JP4359778B2 - 初期段階から指向性ビームの受信品質が良好な適応アンテナ受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、適応アンテナを構成する各アンテナに重み付けをして信号を良好な特性で受信する適応アンテナ受信方法およびそれを用いた装置に関する。

ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）方式による移動通信システムにおいては、基地局は複数の移動局からのユーザ信号を同時に受信するため、あるユーザ信号に対して他のユーザ信号は干渉となる。このような干渉を低減し、所望のユーザ信号を高利得で受信するために適応アンテナが用いられる。
適応アンテナは複数のアンテナからなり、各アンテナで受信される信号に対して複素数の重み付けに従って振幅および位相を制御して合成することにより指向性を形成する。これにより、適応アンテナは、干渉となる他のユーザ信号を抑圧して所望のユーザ信号を効率良く受信する。
一般に、適応アンテナの各アンテナの重みを決定する方法には２通りの方法がある。
１つは、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ：最小二乗平均誤差）基準に従ったアルゴリズムを用いてフィードバック制御を行い、重みを決定する方法である。代表的なＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムや、逐次ウェイト更新型のＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムなどの適応更新アルゴリズムが用いられる。
これに対して、もう１つは、本発明が対象とするオープンループ制御による方法である。この方法によれば、アンテナ受信信号からＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）アルゴリズムやＥＳＰＲＩＴ（Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｖｉａ Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｖａｒｉａｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）アルゴリズムなどの到来方向推定アルゴリズムを用いて希望波の到来方向を推定し、その方向に応じて各アンテナの重みを決定する。オープンループ制御により重みを決定する方法は、例えば、特開平１１−２７４９７６号公報に記載されている。
図１は、特開平１１−２７４９７６号公報に記載された従来の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。図１に示された適応アンテナ受信装置は、適応アンテナを構成するアンテナの数がＮ（Ｎは２以上の整数）であり、合成するマルチパスの数がＬ（Ｌは自然数）である。そして、図１には、第ｋユーザ（ｋは自然数）の移動局から受信されるユーザ信号を受信する回路部分が示されている。
図１を参照すると、適応アンテナ受信装置は、アンテナ１_１〜１_Ｎ、信号処理部２_１〜２_Ｌ、加算器１１、判定器１２、およびサーチャ１６を有している。信号処理部２_１〜２_Ｌには、レイク合成される各マルチパスに対応するフィンガが割り当てられる。
信号処理部２_１は、遅延器３_１、逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎ、重み付け合成回路５_１、重み計算部６_１、伝送路推定回路７_１、複素共役回路８_１、初期重み生成部９_１、および乗算器１０_１を有している。また、重み計算部６_１は、信号同相平均計算部１３_１、相関検出部１４_１、および時間平均計算部１５_１を有している。
図示されていないが、信号処理部２_２〜２_Ｌの内部は信号処理部２_１と同じ構成である。例えば、信号処理部２_２は、遅延器３_２、逆拡散回路４_２１〜４_２Ｎ、重み付け合成回路５_２、重み計算部６_２、伝送路推定回路７_２、複素共役回路８_２、初期重み生成部９_２、および乗算器１０_２で構成されている。また、重み計算部６_２は、信号同相平均計算部１３_２、相関検出部１４_２、および時間平均計算部１５_２を有している。
サーチャ１６は、Ｎ個のアンテナ１_１〜１_Ｎで受信した各信号を用いてＬ個のマルチパスの遅延時間を検出する。そして、サーチャ１６は、レイク合成の各フィンガとなる信号処理部２_１〜２_Ｌの遅延器３_１〜３_Ｌ、重み計算部６_１〜６_Ｌ、および初期重み生成部９_１〜９_Ｌに各々のフィンガで用いる遅延時間のタイミング情報を通知する。
なお、Ｎ個のアンテナ１_１〜１_Ｎは互いに高い相関を有するように近接して配置されている。そのため、Ｎ個のアンテナ１_１〜１_Ｎの遅延プロファイルは、全て同じとみなすことができる。したがって、各マルチパスの遅延時間のタイミング情報はアンテナ１_１〜１_Ｎによらず共通に使用できる。
遅延器３_１は、アンテナ１_１〜１_Ｎで受信した各信号を、サーチャ１６から通知されたタイミング情報に従って遅延させ、逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎに送る。同様に、遅延器３_２〜３_Ｌはアンテナ１_１〜１_Ｎで受信した各信号をサーチャ１６から通知されたタイミング情報に従って遅延させる。これにより、信号処理部２_１〜２_Ｌの各々がＬ個のマルチパスに対応付けられる。
逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎは、遅延器３_１で遅延された受信信号の各々を逆拡散し、重み付け合成回路５_１、重み計算部６_１、および初期重み生成部９_１に送る。
初期重み生成部９_１は、重み計算部６_１により十分な精度の重みが得られないときに用いるための初期重みを生成し、重み付け合成回路５_１に送る。
初期重み生成部９_１は、サーチャ１６がフィンガを信号処理部２_１に新たに割り当てるときや、フィンガを割り当てられた信号処理部２_１の重み計算部６_１にて十分な平均化時間が取れていないときに用いられる。平均化時間とは、平均化の対象となる変動値について平均を求めるのに用いられる時間である。平均化時間における平均化により、変動値の平均化時間における平均値が求められる。また、使用中のフィンガのパスタイミングが大きく変化したときにも、初期重み生成部９_１が用いられる。
図２は、重み付け合成回路５_１の構成を示すブロック図である。重み付け合成回路５_１は、乗算器１７_１〜１７_Ｎ、加算器１８、および複素共役回路１９_１〜１９_Ｎを有している。
重み付け合成回路５_１の複素共役回路１９_１〜１９_Ｎは、重み計算部６_１または初期重み生成部９_１で生成された重みの複素共役を生成し、乗算器１７_１〜１７_Ｎに送る。
乗算器１７_１〜１７_Ｎの各々は、逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎにより逆拡散された受信信号と、それに対応する複素共役回路１９_１〜１９_Ｎで生成された重みの複素共役とを乗算し、加算器１８に送る。
加算器１８は、乗算器１７_１〜１７_Ｎの出力を合成し、図１に示された伝送路推定回路７_１と乗算器１０_１に送る。
