JP3601598B2 - 適応アンテナ受信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、適応アンテナ受信装置に関し、特に、複数のパス(マルチパス)を経由して到来する希望信号を受信してレイク合成を行うための適応アンテナ受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
CDMA(Code Division Multiple Access:符号分割多元接続)方式は、加入者容量を大幅に増大させることができる無線伝送方式として注目されている。このCDMA方式の通信システムにおいて使用されるCDMA適応アンテナ受信装置は、例えば、王、河野、今井による「スペクトル拡散多元接続のための拡散処理利得を用いたTDLアダプティブアレーアンテナ」(電子情報通信学会論文誌 Vol.J75−BII,No.11,pp.815−825,1992)および田中、三木、佐和橋による「DS−CDMAにおける判定帰還型コヒーレント適応ダイバーシチの特性」(電子情報通信学会、無線通信システム研究会技術報告書 RCS96−102,1996年11月)等に記載されている。
【0003】
この種のCDMA適応アンテナ受信装置は、上記文献に記載されているように、アンテナ重みを適応制御する際、逆拡散後に抽出した重み制御誤差信号を用いて、受信SIR(Signal to Interference Ratio:希望波信号電力対干渉波信号電力比)を最大にするようにアンテナ指向性パターンを形成し、それによって干渉除去を行っている。
【0004】
図7は、従来のCDMA適応アンテナ受信装置の一例の構成を示すブロック図である。受信アンテナの数をN(Nは2以上の整数)、マルチパスの数をL(Lは1以上の整数)とし、第kユーザ(kは1以上の整数)に対するCDMA適応アンテナ受信装置について説明する。
【0005】
図7のCDMA適応アンテナ受信装置は、第kユーザに対応するものであって、N個の受信アンテナ71−1〜71−N、サーチャー72、パス数Lのマルチパスに対応したL個の信号処理部73−1〜73−L、加算器74、判定器75、参照信号生成回路76、スイッチ77および減算器78で構成されている。
【0006】
各マルチパスに対応したL個の信号処理部73−1〜73−Lは、それぞれ同一構成である。詳述すると、信号処理部73−1〜73−Lは、遅延器731−1〜731−L、N個の逆拡散回路732−1−1〜732−L−N、アンテナ重み付け合成回路733−1〜733−L、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−L、初期重み生成部735−1〜735−L、伝送路推定回路736−1〜736−L、複素共役回路737−1〜737−Lおよび乗算器738−1〜738−L、739−1〜739−Lで構成されている。
【0007】
サーチャー72は、N個の受信アンテナ71−1〜71−Nで受信した信号を使って、L個のマルチパスの遅延時間を検出し、各マルチパスの遅延時間のタイミングを遅延器731−1〜731−Lと初期重み生成部735−1〜735−Lに通知する。ここで各マルチパスの遅延時間のタイミングは、すべての受信アンテナ71−1〜71−Nで共通に使用するように遅延器731−1〜731−Lに設定される。これはN個のそれぞれの受信アンテナ71−1〜71−Nは、受信信号が相関を有するように近接して配置されているので、N個のそれぞれの受信アンテナ71−1〜71−Nの遅延プロファイルはすべて同じとみなすことができるからである。
【0008】
遅延器731−1〜731−Lは、N個の受信アンテナ71−1〜71−Nで受信した信号をL個のそれぞれのマルチパスに対応して遅延させる。これにより受信信号は、第1パスから第Lパスまでに区別される。遅延器731−1〜731−Lから出力された受信信号は、逆拡散回路732−1−1〜732−L−Nにより逆拡散された後、アンテナ重み付け合成回路733−1〜733−Lとアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lに送られる。
【0009】
初期重み生成部735−1〜735−Lは、サーチャー72からパスが新たに割り当てられたときやパスタイミングが大きく変化したとき、初期重みを生成し、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lに設定する。
【0010】
図8は、アンテナ重み付け合成回路733−1〜733−Lの構成を示すブロック図である。アンテナ重み付け合成回路733−1〜733−Lはそれぞれ同一構成であり、乗算器81−1〜81−Nおよび加算器82で構成されている。
【0011】
