JPH1098325A - 無線通信システムで干渉を最小化し雑音の影響を減らすための信号処理装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線通信システムに利用される信号処理技術
に関し、特に受信システムでビームパターンを実時間に
調整して干渉を最小化して雑音の影響を減らすことによ
り通信品質を向上させることのできる信号処理装置及び
方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の無線通信システムで干渉を最小
化し雑音の影響を減らすための信号処理装置は、元信号
の受信レベルが干渉信号の夫々の受信レベルより高い信
号環境で元信号レベル対干渉信号レベルの差異をもっと
増加させて、附加雑音の強さを顕著に減少させることだ
けではなくて、雑音の影響を顕著に減らすことにより通
信品質を向上させ、通信容量を増加させて、従来の方式
よりその計算量を顕著に減るから実時間処理を可能にす
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無線通信システムに
利用される信号処理技術に関したもので、特に受信シス
テムでビームパターンを実時間に調整して干渉を最小化
して雑音の影響を減らすことにより通信品質を向上させ
る信号処理装置及び方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、無線通信を行う時、受信され
る信号には所望の信号（原信号）と干渉信号が共に存在
して、通常一つの原信号について多数の干渉信号が存在
する。このような干渉信号による通信歪曲の程度は原信
号電力対すべての干渉信号電力の合によって決められる
ので、原信号のレベルが干渉信号の各々のレベルより顕
著に高い場合にも干渉信号の数が多ければ、干渉信号の
全体電力が大きくなって通信歪曲が発生するようにな
る。既存の場合は、このような歪曲によって原信号の情
報再生がたいへん難しくなるという深刻な問題点を内包
していた。特に、干渉信号の個数が多い場合には原信号
の情報を再生することがもっと難くなるから与えた周波
数の帯域幅をもって多数の加入者をサービスすべき通信
環境で容量での限界と通信品質での問題が深刻になって
いる。従って、前述した問題点を改善するための一環と
して、従来にも配列アンテナを利用して干渉信号の影響
を減らそうとする試みが多くの人々によってなされてい
たが、いままで開発された大部分の技術は固有値分離
（Ｅｉｇｅｎ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ：以下、簡
単に”ＥＤ”という）方法を根拠としたもので、システ
ムの複雑性とその処置時間上の問題によって無線通信分
野に実際に適用されなかったので、このような従来の技
術は次の参照文献に詳細に紹介されている。

【０００３】

【参照文献】

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法な
どはどんな形態としても所望の信号についての事前情報
を必要とすることだけではなくて、実際の通信環境に適
用しようとするとき、もっとも問題になる点は何よりも
あまり多い計算が要求され、特に原信号の方向或いは干
渉信号の個数を分からないときにはもっとより多い計算
が要求されて、実際的に移動通信環境には適用すること
が不可能するという問題点を内包している。従って、本
発明は上記のような従来技術の問題点を解決するために
案出したことで、簡単化された計算過程をもっているか
ら実際に容易に通信分野に具現可能することだけではな
くて、理想的なビームパターン（原信号の方向には最大
の利得、他の方向には最小の利得を持つビームパター
ン）を実時間に調整して干渉を最小化して雑音の影響を
減らすことにより、通信品質を向上させて通信容量を増
加させる信号処理装置及び方法を提供することにその目
的がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、受信システムでビームパターンを実時間に
調整して干渉を最小化して雑音の影響を減らすための信
号処理装置において、配列アンテナの受信装置から毎ス
ナップショットごとに出力される信号ベクトル（ｘ）と
現スナップショットでの配列アンテナの最終の出力値
（ｙ）と予め決めた適応利得値（μ）を入力されて毎ス
ナップショットごとにカンマ値（γ）を合成して出力す
るカンマ値（γ）合成手段（１１）と、上記カンマ値合
成手段（１１）からのカンマ値（γ）と現スナップショ
ットでの利得ベクトル（ｗ）と上記適応利得値（μ）と
上記受信信号ベクトル（ｘ）と上記配列アンテナの出力
値（ｙ）を入力されて毎スナップショットごとに上記利
得ベクトル（ｗ）を更新する利得ベクトル更新手段（１
２）とを含することを特徴とする。そして、受信システ
ムでビームパターンを実時間に調整して干渉を最小化し
て雑音の影響を減らすための信号処理方法において、配
列アンテナの受信装置から毎スナップショットごとに出
力される信号ベクトル（ｘ）と現スナップショットでの
配列アンテナの最終出力値（ｙ）と予め決めた適応利得
値（μ）を入力されて毎スナップショットごとにカンマ
値（ｙ）を合成して出力するカンマ値合成段階と、上記
カンマ値（γ）と現スナップショットでの利得ベクトル
（ｗ）と上記適応利得値（μ）と上記受信信号ベクトル
（ｘ）と上記配列アンテナの出力値（ｙ）を入力されて
毎スナップショットごとに上記利得ベクトル（ｗ）を更
新する利得ベクトル更新段階とを包含することを特徴と
する。また、受信システムでビームパターンを実時間に
調整して干渉を最小化して雑音の影響を減らすための信
号処理方法において、配列アンテナの受信装置から毎ス
ナップショットごとに出力される信号ベクトル（ｘ）と
上記受信信号ベクトル での利得ベクトル（ｗ）と予め決めた上記適応利得値
（μ）を入力されて毎スナップショットごとにカンマ値
（γ）を合成して出力するカンマ値（γ）合成段階と、
上記 ル（ｗ）と上記適応利得値（μ）を入力されて毎スナッ
プショットごとに上記利得ベクトル（ｗ）を更新する段
階とを包含することを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、添部した図面を参照して本
発明の実施例を詳細に説明することにする。本発明で提
示する信号処理装置は所望の信号の方向にの利得は最大
にし、他の方向には利得を最小化するビームパターンを
もつようにすることを究極的である目的とする。即ち、
本発明は所望のビームパターンを形成するように複素利
得ベクトル“ｗ”の値を決定することにより、結局アン
テナ素子に誘起された信号などと上記複素利得ベクトル
ｗの内積（Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ ｉｎｎｅｒ ｐｒｏｄ
ｕｃｔ）結果である配列アンテナの出力（ｙ（ｔ））を
所望値に近接させようとすることである。ところが、上
記複素利得ベクトルｗの全ての要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）
の大きさを１に正規化すると各アンテナ素子に誘起され
た信号値に上記複素利得ベクトルｗを掛けるというのは
その信号に複素利得ベクトルｗの位相ぐらいの位相遅延
を加えることになる。従って、配列アンテナを構成して
いる各アンテナ素子に附加する位相遅延の値を決定する
ことに帰結されられる。また，ｉ番目のアンテナ素子に
附加する位相遅延をφ_ｉとすると、キャリア周波数の２
π倍でφ_ｉを分ける値ぐらいの時間遅延を附加すること
でも同一な効果を得られる。信号原の数がＭ個である信
号環境でアンテナ素子の個数がＮで、隣接したアンテナ
素子間の距離をλ_ｃ／２（但し、λ_ｃは入力信号のキャ
リア周波数の波長）に決めた線形配列アンテナである場
合、ｋ番目のアンテナ素子に誘起される信号は周波数の
低域遷移の後に次のように示す。

【数５】 但し、θｍはｍ番目の信号の入射角でありＳｍ（ｔ）は
受信端から見たｍ番目の送信信号である。数５で下添字
ｋは次のページで定義される基準アンテナの場合をｋ＝
１として受信或いは送信信号の位相の速さの順にｋ＝
２、３、・・・Ｎのように番号が付ける。上記数５でＭ
個の信号成分の中にどの一つが原信号であり（本発明で
は、便儀上第一番めの信号Ｓ_１（ｔ）を“原信号”と
し、原信号の入射角は“θ_１”とする）、残りであるＭ
−１個の信号は干渉信号として雑音ｎ_ｋ（ｔ）と共に通
信を邪魔になる要素である。また上記数５は均等間隔
（λ_ｃ／２）の線形配列アンテナの場合のためのもので
あるが、本発明で提供される技術はアンテナ間の距離が
均等しなかったり、線形配列ではない場合にも一般的に
適用される技術である。あるアンテナ（ｋ番目のアンテ
ナ）と基準アンテナとの距離をｄ_ｋとするとそのアンテ
ナの信号は基準アンテナの信号と

