WO2018051758A1 - ノイズキャンセラー装置 - Google Patents

Abstract

課題：高精度で安定して干渉信号を除去することができるノイズキャンセラー装置を提供する。　解決手段：複数の干渉信号調整部１３が、サブアンテナ１２の受信信号について異なる条件で遅延、位相、振幅を調整して各調整信号とし、メインアンテナ１１で受信された信号から各調整信号を減算して差分信号とし、平均パワー算出部１６で各差分信号の平均パワーを算出し、最適条件探索部１７が入力された複数の平均パワーのうち、平均パワーが最小となる遅延、位相、振幅の値を決定して最適干渉信号調整部１８に設定し、最適干渉信号調整部１８がサブアンテナ１２の受信信号を最適な遅延、位相、振幅の値で調整して最適な調整信号とし、キャンセル部２０がメインアンテナ１１の受信信号から最適な調整信号を減算して、干渉信号を除去し、所望信号を上位装置に出力するノイズキャンセラー装置としている。

Description

ノイズキャンセラー装置

　本発明は、無線システムにおけるノイズキャンセラー装置に係り、特に他のシステムからの干渉信号を高精度で安定して除去することができるノイズキャンセラー装置に関する。

［先行技術の説明］
　従来の無線通信システムにおいて、所望の信号に対して他のシステムの信号が干渉信号となり、通信環境が劣化する場合がある。
　例えば、各家庭に設置されているＢＳ（Broadcasting Satellite：放送衛星）アンテナを有する放送衛星の受信設備などでは、受信した信号を処理するために周波数変換される場合が多く、その際に受信設備から電波が漏洩すると、携帯電話システムの帯域に干渉を与えるなどの場合が考えられる。

　干渉信号となる衛星放送の信号帯域は、所望の信号となる携帯電話の帯域よりも広く、フィルタなどで取り除くことが困難である。
　また、干渉信号が既知であればリファレンスとしてレプリカを生成して除去することも可能であるが、干渉信号のレプリカを用意できないときには、干渉信号のみを取り除くことは困難である。
　干渉信号を取り除けない場合には、所望信号である携帯電話の通信品質が劣化することとなる。

　また、干渉信号がＢＳアンテナからの漏洩信号のような場合、定まった場所から定常的に干渉信号が送出されている。一方、所望信号が携帯電話の信号のような場合、様々な場所から断続的に所望信号が送出される。
　つまり、干渉信号が定常的に存在し、所望信号が定常的ではなく断続的に存在する通信環境である。

［関連技術］
　尚、ノイズキャンセラー装置の従来技術としては、特開２０１５－１７０８７７号公報「ノイズキャンセラー装置」（株式会社日立国際電気、特許文献１）がある。
　特許文献１には、複数のサブアンテナで受信した干渉信号の相互相関処理を行って干渉信号の情報を取得し、当該情報に基づいて複数受信した干渉信号を合成し、メインアンテナで受信した信号と合成された信号との相互相関の処理を行って受信した信号に含まれる干渉信号の情報を取得し、当該情報に基づいて干渉信号レプリカを生成し、受信した信号から干渉信号レプリカを差し引いて干渉信号を除去することが記載されている。

特開２０１５－１７０８７７号公報

　しかしながら、従来のノイズキャンセラー装置では、干渉信号が定常的に存在し、所望信号が定常的には存在しない環境において、より精度よく安定して干渉信号を除去することについての考慮が十分ではなかった。

　本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、干渉信号が定常的に存在し、所望信号が定常的には存在しない通信環境において、高精度で安定して干渉信号を除去することができるノイズキャンセラー装置を提供することを目的とする。

　上記従来例の問題点を解決するための本発明は、受信信号から干渉信号を除去するノイズキャンセラー装置であって、所望信号を受信するための第１のアンテナと、干渉信号を受信するための第２のアンテナと、第２のアンテナで受信した信号について、遅延、位相、振幅を調整する複数の干渉信号調整部と、複数の干渉信号調整部のそれぞれに対応し、第１のアンテナの受信信号から各干渉信号調整部の出力を減算して差分信号を出力する複数の加算器と、複数の加算器のそれぞれに対応し、差分信号の平均電力の値を算出する複数の平均電力算出部と、複数の平均電力算出部からの出力に基づいて、平均電力の値が最小となる遅延、位相、振幅の値を最適条件として決定する最適条件探索部と、第２のアンテナで受信した信号を、最適条件に基づいて調整する最適干渉信号調整部と、第１のアンテナの受信信号から最適干渉信号調整部の出力を減算するキャンセル部とを備えたことを特徴としている。

　また、本発明は、上記ノイズキャンセラー装置において、干渉信号調整部と、最適条件探索部と、最適干渉信号調整部の組が、遅延、位相、振幅のそれぞれについて設けられ、第１番目に、遅延、位相、振幅の内のいずれかの組、第２番目に第１番目を除く遅延、位相、振幅のいずれかの組、第３番目に第１番目及び第２番目を除く遅延、位相、振幅のいずれかの組が順に接続され、第１番目に設けられた組の最適干渉信号調整部からの出力が、第２番目に設けられた組の干渉信号調整部及び最適干渉信号調整部に入力され、第２番目に設けられた組の最適干渉信号調整部からの出力が、前記第３番目に設けられた組の干渉信号調整部及び最適干渉信号調整部に入力され、
　前記キャンセル部が、第１のアンテナの受信信号から、前記第３番目に設けられた組の最適干渉信号調整部の出力を減算することを特徴としている。

