JPH10145130A - 電波環境適応型無線受信機 - Google Patents

電波環境適応型無線受信機

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JPH10145130A
JPH10145130A JP8293681A JP29368196A JPH10145130A JP H10145130 A JPH10145130 A JP H10145130A JP 8293681 A JP8293681 A JP 8293681A JP 29368196 A JP29368196 A JP 29368196A JP H10145130 A JPH10145130 A JP H10145130A
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JP
Japan
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signal processing
radio wave
received
wave environment
radio
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Application number
JP8293681A
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English (en)
Inventor
Yoshio Karasawa
好男 唐沢
Takashi Sekiguchi
高志 関口
Takashi Inoue
隆 井上
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ATR KANKYO TEKIOU TSUSHIN KENK
ATR KANKYO TEKIOU TSUSHIN KENKYUSHO KK
Original Assignee
ATR KANKYO TEKIOU TSUSHIN KENK
ATR KANKYO TEKIOU TSUSHIN KENKYUSHO KK
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Filing date
Publication date
Application filed by ATR KANKYO TEKIOU TSUSHIN KENK, ATR KANKYO TEKIOU TSUSHIN KENKYUSHO KK filed Critical ATR KANKYO TEKIOU TSUSHIN KENK
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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術に比較して回路構成が簡単であっ
て、種々の電波環境に対して適応化された受信信号処理
を行うことができる無線受信機を提供する。 【解決手段】 受信機2は、アレーアンテナ1の各アン
テナ素子でそれぞれ受信された複数の受信信号を受信し
て出力し、マルチビーム形成回路4は、受信機2から出
力される複数の受信信号と、希望波を所定の放射角度の
範囲で受信できるように予め決められた形成すべき所定
の複数のビームの各主ビームの方向と、受信信号の受信
周波数とに基づいて、複数のビーム電界値を演算する。
電波環境判断器11は、マルチビーム形成回路4によっ
て演算された複数N個のビーム電界値に基づいて、受信
された複数の受信信号の電波環境を判断し、信号処理回
路10はマルチビーム形成回路4によって演算された複
数のビーム電界値に対して、上記判断された電波環境に
対応した信号処理を選択的に実行して、信号処理後の受
信信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電波環境に応じて
受信信号の信号処理を切り換える電波環境適応型無線受
信機に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ディジタル信号処理デバイス技術
の目覚ましい進歩によって、従来アナログ回路が果して
いた役割を、ディジタル信号処理部が担うようになって
きた。その一つにディジタルビームフォーミング(DB
F)アンテナがある。ディジタルビームフォーミング処
理(以下、DBF処理という。)は、フェーズドアレー
アンテナ、マルチビームアンテナ、アダプティブ制御
(適応制御)アンテナ等のために信号処理によって実現
するものである。
【0003】上記DBF処理を用いたこれらのアンテナ
のために、例えば従来技術文献1「小川恭孝ほか,“ア
ダプティブアンテナ理論の進展と今後の展望”,電子情
報通信学会論文誌,B−II,Vol.J75−B−I
I,No.11,pp.721−732,1992年1
1月」において開示された最小2乗平均アルゴリズム
(以下、LMS(Least Mean Square)アルゴリズムと
いう。)や、例えば従来技術文献2「Richard Gooch et
al.,“THE CM ARRAY:AN ADAPTIVE BEAMFORMER FOR CON
STANT MODULUS SIGNALS",IEEE International Conferen