説明を簡単にするために、以下では、信号処理部73−1についてのみ説明するが、他の信号処理部73−2〜73−Nについても同様である。
【0012】
アンテナ重み付け合成回路733−1では、逆拡散回路732−1−1〜732−1−Nにより逆拡散された受信信号に、乗算器81−1〜81−Nによりアンテナ重み適応制御部734−1で生成したアンテナ重みが掛けられ、その結果が加算器82により加算されて重み付け合成される。その合成信号は、図7の伝送路推定回路736−1と乗算器738−1に送られる。アンテナ重み付け合成回路733−1は、受信アンテナ71−1〜71−Nの受信信号の振幅、位相を制御することで希望信号に利得を有し、干渉を抑圧して受信するようにアレーアンテナの指向性を形成する。
【0013】
図7に戻ると、伝送路推定回路736−1は、アンテナ重み付け合成回路733−1の出力を使って、伝送路歪みを推定する。推定された伝送路歪みは、複素共役回路737−1と乗算器739−1に送られる。
【0014】
複素共役回路737−1は、伝送路推定回路736−1により推定した伝送路歪みの複素共役を生成する。複素共役回路737−1で生成された伝送路歪みの複素共役を乗算器738−1により、アンテナ重み付け合成回路733−1の出力に掛けることにより、伝送路歪みを補償する。
【0015】
伝送路歪みを補償した乗算器738−1の出力と信号処理部73−2〜73−Lの乗算器738−2〜738−Lからの出力とを加算器74により加算することにより、レイク合成が行われる。その合成出力は、減算器78と判定器75に入力される。
【0016】
判定器75の出力は、第kユーザの受信シンボルとして出力されるだけでなく、既知のパイロット信号以外の受信時も参照信号として使用するため、スイッチ77にも送られる。
【0017】
参照信号生成回路76は、既知のパイロット信号を生成する。
【0018】
スイッチ77は、パイロット信号受信時には参照信号生成回路76の出力を選択し、パイロット信号以外の受信時には判定器75の受信シンボルの出力を選択して減算器78に送る。
【0019】
減算器78は、スイッチ77の参照信号の出力から加算器74のレイク合成出力を減算して共通誤差信号を生成する。この共通誤差信号に乗算器739−1により、伝送路推定回路736−1により推定した伝送路歪みを乗算する。その結果は、アンテナ重み適応制御部734−1に送られる。
【0020】
アンテナ重み適応制御部734−1は、乗算器739−1により伝送路歪みが乗じられた誤差信号と逆拡散回路732−1−1〜732−1−Nにより出力されたアンテナ受信信号とを用いて、誤差信号の2乗平均が最小となるようにアンテナ重みを制御する。ここで、アンテナ重み適応制御部734−1で使用される適応更新アルゴリズムは、例えばLMS(Least Mean Square)アルゴリズムを用いることができる。
【0021】
図9は、図7の従来のCDMA適応アンテナ受信装置を用いた場合のフィンガー(パス)を新しく割り当てるときのフローチャートである。従来のフィンガーを新しく割り当てるときのフローチャートは、既存フィンガーの有無に関わらず、新しく割り当てられたフィンガーの初期重み生成部735−1〜735−Lで生成したアンテナ重みを初期値としてアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lに設定する(ステップS901)。
【0022】
図10は、図7の従来のCDMA適応アンテナ受信装置を用いた場合のフィンガーのパスタイミングが大きく変化したときのフローチャートである。従来のフィンガーのパスタイミングが大きく変化したときのフローチャートのステップS1001とステップS1002は、本発明のステップS301(図3)とステップS302(図3)と同じであるが、フィンガーのパスタイミングがXTチップ以上変化した場合、そのフィンガーの初期重み生成部735−1〜735−Lで生成したアンテナ重みを初期値としてアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lに設定する(ステップS1003)。
【0023】
一般に適応アンテナの初期重み生成部735−1〜735−Lで生成される初期重みの決定方法には二通りある。一つは無指向性重みのような所定の初期重みとする方法、もう一つは受信アンテナ71−1〜71−Nで受信した信号を使って、初期重みを推定する方法である。
【0024】
