JP3587985B2 - アダプティブアンテナ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は所望波の入射方向のアンテナ利得を上げ、干渉波の入射方向のアンテナ利得が小さくなるように自動的にアンテナ利得を制御するアダプティブアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のアダプティブアンテナとして、例えば「小川 恭孝、菊間 信良、“アダプティブアンテナ理論の進展と今後の展望”、電子情報通信学会論文誌Ｂ−ＩＩ、Ｖｏｌ．Ｊ７５−Ｂ−ＩＩ，Ｎｏ．１１，ｐｐ．７２１−７３２，Ｎｏｖ．１９９２」に示されたものがあり、図１５は上記文献に示された従来のアダプティブアンテナの構成図である。
【０００３】
図１５において、１−１〜１−Ｎは素子アンテナであり、アレーアンテナ１００を構成する。２−１〜２−Ｎは、素子アンテナ１−１〜１−Ｎの受信機であり、３−１〜３−Ｎは受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、４−１〜４−Ｎは入力信号の同相成分および直交成分を生成するＩＱ信号変換器、７０は参照信号を生成する信号生成器、８はＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号と参照信号から荷重を計算する荷重係数計算手段であり、９−１〜９−Ｎは乗算器、１０は合成器である。ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号をｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）とし、これに印加する荷重をｗ１ 〜ｗＮ とする。また、合成後の出力信号をｚ（ｎ）とする。また、図中斜線および２と印を付した経路の信号は、上記同相成分および直交成分の２つの信号成分があることを示している。
【０００４】
図１５を参照して、従来のアダプティブアンテナの動作について説明する。
アダプティブアンテナは、参照信号と相関の高い信号成分を保存して、参照信号と相関の低い成分を抑圧するように自動的にアンテナ利得を制御するものである。図１５の素子アンテナ１−１〜１−Ｎに入射する所望波および干渉波は受信機２−１〜２−Ｎで受信され、Ａ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｎによりディジタル信号に変換され、ＩＱ信号変換器４により同相成分および直交成分に分割される。ここではこの信号を同相成分を実部、直交成分を虚部とする複素信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）で表す。これらの信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）に対して、荷重係数ｗ１ 〜ｗＮ を乗じ、合成器１０により合成して出力信号ｚ（ｎ）を得る。荷重係数計算手段８では、信号生成器７０で生成される参照信号ｄ（ｎ）と信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）から出力信号ｚ（ｎ）と参照信号ｄ（ｎ）の差信号電力が最小化するような荷重係数を計算する。このような荷重値は、次の式（１）により求められる。
【０００５】
【数１】
【０００６】
ここに、肩字の＊は複素共役を示し、Ｔは転置を示す。Ｗは式（２）で示すような荷重係数ｗ１ 〜ｗＮ を要素として持つ列ベクトルであり、Ｘ（ｎ）は式（３）で示すような信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）を要素として持つ列ベクトルである。また、式（４）および式（５）で示すようにＲは相関行列、Ｐは相互相関ベクトルである。
【０００７】
式（４）および式（５）においてＬは平均処理のサンプル数である。このように直接荷重を計算する方法はＳＭＩ（Ｓａｍｐｌｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｖｅｒｓｅ）法とよばれている。式（１）で計算された荷重係数ｗ１ 〜ｗＮ を用いることにより、これを信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）に乗じて合成した出力信号ｚ（ｎ）において参照信号ｄ（ｎ）と相関が低い信号成分は抑圧されて、参照信号と相関の高い成分だけを得ることができる。すなわち、参照信号として所望波と相関の高く干渉波と相関の低い信号を用いれば、アダプティブアンテナはその出力信号に所望波成分だけを抽出することができ、干渉波成分を抑圧した信号を得ることができる。また、この荷重係数を加味したアダプティブアンテナでは、そのアンテナパターンとしては、所望波の入射方向に対してアンテナ利得が高く、干渉波の入射方向のアンテナ利得が低く設定されていることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようにアダプティブアンテナにおいては、参照信号として所望波と相関の強い信号系列を生成して用いることが非常に重要であるが、従来のアダプティブアンテナでは、信号系列が既知であるシステムに適用する場合でも、例えば所望波信号に位相変調が施されている場合等には、既知の信号系列を参照信号として上記従来例に示されるような荷重係数計算手段による荷重係数の設定を行うと、受信信号中の所望波成分の時間的なずれ等により相関性が誤って検出され、適切な荷重係数の設定がされず、十分な性能を得ることができないという課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、参照信号として所望波に含まれる既知の信号系列を用い、既知の信号系列の位置を検出してこの信号部分を抽出し、参照信号との相関を高めて荷重係数計算を行い、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、さらに、適用システムの電波環境の影響を低減した適切な荷重係数の設定が可能な、良好な性能のアダプティブアンテナを得ることを目的とする。
【００１０】
また、通話チャネルの動作開始時、それ以前に作成された制御チャネルにおける周波数オフセット量を用いて受信信号を補正し、通話チャネルの動作開始時から時間遅れなく、所望波成分を保持しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、品質の良好な通話を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るアダプティブアンテナは、ＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する周波数オフセット推定器と、信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、信号抽出手段の出力を周波数ずれ情報信号に基づいて補正して荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段とを備えたものである。
【００１３】
この発明に係るアダプティブアンテナは、上記請求項１に係るアダプティブアンテナにおいて、上記ＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する周波数オフセット推定器と、上記信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、入力された上記周波数ずれ情報信号に周波数ずれ推定誤差分を加味して生成した複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに基づいて上記信号抽出手段の出力を補正して上記荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段と、上記複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに対応する周波数オフセット補正手段からの入力に対して上記荷重係数計算手段で求めた荷重係数における上記合成器の出力信号と上記参照信号との差信号を出力し、上記周波数オフセット補正手段または荷重係数計算手段にフィードバックする減算器とを備え、上記減算器の出力電力が最小となる荷重係数を設定するものである。
【００１４】
この発明に係るアダプティブアンテナは、上記請求項２または請求項３記載のアダプティブアンテナにおいて、上記周波数オフセット推定器の出力する周波数ずれ情報信号に基づいて上記参照信号系列メモリの出力する上記参照信号を補正する周波数オフセット補正手段を備えたものである。
【００１５】
この発明に係るアダプティブアンテナは、上記請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナにおいて、上記信号位置検出器に接続され、上記既知の信号系列が所定の周期で検出されるか否かにより所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたものである。
【００１６】
この発明に係るアダプティブアンテナは、上記請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナにおいて、上記合成器の出力信号が入力され、上記出力信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段における荷重係数設定の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたものである。
【００１７】
この発明に係るアダプティブアンテナは、上記請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナにおいて、減算器により生成した上記合成器の出力信号と上記参照信号との差信号が入力され、上記差信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたものである。
【００１８】
この発明に係るアダプティブアンテナは、上記請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナにおいて、上記荷重係数計算手段は既に求めた相関行列および相互相関ベクトルを保存するメモリを備え、上記信号抽出手段または上記周波数オフセット補正手段からの最新の入力に対する相関行列および相互相関ベクトルを求め、この相関行列および相互相関ベクトルの計算値それぞれに上記メモリに保存された相関行列および相互相関ベクトルの計算値それぞれを所定の割合で加味して求めた相関行列および相互相関ベクトルを用いて荷重係数を算出するものである。
【００２０】
この発明に係るアダプティブアンテナは、制御チャネル系統部は、素子アンテナから構成されるアレーアンテナと、デジタル信号に変換された複数の素子アンテナの受信信号から同相信号および直交信号を出力信号として生成する第１のＩＱ信号変換器と、上記第１のＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する第１の周波数オフセット推定器とを備え、通話チャネル系統部は、単数又は複数の素子アンテナから構成されるアレーアンテナと、デジタル信号に変換された上記複数の素子アンテナの受信信号から同相信号および直交信号を出力信号として生成する第２のＩＱ信号変換器と、所望波と相関の強い既知の信号系列を参照信号として生成する参照信号系列メモリと、上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号と上記参照信号を入力して上記出力信号に含まれる既知の信号系列の位置を検出して位置情報信号を出力する信号位置検出器と、上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号と上記位置情報信号を入力し、上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号から上記位置情報信号に基づいて既知の信号系列が含まれる信号部分を抽出する信号抽出手段と、上記第１の周波数オフセット推定器で推定された周波数オフセット量で初期設定され、上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する第２の周波数オフセット推定器と、上記信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、信号抽出手段の出力を周波数ずれ情報信号に基づいて補正して上記荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段と、上記信号抽出手段の出力と上記参照信号系列メモリで生成された参照信号を入力し、上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号に対し、それぞれを合成して得られる合成出力信号における上記参照信号と相関の低い成分を相対的に抑圧する重みづけとなる荷重係数を算出設定する荷重係数計算手段と、上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号のそれぞれに上記荷重係数計算手段で算出設定した荷重係数を乗算する乗算器と、上記乗算器により重みづけされた上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号のそれぞれを合成する合成器とを備えたものである。
【００２１】
