向上することができる。

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係るＭＩＭＯ無線送信装置５００の主要な構成を示すブロック図である。なお、ＭＩＭＯ無線送信装置５００は、実施の形態２に示したＭＩＭＯ無線送信装置３００（図８参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。

ＭＩＭＯ無線送信装置５００は、送信アンテナランキング部５０１をさらに備える点において、ＭＩＭＯ無線送信装置３００と相違する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置５００の制御情報送信アンテナ決定部５０３、切替部５１０、多重部５１１、多重部５１２−１〜５１２−Ｎそれぞれと、ＭＩＭＯ無線送信装置３００の制御情報送信アンテナ決定部３０３、切替部３１０、多重部３１１、多重部１１２−１〜１１２−Ｎそれぞれとは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

送信アンテナランキング部５０１は、送信アンテナ品質検出部３０１から入力される送信アンテナ１１９、送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎそれぞれの送信品質に基づき、Ｎ＋１個のすべての送信アンテナに対して送信品質が優れる方からランキング順位を付け、ランキング結果を制御情報送信アンテナ決定部５０３に出力する。ここでは、ランキング結果が、送信品質が優れる方から送信アンテナ１１９、送信アンテナ１２０−１〜１２０−Ｎの順となる場合を例にとって説明する（以下同様）。なお、以下の説明においては、各送信アンテナに対応する送信データ（ＣＷ）、制御情報、符号化部、多重部、およびＲＦ部それぞれに対しても、送信アンテナのランキング結果を用いてランキング順位を付け、説明する場合がある。

制御情報送信アンテナ決定部５０３は、送信アンテナランキング部５０１から入力されるランキング結果に基づき、送信品質が最も優れる１つの送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）を制御情報送信アンテナとして決定し、決定結果およびランキング結果を切替部３０６および切替部５１０に出力する。

切替部５１０は、符号化部１０９−１〜１０９−Ｎで符号化された制御情報（本例では制御情報２−１〜２−Ｎ）それぞれを、１ランキング上位の多重部（本例では多重部５１１、多重部５１２−１〜５１２−（Ｎ−１））それぞれに出力する。切替部５１０は、制御情報送信アンテナ決定部５０３から入力されるランキング結果に基づき、上記の制御情報の出力先を切り替える。

多重部５１１、多重部５１２−１〜５１２−Ｎのうち、送信品質の優れる方からのＮ個の送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部５１１、多重部５１２−１〜５１２−（Ｎ−１））それぞれは、対応する符号化部（本例では符号化部１０４、符号化部１０５−１〜１０５−（Ｎ−１））から入力される符号化パラメータそれぞれ（本例ではＣＷ１、ＣＷ２−１〜２−（Ｎ−１）の符号化パラメータそれぞれ）と、切替部５１０から入力される符号化パラメータそれぞれ（本例では制御情報２−１〜２−Ｎの符号化パラメータ
それぞれ）を多重し、得られる多重信号を対応する変調部（本例では変調部１１３、変調部１１４−１〜１１４−（Ｎ−１））それぞれに出力する。

多重部５１１、多重部５１２−１〜５１２−Ｎのうち、送信品質の最も劣る送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部５１２−Ｎ）は、対応する符号化部（本例では符号化部１０５−Ｎ）から入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ２−Ｎの符号化パラメータ）を直接、対応する変調部（本例では変調部１１４−Ｎ）に出力する。

図１１は、ＭＩＭＯ無線送信装置５００における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。この図においては、ＭＩＭＯ無線送信装置５００が４つの送信アンテナを備え、送信アンテナのランキング結果は、送信品質が優れる方から、送信アンテナ（Ｔｘ）１１９，１２０−１，１２０−２，１２０−３の順となる場合を例示する。

図１１に示すように、ＭＩＭＯ無線送信装置５００は、ＣＷ１に関する制御情報１およびアンテナ情報をダイバーシチ送信する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置５００は、制御情報２−１およびＣＷ１を多重し、送信アンテナ１１９を介してＳＤＭ送信し、制御情報２−２およびＣＷ２−１を多重し、送信アンテナ１２０−１を介してＳＤＭ送信し、制御情報２−３およびＣＷ２−２を多重し、送信アンテナ１２０−２を介してＳＤＭ送信し、送信アンテナ１２０−３を介してＣＷ２−３をＳＤＭ送信する。

図１２は、ＭＩＭＯ無線送信装置５００において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図である。

ＭＩＭＯ無線送信装置５００において制御情報を送信する処理手順は、ＭＩＭＯ無線送信装置３００における処理手順（図５参照）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す。

ＭＩＭＯ無線送信装置５００において制御情報を送信する処理手順のステップ５０７０と、ＭＩＭＯ無線送信装置３００において制御情報を送信する処理手順のステップ１０７０とは、処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

また、ＭＩＭＯ無線送信装置３００においては、制御情報送信アンテナを介して、制御情報送信アンテナ以外の各送信アンテナに対応するすべての制御情報をＳＤＭ送信する（図５のＳＴ１０７０）。これに対し、ＭＩＭＯ無線送信装置５００は、制御情報送信アンテナ以外の各送信アンテナに対応する各制御情報それぞれを、１ランキング上位の送信アンテナを介して送信する（ＳＴ５０７０）。すなわち、ＳＴ５０７０において、制御情報送信アンテナに対応する多重部以外の多重部（本例では多重部５１２−１〜５１２−Ｎ）それぞれは、対応する送信データと、１ランキング下位の制御情報とを多重する。

図１３は、本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線受信装置６００の主要な構成を示すブロック図である。ここでは、ＭＩＭＯ分離処理としてＳＩＣ方法を適用する場合を例にとって、ＭＩＭＯ無線受信装置６００の構成を示す。ＭＩＭＯ無線受信装置６００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線受信装置２００（図６参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。

ＭＩＭＯ無線受信装置６００は、受信アンテナ２０２およびＲＦ部２０４をＭ個ずつ備える点ておいてＭＩＭＯ無線受信装置２００と相違する。ここではそれぞれ受信アンテナ２０２−１〜２０２−Ｍ、およびＲＦ部２０４−１〜２０４−Ｍと符号を付す。また、ＭＩＭＯ無線受信装置６００は、レプリカ生成部６０１およびキャンセル部６０２をさらに
備える点においてＭＩＭＯ無線受信装置２００と相違する。また、ＭＩＭＯ無線受信装置６００のＭＩＭＯ分離処理部６０８と、ＭＩＭＯ無線受信装置２００のＭＩＭＯ分離処理部２０８とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

