JP2001016148A - アレーアンテナを用いた干渉キャンセラ装置、干渉レプリカ生成ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はアレーアンテナを用いて干渉キャン
セラ装置に関し、アレーウエイト計算にＭＭＳＥ規範に
基づくアルゴリズムを適用するとともに、アルゴリズム
の適用により失われるパスの伝搬特性情報を回復し、最
大比合成を実現することを目的とする。 【解決手段】 本発明にかかるアレーアンテナを用いて
干渉キャンセラ装置においては、ＭＭＳＥ規範に基づく
アルゴリズムを適用して算出したＭＭＳＥウエイト値を
受信信号に乗算し、加算してからパスの伝搬特性情報を
回復すべく、ＭＭＳＥウエイト値及び到来方向推定係数
を用いて算出した規格化係数を乗算する。従って、ＭＭ
ＳＥ規範に基づくアルゴリズムを適用により干渉を抑制
効果に加えて、最大比合成が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＳ−ＣＤＭＡ方
式を採用したスペクトル拡散通信システムにおける、ア
レーアンテナを用いた干渉キャンセラ装置、干渉レプリ
カ生成ユニットに関し、特に、アレーウエイト計算にＭ
ＭＳＥ(Minimum Mean Square Error) 規範に基づくアル
ゴリズムを適用したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤレスマルチメディア通信分野にお
ける次世代移動通信システムとして、スペクトラム拡散
通信システムが注目されている。スペクトラム拡散通信
とは、拡散符号によりチャネル割り当てを行い、同一周
波数を使用した同時通信を行なうものである。しかし、
拡散符号によりチャネル割り当てを行なうものの、同時
に通話を行なっている他のチャネルの信号が干渉となり
通信品質を劣化させてしまう性質が有り、結果的に同一
周波数による同時通信が可能なチャネル数（チャネル容
量）は制限される。

【０００３】この問題を解決する１手段として、アレー
アンテナを用いた干渉キャンセラ装置が提案されてい
る。

【０００４】従来のアレーアンテナを用いた干渉キャン
セラ装置について説明する。尚、当該干渉キャンセラ装
置を基地局の受信部に適用する場合を考える。

【０００５】図４は従来のアレーアンテナを用いた干渉
キャンセラ装置を示し、第１ステージと第２ステージと
最終ステージとを含むマルチステージ・パラレル構成の
ものを示す。図において、１０１ー１〜１０１ーｋはア
レーアンテナ素子、１０２ー１〜１０２ーｋ、１０５ー
１〜１０５ーｋは遅延回路、１０３ー１１〜１０３ー１
Ｌ、１０３ー２１〜１０３ー２Ｌはユーザ対応の干渉レ
プリカ生成ユニット、１０４ー１〜１０４ーｋ、１０６
ー１〜１０６ーｋは加算器、１０７ー１〜１０７ーＬは
ユーザ対応のアレーアンテナ受信機を示す。

【０００６】尚、第１ステージのみ或いは更に多数のス
テージ構成とすることも可能である。

【０００７】移動局から送信されたスペクトラム拡散信
号は、アレーアンテナ素子１０１ー１〜１０１ーｋによ
って受信され、所定の復調、ＡＤ変換処理等の受信処理
が施され（部材は特に図示していない）第１ステージに
入力される。

【０００８】第１ステージでは、ユーザチャネル対応の
干渉レプリカ生成ユニット１０３ー１１〜１０３ー１Ｌ
にアレーアンテナ素子１０１ー１〜１０１ーｋで受信し
た信号の全てがそれぞれ入力され、シンボルレプリカＳ
Ｂと干渉レプリカＤとが出力される。そして、アレーア
ンテナ素子対応に設けられた遅延回路１０２ー１〜１０
２ーｋにより遅延処理を施された受信信号は、それぞれ
加算器１０４ー１〜１０４ーｋにおいて干渉レプリカＤ
により減算され、その誤差信号ｅ（ｅ₁ 〜ｅ_k）が第２
ステージに加えられる。

【０００９】第２ステージでは、干渉レプリカ生成ユニ
ット１０３ー２１〜１０３ー２Ｌに第１ステージからの
誤差信号ｅ及びシンボルレプリカＳＢとが入力され、シ
ンボルレプリカＳＢ’と干渉レプリカＤ’とが出力され
る。そして、遅延回路１０５ー１〜１０５ーｋにより遅
延処理を施された誤差信号ｅは、それぞれ加算器１０６
ー１〜１０６ーｋにおいて、干渉レプリカＤ’により減
算され、その誤差信号ｅ’（ｅ’₁ 〜ｅ’_k ）が最終ス
テージ１０７ー１〜１０７ーＬに加えられる。

【００１０】ユーザチャネル対応に設けられた受信機１
０７ー１〜１０７ーＬは、第２ステージからの誤差信号
ｅ’とシンボルレプリカＳＢ’とを元に復調処理を行い
受信出力する。

【００１１】ここで、従来の干渉レプリカ生成ユニット
について更に詳しく説明する。図５は従来の干渉レプリ
カ生成ユニットを示す図であり、１０３は、図４におけ
る各ステージの干渉レプリカ生成ユニット、１１１ー１
〜１１１ーｐは逆拡散処理部、１１２ー１〜ｐは再拡散
処理部、１１３ー１〜１１３ーｋはアレーアンテナ素子
対応に設けられた逆拡散部、１１４ー１〜１１４ーｋは
加算器、１１５は到来方向推定に基づくウエイト演算を
行なうウエイト演算部、１１６はビームフォーマ部、１
１７は伝搬路推定部、１１８は乗算器、１１９はＲＡＫ
Ｅ合成部、１２０はデータ判定部、１２１は乗算器、１
２２ー１〜１２２ーｋは乗算器、１２３ー１〜１２３ー
ｋは加算器、１２４ー１〜１２４ーｋは再拡散部、１２
５ー１〜１２５ーｋは合成部を示す。

【００１２】尚、逆拡散処理部１１１ー１〜１１１ーｐ
及び再拡散処理部１１２ー１〜１１２ーｐは、受信信号
の伝搬経路が反射等により複数となるから、そのパス数
に対応してｐ枚並列に設けられている。

【００１３】逆拡散処理部１１１ー１〜１１１ーｐの基
本動作、構成は同様であるから、ここでは、逆拡散処理
部１１１ー１について説明することにする。

【００１４】逆拡散処理部１１１ー１には、受信信号又
は前ステージの誤差信号ｅ₁ 〜ｅ_kと、前ステージから
のシンボルレプリカＳＢ₁₁〜ＳＢ_1k（第１ステージの場
合は零）とが入力される。逆拡散部１１３ー１〜１１３
ーｋは、それぞれ受信信号又は誤差信号ｅ₁ 〜ｅ_k を拡
散コードにより逆拡散して復調する。そして、加算器１
１４ー１〜１１４ーｋは、それらと前ステージのシンボ
ルレプリカＳＢ₁₁〜ＳＢ_1kとの加算を行い、ウエイト演
算部１１５とビームフォーマ部１１６とに入力する。

【００１５】ウエイト演算部１１５は、加算器１１４ー
１〜１１４ーｋの出力信号を基に、アレーアンテナ素子
の設置間隔によって生ずるビームフォーマ部１１６への
入力信号の位相回転ずれを補正するための、到来方向推
定に基づく重み係数ａ_h （ｈ＝１、２、…ｋ）（以下、
到来方向推定係数と称す）を算出し、ビームフォーマ部
１１６にその複素共役をａ_h ^* を入力する。

【００１６】ここで、到来方向推定係数の算出方法につ
いて簡単に説明する。

【００１７】シンボルをｎ、アレーアンテナの配置間隔
をｄとし（例として一直線上にアレーアンテナ素子が等
間隔ｄで配置されるいるものとし）、送信信号をｓ
（ｎ）、伝搬特性をξ（ｎ）とする。

【００１８】逆拡散処理後の受信信号をそれぞれ、ｘ₁
（ｎ）〜ｘ_k （ｎ）と表すこととすると、 ｘ_h （ｎ）＝ξ（ｎ）ｓ（ｎ）ｅｘｐ（ｊ（ｈ−１）
Φ） Φ＝（２π/ λ）ｄｓｉｎθ 但し、ｈ＝１, ２, …, ｋ（以下同様）、 λはキャリアの波長、 θは図４に示すようにアレーアンテナ素子における受信
信号の到来角 と表される（尚、シンボルレート、伝搬路の変動に比べ
て到来方向の変化は大きくないものとする）。

【００１９】しかし、受信信号ｘ_h （ｎ）には、各部材
からの熱雑音が含まれるとともに、干渉波が強くなる
と、干渉成分も無視できなくなるので、ｘ_h （ｎ）をこ
れらの影響を考慮して、更に厳密に記述すると、ｘ
_h （ｎ）＝ξ（ｎ）ｓ（ｎ）ｅｘｐ（ｊ（ｈ−１）Φ）
＋Ｉ_h （ｎ）＋Ｎ_hＩ_h （ｎ）は干渉成分、Ｎ_h は雑音
成分を表し、以下それらを含む項をそれぞれ干渉項、雑
音項と称すこととする。

