(57)【要約】  本発明による無線通信装置は、複数のブランチと、タップ出力合成部と、ブラインド適応処理部と、ダイバーシチ合成部とを具備する。ここで、複数のブランチは、スペースダイバーシチ方式の受信信号およびタップ係数に基づいてタップ出力信号および受信信号ベクトルを生成するタップ処理部を有する。タップ出力合成部は、タップ出力合成信号としてタップ出力信号を連携して演算する。ブラインド適応処理部は、タップ出力合成信号および受信信号ベクトルに基づいてタップ係数をブラインド適応処理によって生成する。ダイバーシチ合成部は、タップ出力信号をダイバーシチ合成する。ブラインド適応処理部は、タップ出力合成信号を最小に抑える評価条件を用いる。
2012073788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペースダイバーシチ方式の受信信号およびタップ係数に基づいてタップ出力信号および受信信号ベクトルを生成するタップ処理部を有する複数のブランチと、
タップ出力合成信号として前記タップ出力信号を連携して演算するタップ出力合成部と、
前記タップ出力合成信号および前記受信信号ベクトルに基づいて前記タップ係数をブラインド適応処理によって生成するブラインド適応処理部と、
前記タップ出力信号をダイバーシチ合成するダイバーシチ合成部と
を具備し、
前記ブラインド適応処理部は、
前記タップ出力合成信号を最小に抑える評価条件を用いる
無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記タップ処理部の前段に接続されて、前記受信信号のレベルを一定に保ち、自動利得制御信号を生成するＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：自動利得制御装置）
をさらに具備し、
前記ダイバーシチ合成部は、前記自動利得制御信号に基づいて前記ダイバーシチ合成を行う
無線通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記複数のブランチのそれぞれは、
前記タップ処理部と、
前記タップ処理部の前段に接続されて前記受信信号を入力するアンテナと
を具備し、
前記ブラインド適応処理部は、前記複数のブランチのそれぞれにおける品質を推定した結果を推定品質信号として生成し、
前記ダイバーシチ合成部は、前記推定品質信号に基づいて前記ダイバーシチ合成を行う
無線通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記タップ処理部から前記受信信号ベクトルを入力し、前記ブラインド適応処理部から前記タップ係数を入力し、前記タップ処理部に向けて前記タップ係数を出力する適応等化処理部
をさらに具備し、
前記適応等化処理部は、前記タップ係数が収束する所定の時間が経過するまでは前記入力したタップ係数をそのまま出力し、前記所定の時間が経過した後は判定器出力を参照信号として用いた適応等化処理により生成する信号を前記タップ係数として出力する
無線通信装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の無線通信装置において、
前記タップ処理部の総数は２つであって、
前記タップ出力合成信号は、前記タップ出力信号の差を演算して得られる
無線通信装置。
【請求項６】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記タップ出力合成信号は、前記タップ出力信号の和を演算して得られる
無線通信装置。
【請求項７】
スペースダイバーシチ方式の受信信号およびタップ係数に基づいてタップ出力信号および受信信号ベクトルを生成することと、
タップ出力合成信号として前記タップ出力信号を連携して演算することと、
前記タップ出力合成信号および前記受信信号ベクトルに基づいて前記タップ係数をブラインド適応処理によって生成することと、
前記タップ出力信号をダイバーシチ合成することと
を具備し、
前記タップ係数を生成することは、
前記タップ出力合成信号を最小に抑える評価条件を用いること
を具備する
無線通信方法。
【請求項８】
請求項７に記載の無線通信方法において、
前記タップ出力信号および受信信号ベクトルを生成することは、
前記受信信号のレベルを一定に保つことと、
自動利得制御信号を生成することと
を具備し、
前記ダイバーシチ合成することは、
前記自動利得制御信号に基づいて前記ダイバーシチ合成を行うこと
を具備する
無線通信方法。
【請求項９】
請求項７に記載の無線通信方法において、
前記タップ出力信号および受信信号ベクトルを生成することは、
複数のブランチのそれぞれが具備するアンテナを用いて前記受信信号を入力すること
を具備し、
前記タップ係数を生成することは、
前記複数のブランチのそれぞれにおける品質を推定した結果を推定品質信号として生成すること
を具備し、
前記ダイバーシチ合成することは、
前記推定品質信号に基づいて前記ダイバーシチ合成を行うこと
を具備する
無線通信方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の無線通信方法において、
前記受信信号ベクトルおよび前記タップ係数に基づいて適応等化処理を行うこと
をさらに具備し、
前記適応等化処理を行うことは、
前記タップ係数が収束する所定の時間が経過するまでは前記タップ係数をそのまま出力することと、
前記所定の時間が経過した後は判定器出力を参照信号として用いた適応等化処理により生成する信号を前記タップ係数として出力することと
を具備する
無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置と、この無線装置を用いた無線通信方法とに係り、特に、スペースダイバーシチ方式を用いる無線通信装置と、この無線装置を用いた無線通信方法とに係る。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、特にマイクロ波を用いて無線通信を行う場合は、フェージングの防止策として、ＳＤ（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ：スペースダイバーシチ）方式を採用することが有効である。【０００３】
ＳＤ方式は、適切な距離をおいて配置された複数のアンテナへの受信波が同時に劣化する可能性が低いことを利用して、フェージングによる電波伝搬特性の劣化を補償する技術である。【０００４】
図１は、ＳＤ方式を用いた無線通信システムの構成例を概略的に示す図である。図１の無線通信システムは、第１、第２の固定局２００１、２００２を具備している。第１の固定局２００１は、第１、第２のアンテナを具備している。第２の固定局２００２は、第３のアンテナを具備している。第１の固定局２００１において、第１、第２のアンテナは、その中心同士が、ＳＤ方式に適した距離ｄだけ離れているものとする。ここでは一例として、第１〜第３のアンテナが向かい合って水平方向を向いており、第１のアンテナの中心が地上から高度Ｌに配置されており、第２のアンテナの中心が第１のアンテナの中心が地上から高度Ｌ＋ｄに配置されており、第３のアンテナの中心が地上から高度Ｌ’に配置されているものとする。【０００５】
図１の無線通信システムにおいて、第２の固定局２００２が第３のアンテナから信号を送信し、第１の固定局２００１がこの信号を第１、第２のアンテナで受信する。第１の固定局２００１は、第１、第２のアンテナで得られた２つの信号にダイバーシチ処理を施す受信処理を行う。【０００６】
図２は、ＳＤ方式を用いた無線通信システムの受信処理を行う回路の構成例を概略的に示す回路図である。図２の回路は、第１、第２のアンテナと、第１、第２のミキサーと、第１、第２のＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器と、ダイバーシチ合成部と、ローカルオシレータとを具備している。なお、図２の回路図では、直交復調π／２成分やフィルタなどが省略されている。ここで、図２の第１、第２のアンテナは、図１の第１、第２のアンテナにそれぞれ対応しているものとする。第１のアンテナ、第１のミキサー、第１のＡ／Ｄ変換器をまとめて、第１のブランチと呼ぶ。同様に、第２のアンテナ、第２のミキサー、第２のＡ／Ｄ変換器をまとめて、第２のブランチと呼ぶ。【０００７】
第１のアンテナで受信された第１の信号は、第１のミキサー、第１のＡ／Ｄ変換器を介して、合成回路に供給される。同様に、第２のアンテナで受信された第２の信号は、第２のミキサー、第２のＡ／Ｄ変換器を介して、合成回路に供給される。ここで、直列に接続された第１のアンテナ、第１のミキサー、第１のＡ／Ｄ変換器をまとめて、第１のブランチと呼ぶ。同様に、直列に接続された第２のアンテナ、第２のミキサー、第２のＡ／Ｄ変換器をまとめて、第２のブランチと呼ぶ。最後に、合成回路が第１、第２のブランチから供給された２つの信号を合成することで、ダイバーシチ処理が完了する。【０００８】
上記に関連して、特許文献１（特開平９−３３１２８１号公報）には、送受信装置に係る記載が開示されている。この送受信装置は、複数のブランチの送受信兼用アンテナと、ベースバンド復調部と、送信アンテナ切換部とを備える。ここで、ベースバンド復調部は、各ブランチの受信信号を復調する。送信アンテナ切換部は、各ブランチの受信信号の受信パワーに基づいて送信アンテナを切り換える。この送受信装置は、ＴＤＤ方式の無線通信システムにおいて送信ダイバーシチを行なう。この送受信装置は、比較手段を備えることを特徴とする。ここで、比較手段は、ベースバンド復調部の復調の過程で得られるディジタルデータを用いて各ブランチの受信信号の受信パワーを比較し、送信アンテナ切換部に送信アンテナの選択情報を出力する。【０００９】
また、特許文献２（特表２００４−５１８３３１号公報）には、適応アンテナシステムに係る記載が開示されている。この適応アンテナシステムは、Ｎ個のアンテナと、Ｎ個のフォワード等化器と、Ｎ個のプロセッサとを備えることを特徴とする。ここで、Ｎ個のフォワード等化器は、Ｎ個のアンテナ各自に動作可能に接続されている。Ｎ個のプロセッサは、Ｎ個のフォワード等化器の各自に関連する係数を調整するＮ個の制御信号をそれぞれ生成するために、コンスタントモジュラスアルゴリズムを実行する。【００１０】
