JP2009218936A - Reception device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受信技術に関し、特に、アダプティブアレイ受信処理を実施する受信装置に関する。 The present invention relates to reception technology, and more particularly, to a reception apparatus that performs adaptive array reception processing.
近年、通信特性の向上などを目的として、複数のアンテナで受けた受信信号にウエイトを乗じて合成するアダプティブアレー(Adaptive Array)受信に関する技術が開発されている。このアダプティブアレー受信技術においては、RLS(Recursive Least Square)アルゴリズムやLMS(Least Mean Square)アルゴリズムなどの適応アルゴリズムを用いて、受信信号に乗じるためのウエイトを推定し、所望の受信信号を復調する。 2. Description of the Related Art In recent years, for the purpose of improving communication characteristics and the like, a technique related to adaptive array (Adaptive Array) reception has been developed in which reception signals received by a plurality of antennas are multiplied by weights and combined. In this adaptive array reception technique, a weight for multiplying a received signal is estimated using an adaptive algorithm such as an RLS (Recursive Least Square) algorithm or an LMS (Least Mean Square) algorithm, and a desired received signal is demodulated.
しかしながら、このような適応アルゴリズムにおいては、ウエイトの初期値や、更新ステップなどのパラメータが重要となり、収束速度や収束精度などに影響を与える。従来、伝搬路状況に応じて、複数のパラメータを使い分けていた(たとえば、特許文献1参照。)。また、複数のパラメータを複数の適応アルゴリズムのそれぞれに同時に設定して、並列実行していた(たとえば、特許文献2参照。)。また、直前の受信フレームにおいて算出されたウエイトを現在のウエイトの初期値として用いていた(たとえば、特許文献3参照。)。
一般的に、適応アルゴリズムにおいては、既知信号を長くすると、推定精度が向上する。一方、無線通信においては、既知信号を長くすると、伝送効率が低減する。したがって、既知信号の長さを変えずに、推定精度を向上させる技術が望まれていた。 In general, in an adaptive algorithm, if the known signal is lengthened, the estimation accuracy is improved. On the other hand, in wireless communication, if the known signal is lengthened, the transmission efficiency is reduced. Therefore, a technique for improving the estimation accuracy without changing the length of the known signal has been desired.
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、アダプティブアレイ受信におけるウエイトを精度良く推定することができる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a technique capable of accurately estimating the weight in adaptive array reception.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の受信装置は、既知部分の後段にデータ部分が配置された信号を複数のアンテナにて受信する受信部と、受信部において受信された信号のうちの既知部分に対して適応アルゴリズムを実行し、初期のウエイトベクトルを推定するウエイト推定部と、ウエイト推定部によって推定された初期のウエイトベクトルによって、受信部によって受信された信号のうちの既知部分をアレイ合成する第1アレイ合成部と、第1アレイ合成部からの出力をもとに、初期のウエイトベクトルを補正して、ウエイトベクトルを算出するウエイト補正部と、ウエイト補正部によって算出されたウエイトベクトルによって、受信部によって受信された信号のうちのデータ部分をアレイ合成する第2アレイ合成部と、を備える。 In order to solve the above-described problem, a receiving apparatus according to an aspect of the present invention includes a receiving unit that receives a signal in which a data portion is arranged after a known portion by a plurality of antennas, and a signal received by the receiving unit. A weight estimation unit that executes an adaptive algorithm on the known part and estimates an initial weight vector, and a known part of the signal received by the reception unit by the initial weight vector estimated by the weight estimation unit Calculated by an array combining unit, a weight correcting unit for correcting an initial weight vector based on the output from the first array combining unit, and a weight correcting unit. A second array combining unit that array-synthesizes the data portion of the signal received by the receiving unit using a weight vector. That.
本発明の別の態様もまた、受信装置である。この装置は、既知部分の後段にデータ部分が配置された信号を複数のアンテナにて受信する受信部と、受信部において受信された信号のうちの既知部分に対してRLSアルゴリズムを実行し、ウエイトベクトルを推定する第1ウエイト推定部と、第1ウエイト推定部によって推定されたウエイトベクトルによって、受信部によって受信された信号のうちの既知部分をアレイ合成する第1アレイ合成部と、第1アレイ合成部からの出力をもとに、RLSアルゴリズムにおける相関行列Pの初期値を補正し、さらに、補正した相関行列Pの初期値を用いて、再度、RLSアルゴリズムを実行して、データ部分に乗ぜられるべきウエイトベクトルを推定する第2ウエイト推定部と、第2ウエイト推定部によって推定されたウエイトベクトルによって、受信部によって受信された信号のうちのデータ部分をアレイ合成する第2アレイ合成部と、を備える。 Another embodiment of the present invention is also a receiving device. This apparatus receives a signal in which a data portion is arranged after a known portion by a plurality of antennas, and executes an RLS algorithm on the known portion of the signals received by the receiving portion, A first weight estimator for estimating a vector, a first array synthesizer for array-synthesizing a known portion of the signal received by the receiver by the weight vector estimated by the first weight estimator, and a first array Based on the output from the synthesizer, the initial value of the correlation matrix P in the RLS algorithm is corrected, and the RLS algorithm is executed again using the corrected initial value of the correlation matrix P to multiply the data portion. A second weight estimation unit for estimating a weight vector to be performed, and a weight vector estimated by the second weight estimation unit. And a second array combining section for array synthesis data portion of the signal received by the receiving unit.
