JP2005277767A - 受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＲＳＳＩの精度を高める。
【解決手段】 無線部１２は、アンテナ１４で受信した無線周波数のアナログ信号から、ベースバンドのアナログ信号へ周波数変換を行う。また、ベースバンドのアナログ信号の強度を検出し、ＲＳＳＩ３０２として出力する。生成部２８は、複数のＲＳＳＩ３０２からひとつの擬似ＲＳＳＩ３１６を生成する。ＡＤ部２２は、アナログ受信信号３１０に対して、アナログ−デジタル変換を実行して、デジタル受信信号３００を出力する。乗算部６２は、デジタル受信信号３００を受信ウエイトベクトル信号３１２で重み付けし、加算部６４は乗算部６２の出力を加算して、デジタル合成信号３０４を出力する。乗算部３０は、デジタル合成信号３０４に対してＡＧＣを行う。復調部２０は、アナログ合成信号３２０をアナログ−デジタル変換して、逆拡散処理した後に、復調する。
【選択図】図１

Description

本発明は、受信技術に関し、特にアダプティブアレイアンテナ技術を使用した受信装置に関する。

ワイヤレス通信において、一般的に限りある周波数資源の有効利用が望まれている。周波数資源を有効利用するための技術のひとつが、アダプティブアレイアンテナ技術である。アダプティブアレイアンテナ技術は、複数のアンテナでそれぞれ送受信される信号の振幅と位相を制御して、アンテナの指向性パターンを形成する。すなわち、アダプティブアレイアンテナを備えた装置は、複数のアンテナで受信した信号の振幅と位相をそれぞれ変化させ、変化した複数の受信信号をそれぞれ加算して、当該振幅と位相との変化量（以下、「ウエイト」という）に応じた指向性パターンのアンテナで受信される信号と同等の信号を受信する。また、ウエイトに応じたアンテナの指向性パターンによって信号が送信される。

アダプティブアレイアンテナ技術において、ウエイトを算出するための処理の一例には、最小二乗誤差（ＭＭＳＥ：Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）法にもとづく方法がある。ＭＭＳＥ法において、ウエイトの最適値を与える条件としてウィナー解が知られており、さらにウィナー解を直接解くよりも計算量が少ない漸化式も知られている。漸化式としては、例えば、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムやＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムなどの適応アルゴリズムが使用される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−２８６７７７号公報

無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などに対応した通信装置が、少なくともふたつ以上のチップから構成されている場合がある。例えば、受信機能に関して、受信した無線周波数のアナログ信号を入力して、周波数変換を施した後、ベースバンドのアナログ信号を出力するＲＦチップと、ベースバンドのアナログ信号を入力して、アナログ−デジタル変換を施した後、デジタル信号を復調するベースバンドチップによって、構成された通信装置である。このように構成された通信装置は、アダプティブアレイアンテナ技術に対応していない。また、ベースバンドチップは、処理の開始のトリガとして、一般的にＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）の大きさを検出する。さらに、１系統のＲＳＳＩが外部から入力可能になっている。そのため、アダプティブアレイアンテナ技術のように、複数のアンテナでそれぞれ受信した複数の信号に対応した複数のＲＳＳＩをすべて入力できない。さらに、ベースバンドチップは、アナログ−デジタル変換を実行するので、その精度を向上させるために、前段でＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を動作させる必要がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のＲＳＳＩを処理してひとつのＲＳＳＩを出力する受信装置を提供することにある。

本発明のある態様は、受信装置である。この装置は、受信した複数のアナログ信号をベースバンドの複数のアナログ信号にそれぞれ周波数変換する周波数変換部と、周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号を合成する合成部と、合成したアナログ信号をデジタル信号に変換してから復調する復調部とを備える。この装置において、周波数変換部は、受信した複数のアナログ信号に対する受信強度を示した複数の信号をそれぞれ導出し、合成部は、受信強度を示した複数の信号を処理して、受信強度を示したひとつの信号を導出し、復調部に入力される合成したアナログ信号は、周波数変換部から出力される周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号のそれぞれと略同一の帯域を有しており、かつ復調部は、合成したアナログ信号をデジタル信号に変換すると共に、受信強度を示したひとつの信号を反映させて復調してもよい。

「合成」は、複数の信号を単に合成する場合だけでなく、複数の信号を重み付けしながら合成する場合も含む。さらに、重み付けを行う際の重み係数が、適応的に変動する場合も含み、複数の信号が最終的に合成されればよいものとする。
「受信強度を示したひとつの信号を反映させて」とは、受信強度を示したひとつの信号が直接的でなく、間接的に使用されている場合も含む。例えば、フィードバックループの初期値にのみ受信強度を示したひとつの信号を使用し、その後は使用しない場合であっても、フィードバックループに受信強度を示したひとつの信号の影響は残るため、「受信強度を示したひとつの信号を反映させて」に該当するものとする。

以上の装置により、合成部は、受信強度を示した複数の信号にもとづいて、受信強度を示したひとつの信号を導出し、復調部は、受信強度を示したひとつの信号にもとづいて動作するため、例えば受信強度を示した複数の信号の信号強度が小さくても、それらを補正した受信強度を示したひとつの信号によって、受信装置の動作の信頼性を向上できる。

