JP4429744B2 - Adaptive signal processing apparatus and adaptive signal processing method - Google Patents

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Description

本発明は、アレーアンテナにより受信された信号の重み係数を算出する適応信号処理装置及び適応信号処理方法に関する。 The present invention relates to an adaptive signal processing device and an adaptive signal processing method for calculating a weighting factor of a signal received by an array antenna.

従来、無線通信では、建物などの障害物により電波の反射、回析、散乱が起こる。このため、無線伝搬路は多重伝搬路となるために、多重波によるマルチパスフェージングが発生し、通信品質が悪化する。そこで、これらの悪影響を軽減するために、アダプティブアレーアンテナシステムが無線装置、例えば無線基地局や移動局に備えられている。   Conventionally, in wireless communication, radio waves are reflected, diffracted, and scattered by obstacles such as buildings. For this reason, since the wireless propagation path becomes a multiple propagation path, multipath fading due to multiple waves occurs, and communication quality deteriorates. Therefore, in order to reduce these adverse effects, an adaptive array antenna system is provided in a radio apparatus, for example, a radio base station or a mobile station.

アダプティブアレーアンテナシステムでは、複数のアンテナ素子を配置したアレーアンテナを備え、このアレーアンテナで受信した信号を適応信号処理により指向性パターンを形成し受信している。これにより、所望波の到来方向に受信指向性パターンを形成し、且つ遅延波などの干渉波の到来方向には指向性パターンのヌルを形成して干渉波を抑圧することができ、この結果として通信品質が改善されている。また、送信時に上記した指向性パターンを適用すれば、送信相手以外の無線装置に対する干渉を低減でき、且つ送信電力の軽減を図ることができるなどの利点がある。   The adaptive array antenna system includes an array antenna in which a plurality of antenna elements are arranged, and receives a signal received by the array antenna by forming a directivity pattern by adaptive signal processing. As a result, a reception directivity pattern can be formed in the arrival direction of the desired wave and a null of the directivity pattern can be formed in the arrival direction of the interference wave such as a delayed wave to suppress the interference wave. Communication quality has been improved. Further, if the above-described directivity pattern is applied at the time of transmission, there are advantages that interference with wireless devices other than the transmission partner can be reduced and transmission power can be reduced.

上記したアダプティブアレーアンテナシステムの適応信号処理には、MMSE(Minimum Mean Square Error:最小2乗誤差法)などに基づく適応アルゴリズムが使用される。MMSEベースの適応アルゴリズムとしては、例えばLMS(Least Mean Square)やRLS(Recursive Least-Squares)などが知られている。このMMSEベースの適応アルゴリズムによる適応信号処理では、無線装置内部で生成したローカルの参照信号と受信信号中のトレーニング信号との差から平均2乗誤差を求め、この誤差の値を最小にするように受信信号の位相と振幅を制御するためのウエイト(重み係数)を計算する(例えば、非特許文献1参照)。
菊間信良著,「アレーアンテナによる適応信号処理」,株式会社科学技術出版,1998年11月,p.35−64
An adaptive algorithm based on MMSE (Minimum Mean Square Error) is used for adaptive signal processing in the adaptive array antenna system described above. Known adaptive algorithms based on MMSE include, for example, LMS (Least Mean Square) and RLS (Recursive Least-Squares). In the adaptive signal processing by this MMSE-based adaptive algorithm, an average square error is obtained from the difference between the local reference signal generated inside the wireless device and the training signal in the received signal, and the value of this error is minimized. A weight (weight coefficient) for controlling the phase and amplitude of the received signal is calculated (for example, see Non-Patent Document 1).
Nobuyoshi Kikuma, “Adaptive signal processing by array antenna”, Science and Technology Publishing Co., Ltd., November 1998, p. 35-64

しかし、上述した従来の技術では、以下に示す問題がある。
ユニークワードやパイロット信号などのトレーニング信号がバースト的に送信される無線通信方式として、TDMA(Time Division Multiple Access)方式や、「cdma2000 lxEV-DO」と呼ばれるCDMA方式等で採用されているHRPD(High Rate Packet Data)方式が知られている。これらの無線通信方式において、MMSEベース等の適応アルゴリズムによる適応信号処理が適用されると、参照されるトレーニング信号がバースト受信となるので、該適応信号処理はトレーニング信号の受信毎にバースト的に実行されることとなる。したがって、ウエイトを算出するための適応信号処理においては、トレーニング信号の受信区間以外の区間ではその処理は停止し、連続してウエイト算出演算を実行することができない。このため、一つのトレーニング信号受信区間内に最適なウエイトへと適応信号処理が収束することが望ましい。
However, the conventional techniques described above have the following problems.
As a wireless communication system in which a training signal such as a unique word or a pilot signal is transmitted in bursts, a HRPD (High PD) adopted in a TDMA (Time Division Multiple Access) system, a CDMA system called “cdma2000 lxEV-DO”, or the like. Rate Packet Data) method is known. In these wireless communication systems, when adaptive signal processing using an adaptive algorithm such as an MMSE base is applied, the referenced training signal is received in bursts. Therefore, the adaptive signal processing is performed in bursts every time a training signal is received. Will be. Therefore, in the adaptive signal processing for calculating the weight, the processing is stopped in a section other than the training signal reception section, and the weight calculation calculation cannot be executed continuously. For this reason, it is desirable that the adaptive signal processing converges to an optimum weight within one training signal reception section.

しかしながら、適応アルゴリズムの種類や受信電波環境等により適応信号処理の収束速度は異なるので、一つのトレーニング信号受信区間内に収束せず、最適なウエイトが得られない場合がある。例えば、LMSアルゴリズムとRLSアルゴリズムとを比較すると、LMSアルゴリズムの方が収束速度が遅い。したがって、LMSアルゴリズムでは、一つのトレーニング信号受信区間内に最適なウエイトが得られない可能性が高く、通信品質が劣化する虞がある。このために、LMSアルゴリズムは、RLSアルゴリズムに比べて演算負荷が軽く、回路構成が簡単であるという利点があるにもかかわらず、その採用が見送られることがある。   However, since the convergence speed of adaptive signal processing differs depending on the type of adaptive algorithm, the received radio wave environment, and the like, there is a case where it does not converge within one training signal reception section and an optimal weight cannot be obtained. For example, when comparing the LMS algorithm and the RLS algorithm, the convergence speed of the LMS algorithm is slower. Therefore, in the LMS algorithm, there is a high possibility that an optimal weight cannot be obtained within one training signal reception section, and there is a possibility that the communication quality may deteriorate. For this reason, although the LMS algorithm has the advantages that the calculation load is lighter than that of the RLS algorithm and the circuit configuration is simple, the LMS algorithm may not be adopted.

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、参照されるトレーニング信号がバースト受信となる場合において、ウエイト(重み係数)を算出するための適応信号処理を常時連続して実行することにより、通信品質の向上を図ることができるアダプティブアレーアンテナシステムを実現可能な適応信号処理装置及び適応信号処理方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to continuously perform adaptive signal processing for calculating weights (weighting factors) when the referenced training signal is burst reception. It is an object of the present invention to provide an adaptive signal processing apparatus and an adaptive signal processing method capable of realizing an adaptive array antenna system capable of improving communication quality by being executed.

