JP2005286784A - アレーアンテナ無線通信装置およびそのパスタイミング検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アレーアンテナを用いた受信装置のベースバンド処理部におけるパス検出特性の改善を行って、システムの安定動作を実現しシステム容量改善を図るためのサーチャの回路構成を提供する。
【解決手段】アレーアンテナ２１からそれぞれ受信された信号は、相関検出部２２で各アンテナからの信号毎に相関処理され複素相関値が算出される。アンテナ間相関部２３では、複数アンテナからの複素相関値間の相関値（アンテナ間複素相関信号）を算出する。このアンテナ間複素相関値信号は、位相が到来方向、振幅が信号電力を示す。パス検出部２７では振幅を基にパスサーチを行い、この結果をアダプティブアレー受信部１０に送出し、逆拡散処理に使用される。位相差抽出部２８では位相差を検出し、これをビームフォーマのウェイトに変換して、ウェイト設定部１１に送出する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、アレーアンテナを用いた無線通信装置およびそのパスタイミング検出方法に関し、特にベースバンド信号処理の構成に関する。

次世代移動通信システムとして、ＤＳ−ＣＤＭＡ（直接拡散符号分割多元接続）技術を用いたディジタルセルラ無線通信システムの開発が進められている。

ＣＤＭＡ方式は、符号によりチャネルを割り当てて同時に通信を行う方式であるが、同時に通話を行っている他チャネルからの信号が干渉となり、結果として同時通話可能なチャネル数（チャネル容量）が制限される。

すなわち、ＤＳ−ＣＤＭＡを用いた移動通信システムでは、多元接続を行っている他ユーザからの干渉量により通信品質（ディジタル通信時の平均ビット誤り率）が劣化し、所要品質を満たす多元接続ユーザ数としてシステム容量が決定される。

このため干渉抑圧技術の適用がチャネル容量増加に有効である。

アダプティブアレーアンテナは、希望ユーザへのビーム形成、大きな干渉源となるユーザへのヌル点形成を環境に応じて適応的に行う技術であり、チャネル容量増加を可能とする技術である。

すなわち、希望ユーザの方向にビームを形成し、大きな干渉源となるユーザへヌル点を向けることによって希望ユーザからは感度よく電波を受信し、大きな干渉源からは電波を受信しないようにすることができる。

このようにして干渉量を減らすことにより、チャネル容量を増やすことができる。

また、移動通信環境のＣＤＭＡ通信方式では、１つの基地局と通信を行う多数のユーザとの基地局間距離の違いにより、システム容量が低下してしまう。

このため、基地局において全ユーザの受信電力が等しくなるように送信電力を制御することで、システム容量の増加が可能である。

送信電力制御を行うＤＳ−ＣＤＭＡシステムにアレーアンテナを適用すると、ビームフォーミング及びＲＡＫＥ合成後のＳＩＲ（信号対干渉電力比）を一定とするように送信電力制御が行われる。

図６は、特許文献１における従来のＤＳ−ＣＤＭＡアレーアンテナ受信装置ベースバンド信号処理部の構成を示す。

複数のアンテナからなるアレーアンテナ２０１の各アンテナで受信された無線周波数の信号は、周波数変換部でベースバンド信号に変換された後、Ａ／Ｄ変換器により離散・量子化されディジタルベースバンド信号に変換される（図示せず）。

ディジタルベースバンド信号は、ビームフォーミング・復調処理を行うアダプティブアレー受信部１００とパスサーチを行うサーチャ２００に入力される。

アダプティブアレー受信部１００は、マルチパス信号をＲＡＫＥ受信するために複数のフィンガ１０１から構成され、各フィンガ１０１は、逆拡散部１０２、ビームフォーマ１０３、同期検波部１０４を有し、各パスの受信信号処理を行う。

各フィンガ１０１で復調された出力信号を、ＲＡＫＥ合成部１０８で同相合成することでＲＡＫＥ受信を行う。

また、受信環境に応じて適応的にビーム形成を行うための適応アルゴリズムを用いたウェイト更新部１０６を有する。

このウェイト更新部１０６のウェイト更新アルゴリズムは公知であるので、詳細な説明は省略する。

この公知のウェイト更新アルゴリズムによれば、ビームを所望の方向に向ける他に、ヌル点を干渉電力の大きい他のユーザの方向に向けて、干渉量を削減することができる。

ビームフォーマ１０３は、各アンテナからの信号に複素数で表されるウェイトを乗算することにより、受信信号あるいは送信信号の相対位相を調整して、アレーアンテナから送信される電波の送信／受信強度の強い方向（ビームが形成される方向）を変化させるものである。