【００２０】ウエイト演算部１１５は、入力された受信
信号ｘ_h （ｎ）を用いて、以下の演算により到来方向推
定係数ａ_h を算出する。

【００２１】即ち、

【００２２】

【数式１】

【００２３】ここで、Ａ₁ 〜Ａ_k-1 は、干渉項及び雑音
項が無視できる場合には、１となるが、干渉項及び雑音
項の影響により、必ずしも１とはならないのでａ_h の振
幅成分として表現している。また、Φ＾は干渉項及び雑
音項の影響により、必ずしもΦと一致しないために＾を
付し、推定値であることを明示した。

【００２４】従って、ビームフォーマ部１１６は、加算
器１１４ー１〜１１４ーｋからの信号それぞれに到来方
向推定係数ａ_h の複素共役ａ_h ^* を乗算し、更にそれら
の信号を加算し、ｙ（ｎ）を出力する。

【００２５】即ち、

【００２６】

【数式２】

【００２７】を出力する。

【００２８】ここで、Ａ₁ ＝Ａ₂ ＝…＝Ａ_k-1 ＝１とみ
なすと、ａ_h ^* ＝ｅｘｐ（ｊ（１−ｈ）Φ＾）であるか
ら、

【００２９】

【数式３】

【００３０】従って、この到来方向推定係数の乗算、加
算によってアレーアンテナのビームは希望波の到来方向
に向けられることとなる。

【００３１】かくしてビームフォーマ部１１６において
ビームフォーミング（乗算、加算）された信号ｙ（ｎ）
は、伝搬路推定部１１７及び乗算器１１８に入力され
る。

【００３２】ここで、伝搬路推定部１１７の処理につい
て説明する。

【００３３】伝搬路推定部１１７は、パイロット信号等
の既知の信号Ｐ（ｎ）（＝ｓ^* （ｎ））をｙ（ｎ）に乗
算し、やはり既知である１/ ｜ｓ（ｎ）｜² を更に乗算
することにより、伝搬特性ξ（ｎ）を算出する。

【００３４】即ち、

【００３５】

【数式４】

【００３６】を算出する。

【００３７】ここで、干渉Ｉ_h （ｎ）、雑音Ｎ_h がアン
テナ間、時間で平均をとって、十分無視できる程度にそ
の振幅成分が小さい場合には、

【００３８】

【数式５】

【００３９】となる。

【００４０】又、伝搬路推定部１１７は更に、ｋξ
（ｎ）の平均値をとり、平均伝搬特性ｋξ＾（ｎ）を算
出し、この平均伝搬特性の複素共役役ｋξ＾^* （ｎ）を
ｋ² で割ったものを乗算器１１８に入力する。

【００４１】乗算器１１８は、ｙ（ｎ）とξ＾^* （ｎ）
/ ｋを乗算し、出力ｚ（ｎ）を得る。

【００４２】即ち、

【００４３】

【数式６】

【００４４】を得る。

【００４５】ＲＡＫＥ合成部１１９は、反射等により伝
搬経路が複数となることを想定して設けられた他の逆拡
散処理部の出力を伝送経路の相違によって生ずる遅延時
間の相違を無くすように遅延調整を行なってから合成
（最大比合成）し、Ｚ（ｎ）を出力する。

【００４６】即ち、

【００４７】

【数式７】

【００４８】を出力する。この時、伝搬特性を表す｜ξ
_i ＾（ｎ）｜² が送信信号ｓ（ｎ）の係数としてかかっ
ているので、ＲＡＫＥ合成部１１９においては、パスご
との信頼度に応じた合成（最大比合成）を行なうことが
できる。

【００４９】ここで、伝搬特性を表すξ_i （ｎ）の大き
がパスごとの信頼度を示すのは、ｘ _h （ｎ）＝ξ（ｎ）
ｓ（ｎ）ｅｘｐ（ｊ（ｈ−１）Φ）＋Ｉ_h （ｎ）＋Ｎ_h
と表されるように、ξの大きさが大きいほど、信号「ｓ
（ｎ）」に対する干渉成分と雑音成分「Ｉ_h （ｎ）＋Ｎ
_h 」との比である信号対干渉（雑音含む）比が高いこと
を意味し、そのパスを介して受信した信号の信頼度が高
いといえるからである。

【００５０】さて、ＲＡＫＥ合成部１１９の出力信号
は、判定部１２０により閾値と比較されデータの仮判定
が行われる。再拡散処理部１１２ー１は、判定部１２０
の判定出力信号に伝搬路推定部１１７からの平均伝搬特
性ξ＾（ｎ）を乗算器１２１において乗算する。

【００５１】また、乗算器１２２ー１〜１２２ーｋは、
アレーアンテナ素子相当数（Ｋ個）に分岐された乗算器
１２１からの出力信号をウエイト演算部１１５からの到
来方向推定係数ａ_h と乗算する。

【００５２】乗算処理を施された信号は、それぞれシン
ボルレプリカＳＢ’₁₁〜ＳＢ’_1kとして、次のステージ
に送出される（パス対応に設けられた他の再拡散処理部
で生成されたシンボルレプリカＳＢ’₂₁ 〜ＳＢ’
_2k 、…、ＳＢ’_p1〜ＳＢ’_pkも同様に次のステージに
送出される）。

【００５３】又、加算器１２３ー１〜１２３ーｋは、こ
のステージのシンボルレプリカＳＢ’₁₁〜ＳＢ’_1kと前
ステージのシンボルレプリカＳＢ₁₁〜ＳＢ_1kとの差分を
出力し、再拡散部１２４ー１〜１２４ーｋにより拡散コ
ードで再拡散する。

【００５４】アレーアンテナ素子対応に設けられた合成
部１２５ー１〜１２５ーｋは、パス対応の再拡散信号を
加算して干渉レプリカＤ’₁₁〜Ｄ’_1kを出力する（尚、
干渉レプリカＤ’₁₁〜Ｄ’_1kはそれぞれ加算器１０４ー
１〜１０４ーｋ（１０６ー１〜１０６ーｋ）に入力され
る）。

【００５５】最終ステージのアレーアンテナ受信機１０
７ー１〜１０７ーＬは、干渉レプリカ生成ユニット１０
３の再拡散処理部１１２ー１〜１１２ーｐを省略し、復
調器を設けた構成に相当し、復調出力信号は、基地局に
接続したネットワーク（図示せず）に送出される。

【００５６】

【発明が解決しようとする課題】前述のようにアレーア
ンテナを用いた干渉キャンセラ装置が提案されている
が、そのウエイト演算方法は、到来方向推定に基づくも
のである。

【００５７】しかし、到来方向推定に基づくウエイト演
算を行なう方法は、一般的な移動通信環境においては必
ずしも最適なビーム形成を行なっているとは限らないと
いう問題がある。

【００５８】これについて簡単に説明する。

【００５９】スペクトラム拡散信号を送信する移動局が
無線基地局のカバーエリア内に一様に分布しており、か
つ、無線基地局において受信される全ての移動局から信
号レベルが等しい場合には、１つの移動局に対する他の
移動局の干渉電力は全て等しくなる。このとき、干渉信
号は空間的に一様であり、白色雑音と等価とみなすこと
ができる。このような場合には、到来方向推定に基づく
ウエイト演算を行なって、アレーアンテナのビームを希
望波の到来方向に向ける（ビームステアリングを行な
う）ことにより、図６のようなビームパターンが形成さ
れ、最適なビーム形成がなされることとなる。

【００６０】しかし、移動局が無線基地局のカバーエリ
ア内の一部に偏って分布したり、各移動局からの受信電
界強度にばらつきがあるときには、他の移動局からの干
渉は空間的に非一様となる。

【００６１】このような状況におけるビーム形成につい
て図７を用いて説明する。図７は、希望波から６０度離
れた方向から強い干渉波が到来している場合においてＭ
ＭＳＥ規範に基づくＬＭＳ「least mean square 」、Ｒ
ＬＳ「recursive least square」、ＳＭＩ「sample mat
rix inversion 」等の最適化アルゴリズムを用いた場合
のビーム形成を示す。

【００６２】到来方向推定に基づくビームステアリング
によっては、図６のように希望波の発せられる方向にア
レーアンテナのビームが向けられることとなり、サイド
ロープにより干渉波の影響を強く受けることとなる。即
ち、このような状況においては、伝搬特性ξ（ｎ）を算
出する際に、（式１）における干渉項

