JP3625958B2 - データ受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ受信装置に関し、特に位相回転増幅された後の各アンテナの受信信号の間の位相差を小さくし、より高い受信性能を実現するデジタルデータ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信を行なう際、一般に単数のアンテナを用いるより、複数のアンテナを用い、各アンテナからの入力を合成する方が高い受信性能を得ることができる。ところが、受信装置や送信装置の移動、障害物や遠くのものに反射して到来する電波の存在のため、各アンテナで受信される信号は、送信信号に対し歪みが生じており、そのまま各アンテナの受信信号を合成したのでは、高い性能を得ることができない。これは、受信信号のアンテナに対する到来角度によって、各アンテナの受信信号の間に位相差が生じるためである。そこで、各アンテナの受信信号の位相差を調整して的確に合成し性能の向上を図る技術と、それを実現する装置が必須となる。
【０００３】
送信信号中に受信側で既知の信号を挿入しておき、受信側で受信された既知信号の情報を元に各アンテナの受信信号を合成する方法がよくとられるが、この場合、送信信号中に本来のデータ以外に受信信号の合成のために必要な既知信号が余分に含まれるため、回線の利用効率の観点から考えると好ましくない。
【０００４】
そこで、既知信号を用いなくても各アンテナの受信信号の合成信号の振幅値が一定になるように合成するＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置を有するデータ受信装置が提案されている。
【０００５】
図１は２つのアンテナをもつＣＭＡアルゴリズムにより制御する合成制御装置を有するデータ受信装置のブロック図を示す。図１において、データ受信装置は、第１のアンテナＡと、第２のアンテナＢと、第１のアンテナＡからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置Ａ（１０１）と、第２のアンテナＢからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置Ｂ（１０２）と、第１の制御装置Ａの出力信号と第２の制御装置Ｂの出力信号を加算する加算器１０３と、比較器１０５の比較結果を用いて第１の制御装置Ａと第２の制御装置Ｂがそれぞれの入力信号に与える位相回転量と増幅量を制御する合成制御装置１０４と、加算器の合成出力の振幅と規定の振幅との差を求める比較器１０５とから構成されている。
【０００６】
図３（ａ）、（ｂ）は図２の送信信号が送られたとき、第１のアンテナＡ、第２のアンテナＢからの受信信号をそれぞれ複素平面上に表したものである。図２においてｓ（ｔ）は時刻ｔにおいて送信された信号を表し、図３においてｘ０（ｔ）、ｘ１（ｔ）はそれぞれ時刻ｔにおいてアンテナＡ、アンテナＢで受信された信号を表す。図３（ａ）、（ｂ）に示されるように各アンテナの受信信号は送信信号に対してそれぞれ位相回転、振幅の増幅が途中の伝播経路によって与えられ、この場合、第１のアンテナＡでは振幅はそのまま、位相は送信信号に対し７５度回転し、第２のアンテナＢでは振幅は０．８倍、位相は−１０５度回転している。
【０００７】
そのため、２本のアンテナ即ちアンテナＡ、Ｂの受信信号をそのまま加算したのでは図４（ａ）のように、信号成分の電力が小さくなってしまい、信号対雑音電力比が合成前より小さくなってしまう。
【０００８】
各アンテナの受信信号を合成し、高い受信性能を得るためには各アンテナの受信信号の位相を揃えて合成してやる必要がある。図３（ａ）、（ｂ）に示されるような受信信号がアンテナＡ、アンテナＢに得られたとき、各アンテナの位相回転量の差、すなわち７５−（−１０５）度をアンテナＢの受信信号に与えて合成してやれば、その合成出力は図４（ｂ）のようになる。このとき、２つの受信信号の合成出力の信号対雑音電力比は、それぞれのアンテナ単独の場合より向上する。
【０００９】
だが、受信信号の振幅や位相回転量は一定ではなく変動するため、あらかじめこれを求めておくことはできない。そこで、ＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置を有するデータ受信装置は変調データの振幅が一定であるようなＦＭ変調やＰＳＫ変調を用いて通信を行なう際、既知シンボルを用いず、各アンテナの受信信号の合成値の振幅が一定の振幅になるように各アンテナの受信信号に与える位相回転量と増幅量を適応制御により求めて合成を行なう。
【００１０】
図５、図６はＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置により各アンテナからの入力信号に与える位相回転量と増幅量を更新する様子を示す。
【００１１】
図５の内容を概説すれば、位相回転と増幅を施されたアンテナＡの受信信号５０２と、位相回転と増幅を施されたアンテナＢの受信信号５０３とを合成すると、合成出力５０１を得る。この例の場合、合成信号の振幅が規定の振幅よりも大きい。そうすると、アンテナＡ、Ｂの合成出力の振幅と規定の振幅との差は、ベクトル５０４のように表され、また、アンテナＡからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＡからの入力信号の積は、ベクトル５０５で表され、さらにアンテナＢからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＢからの入力信号の積は、ベクトル５０６で表される。
【００１２】
同様に、図６の内容を概説すれば、位相回転と増幅を施されたアンテナＡからの受信信号６０２と、位相回転と増幅を施されたアンテナＢからの受信信号６０３とを合成すると、合成出力６０１を得る。この例の場合、合成信号の振幅が規定の振幅よりも小さい。そうすると、アンテナＡ、Ｂの合成出力の振幅と規定の振幅との差は、ベクトル６０４のように表され、また、アンテナＡからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＡからの入力信号の積は、ベクトル６０５で表され、さらにアンテナＢからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＢからの入力信号の積は、ベクトル６０６で表される。
【００１３】
そして、時刻ｔにおけるアンテナＡからの受信信号をｘ０（ｔ）、アンテナＢからの受信信号をｘ１（ｔ）、時刻ｔにおいて制御装置Ａ（１０１）がアンテナＡからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量を複素数の形でまとめてｗ０（ｔ）（以後これを位相増幅回転量とし、位相回転と増幅の作用を位相回転増幅とする）、同様に時刻ｔにおいて制御装置Ｂ（１０２）がアンテナＢからの受信信号に与える位相回転量と増幅量をｗ１（ｔ）と表す。
【００１４】
一般にｗ０（ｔ）、ｗ１（ｔ）の初期値はどちらか一方のアンテナのみを用いるようにするため、例えばｗ０（０）＝ｌ＋ｊ０、ｗ１（０）＝０とする。
加算器１０３が各アンテナからの受信信号を合成して得られる合成値ｙ（ｔ）は次のように定義される。
【００１５】
ｙ（ｔ）＝ｗ０（ｔ）・ｘ０（ｔ）＋ｗ１（ｔ）・ｘ１（ｔ）
このとき、比較器１０５が出力する合成値ｙ（ｔ）の振幅値が規定の振幅値（仮に大きさｌの単位円とする）とどれだけ離れているかを表す誤差ｅは一般に、
ｅ＝（ｙ（ｔ）ｍ−（ｙ（ｔ）／｜ｙ（ｔ）｜ｍ）ｎ
と表せるが、ここではｍ＝１、ｎ＝１として、
ｅ＝ｙ（ｔ）−ｙ（ｔ）／｜ｙ（ｔ）｜
のように定義する。
【００１６】
ＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置Ｃ（１０４）は、この誤差ｅを用いて時刻ｔ＋１の時点において、制御装置Ａ（１０１）、制御装置Ｂ（１０２）が各アンテナからの受信信号に与える位相回転増幅量、ｗ０（ｔ＋ｌ）、ｗ１（ｔ＋１）を次のように求める。
【００１７】
ｗ０（ｔ＋１）＝ｗ０（ｔ）＋Δｗ０（ｔ）
ｗ１（ｔ＋１）＝ｗ１（ｔ）＋Δｗ１（ｔ）
このときｗ０、ｗ１の更新量Δｗ０（ｔ）、Δｗ１（ｔ）は次のように定義される。
【００１８】
Δｗ０（ｔ）＝−μｘ０＊（ｔ）・ｅ
Δｗ１（ｔ）＝−μｘ１＊（ｔ）・ｅ
μは更新量を表すステップ定数であり、ｘ０＊（ｔ）、ｘ１＊（ｔ）はそれぞれ、各アンテナの受信信号ｘ０（ｔ）、ｘ１（ｔ）の共役複素数を表す。今、
（ｌ）各アンテナからの入力の合成値が規定の値（ここでは１とする）より大きいとき、
（２）各アンテナからの入力の合成値が規定の値（ここでは１とする）より小さいとき、
の２つの場合にわけて説明する。
【００１９】
（１）のときの上記合成出力、位相回転増幅量、誤差の関係を図５に示す。誤差ｅ（５０４）は、単位円の中心から外側を向く。そこで、合成値ｙ（ｔ）の大きさが単位円に重なるように、ｗ０（ｔ＋１）、ｗ１（ｔ＋１）を上式のように更新すれば、更新によって次入力に反映される量、Δｗ０（ｔ）・ｘ０（ｔ）、Δｗ１（ｔ）・ｘ１（ｔ）は図５に記述される５０５、５０６の通りとなる。時刻ｔ＋ｌにおいて、時刻ｔと同一信号が受信されたなら、位相回転増幅処理をされた各アンテナからの受信信号（５０２、５０３）の位相差は大きくなり、振幅値も小さくなるため、誤差ｅ（５０４）は次の信号の入力時には小さくなることが図５よりわかる。
【００２０】
一方、（２）のときの上記合成出力、位相回転増幅量、誤差の関係を図６に示す。更新によって次入力に反映される量、Δｗ０（ｔ）・ｘ０（ｔ）、Δｗ１（ｔ）・ｘ１（ｔ）は図６の６０５、６０６ように定義され、位相回転増幅処理をされた各アンテナからの受信信号の位相差が小さくなり振幅値も大きくなるため、誤差ｅは次の信号の入力時には小さくなる。
【００２１】
ＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置はこの操作を繰り返すことにより、各アンテナからの受信信号の合成値の振幅が一定になり、誤差ｅが０に収束するように適応制御を行なう。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置を有するデータ受信装置では、合成された信号の振幅が一定となることのみを利用するため、各アンテナの受信信号に位相差が生じたまま収束する可能性があるという問題を有していた。これは各アンテナの受信信号の間に位相差が生じていても振幅の増幅量を大きくすれば規定の振幅値に近づけることができるからである。一般に、各アンテナの受信信号の位相差を０にして合成すると、合成後の信号対雑音電力比は最大となり、位相差が大きくなるにつれ減少するため、これは望ましくない。
【００２３】
また、従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置を有するデータ受信装置の場合、同時刻におけるアンテナの受信信号の合成しか行なわないため、シンボル同期のずれや遅延波が存在したときには対応ができないという問題を有している。