また、特許文献３（特開２００５−９４５００号公報）には、ダイバーシティ受信用回り込みキャンセラに係る記載が開示されている。このダイバーシティ受信用回り込みキャンセラは、ＯＦＤＭ信号用のダイバーシティ受信手段と回り込みキャンセル手段を有する。ここで、ＯＦＤＭ信号用のダイバーシティ受信手段は、複数のブランチを有する。回り込みキャンセル手段は、ダイバーシティ受信手段が出力するダイバーシティ合成後の受信信号を入力して、実質的に回り込み波をキャンセルして出力することを特徴とする。【００１１】
また、特許文献４（特開２００８−４８１３９号公報）には、マイクロ波無線送受信装置に係る記載が開示されている。このマイクロ波無線送受信装置は、複数のアンテナが設置された第１の固定局と単一のアンテナが設置された第２の固定局との間でマイクロ波による無線通信を行う無線通信システムの第１の固定局に用いられる。このマイクロ波無線送受信装置は、受信処理手段と、送信処理手段と、切り替えスイッチと、切り替え制御手段とを備えたことを特徴とする。ここで、受信処理手段は、複数のアンテナそれぞれに対応して設けられ、対応するアンテナに到来したマイクロ波信号について受信処理を行う。送信処理手段は、送信対象のデータから無線周波数の信号を生成する。切り替えスイッチは、送信処理手段によって得られた無線周波数の信号を、複数のアンテナのいずれか一方を指定する切り替え制御信号に応じて指定されたアンテナに伝送し、アンテナによる無線送信に供する。切り替え制御手段は、複数の受信処理手段によってそれぞれ得られる受信信号の選択に同期して、選択された受信信号に対応するアンテナを指定する切り替え制御信号を生成し、切り替えスイッチに入力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平９−３３１２８１号公報
【特許文献２】特表２００４−５１８３３１号公報
【特許文献３】特開２００５−９４５００号公報
【特許文献４】特開２００８−４８１３９号公報
【発明の概要】
【００１３】
トラフィックの増加に伴いマイクロ波無線通信システムの大容量化が進み、高次の多値変調信号を高速に伝送する様になってきた。一方、マイクロ波帯では、干渉波の発生要因となる多重伝搬路による周波数選択性フェージングが発生する。
【００１４】
図３は、フェージングについて説明するための図である。図３の図には、図１の無線通信システムと、この無線通信システムで送受信される信号の経路とが示されている。この、第３のアンテナから第１または第２のアンテナへの経路には、大きく分けて、直接届くＬＯＳ  Ｒａｙと、地上などで反射してから届くＲｅｆｌｅｃｔｅｄ  Ｒａｙとがある。
【００１５】
高速で更に高次の多値変調信号を使用すると、この周波数選択性フェージングにより、誤り率特性が著しく劣化する。
【００１６】
従来から、周波数選択性フェージング対策として、適応等化処理が行われてきた。一般に、適応アルゴリズムでは、タップ係数の収束特性を得る為にトレーニング信号を伝送する。このトレーニング信号の伝送は、特に、ＴＤＭＡの移動通信などのバースト伝送では必須である。
【００１７】
一方、固定マイクロ波無線通信システムなどでは、既存システムの信号構成上、トレーニング信号を入れられない場合がある。この場合は、パイロット信号やリファレンス信号或いはトレーニング信号と呼ばれる既知の系列信号を用いない手法であるブラインド処理が有効である。
【００１８】
パイロット信号やリファレンス信号或いはトレーニング信号などは、既知の系列信号で実際の情報の伝達に何ら寄与しない為、伝送効率を上げる為にもブラインド処理が好ましい。
【００１９】
例えば、移動通信等では、１０％程度の無線リソースをパイロット信号やリファレンス信号に割り当てているが、これをそのまま１０２４ＱＡＭで伝送している固定マイクロ波無線通信システムに当てはめたとすると、５１２ＱＡＭ相当の伝送速度になってしまい、折角送信電力を倍増して高速伝送を実現したのに、情報伝達に対する実効速度がそれに伴わないことになるのである。
【００２０】
従来からブラインド処理で実現したＳＤ方式として、ＩＰ（Ｉｎ−Ｐｈａｓｅ：同相）合成と呼ばれる手法がある。ＩＰ合成法は、ブランチの片方の信号に低周波の位相変調をかけて、合成後のＡＭ信号成分により位相の同相状態を検出し、その検出結果を用いて位相器へのフィードバック制御を行うというものである。ＩＰ合成法は、低い周波数の振幅成分を検出に用いている。高次の多値変調が可能なＱＡＭはその変調方式に起因する振幅成分の変動を内包している。その為、多値のＱＡＭへのＩＰ合成法の適用は問題がある。また後述するが、ＩＰ合成法は、周波数選択性フェージングにより誤り率特性が著しく劣化する。
【００２１】
周波数選択性フェージングを考慮し、ブラインド処理で実現したＳＤ方式としてＭＩＤ合成（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｃｏｍｂｉｎｅｒ：最小振幅偏差合成）と呼ばれる方法がある。説明のし易さから、ＩＰ合成法と異なる部分で、ＭＩＤ合成法の特徴を示す干渉波相殺合成動作を極端な例で説明する。
【００２２】
図４は、ＭＩＤ合成法の特徴を示す干渉波相殺合成動作を二つのアンテナで受信した例で示した図である。異なる電波伝搬条件の二つの例で説明している。また同図は受信波を回転フェザーのベクトル表記で示している。
【００２３】
図４において、第１のブランチ（Ｂｒａｎｃｈ  １）は、例えば図３における右側の受信局の上側のアンテナに対する受信信号を示していることにする。同様に、第２のブランチ（Ｂｒａｎｃｈ  ２）は、図３における右側の受信局の下側のアンテナに対する受信信号を示しているということにする。受信波は図３に示されている様に、直接波（図中、ＬＯＳ  ｒａｙと表記）に遅延反射波（図中、Ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ  ｒａｙと表記）が加わったものである。
【００２４】
干渉波相殺合成動作は、干渉波であるそれぞれのブランチの遅延反射波の位相を逆位相に成るようにブランチ内にある位相器を調整して合成を行うものである。従って、図４の右側の列に示されている様に、干渉波成分である遅延反射波成分が相殺され、残るブランチ１の直接波成分とブランチ２の直接波成分が合成されダイバーシチ処理が完結する。この処理が理想的に行われたならば、遅延反射波成分が完全に無くなるので、周波数選択性フェージングによる干渉が結果的に解消される。しかしながらこの方式は以下の問題を包含している。
【００２５】
マイクロ波無線通信システムの電波伝搬環境は、アンテナの設置状況、反射対象である大地、あるいは海峡を跨ぐ場合には海面反射の状況によって色々変わる。図４の上側の例１は幸運な電波伝搬環境の場合である。干渉波成分である遅延反射波成分を相殺する様にブランチの位相器を調整した結果各ブランチの直接波が同じ方向を向くようになり、合成後の希望波電力が増大してダイバーシチ利得が得られた幸運な例である。一方、図４の下側の例２は厳しい条件の場合である。干渉波成分である遅延反射波成分を相殺するようにブランチの位相器を調整した結果各ブランチの直接波が反対方向に近い状態になり、その結果合成後の希望波電力が減少して、周波数選択性は解消されてもダイバーシチ利得が逆に減ってしまった例である。
【００２６】
以上は説明のし易さから極端な形で、ＭＩＤ合成法を説明したが、電波伝搬環境によってダイバーシチ効果が大きく異なるという点でＭＩＤ合成法には問題がある。
【００２７】
本発明の目的は、実際の情報の伝達に何ら寄与しないパイロット信号やリファレンス信号或いはトレーニング信号など伝送効率を低下させる既知の系列を用いることのないブラインド処理で、高速で高次の多値変調を用いる大容量マイクロ波無線通信に厳しい遅延干渉波が存在する周波数選択性フェージング環境下でも、無線伝搬環境による影響の少ない常に良好なダイバーシチ効果を発揮するマイクロ波無線通信装置を提供することである。
【００２８】
本発明による無線通信装置は、複数のタップ処理部と、タップ出力合成部と、ブラインド適応処理部と、ダイバーシチ合成部とを具備する。ここで、複数のタップ処理部は、スペースダイバーシチ方式の受信信号および複数のタップ係数に基づいて複数のタップ出力信号および複数の受信信号ベクトルを生成する。タップ出力合成部は、タップ出力合成信号として複数のタップ出力信号の和または差を演算する。ブラインド適応処理部は、タップ出力合成信号および受信信号ベクトルに基づいて複数のタップ係数をブラインド適応処理によって生成する。ダイバーシチ合成部は、複数のタップ出力信号をダイバーシチ合成する。ブラインド適応処理部は、タップ出力合成信号を最小に抑える評価条件を用いる。
【００２９】
本発明による無線通信方法は、スペースダイバーシチ方式の受信信号および複数のタップ係数に基づいて複数のタップ出力信号および複数の受信信号ベクトルを生成するステップと、タップ出力合成信号として複数のタップ出力信号の和または差を演算するステップと、タップ出力合成信号および受信信号ベクトルに基づいて複数のタップ係数をブラインド適応処理によって生成するステップと、複数のタップ出力信号をダイバーシチ合成するステップとを具備する。複数のタップ係数を生成するステップは、タップ出力合成信号を最小に抑える評価条件を用いるステップを具備する。
【００３０】
既知の参照信号を用いずに、タップ処理部から入力する受信信号ベクトルに基づいて、タップ処理部に供給するタップ係数を生成するにあたって、ブラインド適応処理部は、各タップ出力信号の和または差を最小に抑えることを含む評価条件を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、ＳＤ方式を用いた無線通信システムの構成例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、ＳＤ方式を用いた無線通信システムの受信処理を行う回路の構成例を概略的に示す回路図である。
【図３】図３は、フェージングについて説明するための図である。
【図４】図４は、ＭＩＤ合成法の特徴を示す干渉波相殺合成動作を二つのアンテナで受信した例で示した図である。
【図５Ａ】図５Ａは、タップ係数に対する、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、タップ係数に対する、ＣＭＡによる評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。