上記の課題を解決するために、本発明に係る適応信号処理装置は、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナの指向性パターンを形成するための重み係数を算出する適応信号処理手段と、前記アレーアンテナにより受信された受信信号に含まれるトレーニング信号を記憶する信号保存手段と、前記受信信号にトレーニング信号が含まれている期間には、受信したトレーニング信号を前記適応信号処理手段へ供給し、一方、前記受信信号にトレーニング信号が含まれていない期間には、前記信号保存手段に記憶されているトレーニング信号を一定間隔でサンプリングして部分的なトレーニング信号を作成し、作成した前記部分的なトレーニング信号を繰返し前記適応信号処理手段へ供給するトレーニング信号供給手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, an adaptive signal processing device according to the present invention comprises adaptive signal processing means for calculating a weighting factor for forming a directivity pattern of an array antenna comprising a plurality of antenna elements, and the array antenna. A signal storage means for storing the training signal included in the received signal received by the step of supplying the received training signal to the adaptive signal processing means during a period in which the training signal is included in the received signal, During a period in which no training signal is included in the received signal, a partial training signal is created by sampling the training signal stored in the signal storage means at regular intervals, and the created partial training signal Training signal supply means for repeatedly supplying the adaptive signal processing means to the adaptive signal processing means To.

本発明に係る適応信号処理装置は、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナの指向性パターンを形成するための重み係数を算出する適応信号処理手段と、前記アレーアンテナにより受信された受信信号に含まれるトレーニング信号を一定間隔でサンプリングして部分的なトレーニング信号を作成し、作成した前記部分的なトレーニング信号を記憶する信号保存手段と、前記受信信号にトレーニング信号が含まれている期間には、受信したトレーニング信号を前記適応信号処理手段へ供給し、一方、前記受信信号にトレーニング信号が含まれていない期間には、前記信号保存手段に記憶されている前記部分的なトレーニング信号を繰返し前記適応信号処理手段へ供給するトレーニング信号供給手段と、を備えたことを特徴とする。An adaptive signal processing device according to the present invention is included in adaptive signal processing means for calculating a weighting factor for forming a directivity pattern of an array antenna composed of a plurality of antenna elements, and a received signal received by the array antenna. A training signal is sampled at regular intervals to create a partial training signal, and a signal storage means for storing the created partial training signal, and a reception signal during a period in which the received signal is included in the training signal The training signal is supplied to the adaptive signal processing means, while the partial training signal stored in the signal storage means is repeated during the period when the training signal is not included in the received signal. And a training signal supply means for supplying to the processing means.

本発明に係る適応信号処理方法は、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナの指向性パターンを形成するための重み係数を算出する適応信号処理過程と、前記アレーアンテナにより受信された受信信号に含まれるトレーニング信号を記憶する信号保存過程と、前記受信信号にトレーニング信号が含まれている期間には、受信したトレーニング信号を前記適応信号処理過程へ供給する第1のトレーニング信号供給過程と、前記受信信号にトレーニング信号が含まれていない期間には、前記信号保存過程で記憶されたトレーニング信号を一定間隔でサンプリングして作成した部分的なトレーニング信号を繰返し前記適応信号処理過程へ供給する第2のトレーニング信号供給過程と、を含むことを特徴とする。An adaptive signal processing method according to the present invention is included in an adaptive signal processing process for calculating a weighting factor for forming a directivity pattern of an array antenna composed of a plurality of antenna elements, and a received signal received by the array antenna. A signal storage process for storing a training signal, a first training signal supply process for supplying the received training signal to the adaptive signal processing process in a period in which the training signal is included in the received signal, and the received signal In a period in which no training signal is included in the second training, a partial training signal generated by sampling the training signal stored in the signal storage process at a predetermined interval is repeatedly supplied to the adaptive signal processing process. And a signal supply process.

本発明に係る適応信号処理方法は、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナの指向性パターンを形成するための重み係数を算出する適応信号処理過程と、前記アレーアンテナにより受信された受信信号に含まれるトレーニング信号を一定間隔でサンプリングして部分的なトレーニング信号を作成し、作成した前記部分的なトレーニング信号を記憶する信号保存過程と、前記受信信号にトレーニング信号が含まれている期間には、受信したトレーニング信号を前記適応信号処理過程へ供給する第1のトレーニング信号供給過程と、前記受信信号にトレーニング信号が含まれていない期間には、前記信号保存過程で記憶された前記部分的なトレーニング信号を繰返し前記適応信号処理過程へ供給する第2のトレーニング信号供給過程と、を含むことを特徴とする。An adaptive signal processing method according to the present invention is included in an adaptive signal processing process for calculating a weighting factor for forming a directivity pattern of an array antenna composed of a plurality of antenna elements, and a received signal received by the array antenna. The training signal is sampled at regular intervals to create a partial training signal, the signal storage process for storing the created partial training signal, and the reception signal is received during the period when the received signal is included in the training signal. The first training signal supply process for supplying the training signal to the adaptive signal processing process, and the partial training signal stored in the signal storage process in a period when the training signal is not included in the received signal. A second training signal supply process for repeatedly supplying to the adaptive signal processing process. It is characterized in.

本発明によれば、参照されるトレーニング信号がバースト受信となる場合において、重み係数(ウエイト)を算出するための適応信号処理を常時連続して実行することができる。この結果として、適応信号処理が略収束するまで実行される可能性が高くなるので、より適切なウエイトを得ることができ、通信品質が向上する。   According to the present invention, adaptive signal processing for calculating a weighting factor (weight) can be continuously performed continuously when a training signal to be referred to is burst reception. As a result, there is a high possibility that the adaptive signal processing is executed until it substantially converges, so that a more appropriate weight can be obtained and the communication quality is improved.

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態によるアダプティブアレーアンテナシステムの構成を示すブロック図である。図1に示すアダプティブアレーアンテナシステムは、無線通信システムにおいて、例えば無線基地局に具備されるものであり、移動局から送信された無線信号を複数のアンテナ素子1−1〜Nからなるアレーアンテナを用いて受信し、この受信信号x1〜xNをアレーアンテナの指向性パターンを形成するためのウエイトw1〜wN(重み係数)で重み付けして合成し、アレー出力信号yを生成するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an adaptive array antenna system according to a first embodiment of the present invention. The adaptive array antenna system shown in FIG. 1 is provided in, for example, a radio base station in a radio communication system, and uses an array antenna including a plurality of antenna elements 1-1 to N as a radio signal transmitted from a mobile station. The received signals x 1 to x N are weighted with weights w 1 to w N (weighting factors) for forming the directivity pattern of the array antenna and synthesized to generate an array output signal y. It is.

図1において、無線送受信部2は、アンテナ素子1−1〜Nにより送信と受信を行う。なお、図1においては送信機能に係る他のブロックは省略している。無線送受信部2は、アンテナ素子1−1〜NからのN個の受信信号を、増幅してベースバンド信号へ変換後、デジタル信号に変換し、受信信号x1〜xNとして出力する。これら受信信号x1〜xNはアンテナ素子1−1〜Nにそれぞれ対応している。 In FIG. 1, the wireless transmission / reception unit 2 performs transmission and reception using antenna elements 1-1 to N. In FIG. 1, other blocks related to the transmission function are omitted. Wireless transceiver 2, the N received signals from the antenna elements 1-1 to 1-N, converted and amplified into a baseband signal, into a digital signal, and outputs the received signal x 1 ~x N. These received signals x 1 to x N correspond to the antenna elements 1-1 to N , respectively.