　また、本発明は、受信信号から干渉信号を除去するノイズキャンセラー装置であって、所望信号を受信するための第１のアンテナと、干渉信号を受信するための第２のアンテナと、第１のアンテナで受信した信号について、遅延、位相、振幅を調整する複数の干渉信号調整部と、複数の干渉信号調整部のそれぞれに対応し、各干渉信号調整部の出力から第２のアンテナの受信信号を減算して差分信号を出力する複数の加算器と、複数の加算器のそれぞれに対応し、差分信号の平均電力の値を算出する複数の平均電力算出部と、複数の平均電力算出部からの出力に基づいて、平均電力の値が最小となる遅延、位相、振幅の値を最適条件として決定する最適条件探索部と、第１のアンテナで受信した信号を、最適条件に基づいて調整する最適干渉信号調整部と、最適干渉信号調整部の出力から第２のアンテナの受信信号を減算するキャンセル部とを備えたことを特徴としている。

　また、本発明は、上記ノイズキャンセラー装置において、平均電力算出部における平均電力の値を算出する周期を可変とすることを特徴としている。

　また、本発明は、受信信号から干渉信号を除去するノイズキャンセラー装置であって、所望信号を受信するための第１のアンテナと、干渉信号を受信するための第２のアンテナと、第２のアンテナで受信した信号について、時分割で設定された値に基づいて、遅延、位相、振幅を調整する干渉信号調整部と、第１のアンテナの受信信号から各干渉信号調整部の出力を減算して差分信号を出力する加算器と、差分信号の平均電力の値を時分割で算出する平均電力算出部と、平均電力算出部からの出力を時分割で複数記憶し、平均電力の値が最小となる遅延、位相、振幅の値を最適条件として決定する最適条件探索部と、第２のアンテナで受信した信号を、最適条件に基づいて調整する最適干渉信号調整部と、第１のアンテナの受信信号から最適干渉信号調整部の出力を減算するキャンセル部と、干渉信号調整部に対して、時分割のタイミングで、遅延、位相、振幅の値を設定すると共に、平均電力算出部及び最適条件探索部に、時分割のタイミングを指示する制御部とを備えたことを特徴としている。

　本発明によれば、受信信号から干渉信号を除去するノイズキャンセラー装置であって、所望信号を受信するための第１のアンテナと、干渉信号を受信するための第２のアンテナと、第２のアンテナで受信した信号について、遅延、位相、振幅を調整する複数の干渉信号調整部と、複数の干渉信号調整部のそれぞれに対応し、第１のアンテナの受信信号から各干渉信号調整部の出力を減算して差分信号を出力する複数の加算器と、複数の加算器のそれぞれに対応し、差分信号の平均電力の値を算出する複数の平均電力算出部と、複数の平均電力算出部からの出力に基づいて、平均電力の値が最小となる遅延、位相、振幅の値を最適条件として決定する最適条件探索部と、第２のアンテナで受信した信号を、最適条件に基づいて調整する最適干渉信号調整部と、第１のアンテナの受信信号から最適干渉信号調整部の出力を減算するキャンセル部とを備えたノイズキャンセラー装置としているので、干渉信号が定常的に存在し、所望信号が断続的にしか存在しない環境において、干渉信号を精度よく且つ安定して除去することができる効果がある。

　また、本発明によれば、干渉信号調整部と、最適条件探索部と、最適干渉信号調整部の組が、遅延、位相、振幅のそれぞれについて設けられ、第１番目に、遅延、位相、振幅の内のいずれかの組、第２番目に第１番目を除く前記遅延、位相、振幅のいずれかの組、第３番目に第１番目及び第２番目を除く遅延、位相、振幅のいずれかの組が順に接続され、第１番目に設けられた組の最適干渉信号調整部からの出力が、第２番目に設けられた組の干渉信号調整部及び最適干渉信号調整部に入力され、第２番目に設けられた組の最適干渉信号調整部からの出力が、第３番目に設けられた組の干渉信号調整部及び最適干渉信号調整部に入力され、キャンセル部が、第１のアンテナの受信信号から、第３番目に設けられた組の最適干渉信号調整部の出力を減算する上記ノイズキャンセラー装置としているので、遅延、位相、振幅のパラメータの最適値を、それぞれ独立して求めることができ、一層高精度に干渉信号を除去することができる効果がある。

　また、本発明によれば、受信信号から干渉信号を除去するノイズキャンセラー装置であって、所望信号を受信するための第１のアンテナと、干渉信号を受信するための第２のアンテナと、第１のアンテナで受信した信号について、遅延、位相、振幅を調整する複数の干渉信号調整部と、複数の干渉信号調整部のそれぞれに対応し、各干渉信号調整部の出力から第２のアンテナの受信信号を減算して差分信号を出力する複数の加算器と、複数の加算器のそれぞれに対応し、差分信号の平均電力の値を算出する複数の平均電力算出部と、複数の平均電力算出部からの出力に基づいて、平均電力の値が最小となる遅延、位相、振幅の値を最適条件として決定する最適条件探索部と、第１のアンテナで受信した信号を、最適条件に基づいて調整する最適干渉信号調整部と、最適干渉信号調整部の出力から第２のアンテナの受信信号を減算するキャンセル部とを備えたノイズキャンセラー装置としているので、干渉信号が定常的に存在し、所望信号が断続的にしか存在しない環境において、干渉信号を精度よく且つ安定して除去することができる効果がある。

　また、本発明によれば、平均電力算出部における平均電力の値を算出する周期を可変とする上記ノイズキャンセラー装置としているので、実際の通信環境に応じて平均化の周期を設定することができ、干渉信号を精度よく除去することができる効果がある。

