JP2007074192A - アダプティブアレイアンテナ型無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 アレイアンテナにおける干渉電波の影響を低減し、合成利得を損なうことなく信号の受信できるアダプティブアレイアンテナ型無線通信装置を提供する。
【解決手段】 複数の受信機から出力された受信信号の相互関係に基いて、各受信信号に乗算すべき重み係数値を決定する受信信号重み係数制御部(21)と、各受信信号を重み付けし、重み付けされた複数の受信信号を合成して1つの受信信号を生成する受信信号合成部(23、24)と、上記複数の受信機から出力された受信信号の相互関係に基いて、干渉信号の影響度の高い受信信号を検出し、該受信信号を上記受信信号合成部と受信信号重み係数制御部に入力される受信信号群から除外する有効信号選択部(210)とからなるアダプティブアレイアンテナ型無線通信装置。
【選択図】 図1
【解決手段】 複数の受信機から出力された受信信号の相互関係に基いて、各受信信号に乗算すべき重み係数値を決定する受信信号重み係数制御部(21)と、各受信信号を重み付けし、重み付けされた複数の受信信号を合成して1つの受信信号を生成する受信信号合成部(23、24)と、上記複数の受信機から出力された受信信号の相互関係に基いて、干渉信号の影響度の高い受信信号を検出し、該受信信号を上記受信信号合成部と受信信号重み係数制御部に入力される受信信号群から除外する有効信号選択部(210)とからなるアダプティブアレイアンテナ型無線通信装置。
【選択図】 図1
Description
本発明は、無線通信装置に関し、更に詳しくは、指向性をもつアダプティブアレイアンテナを備えた無線通信装置に関するものである。
移動体通信システムでは、移動端末の位置変化に伴うフェージングによって、基地局側での受信電波が一時的に低下する。移動端末(携帯端末)からの送信電波を安定的に受信する1つの技術として、受信状況に応じて2つのアンテナを選択的に切替えるダイバーシチ受信機が知られている。例えば、特開平05−206904号公報では、2本のアンテナの受信電力測定結果から、バースト信号受信期間中の各アンテナの受信電力を予測しておき、受信電力の高い方のアンテナに選択的に切替えながらバーストデータを受信する選択ダイバーシチ受信機が提案されている。
最近では、指向性をもつ複数のアンテナ素子からなるアダプティブアレイアンテナ(Adaptive Allay Antenna)を備えた無線基地局が提案されている。アダプティブアレイアンテナ基地局では、端末毎に最適な指向性を得るために、移動端末からの無線信号を複数のアンテナ素子で受信し、重み付けされて受信信号を合成することによって、同一チャネルで受信される干渉波や遅延波などの影響を除去している。
図2は、アダプティブアレイアンテナ基地局の送受信部の概要的な構成を示す。
アダプティブアレイアンテナ基地局は、それぞれアンテナ素子10−i(i=1〜m)に接続された複数組の受信機(Rx)11−iと送信機(Tx)14−iとを備えている。アンテナ素子10−iで受信された移動体端末からの無線信号は、受信機11−iでベースバンドのアナログ信号に変換した後、A/D変換器12−iに入力される。A/D変換器12−iでアナログ信号からディジタル信号に変換された受信信号は、受信信号の合成機能と、受信信号重み係数制御部21および送信信号重み係数制御部22としての機能とを備えるディジタル信号処理部20に入力される。
アダプティブアレイアンテナ基地局は、それぞれアンテナ素子10−i(i=1〜m)に接続された複数組の受信機(Rx)11−iと送信機(Tx)14−iとを備えている。アンテナ素子10−iで受信された移動体端末からの無線信号は、受信機11−iでベースバンドのアナログ信号に変換した後、A/D変換器12−iに入力される。A/D変換器12−iでアナログ信号からディジタル信号に変換された受信信号は、受信信号の合成機能と、受信信号重み係数制御部21および送信信号重み係数制御部22としての機能とを備えるディジタル信号処理部20に入力される。
