JPH11308130A - 干渉波抑圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間に干渉波抑圧できる特性を得る干渉波
抑圧装置を提供する。 【解決手段】 アレーアンテナ１００で受信した信号
を、所定方向にビームを形成するビーム形成器５と、補
助ビームとして所定の複数の方向にビームを形成するマ
ルチビーム形成器７に入力し、それらからの出力信号に
基づいて、入射する干渉波と同数の適切なビーム方向の
補助ビームを設定する。そして、受信干渉信号を抑圧す
る適応アルゴリズムで荷重係数を制御する前に、その初
期値を設定しておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、干渉波抑圧装置に
関し、特に、アンテナのサイドローブから入射する干渉
波を抑圧する干渉波抑圧装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アダプティブ・アレー・アンテナは、干
渉波の到来方向に零点を向けるため、所望信号の受信に
支障となる干渉信号を除去するのに有効である。このア
ダプティブ・アレー・アンテナに用いる適応アルゴリズ
ムには、信号処理演算量が少なく、また、荷重係数がで
きるだけ速く最適値に収束することが望まれる。

【０００３】このような目的のため、例えば、原沢，桐
本は、「ビーム空間ＡＮＢＦの荷重初期値調整による収
束速度の高速化」（１９９７年、電子情報通信学会ソサ
イエティ大会Ｂ−２−１８（これを以降、文献１と呼
ぶ））において、適応アルゴリズム、特にＬＭＳ（Ｌｅ
ａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムに代
表されるような、最急降下アルゴリズムにおける荷重係
数初期値をできるだけ最適値に近い値に設定することを
提案している。

【０００４】図１１は、上記の文献１に開示された、ア
ダプティブ・アレー・アンテナを含む従来の干渉波抑圧
装置の構成を示すブロック図である。そこで、図１１を
参照して、従来の干渉波抑圧装置について、その構成と
動作を説明する。

【０００５】図１１において、アレーアンテナ１００
は、互いに近接して配置された複数（Ｎ）個の素子アン
テナ１−１，１−２，…１−Ｎからなる。ここでは、こ
れらは等間隔、一直線状に配置されているものとする。
これらの素子アンテナ１−１，１−２，…１−Ｎで受信
されたＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号
（所望信号と、それとは異なる方向から入射する干渉信
号とが混在した信号）は、それぞれ、受信機２−１，２
−２，…２−Ｎで増幅並びに周波数変換され、Ａ／Ｄ変
換器３−１，３−２，…３−Ｎにおいて、ディジタルＩ
Ｆ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）
信号に変換される。

【０００６】上記のディジタルＩＦ信号は、ＩＱ信号変
換器４−１，４−２，…４−Ｎで、ベースバンド・ディ
ジタル同相・直交信号ｘ₁（ｋ），ｘ₂（ｋ），…ｘ
_N（ｋ）に変換される。なお、ここでは、ｘ₁（ｋ），ｘ
₂（ｋ），…ｘ_N（ｋ）は、受信ＲＦ信号の同相成分を実
部、直交信号を虚部とする複素信号として扱う。また、
干渉信号は、所望信号と無相関であるとする。

【０００７】上記ベースバンド・ディジタル同相・直交
信号ｘ₁（ｋ），ｘ₂（ｋ），…ｘ_N（ｋ）は、ビーム形
成器５に入力される。このビーム形成器５は、目標方向
にビームを形成するもので、その方向は既知とする。ま
た、ビーム形成器５には、受信した所望信号とともに、
同時に受信した干渉信号も入力される。そして、干渉信
号の電力が、所望信号の電力に比べて非常に大きい場合
には、ビーム形成器５の形成する指向特性のサイドロー
ブ方向から入射した干渉波信号の漏れ込みが大きく、そ
の結果、ビーム形成器５の出力信号ｙ₀（ｋ）には、所
望信号だけではなく、ビーム形成器５だけでは抑圧しき
れなかった干渉信号成分も含まれることになる。

【０００８】減算器６は、上記のビーム形成器５の出力
信号ｙ₀（ｋ）より、消え残った干渉信号を推定した信
号ｖ（ｋ）を差し引くことにより、干渉信号成分が抑圧
された信号ｚ（ｋ）を出力する。

【０００９】次に、ビーム形成器５の出力信号ｙ
₀（ｋ）中の消え残った干渉信号を推定する方法を説明
する。上述したベースバンド・ディジタル同相・直交信
号ｘ₁（ｋ），ｘ₂（ｋ），…ｘ_N（ｋ）は、同時に複数
（Ｎ）の異なる方向にマルチビーム形成を行う高速フー
リエ変換器（ＦＦＴ）１１に入力される。このマルチビ
ームは、サイドローブ・キャンセラにおける補助ビーム
である。そして、選択器８では、高速フーリエ変換器１
１の複数（Ｎ）個の出力信号ｙ₁（ｋ），ｙ₂（ｋ），…
ｙ_N（ｋ）の内、電力の大きいＢ個、あるいは、ある閾
値電力を越えたＢ個を選択する。これは、複数（Ｎ）の
異なる方向に形成されたマルチビームから、Ｂ個のビー
ムを選択することに相当する。

【００１０】このようにして選択された信号ｙ
_r1（ｋ），ｙ_r2（ｋ），…ｙ_rB（ｋ）には、多くの干渉
信号成分が、何らかの形で含まれている。これら選択さ
れた信号は、乗算器９−１，９−２，…９−Ｂで重み付
けした後、加算器１０で加算され、その加算結果を、ビ
ーム形成器５の出力信号ｙ₀（ｋ）に含まれる干渉信号
の、消え残りを推定した信号ｖ（ｋ）として出力する。
乗算器９−１，９−２，…９−Ｂの荷重係数ｗ₁ ^(k)，ｗ
₂ ^(k)，…ｗ_B ^(k)は、選択器８の出力信号ｙ_r1（ｋ），ｙ
_r2（ｋ），…ｙ_rB（ｋ）、および、アダプティブ・アレ
ー・アンテナ出力信号ｚ（ｋ）に基づき、アダプティブ
・アレー・アンテナ出力信号ｚ（ｋ）の電力をできるだ
け小さくするように、荷重係数制御器２２によって制御
される。その結果、ビーム形成器５の出力信号ｙ
₀（ｋ）に含まれる干渉信号の消え残りの推定が行われ
る。

【００１１】上記の文献１に記載された荷重係数
ｗ₁ ^(k)，ｗ₂ ^(k)，…ｗ_B ^(k)の制御は、学習同定法によっ
ており、その荷重係数の更新式を、数１に示す。ここで
肩文字＊は、スカラの複素共役、もしくは行列・ベクト
ルの各要素の複素共役をとることを意味する。

【００１２】

【数１】

【００１３】この数１において、αはステップサイズ・
パラメータであり、ベクトルＷ^(k)，Ｙ（ｋ）は、以下
の数２，数３に示すベクトルである。なお、ここで肩文
字Ｔは、行列とベクトルの転置を表す。なお、他の適応
アルゴリズムも適用可能である。

【００１４】

【数２】

【００１５】

【数３】

【００１６】図１１に示すように、荷重係数初期値設定
器２４で設定された荷重係数初期値ベクトルＷ⁽⁰⁾は、
荷重係数制御器２２に送られる。荷重係数初期値設定器
２４では、複数の干渉波が到来したとき、それらが補助
ビーム幅以上に離れていて、かつ、補助ビームのサイド
ローブ・レベルが十分低い、という仮定の下で選択され
た補助ビームの指向方向を干渉波の到来方向とする。そ
して、その方向から干渉波が１波到来したと仮定したと
きの最適値を計算し、それを荷重係数の初期値とする。
この処理を、選択した補助ビーム数分、繰り返す。