受信アンテナ71−1〜71−Nで受信した信号を使って、初期重みを推定する方法は、例えば、各アンテナ受信信号から伝送路推定を行い、それを初期重みとする方法、MUSICやESPRITなどの到来方向推定アルゴリズムを用いて希望波の到来方向を推定し、それを初期重みとする方法(MUSICは例えば、R.O.Schmidt:“Multiple Emitter Location and Signal Parameter Estimation”,IEEE Trans.Vol.AP−34,No.3,pp.276−280(1986 March)、ESPRITは例えば、R.Roy and T.Kailath:“ESPRIT−Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques”,IEEE Trans.Vol.ASSP−37,pp.984−995(1989 July)を参照。)、さらにはマルチビームを用いて受信品質の高いビームを選択し、それを初期重みとする方法がある。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の適応アンテナ受信装置には、次のような問題点がある。
【0026】
即ち、各パス毎にそれぞれビームを形成する適応アンテナにおいて、陸上移動通信のようにパスが頻繁に生成、消滅する環境では、パス生成毎、あるいはパスタイミング変更毎に無指向性を初期重みとしていたのでは特性が劣化するという点である。
【0027】
その理由は、無指向性を初期重みとした方法では、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lで使用される適応更新アルゴリズムのアンテナ重みの最適値までの収束時間が長いからである。
【0028】
また、受信アンテナ71−1〜71−Nで受信した信号を使って、伝送路推定や希望波の到来方向を推定したり、受信品質の高いビームを選択して初期重みとする方法では、短時間に高精度な初期重みを推定することが難しく、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lで生成されるような干渉にヌルを向ける最適アンテナ重みまでの収束時間が長くなるという問題もある。
【0029】
さらにまた、パス生成毎、あるいはパスタイミング変更毎に初期重みを計算するための演算量が大きくなるという問題もある。
【0030】
本発明は、以上の問題点を解決する適応アンテナ受信装置を提供することを目的とする。
【0031】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、パス毎にそれぞれビームを形成する適応アンテナ受信装置において、フィンガーを新たに割り当てるときやフィンガーのパスタイミングが大きく変化したとき、既に形成されているフィンガーのアンテナ重みの中から選択された最も確からしい受信品質の高いアンテナ重みを継承するようにしたことを特徴とする適応アンテナ受信装置が得られる。
【0032】
本発明の適応アンテナ受信装置では、アンテナ重み付け合成回路の出力を利用して、最大のSIRをもった既存フィンガーを選択し、当該選択されたフィンガーのアンテナ重みを最も確からしいアンテナ重みとして、新たなフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーに継承させることができる。
【0033】
また、本発明の適応アンテナ受信装置では、アンテナ重み付け合成回路の出力を利用して、最大の信号電力をもった既存フィンガーを選択し、当該選択されたフィンガーのアンテナ重みを最も確からしいアンテナ重みとして、新たなフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーに継承させることができる。
【0034】
また、本発明の適応アンテナ受信装置では、アンテナ重み適応制御部のアンテナ重みを利用して、信号到来方向の利得が最大である既存フィンガーを選択し、当該選択されたフィンガーのアンテナ重みを最も確からしいアンテナ重みとして、新たなフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーに継承させることができる。
【0035】
また、本発明の適応アンテナ受信装置では、アンテナ重み適応制御部のアンテナ重みを利用して、アンテナ重みのノルムが最大である既存フィンガーを選択し、当該選択されたフィンガーのアンテナ重みを最も確からしいアンテナ重みとして、新たなフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーに継承させることができる。
【0036】
さらに本発明の適応アンテナ受信装置では、サーチャーから通知されるパスタイミングを利用して、遅延時間が最短のパスタイミングの既存フィンガーを選択し、当該選択されたフィンガーのアンテナ重みを最も確からしいアンテナ重みとして、新たなフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーに継承させることができる。
【0037】