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。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、アダプティブアレイ受信におけるウエイトを精度良く推定することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately estimate the weight in adaptive array reception.
本発明の実施形態を具体的に説明する前に、まず、概要について述べる。本発明の実施形態は、アダプティブアレイ受信技術に関する。アダプティブアレイ受信とは、複数のアンテナを用いて信号を受信し、適応アルゴリズムを用いて得られたウエイトにてアレイ合成することによって、受信性能を向上させるための技術である。 Before describing embodiments of the present invention specifically, an outline will be described first. Embodiments described herein relate generally to adaptive array reception technology. Adaptive array reception is a technique for improving reception performance by receiving signals using a plurality of antennas and combining the arrays with weights obtained using an adaptive algorithm.
一般的に、適応アルゴリズムにおいては、既知信号を長くすると、推定精度が向上する。一方、無線通信においては、既知信号を長くすると、伝送効率が低減する。したがって、既知信号の長さを変えずに、推定精度を向上させる技術が望まれていた。 In general, in an adaptive algorithm, if the known signal is lengthened, the estimation accuracy is improved. On the other hand, in wireless communication, if the known signal is lengthened, the transmission efficiency is reduced. Therefore, a technique for improving the estimation accuracy without changing the length of the known signal has been desired.
また、適応アルゴリズムは、ウエイトの初期値のほかに、更新係数、更新ステップなどのパラメータが用いられる。一般的に、更新係数や、更新ステップを大きく設定すると、ウエイトの収束スピードが早くなることがある。しかしながら、大きく設定し過ぎると、発散や振動する場合があり、結果として収束が遅くなることもある。一方、小さく設定すると、収束精度が向上することがある。したがって、更新係数や、更新ステップを適切に設定することが重要となる。 The adaptive algorithm uses parameters such as an update coefficient and an update step in addition to the initial weight value. Generally, when the update coefficient and the update step are set large, the weight convergence speed may be increased. However, if it is set too large, it may diverge or vibrate, resulting in a slow convergence. On the other hand, if it is set small, the convergence accuracy may be improved. Therefore, it is important to appropriately set the update coefficient and the update step.
ここで、初期値の設定に関してシミュレーションを用いて調べてみると、更新係数や、更新ステップを小さくするほど、ウエイトの位相成分の誤差は少ないものの、振幅成分の誤差が大きくなる傾向にあることが判明した。そこで、本発明の実施形態においては、この振幅成分の誤差を小さくするために、既知信号を用いてアレイ合成誤差を導出し、その誤差を用いてウエイトを補正することとした。これにより、既知信号の長さを変えずに、ウエイトの推定精度を向上できる。詳細は後述する。なお、本実施形態においては、適応アルゴリズムとして、RLSアルゴリズムが用いられているものとする。 Here, when examining the setting of the initial value using simulation, the smaller the update coefficient and the update step, the smaller the error of the phase component of the weight, but the greater the error of the amplitude component. found. Therefore, in the embodiment of the present invention, in order to reduce the error of the amplitude component, an array synthesis error is derived using a known signal, and the weight is corrected using the error. Thereby, the weight estimation accuracy can be improved without changing the length of the known signal. Details will be described later. In the present embodiment, it is assumed that the RLS algorithm is used as the adaptive algorithm.