【００２４】
前記従来の問題を解決するため、本発明の請求項１〜請求項３記載の発明は、位相回転増幅された後の各アンテナの受信信号の間の位相差を小さくし、より高い受信性能を実現することを目的とし、また本発明の請求項４〜請求項５記載の発明は、従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置を有するデータ受信装置では対処できなかったシンボル同期ずれや遅延波に対処できるようにすることを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
前記問題を解決するため、本発明の請求項１記載の発明は、各アンテナからの受信信号の合成値の振幅が１より大きいとき、位相回転増幅を施した各アンテナからの受信信号の位相差が大きくならないように、その振幅のみを小さくするよう適応制御することにより、収束特性を改善するものである。これにより、位相回転量と増幅量が収束した時点での各アンテナからの受信信号の位相差が従来のものより小さくなることから、受信性能の改善が可能である。
【００２６】
また、本発明の請求項４記載の発明は、入力信号を一定間隔で遅延させた値にそれぞれ位相回転増幅を施した上で加算するようにして、前記請求項１〜請求項３に記載の合成制御装置を用いて機能的に等化装置を実現することにより、シンボル同期ずれや遅延波への対処が可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、距離を置いて配置された複数のアンテナからの受信信号を合成する受信装置において、第１のアンテナの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、第２のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号を合成する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較し、その差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が大きくならないようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行う合成制御装置を備えたことを特徴とするデータ受信装置としたものであり、位相回転量と増幅量が収束した時点での各アンテナからの受信信号間の位相差が従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた場合よりも小さくなり、受信性能が改善されるという作用を有する。
【００２８】
また、本発明の請求項２記載の発明は、距離を置いて配置された複数のアンテナからの受信信号を合成する受信装置において、第１のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、第２のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号を合成する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較し、その差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が小さくなるようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行う合成制御装置を備えたことを特徴とするデータ受信装置としたものであり、前記請求項１記載の発明に対し演算量が増えるものの、収束特性で前記請求項１記載の発明を上回り、短時間で高い受信性能が得られるという作用を有する。
【００２９】
また、本発明の請求項３記載の発明は、距離を置いて配置された複数のアンテナからの入力を合成する受信装置において、第１のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、第２のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号を合成する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較し、その差を出力する比較器と、前記第１および第２の制御装置の出力が入力に対して最大比になるように、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の初期位相回転量と増幅比を決定し、該決定にしたがって、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が大きくならないようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が小さくなるようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うかのいずれかの制御を行う合成制御装置を備えたことを特徴とするデータ受信装置としたものであり、前記請求項１、２の発明より大幅に収束速度を向上させ、短時間で高い受信性能が得られるという作用を有する。
【００３０】
また、本発明の請求項４記載の発明は、信号点においてのみ定包絡になるような変調方式でデジタル通信を行う場合に、アンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、前記第１の制御装置からの位相回転と増幅処理を施された入力信号を一定間隔ずつ遅延させる第１の遅延装置と、前記第１の遅延装置からの入力信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第２の制御装置からの位相回転と増幅処理を施された入力信号を一定間隔ずつ遅延させる第２の遅延装置と、前記第２の遅延装置からの入力信号に位相回転と増幅処理を施す第３の制御装置と、前記第１乃至第３の制御装置の出力信号を加算する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較しその差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記加算器からの出力が定包絡になるようＣＭＡアルゴリズムによる前記第１乃至第３の制御装置の位相回転量と増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較しその差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記加算器からの出力が定包絡になるようＣＭＡアルゴリズムによる前記第１乃至第３の制御装置の位相回転量と増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うかのいずれかの制御を行う合成制御装置を備えることにより等化装置の機能を兼ね備えたデータ受信装置としたものであり、複数のアンテナからの受信信号の合成に利用される前記請求項１乃至請求項３に記載されているＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置を、信号点のみ定包絡になるπ／４シフトＱＰＳＫのような変調方式の場合に、等化装置としての機能を兼ね備えるようにしたデータ受信装置であり、受信サンプルタイミングのずれや遅延波などが存在しても、データの受信が行えるという作用を有する。
【００３１】
また、本発明の請求項５記載の発明は、距離を置いて配置された複数のアンテナからの受信信号を合成するデータ受信装置において、前記データ受信装置は信号点においてのみ定包絡になるような変調方式で送信された信号を受信するにあたり、第１のアンテナからの受信信号に等化処理を施す第１の等化装置と、前記第１の等化装置の出力に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、第２のアンテナからの受信信号に等化処理を施す第２の等化装置と、前記第２の等化装置の出力に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号を合成する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値と比較し、その差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が大きくならないようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が小さくなるようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うか、若しくは、前記第１および第２の制御装置の出力が入力に対して最大比になるように、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の初期位相回転量と増幅比を決定し、該決定にしたがって前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が大きくならないようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が小さくなるようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うかのいずれかの制御を行う第１の合成制御装置を備え、
前記第１の等化装置及び前記第２の等化装置のそれぞれは、アンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第４の制御装置と、前記第４の制御装置からの位相回転と増幅処理を施された入力信号を一定間隔ずつ遅延させる第１の遅延装置と、前記第１の遅延装置からの入力信号に位相回転と増幅処理を施す第５の制御装置と、前記第５の制御装置からの位相回転と増幅処理を施された入力信号を一定間隔ずつ遅延させる第２の遅延装置と、前記第２の遅延装置からの入力信号に位相回転と増幅処理を施す第６の制御装置と、前記第４乃至第６の制御装置の出力信号を加算する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較しその差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記加算器からの出力が定包絡になるようＣＭＡアルゴリズムによる前記第４乃至第６の制御装置の位相回転量と増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較しその差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記加算器からの出力が定包絡になるようＣＭＡアルゴリズムによる前記第４乃至第６の制御装置の位相回転量と増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うかのいずれかの制御を行う第２の合成制御装置を備えて構成されるものであることを特徴とするデータ受信装置としたものであり、前記請求項１、２、３記載の発明による改善効果を、前記請求項４に記載されたデータ受信装置で実現される等化装置を用いて補完し、更に性能の向上を図れるという作用を有する。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図７から図１２を用いて説明する。