重み計算部６_１の信号同相平均計算部１３_１は、各逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎにより逆拡散された各信号のシンボルを、互いに位相を合わせてベクトル加算し、各アンテナ毎の信号平均値を求めて相関検出部１４_１に送る。その際、ベクトル加算するシンボル数は任意である。また、各シンボルに対して任意に重み付けをしてもよい。
相関検出部１４_１は、信号同相平均計算部１３_１からの各信号平均値を用いて、基準となるアンテナでの受信信号と、その他のアンテナでの受信信号との相関を求める。そのため、相関検出部１４_１は、基準アンテナに対応する信号平均値の複素共役と、他のアンテナに対する信号平均値とを乗算し、各乗算結果である相関値を時間平均計算部１５_１に送る。
時間平均計算部１５_１は、相関検出部１４_１からの各乗算結果について所定時間における平均をとり、各アンテナ１_１〜１_Ｎに対する重みを求めて重み付け合成回路５_１に送る。なお、時間平均計算部１５_１において平均をとる時間や、重み付け方法は様々あり、任意に選択できる。
これらにより、重み付け合成回路５_１は、重み計算部６_１で生成された重みを用いてアンテナ１_１〜１_Ｎによる受信信号の振幅および位相を制御して合成し、所望のユーザ信号を高利得で受信可能な指向性を形成する。
伝送路推定回路７_１は、重み付け合成回路５_１の出力信号から伝送路歪みを推定し、複素共役回路８_１に送る。
複素共役回路８_１は、伝送路推定回路７_１にて推定された伝送路歪みの複素共役を生成する。
乗算器１０_１は、重み付け合成回路５_１の出力信号に、複素共役回路８_１で生成された伝送路歪みの複素共役を乗算することにより、伝送路歪みを補償する。
同様にして、信号処理部２_１〜２_Ｌによる各フィンガから伝送路歪みの補償された信号が得られる。
加算器１１は、信号処理部２_１〜２_Ｌの出力信号を加算することにより、レイク合成を行い、合成出力信号を判定器１２に送る。
判定器１２は各シンボルを判定し、第ｋユーザの受信シンボルを出力する。
図３は、図１に示した適応アンテナ受信装置において、フィンガを割り当てるときの動作を示すフローチャートである。図３を参照すると、まず、信号処理部２_１〜２_Ｌは、割り当てられたフィンガが新規のフィンガか否か判断する（ステップＣ１）。
割り当てられたフィンガが新規のフィンガであれば、信号処理部２_１〜２_Ｌは、初期重み生成部９_１〜９_Ｌで生成された初期重みを重み付け合成回路５_１〜５_Ｌにて使用する（ステップＣ４）。
割り当てられたフィンガが新規のフィンガでなければ、信号処理部２_１〜２_Ｌは、重み計算部６_１〜６_Ｌの信号同相平均計算部１３_１〜１３_Ｌおよび時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているか否か判断する（ステップＣ２）。
重み計算部６_１〜６_Ｌの平均化時間が十分にとれていなければ、信号処理部２_１〜２_Ｌは、初期重み生成部９_１〜９_Ｌで生成された初期重みを重み付け合成回路５_１〜５_Ｌにて使用する（ステップＣ４）。また、重み計算部６_１〜６_Ｌの平均化時間が十分にとれていれば、信号処理部２_１〜２_Ｌは、重み計算部６_１〜６_Ｌの時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌで生成された重みを重み付け合成回路５_１〜５_Ｌにて使用する（ステップＣ３）。
図４は、図１に示した適応アンテナ受信装置において、フィンガのパスタイミングが変化したときの動作を示すフローチャートである。図４を参照すると、まず、信号処理部２_１〜２_Ｌは、フィンガのパスタイミングがｘ_Ｔチップ以上変化したか否か判断する（ステップＤ１）。ｘ_Ｔは、パスタイミングの変化量に対する閾値であり、重み計算部６_１〜６_Ｌにより算出される重みが追従できない程にパスタイミングの変化が急激であったか否かを決める。
フィンガのパスタイミングがｘ_Ｔチップ以上変化すると、信号処理部２_１〜２_Ｌは、初期重み生成部９_１〜９_Ｌで生成した初期重みを重み付け合成回路５_１〜５_Ｌにて使用する（ステップＤ４）。フィンガのパスタイミングの変化がｘ_Ｔチップ未満であれば、信号処理部２_１〜２_Ｌは、重み計算部６_１〜６_Ｌの信号同相平均計算部１３_１〜１３_Ｌおよび時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているか否か判断する（ステップＤ２）。
重み計算部６_１〜６_Ｌの平均化時間が十分にとれていなければ、信号処理部２_１〜２_Ｌは、そのフィンガの初期重み生成部９_１〜９_Ｌで生成された初期重みを重み付け合成回路５_１〜５_Ｌにて使用する（ステップＤ４）。また、重み計算部６_１〜６_Ｌの平均化時間が十分にとれていれば、信号処理部２_１〜２_Ｌは、そのフィンガの重み計算部６_１〜６_Ｌの時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌで生成された重みを重み付け合成回路５_１〜５_Ｌにて使用する（ステップＤ３）。
一般に、適応アンテナにて使用される初期重みの決定方法には２通りがある。
１つの方法は、ユーザ信号の到来方向が受信状況によって異なる点を考慮し、いかなる状況でもユーザ信号を受信できるように、受信状況に関わらず受信できる値、例えば無指向性重みを初期重みとする方法である。
他の方法は、複数のアンテナ１_１〜１_Ｎで受信した信号から初期重みを推定する方法である（特開２００２−７７０１１号公報参照）。例えば、各アンテナによる受信信号から伝送路推定を行い、それによって得られる重みを初期重みとする方法である。
上述した従来技術には以下に示すような問題点がある。
初期重みとして無指向性重みを使用する場合、全ての方向に対しても同じ利得なので、所望のユーザ信号の到来方向にビームを向けることができなかった。
また、複数のアンテナ１_１〜１_Ｎで受信した信号を用いて伝送路推定を行い、それによって得られる重みを初期重みとして使用する場合、短時間では高精度の伝送路推定が困難なため、所望のユーザ信号の到来方向にビームを向けることができないことがあった。
そのため、フィンガを新規に割り当てるとき、フィンガのパスタイミングが大きく変化したとき、あるいは重み計算部６_１〜６_Ｌの平均化時間が十分にとれていないとき、ユーザ信号の受信特性が劣化する可能性があった。
また、複数のアンテナ１_１〜１_Ｎで受信した信号を用いて伝送路推定を行い、それによって得られる重みを初期重みとして使用する場合、伝送路推定を行うための演算量が大きく、信号処理部２_１〜２_Ｌにかかる負荷が大きくなり、大きな処理能力が要求されていた。

本発明の目的は、良好な受信特性でユーザ信号を受信できる初期重みを短時間かつ少ない演算で求めることのできる、オープンループ制御による適応アンテナ受信装置を提供することである。
上記目的を達成するために本発明の適応アンテナ受信装置は、少なくとも１つの到来波に対して信号処理部を割り当て、各信号処理部において、複数のアンテナによる受信信号から所定の演算により得られる演算値の時間平均を用いて決定した各アンテナの重みで各アンテナにて受信される信号を重み付け合成することにより複数の信号処理部で受信された複数の到来波をさらに合成して所望の信号を得る。