ＲＦ部２０４−１〜２０４−Ｍそれぞれは、受信アンテナ２０２−１〜２０２−Ｍそれぞれで受信された受信信号に対してダウンコンバート処理を施し、チャネル推定部２０５およびＭＩＭＯ分離処理部６０８に出力する。

ＭＩＭＯ分離処理部６０８は、ＭＩＭＯ分離処理を繰り返し、毎回のＭＩＭＯ分離処理において、前回のＭＩＭＯ分離処理で得られた制御情報に対応する送信データと、前回のＭＩＭＯ分離処理で得られた制御情報よりも次のランキングの制御情報とからなるＳＤＭ送信信号を分離する。

レプリカ生成部６０１は、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値およびＭＩＭＯ分離処理部６０８から入力されるＳＤＭ送信信号を用いて、キャンセルレプリカを生成し、キャンセル部６０２に出力する。

キャンセル部６０２は、レプリカ生成部６０１から入力されるキャンセルレプリカを用いて、ＲＦ部２０３およびＲＦ部２０４−１〜２０４−Ｍから入力される受信信号の中から、ＭＩＭＯ分離処理部６０８のＭＩＭＯ分離処理で得られるＳＤＭ送信信号をキャンセルする。

このように、本実施の形態によれば、ＭＩＭＯ無線送信装置において、送信アンテナの送信品質に基づき、各送信アンテナにランキング順位を付け、各送信アンテナに対応する制御情報を１ランキング上位の送信アンテナを介して送信し、最上位ランキングの送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に伝送することができる。

また、本実施の形態によれば、各送信アンテナにおいて制御情報の送信に割り当てる領域が均等になり、最上位ランキングの送信アンテナにおいて制御情報の送信に割り当てる領域を低減し送信データ用の領域を増加することができる。よって、伝送容量を増加することができる。

なお、本実施の形態では、各送信アンテナに対応する制御情報を、１ランキング上位の送信アンテナを介してＳＤＭ送信する場合を例にとって説明した。しかし、図１４に示すように各送信アンテナに対応する制御情報を、２ランキング上位の送信アンテナを介してＳＤＭ送信しても良い。かかる場合、最上位の２つのランキングの送信アンテナに対応する制御情報をダイバーシチ送信する。これにより、各制御情報をさらに誤りにくく確実に伝送することができる。

また、本実施の形態では、各制御情報が、各送信データの変調方式および符号化率（ＭＣＳ）を含む場合を例にとって説明した。しかし、各制御情報は、送信アンテナランキングに基づくＭＣＳ(Modulation and Coding Scheme)の差分を含むようにしても良い。これにより、制御情報の情報量を削減し、その削減分だけ、送信データ用の領域を増加することができる。よって、伝送容量をさらに増加することができる。かかる場合、ＭＩＭＯ無線受信装置６００は、送信アンテナのランキング結果および差分ＭＣＳを用いて各送信データを復号および復調することができる。

（実施の形態４）
図１５は、本発明の実施の形態４に係るＭＩＭＯ無線送信装置７００の主要な構成を示
すブロック図である。なお、ＭＩＭＯ無線送信装置７００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線送信装置１００（図１参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。

マルチアンテナ送信装置７００は、ＣＷ１およびＣＷ２に加えパイロット信号１（ＰＬ１）、パイロット信号２（ＰＬ２）、位置情報１、および位置情報２がさらに入力される点、そして制御情報配置指示部７０１をさらに備える点において、ＭＩＭＯ無線送信装置１００と相違する。ここでＰＬ１は、ＭＩＭＯ無線送信装置７００のダイバーシチ送信に用いられるパイロット信号であり、ＰＬ２は、ＭＩＭＯ無線送信装置７００のＳＤＭ送信に用いられるパイロット信号である。ＰＬ１とＰＬ２とは同一の伝送フレームの異なる位置に配置され伝送される。よって、伝搬路のフェージング変動に追従することが可能である。位置情報１は伝送フレームにおけるＰＬ１の位置を示し、位置情報２は伝送フレームにおけるＰＬ２の位置を示す。

なお、ＭＩＭＯ無線送信装置７００の多重部７１１、多重部７１２、多重部７１５、多重部７１６と、ＭＩＭＯ無線送信装置１００の多重部１１１、多重部１１２、多重部１１５、多重部１１６とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

制御情報配置指示部７０１は、入力される位置情報１に基づき、制御情報送信アンテナに対応する制御情報（例えば制御情報１）およびアンテナ情報の配置位置を多重部７１５および多重部７１６に指示する。また、制御情報配置指示部７０１は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）の配置位置を多重部７１１または多重部７１２のうち、制御情報送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部７１１）に出力する。ここで、配置位置とは、伝送フレームにおいて制御情報およびアンテナ情報が配置される位置である。具体的には、制御情報１およびアンテナ情報はＰＬ１の後に隣接する位置に配置され、制御情報２はＰＬ２の後に隣接する位置に配置される。

多重部７１１，７１２のうち、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）に対応する多重部（本例では多重部７１１）は、制御情報配置指示部７０１から入力される配置位置（本例では制御情報２の配置位置）に基づき、制御情報配置指示部７０１から入力されるパイロット信号（本例ではＰＬ２）と、切替部１１０から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２の符号化パラメータ）と、制御情報送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０４）から入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ１の符号化パラメータ）と、各パイロットの位置情報（本例では位置情報１および位置情報２）とを多重し、得られる多重信号を制御情報送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１３）に出力する。

一方、多重部７１１，７１２のうち、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部７１２）は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０５）から入力される送信データ（本例ではＣＷ２）を、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１４）に出力する。

多重部７１５，７１６それぞれは、制御情報配置指示部７０１から入力される配置位置（本例では制御情報１の配置位置）に基づき、制御情報配置指示部７０１から入力されるパイロット信号（本例ではＰＬ１）と、変調部１１３，１１４から入力されるそれぞれの変調信号と、ダイバーシチ送信処理部１０８から入力されるダイバーシチ送信信号と、さらに制御情報配置位置に関する情報を多重し、得られる多重送信信号をＲＦ部１１７，１
１８それぞれに出力する。