【００３４】
（第１の実施の形態）
図７は、本発明の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図を表す。
図７において、データ受信装置は、第１のアンテナＡと、第２のアンテナＢと、第１のアンテナＡからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置Ａ（７０１）と、第２のアンテナＢからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置Ｂ（７０２）と、第１の制御装置Ａの出力信号と第２の制御装置Ｂの出力信号を加算する加算器７０３と、比較器７０５の比較結果を用いて第１の制御装置Ａと第２の制御装置Ｂがそれぞれの入力信号に与える位相回転量と増幅量を制御する第１の合成制御装置Ｃ１（７０４）と、加算器の合成出力の振幅と規定の振幅との差を求める比較器７０５とから構成されている。
【００３５】
図７では説明を簡単にするため、アンテナの本数は２本としているが、さらに多くのアンテナを用いてもよい。第１の制御装置Ａ、第２の制御装置Ｂ、比較器、加算器の構成は前記図１に示した従来例と同じである。ここでは、第１の合成制御装置Ｃ１（７０４）の動作について説明する。
【００３６】
時刻ｔにおける、制御装置Ａ（７０１）がアンテナＡからの受信信号ｘ０（ｔ）に与える位相回転増幅量をｗ０（ｔ）、同様に制御装置Ｂ（７０２）がアンテナＢからの受信信号ｘ１（ｔ）に与える位相回転増幅量をｗ１（ｔ）とすると、時刻ｔにおいて加算器７０３が出力する合成値ｙ（ｔ）は、
ｙ（ｔ）＝ｗ０（ｔ）・ｘ０（ｔ）＋ｗ１（ｔ）・ｘ１（ｔ）
のように表せる。このとき、比較器７０５が出力される合成値ｙ（ｔ）の振幅値が規定の振幅値（仮に大きさ１の単位円とする）とどれだけ離れているかを表す誤差ｅを、
ｅ＝ｙ（ｔ）−ｙ（ｔ）／｜ｙ（ｔ）｜
のように定義する。
【００３７】
第１の合成制御装置Ｃ１（７０４）はこの誤差ｅを用いて時刻ｔ＋１において第１の制御装置Ａ、第２の制御装置Ｂが各アンテナからの入力信号に与える位相回転増幅量ｗ０（ｔ＋ｌ）、ｗ１（ｔ＋１）を次のように更新する。
【００３８】
ｗ０（ｔ＋１）＝ｗ０（ｔ）＋Δｗ０（ｔ）
ｗ１（ｔ＋１）＝ｗ１（ｔ）＋Δｗ１（ｔ）
このとき、Δｗ０（ｔ）、Δｗ１（ｔ）は各アンテナからの入力信号に与える位相回転増幅量の更新量であり、第１の合成制御装置Ｃ１では次のように定義する。
【００３９】
【数１】
但し、ｉ＝０、１であり、μは更新量を表すステップ定数であり、ｘ０＊（ｔ）、ｘ１＊（ｔ）はそれぞれ、各アンテナの受信信号ｘ０（ｔ）、ｘ１（ｔ）の共役複素数を表す。
【００４０】
合成後の信号の振幅値が１より小さいときは、従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置と同様に位相回転増幅量を更新する。
【００４１】
時刻ｔにおける合成後の信号の振幅が１より大きいときは、上式（１）のように第１の合成制御装置Ｃ１はアンテナの増幅分のみを小さくし、位相回転量は変化させない。合成後の信号の振幅が１より大きいときの位相回転、増幅量の更新の様子を図８に示す。
【００４２】
図８の内容を概説すれば、位相回転と増幅を施されたアンテナＡからの受信信号８０２と、位相回転と増幅を施されたアンテナＢからの受信信号８０３とを合成すると、合成出力８０１を得る。この例の場合、合成信号の振幅が規定の振幅よりも大きい。そうすると、アンテナＡ、Ｂの合成出力の振幅と規定の振幅との差は、ベクトル８０４のように表され、また、アンテナＡからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＡからの入力信号の積は、ベクトル８０５で表され、さらにアンテナＢからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＢからの入力信号の積は、ベクトル８０６で表される。
【００４３】
誤差ｅ（８０４）を用いず、各アンテナからの受信信号の位相回転増幅量の更新は増幅量のみを制御し振幅を小さくして規定の値に近づけようとすることにより、位相回転増幅量更新後も、位相回転増幅後の各アンテナからの受信信号（８０２、８０３）の位相差が大きくならないため、合成後は従来より高い信号対雑音電力比を実現でき、よって、従来より高い受信性能を得ることができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図は、図７に記載された第１の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図と基本的に同様であり、ただ第１の実施の形態における第１の合成制御装置Ｃ１の代わりに第２の合成制御装置Ｃ２を用いる点のみが異なる。第１の制御装置Ａ、第２の制御装置Ｂ、比較器、加算器の構成は前記第１の実施の形態に示されたものと同じであるため、第２の合成制御装置Ｃ２の動作について説明する。
【００４５】
時刻ｔにおける合成後の信号の振幅が規定の値より大きいとき、第２の合成制御装置Ｃ２は各アンテナの受信信号の位相回転増幅量の更新量Δｗ０（ｔ）、Δｗ１（ｔ）を、
【数２】
但し、ｉ＝０、１のように定義する。
【００４６】
これを図で表すと図９のようになる。
図９の内容を概説すれば、位相回転と増幅を施されたアンテナＡからの受信信号９０２と、位相回転と増幅を施されたアンテナＢからの受信信号９０３とを合成すると、合成出力９０１を得る。この例の場合、合成信号の振幅が規定の振幅よりも大きい。そうすると、アンテナＡ、Ｂの合成出力の振幅と規定の振幅との差は、ベクトル９０４のように表され、また、アンテナＡからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＡからの入力信号の積は、ベクトル９０５で表され、さらにアンテナＢからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＢからの入力信号の積は、ベクトル９０６で表される。
【００４７】
図９に示されるように、各アンテナからの受信信号の位相回転増幅量は位相差が小さくなるように、なおかつ振幅が小さくなるように更新される。
【００４８】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図は、図７に記載された第１の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図と基本的に同一であり、ただ第１の合成制御装置Ｃ１のかわりに第３の合成制御装置Ｃ３を用いる点が異なる。第１の制御装置Ａ、第２の制御装置Ｂ、比較器、加算器の構成は前記第１の実施の形態に示されたものと同じであるため、第３の合成制御装置Ｃ３の動作について説明する。
【００４９】
時刻ｔにおける、制御装置Ａ（７０１）がアンテナＡからの受信信号ｘ０（ｔ）に与える位相回転増幅量をｗ０（ｔ）、制御装置Ｂ（７０２）がアンテナＢからの受信信号ｘ１（ｔ）に与える位相回転増幅量をｗ１（ｔ）とすると、時刻ｔにおける合成値ｙ（ｔ）は、
ｙ（ｔ）＝ｗ０（ｔ）・ｘ０（ｔ）＋ｗ１（ｔ）・ｘ１（ｔ）
のように表せる。従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置の場合、各アンテナの位相回転増幅量の初期値は１つのアンテナのみの入力を用い、残りのアンテナの入力は排他するように与え、適応的に制御することで収束をはかっていた。例えば、初期値としてアンテナＡからの入力信号のみを用い、アンテナＢからの入力信号を無視するとき、Ｗ０（０）＝１＋ｊ０、ｗ１（０）＝０＋ｊ０とした。
【００５０】
本発明の第３の実施の形態におけるデータ受信装置の合成制御装置では、位相回転量の初期値を最大受信電力を与える時間の共役複素数の位相を用いることにより、適応制御を行なう前から収束点により近い位相回転量と増幅量を与えることにより、各アンテナからの入力信号に対する増幅、位相回転量の収束を早める。最大受信電力を与える時間ＴはたとえばＴＤＭＡ通信等の場合、スロットやバースト毎に求めることが可能である。この最大受信電力を与える時刻をＴとすると、各アンテナからの入力信号に与える位相回転増幅量の初期値ｗ０（０）、ｗ１（０）は、
【数３】
となる。このとき、ｘ０（Ｔ）とｘ１（Ｔ）の実成分の符号が異なるとき、共役複素数の位相を用いたのでは、位相回転後のアンテナからの入力信号は逆方向を向いてしまうことから、Ｉ成分が負のときはさらに１８０度回転させることにより、強制的にアンテナ間の位相を合わせることができ、性能を改善することができる。このとき各アンテナからの入力信号に与える位相回転増幅量の初期値ｗ０（０）、ｗ１（０）は、
【数４】
として与えられる。
【００５１】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図を図１０に示す。図１０において、データ受信装置は、アンテナと、時刻ｔにおけるアンテナからの受信信号に位相回転と増幅を施す第３の制御装置Ｘ（１００１）と、時刻ｔにおいて時刻ｔ−１の受信信号に位相回転と増幅を施す第４の制御装置Ｙ（１００２）と、時刻ｔにおいて時刻ｔ−２の受信信号に位相回転と増幅を施す第５の制御装置Ｚ（１００３）と、入力信号を１サンプル時間遅延させる第１の遅延装置Ａ（１００４）と、入力信号を１サンプル時間遅延させる第２の遅延装置Ｂ（１００５）と、制御装置Ｘ、Ｙ、Ｚの出力を合成する加算器１００６と、加算器の出力の振幅を規定の振幅と比較する比較器１００７と、比較器の出力を用いて制御装置Ｘ、Ｙ、Ｚの位相回転増幅量を制御する第４の合成制御装置Ｃ４（１００８）とから構成されている。
【００５２】
図１０においては、受信信号のサンプリングタイミングを１／２と仮定し、遅延装置の遅延時間を送信シンボル間隔の１／２、遅延装置の個数を２つとしているが、サンプリングタイミングを小さくして遅延時間をさらに短くしたり、遅延装置の個数を増やすことによりさらに性能の向上が期待できる。
【００５３】
またＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置もしくは第１の実施の形態乃至第３の実施の形態で記述された方法を用いた第１の合成制御装置Ｃｌ乃至第３の合成制御装置Ｃ３を第４の合成制御装置Ｃ４として利用する。従来は合成制御装置を複数のアンテナからの受信信号の合成に用いていたが、信号点のみ定包絡となるような変調方式を用いてデータ通信を行なう場合、遅延装置と組み合わせて、一定間隔で遅延された入力信号の合成に合成制御装置を用いれば等化装置の機能を兼ね備えるため、同期ずれや遅延波が存在するときにも対処可能である。