受信信号重み係数制御部21は、A/D変換器12−1〜12−mから入力された各アンテナの受信信号(ディジタル信号)に基づいて、アレイアンテナが信号送信元(移動端末)方向の指向性をもつように、各受信信号に乗算すべき重み係数Wi(i=1〜m)の値を算出する。A/D変換器12−iの出力信号は、乗算器23−i(i=1〜m)と加算器24とからなる受信信号合成部に入力され、乗算器23−i(i=1〜m)によって重み係数Wiと掛け合わせた後、加算器24で合成され、受信信号RxDとして、復調器または基地局の網側インタフェースに転送される。
一方、網側から受信した信号(送信信号)TxDは、分配器25で各アンテナ素子と対応して設けた乗算器26−i(i=1〜m)に分岐され、送信信号重み係数制御部22が指定した重み係数値wi(i=1〜m)と掛け合わせた後、変調器27−iに入力される。送信信号の重み係数wiの値は、受信信号重み係数制御部21で決定した重み係数Wi(i=1〜m)に基づいて生成される。変調器27−iで変調された送信信号は、D/A変換器13−iでディジタル信号からアナログ信号に変換され、送信機14−iで所定の搬送周波数に変換して、アンテナ素子10−iから送信される。
アダプティブアレイアンテナ基地局では、移動端末から送信された同一チャネルの信号であっても、干渉波や遅延波など妨害波の影響がアンテナ素子毎に異なっている。移動端末が、直交変調によるI、Q信号形式で各通信フレームを送信した場合、アンテナ素子10−1〜10−4の受信信号には、例えば、図3に信号S1〜S4で示すように大きな位相差が現れる。
従来のアダプティブアレイアンテナ基地局では、全てのアンテナ素子の受信信号を合成したものを移動端末からの受信信号としているが、上述したようにアンテナ素子毎に受信信号の状態が大きく異なっていると、合成後の受信信号に干渉電波の影響が残り、結果的に、アンテナ指向性の最適化が不完全となり、受信信号の復調に失敗する可能性がある。
例えば、図4に実で示したビームパターン100Aは、基地局BSと移動端末MSとの通信に妨害波の影響が少なかった場合のアレイアンテナの指向性を示している。全てのアンテナ素子の受信信号を有効信号として扱うと、干渉電波の影響が強い場合、例えば、破線パターン100Bで示すように、アレイアンテナ指向性が移動端末の位置から外れた状態で、通信が継続される可能性がある。一方、特許文献1で提案された選択ダイバーシチ方式では、2つのアンテナ素子のうち、受信電力の高い一方のアンテナのみが利用され、他方のアンテナの受信信号は無視されるため、アダプティブアレイアンテナ方式に比較すると、受信信号の合成による利得効果が生かされないという問題がある。
本発明の目的は、アレイアンテナにおける干渉電波の影響を低減し、合成利得を損なうことなく信号の受信できるアダプティブアレイアンテナ型無線通信装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明のアダプティブアレイアンテナ型無線通信装置は、干渉の影響を強く受けたアンテナ素子の受信信号を除外して、残りのアンテナ素子の受信信号を合成して端末からの受信信号を生成することを特徴とする。
すなわち、本発明によるアダプティブアレイアンテナ型無線通信装置は、それぞれアンテナ素子に接続された複数の受信機と、上記複数の受信機から出力された受信信号の相互関係に基いて、各受信信号に乗算すべき重み係数値を決定する受信信号重み係数制御部と、上記受信信号重み係数制御部で決定された重み係数値に従って、上記各受信信号を重み付けし、重み付けされた複数の受信信号を合成して1つの受信信号を生成する受信信号合成部と、上記複数の受信機から出力された受信信号の相互関係に基いて、干渉信号の影響度の高い受信信号を検出し、該受信信号を上記受信信号合成部および受信信号重み係数制御部に入力される受信信号群から除外する受信信号選択部とからなることを特徴とする。
更に詳述すると、本発明のアダプティブアレイアンテナ型無線通信装置は、それぞれ受信機から出力された受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する複数のA/D変換器とを有し、上記受信信号選択部が、
