JPS60105303A - 拘束付加プロセツサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーダアンテナまたはソナートランスジューサ
のアレーなど、多重ソースから並列で獲得される信号に
対し、線形拘束を与えるために使用される種類の、拘束
付加プロセッサに係る。

拘束付加処理は、例えば１９８０年、Ｓ　ｉｍｏｎＨｕ
ｇｈｅａ＊　Ｄｏｍｎ　Ｈｕｔｅｈｉｎｓｏｎ　ａｎｄ
　Ｒｏｓｓ　Ｉｎｃ、編集の”　Ａｒｒａｙ　Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇ　Ａｐｐｌ’１ｃａｔｉｏｎｓ　ｔｏ　Ｒ
ａｄａｒ”（参照文献Ａ）のｐ、　１３６、Ａｐｐｌｅ
ｂａｕｍ　（参照文献Ａｌ）に記載されている通シ、既
知の技術である。

参照文献Ａｌではレーダにおける適応サイＦローブ相殺
の場合について記載しており、この場合の拘束は一つの
（主）アンテナが固定利得を有することであシ、他の（
副）アンテナは拘束されでいない。

この単純な拘束線式ｗ旦＝μを有し、式中旦はり、すな
わち行ベクトル（０，０，・・・１〕の転置行列、ｆは
重力ベクトルＷの転置行列、μは定数である。

この単純な拘束では、多くの目的について不適当であシ
、アレーからの全てのアンテナ信号に拘束を加えるのが
有利である。

ゼロ以外の値をもつエレメント１つだけに限定されない
、もつと全般的な拘束ベクトル旦を含むように拘束付加
の範囲を拡大する案が数多く提出されて来た。

参照文献ＡＩにおいてＡｐｐｌｅｂａｕｍもまた、レー
ダの適応ビーム形成に全般的拘束ベクトルを付加する方
法について記載している。ビーム形成は６各の信号チャ
ネルにアナログ相殺ループを用いることによシ実現され
る。拘束ベクトル旦のに番めのエレメントＣｋは、ｋ番
めの相関器の出力に加えられるのみであり、それが実際
上に番めの信号チャネルについてに番めの加重係数詠を
決定する。

しかしこの技術はおおよそのものでしかなく、ループの
不安定やシステム制御の困難といった問題につながシ得
る。

参照文献Ａのｐ、　１７５のＷｉｄｒｏｗ　ｅｔ　ａｌ
　（参照文献Ａｌ　）では、アレー信号に適用するべき
拘束を組入れた明確な重力ベクトルを構成する方法がと
られている。Ｗｌｄｒｏｗ　ＬＭＳ　（最小二乗平均）
アルゴリズムが重力ベクトルを決定するために使用され
、謂るパイロット信号は拘束を組入れるために用いられ
る。パイロット信号は個別に発生される。

それはノイ（が無い時に、適当な拘束方向からアレーに
よシ受信される必賛なスペクｐル特性の信号に応答して
アレーが発生する信号に等しいものである。その次にパ
イロット信号は単純なサイドロープ相殺構成においてメ
インの固定利得アンテナから受けられるものとして取扱
われる。しかしながら適当なパイロット信号の発生は、
実行するのに非常に不便なものである。その上、その方
法はおおよそのものでしかなく、収束は実際面で達−成
さ仇ることのない極限に対応している。従って、この拘
束はまさに決して満足されることがないのである。

適正に拘束されたＬＭＳアルゴリズムを使用することも
、参照文献Ａのｐ、　２３８、Ｆｒｏｓｔ　（参照文献
Ａｎ）Ｋよシ提案されている。これは必要な線形拘束を
正確に昧すが、信号処理が非常に複雑な手続きとナル。

重力ベクトルをサンプル時間毎に基本的ＬＭＳアルｆリ
ズムに合わせて更新せねばならないばかシか、行列Ｐ＝
Ｉ一旦（ｃ’ｒｃ　）−１ＣＴを乗じてベクトル！＝μ
旦（ＣＴＣ）に加算もしなければならない。ことで工は
単位対角行列、ｇは拘束ベクトル、Ｔはベクトルの転換
を示す従来通〕の符号である。

適応アンテナアレーに拘束を加えることに関するさらに
別の提案が、参照文献Ａのｐ、　２６２、ＡＩ）Ｉ）−
１ａｂａｕｍとＣｈａｐｍａｎ論文により提出されてい
る（参照文献Ａ４）。

グラジェントまたはフィードバックのアルゴリズムに対
するものとして直接解法アルゴリズムに関連するビーム
拘束を適用することも提案された。

これは参照文献Ａのｐ、　３２２、Ｒｅｅｄ　ｅｔ　ａ
ｌ　（参照文献Ａ１１）に記載されているもので、式％
式％（１） を用いている。式中９”はｑの複素共役である。

等式（１）は最適な重力ベクトルＷを拘束ベクトル旦と
、受信したデータの共食行列Ｍに関連させている。Ｍは Ｍ＝ＸＸ　（２） によシ与えられる。式中Ｘは受信データまたは復業信号
値の行列であシ、ｚＴはその配置行列である。

