JP2001044903A - Adaptive antenna device - Google Patents

Adaptive antenna device

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JP2001044903A
JP2001044903A JP21905699A JP21905699A JP2001044903A JP 2001044903 A JP2001044903 A JP 2001044903A JP 21905699 A JP21905699 A JP 21905699A JP 21905699 A JP21905699 A JP 21905699A JP 2001044903 A JP2001044903 A JP 2001044903A
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健太郎 西森
Toshikazu Hori
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a hardware scale and also to stably perform operation even in an environment in which transmission quality is deteriorated remarkably. SOLUTION: This device is provided with a 1st A/D converter 105 converting an output of an analog beam forming circuit 102 weighting and synthesizing an input signal from each antenna element into a digital signal, a 1st clock generator 115 generating a sampling clock used for conversion here, 2nd converters performing the A/D conversion of the input signal from each antenna element and a 2nd clock generator generating the sampling clock used for the conversion here. Here, the generator 115 does not synchronize with >=2 times frequency of a transmission rate but performs oscillation so as to sample in an interval being almost the same as that of delay time of each delay element of a traversal filter, and the 2nd sampling clock is prevented from being synthesized with the 1st sampling clock.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は適応アンテナ装置に
関し、特に、無線通信システム用アンテナの指向性制御
と波形等化に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an adaptive antenna device, and more particularly, to directivity control and waveform equalization of an antenna for a wireless communication system.

【0002】[0002]

【従来の技術】適応アンテナ装置は、希望する信号と相
関の高い到来波を合成し、相関の低い到来波を抑圧する
ように指向性制御を行うアンテナ装置である。
2. Description of the Related Art An adaptive antenna apparatus is an antenna apparatus that synthesizes an incoming wave having a high correlation with a desired signal and controls directivity so as to suppress an incoming wave having a low correlation.

【0003】図25に従来の適応アンテナ装置を示す
(たとえばR.A.Monzingo and T.W.Miller, Introductio
n to Adaptive Arrays, John Wiley & Sons, Inc. 198
0)。
FIG. 25 shows a conventional adaptive antenna device (for example, RAMonzingo and TWMiller, Introductio).
n to Adaptive Arrays, John Wiley & Sons, Inc. 198
0).

【0004】この適応アンテナ装置は、複数のNアンテ
ナ素子13011〜1301Nと、該アンテナ素子13
011〜1301Nの出力に複素重みを付ける重み付け
手段13021〜1302Nと、該重み付け手段130
21〜1302Nの重みを制御する重み制御装置130
3と、基準信号発生装置1304と、前記複数のアンテ
ナ素子13011〜1301Nの出力に設けられ、複素
重み付けをされた信号を合成するための合成器1305
から構成される。
This adaptive antenna apparatus includes a plurality of N antenna elements 13011 to 1301N and
Weighting means 13021 to 1302N for assigning complex weights to outputs of 011 to 1301N;
Weight controller 130 for controlling weights of 21 to 1302N
3, a reference signal generator 1304, and a combiner 1305 provided at the output of each of the plurality of antenna elements 13011 to 1301N, for combining complex-weighted signals.
Consists of

【0005】適応アンテナ装置の複数のアンテナ素子1
3011〜1301Nで受信された信号をx1 〜xN と
し、重み付け手段13021〜1302Nに設定される
重みの値をw1 〜wN とし、希望信号成分をdと表す
と、希望する信号との誤差の2乗が最小になるように指
向性を形成する重みの値は
A plurality of antenna elements 1 of the adaptive antenna device
Let x1 to xN be the signals received by 3011 to 1301N, w1 to wN be the weight values set in the weighting means 13021 to 1302N, and let d be the desired signal component, then the square of the error from the desired signal The weight value that forms the directivity so that

【0006】[0006]

【数3】 (Equation 3)

【0007】である。[0007]

【0008】適応アンテナ装置では、出力信号と希望す
る信号との誤差が最小になるように指向性を変化させ
る。したがって、同期特性が安定していない状態では、
xdに大きな誤差が生じ、適応アンテナ装置が正常に動
作しなくなる。
In the adaptive antenna device, the directivity is changed so that an error between an output signal and a desired signal is minimized. Therefore, when the synchronization characteristics are not stable,
A large error occurs in r xd , and the adaptive antenna device does not operate normally.

【0009】図26に従来のトランスバーサルフィルタ
を用いた適応アンテナ装置を示す(Philip Balaban, an
d Jack Salz, “Dual Diversity and Equalization in
Digital Cellular Mobile Radio ”, Transaction on V
EHICULAR TECHNOLOGY, VOL.40, NO.2, MAY 1991.)。こ
の図において、参照符号14011〜1401Nはアン
テナ素子、1402はビーム形成回路、14031〜1
403Nは第一の重み付け手段、1404は第一の合成
器、1405はトランスバーサルフィルタ、14061
〜1406Mは遅延素子、14070〜1407Mは第
二の重み付け手段、1408は第二の合成器、1412
は自動周波数変換器制御装置、1413はタイミング再
生回路、14141〜1414NはA/D変換器であ
る。
FIG. 26 shows a conventional adaptive antenna apparatus using a transversal filter (Philip Balaban, an
d Jack Salz, “Dual Diversity and Equalization in
Digital Cellular Mobile Radio ”, Transaction on V
EHICULAR TECHNOLOGY, VOL.40, NO.2, MAY 1991.). In this figure, reference numerals 14011 to 1401N denote antenna elements, 1402 denotes a beam forming circuit, 14031 to 1
403N is a first weighting means, 1404 is a first combiner, 1405 is a transversal filter, 14061
1406M are delay elements, 14070 to 1407M are second weighting means, 1408 is a second combiner, 1412
Denotes an automatic frequency converter control device, 1413 denotes a timing reproduction circuit, and 14141 to 1414N denote A / D converters.

【0010】また、図27は第一の重み付け手段140
31〜1403N及び第二の重み付け手段14070〜
1407Mの構成を示す図であり、14091〜140
94は実数乗算器、1410は実数減算器、1411は
実数加算器である。
FIG. 27 shows the first weighting means 140
31 to 1403N and second weighting means 14070-
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of 1407M,
94 is a real number multiplier, 1410 is a real number subtractor, and 1411 is a real number adder.

【0011】各アンテナ素子で受信した信号は、タイミ
ング再生回路1413によって受信している信号のクロ
ックと同じクロックが再生され、再生されたクロックを
用いてA/D変換器14141〜1414Nを用いてA
/D変換され、ビーム形成回路1402に入力される。
The signal received by each antenna element has the same clock as the clock of the signal being received by the timing recovery circuit 1413, and the A / D converters 14141 to 1414N use the recovered clock to perform A / D conversion.
/ D conversion and input to the beam forming circuit 1402.

【0012】ビーム形成回路1402の出力信号をyb
(t) とすると、第二の重み付け手段10470〜104
7Mの重みの値c0 〜cM は
The output signal of beam forming circuit 1402 is represented by y b
(t), the second weighting means 10470 to 104
The 7M weight values c0 to cM are

【0013】[0013]

【数4】 (Equation 4)

【0014】である。## EQU1 ##

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上記した適応アンテナ
装置では、実際には各アンテナでの信号情報が必要とな
るため、各アンテナにおける受信信号をA/D変換器に
よりディジタル信号に変換する必要がある。その際にサ
ンプリングレートが、信号レートと異なるタイミングで
あった場合には、タイミングの補償がされていないデー
タで、ビーム形成回路を制御することになるため、2乗
誤差最小のアルゴリズムを適用できない。
In the above-mentioned adaptive antenna apparatus, since signal information at each antenna is actually required, it is necessary to convert a received signal at each antenna into a digital signal by an A / D converter. is there. If the sampling rate is different from the signal rate at that time, the beam forming circuit will be controlled with the data whose timing has not been compensated, so that the algorithm with the minimum square error cannot be applied.

【0016】また、トランスバーサルフィルタ部とビー
ム形成回路の両方で波形等化を行うため、安定に動作し
ない。さらに、第二の重み付け手段が複素数であるた
め、ハードウェア規模が増大する。
Further, since the waveform equalization is performed by both the transversal filter unit and the beam forming circuit, the operation is not stable. Further, since the second weighting means is a complex number, the hardware scale increases.

【0017】すなわち、ディジタル無線伝送での1シン
ボル長をこえる遅延波による伝送品質の劣化や、干渉波
により伝送品質が著しく劣化し、タイミング同期特性が
劣化する。従来の適応アンテナ装置ではタイミング同期
特性が劣化すると、2乗誤差最小のアルゴリズムを適用
できず、適応アンテナ装置が動作しないという問題があ
った。
That is, in digital radio transmission, transmission quality is degraded by a delay wave exceeding one symbol length, and transmission quality is significantly degraded by an interference wave, and timing synchronization characteristics are degraded. In the conventional adaptive antenna device, if the timing synchronization characteristic is deteriorated, the algorithm for minimizing the square error cannot be applied, and the adaptive antenna device does not operate.

【0018】本発明はこのような課題に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、ハードウェア
規模を縮小するとともに、サンプリングクロックへのフ
ィードバックを排除し、伝送品質が著しく劣化した環境
においても、安定に動作可能な適応アンテナ装置を提供
することにある。
The present invention has been made in view of such problems, and its object is to reduce the hardware scale, eliminate feedback to the sampling clock, and significantly degrade the transmission quality. An object of the present invention is to provide an adaptive antenna device that can operate stably even in an environment.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第1の発明に係る適応アンテナ装置は、複数のア
ンテナ素子と、該複数のアンテナ素子の各々に接続さ
れ、該各アンテナ素子からの入力信号を第一の重み付け
手段により重み付けして合成するアナログビーム形成回
路と、該アナログビーム形成回路の出力信号を入力信号
とし、ディジタル信号に変換して出力する第一のA/D
変換器と、該第一のA/D変換器によってディジタル信
号に変換された入力信号をベースバンド信号に変換する
第一の周波数変換器と、該第一の周波数変換器の出力に
分数シンボル長の遅延時間を持つ複数の遅延素子が直列
に接続され、各遅延素子の出力を第二の重み付け手段に
より重み付けし、合成する分数シンボル長間隔の第一の
トランスバーサルフィルタと、上記各アンテナ素子での
受信信号のみ、あるいは上記各アンテナ素子での受信信
号と上記第一のトランスバーサルフィルタの出力信号の
両方を入力信号とし、上記各アンテナ素子からの入力信
号を第二のA/D変換器によりA/D変換した後、第一
のディジタル信号処理装置により、上記第一の重み付け
手段で用いる重みの値を演算する第一の重み制御回路
と、上記第一の周波数変換器の出力信号を入力信号と
し、上記第二の重み付け手段で用いる重みの値を演算す
る第二の重み制御回路と、上記第一のトランスバーサル
フィルタの出力信号を入力信号とし、上記第一の周波数
変換器における周波数変換誤差を減少させるように、上
記第一の周波数変換器を制御する周波数変換器自動制御
装置と、上記第一のA/D変換器での第一のサンプリン
グクロックを発生させる第一のサンプリングクロック発
生器と、上記第二のA/D変換器での第二のサンプリン
グクロックを発生させる第二のサンプリングクロック発
生器とを具備し、上記第一のサンプリングクロック発生
器は、伝送レートの2倍以上の周波数で、伝送レートと
は同期せず、上記第一のトランスバーサルフィルタの遅
延素子の遅延時間とほぼ同一の間隔でサンプリングする
ように発振し、上記第二のサンプリングクロックは上記
第一のサンプリングクロックとは同期しないようにす
る。
In order to achieve the above object, an adaptive antenna apparatus according to a first aspect of the present invention includes a plurality of antenna elements, each of which is connected to each of the plurality of antenna elements. An analog beam forming circuit that weights and combines the input signals from the first and second weighting means, and a first A / D that converts an output signal of the analog beam forming circuit into an input signal, converts the signal into a digital signal, and outputs the digital signal
A converter, a first frequency converter for converting the input signal converted into a digital signal by the first A / D converter into a baseband signal, and a fractional symbol length in an output of the first frequency converter. A plurality of delay elements having a delay time of are connected in series, the output of each delay element is weighted by a second weighting means, and a first transversal filter with a fractional symbol length interval to be synthesized is combined with each of the antenna elements. , Or both the received signal at each of the antenna elements and the output signal of the first transversal filter are input signals, and the input signals from each of the antenna elements are converted by the second A / D converter. After the A / D conversion, the first digital signal processing device calculates a weight value used by the first weighting means, a first weight control circuit, and a first frequency control circuit. An output signal of the converter as an input signal, a second weight control circuit for calculating a value of weight used in the second weighting means, and an output signal of the first transversal filter as an input signal; A frequency converter automatic control device for controlling the first frequency converter so as to reduce a frequency conversion error in the frequency converter of the first embodiment, and a first sampling clock for the first A / D converter. A first sampling clock generator for generating a second sampling clock in the second A / D converter; and a first sampling clock generator for generating a second sampling clock in the second A / D converter. At a frequency that is at least twice the transmission rate, is not synchronized with the transmission rate, and is supported at substantially the same interval as the delay time of the delay element of the first transversal filter. Oscillates to pulling, the second sampling clock is a said first sampling clock so as not to synchronize.

【0020】また、第2の発明に係る適応アンテナ装置
は、第1の発明において、前記第一の重み制御装置の内
部には第二の周波数変換器が設けられ、この第二の周波
数変換器により前記各アンテナ素子からの入力信号を中
間周波信号に変換する。
The adaptive antenna apparatus according to a second invention is the adaptive antenna apparatus according to the first invention, wherein a second frequency converter is provided inside the first weight control device, and the second frequency converter is provided. Thus, the input signal from each antenna element is converted into an intermediate frequency signal.

【0021】また、第3の発明に係る適応アンテナ装置
は、第1の発明において、前記各アンテナ素子に接続さ
れて、前記各アンテナ素子からの入力信号を中間周波信
号に変換する第二の周波数変換器を具備し、該第二の周
波数変換器によって変換された後の中間周波信号が前記
第一の重み制御装置に入力される。
The adaptive antenna device according to a third invention is the adaptive antenna device according to the first invention, wherein the second frequency is connected to each of the antenna elements and converts an input signal from each of the antenna elements into an intermediate frequency signal. A converter is provided, and the intermediate frequency signal converted by the second frequency converter is input to the first weight control device.