合成部は、受信強度を示した複数の信号を平均して、受信強度を示したひとつの信号を導出してもよい。合成部は、受信強度を示した複数の信号を入力したタイミングにもとづいて、予め記憶した信号を出力し、出力した信号と平均した複数の信号を合成して、受信強度を示したひとつの信号を導出してもよい。合成部は、周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号にそれぞれ対応した受信強度の値に応じて、受信強度を示した複数の信号を重み付けながら合成して、受信強度を示したひとつの信号を導出してもよい。合成部は、受信強度を示した複数の信号のうちからひとつを選択して、受信強度を示したひとつの信号を導出してもよい。合成部は、受信強度を示した複数の信号を入力したタイミングにもとづいて、予め記憶した信号を受信強度を示したひとつの信号として出力してもよい。

合成部は、周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号を複数のデジタル信号にそれぞれ変換し、当該変換した複数のデジタル信号を合成してからアナログ信号に変換しており、かつ受信強度を示した信号を初期値として、周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号にもとづいて、周波数変換部が出力すべき周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号に対する増幅率をそれぞれ導出し、周波数変換部は、導出した増幅率にもとづいて、周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号をそれぞれ増幅してから出力してもよい。

復調部は、受信強度を示したひとつの信号を初期値として、合成したアナログ信号にもとづいて、合成部が出力すべき合成したアナログ信号に対する増幅率を導出し、合成部は、導出した増幅率にもとづいて、合成したアナログ信号を増幅してから出力してもよい。復調部は、受信強度を示したひとつの信号を初期値として、合成したアナログ信号にもとづいて、合成したアナログ信号に対する増幅率を導出し、導出した増幅率にもとづいて合成したアナログ信号を増幅してから、復調部に出力する増幅部をさらに備えてもよい。

本発明の別の態様も、受信装置である。この装置は、入力した複数のアナログ信号を合成する合成部と、合成したアナログ信号をデジタル信号に変換してから復調する復調部とを備える。この装置において、復調部は、合成したアナログ信号にもとづいて、合成部が出力すべき合成したアナログ信号に対する増幅率を導出し、合成部は、導出した増幅率にもとづいて、合成したアナログ信号を増幅してから復調部に出力してもよい。
以上の装置により、増幅部と復調部の間で、増幅率を設定する動作と信号を増幅する動作を明確に分離して実行するため、安定した動作を実現可能である。

本発明のさらに別の態様も、受信装置である。この装置は、入力した複数のアナログ信号を合成する合成部と、合成したアナログ信号を増幅する増幅部と、増幅したアナログ信号をデジタル信号に変換してから復調する復調部とを備える。この装置において、復調部は、増幅したアナログ信号にもとづいて、増幅部が出力すべき増幅したアナログ信号に対する増幅率を導出し、増幅部は、導出した増幅率にもとづいて、合成したアナログ信号を増幅してもよい。

本発明のさらに別の態様も、受信装置である。この装置は、受信した複数のアナログ信号をベースバンドの複数のアナログ信号にそれぞれ周波数変換し、複数の第１信号として出力する第１チップと、複数の第１信号を入力して、周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号を合成し、第２信号として出力する第２チップと、第２信号を入力し、合成したアナログ信号をデジタル信号に変換してから復調する第３チップとを備える。この装置において、第１チップは、受信した複数のアナログ信号に対する受信強度を示した複数の信号をそれぞれ導出し、第２チップは、受信強度を示した複数の信号を処理して、受信強度を示したひとつの信号を導出し、第３チップに入力される第２信号は、周波数変換部から出力される第１信号のそれぞれと略同一の帯域を有しており、かつ第３チップは、受信強度を示したひとつの信号を反映させて、合成したアナログ信号をデジタル信号に変換してもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、複数のＲＳＳＩを処理してひとつのＲＳＳＩを出力できる。

本発明を具体的に説明する前に、本発明が解決しようとする課題をより詳細に述べる。前述のＲＦチップとベースバンドチップで構成された通信装置を拡張して、アダプティブアレイアンテナ技術に対応させるためには、複数のアンテナに対応した複数のＲＦチップとベースバンドチップの間に、アダプティブアレイ信号処理を実行する処理チップを配置すればよい。なお、当該処理チップは、ＲＦチップとベースバンドチップのインターフェースに対応するために、ベースバンドのアナログ信号を入力し、アナログ−デジタル変換を施した後、アダプティブアレイ処理を実行する。さらに、デジタル−アナログ変換を施した後、ベースバンドのアナログ信号を出力する。このような構成によれば、ＲＦチップ、ベースバンドチップを変更する場合であっても、ＲＦチップとベースバンドチップとのインターフェースを保てるので、通信装置の開発が容易になる。

また前述のごとく、ベースバンドチップは、ひとつのＲＳＳＩしか入力できないので、アダプティブアレイアンテナ技術に対応した構成の場合、複数のＲＦチップのうちのひとつから出力されたＲＳＳＩをベースバンドチップに入力する。その結果、アダプティブアレイ技術によって、信号の受信特性は向上するが、ＲＦチップから出力されたＲＳＳＩが小さければ、ベースバンドチップが処理を開始せず、信号の受信を失敗してしまう。さらに、アダプティブアレイアンテナに対応した通信装置は、処理チップとベースバンドチップでアナログ−デジタル変換を実行するので、これらの精度を向上させるために、これらの前段でそれぞれＡＧＣが、処理対象のアナログ信号の信号強度を調節したほうがよい。特に、処理チップとベースバンドチップ間のＡＧＣは、これまで備えられていなかった。そのため、アダプティブアレイ処理を実行するチップと復調を実行するチップ間で信号の強度（振幅）を調節する必要がある。