ある瞬間にアンテナのアレーその他から出される信号の
セットの各々がベクトルとして取扱われ、これらの信号
またはベクトルのセットの連続したものが行列Ｘを形成
する。共食行列Ｍは、例えば１つのアレーの中の異なる
アンテナから出される信号の間の相互関係の程度を表現
する。等式（２）はラグランシュの未定乗数方法によシ
、分析的に誘導される。等式＋１１を直接適用すること
は受信データの行列Ｘから共食行列Ｍを形成することを
必要とし、拘束ベクトルｐは既知の前提条件であるから
、重力ベクトルＷをめることが必要となる。

このアプローチは数の上で条件が悪い。すなわち小さく
、そのために不正確な数量による割算を伴なうことがら
り、こみ入った電子プロセッサが要求される。例えば重
力ベクトルをめるには共食行列Ｍの各エレメントを記憶
し、これを正しい時に適浩な記憶場所から取シ出したル
、そこに戻すことが必要となる。このことは一定の解法
アルゴリズムに要求される順序の固定した算術演算を実
行するために必要である。これには正しい順序で命令や
アドレスを出すこみ入った回路機構を備えることが必要
である。また重力が計算されている間データの行列Ｘを
記憶し、続いて重力ベクトルをデータ行列の各列に順々
に付加して必要なアレーレシジュアルを出すことも秘要
となる。

線形拘束を適用する他の直接的な方法では共食行列Ｍを
形成せず、データ行列Ｘについて直接演算する。特に修
正したＧｒａｍ−８ｃｈｍｉｄｔアルゴリズム（Ａｄａ
ｐｔｉｖｅ　Ａｒｒａｙ　Ｐｒ・ｉｎｃｉｌ）ｌｅｇ、
　Ｊ、　Ｅ、　Ｈｕｄｓｏｎ。

Ｐｅｔｅｒ　Ｐａｒｅｇｒｉｎｕａ＊　１９８１．参照
文献Ｂ）がＸを三角行列に減じ、それにょシ共変行列の
逆のコレスキ平方根の因数Ｇを出す。次に必要な線形拘
束が、等式（２）を適宜行使することにょシ付加される
。

ところがこれは式Ｗ＝Ｇ（Ｓ”Ｇ）Ｔを解くという厄介
さにつながり、２つ連続する行列／ベクトルの積を計算
することが必要となる。

”Ｍａｔｒｉｘ　Ｔｒｉａｎｇｕｌａｒｉｓａｔｉｏｎ
　ｂｙ　５ｙａｔｏｌｉｃＡｒｒａｙｓ　”＊　Ｐｒｏ
ｃ、　５ＰＩＥ、ｅ　Ｖｏｌ　２８ｅ　Ｒｅａｌ−Ｔｌ
ｍｅＳｌｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｆｆ　（１９
８１）　（参照文献Ｃ）において、ＫｕｎｇとＧｅｎｔ
ｌｅｍａｎは短縮アレーを用いて適応ビーム形成におい
て生じる種類の最小二乗の問題を解決している。データ
行列のＱＲ分解はＱＸ　＝　（−−−］　（３７ す のように出される。式中Ｒは上側の三角行列である。分
解は処理セルの三角形短縮アレー罠よシ行なわれる。Ｘ
の全てのデータエレメントがアレーを通過し終わると、
処理セルで計算され記憶されたパラメータが線形短縮ア
レーに送られる。線形アレーは逆置換手続を行なって、
先に述べたような単純な拘束ベクトル（０，０，０・・
・・・・ｌ〕に対応する必要な重力ベクトルＷをめる。

しかしその解は全般的拘束ベクトルＣを含むように拡張
する仁とができる。三角行列Ｒは参照文献Ｂのコレスキ
平方根の因数に対応するので、全般的拘束に対する最適
重力ベクトルは式ＲＷ＝Ｚをとり、ここでＲＴＺ＝Ｃ”
である、これらの式は上述の様な線形短縮アレーを用い
て２回連続する三角形逆置換操作によって解くことがで
きる。しかし逆會換方法は数学的に条件の悪くなること
があシ、また線形短縮アレーを追加して使用するのは厄
介である。

その上、逆置換は一定のデータ行列Ｘについて単一の重
力ベクトルＷしか出さない。これは多くの信号処理の用
途において要求されるようにＰ４＃的なものではない。

すなわちＸに加えられるデータを反映するべくＷを更新
する手段はない。

本発明の目的は選択的形式の拘束付加プロセッサを提供
することでおる。

本発明の提供す乙拘束付加プロセッサは、１）主入力信
号と複数の副入力信号を調節するための入力手段と、 ２）各々の副入力信号から、主入力信号とそれぞれの拘
束係数の積を減じて、副出力信号を提供するための手段
と、 ３）主入力信号に利得係数を付加して主出力信号を提供
するための手段とを含んでいる。

本発明はレーダーアンテナ・アレーのようなソースのア
レーからの信号に対し、拘束係数またはエレメントから
成る線形拘束ベクトルを付与するためのすつへシと単純
かつ効果的な手段を提供する。本発明のプロセッサの出
力は、主入力信号に与えられる利得率が定数のｔまであ
ることを条件として、アレー信号の最小化に対応する信
号振幅レシジュアルを提供する連続処理に適するもので
ある。これはなかんずく、アンテナアレーからの信号を
不必要な信号やノイズ信号の方向では回折ナルが得られ
るが、定数のままである必要なルック方向においては利
得を有するように適合させることを可能とする、 本発明のプロセッサは便宜上、信号出力を同期化するた
めの遅延手段を含んでも良い。

本発明の好適な実施態様においては、主信号利得率が定
数のままであることを条件とする入力信号の最小化に対
応する信号振幅レシジュアルを提供するぺ〈構成された
出力プロセッサが含まれる。

出力ゾロセッサはＷｌｄｒｏｗ　ＬＭＳアルゾリズムに
従って動作するべく構成されても良い。この場合、出力
プロセッサは先行する重力係数と、先行するレシジュア
ルと収束係数の積との和に等しい重力係数を各々の副信
号に再帰的に加重するための手段を含んでも良い。選択
的に出力プロセッサは、細大力信号からサインとコサイ
ンまたは同等の回転パラメータの数値をめ、それらを主
入力信号に累積的に付加するべく構成された処理セルの
短縮アレーから成っても良い。このような出力プロセッ
サは、累積的に回転された主入力信号と、付加された全
てのコサイン回転パラメータの積との積から成る出力を
誘導するための手段も含むことになる。

本発明は複数の拘束を入力信号に与えるべく構成された
複数の拘束付加プロセッサから成っても良い。

本発明がさらに十分に理解されるように、添付図面を参
照しながら本発明の冥施態様について説明するが、これ
はあくまでも例示にすぎない。

第１図を参照すると、本発明の拘束付加プロセッサ１０
の概略的な機能図が示されている。プロセッサは結線１
２□〜１２．＋、により、慣例で符号Ｖによシ指示され
る（ｐ＋１）個のレーダアンテナ１４□〜１４ｐ＋１の
アレーに接続されている。結線とアンテナのうち、図示
されているのは結線１２□、１２３．１２９．１２ｉｌ
ｉ＋、と対応するアンテナ１４□、１４２．１４ｐ、　
１４．＋□のみでアシ、他の結線およびアンテナとプロ
セッサｌＯの対応する部分とは鎖線で示されている。ア
ンテナ１４ｐ＋□が主アンテナと指定され、アンテナ１
４□〜１４ｐは副次アンテナと指定される。パラメータ
ｐは本発明が任意の数のアンテナに応用可能であること
を示すために用いられている。アンテナ１４１〜１４ｐ
＋、は従来のヘテロゲイン信号処理手段とアナログ・デ
ィジタル変換器（図示せず）と関連している。これらは
それぞれのアンテナの出力信号φ（ｎｌ〜φｐ＋１　（
ｎ）　Ｏ各々について真のディジタル成分と虚のディジ
タル成分を与える。かっこ内の指数ｎはｎ番めの信号標
本であることを表わしている。副次アンテナ１４□〜１
４　からの信号φ、（ｎ）〜φ、（ｎｌは１サイクル遅
延二ニット１５□〜１５ｐ（シフトレジスタ）を経由し
て、プロセッサー０のそれぞれの加算器１６□〜１６ｐ
に送られる。主アンテナからの信号りゃ□（ｎ）は１サ
イクル遅延ユニツト１７を経由してマルチプライヤ１８
に送られて一定の利得率μｋ　Ｍｉけ合わせられる。こ
の信号はまた、線２０を通ってマルチプライヤ２２□〜
２２　にも行く。マルチシライヤ２２□〜２２．は加算
器１６□〜１６ｐに接続されておシ、後者はそれぞれ２
４□〜２４ｐにおいて出力を供給する。

第１図の装置は次のように動作する。アンテナ１４、遅
延ユニット１５と１７、加算器１６、マルチプライヤ１
８と２２はシステムクロック（図示せず）の制御下にあ
る。各々が１クロツクサイクルにつき１回動作する。各
アンテナは遅延ユニット１５と１７、それにマルチシラ
イヤ２２にも届くように、１クロツクサイクルについて
１回それぞれの出力信号φ（ｎ）　（ｍ　＝　１〜ｐ＋
１）を提供する。各々のマルチプライヤ２２ｍはへ。□
（ｎ）にそのそれぞれの拘束係数−ｃｍを掛けて、その
積−Ｃｍｔｆｉｍ＋□（ｎ）をそれぞれの加算器１６ｍ
に出力する。次のクロックサイクルでは各ｉの加算器１
６ｍが、遅延ユニット１５ｍとマルチプライヤ２２ｍか
らのそれぞれの入力信号を加算する。これによって出力
２４□〜２４ｐにおける項Ｘ□（ｎ）〜ｘｐ　（ｎ）と
出力２４ｐ＋、における項ｙ　（ｎ）が出る。

全ての信号がプロセッサー０の処理セル（マルチプライ
ヤ、加算器または遅延）を通過しているととから、出力
信号は出力２４□〜２４ｐ＋、において同期的に出現す
る。項ｘ１（ｎ）〜ｘｐ（ｎｌはｙ　（ｎ）　＝μも。

、（ｎ）　（４，１）と −（ｎ）＝　ｔｆｉｍ（ｎ）−〇ｍφｐ＋、（ｎ）　（
４，２）によシ与えられる。とこでｍ　＝　１　＝　ｐ
である。

等式（４，１）は主アンテナ信号＄ｐ＋１（ｎ）を、値
μをとるべく拘束された係数ｗｐ＋、によシ加重されて
いる信号ｙ　（ｎｌに変形することを表わしている。そ
の上、副次アンテナの信号φ、（ｎ）〜φ、（ｎ）は等
式（４゜２）に表わされるように、拘束ベクトル９のそ
れぞれのエレメント００〜Ｃｐを組み込んだ信号ｘｍ（
ｎ）またはｘｌ（ｎ）〜ｘｐ（ｎ）に変形されている１
゜これらの信号は今や信号最小化アルゴリズムに従って
処理するのに適合し得るものとなっている。後に詳述す
るように、本発明は連続的に処理される場合信号振幅レ
シジュアルｅ　（ｎ）を生むのに適当な形で信号ｙｎ（
ｎ）とｙｍ（ｎ）を提供する。レシジュアルｅ（ｎ）は
、主アンテナ信号φＰ＋１　（ｎ）Ｋ与えられる利得率
μが定数のままであるとの拘束を条件として、アンテナ
信号振幅φ（ｎ）〜φ、＋、（ｎ）を最小化することか
ら生じる。

これは中でもアンテナ−アレーからの信号を、一定のル
ック方向における利得は不変であり、アンテナ・アレー
の利得ナルは不必要なノイズ源の方言において生まれる
ように処理することを可能にする。

次に第２図を参照すると、第１図のものと同様の本発明
の拘束付加プロセッサ３０が示されてお）、プロセッサ
３０の出力３１−３１　は全体１ｐ＋１ 的に３２で指示される出力プロセッサに接続さ五ている
。出力プロセッサ３２は信号振幅レシジュアルｅ　（ｎ
）を生むべく構成されている。出力プロセッサ３２は参
照文献Ａ、の中で詳述されているＷｉｄｒｏｗ　ＬＭＳ
　アルゴリズムに従って動作するように構成されている
。

信号ｘ１　（ｎ＋１）〜ｘｐ（ｎ＋ｘ）はプロセッサ３
０からそれぞれのマルチプライヤ３６　〜３６　にｘｐ 移動して、重力係数Ｗ、　（ｎ＋ｘ　）　〜Ｗｐ（ｎ＋
ｉ　）を掛けられる。１サイクル遅延ユニツト３７が主
アンテナ信号ｙ（ｎ＋１）を遅延する。合算器３８はマ
ルチプライヤ３６□〜３６．の出力をＦ（ｎ＋１）と合
算する。その結果が信号振幅レシジュアルｅ（ｎ＋１）
を与える。対応する最小化されたパワーＥ（ｎ＋１　）
はｅ（ｎ＋１）の絶対値を二乗することで与えられる。

すなわち、 Ｅ（ｎ＋１）＝　Ｉｆ　ｅ（ｎ十ｓ＞　Ｉｆ９で与えら
れる。ｅ　（ｎ）は実際には図面中出力５２に示されて
おシ、先の結果に対応するものであることに注目すべき
である。これは全体的に４２で指示され、重力係数Ｗ（
ｎ＋１）などを生む帰還ループの動作を明らかにするも
のである。

プロセッサの出力信号Ｘ□（ｎ＋ｔ）〜’　ｚｐ（Ｈ＋
ｔ　）はそれぞれの３サイクル遅延ユニツト４４□〜４
４ｐにも送られ、次にそれぞれのマルチプライヤ４６□
〜４６．の入力にも送られる。マルチプライヤ４６□〜
４６．の各々は！ルテゾライヤ５０に接続された第２の
入力を有し、マルチプライヤ５０自体は合算器３８の出
力５２に接続されている。

マルチプライヤ４６□〜４６．の出力はそれぞれの加算
器５４１〜５４．に送られる。これらの加算器は加重マ
ルチシライヤ３６１−３６ｐへト、ソれぞれの３サイク
ル遅延ユニツト５８□〜５８ｐを経由してそれ自身の第
２人力への両方に接続された出力５６１〜５６．を有す
る。

１ｇ１図の場合と同じく、第２図の参照符号の下に付く
パラメータｐは、本発明が任意の数の信号に応用し得る
ものであることを示しており、欠落している要素は鎖線
で示されている。

第２図の装置は次のように動作する。装置のマルチプラ
イヤ、遅延ユニット、加算器、合算器の各々は、第１図
のクロックの３倍の周波数で動作するクロック（図示せ
ず）の制御下で動作する。

アンテナ１４　〜１４ｐ＋１は第２図のシステムク四ツ
クの３サイクル毎に、信号φ１（ｎ）〜＄、、□（ｎ）
を生み出す。信号ｘ、（ｎ＋１）〜ｘｐ（ｎ＋ｉ）は３
サイクル毎に遅延ユニット４４□〜４４ｐの中にクロッ
クされる。同時に、３サイクル早く獲得された信号ｘｌ
伝）〜ｘ　ｐ（ｎ）杜、遅延ユニット４４□〜４４ｐか
らクロックアウトされ、マルチシライヤ４６１〜４６Ｄ
に入る。それよシー？イクル早くレシジュアルｅ　（ｎ
）が５２に出現して、５０で２ｋを掛は合わされる。従
って信号２　ｋｅ　（ｎ）は次に第２人力としてマルチ
シライヤ４６□〜４６　ｐに到達して、それぞれ出力２
ｋａ（ｎ）　ｘ　（ｎ）　−２ｋｅ（ｎ）　ｘｐ（ｎ）
を生み出す。これらの出力は加算器５４□〜５４．に移
動し、３サイクル早く計算された重力係数Ｗ　１　（ｎ
）〜Ｗｐ　（ｎ）に加算される。これによって、更新さ
れた重力係数Ｗ、　（ｆｉ＋１　）　〜Ｗ、　（ｎ＋１
　）が生み出され、コレにｘｌ（ｎ＋１）〜ｘｐ（ｎ＋
１）を掛ける。これはＷｌ　ｄｒｏｗＬＭＳ　アルプリ
ズム、すなわち Ｗ、、（ｎ＋１　）　＝　ｗｍ（ｎ）　＋　２ｋｅ（ｎ
）ｘｒｒｌ（ｎ）　（５）である連続的重力係数を出す
だめの帰納式を与えるものであシ、式中初期条件として
Ｗ□（１）　＝　０である。参照文献Ａ、に記載されて
いる通り、項２にはｅ　（ｎ）の収束を保証するべく選
択された係数であυ、十分であるが必要でない条件は、
２ｋ　＜Σ〕！、（ｎ）　ｌ　’ ｉ＝ｘ である。合算器３８は信号ｙ（ｎ＋１）とＷＴｎ（ｎ＋
１）ｘｆｎ（ｎ＋１）の合計を生み出して、必要なレシ
ジュアルｅ（ｎ＋１）を出す。第２図の装置はその後、
次のプロセッサ出力信号ｘｍ（ｎ＋９　）　＊　）’（
ｎ＋１　）　ｓｘｍ（ｎ”Ｌ　７（ｎ＋８）・・・・・
・　に関して帰納的に動作して、３サイクル毎に連続的
信号振幅レジシュフルｅ（ｎ＋９）、ｅ（ｎ十ｓ）・・
・・・・を生み出す。

これでｅ　（ｎ）は主アンテナの利得率Ｐが定数のまま
であるという拘束を条件とするアンテナ信号を最小化す
ることで獲得される信号振幅レシジュアルであることが
証明されるであろう。全てのアンテナからの信号の１番
めの標本がベクトル？　（ｎ）、すなわち ｆｉＴ（ｎ）＝［φ１（ｎ）　、　φ、（ｎ）　、−・
・＄、、□（ｎ）　：］　（ｅ）で表わされるとし、拘
束係数（１１図）Ｃ１−〇。

を低減された拘束ベクトルｃＴで表わすとする。

低減ベクトルを φ（ｎ）−［φ□（ｎ）、φ、ａ（ｎ）、・・・φ、（
ｎ）　）と定義して副次アンテナ信号を表わす。１番め
の重力ベクトルＷ（ｎ）が となるように定義する。ここでＷＴ（ｎ）　＝　ＣＷ　
（ｎ）　。

−１ ｗ、（ｎ）　Ｉ・・・Ｗｐ（ｎ）：］、すなわち副次ア
ンテナ信号に関する１番めのセットの重力係数の低減ベ
クトルである。

最後に（ｐ＋１）エレメントの拘束ベクトルＣを旦　−
（Ｃ，１）　（８） となるよう定義する。どの拘束ベクトルも最も最後のエ
レメントが、ベクトルを通じてスカラーで割ることによ
ｌに低減できるため、等式（８）は普遍性を維持する。

線形拘束の付与は関係式８式％（９） によって与えられる。ここでμは先に定義された主アン
テナ信号の利得率である。

（先行技術のアル！リズムと処理回路はＣＴ＝［０、Ｏ
、・・・１〕でＷ、＋□（ｎ）；μと仮定するずっと単
純な問題のみを処理している。） 等式（９）は次のように書き改めるとともできる。

ＣＷ（ｎ）　＋　Ｗｐ　＋　ｉ　（ｎ）　＝ｐ　ｆｌｏ
）すなわち　Ｗ、＋１（ｎ）＝μ−ＣＷ（ｎ）ａυ 拘束等式（９）を条件とするアンテナ信号を最小化する
１番めの信号振幅レシジュアルｅ　（ｎ）は、ｅ（ｎ）
＝鉗（ｎ）軛）　αり によって定義される。等式α２のφＴ（ｎ）とＷ　（ｎ
）に代入して、 すなわち、 ｅ（ｎ）＝φ（ｎ）　Ｗ（ｎ）＋φ　（ｎ）Ｗ　（ｎ）
　Ｃ４）ｐ＋ｉ　ｐ＋ｉ 等式（１１）から−ｖＶｐ＋□（ｎ）に代入してｅ（ｎ
）　＝φ（ｎ）Ｗ（ｎ）　＋　＄、、□（ｎ）　Ｃｐ　
−ＣＷ（ｎ）　）　（Ｉ四そこで第１図からｙ　（ｎ）
　＝μφｐ＋□（ｎ）であるから、’、　ｅ（ｎ）　＝
　ｘ　（ｎ）Ｗ（ｎ）　十ｙ（ｎ）　（１６）式中ｘＴ
（ｎ）＝　＄Ｔ（ｎ）、＝＄、’　＋ｚ（ｎ）　ｃＴ　
Ｃ７）ここで！（ｎ）−φｐ＋□（ｎ）ｃ　−［φ□（
ｎ）　−ｃ、φｐ＋１（ｎ）］、−・・〔φ−）−Ｃ２
φｐ＋□（ｎ）〕　であるから、第１図と第２図におい
て ・　Ｔ ０．ｘ　（ｎ）　＝　〔ｘ□（ｎ）、・・・ｘｌｌ）（
ｎ）〕であシ、ｘＴ（ｎ）ＸＭｎ）　＋７（ｎ）＝ｘ１
（ｎ）Ｗ□（ｎ）十・＝　ｘ、（ｎ）Ｗ、’（ｎ）＋ｙ
（ｎ）　０秒従って、等式（ｌｅの右辺は合算器３８の
出力である。よって合算器３８は等式（９）の拘束を条
件として最小化された全てのアンテナ信号φ□（ｎ）〜
φ、＋□（ｎ）の振幅レシジュアルを生み、最小化はＷ
ｉｄｒａｗ　ＬＭＳアルゴリズムによシ実行される。最
小化された出カバ’７４、先ニ述べた通’ｆ）　Ｅ（ｎ
）＝　Ｉｔ　ｅ（ｎ）　ＩＩ　’である。なかでも、こ
れはアンテナアレーの利得が、必要なルック方向に維持
される一定不変の利得と共にノイズソースの方向に＠折
ナルが出現するように適用されることを可能にしている
。このことは例えば衛星通信において重要な利点である
。

（以下余白） 次に第３図を参照すると、本発明の拘束付加プロセッサ
の出力から、信号振幅レシジュアルｅ（ｎ）を獲得する
ための、選択的な形式のプロセッサ６０が示されている
。プロセッサ６０は円６１で指示される境界セルと正方
形６２で示される内部セル、それに六角形６８で示され
るマルチプライヤセルの三角アレーである。内部セル６
２は隣り合う内部セルまたは境界セルに接続されておシ
、境界セル６１はｒＩ４シ合う内部セルと境界セルに接
続されている。マルチシライヤ６３は一蒼下の境界セル
６１と内部セル６２から出力６４と６５を受ける。

プロセッサ６０は鎖線で示される通シ５つの行６６１〜
６６５と５つの列６７、〜６７５を有する。

プロセッサ６０は次のように動作する。データｘ　ｓ　
（ｎ）〜Ｘ　４　（１１）とｙ（ｎ）（ｎ＝１．２．・
・・）のセットが、隣接する行への入力間で１クロツク
サイクルの時間的スタツガで各クロックサイクルで一番
上の行６６□の中にクロックされる。すなわちｘ２（ｒ
ｌ）、Ｘ３（ｒｉｌ。

ｙ　（ｎｌはｘ　１（ｎ）の入力に比較して、それぞれ
１．２．３．４サイクルの遅延で入力されるのである。

各々の境界セル６１が上記から受けた入力データからＧ
　１ｖｅｎａ回転サインおよびコサインのノｑラメータ
の数値をめる。Ｇ　１ｖｅｎ　ｓ回転アルゴリズムはデ
ータＸ　１（ｎｌ〜ｘ４（ｎｌの連続するエレメントか
ら成るデータエレメントの行列に関してＱＲ合成をもた
らす。内部セル６２はデータエレメントＸ　１　（ｎ）
〜ｘ４（ｎｌ＆＞個に回転）９ラメータを付与する。

境界セル６１は斜めに連結されて、評価されたＧ　ｔｖ
ｅｎｓ回転コサインノ耐ラメータう部の積から成るマル
チプライヤ６３への入力を出す。評価されたサインとコ
サインのノｑラメータのセットがそれぞれ隣シ合う内部
セル６２に向けて右側に出力される。内部セル６２は各
々上記から入力データを受け敞って、それに回転ＩＱシ
ラータを付加し、回転されたデータをそれぞれのセル６
１．６２ｔたは下にある６３に出力して回転ノ９ラメー
タを右側に移行する・このことは結局、全ての回転、ｅ
５メータによシ累積的に回転された項ｙ（ｎ）から生じ
る連続的出力を６５で生み出すことになる。マルチプラ
イヤ６３は６８において出力を生み出すが、これは６４
からの全てのコサインノ９ラメータと６５からの累積的
に回転された項との積である。

マルチシライヤ６３の出力は、５クロツクサイクル前に
プロセッサ６０に入ったデータのｎ番めのセットに対す
る信号振幅レシジュアルｅ（ｎ）であることを示すこと
ができる。さらにプロセッサ６゜は再帰的に動作する。

連続する更新値ｅ（ｎ）、　ｅ（ｎ＋Ｑ・・・は、それ
を通過する新しいデータセットの各々に応答して生み出
される。プロセッサ６ｏの構造、動作モード、理論的分
析については、本出願人の１９８３年７月６日付同時係
属出願である英国特許出願端８３１８２６９号ならびに
第８３１８３３号に詳述されてお）、これらが本出願の
優先出願である〇プロセッサ６０は５行５列をもつもの
として示されだが、各人力セットの信号数に適する数の
行および列としても良い。その上、プロセッサ６０は他
の回転アルゴリズムに従って動作するように構成されて
も良く、その場合マルチプライヤ６３は類似してｈるが
しかし別の装置に置き換えられる。

次に第４図を参照すると、本発明による２つの縦続され
た拘束付加プロセッサ７０と７１が示されてお）、これ
らは２つの線形拘束を主進入信号φ１（ｎ）と副次進入
信号φｐ＋１（ｎ）に付加するべく構成されている。プ
ロセッサ７０は第１図のプロセッサ１０に等しい。それ
は拘束エレメントＣ１１〜Ｃ１ｐを副次信号φ１（ｎ）
〜＄、（ｎ）に付与すると共に、利得率μｍを主信号φ
、＋□（ｎ）に付与する。

プロセッサ７２は拘束”−”　ントＣ２、〜Ｃ２（ｐ−
１）を最初（ｐ−１）の副次入力信号に付加するが、こ
れは〔φｍ（ｎ）−ＣｔｍφＰ＋１（ｎ））となってい
る。ここでｍミ１〜（ｐ−１）　である。ところがｐ番
目の副次信号〔φ、（ｎ）−ｃ、、φｐ＋□（ｎ）〕は
新しい主信号として取扱われる。それは７４において第
２の利得率μ２を掛けられて、７６において先の主信号
μｍφＰ＋１（ｎ）に加算される。これで出力信号の数
が１つ減るが、これは余分の拘束または自由度における
低減を反映している。プロセッサ７０と７２は第１図に
示すものと同じように動作するので、それらの構造およ
び動作方式については詳述しないことにする。

新しい副次出力信号Ｓｍは、 ８ｍ−（Ｌｆｉｍ（ｎｌ−Ｃ１ｍ＃ｆｉｐ＋□（ｎ））
−Ｃ２，［φ、偵＞−ｃｌｐφｐ＋１（ｎ））　Ｑ８）
となシ、式中ｍ＝１〜（ｐ−１）である。

新しい主信号Ｓ、は Ｓｐ；μ２〔φ、（ｎ）−０１ｐ＄ｐ＋１（ｎ））十μ
ｍφｐ＋　１（ｎｌ　Ｑ　１によって与えられる。

本発明は多重拘束を与えるためにも使って良い。

この時第４図の装置に、各々プロセッサ７２ど類似して
いるが各々の余分のプロセッサで１つ減少する数の信号
チャネルを有する付加的なプロセッサが加えられる。等
式（９）のベクトル関係式、＾Ｔ ＣＷ（ｎＪ−μは行列等式となる： すなわちＣＴはｒ＜ｐでｒｘｐ左ｆ列Ｃとなっているの
である。ｒｘｐ行列Ｃを裏打するには１つのプロセッサ
７０と、７２に類似のプロセラ”ｔｌＪ５”（ｒ−１）
個必要となるが、信号チャネルの数は減少する。

以上の拘束ベクトルの分析はそのまま拘束行列の付加１
ｃまで及ぶ。

一般的に等しい数のエレメントを有する線形拘束のセッ
トについては、等式翰で要求されるような三角化はガウ
スの消去やＱＲ分解など標準的な数学的技術で行なうこ
とができる。三角システムの各等式は次に、それぞれの
スカラーで割って正規化され、最後のゼロでないニレメ
ンＩｔたは係数が１となることを保証する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の拘束付加プロセッサの概略的な機能図
、 第２図は信号振幅レシジュアルを誘導するように構成さ
れた出力プロセッサの概略的な機能図、第３図は選択的
出力プロセッサの概略的機能図、第４図は本発明のプロ
セッサを２つ縦続した例を示す説明図である。 １０・・・拘束付加プロセッサ、１４・・・アンテナ、
１５・・・遅延ユニット、１６・・・加算器、１８．２
２・・・マルチプライヤ、３０・・・拘束付加プロセッ
サ、３２・・・出力プロセッサ、３６・・・マルチシラ
イヤ、３７・・・１サイクル遅延ユニツト、３８・・・
合算器、４２・・・帰還ループ、４４・・・３サイクル
遅延ユニツト、４６．５０・・・マルチプライヤ、５４
・・・加算器、６０・・・プロセッサ、６１・・・境界
セル、６２・・・内部セル、６８・・・マルチプライヤ
セル、７０．７１・・・拘束付加プロセッサ。 代理人会履士今　村　元 〜・４・ 手続補正書 昭和５９年８月Ｆ１ １、事件の表示　昭和５９年特許願第１４０４０９号２
、発明の名称　拘束付加プロセッサ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　イギリス国 ４、代　理　人　東京都新宿区新宿１丁目１番１４号　
山田と５、補正命令の日付　自　発

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　主入力信号と複数の副入力信号を調節するだめ
   の入力手段を含む拘束付加プロセッサで必って、当該プ
   ロセッサが各副入力信号からそれぞれの拘束係数と主入
   力信号との積を引いて副出力信号を生むための手段と、
   利得率を主入力信号に付加して主出力信号を提供するた
   めの手段も含むことを特徴とする拘束付加プロセッサ。 （２１当該プロセッサがそこから出される出力信号を処
   理して、主信号の利得率が定数であることを条件とする
   入力信号の最小化に対応する信号レシジュアルをめるた
   めの出力プロセッサを含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の拘束付加プロセッサ。 （３）　出力プロセッサがＷｉｄｒｏｗ　ＬＭＳアルＪ
   リズムに従って動作するように構成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載の拘束付加プロセ
   ッサ （４）出力プロセッサが連続する出力信号のセットに再
   帰的にそれぞれの重量係数セットを加重するだめの加重
   手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記
   載の拘束付加プロセッサ。 （５）加重手段が出力信号に先立つ信号レシジュアルと
   収束定数を掛けてそれぞれの重量訂正係数を生むための
   手段と、重量訂正係数を先の重量計数に加えてそれぞれ
   の更新された重量係数を出すための手段とから成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の拘束付加プ
   ロセッサ。 （６）出力プロセッサが信号レシジュアルを再帰的に生
   み出すように構成された処理セルの短縮アレーを含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の拘束付加
   プロセッサ。 （７）　前記短縮アレーがそれぞれ出力信号からの回転
   パラメータを好価し、かつ出力信号に回転ノｑラメータ
   を付加するための境界セルおよび内１部セルと、累積的
   に回転された出力信号と；サイン回転ノ耐うメータとの
   積から成るレシジュアルを誘導するための手段を含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の拘束付加
   プロセッサ。 （８）特許請求の範囲第１項に記載の第１プロセツサを
   含む拘束付加プロセッサであって、当該プロセッサが第
   ２のそれと同じようなプロセッサも含み、前記第２プロ
   セツサは第１プロセツサの副信号出力に接続されかつ第
   ２プロセツサの主信号を提供するべく構成された主入力
   と、前記主入力からの信号を第２利得率で増幅するため
   の手段と、増幅された信号と第１プロセツサの主出力信
   号との合計から各々成る第２プロセツサの主出力信号を
   発生するための手段とを含むことを特徴とする拘束付加
   プロセッサ。 （９）　第１プロセツサと、第２プロセツサと、各６第
   ２プロセッサのように構成されかつ第１プｐセツサに対
   するようにその先行するものに接続されている１つまた
   はそれ以上の後続プロセッサとの縦続配置から成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の拘束付加プ
   ロセッサ。