この発明に係るアダプティブアンテナは、第２のＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する第２の周波数オフセット推定器と、信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、入力された上記周波数ずれ情報信号に周波数ずれ推定誤差分を加味して生成した複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに基づいて上記信号抽出手段の出力を補正して上記荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段と、複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに対応する周波数オフセット補正手段からの入力に対して上記荷重係数計算手段で求めた荷重係数における合成器の出力信号と参照信号との差信号を出力し、上記周波数オフセット補正手段または荷重係数計算手段にフィードハックする減算器とを備え、上記減算器の出力電力が最小となる荷重係数を設定するものである。
【００２２】
この発明に係るアダプティブアンテナは、第２の周波数オフセット推定器の出力する周波数ずれ情報信号に基づいて参照信号系列メモリの出力する参照信号を補正する周波数オフセット補正手段を備えたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明のアダプティブアンテナの実施の形態１を示す構成図である。６はＩＱ信号変換器４の出力信号中の既知の信号系列の位置を検出する信号位置検出器であり、１２は信号位置検出器の出力に基づいてＩＱ信号変換器４の出力信号から既知の信号系列が含まれる部分を抽出する信号抽出手段である。また、７は上記既知の信号系列を参照信号として出力する参照信号系列メモリである。ここで、上記既知の信号系列としては、例えば、このアダプティブアンテナをＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の基地局用とする場合には、ＰＨＳ固有のユニークワードを用いることができ、また、一般の２次レーダに適用する場合には、所定の返答信号を用いることができる。
【００２４】
以下、図１を参照して本発明に係る実施の形態１を説明する。ここでは、例えば２次レーダのように、所望波に既知の信号系列が含まれているようなアダプティブアンテナについて説明する。２次レーダは、目標の認識を行うために、目標に対して電波を放射し、これに対して所定の信号を返答する目標を区別するようなレーダである。このような２次レーダに適用するアダプティブアンテナでは、受信信号中に既知の信号系列が含まれるので、ＩＱ信号変換器４の出力信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）を入力とする信号位置検出器６により、既知の信号系列が含まれている位置（タイミング）を検出する。既知の信号系列が含まれる位置は、例えば既知の信号系列と入力信号の相関値を計算し、この相関値のピークから検出することができる。信号抽出手段１２では、信号位置検出器６において検出された信号位置に基づいて、信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）から既知信号系列が含まれている部分だけを抽出する。抽出された信号をｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）とする。参照信号系列メモリ７では、既知の信号系列を蓄えて、これを元に所望波と相関の強い参照信号を生成する。荷重係数計算手段では、式（１）と同様に次の式（６）のように計算する。
【００２５】
【数２】
【００２６】
式（６）において、式（２）で示したようにＷは荷重係数ｗ１ 〜ｗＮ を要素として持つ列ベクトルであり、Ｙ（ｎ）は式（７）で示すような信号ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）を要素として持つ列ベクトルである。また、式（８）および式（９）で示すようにＲは相関行列、Ｐは相互相関ベクトルである。荷重係数計算手段として、ここではＳＭＩ法による荷重係数計算について説明したが、例えば従来の技術の説明で挙げた文献や、「鷹尾 和昭、“アダプティブアンテナの理論体系”、電子情報通信学会論文誌Ｂ−ＩＩ、Ｖｏｌ．Ｊ７５−Ｂ−ＩＩ，Ｎｏ．１１，ｐｐ．７１３−７２０，Ｎｏｖ．１９９２」に示されるように式（６）で与えられる荷重に収束するさまざまな適応アルゴリズムが提案されており、他の適応アルゴリズムにより荷重係数計算を行っても良い。荷重係数計算手段８で求められた荷重は、出力信号ｚ（ｎ）と参照信号ｄ（ｎ）の差分信号電力を最小化する荷重係数であり、この荷重係数を用いることにより、出力信号ｚ（ｎ）において参照信号ｄ（ｎ）と相関が低い信号成分は抑圧されて、参照信号と相関の高い成分だけを得ることができる。
【００２７】
本発明の実施の形態１によるアダプティブアンテナでは、所望波に含まれる既知の信号系列を参照信号として用い、信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）から既知の信号系列の位置を検出して、この信号部分だけを抽出して荷重係数計算を行うので、信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号の相関は極めて高くなり、所望波成分を保存しつつ、干渉波成分だけを有効に抑圧することができる。
【００２８】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２を示す構成図である。実施の形態２では、実施の形態１の構成に加え、信号の周波数変換に基づく周波数誤差を推定する周波数オフセット推定器１１と、周波数オフセット推定器１１で推定された周波数誤差に応じて信号抽出手段で抽出される信号を補正する周波数オフセット補正手段１３を備えている。
【００２９】
実施の形態１で説明したアダプティブアンテナでは、荷重係数計算手段８に入力される信号ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号系列メモリから呼び出される参照信号の周波数は、ダウンコンバート処理などの影響で若干異なっていることがある。このような周波数誤差により、信号の位置合わせを行っていてもｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号ｄ（ｎ）の相関は低下し、アダプティブアンテナの性能が劣化することになる。そこで、この実施の形態では、まずこのような周波数誤差を周波数オフセット推定器１１で推定する。次に、周波数オフセット推定器１１で推定された周波数誤差量だけ信号抽出手段で抽出される信号ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）を補正し、信号ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号の周波数が一致するようにする。これにより、信号ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）が周波数誤差を持つ場合でも、ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号ｄ（ｎ）の相関は低下することなく、アダプティブアンテナは有効な性能を維持することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、周波数オフセット補正手段１３により信号抽出手段１２で抽出される信号に対して周波数誤差の補正を行ったが、図３に示すように周波数オフセット補正手段２１により参照信号ｄ（ｎ）に対して周波数誤差の補正を行い、この結果得られるｄａ （ｎ）を用いて荷重係数計算を行うことによっても、ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号ｄａ （ｎ）の相関の低下がふせげるので、同様にアダプティブアンテナは有効な性能を維持することができる。
【００３１】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３を示す構成図である。実施の形態３では、実施の形態２で示したアダプティブアンテナの構成に加え、参照信号ｄ（ｎ）と出力信号ｚ（ｎ）の差分を求める減算器１４を備えている。
【００３２】
実施の形態３は、周波数オフセット推定器１１による周波数誤差の推定値が誤差を持っている場合でも有効なアダプティブアンテナを得ることを目的としている。まず、周波数オフセット推定器１１の推定値Δｆ１ と推定値に予想される誤差量δだけ増やした値Δｆ１ ＋δまたは予想される誤差量δだけ減らした値Δｆ１ −δに対して、アダプティブアンテナを動作させて出力信号ｚ（ｎ）をそれぞれ求める。アダプティブアンテナの動作とはすなわち、周波数オフセット補正手段１３による補正および荷重係数計算手段８による荷重係数計算と信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）に対する荷重係数による重みづけと合成である。また、予想される誤差量δは設計時の性能評価などから得られる分散値により所定の値を設定する。次にそれぞれの周波数誤差推定値Δｆ１ −δ，Δｆ１ ，Δｆ１ ＋δに対して計算した出力信号ｚ（ｎ）と参照信号との差分を減算器１４により求め、周波数オフセット補正手段１３ではこの差分信号を入力してその電力を求める。
【００３３】
ここで、図５は周波数オフセット誤差量（Ｆｓ）と差分信号電力レベル（対所望波電力比）の関係をシミュレーションにより調べた結果である。周波数オフセット誤差量はシンボルレートＦｓで正規化した。これより、周波数オフセットの推定誤差量が多いほどこの差分信号電力は増加する傾向があることがわかる。
このことから、周波数オフセット補正手段１３では最も小さい差分信号電力に対応する周波数誤差推定値を用いて周波数誤差の補正を行うことにより、周波数オフセット推定値に含まれる誤差の小さい状態での荷重係数設定ができる。
【００３４】
以上説明したように、周波数オフセット推定器１１の周波数誤差推定値が誤差を持っている場合でも、予想される誤差量から推定値を複数設定して出力信号ｚ（ｎ）と参照信号の差分信号の電力が最小となる推定値を用いることにより、さらに精度の良い有効なアダプティブアンテナを得ることができる。
【００３５】
なお、ここでは、複数の周波数誤差推定値Δｆ１ −δ，Δｆ１ ，Δｆ１ ＋δに対して繰り返し出力信号ｚ（ｎ）および差信号ｄ（ｎ）−ｚ（ｎ）を計算して周波数誤差推定値を設定したが、複数の周波数誤差推定値ごとにそれぞれ周波数オフセット補正手段１３、荷重係数計算手段８、乗算器９−１〜９−Ｎ、合成器１０、減算器１４を複数セット備えて、得られる複数の差信号のうち最も小さい電力を持つものに対応する出力信号ｚ（ｎ）を選択するようにしても良い。また、周波数誤差推定値は、Δｆ１ −δ，Δｆ１ ，Δｆ１ ＋δの３つだけでなくいくつ設定しても良い。
【００３６】
さらに、図４では減算器１４の差信号出力を周波数オフセット補正手段１３にフィードバックする構成のものを示したが、荷重係数計算手段８にフィードバックして補正する構成としても良い。
【００３７】
また、本実施の形態では、周波数オフセット補正手段１３により信号抽出手段１２で抽出される信号に対して周波数誤差の補正を行ったが、実施の形態２で示したように周波数オフセット補正手段２１により参照信号ｄ（ｎ）に対して周波数誤差の補正を行い、この結果得られるｄａ （ｎ）を用いて荷重係数計算を行うことによっても、ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号ｄａ （ｎ）の相関の低下がふせげるので、同様にアダプティブアンテナは有効な性能を維持することができる。
【００３８】
実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４を示す構成図である。実施の形態４では、実施の形態１で示したアダプティブアンテナの構成に加え、信号位置検出器６の出力を入力として受信信号の中断を検出する信号中断検出手段１５を備えている。
【００３９】
この実施の形態４は、目標からの入射波（所望波）が途切れた場合にも有効なアダプティブアンテナを得ることを目的としている。例えば、所望波が障害物などのために途切れ、所望波の物体からの反射波や、既知の信号系列を含むような干渉波が入射する場合には、信号位置検出器６において干渉波に含まれる既知の信号系列を検出してしまい、アダプティブアンテナは干渉波の入射方向のアンテナ利得を上げてしまうことになる。
【００４０】
そこで、信号中断検出手段１５により、所望信号の中断を検出して、荷重係数計算手段８が荷重更新を行わないように制御することにより上記のようなアダプティブアンテナの誤動作を押さえることができる。所望信号の中断は、信号位置検出器６で検出する既知の信号系列の時間的な周期を記憶していて、予想される位置で既知の信号系列が検出されないことから検出する。このように、信号中断検出手段１５により既知の信号系列が所定の周期で検出されるか否かにより所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて荷重係数計算手段８における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御することで、目標からの入射波（所望波）が途切れた場合等にも有効なアダプティブアンテナを得ることができる。
