JP3577944B2 - アダプティブ受信装置 - Google Patents
アダプティブ受信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3577944B2 JP3577944B2 JP10585998A JP10585998A JP3577944B2 JP 3577944 B2 JP3577944 B2 JP 3577944B2 JP 10585998 A JP10585998 A JP 10585998A JP 10585998 A JP10585998 A JP 10585998A JP 3577944 B2 JP3577944 B2 JP 3577944B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- correlation
- vector
- correlation matrix
- matrix
- weighting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数の異なる複数のキャリアを用いてデータ伝送を行うマルチキャリア伝送方式の通信品質を改善するために使用されるアダプティブ受信装置に関する。
【0002】
【従来技術】
所望波と不要波が同時に到来する電波環境において、アレーアンテナの指向性を電波環境に適応して制御する技術としてアダプティブアレーアンテナが知られている。図4に従来技術の一例として、2つのアンテナ素子A1,A2を用いるアダプティブアレーアンテナの基本構成を示す。2つのアンテナ素子A1,A2で受信された信号x1 ,x2 は、それぞれ重み付け装置21で重み付けされて合成器22で合成される。重み係数w1,w2は各アンテナ素子A1,A2で受信された信号x1 ,x2 および事前に明らかとなっている情報を基に、制御装置4により決定される。制御装置4は相関行列推定装置41、相関ベクトル推定装置42、逆行列演算装置43、行列乗算装置44とから構成されている。
【0003】
以下、制御装置4の動作について詳細に説明する。
まず、各アンテナ素子A1,A2で受信した信号x1,x2,重み付けを行う際の重み係数w1,w2 に関して、次のようにベクトル表記する。
【0004】
【数1】
X=〔x1 x2 〕T (1)
【数2】
W=〔w1 w2 〕T (2)
【0005】
従来のアダプティブアレーアンテナの最適な重み係数Wopt は以下の式で表される。
【0006】
【数3】
【0007】
ただし、
【数4】
【数5】
rxd=E〔x1(t)・d* (t) x2(t)・d* (t) 〕T (5)
【0008】
であり、d(t) は参照信号の波形である。また、*,Tおよび+ はそれぞれ複素共役、行列の転置および複素共役転置を表し、E〔・〕は平均値を求める演算を表す。Rxxおよびrxdはそれぞれ相関行列及び相関ベクトルと呼ばれている。式(4) 、式(5) におけるE〔・〕は、本来はアンサンブル平均(集合平均)である
。
【0009】
しかし、現実にはアンサンブル平均を求めることは不可能であるため、従来のアダプティブアレーアンテナではアンサンブル平均の演算を時間平均で代用している。
【0010】
具体的には、はじめに、各アンテナで受信した信号を基に瞬時入力行列
【数6】
を作成する。R^xxは時々刻々と変化することから、従来技術ではR^xxの時間平均を求め、これを相関行列の推定値としている。
【0011】
一方、相関ベクトルrxdについても同様に時間平均により求めている。すなわち、各アンテナで受信した信号と参照信号との積をとることにより瞬時相関ベクトル、
【数7】
r^xd=〔x1(t)・d* (t) x2(t)・d* (t) 〕T (7)
を求め、これを時間平均することにより相関ベクトルの推定値rxdを得る。
【0012】
次に、式(3) に基づいて重み係数を求める。すなわち、相関行列の推定値Rxxの逆行列R−1 xxを逆行列演算装置により求め、これと、相関ベクトルの推定値rxdとの積を求めることにより、重み係数ベクトルWを得る。このWの各要素w1,w2 を重み付け装置の重み係数として用いることにより、アレーアンテナの合成指向性において、不要波の到来方向に対してヌルが形成され、その結果として所望波のみが受信される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の方式では、上記のように参照信号を送信信号に挿入する必要があり、参照信号を高い密度で挿入する場合には、データの伝送効率が低下するという問題がある。
さらに、不要波が所望波とは別の波源から放射されている場合や、所望波と同じ波源から送信されていてもそれぞれの波の到来時刻が大きく異なる場合には、上述のようにアンサンブル平均の代わりに時間平均を行うことにより適切な重み係数を得ることができる。しかし、所望波と不要波が同じ波源から放射され、2つの到来波の到来時刻が非常に接近している場合は、適切な重み係数を求めることができない。これは到来波の到来時刻が非常に接近している場合は、時間平均により求めた相関行列の推定値は特異行列となり、その逆行列が存在しないためである。
【0014】
これを回避する手法として、時間平均を用いて推定した相関行列の対角成分に微小量を加え、強制的に正則化する手法が考えられている。しかし、この修正された相関行列を用いて最適重み係数を決定しても、必ずしも不要波の到来方向にヌルが形成されているとは限らず、所望波と不要波の両方の到来波を受信する指向性となる場合もある。この場合、受信された所望波と不要波は合成器において相殺されることにより、出力信号が非常に小さくなってしまう可能性がある。
【0015】
また、時間平均の代わりに空間平均あるいは移動平均を行う方法が考案されている。これは、受信点の位置により到来波間の位相差が異なることを利用するものである。空間平均あるいは移動平均を行う方法では、より多くのデータを用いて空間軸上で平均化を行うほど正確に相関行列を推定することができる。しかし、空間平均の場合、平均回数を多くすると指向性制御のための自由度が少なくなり、適切な指向性を形成することができなくなる。また、移動平均の場合、受信点の位置により到来波の到来方向や強度が変化するため、不要波の到来方向に正確にヌルが形成されなくなってしまう。
【0016】
一方、マルチキャリア伝送方式では、送信側で差動符号化を行い、ある時刻の信号と次の時刻の信号との位相差に情報を割り当てて送信し、受信側で2つの信号間の位相差を検出することにより受信データを得ている。ただし、最初のデータを得るためには、位相の基準となる信号を送信する必要がある。通常は、定期的に位相の基準となる基準シンボルを挿入し送信している。
【0017】
本発明はこのような基準シンボルに注目して、参照信号を用いることなく、アダプティブ受信装置の重み付け係数を適切に制御することを目的とする。
又、他の目的は、到来波間の相関が大きい場合でも、不要波の到来方向に正確にヌルを形成できる、アダプティブ受信装置を提供することにある。
【0018】
【課題解決のための手段】
請求項1の発明は、複数のデータ列をそれぞれ変調すると共に定期的に位相又は同期の基準となる基準シンボルを挿入し、基準シンボルが挿入された複数の変調信号をそれぞれ異なる周波数のキャリアを用いて並列に伝送する伝送システムにて用いられるアダプティブ受信装置である。
そのアダプティブ受信装置は、信号を受信し複数の遅延時間差を有した信号を出力するアンテナと、アンテナの出力する各信号をそれぞれ複数のキャリア毎に分波する複数の分波器と、分波器の出力信号にそれぞれ重み付けを行う複数の重み付け装置と、複数の重み付け装置の出力信号を同一周波数のキャリア毎に合成する複数の合成器と、複数の分波器の出力信号を取り込み重み付け装置の重み係数を制御するための制御装置とから成る。
