JP2009225348A - 受信装置、無線基地局及び受信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】受信装置は、アンテナウェイトw* 1〜w* Rを用いて受信信号を重み付けする。ウェイト制御部140Aは、アンテナウェイトを更新するアンテナウェイト更新部145Aと、最適化アルゴリズムに従ったアンテナウェイトである仮アンテナウェイトw’nを算出する仮アンテナウェイト算出部142Aと、前回のアンテナウェイトwn−1を取得する取得部143Aと、前回のアンテナウェイトから仮アンテナウェイトへの変化傾向に従った今回のアンテナウェイトwnを算出するアンテナウェイト算出部144Aとを有する。アンテナウェイト算出部144Aは、前回のアンテナウェイトから今回のアンテナウェイトへの変化量を、前回のアンテナウェイトから仮アンテナウェイトへの変化量よりも増加させる。
【選択図】図2
Description
本実施形態では、(1)無線通信システムの全体概略構成、(2)受信装置の構成、(3)ウェイト制御部の動作、(4)作用及び効果、の順に説明する。
図1は、本実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。図1に示す無線通信システムは、無線基地局100A、無線基地局300、無線通信端末200、及び無線通信端末210を有する。
図2は、無線基地局100Aに設けられる受信装置10Aの機能ブロック構成図である。図2に示すように、受信装置10Aは、アダプティブアレイアンテナ110、減算器130、及びウェイト制御部140Aを有する。
アダプティブアレイアンテナ110は、アレイアンテナ111及びアンテナ重み付け部115を有する。アレイアンテナ111は、アンテナ素子ANT1〜ANTRを有する。
ウェイト制御部140Aは、アンテナウェイト記憶部141A、仮アンテナウェイト算出部142A、取得部143A、アンテナウェイト算出部144A、アンテナウェイト更新部145A、及び終了条件判定部146Aを有する。
次に、図4に示すフローチャートを用いて、本実施形態に係る受信装置10Aの動作について説明する。
本実施形態によれば、最適化アルゴリズムによって算出される仮アンテナウェイトw’nを用いて、今回のアンテナウェイトwnが算出される。今回のアンテナウェイトwnは、前回のアンテナウェイトwn−1から仮アンテナウェイトw’nへの変化傾向に従ったアンテナウェイトである。また、今回のアンテナウェイトwnは、仮アンテナウェイトw’nよりも、前回のアンテナウェイトwn−1からの変化量が大きい。
本実施形態では、(1)無線通信システムの全体概略構成、(2)受信装置の構成、(3)ウェイト制御部の動作、(4)作用及び効果、の順で説明する。
図6は、本実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。本実施形態において、無線基地局100Bには、アレイアンテナではなく通常のアンテナ117が設けられている。
図7は、無線基地局100Bに設けられる受信装置10Bの機能ブロック構成図である。なお、本実施形態では、受信装置10Bを無線基地局100Bに設ける場合について説明するが、受信装置10Bを無線通信端末に設ける構成も可能である。
適応等化器120Aは、アンテナ117の出力側に接続される。具体的には、適応等化器120Aは、遅延素子1211〜121M、複素乗算器1220〜122M、及び加算器1231〜123Mを有する。
ウェイト制御部140Bは、等化ウェイト記憶部141B、仮等化ウェイト算出部142B、取得部143B、等化ウェイト算出部144B、等化ウェイト更新部145B、及び終了条件判定部146Bを有する。
次に、図8に示すフローチャートを用いて、本実施形態に係る受信装置10Bの動作について説明する。