ce on Acoustic,Speech, and Signal Processing 1986
(ICASSP 86,TOKYO),47.9.1-4,pp.2523-2526,1986年」に
おいて開示されたコンスタント・モジュラス・アルゴリ
ズム(以下、CMAという。)などの種々の適応アルゴ
リズムの信号処理が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これらの適応アルゴリ
ズムには様々な電波・通信環境に対して得意・不得意が
あり、万能なものは存在しない。もし例えば、必要とな
る適応アルゴリズムを全てハードウエアの形式で実装し
たとき、信号処理部のハードウェア規模がきわめて大き
くなるという問題点があった。
【0005】本発明の目的は以上の問題点を解決し、従
来技術に比較して回路構成が簡単であって、種々の電波
環境に対して適応化された受信信号処理を行うことがで
きる無線受信機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項1記
載の電波環境適応型無線受信機は、所定の配置形状で近
接して並置された所定の複数M個のアンテナ素子からな
るアレーアンテナの各アンテナ素子でそれぞれ受信され
た複数M個の受信信号を受信して出力する受信手段と、
上記受信手段から出力される複数M個の受信信号に基づ
いて、上記受信された複数M個の受信信号の電波環境を
判断する判断手段と、上記判断手段によって判断された
電波環境に基づいて、上記受信手段から出力される複数
M個の受信信号に対して上記電波環境に対応した信号処
理を選択的に実行して、信号処理後の受信信号を出力す
る信号処理手段とを備えたことを特徴とする。
【0007】また、本発明に係る請求項2記載の電波環
境適応型受信機は、所定の配置形状で近接して並置され
た所定の複数M個のアンテナ素子からなるアレーアンテ
ナの各アンテナ素子でそれぞれ受信された複数M個の受
信信号を受信して出力する受信手段と、上記受信手段か
ら出力される複数M個の受信信号と、希望波を所定の放
射角度の範囲で受信できるように予め決められた形成す
べき所定の複数N個のビームの各主ビームの方向と、受
信信号の受信周波数とに基づいて、上記複数N個のビー
ム電界値を演算するマルチビーム形成手段と、上記マル
チビーム形成手段によって演算された複数N個のビーム
電界値に基づいて、上記受信された複数M個の受信信号
の電波環境を判断する判断手段と、上記判断手段によっ
て判断された電波環境に基づいて、上記マルチビーム形
成手段によって演算された複数N個のビーム電界値に対
して上記電波環境に対応した信号処理を選択的に実行し
て、信号処理後の受信信号を出力する信号処理手段とを
備えたことを特徴とする。
【0008】さらに、請求項3記載の電波環境適応型無
線受信機は、請求項1又は2記載の電波環境適応型無線
受信機において、上記判断手段が、上記受信された複数
M個の受信信号の電波環境が周波数非選択性マルチパス
フェージングであると判断したとき、上記信号処理手段
は、第1の信号処理を実行することにより、空間ダイバ
ーシチを用いて、上記複数N個のビーム電界値に対して
最大比合成を行って、合成後の受信信号を出力し、上記
判断手段が、上記受信された複数M個の受信信号の電波
環境が周波数選択性マルチパスフェージングであると判
断したとき、上記信号処理手段は、第2の信号処理を実
行することにより、所定の適応アルゴリズムを用いて、
上記アレーアンテナの主ビームを希望波の到来方向に向
けかつ不要波の到来方向の受信信号のレベルを零にする
ように上記複数N個のビーム電界値に対して信号処理し
て、信号処理後の受信信号を出力し、上記判断手段が、
上記受信された複数M個の受信信号の電波環境が他局か
らの干渉が存在する環境であると判断したとき、上記信
号処理手段は、第3の信号処理を実行することにより、
所定の適応アルゴリズムを用いて、上記アレーアンテナ
の主ビームを希望波の到来方向に向けかつ干渉波の到来
方向の受信信号のレベルを零にするように上記複数N個
のビーム電界値に対して信号処理して、信号処理後の受
信信号を出力することを特徴とする。
【0009】また、請求項4記載の電波環境適応型無線
受信機は、請求項3記載の電波環境適応型無線受信機に
おいて、上記第1の信号処理のためのプログラムを記憶
する第1の記憶装置と、上記第2の信号処理のためのプ
ログラムを記憶する第2の記憶装置と、上記第3の信号
処理のためのプログラムを記憶する第3の記憶装置とを
さらに備え、上記信号処理手段は、フィールド・プログ
ラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)によって構成さ
れ、上記判断手段が、上記受信された複数M個の受信信
号の電波環境が周波数非選択性マルチパスフェージング
であると判断したとき、上記判断手段は、上記第1の記
憶装置に記憶された上記第1の信号処理のためのプログ
ラムを上記フィールド・プログラマブル・ゲート・アレ
イにロードして、上記フィールド・プログラマブル・ゲ
ート・アレイ内の論理結線回路を書き換えることによ
り、上記信号処理手段に対して上記第1の信号処理を実
行するように制御し、上記判断手段が、上記受信された