　また、本発明によれば、受信信号から干渉信号を除去するノイズキャンセラー装置であって、所望信号を受信するための第１のアンテナと、干渉信号を受信するための第２のアンテナと、第２のアンテナで受信した信号について、時分割で設定された値に基づいて、遅延、位相、振幅を調整する干渉信号調整部と、第１のアンテナの受信信号から各干渉信号調整部の出力を減算して差分信号を出力する加算器と、差分信号の平均電力の値を時分割で算出する平均電力算出部と、平均電力算出部からの出力を時分割で複数記憶し、平均電力の値が最小となる遅延、位相、振幅の値を最適条件として決定する最適条件探索部と、第２のアンテナで受信した信号を、最適条件に基づいて調整する最適干渉信号調整部と、第１のアンテナの受信信号から最適干渉信号調整部の出力を減算するキャンセル部と、干渉信号調整部に対して、時分割のタイミングで、遅延、位相、振幅の値を設定すると共に、平均電力算出部及び最適条件探索部に、時分割のタイミングを指示する制御部とを備えたノイズキャンセラー装置としているので、回路規模及びコストを抑えつつ、高精度で安定して干渉信号を除去することができる効果がある。

本発明の第１の実施の形態に係るノイズキャンセラー装置の構成ブロック図である。 本発明の実施の形態に係るノイズキャンセラー装置におけるパラメータと差分信号の平均パワーとの関係を示す説明図である。 第２のノイズキャンセラー装置の構成ブロック図である。 第３のノイズキャンセラー装置の概略構成ブロック図である。 第４のノイズキャンセラー装置の構成ブロック図である。 第１のノイズキャンセラー装置の応用例の構成ブロック図である。

　本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。［実施の形態の概要］
　本発明の実施の形態に係るノイズキャンセラー装置は、所望信号を受信するメインアンテナと、干渉信号を受信するサブアンテナとを備え、サブアンテナの受信信号を複数に分岐してその各々について、異なる条件で、遅延、位相、振幅を調整して、メインアンテナの受信信号から調整後の信号をそれぞれ減算し、減算結果について特定の周期で平均パワーを算出し、平均パワーが最小となる遅延、位相、振幅の条件を決定し、サブアンテナの受信信号を当該決定した遅延、位相、振幅の条件で調整して、メインアンテナの受信信号から減算するものであり、サブアンテナの受信信号をメインアンテナの受信信号に含まれる干渉信号とできるだけ同等になるよう調整して、メインアンテナの受信信号から減算することで、干渉信号と所望信号の定常性に差がある通信環境において、干渉信号を高精度に安定して除去することができるものである。

［第１のノイズキャンセラー装置の構成：図１］
　本発明の第１の実施の形態に係るノイズキャンセラー装置について図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るノイズキャンセラー装置の構成ブロック図である。
　図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るノイズキャンセラー装置（第１のノイズキャンセラー装置）は、メインアンテナ１１と、サブアンテナ１２と、複数の干渉信号調整部１３（干渉信号調整部１３-1～１３-n）と、遅延部１４と、複数の加算器１５（加算器１５-1～１５-n）と、複数の平均パワー算出部１６（平均パワー算出部１６-1～１６-n）と、最適条件探索部１７と、最適干渉信号調整部１８と、遅延部１９と、キャンセル部２０とを備えている。
　そして、キャンセル部２０は、信号の情報処理を行う上位装置に接続されている。

　第１のノイズキャンセラー装置の各部について説明する。
　［メインアンテナ１１］
　メインアンテナ１１は、所望信号を受信するためのアンテナであり、具体的には携帯電話の無線信号を受信するためのアンテナである。但し、メインアンテナ１１には、他のシステムの干渉信号（ＢＳアンテナからの漏洩信号）が混入する。メインアンテナ１１は、請求項に記載した第１のアンテナに相当する。

　［サブアンテナ１２］
　サブアンテナ１２は、干渉信号を受信するアンテナである。但し、干渉信号のみを受信するのではなく、所望信号やその他の信号も受信する。サブアンテナ１２は、請求項に記載した第２のアンテナに相当する。
　ここで、所望信号である携帯電話の信号は断続的にしか存在しない定常性の低い信号であるのに対し、干渉信号は、常時存在する定常性の高い信号である。

　そして、第１のノイズキャンセラー装置は、サブアンテナ１２で受信した信号を、メインアンテナ１１での受信信号に含まれる干渉信号にできるだけ近い成分となるよう調整した上で、メインアンテナ１１で受信した信号から差し引く（取り除く）ことで、メインアンテナ１１の受信信号から干渉信号をキャンセルするものである。

　［干渉信号調整部１３］
　干渉信号調整部１３-1～１３-nは、遅延を調整する遅延調整部、位相を調整する位相調整部、振幅を調整する振幅調整部を備え、サブアンテナ１２で受信された信号について、遅延、位相、振幅の各パラメータを調整する。尚、遅延、位相、振幅の調整はどのような順序であっても構わない。
　干渉信号調整部１３-1～１３-nには、図示しない操作部及び制御部を介して、遅延、位相、振幅の値が設定されており、各干渉信号調整部１３-1～１３-nは、それぞれ異なる遅延、位相、振幅の条件でサブアンテナ１２の受信信号を調整する。
　図１の例では、干渉信号調整部１３-1では、「遅延１、位相１、振幅１」の値でサブアンテナ１２の受信信号を調整し、干渉信号調整部１３-nでは、「遅延ｎ、位相ｎ、振幅ｎ」の値で調整する。