【００６３】

【数式８】

【００６４】を無視することができなくなり、（式２）
のようにｋξ（ｎ）に近似することができなくなり、伝
搬路推定部１１７における伝搬特性ξ（ｎ）の算出に誤
差が強く現れることとなる。よって、データ判定精度が
劣化してしまう。

【００６５】一方、ＭＭＳＥ規範に基づくＬＭＳ、ＲＬ
Ｓ、ＳＭＩ等の最適化アルゴリズムを用い、出力信号の
信号対干渉（雑音含む）比を最大にすることで最適なビ
ームを得ることができる。

【００６６】即ち、これらのアルゴリズムの適用により
図７に示すように、強い干渉波の存在する方向にヌルポ
イントを形成し、干渉の影響を抑え、空間的に非一様な
環境においても伝搬特性ξ（ｎ）の算出を適切に行うこ
とが可能となり、データ判定精度が維持されるのであ
る。

【００６７】しかし、ＭＭＳＥ規範に基づくアルゴリズ
ムを適用して信号対干渉（雑音含む）比を高めるために
は、パス対応に設けられた各ビームフォーマ部におい
て、その出力信号を全て参照信号（ＰＩＬＯＴ信号等の
既知信号）に近づけるようなウエイト値の乗算を行なう
必要があり、結果的にビームフォーマ部の出力レベルが
均一化され、前述ＲＡＫＥ合成部での最大比合成が行な
えなくなってしまうという問題がある。

【００６８】そこで、本発明は、ＭＭＳＥ規範に基づく
アルゴリズムを適用して信号対干渉（雑音含む）比を高
めるとともに、パスの信頼性を表すξ（ｎ）の情報を回
復することにより、ＲＡＫＥ合成部における最大比合成
を実現し、より精度の高い干渉レプリカ、シンボルレプ
リカを生成することを目的とし、ひいては強い干渉波が
存在するときにも十分な受信特性の維持を図ることを目
的とする。

【００６９】

【課題を解決するための手段】本発明においては、アレ
ーアンテナを介して受信したスペクトラム拡散信号を逆
拡散する複数の逆拡散部と、ＭＭＳＥに基づくウエイト
値の複素共役を該逆拡散後の信号のそれぞれに乗算する
複数の乗算器を備えた第１の乗算手段と、該乗算後の信
号の加算を行なう加算器と、該加算後の信号に規格化係
数を乗算する第２の乗算手段と、該第２の乗算手段の出
力信号及び参照信号を用いて略伝搬特性の大きさの２乗
を係数とする送信信号を得る伝搬路推定手段と、前記複
数の逆拡散部の出力信号、前記加算器の出力信号及び参
照信号を用いて前記ＭＭＳＥに基づくウエイト値の複素
共役を算出するＭＭＳＥウエイト演算部と、前記複数の
逆拡散部の出力信号を用いて、前記到来方向推定に基づ
く到来方向推定係数を算出する到来方向推定係数演算部
と、該ＭＭＳＥに基づくウエイト値の複素共役と該到来
方向推定に基づく到来方向推定係数を用いて所定の演算
により前記規格化係数を算出する規格化係数演算部と、
を含む複数の逆拡散処理部と、該複数の逆拡散処理部か
らの出力信号を用いて最大比合成を行なう最大比合成部
と、該最大比合成後の信号を用いてデータ判定を行なう
データ判定部と、該データ判定後の信号を用いてシンボ
ルレプリカ及び干渉レプリカを生成する複数の再拡散処
理部と、を含むことを特徴とする干渉レプリカ生成ユニ
ットを用いた。

【００７０】又、本発明においては、前ステージからの
誤差信号を逆拡散する複数の逆拡散部と、該逆拡散後の
信号と前ステージからのシンボルレプリカとの加算を行
なう複数の加算器を備えた第１の加算手段と、ＭＭＳＥ
に基づくウエイト値の複素共役を該第１の加算手段の出
力信号に乗算する複数の乗算器を備えた第１の乗算手段
と、該乗算後の信号の加算を行なう第２の加算手段と、
該第２の加算手段の出力信号に規格化係数を乗算する第
２の乗算手段と、該第２の乗算手段の出力信号及び参照
信号を用いて略伝搬特性の大きさの２乗を係数とする送
信信号を得る伝搬路推定手段と、前記第１の加算手段の
出力信号、前記第２の加算手段の出力信号及び参照信号
を用いて前記ＭＭＳＥに基づくウエイト値の複素共役を
算出するＭＭＳＥウエイト演算部と、前記第１の加算手
段の出力信号を用いて、前記到来方向推定に基づく到来
方向推定係数を算出する到来方向推定係数演算部と、該
ＭＭＳＥに基づくウエイト値の複素共役と該到来方向推
定に基づく到来方向推定係数を用いて所定の演算により
前記規格化係数を算出する規格化係数演算部と、を含む
複数の逆拡散処理部と、該複数の逆拡散処理部からの出
力信号を用いて最大比合成を行なう最大比合成部と、該
最大比合成後の信号を用いてデータ判定を行なうデータ
判定部と、該データ判定後の信号を用いてシンボルレプ
リカ及び干渉レプリカを生成する複数の再拡散処理部
と、を含むことを特徴とする干渉レプリカ生成ユニット
を用いた。

【００７１】又、本発明においては、前記干渉レプリカ
生成ユニットにおいて、前記規格化係数演算部が行なう
前記所定の演算は、前記ＭＭＳＥに基づくウエイト値の
複素共役と、対応する前記到来方向推定係数を規格化し
たものとの乗算を行ってから和をとったものの逆数を求
める演算であることを特徴とする干渉レプリカ生成ユニ
ットを用いた。

【００７２】又、本発明においては、前記干渉レプリカ
生成ユニットにおいて、前記参照信号は、既知信号であ
ることを特徴とする干渉レプリカ生成ユニットを用い
た。

【００７３】又、本発明においては、アレーアンテナを
介して受信したスペクトラム拡散信号を逆拡散する複数
の逆拡散部と、ＭＭＳＥに基づくウエイト値の複素共役
を該逆拡散後の信号のそれぞれに乗算する複数の乗算器
を備えた第１の乗算手段と、該乗算後の信号の加算を行
なう加算器と、該加算後の信号に規格化係数を乗算する
第２の乗算手段と、該第２の乗算手段の出力信号及び参
照信号を用いて伝搬特性の推定値を算出し、その複素共
役を該第２の乗算手段の出力信号に乗算することによ
り、略伝搬特性の大きさの２乗を係数とする送信信号を
得る伝搬路推定手段と、前記複数の逆拡散部の出力信
号、前記加算器の出力信号及び参照信号を用いて前記Ｍ
ＭＳＥに基づくウエイト値の複素共役を算出するＭＭＳ
Ｅウエイト演算部と、前記複数の逆拡散部の出力信号を
用いて、規格化した到来方向推定に基づく到来方向推定
係数を算出する到来方向推定係数演算部と、該ＭＭＳＥ
に基づくウエイト値の複素共役と該規格化した到来方向
推定に基づく到来方向推定係数を用いて所定の演算によ
り前記規格化係数を算出する規格化係数演算部と、を含
む２以上のパス対応に設けられた複数の逆拡散処理部
と、該複数の逆拡散処理部からの出力信号を用いて最大
比合成を行なう最大比合成部と、該最大比合成後の信号
を用いてデータ判定を行なうデータ判定部と、該データ
判定後の信号を入力とし、前記伝搬路推定手段において
算出した伝搬特性の推定値を乗算する第３の乗算手段
と、該乗算後の信号に前記規格化した到来方向推定係数
を乗算することによりシンボルレプリカを生成する複数
の乗算器を備えた第４の乗算手段と、を含む２以上のパ
ス対応に設けられた複数の再拡散処理部と、を含むこと
を特徴とする干渉レプリカ生成ユニットを用いた。

【００７４】又、本発明においては、アレーアンテナを
介して受信したスペクトラム拡散信号を逆拡散する複数
の逆拡散部と、ＭＭＳＥに基づくウエイト値の複素共役
を該逆拡散後の信号のそれぞれに乗算する複数の乗算器
を備えた第１の乗算手段と、該乗算後の信号の加算を行
なう加算器と、該加算後の信号に該ＭＭＳＥに基づくウ
エイト値の複素共役と到来方向推定に基づく到来方向推
定係数と参照信号を用いて所定の演算を施すことにより
略伝搬特性の２乗を係数とする送信信号を得る伝搬特性
回復手段と、前記複数の逆拡散部の出力信号、前記加算
器の出力信号及び参照信号を用いて前記ＭＭＳＥに基づ
くウエイト値の複素共役を算出するＭＭＳＥウエイト演
算部と、前記複数の逆拡散部の出力信号を用いて、前記
到来方向推定に基づく到来方向推定係数を算出する到来
方向推定係数演算部と、を含む複数の逆拡散処理部と、
該複数の逆拡散処理部からの出力信号を用いて最大比合
成を行なう最大比合成部と、該最大比合成後の信号を用
いてデータ判定を行なうデータ判定部と、該データ判定
後の信号を用いてシンボルレプリカ及び干渉レプリカを
生成する複数の再拡散処理部と、を含むことを特徴とす
る干渉レプリカ生成ユニットを用いた。