複数M個の受信信号の電波環境が周波数選択性マルチパ
スフェージングであると判断したとき、上記判断手段
は、上記第2の記憶装置に記憶された上記第2の信号処
理のためのプログラムを上記フィールド・プログラマブ
ル・ゲート・アレイにロードして、上記フィールド・プ
ログラマブル・ゲート・アレイ内の論理結線回路を書き
換えることにより、上記信号処理手段に対して上記第2
の信号処理を実行するように制御し、上記判断手段が、
上記受信された複数M個の受信信号の電波環境が他局か
らの干渉が存在する環境であると判断したとき、上記判
断手段は、上記第3の記憶装置に記憶された上記第3の
信号処理のためのプログラムを上記フィールド・プログ
ラマブル・ゲート・アレイにロードして、上記フィール
ド・プログラマブル・ゲート・アレイ内の論理結線回路
を書き換えることにより、上記信号処理手段に対して上
記第3の信号処理を実行するように制御することを特徴
とする。
【0010】さらに、請求項5記載の電波環境適応型無
線受信機は、請求項2、3又は4記載の電波環境適応型
無線受信機において、上記マルチビーム形成手段と、上
記信号処理手段及び上記判断手段との間に設けられ、上
記マルチビーム形成手段によって演算された上記複数N
個のビーム電界値を所定のしきい値と比較することによ
って、当該しきい値以上のビーム電界値のみを選択して
上記信号処理手段及び上記判断手段に出力するビーム選
択手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について説明する。
【0012】図1は、本発明に係る一実施形態である電
波環境適応型無線受信機(以下、無線受信機という。)
の構成を示すブロック図である。本実施形態の無線受信
機は、(a)所定の配置形状で近接して並置された所定
の複数M個のアンテナ素子1−1,1−2,…,1−M
からなるアレーアンテナ1の各アンテナ素子1−1,1
−2,…,1−Mでそれぞれ受信された複数M個の受信
信号を受信して出力する受信機2−1,2−2,…,2
−M(以下、総称して2と付す。)と、(b)受信機2
からアナログ/ディジタル変換器(以下、A/D変換器
という。)3−1,3−2,…,3−M(以下、総称し
て3と付す。)を介して出力される複数M個の受信ディ
ジタル信号R1,R2,…,RMと、希望波を所定の放射
角度の範囲で受信できるように予め決められた形成すべ
き所定の複数のビームの各主ビームの方向と、受信信号
の受信周波数とに基づいて、複数N個のビーム電界値E
1,E2,…,ENを演算するマルチビーム形成回路4
と、(c)マルチビーム形成回路4によって演算された
複数N個のビーム電界値E1,E2,…,ENを所定のし
きい値Ethと比較することによって、当該しきい値E
th以上の複数K個のビーム電界値SE1,SE2,…,
SEKのみを選択して出力するビーム選択回路5と、
(d)ビーム選択回路5から出力される複数K個のビー
ム電界値SE1,SE2,…,SEKに基づいて、受信さ
れた複数M個の受信信号の電波環境を判断してスイッチ
SWを切り換えて、上記判断した電波環境に対応する信
号処理プログラムが記憶されたプログラムROM(読出
専用メモリ)21,22,23のうちの1つから対応す
る信号処理プログラムをスイッチSWを介してFPGA
信号処理回路10内のSRAM(スタティック・ランダ
ム・アクセス・メモリ)10aにロードしてFPGA内
の論理結線回路を書き換える電波環境判断器11と、
(e)SRAM10aを備えた、SRAM方式のフィー
ルド・プログラマブル・ゲート・アレイ(以下、FPG
Aという。)によって構成され、ビーム選択回路5から
出力される複数K個のビーム電界値SE1,SE2,…,
SEKに対して、上記判断された電波環境に対応した上
記ロードされた信号処理プログラムを選択的に実行し
て、信号処理後の受信ベースバンド信号を出力するFP
GA信号処理回路(以下、信号処理回路という。)10
とを備えたことを特徴とする。
【0013】図1において、アレーアンテナ1は、複数
M個のアンテナ素子1−1,1−2,…,1−Mが例え
ば1直線上に又は2次元で並置されてなり、各アンテナ
素子1−1,1−2,…,1−Mに接続された各受信機
2−1,2−2,…,2−Mはそれぞれ、周波数変換器
と復調器とを備え、各アンテナ素子で受信された受信信
号に対して周波数変換及び復調処理を実行して、復調後
の受信信号を得て、各A/D変換器3を介してマルチビ
ーム形成回路4に、受信ディジタル信号R1,R2,…,
Mとして出力する。
【0014】マルチビーム形成回路4には各A/D変換
器3からの受信ディジタル信号R1,R2,…,RMが入
力され、以下のようにして、複数N個のビームからなる
マルチビームの各ビーム電界値En(n=1,2,…,
N)を演算してビーム選択回路5に出力する。希望波の
到来方向に対応し、形成すべきマルチビームの各ビーム
の複数N個の方向が予め決められ、これらの方向は所定
の原点から見たときの方向ベクトルd1,d2,…,dN
(以下、代表して符号dnを付す。)で表される。ここ
で、Nは、アレーアンテナ1を用いて希望波を受信する
ことができるように設定される方向ベクトルdnの数で
あって、好ましくは4以上であってかつアレーアンテナ