適応信号処理部3は、MMSEベースなどの適応アルゴリズム、例えばLMSアルゴリズムを用いて適応信号処理を行うものであり、アレーアンテナの最適な指向性パターンを形成するためのウエイトw1〜wNを算出する。信号合成部4は、アンテナ素子1−1〜Nに各々対応して設けられているN個の乗算器11と1個の加算器12から構成される。信号合成部4には、受信信号x1〜xNとウエイトw1〜wNとが入力される。信号合成部4において、受信信号x1〜xNは、各乗算器11によってそれぞれ対応するウエイトw1〜wNが乗じられて重み付けされた後、加算器12によって加算されて合成される。この合成後の信号はアレー出力信号yとして出力される。 The adaptive signal processing unit 3 performs adaptive signal processing using an adaptive algorithm such as an MMSE base, for example, an LMS algorithm, and calculates weights w 1 to w N for forming an optimal directivity pattern of the array antenna. To do. The signal synthesizer 4 includes N multipliers 11 and one adder 12 provided corresponding to the antenna elements 1-1 to N, respectively. Received signals x 1 to x N and weights w 1 to w N are input to the signal synthesis unit 4. In the signal combining unit 4, the received signal x 1 ~x N, after being weighted it is multiplied by the corresponding weight w 1 to w N, respectively, by the multipliers 11 are synthesized is added by the adder 12. The combined signal is output as an array output signal y.

適応信号処理部3では、トレーニング信号供給部6から供給されるトレーニング信号と、参照信号生成部7から供給される参照信号と、アレー出力信号yとから、(1)式によりウエイトベクトルWが算出される。参照信号生成部7から供給される参照信号は、トレーニング信号に対応する所定の信号である。
W(m)=W(m−1)−μ・Z(m−1)・e(m−1)
=W(m−1)
−μ・Z(m−1)
・{r(m−1)−W(m−1)・Z(m−1)}
・・・(1)
但し、ウエイトベクトルW=[w1,…,wN
Zはトレーニング信号であり、Z=[z1,…,zN
rはトレーニング信号に対応する所定の参照信号、
eは参照信号rとアレー出力信号yの差である誤差信号、
mは適応信号処理の更新回数、
μはウエイト更新の割合を調整するためのステップサイズ、
は転置の表記、
は複素共役転置の表記、
は複素共役の表記、
である。
In the adaptive signal processing unit 3, the weight vector W is calculated from the training signal supplied from the training signal supply unit 6, the reference signal supplied from the reference signal generation unit 7, and the array output signal y by the expression (1). Is done. The reference signal supplied from the reference signal generation unit 7 is a predetermined signal corresponding to the training signal.
W (m) = W (m-1)-[mu] .Z (m-1) .e * (m-1)
= W (m-1)
−μ · Z (m−1)
· {R (m-1) -W (m-1) H · Z (m-1)} *
... (1)
However, the weight vector W = [w 1 ,..., W N ] T ,
Z is a training signal, Z = [z 1 ,..., Z N ] T ,
r is a predetermined reference signal corresponding to the training signal,
e is an error signal which is the difference between the reference signal r and the array output signal y;
m is the number of updates of adaptive signal processing,
μ is the step size to adjust the weight update rate,
T is the transposition notation,
H is the notation of complex conjugate transpose,
* Is a complex conjugate notation,
It is.

また、上記アレー出力信号yは(2)式で表される。
y=W・X ・・・(2)
但し、受信信号ベクトルX=[x1,…,xNである。
上記(2)式で表されるように、アレー出力信号yはウエイトベクトルWにより受信信号ベクトルXが重み付けされて生成される。これにより、アレー出力信号yは、ウエイトw1〜wNによって形成されたアレーアンテナの指向性パターンに基づく受信信号となる。
The array output signal y is expressed by equation (2).
y = W H · X (2)
However, the received signal vector X = [x 1 ,..., X N ] T.
As represented by the above equation (2), the array output signal y is generated by weighting the received signal vector X by the weight vector W. As a result, the array output signal y becomes a received signal based on the directivity pattern of the array antenna formed by the weights w 1 to w N.

トレーニング信号保存部5は、受信信号x1〜xNに含まれるトレーニング信号を抽出して記憶する。
トレーニング信号供給部6は、適応信号処理部3へのトレーニング信号の供給を行う。トレーニング信号供給部6は、受信信号x1〜xNの中から任意の一つを用いてトレーニング信号受信区間を検出する。そして、トレーニング信号受信区間には、受信したトレーニング信号を適応信号処理部3に供給する。一方、トレーニング信号受信区間以外の区間には、トレーニング信号保存部5からトレーニング信号を部分的に読み出し、この読み出した部分的なトレーニング信号を使用して複製したトレーニング信号(以下、部分複製トレーニング信号と称する)を適応信号処理部3へ供給する。この部分複製トレーニング信号の供給は、次のトレーニング信号の受信まで繰返し行われる。
The training signal storage unit 5 extracts and stores the training signals included in the received signals x 1 to x N.
The training signal supply unit 6 supplies a training signal to the adaptive signal processing unit 3. The training signal supply unit 6 detects a training signal reception section using any one of the reception signals x 1 to x N. In the training signal receiving section, the received training signal is supplied to the adaptive signal processing unit 3. On the other hand, in a period other than the training signal reception period, a training signal is partially read out from the training signal storage unit 5 and copied using the read partial training signal (hereinafter referred to as a partially duplicated training signal). Is supplied to the adaptive signal processing unit 3. The supply of the partially duplicated training signal is repeated until the next training signal is received.

図2は、このトレーニング信号の供給方法を説明するための概念図である。図2の例では、受信信号のトレーニング信号間(p回目のトレーニング信号と(p+1)回目のトレーニング信号の間)にデータ信号が含まれている。トレーニング信号の信号長はNtであり、データ信号の信号長はNdである。図2に示されるように、適応信号処理部3には、受信されたp回目のトレーニング信号に引き続き連続して部分複製トレーニング信号が、(p+1)回目のトレーニング信号の受信まで繰返し供給される。部分複製トレーニング信号の信号長はNkである。但し、Nkはトレーニング信号の信号長Nt未満である。これにより、同じ部分複製トレーニング信号が適応信号処理部3に対して繰返し供給される回数は、最大「Nd/Nk」となる。なお、上記した部分複製トレーニング信号の作成方法の詳細は後述する。   FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining this training signal supply method. In the example of FIG. 2, the data signal is included between the training signals of the received signal (between the p-th training signal and the (p + 1) -th training signal). The training signal has a signal length Nt, and the data signal has a signal length Nd. As shown in FIG. 2, the partially duplicated training signal is continuously supplied to the adaptive signal processing unit 3 until the (p + 1) th training signal is received, continuously from the received pth training signal. The signal length of the partially duplicated training signal is Nk. However, Nk is less than the signal length Nt of the training signal. As a result, the maximum number of times the same partially duplicated training signal is repeatedly supplied to the adaptive signal processing unit 3 is “Nd / Nk”. The details of the method for creating the partially duplicated training signal will be described later.

