JP3935968B2 - 方向推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、受信信号の要素波の方向推定方法、例えば、移動通信ネットワーク用又はレーダないしソナーシステムないし震度測定システム用のベースステーションにおける方向推定方法に関する。
１つの、又は、複数の加入者信号が、１つの、又は、複数の通信加入者から１つの共通の受信ステーションへ送信することにより、重畳する測定信号を以ての１つの、又は、複数の送信機からの送信により、又は障害物又は岩層での反射により惹起され得る。
種々の信号の入射方向を求めるための方法が下記文献から公知である；R.Roy T.Kairath“ESPRIT-Estimation of signal parameters via rotational invariance techniques″IEEE Trans.Accoust.,Speech,Signal Processing, Ｖｏｌ．Ａｓｓｐ−３７，ｐｐ．９８４−９９５，Ｊｕｌｉ。例えば、ＤＥ１９５１１７５２から公知のＵＮＩＴＡＲＹ−ＥＳＰＲＩＴ方式、手法は、受信信号から直接要素波の方向決定を実施する。
例えば、更に、移動通信における方向推定の適用に関して論ずる。
方向推定には移動通信又は移動通信に類似の方法により新たな適用分野が開発されている。信号は伝播媒体中を伝播の際にノイズによる干渉を受ける。回折及び反射により、各信号コンポーネントは種々の伝播経路を辿り、受信機にて重畳され、そこで消去キャンセレーション効果を来す。さらに複数の信号源の場合、それらの信号の重畳が生じる。周波数分割多重（ＦＤＭＡ）、時分割多重（ＴＤＭＡ）又は符号分割多重（ＣＤＭＡ）として知られている方式、手法が、信号源の識別、ひいては信号の評価に用いられる。
例えばＣＤＭＡ方式が加入者選別分離のために用いられる場合には、１つの周波数チャネルにて同時に複数の加入者信号を伝送し、受信機にて選別分離できる。
下記文献からＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）の無線伝送システムの数学的記述表現、動作法及び構造が公知である：P.Jung,J.Blanz, “Joint detection with coherent receiver antenna diversity in CDMA mobile radio systems″、IEEE Transactions on Vehicular Technology Ｂｄ，ＶＴ−４４、１９９５，Ｓ．７６−８８、移動通信にてそのようなシステムを使用する場合、位置固定ベースステーションと可動の移動ステーションとの間にインターフェースが存在する。１つのベースステーションから１つの移動ステーションへ伝送区間リンクは、ダウンリンクと称され、その逆方向の伝送区間リンクはアップリンクと称される。
更に下記文献中に示されているところによれば、そのような無線伝送システムにおける伝送品質を次のようにして改善できる、即ち、単一の受信センサの代りに、複数の受信センサを有する配置構成を使用するのである；P.Jung,J.Blanz, “Joint detection with coherent receiver antenna diversity in CDMA mobile radio systems″、IEEE Transactions on Vehicular Technology Ｂｄ，ＶＴ−４４、１９９５，Ｓ．７６−８８。
上述の刊行物文献のテクノロジィに相応して、Ｋは同一の周波数チャネルにて１つのベースステーションから同時に伝送される複数加入者信号の数、例えば給電される移動ステーションの数を表わす。