1のアンテナ素子の数M以下の数である。アレーアンテ
ナ1のアンテナ素子が例えばX−Y平面上で互いに半波
長だけ離れかつ4×4のマトリックス形状で並置されて
いるとき、放射方向の中心はZ軸であって、本実施形態
において、放射角度とは、X−Z平面においてZ軸から
の角度をいう。また、アレーアンテナ1の各アンテナ素
子の位置ベクトルr1,r2,…,rM(以下、代表して
符号rmを付す。)が上記所定の原点から見たときの方
向ベクトルとして予め決められる。そして、マルチビー
ム形成回路4は次の数1を用いて、それぞれ合成電界で
表された上記各方向ベクトルdnに対応する複数N個の
ビーム電界値En(n=1,2,…,N)を演算してビ
ーム選択回路5に出力する。
【0015】
【数1】
【数2】anm=−(2π・fr/c)・(dn・rm) ここで、cは光速であり、frは受信信号の搬送波周波
数であり、(dn・rm)は方向ベクトルdnと位置ベク
トルrmとの内積である。従って、位相anmはスカラー
量である。
【0016】次いで、ビーム選択回路5は、マルチビー
ム形成回路4から出力される複数N個のビーム電界値E
n(n=1,2,…,N)を、アレーアンテナ1のサイ
ドローブのレベルと適応制御プロセッサの処置速度など
から決定されるしきい値Ethと比較して、当該しきい
値Eth以上のビーム電界値SEk(n=1,2,…,
K;ただし、しきい値Eth未満のビーム電界値につい
てはデータとして出力されない。)のみを信号処理回路
10及び電波環境判断器11に出力する。なお、ビーム
選択回路5は、受信信号のレベルが極めて低くS/Nの
劣悪な受信信号を除去するために設けられる。
【0017】プログラムROM21は、電波環境判断器
11が、上記受信された複数M個の受信信号の電波環境
が周波数非選択性マルチパスフェージングであると判断
したときに、空間ダイバーシチを用いて、上記受信され
た複数M個の受信信号に対して最大比合成を行って、合
成後の受信信号を出力するための第1の信号処理プログ
ラムを記憶する。また、プログラムROM22は、電波
環境判断器11が、上記受信された複数M個の受信信号
の電波環境が周波数選択性マルチパスフェージングであ
ると判断したとき、従来技術のCMA又はLMSアルゴ
リズムなどの所定の適応アルゴリズムを用いて、アレー
アンテナ1の主ビームを希望波の到来方向に向けかつ不
要波であるマルチパスの到来方向の受信信号のレベルを
零にするように上記受信された複数M個の受信信号に対
して信号処理して、信号処理後の受信信号を出力するた
めの第2の信号処理プログラムを記憶する。さらに、プ
ログラムROM23は、電波環境判断器11が、上記受
信された複数M個の受信信号の電波環境が他局からの干
渉が存在する環境であると判断したとき、従来技術のC
MA又はLMSアルゴリズムなどの所定の適応アルゴリ
ズムを用いて、アレーアンテナ1の主ビームを希望波の
到来方向に向けかつ干渉波の到来方向の受信信号のレベ
ルを零にするように上記受信された複数M個の受信信号
に対して信号処理して、信号処理後の受信信号を出力す
るための第3の信号処理プログラムを記憶する。
【0018】信号処理回路10は、SRAM10aを備
えた、SRAM方式のFPGAによって構成され、ビー
ム選択回路5から出力される複数K個のビーム電界値S
1,SE2,…,SEKに対して、電波環境判断器11
によって判断された電波環境に対応してプログラムRO
M21,22,23のうちの1つからスイッチSWを介
してロードされた1つの信号処理プログラムを選択的に
実行して、信号処理後の受信ベースバンド信号を出力す
る。
【0019】電波環境判断器11は、ビーム選択回路5
から出力される複数K個のビーム電界値SE1,SE2
…,SEKに基づいて、受信された複数M個の受信信号
の電波環境を判断してスイッチSWを切り換えて、上記
判断した電波環境に対応する信号処理プログラムが記憶
されたプログラムROM21,22,23のうちの1つ
から対応する信号処理プログラムをスイッチSWを介し
てFPGA信号処理回路10内のSRAM10aにロー
ドしてFPGA内の論理結線回路を書き換える。具体的
には、以下の通りである。
【0020】電波環境判断器11が、上記受信された複
数M個の受信信号の電波環境が周波数非選択性マルチパ
スフェージングであると判断したとき、電波環境判断器
11は、スイッチSWをa側に切り換え、所定のアドレ
スデータを順次プログラムROM21に入力することに
より、プログラムROM21に記憶された第1の信号処
理プログラムを信号処理回路10内のFPGAのSRA
M10aにロードして、FPGA内の論理結線回路を書
き換えることにより、信号処理回路10に対して第1の
信号処理を実行するように制御する。これに応答して、
信号処理回路10は、空間ダイバーシチを用いて、ビー
ム選択回路5から出力される複数K個のビーム電界値S
kに対して最大比合成を行って、合成後の受信信号を
受信ベースバンド信号として出力する。
【0021】また、電波環境判断器11が、上記受信さ
れた複数M個の受信信号の電波環境が周波数選択性マル
チパスフェージングであると判断したとき、電波環境判
断器11は、スイッチSWをb側に切り換え、所定のア
ドレスデータを順次プログラムROM22に入力するこ