【0022】また、第4の発明に係る適応アンテナ装置
は、複数のアンテナ素子と、該複数のアンテナ素子の各
々に接続され、該各アンテナ素子からの入力信号を第一
の重み付け手段により重み付けして合成するアナログビ
ーム形成回路と、該アナログビーム形成回路の出力信号
を入力信号としてベースバンド信号に周波数変換する第
一の周波数変換器と、該第一の周波数変換器からのベー
スバンド信号をディジタル信号に変換して出力する第一
のA/D変換器と、該第一のA/D変換器の出力に分数
シンボル長の遅延時間を持つ複数の遅延素子が直列に接
続され、各遅延素子の出力を第二の重み付け手段により
重み付けし、合成する分数シンボル長間隔の第一のトラ
ンスバーサルフィルタと、上記各アンテナ素子での受信
信号のみ、あるいは上記各アンテナ素子での受信信号と
上記第一のトランスバーサルフィルタの出力信号の両方
を入力信号とし、上記各アンテナ素子からの入力信号を
第二のA/D変換器によりA/D変換した後、第一のデ
ィジタル信号処理装置により、上記第一の重み付け手段
で用いる重みの値を演算する第一の重み制御回路と、上
記第一の周波数変換器の出力信号を入力信号とし、上記
第二の重み付け手段で用いる重みの値を演算する第二の
重み制御回路と、上記第一のトランスバーサルフィルタ
の出力信号を入力信号とし、上記第一の周波数変換器に
おける周波数変換誤差を減少させるように、上記第一の
周波数変換器を制御する周波数変換器自動制御装置と、
上記第一のA/D変換器での第一のサンプリングクロッ
クを発生させる第一のサンプリングクロック発生器と、
上記第二のA/D変換器での第二のサンプリングクロッ
クを発生させる第二のサンプリングクロック発生器とを
具備し、上記第一のサンプリングクロック発生器は、伝
送レートの2倍以上の周波数で、伝送レートとは同期せ
ず、上記第一のトランスバーサルフィルタの遅延素子の
遅延時間とほぼ同一の間隔でサンプリングするように発
振し、上記第二のサンプリングクロックは上記第一のサ
ンプリングクロックとは同期しないようにする。
The adaptive antenna apparatus according to the fourth invention is connected to a plurality of antenna elements and each of the plurality of antenna elements, and weights an input signal from each of the antenna elements by first weighting means. An analog beam forming circuit for synthesizing the signal, a first frequency converter for frequency-converting an output signal of the analog beam forming circuit as an input signal to a baseband signal, and digitally converting the baseband signal from the first frequency converter. A first A / D converter for converting the signal into a signal, and a plurality of delay elements having a fractional symbol length delay time connected in series to the output of the first A / D converter; Are weighted by the second weighting means, and only the first transversal filter with a fractional symbol length interval to be combined and the received signal at each of the antenna elements are used. After both the received signal at each of the antenna elements and the output signal of the first transversal filter are input signals, and the input signals from each of the antenna elements are A / D converted by a second A / D converter. A first digital signal processing device, a first weight control circuit for calculating a value of weight used in the first weighting means, an output signal of the first frequency converter as an input signal, A second weight control circuit for calculating the value of the weight used in the weighting means, and an output signal of the first transversal filter as an input signal, so as to reduce a frequency conversion error in the first frequency converter. A frequency converter automatic controller for controlling the first frequency converter,
A first sampling clock generator for generating a first sampling clock in the first A / D converter;
A second sampling clock generator for generating a second sampling clock in the second A / D converter, wherein the first sampling clock generator has a frequency of twice or more the transmission rate. Oscillates so as not to synchronize with the transmission rate, but to sample at substantially the same interval as the delay time of the delay element of the first transversal filter, and the second sampling clock is different from the first sampling clock. Avoid synchronization.

【0023】また、第5の発明に係る適応アンテナ装置
は、複数のアンテナ素子と、該複数のアンテナ素子の各
々に接続され、該各アンテナ素子からの入力信号をディ
ジタル信号に変換する第一のA/D変換器と、該第一の
A/D変換器によってディジタル信号に変換された信号
を第一の重み付け手段により重み付けして合成するディ
ジタルビーム形成回路と、該ディジタルビーム形成回路
の出力信号を入力信号とし、該入力信号をベースバンド
信号に変換する第一の周波数変換器と、該第一の周波数
変換器の出力に分数シンボル長の遅延時間を持つ複数の
遅延素子が直列に接続され、各遅延素子の出力を第二の
重み付け手段により重み付けし、合成する分数シンボル
長間隔の第一のトランスバーサルフィルタと、上記各第
一のA/D変換器でA/D変換されたディジタル信号の
み、あるいは上記各第一のA/D変換器でA/D変換さ
れたディジタル信号と上記第一のトランスバーサルフィ
ルタの出力信号の両方、を入力信号として、第一のディ
ジタル信号処理装置により、上記第一の重み付け手段で
用いる重みの値を演算する第一の重み制御回路と、上記
第一の周波数変換器の出力信号を入力信号とし、第一の
ディジタル信号処理装置により、上記第二の重み付け手
段で用いる重みの値を演算する第二の重み制御回路と、
上記第一のトランスバーサルフィルタの出力信号を入力
信号とし、上記第一の周波数変換器における周波数変換
誤差を減少させるように制御する周波数変換器自動制御
装置と、上記第一のA/D変換器での第一のサンプリン
グクロックを発生させる第一のサンプリングクロック発
生器とを具備し、上記第一のサンプリングクロックは、
伝送レートの2倍以上の周波数で、伝送レートとは同期
せず、前記第一のトランスバーサルフィルタの遅延素子
の遅延時間とほぼ同一の間隔でサンプリングするように
発振する。
The adaptive antenna apparatus according to a fifth aspect of the present invention includes a plurality of antenna elements and a first antenna connected to each of the plurality of antenna elements for converting an input signal from each of the antenna elements into a digital signal. An A / D converter, a digital beam forming circuit for weighting and combining a signal converted to a digital signal by the first A / D converter by first weighting means, and an output signal of the digital beam forming circuit A first frequency converter for converting the input signal into a baseband signal, and a plurality of delay elements having a fractional symbol length delay time at the output of the first frequency converter are connected in series. A first transversal filter having a fractional symbol length interval for weighting and combining outputs of the delay elements by second weighting means, and the first A / D converters Using only the A / D-converted digital signal or both the digital signal A / D-converted by each of the first A / D converters and the output signal of the first transversal filter as an input signal, A first weight control circuit for calculating a weight value used in the first weighting means, an output signal of the first frequency converter as an input signal, and a first digital signal A second weight control circuit that calculates a value of the weight used by the second weighting means,
A frequency converter automatic control device for controlling an output signal of the first transversal filter as an input signal to reduce a frequency conversion error in the first frequency converter, and the first A / D converter And a first sampling clock generator for generating a first sampling clock in the first sampling clock, wherein the first sampling clock is:
Oscillation is performed at a frequency of twice or more the transmission rate, not in synchronization with the transmission rate, and sampling at substantially the same interval as the delay time of the delay element of the first transversal filter.

【0024】また、第6の発明に係る適応アンテナ装置
は、第5の発明において、前記各アンテナ素子に接続さ
れ、入力された信号を中間周波信号に変換する第二の周
波数変換器を具備し、該第二の周波数変換器によって変
換された後の中間周波信号が前記第一のA/D変換器に
入力される。
The adaptive antenna apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the adaptive antenna apparatus according to the fifth aspect, further comprising a second frequency converter connected to each of the antenna elements and converting an input signal into an intermediate frequency signal. The intermediate frequency signal converted by the second frequency converter is input to the first A / D converter.

【0025】また、第7の発明に係る適応アンテナ装置
は、複数のアンテナ素子と、該複数のアンテナ素子の各
々に接続され、該アンテナ素子からの入力信号をベース
バンド信号に周波数変換する第一の周波数変換器と、該
第一の周波数変換器からのベースバンド信号をディジタ
ル信号に変換する第一のA/D変換器と、該第一のA/
D変換器によってディジタル信号に変換された信号を第
一の重み付け手段により重み付けして合成するディジタ
ルビーム形成回路と、該ディジタルビーム形成回路の出
力に分数シンボル長の遅延時間を持つ複数の遅延素子が
直列に接続され、各遅延素子の出力を第二の重み付け手
段により重み付けし、合成する分数シンボル長間隔の第
一のトランスバーサルフィルタと、上記各第一のA/D
変換器でA/D変換されたディジタル信号のみ、あるい
は上記各第一のA/D変換器でA/D変換されたディジ
タル信号と上記第一のトランスバーサルフィルタの出力
信号の両方、を入力信号として、第一のディジタル信号
処理装置により、上記第一の重み付け手段で用いる重み
の値を演算する第一の重み制御回路と、上記ディジタル
ビーム形成回路の出力信号を入力信号とし、第一のディ
ジタル信号処理装置により、上記第二の重み付け手段で
用いる重みの値を演算する第二の重み制御回路と、上記
第一のトランスバーサルフィルタの出力信号を入力信号
とし、上記第一の周波数変換器における周波数変換誤差
を減少させるように制御する周波数変換器自動制御装置
と、上記第一のA/D変換器での第一のサンプリングク
ロックを発生させる第一のサンプリングクロック発生器
とを具備し、上記第一のサンプリングクロックは、伝送
レートの2倍以上の周波数で、伝送レートとは同期せ
ず、前記第一のトランスバーサルフィルタの遅延素子の
遅延時間とほぼ同一の間隔でサンプリングするように発
振する。
An adaptive antenna device according to a seventh aspect of the present invention includes a plurality of antenna elements and a first antenna connected to each of the plurality of antenna elements for frequency-converting an input signal from the antenna element into a baseband signal. , A first A / D converter for converting a baseband signal from the first frequency converter into a digital signal, and a first A / D converter
A digital beam forming circuit for weighting and synthesizing a signal converted into a digital signal by the D converter by a first weighting means, and a plurality of delay elements having a fraction symbol length delay time at the output of the digital beam forming circuit. A first transversal filter having a fractional symbol length interval, which is connected in series, and which weights the output of each delay element by a second weighting means and combines the first and second A / Ds;
An input signal of only the digital signal A / D-converted by the converter, or both the digital signal A / D-converted by each of the first A / D converters and the output signal of the first transversal filter A first digital signal processing device, a first weight control circuit for calculating the value of the weight used in the first weighting means, an output signal of the digital beam forming circuit as an input signal, the first digital The signal processing device, a second weight control circuit that calculates the value of the weight used in the second weighting means, the output signal of the first transversal filter as an input signal, in the first frequency converter A frequency converter automatic controller for controlling so as to reduce a frequency conversion error, and a first sampling clock generated by the first A / D converter. A first sampling clock generator, wherein the first sampling clock has a frequency of twice or more the transmission rate, is not synchronized with the transmission rate, and has a delay of the delay element of the first transversal filter. It oscillates so as to sample at substantially the same interval as time.

【0026】また、第8の発明に係る適応アンテナ装置
は、第1〜第7のいずれか1つの発明において、前記第
二の重み制御回路の内部に周波数選択性フェージングの
環境であるかを判定する伝搬環境診断装置を具備し、前
記第一のトランスバーサルフィルタ部での前記第二の重
み付け手段による重み付けを周波数選択性フェージング
時は上記第二の重み付け手段の重みを実数とし、周波数
選択フェージング時ではないときは上記第二の重み付け
手段の重みを複素数に切り替える。
An adaptive antenna apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the adaptive antenna apparatus according to any one of the first to seventh aspects, wherein it is determined whether or not the second weight control circuit has a frequency-selective fading environment. A propagation environment diagnostic device, the weighting of the second weighting means in the first transversal filter unit is frequency-selective fading when the weight of the second weighting means is a real number, and the frequency selection fading If not, the weight of the second weighting means is switched to a complex number.

【0027】また、第9の発明に係る適応アンテナ装置
は、第1〜第8のいずれか1つに記載の発明において、
符号の判定を行う識別タイミングにおける振幅が離散値
となる変調方式を用い、前記第二の重み制御装置は、前
記第一のA/D変換器で入力信号がサンプルされるタイ
ミングと復号を行うための最適なタイミングとのずれに
対応した、最適な第二の重み付け手段の重みの組が保存
された記憶装置と、この記憶装置に保存された各第二の
重み付け手段の重みについて、前記第一のトランスバー
サルフィルタの出力での振幅の該離散値からのずれを推
定する伝送品質推定装置とを具備し、上記記憶装置に保
存された第二の重み付け手段の重みの組のうち、上記伝
送品質推定装置によって推定された出力信号の振幅の該
離散値からのずれが最小となった組を、前記第二の重み
付け手段の重みの値とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the adaptive antenna device according to any one of the first to eighth aspects,
The second weight control device uses a modulation method in which the amplitude at the identification timing for performing the code determination is a discrete value, and performs the decoding and the timing at which the input signal is sampled by the first A / D converter. The storage device storing the optimal set of weights of the second weighting means corresponding to the deviation from the optimal timing of the storage device, and the weight of each second weighting device stored in the storage device, A transmission quality estimating device for estimating a deviation of the amplitude at the output of the transversal filter from the discrete value, wherein the transmission quality of the set of weights of the second weighting means stored in the storage device is The set in which the deviation of the amplitude of the output signal estimated by the estimating device from the discrete value is minimized is set as the weight value of the second weighting means.

【0028】また、第10の発明は、第1、2、5、
6、8、9のいずれか1つの発明において、前記第一の
ディジタル信号処理装置は、基準信号dを発生する基準
信号発生部と、前記各アンテナ素子からの入力信号を前
記第一の周波数変換器と同じ特性で周波数変換するため
の第四の周波数変換器と、該第四の周波数変換器の出力
信号を前記第一のトランスバーサルフィルタと同じ特性
で変換するための第二のトランスバーサルフィルタを具
備し、上記第四の周波数変換器と上記第二のトランスバ
ーサルフィルタによって変換された信号x′i(i=
1,…,N N:素子数)に対し、前記第一の重み付け
手段の重みの値wopti(i=1,…,N)を以下の式に
より決定する。
The tenth invention is directed to the first, second, fifth,
In any one of the inventions described in 6, 8, and 9, the first digital signal processing device includes a reference signal generation unit that generates a reference signal d; A fourth frequency converter for converting the frequency with the same characteristics as the device, and a second transversal filter for converting the output signal of the fourth frequency converter with the same characteristics as the first transversal filter And the signal x′i (i = i = i) converted by the fourth frequency converter and the second transversal filter.
, NN: number of elements), the weight value w opt i (i = 1,..., N) of the first weighting means is determined by the following equation.