さらにまた、本発明の適応アンテナ受信装置では、サーチャーから通知されるパスタイミングを利用して、パスの継続時間が最長の既存フィンガーを選択し、当該選択されたフィンガーのアンテナ重みを最も確からしいアンテナ重みとして、新たなフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーに継承させることができる。
【0038】
【作用】
本発明による適応アンテナ受信装置は、図1に示されるように、サーチャー72からフィンガー(パス)を新たに割り当てるときやフィンガーのパスタイミングが大きく変化したとき、アンテナ重み継承処理部11において、既存フィンガーのSIR測定部12−1〜12−Lで測定したSIRの中で最大SIRをもったフィンガーのアンテナ重みをアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lから抽出し、新たに割り当てられたフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーのアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lに設定することを特徴とする。これにより、各パス毎にそれぞれビームを形成する適応アンテナにおいて、フィンガーを新たに割り当てるときやフィンガーのパスタイミングが大きく変化したとき、既に形成されているフィンガーのアンテナ重みを初期値に用いることで、適応更新の開始直後で受信品質の高い指向性を実現でき、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lで使用される適応更新アルゴリズムのアンテナ重みの収束時間を短くすることができる。また、初期重み生成部735−1〜735−Lで計算するための演算量を削減することができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0040】
図1は、本発明の一実施の形態に係るCDMA適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。受信アンテナの数をN(Nは2以上の整数)、マルチパスの数をL(Lは1以上の整数)とし、第kユーザ(kは1以上の整数)に対するCDMA適応アンテナ受信装置について説明する。
【0041】
図1のCDMA適応アンテナ受信装置は、第kユーザに対応するものであって、N個の受信アンテナ71−1〜71−N、サーチャー72、パス数Lのマルチパスに対応したL個の信号処理部73−1〜73−L、加算器74、判定器75、参照信号生成回路76、スイッチ77、減算器78およびアンテナ重み継承処理部11で構成されている。
【0042】
各マルチパスに対応したL個の信号処理部73−1〜73−Lはそれぞれ同一構成であり、遅延器731−1〜731−L、N個の逆拡散回路732−1−1〜732−L−N、アンテナ重み付け合成回路733−1〜733−L、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−L、初期重み生成部735−1〜735−L、伝送路推定回路736−1〜736−L、複素共役回路737−1〜737−L、乗算器738−1〜738−L、739−1〜739−LおよびSIR測定部12−1〜12−Lで構成されている。
【0043】
サーチャー72は、N個の受信アンテナ71−1〜71−Nで受信した信号を使って、L個のマルチパスの遅延時間を検出し、各マルチパスの遅延時間のタイミングを遅延器731−1〜731−L、初期重み生成部735−1〜735−Lおよびアンテナ重み継承処理部11に通知する。ここで各マルチパスの遅延時間のタイミングはすべての受信アンテナ71−1〜71−Nで共通に使用するように遅延器731−1〜731−Lに設定される。これはN個のそれぞれの受信アンテナ71−1〜71−Nは、受信信号が相関を有するように近接して配置されているので、N個のそれぞれの受信アンテナ71−1〜71−Nの遅延プロファイルはすべて同じとみなすことができるからである。
【0044】
遅延器731−1〜731−Lは、N個の受信アンテナ71−1〜71−Nで受信した信号をL個のそれぞれのマルチパスに対応して遅延させる。これにより受信信号は、第1パスから第Lパスまでに区別される。遅延器731−1〜731−Lから出力された受信信号は逆拡散回路732−1−1〜732−L−Nにより逆拡散された後、アンテナ重み付け合成回路733−1〜733−Lとアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lに送られる。
【0045】
初期重み生成部735−1〜735−Lは、初期重みを生成し、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lに設定する。
【0046】
