JP2002111577A - 無線受信システム - Google Patents

無線受信システム

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JP2002111577A
JP2002111577A JP2000302217A JP2000302217A JP2002111577A JP 2002111577 A JP2002111577 A JP 2002111577A JP 2000302217 A JP2000302217 A JP 2000302217A JP 2000302217 A JP2000302217 A JP 2000302217A JP 2002111577 A JP2002111577 A JP 2002111577A
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Yoshiharu Doi
義晴 土居
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 干渉キャンセラを用いて不要なユーザの信号
をキャンセルすることにより通信品質を向上できるよう
な無線受信システムを少ないハード構成で提供する。 【解決手段】 受信信号から優先ユーザ選択器１０でエ
ラーフリーになりやすいと思われるユーザを選択し、選
択されたユーザに対応する信号を干渉除去部で信号処理
し、次ステージに進む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は無線受信システム
に関し、特に、ＰＤＭＡ（Path Division MultipleAcce
ss）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）な
どの通信方式による無線受信システムであって、受信信
号から、他のユーザによる干渉信号成分を除去すること
ができる無線受信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、急速に発達しつつある携帯型電話
機のような移動通信システムにおいて、周波数の有効利
用を図るべく種々の伝送チャネル割当方法が提案されて
おり、その一部のものは実用化されている。
【０００３】図１２は、ＦＤＭＡ（Frequency Division
Multiple Access）、ＴＤＭＡ（Time Division Multip
le Access）及びＰＤＭＡの各種通信システムにおける
チャネルの配置図である。まず、図１２を参照して、Ｆ
ＤＭＡ、ＴＤＭＡ及びＰＤＭＡについて簡単に説明す
る。
【０００４】図１２（ａ）はＦＤＭＡのチャネル配置を
示す図であって、異なる周波数ｆ１〜ｆ４の電波でユー
ザ１〜４のアナログ信号が周波数分割されて伝送され、
各ユーザ１〜４の信号は周波数フィルタによって分離さ
れる。
【０００５】図１２（ｂ）はＴＤＭＡのチャネル配置を
示す図であって、各ユーザのデジタル化された信号は、
異なる周波数ｆ１〜ｆ４の電波でかつ一定の時間（タイ
ムスロット）ごとに時分割されて伝送され、各ユーザ１
〜８の信号は、周波数フィルタと、基地局及び各ユーザ
移動端末装置間の時間同期とにより分離される。
【０００６】一方、最近では、携帯型電話機の普及によ
り電波の周波数利用効率を高めるために、ＰＤＭＡ方式
が提案されている。このＰＤＭＡ方式は、図１２（ｃ）
に示すように、同じ周波数における１つのタイムスロッ
トを空間的に分割して複数のユーザのデータを伝送する
ものである。このＰＤＭＡでは各ユーザの信号は、周波
数フィルタと、基地局及び各ユーザ移動端末装置間の時
間同期と、アダプティブアレイなどの信号抽出装置とを
用いて分離される。
【０００７】図１３は従来のＰＤＭＡ用基地局の受信シ
ステムを示す図である。この例では、ユーザ１と２とを
識別するために、４本のアンテナ３〜６が設けられてい
て、それぞれのアンテナの出力は周波数変換回路７に与
えられて、それぞれ対応する局部発振信号Ｌｏによって
周波数変換され、Ａ／Ｄ変換器８によってデジタル信号
に変換されてデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１０Ｄ
に与えられる。
【０００８】ＤＳＰ１０Ｄには、アダプティブアレイ１
１，１２と、受信信号ベクトル計算機１３と、メモリ１
４と、相関値計算機１５と、チャネル割当装置１６とが
内蔵されている。アダプティブアレイ１１，１２は、Ａ
／Ｄ変換器８から出力される受信信号から特定のユーザ
信号のみを抽出する。各アダプティブアレイはたとえ
ば、タイムスロットに含まれるプリアンブルを用いる方
法、変調信号の包絡線が一定となる性質を用いる方法な
どのウェイトベクトル計算方法に依拠して、後述するチ
ャネル割当装置１６で指定されたユーザ信号を抽出す
る。
【０００９】受信信号ベクトル計算機１３はＡ／Ｄ変換
器８からの受信信号とアダプティブアレイ１１，１２の
出力信号とを入力し、すべてのユーザに対応した受信信
号ベクトルを計算してメモリ１４に記憶させる。チャネ
ル割当装置１６はメモリ１４と相関値計算機１５とに対
して二人のユーザを指定する。相関値計算機１５はメモ
リ１４に記憶した受信信号ベクトルのうち、指定された
二人のユーザの受信信号ベクトルの相互相関値を計算す
る。チャネル割当装置１６は二人のユーザの受信信号ベ
クトルの算出された相互相関値を受取る。そして、その
相互相関値がある一定値以下であれば、その二人のユー
ザを同一時刻のタイムスロットにパス多重接続させる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図１３に示したアダプ
ティブアレイ１１，１２はそれぞれ対応のユーザ１及び
２の信号を抽出するが、ユーザ１及び２に加えてたとえ
ばユーザ３がユーザ１と同じ方向から信号を送信してき
た場合、アダプティブアレイ１１からユーザ１及びユー
ザ３の信号が混ざり合って出力されることになる。しか
しながら、従来のアダプティブアレイ１１ではユーザ１
及び３の信号を分離できず、ユーザ１の信号のみを抽出
することができなかった。
【００１１】それゆえに、この発明の主たる目的は、干
渉キャンセラを用いて不要なユーザの信号をキャンセル
することにより通信品質を向上できるような無線受信シ
ステムを少ないハード構成で提供することである。
【００１２】更に、この発明は、干渉キャンセラ等をＤ
ＳＰで構成した場合に、１つのハード構成で自己ループ
により処理を行う、このような処理においても効率的の
処理を行い、信号処理時間を短縮することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、複数のアンテナを用いて複数のユーザからの信
号を受信することができる無線受信システムであって、
前記複数のアンテナで受信された信号に所定の信号処理
を施す信号処理手段と、前記複数のアンテナで受信され
た信号に基づいて、優先的に処理するユーザを選択する
選択手段と、前記信号処理手段から出力される信号に基
づいて、前記選択されたユーザに対応する信号成分を抽
出する第１の信号抽出手段と、前記信号処理手段から出
力される信号に対する前記第１の信号抽出手段で抽出さ
れた信号成分の関係に関するパラメータ情報を推定する
第１の推定手段と、前記信号処理手段から出力される信
号を、前記選択されたユーザに対応する前記パラメータ
情報を考慮した信号で減算する第１の演算手段と、を備
える。
【００１４】請求項２に記載の発明によれば、前記各手
段は、アンテナの数より少ない数で構成される。
【００１５】請求項３に記載の発明によれば、前記選択
手段は第１の推定手段で算出したパラメータ情報に基づ
いてユーザを選択することを特徴とする。
【００１６】請求項４に記載の発明によれば、上記の請
求項１乃至３のいずれかに記載の無線受信システムにお
いて、前記第１の信号抽出手段で抽出された複数のユー
ザに対応する信号成分がそれぞれ復調エラーを含むか否
かを判定する複数の第１のエラー判定手段と、を更に備
え、前記信号処理手段から出力される信号から前記第１
のエラー判定手段により復調エラーを含まないと判定さ
れた前記抽出された信号成分を、対応する前記パラメー
タ情報を考慮して減算する第１の演算手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【００１７】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
から４のいずれかに記載の無線受信システムにおいて、
複数のユーザからの信号はＰＤＭＡ通信方式によって伝