【００４１】
なお、この実施の形態４は、実施の形態２若しくは実施の形態３の構成に信号中断検出手段を加えて実施しても同様の効果を得る。
【００４２】
実施の形態５．
図７は、この発明の実施の形態５を示す構成図である。実施の形態５では、実施の形態１で示したアダプティブアンテナの構成に加え、合成器１０の出力を入力として受信信号の中断を検出する信号中断検出手段１５を備えている。
【００４３】
この実施の形態５では、実施の形態４と同様に目標からの入射波（所望波）が途切れた場合にも有効なアダプティブアンテナを得るために、信号中断検出手段１５は所望信号の中断を出力信号ｚ（ｎ）の電力の急峻な変化から検出し、所望信号が中断された場合には、荷重係数計算手段８の荷重更新を中止して荷重を保持する。このようにして、信号中断検出手段１５で入力された合成器１０の出力信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて荷重係数計算手段８における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御するので、アダプティブアンテナの誤動作を避けることができる。
【００４４】
なお、この実施の形態５は、実施の形態２若しくは実施の形態３の構成に信号中断検出手段を加えて実施しても同様の効果を得る。
【００４５】
実施の形態６．
図８は、この発明の実施の形態６を示す構成図である。実施の形態６では、実施の形態１で示したアダプティブアンテナの構成に加え、参照信号ｄ（ｎ）と出力信号ｚ（ｎ）の差分を求める減算器１４と減算器１４の出力を入力として受信信号の中断を検出する信号中断検出手段１５を備えている。
【００４６】
この実施の形態６では、実施の形態４および実施の形態５と同様に目標からの入射波（所望波）が途切れた場合にも有効なアダプティブアンテナを得るために、信号中断検出手段１５は所望信号の中断を差信号ｄ（ｎ）−ｚ（ｎ）の電力の急峻な変化から検出し、所望信号が中断された場合には、荷重係数計算手段８の荷重更新を中止して荷重を保持する。このようにして、信号中断検出手段１５では入力された減算器１４により生成した合成器１０の出力信号と参照信号との差信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段８における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御するので、アダプティブアンテナの誤動作を避けることができる。
【００４７】
なお、この実施の形態６は、実施の形態２若しくは実施の形態３の構成に減算器と信号中断検出手段を加えて実施しても同様の効果を得る。
【００４８】
実施の形態７．
図９は、この発明の実施の形態７を示す構成図である。実施の形態７では、実施の形態１で示したアダプティブアンテナの構成に加え、荷重係数計算手段８で得られる相関行列および相互相関ベクトル計算結果を記憶する相関行列メモリ１６を備えている。
【００４９】
荷重係数計算手段８において、式（８）と式（９）で示したように相関行列および相互相関ベクトルの計算が必要であるが、この導出において平均処理操作が必要となる。ここで、Ｌは平均処理のためのサンプル数であるが、統計的性質を十分に得るためにＬはある程度多い方が良い。しかし、１回の既知の信号系列の検出に対して、平均処理のサンプル数Ｌは最大でも既知の信号系列に含まれるサンプル数までしかとれない。既知の信号系列が短い場合には、求められる荷重係数は信号の統計的な性質を反映できず、アダプティブアンテナは十分な性能を得られないことになる。これに対して、実施の形態７では荷重係数計算手段８においては、図１０に示すようなフローに従って、相関行列メモリ１６との間で相関行列Ｒと相互相関ベクトルＰの保存と読み出しを行って、過去の既知の信号系列のサンプルをも取り込む手法で相関行列および相互相関ベクトルの計算を行い、荷重係数の設定を行う。
【００５０】
図１０に示すように、ステップ２２において既知の信号系列の第ｉ番目の検出値について相関行列Ｒｉ および相互相関ベクトルＰｉ を式（８）および式（９）により計算する。次にステップ２３で、相関行列メモリ１６から保存されている過去の計算結果である相関行列ＲＭ および相互相関ベクトルＰＭ を呼び出す。なお、ｉ＝１（初回）であれば相関行列メモリ１６に保存されている相関行列ＲＭ および相互相関ベクトルＰＭ は無いため、相関行列ＲＭ および相互相関ベクトルＰＭ は０とする。ステップ２４では、上記Ｒｉ とＲＭ およびＰｉ とＰＭ の平均処理を行い、ＲｃｉとＰｃｉを求める。ここで、λは過去の計算結果に対する比重に相当する係数であり、過去のデータの影響を調節でき、影響を小さくするためには小さく設定した方が良く、１より小さい正の数とするのが良い。ステップ２５では、ステップ２４で求めたＲｃｉとＰｃｉから、荷重係数を求める。ステップ２６−１では、ステップ２４で求めたＲｃｉとＰｃｉを相関行列メモリ１６へ相関行列ＲＭ および相互相関ベクトルＰＭ として更新保存する。このように機能させる構成にすることにより、等価的に検出されたすべての既知の信号系列サンプルを利用して相関行列Ｒｃｉおよび相互相関ベクトルＰｃｉを計算し、ステップ２５で荷重値の計算をすることになり、アダプティブアンテナは信号の統計的な性質を反映した荷重係数設定を行うことができる。
【００５１】
なお、上記説明では、ステップ２６−１において、ＲｃｉとＰｃｉを相関行列メモリ１６へ更新保存したが、図１１に示すステップ２６−２のように、既知の信号系列の第ｉ番目の検出値についての相関行列および相互相関ベクトルの計算結果であるＲｉ とＰｉ を相関行列メモリ１６へ相関行列ＲＭ および相互相関ベクトルＰＭ として更新保存するようにしても良い。この場合、ステップ２４では常に最新に検出された既知の信号系列と前回に検出された既知の信号系列に対しての計算結果を用いた計算が実施されることになり、古い信号サンプルの影響を除去することができるので、ステップ２５での荷重値の計算からより新しい電波環境に対応した荷重設定ができる。
また、過去１回分だけの相関行列と相互相関ベクトルだけではなく、適用システムの特徴を考慮して、必要回数分を保存するよう構成しても良い。
【００５２】
実施の形態８．
図１２はこの発明のアダプティブアンテナの実施の形態８を示す構成図である。上記の各実施の形態は、通話を始めるための制御を行う制御チャネルＣｃｈ系統部の制御後に行われる通話を始める通話チャネルＴｃｈ系統部における説明である。この実施の形態８は通話チャネルＴｃｈ系統部の処理に先立って行われる制御チャネルＣｃｈ系統部の制御において推定された周波数オフセット量を通話チャネル系統部で利用して、迅速に最良の品質の通話状態にできるようにしたものである。
【００５３】
上記制御チャネルＣｃｈ系統部は、素子アンテナ１、素子アンテナ１の受信機２、受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３、入力信号の同相成分および直交成分を生成するＩＱ信号変換器４、信号の周波数変換に基づく周波数誤差を推定する第１の周波数オフセット推定器１７を備えている。
【００５４】
また、通話チャネルＴｃｈ系統部は、素子アンテナ１−１〜１−Ｎ、素子アンテナ１−１〜１−Ｎの受信機２−１〜２−Ｎ、受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｎ、入力信号の同相成分および直交成分を出力信号として生成するＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎ、信号の周波数変換に基づく周波数誤差を推定する周波数オフセット推定器１１、所望波と相関の強い既知の信号系列を参照信号として生成する参照信号系列メモリ７、上記ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号と上記参照信号を入力して上記出力信号に含まれる既知の信号系列の位置を検出して位置情報信号を出力する信号位置検出器６と、上記ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号と上記位置情報信号を入力し、上記ＩＱ信号変換器の出力信号から上記位置情報信号に基づいて既知の信号系列が含まれる信号部分を抽出する信号抽出手段１２と、上記ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する第２の周波数オフセット推定器１１と、上記信号抽出手段１２の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、信号抽出手段の出力を周波数ずれ情報信号に基づいて補正して上記荷重係数計算手段８に入力する周波数オフセット補正手段１３と、上記信号抽出手段の出力と上記参照信号を入力し、上記複数の素子アンテナ１−１〜１−Ｎのそれぞれに対する上記ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号に対し、それぞれを合成して得られる合成出力信号における上記参照信号と相関の低い成分を相対的に抑圧する重みづけとなる荷重係数を算出設定する荷重係数計算手段８と、上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記ＩＱ信号変換器の出力信号のそれぞれに上記荷重係数計算手段で算出設定した荷重係数を乗算する乗算器９−１〜９−Ｎと、上記乗算器９−１〜９−Ｎにより重みづけされた上記複数の素子アンテナ１−１〜１−Ｎのそれぞれに対する上記ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号のそれぞれを合成する合成器１０とを備えたものである。
【００５５】
次に図１３のフローチャートに基づいて動作について説明する。
基地局は子機からの接続要求を受信すると（ステップ３１）、受信信号より子機の周波数オフセット量を推定する（ステップ３２）。次いで推定した周波数オフセット量をメモリに保存し（ステップ３３）、使用する通話チャネルＴｃｈを決定し（ステップ３４）、子機に使用する通話チャネルＴｃｈを通知し（ステップ３５）、通話を始めるための制御チャネルＣｃｈを終了する。
【００５６】
上記の制御チャネルＣｃｈを終了し、通話を行う通話チャネルＴｃｈに切り替わると（ステップ３６）、子機から信号を受信し（ステップ３７）、制御チャネルＣｃｈで推定した周波数オフセット量により入力信号を補正し（ステップ３８）、補正した入力信号を参照信号により荷重係数計算を行い（ステップ３９）、荷重係数を出力する（ステップ４０）。以下、この荷重係数を乗算器９−１〜９−ＮでＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号に乗じ、合成器１０により合成して通話チャネルＴｃｈの出力信号ｚ（ｎ）を得る。
【００５７】
なお、上記説明では、周波数オフセットを、ＩＱ信号変換器より推定しているが、ＩＱ信号ではなく、位相情報検出器より推定してもよい。
【００５８】
以上のように、この実施の形態８によれば、通話チャネルＴｃｈの開始時に、それ以前に作成された制御チャネルＣｃｈにおける周波数オフセット量を用いて、受信信号を補正するようにしたことにより、従来は図１４に点線ａで示すように、通話チャネルＴｃｈの開始時から周波数オフセット量を推定するまでに時間を要し、その推定後、受信信号を推定した周波数オフセット量で補正するため、品質の良好な通話を得るまでに時間を要するのに対し、図１４に実線ｂで示すように、通話チャネルＴｃｈの開始時から時間遅れなく受信信号を補正することができ、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、通話チャネルＴｃｈの開始時から品質の良好な通話を得ることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態では、周波数オフセット補正手段１３により信号抽出手段１２で抽出される信号に対して周波数誤差の補正を行ったが、実施の形態２で示したように周波数オフセット補正手段により参照信号ｄ（ｎ）に対して周波数誤差の補正を行い、この結果得られるｄａ （ｎ）を用いて荷重係数計算を行うことによっても、ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号ｄａ （ｎ）の相関の低下がふせげるので、同様にアダプティブアンテナは有効な性能を維持することができる。
【００６０】
実施の形態９．
実施の形態８に実施の形態３における減算器、つまり、周波数オフセット補正手段からの入力に対して荷重係数計算手段で求めた荷重係数における合成器の出力信号と参照信号との差信号を出力し、上記周波数オフセット補正手段または荷重係数計算手段にフィードバックする減算器を設けることにより、より品質の良好な通話を得ることができる。
【００６１】
なお、本実施の形態でも、周波数オフセット補正手段１３により信号抽出手段１２で抽出される信号に対して周波数誤差の補正を行うのではなく、実施の形態２で示したように周波数オフセット補正手段により参照信号ｄ（ｎ）に対して周波数誤差の補正を行い、この結果得られるｄａ （ｎ）を用いて荷重係数計算を行うようにしても、ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号ｄａ （ｎ）の相関の低下がふせげるので、同様にアダプティブアンテナは有効な性能を維持することができる。
【００６３】
【発明の効果】