【００１７】図１１に示す従来の干渉波抑圧装置では、
上記の荷重係数初期値ベクトルＷ^{(0 )}を、数１の荷重更
新式に用いることにより、収束に達するまでの時間を短
縮している。なお、ここでは、１つの補助ビームには、
１波しか入射しないことを前提としている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアダプティブ・アレー・アンテナを含む干渉波抑圧
装置では、２つの干渉波が近接して到来した場合や、受
信干渉波数よりも補助ビーム選択数が多い場合、あるい
は、アンテナアレー素子数Ｎが少なく、補助ビーム幅が
広い場合などは、上述の前提条件が成立しない。その結
果、初期値設定の効果がなくなり、収束に達するまでの
時間を短縮することができない、という問題が発生す
る。

【００１９】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、受信干渉波数と同数の
補助ビームを選択して、２つ以上の干渉波が近接して到
来した場合や、アンテナアレー素子数が少なく、補助ビ
ーム幅が広い場合にも適用できる補助ビーム選択、およ
び初期値設定を行える干渉波抑圧装置を提供することで
ある。

【００２０】本発明の他の目的は、受信干渉波数と同数
以上の補助ビームを選択することで、２つ以上の干渉波
が近接して到来した場合や、アンテナアレー素子数が少
なく、補助ビーム幅が広い場合にも適用できる補助ビー
ム選択、および初期値設定が行える干渉波抑圧装置を提
供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、所定の配置形状で近接して配置された複
数個のアンテナ素子からなるアレーアンテナへの入射信
号波に対する干渉波を抑圧する干渉波抑圧装置におい
て、上記入射信号波を複数のディジタル同相・直交信号
に変換する手段と、上記複数のディジタル同相・直交信
号より、所定方向にビームを形成し、そのビームに対応
する第１の信号を出力する手段と、上記複数のディジタ
ル同相・直交信号より、同時に複数の異なる方向にマル
チビームを形成し、このマルチビームに対応する複数の
第２の信号を出力する手段と、上記第１の信号と上記複
数の第２の信号に基づき、これら複数の第２の信号より
所定数の信号を選択する選択手段と、上記選択された信
号各々に所定の荷重係数を乗算する手段と、上記荷重係
数の乗算された信号を加算して第３の信号を出力する手
段と、上記第１の信号から上記第３の信号を減算して第
４の信号を出力する手段とを備え、上記荷重係数は、そ
の初期値が、上記選択された所定数の信号と上記第１の
信号とに基づいて設定され、また、この荷重係数は、上
記初期値と、上記選択された所定数の信号と、上記第４
の信号とに基づいて、この第４の信号の電力が最小とな
るように所定の適応アルゴリズムにより制御され、この
第４の信号が上記干渉波の抑圧された信号として出力さ
れる干渉波抑圧装置を提供する。

【００２２】好ましくは、本発明はさらに、上記第１の
信号および複数の第２の信号をもとに上記干渉波の数を
特定する手段を備え、上記選択手段は、上記干渉波の数
と同数あるいはそれ以上の数の信号を、上記複数の第２
の信号より選択する。

【００２３】好ましくは、上記荷重係数の初期値は、最
初に受信した所定数の信号サンプルについての、上記第
１の信号と上記選択された所定数の信号とに基づく連立
方程式の解をもとに設定され、上記適応アルゴリズム
は、この設定された初期値に基づいて上記荷重係数を更
新するアルゴリズムである。

【００２４】また、好ましくは、本発明はさらに、上記
複数の第２の信号からなる所定の行列の特異値分解を行
う手段を備え、その特異値の数を上記干渉波の数とす
る。また、上記荷重係数の初期値は、最初に受信した所
定数の信号サンプルについての、上記第１の信号と上記
選択された所定数の信号とに基づく連立方程式の解をも
とに設定され、上記適応アルゴリズムは、この設定され
た初期値に基づいて上記荷重係数を更新するとともに、
この荷重係数の初期値ベクトルのノルムが最小となるよ
うに上記初期値を設定するアルゴリズムである。

【００２５】好ましくは、本発明は、所定の配置形状で
近接して配置された複数個のアンテナ素子からなるアレ
ーアンテナへの入射信号波に対する干渉波を抑圧する干
渉波抑圧装置において、上記入射信号波を複数のディジ
タル同相・直交信号に変換する手段と、上記複数のディ
ジタル同相・直交信号より、所定方向にビームを形成
し、そのビームに対応する第１の信号を出力する手段
と、上記複数のディジタル同相・直交信号の全て、ある
いは一部を用いて、干渉波の数とその入射方向を推定す
る手段と、上記推定された入射方向各々に対してビーム
を形成し、これらのビームに対応する、これらビームと
同数の第５の信号を出力する手段と、上記第５の信号各
々に所定の荷重係数を乗算する手段と、上記荷重係数の
乗算された信号を加算して第３の信号を出力する手段
と、上記第１の信号から上記第３の信号を減算して第４
の信号を出力する手段とを備え、上記荷重係数は、上記
第４の信号と第５の信号とに基づいて、この第４の信号
の電力が最小となるように所定の適応アルゴリズムによ
り制御され、この荷重係数の初期値は、最初に受信した
所定数の信号サンプルについての、上記第１の信号と第
５の信号とに基づく連立方程式の解をもとに設定され、
上記適応アルゴリズムは、この設定された初期値に基づ
いて上記荷重係数を更新するとともに、この荷重係数の
初期値ベクトルのノルムが最小となるように上記初期値
を設定するアルゴリズムである干渉波抑圧装置を提供す
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る実施の形態を説明する。 実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１に係る干
渉波抑圧装置の構成を示すブロック図である。なお、図
１に示す装置において、図１１に示す従来の干渉波抑圧
装置と同一構成要素には、同一符号を付し、ここでは、
それらの説明を省略する。ただし、本実施の形態に係る
装置では、アンテナ素子の配置は、必ずしも直線状でな
くてもよい。また、以降の説明において、特に断らない
限り、ｎ＝１，２，…Ｎであり、ｉ＝１，２，…Ｉ、そ
して、ｂ＝１，２，…Ｂであるとする。

【００２７】図１に示す干渉波抑圧装置において、ベー
スバンド・ディジタル同相・直交信号ｘ_n（ｋ）は、所
望信号を抽出するためのビーム形成器５に入力され、ま
た、同時に複数（Ｉ）の異なる方向にマルチビーム形成
を行うマルチビーム形成器７にも入力される。なお、こ
のマルチビームは、サイドローブ・キャンセラにおける
補助ビームである。

【００２８】マルチビーム形成器７の一例として、上述
した高速フーリエ変換器があり、その場合、マルチビー
ム数Ｉは素子数Ｎと等しい。選択ビーム設定器２１ａ
は、マルチビーム形成器７の出力信号ｙ_i（ｋ）と、ビ
ーム形成器５の出力信号ｙ₀（ｋ）とに基づいて、マル
チビーム形成器７の出力信号ｙ₁（ｋ），ｙ₂（ｋ），…
ｙ_I（ｋ）の内、どの信号、言い換えると、マルチビー
ム形成器７で形成されたマルチビームの内、どの方向の
ビームを選択するかを定め、選択ビーム番号を選択器８
に出力する。

【００２９】選択器８は、上記の選択ビーム設定器２１
ａで定められた方向のビーム、つまり、対応するマルチ
ビーム出力信号を選択する。この選択数をＢとする。な
お、選択手順については後述するが、ここでは、選択器
８で、干渉波数と等しい適切な方向の補助ビームを選択
したものとして説明する。