送された信号である。
【００１８】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
から４のいずれかに記載の無線受信システムにおいて、
複数のユーザからの信号はＣＤＭＡ通信方式によって伝
送された信号である。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の前提となるマ
ルチステージの干渉キャンセラとして提案されたＰＤＭ
Ａ用基地局の受信システムを示すブロック図である。こ
の発明の前提となる提案された受信システムは、同じ時
刻に送信されたｍ（ｍは２以上の整数）人のユーザ１，
…，ｋ，…，ｍからの信号Ｓ1（ｔ），…，Ｓk（ｔ），
…，Ｓ m（ｔ）を互いに分離して並列に取出すものであ
る。
【００２０】図１において、図１３の従来例と同様に、
ＰＤＭＡ用基地局の受信システムには、４本のアンテナ
３〜６と、周波数変換回路７と、Ａ／Ｄ変換器８とが設
けられている。Ａ／Ｄ変換器８から出力された入力信号
ベクトルＸ1（ｔ）は、第１段目の演算装置１０１と、
第１段目のアダプティブアレイＡＡ11，…，ＡＡk1，
…，ＡＡm1と、第１段目のパラメータ推定器ＰＥ11，
…，ＰＥk1，…，ＰＥm1とに与えられる。アダプティブ
アレイの詳細については後で説明する。
【００２１】アダプティブアレイＡＡ11，…，ＡＡk1，
…，ＡＡm1からは、対応するユーザの信号成分を最も強
く含む（その他にも他のユーザからの干渉信号成分をも
含む）複素信号であるユーザ信号Ｙ11（ｔ），…，Ｙk1
（ｔ），…，Ｙm1（ｔ）がそれぞれ出力され、第１段目
の演算装置１０１に与えられるとともに、それぞれ対応
する検波器ＤＥ11，…，ＤＥk1，…，ＤＥm1で検波され
る。
【００２２】パラメータ推定器ＰＥ11，…，ＰＥk1，
…，ＰＥm1は、それぞれ、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）
と、検波器ＤＥ11，…，ＤＥk1，…，ＤＥm1の対応する
検波出力とに基づいて、対応するユーザの受信応答ベク
トルＨ11，…，Ｈk1，…，Ｈm1を推定し、第１段目の演
算装置１０１に与える。より具体的に、各パラメータ推
定器は、対応するユーザの信号成分が入力信号ベクトル
にどの程度含まれているか、対応するユーザの信号成分
が入力信号ベクトルに対してどの程度位相回転している
か、などを推定する。
【００２３】第１段目の演算装置１０１は、各ユーザｉ
（ｉ＝１，２，…，ｍ）ごとに、入力信号ベクトルＸ1
（ｔ）から、当該ユーザｉを除く他のすべてのユーザの
信号成分を差し引くことにより、干渉信号成分を除去
し、当該ユーザｉのさらなる入力信号ベクトルＸ
i2（ｔ）を算出し出力する。演算装置１０１の動作につ
いては、図２を参照して後で詳細に説明する。
【００２４】第１段目の演算装置１０１は、ユーザごと
に対応して入力信号ベクトルＸ12（ｔ），…，Ｘ
k2（ｔ），…，Ｘm2（ｔ）を出力し、対応する第２段目
のアダプティブアレイＡＡ12，…，ＡＡk2，…，ＡＡm2
に与える。
【００２５】第２段目のアダプティブアレイＡＡ12，
…，ＡＡk2，…，ＡＡm2から出力されるユーザ信号Ｙ12
（ｔ），…，Ｙk2（ｔ），…，Ｙm2（ｔ）は、第２段目
の演算回路１０２に与えられるとともに、それぞれ対応
する検波器ＤＥ12，…，ＤＥk2，…，ＤＥm2で検波され
る。
【００２６】パラメータ推定器ＰＥ12，…，ＰＥk2，
…，ＰＥm2は、それぞれ、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）
と、検波器ＤＥ12，…，ＤＥk2，…，ＤＥm2の対応する
検波出力とに基づいて、対応するユーザの受信応答ベク
トルＨ12，…，Ｈk2，…，Ｈm2を推定し、第２段目の演
算装置１０２に与える。演算装置１０２は、さらなる入
力信号ベクトルＸ13（ｔ），…，Ｘk3（ｔ），…，Ｘm3
（ｔ）を出力し、対応する（図示省略した）第３段目の
アダプティブアレイＡＡ13，…，ＡＡk3，…，ＡＡm3に
与える。
【００２７】このように、アダプティブアレイとパラメ
ータ推定器と演算装置とからなる干渉キャンセラを直列
に複数段（第１段から第Ｌ段まで）設けたことにより、
それぞれの段から出力されるユーザ信号に含まれる他の
ユーザ信号成分の割合を段階的に減少させて、干渉の除
去がさらに図られることになる。その結果、通信特性の
さらなる向上が図られる。
【００２８】図２は、図１に示した複数段の演算装置の
一例としての演算装置１０１の具体的なブロック図であ
る。図２において、演算装置１０１は、乗算器ＭＰ1，
…，ＭＰk-1，ＭＰk+1，…，ＭＰmと加算器ＡＤkとから
構成されている。なお、説明の簡略化のために図示して
いないが、図示した乗算器及び加算器以外にも、乗算器
ＭＰk及び加算器ＡＤ1，…，ＡＤk-1，ＡＤk+1，…，Ａ
Ｄmが演算装置１０１に内蔵されているものとする。
【００２９】乗算器ＭＰ1，…，ＭＰk-1，ＭＰk+1，
…，ＭＰmにはそれぞれ、アダプティブアレイＡＡ11，
…，ＡＡk-1，ＡＡk+1，…，ＡＡmからのユーザ信号Ｙ
11（ｔ），…，Ｙ(k-1)1（ｔ），Ｙ(k+1)1（ｔ），…，
Ｙm1（ｔ）と、パラメータ推定器ＰＥ11，…，ＰＥ
(k-1)1，ＰＥ(k+1)1，…，ＰＥm1からの受信応答ベクト
ルＨ11，…，Ｈ(k-1)1，Ｈ(k+1)1，…，Ｈm1とが与えら
れる。
【００３０】乗算器ＭＰ1，…，ＭＰk-1，ＭＰk+1，
…，ＭＰmの出力は加算器ＡＤkの負の入力に与えられ、
入力信号ベクトルＸ1（ｔ）は加算器ＡＤkの正の入力に
与えられる。これにより、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）
からユーザｋ以外のユーザに対応する信号成分が減算さ
れ、ユーザｋに対応する信号成分Ｘk2（ｔ）が加算器Ａ
Ｄkから出力されることになる。前述のように、これら
のアダプティブアレイ、パラメータ推定器及び演算装置
は全体として、１段の干渉キャンセラを構成しているも
のとする。
【００３１】この結果、かなりの干渉信号成分が除去さ
れることになる。そして、このようにして演算装置１０
１により干渉信号成分がかなり除去された新たな入力ベ
クトル信号Ｘk2（ｔ）を第２段目以降の干渉キャンセラ
に与えることにより、最終的に出力されるユーザ信号Ｓ
k（ｔ）に含まれる他のユーザからの干渉信号成分の割
合を十分に低下させることができ、良好な通信特性を実
現することができる。
【００３２】なお、加算器ＡＤk以外の図示しない加算
器の各々にも、並行して同様に、乗算器ＭＰ1，…，Ｍ
Ｐk，…，ＭＰmのうちの当該加算器に対応する乗算器以
外のものからの出力と、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）と
が与えられる。そしてこれらの加算器はそれぞれ、図１
に示す新たな入力信号ベクトルを出力して第２段目以降
の干渉キャンセラに与えている。
【００３３】次に、図１及び図２に示した装置のさらに
具体的な動作について説明する。アンテナ素子数をｎ
本、同時に通話するユーザ数をｍ人とすると、Ａ／Ｄ変
換器８から出力される入力信号ベクトルＸ1（ｔ）は次
式で表わされる。
【００３４】 Ｘ1（ｔ）＝［ｘ1（ｔ），ｘ2（ｔ），…ｘn（ｔ）］T … （１） ｘj（ｔ）＝ｈj1Ｓ1（ｔ）＋ｈj2Ｓ2（ｔ）＋…＋ｈjiＳi（ｔ）＋…＋ｈjmＳ m （ｔ）＋ｎj（ｔ），（ｊ＝１，２，…，ｎ） … （２） 上記の第（１）式及び第（２）式をベクトル表記に直す
と次の第（３）式が得られる。
【００３５】 Ｘ1（ｔ）＝Ｈ1Ｓ1（ｔ）＋Ｈ2Ｓ2（ｔ）＋…＋ＨiＳi（ｔ）＋…＋ＨmＳm（ ｔ）＋Ｎ（ｔ） … （３） Ｈi＝［ｈ1i，ｈ2i，…，ｈni］T，（ｉ＝１，２，…，ｍ） … （４） Ｎ（ｔ）＝［ｎ1（ｔ），ｎ2（ｔ），…，ｎn（ｔ）］T … （５）
【００３６】次に，図２の演算装置１０１から新たな入
力信号ベクトルＸk2（ｔ）が出力される動作についてさ
らに詳細に説明する。
【００３７】パラメータ推定器ＰＥ11，…，ＰＥk1，
…，ＰＥm1でＨi（ｉ＝１，２，…，ｍ）が推定できる
ものとする。また１段目のアダプティブアレイＡＡ11，
…，ＡＡk1，…，ＡＡm1が比較的良好に動作したとする
と、Ｙi1（ｔ）≒Ｓi（ｔ）とみなすことができる。
【００３８】この段階で、すべてのユーザ信号とすべて
のユーザ信号の受信応答ベクトルとが求まったことにな
る。ここで、２段目のユーザｋの信号検出に用いる入力
信号ベクトルＸk2（ｔ）を第（６）式により求めること
ができる。