上記各A/D変換器から出力された受信信号を一時的に蓄積するバッファメモリと、
上記各A/D変換器から出力された受信信号と上記バッファメモリから読み出された1シンボル周期前の受信信号から、受信信号のシンボル周期毎に、基準位相情報と各アンテナ素子の受信信号の位相情報とを生成する基準位相生成部と、
上記基準位相から出力された基準位相情報と受信信号の位相情報とから、アンテナ素子毎に受信信号と基準位相との位相差を示す位相差情報を生成する位相差検出部と、
上記位相差検出部から出力される各アンテナ素子の位相差情報に基づいて、干渉信号の影響度の高い受信信号を特定し、該受信信号を除外して、前記受信信号合成部および受信信号重み係数制御部に供給すべき有効受信信号を決定する有効信号決定部と、
上記バッファメモリから並列的に出力された複数の受信信号から、上記有効信号決定部で決定した有効受信信号を選択的に前記受信信号合成部および受信信号重み係数制御部に供給するセレクタとを有することを特徴とする。
上記各A/D変換器から出力された受信信号を一時的に蓄積するバッファメモリと、
上記各A/D変換器から出力された受信信号と上記バッファメモリから読み出された1シンボル周期前の受信信号から、受信信号のシンボル周期毎に、基準位相情報と各アンテナ素子の受信信号の位相情報とを生成する基準位相生成部と、
上記基準位相から出力された基準位相情報と受信信号の位相情報とから、アンテナ素子毎に受信信号と基準位相との位相差を示す位相差情報を生成する位相差検出部と、
上記位相差検出部から出力される各アンテナ素子の位相差情報に基づいて、干渉信号の影響度の高い受信信号を特定し、該受信信号を除外して、前記受信信号合成部および受信信号重み係数制御部に供給すべき有効受信信号を決定する有効信号決定部と、
上記バッファメモリから並列的に出力された複数の受信信号から、上記有効信号決定部で決定した有効受信信号を選択的に前記受信信号合成部および受信信号重み係数制御部に供給するセレクタとを有することを特徴とする。
本発明によれば、各アンテナ素子の受信信号に乗算すべき重み係数の値を算出する前に、合成の対象となる受信信号群から干渉電波の影響度の高い受信信号を除外しておくことによって、アダプティブアンテナの指向性を高め、且つ、アレイアンテナ受信信号の合成利得を最大限に生かすことが可能となる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
図1は、図2に示したディジタル信号処理部20に代わって、A/D変換器12−iとD/A変換器13−i(i=1〜m)に接続される本発明のディジタル信号処理部200の1実施例を示す。ここでは、アンテナの素子数mを4とする。変調器27−1〜27−4は、それぞれD/A変換器13−1〜13−4を介して送信機14−1〜14−4に接続されている。また、S1(θn)〜S4(θn)は、A/D変換器12−1〜12−4から出力されるディジタル受信信号を示している
本実施例の特徴は、受信信号重み係数制御部21の前段に、干渉電波の影響度が高い受信信号を除外するための受信信号選択部210を設けたことにある。ここに示した実施例では、受信信号選択部210は、基準位相生成部211と、位相差検出部212と、有効信号決定部213と、バッファメモリ28と、セレクタ29とからなり、セレクタ29で選択された有効受信信号だけが、乗算器23(23−1〜3−4)を介して加算器24に供給され、受信信号RxDの生成に寄与する。
図1は、図2に示したディジタル信号処理部20に代わって、A/D変換器12−iとD/A変換器13−i(i=1〜m)に接続される本発明のディジタル信号処理部200の1実施例を示す。ここでは、アンテナの素子数mを4とする。変調器27−1〜27−4は、それぞれD/A変換器13−1〜13−4を介して送信機14−1〜14−4に接続されている。また、S1(θn)〜S4(θn)は、A/D変換器12−1〜12−4から出力されるディジタル受信信号を示している