図1は、本発明の実施形態にかかる受信装置100の構成例を示す図である。受信装置100は、アンテナ10で代表される第1アンテナ10a〜第4アンテナ10dと、受信RF部12と、ウエイト推定部20と、初期値設定部30と、ウエイト補正部40と、アレイ合成部50と、復調処理部80とを含む。アレイ合成部50は、ウエイト乗算部60で代表される第1ウエイト乗算部60a〜第4ウエイト乗算部60dと、加算部70とを含む。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a
アンテナ10は、図示しない送信装置からの信号を受信して、受信RF部12に出力する。なお、アンテナ10の本数は4でなくてもよい。図2は、図1のアンテナ10が受信する信号のフォーマット400の例を示す図である。フォーマット400は、既知信号区間410とデータ信号区間420とを含む。既知信号区間410には、送信装置と受信装置100との間で既知のシンボル系列が配置される。データ信号区間420には、送信装置からの送信信号が配置される。なお、アンテナ10は、フォーマット400で構成された信号を繰返し受信してもよい。
The antenna 10 receives a signal from a transmission device (not shown) and outputs the signal to the
受信RF部12は、アンテナ10から伝えられた信号に対して、RF帯からベースバンド帯に変換する処理を実行して、ウエイト推定部20とアレイ合成部50に出力する。初期値設定部30は、ウエイト推定部20に対して、RLSアルゴリズムを実行するための相関行列Pの初期値P(0)と、ウエイトの初期値W(0)とを通知して、記憶させる(以下、P(0)とW(0)とをまとめて、単に「初期値」ともいう。)。ウエイト推定部20は、受信RF部12から出力された信号が図2に示したような既知信号である場合、初期値設定部30から通知されたP(0)とW(0)とを用いて、RLSアルゴリズムを実行して、既知信号に対するウエイトベクトル(以下、既知信号用ウエイトベクトルという。)を導出する。
The
ここで、RLSアルゴリズムについて説明する。RLSアルゴリズムは、t=1〜nにおいて、以下の(1)〜(4)を繰返すことによって、既知信号用ウエイトベクトルを推定する。なお、nは、図2の既知信号区間410の長さを示す。
Here, the RLS algorithm will be described. The RLS algorithm estimates the known signal weight vector by repeating the following (1) to (4) at t = 1 to n. Note that n indicates the length of the
(1)下式に基づき、カルマンゲインベクトルK(t)を算出する。X(t)は、受信RF部12から出力された既知信号を示す。また、XH(t)は、X(t)の共役転置行列を示す。
(2)下式に基づき、誤差e(t)を算出する。d(t)は、予め記憶された既知信号の系列を示す。
既知信号用ウエイトベクトルを導出した後において、受信RF部12から、図2に示したようなデータ信号が出力されると、ウエイト推定部20は、既知信号部分において導出した既知信号用ウエイトベクトルをデータ信号に対するウエイトベクトル(以下、データ用ウエイトベクトルという。)として設定する。ウエイト推定部20は、受信RF部12からデータ信号が出力されるタイミングを考慮して、データ用ウエイトベクトルをウエイト補正部40に通知する。
When the data signal as shown in FIG. 2 is output from the
ウエイト推定部20から通知されたウエイトベクトルが既知信号用ウエイトベクトルである場合、ウエイト補正部40は、補正処理を実施せずに、アレイ合成部50に出力する。ウエイト推定部20から通知されたウエイトベクトルがデータ用ウエイトベクトルである場合、ウエイト補正部40は、アレイ合成部50から出力された既知信号にかかるアレイ合成信号を用いて、データ用ウエイトベクトルに対して補正処理を実施した後に、ウエイト乗算部60に出力する。
When the weight vector notified from the
すなわち、ウエイト補正部40は、受信RF部12からデータ信号が出力される前にデータ用ウエイトベクトルを補正しておき、アレイ合成部50にデータ信号が入力される際に、ウエイト乗算部60に補正したデータ用ウエイトベクトルを出力する。ここで、図2に示すデータ信号区間420の間は、同じデータ用ウエイトベクトルを出力する。なお、同じデータ用ウエイトベクトルでなく、データ区間においてLMSアルゴリズムを用いてトラッキングすることによって、データ用ウエイトベクトルを更新してもよい。
That is, the
アレイ合成部50において、ウエイト乗算部60は、受信RF部16から出力された複数の信号に、ウエイト補正部40から出力されたウエイトベクトルをそれぞれ乗じる。具体的には、ウエイト乗算部60は、既知信号に対して既知信号用ウエイトベクトルを乗じ、また、データ信号に対してデータ信号用ウエイトベクトルを乗じる。加算部70は、それぞれのウエイト乗算部60からの出力を合成して、復調処理部80とウエイト補正部40とにアレイ合成信号を出力する。復調処理部80は、加算部70から出力されたアレイ合成信号に対して、復調処理を実行する。
In the
ここで、ウエイト補正部40の詳細な構成について説明する。図3は、図1のウエイト補正部40の構成例を示す図である。ウエイト補正部40は、平均化部42と、補正係数導出部44と、メモリ46と、ウエイト補正乗算部48とを含む。前述したように、ウエイト補正部40は、ウエイト推定部20から既知信号用ウエイトベクトルが出力されると、そのままウエイト乗算部60に出力する。以下においては、ウエイト推定部20からデータ用ウエイトベクトルが出力されたケースについて説明する。
Here, a detailed configuration of the
平均化部42は、加算部70から出力されたアレイ合成信号のうち、既知信号に対応するアレイ合成信号を対象として、振幅の平均化処理を実施する。補正係数導出部44は、平均化部42から出力された既知信号にかかるアレイ合成信号の平均値と、メモリ46に記憶された既知信号を用いて、補正係数を導出する。メモリ46は、図2の既知信号区間410に配置された既知信号のシンボルパターンを記憶する。
The averaging
具体的には、補正係数導出部44は、まず、メモリ46に記憶された既知信号の理想の平均振幅(以下、理想平均振幅という。)を導出する。つぎに、補正係数導出部44は、理想平均振幅を被除数、合成信号の平均値を除数とした除算処理を実行して、結果を補正係数とする。
Specifically, the correction
なお、メモリ46は、既知信号のシンボルパターンではなく、理想平均振幅を予め保持していてもよい。これにより、補正係数導出部44の処理負担が軽減される。また、この理想平均振幅が1となるように、既知信号のシンボルパターンが規定されていてもよい。これにより、アレイ合成信号の振幅の平均値の逆数を補正係数として導出できるため、メモリ46が不要となり、また、補正係数導出部44における処理が簡易化される。なお、平均値でなく、中央値などの統計的な値が用いられていてもよい。
