JP4141567B2 - ビーム重み付け合成受信装置 - Google Patents
ビーム重み付け合成受信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4141567B2 JP4141567B2 JP04895099A JP4895099A JP4141567B2 JP 4141567 B2 JP4141567 B2 JP 4141567B2 JP 04895099 A JP04895099 A JP 04895099A JP 4895099 A JP4895099 A JP 4895099A JP 4141567 B2 JP4141567 B2 JP 4141567B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- interference amount
- received signal
- weighting
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Radio Relay Systems (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スペクトル拡散変調方式を用いた符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信方式の移動体通信システムに用いられるビーム重み付け合成受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スペクトル拡散変調方式を用いた符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信方式は、送受信側で同じ拡散符号を用いて逆拡散を行って情報の復調を行うが、この際、拡散による送信信号の電力密度を小さくできるので、他の通信システムに与える干渉が小さいとともに、他の通信システムから受ける干渉の影響も小さく、秘話性が高いという特徴を有するとともに、符号分割であることから、スペクトル利用効率が高く加入者容量を増やすことができ、マルチパスにも強いという特徴を有することから、移動体通信システムへの実用化が注目されている。
【０００３】
この従来のスペクトル拡散変調方式を用いたＣＤＭＡ通信方式の移動通信システムにおける受信装置について、図６〜図１０を参照して説明する。まず、図６は、従来のスペクトル拡散変調方式を用いたＣＤＭＡ通信方式の移動通信システムにおける受信装置の構成を示す。なお、ここでは基地局の受信装置として説明する。図６において、Ｎ本からなる複数のアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎは、図示しない移動局からの送信信号を受信する。
【０００４】
ここで、移動体通信システムでは、移動局からの送信信号は、周囲の建物や地形によって電波が反射、回折、散乱して、複数の伝送路を経た波（マルチパス波）として到来し、お互いに干渉するために生じる周波数選択性フェージング伝送路を形成する。図９は、周波数選択性フェージング伝送路のインパルス応答の一例を示し、図９では、受信装置側において、Ｌ個のマルチパス波となった信号がアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎに入力される場合を示している。従って、各マルチパルス波は、時間的に遅延することになる。
【０００５】
バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０２−１〜１０２−Ｎは、それぞれアンテナ１０１−１〜１０１Ｎに接続され、所望の帯域信号のみを通過させる帯域制限を行い、この帯域制限した受信信号Ｓ１０１−１〜Ｓ１０１−Ｎをビーム形成部１０３に出力する。
【０００６】
ビーム形成部１０３は、図１０に示すような所望の半値幅を有するＭ個からなるマルチビームを形成する。ビーム形成部１０３は、このマルチビームを構成するＭ個の各ビームごとに対応するビームブランチの信号Ｓ１０２−１〜Ｓ１０２−Ｍに分解してＭ個の自動利得制御（ＡＧＣ）部１０４−１〜１０４−Ｍにそれぞれ出力する。ＡＧＣ部１０４−１〜１０４−Ｍは、各ビームごとの受信信号Ｓ１０２−１〜Ｓ１０２−Ｍに対して所要の振幅レベルが得られるように、信号振幅の調整を行い、この調整が行われた信号Ｓ１０３−１〜Ｓ１０３−Ｍを、各ＡＧＣ部１０４−１〜１０４−Ｍにそれぞれ接続される逆拡散部１０５−１〜１０５−Ｍに出力する。
【０００７】
各逆拡散部１０５−１〜１０５−Ｍは、送信側で用いた、すなわち拡散信号である送信信号の生成に用いたＰＮ系列に相当する拡散符号系列と同じ系列によってそれぞれ逆拡散を行い、この逆拡散後の信号Ｓ１０４−１〜Ｓ１０４−ＭをＲＡＫＥ合成部１０６−１〜１０６−Ｍにそれぞれ出力する。
【０００８】
各ＲＡＫＥ合成部１０６−１〜１０６−Ｍは、図９に示すようなＬ個の遅延パスを有するマルチパス波の影響を受けた逆拡散後の信号に対して、各遅延パスごとに伝送路推定を行い、この伝送路推定結果に基づいて逆拡散後の信号の同相化を行い、各遅延パスごとの同相化信号を合成し、このＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ１１１−１〜Ｓ１１１−Ｍをビーム合成部１０９にそれぞれ出力する。
【０００９】
図７は、各ＲＡＫＥ合成部１０６−１〜１０６−Ｍの詳細構成を示している。なお、図７においてはＲＡＫＥ合成部１０６−１の構成を示しているが、その他のＲＡＫＥ合成部１０６−２〜１０６−Ｍの構成も同一の構成である。図７において、ＲＡＫＥ合成部１０６−１は、各遅延パスごとの同相化処理を行う同相化処理部１２０−１〜１２０−Ｌと、各同相化処理部１２０−１〜１２０−Ｌからの出力を合成する合成部１２５とを有する。
【００１０】
各同相化処理部１２０−１〜１２０−Ｌのそれぞれは、遅延器１２１−１〜１２１−Ｌ、伝送路推定部１２２−１〜１２２−Ｌ、複素共役算出部１２３−１〜１２３−Ｌ、および複素乗算器１２４−１〜１２４−Ｌを有する。各同相化処理部１２０−１〜１２０−Ｌには、逆拡散後の信号Ｓ１０４−１が入力され、さらに各同相化処理部１２０−１〜１２０−Ｌ内の遅延器１２１−１〜１２１−Ｌおよび伝送路推定部１２２−１〜１２２−Ｌに入力される。
【００１１】
ここで、図８は、送信スロットのフォーマット構成を示し、送信スロットは、パイロットシンボル部分（既知系列）とデータ部分とから構成される。この既知系列は、伝送路推定部１２２−１〜１２２−Ｌにおける伝送路推定処理に用いられる。
【００１２】
伝送路推定部１２２−１は、既知系列であるパイロットシンボルを用いて、第ｋ番目のスロットにおける第１番目の遅延パスに対する伝送路推定値Ｉ（１，ｋ）を算出する。ただし、Ｉ（１，ｋ）は、複素値であり、カッコ内の左側の数字の１は、第１番目の遅延パスを表し、右側の記号ｋは、第ｋ番目のスロットを表す。伝送路推定値Ｉ（１，ｋ）は、複素共役算出部１２３−１に入力され、複素共役算出部１２３−１は、Ｉ（１，ｋ）の複素共役値であるＩ* （１，ｋ）を算出して複素乗算器１２４−１に出力する。一方、逆拡散後の信号Ｓ１０４−１は、遅延器１２１−１に入力され、遅延器１２１−１は、逆拡散後の信号Ｓ１０４−１を、伝送路推定部１２２−１と複素共役算出部１２３−１とにおける処理遅延分と、第１番目の伝送路のパス遅延分とを合わせた時間遅延を行い、複素乗算器１２４−１に出力する。
【００１３】
複素乗算器１２４−１では、遅延器１２１−１の出力信号であるｒ（１，ｋ，ｊ）と複素共役値Ｉ* （１，ｋ）とを複素乗算する。なお、ｒ（１，ｋ，ｊ）のカッコ内の左側の数字「１」は、第１番目の遅延パスであることを示し、ｋは、第ｋ番目のスロットを示し、ｊは、第ｋ番目のスロットにおける第ｊ番目のデータシンボルを示す。
【００１４】
この複素乗算された値は、複素乗算によって信号振幅に比例した重み付けがなされたことになり、同相化処理部１２０−１の出力信号Ｓ１０５−１として合成部１２５に出力される。同様にして、第２番目から第Ｌ番目の遅延パスに対する同相化処理部１２０−２〜１２０−Ｌの出力信号Ｓ１０５−２〜Ｓ１０５−Ｌも合成部１２５に出力される。
【００１５】
合成部１２５は、各遅延パスごとに同相化され、重み付けされた同相化処理部１２０−１〜１２０−Ｌからの信号Ｓ１０５−１〜Ｓ１０５−Ｌを合成し、この合成されたＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ１１１−１をＲＡＫＥ合成部１０６−１の出力信号Ｓ１１１−１としてビーム合成部１０９に出力する。同様にして、各ビームごとの他のＲＡＫＥ合成部１０６−２〜１０６−ＭからもＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ１１１−２〜Ｓ１１１−Ｍをビーム合成部１０９に出力する。これらＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ１１１−１〜Ｓ１１１−ＭであるＲi （ｋ，ｊ）は、次式（１）で示される。すなわち、
【数１】
である。ここで、ｉは、マルチビームを形成する各ビームの識別番号であり、ｉ＝１〜Ｍである。また、ｈは、遅延パスの番号を示し、ｈ＝１〜Ｌである。また、ｋは、第ｋ番目のスロットを示し、ｊは、第ｋ番目のスロットにおける第ｊ番目のデータシンボルを示す。
【００１６】
このＲＡＫＥ合成後の信号Ｒi （ｋ，ｊ）は、ビーム合成部１０９によって合成され、信号Ｓ１１２としてデータ判定部１１０に出力され、データ判定部１１０によってデータ判定される。この信号Ｓ１１２であるＣ（ｋ，ｊ）は、次式（２）として示される。すなわち、
【数２】
である。ここで、ｋは、第ｋ番目のスロットを示し、ｊは、第ｋ番目のスロットにおける第ｊ番目のデータシンボルを示す。
【００１７】
このようにして従来の受信装置では、マルチビームの各ビームごとの受信信号に分離し、さらに各ビームごとの受信信号に対してＲＡＫＥ受信を施してマルチパスを時間的に分離したパスダイバーシチを行っていた。なお、このような従来の受信装置は、例えば文献「狭ビームのグレーティングローブで空間を張るビームスペース２次元ＲＡＫＥ方式」（電子情報通信学会、信学技報、RCS97-247 、p.59-64 1998年2 月）に記載されている。
【００１８】
また、特開平７−７４６８５号公報には、複数のアンテナを用いるスペースダイバーシチ方式と最大比合成を行うスペクトル拡散変調方式を用いたＣＤＭＡ通信方式とを組み合わせた受信装置が記載されている。また、特開平９−２３８０９８号公報には、複数のアンテナを用い、受信電力値に応じて受信信号を重み付け合成する受信装置が記載されている。また、特開平１０−１７３５８０号公報には、複数のアンテナによって複数個のビームを生成し、このビームごとにＲＡＫＥ合成を行った後、ビーム選択あるいは合成を行う受信装置が記載されている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、移動体通信においては、周囲の建物や地形によって電波が反射、回折、散乱して、移動局には複数の伝送路を経た波（マルチパス波）が到来し、お互いに干渉するために受信波の振幅と位相とがランダムに変動する周波数選択性フェージングが発生する。
【００２０】
そして、このような伝送路の状態において、上述した従来のスペクトル拡散変調方式を用いたＣＤＭＡ通信方式の移動体通信システムにおける基地局受信装置では、Ｎ本からなる複数のアンテナを用いてＭ個のマルチビームを形成し、各ビームごとに得られる所望波の逆拡散後の信号に対し、伝送路推定値に応じて重み付け合成（ＲＡＫＥ合成）を行い、Ｍ個のマルチビームごとのＲＡＫＥ合成後の信号を、Ｍビーム分すべてを合成する手法、あるいは、予め定められたしきい値よりも大きなビームのＲＡＫＥ合成後の信号を選択して合成する手法、さらにはビームごとに得られるＲＡＫＥ合成後の受信信号の上位Ｌp （ただし、Ｌp ＜Ｍの整数）個分のみ選択し合成する手法によって、所望信号に関するＳＩＲ（信号対干渉波電力比）の改善を図っていた。
【００２１】
しかしながら、上述した従来の受信装置特に基地局受信装置は、サービス可能なセル内における移動局の位置分布が一様であり、各ビームごとの干渉波電力が同一であるならば、理想的なチャネル容量を得ることができる有効な手法であるといえるが、現実にはセル内において移動局の位置が瞬間的に偏在、もしくは、伝送速度が異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在し、ビームごとの干渉波電力が同一と見なせない場合が生じ、このような場合には、理想的なチャネル容量が得られないという問題点があった。
【００２２】
また、従来の受信装置では、ビームごとに接続されている受信機間で利得のアンバランスが存在する場合には、理想的な合成を行うことができず、結果として理想的なチャネル容量が得られないという問題点があった。
【００２３】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、移動局の位置が瞬間的には偏在、もしくは、伝送速度の異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在する場合でも、ビームごとの干渉量に応じた重み付けを行って、合成後の受信ＳＩＲを最大とすることができ、ビームごとの干渉波電力が同一と見なせない場合でも、理想的なチャネル容量を極端に減少させず、さらには、ビームごとに接続されている受信機間で利得のアンバランスが存在する場合でも、ビームごとの干渉量に応じた重み付けを行うことで理想的なビーム合成が行え、理想的なチャネル容量を得ることができるビーム重み付け合成受信装置を得ることを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力するビーム形成手段と、前記各ビーム単位の受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力するビーム単位ごとの複数の同相合成手段と、前記各ビーム単位の受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力するビーム単位ごとの複数の干渉量推定手段と、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行うビーム単位ごとの複数の重み付け手段と、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成するビーム合成手段と、前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うデータ判定手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、ビーム形成手段が、複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力し、複数の同相合成手段は、この出力された各ビーム単位ごとに、ビームごとの受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力し、一方、複数の干渉量推定手段は、この各ビーム単位ごとに、ビーム単位ごとの受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力し、複数の重み付け手段は、ビーム単位ごとに、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行い、ビーム合成手段が、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成し、データ判定手段が、前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うようにしている。