【００５４】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図を図１１に示す。図１１において、データ受信装置は、第１のアンテナＡと、第２のアンテナＢと、アンテナＡからの受信信号に等化処理を施す第１の等化装置Ａ（１１０１）と、アンテナＢからの受信信号に等化処理を施す第２の等化装置Ｂ（１１０２）と、等化装置Ａの出力に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置Ａ（１１０３）と、等化装置Ｂの出力に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置Ｂ（１１０４）と、制御装置Ａの出力信号と制御装置Ｂの出力信号を加算する加算器１１０５と、加算器の合成出力の振幅と規定の振幅との差を求める比較器１１０７と、比較器１１０７の比較結果を用いて制御装置Ａと制御装置Ｂがそれぞれの入力信号に与える位相回転増幅量を制御する第５の合成制御装置１１０６とから構成されている。
【００５５】
第５の合成制御装置１１０６は、等化装置Ａ、Ｂからの出力を前記第１の実施の形態乃至第３の実施の形態で記述された方法を用いた合成制御装置Ｃ１〜Ｃ３を用いて制御するものである。なお、等化装置Ａ、Ｂとしては、前記第４の実施の形態で実現される等化装置を使用するようにする。
【００５６】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図を図１２に示す。図１２において、データ受信装置は、アンテナＡと、アンテナＢと、時刻ｔにおいてアンテナＡからの受信信号に位相回転と増幅を施す制御装置Ａ１（１２０１）と、時刻ｔにおいてアンテナＡからの１サンプル時間前の受信信号に位相回転と増幅を施す制御装置Ａ２（１２０２）と、時刻ｔにおいてアンテナＡからの２サンプル時間前の受信信号に位相回転と増幅を施す制御装置Ａ３（１２０３）と、時刻ｔにおいてアンテナＢからの受信信号に位相回転と増幅を施す制御装置Ｂ１（１２０４）と、時刻ｔにおいてアンテナＢからの１サンプル時間前の受信信号に位相回転と増幅を行なう制御装置Ｂ２（１２０５）と、時刻ｔにおいてアンテナＢからの２サンプル時間前の受信信号に位相回転と増幅を行なう制御装置Ｂ３（１２０６）と、アンテナＡからの受信信号を１サンプル時間遅延させる遅延装置Ａ１（１２０７）と、アンテナＡからの受信信号を１サンプル時間遅延させる遅延装置Ａ２（１２０８）と、アンテナＢからの受信信号を１サンプル時間遅延させる遅延装置Ｂ１（１２０９）と、アンテナＢからの受信信号を１サンプル時間遅延させる遅延装置Ｂ２（１２１０）と、制御装置Ａ１〜制御装置Ａ３の出力信号および制御装置Ｂ１〜制御装置Ｂ３の出力信号を加算する加算器１２１１と、加算器の合成出力の振幅と規定の振幅との差を求める比較器１２１２と、比較器１２１２の比較結果を用いて制御装置Ａ１〜Ａ３および制御装置Ｂ１〜Ｂ３がそれぞれの入力信号に与える位相回転量と増幅量を制御する第６の合成制御装置１２１３とから構成されている。
【００５７】
図１２ではアンテナの本数を２本としているが、さらに多くのアンテナを用いてもよい。また、受信信号のサンプリングタイミングを１／２シンボルと仮定し、遅延装置の遅延時間を１／２シンボル、遅延装置の個数を各アンテナにつき２つとしているが、サンプリングタイミングを速くし、遅延装置の遅延時間を短くしたり、遅延装置の個数を増やすことによりさらに性能の改善が可能である。
【００５８】
第６の実施の形態におけるデータ受信装置は、前記第４の実施の形態で機能的に実現された等化装置と前記第１の実施の形態ないし第３の実施の形態で記述された方法を用いた合成制御装置を一体化したものであり、回路の簡単化と収束速度の向上が得られ、実現が容易になる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置の代わりに各アンテナからの受信信号の合成値の振幅が１より大きいとき、位相回転増幅を施された各アンテナからの受信信号の位相差が大きくならないように、その振幅のみを小さくするよう適応制御する合成制御装置をデータ受信装置に設けることにより、位相回転増幅されたアンテナの位相差を小さくでき、高い受信性能が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＣＭＡアルゴリズムを用いたデータ受信装置のブロック図、
【図２】送信信号の例、
【図３】図２に示す送信信号が送られたとき、２本のアンテナで受信したときの受信信号の例、
【図４】図３の２本のアンテナの受信信号を加算した合成信号、
【図５】合成信号の振幅が規定の振幅より大きい場合に、従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置の各入力信号に与える位相回転と増幅量の更新の様子を表す図、
【図６】合成信号の振幅が規定の振幅より小さい場合に、従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置の各入力信号に与える位相回転と増幅量の更新の様子を表す図、
【図７】第１の実施の形態乃至第３の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図、
【図８】第１の実施の形態における合成制御装置の各入力信号に与える位相回転量と増幅量の更新の様子を表す図、
【図９】第２の実施の形態における合成制御装置の各入力信号に与える位相回転量と増幅量の更新の様子を表す図、
【図１０】第４の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図、
【図１１】第５の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図、
【図１２】第６の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図である。
【符号の説明】
１０１、７０１、１１０３ 第１の制御装置Ａ
１０２、７０２、１１０４ 第２の制御装置Ｂ
１０３、７０３、１００６、１１０５、１２１１ 加算器
１０４ 合成制御装置
１０５、７０５、１００７、１１０７、１２１２ 比較器
７０４、１１０６ 第１の合成制御装置Ｃ１
１００１ 第３の制御装置Ｘ
１００２ 第４の制御装置Ｙ
１００３ 第５の制御装置Ｚ
１００４ 第１の遅延装置Ａ
１００５ 第２の遅延装置Ｂ
１００８ 第４の合成制御装置Ｃ４
１１０１ 第１の等化装置Ａ
１１０２ 第２の等化装置Ｂ
１２０１ 制御装置Ａ１
１２０２ 制御装置Ａ２
１２０３ 制御装置Ａ３
１２０４ 制御装置Ｂ１
１２０５ 制御装置Ｂ２
１２０６ 制御装置Ｂ３
１２０７ 遅延装置Ａ１
１２０８ 遅延装置Ａ２
１２０９ 遅延装置Ｂ１
１２１０ 遅延装置Ｂ２
１２１３ 第６の合成制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ受信装置に関し、特に位相回転増幅された後の各アンテナの受信信号の間の位相差を小さくし、より高い受信性能を実現するデジタルデータ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信を行なう際、一般に単数のアンテナを用いるより、複数のアンテナを用い、各アンテナからの入力を合成する方が高い受信性能を得ることができる。ところが、受信装置や送信装置の移動、障害物や遠くのものに反射して到来する電波の存在のため、各アンテナで受信される信号は、送信信号に対し歪みが生じており、そのまま各アンテナの受信信号を合成したのでは、高い性能を得ることができない。これは、受信信号のアンテナに対する到来角度によって、各アンテナの受信信号の間に位相差が生じるためである。そこで、各アンテナの受信信号の位相差を調整して的確に合成し性能の向上を図る技術と、それを実現する装置が必須となる。
【０００３】
送信信号中に受信側で既知の信号を挿入しておき、受信側で受信された既知信号の情報を元に各アンテナの受信信号を合成する方法がよくとられるが、この場合、送信信号中に本来のデータ以外に受信信号の合成のために必要な既知信号が余分に含まれるため、回線の利用効率の観点から考えると好ましくない。
【０００４】
そこで、既知信号を用いなくても各アンテナの受信信号の合成信号の振幅値が一定になるように合成するＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置を有するデータ受信装置が提案されている。
【０００５】
図１は２つのアンテナをもつＣＭＡアルゴリズムにより制御する合成制御装置を有するデータ受信装置のブロック図を示す。図１において、データ受信装置は、第１のアンテナＡと、第２のアンテナＢと、第１のアンテナＡからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置Ａ（１０１）と、第２のアンテナＢからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置Ｂ（１０２）と、第１の制御装置Ａの出力信号と第２の制御装置Ｂの出力信号を加算する加算器１０３と、比較器１０５の比較結果を用いて第１の制御装置Ａと第２の制御装置Ｂがそれぞれの入力信号に与える位相回転量と増幅量を制御する合成制御装置１０４と、加算器の合成出力の振幅と規定の振幅との差を求める比較器１０５とから構成されている。
【０００６】
図３（ａ）、（ｂ）は図２の送信信号が送られたとき、第１のアンテナＡ、第２のアンテナＢからの受信信号をそれぞれ複素平面上に表したものである。図２においてｓ（ｔ）は時刻ｔにおいて送信された信号を表し、図３においてｘ０（ｔ）、ｘ１（ｔ）はそれぞれ時刻ｔにおいてアンテナＡ、アンテナＢで受信された信号を表す。図３（ａ）、（ｂ）に示されるように各アンテナの受信信号は送信信号に対してそれぞれ位相回転、振幅の増幅が途中の伝播経路によって与えられ、この場合、第１のアンテナＡでは振幅はそのまま、位相は送信信号に対し７５度回転し、第２のアンテナＢでは振幅は０．８倍、位相は−１０５度回転している。
【０００７】
そのため、２本のアンテナ即ちアンテナＡ、Ｂの受信信号をそのまま加算したのでは図４（ａ）のように、信号成分の電力が小さくなってしまい、信号対雑音電力比が合成前より小さくなってしまう。
【０００８】
各アンテナの受信信号を合成し、高い受信性能を得るためには各アンテナの受信信号の位相を揃えて合成してやる必要がある。図３（ａ）、（ｂ）に示されるような受信信号がアンテナＡ、アンテナＢに得られたとき、各アンテナの位相回転量の差、すなわち７５−（−１０５）度をアンテナＢの受信信号に与えて合成してやれば、その合成出力は図４（ｂ）のようになる。このとき、２つの受信信号の合成出力の信号対雑音電力比は、それぞれのアンテナ単独の場合より向上する。