また、トレーニング信号供給部6は、参照信号生成部7へ参照信号の生成を指示する。この参照信号生成指示は、適応信号処理部3へのトレーニング信号の供給に対応して行われる。すなわち、トレーニング信号受信区間には、受信したトレーニング信号(信号長Nt)に対応する所定の参照信号(信号長Nt)を生成するように指示する。   The training signal supply unit 6 instructs the reference signal generation unit 7 to generate a reference signal. This reference signal generation instruction is performed in response to the supply of the training signal to the adaptive signal processing unit 3. That is, it instructs to generate a predetermined reference signal (signal length Nt) corresponding to the received training signal (signal length Nt) in the training signal reception section.

一方、トレーニング信号受信区間以外の区間には、部分複製トレーニング信号(信号長Nk)に対応する部分参照信号(信号長Nk)を生成するように、参照信号生成条件を指示する。この参照信号生成条件は、所定の参照信号(信号長Nt)のうち、いずれの信号が部分複製トレーニング信号に対応するのかを示すものである。   On the other hand, in a period other than the training signal reception period, a reference signal generation condition is instructed so as to generate a partial reference signal (signal length Nk) corresponding to the partially duplicated training signal (signal length Nk). This reference signal generation condition indicates which of the predetermined reference signals (signal length Nt) corresponds to the partially duplicated training signal.

参照信号生成部7は、トレーニング信号供給部6からの参照信号生成指示に従って既知の参照信号を元に該当する参照信号を生成する(図2参照)。そして、この生成した参照信号を適応信号処理部3へ供給する。   The reference signal generation unit 7 generates a corresponding reference signal based on a known reference signal in accordance with a reference signal generation instruction from the training signal supply unit 6 (see FIG. 2). Then, the generated reference signal is supplied to the adaptive signal processing unit 3.

これにより、適応信号処理部3には、トレーニング信号供給部6から供給されるトレーニング信号とともに、該トレーニング信号に対応する参照信号が連続して供給される。この結果、上記図2の例では、p回目と(p+1)回目のトレーニング信号間にはデータ信号が含まれており、トレーニング信号がバースト受信となるが、p回目のトレーニング信号の受信から(p+1)回目のトレーニング信号の受信までの区間T(p)_allにおいて、適応信号処理部3にはトレーニング信号と該トレーニング信号に対応する参照信号が連続して供給されるので、ウエイト算出のための適応信号処理が連続して実行される。   Thus, the adaptive signal processing unit 3 is continuously supplied with the training signal supplied from the training signal supply unit 6 and the reference signal corresponding to the training signal. As a result, in the example of FIG. 2, the data signal is included between the p-th training signal and the (p + 1) -th training signal, and the training signal is burst-received. ) Since the training signal and the reference signal corresponding to the training signal are continuously supplied to the adaptation signal processing unit 3 in the section T (p) _all until the reception of the training signal for the second time, the adaptation for weight calculation is performed. Signal processing is performed continuously.

上述したように本実施形態によれば、適応信号処理部3には、常時、トレーニング信号と該トレーニング信号に対応する参照信号が供給される。これにより、参照されるトレーニング信号がバースト受信となる場合において、ウエイトを算出するための適応信号処理を常時連続して実行することができる。この結果として、適応信号処理が略収束するまで実行される可能性が高くなるので、より適切なウエイトを得ることができ、通信品質が向上する。   As described above, according to the present embodiment, the adaptive signal processing unit 3 is always supplied with a training signal and a reference signal corresponding to the training signal. Thereby, when the training signal to be referred to is burst reception, the adaptive signal processing for calculating the weight can always be executed continuously. As a result, there is a high possibility that the adaptive signal processing is executed until it substantially converges, so that a more appropriate weight can be obtained and the communication quality is improved.

また、RLSアルゴリズムに比べて収束速度は遅いが、演算負荷が軽く、回路構成が簡単となるLMSアルゴリズムが採用しやすくなり、該LMSアルゴリズムの使用により装置構成の簡略化や省電力化を図ることができる。   Also, the convergence speed is slower than that of the RLS algorithm, but it is easy to adopt the LMS algorithm with a light computation load and a simple circuit configuration. By using the LMS algorithm, the device configuration can be simplified and the power can be saved. Can do.

次に、上記した部分複製トレーニング信号の作成方法を説明する。
上述したように部分複製トレーニング信号(信号長Nk)は、トレーニング信号(信号長Nt)の一部分から構成される(但し、NkはNt未満)。図3,図4は部分複製トレーニング信号の作成例を説明するための図である。
Next, a method for creating the above-described partially duplicated training signal will be described.
As described above, the partially duplicated training signal (signal length Nk) is composed of a part of the training signal (signal length Nt) (where Nk is less than Nt). 3 and 4 are diagrams for explaining an example of creating a partially duplicated training signal.

図3の例は、トレーニング信号(信号長Nt)から連続する部分区間(信号長Nk分の連続区間)の信号を抽出して部分複製トレーニング信号とするものである。ここで、抽出する区間は、トレーニング信号(信号長Nt)の先頭部分を除外して選択することが望ましい。この理由は、トレーニング信号の先頭部分には、当該トレーニング信号以前の信号(例えば図2のデータ信号)の遅延波による影響が及んでいる可能性があり、適応信号処理に悪影響を及ぼす虞があるためである。これにより、例えば、図3に示されるようにトレーニング信号の中心部分を抽出して部分複製トレーニング信号を作成する。   In the example of FIG. 3, a signal of a continuous partial section (a continuous section corresponding to the signal length Nk) is extracted from the training signal (signal length Nt) to be a partially duplicated training signal. Here, it is desirable to select the section to be extracted by excluding the head portion of the training signal (signal length Nt). This is because the head portion of the training signal may be affected by a delayed wave of a signal before the training signal (for example, the data signal in FIG. 2), which may adversely affect adaptive signal processing. Because. Thereby, for example, as shown in FIG. 3, the central portion of the training signal is extracted to create a partially duplicated training signal.

図4の例は、トレーニング信号(信号長Nt)から信号長Nk分を一定間隔でサンプリングして部分複製トレーニング信号を作成するものである。例えば、トレーニング信号の奇数番目の信号を抽出する。或いは偶数番目の信号を抽出する。なお、上記したようにトレーニング信号の先頭部分のサンプリング信号は、部分複製トレーニング信号に含めないようにするのが望ましい。例えば、上記図3と図4の双方の方法を組み合わせてトレーニング信号の中心部分をサンプリングするようにする。   In the example of FIG. 4, a partially duplicated training signal is created by sampling a signal length Nk from a training signal (signal length Nt) at a constant interval. For example, an odd number signal of the training signal is extracted. Alternatively, even-numbered signals are extracted. As described above, it is desirable not to include the sampling signal at the head of the training signal in the partially duplicated training signal. For example, the central part of the training signal is sampled by combining both the methods shown in FIGS.

上述したように、トレーニング信号受信区間以外の区間において、トレーニング信号の一部分を部分複製トレーニング信号として適応信号処理部3へ繰返し供給することにより、トレーニング信号の全部分を繰返し供給する場合に比べて適応信号処理の回数を増やすことができる。これにより、ウエイトの精度が向上し、通信品質が改善される。   As described above, in a period other than the training signal reception period, a part of the training signal is repeatedly supplied to the adaptive signal processing unit 3 as a partially duplicated training signal, so that the entire part of the training signal is repeatedly supplied. The number of signal processing can be increased. Thereby, the accuracy of the weight is improved and the communication quality is improved.