とにより、プログラムROM22に記憶された第2の信
号処理プログラムを信号処理回路10内のFPGAのS
RAM10aにロードして、FPGA内の論理結線回路
を書き換えることにより、信号処理回路10に対して第
2の信号処理を実行するように制御する。これに応答し
て、信号処理回路10は、従来技術のCMA又はLMS
アルゴリズムなどの所定の適応アルゴリズムを用いて、
ビーム選択回路5から出力される複数K個のビーム電界
値SEkに対して、アレーアンテナ1の主ビームを希望
波の到来方向に向けかつ不要波であるマルチパスの到来
方向の受信信号のレベルを零にするように信号処理し
て、信号処理後の受信信号を受信ベースバンド信号とし
て出力する。
【0022】さらに、電波環境判断器11が、上記受信
された複数M個の受信信号の電波環境が他局からの干渉
が存在する環境であると判断したとき、電波環境判断器
11は、スイッチSWをc側に切り換え、所定のアドレ
スデータを順次プログラムROM23に入力することに
より、プログラムROM23に記憶された第3の信号処
理プログラムを信号処理回路10内のFPGAのSRA
M10aにロードして、FPGA内の論理結線回路を書
き換えることにより、信号処理回路10に対して第3の
信号処理を実行するように制御する。これに応答して、
信号処理回路10は、従来技術のCMA又はLMSアル
ゴリズムなどの所定の適応アルゴリズムを用いて、ビー
ム選択回路5から出力される複数K個のビーム電界値S
kに対して、アレーアンテナ1の主ビームを希望波の
到来方向に向けかつ干渉波の到来方向の受信信号のレベ
ルを零にするように信号処理して、信号処理後の受信信
号を受信ベースバンド信号として出力する。
【0023】従来技術のDBFアンテナはアンテナの機
能をディジタル信号処理によって実現するものの、ロジ
ックのハードウェア(論理結線回路)は、少なくともそ
の通信中は固定である。その場合でも、そこには適応的
に動作するアルゴリズムが実装されており、許容される
範囲内で環境適応能力(例えば、CMAによるリアルタ
イム干渉除去機能等)を有する。しかしながら、現実に
は、ユーザの移動に伴って、通信中にも様々な電波環境
を経験する場合が多い。固定的なアルゴリズムは、ある
環境で強力な干渉波除去能力を発揮するとしても、環境
が変って劣化要因まで変化すると対応できなくなる場合
が多い。例えば、遅延スプレッドが小さいマルチパス環
境では全ての散乱波を最大比合成すればよいが、遅延が
大きいとそのままでは符号間干渉になるので、除去ある
いは等化機能が必要になる。このように、各々のアルゴ
リズムには環境に対して得意不得意があり、万能なもの
はない。
【0024】本発明者は、最近、FPGAが本来有する
機能である「書き換え可能」な点に着目し、書き込時間
を大幅に短縮した(例えば、100μ秒)リコンフィギ
ャラブル・ロジック対応のFPGAを本発明に適用し
た。FPGAを用いることにより、ほぼ瞬時にロジック
の書き換えが可能になり、環境の変化に対して最も適し
たアルゴリズムを選択しつつ通信ができる。これは、電
波環境の変化に追随して、アンテナシステムがソフトウ
エア(アルゴリズム)及びハードウエア(論理結線回
路)の両面で動的に変化させることができる。本実施形
態により、限られたハードウェア規模の中で、マルチメ
ディア移動体通信に求められる高品質なワイヤレス通信
回路を実現することができる。
【0025】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、ビーム選択回路5から出力される複数K個のビーム
電界値SE1,SE2,…,SEKに基づいて、受信され
た複数M個の受信信号の電波環境を判断してスイッチS
Wを切り換えて、上記判断した電波環境に対応する信号
処理プログラムが記憶されたプログラムROM21,2
2,23のうちの1つから対応する信号処理プログラム
をスイッチSWを介してFPGA信号処理回路10内の
SRAM10aにロードしてFPGA内の論理結線回路
を書き換える電波環境判断器11と、SRAM方式のF
PGAによって構成され、ビーム選択回路5から出力さ
れる複数K個のビーム電界値SE1,SE2,…,SEK
に対して、上記判断された電波環境に対応した上記ロー
ドされた信号処理プログラムを選択的に実行して、信号
処理後の受信ベースバンド信号を出力する信号処理回路
10とを備える。従って、従来技術に比較して回路構成
が簡単であって、種々の電波環境に対して適応化された
受信信号処理を行うことができる。これにより、限られ
たハードウェア規模の中で、その場の電波環境に応じた
適当な適応アルゴリズムを選択して実装でき、高品質な
無線通信回路を実現することができる。
【0026】以上の実施形態において、ビーム選択回路
5を設けているが、本発明はこれに限らず、ビーム選択
回路5を設けず、スルー接続としてもよい。また、変形
例の電波環境適応型無線受信機を示す図2に示すよう
に、マルチビーム形成回路4及びビーム選択回路5を設
けず、スルー接続としてもよい。この場合、信号処理回
路10は、A/D変換器3から出力される複数M個の受
信ディジタル信号R1,R2,…,RMに対して、電波環
境判断器11によって判断された電波環境に対応してプ
ログラムROM21,22,23のうちの1つからスイ