【0029】[0029]

【数5】 (Equation 5)

【0030】また、第11の発明は、第3、4、7、9
のいずれか1つの発明において、前記第一のディジタル
信号処理装置は、基準信号dを発生する基準信号発生部
と、前記各アンテナ素子からの入力信号を前記第三の周
波数変換器と同じ特性で周波数変換するための第四の周
波数変換器と、該第四の周波数変換器の出力信号を前記
第一のトランスバーサルフィルタと同じ特性で変換する
ための第二のトランスバーサルフィルタを具備し、上記
第四の周波数変換部と上記第二のトランスバーサルフィ
ルタによって変換された信号x′i(i=1,…,N
N:素子数)に対し、第一の重み付け手段の重みの値w
opti(i=1,…,N)を以下の式により決定する。
The eleventh invention is the third, fourth, seventh and ninth aspects.
In any one of the inventions, the first digital signal processing device includes a reference signal generation unit that generates a reference signal d, and an input signal from each of the antenna elements having the same characteristics as the third frequency converter. A fourth frequency converter for frequency conversion, and a second transversal filter for converting the output signal of the fourth frequency converter with the same characteristics as the first transversal filter, The signal x′i (i = 1,..., N) converted by the fourth frequency conversion unit and the second transversal filter.
N: the number of elements), the weight value w of the first weighting means
opt i (i = 1,..., N) is determined by the following equation.

【0031】[0031]

【数6】 (Equation 6)

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0033】まず、第1の実施形態について説明する。
第1実施形態では、N素子のアレーアンテナを用い、第
一のA/D変換器及び第二のA/D変換器でのサンプリ
ングを任意のタイミングで行い、第一のトランスバーサ
ルフィルタの第二の重み付け手段の重みを実数とした形
態を採用する。
First, a first embodiment will be described.
In the first embodiment, an N-element array antenna is used, sampling is performed at an arbitrary timing by the first A / D converter and the second A / D converter, and the second transversal filter of the first transversal filter is used. In which the weight of the weighting means is a real number.

【0034】図1は、本発明第1の実施形態の構成を示
す図である。図1において、参照符号1011〜101
Nはアンテナ素子、102はアナログビーム形成回路、
1031〜103Nは第一の重み付け手段、104は第
一の合成器、105は第一のA/D変換器、106は第
一の周波数変換器、107は第一のトランスバーサルフ
ィルタ、1081〜108Mは遅延素子、1090〜1
09Mは第二の重み付け手段、110は第二の合成器、
111は第一の重み制御回路、114は第二の重み制御
回路、115は第一のサンプリングクロック発生器、1
17は周波数変換器自動制御装置である。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numerals 1011 to 101
N is an antenna element, 102 is an analog beam forming circuit,
1031 to 103N are first weighting means, 104 is a first synthesizer, 105 is a first A / D converter, 106 is a first frequency converter, 107 is a first transversal filter, 1081 to 108M Is a delay element;
09M is a second weighting means, 110 is a second combiner,
111 is a first weight control circuit, 114 is a second weight control circuit, 115 is a first sampling clock generator, 1
Reference numeral 17 denotes a frequency converter automatic control device.

【0035】また、図2は、上記した第一の重み付け手
段1031〜103Nの構成を示す図であり、119は
可変増幅器、120は可変移相器である。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the above-mentioned first weighting means 1031 to 103N, where 119 is a variable amplifier, and 120 is a variable phase shifter.

【0036】また、図3は、上記した第一の重み制御回
路111の構成を示す図であり、1121〜112Nは
第二のA/D変換器、113は第一のディジタル信号処
理装置、116は第二のサンプリングクロック発生器で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the above-mentioned first weight control circuit 111, wherein 1121 to 112N are second A / D converters, 113 is a first digital signal processor, 116 Is a second sampling clock generator.

【0037】また、図4は、第二の重み付け手段109
0〜109Mの構成を示す図であり、1181、118
2は実数乗算器である、上記した構成において、各アン
テナ素子1011〜101Nで受信した信号x1 〜xN
は、アナログビーム形成回路102と第一の重み制御回
路111に入力される。ただし受信レベルが低い場合
は、各アンテナで受信した信号は、低雑音増幅器により
増幅された後、アナログビーム形成回路102と第一の
重み制御回路111に入力される。アナログビーム形成
回路102では、各アンテナからの入力信号に対し、振
幅、位相を変化させる第一の重み付け手段1031〜1
03Nにより、各々w1 〜wN の重み付けを行い、重み
付け後の信号w1x1 ,w2x2 ,…,wNxN を得る。
振幅、位相の変化は、例えば可変増幅器119と可変移
相器120を縦列に接続し、各々を制御することで実現
される。各重み付けされた信号は、第一の合成器104
で合成され、出力信号yを得る。ここで、yは y=w1x1 +w2x2 +・・・+wNxN と表される。
FIG. 4 shows the second weighting means 109.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of 0 to 109M,
2 is a real number multiplier. In the above configuration, signals x1 to xN received by the antenna elements 1011 to 101N are used.
Is input to the analog beam forming circuit 102 and the first weight control circuit 111. However, when the reception level is low, the signal received by each antenna is amplified by a low noise amplifier and then input to the analog beam forming circuit 102 and the first weight control circuit 111. In the analog beam forming circuit 102, the first weighting means 1031 to 1 for changing the amplitude and phase of the input signal from each antenna.
03N, weighting is applied to w1 to wN to obtain weighted signals w1x1, w2x2,..., WNxN.
The change of the amplitude and the phase is realized by, for example, connecting the variable amplifier 119 and the variable phase shifter 120 in cascade and controlling each of them. Each weighted signal is converted to a first combiner 104
And an output signal y is obtained. Here, y is expressed as y = w1x1 + w2x2 +... + WNxN.

【0038】合成された信号yは第一のA/D変換器1
05に入力され、ディジタル信号に変換される。ディジ
タル信号に変換された信号yは、第一の周波数変換器1
06により、ベースバンド信号の実部と虚部に分離され
る(実現方法は例えば、篠永他“ディジタルI/Q検波
技術について”TECHNICAL REPORT OF IEICE SANE94-59
(1994-11)pp.9-15)。
The synthesized signal y is supplied to the first A / D converter 1
05 and converted into a digital signal. The signal y converted into a digital signal is supplied to the first frequency converter 1
06, the real part and the imaginary part of the baseband signal are separated (for example, Shinonaga et al., “Digital I / Q detection technology”, Technical Report of IEICE SANE94-59
(1994-11) pp. 9-15).

【0039】第一の周波数変換器106の出力は第一の
トランスバーサルフィルタ107と第二の重み制御回路
114に入力され、遅延時間Ts /a(Ts はディジタ
ル信号のシンボル長、aは2以上の実数)の遅延素子1
081〜108Mが直列にM個接続された遅延部に入力
され、入力信号に対しm×Ts /a(m=0,…,M)
遅延したM+1個の遅延信号を発生させる。
The output of the first frequency converter 106 is input to the first transversal filter 107 and the second weight control circuit 114, and the delay time T s / a (T s is the symbol length of the digital signal, a is (Real number of 2 or more) delay element 1
081 to 108M are input to the M delay units connected in series, and m × T s / a (m = 0,..., M) for the input signal
Generate M + 1 delayed signals that are delayed.

【0040】各遅延信号は第二の重み付け手段1090
〜109Mで、各々実数の重みC0〜CM が乗算され、
各乗算結果は第二の合成器110により全加算され、第
一のトランスバーサルフィルタ107から出力される。
実数の重みでの乗算は、実数乗算器1181、1182
により再現される。複素重み付け回路では、実数乗算器
1181、1182を用いて、以下の演算を行う。
Each delayed signal is supplied to the second weighting means 1090.
Are multiplied by real weights C0 to CM, respectively.
Each multiplication result is fully added by the second combiner 110 and output from the first transversal filter 107.
Multiplication with real weights is performed by real multipliers 1181 and 1182.
Reproduced by The complex weighting circuit performs the following calculation using the real number multipliers 1181 and 1182.

【0041】(実数重み付け後の出力の実部)=(重
み)*(重み付けされる信号の実部) (実数重み付け後の出力の虚部)=(重み)*(重み付
けされる信号の虚部) 第一のトランスバーサルフィルタ107の出力信号(実
部と虚部の両方)が、本発明の適応アンテナ装置の出力
となる。
(Real part of output after real number weighting) = (weight) * (real part of signal to be weighted) (imaginary part of output after real number weighting) = (weight) * (imaginary part of signal to be weighted) The output signal (both real and imaginary parts) of the first transversal filter 107 is the output of the adaptive antenna device of the present invention.

【0042】アナログビーム形成回路102で形成され
る指向性パタンを決定する第一の重み付け手段1031
〜103Nの重みの値は、第一の重み制御回路111に
おいて、各アンテナ素子1011〜101Nでの受信信
号x1 〜xN のみにより、あるいは、各アンテナ素子1
011〜101Nでの受信信号x1 〜xN と第一のトラ
ンスバーサルフィルタ107の出力信号を用いて決定さ
れる。
First weighting means 1031 for determining the directivity pattern formed by analog beam forming circuit 102
In the first weight control circuit 111, the weight value of each of the antenna elements 1011 to 101N is determined based on only the reception signals x1 to xN of the antenna elements 1011 to 101N, or
It is determined by using the received signals x1 to xN at 011 to 101N and the output signal of the first transversal filter 107.

【0043】第一の重み制御回路111では、各アンテ
ナ素子1011〜101Nで受信した信号が第二のサン
プリングクロック発生器116のクロックを用いて、第
二のA/D変換器1121〜112Nによりディジタル
信号に変換される。このとき、第二のサンプリングクロ
ック発生器116の第二サンプリングクロックは、第一
のサンプリングクロックと同一であっても、或いは同一
でなくてもよい。
In the first weight control circuit 111, the signals received by the antenna elements 1011 to 101N are converted into digital signals by the second A / D converters 1121 to 112N using the clock of the second sampling clock generator 116. Converted to a signal. At this time, the second sampling clock of the second sampling clock generator 116 may or may not be the same as the first sampling clock.

【0044】例えばx1 〜xN のみを用いる方法として
は、 wn =exp(jnθ) として、 y′=w1x1 +w2x2 +・・・+wNxN を求め、y′が最大となるwn に決定する。
For example, as a method using only x1 to xN, y '= w1x1 + w2x2 +... + WNxN is obtained as wn = exp (jnθ), and wn at which y' is maximized is determined.

【0045】その他、例えば、以下の文献で示されてい
る、CMAアルゴリズム、MMSEアルゴリズム、DC
MPアルゴリズム、パワーインバージョンアルゴリズム
など、のアルゴリズムを用いて、第一の重み付け手段の
重みの値を決定する。
In addition, for example, CMA algorithm, MMSE algorithm, DC
The value of the weight of the first weighting means is determined using an algorithm such as an MP algorithm or a power inversion algorithm.

【0046】(1)菊間著“アレーアンテナによる適応
信号処理”科学技術出版、1998.9.20 (2)R.A.Monzingo and T.W.Miller, ‘Introduction
to Adaptive Arrays,’John Wiley & Sons, Inc. 1980 ただし、各アンテナでの受信信号x1 〜xN をベースバ
ンド信号へ変換する必要のあるアルゴリズムを用いる場
合には、第一のディジタル信号処理装置113におい
て、第一の周波数変換器106と同じ周波数変換を行
い、ベースバンド信号の実部と虚部を決め、その値に対
してアルゴリズムを動作させる。
(1) Kikuma, "Adaptive Signal Processing by Array Antenna," Science and Technology Publishing, September 20, 1998 (2) RAMonzingo and TWMiller, 'Introduction
to Adaptive Arrays, 'John Wiley & Sons, Inc. 1980 However, when using an algorithm that needs to convert the received signals x1 to xN at each antenna into baseband signals, the first digital signal processing device 113 Perform the same frequency conversion as that of the first frequency converter 106, determine the real part and the imaginary part of the baseband signal, and operate the algorithm on the values.

【0047】また、第一のトランスバーサルフィルタ1
07での第二の重み付け手段1090〜109Mの重み
の値は例えば以下の文献に示されるアルゴリズムを適用
すれば、決定することができる。
The first transversal filter 1
The value of the weight of the second weighting means 1090 to 109M at 07 can be determined, for example, by applying an algorithm described in the following document.

【0048】(1)R.W.Luck, “Automatic equalizati
on for digital communication”, Bell Syst. Tech.
J., 44, 4, p.547(1965). (2)R.W.Luck and H.R.Rudin, “An automatic equal
izer for general-purpose communication channels”,
Bell Syst. Tech. J., 46, 9, p.2179(1967). 従来のトランスバーサルフィルタを用いた適応アンテナ
装置では、第二の重みC0 〜CM は複素数とし、波形等
化を目的としていた。ただし、タイミング同期がとれな
い環境で適応アンテナ装置を動作させるためには、従来
の構成では動作が安定しない。そこで本発明において
は、第一のトランスバーサルフィルタ107では第二の
重みC0 〜CM を実数とし、タイミング同期の補償を行
う。以下に、第一のトランスバーサルフィルタ107の
第二の重みC0 〜CM を実数とした場合に、タイミング
同期が補償される原理を示す。
(1) RWLuck, “Automatic equalizati
on for digital communication ”, Bell Syst. Tech.
J., 44, 4, p.547 (1965). (2) RWLuck and HRRudin, “An automatic equal
izer for general-purpose communication channels ”,
Bell Syst. Tech. J., 46, 9, p. 2179 (1967). In a conventional adaptive antenna apparatus using a transversal filter, the second weights C0 to CM are set to complex numbers, and are used for waveform equalization. . However, in order to operate the adaptive antenna apparatus in an environment where the timing cannot be synchronized, the operation is not stable with the conventional configuration. Therefore, in the present invention, the first transversal filter 107 uses the second weights C0 to CM as real numbers and performs timing synchronization compensation. In the following, the principle of timing synchronization compensation when the second weights C0 to CM of the first transversal filter 107 are real numbers will be described.