【図６Ａ】図６Ａは、タップ係数に対する、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、タップ係数に対する、ＣＭＡによる評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、タップ係数に対する、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、タップ係数に対する、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムによる評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。
【図８Ａ】図８Ａは、タップ係数に対する、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、タップ係数に対する、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムによる評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、適応アンテナで用いられているＣＭＡを使い、６４ＱＡＭに対してブラインド適応等化処理を行った場合の、タップ出力のコンスタレーションである。
【図９Ｂ】図９Ｂは、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムを使い、６４ＱＡＭに対してブラインド適応等化処理を行った場合の、タップ出力のコンスタレーションである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、タップ係数に係る、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式を数値計算して得られる最適解を示す３次元グラフの俯瞰図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、タップ係数に係る、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムを適用した評価条件の式を数値計算して得られるダイバーシチ合成の結果としての３次元グラフの俯瞰図である。
【図１１】図１１は、図１０Ｂの３次元グラフの上面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実際にタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件（数７８）を用いたときの、第１のブランチにおけるタップ係数の収束状態を示したグラフである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実際にタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件（数７８）を用いたときの、第２のブランチにおけるタップ係数の収束状態を示したグラフである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件式を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、ＮＵＬＬ空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件式を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、ＮＵＬＬ空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムによる評価条件の式を数値計算して得られた３次元グラフの俯瞰図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、各ブランチのタップ出力の差が最小となるようにタップの制御を行う要素を含む評価条件の式を数値計算して得られた３次元グラフの俯瞰図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムによる評価条件の式を数値計算して得られた３次元グラフの上面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、各ブランチのタップ出力の差が最小となるようにタップの制御を行う要素を含む評価条件の式を数値計算して得られた３次元グラフの上面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第１の実施形態による無線通信装置の構成を概略的に示す回路図である。
【図１８】図１８は、本発明の第２の実施形態による無線通信装置の構成を概略的に示す回路図である。
【図１９】図１９は、本発明の第３の実施形態による無線通信装置の構成を概略的に示す回路図である。
【図２０】図２０は、本発明の第４の実施形態による無線通信装置の構成を概略的に示す回路図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式（数１３）を数値計算して得られる３次元グラフ（二乗平均誤差曲面）の俯瞰図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、合成空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の式（数１３１）を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式（数１３）を数値計算して得られる３次元グラフ（二乗平均誤差曲面）の上面図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、合成空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の式（数１３１）を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、合成空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の式（数１３１）におけるＪＪｃｍ１、ＪＪｃｍ２を示す３次元グラフの俯瞰図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、合成空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の式（数１３１）におけるＪＡＳＢＵＳＳを示す３次元グラフの俯瞰図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、合成空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の式（数１３１）におけるＪＪｃｍ１、ＪＪｃｍ２を示す３次元グラフの上面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、合成空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の式（数１３１）におけるＪＡＳＢＵＳＳを示す３次元グラフの上面図である。
【図２５】図２５は、本発明の第５の実施形態による無線通信装置の構成を示す回路図である。
【図２６】図２６は、本発明による無線通信装置におけるブラインド処理のスペースダイバーシチの効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
添付図面を参照して、本発明による無線通信装置および無線通信方法を実施するための形態を以下に説明する。
【００３３】
本発明の原理的な側面を定量的に説明する為に、通常の適応等化処理の定量解析から始めてブラインド処理の一般概念、そして、本発明の定量解析を高次の統計量を用いて示し、簡単な例とその定量解析結果を用いた数値計算により、本発明の効果を定量的に示す。
【００３４】
先ず、通常の適応等化処理をＭＭＳＥ規範に基づき二乗平均誤差曲面により説明する。尚、この理想的な解析結果はウィーナー解と呼ばれる最適解であり、その数値は、以降のブランド処理等の数値解析のレファレンスとして用いることにする。
【００３５】
（ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件（二乗平均誤差曲面）と最適解）
送信信号ベクトルＳを、以下のように定義する。
（数１）
2012073788.tif 000003
【００３６】
更に、多重伝搬路による伝送路のインパルス応答ベクトルＨｒを、以下のように定義する。
（数２）
2012073788.tif 000004
【００３７】
このとき、合成化したチャネル行列（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｍａｔｒｉｘ）Ｈは、以下のように求められる。
（数３）
2012073788.tif 000005
【００３８】
また、受信信号ベクトルｒは、以下のように定義され、また以下のように求められる。
（数４）
2012073788.tif 000006
ここで、ｎは雑音ベクトルである。
【００３９】
受信信号に乗算するタップ係数をウェイトベクトルと呼び、実際に乗算するベクトルを
（数５）
2012073788.tif 000007
で表す。
【００４０】
送信信号に対しては、ＭＭＳＥ規範の最適解が、以下のように求められる。
（数６）
2012073788.tif 000008
この解は、ウィーナー解と呼ばれる。
【００４１】
このウィーナー解は、評価条件Ｊとして二乗平均誤差Ｊ＝Ｅ［｜ｅ｜２］を用いる。ここから、以下の式が得られる。
（数７）
2012073788.tif 000009
【００４２】
上記の式を変形すると、以下の式が得られる。
（数８）
2012073788.tif 000010
【００４３】
したがって、以下の式が求められる。
（数９）
2012073788.tif 000011
【００４４】
ここで、Ｒは共分散行列を表し、以下のように定義される。
（数１０）
2012073788.tif 000012
【００４５】
また、Ｐｉは相互相関ベクトルを表し、以下のように定義される。
（数１１）
2012073788.tif 000013
【００４６】
この最適ウェイト時の送信信号ｓｉに対するＭＳＥ（Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ：二乗平均誤差）Ｊｉは、以下のように求められる。