ッチSWを介してロードされた1つの信号処理プログラ
ムを選択的に実行して、信号処理後の受信ベースバンド
信号を出力する。
【0027】以上の実施形態において、SRAM方式の
FPGAで構成された信号処理回路10を用いている
が、本発明はこれに限らず、例えばEEPROM(Elec
trically Erasable and Programmable Read Only Memor
y:電気的に消去可能でプログラム可能なROM)方式
などの種々のFPGAを用いて信号処理回路10を構成
してもよい。
【0028】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る請求項
1記載の電波環境適応型無線受信機によれば、所定の配
置形状で近接して並置された所定の複数M個のアンテナ
素子からなるアレーアンテナの各アンテナ素子でそれぞ
れ受信された複数M個の受信信号を受信して出力する受
信手段と、上記受信手段から出力される複数M個の受信
信号に基づいて、上記受信された複数M個の受信信号の
電波環境を判断する判断手段と、上記判断手段によって
判断された電波環境に基づいて、上記受信手段から出力
される複数M個の受信信号に対して上記電波環境に対応
した信号処理を選択的に実行して、信号処理後の受信信
号を出力する信号処理手段とを備える。従って、従来技
術に比較して回路構成が簡単であって、種々の電波環境
に対して適応化された受信信号処理を行うことができ
る。これにより、限られたハードウェア規模の中で、そ
の場の電波環境に応じた適当な適応アルゴリズムを選択
して実装でき、高品質な無線通信回路を実現することが
できる。
【0029】また、本発明に係る請求項2記載の電波環
境適応型無線受信機によれば、所定の配置形状で近接し
て並置された所定の複数M個のアンテナ素子からなるア
レーアンテナの各アンテナ素子でそれぞれ受信された複
数M個の受信信号を受信して出力する受信手段と、上記
受信手段から出力される複数M個の受信信号と、希望波
を所定の放射角度の範囲で受信できるように予め決めら
れた形成すべき所定の複数N個のビームの各主ビームの
方向と、受信信号の受信周波数とに基づいて、上記複数
N個のビーム電界値を演算するマルチビーム形成手段
と、上記マルチビーム形成手段によって演算された複数
N個のビーム電界値に基づいて、上記受信された複数M
個の受信信号の電波環境を判断する判断手段と、上記判
断手段によって判断された電波環境に基づいて、上記マ
ルチビーム形成手段によって演算された複数N個のビー
ム電界値に対して上記電波環境に対応した信号処理を選
択的に実行して、信号処理後の受信信号を出力する信号
処理手段とを備える。従って、従来技術に比較して回路
構成が簡単であって、種々の電波環境に対して適応化さ
れた受信信号処理を行うことができる。これにより、限
られたハードウェア規模の中で、その場の電波環境に応
じた適当な適応アルゴリズムを選択して実装でき、高品
質な無線通信回路を実現することができる。
【0030】また、請求項3記載の電波環境適応型無線
受信機においては、請求項1又は2記載の電波環境適応
型無線受信機において、上記判断手段が、上記受信され
た複数M個の受信信号の電波環境が周波数非選択性マル
チパスフェージングであると判断したとき、上記信号処
理手段は、第1の信号処理を実行することにより、空間
ダイバーシチを用いて、上記複数N個のビーム電界値に
対して最大比合成を行って、合成後の受信信号を出力
し、上記判断手段が、上記受信された複数M個の受信信
号の電波環境が周波数選択性マルチパスフェージングで
あると判断したとき、上記信号処理手段は、第2の信号
処理を実行することにより、所定の適応アルゴリズムを
用いて、上記アレーアンテナの主ビームを希望波の到来
方向に向けかつ不要波の到来方向の受信信号のレベルを
零にするように上記複数N個のビーム電界値に対して信
号処理して、信号処理後の受信信号を出力し、上記判断
手段が、上記受信された複数M個の受信信号の電波環境
が他局からの干渉が存在する環境であると判断したと
き、上記信号処理手段は、第3の信号処理を実行するこ
とにより、所定の適応アルゴリズムを用いて、上記アレ
ーアンテナの主ビームを希望波の到来方向に向けかつ干
渉波の到来方向の受信信号のレベルを零にするように上
記複数N個のビーム電界値に対して信号処理して、信号
処理後の受信信号を出力する。従って、従来技術に比較
して回路構成が簡単であって、種々の電波環境に対して
適応化された受信信号処理を行うことができる。これに
より、限られたハードウェア規模の中で、その場の電波
環境に応じた適当な適応アルゴリズムを選択して実装で
き、高品質な無線通信回路を実現することができる。
【0031】さらに、請求項4記載の電波環境適応型無
線受信機においては、請求項3記載の電波環境適応型無
線受信機において、上記第1の信号処理のためのプログ
ラムを記憶する第1の記憶装置と、上記第2の信号処理
のためのプログラムを記憶する第2の記憶装置と、上記
第3の信号処理のためのプログラムを記憶する第3の記
憶装置とをさらに備え、上記信号処理手段は、フィール
ド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)によ