制御装置は、基準シンボルの期間に受信された信号と受信側で予め用意した参照信号との誤差が最小となるように重み付け装置を制御する。
【0019】
更に、制御装置は、受信信号の相関行列を推定するための相関行列推定装置と、相関行列推定装置により推定された相関行列を用いて重み係数を算出する重み係数算出装置とから構成されている。その相関行列推定装置は、複数(k個)の分波器から出力される複数(k×n個)のキャリアを用いて各キャリアの周波数毎にk個の要素からなるn個の受信信号ベクトルXn(k)を生成し、次に受信信号ベクトルXn(k)とその共役転置ベクトルの積をとることによりk×k個の要素からなるn個の行列Rn(k,k)を算出し、さらにn個の行列Rn(k,k)を平均する事により相関行列R(k,k)を算出する。重み係数算出装置は、基準シンボルの期間における受信信号であって、複数(k個)の分波器からそれぞれ出力される複数(k×n個)のキャリアを用いて各キャリアの周波数毎にk個の要素からなるn個の受信信号ベクトルX’n(k)を生成するとともに、受信側で予め用意しておいた参照信号を用いてk個の要素からなるn個の参照信号ベクトルDn(k)を生成し、次にn個の基準シンボル期間の受信信号ベクトルX’n(k)とn個の参照信号ベクトルDn(k)との積を各周波数毎に算出することによりk個の要素からなるn個のベクトルCn(k)を生成し、さらにn個のベクトルCn(k)を平均することにより相関ベクトルC(k)を算出する相関ベクトル推定装置を有している。そして、相関行列推定装置より出力された相関行列R(k,k)と相関ベクトルC(k)とを用いて重み係数を決定する。
【0020】
請求項2の発明では、重み係数算出装置は、相関行列推定装置により推定された相関行列R(k,k)の逆行列R-1(k,k)を演算する逆行列演算装置を有し、その逆行列R-1(k,k)と相関ベクトル推定装置により推定された相関ベクトルC(k)との積に基づいて重み係数を決定するものである。
【0021】
請求項3の発明では、重み係数算出装置は、相関行列推定装置により推定された相関行列R(k,k)と相関ベクトル推定装置により推定された相関ベクトルC(k)とを用いて、LMS,RLS,SMIのいずれかのアルゴリズムに基づいて重み係数を決定するものである。
【0022】
【発明の作用及び効果】
マルチキャリア伝送方式では、図2に示すように、データシンボルの位相を検出するための基準を与える1〜2ビット程度の基準シンボルが挿入されている。本発明では、この基準シンボルが参照信号として検出され、受信装置は予め既知の基準シンボルを参照信号として記憶している。そして、基準シンボル期間の受信信号とその参照信号との誤差が最小となるように重み係数が決定され、その重み係数に基づいて受信信号が重み付けられる。
【0023】
よって、本発明では、長いビットの参照信号を挿入していないので、データ伝送の無駄がなく、伝送効率を向上させることができる。
【0024】
又、本発明は、到来波間の相関が大きい場合であっても相関行列を正しく推定するために、送信側で複数の搬送波(以下キャリアと呼ぶ)を送信する。受信側では、各キャリア毎に瞬時入力行列を求め、得られた複数のキャリアの瞬時入力行列をキャリアに関して平均化することによって相関行列を推定する。すなわち、従来技術では、時間平均或いは空間平均により相関行列を推定したものに対して、本発明では周波数平均することによって相関行列を推定する。
【0025】
受信点に到来する各到来波間の位相差が周波数毎に異なるため、周波数平均によって得られた相関行列の推定値を用いて重み係数を決定すれば、到来波の到来時刻が非常に接近している場合であっても、確実に不要波の到来方向にヌルを持つ指向性を形成することができる。又、時間的にみれば、瞬時的な相関行列が得られているため、補正係数も瞬時的な値となり、環境が時間的に変動する場合であっても、リアルタイムでの調整が可能となる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施例に基づいて説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下の実施例では、説明を簡単にするために、キャリアの数nは3、アンテナ素子の数kは2としている。
(第1実施例)
図1に、第1実施例の構成を示す。第1実施例は3つのキャリアからなるマルチキャリア信号を2素子のアンテナを用いて受信する際の構成例である。アレーアンテナ1は2つのアンテナ素子A1,A2から成り、それぞれのアンテナ素子A1,A2で受信された信号g1,g2は分波器31,32によりキャリア毎に分波される。分波された信号(x11,x12,x13),(x21,x22,x23)は、それぞれに、重み付け装置51,52により重み付けされる。重み付けされた信号は合成器60によりキャリア毎に合成され、合成された信号x1,x2,x3 は、それぞれ、復調器70により復調される。復調された各キャリア毎のデータ列L1,L2,L3 は、並直列変換器80により1つのデータ系列に戻される。分波器31,32により分波された信号(x11,x12,x13),(x21,x22,x23)は重み係数を決定する制御装置90に入力している。この制御装置90は各アンテナ素子A1,A2により受信された信号に対する重み係数w1,w2 を決定する。
【0027】
この制御装置90は、相関行列を推定する相関行列推定装置91と、重み係数算出装置92とから成る。このうち重み係数算出装置92は、相関行列推定装置91により推定された相関行列の逆行列を求める逆行列演算装置921と、分波器31,32により分波された信号のうちの基準シンボル期間の信号(x’11,x’12,x’13),(x’21,x’22,x’23)を入力し、相関ベクトルを推定する相関ベクトル推定装置922と、相関行列の逆行列と相関ベクトルとの積を求め最適な重み係数を決定する行列乗算装置923とから構成されている。
尚、図1の装置は、全て、ディジタル信号を入力する数値演算装置で構成されている。実際には、アレイアンテナ1で受信された高周波広帯域信号は周波数変換されてベースバンドの信号(符号列により変調されたキャリアの集合)となる。この信号が所定時間間隔でサンプリングされてディジタル値に変換されている。このディジタル値の時間列により波形が与えられている。よって、制御装置90に入力する信号も、重み付け装置51、52に入力する信号も、それらから出力する信号もディジタル値の時間列で与えられた波形である。
【0028】
本発明は、この制御装置90による重み係数の決定方法に特徴がある。
以下、第1実施例装置の処理手順について、詳細に説明する。相関行列推定装置91には、アンテナ素子A1で受信され分波器31で分波された各キャリア毎の信号x11, x12,x13、アンテナA2で受信され分波器32で分波された各キャリア毎の信号x21, x22,x23が入力する。尚、〔x11 x21〕、〔x12 x22〕、〔x13 x23〕は、それぞれ、第1キャリア、第2キャリア、第3キャリアに関する受信信号ベクトルX1(2)、X2(2)、X3(2)である。請求項の受信信号ベクトルXn(k)に対応する。
【0029】
相関行列推定装置90は、各キャリア毎に、次式により瞬時入力行列Rxx1,Rxx2,Rxx3 を作成する。
【数8】
【数9】
【数10】
【0030】
これらの瞬時入力行列Rxx1,Rxx2,Rxx3 が、請求項に記載のk×k個の要素からなるn個の行列Rn(k,k)に対応する。得られた各キャリア毎の瞬時入力行列を次式に基づいて平均化し、相関行列の推定値Rxxを得る。
【数11】
Rxx=(Rxx1 +Rxx2 +Rxx3 )/3 (11)
【0031】
このキャリア数nで平均化された推定値Rxxが、請求項に記載の相関行列R(k,k)に対応する。
【0032】