【００７５】本発明にかかる干渉レプリカ生成ユニット
においては、ＭＭＳＥに基づくウエイト値の乗算後に加
算された信号に対して規格化係数の乗算を行なうので、
伝搬路推定手段に入力される信号は伝搬特性を係数とす
る受信信号となり、伝搬路推定手段は、参照信号を用い
て略伝搬特性の大きさの２乗に等しい係数がかかった送
信信号を得ることができ、最大比合成が実現される。

【００７６】又、本発明にかかる干渉レプリカ生成ユニ
ットにおいては、規格化係数演算部が規格化係数の演算
を行なう際に、規格化された到来方向推定係数を用いる
ので、伝搬路推定手段に入力される信号は、伝搬特性を
係数とする送信信号に更に近づけられることとなる。

【００７７】又、本発明にかかる干渉レプリカ生成ユニ
ットにおいては、伝搬路推定手段及びＭＭＳＥウエイト
演算部において、参照信号として既知信号を用い、より
精度の高いＭＭＳＥに基づくウエイト値の算出、伝搬路
推定を行なう。

【００７８】又、本発明にかかる干渉レプリカ生成ユニ
ットにおいては、ＭＭＳＥの基づくウエイト値の算出及
びシンボルレプリカの生成のための乗算において、双方
とも、規格化された到来方向推定係数を用いるので、更
に精度の高いシンボルレプリカ及び干渉レプリカが生成
される。

【００７９】又、本発明にかかかる干渉キャンセラ装置
においては、伝搬特性回復手段によってＭＭＳＥに基づ
くウエイト値の乗算によって失われた伝搬特性情報を、
回復させるので、最大比合成が可能となる。

【００８０】

【発明の実施の形態】本発明にかかるアレーアンテナを
用いた干渉キャンセラ装置について説明する。尚、当該
干渉キャンセラ装置を基地局の受信部に適用する場合を
考える。

【００８１】図１は本発明にかかるアレーアンテナを用
いた干渉キャンセラ装置を表し、図４と同一の符号を付
しているものは同一の部材を表す。干渉レプリカ生成ユ
ニット１０３’ー１１〜１０３’ー１Ｌ、１０３’ー２
１〜１０３’ー２Ｌ、アレーアンテナ受信機１０７’ー
１〜１０７’ーＬは、干渉レプリカ生成ユニット１０３
ー１１〜１０３ー１Ｌ、１０３ー２１〜１０３ー２Ｌ、
アレーアンテナ受信機１０７ー１〜１０７ーＬに対応す
るものであるが、構成を異にするため’を付している。
従って、従来技術と異なる干渉レプリカ生成ユニットの
動作について詳述し、他の動作については従来技術の説
明を持って省略する。尚、アレーアンテナ受信機１０
７’ー１〜１０７’ーＬは干渉レプリカ生成ユニット１
０３’ー１１〜１０３’ー１Ｌ、１０３’ー２１〜１０
３’ー２Ｌの構成と類似するものであるので、後に簡単
に説明する。

【００８２】図２は本発明にかかる干渉レプリカ生成ユ
ニットを示す。図において、１０３’は、図１における
各ステージの干渉レプリカ生成ユニット、１１１’ー１
〜１１１’ーｐは逆拡散処理部、１１２’ー１〜ｐは再
拡散処理部、１１３’ー１〜１１３’ーｋはアレーアン
テナ素子対応に設けられた逆拡散部、１１４’ー１〜１
１４’ーｋは加算器、１１５’はウエイト演算を行なう
ウエイト演算部、１１６’はビームフォーマ部、１１
７’は伝搬路推定部、１１８’は乗算器、１１９’はＲ
ＡＫＥ合成部、１２０’はデータ判定部、１２１’は乗
算器、１２２’ー１〜１２２’ーｋは乗算器、１２３’
ー１〜１２３’ーｋは加算器、１２４’ー１〜１２４’
ーｋは再拡散部、１２５’ー１〜１２５’ーｋは合成部
を示す。

【００８３】尚、加算器１１４’ー１〜１１４’ーｋは
第１の加算手段、乗算器１２１’は第３の乗算手段、乗
算器１２２’ー１〜１２２’ーｋは第４の乗算手段、伝
搬路推定部１１７’及び乗算器１１８’を伝搬路推定手
段として用い、ＲＡＫＥ合成部１１９’を最大比合成部
として用いた。

【００８４】移動局から送信されたスペクトラム拡散信
号は、アレーアンテナ素子１０１ー１〜１０１ーｋによ
って受信され、所定の復調、ＡＤ変換処理等の受信処理
が施され（部材は特に図示していない）第１ステージに
入力される。

【００８５】さて、当該干渉レプリカ生成ユニットが第
１ステージのものであれば、図１のアレーアンテナ素子
１０１ー１〜１０１ーｋで受信されたスペクトラム拡散
信号がそれぞれ（複数のパス対応に設けられた）逆拡散
処理部１１１’ー１〜１１１’ーｐの全てに入力され
る。又、当該干渉レプリカ装置が第２ステージ以降のも
のであれば、前ステージからの誤差信号ｅ₁ 〜ｅ_k が、
それぞれ逆拡散処理部１１１’ー１〜１１１’ーｐの全
てに入力される。

【００８６】更に、当該干渉レプリカ生成ユニットが第
２ステージ以降のものであれば、前ステージからのシン
ボルレプリカＳＢ₁₁〜ＳＢ_1k、ＳＢ₂₁〜ＳＢ_2k、…、Ｓ
Ｂ_p1〜ＳＢ_pkも逆拡散処理部１１１’ー１〜１１１’ー
ｐにそれぞれ入力される。

【００８７】逆拡散処理部１１１’ー１〜１１１’ーｐ
の基本動作、構成は同様であるから、ここでは、逆拡散
処理部１１１’ー１について説明することにする。

【００８８】さて、逆拡散処理部１１１’ー１の逆拡散
部１１３’ー１〜１１３’ーｋに入力されたスペクトラ
ム拡散信号又は前ステージの誤差信号ｅ₁ 〜ｅ_k は、
（図示してはいない）拡散コード発生部からの拡散コー
ドを用いて逆拡散処理が施される。

【００８９】そして、逆拡散処理を施された信号は、当
該干渉レプリカ生成ユニットが第１ステージのものであ
れば、ビームフォーマ部１１６’にそのまま入力され、
当該干渉レプリカユニットが第２ステージ以降のもので
あれば、加算器１１４’ー１〜１１４’ーｋにおいて、
前ステージからのシンボルレプリカＳＢ₁₁〜ＳＢ_1kとの
加算処理が行われてから、ビームフォーマ部１１６’に
入力される。

【００９０】ビームフォーマ部１１６’は、前記入力信
号それぞれに対してウエイト演算部１１５’からのウエ
イト値を用いた重みづけ処理を施し（乗算を行い）、更
にそれらを加算してから、パスごとの信頼性を保つ為に
加算後の信号に対してウエイト演算部１１５’から与え
られる規格化係数を乗算する。

【００９１】一方、ウエイト演算部１１５’は前記ビー
ムフォーマ部１１６’への入力信号を分岐したものと、
別途入力される参照信号（ＰＩＬＯＴ信号等の既知信
号）を用いて、ビームフォーマ部１１６’の規格化係数
乗算前の加算信号の信号対干渉比（雑音含む）が最大と
なるようなＭＭＳＥウエイト値をＭＭＳＥ規範に基づく
アルゴリズムに従って算出し、その複素共役をビームフ
ォーマ部１１６’に与える。

【００９２】ここで、ビームフォーマ部１１６’、ウエ
イト演算部１１５’の構成、動作について更に詳しく説
明する。

【００９３】図３は、ビームフォーマ部１１６’、ウエ
イト演算部１１５’の構成を表す。

【００９４】尚、１１６’ー１１〜１１６’ー１ｋは乗
算器、１１５’ー１はＭＭＳＥウエイト演算部、１１
５’ー２は到来方向推定係数演算部、１１５’ー３は規
格化係数演算部、１１６’ー２０は加算器、１１６’ー
３０は乗算器を表す。

【００９５】ここで、乗算器１１６’ー１１〜１１６’
ー１ｋは第１の乗算手段、加算器１１６’ー２０は第２
の加算手段、乗算器１１６’ー３０は第２の乗算手段、
規格化係数演算部１１５’ー３、乗算器１１６’ー３
０、伝搬路推定部１１７’及び乗算器１１８’を伝搬特
性回復手段の１例として用いた。