【0049】QAM変調方式を用いた場合、k番目の信
号の同相成分の信号をIk 、直交成分の信号をQk と表
すとすると、搬送波周波数をf、帯域制限フィルタのイ
ンパルス応答をh(t) と表すと、ベースバンド信号s
(t) は
In the case where the QAM modulation method is used, if the in-phase component signal of the k-th signal is represented by I k and the quadrature component signal is represented by Q k , the carrier frequency is f and the impulse response of the band limiting filter is h ( t), the baseband signal s
(t) is

【0050】[0050]

【数7】 (Equation 7)

【0051】と表される。一般にディジタル通信では、
帯域制限フィルタは符号間干渉を生じさせないようにす
るため、帯域制限フィルタのインパルス応答h(t) に対
し、ナイキスト条件 h(kTs )=0 (k=・・・−2,−1,1,2,・
・・) (ここでh(0) ≠0)をみたすように設計する。ここ
で、t=kTs を識別タイミングと呼ぶ。識別タイミン
グからΔτずれたタイミングでサンプリングすると、 h(kTs +Δτ) ≠0 であるため、符号間干渉が生じ伝送特性が劣化する。
Is represented by Generally, in digital communication,
In order to prevent intersymbol interference from occurring, the band-limiting filter sets the Nyquist condition h (kT s ) = 0 (k =. , 2 ,.
・ ・) (Here, h (0) ≠ 0) is designed. Here, t = kT s is referred to as identification timing. If sampling is performed at a timing shifted by Δτ from the identification timing, since h (kT s + Δτ) ≠ 0, intersymbol interference occurs and transmission characteristics deteriorate.

【0052】たとえば、t=3Ts の時、(式11)の
s(t) は級数和が外れ、I3 +jQ3 となり、t=3
s の信号を取り出すことが出来る。ただし、t=3T
s+Δτでは、級数和を外すことができないため、I2
+jQ2 やI4 +jQ4 など、他の時刻の信号が干
渉し、符号間干渉となる。
[0052] For example, when t = 3T s, s (t ) is out of the series sum of (Equation 11), I3 + JQ3 And t = 3
The signal of T s can be extracted. However, t = 3T
At s + Δτ, the series sum cannot be removed, so I2
+ JQ2 And I4 + JQ4 For example, signals at other times interfere with each other, resulting in intersymbol interference.

【0053】ビーム形成回路の出力における遅延素子の
数をMとし、第二の重み付け手段の重みの値をc0 〜c
M とすると、第一のトランスバーサルフィルタの出力信
号y(t) は
The number of delay elements at the output of the beam forming circuit is M, and the weight values of the second weighting means are c0 to c.
If M, the output signal y (t) of the first transversal filter is

【0054】[0054]

【数8】 (Equation 8)

【0055】となる。第一のトランスバーサルフィルタ
107の出力で、ベースバンド信号が復元されるために
は、(式11)と(式12)から以下の式をみたせばよ
い。
Is as follows. In order to restore the baseband signal with the output of the first transversal filter 107, the following equation may be obtained from (Equation 11) and (Equation 12).

【0056】[0056]

【数9】 (Equation 9)

【0057】周波数変換器自動制御装置117により第
一の周波数変換器106での周波数変換誤差が小さくな
るように制御されるため、収束状態ではΔf=0となっ
て、(式13)は
Since the frequency converter automatic controller 117 controls the frequency conversion error in the first frequency converter 106 to be small, Δf = 0 in the convergence state, and (Equation 13) becomes

【0058】[0058]

【数10】 (Equation 10)

【0059】となる。(式14)から明らかに帯域制限
フィルタのインパルス応答が実数であれば、c0 〜cm
は実数で十分となる。
Is as follows. From equation (14), if the impulse response of the band-limiting filter is a real number, c0 to cm
Is a real number.

【0060】図24に本適応アンテナ装置の場合と、第
一のトランスバーサルフィルタ部の第二の重み付け手段
の重みを複素数とし、係数を受信信号に対して2乗誤差
が最小となるように制御した場合の伝送速度と出力SI
NRの特性を比較した結果を示す。
FIG. 24 shows a case where the adaptive antenna apparatus is used and the weight of the second weighting means of the first transversal filter is a complex number, and the coefficients are controlled so that the square error with respect to the received signal is minimized. Transmission speed and output SI
The result of having compared the characteristic of NR is shown.

【0061】環境は20m×20mの室内伝搬環境とし
た。出力SINRは10000シンボルを伝送し、その
平均値とした。シミュレーションにおいて本構成におけ
る第一のトランスバーサルフィルタ107の遅延素子の
遅延時間は0.5、遅延素子の数は3とした。また、第
一のA/D変換器105でのサンプリング周波数はボー
レートの2倍から1000ppmずれた周波数とした。
The environment was an indoor propagation environment of 20 m × 20 m. The output SINR was an average value of 10,000 symbols transmitted. In the simulation, the delay time of the delay element of the first transversal filter 107 in this configuration was 0.5, and the number of delay elements was three. The sampling frequency in the first A / D converter 105 is a frequency shifted from twice the baud rate to 1000 ppm.

【0062】素子数を4とした場合について比較する
と、図よりわかるように本適応アンテナ装置では第一の
トランスバーサルフィルタ107の第二の重み付け手段
の重みを実数で構成しているのにも関わらず、複素数と
した場合と伝送速度に対する出力SINR特性はほぼ一
致している。
When comparing the case where the number of elements is set to four, as can be seen from the figure, in this adaptive antenna apparatus, the weight of the second weighting means of the first transversal filter 107 is constituted by a real number. However, the output SINR characteristics with respect to the transmission speed almost coincide with the case of using a complex number.

【0063】本構成を用いることで、第一のトランスバ
ーサルフィルタ107ではタイミングの補償のみを行う
ことが可能になる。従って、アナログビーム形成回路1
02では伝送品質の改善のみを行い、第一のトランスバ
ーサルフィルタ107ではタイミング補償のみを行うこ
とになり、伝送品質が著しく劣化した環境においても、
安定した動作が実現される。
By using this configuration, the first transversal filter 107 can perform only timing compensation. Therefore, the analog beam forming circuit 1
02, only the transmission quality is improved, and the first transversal filter 107 performs only the timing compensation. Even in an environment where the transmission quality is significantly deteriorated,
Stable operation is realized.

【0064】また、第二の重み付け手段が実数となるた
め、第一のトランスバーサルフィルタ107のハードウ
ェア構成は約半分に削減される。
Since the second weighting means is a real number, the hardware configuration of the first transversal filter 107 is reduced to about half.

【0065】次に本発明第2の実施形態について説明す
る。第2の実施形態では、N素子のアレーアンテナを用
い、第一のA/D変換器及び第二のA/D変換器でのサ
ンプリングを任意のタイミングとし、第一のトランスバ
ーサルフィルタの第二の重み付け手段の重みを実数とす
る適応アンテナ装置において、第一の重み制御装置で、
各アンテナで受信した信号を第二の周波数変換器により
IF(中間周波)信号に周波数変換した後、A/D変換
する形態を採用する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, an N-element array antenna is used, sampling at the first A / D converter and the second A / D converter is performed at an arbitrary timing, and the second transversal filter of the first transversal filter is used. In the adaptive antenna device with the weight of the weighting means of the real number, in the first weight control device,
A form in which a signal received by each antenna is frequency-converted into an IF (intermediate frequency) signal by a second frequency converter and then A / D converted is adopted.

【0066】次に、本発明の第2実施形態について説明
する。図5は、本発明の第2の実施形態の構成を示す図
である。ここでは、上記図1で説明した構成要素と同一
の構成要素については、同一符号を付してその説明を省
略する。この図5において参照符号2011〜201N
は第二の周波数変換器、202は発振器である。また、
図6は第二の周波数変換器2011〜201Nの構成を
示す図であり、参照符号203はミキサであり、204
は低域通過フィルタである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the second exemplary embodiment of the present invention. Here, the same components as those described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 5, reference numerals 2011 to 201N
Is a second frequency converter, and 202 is an oscillator. Also,
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the second frequency converters 2011 to 201N. Reference numeral 203 denotes a mixer,
Is a low-pass filter.

【0067】本構成においては、各アンテナ1011〜
101Nで受信した信号は、第一の重み制御回路111
に入力され、第二の周波数変換器2011〜201Nに
よって、IF信号に周波数変換された後、第二のA/D
変換器1121〜112NでA/D変換される。各第二
の周波数変換器2011〜201Nでは、各アンテナ素
子1011〜101Nからの入力信号と発振器202か
らの信号がミキサ203に入力され、ミキサの出力は低
域通過フィルタ204に入力され、高調波成分を抑圧し
た後、出力される。
In this configuration, each of the antennas 1011 to 1011
The signal received by the first weight control circuit 111N
, And after being frequency-converted into an IF signal by the second frequency converters 2011 to 201N, the second A / D
A / D conversion is performed by converters 1121 to 112N. In each of the second frequency converters 2011 to 201N, the input signals from the antenna elements 1011 to 101N and the signal from the oscillator 202 are input to the mixer 203, and the output of the mixer is input to the low-pass filter 204, It is output after the components are suppressed.

【0068】本構成を用いることで、各アンテナ素子で
受信した信号を中心周波数が完全に等しいIF信号に変
換すること、及びA/D変換器への入力周波数を低くす
ることができるため、無線区間でのRF周波数の周波数
帯を高くすること、及びA/D変換器の低消費電力化が
可能になる。
By using this configuration, it is possible to convert a signal received by each antenna element into an IF signal having completely the same center frequency, and to reduce the input frequency to the A / D converter. It is possible to increase the frequency band of the RF frequency in the section and reduce the power consumption of the A / D converter.

【0069】次に本発明第3の実施形態について説明す
る。第3実施形態では、各アンテナ素子で受信した信号
を第二の周波数変換器によりIF信号に変換した後、変
換したIF信号をアナログビーム形成回路と第一の重み
制御装置に入力する形態を採用する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the signal received by each antenna element is converted into an IF signal by the second frequency converter, and the converted IF signal is input to the analog beam forming circuit and the first weight control device. I do.

【0070】図7は、本発明の第3の実施形態の構成を
示す図である。ここでは、上記図1〜図6で説明した構
成要素と同一の構成要素については、同一符号を付して
その説明を省略する。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the third embodiment of the present invention. Here, the same components as those described in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0071】本構成においては、各アンテナ素子101
1〜101Nで受信した信号は、第二の周波数変換器2
011〜201Nによって、IF信号に周波数変換され
た後、アナログビーム形成回路102と第一の重み制御
回路111に入力される。
In this configuration, each antenna element 101
The signals received at 1 to 101N are transmitted to the second frequency converter 2
After being frequency-converted into IF signals by 011 to 201N, they are input to the analog beam forming circuit 102 and the first weight control circuit 111.

【0072】本構成を用いることで、各アンテナ素子1
011〜101Nで受信した信号を中心周波数が完全に
等しいIF信号に変換することができるため、アナログ
ビーム形成回路102をIF帯で構成することが可能と
なる。従って無線区間でのRF周波数の周波数帯を高く
すること、A/D変換器の低消費電力化、及びアナログ
ビーム形成回路102の低周波数化が可能になる。
By using this configuration, each antenna element 1
Since the signals received at 011 to 101N can be converted into IF signals having completely equal center frequencies, the analog beam forming circuit 102 can be configured in the IF band. Therefore, it is possible to increase the frequency band of the RF frequency in the wireless section, reduce the power consumption of the A / D converter, and reduce the frequency of the analog beam forming circuit 102.

【0073】次に本発明第4の実施形態について説明す
る。第4実施形態では、アナログビーム形成後、アナロ
グの周波数変換器によって、受信した信号を周波数変換
した後、A/D変換を行う形態を採用する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment adopts a mode in which after analog beam forming, a received signal is frequency-converted by an analog frequency converter, and then A / D conversion is performed.

【0074】図8は、本発明の第4の実施形態の構成を
示す図である。ここでは、上記図1〜図6で説明した構
成要素と同一の構成要素については、同一符号を付して
その説明を省略する。図8において、参照符号401は
第三の周波数変換器であり、図9に示すような構成を有
する。図9において、参照符号4021、4022はミ
キサ、403はπ/2位相器、4041、4042は低
域通過フィルタ、405は発振器である。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the present invention. Here, the same components as those described in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 8, reference numeral 401 denotes a third frequency converter having a configuration as shown in FIG. 9, reference numerals 4021 and 4022 denote mixers, 403 denotes a π / 2 phase shifter, 4041 and 4042 denote low-pass filters, and 405 denotes an oscillator.

【0075】アナログビーム形成回路102の出力は、
第三の周波数変換器401に入力される。第三の周波数
変換器401では、アナログビーム形成回路102の出
力が2つに分岐され、別のミキサ4021,4022に
入力される。すなわち、ミキサ4021には、アナログ
ビーム形成回路102の出力信号と発振器405からの
正弦波が入力され、ミキサ4021の出力は低域通過フ
ィルタ4041に入力され、高調波が抑圧される。
The output of the analog beam forming circuit 102 is
The signal is input to the third frequency converter 401. In the third frequency converter 401, the output of the analog beam forming circuit 102 is branched into two and input to other mixers 4021 and 4022. That is, the output signal of the analog beam forming circuit 102 and the sine wave from the oscillator 405 are input to the mixer 4021, and the output of the mixer 4021 is input to the low-pass filter 4041, and the harmonics are suppressed.