そして、本発明の適応アンテナ受信装置において、まず、到来方向検出部が、時間平均を求めるための平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部にて決定された重みからその信号処理部にて受信されている到来波の到来方向を検出する。次に、受信品質取得部が、平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部にて重み付け合成により受信されている到来波の信号の受信品質を求める。次に、情報収集選択処理部が、平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部における各到来方向および各受信品質に基づき、時間平均を用いた重みの決定を開始しようとする信号処理部における初期のビーム方向を選択する。
したがって、本発明によれば、平均化時間が十分にとられている各信号処理部で受信されている到来波の信頼性の高い到来方向および受信品質に基づいて、時間平均を用いた重みの決定を開始しようとする信号処理部の初期のビーム方向を選択することができる。その結果、初期において短時間かつ容易に受信特性の良い指向性ビームを得ることができる。
なお、情報収集選択処理部は、平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部の中で、最良の受信品質が得られた信号処理部で検出された到来方向に最も近いビーム方向を、予め複数定められたビーム方向の中から選択することとしてもよい。
したがって、初期のビーム方向として選択可能なビーム方向が一覧表テーブルなどで予め複数定められており、平均化時間が十分にとられた信頼性の高い受信品質測定が行われている各到来波の中で最も受信品質の良い到来波の到来方向に最も近いビーム方向を、その複数の中から選択するだけでよい。そのため、初期において少ない処理で短時間に受信品質の良好な指向性ビームを得ることができる。
また、初期重み生成部が、情報収集選択処理部で選択された初期のビーム方向に指向性ビームを形成し、信号処理部において平均化時間が所定時間以上確保されるまで重み付け合成に用いられる初期重みを求めることとしてもよい。
したがって、時間平均を用いた重みの決定を開始しようとする信号処理部において、平均化時間が十分となるまで、容易かつ短時間に取得したビーム方向の重みを用い、平均化時間が十分にとれた後には、時間平均で得られた精度の高い重みを用いることができる。そのため、平均化時間が十分に取れる前後とも、そのときの状況に応じて適切なビーム方向の決定方法が選択され、常に受信特性の良い指向性ビームを得ることができる。

図１は、従来の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。
図２は、重み付け合成回路の構成を示すブロック図である。
図３は、図１に示した適応アンテナ受信装置において、フィンガを割り当てるときの動作を示すフローチャートである。
図４は、図１に示した適応アンテナ受信装置において、フィンガのパスタイミングが変化したときの動作を示すフローチャートである。
図５は、本発明の一実施形態によるオープンループ制御の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。
図６は、適応アンテナを構成するアンテナによって信号が受信される様子の一例を示す図である。
図７は、直交マルチビームで定められた複数のビームから、最大のＳＩＲが測定されたフィンガの到来方向情報に最も近い方向に向くビームを選択する様子を示す図である。
図８は、等間隔マルチビームで定められた複数のビームから、最大のＳＩＲが測定されたフィンガの到来方向情報に最も近い方向に向くビームを選択する様子を示す図である。
図９は、直交あるいは等間隔マルチビームの重みを示す一覧表である。
図１０は、本実施形態による適応アンテナ受信装置において、フィンガを割り当てるときの動作を示すフローチャートである。
図１１は、本実施形態による適応アンテナ受信装置において、フィンガのパスタイミングが変化したときの動作を示すフローチャートである。
図１２は、本発明の他の実施形態によるオープンループ制御の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。
図１３は、本発明のさらに他の実施形態によるオープンループ制御の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。
発明を実施するためにの最良の形態
本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図５は、本実施形態によるオープンループ制御の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。図５に示された本実施形態の適応アンテナ受信装置は、適応アンテナを構成するアンテナの数がＮ（Ｎは２以上の整数）であり、合成するマルチパスの数がＬ（Ｌは自然数）である。そして、図５には、第ｋユーザ（ｋは自然数）の移動局から受信されるユーザ信号を受信する回路部分が示されている。
図５を参照すると、適応アンテナ受信装置は、アンテナ１_１〜１_Ｎ、信号処理部２_１〜２_Ｌ、加算器１１、判定器１２、サーチャ１６、および情報収集選択処理部２２を有している。
信号処理部２_１は、遅延器３_１、逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎ、重み付け合成回路５_１、重み計算部６_１、伝送路推定回路７_１、複素共役回路８_１、初期重み生成部９_１、乗算器１０_１、到来方向検出部２０_１、およびＳＩＲ測定部２１_１を有している。また、重み計算部６_１は、信号同相平均計算部１３_１、相関検出部１４_１、および時間平均計算部１５_１を有している。
図示されていないが、信号処理部２_２〜２_Ｌの内部は信号処理部２_１と同じ構成である。例えば、信号処理部２_２は、遅延器３_２、逆拡散回路４_２１〜４_２Ｎ、重み付け合成回路５_２、重み計算部６_２、伝送路推定回路７_２、複素共役回路８_２、初期重み生成部９_２、乗算器１０_２、到来方向検出部２０_２、およびＳＩＲ測定部２１_２で構成されている。また、重み計算部６_２は、信号同相平均計算部１３_２、相関検出部１４_２、および時間平均計算部１５_２を有している。
サーチャ１６は、Ｎ個のアンテナ１_１〜１_Ｎで受信した各信号を用いてＬ個のマルチパスの遅延時間を検出する。この遅延時間は例えばチップ数によって示される。そして、サーチャ１６は、信号処理部２_１〜２_Ｌの各々の遅延器３_１〜３_Ｌ、重み計算部６_１〜６_Ｌ、および初期重み生成部９_１〜９_Ｌに、各々で用いる遅延時間のタイミング情報を通知する。また、サーチャ１６は、全ての信号処理部２_１〜２_Ｌに通知した遅延時間のタイミング情報を情報収集選択処理部２２にも通知する。
なお、サーチャ１６が信号処理部２_１〜２_Ｌの各々の遅延器３_１〜３_Ｌ、重み計算部６_１〜６_Ｌ、および初期重み生成部９_１〜９_Ｌに各マルチパスの遅延時間のタイミング情報を通知して信号処理動作を開始させることを、信号処理部２_１〜２_Ｌにフィンガを割り当てると称する。
また、Ｎ個のアンテナ１_１〜１_Ｎは互いに高い相関を有するように近接して配置されている。そのため、Ｎ個のアンテナ１_１〜１_Ｎの遅延プロファイルは、全て同じとみなすことができる。したがって、各マルチパスの遅延時間のタイミング情報はアンテナ１_１〜１_Ｎによらず共通に使用できる。