【００３９】 Ｘk2（ｔ）＝Ｘ1（ｔ）−Ｈ1Ｓ1（ｔ）−…−Ｈk-1Ｓk-1（ｔ）−Ｈk+1Ｓk+1 （ｔ）−…−ＨmＳm（ｔ） … （６） この第（６）式に第（３）式を代入すると、第（７）式
が得られる。
【００４０】 Ｘk2（ｔ）＝ＨkＳk（ｔ）＋Ｎ（ｔ） … （７） Ｘ1（ｔ）とＸk2（ｔ）を比較すると、Ｘk2（ｔ）の方
がＳk（ｔ）以外の干渉成分Ｓi（ｔ）（ｉ＝１，２，…
ｍ、ただしｉ≠ｋ）が減少していて、２段目のアダプテ
ィブアレイがより動作しやすくなる。
【００４１】図１に示すように、干渉キャンセラを複数
段接続して構成したマルチステージの干渉キャンセラで
は、受信信号をアダプティブアレイによってユーザごと
に分離し、当該ユーザ以外のユーザの信号を干渉波とし
て受信信号から除去して得た結果を、当該ユーザの入力
信号として次段の干渉キャンセラに与えている。この結
果、次段の干渉キャンセラでは、入力されるユーザ信号
の干渉波が少ない分、通信特性の良いユーザ信号が得ら
れる。そして、このような干渉波の除去を複数段繰返す
ことによって干渉波の除去はさらに進み、ＣＩＲ（Carr
ier to Inte rference Ratio）はより改善され、所望の
ユーザ信号をより抽出しやすくなる。
【００４２】しかしながら、上述のようなマルチステー
ジ干渉キャンセラを用いれば確かに干渉波の除去は進む
ものの、次のような問題点が生じる。
【００４３】（１）上述のマルチステージ干渉キャンセ
ラ（以下、ＭＩＣと記す。）の例では、各アダプティブ
アレイで抽出されたユーザ信号を、その復調エラーの有
無を判定することなく、受信信号から干渉波成分として
除去するように構成されている。したがって、もしもア
ダプティブアレイで抽出されたユーザ信号に復調エラー
があり、何らかの変形した波形、たとえばインパルス状
の波形を有する信号となっていれば、このようなエラー
を含む信号成分が受信信号から減算された結果得られる
各演算装置の出力（次段の干渉キャンセラへの入力信
号）には、復調エラーの影響によるインパルス状のノイ
ズが含まれることになるなどの影響が生じることにな
る。
【００４４】（２）上記したＭＩＣ処理は処理量が多い
という問題がある。そのため、ハード的にパフォーマン
スの高いハードを必要とし、コストパフォーマンスが低
下してしまう。
【００４５】（３）ハードなどの要因などで、例えば、
１ステージで処理できるユーザが１ユーザ分しかないシ
ステムだとすると、次のステージに行くためには、必ず
エラーフリーユーザにならなければならない。
【００４６】（４）また、例えば、１ステージで処理で
きるユーザが２ユーザ分であったとしても最初に処理す
るユーザがエラーフリーになりやすい、即ち、処理した
ユーザの復元信号で干渉除去できる方がよい。このよう
にすると、次ステージでは、まだエラーフリーになって
いないユーザの信号対干渉比（ＳＩＲ）が確保されエラ
ーフリーになりやすくすることができる。
【００４７】この発明は、上述の（１）から（４）の課
題を解決しようとするものである。この発明では、最初
に処理するユーザの選択条件をエラーフリーになりやす
いユーザを選択するものである。エラーフリーになりや
すい目安として、「受信電力（ＳＮＲ）の高いユー
ザ、前のフレームでエラーフリーになったユーザ、
フェージング（ＦＤ）の小さいユーザ、アレイ処理に
おけるＭＳＥ（Mean Square Error）の小さいユーザ、
応答ベクトル推定精度の高いユーザ」が挙げられる。
【００４８】ユーザの受信電力が高い、即ち、信号対雑
音比（ＳＮＲ）が高いということは、所望信号が抽出し
易いため、エラーフリーになりやすい。前のフレームで
エラーがないということは、当該フレームでもエラーに
ならない確率が高い。ＦＤが小さいいうことは、所望信
号が抽出し易いため、エラーフリーになりやすい。
【００４９】また、ＭＳＥは、アレイ処理により出力さ
れるものであり、以下の通りである。即ち、アダプティ
ブアレイにおけるアレイ処理は、アレイ出力ｙ（ｔ）を
できるだけ参照信号ｄ（ｔ）に近づけるよう最適ウェイ
トを決定する。どの程度参照信号と近いかを評価する基
準として、アレイ出力と参照信号との平均二乗誤差が次
式により定義される。
【００５０】ＭＳＥ＝Ｅ［│ｄ（ｔ）−ｙ（ｔ）│2］ ここで、ｄ（ｔ）は時刻ｔにおける参照信号を表し、ｙ
（ｔ）は時刻ｔにおけるアレイ出力信号を表すとする。
また、Ｅ［］はアンサンブル平均操作を表す。
【００５１】以上のことから、ＭＳＥが小さいほど所望
信号の抽出が良いため、エラーフリーになりやすい。
【００５２】更に、応答ベクトル推定精度がよいという
ことは、所望信号の抽出ができていることであり、エラ
ーフリーになりやすい。また、干渉除去において、精度
良く除去が行えるため、次ステージに移行しても効率的
に所望信号が抽出できる。
【００５３】［実施の形態１］図３は、この発明の実施
の形態１によるＰＤＭＡ用基地局の受信システムを示す
ブロック図である。この実施の形態１においては、エラ
ーフリーになりやすい目安として、上記した「受信電
力の高いユーザ」を用い、１ステージで処理できるユー
ザが１ユーザ分しかないシステムである。
【００５４】図３に示すように、この実施の形態の例で
は、４本のアンテナ３〜６が設けられていて、それぞれ
のアンテナの出力は周波数変換回路７に与えられて、そ
れぞれ対応する局部発振信号Ｌｏによって周波数変換さ
れ、Ａ／Ｄ変換器８によってデジタル信号に変換されて
受信電力検出部９に与えられる。
【００５５】受信電力検出部９はＡ／Ｄ変換器８から与
えら４本のアンテナのからのデジタル出力により、当該
ユーザの受信電力の大きさを求め、優先ユーザ選択器１
０に与える。この優先ユーザ選択器１０は、後述するよ
うに、干渉除去部ＩＣで算出された各ユーザの前のフレ
ームにおける受信応答ベクトルＨが与えられ、ＳＮＲを
推定する。
【００５６】なお、エラーフリーになりやすい目安とし
て「前のフレームでエラーフリーになったユーザ」、
「フェージング（ＦＤ）の小さいユーザ」、「アレ
イ処理におけるＭＳＥ（Mean Square Error）の小さい
ユーザ」、「応答ベクトル推定精度の高いユーザ」を
用いる場合は、この優先ユーザ選択器１０は、干渉除去
部ＩＣ等よりデータを受け取り、後述するようにデータ
を算出し、このデータに基づき優先するユーザを選択す
る。例えば、ＦＤは、算出された受信応答ベクトルＨに
基づき求める。また、ＭＳＥは上述した式に基づいて干
渉除去部ＩＣのアダプティアレイで算出したデータに基
づき求める。前のフレームでエラーフリーになったユー
ザを格納しておき、前のフレームでエラーフリーになっ
たユーザを用いる場合には、この格納したデータの中か
らエラーフリーユーザを選択する。更に、応答ベクトル
の推定精度の高いユーザを優先的に処理する場合は、前
のフレームのＦＤ、ＳＮＲ、干渉信号の度合（ＳＩＲ：
信号対干渉波比）の基づいて推定し、ユーザを選択す
る。
【００５７】図３に示すように、エラーフリーになりや
すいユーザを選択するために、受信電力検出部９からの
出力と干渉除去部ＩＣより与えられる前フレームの応答
ベクトルＨ、エラー情報等のデータにより、優先ユーザ
選択器１０は優先するユーザを選択し、干渉除去部ＩＣ
内のアダプティブアレイ部に優先するユーザの信号を選
択するように指示する。なお、干渉除去部ＩＣと演算装
置１０１′で干渉キャンセラの基本構成をなしている。
【００５８】干渉除去部ＩＣ１では、優先ユーザ選択器
１０からの指示に従い、所望信号Ｙ１（指示されたユー
ザの信号）、応答ベクトルＨ１及びエラー判定信号Ｅ１
を出力する。応答ベクトルＨ１及びエラー判定信号Ｅ１
は、次回の優先ユーザ選択のため優先ユーザ選択器１０
へ出力する。エラー判定信号Ｅ１の優先ユーザ選択器１
０への出力は必ずしも必要ではないが、例えば、ユーザ
１が第１ステージで選択されたにもかかわらず、その処
理の結果エラーだったとする。第２ステージでは、ユー
ザ１を選択せずに、次に電力の高いユーザが選択された
とする。その結果、エラーフリーになったとする。この
ような場合、第３ステージでの選択ユーザは、次に電力
の高いユーザか、今までに選択されたが、エラーだった
ユーザかを選択することが考えられる。後者の処理を行
う場合、以前のステージで処理されたユーザのエラー判
定結果が必要になる。このような処理を行うために、エ
ラー判定信号Ｅ１が優先ユーザ選択器１０へ出力されて
いる。
【００５９】なお、図示の簡略化のために省略している
が、演算装置１０２′の後段にも第２段目の干渉キャン
セラと全く同じ態様で干渉キャンセラが構成されている
ものとする。
【００６０】したがって、図３の受信システムは、全体