この発明によるアダプティブアンテナは、ＩＱ信号変換器の出力信号を入力して、上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する周波数オフセット推定器と、信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、信号抽出手段の出力を周波数ずれ情報信号に基づいて補正して荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段とを備えたので、所望波成分と参照信号の周波数がダウンコンバート処理などの影響で若干異なるような周波数誤差により、所望波成分と参照信号の相関が低下するような場合でも、所望波成分を保持しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００６４】
さらに、上記ＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する周波数オフセット推定器と、上記信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、入力された上記周波数ずれ情報信号に周波数ずれ推定誤差分を加味して生成した複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに基づいて上記信号抽出手段の出力を補正して上記荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段と、上記複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに対応する周波数オフセット補正手段からの入力に対して上記荷重係数計算手段で求めた荷重係数における上記合成器の出力信号と上記参照信号との差信号を出力し、上記周波数オフセット補正手段または荷重係数計算手段にフィードバックする減算器とを備え、上記減算器の出力電力が最小となる荷重係数を設定するので、所望波成分と参照信号の周波数がダウンコンバート処理などの影響で若干異なるような周波数誤差により、所望波成分と参照信号の相関が低下するような場合でも、周波数オフセット推定器での周波数ずれ推定誤差を補正して精度を高め、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００６５】
また、上記周波数オフセット推定器の出力する周波数ずれ情報信号に基づいて上記参照信号系列メモリの出力する上記参照信号を補正する周波数オフセット補正手段を備えたことにより、所望波成分と参照信号の周波数がダウンコンバート処理などの影響で若干異なるような周波数誤差により、所望波成分と参照信号の相関が低下するような場合でも、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００６６】
また、上記信号位置検出器に接続され、上記既知の信号系列が所定の周期で検出されるか否かにより所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたので、所望波が途切れた場合等にアダプティブアンテナの誤動作を押さえ、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００６７】
また、上記合成器の出力信号が入力され、上記出力信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたので、所望波が途切れた場合等にアダプティブアンテナの誤動作を押さえ、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００６８】
また、減算器により生成した上記合成器の出力信号と上記参照信号との差信号が入力され、上記差信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたので、所望波が途切れた場合等にアダプティブアンテナの誤動作を押さえ、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００６９】
また、上記荷重係数計算手段は既に求めた相関行列および相互相関ベクトルを保存するメモリを備え、上記信号抽出手段または上記周波数オフセット補正手段からの最新の入力に対する相関行列および相互相関ベクトルを求め、この相関行列および相互相関ベクトルの計算値それぞれに上記メモリに保存された相関行列および相互相関ベクトルの計算値それぞれを所定の割合で加味して求めた相関行列および相互相関ベクトルを用いて荷重係数を算出するので、既知の信号系列が短い場合等で平均処理のためのサンプル数が統計的性質を得られる程多くない場合にも、既に求めた相関行列および相互相関ベクトルの計算値を加味して信号の統計的な性質を反映した荷重係数を算出し、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００７１】
また、通話チャネルＴｃｈによる通話開始後は、通話チャネルＴｃｈに設けた第２の周波数オフセット推定器で推定された周波数オフセット量を用いて、継続して受信信号を補正するように構成したので、継続して品質の良好な通話のできるアダプティブアンテナが得られる効果がある。
【００７２】
また、制御チャネルＣｃｈで推定した周波数オフセット量を用いる構成に、複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに対応する周波数オフセット補正手段からの入力に対して荷重係数計算手段で求めた荷重係数における合成器の出力信号と参照信号との差信号を出力し、上記周波数オフセット補正手段または荷重係数計算手段にフィードバックする減算器を備える構成としたので、より品質の良好な通話のできるアダプティブアンテナが得られる効果がある。
【００７３】
また、制御チャネルＣｃｈで推定した周波数オフセット量を用いる構成に、第２の周波数オフセット推定器の出力する周波数ずれ情報信号に基づいて参照信号系列メモリの出力する参照信号を補正する周波数オフセット補正手段を備える構成としたので、所望波成分と参照信号の周波数がダウンコンバート処理などの影響で若干異なるような周波数誤差により、所望波成分と参照信号の相関が低下するような場合でも、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図５】周波数オフセット誤差量と差分信号電力の関係を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態４を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図７】この発明の実施の形態５を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図８】この発明の実施の形態６を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図９】この発明の実施の形態７を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図１０】荷重係数計算手段の処理フローを示す図である。
【図１１】荷重係数計算手段の処理フローを示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態８を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態８の処理フローを示す図である。
【図１４】通話チャネルの通話開始時の通話状態図である。
【図１５】従来のアダプティブアンテナを示す構成図である。
【符号の説明】
１，１−１〜１−Ｎ 素子アンテナ、２，２−１〜２−Ｎ 受信機、４，４−１〜４−Ｎ ＩＱ信号変換器、６ 信号位置検出器、７ 参照信号系列メモリ、８ 荷重係数計算手段、９−１〜９−Ｎ 乗算器、１０ 合成器、１１，１７ 周波数オフセット推定器、１２ 信号抽出手段、１３，２１ 周波数オフセット補正手段、１４ 減算器、１５ 信号中断検出手段、１６ 相関行列メモリ、７０ 信号生成器、１００ アレーアンテナ、Ｃｃｈ 制御チャネル系統部、Ｔｃｈ 通話チャネル系統部。
【発明の属する技術分野】
この発明は所望波の入射方向のアンテナ利得を上げ、干渉波の入射方向のアンテナ利得が小さくなるように自動的にアンテナ利得を制御するアダプティブアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のアダプティブアンテナとして、例えば「小川 恭孝、菊間 信良、“アダプティブアンテナ理論の進展と今後の展望”、電子情報通信学会論文誌Ｂ−ＩＩ、Ｖｏｌ．Ｊ７５−Ｂ−ＩＩ，Ｎｏ．１１，ｐｐ．７２１−７３２，Ｎｏｖ．１９９２」に示されたものがあり、図１５は上記文献に示された従来のアダプティブアンテナの構成図である。
【０００３】
図１５において、１−１〜１−Ｎは素子アンテナであり、アレーアンテナ１００を構成する。２−１〜２−Ｎは、素子アンテナ１−１〜１−Ｎの受信機であり、３−１〜３−Ｎは受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、４−１〜４−Ｎは入力信号の同相成分および直交成分を生成するＩＱ信号変換器、７０は参照信号を生成する信号生成器、８はＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号と参照信号から荷重を計算する荷重係数計算手段であり、９−１〜９−Ｎは乗算器、１０は合成器である。ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号をｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）とし、これに印加する荷重をｗ１ 〜ｗＮ とする。また、合成後の出力信号をｚ（ｎ）とする。また、図中斜線および２と印を付した経路の信号は、上記同相成分および直交成分の２つの信号成分があることを示している。
【０００４】
図１５を参照して、従来のアダプティブアンテナの動作について説明する。
アダプティブアンテナは、参照信号と相関の高い信号成分を保存して、参照信号と相関の低い成分を抑圧するように自動的にアンテナ利得を制御するものである。図１５の素子アンテナ１−１〜１−Ｎに入射する所望波および干渉波は受信機２−１〜２−Ｎで受信され、Ａ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｎによりディジタル信号に変換され、ＩＱ信号変換器４により同相成分および直交成分に分割される。ここではこの信号を同相成分を実部、直交成分を虚部とする複素信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）で表す。これらの信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）に対して、荷重係数ｗ１ 〜ｗＮ を乗じ、合成器１０により合成して出力信号ｚ（ｎ）を得る。荷重係数計算手段８では、信号生成器７０で生成される参照信号ｄ（ｎ）と信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）から出力信号ｚ（ｎ）と参照信号ｄ（ｎ）の差信号電力が最小化するような荷重係数を計算する。このような荷重値は、次の式（１）により求められる。
【０００５】
【数１】
ここに、肩字の＊は複素共役を示し、Ｔは転置を示す。Ｗは式（２）で示すような荷重係数ｗ１ 〜ｗＮ を要素として持つ列ベクトルであり、Ｘ（ｎ）は式（３）で示すような信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）を要素として持つ列ベクトルである。また、式（４）および式（５）で示すようにＲは相関行列、Ｐは相互相関ベクトルである。
【０００７】
式（４）および式（５）においてＬは平均処理のサンプル数である。このように直接荷重を計算する方法はＳＭＩ（Ｓａｍｐｌｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｖｅｒｓｅ）法とよばれている。式（１）で計算された荷重係数ｗ１ 〜ｗＮ を用いることにより、これを信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）に乗じて合成した出力信号ｚ（ｎ）において参照信号ｄ（ｎ）と相関が低い信号成分は抑圧されて、参照信号と相関の高い成分だけを得ることができる。すなわち、参照信号として所望波と相関の高く干渉波と相関の低い信号を用いれば、アダプティブアンテナはその出力信号に所望波成分だけを抽出することができ、干渉波成分を抑圧した信号を得ることができる。また、この荷重係数を加味したアダプティブアンテナでは、そのアンテナパターンとしては、所望波の入射方向に対してアンテナ利得が高く、干渉波の入射方向のアンテナ利得が低く設定されていることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようにアダプティブアンテナにおいては、参照信号として所望波と相関の強い信号系列を生成して用いることが非常に重要であるが、従来のアダプティブアンテナでは、信号系列が既知であるシステムに適用する場合でも、例えば所望波信号に位相変調が施されている場合等には、既知の信号系列を参照信号として上記従来例に示されるような荷重係数計算手段による荷重係数の設定を行うと、受信信号中の所望波成分の時間的なずれ等により相関性が誤って検出され、適切な荷重係数の設定がされず、十分な性能を得ることができないという課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、参照信号として所望波に含まれる既知の信号系列を用い、既知の信号系列の位置を検出してこの信号部分を抽出し、参照信号との相関を高めて荷重係数計算を行い、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、さらに、適用システムの電波環境の影響を低減した適切な荷重係数の設定が可能な、良好な性能のアダプティブアンテナを得ることを目的とする。