ウェイト更新部１０６は、ビームフォーマ１０３が形成するビームの方向を最適化するために、ビームフォーマ１０３が使用するウェイトの値を更新してビームフォーマ１０３に与えるものである。

一方、サーチャ２００に入力されたアレーアンテナ２０１の信号は、相関処理部２１２−１、２１２−２、２１２−３、２１２−４によりアンテナ毎に逆拡散処理のための相関処理を施されて複素相関値信号となって、アンテナ合成パスタイミング検出部２０２とアンテナ間相関推定部２０３に入力される。

アンテナ合成パスタイミング検出部２０２では、各アンテナの相関処理後の複素相関値信号を電力変換器２０５で電力に変換した後、合成器２０６で合成する。

これは、パスの存在する時刻ではアンテナ間でほぼ同レベルの大きな信号が得られているが、パスの存在しない時刻では雑音であるためランダムでレベルの小さな信号を合成することになり、信号成分がアンテナ数倍されるのに対し、雑音はアンテナ数倍されることはなく平均化され、従って、合成後の信号に対する雑音の分布は、合成前に対して抑圧されたものとなる。

アンテナ毎の複素相関値を合成した信号は、平均化部２０７において所定時間分の電力値を積算して時間平均を行い、各パスのフェージングによる変動の平均化処理を行って遅延プロファイルを遅延プロファイル部２０８に格納する。

そして、この遅延プロファイルを用いて、パス検出部２０９においてレベルの大きなパスをサーチすることでパスタイミング検出を行う。

アンテナ間相関推定部２０３では、アレーアンテナ間の相関値をアンテナ間相関部２１０において推定し、平均化部２１１において時間平均を行うことによりフェージングによるパスのレベル変動を補償する。

平均化部２１１における平均化処理の出力では、遅延プロファイルの各タイミングに対応するアンテナ間相関推定値が得られる。

アダプティブアレー受信部１００では、サーチャ２００から得たアンテナ間相関推定値の位相項情報をウェイト変換部１０５においてウェイト情報に変換し、ウェイト更新部１０６の初期値として設定する。

サーチャ２００で検出した複数のパスタイミング情報は、アダプティブアレー受信部１００のフィンガ割当部１０７に送られ、各フィンガ１０１の逆拡散タイミングとして用いる。
特開２００２−８４２１６号公報

従来技術ではサーチャにおいて、各アンテナ毎に相関処理を行い、得られた複素相関値を電力に変換した後、合成（加算）してパスタイミング検出を行っている。

これは、各アンテナの複素相関値が、受信信号の周波数変動（ドップラ、キャリア周波数変動等）により位相回転を生じるため、各アンテナの複素相関値の全てを電圧加算、すなわちベクトル加算した場合、加算される複素相関値によっては合成処理後の値が劣化する可能性もあり、このため各アンテナの複素相関値をベクトル加算できないからである。

従って、位相回転による影響をなくすために、電力に変換する必要がある。

このように、従来技術では周波数変動を考慮する必要があり、周波数変動が無視できない時間平均長では、電力に変換した後、平均化処理を行っている。

また、従来技術ではサーチャにおいて拡散コードのレプリカと受信信号を用いて相関処理（逆拡散処理に相当）を行った後、時間平均処理を行って遅延プロファイルを取得するが、受信信号は変調データにより受信信号ベクトルが回転してしまう。

このため、複数シンボルにわたって時間平均処理を行う場合はシンボルの極性をキャンセルする必要があり、通常は既知のパイロットシンボル部分しか利用できず、利用できるサンプル数が少なかった。

本発明の課題は、アレーアンテナを用いた受信装置のベースバンド処理部において、高速ビーム形成を実現するためのサーチャの回路構成を提供することにより、アレーアンテナ適用時のパス検出特性の改善を行うことで、システムの安定動作を実現し、システム容量改善を図ることである。