遅延器３_１は、アンテナ１_１〜１_Ｎで受信した信号の各々を、サーチャ１６から通知されたタイミング情報に従って遅延させて逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎに送る。同様に、遅延器３_２〜３_Ｌは、アンテナ１_１〜１_Ｎで受信した信号の各々を、サーチャ１６から通知されたタイミング情報に従って遅延させる。これにより、信号処理部２_１〜２_Ｌの各々がＬ個のマルチパスに対応付けられる。
逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎは、遅延器３_１で遅延された受信信号の各々を逆拡散し、重み付け合成回路５_１、重み計算部６_１、および初期重み生成部９_１に送る。
重み付け合成回路５_１は、図２に示した従来のものと同じ構成である。図２を参照すると、重み付け合成回路５_１は、乗算器１７_１〜１７_Ｎ、加算器１８、および複素共役回路１９_１〜１９_Ｎを有している。
重み付け合成回路５_１の複素共役回路１９_１〜１９_Ｎは、重み計算部６_１または初期重み生成部９_１で生成された重みの複素共役を各々生成し、乗算器１７_１〜１７_Ｎに送る。乗算器１７_１〜１７_Ｎの各々は、逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎにより逆拡散された受信信号と、その各々に対応する複素共役回路１９_１〜１９_Ｎで生成された重みの複素共役とを乗算し、加算器１８に送る。加算器１８は、乗算器１７_１〜１７_Ｎの出力を合成し、図５に示された伝送路推定回路７_１、乗算器１０_１、およびＳＩＲ測定部２１_１に送る。
以上のようにして、重み付け合成回路５_１は、逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎからの信号を重み付け合成する。
重み計算部６_１の信号同相平均計算部１３_１は、逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎにより逆拡散された信号のシンボルを、各シンボルの位相を合わせてベクトル加算（同相加算）し、各アンテナ毎の信号平均値を求めて相関検出部１４_１に送る。その際、同相加算するシンボル数（平均シンボル数）は任意である。また、各シンボルに対して任意に重み付けをしてもよい。同相加算により求まる信号平均値は、受信信号のＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ： 希望波信号電力対、干渉波信号電力と熱雑音電力の比）が改善された信号である。
逆拡散されたシンボルに変調がかかっている場合、そのシンボルを単純に同相加算することはできない。その場合、既知のパイロット信号を用いれば、パイロットシンボルで変調を除去することにより、同相加算が可能となる。平均シンボル数が多いほどＳＩＮＲの改善効果は大きいが、フェージングなどにより位相変動がはげしい場合には平均シンボル数が制限される。
相関検出部１４_１は、信号同相平均計算部１３_１からの各信号平均値を用いて、基準となるアンテナでの受信信号と、その他のアンテナでの受信信号との相関値を求める。そのために、相関検出部１４_１は、基準アンテナに対応する信号平均値の複素共役と、他のアンテナに対する信号平均値とを乗算する。そして、相関検出部１４_１は各乗算結果である相関値を時間平均計算部１５_１に送る。
図６は、適応アンテナを構成するアンテナ１_１〜１_Ｎによって信号が受信される様子の一例を示す図である。この例では、アンテナ１_１〜１_Ｎは、素子間隔ｄで等間隔に一列に並んで配置されている。
各アンテナ１_１〜１_Ｎで受信される信号の位相の進みは、その信号の到来方向に依存して互いに異なる。例えば、アンテナ１_１で受信される信号は、アンテナ１_ｎ（ｎは、２≦ｎ≦Ｎの整数）で受信される信号に比べて、（ｎ−１）（２πｄ／λ）ｓｉｎθ_０だけ位相が進む。なお、ここでθ_０は、アンテナ１_１〜１_Ｎの配列方向に対する信号の到来方向の角度である。また、λは搬送波周波数の波長である。
したがって、アンテナ１_１を基準アンテナとすると、理想的には、ｎ番目のアンテナ１_ｎで受信される信号の位相である−（ｎ−１）（２πｄ／λ）ｓｉｎθ_０が、相関値として相関検出部１４_１によって検出されることとなる。
時間平均計算部１５_１は、相関検出部１４_１から得られる各相関値について所定時間の平均をとることにより、各アンテナ１_１〜１_Ｎに対する重みを求めて重み付け合成回路５_１および到来方向検出部２０_１に送る。なお、時間平均計算部１５_１において平均をとる時間や、重み付け方法は様々あり、任意に選択できる。
これらにより、重み付け合成回路５_１は、重み計算部６_１で生成された重み、または初期重み生成部９_１で生成された初期重みを用いてアンテナ１_１〜１_Ｎによる受信信号の振幅および位相を制御して合成し、所望のユーザ信号を高利得で受信可能な指向性を形成する。
各アンテナ１_１〜１_Ｎに対する重み付けは、角度θ_０の方向から到来する希望信号に対して、各アンテナ１_１〜１_Ｎの受信信号の位相を、基準アンテナとなるアンテナ１_１の受信信号の位相に合わせて合成するように働く。また、角度θ_０と異なる方向から到来する信号に対しては、基準アンテナとなるアンテナ１_１と他のアンテナとで位相が合わない。
そのため、アレーアンテナの指向性としては、角度θ_０の方向に高い利得を有し、角度θ_０以外の方向の利得が低減されるビームが形成される。
伝送路推定回路７_１は、重み付け合成回路５_１の出力信号から伝送路歪みを推定し、複素共役回路８_１に送る。
複素共役回路８_１は、伝送路推定回路７_１にて推定された伝送路歪みの複素共役を生成する。
乗算器１０_１は、重み付け合成回路５_１の出力信号に、複素共役回路８_１で生成された伝送路歪みの複素共役を乗算することにより、伝送路歪みを補償する。
同様にして、信号処理部２_１〜２_Ｌによる各々のフィンガから伝送路歪みの補償された信号が得られる。
加算器１１は、信号処理部２_１〜２_Ｌの出力信号を加算することによりレイク合成を行い、合成出力信号を判定器１２に送る。
判定器１２は各シンボルを判定し、第ｋユーザの受信シンボルを出力する。
到来方向検出部２０_１〜２０_Ｌは、重み計算部６_１〜６_Ｌの時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌで生成された重みから、到来方向の角度θ_０を求め、情報収集選択処理部２２に送る。
ＳＩＲ測定部２１_１〜２１_Ｌは、重み付け合成回路５_１〜５_Ｌの出力から、任意の時間平均したＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ： 希望波信号電力対干渉波信号電力比）を測定し、情報収集選択処理部２２に送る。このＳＩＲを平均する時間（平均化時間）は、重み計算部６_１〜６_Ｌの信号同相平均計算部１３_１〜１３_Ｌおよび時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌで用いられる平均化時間と同程度が好ましい。平均化時間とは、平均化の対象となる変動値について平均を求めるのに用いられる時間である。平均化時間における平均化により、変動値の平均化時間における平均値が求められる。