次に、重み係数算出装置92の動作について述べる。はじめに、相関ベクトル推定装置922で、図2に示す基準シンボルが挿入されている期間の分波された各キャリア毎の信号(x’11,x’12,x’13),(x’21,x’22,x’23)が抽出される。そして、その信号(x’11,x’12,x’13),(x’21,x’22,x’23)と各キャリア毎の参照信号(d11,d12,d13),(d21,d22,d23)を用いて、各キャリア毎に瞬時相関ベクトルrxd1,rxd2,rxd3 を求める。すなわち、以下の演算を行う。
【0033】
【数12】(12)
rxd1 =〔x’11・d11 x’21・d21〕T
【数13】(13)
rxd2 =〔x’12・d12 x’22・d22〕T
【数14】
rxd3 =〔x’13・d13 x’23・d23〕T (14)
【0034】
〔d11 d21〕、〔d12 d22〕、〔d13 d23〕は、それぞれ、第1キャリア、第2キャリア、第3キャリアに関する参照信号ベクトルD1(2)、D2(2)、D3(2)である。請求項の参照信号ベクトルDn(k)に対応し、3個(n個)の要素2(k)の列ベクトルrxd1 ,rxd2 ,rxd3 が、請求項のベクトルCn(k)に対応する。
【0035】
得られた各瞬時相関ベクトルを、次式に基づいて周波数軸上で平均化することにより相関ベクトルの推定値rxdを得る。
【数15】
rxd=(rxd1 +rxd2 +rxd3 )/3 (15)
【0036】
この2個(k個)の要素を有する列ベクトルrxdが請求項の相関ベクトル
C(k)に対応する。次に、逆行列演算装置921により相関行列の推定値((11)式)の逆行列R−1 xxを得る。この逆行列R−1 xxが請求項の逆行列R−1(k,k)に対応する。
【0037】
最後に、行列乗算装置923で相関行列の逆行列R−1 xxと相関ベクトルの推定値rxdとの積を演算することにより重み係数ベクトルWを次式で求める。
【0038】
【数16】
W=〔w1 w2 〕T =R−1 xx・rxd (16)
【0039】
得られた重み係数ベクトルWの各要素w1 ,w2 を用いて各キャリア毎の信号は重み付けされる。即ち、分波器31から出力される各キャリア毎の信号(x11,x12,x13)のそれぞれに重み係数w1 が掛けられ、分波器32から出力される各キャリア毎の信号(x21,x22,x23)のそれぞれに重み係数w2 が掛けられる。そして、重み付けられた各キャリア毎の信号は、合成器60により各キャリア毎に合成される。
【0040】
このときアレーアンテナ1の合成指向性は干渉波の到来方向にヌルが形成されていることから、合成器60の出力には所望波の成分のみが出力される。合成器60から出力された信号x1,x2,x3 は復調器70により各キャリア毎に復調されて符号化データとなる。この符号化データは、並直列変換器80により並直列変換されて、1列の高速符号化データとなる。
【0041】
上述のように、本発明によれば、参照信号を用いておらず、基準シンボルを用いて重み係数を決定しているので、データの伝送効率を低下させることがない。又、本発明によれば複数の到来波の到来時刻が接近している場合であっても、所望の到来波のみを受信することができる。したがって、本発明のアダプティブ受信装置は移動通信における通信品質の劣化の要因である多重波を除去するための技術として非常に有用である。特に、高速通信が可能とされているマルチキャリア伝送方式では、複数のキャリアが用いられることから、同方式の信号を受信する際に本発明のアダプティブ受信装置を用いれば、高速で高品質な通信を行うことが可能となる。
【0042】
また、本発明の方式は、マルチキャリア伝送方式に限らず、例えばテレビ放送やセルラー方式の携帯電話など1つの送信局から複数の周波数の信号を送信し、位相の基準を与える基準信号を用いた無線通信システムであれば適用することができる。
なお、上述の説明では、分波器から出力される信号をすべて用いて重み係数を決定する場合について説明したが、必ずしもすべて用いる必要はなく、一部の信号のみを用いて重み係数を決定しても同様の効果が得られる。また、参照信号はアンテナ素子毎に個別の値を用いているが、全ての素子について同一の参照信号を用いてよい。すなわち、d11=d21, d12=d22, d13=d23としてもよい。
【0043】
(第2実施例)
第1実施例では、重み係数を求める際に逆行列演算を行う必要がある。行列の要素数はアンテナ素子数の2乗に比例することから、アンテナ素子が多くなると逆行列を求めるための演算量が非常に多くなる。逆行列を求める演算を行わずに繰り返し計算により逐次重み係数を制御する方法としてLMS(Least Mean Square )アルゴリズムが知られている。その更新式を次式に示す。
【0044】
【数17】
W(m+1) =W(m) +μ(rxd−Rxx・W(m) ) (17)
ただし、W(m) はm回更新後の重み係数を表し、μはステップサイズと呼ばれる定数である。
図3に、第2実施例として、LMSアルゴリズムに基づいて重み係数を制御する構成の一例を示す。各キャリア毎の信号を分波し、重み付けし、合成し、復調する部分は、第1実施例と全く同一である。又、制御装置90の相関行列推定装置91と相関ベクトル推定装置922は第1実施例のそれと同一である。重み係数演算装置92における相関ベクトル推定装置922以外の部分が上記(17)式を演算するように構成されている。
【0045】
新たな特徴部分では、相関行列の推定値Rxxと相関ベクトルの推定値rxdおよびm回繰り返し計算後の重み係数W(m) を用いてm+1回目の重み係数W(m+1) が演算される。以下に、第2実施例における重み係数更新の手順を詳細に説明する。
【0046】
(1) 相関行列推定装置91により求められた相関行列の推定値Rxxと、遅延装置928により出力される更新前の重み係数W(m) との積RxxW(m) が加算器924で演算される。
(2) 加減算器925により、相関ベクトル推定装置922により求められた相関ベクトルの推定値rxdからRxxW(m) が減算され、rxd−RxxW(m) が演算される。
(3) 乗算器926により、rxd−RxxW(m) にステップサイズμが掛け算され、重み係数の更新量μ(rxd−RxxW(m) )が得られる。
(4) 加算器927により、m回更新時の重み係数W(m) に重みの更新量が加算され、m+1回目の重み係数W(m+1) が得られる。
この重み係数で各キャリア毎の信号に重み付けられる。
【0047】
以上が重み係数の更新一回分の手順であり、次のステップでは得られた重み係数W(m+1) を、遅延装置928によりW(m) として、上記(1) から順に同様な処理を繰り返す。上記の説明は逐次重み係数を制御する最も基本的なアルゴリズムとしてLMSアルゴリズムを例に説明したが、SMI(Sample Matrix Inversion )アルゴリズムやRLS(Recursive Least Squares )アルゴリズムを用いて重み係数を制御してもよい。
【0048】
尚、上記の全ての実施例において、説明を簡単にするために、キャリアの数は3、アンテナ素子の数は2として説明した。しかし、キャリアの数をn、アンテナ素子の数をk(n、kは自然数)としても同様に成立する。第nキャリアに関して、瞬時入力行列Rxxn は(8) に類似のk行k列のマトリックスで表示され、(11)式で表される相関行列の推定値Rxxは、k行k列のマトリックスであり、各成分が瞬時入力行列の各成分のキャリア数nの平均となる。
【0049】
又、第nキャリアに関する瞬時相関ベクトルrxdn は、1行k列の列ベクトルとなり、(15)式で与えられる相関ベクトルの推定値rxdは、1行k列の列ベクトルで各成分が瞬時相関ベクトルの各成分のキャリア数nの平均となる。又、第nキャリアに関する参照信号ベクトルDn(k)は、1行k列の列ベクトルとなる。又、(16)式の重み係数ベクトルは1行k列の列ベクトルとなる。
【0050】
k,nの数は任意であるが、kが多くなる程、多くの不要波を除去でき、またnの数が多い程不要波の除去が精度良く行われる。この一般化した場合においても、重み係数はn個のキャリアのうち、いくつかを用いて演算するようにしても良い。勿論、nは2以上とすることができる。
【0051】
又、上記実施例は、ベースバンドのキャリアの最小周期よりも短い周期でサンプリングして、ベースバンドの波形をディジタル値の時系列データとして扱い、演算を全てコンピュータシステムで行っている。即ち、送信側では、符号化データに基づき各キャリアをPSK、QPSK等で変調をしたn個の波形の瞬時値を入力して逆FFT(高速逆フーリエ変換)した値を時系列で出力することで、周波数多重化されたベースバンド信号を得て、さらに、この信号で搬送波を変調して送信している。受信側では、受信した信号をベースバンド信号に変換し、この信号を時間軸上でサンプリングしてディジタル値に変換している。そして、このディジタル値の一定の時間列をFFTして、各キャリア毎のベースバント信号を得ている。その後、各キャリア毎に復調し、受信符号化してデータを得ている。この方式は、OFDM(直交周波数多重)方式として既に良く知られている。なお、復調方式は、上記の実施例のディジタル方式に限定されることなく、アナログ波形をアナログ回路で処理する方式でも良い。
又、上記実施例では、アンテナとしてアレーアンテナを用いたが、1つのアンテナと複数の遅延回路と分岐回路の直列接続装置を用い、各分岐回路の出力信号を複数の遅延時間差を有した信号としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るアダプティブ通信装置の構成図。
【図2】マルチキャリア伝送システムにおいて基準シンボルの挿入位置を示した説明図。
【図3】本発明の第2実施例に係るアダプティブ通信装置の構成図。
【図4】従来のアダプティブ通信装置の構成図。
【符号の説明】
1…アレイアンテナ
A1,A2…アンテナ素子
31,32…分波器
51,52…重み付け装置
60…合成器
70…復調器
80…並直列変換器
90…制御装置
91…相関行列推定装置
92…重み係数算出装置
921…逆行列演算装置
922…相関ベクトル推定装置
923…行列乗算装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数の異なる複数のキャリアを用いてデータ伝送を行うマルチキャリア伝送方式の通信品質を改善するために使用されるアダプティブ受信装置に関する。
【0002】
【従来技術】
所望波と不要波が同時に到来する電波環境において、アレーアンテナの指向性を電波環境に適応して制御する技術としてアダプティブアレーアンテナが知られている。図4に従来技術の一例として、2つのアンテナ素子A1,A2を用いるアダプティブアレーアンテナの基本構成を示す。2つのアンテナ素子A1,A2で受信された信号x1 ,x2 は、それぞれ重み付け装置21で重み付けされて合成器22で合成される。重み係数w1,w2は各アンテナ素子A1,A2で受信された信号x1 ,x2 および事前に明らかとなっている情報を基に、制御装置4により決定される。制御装置4は相関行列推定装置41、相関ベクトル推定装置42、逆行列演算装置43、行列乗算装置44とから構成されている。
【0003】
以下、制御装置4の動作について詳細に説明する。
まず、各アンテナ素子A1,A2で受信した信号x1,x2,重み付けを行う際の重み係数w1,w2 に関して、次のようにベクトル表記する。
【0004】
【数1】
X=〔x1 x2 〕T (1)
【数2】
W=〔w1 w2 〕T (2)
【0005】
従来のアダプティブアレーアンテナの最適な重み係数Wopt は以下の式で表される。
【0006】
【数3】
【0007】
ただし、
【数4】
【数5】
rxd=E〔x1(t)・d* (t) x2(t)・d* (t) 〕T (5)
【0008】
であり、d(t) は参照信号の波形である。また、*,Tおよび+ はそれぞれ複素共役、行列の転置および複素共役転置を表し、E〔・〕は平均値を求める演算を表す。Rxxおよびrxdはそれぞれ相関行列及び相関ベクトルと呼ばれている。式(4) 、式(5) におけるE〔・〕は、本来はアンサンブル平均(集合平均)である
。
【0009】
しかし、現実にはアンサンブル平均を求めることは不可能であるため、従来のアダプティブアレーアンテナではアンサンブル平均の演算を時間平均で代用している。
【0010】
具体的には、はじめに、各アンテナで受信した信号を基に瞬時入力行列
【数6】
を作成する。R^xxは時々刻々と変化することから、従来技術ではR^xxの時間平均を求め、これを相関行列の推定値としている。
【0011】
一方、相関ベクトルrxdについても同様に時間平均により求めている。すなわち、各アンテナで受信した信号と参照信号との積をとることにより瞬時相関ベクトル、
【数7】
r^xd=〔x1(t)・d* (t) x2(t)・d* (t) 〕T (7)
を求め、これを時間平均することにより相関ベクトルの推定値rxdを得る。
【0012】
次に、式(3) に基づいて重み係数を求める。すなわち、相関行列の推定値Rxxの逆行列R−1 xxを逆行列演算装置により求め、これと、相関ベクトルの推定値rxdとの積を求めることにより、重み係数ベクトルWを得る。このWの各要素w1,w2 を重み付け装置の重み係数として用いることにより、アレーアンテナの合成指向性において、不要波の到来方向に対してヌルが形成され、その結果として所望波のみが受信される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の方式では、上記のように参照信号を送信信号に挿入する必要があり、参照信号を高い密度で挿入する場合には、データの伝送効率が低下するという問題がある。
さらに、不要波が所望波とは別の波源から放射されている場合や、所望波と同じ波源から送信されていてもそれぞれの波の到来時刻が大きく異なる場合には、上述のようにアンサンブル平均の代わりに時間平均を行うことにより適切な重み係数を得ることができる。しかし、所望波と不要波が同じ波源から放射され、2つの到来波の到来時刻が非常に接近している場合は、適切な重み係数を求めることができない。これは到来波の到来時刻が非常に接近している場合は、時間平均により求めた相関行列の推定値は特異行列となり、その逆行列が存在しないためである。
【0014】
これを回避する手法として、時間平均を用いて推定した相関行列の対角成分に微小量を加え、強制的に正則化する手法が考えられている。しかし、この修正された相関行列を用いて最適重み係数を決定しても、必ずしも不要波の到来方向にヌルが形成されているとは限らず、所望波と不要波の両方の到来波を受信する指向性となる場合もある。この場合、受信された所望波と不要波は合成器において相殺されることにより、出力信号が非常に小さくなってしまう可能性がある。
【0015】
また、時間平均の代わりに空間平均あるいは移動平均を行う方法が考案されている。これは、受信点の位置により到来波間の位相差が異なることを利用するものである。空間平均あるいは移動平均を行う方法では、より多くのデータを用いて空間軸上で平均化を行うほど正確に相関行列を推定することができる。しかし、空間平均の場合、平均回数を多くすると指向性制御のための自由度が少なくなり、適切な指向性を形成することができなくなる。また、移動平均の場合、受信点の位置により到来波の到来方向や強度が変化するため、不要波の到来方向に正確にヌルが形成されなくなってしまう。
【0016】
一方、マルチキャリア伝送方式では、送信側で差動符号化を行い、ある時刻の信号と次の時刻の信号との位相差に情報を割り当てて送信し、受信側で2つの信号間の位相差を検出することにより受信データを得ている。ただし、最初のデータを得るためには、位相の基準となる信号を送信する必要がある。通常は、定期的に位相の基準となる基準シンボルを挿入し送信している。
【0017】
本発明はこのような基準シンボルに注目して、参照信号を用いることなく、アダプティブ受信装置の重み付け係数を適切に制御することを目的とする。
又、他の目的は、到来波間の相関が大きい場合でも、不要波の到来方向に正確にヌルを形成できる、アダプティブ受信装置を提供することにある。
【0018】
【課題解決のための手段】
請求項1の発明は、複数のデータ列をそれぞれ変調すると共に定期的に位相又は同期の基準となる基準シンボルを挿入し、基準シンボルが挿入された複数の変調信号をそれぞれ異なる周波数のキャリアを用いて並列に伝送する伝送システムにて用いられるアダプティブ受信装置である。
そのアダプティブ受信装置は、信号を受信し複数の遅延時間差を有した信号を出力するアンテナと、アンテナの出力する各信号をそれぞれ複数のキャリア毎に分波する複数の分波器と、分波器の出力信号にそれぞれ重み付けを行う複数の重み付け装置と、複数の重み付け装置の出力信号を同一周波数のキャリア毎に合成する複数の合成器と、複数の分波器の出力信号を取り込み重み付け装置の重み係数を制御するための制御装置とから成る。
制御装置は、基準シンボルの期間に受信された信号と受信側で予め用意した参照信号との誤差が最小となるように重み付け装置を制御する。
【0019】
更に、制御装置は、受信信号の相関行列を推定するための相関行列推定装置と、相関行列推定装置により推定された相関行列を用いて重み係数を算出する重み係数算出装置とから構成されている。その相関行列推定装置は、複数(k個)の分波器から出力される複数(k×n個)のキャリアを用いて各キャリアの周波数毎にk個の要素からなるn個の受信信号ベクトルXn(k)を生成し、次に受信信号ベクトルXn(k)とその共役転置ベクトルの積をとることによりk×k個の要素からなるn個の行列Rn(k,k)を算出し、さらにn個の行列Rn(k,k)を平均する事により相関行列R(k,k)を算出する。重み係数算出装置は、基準シンボルの期間における受信信号であって、複数(k個)の分波器からそれぞれ出力される複数(k×n個)のキャリアを用いて各キャリアの周波数毎にk個の要素からなるn個の受信信号ベクトルX’n(k)を生成するとともに、受信側で予め用意しておいた参照信号を用いてk個の要素からなるn個の参照信号ベクトルDn(k)を生成し、次にn個の基準シンボル期間の受信信号ベクトルX’n(k)とn個の参照信号ベクトルDn(k)との積を各周波数毎に算出することによりk個の要素からなるn個のベクトルCn(k)を生成し、さらにn個のベクトルCn(k)を平均することにより相関ベクトルC(k)を算出する相関ベクトル推定装置を有している。そして、相関行列推定装置より出力された相関行列R(k,k)と相関ベクトルC(k)とを用いて重み係数を決定する。
【0020】
請求項2の発明では、重み係数算出装置は、相関行列推定装置により推定された相関行列R(k,k)の逆行列R-1(k,k)を演算する逆行列演算装置を有し、その逆行列R-1(k,k)と相関ベクトル推定装置により推定された相関ベクトルC(k)との積に基づいて重み係数を決定するものである。
【0021】
請求項3の発明では、重み係数算出装置は、相関行列推定装置により推定された相関行列R(k,k)と相関ベクトル推定装置により推定された相関ベクトルC(k)とを用いて、LMS,RLS,SMIのいずれかのアルゴリズムに基づいて重み係数を決定するものである。
【0022】
【発明の作用及び効果】
マルチキャリア伝送方式では、図2に示すように、データシンボルの位相を検出するための基準を与える1〜2ビット程度の基準シンボルが挿入されている。本発明では、この基準シンボルが参照信号として検出され、受信装置は予め既知の基準シンボルを参照信号として記憶している。そして、基準シンボル期間の受信信号とその参照信号との誤差が最小となるように重み係数が決定され、その重み係数に基づいて受信信号が重み付けられる。
【0023】
よって、本発明では、長いビットの参照信号を挿入していないので、データ伝送の無駄がなく、伝送効率を向上させることができる。
【0024】
又、本発明は、到来波間の相関が大きい場合であっても相関行列を正しく推定するために、送信側で複数の搬送波(以下キャリアと呼ぶ)を送信する。受信側では、各キャリア毎に瞬時入力行列を求め、得られた複数のキャリアの瞬時入力行列をキャリアに関して平均化することによって相関行列を推定する。すなわち、従来技術では、時間平均或いは空間平均により相関行列を推定したものに対して、本発明では周波数平均することによって相関行列を推定する。
【0025】
受信点に到来する各到来波間の位相差が周波数毎に異なるため、周波数平均によって得られた相関行列の推定値を用いて重み係数を決定すれば、到来波の到来時刻が非常に接近している場合であっても、確実に不要波の到来方向にヌルを持つ指向性を形成することができる。又、時間的にみれば、瞬時的な相関行列が得られているため、補正係数も瞬時的な値となり、環境が時間的に変動する場合であっても、リアルタイムでの調整が可能となる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施例に基づいて説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下の実施例では、説明を簡単にするために、キャリアの数nは3、アンテナ素子の数kは2としている。
(第1実施例)
図1に、第1実施例の構成を示す。第1実施例は3つのキャリアからなるマルチキャリア信号を2素子のアンテナを用いて受信する際の構成例である。アレーアンテナ1は2つのアンテナ素子A1,A2から成り、それぞれのアンテナ素子A1,A2で受信された信号g1,g2は分波器31,32によりキャリア毎に分波される。分波された信号(x11,x12,x13),(x21,x22,x23)は、それぞれに、重み付け装置51,52により重み付けされる。重み付けされた信号は合成器60によりキャリア毎に合成され、合成された信号x1,x2,x3 は、それぞれ、復調器70により復調される。復調された各キャリア毎のデータ列L1,L2,L3 は、並直列変換器80により1つのデータ系列に戻される。分波器31,32により分波された信号(x11,x12,x13),(x21,x22,x23)は重み係数を決定する制御装置90に入力している。この制御装置90は各アンテナ素子A1,A2により受信された信号に対する重み係数w1,w2 を決定する。
【0027】
この制御装置90は、相関行列を推定する相関行列推定装置91と、重み係数算出装置92とから成る。このうち重み係数算出装置92は、相関行列推定装置91により推定された相関行列の逆行列を求める逆行列演算装置921と、分波器31,32により分波された信号のうちの基準シンボル期間の信号(x’11,x’12,x’13),(x’21,x’22,x’23)を入力し、相関ベクトルを推定する相関ベクトル推定装置922と、相関行列の逆行列と相関ベクトルとの積を求め最適な重み係数を決定する行列乗算装置923とから構成されている。
尚、図1の装置は、全て、ディジタル信号を入力する数値演算装置で構成されている。実際には、アレイアンテナ1で受信された高周波広帯域信号は周波数変換されてベースバンドの信号(符号列により変調されたキャリアの集合)となる。この信号が所定時間間隔でサンプリングされてディジタル値に変換されている。このディジタル値の時間列により波形が与えられている。よって、制御装置90に入力する信号も、重み付け装置51、52に入力する信号も、それらから出力する信号もディジタル値の時間列で与えられた波形である。
【0028】
本発明は、この制御装置90による重み係数の決定方法に特徴がある。
以下、第1実施例装置の処理手順について、詳細に説明する。相関行列推定装置91には、アンテナ素子A1で受信され分波器31で分波された各キャリア毎の信号x11, x12,x13、アンテナA2で受信され分波器32で分波された各キャリア毎の信号x21, x22,x23が入力する。尚、〔x11 x21〕、〔x12 x22〕、〔x13 x23〕は、それぞれ、第1キャリア、第2キャリア、第3キャリアに関する受信信号ベクトルX1(2)、X2(2)、X3(2)である。請求項の受信信号ベクトルXn(k)に対応する。
【0029】
相関行列推定装置90は、各キャリア毎に、次式により瞬時入力行列Rxx1,Rxx2,Rxx3 を作成する。
【数8】
【数9】
【数10】
【0030】
これらの瞬時入力行列Rxx1,Rxx2,Rxx3 が、請求項に記載のk×k個の要素からなるn個の行列Rn(k,k)に対応する。得られた各キャリア毎の瞬時入力行列を次式に基づいて平均化し、相関行列の推定値Rxxを得る。
【数11】
Rxx=(Rxx1 +Rxx2 +Rxx3 )/3 (11)
【0031】
このキャリア数nで平均化された推定値Rxxが、請求項に記載の相関行列R(k,k)に対応する。
【0032】
次に、重み係数算出装置92の動作について述べる。はじめに、相関ベクトル推定装置922で、図2に示す基準シンボルが挿入されている期間の分波された各キャリア毎の信号(x’11,x’12,x’13),(x’21,x’22,x’23)が抽出される。そして、その信号(x’11,x’12,x’13),(x’21,x’22,x’23)と各キャリア毎の参照信号(d11,d12,d13),(d21,d22,d23)を用いて、各キャリア毎に瞬時相関ベクトルrxd1,rxd2,rxd3 を求める。すなわち、以下の演算を行う。
【0033】
【数12】(12)
rxd1 =〔x’11・d11 x’21・d21〕T
【数13】(13)
rxd2 =〔x’12・d12 x’22・d22〕T
【数14】
rxd3 =〔x’13・d13 x’23・d23〕T (14)
【0034】
〔d11 d21〕、〔d12 d22〕、〔d13 d23〕は、それぞれ、第1キャリア、第2キャリア、第3キャリアに関する参照信号ベクトルD1(2)、D2(2)、D3(2)である。請求項の参照信号ベクトルDn(k)に対応し、3個(n個)の要素2(k)の列ベクトルrxd1 ,rxd2 ,rxd3 が、請求項のベクトルCn(k)に対応する。
【0035】
得られた各瞬時相関ベクトルを、次式に基づいて周波数軸上で平均化することにより相関ベクトルの推定値rxdを得る。
【数15】
rxd=(rxd1 +rxd2 +rxd3 )/3 (15)
【0036】
この2個(k個)の要素を有する列ベクトルrxdが請求項の相関ベクトル
C(k)に対応する。次に、逆行列演算装置921により相関行列の推定値((11)式)の逆行列R−1 xxを得る。この逆行列R−1 xxが請求項の逆行列R−1(k,k)に対応する。
【0037】
最後に、行列乗算装置923で相関行列の逆行列R−1 xxと相関ベクトルの推定値rxdとの積を演算することにより重み係数ベクトルWを次式で求める。
【0038】
【数16】
W=〔w1 w2 〕T =R−1 xx・rxd (16)
【0039】
得られた重み係数ベクトルWの各要素w1 ,w2 を用いて各キャリア毎の信号は重み付けされる。即ち、分波器31から出力される各キャリア毎の信号(x11,x12,x13)のそれぞれに重み係数w1 が掛けられ、分波器32から出力される各キャリア毎の信号(x21,x22,x23)のそれぞれに重み係数w2 が掛けられる。そして、重み付けられた各キャリア毎の信号は、合成器60により各キャリア毎に合成される。
【0040】
このときアレーアンテナ1の合成指向性は干渉波の到来方向にヌルが形成されていることから、合成器60の出力には所望波の成分のみが出力される。合成器60から出力された信号x1,x2,x3 は復調器70により各キャリア毎に復調されて符号化データとなる。この符号化データは、並直列変換器80により並直列変換されて、1列の高速符号化データとなる。
【0041】
上述のように、本発明によれば、参照信号を用いておらず、基準シンボルを用いて重み係数を決定しているので、データの伝送効率を低下させることがない。又、本発明によれば複数の到来波の到来時刻が接近している場合であっても、所望の到来波のみを受信することができる。したがって、本発明のアダプティブ受信装置は移動通信における通信品質の劣化の要因である多重波を除去するための技術として非常に有用である。特に、高速通信が可能とされているマルチキャリア伝送方式では、複数のキャリアが用いられることから、同方式の信号を受信する際に本発明のアダプティブ受信装置を用いれば、高速で高品質な通信を行うことが可能となる。
【0042】
また、本発明の方式は、マルチキャリア伝送方式に限らず、例えばテレビ放送やセルラー方式の携帯電話など1つの送信局から複数の周波数の信号を送信し、位相の基準を与える基準信号を用いた無線通信システムであれば適用することができる。
なお、上述の説明では、分波器から出力される信号をすべて用いて重み係数を決定する場合について説明したが、必ずしもすべて用いる必要はなく、一部の信号のみを用いて重み係数を決定しても同様の効果が得られる。また、参照信号はアンテナ素子毎に個別の値を用いているが、全ての素子について同一の参照信号を用いてよい。すなわち、d11=d21, d12=d22, d13=d23としてもよい。
【0043】
(第2実施例)
第1実施例では、重み係数を求める際に逆行列演算を行う必要がある。行列の要素数はアンテナ素子数の2乗に比例することから、アンテナ素子が多くなると逆行列を求めるための演算量が非常に多くなる。逆行列を求める演算を行わずに繰り返し計算により逐次重み係数を制御する方法としてLMS(Least Mean Square )アルゴリズムが知られている。その更新式を次式に示す。
【0044】
【数17】
W(m+1) =W(m) +μ(rxd−Rxx・W(m) ) (17)
ただし、W(m) はm回更新後の重み係数を表し、μはステップサイズと呼ばれる定数である。
図3に、第2実施例として、LMSアルゴリズムに基づいて重み係数を制御する構成の一例を示す。各キャリア毎の信号を分波し、重み付けし、合成し、復調する部分は、第1実施例と全く同一である。又、制御装置90の相関行列推定装置91と相関ベクトル推定装置922は第1実施例のそれと同一である。重み係数演算装置92における相関ベクトル推定装置922以外の部分が上記(17)式を演算するように構成されている。
【0045】
新たな特徴部分では、相関行列の推定値Rxxと相関ベクトルの推定値rxdおよびm回繰り返し計算後の重み係数W(m) を用いてm+1回目の重み係数W(m+1) が演算される。以下に、第2実施例における重み係数更新の手順を詳細に説明する。
【0046】
(1) 相関行列推定装置91により求められた相関行列の推定値Rxxと、遅延装置928により出力される更新前の重み係数W(m) との積RxxW(m) が加算器924で演算される。
(2) 加減算器925により、相関ベクトル推定装置922により求められた相関ベクトルの推定値rxdからRxxW(m) が減算され、rxd−RxxW(m) が演算される。
(3) 乗算器926により、rxd−RxxW(m) にステップサイズμが掛け算され、重み係数の更新量μ(rxd−RxxW(m) )が得られる。
(4) 加算器927により、m回更新時の重み係数W(m) に重みの更新量が加算され、m+1回目の重み係数W(m+1) が得られる。
この重み係数で各キャリア毎の信号に重み付けられる。
【0047】
以上が重み係数の更新一回分の手順であり、次のステップでは得られた重み係数W(m+1) を、遅延装置928によりW(m) として、上記(1) から順に同様な処理を繰り返す。上記の説明は逐次重み係数を制御する最も基本的なアルゴリズムとしてLMSアルゴリズムを例に説明したが、SMI(Sample Matrix Inversion )アルゴリズムやRLS(Recursive Least Squares )アルゴリズムを用いて重み係数を制御してもよい。
【0048】
尚、上記の全ての実施例において、説明を簡単にするために、キャリアの数は3、アンテナ素子の数は2として説明した。しかし、キャリアの数をn、アンテナ素子の数をk(n、kは自然数)としても同様に成立する。第nキャリアに関して、瞬時入力行列Rxxn は(8) に類似のk行k列のマトリックスで表示され、(11)式で表される相関行列の推定値Rxxは、k行k列のマトリックスであり、各成分が瞬時入力行列の各成分のキャリア数nの平均となる。
【0049】
又、第nキャリアに関する瞬時相関ベクトルrxdn は、1行k列の列ベクトルとなり、(15)式で与えられる相関ベクトルの推定値rxdは、1行k列の列ベクトルで各成分が瞬時相関ベクトルの各成分のキャリア数nの平均となる。又、第nキャリアに関する参照信号ベクトルDn(k)は、1行k列の列ベクトルとなる。又、(16)式の重み係数ベクトルは1行k列の列ベクトルとなる。
【0050】
k,nの数は任意であるが、kが多くなる程、多くの不要波を除去でき、またnの数が多い程不要波の除去が精度良く行われる。この一般化した場合においても、重み係数はn個のキャリアのうち、いくつかを用いて演算するようにしても良い。勿論、nは2以上とすることができる。
【0051】
又、上記実施例は、ベースバンドのキャリアの最小周期よりも短い周期でサンプリングして、ベースバンドの波形をディジタル値の時系列データとして扱い、演算を全てコンピュータシステムで行っている。即ち、送信側では、符号化データに基づき各キャリアをPSK、QPSK等で変調をしたn個の波形の瞬時値を入力して逆FFT(高速逆フーリエ変換)した値を時系列で出力することで、周波数多重化されたベースバンド信号を得て、さらに、この信号で搬送波を変調して送信している。受信側では、受信した信号をベースバンド信号に変換し、この信号を時間軸上でサンプリングしてディジタル値に変換している。そして、このディジタル値の一定の時間列をFFTして、各キャリア毎のベースバント信号を得ている。その後、各キャリア毎に復調し、受信符号化してデータを得ている。この方式は、OFDM(直交周波数多重)方式として既に良く知られている。なお、復調方式は、上記の実施例のディジタル方式に限定されることなく、アナログ波形をアナログ回路で処理する方式でも良い。
又、上記実施例では、アンテナとしてアレーアンテナを用いたが、1つのアンテナと複数の遅延回路と分岐回路の直列接続装置を用い、各分岐回路の出力信号を複数の遅延時間差を有した信号としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るアダプティブ通信装置の構成図。
【図2】マルチキャリア伝送システムにおいて基準シンボルの挿入位置を示した説明図。
【図3】本発明の第2実施例に係るアダプティブ通信装置の構成図。
【図4】従来のアダプティブ通信装置の構成図。
【符号の説明】
1…アレイアンテナ
A1,A2…アンテナ素子
31,32…分波器
51,52…重み付け装置
60…合成器
70…復調器
80…並直列変換器
90…制御装置
91…相関行列推定装置
92…重み係数算出装置
921…逆行列演算装置
922…相関ベクトル推定装置
923…行列乗算装置
Claims (3)
- 複数のデータ列をそれぞれ変調すると共に定期的に位相又は同期の基準となる基準シンボルを挿入し、基準シンボルが挿入された複数の変調信号をそれぞれ異なる周波数のキャリアを用いて並列に伝送する伝送システムにて用いられるアダプティブ受信装置において、
信号を受信し複数の遅延時間差を有した信号を出力するアンテナと、
前記アンテナの出力する各信号をそれぞれ複数のキャリア毎に分波する複数の分波器と、
分波器の出力信号にそれぞれ重み付けを行う複数の重み付け装置と、
複数の重み付け装置の出力信号を同一周波数のキャリア毎に合成する複数の合成器と、
複数の分波器の出力信号を取り込み重み付け装置の重み係数を制御するための制御装置とからなり、
前記制御装置は、
受信信号の相関行列を推定するための相関行列推定装置と、
前記相関行列推定装置により推定された相関行列を用いて重み係数を算出する重み係数算出装置とから構成され、
前記相関行列推定装置は、
複数(k個)の分波器から出力される複数(k×n個)のキャリアを用いて各キャリアの周波数毎にk個の要素からなるn個の受信信号ベクトルXn(k)を生成し、次に受信信号ベクトルXn(k)とその共役転置ベクトルの積をとることによりk×k個の要素からなるn個の行列Rn(k,k)を算出し、さらにn個の行列Rn(k,k)を平均する事により相関行列R(k,k)を算出し、
前記重み係数算出装置は、
前記基準シンボルの期間における受信信号であって、複数(k個)の分波器からそれぞれ出力される複数(k×n個)のキャリアを用いて各キャリアの周波数毎にk個の要素からなるn個の受信信号ベクトルX’n(k)を生成するとともに、受信側で予め用意しておいた参照信号を用いてk個の要素からなるn個の参照信号ベクトルDn(k)を生成し、次にn個の基準シンボル期間の受信信号ベクトルX’n(k)とn個の参照信号ベクトルDn(k)との積を各周波数毎に算出することによりk個の要素からなるn個のベクトルCn(k)を生成し、さらにn個のベクトルCn(k)を平均することにより相関ベクトルC(k)を算出する相関ベクトル推定装置を有し、前記相関行列推定装置より出力された相関行列R(k,k)と前記相関ベクトルC(k)とを用いて重み係数を決定するものであって、
前記制御装置は前記基準シンボルの期間に受信された信号と受信側で予め用意した参照信号との誤差が最小となるように重み付け装置を制御することを特徴とするアダプティブ受信装置。 - 前記重み係数算出装置は、
前記相関行列推定装置により推定された相関行列R(k,k)の逆行列R-1(k,k)を演算する逆行列演算装置を有し、その逆行列R-1(k,k)と前記相関ベクトル推定装置により推定された相関ベクトルC(k)との積に基づいて重み係数を決定することを特徴とする請求項1に記載のアダプティブ受信装置。 - 前記重み係数算出装置は、
前記相関行列推定装置により推定された相関行列R(k,k)と前記相関ベクトル推定装置により推定された相関ベクトルC(k)とを用いて、LMS,RLS,SMIのいずれかのアルゴリズムに基づいて重み係数を決定することを特徴とする請求項1に記載のアダプティブ受信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10585998A JP3577944B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | アダプティブ受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10585998A JP3577944B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | アダプティブ受信装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11289212A JPH11289212A (ja) | 1999-10-19 |