アンテナ重み付け合成回路733−1〜733−Lは、従来と同じ構成である。即ち、図8に示されるように、乗算器81−1〜81−Nおよび加算器82で構成されている。
【0047】
説明を簡単にするために、以下では、信号処理部73−1を例にとり説明するが、他の信号処理部73−2〜73−Nも同様である。
【0048】
アンテナ重み付け合成回路733−1では、逆拡散回路732−1−1〜732−1−Nにより逆拡散された受信信号に、乗算器81−1〜81−Nによりアンテナ重み適応制御部734−1で生成したアンテナ重みが掛けられ、その結果が加算器82により加算されて重み付け合成され、図1の伝送路推定回路736−1、乗算器738−1およびSIR測定部12−1に送られる。アンテナ重み付け合成回路733−1は、受信アンテナ71−1〜71−Nの受信信号の振幅、位相を制御することで希望信号に利得を有し、干渉を抑圧して受信するようにアレーアンテナの指向性を形成する。
【0049】
伝送路推定回路736−1は、アンテナ重み付け合成回路733−1の出力を使って、伝送路歪みを推定し、推定された伝送路歪みは、複素共役回路737−1と乗算器739−1に送られる。
【0050】
複素共役回路737−1は、伝送路推定回路736−1により推定した伝送路歪みの複素共役を生成する。複素共役回路737−1で生成された伝送路歪みの複素共役を乗算器738−1により、アンテナ重み付け合成回路733−1の出力に掛けることにより、伝送路歪みを補償する。伝送路歪みを補償した乗算器738−1の出力と他の信号処理部73−2〜73−Lの乗算器738−2〜738−Lからの出力とを、加算器74により加算することにより、レイク合成が行われ、その結果が減算器78と判定器75に入力される。
【0051】
判定器75の出力は、第kユーザの受信シンボルとして出力されるだけでなく、既知のパイロット信号以外の受信時も参照信号として使用するため、スイッチ77にも送られる。
【0052】
参照信号生成回路76は、既知のパイロット信号を生成する。
【0053】
スイッチ77は、パイロット信号受信時には参照信号生成回路76の出力を選択し、パイロット信号以外の受信時には判定器75の受信シンボルの出力を選択して減算器78に送る。
【0054】
減算器78は、スイッチ77の参照信号の出力から加算器74のレイク合成出力を減算して共通誤差信号を生成する。この共通誤差信号に、乗算器739−1により、伝送路推定回路736−1により推定した伝送路歪みを乗算する。その結果は、アンテナ重み適応制御部734−1に送られる。
【0055】
アンテナ重み適応制御部734−1は、乗算器739−1により伝送路歪みが乗じられた誤差信号と逆拡散回路732−1−1〜732−1−Nにより出力されたアンテナ受信信号を用いて、誤差信号の2乗平均が最小となるようにアンテナ重みを制御する。
【0056】
SIR測定部12−1〜12−Lは、アンテナ重み付け合成回路733−1〜733−Lの出力を用いて、任意の時間平均したSIRを測定し、その測定結果をアンテナ重み継承処理部11に通知する。ここでの平均時間は、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lで適用する適応更新アルゴリズムのループ時定数相当が好ましい。
【0057】
サーチャー72からフィンガーを新たに割り当てるときやフィンガーのパスタイミングが大きく変化したとき、アンテナ重み継承処理部11では、既存フィンガーのSIR測定部12−1〜12−Lで測定したSIRの中で最大SIRをもったフィンガーのアンテナ重みをアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lから抽出し、新たに割り当てられたフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーのアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lに設定する。SIR最大のフィンガーのアンテナ重みを用いる理由は、パスの受信品質が高く(パスが強く)、その情報を用いて生成したアンテナ重みは高精度である可能性が高いためである。アンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lで使用される適応更新アルゴリズムは、アンテナ重み継承処理部11から出力されるアンテナ重み、もしくは初期重み生成部735−1〜735−Lから出力されるアンテナ重みを初期値として適応更新を行う。
【0058】
次に、本実施の形態のCDMA適応アンテナ受信装置の動作について、図を参照して説明する。ここでは特に図1に示されたアンテナ重み継承処理部11について詳細に説明する。
【0059】