【００２６】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、スペクトル拡散変調方式を用いて符号分割多元接続を行う移動体通信システムに用いられるビーム重み付け合成受信装置において、複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力するビーム形成手段と、前記各ビーム単位の受信信号を逆拡散するビーム単位ごとの複数の逆拡散手段、前記逆拡散手段によって逆拡散された前記各ビーム単位の受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力するビーム単位ごとの複数の同相合成手段、前記逆拡散手段によって逆拡散された前記各ビーム単位の受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力するビーム単位ごとの複数の干渉量推定手段、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行うビーム単位ごとの複数の重み付け手段、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成するビーム合成手段、および前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うデータ判定手段を有した複数のチャネル受信手段とを具備し、前記逆拡散手段が逆拡散する符号系列は、複数のチャネルに対応して前記複数のチャネル受信手段ごとに異なることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、まず、ビーム形成手段が、複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力する。そして、複数の逆拡散手段は、各ビーム単位の受信信号を逆拡散し、複数の同相合成手段は、この逆拡散された各ビーム単位ごとに、ビームごとの受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力し、一方、複数の干渉量推定手段は、この各ビーム単位ごとに、ビーム単位ごとの受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力し、複数の重み付け手段は、ビーム単位ごとに、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行い、ビーム合成手段が、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成し、データ判定手段が、前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うという構成を複数持たせ、異なる拡散符号をもつ複数のチャネルに対応するようにしている。
【００２８】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、上記の発明において、前記複数の同相合成手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて前記伝送路状態を推定し、この推定された値の複素共役値を入力されたビーム単位ごとの受信信号に乗算して該ビーム単位ごとの受信信号の同相化合成出力を行うことを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、複数の同相合成手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて伝送路状態を推定し、この推定された値の複素共役値を、自同相合成手段に入力されたビーム単位ごとの受信信号に乗算して該ビーム単位ごとの受信信号の同相化合成出力を行うようにしている。
【００３０】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、上記の発明において、前記複数の干渉量推定手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて、入力されたビーム単位ごとの受信信号の干渉量を推定出力することを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、複数の干渉量推定手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて、入力されたビーム単位ごとの受信信号の干渉量を推定出力するようにしている。
【００３２】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、上記の発明において、前記複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理すべきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量を用いて該同相合成手段から出力されるビーム単位ごとの受信信号を正規化することを特徴とする。
【００３３】
この発明によれば、複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理すべきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量を用いて該同相合成手段から出力されるビーム単位ごとの受信信号を、例えば除算演算によって正規化するようにしている。
【００３４】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、上記の発明において、前記複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理べきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量の絶対値を、該同相合成手段以外の同相合成手段から出力されるビーム単位の受信信号に乗算することを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理べきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量の絶対値を、該同相合成手段以外の同相合成手段から出力されるビーム単位の受信信号に乗算するようにしている。
【００３６】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、上記の発明において、前記絶対値が電力値であることを特徴とする。
【００３７】
この発明によれば、複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理べきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量の電力値を、該同相合成手段以外の同相合成手段から出力されるビーム単位の受信信号に乗算するようにしている。
【００３８】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、上記の発明において、干渉量推定手段のそれぞれは、所定数の送信スロットに付加された既知系列の値をもとに干渉量を推定し、この値の平均値を干渉量として推定出力することを特徴とする。
【００３９】
この発明によれば、干渉量推定手段のそれぞれは、所定数の送信スロットに付加された既知系列の値をもとに干渉量を推定し、この値の平均値を干渉量として推定出力するようにしている。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるビーム重み付け合成受信装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００４１】
実施の形態１．
まず、この発明にかかる実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１であるビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すビーム重み付け合成受信装置は、図６に示す従来のビーム重み付け合成受信装置において各ビームごとに干渉量推定部７−１〜７−Ｍと除算部８−１〜８−Ｍとを新たに設けた点に特徴がある。なお、このビーム重み付け合成受信装置は、スペクトル拡散方式を用いたＣＤＭＡ通信方式を採用する移動通信システムにおけるビーム重み付け合成受信装置である。また、ここでは、受信する移動局からの送信スロットのフォーマットは、図８に示したスロット構成であり、既知系列を含んでいる。
【００４２】
図１において、Ｎ本からなる複数のアンテナ１−１〜１−Ｎは、図示しない移動局からの送信信号を受信する。ＢＰＦ２−１〜２−Ｎは、それぞれアンテナ１−１〜１−Ｎに接続され、所望の帯域信号のみを通過させる帯域制限を行い、この帯域制限した受信信号Ｓ１−１〜Ｓ１−Ｎをビーム形成部３に出力する。ビーム形成部３は、図１０に示すような所望の半値幅を有するＭ個からなるマルチビームを形成する。ビーム形成部３は、このマルチビームを構成するＭ個の各ビームごとに対応する信号Ｓ２−１〜Ｓ２−Ｍに分解してＭ個のＡＧＣ部４−１〜４−Ｍにそれぞれ出力する。
【００４３】
ＡＧＣ部４−１〜４−Ｍは、各ビームごとの受信信号Ｓ２−１〜Ｓ２−Ｍに対して所要の振幅レベルが得られるように、信号振幅の調整を行い、この調整が行われた信号Ｓ３−１〜Ｓ３−Ｍを、各ＡＧＣ部４−１〜４−Ｍにそれぞれ接続される逆拡散部５−１〜５−Ｍに出力する。各逆拡散部５−１〜５−Ｍは、送信側で用いた、すなわち拡散信号である送信信号の生成に用いたＰＮ符号系列に相当する拡散符号系列と同じ系列によってそれぞれ逆拡散を行い、この逆拡散後の信号Ｓ４−１〜Ｓ４−ＭをＲＡＫＥ合成部６−１〜６−Ｍおよび干渉量推定部７−１〜７−Ｍにそれぞれ対応させて出力する。例えば、逆拡散部５−１から出力される逆拡散後の信号Ｓ４−１は、ＲＡＫＥ合成部６−１および干渉量推定部７−１に出力される。
【００４４】
ＲＡＫＥ合成部６−１〜６−Ｍは、図７に示す従来のＲＡＫＥ合成部１０６−１の構成と同じであり、各ビームごとの逆拡散後の信号Ｓ４−１〜Ｓ４−Ｍに対して同相化し、遅延パスごとの重み付け合成を行ったＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１〜Ｓ６−Ｍをそれぞれ除算部８−１〜８−Ｍに出力する。
【００４５】
干渉量推定部７−１〜７−Ｍは、各ビームごとの干渉量を推定し、この干渉量推定値の信号Ｓ１０−１〜Ｓ１０−Ｍを除算部８−１〜８−Ｍに出力する。除算部８−１〜８−Ｍは、ＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１〜Ｓ６−Ｍをそれぞれ干渉量推定値の信号Ｓ１０−１〜Ｓ１０−Ｍで除算する正規化処理を行って、それぞれビーム合成部９に送出される。
【００４６】
ここで、図２を参照して、ＲＡＫＥ合成部６−１〜６−Ｍ、干渉量推定部７−１〜７−Ｍ、および除算部８−１〜８−Ｍの構成について説明する。なお、ここでは、図２に示すようにＲＡＫＥ合成部６−１、干渉量推定部７−１、および除算部８−１について説明するが、その他のＲＡＫＥ合成部６−２〜６−Ｍ、干渉量推定部７−２〜７−Ｍ、および除算部８−２〜８−Ｍの構成並びに動作は同じである。
【００４７】
図２において、ＲＡＫＥ合成部６−１は、図７に示すＲＡＫＥ合成部１０６−１の構成および動作と全く同じである。すなわち、図２において、ＲＡＫＥ合成部６−１は、各遅延パスごとの同相化処理を行う同相化処理部２０−１〜２０−Ｌと、各同相化処理部２０−１〜２０−Ｌからの出力を合成する合成部２５とを有する。
【００４８】
各同相化処理部２０−１〜２０−Ｌのそれぞれは、遅延器２１−１〜２１−Ｌ、伝送路推定部２２−１〜２２−Ｌ、複素共役算出部２３−１〜２３−Ｌ、および複素乗算器１４−１〜２４−Ｌを有する。各同相化処理部２０−１〜２０−Ｌには、逆拡散後の信号Ｓ４−１が入力され、さらに各同相化処理部２０−１〜２０−Ｌ内の遅延器２１−１〜２１−Ｌおよび伝送路推定部２２−１〜２２−Ｌに入力される。
【００４９】
ここで、図８に示す送信スロットの既知系列は、伝送路推定部２２−１〜２２−Ｌにおける伝送路推定処理に用いられる。伝送路推定部２２−１は、既知系列であるパイロットシンボルを用いて、第ｋ番目のスロットにおける第１番目の遅延パスに対する伝送路推定値Ｉ（１，ｋ）を算出する。ただし、Ｉ（１，ｋ）は、複素値であり、カッコ内の左側の数字の１は、第１番目の遅延パスを表し、右側の記号ｋは、第ｋ番目のスロットを表す。伝送路推定値Ｉ（１，ｋ）は、複素共役算出部２３−１に入力され、複素共役算出部２３−１は、Ｉ（１，ｋ）の複素共役値であるＩ* （１，ｋ）を算出して複素乗算器１２４−１に出力する。
【００５０】
一方、逆拡散後の信号Ｓ４−１は、遅延器２１−１に入力され、遅延器２１−１は、逆拡散後の信号Ｓ４−１を、伝送路推定部２２−１と複素共役算出部２３−１とにおける処理遅延分と、第１番目の伝送路のパス遅延分とを合わせた時間遅延を行い、複素乗算器２４−１に出力する。
【００５１】
複素乗算器２４−１では、遅延器２１−１の出力信号であるｒ（１，ｋ，ｊ）と複素共役値Ｉ* （１，ｋ）とを複素乗算する。なお、ｒ（１，ｋ，ｊ）のカッコ内の左側の数字「１」は、第１番目の遅延パスであることを示し、ｋは、第ｋ番目のスロットを示し、ｊは、第ｋ番目のスロットにおける第ｊ番目のデータシンボルを示す。
【００５２】
この複素乗算された値は、複素乗算によって信号振幅に比例した重み付けがなされたことになり、同相化処理部２０−１の出力信号Ｓ５−１として合成部２５に出力される。同様にして、第２番目から第Ｌ番目の遅延パスに対する同相化処理部２０−２〜２０−Ｌの出力信号Ｓ５−２〜Ｓ５−Ｌも合成部２５に出力される。
【００５３】
合成部２５は、各遅延パスごとに同相化され、重み付けされた同相化処理部２０−１〜２０−Ｌからの信号Ｓ５−１〜Ｓ５−Ｌを合成し、この合成されたＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１をＲＡＫＥ合成部６−１の出力信号として除算部８−１に出力する。同様にして、各ビームごとの他のＲＡＫＥ合成部６−２〜６−ＭからもＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−２〜Ｓ６−Ｍをそれぞれ除算部８−２〜８−Ｍに出力する。これらＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１〜Ｓ６−ＭであるＲｉ（ｋ，ｊ）は、上述した式（１）で示される。
【００５４】
一方、干渉量推定部７−１は、伝送路推定部２２と同様な伝送路推定部３１、既知系列を生成する既知系列生成部３２、干渉量算出部３３、および平均化部３４を有する。