Note that the
ウエイト補正乗算部48は、ウエイト推定部20から出力されたデータ用ウエイトベクトルを被乗数とし、補正係数導出部44から出力された補正係数を乗数として、乗算処理を実施して、結果をウエイト乗算部60に出力する。
The weight correction multiplication unit 48 performs a multiplication process using the data weight vector output from the
上述したこれらの構成は、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にロードされた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。 These configurations described above can be realized in terms of hardware by a CPU, memory, or other LSI of an arbitrary computer, and in terms of software by a program loaded in the memory. Describes functional blocks realized through collaboration. Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof.
以上の構成における動作例について説明する。図4は、図1の受信装置100の動作例を示すフローチャートである。ウエイト推定部20は、受信した信号のうちの既知信号部分を用いて、RLSアルゴリズムを実行し、既知信号用ウエイトベクトルを推定する。(S10)。アレイ合成部50は、推定した既知信号用ウエイトベクトルを用いて、受信した信号のうちの既知信号をアレイ合成する(S12)。
An operation example in the above configuration will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an operation example of the receiving
ウエイト補正部40は、アレイ合成された信号の振幅の平均値を導出する(S14)。つぎに、ウエイト補正部40は、予め記憶された既知信号についての理想平均振幅と、S14にて導出された平均値の比を求め、補正係数として導出する。さらに、ウエイト補正部40は、S12において導出した既知信号用ウエイトベクトルに補正係数を乗ずることによって補正し、データ用ウエイトベクトルとしてアレイ合成部50に出力する(S16)。アレイ合成部50は、データ用ウエイトベクトルを用いて、受信した信号のうちのデータ信号部分に対して、アレイ合成処理を実行する(S18)。
The
ここで、データ信号部分のアレイ合成処理が終了していない場合(S20のN)、S18に戻る。データ信号部分のウエイト演算処理が終了し(S20のY)、かつ、未処理の信号が存在する場合(S22のN)、S10に戻る。一方、データ信号部分のウエイト演算処理が終了し(S20のY)、かつ、すべての信号についての処理が終了した場合(S22のY)、処理を終了する。 Here, when the array combining process of the data signal portion is not completed (N in S20), the process returns to S18. When the weight calculation process for the data signal portion is completed (Y in S20) and there is an unprocessed signal (N in S22), the process returns to S10. On the other hand, when the weight calculation processing for the data signal portion is completed (Y in S20) and the processing for all signals is completed (Y in S22), the processing is terminated.
以上のように、振幅成分の誤差を小さくするために、既知信号を用いてアレイ復調誤差を導出し、その誤差を用いてウエイトを補正することによって、精度良くウエイトを推定できる。また、既知信号にかかるアレイ合成出力をもとに、既知信号に用いられたウエイトベクトルを補正して、データ部分に乗じるべきデータ信号用ウエイトベクトルを導出することによって、より高速に推定できる。また、既知信号にかかるアレイ合成出力の平均値と、既知信号の理想の振幅の平均値との比率を導出し、導出された比率をウエイトベクトルに乗じることによって、データ部分に乗じるべきデータ信号用ウエイトベクトルを効率的に導出できる。また、簡易な構成により、ウエイトベクトルの推定精度を向上できる。 As described above, in order to reduce the amplitude component error, it is possible to accurately estimate the weight by deriving an array demodulation error using a known signal and correcting the weight using the error. Further, it is possible to estimate at a higher speed by correcting the weight vector used for the known signal based on the array combined output of the known signal and deriving the data signal weight vector to be multiplied by the data portion. For the data signal to be multiplied by the data part by deriving the ratio of the average value of the array composite output for the known signal and the average value of the ideal amplitude of the known signal, and multiplying the weight vector by the derived ratio The weight vector can be derived efficiently. In addition, the weight vector estimation accuracy can be improved with a simple configuration.