（実施例１）
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの規格に準拠した無線ＬＡＮシステムの基地局装置に関するが、ここでは、受信機能のみに着目するため、基地局装置を受信装置とよぶ。受信装置は、前述のごとく、ＲＦチップ、処理チップ、ベースバンドチップによって構成されている。本実施例に係る受信装置は、複数のＲＦチップがそれぞれ出力した複数のＲＳＳＩを処理チップに入力する。処理チップは、複数のＲＳＳＩを平均し、新たなＲＳＳＩ（以下、「擬似ＲＳＳＩ」という）を生成する。さらに、処理チップは、擬似ＲＳＳＩをベースバンドチップに出力する。

また、複数のＲＳＳＩを初期値として、複数のＲＦチップと処理チップが、複数のベースバンドのアナログ信号に対して、ＡＧＣ処理を行う。さらに、擬似ＲＳＳＩを初期値として、処理チップとベースバンドチップが、アダプティブアレイアレイ信号処理によって合成された信号に対して、ＡＧＣ処理を行う。

図１は、実施例１に係る受信装置１０の構成を示す。受信装置１０は、アンテナ１４と総称される第１アンテナ１４ａ、第２アンテナ１４ｂ、第Ｎアンテナ１４ｎ、無線部１２と総称される第１無線部１２ａ、第２無線部１２ｂ、第Ｎ無線部１２ｎ、処理部１８、復調部２０を含む。また、処理部１８は、ＡＤ部２２と総称される第１ＡＤ部２２ａ、第２ＡＤ部２２ｂ、第ＮＡＤ部２２ｎ、ＡＧＣ検出部２４と総称される第１ＡＧＣ検出部２４ａ、第２ＡＧＣ検出部２４ｂ、第ＮＡＧＣ検出部２４ｎ、生成部２８、立上がり検出部２６、受信ウエイトベクトル計算部６８、乗算部６２と総称される第１乗算部６２ａ、第２乗算部６２ｂ、第Ｎ乗算部６２ｎ、加算部６４、参照信号生成部７０、乗算部３０、ＤＡ変換部３２を含む。

さらに信号として、ＲＳＳＩ３０２と総称される第１ＲＳＳＩ３０２ａ、第２ＲＳＳＩ３０２ｂ、第ＮＲＳＳＩ３０２ｎ、制御信号３０８と総称される第１制御信号３０８ａ、第２制御信号３０８ｂ、第Ｎ制御信号３０８ｎ、アナログ受信信号３１０と総称される第１アナログ受信信号３１０ａ、第２アナログ受信信号３１０ｂ、第Ｎアナログ受信信号３１０ｎ、デジタル受信信号３００と総称される第１デジタル受信信号３００ａ、第２デジタル受信信号３００ｂ、第Ｎデジタル受信信号３００ｎ、タイミング信号３１４、擬似ＲＳＳＩ３１６、受信ウエイトベクトル信号３１２と総称される第１受信ウエイトベクトル信号３１２ａ、第２受信ウエイトベクトル信号３１２ｂ、第Ｎ受信ウエイトベクトル信号３１２ｎ、参照信号３０６、デジタル合成信号３０４、制御信号３１８、アナログ合成信号３２０、初期値信号３１５を含む。なお、前述の複数のＲＦチップが無線部１２に対応し、前述の処理チップが処理部１８に対応し、前述のベースバンドチップが復調部２０に対応する。そのため、処理部１８が存在しない場合に、無線部１２と復調部２０を直接接続しても動作可能である。さらに、これらの入出力信号のうち、特にアナログ受信信号３１０、アナログ合成信号３２０はアナログ信号に相当する。

アンテナ１４は、無線周波数のアナログ信号を受信する。ここで、受信されるべき無線周波数のアナログ信号は、バースト信号を構成しており、スペクトル拡散されているものとする。なお、アンテナの指向性は任意でよく、さらにアンテナ数はＮとされる。
無線部１２は、アンテナ１４で受信した無線周波数のアナログ信号から、処理部１８、復調部２０で処理されるベースバンドのアナログ信号へ周波数変換を行う。ここで、ベースバンドのアナログ信号をアナログ受信信号３１０として出力する。また、ベースバンドのアナログ信号の強度を検出し、ＲＳＳＩ３０２として出力する。さらに、処理部１８は、ベースバンドのアナログ信号に対してＡＧＣを行い、その制御信号を制御信号３０８として無線部１２に出力する。無線部１２は、制御信号３０８にもとづいて、ベースバンドのアナログ信号に対して増幅部４４でゲインコントロールを行う。当該ＡＧＣは、後述するＡＤ部２２でのアナログ−デジタル変換の際に、アナログ受信信号３１０を所定のダイナミックレンジ内にするために実行される。

立上がり検出部２６は、ＲＳＳＩ３０２にもとづいて、アナログ受信信号３１０によって構成されるバースト信号の先頭を検出する。ここでは、複数のＲＳＳＩ３０２の各々の電力値としきい値を比較し、複数のＲＳＳＩ３０２の電力値がひとつでもしきい値より小さかった状態から、しきい値より大きい状態に遷移した場合に、バースト信号の先頭を検出したものとする。さらに、バースト信号の先頭を検出したタイミングでタイミング信号３１４を出力する。
生成部２８は、複数のＲＳＳＩ３０２からひとつの擬似ＲＳＳＩ３１６を生成する。ここで、擬似ＲＳＳＩ３１６に対する雑音成分の影響を小さくするために、タイミング信号３１４が入力されたタイミングから擬似ＲＳＳＩ３１６を出力する。また、前記複数のＲＳＳＩ３０２の中でもっとも大きいＲＳＳＩにもとづいてＡＧＣの初期値信号３１５をＡＧＣ検出部２４へ出力する。