【0076】一方ミキサ4022には、アナログビーム
形成回路102の出力信号と発振器405からの正弦波
をπ/2位相器403を通した信号が入力される。すな
わち、発振器405からの正弦波は、ミキサ4021に
入力される正弦波に対して、π/2位相器403によっ
て、π/2位相が遅れた正弦波が入力される。従って、
低域通過フィルタ4041と4042では、ベースバン
ド信号の同相成分(実部)と直交成分(虚部)が出力さ
れる(例えば斉藤、“ディジタル無線通信の変復調”、
電子情報通信学会編、平成8年8月20日発行)。
On the other hand, an output signal of the analog beam forming circuit 102 and a signal obtained by passing a sine wave from the oscillator 405 through a π / 2 phase shifter 403 are input to the mixer 4022. That is, as the sine wave from the oscillator 405, a sine wave whose π / 2 phase is delayed by the π / 2 phase shifter 403 with respect to the sine wave input to the mixer 4021 is input. Therefore,
The low-pass filters 4041 and 4042 output the in-phase component (real part) and the quadrature component (imaginary part) of the baseband signal (for example, Saito, "Modulation and Demodulation of Digital Wireless Communication").
(Edited by the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, issued on August 20, 1996).

【0077】第三の周波数変換器401の実部、虚部の
出力は各々第一のA/D変換器105でA/D変換され
る。また、発振器405の発振周波数は、周波数変換器
自動制御装置117によって、第一のトランスバーサル
フィルタ107の出力での中心周波数が0となるよう
に、制御される。
The outputs of the real part and the imaginary part of the third frequency converter 401 are A / D converted by the first A / D converter 105, respectively. The oscillation frequency of the oscillator 405 is controlled by the automatic frequency converter controller 117 so that the center frequency at the output of the first transversal filter 107 becomes zero.

【0078】本構成を用いると、ベースバンド信号での
A/D変換を行えばよいため、A/D変換器の低消費電
力化が可能になる。
When this configuration is used, A / D conversion using a baseband signal may be performed, so that the power consumption of the A / D converter can be reduced.

【0079】次に、本発明第5の実施形態について説明
する。図11は、第5の実施形態の構成を示す図であ
り、ビーム形成回路をディジタルで構成する形態を示し
ている。ここでは、上記図1〜図10で説明した構成要
素と同一の構成要素については、同一符号を付してその
説明を省略する。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the fifth embodiment, and shows a form in which the beam forming circuit is digitally configured. Here, the same components as those described in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0080】図11において、参照符号5011〜50
1Nは第一のA/D変換器、502は第一のA/D変換
器5011〜501Nで用いられるサンプリングタイミ
ングを与えるサンプリングクロック発生器、503はデ
ィジタルビーム形成回路である。また、図10は、第一
の重み付け手段1031〜103Nの構成を示してお
り、参照符号5041〜5044は乗算器、505は実
数減算器、506は実数加算器である。
In FIG. 11, reference numerals 5011 to 5011
1N is a first A / D converter, 502 is a sampling clock generator for providing sampling timing used in the first A / D converters 5011 to 501N, and 503 is a digital beam forming circuit. FIG. 10 shows a configuration of the first weighting means 1031 to 103N. Reference numerals 5041 to 5044 denote multipliers, 505 denotes a real number subtractor, and 506 denotes a real number adder.

【0081】各アンテナ素子1011〜101Nで受信
した信号は第一のA/D変換器5011〜501Nによ
ってディジタル信号に変換され、受信信号を実部と虚部
に分離する。実部と虚部の分離する方法の例を以下に示
す。
The signals received by the antenna elements 1011 to 101N are converted into digital signals by the first A / D converters 5011 to 501N, and the received signals are separated into real and imaginary parts. An example of a method of separating a real part and an imaginary part is described below.

【0082】(1)各アンテナ素子1011〜101N
での受信信号を中心周波数の2倍以上のサンプリング周
波数で、A/D変換し、ヒルベルト変換を行うことで実
現される。(例えば、Oppenheim and Shafer(伊達 玄
訳)“ディジタル信号処理”,コロナ社,下巻、pp.26-
30,1978.) (2)各アンテナ素子1011〜101Nでの受信信号
を中心周波数の4倍でサンプリングし、偶数番目にサン
プルされた信号を実部とし、奇数番目にサンプルされた
信号を虚部とすることで実部と虚部の分離をする。
(1) Each antenna element 1011 to 101N
A / D conversion is performed on the received signal at the sampling frequency of twice or more the center frequency and Hilbert transform is performed. (For example, Oppenheim and Shafer, “Digital Signal Processing”, Corona, vol. 2, pp. 26-
(2) The received signals from the antenna elements 1011 to 101N are sampled at four times the center frequency, the even-numbered sampled signal is taken as the real part, and the odd-numbered signal is taken as the imaginary part. Then, the real part and the imaginary part are separated.

【0083】(3)受信信号を2つに分離し、一方の信
号を他方の信号に対し、中心周波数でπ/2の位相遅れ
が生じるようにし、各々別のA/D変換器5011〜5
01Nに入力する。各A/D変換器5011〜501N
では、中心周波数の2倍以上でサンプリングし、出力を
得る。各出力はそれぞれ実部、虚部となる。
(3) The received signal is separated into two signals, and one of the signals is caused to have a phase delay of π / 2 at the center frequency with respect to the other signal.
01N. A / D converters 5011 to 501N
Then, sampling is performed at twice or more the center frequency to obtain an output. Each output is a real part and an imaginary part, respectively.

【0084】A/D変換された信号はディジタルビーム
形成回路503に入力され、第一の重み付け手段103
1〜103Nで複素数重み付けを行った後、第一の合成
器104で合成された後、出力される。ここで、第一の
重み付け手段1031〜103Nによる複素数重み付け
は、以下のように実現する。
The A / D-converted signal is input to the digital beam forming circuit 503 and the first weighting means 103
After weighting the complex numbers by 1 to 103N, they are combined by the first combiner 104 and output. Here, the complex number weighting by the first weighting means 1031 to 103N is realized as follows.

【0085】上述したように、各第一のA/D変換器5
011〜501Nでの出力では、実部と虚部が分かれて
出力されている。また、重み付けを行う重みの値も複素
数であるから、実部と虚部に分離することが出来る。重
み付け手段では、 (複素数重み付け後の出力の実部)=(複素重みの実
部)*(重み付けされる信号の実部)−(複素重みの虚
部)*(重み付けされる信号の虚部) (複素数重み付け後の出力の虚部)=(複素重みの実
部)*(重み付けされる信号の虚部)+(複素重みの虚
部)*(重み付けされる信号の実部) の演算が行われ、複素数の重み付けが実現される。
As described above, each first A / D converter 5
In the outputs at 011 to 501N, the real part and the imaginary part are output separately. Further, since the weight value for performing weighting is also a complex number, it can be separated into a real part and an imaginary part. In the weighting means, (real part of output after complex number weighting) = (real part of complex weight) * (real part of weighted signal) − (imaginary part of complex weight) * (imaginary part of weighted signal) The operation of (imaginary part of complex weighted output) = (real part of complex weight) * (imaginary part of weighted signal) + (imaginary part of complex weight) * (real part of weighted signal) is performed. Thus, complex weighting is realized.

【0086】本構成を用いることで、ディジタル信号処
理によるビーム形成が実現できるため、温度に依存せ
ず、安定したビーム形成が実現できるため、高精度のビ
ーム制御が可能になる。
By using this configuration, beam forming by digital signal processing can be realized, and stable beam forming can be realized without depending on temperature, so that highly accurate beam control becomes possible.

【0087】次に本発明第6の実施形態について説明す
る。第6実施形態では、各アンテナ素子で受信した信号
をIF信号に変換した後、変換したIF信号をディジタ
ルビーム形成回路と第一の重み制御装置に入力する形態
を採用する。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. The sixth embodiment adopts a mode in which a signal received by each antenna element is converted into an IF signal, and the converted IF signal is input to a digital beam forming circuit and a first weight control device.

【0088】図12は本発明第6の実施形態の構成を示
す図である。ここでは、上記図1〜図11で説明した構
成要素と同一の構成要素については、同一符号を付して
その説明を省略する。
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the sixth embodiment of the present invention. Here, the same components as those described in FIGS. 1 to 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0089】図12に示すように、本構成においては、
各アンテナ1011〜101Nで受信した信号は、第二
の周波数変換器2011〜201Nによって、IF信号
に周波数変換された後、A/D変換され、ディジタルビ
ーム形成回路503に入力される。
As shown in FIG. 12, in this configuration,
The signals received by the antennas 1011 to 101N are frequency-converted into IF signals by the second frequency converters 2011 to 201N, A / D converted, and input to the digital beam forming circuit 503.

【0090】本構成を用いることで、各アンテナ素子で
受信した信号を中心周波数が完全に等しいIF信号に変
換することができるため、無線区間でのRF周波数の周
波数帯を高くすること、A/D変換器の低消費電力化が
可能になる。
By using this configuration, it is possible to convert a signal received by each antenna element into an IF signal having completely the same center frequency. Therefore, it is necessary to increase the frequency band of the RF frequency in the radio section. The power consumption of the D converter can be reduced.

【0091】次に本発明第7の実施形態について説明す
る。第7実施形態では、各アンテナ素子で受信した信号
を検波し、ベースバンド信号に周波数変換した後、A/
D変換を行い、ディジタルビーム形成回路に入力する形
態を採用する。
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. In the seventh embodiment, a signal received by each antenna element is detected and frequency-converted into a baseband signal.
A form in which D conversion is performed and input to a digital beam forming circuit is employed.

【0092】図13は、本発明第7の実施形態の構成を
示す図である。ここでは、上記図1〜図12で説明した
構成要素と同一の構成要素については、同一符号を付し
てその説明を省略する。
FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the seventh embodiment of the present invention. Here, the same components as those described in FIGS. 1 to 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0093】図13において、参照符号7011〜70
1Nは第三の周波数変換器であり、その構成は図9で説
明した通りである。また、参照符号702は発振器であ
る。
In FIG. 13, reference numerals 7011 to 7011
1N is a third frequency converter, the configuration of which is as described in FIG. Reference numeral 702 is an oscillator.

【0094】各アンテナ素子1011〜101Nで受信
した受信信号は第二の周波数変換器2011〜201N
によってIF信号に変換された後、第三の周波数変換器
7011〜701Nに入力される。ここで、第三の周波
数変換器7011〜701Nの入力信号をIF帯の信号
としたが、第二の周波数変換器を省いてRF信号として
もよい。第三の周波数変換器7011〜701Nでは、
第四の実施形態において説明したように、ベースバンド
信号の実部、虚部が出力される。
The received signals received by each of the antenna elements 1011 to 101N are converted into second frequency converters 2011 to 201N.
After being converted into an IF signal by the third frequency converter 7011 to 701N. Here, the input signals of the third frequency converters 7011 to 701N are signals in the IF band, but the second frequency converters may be omitted and RF signals may be used. In the third frequency converters 7011 to 701N,
As described in the fourth embodiment, the real part and the imaginary part of the baseband signal are output.

【0095】第三の周波数変換器7011〜701Nの
実部、虚部の出力は各々第一のA/D変換器5011〜
501NでA/D変換される。また、発振器702の発
振周波数は、第一のトランスバーサルフィルタ107の
出力での中心周波数が0となるように、周波数変換器自
動制御装置117によって制御される。
Outputs of the real part and the imaginary part of the third frequency converters 7011 to 701N are output from the first A / D converters 5011 to 5011N, respectively.
A / D conversion is performed at 501N. The oscillation frequency of the oscillator 702 is controlled by the automatic frequency converter controller 117 so that the center frequency at the output of the first transversal filter 107 becomes zero.

【0096】本構成を用いると、ベースバンド信号での
A/D変換を行えばよいため、A/D変換器の低消費電
力化が可能になる。
When this configuration is used, A / D conversion with a baseband signal may be performed, so that the power consumption of the A / D converter can be reduced.

【0097】次に本発明第8の実施形態について説明す
る。第8の実施形態では、周波数選択性フェージングの
環境であるかを判定する伝搬環境診断装置を持ち、伝搬
環境に応じて第二の重み付け手段の乗算器の構成を変更
する形態を採用する。
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. In the eighth embodiment, a mode is adopted in which a propagation environment diagnostic device that determines whether the environment is a frequency selective fading environment is provided, and the configuration of the multiplier of the second weighting means is changed according to the propagation environment.

【0098】図14は本発明第8の実施形態の構成を示
す図である。ここでは、上記図1〜図13で説明した構
成要素と同一の構成要素については、同一符号を付して
その説明を省略する。この図において、参照符号801
は伝搬環境診断装置である。また、本実施形態で用いら
れる複素係数乗算回路802の構成は図15に示す通り
であり、実数係数乗算回路803の構成は図16に示す
通りである。
FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the eighth embodiment of the present invention. Here, the same components as those described in FIGS. 1 to 13 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this figure, reference numeral 801
Is a propagation environment diagnostic device. The configuration of the complex coefficient multiplication circuit 802 used in this embodiment is as shown in FIG. 15, and the configuration of the real number coefficient multiplication circuit 803 is as shown in FIG.

【0099】図17は伝搬環境診断装置801における
信号処理フローを示しており、FFT演算(ステップS
100)、ノッチの有無の判定(ステップS101)、
回路選択(ステップS102)の工程からなる。
FIG. 17 shows a signal processing flow in the propagation environment diagnostic apparatus 801, where an FFT operation (step S
100), determination of the presence or absence of a notch (step S101),
It consists of a circuit selection step (step S102).

【0100】伝搬環境診断装置801には第一の周波数
変換器106の出力信号が入力され、フーリエ変換を行
うことで第一の周波数変換器106の出力での周波数特
性が得られる。周波数特性が伝送帯域内にノッチを持つ
環境であった場合には、周波数選択性フェージングと判
断し、第一のトランスバーサルフィルタ107での波形
等化が有効に動作しないため、第一のトランスバーサル
フィルタ107ではタイミング補償のみを行うように第
二の重み付け手段1090〜109Mは実数とする。
[0100] The output signal of the first frequency converter 106 is input to the propagation environment diagnostic apparatus 801, and the frequency characteristic at the output of the first frequency converter 106 is obtained by performing Fourier transform. If the frequency characteristic is an environment having a notch in the transmission band, it is determined to be frequency selective fading, and waveform equalization in the first transversal filter 107 does not operate effectively. In the filter 107, the second weighting units 1090 to 109M are real numbers so that only the timing compensation is performed.

