JP2002359513A - アダプティブアレーアンテナ - Google Patents

アダプティブアレーアンテナ

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JP2002359513A
JP2002359513A JP2001205093A JP2001205093A JP2002359513A JP 2002359513 A JP2002359513 A JP 2002359513A JP 2001205093 A JP2001205093 A JP 2001205093A JP 2001205093 A JP2001205093 A JP 2001205093A JP 2002359513 A JP2002359513 A JP 2002359513A
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敏弘 服部
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伸治 福井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自由度の無駄な消費を抑えるようにしたMM
SE方式のアダプティブアレーアンテナを提供する。 【解決手段】 発生器60はOFDM信号のプリアンブ
ル信号r0(i)を発生し、発生器70はプリアンブル
信号r0(i)に対する遅延信号R(i)を発生する。
乗算器53は信号ウエイトAHを遅延信号R(i)に乗
算して乗算信号{AHR(i)}を出力する。加算器5
2は、加算信号(r0(i)+AHR(i))を出力す
る。加算器51は、加算信号と加算器30の内積信号W
HX(i)との誤差e(i)を求める。MMSE演算器
40Aは、誤差e(i)を小さくするようにアンテナウ
エイトW及び信号ウエイトAを更新する。加算器30の
内積信号WHXは、受信OFDM信号X(i)のうちプ
リアンブル信号r0(i)と遅延信号AHR(i)とを除
く成分が抑圧された信号になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アダプティブアレ
ーアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、直交マルチキャリア方式の受信信
号を受信するMMSE方式のアダプティブアレーアンテ
ナが各種提案されている。先ず、直交マルチキャリア方
式の信号(以下、直交マルチキャリア方式の信号をOF
DM信号という)の概略について図25、図26を参照
して説明する。
【0003】図25に示すように、OFDM信号は、デ
ータ信号とこのデータ信号に先立つプリアンブル信号と
から構成されている。プリアンブル信号は、周波数軸上
に複数のパイロットシンボル(既知信号)を配列した信
号である。データ信号は、時間多重された複数のOFD
Mシンボルからなり、OFDMシンボルは、有効シンボ
ルとこの有効シンボルに先だつガードインターバルGI
とからなる。
【0004】ガードインターバルGIは、有効シンボル
うち、後側の所定期間部分を複写したものである。従っ
て、図26に示すように、所望のOFDM信号とその遅
延信号との和を受信信号として受信されたとき、所望の
OFDM信号に対する遅延信号の遅延時間がガードイン
ターバルGIの期間TGより短ければ、受信信号をFF
T処理(周波数弁別処理)によって、データ(例えばQ
PSKシンボル)が復元可能である。
【0005】次に、MMSE(Minimum Me
an Square Error)方式のアダプテ
ィブアレーアンテナについて図23を参照して説明す
る。図27は、MMSE方式のアダプティブアレーアン
テナの概略構成を示す。MMSE方式のアダプティブア
レーアンテナは、アンテナ素子11…1M、乗算器21
…2M、加算器(Σ)30、MMSE演算器40、加算
器50、及び、発生器60から構成されている。なお、
Mは、自然数である。
【0006】アンテナ素子11…1Mは、それぞれ、電
波を媒体としてOFDM信号を受信して、受信OFDM
信号X(i)を出力する。ここで、受信OFDM信号X
(i)は、数式1で表すことができる。Tは転置を示
す。iは時刻を示す。
【0007】
【数1】 X(i)=[x1(i) x2(i) … xM(i)]T このため、アンテナ素子11…1Mは、それぞれ、受信
OFDM信号x1(i)、x2(i)、…xM(i)を出
力する。また、MMSE演算器50は、乗算器21、2
2…2MのそれぞれにアンテナウエイトWHに乗算す
る。
【0008】ここで、アンテナウエイトWHを数式2で
表すことができる。Hは複素共役転置である。
【0009】
【数2】W=[w1 2 … wMT 具体的には、乗算器20は、アンテナウエイトw1 *に受
信OFDM信号x1(i)を乗算して乗算信号(w1 *1
(i))を出力し、乗算器21は、アンテナウエイトw
2 *に受信OFDM信号x2(i)を乗算して乗算信号
(w2 *2(i))を出力する。乗算器2Mは、アンテ
ナウエイトwM *に受信OFDM信号XM(i)を乗算し
て乗算信号(wM *M(i))を出力する。
【0010】加算器(Σ)30は、乗算信号(w1 *1
(i))、乗算信号(w2 *2(i))…乗算信号(wM
*M(i))を加算することにより、アンテナウエイト
Wと受信OFDM信号X(i)との内積を示す内積信号
HX(i)を求める。発生器60は、参照信号r
0(i)を予め記憶しこの参照信号r0(i)を加算器5
0に出力し、加算器50は、参照信号r0(i)と内積
信号WHX(i)との誤差e(i)を求める{e(i)
=r0(i)−WHX(i)}。MMSE演算器40は、
受信OFDM信号X(i)及び誤差e(i)を入力とし
て、この誤差e(i)を小さくするようにアンテナウエ
イトWを更新してそのアンテナウエイトWを乗算器2
1、22…2Mに出力する。
【0011】ここで、参照信号r0(i)として所望既
知信号(例えば、時間軸上のプリアンブル信号)を採用
することにより、受信OFDM信号X(i)のうち、所
望既知信号を除く遅延信号等を抑圧することができる。
因みに、MMSE方式のアダプティブアレーアンテナに
おいて、抑圧可能な既知信号(ヌル点)の数は、アンテ
ナ素子の数により規定されて、(アンテナ素子数)−
「1」である。以下、抑圧可能な既知信号(ヌル点)の
数を自由度という。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、MMSE方
式のアダプティブアレーアンテナでは、上述の如く、所
望既知信号とその遅延信号との和を受信信号として受信
したとき、所望既知信号に対する遅延信号の遅延時間
が、ガードインターバルGIの期間TGより短ければ、
受信信号からデータ(図26中のデータ1〜データ4)
を復元可能であるにも関わらず、当該遅延信号(以下、
GI内遅延信号という)を抑圧することになる。
【0013】このように、抑圧する必要が無く、且つ、
復元して合成することが可能なGI内遅延信号をも抑圧
することにより、複数の信号を合成して受信性能を向上
させることができなくなる。
【0014】また、GI内遅延信号を抑圧するために、
アダプティブアレーアンテナにおけるヌル点を形成する
ことになるため、GI内遅延信号より遅延した遅延信号
のように、本来ヌル点を形成するべき信号にヌル点を形
成できなくなるという問題がある。すなわち、アダプテ
ィブアレーアンテナの自由度を無駄に消費することにな
る。
【0015】本発明は、上記に鑑み、自由度の無駄な消
費を抑えるようにしたアダプティブアレーアンテナを提
供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項1に記載の発明では、複数のアン
テナ素子(11…1M)と、複数のアンテナ素子で受信
された受信信号にそれぞれのアンテナウエイトを乗算す
るアンテナ乗算手段(21…2M)と、アンテナウエイ
トが乗算されたそれぞれの受信信号を加算して加算信号
を出力する加算手段(30)と、第1の既知信号及び第
2の既知信号から参照信号を求める参照算出手段(51
〜53、51A、53A)と、複数のアンテナ素子で受
信された受信信号と参照信号と加算信号とに応じてアン
テナウエイトを更新する更新手段(40A、41)とを
備えることを特徴とする。
【0017】ここで、参照信号は、第1及び第2の既知
信号から算出されるもので、更新手段は、当該参照信号
と上記受信信号と第2の既知信号と加算信号とに応じて
アンテナウエイトを更新する。このため、更新手段は、
アンテナウエイトの更新によって、複数のアンテナ素子
で受信された受信信号のうち、第1及び第2の既知信号
を除く成分を抑圧し得る。従って、第2の既知信号の抑
圧が防止されるため、第2の既知信号の抑圧が無用であ
る場合、本来、抑圧の必要の有る信号成分を抑圧できる
ので、ヌル点の形成を有効的に行うことができる。この
ため、アダプティブアレーアンテナの自由度の無駄な消
費を抑える。
【0018】また、受信信号のうち第1及び第2の既知
信号を除く成分を抑圧するため、受信信号のうち、第1
及び第2の既知信号の合成信号を得ることができる。こ
こで、請求項2に記載の発明のように、第2の既知信号
は、前記第1の既知信号に対して所定期間遅延した遅延
信号であるとき、第1の既知信号だけを復調する場合に
比べて、第1及び第2の既知信号の合成信号を用いて復
調する場合には、良好な復調信号を得られる。
【0019】さらに、請求項3に記載の発明のように、
第1の既知信号を所定期間遅延させて第2の既知信号を
求める遅延手段(80)を有するようにしてもよい。ま
た、第2の既知信号を予め用意するのではなく、第2の
既知信号を受信信号に応じて求めるようにしてもよい。
【0020】すなわち、請求項4に記載の発明のよう
に、複数のアンテナ素子は、それぞれ、第1の既知信号
の成分と第2の既知信号の成分とを有する信号を受信信
号として受信し、複数のアンテナ素子で受信された受信
信号に基づいて、第1の既知信号の成分に対する第2の
既知信号の成分の遅延時間を求める遅延時間算出手段
(100)を有し、遅延手段は、所望既知信号を遅延時
間だけ遅延させて第2の既知信号を求めるようにしても
よい。
【0021】さらに、請求項5に記載の発明のように、
第1の既知信号に対してそれぞれ異なる時間だけ遅延し
たを複数の遅延信号を生成する遅延信号生成手段(9
0)と、遅延信号生成手段の各遅延信号と前記受信信号
との相関検出を行う相関検出器(131a〜134c)
と、相関検出器の相関検出に基づいて複数の遅延信号の
何れかを第2の既知信号として選択する選択手段(13
5a〜136)とを有するようにしてもよい。
【0022】具体的には、請求項6に記載の発明のよう
に、参照信号算出手段は、第2の既知信号に信号ウエイ
トを乗算して、この信号ウエイトが乗算された第2の既
知信号に第1の既知信号を加算して参照信号を求め、更
新手段は、複数のアンテナ素子で受信された受信信号と
第2の既知信号と参照信号と加算信号とに応じて信号ウ
エイトを更新するようにしてもよい。
【0023】ここで、請求項7に記載の発明では、加算
手段の加算信号のうち第2の既知信号の成分を抑圧する
ために帰還信号を加算する抑圧手段(129、130)
と、加算信号を所定期間だけ遅延させて遅延加算信号を
生成する加算信号遅延手段(121〜124)と、遅延
加算信号に前記信号ウエイトを乗算して前記帰還信号を
求める乗算手段(125〜128)とを有することを特
徴とする。これにより、抑圧手段は、加算信号のうち第
2既知信号の成分を抑圧して第1の既知信号の成分だけ
を出力できる。
【0024】請求項8に記載の発明では、複数のアンテ
ナ素子(11…1M)と、複数のアンテナ素子で受信さ
れた受信OFDM信号をそれぞれ周波数弁別して弁別信
号を求める受信周波数弁別手段(801〜80M)と、
周波数弁別されたそれぞれの弁別信号にアンテナウエイ
トを乗算するアンテナ乗算手段(201〜20M)と、
アンテナウエイトが乗算されたそれぞれの弁別信号を加
算して加算信号を出力する加算手段(300)と、所望
OFDM信号が周波数弁別された所望弁別信号を求める
所望周波数分別手段(84)と、所望弁別信号に対して
遅延した遅延弁別信号を求める遅延手段(90、83)
と、遅延弁別信号に信号ウエイトを乗算して、この信号
ウエイトが乗算された遅延弁別信号に所望弁別信号を加
算して参照信号を求める参照加算手段(510、52
0、530)と、前記それぞれの弁別信号と前記遅延弁
別信号とに応じて前記参照信号に前記加算信号を近づけ
るようにして、前記それぞれの弁別信号のうち前記所望
弁別信号及び遅延弁別信号の双方を除く成分を抑圧する
ように前記アンテナウエイト及び前記信号ウエイトを更
新する更新手段(40B)とを備えることを特徴とす
る。
【0025】このように、更新手段は、それぞれの弁別
信号のうち所望弁別信号及び遅延弁別信号の双方を除く
成分を抑圧するようにアンテナウエイト及び信号ウエイ
トを更新する。このため、遅延弁別信号の抑圧が防止さ
れるため、遅延弁別信号の抑圧が無用であるとき、本
来、抑圧の必要の有る信号成分を抑圧できるので、ヌル
点の形成を有効的に行うことができる。このため、アダ
プティブアレーアンテナの自由度の無駄な消費を抑え
る。
【0026】また、更新手段は、上述の如く、それぞれ
の弁別信号のうち所望弁別信号及び遅延弁別信号の双方
を除く成分を抑圧するようにアンテナウエイト及び信号
ウエイトを更新するため、それぞれの弁別信号のうち所
望弁別信号及び遅延弁別信号の双方を得られる。このよ
うな所望弁別信号及び遅延弁別信号の双方を用いて復調
すれば、所望弁別信号だけで復調する場合に比べて、良
好な復調信号が得られる。
【0027】請求項9に記載の発明では、複数のアンテ
ナ素子(11〜14)と、前記複数のアンテナ素子で受
信された受信OFDM信号をそれぞれ周波数弁別して弁
別信号を求める受信周波数弁別手段(801〜804)
と、前記周波数弁別されたそれぞれの弁別信号にアンテ
ナウエイトを乗算するアンテナ乗算手段(201〜20
4)と、前記アンテナウエイトが乗算されたそれぞれの
弁別信号を加算して加算信号を出力する加算手段(30
0)と、所望OFDM信号に対して所定期間遅延した遅
延OFDM信号を求める遅延手段(80A)と、前記所
望OFDM信号及び前記遅延OFDM信号の双方が周波
数弁別された所望弁別信号を求める所望周波数分別手段
(834)と、前記所望弁別信号に信号ウエイトを乗算
して参照信号を求める参照加算手段(530A)と、前
記参照信号と前記加算信号とを加算して加算参照信号を
求める加算参照信号算出手段(510A)と、前記加算
参照信号のうち、前記所望弁別信号を除く成分の電力を
小さくするように前記アンテナウエイト及び前記信号ウ
エイトを更新する更新手段(42)とを備えることを特
徴とする。
【0028】このように、更新手段は加算参照信号のう
ち所望弁別信号をの成分を除く成分の電力を小さくする
ようにアンテナウエイト及び信号ウエイトを更新するた
め、加算参照信号のうち所望弁別信号の成分を除く成分
の電力を小さくできる。従って、所望弁別信号の抑圧が
防止される、すなわち、所望OFDM信号が周波数弁別
された信号の抑圧が防止されるとともに、遅延OFDM
信号が周波数弁別された信号の抑圧が防止される。
【0029】このため、遅延OFDM信号が周波数弁別
された信号の抑圧が無用である場合、本来、抑圧の必要
の有る信号成分を抑圧できるので、ヌル点の形成を有効
的に行うことができる。このため、アダプティブアレー
アンテナの自由度の無駄な消費を抑える。
【0030】また、請求項10に記載の発明のように、
既知信号が周波数軸上に配列されたプリアンブル信号
を、前記所望OFDM信号として生成する生成手段(6
0)を有するようにしてもよい。さらに、請求項11に
記載の発明のように、受信周波数弁別手段は、受信OF
DM信号をサンプリグして各サンプリング信号を得て、
各サンプリング信号に応じて前記弁別信号を求め、遅延
時間は、サンプリングの周期の所定倍数であるようにし
てもよい。
【0031】さらに、請求項12に記載の発明では、遅
延手段は、1つの遅延弁別信号だけに限らず、所望個数
の前記遅延弁別信号を出力することを特徴とする。これ
により、更新手段は、請求項1に記載の発明と同様に、
前記それぞれの弁別信号のうち前記所望弁別信号及び所
望個数の遅延弁別信号を除く成分を抑圧するように前記
それぞれのアンテナウエイト及び信号ウエイトを更新す
ることができる。
【0032】さらに、請求項13に記載の発明では、遅
延弁別信号の所望個数は、所望OFDM信号のデータ信
号のガードインターバル期間と、サンプリングの周期と
によって決まる最大個数であることを特徴とする。これ
により、より、一層、数多くの遅延弁別信号の抑圧を防
止できるため、アダプティブアレーアンテナの自由度の
無駄な消費を、効果的に、抑えることができる。なお、
遅延弁別信号の最大個数は、{(ガードインターバル期
間/サンプリングの周期)−1}である。
【0033】請求項14に記載の発明では、参照信号算
出手段は、前記第1及び第2の既知信号に信号ウエイト
を乗算して前記参照信号を求める手段(53A)と、前
記参照信号と前記加算信号とを加算して加算参照信号を
求める手段(51A)とを有し、前記更新手段(41)
は、前記加算参照信号のうち、前記第1及び第2の既知
信号を除く成分の電力を小さくするように前記アンテナ
ウエイト及び前記信号ウエイトを更新することを特徴と
する。
【0034】このように、更新手段(41)は、加算参
照信号のうち、第1及び第2の既知信号を除く成分の電
力を小さくするようにアンテナウエイト及び信号ウエイ
トを更新するため、加算参照信号のうち、第1及び第2
の既知信号を除く成分の電力を小さくできる。このた
め、第1及び第2の既知信号の抑制を防止でき、第2の
既知信号の抑制が無用のとき、本来、抑圧の必要の有る
信号成分を抑圧できるので、ヌル点の形成を有効的に行
うことができる。
【0035】請求項15に記載の発明では、複数のアン
テナ素子(11〜14)と、前記複数のアンテナ素子で
受信された受信信号にそれぞれのアンテナウエイトを乗
算するアンテナ乗算手段(21…24)と、前記アンテ
ナウエイトが乗算されたそれぞれの受信信号を加算して
加算信号を出力する加算手段(30)と、前記複数のア
ンテナ素子で受信された受信信号のうち、これら受信信
号の周波数帯域に比べて狭い周波数帯域の成分を示す受
信周波数信号をそれぞれ出力する受信周波数信号出力手
段(420〜423)と、既知信号のうち、前記狭い周
波数帯域の成分を示す既知周波数信号を出力する既知周
波数信号出力手段(424)と、前記既知周波数信号に
対して所定期間遅延した遅延周波数信号を求める遅延手
段(80A)と、前記遅延周波数信号及び前記既知周波
数信号に信号ウエイトを乗算して参照信号を求める参照
信号算出手段(53A)と、前記参照信号と前記加算信
号とを加算して加算参照信号を求める加算参照信号算出
手段(51A)と、前記加算参照信号のうち、前記遅延
周波数信号及び前記既知周波数信号を除く成分の電力を
小さくするように前記アンテナウエイト及び前記信号ウ
エイトを更新する更新手段(41)とを有することを特
徴とする。
【0036】このように、更新手段は、加算参照信号の
うち、遅延周波数信号及び既知周波数信号を除く成分の
電力を小さくするようにアンテナウエイト及び信号ウエ
イトを更新するため、加算参照信号のうち、遅延周波数
信号及び既知周波数信号を除く成分の電力を小さくでき
る。このため、遅延周波数信号及び既知周波数信号の抑
制を防止でき、遅延周波数信号の抑制が無用のとき、本
来、抑圧の必要の有る信号成分を抑圧できるので、ヌル
点の形成を有効的に行うことができる。
【0037】ここで、アンテナウエイト及び信号ウエイ
トの更新回数は、受信信号の周波数帯域によって決ま
り、上述の如く、アンテナウエイト及び信号ウエイトの
更新にあたり、受信信号に代えて、受信信号の周波数帯
域に比べて狭い周波数帯域の既知周波数信号を用いてい
るため、アンテナウエイト及び信号ウエイトの更新回数
を減らすことができる。
【0038】また、請求項16に記載の発明では、複数
のアンテナ素子(11、12)と、複数のアンテナ素子
で受信された受信OFDM信号をそれぞれ周波数弁別し
て弁別信号を求める受信周波数弁別手段(801、80
2)と、周波数弁別されたそれぞれの弁別信号にアンテ
ナウエイトを乗算するアンテナ乗算手段(201、20
2)と、アンテナウエイトが乗算されたそれぞれの弁別
信号を加算して加算信号を出力する加算手段(300)
と、既知OFDM信号を周波数弁別して既知弁別信号を
求める既知周波数分別手段(83)と、既知弁別信号に
対してそれぞれの位相量だけ位相回転して、それぞれの
位相量に対応する位相回転既知弁別信号を求める位相回
転手段(1000)と、それぞれの位相量に対応する位
相回転既知弁別信号とそれぞれの弁別信号との相関をと
って、それぞれの位相量に対応する相関値を求める相関
手段(1010)と、それぞれの位相量に対応する相関
値のうち、最大相関値を選択するとともに、それぞれの
位相量に対応する位相回転既知弁別信号うち、最大相関
値に対応する対応位相回転既知弁別信号を選択する選択
手段(1020)と、加算信号のうち、それぞれの位相
量に対応する位相回転既知弁別信号を除く成分を小さく
するとともに、加算信号のうち、対応位相回転既知弁別
信号を少なくとも残すようにアンテナウエイトを更新す
る更新手段(1034)とを有することを特徴とする。
【0039】このように、更新手段は、加算信号のう
ち、それぞれの位相量に対応する位相回転既知弁別信号
を除く成分を小さくするアンテナウエイトを更新する。
従って、加算信号のうち、それぞれの位相量に対応する
位相回転既知弁別信号を除く成分を小さくできる。この
ため、それぞれの位相量に対応する位相回転既知弁別信
号の抑制を防止でき、それぞれの位相量に対応する位相
回転既知弁別信号の抑制が無用のとき、本来、抑圧の必
要の有る信号成分を抑圧できるので、ヌル点の形成を有
効的に行うことができる。
【0040】さらに、更新手段は、加算信号のうち、最
大相関値に対応する対応位相回転既知弁別信号を少なく
とも残すようにアンテナウエイトを更新する。従って、
加算信号のうち、最大相関値に対応する対応位相回転既
知弁別信号を少なくとも残すことができる。
【0041】ここで、対応位相回転既知弁別信号は、そ
れぞれの位相量に対応する位相回転既知弁別信号のう
ち、最大電力値の位相回転既知弁別信号に対応するた
め、対応位相回転既知弁別信号を残すことにより、受信
電力値の大きな回転既知弁別信号を得ることができる。
【0042】請求項17に記載の発明では、複数のアン
テナ素子(11、12)と、複数のアンテナ素子で受信
された受信OFDM信号をそれぞれ周波数弁別して弁別
信号を求める受信周波数弁別手段(801、802)
と、周波数弁別されたそれぞれの弁別信号にアンテナウ
エイトを乗算するアンテナ乗算手段(201、202)
と、アンテナウエイトが乗算されたそれぞれの弁別信号
を加算して加算信号を出力する加算手段(300)と、
それぞれの弁別信号のうち、弁別信号に比べて狭い周波
数帯域の狭帯域弁別信号をそれぞれ出力する狭帯域出力
手段(1040)と、既知OFDM信号を周波数弁別し
て既知弁別信号を求める所望周波数分別手段(83)
と、既知弁別信号のうち、既知弁別信号に比べて狭い周
波数帯域の狭帯域既知弁別信号を出力する既知狭帯域出
力手段(1041)と、狭帯域既知弁別信号に対してそ
れぞれ異なる位相量だけ位相回転して、それぞれの位相
量に対応する狭帯域の位相回転弁別信号を求める位相回
転手段(1000)と、それぞれの位相量に対応する狭
帯域の位相回転弁別信号とそれぞれの弁別信号との相関
をとって、それぞれの位相量に対応する相関値を求める
相関手段(1010)と、それぞれの位相量に対応する
相関値のうち、最大相関値を選択するとともに、それぞ
れの狭帯域の位相回転弁別信号のうち、最大相関値に対
応する狭帯域の位相回転弁別信号を選択する選択手段
(1020)と、加算信号のうち、それぞれの位相量に
対応する狭帯域の位相回転既知弁別信号を除く成分を小
さくするとともに、加算信号のうち、対応する狭帯域の
位相回転弁別信号を少なくとも残すように更新する更新
手段(1033)とを有することを特徴とする。
【0043】このように、更新手段は、加算信号のう
ち、それぞれの位相量に対応する狭帯域の位相回転既知
弁別信号を除く成分を小さくするアンテナウエイトを更
新するため、加算信号のうち、それぞれの位相量に対応
する狭帯域の位相回転既知弁別信号を除く成分を小さく
できる。このため、それぞれの位相量に対応する狭帯域
の位相回転既知弁別信号の抑制を防止でき、それぞれの
位相量に対応する狭帯域の位相回転既知弁別信号の抑制
が無用のとき、本来、抑圧の必要の有る信号成分を抑圧
できるので、ヌル点の形成を有効的に行うことができ
る。
【0044】さらに、更新手段は、加算信号のうち、最
大相関値に対応する狭帯域の位相回転既知弁別信号を少
なくとも残すようにアンテナウエイトを更新する。従っ
て、加算信号のうち、最大相関値に対応する狭帯域の位
相回転既知弁別信号を少なくとも残すことができる。
【0045】ここで、前記対応する狭帯域の位相回転既
知弁別信号は、それぞれの位相量に対応する位相回転既
知弁別信号のうち、最大電力値の位相回転既知弁別信号
に対応するため、前記対応する狭帯域の位相回転既知弁
別信号を残すことにより、受信電力値の大きな回転既知
弁別信号を得ることができる。
【0046】ここで、更新手段がアンテナウエイトを更
新するにあたり、狭帯域の位相回転弁別信号を用いてい
るため、請求項16に記載の発明に比べて、更新のため
の演算量を減らすことができる。
【0047】請求項18に記載の発明では、複数のアン
テナ素子(11、12)と、複数のアンテナ素子で受信
された受信OFDM信号をそれぞれ周波数弁別して弁別
信号を求める受信周波数弁別手段(801、802)
と、周波数弁別されたそれぞれの弁別信号にアンテナウ
エイトを乗算するアンテナ乗算手段(201、202)
と、アンテナウエイトが乗算されたそれぞれの弁別信号
を加算して加算信号を出力する加算手段(300)と、
それぞれの弁別信号のうち、弁別信号に比べて狭い周波
数帯域の狭帯域弁別信号をそれぞれ出力する狭帯域出力
手段(1040)と、既知OFDM信号を周波数弁別し
て既知弁別信号を求める所望周波数分別手段(83)
と、既知弁別信号のうち、既知弁別信号に比べて狭い周
波数帯域の狭帯域既知弁別信号を出力する既知狭帯域出
力手段(1041)と、狭帯域既知弁別信号を位相回転
する位相回転手段(1000)と、加算信号のうち、狭
帯域既知弁別信号と前記位相回転された狭帯域既知弁別
信号とを除く成分の電力を小さくするようにアンテナウ
エイトを更新する更新手段(1030A)とを有するこ
とを特徴とする。
【0048】このように、加算信号のうち、狭帯域既知
弁別信号と位相回転された狭帯域既知弁別信号とを除く
成分の電力を小さくするようにアンテナウエイトを更新
するため、加算信号のうち、狭帯域既知弁別信号と前記
位相回転された狭帯域既知弁別信号を除く成分の電力を
小さくできる。このため、狭帯域既知弁別信号と前記位
相回転された狭帯域既知弁別信号の抑制を防止でき、狭
帯域既知弁別信号と前記位相回転された狭帯域既知弁別
信号の抑制が無用のとき、本来、抑圧の必要の有る信号
成分を抑圧できるので、ヌル点の形成を有効的に行うこ
とができる。
【0049】ここで、更新手段がアンテナウエイトを算
出するにあたり、前記位相回転された狭帯域既知弁別信
号と狭帯域の位相回転弁別信号を用いているため、更新
のための演算量を減らすことができる。
【0050】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
【0051】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)図1に、本発明
の第1実施形態に係るMMSE方式のアダプティブアレ
ーアンテナを示す。本第1実施形態においては、MMS
E方式のアダプティブアレーアンテナが、OFDM信号
を受信する例を示す。図1は、MMSE方式のアダプテ
ィブアレーアンテナの概略構成をブロック図である。M
MSE方式のアダプティブアレーアンテナは、図1に示