（数１２）
2012073788.tif 000014
【００４７】
そこで、全送信信号を対象としてＭＳＥベクトルＪを以下の様に定義し合成すると、以下の式が得られる。
（数１３）
2012073788.tif 000015
これは、評価条件である二乗平均誤差曲面を表す式である。
【００４８】
なお、上記式に至るために、以下の式を用いている。
（数１４）
2012073788.tif 000016
【００４９】
従って、実際に受信信号ベクトルに乗算するウェイトベクトルｗｉＨは、以下のように得られる。
（数１５）
2012073788.tif 000017
【００５０】
後述するウィーナー解と呼ばれる最適解は、以上の式を基に数値計算したものである。その数値を、以降、ブランド処理等の数値解析のレファレンスとして用いることにする。
【００５１】
因みに、二乗平均誤差を評価条件として適応等化処理を確率勾配法によって行うと、以下の式が得られる。
（数１６）
2012073788.tif 000018
【００５２】
例えば、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ−Ｍｅａｎ−Ｓｑｕａｒｅ：最小二乗平均）の場合は、この確立勾配に対してＪ＝Ｅ［｜ｅ｜２］をＪの平均値（＝｜ｅ｜２）で近似することで、以下の式が得られる。
（数１７）
2012073788.tif 000019
なお、この時使われるｓｉを参照信号と呼ぶ。具体的には、パイロット信号やリファレンス信号或いはトレーニング信号などが参照信号として使われる。即ち、通常の適応等化処理には、必ず何らかの形でトレーニング信号等の既知の系列を用いる必要がある。
【００５３】
（ＣＭＡによる評価条件の解析）
次に、適応アンテナ等で用いられているＣＭＡ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｍｏｄｕｌｕｓ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ：定モジュラスアルゴリズム）の場合の適応等化処理について、評価条件式による解析で説明する。
【００５４】
ＣＭＡは適応アンテナで用いられるブラインド等化処理の一種である。その評価条件式ＪＣＭは、以下のように定義される。
（数１８）
2012073788.tif 000020
ここで、ｙはウェイト後の信号、すなわちタップ出力を表し、κｓは信号成分に対する尖度を表す。
【００５５】
尖度κｓは、以下のように定義される。
（数１９）
2012073788.tif 000021
【００５６】
タップ出力は、以下のようになる。
（数２０）
2012073788.tif 000022
ここで、ｈはウェイトと伝送路のインパルス応答の畳み込みベクトルを表し、ｓは送信信号ベクトルを表し、Ｗはウェイトベクトルを表し、ｎは雑音ベクトルを表す。
【００５７】
ここで、以下のように定義される中間変数Ａｎ、Ｂｎを導入する。
（数２１）
2012073788.tif 000023
【００５８】
すると、次の式が得られる。
（数２２）
2012073788.tif 000024
【００５９】
また、畳み込みベクトルｈと、送信信号ベクトルｓとを、次のように定義する。
（数２３）
2012073788.tif 000025
【００６０】
このとき、以下の式が得られる。
（数２４）
2012073788.tif 000026
【００６１】
同様に、ウェイトベクトルＷと、雑音ベクトルｎとを、次のように定義する。
（数２５）
2012073788.tif 000027
【００６２】
このとき、以下の式が得られる。
（数２６）
2012073788.tif 000028
【００６３】
したがって、次の式が得られる。
（数２７）
2012073788.tif 000029
【００６４】
同様に、Ｅ［｜ｙｎ｜４］を計算すると、次の式が得られる。
（数２８）
2012073788.tif 000030
【００６５】
ここで、最右辺の第１項Ｅ［｜Ａｎ｜４］を計算すると、次の式が得られる。
（数２９）
2012073788.tif 000031
【００６６】
同様に、最右辺の最終項Ｅ［｜Ｂｎ｜４］を計算すると、次の式が得られる。
（数３０）
2012073788.tif 000032
【００６７】
以上の計算結果をまとめると、次の式が得られる。
（数３１）
2012073788.tif 000033
【００６８】
これらの結果を評価条件ＪＣＭの式に代入すると、次の式が得られる。
（数３２）
2012073788.tif 000034
【００６９】
因みに、上記の式で表される評価条件を基に、適応等化処理を確率勾配法によって行うことが出来る。評価条件ＪＣＭの最初の式を用いて、かつ、ＪＣＭの平均値を（ｙ−｜ｙｎ｜２）２と近似すると、勾配の近似は以下のようになる。
（数３３）
2012073788.tif 000035
【００７０】
したがって、タップ係数の再帰式が次のように得られる。
（数３４）
2012073788.tif 000036
【００７１】
上記のタップ係数の再起式により、適応等化処理を確率勾配法によって行うことが出来る。この時、参照信号等のパイロット信号やリファレンス信号或いはトレーニング信号などが使われていないブランド処理で実現されていることが分かる。
【００７２】
図５Ａは、タップ係数に対する、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。図５Ｂは、タップ係数に対する、ＣＭＡによる評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。図６Ａは、タップ係数に対する、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。図６Ｂは、タップ係数に対する、ＣＭＡによる評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。なお、これら４つの３次元グラフにおいて、伝搬環境等については全て同じ条件が用いられている。
【００７３】
図５Ａ、図６Ａより、参照信号を用いたＭＭＳＥ規範の評価条件の基で確率勾配法を用いてタップの適応制御を行った場合に、最適点に収束することが分かる。それに対して、適応アンテナで用いられるブラインド適応処理のＣＭＡによる評価条件の基では、どの位相でも評価条件の式の値が最小となり、位相の不確定性が生じることが、図５Ｂ、図６Ｂより分かる。無線通信装置の各ブランチにこのブラインド適応等化処理を施した場合、タップ出力の位相がブランチ毎に異なるので、ダイバーシチ合成を行った場合、ダイバーシチ利得が得られないばかりか、かえって利得が減少してしまうことになる。
【００７４】
（ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムによる評価条件の場合）
次にＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムを用いたブラインド適応等化処理について評価条件式による解析で説明する。
【００７５】
ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムは評価条件の式の値を最小化する高次の統計量を暗黙的に扱った非線形問題である。その評価条件ＪＢＵＳＳは以下の式のように定義される。
（数３５）
2012073788.tif 000037
ここで、ｙｉＩはタップ出力の同相成分を表し、ｙｉＱはタップ出力の直交成分を表し、Ｒは定数を表す。
【００７６】
上記の式の、最右辺の、２番目の項の、括弧の中身は、次の式で表すことが出来る。
（数３６）
2012073788.tif 000038
【００７７】
また、上記の式の、最右辺の、１番目の項の、括弧の中身は、次の式で表すことが出来る。
（数３７）
2012073788.tif 000039
【００７８】
ここで、高次のＱＡＭ信号について、以下の関係が成り立つ。
（数３８）
2012073788.tif 000040
【００７９】
また、複素ガウス雑音について、以下の関係が成り立つ。
（数３９）
2012073788.tif 000041
【００８０】
したがって、次の式が得られる。
（数４０）
2012073788.tif 000042
【００８１】
これらの結果を代入すると、評価条件ＪＢＵＳＳの式は以下のようになる。
（数４１）
2012073788.tif 000043
【００８２】
ちなみに、評価条件ＪＢＵＳＳの最初の式を基に、適応等化処理を確率勾配法により得るには、以下の近似による確率勾配ベクトルを用いれば良い。
（数４２）
2012073788.tif 000044
ここで、括弧内のｎは、離散的な時刻を表す。
【００８３】
また、タップへ入力する受信信号ベクトルをｒとすると、以下の式が得られる。
（数４３）
2012073788.tif 000045
【００８４】
これは、以下の関係式によるものである。
（数４４）
2012073788.tif 000046
【００８５】
同様に、以下の式が得られる。
（数４５）
2012073788.tif 000047
【００８６】
これは、以下の関係式によるものである。
（数４６）
2012073788.tif 000048
【００８７】
以上を代入して、以下の式が得られる。
（数４７）
2012073788.tif 000049
【００８８】
タップ係数の更新は瞬時勾配ベクトルの逆方向となるから、結局のところ、以下の式が得られる。
（数４８）
2012073788.tif 000050
【００８９】
このタップ係数の再帰処理により適応等化処理を確率勾配法により実現出来る。上式から分かるように参照信号等のトレーニング信号を用いていないブラインド処理で実現されていることが分かる。
【００９０】
図７Ａは、タップ係数に対する、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。図７Ｂは、タップ係数に対する、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムによる評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。図８Ａは、タップ係数に対する、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。図８Ｂは、タップ係数に対する、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムによる評価条件の式を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。なお、これら４つの３次元グラフにおいて、伝搬環境等については全て同じ条件が用いられている。