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、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や、実施形態と変形例との組合せ、あるいは、変形例同士の組合せ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。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such a modification, a combination of the embodiment and the modification, or between the modifications. Those skilled in the art will appreciate that combinations are also within the scope of the present invention.
つぎに、変形例について説明する。変形例は、前述の実施形態と同様に、アダプティブアレイ受信技術に関する。前述の実施形態においては、既知信号部分についてのアレイ合成信号の平均値を用いてデータ信号部分に対するウエイトを補正していたのに対し、変形例においては、ウエイトの代わりに初期値を補正する点、および、初期値を補正した上で、再度の適応アルゴリズムを実行する点で異なる。なお、前述の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を簡略化する。また、本変形例においては、適応アルゴリズムとして、RLSアルゴリズムが使用されているものとする。 Next, a modified example will be described. The modified example relates to an adaptive array reception technique as in the above-described embodiment. In the above-described embodiment, the weight for the data signal portion is corrected using the average value of the array composite signal for the known signal portion, whereas in the modification, the initial value is corrected instead of the weight. And the point that the adaptive algorithm is executed again after correcting the initial value. In addition, about the structure similar to the above-mentioned embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is simplified. In this modification, it is assumed that the RLS algorithm is used as the adaptive algorithm.
図5は、本発明の実施形態の変形例にかかる受信装置200の構成例を示す図である。受信装置200は、アンテナ10で代表される第1アンテナ10a〜第4アンテナ10dと、受信RF部12と、ウエイト推定部20と、初期値設定部30と、アレイ合成部50と、初期値補正部90と、復調処理部80とを含む。アレイ合成部50は、ウエイト乗算部60で代表される第1ウエイト乗算部60a〜第4ウエイト乗算部60dと、加算部70とを含む。図1と比較すると、図5の受信装置200は、図1のウエイト補正部40の代わりに、初期値補正部90を含んだ構成となる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a receiving
変形例においては、適応アルゴリズムを2回実行する。以下、それぞれの適応アルゴリズムの実行の際の処理について説明する。
(1)1回目の適応アルゴリズムの実行について
初期値設定部30は、P(0)とW(0)とを初期値補正部90に通知する。初期値補正部90は、1回目の適応アルゴリズムの実行の際には、初期値設定部30から出力されたP(0)とW(0)とをウエイト推定部20にそのまま出力する。
In a variant, the adaptive algorithm is executed twice. In the following, processing when each adaptive algorithm is executed will be described.
(1) Execution of First Adaptive Algorithm The initial
ウエイト推定部20は、初期値設定部30から出力されたP(0)とW(0)とを用いて、受信RF部12から出力された既知信号に対して、適応信号処理を実施し、既知信用号ウエイトを推定する。また、ウエイト推定部20は、2回目の適応アルゴリズムのために、受信RF部12から出力された既知信号(以下、「受信既知信号」ともいう。)を記憶しておく。推定された既知信号用ウエイトベクトルは、アレイ合成部50に出力されて、受信RF部12から出力された既知信号をアレイ合成するために用いられる。
The
(2)2回目の適応アルゴリズムの実行について
加算部70から出力された既知信号にかかるアレイ合成信号をもとに、初期値補正部90は、初期値設定部30から出力されたP(0)を補正するための補正係数を導出する。さらに、初期値補正部90は、導出した補正係数でP(0)を補正して、ウエイト推定部20に出力する。ウエイト推定部20は、補正されたP(0)と、受信既知信号とを用いて、2回目の適応アルゴリズムを実行して、ウエイトベクトルを推定する。W(0)は、1回目の適応アルゴリズムの際に推定された既知信号用ウエイトベクトルが設定されてもよいし、1回目の適応アルゴリズムの際に用いたW(0)と同じ値が設定されてもよい。
(2) Execution of Second Adaptive Algorithm Based on the array composite signal related to the known signal output from the
ウエイト推定部20は、推定したウエイトベクトルをデータ信号区間に対するデータ用ウエイトベクトルとして、アレイ合成部50に出力する。アレイ合成部50は、受信RF部12から出力されたデータ信号に対して、ウエイト乗算部60から出力されたデータ用ウエイトベクトルを用いて、アレイ合成処理を実行する。
The
ここで、初期値補正部90の構成について詳細に説明する。図6は、図5の初期値補正部90の構成例を示す図である。初期値補正部90は、平均化部92と、補正係数導出部94と、メモリ96と、初期値補正乗算部98とを含む。1回目の適応アルゴリズムの実行の際において、初期値補正部90は、初期値設定部30から出力されたP(0)とW(0)とをそのままウエイト推定部20に出力する。
Here, the configuration of the initial
2回目の適応アルゴリズムの実行の際において、平均化部92は、加算部70から出力された既知信号部分にかかるアレイ合成信号の振幅の平均値を導出して、補正係数導出部94に出力する。つぎに、補正係数導出部94は、メモリ46に記憶された既知信号の理想平均振幅を被除数、アレイ合成信号の平均値を除数とした除算処理を実行して、結果を補正係数とし、初期値補正乗算部98に出力する。初期値補正乗算部98は、初期値設定部30から出力されたP(0)に対して、補正係数導出部94から出力された補正係数を乗じて、ウエイト推定部20に出力する。
At the time of executing the second adaptive algorithm, the averaging