すように、アンテナ素子11…1M(Mは自然数)、乗
算器21…2M、加算器(Σ)30、MMSE演算器4
0A、加算器51、52、乗算器53、及び発生器6
0、70から構成されている。図1において、図18中
の符号と同一符号は、同一物、或いは、実質的同一物を
示す。
【0052】発生器60は、所望既知信号として、OF
DM信号のプリアンブル信号r0(i)を発生し、この
プリアンブル信号r0(i)は、周波数軸上に複数のパ
イロットシンボル(既知信号)が配列された信号であ
る。
【0053】発生器70は、プリアンブル信号r
0(i)に対するU(Uは自然数)個の遅延信号を、他
の既知信号として、発生して、U個の遅延信号は、それ
ぞれ、プリアンブル信号に対して異なる遅延時間を有す
る。但し、プリアンブル信号に対するU個の遅延信号の
それぞれの遅延時間は、OFDMシンボルのガードイン
ターバルGIの期間TGに比べて短く、以下、U個の遅
延信号を、数式3に示す遅延信号R(i)とする。
【0054】
【数3】 R(i)=[r1(i) r2(i) …rU(i)]T 次に、乗算器53は、数式4に表す信号ウエイトAH
遅延信号R(i)に乗算して数式5に示す乗算信号{A
HR(i)}を出力する。
【0055】
【数4】A=[a1 2 …aUT
【0056】
【数5】AHR(i)=a1 *1(i)+a2 *2(i)
…aU *U(i) 次に、加算器52は、プリアンブル信号r0(i)と乗
算信号AHR(i)とを加算して加算信号(r0(i)+
HR(i))を出力する。ここで、加算信号(r
0(i)+AHR(i))は、プリアンブル信号r
0(i)と遅延信号R(i)との合成信号(参照信号)
になる。そして、加算器51は、加算信号(r0(i)
+AHR(i))と加算器30の内積信号WHX(i)と
の誤差e(i)を求める。ここで、誤差e(i)を数式
6に表すことができる。
【0057】
【数6】e(i)=r0(i)+AHR(i)−WHX 次に、MMSE演算器40Aには、受信OFDM信号X
(i)、遅延信号R(i)、及び、誤差e(i)が入力
されて、MMSE演算器40Aは、例えば、MMSE方
式のSMI(Sample Matrix Inver
sion)法に基づいて誤差e(i)を小さくするよう
にアンテナウエイトWを更新して乗算器21、22…2
Mに出力するとともに、MMSE方式のSMI法に基づ
いて誤差e(i)を小さくするように信号ウエイトAを
更新して乗算器53に出力する。
【0058】これにより、加算器30の内積信号WH
としては、受信OFDM信号X(i)のうちプリアンブ
ル信号r0(i)(所望既知信号)と遅延信号R(i)
(他の既知信号)とを除く成分が抑圧された信号にな
る。
【0059】ここで、信号ウエイトAは、MMSE演算
器40Aによって、プリアンブル信号r0(i)(第1
の既知信号)を基準とした遅延信号R(i)(第2の既
知信号)の位相差及び振幅差を示すように求められる。
【0060】以下、本第1実施形態の特徴について述べ
る。先ず、プリアンブル信号r0に対する遅延信号R
(i)の遅延時間は、上述の如く、ガードインターバル
GIの期間TGに比べて短いため、受信OFDM信号X
(i)のうち遅延信号R(i)を抑圧することなく、加
算器30の内積信号WHXをFFT処理(周波数弁別)
によってデータ(例えば、QPSKデータシンボル)を
復元できる。
【0061】すなわち、受信OFDM信号X(i)のう
ち遅延信号R(i)の抑圧が無用である。そこで、本第
1実施形態では、上述の如く、加算器30の内積信号W
HXとして、受信OFDM信号X(i)のうちプリアン
ブル信号r0(i)と遅延信号AHR(i)とを除く成分
が抑圧された信号が得られる。
【0062】このため、遅延信号R(i)の抑圧が防止
されるため、本来、抑圧の必要の有る信号成分を抑圧で
きるので、ヌル点の形成を有効的に行うことができる。
従って、MMSE方式のアダプティブアレーアンテナの
自由度の無駄な消費を抑え得る。
【0063】また、加算器30の内積信号WHXとし
て、プリアンブル信号r0(i)と遅延信号R(i)と
の加算信号(r0(i)+AHR(i))が得られるた
め、この加算信号を復調すれば、プリアンブル信号r0
(i)だけを復調する場合に比べて、良好な復調信号が
得られる。
【0064】ここで、図2において、シュミレーション
の結果を示す。図2中、横軸は、MMSE方式のアダプ
ティブアレーアンテナを基準とした受信電波の受信角度
[deg]で、縦軸は、抑圧比(dB)である。鎖線
は、従来のMMSE方式のアダプティブアレーアンテナ
を用いたシュミレーションの結果を示す。実線は、本第
1実施形態のMMSE方式のアダプティブアレーアンテ
ナを用いたシュミレーションの結果を示す。
【0065】図2から分かるように、従来のMMSE方
式のアダプティブアレーアンテナでは、GI内遅延信号
が抑圧されているが、本第1実施形態のMMSE方式の
アダプティブアレーアンテナでは、GI内遅延信号の抑
圧が防止されている。但し、GI内遅延信号は、所望信
号(プリアンブル信号r0)に対して(ガードインター
バルGIの)期間TGに比べて短い遅延時間を有する遅
延信号である。
【0066】以下に、本第1実施形態でのMMSE演算
器40AのMMSE方式のSMIアルゴリズムについて
述べる。先ず、数式6に示す誤差e(i)を変形して、
誤差e(i)を、数式7のように表すことができる。
【0067】
【数7】 ここで、Yは、数式8に示すようにアンテナウエイト
W、及び、信号ウエイトAの双方を含めたウエイトで、
Z(i)は、数式9に表すように、受信OFDM信号X
(i)及び遅延信号R(i)の双方を含めた信号であ
る。
【0068】
【数8】Y=[w1 2 3 … wM −a1 −a2 −a
3 …−aUT
【0069】
【数9】Z=[x1(i) x2(i) x3(i)……
M(i) r1(i) r2(i) r3(i)…r
U(i)]TSMI アルゴリズムにおいは、数式10に示す評価関数Qを直
接最小化する。但し、αは、0<α≦1の重み付け定数
である。
【0070】
【数10】
【0071】さらに、数式7のウエイトYに関する勾配
ベクトルをゼロとおいて、評価関数Qの最小二乗が数式
11のように得られる。この数式11は、ウエイトY
(G)を更新するための式を示す。但し、Gは、時間
(サンプリグ時間)であって、Gは、ウエイトYの更新
回数(ステップ数)を示す。
【0072】
【数11】
【0073】ここで、数式11中のB、bを数式12、
数式13を示す。
【0074】
【数12】
【0075】
【数13】
【0076】(第2実施形態)上記第1実施形態では、
遅延信号R(i)(U個の遅延信号)を発生させるため
に発生器70を採用した例について説明したが、これに
限らず、発生器60から出力されたプリアンブル信号を
用いて遅延信号R(i)を発生させるようにしてもよ
い。この場合の構成を図3、図4に示す。
【0077】図3は、本第2実施形態のMMSE方式の
アダプティブアレーアンテナの構成を示すブロック図
で、図4は、図3中の遅延回路(以下、遅延回路80と
いう)の詳細を示す図である。本第2実施形態では、図
3に示すように、図1に示す発生器60が削除されると
ともに、遅延回路80が採用されている。図3におい
て、図1中の符号と同一符号は、同一物、或いは、実質
的同一物を示す。
【0078】遅延回路80は、発生器60と乗算器53
との間に配置されたものであって、発生器60から出力
されたプリアンブル信号を受けて、上記第1実施形態で
述べた遅延信号R(i)を出力する。
【0079】具体的には、遅延回路80は、図4に示す
ように、遅延器(Z−1)801、802、803、…
80Uを直列接続して構成されており、遅延器801、
802、803、…80Uは、それぞれ対応する遅延信
号r1(i)、r2(i) 、…rU(i)をMMSE演
算器40A及び乗算器53に出力する。その他の作動、
効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0080】(第3実施形態)上記第1、第2実施形態
では、MMSE方式のアダプティブアレーアンテナが、
OFDM信号のプリンアンブル信号を時間軸上の信号と
して採用した例について説明したが、これに限らず、O
FDM信号のプリンブル信号をFFT処理(周波数分
別)した各弁別信号を採用するようにしてもよい。この
場合の構成を、図5〜図8に示す。図5は、本第3実施
形態のアダプティブアレーアンテナの構成を示す図で、
図6は、図5中のFFT回路83の詳細構成を示す図あ
る。図7は、図5の遅延回路90の作動を示す図で、図
8は、図6中のFFT回路の作動を示す図である。
【0081】本第3実施形態では、図5に示すように、
MMSE演算回路40Bが、図1中のMMSE演算回路
40Aに代えて採用されて、乗算器201〜20Mが、
図1中の乗算器21〜2Mに代えて採用されている。乗
算器510〜530が、図1中の乗算器51〜53に代
えて採用されている。さらに、FFT回路801〜80
M、83、84が追加されている。FFT回路801
は、アンテナ素子11の受信OFDM信号x1(i)の
プリンアンブル信号をFFT処理する。具体的には、F
FT回路801は、上記プリンアンブル信号の有効シン
ボル(図17参照)毎にN(Nは自然数)回だけサンプ
リング(アナログデジタル変換)して各サンプリング信
号に基づいてFFT処理して周波数毎の弁別信号ft1
(1)、ft1(2)…ft1(N)を出力し得る。ここ
で、弁別信号ft1(1)、ft1(2)…ft1(N)
を、まとめて、数式14で表すことができる。また、N
は、上記有効シンボルのサンプリング回数であって、上
記有効シンボルのFFTのポイント数である。
【0082】
【数14】FT1(i)=[ft1(1) ft1(2)
ft1(3)…ft1(N)]T FFT回路802は、FFT回路801と実質的に同様
に、アンテナ素子11の受信OFDM信号x1(i)の
プリンアンブル信号をFFT処理して、周波数毎の弁別
信号ft2(1)、ft2(2)…ft2(N)を出力す
る。さらに、弁別信号ft2(1)、ft2(2)…ft
2(N)を、まとめて、数式15で表せる。
【0083】
【数15】FT2(i)=[ft2(1) ft2(2)
ft2(3)…ft2(N)]T FFT回路80Mは、FFT回路801と実質的に同様
に、アンテナ素子1Mの受信OFDM信号xM(i)の
プリンアンブル信号をFFT処理して、周波数毎の弁別
信号ftM(1)、ftM(2)…ftM(N)を出力す
る。さらに、弁別信号ftM(1)、ftM(2)…ft
M(N)を、まとめて、数式16で表せる。
【0084】
【数16】FTM(i)=[ftM(1) ftM(2)
ftM(3)…ftM(N)]T ここで、本第3実施形態では、、FT1(i)、FT
2(i)、…FTM(i)をまとめて、数式17に示すよ
うに、弁別信号X(i)’とする
【0085】
【数17】X(i)’=[FT1(i) FT2(i)…
FTM(i)]T 次に、乗算器201〜20Mは、アンテナウエイトWH
に弁別信号X(i)’に乗算する。すなわち、乗算器2
01は、アンテナウエイトw1 *とFT1(i)との積を
求めて結果(w1 *FT1(i))を得る。乗算器202
は、アンテナウエイトw2 *とFT2(i)との積を求め
て結果(w2 *FT2(i))を得る。さらに、乗算器2
0Mは、アンテナウエイトwM *とFTM(i)との積を
求めて結果(wM *FTM(i))を得る。
【0086】次に、加算器(Σ)300は、乗算器20
1〜20Mによる結果(w1 *FT1(i))、(w2 *
2(i))、…(wM *FTM(i))を周波数毎に加算
することにより、アンテナウエイトWと弁別信号X
(i)’との内積を示す内積信号WHX(i)’を求め
る。
【0087】因みに、内積信号WHX(i)’として
は、数式18に示すように、fx1(1)、fx
2(2)、…fxM(N)といったN個の内積信号をまと
めたものである。さらに、例えば、内積信号はfx
1(1)は、数式19で表すことができ、内積信号fx2
(2)は、数式20で表すことができる。さらに、内積
信号fxM(N)は、数式21で表すことができる。
【0088】
【数18】WHX(i)’=[fx1(1) fx
2(2) …fxM(N)]T
【0089】
【数19】fx1(1)=w1 *・ft1(1)+w2 *・f
2(1)…wM *・ftM(1)
【0090】
【数20】fx2(2)=w1 *・ft1(2)+w2 *・f
2(2)…wM *・ftM(2)
【0091】
【数21】fxM(N)=w1 *・ft1(N)+w2 *・f
2(N)…wM *・ftM(N) 次に、遅延回路90は、図6に示すように、発生器60
からのOFDM信号のプリアンブル信号r0(i)(所
望既知信号)を受けて、このプリアンブル信号r
0(i)に対する遅延プリアンブル信号OF(t+
S)、OF(t+2・tS)、OF(t+3・tS)…
OF(t+p・tS)を発生する。
【0092】但し、tSは、FFT回路801〜80M
のサンプリング周期を示す時間で、(p+1)は、OF
DMシンボルのガードインターバルGIを時間tSでサ
ンプリングした場合のサンプリングの回数である。
【0093】これにより、遅延プリアンブル信号OF
(t+tS)、OF(t+2・tS)…OF(t+p・t
S)は、それぞれ、プリアンブル信号r0(i)に対して
ガードインターバル期間TGより短い遅延時間を有す
る。さらに、遅延プリアンブル信号の個数としては、ガ
ードインターバル期間TGとサンプリング周期tSとで定
める最大個数である{p=(TG/tS)−1}。
【0094】ここで、遅延プリアンブル信号OF(t+
S)は、図7に示すように、プリアンブル信号r
0(i)に対して時間tSだけ遅延させた信号で、遅延プ
リアンブル信号OF(t+2・tS)は、プリアンブル
信号r0(i)に対して時間2tSだけ遅延させた信号
で、遅延プリアンブル信号OF(t+3・tS)は、プ
リアンブル信号r0(i)に対して時間3・tSだけ遅延
させた信号である。遅延プリアンブル信号OF(t+p
・tS)は、プリアンブル信号r0(i)に対して時間p
・tSだけ遅延させた信号である。
【0095】次に、FFT回路83は、図6に示すよう