としてマルチステージの干渉キャンセラで構成されたこ
とになり、最終段の干渉キャンセラからの出力が当該受
信システムの最終出力となる。
【００６１】図３の受信システムにおいて、干渉除去部
ＩＣはすべて同じ構成を有しており、その一例として干
渉除去部ＩＣkの構成を図４に示す。
【００６２】図４において、干渉除去部ＩＣkに入力さ
れた入力信号ベクトルＸ1（ｔ）からアダプティブアレ
イＡＡkで抽出されたユーザｋの複素信号は、復調器Ｄ
Ｍkによってビット情報信号に変換される。このビット
情報信号は、エラー判定器ＥＤkに与えられるとともに
再変調器ＲＭkにも与えられる。アダプティブアレイＡ
Ａkには、優先ユーザ選択器１０から選択するユーザを
選ぶための指示信号が与えられる。なお、後述するが、
ＭＳＥはアダプティブアレイＡＡkで算出され、このＭ
ＳＥをエラーフリーになりやすい目安として用いる場合
には、アダプティブアレイＡＡkからＭＳＥが優先ユー
ザ選択器１０へ送出される。
【００６３】エラー判定器ＥＤkは、復調器ＤＭkからの
ビット情報信号に基づいて、アダプティブアレイＡＡk
からの抽出信号の復調エラーの有無を判定する。そし
て、復調エラー有りと判定すれば、Ｌレベルのエラー判
定信号Ｅkを発生して第１段目の干渉キャンセラの演算
装置１０１′に与える。
【００６４】再変調器ＲＭkは、復調器ＤＭkからのビッ
ト情報信号を再度、複素信号であるユーザ信号Ｙ
k（ｔ）に変換し、第１段目の干渉キャンセラの演算装
置１０１′に与えるとともに、パラメータ推定器ＰＥk
に与える。
【００６５】パラメータ推定器ＰＥkは、入力信号ベク
トルＸ1（ｔ）と、ユーザ信号Ｙk（ｔ）とに基づいて、
対応するユーザの受信応答ベクトルＨkを算出し、第１
段目の干渉キャンセラの演算装置１０１′に与える。
【００６６】図４に示すような、アダプティブアレイ、
復調器、エラー判定器、再変調器、パラメータ推定器及
び干渉信号除去選択器からなる配列は、図３のすべての
干渉除去部ＩＣに共通であるので、さらなる説明は繰り
返さない。
【００６７】次に、この受信システムを動作に基づき説
明する。まず、図１の受信システムと同様に、Ａ／Ｄ変
換器８からは入力信号ベクトルＸ1（ｔ）が出力され、
干渉除去ＩＣと受信電力検出部９に与えられる。
【００６８】この実施の形態の例では、４本のアンテナ
３〜６が設けられていて、それぞれのアンテナの出力は
周波数変換回路７に与えられて、それぞれ対応する局部
発振信号Ｌｏによって周波数変換され、Ａ／Ｄ変換器８
によってデジタル信号に変換されて受信電力検出部９に
与えられる。
【００６９】受信電力検出部９はＡ／Ｄ変換器８から与
えられる４本のアンテナからのデジタル出力により、受
信した電力を優先ユーザ選択器１０に与える。優先ユー
ザ選択器１０は、どのユーザの受信電力が大きいか判断
し、干渉除去部ＩＣにて受信電力が最大のものを選択す
るように、選択信号を与える。干渉除去部ＩＣは与えら
れた選択信号に応じて、干渉除去の処理を行う。優先す
るユーザの信号が与えられた干渉除去部ＩＣでは、所望
信号Ｙ１（指示されたユーザの信号）、応答ベクトルＨ
１及びエラー判定信号Ｅ１を出力する。この所望信号Ｙ
１（指示されたユーザの信号）、応答ベクトルＨ１及び
エラー判定信号Ｅ１は演算部１０１’に入力され、干渉
除去の判定に基づき処理される。
【００７０】また、最後出力としてユーザ情報を通知す
るために、ここで処理したユーザが何であるかを示すＵ
１と共に、所望信号Ｙ１（指示されたユーザの信号）、
応答ベクトルＨ１及びエラー判定信号Ｅ１が通知され
る。なお、上記で示したように、エラー判定の結果エラ
ーであったが、再度優先ユーザとしてアダプティブアレ
イ処理された場合は、複数の最終データが出力されるこ
とになるが、最後に出力されたものが優先となる。
【００７１】次に、この優先ユーザ選択器１０におい
て、最もエラーフリーになりやすいユーザを上記した
からの中の条件を用いて選択する。まず、受信電力の
高いユーザに従い選択する方法について説明する。
【００７２】ユーザの受信電力の大きさ（ＳＮＲ：信号
対雑音比）の算出につき説明する。受信電力検出部９か
らの信号は全ユーザの合成信号であるため、ユーザ毎の
受信電力に変換しなければならない。そのためには、算
出した受信応答ベクトルＨ kを必要とする。
【００７３】基本的には、各ユーザの応答ベクトル（複
素数）のＩ成分とＱ成分の２乗和がそれぞれのユーザの
電力となるが、応答ベクトルの大きさからは絶対的な大
きさは分からない。そのために。受信電力検出部９から
の受信電力を基準にして、それぞれのユーザの受信電力
に分配する。以下のようにして分配される。
【００７４】ユーザｉの受信電力＝（受信電力×ユーザ
ｉの応答ベクトルの大きさ（２乗和）／（全ユーザの応
答ベクトルの大きさ（２乗和）の総和）
【００７５】例えば、２多重時において、受信電力検出
部９からの電力が５０［ｄＢμＶ］であり、ユーザ２の
応答ベクトルの大きさが３０，ユーザ１の応答ベクトル
の大きさが７０、全てのユーザの応答ベクトルの大きさ
が１００（＝３０＋７０）であれば、ユーザ１の受信電
力は３５［ｄＢμＶ］，ユーザ２の受信電力は１５［ｄ
ＢμＶ］となる。
【００７６】受信電力検出部９からの信号にノイズが含
まれないとすると、上記値はＳ（所望波）信号の値であ
る。従って、ＳＮＲに換算するためにはノイズとの比を
取らなければならない。ノイズは基地局ごと若干異なる
が事前に測定されているものとすると、 ＳＮＲ＝１０・ｌｏｇ10（所望波電力／ノイズ電力）で
計算される。
【００７７】上記の方法により、優先ユーザ選択器１０
は、各ユーザの受信電力の大きさを求める。そして、優
先ユーザ選択器１０は、求めた各ユーザにおける受信電
力の大きさの順序をメモリに格納し、格納した順序の中
で一番大きな受信電力のユーザをまず最初に干渉除去の
処理を行わせるように、干渉除去ＩＣに選択信号を与え
る。なお、メモリに各ユーザの受信電力の大きさの順序
を格納するのは、次ステージ以降の処理において、どの
ユーザの信号を用いて干渉除去を行うか選択するために
用いるためである。
【００７８】なお、優先ユーザ選択器１０は、受信電力
の最大のものを選ばすに、エラーフリーになりやすいこ
とが分かっている電力以上のものの中からユーザ番号順
にその信号を選択するように構成してもよい。
【００７９】図５は、図３の受信システムを構成する複
数段の干渉キャンセラの一例としての第１段目の干渉キ
ャンセラの演算装置１０１′の具体的構成を示すブロッ
ク図である。図５において、演算装置１０１′は、乗算
器ＭＰ1と、ＡＮＤゲートＡＮＤ1と、加算器ＡＤとから
構成されている。
【００８０】乗算器ＭＰ1にはそれぞれ、前段の干渉除
去部ＩＣ1からのユーザ信号Ｙ1（ｔ）と、応答ベクトル
Ｈ1とが与えられる。
【００８１】乗算器ＭＰ1の出力はＡＮＤゲートＡＮＤ1
の第１入力に与えられ、これらのＡＮＤゲートの第２入
力には、前段の干渉除去部ＩＣ1からの対応のエラー判
定信号Ｅ1が入力される。
【００８２】ＡＮＤゲートＡＮＤ1の出力は加算器ＡＤ
の負の入力に与えられ、Ａ／Ｄ変換器８からの入力信号
ベクトルＸ1（ｔ）は加算器ＡＤの正の入力に与えられ
る。
【００８３】加算器ＡＤの出力は入力信号ベクトルＸ2
（ｔ）として演算装置１０１′から出力され、図３に示
すように、次のユーザに対応した干渉除去ＩＣ2に与え
られる。
【００８４】また、図５の演算装置１０１′のブロック
図では図示省略したが、前段の干渉部ＩＣ1から出力さ
れた受信応答ベクトルＨ1、エラー判定信号Ｅ1、及びユ
ーザ信号Ｙ1（ｔ）、演算装置１０１′をそのまま通過
し、例えば、送信ウェイトを求めるための処理部に与え
られる。
【００８５】ここで、図５を参照して、上述のように干
渉除去部において復調エラー有りと判定された場合につ
き説明する。判定されたユーザ信号、たとえばＹ
1（ｔ）に対応した干渉除去部ＩＣ1のエラー判定器ＥＤ
1からＬレベルのエラー判定信号Ｅ 1が演算装置１０１′
のＡＮＤゲートＡＮＤ1の他方入力に与えられる。この
結果、当該ＡＮＤゲートは閉じられ、対応する乗算器Ｍ
Ｐ1から出力される、受信応答ベクトルＨ1とユーザ信号
Ｙ1（ｔ）との積、すなわちレプリカ信号の加算器ＡＤ
への入力は阻止される。
【００８６】この結果、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）か
ら復調エラーを含むユーザ信号に対応する干渉波成分
（レプリカ信号）は減算されない。
【００８７】前段の干渉除去部ＩＣ1でエラー有りとの
判定がなされていたときには、この実施形態では、優先
ユーザ選択器１０が２番目にエラーフリーとなりやすい