【００３０】選択器８で選択された信号をｙ_r1（ｋ），
ｙ_r2（ｋ），…ｙ_rB（ｋ）とする。すなわち、選択され
た信号（便宜上、ｙ_rb（ｋ）と表記する）は、乗算器９
−ｂ（信号ｙ_rb（ｋ）に対応する、乗算器９−１，９−
２，…９−Ｂの１つ）で重み付けした後、加算器１０で
加算される。この加算器１０は、ビーム形成器５の出力
信号ｙ₀（ｋ）に含まれる干渉信号の消え残りを推定し
た信号ｖ（ｋ）を出力する。

【００３１】上記の乗算器９−ｂの荷重係数ｗ_b（ｋ）
は、選択器８の出力信号ｙ_rb（ｋ）、および、アダプテ
ィブ・アレー・アンテナ出力信号ｚ（ｋ）に基づき、こ
のアダプティブ・アレー・アンテナ出力信号ｚ（ｋ）の
電力をできるだけ小さくするよう、荷重係数制御器２２
によって制御される。その結果、ビーム形成器５の出力
信号ｙ₀（ｋ）に含まれる干渉信号の消え残りが推定さ
れる。そして、推定された干渉信号の消え残りｖ（ｋ）
を、減算器６において、ビーム形成器５の出力信号ｙ₀
（ｋ）から差し引くことで、干渉信号の抑圧を行う。

【００３２】荷重係数制御器２２による荷重係数の制御
方法は、図１１に示す従来の装置におけるそれと同様で
あるが、学習同定法以外の制御方法も適用可能である。
しかし、荷重係数初期値ｗ_b ⁽⁰⁾は、従来技術における荷
重係数初期値とは異なる（つまり、本実施の形態に係る
荷重係数初期値設定器２３ａは、図１１に示す荷重係数
初期値設定器２４とは異なった方法で荷重係数初期値を
設定する）。なお、ここでは、選択ビーム設定器２１ａ
により、選択器８で干渉波数と等しい、適切な方向の補
助ビームが選択できたものとして、荷重係数初期値設定
器２３ａでの荷重係数初期値ベクトルの設定手順を説明
する。

【００３３】本実施の形態では、ビーム形成器５の出力
信号ｙ₀（ｋ）と選択器８の出力信号ｙ_rb（ｋ）の、受
信された最初のごく少数の信号サンプルを用いて相関行
列を作り、そのまま正規方程式を解いて解を求めて、そ
れを適応アルゴリズムの初期値ベクトルにする。つま
り、最初の少数受信信号サンプルによるＳＭＩ（Ｓａｍ
ｐｌｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）法によっ
て、荷重係数初期値ｗ_b ^{( 0)}を決める。ただし、ここで
は、上記文献１の「１つの補助ビームには、１つの干渉
波しか入射しない（１つの補助ビーム出力には、１つの
干渉信号しか存在しない）」という仮定は不要である。
つまり、干渉波が１波だけ入射したとして、荷重を求め
ない。従って、２波以上の干渉波が近接して入射して
も、最適値に近い初期値を設定することが可能となる。

【００３４】そこで、荷重初期値設定に用いる信号サン
プル数をＰとすると、荷重係数初期値ベクトルＷ
⁽⁰⁾は、以下の式で求められる。なお、数５，数６にお
いて、［Ｃ］_ijは、行列Ｃの（ｉ，ｊ）要素を、［ｒ］
_jは、ベクトルｒのｊ番目の要素を意味する。また、
ｉ，ｊ＝１，２，…Ｂである。

【００３５】

【数４】

【００３６】

【数５】

【００３７】

【数６】

【００３８】実際には、数値的に性質がよくないといわ
れている正規方程式を直接、解かずに、データ行列から
ＱＲ分解によって解を求めるのが望ましい。そのため
に、ビーム形成器５の出力信号と選択器８の出力信号か
らなる、以下の行列Ａとベクトルａを作る。

【００３９】

【数７】

【００４０】

【数８】

【００４１】次に、行列Ａを、数９のようにＱＲ分解す
る。

【００４２】

【数９】

【００４３】ここで、Ｑは、列が正規直交系をなすＰ×
Ｂ行列、Ｒは、Ｂ×Ｂの右上三角行列である。これら
Ｑ，Ｒを使うと、正規方程式は、以下の数１０のように
なる。Ｒが右上三角行列であることより、数１０は、後
退代入だけで解ける。この数１０では、肩文字Ｈは、行
列・ベクトルの共役転置を意味する。

【００４４】

【数１０】

【００４５】このようにして求められた荷重係数初期値
ベクトルＷ⁽⁰⁾は、荷重係数制御器２２に送られ、それ
に基づいた荷重係数の更新が開始される。このようにし
て荷重係数初期値ｗ_b ⁽⁰⁾を設定すれば、上記文献１の荷
重係数初期値の設定法に比べると、ほぼ全ての場合に初
期値設定の効果がある。つまり、ほとんど全ての場合
に、短時間で収束する。

【００４６】次に、選択ビーム設定器２１ａの動作、つ
まり、選択器８における信号の選択（補助ビームの選択
手順）について説明する。図２，図３は、選択ビーム設
定器２１ａによる、選択補助ビームの設定手順を示すフ
ローチャートである。

【００４７】（ステップＡ１）初期値設定に要する受信
信号の最初のＰサンプルに対する、マルチビーム形成器
７の出力信号ｙ₁（ｋ），ｙ₂（ｋ），…ｙ_I（ｋ）の平
均電力の、空間方向の分布を求め、そのピーク（極大
値）を抽出する（ＳＳＡ１−１）。ＳＳＡ１−２で、極
大値の数Ｍが１と判定された場合は、ステップＡ２へ進
み、極大値の数Ｍが２以上の場合には、図３のステップ
Ａ５へ分岐する。

【００４８】（ステップＡ２）上述のように、極大値の
数Ｍが１の場合、その極大値を与えるビーム方向近傍に
おいて、電力順に補助ビームの優先順位をつける。ここ
で選択する補助ビームは、想定される干渉波数より若干
多い程度（実際には、３程度）とする。なお、このとき
の最大選択ビーム数をβとする。

【００４９】（ステップＡ３）最初に、補助ビームを選
択しない場合に対する、時刻ｋ＝０からｋ＝Ｐ−１にお
ける、アダプティブ・アレー・アンテナ出力信号電力を
求める（ＳＳＡ３−１，ＳＳＡ３−４）。続いて、ステ
ップＡ２で決めた優先順位に従い、補助ビーム選択数を
１増やし（ＳＳＡ３−５）、上記の荷重係数初期値設定
器２３ａにおける荷重係数初期値の設定手順に従って
（つまり、数８〜数１０により）、それぞれの補助ビー
ム選択数（ＳＳＡ３−２で選択したもの）に対する荷重
係数値を計算する（ＳＳＡ３−３）。そして、時刻ｋ＝
０からｋ＝Ｐ−１における、アダプティブ・アレー・ア
ンテナ出力信号電力Ｐ_z（ｄ）を求める（ＳＳＡ３−
４）。

【００５０】ＳＳＡ３−２に示すように、ビームをｄ個
選択したとして、そのビーム番号を｛ｑ₁，ｑ₂，…
ｑ_d｝、このときの荷重係数の値をｗ〜₁，ｗ〜₂，…ｗ
〜_dとすると、アダプティブ・アレー・アンテナ出力信
号電力Ｐ_z（ｄ）は、以下の数１１と数１２より計算で
きる。なお、数１２で、ｄ＝０は、ビームを何も選択し
なかったことに相当する。

【００５１】

【数１１】

【００５２】

【数１２】

【００５３】（ステップＡ４）ＳＳＡ３−６で、選択ビ
ーム数ｄが最大選択ビーム数βを越えたと判断された場
合、処理は本ステップへ移行する。このステップでは、
ｄ＝０，１，２，…βに対する、数１２より求めたＰ_z
（ｄ）の値の変化から、選択すべきビームを決める。つ
まり、選択ビーム数が足りないときは、Ｐ_z（ｄ）に
は、ほとんど変化がないが、選択ビーム数が干渉波入射
数と一致したときには、ビーム数が足りない場合に比べ
て、Ｐ_z（ｄ）は急激に減少する。そして、選択ビーム
数が干渉波入射数を越えると、Ｐ_z（ｄ）は、ほとんど
変化しなくなる。このことから、選択ビームを判定す
る。

【００５４】補助ビーム出力信号電力の、空間方向の分
布の極大値の数が１の場合は、上記ステップＡ４の後、
補助ビームの選択手順を終了する。なお、この極大値の
数が１の場合は、同時に荷重係数初期値ｗ_b ⁽⁰⁾を求めて
いることになり、これを荷重係数制御器２２における初
期値として用いる。つまり、この場合、荷重係数初期値
設定器２３ａで初期値を求め直す必要はない。

【００５５】（ステップＡ５）極大値の数がＭ≧２のと
きには、図３に示す本処理ステップに入る。ここでは、
それぞれの極大値を与えるビーム方向近傍において、電
力順に補助ビームの優先順位を付ける。ここでの各極大
点（極大値を与えるビーム方向）近傍における、選択す
る補助ビームは、その角度近傍で想定される入射干渉波
数より若干多い程度で、実際には３程度とする。また、
そのときの各極大点近傍における最大選択ビーム数をβ
_mとする。なお、ｍ＝１，２，…Ｍである。

【００５６】（ステップＡ６）本ステップでは、最初
に、何もビームを選択していない状態に対して、上記ス
テップＡ３と同様に、アダプティブ・アレー・アンテナ
出力信号電力を求める。次に、１つの極大点（その番号
をｍとする）に着目する（ＳＳＡ６−１）。それ以外の
（ｍ以外の）極大点近傍では、ステップＡ５で決めたビ
ームは、全て補助ビームを選択しておく。ただし、既に
選択すべきビームが求まっている極大点近傍において
は、それを選択する（ＳＳＡ６−３）。

【００５７】そして、番号ｍ近傍で、１つずつ選択ビー
ムを増やし（ＳＳＡ６−６，ＳＳＡ６−７）、それぞれ
の場合に対して、上記の数７〜数１０に従って、それぞ
れの補助ビーム選択数に対する荷重係数値を計算する
（ＳＳＡ６−４）。そして、時刻ｋ＝０からｋ＝Ｐ−１
におけるアダプティブ・アレー・アンテナ出力信号電力
Ｐ_z ^m（ｄ）を求める（ＳＳＡ６−５）。ここで、ｄは、
極大点番号ｍ近傍のビームについては、それをｄ個選択
し、それ以外の極大点近傍のビームは、全て選択してお
いた状態であることに対応する。ただし、ｄ＝０は、何
もビームを選択していない状態を意味する。なお、Ｐ_z ^m
（ｄ）の肩文字ｍは、極大点番号ｍ近傍に注目している
ことを意味する。

【００５８】（ステップＡ７）ここでは、Ｐ_z ^m（０），
Ｐ_z ^m（１），…Ｐ_z ^m（β_m）の値から、極大値番号ｍに
おける選択ビームを決める（ＳＳＡ７−１）。その決め
方は、上記ステップＡ４と同じである。そして、ＳＳＡ
７−２でｍの値を１増やし、これらステップＡ６，ステ
ップＡ７の操作を、補助ビーム出力電力の、空間方向の
分布の極大値の数であるＭ回だけ繰り返す（ＳＳＡ７−
３）。

【００５９】（ステップＡ８）ステップＡ６，ステップ
Ａ７の操作を、補助ビーム出力電力の、空間方向の分布
の極大値の数だけ繰り返すと、それぞれの極大点近傍で
選択すべきビームが決まる。そこで、これらを全て集め
たものが、全体で選択すべき補助ビームとなる。以上の
処理で、補助ビームの選択手順が終了する。

【００６０】このように、ここでは、１回の荷重係数更
新に要する信号処理演算量が少ない、最急降下法に基づ
く適応アルゴリズムを用いて干渉波抑圧を行い、受信干
渉波の数と同じ、入射方向に応じた最適値に近い荷重係
数初期値を設定する。

【００６１】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、受信干渉波と同数の適切なビーム方向の補助ビーム
を選択し、最初の少数受信信号サンプルを利用してＳＭ
Ｉ法により荷重係数初期値を設定することで、２波以上
の干渉波が近接して入射しても、最適値に近い初期値を
設定でき、結果として、荷重係数を最適値に高速に到達
させることが可能となる。つまり、干渉波抑圧特性を短
時間で持たせる補助ビームを選択することにより、干渉
波と同数の適切な補助ビームを選択でき、最適値に近い
荷重係数初期値を設定可能となる。

【００６２】実施の形態２．以下、本発明の実施の形態
２に係る補助ビームの選択手順を説明する。なお、本実
施の形態に係る干渉波抑圧装置の構成は、図１に示す、
上記実施の形態１に係る装置と同じであるため、それら
の構成および説明を省略するが、ここでは、ビーム形成
器５の出力信号は利用しない。

【００６３】図４，図５は、本実施の形態に係る選択ビ
ーム設定器２１ａによる、選択補助ビーム設定手順を示
すフローチャートである。 （ステップＢ１）最初に、初期値設定に要する、受信信
号の最初のＰサンプルに対するマルチビーム形成器７の
出力信号ｙ₁（ｋ），ｙ₂（ｋ），…ｙ_I（ｋ）の平均電
力の、空間方向の分布を求め、そのピーク（極大値）を
抽出する。そして、極大値の数Ｍが１の場合はステップ
Ｂ２へ進み、極大値の数Ｍが２以上の場合には、図５の
ステップＢ５へ分岐する。なお、この操作は、上述した
実施の形態１における補助ビーム選択手順の内、ステッ
プＡ１（図２）と同じである。

【００６４】（ステップＢ２）極大値の数ＭがＭ＝１の
場合、その極大値を与えるビーム方向近傍において、電
力順に補助ビームの優先順位を付ける。ここで選択する
補助ビームは、想定される干渉波数より若干多い程度
で、補助ビーム幅にもよるが、実際には、２〜３程度と
する。なお、このときの選択ビーム数をβとする。

【００６５】（ステップＢ３）選択したビーム出力信号
に対して、上記数７の行列Ａを構成する。ただし、数７
で、Ｂ＝βとする。そして、以下の数１３に示すよう
に、行列Ａの特異値分解を行う。

【００６６】

【数１３】

【００６７】ここで、Ｕは、列ベクトルが正規直交する
Ｐ×β行列、Ｓはβ×β対角行列、Ｖはβ×βの直交行
列である。

【００６８】行列Ｓの対角要素は、行列Ａの特異値であ
る。０でない特異値の数が、行列Ａのランクである。選
択器８の出力信号からなる相関行列は、Ａ^HＡで与えら
れ、そのランクは、雑音が存在しないときには干渉波の
数に等しく、これはＡのランクに等しい。つまり、行列
Ａの０でない特異値の数が、干渉波の入射数である。実
際には、受信機雑音が存在するため、特異値が０になる
ことはない。しかし、干渉波電力が雑音電力に比べて非
常に大きいとき、特異値のオーダにかなりの差が生ず
る。よって、その場合は、小さい特異値を無視し、大き
い特異値の数を干渉波の数と判断する。

【００６９】（ステップＢ４）このステップでは、上記
のステップＢ２で選択したβ個のビームの中から、その
優先順に、ステップＢ３で判断した干渉波の個数分のビ
ームを選択する。つまり、行列Ａの特異値から干渉波数
を判断し、上記優先順に干渉波の数だけ、補助ビームを
選択して、本ビーム選択手順を終了する。

【００７０】（ステップＢ５）一方、極大値の数ＭがＭ
≧２の場合、図５に示す本ステップで、それぞれの極大
値を与えるビーム方向近傍において、電力順に補助ビー
ムの優先順位を付ける。ここでの各極大点（極大値を与
えるビーム方向）近傍において選択する補助ビームは、
その角度近傍で想定される入射干渉波数より若干多い程
度で、実際は２〜３程度とする。また、そのときの各極
大点近傍における選択ビーム数をβ_mとする。なお、こ
こで、ｍ＝１，２，…Ｍである。

【００７１】（ステップＢ６）１つの極大点（番号ｍ）
に着目し、その極大点近傍で選択した信号に対して、上
記ステップＢ３とステップＢ４と同様の操作を行う。た
だし、ステップＢ３に相当するＳＳＢ６−２では、βの
代わりにβ_mとおく。すなわち、行列Ａの特異値から干
渉波数を判断し、上記優先順に干渉波の数だけ補助ビー
ムを選択する。これにより、極大点ｍ近傍において選択
すべき補助ビームが決まる（ＳＳＢ６−３）。そして、
ＳＳＢ６−４で、ｍの値を１増やし、続くＳＳＢ６−５
で、ｍがＭを越えると判断されるまで、上記の操作をそ
れぞれの極大点で繰り返す（つまり、合計Ｍ回、繰り返
す）。

【００７２】（ステップＢ７）それぞれの極大点近傍で
決めた選択ビームを集めて、選択すべき補助ビームを決
定し、本処理を終了する。

【００７３】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、干渉波の個数分のビームを選択する、つまり、所定
の行列を特異値分解して得た結果より干渉波数を判断
し、優先順に干渉波の数だけ補助ビームを選択すること
により、干渉波と同数の適切な補助ビームを選択するこ
とができ、最適値に近い荷重係数初期値を設定すること
が可能となる。

【００７４】なお、上記実施の形態２では、数７の行列
Ａ（ただし、Ｂ＝β、もしくはＢ＝β_m）に対して特異
値分解を行っているが、これに限定されるものではな
い。すなわち、相関行列Ａ^HＡに対して固有値を計算
し、実施の形態２における特異値の代わりに、Ａ^HＡの
固有値で選択ビームを決定するようにしてもよい。な
お、この場合、Ａ^HＡの固有値は、Ａの特異値の二乗に
等しいので、干渉波数の判断基準は、実施の形態２と同
じでよい。

【００７５】実施の形態３．以下、本発明に係る実施の
形態３について説明する。図６は、本実施の形態に係る
干渉波抑圧装置の構成を示すブロック図である。なお、
同図に示す装置は、選択ビーム設定器２１ｂと荷重係数
初期値設定器２３ｂ以外は、図１に示す、上記実施の形
態１に係る装置と同じであるため、ここでは、同一構成
要素の動作説明を省略する。従って、以下では、選択ビ
ーム設定器２１ｂと荷重係数初期値設定器２３ｂの動作
を中心に説明する。

【００７６】図６の選択ビーム設定器２１ｂ（その動作
は、選択器８における信号の選択（補助ビームとしての
マルチビームの選択手順）である）は、干渉波入射方向
近傍の干渉波と同数以上の補助ビームを選択するように
設定する。これは、実施の形態１，２に係る装置におけ
る選択ビーム設定器２１ａでの設定手順より簡単であ
る。

【００７７】選択ビーム設定器２１ｂは、初期値設定に
要する受信信号の最初のＰサンプル（もしくは、それ以
下のサンプル数）に対する、マルチビーム形成器７の出
力信号ｙ１（ｋ），ｙ₂（ｋ），…ｙ_I（ｋ）の平均電力
の、空間方向の分布を求め、そのピーク（極大値）を抽
出する。そして、各極大値近傍において、そのビーム方
向近傍から入射すると想定される干渉波数と同数か、そ
れよりわずかに多くの補助ビームを選択して、その手順
を完了する。

【００７８】次に、荷重係数初期値設定器２３ｂの動作
について説明する。この荷重係数初期値設定器２３ｂ
は、ビーム形成器５の出力信号と選択器８の出力信号か
らなる、数７で示される行列Ａと数８で示されるベクト
ルａに対して、数１４で示す値を最小にし、かつ、自身
の二乗ノルムの値が最小となる荷重ベクトルＷ⁽⁰⁾を、
公知の特異値分解法を利用して計算し、その結果を荷重
係数初期値とする。

【００７９】

【数１４】

【００８０】具体的な手順は、以下の通りである。すな
わち、行列Ａを、数１５のように特異値分解する。

【００８１】

【数１５】

【００８２】ここで、Ｕは、列ベクトルが正規直交する
Ｐ×Ｂ行列、ＳはＢ×Ｂ対角行列、ＶはＢ×Ｂの直交行
列である。

【００８３】上記行列Ｓの対角要素は、行列Ａの特異値
である。０でない特異値の数が、行列Ａのランクであ
る。図６の選択器８の出力信号からなる相関行列は、Ａ
^HＡで与えられ、そのランクは、雑音が存在しないとき
には、干渉波の数に等しく、それはＡのランクに等し
い。つまり、行列Ａの０でない特異値の数が、干渉波の
入射数である。実際には、受信機雑音が存在するため、
特異値が０になることはない。しかし、干渉波電力が雑
音電力に比べて非常に大きいとき、特異値のオーダにか
なりの差が生ずる。よって、小さい特異値を無視した、
大きい特異値の数が干渉波の数である。

【００８４】以下の数１６の示すサイズが、Ｂ×１のベ
クトルαを計算する。また、数１７に示すように、ベク
トルｃを定義する。この時点でベクトルｃは、未知であ
る。

【００８５】

【数１６】

【００８６】

【数１７】

【００８７】上記の数１７のＢ×１ベクトルｃは、以下
の手順で作られる。すなわち、ｂ＝１，２，…Ｂに対し
て、［Ｓ］_bbの値が、オーダの大きな特異値に対して無
視できないときは、［ｃ］_b＝［α］_b／［Ｓ］_bb、それ
が無視できるときは［ｃ］_b＝０とする。このようにす
ることによって、ベクトルｃは、近似的に連立方程式Ｓ
ｃ＝αの最小二乗最小ノルム解となっている。

【００８８】上述のように、行列Ｖが直交なので、数１
７より、目的とする荷重ベクトルＷ⁽⁰⁾は、行列Ｖとベ
クトルｃとから、数１８で求めることができる。ここで
は、これを荷重初期値として、荷重係数制御器２２へ出
力する。

【００８９】

【数１８】

【００９０】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、選択ビーム設定器を、干渉波入射方向近傍の干渉波
と同数以上の補助ビームを選択するよう設定し、荷重係
数初期値設定器によって、特異値分解法を用いて荷重ベ
クトルを計算することにより、干渉波の数より選択器で
の信号選択数が多くなっても、最適値に近い荷重係数初
期値を求めることができ、荷重係数ｗ_b ^(k)を高速に最適
値に収束させることが可能となる。

【００９１】実施の形態４．以下、本発明に係る実施の
形態４について説明する。図７は、本実施の形態に係る
干渉波抑圧装置の構成を示すブロック図である。なお、
同図において、図６に示す、上記実施の形態３に係る装
置と同一構成要素には同一符号を付し、ここでは、それ
らの説明を省略する。

【００９２】図７に示す干渉波抑圧装置は、ベースバン
ド・ディジタル同相・直交信号ｘ_n（ｋ）のｎ＝１，
２，…Ｎの全て、あるいは一部を用いて干渉波入射数
（これをＢとする）と方向を推定する干渉波入射方向推
定器３０、この干渉波入射方向推定器３０による干渉波
数と入射方向推定結果とに基づいて干渉波入射方向にビ
ームを形成する補助ビーム形成器３１−ｂ（ｂ＝１，
２，…Ｂ）を有する。ここでの干渉波数と入射方向の推
定には、例えば、ブルックナ（Ｂｒｏｏｋｎｅｒ）およ
びハウエル（Ｈｏｗｅｌｌ）による、「Ａｄａｐｔｉｖ
ｅ−ａｄａｐｔｉｖｅａｒｒａｙ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ」（１９８６年４月、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ
ｔｈｅ ＩＥＥＥ、第７４巻、Ｎｏ．４、第６０２頁
〜第６０４頁）に記載されているように、空間方向ＦＦ
Ｔ、最大エントロピー法、ＭＵＳＩＣ（Ｍｕｌｔｉｐｌ
ｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法
等を使用できる。

【００９３】補助ビーム形成器３１−ｂの出力をｙ１
（ｋ），ｙ₂（ｋ），…ｙ_B（ｋ）とすると、ここでは、
上述した適応アルゴリズムと同様なアルゴリズムによっ
て荷重係数ｗ₁ ^(k)，ｗ₂ ^(k)，…ｗ_B ^(k)を制御し、その結
果、干渉波を抑圧する。なお、適応アルゴリズムは、上
述の学習同定法に限定されるものではない。荷重係数初
期値ｗ_b ⁽⁰⁾の設定手順は、上記実施の形態３と同様であ
る。また、数７については、ｙｒ_b（ｋ）を補助ビーム
３１−ｂの出力信号ｙ_b（ｋ）（ｂ＝１，２，…Ｂ）で
置き換える。ここで言えるのは、上記文献１に記載され
た荷重係数初期値ベクトル設定法を本実施の形態に適用
しても、複数の干渉波が近接している場合には、初期値
設定の効果がなく、その収束を速めることはできない、
ということである。

【００９４】このように、本実施の形態によれば、干渉
波数と入射方向の推定を行い、その結果に基づいて干渉
波入射方向にビームを形成することで、複数の近接干渉
波が存在して、ある補助ビームに他の干渉波が漏れこん
でいる場合でも、荷重係数を高速に収束できる。

【００９５】

【実施例】以下、上記実施の形態１〜３に係る実施例を
説明する。ここでは、計算機シミュレーションによる、
上記実施の形態に係る干渉波抑圧装置の有効性を示す。 実施例１．上記実施の形態１に対応する実施例を以下に
示す。ここでは、６４素子の、半波長間隔に直線状に配
置されたアレーアンテナを想定する。所望波（１素子あ
たりの信号対雑音電力比ＳＮＲ＝５ｄＢ）は、アレーア
ンテナの正面方向（θ＝０゜）から入射するものとす
る。ビーム形成器５は、θ＝０゜にビームを向けてい
る。また、干渉波は３波入射し、その方向は、それぞれ
θ＝１０゜（１素子あたりの干渉対雑音電力比ＩＮＲ＝
４５ｄＢ）、θ＝１２゜（１素子あたりのＩＮＲ＝３５
ｄＢ）、θ＝−２５゜（１素子あたりのＩＮＲ＝４０ｄ
Ｂ）である。マルチビーム（補助ビーム）形成には、高
速フーリエ変換を用い、その高速フーリエ変換を行う前
にＨａｎｎｉｎｇ窓をかけている。

【００９６】まず、選択すべき補助ビームを決める。上
述のステップＡ１（図２）に従って、マルチビーム形成
器７の出力信号平均電力の空間方向の分布を求める。そ
の分布を、図８に示す。同図において、横軸のビーム番
号は、０゜方向ビームを１番（以下、＃１と記す）とし
て、アレーアンテナから見て右の方向にθ＝９０゜まで
はビーム番号を増やしている。θ＝±９０゜ビームを＃
３３とし、それを境に、θ＝−９０゜から正面に近くな
るにつれて、ビーム番号を増やしている。＃６４ビーム
は、約−２゜方向のビームである。図８に示す分布で
は、信号サンプルは、最初の１０サンプル（Ｐ＝１０）
を用いた。また、図８には、極大値が２箇所ある（Ｍ＝
２）ので、処理は、図３のステップＡ５へ進む。

【００９７】ステップＡ５に従って、図８の各極大点近
傍で、電力順に補助ビームに優先順位をつける。すなわ
ち、＃７近傍では、＃７，＃６，＃８の順（β₁＝３）
に、＃５１近傍では、＃５１，＃５２，＃５０の順（β
₂＝３）に優先順位を付ける。

【００９８】ステップＡ６に従い、何もビームを選択し
ていない状態で、アダプティブ・アレー・アンテナ出力
信号電力を求める。次に、＃７の極大点近傍に注目す
る。また、他方の極大点＃５１近傍の＃５１，＃５２，
＃５０を全て選択しておき、＃７，＃６，＃８の順に選
択ビームを増やし、各々の場合に対して、荷重係数を求
めてから、アダプティブ・アレー・アンテナ出力信号電
力を求める。つまり、選択ビームが（＃５１，＃５２，
＃５０，＃７）、（＃５１，＃５２，＃５０，＃７，＃
６）、（＃５１，＃５２，＃５０，＃７，＃６，＃８）
の３つの場合に対して荷重係数を求めてから、アダプテ
ィブ・アレー・アンテナ出力信号電力を求める。

【００９９】以上の電力値を記すと、何も選択していな
い状態から順に、 １１７．６ ２０．９３ ２．３０ １．３９ となる。＃５１，＃５２，＃５０以外に、＃７と＃６の
ビームを選択したときに電力が大きく減少し（２０．９
３→２．３０）、それ以降は、電力の減少が小さいの
で、ステップＡ７（ステップＡ４）により、＃７近傍で
選択すべきビームは、＃７と＃６と判定する。

【０１００】次に、＃５１の極大点近傍に注目する。他
方の、既に決まっているビーム＃７と＃６を選択してお
き、＃５１，＃５２，＃５０の順に選択ビームを増や
し、各々の場合に対して荷重係数を求めてから、アダプ
ティブ・アレー・アンテナ出力信号電力を求める。つま
り、選択ビームが（＃７，＃６，＃５１）、（＃７，＃
６，＃５１，＃５２）、（＃７，＃６，＃５１，＃５
２，＃５０）の３つの場合に対して荷重係数を求めてか
ら、アダプティブ・アレー・アンテナ出力信号電力を求
める。なお、何もビームを選択していない状態での電力
は、上記のように、すでに求められている。

【０１０１】そこで、以上の電力値を記すと、何も選択
していない状態から順に、 １１７．６ ３．３０ ２．６７ ２．３０ となる。＃７と＃６以外に、＃５１を選択したときに電
力が大きく減少し、それ以降は、電力の減少が小さいの
で、＃５２近傍で選択すべきビームは、＃５１と判定す
る。

【０１０２】以上の過程より、選択すべき補助ビーム
は、＃７，＃６，＃５１の３つになる。そして、選択補
助ビームを＃７，＃６，＃５１として、改めて数７〜数
１０により荷重係数初期値を計算し、それを初期値とし
て、数１の学習同定法により荷重係数の更新を行った。
数１においてα＝０．２である。そのときの荷重係数更
新回数に対する信号対干渉信号雑音電力比の改善量（イ
ンプルーブメント・ファクタ：単位はｄＢ）を、図９に
示す。なお、図９には、併せて、文献１による方法と、
荷重係数初期値を０ベクトルとした場合の収束特性も示
す。いずれも、選択した補助ビームは、同じく＃７，＃
６，＃５１の３つとした。

【０１０３】最初の１０サンプルを荷重初期値設定に使
ったため、本実施例に係る方法と文献１による方法で
は、その間の荷重係数値を０ベクトルとした。本実施例
による荷重係数初期値設定手順では、次の１サンプルが
入力されるまでには完了せず、およそ十数サンプル分の
時間がかかると推定されるが、それを考慮しても、図９
からは、荷重係数が極めて短時間に収束していることが
分かる。また、文献１による方法は、干渉波が近接して
入射し、１つの補助ビーム内に１干渉波という前提条件
がくずれると、荷重係数初期値設定によって収束に達す
るまでの時間を短縮することができなくなることが分か
る。

【０１０４】実施例２．上記実施の形態２に係る補助ビ
ーム選択について、その実施例を示す。ここでの条件
は、実施例１と全く同一である。すなわち、ステップＢ
１（図４）は、実施の形態１に係る補助ビーム選択手順
の内、ステップＡ１と同じである。そして、図８に示す
ように、極大値が２箇所あるので、処理は、図５のステ
ップＢ５へ進む。

【０１０５】そこで、ステップＢ５に従い、図８の各極
大点近傍で、電力順に補助ビームに優先順位を付ける。
＃７近傍では３つ選択して、＃７，＃６，＃８の順に
（β₁＝３）、また、＃５１近傍では２つ選択して、＃
５１，＃５２の順（β₂＝２）に優先順位を付ける。な
お、ここでは、＃５３は、その電力が小さいので選択し
ない。

【０１０６】次に、ステップＢ６に従い、図８において
左側に位置する極大点（＃７近傍）に注目し、＃７，＃
６，＃８を選択した状態で、数７の行列Ａを構成する。
ここで、Ｂ＝β₁＝３である。そして、この行列Ａの特
異値分解を行う。その結果、行列Ａの特異値は、大きさ
の順に、 ３５１．９ ８２．２０ ０．０６５４ のようになった。

【０１０７】得られた特異値の内、３つ目の特異値が、
他の２つに比べて非常に小さいので、無視し得ると判断
し、＃７近傍では、干渉波が２波入射していると判定す
る。従って、＃７，＃６，＃８の内、電力が上位の２ビ
ーム、すなわち、＃７と＃６を選択する。

【０１０８】次に、図８の右側の極大点（＃５１）に注
目する。つまり、＃５１，＃５２を選択して、数７の行
列Ａを構成する。ここで、Ｂ＝β₂＝２である。そし
て、行列Ａの特異値分解を行う。得られた行列Ａの特異
値は、その大きさの順に、 １９１．８ ０．１４０ のようになった。

【０１０９】上記２つの特異値の大きさには、大きな差
があるので、２つ目の特異値は、無視し得ると判断し、
＃５１近傍では、干渉波が１波入射していると判定す
る。従って、＃５１，＃５２の中から、電力が上位の１
ビーム、つまり、＃５１を選択する。

【０１１０】このように、本実施例においても、選択ビ
ームは、＃７，＃６，＃５１となった。実施例１と同じ
選択結果を得たので、その収束特性は、図９に示す特性
と同じになる（図中、「実施例１，２」と記した特
性）。

【０１１１】実施例３．ここでは、実施例１と同じ電波
環境で、同じマルチビームを形成し、計算機シミュレー
ションによって、上記実施の形態３に係る干渉波抑圧装
置の有効性を示す。なお、荷重係数初期値設定に用いる
サンプル数Ｐは、実施例１と同じく１０とする。

【０１１２】図８に示す、マルチビーム形成器の出力信
号平均電力の、空間方向の分布から、１つ目の極大点近
傍では、選択する補助ビーム番号を＃７，＃６，＃８、
２つ目の極大点近傍では、選択する補助ビーム番号を＃
５１，＃５２とする。なお、これらの順位は気にしなく
てよい。また、選択補助ビーム数は、Ｂ＝５である。

【０１１３】次に、数７で示す行列Ａを作り、数１５の
ように特異値分解する。行列Ｓの対角要素の値は、
（１，１）要素から（５，５）要素まで、順に以下のよ
うになった。 ３５１．９ １９１．７ ８２．２ ０．１１６
０．０５１ これらの内、最初から３つまでの特異値が、４つ目と５
つ目の特異値に比べて、かなり値が大きい。よって、干
渉波入射数は、３と判断できる。ただし、どの方向に、
いくつ入射しているかは、これだけでは判別できない。

【０１１４】数１６のベクトルαを計算し、以下の数１
９に示すベクトルｃの各要素を計算する。

【０１１５】

【数１９】

【０１１６】そして、数１８により荷重初期値を計算す
る。ここでは、その値を荷重係数初期値として、実施例
１と同じように、荷重係数更新を行った。荷重係数更新
回数に対する信号対干渉信号雑音電力比の改善量（イン
プルーブメント・ファクタ：単位はｄＢ）を、図１０に
示す。なお、図１０には、文献１による方法と、荷重係
数初期値を０ベクトルとした場合の収束特性も示す。い
ずれも、選択した補助ビームは、同じく＃７，＃６，＃
８，＃５１，＃５２の５つとした。

【０１１７】本実施例による荷重係数初期値設定手順に
おいても、次の１サンプルが入力されるまでには、それ
が完了せず、約十数サンプル分の時間がかかると推定さ
れる。しかし、それを考慮しても、図１０より、荷重係
数が極めて短時間に収束していることが分かる。また、
選択器８での信号選択数が干渉波数を上回っていても、
収束が速いことが分かる。

【０１１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マルチビームに対応する複数の信号より、補助ビームと
して選択した所定数の信号と、所定方向のビームに対応
する信号とに基づいて荷重係数の初期値を設定し、受信
干渉波と同数の補助ビームを選択することで、２波以上
の干渉波が近接して入射しても、最適値に近い初期値を
設定でき、荷重係数を最適値に到達させることが可能と
なり、干渉波抑圧特性を短時間で達成できる、という効
果がある。

【０１１９】また、他の発明によれば、マルチビームに
対応する複数の信号とその平均電力の空間分布をもと
に、干渉波の数を特定し、干渉波の数と同数あるいはそ
れ以上の数の信号を、これら複数の信号より選択するこ
とで、２つ以上の干渉波が近接して到来したり、補助ビ
ーム幅が広い場合にも、確実に補助ビーム選択が行え、
最適値に近い荷重係数の初期値設定を行うことができ
る。

【０１２０】また、他の発明によれば、適応アルゴリズ
ムとして、最初に受信した所定数の信号サンプルについ
て、所定方向のビームに対応する信号と選択された所定
数の信号とに基づく連立方程式の解をもとに荷重係数の
初期値を設定し、荷重係数を更新するアルゴリズムを使
用することで、確実に最適値に近い初期値を設定するこ
とが可能となり、短時間で干渉波抑圧特性を達成でき
る。

【０１２１】他の発明によれば、さらに、マルチビーム
に対応する複数の信号からなる所定の行列の特異値分解
を行い、その特異値の数を干渉波の数とすることで、荷
重係数の初期値を最適値に近似できるとともに、容易に
干渉波の数を特定できる。

【０１２２】また、他の発明によれば、荷重係数の初期
値を、最初に受信した所定数の信号サンプルについての
連立方程式の解をもとに設定し、この設定された初期値
に基づいて荷重係数を更新するとともに、この荷重係数
の初期値ベクトルのノルムが最小となるように初期値を
設定するアルゴリズムを使用することで、短時間で干渉
波抑圧特性を達成でき、荷重係数が収束した後の指向特
性において、主ビーム以外でゲインが大きくなることが
ない。

【０１２３】さらに他の発明によれば、複数のディジタ
ル同相・直交信号の全て、あるいは一部を用いて、干渉
波の数とその入射方向を推定し、その入射方向各々に対
してビームを形成して、補助ビーム出力における最初の
所定数の受信信号サンプルについて特異値分解法により
荷重係数の初期値を設定することで、２波以上の干渉波
が近接して入射しても、最適値に近い初期値を設定で
き、結果として、荷重係数を最適値に非常に高速に到達
させて、干渉波抑制特性を短時間で持たせることが可能
となる。また、この特異値分解法で得られた初期値は、
最小ノルム解であるため、収束後の指向特性において主
ビーム以外でゲインが大きくなることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係る干渉波抑圧装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】 実施の形態１に係る選択ビーム設定器２１ａ
による、選択補助ビームの設定手順の一部を示すフロー
チャートである。

【図３】 実施の形態１に係る選択ビーム設定器２１ａ
による、選択補助ビームの設定手順の一部を示すフロー
チャートである。

【図４】 本発明の実施の形態２に係る選択ビーム設定
器２１ａによる、選択補助ビーム設定手順の一部を示す
フローチャートである。

【図５】 実施の形態２に係る選択ビーム設定器２１ａ
による、選択補助ビーム設定手順の一部を示すフローチ
ャートである。

【図６】 本発明の実施の形態３に係る干渉波抑圧装置
の構成を示すブロック図である。

【図７】 本発明の実施の形態４に係る干渉波抑圧装置
の構成を示すブロック図である。

【図８】 本発明に係る実施例１におけるマルチビーム
形成器の出力信号電力の、空間方向の分布を示す図であ
る。

【図９】 実施例１，２における、実施の形態１，２に
係る干渉波抑圧装置の収束特性を示す図である。

【図１０】 実施例３における、実施の形態３に係る干
渉波抑圧装置の収束特性を示す図である。

【図１１】 従来の干渉波抑圧装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１−１〜１−Ｎ…アンテナ素子、２−１〜２−Ｎ…受信
機、３−１〜３−Ｎ…Ａ／Ｄ変換器、４−１〜４−Ｎ…
ＩＱ信号変換器、５…ビーム形成器、６…減算器、７…
マルチビーム形成器、８…選択器、９−１〜９−Ｂ…乗
算器、１０…加算器、１１…高速フーリエ変換器、２１
ａ，２１ｂ…選択ビーム設定器、２２…荷重係数制御
器、２３ａ，２３ｂ，２４…荷重係数初期値設定器、３
０…干渉波入射方向推定器、３１−１〜３１−Ｂ…補助
ビーム形成器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の配置形状で近接して配置された複
   数個のアンテナ素子からなるアレーアンテナへの入射信
   号波に対する干渉波を抑圧する干渉波抑圧装置におい
   て、 前記入射信号波を複数のディジタル同相・直交信号に変
   換する手段と、 前記複数のディジタル同相・直交信号より、所定方向に
   ビームを形成し、そのビームに対応する第１の信号を出
   力する手段と、 前記複数のディジタル同相・直交信号より、同時に複数
   の異なる方向にマルチビームを形成し、このマルチビー
   ムに対応する複数の第２の信号を出力する手段と、 前記第１の信号と前記複数の第２の信号に基づき、これ
   ら複数の第２の信号より所定数の信号を選択する選択手
   段と、 前記選択された信号各々に所定の荷重係数を乗算する手
   段と、 前記荷重係数の乗算された信号を加算して第３の信号を
   出力する手段と、 前記第１の信号から前記第３の信号を減算して第４の信
   号を出力する手段とを備え、 前記荷重係数は、その初期値が、前記選択された所定数
   の信号と前記第１の信号とに基づいて設定され、また、
   この荷重係数は、前記初期値と、前記選択された所定数
   の信号と、前記第４の信号とに基づいて、この第４の信
   号の電力が最小となるように所定の適応アルゴリズムに
   より制御され、この第４の信号が前記干渉波の抑圧され
   た信号として出力されることを特徴とする干渉波抑圧装
   置。
2. 【請求項２】 さらに、前記第１の信号および前記複数
   の第２の信号をもとに前記干渉波の数を特定する手段を
   備え、 前記選択手段は、前記干渉波の数と同数あるいはそれ以
   上の数の信号を、前記複数の第２の信号より選択するこ
   とを特徴とする請求項１記載の干渉波抑圧装置。
3. 【請求項３】 前記荷重係数の初期値は、最初に受信し
   た所定数の信号サンプルについての、前記第１の信号と
   前記選択された所定数の信号とに基づく連立方程式の解
   をもとに設定され、前記適応アルゴリズムは、この設定
   された初期値に基づいて前記荷重係数を更新するアルゴ
   リズムであることを特徴とする請求項１記載の干渉波抑
   圧装置。
4. 【請求項４】 さらに、前記複数の第２の信号からなる
   所定の行列の特異値分解を行う手段を備え、その特異値
   の数を前記干渉波の数とすることを特徴とする請求項３
   記載の干渉波抑圧装置。
5. 【請求項５】 前記荷重係数の初期値は、最初に受信し
   た所定数の信号サンプルについての、前記第１の信号と
   前記選択された所定数の信号とに基づく連立方程式の解
   をもとに設定され、前記適応アルゴリズムは、この設定
   された初期値に基づいて前記荷重係数を更新するととも
   に、この荷重係数の初期値ベクトルのノルムが最小とな
   るように前記初期値を設定するアルゴリズムであること
   を特徴とする請求項１記載の干渉波抑圧装置。
6. 【請求項６】 所定の配置形状で近接して配置された複
   数個のアンテナ素子からなるアレーアンテナへの入射信
   号波に対する干渉波を抑圧する干渉波抑圧装置におい
   て、 前記入射信号波を複数のディジタル同相・直交信号に変
   換する手段と、 前記複数のディジタル同相・直交信号より、所定方向に
   ビームを形成し、そのビームに対応する第１の信号を出
   力する手段と、 前記複数のディジタル同相・直交信号の全て、あるいは
   一部を用いて、干渉波の数とその入射方向を推定する手
   段と、 前記推定された入射方向各々に対してビームを形成し、
   これらのビームに対応する、これらビームと同数の第５
   の信号を出力する手段と、 前記第５の信号各々に所定の荷重係数を乗算する手段
   と、 前記荷重係数の乗算された信号を加算して第３の信号を
   出力する手段と、 前記第１の信号から前記第３の信号を減算して第４の信
   号を出力する手段とを備え、 前記荷重係数は、前記第４の信号と第５の信号とに基づ
   いて、この第４の信号の電力が最小となるように所定の
   適応アルゴリズムにより制御され、この荷重係数の初期
   値は、最初に受信した所定数の信号サンプルについて
   の、前記第１の信号と第５の信号とに基づく連立方程式
   の解をもとに設定され、前記適応アルゴリズムは、この
   設定された初期値に基づいて前記荷重係数を更新すると
   ともに、この荷重係数の初期値ベクトルのノルムが最小
   となるように前記初期値を設定するアルゴリズムである
   ことを特徴とする干渉波抑圧装置。