また、周波数変動および変調データによる受信信号の位相回転をキャンセルして無視することができる回路構成を提供することにより、雑音抑圧効果の向上を図ることである。

本発明のアレーアンテナ無線通信装置は、複数のアンテナからなるアレーアンテナの一部もしくは全てから信号を受信し、受信信号のパスタイミングの検出を行うサーチャ手段と、前記サーチャ手段で得られたパスタイミングに基づいてアンテナから受信した信号の逆拡散を行う信号処理手段とを備え、前記サーチャ手段は、前記各受信信号における相関値である第１の相関値を取得する相関手段と、第１の相関値間の相関値である第２の相関値を取得するアンテナ間相関手段と、第２の相関値より得られた振幅情報に基づいて前記パスタイミングを検出するパスタイミング検出手段とを備える構成とする。

前記アレーアンテナ無線通信装置のサーチャ手段は、第１の相関値間の相関値を合成して得た第２の相関値に基づいて各アンテナ間の位相差情報および振幅情報を取得するアンテナ間相関処理手段と、前記位相差情報に基づいて前記アレーアンテナのビーム形成を行うビームフォーマ手段にウェイトを与えるウェイト設定手段に前記ウェイトを与える位相差検出手段とを備える構成とすることができる。

また、前記アレーアンテナ無線通信装置は、前記アンテナ間相関手段で得られた第２の相関値に基づいて送信ビーム形成を行う送信ビーム形成手段を備える構成としてもよい。

本発明によれば、アレーアンテナの各アンテナからの信号の相関値をとり、更に各アンテナ間の相関をとることにより、ユーザからの電波の到来方向を推定することができると共に電力を検出することができ、従来のように別回路による電力算出や平均化処理が不要となり、回路規模の削減を図ることができる。

また、アンテナ間の複素相関値の位相は、受信信号のキャリア周波数変動や変調信号に依存せず、到来方向のみに依存するため、各アンテナ間の相関値をベクトル加算して平均化処理することができるので、パス検出精度の劣化を防止することができる。

さらに、本発明のサーチャはベクトル加算により求めたアンテナ間複素相関値遅延プロファイルを用いてパス検出および到来方向推定を行うため、アレーアンテナを適用したシステムの安定したパスサーチャ動作が可能である。

また、アンテナ間相関値をとることで周波数変動によるベクトルの回転が発生せず、また、変調データによらずベクトルの位相は一定のため、既知のパイロットシンボル部分だけでなく未知の変調データ部を利用することができ、平均化処理を行う際のサンプル数を増やすことができ、雑音抑圧効果の改善を図ることが可能となり、受信信号および送信信号の品質を高品質に保つことが可能となる。

さらに、ベクトルの位相が一定であるため、既知のパイロットパターンを用いて複数のシンボルにわたって時間平均を行う場合もパイロットパターンキャンセル処理を必要とせず、一段と雑音抑圧効果を高めることができる。

以上のことは、ＣＤＭＡ移動通信システムにアレーアンテナを適用した際、パスサーチ特性の劣化及び形成したビームの不完全性により生じる送信電力の増加を抑えることができる。

従って、他ユーザからの干渉量によりシステム容量が制限されるＣＤＭＡ方式において、アレーアンテナ適用時に特性劣化を招くことなく、システム容量の増加が可能である。

以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態の原理的説明図である。

サーチャ２０には、複数のアンテナからなるアレーアンテナ２１の全ての信号が入力され、サーチャ２０では、相関検出部２２でアンテナ毎に逆拡散のための相関処理を行った後、アンテナ間相関推定部２３に入力される。

アンテナ間相関推定部（アンテナ間相関処理部）２３では、各アンテナの相関処理後の複素相関値信号をベクトル加算して合成した信号を用いて、アンテナ間相関値を推定し、パスタイミング検出および位相差抽出（位相差を用いてウェイト情報の算出）を行う。

アダプティブアレー受信部１０とサーチャ２０間のインタフェースは、パスタイミング信号とウェイト信号を設けておく。

アダプティブアレー受信部１０は、マルチパス信号をＲＡＫＥ受信するために複数のフィンガ１５から構成され、各フィンガ１５は逆拡散部１２、ビームフォーマ１３、同期検波部１４を有し、各パスの受信信号処理を行う。