【００９６】ＭＭＳＥウエイト演算部１１５’ー１は、
ビームフォーマ部１１６’への入力信号を分岐したもの
及び参照信号Ｐ（ｎ）を用いて、加算器１１６’ー２０
の出力信号ｙ（ｎ）が参照信号に近づくように、ビーム
フォーマ部１１６’への入力信号のそれぞれについて乗
算すべきウエイト値をＭＭＳＥ規範に基づくアルゴリズ
ムに従って演算する（以下当該ウエイト値をＭＭＳＥウ
エイト値と称す）。

【００９７】ＭＭＳＥ規範に基づくアルゴリズムには、
例えば、ＬＭＳ「least mean square 」、ＲＬＳ「recu
rsive least square」、ＳＭＩ「sample matrix invers
ion」等があり、本実施例においては、１例としてＬＭ
Ｓを適用することとする。もちろん、加算器１１６’ー
２０の出力信号が参照信号に近づくように（即ち加算器
１１６’ー２０の出力信号の信号対干渉（雑音含む）比
が高められるように）、ビームフォーマ部１１６’への
入力信号のそれぞれについて乗算すべきウエイト値を算
出する他のアルゴリズムの適用も可能である。

【００９８】さて、到来方向推定係数演算部１１５’ー
２は、アレーアンテナ素子の設置間隔によって生ずるビ
ームフォーマ部１１６’への入力信号の位相回転ずれか
ら、到来方向推定に基づく重み係数（到来方向推定係
数）を算出し、規格化係数演算部１１５’ー３に入力す
る。

【００９９】規格化係数演算部１１５’ー３は、ＭＭＳ
Ｅウエイト値及び到来方向推定係数から、乗算器１１
６’ー１１〜１１６’ー１ｋにおいてＭＭＳＥウエイト
値を乗算したことにより、失われたパスの信頼性を表す
伝搬特性ξ（ｎ）を回復するための規格化係数を算出
し、乗算器１１６’ー３０に入力する。

【０１００】乗算器１１６’ー１１〜１１６’ー１ｋは
入力信号それぞれについて、ＭＭＳＥウエイト値の複素
共役との乗算を行い、加算器１１６’ー２０はその乗算
出力を加算する。

【０１０１】加算後の信号は、更に、乗算器１１６’ー
３０において、規格化係数演算部１１５’ー３からの規
格化係数と乗算され、ビームフォーマ部１１６’の出力
信号として出力されることとなる。

【０１０２】このビームフォーマ部１１６’の乗算器１
１６’ー１１〜１１６’ー１ｋにおいて乗算を行なうＭ
ＭＳＥウエイト値の複素共役を、加算器１１６’ー２０
の出力信号が参照信号に近づくように変動させることに
より、加算器１１６’ー２０の出力信号の信号対干渉
（雑音含む）比は高められ、前述した空間的に非一様な
状況においても干渉波の影響を抑えることができる。

【０１０３】図２の説明に戻るが、ビームフォーマ部１
１６’においてビームフォーミング（乗算、加算等の一
連の処理による信号形成）がなされた信号は、伝搬路推
定部１１７’及び乗算器１１８’のそれぞれに入力され
る。

【０１０４】ここで、伝搬路推定部１１７’に入力され
る信号は、前述の従来技術と同様に平均伝搬特性ξ＾
（ｎ）及びその複素共役ξ＾^* （ｎ）を算出し、ξ＾^*
（ｎ）を乗算器１１８’に与える。

【０１０５】乗算器１１８’においては、ビームフォー
マ１１６’の出力信号と伝搬路推定部１１７’からの平
均伝搬特性の複素共役ξ＾^* （ｎ）との乗算を行い、Ｒ
ＡＫＥ合成部１１９’に与える。この乗算処理により、
パスの信頼度を表す｜ξ（ｎ）｜² が送信信号の係数と
して現れているので、ＲＡＫＥ合成部１１９’は、逆拡
散処理部１１１’ー１及び同様にパスの信頼度が回復さ
れた他の逆拡散処理部１１１’ー２〜１１１’ーｐから
の出力信号を伝搬経路（パス）に依存する遅延時間の相
違を無くすように遅延調整を行なった後に最大比合成す
ることができる。

【０１０６】ＲＡＫＥ合成部１１９’からの出力信号
は、データ判定部１２０’により閾値と比較されデータ
の仮判定が行なわれ、その判定後の出力信号は、再拡散
処理部１１２’ー１〜１１２’ーｐに入力される。

【０１０７】再拡散処理部の基本動作、構成は同様であ
るから、再拡散処理部１１２’ー１の動作について説明
する。

【０１０８】データ判定部１２０’からの信号は、乗算
器１２１’において、伝搬路推定部１１７’からの平均
伝搬特性ξ＾（ｎ）と乗算される。

【０１０９】乗算器１２１’の出力信号は、乗算器１２
２’ー１〜１２２’ーｋに入力され、ウエイト演算部１
１５’の到来方向推定係数演算部１１５’ー２からの到
来方向推定係数と乗算され、その乗算出力は、シンボル
レプリカＳＢ’₁₁〜ＳＢ’_1kとして後段のステージに与
えられる（拡散処理部１１２’ー２〜１１２’ーｐから
も同様に、シンボルレプリカＳＢ’₂₁〜ＳＢ’_2k、…、
ＳＢ’_p1〜ＳＢ’_pkが後段のステージの対応する干渉レ
プリカ生成ユニット等に与えられる）。

【０１１０】乗算器１２２’ー１〜１２２’ーｋの出力
信号は、加算器１２３’ー１〜１２３’ーｋにも入力さ
れ、前ステージで生成されたシンボルレプリカＳＢ₁₁〜
ＳＢ _1kとの差分（ＳＢ’₁₁−ＳＢ₁₁、ＳＢ’₁₂−Ｓ
Ｂ₁₂、…、ＳＢ’_1k−ＳＢ_1k）が出力される。

【０１１１】再拡散部１２４’ー１〜１２４’ーｋは、
その差分に対し、図示していない拡散コード発生部から
与えられた拡散コードを用いて、再拡散処理を施す。

【０１１２】合成部１２５’ー１〜１２５’ーｋは、パ
スごとの再拡散信号を加算して、（誤差信号ｅ’₁ 〜
ｅ’_k を得る為の）干渉レプリカＤ’₁₁〜Ｄ’_1kを出力
する。

【０１１３】最終ステージのアレーアンテナ受信機１０
７’ー１〜１０７’ーＬは、干渉レプリカ生成ユニット
１０３’の再拡散処理部１１２’を省略し、復調器を設
けた構成に相当し、復調出力信号は、基地局に接続した
ネットワーク（図示せず）に送出する。

【０１１４】以上が本発明にかかる干渉レプリカ生成ユ
ニットに関する主な動作であるが、以下数式を用いて上
記動作について説明を行なう。尚、シンボルをｎ、アレ
ーアンテナの配置間隔をｄとし（例として一直線上にア
レーアンテナ素子が等間隔ｄで配置されるいるものと
し）、送信信号をｓ（ｎ）、伝搬特性をξ（ｎ）とす
る。

【０１１５】ここで、逆拡散処理部１１１’ー１のビー
ムフォーマ部１１６’に入力される逆拡散部１１３’ー
１〜１１３’ーｋからの逆拡散処理後の受信信号（又は
前ステージからの誤差信号を逆拡散したものと前ステー
ジからのシンボルレプリカを加算して得られる信号）を
それぞれ、ｘ₁ （ｎ）〜ｘ_k （ｎ）と表すこととする
と、 ｘ_h （ｎ）＝ξ（ｎ）ｓ（ｎ）ｅｘｐ（ｊ（ｈ−１）
Φ） Φ＝（２π/ λ）ｄｓｉｎθ 但し、ｈ＝１, ２, …, ｋ（以下同様）、 λはキャリアの波長、 θは図１に示すようにアレーアンテナ素子における受信
信号の到来角と表される（尚、シンボルレート、伝搬路
の変動に比べて到来方向の変化は大きくないものとす
る）。

【０１１６】しかし、受信信号ｘ_h （ｎ）には、各部材
からの熱雑音が含まれるとともに、干渉波が強くなる
と、干渉成分も無視できなくなるので、ｘ_h （ｎ）をこ
れらの影響を考慮して、更に厳密に記述すると、 ｘ_h （ｎ）＝ξ（ｎ）ｓ（ｎ）ｅｘｐ（ｊ（ｈ−１）
Φ）＋Ｉ_h （ｎ）＋Ｎ_h Ｉ_h （ｎ）は干渉成分、Ｎ_h は雑音成分を表し、以下そ
れぞれ干渉項、雑音項と称すこととする。

【０１１７】さて、ＭＭＳＥウエイト演算部１１５’ー
１が行なう演算について説明する。尚、ここでは、ＭＭ
ＳＥ規範に基づくアルゴリズムの１例として、ＬＭＳを
適用する場合の演算について説明する。