本実施形態によれば、最適化アルゴリズムによって算出される仮等化ウェイトc’nを用いて、今回の等化ウェイトcnが算出される。今回の等化ウェイトcnは、前回の等化ウェイトcn−1から仮等化ウェイトc’nへの変化傾向に従った等化ウェイトである。また、今回の等化ウェイトcnは、仮等化ウェイトc’nよりも、前回の等化ウェイトcn−1からの変化量が大きい。
本実施形態では、上述した第1実施形態及び第2実施形態を統合した構成について説明する。具体例には、アンテナウェイトwと等化ウェイトcとを交互に更新する構成について説明する。
図9は、本実施形態に係る受信装置10Cの機能ブロック構成図である。
次に、ウェイト制御部140Cによって実行される初期値設定処理について説明する。
最も単純なアンテナウェイトwの初期値設定方法としては、アンテナウェイトwを全て同一の値wr0に設定することが考えられる。
等化ウェイトcを短時間で最適等化ウェイトに収束させるために、ウェイト制御部140Cは、次の(a)又は(b)の手法により等化ウェイトcの初期値を算出する。
次に、図10及び図11を参照して、受信装置10Cの概略動作について説明する。具体的には、受信装置10Cの動作パターン1及び動作パターン2について説明する。
図10は、受信装置10Cの動作パターン1を示すフローチャートである。
図11は、受信装置10Cの動作パターン2を示すフローチャートである。
本実施形態によれば、ウェイト制御部140Cは、アンテナウェイトw及び等化ウェイトcを交互に算出する。すなわち、等化ウェイトcの算出時にはアンテナウェイトwが変化せず、アンテナウェイトwの算出時には等化ウェイトcが変化しないようにすることができる。
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
上述した実施形態では、アンテナウェイトw及び等化ウェイトcを算出する構成について説明した。しかしながら、他のウェイト(制御値)の算出に対しても、以下に述べるように、本発明を適用可能である。
上述した実施形態では、ウェイト制御部140A〜140Cは、アンテナウェイトw及び等化ウェイトcの更新回数nが所要更新回数nmaxに達した場合に、ウェイト計算処理を終了させていた。
上述した第1実施形態では、ウェイト制御部140Aは、以下の式(11)に従った計算を実行していた。
wn=wn−1+β(w’n−wn−1) ・・・(11)
cn=cn−1+α(c’n−cn−1) ・・・(12)
wn=(1−β)wn−1+βw’n ・・・(13)
次に、アンテナウェイトw及び等化ウェイトcの計算アルゴリズムについて、具体例を挙げて説明する。一例として、上述した第3実施形態に対応する具体例を説明する。
Claims (15)
- 複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナと、
前記アレイアンテナが受信した受信信号の位相及び振幅を調整するアンテナウェイトを用いて前記受信信号を重み付けするアンテナ重み付け部と、
前記重み付け後の前記受信信号と、予め定められた参照信号との誤差を減少させる前記アンテナウェイトを繰り返し算出する最適化アルゴリズムを用いて、前記アンテナウェイトを前記誤差が最小となる最適アンテナウェイトに収束させるウェイト制御部と
を備える受信装置であって、
前記ウェイト制御部は、
前記アンテナ重み付け部に設定される前記アンテナウェイトを更新するアンテナウェイト更新部と、
前記最適化アルゴリズムに従った前記アンテナウェイトである第1アンテナウェイトを算出する第1アンテナウェイト算出部と、
前記アンテナウェイト更新部によって更新される前の前記アンテナウェイトである更新前アンテナウェイトを取得するアンテナウェイト取得部と、
前記更新前アンテナウェイトから前記第1アンテナウェイトへの変化傾向に従った前記アンテナウェイトである第2アンテナウェイトを算出する第2アンテナウェイト算出部と
を有し、
前記第2アンテナウェイト算出部は、前記更新前アンテナウェイトから前記第2アンテナウェイトへの変化量を、前記更新前アンテナウェイトから前記第1アンテナウェイトへの変化量よりも増加させ、
前記アンテナウェイト更新部は、前記第2アンテナウェイトを用いて、前記アンテナ重み付け部に設定される前記アンテナウェイトを更新する受信装置。 - 前記第2アンテナウェイト算出部は、
前記更新前アンテナウェイトと前記第1アンテナウェイトとの差分値を算出する差分算出部と、
前記差分算出部によって算出された前記差分値に対し、ゼロよりも大きな値である加速因子を乗算する乗算部と、
前記更新前アンテナウェイトと、前記乗算部による乗算結果との加算結果を前記第2アンテナウェイトとして算出する加算部と
を有する請求項1に記載の受信装置。 - 前記ウェイト制御部は、
前記アンテナウェイト更新部による更新回数が所要回数に達したか否かを判定する回数判定部と、
前記更新回数が前記所要回数に達したと判定された場合に、前記アンテナウェイト更新部による更新を終了させる更新制御部と
をさらに備える請求項1に記載の受信装置。 - 前記ウェイト制御部は、
前記誤差を閾値と比較する閾値比較部と、
前記誤差が前記閾値を下回った場合に、前記アンテナウェイト更新部による更新を終了させる更新制御部と
をさらに備える請求項1に記載の受信装置。 - 前記アンテナ重み付け部によって重み付けされた前記受信信号を複数回遅延させるとともに、前記受信信号の位相及び振幅を調整する等化ウェイトを用いて、遅延させた前記受信信号を重み付けする適応等化器をさらに備え、
前記ウェイト制御部は、前記適応等化器によって重み付けされた前記受信信号と、前記参照信号との前記誤差を減少させる前記等化ウェイトを繰り返し算出する前記最適化アルゴリズムを用いて、前記等化ウェイトを前記誤差が最小となる最適等化ウェイトに収束させる請求項1に記載の受信装置。 - 前記ウェイト制御部は、前記アンテナウェイトと前記等化ウェイトとを交互に算出する請求項5に記載の受信装置。
- 受信信号を複数回遅延させるとともに、前記受信信号の位相及び振幅を調整する等化ウェイトを用いて、遅延させた前記受信信号を重み付けする適応等化器と、
前記重み付け後の前記受信信号と、予め定められた参照信号との誤差を減少させる前記等化ウェイトを繰り返し算出する最適化アルゴリズムを用いて、前記等化ウェイトを前記誤差が最小となる最適等化ウェイトに収束させるウェイト制御部と
を備える受信装置であって、
前記ウェイト制御部は、
前記適応等化器に設定される前記等化ウェイトを更新する等化ウェイト更新部と、
前記最適化アルゴリズムに従った前記等化ウェイトである第1等化ウェイトを算出する第1等化ウェイト算出部と、
前記等化ウェイト更新部によって更新される前の前記等化ウェイトである更新前等化ウェイトを取得する等化ウェイト取得部と、
前記更新前等化ウェイトから前記第1等化ウェイトへの変化傾向に従った前記等化ウェイトである第2等化ウェイトを算出する第2等化ウェイト算出部と
を有し、
前記第2等化ウェイト算出部は、前記更新前等化ウェイトから前記第2等化ウェイトへの変化量を、前記更新前等化ウェイトから前記第1等化ウェイトへの変化量よりも増加させ、
前記等化ウェイト更新部は、前記第2等化ウェイトを用いて、前記適応等化器に設定される前記等化ウェイトを更新する受信装置。 - 前記第2等化ウェイト算出部は、
前記更新前等化ウェイトと前記第1等化ウェイトとの差分値を算出する差分算出部と、
前記差分算出部によって算出された前記差分値に対し、ゼロよりも大きな値である加速因子を乗算する乗算部と、
前記更新前等化ウェイトと、前記乗算部による乗算結果との加算結果を前記第2等化ウェイトとして算出する加算部と
を有する請求項7に記載の受信装置。 - 前記ウェイト制御部は、
前記等化ウェイト更新部による更新回数が所要回数に達したか否かを判定する回数判定部と、
前記更新回数が前記所要回数に達したと判定された場合に、前記等化ウェイト更新部による更新を終了させる更新制御部と
をさらに備える請求項7に記載の受信装置。 - 前記ウェイト制御部は、
前記誤差を閾値と比較する閾値比較部と、
前記誤差が前記閾値を下回った場合に、前記等化ウェイト更新部による更新を終了させる更新制御部と
をさらに備える請求項7に記載の受信装置。 - 複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナと、
前記アレイアンテナが受信した受信信号の位相及び振幅を調整するアンテナウェイトを用いて前記受信信号を重み付けするとともに、重み付けした前記受信信号を前記適応等化器に入力するアンテナ重み付け部と
をさらに備え、
前記ウェイト制御部は、前記アンテナ重み付け部および前記適応等化器によって重み付けされた前記受信信号と、前記参照信号との前記誤差を減少させる前記アンテナウェイトを繰り返し算出する前記最適化アルゴリズムを用いて、前記アンテナウェイトを前記誤差が最小となる最適アンテナウェイトに収束させる請求項7に記載の受信装置。 - 前記ウェイト制御部は、前記アンテナウェイトと前記等化ウェイトとを交互に算出する請求項11に記載の受信装置。
- 請求項1〜12のいずれかの受信装置を備える無線基地局。
- 複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナと、
前記アレイアンテナが受信した受信信号の位相及び振幅を調整するアンテナウェイトを用いて前記受信信号を重み付けするアンテナ重み付け部と、
前記重み付け後の前記受信信号と、予め定められた参照信号との誤差を減少させる前記アンテナウェイトを繰り返し算出する最適化アルゴリズムを用いて、前記アンテナウェイトを前記誤差が最小となる最適アンテナウェイトに収束させるウェイト制御部と
を用いた受信方法であって、
前記アンテナ重み付け部に設定される前記アンテナウェイトを更新するステップと、
前記最適化アルゴリズムに従った前記アンテナウェイトである第1アンテナウェイトを算出するステップと、
更新される前の前記アンテナウェイトである更新前アンテナウェイトを取得するステップと、
前記更新前アンテナウェイトから前記第1アンテナウェイトへの変化傾向に従った前記アンテナウェイトである第2アンテナウェイトを算出するステップと
を有し、
前記第2アンテナウェイトを算出するステップでは、前記更新前アンテナウェイトから前記第2アンテナウェイトへの変化量を、前記更新前アンテナウェイトから前記第1アンテナウェイトへの変化量よりも増加させ、
前記更新するステップでは、前記第2アンテナウェイトを用いて、前記アンテナ重み付け部に設定される前記アンテナウェイトを更新する受信方法。 - 受信信号を複数回遅延させるとともに、前記受信信号の位相及び振幅を調整する等化ウェイトを用いて、遅延させた前記受信信号を重み付けする適応等化器と、
前記重み付け後の前記受信信号と、予め定められた参照信号との誤差を減少させる前記等化ウェイトを繰り返し算出する最適化アルゴリズムを用いて、前記等化ウェイトを前記誤差が最小となる最適等化ウェイトに収束させるウェイト制御部と
を用いた受信方法であって、
前記適応等化器に設定される前記等化ウェイトを更新するステップと、
前記最適化アルゴリズムに従った前記等化ウェイトである第1等化ウェイトを算出するステップと、
更新される前の前記等化ウェイトである更新前等化ウェイトを取得するステップと、
前記更新前等化ウェイトから前記第1等化ウェイトへの変化傾向に従った前記等化ウェイトである第2等化ウェイトを算出するステップと
を有し、
前記第2等化ウェイトを算出するステップでは、前記更新前等化ウェイトから前記第2等化ウェイトへの変化量を、前記更新前等化ウェイトから前記第1等化ウェイトへの変化量よりも増加させ、
前記更新するステップでは、前記第2等化ウェイトを用いて、前記適応等化器に設定される前記等化ウェイトを更新する受信方法。
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2009
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