【0101】また、伝送帯域内にノッチが存在しない場
合は、周波数選択性フェージングではないと判断し、1
シンボル長以上遅延した長遅延波が存在しない環境とな
っているため、第一のトランスバーサルフィルタ107
での波形等化が可能となるため、第一のトランスバーサ
ルフィルタ107でタイミング補償と波形等化の両方の
機能を持つように第二の重み付け手段1090〜109
Mは複素数とする。
If no notch exists in the transmission band, it is determined that the frequency band is not frequency selective fading.
Since there is no long delay wave delayed by more than the symbol length, the first transversal filter 107
, The second weighting means 1090 to 109 so that the first transversal filter 107 has both functions of timing compensation and waveform equalization.
M is a complex number.

【0102】第一のトランスバーサルフィルタ107で
の第二の重み付け手段1090〜109Mの重みの値を
複素数とする場合には、伝搬環境診断装置801から複
素乗算回路802を構成するためのプログラムがディジ
タル信号処理部に入力され、第一のトランスバーサルフ
ィルタ107における第二の重み付け手段1090〜1
09Mによる重み付け複素乗算となる。
When the value of the weight of the second weighting means 1090 to 109M in the first transversal filter 107 is a complex number, a program for configuring the complex multiplying circuit 802 from the propagation environment diagnosing device 801 is digitally programmed. The signal is input to the signal processing unit, and the second weighting means 1090 to 1 in the first transversal filter 107
09M weighted complex multiplication.

【0103】また、第二の重み付け手段1090〜10
9Mの重みの値を実数とする場合には、伝搬環境診断装
置801から実数乗算回路803を構成するためのプロ
グラムがディジタル信号処理部に入力され、第一のトラ
ンスバーサルフィルタ107における第二の重み付け手
段1090〜109Mによる重み付けは実数となる。
The second weighting means 1090 to 1090
When the value of the 9M weight is a real number, a program for configuring the real number multiplication circuit 803 is input from the propagation environment diagnostic device 801 to the digital signal processing unit, and the second weighting in the first transversal filter 107 is performed. The weighting by means 1090 to 109M is a real number.

【0104】本構成を用いることで、伝送レートが可変
のシステムに適用した場合には、高速伝送時は第二の重
み付け手段が実数となることで、第一のトランスバーサ
ルフィルタの安定動作と低消費電力化を実現し、低速伝
送では空間、時間の両方の波形等化により、高品質な伝
送品質が得られる。
By using this configuration, when applied to a system in which the transmission rate is variable, the second weighting means is a real number at the time of high-speed transmission, so that the stable operation of the first transversal filter can be reduced. High power consumption is achieved, and high-quality transmission quality can be obtained in low-speed transmission by waveform equalization in both space and time.

【0105】次に、本発明第9の実施形態について説明
する。第9の実施形態では、識別タイミングのずれに対
応した最適な第二の重み付け手段の重みの組のうち、出
力信号の振幅変動誤差が最小となる組を第二の重み付け
手段の重みの値とする形態を採用する。
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. In the ninth embodiment, of the optimal weight set of the second weighting means corresponding to the discrepancy of the identification timing, the set in which the amplitude variation error of the output signal is the smallest is set as the weight value of the second weighting means. Adopt a form that does.

【0106】図18は本発明第9の実施形態の構成を示
す図である。ここでは、上記図1〜図17で説明した構
成要素と同一の構成要素については、同一符号を付して
その説明を省略する。図19は図18に示す第二の重み
制御回路114の構成を示しており、参照符号901は
第二の重み付け手段の重みの組を決定した時の第一のト
ランスバーサルフィルタ107の出力信号の振幅の所望
離散値からのずれを推定する伝送品質推定装置、902
は第一のA/D変換器1031〜103Nでサンプリン
グしたタイミングと最適な識別タイミングとのずれΔτ
に対応した、最適な第二の重み付け手段1090〜10
9Mの重みの組が保存された記憶装置である。
FIG. 18 is a diagram showing the configuration of the ninth embodiment of the present invention. Here, the same components as those described with reference to FIGS. 1 to 17 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIG. 19 shows the configuration of the second weight control circuit 114 shown in FIG. 18, and reference numeral 901 indicates the output signal of the first transversal filter 107 when the weight set of the second weighting means is determined. A transmission quality estimating device for estimating a deviation of the amplitude from a desired discrete value, 902
Is the difference Δτ between the timing sampled by the first A / D converters 1031 to 103N and the optimum identification timing.
Second weighting means 1090 to 1090 corresponding to
This is a storage device in which sets of 9M weights are stored.

【0107】伝送品質推定装置901では、第一のトラ
ンスバーサルフィルタ107の入力信号に対し、記憶装
置902に予め保存された、第一のA/D変換器103
1〜103Nでサンプリングしたタイミングと最適な識
別タイミングとのずれΔτに対応した最適な第二の重み
付け手段の重みの組について、各組を用いた場合の適応
アンテナ装置の出力信号の出力レベルの所望離散値から
のずれを表す以下の式 Q=E[|(y−d1 )(y−d2 )(y−d3 )・・・|] (式15 ) に基づいて推定し、ずれを示す値Qが最も小さくなった
組を第二の重み付け手段の重みとして決定する。上式に
おいて、dn (n=1,2,…,L)は所望の離散値を
表す。
In the transmission quality estimating device 901, the first A / D converter 103 stored in the storage device 902 in advance with respect to the input signal of the first transversal filter 107.
Regarding the optimal set of weights of the second weighting means corresponding to the difference Δτ between the timing sampled at 1 to 103N and the optimal identification timing, the desired output level of the output signal of the adaptive antenna apparatus when each set is used. The following equation Q = E [| (y-d1) (y-d2) (yd-3)... |] Representing the deviation from the discrete value is used to estimate the value Q indicating the deviation. Is determined as the weight of the second weighting means. In the above equation, dn (n = 1, 2,..., L) represents a desired discrete value.

【0108】本構成を用いることで、周波数誤差及び位
相のずれが第一のトランスバーサルフィルタ107への
入力信号に存在する場合でも、安定に最適な重みを決定
することが可能である。
By using this configuration, even if a frequency error and a phase shift exist in the input signal to the first transversal filter 107, it is possible to stably determine the optimum weight.

【0109】次に、本発明第10の実施形態について説
明する。第10の実施形態では、ビーム形成回路への入
力信号がRF信号またはIF信号で、ビーム形成回路の
出力信号を復調する際に用いる周波数変換器及び、第一
のトランスバーサルフィルタの特性を用い、各アンテナ
ごとに復調をした信号を用いてビーム形成回路を制御す
る形態を採用する。
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described. In the tenth embodiment, the input signal to the beam forming circuit is an RF signal or an IF signal, and the frequency converter used when demodulating the output signal of the beam forming circuit and the characteristics of the first transversal filter are used. A mode in which a beam forming circuit is controlled using a signal demodulated for each antenna is employed.

【0110】図21は、本発明第10の実施形態の構成
を示す図である。図22は図21に示す第一の重み制御
回路111の構成を示しており、参照符号10011〜
1001Nは第四の周波数変換器であり、その構成は上
記した図6に示すとおりである。参照符号10021〜
1002Nは第二のトランスバーサルフィルタであり、
その構成は図20に示すとおりである。また、参照符号
1003は基準信号発生装置、1004は重み制御回路
である。
FIG. 21 is a diagram showing the configuration of the tenth embodiment of the present invention. FIG. 22 shows the configuration of the first weight control circuit 111 shown in FIG.
Reference numeral 1001N denotes a fourth frequency converter, the configuration of which is as shown in FIG. Reference numerals 10021 to 10021
1002N is a second transversal filter,
The configuration is as shown in FIG. Reference numeral 1003 is a reference signal generator, and 1004 is a weight control circuit.

【0111】各アンテナ素子1011〜101Nで受信
した信号x1 〜xN はRF信号のまま或いはIF信号に
変換された後、第一の重み制御回路111に入力され
る。第一の重み制御回路111の内部では、各アンテナ
素子1011〜101Nからの入力信号x1 〜xN は、
第四の周波数変換器10011〜1001N、第二のト
ランスバーサルフィルタ10021〜1002Nによ
り、第一のトランスバーサルフィルタ107により決定
された第二の重み付け手段1090〜109Mの重みの
値を用いて、以下の式のように変換される。ここで、x
n′はトランスバーサルフィルタ演算部の出力信号を、
Mはタップの数、cm はタップ係数、Ts /aはタップ
間隔を表す。
The signals x1 to xN received by the antenna elements 1011 to 101N are input to the first weight control circuit 111 as RF signals or after being converted into IF signals. Inside the first weight control circuit 111, input signals x1 to xN from the antenna elements 1011 to 101N are
The fourth frequency converters 10011 to 1001N and the second transversal filters 10021 to 1002N use the weight values of the second weighting means 1090 to 109M determined by the first transversal filter 107 to obtain the following. It is converted like an expression. Where x
n ′ is the output signal of the transversal filter operation unit,
M is the number of taps, cm tap coefficients, T s / a represents a tap interval.

【0112】[0112]

【数11】 [Equation 11]

【0113】第一の重み付け手段1031〜103Nに
設定される重みの値をw1 〜wN とし、基準信号発生器
から入力される基準信号をdと表すと、誤差の2乗が最
小になるように指向性を形成する重みの値は(式1)で
与えられる。このように動作させることで、任意のタイ
ミングで取得したデータを用いた場合にも2乗誤差最小
のアルゴリズムを用いて適応アンテナ装置を動作させる
ことが可能となる。
When the weight values set in the first weighting means 1031 to 103N are w1 to wN, and the reference signal input from the reference signal generator is d, the square of the error is minimized. The value of the weight forming the directivity is given by (Equation 1). By operating in this way, it is possible to operate the adaptive antenna apparatus using the algorithm with the minimum square error even when data acquired at an arbitrary timing is used.

【0114】次に、本発明第11の実施形態について説
明する。第11の実施形態では、A/D変換前にベース
バンド信号に変換し、第一のトランスバーサルフィルタ
の特性を用い、各アンテナごとに復調をした信号を用い
てビーム形成回路を制御する形態を採用する。
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described. In the eleventh embodiment, a form in which the beamforming circuit is converted to a baseband signal before A / D conversion, and the characteristics of the first transversal filter are used, and a signal demodulated for each antenna is used. adopt.

【0115】図23は本発明第11の実施形態の構成を
示す図である。ここでは、上記図1〜図22で説明した
構成要素と同一の構成要素については、同一符号を付し
てその説明を省略する。
FIG. 23 is a diagram showing the configuration of the eleventh embodiment of the present invention. Here, the same components as those described with reference to FIGS. 1 to 22 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0116】各アンテナ素子1011〜101Nで受信
した信号x1 〜xN は、第二の周波数変換器2011〜
201NでIF信号に変換され、第三の周波数変換器7
011〜701Nにより、ベースバンド信号の同相成
分、直交成分に分離され、各々第一のA/D変換器50
11〜501N及び第一の重み制御回路111に入力さ
れる。なお、第三の周波数変換器7011〜701Nの
構成は図9に示すとおりである。
The signals x1 to xN received by the respective antenna elements 1011 to 101N are converted by the second frequency converter 2011 to xN.
The signal is converted into an IF signal at 201N,
011 to 701N, the baseband signal is separated into an in-phase component and a quadrature component.
11 to 501N and the first weight control circuit 111. The configuration of the third frequency converters 7011 to 701N is as shown in FIG.

【0117】第一の重み制御回路111の内部では、各
アンテナからの入力信号x1 〜xNは、第二の周波数変
換器2011〜201N、第二のトランスバーサルフィ
ルタ演算部により、第一のトランスバーサルフィルタ1
07により決定された第二の重み付け手段の重みの値を
用いて、(式16)のように変換される。第一の重み付
け手段に設定される重みの値をw1 〜wN とし、基準信
号発生器から入力される基準信号をdと表すと、誤差の
2乗が最小になるように指向性を形成する重みの値は
(式1)で与えられる。このように動作させることで、
任意のタイミングで取得したデータを用いた場合にも2
乗誤差最小のアルゴリズムを用いて適応アンテナ装置を
動作させることが可能となる。
In the first weight control circuit 111, input signals x1 to xN from each antenna are converted into first transversal signals by second frequency converters 2011 to 201N and a second transversal filter operation unit. Filter 1
Using the value of the weight of the second weighting means determined by 07, the conversion is performed as in (Equation 16). Assuming that the weight values set in the first weighting means are w1 to wN and the reference signal input from the reference signal generator is d, the weight for forming the directivity so that the square of the error is minimized. Is given by (Equation 1). By operating in this way,
2 when using data acquired at any timing
It is possible to operate the adaptive antenna device using the algorithm with the minimum squared error.

【0118】[0118]

【発明の効果】本発明によれば、本発明の適応アンテナ
装置ではディジタル信号に変換する際のサンプリングク
ロックを任意の周波数とし、タイミングの補償を実数の
重み付けによるトランスバーサルフィルタで行うように
したので、ハードウェア規模を縮小することができると
ともに、サンプリングクロックへのフィードバックを排
除して、伝送品質が著しく劣化した環境においても、安
定に適応アンテナ装置を動作させることができる。
According to the present invention, in the adaptive antenna apparatus of the present invention, the sampling clock for converting into a digital signal is set to an arbitrary frequency, and the timing is compensated by the transversal filter using real number weighting. In addition, the hardware scale can be reduced, and the feedback to the sampling clock is eliminated, so that the adaptive antenna apparatus can be stably operated even in an environment where the transmission quality is significantly deteriorated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明第1の実施形態の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す第一の重み付け手段1031〜10
3Nの構成を示す図である。
FIG. 2 shows first weighting means 1031 to 10 shown in FIG.
It is a figure which shows the structure of 3N.

【図3】図1に示す第一の重み制御回路111の構成を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a first weight control circuit 111 shown in FIG. 1;

【図4】図1に示す第二の重み付け手段1090〜10
9Mの構成を示す図である。
FIG. 4 shows second weighting means 1090 to 1090 shown in FIG.
It is a figure showing the composition of 9M.