ユーザを選択し、その選択信号Ｕを次段の干渉除去部Ｉ
Ｃ2に与える。干渉除去部ＩＣ2は、与えられた選択信号
Ｕに基づいて、選択されたユーザ信号（Ｙ）を抽出す
る。
【００８８】この干渉除去部ＩＣ2は、先に図４のＩＣk
に関連して説明したように、この入力信号ベクトルＸ2
（ｔ）と（なお、前段でエラーありと判定されている場
合には、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）の信号が与えられ
ることになる）と前段で選択されなかったユーザの入力
信号に基づいて、受信応答ベクトルＨ2と、エラー判定
信号Ｅ2と、ユーザ信号Ｙ2（ｔ）とを新たに算出し、演
算装置１０２’に与え、前述した動作が行われる。
【００８９】一方、前段の干渉除去部ＩＣ1でエラー無
しとの判定がなされていたときには、エラー判定信号Ｅ
1に応じて、演算装置１０１′にて入力信号ベクトルか
ら対応するユーザのレプリカ信号が減算された入力信号
Ｘ2（ｔ）が干渉除去部ＩＣ2に与えられる。この干渉除
去部ＩＣ2にて、次に選択されたユーザの入力信号と演
算装置１０１′からの入力信号Ｘ2（ｔ）により、受信
応答ベクトルＨ2，エラー判定信号Ｅ2，ユーザ信号Ｙ2
とを新たに算出し、演算装置１０２’に与え、前述した
動作が行われる。
【００９０】以上の動作を要約すると、入力信号ベクト
ルＸ1（ｔ）を受けた前段の干渉除去部ＩＣのうち、エ
ラー無しのユーザに関しては、当該干渉除去部ＩＣで算
出された受信応答ベクトルＨと、エラー判定信号Ｅと、
ユーザ信号Ｙ（ｔ）とがそのまま次の信号処理部へ送出
される。次段の干渉除去部ＩＣには、入力信号ベクトル
Ｘ1（ｔ）からエラーを含まないユーザ信号に対応する
干渉波成分（レプリカ信号）を減算した信号が与えられ
る。
【００９１】一方、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）を受け
た前段の干渉除去部ＩＣのうち、エラー有りと判定され
たユーザに関しては、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）から
復調エラーを含むユーザ信号に対応する干渉波成分（レ
プリカ信号）は減算されない。
【００９２】第２段目の干渉キャンセラの演算装置１０
２′は、第１段目の干渉キャンセラの演算装置１０１′
と全く同じ構成を有しており、図５に関連して説明した
動作と全く同じ動作を実行する。すなわち、入力信号ベ
クトルＸ2（ｔ）から、復調エラーを含まないユーザ信
号に対応するレプリカ信号のみが減算され、次の入力信
号ベクトルＸ3（ｔ）が加算器ＡＤ（図５）から出力さ
れることになる。
【００９３】この結果、第２段目の干渉キャンセラの演
算装置１０２′では、ノイズを導入することなくさらに
高精度で干渉波除去がなされた入力信号ベクトルＸ
3（ｔ）が得られる。
【００９４】演算装置１０２′を含む第２段目の干渉キ
ャンセラの動作は、演算装置１０１′の第１段目の干渉
キャンセラの動作と全く同じである。
【００９５】このような干渉キャンセラを複数段直列に
接続し、各段の干渉キャンセラの演算装置において、入
力信号ベクトルＸn（ｔ）から、エラー無しと判定され
たユーザのレプリカ信号のみを減算することによって、
各段の干渉キャンセラにおいて高精度な干渉波の除去を
行うことができる。
【００９６】そして、前段を含むいずれかの段における
干渉除去部ＩＣでエラー無しと一旦判定されたユーザに
関しては、その干渉除去部ＩＣで算出された受信信号ベ
クトルＨと、エラー判定信号Ｅと、ユーザ信号Ｙ（ｔ）
と、優先選択信号Ｕとが、それぞれの段の干渉除去部Ｉ
Ｃからそれぞれ最終出力まで与えられることになる。
【００９７】なお、上記した例では、優先ユーザ選択回
路１０は受信電力の大きさで優先ユーザを選択している
が、上記したからの条件につき優先ユーザを求める
場合には以下のように行えばよい。
【００９８】「前のフレームでエラーフリーになった
ユーザ」の場合には、前のフレームのエラー判定Ｅに基
づいて優先ユーザを選択するように構成すればよい。
【００９９】「フェージング（ＦＤ）の小さいユー
ザ」の場合には、優先ユーザ選択器１０に入力される前
後のフレームの応答ベクトルからＦＤを推定し、ＦＤに
基づいて優先ユーザを選択すればよい。
【０１００】「アレイ処理におけるＭＳＥ（Mean Squ
are Error）の小さいユーザ」の場合には、干渉除去Ｉ
Ｃのアダプティブアレイ部からＭＳＥを優先ユーザ選択
器１０に入力し、ＭＳＥに基づいて優先ユーザを選択す
ればよい。
【０１０１】「応答ベクトル推定精度の高いユーザ」
の場合には、優先ユーザ選択器１０で応答ベクトル推定
精度を判断し、この推定精度で優先ユーザを選択すれば
よい。
【０１０２】上記した動作を図６のフロー図に従い説明
する。まず、優先ユーザの判定を行う（ステップＳ1０
１）。受信電力の高いユーザなどの判定条件に基づき１
つのユーザを選択する。そして、選択したユーザ信号に
従って、同期処理を行う（ステップＳ１０２）。
【０１０３】続いて、アレイ処理を行い受信信号から所
望の信号を抽出する（ステップＳ1０３）。そして、復
調処理が行われ、所望の位相情報をビット情報に変更す
る（ステップＳ1０４）。
【０１０４】その後、復調エラー判定を行う（ステップ
Ｓ1０５）。即ち、復調した信号が正しいか否かを判定
して、エラーか否かを記録する。
【０１０５】次に、次ステージへの遷移判定を行う。即
ち、復調エラー判定結果に基づき、次のステージに遷移
できるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。そし
て、次ステージに行くか否か判断され（ステップＳ１０
７）、次ステージに行く場合には、ステップＳ１０８へ
進み、次ステージに行かない場合には、動作を終了す
る。
【０１０６】ステップＳ１０８では、再変調処理を行
い、復調したビット情報を再度位相情報に変調する。そ
して、応答ベクトルを推定し、除去するユーザ（再変調
処理したユーザ）の位相振幅情報を推定する（ステップ
Ｓ１０９）。
【０１０７】続いて、レプリカ信号を生成する。即ち、
再変調信号と応答ベクトルから除去するユーザのレプリ
カ信号を生成する（ステップＳ１１０）。
【０１０８】この後、受信信号からレプリカ信号を除去
する（ステップＳ１１１）。そして、ステップＳ1０１
に戻り、前述の動作を繰り返す。
【０１０９】この実施の形態１の効果についてより具体
的に説明する。上述の実施の形態１においては、マルチ
ステージの干渉キャンセラの各段ごとに、演算装置にお
いて入力信号Ｘn（ｔ）から、エラーのないユーザに対
応する干渉成分すなわちレプリカ信号を除去するように
構成されている。このような実施の形態１の構成によ
り、次のような効果が得られる。
【０１１０】たとえば、４人のユーザのうち、ユーザ４
の受信信号を求める場合において、エラーフリーとなる
確率が極めて高いユーザ１の受信信号が選択され、前段
の干渉除去部ＩＣ1でユーザ１が復調エラー無しと判定
された場合、ユーザ１のレプリカ信号が第１段目の干渉
キャンセラの演算装置１０１′において初期入力信号ベ
クトルＸ1（ｔ）から減算されることになる。この結
果、第１段目の干渉キャンセラのユーザ４に関する受信
信号Ｘ2（ｔ）は、 初期入力信号−（ユーザ１のレプリカ信号）となる。
【０１１１】次に、エラーフリーとなる確率が次に高い
ユーザ２の受信信号が選択され、前段の干渉除去部ＩＣ
2でユーザ２が復調エラー無しと判定された場合、ユー
ザ２のレプリカ信号が第２段目の干渉キャンセラの演算
装置１０２′において、次の入力信号ベクトルＸ
2（ｔ）から減算されることになる。この結果、第２段
目の干渉キャンセラのユーザ４に関する受信信号Ｘ
3（ｔ）は、 受信信号Ｘ2（ｔ）−（ユーザ２のレプリカ信号）とな
る。
【０１１２】そして、エラーフリーとなる確率が次に高
いユーザ３の受信信号が選択され、前段の干渉除去部Ｉ
Ｃ3でユーザ３が復調エラー無しと判定された場合、ユ
ーザ３のレプリカ信号が第３段目の干渉キャンセラの演
算装置１０３′において、次の入力信号ベクトルＸ
3（ｔ）から減算されることになる。この結果、第３段
目の干渉キャンセラのユーザ４に関する受信信号Ｘ
4（ｔ）は、 受信信号Ｘ3（ｔ）−（ユーザ３のレプリカ信号）とな
る。
【０１１３】このようにして、１つの干渉除去のハード
構成であっても確実に干渉除去が行える。また、エラー
フリーのユーザから優先的に処理することで、無駄なく
干渉除去が行え、ＤＳＰで構成した場合、処理ステップ
を少なく、即ち、処理時間が短縮できる。
【０１１４】［実施の形態２］図７は、この発明の実施