【０００９】
だが、受信信号の振幅や位相回転量は一定ではなく変動するため、あらかじめこれを求めておくことはできない。そこで、ＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置を有するデータ受信装置は変調データの振幅が一定であるようなＦＭ変調やＰＳＫ変調を用いて通信を行なう際、既知シンボルを用いず、各アンテナの受信信号の合成値の振幅が一定の振幅になるように各アンテナの受信信号に与える位相回転量と増幅量を適応制御により求めて合成を行なう。
【００１０】
図５、図６はＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置により各アンテナからの入力信号に与える位相回転量と増幅量を更新する様子を示す。
【００１１】
図５の内容を概説すれば、位相回転と増幅を施されたアンテナＡの受信信号５０２と、位相回転と増幅を施されたアンテナＢの受信信号５０３とを合成すると、合成出力５０１を得る。この例の場合、合成信号の振幅が規定の振幅よりも大きい。そうすると、アンテナＡ、Ｂの合成出力の振幅と規定の振幅との差は、ベクトル５０４のように表され、また、アンテナＡからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＡからの入力信号の積は、ベクトル５０５で表され、さらにアンテナＢからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＢからの入力信号の積は、ベクトル５０６で表される。
【００１２】
同様に、図６の内容を概説すれば、位相回転と増幅を施されたアンテナＡからの受信信号６０２と、位相回転と増幅を施されたアンテナＢからの受信信号６０３とを合成すると、合成出力６０１を得る。この例の場合、合成信号の振幅が規定の振幅よりも小さい。そうすると、アンテナＡ、Ｂの合成出力の振幅と規定の振幅との差は、ベクトル６０４のように表され、また、アンテナＡからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＡからの入力信号の積は、ベクトル６０５で表され、さらにアンテナＢからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＢからの入力信号の積は、ベクトル６０６で表される。
【００１３】
そして、時刻ｔにおけるアンテナＡからの受信信号をｘ０（ｔ）、アンテナＢからの受信信号をｘ１（ｔ）、時刻ｔにおいて制御装置Ａ（１０１）がアンテナＡからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量を複素数の形でまとめてｗ０（ｔ）（以後これを位相増幅回転量とし、位相回転と増幅の作用を位相回転増幅とする）、同様に時刻ｔにおいて制御装置Ｂ（１０２）がアンテナＢからの受信信号に与える位相回転量と増幅量をｗ１（ｔ）と表す。
【００１４】
一般にｗ０（ｔ）、ｗ１（ｔ）の初期値はどちらか一方のアンテナのみを用いるようにするため、例えばｗ０（０）＝ｌ＋ｊ０、ｗ１（０）＝０とする。
加算器１０３が各アンテナからの受信信号を合成して得られる合成値ｙ（ｔ）は次のように定義される。
【００１５】
ｙ（ｔ）＝ｗ０（ｔ）・ｘ０（ｔ）＋ｗ１（ｔ）・ｘ１（ｔ）
このとき、比較器１０５が出力する合成値ｙ（ｔ）の振幅値が規定の振幅値（仮に大きさｌの単位円とする）とどれだけ離れているかを表す誤差ｅは一般に、
ｅ＝（ｙ（ｔ）ｍ−（ｙ（ｔ）／｜ｙ（ｔ）｜ｍ）ｎ
と表せるが、ここではｍ＝１、ｎ＝１として、
ｅ＝ｙ（ｔ）−ｙ（ｔ）／｜ｙ（ｔ）｜
のように定義する。
【００１６】
ＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置Ｃ（１０４）は、この誤差ｅを用いて時刻ｔ＋１の時点において、制御装置Ａ（１０１）、制御装置Ｂ（１０２）が各アンテナからの受信信号に与える位相回転増幅量、ｗ０（ｔ＋ｌ）、ｗ１（ｔ＋１）を次のように求める。
【００１７】
ｗ０（ｔ＋１）＝ｗ０（ｔ）＋Δｗ０（ｔ）
ｗ１（ｔ＋１）＝ｗ１（ｔ）＋Δｗ１（ｔ）
このときｗ０、ｗ１の更新量Δｗ０（ｔ）、Δｗ１（ｔ）は次のように定義される。
【００１８】
Δｗ０（ｔ）＝−μｘ０＊（ｔ）・ｅ
Δｗ１（ｔ）＝−μｘ１＊（ｔ）・ｅ
μは更新量を表すステップ定数であり、ｘ０＊（ｔ）、ｘ１＊（ｔ）はそれぞれ、各アンテナの受信信号ｘ０（ｔ）、ｘ１（ｔ）の共役複素数を表す。今、
（ｌ）各アンテナからの入力の合成値が規定の値（ここでは１とする）より大きいとき、
（２）各アンテナからの入力の合成値が規定の値（ここでは１とする）より小さいとき、
の２つの場合にわけて説明する。
【００１９】
（１）のときの上記合成出力、位相回転増幅量、誤差の関係を図５に示す。誤差ｅ（５０４）は、単位円の中心から外側を向く。そこで、合成値ｙ（ｔ）の大きさが単位円に重なるように、ｗ０（ｔ＋１）、ｗ１（ｔ＋１）を上式のように更新すれば、更新によって次入力に反映される量、Δｗ０（ｔ）・ｘ０（ｔ）、Δｗ１（ｔ）・ｘ１（ｔ）は図５に記述される５０５、５０６の通りとなる。時刻ｔ＋ｌにおいて、時刻ｔと同一信号が受信されたなら、位相回転増幅処理をされた各アンテナからの受信信号（５０２、５０３）の位相差は大きくなり、振幅値も小さくなるため、誤差ｅ（５０４）は次の信号の入力時には小さくなることが図５よりわかる。
【００２０】
一方、（２）のときの上記合成出力、位相回転増幅量、誤差の関係を図６に示す。更新によって次入力に反映される量、Δｗ０（ｔ）・ｘ０（ｔ）、Δｗ１（ｔ）・ｘ１（ｔ）は図６の６０５、６０６ように定義され、位相回転増幅処理をされた各アンテナからの受信信号の位相差が小さくなり振幅値も大きくなるため、誤差ｅは次の信号の入力時には小さくなる。
【００２１】
ＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置はこの操作を繰り返すことにより、各アンテナからの受信信号の合成値の振幅が一定になり、誤差ｅが０に収束するように適応制御を行なう。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置を有するデータ受信装置では、合成された信号の振幅が一定となることのみを利用するため、各アンテナの受信信号に位相差が生じたまま収束する可能性があるという問題を有していた。これは各アンテナの受信信号の間に位相差が生じていても振幅の増幅量を大きくすれば規定の振幅値に近づけることができるからである。一般に、各アンテナの受信信号の位相差を０にして合成すると、合成後の信号対雑音電力比は最大となり、位相差が大きくなるにつれ減少するため、これは望ましくない。
【００２３】
また、従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置を有するデータ受信装置の場合、同時刻におけるアンテナの受信信号の合成しか行なわないため、シンボル同期のずれや遅延波が存在したときには対応ができないという問題を有している。
【００２４】
前記従来の問題を解決するため、本発明の請求項１〜請求項３記載の発明は、位相回転増幅された後の各アンテナの受信信号の間の位相差を小さくし、より高い受信性能を実現することを目的とし、また本発明の請求項４〜請求項５記載の発明は、従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置を有するデータ受信装置では対処できなかったシンボル同期ずれや遅延波に対処できるようにすることを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
前記問題を解決するため、本発明の請求項１記載の発明は、各アンテナからの受信信号の合成値の振幅が１より大きいとき、位相回転増幅を施した各アンテナからの受信信号の位相差が大きくならないように、その振幅のみを小さくするよう適応制御することにより、収束特性を改善するものである。これにより、位相回転量と増幅量が収束した時点での各アンテナからの受信信号の位相差が従来のものより小さくなることから、受信性能の改善が可能である。
【００２６】
また、本発明の請求項４記載の発明は、入力信号を一定間隔で遅延させた値にそれぞれ位相回転増幅を施した上で加算するようにして、前記請求項１〜請求項３に記載の合成制御装置を用いて機能的に等化装置を実現することにより、シンボル同期ずれや遅延波への対処が可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、距離を置いて配置された複数のアンテナからの受信信号を合成する受信装置において、第１のアンテナの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、第２のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号を合成する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較し、その差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が大きくならないようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行う合成制御装置を備えたことを特徴とするデータ受信装置としたものであり、位相回転量と増幅量が収束した時点での各アンテナからの受信信号間の位相差が従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた場合よりも小さくなり、受信性能が改善されるという作用を有する。
【００２８】
また、本発明の請求項２記載の発明は、距離を置いて配置された複数のアンテナからの受信信号を合成する受信装置において、第１のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、第２のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号を合成する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較し、その差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が小さくなるようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行う合成制御装置を備えたことを特徴とするデータ受信装置としたものであり、前記請求項１記載の発明に対し演算量が増えるものの、収束特性で前記請求項１記載の発明を上回り、短時間で高い受信性能が得られるという作用を有する。
【００２９】