本実施例の特徴は、受信信号重み係数制御部21の前段に、干渉電波の影響度が高い受信信号を除外するための受信信号選択部210を設けたことにある。ここに示した実施例では、受信信号選択部210は、基準位相生成部211と、位相差検出部212と、有効信号決定部213と、バッファメモリ28と、セレクタ29とからなり、セレクタ29で選択された有効受信信号だけが、乗算器23(23−1〜3−4)を介して加算器24に供給され、受信信号RxDの生成に寄与する。
以下、図5に示すように、アンテナ素子10−1〜10−4には、それぞれ基地局の通信相手となる移動端末(目標端末)MS−1からの送信信号(希望波信号)D11〜D14と、別の移動端末(干渉端末)MS−2からの送信信号(干渉波信号)U11〜U14とが到来するものとして、ディジタル信号処理部20の動作を説明する。
移動端末MS−1は、図6に示すように、ヘッダ(H)部51、データ部52、ガード(G)部53からなる通信フレーム形式でデータまたは音声を送信する。1つのフレームは、例えば、120ビット(シンボル)長を有し、第16ビット〜第112ビットがデータ部となる。
移動端末MS−1は、図6に示すように、ヘッダ(H)部51、データ部52、ガード(G)部53からなる通信フレーム形式でデータまたは音声を送信する。1つのフレームは、例えば、120ビット(シンボル)長を有し、第16ビット〜第112ビットがデータ部となる。
図7に示すように、アンテナ素子10−i(i=1〜4)の受信信号(D1i+U1i)は、受信機11−iで処理され、直交変調信号I、Qとして出力される。信号I、Qは、A/D変換器12−iによって、それぞれサンプリングクロックCLに同期したディジタル信号Ii、Qiに変換される。信号Ii、Qiは、I−Q軸上で信号強度(RSSI)と位相情報(θn)とで表される複素数となっているため、図1では、A/D変換器12−iから出力されたディジタル信号をSi(θn)で示してある。ここで、nは、通信フレームのシンボル周期(=A/D変換器のサンプリング周期)を表しており、例えば、信号Si(θn−1)は、Si(θn)の1シンボル前の信号を示す。
アンテナ素子10−i(i=1〜4)で受信される信号xi(n)は、雑音成分Niを考慮すると、式(1)〜(4)で表される。
x1(n)=D11(n)+U11(n)+N1 …(1)
x2(n)=D12(n)+U12(n)+N2 …(2)
x3(n)=D13(n)+U13(n)+N3 …(3)
x4(n)=D14(n)+U14(n)+N4 …(4)
各アンテナの受信信号は、受信機11−iでベースバンドに周波数変換され、A/D変換器12−iでディジタル信号Si(θn)に変換した後、図1のディジタル信号処理部200に供給される。ディジタル信号処理部200において、ディジタル信号Si(θn)は、バッファメモリ28と、基準位相生成部211に入力される。
x2(n)=D12(n)+U12(n)+N2 …(2)
x3(n)=D13(n)+U13(n)+N3 …(3)
x4(n)=D14(n)+U14(n)+N4 …(4)
各アンテナの受信信号は、受信機11−iでベースバンドに周波数変換され、A/D変換器12−iでディジタル信号Si(θn)に変換した後、図1のディジタル信号処理部200に供給される。ディジタル信号処理部200において、ディジタル信号Si(θn)は、バッファメモリ28と、基準位相生成部211に入力される。
基準位相生成分211は、最適なアンテナ素子を選択(不適切なアンテナ素子を除外)するために必要な基準位相を決定する。その目的ために、基準位相生成分211は、先ずA/D変換器から供給される受信信号Si(θn)と、バッファメモリ28に記憶された1シンボル前の受信信号Si(θn−1)との間で、次式(5)〜式(8)で示される遅延検波(最大比合成:MRC)を行い、アンテナ素子毎の位相情報xi(n)を得る。ここで、xi*は、信号xiの共役転置を示す。
X1(n)=x1(n)×x1*(n−1) …(5)
X2(n)=x2(n)×x2*(n−1) …(6)
X3(n)=x3(n)×x3*(n−1) …(7)
X4(n)=x4(n)×x4*(n−1) …(8)
基準位相生成分211は、次に、位相情報xi(n)から得られた各アンテナ素子の位相情報をPi(θn)とし、次式(9)に従ってアンテナ平均位相P(θn)を算出し、Pi(θn)とP(θn)とを位相差検出部212に出力する。