に、遅延回路90からの遅延プリアンブル信号OF(t
+tS)、OF(t+2・tS)、OF(t+3・tS
…OF(t+p・tS)のそれぞれの有効シンボルを並
列的にサンプリング周期tSでサンプリングしてそのサ
ンプリング信号でFFT処理する。具体的には、FFT
回路83は、FFT処理部831、832、833…8
3pを有し、FFT処理部831は、図8に示すよう
に、遅延プリアンブル信号OF(t+tS)の有効シン
ボルをサンプリング周期tSでFFT処理して遅延弁別
信号R(1)を出力する。但し、遅延弁別信号R(1)
は、数式22で表せる。この遅延弁別信号R(1)は、
周波数毎の信号成分を有する。
【0096】
【数22】R(1)=「f1(1) f1(2) f
1(3)…f1(N)」T また、FFT処理部832は、図8に示すように、遅延
プリアンブル信号OF(t+2・tS)の有効シンボル
をサンプリング周期tSでFFT処理することにより、
数式23に示す遅延弁別信号R(2)を出力する。この
遅延弁別信号R(2)は、周波数毎の信号成分を有す
る。さらに、FFT処理部83pは、図8に示すよう
に、遅延プリアンブル信号OF(t+p・tS)の有効
シンボルをサンプリング周期tSでFFT処理すること
により、数式24に示す遅延弁別信号R(p)を出力す
る。遅延弁別信号R(p)は、周波数毎の信号成分を有
する。
【0097】
【数23】R(2)=「f2(1) f2(2) f
2(3)…f2(N)」T
【0098】
【数24】R(p)=「fp(1) fp(2) f
p(3)…fp(N)」T 次に、図5に示すFFT回路84は、図8に示すよう
に、発生器60からのOFDM信号のプリアンブル信号
0(i)(=OF(t))の有効シンボルをサンプリ
ング周期tSでサンプリングしてこれらサンプリング信
号でFFT処理する。これにより、FFT回路84は、
数式25に示すように、所望弁別信号r0(i)’を出
力する。所望弁別信号r0(i)’は、周波数毎の信号
成分を有する。
【0099】
【数25】r0(i)’=「f0(1) f0(2) f0
(3)…f0(N)」T 次に、乗算器530は、信号ウエイトAHと遅延弁別信
号R(i)との積をとって出力信号{AHR(i)}を
出力する。但し、本第3実施形態での信号ウエイトA
は、数式26に示すようになっている。なお、出力信号
{AHR(i)}は、N個の出力信号をまとめて表記さ
れたものである。
【0100】
【数26】A=[a1 2 …aPT さらに、加算器520は、乗算器530の出力信号{A
HR(i)}と所望弁別信号r0(i)’とを加算して加
算信号(r0(i)’+AHR(i))を出力する。加算
器510は、加算信号(r0(i)’+AHR(i))と
加算器30の内積信号WHX(i)’との誤差e(i)
を求める。
【0101】ここで、MMSE演算器40Bには、弁別
信号X(i)’、遅延弁別信号R(i)、及び、誤差e
(i)が入力されて、MMSE演算器40Bは、上記第
1、第2実施形態と同様に、MMSE方式のSMI法に
基づいて誤差e(i)を小さくするようにアンテナウエ
イトWを更新するとともに、信号ウエイトAを更新す
る。これにより、加算器300の内積信号WH
(i)’としては、弁別信号X(i)’のうち所望弁別
信号r0(i)’(所望既知信号)と遅延弁別信号R
(i)(他の既知信号)とを除く成分が抑圧された信号
になる。これにより、上記第1、第2実施形態と実質的
に同様の効果が得られる。
【0102】なお、上記第3実施形態では、遅延プリア
ンブル信号OF(t+tS)、OF(t+2・tS)、O
F(t+3・tS)…OF(t+p・tS)に基づいて遅
延弁別信号R(i)を得るようにした例について説明し
たが、これに限らず、所望弁別信号r0(i)’に基づ
いて遅延弁別信号R(i)を得てもよい。
【0103】(第4実施形態)上記第1〜3実施形態で
は、MMSE方式のアダプティブアレーアンテナが、O
FDM信号を受信する例について説明したが、これに限
らず、MMSE方式のアダプティブアレーアンテナをC
DMA通信に適用してもよい。この場合の構成を図9に
示す。
【0104】図9では、図3に示す回路にマッチドフィ
ルタ100及びRAKE合成器110が追加されて構成
されている。さらに、図3に示す遅延回路80に代え
て、遅延回路80Aが採用されている。図9において、
図1中の符号と同一符号は、同一物、或いは、実質的同
一物を示す。但し、各アンテナナ素子11…1MがOF
DM信号に代えてCDMA信号を受信して、受信CDM
A信号x1(i)、x2(i)、…xM(i)を出力す
る。
【0105】次に、本第4実施形態の作動について図1
0を参照して説明する。以下、4個のアンテナ素子11
〜14を採用して、アンテナ素子11〜14がそれぞ
れ、を出力する例について説明する。マッチドフィルタ
100は、受信CDMA信号x 1(i)、x2(i)、x
3(i)、x4(i)をそれぞれと発生器60からのパイ
ロット信号(既知信号)r0(i)との相関検出を並列
的に行う。
【0106】具体的には、マッチドフィルタ100は、
第1〜第4のマッチドフィルタ部(図示せず)を有して
いる。第1のマッチドフィルタ部は、受信CDMA信号
1(i)とパイロット信号r0(i)との相関検出をし
て相関信号(図10(a)参照)を出力し、第2のマッ
チドフィルタ部は、受信CDMA信号x2(i)とパイ
ロット信号r0(i)との相関検出をして相関信号(図
10(b)参照)を出力する。
【0107】第3のマッチドフィルタ部は、受信CDM
A信号x3(i)とパイロット信号r0(i)との相関検
出をして相関信号(図10(c)参照)を出力し、第4
のマッチドフィルタ部は、受信CDMA信号x4(i)
とパイロット信号r0(i)との相関検出をして相関信
号(図10(d)参照)を出力する。但し、図10
(a)〜(d)では、縦軸は、相関値を示し、横軸は時
間を示す。
【0108】ここで、マッチドフィルタ100は、第1
〜第4のマッチドフィルタ部からの相関信号を加算して
その加算結果に基づいて、パイロット信号r0(i)
(所望信号)の入力時を基準とした遅延情報を得る。こ
の遅延情報は、受信CDMA信号x1(i)〜x4(i)
のうち所望の時間より短い遅延時間の遅延信号を示すも
のである。図10(e)に示す例では、遅延情報として
は、td1、td2、td3、〜td6が得られるた例
を示す。そこで、遅延回路80Aは、遅延情報td1〜
td6を用いて、図10(f)に示すように、遅延信号
R(i)(他の既知信号)を出力する。
【0109】すなわち、遅延回路80Aは、r0(t+
td1)、r0(t+td2)、r0(t+td2)…r
0(t+td6)を出力する。例えば、r0(t+td
1)は、パイロット信号r0(i)に対して遅延時間t
d1だけ遅延しており、r0(t+td2)は、パイロ
ット信号r0(i)に対して遅延時間td2だけ遅延し
ている。r0(t+td6)は、パイロット信号r
0(i)に対して遅延時間td6だけ遅延している。そ
の他の作動は、図3に示す回路と実質的に同様である。
【0110】以上により、加算器(Σ)からの内積信号
HXとしては、受信CDMA信号x1(i)…x
M(i)のうちパイロット信号r0(i)(所望信号)及
びその遅延信号r0(t+td1)〜r0(t+td6)
(他の既知信号)を除く成分が抑圧された信号が得られ
る。そして、RAKE合成器110は、当該内積信号W
HXを用いて、RAKE合成復調を行うことになる。こ
こで、遅延信号r0(t+td1)〜r0(t+td6)
として、RAKE合成復調に必要な信号を用意すれば、
RAKE合成復調に不必要な信号の抑圧のためにヌル点
を形成できる。従って、上記第1実施形態と同様に、M
MSE方式のアダプティブアレーアンテナの自由度の無
駄な消費を抑え得る。
【0111】なお、上記第4実施形態においては、CD
MA方式の通信にMMSE方式のアダプティブアレーア
ンテナを適用して、マッチドフィルタ100でCDMA
受信信号X(i)の遅延情報を得る例を示したが、これ
に限らず、上記第1、第2実施形態の受信OFDM信号
の遅延情報をマッチドフィルタ100で得るようにして
もよい。
【0112】(第5実施形態)上記2実施形態では、所
望既知信号及び他の既知信号及びを予め設定した例につ
いて説明したが、これに限らず、受信OFDM信号X
(i)に応じて、遅延信号R(i)のうち所望既知信号
及び他の既知信号を選択するようにしてもよい。
【0113】この場合の構成を図11、図12に示す。
図11は、本第5実施形態でのMMSE方式のアダプテ
ィブアレーアンテナの構成を示す。図12は、図11中
の所望信号選択回路(以下、所望信号選択回路130)
の詳細構成を示す。
【0114】本第5実施形態のMMSE方式のアダプテ
ィブアレーアンテナは、図11に示すように、図3に示
す回路に所望信号選択回路130が追加されている。図
11において、図3の示す同一符号は、同一物、或い
は、実質的に同一物を示す。
【0115】遅延回路90は、発生器60からのプリア
ンブル信号r0(i)を受けて、遅延プリアンブル信号
OF(t+tS)、OF(t+2・tS)…OF(t+U
・t S)を発生する。但し、Uは自然数であって、プリ
アンブル信号r0(i)に対する遅延プリアンブル信号
OF(t+tS)…OF(t+U・tS)のそれぞれの遅
延時間は、OFDM信号のガードインターバル期間TG
に比べて短い。
【0116】所望信号選択回路130には、受信OFD
M信号X(i)及び遅延プリアンブル信号OF(t+t
S)…OF(t+U・tS)が入力されて、所望信号選択
回路130は、受信OFDM信号X(i)に応じて、遅
延プリアンブル信号OF(t+tS)…OF(t+U・
S)のうち所望既知信号r0(i)’及び遅延信号R
(i)を選択する。
【0117】具体的には、所望信号選択回路130は、
図12に示すように、相関器131a〜131c、13
2a〜132c、133a〜133c、134a〜13
4c、加算器(Σ)135a〜135c、最大値判定器
136、及び、選択回路137から構成されている。
【0118】次に、本第5実施形態の作動について図1
2を参照して説明する。以下、アンテナ素子11〜14
といった4つのアンテナ素子だけを採用し、遅延プリア
ンブル信号OF(t+tS)、OF(t+2・tS)、O
F(t+3・tS)といった3個の遅延プリアンブル信
号を採用した例について説明する。先ず、アンテナ素子
11〜14は、受信OFDM信号x1(i)、x
2(i)、x3(i)、x4(i)を、それぞれ、出力す
る。
【0119】次に、相関器131aは、遅延プリアンブ
ル信号OF(t+tS)と受信OFDM信号x1(i)と
の相関検出を行い、相関器132aは、遅延プリアンブ
ル信号OF(t+tS)と受信OFDM信号x2(i)と
の相関検出を行う。相関器133aは、遅延プリアンブ
ル信号OF(t+tS)と受信OFDM信号x3(i)と
の相関検出を行い、相関器134aは、遅延プリアンブ
ル信号OF(t+t S)と受信OFDM信号x4(i)と
の相関検出を行う。
【0120】加算器135aは、相関器131a、13
2a、133a、134aのそれぞれからの相関検出信
号を加算して加算信号を出力する。ここで、加算器13
5aの加算信号は、遅延プリアンブル信号OF(t+t
S)と、受信OFDM信号x1(i)、x2(i)、x
3(i)、x4(i)との相関を示す。
【0121】次に、相関器131bは、遅延プリアンブ
ル信号OF(t+2・tS)と受信OFDM信号x
1(i)との相関検出を行い、相関器132bは、遅延
プリアンブル信号OF(t+2・tS)と受信OFDM
信号x2(i)との相関検出を行う。相関器133b
は、遅延プリアンブル信号OF(t+2・tS)と受信
OFDM信号x3(i)との相関検出を行い、相関器1
34bは、遅延プリアンブル信号OF(t+2・tS
と受信OFDM信号x4(i)との相関検出を行う。
【0122】加算器135bは、相関器131b、13
2b、133b、134bのそれぞれからの相関検出信
号を加算して加算信号を出力する。加算器135bの加
算信号は、遅延プリアンブル信号OF(t+2・tS
と、受信OFDM信号x1(i)、x2(i)、x
3(i)、x4(i)との相関を示す。
【0123】次に、相関器131cは、遅延プリアンブ
ル信号OF(t+3・tS)と受信OFDM信号x
1(i)との相関検出を行い、相関器132cは、遅延
プリアンブル信号OF(t+3・tS)と受信OFDM
信号x2(i)との相関検出を行う。相関器133c
は、遅延プリアンブル信号OF(t+3・tS)と受信
OFDM信号x3(i)との相関検出を行い、相関器1
34cは、遅延プリアンブル信号OF(t+3・tS
と受信OFDM信号x4(i)との相関検出を行う。
【0124】加算器135cは、相関器131c、13
2c、133c、134cのそれぞれからの相関検出信
号を加算して加算信号を出力する。加算器135cの加
算信号は、遅延プリアンブル信号OF(t+3・tS
と、受信OFDM信号x1(i)、x2(i)、x
3(i)、x4(i)との相関を示す。
【0125】次に、最大値判定器136は、加算器13
5a〜135cからのそれぞれの加算信号のうち最大値
となる加算信号(以下、最大値加算信号という)を判定
し、この最大値加算信号を示す最大値識別信号を選択回
路137に出力する。選択回路137は、遅延プリアン
ブル信号OF(t+tS)、OF(t+2・tS)、OF
(t+3・tS)のうち、最大値識別信号に対応する遅
延プリアンブル信号を所望既知信号r(i)’として選
択して出力する。さらに、選択回路137は、遅延プリ
アンブル信号OF(t+tS)、OF(t+2・tS)、
OF(t+3・tS)のうち、最大値識別信号に対応す
る遅延プリアンブル信号を除く、2つの遅延プリアンブ
ル信号を他の既知信号R(i)として出力する。その他
の作動は、上記第2実施形態と実質的に同様である。
【0126】なお、上記第5実施形態においては、4つ
のアンテナ素子11〜14を採用した例について説明し
たが、これに限らず、アンテナ素子の個数は、2個以上
であるならば、幾つでもよい。さらに、上記第5実施形
態では、3個の遅延プリアンブル信号OF(t+
