WO2006070478A1

WO2006070478A1 - 無線通信システム

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Publication number: WO2006070478A1
Application number: PCT/JP2004/019650
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Seki
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-06
Also published as: JPWO2006070478A1; KR100958501B1; KR20090051127A; CN101091344B; US20070243831A1; EP1833186A4; CN101091344A; EP1833186A1; JP4536733B2

Abstract

　送信装置（１）は、複数のアンテナ（１５−１～１５−４）を利用して複数の送信ビーム１～Ｍを形成する。相関が低くかつ受信品質の良好な送信ビーム２、３が選択される。送信ビーム２を利用してデータストリーム１を送信し、送信ビーム３を利用してデータストリーム２を送信する。これにより、アダプティブアレーアンテナを利用したＭＩＭＯ多重伝送が実現される。

Description

無線通信システム

技術分野

[0001] 本発明は、無線通信システムおよび無線通信システムにおいて使用される通信装置に係わり、特に、無線通信システムにおいて多入力多出力（MIMO : Multi-Input Multi-Output)伝送方式でデータ伝送を行う送信装置および受信装置に係わる。背景技術

[0002] 近年、無線通信システムにお、て、複数の送信アンテナから異なるデータストリームを並列に送信することにより、送信アンテナ数に比例して伝送容量を増大させる空間多重伝送技術が注目されてきている。この場合、複数の送信アンテナは、互いに無相関になるように離れた位置に配置され、各アンテナから送信されるデータストリームは、それぞれ独立したフェージング伝搬路を介して伝送されて受信アンテナにより受信される。さらに、互いに無相関になるように配置された複数の受信アンテナを利用して MIMOシステムを構成すれば、自由度の高いチャネル相関行列を生成でき、空間多重された複数のデータストリームを分離する際の SNR (Signal to Noise Ratio)を向上させることができる。

[0003] 図 1は、一般的な MIMOシステムの構成を示す図である。図 1に示す MIMOシステムにおいて、送信装置は M本の送信アンテナを有し、受信装置は N本の受信アンテナを有している。

[0004] 送信装置は、 M個のデータストリーム S — S について、それぞれ、データ変調、

1

サンプリング、 DZA変換、直交変調、周波数アップコンバート、帯域制限フィルタリング等を行い、それらのデータストリームを対応する送信アンテナを介して送信する。各アンテナ力送信された信号は、互いに独立したフェージングチャネル h を通り、空 mn 間で多重された後、受信アンテナにより受信される。なお、「h」は、 i番目の送信アンテナから j番目の受信アンテナへのチャネルの特性を表す。

[0005] 受信装置は、受信した信号にっ、て、それぞれ、フィルタリング、周波数ダウンコンバート、直交検波、 AZD変換を行うことにより、 N個の受信データストリーム X —X を生成する。各受信データストリームは、それぞれ、 M個の送信データが多重されているので、すべての受信データストリームに対して信号処理を行うことにより、送信デ一タストリーム S — S が分離 Z再生される。なお、受信装置において送信データス

1

トリームを分離するための信号処理アルゴリズムとしては、チャネル相関行列の逆行列を利用する ZF (Zero- Forcing)あるいは MMSE (MinimumMean Square Error) 知られている。また、チャネル相関行列の逆行列演算を行わない信号処理アルゴリズムとしては、 MLD (Maximum Likelihood Decoding)が知られている。

[0006] 無線通信システムにお、て複数の送信 Z受信アンテナを使用する他の技術として、送信アレーアンテナを用いるビームフォーミングゃ、受信アレーアンテナを用いるァダプティブアレーアンテナが知られている。これらの技術を利用するシステムでは、 M IMO伝送方式と異なり、アレーアンテナを構成する複数のアンテナ素子は、アンテナ間の相関が高くなるように互いに近接して配置される。

[0007] 図 2は、アレーアンテナを用いて送信ビームフォーミングを行うシステムを示す図である。図 2において、データストリーム S は、アンテナ数と同じ数だけコピーされ、アン

1

テナ毎に異なるウェイトが乗算される。これにより、指向性を持った送信ビームが形成され、受信装置においては、指向性アンテナの利得に応じて受信品質が向上する。

[0008] ところで、次世代の移動通信システムでは、 5GHzなどの比較的高いキャリア周波数が用いられる可能性があり、この場合、伝搬ロスが増大して伝送距離が短くなる。また、伝送レートの高速ィ匕あるいは広帯域ィ匕に伴い、送信信号の電力を大きくする必要がある。そこで、次世代の移動通信システムでは、大きなアンテナ利得が得られるァレーアンテナを使用することで、伝送距離を増大させるとともに、送信電力の増大を抑える技術が要求される。また、 MIMO伝送方式は、送信アンテナの本数に比例して伝送速度が高くなり、周波数利用効率が大幅に向上するので、次世代の移動通信システムにおいて重要な技術と考えられる。

[0009] このように、 MIMO伝送およびアレーアンテナは、、ずれも次世代の移動通信システムにおいて重要な技術である。よって、同一の基地局システムにおいてこれらの技術を共存させれば、通信パフォーマンスの向上が期待される。し力し、 MIMO伝送技術では、アンテナ間の相関が低いことが望ましい。このため、アンテナ間隔はキャリア波長の 10倍以上にすることが多い。一方、アレーアンテナは、アンテナ間の相関が高いことが望ましい。このため、例えば、一般的なセルラ移動通信の基地局においては、アレーアンテナのアンテナ間隔はキャリア波の半波長から 1波長程度が適当である。したがって、同一の基地局システムにおいて装置の規模を大きくすることなく Ml MO伝送技術およびアレーアンテナ技術を共存させることは容易ではない。

[0010] 特許文献 1には、 MIMO伝送およびアレーアンテナを共存させる技術が記載されている。図 3は、特許文献 1に記載のシステムを示す図である。図 3に示すシステムの送信装置は、 2セットのサブアレーアンテナを備える。ここで、各サブアレーアンテナは、それぞれ複数のアンテナ素子から構成されており、アンテナ素子ごとにそれぞれ適切なウェイトが設定される。これにより、各サブアレーアンテナは、それぞれ独立した送信ビームを形成する。そして、各サブアレーアンテナを介して異なるデータストリームを送信することにより、 MIMO多重伝送が行われる。