以上の構成における動作例について説明する。図7は、図5の受信装置200の動作例を示すフローチャートである。このフローチャートは、受信RF部12が既知信号を出力したことを契機として開始されてもよい。
An operation example in the above configuration will be described. FIG. 7 is a flowchart showing an operation example of the receiving
ウエイト推定部20は、受信RF部12から出力された既知信号部分を用いて、既知信号用ウエイトベクトルの推定をする(S30)。つぎに、アレイ合成部50は、推定した既知信号用ウエイトベクトルにて、受信RF部12から出力された既知信号をアレイ合成して、アレイ合成信号を出力する(S32)。初期値補正部90は、アレイ合成信号の平均値を導出する(S34)。
The
初期値補正部90は、アレイ合成信号の平均値と、あらかじめ記憶された既知信号の理想平均振幅との比率により、補正係数を導出する。さらに、導出した補正係数で、初期値設定部30から出力された初期値P(0)を補正して、ウエイト推定部20に出力する(S36)。ここで、ウエイト推定部20は、初期値補正部90から出力された初期値と、受信RF部12から出力された既知信号とを用いて、再度、適応アルゴリズムの実行をして、データ用ウエイトベクトルを推定する(S38)。
The initial
つぎに、アレイ合成部50は、ウエイト推定部20から出力されたデータ用ウエイトベクトルにて、受信RF部12から出力されたデータ信号をアレイ合成する(S40)。すべてのデータ信号部分のウエイト演算処理が終了していない場合(S42のN)、S40に戻る。データ信号部分のウエイト演算処理が終了し(S42のY)、かつ、未処理の信号が存在する場合(S44のN)、S30に戻る。一方、データ信号部分のウエイト演算処理が終了し(S42のY)、かつ、すべての信号についての処理が終了した場合(S44のY)、処理を終了する。
Next, the
以上の態様によれば、既知信号にかかるアレイ合成出力をもとに、既知信号用ウエイトベクトルの推定に用いられた初期値を補正して、データ部分に乗じるべきデータ信号用ウエイトベクトルを推定することによって、より精度良くウエイトを推定できる。また、受信既知信号にかかるアレイ合成出力の平均値と、既知信号の理想の振幅の平均値との比率を導出し、導出された比率を初期値に乗じることによって、データ部分に乗じるべきデータ信号用ウエイトベクトルを推定するための初期値を効率的に導出できる。また、これにより、簡易な構成により、ウエイトの推定精度を向上できる。 According to the above aspect, the data signal weight vector to be multiplied by the data portion is estimated by correcting the initial value used for estimation of the known signal weight vector based on the array combined output of the known signal. Thus, the weight can be estimated with higher accuracy. In addition, the data signal to be multiplied by the data portion is derived by deriving the ratio between the average value of the array composite output for the received known signal and the average value of the ideal amplitude of the known signal and multiplying the derived ratio by the initial value. The initial value for estimating the weight vector can be efficiently derived. In addition, this makes it possible to improve the weight estimation accuracy with a simple configuration.
つぎに、別の変形例(以下、第2変形例という)について説明する。第2変形例は、前述の実施形態、変形例と同様に、アダプティブアレイ受信技術に関する。具体的には、第2変形例は、実施形態におけるウエイトの補正処理と、変形例における初期値の補正処理とを組合せた処理となる。また、第2変形例においては、適応アルゴリズムとして、RLSアルゴリズムが使用されているものとする。 Next, another modified example (hereinafter referred to as a second modified example) will be described. The second modified example relates to an adaptive array reception technique as in the above-described embodiment and modified examples. Specifically, the second modification is a process that combines the weight correction process in the embodiment and the initial value correction process in the modification. In the second modification, it is assumed that the RLS algorithm is used as the adaptive algorithm.
詳細は後述するが、第2変形例においては、まず、前述の変形例のように、初期値を補正した上で2回目の適応アルゴリズムを実行する。さらに、前述した実施形態のように、2回目の適応アルゴリズムにおいて導出したウエイトで、再度、既知信号部分のアレイ合成信号を導出し、その平均値を用いてデータ信号部分に対するデータ用ウエイトベクトルを補正する。なお、前述の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を簡略化する。 Although details will be described later, in the second modification, first, the second adaptation algorithm is executed after correcting the initial value as in the above-described modification. Further, as in the above-described embodiment, the array synthesized signal of the known signal portion is derived again with the weight derived in the second adaptation algorithm, and the data weight vector for the data signal portion is corrected using the average value. To do. In addition, about the structure similar to the above-mentioned embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is simplified.