ＡＤ部２２は、アナログ受信信号３１０に対して、アナログ−デジタル変換を実行して、デジタル受信信号３００を出力する。ＡＧＣ検出部２４は、予め定めた振幅とデジタル受信信号３００の振幅を比較して、その差に応じた信号の制御信号３０８を出力する。すなわち、デジタル受信信号３００の振幅が予め定めた振幅に近くなるようにＡＧＣの制御信号を生成する。
受信ウエイトベクトル計算部６８は、デジタル受信信号３００、デジタル合成信号３０４、参照信号３０６から、デジタル受信信号３００の重み付けに必要な受信ウエイトベクトル信号３１２を、ＬＭＳアルゴリズムによって計算する。乗算部６２は、デジタル受信信号３００を受信ウエイトベクトル信号３１２で重み付けし、加算部６４は乗算部６２の出力を加算して、デジタル合成信号３０４を出力する。

参照信号生成部７０は、ＬＭＳアルゴリズムのトレーニング期間中は予め記憶したトレーニング信号を参照信号３０６として出力する。またトレーニング期間後は合成信号３０４を予め規定しているしきい値で判定して、その結果を参照信号３０６として出力する。なお、判定は硬判定でなくても、軟判定であってもよい。
乗算部３０は、デジタル合成信号３０４に対してＡＧＣを行うが、その制御信号を制御信号３１８として入力する。当該ＡＧＣは、後述する復調部２０でのアナログ−デジタル変換の際に、デジタル合成信号３０４に対応したアナログ信号のアナログ合成信号３２０を所定のダイナミックレンジ内にするために実行される。ＤＡ変換部３２は、乗算部３０から出力された信号をデジタル−アナログ変換して、アナログ合成信号３２０として出力する。
復調部２０は、アナログ合成信号３２０をアナログ−デジタル変換して、逆拡散処理した後に、復調する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた予約管理機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図２は、実施例１に係るバーストフォーマットの構成を示す。これはＩＥＥＥ８０２．１１ｂ標準のバーストフォーマットである。バーストの先頭から１４４ビットの間にプリアンブルが、それに続く４８ビットの間に、ヘッダが配置されている。プリアンブルは、端末装置１０や基地局装置３４にとって既知であるため、図１の受信ウエイトベクトル計算部６８で実行されるＬＭＳアルゴリズムのトレーニング信号としても使用できる。

図３は、第１無線部１２ａの構成を示す。第１無線部１２ａは、周波数変換部４０、増幅部４４、測定部４２を含む。
周波数変換部４０は、対象とする信号に対して、無線周波数からベースバンドへの周波数変換を行い、変換したベースバンドの信号をアナログ受信信号３１０として出力する。ここで、無線周波数からベースバンドへの周波数変換は、直接なされなくてもよく、ひとつあるいは複数の中間周波数を介してなされてもよい。また、周波数変換部４０は、これらの処理を実行するために周波数発振器、ミキサ、直交検波器等を含む。

増幅部４４は、前記アナログ受信信号３１０を図１のＡＤ部２２のダイナミックレンジ内の振幅にするために、制御信号３０８にもとづいた利得によって、無線周波数の信号を増幅する。
測定部４２は、周波数変換部４０で変換されたベースバンドの信号の強度を測定して、その結果をＲＳＳＩ３０２として出力する。

図４は、生成部２８の構成を示す。生成部２８は、総和部５０、除算部５２、バッファ５４を含む。
総和部５０は、複数のＲＳＳＩ３０２を入力して、それらの総和を計算する。さらに、除算部５２は、総和部５０で計算した、総和をＮで除算して、複数のＲＳＳＩ３０２の平均値を計算する。バッファ５４は、タイミング信号３１４のタイミングから、除算部５２で計算した平均値を有効にし、さらに図２の乗算部６２からＤＡ変換部３２での処理遅延にタイミングを合わせるために、除算部５２で計算した平均値の出力のタイミングを調節する。

図５は、受信ウエイトベクトル計算部６８の構成を示す。受信ウエイトベクトル計算部６８は、第１受信ウエイトベクトル計算部６８ａ、第２受信ウエイトベクトル計算部６８ｂ、第Ｎ受信ウエイトベクトル計算部６８ｎを総称する。受信ウエイトベクトル計算部６８は、加算部１４０、複素共役部１４２、乗算部１４８、ステップサイズパラメータ記憶部１５０、乗算部１５２、加算部１５４、遅延部１５６を含む。

加算部１４０は、合成信号３０４とウエイト用参照信号３０６との間で差分を計算し、誤差信号、すなわち誤差ベクトルを出力する。この誤差信号は、複素共役部１４２で複素共役変換される。
乗算部１４８は、複素共役変換された誤差信号と、第１デジタル受信信号３００ａを乗算し、第１の乗算結果を生成する。

乗算部１５２は、第１の乗算結果にステップサイズパラメータ記憶部１５０で記憶されているステップサイズパラメータを乗算し、第２の乗算結果を生成する。第２の乗算結果は、遅延部１５６と加算部１５４によって、フィードバックされた後に、新たな第２の乗算結果と加算される。このような、ＬＭＳアルゴリズムによって、逐次更新された加算結果が、受信ウエイトベクトル信号３１２として出力される。