【０１１８】前述のようにＭＭＳＥウエイト演算部１１
５’ー１には、受信信号ｘ₁ （ｎ）〜ｘ_k （ｎ）、加算
器１１６’ー２０の出力信号、参照信号（ＰＩＬＯＴ信
号等の既知信号であり、Ｐ（ｎ）（＝ｓ（ｎ））が入力
される。ＭＭＳＥウエイト演算部１１５’ー１は、ＭＭ
ＳＥウエイト値ｗ₁ （ｎ）〜ｗ_k （ｎ）を次のアルゴリ
ズム（ＬＭＳ）に従って算出する。

【０１１９】ｗ_h （ｎ＋１）＝ｗ_h （ｎ）＋μ（Ｐ
（ｎ）−ｙ（ｎ））^* ｘ_h （ｎ） ここで、ｙ（ｎ）は加算器１１６’ー２０の出力信号で
あり、

【０１２０】

【数式９】

【０１２１】で表される。また、μは定数を表し、μ及
び初期値ｗ_h （０）は設計により適当に設定すればよ
い。

【０１２２】さてこのＬＭＳアルゴリズムでは、ＭＭＳ
Ｅウエイト値ｗ_h （ｎ）は、ｙ（ｎ）がＰ（ｎ）（＝ｓ
（ｎ））に近づくように制御され、ｙ（ｎ）＝Ｐ（ｎ）
（＝ｓ（ｎ））となる時にｗ_h （ｎ）は安定する。

【０１２３】従って、強い干渉波が存在する場合にも、
ＭＭＳＥウエイト値ｗ_h （ｎ）の変動によって、

【０１２４】

【数式１０】

【０１２５】における干渉項、

【０１２６】

【数式１１】

【０１２７】は抑え込まれ、ｙ（ｎ）の信号対干渉（雑
音含む）比が高く維持することができる（尚、初期値ｗ
_h （０）として、到来方向推定係数演算部１１５’ー２
からの到来方向推定係数を用いる（ｗ_h （０）＝ａ_h と
する）ことにより、ｗ_h （ｎ）を高速に安定化させるこ
とができる）。

【０１２８】そして、パス対応に設けられた他の逆拡散
処理部１１１’ー２〜１１１’ーｐにおいても同様に参
照信号Ｐ（ｎ）（＝ｓ（ｎ））が入力され、ビームフォ
ーマ部内の加算器の出力信号を参照信号Ｐ（ｎ）（＝ｓ
（ｎ））に等しくするようにＭＭＳＥウエイト値の複素
共役の乗算処理が施され、信号対干渉（雑音含む）比が
高められることとなる。

【０１２９】ところが、ＭＭＳＥウエイト値の複素共役
の乗算により、各パスの出力レベルは全て参照信号Ｐ
（ｎ）（＝ｓ（ｎ））に近づけられることとなるため、
各パスの信頼度を表す伝搬特性ξ（ｎ）の情報が失われ
てしまうこととなる。

【０１３０】そこで、本発明においては、規格化係数演
算部１１５’ー３において、ＭＭＳＥウエイト演算部１
１５’ー１及び到来方向推定係数演算部１１５’ー２か
らのＭＭＳＥウエイト値及び到来方向推定係数を用いて
規格化係数を算出し、加算器１１６’ー２０の出力信号
に乗算することにより、高められた信号対干渉（雑音含
む）比を維持しつつ、パスの信頼度情報（ξ（ｎ））の
回復を行なうこととした。

【０１３１】規格化係数の算出方法を説明する前に、そ
の算出に用いる到来方向推定係数の算出方法について説
明する（尚、ＭＭＳＥウエイト値の算出方法は既に説明
している）。

【０１３２】到来方向推定係数演算部１１５’ー２は、
入力された受信信号ｘ_h （ｎ）を用いて、以下の演算に
より到来方向推定係数ａ_h を算出する。

【０１３３】即ち、

【０１３４】

【数式１２】

【０１３５】ここで、Ａ₁ 〜Ａ_k-1 は、干渉項及び雑音
項が無視できる場合には、１となるが、干渉項及び雑音
項の影響により、必ずしも１とはならないのでａ_h の振
幅成分として表現している。また、Φ＾は干渉項及び雑
音項の影響により、必ずしもΦと一致しないために＾を
付し、推定値であることを明示した。

【０１３６】さて、規格化係数演算部１１５’ー３は、
ＭＭＳＥウエイト演算部からのＭＭＳＥウエイト値の複
素共役ｗ_h ^* （ｎ）及び到来方向推定係数ａ_h を用い
て、規格化係数ｆ（ｎ）を次式に従って算出する。

【０１３７】

【数式１３】

【０１３８】ここで、ａ_h ／｜ａ_h ｜とし、到来方向推
定係数を規格化したのは、 ａ_h ＝Ａ_h-1 ｅｘｐ（ｊ（ｈ−１）Φ＾） における振幅成分Ａ_h-1 は必ずしも１とはならないの
で、規格化を行い、その振幅を１とすることにより、受
信信号ｘ_h （ｎ）＝ξ（ｎ）ｓ（ｎ）ｅｘｐ（ｊ（ｈ−
１）Φ）のｅｘｐ（ｊ（ｈ−１）Φ）にできるだけ近づ
けるためである。乗算器１１６’ー３０は、ｙ（ｎ）と
ｆ（ｎ）を乗算し、ｚ（ｎ）を出力する。即ち、

【０１３９】

【数式１４】

【０１４０】を出力する。但し、ここで、

【０１４１】

【数式１５】

【０１４２】であるから、この出力ｚ（ｎ）は、

【０１４３】

【数式１６】

【０１４４】と表される。

【０１４５】これにより、信頼度を表すξ（ｎ）が再び
ｓ（ｎ）の係数として現れるととも、ｙ（ｎ）全体にｆ
（ｎ）を乗算しているため、ＭＭＳＥウエイト値の複素
共役ｗ_h ^* （ｎ）の乗算により高められたｙ（ｎ）の信
号対干渉（雑音）比は維持されたままとなっている。

【０１４６】伝搬路推定部１１７’は、ｚ（ｎ）が入力
されると、送信信号ｓ（ｎ）のうち既知信号（ＰＩＬＯ
Ｔ信号等）Ｐ（ｎ）（＝ｓ（ｎ））の複素共役をｚ
（ｎ）に乗算し、ξ（ｎ）｜ｓ（ｎ）｜² を得て、やは
り既知である１/ ｜ｓ（ｎ）｜²をこれに乗算すること
によりξ（ｎ）を求める。ここでは、ξ（ｎ）の値を、
信頼度を高めるために時間的に平均し、平均伝搬特性ξ
＾（ｎ）として求め、乗算器１１８’にその複素共役ξ
＾^* （ｎ）を与える。

【０１４７】従って、乗算器１１８’の出力ｚ₁ （ｎ）
は、

【０１４８】

【数式１７】

【０１４９】となる。

【０１５０】ＲＡＫＥ合成部１１９’は、この乗算器１
１８’の出力ｚ₁ （ｎ）及び逆拡散処理部１１１’ー２
〜１１１’ーｐで同様に生成した信号（ｚ₂ （ｎ）〜ｚ
_p （ｎ））に対して、それぞれパスごとの遅延時間の調
整を行ない、それらの加算を行なう。

【０１５１】即ち、ｉ＝１、２、…、ｐとし、遅延調整
後の第ｉパス目の出力信号をｚ_i （ｎ）＝｜ξ_i ＾
（ｎ）｜² ｓ（ｎ）とすると、ＲＡＫＥ合成部１１９’
の出力Ｚ（ｎ）は、

【０１５２】

【数式１８】

【０１５３】となる。ここで、各パスの信号には、ｓ
（ｎ）の係数として｜ξ_i ＾（ｎ）｜²があるので、パ
スの信頼度に応じた合成（最大比合成）を行なうことが
できる。

【０１５４】データ判定部１２０’は、Ｚ（ｎ）に基づ
いてデータ判定を行ない、ｓ＾（ｎ）を出力する。尚、
理想的にはｓ＾（ｎ）＝ｓ（ｎ）となるが、判定誤りを
考慮してｓ＾（ｎ）として表現する。

【０１５５】さて、データ判定後の信号は、再拡散処理
部１１２’ー１〜１１２’ーｐのそれぞれに入力され
る。ここで、再拡散処理部１１２’ー１に入力された信
号は、乗算器１２１’ー１〜１２１’ーｋによって、伝
搬路推定部１１７’からの平均伝搬特性ξ＾（ｎ）と乗
算され、ξ＾（ｎ）ｓ＾（ｎ）が得られる。

【０１５６】乗算器１２２’ー１は、到来方向推定係数
演算部１１５’ー２からの到来方向推定係数ａ_h とξ＾
（ｎ）ｓ＾（ｎ）との乗算を行なう。

【０１５７】即ち、乗算結果をＳＢ’_1h（ｎ）とする
と、 ＳＢ’_1h（ｎ）＝ξ＾（ｎ）ｓ＾（ｎ）ａ_h ここで、

【０１５８】

【数式１９】

【０１５９】であるから、

【０１６０】

【数式２０】

【０１６１】と表される。

【０１６２】これは受信信号ｘ_h （ｎ）＝ξ（ｎ）ｓ
（ｎ）ｅｘｐ（ｊ（ｈ−１）Φ）について伝搬路、デー
タ、到来方向を推定した各アンテナのシンボルレプリカ
に相当することが分かる。

【０１６３】他のパスについても再拡散処理部１１２’
ー２〜１１２’ーｐから同様にシンボルレプリカＳＢ’
_2h（ｎ）〜ＳＢ’_ph（ｎ）が同様に得られ、各シンボル
レプリカは、後段のステージに引き渡される。

【０１６４】尚、乗算器１２２’ー１〜１２２’ーｋに
おいて、到来方向推定係数ａ₁ 〜ａ _h をそのまま乗算し
たが、前述のように、

【０１６５】

【数式２１】

【０１６６】のごとく規格化したものを乗算することに
より、更に精度の良い干渉レプリカの生成が可能であ
る。又、この時、到来方向推定係数演算部１１５’は、
到来方向推定係数ａ₁ 〜ａ_h を規格化してから規格化係
数演算部１１５’ー３及び乗算器１２２’ー１〜１２
２’ーｋに与えることにより、簡易な回路構成とするこ
とができる。但し、その際規格化係数演算部１１５’ー
３はＭＭＳＥウエイト値の複素共役と規格化された到来
方向推定係数を乗算し、和をとったものの逆数を規格化
係数として出力するようにする。

【０１６７】さて、シンボルレプリカＳＢ’_1h（ｎ）
は、加算器１２３’ー１〜１２３’ーｋにも入力され
（他のシンボルレプリカも同様）、当該干渉レプリカ生
成ユニットが第２ステージ以降のものであれば、前ステ
ージのシンボルレプリカＳＢ_1h（ｎ）が減算（ＳＢ’_1h
（ｎ）−ＳＢ_1h（ｎ））されてから、再拡散部１２４’
ー１〜１２４’ーｋに入力される。再拡散部１２４’ー
１〜１２４’ーｋは、これらを拡散コードで再拡散し、
合成部１２５’ー１〜１２５’ーｋは、他の再拡散処理
部１１２’ー２〜１１２’ーｐからの信号との加算を行
い、次ステージへの干渉レプリカＤ’₁₁〜Ｄ' _1kを出力
する。

【０１６８】尚、規格化係数演算部１１５’ー３は規格
化定数ｆ（ｎ）を算出する際に、ａ _h を規格化している
が、規格化せずに、

【０１６９】

【数式２２】

【０１７０】を算出して用いることも可能である。

【０１７１】また、規格化係数として、

【０１７２】

【数式２３】

【０１７３】又は、

【０１７４】

【数式２４】

【０１７５】等のようにしても、伝搬路推定部１１７’
及び乗算器１１８’により、同様に、伝搬特性を表すξ
（ｎ）を含む｜ξ＾（ｎ）｜² ｓ（ｎ）が出力され、パ
スの信頼性を示すξ（ｎ）の情報を回復することができ
る。

【０１７６】例えば、の規格化係数を採用することと
すると、乗算器１１６’ー３０の出力ｚ（ｎ）は、

【０１７７】

【数式２５】

【０１７８】となる。ここで、

【０１７９】

【数式２６】

【０１８０】とすると、 ｚ（ｎ）＝ξ（ｎ）ｓ（ｎ）Ｑ（ｎ） と表される。

【０１８１】伝搬路推定部１１７’は、ｚ（ｎ）が入力
されると、送信信号ｓ（ｎ）のうち既知信号（ＰＩＬＯ
Ｔ信号等）Ｐ（ｎ）（＝ｓ（ｎ））の複素共役をｚ
（ｎ）に乗算し、ξ（ｎ）Ｑ（ｎ）｜ｓ（ｎ）｜² を得
て、やはり既知である１/ ｜ｓ（ｎ）｜² をこれに乗算
することによりξ（ｎ）Ｑ（ｎ）を求め、乗算器１１
８’にその複素共役［ξ（ｎ）Ｑ（ｎ）］^* を与える。

【０１８２】従って、乗算器１１８’の出力ｚ₁ （ｎ）
は、 ｚ₁ （ｎ）＝｜ξ（ｎ）｜² ｜Ｑ（ｎ）｜² ｓ（ｎ） となる。

【０１８３】ここで、（式３）より、

【０１８４】

【数式２７】

【０１８５】であるから、

【０１８６】

【数式２８】

【０１８７】となり、前述同様最大比合成が可能とな
る。

【０１８８】の規格化係数を用いる場合も同様であ
る。

【０１８９】又、参照信号として、ＰＩＬＯＴ信号等を
用いる例を示したが、データ判定部１２０’の出力信号
を用いてもよい。

【０１９０】又、規格化係数の乗算及びチャネル推定を
まとめることもできる。

【０１９１】即ち１１６’ー２０の出力ｙ（ｎ）にｓ^*
（ｎ）ｆ（ｎ）／｜ｓ（ｎ）｜² を乗算したものの複素
共役を算出し、さらにｆ（ｎ）を乗算したものをｙ
（ｎ）に乗算することにより、｜ξ（ｎ）｜² ｓ（ｎ）
を得ることができる。

【０１９２】更には、ｙ（ｎ）の複素共役に｜ｆ（ｎ）
｜² ／ｓ^* （ｎ）を乗算したものをｙ（ｎ）に乗算する
ことにより、｜ξ（ｎ）｜² ｓ（ｎ）を得ることもでき
る。

【０１９３】他にもＭＭＳＥウエイト値及び到来方向推
定係数及び既知信号Ｐ（ｎ）を用いて同様な演算を行な
うことにより、伝搬特性ξ（ｎ）の情報を回復すること
ができる。

【０１９４】

【発明の効果】本発明によれば、ＭＭＳＥに基づくウエ
イトを用いて、干渉を抑えるとともに、規格化係数の乗
算により失われた伝搬特性情報を回復することができる
ので、最大比合成が可能となり、この最大比合成された
信号を用いて、データの判定を行なうので、データの判
定精度を高めることができる。更に、到来方向推定に基
づくウエイト（到来方向推定係数）で各アンテナの信号
に戻すことにより、レプリカ生成精度を高めることがで
きる。

【０１９５】また、到来方向推定係数の振幅を１に規格
化するので、精度の高い信号レプリカを生成することが
でき、高精度な干渉除去が実現され、ＤＳーＣＤＭＡシ
ステムの特性改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるアレーアンテナを用いた干渉キ
ャンセラ装置の構成を示す。

【図２】本発明にかかる干渉キャンセラ生成ユニットの
構成を示す。

【図３】ビームフォーマ部１１６’及びウエイト演算部
１１５’の構成を示す。

【図４】従来のアレーアンテナを用いた干渉キャンセラ
装置の構成を示す。

【図５】従来の干渉キャンセラ生成ユニットの構成を示
す。

【図６】空間的に一様な環境における到来方向推定に基
づくビーム形成を示す。

【図７】空間的に非一様な環境においてＭＭＳＥ規範に
基づくＬＭＳ、ＲＬＳ、ＳＭＩ等の最適化アルゴリズム
を用いた場合のビーム形成を示す。

【符号の説明】

１０１ー１〜１０１ーｋ アレーアンテナ素子 １０２ー１〜１０２ーｋ 遅延回路 １０３ー１１〜１０３ー１Ｌ 干渉レプリカユニット １０３’ー１１〜１０３’ー１Ｌ 干渉レプリカユニッ
ト １０３ー２１〜１０３ー２Ｌ 干渉レプリカユニット １０３’ー２１〜１０３’ー２Ｌ 干渉レプリカユニッ
ト １０４ー１〜１０４ーｋ 加算器 １０５ー１〜１０５ーｋ 遅延回路 １０６ー１〜１０６ーｋ 加算器 １０７ー１〜１０７ーＬ アレーアンテナ受信機 １０７’ー１〜１０７’ーＬ アレーアンテナ受信機 １１１ー１〜１１１ーｐ 逆拡散処理部 １１１’ー１〜１１１’ーｐ 逆拡散処理部 １１２ー１〜１１２ーｐ 再拡散処理部 １１２’ー１〜１１２’ーｐ 再拡散処理部 １１３ー１〜１１３ーｋ 逆拡散部 １１３’ー１〜１１３’ーｋ 逆拡散部 １１４ー１〜１１４ーｋ 加算器 １１４’ー１〜１１４’ーｋ 加算器 １１５ ウエイト演算部 １１５’ ウエイト演算部 １１６ ビームフォーマ部 １１６’ ビームフォーマ部 １１７ 伝搬路推定部 １１７’ 伝搬路推定部 １１８ 乗算器 １１８’ 乗算器 １１９ ＲＡＫＥ合成部 １１９’ ＲＡＫＥ合成部 １２０ データ判定部 １２０’ データ判定部 １２１ 乗算器 １２１’ 乗算器 １２２ー１〜１２２ーｋ 乗算器 １２２’ー１〜１２２’ーｋ 乗算器 １２３ー１〜１２３ーｋ 加算器 １２３’ー１〜１２３’ーｋ 加算器 １２４ー１〜１２４ーｋ 再拡散部 １２４’ー１〜１２４’ーｋ 再拡散部 １２５ー１〜１２５ーｋ 合成部 １２５’ー１〜１２５’ーｋ 合成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 7/216 Ｈ０４Ｂ 7/15 Ｄ Ｈ０４Ｊ 13/04 Ｈ０４Ｊ 13/00 Ｇ Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA14 FA16 FA17 FA20 FA26 FA32 GA02 GA08 HA05 HA10 5K022 EE02 EE32 EE35 5K052 AA01 BB02 DD04 FF29 GG20 GG31 5K059 CC03 CC04 DD32 DD39 EE02 5K072 AA04 BB13 CC20 DD16 GG05 GG10

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アレーアンテナを介して受信したスペク
   トラム拡散信号を逆拡散する複数の逆拡散部と、ＭＭＳ
   Ｅに基づくウエイト値の複素共役を該逆拡散後の信号の
   それぞれに乗算する複数の乗算器を備えた第１の乗算手
   段と、該乗算後の信号の加算を行なう加算器と、該加算
   後の信号に規格化係数を乗算する第２の乗算手段と、該
   第２の乗算手段の出力信号及び参照信号を用いて略伝搬
   特性の大きさの２乗を係数とする送信信号を得る伝搬路
   推定手段と、前記複数の逆拡散部の出力信号、前記加算
   器の出力信号及び参照信号を用いて前記ＭＭＳＥに基づ
   くウエイト値の複素共役を算出するＭＭＳＥウエイト演
   算部と、前記複数の逆拡散部の出力信号を用いて、前記
   到来方向推定に基づく到来方向推定係数を算出する到来
   方向推定係数演算部と、該ＭＭＳＥに基づくウエイト値
   の複素共役と該到来方向推定に基づく到来方向推定係数
   を用いて所定の演算により前記規格化係数を算出する規
   格化係数演算部と、を含む複数の逆拡散処理部と、 該複数の逆拡散処理部からの出力信号を用いて最大比合
   成を行なう最大比合成部と、 該最大比合成後の信号を用いてデータ判定を行なうデー
   タ判定部と、 該データ判定後の信号を用いてシンボルレプリカ及び干
   渉レプリカを生成する複数の再拡散処理部と、を含むこ
   とを特徴とする干渉レプリカ生成ユニット。
2. 【請求項２】 前ステージからの誤差信号を逆拡散する
   複数の逆拡散部と、該逆拡散後の信号と前ステージから
   のシンボルレプリカとの加算を行なう複数の加算器を備
   えた第１の加算手段と、ＭＭＳＥに基づくウエイト値の
   複素共役を該第１の加算手段の出力信号に乗算する複数
   の乗算器を備えた第１の乗算手段と、該乗算後の信号の
   加算を行なう第２の加算手段と、該第２の加算手段の出
   力信号に規格化係数を乗算する第２の乗算手段と、該第
   ２の乗算手段の出力信号及び参照信号を用いて略伝搬特
   性の大きさの２乗を係数とする送信信号を得る伝搬路推
   定手段と、前記第１の加算手段の出力信号、前記第２の
   加算手段の出力信号及び参照信号を用いて前記ＭＭＳＥ
   に基づくウエイト値の複素共役を算出するＭＭＳＥウエ
   イト演算部と、前記第１の加算手段の出力信号を用い
   て、前記到来方向推定に基づく到来方向推定係数を算出
   する到来方向推定係数演算部と、該ＭＭＳＥに基づくウ
   エイト値の複素共役と該到来方向推定に基づく到来方向
   推定係数を用いて所定の演算により前記規格化係数を算
   出する規格化係数演算部と、を含む複数の逆拡散処理部
   と、 該複数の逆拡散処理部からの出力信号を用いて最大比合
   成を行なう最大比合成部と、 該最大比合成後の信号を用いてデータ判定を行なうデー
   タ判定部と、 該データ判定後の信号を用いてシンボルレプリカ及び干
   渉レプリカを生成する複数の再拡散処理部と、を含むこ
   とを特徴とする干渉レプリカ生成ユニット。
3. 【請求項３】 前記干渉レプリカ生成ユニットにおい
   て、 前記規格化係数演算部が行なう前記所定の演算は、前記
   ＭＭＳＥに基づくウエイト値の複素共役と、対応する前
   記到来方向推定係数を規格化したものとの乗算を行って
   から和をとったものの逆数を求める演算であることを特
   徴とする請求項第１項又は第２項のいずれかに記載の干
   渉レプリカ生成ユニット。
4. 【請求項４】 前記干渉レプリカ生成ユニットにおい
   て、 前記参照信号は、既知信号であることを特徴とする請求
   項第１項又は第２項のいずれかに記載の干渉レプリカ生
   成ユニット。
5. 【請求項５】 アレーアンテナを介して受信したスペク
   トラム拡散信号を逆拡散する複数の逆拡散部と、ＭＭＳ
   Ｅに基づくウエイト値の複素共役を該逆拡散後の信号の
   それぞれに乗算する複数の乗算器を備えた第１の乗算手
   段と、該乗算後の信号の加算を行なう加算器と、該加算
   後の信号に規格化係数を乗算する第２の乗算手段と、該
   第２の乗算手段の出力信号及び参照信号を用いて伝搬特
   性の推定値を算出し、その複素共役を該第２の乗算手段
   の出力信号に乗算することにより、略伝搬特性の大きさ
   の２乗を係数とする送信信号を得る伝搬路推定手段と、
   前記複数の逆拡散部の出力信号、前記加算器の出力信号
   及び参照信号を用いて前記ＭＭＳＥに基づくウエイト値
   の複素共役を算出するＭＭＳＥウエイト演算部と、前記
   複数の逆拡散部の出力信号を用いて、規格化した到来方
   向推定に基づく到来方向推定係数を算出する到来方向推
   定係数演算部と、該ＭＭＳＥに基づくウエイト値の複素
   共役と該規格化した到来方向推定に基づく到来方向推定
   係数を用いて所定の演算により前記規格化係数を算出す
   る規格化係数演算部と、を含む２以上のパス対応に設け
   られた複数の逆拡散処理部と、 該複数の逆拡散処理部からの出力信号を用いて最大比合
   成を行なう最大比合成部と、 該最大比合成後の信号を用いてデータ判定を行なうデー
   タ判定部と、 該データ判定後の信号を入力とし、前記伝搬路推定手段
   において算出した伝搬特性の推定値を乗算する第３の乗
   算手段と、該乗算後の信号に前記規格化した到来方向推
   定係数を乗算することによりシンボルレプリカを生成す
   る複数の乗算器を備えた第４の乗算手段と、を含む２以
   上のパス対応に設けられた複数の再拡散処理部と、を含
   むことを特徴とする干渉レプリカ生成ユニット。
6. 【請求項６】 アレーアンテナを介して受信したスペク
   トラム拡散信号を逆拡散する複数の逆拡散部と、ＭＭＳ
   Ｅに基づくウエイト値の複素共役を該逆拡散後の信号の
   それぞれに乗算する複数の乗算器を備えた第１の乗算手
   段と、該乗算後の信号の加算を行なう加算器と、該加算
   後の信号に該ＭＭＳＥに基づくウエイト値の複素共役と
   到来方向推定に基づく到来方向推定係数と参照信号を用
   いて所定の演算を施すことにより略伝搬特性の２乗を係
   数とする送信信号を得る伝搬特性回復手段と、前記複数
   の逆拡散部の出力信号、前記加算器の出力信号及び参照
   信号を用いて前記ＭＭＳＥに基づくウエイト値の複素共
   役を算出するＭＭＳＥウエイト演算部と、前記複数の逆
   拡散部の出力信号を用いて、前記到来方向推定に基づく
   到来方向推定係数を算出する到来方向推定係数演算部
   と、を含む複数の逆拡散処理部と、 該複数の逆拡散処理部からの出力信号を用いて最大比合
   成を行なう最大比合成部と、 該最大比合成後の信号を用いてデータ判定を行なうデー
   タ判定部と、 該データ判定後の信号を用いてシンボルレプリカ及び干
   渉レプリカを生成する複数の再拡散処理部と、を含むこ
   とを特徴とする干渉レプリカ生成ユニット。