【００９１】
図７Ａ、図８Ａより、参照信号を用いたＭＭＳＥ規範の評価条件の基で確率勾配法を用いてタップの適応制御を行った場合に、最適点に収束することが分かる。それに対して、送信信号の同相成分と直交成分を評価条件とした場合、上述のＣＭＡの場合の様にどの位相でも評価条件式の値が最小となる状態は無くなったが、四点の最小値、即ち局所的な最適値が存在してしまい、四つの位相の不確定性が生じることが、図７Ｂ、図８Ｂより分かる。無線通信装置の各ブランチにこのＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムによる評価条件を適用してブラインド適応等化処理を施した場合、タップ出力の四状態の位相がブランチ毎に異なり、ダイバーシチ合成を行った場合、ダイバーシチ利得が得られないばかりか、かえって利得が減少してしまうことになる。或いは、各ブランチ出力の四状態の組み合わせを総当たりで検出して、最適な組み合わせを選択すると言った処理と時間を要することになる。
【００９２】
図９Ａは、適応アンテナで用いられているＣＭＡを使い、６４ＱＡＭに対してブラインド適応等化処理を行った場合の、タップ出力のコンスタレーションである。図９Ｂは、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムを使い、６４ＱＡＭに対してブラインド適応等化処理を行った場合の、タップ出力のコンスタレーションである。
【００９３】
図９Ａが示すように、適応アンテナで用いられているＣＭＡを使った場合は、どの位相になるか分からない。また、図９Ｂが示すように、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムを用いて構成した場合、一見良さそうに見えるが、上述の評価条件の式の数値計算結果で説明した様に、四つの局所最適値による位相の不確定性があり、ダイバーシチ合成が出来ない。
【００９４】
（各ブランチのタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の場合）
次にＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムを各ブランチのタップ出力合成信号に適用した評価条件式の場合を解析する。
【００９５】
タップ出力合成信号を表す為、以下の拡張受信信号ベクトルｒ、及び拡張ウェイトベクトルＷを新たに以下の様に定義する。
（数４９）
2012073788.tif 000051
ここで、ベクトルｒ１およびｒ２は、ブランチ１およびブランチ２のブランド適応等化処理へそれぞれ入力する受信信号ベクトルを表す。また、Ｗ１およびＷ２は、ブランチ１および２の等化フィルタのタップ係数（ウェイトベクトル）をそれぞれ表す。
【００９６】
従って、各ブランチのタップ出力合成信号ｙおよび各タップ出力ｙ１、ｙ２は、以下の様になる。
（数５０）
2012073788.tif 000052
ここで、サフィックス１、２は、対応するブランチの番号をそれぞれ表す。
【００９７】
この拡張ベクトルを基に、ブランチ１、２の等化処理および適応合成の連携と、タップ係数の更新とを、以下の式のように行う。
（数５１）
2012073788.tif 000053
【００９８】
この更新過程におけるタップ係数の最適点は非線形であるため、閉形式で陽に示すことが出来ない。そこで、評価条件の式によって解析を行う。上式に対する評価条件式は以下の様になる。
（数５２）
2012073788.tif 000054
ここで、ｙＩはタップ出力合成信号の同相成分を表し、ｙＱはタップ出力合成信号の直交成分を表し、ＡＲは所定の定数を表す。
【００９９】
上の式の最右辺において、第１、第２の項における括弧内は、いずれも、前出の式（数４０）を用いて、以下の形に変換出来る。
（数５３）
2012073788.tif 000055
【０１００】
また、同じく第３の項における括弧内は、以下のように変換出来る。
（数５４）
2012073788.tif 000056
【０１０１】
何とならば、ａｉとｂｉは、ａｉとｂｊ、ｂｉとｂｊは、それぞれ独立である。但し、ａｉとａｊは、ダイバーシチでソースが同じであるから、相関を持つ。また、以下の関係式を用いた。
（数５５）
2012073788.tif 000057
【０１０２】
以下、式（数５４）の最右辺におけるそれぞれの項について計算を行う。まず、第１の項は、以下のように計算される。
（数５６）
2012073788.tif 000058
【０１０３】
ここで、上の式（数５６）の最右辺における括弧内の５つの項について事前に計算する。第１の項については、以下の計算結果が得られる。
（数５７）
2012073788.tif 000059
【０１０４】
第２の項については、以下の計算結果が得られる。
（数５８）
2012073788.tif 000060
【０１０５】
第３の項については、以下の計算結果が得られる。
（数５９）
2012073788.tif 000061
【０１０６】
第４の項については、以下の計算結果が得られる。
（数６０）
2012073788.tif 000062
【０１０７】
第５の項については、以下の計算結果が得られる。
（数６１）
2012073788.tif 000063
【０１０８】
これらの計算結果を、評価条件式（数５２）の最右辺の第３の項に係る上記の式（数５４）における、最右辺の第１の項に代入すると、以下の式が得られる。
（数６２）
2012073788.tif 000064
【０１０９】
次に、評価条件式（数５２）の最右辺の第３の項に係る上記の式（数５４）における、最右辺の第２〜第４の項について考える。これら３つの項は同じ形であり、それぞれが以下の２式の積の形である。
（数６３）
2012073788.tif 000065
【０１１０】
上の２式のそれぞれにおける、最右辺の合計６つの項を計算すると、以下の６式が得られる。
（数６４）
2012073788.tif 000066
【０１１１】
これら６つの式を上の２式（数６３）に代入すると、次の２式が得られる。
（数６５）
2012073788.tif 000067
【０１１２】
したがって、評価条件式（数５２）の最右辺の第３の項に係る上記の式（数５４）は、以下のように変換される。
（数６６）
2012073788.tif 000068
【０１１３】
次に、評価条件式（数５２）における最右辺の第４、第５の項について考える。このとき、次の形の式が得られる。
（数６７）
2012073788.tif 000069
何とならば、ａｉとｂｉは、ａｉとｂｊ、ｂｉとｂｊはそれぞれ独立である。但し、ａｉとａｊはダイバーシチでソースが同じであるから相関を持つ。
【０１１４】
ここで、上の式（数６７）の最右辺の第１の項に関連して、以下の計算を行う。
（数６８）
2012073788.tif 000070
【０１１５】
上の式（数６８）の最右辺の括弧内における、第１〜第４の項について、事前に計算を行う。第１の項について計算すると、以下の式が得られる。
（数６９）
2012073788.tif 000071
【０１１６】
第２の項について計算すると、以下の式が得られる。
（数７０）
2012073788.tif 000072
【０１１７】
第３の項について計算すると、以下の式が得られる。
（数７１）
2012073788.tif 000073
【０１１８】
第４の項について計算すると、以下の式が得られる。
（数７２）
2012073788.tif 000074
【０１１９】
これら４つの式をもとの式（数６８）に代入すると、次の式が得られる。
（数７３）
2012073788.tif 000075
【０１２０】
次に、評価条件式（数５２）における最右辺の第４、第５の項に係る前出の式（数６７）の、最右辺の第２項に関連して、以下の計算を行う。
（数７４）
2012073788.tif 000076
【０１２１】
上の式（数７４）の最右辺の括弧内における第１〜第４の項をそれぞれ計算すると、以下の４式が得られる。
（数７５）
2012073788.tif 000077
【０１２２】
これらの式から、評価条件式（数５２）における最右辺の第４、第５の項に係る前出の式（数６７）の、最右辺の第２項は、次のように求められる。
（数７６）
2012073788.tif 000078
【０１２３】
まとめると、評価条件式（数５２）における最右辺の第４、第５の項に係る前出の式（数６７）は、次のように求められる。
（数７７）
2012073788.tif 000079
【０１２４】
ここで、送信信号が６４ＱＡＭである場合に、評価条件式（数５２）は以下のようになる。
（数７８）
2012073788.tif 000080
【０１２５】
上の式（数７８）を得るに当たって、以下の９式を用いた。
（数７９）
2012073788.tif 000081
【０１２６】
上で得られた評価条件の式（数７８）における最適点の算出は、タップ係数の再帰処理の式（数５１）を用いた適応等化処理の確率勾配法により実現出来る。同式から分かるように、この算出は、参照信号等のトレーニング信号を用いないブラインド処理で実現されている。
【０１２７】
図１０Ａは、タップ係数に係る、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式を数値計算して得られる最適解を示す３次元グラフの俯瞰図である。図１０Ｂは、タップ係数に係る、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムを適用した評価条件の式を数値計算して得られるダイバーシチ合成の結果としての３次元グラフの俯瞰図である。なお、図１０Ａ、図１０Ｂ共に、伝搬環境等同じ条件の下での計算結果である。
【０１２８】
図１０Ａ、図１０Ｂより、参照信号を用いたＭＭＳＥ規範の評価条件の基では確率勾配法を用いてタップ適応制御で行った場合、最適点に収束することが分かる。それに対して、タップ出力合成信号の同相成分と直交成分を評価条件として、タップ係数の適応制御を行った場合、複数の局所最適点が存在していることが分かる。