陸上移動通信のマクロセル環境においては、移動局から発した電波はまず移動局周辺のビルや建物などの地形や地物により反射、回折、散乱し、ほぼ同じ到来角をもったパスとして基地局に到来するのが一般的である。従って、フィンガー(パス)を新たに割り当てるときやフィンガーのパスタイミングが大きく変化したとき、既に形成されているフィンガーのアンテナ重みを初期値に用いても問題ない場合が多い。この方法により、適応更新の開始直後に受信品質の高い指向性を実現でき、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lで使用される適応更新アルゴリズムのアンテナ重みの収束時間を短くすることができる。また、初期重み生成部735−1〜735−Lで計算するための演算量を削減することができる。
【0060】
図2は、フィンガーを新しく割り当てるときのアンテナ重み継承処理部11の動作を説明するためのフローチャートである。フィンガーを新しく割り当てるときのアンテナ重み継承処理部11では、図2に示されるように、まず始めに既存フィンガーが存在するかどうか判断する(ステップS201)。既存フィンガーが存在しない場合、新しく割り当てられたフィンガーの初期重み生成部735−1〜735−Lで生成したアンテナ重みを初期値としてアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lに設定する(ステップS202)。既存フィンガーが存在する場合、既存フィンガーのSIR測定部12−1〜12−Lで測定したSIRの中で最大SIRをもったフィンガーのアンテナ重みをアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lから抽出し、それを初期値として新しく割り当てられたフィンガーのアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lに設定する(ステップS203)。
【0061】
図3は、フィンガーのパスタイミングが大きく変化したときのアンテナ重み継承処理部11の動作を説明するためのフローチャートである。フィンガーのパスタイミングが大きく変化したときのアンテナ重み継承処理部11では、図3に示されるように、フィンガーのパスタイミングがXTチップ以上変化したかどうか判断する(ステップS301)。フィンガーのパスタイミングがXTチップ未満変化した場合、そのフィンガーは継続的に存在していることを意味しているので、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lのアンテナ重みをそのまま使用する(ステップS302)。フィンガーのパスタイミングがXTチップ以上変化した場合、既存フィンガーのSIR測定部12−1〜12−Lで測定したSIRの中で最大SIRをもったフィンガーのアンテナ重みをアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lから抽出し、それを初期値としてパスタイミングが変化したフィンガーのアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lに設定する(ステップS303)。
【0062】
このように各パス毎にそれぞれビームを形成する適応アンテナにおいて、フィンガーを新たに割り当てるときやフィンガーのパスタイミングが大きく変化したとき、既に形成されているフィンガーのアンテナ重みを初期値に用いれば、適応更新の開始直後で受信品質の高い指向性を実現でき、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lで使用される適応更新アルゴリズムのアンテナ重みの収束時間を短くすることができる。また、初期重み生成部735−1〜735−Lで計算するための演算量を削減することができる。
【0063】
(発明の他の実施の形態)
前述の実施の形態では、新たなフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーで継承するアンテナ重みにできるだけ高精度なものを用いるために既に形成されているフィンガーの選択基準として、アンテナ重み付け合成回路733−1〜733−Lの出力を利用して、最大のSIRをもった既存フィンガーを選択するようにしているが、最大の信号電力をもった既存フィンガーを選択する方法も考えられる。
【0064】
図4は、最大の信号電力をもった既存フィンガーを選択する方法を用いたときの、本発明の他の実施の形態に係るCDMA適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。信号電力測定部41−1〜41−Lは、図1のSIR測定部12−1〜12−Lと同様にアンテナ重み付け合成回路733−1〜733−Lの出力を用いて、任意の時間平均した信号電力を測定し、その測定結果をアンテナ重み継承処理部11に通知する。