各フィンガ１５で復調された出力信号を、ＲＡＫＥ合成部１６にて同相合成することでＲＡＫＥ受信を行う。

また、サーチャ２０から得たウェイト情報をウェイト設定部１１に設定する。

図２は本発明のアレーアンテナ受信機構成の一実施例を示す図である。

アレーアンテナ２１の各アンテナで受信された無線周波数の信号は、周波数変換部でベースバンド信号に変換された後、Ａ／Ｄ変換部により離散・量子化されディジタルベースバンド信号に変換される（図示せず）。

ディジタルベースバンド信号は、ビームフォーミング・復調処理を行うアダプティブアレー受信部１０とパスサーチを行うサーチャ２０に入力される。

サーチャ２０では、アレーアンテナ２１の複数アンテナの信号が入力される。

アレーアンテナ２１の複数アンテナの信号は、相関検出部２２に入力され、アンテナ毎に逆拡散処理のための相関処理を受けて複素相関信号となって、アンテナ間相関推定部２３に入力される。

アンテナ間相関推定部２３では、各アンテナからの複素相関信号間で相関を得るために、アンテナ間相関部２４において、あるアンテナの複素相関値と、隣の、基準となるアンテナの複素相関値の複素共役とを乗算し、アンテナ間相関値を得る。

この得られた各アンテナ間相関値を合成器２９にて加算（合成処理）することにより、パスの存在する時刻ではアンテナ間でほぼ同レベルの大きな信号が得られて信号成分がアンテナ数倍される。

一方、パスの存在しない時刻では雑音、すなわちランダムでレベルの小さな信号を合成することになりアンテナ数倍されることなく平均化され、合成後の信号に対する雑音の分布は、合成前に対して抑圧される。

各アンテナ間相関値を合成した信号は、平均化部２５において時間平均を行うことによりフェージング等のパスレベル変動を補償し、アンテナ間相関の推定精度向上を図る。

このアンテナ間相関値は、変調データに依存しない、振幅と位相がある一定の値であるベクトルとなっている。

平均化部２５における平均化処理の出力値もアンテナ間複素相関値が得られる。

ここで、図３を用いて、本発明のアンテナ間相関について説明する。

図３はアンテナ構成が等間隔直線アレーアンテナであり、４アンテナの場合を示している。

図２の相関処理を行った各アンテナの複素相関信号は図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、振幅Ｒはベクトルの長さＲ＝ｒであり、各ベクトルの長さは同じである。

また、位相θは到来角によるΔθの位相差を生じている。

次に、各アンテナの複素相関信号よりアンテナ間の複素相関値を求める。

図３（ｅ）〜（ｇ）はアンテナ０と１、アンテナ１と２およびアンテナ２と３の各アンテナ間の複素相関値を示す図であり、各アンテナ間の複素相関値は全て振幅Ｒ＝ｒ²，位相θ＝Δθとなる。

従って、複素相関処理を行ったアンテナ間の複素相関値は同じベクトルとなり、振幅が信号電力を示し、位相が到来方向を示している。

このような演算を行うことにより、等間隔直線アレーアンテナ構成では、すべての複素相関値は同じベクトルとなるので、このベクトルを合成することで雑音成分は平均化され、アンテナ間複素相関値は加算されるため、雑音抑圧効果が得られる。

このように、図２における平均化部２５の出力であるアンテナ間複素相関値信号は、位相が到来方向を示し、振幅が信号電力を示す。

このアンテナ間複素相関値信号を複素遅延プロファイル部２６に格納する。

パス検出部２７では、複素遅延プロファイル部２６に格納されている遅延プロファイルを基にパス検出閾値を上回ったパスタイミングの検出を行い、パスの時刻に同期したタイミングパルスを送出する。

一方、位相差検出部２８では、複素遅延プロファイル部２６に格納されたアンテナ間複素相関値の位相情報とパス検出部２７からの検出情報を基に、検出したパスの位相差、すなわち到来角を算出した後、演算またはテーブルを用いてウェイト情報に変換し、ビーム形成のためのウェイトとして送出する。

なお、ここでは、サーチャ２０でウェイトそのものを算出してアダプティブアレー受信部１０に送信しているが、位相差検出部２８から位相差情報を送信し、ウェイト設定部１１においてウェイトに変換するようにしても良い。

アダプティブアレー受信部１０の各フィンガ１５では、パス検出部２７から送出されたパスタイミング信号（タイミングパルス）を基に、逆拡散部１２において受信信号と拡散符号との相関処理を行うことで逆拡散を行う。