【数６】 ぐらいの位相差が生じる。従って、非均等間隔だったり
非線形配列の場合ｋ番目のアンテナに誘起される信号は
次のように示す。

【数７】

【０００７】本発明では受信モードでは位相が一番遅い
信号が誘起されるアンテナ素子を基準アンテナ素子とし
て、送信モードでは信号の伝達方向が反対だから位相が
一番速いアンテナ素子が基準アンテナ素子になるように
する。こういう基準アンテナ素子を定義すると、実際に
配列アンテナを設計することにあって、上記基準アンテ
ナ素子に誘起される信号にはいつも０位相を加えるし
（変化を加えないことを意味している）、その以外のア
ンテナ素子にはみんな陽の位相差（又は、位相遅延をキ
ャリア周波数の２π倍に分けた時間遅延）を加えて易く
設計できることになる。もし、上記配列アンテナがＮ個
のアンテナ素子で構成されていれば、毎スナップショッ
トごとにＮ−ｂｙ−１信号ベクトル（一般に要素の個数
がＮ個であるベクトルを“Ｎ−ｂｙ−１ベクトル”とい
う）をされるようになってＪ番めのスナップショットで
は次のように自己相関行列を構成できる（数８参照）。
ここで、“スナップショット”というのは配列アンテナ
に入射される信号を観測して新たな利得ベクトルｗ（或
いは位相遅延ベクトル）を計算する時間をいい、本発明
では毎スナップショットごとに新たに入射される信号値
に合う利得ベクトル（或いは、位相遅延ベクトル）を算
出することにより、現在入射された信号値に適応する配
列アンテナを毎スナップショットごとに設計できる。

【数８】 但し、上記数８で二重下線（ｄｏｕｂｌｅ ｕｎｄｅｒ
ｌｉｎｅ）は行列を下線（ｕｎｄｅｒｌｉｎｅ）はベク
トルを夫々表示したことであり、Ｔｓはスナップショッ
トの周期で、上添字Ｈはハミシャン（Ｈｅｒｍｉｔｉａ
ｍ）演算子で、要素の個数がＮ個であるＮ−ｂｙ−１信
号ベクトルｘ（ｔ）は上記数５で説明された入力信号ｘ
_ｋ（ｔ）、ｋ＝１、２、．．．、Ｎとして次のように構
成される。

【数９】ｘ（ｔ）＝［ｘ_１（ｔ）ｘ_２（ｔ）・・・ｘ_Ｎ
（ｔ）］^Ｔ （但し、上添子Ｔは転置（ｔｒａｎｓｐｏｓｅ）演算子
である） しかし、上記数８はＭ個の信号成分の入射角が変えない
時にのみ有効し、時変換（ｔｉｍｅ・ｖａｒｉａｎｔ）
環境、即ち移動通信環境のように夫々の信号原が通信の
途中に移動するときには入射角が毎スナップショットご
とに異なるから上記数８では正しい自己相関行列を構成
できないことになる。従って、時変換の環境では次のよ
うに忘却印子を導入して反復の方法により自己相関行列
を近似的に計算することが望ましい。

【数１０】 ットの自己相関行列で、ｆは０と１の間の値を取る忘却
因子である） 一般的に通信環境は時変換であるから、本発明では特に
移動通信環境で上記数８よりは上記数１０を利用して自
己相関行列を計算する。多様なコンピュータ模擬実験の
結果、本発明の技術を一般的な陸地移動通信環境に適用
する場合、忘却印子の値を０．８〜０．９９範囲内にす
ることが最適の性能を持つことが分かる。

【０００８】これから、最適の配列アンテナ設計につい
て実施例を上げてもっとより具体的に説明する。上記数
８又は数１０により決定される自己相関行列の固有値を
大きさの順に羅列してみるとλ_１≧λ_２≧・・・≧λ_Ｎ
のようになるが、上記最大の固有値λ_１は信号の総個数
Ｍとアンテナ素子の個数Ｎに関係なしに信号成分などに
より決定される固有値である。従って、上記最大の固有
値λ_１に対応する正規化された固有ベクトルをｅ _１とす
ると、ｅ _１は次のように信号副空間（ｓｉｇｎａｌ ｓ
ｕｂｓｐａｃｅ）に存在することがわかる。

【数１１】 但し、複素値γ_ｉは原信号及び干渉信号などの大きさ及
び入射角の分布により決定される常数であり、ａ
（θ_ｉ）はｉ番めの入射信号の入射角θ_ｉにより決定さ
れる方向ベクトルとして、

【数１２】 により決定される。

【０００９】ここで、所望の信号のレベルがその外の信
号、即ち干渉信号、夫々のレベルより顕著に大きいと仮
定しよう。すなわち、

【数１３】 ｜Ｓ_ｊ（ｔ）｜》｜Ｓ_ｉ（ｔ）｜ ｆｏｒ ｊ≠ｉ 数１３の条件を満足させる信号環境では数１１の固有ベ
クトルｅ _１を次のように近似化できる。

【数１４】ｅ _１＝γ _１ａ（θ_１） 即ち、ｅ _１は所望の信号の入射角により決定される方向
ベクトルａ（θ_１）と殆ど同一な方向になる。従って、
所望の信号レベルが干渉信号の夫々のレベルより十分に
大きいという条件では、各アンテナ素子に加える位相遅
延ベクトルｗを最大固有値の常用ベクトルｅ _１と決定す
ると、配列アンテナのビームパターンは最大利得を原信
号の方向であるθ_１の方に近似になるものである。だか
ら、本発明では配列アンテナの位相遅延ベクトルを次の
ように置くように提示している。

【数１５】 ここで、固有ベクトルを常数で分けたことは配列アンテ
ナの性能を分析するときの計算上の便利のためのことで
ある。

【００１０】次いで、どんな方法により最適の位相遅延
ベクトルを求めるかについて考察してみよう。前述のよ
うに原信号の電力が干渉波の夫々の電力より顕著に強く
信号環境では原信号の方向に最大利得を形成する理想的
なビームパターンを持つ配列アンテナは上記最大固有値
λ_１に対応する正規化された固有ベクトルｅ _１でｗを決
定することにより近似的に求められる。しかし、自己相
関行列を求めることのそのものも上記数８と数１０のよ
うに多少複雑な計算が必要し、もっとも最大固有値に対
応する固有ベクトルを求めることは簡単ではない。なお
さら、移動通信のように信号環境が時変換である場合、
毎スナップショットごとに原信号の入射角が変化するか
ら変化した入射角に合って固有ベクトルを求めなければ
ならない。従って本発明ではアンテナ素子に掛ける利得
ベクトルｗを毎スナップショットごとに更新することに
より時変換の信号環境に合うように適応的な方法により
ｅ _１と近似な値に決める方案を説明する。まず、求めよ
うとする複素利得ベクトルｗは次のように反復的な過程
を通じて毎スナップショットごとに直前のスナップショ
ットで求めたベクトルを更新して求める。

【数１６】ｗ（ｋ＋１）＝ｗ（ｋ）＋μｖ（ｋ） 但し、独立変数ｋはスナップショットを示すタイムイン
デクス（ｔｉｍｅ ｉｎｄｅｘ）で、μは予め決めた適
応利得（ａｄａｐｔｉｖｅ ｇａｉｎ）、ｖ（ｋ）はｋ
番めのスナップショットでの追跡方向ベクトル（ｓｅａ
ｒｃｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）で、上記
数１６でｗ（ｋ＋１）は毎反復ごとに大きさが１になる
ように正規化しなければならない。上記数１６から現ス
ナップショットで求めようとする解は直前の解でｖ
（ｋ）の方向にμぐらい更新することにより得られるこ
とが分かる。

【００１１】このような概念として解を求めようとする
と次の二つの問題を解決すべきである。一番目、初期の
位相遅延ベクトルｗ（０）と適応利得はどのように設定
するか？ 二番目、追跡方向ベクトルは毎スナップショ
ットでどのように決定するのか？ 本発明では初期状態での解ｗ（０）は初期状態に受信さ
れた信号ｘ（０）を使う。即ち、

【数１７】 但し、ｘ_１（０）は基準アンテナ素子に有機された受信
信号として、信号ベクトルｘ（０）の一番目の要素であ
る。上記数１７のようにする理由は、自己相関行列のラ
ンクが一番目スナップショットでは１で、従って信号固
有値は一つだけであり、雑音成分だけを無視すると入力
信号ベクトル自体からすぐ信号固有ベクトルを得られる
からである。また、配列アンテナを設計する全体的な過
程が収斂にするために適応利得（μ）は安定性を考慮し
て入力信号電力のＮ倍の逆数を超過しない値に設定する
ことが望ましい。本実施例で提示する技術は、初期に上
記数１７から始めて、ここで説明される要領により毎ス
ナップショットごとに追跡方向ベクトルを求めた後、上
記数１６により解を更新して配列アンテナを設計するの
である。追跡方向ベクトルを求めるために次のように定
義された価格関数を考慮してみよう。

【数１８】 数学的にやさしく説明されるように、数１８に定義され
た価格函数の最小値ま とで、上記価格関数を最小化或いは最大化したときの解
ｗはそれに対応する固有ベクトルである。

【００１２】所望の信号の方向に最大の利得を提供する
ビームパターンを形成するためには、前術のように配列
アンテナの利得ベクトルｗを最大固有値に相応する固有
ベクトルに決定するべきなので、本発明では上記数１８
の価格函数を最大化する追跡方向ベクトルを求める。次
のように上記数１８を利得ベクトルｗで偏微分して、そ
の結果であるグレージエント（Ｇｒａｄｉｅｎｔ）ベク
トル（▽）を零（ｚｅｒｏ）とする条件を求めることに
より最大値または最小値を求められる。

【数１９】 上記数１９を満足する利得ベクトルを数１６のような反
復的（ｉｔｅｒａｔｉｖｅ）な方法により求めるために
次の数２０のように数１９のグレージエント（Ｇｒａｄ
ｉｅｎｔ）ベクトルを追跡方向ベクトルとして使用す
る。

【数２０】 数２０のように利得ベクトルｗを更新するためには毎ス
ナップショットごとにカンマ（γ）値を先に計算すべき
である。数２０と数１８を連立して最適のカンマ値を求
めると次の二次方正式の解が最適のカンマ値のことが分
かる。

【数２１】 数２１で を満足するカンマ値は次のように求められる。

【数２２】 上記数２２で計算された二つの根の中、カンマ値は小さ
いことを取る。即ち、

【数２３】

【００１３】本実施例で提示する最適の利得ベクトルを
求める全体的な過程を総合してみると次のようになる。
一番目、初期に各アンテナ素子に誘起された信号を利用
してｗ（０）＝ｘ（０）／ にして計算する。二番目、新しい信号ベクトルｘ（ｋ）
を数１０に代入して自己相関行列を更新して、数２３に
よりカンマ値を求めてから利得ベクトルｗを数２０のよ
うに更新する。以後，毎スナップショットの新しい信号
ベクトルをうけるときごとに、これを反復する。本実施
例によると、原信号の方向はもちろん、すべての干渉信
号成分の方向についた一切の事前情報を必要としないか
ら、全体的な過程が画期的に単純化されて、周知の汎用
プロセッサーを使っても移動通信をはじめて、大部分の
実際通信環境で信号再生及び送信を実時間で処理される
ようになる。例えば、上記最適の位相遅延ベクトルを求
めるのに必要な総計算量は上記数１０と数１９乃至１８
に示すように、毎スナップショットごとに約Ｏ（２Ｎ^２
＋６Ｎ）だから、コンピューター模擬実験の結果、使用
者の速さが１５０ｋｍ／ｈを超えない陸上移動通信では
標準ＤＳＰチップ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌｐｒ
ｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｈｉｐ）を利用しても技術的な難
しさはないことが分かった。

【００１４】上記のように反復的な方法を応用して所望
のビームパターンを持つようにする利得ベクトルを求め
られるが、上記の方法は従来の方法よりは顕著に簡略化
されたが、数１０に現れたように毎スナップショットご
とに自己相関行列を更新しなければならないから、シス
テムの複雑度はそのままである。従って、全体の課程を
もっと簡略化するために、上記の方法で必要とする自己
相関行列の計算時に忘却因子の値を特定値に調整する。
即ち、数１０で忘却因子の値を０に固定させる場合を考
えてみる。再言して自己相関行列を現在の信号ベクトル
にみに決定するという意味だから、前に提示されたすべ
ての過程がずっと減るようになる。また、毎スナップシ
ョットでの入射角の変化が余りに大きい場合には、やむ
をえず過去の信号値などを自己相関行列に考慮すること
が不可能になるので、忘却因子を０にしたのは一般的な
信号環境で適用されられる。まず、自己相関行列は次の
ように簡略化される。

【数２４】 上記の式を数１９−１８に適用すれば迫跡方向ベクト
ル、カンマ値、及び利得ベクトルの更新過程のように簡
略になる。

【数２５】 ｗ（ｋ＋１）＝ｗ（ｋ）＋μｖ（ｋ）＝［１−μγ
（ｋ）］ｗ（ｋ）＋μｙ^＊（ｋ）ｘ（ｋ）（但し、ｙ
（ｋ）はｋ番目のスナップショットでの配列アンテナの
出力としてｙ（ｋ）＝ｗ ^Ｈ（ｋ）ｘ（ｋ）に定義され
る。） 上記の数２５のように忘却因子を０にする場合、自己相
関行列が現在の信号ベクトルだけで決められるから、最
適の位相遅延ベクトルを求める過程が大幅に簡略化され
て、自己相関行列を毎スナップショットごとに更新しな
いから行列その自体を計算する必要がなくなり、上記数
１０の遂行が省略されるのである。

【００１５】コンピューター模擬試験の結果、上記で紹
介した方法により自己相関行列を計算して忘却因子の値
を最適値に設定した結果、干渉信号について約１２乃至
１５ｄＢぐらいの改善が得られたし、雑音についてはア
ンテナ素子の数ぐらい改善を得られる（即ち、実際の雑
音電力は配列アンテナの出力端で約１／Ｎに減少）。反
面、瞬時値で自己相関行列を近似化した方法によると、
雑音についてはほとんど対等の改善を得たし、干渉の場
合は約１０乃至１２ｄＢの改善を得られた。結果的に忘
却因子を導入するから過去の信号値などを全部考慮して
自己相関行列を計算した方法を導入して上記配列アンテ
ナを設計する場合と比較すると、自己相関行列を瞬時値
で近似化した簡略化技術は干渉信号について約２乃至３
ｄＢぐらいの性能低下を誘発することがわかったが、全
体的な過程が大幅に簡素化されるから、システムを容易
に実現及び費用節減を得られるのである。瞬時信号値だ
けで簡略化された方法により配列アンテナを設計する場
合、０（Ｎ^２）の演算子は全部なくされて全体の過程に
要求される総計算量は約７Ｎ＋１６個の加算（ａｄｄｉ
ｔｉｏｎ）と約４Ｎ＋７個の積算（ｍｕｌｔｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎ）になる。受信と送信をすべて考えた全体シス
テムを具現するためには、受信モードで上記に説明され
た要領により最適の利得ベクトルを求めた後、その値に
より求めた位相値を送信モードにそのまま適用して最適
なシステムが具現される。前述したように、理想的なビ
ームパターンを提供するための信号処理装置を移動通信
システムの基地局に具備する場合、通信容量の増大及び
通信品質の改善と共に基地局内の全ての端末機のバッテ
リの寿命を大幅に増大させる効果を得られる。即ち、基
地局では通信しようとする加入者の方向にのみ主ビーム
（ｍａｉｎｌｏｂｅ）を設定することにより従来技術に
よる基地局の場合よりずっと高い送受信効率を達成でき
る。従って、該当端末機の送信電力を大幅に低くして
も、円滑な通信が遂行されるようになる。そして、この
ように端末機の送信電力を低くすることは、端末機のバ
ッテリーの寿命延長に直結するのである。

【００１６】これからもっとより具体的な実施例などを
紹介する。 ＜第１実施例＞本実施例では配列アンテナを採用してい
る受信システムで最適のビームパターンを作るように実
時間に利得ベクトルを計算する信号処理装置を紹介す
る。本実施例では毎反復（Ｉｔｅｒａｔｉｏｎ）ごとに
受信された上記信号ベクトル（ｘ）を利用して数２４に
依拠して自己相関行列を上記瞬時信号に近似する。従っ
て、明細書に上述のように自己相関行列は実際的には計
算しない。この場合、利得ベクトルは数２３に依拠して
算出される。このような第１実施例の信号処理装置の具
現を次のように詳細に説明する。図１は第１実施例によ
る信号処理装置の一実施例の構成ブロック図であり、図
面のように毎スナップショットごとに出力される信号ベ
クトル（ｘ）と現スナップショットでの配列アンテナの
最終の出力値（ｙ）と予め決めた適応利得値（μ）を夫
々入力されるように連結されたカンマ値（γ）合成部
（１１）と、上記カンマ値（γ）合成部（１１）に連結
されているし、上記信号ベクトル（ｘ）、上記配列アン
テナの最終の出力値（ｙ）及び上記適応利得値（μ）を
入力されるように連結された利得ベクトル更新部（１
２）を具備している。上記カンマ値（γ）合成部（１
１）は配列アンテナを利用して信号を受信する装置（以
下、受信装置という）から毎スナップショットごとに出
力される信号ベクトル（ｘ）と現スナップショットでの
配列アンテナの最終の出力値（ｙ）と予め決めた適応利
得値（μ）を入力されて毎スナップショットごとにカン
マ値（γ）を合成して出力することであり、上記利得ベ
クトル更新部（１２）と上記カンマ値（γ）合成部（１
１）からのカンマ値（γ）と上記現スナップショットで
の利得ベクトル（ｗ）と上記適応利得値（μ）と上記受
信信号ベクトル（ｘ）と上記配列アンテナの出力値
（ｙ）を夫々入力されて毎スナップショットごとに上記
利得ベクトル（ｗ）を更新することである。そして、上
記のような各機能部の具現は周知のコンピューターシス
テム環境下でソフトウェア的に具現可能し、こんな信号
処理技術の究極的な目的は最適のビームパターンを提供
する利得ベクトル（ｗ）を算出するためのもので、こん
なに求められた利得ベクトルは無線受信システム内の信
号処理装置と隣接設置された内積計算装置（後術される
図５の説明内容を参照）に出力されて上記内積計算装置
で毎スナップショットごとに受信信号ベクトル（ｘ）と
上記利得ベクトル（ｗ）が相互内積されて上記受信シス
テムの最終の出力（ｙ）をつくるようにすることであ
る。

【００１７】図２は第１実施例で図１で提示した信号処
理装置の一つの構成要素であるカンマ値（γ）合成部の
一実施例の細部の構成図で、図面のように上記配列アン
テナの出力値（ｙ）の大きさを自乗するための積算器
（Ｇ１）と、上記積算器（Ｇ１）の出力と上記適応利得
（μ）の逆数（１／μ）を足すための足し器（Ｇ２）
と、上記足し器（Ｇ２）の出力をＡとすればＡを自乗す
るための積算器（Ｇ３）と、上記受信信号ベクトル
（ｘ）の各要素の大きさを自乗するための多数の積算器
（Ｇ４）と、上記多数の積算器（Ｇ４）の出力を足すた
めの足し器（Ｇ５）と、上記足し器（Ｇ５）の出力と上
記適応利得（μ）の逆数（１／μ）の２倍（２／μ）を
足すための足し器（Ｇ６）と、上記足し器（Ｇ６）の出
力と上記積算器（Ｇ１）の出力（｜ｙ｜^２）を掛けるた
めの積算器（Ｇ７）と、上記積算器（Ｇ７）の出力をＢ
とすれば上記積算器（Ｇ３）の出力（Ａ^２）からＢを引
くための足し器（Ｇ８）と、上記足し器（Ｇ８）の出力
の自乗根（ｓｑｕａｒｅ ｒｏｏｔ）を求めるための自
乗根計算器（Ｇ１０）と、上記足し器（Ｇ３）の出力
（Ａ）から上記自乗根計算器（Ｇ１０）の出力を引くた
めの足し器（Ｇ９）を具備している。従って、現スナッ
プショットでの利得ベクトル（ｗ）の各要素の複素共役
と上記 素を互いにかけてからその積の結果を互いに足して得た
値などでなるベクトルを の利得ベクトルの各要素を互いにかけてからその結果を
互いにたしてその足した μ）を掛けた結果に上記ＰベクトルとＰベクトル自身の
内積（ｉｎｎｅｒ ｐｒｏ されるカンマ値は上記ＡからＡ^２−Ｂの自乗根を引いた
値（数１）になる。

【００１８】これもやはり上記のように機能素子などの
構成の代わりに周知のコンピューターシステムの環境下
でソフトウェア的にも具現可能し、その遂行過程を簡単
に考察してみると次のようにする。まず、上記配列アン
テナの出力値（ｙ）の絶対値を自乗し（Ｇ１過程）てか
ら、その遂行結果と上記適応利得（μ）の逆数（１／
μ）を足し（Ｇ２過程）てから結果の出力（Ａ）を自乗
する（Ｇ３過程）。そして、上記受信信号ベクトル
（ｘ）の各要素の大きさを夫々自乗して（Ｇ４過程）か
ら、各遂行の結果の出力を全て足した（Ｇ５過程）結果
の出力と上記適応利得（μ）の逆数（１／μ）の２倍
（２／μ）を足す（Ｇ６過程）。そしてから上記Ｇ６過
程の遂行結果の出力と上記Ｇ１過程の遂行欠課の出力
（｜ｙ｜^２）を掛けて（Ｇ７過程）上記Ｇ３過程の遂行
結果の出力（Ａ^２）から上記Ｇ７過程の出力（Ｂ）を引
く（Ｇ８過程）。その後上記Ｇ８過程の遂行結果の出力
の自乗根（ｓｑｕａｒｅ ｒｏｏｔ）を求めた後（Ｇ９
過程）、上記Ｇ２過程の遂行結果の出力（Ａ）から上記
Ｇ９過程の出力を引く（Ｇ１０）。こういう過程を経る
ことにより、結果的に現スナップショットでの利得ベク
ト 々のカラム（ｃｏｌｕｍｎ）の各要素を互いに掛けた後
その積の結果を互いに足し 素と上記現スナップショットでの利得ベクトルの各要素
を互いに掛けた後その結 適応利得の逆数の２倍（２／μ）を掛けた結果に上記Ｐ
ベクトルとＰベクトルの自 引いた値（数１）になる。

【００１９】図３は第１実施例で図１のような信号処理
装置の利得ベクトル（ｗ）更新部の構成を示す一実施例
として、上記適応利得（μ）と上記カンマ値（γ）を掛
けるための積算器（Ｐ１）と、上記積算器（Ｐ１）の出
力を１から引くための足し器（Ｐ２）と、上記足し器
（Ｐ２）の出力と現スナップショットでの上記利得ベク
トル（ｗ）の各要素を掛けるための多数の積算器（Ｐ
３）と、上記適応利得（μ）と現スナップショットでの
上記配列アンテナの最終出力（ｙ）の複素共軛（ｙ^＊）
を掛けるための積算器（Ｐ４）と、上記積算器（Ｐ４）
の出力と現スナップショットでの上記受信信号ベクトル
（ｘ）の各要素を掛けるための多数の積算器（Ｐ５）
と、上記多数の積算器（Ｐ３）の出力と上記多数の積算
器（Ｐ５）の出力を順に足すための多数の足し器（Ｐ
６）を具備しているし、上記多数の足し器（Ｐ６）の出
力で現スナップショットでの上記利得ベクトルを更新す
るようにすることである。これも上記のような機能素子
などの構成の代わりに周知のコンピューターシステムの
環境下でソフトウェア的にも具現可能しこの時の遂行過
程を簡単に考察してみると次の通りである。まず、上記
適応利得（μ）と上記カンマ値（γ）を掛け（Ｐ１過
程）てから、上記結果の出力を１から引く（Ｐ２過
程）。その後その遂行結果の出力と現スナップショット
での上記利得ベクトル（ｗ ^＊）の各要素を掛ける（Ｐ３
過程）。一方、上記適応利得（μ）と現スナップショッ
トでの上記配列アンテナの最終出力（ｙ）の複素共軛
（ｙ^＊）を掛ける（Ｐ４過程）。その後上記複素共役を
掛けた結果の出力と現スナップショットでの上記受信信
号ベクトル（ｘ）の各要素を夫々掛けた後（Ｐ５過
程）、上記Ｐ３過程の遂行結果の出力と上記Ｐ５過程の
遂行結果の出力を順に足すことにより（Ｐ６過程）結果
的にｗ←（１−μγ）ｗ＋μｙ ^＊ｘに基づき毎スナップ
ショットごとに上記利得ベクトルを更新するものであ
る。

【００２０】図４は上記図１のような信号処理装置で利
得ベクトル更新部の別の実施例の構成図で、前述のよう
な図３の利得ベクトル更新部の構成にその出力を正規化
する部分を附加構成することである。図面のようにＰ１
乃至Ｐ６の構成と動作については上記図３の利得ベクト
ル更新部の説明欄の記載内容を代替し、ここでは附加さ
れた要素などについてのみ具体的に説明する。図面のよ
うに本実施例による利得ベクトル更新部は、上記多数の
足し器（Ｐ６）の各出力値などの絶対値を夫々自乗する
ための多数の積算器（Ｐ７）と、上記多数の積算器（Ｐ
７）の出力などを互いに足すための足し器（Ｐ８）と、
上記足し器の出力値についての自乗根を求めるための自
乗根器（Ｐ９）と、上記多数の足し器（Ｐ６）の各出力
値などを上記自乗根器（Ｐ９）の出力値で夫々分ける多
数の割り算器（Ｐ１０）とをもっと包含して、その動作
は次のソフトウェアの遂行過程から易く理解されられ
る。前述のように上記利得ベクトル更新部は、周知のコ
ンピューターシステムの環境下でソフトウェア的にも具
現可能しこの時の遂行過程を簡単に考察してみると次の
通りである。図３の説明欄の記載内容のようにＰ１乃至
Ｐ６過程を遂行してから、まず、上記多数の足し器（Ｐ
６）の各出力値などの絶対値を夫々自乗して（Ｐ７過
程）から、上記遂行結果の出力などを互いに足して（Ｐ
８過程）、上記遂行結果の出力値についての自乗根を求
める（Ｐ９過程）。そしてから上記Ｐ６過程の遂行の各
出力値などを上記Ｐ９過程の出力値で夫々分ける（Ｐ１
０過程）。即ち、本実施例による利得ベクトル更新部は
上記図３の実施例による利得ベクトル更新部の結果出力
である利得ベクトル（ｗ）の各要素など（ｗ１・・・ｗ
Ｎ）を上記利得ベクトルのノム（ｎｏｒｍ）である‘‖
ｗ‖’で分ける部分を追加した利得ベクトル更新部の構
成として、これを通じて提供される利得ベクトル（ｗ）
はその全体の大きさがいつも１に正規化されることであ
る。

【００２１】＜第２実施例＞本実施例では配列アンテナ
を採用している受信システムで最適のビームパターンを
作るように実時間に利得ベクトルを計算する信号処理装
置を具現する又別の実施例を紹介する。本実施例では毎
反復（ｉｔｅｒａｔｉｏｎ）ごとに上記信号ベクトル
（ｘ）を受信して数１０に基づき受信信号の自己相関行
列を更新してその更新された自己相関行列に依拠して数
２０から最適の利得ベクトルを算出する。明細書の記載
のように第２実施例の信号処理装置は第１実施例の信号
処理装置よりもっと複雑するが干渉信号の減衰の性能や
誤謬ビット確率の性能にあって第１実施例の信号処理装
置より多少高い結果を招来する。従って相対的に簡単な
システムを所望しているときは第１実施例の信号処理装
置を、多少複雑するがより精密な信号処理を要するとき
は第２実施例の信号処理装置を選択できる。図５は第２
実施例による信号処理装置の一実施例の構成ブロック図
で、図面のように配列アンテナを利用して信号を受信す
る装置（以下、“受信装置”という）から毎スナップシ
ョットごとに出力される信号ベクト（ｘ）と上記受信信
号ベクトル（ｘ）を入力されて毎スナップショットごと
に上記受信信号の自己相関行列（ ショットでの利得ベクトル（ｗ）と予め決めた上記適応
利得値（μ）を入力されて毎スナップショットごとにカ
ンマ値（γ）を合成して出力するカンマ値（γ）合成部
（２ 利得ベクトル（ｗ）と上記適応利得値（μ）を入力され
て毎スナップショットごとに上記利得ベクトル（ｗ）を
更新する利得ベクトル更新部（２２）とを包含する。そ
して、上記自己相関行列更新部（２０）は上記のように
毎スナップショットごとに出力される信号ベクトル
（ｘ）と上記受信信号ベクトル（ｘ）を入力されて毎ス 通常ソフトウェア的に処理する。

【００２２】同様に上記カンマ値（γ）合成部（２１）
及び利得ベクトル更新部（２２）もやはりソフトウェア
としての具現が可能するところ、それの実施例は添付し
た図面の図６、図７と図８を参照して詳細に説明する。
図６は上記図５のようにカンマ値合成部の一実施例のソ
フトウェア機能ブロック図である。上記カンマ値合成部
では図面のように上記現スナップショットでの利得ベク
ト ｃｏｌｕｍｎ）の各要素を第１のロー（ｒｏｗ）から順
に互いに掛けた後（５１）、そ そのＥベクトルの各要素と上記現スナップショットでの
利得ベクトルの各要素の ｗ）とし（５５）、上記λと上記適応利得の逆数の２倍
（２／μ）を掛けた結果をＧとし（５４）、上記Ｅベク
トルとＥベクトルのそのものの内積（ｉｎｎｅｒｐｒｏ らＣ−Ｂの自乗根を引いた値（数１）が上記カンマ値合
成部から出力されるカンマ値（γ）になる。

【００２３】図７は上記図５のように利得ベクトル更新
部の一実施例のソフトウェアの機能ブロック図である。
図面のように上記利得ベクトル更新部（２２）で更新さ
れる利得ベクトル（ｗ）は、上記適応利得（μ）と上記
カンマ値合成部（２１）の出力であるカンマ値（γ）を
掛けてから（６１）その結果を１から引くた値（１−μ
γ）（６２）で上記現スナップシ 対角線（ｍａｉｎ ｄｉａｇｏｎａｌ）の各要素に足し
た結果の行列［（１−μγ） とすると（６４）、このＤベクトルが毎スナップショッ
トごとに更新される利得ベクトルの値になることであ
る。

【００２４】図８は上記図５の利得ベクトル更新部の他
の実施例のソフトウェアの機能ブロック図で、決められ
る利得ベクトルの全体の大きさが１になるように正規化
させることである。本実施例による前述した図７による
利得ベクトル更新部（２２）で決められる利得ベクトル
の全体の大きさ１になるように正規化させる機能部をも
っと具備することで、上記適応利得（μ）と上記カンマ
値合成部（２１）の出力であるカンマ値（γ）を掛けた
結果（６１）を１から引くた値（１−μγ）（６２）で
上記現スナップショッ ６４）、上記Ｄベクトルの各要素の絶対値の自乗を全て
足したもの（６５）の自乗根（ｓｑｕａｒｅ ｒｏｏ
ｔ）で上記Ｄベクトルの各要素を分けて（６６）上記Ｄ
べクトルの全体の大きさが１になるように正規化するこ
とによりこの値で毎スナップショットごとに利得ベクト
ルを更新するようにすることができる。

【００２５】図９は本発明の第１実施例と第２実施例に
よる干渉及び雑音を減衰させる信号処理装置を利用した
一実施例の信号受信システムを説明するための概略図
で、図面で１は配列アンテナ、７は受信装置、８は内積
計算装置、９は信号処理装置を夫々示す。図面のように
本実施例による信号受信システムは多数のアンテナ素子
などを具備し、所定の位置と間隔に配列されて各アンテ
ナ素子に誘起される受信信号を後端に印加する配列アン
テナ（１）と、上記各アンテナ素子に誘起されて上記配
列アンテナ（１）から出力される信号ベクトルについて
周波数低域遷移、復調などの信号受信に必要な処理を行
って毎スナップショットごどに信号ベクトルを合成する
受信装置（７）と、上記受信装置（７）から出力される
信号ベクトルの各要素（ｘ_１・・・ｘ_Ｎ）と適切な利得
ベクトルを内積して配列アンテナの出力値（ｙ（ｔ））
を合成する内積計算装置（８）と、上記受信装置（７）
から出力される信号ベクトルの各要素（ｘ_１・・・
ｘ_Ｎ）を上記内積計算装置（８）の出力値（ｙ（ｔ））
を利用して処理して適切な利得ベクトル値（ｗ１・・・
ｗＮ）を求めた後、上記内積計算装置（８）に提供する
信号処理装置（９）を具備する。

【００２６】本受信システムは受信装置（７）、信号処
理装置（９）、及び内積計算装置（８）で構成されてい
るし、上記受信装置（７）で各アンテナ素子に誘起され
た受信信号の周波数を低域に遷移し復調などの過程をへ
て受信信号ベクトル（ｘ）（ｔ））を作る。本発明の技
術をＣＤＭＡ信号の環境で使用する場合には復調された
受信信号を所望の信号に割当されたチップコードに相関
する相関器も上記受信装置（７）に包含される。そし
て、上記受信装置（７）から出力された受信信号（ｘ
（ｔ））は信号処理装置（９）と内積計算装置（８）に
加えられる。上記信号処理装置（９）では現スナップシ
ョットから受信された受信信号（ｘ（ｔ））と直前のス
ナップショットでの配列アンテナの出力信号（ｙ
（ｔ））を利用して最適の利得ベクトル（ｗ）を算出し
て出力する。算出された最適の利得ベクトル（ｗ）は内
積計算装置（８）に送られて内積計算装置（８）が現ス
ナップショットでの受信信号（ｘ（ｔ））と利得ベクト
ル（ｗ）を相互内積して次のスナップショットでの出力
値（ｙ（ｔ））を算出する。ここで、核心部分は本発明
の信号処理装置（９）として、毎スナップショットで元
信号方向には最大利得を形成して他の方向には小さい利
得値を形成する一番最適である利得ベクトル（ｗ）を計
算することにより究極的に配列アンテナを利用した信号
受信システムに最適のビームパターンを提供することに
なる。

【００２７】前述のような本発明は次のような効果をも
つ。元信号の受信レベルが干渉信号の夫々の受信レベル
より高い信号環境で元信号レベル対干渉信号レベルの差
異をもっと増加させて、附加雑音の強さを顕著に減少さ
せることだけではなくて、雑音の影響を顕著に減らすこ
とにより通信品質を向上させ、通信容量を増加させて、
従来の方式よりその計算量を顕著に減るから実時間処理
を可能になる。以上のように本発明は前述した実施例と
図面に限定されることではなくて、本発明の技術的思想
を逸脱しない範囲内でいろんな置換と変更可能すること
は当然する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による信号処理装置の第１実施例の構成
を概略的に示すブロック図である。

【図２】上記図１の信号処理装置のカンマ値合成部の一
実施例の細部構成図である。

【図３】上記図１の信号処理装置の利得ベクトル更新部
の一実施例の細部構成図である。

【図４】上記図１の信号処理装置の利得ベクトル更新部
の他の実施例の細部構成図である。

【図５】本発明による信号処理装置の第２実施例の構成
を概略的に示すブロック図である。

【図６】第２実施例によるカンマ値合成部の一実施例の
ソフトウェアの機能ブロック図である。

【図７】上記図５の信号処理装置の利得ベクトル更新部
の一実施例のソフトウェアの機能ブロック図である。

【図８】上記図５の信号処理装置の利得ベクトル更新部
他の実施例のソフトウェアの機能ブロック図である。

【図９】本発明による信号処理装置を利用して干渉及び
雑音を減衰させた信号の受信システムの概略図である。

【符号の説明】

１ 配列アンテナ ７ 受信装置 ８ 内積計算装置 ９ 信号処理装置 １１ カンマ値合成部 １２ 利得ベクトル更新部 ２０ 自己相関行列更新部 ２１ カンマ値合成部 ２２ 利得ベクトル更新部

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信システムでビームパターンを実時間
   に調整して干渉を最小化して雑音の影響を減らすための
   信号処理装置において、配列アンテナの受信装置から毎
   スナップショットごとに出力される信号ベクトル（ｘ）
   と現スナップショットでの配列アンテナの最終の出力値
   （ｙ）と予め決めた適応利得値（μ）を入力されて毎ス
   ナップショットごとにカンマ値（γ）を合成して出力す
   るカンマ値（γ）合成手段（１１）と、上記カンマ値合
   成手段（１１）からのカンマ値（γ）と現スナップショ
   ットでの利得ベクトル（ｗ）と上記適応利得値（μ）と
   上記受信信号ベクトル（ｘ）と上記配列アンテナの出力
   値（ｙ）を入力されて毎スナップショットごとに上記利
   得ベクトル（ｗ）を更新する利得ベクトル更新手段（１
   ２）とを含することを特徴とする信号処理装置。
2. 【請求項２】 所定の間隔に配列される多数のアンテナ
   素子などの夫々に誘起される信号に、上記各アンテナ素
   子に誘起された信号から求めた自己相関行列の最大固有
   値に対応する固有ベクトルの値で利得ベクトルを決める
   ことを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
3. 【請求項３】 上記利得ベクトルの値は、上記最大固有
   値に対応する上記固有ベクトルのビームパターンの特性
   に影響を与えずに局部的な変化だけを加えるようにする
   ために、上記最大固有値の固有ベクトルを常数倍して決
   定することを特徴とする請求項２記載の信号処理装置。
4. 【請求項４】 上記利得ベクトルの値は、上記最大固有
   値に対応する上記固有ベクトルのビームパターンの特性
   に影響を与えずに局部的な変化だけを加えるようにする
   ために、上記最大固有値の固有ベクトルを正規化（ｎｏ
   ｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ）して決定することを特徴とす
   る請求項２記載の信号処理装置。
5. 【請求項５】 現在スナップショットでの上記自己相関
   行列は、直前のスナップショットでの上記自己相関行列
   に大きさが０から１の間である忘却因子をかけた値に現
   在スナップショットでの上記各アンテナ素子に誘起され
   た信号などから得られた信号ベクトルで計算する下記式
   による信号行列を足すことにより求めることを特徴とす
   る請求項２記載の信号処理装置。 ットの自己相関行列で、ｆは０と１の間の値を取る忘却
   因子で、Ｔｓはスナップショット周期で、上添字Ｈはハ
   ミシャン（Ｈｅｒｍｉｔｉａｍ）演算子である。）
6. 【請求項６】 上記自己相関行列を計算することにあっ
   て上記忘却因子（ｆ）を０として動作過程を簡略化する
   ことを特徴とする請求項５記載の信号処理装置。
7. 【請求項７】 上記最大有値に対応する固有ベクトル
   は、最初スナップショットでは上記各アンテナ素子に誘
   起された信号などの間の位相差を無くすように上記利得
   ベクトルを決定するために、基準アンテナに誘起された
   信号には変化を加えなく、各上記アンテナ素子の信号な
   どに対しては此後位相をもつ隣接した上記アンテナ素子
   との位相差ぐらい位相遅延を加えるように上記利得ベク
   トルの値を決めて、二番目のスナップショットの以後か
   らは直前のスナップショットでの上記利得ベクトルを更
   新して求めるが、毎スナップショットで上記基準アンテ
   ナ素子に誘起される信号に掛ける利得値は実数（ｒｅａ
   ｌ ｎｕｍｂｅｒ）として 最大になるようにするが、｜ｗ（ｋ）｜^２＝１であるコ
   ンストレイントを満足するように更新して求めることを
   特徴とする請求項２記載の信号処理装置。
8. 【請求項８】 上記基準アンテナ素子は、上記多数のア
   ンテナ素子中、毎スナップショットごとに位相が一番遅
   い信号が誘起されるアンテナ素子に決定することを特徴
   とする請求項７記載の信号処理装置。
9. 【請求項９】 上記基準アンテナ素子は、上記多数のア
   ンテナ素子中、現スナップショットで通信しようとする
   信号源との物理的距離が一番遠いところに位置したアン
   テナ素子に決定することを特徴とする請求項７記載の信
   号処理装置。
10. 【請求項１０】 上記カンマ値（γ）合成手段（１１）
    は、上記配列アンテナ出力値（ｙ）の大きさを自乗する
    ための積算手段（Ｇ１）と、上記積算手段（Ｇ１）の出
    力と上記適応利得（μ）の逆数（１／μ）を足すための
    足し手段（Ｇ２）と、上記足し手段（Ｇ２）の出力
    （Ａ）を自乗するための積算手段（Ｇ３）と、上記受信
    ベクトル（ｘ）の各要素の大きさを自乗するための多数
    の積算手段（Ｇ４）と、上記受信ベクトル（ｘ）の各要
    素の大きさを自乗するための多数の積算手段（Ｇ４）の
    出力を足すための足し手段（Ｇ５）と、上記足し手段
    （Ｇ５）の出力と上記適応利得（μ）の逆数（１／μ）
    の２倍（２／μ）を足すための足し手段（Ｇ６）と、上
    記足し手段（Ｇ６）の出力と上記積算手段（Ｇ１）の出
    力（｜ｙ｜^２）を掛けるための積算手段（Ｇ７）と、上
    記積算手段（Ｇ３）の出力（Ａ^２）から上記積算手段
    （Ｇ７）の出力（Ｂ）を引くための足し手段（Ｇ８）
    と、上記足し手段（Ｇ８）の出力の自乗根（ｓｑｕａｒ
    ｅ ｒｏｏｔ）を求めるための自乗根計算手段（Ｇ１
    ０）と、上記足し手段（Ｇ２）の出力（Ａ）から上記自
    乗根計算手段（Ｇ１０）の出力を引くための足し手段
    （Ｇ９）を具備して、 【数１】 のカンマ値（γ）を合成することを特徴とする請求項１
    記載の信号処理装置。
11. 【請求項１１】 上記利得ベクトル（ｗ）更新手段（１
    ２）は、上記適応利得（μ）と上記カンマ値（γ）を掛
    けるための積算手段（Ｐ１）と、上記積算手段（Ｐ１）
    の出力を１から引くための足し手段（Ｐ２）と、上記足
    し手段（Ｐ２）の出力と現スナップショットでの上記利
    得ベクトル（ｗ）の各要素を掛けるための多数の積算手
    段（Ｐ３）と、上記適応利得（μ）と現スナップショッ
    トでの上記配列アンテナの最終出力（ｙ）の複素共軛を
    掛けるための積算手段（Ｐ４）と、上記積算手段（Ｐ
    ４）の出力と現スナップショットでの上記受信信号ベク
    トル（ｘ）の各要素を掛けるための多数の積算手段（Ｐ
    ５）と、上記多数の積算手段（Ｐ３）の出力と上記多数
    の積算手段（Ｐ５）の出力を順に足すための多数の足し
    手段（Ｐ６）を具備しているし、ｗ←（１−μγ）ｗ＋
    μｙ ^＊ｘに基づき利得ベクトルを更新することを特徴と
    する請求項１記載の信号処理装置。
12. 【請求項１２】 上記多数の足し手段（Ｐ６）の各出力
    値などの絶対値を夫々自乗するための多数の積算手段
    （Ｐ７）と、上記多数の積算手段（Ｐ７）の出力などを
    互いに足すための足し手段（Ｐ８）と、上記足し手段の
    出力値についての自乗根を求めるための自乗根手段（Ｐ
    ９）と、上記多数の足し手段（Ｐ６）の各出力値などを
    上記自乗根手段（Ｐ９）の出力値で夫々分ける多数の割
    り算手段（Ｐ１０）とをもっと包含することを特徴とす
    る請求項１１記載の信号処理装置。
13. 【請求項１３】 受信システムでビームパターンを実時
    間に調整して干渉を最小化して雑音の影響を減らすため
    の信号処理方法において、配列アンテナの受信装置から
    毎スナップショットごとに出力される信号ベクトル
    （ｘ）と現スナップショットでの配列アンテナの最終出
    力値（ｙ）と予め決めた適応利得値（μ）を入力されて
    毎スナップショットごとにカンマ値（ｙ）を合成して出
    力するカンマ値合成段階と、上記カンマ値（γ）と現ス
    ナップショットでの利得ベクトル（ｗ）と上記適応利得
    値（μ）と上記受信信号ベクトル（ｘ）と上記配列アン
    テナの出力値（ｙ）を入力されて毎スナップショットご
    とに上記利得ベクトル（ｗ）を更新する利得ベクトル更
    新段階とを包含することを特徴とする信号処理方法。
14. 【請求項１４】 上記カンマ値合成段階は、上記配列ア
    ンテナ出力値（ｙ）の大きさを自乗する第１段階と、上
    記第１段階の遂行結果と上記適応利得（μ）の逆数（１
    ／μ）を足す第２段階と、上記第２段階の遂行結果の出
    力（Ａ）を自乗する第３段階と、上記受信信号ベクトル
    （ｘ）の各要素の大きさを夫々自乗する第４段階と、上
    記第４段階の遂行結果の出力を足す第５段階と、上記第
    ５段階の遂行結果の出力と上記適応利得（μ）の逆数
    （１／μ）の２倍（２／μ）を足す第６段階と、上記第
    ６段階の遂行結果の出力と上記第１段階の遂行結果の出
    力（｜ｙ｜^２）を掛ける第７段階と、上記第３段階の遂
    行結果の出力（Ａ^２）から上記第７段階の出力（Ｂ）を
    引く第８段階と、上記第８段階の遂行結果の出力の自乗
    根（ｓｑｕａｒｅ ｒｏｏｔ）を求める第９段階と、上
    記第２段階の遂行結果の出力（Ａ）から上記第９段階の
    出力を引く第１０段階とを具備して、 【数２】 のカンマ値（γ）を合成して出力することを特徴とする
    請求項１３記載の信号処理方法。
15. 【請求項１５】 上記利得ベクトル更新段階は、上記適
    応利得（μ）と上記カンマ値（γ）を掛ける第１段階
    と、上記第１段階の遂行結果の出力を１から引く第２段
    階と、上記第２段階の遂行結果の出力と現スナップショ
    ットでの上記利得ベクトル（ｗ）の各要素を掛ける第３
    段階と、上記適応利得（μ）と現スナップショットでの
    上記配列アンテナの最終出力（ｙ）の複素共軛を掛ける
    第４段階と、上記第４段階の遂行結果の出力と現スナッ
    プショットでの上記受信信号ベクトル（ｘ）の各要素を
    斯く斯く掛ける第５段階と、上記第３段階の遂行結果の
    出力と上記第５段階の遂行結果の出力を順に足す第６段
    階を具備しているし、ｗ←（１−μγ）ｗ＋μｙ ^＊ｘに
    基づき利得ベクトルを更新することを特徴とする請求項
    １３記載の信号処理方法。
16. 【請求項１６】 上記第１乃至６段階により求めた利得
    ベクトル（ｗ）の全体大きさが１になるように正規化す
    るために上記利得ベクトル（ｗ）の各要素など（ｗ_１・
    ・・ｗ_Ｎ）の絶対値を自乗した後その絶対値自乗した要
    素値などをみんな足した結果値の自乗根で、上記利得ベ
    クトル（ｗ）の各要素など（ｗ_１・・・ｗ_Ｎ）をわける
    第７段階とをもっと包含することを特徴とする請求項１
    ５記載の信号処理方法。
17. 【請求項１７】 受信システムでビームパターンを実時
    間に調整して干渉を最小化して雑音の影響を減らすため
    の信号処理装置において、 配列アンテナの受信装置から毎スナップショットごとに
    出力される信号ベクトル（ｘ）と上記受信信号ベクトル
    （ｘ）を入力されて毎スナップショットごとに上記 上記適応値（μ）を入力されて毎スナップショットごと
    にカンマ値（γ）を合成して出力するカンマ値（γ）合
    成手段（２１）と、 クトル（ｗ）と上記適応利得値（μ）を入力されて毎ス
    ナップショットごとに上記利得ベクトル（ｗ）を更新す
    る利得ベクトル更新手段（２２）とを包含することを特
    徴とする信号処理装置。
18. 【請求項１８】 所定の間隔に配列される多数の配列ア
    ンテナ素子などの夫々に誘起される信号に、上記各アン
    テナ素子に誘起された信号から求めた自己相関行列の最
    大固有値に対応する固有ベクトルの値で利得ベクトルを
    決めることを特徴とする請求項１７記載の信号処理装
    置。
19. 【請求項１９】 上記利得ベクトルの値は、上記最大固
    有値に対応する上記固有ベクトルのビームパターンの特
    性に影響を与えずに局部的な変化だけを加えるようにす
    るために、上記最大固有値の固有ベクトルを常数倍して
    決定することを特徴とする請求項１８記載の信号処理装
    置。
20. 【請求項２０】 上記利得ベクトルの値は、上記最大固
    有値に対応する上記固有ベクトルのビームパターンの特
    性に影響を与えずに局部的な変化だけを加えるようにす
    るために、上記最大固有値の固有ベクトルを正規化（ｎ
    ｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ）して決定することを特徴と
    する請求項１８記載の信号処理装置。
21. 【請求項２１】 現スナップショットでの上記自己相関
    行列は、直前のスナップショットでの上記自己相関行列
    に大きさが０から１の間である忘却因子をかけた値に現
    スナップショットでの上記各アンテナ素子に誘起された
    信号などから得られた信号ベクトルで計算する下記式に
    よる信号行列を足して求めることを特徴とする請求項１
    ８記載の信号処理装置。 ットの自己相関行列で、ｆは０と１の間の値を取る忘却
    因子で、Ｔｓはスナップショット周期で、上添字Ｈはハ
    ミシャン（Ｈｅｒｍｉｔｉａｍ）演算子である。）
22. 【請求項２２】 上記最大有値に対応する固有ベクトル
    は、最初スナップショットでは上記各アンテナ素子に誘
    起された信号などの間の位相差を無くすように上記利得
    ベクトルを決定するために、基準アンテナに誘起された
    信号には変化を加えなく、各上記アンテナ素子の信号な
    どに対しては此後位相をもつ隣接した上記アンテナ素子
    との位相差ぐらい位相遅延を加えるように上記利得ベク
    トルの値を決めて、二番目のスナップショット以後から
    は直前のスナップショットでの上記利得ベクトルを更新
    して求めるが、毎スナップショットで上記基準アンテナ
    素子に誘起される信号に掛ける利得値は実数（ｒｅａｌ
    ｎｕｍｂｅｒ）として維 ））が最大になるようにするが、｜ｗ（ｋ）｜^２＝１で
    あるコンストレイントを満足するように更新して求める
    ことを特徴とする請求項１８記載の信号処理装置。
23. 【請求項２３】 上記基準アンテナ素子は、上記多数の
    アンテナ素子中、毎スナップショットごとに位相が一番
    遅い信号が誘起されるアンテナ素子に決定することを特
    徴とする請求項２２記載の信号処理装置。
24. 【請求項２４】 上記基準アンテナ素子は、上記多数の
    アンテナ素子中、現スナップショットで通信しようとす
    る信号源との物理的距離が一番遠いところに位置したア
    ンテナ素子に決定することを特徴とする請求項２２記載
    の信号処理装置。
25. 【請求項２５】 上記カンマ値（γ）合成手段（２１）
    は、上記現スナップショットでの利得ベクトル（ｗ）の
    各要素の複素共軛と上記現スナ いに掛けた後その積の結果を互いに足して得た値などで
    なるベクトルをＥベクト クトルの各要素を互いに掛けた後その結果を互いに足し
    てその足した結果をλ（ 結果に上記ＥベクトルとＥベクトルのそのものの内積
    （ｉｎｎｅｒ ｐｒｏｄｕ ンマ値が上記ＡからＡ^２−Ｂの自乗根を引いた 【数３】 になることを特徴とする請求項１７記載の信号処理装
    置。
26. 【請求項２６】 上記利得ベクトル更新手段（２２）
    は、上記適応利得（μ）と上記カンマ値合成手段の出力
    であるカンマ値（γ）を掛けた結果を１から引くた値
    （１−μγ）で上記現スナップショットでの自己相関行
    列（Ｒ）の各要素に上記適応利得（μ）を掛けた結果行
    列の主対角線（ｍａｉｎｄｉａｇ ベクトルとすると、Ｄベクトル値で毎スナップショット
    ごとに上記利得ベクトルを更新することを特徴とする請
    求項１７記載の信号処理装置。
27. 【請求項２７】 上記利得ベクトル更新手段（２２）
    は、上記適応利得（μ）と上記カンマ値合成手段の出力
    であるカンマ値（γ）を掛けた結 の各要素に上記適応利得（μ）を掛けた結果行列の主対
    角線（ｍａｉｎ ｄｉａｇ ベクトルとするとき、上記Ｄベクトルの各要素の絶対値
    の自乗を全て足したものの自乗根（ｓｑｕａｒｅ ｒｏ
    ｏｔ）で上記Ｄベクトルを分けて上記Ｄベクトルの全体
    の大きさが１になるように正規化した値で毎スナップシ
    ョットごとに利得ベクトルを更新することを特徴とする
    請求項１７記載の信号処理装置。
28. 【請求項２８】 受信システムでビームパターンを実時
    間に調整して干渉を最小化して雑音の影響を減らすため
    の信号処理方法において、配列アンテナの受信装置から
    毎スナップショットごとに出力される信号ベクトル
    （ｘ）と上記受信信号ベクトル（ｘ）を入力されて毎ス
    ナップショットごとに上記受 上記適応利得値（μ）を入力されて毎スナップショット
    ごとにカンマ値（γ）を合成して出力するカンマ値
    （γ）合成段階と、 クトル（ｗ）と上記適応利得値（μ）を入力されて毎ス
    ナップショットごとに上記利得ベクトル（ｗ）を更新す
    る段階とを包含することを特徴とする信号処理方法。
29. 【請求項２９】 上記カンマ値（γ）合成段階は、上記
    現スナップショットでの利得ベクトル（ｗ）の各要素の
    複素共軛と上記現スナ いに掛けた後その積の結果を互いに足して得た値などで
    なるベクトルをＥベクト ｗ）とし、λと上記予め設定した適応利得の逆数（１／
    μ）と足した結果をＡ（（１／ に上記ＥベクトルとＥベクトルのそのものの内積（ｉｎ
    ｎｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔ） が上記ＡからＡ^２−Ｂの自乗根を引いた 【数４】 になることを特徴とする請求項２８記載の信号処理方
    法。
30. 【請求項３０】 上記利得更新段階は、上記適応利得
    （μ）と上記カンマ値合成手段の出力であるカンマ値
    （γ）を掛けた結 の各要素に上記適応利得（μ）を掛けた結果行列の主対
    角線（ｍａｉｎ ｄｉａｇ ベクトルとすると、Ｄベクトル値で毎スナップショット
    ごとに上記利得ベクトルを更新することを特徴とする請
    求項２８記載の信号処理方法。
31. 【請求項３１】 上記利得ベクトル更新手段（２２）
    は、上記適応利得（μ）と上記カンマ値合成手段の出力
    であるカンマ値（γ）を掛けた結 の各要素に上記適応利得（μ）を掛けた結果行列の主対
    角線（ｍａｉｎ ｄｉａｇ ベクトルとするとき、上記Ｄベクトルの各要素の絶対値
    の自乗を全て足したもの ｝を分けて上記Ｄベクトルの全体の大きさが１になるよ
    うに正規化した値で毎スナップショットごとに利得ベク
    トルを更新することを特徴とする請求項２８記載の信号
    処理方法。