って構成され、上記判断手段が、上記受信された複数M
個の受信信号の電波環境が周波数非選択性マルチパスフ
ェージングであると判断したとき、上記判断手段は、上
記第1の記憶装置に記憶された上記第1の信号処理のた
めのプログラムを上記フィールド・プログラマブル・ゲ
ート・アレイにロードして、上記フィールド・プログラ
マブル・ゲート・アレイ内の論理結線回路を書き換える
ことにより、上記信号処理手段に対して上記第1の信号
処理を実行するように制御し、上記判断手段が、上記受
信された複数M個の受信信号の電波環境が周波数選択性
マルチパスフェージングであると判断したとき、上記判
断手段は、上記第2の記憶装置に記憶された上記第2の
信号処理のためのプログラムを上記フィールド・プログ
ラマブル・ゲート・アレイにロードして、上記フィール
ド・プログラマブル・ゲート・アレイ内の論理結線回路
を書き換えることにより、上記信号処理手段に対して上
記第2の信号処理を実行するように制御し、上記判断手
段が、上記受信された複数M個の受信信号の電波環境が
他局からの干渉が存在する環境であると判断したとき、
上記判断手段は、上記第3の記憶装置に記憶された上記
第3の信号処理のためのプログラムを上記フィールド・
プログラマブル・ゲート・アレイにロードして、上記フ
ィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ内の論理結
線回路を書き換えることにより、上記信号処理手段に対
して上記第3の信号処理を実行するように制御する。従
って、従来技術に比較して回路構成が簡単であって、種
々の電波環境に対して適応化された受信信号処理を行う
ことができる。これにより、限られたハードウェア規模
の中で、その場の電波環境に応じた適当な適応アルゴリ
ズムを選択して実装でき、高品質な無線通信回路を実現
することができる。
【0032】またさらに、請求項5記載の電波環境適応
型無線受信機においては、請求項2、3又は4記載の電
波環境適応型無線受信機において、上記マルチビーム形
成手段と、上記信号処理手段及び上記判断手段との間に
設けられ、上記マルチビーム形成手段によって演算され
た上記複数N個のビーム電界値を所定のしきい値と比較
することによって、当該しきい値以上のビーム電界値の
みを選択して上記信号処理手段及び上記判断手段に出力
するビーム選択手段をさらに備える。従って、ビーム選
択手段を備えることにより、受信信号のレベルが極めて
低く、S/N比の劣悪な受信信号を除去することがで
き、これにより、上記信号処理を誤動作することなく、
良好に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る一実施形態である電波環境適応
型無線受信機の構成を示すブロック図である。
【図2】 本発明に係る変形例の電波環境適応型無線受
信機の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…アレーアンテナ、 1−1,1−2,…,1−M…アンテナ、 2,2−1,2−2,…,2−M…受信機、 3,3−1,3−2,…,3−M…A/D変換器、 4…マルチビーム形成回路、 5…ビーム選択回路、 10…FPGA信号処理回路、 10a…SRAM、 11…電波環境判断器、 21,22,23…プログラムROM、 SW…スイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 高志 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷5 番地 株式会社エイ・ティ・アール環境適 応通信研究所内 (72)発明者 井上 隆 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷5 番地 株式会社エイ・ティ・アール環境適 応通信研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の配置形状で近接して並置された所
    定の複数M個のアンテナ素子からなるアレーアンテナの
    各アンテナ素子でそれぞれ受信された複数M個の受信信
    号を受信して出力する受信手段と、 上記受信手段から出力される複数M個の受信信号に基づ
    いて、上記受信された複数M個の受信信号の電波環境を
    判断する判断手段と、 上記判断手段によって判断された電波環境に基づいて、
    上記受信手段から出力される複数M個の受信信号に対し
    て上記電波環境に対応した信号処理を選択的に実行し
    て、信号処理後の受信信号を出力する信号処理手段とを
    備えたことを特徴とする電波環境適応型無線受信機。
  2. 【請求項2】 所定の配置形状で近接して並置された所
    定の複数M個のアンテナ素子からなるアレーアンテナの
    各アンテナ素子でそれぞれ受信された複数M個の受信信
    号を受信して出力する受信手段と、 上記受信手段から出力される複数M個の受信信号と、希
    望波を所定の放射角度の範囲で受信できるように予め決
    められた形成すべき所定の複数N個のビームの各主ビー
    ムの方向と、受信信号の受信周波数とに基づいて、上記
    複数N個のビーム電界値を演算するマルチビーム形成手