パス検出部２７から送出されるパスタイミング信号に対応した、位相差検出部２８からのウェイトを用いて、ビームフォーマ１３でビームフォーミングした信号により同期検波部１４にて同期検波、ＲＡＫＥ合成部１６にてＲＡＫＥ合成等の復調処理を行う。

なお、本実施例は、サーチャ２０で位相差情報より算出したウェイトを定常的に使用する構成としたが、サーチャ２０で算出したウェイトを初期値として設定し、その後は公知のアルゴリズムを用いてウェイト設定部１１においてウェイトを更新する構成としても良い。

また、本実施例は、すべてのフィンガに共通なウェイト設定部１１を設けているが、各パスに対応する各フィンガにそれぞれ異なるウェイトを設定するようにしても良い。

本実施例のアンテナ間複素相関値は、受信信号の周波数変動に依存しない。

このため、アンテナ間複素相関値を電力に変換する必要がなく、アンテナ間相関２４における合成処理は、ベクトル加算処理で実現することができ、電力での合成処理に比べて雑音抑圧効果が高くなる。

さらに、アンテナ間複素相関値は、変調データに依存しないため、従来は必須であったパイロットパターンキャンセル機能を必要とせず、また、既知のパイロットパターン以外の信号も用いることが可能であり、一段と雑音抑圧効果を高めることができる。

図４は、図２に示した本発明の実施例におけるＣＮＲ（搬送波電力対雑音電力比）に対するパス検出確率特性（計算結果）を示す図である。

なお、特性Ａ，Ｃは本発明による受信方式を行っていない場合（アンテナ電力合成）の特性、Ｂ、Ｄは本発明の実施例の特性である。

計算パラメータは、アンテナ電力合成の場合、アンテナ数２本、拡散率を２５６、パイロットシンボルを４シンボルとしたとき、拡散利得および同相加算によるゲインは３０ｄＢ（図６のサーチャ２００の相関処理出力）であり、受信信号のＣＮＲを−３０ｄＢとすると、電力変換のポイントでＣＮＲ＝０ｄＢとなる。

また、積分長およびアンテナ数の乗算をＮとした場合、自由数ｎ＝２（Ｉ．Ｑ）×Ｎ（積分長）のχ２乗分布となる。

一方、本発明の実施例の場合、拡散利得および同相加算によるゲイン（図２の相関検出部２２の出力）はアンテナ電力合成の場合と同じであり、アンテナ電力合成の構成と同様に、アンテナ間相関値を求める複素乗算器入力点でのＣＮＲは０ｄＢである。

図２のアンテナ間相関部２４の複素乗算器において、ＣＮＲは３ｄＢの劣化を生じる。

次に平均化部２５において積分処理を行うが、積分長をＮとした場合、ＣＮＲの改善率は√Ｎで表され、その後ベクトルの長さの自乗（振幅の二乗）を求めるが、この相関エネルギーの分布は自由数ｎ＝２のχ２乗分布となる。

なお、特性Ａ，ＢはＮ＝１２８、特性Ｃ，ＤはＮ＝２５６を示しており、ＣＮＲの劣化に対してパス検出確率がどれだけ高いかが本発明の効果となる。

特性Ａ，Ｂもしくは特性Ｃ，Ｄで示すように、従来例と比較してＣＮＲの劣化に対して本発明によるパス検出確率が向上している。

また、特性Ａ、Ｃで示すように積分長を２倍にした場合、パス検出確率の改善量は約２ｄＢであり、本発明の実施例である特性Ｂ、Ｄでは、積分長を２倍にした場合、パス検出確率の改善量は３ｄＢであることがわかる。

つまり、積分長による改善量は、本発明によりパス検出確率が向上していることから、従来のアンテナ電力合成に対して大きく特性改善されていることがわかる。

図５は本発明のアレーアンテナ通信機構成の別の実施例を示す図である。

アレーアンテナ２１で受信された信号は、図示していない周波数変換部でベースバンド信号に変換された後、Ａ／Ｄ変換部により、離散・量子化されディジタルベースバンド信号に変換される。