【００１０】
また、通話チャネルの動作開始時、それ以前に作成された制御チャネルにおける周波数オフセット量を用いて受信信号を補正し、通話チャネルの動作開始時から時間遅れなく、所望波成分を保持しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、品質の良好な通話を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るアダプティブアンテナは、ＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する周波数オフセット推定器と、信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、信号抽出手段の出力を周波数ずれ情報信号に基づいて補正して荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段とを備えたものである。
【００１３】
この発明に係るアダプティブアンテナは、上記請求項１に係るアダプティブアンテナにおいて、上記ＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する周波数オフセット推定器と、上記信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、入力された上記周波数ずれ情報信号に周波数ずれ推定誤差分を加味して生成した複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに基づいて上記信号抽出手段の出力を補正して上記荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段と、上記複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに対応する周波数オフセット補正手段からの入力に対して上記荷重係数計算手段で求めた荷重係数における上記合成器の出力信号と上記参照信号との差信号を出力し、上記周波数オフセット補正手段または荷重係数計算手段にフィードバックする減算器とを備え、上記減算器の出力電力が最小となる荷重係数を設定するものである。
【００１４】
この発明に係るアダプティブアンテナは、上記請求項２または請求項３記載のアダプティブアンテナにおいて、上記周波数オフセット推定器の出力する周波数ずれ情報信号に基づいて上記参照信号系列メモリの出力する上記参照信号を補正する周波数オフセット補正手段を備えたものである。
【００１５】
この発明に係るアダプティブアンテナは、上記請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナにおいて、上記信号位置検出器に接続され、上記既知の信号系列が所定の周期で検出されるか否かにより所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたものである。
【００１６】
この発明に係るアダプティブアンテナは、上記請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナにおいて、上記合成器の出力信号が入力され、上記出力信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段における荷重係数設定の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたものである。
【００１７】
この発明に係るアダプティブアンテナは、上記請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナにおいて、減算器により生成した上記合成器の出力信号と上記参照信号との差信号が入力され、上記差信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたものである。
【００１８】
この発明に係るアダプティブアンテナは、上記請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナにおいて、上記荷重係数計算手段は既に求めた相関行列および相互相関ベクトルを保存するメモリを備え、上記信号抽出手段または上記周波数オフセット補正手段からの最新の入力に対する相関行列および相互相関ベクトルを求め、この相関行列および相互相関ベクトルの計算値それぞれに上記メモリに保存された相関行列および相互相関ベクトルの計算値それぞれを所定の割合で加味して求めた相関行列および相互相関ベクトルを用いて荷重係数を算出するものである。
【００２０】
この発明に係るアダプティブアンテナは、制御チャネル系統部は、素子アンテナから構成されるアレーアンテナと、デジタル信号に変換された複数の素子アンテナの受信信号から同相信号および直交信号を出力信号として生成する第１のＩＱ信号変換器と、上記第１のＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する第１の周波数オフセット推定器とを備え、通話チャネル系統部は、単数又は複数の素子アンテナから構成されるアレーアンテナと、デジタル信号に変換された上記複数の素子アンテナの受信信号から同相信号および直交信号を出力信号として生成する第２のＩＱ信号変換器と、所望波と相関の強い既知の信号系列を参照信号として生成する参照信号系列メモリと、上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号と上記参照信号を入力して上記出力信号に含まれる既知の信号系列の位置を検出して位置情報信号を出力する信号位置検出器と、上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号と上記位置情報信号を入力し、上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号から上記位置情報信号に基づいて既知の信号系列が含まれる信号部分を抽出する信号抽出手段と、上記第１の周波数オフセット推定器で推定された周波数オフセット量で初期設定され、上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する第２の周波数オフセット推定器と、上記信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、信号抽出手段の出力を周波数ずれ情報信号に基づいて補正して上記荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段と、上記信号抽出手段の出力と上記参照信号系列メモリで生成された参照信号を入力し、上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号に対し、それぞれを合成して得られる合成出力信号における上記参照信号と相関の低い成分を相対的に抑圧する重みづけとなる荷重係数を算出設定する荷重係数計算手段と、上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号のそれぞれに上記荷重係数計算手段で算出設定した荷重係数を乗算する乗算器と、上記乗算器により重みづけされた上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号のそれぞれを合成する合成器とを備えたものである。
【００２１】
この発明に係るアダプティブアンテナは、第２のＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する第２の周波数オフセット推定器と、信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、入力された上記周波数ずれ情報信号に周波数ずれ推定誤差分を加味して生成した複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに基づいて上記信号抽出手段の出力を補正して上記荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段と、複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに対応する周波数オフセット補正手段からの入力に対して上記荷重係数計算手段で求めた荷重係数における合成器の出力信号と参照信号との差信号を出力し、上記周波数オフセット補正手段または荷重係数計算手段にフィードハックする減算器とを備え、上記減算器の出力電力が最小となる荷重係数を設定するものである。
【００２２】
この発明に係るアダプティブアンテナは、第２の周波数オフセット推定器の出力する周波数ずれ情報信号に基づいて参照信号系列メモリの出力する参照信号を補正する周波数オフセット補正手段を備えたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明のアダプティブアンテナの実施の形態１を示す構成図である。６はＩＱ信号変換器４の出力信号中の既知の信号系列の位置を検出する信号位置検出器であり、１２は信号位置検出器の出力に基づいてＩＱ信号変換器４の出力信号から既知の信号系列が含まれる部分を抽出する信号抽出手段である。また、７は上記既知の信号系列を参照信号として出力する参照信号系列メモリである。ここで、上記既知の信号系列としては、例えば、このアダプティブアンテナをＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の基地局用とする場合には、ＰＨＳ固有のユニークワードを用いることができ、また、一般の２次レーダに適用する場合には、所定の返答信号を用いることができる。
【００２４】
以下、図１を参照して本発明に係る実施の形態１を説明する。ここでは、例えば２次レーダのように、所望波に既知の信号系列が含まれているようなアダプティブアンテナについて説明する。２次レーダは、目標の認識を行うために、目標に対して電波を放射し、これに対して所定の信号を返答する目標を区別するようなレーダである。このような２次レーダに適用するアダプティブアンテナでは、受信信号中に既知の信号系列が含まれるので、ＩＱ信号変換器４の出力信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）を入力とする信号位置検出器６により、既知の信号系列が含まれている位置（タイミング）を検出する。既知の信号系列が含まれる位置は、例えば既知の信号系列と入力信号の相関値を計算し、この相関値のピークから検出することができる。信号抽出手段１２では、信号位置検出器６において検出された信号位置に基づいて、信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）から既知信号系列が含まれている部分だけを抽出する。抽出された信号をｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）とする。参照信号系列メモリ７では、既知の信号系列を蓄えて、これを元に所望波と相関の強い参照信号を生成する。荷重係数計算手段では、式（１）と同様に次の式（６）のように計算する。
【００２５】
【数２】
式（６）において、式（２）で示したようにＷは荷重係数ｗ１ 〜ｗＮ を要素として持つ列ベクトルであり、Ｙ（ｎ）は式（７）で示すような信号ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）を要素として持つ列ベクトルである。また、式（８）および式（９）で示すようにＲは相関行列、Ｐは相互相関ベクトルである。荷重係数計算手段として、ここではＳＭＩ法による荷重係数計算について説明したが、例えば従来の技術の説明で挙げた文献や、「鷹尾 和昭、“アダプティブアンテナの理論体系”、電子情報通信学会論文誌Ｂ−ＩＩ、Ｖｏｌ．Ｊ７５−Ｂ−ＩＩ，Ｎｏ．１１，ｐｐ．７１３−７２０，Ｎｏｖ．１９９２」に示されるように式（６）で与えられる荷重に収束するさまざまな適応アルゴリズムが提案されており、他の適応アルゴリズムにより荷重係数計算を行っても良い。荷重係数計算手段８で求められた荷重は、出力信号ｚ（ｎ）と参照信号ｄ（ｎ）の差分信号電力を最小化する荷重係数であり、この荷重係数を用いることにより、出力信号ｚ（ｎ）において参照信号ｄ（ｎ）と相関が低い信号成分は抑圧されて、参照信号と相関の高い成分だけを得ることができる。
【００２７】
本発明の実施の形態１によるアダプティブアンテナでは、所望波に含まれる既知の信号系列を参照信号として用い、信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）から既知の信号系列の位置を検出して、この信号部分だけを抽出して荷重係数計算を行うので、信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号の相関は極めて高くなり、所望波成分を保存しつつ、干渉波成分だけを有効に抑圧することができる。