【００５５】
まず、伝送路推定部３１は、Ｌ個のマルチパス波の影響を受けた逆拡散後の信号Ｓ４−１からこのビームの干渉量を算出するために、既知系列であるパイロットシンボルＰｓ（ｋ，ｊ）を用いて、第ｋ番目のスロットにおける第ｈ番目の遅延パスに対する伝送路推定値Ｉ（ｈ，ｋ）を推定する。ただし、ｋは、第ｋ番目のスロット、ｊは、第ｋ番目のスロットにおける第ｊ番目のパイロットシンボルであり、｜Ｐｓ（ｋ，ｊ）｜＝１である。また、Ｉ（ｈ，ｋ）は、複素数である。この遅延パスごとのＬ個の伝送路推定値Ｉ（ｈ，ｋ）は、信号Ｓ７−１として干渉量算出部３３に入力される。
【００５６】
干渉量算出部３３は、逆拡散後の信号Ｓ４−１と、各遅延パスごとの伝送路推定値Ｉ（ｈ，ｋ）を用い、次式（３）に従って、第ｋ番目のスロットのシンボルごとの干渉量σ（ｋ）を算出する。すなわち、
【数３】
である。なお、Ｐｓ* （ｋ，ｊ）は、パイロットシンボルＰｓ（ｋ，ｊ）の複素共役値であり、既知系列生成部３２から出力される。Ｐは、１スロット中のパイロットシンボル数を示す。
【００５７】
算出された第ｋ番目のスロットのシンボルごとの干渉量σ（ｋ）は、平均化部３４に入力され、次式（４）に従って、平均化処理が行われ、第ｉ番目のビームの第ｋ番目のスロットの干渉量推定値Ｉq （ｋ）が算出される。すなわち、
【数４】
である。なお、Ｓｌは、平均化処理に用いるスロット数を示す。
【００５８】
ＲＡＫＥ合成部６−１から出力されるＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１であるＲi （ｋ，ｊ）と、干渉量推定部７−１から出力される干渉量推定値Ｉｑ（ｋ）とは、除算部８−１に入力され、除算部８−１は、ＲＡＫＥ合成後の信号Ｒi （ｋ，ｊ）を干渉量推定値Ｉｑ（ｋ）で除算し、ＲＡＫＥ合成後の信号Ｒi （ｋ，ｊ）は、干渉量推定値Ｉｑ（ｋ）で正規化された信号Ｓ１１−１としてビーム合成部９に出力される。同様にして、各除算部８−２〜８−Ｍからも、正規化された信号Ｓ１１−２〜Ｓ１１−Ｍがビーム合成部９に出力される。ビーム合成部９は、正規化された各ビームごとの信号Ｓ１１−１〜Ｓ１１−Ｍを合成し、ビーム合成後の信号Ｓ２をデータ判定部１０に出力し、データ判定部１０は、データ判定を行い、その結果を出力する。
【００５９】
このようにして上述した実施の形態１では、各ビームごとに得られる干渉量推定値に基づいて各ビームごとの受信信号が重み付け合成されるため、基地局がサービス可能なセル内において、移動局の位置が瞬間的には偏在し、もしくは、伝送速度の異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在することによって、ビームごとの干渉波電力が同一と見なせない場合でも、理想的なチャネル容量が得られることになる。
【００６０】
また、基地局受信装置において、ビームごとに接続されている受信機間で、ＡＧＣによる利得のアンバランスが存在する場合でも、ビーム間の干渉量が同一となるよう重み付けがなされているので、理想的な合成が行える受信装置を実現できる。
【００６１】
なお、上述した実施の形態では、σ（ｋ）を式（３）に基づいて算出しているが、次式（５）に基づいて算出されたσ（ｋ）を用いてもよい。
【数５】
【００６２】
実施の形態２．
つぎに、この発明にかかる実施の形態２について説明する。図３は、この発明の実施の形態２であるビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態２では、実施の形態１におけるチャネル受信部１１、すなわち、複数の逆拡散部５−１〜５−Ｍ、複数のＲＡＫＥ合成部６−１〜６−Ｍ、複数の干渉量推定部７−１〜７−Ｍ、複数の除算部８−１〜８−Ｍ、ビーム合成部９、およびデータ判定部１０からなる構成を複数設け、各チャネル受信部１１−１〜１１−Ｍをチャネルに対応させたものである。
【００６３】
この場合、アンテナ１−１〜１−Ｎ、ＢＰＦ２−１〜２−Ｎ、ビーム形成部３、およびＡＧＣ部４−１〜４−Ｍは、共用する。各チャネル受信部１１−１〜１１−Ｍの逆拡散部５−１〜５−Ｍは、それぞれチャネル受信部単位で異なる拡散符号を用いることになる。
【００６４】
この実施の形態２では、ＣＤＭＡ通信方式を採用したことによる多チャネル化を可能とし、特に基地局において有効な構成となる。また、実施の形態２では、実施の形態１と同様に、各ビームごとに得られる干渉量推定値に基づいて各ビームごとの受信信号が重み付け合成されるため、基地局がサービス可能なセル内において、移動局の位置が瞬間的には偏在し、もしくは、伝送速度の異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在することによって、ビームごとの干渉波電力が同一と見なせない場合でも、理想的なチャネル容量が得られることになる。また、基地局受信装置において、ビームごとに接続されている受信機間で、ＡＧＣによる利得のアンバランスが存在する場合でも、ビーム間の干渉量が同一となるよう重み付けがなされているので、理想的な合成が行える受信装置を実現できる。
【００６５】
実施の形態３．
つぎに、この発明にかかる実施の形態３について説明する。図４は、この発明にかかる実施の形態３であるビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態３では、実施の形態１におけるビーム数Ｍの値を「２」とし、除算による正規化を行う除算部８−１〜８−Ｍに代えて乗算処理を行う複素乗算器４８−１，４８−２を設けた点が実施の形態１と異なる。
【００６６】
また、実施の形態１では、例えば干渉量推定部７−１の干渉量推定値Ｓ１０−１は、干渉量推定を行ったビームに対応するＲＡＫＥ合成後の信号を除算するようにしてＲＡＫＥ合成後の信号の正規化を行っていたが、実施の形態３では、干渉量推定を行ったビーム以外のビームに対応する全てのＲＡＫＥ合成後の信号に対して乗算するようにしている。この乗算は、実施の形態１の除算と相対的に同一の作用をもたらす。
【００６７】
図４において、Ｎ本からなる複数のアンテナ４１−１〜４１−Ｎは、図示しない移動局からの送信信号を受信する。ＢＰＦ４２−１〜４２−Ｎは、それぞれアンテナ４１−１〜４１−Ｎに接続され、所望の帯域信号のみを通過させる帯域制限を行い、この帯域制限した受信信号をビーム形成部４３に出力する。ビーム形成部４３は、所望の半値幅を有する２個からなるマルチビームを形成する。ビーム形成部４３は、このマルチビームを構成する２個の各ビームごとに対応する信号に分解して２個のＡＧＣ部４４−１，４４−２にそれぞれ出力する。
【００６８】
ＡＧＣ部４４−１，４４−２は、各ビームごとの受信信号に対して所要の振幅レベルが得られるように、信号振幅の調整を行い、この調整が行われた信号を、各ＡＧＣ部４４−１，４４−２にそれぞれ接続される逆拡散部４５−１，４５−２に出力する。各逆拡散部４５−１，４５−２は、送信側で用いた、すなわち拡散信号である送信信号の生成に用いたＰＮ符号系列に相当する拡散符号系列と同じ系列によってそれぞれ逆拡散を行い、この逆拡散後の信号をＲＡＫＥ合成部４６−１，４６−２および干渉量推定部４７−１，４７−２にそれぞれ対応させて出力する。例えば、逆拡散部４５−１から出力される逆拡散後の信号は、ＲＡＫＥ合成部４６−１および干渉量推定部４７−１に出力される。
【００６９】
ＲＡＫＥ合成部４６−１，４６−２は、図１に示すＲＡＫＥ合成部６−１〜６−Ｍの構成と同じであり、各ビームごとの逆拡散後の信号に対して同相化し、遅延パスごとの重み付け合成を行ったＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１、Ｓ６−２をそれぞれ複素乗算器４８−１，４８−２に出力する。
【００７０】
一方、干渉量推定部４７−１，４７−２は、図１に示す干渉量推定部７−１〜７−Ｍの構成と同じであり、各ビームごとの干渉量を推定するが、この干渉量推定値の信号は、それぞれ、複素乗算器４８−２，４８−１に出力される。すなわち、干渉量推定部４７−１の干渉量推定値である信号Ｓ１０−１は、複素乗算器４８−２に出力され、干渉量推定部４７−２の干渉量推定値である信号Ｓ１０−２は、複素乗算器４８−１に出力される。言い換えれば、干渉量推定部４７−１，４７−２の干渉量推定値は、自ビームに対応する複素乗算器ではない複素乗算器の全てに出力される。この乗算処理によって２つのビーム間における干渉量は同一になるような重み付けがなされたことになる。
【００７１】
複素乗算器４８−１，４８−２は、ＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１，Ｓ６−２と、入力される干渉量推定値の信号Ｓ１０−２，Ｓ１０−１をそれぞれ乗算し、その結果をビーム合成部４９に出力する。ビーム合成部４９は、入力された２つのビームの重み付け信号を合成し、データ判定部５０に出力し、データ判定部５０は、入力された信号をもとにデータ判定を行う。
【００７２】
なお、実施の形態２と同様に複数のチャネル受信部５１を設けるようにしてもよい。
【００７３】
このようにして、実施の形態３では、各ビームごとに得られる干渉量に基づき、重み付け合成がなされるため、基地局がサービス可能なセル内において、移動局の位置が瞬間的には偏在し、もしくは、伝送速度の異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在して、ビームごとの干渉波電力が同一と見なせない場合でも、理想的なチャネル容量が得られることになる。また、基地局受信装置において、ビームごとに接続されている受信機間で、ＡＧＣによる利得のアンバランスが存在する場合でも、ビーム間の干渉量が同一となるよう重み付けがなされているので、理想的な合成が行える受信装置を実現することができる。
【００７４】
さらに、実施の形態３では、実施の形態１、２において設けられた処理量の大きな除算部を構成することがなく、複素乗算器によって実施の形態１、２と同様な作用効果を得ることができるので、受信装置の小型軽量化を促進することができる。
【００７５】
実施の形態４．
つぎに、この発明にかかる実施の形態４について説明する。図５は、この発明にかかる実施の形態４であるビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。実施の形態３では、ビーム数Ｍの値を「２」とする構成であったが、この実施の形態４では、ビーム数Ｍの値を３以上としている。その他の構成は、実施の形態３と同様である。
【００７６】
図５において、Ｎ本からなる複数のアンテナ６１−１〜６１−Ｎは、図示しない移動局からの送信信号を受信する。ＢＰＦ６２−１〜６２−Ｎは、それぞれアンテナ６１−１〜６１−Ｎに接続され、所望の帯域信号のみを通過させる帯域制限を行い、この帯域制限した受信信号をビーム形成部６３に出力する。ビーム形成部６３は、所望の半値幅を有する３以上のＭ個からなるマルチビームを形成する。ビーム形成部６３は、このマルチビームを構成するＭ個の各ビームごとに対応する信号に分解してＭ個のＡＧＣ部６４−１〜６４−Ｍにそれぞれ出力する。
【００７７】
ＡＧＣ部６４−１〜６４−Ｍは、各ビームごとの受信信号に対して所要の振幅レベルが得られるように、信号振幅の調整を行い、この調整が行われた信号を、各ＡＧＣ部６４−１〜６４−Ｍにそれぞれ接続される逆拡散部６５−１〜６５−Ｍに出力する。
【００７８】
各逆拡散部６５−１〜６５−Ｍは、送信側で用いた、すなわち拡散信号である送信信号の生成に用いたＰＮ符号系列に相当する拡散符号系列と同じ系列によってそれぞれ逆拡散を行い、この逆拡散後の信号をＲＡＫＥ合成部６６−１〜６６−Ｍおよび干渉量推定部６７−１〜６７−Ｍにそれぞれ対応させて出力する。例えば、逆拡散部４５−１から出力される逆拡散後の信号は、ＲＡＫＥ合成部６６−１および干渉量推定部６７−１に出力される。
【００７９】
ＲＡＫＥ合成部６６−１〜６６−Ｍは、図１に示すＲＡＫＥ合成部６−１〜６−Ｍの構成と同じであり、各ビームごとの逆拡散後の信号に対して同相化し、遅延パスごとの重み付け合成を行ったＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１〜Ｓ６−Ｍをそれぞれ複素乗算器６８−１〜６８−Ｍに出力する。
【００８０】
一方、干渉量推定部６７−１〜６７−Ｍは、図１に示す干渉量推定部７−１〜７−Ｍの構成と同じであり、各ビームごとの干渉量を推定するが、この干渉量推定値の信号は、それぞれ自ビームに対応する複素乗算器６８−１〜６８−Ｍ以外の全ての複素乗算器に出力される。例えば、干渉量推定部６７−１の干渉量推定値である信号Ｓ１０−１は、複素乗算器６８−２〜６８−Ｍに出力され、干渉量推定部６７−２の干渉量推定値であるＳ１０−２は、複素乗算器６８−１および複素乗算器６８−３〜６８−Ｍに出力され、干渉量推定部６７−Ｍの干渉量推定値であるＳ１０−Ｍは、複素乗算器６８−１〜６８−（Ｍ−１）に出力される。このような乗算処理によって各ビーム間における干渉量は同一になるような重み付けがなされたことになる。
【００８１】
複素乗算器６８−１〜６８−Ｍは、ＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１〜Ｓ６−Ｍと、自ビームに対応する干渉量推定値を除いて入力される干渉量推定値の信号Ｓ１０−１〜Ｓ１０−Ｍとをそれぞれ乗算し、その結果をビーム合成部６９に出力する。ビーム合成部６９は、入力された２つのビームの重み付け信号を合成し、データ判定部７０に出力し、データ判定部７０は、入力された信号をもとにデータ判定を行う。なお、実施の形態２と同様に複数のチャネル受信部７１を設けるようにしてもよい。
【００８２】
このようにして、実施の形態４では、各ビームごとに得られる干渉量に基づき、重み付け合成がなされるため、基地局がサービス可能なセル内において、移動局の位置が瞬間的には偏在し、もしくは、伝送速度の異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在して、ビームごとの干渉波電力が同一と見なせない場合でも、理想的なチャネル容量が得られることになる。
【００８３】
また、基地局受信装置において、ビームごとに接続されている受信機間で、ＡＧＣによる利得のアンバランスが存在する場合でも、ビーム間の干渉量が同一となるよう重み付けがなされているので、理想的な合成が行える受信装置を実現することができる。
【００８４】
さらに、実施の形態４では、実施の形態３と同様に実施の形態１、２において設けられた処理量の大きな除算部を構成することがなく、複素乗算器によって実施の形態１、２と同様な作用効果を得ることができるので、受信装置の小型軽量化を促進することができる。
【００８５】
なお、上述した実施の形態では、無指向性のアンテナを前提として図１０に示すようなマルチビームに対する処理を行うようにしているが、ビーム形成部３が適切な位相合成を施すようにすれば、アンテナは無指向性である必要はない。
【００８６】