ディジタルベースバンド信号は、パスサーチを行うサーチャ２０に入力される。

本発明の実施形態のサーチャでは、図２と同様の構成および処理により、検出したパスの位相差を求める。

この求めた複素相関値の位相差は電波の到来角を示しており、ウェイトに変換して送信ビームのウェイトとして用いることで、高速な送信ビーム形成が可能である。

送信信号を送出するにあたり、受信信号の到来方向に端末が存在するのは明確であるので、受信信号の到来方向に対して、送信信号のビームを形成する。

この送信ビームフォーミング処理を送信ビームフォーマ３１で行う。

この際、一般に形成する送信ビームは１つであるため、サーチャ２０で検出した最大相関値のパスのアンテナ間相関値を用いることになる。

この送信ビームフォーマ３１を有するアダプティブアレー送信部３０は、送信データを拡散処理する拡散処理部３２、送信ビームフォーマ３１、ウェイト設定部３３を有している。

到来方向の検出は、基地局において、ユーザの収容状況を把握する場合にオペレータに管理情報を提供することに用いることが出来る。

以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。

（付記１）複数のアンテナからなるアレーアンテナの一部もしくは全てから信号を受信し、受信信号のパスタイミングの検出を行うサーチャ手段と、
前記サーチャ手段で得られたパスタイミングに基づいてアンテナから受信した信号の逆拡散を行う信号処理手段とを備え、
前記サーチャ手段は、前記各受信信号における相関値である第１の相関値を取得する相関手段と、
第１の相関値間の相関値である第２の相関値を取得するアンテナ間相関手段と、
第２の相関値より得られた振幅情報に基づいて前記パスタイミングを検出するパスタイミング検出手段と、を備えることを特徴とするアレーアンテナ無線通信装置。（請求項１）
（付記２）前記サーチャ手段は、第１の相関値間の相関値を合成して得た第２の相関値に基づいて各アンテナ間の位相差情報および振幅情報を取得するアンテナ間相関処理手段と、
前記位相差情報に基づいて前記アレーアンテナのビーム形成を行うビームフォーマ手段にウェイトを与えるウェイト設定手段に前記ウェイトを与える位相差検出手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のアレーアンテナ無線通信装置。（請求項２）
（付記３）前記信号処理手段は、複数のフィンガからなり、前記ビームフォーマ手段と、前記ウェイト設定手段が各フィンガ毎に設けられており、前記アンテナ間相関処理手段は、各パス毎に前記第２の相関値を取得し、各パスに対応する前記第２の相関値を用いて、各フィンガ毎に独立にビーム形成のためのウェイトを与えることを特徴とする付記１に記載のアレーアンテナ無線通信装置。

（付記４）前記信号処理手段は、複数のフィンガからなり、前記ウェイト設定手段が各フィンガ毎に設けられており、前記アンテナ間相関手段が得た第２の相関値を取得し、同一チャネルのフィンガには、同一のビーム形成のためのウェイトを与えることを特徴とする付記１に記載のアレーアンテナ無線通信装置。

（付記５）前記ウェイト設定手段は、リアルタイムにウェイトを更新することを特徴とする付記２に記載のアレーアンテナ無線通信装置。

（付記６）前記アンテナ間相関処理手段は、第２の相関値に基づいて得られた位相差をウェイトに変換し、前記変換したウェイトを前記ウェイト設定手段に送信することを特徴とする付記２に記載のアレーアンテナ無線通信装置。

（付記７）前記アンテナ間相関処理手段は、第２の相関値に基づいて得られた位相差を前記ウェイト設定手段に送信し、前記ウェイト設定手段は、前記位相差をウェイトに変換することを特徴とする付記２に記載のアレーアンテナ無線通信装置。

（付記８）前記アンテナ間相関処理手段は、アンテナ間で合成された前記第２の相関値を時間的に平均することを特徴とする付記３に記載のアレーアンテナ無線通信装置。

（付記９）前記アンテナ間相関手段で得られた前記第２の相関値に基づいて送信ビーム形成を行う送信ビーム形成手段を備えることを特徴とする付記１に記載のアレーアンテナ無線通信装置。（請求項３）
（付記１０）複数のアンテナからなるアレーアンテナの一部もしくは全てから信号を受信し、受信信号のパスタイミングの検出を行うサーチャ手段と、前記サーチャ手段で得られたパスタイミングに基づいてアンテナから受信した信号の逆拡散および前記アレーアンテナのビーム形成を行う信号処理手段とを備えるアレーアンテナ無線通信装置において、前記サーチャ手段は、前記アレーアンテナの各アンテナの受信信号を相関処理した第１の相関値の相関をとり、前記相関をアンテナ間で合成して得た第２の相関値に基づいて各アンテナ間の位相差情報および振幅情報を取得し、前記振幅情報に基づいて前記パスタイミングを検出し、前記位相差情報に基づいて前記ビーム形成に使用するウェイトを算出するアンテナ間相関処理手段を備えることを特徴とするアレーアンテナ無線通信装置。