【０１２９】
図１１は、図１０Ｂの３次元グラフの上面図である。図１１より、四つの局所最適解が存在することが分かる。以下、その局所最適点がいかにして生じたかを説明の都合上簡単な例で見ることにする。
【０１３０】
先ず、ブランチ２に対する伝送路のインパルス応答Ｈ２を次のように定義する。
（数８０）
2012073788.tif 000082
【０１３１】
次に、インパルス応答Ｈ２に対するウェイトベクトルＷＴ２を、次のように定義する。
（数８１）
2012073788.tif 000083
【０１３２】
このとき、ウェイトベクトルＷＴ２およびインパルス応答Ｈ２の畳み込みベクトルは、次のようになる。
（数８２）
2012073788.tif 000084
【０１３３】
一方、図１１の場合、すなわち、各ブランチのタップ出力合成信号にＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムを適用した評価条件を用いた場合について考える。この場合において、ブランチ１の最適点をＡと置く。ブランチ１のインパルス応答Ｈ１を次のように定義する。
（数８３）
2012073788.tif 000085
【０１３４】
また、インパルス応答Ｈ１に対するウェイトベクトルＷＴ１を、次のように定義する。
（数８４）
2012073788.tif 000086
【０１３５】
このとき、ウェイトベクトルＷＴ２およびインパルス応答Ｈ２の畳み込みベクトルは、次のようになる。
（数８５）
2012073788.tif 000087
【０１３６】
この場合、ブランチ１とブランチ２とでは同じ位置に信号が同相で生じるので、タップ出力合成後の信号レベルが２倍となり、ダイバーシチ会得が得られることが分かる。
【０１３７】
さらに、図１１で最適点となっている点Ｂについて考える。ここで、ウェイトベクトルＷ’Ｔ１は次のように定義される。
（数８６）
2012073788.tif 000088
【０１３８】
したがって、ウェイトと伝送路のインパルス応答の畳み込みベクトルは、次のようになる。
（数８７）
2012073788.tif 000089
【０１３９】
このとき、２番目の要素「−１」がブランチ２の式（数８２）における要素「１」と同じ位置に生じて、ブランチ２のタップ出力は完全にキャンセルされる。ここで、３番目の要素「２」が残るものの、ブランチ１のみの信号となって何らダイバーシチ効果が得られないことがわかる。すなわち、この局所最適点に収束してしまうと、ダイバーシチ構成とは成らない。
【０１４０】
次に、別の最適点となっている点Ｃについて考える。ここで、ウェイトベクトルＷ’’Ｔ１は次のように定義される。
（数８８）
2012073788.tif 000090
【０１４１】
したがって、ウェイトと伝送路のインパルス応答の畳み込みベクトルは、次のようになる。
（数８９）
2012073788.tif 000091
【０１４２】
このとき、２番目の要素「−１」がブランチ２の式（数８２）における要素「１」と同じ位置に生じて、ブランチ２のタップ出力が完全にキャンセルされる。ここで、３番目の要素「−２」が残るものの、ブランチ１のみの信号となって何らダイバーシチ効果が得られないことがわかる。したがって、この局所最適点に収束してしまっても、ダイバーシチ構成とは成らない。
【０１４３】
次に、最後の最適点となっている点Ｄについて考える。ここで、ウェイトベクトルＷ’’’Ｔ１は次のように定義される。
（数９０）
2012073788.tif 000092
【０１４４】
したがって、ウェイトと伝送路のインパルス応答の畳み込みベクトルは、次のようになる。
（数９１）
2012073788.tif 000093
【０１４５】
このとき、２番目の要素「−３」がブランチ２の式（数８２）における要素「１」と同じ位置に生じて、ブランチ２のタップ出力の一部が相殺され、「−２」が残る。これはブランチ１のみの信号となって、何らダイバーシチ効果が得られないことが分かる。したがって、この局所最適点に収束してしまっても、ダイバーシチ構成とは成らない。
【０１４６】
以上説明した様に、各ブランチのタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件とした場合には、複数の局所最適点が生じてしまい、正しいダイバーシチ効果が得られない。
【０１４７】
図１２Ａは、実際にタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件（数７８）を用いたときの、第１のブランチにおけるタップ係数の収束状態を示したグラフである。同様に、図１２Ｂは、実際にタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件（数７８）を用いたときの、第２のブランチにおけるタップ係数の収束状態を示したグラフである。
【０１４８】
図１２Ａ、図１２Ｂは、ブランチ２への信号入力が２タップ遅れて入るような伝送路状態で見たものである。したがって、ブランチ１のタップ係数の三番目の要素がタップ２の最初の要素をキャンセルする様に作用し、ブランチ１の最初のタップ係数のみが残って正常なダイバーシチ合成が出来ないことが分かる。
【０１４９】
（ＮＵＬＬ空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の場合）  次に、本発明のＮＵＬＬ空間を用いたタップ出力合成にＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムを適用した評価条件式を解析する。
【０１５０】
以上に述べた問題に対処するために、適応アンテナの到来方向推定で用いられるＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ  ＳＩｇｎａｌ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）アルゴリズムのＮＵＬＬ空間による方法を参考にして、適応合成を行う。ＭＵＳＩＣは、もともと、マトリクスを用いた固有空間上の複雑な処理だが、ここでは大幅に簡略化した方法を用いる。すなわち、スカラー上の処理として、等化と適応合成を同時に行う点に本発明の特徴がある。
【０１５１】
具体的には、各ブランチの入力に設けられたタップを連携させて、ブラインド適応処理によりタップ係数を更新する際、適応処理の評価条件に各ブランチのタップ出力の差が最小となるように、該タップの制御を行う要素を含めている。
【０１５２】
上述同様に、拡張受信信号ベクトルｒおよび拡張ウェイトベクトルＷを、以下の様に定義する。
（数９２）
2012073788.tif 000094
ここで、ｒ１、ｒ２は、ブランチ１および２のタップへ入力する受信信号ベクトルを表す。また、Ｗ１、Ｗ２は、ブランチ１および２のタップ係数（ウェイトベクトル）を表す。
【０１５３】
したがって、タップ出力は以下のようになる。なお、拡張受信信号ベクトルｒの要素には「−（マイナス）」がついており、タップ出力の差が無いように制御される。
（数９３）
2012073788.tif 000095
ここで、サフィックス「１」、「２」は、ブランチの番号を示す。
【０１５４】
ＮＵＬＬＩＮＧを基本として処理するので、片方のブランチの信号を逆転させており、適応アンテナでいうところのヌルステアリングに相当する。このＮＵＬＬＩＮＧを基本とした拡張ベクトルを基に以下の様にブランチ１、２の等化処理と適応合成を連携させタップ係数の更新を行う。
（数９４）
2012073788.tif 000096
【０１５５】
上の式（数９４）に対する評価条件式は、以下の様になる。
（数９５）
2012073788.tif 000097
ここで、サフィックス１，２はブランチを示し、サフィックス１，２が付かないものは拡張された信号示し、ｙIはタップ係数（ウェイトｗｍ）で構成されたタップ出力合成信号の同相成分で、ｙQは直交成分。Ｒは定数である。
【０１５６】
この評価条件式に対する勾配ベクトルの近似として、次の式が得られる。
（数９６）
2012073788.tif 000098
【０１５７】
タップへ入力する拡張された受信信号ベクトルをｒとすると、タップ係数の同相成分ｙＩ（ｎ）として、次の式が得られる。
（数９７）
2012073788.tif 000099
【０１５８】
したがって、次の式が導出される。
（数９８）
2012073788.tif 000100
【０１５９】
同様に、タップ係数の直交成分ｙＱ（ｎ）として、次の式が得られる。
（数９９）
2012073788.tif 000101
【０１６０】
したがって、次の式が導出される。
（数１００）
2012073788.tif 000102
【０１６１】
ブランチ１についても同様に、同相成分ｙ１Ｉ（ｎ）として、次の式が得られる。
（数１０１）
2012073788.tif 000103
【０１６２】
したがって、次の式が導出される。
（数１０２）
2012073788.tif 000104
【０１６３】
さらに、ブランチ１の直交成分ｙ１Ｑ（ｎ）として、次の式が得られる。
（数１０３）
2012073788.tif 000105
【０１６４】
したがって、次の式が導出される。
（数１０４）
2012073788.tif 000106
【０１６５】
ブランチ２についても同様に、同相成分ｙ２Ｉ（ｎ）として、次の式が得られる。
（数１０５）
2012073788.tif 000107
【０１６６】
したがって、次の式が導出される。
（数１０６）
2012073788.tif 000108
【０１６７】
さらに、ブランチ２の直交成分ｙ２Ｑ（ｎ）として、次の式が得られる。
（数１０７）
2012073788.tif 000109
【０１６８】
したがって、次の式が導出される。
（数１０８）
2012073788.tif 000110
【０１６９】
これより、次の式が得られる。
（数１０９）
2012073788.tif 000111
【０１７０】
タップ係数の更新式は、次のようになる。
（数１１０）
2012073788.tif 000112
これはすなわち、前出のタップ係数更新式（数９４）に等しい。
【０１７１】
この更新過程のタップ係数の最適点は非線形であるため閉形式で陽に示すことが出来ない。そこで、評価条件の式によって解析を行う。評価条件の式は、以下のとおりである。
（数１１１）
