JP4865760B2 - 受信装置及び干渉抑圧方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線システムにおいて干渉を除去する受信装置及び干渉抑圧方法に関する。

無線の周波数枯渇の問題は今後さらに深刻になるため、周波数利用効率を改善する検討が多種多様に行われている。ひとつのアプローチとして、コグニティブ無線（例えば、非特許文献１参照）のように、既存システムが使用していない時間・場所を検知（Cognitive）し、別のシステムが既存システムの邪魔をしないように控えめに送受信を行なうことで、一つの周波数を異なるシステムで共用する方法が検討されている。

しかしながら、コグニティブ無線においては、非常に高い既存システム検出精度が要求され、実際には既存システムと別システム間の干渉の問題は避けられない。そこで、このような干渉問題を解決する方法の一つにアレーアンテナのアンテナ指向性制御による干渉抑圧方法がある（例えば、非特許文献２、３参照）。アレーアンテナはその指向性を制御して、干渉方向にヌルを向けたり、希望波方向に指向性を振り向けたりすることで干渉を抑圧したりする方法であり、これには、Power Inversion（パワーインバージョン）を使ったものがある（例えば、非特許文献４参照）。パワーインバージョンアダプティブアレーでは、干渉信号のために既知信号が受信できない場合にも、所望波と干渉波の電力差を利用することで所望波を受信可能であり、従来の既知信号（プリアンブル信号）を不要としながらも、他システムからの干渉を除去することが可能となる。
S. Haykin，"Cognitive Radio: Brain-Empowered Wireless Communications"，IEEE JSAC，Vol.23，NO.2，pp.201-220，２００５年２月 菊間 信良，「アレーアンテナによる適応信号処理」，科学技術出版，１９９８年 Winters, J.H.，"Smart antennas for wireless systems"，IEEE Wireless Communications，Vol.5，Isuue.1 pp.23-27，１９９８年２月 菊間 信良，「アレーアンテナによる適応信号処理」６章，科学技術出版，１９９８年

上述したパワーインバージョンアダプティブアレーでは、受信アンテナ数が、（希望信号＋干渉信号数）よりも大きいと、干渉信号とともに希望信号まで抑圧していまい、希望信号を正しく受信できない。また、受信アンテナ数が（希望信号＋干渉信号数）よりも小さいと、干渉信号を除去できない。
一方、受信装置が設置される環境や、周囲に他の移動通信装置が存在する場合は、その時々で干渉信号数が異なるため、多くの受信アンテナを備えておくほうが干渉除去しやすいといえる。しかし、上記のとおり、受信アンテナ数が多すぎると、希望信号を受信できなくなってしまう問題がある。

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、アレーアンテナを用いた無線システムにおいて、アレーの自由度が高い場合でも干渉を除去することができる受信装置及び干渉抑圧方法を提供することを目的とする。

本発明は、Ｋ本（Ｋ≧ｎ＋２）の受信アンテナからなるアレーアンテナを具備し、希望信号とｎ個（ｎ≧１）の干渉信号を同時に受信した場合に前記干渉信号を除去して前記希望信号を抽出する受信装置であって、パワーインバージョンアレーアンテナ方法を適用して受信信号電力を最小とするウエイトを算出するウエイト生成手段を含み、前記ウエイト生成手段により算出されたウエイトを用いて生成したアレーアンテナ指向性パターンにおける（Ｋ−１）個のヌル方向に基づいて、（Ｋ−１）個の電波到来方向を推定する全電波到来方向推定手段と、前記全電波到来方向推定手段により推定された電波到来方向に基づいて、前記（Ｋ−１）個の電波到来方向のうちいずれか１つをヌルにしないアレーアンテナ指向性パターン、又は、前記（Ｋ−１）個の電波到来方向のうちいずれか１つに対してビームを向けるアレーアンテナ指向性パターンを再生成する指向性パターン生成手段と、前記指向性パターン生成手段により再生成したアレーアンテナ指向性パターンについて受信品質を算出する受信品質算出手段と、前記受信品質算出手段により最適となる受信品質を得たときのアレーアンテナ指向性パターンを選択し、選択したアレーアンテナ指向性パターンにおけるウエイトを前記アンテナからの出力に適用するウエイト選択設定手段とを具備することを特徴とする受信装置である。

また、本発明は、上述した受信装置において、前記受信品質は、受信信号のＳ／Ｉであることを特徴とする。

また、本発明は、上述した受信装置において、前記受信品質は、受信信号の誤り率であることを特徴とする。

また、本発明は、上述した受信装置において、前記受信装置が１本以上の受信アンテナを具備する複数の装置から構成され、前記複数の装置のＫ本の受信アンテナを前記アレーアンテナとして動作させることを特徴とする。

本発明は、Ｋ本（Ｋ≧ｎ＋２）の受信アンテナからなるアレーアンテナを具備する受信装置に用いられる、希望信号とｎ個（ｎ≧１）の干渉信号を同時に受信した場合に前記干渉信号を除去して前記希望信号を抽出する干渉抑圧方法であって、前記受信装置において、全電波到来方向推定手段が、当該全電波到来方向推定手段に含まれるウエイト生成手段によりパワーインバージョンアレーアンテナ方法を適用して算出された受信信号電力を最小とするウエイトを用いてアレーアンテナ指向性パターンを生成し、当該アレーアンテナ指向性パターンにおける（Ｋ−１）個のヌル方向に基づいて、（Ｋ−１）個の電波到来方向を推定する全電波到来方向推定過程と、指向性パターン生成手段が、前記全電波到来方向推定過程において推定された電波到来方向に基づいて、前記（Ｋ−１）個の電波到来方向のうちいずれか１つをヌルにしないアレーアンテナ指向性パターン、又は、前記（Ｋ−１）個の電波到来方向のうちいずれか１つに対してビームを向けるアレーアンテナ指向性パターンを再生成する指向性パターン生成過程と、受信品質算出手段が、前記指向性パターン生成過程において再生成したアレーアンテナ指向性パターンについて受信品質を算出する受信品質算出過程と、ウエイト選択設定手段が、前記受信品質算出過程において最適となる受信品質を得たときのアレーアンテナ指向性パターンを選択し、選択したアレーアンテナ指向性パターンにおけるウエイトを前記アンテナからの出力に適用するウエイト選択設定過程とを有することを特徴とする干渉抑圧方法である。

また、本発明は、上述した干渉抑圧方法において、前記受信品質は、受信信号のＳ／Ｉであることを特徴とする。

また、本発明は、上述した干渉抑圧方法において、前記受信品質は、受信信号の誤り率であることを特徴とする。

また、本発明は、上述した干渉抑圧方法において、前記受信装置が１本以上の受信アンテナを具備する複数の装置から構成され、前記複数の装置のＫ本の受信アンテナを前記アレーアンテナとして動作させることを特徴とする。

（希望信号＋干渉信号数）よりもアンテナ本数（自由度）が大きい場合、パワーインバージョンアレーを適用して生成されるアレーアンテナ指向性パターン（希望信号数＋干渉信号数と同じ数のパターンが生成される）に含まれるヌル方向には、１つだけ希望信号の電波到来方向が含まれている。そこで、本発明によれば、（希望信号＋干渉信号数）よりもアンテナ本数が大きい場合でも、パワーインバージョンアレーを適用して生成されるアレーアンテナ指向性パターン（希望信号数＋干渉信号数と同じ数のパターンが生成される）の全ての電波到来方向に対し、１方向だけにヌルを形成しない指向性パターンを、あるいは、一方向にだけビームを向ける指向性パターンを再生成して受信品質を評価し、それを全方向について評価した後に、最良の品質となった指向性パターンを用いて通信を行なう。これにより、アンテナの自由度が大きい受信装置においても干渉を除去して希望信号を受信することが可能となる。よって、予め自由度の大きいアレーアンテナ構成とすることで、自由度の範囲内では干渉信号によらず、干渉抑圧効果が得られる。
例えば、複数の装置トータルでアレーアンテナを構成する場合、装置毎に１本アンテナの場合は装置数の増減でアレー数を決められるため、その環境に合った、干渉信号を除去可能となるように装置数を決めればよい。しかし、例えば装置毎に２本ずつのアンテナを有する装置がある場合で、アレーアンテナ数として３本が最適という場合に、従来方法では、干渉信号の除去が困難であるが、本発明では干渉信号除去を可能とする。つまり、１装置あるいは複数装置によるアレーであっても、受信アンテナ数を決める際には環境に応じて個々に調整する必要がなく、簡易に決めることが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態による受信局（受信装置）の構成を示す図である。
同図において、送信局から送信される希望信号と、ｎ個の干渉信号とを受信する受信局１は、Ｋ本（Ｋはｎ＋２本以上）の受信アンテナ（自由度）であるアンテナ２−１〜２−Ｋを備えている。ウエイト生成回路３は、Ｋ本のアンテナ２−１〜２−Ｋによる受信信号から、既存の技術、例えば、パワーインバージョンアレーアンテナ技術を用いて、受信信号電力を最小とする条件により制御を行ない、ウエイトを生成する。全電波到来方向推定回路４は、ウエイト生成回路３により生成されたウエイトを用いてアレーアンテナ指向性パターンを生成するとともに、生成されたアレーアンテナ指向性パターンに含まれる（Ｋ−１）個のヌル方向に基づいて、その（Ｋ−１）個の電波到来方向を推定する。指向性パターン生成回路５は、電波到来方向推定回路４により推定された電波到来方向に基づいて、推定された電波到来方向のうちの一方向だけにヌルを形成しない、あるいは、一方向にだけビームを振り向けるアレーアンテナ指向性パターンを再生成し、再生成した各指向性パターンのウエイトを保持する。受信品質算出回路６は、指向性パターン生成回路５により再生成されたアレーアンテナ指向性パターンのそれぞれについて受信品質を算出する。ウエイト選択・設定回路７は、受信品質算出回路６が最適の受信品質を得たときのアレーアンテナ指向性パターンを選択し、選択されたアレーアンテナ指向性パターンにおけるウエイトを当該受信局１のアレーアンテナに設定する。

次に、図２〜図６を用いて、受信局１の動作を説明する。
受信局１は、送信局から送信される希望信号と、ｎ個の干渉信号とをアンテナ２−１〜２−Ｋにより受信し、ウエイト生成回路３は、アンテナ２−１〜２−Ｋによる受信信号から、受信信号電力を最小とする条件により制御を行ない、ウエイトを生成する。全電波到来方向推定回路４は、このウエイト生成回路３により生成されたウエイトを用いて、希望信号数＋干渉信号数ｎと同じ数のアレーアンテナ指向性パターンを生成する。このアレーアンテナ指向性パターンには、図２に示すように、（Ｋ−１）個のヌル方向が含まれるが、このヌル方向の中に希望信号の電波到来方向が１つ含まれる。ここでは、ヌル方向をＮ_１〜Ｎ_{（Ｋ−１）}とし、Ｋ＝４である場合を示している。全電波到来方向推定回路４は、生成されたアレーアンテナ指向性パターンにおけるヌル方向Ｎ_１〜Ｎ_{（Ｋ−１）}の電波到来方向を推定する。

指向性パターン生成回路５は、全電波到来方向推定回路４により推定されたヌル方向Ｎ_１〜Ｎ_{（Ｋ−１）}の電波到来方向に基づいて、アレーアンテナ指向性パターンを再生成する。具体的には、推定された（Ｋ−１）個の電波到来方向のうちの一方向だけ、すなわち、ヌル方向Ｎ_１、ヌル方向Ｎ_２、…、ヌル方向Ｎ_{（Ｋ−１）}のいずれかだけにヌルを形成しない指向性パターンを全て生成し、それぞれの指向性パターンのウエイトを保持する。図２のアレーアンテナ指向性パターンで示されるヌル方向Ｎ_１〜Ｎ_{（Ｋ−１）}のうち、図３（ａ）は、ヌル方向Ｎ_１にだけヌルを形成しないアレーアンテナ指向性パターンを、図３（ｂ）は、ヌル方向Ｎ_２にだけヌルを形成しないアレーアンテナ指向性パターンを、図３（ｃ）は、ヌル方向Ｎ_{（Ｋ−１）}にだけヌルを形成しないアレーアンテナ指向性パターンを示す。

受信品質算出回路６は、指向性パターン生成回路５により生成された（Ｋ−１）個のアレーアンテナ指向性パターンのそれぞれについて受信品質を算出し、ウエイト選択・設定回路７は、最適となる受信品質を得るアレーアンテナ指向性パターンを選択する。図４は、図３の中から選択された、最適となる受信品質を得るアレーアンテナ指向性パターンを示す。ウエイト選択・設定回路７は、選択したアレーアンテナ指向性パターンにおけるウエイトを当該受信局１のアンテナ２−１〜２−Ｋに設定する。
なお、アレーアンテナ指向性パターンの選択基準としては、受信Ｓ／Ｉ（希望波と干渉波の比）、誤り率等、受信品質を表す任意のものを使用することができる。

また、図３においては、指向性パターン生成回路５が、アレーアンテナ指向性パターンを再生成する場合に、全電波到来方向推定回路４により推定された（Ｋ−１）個の電波到来方向のうちの一方向だけにヌルを形成しない（Ｋ−１）個のアレーアンテナ指向性パターンを生成しているが、図５に示すように、推定した到来方向の一方向にだけ、すなわち、ヌル方向Ｎ_１、ヌル方向Ｎ_２、…、ヌル方向Ｎ_{（Ｋ−１）}のいずれかにだけビームを振り向ける（Ｋ−１）個のアレーアンテナ指向性パターンを生成するようにしてもよい。そして、上記と同様に、受信品質算出回路６は、生成されたアレーアンテナ指向性パターンそれぞれについて受信品質を算出し、ウエイト選択・設定回路７は、最適となる受信品質を得るアレーアンテナ指向性パターンを選択して、そのウエイトを当該受信局１のアンテナ２−１〜２−Ｋに設定する。図６は、図５の中から選択された、最適となる受信品質を得るアレーアンテナ指向性パターンを示す。

なお、１つの受信局の複数アンテナによりアレーアンテナを構成するかわりに、図７に示すように、複数受信装置にまたがった複数のアンテナ２−１〜２−Ｋのトータルでアレーを構成し、１つの受信装置にのみ、全電波到来方向推定回路４、指向性パターン生成回路５、受信品質算出回路６、及び、ウエイト選択・設定回路７を備えるようにしてもよい。なお同図においては、各受信装置が２本のアンテナを備えているが、１本または３本以上のアンテナを備えるものであってもよい。
また、受信局は送信局または送受信局であってもよい。

図８は、受信局１の詳細な構成例を示すブロック図であり、図１と同じ構成には同じ符号を付している。受信品質算出回路６ａは、図１に示す受信品質算出回路６に、ウエイト選択・設定回路７ａは、図１に示すウエイト選択・設定回路７に相当する。

図８に示す受信局１の各アンテナ２−１〜２−Ｋによる受信信号をそれぞれｒ_１〜ｒ_Ｋとする。ウエイト生成回路３は、各アンテナ２−１〜２−Ｋから入力された受信信号ｒ_１〜ｒ_Ｋに基づき、パワーインバージョンアレーアンテナ技術を用いて、受信信号電力を最小とする条件により制御を行ない、各アンテナ２−１〜２−Ｋによる受信信号のウエイトを生成する。全電波到来方向推定回路４は、ウエイト生成回路３によって生成されたウエイトを用い、アレーアンテナ指向性パターンを生成するとともに、生成されたアレーアンテナ指向性パターンにおける（Ｋ−１）個のヌル方向に基づいて、その（Ｋ−１）個の電波到来方向を推定すると、この推定した電波到来方向の情報を指向性パターン生成回路５に出力する。

指向性パターン生成回路５は、全電波到来方向推定回路４から受信した情報により示される推定された（Ｋ−１）個の電波到来方向のうちの一方向だけヌルを形成しない指向性パターン＃１〜＃（Ｋ−１）を生成して、それぞれの指向性パターンのウエイト値Ｗ_＃１〜Ｗ_{＃（Ｋ−１）}を保持する。指向性パターン＃ｊ（ｊ＝１〜（Ｋ−１））のウエイト値Ｗ_＃ｊは、各アンテナ２−ｉ（ｉ＝１〜Ｋ）に対応したウエイト値ｗ_ｊ−iを要素とする行列、すなわち、Ｗ_＃ｊ＝（ｗ_ｊ−１，ｗ_ｊ−２，…，ｗ_ｊ−Ｋ）により表される。従って、それぞれの指向性パターンのウエイト値として、Ｗ_＃１＝（ｗ_１−１，ｗ_１−２，…，ｗ_１−Ｋ）、Ｗ_＃２＝（ｗ_２−１，ｗ_２−２，…，ｗ_２−Ｋ）、…、Ｗ_{＃（Ｋ−１）}＝（ｗ_{（Ｋ−１）−１}，ｗ_{（Ｋ−１）−２}，…，ｗ_{（Ｋ−１）−Ｋ}）が保持されることになる。指向性パターン生成回路５は、Ｗ_＃１〜Ｗ_{＃（Ｋ−１）}を受信品質算出回路６ａに出力する。

受信品質算出回路６ａは、指向性パターン生成回路５から受信した各指向性パターン＃１〜＃（Ｋ−１）のウエイト値Ｗ_＃１〜Ｗ_{＃（Ｋ−１）}を、各アンテナ２−１〜２−Ｋから入力される受信信号ｒ_１〜ｒ_Ｋに適用したときの受信品質を測定する。受信品質算出回路６ａは、最適となる受信品質を得たときのアレーアンテナ指向性パターンのウエイト値であるＷ_＃ｊ＝（ｗ_ｊ−１，ｗ_ｊ−２，…，ｗ_ｊ−Ｋ）（ｊは、１〜（Ｋ−１）のいずれか）を、最適ウエイト値Ｗ_＃ｏｐｔ＝（ｗ_{ｏｐｔ−１}，ｗ_{ｏｐｔ−２}，…，ｗ_{ｏｐｔ−Ｋ}）とし、この最適ウエイト値Ｗ_＃ｏｐｔを設定した最適ウエイト情報をウエイト選択・設定回路７ａへ出力する。

ウエイト選択・設定回路７ａは、各アンテナ２−１〜２−Ｋに対応した位相器８−１〜８−Ｋを備えており、受信した情報により示される最適ウエイト値Ｗ_＃ｏｐｔの各要素ｗ_{ｏｐｔ−１}，ｗ_{ｏｐｔ−２}，…，ｗ_{ｏｐｔ−Ｋ}をそれぞれ、位相器８−１〜８−Ｋに設定する。各位相器８−ｉ（ｉ＝１〜Ｋ）は、アンテナ２−ｉによる受信信号ｒ_ｉに、ｗ_{ｏｐｔ−ｉ}を用いて位相を調整する。ウエイト選択・設定回路７ａは、各位相器８−ｉ（ｉ＝１〜Ｋ）により位相が調整された受信信号ｒ_ｉ×ｗ_{ｏｐｔ−ｉ}を加算して、出力信号とする。すなわち、出力信号は、ｒ_１×ｗ_{ｏｐｔ−１}＋ｒ_２×ｗ_{ｏｐｔ−２}＋…＋ｒ_Ｋ×ｗ_{ｏｐｔ−Ｋ}となる。

図９は、図８の受信品質算出回路６ａの詳細な構成を示すブロック図である。
ウエイト乗算部６１−ｊ（ｊ＝１〜（Ｋ−１））は、指向性パターン＃ｊのウエイト値Ｗ_＃ｊを、各アンテナ２−ｉ（ｉ＝１〜Ｋ）から入力される受信信号ｒ_ｉに適用したときの信号を出力する。つまり、各ウエイト乗算部６１−ｊは、アンテナ２−ｉによる受信信号ｒ_ｉに、ｗ_ｊ−ｉを用いて位相を調整し、位相が調整された受信信号ｒ_ｉ×ｗ_ｊ−ｉを加算して、出力信号とする。すなわち、ウエイト乗算部６１−１による出力信号は、ｒ_１×ｗ_１−１＋ｒ_２×ｗ_１−２＋…＋ｒ_Ｋ×ｗ_１−Ｋ、ウエイト乗算部６１−２による出力信号は、ｒ_２×ｗ_２−１＋ｒ_２×ｗ_２−２＋…＋ｒ_Ｋ×ｗ_２−Ｋ、…、ウエイト乗算部６１−（Ｋ−１）による出力信号は、ｒ_１×ｗ_{（Ｋ−１）−１}＋ｒ_２×ｗ_{（Ｋ−１）−２}＋…＋ｒ_Ｋ×ｗ_{（Ｋ−１）−Ｋ}となる。

受信品質測定部６２−ｊ（ｊ＝１〜（Ｋ−１））は、ウエイト乗算部６１−ｊから出力された信号を用いて受信品質を測定した結果の情報を比較部６３に出力する。比較部６３は、受信品質測定部６２−１〜６２−（Ｋ−１）から受信した情報により示される受信品質を比較し、最もよい受信品質を出力した受信品質測定部６２−ｊ（ｊは、１〜（Ｋ−１）のいずれか）が適用していたアレーアンテナ指向性パターンのウエイト値であるＷ_＃ｊを最適ウエイト値Ｗ_＃ｏｐｔとして最適ウエイト情報に設定し、ウエイト選択・設定回路７ａへ出力する。

図１０は、受信局１の詳細な他の構成を示すブロック図であり、図１と同じ構成には同じ符号を付している。受信品質算出回路６ｂは、図１に示す受信品質算出回路６に、ウエイト選択・設定回路７ｂは、図１に示すウエイト選択・設定回路７に相当する。
図１０に示す受信局１のウエイト生成回路３、全電波到来方向推定回路４、及び、指向性パターン生成回路５の動作は、図７に示す受信局１と同様であるが、指向性パターン生成回路５は、指向性パターンのウエイト値であるＷ_＃１〜Ｗ_{＃（Ｋ−１）}をウエイト選択・設定回路７ｂに出力する。

ウエイト選択・設定回路７ｂはスイッチ９を備えており、受信品質算出回路６ｂの制御を受け、指向性パターン生成回路５から出力されるウエイト値Ｗ_＃１〜Ｗ_{＃（Ｋ−１）}を順に位相器８−１〜８−Ｋに設定する。各位相器８−ｉ（ｉ＝１〜Ｋ）は、アンテナ２−ｉによる受信信号ｒ_ｉに、スイッチ９により設定されたウエイト値Ｗ_＃ｊ−ｉ（ｊ＝１〜（Ｋ−１））を用いて位相を調整し、この位相器８−ｉにより位相が調整された受信信号ｒ_ｉ×ｗ_ｊ−ｉを加算して、受信品質算出回路６ｂに出力する。つまり、ウエイト値Ｗ_＃１を適用したときの出力信号ｒ_１×ｗ_１−１＋ｒ_２×ｗ_１−２＋…＋ｒ_Ｋ×ｗ_１−Ｋ、ウエイト値Ｗ_＃２を適用したときの出力信号ｒ_１×ｗ_２−１＋ｒ_２×ｗ_２−２＋…＋ｒ_Ｋ×ｗ_２−Ｋ、…、ウエイト値Ｗ_{＃（Ｋ−１）}を適用したときの出力信号ｒ_１×ｗ_{（Ｋ−１）−１}＋ｒ_２×ｗ_{（Ｋ−１）−２}＋…＋ｒ_Ｋ×ｗ_{（Ｋ−１）−Ｋ}が順に出力される。

受信品質算出回路６ｂは、ウエイト値Ｗ_＃１〜Ｗ_{＃（Ｋ−１）}を順に設定するようスイッチ９を制御し、ウエイト値Ｗ_＃１〜Ｗ_{＃（Ｋ−１）}それぞれが適用されたときの出力信号の受信品質を測定し、最もよい受信品質を得たときのウエイト値Ｗ_＃ｊ（ｊは、１〜（Ｋ−１）のいずれか）を適用するようスイッチ９を制御する。スイッチ９が、この最もよい受信品質の出力を得たときのウエイト値Ｗ_＃ｊをＷ_ｏｐｔとして位相器８−１〜８−Ｋに設定することにより、ウエイト選択・設定回路７ｂは、ｒ_１×ｗ_{ｏｐｔ−１}＋ｒ_２×ｗ_{ｏｐｔ−２}＋…＋ｒ_Ｋ×ｗ_{ｏｐｔ−Ｋ}を出力する。

図１１は、図１０の受信品質算出回路６ｂの詳細な構成例を示すブロック図である。
受信品質測定部６５は、ウエイト値Ｗ_＃１〜Ｗ_{＃（Ｋ―１）}が適用されたときそれぞれの出力信号について受信品質を測定する。保持・比較部６６は、ウエイト値Ｗ_＃１〜Ｗ_{＃（Ｋ―１）}を順に設定するようスイッチ９を制御し、各ウエイト値Ｗ_＃１〜Ｗ_{＃（Ｋ―１）}が適用されたときそれぞれの出力信号について、受信品質測定部６５が測定した受信品質を保持する。保持・比較部６６は、ウエイト値Ｗ_＃１〜Ｗ_{＃（Ｋ―１）}が適用されたときの受信品質を比較して、最もよい受信品質の出力を得たときのウエイト値Ｗ_＃ｊ（ｊは１〜（Ｋ−１）のいずれか）を設定するよう、ウエイト選択・設定回路７ｂのスイッチ９を制御する。

上記実施形態によれば、（希望信号＋干渉信号数）よりもアンテナ本数（自由度）が大きい場合でも、パワーインバージョンアレーを適用して生成されるアレーアンテナ指向性パターン（希望信号数＋干渉信号数と同じ数のパターンが生成される）の全ての電波到来方向に対し、１方向だけにヌルを形成しない指向性パターンを、あるいは、一方向にだけビームを向ける指向性パターンを再生成して受信品質を評価し、それを全方向について評価した後に、最良の品質となった指向性パターンを用いて通信を行なう。これにより、アンテナの自由度が大きい受信装置においても干渉を除去して希望信号を受信することが可能となる。よって、予め自由度の大きいアレーアンテナ構成とすることで、自由度の範囲内では干渉信号によらず、干渉抑圧効果が得られる。
例えば、複数の装置トータルでアレーアンテナを構成する場合、装置毎に１本アンテナの場合は装置数の増減でアレー数を決められるため、その環境に合った、干渉信号を除去可能となるように装置数を決めればよい。しかし、例えば装置毎に２本ずつのアンテナを有する装置がある場合で、アレーアンテナ数として３本が最適という場合に、従来方法では、干渉信号の除去が困難であるが、本実施形態では干渉信号除去を可能とする。つまり、１装置あるいは複数装置によるアレーであっても、受信アンテナ数を決める際には環境に応じて個々に調整する必要がなく、簡易に決めることが可能となる。

複数システムが同一周波数を共用する無線通信に適用可能である。

本発明の一実施形態による受信局の構成を示す図である。 全電波到来方向推定回路が生成したアレーアンテナ指向性パターンを示す図である。 指向性パターン生成回路が再生成したアレーアンテナ指向性パターンを示す図である。 図３に示すアレーアンテナ指向性パターンから受信品質算出回路が選択したアレーアンテナ指向性パターンを示す図である。 指向性パターン生成回路が再生成する他のアレーアンテナ指向性パターンを示す図である。 図５に示すアレーアンテナ指向性パターンから受信品質算出回路が選択したアレーアンテナ指向性パターンを示す図である。 本発明の一実施形態による受信局の他の構成を示す図である。 図１に示す受信局の詳細な構成を示すブロック図である。 図８に示す受信品質算出回路の詳細な構成を示すブロック図である。 図１に示す受信局の詳細な他の構成を示すブロック図である。 図８に示す受信品質算出回路の詳細な構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…受信局（受信装置）
２…アンテナ
３…ウエイト生成回路（ウエイト生成手段）
４…全電波到来方向推定回路（全電波到来方向推定手段）
５…指向性パターン生成回路（指向性パターン生成手段）
６、６ａ、６ｂ…受信品質算出回路（受信品質算出手段）
６１−１〜６１−（Ｋ−１）…ウエイト乗算部
６２−１〜６１−（Ｋ−１）…受信品質測定部
６３…比較部
６５…受信品質測定部
６６…保持・比較部
７、７ａ、７ｂ…ウエイト選択設定回路（ウエイト選択設定手段）
８−１〜８−Ｋ…位相器
９…スイッチ

Claims (8)

1. Ｋ本（Ｋ≧ｎ＋２）の受信アンテナからなるアレーアンテナを具備し、希望信号とｎ個（ｎ≧１）の干渉信号を同時に受信した場合に前記干渉信号を除去して前記希望信号を抽出する受信装置であって、
   パワーインバージョンアレーアンテナ方法を適用して受信信号電力を最小とするウエイトを算出するウエイト生成手段を含み、前記ウエイト生成手段により算出されたウエイトを用いて生成したアレーアンテナ指向性パターンにおける（Ｋ−１）個のヌル方向に基づいて、（Ｋ−１）個の電波到来方向を推定する全電波到来方向推定手段と、
   前記全電波到来方向推定手段により推定された電波到来方向に基づいて、前記（Ｋ−１）個の電波到来方向のうちいずれか１つをヌルにしないアレーアンテナ指向性パターン、又は、前記（Ｋ−１）個の電波到来方向のうちいずれか１つに対してビームを向けるアレーアンテナ指向性パターンを再生成する指向性パターン生成手段と、
   前記指向性パターン生成手段により再生成したアレーアンテナ指向性パターンについて受信品質を算出する受信品質算出手段と、
   前記受信品質算出手段により最適となる受信品質を得たときのアレーアンテナ指向性パターンを選択し、選択したアレーアンテナ指向性パターンにおけるウエイトを前記アンテナからの出力に適用するウエイト選択設定手段と
   を具備することを特徴とする受信装置。
2. 前記受信品質は、受信信号のＳ／Ｉであることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記受信品質は、受信信号の誤り率であることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
4. 前記受信装置が１本以上の受信アンテナを具備する複数の装置から構成され、前記複数の装置のＫ本の受信アンテナを前記アレーアンテナとして動作させることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
5. Ｋ本（Ｋ≧ｎ＋２）の受信アンテナからなるアレーアンテナを具備する受信装置に用いられる、希望信号とｎ個（ｎ≧１）の干渉信号を同時に受信した場合に前記干渉信号を除去して前記希望信号を抽出する干渉抑圧方法であって、
   前記受信装置において、
   全電波到来方向推定手段が、当該全電波到来方向推定手段に含まれるウエイト生成手段によりパワーインバージョンアレーアンテナ方法を適用して算出された、受信信号電力を最小とするウエイトを用いてアレーアンテナ指向性パターンを生成し、当該アレーアンテナ指向性パターンにおける（Ｋ−１）個のヌル方向に基づいて、（Ｋ−１）個の電波到来方向を推定する全電波到来方向推定過程と、
   指向性パターン生成手段が、前記全電波到来方向推定過程において推定された電波到来方向に基づいて、前記（Ｋ−１）個の電波到来方向のうちいずれか１つをヌルにしないアレーアンテナ指向性パターン、又は、前記（Ｋ−１）個の電波到来方向のうちいずれか１つに対してビームを向けるアレーアンテナ指向性パターンを再生成する指向性パターン生成過程と、
   受信品質算出手段が、前記指向性パターン生成過程において再生成したアレーアンテナ指向性パターンについて受信品質を算出する受信品質算出過程と、
   ウエイト選択設定手段が、前記受信品質算出過程において最適となる受信品質を得たときのアレーアンテナ指向性パターンを選択し、選択したアレーアンテナ指向性パターンにおけるウエイトを前記アンテナからの出力に適用するウエイト選択設定過程と
   を有することを特徴とする干渉抑圧方法。
6. 前記受信品質は、受信信号のＳ／Ｉであることを特徴とする請求項５に記載の干渉抑圧方法。
7. 前記受信品質は、受信信号の誤り率であることを特徴とする請求項５に記載の干渉抑圧方法。
8. 前記受信装置が１本以上の受信アンテナを具備する複数の装置から構成され、前記複数の装置のＫ本の受信アンテナを前記アレーアンテナとして動作させることを特徴とする請求項５に記載の干渉抑圧方法。

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