図8は、本発明の実施形態の第2変形例にかかる受信装置300の構成例を示す図である。受信装置300は、アンテナ10で代表される第1アンテナ10a〜第4アンテナ10dと、受信RF部12と、ウエイト推定部20と、初期値設定部30と、ウエイト補正部40と、アレイ合成部50と、初期値補正部90と、復調処理部80とを含む。アレイ合成部50は、ウエイト乗算部60で代表される第1ウエイト乗算部60a〜第4ウエイト乗算部60dと、加算部70とを含む。図8の受信装置200は、図1と比較すると、初期値補正部90をさらに含んだ構成となる。また、図5と比較すると、ウエイト補正部40をさらに含んだ構成となる。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the receiving
(1)初期値設定部30は、初期値補正部90に対して、初期値としてP(0)とW(0)を出力する。初期値補正部90は、1回目の適応アルゴリズムの実行の際においては、初期値設定部30から通知された初期値を補正せずに、そのままウエイト補正部40に通知する。以下、この初期値を既知信号用初期値という。
(1) The initial
(2)ウエイト推定部20は、初期値補正部90から既知信号用初期値を取得し、また、受信RF部12から既知信号を取得する。取得した既知信号は、受信既知信号として記憶する。また、ウエイト推定部20は、受信既知信号と既知信号用初期値とを用いて、既知信号用ウエイトベクトルを推定して、ウエイト補正部40に通知する。ウエイト補正部40は、ウエイト推定部20から通知された既知信号用ウエイトベクトルをウエイト乗算部60にそのまま出力する。ウエイト乗算部60は、受信RF部12から出力された既知信号と、ウエイト補正部40から出力された既知信号用ウエイトベクトルとを乗じて、加算部70に出力する。加算部70は、アンテナごとの信号を合成して、既知信号にかかるアレイ合成信号を出力する。
(2) The
(3)初期値補正部90は、加算部70から出力された既知信号にかかるアレイ合成信号を用いて、既知信号用初期値を補正する。ウエイト推定部20は、補正された既知信号用初期値と、記憶しておいた受信既知信号とを用いて、再度、既知信号用ウエイトベクトルを推定して、ウエイト補正部40に通知する。ウエイト補正部40は、ウエイト推定部20から通知された既知信号用ウエイトベクトルをウエイト乗算部60にそのまま出力する。
(3) The initial
(4)ウエイト乗算部60は、受信RF部12から出力された既知信号と、ウエイト補正部40から出力された既知信号用ウエイトベクトルとを乗じて、加算部70に出力する。加算部70は、アンテナごとの信号を合成して、既知信号にかかるアレイ合成信号をウエイト補正部40に出力する。ここで、ウエイト補正部40は、加算部70から出力された既知信号にかかるアレイ合成信号を用いて、既知信号用ウエイトベクトルに対して補正処理を実施し、データ用ウエイトベクトルとしてウエイト乗算部60に出力する。
(4) The
(5)ウエイト乗算部60は、受信RF部12から出力されたデータ信号と、ウエイト補正部40から出力されたデータ用ウエイトベクトルとを乗じて、加算部70に出力する。加算部70は、アンテナごとの信号を合成して、復調処理部80に出力する。
(5) The
以上の構成における動作例について説明する。第2変形例における動作においては、前述した変形例の動作中に、実施形態に相当する動作が挿入されることとなる。そのため、前述の変形例に相当する動作の部分は、説明を省略する。図9は、図8の受信装置300の動作例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図7のフローチャートのS38とS40との間に挿入されるべき処理手順を示す。
An operation example in the above configuration will be described. In the operation in the second modified example, the operation corresponding to the embodiment is inserted during the operation in the modified example described above. Therefore, the description of the operation corresponding to the above-described modification is omitted. FIG. 9 is a flowchart showing an operation example of the receiving
S38の処理の後、ウエイト乗算部60は、受信RF部12から出力された既知信号に対して、ウエイト補正部40から出力された既知信号用ウエイトベクトルを用いてウエイト乗算し、加算部70は、ウエイト乗算された結果を合成して、既知信号にかかるアレイ合成信号を出力する(S50)。ウエイト補正部40は、既知信号にかかるアレイ合成信号の平均値を導出し、既知信号の理想平均振幅との比率を補正係数として導出する(S52)。さらに、ウエイト補正部40は、補正係数を既知信号用ウエイトベクトルに乗じて、データ用ウエイトベクトルとして、ウエイト乗算部60に出力し(S54)、S40以降の処理に移る。
After the processing of S38, the
以上の態様によれば、データ信号とデータ用ウエイトベクトルとの乗算に先だって、受信RF部12から出力された既知信号に対して、データ用ウエイトベクトルを乗じる。さらに、乗じて得た結果にしたがって、データ信号に乗ぜられるべきデータ用ウエイトベクトルを補正することによって、より精度良のよいウエイトを導出することができる。
According to the above aspect, prior to multiplication of the data signal and the data weight vector, the known signal output from the
前述した実施形態においては、RLSアルゴリズムが用いられているとして説明したが、これにかぎらずたとえば、LMSアルゴリズムが用いられていてもよい。LMSアルゴリズムであっても、既知信号にかかるアレイ合成信号の誤差を用いてウエイトを補正することにより、精度のよいウエイトが導出でき、また、受信性能を向上できる。 In the above-described embodiment, the RLS algorithm is described as being used. However, the LMS algorithm may be used without being limited thereto. Even with the LMS algorithm, accurate weights can be derived and reception performance can be improved by correcting the weights using the error of the array composite signal related to the known signals.