図６は、復調部２０の構成を示す。復調部２０は、ＡＤ変換部８０、立ち上がり検出部８１、ＡＧＣ検出部８２、第２復調部８４、第１復調部８６を含む。また信号として、立ち上がり検出信号３１７、ＡＧＣ ＬＯＣＫ信号３１９を含む。
ＡＤ変換部８０は、アナログ合成信号３２０に対して、アナログ−デジタル変換を実行して、デジタル信号を出力する。立ち上がり検出部８１は擬似ＲＳＳＩ３１６の立ち上がりを検出して、立ち上がり検出信号３１７を出力する。ＡＧＣ検出部８２は、立ち上がり検出信号３１７にもとづいてＡＧＣを開始し、予め定めた振幅とＡＤ変換部８０で変換したデジタル信号の振幅を比較して、その差に応じた信号の制御信号３１８を出力する。すなわち、ＡＤ変換部８０で変換したデジタル信号の振幅が予め定めた振幅に近くなるようにＡＧＣの制御信号を生成する。なお、制御信号３１８の初期値は、擬似ＲＳＳＩ３１６にもとづいて設定される。また、ＡＧＣがロックすると、ＡＧＣ ＬＯＣＫ信号（復調開始信号）３１９を第２復調部８４に出力する。

第２復調部８４は、ＡＤ変換部８０で変換したデジタル信号を逆拡散する。さらに、第１復調部８６は、図示しない送信装置でなされた変調の変調方式、例えば、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）に応じて、逆拡散した信号を復調する。

以上の構成による受信装置１０の動作を説明する。アンテナ１４は、無線周波数の信号をそれぞれ受信し、無線部１２は、無線周波数の信号を周波数変換した後に、制御信号３０８にもとづいて増幅して、アナログ受信信号３１０をそれぞれ出力する。また、無線部１２は、無線周波数の信号を周波数変換した信号にもとづいてＲＳＳＩ３０２を出力する。立上がり検出部２６は、ＲＳＳＩ３０２からバースト信号の先頭を検出する。生成部２８は、立上がり検出部２６で検出したバースト信号の先頭のタイミングから、複数のＲＳＳＩ３０２を平均して擬似ＲＳＳＩ３１６を生成する。一方、アナログ受信信号３１０は、ＡＤ部２２でデジタル受信信号３００に変換され、ＡＧＣ検出部２４は、デジタル受信信号３００にもとづいて制御信号３０８を生成する。受信ウエイトベクトル計算部６８は、デジタル受信信号３００にもとづいて受信ウエイトベクトル信号３１２を生成し、乗算部６２は、デジタル受信信号３００と受信ウエイトベクトル信号３１２を乗算し、加算部６４は、乗算結果を加算してデジタル合成信号３０４を出力する。

ここで、デジタル合成信号３０４を参照信号生成部７０で判定した参照信号３０６と、デジタル合成信号３０４が受信ウエイトベクトル計算部６８に入力される。乗算部３０は、制御信号３１８にもとづいてデジタル合成信号３０４を増幅し、ＤＡ変換部３２は、増幅したデジタル合成信号３０４をアナログ合成信号３２０に変換して出力する。ＡＤ変換部８０は、アナログ合成信号３２０をデジタル信号に変換し、ＡＧＣ検出部８２は、変換されたデジタル信号と予め定めた振幅にもとづいて制御信号３１８を生成する。一方、変換されたデジタル信号は、第２復調部８４で逆拡散され、第１復調部８６は、逆拡散された信号を復調する。

本発明の実施例によれば、アダプティブアレイ信号処理を実行する処理部が、複数のＲＳＳＩを平均して擬似ＲＳＳＩを生成し、当該擬似ＲＳＳＩを復調部に出力するので、復調部に入力されるＲＳＳＩが１系統であっても、その信号強度が小さな値になる確率を小さくできる。また、復調部が正常に動作しない確率を減少できる。また、無線部と復調部の間に処理部を配置し、無線部と処理部の間と処理部と復調部の間でそれぞれＡＧＣを動作させるので、正確にデジタル変換が可能になる。

（実施例２）
本発明の実施例２は、実施例１と同様に、複数のＲＦチップ、処理チップ、ベースバンドチップによって構成される受信装置に関する。しかしながら、実施例１とは、複数のＲＳＳＩから擬似ＲＳＳＩを生成する方法が異なる。すなわち、本実施例では、複数のＲＳＳＩのうち、もっとも値の大きいＲＳＳＩを選択し、選択したＲＳＳＩを擬似ＲＳＳＩとして出力する。なお、実施例２は図１に示されるタイプの受信装置１０に係るため、受信装置１０の説明を省略する。

図７は、実施例２に係る生成部２８の構成を示す。生成部２８は、選択部５６、バッファ５４を含む。
選択部５６は、複数のＲＳＳＩ３０２を入力し、それらの中から信号強度が最大のものに相当するひとつのＲＳＳＩ３０２を選択して出力する。

本発明の実施例によれば、処理部は、複数のＲＳＳＩから信号強度が最大のものを選択し、選択したＲＳＳＩにもとづいて擬似ＲＳＳＩを生成して復調部に出力するので、復調部に入力されるＲＳＳＩが１系統であっても、その信号強度が小さな値になる確率を小さくできる。また、復調部が正常に動作しない確率を減少できる。

（実施例３）
本発明の実施例３は、実施例１と同様に、複数のＲＦチップ、処理チップ、ベースバンドチップによって構成される受信装置に関する。しかしながら、本実施例は、実施例１とは異なって複数のＲＳＳＩを平均するだけでなく、それらの信号強度に応じた重み付けをしながら加算して、擬似ＲＳＳＩを生成する。

図８は、実施例３に係る受信装置１０の構成を示す。図１の受信装置１０と異なって受信ウエイトベクトル計算部６８で計算された受信ウエイトベクトル信号３１２が生成部２８に入力されている。その他は、図１の受信装置１０と同様のため説明を省略する。