また、本発明の請求項３記載の発明は、距離を置いて配置された複数のアンテナからの入力を合成する受信装置において、第１のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、第２のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号を合成する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較し、その差を出力する比較器と、前記第１および第２の制御装置の出力が入力に対して最大比になるように、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の初期位相回転量と増幅比を決定し、該決定にしたがって、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が大きくならないようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が小さくなるようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うかのいずれかの制御を行う合成制御装置を備えたことを特徴とするデータ受信装置としたものであり、前記請求項１、２の発明より大幅に収束速度を向上させ、短時間で高い受信性能が得られるという作用を有する。
【００３０】
また、本発明の請求項４記載の発明は、信号点においてのみ定包絡になるような変調方式でデジタル通信を行う場合に、アンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、前記第１の制御装置からの位相回転と増幅処理を施された入力信号を一定間隔ずつ遅延させる第１の遅延装置と、前記第１の遅延装置からの入力信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第２の制御装置からの位相回転と増幅処理を施された入力信号を一定間隔ずつ遅延させる第２の遅延装置と、前記第２の遅延装置からの入力信号に位相回転と増幅処理を施す第３の制御装置と、前記第１乃至第３の制御装置の出力信号を加算する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較しその差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記加算器からの出力が定包絡になるようＣＭＡアルゴリズムによる前記第１乃至第３の制御装置の位相回転量と増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較しその差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記加算器からの出力が定包絡になるようＣＭＡアルゴリズムによる前記第１乃至第３の制御装置の位相回転量と増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うかのいずれかの制御を行う合成制御装置を備えることにより等化装置の機能を兼ね備えたデータ受信装置としたものであり、複数のアンテナからの受信信号の合成に利用される前記請求項１乃至請求項３に記載されているＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置を、信号点のみ定包絡になるπ／４シフトＱＰＳＫのような変調方式の場合に、等化装置としての機能を兼ね備えるようにしたデータ受信装置であり、受信サンプルタイミングのずれや遅延波などが存在しても、データの受信が行えるという作用を有する。
【００３１】
また、本発明の請求項５記載の発明は、距離を置いて配置された複数のアンテナからの受信信号を合成するデータ受信装置において、前記データ受信装置は信号点においてのみ定包絡になるような変調方式で送信された信号を受信するにあたり、第１のアンテナからの受信信号に等化処理を施す第１の等化装置と、前記第１の等化装置の出力に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、第２のアンテナからの受信信号に等化処理を施す第２の等化装置と、前記第２の等化装置の出力に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号を合成する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値と比較し、その差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が大きくならないようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が小さくなるようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うか、若しくは、前記第１および第２の制御装置の出力が入力に対して最大比になるように、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の初期位相回転量と増幅比を決定し、該決定にしたがって前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が大きくならないようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が小さくなるようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うかのいずれかの制御を行う第１の合成制御装置を備え、
前記第１の等化装置及び前記第２の等化装置のそれぞれは、アンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第４の制御装置と、前記第４の制御装置からの位相回転と増幅処理を施された入力信号を一定間隔ずつ遅延させる第１の遅延装置と、前記第１の遅延装置からの入力信号に位相回転と増幅処理を施す第５の制御装置と、前記第５の制御装置からの位相回転と増幅処理を施された入力信号を一定間隔ずつ遅延させる第２の遅延装置と、前記第２の遅延装置からの入力信号に位相回転と増幅処理を施す第６の制御装置と、前記第４乃至第６の制御装置の出力信号を加算する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較しその差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記加算器からの出力が定包絡になるようＣＭＡアルゴリズムによる前記第４乃至第６の制御装置の位相回転量と増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較しその差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記加算器からの出力が定包絡になるようＣＭＡアルゴリズムによる前記第４乃至第６の制御装置の位相回転量と増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うかのいずれかの制御を行う第２の合成制御装置を備えて構成されるものであることを特徴とするデータ受信装置としたものであり、前記請求項１、２、３記載の発明による改善効果を、前記請求項４に記載されたデータ受信装置で実現される等化装置を用いて補完し、更に性能の向上を図れるという作用を有する。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図７から図１２を用いて説明する。
【００３４】
（第１の実施の形態）
図７は、本発明の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図を表す。
図７において、データ受信装置は、第１のアンテナＡと、第２のアンテナＢと、第１のアンテナＡからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置Ａ（７０１）と、第２のアンテナＢからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置Ｂ（７０２）と、第１の制御装置Ａの出力信号と第２の制御装置Ｂの出力信号を加算する加算器７０３と、比較器７０５の比較結果を用いて第１の制御装置Ａと第２の制御装置Ｂがそれぞれの入力信号に与える位相回転量と増幅量を制御する第１の合成制御装置Ｃ１（７０４）と、加算器の合成出力の振幅と規定の振幅との差を求める比較器７０５とから構成されている。
【００３５】
図７では説明を簡単にするため、アンテナの本数は２本としているが、さらに多くのアンテナを用いてもよい。第１の制御装置Ａ、第２の制御装置Ｂ、比較器、加算器の構成は前記図１に示した従来例と同じである。ここでは、第１の合成制御装置Ｃ１（７０４）の動作について説明する。
【００３６】
時刻ｔにおける、制御装置Ａ（７０１）がアンテナＡからの受信信号ｘ０（ｔ）に与える位相回転増幅量をｗ０（ｔ）、同様に制御装置Ｂ（７０２）がアンテナＢからの受信信号ｘ１（ｔ）に与える位相回転増幅量をｗ１（ｔ）とすると、時刻ｔにおいて加算器７０３が出力する合成値ｙ（ｔ）は、
ｙ（ｔ）＝ｗ０（ｔ）・ｘ０（ｔ）＋ｗ１（ｔ）・ｘ１（ｔ）
のように表せる。このとき、比較器７０５が出力される合成値ｙ（ｔ）の振幅値が規定の振幅値（仮に大きさ１の単位円とする）とどれだけ離れているかを表す誤差ｅを、
ｅ＝ｙ（ｔ）−ｙ（ｔ）／｜ｙ（ｔ）｜
のように定義する。
【００３７】
第１の合成制御装置Ｃ１（７０４）はこの誤差ｅを用いて時刻ｔ＋１において第１の制御装置Ａ、第２の制御装置Ｂが各アンテナからの入力信号に与える位相回転増幅量ｗ０（ｔ＋ｌ）、ｗ１（ｔ＋１）を次のように更新する。
【００３８】
ｗ０（ｔ＋１）＝ｗ０（ｔ）＋Δｗ０（ｔ）
ｗ１（ｔ＋１）＝ｗ１（ｔ）＋Δｗ１（ｔ）
このとき、Δｗ０（ｔ）、Δｗ１（ｔ）は各アンテナからの入力信号に与える位相回転増幅量の更新量であり、第１の合成制御装置Ｃ１では次のように定義する。
【００３９】
【数１】
【００４０】
合成後の信号の振幅値が１より小さいときは、従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置と同様に位相回転増幅量を更新する。
【００４１】
時刻ｔにおける合成後の信号の振幅が１より大きいときは、上式（１）のように第１の合成制御装置Ｃ１はアンテナの増幅分のみを小さくし、位相回転量は変化させない。合成後の信号の振幅が１より大きいときの位相回転、増幅量の更新の様子を図８に示す。
【００４２】