10 アンテナ、 12 受信RF部、 20 ウエイト推定部、 30 初期値設定部、 40 ウエイト補正部、 42 平均化部、 44 補正係数導出部、 46 メモリ、 48 ウエイト補正乗算部、 50 アレイ合成部、 60 ウエイト乗算部、 70 加算部、 80 復調処理部、 90 初期値補正部、 92 平均化部、 94 補正係数導出部、 96 メモリ、 98 初期値補正乗算部、 100 受信装置、 400 フォーマット、 410 既知信号区間、 420 データ信号区間。 10 antennas, 12 reception RF units, 20 weight estimation units, 30 initial value setting units, 40 weight correction units, 42 averaging units, 44 correction coefficient derivation units, 46 memories, 48 weight correction multiplication units, 50 array synthesis units, 60 Weight multiplication unit, 70 addition unit, 80 demodulation processing unit, 90 initial value correction unit, 92 averaging unit, 94 correction coefficient derivation unit, 96 memory, 98 initial value correction multiplication unit, 100 receiver, 400 format, 410 known signal Section, 420 Data signal section.
Claims (4)
前記受信部において受信された信号のうちの既知部分に対してRLS(Recursive Least Square)アルゴリズムを実行し、ウエイトベクトルを推定する第1ウエイト推定部と、
前記第1ウエイト推定部によって推定されたウエイトベクトルによって、前記受信部によって受信された信号のうちの既知部分をアレイ合成する第1アレイ合成部と、
前記第1アレイ合成部からの出力をもとに、RLSアルゴリズムにおける相関行列Pの初期値を補正し、さらに、補正した相関行列Pの初期値を用いて、再度、RLSアルゴリズムを実行して、データ部分に乗ぜられるべきウエイトベクトルを推定する第2ウエイト推定部と、
前記第2ウエイト推定部によって推定されたウエイトベクトルによって、前記受信部によって受信された信号のうちのデータ部分をアレイ合成する第2アレイ合成部と、
を備えることを特徴とする受信装置。 A receiving unit for receiving a signal in which a data part is arranged at a subsequent stage of a known part with a plurality of antennas;
A first weight estimation unit that executes a RLS (Recursive Least Square) algorithm on a known portion of the signal received by the reception unit and estimates a weight vector;
A first array synthesizing unit that array synthesizes a known portion of the signal received by the receiving unit with the weight vector estimated by the first weight estimating unit;
Based on the output from the first array synthesis unit, the initial value of the correlation matrix P in the RLS algorithm is corrected, and the RLS algorithm is executed again using the corrected initial value of the correlation matrix P. A second weight estimation unit for estimating a weight vector to be multiplied by the data portion;
A second array combining unit that combines the data portion of the signal received by the receiving unit with the weight vector estimated by the second weight estimating unit;
A receiving apparatus comprising:
前記第3アレイ合成部からの出力をもとに、前記第2ウエイト推定部によって推定されたウエイトベクトルを補正するウエイト補正部と、
をさらに備え、
前記第2アレイ合成部は、前記ウエイト補正部によって補正されたウエイトベクトルを用いて、前記受信部によって受信された信号のうちのデータ部分をアレイ合成することを特徴とする請求項1または2に記載の受信装置。 Prior to array synthesis of the data portion by the second array synthesis unit, a third array for synthesizing a known portion of the signal received by the reception unit with the weight vector estimated by the second weight estimation unit A synthesis unit;
A weight correction unit that corrects the weight vector estimated by the second weight estimation unit based on the output from the third array synthesis unit;
Further comprising
The said 2nd array synthetic | combination part carries out the array synthesis | combination of the data part of the signal received by the said receiving part using the weight vector correct | amended by the said weight correction | amendment part, It is characterized by the above-mentioned. The receiving device described.
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