    段と、 上記マルチビーム形成手段によって演算された複数N個
    のビーム電界値に基づいて、上記受信された複数M個の
    受信信号の電波環境を判断する判断手段と、 上記判断手段によって判断された電波環境に基づいて、
    上記マルチビーム形成手段によって演算された複数N個
    のビーム電界値に対して上記電波環境に対応した信号処
    理を選択的に実行して、信号処理後の受信信号を出力す
    る信号処理手段とを備えたことを特徴とする電波環境適
    応型無線受信機。
  3. 【請求項3】 上記判断手段が、上記受信された複数M
    個の受信信号の電波環境が周波数非選択性マルチパスフ
    ェージングであると判断したとき、上記信号処理手段
    は、第1の信号処理を実行することにより、空間ダイバ
    ーシチを用いて、上記複数N個のビーム電界値に対して
    最大比合成を行って、合成後の受信信号を出力し、 上記判断手段が、上記受信された複数M個の受信信号の
    電波環境が周波数選択性マルチパスフェージングである
    と判断したとき、上記信号処理手段は、第2の信号処理
    を実行することにより、所定の適応アルゴリズムを用い
    て、上記アレーアンテナの主ビームを希望波の到来方向
    に向けかつ不要波の到来方向の受信信号のレベルを零に
    するように上記複数N個のビーム電界値に対して信号処
    理して、信号処理後の受信信号を出力し、 上記判断手段が、上記受信された複数M個の受信信号の
    電波環境が他局からの干渉が存在する環境であると判断
    したとき、上記信号処理手段は、第3の信号処理を実行
    することにより、所定の適応アルゴリズムを用いて、上
    記アレーアンテナの主ビームを希望波の到来方向に向け
    かつ干渉波の到来方向の受信信号のレベルを零にするよ
    うに上記複数N個のビーム電界値に対して信号処理し
    て、信号処理後の受信信号を出力することを特徴とする
    請求項1又は2記載の電波環境適応型無線受信機。
  4. 【請求項4】 上記第1の信号処理のためのプログラム
    を記憶する第1の記憶装置と、 上記第2の信号処理のためのプログラムを記憶する第2
    の記憶装置と、 上記第3の信号処理のためのプログラムを記憶する第3
    の記憶装置とをさらに備え、 上記信号処理手段は、フィールド・プログラマブル・ゲ
    ート・アレイ(FPGA)によって構成され、 上記判断手段が、上記受信された複数M個の受信信号の
    電波環境が周波数非選択性マルチパスフェージングであ
    ると判断したとき、上記判断手段は、上記第1の記憶装
    置に記憶された上記第1の信号処理のためのプログラム
    を上記フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイに
    ロードして、上記フィールド・プログラマブル・ゲート
    ・アレイ内の論理結線回路を書き換えることにより、上
    記信号処理手段に対して上記第1の信号処理を実行する
    ように制御し、 上記判断手段が、上記受信された複数M個の受信信号の
    電波環境が周波数選択性マルチパスフェージングである
    と判断したとき、上記判断手段は、上記第2の記憶装置
    に記憶された上記第2の信号処理のためのプログラムを
    上記フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイにロ
    ードして、上記フィールド・プログラマブル・ゲート・
    アレイ内の論理結線回路を書き換えることにより、上記
    信号処理手段に対して上記第2の信号処理を実行するよ
    うに制御し、 上記判断手段が、上記受信された複数M個の受信信号の
    電波環境が他局からの干渉が存在する環境であると判断
    したとき、上記判断手段は、上記第3の記憶装置に記憶
    された上記第3の信号処理のためのプログラムを上記フ
    ィールド・プログラマブル・ゲート・アレイにロードし
    て、上記フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ
    内の論理結線回路を書き換えることにより、上記信号処
    理手段に対して上記第3の信号処理を実行するように制
    御することを特徴とする請求項3記載の電波環境適応型
    無線受信機。
  5. 【請求項5】 上記マルチビーム形成手段と、上記信号
    処理手段及び上記判断手段との間に設けられ、上記マル
    チビーム形成手段によって演算された上記複数N個のビ
    ーム電界値を所定のしきい値と比較することによって、
    当該しきい値以上のビーム電界値のみを選択して上記信
    号処理手段及び上記判断手段に出力するビーム選択手段
    をさらに備えたことを特徴とする請求項2、3又は4記
    載の電波環境適応型無線受信機。
JP8293681A 1996-11-06 1996-11-06 電波環境適応型無線受信機 Pending JPH10145130A (ja)

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