の形態２によるＰＤＭＡ用基地局の受信システムを示す
ブロック図である。上述した実施の形態１においては、
エラーフリーになりやすい目安として、「受信電力の高
いユーザ」を用い、１ステージで処理できるユーザが１
ユーザ分しかないシステムである。この実施の形態２に
おいては、最初に処理するユーザの選択条件をエラーフ
リーになりやすいユーザの内２つのユーザを選択するも
のである。エラーフリーになりやすい目安として、「受
信電力の高いユーザ、前のフレームでエラーフリーにな
ったユーザ、フェージング（ＦＤ）の遅いユーザ、アレ
イ処理におけるＭＳＥ（Mean Square Error）の小さい
ユーザ、応答ベクトル推定精度の高いユーザ」などの複
数の条件に基づいて判断する。そして、１ステージで処
理できるユーザは２ユーザ分のシステムである。
【０１１５】図７において、演算装置１０１′と、２つ
のユーザごとに設けられた干渉除去部ＩＣとが、第１段
目の干渉キャンセラの基本構成をなしている。
【０１１６】なお、図示の簡略化のために省略している
が、演算装置１０２”の後段にも複数のユーザごとに第
１段目の干渉キャンセラと全く同じ態様で干渉キャンセ
ラが複数段続いているものとする。
【０１１７】したがって、図７の受信システムは、全体
としてマルチステージの干渉キャンセラで構成されたこ
とになり、最終段の干渉キャンセラからの出力が、当該
受信システムの最終出力となる。
【０１１８】まず、図３の受信システムと同様に、Ａ／
Ｄ変換器８からは入力信号ベクトルＸ1（ｔ）が出力さ
れ、第１段目の干渉キャンセラの演算装置１０１′に与
えられるとともに、第１段目の干渉キャンセラに対応し
て設けられた複数の干渉除去部ＩＣ11、ＩＣ12にも共通
に与えられる。
【０１１９】図７の受信システムにおいて、干渉除去部
ＩＣは上述した図４に示すものと同じ構成を有してい
る。
【０１２０】この実施の形態の例では、４本のアンテナ
３〜６が設けられていて、それぞれのアンテナの出力は
周波数変換回路７に与えられて、それぞれ対応する局部
発振信号Ｌｏによって周波数変換され、Ａ／Ｄ変換器８
によってデジタル信号に変換されて受信電力検出部９に
与えられる。
【０１２１】受信電力検出部９はＡ／Ｄ変換器８から与
えらた４本のアンテナからのデジタル出力により、受信
した電力を優先ユーザ選択器１０に与える。優先ユーザ
選択器１０は、エラーフリーになりやすい２つのユーザ
を選択し、干渉除去部ＩＣにそれぞれ選択信号を与え
る。干渉除去部ＩＣはそれぞれ与えられた選択信号に応
じて、干渉除去の処理を行う。
【０１２２】この実施形態においては、エラーフリーに
なりやすい目安として「受信電力の大きい」、以外に
「前のフレームでエラーフリーになったユーザ」、
「フェージング（ＦＤ）の小さいユーザ」、「アレ
イ処理におけるＭＳＥ（Mean Square Error）の小さい
ユーザ」、「応答ベクトル推定精度の高いユーザ」を
用いて、これらのデータから２つのエラーフリーになり
やすいユーザを選択するように構成している。
【０１２３】図８は、この発明の実施の形態による優先
ユーザ選択器の構成を示すブロック図である。図８を参
照してこの発明の実施の形態による優先ユーザ選択器１
０の動作につき説明する。
【０１２４】この優先ユーザ選択器１０は、受信電力と
算出した受信応答ベクトルＨに基づき、どのユーザがエ
ラーフリーになりやすいか判断し、エラーフリーになり
やすいユーザの復元信号のみ当該ステージでの干渉除去
を行うように制御信号を出力する。
【０１２５】この優先ユーザ選択器１０において、当該
ユーザのＳＮＲ、ＦＤ、ＭＳＥ、前のフレームでエラー
フリーになったユーザの情報に基づいて、エラーフリー
ユーザになりやすいユーザを選ぶか、或いは、応答ベク
トル推定精度のよいユーザに基づきエラーフリーユーザ
なりやすいかを選ぶ。
【０１２６】なお、応答ベクトル推定精度の良いユーザ
を選ぶためには、予めシミュレーションを実施し、ＳＮ
Ｒ、ＦＤ、干渉信号の度合（ＳＩＲ：信号対干渉波比）
の各条件に応じた応答ベクトル推定精度を取得してお
き、それをランキングし、テーブルに保持しておく。そ
して、算出した応答ベクトルＨに基づきＦＤ及びＳＩＲ
を検出し、また、受信電力検出部９からの信号に基づ
き、ＳＮＲを推定し、当該ステージでの優先ユーザを選
択する。応答ベクトルの推定精度が高いと干渉除去する
レプリカ信号の精度が向上するため、次ステージに入力
される信号の精度が高くなる。その結果、次ステージで
のエラーフリーとなる確率が高くなる。
【０１２７】上記したように、テーブルには、当該ユー
ザの受信電力の大きさ（ＳＮＲ：信号対雑音比）、フェ
ージング速度（ＦＤ）、ＭＳＥ、干渉信号の度合（ＳＩ
Ｒ：信号対干渉波比）等の各条件を全て保持してこれら
のランキングに基づいて、当該ステージでの優先ユーザ
を選択するように構成してもよいが、処理速度等を考慮
して、いずれかの条件により判定を行うようにしても良
い。
【０１２８】干渉除去ＩＣkにて、算出されたフレーム
のスロットにおける受信応答ベクトルＨが優先ユーザ選
択器１０の相関演算および各条件推定回路１０１及びメ
モリ１０２に与える。
【０１２９】相関演算および各条件推定回路１０１は、
現在のフレームのスロットにおける受信応答ベクトル
と、メモリ１０２に格納されている前フレームの対応す
るスロットにおける受信応答ベクトルとの相関値を演算
する。
【０１３０】なお、時間的に前後する２フレームの受信
応答ベクトルの相関値αは次式により定義される。
【０１３１】α＝│ｈ1ｈ2 H│／│ｈ1││ｈ2│ ここで、ｈ2 Hはｈ2の各成分の複素共役をとり、さらに
転置したものを表す。
【０１３２】また、ｈi（ｉ＝１，２）は、フレームｉ
におけるアンテナ素子ごとの位相振幅情報を要素とする
受信応答ベクトル（ｈ11，ｈ12，ｈ13，ｈ14）を表して
いる。
【０１３３】このようにして算出される相関値と、ドッ
プラー周波数（フェージング速度）との正確な対応関係
を求めることは困難であるが、実験によりおおよその対
応関係を経験的に求めることができる。例えば、相関値
が１から０．９５の範囲内にあれば、ドップラー周波数
ＦＤはＦＤ＝０Ｈｚであると推定する。また、相関値が
０．９５から０．８０の範囲内にあれば、ＦＤ＝１０Ｈ
ｚであると推定する、等である。
【０１３４】このように経験的に得られたと受信応答ベ
クトル相関値とドップラー周波数ＦＤとのおおよその対
応関係が相関演算および各条件推定回路１０１に予め格
納されており、上述の計算式により算出されたベクトル
同士の相関値から、該当するドップラー周波数ＦＤが優
先ユーザ判定器１０４に出力される。
【０１３５】ユーザの受信電力の大きさ（ＳＮＲ：信号
対雑音比）の算出につき説明する。受信電力検出部９か
らの信号は全ユーザの合成信号であるため、ユーザ毎の
受信電力に変換しなければならない。そのためには、受
信応答ベクトルＨを必要とする。
【０１３６】基本的には、各ユーザの応答ベクトル（複
素数）のＩ成分とＱ成分の２乗和がそれぞれのユーザの
電力となるが、応答ベクトルの大きさからは絶対的な大
きさは分からない。そのために。受信電力検出部９から
の受信電力を基準にして、それぞれのユーザの受信電力
に分配する。
【０１３７】ユーザの干渉信号の度合（ＳＩＲ：信号対
干渉波比）の算出について説明する。ＳＩＲはＳＮＲと
は異なり、受信電力検出部９からの絶対的な受信電力は
必要とせず、ユーザごとの受信電力の比で計算される。
従って、上記した方法により、各ユーザの応答ベクトル
から各ユーザの受信電力を計算し、それらの比を取れば
よく、同様に ＳＩＲ＝１０・ｌｏｇ10（所望波電力／干渉波電力）で
計算される。
【０１３８】このようにして、相関演算及び各条件推定
回路１０１は、受信応答ベクトルや受信応答ベクトル相
関値とユーザの受信電力の大きさ（ＳＮＲ：信号対雑音
比）、干渉信号の度合（ＳＩＲ：信号対干渉波比）を
得、その値が優先ユーザ判定器１０４に出力される。
【０１３９】予めシミュレーションを実施し、当該ユー
ザの受信電力の大きさ（ＳＮＲ：信号対雑音比）、フェ
ージング速度（ＦＤ）、干渉信号の度合（ＳＩＲ：信号
対干渉波比）の各条件に応じた応答ベクトル推定精度を
取得しておき、それをランキングしたものがテーブルメ
モリ１０３に格納されている。
【０１４０】また、このメモリ１０２には前のフレーム
でエラーフリーとなったユーザデータを格納する。
【０１４１】優先ユーザ判定器１０４が応答ベクトル推
定精度で優先ユーザを選択する場合には、相関演算およ
び各条件推定回路１０１から与えられたＳＮＲ、ＳＩ
Ｒ、ＦＤを引数として、テーブルメモリ１０３を参照