[0011] ところが、各サブアレーアンテナ力も送信される指向性ビーム間の相関を小さくするためには、これらのサブアレーアンテナは、キャリア波の波長の 10倍以上の間隔を隔てて配置される。このため、アンテナを設置するためのスペースが大きくなつてしまう。さらに、特許文献 1に記載の送信装置では、「送信アンテナの本数」 =「各サブアレーアンテナを構成するアンテナ素子の数」 X「サブアレーアンテナの数（MIMO多重数 )」となるので、装置の規模が大きくなつてしまう。

[0012] 特許文献 2には、データストリーム毎に異なるアレーウェイトを乗算して MIMO伝送を行う技術が記載されている。ただし、特許文献²に記載のシステムでは、送信装置における送信アンテナウェイトおよび受信装置における受信アンテナウェイトの双方を用いることが必須要件となっている。また、送信アンテナウェイトは、チャネル行列 Hおよび相関行列 Rを利用して複数の固有ベクトルを計算することにより得られる。よつて、 MIMOの信号分離方法が限定されるため、設計の自由度が低ぐまた、アンテナウエイトを得るためのアルゴリズムが複雑 (すなわち、演算量が多い）になるものと思われる。

特許文献 1 :特開 2003— 338781号公報（図 1、明細書の段落 0038— 0044) 特許文献 2 :特開 2004— 72566号公報（図 1、 2、 5、明細書の段落 0010、 0046—0 047)

発明の開示

[0013] 本発明の目的は、通信装置の規模を大きくすることなぐ通信品質の良好な高速データ伝送を実現することである。

本発明の通信装置は、無線通信システムにおいて使用され、複数のアンテナと、上記複数のアンテナに対して複数パターンの送信ウェイトセットを乗算することにより複数の送信ビームを形成する送信ビーム形成手段と、上記複数の送信ビームの中で相関が予め決められた相関閾値よりも低い 2以上の送信ビームを利用して互いに異なるデータストリームを送信する送信手段、を有する。この発明によれば、上記複数のアンテナの間隔が狭い場合であっても、複数のデータストリームを並列に伝送する空間多重伝送を実現できる。すなわち、高速データ伝送が可能な通信装置の小型化が図れる。

[0014] 上記送信手段は、上記複数の送信ビームの中で相関が予め決められた相関閾値よりも低ぐ且つ受信品質が予め決められた品質閾値よりも高い 2以上の送信ビームを利用して互ヽに異なるデータストリームを送信するようにしてもょヽ。この構成を導入すれば、通信品質の向上が図れる。

[0015] また、上記送信手段は、 2以上の送信ビームが選択されな力つたときは、受信品質の最も良好な 1つの送信ビームを利用してデータを送信するようにしてもよい。この構成を導入すれば、伝送路の状態に応じて、伝送速度を適応的に制御できる。

[0016] 本発明の他の態様の通信装置は、互いに異なる複数のデータストリームを空間多重して伝送する無線通信システムにおいて使用され、複数のアンテナと、上記複数のアンテナに対して複数パターンの受信ウェイトセットを乗算することにより複数の受信ビームを形成する受信ビーム形成手段と、上記複数の受信ビームの中から相関が予め決められた相関閾値よりも低い 2以上の受信ビームを選択する選択手段と、上記選択手段により選択された 2以上の受信ビームを介して得られる受信信号を利用して上記複数のデータストリームを分離する分離手段、を有する。この発明によれば、複数の受信ビームの中から MIMO信号分離に適したビームが選択されるので、通信品質が向上する。図面の簡単な説明

[0017] [図 1]一般的な MIMOシステムの構成を示す図である。

[図 2]アレーアンテナを用いて送信ビームフォーミングを行うシステムを示す図である

[図 3]特許文献 1に記載のシステムを示す図である。

[図 4]本発明の概念を説明する図である。

[図 5]乗算回路の実施例である。

[図 6]指向性ビームを形成する方法を説明する図である。

[図 7]第 1の実施例の送信装置の構成を示す図である。

[図 8]チャネルの多重化の一例を示す図である。

[図 9]第 1の実施例の受信装置の構成を示す図である。

[図 10]第 2の実施例の送信装置の構成を示す図である。

[図 11]第 2の実施例の受信装置の構成を示す図である。

[図 12]第 3の実施例の送信装置の構成を示す図である。

[図 13]第 4の実施例の受信装置の構成を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 図 4は、本発明の概念を説明する図である。なお、無線通信システムを設計するうえでセル半径を大きくすると共に端末の送信電力を抑えることは非常に重要な要件である。よって、本発明に係る無線通信システムは、その要件を満たすために、少なくとも送信装置はアレーアンテナを実装するものとする。その上で、本発明に係る無線通信システムは、装置の規模を大きくすることなく（即ち、アンテナや送信機の数を増やすことなく）高速データ伝送が可能な MIMO多重伝送を導入する。なお、以下の記載において「MIMO多重伝送」は、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを含むシステムに限定されるものではなぐ互いに異なる複数のデータストリームを空間多重して伝送するシステムを広く含むものとする。

[0019] 図 4において、送信装置 1は、例えば、基地局装置 (BS)であり、受信装置 2は、例えば、移動機 (MS)である。ただし、本発明はこの構成に限定されるものではなぐ移動機から基地局装置へデータを送信する場合にも適用される。また、図 4に示す例では、送信装置 1は、 4本のアンテナ素子を有するァダプティブアレーアンテナを利用して M個の送信ビームを形成できるものとする。

[0020] 送信装置 1は、入力ポート 11 (11—1一 11 M)、乗算回路 12 (12—1— 12— M)、加算回路 13 (13— 1— 13— 4)、送信機 14 (14— 1一 14 4)、およびアンテナ 15 (15 —1一 15-4)を備える。各入力ポート 11は、それぞれ、入力データストリームを対応する乗算回路 12の各乗算機に分配する。例えば、入力ポート 11 1は、入力データストリームを乗算回路 12-1の各乗算機に分配する。

[0021] 乗算回路 12— 1— 12— Mは、図 5に示すように、それぞれ 4個の乗算機 21— 1一 21 -4を有する。また、乗算回路 12-1— 12-Mには、それぞれ対応するウェイトセット（または、ウェイトパターン）が与えられる。ここで、ウェイトセット 1一 Mは、それぞれ 4個のウェイトから構成される。例えば、乗算回路 12— 1に与えられるウェイトセット 1は、 W 11一 W14から構成され、乗算回路 12— Mに与えられるウェイトセット Mは、 Wml— W m4から構成される。そして、乗算機 21— 1一 21— 4は、それぞれ入力信号にウェイトを乗算する。