S)、OF(t+2・tS)、OF(t+3・tS)を
採用した例につき説明したが、これに限らず、遅延プリ
アンブル信号の個数は、幾つでもよい。
【0127】なお、本発明の実施にあたり、本第5実施
形態に示す相関器としては、スライデング相関器、マッ
チドフィルタ等の各種相関器を適用してもよい。
【0128】(第6実施形態)本第6実施形態では、上
記第2実施形態の回路に等化回路(以下、等化回路12
0という)が追加された回路が採用され、等化回路12
0によって、加算器30の内積信号WHX(i)のうち
他の既知信号を抑圧しその抑圧された信号を出力信号と
して出力する。この場合の構成を図13、図14に示
す。
【0129】図13は、本第6実施形態のMMSE方式
のアダプティブアレーアンテナの構成を示す図である。
図14は、図13中の等化回路120の詳細構成を示
す。図13において、図3中の同一符号は、同一物、或
いは、実質的に同一物を示す。
【0130】本第6実施形態では、MMSE方式のアダ
プティブアレーアンテナが、OFDM通信方式ではな
く、QPSK通信方式に適用されている。このため、ア
ンテナ素子11〜1Mは、QPSK信号(パイロット信
号)を受信する。
【0131】従って、アンテナ素子11〜1Mは、それ
ぞれ、受信OFDM信号X(i)に代えて、受信QPS
K信号X(i)を出力する。また、発生回路60は、Q
PSK信号のパイロット信号r0(i)を所望既知信号
として出力し、遅延回路90は、QPSK信号のパイロ
ット信号r0(i)に対して所望期間だけ遅延した遅延
パイロット信号R(i)を他の既知信号として出力す
る。MMSE演算器40Aは、上記第2実施形態と実質
的に同様に、アンテナウエイトWHと信号ウエイトAH
を更新する。また、加算器(Σ)30は、受信QPSK
信号X(i)のうち所望パイロット信号(所望既知信
号)とその遅延パイロット信号(他の既知信号)との双
方を除く成分が抑圧された信号を、内積信号WHXとし
て出力する。また、等化回路120は、図14に示すよ
うに、遅延器(Z−1)121〜124、乗算器125
〜128、及び、加算器129、130から構成されて
いる。次に、本第6実施形態の等化回路120の作動に
ついて図14、図15を参照して説明する。
【0132】以下、図15(a)に示すように、加算器
(Σ)30の内積信号WHXとして、所望パイロット信
号QP1と遅延パイロット信号QP2〜QP5との総和
が採用された例について説明する。
【0133】ここで、遅延パイロット信号QP2〜QP
5といった4つの遅延パイロット信号が採用されている
ため、本第6実施形態でのMMSE演算器40Aの信号
ウエイト(以下、信号ウエイトA(G)という)を、数
式27で表すことができる。Gは、サンプリングタイミ
ング(更新タイミング)である(G=t1、t2、t3
…)。また、図15(b)は、タイミングt1〜t5で
の遅延器121〜124の出力を示す。
【0134】
【数27】A(G)=「a1(G) a2(G) a
3(G) 4(G)]T 先ず、タイミングt1にて、図15(a)に示すQPS
KシンボルZAが、加算器130を通して遅延器121
に入力される。すなわち、等化回路120は、タイミン
グt1にて、QPSKシンボルZAを出力できる。
【0135】次に、タイミングt2にて、図15(b)
に示すように、遅延器121は、QPSKシンボルZA
を乗算器127に出力するとともに、QPSKシンボル
ZAを遅延器122に出力する。すると、乗算器128
は、信号ウエイトa1(t2)*をQPSKシンボルZA
に乗算して乗算信号(a1(t2)*ZA)を加算器12
9に出力する。
【0136】ここで、信号ウエイトa1(t2)*(信号
ウエイトAH)は、上記第1実施形態で述べたように、
MMSE演算器40Aによって、QPSKシンボルZA
{プリアンブル信号r0(i)}を基準としたQPSK
シンボルZA1{遅延信号R(i)}の位相差及び振幅
差を示すように求められる。このため、乗算信号(a 1
(t2)*ZA)は、QPSKシンボルZA1に等しく
なる(ZA1=a1(t2)*ZA)。
【0137】これにより、乗算器128は、乗算信号Z
A1を加算器129を通して加算器130に出力でき
る。また、加算器130には、加算器(Σ)30の内積
信号W HXとして、QPSKシンボルZB、ZA1が入
力される。加算器130は、QPSKシンボルZB、Z
A1と乗算信号ZA1との差を求めて差分信号(=Z
B)を遅延器121に出力する。すなわち、等化回路1
20は、タイミングt2にて、QPSKシンボルZBを
出力できる。
【0138】次に、タイミングt3にて、遅延器122
は、図15(b)に示すように、QPSKシンボルZA
を乗算器127に出力するとともに、QPSKシンボル
ZAを遅延器123に出力する。すると、乗算器127
は、信号ウエイトa2(t3)*をQPSKシンボルZA
に乗算して乗算信号(a2(t3)*ZA)を加算器12
9に出力する。
【0139】ここで、信号ウエイトa2(t3)*ZA
(信号ウエイトAH)は、上記第1実施形態で述べたよ
うに、MMSE演算器40Aによって、QPSKシンボ
ルZA{プリアンブル信号r0(i)}を基準としたQ
PSKシンボルZA2{遅延信号R(i)}の位相差及
び振幅差を示すように求められる。このため、乗算信号
(a2(t3)*ZA)は、QPSKシンボルZA2に等
しくなる(ZA2=a2(t3)*ZA)。従って、乗算
器127は、QPSKシンボルZA2を加算器129に
出力する。
【0140】また、遅延器121は、図15(b)に示
すように、QPSKシンボルZBを乗算器128に出力
するとともに、QPSKシンボルZBを遅延器122に
出力する。乗算器128は、信号ウエイトa1(t3)*
をQPSKシンボルZBに乗算して乗算信号(a1(t
3)*ZB)を加算器129に出力する。
【0141】ここで、信号ウエイトa1(t3)*(信号
ウエイトAH)は、上記第1実施形態で述べたように、
MMSE演算器40Aによって、QPSKシンボルZB
{プリアンブル信号r0(i)}を基準としたQPSK
シンボルZB1{遅延信号R(i)}の位相差及び振幅
差を示すように求められる。
【0142】従って、乗算信号(a1(t3)*ZB)
は、QPSKシンボルZB1に等しくなる(ZB1=a
1(t3)*ZB)。従って、乗算器127は、乗算信号
ZB1を加算器129に出力できる。
【0143】ここで、加算器129は、乗算器127の
乗算信号ZB1と加算器129のQPSKシンボルZA
2とを加算して加算信号(ZB1+ZA2)を加算器1
30に出力する。加算器130には、加算器(Σ)30
の内積信号WHXとして、QPSKシンボルZC、ZB
1、ZA2が入力されて、加算器130は、QPSKシ
ンボルZC、ZB1、ZA2と加算信号(ZB1+ZA
2)との差分を求め、差分信号ZCを遅延器121に出
力する。
【0144】すなわち、等化回路120は、タイミング
t3にて、QPSKシンボルZCを出力できる。以下、
等化回路120は、上述の作動と実質的に同様に作動し
て、タイミングt4にて、QPSKシンボルZDを出力
し、タイミングt5にて、QPSKシンボルZEを出力
する。
【0145】以上により、等化回路120は、上述の如
く、QPSKシンボルZA〜ZDだけを出力することが
できる。換言すれば、等化回路120は、加算器(Σ)
30の内積信号WHXとして、所望パイロット信号QP
1と遅延パイロット信号QP2〜QP5との総和を入力
されて、遅延パイロット信号QP2〜QP5を抑圧して
所望パイロット信号QP1だけを出力することになる。
【0146】なお、上記第6実施形態では、MMSE方
式のアダプティブアレーアンテナをQPSK通信方式に
適用した例について説明したが、これに限らず、OFD
M通信方式に適用してもよい。
【0147】さらに、本発明の実施にあたり、OFDM
通信方式、CDMA通信方式、QPSK変調を用いた通
信方式等以外に、各種通信方式を採用してもよい。
【0148】なお、第1〜第6実施形態では、MMSE
演算器40A、40BでMMSE方式のSMIアルゴリ
ズムを採用した例について説明したが、MMSE方式で
あれば、その他のアルゴリズムを採用してもよい。
【0149】(第7実施形態)ところで、上記第1実施
形態にて述べたMMSE方式のアダプティブアレーアン
テナにおいては、所望信号と同一方向から干渉波が到来
すると、その干渉波を抑圧できないという問題がある。
すなわち、上記第1実施形態にて述べたMMSE方式の
アダプティブアレーアンテナでは、加算器30の内積信
号WHXは、受信OFDM信号X(i)のうちプリアン
ブル信号r0(i)とその遅延信号R(i)とを除く成
分が抑圧された信号になるものの、プリアンブル信号r
0(i)と同一方向からGI外遅延信号(干渉波)が到
来すると、そのGI遅延信号を抑制できないことにな
る。
【0150】従来のPI方式のアダプティブアレーアン
テナでは、到来波成分を、それに含まれる所望信号と干
渉波とを区別することなく抑圧することは公知である。
そこで、本第7実施形態において、従来のPI方式のア
ダプティブアレーアンテナに着目して成されたもので、
所望波及びGI内遅延信号の双方の抑圧を防止し、か
つ、所望信号と同一方向から到来する干渉波を抑圧して
通信性能を向上させるようにする例につき説明する。こ
の場合の構成を図16に示す。
【0151】PI方式のアダプティブアレーアンテナ
は、アンテナ素子11〜14、乗算器21…2M、加算
器(Σ)30、PI演算器41、加算器51A、乗算器
53A及び、遅延回路80Aから構成されている。図1
6において、図1中の符号と同一符号は、同一物、或い
は、実質的同一物を示す。
【0152】遅延回路80Aは、上記第1実施形態で述
べたプリアンブル信号r0(i)を受けて、このプリア
ンブル信号r0(i)と遅延信号R(i)とを出力す
る。以下、遅延回路80Aの出力信号を出力信号R
(i)’という。
【0153】但し、プリアンブル信号に対する遅延信号
R(i)の遅延時間は、上述の如く、OFDMシンボル
のガードインターバルGIの期間TGに比べて短く、遅
延信号R(i)の数(サンプルポイント数)を16とす
る。
【0154】乗算器53Aは、信号ウエイトAHを出力
信号R(i)’に乗算して乗算信号{AHR(i)’}
を求める。加算器51Aは、乗算信号{AH
(i)’}と加算器30の内積信号WHX(i)とを加
算して加算参照信号(WHX(i)+AHR(i)’)を
求める。
【0155】PI演算器41には、加算参照信号(WH
X(i)+AHR(i)’)、出力信号R(i)’、及
び、受信OFDM信号X(i)が入力されて、PI演算
器41は、加算参照信号の電力|WHX(i)+AH
(i)’|2を最小にするようにアンテナウエイトW及
び信号ウエイトAを更新する。このとき、信号ウエイト
Aは、内積信号WHX(i)に含まれる信号成分のう
ち、出力信号R(i)’を打ち消すウエイトになり、ア
ンテナウエイトWは、受信OFDM信号X(i)に含ま
れる干渉波成分の電力を最小にするウエイトになる。
【0156】換言すれば、PI演算器41は、加算参照
信号の電力(WHX(i)+AHR(i)’)のうち、出
力信号R(i)’を除く成分の電力を最小にするように
アンテナウエイトW及び信号ウエイトAを更新する。
【0157】図17において、所望信号とGI外遅延信
号とが同一方向から到来したときのシュミレーションの
結果を示す。図17において、第1〜第5波が到来した
とき、PI方式のアダプティブアレーアンテナ、MMS
E方式のアダプティブアレーアンテナの動作後の指向性
を示す。右縦軸は、MMSE方式のアダプティブアレー
アンテナを基準とした受信電波の受信角度[deg]、
左縦軸は、PI方式のアダプティブアレーアンテナを基
準とした受信電波の受信角度[deg]である。横軸は
抑圧比(dB)である。
【0158】図17において、MMSE方式のアダプテ
ィブアレーアンテナと、PI方式のアダプティブアレー
アンテナとでは、アンテナゲインが異なるため、GI内
遅延信号がの方向のゲインが同じになるように表してい
る。
【0159】ここで、鎖線は、MMSE方式のアダプテ
ィブアレーアンテナを用いたシュミレーションの結果を
示す。実線は、PI方式のアダプティブアレーアンテナ
を用いたシュミレーションの結果を示す。図17から分
かるように、MMSE方式のアダプティブアレーアンテ
ナでは、所望信号と同一方向のGI外遅延信号が抑圧さ
れていないが、PI方式のアダプティブアレーアンテナ
では、所望信号と同一方向のGI外遅延信号が抑圧され
ている。
【0160】(第8実施形態)本第8実施形態では、図
18に示すように、上記第7実施形態の示す構成に、ロ
ーパスフィルタ420〜425が追加されている。図1
8において、ローパスフィルタ420〜424は、受信
OFDM信号X(i)に基づいて狭帯域のOFDM信号
信号を求める。
【0161】ローパスフィルタ420〜424は、受信
OFDM信号X(i)のうちその所定周波数帯域の成分
(図19参照)だけを取り出すことにより、狭帯域OF
DM信号信号を出力する。つまり、狭帯域のOFDM信
号信号は、受信OFDM信号X(i)の周波数帯域を狭
くした信号になる。
【0162】ローパスフィルタ425は、プリアンブル
信号r0(i)に基づいて狭帯域プリアンブル信号を求
める。つまり、ローパスフィルタ425は、プリアンブ
ル信号r0(i)うちその所定周波数帯域の成分だけを
取り出すことにより、狭帯域プリアンブル信号を出力す
る。
【0163】これに伴い、遅延回路80Aは、狭帯域プ
リアンブル信号に対して異なる遅延時間を有するU(図
19では、8)個の遅延信号を求め、この遅延信号と狭
帯域プリアンブル信号との双方を出力信号R(i)’と
して出力する。但し、プリアンブル信号に対する遅延信
号の遅延時間は、上述の如く、OFDMシンボルのガー
ドインターバルGIの期間TGに比べて短い。
【0164】ここで、出力信号R(i)’のうち遅延信
号の採用数(サンプルポイント)は、受信OFDM信号
X(i)の周波数帯域によって決まり、その周波数帯域
を狭くすると、減らすことができる。
【0165】そこで、本第8実施形態のPI演算器41
は、アンテナウエイトW及び信号ウエイトAの更新にあ
たり、OFDM信号信号に代えて狭帯域OFDM信号信
号を採用し、プリアンブル信号に基づいた出力信号R
(i)’に代えて、狭帯域プリアンブル信号に基づいた
出力信号R(i)’を採用する。このため、R(i)の
採用数を減らすことは勿論のこと、アンテナウエイトW
及び信号ウエイトAを更新回数を減らすことが可能にな
り、ウエイト更新の計算量を減らし得る。
【0166】(第9実施形態)上記第3実施形態では、
OFDM信号のプリンアンブル信号を時間軸上の信号と
して採用したMMSE方式のアダプティブアレーアンテ
ナについて説明したが、本第9実施形態では、これに限
らず、OFDM信号のプリンブル信号をFFT処理(周
波数分別)した各弁別信号を採用したPI方式のアダプ
ティブアレーアンテナにつき説明する。この場合の構成
を、図20に示す。
【0167】PI方式のアダプティブアレーアンテナ
は、アンテナ素子11〜14、乗算器201…204、
加算器(Σ)300、FFT回路801〜804、FF
T回路834、PI演算器42、加算器510A、乗算
器530A、及び、遅延回路80Aから構成されてい
る。図20において、図5中の符号と同一符号は、同一
物を示す。
【0168】遅延回路80Aは、上記第8実施形態で述
べた如く、プリアンブル信号r0(i)と遅延信号R
(i)とを併せて出力信号R(i)’として出力する。
FFT回路834は、プリアンブル信号r0(i)と遅
延信号R(i)とのそれぞれの有効シンボルを並列的に
サンプリング周期tSでサンプリングしてそのサンプリ
ング信号でFFT処理して弁別信号RFT(i)を出力
する。
【0169】乗算器530Aは、信号ウエイトAHを弁
別信号RFT(i)に乗算して乗算信号{AHRFT
(i)}を求める。加算器510Aは、乗算信号{AH
RFT(i)}と加算器300の内積信号WH
(i)’とを加算して加算参照信号(WHX(i)’+
HRFT(i))を求める。
【0170】PI演算器42には、弁別信号X
(i)’、加算参照信号(WHX(i)’+AHRFT
(i)’)、及び、弁別信号RFT(i)が入力され
て、PI演算器42は、加算参照信号の電力|WH
(i)’+AHRFT(i)’|2を最小にするようにア
ンテナウエイトW及び信号ウエイトAを更新する。この
とき、信号ウエイトAは、内積信号WHX(i)’に含
まれる信号成分のうち、弁別信号RFT(i)を打ち消
すウエイトになり、アンテナウエイトWは、弁別信号X
(i)’に含まれる干渉波成分の電力を最小にするウエ
イトになる。
【0171】換言すれば、PI演算器42は、加算参照
信号(WHX(i)’+AHRFT(i)’)のうち、弁
別信号RFT(i)を除く成分の電力を最小にするよう
にアンテナウエイトW及び信号ウエイトAを更新する。 (第10実施形態)本第10実施形態における、SMI
方式のアダプティブアレーアンテナは、図21に示すよ
うに、アンテナ素子11、12、発生器60、FFT回
路83、801、802、乗算器201、202、加算
器(Σ)300、位相回転器1000、相関器101
0、選択回路1020、演算器1030から構成されて
いる。
【0172】演算器1030は、相関行列推定器103
1、逆行列演算器1032、相関ベクトル推定器103
3、及び、行列乗算器1034を有する。なお、図21
において、図1、図2中の同一符号は、同一物を示す。
【0173】先ず、アンテナ素子11で受信された受信
OFDM信号x1(i)のプリンアンブル信号は、FF
T回路801でFFT処理されて、周波数毎に弁別信号
ft 1(1)、ft1(2)、ft1(3)、ft1(4)
が求められる。また、アンテナ素子12で受信された受
信OFDM信号x2(i)は、FFT回路802でFF
T処理されて、周波数毎に弁別信号ft2(1)、ft2
(2)、ft2(3)、ft2(4)が求められる。な
お、弁別信号の括弧内の数字1…4は、FFTのポイン
ト数を示す。
【0174】ここで、受信OFDM信号x1(i)、x2
(i)、弁別信号ft1(1)〜ft1(3)、及び弁別
信号ft2(1)〜ft2(3)を次のようにベクトル表
記される。
【0175】
【数28】X(i)=[x1(i) x2(i)]T
【0176】
【数29】FT1(i)=[ft1(1) ft1(2)
ft1(3)]T
【0177】
【数30】FT2(i)=[ft2(1) ft2(2)
ft2(3)]T 乗算器201は、アンテナウエイトw1 *とFT1(i)
との行列積(w1 *FT1(i))を求め、乗算器202
は、アンテナウエイトw2 *とFT2(i)との行列積
(w2 *FT2(i))を求める。
【0178】次に、加算器(Σ)300は、乗算器20
1、202による行列積(w1 *FT 1(i))、(w2 *
FT2(i))を、周波数毎に加算する。すなわち、行
列積(w1 *FT1(i))、(w2 *FT2(i))、アン
テナウエイトw1 *、w2 *を、数式31、32のようにベ
クトル表記すると、加算器(Σ)300によって、アン
テナウエイトWと弁別信号X(i)’との内積を示す内
積信号WHX(i)’が求められる。また、内積信号WH
X(i)’は、数式33に示すようにベクトル表記され
る。
【0179】
【数31】 X(i)’=[FT1(i) FT2(i)]T
【0180】
【数32】W=[w1 2 T
【0181】
【数33】WHX(i)’=[w1 *ft1(1)+w2 *
2(1) w1 *ft1(2)+w2 *ft2(2) w1 *
ft1(3)+w2 *ft2(3)]T 次に、発生器60は、所望既知信号として、OFDM信
号のプリアンブル信号r0(i)を発生し、このプリア
ンブル信号r0(i)は、周波数軸上に複数のパイロッ
トシンボル(既知信号)が配列された信号である。ま
た、FFT回路83は、OFDM信号のプリアンブル信
号r0(i)をFFT処理して周波数毎に所望弁別信号
rf1(1)、rf1(2)、rf1(3)を求める。
【0182】次に、位相回転器1000は、所望弁別信
号rf1(1)を4種の位相量(0°θ°、2θ° 3
θ°)だけ回転処理して、この回転処理された所望弁別
信号rf1(1 θ)、rf1(1 2θ)、rf1(1
3θ)と、所望弁別信号rf1(1)とを出力する。
【0183】さらに、位相回転器1000は、所望弁別
信号rf1(2)を4種の位相量(0°、θ°、2θ
°、3θ°)だけ回転処理して、この回転処理された所
望弁別信号rf1(2 θ)、rf1(2 2θ)、rf
1(2 3θ)と、所望弁別信号rf1(2)とを出力す
る。
【0184】また、位相回転器1000は、所望弁別信
号rf1(3)を4種の位相量(0°θ°、2θ° 3
θ°)だけ回転処理して、この回転処理された所望弁別
信号rf1(3 θ)、rf1(3 2θ)、rf1(3
3θ)と、所望弁別信号rf1(3)とを出力する。
【0185】ここで、所望弁別信号rf1(1)〜rf1
(1 3θ)、rf1(2)〜rf1(2 3θ)、rf
1(3)〜rf1(3 3θ)は、数式34に示すよう
に、求められる。
【0186】
【数34】
【0187】但し、Ctfは、数式35に示す位相量、
tは位相量を示す番号、fは周波数を示す番号である。
また、数式35にて、C11=C12=C13、C21=C22
23、C31=C32=C33である。
【0188】
【数35】Ctf=exp{−2πj・(j−1)・
(t−1)/3} ここで、位相回転器1000の出力信号は、図5に示す
FFT回路84の出力信号とFFT回路83の出力信号
とを併せたものと等価である。すなわち、FFT回路8
4は、位相回転器1000とともに、プリアンブル信号
0(i)に対してガードインターバル期間TGより短い
遅延時間を生成し、この生成された遅延時間をFFT処
理することと同等の役割を果たす。
【0189】次に、相関器1010は、所望処理信号B
Sと弁別信号X(i)’との相関値Kを求める。なお、
相関値Kは、所望処理信号BSと弁別信号X(i)’と
の行列積(BS×X(i)’)により求められる。
【0190】選択回路1020は、相関値Kに基づい
て、所望処理信号BSのうち、弁別信号X(i)’との
相関が最も大きい所望処理信号BSmaxを周波数毎に求
める。
【0191】例えば、相関値Kを数式36のようにベク
トル表記する。数式36中、相関値ktfにおいてtは
位相量を示す番号、fは周波数を示す番号である。
【0192】
【数36】
【0193】先ず、選択回路1020は、相関値ktf
の各々の絶対値を求め、各々の絶対値の二乗値(│kt
f│2)を求めるとともに、絶対値の二乗値(│ktf
2)を、各々、位相量毎に、加算して、数式37に示
す行列KGを求める。
【0194】
【数37】
【0195】次に、選択回路1020は、行列KGのう
ち最大値を求めるとともに、行列BSのうち、最大値の
位相量に対応する所望弁別信号(以下、所望弁別信号MX
という)を周波数毎に求める。
【0196】ここで、所望弁別信号rf1(1)…rf1
(2)…rf1(3 3θ)を示す行列BSを数式38
の如くベクトル表記する。
【0197】
【数38】
【0198】例えば、行列KGの最大値として、[│k
212+│k222]が選択されたとき、数式38のうち
周波数毎の所望弁別信号MX(i)として、[rf
1(12θ) rf1(2 2θ)、rf1(3 2
θ)]が選択される。さらに、数式38のうち周波数毎
の所望弁別信号MX(i)以外の所望弁別信号を、数式
39に示す如く、所望処理信号BAとする。但し、数式
39の所望処理信号BAは、所望弁別信号MX(i)と
して、[rf1(1 2θ) rf1(2 2θ)、rf
1(3 2θ)]が選択された一例を示す。
【0199】
【数39】
【0200】なお、以下、説明を簡易に行うため、所望
処理信号BA(i)を、数式40に示すようにベクトル
表記し、所望弁別信号MX(i)を数式41に示すよう
にベクトル表記する。数式40中、相関値batfにお
いてtは位相量を示す番号、fは周波数を示す番号であ
る。数式41中、mxtにおいて、tは位相量を示す番
号である。
【0201】
【数40】
【0202】
【数41】
【0203】なお、以下、弁別信号X(i)’を、数式
42に示す如くベクトル表記する。但し、数式42にお
けるftMfのMは自然数でアンテナ素子の番号を示し、
fは周波数を示す。
【0204】
【数42】
【0205】次に、相関行列推定器1031は、弁別信
号X(i)’と所望処理信号BAとを併せて、数式43
に示す行列XMを生成するとともに、数式44、数式4
5、数式46により、行列XMにおいて、個々の時刻で
の瞬時入力行列RXMXM1、RX MXM2、RXMXM3を求める。
数式47に基づいて瞬時入力行列RXMXM1、RXMXM2、R
XMXM3を平均化して、相関行列の推定値RXMXMを求め
る。
【0206】
【数43】
【0207】
【数44】RXMXM1=XM(1)・XM(1)H
【0208】
【数45】RXMXM2=XM(2)・XM(2)H
【0209】
【数46】RXMXM3=XM(3)・XM(3)H
【0210】
【数47】 RXMXM=(RXMXM1+RXMXM2+RXMXM3)/3 次に、逆行列演算器1032は、相関行列の推定値R
XMXMの逆行列RXMXM -1を求める。また、相関ベクトル推
定器1033は、弁別信号X(i)’、所望弁別信号M
X、及び、所望弁別信号BAを用いて、数式48、数式
49、数式50に示すように、個々の時刻における瞬時
相関ベクトルrxmb1、rxmb2、rxmb3を求める。
【0211】次に、相関ベクトル推定器1033は、数
式51に基づいて、瞬時相関ベクトルrxmb1、rxmb2
xmb3を周波数上で平均化して相関ベクトル推定値r
xmbを求める。
【0212】
【数48】rxmb1=XM(1)・MX(1)H
【0213】
【数49】rxmb2=XM(2)・MX(2)H
【0214】
【数50】rxmb3=XM(3)・MX(3)H
【0215】
【数51】rxmb=(rxmb1+rxmb2+rxmb3)/3 最後に、行列乗算器1034は、数式52に示すよう
に、相関行列の推定値R XMXMと相関ベクトル推定値r
xmbとによって行列乗算して乗算結果Zを求めるととも
に、乗算結果Zのうち「w1 * 2 *」を乗算器201、
202にそれぞれ出力する。なお、数式51中、−a1
−a2 −a3 −a4は、上記第3実施形態に述べた
信号ウエイトである。
【0216】
【数式52】 Z=[w1 * 2 * −a1 −a2 −a3 −a4T これにより、乗算器201、202は、行列積(w1 *
1(i))、行列積(w2 *FT2(i))をそれぞれ求
め、加算器(Σ)300によって、行列積(w1 *FT1
(i))、(w2 *FT2(i))が、周波数毎に加算さ
れて、内積信号WHX(i)’が求められる。
【0217】ここで、内積信号WHX(i)’のうち、
所望処理信号BAと所望弁別信号MXとを除く成分を抑
圧するようにアンテナウエイトw1 、w2が更新され
る。これにより、抑圧の必要の無い所望処理信号BAと
所望弁別信号MXとの抑圧を防止して、上記第1、第2
実施形態と実質的に同様に、本来、抑圧の必要の有る信
号成分を抑圧できるので、ヌル点の形成を有効的に行う
ことができる。従って、SMI方式のアダプティブアレ
ーアンテナの自由度の無駄な消費を抑え得る。
【0218】例えば、図22中αに示すように、アンテ
ナ素子11、12によって、指向性を形成することがで
きる。
【0219】すなわち、内積信号WHX(i)’のうち
所望弁別信号MXは、抑圧されることなく、所望処理信
号BA、MX以外のGI外遅延信号は抑圧される。しか
しながら、GI外遅延信号と所望処理信号BAとが同一
方向から受信されると、GI外遅延信号と所望処理信号
BAとは、共に抑圧される。このように、内積信号W H
X(i)’のうち、所望弁別信号MXは、抑圧されるこ
とはなく残されるものの、所望処理信号BAは、受信方
向によっては抑圧されることがある。
【0220】さらに、アンテナウエイトw1 、w2の更
新によって、内積信号WHX(i)’のうち、少なくと
も所望弁別信号MXの成分が残されて得られる。ここ
で、所望弁別信号MXは、上述の如く、所望処理信号B
Sのうち、弁別信号X(i)’との相関が最も大きい信