X2(n)=x2(n)×x2*(n−1) …(6)
X3(n)=x3(n)×x3*(n−1) …(7)
X4(n)=x4(n)×x4*(n−1) …(8)
基準位相生成分211は、次に、位相情報xi(n)から得られた各アンテナ素子の位相情報をPi(θn)とし、次式(9)に従ってアンテナ平均位相P(θn)を算出し、Pi(θn)とP(θn)とを位相差検出部212に出力する。
P(θn)=P1(θn)+P2(θn)+P3(θn)+P4(θn)…(9)
上記平均位相P(θn)は、目標端末から受信される希望信号の近似位相を示しており、アンテナ選択のための基準(基準位相)となる。
上記平均位相P(θn)は、目標端末から受信される希望信号の近似位相を示しており、アンテナ選択のための基準(基準位相)となる。
位相差検出部212は、基準位相生成分211から出力されたアンテナ毎の位相Pi(θn)と平均位相P(θn)との差分をとる。ここで、位相情報θnを角度に変換して位相Pi(θn)と平均位相P(θn)との差分を算出すると、0°を跨いだ2つの位相の差分が正しく位相差を示さない。例えば、位相Pi(θn)と平均位相P(θn)の一方が10°、他方が350°の場合、正しい位相差(鋭角)は20°となるが、角度値で計算した位相差は、「350−10=340°」となってしまう。このため、位相差分検出部212は、次式(10)〜(13)に従って、複素数のままで位相Pi(θn)と平均位相P(θn)との位相差Pxi(θn)を算出する。
Px1(θn)=P1(θn)×P(θn)* …(10)
Px2(θn)=P2(θn)×P(θn)* …(11)
Px3(θn)=P3(θn)×P(θn)* …(12)
Px4(θn)=P4(θn)×P(θn)* …(13)
有効信号決定部213は、瞬間的に発生した位相ずれによる誤検出を防ぐため、所定期間内に位相差分検出部212から出力される位相差情報Pxi(θn)をアンテナ毎に累計し、次式(14)〜(17)で示す位相差累計値BrPi(i=1〜4)を求める。
Px2(θn)=P2(θn)×P(θn)* …(11)
Px3(θn)=P3(θn)×P(θn)* …(12)
Px4(θn)=P4(θn)×P(θn)* …(13)
有効信号決定部213は、瞬間的に発生した位相ずれによる誤検出を防ぐため、所定期間内に位相差分検出部212から出力される位相差情報Pxi(θn)をアンテナ毎に累計し、次式(14)〜(17)で示す位相差累計値BrPi(i=1〜4)を求める。
BrP1=ΣPx1(θn) …(14)
BrP2=ΣPx2(θn) …(15)
BrP3=ΣPx3(θn) …(16)
BrP4=ΣPx4(θn) …(17)
上記位相差累計値BrPiは、複数シンボル分の算出期間毎に周期的に算出される。位相差累計値BrPiが小さければ小さいほど、目標端末との通信に適したアンテナ素子となる。そこで、本実施例では、位相差累計値BrP1〜BrP4の中から最小値Min(BrP)を選択し、これを基準値にして、次式(18)に従って各アンテナの正規化後の位相差累計値Hiを計算する。
BrP2=ΣPx2(θn) …(15)
BrP3=ΣPx3(θn) …(16)
BrP4=ΣPx4(θn) …(17)
上記位相差累計値BrPiは、複数シンボル分の算出期間毎に周期的に算出される。位相差累計値BrPiが小さければ小さいほど、目標端末との通信に適したアンテナ素子となる。そこで、本実施例では、位相差累計値BrP1〜BrP4の中から最小値Min(BrP)を選択し、これを基準値にして、次式(18)に従って各アンテナの正規化後の位相差累計値Hiを計算する。
Hi=BrPi/Min(BrP) …(18)
有効信号決定部213は、正規化された位相情報H1〜H4に基づいて、アンテナ選択のための閾値Thを決定し、正規化された位相情報が閾値Th以下の受信信号を有効受信信号とする。正規化された位相情報が閾値Thよりも大きい受信信号Sj(θn)は、希望波信号の位相が干渉信号等の影響で乱れた状態にあるものと判断され、合成対象から除外される。
有効信号決定部213は、正規化された位相情報H1〜H4に基づいて、アンテナ選択のための閾値Thを決定し、正規化された位相情報が閾値Th以下の受信信号を有効受信信号とする。正規化された位相情報が閾値Thよりも大きい受信信号Sj(θn)は、希望波信号の位相が干渉信号等の影響で乱れた状態にあるものと判断され、合成対象から除外される。
セレクタ29は、バッファメモリ28から出力される受信信号群の中から、有効信号決定部213が決定した有効受信信号を選択し、後段の受信信号合成部と受信信号重み係数制御部21に供給する。本実施例では、有効信号決定部213は、有効受信信号を位相差累計周期で周期的に切替える。但し、受信信号Sj(θn)の除外が必ず発生するとは限らない。また、受信状況によっては、同時に複数の受信信号がセレクタ29で除外される場合もある。
受信信号重み係数制御部21は、セレクタ29で選択された正規化位相情報が閾値Th以下の有効受信信号のみに基づいて、各受信信号に乗算すべき重み係数Wiの値を算出し、乗算器23−1〜23−4に与える。この場合、セレクタ29で除外された受信信号は、受信重み係数制御部214に入力されないため、重み係数Wiの算出には影響しない。
送信信号重み係数制御部22は、受信信号重み係数制御部21で算出した重み係数値に従って、乗算器26−1〜26−4に与えるべき送信信号用の重み係数値を生成する。この場合、セレクタ29で除外された受信信号Sj(θn)と対応する乗算器26−jの重み係数wjは0となる。
本発明によれば、干渉信号等の影響が強いアンテナ素子を除外することによって、図4にパターン100Aで示すように、無線基地局BSのアレイアンテナの指向性を目標端末MSの方向に最適化することが可能となり、無線基地局BSと移動端末との通信品質を向上できる。
例えば、無線基地局BSが、移動端末MS−1から、1通信フレーム期間中の受信信号レベル(RSSI)の平均値が、
アンテナ10−1: 5.7[dBuV]
アンテナ10−2: 2.4[dBuV]
アンテナ10−3: 4.8[dBuV]
アンテナ10−4:10.3[dBuV]
となる無線信号を受信し、所定期間内にシンボル毎に算出されたアンテナ平均位相値を基準位相として、有効信号決定部213が式(14)〜(17)に従って算出した位相差累計値が、
アンテナ10−1: 53.9
アンテナ10−2:365.6
アンテナ10−3: 87.0
アンテナ10−4: 7.7
であったと仮定する。
アンテナ10−1: 5.7[dBuV]
アンテナ10−2: 2.4[dBuV]
アンテナ10−3: 4.8[dBuV]
アンテナ10−4:10.3[dBuV]
となる無線信号を受信し、所定期間内にシンボル毎に算出されたアンテナ平均位相値を基準位相として、有効信号決定部213が式(14)〜(17)に従って算出した位相差累計値が、
アンテナ10−1: 53.9
アンテナ10−2:365.6
アンテナ10−3: 87.0
アンテナ10−4: 7.7
であったと仮定する。
位相差累計値が基準位相に最も近いアンテナは10−4となるため、アンテナ10−4の位相差累計値7.7を基準値として、式(18)で各アンテナ素子の位相差累計値を正規化すると、正規化された値は次のようになる。
アンテナ10−1: 7.0
アンテナ10−2:47.8
アンテナ10−3:11.4
アンテナ10−4: 1.0
この場合、例えば、正規化された位相差累計値の平均値16.8を閾値Thとすると、アンテナ素子10−2の受信信号がセレクタ29で除外され、受信信号重み係数制御部21が、アンテナ素子10−1、10−3、10−4の受信信号から各受信信号の重み係数を算出し、受信信号合成部(23、24)が、アンテナ素子10−1、10−3、10−4の受信信号からRxDを生成することになる。尚、閾値Thの代わりに、例えば、選択すべきアンテナの個数N(N<4)を予め決めておき、位相差累計値の小さい順にN個のアンテナを選択するようにしてもよい。
アンテナ10−2:47.8
アンテナ10−3:11.4
アンテナ10−4: 1.0
この場合、例えば、正規化された位相差累計値の平均値16.8を閾値Thとすると、アンテナ素子10−2の受信信号がセレクタ29で除外され、受信信号重み係数制御部21が、アンテナ素子10−1、10−3、10−4の受信信号から各受信信号の重み係数を算出し、受信信号合成部(23、24)が、アンテナ素子10−1、10−3、10−4の受信信号からRxDを生成することになる。尚、閾値Thの代わりに、例えば、選択すべきアンテナの個数N(N<4)を予め決めておき、位相差累計値の小さい順にN個のアンテナを選択するようにしてもよい。
図1で説明した4個のアンテナ素子を備えたアダプティブアレイアンテナ基地局BSにおいて、アンテナ10−1〜10−4の受信信号S1〜S4が、図8に示すように位相変動し、1通信フレーム期間中の受信レベル(RSSI)の平均値が
アンテナ10−1: 4.0[dBuV]
アンテナ10−2: 7.4[dBuV]
アンテナ10−3: 3.9[dBuV]
アンテナ10−4: 6.7[dBuV]
となる無線信号を無線基地局BSが受信したと仮定する。また、有効信号決定部213が式(14)〜(17)に従って算出した位相差累計値が、
アンテナ10−1: 180.5
アンテナ10−2: 15.3
アンテナ10−3: 144.0
アンテナ10−4: 18.2
となったと仮定する。この例では、位相差累計値が基準位相値に最も近いアンテナは、10−2となるため、アンテナ10−2の位相差累計値15.3を基準値として、式(18)で各アンテナ素子の位相差累計値を正規化すると、正規化された値は次のようになる。
アンテナ10−1: 4.0[dBuV]
アンテナ10−2: 7.4[dBuV]
アンテナ10−3: 3.9[dBuV]
アンテナ10−4: 6.7[dBuV]
となる無線信号を無線基地局BSが受信したと仮定する。また、有効信号決定部213が式(14)〜(17)に従って算出した位相差累計値が、
アンテナ10−1: 180.5
アンテナ10−2: 15.3
アンテナ10−3: 144.0
アンテナ10−4: 18.2
となったと仮定する。この例では、位相差累計値が基準位相値に最も近いアンテナは、10−2となるため、アンテナ10−2の位相差累計値15.3を基準値として、式(18)で各アンテナ素子の位相差累計値を正規化すると、正規化された値は次のようになる。
アンテナ10−1: 11.8
アンテナ10−2: 1.00
アンテナ10−3: 9.5
アンテナ10−4: 1.2
この場合、例えば、正規化された位相差累計値の平均値5.9を閾値Thとすると、アンテナ素子10−1と10−3の受信信号がセレクタ29で除外され、受信信号重み係数制御部21が、アンテナ素子10−2と10−4の受信信号に重み係数を与え、受信信号合成部が、これらの受信信号からRxDを生成することになる。
アンテナ10−2: 1.00
アンテナ10−3: 9.5
アンテナ10−4: 1.2
この場合、例えば、正規化された位相差累計値の平均値5.9を閾値Thとすると、アンテナ素子10−1と10−3の受信信号がセレクタ29で除外され、受信信号重み係数制御部21が、アンテナ素子10−2と10−4の受信信号に重み係数を与え、受信信号合成部が、これらの受信信号からRxDを生成することになる。
以上の実施例では、有効信号決定部213による有効受信信号の選択が、所定周期で繰り返されるものとして説明したが、合成対象となる有効受信信号の決定は、各通信フレームの特定の領域、例えば、プリアンブル部でのみ実行するようにしてもよい。
10:アンテナ、11:受信機、12:A/D変換器、13:D/A変換器、14:送信機、20、200:ディジタル信号処理装置、21:受信信号重み係数制御部、22:送信信号重み係数制御部、23、26:乗算器、24:加算器、26:分配器、27:変調器、210:受信信号選択部、211:基準位相生成部、212:位相差検出部、213:有効信号決定部。
Claims (4)
- 複数のアンテナ素子を備えたアダプティブアレイアンテナ型無線通信装置であって、
それぞれ上記アンテナ素子に接続された複数の受信機と、
上記複数の受信機から出力された受信信号間の相互関係に基いて、各受信信号に乗算すべき重み係数値を決定する受信信号重み係数制御部と、
上記受信信号重み係数制御部で決定された重み係数値に従って、上記各受信信号を重み付けし、重み付けされた複数の受信信号を合成して1つの受信信号を生成する受信信号合成部と、