また、上述した実施の形態は、ＣＤＭＡ通信方式に適しているが、これに限らず、各ビームごとに同相合成ができるものであればよい。従って、ＣＤＭＡ通信方式に最適なＲＡＫＥ合成部に限定されるものでもない。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ビーム形成手段が、複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力し、複数の同相合成手段は、この出力された各ビーム単位ごとに、ビームごとの受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力し、一方、複数の干渉量推定手段は、この各ビーム単位ごとに、ビーム単位ごとの受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力し、複数の重み付け手段は、ビーム単位ごとに、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行い、ビーム合成手段が、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成し、データ判定手段が、前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うようにしているので、移動通信システムにおける基地局がサービス可能なセル内において移動局の位置が瞬時的には偏在し、もしくは、伝送速度が異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在して、マルチビームのビームごとの干渉電力が同一とみなせない場合であっても、理想的なチャネル容量を得ることができるという効果を有する。
【００８８】
また、基地局受信装置において、ビームごとに接続される受信機間で、ＡＧＣによる利得のアンバランスが存在する場合であっても、ビーム間の干渉量が同一となるように重み付けされるので、理想的な合成を行うことができ、理想的なチャネル容量を得ることができるという効果を有する。
【００８９】
つぎの発明によれば、まず、ビーム形成手段が、複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力する。そして、複数の逆拡散手段は、各ビーム単位の受信信号を逆拡散し、複数の同相合成手段は、この逆拡散された各ビーム単位ごとに、ビームごとの受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力し、一方、複数の干渉量推定手段は、この各ビーム単位ごとに、ビーム単位ごとの受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力し、複数の重み付け手段は、ビーム単位ごとに、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行い、ビーム合成手段が、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成し、データ判定手段が、前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うという構成を複数持たせ、異なる拡散符号をもつ複数のチャネルに対応するようにしているので、ＣＤＭＡ移動通信システムにおける基地局がサービス可能なセル内において移動局の位置が瞬時的には偏在し、もしくは、伝送速度が異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在して、マルチビームのビームごとの干渉電力が同一とみなせない場合であっても、理想的なチャネル容量を得ることができるという効果を有する。
【００９０】
また、基地局受信装置において、ビームごとに接続される受信機間で、ＡＧＣによる利得のアンバランスが存在する場合であっても、ビーム間の干渉量が同一となるように重み付けされるので、理想的な合成を行うことができ、理想的なチャネル容量を得ることができるという効果を有する。
【００９１】
つぎの発明によれば、複数の同相合成手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて伝送路状態を推定し、この推定された値の複素共役値を、自同相合成手段に入力されたビーム単位ごとの受信信号に乗算して該ビーム単位ごとの受信信号の同相化合成出力を行うようにしているので、フェージング変動の推定を容易かつ確実に行うことができ、同相化合成を容易に行うことができるという効果を有する。
【００９２】
つぎの発明によれば、複数の干渉量推定手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて、入力されたビーム単位ごとの受信信号の干渉量を推定出力するようにしているので、ビーム単位ごとの干渉量を容易に推定することができるという効果を有する。
【００９３】
つぎの発明によれば、複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理すべきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量を用いて該同相合成手段から出力されるビーム単位ごとの受信信号を、例えば除算演算によって正規化するようにしているので、これにより、各ビームごとの干渉量に基づいた重み付け合成を具体的に実現することができる。
【００９４】
つぎの発明によれば、複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理べきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量の絶対値を、該同相合成手段以外の同相合成手段から出力されるビーム単位の受信信号に乗算するようにしているので、これにより、乗算演算のみで各ビーム間の干渉量が同一となるようにしているので、装置の小型軽量化をも促進することができるという効果を有する。
【００９５】
つぎの発明によれば、複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理べきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量の電力値を、該同相合成手段以外の同相合成手段から出力されるビーム単位の受信信号に乗算するようにしているので、これにより、乗算演算のみで各ビーム間の干渉量が同一となるようにしているので、装置の小型軽量化をも促進することができるという効果を有する。
【００９６】
つぎの発明によれば、干渉量推定手段のそれぞれは、所定数の送信スロットに付加された既知系列の値をもとに干渉量を推定し、この値の平均値を干渉量として推定出力するようにしているので、干渉量を確実かつ簡易に推定することができ、かつ干渉量の推定誤りを減少させて安定的な干渉量の推定出力を行うことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明にかかる実施の形態１のビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明にかかる実施の形態１のビーム重み付け合成受信装置内の干渉量推定部を中心とした詳細構成を示すブロック図である。
【図３】 この発明にかかる実施の形態２のビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】 この発明にかかる実施の形態３のビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】 この発明にかかる実施の形態４のビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】 従来の移動通信システムに用いられる受信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 ＲＡＫＥ合成部の詳細構成を示すブロック図である。
【図８】 送信スロットの構成を示す図である。
【図９】 周波数選択性フェージング伝送路のインパルス応答の一例を示す図である。
【図１０】 マルチビームの一例を示す図である。
【符号の説明】
１−１〜１−Ｎ，４１−１〜４１−Ｎ，６１−１〜６１−Ｎ アンテナ、２−１〜２−Ｎ，４１−１〜４１−Ｎ，６１−１〜６１−Ｎ ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、３ ビーム形成部、４−１〜４−Ｍ，４４−１〜４４−Ｍ，６４−１〜６４−Ｍ ＡＧＣ部、５−１〜５−Ｍ，４５−１〜４５−Ｍ，６５−１〜６５−Ｍ 逆拡散部、６−１〜６−Ｍ，４６−１〜４６−Ｍ，６６−１〜６６−Ｍ ＲＡＫＥ合成部、７−１〜７−Ｍ，４７−１〜４７−Ｍ，６７−１〜６７−Ｍ 干渉量推定部、８−１〜８−Ｍ 除算部、９，４９，６９ ビーム合成部、１０，５０，７０ データ判定部、１１，１１−１〜１１−ＮＮ チャネル受信部、２０−１〜２０−Ｌ 同相化処理部、２１−１〜２１−Ｌ 遅延器、２２−１〜２２−Ｌ，３１ 伝送路推定部、２３−１〜２３−Ｌ 複素共役算出部、２４−１〜２４−Ｌ 複素乗算器、２５ 合成部、３２ 既知系列生成部、３３ 干渉量算出部、３４ 平均化部、４８−１〜４８−Ｍ，６８−１〜６８−Ｍ 複素乗算器。
【発明の属する技術分野】
この発明は、スペクトル拡散変調方式を用いた符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信方式の移動体通信システムに用いられるビーム重み付け合成受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スペクトル拡散変調方式を用いた符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信方式は、送受信側で同じ拡散符号を用いて逆拡散を行って情報の復調を行うが、この際、拡散による送信信号の電力密度を小さくできるので、他の通信システムに与える干渉が小さいとともに、他の通信システムから受ける干渉の影響も小さく、秘話性が高いという特徴を有するとともに、符号分割であることから、スペクトル利用効率が高く加入者容量を増やすことができ、マルチパスにも強いという特徴を有することから、移動体通信システムへの実用化が注目されている。
【０００３】
この従来のスペクトル拡散変調方式を用いたＣＤＭＡ通信方式の移動通信システムにおける受信装置について、図６〜図１０を参照して説明する。まず、図６は、従来のスペクトル拡散変調方式を用いたＣＤＭＡ通信方式の移動通信システムにおける受信装置の構成を示す。なお、ここでは基地局の受信装置として説明する。図６において、Ｎ本からなる複数のアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎは、図示しない移動局からの送信信号を受信する。
【０００４】
ここで、移動体通信システムでは、移動局からの送信信号は、周囲の建物や地形によって電波が反射、回折、散乱して、複数の伝送路を経た波（マルチパス波）として到来し、お互いに干渉するために生じる周波数選択性フェージング伝送路を形成する。図９は、周波数選択性フェージング伝送路のインパルス応答の一例を示し、図９では、受信装置側において、Ｌ個のマルチパス波となった信号がアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎに入力される場合を示している。従って、各マルチパルス波は、時間的に遅延することになる。
【０００５】
バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０２−１〜１０２−Ｎは、それぞれアンテナ１０１−１〜１０１Ｎに接続され、所望の帯域信号のみを通過させる帯域制限を行い、この帯域制限した受信信号Ｓ１０１−１〜Ｓ１０１−Ｎをビーム形成部１０３に出力する。
【０００６】
ビーム形成部１０３は、図１０に示すような所望の半値幅を有するＭ個からなるマルチビームを形成する。ビーム形成部１０３は、このマルチビームを構成するＭ個の各ビームごとに対応するビームブランチの信号Ｓ１０２−１〜Ｓ１０２−Ｍに分解してＭ個の自動利得制御（ＡＧＣ）部１０４−１〜１０４−Ｍにそれぞれ出力する。ＡＧＣ部１０４−１〜１０４−Ｍは、各ビームごとの受信信号Ｓ１０２−１〜Ｓ１０２−Ｍに対して所要の振幅レベルが得られるように、信号振幅の調整を行い、この調整が行われた信号Ｓ１０３−１〜Ｓ１０３−Ｍを、各ＡＧＣ部１０４−１〜１０４−Ｍにそれぞれ接続される逆拡散部１０５−１〜１０５−Ｍに出力する。
【０００７】
各逆拡散部１０５−１〜１０５−Ｍは、送信側で用いた、すなわち拡散信号である送信信号の生成に用いたＰＮ系列に相当する拡散符号系列と同じ系列によってそれぞれ逆拡散を行い、この逆拡散後の信号Ｓ１０４−１〜Ｓ１０４−ＭをＲＡＫＥ合成部１０６−１〜１０６−Ｍにそれぞれ出力する。
【０００８】
各ＲＡＫＥ合成部１０６−１〜１０６−Ｍは、図９に示すようなＬ個の遅延パスを有するマルチパス波の影響を受けた逆拡散後の信号に対して、各遅延パスごとに伝送路推定を行い、この伝送路推定結果に基づいて逆拡散後の信号の同相化を行い、各遅延パスごとの同相化信号を合成し、このＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ１１１−１〜Ｓ１１１−Ｍをビーム合成部１０９にそれぞれ出力する。
【０００９】
図７は、各ＲＡＫＥ合成部１０６−１〜１０６−Ｍの詳細構成を示している。なお、図７においてはＲＡＫＥ合成部１０６−１の構成を示しているが、その他のＲＡＫＥ合成部１０６−２〜１０６−Ｍの構成も同一の構成である。図７において、ＲＡＫＥ合成部１０６−１は、各遅延パスごとの同相化処理を行う同相化処理部１２０−１〜１２０−Ｌと、各同相化処理部１２０−１〜１２０−Ｌからの出力を合成する合成部１２５とを有する。
【００１０】
各同相化処理部１２０−１〜１２０−Ｌのそれぞれは、遅延器１２１−１〜１２１−Ｌ、伝送路推定部１２２−１〜１２２−Ｌ、複素共役算出部１２３−１〜１２３−Ｌ、および複素乗算器１２４−１〜１２４−Ｌを有する。各同相化処理部１２０−１〜１２０−Ｌには、逆拡散後の信号Ｓ１０４−１が入力され、さらに各同相化処理部１２０−１〜１２０−Ｌ内の遅延器１２１−１〜１２１−Ｌおよび伝送路推定部１２２−１〜１２２−Ｌに入力される。
【００１１】
ここで、図８は、送信スロットのフォーマット構成を示し、送信スロットは、パイロットシンボル部分（既知系列）とデータ部分とから構成される。この既知系列は、伝送路推定部１２２−１〜１２２−Ｌにおける伝送路推定処理に用いられる。
【００１２】
伝送路推定部１２２−１は、既知系列であるパイロットシンボルを用いて、第ｋ番目のスロットにおける第１番目の遅延パスに対する伝送路推定値Ｉ（１，ｋ）を算出する。ただし、Ｉ（１，ｋ）は、複素値であり、カッコ内の左側の数字の１は、第１番目の遅延パスを表し、右側の記号ｋは、第ｋ番目のスロットを表す。伝送路推定値Ｉ（１，ｋ）は、複素共役算出部１２３−１に入力され、複素共役算出部１２３−１は、Ｉ（１，ｋ）の複素共役値であるＩ* （１，ｋ）を算出して複素乗算器１２４−１に出力する。一方、逆拡散後の信号Ｓ１０４−１は、遅延器１２１−１に入力され、遅延器１２１−１は、逆拡散後の信号Ｓ１０４−１を、伝送路推定部１２２−１と複素共役算出部１２３−１とにおける処理遅延分と、第１番目の伝送路のパス遅延分とを合わせた時間遅延を行い、複素乗算器１２４−１に出力する。
【００１３】
複素乗算器１２４−１では、遅延器１２１−１の出力信号であるｒ（１，ｋ，ｊ）と複素共役値Ｉ* （１，ｋ）とを複素乗算する。なお、ｒ（１，ｋ，ｊ）のカッコ内の左側の数字「１」は、第１番目の遅延パスであることを示し、ｋは、第ｋ番目のスロットを示し、ｊは、第ｋ番目のスロットにおける第ｊ番目のデータシンボルを示す。