Ｋａは、１つの受信装置、例えばベースステーションに割当てられた受信センサの数を表わす。従って、そのようなシナリオにおいてはＫの移動ステーションとベースステーションのＫａ受信センサとの間にＫ^＊Ｋａの無線チャネルが存在する。それらの無線チャネルの各々はそれらのチャネルインパルス応答ｇ（ｋ）（ｋａ）、但しｋ＝１．．ｋ、ｋａ＝１．．ｋａの時間離散的ベースバンドに等価のものにより特徴付けられている。前記のチャネルインパルス応答ｇ（ｋ）（ｋａ）はチャネルモデリングのためデータ検出の際利用される。要素波の入射方向についての情報説明は当該の手法では提供されていない。
ＷＯ９５ ０９４９０Ａからは空間的な加入者分離選別付きの移動空隙システムが公知であり、この移動空隙システムでは異なった容量を有するチャネルの２つの異なったクラスが利用される。移動ステーションに対する送信決定の後、密な方向選択性の放射ダイヤグラムが送信される。
ＥＰ０７０１３３４Ａからはセルラ方式によるチャネルパルス応答を求めるための方法手段が公知である。
本発明の基礎を成す課題とするところは、わずかな計算コストで、方向推定へのノイズの影響を低減し得る、方向推定のための改善された方法を提供することである。前記の課題は請求項１の方法の構成要件により解決される。本発明の発展形態は、サブクレームに記載されている。
本発明による少なくとも１つの加入者信号の要素波の方向推定方法において、１つの受信装置に、複数のＫａの受信センサが配属される。当該の受信センサを介して複数のＫａの受信信号を受信し、該受信信号は、送信機固有の微細構造によりマーキングされた加入者信号に由来するものであり、ここでｋ−番目の加入者信号、ｋ＝１、..Ｋ、は、受信場所にて入射方向で異なるＫｄの要素波により伝送されるようにする。受信信号から、複数のＫａの受信センサに配属されたチャネルインパルス応答を求め、チャネルインパルス応答から、少なくとも１つの要素波の入射方向を求める。
よって、方向推定の精度は改善される、それというのは、チャネルインパルス応答が、方向推定に対するロー（生）データとしてチャネルの特性を既に考慮しているからである。チャネル推定のため、受信装置にて送信機固有の微細構造の形態の受信信号についての情報に依拠できるからである。従って、方向推定は、さらにこれから検出すべきデータによるよりも精確なものとなる。
本発明の有利な発展形態によれば、チャネルインパルス応答を、加入者信号の、送信機個別の微細構造を形成するトレーニングシーケンスから求めるのである。そのようなトレーニングシーケンスは、移動無線、例えばＧＳＭ有効チャネルにおけるミッドアンブル（Ｍｉｄａｍｂｌｅ）として公知である。上記のトレーニングシーケンスは、本発明の方法に対して簡単な手法で利用され得る。従って、移動無線ネットワークにおける本発明のインプリメンテーション、具現化はわずかなコストで可能である。
送信機個別の微細構造により選別分離可能な複数の送信機又は反射器からの加入者信号が、受信装置にて重畳されて到来し、個々で、前記信号は、同時に１つの周波数チャネルにて伝送されるのである。微細構造は、有利に、同時に方向推定のため、及び加入者選別分離のため使用され得る。このことは、受信機側でのさらなるコスト低減を意味する。
本発明のさらなる有利な実施形態によれば、要素波の入射方向を求めるため、付加的に、次の値のうちの１つ；ノイズ信号の入射方向、パワー、スペクトル、又は相関マトリクスを考慮するのである。ノイズ波について存在している情報が多ければ多い程、それに対して入射方向を推定すべき信号をそれだけ益々良好に評価できるようになる。当該の手段によっても方向推定を改善できる。
本発明のさらなる発展形態によれば、加入者信号は、個別の加入者コードを以ての逆拡散（ｄｅ−ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）により分離選別可能である。これにより、各要素波の入射方向と加入者信号に対応付け得る。上記の対応付けによっては、例えば、そこにて方向推定がデータ検出のための付加的情報を成すような移動無線システムにて本発明を有利に適用可能になる。有利には入射方向を求めるため、高分解能の方向推定方法を適用する。例えば、入射方向を求めるためＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）−方法を適用するか又は入射方向を求めるため、１次元又は多次元のUNITARY-ESPRIT（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）方式、手法を適用する。
それらの方式手法は、経済的な計算コストを以て、チャネルインパルスに基づく高精度の方向推定を実施する。ＭＵＳＩＣ又はＥＳＰＲＩＴ手法は、精確で僅かな信号処理コストで済む方向推定を実施するため、受信センサの配置構成に対する所定の幾何学的前提ないし受信センサの複素、複雑な放射特性の知識を利用する。
要素波の入射方向を求めるため、時間インターバルに亘っての所定値の平均化を行ない得る。１つの時間インターバル−これはチャネルインパルス応答のコヒーレント時間の整数倍に相応し得る−内では入射方向は殆ど変らない。平均化は方向推定を改善するそれというのは、ランダム誤差を低減し得るからである。ＴＤＭＡシステムにて加入者信号の無線ブロックごとの伝送の場合１つ又は多数の無線ブロックに対して平均化を実施し得る。平均化に対するブロックの数、換言すれば時間インターバルは可調整であり得、ここで入射方向の変化は時間インターバルの変化を惹起する。チャネル条件が迅速に変化すると、例えば移動ステーションの移動の加速の際方向推定を比較的短い時間インターバルに制限し得る。
移動無線システムにおける既述の適用のほかに、レーダーシステムないしソナーシステム又は震動測定システムへの適用が可能である。後者の適用の場合は、少なくとも１つの加入者信号が受信ステーションにて１つ又は複数の反射要素波の形態でも到来し得る。
次に本発明を、図示の２つの実施例に即して詳述し、この２つの実施例では一方では、移動通信システムにおけるデータ検出のため方向推定が使用され、他方ではレーダシステムが飛行体に対する方向推定を実施する。
各図は次の通りである。
図１は、移動無線ネットワークのブロック接続図である。
図２は、無線インタフェースに対する無線ブロックのフレーム構造のブロック接続図である。
図３は、所属の受信センサを有する受信装置のブロック接続図である。
図４は、方向選択性のチャネル推定記のブロック接続図である。
図５は、検出装置のブロック接続図である。
図６は、レーダシナリオの概念図である。
図７は、レーダシステムの受信装置のブロック接続図である。
第１の実施例を図１〜図５に即して説明する。
図１に示す移動通信システムはその構造において公知のＧＳＭ移動無線ネットワークに相応し、この移動無線ネットワークは多数の移動モーバイル交換機ＭＳＣから成り、これらの移動モーバイル交換機ＭＳＣは、相互に網目状化され、１つの固定ネットワークＰＳＴＮへのアクセスを行う。さらに、前記の移動モーバイル交換機ＭＳＣは、夫々少なくとも１つのベースステーションコントローラＢＳＣに接続されている。各ベースステーションコントローラＢＳＣは同じく少なくとも１つのベースステーションＢＳへの接続を可能にする。そのようなベースステーションは、無線インターフェースを介して、移動ステーションＭＳへの情報通信接続ないし情報リンクを形成し得る無線ステーションである。図１には、３つの移動ステーションＭＳと１つのベースステーションとの間の３つの無線リンクが例示してある。オペレーション−及び保守センタＯＭＣは、移動無線ネットワークないしそれの一部に対するコントロール及び保守機能を実現する。
ベースステーションＢＳと移動ステーションＭＳとの間の通信リンクは、マルチパス伝播を受け、このマルチパス伝播は、例えば建造物又は樹木植物などにより惹起されるものである。移動ステーションの運動の行われていることを基礎出発点とすると、マルチパス伝播が更なるノイズと相俟って次のような事態を生じさせる、即ち、受信中のベースステーションＢＳにおいてある各加入者信号の種々の伝播経路の信号成分が時間依存的に重畳されるという事態を惹起する。さらに、基礎としているところによれば種々の移動ステーションの加入者信号が受信機にて１つの受信信号ｅ，ｅｍに重畳されることである。受信中のベースステーションｂｓの役割は、加入者信号内にて伝送されたデータｄを検出し、個々の加入者個別の通信リンクに対応付けることである。
図２には、無線インターフェースを介して加入者信号の伝送の様子を示す。ここで、無線インターフェースは、周波数分割多重（ＦＤＭＡ）、時分割多重（ＴＤＭＡ）、符号分割多重（ＣＤＭＡ）コンポーネントを有する。更に、周波数軸ｆに沿っての複数の周波数帯域が移動無線ネットワークに対して設けられている。更に時間軸ｔは、複数のタイムスロットから成る１つのフレームに細分化されており、ここで、無線ブロックにて伝送が行なわれるように細分化されている。複数の移動ステーションＭＳの加入者信号は、１つの加入者群Ｔｌｎ１，Ｔｌｎ２・・Ｔｌｎ１２０に割当てられている、換言すれば、実施例中Ｋ＝３において１つの加入者群の無線ブロックの期間中、例えば図１の３つに移動ステーションに対する１つの加入者群例えばＴｌｎ３の無線ブロックの期間中、種々の加入者コードにより表わされ得る加入者信号が、１つの受信信号に重畳され、この１つの受信信号は、ベースステーションＢＳにおける受信装置により評価されるべきものである。
１つの無線ブロック内には、１つの加入者信号がｄを有する２つのデータ担持セクションから成り、それの中央には、加入者個別のトレーニングシーケンスｔｓｅｑ１〜ｔｓｅｑＫが挿入されている。無線ブロックは、ガードタイムｑｐにより終端される。加入者信号は、加入者コードＣとは区別され、それにより、データ担持セクション内で、加入者特有の微細構造により区別され、この加入者特有の微細構造は、ＣＤＭＡコードＣ^（ｋ），ｋ＝１・・ｋにより規定される。以下加入者コードと称される当該のＣＤＭＡコードＣ−これは受信側で知られている−により、加入者信号の分離選別が可能である。
図３には、所属の受信センサＡを有する受信装置が示してある。この受信装置は、ベースステーションの一部であり、移動通信ｎｗの送信中の移動ステーションから受信信号を受取る。更に、ベースステーションＢＳに対して、受信の場合シチュエーションが示してあり、それにも拘わらず、通常、２方向での通信リンクが存在する、換言すれば、ベースステーションは、送信装置も有する。
Ｋａ＝４の受信センサＡは、１つのアンテナ装置を形成し、このアンテナ装置は、インテリジェントアンテナ装置を以て構成されている、換言すれば、それらのインテリジェントアンテナ装置の複数の受信センサＡは、同時点で受信信号ｅまたはｍを受信し、この受信信号は１つの受信アンテナを有するシステムに比して伝送品質が改善されるように相互に組合わされる。
受信信号ｅ，ｅｍから、例えば、ベースバンドでの伝送、そして、引き続いてのＡ／Ｄ変換により、デジタル信号が生ぜしめられ、受信装置にて評価される。
受信装置は、複数のチャネル推定器ＪＣＥ、複数の方向推定器ＤＯＡＥ、方向選択性のチャネル推定器ＪＤＣＥ及び検出装置ＪＤＤを有する。受信信号ｅ，ｅｍのほかに付加的に、受信装置内には複数のＫの加入者についてのアプリオリな情報それらの加入者のトレーニングシーケンスｔｓｅｑ１，・・，ｔｓｅｑＫ及び加入者コードＣについての情報が存在しており、場合により、ノイズ信号に対する情報をも備え得る。
チャネル推定器ＪＣＥには、−既にデジタル化された−受信センサＡの受信信号が供給される。チャネル推定器ＪＣＥデは、ガウスマルコフまたは最尤度推定による順方向選択性のチャネルインパルス応答ｇの決定が行なわれる。チャネル推定器ごとに受信センサＡの受信信号が評価され、ここで、チャネル推定器ＪＣＥの出力側にそのつどＫの、非方向選択性のチャネルインパルス応答ｇが生成される。当該の非方向選択性のチャネルインパルス応答ｇの計算は、受信信号ｅｍ^（ｋａ）、ｋａ＝１・・Ｋａから行なわれ、その受信信号は、Ｋの加入者信号のトレーニングシーケンスｔｓｅｑ１〜ｔｓｅｑ^Ｋに由来するものである。
非方向選択性のチャネル応答ｇは、夫々方向推定器ＤＯＡＥに供給され、この方向推定器ＤＯＡＥ波、当該の悲報孔選択性のチャネル応答ｇに基づいて、加入者に関連付けて方向性推定を実施する。加入者信号ごとに求められる入射方向の数は、Ｋｄで表される。この数Ｋｄは、加入者信号ごとに異なったものであり得る。入射方向（DOA Direction of Arrivalとも称される）の決定の際、１次元又は多次元のUNITARY-ESPRITアルゴリズムが使用される。本発明の方向推定は、方向推定器ＤＯＡＥにて実施される。
方向選択性の方向推定器ＪＤＣＥでは、トレーニングシーケンスｔｓｅｑ１〜ｔｓｅｑ^Ｋに由来する、受信センサＡの受信信号ｅｍ（ｋａ）及び要素波の所定の入射方向ＤＯＡが処理され、それにより、方向選択性のチャネルインパルス応答ｈが決定される。上記の方向推定は、最大尤度推定方式、手法に立脚する。
更に、Ｋａの受信信号、ｅ^（ｋａ）、ｋａ＝１・・Ｋａの所定の方向選択性のチャネルインパルス応答ｈ及び所定の入射方向ＤＯＡが検出装置ＪＤＤに供給され、この検出装置ＪＤＤは、更に、加入者コードＣ及びＲｎの形態でのノイズ信号の入射方向及びベースステーションＢＳに関連しての移動ステーションＭＳの地理的位置についてのアプリオリな付加的情報を処理する。
前記の検出装置ＪＤＤでは受信信号ｅ^（ｋａ）−これはデータ担持セクションに由来する−に基づき、データｄの検出が行なわれる。このためにゼロフォーシング法が適用される。代替選択的な有利な手法は、最大尤度−推定又はＭＭＳＥ方式、手法である。データ検出の結果、検出装置ＪＤＤの出力側に１つの無線ブロックに対するＫの加入者信号の検出されたｄが現れる。
データ検出の方法的考察において、第１の方法ステップでは、チャネルインパルス応答ｇのチャネル推定が方向均一性を考慮せずに実施される。第２方法ステップでは、所定のチャネルインパルス応答ｇから、１つ又は複数の要素波の入射方向ＤＯＡが求められ、そこで、第３ステップでは、受信信号から、入射方向ＤＯＡの考慮下で、方向選択性の、換言すれば、種々の方向に対応付け可能なチャネルインパルス応答ｇが求められる。このステップは、次のような認識に立脚する、即ち、従来の、非方向選択性のチャネル選択性のチャネルインパルス応答ｇ^{（ｋ）（ｋａ）}の各々が、Ｋｄの、方向選択性のチャネルインパルス応答ｈ^{（ｋ）（ｋａ）}、但し、ｋ＝１・・Ｋ及びｋｋ＝１・・Ｋａの重畳により、生ぜしめられるという認識に立脚する。
要するに下記が成立つ。

ここで、ａ^{（ｋ）（ｋａ）（ｋｄ）}は、非方向選択性のチャネルインパルス応答ｇ^{（ｋ）（ｋａ）}への、方向選択性のチャネルインパルス応答ｈ^{（ｋ）（ｋａ）}の重畳のための複素、複合の重みづけファクタである。方向選択性のチャネルインパルス応答ｈを求めるため、場合により、ノイズ的な障害的要素波の入射方向又は相関マトリクスについて情報をも利用しうる。ｇ^{（ｋ）（ｋａ）}ｋ＝１・・Ｋ，ｋａ＝１・・Ｋａにおいて推定すべきパラメータの総数Ｗ^＊Ｋ^＊Ｋａは、通常、マルチアンテナシステムでは、Ｋａ＞Ｋｄの故にｈ^{（ｋ）（ｋｄ）}，ｋ＝１・・Ｋ、ｋｄ＝１・・Ｋｄは、推定すべきパラメータの総数Ｗ^＊Ｋ^＊Ｋｄより遥かに大である。それにより、本発明の方法によるパラメータの推定の場合計算コストを低減できる。
組合わされた受信信号ｅｍ−これは、有利には、加入者信号のトレーニングシーケンスｅｍ^（ｋａ）に由来するものであり、Ｋａの受信センサの受信信号ｅｍ^（ｋａ），ｋａ＝１・・Ｋａを含むものである−の受信期間中、当該の受信信号は、次のような形態をとる、
ｅｍ＝Ｇ・ｈ＋ｎ_ｍ （２）
但し、Ｇは既知のマトリクス（Ｌ^＊Ｋａ）×（Ｗ^＊Ｋ^＊Ｋｄ）を表わし、ここで、Ｌは受信信号ｅｍの時間離散的サンプリング値の数、Ｗはチャネルインパルス応答の長さを表わす。前記のマトリクスＧは、Ｋａの受信センサの幾何学的配置構成、及び複素、複合特性、送信されたトレーニングシーケンス及びＫｄの時間離散的な入射方向ＤＯＡにより定まる。ベクトルｈは、Ｋ^＊Ｋｄの方向選択性のチャネルインパルス応答ｈ^{（ｋ）（ｋｄ）}の時間離散的ベースバンドの等価のものを含む。ｎ_ｍは、１つの時間離散的ノイズ信号の未知の（Ｌ^＊Ｋａ）列べクトルを表わす。
式（１）からＧ及びｅｍが知られ、その結果方向選択性のチャネルインパルス応答ｈを決定できる。
データ担持セクションの期間中受信センサの受信信号ｅ^（ｋａ）の組合わされた受信信号ｅは次のような形態を有する。
ｅ＝Ａ・ｄ＋ｎ （３）
但し、Ａは、（Ｍ^＊Ｋａ）×（Ｎ^＊Ｋ）マトリクスであり、ここで、Ｍは受信信号の離散的サンプリング時点の数、Ｎは、加入者ごとの伝送されるデータシンボルの数を表わす。ｎは同じく、時間離散的ノイズ信号の未知の（Ｍ^＊Ｋａ）列べクトルである。
式（３）中、ＡはＫ^＊Ｋｄの入射方向、方向選択性チャネルインパルス応答ｈ、受信センサの幾何学的配置構成及び複素、複合的特性、そしてＣＤＭＡ加入者分離選別の使用の場合は、利用される加入者コードにより知られ、そして、ｅが知られ、その結果データｄを検出し得る。
第４の方法ステップにおいて、Ｋの加入者信号のデータ担持セクションに基因、由来する受信信号ｅから、先に求められた入射方向ＤＯＡ及び方向選択性のチャネルインパルス応答ｈの使用下でデータｄが検出される。このステップにおいて、場合により、ノイズ信号の入射方向、パワー、スペクトル又は共分散マトリクスをも利用し得る。
方向選択性チャネルインパルス応答ｈの決定は、有利には、ガウス−マルコフ−推定方式により行なわれ、ここで、方向選択性チャネルインパルス応答ｈに対する推定値

は下式から計算され得る。

は、ノイズ信号ｎ_ｍの共分散マトリクスを表わし、この共分散マトリクスは、障害的、ノイズ性要素波の入射方向及び相対パワー、ノイズ信号のスペクトル並びに受信センサの幾何学的配置関係及び複素、複合的放射特性により定まる。この手法は、方向選択性のチャネルインパルス応答ｈの最大尤度−推定に相応し、（４）の巡回、再帰的分解により有利なコストで実現できる。
方向推定ないし方向選択性チャネルインパルス応答決定と、データ検出との間の関係は次のように利用される。Ｋの加入者信号は、データ担持セクションと、トレーニングシーケンスとから成り、ここで、加入者信号のトレーニングシーケンスに由来する受信信号から、方向選択性のチャネルインパルス応答が求められ、データ担持セクションに由来する受信信号からデータが検出される。
又、コスト低減のため、入射方向ＤＯＡ及び又は方向選択性チャネルインパルス応答ｈを、１つの周期−これは、無線ブロック関連のフレーム構造より長い−に従っての追従フォローアップ方式、手法によりあらためて決定できる。
図４は、ビームフォーマＢＦを有する方向選択性のチャネル推定器ＪＤＣＥを示し、それは、Ｋａの受信信号ｅｍ（Ｋａ）の各々を、ビームフォーマ個別の重みづけファクタｗ１〜ｗ４ないしｗ５〜ｗ８だけ重みづけて、加算装置Ｓにて信号成分を加算して、それに対してＳ／Ｎ比が最大化される信号を形成するものであり、ここで、当該の信号は引き続いて信号にマッチングされた相関低減（decorrelating）フィルタＤＭＦに供給される。インタファレンスキャンセレーションのための装置ＩＣでは、自己セルフィンタファレンスＳＩ及びクロス相互インターファレンスＣＩが補償され、方向選択性のチャネルインパルス応答ｈが得られる。
ビームフォーマＢＦでは付加的に、要素波の入射方向についての情報及び障害的、ノイズ性の要素波の方向及び相対的パワーが処理される。当該の方向は各ビームフォーマＢＦに対して個別に重みづけファクタ係数ｗ１〜ｗ４ないしｗ５〜ｗ８だけ影響を及ぼす。ビームフォーマＢＦ及び信号にマッチングされた相関低減フィルタＤＭＦは、信号にマッチングされた空間分解能を有する相関低減フィルタのように作用し、これは、夫々要素波−従ってＫ^＊Ｋｄ−に適用される。
図５には検出装置ＪＤＤが示されている。この検出装置ＪＤＤは、受信信号ｅのデータ担持セクションを処理し、ここで、前述の手法に相応して、方向選択性チャネル推定器ＪＤＣＥにて、信号にマッチングされた空間分解能を有する相関低減フィルタが、受信信号ｅのＫ^＊Ｋｄ要素波を重畳して、Ｓ／Ｎ比を最大化する。Ｓ／Ｎ比の最大化は、各加入者信号の殻入射方向ＤＯＡに対して実施され、ここで、１つの加入者信号のここの要素波のＫｄ信号成分が、加算装置Ｓ１〜ＳＫにて最大レシオーコンバイニング（Maximum Ratio combining）方式に従って重畳される。
引き続いて、加入者信号は、インタファレンスキャンセレーションのための装置ＩＣに供給され、このインタファレンスキャンセレーションのための装置ＩＣは、符号間干渉及び多重アクセスＭＡＩ（Multiple Access）−インターファレンス、干渉を補償する。ここで、加入者コードＣ、入射方向ＤＯＡ、方向選択性チャネルインパルス応答ｈ及び場合により、Ｒｎの形態でのノイズ源についてのアプリオリな情報が処理される。インターファレンスキャンセレーションのための装置ＩＣの出力側には、加入者信号の検出されたデータｄが、分離選別されて現れる。インターファレンスキャンセレーションの場合、いわゆるＪＤ（Joint Detection）が使用される。
受信装置により、受信信号の時間分数及び分散が低減される。空間的分解能により、比較的多数の移動ステーションＭＳに、１つのベースステーションの１つの無線領域内にて給電すべき、もしくは無線領域を次のように構成できる、即ち移動ステーションＭＳの送信パワーが著しく低減されるように構成できる。
図６は、レーダシステムのシナリオを以ての第２の実施例を示す。
１つのレーダシステムは、１つの送信装置及び１つの受信装置を有し、それらは、結合装置Ｋを介して、Ｋａの受信センサを有するアンテナ装置Ａに接続されている。１つの送信周期期間中、送信機個別の微細構造を備えた１つの送信信号がアンテナ装置を介して放射される。放射されたエネルギの一部は、飛行体に到達し、そこで反射される。
反射された信号−以下加入者信号と称する−は、多数の要素波から成り、ここで、Ｒｄの要素波が、種々の伝播経路を介してアンテナ装置Ａに到達する。加入者信号の要素波は、雲とか、建造物にて屈折、回折及び反射により戻され、受信装置にて送信され、評価される。
図７は、Ｋａの受信センサＡが配属されている受信装置を略示する。Ｋａのチャネル推定器ＫＳでは、センサに関連して１つのチャネルインパルス応答ｇが推定される。このためにレーダシステムにて、知られている送信機個別の微細構造の、受信信号との相関が求められる。
それにより求められるＫａのチャネルインパルス応答ｇ−これは方向推定器ＤＯＡＳに供給される−から、方向推定器ＤＯＡＳは、加入者信号に対するＫｄの入射方向ＤＯＡを求める。チャネル及び方向推定の際使用される方式、手法は第１実施例におけるそれに相応する。
レーダシステムの信号コンバイナＳＣにおいて加入者信号の要素波の入射方向ＤＯＡ及びチャネル応答ｇが次のように評価される。即ち、位置が−要素波の入射方向ＤＯＡ、信号走行伝播時間及び受信電界強度から求められ、飛行速度はドップラ周波数から求められるように評価される。

Claims (12)

1. 少なくとも１つの加入者信号の要素波の方向推定方法において、
   １つの受信装置に、複数のＫａの受信センサが配属されており、
   複数のＫａの受信信号を受信し、該受信信号は、送信機固有ないし送信機個別の微細構造により特徴付け、マーキングされた加入者信号に由来するものであり、ここでｋ−番目の加入者信号、ｋ＝１、．．Ｋ、は、受信場所にて入射方向（ＤＯＡ）の異なるＫｄの要素波により伝送されるようにし、
   受信信号から、複数のＫａの受信センサに配属されたチャネルインパルス応答（ｇ）を求め、
   チャネルインパルス応答（ｇ）から、少なくとも１つの要素波の入射方向（ＤＯＡ）を求めることを特徴とする方向推定方法。
2. チャネルインパルス応答（ｇ）を、加入者信号の、送信機個別の微細構造を形成するトレーニングシーケンス（ｔｓｅｑ１，ｔｓｅｑ２・・・ｔｓｅｋ）から求めることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 複数の送信機（ＭＳ）又は反射器（Ｐ１、Ｐ２）からの加入者信号が、受信装置にて受信信号を形成すべく重畳されて到来し、ここで、前記信号は、同時に１つの周波数チャネルにて伝送されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. 要素波の入射方向（ＤＯＡ）を求めるため、付加的に、次の値のうちの１つ；ノイズ信号の入射方向（ＤＯＡＳ）、パワー、スペクトル、又は相関マトリクスを考慮することを特徴とする請求項１から３項までのうち何れか１項記載の方法。
5. 加入者信号は、個別の加入者コードを以ての逆拡散（ｄｅ−ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）により分離選別可能である請求項３又は４記載の方法。
6. 入射方向（ＤＯＡ）を求めるため、高分解能の方向推定方法を適用することを特徴とする請求項１から５項までのうち何れか１項記載の方法。
7. 入射方向（ＤＯＡ）を求めるためＭＵＳＩＣ−方法を適用することを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 入射方向（ＤＯＡ）を求めるため、１次元又は多次元のＵＮＩＴＡＲＹ−ＥＳＰＲＩＴ方式、手法を適用することを特徴とする請求項６項記載の方法。
9. 要素波の入射方向（ＤＯＡ）を求めるため、時間インターバルに亘っての所定値の平均化を行うことを特徴とする請求項１から８項までのうち何れか１項記載の方法。
10. 移動通信システムにて適用される請求項１から９項までのうち何れか１項記載の方法。
11. レーダないしソナーシシステムにて適用される請求項１から１０項までのうち何れか１項記載の方法
12. 震動ないし地震測定システムにて適用される請求項１から１１項までのうち何れか１項記載の方法。

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