上記複数の受信機から出力された受信信号の相互関係に基いて、干渉信号の影響度の高い受信信号を検出し、該受信信号を上記受信信号合成部および受信信号重み係数制御部に入力される受信信号群から除外する受信信号選択部とからなることを特徴とするアダプティブアレイアンテナ型無線通信装置。 - 請求項1に記載のアダプティブアレイアンテナ型無線通信装置において、
それぞれ前記受信機から出力された受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する複数のA/D変換器を有し、
前記受信信号選択部が、
上記各A/D変換器から出力された受信信号を一時的に蓄積するバッファメモリと、
上記各A/D変換器から出力された受信信号と上記バッファメモリから読み出された1シンボル周期前の受信信号とから、受信信号のシンボル周期毎に、基準位相情報と各アンテナ素子の受信信号の位相情報とを生成する基準位相生成部と、
上記基準位相から出力された基準位相情報と受信信号の位相情報とから、アンテナ素子毎に受信信号と基準位相との位相差を示す位相差情報を生成する位相差検出部と、
上記位相差検出部から出力される各アンテナ素子の位相差情報に基づいて、干渉信号の影響度の高い受信信号を特定し、該受信信号を除外して、前記受信信号合成部および受信信号重み係数制御部に供給すべき有効受信信号を決定する有効信号決定部と、
上記バッファメモリから並列的に出力された複数の受信信号の中から、上記有効信号決定部で決定した有効受信信号を選択し、前記受信信号合成部および受信信号重み係数制御部に供給するセレクタとを有することを特徴とするアダプティブアレイ型無線通信装置。 - 前記有効信号決定部が、前記位相差検出部から出力される複数シンボル期間の位相差情報に基いて、所定周期毎に、前記受信信号合成部および受信信号重み係数制御部に供給すべき有効受信信号を決定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イアンテナ型無線通信装置。
- 前記有効信号決定部が、前記位相差検出部から出力される複数シンボル期間の位相差情報から閾値を決定し、該閾値と各アンテナ素子の位相差情報とに基いて、前記受信信号合成部および受信信号重み係数制御部に供給すべき有効受信信号を決定することを特徴とする請求項3に記載のアダプティブアレイアンテナ型無線通信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005257449A JP2007074192A (ja) | 2005-09-06 | 2005-09-06 | アダプティブアレイアンテナ型無線通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005257449A JP2007074192A (ja) | 2005-09-06 | 2005-09-06 | アダプティブアレイアンテナ型無線通信装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007074192A true JP2007074192A (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=37935287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005257449A Pending JP2007074192A (ja) | 2005-09-06 | 2005-09-06 | アダプティブアレイアンテナ型無線通信装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007074192A (ja) |
-
2005
- 2005-09-06 JP JP2005257449A patent/JP2007074192A/ja active Pending
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