[0022] 各加算回路 13は、それぞれ対応する乗算機の出力を加算する。例えば、加算回路 13—1は、各乗算回路 12の乗算機 21—1の出力の和を算出し、加算回路 13— 4は、各乗算回路 12の乗算機 21— 4の出力の和を算出する。送信機 14 1一 14 4は、それぞれ対応する加算回路 13— 1一 13— 4の出力から送信信号を生成する。そして、アンテナ 15— 1— 15-4は、それぞれ対応する送信機 14-1一 14-4により生成された信号を送信する。

[0023] 送信装置 1は、乗算回路 12— 1一 12— Mにそれぞれ異なるウェイトセット 1一 Mを適切に設定することにより、 M本の所望の送信ビームを形成できる。

各送信ビームは、以下のようにして形成される。例えば、図 6に示すように、アンテナ 15— 1— 15— 4が間隔 dで配置されたリニアアレーアンテナにおいては、各アンテナに対応するウェイト w (n= l— 4)を乗算することにより、（1)式に示す指向性パターンが得られる。ここで、「y( 0 )」は指向性パターンを表す。ウェイト w は、（2)式で表される。ステアリングベクトル V ( 0 )は、 (3)式で表される。「 λ」はキャリア波の波長である。このように、各アンテナにウェイト w を乗算することにより、 φ方向に最大の指向性を持った送信ビームを形成できる。すなわち、ウェイトを適切に設定することにより、所望の方向に最大指向性を持った送信ビームを形成できる。

[0024] [数 1] 、、

v„ = e ^λ ( 2 ) θ) ^ ε ^Λ ( 3 ) 送信装置 1は、図 4に示すように、異なる方向（ φ 1、 φ 2、 . . .、 φ Μ)に最大指向性を持った Μ個の送信ビームを形成する。そして、送信装置 1は、これらの Μ個の送信ビームの中から、相関が低くかつ受信品質の高いビームを複数選択し、それら複数の送信ビームを利用して MIMO多重伝送を行う。図 4に示す例では、送信ビーム 2および送信ビーム 3が選択されている。そして、これらの 2つの送信ビームを利用して、 2つのデータストリーム 1、 2が同時に送信されている。すなわち、データストリーム 1は、送信ビーム 2を利用して送信され、データストリーム 2は、送信ビーム 3を利用して送信されている。このとき、データストリーム 1に対しては、乗算回路 12— 2において、送信ビーム 2を形成するためのアンテナウェイトが乗算され、同様に、データストリーム 2に対しては、乗算回路 12— 3において、送信ビーム 3を形成するためのアンテナゥエイトが乗算される。

[0025] なお、相関が低くかつ受信品質の高い送信ビームが 3つ選択されたときは、その選択された 3つの送信ビームを使って 3多重の MIMO伝送を行!、、 4つの送信ビームが選択されたときは、その選択された 4つの送信ビームを使って 4多重の MIMO伝送を行う。また、相関の低い送信ビームの組合せが存在しなカゝつた場合は、受信品質の最も高い送信ビームを使用して通常のビームフォーミング送信を行う。

[0026] 送信装置 1のアンテナの基本構成は、アレーアンテナと同じである。そして、相関が低く且つ受信品質の高いアンテナが複数存在した場合には、 MIMO多重伝送を行う。これにより、周波数利用効率の良い高速データ通信が実現される。また、図 3に示した従来の構成のようにアンテナ本数を増やすことなく、アレーアンテナと MIMO多重伝送を共存させ、かつ伝搬路状態に応じて有効な伝送方式を切り換えることで、効率的な通信システムを実現できる。

[0027] 図 4において、相関が低くかつ受信品質が高い送信ビームを選択する際に、 M個のビームは同時に送信される必要はなぐある一定間隔で順番に切り替えながら送信することも可能である。例えば、送信側力も決められたタイミングでビーム 1からビーム Mを順番に切り替えながら信号を送信すれば、受信側では、それぞれのタイミングでビーム 1からビーム Mの伝搬路特性 (チャネル応答)を計算できる。このとき、伝搬路の状態変化がビームを切り替えるスピードよりも遅ければ、すべてのビームの伝搬路特性が求まった時点でアンテナ間の相関を計算することができる。このような方法を用いれば、送信ビームを細かい角度間隔でスイープすることにより、相関が低く且つ受信品質の良好な複数のビームをサーチすることができる。

[0028] 上述のように、送信装置 1は、 1または複数の送信ビームを利用してデータストリームを送信する。このとき、複数の送信ビームを使用する場合には、 MIMO多重伝送が行われる。そして、送信装置 1は、最終的に決定された伝送方法 (すなわち、 MIM O多重数および選択された送信ビーム）を、データチャネルとは別の制御チャネルなどを利用して受信装置 2に通知する。

[0029] 受信装置 2は、通知された伝送方法に応じて、 MIMO信号分離等の復調処理を行う。ここで、 MIMO信号分離は、例えば、 ZFアルゴリズム、 MMSEアルゴリズム、 ML Dアルゴリズム等により行われる。以下、公知の技術ではある力 ZF、 MMSE, ML Dについて簡単に説明する。

[0030] 送信データストリームを M次元の複素行列 S、受信データストリームを N次元の複素行列 Xで表すと、下記 (4)および（5)式が得られる。

[0031] [数 2]

X ~ HS + V ( 4 )

なお、「H」は、送信装置と受信装置との間の伝送路の状態を表す N X Mの複素チャネル行列である。また、「V」は、分散 σ _νを持った平均値がゼロの複素白色雑音行列である。「*」は、行列の複素共役転置を表す。「I」は、 Ν次元の単位行列である。

[0032] そして、 ZFアルゴリズムでは、受信装置は、下記（6)式により、受信データストリーム Xから送信データストリーム Sを推定する。ここで、「Η* Η」は、チャネル相関行列である。ただし、チャネル相関行列の逆行列が存在するためには、「Ν≥Μ」を満たしている必要がある。

[0033] [数 3]

MMSEアルゴリズムでは、受信装置は、下記の（7)—（9)式により、受信データストリーム Xから送信データストリーム Sを推定する。ここで、「 p」は、受信アンテナ 1本当りの SNRに相当する。

[0034] 画 (H'H + a^H'Jr ( 7 )

α = σ_ν /σ₃ = Μ /ρ ( 8 )