図１６は、ＭＩＭＯ無線送信装置７００における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。

図１６に示すように、制御情報送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報１）をＰＬ１の後に隣接して配置し、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）をＰＬ２の後に隣接して配置する。ここで、制御情報１は、ＭＩＭＯ無線受信装置８００のＭＩＭＯ分離処理の開始に用いられる情報であるため、制御情報２よりも時間的に先に、ダイバーシチ送信用のパイロット、すなわちＰＬ１と一緒に送信される。

図１７は、ＭＩＭＯ無線受信装置８００の主要な構成を示すブロック図である。なお、ＭＩＭＯ無線受信装置８００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線受信装置２００（図６参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。

ＭＩＭＯ無線受信装置８００は、制御情報配置通知部８０１をさらに備える点においてＭＩＭＯ無線受信装置２００と相違する。なお、ＭＩＭＯ無線受信装置８００のチャネル推定部８０５、ダイバーシチ制御情報検出部８０６、ＳＤＭ制御情報検出部８０９と、ＭＩＭＯ無線受信装置２００のチャネル推定部２０５、ダイバーシチ制御情報検出部２０６、ＳＤＭ制御情報検出部２０９とは、処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

チャネル推定部８０５は、ＲＦ部２０３およびＲＦ部２０４でダウンコンバートされた受信信号を用いて、チャネル推定を行い、チャネル推定値、各パイロット信号の位置情報、（本例では、ＰＬ１およびＰＬ２に対応する位置情報１および位置情報２）を得る。チャネル推定部８０５は、得られるチャネル推定値をダイバーシチ制御情報検出部８０６、ＭＩＭＯ分離処理部２０８、および送信アンテナ品質推定部２１１に出力するとともに、位置情報１および位置情報２を制御情報配置通知部８０１に出力する。

制御情報配置通知部８０１は、チャネル推定部８０５から入力される位置情報１に基づき、ダイバーシチ送信された制御情報（本例では制御情報１）およびアンテナ情報の配置位置をダイバーシチ制御情報検出部８０６に通知する。また、制御情報配置通知部８０１は、チャネル推定部８０５から入力される位置情報２に基づき、ＳＤＭ送信された制御情報（本例では制御情報２）の配置位置をＳＤＭ送信制御情報検出部８０９に通知する。具体的には、制御情報配置通知部８０１は、ＰＬ１の後に隣接する位置を制御情報１の配置位置とし、ＰＬ２の後に隣接する位置を制御情報２の配置位置とする。

ダイバーシチ制御情報検出部８０６は、チャネル推定部８０５から入力されるチャネル推定値、および制御情報配置通知部８０１から入力される配置位置（本例では制御情報１の配置位置）に基づき、ＲＦ部２０３，２０４でダウンコンバートされた受信信号に対してダイバーシチ受信処理、例えばＳＴＢＣ受信処理を行い、ダイバーシチ送信された制御情報（本例では制御情報１）およびアンテナ情報を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

ＳＤＭ制御情報検出部８０９は、制御情報配置通知部８０１から入力される配置位置（本例では制御情報２の配置位置）に基づき、ＭＩＭＯ分離処理部２０８から入力されるＳＤＭ送信信号から、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

このように、本実施の形態によれば、制御情報をチャネル推定誤差の小さいパイロット信号に隣接して配置し、伝送するため、制御情報をより誤りにくく確実に伝送することができる。

なお、本実施の形態では、制御情報をパイロット信号の後ろに隣接して配置するパターンを例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、制御情報をパイロット信号の前に隣接して配置するパターンにしても良く、さらには、制御情報がパイロット信号を挟むような配置パターンにしても良い。かかる場合、ＭＩＭＯ無線送信装置７００およびＭＩＭＯ無線受信装置８００は、何れの同一の配置パターンを使用するように予め決めておく。

また、本実施の形態では、制御情報をパイロット信号に隣接して配置する方法を実施の形態１に適用する場合を例にとって説明した。同様の配置方法を実施の形態２および実施の形態３に適用しても良い。

また、本実施の形態では、ＭＩＭＯ無線送信装置７００とＭＩＭＯ無線受信装置８００において制御情報およびアンテナ情報の配置パターンをあらかじめ定めておき記憶しておく。これにより、ＭＩＭＯ無線送信装置７００からＭＩＭＯ無線受信装置８００に配置パターンを通知することなくＭＩＭＯ無線受信装置８００において制御情報を検出することができる。しかし、本発明はこれに限定されず、ＭＩＭＯ無線送信装置７００とＭＩＭＯ無線受信装置８００において制御情報およびアンテナ情報の配置パターンをあらかじめ定めず、ＭＩＭＯ無線送信装置７００からＭＩＭＯ無線受信装置８００に配置パターンを通知しても良い。

（実施の形態５）
図１８は、本発明の実施の形態５に係るＭＩＭＯ無線送信装置９００の主要な構成を示すブロック図である。なお、ＭＩＭＯ無線送信装置９００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線受信装置１００（図１参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。ＭＩＭＯ無線送信装置９００は、変調部１１３，１１４において多値変調方式の変調処理を行う場合に対応する構成である。

ＭＩＭＯ無線送信装置９００は、制御情報ビット位置指示部９０１をさらに備える点においてＭＩＭＯ無線送信装置１００と相違する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置９００の多重部９１１、多重部９１２と、ＭＩＭＯ無線送信装置１００の多重部１１１、多重部１１２とは、処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

制御情報ビット位置指示部９０１は、制御情報送信アンテナ決定部１０３から入力される決定結果に基づき、制御情報１および制御情報２のうちＳＤＭ送信される制御情報を判定する。そして、制御情報ビット位置指示部９０１は、ＳＤＭ送信される制御情報（本例では制御情報２）が伝送フレームに配置されるビット位置を、制御情報送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部９１１）に指示する。具体的に、本例では、制御情報ビット位置指示部９０１は、制御情報生成部１０２から入力される制御情報１が示す多値変調方式、すなわちＣＷ１および制御情報２の変調方式に基づき、多値変調信号を構成する複数のビットのうち、上位ビットの位置制御情報２の配置位置と決定する。

多重部９１１，９１２のうち、制御情報送信アンテナ（本例では送信アンテナ１１９）に対応する多重部（本例では多重部９１１）は、切替部１１０から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２の符号化パラメータ）と、制御情報送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０４）から入力される符号化パラメータ（本例ではＣＷ１
の符号化パラメータ）とを多重し、得られる多重信号を制御情報送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１３）に出力する。ここで、多重部９１１，９１２のうち、制御情報送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部９１１）は、切替部１１０から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２の符号化パラメータ）が、制御情報ビット位置指示部９０１から入力される制御情報ビット位置（本例では制御情報２のビット位置）に配置されるように、上記の多重処理を行う。