2012073788.tif 000113
【０１７２】
ここで、｜ｙ｜２＝ｙＩ２＋ｙＱ２であり、｜ｙ｜２＝（｜ｙ１−ｙ２｜２）である。したがって、評価条件式（数１１１）の最右辺の第１の項は、次のように計算される。
（数１１２）
2012073788.tif 000114
【０１７３】
同様に、第２の項は、次のように計算される。
（数１１３）
2012073788.tif 000115
【０１７４】
これら第１、第２の項の２式を加算することで、次の式が得られる。
（数１１４）
2012073788.tif 000116
【０１７５】
上の式の右辺が有する第１〜第５の項をそれぞれ個別に計算する。ここで、第１、第２の項については、前出の式（数４０）を用いることによって計算出来る。同様に、第３の項については、前出の式（数６６）を用いることによって計算出来る。同様に、第４、第５の項については、前出の式（数７７）を用いることによって計算出来る。さらに、６４ＱＡＭに係る式（数７９）を適用することで、次の式が得られる。
（数１１５）
2012073788.tif 000117
【０１７６】
次に、評価条件式（数１１１）の第３〜第６の項について考えると、これらは前出の式（数４１）を用いることによって計算出来る。その結果、次の式が得られる。
（数１１６）
2012073788.tif 000118
【０１７７】
これらの計算により、ＮＵＬＬ空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件である各ブランチのタップ出力の差が最小となるようにタップの制御を行う要素を含めた式（数１１１）は、次のように求められる。
（数１１７）
2012073788.tif 000119
【０１７８】
ここで、次の５つの式を用いる。
（数１１８）
2012073788.tif 000120
【０１７９】
したがって、次の２つの関係があることが分かる。
（数１１９）
2012073788.tif 000121
【０１８０】
以上の結果を基に、タップ係数に対する評価条件式を数値計算すると、３次元グラフが得られる。図１３Ａは、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件式を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。図１３Ｂは、ＮＵＬＬ空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。図１４Ａは、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件式を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。図１４Ｂは、ＮＵＬＬ空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。なお、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ、図１４Ｂは共に、伝搬環境等同じ条件の下で得られる結果である。
【０１８１】
図１３Ａ、図１４Ａより、参照信号を用いたＭＭＳＥ規範の評価条件の基では、確率勾配法を用いてタップの適応制御を行った場合、最適点に収束することが分かる。また、図１３Ｂ、図１４Ｂより、各ブランチのタップ出力の差が最小となるようにタップの制御を行う要素を含めた評価条件式（数１１１）を用いた場合にも、単一の最適点に収束することが分かる。
【０１８２】
上述の例の様に、局所最小値が１つだけしか存在していないので、このブランチにこのタップ出力の差が最小となるようにタップの制御を行う要素を含めた評価条件を適用したブラインド適応等化処理を施した場合、安定な適応制御がなされることが分かる。
【０１８３】
この様に、単一の最適点に安定的に適応制御がなされる要因を解析すると、別の３次元グラフが得られる。図１５Ａは、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムによる評価条件の式を数値計算して得られた３次元グラフの俯瞰図である。図１５Ｂは、各ブランチのタップ出力の差が最小となるようにタップの制御を行う要素を含む評価条件の式を数値計算して得られた３次元グラフの俯瞰図である。図１６Ａは、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムによる評価条件の式を数値計算して得られた３次元グラフの上面図である。図１６Ｂは、各ブランチのタップ出力の差が最小となるようにタップの制御を行う要素を含む評価条件の式を数値計算して得られた３次元グラフの上面図である。
【０１８４】
図１５Ａ、図１６Ａから、ＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムによる評価条件が四つの局所最小点を包含していており、したがって安定なダイバーシチ効果を得ることが出来ないことが分かる。しかしながら、図１５Ｂ、図１６Ｂから、各ブランチのタップ出力の差が最小となるようにタップの制御を行うことが、四つの局所最小値の内最適点である一つを選択する様に作用して、良好なダイバーシチ特性を得られるようにしていることが分かる。
【０１８５】
（第１の実施形態）
図１７は、本発明の第１の実施形態による無線通信装置の構成を概略的に示す回路図である。図１７の無線通信装置の構成要素について説明する。図１７の無線通信装置は、第１のアンテナ１０１と、第２のアンテナ１０２と、第１のミキサー１０３と、第２のミキサー１０４と、所定のローカルオシレータと、第１のＡ／Ｄ変換器１０５と、第２のＡ／Ｄ変換器１０６と、第１のタップ処理部１０７と、第２のタップ処理部１０８と、タップ出力合成部１０９と、ブラインド適応処理部１１０と、ダイバーシチ合成部１１１とを具備している。
【０１８６】
ここで、第１のアンテナ１０１と、第１のミキサー１０３と、第１のＡ／Ｄ変換器１０５と、第１のタップ処理部１０７との集合を、第１のブランチと呼ぶ。また、第２のアンテナ１０２と、第２のミキサー１０４と、第２のＡ／Ｄ変換器１０６と、第２のタップ処理部１０８との集合を、第２のブランチと呼ぶ。
【０１８７】
図１７の無線通信装置の構成要素の接続関係について説明する。第１のアンテナ１０１の出力部は、第１のミキサー１０３における第１の入力部に接続されている。第２のアンテナ１０２の出力部は、第２のミキサー１０４における第１の入力部に接続されている。第１のミキサー１０３における第２の入力部は、所定のローカルオシレータに接続されている。第２のミキサー１０４における第２の入力部は、所定のローカルオシレータに接続されている。なお、第１、第２のミキサー１０３、１０４に接続された所定のローカルオシレータは、図１７のように同一であっても良いし、別々であっても構わない。
【０１８８】
第１のミキサー１０３における第１、第２の出力部は、第１のＡ／Ｄ変換器１０５における第１、第２の入力部にそれぞれ接続されている。第２のミキサー１０４における第１、第２の出力部は、第２のＡ／Ｄ変換器１０６における第１、第２の入力部にそれぞれ接続されている。第１のＡ／Ｄ変換器１０５における第１、第２の出力部は、第１のタップ処理部１０７における第１、第２の入力部にそれぞれ接続されている。第２のＡ／Ｄ変換器１０６における第１、第２の出力部は、第２のタップ処理部１０８における第１、第２の入力部にそれぞれ接続されている。
【０１８９】
第１のタップ処理部１０７における第１の出力部は、タップ出力合成部１０９における第１の入力部と、ブラインド適応処理部１１０における第１の入力部と、ダイバーシチ合成部１１１における第１の入力部とに接続されている。第１のタップ処理部１０７における第２の出力部は、タップ出力合成部１０９における第２の入力部と、ブラインド適応処理部１１０における第２の入力部と、ダイバーシチ合成部１１１における第２の入力部とに接続されている。第２のタップ処理部１０８における第１の出力部は、タップ出力合成部１０９における第３の入力部と、ブラインド適応処理部１１０における第３の入力部と、ダイバーシチ合成部１１１における第３の入力部とに接続されている。第２のタップ処理部１０８における第２の出力部は、タップ出力合成部１０９における第４の入力部と、ブラインド適応処理部１１０における第４の入力部と、ダイバーシチ合成部１１１における第４の入力部とに接続されている。
【０１９０】
第１のタップ処理部１０７における第３の出力部は、ブラインド適応処理部１１０における第５の入力部に接続されている。第２のタップ処理部１０８における第３の出力部は、ブラインド適応処理部１１０における第６の入力部に接続されている。タップ出力合成部１０９における第１、第２の出力部は、ブラインド適応処理部１１０における第７、第８の入力部に接続されている。ブラインド適応処理部１１０における第１の出力部は、第１のタップ処理部における第３の入力部に接続されている。ブラインド適応処理部１１０における第２の出力部は、第２のタップ処理部における第３の入力部に接続されている。
【０１９１】
図１７の無線通信装置の動作、すなわち本実施形態による無線通信方法について説明する。第１、第２のアンテナ１０１、１０２は、それぞれ無線信号を入力し、受信信号を出力する。第１、第２のミキサー１０３、１０４は、第１、第２のアンテナ１０１、１０２からの出力信号の周波数をそれぞれダウンコンバートして出力する。第１、第２のＡ／Ｄ変換器１０５、１０６は、第１、第２のミキサー１０３、１０４からの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換して出力する。
【０１９２】
第１のタップ処理部１０７は、第１のＡ／Ｄ変換器１０５からの出力信号と、ブラインド適応処理部１１０からの第１のタップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ１を入力する。第１のタップ処理部１０７は、第１のＡ／Ｄ変換器１０５からの出力信号に第１のタップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ１を乗算して第１のタップ出力信号における同相成分ｙ１Ｉ（ｎ）および直交成分ｙ１Ｑ（ｎ）を生成する。第１のタップ処理部１０７は、タップ出力合成部１０９、ブラインド適応処理部１１０、ダイバーシチ合成部１１１に向けて第１のタップ出力信号における同相成分ｙ１Ｉ（ｎ）および直交成分ｙ１Ｑ（ｎ）を出力する。また、第１のタップ処理部１０７は、第１のＡ／Ｄ変換器１０５からの出力信号を、第１の受信信号ベクトルｒ１として、ブラインド適応処理部１１０に向けて出力する。