図９は、生成部２８の構成を示す。生成部２８は、振幅検出部７２と総称される第１振幅検出部７２ａ、第２振幅検出部７２ｂ、第Ｎ振幅検出部７２ｎ、乗算部７４と総称される第１乗算部７４ａ、第２乗算部７４ｂ、第Ｎ乗算部７４ｎ、加算部７６、バッファ５４を含む。
乗算部７４は、入力された受信ウエイトベクトル信号３１２の振幅をそれぞれ検出する。なお、振幅は厳密に検出されなくても、電力値であってもよく、また振幅の近似値、例えば、受信ウエイトベクトル信号３１２の同相成分の振幅の絶対値と直交成分の絶対値の和から導出した近似値であってもよいものとする。

乗算部７４は、ＲＳＳＩ３０２と振幅検出部７２で検出した振幅を乗算する。すなわち、ＲＳＳＩ３０２を振幅検出部７２で検出した振幅で重み付けを行う。加算部７６は、乗算部７４から出力された信号を加算する。

本発明の実施例によれば、処理部は、複数のＲＳＳＩを信号強度に応じて重み付けをしながら加算し、信頼性の高いＲＳＳＩを重視した擬似ＲＳＳＩを生成して復調部に出力できる。また、復調部に入力されるＲＳＳＩが１系統であっても、信号強度が小さな値になる確率を小さくできる。また、復調部が正常に動作しない確率を減少できる。

（実施例４）
本発明の実施例４は、実施例１と同様に、複数のＲＦチップ、処理チップ、ベースバンドチップによって構成される受信装置に関する。しかしながら、本実施例は、実施例１での平均した複数のＲＳＳＩに対して、さらに予めメモリに記憶した波形を付加して、擬似ＲＳＳＩを生成する。

図１０は、実施例４に係る受信装置１０の構成を示す。図１の受信装置１０と異なって入力検出部３４、メモリ３６を含む。また信号として、メモリアクセス信号３２２を含む。その他は、図１の受信装置１０と同様のため説明を省略する。
入力検出部３４は、図１の立上がり検出部２６と同様に、ＲＳＳＩ３０２にもとづいて、アナログ受信信号３１０によって構成されるバースト信号の先頭を検出する。ここでは、複数のＲＳＳＩ３０２を合計した電力値としきい値を比較し、複数のＲＳＳＩ３０２を合計した電力値がしきい値より小さかった状態から、しきい値より大きい状態に遷移した場合に、バースト信号の先頭を検出したものとする。さらに、例えば、ＲＳＳＩ３０２にもとづいて、先頭を検出したバースト信号の終了を検出する。その結果、バースト信号の先頭と終了を検出したタイミングでタイミング信号３１４を出力する。

メモリ３６は、予め定められた波形の信号を記憶し、生成部２８からのメモリアクセス信号３２２による指示にもとづいて、記憶した波形の信号を生成部２８に出力する。記憶した波形の一例は、バースト信号の先頭のタイミングで、振幅がゼロの値から所定の値に増加し、バースト信号の期間中において所定の値を維持し、バースト信号の終了のタイミングで、振幅が所定の値からゼロの値に減少する場合がある。すなわち、これは、横軸に時間を規定し縦軸に振幅を規定した場合に、台形のような形になる振幅の遷移を持った信号である。ここで、バースト信号の先頭のタイミングと終了のタイミングは、タイミング信号３１４にもとづいて制御される。
生成部２８は、複数のＲＳＳＩ３０２とメモリ３６から出力された波形からひとつの擬似ＲＳＳＩ３１６を生成する。

図１１は、生成部２８の構成を示す。生成部２８は、総和部５０、除算部５２、バッファ５４、波形抽出部８８、乗算部９０を含む。
総和部５０、除算部５２、バッファ５４は、図４と同様に、複数のＲＳＳＩ３０２を入力して、それらの総和を計算し、総和をＮで除算し、その結果は、タイミング信号３１４のタイミングから有効にされる。

波形抽出部８８は、タイミング信号３１４にもとづいてバースト信号の先頭のタイミングから終了のタイミングまで、メモリアクセス信号３２２によって、図示しないメモリ３６から所定の波形を読み出し、乗算部９０に出力する。なお、タイミング信号３１４が入力されても直ちに波形を乗算部９０に出力せず、バッファ５４での遅延時間に合わせて波形を乗算部９０に出力する。乗算部９０は、バッファ５４から出力された平均したＲＳＳＩ３０２と、波形抽出部８８から出力された波形を乗算して、擬似ＲＳＳＩ３１６を出力する。

本発明の実施例によれば、処理部は、複数のＲＳＳＩを平均し、さらに所定の波形を加えて擬似ＲＳＳＩを生成し、当該擬似ＲＳＳＩを復調部に出力するため、復調部に入力されるＲＳＳＩが１系統であっても、平均と所定の波形の加算によって、その信号強度が小さな値になる確率は小さくなり、その結果、復調部が正常に動作しない確率は減少する。

（実施例５）
本発明の実施例５は、実施例１と同様に、複数のＲＦチップ、処理チップ、ベースバンドチップによって構成される受信装置に関する。さらに、実施例４と同様に、予め波形をメモリに記憶しておき、所定のタイミングで出力する。しかしながら、実施例４と異なって、擬似ＲＳＳＩの生成のために、複数のＲＳＳＩを直接使用しない。すなわち、受信した信号にもとづいたＲＳＳＩに関係なく、擬似ＲＳＳＩを生成して出力する。