一方、多重部９１１，９１２のうち、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナ（本例では送信アンテナ１２０）に対応する多重部（本例では多重部９１２）は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する符号化部（本例では符号化部１０５）から入力される送信データ（本例ではＣＷ２の符号化パラメータ）を、直接、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する変調部（本例では変調部１１４）に出力する。

図１９は、ＭＩＭＯ無線送信装置９００における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。

この図において、ＳＤＭ送信信号が多値変調される場合を例示する。この図に示すように、ＭＩＭＯ無線送信装置９００は、制御情報２を多値変調信号の上位ビットの位置に配置する。

図２０は、ＭＩＭＯ無線受信装置１０００の主要な構成を示すブロック図である。なお、ＭＩＭＯ無線受信装置１０００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線受信装置２００（図６参照）と同様の基本的な構成を有しており、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。

ＭＩＭＯ無線受信装置１０００は、制御情報ビット位置通知部１００１をさらに備える点において、ＭＩＭＯ無線受信装置２００と相違する。なお、ＭＩＭＯ無線受信装置１０００のＳＤＭ制御情報検出部１００９と、ＭＩＭＯ無線受信装置２００のＳＤＭ制御情報検出部２０９とは、処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

制御情報ビット位置通知部１００１は、送信アンテナ品質推定部２１１で検出された送信アンテナの送信品質に基づき、ＳＤＭ送信された制御情報（本例では制御情報２）の変調方式を判定する。そして、制御情報ビット位置通知部１００１は、判定された変調方式に基づき、ＳＤＭ送信される制御情報の多値変調信号におけるビット位置を決定し、ＳＤＭ制御情報検出部１００９に通知する。

ＳＤＭ制御情報検出部１００９は、制御情報ビット位置通知部１００１から入力される制御情報ビット位置（本例では制御情報２のビット位置）に基づき、ＭＩＭＯ分離処理部２０８から入力されるＳＤＭ送信信号から、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

このように、本実施の形態によれば、多値変調により得られる多値変調信号において、下位ビットよりも誤りにくい上位ビットに制御情報を配置しＳＤＭ送信するため、制御情報をより誤りにくく確実に伝送することができる。

なお、本実施の形態では、多値変調信号の上位ビットの位置に制御情報を配置する方法を、実施の形態１に適用する場合を例にとって説明した。当該配置方法を実施の形態２および実施の形態３に適用しても良い。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６においては、ＯＦＤＭのようなマルチキャリア伝送方式で通信を行う無線通信システムにおいて、本発明の実施の形態４を適用する場合について説明する。

図２１は、本実施の形態に係る制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。ここでは、２本の送信アンテナを用い、ＯＦＤＭのようなマルチキャリア伝送方式で制御情報および送信データを送信する場合を例にとって説明する。なお、送信アンテナ２（Ｔｘ２）よりも送信アンテナ１（Ｔｘ１）の送信品質がより優れ、送信アンテナ１（Ｔｘ１）が制御情報送信アンテナとなる場合を例にとって説明する。

図２１において、横軸は周波数軸（ｆ）であり、縦軸は時間軸（ｔ）であり、各格子はＯＦＤＭ通信用のサブキャリアを示す。図２１Ａは、送信アンテナ１用のサブキャリアにおける制御情報１／アンテナ情報（Ｔ１）、制御情報２（Ｔ２）、送信データＣＷ１（Ｗ１）、および送信アンテナ１用のパイロット信号ＰＬ１（Ｐ１）の配置パターンを示す図である。図２１Ｂは、送信アンテナ２用のサブキャリアにおける制御情報１／アンテナ情報（Ｔ１）、送信データＣＷ２（Ｗ２）、送信アンテナ２用のパイロット信号ＰＬ２（Ｐ２）の配置パターンを示す図である。ここで、各送信アンテナのパイロット信号ＰＬを周波数分割多重送信するものとすると、各送信アンテナからパイロット信号ＰＬが送信されている箇所では、他方のアンテナからは何も送信されない。すなわち、他方の送信アンテナ用のパイロットが送信されるシンボルでは、自アンテナにおいては何も送信されずヌルシンボルとなる。図２１に示すように、本実施の形態において、送信アンテナ１はＣＷ１を、送信アンテナ２はＣＷ２をＳＤＭ送信する。なお、送信アンテナ１および送信アンテナ２は制御情報１をダイバーシチ送信することにより制御情報１およびアンテナ情報を誤りにくく送信する。図２１Ａに示すように、制御情報送信アンテナであるＴｘ１は、制御情報２（Ｔ２）をＰＬ１、ＰＬ２が配置されるサブキャリアと周波数が同一のサブキャリアに配置する。ＰＬ１が配置されているサブキャリアでは、Ｔｘ１のチャネル推定精度が高く、よって、Ｔｘ１で送信された信号に対してより高精度のビームを向けることができる。また、ＰＬ２が配置されているサブキャリアでは、Ｔｘ２のチャネル推定精度が高く、よって、Ｔｘ２で送信された信号をより高精度に除去することができる。すなわち、Ｔｘ１は、制御情報２（Ｔ２）をチャネル推定精度がより高いサブキャリアに配置してＳＤＭ送信することにより制御情報２を誤りにくく送信する。

図２２は、本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線送信装置１１００の主要な構成を示すブロック図である。

ＭＩＭＯ無線送信装置１１００は、実施の形態４に示したＭＩＭＯ無線送信装置７００（図１５参照）と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を略す。ＭＩＭＯ無線送信装置１１００は、ＯＦＤＭ変調部１１０２，１１０３をさらに備える点において、ＭＩＭＯ無線送信装置７００と相違する。なお、ＭＩＭＯ無線送信装置１１００の制御情報配置指示部１１０１と、ＭＩＭＯ無線送信装置７００の制御情報配置指示部７０１とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

制御情報配置指示部１１０１は、入力される位置情報１に基づき、制御情報送信アンテナに対応する制御情報（例えば制御情報１）およびアンテナ情報の配置位置を多重部７１５および多重部７１６に指示する。また、制御情報配置指示部１１０１は、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報（本例では制御情報２）の配置位置を多重部７１１または多重部７１２のうち、制御情報送信アンテナに対応する多重部（本例では多重部７１１）に出力する。ここで、制御情報の配置位置は図２１に示すようである。