【００２８】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２を示す構成図である。実施の形態２では、実施の形態１の構成に加え、信号の周波数変換に基づく周波数誤差を推定する周波数オフセット推定器１１と、周波数オフセット推定器１１で推定された周波数誤差に応じて信号抽出手段で抽出される信号を補正する周波数オフセット補正手段１３を備えている。
【００２９】
実施の形態１で説明したアダプティブアンテナでは、荷重係数計算手段８に入力される信号ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号系列メモリから呼び出される参照信号の周波数は、ダウンコンバート処理などの影響で若干異なっていることがある。このような周波数誤差により、信号の位置合わせを行っていてもｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号ｄ（ｎ）の相関は低下し、アダプティブアンテナの性能が劣化することになる。そこで、この実施の形態では、まずこのような周波数誤差を周波数オフセット推定器１１で推定する。次に、周波数オフセット推定器１１で推定された周波数誤差量だけ信号抽出手段で抽出される信号ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）を補正し、信号ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号の周波数が一致するようにする。これにより、信号ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）が周波数誤差を持つ場合でも、ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号ｄ（ｎ）の相関は低下することなく、アダプティブアンテナは有効な性能を維持することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、周波数オフセット補正手段１３により信号抽出手段１２で抽出される信号に対して周波数誤差の補正を行ったが、図３に示すように周波数オフセット補正手段２１により参照信号ｄ（ｎ）に対して周波数誤差の補正を行い、この結果得られるｄａ （ｎ）を用いて荷重係数計算を行うことによっても、ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号ｄａ （ｎ）の相関の低下がふせげるので、同様にアダプティブアンテナは有効な性能を維持することができる。
【００３１】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３を示す構成図である。実施の形態３では、実施の形態２で示したアダプティブアンテナの構成に加え、参照信号ｄ（ｎ）と出力信号ｚ（ｎ）の差分を求める減算器１４を備えている。
【００３２】
実施の形態３は、周波数オフセット推定器１１による周波数誤差の推定値が誤差を持っている場合でも有効なアダプティブアンテナを得ることを目的としている。まず、周波数オフセット推定器１１の推定値Δｆ１ と推定値に予想される誤差量δだけ増やした値Δｆ１ ＋δまたは予想される誤差量δだけ減らした値Δｆ１ −δに対して、アダプティブアンテナを動作させて出力信号ｚ（ｎ）をそれぞれ求める。アダプティブアンテナの動作とはすなわち、周波数オフセット補正手段１３による補正および荷重係数計算手段８による荷重係数計算と信号ｘ１ （ｎ）〜ｘＮ （ｎ）に対する荷重係数による重みづけと合成である。また、予想される誤差量δは設計時の性能評価などから得られる分散値により所定の値を設定する。次にそれぞれの周波数誤差推定値Δｆ１ −δ，Δｆ１ ，Δｆ１ ＋δに対して計算した出力信号ｚ（ｎ）と参照信号との差分を減算器１４により求め、周波数オフセット補正手段１３ではこの差分信号を入力してその電力を求める。
【００３３】
ここで、図５は周波数オフセット誤差量（Ｆｓ）と差分信号電力レベル（対所望波電力比）の関係をシミュレーションにより調べた結果である。周波数オフセット誤差量はシンボルレートＦｓで正規化した。これより、周波数オフセットの推定誤差量が多いほどこの差分信号電力は増加する傾向があることがわかる。
このことから、周波数オフセット補正手段１３では最も小さい差分信号電力に対応する周波数誤差推定値を用いて周波数誤差の補正を行うことにより、周波数オフセット推定値に含まれる誤差の小さい状態での荷重係数設定ができる。
【００３４】
以上説明したように、周波数オフセット推定器１１の周波数誤差推定値が誤差を持っている場合でも、予想される誤差量から推定値を複数設定して出力信号ｚ（ｎ）と参照信号の差分信号の電力が最小となる推定値を用いることにより、さらに精度の良い有効なアダプティブアンテナを得ることができる。
【００３５】
なお、ここでは、複数の周波数誤差推定値Δｆ１ −δ，Δｆ１ ，Δｆ１ ＋δに対して繰り返し出力信号ｚ（ｎ）および差信号ｄ（ｎ）−ｚ（ｎ）を計算して周波数誤差推定値を設定したが、複数の周波数誤差推定値ごとにそれぞれ周波数オフセット補正手段１３、荷重係数計算手段８、乗算器９−１〜９−Ｎ、合成器１０、減算器１４を複数セット備えて、得られる複数の差信号のうち最も小さい電力を持つものに対応する出力信号ｚ（ｎ）を選択するようにしても良い。また、周波数誤差推定値は、Δｆ１ −δ，Δｆ１ ，Δｆ１ ＋δの３つだけでなくいくつ設定しても良い。
【００３６】
さらに、図４では減算器１４の差信号出力を周波数オフセット補正手段１３にフィードバックする構成のものを示したが、荷重係数計算手段８にフィードバックして補正する構成としても良い。
【００３７】
また、本実施の形態では、周波数オフセット補正手段１３により信号抽出手段１２で抽出される信号に対して周波数誤差の補正を行ったが、実施の形態２で示したように周波数オフセット補正手段２１により参照信号ｄ（ｎ）に対して周波数誤差の補正を行い、この結果得られるｄａ （ｎ）を用いて荷重係数計算を行うことによっても、ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号ｄａ （ｎ）の相関の低下がふせげるので、同様にアダプティブアンテナは有効な性能を維持することができる。
【００３８】
実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４を示す構成図である。実施の形態４では、実施の形態１で示したアダプティブアンテナの構成に加え、信号位置検出器６の出力を入力として受信信号の中断を検出する信号中断検出手段１５を備えている。
【００３９】
この実施の形態４は、目標からの入射波（所望波）が途切れた場合にも有効なアダプティブアンテナを得ることを目的としている。例えば、所望波が障害物などのために途切れ、所望波の物体からの反射波や、既知の信号系列を含むような干渉波が入射する場合には、信号位置検出器６において干渉波に含まれる既知の信号系列を検出してしまい、アダプティブアンテナは干渉波の入射方向のアンテナ利得を上げてしまうことになる。
【００４０】
そこで、信号中断検出手段１５により、所望信号の中断を検出して、荷重係数計算手段８が荷重更新を行わないように制御することにより上記のようなアダプティブアンテナの誤動作を押さえることができる。所望信号の中断は、信号位置検出器６で検出する既知の信号系列の時間的な周期を記憶していて、予想される位置で既知の信号系列が検出されないことから検出する。このように、信号中断検出手段１５により既知の信号系列が所定の周期で検出されるか否かにより所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて荷重係数計算手段８における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御することで、目標からの入射波（所望波）が途切れた場合等にも有効なアダプティブアンテナを得ることができる。
【００４１】
なお、この実施の形態４は、実施の形態２若しくは実施の形態３の構成に信号中断検出手段を加えて実施しても同様の効果を得る。
【００４２】
実施の形態５．
図７は、この発明の実施の形態５を示す構成図である。実施の形態５では、実施の形態１で示したアダプティブアンテナの構成に加え、合成器１０の出力を入力として受信信号の中断を検出する信号中断検出手段１５を備えている。
【００４３】
この実施の形態５では、実施の形態４と同様に目標からの入射波（所望波）が途切れた場合にも有効なアダプティブアンテナを得るために、信号中断検出手段１５は所望信号の中断を出力信号ｚ（ｎ）の電力の急峻な変化から検出し、所望信号が中断された場合には、荷重係数計算手段８の荷重更新を中止して荷重を保持する。このようにして、信号中断検出手段１５で入力された合成器１０の出力信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて荷重係数計算手段８における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御するので、アダプティブアンテナの誤動作を避けることができる。
【００４４】
なお、この実施の形態５は、実施の形態２若しくは実施の形態３の構成に信号中断検出手段を加えて実施しても同様の効果を得る。
【００４５】
実施の形態６．
図８は、この発明の実施の形態６を示す構成図である。実施の形態６では、実施の形態１で示したアダプティブアンテナの構成に加え、参照信号ｄ（ｎ）と出力信号ｚ（ｎ）の差分を求める減算器１４と減算器１４の出力を入力として受信信号の中断を検出する信号中断検出手段１５を備えている。
【００４６】
この実施の形態６では、実施の形態４および実施の形態５と同様に目標からの入射波（所望波）が途切れた場合にも有効なアダプティブアンテナを得るために、信号中断検出手段１５は所望信号の中断を差信号ｄ（ｎ）−ｚ（ｎ）の電力の急峻な変化から検出し、所望信号が中断された場合には、荷重係数計算手段８の荷重更新を中止して荷重を保持する。このようにして、信号中断検出手段１５では入力された減算器１４により生成した合成器１０の出力信号と参照信号との差信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段８における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御するので、アダプティブアンテナの誤動作を避けることができる。
【００４７】
なお、この実施の形態６は、実施の形態２若しくは実施の形態３の構成に減算器と信号中断検出手段を加えて実施しても同様の効果を得る。
【００４８】
実施の形態７．
図９は、この発明の実施の形態７を示す構成図である。実施の形態７では、実施の形態１で示したアダプティブアンテナの構成に加え、荷重係数計算手段８で得られる相関行列および相互相関ベクトル計算結果を記憶する相関行列メモリ１６を備えている。
【００４９】
荷重係数計算手段８において、式（８）と式（９）で示したように相関行列および相互相関ベクトルの計算が必要であるが、この導出において平均処理操作が必要となる。ここで、Ｌは平均処理のためのサンプル数であるが、統計的性質を十分に得るためにＬはある程度多い方が良い。しかし、１回の既知の信号系列の検出に対して、平均処理のサンプル数Ｌは最大でも既知の信号系列に含まれるサンプル数までしかとれない。既知の信号系列が短い場合には、求められる荷重係数は信号の統計的な性質を反映できず、アダプティブアンテナは十分な性能を得られないことになる。これに対して、実施の形態７では荷重係数計算手段８においては、図１０に示すようなフローに従って、相関行列メモリ１６との間で相関行列Ｒと相互相関ベクトルＰの保存と読み出しを行って、過去の既知の信号系列のサンプルをも取り込む手法で相関行列および相互相関ベクトルの計算を行い、荷重係数の設定を行う。
【００５０】
図１０に示すように、ステップ２２において既知の信号系列の第ｉ番目の検出値について相関行列Ｒｉ および相互相関ベクトルＰｉ を式（８）および式（９）により計算する。次にステップ２３で、相関行列メモリ１６から保存されている過去の計算結果である相関行列ＲＭ および相互相関ベクトルＰＭ を呼び出す。なお、ｉ＝１（初回）であれば相関行列メモリ１６に保存されている相関行列ＲＭ および相互相関ベクトルＰＭ は無いため、相関行列ＲＭ および相互相関ベクトルＰＭ は０とする。ステップ２４では、上記Ｒｉ とＲＭ およびＰｉ とＰＭ の平均処理を行い、ＲｃｉとＰｃｉを求める。ここで、λは過去の計算結果に対する比重に相当する係数であり、過去のデータの影響を調節でき、影響を小さくするためには小さく設定した方が良く、１より小さい正の数とするのが良い。ステップ２５では、ステップ２４で求めたＲｃｉとＰｃｉから、荷重係数を求める。ステップ２６−１では、ステップ２４で求めたＲｃｉとＰｃｉを相関行列メモリ１６へ相関行列ＲＭ および相互相関ベクトルＰＭ として更新保存する。このように機能させる構成にすることにより、等価的に検出されたすべての既知の信号系列サンプルを利用して相関行列Ｒｃｉおよび相互相関ベクトルＰｃｉを計算し、ステップ２５で荷重値の計算をすることになり、アダプティブアンテナは信号の統計的な性質を反映した荷重係数設定を行うことができる。
【００５１】