し、これらのランキングに基づいて、どのユーザを優先
するかを選択し、その結果を出力する。
【０１４２】また、優先ユーザ判定器１０４が受信電力
の大きい順で優先ユーザを選択する場合には、相関演算
および各条件推定回路１０１から与えられたＳＮＲを引
数として、テーブルメモリ１０３を参照し、これらのラ
ンキングに基づいて、どのユーザを優先するかを選択
し、その結果を出力する。
【０１４３】優先ユーザ判定器１０４が前のフレームで
エラーフリーになったユーザで優先ユーザを選択する場
合には、メモリ１０２に格納された前のフレームの情報
に基づき相関演算および各条件推定回路１０１をへてど
のユーザを優先するかを選択し、その結果を出力する。
【０１４４】また、優先ユーザ判定器１０４がＭＳＥで
優先ユーザを選択する場合には、アダプティブアレイか
ら与えられたＭＳＥを引数として、テーブルメモリ１０
３を参照し、これらのランキングに基づいて、どのユー
ザを優先するかを選択し、その結果を出力する。
【０１４５】上記のように、上記したからの条件に
より優先ユーザを選択するが、これら複数の条件を考慮
して優先ユーザを選択してもよい。からにより、エ
ラーフリーになりやすい目安になる理由につき以下に簡
単にまとめる。
【０１４６】ＳＮＲが高いということは、所望信号が抽
出し易いために、干渉除去部でエラーフリーになりやす
い。ＳＮＲの算出は上述した方法により行える。
【０１４７】前のフレームでエラーが少ないということ
は、当該フレームでもエラーにならない確率が高い。そ
のため、前のフレームのエラー状況を記憶しておき、干
渉除去部での処理前に、エラー状況を確認すればよい。
【０１４８】ＦＤが小さいということは、所望信号が抽
出しやすく、干渉除去部でエラーフリーになりやすい。
【０１４９】ＭＳＥが小さいほど所望信号の抽出がよい
ので、干渉除去部でエラーフリーになりやすい。
【０１５０】応答ベクトルの推定精度がよいということ
は、所望信号の抽出ができていることであり、エラーフ
リーになりやすい。また干渉除去において精度良く除去
が行えるため、次ステージに移行しても効率的に所望信
号が抽出できる。
【０１５１】上述したように、優先ユーザ選択器１０が
応答ベクトル推定精度で優先ユーザを選択する場合に
は、相関演算及び各条件推定回路１０１から与えられた
ＳＮＲ、ＳＩＲ、ＦＤを引数として、テーブルメモリ１
０３を参照し、これらのランキングに基づいて、優先ユ
ーザを決定し、その結果を干渉除去ＩＣに出力する。
【０１５２】図７に示した実施の形態２による受信シス
テムは、上記したように、１つのステージで２つのユー
ザが処理できる点が図３に示した実施の形態１による受
信システムと異なっている。
【０１５３】また、この１段目の干渉キャンセラの演算
装置１０１’（及び以降の各段の干渉キャンセラの演算
装置）は、前述の図５に示す構成ではなく、図９に示す
ような構成を有している。
【０１５４】図９に示した演算装置１０１’では、前段
の干渉キャンセラの干渉除去部ＩＣ、たとえば干渉除去
部ＩＣ11からの受信応答ベクトルＨ11，エラー判定信号
Ｅ11，及びユーザ信号Ｙ11（ｔ）と、さらに干渉除去部
ＩＣ12からの受信応答ベクトルＨ12、エラー判定信号Ｅ
12及びユーザ信号Ｙ12（ｔ）とが与えられる。
【０１５５】第１段目の干渉キャンセラの干渉除去部Ｉ
Ｃ11からの受信応答ベクトルＨ11とユーザ信号Ｙ
11（ｔ）とが乗算器ＭＰ1で乗算され、その出力はＡＮ
ＤゲートＡＮＤ1の第１の入力に与えられる。またＡＮ
ＤゲートＡＮＤ1の第２の入力には、干渉除去部ＩＣ11
からのエラー判定信号Ｅ11が与えられる。
【０１５６】また、第１段目の干渉キャンセラの干渉除
去部ＩＣ12からの受信応答ベクトルＨ12とユーザ信号Ｙ
12（ｔ）とが乗算器ＭＰ2で乗算され、その出力はＡＮ
ＤゲートＡＮＤ2の第１の入力に与えられる。またＡＮ
ＤゲートＡＮＤ2第２の入力には、干渉除去部ＩＣ12か
らのエラー判定信号Ｅ12が与えられる。
【０１５７】ＡＮＤゲートＡＮＤ1とＡＮＤゲートＡＮ
Ｄ2の出力は加算器ＡＤの負入力に与える。
【０１５８】加算器ＡＤの正入力には、実施の形態１の
ように入力信号ベクトルＸ1（ｔ）が入力される。
【０１５９】以上は、優先ユーザ選択器１０で選択され
た第１番目の優先ユーザに対応する構成の説明である
が、演算装置１０１’は、第１番目の優先ユーザから第
２番目の優先ユーザまで同様の構成を含むものとする。
【０１６０】以上の構成を有する実施の形態２の受信シ
ステムの動作を説明すると、入力信号ベクトルＸ
1（ｔ）を受けた前段の干渉除去部ＩＣ11、ＩＣ21のう
ち、エラー無しと判定されたユーザに関しては、当該干
渉除去部ＩＣで算出された受信信号ベクトルＨと、エラ
ー判定信号Ｅと、ユーザ信号Ｙ（ｔ）とが、そのまま第
１段目の干渉キャンセラの演算装置１０１′に与えられ
る。また、干渉除去部ＩＣで算出された受信信号ベクト
ルＨと、エラー判定信号Ｅと、ユーザ信号Ｙ（ｔ）と、
優先信号Ｕは最終出力まで与えられる。
【０１６１】すなわち、一旦前段の干渉除去部ＩＣでエ
ラー無しと判定されたユーザに関しては、後段の干渉除
去部ＩＣに与えられることはない。
【０１６２】一方、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）を受け
た前段の干渉除去部ＩＣ11、ＩＣ21のうちエラー有りと
判定されたユーザに関しては、第１段目の干渉キャンセ
ラの演算装置１０１′では干渉除去されない。
【０１６３】第２段目の干渉キャンセラの演算装置１０
２’では、前段の干渉キャンセラの演算装置１０１′か
ら出力された入力信号ベクトルＸ2（ｔ）から、復調エ
ラーを含まないことが前段（第１段目）の干渉キャンセ
ラの干渉除去部ＩＣで判定されたユーザに対応するレプ
リカ信号のみが、入力信号ベクトルＸ2（ｔ）から減算
される。
【０１６４】ここで、既に、前段の干渉除去部ＩＣ11，
ＩＣ21のいずれかで、たとえば干渉除去部ＩＣ11でエラ
ー無しが判定されたユーザ１に関しては、そのレプリカ
信号は既に演算装置１０１′で、初期入力信号ベクトル
Ｘ1（ｔ）から減算されてしまっており、演算装置１０
２’の加算器ＡＤに与えられる入力信号ベクトルＸ
2（ｔ）にはもはや含まれてはいない。
【０１６５】そして、第２段目の干渉除去ＩＣには、一
段目で選択されなかったユーザの信号が優先ユーザ選択
器１０で選択されて与えられる。
【０１６６】この実施の形態２の効果についてより具体
的に説明すると、たとえば、４人のユーザのうち、ユー
ザ３の受信信号を求める場合において、前段の干渉除去
部ＩＣ11及びＩＣ21においてユーザ１及び２がエラー無
しと判定された場合、第１段目の干渉キャンセラのユー
ザ３に関する受信信号ベクトルＸ2（ｔ）は、初期入力
信号−（ユーザ１のレプリカ信号＋ユーザ２のレプリカ
信号）となる。
【０１６７】すなわち、この実施の形態２では、エラー
無しとして既に入力信号ベクトルから減算されたユーザ
については、後段でもはや入力信号ベクトルから減算を
やり直す必要はない。したがって、この実施の形態２に
よれば、計算処理量の大幅な軽減を図ることができる。
【０１６８】［実施の形態３］ところで、図３〜図９に
示された実施の形態は、ＰＤＭＡ用基地局の受信システ
ムに関するものである。近年、このＰＤＭＡ通信方式に
加えて、ＣＤＭＡ通信方式が提案されており、すでに実
用化されている。
【０１６９】このＣＤＭＡ通信方式では、送信側で、送
信されるデジタルデータのシンボルに所定の拡散符号を
乗算して遥かに高い周波数の信号として送信し、受信側
では上記拡散符号を用いて受信信号を逆拡散することに
よりデータの復調を行っている。
【０１７０】ここで、拡散符号として互いに相関のない
異なるものを複数種類用いれば、同一周波数の複数のデ
ータ信号が拡散されて送信されている場合であっても、
送信時に対応する拡散符号で逆拡散を行うことにより所
望のユーザの信号のみを確実に分離抽出することができ
る。したがって、このＣＤＭＡ通信方式を用いることに
より、さらなる通信容量の増大を図ることが可能とな
る。このようなＣＤＭＡ通信方式はすでに実用化され、
当該技術分野において周知であるので、詳細な説明は省
略する。
【０１７１】以下に説明する実施の形態は、この発明に
よる無線受信システムを、ＣＤＭＡ通信方式に適用した
ものである。
【０１７２】図１０は、この発明の実施の形態３による
ＣＤＭＡ用基地局の受信システムの要部を示すブロック
図であり、図１１は、演算装置の具体的なブロック図で
ある。
【０１７３】図１０及びし図１１示す実施の形態３のＣ
ＤＭＡ受信システムは、以下の点を除いて、図７ないし