情報収集選択処理部２２には、サーチャ１６から各フィンガのタイミング情報が入力されている。また、情報収集選択処理部２２には、既にフィンガが割り当てられている信号処理部２_１〜２_ＬのＳＩＲ測定部２１_１〜２１_ＬからＳＩＲの情報が入力されている。さらに、情報収集選択処理部２２には、既にフィンガが割り当てられており、重み計算部６_１〜６_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれている信号処理部２_１〜２_Ｌの到来方向検出部２０_１〜２０_Ｌから到来方向の情報が入力されている。
そして、情報収集選択処理部２２は、サーチャ１６が信号処理部２_１〜２_Ｌにフィンガを新たに割り当てるとき、信号処理部２_１〜２_Ｌに割り当てているフィンガのパスタイミングが大きく変化したとき、あるいは既にフィンガを割り当てられている信号処理部２_１〜２_Ｌの重み計算部６_１〜６_Ｌの信号同相平均計算部１３_１〜１３_Ｌおよび時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれていないとき、その信号処理部２_１〜２_Ｌの初期重み生成部９_１〜９_Ｌに、初期重みを生成するのに用いるビーム番号を通知する。このとき通知されるビーム番号は、いずれかの信号処理部２_１〜２_Ｌに既に割り当てられているフィンガの中で、重み計算部６_１〜６_Ｌの信号同相平均計算部１３_１〜１３_Ｌおよび時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれており、ＳＩＲ測定部２１_１〜２１_Ｌにて測定されたＳＩＲが最大のフィンガにおける信号の到来方向に最も近い方向のビーム番号である。なお、ビーム番号は、信号の到来方向に対して、直交あるいは等間隔マルチビームを用いて予め複数定められており、情報収集選択処理部２２は、その中から上述した条件に合ったビーム番号を選択することとなる。
図７は、直交マルチビームで定められた複数のビームから、最大のＳＩＲが測定されたフィンガの到来方向情報に最も近い方向に向くビームを選択する様子を示す図である。図７では、横軸がビーム方向を示す角度θであり、縦軸が振幅である。そして、初期重みとして選択可能な複数（ここではＭ個：Ｍは自然数）のビームの特性が示されている。
図７に示されている直交マルチビームは、あるビームのピーク方向が他のビームのヌル方向となるように各ビームの方向が定められている。最大のＳＩＲが測定されるフィンガの到来方向が角度θ_０であれば、その方向に最も近い方向の、ビーム番号ｍのビームが選択される。
図８は、等間隔マルチビームで定められた複数のビームから、最大のＳＩＲが測定されたフィンガの到来方向情報に最も近い方向に向くビームを選択する様子を示す図である。図８に示されている等間隔マルチビームは、ビーム方向の間隔が等しくなるように各ビームの方向が定められている。最大のＳＩＲが測定されるフィンガの到来方向が角度θ_０であれば、図７と同様に、その方向に最も近い方向の、ビーム番号ｍのビームが選択される。
なお、最大のＳＩＲが測定されたフィンガの到来方向情報を用いるのは、そのフィンガのビーム方向のパスにおいて受信品質が高い可能性が高いからである。移動通信セルラーシステムのマクロセル環境においては、移動局から送出された電波はまず移動局周辺のビルや建物などの地形や地物により反射、回折、散乱し、ほぼ同じ到来角をもった複数のパスを通って基地局に到来するのが一般的である。そのため、上述したように選択されたフィンガの到来方向情報に最も近いビームのビーム番号の重みを初期重み生成部９_１〜９_Ｌで生成される初期重みとして用いるのが妥当である。
また、最大のＳＩＲが測定されたフィンガの到来方向情報を直接、初期重みの生成に用いていない。これは、既に割り当てられたフィンガで、重み計算部６_１〜６_Ｌの信号同相平均計算部１３_１〜１３_Ｌおよび時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれており、最大のＳＩＲが測定された信号処理部２_１〜２_Ｌの到来方向情報は、信号処理部２_１〜２_Ｌに新たに割り当てるフィンガ、タイミングが大きく変化したフィンガ、あるいは割り当てられた信号処理部２_１〜２_Ｌの重み計算部６_１〜６_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれていないフィンガの信号到来方向と異なると考えられるからである。
初期重み生成部９_１〜９_Ｌは、重み計算部６_１〜６_Ｌにより十分な精度の重みが得られないときに用いられる初期重みを生成し、重み付け合成回路５_１〜５_Ｌに送る。
初期重み生成部９_１〜９_Ｌは、サーチャ１６が信号処理部２_１〜２_Ｌにフィンガを新たに割り当てるとき、フィンガを割り当てられた信号処理部２_１〜２_Ｌの重み計算部６_１〜６_Ｌにて十分な平均化時間が取れていないときに用いられる。また、使用中のフィンガのパスタイミングが大きく変化したときにも、初期重み生成部９_１〜９_Ｌが用いられる。
図９は、直交あるいは等間隔マルチビームの重みを示す一覧表である。この一覧表は、初期重み生成部９_１〜９_Ｌが重みを決定するのに用いられる。
図９を参照すると、ビーム番号に対応する重みが示されている。初期重み生成部９_１〜９_Ｌは、情報収集選択処理部２２によって通知されたビーム番号ｍに対応する重みを図９の一覧表から選択し、それを重み付け合成回路５_１〜５_Ｌに通知する。
なお、初期重み生成部９_１〜９_Ｌは、既に信号処理部２_１〜２_Ｌに割り当てられているフィンガの中に、重み計算部６_１〜６_Ｌにおいて平均化時間が十分にとられているフィンガが無ければ、無指向性重み等の所定の重み、あるいは伝送路推定から求まる推定重みを用いる。無指向性重み等の所定の重み、あるいは伝送路推定から求まる推定重みを、以下、第２の初期重みと称する。
図１０は、本実施形態による適応アンテナ受信装置において、フィンガを割り当てるときの動作を示すフローチャートである。
図１０を参照すると、まず、情報収集選択処理部２２が、サーチャ１６によって信号処理部２_１〜２_Ｌに割り当てられたフィンガが新規のものか否か判定する（ステップＡ１）。新規フィンガであれば、次に、情報収集選択処理部２２は、既に信号処理部２_１〜２_Ｌに割り当てられていたフィンガの中に、重み計算部６_１〜６_Ｌの信号同相平均計算部１３_１〜１３_Ｌおよび時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているものがあるか否か判定する（ステップＡ６）。
平均化時間が十分な既存のフィンガがなければ、情報収集選択処理部２２は、その旨を、新規フィンガが割り当てられた信号処理部２_１〜２_Ｌの初期重み生成部９_１〜９_Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９_１〜９_Ｌは、第２の初期重みを生成して重み付け合成回路５_１〜５_Ｌに送る。初期重み生成部９_１〜９_Ｌから第２の初期重みを受けた重み付け合成回路５_１〜５_Ｌは、その第２の初期重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＡ８）。
ステップＡ６の判定において、平均化時間が十分な既存フィンガが少なくとも１つ有れば、情報収集選択処理部２２は、その既存フィンガの中で最大のＳＩＲが測定されているフィンガの信号到来方向に最も近い方向のビームのビーム番号を、新規フィンガが割り当てられた信号処理部２_１〜２_Ｌの初期重み生成部９_１〜９_Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９_１〜９_Ｌは、そのビーム番号に対応する初期重みを一覧表から選択して重み付け合成回路５_１〜５_Ｌに送る。初期重み生成部９_１〜９_Ｌから初期重みを受けた重み付け合成回路５_１〜５_Ｌは、その初期重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＡ７）。
ステップＡ１の判定において、新規フィンガでなければ、情報収集選択処理部２２は、そのフィンガが割り当てられている信号処理部２_１〜２_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているか否か判定する（ステップＡ２）。
平均化時間が十分でなければ、情報収集選択処理部２２は、既に信号処理部２_１〜２_Ｌに割り当てられていたフィンガの中に、重み計算部６_１〜６_Ｌの信号同相平均計算部１３_１〜１３_Ｌおよび時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているものがあるか否か判定する（ステップＡ４）。
平均化時間が十分な既存フィンガが少なくとも１つ有れば、ステップＡ７の処理に進み、情報収集選択処理部２２は、その既存フィンガの中で最大のＳＩＲが測定されているフィンガの信号到来方向に最も近い方向のビームのビーム番号を、新規フィンガが割り当てられた信号処理部２_１〜２_Ｌの初期重み生成部９_１〜９_Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９_１〜９_Ｌは、そのビーム番号に対応する初期重みを一覧表から選択して重み付け合成回路５_１〜５_Ｌに送る。初期重み生成部９_１〜９_Ｌから初期重みを受けた重み付け合成回路５_１〜５_Ｌは、その初期重みを用いて重み付け合成を行う。
ステップＡ４の判定で、平均化時間が十分な既存のフィンガがなければ、情報収集選択処理部２２は、その旨を、フィンガの割り当ての対象となっている信号処理部２_１〜２_Ｌの初期重み生成部９_１〜９_Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９_１〜９_Ｌは、第２の初期重みを生成して重み付け合成回路５_１〜５_Ｌに送る。初期重み生成部９_１〜９_Ｌから第２の初期重みを受けた重み付け合成回路５_１〜５_Ｌは、その第２の初期重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＡ５）。
ステップＡ２の判定で、平均化時間が十分であれば、フィンガの割り当ての対象となっている信号処理部２_１〜２_Ｌの重み計算部６_１〜６_Ｌは、算出した重みを重み付け合成回路５_１〜５_Ｌに送る。重み計算部６_１〜６_Ｌから重みを受けた重み付け合成回路５_１〜５_Ｌは、その重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＡ３）。
図１１は、本実施形態による適応アンテナ受信装置において、フィンガのパスタイミングが変化したときの動作を示すフローチャートである。
図１１に示すように、サーチャ１６によっていずれかの信号処理部２_１〜２_Ｌに割り当てられているフィンガのパスタイミング（遅延時間）が変化すると、情報収集選択処理部２２が、そのフィンガのパスタイミングがｘ_Ｔチップ以上変化したか否か判定する（ステップＢ１）。ここで、ｘ_Ｔチップは、パスタイミングの変化量に対する閾値であり、重み計算部６_１〜６_Ｌにより算出される重みが追従できない程にパスタイミングの変化が急激であったか否かを決める。パスタイミングの変化が閾値を越えて大きく変化した場合、平均化時間が十分にとれるまで、重み計算部６_１〜６_Ｌからの重みは信用できない。
パスタイミングの変化がｘ_Ｔチップ以上であれば、次に、情報収集選択処理部２２は、既に信号処理部２_１〜２_Ｌに割り当てられていたフィンガの中に、重み計算部６_１〜６_Ｌの信号同相平均計算部１３_１〜１３_Ｌおよび時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているものがあるか否か判定する（ステップＢ６）。
平均化時間が十分な既存のフィンガがなければ、情報収集選択処理部２２は、その旨を、処理対象となっている信号処理部２_１〜２_Ｌの初期重み生成部９_１〜９_Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９_１〜９_Ｌは、第２の初期重みを生成して重み付け合成回路５_１〜５_Ｌに送る。初期重み生成部９_１〜９_Ｌから第２の初期重みを受けた重み付け合成回路５_１〜５_Ｌは、その第２の初期重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＢ８）。
ステップＢ６の判定において、平均化時間が十分な既存フィンガが少なくとも１つ有れば、情報収集選択処理部２２は、その既存フィンガの中で最大のＳＩＲが測定されているフィンガの信号到来方向に最も近い方向のビームのビーム番号を、処理対象となっている信号処理部２_１〜２_Ｌの初期重み生成部９_１〜９_Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９_１〜９_Ｌは、そのビーム番号に対応する初期重みを一覧表から選択して重み付け合成回路５_１〜５_Ｌに送る。初期重み生成部９_１〜９_Ｌから初期重みを受けた重み付け合成回路５_１〜５_Ｌは、その初期重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＢ７）。
ステップＢ１の判定において、パスタイミングの変化がｘ_Ｔチップ未満であれば、情報収集選択処理部２２は、そのフィンガが割り当てられている信号処理部２_１〜２_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているか否か判定する（ステップＢ２）。
平均化時間が十分でなければ、情報収集選択処理部２２は、既に信号処理部２_１〜２_Ｌに割り当てられていたフィンガの中に、重み計算部６_１〜６_Ｌの信号同相平均計算部１３_１〜１３_Ｌおよび時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているものがあるか否か判定する（ステップＢ４）。
平均化時間が十分な既存フィンガが少なくとも１つ有れば、ステップＢ７の処理に進み、情報収集選択処理部２２は、その既存フィンガの中で最大のＳＩＲが測定されているフィンガの信号到来方向に最も近い方向のビームのビーム番号を、処理対象となっている信号処理部２_１〜２_Ｌの初期重み生成部９_１〜９_Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９_１〜９_Ｌは、そのビーム番号に対応する初期重みを一覧表から選択して重み付け合成回路５_１〜５_Ｌに送る。初期重み生成部９_１〜９_Ｌから初期重みを受けた重み付け合成回路５_１〜５_Ｌは、その初期重みを用いて重み付け合成を行う。
ステップＢ４の判定で、平均化時間が十分な既存のフィンガがなければ、情報収集選択処理部２２は、その旨を、処理対象となっている信号処理部２_１〜２_Ｌの初期重み生成部９_１〜９_Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９_１〜９_Ｌは、第２の初期重みを生成して重み付け合成回路５_１〜５_Ｌに送る。初期重み生成部９_１〜９_Ｌから第２の初期重みを受けた重み付け合成回路５_１〜５_Ｌは、その第２の初期重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＢ５）。
ステップＢ２の判定で、平均化時間が十分であれば、処理対象となっている信号処理部２_１〜２_Ｌの重み計算部６_１〜６_Ｌは、算出した重みを重み付け合成回路５_１〜５_Ｌに送る。重み計算部６_１〜６_Ｌから重みを受けた重み付け合成回路５_１〜５_Ｌは、その重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＢ３）。
以上説明したように、本実施形態によれば、フィンガ毎にビームを形成する適応アンテナにおいて、安定時には重み計算部６_１〜６_Ｌで算出される正確な重みを重み付け合成回路５_１〜５_Ｌに提供する。また、フィンガを新たに割り当てるとき、割り当てているフィンガのパスタイミングが大きく変化したとき、あるいは既に割り当てているフィンガの重み計算部６_１〜６_Ｌで算出される重みに十分な精度が得られていないときは、直交あるいは等間隔マルチビームとしてビーム方向および重みが予め定められた複数のビームの一覧表から、十分な平均化時間がとれて十分な精度で重みを算出している他のフィンガの中でＳＩＲが最大のフィンガの信号到来方向に最も近いビームを選択し、選択されたビームの重みを初期重みとして用いることにより、短時間かつ少ない演算で受信品質の高い指向性ビームを形成することができ、特性劣化を防ぐことができる。また、伝送路推定を行い、それによって得られる重みを初期重みとする場合に必要とされるような大きな処理量を削減することができる。
本発明の他の実施形態について説明する。
図１２は、本発明の他の実施形態によるオープンループ制御の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。図１２に示された適応アンテナ受信装置は、図５に示されたものと同様に、適応アンテナを構成するアンテナの数がＮ（Ｎは２以上の整数）であり、合成するマルチパスの数がＬ（Ｌは自然数）である。そして、第ｋユーザ（ｋは自然数）の移動局から受信されるユーザ信号を受信する回路部分が示されている。
図１２を参照すると、適応アンテナ受信装置は、アンテナ１_１〜１_Ｎ、信号処理部２３_１〜２３_Ｌ、加算器１１、判定器１２、サーチャ１６、および情報収集選択処理部２２を有している。
信号処理部２３_１は、遅延器３_１、逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎ、重み付け合成回路５_１、重み計算部６_１、伝送路推定回路７_１、複素共役回路８_１、初期重み生成部９_１、乗算器１０_１、到来方向検出部２０_１、および信号電力測定部２４_１を有している。また、重み計算部６_１は、信号同相平均計算部１３_１、相関検出部１４_１、および時間平均計算部１５_１を有している。
図示されていないが、信号処理部２３_２〜２３_Ｌの内部は信号処理部２３_１と同じ構成である。例えば、信号処理部２３_２は、遅延器３_２、逆拡散回路４_２１〜４_２Ｎ、重み付け合成回路５_２、重み計算部６_２、伝送路推定回路７_２、複素共役回路８_２、初期重み生成部９_２、乗算器１０_２、到来方向検出部２０_２、および信号電力測定部２４_２で構成されている。また、重み計算部６_２は、信号同相平均計算部１３_２、相関検出部１４_２、および時間平均計算部１５_２を有している。
アンテナ１_１〜１_Ｎ、加算器１１、判定器１２、サーチャ１６、情報収集選択処理部２２、遅延器３_１、逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎ、重み付け合成回路５_１、重み計算部６_１、伝送路推定回路７_１、複素共役回路８_１、初期重み生成部９_１、乗算器１０_１、到来方向検出部２０_１は、図５と同じものである。図５のＳＩＲ測定部２１_１〜２１_Ｌが、図１２では信号電力測定部２４_１〜２４_Ｌに置き換わっている点が異なる。
信号電力測定部２４_１〜２４_Ｌは、重み付け合成回路５_１〜５_Ｌの出力から、任意の時間平均した信号電力を測定し、情報収集選択処理部２２に送る。
情報収集選択処理部２２は、重み計算部６_１〜６_Ｌで算出される重みに十分な精度が得られていないとき、その信号処理部２３_１〜２３_Ｌの初期重み生成部９_１〜９_Ｌに、初期重みを生成するのに用いるビーム番号を通知する。そして、本実施形態では、このとき通知されるビーム番号は、いずれかの信号処理部２３_１〜２３_Ｌに既に割り当てられているフィンガの中で、重み計算部６_１〜６_Ｌの信号同相平均計算部１３_１〜１３_Ｌおよび時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれており、信号電力測定部２４_１〜２４_Ｌにて測定された信号電力が最大のフィンガにおける信号の到来方向に最も近い方向のビーム番号である。なお、ビーム番号は、図７および８に示したと同様に、信号の到来方向に対して、直交あるいは等間隔マルチビームを用いて予め複数定められたものである。
本実施形態では、信号電力の高いパスの受信信号は特性が良好である可能性が高いことに着目し、十分な平均化時間がとれて十分な精度で重みを算出しているフィンガの中で受信信号電力が最大のフィンガの信号到来方向に最も近いビームを選択しているので、図５のものと同様に、短時間かつ少ない演算で受信品質の高い指向性ビームを形成することができ、特性劣化を防ぐことができる。また、伝送路推定を行い、それによって得られる重みを初期重みとする場合に必要とされるような大きな処理量を削減することができる。
本発明のさらに他の実施形態について説明する。
図１３は、本発明のさらに他の実施形態によるオープンループ制御の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。図１３に示された適応アンテナ受信装置は、図５および図１２に示されたものと同様に、適応アンテナを構成するアンテナの数がＮ（Ｎは２以上の整数）であり、合成するマルチパスの数がＬ（Ｌは自然数）である。そして、第ｋユーザ（ｋは自然数）の移動局から受信されるユーザ信号を受信する回路部分が示されている。
図１３を参照すると、適応アンテナ受信装置は、アンテナ１_１〜１_Ｎ、信号処理部２５_１〜２５_Ｌ、加算器１１、判定器１２、サーチャ１６、パスタイミング比較部２６、および情報収集選択処理部２２を有している。
信号処理部２５_１は、遅延器３_１、逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎ、重み付け合成回路５_１、重み計算部６_１、伝送路推定回路７_１、複素共役回路８_１、初期重み生成部９_１、乗算器１０_１、および到来方向検出部２０_１を有している。また、重み計算部６_１は、信号同相平均計算部１３_１、相関検出部１４_１、および時間平均計算部１５_１を有している。
図示されていないが、信号処理部２５_２〜２５_Ｌの内部は信号処理部２５_１と同じ構成である。