なお、上記説明では、ステップ２６−１において、ＲｃｉとＰｃｉを相関行列メモリ１６へ更新保存したが、図１１に示すステップ２６−２のように、既知の信号系列の第ｉ番目の検出値についての相関行列および相互相関ベクトルの計算結果であるＲｉ とＰｉ を相関行列メモリ１６へ相関行列ＲＭ および相互相関ベクトルＰＭ として更新保存するようにしても良い。この場合、ステップ２４では常に最新に検出された既知の信号系列と前回に検出された既知の信号系列に対しての計算結果を用いた計算が実施されることになり、古い信号サンプルの影響を除去することができるので、ステップ２５での荷重値の計算からより新しい電波環境に対応した荷重設定ができる。
また、過去１回分だけの相関行列と相互相関ベクトルだけではなく、適用システムの特徴を考慮して、必要回数分を保存するよう構成しても良い。
【００５２】
実施の形態８．
図１２はこの発明のアダプティブアンテナの実施の形態８を示す構成図である。上記の各実施の形態は、通話を始めるための制御を行う制御チャネルＣｃｈ系統部の制御後に行われる通話を始める通話チャネルＴｃｈ系統部における説明である。この実施の形態８は通話チャネルＴｃｈ系統部の処理に先立って行われる制御チャネルＣｃｈ系統部の制御において推定された周波数オフセット量を通話チャネル系統部で利用して、迅速に最良の品質の通話状態にできるようにしたものである。
【００５３】
上記制御チャネルＣｃｈ系統部は、素子アンテナ１、素子アンテナ１の受信機２、受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３、入力信号の同相成分および直交成分を生成するＩＱ信号変換器４、信号の周波数変換に基づく周波数誤差を推定する第１の周波数オフセット推定器１７を備えている。
【００５４】
また、通話チャネルＴｃｈ系統部は、素子アンテナ１−１〜１−Ｎ、素子アンテナ１−１〜１−Ｎの受信機２−１〜２−Ｎ、受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｎ、入力信号の同相成分および直交成分を出力信号として生成するＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎ、信号の周波数変換に基づく周波数誤差を推定する周波数オフセット推定器１１、所望波と相関の強い既知の信号系列を参照信号として生成する参照信号系列メモリ７、上記ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号と上記参照信号を入力して上記出力信号に含まれる既知の信号系列の位置を検出して位置情報信号を出力する信号位置検出器６と、上記ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号と上記位置情報信号を入力し、上記ＩＱ信号変換器の出力信号から上記位置情報信号に基づいて既知の信号系列が含まれる信号部分を抽出する信号抽出手段１２と、上記ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する第２の周波数オフセット推定器１１と、上記信号抽出手段１２の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、信号抽出手段の出力を周波数ずれ情報信号に基づいて補正して上記荷重係数計算手段８に入力する周波数オフセット補正手段１３と、上記信号抽出手段の出力と上記参照信号を入力し、上記複数の素子アンテナ１−１〜１−Ｎのそれぞれに対する上記ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号に対し、それぞれを合成して得られる合成出力信号における上記参照信号と相関の低い成分を相対的に抑圧する重みづけとなる荷重係数を算出設定する荷重係数計算手段８と、上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記ＩＱ信号変換器の出力信号のそれぞれに上記荷重係数計算手段で算出設定した荷重係数を乗算する乗算器９−１〜９−Ｎと、上記乗算器９−１〜９−Ｎにより重みづけされた上記複数の素子アンテナ１−１〜１−Ｎのそれぞれに対する上記ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号のそれぞれを合成する合成器１０とを備えたものである。
【００５５】
次に図１３のフローチャートに基づいて動作について説明する。
基地局は子機からの接続要求を受信すると（ステップ３１）、受信信号より子機の周波数オフセット量を推定する（ステップ３２）。次いで推定した周波数オフセット量をメモリに保存し（ステップ３３）、使用する通話チャネルＴｃｈを決定し（ステップ３４）、子機に使用する通話チャネルＴｃｈを通知し（ステップ３５）、通話を始めるための制御チャネルＣｃｈを終了する。
【００５６】
上記の制御チャネルＣｃｈを終了し、通話を行う通話チャネルＴｃｈに切り替わると（ステップ３６）、子機から信号を受信し（ステップ３７）、制御チャネルＣｃｈで推定した周波数オフセット量により入力信号を補正し（ステップ３８）、補正した入力信号を参照信号により荷重係数計算を行い（ステップ３９）、荷重係数を出力する（ステップ４０）。以下、この荷重係数を乗算器９−１〜９−ＮでＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号に乗じ、合成器１０により合成して通話チャネルＴｃｈの出力信号ｚ（ｎ）を得る。
【００５７】
なお、上記説明では、周波数オフセットを、ＩＱ信号変換器より推定しているが、ＩＱ信号ではなく、位相情報検出器より推定してもよい。
【００５８】
以上のように、この実施の形態８によれば、通話チャネルＴｃｈの開始時に、それ以前に作成された制御チャネルＣｃｈにおける周波数オフセット量を用いて、受信信号を補正するようにしたことにより、従来は図１４に点線ａで示すように、通話チャネルＴｃｈの開始時から周波数オフセット量を推定するまでに時間を要し、その推定後、受信信号を推定した周波数オフセット量で補正するため、品質の良好な通話を得るまでに時間を要するのに対し、図１４に実線ｂで示すように、通話チャネルＴｃｈの開始時から時間遅れなく受信信号を補正することができ、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、通話チャネルＴｃｈの開始時から品質の良好な通話を得ることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態では、周波数オフセット補正手段１３により信号抽出手段１２で抽出される信号に対して周波数誤差の補正を行ったが、実施の形態２で示したように周波数オフセット補正手段により参照信号ｄ（ｎ）に対して周波数誤差の補正を行い、この結果得られるｄａ （ｎ）を用いて荷重係数計算を行うことによっても、ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号ｄａ （ｎ）の相関の低下がふせげるので、同様にアダプティブアンテナは有効な性能を維持することができる。
【００６０】
実施の形態９．
実施の形態８に実施の形態３における減算器、つまり、周波数オフセット補正手段からの入力に対して荷重係数計算手段で求めた荷重係数における合成器の出力信号と参照信号との差信号を出力し、上記周波数オフセット補正手段または荷重係数計算手段にフィードバックする減算器を設けることにより、より品質の良好な通話を得ることができる。
【００６１】
なお、本実施の形態でも、周波数オフセット補正手段１３により信号抽出手段１２で抽出される信号に対して周波数誤差の補正を行うのではなく、実施の形態２で示したように周波数オフセット補正手段により参照信号ｄ（ｎ）に対して周波数誤差の補正を行い、この結果得られるｄａ （ｎ）を用いて荷重係数計算を行うようにしても、ｙ１ （ｎ）〜ｙＮ （ｎ）に含まれる所望波成分と参照信号ｄａ （ｎ）の相関の低下がふせげるので、同様にアダプティブアンテナは有効な性能を維持することができる。
【００６３】
【発明の効果】
この発明によるアダプティブアンテナは、ＩＱ信号変換器の出力信号を入力して、上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する周波数オフセット推定器と、信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、信号抽出手段の出力を周波数ずれ情報信号に基づいて補正して荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段とを備えたので、所望波成分と参照信号の周波数がダウンコンバート処理などの影響で若干異なるような周波数誤差により、所望波成分と参照信号の相関が低下するような場合でも、所望波成分を保持しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００６４】
さらに、上記ＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する周波数オフセット推定器と、上記信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、入力された上記周波数ずれ情報信号に周波数ずれ推定誤差分を加味して生成した複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに基づいて上記信号抽出手段の出力を補正して上記荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段と、上記複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに対応する周波数オフセット補正手段からの入力に対して上記荷重係数計算手段で求めた荷重係数における上記合成器の出力信号と上記参照信号との差信号を出力し、上記周波数オフセット補正手段または荷重係数計算手段にフィードバックする減算器とを備え、上記減算器の出力電力が最小となる荷重係数を設定するので、所望波成分と参照信号の周波数がダウンコンバート処理などの影響で若干異なるような周波数誤差により、所望波成分と参照信号の相関が低下するような場合でも、周波数オフセット推定器での周波数ずれ推定誤差を補正して精度を高め、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００６５】
また、上記周波数オフセット推定器の出力する周波数ずれ情報信号に基づいて上記参照信号系列メモリの出力する上記参照信号を補正する周波数オフセット補正手段を備えたことにより、所望波成分と参照信号の周波数がダウンコンバート処理などの影響で若干異なるような周波数誤差により、所望波成分と参照信号の相関が低下するような場合でも、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００６６】
また、上記信号位置検出器に接続され、上記既知の信号系列が所定の周期で検出されるか否かにより所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたので、所望波が途切れた場合等にアダプティブアンテナの誤動作を押さえ、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００６７】
また、上記合成器の出力信号が入力され、上記出力信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたので、所望波が途切れた場合等にアダプティブアンテナの誤動作を押さえ、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００６８】
また、減算器により生成した上記合成器の出力信号と上記参照信号との差信号が入力され、上記差信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて上記荷重係数計算手段における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたので、所望波が途切れた場合等にアダプティブアンテナの誤動作を押さえ、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００６９】
また、上記荷重係数計算手段は既に求めた相関行列および相互相関ベクトルを保存するメモリを備え、上記信号抽出手段または上記周波数オフセット補正手段からの最新の入力に対する相関行列および相互相関ベクトルを求め、この相関行列および相互相関ベクトルの計算値それぞれに上記メモリに保存された相関行列および相互相関ベクトルの計算値それぞれを所定の割合で加味して求めた相関行列および相互相関ベクトルを用いて荷重係数を算出するので、既知の信号系列が短い場合等で平均処理のためのサンプル数が統計的性質を得られる程多くない場合にも、既に求めた相関行列および相互相関ベクトルの計算値を加味して信号の統計的な性質を反映した荷重係数を算出し、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【００７１】
また、通話チャネルＴｃｈによる通話開始後は、通話チャネルＴｃｈに設けた第２の周波数オフセット推定器で推定された周波数オフセット量を用いて、継続して受信信号を補正するように構成したので、継続して品質の良好な通話のできるアダプティブアンテナが得られる効果がある。
【００７２】
また、制御チャネルＣｃｈで推定した周波数オフセット量を用いる構成に、複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに対応する周波数オフセット補正手段からの入力に対して荷重係数計算手段で求めた荷重係数における合成器の出力信号と参照信号との差信号を出力し、上記周波数オフセット補正手段または荷重係数計算手段にフィードバックする減算器を備える構成としたので、より品質の良好な通話のできるアダプティブアンテナが得られる効果がある。