Ε^^ σ,Ι ( 9 ) なお、 MMESアルゴリズムは、 SNRを精度よく推定する必要がある力 ZFアルゴリズムにおける雑音強調の影響を低減することができるため、一般に、 ZFアルゴリズムよりも特性が優れている。

[0035] MLDアルゴリズムでは、受信装置は、下記の（10)式により受信データストリーム X から送信データストリーム Sを推定する。ここで、「Q」は、変調データの信号点の数であり、 QPSKでは Q=4、 16QAMでは Q= 16、 64QAMでは Q = 64である。「Si」は、送信データ変調する際に使用される各信号点を表すベクトルである。

[0036] [数 5] 5 = argmin|Z - H5_t £ 广.^} K = Q^M ( 1 0 ) k

MLDアルゴリズムでは、多値変調の演算量が膨大となり、かつ演算量は送信アンテナ数に対して指数関数的に増大する。しかし、 MLDアルゴリズムでは、チャネル相関行列の逆行列演算を必要としないため、「N≥M」の関係を満たす必要はない。また、 MLDアルゴリズムは、一般に、 ZFまたは MMSEと比べて受信品質を向上させることができる。

[0037] 次に、相関が低くかつ受信品質の高い複数の送信ビームを選択する方法について説明する。ここでは、受信装置においてビーム間の相関係数および受信品質を測定し、逆リンクの制御チャネルなどを用いて送信装置にフィードバックする方法について説明する。

[0038] この場合、送信装置は、送信ビーム毎に直交したパイロット信号を送信する。パイ口ット信号の直交は、例えば、直交コードを用いる方法、あるいは送信ビーム毎のパイロットの送信時間を互いにずらす方法により実現される。なお、直交コードを用いる場合は、複数シンボルのパイロット信号が使用され、各パイロットシンボルにそれぞれ直交コードが乗算される。これにより、受信装置は、各送信ビームのパイロット信号をそれぞれ抽出することができる。

[0039] 受信装置は、上述のようにして抽出した各ビームのパイロット信号に基づいて伝搬路情報 (チャネル情報) hを計算する。即ち、パイロット信号 S が k番目の送信ビーム

P

を利用して送信されたとき、受信装置で検出されるパイロット信号 X は、下記の（11)

P

式で表される。

X = h - S ( 11)

P k p

このとき、ノィロット信号 S は予め分力つているので、受信装置においてパイロット信

P

号 X を検出することにより、 k番目の送信ビームについての伝搬路情報 h を算出す

P k ることがでさる。

[0040] また、受信装置において発生する雑音 nを考慮して伝搬路情報 hを算出する場合は、以下の手順に従う。ここでは、送信データを「s」、受信信号を「x」とする。この場合、受信信号 xは、下記の（12)式で表される。

x=h-s+n (12)

そして、送信データ sが既知のパイロット信号であり、雑音 nが推定可能であるものとすると、下記の（13)式により伝搬路情報の推定値を求めることができる。

[0041] 園

さらに、ウェイトを用いて送信ビームを形成する場合を考える。以下では、 i番目の送信アンテナのウェイトを「w_;」、 i番目の送信アンテナと受信アンテナ (ここでは、受信ァンテナは 1本であるものとする。）との間の伝搬路情報を「h」とする。そうすると、受信信号 Xは、下記の（14)式で表される。なお、「N」は、送信アンテナの本数である。また、「h 」は、ビームフォーミング後の伝搬路情報であり、下記の（15)式で表される。

BF

[0042] [数 7]

JV

= ^ _t -W; -s+n =h_BF -s+n (14)

[0043] [数 8]

N

h_BF =、 -W; (1 5)

このように、送信ビームを用いた場合の受信信号を表す（14)式は、一般的な受信信号を表す（12)式と同じ式である。よって、送信ビームを用いた場合の伝搬路情報も、（13)式と同様の方法で推定することができる。

[0044] 続、て、送信ビーム間の相関を計算する方法にっ、て説明する。以下では、時刻 t における k番目のビームの伝搬路推定値を「h (t)」とする。また、 L番目のビームの伝 k

搬路情報を「h(t)」とする。そうすると、 k番目のビームと L番目のビームとの間の相関

1

係数 p は、下記の（16)式を用いて計算できる。 [0045] [数 9]

また、 k番目のビームの受信品質は、例えば、下記の（17)または（18)式で計算できる。（17)式では、受信電力により受信品質が表されている。また、（18)式では、受信 SIR (Signal to Interference Ratio )により受信品質が表されている。なお、（16)— (18)式において、「く · >」は、アンサンブル平均を意味する。また、（18)式の分母の第 2項は、「h (t)」の短区間での平均値である。

[0046] [数 10]

本発明では、このようにして求めた、ビーム間の相関係数およびビーム毎の受信品質情報に基づいて、 MIMO多重数および使用すべき送信ビームを決定する。例えば、相関係数の閾値を「0. 5」、受信 SIRの閾値を「10dB」とした場合、まず、互いの相関係数 /0が 0. 5以下となる送信ビームを選択し、その中から SIRが 10dB以上であるビームを選択する。なお、送信ビームの選択は、ビーム間の相関係数および受信品質を測定した受信装置で行ってもよいし、ビーム間の相関係数および受信品質を送信装置にフィードバックした後に送信装置で行うようにしてもよい。

[0047] 相関が低くかつ受信品質の高い複数の送信ビームを選択する他の方法としては、送信装置においてビーム間の相関係数および通信品質を測定する方法がある。この場合、受信装置から送信装置に送られる逆リンクの伝搬路を利用する。例えば、セルラ移動通信システムにおいては、本発明を適用する送信装置を基地局、受信装置を移動局とした場合に、移動局から基地局への伝搬路を利用する。ここで、基地局は、送信ビームとほぼ同じ指向性を持った受信ビームを形成できるものと仮定する。実際には、基地局が備える送信機および受信機の RF伝送特性や、送信と受信のキャリア周波数が互いに異なるため、あら力じめ装置内部の伝送系のキャリブレーションを行つておく必要がある。仮に、キャリブレーションが正確に行われていると仮定すると、基地局の受信ビーム間の相関係数および受信ビーム毎の通信品質を測定することで、送信ビーム間の相関係数および通信品質を推定することが可能になる。