号であるため、所望弁別信号MXの成分が残されること
により、弁別信号X(i)’のうち受信レベルの大きな
信号が、所望弁別信号MXの成分として得ることができ
る。従って、所望弁別信号MXの成分の復調を良好に行
うことができる。
【0221】なお、上記第11実施形態においては、F
FT回路801、802を採用してSMI方式のアダプ
ティブアレアンテナを構成して、FFT回路801、8
02は、それぞれ、受信OFDM信号x1(i)をFF
T処理し、このFFT処理された周波数軸上の信号に基
づきアンテナウエイトw1、w2を求める例につき説明し
たが、これに限らず、以下のようにしてもよい。
【0222】すなわち、FFT回路801、802を採
用することなく、SMI方式のアダプティブアレアンテ
ナを構成して、受信OFDM信号x1(i)をFFT処
理した周波数軸上の信号に代えて、時間軸上の受信OF
DM信号x1(i)を採用して、時間軸上の受信OFD
M信号x1(i)アンテナウエイトw1、w2を求めるよ
うにしてもよい。 (第11実施形態)本第11実施形態では、図22に示
すように、上記第10実施形態の示す構成に、ローパス
フィルタ(LPF)1040、1041が追加されてい
る。
【0223】図22において、ローパスフィルタ104
0は、FFT回路801からの弁別信号ft1(1)〜
ft1(3)に基づき狭帯域の弁別信号LF1{=ft1
(1)、ft1(2)}を求める。これとともに、ロー
パスフィルタ1040は、FFT回路802からの弁別
信号ft2(1)〜ft2(3)に基づき狭帯域の弁別信
号LF2{=ft2(1)、ft2(2)}を求める。
【0224】これにより、ローパスフィルタ1040
は、数式53に示す狭帯域の弁別信号LFを出力するこ
とになる。すなわち、ローパスフィルタ1040は、弁
別信号ft1(1)〜ft1(3)、ft2(1)〜ft2
(3)のうち、所定周波数帯域の成分だけを取り出すこ
とにより、狭帯域の弁別信号LF1、LF2を出力する。
【0225】
【数53】
【0226】また、ローパスフィルタ1041は、FF
T回路83及び位相回転器1000の間に接続されて、
FFT回路83からの所望弁別信号rf1(1)、rf1
(2)、rf1(3)に基づき狭帯域の弁別信号rLF
{=rf1(1)、rf1(2)}を求める。すなわち、
ローパスフィルタ1041は、所望弁別信号rf
1(1)、rf1(2)、rf1(3)のうち、所定周波
数帯域の成分だけを取り出すことにより、狭帯域の弁別
信号rf1(1)、rf1(2)を出力する。
【0227】次に、位相回転器1000は、所望弁別信
号rf1(1)を4種の位相量(0°、θ°、2θ°、
3θ°)だけ回転処理して、この回転処理された所望弁
別信号rf1(1 θ)、rf1(1 2θ)、rf
1(1 3θ)と、所望弁別信号rf1(1)とを出力す
る。
【0228】さらに、位相回転器1000は、所望弁別
信号rf1(2)を4種の位相量(0°、θ°、2θ
°、3θ°)だけ回転処理して、この回転処理された所
望弁別信号rf1(2 θ)、rf1(2 2θ)、rf
1(2 3θ)と、所望弁別信号rf1(2)とを出力す
る。
【0229】なお、以下、所望弁別信号rf1(1)〜
rf1(1 3θ)、rf1(2)〜rf1(2 3θ)
を、数式54に示すように、所望処理信号LBSとす
る。
【0230】
【数54】
【0231】次に、本第11実施形態の相関器1010
は、上記第10実施形態で述べた所望処理信号BSに代
わる所望処理信号LBSと、弁別信号X(i)’に代わ
る狭帯域の弁別信号rLFとの相関値K’を求める。ま
た、選択回路1020は、上記第10実施形態と実質的
同様に、相関値K’に基づいて、所望処理信号LBSの
うち、狭帯域の弁別信号rLFとの相関が最も大きい周
波数毎の所望弁別信号MX’を求める。さらに、所望処
理信号LBSのうち、所望処理信号MX’以外の所望処
理信号BA’を求める。
【0232】次に、演算器1030では、弁別信号X
(i)’に代えて狭帯域の弁別信号rLFが入力され
て、所望処理信号MXに代えて所望処理信号MX’が入
力されるとともに、所望処理信号BAに代えて所望処理
信号BA’が入力される。
【0233】そこで、相関行列推定器1031は、相関
ベクトル推定器1033及び逆行列演算器1032とと
もに、上記第10実施形態と実質的同様に、狭帯域の弁
別信号rLFと所望処理信号MX’とに基づいて相関行
列の推定値RXMXMを求めるとともに、相関行列の推定値
XMXMの逆行列RXMXM -1を求める。
【0234】また、相関ベクトル推定器1033は、上
記第10実施形態と実質的同様に、狭帯域の弁別信号r
LF、所望弁別信号MX’、及び、所望弁別信号BA’
を用いて、相関ベクトル推定値rxmbを求める。さら
に、行列乗算器1034によって、相関行列の推定値R
XMXMと相関ベクトル推定値rxmbとが行列乗算されてア
ンテナウエイトw1 2が求められて乗算器201、2
02にそれぞれ出力される。
【0235】以上により、内積信号WHX(i)’のう
ち、所望処理信号BAと所望弁別信号MXとを除く成分
が抑圧されるため、上記第10実施形態と実質的に同様
の効果が得られる。さらに、内積信号WHX(i)’の
うち、少なくとも所望弁別信号MX’の成分が残されて
得られるため、上記第10実施形態と実質的同様に、所
望弁別信号MXの成分の復調を良好に行うことができ
る。
【0236】また、相関器1010の相関値の演算にあ
たり、所望処理信号BSに代えて所望処理信号LBSが
採用されるとともに、弁別信号X(i)’に代えて狭帯
域の弁別信号rLFが採用される。ここで、所望処理信
号LBSは、上述の如く、所望処理信号BSに比べて周
波数領域が狭く、狭帯域の弁別信号rLFは、上述の如
く、弁別信号X(i)’に比べて周波数領域が狭い。こ
のため、相関器1010の相関値の演算量を、上記第1
0実施形態に比べて、減らすことができる。
【0237】さらに、選択回路1020が所望処理信号
MX’BA’を求めるにあたり、相関器1010の相関
値K’と、所望処理信号LBSと、狭帯域の弁別信号r
LFとを採用するので、選択回路1020の演算量を、
上記第10実施形態に比べて、減らすことができる。
【0238】また、演算器1030がアンテナウエイト
1 2を求めるにあたり、弁別信号X(i)’に代え
て狭帯域の弁別信号rLFが採用されるとともに、所望
処理信号MXに代えて所望処理信号MX’が採用され
る。このため、演算器1030の演算量を、上記第10
実施形態に比べて、減らすことができる。 (第12実施形態)本第12実施形態では、上記第11
実施形態で述べたローパスフィルタ(LPF)104
0、1041を採用して、PI方式のアダプティブアレ
ーアンテナを構成する例につき説明する。この場合の構
成を、図23に示す。
【0239】本第12実施形態における、PI方式のア
ダプティブアレーアンテナは、アンテナ素子11、1
2、発生器60、FFT回路83、801、802、乗
算器201、202、加算器(Σ)300、位相回転器
1000、ローパスフィルタ(LPF)1040、10
41、演算器1030Aから構成されている。演算器1
030Aは、相関行列推定器1031A、逆行列演算器
1032A、行列乗算器1034Aを有する。なお、図
23において、図1、図2、図22中の同一符号は、同
一物を示す。
【0240】先ず、ローパスフィルタ1040は、上記
第11実施形態と同様に、FFT回路801からの弁別
信号ft1(1)〜ft1(3)に基づき狭帯域の弁別信
号LF1{=ft1(1)、ft1(2)}を求めるとと
もに、FFT回路802からの弁別信号ft2(1)〜
ft2(3)に基づき狭帯域の弁別信号LF2{=ft2
(1)、ft2(2)}を求める。
【0241】次に、位相回転器1000は、上記第11
実施形態と同様に、ローパスフィルタ1041からの狭
帯域の弁別信号rLF{=rf1(1)、rf1(2)}
に基づいて、数式53に示す所望処理信号LBSを求め
る。
【0242】次に、演算器1030Aおいて相関行列推
定器1031Aは、狭帯域の弁別信号LF1、LF2と所
望処理信号LBSとを併せて、数式55に示す行列FB
を生成するとともに、上記第10実施形態と実質的同様
に、行列FBにおける、相関行列の推定値RFBFBを求め
る。
【0243】
【数55】
【0244】次に、逆行列演算器1032Aは、相関行
列の推定値RFBFBの逆行列RFBFB -1を求める。さらに、
行列乗算器1034Aは、数式56に示す式を用いて、
乗算結果Z’を求めるとともに、乗算結果Z’のうち、
アンテナウエイトw1 2を乗算器201、202にそ
れぞれ出力する。なお、数式55中、−a1 −a2−a
3 −a4は、上記第9実施形態に述べた信号ウエイトA
Hである。
【0245】ここで、アンテナウエイトw1 2は、加
算回路300の内積信号WHX(i)’のうち、所望処
理信号LBSを除く成分の電力を最小にするように更新
される。
【0246】
【数56】 さらに、演算器1030Aは、アンテナウエイトw1
2を求めるにあたり、狭帯域の弁別信号rLFが採用さ
れるとともに、所望処理信号LBSが採用される。ここ
で、狭帯域の弁別信号rLFの周波数帯域は、上記第1
0実施形態で述べた弁別信号X(i)’の周波数帯域に
比べて狭く、所望処理信号LBSの周波数帯域は、上記
第10実施形態で述べた所望処理信号BSの周波数帯域
に比べて、狭い。従って、演算器1030Aは、弁別信
号X(i)’と所望処理信号BSとを用いたときに比べ
て、演算量を減らすことができる。
【0247】なお、本発明の実施にあたり、アンテナ素
子の数としては、2個以上であれば、幾らでもよい。
【0248】さらに、上記各実施形態では、各種信号を
周波数弁別するにあたり、FFT処理を採用した例につ
いて説明したが、これに限らず、DFT処理等の各種の
周波数弁別処理を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のMMSE方式のアダプ
ティブアレーアンテナの構成を示す図である。
【図2】上記第1実施形態のMMSE方式のアダプティ
ブアレーアンテナのシュミレーションの結果を示す図で
ある。
【図3】本発明の第2実施形態のMMSE方式のアダプ
ティブアレーアンテナの構成を示す図である。
【図4】図3に示す遅延回路の詳細構成を示す図であ
る。
【図5】本発明の第3実施形態のMMSE方式のアダプ
ティブアレーアンテナの構成を示す図である。
【図6】図5に示すFFT回路の詳細構成を示す図であ
る。
【図7】図5に示す遅延回路の作動を示す図である。
【図8】図6に示すFFT回路の作動を示す図である。
【図9】本発明の第4実施形態のMMSE方式のアダプ
ティブアレーアンテナの構成を示す図である。
【図10】図9に示すマッチドフィルタ及び遅延回路の
作動を示す図である。
【図11】本発明の第5実施形態のMMSE方式のアダ
プティブアレーアンテナの構成を示す図である。
【図12】図11に示す所望信号選択回路の詳細構成を
示す図である。
【図13】本発明の第6実施形態のMMSE方式のアダ
プティブアレーアンテナの構成を示す図である。
【図14】図13に示す等価回路の詳細構成を示す図で
ある。
【図15】図14に示す等価回路の作動を示す図であ
る。
【図16】本発明の第7実施形態のPI方式のアダプテ
ィブアレーアンテナの構成を示す図である。
【図17】上記第7実施形態のPI方式のアダプティブ
アレーアンテナのシュミレーションの結果を示す図であ
る。
【図18】本発明の第8実施形態のPI方式のアダプテ
ィブアレーアンテナの構成を示す図である。
【図19】図18のLPFの作動を示す図である。
【図20】本発明の第9実施形態のPI方式のアダプテ
ィブアレーアンテナの構成を示す図である。
【図21】本発明の第10実施形態のSMI方式のアダ
プティブアレーアンテナの構成を示す図である。
【図22】上記第10実施形態の作動を説明するための
図である。
【図23】本発明の第11実施形態のSMI方式のアダ
プティブアレーアンテナの構成を示す図である。
【図24】本発明の第11実施形態のPI方式のアダプ
ティブアレーアンテナの構成を示す図である。
【図25】OFDM信号のフォーマットを示す図であ
る。
【図26】MMSE方式のアダプティブアレーアンテナ
の受信信号を説明するための図である。
【図27】従来のMMSE方式のアダプティブアレーア
ンテナの構成を示す図である。
【符号の説明】
40A…MMSE演算器、30、51、52…加算器、
60、70…発生器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 敏弘 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 福井 伸治 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 門田 茂 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA05 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA29 FA30 FA32 GA02 GA06 HA05

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のアンテナ素子(11…1M)と、 前記複数のアンテナ素子で受信された受信信号にそれぞ
    れのアンテナウエイトを乗算するアンテナ乗算手段(2
    1…2M)と、 前記アンテナウエイトが乗算されたそれぞれの受信信号
    を加算して加算信号を出力する加算手段(30)と、 第1の既知信号及び第2の既知信号から参照信号を求め
    る参照信号算出手段(51〜53、51A、53A)
    と、 前記複数のアンテナ素子で受信された受信信号と前記加
    算信号と前記参照信号とに応じて前記アンテナウエイト
    を更新する更新手段(40A、41)とを備えることを
    特徴とするアダプティブアレーアンテナ。
  2. 【請求項2】 前記第2の既知信号は、前記第1の既知
    信号に対して所定期間遅延した遅延信号であることを特