ＯＦＤＭ変調部１１０２，１１０３それぞれは、多重部７１５，７１６それぞれから入力される多重送信信号を用いてＯＦＤＭ変調処理を行い、得られるＯＦＤＭ変調信号をＲＦ部１１７，１１８それぞれに出力する。

図２３は、本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線受信装置１２００の主要な構成を示すブロック図である。

ＭＩＭＯ無線受信装置１２００は、実施の形態４に示したＭＩＭＯ無線送信装置８００（図１７参照）と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を略す。ＭＩＭＯ無線受信装置１２００は、ＯＦＤＭ復調部１２０１，１２０２をさらに備える点において、ＭＩＭＯ無線受信装置８００と相違する。

ＯＦＤＭ復調部１２０１，１２０２それぞれは、ＲＦ部２０３，２０４それぞれから入力される受信信号に対しＯＦＤＭ復調処理を施し、チャネル推定部８０５、ＭＩＭＯ分離処理部２０８、およびダイバーシチ制御情報検出部８０６に出力する。

このように、本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ方式で通信を行うＭＩＭＯ無線送信装置において、チャネル推定誤差の小さいパイロット信号が配置されるサブキャリアと同一の周波数のサブキャリアに制御情報を配置し伝送するため、制御情報をより誤りにくく確実に伝送することができる。

なお、本実施の形態では、図２１に示すようにダイバーシチ送信される制御情報（本例では制御情報１）をパイロット信号と隣接せず配置する場合を例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、ダイバーシチ送信される制御情報もパイロット信号と隣接して配置しても良い。ダイバーシチ送信される制御情報をさらに誤りにくく送信することができる。

また、本実施の形態では、図２１に示すようにＳＤＭ送信される制御情報（本例では、制御情報２）をパイロット信号が配置されるサブキャリアと同一の周波数のサブキャリアに配置する場合を例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、ＳＤＭ送信される制御情報をパイロット信号が配置されるサブキャリアと所定距離以内のサブキャリアに配置しても良い。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７においては、ＯＦＤＭ方式通信を行い、かつ、ＳＦＢＣ（Space frequency block coding）方式のダイバーシチ送信を行うＭＩＭＯ無線通信システムに、本発明の実施の形態６を適用する場合について説明する。

図２４は、本実施の形態に係る制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。ここでは、２本の送信アンテナを用い、送信アンテナ２（Ｔｘ２）よりも送信アンテナ１（Ｔｘ１）の送信品質がより優れ、送信アンテナ１（Ｔｘ１）が制御情報送信アンテナとなる場合を例にとって説明する。

図２４Ａは、送信アンテナ１用のＯＦＤＭサブキャリアにおける制御情報１およびアンテナ情報（Ｔ１）、制御情報２（Ｔ２）、および送信データＣＷ１（Ｗ１）の配置パターンを示す図である。図２４Ｂは、送信アンテナ２のＯＦＤＭサブキャリアにおける制御情報１およびアンテナ情報（Ｔ１）および送信データＣＷ２（Ｗ２）の配置パターンを示す図である。

ＳＦＢＣダイバーシチ送信においては、隣接するサブキャリアを用いブロック符号化を
行って送信ダイバーシチ効果を得る。図２４に示すように、本実施の形態においては、制御情報送信アンテナＴｘ１に対応する制御情報１をＳＦＢＣダイバーシチ送信する。本実施の形態に係る無線受信装置においては、ＳＦＢＣダイバーシチ送信された制御情報１を精度良く復調することができ、復調された制御情報１を擬似的なパイロットとみなしてチャネル推定に用いる。これによりにより、制御情報１を誤りにくく送信し、かつ、チャネル推定精度を向上する。図２４Ａに示すように、本実施の形態においては、制御情報２を制御情報１が配置されるサブキャリアと同一の周波数のサブキャリアに配置しＳＤＭ送信することにより、制御情報２を誤りにくく送信する。なお、送信アンテナ１はＣＷ１を、送信アンテナ２はＣＷ２をＳＤＭ送信する。

本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線送信装置およびＭＩＭＯ無線受信装置は、本発明の実施の形態６に示したＭＩＭＯ無線送信装置１１００（図２２参照）およびＭＩＭＯ無線受信装置１２００（図２３参照）と基本的に同様な構成を有しており、ダイバーシチ送信方式および制御情報の配置パターンのみにおいて異なるため、詳細な説明を略す。

このように、本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ方式で通信を行うＭＩＭＯ無線送信装置において、送信品質がより優れる送信アンテナを制御情報送信アンテナとして決定し、制御情報送信アンテナに対応する制御情報をＳＦＢＣダイバーシチ送信し、制御情報送信アンテナ以外の送信アンテナに対応する制御情報を、制御情報送信アンテナに対応する制御情報が配置されるサブキャリアと同一の周波数のサブキャリアに配置してＳＤＭ送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に送信することができる。

（実施の形態８）
図２５は、本発明の実施の形態８に係る制御情報および送信データの送信方法を説明するための図である。

本実施の形態において、送信データはビーム多重され送信される。なお、送信品質のより優れる送信ビームに対応する送信データに関する制御情報および送信ビームに関するビーム情報は、ビーム多重されず送信品質がより優れる送信ビームを用いて送信される。一方、送信品質がより劣る送信ビームに対応する送信データに関する制御情報は、ビーム多重され送信される。例えば、図２５に示すように、ＣＷ１およびＣＷ２はそれぞれ送信ビーム１および送信ビーム２によりビーム多重送信される。なお、図２５に示すように、送信ビーム２よりも送信ビーム１の送信品質がより優れる場合、ＣＷ１に関する制御情報１および送信ビーム１，２に関するビーム情報はビーム多重せず送信ビーム１を用いて送信され、ＣＷ２に関する制御情報２はビーム多重され送信される。

図２６は、本発明の実施の形態８に係るＭＩＭＯ無線送信装置１３００の主要な構成を示すブロック図である。ＭＩＭＯ無線送信装置１３００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線送信装置１００（図１参照）と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を略す。ＭＩＭＯ無線送信装置１３００は、送信アンテナ品質検出部１０１、制御情報生成部１０２、制御情報送信アンテナ決定部１０３、ダイバーシチ送信処理部１０８、多重部１１５，１１６、および切替部１０６，１１０の代わりに、送信ビーム品質検出部１３０１、制御情報生成部１３０２、制御情報送信ビーム決定部１３０３、制御情報ビーム形成部１３０８、多重部１３１５，１３１６、および切替部１３０６，１３１０を備え、さらに、ビーム形成制御部１３５１およびビーム形成部１３５２を有する点において無線送信装置１００と相違する。