図８の内容を概説すれば、位相回転と増幅を施されたアンテナＡからの受信信号８０２と、位相回転と増幅を施されたアンテナＢからの受信信号８０３とを合成すると、合成出力８０１を得る。この例の場合、合成信号の振幅が規定の振幅よりも大きい。そうすると、アンテナＡ、Ｂの合成出力の振幅と規定の振幅との差は、ベクトル８０４のように表され、また、アンテナＡからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＡからの入力信号の積は、ベクトル８０５で表され、さらにアンテナＢからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＢからの入力信号の積は、ベクトル８０６で表される。
【００４３】
誤差ｅ（８０４）を用いず、各アンテナからの受信信号の位相回転増幅量の更新は増幅量のみを制御し振幅を小さくして規定の値に近づけようとすることにより、位相回転増幅量更新後も、位相回転増幅後の各アンテナからの受信信号（８０２、８０３）の位相差が大きくならないため、合成後は従来より高い信号対雑音電力比を実現でき、よって、従来より高い受信性能を得ることができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図は、図７に記載された第１の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図と基本的に同様であり、ただ第１の実施の形態における第１の合成制御装置Ｃ１の代わりに第２の合成制御装置Ｃ２を用いる点のみが異なる。第１の制御装置Ａ、第２の制御装置Ｂ、比較器、加算器の構成は前記第１の実施の形態に示されたものと同じであるため、第２の合成制御装置Ｃ２の動作について説明する。
【００４５】
時刻ｔにおける合成後の信号の振幅が規定の値より大きいとき、第２の合成制御装置Ｃ２は各アンテナの受信信号の位相回転増幅量の更新量Δｗ０（ｔ）、Δｗ１（ｔ）を、
【数２】
【００４６】
これを図で表すと図９のようになる。
図９の内容を概説すれば、位相回転と増幅を施されたアンテナＡからの受信信号９０２と、位相回転と増幅を施されたアンテナＢからの受信信号９０３とを合成すると、合成出力９０１を得る。この例の場合、合成信号の振幅が規定の振幅よりも大きい。そうすると、アンテナＡ、Ｂの合成出力の振幅と規定の振幅との差は、ベクトル９０４のように表され、また、アンテナＡからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＡからの入力信号の積は、ベクトル９０５で表され、さらにアンテナＢからの受信信号へ与える位相回転量と増幅量の更新値とアンテナＢからの入力信号の積は、ベクトル９０６で表される。
【００４７】
図９に示されるように、各アンテナからの受信信号の位相回転増幅量は位相差が小さくなるように、なおかつ振幅が小さくなるように更新される。
【００４８】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図は、図７に記載された第１の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図と基本的に同一であり、ただ第１の合成制御装置Ｃ１のかわりに第３の合成制御装置Ｃ３を用いる点が異なる。第１の制御装置Ａ、第２の制御装置Ｂ、比較器、加算器の構成は前記第１の実施の形態に示されたものと同じであるため、第３の合成制御装置Ｃ３の動作について説明する。
【００４９】
時刻ｔにおける、制御装置Ａ（７０１）がアンテナＡからの受信信号ｘ０（ｔ）に与える位相回転増幅量をｗ０（ｔ）、制御装置Ｂ（７０２）がアンテナＢからの受信信号ｘ１（ｔ）に与える位相回転増幅量をｗ１（ｔ）とすると、時刻ｔにおける合成値ｙ（ｔ）は、
ｙ（ｔ）＝ｗ０（ｔ）・ｘ０（ｔ）＋ｗ１（ｔ）・ｘ１（ｔ）
のように表せる。従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置の場合、各アンテナの位相回転増幅量の初期値は１つのアンテナのみの入力を用い、残りのアンテナの入力は排他するように与え、適応的に制御することで収束をはかっていた。例えば、初期値としてアンテナＡからの入力信号のみを用い、アンテナＢからの入力信号を無視するとき、Ｗ０（０）＝１＋ｊ０、ｗ１（０）＝０＋ｊ０とした。
【００５０】
本発明の第３の実施の形態におけるデータ受信装置の合成制御装置では、位相回転量の初期値を最大受信電力を与える時間の共役複素数の位相を用いることにより、適応制御を行なう前から収束点により近い位相回転量と増幅量を与えることにより、各アンテナからの入力信号に対する増幅、位相回転量の収束を早める。最大受信電力を与える時間ＴはたとえばＴＤＭＡ通信等の場合、スロットやバースト毎に求めることが可能である。この最大受信電力を与える時刻をＴとすると、各アンテナからの入力信号に与える位相回転増幅量の初期値ｗ０（０）、ｗ１（０）は、
【数３】
【数４】
【００５１】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図を図１０に示す。図１０において、データ受信装置は、アンテナと、時刻ｔにおけるアンテナからの受信信号に位相回転と増幅を施す第３の制御装置Ｘ（１００１）と、時刻ｔにおいて時刻ｔ−１の受信信号に位相回転と増幅を施す第４の制御装置Ｙ（１００２）と、時刻ｔにおいて時刻ｔ−２の受信信号に位相回転と増幅を施す第５の制御装置Ｚ（１００３）と、入力信号を１サンプル時間遅延させる第１の遅延装置Ａ（１００４）と、入力信号を１サンプル時間遅延させる第２の遅延装置Ｂ（１００５）と、制御装置Ｘ、Ｙ、Ｚの出力を合成する加算器１００６と、加算器の出力の振幅を規定の振幅と比較する比較器１００７と、比較器の出力を用いて制御装置Ｘ、Ｙ、Ｚの位相回転増幅量を制御する第４の合成制御装置Ｃ４（１００８）とから構成されている。
【００５２】
図１０においては、受信信号のサンプリングタイミングを１／２と仮定し、遅延装置の遅延時間を送信シンボル間隔の１／２、遅延装置の個数を２つとしているが、サンプリングタイミングを小さくして遅延時間をさらに短くしたり、遅延装置の個数を増やすことによりさらに性能の向上が期待できる。
【００５３】
またＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置もしくは第１の実施の形態乃至第３の実施の形態で記述された方法を用いた第１の合成制御装置Ｃｌ乃至第３の合成制御装置Ｃ３を第４の合成制御装置Ｃ４として利用する。従来は合成制御装置を複数のアンテナからの受信信号の合成に用いていたが、信号点のみ定包絡となるような変調方式を用いてデータ通信を行なう場合、遅延装置と組み合わせて、一定間隔で遅延された入力信号の合成に合成制御装置を用いれば等化装置の機能を兼ね備えるため、同期ずれや遅延波が存在するときにも対処可能である。
【００５４】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図を図１１に示す。図１１において、データ受信装置は、第１のアンテナＡと、第２のアンテナＢと、アンテナＡからの受信信号に等化処理を施す第１の等化装置Ａ（１１０１）と、アンテナＢからの受信信号に等化処理を施す第２の等化装置Ｂ（１１０２）と、等化装置Ａの出力に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置Ａ（１１０３）と、等化装置Ｂの出力に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置Ｂ（１１０４）と、制御装置Ａの出力信号と制御装置Ｂの出力信号を加算する加算器１１０５と、加算器の合成出力の振幅と規定の振幅との差を求める比較器１１０７と、比較器１１０７の比較結果を用いて制御装置Ａと制御装置Ｂがそれぞれの入力信号に与える位相回転増幅量を制御する第５の合成制御装置１１０６とから構成されている。
【００５５】
第５の合成制御装置１１０６は、等化装置Ａ、Ｂからの出力を前記第１の実施の形態乃至第３の実施の形態で記述された方法を用いた合成制御装置Ｃ１〜Ｃ３を用いて制御するものである。なお、等化装置Ａ、Ｂとしては、前記第４の実施の形態で実現される等化装置を使用するようにする。
【００５６】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図を図１２に示す。図１２において、データ受信装置は、アンテナＡと、アンテナＢと、時刻ｔにおいてアンテナＡからの受信信号に位相回転と増幅を施す制御装置Ａ１（１２０１）と、時刻ｔにおいてアンテナＡからの１サンプル時間前の受信信号に位相回転と増幅を施す制御装置Ａ２（１２０２）と、時刻ｔにおいてアンテナＡからの２サンプル時間前の受信信号に位相回転と増幅を施す制御装置Ａ３（１２０３）と、時刻ｔにおいてアンテナＢからの受信信号に位相回転と増幅を施す制御装置Ｂ１（１２０４）と、時刻ｔにおいてアンテナＢからの１サンプル時間前の受信信号に位相回転と増幅を行なう制御装置Ｂ２（１２０５）と、時刻ｔにおいてアンテナＢからの２サンプル時間前の受信信号に位相回転と増幅を行なう制御装置Ｂ３（１２０６）と、アンテナＡからの受信信号を１サンプル時間遅延させる遅延装置Ａ１（１２０７）と、アンテナＡからの受信信号を１サンプル時間遅延させる遅延装置Ａ２（１２０８）と、アンテナＢからの受信信号を１サンプル時間遅延させる遅延装置Ｂ１（１２０９）と、アンテナＢからの受信信号を１サンプル時間遅延させる遅延装置Ｂ２（１２１０）と、制御装置Ａ１〜制御装置Ａ３の出力信号および制御装置Ｂ１〜制御装置Ｂ３の出力信号を加算する加算器１２１１と、加算器の合成出力の振幅と規定の振幅との差を求める比較器１２１２と、比較器１２１２の比較結果を用いて制御装置Ａ１〜Ａ３および制御装置Ｂ１〜Ｂ３がそれぞれの入力信号に与える位相回転量と増幅量を制御する第６の合成制御装置１２１３とから構成されている。
【００５７】
図１２ではアンテナの本数を２本としているが、さらに多くのアンテナを用いてもよい。また、受信信号のサンプリングタイミングを１／２シンボルと仮定し、遅延装置の遅延時間を１／２シンボル、遅延装置の個数を各アンテナにつき２つとしているが、サンプリングタイミングを速くし、遅延装置の遅延時間を短くしたり、遅延装置の個数を増やすことによりさらに性能の改善が可能である。
【００５８】
第６の実施の形態におけるデータ受信装置は、前記第４の実施の形態で機能的に実現された等化装置と前記第１の実施の形態ないし第３の実施の形態で記述された方法を用いた合成制御装置を一体化したものであり、回路の簡単化と収束速度の向上が得られ、実現が容易になる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置の代わりに各アンテナからの受信信号の合成値の振幅が１より大きいとき、位相回転増幅を施された各アンテナからの受信信号の位相差が大きくならないように、その振幅のみを小さくするよう適応制御する合成制御装置をデータ受信装置に設けることにより、位相回転増幅されたアンテナの位相差を小さくでき、高い受信性能が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＣＭＡアルゴリズムを用いたデータ受信装置のブロック図、
【図２】送信信号の例、
【図３】図２に示す送信信号が送られたとき、２本のアンテナで受信したときの受信信号の例、
【図４】図３の２本のアンテナの受信信号を加算した合成信号、
【図５】合成信号の振幅が規定の振幅より大きい場合に、従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置の各入力信号に与える位相回転と増幅量の更新の様子を表す図、
【図６】合成信号の振幅が規定の振幅より小さい場合に、従来のＣＭＡアルゴリズムを用いた合成制御装置の各入力信号に与える位相回転と増幅量の更新の様子を表す図、
【図７】第１の実施の形態乃至第３の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図、
【図８】第１の実施の形態における合成制御装置の各入力信号に与える位相回転量と増幅量の更新の様子を表す図、
【図９】第２の実施の形態における合成制御装置の各入力信号に与える位相回転量と増幅量の更新の様子を表す図、
【図１０】第４の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図、
【図１１】第５の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図、
【図１２】第６の実施の形態におけるデータ受信装置のブロック図である。
【符号の説明】
１０１、７０１、１１０３ 第１の制御装置Ａ
１０２、７０２、１１０４ 第２の制御装置Ｂ
１０３、７０３、１００６、１１０５、１２１１ 加算器
１０４ 合成制御装置
１０５、７０５、１００７、１１０７、１２１２ 比較器
７０４、１１０６ 第１の合成制御装置Ｃ１
１００１ 第３の制御装置Ｘ
１００２ 第４の制御装置Ｙ
１００３ 第５の制御装置Ｚ
１００４ 第１の遅延装置Ａ
１００５ 第２の遅延装置Ｂ
１００８ 第４の合成制御装置Ｃ４
１１０１ 第１の等化装置Ａ
１１０２ 第２の等化装置Ｂ
１２０１ 制御装置Ａ１
１２０２ 制御装置Ａ２
１２０３ 制御装置Ａ３
１２０４ 制御装置Ｂ１
１２０５ 制御装置Ｂ２
１２０６ 制御装置Ｂ３
１２０７ 遅延装置Ａ１
１２０８ 遅延装置Ａ２
１２０９ 遅延装置Ｂ１
１２１０ 遅延装置Ｂ２
１２１３ 第６の合成制御装置
Claims (5)
- 距離を置いて配置された複数のアンテナからの受信信号を合成する受信装置において、第１のアンテナの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、第２のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号を合成する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較し、その差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が大きくならないようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行う合成制御装置を備えたことを特徴とするデータ受信装置。
- 距離を置いて配置された複数のアンテナからの受信信号を合成する受信装置において、第１のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、第２のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号を合成する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較し、その差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が小さくなるようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行う合成制御装置を備えたことを特徴とするデータ受信装置。
- 距離を置いて配置された複数のアンテナからの入力を合成する受信装置において、第１のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、第２のアンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号を合成する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較し、その差を出力する比較器と、前記第１および第２の制御装置の出力が入力に対して最大比になるように、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の初期位相回転量と増幅比を決定し、該決定にしたがって、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が大きくならないようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が小さくなるようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うかのいずれかの制御を行う合成制御装置を備えたことを特徴とするデータ受信装置。
- 信号点においてのみ定包絡になるような変調方式でデジタル通信を行う場合に、アンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、前記第１の制御装置からの位相回転と増幅処理を施された入力信号を一定間隔ずつ遅延させる第１の遅延装置と、前記第１の遅延装置からの入力信号に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第２の制御装置からの位相回転と増幅処理を施された入力信号を一定間隔ずつ遅延させる第２の遅延装置と、前記第２の遅延装置からの入力信号に位相回転と増幅処理を施す第３の制御装置と、前記第１乃至第３の制御装置の出力信号を加算する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較しその差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記加算器からの出力が定包絡になるようＣＭＡアルゴリズムによる前記第１乃至第３の制御装置の位相回転量と増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較しその差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記加算器 からの出力が定包絡になるようＣＭＡアルゴリズムによる前記第１乃至第３の制御装置の位相回転量と増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うかのいずれかの制御を行う合成制御装置を備えることにより等化装置の機能を兼ね備えたデータ受信装置。
- 距離を置いて配置された複数のアンテナからの受信信号を合成するデータ受信装置において、前記データ受信装置は信号点においてのみ定包絡になるような変調方式で送信された信号を受信するにあたり、第１のアンテナからの受信信号に等化処理を施す第１の等化装置と、前記第１の等化装置の出力に位相回転と増幅処理を施す第１の制御装置と、第２のアンテナからの受信信号に等化処理を施す第２の等化装置と、前記第２の等化装置の出力に位相回転と増幅処理を施す第２の制御装置と、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号を合成する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値と比較し、その差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が大きくならないようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が小さくなるようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うか、若しくは、前記第１および第２の制御装置の出力が入力に対して最大比になるように、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の初期位相回転量と増幅比を決定し、該決定にしたがって前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が大きくならないようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記第１の制御装置の出力信号と前記第２の制御装置の出力信号の位相差が小さくなるようにＣＭＡアルゴリズムによる前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の位相回転増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うかのいずれかの制御を行う第１の合成制御装置を備え、
前記第１の等化装置及び前記第２の等化装置のそれぞれは、アンテナからの受信信号に位相回転と増幅処理を施す第４の制御装置と、前記第４の制御装置からの位相回転と増幅処理を施された入力信号を一定間隔ずつ遅延させる第１の遅延装置と、前記第１の遅延装置からの入力信号に位相回転と増幅処理を施す第５の制御装置と、前記第５の制御装置からの位相回転と増幅処理を施された入力信号を一定間隔ずつ遅延させる第２の遅延装置と、前記第２の遅延装置からの入力信号に位相回転と増幅処理を施す第６の制御装置と、前記第４乃至第６の制御装置の出力信号を加算する加算器と、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較しその差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記加算器からの出力が定包絡になるようＣＭＡアルゴリズムによる前記第４乃至第６の制御装置の位相回転量と増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて振幅のみを小さくする制御を行うか、又は、前記加算器の出力の振幅値と規定の振幅値とを比較しその差を出力する比較器と、前記加算器の出力の振幅値が前記規定の振幅値より大きいときには、前記加算器からの出力が定包絡になるようＣＭＡアルゴリズムによる前記第４乃至第６の制御装置の位相回転量と増幅量の更新制御にあたり前記比較器の出力を用いて位相差と振幅を小さくする制御を行うかのいずれかの制御を行う第２の合成制御装置を備えて構成されるものであることを特徴とするデータ受信装置。
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