JP4601859B2

JP4601859B2 - 適応受信機

Info

Publication number: JP4601859B2
Application number: JP2001166366A
Authority: JP
Inventors: 浩袁; 嵩石; 武雄大関
Original assignee: Kyocera Corp; KDDI Corp; KDDI R&D Laboratories Inc
Current assignee: Kyocera Corp; KDDI Corp; KDDI R&D Laboratories Inc
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: JP2002359587A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル無線通信システムにおいて、同一チャネル干渉波が存在する伝搬環境下、又はマルチパス伝搬環境下で複数のアンテナ素子から成るアレーアンテナを用いてパスダイバーシチ受信を実現する適応受信機の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
干渉波の存在する環境におけるディジタル通信において、アダプティブアレーアンテナは干渉波の方向に指向性のヌルを形成することによって干渉波を抑圧する。また、図６に示すように従来のＫ個のアンテナ素子からなるアレーアンテナの受信機を用いることによって、受信された信号を先行波信号と複数の遅延波信号に分離した後、遅延時間差の補正をして合成をすることにより各遅延波の電力を有効に利用して所望波を受信するパスダイバーシチ受信を実現している。
【０００３】
図６はアダプティブアレーアンテナを用いた従来の適応受信機のブロック図である。同図において、３１_１〜３１_Ｋはアレーアンテナを構成するアンテナ素子、３２_１〜３２_Ｋはベースバンド信号発生器、３３は参照信号メモリ、３４は相関器、３５_１１〜３２_ＬＫは掛算器、３６_１〜３６_Ｌは加算器、３７_１〜３７_６は遅延補正器、３８はＭ波合成器である。なお、送信信号は送信局にてディジタル信号によりディジタル変調され、図５に示すように、時間幅Ｔｐｒｅのフレーム同期タイミング検出等に用いるプリアンブル信号の後に、時間幅Ｔｄのデータ信号が続くフレーム構成をとるものとする。まず、Ｋ個の各アンテナ素子３１_１〜３１_Kからの受信信号に対して、それぞれベースバンド信号発生器３２_１〜３２_Kで設け、ＲＦ周波数帯の受信信号をベースバンド帯へ周波数変換し、受信ベースバンド信号ｘ_１(t)〜ｘ_ｋ(t)を生成する。次に、各ベースバンド信号発生器３２_１〜３２_Kからの受信ベースバンド信号ｘ_１(t)〜ｘ_ｋ(t)は掛算器３５_１１〜３５_ＬＫにより適応制御プロセッサ３９からの異なるＬ個の重み付け係数のベクトルＷ_１（Ｗ_１１〜Ｗ_１Ｋ）〜Ｗ_Ｌ（Ｗ_Ｌ１〜Ｗ_ＬＫ）で重み付けを行ってから加算器５６_１〜５６_Ｌによって加算し、先行波信号とＮ−１個の遅延波信号を含む計Ｌ個の到来波信号ｙ_１(t)〜ｙ_ｋ(t)を推定して出力する。具体的には以下の式で到来波信号ｙ_１(t)を推定する。
【０００４】
【数１】

【０００５】
一方、Ｌ個の各到来波信号のフレーム同期タイミングは、参照信号メモリ３３に保持されているプリアンブル信号２１と受信ベースバンド信号を元に計算する。すなわち、相関器３４においてフレーム信号区間Ｔｆ（Ｔｐｒｅ＋Ｔｄ）でプリアンブル信号と受信ベースバンド信号との間の相関値を計算し、その絶対値２乗の大きいほうからＬ個のピークが検出されるタイミングをＬ個の各到来波信号のフレーム同期タイミングＰ_１〜Ｐ_Ｌとする。
【０００６】
相関器３４で得られたＬ個の各到来波信号のフレーム同期タイミングｔ_１〜ｔ_Ｌを元に、各受信信号の遅延時間の補正を遅延補正器３７_１〜３７_Ｌで行い、また、相関器３４で各到来波信号のタイミング検出に利用する相関値のピークの高さから各到来波信号の受信信号の電力Ｐ_１〜Ｐ_Ｌを推定し、Ｍ波合成器３８で遅延補正された各受信信号の内、受信信号電力の大きいほうからＭ個を選択し合成を行い、到来波信号を出力する。
【０００７】
図７は図６に示す従来の適応受信機における適応制御プロセッサ３９の構成を示している。図７において、複素減算器４２_１〜４２_Ｌは上述の推定されたＬ個の到来波信号ｙ_１(t)〜ｙ_ｋ(t)と参照信号メモリ４３に保持されているプリアンブル信号２１の差分である誤差信号ｅ_１(t)〜ｅ_ｋ(t)を出力する。重み演算回路４１では、受信ベースバンド信号ｘ_１(t)〜ｘ_ｋ(t)と誤差信号ｅ_１(t)〜ｅ_ｋ(t)を用いて、誤差信号ｅ_１(t)〜ｅ_ｋ(t)の２乗平均が小さくなるように重み付け係数のベクトルＷ_１〜Ｗ_Ｌを任意のアルゴリズムで求め、出力する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示した従来の適応受信機の構成では、上述したようにマルチパス伝搬環境下で電力の大きいほうからＬ個の到来波信号のフレーム同期タイミングを検出することで、Ｍ個の信号の合成を行う。しかしこのような構成であると、マルチパスフェージング環境下では各到来波信号の電力が時間と共に変化し、合成すべきＭ個の到来波信号も時間と共に変化する。従って、フレーム同期の検出精度の劣化が起こると、合成すべきＭ個の受信波信号も変化し、パスダイバーシチ受信の効果を十分に利用できないという欠点があった。また、同一チャネル干渉波が存在し、その電力が所望波よりある程度以上強くなるとフレーム同期の検出精度は劣化し、上述同様パスダイバーシチ受信の効果が得られなくなるという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、同一チャネル干渉波が所望波より強いような環境においても、精度の高い各受信波信号の同期タイミングの検出を行い、アダプティブアレーアンテナを導入し同一チャネル干渉波を抑圧し、先行波信号と複数の遅延波信号のパスダイバーシチ受信を実現する適応受信機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る請求項１に記載された適応受信機は、所定の配置形状で近接して並置されたＫ個（Ｋは２以上の整数）のアンテナ素子からなるアレーアンテナによって受信されたＫ個の、フレーム同期信号を含むフレーム構成の受信信号から、最も早くアレーアンテナに到達する先行波信号と、上記先行波信号から遅延して到達するＮ−１個（ＮはＫ−１以下の整数）の遅延波信号とを用いて上記到来波信号を取り出すための適応受信機であって、上記受信信号を、上記Ｋ個のアンテナ素子で受信し、ベースバンド帯へ周波数変換をして受信ベースバンド信号を出力する受信手段と、上記受信ベースバンド信号に対して、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号に対応する複数の重み付け係数を乗算し、合成することによって、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号を取り出して出力するビーム形成手段と、上記受信ベースバンド信号と上記ビーム形成手段の出力信号から、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号にそれぞれ対応する上記重み付け係数を乗算して出力するとともに、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号に対応するフレームの同期タイミングを出力する適応制御手段と、上記適応制御手段から出力される上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号に対応するフレームの同期タイミングを基にして、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号のフレーム同期タイミングが一致するように、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号の遅延補正を行う遅延補正手段と、上記受信ベースバンド信号と、参照信号メモリに保持されている上記フレーム同期信号との相関値から、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号の電力を推定して出力する電力推定手段と、上記遅延補正手段の出力信号のうち、上記電力推定手段の出力から推定した電力の大きいＭ（ＭはＮ以下）波の出力信号を合成し、前記到来波信号を出力する合成手段と、を備え、前記適応制御手段は、上記受信ベースバンド信号のサンプリング時間間隔毎に、上記アンテナ素子毎の受信ベースバンド信号と、上記Ｌ個のビーム形成手段の出力信号と参照信号との差を表す誤差信号とから、任意のアルゴリズムを用いて誤差信号の平均２乗誤差が最小となるように上記アンテナ素子毎の重み付けの為の前記重み付け係数を決定する重み演算回路と、上記Ｌ個のビーム形成手段の各々の上記誤差信号の上記平均２乗誤差を計算する平均２乗誤差演算器と、上記平均２乗誤差演算器の出力するＬ個の平均２乗誤差と、予め設定した閾値とを比較し、上記平均２乗誤差が閾値以下に下がった時刻を、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の到来波信号のフレーム同期タイミングとして出力する閾値比較器と、で構成されたことを要旨とする。
【００１１】
以上のように構成された請求項１記載の適応受信機においては、上記各アンテナ素子によって受信されたＫ個の受信信号に対してそれぞれ、対応する重み係数が乗算され、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号が、所定の時間間隔で取り出されて上記ビーム形成手段から出力される。上記ビーム形成手段から出力された上記先行波信号とＮ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号に対してそれぞれ、上記適応制御手段から出力されるフレームの同期タイミングに基づいて、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号のフレーム同期タイミングが一致するよう遅延の補正が行われる。一方、Ｌ個の到来波信号の受信電力が、受信信号とプリアンブル信号との間の相関値から推定され、その値から遅延補正が行われた上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号の内、電力の大きいＭ個が選択され合成されて出力される。
【００１２】
上記遅延補正手段で正確な遅延補正が行われないと、パスダイバーシチの効果が十分に得られないので、本発明ではより正確なフレームの同期タイミングを適応制御手段から得ている。これによって、請求項１記載の適応受信機は、先行波信号とＮ−１個の遅延波信号の内Ｍ個を適切に合成することができ、従来例に比較して特性の改善を図ることができる。
【００１３】
また、本発明の請求項１に記載された適応受信機は、前記適応制御手段は、上記受信ベースバンド信号のサンプリング時間間隔毎に、上記アンテナ素子毎の受信ベースバンド信号と、上記Ｌ個のビーム形成手段の出力信号と参照信号との差を表す誤差信号とから、任意のアルゴリズムを用いて誤差信号の平均２乗誤差が最小となるように上記アンテナ素子毎の重み付けの為の前記重み付け係数を決定する重み演算回路と、上記誤差信号の平均２乗誤差を計算する平均２乗誤差演算器と、上記平均２乗誤差演算器出力と閾値との比較から上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号の前記フレーム同期タイミングを出力する閾値比較器と、で構成されたことを要旨とする。このような構成により上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号の各フレーム同期タイミングを上記ビーム形成手段の出力と保持しておいたプリアンブル信号との差である誤差信号から得ることを特徴としているので、請求項１記載の適応受信機は、従来の受信信号とプリアンブル信号との相関値から得られるフレームの同期タイミングより精度の高い同期タイミングを用いて、パスダイバーシチ合成を行う為、特性の改善を図ることができる。
【００１４】
本発明の請求項２に記載された適応受信機は、請求項１記載の適応受信機とは、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の到来波推定信号の内、合成するＭ個の信号の選択基準が異なるだけで、他の構成は同一である。請求項２記載の適応受信機は、請求項１記載の適応受信機における電力推定手段がない。その代わりに、適応制御手段より出力される上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の到来波推定信号の各フレーム同期タイミングを検出した時刻における誤差信号の平均２乗誤差値の小さいＭ波を選択して合成することを特徴とする。
【００１５】
以上のように、請求項２記載の適応受信機は請求項１記載の適応受信機で必要であった電力推定手段を必要としないため、回路規模を少なくした適応受信機を実現することができる。
【００１６】
また本発明の請求項２の適応受信機は、前記適応制御プロセッサにおいて、閾値比較器が前記フレーム同期タイミングだけでなく、これと同時に誤差信号の２乗平均の値を出力する点が請求項１は異なっている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の適応受信機の一実施例を示す。同図において、５１_１〜５１_Ｋはアンテな素子でアレーアンテナを構成する。５２_１〜５２_Ｌはベースバンド信号発生器、５３は参照信号メモリ、５４は相関器、５５_１１〜５５_ＬＫは複素掛算器、５６_１〜５６_Ｌは複素加算器で、ビーム形成手段Ｂ１を構成する。５７_１〜５７_Ｌは遅延補正器で、遅延補正手段Ｂ２を構成する。５８はＭ波合成器、５９は適応制御プロセッサである。
【００１８】
上記実施例の主要な構成部分の機能は下記の通りである。
（１）受信ベースバンド信号発生器５２_１〜５２_Kは、複数のアンテナ５１_１〜５１_Kからの受信信号をベースバンド帯へ周波数変換をして受信ベースバンド信号ｘ_１(t)〜ｘ_ｋ(t)を生成する。
（２）適応制御プロセッサ５９は、ベースバンド信号発生器５２_１〜５２_Kの出力信号ｘ_１(t)〜ｘ_ｋ(t)とビーム形成手段Ｂ１の出力信号ｙ_１(t)〜ｙ_Ｌ(t)を基に、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の到来波信号に対応する重み付け係数ベクトルＷ_１〜Ｗ_Ｌ、及びフレームの同期タイミングｔ_１〜ｔ_Ｌを推定し出力する。
（３）ビーム形成手段Ｂ１はベースバンド信号発生器５２_１〜５２_Kの出力信号ｘ_１(t)〜ｘ_ｋ(t)を適応制御プロセッサ５９から出力される重み付け係数ベクトルＷ_１〜Ｗ_Ｌを用いて合成を行い、出力する。
（４）相関器５４は参照信号メモリ５３に保持されているプリアンブル信号２１とベースバンド信号発生器５２_１から出力される受信ベースバンド信号ｘ_１(t)〜ｘ_ｋ(t)との間の相関値を計算し、Ｌ個の高いピーク値からＬ個の到来波信号の受信電力を推定し出力する。
（５）遅延補正手段Ｂ２は適応制御プロセッサ５９から出力されるＬ個の到来波信号ｙ_１(t)〜ｙ_Ｌ(t)のフレーム同期タイミングｔ_１〜ｔ_Ｌを用いて、各ビーム形成手段Ｂ１出力信号ｙ_１(t)〜ｙ_Ｌ(t)のフレームの同期が一致するよう、適切な遅延処理を行う。
（６）Ｍ波合成器５８は相関器５４で推定されたＬ個の到来波信号の受信電力を用いて、遅延補正手段Ｂ２の出力信号の内、電力の強いＭ波を選択して合成を行い出力を生成する。
【００１９】
また、適応制御プロセッサ５９の構成を図２に示す。同図において、６１は重み演算回路、６２_１〜６２_Ｌは複素減算器、６３は参照信号メモリ、６４_１〜６４_Ｌは平均２乗誤差演算器、６５_１〜６５_Ｌは閾値比較器で、同図における主要な構成部分の機能は下記の通りである。
（１）重み演算回路６１はベースバンド信号発生器５２_１〜５２_Ｋの出力信号ｘ_１(t)〜ｘ_Ｋ(t)と減算器６２_１〜６２_Ｌから出力される誤差信号ｅ_１(t)〜ｅ_Ｌ(t)を元に重み付け係数ベクトルＷ_１〜Ｗ_Ｌを出力する。
（２）減算器６２_１〜６２_Ｌはビーム形成手段Ｂ１の出力信号ｙ_１(t)〜ｙ_Ｌ(t)と参照信号メモリ６３に保持されているプリアンブル信号２１の内参照する信号区間ｄ(t)との差分を計算し、誤差信号ｅ_１(t)〜ｅ_Ｌ(t)として出力する。
（３）平均２乗誤差演算器６４_１〜６４_Ｌは、誤差信号ｅ_１(t)〜ｅ_Ｌ(t)の２乗平均を逐次計算し出力する。
（４）閾値比較器６５_１〜６５_Ｌは、平均２乗誤差演算器６４_１〜６４_Ｌの出力とある閾値との比較を行い、平均２乗誤差演算器６４_１〜６４_Ｌの出力が閾値以下に下がった時刻をＬ個の到来波信号のフレーム同期タイミングとして出力する。
【００２０】
次に、第１の実施例の動作を説明する。Ｋ本（Ｋは２以上の整数）のアンテナ素子５１_１〜５１_Kからの受信信号は、ベースバンド信号発生器５２_１〜５２_Kでベースバンド帯にダウンコンバートされ受信ベースバンド信号ｘ_１(t)〜ｘ_Ｋ(t)として出力される。適応制御プロセッサ５９はサンプリング周期Ｔｓごとにベースバンド信号発生器５２_１〜５２_Kからの出力信号ｘ_１(t)〜ｘ_Ｋ(t)と後述するビーム形成手段Ｂ１の出力信号ｙ_１(t)〜ｙ_Ｌ(t)とを入力として、そのビーム形成手段B１の出力信号ｙ_１(t)〜ｙ_Ｌ(t)と送信されたプリアンブル信号２１との平均２乗が最小となるように、任意のアルゴリズムを用いて重み付け係数のベクトルＷ_１〜Ｗ_Ｌを推定し、ビーム形成手段Ｂ１へ出力する。
【００２１】
ビーム形成手段Ｂ１はサンプリング周期Ｔｓごとに更新され入力される重み付け係数のベクトルＷ_１〜Ｗ_Ｌと受信ベースバンド信号ｘ_１(t)〜ｘ_Ｋ(t)を複素乗算器５５_１ｉ〜５５_Ｌｉ（１≦ｉ≦Ｋ）で乗算し、複素加算器５６_１〜５６_Ｌにおいて、その乗算結果を足し合わせて、サンプリング周期Ｔｓごとに合成信号ｙ_１(t)〜ｙ_Ｌ(t)とを出力する。上述の操作は、Ｌ個の独立な線形合成を行うことに相当し、受信ベースバンド信号に含まれる干渉波信号を打ち消すことでその電力を雑音電力程度にまで抑圧し、Ｌ個の到来波信号を抽出することができる。
【００２２】
参照信号メモリ６３は時間間隔Ｔｐｒｅのプリアンブル信号のうち参照する信号区間を保持していて、その信号ｄ(t)を出力する。減算器６２_１〜６２_Ｌはプリアンブル信号とＬ個の到来波の推定信号であるビーム形成手段出力ｙ_１(t)〜ｙ_Ｌ(t)との差分である誤差信号
【００２３】
【数２】

【００２４】
を時刻サンプリング点ごとに出力する。
【００２５】
平均２乗誤差演算器６４_１〜６４_Ｌでは減算器６２_１〜６２_ＬからのＬ個の誤差信号ｅ_１(t)〜ｅ_Ｌ(t)の各平均２乗誤差
【００２６】
【数３】

【００２７】
を計算する。閾値比較部６５_１〜６５_Ｌでは、平均２乗誤差演算器６４_１〜６４_Ｌの出力を所定閾値と比較を行い、誤差信号の２乗平均が閾値以下に落ちたタイミングからＬ個の到来波のフレームの同期タイミングを求め出力する。これは、プリアンブル信号とビーム形成手段の出力信号ｙ_１(t)〜ｙ_Ｌ(t)とのタイミングが一致した時、誤差信号ｅ_１(t)〜ｅ_Ｌ(t)の２乗平均が確率的に一番小さくなるからである。
【００２８】
遅延補正手段Ｂ２ではＬ個の到来波の推定信号であるビーム形成手段Ｂ１の出力信号ｙ_１(t)〜ｙ_Ｌ(t)の間のフレーム同期を一致させることを行う。Ｌ個の到来波信号は各々違ったフレームタイミングで到来するが、このＬ個の到来波信号の推定信号を後述のＭ波合成器５８で合成するためには、各々の信号のフレーム同期を一致させる必要がある。適応制御プロセッサ５９より入力されるＬ個の到来波推定信号に対するフレーム同期タイミングｔ_１〜ｔ_Ｌに基づいて、各々のＬ個の推定信号を適切に遅延させＬ個全ての推定信号のフレームを同期させる。
【００２９】
Ｍ波合成器５８では遅延補正手段Ｂ２のＬ個の出力信号の内、相関器５４より入力される各々の到来波推定信号に対する受信電力Ｐを用い、その受信電力の大きいＭ個の到来波推定信号のみを合成して到来波信号ｙ(t)を出力する。
【００３０】
本発明の第２の実施例を説明する構成図を図３に示す。
第２の実施例が図１で表された第１の実施例と異なる点は、図３におけるＭ波合成器７８と適応制御プロセッサ７９の機能である。
【００３１】
適応制御プロセッサ７９の具体的な構成を図４に示す。適応制御プロセッサ７９の基本的な構成は第１の実施例の適応制御プロセッサ５９の構成を表した図２とほぼ同じであるが、閾値比較器８５_１〜８５_Ｌの出力が異なる。閾値比較器８５_１〜８５_Ｌの出力は、入力である各々到来波推定信号の誤差信号ｅ_１(ｔ)〜ｅ_Ｌ(ｔ)の２乗平均が閾値以下に落ちたタイミングからＬ個の到来波のフレーム同期タイミングｔ_１〜ｔ_Ｌ、およびその時点での誤差信号の２乗平均の値ｅ_１〜ｅ_Ｌを出力する。
【００３２】
Ｍ波合成器７８は適応制御プロセッサ７９から入力されるＬ個の誤差値の内、値の小さいＭ個を選択し、その誤差値が出力されるＭ個の到来波推定信号を合成し出力する。
以上が第１の実施例と異なる点であり、他の動作は全く同じである。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明による適応受信機によれば、干渉波抑圧のためにアレーアンテナを適用し、重み付けのための重み付け係数を計算するために必要な誤差信号を到来波のフレームタイミング検出にも用いることで新たな同期回路が不要となる。また誤差信号から得られるフレームタイミングの検出精度は高く、従来の同期ずれによるパスダイバーシチ受信の効果低減を抑えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の実施例における適応制御プロセッサの構成を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示すブロック図である。
【図４】図３の実施例における適応制御プロセッサの構成を説明するためのブロック図である。
【図５】送信信号のフレーム構成を説明するための図である。
【図６】従来例のパスダイバーシチを実現する適応受信機を説明するための図である。
【図７】図６の適応制御プロセッサの構成を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
２１プリアンブル信号
２２データ信号
３１_１乃至３１_Ｋ、５１_１乃至５１_Ｋアンテナ素子
３２_１乃至３２_Ｋ、５２_１乃至５２_Ｋベースバンド信号発生器
３３、４３、５３、６３参照信号メモリ
３４、５４相関器
３５_１ｍ乃至３５_Ｌｍ、５５_１ｍ乃至５５_Ｌｍ複素乗算器
３６_１乃至３６_Ｌ、５６_１乃至５６_Ｌ複素加算器
３７_１乃至３７_Ｌ、５７_１乃至５７_Ｌ遅延器
３８、５８、７８Ｍ波合成器
３９、５９、７９適応制御プロセッサ
４１、６１重み演算回路
４２_１乃至４２_Ｌ、６２_１乃至６２_Ｌ複素減算器
６４_１乃至６４_Ｌ平均２乗誤差演算器
６５_１乃至６５_Ｌ、８５_１乃至８５_Ｌ閾値比較器
Ｂ１ビーム形成手段
Ｂ２遅延補正手段

Claims

所定の配置形状で近接して並置されたＫ個（Ｋは２以上の整数）のアンテナ素子からなるアレーアンテナによって受信されたＫ個の、フレーム同期信号を含むフレーム構成の受信信号から、最も早くアレーアンテナに到達する先行波信号と、上記先行波信号から遅延して到達するＮ−１個（ＮはＫ−１以下の整数）の遅延波信号とを用いて上記到来波信号を取り出すための適応受信機であって、
上記受信信号を、上記Ｋ個のアンテナ素子で受信し、ベースバンド帯へ周波数変換をして受信ベースバンド信号を出力する受信手段と、
上記受信ベースバンド信号に対して、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号に対応する複数の重み付け係数を乗算し、合成することによって、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号を取り出して出力するビーム形成手段と、
上記受信ベースバンド信号と上記ビーム形成手段の出力信号から、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号にそれぞれ対応する上記重み付け係数を乗算して出力するとともに、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号に対応するフレームの同期タイミングを出力する適応制御手段と、
上記適応制御手段から出力される上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号に対応するフレームの同期タイミングを基にして、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号のフレーム同期タイミングが一致するように、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号の遅延補正を行う遅延補正手段と、
上記受信ベースバンド信号と、参照信号メモリに保持されている上記フレーム同期信号との相関値から、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号の電力を推定して出力する電力推定手段と、
上記遅延補正手段の出力信号のうち、上記電力推定手段の出力から推定した電力の大きいＭ（ＭはＮ以下）波の出力信号を合成し、前記到来波信号を出力する合成手段と、
を備え、
前記適応制御手段は、
上記受信ベースバンド信号のサンプリング時間間隔毎に、上記アンテナ素子毎の受信ベースバンド信号と、上記Ｌ個のビーム形成手段の出力信号と参照信号との差を表す誤差信号とから、任意のアルゴリズムを用いて誤差信号の平均２乗誤差が最小となるように上記アンテナ素子毎の重み付けの為の前記重み付け係数を決定する重み演算回路と、
上記Ｌ個のビーム形成手段の各々の上記誤差信号の上記平均２乗誤差を計算する平均２乗誤差演算器と、
上記平均２乗誤差演算器の出力するＬ個の平均２乗誤差と、予め設定した閾値とを比較し、上記平均２乗誤差が閾値以下に下がった時刻を、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の到来波信号のフレーム同期タイミングとして出力する閾値比較器と、で構成されたことを特徴とする適応受信機。
所定の配置形状で近接して並置された複数Ｋ個（Ｋは２以上の整数）のアンテナ素子からなるアレーアンテナによって受信されたＫ個の、フレーム同期信号を含むフレーム構成の受信信号から、最も早くアレーアンテナに到達する先行波信号と、上記先行波信号から遅延して到達するＮ−１個（ＮはＫ−１以下の整数）の遅延波信号とを用いて到来波信号を取り出すための適応受信機であって、
上記受信信号を、上記Ｋ個のアンテナ素子で受信し、ベースバンド帯へ周波数変換をして受信ベースバンド信号を出力する受信手段と、
上記受信手段出力である受信ベースバンド信号に対して、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号に対応する複数の重み付け係数を乗算し、合成することによって、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号を取り出して出力するビーム形成手段と、
上記受信バンド信号と上記ビーム形成手段の出力から、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号にそれぞれ対応する上記重み付け係数を演算して出力するとともに、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号に対応するフレーム同期タイミングを出力すると共に、上記フレーム同期タイミングの検出に用いた平均２乗誤差の値も出力する適応制御手段と、
上記適応制御手段から出力される上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号に対応するフレームの同期タイミングを基にして、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号のフレーム同期タイミングが一致するように、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の信号の遅延補正を行う遅延補正手段と、
上記遅延補正手段の出力信号のうち、上記適応制御手段が出力するＬ個の上記平均２乗誤差の値の内、値の小さいＭ（ＭはＮ以下）波の出力信号を合成し前記到来波信号を出力する合成手段と、
を備え、
前記適応制御手段は、
上記受信ベースバンド信号のサンプリング時間間隔毎に、上記アンテナ素子毎の受信ベースバンド信号と、上記Ｌ個のビーム形成手段の出力信号と参照信号との差を表す誤差信号とから、任意のアルゴリズムを用いて誤差信号の上記平均２乗誤差が最小となるように上記アンテナ素子毎の重み付けの為の前記重み付け係数を決定する重み演算回路と、
上記Ｌ個のビーム形成手段の各々の上記誤差信号の上記平均２乗誤差を計算する平均２乗誤差演算器と、
上記平均２乗誤差演算器の出力するＬ個の平均２乗誤差と、予め設定した閾値との比較し、上記平均２乗誤差が閾値以下に下がった時刻を、上記先行波信号と上記Ｎ−１個の遅延波信号を含むＬ個の到来波信号のフレーム同期タイミングとして出力し、該同期タイミングの検出に用いた上記平均２乗誤差の値を出力する閾値比較器と、で構成されたことを特徴とする請求項３記載の適応受信機。