【００１４】
この複素乗算された値は、複素乗算によって信号振幅に比例した重み付けがなされたことになり、同相化処理部１２０−１の出力信号Ｓ１０５−１として合成部１２５に出力される。同様にして、第２番目から第Ｌ番目の遅延パスに対する同相化処理部１２０−２〜１２０−Ｌの出力信号Ｓ１０５−２〜Ｓ１０５−Ｌも合成部１２５に出力される。
【００１５】
合成部１２５は、各遅延パスごとに同相化され、重み付けされた同相化処理部１２０−１〜１２０−Ｌからの信号Ｓ１０５−１〜Ｓ１０５−Ｌを合成し、この合成されたＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ１１１−１をＲＡＫＥ合成部１０６−１の出力信号Ｓ１１１−１としてビーム合成部１０９に出力する。同様にして、各ビームごとの他のＲＡＫＥ合成部１０６−２〜１０６−ＭからもＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ１１１−２〜Ｓ１１１−Ｍをビーム合成部１０９に出力する。これらＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ１１１−１〜Ｓ１１１−ＭであるＲi （ｋ，ｊ）は、次式（１）で示される。すなわち、
【数１】
【００１６】
このＲＡＫＥ合成後の信号Ｒi （ｋ，ｊ）は、ビーム合成部１０９によって合成され、信号Ｓ１１２としてデータ判定部１１０に出力され、データ判定部１１０によってデータ判定される。この信号Ｓ１１２であるＣ（ｋ，ｊ）は、次式（２）として示される。すなわち、
【数２】
【００１７】
このようにして従来の受信装置では、マルチビームの各ビームごとの受信信号に分離し、さらに各ビームごとの受信信号に対してＲＡＫＥ受信を施してマルチパスを時間的に分離したパスダイバーシチを行っていた。なお、このような従来の受信装置は、例えば文献「狭ビームのグレーティングローブで空間を張るビームスペース２次元ＲＡＫＥ方式」（電子情報通信学会、信学技報、RCS97-247 、p.59-64 1998年2 月）に記載されている。
【００１８】
また、特開平７−７４６８５号公報には、複数のアンテナを用いるスペースダイバーシチ方式と最大比合成を行うスペクトル拡散変調方式を用いたＣＤＭＡ通信方式とを組み合わせた受信装置が記載されている。また、特開平９−２３８０９８号公報には、複数のアンテナを用い、受信電力値に応じて受信信号を重み付け合成する受信装置が記載されている。また、特開平１０−１７３５８０号公報には、複数のアンテナによって複数個のビームを生成し、このビームごとにＲＡＫＥ合成を行った後、ビーム選択あるいは合成を行う受信装置が記載されている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、移動体通信においては、周囲の建物や地形によって電波が反射、回折、散乱して、移動局には複数の伝送路を経た波（マルチパス波）が到来し、お互いに干渉するために受信波の振幅と位相とがランダムに変動する周波数選択性フェージングが発生する。
【００２０】
そして、このような伝送路の状態において、上述した従来のスペクトル拡散変調方式を用いたＣＤＭＡ通信方式の移動体通信システムにおける基地局受信装置では、Ｎ本からなる複数のアンテナを用いてＭ個のマルチビームを形成し、各ビームごとに得られる所望波の逆拡散後の信号に対し、伝送路推定値に応じて重み付け合成（ＲＡＫＥ合成）を行い、Ｍ個のマルチビームごとのＲＡＫＥ合成後の信号を、Ｍビーム分すべてを合成する手法、あるいは、予め定められたしきい値よりも大きなビームのＲＡＫＥ合成後の信号を選択して合成する手法、さらにはビームごとに得られるＲＡＫＥ合成後の受信信号の上位Ｌp （ただし、Ｌp ＜Ｍの整数）個分のみ選択し合成する手法によって、所望信号に関するＳＩＲ（信号対干渉波電力比）の改善を図っていた。
【００２１】
しかしながら、上述した従来の受信装置特に基地局受信装置は、サービス可能なセル内における移動局の位置分布が一様であり、各ビームごとの干渉波電力が同一であるならば、理想的なチャネル容量を得ることができる有効な手法であるといえるが、現実にはセル内において移動局の位置が瞬間的に偏在、もしくは、伝送速度が異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在し、ビームごとの干渉波電力が同一と見なせない場合が生じ、このような場合には、理想的なチャネル容量が得られないという問題点があった。
【００２２】
また、従来の受信装置では、ビームごとに接続されている受信機間で利得のアンバランスが存在する場合には、理想的な合成を行うことができず、結果として理想的なチャネル容量が得られないという問題点があった。
【００２３】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、移動局の位置が瞬間的には偏在、もしくは、伝送速度の異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在する場合でも、ビームごとの干渉量に応じた重み付けを行って、合成後の受信ＳＩＲを最大とすることができ、ビームごとの干渉波電力が同一と見なせない場合でも、理想的なチャネル容量を極端に減少させず、さらには、ビームごとに接続されている受信機間で利得のアンバランスが存在する場合でも、ビームごとの干渉量に応じた重み付けを行うことで理想的なビーム合成が行え、理想的なチャネル容量を得ることができるビーム重み付け合成受信装置を得ることを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力するビーム形成手段と、前記各ビーム単位の受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力するビーム単位ごとの複数の同相合成手段と、前記各ビーム単位の受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力するビーム単位ごとの複数の干渉量推定手段と、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行うビーム単位ごとの複数の重み付け手段と、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成するビーム合成手段と、前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うデータ判定手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、ビーム形成手段が、複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力し、複数の同相合成手段は、この出力された各ビーム単位ごとに、ビームごとの受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力し、一方、複数の干渉量推定手段は、この各ビーム単位ごとに、ビーム単位ごとの受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力し、複数の重み付け手段は、ビーム単位ごとに、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行い、ビーム合成手段が、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成し、データ判定手段が、前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うようにしている。
【００２６】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、スペクトル拡散変調方式を用いて符号分割多元接続を行う移動体通信システムに用いられるビーム重み付け合成受信装置において、複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力するビーム形成手段と、前記各ビーム単位の受信信号を逆拡散するビーム単位ごとの複数の逆拡散手段、前記逆拡散手段によって逆拡散された前記各ビーム単位の受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力するビーム単位ごとの複数の同相合成手段、前記逆拡散手段によって逆拡散された前記各ビーム単位の受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力するビーム単位ごとの複数の干渉量推定手段、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行うビーム単位ごとの複数の重み付け手段、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成するビーム合成手段、および前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うデータ判定手段を有した複数のチャネル受信手段とを具備し、前記逆拡散手段が逆拡散する符号系列は、複数のチャネルに対応して前記複数のチャネル受信手段ごとに異なることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、まず、ビーム形成手段が、複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力する。そして、複数の逆拡散手段は、各ビーム単位の受信信号を逆拡散し、複数の同相合成手段は、この逆拡散された各ビーム単位ごとに、ビームごとの受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力し、一方、複数の干渉量推定手段は、この各ビーム単位ごとに、ビーム単位ごとの受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力し、複数の重み付け手段は、ビーム単位ごとに、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行い、ビーム合成手段が、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成し、データ判定手段が、前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うという構成を複数持たせ、異なる拡散符号をもつ複数のチャネルに対応するようにしている。
【００２８】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、上記の発明において、前記複数の同相合成手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて前記伝送路状態を推定し、この推定された値の複素共役値を入力されたビーム単位ごとの受信信号に乗算して該ビーム単位ごとの受信信号の同相化合成出力を行うことを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、複数の同相合成手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて伝送路状態を推定し、この推定された値の複素共役値を、自同相合成手段に入力されたビーム単位ごとの受信信号に乗算して該ビーム単位ごとの受信信号の同相化合成出力を行うようにしている。
【００３０】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、上記の発明において、前記複数の干渉量推定手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて、入力されたビーム単位ごとの受信信号の干渉量を推定出力することを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、複数の干渉量推定手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて、入力されたビーム単位ごとの受信信号の干渉量を推定出力するようにしている。
【００３２】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、上記の発明において、前記複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理すべきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量を用いて該同相合成手段から出力されるビーム単位ごとの受信信号を正規化することを特徴とする。
【００３３】
この発明によれば、複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理すべきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量を用いて該同相合成手段から出力されるビーム単位ごとの受信信号を、例えば除算演算によって正規化するようにしている。
【００３４】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、上記の発明において、前記複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理べきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量の絶対値を、該同相合成手段以外の同相合成手段から出力されるビーム単位の受信信号に乗算することを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理べきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量の絶対値を、該同相合成手段以外の同相合成手段から出力されるビーム単位の受信信号に乗算するようにしている。
【００３６】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、上記の発明において、前記絶対値が電力値であることを特徴とする。
【００３７】
この発明によれば、複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理べきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量の電力値を、該同相合成手段以外の同相合成手段から出力されるビーム単位の受信信号に乗算するようにしている。
【００３８】
つぎの発明にかかるビーム重み付け合成受信装置は、上記の発明において、干渉量推定手段のそれぞれは、所定数の送信スロットに付加された既知系列の値をもとに干渉量を推定し、この値の平均値を干渉量として推定出力することを特徴とする。
【００３９】
この発明によれば、干渉量推定手段のそれぞれは、所定数の送信スロットに付加された既知系列の値をもとに干渉量を推定し、この値の平均値を干渉量として推定出力するようにしている。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるビーム重み付け合成受信装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００４１】
実施の形態１．
まず、この発明にかかる実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１であるビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すビーム重み付け合成受信装置は、図６に示す従来のビーム重み付け合成受信装置において各ビームごとに干渉量推定部７−１〜７−Ｍと除算部８−１〜８−Ｍとを新たに設けた点に特徴がある。なお、このビーム重み付け合成受信装置は、スペクトル拡散方式を用いたＣＤＭＡ通信方式を採用する移動通信システムにおけるビーム重み付け合成受信装置である。また、ここでは、受信する移動局からの送信スロットのフォーマットは、図８に示したスロット構成であり、既知系列を含んでいる。
【００４２】
図１において、Ｎ本からなる複数のアンテナ１−１〜１−Ｎは、図示しない移動局からの送信信号を受信する。ＢＰＦ２−１〜２−Ｎは、それぞれアンテナ１−１〜１−Ｎに接続され、所望の帯域信号のみを通過させる帯域制限を行い、この帯域制限した受信信号Ｓ１−１〜Ｓ１−Ｎをビーム形成部３に出力する。ビーム形成部３は、図１０に示すような所望の半値幅を有するＭ個からなるマルチビームを形成する。ビーム形成部３は、このマルチビームを構成するＭ個の各ビームごとに対応する信号Ｓ２−１〜Ｓ２−Ｍに分解してＭ個のＡＧＣ部４−１〜４−Ｍにそれぞれ出力する。
【００４３】
ＡＧＣ部４−１〜４−Ｍは、各ビームごとの受信信号Ｓ２−１〜Ｓ２−Ｍに対して所要の振幅レベルが得られるように、信号振幅の調整を行い、この調整が行われた信号Ｓ３−１〜Ｓ３−Ｍを、各ＡＧＣ部４−１〜４−Ｍにそれぞれ接続される逆拡散部５−１〜５−Ｍに出力する。各逆拡散部５−１〜５−Ｍは、送信側で用いた、すなわち拡散信号である送信信号の生成に用いたＰＮ符号系列に相当する拡散符号系列と同じ系列によってそれぞれ逆拡散を行い、この逆拡散後の信号Ｓ４−１〜Ｓ４−ＭをＲＡＫＥ合成部６−１〜６−Ｍおよび干渉量推定部７−１〜７−Ｍにそれぞれ対応させて出力する。例えば、逆拡散部５−１から出力される逆拡散後の信号Ｓ４−１は、ＲＡＫＥ合成部６−１および干渉量推定部７−１に出力される。
【００４４】
ＲＡＫＥ合成部６−１〜６−Ｍは、図７に示す従来のＲＡＫＥ合成部１０６−１の構成と同じであり、各ビームごとの逆拡散後の信号Ｓ４−１〜Ｓ４−Ｍに対して同相化し、遅延パスごとの重み付け合成を行ったＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１〜Ｓ６−Ｍをそれぞれ除算部８−１〜８−Ｍに出力する。
【００４５】
干渉量推定部７−１〜７−Ｍは、各ビームごとの干渉量を推定し、この干渉量推定値の信号Ｓ１０−１〜Ｓ１０−Ｍを除算部８−１〜８−Ｍに出力する。除算部８−１〜８−Ｍは、ＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１〜Ｓ６−Ｍをそれぞれ干渉量推定値の信号Ｓ１０−１〜Ｓ１０−Ｍで除算する正規化処理を行って、それぞれビーム合成部９に送出される。
【００４６】
ここで、図２を参照して、ＲＡＫＥ合成部６−１〜６−Ｍ、干渉量推定部７−１〜７−Ｍ、および除算部８−１〜８−Ｍの構成について説明する。なお、ここでは、図２に示すようにＲＡＫＥ合成部６−１、干渉量推定部７−１、および除算部８−１について説明するが、その他のＲＡＫＥ合成部６−２〜６−Ｍ、干渉量推定部７−２〜７−Ｍ、および除算部８−２〜８−Ｍの構成並びに動作は同じである。
【００４７】
図２において、ＲＡＫＥ合成部６−１は、図７に示すＲＡＫＥ合成部１０６−１の構成および動作と全く同じである。すなわち、図２において、ＲＡＫＥ合成部６−１は、各遅延パスごとの同相化処理を行う同相化処理部２０−１〜２０−Ｌと、各同相化処理部２０−１〜２０−Ｌからの出力を合成する合成部２５とを有する。
【００４８】
各同相化処理部２０−１〜２０−Ｌのそれぞれは、遅延器２１−１〜２１−Ｌ、伝送路推定部２２−１〜２２−Ｌ、複素共役算出部２３−１〜２３−Ｌ、および複素乗算器１４−１〜２４−Ｌを有する。各同相化処理部２０−１〜２０−Ｌには、逆拡散後の信号Ｓ４−１が入力され、さらに各同相化処理部２０−１〜２０−Ｌ内の遅延器２１−１〜２１−Ｌおよび伝送路推定部２２−１〜２２−Ｌに入力される。
【００４９】
ここで、図８に示す送信スロットの既知系列は、伝送路推定部２２−１〜２２−Ｌにおける伝送路推定処理に用いられる。伝送路推定部２２−１は、既知系列であるパイロットシンボルを用いて、第ｋ番目のスロットにおける第１番目の遅延パスに対する伝送路推定値Ｉ（１，ｋ）を算出する。ただし、Ｉ（１，ｋ）は、複素値であり、カッコ内の左側の数字の１は、第１番目の遅延パスを表し、右側の記号ｋは、第ｋ番目のスロットを表す。伝送路推定値Ｉ（１，ｋ）は、複素共役算出部２３−１に入力され、複素共役算出部２３−１は、Ｉ（１，ｋ）の複素共役値であるＩ* （１，ｋ）を算出して複素乗算器１２４−１に出力する。
【００５０】
一方、逆拡散後の信号Ｓ４−１は、遅延器２１−１に入力され、遅延器２１−１は、逆拡散後の信号Ｓ４−１を、伝送路推定部２２−１と複素共役算出部２３−１とにおける処理遅延分と、第１番目の伝送路のパス遅延分とを合わせた時間遅延を行い、複素乗算器２４−１に出力する。
【００５１】
複素乗算器２４−１では、遅延器２１−１の出力信号であるｒ（１，ｋ，ｊ）と複素共役値Ｉ* （１，ｋ）とを複素乗算する。なお、ｒ（１，ｋ，ｊ）のカッコ内の左側の数字「１」は、第１番目の遅延パスであることを示し、ｋは、第ｋ番目のスロットを示し、ｊは、第ｋ番目のスロットにおける第ｊ番目のデータシンボルを示す。
【００５２】
この複素乗算された値は、複素乗算によって信号振幅に比例した重み付けがなされたことになり、同相化処理部２０−１の出力信号Ｓ５−１として合成部２５に出力される。同様にして、第２番目から第Ｌ番目の遅延パスに対する同相化処理部２０−２〜２０−Ｌの出力信号Ｓ５−２〜Ｓ５−Ｌも合成部２５に出力される。
【００５３】
合成部２５は、各遅延パスごとに同相化され、重み付けされた同相化処理部２０−１〜２０−Ｌからの信号Ｓ５−１〜Ｓ５−Ｌを合成し、この合成されたＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１をＲＡＫＥ合成部６−１の出力信号として除算部８−１に出力する。同様にして、各ビームごとの他のＲＡＫＥ合成部６−２〜６−ＭからもＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−２〜Ｓ６−Ｍをそれぞれ除算部８−２〜８−Ｍに出力する。これらＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１〜Ｓ６−ＭであるＲｉ（ｋ，ｊ）は、上述した式（１）で示される。
【００５４】
一方、干渉量推定部７−１は、伝送路推定部２２と同様な伝送路推定部３１、既知系列を生成する既知系列生成部３２、干渉量算出部３３、および平均化部３４を有する。
【００５５】
まず、伝送路推定部３１は、Ｌ個のマルチパス波の影響を受けた逆拡散後の信号Ｓ４−１からこのビームの干渉量を算出するために、既知系列であるパイロットシンボルＰｓ（ｋ，ｊ）を用いて、第ｋ番目のスロットにおける第ｈ番目の遅延パスに対する伝送路推定値Ｉ（ｈ，ｋ）を推定する。ただし、ｋは、第ｋ番目のスロット、ｊは、第ｋ番目のスロットにおける第ｊ番目のパイロットシンボルであり、｜Ｐｓ（ｋ，ｊ）｜＝１である。また、Ｉ（ｈ，ｋ）は、複素数である。この遅延パスごとのＬ個の伝送路推定値Ｉ（ｈ，ｋ）は、信号Ｓ７−１として干渉量算出部３３に入力される。
【００５６】
干渉量算出部３３は、逆拡散後の信号Ｓ４−１と、各遅延パスごとの伝送路推定値Ｉ（ｈ，ｋ）を用い、次式（３）に従って、第ｋ番目のスロットのシンボルごとの干渉量σ（ｋ）を算出する。すなわち、
【数３】
【００５７】
算出された第ｋ番目のスロットのシンボルごとの干渉量σ（ｋ）は、平均化部３４に入力され、次式（４）に従って、平均化処理が行われ、第ｉ番目のビームの第ｋ番目のスロットの干渉量推定値Ｉq （ｋ）が算出される。すなわち、
【数４】
【００５８】
ＲＡＫＥ合成部６−１から出力されるＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１であるＲi （ｋ，ｊ）と、干渉量推定部７−１から出力される干渉量推定値Ｉｑ（ｋ）とは、除算部８−１に入力され、除算部８−１は、ＲＡＫＥ合成後の信号Ｒi （ｋ，ｊ）を干渉量推定値Ｉｑ（ｋ）で除算し、ＲＡＫＥ合成後の信号Ｒi （ｋ，ｊ）は、干渉量推定値Ｉｑ（ｋ）で正規化された信号Ｓ１１−１としてビーム合成部９に出力される。同様にして、各除算部８−２〜８−Ｍからも、正規化された信号Ｓ１１−２〜Ｓ１１−Ｍがビーム合成部９に出力される。ビーム合成部９は、正規化された各ビームごとの信号Ｓ１１−１〜Ｓ１１−Ｍを合成し、ビーム合成後の信号Ｓ２をデータ判定部１０に出力し、データ判定部１０は、データ判定を行い、その結果を出力する。
【００５９】
このようにして上述した実施の形態１では、各ビームごとに得られる干渉量推定値に基づいて各ビームごとの受信信号が重み付け合成されるため、基地局がサービス可能なセル内において、移動局の位置が瞬間的には偏在し、もしくは、伝送速度の異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在することによって、ビームごとの干渉波電力が同一と見なせない場合でも、理想的なチャネル容量が得られることになる。
【００６０】
また、基地局受信装置において、ビームごとに接続されている受信機間で、ＡＧＣによる利得のアンバランスが存在する場合でも、ビーム間の干渉量が同一となるよう重み付けがなされているので、理想的な合成が行える受信装置を実現できる。
【００６１】
なお、上述した実施の形態では、σ（ｋ）を式（３）に基づいて算出しているが、次式（５）に基づいて算出されたσ（ｋ）を用いてもよい。
【数５】
実施の形態２．
つぎに、この発明にかかる実施の形態２について説明する。図３は、この発明の実施の形態２であるビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態２では、実施の形態１におけるチャネル受信部１１、すなわち、複数の逆拡散部５−１〜５−Ｍ、複数のＲＡＫＥ合成部６−１〜６−Ｍ、複数の干渉量推定部７−１〜７−Ｍ、複数の除算部８−１〜８−Ｍ、ビーム合成部９、およびデータ判定部１０からなる構成を複数設け、各チャネル受信部１１−１〜１１−Ｍをチャネルに対応させたものである。
【００６３】
この場合、アンテナ１−１〜１−Ｎ、ＢＰＦ２−１〜２−Ｎ、ビーム形成部３、およびＡＧＣ部４−１〜４−Ｍは、共用する。各チャネル受信部１１−１〜１１−Ｍの逆拡散部５−１〜５−Ｍは、それぞれチャネル受信部単位で異なる拡散符号を用いることになる。
【００６４】
この実施の形態２では、ＣＤＭＡ通信方式を採用したことによる多チャネル化を可能とし、特に基地局において有効な構成となる。また、実施の形態２では、実施の形態１と同様に、各ビームごとに得られる干渉量推定値に基づいて各ビームごとの受信信号が重み付け合成されるため、基地局がサービス可能なセル内において、移動局の位置が瞬間的には偏在し、もしくは、伝送速度の異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在することによって、ビームごとの干渉波電力が同一と見なせない場合でも、理想的なチャネル容量が得られることになる。また、基地局受信装置において、ビームごとに接続されている受信機間で、ＡＧＣによる利得のアンバランスが存在する場合でも、ビーム間の干渉量が同一となるよう重み付けがなされているので、理想的な合成が行える受信装置を実現できる。
【００６５】
実施の形態３．
つぎに、この発明にかかる実施の形態３について説明する。図４は、この発明にかかる実施の形態３であるビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態３では、実施の形態１におけるビーム数Ｍの値を「２」とし、除算による正規化を行う除算部８−１〜８−Ｍに代えて乗算処理を行う複素乗算器４８−１，４８−２を設けた点が実施の形態１と異なる。
【００６６】
また、実施の形態１では、例えば干渉量推定部７−１の干渉量推定値Ｓ１０−１は、干渉量推定を行ったビームに対応するＲＡＫＥ合成後の信号を除算するようにしてＲＡＫＥ合成後の信号の正規化を行っていたが、実施の形態３では、干渉量推定を行ったビーム以外のビームに対応する全てのＲＡＫＥ合成後の信号に対して乗算するようにしている。この乗算は、実施の形態１の除算と相対的に同一の作用をもたらす。
【００６７】
図４において、Ｎ本からなる複数のアンテナ４１−１〜４１−Ｎは、図示しない移動局からの送信信号を受信する。ＢＰＦ４２−１〜４２−Ｎは、それぞれアンテナ４１−１〜４１−Ｎに接続され、所望の帯域信号のみを通過させる帯域制限を行い、この帯域制限した受信信号をビーム形成部４３に出力する。ビーム形成部４３は、所望の半値幅を有する２個からなるマルチビームを形成する。ビーム形成部４３は、このマルチビームを構成する２個の各ビームごとに対応する信号に分解して２個のＡＧＣ部４４−１，４４−２にそれぞれ出力する。
【００６８】
ＡＧＣ部４４−１，４４−２は、各ビームごとの受信信号に対して所要の振幅レベルが得られるように、信号振幅の調整を行い、この調整が行われた信号を、各ＡＧＣ部４４−１，４４−２にそれぞれ接続される逆拡散部４５−１，４５−２に出力する。各逆拡散部４５−１，４５−２は、送信側で用いた、すなわち拡散信号である送信信号の生成に用いたＰＮ符号系列に相当する拡散符号系列と同じ系列によってそれぞれ逆拡散を行い、この逆拡散後の信号をＲＡＫＥ合成部４６−１，４６−２および干渉量推定部４７−１，４７−２にそれぞれ対応させて出力する。例えば、逆拡散部４５−１から出力される逆拡散後の信号は、ＲＡＫＥ合成部４６−１および干渉量推定部４７−１に出力される。
【００６９】
ＲＡＫＥ合成部４６−１，４６−２は、図１に示すＲＡＫＥ合成部６−１〜６−Ｍの構成と同じであり、各ビームごとの逆拡散後の信号に対して同相化し、遅延パスごとの重み付け合成を行ったＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１、Ｓ６−２をそれぞれ複素乗算器４８−１，４８−２に出力する。
【００７０】
一方、干渉量推定部４７−１，４７−２は、図１に示す干渉量推定部７−１〜７−Ｍの構成と同じであり、各ビームごとの干渉量を推定するが、この干渉量推定値の信号は、それぞれ、複素乗算器４８−２，４８−１に出力される。すなわち、干渉量推定部４７−１の干渉量推定値である信号Ｓ１０−１は、複素乗算器４８−２に出力され、干渉量推定部４７−２の干渉量推定値である信号Ｓ１０−２は、複素乗算器４８−１に出力される。言い換えれば、干渉量推定部４７−１，４７−２の干渉量推定値は、自ビームに対応する複素乗算器ではない複素乗算器の全てに出力される。この乗算処理によって２つのビーム間における干渉量は同一になるような重み付けがなされたことになる。
【００７１】