    徴とする請求項1に記載のアダプティブアレーアンテ
    ナ。
  3. 【請求項3】 前記第1の既知信号を前記所定期間遅延
    させて前記第2の既知信号を求める遅延手段(80)を
    有することを特徴とする請求項2に記載のアダプティブ
    アレーアンテナ。
  4. 【請求項4】 前記複数のアンテナ素子は、それぞれ、
    前記第1の既知信号の成分と前記第2の既知信号の成分
    とを有する信号を前記受信信号として受信し、 前記複数のアンテナ素子で受信された受信信号に基づい
    て、前記第1の既知信号の成分に対する前記第2の既知
    信号の成分の遅延時間を求める遅延時間算出手段(10
    0)を有し、 前記遅延手段は、前記所望既知信号を前記遅延時間だけ
    遅延させて前記第2の既知信号を求めることを特徴とす
    る請求項2に記載のアダプティブアレーアンテナ。
  5. 【請求項5】 前記第1の既知信号に対してそれぞれ異
    なる時間だけ遅延したを複数の遅延信号を生成する遅延
    信号生成手段(90)と、 前記複数の遅延信号と前記受信信号との相関検出を行う
    相関検出器(131a〜134c)と、 前記相関検出器の相関検出に基づいて前記複数の遅延信
    号の何れかを前記第2の既知信号として選択する選択手
    段(135a〜136)とを有することを特徴とする請
    求項2に記載のアダプティブアレーアンテナ。
  6. 【請求項6】 前記参照信号算出手段は、前記第2の既
    知信号に信号ウエイトを乗算するウエイト乗算部(5
    3)を備え、この信号ウエイトが乗算された前記第2の
    既知信号に前記第1の既知信号を加算して前記参照信号
    を求め、 前記更新手段は、前記複数のアンテナ素子で受信された
    受信信号と前記第2の既知信号と前記参照信号と前記加
    算信号とに応じて前記信号ウエイトを更新することを特
    徴とする請求項1〜5のうちいずれか1つに記載のアダ
    プティブアレーアンテナ。
  7. 【請求項7】 前記加算手段の加算信号のうち前記第2
    の既知信号の成分を抑圧するために帰還信号を加算する
    抑圧手段(129、130)と、 前記加算信号を所定期間だけ遅延させて遅延加算信号を
    生成する加算信号遅延手段(121〜124)と、 前記遅延加算信号に前記信号ウエイトを乗算して前記帰
    還信号を求める乗算手段(125〜128)とを有する
    ことを特徴とする請求項6に記載のアダプティブアレー
    アンテナ。
  8. 【請求項8】 複数のアンテナ素子(11…1M)と、 前記複数のアンテナ素子で受信された受信OFDM信号
    をそれぞれ周波数弁別して弁別信号を求める受信周波数
    弁別手段(801〜80M)と、 前記周波数弁別されたそれぞれの弁別信号にアンテナウ
    エイトを乗算するアンテナ乗算手段(201〜20M)
    と、 前記アンテナウエイトが乗算されたそれぞれの弁別信号
    を加算して加算信号を出力する加算手段(300)と、 所望OFDM信号が周波数弁別された所望弁別信号を求
    める所望周波数分別手段(84)と、 前記所望弁別信号に対して遅延した遅延弁別信号を求め
    る遅延手段(90、83)と、 前記遅延弁別信号に信号ウエイトを乗算して、この信号
    ウエイトが乗算された前記遅延弁別信号に前記所望弁別
    信号を加算して参照信号を求める参照加算手段(51
    0、520、530)と、 前記それぞれの弁別信号と前記遅延弁別信号とに応じて
    前記参照信号に前記加算信号を近づけるようにして、前
    記それぞれの弁別信号のうち前記所望弁別信号及び遅延
    弁別信号の双方を除く成分を抑圧するように前記アンテ
    ナウエイト及び前記信号ウエイトを更新する更新手段
    (40B)とを備えることを特徴とするアダプティブア
    レーアンテナ。
  9. 【請求項9】 複数のアンテナ素子(11〜14)と、 前記複数のアンテナ素子で受信された受信OFDM信号
    をそれぞれ周波数弁別して弁別信号を求める受信周波数
    弁別手段(801〜804)と、 前記周波数弁別されたそれぞれの弁別信号にアンテナウ
    エイトを乗算するアンテナ乗算手段(201〜204)
    と、 前記アンテナウエイトが乗算されたそれぞれの弁別信号
    を加算して加算信号を出力する加算手段(300)と、 所望OFDM信号に対して所定期間遅延した遅延OFD
    M信号を求める遅延手段(80A)と、 前記所望OFDM信号及び前記遅延OFDM信号の双方
    が周波数弁別された所望弁別信号を求める所望周波数分
    別手段(834)と、 前記所望弁別信号に信号ウエイトを乗算して参照信号を
    求める参照加算手段(530A)と、 前記参照信号と前記加算信号とを加算して加算参照信号
    を求める加算参照信号算出手段(510A)と、 前記加算参照信号のうち、前記所望弁別信号の成分を除
    く成分の電力を小さくするように前記アンテナウエイト
    及び前記信号ウエイトを更新する更新手段(42)とを
    備えることを特徴とするアダプティブアレーアンテナ。
  10. 【請求項10】 既知信号が周波数軸上に配列されたプ
    リアンブル信号を、前記所望OFDM信号として生成す
    る生成手段(60)を有することを特徴とする請求項8
    又は9に記載のアダプティブアレーアンテナ。
  11. 【請求項11】 前記受信周波数弁別手段は、前記受信
    OFDM信号をサンプリグして各サンプリング信号を得
    て、前記各サンプリング信号に応じて前記弁別信号を求
    め、 前記遅延時間は、前記サンプリングの周期の所定倍数で
    あることを特徴とする請求項10に記載のアダプティブ
    アレーアンテナ。
  12. 【請求項12】 前記遅延手段は、所望個数の前記遅延
    弁別信号を出力することを特徴とする請求項8〜11の
    いずれか1つに記載のアダプティブアレーアンテナ。
  13. 【請求項13】 前記遅延弁別信号の所望個数は、前記
    所望OFDM信号のデータ信号のガードインターバル期
    間と、前記サンプリングの周期と、によって決まる最大
    個数であることを特徴とする請求項12に記載のアダプ
    ティブアレーアンテナ。
  14. 【請求項14】 前記参照信号算出手段は、 前記第1及び第2の既知信号に信号ウエイトを乗算して
    前記参照信号を求める手段(53A)と、 前記参照信号と前記加算信号とを加算して加算参照信号
    を求める手段(51A)とを有し、 前記更新手段(41)は、前記加算参照信号のうち、前
    記第1及び第2の既知信号を除く成分の電力を小さくす
    るように前記アンテナウエイト及び前記信号ウエイトを
    更新することを特徴とする請求項2又は3に記載のアダ
    プティブアレーアンテナ。
  15. 【請求項15】 複数のアンテナ素子(11〜14)
    と、 前記複数のアンテナ素子で受信された受信信号にそれぞ
    れのアンテナウエイトを乗算するアンテナ乗算手段(2
    1…24)と、 前記アンテナウエイトが乗算されたそれぞれの受信信号
    を加算して加算信号を出力する加算手段(30)と、 前記複数のアンテナ素子で受信された受信信号のうち、
    これら受信信号の周波数帯域に比べて狭い周波数帯域の
    成分を示す受信周波数信号をそれぞれ出力する受信周波
    数信号出力手段(420〜423)と、 既知信号のうち、前記狭い周波数帯域の成分を示す既知
    周波数信号を出力する既知周波数信号出力手段(42
    4)と、 前記既知周波数信号に対して所定期間遅延した遅延周波
    数信号を求める遅延手段(80A)と、 前記遅延周波数信号及び前記既知周波数信号に信号ウエ
    イトを乗算して参照信号を求める参照信号算出手段(5
    3A)と、 前記参照信号と前記加算信号とを加算して加算参照信号
    を求める加算参照信号算出手段(51A)と、 前記加算参照信号のうち、前記遅延周波数信号及び前記
    既知周波数信号を除く成分の電力を小さくするように前
    記アンテナウエイト及び前記信号ウエイトを更新する更
    新手段(41)とを有することを特徴とするアダプティ
    ブアレーアンテナ。
  16. 【請求項16】 複数のアンテナ素子(11、12)
    と、 前記複数のアンテナ素子で受信された受信OFDM信号
    をそれぞれ周波数弁別して弁別信号を求める受信周波数
    弁別手段(801、802)と、 前記周波数弁別されたそれぞれの弁別信号にアンテナウ
    エイトを乗算するアンテナ乗算手段(201、202)
    と、 前記アンテナウエイトが乗算されたそれぞれの弁別信号
    を加算して加算信号を出力する加算手段(300)と、 既知OFDM信号を周波数弁別して既知弁別信号を求め
    る既知周波数分別手段(83)と、 前記既知弁別信号に対してそれぞれの位相量だけ位相回
    転して、前記それぞれの位相量に対応する位相回転既知
    弁別信号を求める位相回転手段(1000)と、 前記それぞれの位相量に対応する位相回転既知弁別信号
    と前記それぞれの弁別信号との相関をとって、前記それ
    ぞれの位相量に対応する相関値を求める相関手段(10
    10)と、 前記それぞれの位相量に対応する相関値のうち、最大相
    関値を選択するとともに、前記それぞれの位相量に対応
    する位相回転既知弁別信号うち、前記最大相関値に対応
    する対応位相回転既知弁別信号を選択する選択手段(1
    020)と、 前記加算信号のうち、前記それぞれの位相量に対応する
    位相回転既知弁別信号を除く成分を小さくするととも
    に、前記加算信号のうち、前記対応位相回転既知弁別信
    号を少なくとも残すように前記アンテナウエイトを更新
    する更新手段(1034)とを有することを特徴とする
    アダプティブアレーアンテナ。
  17. 【請求項17】 複数のアンテナ素子(11、12)
    と、 前記複数のアンテナ素子で受信された受信OFDM信号
    をそれぞれ周波数弁別して弁別信号を求める受信周波数
    弁別手段(801、802)と、 前記周波数弁別されたそれぞれの弁別信号にアンテナウ
    エイトを乗算するアンテナ乗算手段(201、202)
    と、 前記アンテナウエイトが乗算されたそれぞれの弁別信号
    を加算して加算信号を出力する加算手段(300)と、 前記それぞれの弁別信号のうち、前記弁別信号に比べて
    狭い周波数帯域の狭帯域弁別信号をそれぞれ出力する狭
    帯域出力手段(1040)と、 既知OFDM信号を周波数弁別して既知弁別信号を求め
    る所望周波数分別手段(83)と、 前記既知弁別信号のうち、前記既知弁別信号に比べて狭
    い周波数帯域の狭帯域既知弁別信号を出力する既知狭帯
    域出力手段(1041)と、 前記狭帯域既知弁別信号に対してそれぞれ異なる位相量
    だけ位相回転して、前記それぞれの位相量に対応する狭
    帯域の位相回転弁別信号を求める位相回転手段(100
    0)と、 前記それぞれの位相量に対応する狭帯域の位相回転弁別
    信号と前記それぞれの弁別信号との相関をとって、前記
    それぞれの位相量に対応する相関値を求める相関手段
    (1010)と、 前記それぞれの位相量に対応する相関値のうち、最大相
    関値を選択するとともに、前記それぞれの狭帯域の位相
    回転弁別信号のうち、前記最大相関値に対応する狭帯域
    の位相回転弁別信号を選択する選択手段(1020)
    と、 前記加算信号のうち、前記それぞれの位相量に対応する
    狭帯域の位相回転既知弁別信号を除く成分を小さくする
    とともに、前記加算信号のうち、前記対応する狭帯域の
    位相回転弁別信号を少なくとも残すように前記アンテナ
    ウエイトを更新する更新手段(1033)とを有するこ
    とを特徴とするアダプティブアレーアンテナ。
  18. 【請求項18】 複数のアンテナ素子(11、12)
    と、 前記複数のアンテナ素子で受信された受信OFDM信号
    をそれぞれ周波数弁別して弁別信号を求める受信周波数
    弁別手段(801、802)と、 前記周波数弁別されたそれぞれの弁別信号にアンテナウ
    エイトを乗算するアンテナ乗算手段(201、202)
    と、 前記アンテナウエイトが乗算されたそれぞれの弁別信号
    を加算して加算信号を出力する加算手段(300)と、 前記それぞれの弁別信号のうち、前記弁別信号に比べて
    狭い周波数帯域の狭帯域弁別信号をそれぞれ出力する狭
    帯域出力手段(1040)と、 既知OFDM信号を周波数弁別して既知弁別信号を求め
    る所望周波数分別手段(83)と、 前記既知弁別信号のうち、前記既知弁別信号に比べて狭
    い周波数帯域の狭帯域既知弁別信号を出力する既知狭帯
    域出力手段(1041)と、 前記狭帯域既知弁別信号を位相回転する位相回転手段
    (1000)と、前記加算信号のうち、前記狭帯域既知
    弁別信号と前記位相回転された狭帯域既 知弁別信号とを除く成分の電力を小さくするように前記
    アンテナウエイトを更新する更新手段(1030A)と
    を有することを特徴とするアダプティブアレーアンテ
    ナ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012114807A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Kyocera Corp 通信装置および無線通信方法
JP2014192807A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Mitsubishi Electric Corp 受信装置および受信方法

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