【0065】
また、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lのアンテナ重みを直接利用して、信号の到来方向の利得が最大である既存フィンガーを選択したり、アンテナ重みのノルムが最大である既存フィンガーを選択する方法も考えられる。
【0066】
図5は、信号の到来方向の利得が最大である既存フィンガーを選択したり、アンテナ重みのノルムが最大である既存フィンガーを選択する方法を用いたときの、本発明の他の実施の形態に係るCDMA適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。信号の到来方向の利得が最大である既存フィンガーを選択する方法を用いたときのアンテナ重み尤度処理部51−1〜51−Lは、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lのアンテナ重みを用いて、任意の時間平均した信号の到来方向の利得を測定し、その測定結果をアンテナ重み継承処理部11に通知する。アンテナ重みのノルムが最大である既存フィンガーを選択する方法を用いたときのアンテナ重み尤度処理部51−1〜51−Lは、アンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lのアンテナ重みを用いて、任意の時間平均したアンテナ重みのノルムを測定し、その測定結果をアンテナ重み継承処理部11に通知する。
【0067】
さらに、サーチャー72から通知されるパスタイミングを利用して、レベルの高い直接波の可能性がある遅延時間の最短のパスタイミングの既存フィンガーを選択したり、パスの継続時間が最長の既存フィンガーを選択してもよい。
【0068】
図6は、遅延時間の最短のパスタイミングの既存フィンガーを選択したり、パスの継続時間が最長の既存フィンガーを選択する方法を用いたときの、本発明の他の実施の形態に係るCDMA適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。遅延時間の最短のパスタイミングの既存フィンガーを選択する方法を用いたときのパスタイミング比較部61は、サーチャー72から通知されるパスタイミングをアンテナ重み継承処理部11に通知する。パスの継続時間が最長の既存フィンガーを選択する方法を用いたときのパスタイミング比較部61は、サーチャー72から通知されるパスタイミングを用いて、パスの継続時間を測定し、その測定結果をアンテナ重み継承処理部11に通知する。
【0069】
以上、CDMA方式の適応アンテナ受信装置について説明してきたが、本発明は、複数到来波を分離することができるCDMA方式以外の適応アンテナ受信装置、例えば、TDMA(Time Division Multiple Access:時間分割多元接続)方式やFDMA(Frequency Division Multiple Access:周波数分割多元接続)方式の適応アンテナ受信装置にも適用可能である。
【0070】
また、上記実施の形態の説明では、各パス毎にそれぞれビームを形成するためにアンテナ重み適応制御部734−1〜734−Lで使用される適応更新アルゴリズムとしてLMS方式の例を挙げたが、他のアルゴリズム、例えば、RLS(Recursive Least Square)アルゴリズムやSMI(Sample Matrix Inversion)アルゴリズムを用いるアンテナ重み適応制御部を有する適応アンテナ受信装置でも本発明は適用可能である。
【0071】
【発明の効果】
本発明の第1の効果は、各パス毎にそれぞれビームを形成する適応アンテナにおいて、フィンガーを新たに割り当てるときやフィンガーのパスタイミングが大きく変化したとき、既に形成されているフィンガーのアンテナ重みを初期値に用いることで、適応更新の開始直後で受信品質の高い指向性を実現でき、アンテナ重み適応制御部で使用される適応更新アルゴリズムのアンテナ重みの収束時間を短くすることができることである。
【0072】
本発明の第2の効果は、初期重み生成部で計算するための演算量を削減することができることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るCDMA適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図2】フィンガーを新しく割り当てるときの図1のアンテナ重み継承処理部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図3】フィンガーのパスタイミングが大きく変化したときの図1のアンテナ重み継承処理部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係るCDMA適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係るCDMA適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態に係るCDMA適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図7】従来のCDMA適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図8】アンテナ重み付け合成回路の構成を示すブロック図である。