なお、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００のＣＷ１、符号化部１０４、多重部１１１、変調部１１３、多重部１３１５、およびＲＦ部１１７は送信アンテナ１１９に対応するのでは
なく送信ビーム１に対応し、ＣＷ２、符号化部１０５、多重部１１２、変調部１１４、多重部１３１６、およびＲＦ部１１８は送信アンテナ１２０に対応するのではなく送信ビーム２に対応する点において、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線送信装置１００と相違する。また、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００の多重部１１１から変調部１１３に出力される多重信号は、送信アンテナ１１９を介してＳＤＭ送信されるＳＤＭ送信信号ではなく、送信ビーム１を介してビーム多重送信されるビーム多重送信信号である。また、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００の多重部１１２から変調部１１４に出力される多重信号は、送信アンテナ１２０を介してＳＤＭ送信されるＳＤＭ送信信号ではなく、送信ビーム２を介してビーム多重送信されるビーム多重送信信号である。

送信ビーム品質検出部１３０１は、後述のＭＩＭＯ無線受信装置１４００からフィードバックされるＣＱＩなどの情報に基づき、送信ビーム１および送信ビーム２の送信品質を検出し、制御情報生成部１３０２、制御情報送信ビーム決定部１３０３、およびビーム形成制御部１３５１に出力する。

制御情報生成部１３０２は、送信ビーム品質検出部１３０１から入力される送信ビーム１の送信品質に基づき、ＣＷ１用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報１を生成して符号化部１０４、変調部１１３、および切替部１３０６に出力する。また、制御情報生成部１３０２は、送信ビーム品質検出部１３０１から入力される送信ビーム２の送信品質に基づき、ＣＷ２用の変調方式および符号化率を決定し、決定された変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報２を生成して符号化部１０５、変調部１１４、および切替部１３０６に出力する。以下、制御情報１を送信ビーム１に対応する制御情報とも称し、制御情報２を送信ビーム２に対応する制御情報とも称す。また、制御情報生成部１３０２は、送信ビーム１および送信ビーム２に関するビーム情報を生成し符号化部１０７に出力する。

制御情報送信ビーム決定部１３０３は、送信ビーム品質検出部１３０１から入力される送信ビーム１および送信ビーム２の送信品質に基づき、送信品質がより優れ、他の送信ビームに対応する制御情報を誤りなくビーム多重送信できる送信ビームを制御情報送信ビームとして決定して、決定結果を切替部１３０６および切替部１３１０に出力する。以下の説明では、送信ビーム１が制御情報送信ビームとして決定される場合を例にとって説明する。

ビーム形成制御部１３５１は、送信ビーム品質検出部１３０１から入力される送信ビーム１および送信ビーム２の送信品質および制御情報送信ビーム決定部１３０３から入力される決定結果を用いてＣＷ１、ＣＷ２、制御情報１、ビーム情報、および制御情報２に乗じるそれぞれの送信ウェイトを生成し、これらの送信ウェイトを含むビーム形成制御情報を制御情報ビーム形成部１３０８およびビーム形成部１３５２に出力する。ビーム形成制御部１３５１は、これらの送信ウェイトを生成することにより、ビームの形成を制御し、制御情報１がビーム多重されず送信品質が優れる送信ビーム（本例では送信ビーム１）を用いて送信され、制御情報２がビーム多重送信されるようにする。

切替部１３０６は、制御情報１および制御情報２のうち、制御情報送信ビーム（本例では送信ビーム１）に対応する制御情報（本例では制御情報１）を符号化部１０７に出力し、制御情報送信ビーム以外の送信ビーム（本例では送信ビーム２）に対応する制御情報（本例では制御情報２）を符号化部１０９に出力する。

制御情報ビーム形成部１３０８は、ビーム形成制御部１３５１から入力されるビーム形成制御情報に基づき符号化部１０７から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報１およびビーム情報の符号化パラメータ）に送信ウェイトを乗じて制御情報ビームを形成
し、多重部１３１５に出力する。

切替部１３１０は、符号化部１０９から入力される符号化パラメータ（本例では制御情報２の符号化パラメータ）を、多重部１１１および多重部１１２のうち、制御情報送信ビームに対応する多重部（本例では多重部１１１）に出力する。切替部１３１０は、制御情報送信ビーム決定部１３０３から入力される決定結果に基づき、上記の出力先を切り替える。

ビーム形成部１３５２は、ビーム形成制御部１３５１から入力されるビーム形成制御情報に基づき、変調部１１３，１１４から入力される変調信号にそれぞれ送信ウェイトを乗じてデータビーム１およびデータビーム２を形成し、多重部１３１５，１３１６それぞれに出力する。

多重部１３１５，１３１６のうち、制御情報送信ビーム（本例では送信ビーム１）に対応する多重部（本例では多重部１３１５）は、ビーム形成部１３５２から入力されるデータビーム（本例ではデータビーム１）、制御情報ビーム形成部１３０８から入力される制御情報ビーム（本例では送信ウェイトが乗じられた制御情報１およびビーム情報の符号化パラメータ）およびビーム情報を多重して送信ビーム１を生成し、対応するＲＦ部（本例ではＲＦ部１１７）に出力する。

一方、多重部１３１５，１３１６のうち、制御情報送信ビーム以外の送信ビーム（本例では送信ビーム２）に対応する多重部（本例では多重部１３１６）は、ビーム形成部１３５２から入力される制御情報送信ビーム以外の送信ビームに対応するデータビーム（本例ではデータビーム２）をそのまま送信ビーム２として、対応するＲＦ部（本例ではＲＦ部１１８）に出力する。

図２７は、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図である。

まず、送信ビーム品質検出部１３０１は、ＭＩＭＯ無線受信装置１４００からフィードバックされるＣＱＩなどの情報に基づき、送信ビーム１および送信ビーム２の送信品質を検出する（ＳＴ６０１０）。

次いで、制御情報生成部１３０２は、送信ビーム品質検出部１３０１で検出された送信ビーム１および送信ビーム２の送信品質に基づき、ＣＷ１およびＣＷ２用の変調方式および符号化率を決定する。そして、制御情報生成部１３０２は、ＣＷ１用の変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報１、ＣＷ２用の変調方式および符号化率に関する情報を含む制御情報２、送信ビーム１および送信ビーム２に関するビーム情報を生成する（ＳＴ６０２０）。

次いで、制御情報送信ビーム決定部１３０３は、送信ビーム品質検出部１０１で検出された送信ビーム１および送信ビーム２の送信品質に基づき、送信品質がより優れる方（本例では送信ビーム１）を制御情報送信ビームとして決定する（ＳＴ６０３０）。

次いで、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００は、ＳＴ６０４０〜ＳＴ６０８０からなるループ処理の処理対象となる送信ビームを選択する。ＳＴ６０４０〜ＳＴ６０８０からなるループ処理は、初期値として送信ビーム１を処理対象とする。ＭＩＭＯ無線送信装置１３００は、毎回のループにおいて、前回選択された送信ビームの次の送信ビームを選択して、処理対象とする（ＳＴ６０４０）。

次いで、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００は、処理対象となる送信ビームが制御情報送信ビームであるか否かを判定する（ＳＴ６０５０）。

処理対象となる送信ビーム（例えば、送信ビーム１）が制御情報送信ビームであると判定される場合（ＳＴ６０５０：ＹＥＳ）、制御情報ビーム形成部１３０８は、制御情報送信ビームに対応する制御情報（本例では制御情報１）を用いて制御情報ビームを形成する（ＳＴ６０６０）。

処理対象となる送信ビーム（例えば、送信ビーム２）が制御情報送信ビーム（本例では送信ビーム１）でないと判定される場合（ＳＴ６０５０：ＮＯ）、制御情報送信ビームに対応する多重部（本例では多重部１１１）は、制御情報送信ビーム以外の送信ビームに対応する制御情報（本例では制御情報２）と、制御情報送信ビームに対応する送信データ（本例ではＣＷ１）とを多重し、ビーム多重送信信号を生成し、ビーム形成部１３５２は、データビーム１およびデータビーム２を生成する。（ＳＴ６０７０）。

次いで、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００は、すべての送信ビームが処理対象として選択されたか否かを判定する（ＳＴ６０８０）。すべての送信ビームが処理対象として選択されなかったと判定される場合（ＳＴ６０８０：ＮＯ）、処理手順はＳＴ６０４０に戻る。一方、すべての送信ビームが処理対象として選択されたと判定される場合（ＳＴ６０８０：ＹＥＳ）、処理手順はＳＴ６０９０に移行する。

次いで、多重部１３１５および多重部１３１６は、ＳＴ６０６０で生成された制御情報ビームと、ＳＴ６０７０で生成されたデータビーム１、データビーム２とを多重し、送信ビーム１および送信ビーム２を生成する（ＳＴ６０９０）。

次いで、送信ビーム１および送信ビーム２が送信される（ＳＴ６１００）。

図２８は、本実施の形態に係るＭＩＭＯ無線受信装置１４００の主要な構成を示すブロック図である。

ＭＩＭＯ無線受信装置１４００は、実施の形態１に示したＭＩＭＯ無線受信装置２００（図６参照）と同様の基本的な構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を略す。ＭＩＭＯ無線受信装置１４００は、ダイバーシチ制御情報検出部２０６、ＳＤＭ制御情報検出部２０９、および送信アンテナ品質推定部２１１の代わりに非ビーム多重制御情報検出部１４０６、ビーム多重制御情報検出部１４０９、および送信ビーム選択／品質推定部１４１１を備える点において、ＭＩＭＯ無線受信装置２００と相違する。なお、ＭＩＭＯ無線受信装置１４００のＭＩＭＯ分離処理部１４０８と、ＭＩＭＯ無線受信装置２００のＭＩＭＯ分離処理部２０８とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

非ビーム多重制御情報検出部１４０６は、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値に基づき、ＲＦ部２０３，２０４でダウンコンバートされた受信信号からビーム多重されずに送信された制御情報（本例では制御情報１）およびビーム情報を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

ＭＩＭＯ分離処理部１４０８は、ＲＦ部２０３，２０４でダウンコンバートされた受信信号、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値、および制御情報復号部２０７から入力される制御情報（本例では制御情報１および制御情報２）およびビーム情報を用いて、各送信ビームで送信されたビーム多重送信信号を分離し、ビーム多重制御情報検出部１４０９および送信データ復号部２１０に出力する。

ビーム多重制御情報検出部１４０９は、ＭＩＭＯ分離処理部２０８から入力されるビーム多重信号から、制御情報送信ビーム以外の送信ビームに対応する制御情報（本例では制御情報２）を検出し、制御情報復号部２０７に出力する。

送信ビーム選択／品質推定部１４１１は、チャネル推定部２０５から入力されるチャネル推定値を用いて、ＭＩＭＯ無線送信装置１３００からの複数のビームのうち、送信に用いられる２つのビームを送信ビーム１および送信ビーム２として選択し、この２つの送信ビームの送信品質を推定し、推定結果を表すＣＱＩなどの情報をＭＩＭＯ無線送信装置１３００にフィードバックする。

図２９は、ＭＩＭＯ無線受信装置１４００において制御情報および送信データを受信する処理手順を示すフロー図である。図２９に示す処理手順は、図７に示した処理手順と同様の基本的な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、その説明を略す。なお、図２９に示すＳＴ７０３０、ＳＴ７０４０、ＳＴ７０５０、およびＳＴ７０６０と、図７に示すＳＴ２０３０、ＳＴ２０４０、ＳＴ２０５０、およびＳＴ２０６０とは処理の一部に相違があり、その相違を示すために異なる符号を付す。

ＳＴ７０３０において、非ビーム多重制御情報検出部１４０６は、チャネル推定値を用いて、ダウンコンバートされた受信信号の中からビーム多重されずに送信された制御情報（本例では、制御情報１）およびビーム情報を検出する。検出された制御情報およびビーム情報は制御情報復号部２０７で復号される。

ＳＴ７０４０において、ＭＩＭＯ分離処理部１４０８は、ビーム多重されずに送信された制御情報（本例では制御情報１）およびビーム情報を用いてＭＩＭＯ分離処理を行い、制御情報送信ビーム（本例では送信ビーム１）で送信されたビーム多重送信信号を得る。

ＳＴ７０５０において、ビーム多重制御情報検出部１４０９は、制御情報送信ビーム（本例では送信ビーム１）で送信されたビーム多重送信信号から、ビーム多重され送信された制御情報（本例では制御信号２）を検出し、検出された制御情報は制御情報復号部２０７で復号される。

ＳＴ７０６０において、ＭＩＭＯ分離処理部１４０８は、ビーム多重され送信された制御情報（本例では制御情報１）およびビーム情報を用いて、制御情報送信ビーム以外の送信ビーム（本例では送信ビーム２）で送信されたすべてのビーム多重送信信号を分離する。

このように、本実施の形態によれば、ＭＩＭＯ無線送信装置において、送信品質がより優れる送信ビームを制御情報送信ビームとして決定し、決定された制御情報送信ビームを用いて他の送信ビームに対応する制御情報をビーム多重送信し、制御情報送信ビームに対応する制御情報をビーム多重せずに送信する。よって、送信信号のオーバヘッドを削減しつつ、すべての制御情報を誤りにくく確実に送信することができる。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

本発明に係るマルチアンテナ無線送信装置は、ＭＩＭＯ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。

なお、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、本発明に係るマルチアンテナ無線送信方法のアルゴリズム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、本発明に係るマルチアンテナ無線送信装置と同様の機能を実現することができる。

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。

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。

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。

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。

２００６年８月８日出願の特願２００６−２１６１８４の日本出願および２００７年１月３１日出願の特願２００７−０２２０３２の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明に係るマルチアンテナ無線送信装置およびマルチアンテナ無線送信方法は、ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて制御情報をより確実に伝送する等の用途に適用することができる。

従来の制御情報の送信方法を示す図 従来の制御情報の送信方法を示す図 従来の制御情報の送信方法を示す図 本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ無線送信装置において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図 本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ無線受信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ無線受信装置において制御情報および送信データを受信する処理手順を示すフロー図 本発明の実施の形態２に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態３に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態３に係るＭＩＭＯ無線送信装置において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図 本発明の実施の形態３に係るＭＩＭＯ無線受信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る各送信アンテナに対応する制御情報を、２ランキング上位の送信アンテナを介してＳＤＭ送信する方法を示す図 本発明の実施の形態４に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態４に係るＭＩＭＯ無線受信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態５に係るＭＩＭＯ無線受信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態６に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態６に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態６に係るＭＩＭＯ無線受信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態７に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態８に係るＭＩＭＯ無線送信装置における制御情報および送信データの送信方法を説明するための図 本発明の実施の形態８に係るＭＩＭＯ無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態８に係るＭＩＭＯ無線送信装置において制御情報を送信する処理手順を示すフロー図 本発明の実施の形態８に係るＭＩＭＯ無線受信装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態８に係るＭＩＭＯ無線受信装置において制御情報および送信データを受信する処理手順を示すフロー図

Claims (11)

1. 第１データを空間分割多重送信する第１アンテナと、
   第２データを空間分割多重送信する第２アンテナと、を具備し、
   前記第１アンテナは、前記第２アンテナより送信品質が優れ、
   前記第１アンテナは、前記第２データに関する第２制御情報を空間分割多重送信し、
   前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの少なくとも１つは、前記第１データに関する第１制御情報を空間分割多重せずに送信する、
   マルチアンテナ無線送信装置。
2. 前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの少なくとも１つは、前記第１制御情報をダイバーシチ送信する、
   請求項１記載のマルチアンテナ無線送信装置。
3. 第３データを空間分割多重送信する第３アンテナ、をさらに具備し、
   前記第１アンテナは、前記第３アンテナより送信品質が優れ、
   前記第１アンテナは、さらに前記第３データに関する第３制御情報を空間分割多重送信する、
   請求項１記載のマルチアンテナ無線送信装置。
4. 第３データを空間分割多重送信する第３アンテナ、をさらに具備し、
   前記第２アンテナは、前記第３アンテナより送信品質が優れ、
   前記第２アンテナは、さらに前記第３データに関する第３制御情報をさらに空間分割多重送信する、
   請求項１記載のマルチアンテナ無線送信装置。
5. 前記ダイバーシチ送信に用いられる第１パイロットに隣接して前記第１制御情報を配置し、前記空間分割多重送信に用いられる第２パイロットに隣接して前記第２制御情報を配置する配置手段、をさらに具備する、
   請求項２記載のマルチアンテナ無線送信装置。
6. 前記マルチアンテナ無線送信装置は、マルチキャリア伝送方式を用い、
   前記第１アンテナ用の第１パイロットが配置されるサブキャリアと同一周波数のサブキャリアおよび前記第２アンテナ用の第２パイロットが配置されるサブキャリアと同一周波数のサブキャリアに前記第２制御情報を配置する配置手段、をさらに具備する、
   請求項２記載のマルチアンテナ無線送信装置。
7. 前記マルチアンテナ無線送信装置は、マルチキャリア伝送方式を用い、
   前記ダイバーシチ送信は、ＳＦＢＣ(Space frequency block coding)方式であり、
   前記第１制御情報が配置されるサブキャリアと同一周波数のサブキャリアに前記第２制御情報を配置する配置手段、をさらに具備する、
   請求項２記載のマルチアンテナ無線送信装置。
8. 多値変調信号を構成する複数のビットのうち、より上位のビットに前記第２制御情報を配置する配置手段、をさらに具備する、
   請求項１記載のマルチアンテナ無線送信装置。
9. 前記ダイバーシチ送信が、直交波周波数分割多重方式またはＳＴＢＣ方式である、
   請求項２記載のマルチアンテナ無線送信装置。
10. 第１符号化率を用いて前記第１データを符号化する第１符号化手段と、
    第２符号化率を用いて前記第１制御情報を符号化する第２符号化手段と、
    第３符号化率を用いて前記第２データを符号化する第３符号化手段と、
    第４符号化率を用いて前記第２制御情報を符号化する第４符号化手段と、をさらに具備し、
    前記第２符号化手段は、前記１符号化率に応じて前記第２符号化率を変化させ、
    前記第４符号化手段は、前記３符号化率に応じて前記第４符号化率を変化させる、
    請求項１記載のマルチアンテナ無線送信装置。
11. 第１データを空間分割多重送信する第１アンテナと、第２データを空間分割多重送信する第２アンテナと、を具備する無線送信装置において用いられるマルチアンテナ無線送信方法であって、
    前記第１アンテナは、前記第２アンテナより送信品質が優れ、
    前記第２データに関する第２制御情報を前記第１アンテナから空間分割多重送信し、
    前記第１データに関する第１制御情報を前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの少なくとも１つから空間分割多重せずに送信する、
    マルチアンテナ無線送信方法。

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