図5は、本発明による通信品質改善効果を示すためのグラフである。図5には、アダプティブアレーアンテナによるC/I(Carrier to Interference power Ratio)のシミュレーション結果(C/Iの累積確率分布)が示されている。波形A1,A2,A3が本発明によるシミュレーション結果であり、波形Bが従来のシミュレーション結果である。シミュレーション条件は、アレーアンテナは半波長間隔で正方形配置された4素子アレー、フェージング周波数は31.9Hz、所望波は1波(0dB)、干渉波は3波(−5dB、10dB、−5dB:C/I=−10.3dB)、適応アルゴリズムはLMSである。   FIG. 5 is a graph for illustrating the communication quality improvement effect according to the present invention. FIG. 5 shows a simulation result (C / I cumulative probability distribution) of C / I (Carrier to Interference power Ratio) using an adaptive array antenna. Waveforms A1, A2, and A3 are simulation results according to the present invention, and waveform B is a conventional simulation result. The simulation conditions are as follows: the array antenna is a four-element array arranged in a square at half-wave intervals, the fading frequency is 31.9 Hz, the desired wave is 1 wave (0 dB), and the interference wave is 3 waves (-5 dB, 10 dB, -5 dB: C /I=-10.3 dB), the adaptation algorithm is LMS.

従来の波形Bは、トレーニング信号受信区間においてのみ、適応信号処理を行っている。また、ウエイトの初期値には前回の適応信号処理により算出されたウエイトを使用している。
波形A1は、トレーニング信号の中心部分を含む連続区間(信号長Nt/2分)を部分複製トレーニング信号(信号長Nk)としている(すなわちNk=Nt/2)。
波形A2は、トレーニング信号の中心部分を含む連続区間(信号長Nt/4分)を部分複製トレーニング信号(信号長Nk)としている(すなわちNk=Nt/4)。
波形A3は、トレーニング信号の奇数番目をサンプリングして部分複製トレーニング信号(信号長Nk)としている(すなわちNk=Nt/2)。
また、波形A1〜3は、いずれもウエイトの初期値には、受信されたトレーニング信号或いは部分複製トレーニング信号を用いた直前の適応信号処理により算出されたウエイトを使用している。
In the conventional waveform B, adaptive signal processing is performed only in the training signal reception section. In addition, the weight calculated by the previous adaptive signal processing is used as the initial value of the weight.
In the waveform A1, a continuous section including the center portion of the training signal (signal length Nt / 2 minutes) is a partially duplicated training signal (signal length Nk) (ie, Nk = Nt / 2).
In the waveform A2, a continuous section including the center portion of the training signal (signal length Nt / 4 minutes) is a partially duplicated training signal (signal length Nk) (that is, Nk = Nt / 4).
In the waveform A3, odd-numbered training signals are sampled to obtain a partially duplicated training signal (signal length Nk) (that is, Nk = Nt / 2).
Each of the waveforms A1 to A3 uses the weight calculated by the immediately preceding adaptive signal processing using the received training signal or the partially duplicated training signal as the initial value of the weight.

図5に示されるように、本発明によればいずれの部分複製トレーニング信号を用いても従来より通信品質が改善されている。また、部分複製トレーニング信号の信号長が短いほどその改善効果が大きい場合もある。   As shown in FIG. 5, according to the present invention, the communication quality is improved compared to the prior art regardless of which partial duplication training signal is used. Further, the improvement effect may be greater as the signal length of the partially duplicated training signal is shorter.

また、サンプリング信号を使用した場合には、さらに大きな改善効果が得られる。この理由は、一定間隔でサンプリングすることにより分解能は悪くなるが、そのサンプリング信号において、トレーニング信号受信区間の全領域における無線伝搬環境の時間変動成分が含まれることなどの要因によりC/Iが向上するからである。   Further, when a sampling signal is used, an even greater improvement effect can be obtained. The reason for this is that although the resolution deteriorates by sampling at regular intervals, the C / I improves due to factors such as the fact that the sampling signal contains time-varying components of the radio propagation environment in the entire training signal reception section. Because it does.

なお、上述した実施形態においては、トレーニング信号供給部6がトレーニング信号保存部5に保存されたトレーニング信号を部分的に読み出して部分複製トレーニング信号を作成するようにしたが、トレーニング信号保存部5が受信信号に含まれるトレーニング信号の中から部分的に信号を抽出して記憶するようにしてもよい。このようにすれば、トレーニング信号保存部5のメモリ量を削減することができるので、消費電力やコストの削減、装置の小型化などを図ることが可能となる。   In the above-described embodiment, the training signal supply unit 6 partially reads out the training signal stored in the training signal storage unit 5 and creates a partially duplicated training signal, but the training signal storage unit 5 A signal may be partially extracted from the training signal included in the received signal and stored. In this way, the memory amount of the training signal storage unit 5 can be reduced, so that it is possible to reduce power consumption and cost, downsize the apparatus, and the like.

次に、第2の実施形態を説明する。図6は、本発明の第2の実施形態によるアダプティブアレーアンテナシステムの構成を示すブロック図である。この図6において図1の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図6に示すアダプティブアレーアンテナシステムでは、図1の構成において、ウエイト保存部31とウエイト選択部32と信号合成部40とをさらに設けている。なお、図6においては、信号合成部4は、適応信号処理で使用されるフィードバック信号yaを生成して適応信号処理部3へ出力するものとなっている。   Next, a second embodiment will be described. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an adaptive array antenna system according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The adaptive array antenna system shown in FIG. 6 further includes a weight storage unit 31, a weight selection unit 32, and a signal synthesis unit 40 in the configuration of FIG. In FIG. 6, the signal synthesis unit 4 generates a feedback signal ya used in the adaptive signal processing and outputs it to the adaptive signal processing unit 3.

図6において、ウエイト保存部31は、適応信号処理部3で算出されたウエイトw1〜wNの中から、アレー出力信号yの生成用にウエイトwm1〜wmNを選択し保存する。ウエイト選択部32には、ウエイト保存部31で保存されているウエイトwm1〜wmNと、適応信号処理部3で算出されたウエイトw1〜wNとが入力される。ウエイト選択部32は、ウエイト保存部31で保存されていたウエイトwm1〜wmNまたは適応信号処理部3で算出された最新のウエイトw1〜wNの内、いずれか最適なウエイトを選択する。この選択されたウエイトws1〜wsNは信号合成部40に入力され、それぞれ対応する乗算器11に設定される。そして、信号合成部40は、受信信号x1〜xNを該ウエイトws1〜wsNにより重み付けした後に合成して、アレー出力信号yを生成する。 In FIG. 6, the weight storage unit 31 selects and stores weights wm 1 to wm N for generating the array output signal y from the weights w 1 to w N calculated by the adaptive signal processing unit 3. The weight selection unit 32 receives the weights wm 1 to wm N stored in the weight storage unit 31 and the weights w 1 to w N calculated by the adaptive signal processing unit 3. The weight selection unit 32 selects an optimum weight among the weights wm 1 to wm N stored in the weight storage unit 31 or the latest weights w 1 to w N calculated by the adaptive signal processing unit 3. . The selected weights ws 1 to ws N are input to the signal synthesizer 40 and set in the corresponding multipliers 11. Then, the signal synthesis unit 40 weights the received signals x 1 to x N with the weights ws 1 to ws N and synthesizes them to generate the array output signal y.

上記した図6の構成では、適応信号処理部3で算出されたウエイトw1〜wNの中からアレー出力信号yの生成用のウエイトws1〜wsNが選択される。このウエイト選択方法としては各種の方法が考えられるが、その例を挙げて以下に説明する。 In the configuration of FIG. 6 described above, the weights ws 1 to ws N for generating the array output signal y are selected from the weights w 1 to w N calculated by the adaptive signal processing unit 3. Various methods can be considered as the weight selection method, and an example thereof will be described below.

第1のウエイト選択方法;
図7は、第1のウエイト選択方法を説明するための概念図である。ウエイト保存部31は、図7において、受信信号のトレーニング信号により適応信号処理が実行される区間で最終的に算出されたウエイトw1〜wNをウエイトwm1〜wmNとして記憶する。そして、ウエイト選択部32は、該受信信号のトレーニング信号に引き続き受信されたデータ信号の重み付け用に、該ウエイト保存部31に記憶されたウエイトwm1〜wmNを選択する。例えば、区間T(p)_1で最終的に算出されたウエイトw1〜wNを記憶し、この記憶したウエイトw1〜wNをp回目のトレーニング信号に続くデータ信号に適用する。
First weight selection method;
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining the first weight selection method. Weight storage unit 31, in FIG. 7, it stores the weights w 1 to w N to adaptive signal processing by the training signal of the received signal is finally calculated in a section that runs as the weight wm 1 ~wm N. Then, the weight selection unit 32 selects the weights wm 1 to wm N stored in the weight storage unit 31 for weighting the data signal received subsequent to the training signal of the reception signal. For example, the weights w 1 to w N finally calculated in the section T (p) _1 are stored, and the stored weights w 1 to w N are applied to the data signal following the p-th training signal.

第2のウエイト選択方法;
図8は、第2のウエイト選択方法を説明するための概念図である。ウエイト選択部32は、図8において、適応信号処理部3へ供給されるトレーニング信号の供給区間毎に、該適応信号処理で最終的に算出されたウエイトw1〜wNを、次のトレーニング信号の供給区間に対応する区間で受信されたデータ信号の重み付け用に選択する。
Second weight selection method;
FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining the second weight selection method. In FIG. 8, the weight selection unit 32 uses the weights w 1 to w N finally calculated in the adaptive signal processing for each training signal supply section supplied to the adaptive signal processing unit 3 as the next training signal. Is selected for weighting the data signal received in the section corresponding to the supply section.

例えば、区間T(p)_1で最終的に算出されたウエイトw1〜wNを、p回目のトレーニング信号に続く区間T(p)_2に対応する受信信号のデータ信号に適用する。次いで、区間T(p)_2で最終的に算出されたウエイトw1〜wNを、区間T(p)_3に対応する受信信号のデータ信号に適用する。このようにして、直前のトレーニング信号の供給区間で算出されたウエイトw1〜wNが、次の供給区間に対応する受信信号のデータ信号に対して適用される。そして、最後のトレーニング信号の供給区間T(p)_nに対応する受信信号のデータ信号に対して、直前の区間T(p)_n−1で算出されたウエイトw1〜wNが適用される。 For example, the weights w 1 to w N finally calculated in the section T (p) _1 are applied to the data signal of the reception signal corresponding to the section T (p) _2 following the p-th training signal. Next, the weights w 1 to w N finally calculated in the section T (p) _2 are applied to the data signal of the reception signal corresponding to the section T (p) _3. In this way, the weights w 1 to w N calculated in the immediately preceding training signal supply interval are applied to the data signal of the reception signal corresponding to the next supply interval. The weights w 1 to w N calculated in the immediately preceding section T (p) _n−1 are applied to the data signal of the received signal corresponding to the last training signal supply section T (p) _n. .

第3のウエイト選択方法;
図9は、第3のウエイト選択方法を説明するための概念図である。ウエイト保存部31は、図9において、トレーニング信号の信号長Nt区間毎に、適応信号処理部3で算出されたウエイトw1〜wNをウエイトwm1〜wmNとして記憶する。そして、ウエイト選択部32は、該信号長Nt区間に引き続き受信されたデータ信号の重み付け用に、該ウエイト保存部31に記憶されたウエイトwm1〜wmNを選択する。例えば、区間T(p)_1aで算出されたウエイトw1〜wNを、次の信号長Ntの区間T(p)_1bに対応する受信信号のデータ信号に適用する。次いで、区間T(p)_1bで算出されたウエイトw1〜wNを、次の信号長Ntの区間T(p)_1cに対応する受信信号のデータ信号に適用する。このようにして、直前の信号長Ntの区間で算出されたウエイトw1〜wNが、次の信号長Ntの区間に対応する受信信号のデータ信号に対して適用される。そして、最後の信号長Ntの区間T(p)_1jに対応する受信信号のデータ信号に対して、直前の信号長Ntの区間T(p)_1(j−1)で算出されたウエイトw1〜wNが適用される。
Third weight selection method;
FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the third weight selection method. Weight storage unit 31, in FIG. 9, for each signal length Nt interval of the training signal, to store the weights w 1 to w N, which is calculated by the adaptive signal processing section 3 as the weight wm 1 ~wm N. Then, the weight selection unit 32 selects the weights wm 1 to wm N stored in the weight storage unit 31 for the weighting of the data signal received subsequent to the signal length Nt interval. For example, the weights w 1 to w N calculated in the section T (p) _1a are applied to the data signal of the reception signal corresponding to the section T (p) _1b of the next signal length Nt. Next, the weights w 1 to w N calculated in the section T (p) _1b are applied to the data signal of the reception signal corresponding to the section T (p) _1c of the next signal length Nt. In this manner, the weights w 1 to w N calculated in the immediately preceding signal length Nt are applied to the data signal of the received signal corresponding to the next signal length Nt. Then, the weight w 1 calculated in the section T (p) _1 (j−1) of the immediately preceding signal length Nt with respect to the data signal of the received signal corresponding to the section T (p) _1j of the last signal length Nt. ~w N is applied.

なお、適応信号処理のウエイト初期値には、上記した第1〜3のウエイト選択方法のいずれかにより選択されたウエイトを使用することができる。例えば、第2のウエイト選択方法により、直前のトレーニング信号に基づく適応信号処理の区間で最終的に算出されたウエイトw1〜wNを使用するようにしてもよい。これにより、図8において、(p+1)回目のトレーニング信号に基づく適応信号処理の区間T(p+1)_allにおいては、適応信号処理のウエイト初期値として、p回目のトレーニング信号に基づく適応信号処理の区間T(p)_allでの最終的なウエイトw1〜wN、すなわち区間T(p)_nで算出されたウエイトw1〜wNが使用される。これにより、現在の無線伝搬環境により合致したウエイト初期値から適応信号処理が開始されるので、収束時間の短縮を図ることができる。 Note that the weight selected by any of the first to third weight selection methods described above can be used as the weight initial value of the adaptive signal processing. For example, the weights w 1 to w N finally calculated in the adaptive signal processing section based on the immediately preceding training signal may be used by the second weight selection method. Thus, in FIG. 8, in the adaptive signal processing interval T (p + 1) _all based on the (p + 1) -th training signal, the adaptive signal processing interval based on the p-th training signal is used as the initial value of the adaptive signal processing weight. T (p) in _all final weights w 1 to w N, that is, the weight w 1 to w N, which is calculated in the interval T (p) _n used. Thereby, since the adaptive signal processing is started from the weight initial value that matches the current wireless propagation environment, the convergence time can be shortened.