[0048] ここで、時刻 tにおける、 k番目のビームの受信信号を「r (t)」とする。また、 L番目の k

受信ビームの受信信号を「r (t)」とする。そうすると、 k番目の送信ビームと L番目の送

1

信ビームとの相関係数の推定値は、下記の（ 19)式を用、て計算できる。

[0049] [数 11]

また、 k番目の送信ビームの推定受信品質は、下記の（20)または（21)式を利用して計算できる。（20)式は、受信電力により通信品質を表しており、（21)は、受信 SIR により通信品質を表している。なお、「く · >」は、アンサンブル平均を意味している。また、（21)式の分母の第 2項は、「r (t)」の短区間での平均値である。

[0050] [数 12]

なお、（19)一（21)式で用いる受信信号「r (t)」は、例えば、下記の（22)式で表さ k

れる。なお、（22)式において、「M」は、基地局（当該送信装置）の受信アンテナの本数である。「s」は、移動機の送信パイロット信号である。「wi」は、基地局の i番目の受信アンテナのウェイトである。「hi」は、移動機の送信アンテナ（1本とする）と基地局の i番目の受信アンテナとの間のチャネル情報である。「ni」は、各アンテナの受信機で発生する熱雑音である。 [0051] [数 13]

そして、送信装置は、送信ビームおよび受信ビームの指向性が互いに同じであるものとして、移動機からのパイロット信号を利用して送信ビーム間の相関係数および各送信ビームの品質を推定する。送信ビーム間の相関係数およびビーム毎の品質に基づいて使用すべき 1または複数の送信ビームを選択する方法は、基本的に、上述した通りである。

[0052] 相関係数が低いビームが複数本存在する力否かは、送信装置と受信装置との間の伝搬路に依存している。本発明をセルラ移動通信に適用する場合は、伝搬路の条件から、基地局が送信局として適している。なぜならば、図 4に示すように、移動局における電波の到来方向は、一般に全方位となる場合が多いのに対して、基地局では、アンテナ高が高いために、電波はほぼ一定の方角力到来するからである。一般に、セルラ基地局における電波の角度広がりは、 5— 10度と言われている。このような伝搬路の性質から、本発明が有効となる伝搬路の状態としては、以下の 2つのケースが考えられる。 1つは、比較的強い電波の反射 (散乱)体が、基地局から見て互いに離れた角度に存在している場合である。このような場合は、それぞれの電波の反射 (散乱)体の方向に向けたビームが選択される。 2つめのケースは、基地局の角度広がりがビームの幅に対して十分に広い場合である。この場合、ビーム毎に異なる素波が合成され受信されるため、ビーム間の相関が低くなり、隣り合った複数のビームが選択される。

[0053] 本発明は、送信装置に適用されるだけでなぐ受信装置における MIMO信号分離にも同様に適用することができる。すなわち、（19)一（21)式で説明した方法を利用して、相関が低くかつ通信品質が高い複数の受信ビームを選択し、選択した複数の受信ビームの信号を用いて MIMO信号分離を行うことができる。この場合、 MIMO 信号分離のためのアルゴリズムは、上述した ZF、 MMSE、 MLDなど任意のアルゴリズムを使用することができる。ただし、 MIMO信号分離において本発明が特に有効となるのは、アレーアンテナの本数 Nより処理できる受信ブランチの数 Kが少ない場合（すなわち、 N≥K)である。例えば、 MIMO信号分離を行う演算回路が最大 Kブランチまでの受信信号を処理できると仮定した場合に、アレーアンテナの本数 Nがブランチ数 Kより大きい場合には、相関が低くかつ受信品質が高い K本のビームを選択することにより、 MIMO信号分離を最も効率よく行うことができる。

[0054] 次に、本発明の具体的な実施形態について説明する。

<実施例 1 >

図 7は、第 1の実施例の送信装置の構成を示す図である。なお、送信装置の基本構成は図 4を参照しながら説明した通りであり、入力ポート 11 1一 11 M、乗算回路 12— 1— 12— M、加算回路 13—1— 13 - 4、送信機 14—1一 14 4、およびアンテナ 1 5—1— 15-4を備える。すなわち、この送信装置は、 4本のアンテナ素子を利用して M個の送信ビームを形成することができる。なお、アンテナ 15— 1— 15-4は、特に限定されるものではないが、例えば、キャリア波の波長の半分からキャリア波の波長程度の間隔で配置される。

[0055] 制御チャネル復号部 31は、受信装置 (例えば、移動機)からの逆リンクの制御チヤネルを復号する。ここで、この制御チャネルは、後で詳しく説明するが、使用すべき送信ビームの数を指示する選択ビーム数情報、および使用すべき送信ビームを識別するビーム番号情報を含んでいる。なお、「使用すべき送信ビームの数」は、 MIMO多重数に相当する。

[0056] 指示部 32は、「選択ビーム数 K」をシリアル/パラレル変換部 33に通知し、「ビーム番号」をポート割当て部 34に通知する。

シリアル Ζパラレル変換部 33は、「選択ビーム数 Κ」に従って送信データ Sをシリアル Ζパラレル変換する。すなわち、シリアル形式の送信データから Κ個の送信データストリーム S — S

1 Κを生成する。なお、「選択ビーム数 K= l」のときは、シリアル Ζパラレル変換は実行されな、。

[0057] ポート割当て部 34は、送信データストリーム S — S を「ポート番号」により指示され

1 Κ

た入力ポート 11— 1一 11 Μに導く。また、ポート割当て部 34は、 MIMO多重数および自分が実際に使用して、る入力ポートを識別する情報 (すなわち、ポート番号)を、制御チャネルを利用して受信装置に通知する機能を有する。

[0058] パイロット信号生成部 35は、互いに直交するパイロット信号 P — P を生成し、対

1

応する入力ポート 11— 1一 11 Mに与える。すなわち、パイロット信号は、すべての送信ビーム 1一 Mに多重化される。なお、各パイロット信号 P — P のシンボル値およ

1

び送信電力は、受信装置により認識されているものとする。

[0059] パイロット信号を伝送するためのパイロットチャネル P、制御データを伝送するための制御チャネル C、およびデータストリームを伝送するためのデータチャネルは、例えば、図 8に示すように、時間分割多重される。あるいは、これらのチャネルは、他の方式 (例えば、周波数多重、コード多重など）多重化されてもよい。