【図9】フィンガーを新しく割り当てるときの図7のCDMA適応アンテナ受信装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図10】フィンガーのパスタイミングが大きく変化したときの図7のCDMA適応アンテナ受信装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
11 アンテナ重み継承処理部
12−1〜12−L SIR測定部
41−1〜41−L 信号電力測定部
51−1〜51−L アンテナ重み尤度処理部
61 パスタイミング比較部
71−1〜71−N 受信アンテナ
72 サーチャー
73−1〜73−L 信号処理部
731−1〜731−L 遅延器
732−1−1〜732−L−N 逆拡散回路
733−1〜733−L アンテナ重み付け合成回路
734−1〜734−L アンテナ重み適応制御部
735−1〜735−L 初期重み生成部
736−1〜736−L 伝送路推定回路
737−1〜737−L 複素共役回路
738−1〜738−L,739−1〜739−L 乗算器
74 加算器
75 判定器
76 参照信号生成回路
77 スイッチ
78 減算器
81−1〜81−N 乗算器
82 加算器
Claims (7)
- パス毎にそれぞれビームを形成する適応アンテナ受信装置において、フィンガーを新たに割り当てるときやフィンガーのパスタイミングが大きく変化したとき、既に形成されているフィンガーのアンテナ重みの中から選択された最も確からしい受信品質の高いアンテナ重みを継承するようにしたことを特徴とする適応アンテナ受信装置。
- アンテナ重み付け合成回路の出力を利用して、最大のSIRをもった既存フィンガーを選択し、当該選択されたフィンガーのアンテナ重みを最も確からしいアンテナ重みとして、新たなフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーに継承させるようにしたことを特徴とする請求項1の適応アンテナ受信装置。
- アンテナ重み付け合成回路の出力を利用して、最大の信号電力をもった既存フィンガーを選択し、当該選択されたフィンガーのアンテナ重みを最も確からしいアンテナ重みとして、新たなフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーに継承させるようにしたことを特徴とする請求項1の適応アンテナ受信装置。
- アンテナ重み適応制御部のアンテナ重みを利用して、信号到来方向の利得が最大である既存フィンガーを選択し、当該選択されたフィンガーのアンテナ重みを最も確からしいアンテナ重みとして、新たなフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーに継承させるようにしたことを特徴とする請求項1の適応アンテナ受信装置。
- アンテナ重み適応制御部のアンテナ重みを利用して、アンテナ重みのノルムが最大である既存フィンガーを選択し、当該選択されたフィンガーのアンテナ重みを最も確からしいアンテナ重みとして、新たなフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーに継承させるようにしたことを特徴とする請求項1の適応アンテナ受信装置。
- サーチャーから通知されるパスタイミングを利用して、遅延時間が最短のパスタイミングの既存フィンガーを選択し、当該選択されたフィンガーのアンテナ重みを最も確からしいアンテナ重みとして、新たなフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーに継承させるようにしたことを特徴とする請求項1の適応アンテナ受信装置。
- サーチャーから通知されるパスタイミングを利用して、パスの継続時間が最長の既存フィンガーを選択し、当該選択されたフィンガーのアンテナ重みを最も確からしいアンテナ重みとして、新たなフィンガーやパスタイミングが大きく変化したフィンガーに継承させるようにしたことを特徴とする請求項1の適応アンテナ受信装置。
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