【図5】本発明第2実施形態における第一の重み制御回
路111の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a first weight control circuit 111 according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図7に示す第二の周波数変換器2011〜20
1Nの構成を示す図である。
FIG. 6 shows second frequency converters 2011 to 20 shown in FIG.
It is a figure showing 1N composition.

【図7】本発明第3の実施形態の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明第4の実施形態の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.

【図9】図8に示す第三の周波数変換器401の構成を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a third frequency converter 401 shown in FIG.

【図10】図11に示す第一の重み付け手段1031〜
103Nの構成を示す図である。
FIG. 10 shows a first weighting unit 1031 shown in FIG.
It is a figure showing composition of 103N.

【図11】本発明第5の実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the present invention.

【図12】本発明第6の実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a sixth embodiment of the present invention.

【図13】本発明第7の実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a seventh embodiment of the present invention.

【図14】本発明第8の実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of an eighth embodiment of the present invention.

【図15】第8の実施形態で用いられる複素係数乗算回
路802の構成を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a complex coefficient multiplication circuit 802 used in the eighth embodiment.

【図16】第8の実施形態で用いられる実数係数乗算回
路803の構成を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a real number coefficient multiplication circuit 803 used in the eighth embodiment.

【図17】伝搬環境診断装置801における信号処理フ
ローを示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a signal processing flow in the propagation environment diagnostic device 801.

【図18】本発明第9の実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a ninth embodiment of the present invention.

【図19】図18に示す第二の重み制御回路114の構
成を示す図である。
19 is a diagram showing a configuration of a second weight control circuit 114 shown in FIG.

【図20】図22に示す第二のトランスバーサルフィル
タ10021〜1002Nの構成を示す図である。
20 is a diagram showing a configuration of second transversal filters 10021 to 1002N shown in FIG.

【図21】本発明第10の実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a tenth embodiment of the present invention.

【図22】図21に示す第一の重み制御回路111の構
成を示す図である。
FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration of a first weight control circuit 111 illustrated in FIG. 21;

【図23】本発明第11の実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 23 is a diagram showing a configuration of an eleventh embodiment of the present invention.

【図24】伝送速度と出力SINRの特性を比較した結
果を示す図である。
FIG. 24 is a diagram illustrating a result of comparing characteristics of a transmission rate and an output SINR.

【図25】従来の適応アンテナ装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a conventional adaptive antenna device.

【図26】従来のトランスバーサルフィルタを用いた適
応アンテナ装置の構成を示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a conventional adaptive antenna device using a transversal filter.

【図27】図26に示す第一の重み付け手段14031
〜1403N及び第二の重み付け手段14070〜14
07Mの構成を示す図である。
FIG. 27 shows a first weighting means 14031 shown in FIG.
1403N and second weighting means 14070-14
It is a figure which shows the structure of 07M.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1011〜101N アンテナ素子 102 アナログビーム形成回路 1031〜103N 第一の重み付け手段 104 第一の合成器 105 第一のA/D変換器 106 第一の周波数変換器 107 第一のトランスバーサルフィルタ 1081〜108M 遅延素子 1090〜109M 第二の重み付け手段 110 第二の合成器 111 第一の重み制御回路 1121〜112N 第二のA/D変換器 113 第一のディジタル信号処理装置 114 第二の重み制御回路 115 第一のサンプリングクロック発生器 116 第二のサンプリングクロック発生器 117 周波数変換器自動制御装置 1181〜1182 実数乗算器 119 可変増幅器 120 可変移相器 2011〜201N 第二の周波数変換器 202 発振器 203 ミキサ 204 低域通過 401 第三の周波数変換器 4021〜4022 ミキサ 403 π/2位相器 4041〜4042 低域通過フィルタ 5011〜501N 第一のA/D変換器 502 サンプリングクロック発生器 503 ディジタルビーム形成回路 5041〜504N 乗算器 505 実数減算器 506 実数加算器 7011〜701N 第三の周波数変換器 702 発振器 801 伝搬環境診断装置 802 複素係数乗算回路 803 実数係数乗算回路 901 伝送品質推定装置 902 記憶装置 10011〜1001N 第四の周波数変換器 10021〜1002N 第二のトランスバーサルフ
ィルタ 1003 基準信号発生装置 1004 重み制御回路 13011〜1301N アンテナ素子 13021〜1302N 重み付け手段 1303 重み制御装置 1304 基準信号発生装置 1305 合成器 14011〜1401N アンテナ素子 1402 ビーム形成回路 14031〜1403N 第一の重み付け手段 1404 第一の合成器 1405 トランスバーサルフィルタ 14061〜1406M 遅延素子 14070〜1407M 第二の重み付け手段 1408 第二の合成器 14091〜14094 実数乗算器 1410 実数減算器 1411 実数加算器 1412 自動周波数変換器制御装置 1413 タイミング再生回路 14141〜1414N A/D変換器
1011 to 101N Antenna element 102 Analog beam forming circuit 1031 to 103N First weighting means 104 First combiner 105 First A / D converter 106 First frequency converter 107 First transversal filter 1081 to 108M Delay element 1900-109M second weighting means 110 second combiner 111 first weight control circuit 1121-112N second A / D converter 113 first digital signal processing device 114 second weight control circuit 115 First sampling clock generator 116 Second sampling clock generator 117 Automatic frequency converter controller 1181-1182 Real multiplier 119 Variable amplifier 120 Variable phase shifter 2011-201N Second frequency converter 202 Oscillator 203 Mixer 204 Low pass 01 Third frequency converter 4021 to 4022 Mixer 403 π / 2 phase shifter 4041 to 4042 Low-pass filter 5011 to 501N First A / D converter 502 Sampling clock generator 503 Digital beam forming circuit 5041 to 504N Multiplier 505 Real number subtractor 506 Real number adder 7011-701N Third frequency converter 702 Oscillator 801 Propagation environment diagnostic device 802 Complex coefficient multiplication circuit 803 Real number coefficient multiplication circuit 901 Transmission quality estimation device 902 Storage device 10011-1001N Fourth frequency conversion Devices 10021 to 1002N second transversal filter 1003 reference signal generator 1004 weight control circuit 13011 to 1301N antenna element 13021 to 1302N weighting means 1303 weight control device 1304 Reference signal generator 1305 Combiner 14011 to 1401N Antenna element 1402 Beam forming circuit 14031 to 1403N First weighting means 1404 First combiner 1405 Transversal filter 14061 to 1406M Delay element 14070 to 1407M Second weighting means 1408 Second Synthesizer 14091 to 14094 real number multiplier 1410 real number subtractor 1411 real number adder 1412 automatic frequency converter controller 1413 timing recovery circuit 14141 to 1414N A / D converter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西森 健太郎 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 堀 俊和 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5J021 AA05 AA06 CA06 DB01 EA04 FA17 FA20 FA24 FA25 FA26 FA29 FA32 GA01 GA08 HA05 HA10 JA07 5J022 AA01 BA06 CA10 5K059 CC03 DD33 DD37 DD39 EE02 5K062 AA01 AB10 AC01 BE02 BE06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kentaro Nishimori 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Within Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Toshikazu Hori 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 1 Nippon Telegraph and Telephone Corporation F term (reference) 5J021 AA05 AA06 CA06 DB01 EA04 FA17 FA20 FA24 FA25 FA26 FA29 FA32 GA01 GA08 HA05 HA10 JA07 5J022 AA01 BA06 CA10 5K059 CC03 DD33 DD37 DD39 EE02 5K062 AA01 AB10 AC01 BE02