[0060] 上記構成の送信装置において、例えば、「選択ビーム数 K= 2」および「ポート番号

= 2、 3」が通知されたものとする。この場合、シリアル/パラレル変換部 33は、送信データストリーム S力送信データストリーム SI、 S2を生成する。また、ポート割当て部 34は、送信データストリーム S1を入力ポート 11— 2に導き、送信データストリーム S 2を入力ポート 11 3に導く。そうすると、送信データストリーム S1は、乗算回路 12— 2においてウェイトセット 2が乗算されるので、送信ビーム 2により送信される。また、送信データストリーム S2は、乗算回路 12— 3においてウェイトセット 3が乗算されるので、送信ビーム 3により送信される。なお、パイロット信号 Ρ — Ρ は、それぞれ、対応す

1

る送信ビーム 1一 Μを利用して送信される。

[0061] 図 9は、第 1の実施例の受信装置の構成を示す図である。なお、この受信装置は、図 7に示す送信装置から送信された信号を、 1本の受信アンテナを利用して受信するちのとする。

[0062] チャネル推定部 41— 1一 41 Μは、それぞれ、対応する送信ビーム 1一 Μに多重ィ匕されているパイロット信号 Ρ — Ρ を復調し、チャネル情報 hを計算する。たとえば

1

、チャネル推定部 41— 1は、送信ビーム 1に多重化されているパイロット信号 P1を復調し、チャネル情報 h を計算する。また、チャネル推定部 41 Mは、送信ビーム Mに

1

多重化されているパイロット信号 P を復調し、チャネル情報 h を計算する。なお、チャネル情報 hの計算は、（11)一（15)式を参照しながら説明した通りである。

[0063] 相関 ·品質計算部 42は、チャネル推定部 41— 1一 41 Mにより得られたチャネル情報 h — h に基づいて、各送信ビームの組合せついて相関係数を計算する。ここで

1

、任意の 2つの送信ビーム間の相関係数は、上述した（16)式により計算される。また、相関'品質計算部 42は、各相信ビームについて受信品質を計算する。ここで、送信ビーム毎の受信品質は、上述した（17)または（18)式により計算される。

[0064] ビーム選択部 43は、相関 ·品質計算部 42による計算結果に基づいて、送信ビーム 1一 Mの中から相関係数が予め決められた閾値よりも低い複数の送信ビームを選択する。さらに、ビーム選択部 43は、相関係数が閾値よりも低い複数の送信ビームの中から、受信品質が予め決められた閾値よりも高い送信ビームを選択する。なお、相関係数が閾値よりも低い送信ビームが存在しないときは、ビーム選択部 43は、最も良好な受信品質が得られる送信ビームを選択する。

[0065] 制御チャネル生成部 44は、ビーム選択部 43により選択された送信ビームの数 (選択ビーム数情報)および選択した送信ビームのビーム番号 (ビーム番号情報)を、逆リンクの制御チャネルを介して図 7に示す送信装置へ通知する。これにより、相関係数が閾値よりも低くかつ受信品質が閾値よりも高い送信ビームが選択されて図 7に示す送信装置に通知される。ただし、受信品質をモニタすることなぐ相関係数のみに基づ、て選択した送信ビームを通知するようにしてもょ、。

[0066] 制御チャネル復号部 45は、制御チャネルを復号することにより、図 7に示す送信装置における送信方法 (MIMO多重数、ビーム番号など）を検出する。 MIMO信号分離部 46は、制御チャネル復号部 45により検出された送信方法に従って、受信信号に対して MIMO分離処理を実行する。なお、 MIMO信号分離部 46は、ビーム選択部 43により得られる情報に従って MIMO信号分離処理を行ってもよい。そして、デ一タ復号部 47は、 MIMO信号分離部 46により分離された信号から送信データストリーム Sを再生する。

[0067] MIMO信号処理について説明する。ここでは、 MIMO多重数が「2」であり、図 7に示す送信装置から送信ビーム 2、 3を利用してデータストリーム SI、 S2が送信されたものとする。また、変調方式は、 QPSKであるものとする。そして、各データシンボルは、（ + 1、 + 1) (一 1、 + 1) (一 1、一 1) ( + 1、一 1)のいずれか 1つの信号点に配置されて送信されるものとする。さらに、 MLDアルゴリズムに従って MIMO信号分離を行うものとする。

[0068] この場合、上述した（10)式に従って、受信信号 Xからデータストリーム SI 、 S2を推定する。このとき、送信ビーム 1一 Mに対応する M個のチャネル情報 h — h の中で

1

、送信ビーム 2に対応するチャネル情報 h および送信ビーム 3に対応するチャネル

2

情報 h のみが使用される。具体的には、下記のユークリッド距離 D1— D16を計算す。

D1 = 1 x-h ■S , — h ■s ,

2 +1 卜 1 3 +1

D2 = 1 x-h ■S , — h ■S ,

2 +1 卜 1 3 -1

D3 = 1 x-h ■S , — h ■S ,

2 +1 卜 1 3 -1

D4 = 1 x-h ■S , — h ■S ,

2 +1 卜 1 3 +1

D5 = 1 x-h ■S , — h ■S ,

2 - 1 卜 1 3 +1

D6 = 1 x-h ■S , — h ■S ,

2 - 1 卜 1 3 -1

D7 = 1 x-h ■S , — h ■S ,

2 - 1 卜 1 3 -1

D8 = 1 x-h ■S , — h ■S ,

2 - 1 卜 1 3 +1

D9 = 1 x-h ■S , — h ■S ,

2 - 1 - -1 3 +1

D10 = 1 x-h •S , -h •S

2 -1 -1 3 -1

Dll = 1 x-h •S , -h •S

2 -1 -1 3 -1

D12 = 1 x-h •S , -h •S

2 -1 -1 3 +1

D13 = 1 x-h •S , -h •S

2 +1 -1 3 +1

D14= 1 x-h •S , -h •S

2 +1 -1 3 -1

D15 = 1 x-h •S , -h •S

2 +1 -1 3 -1

D16 = 1 x-h •S , -h •S

2 +1 -1 3 +1

Dl 一、D16の中で最小値を求：める。そうすると、その最小値が得られる S2 、 S3の組合せが、最も確からしい送信データシンボルと推定される。たとえば、 D1 一 D16の中で D1が最小であったものとすると、送信シンボルの推定値として「S2 = ( + 1、 + 1) 」「S3 = ( + 1、 + 1)」が得られる。

[0069] なお、図 9に示す例では、受信装置は、 1本の受信アンテナのみで信号を受信する構成であるが、複数の受信アンテナを備える構成であってもよい。この場合、各受信アンテナを介して受信した信号が、制御チャネル復号部 45、 MIMO信号分離部 46 、チャネル推定部 41 1一 41 Mに分配される。複数の受信アンテナを利用して、それぞれのアンテナで求めたユークリッド距離を合成して処理すれば、ダイバーシチ利得により受信品質が向上する。

[0070] このように、第 1の実施例においては、受信装置において相関が低く且つ受信品質の良好な複数の送信ビームが選択されて送信装置に通知される。そして、送信装置は、その通知された送信ビームを利用してデータストリームを送信する。このとき、複数の送信ビームが選択されたときは、 MIMO多重伝送が行われる。また、複数の送信ビームが選択されな力つたときは、最も良好な受信品質が得られる 1つの送信ビームを利用してデータ送信が行われる。

<実施例 2>

第 2の実施例における通信システムでは、受信装置にお!/、て測定されたビーム間の相関係数およびビーム毎の受信品質情報が、逆リンクを利用してそのまま送信装置にフィードバックされる。そして、送信装置において、予め設定された閾値と比較することにより、選択ビーム数 (MIMO多重数)およびビーム番号が決定される。

[0071] このため、第 2の実施例の送信装置は、図 10に示すように、各送信ビーム間の相関係数および送信ビーム毎の受信品質に基づ、て、 MIMO多重数およびビーム番号を決定するビーム選択部 36を備える。なお、ビーム選択部 36の機能は、基本的に、図 9に示したビーム選択部 43と同じである。また、第 2の実施例の受信装置は、図 11 に示すように、ビーム選択部 43を備えて、な、。

[0072] セルラ移動通信では、送信装置が基地局であることが想定されるため、相関係数および通信品質の情報に基づく MIMO多重数の決定を基地局で行うことにより、通信システム全体の伝送効率を最適化することが可能になる。

<実施例 3 >

図 12は、第 3の実施例の送信装置の構成を示す図である。第 3の実施例の送信装置は、送信ビームと同じ指向性の受信ビームを形成することで、送信ビームの間の相関係数および送信ビーム毎の品質を推定する。なお、アンテナ 15—1— 15-4力構成されるアレーアンテナは、送信および受信のために共用される。 [0073] 乗算回路 52-1— 52-Mは、それぞれ、対応する受信機 51—1一 51-Mを介して受信した信号に対して対応するウェイトセット 1一 Mを乗算する。ここで、このウェイトセット 1一 Mは、送信ビーム 1一 Mと同じ指向性を持った受信ビーム 1一 Mが形成されるように予め適切にキャリブレーションされているものとする。なお、乗算回路 52— 1一 52— Mの構成は、基本的に、乗算回路 12— 1— 12— Mと同じである。

[0074] 相関 '品質計算部 54は、出力ポート 53— 1一 53— Mを介して受け取る信号 r

1一 r に基づいて、送信ビーム間の相関および各相信ビームの品質を推定する。ここで、信号 r一 r は、上述した（22)に従って計算するようにしてもよい。そして、送信ビー

1

ム間の相関係数の推定値は、（19)式を利用して計算される。また、各相信ビームの品質の推定値は、 (20)または（21)式を利用して計算される。

[0075] ビーム選択部 36は、図 10を参照しながら説明した通り、選択ビーム数 (MIMO多重数)および使用すべき送信ビームを選択する。そして、送信装置は、選択し送信ビームを利用してデータストリームを送信する。

[0076] 第 3の実施例においては、送信装置は、送信ビームと同じ指向性を持った受信ビームを利用することにより使用すべき 1または複数の送信ビームを選択できる。このとき、受信装置は、送信ビーム間の相関等を測定する必要はない。

<実施例 4>

図 13は、第 4の実施例の受信装置の構成を示す図である。第 4の実施例では、本発明が受信装置における MIMO信号分離に適用されている。

[0077] 第 4の実施例の受信装置は、受信アレーアンテナを用いてマルチビーム (受信ビーム 1一 M)を形成する。受信ビーム 1一 Mは、乗算回路 61— 1— 61— Mにおいて受信信号に対してウェイトセット 1一 Mを乗算することにより実現される。この結果、受信ポート 62— 1一 62— Mは、それぞれ、対応する受信ビーム 1一 Mを利用して受信した信号を出力する。

[0078] 相関'品質計算部 63は、受信ビーム間の相関係数および受信ビーム毎の品質を計算する。なお、チャネル情報 hは、送信装置から送信されるパイロット信号を利用して予め求められているものとする。そして、受信ビーム間の相関係数は、上述した（1 6)式により計算される。また、受信ビーム毎の品質は、（17)または（18)式により計算される。

[0079] ビーム選択部 64は、相関，品質計算部 63により得られた計算結果をそれぞれ対応する閾値と比較することにより、ブランチ数およびポート番号を求める。なお、ビーム選択部 64の動作は、図 9に示したビーム選択部 43と同じである。また「ブランチ数」は、選択ビーム数に相当する。但し、「ブランチ数」には、 MIMO信号分離を行う演算回路が処理できるブランチ数より小さい値が選択される。

[0080] ポート選択部 65は、出力ポート 62—1— 62—Mの中力ビーム選択部 64が指示するポートを選択する。これにより、相関が低くかつ受信品質の良好な受信ビームを介して受信した信号のみが MIMO信号分離部 66に送られる。 MIMO信号分離部 66 は、ビーム選択部 64から通知されるブランチ数に従って、 MIMO信号分離処理を行う。なお、 MIMO信号分離処理自体は、既存のアルゴリズム (例えば、上述した ZF、 MMSE、 MLDなど）に従う。

[0081] このように第 4の実施例では、複数の受信ビームの中から、 MIMO信号分離回路がサポートするブランチ数のビームが適切に選択されるので、通信品質を最大限に向上させることができる。

[0082] 第 1一第 4の実施例を含む本発明によれば、下記の効果が得られる。

(1)アレーアンテナを実装した送信装置において、アンテナ本数や送信機などの構成を変更することなぐ MIMO多重伝送を実現することができる。このため、アレーアンテナによる伝送および MIMO多重伝送を同一の送信装置内に共存させることができる。

[0083] (2)送信装置のアンテナ数を増やす必要がな!、ので、 MIMO多重伝送およびァレ一アンテナが共存するシステムを低コストで実現できる。

(3)アレーアンテナを利用してカバレッジの増大および端末の消費電力の低減を図りながら、所定の条件を満たすユーザに対しては、 MIMO多重伝送による高速レート伝送を提供することができる。