（付記１１）複数のアンテナからなるアレーアンテナの一部もしくは全てから信号を受信し、受信信号のパスタイミングの検出を行うアレーアンテナ無線通信装置におけるパスタイミング検出方法において、前記受信信号のそれぞれの相関値である第１の相関値を取得するステップと、前記取得したそれぞれの第１の相関値間の相関値である第２の相関値を取得するステップと、第２の相関値より得られた振幅情報に基づいて前記パスタイミングを検出するステップと、を備えることを特徴とするアレーアンテナ無線通信装置におけるパスタイミング検出方法。（請求項４）

本発明の実施形態の原理説明図である。 本発明のアレーアンテナ受信機構成の一実施形態を示す図である。 アンテナ間の相関について説明する図である。 本発明の実施例のＣＮＲに対するパス検出確率特性を示す図である。 本発明の別の実施形態を示す図である。 従来のアレーアンテナ受信通信装置のベースバンド信号処理部の構成を示す図である。

符号の説明

１０、１００ アダプティブアレー受信部
１１、３３ ウェイト設定部
１２、１０２ 逆拡散部
１３、１０３ ビームフォーマ
１４、１０４ 同期検波部
１５、１０１ フィンガ
１６、１０８ ＲＡＫＥ合成部
２０、２００ サーチャ
２１、２０１ アレーアンテナ
２２ 相関検出部
２３ アンテナ間相関推定部（アンテナ間相関処理部）
２４、２１０ アンテナ間相関部
２５、２０７、２１１ 平均化部
２６ 複素遅延プロファイル部
２７、２０９ パス検出部
２８ 位相差検出部
２９、２０６ 合成器
３０ アダプティブアレー送信部
３１ 送信ビームフォーマ
３２ 拡散処理部
１０５ ウェイト変換部
１０６ ウェイト更新部
２１２−１、２１２−２、２１２−３、２１２−４ 相関処理部
２０５ 電力変換器
２０８ 遅延プロファイル部

Claims (4)

1. 複数のアンテナからなるアレーアンテナの一部もしくは全てから信号を受信し、受信信号のパスタイミングの検出を行うサーチャ手段と、
   前記サーチャ手段で得られたパスタイミングに基づいてアンテナから受信した信号の逆拡散を行う信号処理手段とを備え、
   前記サーチャ手段は、
   前記各受信信号における相関値である第１の相関値を取得する相関手段と、
   第１の相関値間の相関値である第２の相関値を取得するアンテナ間相関手段と、
   第２の相関値より得られた振幅情報に基づいて前記パスタイミングを検出するパスタイミング検出手段と、
   を備えることを特徴とするアレーアンテナ無線通信装置。
2. 前記サーチャ手段は、
   第１の相関値間の相関値を合成して得た第２の相関値に基づいて各アンテナ間の位相差情報および振幅情報を取得するアンテナ間相関処理手段と、
   前記位相差情報に基づいて前記アレーアンテナのビーム形成を行うビームフォーマ手段にウェイトを与える位相差検出手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のアレーアンテナ無線通信装置。
3. 前記アンテナ間相関手段で得られた第２の相関値に基づいて送信ビーム形成を行う送信ビーム形成手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のアレーアンテナ無線通信装置。
4. 複数のアンテナからなるアレーアンテナの一部もしくは全てから信号を受信し、受信信号のパスタイミングの検出を行うアレーアンテナ無線通信装置におけるパスタイミング検出方法において、前記受信信号のそれぞれの相関値である第１の相関値を取得するステップと、前記取得したそれぞれの第１の相関値間の相関値である第２の相関値を取得するステップと、第２の相関値より得られた振幅情報に基づいて前記パスタイミングを検出するステップと、を備えることを特徴とするアレーアンテナ無線通信装置におけるパスタイミング検出方法。
   
   

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