　尚、各干渉信号調整部１３に設定される遅延、位相、振幅のパラメータの範囲は、受信環境や装置構成を考慮して決定される。
　例えば、メインアンテナ１１、サブアンテナ１２からノイズキャンセラー装置までのケーブル長が大きく異なる場合には、遅延の調整範囲を広めに設定する。
　また、メインアンテナ１１、サブアンテナ１２とノイズキャンセラー装置との間にアンプのような装置が設けられて、両者にレベル差が発生する場合には、振幅の調整範囲を広めに設定する。

　［遅延部１４］
　遅延部１４は、干渉信号調整部１３における処理時間分、メインアンテナ１１の受信信号を遅延させて、加算器１５-1～１５-nに出力する。
　［加算器１５］
　加算器１５-1～１５-nは、遅延部１４で遅延されたメインアンテナ１１の受信信号から、各干渉信号調整部１３-1～１３-nの出力を減算して、差分信号を出力する。

　［平均パワー算出部１６］
　平均パワー算出部１６-1～１６-nは、加算器１５-1～１５-nからの差分信号をそれぞれ入力し、特定の周期（期間）で平均化して、差分信号の平均パワー（平均電力）を算出する。
　ここで、平均パワー算出部（平均電力算出部）１６における平均化の周期について説明する。
　第１のノイズキャンセラー装置が用いられる通信環境では、干渉信号は定常的に存在するのに対し、所望信号は断続的にしか存在しないため、平均パワー算出部１６において十分長い期間で平均化することにより、平均パワーにおける所望信号の寄与を干渉信号に比べて十分小さくして、なるべく干渉信号のみを観測するようにしている。

　つまり、本実施の形態に係るノイズキャンセラー装置では、平均化によって、定常的に受信する干渉信号と、断続的にしか受信しない所望信号との差が十分得られるよう、平均パワー算出部１６における平均化の周期を十分長期間としている。
　これにより、後述するキャンセル部２０において、所望波を残して干渉波のみをキャンセルすることができるものである。

　平均パワーの算出周期は、所望信号の断続性及び干渉信号の定常性に応じて、干渉信号と所望信号との差が得られるように決定され、制御部（図示省略）から平均パワー算出部１６に対して設定される。
　例えば、干渉信号の定常性が大きい場合には、小さい場合よりも算出周期を短くすることができ、所望信号の断続性が大きい（所望信号を受信する頻度が低い）場合、断続性が小さい（所望信号を受信する頻度が高い）場合よりも算出周期を短くすることができる。

　［最適条件探索部１７］
　最適条件探索部１７は、平均パワー算出部１６-1～１６-nからの平均パワーを全て入力して比較し、どの平均パワー算出部１６からの平均パワーの値が最小であるか特定し、当該平均パワー算出部１６に対応する干渉信号調整部１３における遅延、位相、振幅の条件を最適条件として決定する。最適条件探索部１７には、予め、各平均パワー算出部１６-1～１６-nに対応する干渉信号調整部１３-1～１３-nに設定された遅延、位相、振幅の値が記憶されている。
　更に、最適条件探索部１７は、最適条件として決定された遅延、位相、振幅の各パラメータの値を、最適干渉信号調整部１８に設定する。

　［平均パワーの変化：図２］
　ここで、パラメータと差分信号の平均パワーとの関係について図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態に係るノイズキャンセラー装置におけるパラメータと差分信号の平均パワーとの関係を示す説明図である。
　上述したように、メインアンテナ１１の受信信号には、所望信号と干渉信号とが含まれている。また、図１に示したように、差分信号は、加算器１５においてメインアンテナ１１の受信信号から、サブアンテナ１２の受信信号を各干渉信号調整部１３で調整した調整信号を差し引いた信号である。

　そのため、調整信号がメインアンテナ１１の受信信号に含まれる干渉信号の成分に最も近くなるよう調整された場合に、干渉信号が精度よくキャンセルされて、差分信号の平均パワーが最小となる。
　つまり、差分信号の平均パワーが最小となる場合に、干渉信号調整部１３から出力された調整信号の成分が、メインアンテナ１１の受信信号に含まれる干渉信号の成分に最も近くなっており、そのときのパラメータの値が最適な値となる。

　図２（ａ）では、遅延をパラメータとして、遅延量の変化と平均パワーの変化とを示しており、差分信号の平均パワーが最小となる場合の遅延量が最適遅延となる。
　同様に、（ｂ）では位相をパラメータとし、（ｃ）では振幅をパラメータとして、差分信号の平均パワーの変化を示しており、それぞれ、平均パワーが最小となる場合の値が、最適位相及び最適振幅となる。

　尚、第１のノイズキャンセラー装置の最適条件探索部１７では、図２に示した遅延、位相、振幅のパラメータの最適値をそれぞれ独立して決定するのではなく、ｎ個の「遅延、位相、振幅」の組み合わせの中から最適となる組を選択し、当該組の各パラメータの値を最適値としている。

　［最適干渉信号調整部１８］
　最適干渉信号調整部１８は、サブアンテナ１２で受信した信号を、最適条件探索部１７から設定された値で遅延、位相、振幅を変化させて、最適な調整信号を生成する。
　［遅延部１９］
　遅延部１９は、メインアンテナ１１で受信した信号を、最適干渉調整部１８からの最適な調整信号の出力のタイミングに合わせるよう遅延させる。遅延時間は、最適な調整信号を生成するための処理に要する時間を考慮して予め設定されている。

　［キャンセル部２０］
　キャンセル部２０は、遅延部１９で遅延されたメインアンテナ１１の受信信号から、最適干渉信号調整部１８からの出力を減算して干渉信号を除去し、所望信号を上位装置に出力する。
　最適干渉調整部１８からの最適な調整信号は、メインアンテナ１１に含まれる干渉信号となるべく同等の成分となるように遅延、位相、振幅が調整されているので、キャンセル部２０においてメインアンテナ１１の受信信号に含まれる干渉信号はキャンセルされ、所望信号のみが上位装置に出力される。

［第１のノイズキャンセラー装置の動作：図１］
　次に、第１のノイズキャンセラー装置の動作について図１を用いて説明する。
　第１のノイズキャンセラー装置では、メインアンテナ１１で干渉信号を含む所望信号を受信し、サブアンテナ１２で所望信号を含む干渉信号を受信する。
　サブアンテナ１２の受信信号は、ｎ本に分岐されて干渉信号調整部１３-1～１３-nに入力され、それぞれ、遅延、位相、振幅を調整された調整信号として出力され、加算器１５-1～１５-nに入力される。

　メインアンテナ１１の受信信号は遅延部１４で遅延されて、加算器１５-1～１５-nに入力され、加算器１５-1～１５-nにおいて、メインアンテナ１１の受信信号から干渉信号調整部１３-1～１３-nで調整された調整信号が差し引かれ、差分信号が出力される。

　差分信号は平均パワー算出部１６-1～１６-nに入力されて、特定の周期で平均化され、ｎ個の平均パワーが出力されて、最適条件探索部１７に入力される。
　そして、最適条件探索部１７で最適なパラメータの組が決定されて最適干渉信号調整部１８に設定され、サブアンテナ１２の受信信号について、最適干渉信号調整部１８で遅延、位相、振幅の調整がなされる。

　そして、キャンセル部２０において、遅延部１９で遅延されたメインアンテナ１１の受信信号から、最適干渉信号調整部１８の出力が減算されて、干渉信号がキャンセルされ、所望信号が上位装置に出力される。
　このようにして、第１のノイズキャンセラー装置の動作が行われる。

［第１の実施の形態の効果］
　第１のノイズキャンセラー装置によれば、複数の干渉信号調整部１３が、サブアンテナ１２の受信信号について異なる条件で遅延、位相、振幅を調整して各調整信号とし、メインアンテナ１１で受信された信号から各調整信号を減算して差分信号とし、平均パワー算出部１６で各差分信号の平均パワーを算出し、最適条件探索部１７が各平均パワーを比較して、平均パワーが最小となる場合の遅延、位相、振幅を決定して最適干渉信号調整部１８に設定し、最適干渉信号調整部１８がサブアンテナ１２の受信信号を最適な遅延、位相、振幅の条件で調整して最適な調整信号とし、キャンセル部２０がメインアンテナ１１の受信信号から最適な調整信号を減算して、干渉信号を除去して所望信号のみを上位装置に出力するようにしているので、所望信号が非定常的に存在し、干渉信号が定常的に存在する場合に、干渉信号を精度よく且つ安定してキャンセルすることができる効果がある。

　特に、第１のノイズキャンセラー装置では、干渉信号調整部１３で調整した調整信号を実際にメインアンテナ１１の受信信号から差し引いて、その結果最適なパラメータの組を最適干渉信号調整部１８に設定するようにしているため、高精度のキャンセル動作を安定して行うことができるものである。
　これは、後述する各実施の形態に係るノイズキャンセラー装置においても同様である。

　また、所望信号が狭帯域信号で干渉信号が広帯域信号の場合、所望信号と干渉信号の単位帯域当たりのパワーが同じであれば、干渉信号の方が全体としてのパワーが大きくなるため、干渉信号をより正確に観測することができ、一層精度よく干渉信号をキャンセルすることができるものである。

［第２のノイズキャンセラー装置：図３］
　次に、本発明の第２の実施の形態に係るノイズキャンセラー装置（第２のノイズキャンセラー装置）について図３を用いて説明する。図３は、第２のノイズキャンセラー装置の構成ブロック図である。
　上述した第１のノイズキャンセラー装置では、サブアンテナ１２で受信した信号について遅延、位相、振幅の調整を行ったが、第２のノイズキャンセラー装置は、メインアンテナ１１で受信した信号について調整を行って、メインアンテナ１１の受信信号に含まれる干渉信号成分をサブアンテナ１２で受信した干渉信号成分に近づけるようにして、干渉信号を除去するものである。

　図３に示すように、第２のノイズキャンセラー装置の構成要素は、図１に示した第１のノイズキャンセラー装置と同様であるが、メインアンテナ２１の受信信号を複数に分岐して干渉信号調整部２４-1～２４-nに入力して、遅延、位相、振幅の調整を行って調整信号を出力するようにしている。
　各構成部分の動作は、図１に示した第１のノイズキャンセラー装置と同様である。

　そして、加算器２５-1～２５-nにおいて、各調整信号から、遅延器２４で遅延させたサブアンテナ２２の受信信号を減算して差分信号を出力し、平均パワー算出部２６-1～２６-nで特定周期で平均化して差分信号の平均パワーを算出する。

　平均パワーは最適条件探索部２７に入力され、最適条件探索部２７において、平均パワーが最小となる干渉信号調整部２３の遅延、位相、振幅の組み合わせが選択されて、最適な条件として最適干渉信号調整部２８に設定される。
　第２のノイズキャンセラー装置において、平均パワーが最小となる条件は、メインアンテナ２１で受信した信号に含まれる干渉信号を、サブアンテナ２２で受信した干渉信号の成分と同等となるように調整するための条件となる。

　そして、最適干渉信号調整部２８でメインアンテナ２１の受信信号について、遅延、位相、振幅が調整されて、キャンセル部３０で、サブアンテナ２２の受信信号が減算されて、メインアンテナ２１の受信信号から干渉信号が除去され、所望信号のみが上位装置に出力される。

［第２の実施の形態の効果］
　第２のノイズキャンセラー装置によれば、最適条件探索部２７が、メインアンテナ２１で受信した信号を、サブアンテナ２２で受信した干渉信号と同等な成分となるように調整する遅延、位相、振幅の条件を求め、最適干渉信号調整部２８が求められた条件で調整して最適な調整信号を出力し、キャンセル部３０でメインアンテナ２１の受信信号から最適な調整信号を減算するようにしているので、所望信号が非定常的に存在し、干渉信号が定常的に存在する環境において、高精度で安定してメインアンテナ２１の受信信号から干渉信号を除去できる効果がある。
　尚、第２のノイズキャンセラー装置は、第１のノイズキャンセラー装置と同等のキャンセル効果が得られるものである。

［第３のノイズキャンセラー装置：図４］
　次に、本発明の第３の実施の形態に係るノイズキャンセラー装置（第３のノイズキャンセラー装置）について図４を用いて説明する。図４は、第３のノイズキャンセラー装置の概略構成ブロック図である。
　第１、第２のノイズキャンセラー装置は、遅延、位相、振幅のパラメータを全て調整してから平均パワーを算出して最適値を求めているが、第３のノイズキャンセラー装置は、遅延、位相、振幅について１つずつ順番に最適な値を探索するものである。

　図４に示すように、第３のノイズキャンセラー装置は、メインアンテナ３１と、サブアンテナ３２と、遅延の最適条件を探索する遅延条件探索ブロック３３と、位相の最適条件を探索する位相条件探索ブロック３５と、振幅の最適条件を探索する振幅条件探索ブロック３７とを備え、各探索ブロックで探索された条件でサブアンテナ３２の受信信号を順次調整する最適遅延調整部３４と、最適位相調整部３６と、最適振幅調整部３８とを備えている。
　更に、第３のノイズキャンセラー装置は、メインアンテナ３１の受信信号を適宜遅延させる遅延部３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄと、キャンセル部４０を備えている。

　遅延条件探索ブロック３３は、基本的に、図１に示した干渉信号調整部１３-1～１３-n、加算器１５-1～１５-n、平均パワー算出部１６-1～１６-n、及び最適条件探索部１７を備えた構成である。但し、遅延条件探索ブロック３３の干渉信号調整部には、遅延調整部のみが設けられており、位相調整部や振幅調整部は設けられていない。
　位相条件探索ブロック３５は、遅延調整部の代わりに位相調整部を備えている点を除いて、遅延条件探索ブロック３３と同様の構成である。
　同様に、振幅条件探索ブロック３７は、振幅調整部を備えている。

　そして、遅延条件探索ブロック３３は、サブアンテナ３２の受信信号と遅延部３９ａで遅延されたメインアンテナ３１の受信信号とを用いて、最適な遅延条件を求める。
　最適遅延調整部３４は、遅延条件探索ブロック３３で決定された最適な遅延量で、サブアンテナ３２の受信信号の遅延量を調整し、遅延が調整された信号を位相条件探索ブロック３５に出力する。

　位相条件探索ブロック３５は、遅延が調整された最適遅延調整部３４の出力信号と、遅延部３９ｂで遅延されたメインアンテナ３１の受信信号とを用いて、最適な位相条件を求める。
　最適位相調整部３６は、位相条件探索ブロック３５で決定された最適な位相で、最適遅延調整部３４の出力信号の位相を調整し、遅延及び位相が調整された信号を振幅条件探索ブロック３７に出力する。

　振幅条件探索ブロック３７は、遅延と位相とが調整された最適位相調整部３６の出力信号と、遅延部３９ｃで遅延されたメインアンテナ３１の受信信号とを用いて、最適な振幅条件を求める。
　最適振幅調整部３８は、振幅条件探索ブロック３７で決定された最適な振幅で、最適位相調整部３６の出力信号の振幅を調整し、キャンセル部４０に出力する。最適振幅調整部３８からの出力信号は、遅延、位相、振幅が調整された最適な調整信号となる。

　そして、キャンセル部４０において、遅延部３９ｄで遅延させたメインアンテナ３１の受信信号から、最適振幅調整部３８からの最適な調整信号を減算して、メインアンテナ３１の受信信号に含まれる干渉信号を除去するものである。
　つまり、第３のノイズキャンセラー装置では、干渉信号調整部と、最適条件探索部と、最適干渉信号調整部の組が、遅延、位相、振幅の各パラメータについてそれぞれ設けられて、順に接続されている。
　尚、図４の例では、各パラメータの条件探索及び最適な値による調整は、遅延、位相、振幅の順で行っているが、どのような順であってもよい。
　また、メインアンテナ３１の受信信号について、同様に、遅延、位相、振幅のパラメータ毎に調整を行う構成としてもよい。

［第３の実施の形態の効果］
　第３のノイズキャンセラー装置によれば、遅延、位相、振幅の各パラメータについて、最適な条件を精度よく決定でき、メインアンテナ３１の受信信号から、高精度で安定して干渉信号を除去することができる効果がある。

［第４のノイズキャンセラー装置：図５］
　次に、本発明の第４の実施の形態に係るノイズキャンセラー装置（第４のノイズキャンセラー装置）について図５を用いて説明する。図５は、第４のノイズキャンセラー装置の構成ブロック図である。
　上述した第１のノイズキャンセラー装置では、複数の干渉信号調整部１３-1～１３-nが並列に処理を行うようにしているが、第４のノイズキャンセラー装置は、一つの干渉信号調整部が時分割でパラメータを設定して調整するようにしている。

　具体的には、図５に示すように、第４のノイズキャンセラー装置の特徴部分として、遅延、位相、振幅を調整する干渉信号調整部４３と、差分信号の平均パワーを算出する平均パワー算出部４６と、遅延、位相、振幅の最適条件を決定する最適条件探索部４７と、時分割の制御を行う制御部５１とを備えている。

　干渉信号調整部４３は、遅延設定部・位相設定部・振幅設定部を備え、制御部５１から時分割で設定されるパラメータに基づいて、サブアンテナ４２の受信信号を調整する。

　制御部５１は、干渉信号調整部４４の遅延設定部・位相設定部・振幅設定部のパラメータの値を、予め設定された時分割のタイミングで順次変えて設定すると共に、平均パワー算出部４６及び最適条件探索部４７に時分割のタイミングを指示する。
　遅延、位相、振幅のパラメータの組は予め複数個用意されており（例えばｎ組）、制御部５１は、ｎ組のパラメータを時間をずらして設定していく。

　加算部４５は、遅延されたメインアンテナ４１の受信信号から、干渉信号調整部４３で調整された調整信号が減算されて差分信号を出力する。
　平均パワー算出部４６は、差分信号の平均パワーを算出して、制御部５１からのタイミングに基づいて最適条件探索部４７に出力する。

　最適条件探索部４７は、ｎ個分の平均パワーの値を保持する記憶部を備え、入力される平均パワーの値を順次記憶しておく。最適条件探索部４７は、制御部５１からのタイミングをカウントすることで、入力された平均パワーが何番目のパラメータによるものであるかを特定し、所定のエリアに記憶する。

　そして、ｎ個分記憶した場合に、最適条件探索部４７は、ｎ個の中で最小となる平均パワーを特定し、それに対応する遅延、位相、振幅の値を最適な条件として決定する。そして、決定された最適なパラメータの値を最適干渉信号調整部４８に出力する。

　最適条件探索部４７には、予め、時分割の順番（番号）に対応するｎ個のパラメータの組が記憶されているものである。尚、平均パワーが最小となったパラメータの番号が特定された場合に、最適条件探索部４７が制御部５１に当該番号を付してパラメータの値を問い合わせる構成としてもよい。
　また、メインアンテナ４１で受信した信号について、遅延、位相、振幅を時分割で調整する構成としてもよい。

［第４の実施の形態の効果］
　第４のノイズキャンセラー装置によれば、干渉信号調整部４３を１つだけ設けて、制御部５１が、時分割でパラメータを時間毎に変えて設定して調整を行うようにしているので、回路規模及びコストを大幅に低減することができる効果がある。

［応用例：図６］
　次に、本発明の実施の形態に係るノイズキャンセラー装置の応用例について図６を用いて説明する。図６は、第１のノイズキャンセラー装置の応用例の構成ブロック図である。
　上述した第１～第４のノイズキャンセラー装置では、メインアンテナとサブアンテナとを備え、一方のアンテナで受信した信号について、遅延、位相、振幅を調整して、他方のアンテナで受信した信号との差分信号を求めるようにしているが、応用例は、図６に示すように、メインアンテナ５１のみを設け、その受信信号を用いてキャンセル動作を行うものである。

　具体的に説明する。
　図６に示すように、第１のノイズキャンセラー装置の応用例では、メインアンテナ５１の受信信号を大きく２つの系に分岐して、一方をメインの信号系として遅延部５９及び最適干渉信号調整部５８に入力すると共に、他方を調整信号生成用の系として処理を行う。

　他方の系の信号は、複数の干渉信号調整部５３-1～５３-nに入力されると共に、遅延部５４に入力されて、加算器５５-1～５５-nで差分信号が出力され、平均パワー算出部５６-1～５６-nで平均パワーが算出される。

　そして、最適条件探索部５７で、平均パワーが最小となる遅延、位相、振幅の値が最適条件として決定され、最適干渉信号調整部５８において、最適条件でメインアンテナ５１の受信信号の遅延、位相、振幅が調整され、キャンセル部２０で遅延部５９の出力から最適干渉信号調整部５８の出力が減算されて、メインアンテナ１１の受信信号から干渉信号がキャンセルされる。
　同様に、第２、第３、第４のノイズキャンセラー装置についても、メインアンテナのみを設けた構成とすることが可能である。
　尚、ここでは所望信号を受信するメインアンテナ５１を１本のみ設けた構成としたが、これに限らず、任意のアンテナであってもよい。

［応用例の効果］
　応用例によれば、信号を受信するアンテナとしてメインアンテナ５１のみを設け、メインアンテナ５１の受信信号を２つの系に分岐して、一方の系の信号を干渉信号調整部５３-1～５３-nで調整し、遅延させた受信信号との差分信号を求め、平均パワー算出部５６-1～５６-n平均パワーが最小となる遅延、位相、振幅の値を最適条件として決定し、決定された最適条件で分岐された他方の系の信号を調整して、遅延された受信信号とキャンセルさせることにより、簡易な構成で、受信信号中に含まれる干渉信号を精度よく除去することができる効果がある。

　この出願は、２０１６年９月１４日に出願された日本出願特願２０１６－１７９９１０を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。

　本発明は、特に他のシステムからの干渉信号を高精度で安定して除去することができるノイズキャンセラー装置に適している。

　１１，２１，３１，４１，５１...メインアンテナ、　１２，２２，３２，４２...サブアンテナ、　１３，２３，４３，５３...干渉信号調整部、　１４，２４，４４，５４...遅延部、　１５、２５，４５，５５...加算部、　１６、２６，４６，５６...平均パワー算出部、　１７，２７，４７，５７...最適条件探索部、　１８，２８，４８，５８...最適干渉信号調整部、　１９，２９，３９，４９，５９...遅延部、　２０、３０，４０，５０，６０...キャンセル部、　３３...遅延条件探索ブロック、　３４...最適遅延調整部、　３５...位相条件探索ブロック、　３６...最適位相調整部、　３７...振幅条件探索ブロック、　３８...最適振幅調整部、　５１...制御部

Claims (7)

1. 　受信信号から干渉信号を除去するノイズキャンセラー装置であって、
   　所望信号を受信するための第１のアンテナと、
   　干渉信号を受信するための第２のアンテナと、
   　前記第２のアンテナで受信した信号について、遅延、位相、振幅を調整する複数の干渉信号調整部と、
   　前記複数の干渉信号調整部のそれぞれに対応し、前記第１のアンテナの受信信号から前記各干渉信号調整部の出力を減算して差分信号を出力する複数の加算器と、
   　前記複数の加算器のそれぞれに対応し、前記差分信号の平均電力の値を算出する複数の平均電力算出部と、
   　前記複数の平均電力算出部からの出力に基づいて、前記平均電力の値が最小となる遅延、位相、振幅の値を最適条件として決定する最適条件探索部と、
   　前記第２のアンテナで受信した信号を、前記最適条件に基づいて調整する最適干渉信号調整部と、
   　前記第１のアンテナの受信信号から前記最適干渉信号調整部の出力を減算するキャンセル部とを備えたことを特徴とするノイズキャンセラー装置。
2. 　干渉信号調整部と、最適条件探索部と、最適干渉信号調整部の組が、遅延、位相、振幅のそれぞれについて設けられ、
   　第１番目に、前記遅延、位相、振幅の内のいずれかの組、第２番目に前記第１番目を除く前記遅延、位相、振幅のいずれかの組、第３番目に前記第１番目及び前記第２番目を除く前記遅延、位相、振幅のいずれかの組が順に接続され、
   　前記第１番目に設けられた組の最適干渉信号調整部からの出力が、前記第２番目に設けられた組の干渉信号調整部及び最適干渉信号調整部に入力され、
   　前記第２番目に設けられた組の最適干渉信号調整部からの出力が、前記第３番目に設けられた組の干渉信号調整部及び最適干渉信号調整部に入力され、
   　前記キャンセル部が、第１のアンテナの受信信号から、前記第３番目に設けられた組の最適干渉信号調整部の出力を減算することを特徴とする請求項１記載のノイズキャンセラー装置。
3. 　受信信号から干渉信号を除去するノイズキャンセラー装置であって、
   　所望信号を受信するための第１のアンテナと、
   　干渉信号を受信するための第２のアンテナと、
   　前記第１のアンテナで受信した信号について、遅延、位相、振幅を調整する複数の干渉信号調整部と、
   　前記複数の干渉信号調整部のそれぞれに対応し、前記各干渉信号調整部の出力から前記第２のアンテナの受信信号を減算して差分信号を出力する複数の加算器と、
   　前記複数の加算器のそれぞれに対応し、前記差分信号の平均電力の値を算出する複数の平均電力算出部と、
   　前記複数の平均電力算出部からの出力に基づいて、前記平均電力の値が最小となる遅延、位相、振幅の値を最適条件として決定する最適条件探索部と、
   　前記第１のアンテナで受信した信号を、前記最適条件に基づいて調整する最適干渉信号調整部と、
   　前記最適干渉信号調整部の出力から前記第２のアンテナの受信信号を減算するキャンセル部とを備えたことを特徴とするノイズキャンセラー装置。
4. 　平均電力算出部における平均電力の値を算出する周期を可変とすることを特徴とする請求項１記載のノイズキャンセラー装置。
5. 　平均電力算出部における平均電力の値を算出する周期を可変とすることを特徴とする請求項２記載のノイズキャンセラー装置。
6. 　平均電力算出部における平均電力の値を算出する周期を可変とすることを特徴とする請求項３記載のノイズキャンセラー装置。
7. 　受信信号から干渉信号を除去するノイズキャンセラー装置であって、
   　所望信号を受信するための第１のアンテナと、
   　干渉信号を受信するための第２のアンテナと、
   　前記第２のアンテナで受信した信号について、時分割で設定された値に基づいて、遅延、位相、振幅を調整する干渉信号調整部と、
   　前記第１のアンテナの受信信号から前記各干渉信号調整部の出力を減算して差分信号を出力する加算器と、
   　前記差分信号の平均電力の値を時分割で算出する平均電力算出部と、
   　前記平均電力算出部からの出力を時分割で複数記憶し、前記平均電力の値が最小となる遅延、位相、振幅の値を最適条件として決定する最適条件探索部と、
   　前記第２のアンテナで受信した信号を、前記最適条件に基づいて調整する最適干渉信号調整部と、
   　前記第１のアンテナの受信信号から前記最適干渉信号調整部の出力を減算するキャンセル部と、
   　前記干渉信号調整部に対して、前記時分割のタイミングで、遅延、位相、振幅の値を設定すると共に、前記平均電力算出部及び前記最適条件探索部に、前記時分割のタイミングを指示する制御部とを備えたことを特徴とするノイズキャンセラー装置。

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