【００７３】
また、制御チャネルＣｃｈで推定した周波数オフセット量を用いる構成に、第２の周波数オフセット推定器の出力する周波数ずれ情報信号に基づいて参照信号系列メモリの出力する参照信号を補正する周波数オフセット補正手段を備える構成としたので、所望波成分と参照信号の周波数がダウンコンバート処理などの影響で若干異なるような周波数誤差により、所望波成分と参照信号の相関が低下するような場合でも、所望波成分を保存しつつ干渉波成分だけを有効に抑圧でき、良好な性能のアダプティブアンテナを得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図５】周波数オフセット誤差量と差分信号電力の関係を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態４を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図７】この発明の実施の形態５を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図８】この発明の実施の形態６を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図９】この発明の実施の形態７を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図１０】荷重係数計算手段の処理フローを示す図である。
【図１１】荷重係数計算手段の処理フローを示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態８を示すアダプティブアンテナの構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態８の処理フローを示す図である。
【図１４】通話チャネルの通話開始時の通話状態図である。
【図１５】従来のアダプティブアンテナを示す構成図である。
【符号の説明】
１，１−１〜１−Ｎ 素子アンテナ、２，２−１〜２−Ｎ 受信機、４，４−１〜４−Ｎ ＩＱ信号変換器、６ 信号位置検出器、７ 参照信号系列メモリ、８ 荷重係数計算手段、９−１〜９−Ｎ 乗算器、１０ 合成器、１１，１７ 周波数オフセット推定器、１２ 信号抽出手段、１３，２１ 周波数オフセット補正手段、１４ 減算器、１５ 信号中断検出手段、１６ 相関行列メモリ、７０ 信号生成器、１００ アレーアンテナ、Ｃｃｈ 制御チャネル系統部、Ｔｃｈ 通話チャネル系統部。
Claims (10)
- 複数の素子アンテナから構成されるアレーアンテナと、デジタル信号に変換された上記複数の素子アンテナの受信信号から同相信号および直交信号を出力信号として生成するＩＱ信号変換器と、所望波と相関の強い既知の信号系列を参照信号として生成する参照信号系列メモリと、上記ＩＱ信号変換器の出力信号と上記参照信号を入力して上記出力信号に含まれる既知の信号系列の位置を検出して位置情報信号を出力する信号位置検出器と、上記ＩＱ信号変換器の出力信号と上記位置情報信号を入力し、上記ＩＱ信号変換器の出力信号から上記位置情報信号に基づいて既知の信号系列が含まれる信号部分を抽出する信号抽出手段と、上記信号抽出手段の出力と上記参照信号を入力し、上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記ＩＱ信号変換器の出力信号に対し、それぞれを合成して得られる合成出力信号における上記参照信号と相関の低い成分を相対的に抑圧する重みづけとなる荷重係数を算出設定する荷重係数計算手段と、上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記ＩＱ信号変換器の出力信号のそれぞれに上記荷重係数計算手段で算出設定した荷重係数を乗算する乗算器と、上記乗算器により重みづけされた上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記ＩＱ信号変換器の出力信号のそれぞれを合成する合成器と、上記ＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する周波数オフセット推定器と、上記信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、信号抽出手段の出力を周波数ずれ情報信号に基づいて補正して上記荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段とを備えたアダプティブアンテナ。
- 複数の素子アンテナから構成されるアレーアンテナと、デジタル信号に変換された上記複数の素子アンテナの受信信号から同相信号および直交信号を出力信号として生成するＩＱ信号変換器と、所望波と相関の強い既知の信号系列を参照信号として生成する参照信号系列メモリと、上記ＩＱ信号変換器の出力信号と上記参照信号を入力して上記出力信号に含まれる既知の信号系列の位置を検出して位置情報信号を出力する信号位置検出器と、上記ＩＱ信号変換器の出力信号と上記位置情報信号を入力し、上記ＩＱ信号変換器の出力信号から上記位置情報信号に基づいて既知の信号系列が含まれる信号部分を抽出する信号抽出手段と、上記信号抽出手段の出力と上記参照信号を入力し、上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記ＩＱ信号変換器の出力信号に対し、それぞれを合成して得られる合成出力信号における上記参照信号と相関の低い成分を相対的に抑圧する重みづけとなる荷重係数を算出設定する荷重係数計算手段と、上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記ＩＱ信号変換器の出力信号のそれぞれに上記荷重係数計算手段で算出設定した荷重係数を乗算する乗算器と、上記乗算器により重みづけされた上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記ＩＱ信号変換器の出力信号のそれぞれを合成する合成器と、上記ＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する周波数オフセット推定器と、上記信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、入力された上記周波数ずれ情報信号に周波数ずれ推定誤差分を加味して生成した複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに基づいて上記信号抽出手段の出力を補正して上記荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段と、上記複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに対応する周波数オフセット補正手段からの入力に対して上記荷重係数計算手段で求めた荷重係数における合成器の出力信号と上記参照信号との差信号を出力し、上記周波数オフセット補正手段または荷重係数計算手段にフィードバックする減算器とを備え、上記減算器の出力電力が最小となる荷重係数を設定するアダプティブアンテナ。
- 周波数オフセット補正手段は周波数オフセット推定器の出力する周波数ずれ情報信号に基づいて参照信号系列メモリの出力する参照信号を補正することを特徴とする請求項１または請求項２記載のアダプティブアンテンナ。
- 信号位置検出器に接続され、既知の信号系列が所定の周期で検出されるか否かにより所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて荷重係数計算手段における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナ。
- 合成器の出力信号が入力され、上記出力信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて荷重係数計算手段における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナ。
- 減算器により生成した合成器の出力信号と参照信号との差信号が入力され、上記差信号の電力の変化の仕方から所望波の存続・中断を検知し、上記検知に基づいて荷重係数計算手段における荷重係数の算出設定の更新の実施・中止を制御する信号中断検出手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナ。
- 荷重係数計算手段は既に求めた相関行列および相互相関ベクトルを保存するメモリを備え、信号抽出手段または周波数オフセット補正手段からの最新の入力に対する相関行列および相互相関ベクトルを求め、この相関行列および相互相関ベクトルの計算値それぞれに上記メモリに保存された相関行列および相互相関ベクトルの計算値それぞれを所定の割合で加味して求めた相関行列および相互相関ベクトルを用いて荷重係数を算出することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナ。
- 通話を始めるための制御を行う制御チャネル系統部と、この制御チャネル系統部の制御後、上記制御チャネル系統部に設けられた周波数オフセット推定器からの周波数ずれ情報信号に基づいて周波数オフセットを補正して通話を始める通話チャネル系統部とを備えたアダプティブアンテナにおいて、
制御チャネル系統部は、素子アンテナから構成されるアレーアンテナと、デジタル信号に変換された複数の素子アンテナの受信信号から同相信号および直交信号を出力信号として生成する第１のＩＱ信号変換器と、上記第１のＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する第１の周波数オフセット推定器とを備え、
通話チャネル系統部は、単数又は複数の素子アンテナから構成されるアレーアンテナと、デジタル信号に変換された上記複数の素子アンテナの受信信号から同相信号および直交信号を出力信号として生成する第２のＩＱ信号変換器と、所望波と相関の強い既知の信号系列を参照信号として生成する参照信号系列メモリと、上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号と上記参照信号を入力して上記出力信号に含まれる既知の信号系列の位置を検出して位置情報信号を出力する信号位置検出器と、上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号と上記位置情報信号を入力し、上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号から上記位置情報信号に基づいて既知の信号系列が含まれる信号部分を抽出する信号抽出手段と、上記第１の周波数オフセット推定器で推定された周波数オフセット量で初期設定され上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する第２の周波数オフセット推定器と、上記信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、信号抽出手段の出力を周波数ずれ情報信号に基づいて補正して上記荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段と、上記信号抽出手段の出力と上記参照信号系列メモリで生成された参照信号を入力し、上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号に対し、それぞれを合成して得られる合成出力信号における上記参照信号と相関の低い成分を相対的に抑圧する重みづけとなる荷重係数を算出設定する荷重係数計算手段と、上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号のそれぞれに上記荷重係数計算手段で算出設定した荷重係数を乗算する乗算器と、上記乗算器により重みづけされた上記複数の素子アンテナのそれぞれに対する上記第２のＩＱ信号変換器の出力信号のそれぞれを合成する合成器とを備えたことを特徴とするアダプティブアンテナ。 - 第２のＩＱ信号変換器の出力信号を入力して上記出力信号の所定の周波数からの周波数ずれを推定し、周波数ずれ情報信号を出力する第２の周波数オフセット推定器と、信号抽出手段の出力と上記周波数ずれ情報信号を入力し、入力された上記周波数ずれ情報信号に周波数ずれ推定誤差分を加味して生成した複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに基づいて上記信号抽出手段の出力を補正して上記荷重係数計算手段に入力する周波数オフセット補正手段と、複数の周波数ずれ情報信号のそれぞれに対応する周波数オフセット補正手段からの入力に対して上記荷重係数計算手段で求めた荷重係数における合成器の出力信号と参照信号との差信号を出力し、上記周波数オフセット補正手段または荷重係数計算手段にフィードハックする減算器とを備え、上記減算器の出力電力が最小となる荷重係数を設定することを特徴とする請求項８記載のアダプティブアンテナ。
- 周波数オフセット補正手段は第２の周波数オフセット推定器の出力する周波数ずれ情報信号に基づいて参照信号系列メモリの出力する参照信号を補正することを特徴とする請求項８または請求項９記載のアダプティブアンテナ。
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