複素乗算器４８−１，４８−２は、ＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１，Ｓ６−２と、入力される干渉量推定値の信号Ｓ１０−２，Ｓ１０−１をそれぞれ乗算し、その結果をビーム合成部４９に出力する。ビーム合成部４９は、入力された２つのビームの重み付け信号を合成し、データ判定部５０に出力し、データ判定部５０は、入力された信号をもとにデータ判定を行う。
【００７２】
なお、実施の形態２と同様に複数のチャネル受信部５１を設けるようにしてもよい。
【００７３】
このようにして、実施の形態３では、各ビームごとに得られる干渉量に基づき、重み付け合成がなされるため、基地局がサービス可能なセル内において、移動局の位置が瞬間的には偏在し、もしくは、伝送速度の異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在して、ビームごとの干渉波電力が同一と見なせない場合でも、理想的なチャネル容量が得られることになる。また、基地局受信装置において、ビームごとに接続されている受信機間で、ＡＧＣによる利得のアンバランスが存在する場合でも、ビーム間の干渉量が同一となるよう重み付けがなされているので、理想的な合成が行える受信装置を実現することができる。
【００７４】
さらに、実施の形態３では、実施の形態１、２において設けられた処理量の大きな除算部を構成することがなく、複素乗算器によって実施の形態１、２と同様な作用効果を得ることができるので、受信装置の小型軽量化を促進することができる。
【００７５】
実施の形態４．
つぎに、この発明にかかる実施の形態４について説明する。図５は、この発明にかかる実施の形態４であるビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。実施の形態３では、ビーム数Ｍの値を「２」とする構成であったが、この実施の形態４では、ビーム数Ｍの値を３以上としている。その他の構成は、実施の形態３と同様である。
【００７６】
図５において、Ｎ本からなる複数のアンテナ６１−１〜６１−Ｎは、図示しない移動局からの送信信号を受信する。ＢＰＦ６２−１〜６２−Ｎは、それぞれアンテナ６１−１〜６１−Ｎに接続され、所望の帯域信号のみを通過させる帯域制限を行い、この帯域制限した受信信号をビーム形成部６３に出力する。ビーム形成部６３は、所望の半値幅を有する３以上のＭ個からなるマルチビームを形成する。ビーム形成部６３は、このマルチビームを構成するＭ個の各ビームごとに対応する信号に分解してＭ個のＡＧＣ部６４−１〜６４−Ｍにそれぞれ出力する。
【００７７】
ＡＧＣ部６４−１〜６４−Ｍは、各ビームごとの受信信号に対して所要の振幅レベルが得られるように、信号振幅の調整を行い、この調整が行われた信号を、各ＡＧＣ部６４−１〜６４−Ｍにそれぞれ接続される逆拡散部６５−１〜６５−Ｍに出力する。
【００７８】
各逆拡散部６５−１〜６５−Ｍは、送信側で用いた、すなわち拡散信号である送信信号の生成に用いたＰＮ符号系列に相当する拡散符号系列と同じ系列によってそれぞれ逆拡散を行い、この逆拡散後の信号をＲＡＫＥ合成部６６−１〜６６−Ｍおよび干渉量推定部６７−１〜６７−Ｍにそれぞれ対応させて出力する。例えば、逆拡散部４５−１から出力される逆拡散後の信号は、ＲＡＫＥ合成部６６−１および干渉量推定部６７−１に出力される。
【００７９】
ＲＡＫＥ合成部６６−１〜６６−Ｍは、図１に示すＲＡＫＥ合成部６−１〜６−Ｍの構成と同じであり、各ビームごとの逆拡散後の信号に対して同相化し、遅延パスごとの重み付け合成を行ったＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１〜Ｓ６−Ｍをそれぞれ複素乗算器６８−１〜６８−Ｍに出力する。
【００８０】
一方、干渉量推定部６７−１〜６７−Ｍは、図１に示す干渉量推定部７−１〜７−Ｍの構成と同じであり、各ビームごとの干渉量を推定するが、この干渉量推定値の信号は、それぞれ自ビームに対応する複素乗算器６８−１〜６８−Ｍ以外の全ての複素乗算器に出力される。例えば、干渉量推定部６７−１の干渉量推定値である信号Ｓ１０−１は、複素乗算器６８−２〜６８−Ｍに出力され、干渉量推定部６７−２の干渉量推定値であるＳ１０−２は、複素乗算器６８−１および複素乗算器６８−３〜６８−Ｍに出力され、干渉量推定部６７−Ｍの干渉量推定値であるＳ１０−Ｍは、複素乗算器６８−１〜６８−（Ｍ−１）に出力される。このような乗算処理によって各ビーム間における干渉量は同一になるような重み付けがなされたことになる。
【００８１】
複素乗算器６８−１〜６８−Ｍは、ＲＡＫＥ合成後の信号Ｓ６−１〜Ｓ６−Ｍと、自ビームに対応する干渉量推定値を除いて入力される干渉量推定値の信号Ｓ１０−１〜Ｓ１０−Ｍとをそれぞれ乗算し、その結果をビーム合成部６９に出力する。ビーム合成部６９は、入力された２つのビームの重み付け信号を合成し、データ判定部７０に出力し、データ判定部７０は、入力された信号をもとにデータ判定を行う。なお、実施の形態２と同様に複数のチャネル受信部７１を設けるようにしてもよい。
【００８２】
このようにして、実施の形態４では、各ビームごとに得られる干渉量に基づき、重み付け合成がなされるため、基地局がサービス可能なセル内において、移動局の位置が瞬間的には偏在し、もしくは、伝送速度の異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在して、ビームごとの干渉波電力が同一と見なせない場合でも、理想的なチャネル容量が得られることになる。
【００８３】
また、基地局受信装置において、ビームごとに接続されている受信機間で、ＡＧＣによる利得のアンバランスが存在する場合でも、ビーム間の干渉量が同一となるよう重み付けがなされているので、理想的な合成が行える受信装置を実現することができる。
【００８４】
さらに、実施の形態４では、実施の形態３と同様に実施の形態１、２において設けられた処理量の大きな除算部を構成することがなく、複素乗算器によって実施の形態１、２と同様な作用効果を得ることができるので、受信装置の小型軽量化を促進することができる。
【００８５】
なお、上述した実施の形態では、無指向性のアンテナを前提として図１０に示すようなマルチビームに対する処理を行うようにしているが、ビーム形成部３が適切な位相合成を施すようにすれば、アンテナは無指向性である必要はない。
【００８６】
また、上述した実施の形態は、ＣＤＭＡ通信方式に適しているが、これに限らず、各ビームごとに同相合成ができるものであればよい。従って、ＣＤＭＡ通信方式に最適なＲＡＫＥ合成部に限定されるものでもない。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ビーム形成手段が、複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力し、複数の同相合成手段は、この出力された各ビーム単位ごとに、ビームごとの受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力し、一方、複数の干渉量推定手段は、この各ビーム単位ごとに、ビーム単位ごとの受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力し、複数の重み付け手段は、ビーム単位ごとに、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行い、ビーム合成手段が、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成し、データ判定手段が、前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うようにしているので、移動通信システムにおける基地局がサービス可能なセル内において移動局の位置が瞬時的には偏在し、もしくは、伝送速度が異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在して、マルチビームのビームごとの干渉電力が同一とみなせない場合であっても、理想的なチャネル容量を得ることができるという効果を有する。
【００８８】
また、基地局受信装置において、ビームごとに接続される受信機間で、ＡＧＣによる利得のアンバランスが存在する場合であっても、ビーム間の干渉量が同一となるように重み付けされるので、理想的な合成を行うことができ、理想的なチャネル容量を得ることができるという効果を有する。
【００８９】
つぎの発明によれば、まず、ビーム形成手段が、複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力する。そして、複数の逆拡散手段は、各ビーム単位の受信信号を逆拡散し、複数の同相合成手段は、この逆拡散された各ビーム単位ごとに、ビームごとの受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力し、一方、複数の干渉量推定手段は、この各ビーム単位ごとに、ビーム単位ごとの受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力し、複数の重み付け手段は、ビーム単位ごとに、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行い、ビーム合成手段が、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成し、データ判定手段が、前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うという構成を複数持たせ、異なる拡散符号をもつ複数のチャネルに対応するようにしているので、ＣＤＭＡ移動通信システムにおける基地局がサービス可能なセル内において移動局の位置が瞬時的には偏在し、もしくは、伝送速度が異なるために送信信号電力が異なる移動局が存在して、マルチビームのビームごとの干渉電力が同一とみなせない場合であっても、理想的なチャネル容量を得ることができるという効果を有する。
【００９０】
また、基地局受信装置において、ビームごとに接続される受信機間で、ＡＧＣによる利得のアンバランスが存在する場合であっても、ビーム間の干渉量が同一となるように重み付けされるので、理想的な合成を行うことができ、理想的なチャネル容量を得ることができるという効果を有する。
【００９１】
つぎの発明によれば、複数の同相合成手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて伝送路状態を推定し、この推定された値の複素共役値を、自同相合成手段に入力されたビーム単位ごとの受信信号に乗算して該ビーム単位ごとの受信信号の同相化合成出力を行うようにしているので、フェージング変動の推定を容易かつ確実に行うことができ、同相化合成を容易に行うことができるという効果を有する。
【００９２】
つぎの発明によれば、複数の干渉量推定手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて、入力されたビーム単位ごとの受信信号の干渉量を推定出力するようにしているので、ビーム単位ごとの干渉量を容易に推定することができるという効果を有する。
【００９３】
つぎの発明によれば、複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理すべきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量を用いて該同相合成手段から出力されるビーム単位ごとの受信信号を、例えば除算演算によって正規化するようにしているので、これにより、各ビームごとの干渉量に基づいた重み付け合成を具体的に実現することができる。
【００９４】
つぎの発明によれば、複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理べきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量の絶対値を、該同相合成手段以外の同相合成手段から出力されるビーム単位の受信信号に乗算するようにしているので、これにより、乗算演算のみで各ビーム間の干渉量が同一となるようにしているので、装置の小型軽量化をも促進することができるという効果を有する。
【００９５】
つぎの発明によれば、複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理べきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量の電力値を、該同相合成手段以外の同相合成手段から出力されるビーム単位の受信信号に乗算するようにしているので、これにより、乗算演算のみで各ビーム間の干渉量が同一となるようにしているので、装置の小型軽量化をも促進することができるという効果を有する。
【００９６】
つぎの発明によれば、干渉量推定手段のそれぞれは、所定数の送信スロットに付加された既知系列の値をもとに干渉量を推定し、この値の平均値を干渉量として推定出力するようにしているので、干渉量を確実かつ簡易に推定することができ、かつ干渉量の推定誤りを減少させて安定的な干渉量の推定出力を行うことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明にかかる実施の形態１のビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明にかかる実施の形態１のビーム重み付け合成受信装置内の干渉量推定部を中心とした詳細構成を示すブロック図である。
【図３】 この発明にかかる実施の形態２のビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】 この発明にかかる実施の形態３のビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】 この発明にかかる実施の形態４のビーム重み付け合成受信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】 従来の移動通信システムに用いられる受信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 ＲＡＫＥ合成部の詳細構成を示すブロック図である。
【図８】 送信スロットの構成を示す図である。
【図９】 周波数選択性フェージング伝送路のインパルス応答の一例を示す図である。
【図１０】 マルチビームの一例を示す図である。
【符号の説明】
１−１〜１−Ｎ，４１−１〜４１−Ｎ，６１−１〜６１−Ｎ アンテナ、２−１〜２−Ｎ，４１−１〜４１−Ｎ，６１−１〜６１−Ｎ ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、３ ビーム形成部、４−１〜４−Ｍ，４４−１〜４４−Ｍ，６４−１〜６４−Ｍ ＡＧＣ部、５−１〜５−Ｍ，４５−１〜４５−Ｍ，６５−１〜６５−Ｍ 逆拡散部、６−１〜６−Ｍ，４６−１〜４６−Ｍ，６６−１〜６６−Ｍ ＲＡＫＥ合成部、７−１〜７−Ｍ，４７−１〜４７−Ｍ，６７−１〜６７−Ｍ 干渉量推定部、８−１〜８−Ｍ 除算部、９，４９，６９ ビーム合成部、１０，５０，７０ データ判定部、１１，１１−１〜１１−ＮＮ チャネル受信部、２０−１〜２０−Ｌ 同相化処理部、２１−１〜２１−Ｌ 遅延器、２２−１〜２２−Ｌ，３１ 伝送路推定部、２３−１〜２３−Ｌ 複素共役算出部、２４−１〜２４−Ｌ 複素乗算器、２５ 合成部、３２ 既知系列生成部、３３ 干渉量算出部、３４ 平均化部、４８−１〜４８−Ｍ，６８−１〜６８−Ｍ 複素乗算器。