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のアンテナ素子と、 該複数のアンテナ素子の各々に接続され、該各アンテナ
素子からの入力信号を第一の重み付け手段により重み付
けして合成するアナログビーム形成回路と、 該アナログビーム形成回路の出力信号を入力信号とし、
ディジタル信号に変換して出力する第一のA/D変換器
と、 該第一のA/D変換器によってディジタル信号に変換さ
れた入力信号をベースバンド信号に変換する第一の周波
数変換器と、 該第一の周波数変換器の出力に分数シンボル長の遅延時
間を持つ複数の遅延素子が直列に接続され、各遅延素子
の出力を第二の重み付け手段により重み付けし、合成す
る分数シンボル長間隔の第一のトランスバーサルフィル
タと、 上記各アンテナ素子での受信信号のみ、あるいは上記各
アンテナ素子での受信信号と上記第一のトランスバーサ
ルフィルタの出力信号の両方を入力信号とし、上記各ア
ンテナ素子からの入力信号を第二のA/D変換器により
A/D変換した後、第一のディジタル信号処理装置によ
り、上記第一の重み付け手段で用いる重みの値を演算す
る第一の重み制御回路と、 上記第一の周波数変換器の出力信号を入力信号とし、上
記第二の重み付け手段で用いる重みの値を演算する第二
の重み制御回路と、 上記第一のトランスバーサルフィルタの出力信号を入力
信号とし、上記第一の周波数変換器における周波数変換
誤差を減少させるように、上記第一の周波数変換器を制
御する周波数変換器自動制御装置と、 上記第一のA/D変換器での第一のサンプリングクロッ
クを発生させる第一のサンプリングクロック発生器と、 上記第二のA/D変換器での第二のサンプリングクロッ
クを発生させる第二のサンプリングクロック発生器と、
を具備し、 上記第一のサンプリングクロック発生器は、伝送レート
の2倍以上の周波数で、伝送レートとは同期せず、上記
第一のトランスバーサルフィルタの遅延素子の遅延時間
とほぼ同一の間隔でサンプリングするように発振し、上
記第二のサンプリングクロックは上記第一のサンプリン
グクロックとは同期しないことを特徴とする適応アンテ
ナ装置。
A plurality of antenna elements, an analog beam forming circuit connected to each of the plurality of antenna elements, and weighting and combining an input signal from each of the antenna elements by first weighting means; The output signal of the beam forming circuit is used as an input signal,
A first A / D converter that converts and outputs a digital signal, a first frequency converter that converts an input signal converted into a digital signal by the first A / D converter into a baseband signal, A plurality of delay elements having a fractional symbol length delay time are connected in series to the output of the first frequency converter, and the output of each delay element is weighted by the second weighting means, and the fractional symbol length interval to be combined is provided. The first transversal filter, and only the received signal at each antenna element, or both the received signal at each antenna element and the output signal of the first transversal filter as input signals, A / D-converts the input signal from the second digital-to-analog converter by a second A / D converter, and then the first digital signal processing device uses the value of the weight used in the first weighting means. A first weight control circuit that performs an operation, a second weight control circuit that receives an output signal of the first frequency converter as an input signal, and calculates a value of a weight used in the second weighting unit; An output signal of the transversal filter as an input signal, and a frequency converter automatic control device for controlling the first frequency converter so as to reduce a frequency conversion error in the first frequency converter; A first sampling clock generator for generating a first sampling clock in the A / D converter, and a second sampling clock generating for generating a second sampling clock in the second A / D converter Vessels,
The first sampling clock generator has a frequency that is at least twice the transmission rate, is not synchronized with the transmission rate, and has an interval substantially equal to the delay time of the delay element of the first transversal filter. Wherein the second sampling clock is not synchronized with the first sampling clock.
【請求項2】 前記第一の重み制御装置の内部には第二
の周波数変換器が設けられ、この第二の周波数変換器に
より前記各アンテナ素子からの入力信号を中間周波信号
に変換することを特徴とする請求項1記載の適応アンテ
ナ装置。
2. A second frequency converter is provided inside the first weight control device, and the second frequency converter converts an input signal from each of the antenna elements into an intermediate frequency signal. The adaptive antenna device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記各アンテナ素子に接続されて、前記
各アンテナ素子からの入力信号を中間周波信号に変換す
る第二の周波数変換器を具備し、該第二の周波数変換器
によって変換された後の中間周波信号が前記第一の重み
制御装置に入力されることを特徴とする請求項1記載の
適応アンテナ装置。
3. A second frequency converter connected to each of the antenna elements and converting an input signal from each of the antenna elements into an intermediate frequency signal, wherein the second frequency converter is converted by the second frequency converter. 2. The adaptive antenna device according to claim 1, wherein a subsequent intermediate frequency signal is input to said first weight control device.
【請求項4】 複数のアンテナ素子と、 該複数のアンテナ素子の各々に接続され、該各アンテナ
素子からの入力信号を第一の重み付け手段により重み付
けして合成するアナログビーム形成回路と、 該アナログビーム形成回路の出力信号を入力信号として
ベースバンド信号に周波数変換する第一の周波数変換器
と、 該第一の周波数変換器からのベースバンド信号をディジ
タル信号に変換して出力する第一のA/D変換器と、 該第一のA/D変換器の出力に分数シンボル長の遅延時
間を持つ複数の遅延素子が直列に接続され、各遅延素子
の出力を第二の重み付け手段により重み付けし、合成す
る分数シンボル長間隔の第一のトランスバーサルフィル
タと、 上記各アンテナ素子での受信信号のみ、あるいは上記各
アンテナ素子での受信信号と上記第一のトランスバーサ
ルフィルタの出力信号の両方を入力信号とし、上記各ア
ンテナ素子からの入力信号を第二のA/D変換器により
A/D変換した後、第一のディジタル信号処理装置によ
り、上記第一の重み付け手段で用いる重みの値を演算す
る第一の重み制御回路と、 上記第一の周波数変換器の出力信号を入力信号とし、上
記第二の重み付け手段で用いる重みの値を演算する第二
の重み制御回路と、 上記第一のトランスバーサルフィルタの出力信号を入力
信号とし、上記第一の周波数変換器における周波数変換
誤差を減少させるように、上記第一の周波数変換器を制
御する周波数変換器自動制御装置と、 上記第一のA/D変換器での第一のサンプリングクロッ
クを発生させる第一のサンプリングクロック発生器と、 上記第二のA/D変換器での第二のサンプリングクロッ
クを発生させる第二のサンプリングクロック発生器と、
を具備し、 上記第一のサンプリングクロック発生器は、伝送レート
の2倍以上の周波数で、伝送レートとは同期せず、上記
第一のトランスバーサルフィルタの遅延素子の遅延時間
とほぼ同一の間隔でサンプリングするように発振し、上
記第二のサンプリングクロックは上記第一のサンプリン
グクロックとは同期しないことを特徴とする適応アンテ
ナ装置。
A plurality of antenna elements; an analog beam forming circuit connected to each of the plurality of antenna elements, for weighting an input signal from each of the antenna elements by first weighting means and combining the signals; A first frequency converter for converting the output signal of the beam forming circuit into a baseband signal as an input signal, and a first A for converting the baseband signal from the first frequency converter to a digital signal and outputting the digital signal / D converter, and a plurality of delay elements having a delay time of a fractional symbol length are connected in series to the output of the first A / D converter, and the output of each delay element is weighted by the second weighting means. A first transversal filter with a fractional symbol length interval to be combined, and only the received signal at each antenna element, or the received signal at each antenna element After both the output signals of one transversal filter are input signals, and the input signals from the respective antenna elements are A / D-converted by the second A / D converter, the first digital signal processing device performs the above-described processing. A first weight control circuit for calculating a value of a weight used in the first weighting means, and an output signal of the first frequency converter as an input signal, and calculating a value of a weight used in the second weighting means. A second weight control circuit, an output signal of the first transversal filter being an input signal, and controlling the first frequency converter so as to reduce a frequency conversion error in the first frequency converter. A frequency converter automatic control device, a first sampling clock generator for generating a first sampling clock in the first A / D converter, and a second A / D converter. A second sampling clock generator for generating a second sampling clock in vessels,
The first sampling clock generator has a frequency that is at least twice the transmission rate, is not synchronized with the transmission rate, and has an interval substantially equal to the delay time of the delay element of the first transversal filter. Wherein the second sampling clock is not synchronized with the first sampling clock.
【請求項5】 複数のアンテナ素子と、 該複数のアンテナ素子の各々に接続され、該各アンテナ
素子からの入力信号をディジタル信号に変換する第一の
A/D変換器と、 該第一のA/D変換器によってディジタル信号に変換さ
れた信号を第一の重み付け手段により重み付けして合成
するディジタルビーム形成回路と、 該ディジタルビーム形成回路の出力信号を入力信号と
し、該入力信号をベースバンド信号に変換する第一の周
波数変換器と、 該第一の周波数変換器の出力に分数シンボル長の遅延時
間を持つ複数の遅延素子が直列に接続され、各遅延素子
の出力を第二の重み付け手段により重み付けし、合成す
る分数シンボル長間隔の第一のトランスバーサルフィル
タと、 上記各第一のA/D変換器でA/D変換されたディジタ
ル信号のみ、あるいは上記各第一のA/D変換器でA/
D変換されたディジタル信号と上記第一のトランスバー
サルフィルタの出力信号の両方、を入力信号として、第
一のディジタル信号処理装置により、上記第一の重み付
け手段で用いる重みの値を演算する第一の重み制御回路
と、 上記第一の周波数変換器の出力信号を入力信号とし、第
一のディジタル信号処理装置により、上記第二の重み付
け手段で用いる重みの値を演算する第二の重み制御回路
と、 上記第一のトランスバーサルフィルタの出力信号を入力
信号とし、上記第一の周波数変換器における周波数変換
誤差を減少させるように制御する周波数変換器自動制御
装置と、 上記第一のA/D変換器での第一のサンプリングクロッ
クを発生させる第一のサンプリングクロック発生器と、
を具備し、 上記第一のサンプリングクロックは、伝送レートの2倍
以上の周波数で、伝送レートとは同期せず、前記第一の
トランスバーサルフィルタの遅延素子の遅延時間とほぼ
同一の間隔でサンプリングするように発振することを特
徴とする適応アンテナ装置。
5. A plurality of antenna elements, a first A / D converter connected to each of the plurality of antenna elements, for converting an input signal from each of the antenna elements into a digital signal, A digital beam forming circuit for weighting and synthesizing a signal converted to a digital signal by the A / D converter by first weighting means; an output signal of the digital beam forming circuit as an input signal; A first frequency converter for converting the signal into a signal; a plurality of delay elements having a fractional symbol length delay time connected in series to an output of the first frequency converter; A first transversal filter with a fractional symbol length interval to be weighted and synthesized by means, and only the digital signal A / D converted by each of the first A / D converters, Rui A in the above first A / D converter /
A first digital signal processing device calculates a weight value used in the first weighting means by using both the D-converted digital signal and the output signal of the first transversal filter as input signals. And a second weight control circuit that uses the output signal of the first frequency converter as an input signal and calculates a weight value used by the second weighting means by a first digital signal processing device. A frequency converter automatic control device for controlling an output signal of the first transversal filter as an input signal to reduce a frequency conversion error in the first frequency converter; A first sampling clock generator for generating a first sampling clock in the converter;
The first sampling clock has a frequency of twice or more the transmission rate, is not synchronized with the transmission rate, and is sampled at substantially the same interval as the delay time of the delay element of the first transversal filter. An adaptive antenna device that oscillates in such a manner as to perform the following.
【請求項6】 前記各アンテナ素子に接続され、入力さ
れた信号を中間周波信号に変換する第二の周波数変換器
を具備し、該第二の周波数変換器によって変換された後
の中間周波信号が前記第一のA/D変換器に入力される
ことを特徴とする請求項5記載の適応アンテナ装置。
6. An intermediate frequency signal which is connected to each of said antenna elements and converts an input signal into an intermediate frequency signal, wherein said intermediate frequency signal is converted by said second frequency converter. The adaptive antenna apparatus according to claim 5, wherein? Is input to the first A / D converter.
【請求項7】 複数のアンテナ素子と、 該複数のアンテナ素子の各々に接続され、該アンテナ素
子からの入力信号をベースバンド信号に周波数変換する
第一の周波数変換器と、 該第一の周波数変換器からのベースバンド信号をディジ
タル信号に変換する第一のA/D変換器と、 該第一のA/D変換器によってディジタル信号に変換さ
れた信号を第一の重み付け手段により重み付けして合成
するディジタルビーム形成回路と、 該ディジタルビーム形成回路の出力に分数シンボル長の
遅延時間を持つ複数の遅延素子が直列に接続され、各遅
延素子の出力を第二の重み付け手段により重み付けし、
合成する分数シンボル長間隔の第一のトランスバーサル
フィルタと、 上記各第一のA/D変換器でA/D変換されたディジタ
ル信号のみ、あるいは上記各第一のA/D変換器でA/
D変換されたディジタル信号と上記第一のトランスバー
サルフィルタの出力信号の両方、を入力信号として、第
一のディジタル信号処理装置により、上記第一の重み付
け手段で用いる重みの値を演算する第一の重み制御回路
と、 上記ディジタルビーム形成回路の出力信号を入力信号と
し、第一のディジタル信号処理装置により、上記第二の
重み付け手段で用いる重みの値を演算する第二の重み制
御回路と、 上記第一のトランスバーサルフィルタの出力信号を入力
信号とし、上記第一の周波数変換器における周波数変換
誤差を減少させるように制御する周波数変換器自動制御
装置と、 上記第一のA/D変換器での第一のサンプリングクロッ
クを発生させる第一のサンプリングクロック発生器と、
を具備し、 上記第一のサンプリングクロックは、伝送レートの2倍
以上の周波数で、伝送レートとは同期せず、前記第一の
トランスバーサルフィルタの遅延素子の遅延時間とほぼ
同一の間隔でサンプリングするように発振することを特
徴とする適応アンテナ装置。
7. A plurality of antenna elements, a first frequency converter connected to each of the plurality of antenna elements, and frequency-converting an input signal from the antenna elements into a baseband signal, A first A / D converter for converting a baseband signal from the converter to a digital signal, and a signal weighted by the first A / D converter to a digital signal by first weighting means. A digital beam forming circuit to be combined, a plurality of delay elements having a fractional symbol length delay time connected in series to the output of the digital beam forming circuit, and the output of each delay element is weighted by second weighting means;
A first transversal filter having a fractional symbol length interval to be combined, a digital signal converted by the first A / D converter only, or an A / D converted by the first A / D converter.
A first digital signal processing device calculates a weight value used in the first weighting means by using both the D-converted digital signal and the output signal of the first transversal filter as input signals. A second weight control circuit for calculating the value of the weight used in the second weighting means by using a first digital signal processing device with an output signal of the digital beam forming circuit as an input signal; A frequency converter automatic control device for controlling an output signal of the first transversal filter as an input signal so as to reduce a frequency conversion error in the first frequency converter; and a first A / D converter. A first sampling clock generator for generating a first sampling clock at
The first sampling clock has a frequency of twice or more the transmission rate, is not synchronized with the transmission rate, and is sampled at substantially the same interval as the delay time of the delay element of the first transversal filter. An adaptive antenna device that oscillates in such a manner as to perform the following.
【請求項8】 前記第二の重み制御回路の内部に周波数
選択性フェージングの環境であるかを判定する伝搬環境
診断装置を具備し、前記第一のトランスバーサルフィル
タ部での前記第二の重み付け手段による重み付けを周波
数選択性フェージング時は上記第二の重み付け手段の重
みを実数とし、周波数選択フェージング時ではないとき
は上記第二の重み付け手段の重みを複素数に切り替える
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の
適応アンテナ装置。
8. A propagation environment diagnosis device for judging whether the environment is a frequency selective fading environment inside the second weight control circuit, wherein the second weighting is performed by the first transversal filter unit. The weighting of the second weighting means is set to a real number when frequency selective fading is performed by the means, and the weight of the second weighting means is switched to a complex number when not frequency selective fading. 8. The adaptive antenna device according to any one of items 7 to 7.
【請求項9】 符号の判定を行う識別タイミングにおけ
る振幅が離散値となる変調方式を用い、前記第二の重み
制御装置は、 前記第一のA/D変換器で入力信号がサンプルされるタ
イミングと復号を行うための最適なタイミングとのずれ
に対応した、最適な第二の重み付け手段の重みの組が保
存された記憶装置と、 この記憶装置に保存された各第二の重み付け手段の重み
について、前記第一のトランスバーサルフィルタの出力
での振幅の該離散値からのずれを推定する伝送品質推定
装置とを具備し、 上記記憶装置に保存された第二の重み付け手段の重みの
組のうち、上記伝送品質推定装置によって推定された出
力信号の振幅の該離散値からのずれが最小となった組
を、前記第二の重み付け手段の重みの値とすることを特
徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の適応アン
テナ装置。
9. A modulation method in which an amplitude at a discrimination timing for judging a code is a discrete value, wherein the second weight control device comprises a timing at which an input signal is sampled by the first A / D converter. And a storage device storing an optimal set of weights of the second weighting means corresponding to the difference between the optimum timing for performing decoding and the optimum timing for decoding, and a weight of each second weighting means stored in the storage device. A transmission quality estimating device for estimating the deviation of the amplitude at the output of the first transversal filter from the discrete value, wherein a set of weights of the second weighting means stored in the storage device is provided. 2. The method according to claim 1, wherein a set in which the deviation of the amplitude of the output signal estimated by the transmission quality estimating device from the discrete value is minimized is set as the weight value of the second weighting means. ~ 8 The adaptive antenna device according to any one of the above.
【請求項10】 前記第一のディジタル信号処理装置
は、 基準信号dを発生する基準信号発生部と、 前記各アンテナ素子からの入力信号を前記第一の周波数
変換器と同じ特性で周波数変換するための第四の周波数
変換器と、 該第四の周波数変換器の出力信号を前記第一のトランス
バーサルフィルタと同じ特性で変換するための第二のト
ランスバーサルフィルタを具備し、 上記第四の周波数変換器と上記第二のトランスバーサル
フィルタによって変換された信号x′i(i=1,…,
N N:素子数)に対し、前記第一の重み付け手段の重
みの値wopti(i=1,…,N)を以下の式により決定
することを特徴とする請求項1、2、5、6、8、9の
いずれか1つに記載の適応アンテナ装置。 【数1】
10. The first digital signal processing device, wherein: a reference signal generating section for generating a reference signal d; and frequency conversion of an input signal from each of the antenna elements with the same characteristics as the first frequency converter. And a second transversal filter for converting an output signal of the fourth frequency converter with the same characteristics as the first transversal filter. The signal x′i (i = 1,...,...) Converted by the frequency converter and the second transversal filter.
The value of the first weighting means w opt i (i = 1,..., N) is determined by the following equation with respect to (NN: number of elements). , 6, 8, and 9. (Equation 1)
【請求項11】 前記第一のディジタル信号処理装置
は、 基準信号dを発生する基準信号発生部と、 前記各アンテナ素子からの入力信号を前記第三の周波数
変換器と同じ特性で周波数変換するための第四の周波数
変換器と、 該第四の周波数変換器の出力信号を前記第一のトランス
バーサルフィルタと同じ特性で変換するための第二のト
ランスバーサルフィルタを具備し、 上記第四の周波数変換部と上記第二のトランスバーサル
フィルタによって変換された信号x′i(i=1,…,
N N:素子数)に対し、第一の重み付け手段の重みの
値wopti(i=1,…,N)を以下の式により決定する
ことを特徴とする請求項3、4、7、9のいずれか1つ
に記載の適応アンテナ装置。 【数2】
11. The first digital signal processing device, wherein: a reference signal generating unit for generating a reference signal d; and frequency conversion of an input signal from each of the antenna elements with the same characteristics as the third frequency converter. And a second transversal filter for converting an output signal of the fourth frequency converter with the same characteristics as the first transversal filter. A signal x'i (i = 1,...,...) Converted by the frequency converter and the second transversal filter.
NN: The number of elements w opt i (i = 1,..., N) of the first weighting means is determined by the following equation with respect to (N: number of elements). 10. The adaptive antenna device according to any one of 9. (Equation 2)
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WO2007097427A1 (en) * 2006-02-27 2007-08-30 Kyocera Corporation Array antenna device and signal processing method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007124325A (en) * 2005-10-28 2007-05-17 Kyocera Corp Radio communication apparatus and signal processing method thereof
JP4633600B2 (en) * 2005-10-28 2011-02-16 京セラ株式会社 Wireless communication apparatus and signal processing method thereof
WO2007097427A1 (en) * 2006-02-27 2007-08-30 Kyocera Corporation Array antenna device and signal processing method
US7889128B2 (en) 2006-02-27 2011-02-15 Kyocera Corporation Array antenna apparatus and signal processing method

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