アンテナ１_１〜１_Ｎ、加算器１１、判定器１２、サーチャ１６、情報収集選択処理部２２、遅延器３_１、逆拡散回路４_１１〜４_１Ｎ、重み付け合成回路５_１、重み計算部６_１、伝送路推定回路７_１、複素共役回路８_１、初期重み生成部９_１、乗算器１０_１、到来方向検出部２０_１は、図５と同じものである。
図１３の実施形態の適応アンテナ受信装置は、図５に示されていたＳＩＲ測定部２１_１〜２１_Ｌを有さず、パスタイミング比較部２６を有している。
パスタイミング比較部２６は、サーチャ１６からのタイミング情報を基に、遅延時間の最も短いフィンガを情報収集選択処理部２２に通知する。
情報収集選択処理部２２は、重み計算部６_１〜６_Ｌで算出される重みに十分な精度が得られていないとき、その信号処理部２５_１〜２５_Ｌの初期重み生成部９_１〜９_Ｌに、初期重みを生成するのに用いるビーム番号を通知する。そして、本実施形態では、このとき通知されるビーム番号は、いずれかの信号処理部２５_１〜２５_Ｌに既に割り当てられているフィンガの中で、重み計算部６_１〜６_Ｌの信号同相平均計算部１３_１〜１３_Ｌおよび時間平均計算部１５_１〜１５_Ｌにおいて平均化時間が十分にとれており、遅延時間が最も短いフィンガにおける信号の到来方向に最も近い方向のビーム番号である。なお、ビーム番号は、図７および８に示したと同様に、信号の到来方向に対して、直交あるいは等間隔マルチビームを用いて予め複数定められたものである。
本実施形態では、遅延時間が短いパスを受信している信号は、受信レベルが高く、受信特性が良好で直接波である可能性が高いことに着目し、十分な平均化時間がとれて十分な精度で重みを算出しているフィンガの中で遅延時間が最も短いフィンガの信号到来方向に最も近いビームを選択しているので、図５のものと同様に、短時間かつ少ない演算で受信品質の高い指向性ビームを形成することができ、特性劣化を防ぐことができる。また、伝送路推定を行い、それによって得られる重みを初期重みとする場合に必要とされるような大きな処理を削減することができる。
なお、本実施形態では、遅延時間が最も短いフィンガの信号到来方向を用いたが、その他の例として、パスの継続時間が最も長いフィンガの信号到来方向を用いることとしても良い。パスの継続時間とは、到来波が信号処理部２５_１〜２５_Ｌによって途切れることなく継続して受信されている時間である。これは、パスの継続時間が長いパスで受信している信号は、最も安定した直接波である可能性が高いことに着目したものである。
これまでに説明した全ての実施形態では、ＣＤＭＡ通信に用いる装置を例示したが、本発明は、それに限定されない。例えば、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：時間分割多元接続）や、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：周波数分割多元接続）の通信に用いる装置にも適用することができる。
また、これまでに説明した全ての実施形態では、重み計算部６_１〜６_Ｌにおいて簡易に希望波の到来方向を推定する方法を用いる例を示したが、本発明は重み計算部６_１〜６_Ｌで用いられるアルゴリズムに限定されない。例えば、ＭＵＳＩＣアルゴリズムや、ＥＳＰＲＩＴアルゴリズムによる到来方向推定アルゴリズムを用いることとしてもよい。

Claims (12)

1. 少なくとも１つの到来波に対して信号処理部を割り当て、前記各信号処理部において、基準となるアンテナでの受信信号とその他のアンテナでの受信信号との相関値の時間平均を用いて決定した前記各アンテナの重みで前記各アンテナにて受信される信号を重み付け合成することにより得た複数の前記信号処理部で受信された複数の到来波をさらに合成して所望の信号を得るための適応アンテナ受信方法であって、
   時間平均を求めるための平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部にて決定された重みから該信号処理部にて受信されている到来波の到来方向を検出する第１のステップと、
   平均化時間が前記所定時間以上確保されている前記各信号処理部にて重み付け合成により受信されている到来波の信号の受信品質を求める第２のステップと、
   平均化時間が前記所定時間以上確保されている前記各信号処理部の中で最良の受信品質が得られた信号処理部で検出された到来方向に最も近いビーム方向を、予め複数定められたビーム方向の中から選択し、時間平均を用いた重みの決定を開始しようとする信号処理部に割り当てる第３のステップとを有する適応アンテナ受信方法。
2. 前記第２のステップにおいて、前記受信品質として希望波信号電力対干渉波信号電力比を測定する、請求項１記載の適応アンテナ受信方法。
3. 前記第２のステップにおいて、前記受信品質として信号電力を測定する、請求項１記載の適応アンテナ受信方法。
4. 前記第２のステップにおいて、前記受信品質として遅延時間を用いる、請求項１記載の適応アンテナ受信方法。
5. 前記第２のステップにおいて、前記受信品質としてパスの継続時間を用いる、請求項１記載の適応アンテナ受信方法。
6. 前記第３のステップで選択された初期のビーム方向に指向性ビームを形成する初期重みを求め、前記信号処理部において平均化時間が前記所定時間以上確保されるまで重み付け合成に用いる第４のステップをさらに有する、請求項１に記載の適応アンテナ受信方法。
7. 少なくとも１つの到来波に対して信号処理部を割り当て、前記各信号処理部において、基準となるアンテナでの受信信号とその他のアンテナでの受信信号との相関値の時間平均を用いて決定した前記各アンテナの重みで前記各アンテナにて受信される信号を重み付け合成することにより得た複数の前記信号処理部で受信された複数の到来波をさらに合成して所望の信号を得る適応アンテナ受信装置であって、
   時間平均を求めるための平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部にて決定された重みから該信号処理部にて受信されている到来波の到来方向を検出する到来方向検出部と、
   平均化時間が前記所定時間以上確保されている前記各信号処理部にて重み付け合成により受信されている到来波の信号の受信品質を求める受信品質取得部と、
   平均化時間が前記所定時間以上確保されている前記各信号処理部の中で最良の受信品質が得られた信号処理部で検出された到来方向に最も近いビーム方向を、予め複数定められたビーム方向の中から選択し、時間平均を用いた重みの決定を開始しようとする信号処理部に割り当てる情報収集選択処理部とを有する適応アンテナ受信装置。
8. 前記受信品質取得部は、前記受信品質として希望波信号電力対干渉波信号電力比を測定する、請求項７記載の適応アンテナ受信装置。
9. 前記受信品質取得部は、前記受信品質として信号電力を測定する、請求項７記載の適応アンテナ受信装置。
10. 前記受信品質取得部は、前記受信品質として遅延時間を用いる、請求項７記載の適応アンテナ受信装置。
11. 前記受信品質取得部は、前記受信品質としてパスの継続時間を用いる、請求項７記載の適応アンテナ受信装置。
12. 前記情報収集選択処理部で選択された初期のビーム方向に指向性ビームを形成し、前記信号処理部において平均化時間が前記所定時間以上確保されるまで重み付け合成に用いられる初期重みを求める初期重み生成部をさらに有する、請求項７に記載の適応アンテナ受信装置。

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