JP3577944B2 true JP3577944B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=14418721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10585998A Expired - Fee Related JP3577944B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | アダプティブ受信装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3577944B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040077319A1 (en) * | 2000-09-04 | 2004-04-22 | Hirotaka Koike | Radio base system, sampling error reducing method, and sampling error reducing program |
US7072315B1 (en) | 2000-10-10 | 2006-07-04 | Adaptix, Inc. | Medium access control for orthogonal frequency-division multiple-access (OFDMA) cellular networks |
US6947748B2 (en) | 2000-12-15 | 2005-09-20 | Adaptix, Inc. | OFDMA with adaptive subcarrier-cluster configuration and selective loading |
JP2003037539A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-02-07 | Kojima Press Co Ltd | アダプティブ受信装置 |
JP4309110B2 (ja) * | 2002-09-27 | 2009-08-05 | パナソニック株式会社 | 適応アンテナ無線通信装置 |
JP5230766B2 (ja) * | 2011-03-17 | 2013-07-10 | パナソニック株式会社 | 到来方向推定装置及び到来方向推定方法 |
JP5230779B2 (ja) * | 2011-07-20 | 2013-07-10 | パナソニック株式会社 | 無線通信装置及び無線通信方法 |
CN105486313A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-04-13 | 东南大学 | 一种基于usbl辅助低成本sins系统的定位方法 |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP10585998A patent/JP3577944B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11289212A (ja) | 1999-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3381580B2 (ja) | アダプティブ通信装置 | |
EP1971061B1 (en) | Wireless communication device | |
US7675989B2 (en) | Method and apparatus for uplink carrier frequency synchronization and antenna weight vector estimation in OFDMA system having smart antenna | |
US7801232B2 (en) | Channel estimation method and apparatus in an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) wireless communication system | |
US20100111157A1 (en) | Wireless communication device, wireless communication method, signal processing device, signal processing method, and computer program | |
US20050227735A1 (en) | Methods and systems for transmitting an information signal in a multiple antenna communication system | |
US7899413B2 (en) | Radio apparatus | |
US8867570B2 (en) | Methods of transmitting pilot tones and data in spatial multiplexing transmission | |
JP4405491B2 (ja) | Ofdm信号の受信方法及び受信機 | |
JP2006186732A (ja) | 無線通信装置及び無線通信方法 | |
KR20070017612A (ko) | 다중 안테나를 사용하는 다중반송파 통신 시스템에서 송신경로 보정 장치 및 방법 | |
US20060120487A1 (en) | Frequency offset estimating method and frequency offset correcting apparatus utilizing said method | |
JP2007110664A (ja) | Mimoプリコーディング方式 | |
US8249195B2 (en) | Wireless communication apparatus with a plurality of antenna elements | |
JP3910956B2 (ja) | Ofdm無線通信システムのための伝搬路推定器及びこれを用いた受信装置 | |
JP3577944B2 (ja) | アダプティブ受信装置 | |
JP4190406B2 (ja) | 周波数オフセット推定方法およびそれを利用した周波数オフセット補正装置 | |
JP4869142B2 (ja) | アダプティブアンテナ | |
JP3473393B2 (ja) | アダプティブ受信装置 | |
AU781463B2 (en) | Adaptive array apparatus for correcting phase for forming directional pattern and correction method | |
JP4925418B2 (ja) | 送信装置及び通信システム | |
JP4531579B2 (ja) | 送信装置及び受信装置 | |
JP4287308B2 (ja) | 周波数オフセット推定方法および装置ならびにそれを利用した受信装置 | |
JP3567734B2 (ja) | アダプティブ受信装置 | |
JPH11308129A (ja) | マルチキャリア伝送方法及びアダプティブ受信装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040316 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040511 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040622 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040705 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |