JPH11289213A - Adaptive receiver - Google Patents

Adaptive receiver

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JPH11289213A
JPH11289213A JP10105860A JP10586098A JPH11289213A JP H11289213 A JPH11289213 A JP H11289213A JP 10105860 A JP10105860 A JP 10105860A JP 10586098 A JP10586098 A JP 10586098A JP H11289213 A JPH11289213 A JP H11289213A
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correlation matrix
correlation
vector
vectors
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Yoshitoshi Fujimoto
美俊 藤元
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Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately form null in the arrival direction of an unnecessary wave against an incoming wave having large correlation. SOLUTION: A correlation matrix estimation device 91 generates n receiving signal vectors Xn(k) for each of the frequency bands of plural (k×n) sub-carriers outputted from plural (k) branching filters 31, 32, calculates n matrices Rn(k, k) consisting of k×k elements by calculating the product of n vectors Xn(k) and their conjugate inverted vectors and a correlation matrix R(k, k) is calculated by averaging n matrices Rn(k, k). Then a vector Cn(k) is generated by calculating the product of a receiving signal, vector Xn(k) and a reference signal vector Dn(k) for each frequency and a correlation vector C(k) is calculated by averaging n vectors Cn(k). A weight coefficient is determined based on the product of the correlation matrix R(k, k) and a reverse matrix R<-1> (k, k). Since the correlation matrix is averaged about frequency, even an incoming wave having high correlation can easily be extracted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、周波数の異なる複
数のキャリアを用いてデータ伝送を行うマルチキャリア
伝送方式の通信品質を改善するために使用されるアダプ
ティブ受信装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adaptive receiver used for improving communication quality of a multi-carrier transmission system for transmitting data using a plurality of carriers having different frequencies.

【0002】[0002]

【従来技術】所望波と不要波が同時に到来する電波環境
において、アレーアンテナの指向性を電波環境に適応し
て制御する技術としてアダプティブアレーアンテナが知
られている。図4に従来技術の一例として、2つのアン
テナ素子A1,A2を用いるアダプティブアレーアンテ
ナの基本構成を示す。2つのアンテナ素子A1,A2で
受信された信号x1 ,x2 は、それぞれ重み付け装置2
1で重み付けされて合成器22で合成される。重み係数
w1,w2は各アンテナ素子A1,A2で受信された信
号x1 ,x2 および事前に明らかとなっている情報を基
に、制御装置4により決定される。制御装置4は相関行
列推定装置41、相関ベクトル推定装置42、逆行列演
算装置43、行列乗算装置44とから構成されている。
2. Description of the Related Art In a radio wave environment in which a desired wave and an unnecessary wave simultaneously arrive, an adaptive array antenna is known as a technique for controlling the directivity of an array antenna in accordance with the radio wave environment. FIG. 4 shows a basic configuration of an adaptive array antenna using two antenna elements A1 and A2 as an example of the related art. The signals x 1 and x 2 received by the two antenna elements A 1 and A 2 are respectively added to the weighting device 2
The weights are weighted by 1 and are synthesized by the synthesizer 22. The weighting factors w1 and w2 are determined by the control device 4 on the basis of the signals x 1 and x 2 received by the antenna elements A1 and A2 and information that has been known in advance. The control device 4 includes a correlation matrix estimation device 41, a correlation vector estimation device 42, an inverse matrix operation device 43, and a matrix multiplication device 44.

【0003】以下、制御装置4の動作について詳細に説
明する。まず、各アンテナ素子A1,A2で受信した信
号x1,x2,重み付けを行う際の重み係数w1,w2 に関し
て、次のようにベクトル表記する。
Hereinafter, the operation of the control device 4 will be described in detail. First, the signals x 1 and x 2 received by the antenna elements A 1 and A 2, and the weight coefficients w 1 and w 2 for performing the weighting are expressed by vectors as follows.

【0004】[0004]

【数1】X=〔x1 2 T (1)X = [x 1 x 2 ] T (1)

【数2】W=〔w1 2 T (2)[Formula 2] W = [w 1 w 2 ] T (2)

【0005】従来のアダプティブアレーアンテナの最適
な重み係数Wopt は以下の式で表される。
[0005] The optimum weight coefficient W opt of the conventional adaptive array antenna is expressed by the following equation.

【0006】[0006]

【数3】 (Equation 3)

【0007】ただし、However,

【数4】 (4)(Equation 4) (Four)

【数5】 rxd=E〔x1(t)・d* (t) x2(t)・d* (t) 〕T (5)R xd = E [x 1 (t) · d * (t) × 2 (t) · d * (t)] T (5)

【0008】であり、d(t) は参照信号の波形である。
また、*,Tおよび+ はそれぞれ複素共役、行列の転置お
よび複素共役転置を表し、E〔・〕は平均値を求める演
算を表す。Rxxおよびrxdはそれぞれ相関行列及び相関
ベクトルと呼ばれている。式(4) 、式(5) におけるE
〔・〕は、本来はアンサンブル平均(集合平均)であ
る。
Where d (t) is the waveform of the reference signal.
*, T, and + represent complex conjugate, matrix transpose, and complex conjugate transpose, respectively, and E [•] represents an operation for obtaining an average value. R xx and r xd are called a correlation matrix and a correlation vector, respectively. E in equations (4) and (5)
[•] is originally an ensemble average (collective average).

【0009】しかし、現実にはアンサンブル平均を求め
ることは不可能であるため、従来のアダプティブアレー
アンテナではアンサンブル平均の演算を時間平均で代用
している。
However, since it is practically impossible to obtain an ensemble average, in a conventional adaptive array antenna, the ensemble average calculation is substituted by a time average.

【0010】具体的には、はじめに、各アンテナで受信
した信号を基に瞬時入力行列
Specifically, first, an instantaneous input matrix is calculated based on signals received by each antenna.

【数6】 を作成する。R^xxは時々刻々と変化することから、従
来技術ではR^xxの時間平均を求め、これを相関行列の
推定値としている。
(Equation 6) Create Since R ^ xx changes every moment, in the related art, a time average of R ^ xx is obtained and used as an estimated value of the correlation matrix.

【0011】一方、相関ベクトルrxdについても同様に
時間平均により求めている。すなわち、各アンテナで受
信した信号と参照信号との積をとることにより瞬時相関
ベクトル、
On the other hand, the correlation vector r xd is similarly obtained by time averaging. That is, by taking the product of the signal received by each antenna and the reference signal, the instantaneous correlation vector,

【数7】 r^xd=〔x1(t)・d* (t) x2(t)・d* (t) 〕T (7) を求め、これを時間平均することにより相関ベクトルの
推定値rxdを得る。
Seeking Equation 7] r ^ xd = [x 1 (t) · d * (t) x 2 (t) · d * (t) ] T (7), estimation of the correlation vector by averaging this time Get the value r xd .

【0012】次に、式(3) に基づいて重み係数を求め
る。すなわち、相関行列の推定値Rxxの逆行列R-1 xx
逆行列演算装置により求め、これと、相関ベクトルの推
定値rxdとの積を求めることにより、重み係数ベクトル
Wを得る。このWの各要素w1,w2 を重み付け装置の重
み係数として用いることにより、アレーアンテナの合成
指向性において、不要波の到来方向に対してヌルが形成
され、その結果として所望波のみが受信される。
Next, a weighting factor is determined based on equation (3). In other words, to obtain calculated by the inverse matrix calculation unit an inverse matrix R -1 xx estimate R xx of the correlation matrix, and this, by obtaining the product of the estimated value r xd of the correlation vector, the weighting coefficient vector W. By using the respective elements w 1 and w 2 of W as weighting factors of the weighting device, a null is formed in the arrival direction of the unnecessary wave in the combined directivity of the array antenna, and as a result, only the desired wave is received. Is done.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】不要波が所望波とは別
の波源から放射されている場合や、所望波と同じ波源か
ら送信されていてもそれぞれの波の到来時刻が大きく異
なる場合には、上述のようにアンサンブル平均の代わり
に時間平均を行うことにより適切な重み係数を得ること
ができる。しかし、所望波と不要波が同じ波源から放射
され、2つの到来波の到来時刻が非常に接近している場
合は、適切な重み係数を求めることができない。これは
到来波の到来時刻が非常に接近している場合は、時間平
均により求めた相関行列の推定値は特異行列となり、そ
の逆行列が存在しないためである。
When an unnecessary wave is radiated from a different wave source from the desired wave, or when the arrival times of the respective waves are greatly different even when transmitted from the same wave source as the desired wave, As described above, an appropriate weighting factor can be obtained by performing time averaging instead of ensemble averaging. However, if the desired wave and the unnecessary wave are radiated from the same wave source and the arrival times of the two arriving waves are very close, an appropriate weighting factor cannot be obtained. This is because, when the arrival times of the incoming waves are very close, the estimated value of the correlation matrix obtained by the time average becomes a singular matrix, and there is no inverse matrix thereof.

【0014】これを回避する手法として、時間平均を用
いて推定した相関行列の対角成分に微小量を加え、強制
的に正則化する手法が考えられている。しかし、この修
正された相関行列を用いて最適重み係数を決定しても、
必ずしも不要波の到来方向にヌルが形成されているとは
限らず、所望波と不要波の両方の到来波を受信する指向
性となる場合もある。この場合、受信された所望波と不
要波は合成器において相殺されることにより、出力信号
が非常に小さくなってしまう可能性がある。
As a method for avoiding this, a method has been considered in which a small amount is added to the diagonal components of the correlation matrix estimated by using the time average to forcibly regularize. However, even if the optimal weighting factor is determined using the corrected correlation matrix,
The null is not always formed in the arrival direction of the unnecessary wave, and the directivity may be such that both the desired wave and the unnecessary wave are received. In this case, the received desired wave and unnecessary wave are canceled in the combiner, so that the output signal may be extremely small.

【0015】また、時間平均の代わりに空間平均あるい
は移動平均を行う方法が考案されている。これは、受信
点の位置により到来波間の位相差が異なることを利用す
るものである。空間平均あるいは移動平均を行う方法で
は、より多くのデータを用いて空間軸上で平均化を行う
ほど正確に相関行列を推定することができる。しかし、
空間平均の場合、平均回数を多くすると指向性制御のた
めの自由度が少なくなり、適切な指向性を形成すること
ができなくなる。また、移動平均の場合、受信点の位置
により到来波の到来方向や強度が変化するため、不要波
の到来方向に正確にヌルが形成されなくなってしまう。
Further, a method of performing a spatial average or a moving average instead of the time average has been devised. This utilizes the fact that the phase difference between incoming waves differs depending on the position of the receiving point. In the method of performing the spatial averaging or the moving average, the more the data is averaged on the spatial axis, the more accurately the correlation matrix can be estimated. But,
In the case of spatial averaging, if the number of times of averaging is increased, the degree of freedom for directivity control is reduced, and appropriate directivity cannot be formed. In the case of the moving average, since the arrival direction and intensity of the incoming wave change depending on the position of the receiving point, a null is not accurately formed in the arrival direction of the unnecessary wave.

【0016】本発明の目的は、到来波間の相関が大きい
場合でも、不要波の到来方向に正確にヌルを形成でき
る、アダプティブ受信装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an adaptive receiving apparatus which can form a null accurately in the arrival direction of an unnecessary wave even when the correlation between the incoming waves is large.

【0017】[0017]

【課題解決のための手段】請求項1の発明は、複数のデ
ータをそれぞれ変調し、変調された信号をそれぞれ異な
る周波数のキャリアを用いて伝送するシステムにて用い
られるアダプティブ受信装置である。そのアダプティブ
受信装置は、信号を受信し複数の遅延時間差を有した信
号を出力するアンテナと、アンテナの出力する各信号を
それぞれ複数のキャリア毎に分波する複数の分波器と、
分波器の出力信号にそれぞれ重み付けを行う複数の重み
付け装置と、複数の重み付け装置の出力信号を同一周波
数のキャリア毎に合成する複数の合成器と、複数の分波
器の出力信号を取り込み重み付け装置の重み係数を制御
するための制御装置とから成る。制御装置は、受信信号
の相関行列を推定するための相関行列推定装置と、相関
行列推定装置により推定された相関行列を用いて重み係
数を算出する重み係数算出装置とから構成されている。
そして、相関行列推定装置は、複数(k個)の分波器か
ら出力される複数(k×n個)のキャリアを用いて各キ
ャリアの周波数毎にk個の要素からなるn個の受信信号
ベクトルXn(k)を生成し、次に受信信号ベクトルX
n(k)とその共役転置ベクトルの積をとることにより
k×k個の要素からなるn個の行列Rn(k,k)を算
出し、さらにn個の行列Rn(k,k)を平均する事に
より相関行列R(k,k)を算出し、重み係数算出装置
は、相関行列推定装置より出力された相関行列R(k,
k)を用いて重み係数を決定することを特徴とするもの
である。
The first aspect of the present invention is an adaptive receiving apparatus used in a system for modulating a plurality of data, and transmitting the modulated signals using carriers of different frequencies. The adaptive receiving apparatus, an antenna that receives a signal and outputs a signal having a plurality of delay time differences, and a plurality of demultiplexers that demultiplex each signal output by the antenna for each of a plurality of carriers,
A plurality of weighting devices for weighting the output signals of the duplexers, a plurality of combiners for combining the output signals of the plurality of weighting devices for each carrier of the same frequency, and taking in and outputting the output signals of the plurality of duplexers And a control device for controlling the weight coefficient of the device. The control device includes a correlation matrix estimating device for estimating a correlation matrix of a received signal, and a weighting factor calculating device for calculating a weighting factor using the correlation matrix estimated by the correlation matrix estimating device.
Then, the correlation matrix estimating apparatus uses the plurality of (k × n) carriers output from the plurality (k) of the demultiplexers to obtain n received signals composed of k elements for each carrier frequency. Generate a vector Xn (k) and then a received signal vector X
By calculating the product of n (k) and its conjugate transpose vector, n matrices Rn (k, k) composed of k × k elements are calculated, and the n matrices Rn (k, k) are averaged. Then, the correlation matrix R (k, k) is calculated, and the weighting factor calculation device calculates the correlation matrix R (k, k) output from the correlation matrix estimation device.
The weighting factor is determined using k).

【0018】尚、上記の値kは、アンテナの出力する遅
延時間差を有する複数の信号の数以下であり、上記の値
nは、キャリアの数以下の値である。
The value k is equal to or less than the number of a plurality of signals having a delay time difference output from the antenna, and the value n is equal to or less than the number of carriers.

【0019】請求項2の発明は、その重み係数演算装置
が、複数(k個)の分波器からそれぞれ出力される複数
(k×n個)のキャリアを用いて各キャリアの周波数毎
にk個の要素からなるn個の受信信号ベクトルXn
(k)を生成するとともに、受信側で予め用意しておい
た参照信号を用いてk個の要素からなるn個の参照信号
ベクトルDn(k)を生成し、次にn個の受信信号ベク
トルXn(k)とn個の参照信号ベクトルDn(k)と
の積を各周波数毎に算出することによりk個の要素から
なるn個のベクトルCn(k)を生成し、さらにn個の
ベクトルCn(k)を平均することにより相関ベクトル
C(k)を算出し、相関行列推定装置により推定された
相関行列R(k,k)の逆行列R-1(k,k)と相関ベ
クトルC(k)との積に基づいて重み係数を決定するこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the weight coefficient calculating device uses a plurality of (k × n) carriers respectively output from a plurality of (k) demultiplexers to generate k k for each frequency of each carrier. Received signal vector Xn composed of n elements
(K) and n reference signal vectors Dn (k) composed of k elements using reference signals prepared in advance on the reception side, and then n received signal vectors By calculating the product of Xn (k) and n reference signal vectors Dn (k) for each frequency, n vectors Cn (k) composed of k elements are generated, and further n vectors A correlation vector C (k) is calculated by averaging Cn (k), and an inverse matrix R −1 (k, k) of the correlation matrix R (k, k) estimated by the correlation matrix estimating apparatus and the correlation vector C The weight coefficient is determined based on the product of (k).

【0020】又、請求項3の発明は、重み係数算出装置
を、複数(k個)の分波器からそれぞれ出力される複数
(k×n個)のキャリアを用いて各キャリアの周波数毎
にk個の要素からなるn個の受信信号ベクトルXn
(k)を生成するとともに、受信側で予め用意しておい
た参照信号を用いてk個の要素からなるn個の参照信号
ベクトルDn(k)を生成し、次にn個の受信信号ベク
トルXn(k)とn個の参照信号ベクトルDn(k)と
の積を各周波数毎に算出することによりk個の要素から
なるn個のベクトルCn(k)を生成し、さらにn個の
ベクトルCn(k)を平均することにより相関ベクトル
C(k)を算出し、得られた相関ベクトルC(k)と相
関行列推定装置により推定した相関行列R(k,k)を
用いてLMS,RLS,SMIのいずれかのアルゴリズ
ムに基づいて重み係数を決定するようにしたことを特徴
とする。
Further, according to the invention of claim 3, the weight coefficient calculating device is provided for each frequency of each carrier by using a plurality of (k × n) carriers respectively output from a plurality of (k) demultiplexers. n received signal vectors Xn composed of k elements
(K) and n reference signal vectors Dn (k) composed of k elements using reference signals prepared in advance on the reception side, and then n received signal vectors By calculating the product of Xn (k) and n reference signal vectors Dn (k) for each frequency, n vectors Cn (k) composed of k elements are generated, and further n vectors A correlation vector C (k) is calculated by averaging Cn (k), and LMS, RLS are calculated using the obtained correlation vector C (k) and the correlation matrix R (k, k) estimated by the correlation matrix estimating device. , SMI are determined based on one of the algorithms.

【0021】又、請求項4の発明は、重み係数算出装置
を、電波の到来方向とアンテナ素子の配置から決定され
るk個の要素からなる方向ベクトルを生成し、得られた
方向ベクトルと相関行列推定装置により推定した相関行
列R(k,k)を用いてDCMPあるいはMSNのいず
れかのアルゴリズムに基づいて重み係数を決定するよう
にしたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, the weight coefficient calculating device generates a direction vector composed of k elements determined from the arrival direction of the radio wave and the arrangement of the antenna elements, and correlates the obtained direction vector with the obtained direction vector. The weighting factor is determined based on either DCMP or MSN algorithm using the correlation matrix R (k, k) estimated by the matrix estimation device.

【0022】さらに、請求項5の発明は、重み係数算出
装置を、相関行列推定装置により推定した相関行列R
(k,k)を用いて電力最小化アルゴリズムに基づいて
重み係数を決定するようにしたことを特徴とする。
Further, according to a fifth aspect of the present invention, a weighting factor calculating device is provided with a correlation matrix R estimated by a correlation matrix estimating device.
The weight coefficient is determined based on a power minimization algorithm using (k, k).

【0023】[0023]

【発明の作用及び効果】到来波間の相関が大きい場合で
あっても相関行列を正しく推定するために、送信側で複
数の搬送波(以下キャリアと呼ぶ)を送信する。受信側
では、各キャリア毎に瞬時入力行列を求め、得られた複
数のキャリアの瞬時入力行列をキャリアに関して平均化
することによって相関行列を推定する。すなわち、従来
技術では、時間平均或いは空間平均により相関行列を推
定したものに対して、本発明では周波数平均することに
よって相関行列を推定する。
The transmitting side transmits a plurality of carriers (hereinafter, referred to as carriers) in order to correctly estimate the correlation matrix even when the correlation between the arriving waves is large. The receiving side obtains an instantaneous input matrix for each carrier, and estimates a correlation matrix by averaging the obtained instantaneous input matrices of a plurality of carriers with respect to the carriers. That is, in the prior art, the correlation matrix is estimated by frequency averaging, while the correlation matrix is estimated by time averaging or spatial averaging.

【0024】受信点に到来する各到来波間の位相差が周
波数毎に異なるため、周波数平均によって得られた相関
行列の推定値を用いて重み係数を決定すれば、到来波の
到来時刻が非常に接近している場合であっても、確実に
不要波の到来方向にヌルを持つ指向性を形成することが
できる。又、時間的にみれば、瞬時的な相関行列が得ら
れているため、補正係数も瞬時的な値となり、環境が時
間的に変動する場合であっても、リアルタイムでの調整
が可能となる。
Since the phase difference between each arriving wave arriving at the receiving point differs for each frequency, if the weighting factor is determined using the estimated value of the correlation matrix obtained by the frequency averaging, the arrival time of the arriving wave will be extremely large. Even when approaching, it is possible to reliably form a directivity having a null in the arrival direction of the unnecessary wave. Further, from the viewpoint of time, since an instantaneous correlation matrix is obtained, the correction coefficient is also an instantaneous value, and adjustment can be performed in real time even when the environment fluctuates over time. .

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施例に
基づいて説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定さ
れるものではない。以下の実施例では、説明を簡単にす
るために、キャリアの数nは3、アンテナ素子の数kは
2としている。 (第1実施例)図1に、第1の具体例の構成を示す。第
1の具体例は3つのキャリアからなるマルチキャリア信
号を2素子のアンテナを用いて受信する際の構成例であ
る。アレーアンテナ1は2つのアンテナ素子A1,A2
から成り、それぞれのアンテナ素子A1,A2で受信さ
れた信号g1,g2は分波器31,32によりキャリア
毎に分波される。分波された信号(x11,x12
13),(x21,x22,x23)は、それぞれに、重み付
け装置51,52により重み付けされる。重み付けされ
た信号は合成器60によりキャリア毎に合成され、合成
された信号x1,x2,x3は、それぞれ、復調器70によ
り復調される。復調された各キャリア毎のデータ列L1,
2,L3 は、並直列変換器80により1つのデータ系列
に戻される。分波器31,32により分波された信号
(x11,x12,x13),(x21,x22,x23)は重み係
数を決定する制御装置90に入力している。この制御装
置90では各アンテナ素子A1,A2により受信された
信号に対する重み係数w1,w2 を決定する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a description will be given based on specific embodiments of the present invention. The present invention is not limited to the following embodiments. In the following embodiments, the number n of carriers is 3 and the number k of antenna elements is 2 for simplicity of description. (First Embodiment) FIG. 1 shows the configuration of a first specific example. The first specific example is a configuration example when a multi-carrier signal including three carriers is received using a two-element antenna. The array antenna 1 has two antenna elements A1 and A2.
The signals g1 and g2 received by the respective antenna elements A1 and A2 are split by the splitters 31 and 32 for each carrier. The split signals (x 11 , x 12 ,
x 13 ) and (x 21 , x 22 , x 23 ) are weighted by weighting devices 51 and 52, respectively. Weighted signals are combined by the combiner 60 for each carrier, the signal is synthesized x 1, x 2, x 3, respectively, it is demodulated by the demodulator 70. The demodulated data sequence L 1 for each carrier,
L 2 and L 3 are returned to one data series by the parallel / serial converter 80. The signals (x 11 , x 12 , x 13 ) and (x 21 , x 22 , x 23 ) demultiplexed by the demultiplexers 31 and 32 are input to a control device 90 for determining a weight coefficient. The control device 90 determines weighting factors w 1 and w 2 for signals received by the antenna elements A 1 and A 2.

【0026】この制御装置90は、相関行列を推定する
相関行列推定装置91と、重み係数算出装置92とから
成る。このうち重み係数算出装置92は、相関行列推定
装置91により推定された相関行列の逆行列を求める逆
行列演算装置921と、分波器31,32により分波さ
れた信号(x11,x12,x13),(x21,x22,x23
を入力し、相関ベクトルを推定する相関ベクトル推定装
置922と、相関行列の逆行列と相関ベクトルとの積を
求め最適な重み係数を決定する行列乗算装置923とか
ら構成されている。尚、図1の装置は、全て、ディジタ
ル信号を入力する数値演算装置で構成されている。実際
には、アレイアンテナ1で受信された高周波広帯域信号
は周波数変換されてベースバンドの信号(符号列により
変調されたキャリアの集合)となる。この信号が所定時
間間隔でサンプリングされてディジタル値に変換されて
いる。このディジタル値の時間列により波形が与えられ
ている。よって、制御装置90に入力する信号も、重み
付け装置51、52に入力する信号も、それらから出力
する信号もディジタル値の時間列で与えられた波形であ
る。
The control device 90 comprises a correlation matrix estimating device 91 for estimating a correlation matrix, and a weight coefficient calculating device 92. Among them, the weight coefficient calculating device 92 includes an inverse matrix calculating device 921 for obtaining an inverse matrix of the correlation matrix estimated by the correlation matrix estimating device 91, and signals (x 11 , x 12) split by the splitters 31 and 32. , x 13), (x 21 , x 22, x 23)
, And a correlation vector estimating device 922 for estimating a correlation vector, and a matrix multiplying device 923 for obtaining a product of an inverse matrix of the correlation matrix and the correlation vector and determining an optimal weight coefficient. It should be noted that the apparatus shown in FIG. 1 is all constituted by a numerical operation device for inputting a digital signal. Actually, the high-frequency wideband signal received by the array antenna 1 is frequency-converted into a baseband signal (a set of carriers modulated by a code string). This signal is sampled at predetermined time intervals and converted to a digital value. A waveform is given by a time sequence of the digital values. Therefore, the signals input to the control device 90, the signals input to the weighting devices 51 and 52, and the signals output from them have waveforms given by a time sequence of digital values.

【0027】本発明は、この制御装置90による重み係
数の決定方法に特徴がある。以下、第1実施例装置の処
理手順について、詳細に説明する。相関行列推定装置9
1には、アンテナ素子A1で受信され分波器31で分波
された各キャリア毎の信号x11, x12,x13、アンテナ
A2で受信され分波器32で分波された各キャリア毎の
信号x21, 22,x23が入力する。尚、〔x11
21〕、〔x1222〕、〔x1323〕は、それぞ
れ、第1キャリア、第2キャリア、第3キャリアに関す
る受信信号ベクトルX1(2)、X2(2)、X3
(2)である。請求項の受信信号ベクトルXn(k)に
対応する。
The present invention is characterized by a method of determining the weighting coefficient by the control device 90. Hereinafter, the processing procedure of the first embodiment will be described in detail. Correlation matrix estimation device 9
1 includes signals x 11 , x 12 , and x 13 for each carrier received by the antenna element A 1 and demultiplexed by the demultiplexer 31, and signals for each carrier received by the antenna A 2 and demultiplexed by the demultiplexer 32. signal x 21, x 22, x 23 of inputs. Note that [x 11
x 21], [x 12 x 22], [x 13 x 23], respectively, the first carrier, second carrier, the received signal vector X1 regarding the third carrier (2), X2 (2) , X3
(2). This corresponds to the received signal vector Xn (k) in the claims.

【0028】相関行列推定装置90は、各キャリア毎
に、次式により瞬時入力行列Rxx1,Rxx2,Rxx3 を作成
する。
The correlation matrix estimator 90, for each carrier, creating a momentary input matrix R xx1, R xx2, R xx3 by the following equation.

【数8】 (Equation 8)

【数9】 (Equation 9)

【数10】 (Equation 10)

【0029】これらの瞬時入力行列Rxx1,Rxx2,Rxx3
が、請求項に記載のk×k個の要素からなるn個の行列
Rn(k,k)に対応する。得られた各キャリア毎の瞬
時入力行列を次式に基づいて平均化し、相関行列の推定
値Rxxを得る。
[0029] These instantaneous input matrix R xx1, R xx2, R xx3
Corresponds to n matrices Rn (k, k) composed of k × k elements described in the claims. The obtained instantaneous input matrix for each carrier is averaged based on the following equation to obtain an estimated value Rxx of the correlation matrix.

【数11】 Rxx=(Rxx1 +Rxx2 +Rxx3 )/3 (11) [Number 11] R xx = (R xx1 + R xx2 + R xx3) / 3 (11)

【0030】このキャリア数nで平均化された推定値R
xxが、請求項に記載の相関行列R(k,k)に対応す
る。次に、重み係数算出装置92の動作について述べ
る。はじめに、相関ベクトル推定装置922で、分波さ
れた各キャリア毎の信号(x11,x12,x13),
(x21,x22,x23)と各キャリア毎の参照信号
(d11,d12,d13),(d21,d22,d23)を用い
て、各キャリア毎に瞬時相関ベクトルrxd1,rxd2,r
xd3 を求める。すなわち、以下の演算を行う。
The estimated value R averaged by the number of carriers n
xx corresponds to the correlation matrix R (k, k) described in the claims. Next, the operation of the weight coefficient calculation device 92 will be described. First, the signals (x 11 , x 12 , x 13 ) of the respective carriers demultiplexed by the correlation vector estimation device 922,
Using (x 21 , x 22 , x 23 ) and reference signals (d 11 , d 12 , d 13 ) and (d 21 , d 22 , d 23 ) for each carrier, the instantaneous correlation vector r for each carrier xd1 , r xd2 , r
Find xd3 . That is, the following calculation is performed.

【0031】[0031]

【数12】 (12) rxd1 =〔x11・d1121・d21T (12) r xd1 = [x 11 · d 11 × 21 · d 21 ] T

【数13】 (13) rxd2 =〔x12・d1222・d22T [Number 13] (13) r xd2 = [x 12 · d 12 x 22 · d 22 ] T

【数14】 rxd3 =〔x13・d1323・d23T (14) R xd3 = [x 13 · d 13 × 23 · d 23 ] T (14)

【0032】〔d1121〕、〔d1222〕、〔d13
23〕は、それぞれ、第1キャリア、第2キャリア、
第3キャリアに関する参照信号ベクトルD1(2)、D
2(2)、D3(2)である。請求項の参照信号ベクト
ルDn(k)に対応し、3個(n個)の要素2(k)の
列ベクトルrxd1 ,rxd2 ,rxd3 が、請求項のベクト
ルCn(k)に対応する。
[D 11 d 21 ], [d 12 d 22 ], [d 13
d 23 ] are a first carrier, a second carrier,
Reference signal vectors D1 (2), D1 for the third carrier
2 (2) and D3 (2). The column vectors r xd1 , r xd2 , and r xd3 of three (n) elements 2 (k) correspond to the reference signal vector Dn (k) of the claims, and the vector Cn (k) of the claims. .

【0033】得られた各瞬時相関ベクトルを、次式に基
づいて周波数軸上で平均化することにより相関ベクトル
の推定値rxdを得る。
By averaging the obtained instantaneous correlation vectors on the frequency axis based on the following equation, an estimated value r xd of the correlation vector is obtained.

【数15】 rxd=(rxd1 +rxd2 +rxd3 )/3 (15)R xd = (r xd1 + r xd2 + r xd3 ) / 3 (15)

【0034】この2個(k個)の要素を有する列ベクト
ルrxdが請求項の相関ベクトルC(k)に対応する。次
に、逆行列演算装置921により相関行列の推定値((1
1)式)の逆行列R-1 xxを得る。この逆行列R-1 xxが請求
項の逆行列R-1(k,k)に対応する。
The column vector r xd having two (k) elements corresponds to the correlation vector C (k). Next, the estimated value of the correlation matrix (((1
1) Obtain the inverse matrix R -1 xx of the expression). This inverse matrix R -1 xx corresponds to the inverse matrix R -1 (k, k) in the claims.

【0035】最後に、行列乗算装置923で相関行列の
逆行列R-1 xxと相関ベクトルの推定値rxdとの積を演算
することにより重み係数ベクトルWを次式で求める。
Lastly, the matrix multiplier 923 calculates the product of the inverse matrix R -1 xx of the correlation matrix and the estimated value r xd of the correlation vector to obtain the weight coefficient vector W by the following equation.

【0036】[0036]

【数16】 W=〔w1 2 T =R-1 xx・rxd (16)W = [w 1 w 2 ] T = R −1 xx · r xd (16)

【0037】得られた重み係数ベクトルWの各要素
1 ,w2 を用いて各キャリア毎の信号は重み付けされ
る。即ち、分波器31から出力される各キャリア毎の信
号(x11,x12,x13)のそれぞれに重み係数w1 が掛
けられ、分波器32から出力される各キャリア毎の信号
(x21,x22,x23)のそれぞれに重み係数w2 が掛け
られる。そして、重み付けられた各キャリア毎の信号
は、合成器60により各キャリア毎に合成される。
The signal for each carrier is weighted using the respective elements w 1 and w 2 of the obtained weight coefficient vector W. In other words, each of the signals (x 11 , x 12 , x 13 ) for each carrier output from the duplexer 31 is multiplied by the weighting factor w 1 , and the signal for each carrier output from the duplexer 32 ( weighting coefficient w 2 is applied to each of the x 21, x 22, x 23 ). The weighted signal for each carrier is combined by the combiner 60 for each carrier.

【0038】このときアレーアンテナ1の合成指向性は
干渉波の到来方向にヌルが形成されていることから、合
成器60の出力には所望波の成分のみが出力される。合
成器60から出力された信号x1,x2,x3 は復調器70
により各キャリア毎に復調されて符号化データとなる。
この符号化データは、並直列変換器80により並直列変
換されて、1列の高速符号化データとなる。
At this time, since the combined directivity of the array antenna 1 has a null formed in the arrival direction of the interference wave, only the component of the desired wave is output to the output of the combiner 60. The signals x 1 , x 2 , x 3 output from the combiner 60 are
Is demodulated for each carrier to become encoded data.
This encoded data is parallel-to-serial converted by the parallel-to-serial converter 80 to become one column of high-speed encoded data.

【0039】上述のように、本発明によれば複数の到来
波の到来時刻が接近している場合であっても、所望の到
来波のみを受信することができる。したがって、本発明
のアダプティブ受信装置は移動通信における通信品質の
劣化の要因である多重波を除去するための技術として非
常に有用である。特に、高速通信が可能とされているマ
ルチキャリア伝送方式では、複数のキャリアが用いられ
ることから、同方式の信号を受信する際に本発明のアダ
プティブ受信装置を用いれば、高速で高品質な通信を行
うことが可能となる。
As described above, according to the present invention, even when the arrival times of a plurality of incoming waves are approaching, only the desired incoming wave can be received. Therefore, the adaptive receiving apparatus according to the present invention is very useful as a technique for removing a multiplex wave which is a cause of deterioration of communication quality in mobile communication. In particular, in a multi-carrier transmission system in which high-speed communication is possible, since a plurality of carriers are used, high-speed, high-quality communication can be achieved by using the adaptive receiving apparatus of the present invention when receiving signals of the same system. Can be performed.

【0040】また、本発明の方式は、マルチキャリア伝
送方式に限らず、例えばテレビ放送やセルラー方式の携
帯電話など1つの送信局から複数の周波数の信号を送信
する無線通信システムであれば適用することができる。
なお、上述の説明では、分波器から出力される信号をす
べて用いて重み係数を決定する場合について説明した
が、必ずしもすべて用いる必要はなく、一部の信号のみ
を用いて重み係数を決定しても同様の効果が得られる。
また、参照信号は素子毎に異なる値を用いているが、全
ての素子について同じ参照信号を用いてもよい。すなわ
ちd11=d21, d12=d22, d13=d23としてもよい。
The system of the present invention is not limited to the multi-carrier transmission system, but may be applied to any wireless communication system that transmits signals of a plurality of frequencies from one transmitting station, such as a television broadcast or a cellular mobile phone. be able to.
In the above description, the case where the weight coefficient is determined using all the signals output from the duplexer is described. However, it is not always necessary to use all the signals, and the weight coefficient is determined using only some of the signals. The same effect can be obtained.
Although the reference signal uses a different value for each element, the same reference signal may be used for all elements. That is, d 11 = d 21 , d 12 = d 22 , and d 13 = d 23 .

【0041】(第2実施例)第1実施例では、重み係数
を求める際に逆行列演算を行う必要がある。行列の要素
数はアンテナ素子数の2乗に比例することから、アンテ
ナ素子が多くなると逆行列を求めるための演算量が非常
に多くなる。逆行列を求める演算を行わずに繰り返し計
算により逐次重み係数を制御する方法としてLMS(Le
ast Mean Square )アルゴリズムが知られている。その
更新式を次式に示す。
(Second Embodiment) In the first embodiment, it is necessary to perform an inverse matrix operation when obtaining a weight coefficient. Since the number of elements in the matrix is proportional to the square of the number of antenna elements, as the number of antenna elements increases, the amount of calculation for finding the inverse matrix increases significantly. As a method of controlling the sequential weight coefficient by iterative calculation without performing an operation for obtaining an inverse matrix, LMS (Le
ast Mean Square) algorithm is known. The updating formula is shown in the following formula.

【0042】[0042]

【数17】 W(m+1) =W(m) +μ(rxd−Rxx・W(m) ) (17) ただし、W(m) はm回更新後の重み係数を表し、μはス
テップサイズと呼ばれる定数である。図2に、第2実施
例として、LMSアルゴリズムに基づいて重み係数を制
御する構成の一例を示す。各キャリア毎の信号を分波
し、重み付けし、合成し、復調する部分は、第1実施例
と全く同一である。又、制御装置90の相関行列推定装
置91と相関ベクトル推定装置922は第1実施例のそ
れと同一である。重み係数演算装置92における相関ベ
クトル推定装置922以外の部分が上記(17)式を演算す
るように構成されている。
W (m + 1) = W (m) + μ (r xd −R xx · W (m) ) (17) where W (m) represents a weight coefficient after updating m times, and μ is This is a constant called the step size. FIG. 2 shows an example of a configuration for controlling a weight coefficient based on an LMS algorithm as a second embodiment. The parts for demultiplexing, weighting, combining and demodulating the signal for each carrier are exactly the same as those in the first embodiment. The correlation matrix estimating device 91 and the correlation vector estimating device 922 of the control device 90 are the same as those of the first embodiment. Parts other than the correlation vector estimating device 922 in the weight coefficient calculating device 92 are configured to calculate the above equation (17).

【0043】新たな特徴部分では、相関行列の推定値R
xxと相関ベクトルの推定値rxdおよびm回繰り返し計算
後の重み係数W(m) を用いてm+1回目の重み係数W
(m+1)が演算される。以下に、第2実施例における重み
係数更新の手順を詳細に説明する。
In the new feature, the correlation matrix estimate R
xx , the estimated value r xd of the correlation vector and the weight coefficient W (m) after the m-th iteration, and the ( m + 1) th weight coefficient W
(m + 1) is calculated. Hereinafter, the procedure of updating the weight coefficient in the second embodiment will be described in detail.

【0044】(1) 相関行列推定装置91により求められ
た相関行列の推定値Rxxと、遅延装置928により出力
される更新前の重み係数W(m) との積Rxx(m) が加算
器924で演算される。 (2) 加減算器925により、相関ベクトル推定装置92
2により求められた相関ベクトルの推定値rxdからRxx
(m) が減算され、rxd−Rxx(m) が演算される。 (3) 乗算器926により、rxd−Rxx(m) にステップ
サイズμが掛け算され、重み係数の更新量μ(rxd−R
xx(m) )が得られる。 (4) 加算器927により、m回更新時の重み係数W(m)
に重みの更新量が加算され、m+1回目の重み係数W
(m+1) が得られる。 この重み係数で各キャリア毎の信号に重み付けられる。
(1) The product R xx W (m) of the estimated value R xx of the correlation matrix obtained by the correlation matrix estimating device 91 and the weight coefficient W (m) before updating outputted by the delay device 928 is The calculation is performed by the adder 924. (2) The adder / subtracter 925 uses the correlation vector estimator 92
R xx from the estimated value r xd of the correlation vector obtained by
W (m) is subtracted, r xd -R xx W (m ) is calculated. (3) The multiplier 926 multiplies r xd −R xx W (m) by the step size μ, and updates the weighting coefficient μ (r xd −R
xx W (m) ). (4) The weight coefficient W (m) at the time of updating m times by the adder 927
Is added to the weighting factor, and the (m + 1) th weighting factor W
(m + 1) is obtained. The signal for each carrier is weighted by the weight coefficient.

【0045】以上が重み係数の更新一回分の手順であ
り、次のステップでは得られた重み係数W(m+1) を、遅
延装置928によりW(m) として、上記(1) から順に同
様な処理を繰り返す。上記の説明は逐次重み係数を制御
する最も基本的なアルゴリズムとしてLMSアルゴリズ
ムを例に説明したが、SMI(Sample Matrix Inversio
n )アルゴリズムやRLS(Recursive Least Squares
)アルゴリズムを用いて重み係数を制御してもよい。
The procedure for one update of the weighting coefficient has been described above. In the next step, the obtained weighting coefficient W (m + 1) is set as W (m) by the delay device 928 in the same order from (1). Process is repeated. In the above description, the LMS algorithm has been described as an example of the most basic algorithm for controlling the sequential weight coefficient, but the SMI (Sample Matrix Inversio) is used.
n) algorithm and RLS (Recursive Least Squares)
) The weight coefficient may be controlled using an algorithm.

【0046】(第3実施例)第1実施例及び第2実施例
のアダプティブ受信装置では、重み係数を決定する際に
事前に受信側で既知の情報として、参照信号を用いてい
る。これに対して、所望波の到来方向の情報を用いるア
ルゴリズムとしてDCMP(DirectionallyConstrained
Minimization of Power )アルゴリズムやMSN(Max
imum Signalto Noise ratio )アルゴリズムが知られて
いる。第3実施例は、これらのアルゴリズムをもとに重
み係数を決定するものであり、その構成を図3に示す。
(Third Embodiment) In the adaptive receiving apparatuses of the first and second embodiments, a reference signal is used as information known in advance on the receiving side when determining a weighting factor. On the other hand, DCMP (Directionally Constrained) is used as an algorithm using information on the arrival direction of a desired wave.
Minimization of Power) algorithm and MSN (Max
An imum Signalto Noise ratio) algorithm is known. In the third embodiment, a weighting factor is determined based on these algorithms, and the configuration is shown in FIG.

【0047】第3実施例において、第1実施例と異なる
点は、重み係数を決定する際に相関ベクトルの推定値r
xdを用いるのではなく、拘束ベクトル生成装置929に
より演算された拘束ベクトルCを用いる点のみである。
DCMPおよびMSNにおける拘束ベクトルCは次式で
表される。
The third embodiment differs from the first embodiment in that when determining the weighting factor, the estimated value r of the correlation vector is determined.
The only difference is that the constraint vector C calculated by the constraint vector generator 929 is used instead of using xd .
The constraint vector C in DCMP and MSN is represented by the following equation.

【0048】[0048]

【数18】 C=〔1 exp(j( 2πD/λ)sinφ)]T (18) ここで、D はアンテナ素子の間隔、λは中心周波数のキ
ャリアの波長、φは所望波の到来方向を、それぞれ表
す。拘束ベクトルCと相関行列の推定値の逆行列R-1 xx
との積R-1 xxCを重み係数として用いれば、合成指向性
の所望波の到来方向に対する利得は一定のままで不要波
の到来方向にヌルが形成される。従って、所望波のみが
受信されることになる。
C = [1 exp (j (2πD / λ) sinφ)] T (18) where D is the distance between the antenna elements, λ is the wavelength of the carrier of the center frequency, and φ is the arrival direction of the desired wave. , Respectively. Inverse matrix R -1 xx of constraint vector C and estimated value of correlation matrix
If the product R -1 xx C is used as a weighting factor, a null is formed in the arrival direction of the unnecessary wave while the gain of the combined directivity in the arrival direction of the desired wave remains constant. Therefore, only the desired wave is received.

【0049】また、拘束ベクトルを C=〔1 0〕T (19) とすると、第3実施例は、パワーインバージョンアダプ
ティブーアンテナとして動作する。この場合、合成指向
性により、強い到来波ほど強く抑圧される。従って、所
望波に比べて強力な不要波が到来している場合は、参照
信号や所望波の到来方向などの情報が得られなくても第
3の具体例の構成とすることで、所望波のみを受信する
ことができる。
If the constraint vector is C = [10] T (19), the third embodiment operates as a power inversion adaptive antenna. In this case, due to the combined directivity, a stronger arriving wave is more strongly suppressed. Therefore, when an unnecessary wave that is stronger than the desired wave is arriving, even if information such as the reference signal and the arrival direction of the desired wave is not obtained, the configuration of the third specific example can be adopted. Only can receive.

【0050】尚、上記の全ての実施例において、説明を
簡単にするために、キャリアの数は3、アンテナ素子の
数は2として説明した。しかし、キャリアの数をn、ア
ンテナ素子の数をk(n、kは自然数)としても同様に
成立する。第nキャリアに関して、瞬時入力行列Rxxn
は(8) に類似のk行k列のマトリックスで表示され、(1
1)式で表される相関行列の推定値Rxxは、k行k列のマ
トリックスであり、各成分が瞬時入力行列の各成分のキ
ャリア数nの平均となる。
In all of the above embodiments, the number of carriers is three and the number of antenna elements is two for simplicity. However, the same holds when the number of carriers is n and the number of antenna elements is k (n and k are natural numbers). For the nth carrier, the instantaneous input matrix R xxn
Is displayed in a matrix of k rows and k columns similar to (8), and (1
The estimated value R xx of the correlation matrix represented by the expression 1) is a matrix of k rows and k columns, and each component is an average of the number n of carriers of each component of the instantaneous input matrix.

【0051】又、第nキャリアに関する瞬時相関ベクト
ルrxdn は、1行k列の列ベクトルとなり、(15)式で与
えられる相関ベクトルの推定値rxdは、1行k列の列ベ
クトルで各成分が瞬時相関ベクトルの各成分のキャリア
数nの平均となる。又、第nキャリアに関する参照信号
ベクトルDn(k)は1行k列の列ベクトルとなる。
又、(16)式の重み係数ベクトルは1行k列の列ベクトル
となる。
The instantaneous correlation vector r xdn for the n-th carrier is a column vector of one row and k columns, and the estimated value r xd of the correlation vector given by equation (15) is a column vector of one row and k columns. The component is the average of the number n of carriers of each component of the instantaneous correlation vector. The reference signal vector Dn (k) for the n-th carrier is a column vector of one row and k columns.
The weight coefficient vector in the equation (16) is a column vector of 1 row and k columns.

【0052】k,nの数は任意であるが、kが多くなる
程、多数の不要波を除去できるようになり、またnの数
が多いほど不要波の除去が精度良く行われる。この一般
化した場合においても、重み係数はn個のキャリアのう
ち、いくつかを用いて演算するようにしても良い。勿
論、nは2以上とすることができる。
The numbers of k and n are arbitrary. However, as k increases, a large number of unnecessary waves can be removed, and as the number n increases, unnecessary waves can be removed with higher accuracy. Even in this generalized case, the weighting factor may be calculated using some of the n carriers. Of course, n can be 2 or more.

【0053】又、上記実施例は、ベースバンドのキャリ
アの最小周期よりも短い周期でサンプリングして、ベー
スバンドの波形をディジタル値の時系列データとして扱
い、演算を全てコンピュータシステムで行っている。即
ち、送信側では、符号化データに基づき各キャリアをP
SK、QPSK等の信号に変換したn個の波形の瞬時値
を入力して逆FFT(高速逆フーリエ変換)した値を時
系列で出力することで、周波数多重化されたベースバン
ド信号を得て、さらに、この信号で搬送波を変調して送
信している。受信側では、受信した信号をベースバンド
信号に変換し、この信号を時間軸上でサンプリングして
ディジタル値に変換している。そして、このディジタル
値の一定の時間列をFFTして、各キャリア毎のベース
バント信号を得ている。その後、各キャリア毎に復調
し、受信符号化データを得ている。この方式は、OFD
M(直交周波数多重)方式として既に良く知られてい
る。なお、マルチキャリア信号の復調方式は、上記の実
施例のディジタル方式に限定されることなく、アナログ
波形をアナログ回路で処理する方式でも良い。
In the above embodiment, the sampling is performed at a period shorter than the minimum period of the baseband carrier, the baseband waveform is treated as digital value time series data, and all the calculations are performed by the computer system. That is, the transmitting side sets each carrier to P based on the encoded data.
A frequency-multiplexed baseband signal is obtained by inputting instantaneous values of n waveforms converted into signals such as SK and QPSK, and outputting a time-series value obtained by performing inverse FFT (fast inverse Fourier transform). Further, the carrier is modulated with this signal and transmitted. On the receiving side, the received signal is converted into a baseband signal, and this signal is sampled on a time axis and converted into a digital value. Then, a fixed time sequence of the digital values is subjected to FFT to obtain a baseband signal for each carrier. Thereafter, demodulation is performed for each carrier to obtain received encoded data. This method is called OFD
It is already well known as the M (orthogonal frequency multiplexing) system. The demodulation method of the multicarrier signal is not limited to the digital method of the above embodiment, but may be a method of processing an analog waveform by an analog circuit.

【0054】又、上記実施例では、複数のアンテナ素子
を配列したアレーアンテナを用いたが、1つのアンテナ
素子と遅延回路と分岐回路とを直列接続した装置を用
い、各分岐回路の出力をアンテナの出力する複数の遅延
時間差を有する信号としても良い。
In the above embodiment, an array antenna in which a plurality of antenna elements are arranged is used. However, a device in which one antenna element, a delay circuit, and a branch circuit are connected in series is used, and the output of each branch circuit is used as an antenna. May be a signal having a plurality of delay time differences.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係るアダプティブ通信装
置の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an adaptive communication device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例に係るアダプティブ通信装
置の構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram of an adaptive communication device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例に係るアダプティブ通信装
置の構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram of an adaptive communication device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】従来のアダプティブ通信装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional adaptive communication device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アレイアンテナ A1,A2…アンテナ素子 31,32…分波器 51,52…重み付け装置 60…合成器 70…復調器 80…並直列変換器 90…制御装置 91…相関行列推定装置 92…重み係数算出装置 921…逆行列演算装置 922…相関ベクトル推定装置 923…行列乗算装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Array antenna A1, A2 ... Antenna element 31, 32 ... Demultiplexer 51, 52 ... Weighting device 60 ... Synthesizer 70 ... Demodulator 80 ... Parallel-serial converter 90 ... Control device 91 ... Correlation matrix estimation device 92 ... Weight Coefficient calculation device 921 ... Inverse matrix operation device 922 ... Correlation vector estimation device 923 ... Matrix multiplication device

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のデータをそれぞれ変調し、変調され
た信号をそれぞれ異なる周波数のキャリアを用いて伝送
するシステムにて用いられるアダプティブ受信装置にお
いて、 信号を受信し複数の遅延時間差を有した信号を出力する
アンテナと、 前記アンテナの出力する前記各信号をそれぞれ複数のキ
ャリア毎に分波する複数の分波器と、 分波器の出力信号にそれぞれ重み付けを行う複数の重み
付け装置と、 複数の重み付け装置の出力信号を同一周波数のキャリア
毎に合成する複数の合成器と、 複数の分波器の出力信号を取り込み重み付け装置の重み
係数を制御するための制御装置とからなり、 前記制御装置は受信信号の相関行列を推定するための相
関行列推定装置と、前記相関行列推定装置により推定さ
れた相関行列を用いて重み係数を算出する重み係数算出
装置とから構成され、 前記相関行列推定装置は、 複数(k個)の分波器から出力される複数(k×n個)
のキャリアを用いて各キャリアの周波数毎にk個の要素
からなるn個の受信信号ベクトルXn(k)を生成し、
次に受信信号ベクトルXn(k)とその共役転置ベクト
ルの積をとることによりk×k個の要素からなるn個の
行列Rn(k,k)を算出し、 さらにn個の行列Rn(k,k)を平均する事により相
関行列R(k,k)を算出し、 前記重み係数算出装置は、 前記相関行列推定装置より出力された相関行列を用いて
重み係数を決定することを特徴とするアダプティブ受信
装置。
An adaptive receiving apparatus used in a system for modulating a plurality of data and transmitting the modulated signals using carriers of different frequencies, a signal receiving a signal and having a plurality of delay time differences. An antenna that outputs the signals, a plurality of demultiplexers that demultiplex each of the signals output by the antenna for each of a plurality of carriers, a plurality of weighting devices that respectively weight output signals of the demultiplexers, A plurality of combiners for combining the output signals of the weighting device for each carrier of the same frequency; and a control device for taking in the output signals of the plurality of duplexers and controlling a weight coefficient of the weighting device, wherein the control device is A correlation matrix estimating device for estimating a correlation matrix of a received signal, and a weighting factor using the correlation matrix estimated by the correlation matrix estimating device. Is composed of a weighting factor calculation unit for output, wherein the correlation matrix estimator, more plural output from (k-number) of the demultiplexer (k × n pieces)
To generate n received signal vectors Xn (k) consisting of k elements for each frequency of each carrier,
Next, by calculating the product of the received signal vector Xn (k) and its conjugate transpose vector, n matrices Rn (k, k) composed of k × k elements are calculated, and further n matrices Rn (k , K) to calculate a correlation matrix R (k, k), and the weighting factor calculation device determines a weighting factor using a correlation matrix output from the correlation matrix estimation device. Adaptive receiving device.
【請求項2】前記重み係数算出装置は、 複数(k個)の分波器からそれぞれ出力される複数(k
×n個)のキャリアを用いて各キャリアの周波数毎にk
個の要素からなるn個の受信信号ベクトルXn(k)を
生成するとともに、受信側で予め用意しておいた参照信
号を用いてk個の要素からなるn個の参照信号ベクトル
Dn(k)を生成し、次にn個の受信信号ベクトルXn
(k)とn個の参照信号ベクトルDn(k)との積を各
周波数毎に算出することによりk個の要素からなるn個
のベクトルCn(k)を生成し、さらにn個のベクトル
Cn(k)を平均することにより相関ベクトルC(k)
を算出し、前記相関行列推定装置により推定された相関
行列R(k,k)の逆行列R-1(k,k)と相関ベクト
ルC(k)との積に基づいて重み係数を決定することを
特徴とする請求項1に記載のアダプティブ受信装置。
2. The weighting factor calculating apparatus according to claim 1, wherein the plurality of (k) demultiplexers are respectively output from a plurality of (k) duplexers.
× n) carriers for each carrier frequency
Generates n received signal vectors Xn (k) composed of n elements and n reference signal vectors Dn (k) composed of k elements using reference signals prepared in advance on the receiving side. , And then n received signal vectors Xn
By calculating the product of (k) and n reference signal vectors Dn (k) for each frequency, n vectors Cn (k) composed of k elements are generated, and further n vectors Cn By averaging (k), the correlation vector C (k)
Is calculated, and a weight coefficient is determined based on the product of the inverse matrix R −1 (k, k) of the correlation matrix R (k, k) estimated by the correlation matrix estimation device and the correlation vector C (k). The adaptive receiving apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記重み係数算出装置は、 複数(k個)の分波器からそれぞれ出力される複数(k
×n個)のキャリアを用いて各キャリアの周波数毎にk
個の要素からなるn個の受信信号ベクトルXn(k)を
生成するとともに、受信側で予め用意しておいた参照信
号を用いてk個の要素からなるn個の参照信号ベクトル
Dn(k)を生成し、次にn個の受信信号ベクトルXn
(k)とn個の参照信号ベクトルDn(k)との積を各
周波数毎に算出することによりk個の要素からなるn個
のベクトルCn(k)を生成し、さらにn個のベクトル
Cn(k)を平均することにより相関ベクトルC(k)
を算出し、得られた相関ベクトルC(k)と相関行列推
定装置により推定した相関行列R(k,k)を用いてL
MS,RLS,SMIのいずれかのアルゴリズムに基づ
いて重み係数を決定することを特徴とする請求項1に記
載のアダプティブ受信装置。
3. The weighting factor calculation device according to claim 1, wherein the plurality of (k) demultiplexers are respectively output from a plurality of (k) duplexers.
× n) carriers for each carrier frequency
Generates n received signal vectors Xn (k) composed of n elements and n reference signal vectors Dn (k) composed of k elements using reference signals prepared in advance on the receiving side. , And then n received signal vectors Xn
By calculating the product of (k) and n reference signal vectors Dn (k) for each frequency, n vectors Cn (k) composed of k elements are generated, and further n vectors Cn By averaging (k), the correlation vector C (k)
Is calculated using the obtained correlation vector C (k) and the correlation matrix R (k, k) estimated by the correlation matrix estimation device.
The adaptive receiving apparatus according to claim 1, wherein the weighting factor is determined based on any one of MS, RLS, and SMI algorithms.
【請求項4】前記重み係数算出装置は、 電波の到来方向とアンテナ素子の配置から決定されるk
個の要素からなる方向ベクトルを生成し、得られた方向
ベクトルと相関行列推定装置により推定した相関行列R
(k,k)を用いてDCMPあるいはMSNのいずれか
のアルゴリズムに基づいて重み係数を決定することを特
徴とする請求項1に記載のアダプティブ受信装置。
4. The weighting factor calculation device according to claim 1, wherein k is determined from the direction of arrival of the radio wave and the arrangement of the antenna elements.
Is generated, and the obtained direction vector and the correlation matrix R estimated by the correlation matrix estimating device are generated.
The adaptive receiving apparatus according to claim 1, wherein the weighting coefficient is determined based on either DCMP or MSN algorithm using (k, k).
【請求項5】前記重み係数算出装置は、 前記相関行列推定装置により推定した相関行列R(k,
k)を用いて電力最小化アルゴリズムに基づいて重み係
数を決定することを特徴とする請求項1に記載のアダプ
ティブ受信装置。
5. The weighting factor calculation device, wherein the correlation matrix R (k,
The adaptive receiving apparatus according to claim 1, wherein the weighting coefficient is determined based on a power minimization algorithm using k).
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