図１２は、実施例５に係る受信装置１０の構成を示す。図１０の受信装置１０と同様の構成をしているが、生成部２８に複数のＲＳＳＩ３０２が入力されていない。一方、加算部６４から出力されたデジタル合成信号３０４が、生成部２８に入力されている。

図１３は、生成部２８の構成を示す。生成部２８は、図１１の生成部２８の一部に相当する波形抽出部８８、乗算部９０を含む。
波形抽出部８８は、タイミング信号３１４にもとづいてバースト信号の先頭のタイミングから終了のタイミングまで、メモリアクセス信号３２２によって、図示しないメモリ３６から所定の波形の信号を読み出し、乗算部９０に出力する。ここで、所定の波形の信号とは、実施例４に示したものと同様である。なお、タイミング信号３１４が入力されても直ちに波形の信号を乗算部９０に出力せず、図１２の乗算部６２からＤＡ変換部３２での処理遅延にタイミングを合わせるために、タイミングを調節してから乗算部９０に出力する。乗算部９０は、デジタル合成信号３０４と、波形抽出部８８から出力された波形を乗算して、擬似ＲＳＳＩ３１６を出力する。

本発明の実施例によれば、処理部は、バースト信号の先頭を検出したタイミングで擬似ＲＳＳＩを生成するため、ＲＳＳＩの信号強度の大きさに関係なく、擬似ＲＳＳＩが復調部に入力されるため、その信号強度が小さな値になる確率は小さくなり、その結果、復調部が正常に動作しない確率は減少する。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例１から５において、受信装置１０が、無線ＬＡＮの規格のひとつであるＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠しているものとして説明した。しかしながらこれに限らず例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ以外の無線ＬＡＮの規格、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａやＩＥＥＥ８０２．１１ｇに準拠していてもよく、さらに無線ＬＡＮ以外の無線通信システム、例えば、携帯電話システム、簡易型携帯電話システム、第３世代携帯電話システム、固定無線通信システムなどに適用されてもよい。本変形例によれば、本発明を様々な無線通信システムに適用可能である。つまり、受信装置１０が、少なくとも無線部１２、処理部１８、復調部２０の少なくとも３個のチップから構成されていればよい。

本発明の実施例１から５において、立上がり検出部２６あるいは入力検出部３４は、複数のＲＳＳＩ３０２を合計した電力値としきい値を比較していた。しかしながらこれに限らず例えば、複数のＲＳＳＩ３０２のうちのひとつをしきい値と比較してもよい。すなわち、複数のＲＳＳＩ３０２のうち、信号強度が最大のＲＳＳＩ３０２をしきい値と比較したり、最初にしきい値より大きくなったＲＳＳＩ３０２を選択してもよい。本変形例によれば、加算処理を省略できる。すなわち、バースト信号の先頭が検出できればよい。

本発明の実施例１から５において、処理部１８と復調部２０でＡＧＣ処理を行っている。しかしながらこれに限らず、処理部１８と復調部２０の間に増幅装置を配置して、増幅装置と復調部２０でＡＧＣ処理を行ってもよい。この構成では、処理部１８の乗算部３０が省力される。すなわち、受信装置１０は、受信した複数のアナログ信号を合成する処理部１８と、合成したアナログ信号を増幅する増幅装置と、増幅したアナログ信号を復調する復調部２０とを備え、復調部２０は、増幅したアナログ信号にもとづいて、増幅率を導出し、増幅装置は、導出した増幅率にもとづいて、合成したアナログ信号を増幅する。本変形例に拠れば、様々な構成が可能である。つまり、復調部２０に入力される信号の振幅が、復調部２０でのＡＤ変換のダイナミックレンジ内であればよい。

本発明の実施例１から５において、ＲＦチップにおいてＲＳＳＩ信号を生成している。しかしながらこれに限らず例えば、ＲＳＳＩ信号を外部回路で生成する構成であってもよい。本変形例によれば、様々な回路構成が可能になる。

実施例１に係る受信装置の構成を示す図である。 実施例１に係るバーストフォーマットの構成を示す図である。 図１の第１無線部の構成を示す図である。 図１の生成部の構成を示す図である。 図１の受信ウエイトベクトル計算部の構成を示す図である。 図１の復調部の構成を示す図である。 実施例２に係る生成部の構成を示す図である。 実施例３に係る受信装置の構成を示す図である。 図８の生成部の構成を示す図である。 実施例４に係る受信装置の構成を示す図である。 図１０の生成部の構成を示す図である。 実施例５に係る受信装置の構成を示す図である。 図１２の生成部の構成を示す図である。

符号の説明

１０ 受信装置、 １２ 無線部、 １４ アンテナ、 １８ 処理部、 ２０ 復調部、 ２２ ＡＤ部、 ２４ ＡＧＣ検出部、 ２６ 立上がり検出部、 ２８ 生成部、 ３０ 乗算部、 ３２ ＤＡ変換部、 ３４ 入力検出部、 ３６ メモリ、 ４０ 周波数変換部、 ４２ 測定部、 ４４ 増幅部、 ５０ 総和部、 ５２ 除算部、 ５４ バッファ、 ５６ 選択部、 ６２ 乗算部、 ６４ 加算部、 ６８ 受信ウエイトベクトル計算部、 ７０ 参照信号生成部、 ７４ 振幅検出部、 ７４ 乗算部、 ７６ 加算部、 ８０ ＡＤ変換部、 ８１ 立ち上がり検出回路、 ８２ ＡＧＣ検出部、 ８４ 第２復調部、 ８６ 第１復調部、 ８８ 波形抽出部、 ９０ 乗算部、 １４０ 加算部、 １４２ 複素共役部、 １４８ 乗算部、 １５０ ステップサイズパラメータ記憶部、 １５２ 乗算部、 １５４ 加算部、 １５６ 遅延部、 ３００ デジタル受信信号、 ３０２ ＲＳＳＩ、 ３０４ デジタル合成信号、 ３０６ 参照信号、 ３０８ 制御信号、 ３１０ アナログ受信信号、 ３１２ 受信ウエイトベクトル信号、 ３１４ タイミング信号、 ３１５ 初期値信号、 ３１６ 擬似ＲＳＳＩ、 ３１７ 立ち上がり検出信号、 ３１８ 制御信号、 ３１９ ＡＧＣ ＬＯＣＫ信号、 ３２０ アナログ合成信号、 ３２２ メモリアクセス信号。