図９に示した実施の形態２のＰＤＭＡ受信システムと同
じである。
【０１７４】すなわち、図７に示す実施の形態２の受信
システムの干渉除去部ＩＣの構成を、図１０に示す実施
の形態３の構成に変更したものである。図１０に示す干
渉除去部（一例としての干渉除去部ＩＣK1′）では、ア
ダプティブアレイ及びパラメータ推定器の前段に、ＣＤ
ＭＡ通信方式で送信されアンテナ３〜６で受信された信
号を逆拡散するための逆拡散器ＩＳk1が設けられてい
る。各干渉除去部において逆拡散器でユーザごとに逆拡
散された受信信号は、対応するアダプティブアレイ及び
パラメータ推定器に与えられ、前述の実施の形態２と同
じ動作により、それぞれのユーザ信号が抽出されて、後
段の干渉キャンセラの演算装置に与えられる。
【０１７５】１段目の干渉キャンセラの演算装置は、乗
算器ＭＰ1，ＭＰk-1の出力をそれぞれ拡散する拡散器Ｓ
11，Ｓ12が設けられている点を除いて、図７に示した演
算装置１０１′と同じである。
【０１７６】すなわち、ＣＤＭＡ通信方式により拡散さ
れたままの入力信号ベクトルＸ1（ｔ）からの減算を行
うために、各乗算器の出力が再度対応する拡散符号によ
り拡散される。
【０１７７】そして各拡散器の出力、すなわち演算装置
の出力は、後段の対応する干渉除去部の逆拡散器により
再度逆拡散されて、アダプティブアレイ及びパラメータ
推定器に与えられる。
【０１７８】第２段の干渉キャンセラの演算装置は、第
１段の演算装置と同じ構成を有している。他の動作は、
図７ないし図９に示した実施の形態２と同じである。
【０１７９】なお、上記した実施形態においては、干渉
除去ＩＣでエラー判定を行っているが、エラーフリーに
なる確率が極めて高いユーザを優先的に選択できるの
で、エラー判定を省略してもある程度の精度は得られ
る。
【０１８０】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【０１８１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、最初
に処理するユーザがエラーフリーになりやすいユーザを
選択して、効率的に干渉除去させることができるため、
処理速度が向上でき、処理速度の速いハードを必要とせ
ずに、ユーザに対応する信号抽出手段で抽出された干渉
ユーザ信号成分を入力信号ベクトルから干渉除去手段で
取除くことができ、移動通信システムなどの無線通信シ
ステムにおける通信品質の向上を図ることができる。し
かも、規模を小型化できるのでコストパフォーマンスに
優れる。
【０１８２】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の前提となるＰＤＭＡ用基地局の受信
システムのブロック図である。
【図２】図１に示した演算装置の構成を示すブロック図
である。
【図３】この発明の実施の形態１によるＰＤＭＡ用基地
局の受信システムのブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１による干渉除去部の構
成を示すブロック図である。
【図５】図３に示した演算装置の構成を示すブロック図
である。
【図６】この発明の実施の形態１の動作を説明するフロ
ー図である。
【図７】この発明の実施の形態２によるＰＤＭＡ用基地
局の受信システムのブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態による優先ユーザ選択器
の構成を示すブロック図である。
【図９】図７に示した演算装置の構成を示すブロック図
である。
【図１０】この発明の実施の形態３によるＣＤＭＡ用基
地局の受信システムの干渉除去部の構成を示すブロック
図である。
【図１１】この発明の実施の形態３によるＣＤＭＡ用基
地局の受信システムの演算装置の構成を示すブロック図
である。
【図１２】ＦＤＭＡ，ＴＤＭＡ及びＰＤＭＡの各通信方
式におけるユーザ信号のチャネル配置図である。
【図１３】従来のＰＤＭＡ用基地局の受信システムを示
すブロック図である。
【符号の説明】
１，２ ユーザ、３〜６ アンテナ、７ 周波数変換回
路、８ Ａ／Ｄ変換器、１０ 優先ユーザ選択器 ＡＡ
アダプティブアレイ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｊ 15/00 Ｈ０４Ｊ 13/00 Ｇ (72)発明者 土居 義晴 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 小池 広高 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 岩見 昌志 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5K022 EE02 EE35 FF00 5K046 AA05 BA01 BB01 HH01 HH56 5K052 AA02 BB02 BB21 CC04 CC06 DD04 FF32 GG32 5K059 CC04 5K067 AA03 AA23 AA42 BB04 CC01 CC04 CC10 DD17 EE10 HH21 KK02 KK03

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のアンテナを用いて複数のユーザか
    らの信号を受信することができる無線受信システムであ
    って、 前記複数のアンテナで受信された信号に所定の信号処理
    を施す信号処理手段と、 前記複数のアンテナで受信された信号に基づいて、優先
    的に処理するユーザを選択する選択手段と、 前記信号処理手段から出力される信号に基づいて、前記
    選択されたユーザに対応する信号成分を抽出する第１の
    信号抽出手段と、 前記信号処理手段から出力される信号に対する前記第１
    の信号抽出手段で抽出された信号成分の関係に関するパ
    ラメータ情報を推定する第１の推定手段と、 前記信号処理手段から出力される信号を、前記選択され
    たユーザに対応する前記パラメータ情報を考慮した信号
    で減算する第１の演算手段とを備えたことを特徴とする
    無線受信システム。
  2. 【請求項２】 前記各手段は、アンテナの数より少ない
    数で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
    無線受信システム。
  3. 【請求項３】 前記選択手段は第１の推定手段で算出し
    たパラメータ情報に基づいてユーザを選択することを特
    徴とする請求項１又は２に記載の無線受信システム。
  4. 【請求項４】 前記第１の信号抽出手段で抽出された複
    数のユーザに対応する信号成分がそれぞれ復調エラーを
    含むか否かを判定する複数の第１のエラー判定手段と、
    を更に備え、 前記信号処理手段から出力される信号から前記第１のエ
    ラー判定手段により復調エラーを含まないと判定された
    前記抽出された信号成分を、対応する前記パラメータ情
    報を考慮して減算する第１の演算手段とを備えたことを
    特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の無線受
    信システム。
  5. 【請求項５】 前記複数のユーザからの信号はＰＤＭＡ
    通信方式によって伝送された信号であることを特徴とす
    る請求項１から４のいずれかに記載の無線受信システ
    ム。
  6. 【請求項６】 前記複数のユーザからの信号はＣＤＭＡ
    通信方式によって伝送された信号であることを特徴とす
    る請求項１から４のいずれかに記載の無線受信システ
    ム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008278080A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Kyocera Corp 無線通信装置及び信号処理方法

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JP4699154B2 (ja) * 2005-09-29 2011-06-08 京セラ株式会社 受信装置、受信方法
JP2008278080A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Kyocera Corp 無線通信装置及び信号処理方法

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