Claims (7)
- 複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力するビーム形成手段と、
前記各ビーム単位の受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力するビーム単位ごとの複数の同相合成手段と、
前記各ビーム単位の受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力するビーム単位ごとの複数の干渉量推定手段と、
前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行うビーム単位ごとの複数の重み付け手段と、
前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成するビーム合成手段と、
前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うデータ判定手段と、
を備え、
前記複数の干渉量推定手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて、入力されたビーム単位ごとの受信信号の干渉量を推定出力し、
前記複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理すべきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量を用いて該同相合成手段から出力されるビーム単位ごとの受信信号を正規化することを特徴とするビーム重み付け合成受信装置。 - スペクトル拡散変調方式を用いて符号分割多元接続を行う移動体通信システムに用いられるビーム重み付け合成受信装置において、
複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力するビーム形成手段と、
前記各ビーム単位の受信信号を逆拡散するビーム単位ごとの複数の逆拡散手段、前記逆拡散手段によって逆拡散された前記各ビーム単位の受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力するビーム単位ごとの複数の同相合成手段、前記逆拡散手段によって逆拡散された前記各ビーム単位の受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力するビーム単位ごとの複数の干渉量推定手段、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行うビーム単位ごとの複数の重み付け手段、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成するビーム合成手段、および、前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うデータ判定手段を有した複数のチャネル受信手段と、
を具備し、
前記複数の干渉量推定手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて、入力されたビーム単位ごとの受信信号の干渉量を推定出力し、
前記複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理すべきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量を用いて該同相合成手段から出力されるビーム単位ごとの受信信号を正規化し、
前記逆拡散手段が逆拡散する符号系列は、複数のチャネルに対応して前記複数のチャネル受信手段ごとに異なることを特徴とするビーム重み付け合成受信装置。 - 複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力するビーム形成手段と、
前記各ビーム単位の受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力するビーム単位ごとの複数の同相合成手段と、
前記各ビーム単位の受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力するビーム単位ごとの複数の干渉量推定手段と、
前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受 信信号に対して重み付けを行うビーム単位ごとの複数の重み付け手段と、
前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成するビーム合成手段と、
前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うデータ判定手段と、
を備え、
前記複数の干渉量推定手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて、入力されたビーム単位ごとの受信信号の干渉量を推定出力し、
前記複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理すべきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量の絶対値を、該同相合成手段以外の同相合成手段から出力されるビーム単位の受信信号に乗算することを特徴とするビーム重み付け合成受信装置。 - スペクトル拡散変調方式を用いて符号分割多元接続を行う移動体通信システムに用いられるビーム重み付け合成受信装置において、
複数のアンテナを用いたマルチビームを形成して無線信号を受信するとともに該マルチビームを構成する各ビーム単位の受信信号に分離して出力するビーム形成手段と、
前記各ビーム単位の受信信号を逆拡散するビーム単位ごとの複数の逆拡散手段、前記逆拡散手段によって逆拡散された前記各ビーム単位の受信信号を伝送路状態に対応させて同相化して合成出力するビーム単位ごとの複数の同相合成手段、前記逆拡散手段によって逆拡散された前記各ビーム単位の受信信号をもとに該受信信号に対する干渉量を推定出力するビーム単位ごとの複数の干渉量推定手段、前記干渉量推定手段から出力された干渉量をもとに前記同相合成手段から出力される受信信号に対して重み付けを行うビーム単位ごとの複数の重み付け手段、前記複数の重み付け手段によって重み付けされた各受信信号を合成するビーム合成手段、および、前記ビーム合成手段から出力された受信信号をもとに該受信信号のデータ判定を行うデータ判定手段を有した複数のチャネル受信手段と、
を具備し、
前記複数の干渉量推定手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて、入力されたビーム単位ごとの受信信号の干渉量を推定出力し、
前記複数の重み付け手段のそれぞれは、前記同相合成手段が処理すべきビーム単位の受信信号をもとに該ビーム単位の干渉量を推定出力する前記干渉量推定手段からの干渉量の絶対値を、該同相合成手段以外の同相合成手段から出力されるビーム単位の受信信号に乗算し、
前記逆拡散手段が逆拡散する符号系列は、複数のチャネルに対応して前記複数のチャネル受信手段ごとに異なることを特徴とするビーム重み付け合成受信装置。 - 前記絶対値が電力値であることを特徴とする請求項３または４に記載のビーム重み付け合成受信装置。
- 前記複数の同相合成手段のそれぞれは、送信スロットに付加された既知系列を用いて前記伝送路状態を推定し、この推定された値の複素共役値を入力されたビーム単位ごとの受信信号に乗算して該ビーム単位ごとの受信信号の同相化合成出力を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のビーム重み付け合成受信装置。
- 前記干渉量推定手段のそれぞれは、所定数の送信スロットに付加された既知系列の値をもとに干渉量を推定し、この値の平均値を干渉量として推定出力することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のビーム重み付け合成受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04895099A JP4141567B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | ビーム重み付け合成受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04895099A JP4141567B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | ビーム重み付け合成受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252894A JP2000252894A (ja) | 2000-09-14 |
| JP4141567B2 true JP4141567B2 (ja) | 2008-08-27 |
Family
ID=12817565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04895099A Expired - Fee Related JP4141567B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | ビーム重み付け合成受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4141567B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3580273B2 (ja) | 2001-07-24 | 2004-10-20 | 日本電気株式会社 | Ｓｉｒ測定システムと装置及び方法 |
| KR100605981B1 (ko) | 2003-04-25 | 2006-07-28 | 삼성전자주식회사 | 송신 다이버시티를 위한 시스템, 방법, 및 컴퓨터 프로그램 |
-
1999
- 1999-02-25 JP JP04895099A patent/JP4141567B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000252894A (ja) | 2000-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6879624B2 (en) | Adaptive antenna receiver | |
| EP1345337B1 (en) | Adaptive antenna base station apparatus with direction of arrival estimation | |
| JP3406831B2 (ja) | 無線基地局のアレーアンテナシステム | |
| US6069912A (en) | Diversity receiver and its control method | |
| EP1062746B1 (en) | Practical space-time radio method for cdma communication capacity enhancement | |
| EP1858175B1 (en) | A method and equipment for realizing smart antenna in wcdma system | |
| EP1032983B1 (en) | Method and apparatus for receiving radio signals | |
| KR100385110B1 (ko) | 확산스팩트럼무선전송디지털이동통신장치 | |
| US20030069047A1 (en) | Adaptive array antenna directivity control system | |
| EP1493238B1 (en) | Drmc and scheduling of htr for data networks | |
| RU2232485C2 (ru) | Способ формирования диаграммы направленности антенны и устройство для его реализации | |
| EP1392007A1 (en) | Interference canceller | |
| US20070189362A1 (en) | Method and system for channel estimation, related receiver and computer program product | |
| WO2005055466A1 (ja) | マルチビーム送受信装置および送受信方法 | |
| EP1608084A2 (en) | Method and apparatus for performing adaptive control of beam forming | |
| JP2001127699A (ja) | 送信ビーム制御装置および制御方法 | |
| JP2006500834A (ja) | スマートアンテナ及びそのビーム形成方法と装置 | |
| KR100679435B1 (ko) | 초기단계부터 지향성 빔의 우수한 수신품질을 갖는 적응형안테나 수신 장치 | |
| JP2001094488A (ja) | 適応アンテナを用いた通信装置 | |
| JP4141567B2 (ja) | ビーム重み付け合成受信装置 | |
| EP1146665A1 (en) | Base station device and radio receiving method | |
| JP2003244046A (ja) | Ｃｄｍａ基地局装置 | |
| JP2000252863A (ja) | マルチビーム合成受信装置 | |
| EP1293051A2 (en) | Antenna combiners | |
| JP3452253B2 (ja) | アダプティブ・アレイを用いたｃｄｍａ受信装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051215 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080311 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080428 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080527 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080611 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110620 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |