JP2003143045A - 平均二乗誤差最小化アルゴリズムを用いて信号を処理する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平均二乗誤差最小化アルゴリズムを用いて信
号を処理する装置において、安定した収束動作を実現す
る。 【解決手段】 乗算機１−１〜１−Ｍは、入力信号Ｘ1
(n)〜Ｘm(n)に適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)を乗算す
る。加算機２は、乗算機１−１〜１−Ｍの出力を合成す
る。誤差関数導出部３は、合成値Ｙ(n) と参照信号ｒ
(n) との差分を表す誤差関数ｅ(n) を算出する。適応ウ
エイト更新部４は、誤差関数ｅ(n) に基づいて次に適応
ウエイトＷ1(n+1)〜Ｗm(n+1)を算出する。誤差関数導出
部３は、適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)に基づいて補正係
数α、βを生成する補正係数生成部１１、合成値Ｙ(n)
に補正係数βを乗算する演算部１２、参照信号ｒ(n) に
補正係数αを乗算する演算部１３、演算部１２および演
算部１３の出力の差分を算出する引き算機１４を備え
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、平均二乗誤差最小
化アルゴリズムを用いて信号を処理する装置および方法
に係わり、特に、平均二乗誤差最小化アルゴリズムを用
いて無線信号を処理する受信装置および方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】平均二乗誤差最小化（ＭＭＳＥ：Minimu
m Mean Square Error ）アルゴリズムは、重み付けされ
た入力信号と参照信号との差分（すなわち、誤差の二
乗）が最小になるようにウエイトを推定するフィードバ
ック制御方法であり、入力信号の品質を向上させるため
に様々な分野で利用されている。具体的には、例えば、
無線信号を受信する装置や、音声を分析する装置などに
おいて利用されている。

【０００３】図２２は、既存の平均二乗誤差最小化アル
ゴリズムを利用するアダプティブアレー受信機の構成図
である。なお、アダプティブアレー受信機は、例えば、
無線通信システムの基地局に設けられ、ユーザ間（また
は、チャネル間）の干渉を除去または抑制するように所
望のビームパターンを形成する。

【０００４】図２２に示すアダプティブアレー受信機
は、複数のアンテナ１０１−１〜１０１−Ｍを備える。
そして、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｍにより受信さ
れた信号は、それぞれ受信回路１０２−１〜１０２−Ｍ
においてデジタル信号に変換される。ここで、各ブラン
チのデジタル信号は、それぞれ対応するアンテナが受信
した信号の振幅および位相を表す複素数であり、ブラン
チ信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)と呼ぶことにする。

【０００５】乗算機１−１〜１−Ｍは、適応ウエイト更
新部１０４により生成される適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm
(n)を対応するブランチ信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)に乗算す
る。加算機２は、乗算機１−１〜１−Ｍの出力を合成す
る。引き算機１０５は、加算機２から出力される合成値
Ｙ(n) と参照信号ｒ(n) との差分を表す誤差信号ｅ(n)
を生成する。電力検出部１０３は、ブランチ信号Ｘ1(n)
〜Ｘm(n)の電力の総和を検出する。

【０００６】適応ウエイト更新部１０４は、ブランチ信
号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)、ブランチ信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)の電力
の総和、および誤差関数ｅ(n) に基づいて、誤差関数ｅ
(n)が最小になるように次の適応ウエイトＷ1(n+1)〜Ｗm
(n+1)を生成する。ここで、適応ウエイトＷ1 〜Ｗm
は、下記（１）式により生成される。なお、（１）式で
使用される定義は以下の通りである。 Ｗk(n)：ブランチｋにおける第ｎ番目の適応ウエイト μ ：ステップ定数 ｅ(n) ：第ｎ番目の誤差関数 Ｘk(n)：ブランチｋにおける第ｎ番目のブランチ信号 Ｍ ：ブランチ数

【０００７】

【数１】

【０００８】上記（１）式に示すように、次の適応ウエ
イトＷ(n+1) は、現在の適応ウエイトＷ(n) に補正値を
加えることにより得られる。ここで、この補正値は、適
応ウエイトの変化量であって、誤差関数ｅ、ブランチ信
号Ｘ、ブランチ信号Ｘの電力の総和から求められる。そ
して、適応ウエイトＷは、誤差関数ｅがゼロに収束する
ように、随時、更新されていく。

【０００９】また、上記（１）式において、右辺第２項
の分母の値は、受信信号の電力を表している。従って、
このアルゴリズムでは、受信信号の電力が大きいときは
適応ウエイトＷの変化量が小さくなり、受信信号の電力
が小さいときは適応ウエイトＷの変化量は大きくなる。
そして、このようにして入力レベルに応じて適応ウエイ
トＷの変化量を自動的に調整することにより、アルゴリ
ズムの異常動作（適応ウエイトＷがゼロになる状態、或
いは適応ウエイトＷが発散する状態など）を回避してい
る。なお、この方式は、一般には、ＮＬＭＳ（Normaliz
ed Least MeanSquare）と呼ばれている。

【００１０】このように、平均二乗誤差最小化アルゴリ
ズムを利用するアダプティブアレー受信機では、ＮＬＭ
Ｓ等を利用して誤差関数の収束を行っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記（１）
式においては、適応ウエイトＷの変化量が１つのパラメ
ータ（受信信号の電力）により制御されるので、参照信
号ｒの生成方法によっては、誤差関数ｅが収束せずに、
適応ウエイトＷが不適切な値になることがある。例え
ば、フェージングを考慮しながら受信信号に基づいて参
照信号ｒを生成すると、誤差関数ｅが収束しないことが
ある。また、上述の適応ウエイトを生成する処理は、デ
ジタル演算により実行されるのが一般的であるが、適応
ウエイトの値がビット制限幅の上限を越えた場合や、小
さすぎて所定の精度が得られない場合には、入力信号に
ウエイト乗算することが意味を持たなくなる。

【００１２】このように、適切な適応ウエイトが得られ
なくなると、エラー率が悪化し、場合によっては通信サ
ービスを提供できなくなる。なお、この問題は、アダプ
ティブアレー受信機のみに発生するものではなく、各ア
ンテナブランチの非線形素子による振幅および位相の偏
差を補正するためのキャリブレータや、音声を分析する
装置などにおいても発生し得る。

【００１３】本発明は、平均二乗誤差最小化アルゴリズ
ムを用いて信号を処理する装置において、安定した収束
動作を実現することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の信号処理装置
は、平均二乗誤差最小化アルゴリズムを用いて信号を処
理する構成を前提とし、入力信号に適応ウエイトを乗算
することにより得られる出力信号と参照信号との差分を
表す誤差関数を生成する誤差関数生成手段と、上記誤差
関数生成手段により生成される誤差関数に基づいて上記
適応ウエイトを生成するウエイト生成手段と、上記出力
信号または参照信号の少なくとも一方を補正する補正手
段と、を有する。

【００１５】この構成においては、補正手段により出力
信号または参照信号を補正することができるので、適応
ウエイトを生成する際に利用される誤差関数を所望の値
に制御することが容易である。したがって、適応ウエイ
トがゼロに収束すること、および発散することを回避で
きる。

【００１６】本発明の他の態様の信号処理装置は、上記
誤差関数生成手段、上記ウエイト生成手段に加え、入力
信号に乗算された適応ウエイトを保持する保持手段、上
記ウエイト生成手段により生成された適応ウエイトが予
め設定されている基準を満たしているか否かを判定する
判定手段、および上記ウエイト生成手段により新たに生
成された適応ウエイトが上記基準を満たしているときは
その新たに生成された適応ウエイトを次の入力信号に乗
算されるように出力し、その新たに生成された適応ウエ
イトが上記基準を満たしていないときは上記保持手段に
保持されている適応ウエイトを次の入力信号に乗算され
るように出力する選択手段を有する。

【００１７】この構成においては、基準を満たさない適
応ウエイトは使用されないので、アルゴリズムが不安定
になるこをが回避される。本発明のさらに他の態様の信
号処理装置は、上記誤差関数生成手段、上記ウエイト生
成手段に加え、上記ウエイト生成手段により生成される
適応ウエイトが最適化されるように上記出力信号および
参照信号の上記誤差関数生成手段への入力タイミングを
調整する調整手段を有する。

【００１８】この構成においては、誤差関数生成手段に
より生成される誤差関数の信頼性が高くなるので、その
誤差関数に基づいて生成される適応ウエイトの信頼性も
高くなる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の基本構成を説明
する図である。なお、本発明は、平均二乗誤差最小化ア
ルゴリズムを用いて信号を処理する装置および方法を前
提とする。

【００２０】乗算機１−１〜１−Ｍは、適応ウエイト更
新部４により生成される適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)を
対応する入力信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)に乗算する。加算機２
は、乗算機１−１〜１−Ｍから出力される出力信号（す
なわち、適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)が乗算された入力
信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)）を合成する。誤差関数導出部３
は、加算機２から出力される合成値Ｙ(n) および参照信
号ｒ(n) に基づいて誤差信号ｅ(n) を生成する。適応ウ
エイト更新部４は、適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)が乗算
される前の入力信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)および誤差関数ｅ
(n) に基づいて、誤差関数ｅ(n) が最小になるように、
次の適応ウエイトＷ1(n+1)〜Ｗm(n+1)を生成する。

【００２１】誤差関数導出部３は、補正係数生成部１
１、演算部１２、１３、および引き算機１４を備える。
補正係数生成部１１は、適応ウエイト更新部４により生
成される適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)をモニタし、参照
信号ｒ(n) を変化させるための補正係数α(n) および／
または合成値Ｙ(n) を変化させるための補正係数β(n)
を生成する。演算部１２は、補正係数生成部１１により
補正係数β(n) が生成されたときに、それを用いて合成
値Ｙ(n) を変化させる。一方、演算部１３は、補正係数
生成部１１により補正係数α(n) が生成されたときに、
それを用いて参照信号ｒ(n) を変化させる。なお、ここ
では、演算部１２は補正係数β(n) を合成値Ｙ(n) に乗
算し、演算部１３は補正係数α(n) を参照信号ｒ(n) に
乗算するものとする。そして、引き算機１４は、演算部
１２の出力と演算部１３の出力の差分を表す誤差関数ｅ
(n) を生成する。

【００２２】適応ウエイト更新部４は、適応ウエイトＷ
1(n)〜Ｗm(n)が乗算される前の入力信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)
および誤差関数導出部３により生成される誤差関数ｅ
(n) に基づいて、下記（２）式に従って次の適応ウエイ
トＷ1(n+1)〜Ｗm(n+1)を生成する。なお、（２）式で使
用される定義は以下の通りである。 Ｗk(n)：ブランチｋにおける第ｎ番目の適応ウエイト μ ：ステップ定数 Ｘk(n)：ブランチｋにおける第ｎ番目のブランチ信号 Ｍ ：ブランチ数 ｒ(n) ：第ｎ番目の参照信号 Ｙ(n) ：ΣＷk(n)・Ｘk(n) （ただし、ｋ＝１〜Ｍ） α(n) ：参照信号ｒ(n) を変化させるための補正係数 β(n) ：合成値Ｙ(n) を変化させるための補正係数

【００２３】

【数２】

【００２４】上記（２）式において、「α(n) ｒ(n) −
β(n) Ｙ(n) 」は、誤差関数ｅ(n)に相当する。上記構
成において、誤差関数導出部３は、適応ウエイトＷ1(n)
〜Ｗm(n)をモニタし、それらの値に応じて参照信号ｒ
(n) または合成値Ｙ(n) の少なくとも一方を変化させる
ことにより、適応ウエイトが適正値なるように誤差関数
ｅ(n) を調整する。ここで、適応ウエイトの変化量は、
参照信号ｒまたは合成値Ｙを制御することにより決めら
れるので、自由度が大きい。したがって、適応ウエイト
が不適切な値（ゼロ、発散など）にならないように出来
る。

【００２５】なお、上記（２）式では、入力信号が正規
化されているが、本発明はこれに限定されるものではな
い。次に、本発明の実施形態を説明する。なお、以下で
は、本発明が、無線通信システムの基地局が備えるアダ
プティブアレー受信機に適用される場合の実施形態を採
り上げる。

【００２６】図２は、本発明に係る信号処理装置が利用
される無線通信システムを示す図である。この無線通信
システムは、複数の基地局２１を備える。なお、図２で
は、１つの基地局のみが描かれている。そして、各基地
局２１は、それぞれセル（通信エリア）を管理し、自分
のセルの中に位置している移動機２２との間で無線信号
を送受信する。また、各セルは、それぞれ複数のセクタ
に分割されて管理されている。図２に示す例では、各セ
ルは３つのセクタに分割されている。さらに、基地局２
１は、各セクタ毎にアダプティブアレー受信機（また
は、アダプティブアレーアンテナ）を備えている。

【００２７】図３は、本発明に係る信号処理装置を備え
る基地局２１の構成図である。尚、図３では、送信用回
路および上位レイヤ装置は省略されている。基地局２１
は、上述したように、アダプティブアレー受信機を備え
ている。ここで、アダプティブアレー受信機は、無線信
号を受信するアンテナ１０１−１〜１０１−Ｍ、アンテ
ナ１０１−１〜１０１−Ｍが受信した信号をそれぞれデ
ジタル信号に変換する受信回路１０２−１〜１０２−
Ｍ、および受信回路１０２−１〜１０２−Ｍから所望の
信号を再生するアダプティブアレーアンテナベースバン
ド処理部３１を備える。そして、復調部３２は、アダプ
ティブアレー受信機の出力を復調して上位レイヤ装置に
渡す。上記構成の基地局２１において、本発明に係る信
号処理装置は、アダプティブアレーアンテナベースバン
ド処理部３１に設けられる。

【００２８】図４は、実施形態のアダプティブアレー受
信機の構成図である。なお、このアダプティブアレー受
信機は、例えば、図３に示すアンテナ１０１−１〜１０
１−Ｍ、受信回路１０２−１〜１０２−Ｍ、アダプティ
ブアレーアンテナベースバンド処理部３１から構成され
る。

【００２９】アダプティブアレー受信機は、複数のアン
テナを備える無線受信機であり、各アンテナが受信した
信号にそれぞれ適切な振幅／位相シフトを加えた後、そ
れらを合成することによりその指向性を制御できる。こ
こで、振幅／位相シフトは、各ブランチ毎に適応的に算
出される複素数のウエイトとして与えられる。これによ
り、無線通信システムの基地局において、ユーザ間の干
渉を除去または抑制するようなビームパターンが形成さ
れる。

【００３０】アンテナ１０１−１〜１０１−Ｍ、及び受
信回路１０２−１〜１０２−Ｍは、図３を参照しながら
説明した通りである。ここで、受信回路１０２−１〜１
０２−Ｍは、それぞれ、例えば、無線周波数領域の受信
信号を増幅するＲＦアンプ、ＲＦアンプで増幅された無
線周波数領域の信号を中間周波数領域の信号に変換する
変換回路、変換回路の出力を制御するＡＧＣ回路、およ
びＡＧＣ回路の出力をデジタルデータに変換するＡＤコ
ンバータ等を備える。なお、受信回路１０２−１〜１０
２−Ｍの出力は、それぞれ、受信信号の振幅および位相
を表す複素数のデジタルデータである。すなわち、複素
数の実部の値と虚部の値の比率により受信信号の位相が
表され、その複素数の実部の値および虚部の値の二乗和
により受信信号の電力が表される。以下では、各ブラン
チのデジタル信号を、ブランチ信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)と呼
ぶことにする。

【００３１】乗算機１−１〜１−Ｍ、加算機２、及び適
応ウエイト更新部４は、図１を参照しながら説明した通
りである。すなわち、乗算機１−１〜１−Ｍは、それぞ
れ、適応ウエイト更新部４により生成される適応ウエイ
トＷ1(n)〜Ｗm(n)を対応するブランチ信号Ｘ1(n)〜Ｘm
(n)に乗算する。また、加算機２は、乗算機１−１〜１
−Ｍの出力（すなわち、適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)が
乗算されたブランチ信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)）を合成する。
さらに、適応ウエイト更新部４は、ブランチ信号Ｘ1(n)
〜Ｘm(n)および誤差関数導出部３ａにより生成される誤
差関数ｅ(n) に基づいて、次の適応ウエイトＷ1(n+1)〜
Ｗm(n+1)を生成する。

【００３２】誤差関数導出部３ａは、補正係数生成部１
１ａ、演算部１２ａ、および引き算機１４を備える。補
正係数生成部１１ａは、適応ウエイト更新部４により生
成される適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)をモニタし、合成
値Ｙ(n) を変化させるための補正係数β(n) を生成す
る。演算部１２ａは、乗算機であり、補正係数生成部１
１ａにより生成された補正係数β(n) を合成値Ｙ(n) に
乗算する。そして、引き算機１４は、演算部１２ａの出
力と参照信号ｒ(n) との差分を計算することにより、誤
差関数ｅ(n) を生成する。したがって、誤差関数導出部
３ａにより生成される誤差関数ｅ(n) は、「ｒ(n) −β
(n) Ｙ(n) 」になる。

【００３３】適応ウエイト更新部４は、ブランチ信号Ｘ
1(n)〜Ｘm(n)および誤差関数導出部３ａにより生成され
る誤差関数ｅ(n) に基づいて、上記（２）式に従って次
の適応ウエイトＷ1(n+1)〜Ｗm(n+1)を生成する。ただ
し、図４に示す構成では、上記（２）式において「α＝
１」が与えられる。

【００３４】図５は、誤差関数導出部の変形例を示す図
である。図５に示す誤差関数導出部３ｂは、補正係数生
成部１１ｂ、演算部１３ｂ、および引き算機１４を備え
る。補正係数生成部１１ｂは、適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗ
m(n)に基づいて、参照信号ｒ(n) を変化させるための補
正係数α(n) を生成する。演算部１３ｂは、乗算機であ
り、補正係数生成部１１ｂにより生成された補正係数α
(n) を参照信号ｒ(n)に乗算する。そして、引き算機１
４は、演算部１３ｂの出力と合成値Ｙ(n) との差分を計
算することにより、誤差関数ｅ(n) を生成する。したが
って、誤差関数導出部３ｂにより生成される誤差関数ｅ
(n) は、「α(n) ｒ(n) −Ｙ(n) 」になる。

【００３５】適応ウエイト更新部４は、ブランチ信号Ｘ
1(n)〜Ｘm(n)および誤差関数導出部３ｂにより生成され
る誤差関数ｅ(n) に基づいて、上記（２）式に従って次
の適応ウエイトＷ1(n+1)〜Ｗm(n+1)を生成する。ただ
し、図５に示す誤差関数導出部３ｂが使用される場合
は、上記（２）式において「β＝１」が与えられる。

【００３６】図６は、他の実施形態のアダプティブアレ
ー受信機の構成図である。なお、このアダプティブアレ
ー受信機は、図４に示した構成において、補正係数αお
よび補正係数βを生成し、それぞれ参照信号ｒおよび合
成値Ｙに乗算できるようにしたものである。すなわち、
図６に示す誤差関数導出部３ｃは、補正係数生成部１１
ｃ、演算部１２ａ、１３ｂ、および引き算機１４を備え
る。補正係数生成部１１ｃは、補正係数α(n) および補
正係数β(n) を生成する。演算部１２ａは、補正係数β
(n) を合成値Ｙ(n) に乗算し、演算部１３ｂは、補正係
数α(n) を参照信号ｒ(n) に乗算する。そして、引き算
機１４は、演算部１２ａの出力と演算部１３ｂの出力と
の差分を計算することにより、誤差関数ｅ(n) を生成す
る。従って、誤差関数導出部３ｃにより生成される誤差
関数ｅ(n) は、「α(n) ｒ(n) −β(n) Ｙ(n) 」にな
る。

【００３７】このように、図６に示すアダプティブアレ
ー受信機では、１組の補正係数α、βを用いて合成値Ｙ
および参照信号ｒの双方が補正される。具体的には、誤
差関数ｅは「α(n) ｒ(n) −β(n) Ｙ(n) 」により表さ
れる。従って、誤差関数ｅを大きくする場合には、補正
係数αの値を大きくしてもよいし、補正係数βの値を小
さくしてもよい。反対に、誤差関数ｅを小さくする場合
には、補正係数αの値を小さくしてもよいし、補正係数
βの値を大きくしてもよい。このため、各補正係数を表
すデジタルデータのビット数が少なくても、誤差関数ｅ
を計算する際のダイナミックレンジが広くなり、適切な
適応ウエイトを確実に生成できる。

【００３８】ここで、図４または図５に示した構成と比
較しながら具体例を示す。なお、各補正係数は、１ビッ
トの符号ビット、および３ビットのデータビットから構
成される４ビットのデジタルデータであるものとする。
この場合、各補正係数の範囲は、それぞれ１／７≦α，
β≦７に制限される。従って、例えば図４に示す構成で
は、誤差関数ｅの範囲は「ｒ(n) −７Ｙ(n) 」≦ｅ≦
「ｒ(n) −Ｙ(n) ／７」になる。これに対して、図６に
示す構成では、誤差関数ｅの範囲は「ｒ(n) ／７−７Ｙ
(n) 」≦ｅ≦「７ｒ(n) −Ｙ(n) ／７」になる。

【００３９】なお、補正係数を表すデジタルデータのビ
ット数を増やせば、図４または図５に示す構成において
も広いダイナミックレンジが得られる。しかし、補正係
数のビット数を増やすと、演算部１２、１３の回路規模
が大きくなってしまう。

【００４０】ところで、各補正係数は、基本的に、所望
の値を取り得るが、その値を「２^k （ｋ＝０，±１，±
２，±３，．．．）」に限定すれば、演算機１２、１３
をそれぞれシフトレジスタで実現できる。ここで、合成
値Ｙおよび参照信号ｒはそれぞれ複素数である。このた
め、演算機１２、１３は、それぞれ対応する複素数の実
部データおよび虚部データを格納する１組のシフトレジ
スタから構成される。そして、その１組のシフトレジス
タは、与えられた補正係数に従ってビットシフト動作を
行う。「ｋ＝２」および「ｋ＝−１」とした場合のシフ
トレジスタの動作を、それぞれ図７(a) および図７(b)
に示す。ただし、符号ビットを除く８ビットのデータビ
ットから構成されるデジタルデータの場合を示してい
る。

【００４１】このように、各補正係数の取り得る値を
「２^k 」に限定すれば、演算機１２、１３の構成が簡単
になる。図８は、補正係数生成部１１の実施形態を示す
図である。この補正係数生成部１１は、適応ウエイト更
新部４により生成される適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)に
基づいて、補正係数α(n) および補正係数β(n) を生成
する。

【００４２】振幅演算部４１は、各適応ウエイトＷ1(n)
〜Ｗm(n)の絶対値等を算出することにより、各々の振幅
を求める。なお、各適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)はそれ
ぞれ複素数であり、その絶対値を算出する方法は既知で
ある。判定部４２は、振幅演算部４１により得られた各
振幅値が、予め設定されている範囲の中に入っているか
否かを調べ、その判定結果に従って補正係数の変化量を
決定する。そして、判定部４２により決定された変化量
に従って、更新部４３は補正係数αを更新し、更新部４
４は補正係数βを更新する。

【００４３】図９は、図８に示す判定部４２の動作を示
すフローチャートである。なお、このフローチャートの
処理は、１セットの適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)が生成
される毎に実行されるものとする。また、ここでは、振
幅演算部４１により各適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)の振
幅値が算出されているものとする。また、ステップＳ１
〜Ｓ６の処理は、各ブランチについて実行される。

【００４４】ステップＳ１〜Ｓ２では、各適応ウエイト
Ｗ1(n)〜Ｗm(n)の振幅値が、予め設定されている振幅範
囲の中に入っているか、その範囲の下限閾値ＳL よりも
小さいか、或いはその範囲の上限閾値Ｓh よりも大きい
か、が判定される。ここで、この振幅範囲は、適応ウエ
イトが発散しないことを保証する範囲であり、下限閾値
ＳL および上限閾値Ｓh は、例えば、試験またはシミュ
レーション等により求められる。

【００４５】適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)の振幅値がそ
れぞれ上記振幅範囲の中に入っている場合は、ステップ
Ｓ３において、補正係数の変化量Δα、Δβとしてそれ
ぞれ「１」が生成される。この場合、演算部４３、４４
から出力される補正係数α、βは、それぞれ変化しない
ことになる。

【００４６】上限閾値Ｓh よりも大きな振幅を持つ適応
ウエイトが含まれている場合は、ステップＳ４におい
て、変化量Δαとして所定の値（１／Ｃα）が生成さ
れ、変化量Δβとして所定の値（Ｃβ）が生成される。
なお、「Ｃα」「Ｃβ」は、それぞれ「１」よりも大き
な値であるものとする。この場合、補正係数αは、更新
部４３において現在よりも小さな値に更新され、補正係
数βは、更新部４４において現在よりも大きな値に更新
されることになる。

【００４７】一方、下限閾値ＳL よりも小さな振幅を持
つ適応ウエイトが含まれている場合は、ステップＳ５に
おいて、変化量Δαとして所定の値（Ｃα）が生成さ
れ、変化量Δβとして所定の値（１／Ｃβ）が生成され
る。この場合、補正係数αは、更新部４３において現在
よりも大きな値に更新され、補正係数βは、更新部４４
において現在よりも小さな値に更新されることになる。

【００４８】ステップＳ６において、各ブランチ毎に生
成した変化量Δα、Δβが出力される。そして、ステッ
プＳ７において、各ブランチ毎の変化量Δα、Δβが集
められ、以下の選択処理が行われる。即ち、すべてのブ
ランチにおいて「（Δα、Δβ）＝（１、１）」が得ら
れた場合は「（Δα、Δβ）＝（１、１）」が出力され
る。また、「（Δα、Δβ）＝（１／Ｃα、Ｃβ）」が
含まれていた場合は、「（Δα、Δβ）＝（１／Ｃα、
Ｃβ）」が出力される。一方、これとは反対に「（Δ
α、Δβ）＝（Ｃα、１／Ｃβ）」が含まれていた場合
には、「（Δα、Δβ）＝（Ｃα、１／Ｃβ）」が出力
される。そして、このようにして選択された「Δα、Δ
β」は、対応する演算部４３、４４に送信される。

【００４９】このように、図８に示す補正係数生成部１
１によれば、適応ウエイトが適正範囲内に収まっていれ
ば、補正係数は現在の値のまま維持される。一方、適応
ウエイトが大きすぎると判断された場合は、参照信号ｒ
を小さくし、且つ／または、合成値Ｙを大きくするよう
に、各補正係数が更新される。また、適応ウエイトが小
さすぎると判断された場合は、参照信号ｒを大きくし、
且つ／または、合成値Ｙを小さくするように、各補正係
数が更新される。

【００５０】なお、アダプティブアレー受信機において
は、一般に、適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)の中の１また
は複数の適応ウエイトの振幅値が上述の上限閾値よりも
大きかった場合には、他の適応ウエイトが上述の下限閾
値よりも小さくなる可能性は極めて小さい。同様に、１
または複数の適応ウエイトの振幅値が上述の下限閾値よ
りも小さかった場合には、他の適応ウエイトが上述の上
限閾値よりも大きくなる可能性は極めて小さい。

【００５１】図１０は、さらに他の実施形態のアダプテ
ィブアレー受信機の構成図である。図１、図４、図５、
または図６に示したアダプティブアレー受信機では、参
照信号ｒ(n) および合成値Ｙ(n) を変化させるための補
正係数は、上述したように、適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm
(n)に基づいて生成される。これに対して、図１０に示
すアダプティブアレー受信機では、各補正係数は、ブラ
ンチ信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)に基づいて生成される。なお、
この実施形態は、ブランチ信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)の電力と
適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)との間に強い相関関係があ
ることに起因して導き出されたものである。

【００５２】補正係数生成部５０は、対応する適応ウエ
イトＷ1(n)〜Ｗm(n)が乗算される前の各ブランチ信号Ｘ
1(n)〜Ｘm(n)の電力を算出し、その算出結果に基づいて
補正係数α(n) 、β(n) を生成する。なお、他の構成
は、基本的に、図４〜図６を参照しながら説明した通り
である。すなわち、演算部１２ａは、補正係数生成部５
０により生成された補正係数β(n) を合成値Ｙ(n) に乗
算する。また、演算部１３ｂは、補正係数生成部５０に
より生成された補正係数α(n) を参照信号ｒ(n)に乗算
する。そして、引き算機１４は、それらの差分を表す誤
差関数ｅ(n) を適応ウエイト更新部４に与える。ここ
で、適応ウエイト更新部４の動作は、図４〜図６を参照
しながら説明した通りであり、上記（２）式を利用して
適応ウエイトを生成する。

【００５３】図１１は、図１０に示す補正係数生成部５
０の実施形態である。電力検出部５１−１〜５１−Ｍ
は、対応する適応ウエイトＷ1(n)〜Ｗm(n)が乗算される
前の各ブランチ信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)の電力を算出する。
ここで、各ブランチ信号はそれぞれ複素数なので、その
電力は、その複素数の実部の値および虚部の値の二乗和
により求められる。電力加算部５２は、電力検出部５１
−１〜５１−Ｍにより検出された各ブランチ信号の電力
の総和を算出する。

【００５４】判定部５３は、電力加算部５２により検出
されたブランチ信号の総電力に基づいて補正係数の変化
量を決定する。そして、判定部５３により決定された変
化量に従って、更新部５４は補正係数αを更新し、更新
部５５は補正係数βを更新する。

【００５５】図１２は、図１１に示す判定部５３の動作
を示すフローチャートである。このフローチャートの処
理は、１セットのブランチ信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)が入力さ
れる毎に実行されるものとする。また、ここでは、電力
加算部５２によりブランチ信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)の総電力
Ｐが算出されているものとする。

【００５６】ステップＳ１１、Ｓ１２では、ブランチ信
号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)の総電力Ｐが、予め設定されている電
力範囲の中に入っているか、その範囲の下限閾値ＡL よ
りも小さいか、或いはその範囲の上限閾値Ａh よりも大
きいか、が判定される。ここで、この電力範囲は、適応
ウエイトが発散しないことを保証する範囲であり、下限
閾値ＡL および上限閾値Ａh は、例えば、試験またはシ
ミュレーション等により求められる。

【００５７】ブランチ信号Ｘ1(n)〜Ｘm(n)の総電力Ｐが
上記電力範囲の中に入っている場合は、ステップＳ１３
において、補正係数の変化量Δα、Δβとしてそれぞれ
「０（ゼロ）」が生成される。この場合、演算部５４、
５５から出力される補正係数α、βは、それぞれ変化し
ないことになる。

【００５８】総電力Ｐが上限閾値Ａh よりも大きかった
場合は、ステップＳ１４において、変化量Δαとして所
定の値「１／Ｃα（＜１）」が生成され、変化量Δβと
して所定の値「Ｃβ（＞１）」が生成される。この場
合、補正係数αは、更新部５４において現在よりも小さ
な値に更新され、補正係数βは、更新部５５において現
在よりも大きな値に更新されることになる。なお、「Ｃ
α」及び「Ｃβ」は共に「１」にりも大きな値である。

【００５９】一方、総電力Ｐが下限閾値ＡL よりも小さ
かった場合は、ステップＳ１５において、変化量Δαと
して所定の値「Ｃα（＞１）」が生成され、変化量Δβ
として所定の値「１／Ｃβ（＜１）」が生成される。こ
の場合、補正係数αは、更新部５４において現在よりも
大きな値に更新され、補正係数βは、更新部５５におい
て現在よりも小さな値に更新されることになる。なお、
「Ｃα」及び「Ｃβ」は共に「１」にりも大きな値であ
る。

【００６０】そして、ステップＳ１６において、選択さ
れた変化量Δα、Δβは、対応する演算部５４、５５に
送信される。このように、図１１に示す補正係数生成部
５０においては、入力信号のレベル（ここでは、ブラン
チ信号の電力）が適正範囲内に収まっていれば、補正係
数は現在の値のまま維持される。一方、入力信号のレベ
ルが大きすぎると判断された場合は、参照信号ｒを小さ
くし、且つ／または、合成値Ｙを大きくするように、各
補正係数が更新される。また、入力信号のレベルが小さ
すぎると判断された場合は、参照信号ｒを大きくし、且
つ／または、合成値Ｙを小さくするように、各補正係数
が更新される。

【００６１】なお、図１０に示すアダプティブアレー受
信機では、受信回路１０２−１〜１０２−Ｍによりデジ
タルデータに変換された信号（ブランチ信号Ｘ1 〜Ｘm
）に基づいて補正係数が決定されているが、図１３に
示すように、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｍにより受
信された直後のアナログ信号に基づいて補正係数が決定
されてもよい。この場合、アンテナ１０１−１〜１０１
−Ｍにより受信されたアナログ信号は、例えば、不図示
のアナログデバイス（方向性結合器など）を用いて補正
係数生成部５０ａに分岐される。また、補正係数生成部
５０ａは、アナログ信号の振幅レベルを検出して電圧に
変換する機能を備える。

【００６２】図１４は、本発明のさらに他の実施形態の
アダプティブアレー受信機の構成図である。このアダプ
ティブアレー受信機は、更新制御部６０を備え、適応ウ
エイトまたは受信信号の電力が予め設定されている基準
を満たさないときに、適応ウエイトを更新することな
く、過去に生成した基準値を満たす適応ウエイトを出力
する。これにより、不適切な適応ウエイトが使用される
ことが回避されるので、ユーザ間の干渉が抑制される。
なお、乗算機１−１〜１−Ｍ、加算機２、引き算機１
４、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｍ、受信回路１０２
−１〜１０２−Ｍは上述したものと同じである。

【００６３】図１５は、図１４に示す更新制御部６０の
実施形態である。この更新制御部６０は、引き算機１４
により演算される誤差関数ｅ(n) 、及び適応ウエイトＷ
1(n)〜Ｗm(n)が乗算される前のブランチ信号Ｘ1(n)〜Ｘ
m(n)に基づいて、次の適応ウエイトＷ1(n+1)〜Ｗm(n+1)
を生成する。

【００６４】乗算機６１は、各ブランチ信号Ｘ1(n)〜Ｘ
m(n)に誤差関数ｅ(n) を乗算する。また、乗算機６２
は、乗算機６１の出力にステップ定数μを乗算する。そ
して、加算機６３は、遅延回路６４の出力と乗算機６２
の出力とを加算する。ここで、遅延回路６４の出力は、
乗算機１−１〜１−Ｍに与えられている現在の適応ウエ
イトＷ1(n)〜Ｗm(n)であり、上述した（２）式の右辺第
１項に相当する。また、乗算機６２の出力は、上述した
（２）式の右辺第２項に相当する。したがって、加算機
６３の出力は、次に出力すべき適応ウエイトＷ1(n+1)〜
Ｗm(n+1)に相当する。そして、この適応ウエイトＷ1(n+
1)〜Ｗm(n+1)は、セレクタ６５に与えられる。

【００６５】セレクタ６５は、判定部６８により生成さ
れる選択信号に従って、新たに生成した適応ウエイトＷ
1(n+1)〜Ｗm(n+1)、または保持回路６６に保持されてい
る適応ウエイトを選択して出力する。そして、セレクタ
６５により選択された適応ウエイトは、乗算機１−１〜
１−Ｍに与えられる。このとき、保持回路６６には、現
在の適応ウエイトが保持されている。すなわち、セレク
タ６５は、選択信号に従って、新たに生成した適応ウエ
イトまたは前回の適応ウエイトを選択して出力する。な
お、前回の適応ウエイトを選択して出力することは、適
応ウエイトを更新しないことを意味する。

【００６６】電力検出部６７は、ブランチ信号Ｘ1(n)〜
Ｘm(n)の電力の総和を検出する。なお、電力を検出する
方法は、上述した通りである。判定部６８は、次に出力
すべき適応ウエイトＷ1(n+1)〜Ｗm(n+1)が基準を満たし
ているか否か、および入力信号の電力が基準を満たして
いるか否か、に基づいて選択信号を生成する。

【００６７】図１６は、図１５に示す判定部６８の動作
を示すフローチャートである。ステップＳ２１では、各
適応ウエイトＷ1(n+1)〜Ｗm(n+1)が予め決められている
基準を満たしているか否かが判定される。ここで、この
基準は、例えば、適応ウエイトの振幅の範囲として定義
され、試験またはシミュレーション等により求められ
る。

【００６８】すべての適応ウエイトＷ1(n+1)〜Ｗm(n+1)
が上記基準を満たしている場合は、ステップＳ２２にお
いて、入力信号の電力Ｐが予め決められている基準を満
たしているか否かが判定される。ここで、この基準は、
上限値および下限値により定義され、試験またはシミュ
レーション等により求められる。そして、入力信号の電
力が基準を満たしていた場合は、ステップＳ２３におい
て、更新指示を表す選択信号を出力する。なお、セレク
タ６５は、更新指示が与えられると、新たに生成された
適応ウエイトＷ1(n+1)〜Ｗm(n+1)を選択して出力する。

【００６９】一方、適応ウエイトが基準を満たしていな
い場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、あるいは入力信号の
電力が基準を満たしていない場合（ステップＳ２２：Ｎ
ｏ）には、ステップＳ２４において、保持指示を表す選
択信号を出力する。なお、セレクタ６５は、保持指示が
与えられると、保持回路６６に保持されている前回の適
応ウエイトを選択して出力する。

【００７０】このように、この実施形態のアダプティブ
アレー受信機においては、新たに生成した適応ウエイト
が異常値を示す場合、あるいは異常値を示すと推定され
る場合には、その新たな適応ウエイトを使用せず、過去
に使用した適正な適応ウエイトを再度使用する。したが
って、不適切な適応ウエイトを使用して入力信号が処理
されることはない。また、参照信号ｒまたは合成値Ｙに
補正係数を乗算しても適切な適応ウエイトを生成できず
に、アルゴリズムが不安定状態に進みそうになった場合
には、適応ウエイトの更新が停止するので、そのような
事態は回避される。すなわち、適応ウエイトは、安定領
域内に保持される。

【００７１】ところで、電源投入またはリセットの直後
は、適応ウエイトを生成するフィードバック系の動作が
安定していないので、しばしば不適切な適応ウエイトが
生成されてしまう。このため、これらの期間は、図８に
示した判定部４２、図１１に示した判定部５３、または
図１５に示した判定部６８において、そのことが考慮さ
れるべきである。そこで、以下の実施形態では、電源投
入またはリセットからの経過時間に応じて、適応ウエイ
トまたは受信レベルが適正であるか否かを判定するため
の範囲（閾値）を変化させる機能を備える。

【００７２】図１７は、適応ウエイトまたは受信レベル
の適正範囲を設定する機能の構成図である。カウンタ７
１は、クロック信号が入力されており、電源投入時（リ
セットを含む）からの経過時間を計時する。そして、予
め決められている所定時間が経過すると、閾値設定部７
２に対して切替信号を送る。一方、閾値設定部７２に
は、複数の範囲情報が設定されている。ここで、各範囲
情報は、上限閾値および下限閾値により定義される。例
えば、判定部４２に与えるべき範囲情報は、適応ウエイ
トの振幅の上限閾値および下限閾値により定義される。
そして、閾値設定部７２は、切替信号を受信すると、出
力すべき範囲情報を切り替える。

【００７３】図１８(a) は、閾値の設定方法を説明する
図である。ここでは、適応ウエイトの適正範囲を定義す
る閾値を設定する場合を示す。閾値設定部７２は、初期
状態では、比較的広い適正範囲を定義する閾値を設定す
る。図１８(a) に示す例では、「上限閾値＝Ｗh1」およ
び「下限閾値＝ＷL1」が設定されている。そして、閾値
設定部７２は、カウンタ７１から切替信号を受信する
と、比較的狭い適正範囲を定義する閾値を設定する。図
１８(a) に示す例では、「上限閾値＝Ｗh2」および「下
限閾値＝ＷL2」が設定されている。

【００７４】なお、図１８(a) では、２つの適正範囲が
用意されているが、図１８(b) に示すように、３以上の
適正範囲を用意し、時間経過に伴ってその範囲が徐々に
狭くなっていくようにしてもよい。

【００７５】このように、この実施形態では、電源投入
（リセットを含む）直後には広い適正範囲が設定され
る。この結果、電源投入直後に適応ウエイト等が適正範
囲から外れていると判断されることが少なくなり、不必
要な処理の実行を排除できるので、適応ウエイトの収束
時間が短縮される。また、電源投入から一定時間が経過
した後は、比較的狭い適正範囲が設定されるので、適応
ウエイトは確実に安定領域に保持される。

【００７６】次に、合成値Ｙ(n) および参照信号ｒ(n)
のタイミングを調整する方法について説明する。本発明
に係る平均二乗誤差最小化アルゴリズムでは、上述した
ように、引き算機を用いて合成値Ｙ(n) と参照信号ｒ
(n) との差分を算出し、その差分値が誤差関数ｅ(n) と
して使用される。そして、その誤差関数ｅ(n) を利用し
て適応ウエイトが生成されるようになっている。したが
って、合成値Ｙ(n) および参照信号ｒ(n) のタイミング
が互いに一致していないと、正しい誤差関数ｅ(n) が生
成されず、さらに正しい適応ウエイトが生成されないの
で、その結果、ユーザ間の干渉を適切に除去できなくな
る。

【００７７】図１９は、合成値Ｙ(n) および参照信号ｒ
(n) のタイミングを調整する機能を備えた誤差関数導出
部の構成図である。この誤差関数導出部は、合成値Ｙ
(n) を保持する遅延回路８１−１〜８１−３、参照信号
ｒ(n) を保持する遅延回路８２−１〜８２−３、引き算
回路８３−１〜８３−３、及びセレクタ８４を備える。
ここで、遅延回路８１−１〜８１−３、遅延回路８２−
１〜８２−３の遅延時間は、不図示の制御回路により個
々に設定／更新される。また、引き算機８３−１は、遅
延回路８１−１の出力と遅延回路８２−１の出力との差
分を算出し、引き算機８３−２は、遅延回路８１−２の
出力と遅延回路８２−２の出力との差分を算出し、引き
算機８３−３は、遅延回路８１−３の出力と遅延回路８
２−３の出力との差分を算出する。さらに、セレクタ８
４は、セレクタ信号に従って、引き算回路８３−１〜８
３−３から出力される誤差関数の中からいずれか１つを
選択する。

【００７８】セレクタ信号は、以下のようにして決定さ
れる。すなわち、まず、セレクタ８４が、引き算回路８
３−１〜８３−３から出力される誤差関数を順番に選択
して出力する。そして、それぞれの場合について適応ウ
エイトの収束状況をモニタする。この結果、収束状況が
最適となる誤差関数がセレクタ８４により選択されるよ
うにセレクタ信号が決定される。

【００７９】初期状態においては、図２０に示すよう
に、遅延回路８１−１、２、３に設定される遅延時間
は、それぞれ「０」「Ｔs 」「０」であり、遅延回路８
２−１、２、３に設定される遅延時間は、それぞれ
「０」「０」「Ｔs 」である。なお、「Ｔs 」は単位時
間であり、例えばシステムクロックの周期であってもよ
い。

【００８０】この状態において、もし、合成値Ｙ(n) お
よび参照信号ｒ(n) のタイミングが互いに完全に一致し
ていたとすると、図２０(a) に示すように、遅延時間が
ゼロである遅延回路８１−１の出力、および遅延時間が
ゼロである遅延回路８２−１の出力のタイミングが互い
に一致する。一方、遅延回路８１−２および８２−２の
出力では、合成値Ｙ(n) の方が時間Ｔs だけ遅延し、遅
延回路８１−３および８２−３の出力では、参照信号ｒ
(n) の方が時間Ｔs だけ遅延することになる。この場
合、これら３つのパターンについて誤差関数ｅ(n) を生
成し、各誤差関数ｅ(n) について適応ウエイトを生成す
れば、遅延回路８１−１および８２−１の出力から生成
された誤差関数ｅ(n) を使用したときの適応ウエイトが
最も好適に収束するはずである。すなわち、この場合、
セレクタ８４は、遅延回路８１−１および８２−１の出
力から生成された誤差関数ｅ(n) を選択する。

【００８１】このように、図１９に示す誤差関数導出部
においては、遅延回路８１−１および８２−１の出力を
基準とすると、遅延回路８１−２および８２−２により
合成値Ｙ(n) を時間Ｔs だけ遅延させた状態が生成さ
れ、遅延回路８１−３および８２−３により参照信号ｒ
(n) を時間Ｔs だけ遅延させた状態が生成される。そし
て、これら３つのパターンについて適応ウエイトの収束
状況等を調べることにより、合成値Ｙ(n) および参照信
号ｒ(n) のタイミングを調整する。

【００８２】ところが、合成値Ｙ(n) および参照信号ｒ
(n) のタイミングを互いに完全に一致させることは困難
である。このため、例えば、図２１(a) に示すように、
遅延回路８１−２及び８２−２の出力において、合成値
Ｙ(n) および参照信号ｒ(n)のタイミングが互いに一致
することもある。この場合、各引き算機８３−１〜８３
−３により算出される誤差関数ｅ(n) についてそれぞれ
適応ウエイトを生成すれば、引き算機８３−２から出力
される誤差関数ｅ(n) を使用したときの適応ウエイトが
最も好適に収束するはずである。即ち、この場合、セレ
クタ８４は、引き算機８３−２から出力される誤差関数
ｅ(n) を選択する。

【００８３】このように、合成値Ｙ(n) および参照信号
ｒ(n) のタイミングが互いに一致していない場合には、
遅延回路８１−１〜８１−３、８２−１〜８２−３によ
りそれらのタイミングが調整される。このとき、セレク
タ８４により引き算機８１−１の出力選択されるよう
に、遅延回路８１−１〜８１−３、８２−１〜８２−３
の遅延時間が再設定される。具体的には、図２１(b) に
示すように、遅延回路８１−１、２、３にそれぞれ「Ｔ
s 」「２Ｔs 」「０」が設定され、遅延回路８２−１、
２、３にそれぞれ「０」「０」「０」が設定される。こ
れによって、引き算機８３−１を基準とした場合に、引
き算機８３−２においては合成値Ｙ(n) を時間Ｔs だけ
遅延させた状態が生成され、引き算機８３−３において
は参照信号ｒ(n) を時間Ｔs だけ遅延させた状態が生成
される。なお、基準引き算機の位置は、一例として示し
たものであり、これに限定されるものではない。

【００８４】一方、遅延回路８１−１〜８１−３、８２
−１〜８２−３に対して図２０に示す遅延時間が設定さ
れているときに、遅延回路８１−３および８２−３の出
力において、合成値Ｙ(n) および参照信号ｒ(n) のタイ
ミングが互いに一致したとすると、遅延回路８１−１、
２、３にはそれぞれ「０」「０」「０」が設定され、遅
延回路８２−１、２、３にはそれぞれ「Ｔs 」「０」
「２Ｔs 」が設定されることになる。

【００８５】上記構成を導入することにより、合成値Ｙ
(n) および参照信号ｒ(n) のタイミングが自動的に最適
化され、平均二乗誤差最小化アルゴリズムは常に安定化
の方向に修正される。

【００８６】（付記１）平均二乗誤差最小化アルゴリズ
ムを用いて信号を処理する装置であって、入力信号に適
応ウエイトを乗算することにより得られる出力信号と参
照信号との差分を表す誤差関数を生成する誤差関数生成
手段と、上記誤差関数生成手段により生成される誤差関
数に基づいて上記適応ウエイトを生成するウエイト生成
手段と、上記出力信号または参照信号の少なくとも一方
を補正する補正手段と、を有することを特徴とする信号
処理装置。

【００８７】（付記２）付記１に記載の信号処理装置で
あって、上記補正手段は、上記出力信号および参照信号
の双方を同時に補正する。 （付記３）付記１に記載の信号処理装置であって、上記
補正手段は、上記ウエイト生成手段により生成される適
応ウエイトに基づいて上記出力信号または参照信号を補
正するための補正係数を生成する。

【００８８】（付記４）付記１に記載の信号処理装置で
あって、上記適応ウエイトの上限閾値を設定する設定手
段をさらに有し、上記補正手段は、上記ウエイト生成手
段により生成された適応ウエイトが上記上限閾値よりも
大きかったときに、上記出力信号のレベルを上げる処理
または上記参照信号のレベルを下げる処理の少なくとも
一方を実行する。

【００８９】（付記５）付記１に記載の信号処理装置で
あって、上記適応ウエイトの下限閾値を設定する設定手
段をさらに有し、上記補正手段は、上記ウエイト生成手
段により生成された適応ウエイトが上記下限閾値よりも
小さかったときに、上記出力信号のレベルを下げる処理
または上記参照信号のレベルを上げる処理の少なくとも
一方を実行する。

【００９０】（付記６）付記１に記載の信号処理装置で
あって、上記補正手段は、上記入力信号のレベルに基づ
いて上記出力信号または参照信号を補正するための補正
係数を生成する。

【００９１】（付記７）付記１に記載の信号処理装置で
あって、上記入力信号のレベルの上限閾値を設定する設
定手段をさらに有し、上記補正手段は、上記入力信号の
レベルが上記上限閾値よりも大きかったときに、上記出
力信号のレベルを上げる処理または上記参照信号のレベ
ルを下げる処理の少なくとも一方を実行する。

【００９２】（付記８）付記１に記載の信号処理装置で
あって、上記入力信号のレベルの下限閾値を設定する設
定手段をさらに有し、上記補正手段は、上記入力信号の
レベルが上記下限閾値よりも小さかったときに、上記出
力信号のレベルを下げる処理または上記参照信号のレベ
ルを上げる処理の少なくとも一方を実行する。

【００９３】（付記９）付記４または７に記載の信号処
理装置であって、上記設定手段は、電源投入またはリセ
ットの直後に第１の上限閾値を設定し、上記電源投入ま
たはリセットから所定時間経過後に上記第１の上限閾値
よりも低い第２の上限閾値を設定する。

【００９４】（付記１０）付記５または８に記載の信号
処理装置であって、上記設定手段は、電源投入またはリ
セットの直後に第１の下限閾値を設定し、上記電源投入
またはリセットから所定時間経過後に上記第１の下限閾
値よりも高い第２の下限閾値を設定する。

【００９５】（付記１１）平均二乗誤差最小化アルゴリ
ズムを用いて信号を処理する装置であって、入力信号に
適応ウエイトを乗算することにより得られる出力信号と
参照信号との差分を表す誤差関数を生成する誤差関数生
成手段と、上記誤差関数生成手段により生成される誤差
関数に基づいて上記適応ウエイトを生成するウエイト生
成手段と、上記入力信号に乗算された適応ウエイトを保
持する保持手段と、上記ウエイト生成手段により生成さ
れた適応ウエイトが予め設定されている基準を満たして
いるか否かを判定する判定手段と、上記ウエイト生成手
段により新たに生成された適応ウエイトが上記基準を満
たしているときは、その新たに生成された適応ウエイト
を次の入力信号に乗算されるように出力し、その新たに
生成された適応ウエイトが上記基準を満たしていないと
きは、上記保持手段に保持されている適応ウエイトを次
の入力信号に乗算されるように出力する選択手段と、を
有することを特徴とする信号処理装置。

【００９６】（付記１２）平均二乗誤差最小化アルゴリ
ズムを用いて信号を処理する装置であって、入力信号に
適応ウエイトを乗算することにより得られる出力信号と
参照信号との差分を表す誤差関数を生成する誤差関数生
成手段と、上記誤差関数生成手段により生成される誤差
関数に基づいて上記適応ウエイトを生成するウエイト生
成手段と、上記入力信号に乗算された適応ウエイトを保
持する保持手段と、上記入力信号のレベルが予め設定さ
れている基準を満たしているか否かを判定する判定手段
と、上記入力信号のレベルが上記基準を満たしていると
きは、上記ウエイト生成手段により新たに生成された適
応ウエイトを次の入力信号に乗算されるように出力し、
上記入力信号のレベルが上記基準を満たしていないとき
は、上記保持手段に保持されている適応ウエイトを次の
入力信号に乗算されるように出力する選択手段と、を有
することを特徴とする信号処理装置。

【００９７】（付記１３）平均二乗誤差最小化アルゴリ
ズムを用いて信号を処理する装置であって、入力信号に
適応ウエイトを乗算することにより得られる出力信号と
参照信号との差分を表す誤差関数を生成する誤差関数生
成手段と、上記誤差関数生成手段により生成される誤差
関数に基づいて上記適応ウエイトを生成するウエイト生
成手段と、上記ウエイト生成手段により生成される適応
ウエイトが最適化されるように、上記出力信号および参
照信号の上記誤差関数生成手段への入力タイミングを調
整する調整手段と、を有することを特徴とする信号処理
装置。

【００９８】（付記１４）平均二乗誤差最小化アルゴリ
ズムを用いて信号を処理するアダプティブアレー受信機
であって、複数のアンテナと、上記複数のアンテナを介
して受信した複数のブランチ信号にそれぞれ適応ウエイ
トを乗算する複数の乗算機と、上記複数の乗算機から出
力される複数の出力信号の合成値と参照信号との差分を
表す誤差関数を生成する誤差関数生成手段と、上記誤差
関数生成手段により生成される誤差関数に基づいて上記
適応ウエイトを生成するウエイト生成手段と、上記合成
値または参照信号の少なくとも一方を補正する補正手段
と、を有することを特徴とするアダプティブアレー受信
機。

【００９９】（付記１５）無線通信システムにおいて無
線信号を受信するアダプティブアレー受信機を備える基
地局装置であって、上記アダプティブアレー受信機が、
複数のアンテナと、上記複数のアンテナを介して受信し
た複数のブランチ信号にそれぞれ適応ウエイトを乗算す
る複数の乗算機と、上記複数の乗算機から出力される複
数の出力信号の合成値と参照信号との差分を表す誤差関
数を生成する誤差関数生成手段と、上記誤差関数生成手
段により生成される誤差関数に基づいて上記適応ウエイ
トを生成するウエイト生成手段と、上記合成値または参
照信号の少なくとも一方を補正する補正手段と、を有す
ることを特徴とする基地局装置。

【０１００】（付記１６）平均二乗誤差最小化アルゴリ
ズムを用いて信号を処理する方法であって、入力信号に
適応ウエイトを乗算することにより得られる出力信号と
参照信号との差分を表す誤差関数を生成し、上記誤差関
数に基づいて上記適応ウエイトを生成し、上記誤差関数
を生成する際に上記出力信号または参照信号の少なくと
も一方を補正するを有することを特徴とする信号処理方
法。

【０１０１】

【発明の効果】本発明によれば、平均二乗誤差最小化ア
ルゴリズムを用いて信号を処理する装置において、入力
信号に乗算すべき適応ウエイトの値が安定する。従っ
て、アダプティブアレー受信機またはキャリブレータに
おいて本発明が使用されると、無線通信の信頼性やロバ
ストネスが向上する。特に、無線通信システムにおい
て、ユーザ間の干渉が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を説明する図である。

【図２】本発明に係る信号処理装置が利用される無線通
信システムを示す図である。

【図３】本発明に係る信号処理装置を備える基地局の構
成図である。

【図４】実施形態のアダプティブアレー受信機の構成図
である。

【図５】誤差関数導出部の変形例を示す図である。

【図６】他の実施形態のアダプティブアレー受信機の構
成図である。

【図７】(a) および(b) は、シフトレジスタで実現され
た演算部の動作を説明する図である。

【図８】補正係数生成部の実施形態を示す図である。

【図９】図８に示す判定部の動作を示すフローチャート
である。

【図１０】他の実施形態のアダプティブアレー受信機の
構成図である。

【図１１】図１０に示す補正係数生成部の実施形態であ
る。

【図１２】図１１に示す判定部の動作を示すフローチャ
ートである。

【図１３】図１０に示すアダプティブアレー受信機の変
形例である。

【図１４】他の実施形態のアダプティブアレー受信機の
構成図である。

【図１５】図１４に示す更新制御部の実施形態である。

【図１６】図１５に示す判定部の動作を示すフローチャ
ートである。

【図１７】適応ウエイトまたは受信レベルの適正範囲を
設定する機能の構成図である。

【図１８】(a) および(b) は、閾値の設定方法を説明す
る図である。

【図１９】タイミング調整機能を備えた誤差関数導出部
の構成図である。

【図２０】図１９に示す誤差関数導出部の動作を説明す
る図（その１）である。

【図２１】図１９に示す誤差関数導出部の動作を説明す
る図（その２）である。

【図２２】既存の平均二乗誤差最小化アルゴリズムを利
用するアダプティブアレー受信機の構成図である。

【符号の説明】

１−１〜１−Ｍ 乗算機 ２ 加算機 ３（３ａ〜３ｃ） 誤算関数導出部 ４ 適応ウエイト更新部 １１（１１ａ〜１１ｃ） 補正係数生成部 １２（１２ａ） 演算部 １３（１３ｂ） 演算部 １４ 引き算機 ２１ 基地局 ３１ アダプティブアレーアンテナベースバンド処理部 ４２、５３ 判定部 ６０ 更新制御部 ６５ セレクタ ６６ 保持回路 ６８ 判定部 ７２ 閾値設定部 ８１−１〜８１−３ 遅延回路 ８２−１〜８２−３ 遅延回路 １０１−１〜１０１−Ｍ アンテナ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均二乗誤差最小化アルゴリズムを用い
   て信号を処理する装置であって、 入力信号に適応ウエイトを乗算することにより得られる
   出力信号と参照信号との差分を表す誤差関数を生成する
   誤差関数生成手段と、 上記誤差関数生成手段により生成される誤差関数に基づ
   いて上記適応ウエイトを生成するウエイト生成手段と、 上記出力信号または参照信号の少なくとも一方を補正す
   る補正手段と、 を有することを特徴とする信号処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の信号処理装置であっ
   て、 上記補正手段は、上記ウエイト生成手段により生成され
   る適応ウエイトに基づいて上記出力信号または参照信号
   を補正するための補正係数を生成する。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の信号処理装置であっ
   て、 上記補正手段は、上記入力信号のレベルに基づいて上記
   出力信号または参照信号を補正するための補正係数を生
   成する。
4. 【請求項４】 平均二乗誤差最小化アルゴリズムを用い
   て信号を処理する装置であって、 入力信号に適応ウエイトを乗算することにより得られる
   出力信号と参照信号との差分を表す誤差関数を生成する
   誤差関数生成手段と、 上記誤差関数生成手段により生成される誤差関数に基づ
   いて上記適応ウエイトを生成するウエイト生成手段と、 上記入力信号に乗算された適応ウエイトを保持する保持
   手段と、 上記ウエイト生成手段により生成された適応ウエイトが
   予め設定されている基準を満たしているか否かを判定す
   る判定手段と、 上記ウエイト生成手段により新たに生成された適応ウエ
   イトが上記基準を満たしているときは、その新たに生成
   された適応ウエイトを次の入力信号に乗算されるように
   出力し、その新たに生成された適応ウエイトが上記基準
   を満たしていないときは、上記保持手段に保持されてい
   る適応ウエイトを次の入力信号に乗算されるように出力
   する選択手段と、 を有することを特徴とする信号処理装置。
5. 【請求項５】 平均二乗誤差最小化アルゴリズムを用い
   て信号を処理する装置であって、 入力信号に適応ウエイトを乗算することにより得られる
   出力信号と参照信号との差分を表す誤差関数を生成する
   誤差関数生成手段と、 上記誤差関数生成手段により生成される誤差関数に基づ
   いて上記適応ウエイトを生成するウエイト生成手段と、 上記ウエイト生成手段により生成される適応ウエイトが
   最適化されるように、上記出力信号および参照信号の上
   記誤差関数生成手段への入力タイミングを調整する調整
   手段と、 を有することを特徴とする信号処理装置。