また、データ信号の重み付けに使用されるウエイトと、適応信号処理のウエイト初期値とは、同じ選択方法により選択するようにしてもよく、或いは異なる選択方法により選択してもよい。   Further, the weight used for weighting the data signal and the weight initial value of the adaptive signal processing may be selected by the same selection method or may be selected by different selection methods.

また、(3)式により、ウエイトw1〜wNの精度を表す2乗誤差eを算出し、この2乗誤差eに基づいて最適なウエイトを選択するようにしてもよい。この2乗誤差は瞬時値又はある期間の平均値でもよい。
e=|r−W・Z| ・・・(3)
Further, a square error e representing the accuracy of the weights w 1 to w N may be calculated from the equation (3), and an optimum weight may be selected based on the square error e. This square error may be an instantaneous value or an average value for a certain period.
e = | r−W H · Z | 2 (3)

さらに、最新のウエイトw1〜wNの2乗誤差eが、一定の精度が保たれる所定の閾値以下であった場合には、次のトレーニング信号が受信されるまでの期間だけ、適応信号処理部3の動作を一時的に停止するようにしてもよい。これにより消費電力の削減が可能である。 Further, when the square error e of the latest weights w 1 to w N is equal to or less than a predetermined threshold value that maintains a certain accuracy, the adaptive signal is applied only during the period until the next training signal is received. The operation of the processing unit 3 may be temporarily stopped. As a result, power consumption can be reduced.

また、アレー出力信号yに基づいて受信品質特性を測定する受信品質特性測定手段を備え、この受信品質特性に基づいて最適なウエイトを選択するようにしてもよい。受信品質特性としては、例えば、C/IやSINR(Signal to Interference and Noise power Ratio)、BER(Bit Error Rate)、FER(Frame Error Rate)などが利用可能である。   Further, reception quality characteristic measuring means for measuring the reception quality characteristic based on the array output signal y may be provided, and an optimum weight may be selected based on the reception quality characteristic. As reception quality characteristics, for example, C / I, SINR (Signal to Interference and Noise power Ratio), BER (Bit Error Rate), FER (Frame Error Rate), and the like can be used.

また、上記した第1〜3のウエイト選択方法と2乗誤差e又は受信品質特性による選択方法とを組み合わせるようにしてもよい。   Further, the first to third weight selection methods described above may be combined with the selection method based on the square error e or the reception quality characteristic.

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、受信処理に使用された最適なウエイトを送信用の指向性パターンの形成に用いるようにしてもよい。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
For example, the optimum weight used for the reception process may be used for forming the directivity pattern for transmission.

本実施形態によれば、以下に示される様々な効果が得られる。
本実施形態によれば、回路の構成が簡単であり、また、MMSEベースの各種の適応アルゴリズムに対して適用できるとともに、通信品質の改善効果が期待でき、且つ既に実際の装置に備わる回路構成との流用が可能である。
According to the present embodiment, various effects shown below can be obtained.
According to the present embodiment, the circuit configuration is simple, can be applied to various MMSE-based adaptive algorithms, can be expected to improve communication quality, and is already provided in an actual device. Can be diverted.

また、適応信号処理のウエイト初期値として、最適なウエイト、例えば、直前のトレーニング信号に基づく適応信号処理の区間で最終的に算出されたウエイトw1〜wN、あるいは、ウエイト選択部32でウエイトws1〜wsNとして選択されたウエイトw1〜wNが使用できるので、最適値に収束するまでに多くの更新回数を要するLMSアルゴリズムであってもその収束速度が速められるので、RLSアルゴリズムなど他のMMSEベースの適応アルゴリズムに比べて回路構成が簡単で、且つ演算負荷も少ないというLMSアルゴリズムの利点を活用しつつ、受信品質特性の向上を図ることができる。 As an initial value of the adaptive signal processing weight, an optimal weight, for example, weights w 1 to w N finally calculated in the adaptive signal processing section based on the immediately preceding training signal, or the weight selection unit 32 performs the weighting. since ws 1 to wS weights is selected as N w 1 to w N can be used, so even LMS algorithm requires a lot of number of updates to converge to the optimum values the convergence rate is accelerated, RLS algorithm, etc. The reception quality characteristic can be improved while utilizing the advantage of the LMS algorithm that the circuit configuration is simple and the calculation load is small compared to other MMSE-based adaptive algorithms.

また、受信電力の変動により収束が遅くなる適応アルゴリズム、例えばLMSアルゴリズムでは、移動通信のように受信電力が変動する無線伝播環境において、その収束速度が遅くなるが、バースト受信のトレーニング信号間にも適応信号処理が続行されるので、最適なウエイトに収束する可能性が高くなり、受信品質特性が早期に改善されるという効果が得られる。   In addition, an adaptive algorithm whose convergence is slowed by fluctuations in received power, such as the LMS algorithm, has a slower convergence speed in a radio propagation environment where the received power fluctuates, such as mobile communications, Since the adaptive signal processing is continued, there is a high possibility that the signal will converge to the optimum weight, and the reception quality characteristic is improved early.

また、部分複製トレーニング信号による適用信号処理の過程で算出されたウエイトをデータ信号に随時適用することができるので、受信品質特性がさらに改善されるという効果が得られる。   Further, since the weight calculated in the process of the applied signal processing by the partially duplicated training signal can be applied to the data signal as needed, the effect that the reception quality characteristic is further improved can be obtained.

また、回路構成上、適応信号処理の演算速度が低速となる場合であっても、連続して適応信号処理が実行可能であるので、最適なウエイトに収束する可能性が高くなる。   Further, the adaptive signal processing can be continuously executed even when the calculation speed of the adaptive signal processing is low due to the circuit configuration, so that the possibility of convergence to the optimum weight increases.

また、トレーニング信号の一部分を部分複製トレーニング信号として適応信号処理部へ繰返し供給することにより、トレーニング信号の全部分を繰返し供給する場合に比べて適応信号処理の回数を増やすことができる。これにより、ウエイトの精度が向上し、通信品質が改善される。   Further, by repeatedly supplying a part of the training signal as a partially duplicated training signal to the adaptive signal processing unit, the number of times of adaptive signal processing can be increased as compared with the case where all parts of the training signal are repeatedly supplied. Thereby, the accuracy of the weight is improved and the communication quality is improved.

また、トレーニング信号の先頭部分を除外して部分複製トレーニング信号を作成することにより、遅延波による影響を軽減することができるので、より高品質のウエイトを得ることが可能となる。   Further, by creating a partially duplicated training signal by excluding the head part of the training signal, the influence of the delayed wave can be reduced, so that higher quality weight can be obtained.

また、トレーニング信号を一定間隔でサンプリングして部分複製トレーニング信号を作成することにより、トレーニング信号受信区間の全領域における無線伝搬環境の時間変動成分を網羅することなどが可能となり、C/I等の受信品質特性が向上する。   In addition, by sampling the training signal at regular intervals and creating a partially replicated training signal, it becomes possible to cover the time-varying components of the radio propagation environment in the entire area of the training signal reception section. Receive quality characteristics are improved.

なお、本発明に係るアダプティブアレーアンテナシステムは、無線基地局や移動局などの無線装置に適用することができる。これにより、無線装置において、適切な指向性パターンによる無線信号の受信または送信が可能となり、通信品質が向上する。移動局としては、携帯電話機等の携帯型の無線端末や、自動車電話機等の移動物体に搭載される無線端末などがある。   Note that the adaptive array antenna system according to the present invention can be applied to a radio apparatus such as a radio base station or a mobile station. As a result, the wireless device can receive or transmit a wireless signal with an appropriate directivity pattern, thereby improving communication quality. Examples of the mobile station include a portable wireless terminal such as a mobile phone and a wireless terminal mounted on a moving object such as a car phone.

また、本発明は、トレーニング信号がバースト的に送信される各種の無線通信方式、例えばTDMA(Time Division Multiple Access)方式や、「cdma2000 lxEV-DO」と呼ばれるCDMA方式等で採用されているHRPD(High Rate Packet Data)方式などに適用可能である。   The present invention also provides various wireless communication systems in which training signals are transmitted in bursts, such as a TDMA (Time Division Multiple Access) system, a CDMA system called “cdma2000 lxEV-DO”, etc. (High Rate Packet Data) method.

本発明の第1の実施形態によるアダプティブアレーアンテナシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the adaptive array antenna system by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るトレーニング信号の供給方法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the supply method of the training signal which concerns on embodiment of this invention. 部分複製トレーニング信号の第1の作成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st example of preparation of a partial replication training signal. 部分複製トレーニング信号の第2の作成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd example of preparation of a partial replication training signal. 本発明による通信品質改善効果を示すためのグラフである。It is a graph for showing the communication quality improvement effect by the present invention. 本発明の第2の実施形態によるアダプティブアレーアンテナシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the adaptive array antenna system by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る第1のウエイト選択方法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the 1st weight selection method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る第2のウエイト選択方法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the 2nd weight selection method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る第3のウエイト選択方法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the 3rd weight selection method which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1−1〜N…アンテナ素子、2…無線送受信部、3…適応信号処理部、4,40…信号合成部、5…トレーニング信号保存部、6…トレーニング信号供給部、7…参照信号生成部、31…ウエイト保存部、32…ウエイト選択部。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-1-N ... Antenna element, 2 ... Wireless transmission / reception part, 3 ... Adaptive signal processing part, 4,40 ... Signal synthetic | combination part, 5 ... Training signal storage part, 6 ... Training signal supply part, 7 ... Reference signal generation part , 31 ... weight storage unit, 32 ... weight selection unit.

Claims (4)

複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナの指向性パターンを形成するための重み係数を算出する適応信号処理手段と、
前記アレーアンテナにより受信された受信信号に含まれるトレーニング信号を記憶する信号保存手段と、
前記受信信号にトレーニング信号が含まれている期間には、受信したトレーニング信号を前記適応信号処理手段へ供給し、一方、前記受信信号にトレーニング信号が含まれていない期間には、前記信号保存手段に記憶されているトレーニング信号を一定間隔でサンプリングして部分的なトレーニング信号を作成し、作成した前記部分的なトレーニング信号を繰返し前記適応信号処理手段へ供給するトレーニング信号供給手段と、
を備えたことを特徴とする適応信号処理装置。
Adaptive signal processing means for calculating a weighting factor for forming a directivity pattern of an array antenna composed of a plurality of antenna elements;
Signal storage means for storing a training signal included in the received signal received by the array antenna;
In a period in which the received signal includes a training signal, the received training signal is supplied to the adaptive signal processing unit, while in a period in which the received signal does not include a training signal, the signal storage unit Training signal supply means for sampling the training signal stored in a predetermined interval to create a partial training signal, and repeatedly supplying the created partial training signal to the adaptive signal processing means;
An adaptive signal processing device comprising:
複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナの指向性パターンを形成するための重み係数を算出する適応信号処理手段と、Adaptive signal processing means for calculating a weighting factor for forming a directivity pattern of an array antenna composed of a plurality of antenna elements;
前記アレーアンテナにより受信された受信信号に含まれるトレーニング信号を一定間隔でサンプリングして部分的なトレーニング信号を作成し、作成した前記部分的なトレーニング信号を記憶する信号保存手段と、A signal storage means for sampling the training signal included in the reception signal received by the array antenna at a regular interval to create a partial training signal, and storing the created partial training signal;
前記受信信号にトレーニング信号が含まれている期間には、受信したトレーニング信号を前記適応信号処理手段へ供給し、一方、前記受信信号にトレーニング信号が含まれていない期間には、前記信号保存手段に記憶されている前記部分的なトレーニング信号を繰返し前記適応信号処理手段へ供給するトレーニング信号供給手段と、In a period in which the received signal includes a training signal, the received training signal is supplied to the adaptive signal processing unit, while in a period in which the received signal does not include a training signal, the signal storage unit Training signal supply means for repeatedly supplying the partial training signal stored in to the adaptive signal processing means;
を備えたことを特徴とする適応信号処理装置。An adaptive signal processing device comprising:
複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナの指向性パターンを形成するための重み係数を算出する適応信号処理過程と、An adaptive signal processing process for calculating a weighting factor for forming a directivity pattern of an array antenna including a plurality of antenna elements;
前記アレーアンテナにより受信された受信信号に含まれるトレーニング信号を記憶する信号保存過程と、A signal storage process for storing a training signal included in a received signal received by the array antenna;
前記受信信号にトレーニング信号が含まれている期間には、受信したトレーニング信号を前記適応信号処理過程へ供給する第1のトレーニング信号供給過程と、A first training signal supplying process for supplying the received training signal to the adaptive signal processing process during a period in which the received signal is included in the received signal;
前記受信信号にトレーニング信号が含まれていない期間には、前記信号保存過程で記憶されたトレーニング信号を一定間隔でサンプリングして作成した部分的なトレーニング信号を繰返し前記適応信号処理過程へ供給する第2のトレーニング信号供給過程と、During a period in which no training signal is included in the received signal, a partial training signal created by sampling the training signal stored in the signal storage process at regular intervals is repeatedly supplied to the adaptive signal processing process. 2 training signal supply process,
を含むことを特徴とする適応信号処理方法。An adaptive signal processing method comprising:
複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナの指向性パターンを形成するための重み係数を算出する適応信号処理過程と、An adaptive signal processing process for calculating a weighting factor for forming a directivity pattern of an array antenna including a plurality of antenna elements;
前記アレーアンテナにより受信された受信信号に含まれるトレーニング信号を一定間隔でサンプリングして部分的なトレーニング信号を作成し、作成した前記部分的なトレーニング信号を記憶する信号保存過程と、A signal storage process for creating a partial training signal by sampling a training signal included in a reception signal received by the array antenna at regular intervals, and storing the created partial training signal;
前記受信信号にトレーニング信号が含まれている期間には、受信したトレーニング信号を前記適応信号処理過程へ供給する第1のトレーニング信号供給過程と、A first training signal supplying process for supplying the received training signal to the adaptive signal processing process during a period in which the received signal is included in the received signal;
前記受信信号にトレーニング信号が含まれていない期間には、前記信号保存過程で記憶された前記部分的なトレーニング信号を繰返し前記適応信号処理過程へ供給する第2のトレーニング信号供給過程と、A second training signal supply process for repeatedly supplying the partial training signal stored in the signal storage process to the adaptive signal processing process in a period in which the received signal does not include a training signal;
を含むことを特徴とする適応信号処理方法。An adaptive signal processing method comprising:
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