[0084] (4)伝搬路の状態に応じて、アレーアンテナ送信および MIMO多重伝送を適応的に切り換えながらデータ送信が行われるので、システムの伝送効率が向上する。

(5)本発明を受信処理に適用した場合、実装されている MIMO信号分離回路が処理できるブランチ数の範囲内で、好適な受信ビームが選択されるので、 MIMO信号分離回路を変更することなぐアレーアンテナの本数に応じて、受信特性を最適化することがでさる。

Claims

請求の範囲

[1] 無線通信システムにおいて使用される通信装置であって、

複数のアンテナと、

上記複数のアンテナに対して複数パターンの送信ウェイトセットを乗算することにより複数の送信ビームを形成する送信ビーム形成手段と、

上記複数の送信ビームの中で相関が予め決められた相関閾値よりも低い 2以上の送信ビームを利用して互いに異なるデータストリームを送信する送信手段、

を有する通信装置。

[2] 請求項 1に記載の通信装置であって、

上記送信手段は、上記複数の送信ビームの中で相関が予め決められた相関閾値よりも低ぐ且つ受信品質が予め決められた品質閾値よりも高い 2以上の送信ビームを利用して互、に異なるデータストリームを送信する。

[3] 請求項 1または 2に記載の通信装置であって、

上記送信手段は、 2以上の送信ビームが選択されな力つたときは、受信品質の最も良好な 1つの送信ビームを利用してデータを送信する。

[4] 請求項 1一 3のいずれか 1つに記載の通信装置であって、

上記送信ビーム形成手段により形成される複数の送信ビームと同じアンテナ指向性を有する複数の受信ビームを形成する受信ビーム形成手段と、

上記複数の受信ビームを利用して受信する信号に基づいて上記複数の送信ビーム間の相関および各送信ビームについての受信品質を推定し、その推定結果に基づいて 2以上の送信ビームを選択する選択手段、をさらに有する。

[5] 請求項 1一 3のいずれか 1つに記載の通信装置力送信される信号を受信する受信装置であって、

上記複数の送信ビームを利用してそれぞれ送信されたパイロット信号を受信することにより、上記複数の送信ビーム間の相関および各送信ビームについての受信品質を測定する測定手段と、

上記測定手段による測定結果を上記通信装置に送信する送信手段、を有する受信装置。

[6] 請求項 1一 3のいずれか 1つに記載の通信装置力送信される信号を受信する受信装置であって、

上記測定手段による測定結果に基づいて上記通信装置が使用すべき送信ビームを選択する選択手段と、

上記選択手段により選択された送信ビームを上記通信装置に通知する通知手段、を有する受信装置。

[7] 複数のアンテナを備える送信装置力受信装置へデータを送信する無線通信システムであって、

上記送信装置に設けられ、上記複数のアンテナに対して複数パターンの送信ゥェイトセットを乗算することにより複数の送信ビームを形成する送信ビーム形成手段と、上記受信装置に設けられ、上記複数の送信ビームを利用してそれぞれ送信された信号を受信することにより、上記複数の送信ビーム間の相関を測定する測定手段と、上記測定手段による測定結果に基づいて、上記複数の送信ビームの中から相関が予め決められた相関閾値よりも低い 2以上の送信ビームを選択する選択手段と、上記送信装置に設けられ、上記選択手段により選択された 2以上の送信ビームを利用して互、に異なるデータストリームを送信する送信手段、

を有する無線通信システム。

[8] 請求項 7に記載の無線通信システムであって、

上記測定手段は、上記複数の送信ビームを利用してそれぞれ送信された信号を受信することにより、上記複数の送信ビーム間の相関および各送信ビームについての受信品質を測定し、

上記選択手段は、上記複数の送信ビームの中から相関が予め決められた相関閾値よりも低ぐ且つ受信品質が予め決められた品質閾値よりも高い 2以上の送信ビームを選択する。

[9] 請求項 7または 8に記載の無線通信システムであって、上記選択手段は、上記受信装置に設けられる。

[10] 請求項 7または 8に記載の無線通信システムであって、

上記選択手段は、上記送信装置に設けられる。

[11] 請求項 7または 8に記載の無線通信システムであって、

上記受信装置は、上記送信装置において上記送信手段が実際に使用している送信ビームを表す情報に基づいて、上記送信装置から送信されたデータストリームを分離する分離手段をさらに有する。

[12] 請求項 11に記載の無線通信システムであって、

上記送信ビームを表す情報は、上記送信装置から上記受信装置に通知される。

[13] 複数のアンテナを備える送信装置から受信装置へデータを送信する無線通信方法であって、

上記複数のアンテナに対して複数パターンの送信ウェイトセットを乗算することにより複数の送信ビームを形成し、

上記複数の送信ビームを利用してそれぞれ送信された信号に基づいて、上記複数の送信ビーム間の相関を測定し、

上記測定結果に基づいて、上記複数の送信ビームの中から相関が予め決められた相関閾値よりも低い 2以上の送信ビームを選択し、

上記選択された 2以上の送信ビームを利用して互いに異なるデータストリームを送信する、

ことを特徴とする無線通信システム。

[14] 請求項 13に記載の無線通信方法であって、

各送信ビームについての受信品質をさらに測定し、

上記複数の送信ビームの中から相関が予め決められた相関閾値よりも低ぐ且つ受信品質が予め決められた品質閾値よりも高い 2以上の送信ビームを利用して互いに異なるデータストリームを送信する。

[15] 互いに異なる複数のデータストリームを空間多重して伝送する無線通信システムにおいて使用される通信装置であって、

複数のアンテナと、上記複数のアンテナに対して複数パターンの受信ウェイトセットを乗算することにより複数の受信ビームを形成する受信ビーム形成手段と、

上記複数の受信ビームの中から相関が予め決められた相関閾値よりも低い 2以上の受信ビームを選択する選択手段と、

上記選択手段により選択された 2以上の受信ビームを介して得られる受信信号を利用して上記複数のデータストリームを分離する分離手段、

を有する通信装置。

請求項 15に記載の通信装置であって、

上記選択手段は、上記複数の受信ビームの中から相関が予め決められた相関閾値よりも低ぐ且つ受信品質が予め決められた品質閾値よりも高い 2以上の受信ビームを選択する。