Claims (12)

1. 受信した複数のアナログ信号をベースバンドの複数のアナログ信号にそれぞれ周波数変換する周波数変換部と、
   前記周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号を合成する合成部と、
   前記合成したアナログ信号をデジタル信号に変換してから復調する復調部とを備え、
   前記周波数変換部は、前記受信した複数のアナログ信号に対する受信強度を示した複数の信号をそれぞれ導出し、
   前記合成部は、前記受信強度を示した複数の信号を処理して、受信強度を示したひとつの信号を導出し、
   前記復調部に入力される前記合成したアナログ信号は、前記周波数変換部から出力される前記周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号のそれぞれと略同一の帯域を有しており、かつ前記復調部は、前記合成したアナログ信号をデジタル信号に変換すると共に、前記受信強度を示したひとつの信号を反映させて復調することを特徴とする受信装置。
2. 前記合成部は、前記受信強度を示した複数の信号を平均して、前記受信強度を示したひとつの信号を導出することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記合成部は、前記受信強度を示した複数の信号を入力したタイミングにもとづいて、予め記憶した信号を出力し、前記出力した信号と前記平均した複数の信号を合成して、前記受信強度を示したひとつの信号を導出することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
4. 前記合成部は、前記周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号にそれぞれ対応した受信強度の値に応じて、前記受信強度を示した複数の信号を重み付けながら合成して、前記受信強度を示したひとつの信号を導出することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
5. 前記合成部は、前記受信強度を示した複数の信号のうちからひとつを選択して、前記受信強度を示したひとつの信号を導出することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
6. 前記合成部は、前記受信強度を示した複数の信号を入力したタイミングにもとづいて、予め記憶した信号を前記受信強度を示したひとつの信号として出力することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
7. 前記合成部は、前記周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号を複数のデジタル信号にそれぞれ変換し、当該変換した複数のデジタル信号を合成してからアナログ信号に変換しており、かつ前記受信強度を示した信号を初期値として、前記周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号にもとづいて、前記周波数変換部が出力すべき周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号に対する増幅率をそれぞれ導出し、
   前記周波数変換部は、前記導出した増幅率にもとづいて、前記周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号をそれぞれ増幅してから出力することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の受信装置。
8. 前記復調部は、前記受信強度を示したひとつの信号を初期値として、前記合成したアナログ信号にもとづいて、前記合成部が出力すべき合成したアナログ信号に対する増幅率を導出し、
   前記合成部は、前記導出した増幅率にもとづいて、前記合成したアナログ信号を増幅してから出力することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の受信装置。
9. 前記復調部は、前記受信強度を示したひとつの信号を初期値として、前記合成したアナログ信号にもとづいて、前記合成したアナログ信号に対する増幅率を導出し、
   前記導出した増幅率にもとづいて前記合成したアナログ信号を増幅してから、前記復調部に出力する増幅部をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の受信装置。
10. 入力した複数のアナログ信号を合成する合成部と、
    前記合成したアナログ信号をデジタル信号に変換してから復調する復調部とを備え、
    前記復調部は、前記合成したアナログ信号にもとづいて、前記合成部が出力すべき合成したアナログ信号に対する増幅率を導出し、
    前記合成部は、前記導出した増幅率にもとづいて、前記合成したアナログ信号を増幅してから前記復調部に出力することを特徴とする受信装置。
11. 入力した複数のアナログ信号を合成する合成部と、
    前記合成したアナログ信号を増幅する増幅部と、
    前記増幅したアナログ信号をデジタル信号に変換してから復調する復調部とを備え、
    前記復調部は、前記増幅したアナログ信号にもとづいて、前記増幅部が出力すべき増幅したアナログ信号に対する増幅率を導出し、
    前記増幅部は、前記導出した増幅率にもとづいて、前記合成したアナログ信号を増幅することを特徴とする受信装置。
12. 受信した複数のアナログ信号をベースバンドの複数のアナログ信号にそれぞれ周波数変換し、複数の第１信号として出力する第１チップと、
    前記複数の第１信号を入力して、前記周波数変換したベースバンドの複数のアナログ信号を合成し、第２信号として出力する第２チップと、
    前記第２信号を入力し、前記合成したアナログ信号をデジタル信号に変換してから復調する第３チップとを備え、
    前記第１チップは、前記受信した複数のアナログ信号に対する受信強度を示した複数の信号をそれぞれ導出し、
    前記第２チップは、前記受信強度を示した複数の信号を処理して、受信強度を示したひとつの信号を導出し、
    前記第３チップに入力される前記第２信号は、前記周波数変換部から出力される前記第１信号のそれぞれと略同一の帯域を有しており、かつ前記第３チップは、前記受信強度を示したひとつの信号を反映させて、前記合成したアナログ信号をデジタル信号に変換することを特徴とする受信装置。

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