【０１９３】
同様に、第２のタップ処理部１０８は、第２のＡ／Ｄ変換器１０６からの出力信号と、ブラインド適応処理部１１０からの第２のタップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ２を入力する。第２のタップ処理部１０８は、第２のＡ／Ｄ変換器１０６からの出力信号に第２のタップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ２を乗算して第２のタップ出力信号における同相成分ｙ２Ｉ（ｎ）および直交成分ｙ２Ｑ（ｎ）を生成する。第２のタップ処理部１０８は、タップ出力合成部１０９、ブラインド適応処理部１１０、ダイバーシチ合成部１１１に向けて第２のタップ出力信号における同相成分ｙ２Ｉ（ｎ）および直交成分ｙ２Ｑ（ｎ）を出力する。また、第２のタップ処理部１０８は、第２のＡ／Ｄ変換器１０６からの出力信号を、第２の受信信号ベクトルｒ２として、ブラインド適応処理部１１０に向けて出力する。
【０１９４】
タップ出力合成部１０９は、一方では、第１、第２のタップ出力信号のそれぞれにおける同相成分ｙ１Ｉ（ｎ）、ｙ２Ｉ（ｎ）の差分ｙＩ（ｎ）を生成し、ブラインド適応処理部１１０に向けて出力する。また、タップ出力合成部１０９は、他方では、第１、第２のタップ出力信号のそれぞれにおける直交成分ｙ１Ｑ（ｎ）、ｙ２Ｑ（ｎ）の差分ｙＱ（ｎ）を生成し、ブラインド適応処理部１１０に向けて出力する。
【０１９５】
ブラインド適応処理部１１０は、タップ出力の差が最小となるようにタップの制御を行う要素を含めた評価条件の式（数１１７）に基づくタップ更新を行う。すなわち、ブラインド適応処理部１１０は、第１、第２の受信信号ベクトルｒ１、ｒ２、第１のタップ出力信号における同相成分ｙ１Ｉ（ｎ）および直交成分ｙ１Ｑ（ｎ）、第２のタップ出力信号における同相成分ｙ２Ｉ（ｎ）および直交成分ｙ２Ｑ（ｎ）、第１、第２のタップ出力信号のそれぞれにおける同相成分ｙ１Ｉ（ｎ）、ｙ２Ｉ（ｎ）の差分ｙＩ（ｎ）ならびに第１、第２のタップ出力信号のそれぞれにおける直交成分ｙ１Ｑ（ｎ）、ｙ２Ｑ（ｎ）の差分ｙＱ（ｎ）を入力し、第１、第２のタップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ１、Ｗ２を生成し、第１、第２のタップ処理部１０７、１０８に向けてそれぞれ出力する。
【０１９６】
ブラインド適応処理部１１０のさらに詳細な構成と、その動作、すなわち本実施形態による無線通信方法におけるブラインド適応処理ステップについて説明する。ブラインド適応処理部１１０は、たとえば、入力部、出力部、演算部、記憶部、これらを接続するバス、などを有し、所定のプログラムを実行する汎用の計算機を具備していても良い。このとき、所定のプログラムは、記憶部などに格納されていて、必要に応じて演算部で演算されて、各ブランチのタップ出力の差が最小となるようにタップの制御を行う要素を含む評価条件の式（数１１７）を数値計算するように組まれていることが望ましい。
【０１９７】
尚、この例では本発明の特徴を明確にする為、タップ出力差生成部１０９をブラインド適応処理部１１０の外に出している。しかし、ブラインド適応処理部１１０の中に、タップ出力差生成機能を含ませて行っても良いことはいうまでもない。
【０１９８】
ダイバーシチ合成部１１１は、第１、第２のブランチから第１、第２のタップ出力信号を入力する。ダイバーシチ合成部１１１は、第１、第２のタップ出力信号をダイバーシチ合成して出力し、本発明の実施形態によるダイバーシチ処理が完結する。
【０１９９】
（第２の実施形態）
図１８は、本発明の第２の実施形態による無線通信装置の構成を概略的に示す回路図である。図１８の無線通信装置の構成は、第１、第２のミキサー１０３、１０４と、第１、第２のＡ／Ｄ変換器１０５、１０６との間に第１、第２のＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：自動利得制御装置）をそれぞれ追加し、ダイバーシチ合成部１１１を別のダイバーシチ合成部６０１に置き換える。
【０２００】
ここで、第１のミキサー１０３における第１、第２の出力部は、第１のＡＧＣ６０２における第１、第２の入力部にそれぞれ接続されている。第２のミキサー１０４における第１、第２の出力部は、第２のＡＧＣ６０３における第１、第２の入力部にそれぞれ接続されている。第１のＡＧＣ６０２における第１、第２の出力部は、第１のＡ／Ｄ変換器１０５における第１、第２の入力部にそれぞれ接続されている。第２のＡＧＣ６０３における第１、第２の出力部は、第２のＡ／Ｄ変換器１０６における第１、第２の入力部にそれぞれ接続されている。第１のタップ処理部１０７における第１、第２の出力部は、ダイバーシチ合成部６０１における第１、第２の入力部に接続されている。第２のタップ処理部１０８における第１、第２の出力部は、ダイバーシチ合成部６０１における第３、第４の入力部に接続されている。第１のＡＧＣ６０２における第３の出力部は、ダイバーシチ合成部６０１における第５の入力部に接続されている。第２のＡＧＣ６０３における第３の出力部は、ダイバーシチ合成部６０１における第６の入力部に接続されている。
【０２０１】
なお、本実施形態による無線通信装置の他の構成は、本発明の第１の実施形態の場合と同じであるので、更なる詳細な説明を省略する。
【０２０２】
本実施形態による無線通信装置の動作、すなわち本実施形態による無線通信方法について説明する。本実施携帯による無線通信装置の動作は、本発明の第１の実施形態の場合に、第１、第２のＡＧＣ６０２、６０３による自動利得制御機能を追加したものに等しい。すなわち、各アンテナ１０１、１０２の受信電界レベルが変動しても、各ブランチ内の信号レベルは一定に保たれる。このとき、同じ演算精度が維持出来る利点がある。
【０２０３】
第１、第２のＡＧＣ６０２、６０３は、その出力レベルを検出し、平滑し、レファレンスレベルと比較を行い、自動利得制御信号を生成して、その自動利得制御信号を入力信号に乗算する。こうすることで、第１、第２のＡＧＣ６０２、６０３は、その出力レベルを一定に保っている。
【０２０４】
即ち、第１、第２のＡＧＣ６０２、６０３において、入力電界レベルと自動利得制御信号とが互いに関係し合っている。これは、自動利得制御信号から入力電界レベルを推定することが出来ることを意味している。
【０２０５】
図１８のダイバーシチ合成部６０１は、図１７に示した本発明の第１の実施形態によるダイバーシチ合成部１１１の機能に加えて、第１、第２のＡＧＣから供給される自動利得制御信号より入力電界レベルを推定する機能を有している。ダイバーシチ合成部６０１は、その推定結果に基づいて、各ブランチの信号の重み付けを行い、その上でダイバーシチ合成を行う。これによって理想的なダイバーシチに近い特性を得ることが出来る。
【０２０６】
なお、本実施形態による無線通信装置の他の動作は、本発明の第１の実施形態の場合と同じであるので、更なる詳細な説明を省略する。
【０２０７】
（第３の実施形態）
図１９は、本発明の第３の実施形態による無線通信装置の構成を概略的に示す回路図である。図１９の無線通信装置の構成は、図１７に示した本発明の第１の実施形態による無線通信装置に以下の変更を加えたものに等しい。すなわち、ブラインド適応処理部１１０およびダイバーシチ合成部１１１を、別のブラインド適応処理部７０１および別のダイバーシチ合成部７０２に置き換える。
【０２０８】
ここで、本実施形態によるブラインド適応処理部７０１は、本発明の第１の実施形態によるブラインド適応処理部１１０に、次の構成および機能を加えたものに等しい。すなわち、各ブランチの品質を推定し、その推定結果を推定品質信号として出力する機能と、この推定品質信号を出力する第３の出力部とを加える。
【０２０９】
また、本実施形態によるダイバーシチ合成部７０２は、本発明の第１の実施形態によるダイバーシチ合成部７０２に、次の構成および機能を加えたものに等しい。すなわち、ブラインド適応処理部１１０における第３の出力部に接続されて推定品質信号を入力する第５の入力部と、ダイバーシチ合成において、推定品質信号に基づいて各ブランチ信号の重み付け合成を行う機能とを加える。
【０２１０】
各ブランチの品質推定について説明する。例えば、ブランチ１の推定品質ＪＪｃｍ１を、次のように定義する。
（数１２０）
2012073788.tif 000122
【０２１１】
同様に、ブランチ２の推定品質ＪＪｃｍ２を、次のように定義する。
（数１２１）
2012073788.tif 000123
ここで、ＪＪｃｍ１、ＪＪｃｍ２の値が大きくなると、第１、第２のブランチの品質が悪く、反対に、値が小さくなると品質が良い、と判断する。さらに、予めこの値と回線品質の関係をテーブルにまとめておいて、そのテーブルを用いて、ダイバーシチ合成部７０２で重み付け合成を行っても良い。
【０２１２】
本実施形態による無線通信装置におけるその他の構成および動作は、本発明の第１の実施形態の場合と同じであるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【０２１３】
（第４の実施形態）
図２０は、本発明の第４の実施形態による無線通信装置の構成を概略的に示す回路図である。図２０の無線通信装置の構成は、図１７に示した本発明の第１の実施形態による無線通信装置に以下の変更を加えたものに等しい。すなわち、適応等化処理部８０１を追加する。
【０２１４】
ここで、適応等化処理部８０１は、第１〜第８の入力部と、第１、第２の出力部とを具備している。第１の入力部は、第１のタップ処理部１０７における第１の出力部に接続されていて、第１のタップ出力信号における同相成分ｙ１Ｉ（ｎ）を入力する。第２の入力部は、第１のタップ処理部１０７における第２の出力部に接続されていて、第１のタップ出力信号における直交成分ｙ１Ｑ（ｎ）を入力する。第３の入力部は、第２のタップ処理部１０８における第１の出力部に接続されていて、第２のタップ出力信号における同相成分ｙ１Ｉ（ｎ）を入力する。第４の入力部は、第２のタップ処理部１０８における第２の出力部に接続されていて、第２のタップ出力信号における直交成分ｙ１Ｑ（ｎ）を入力する。第５の入力部は、第１のタップ処理部１０７における第３の出力部に接続されていて、第１の受信信号ベクトルｒ１を入力する。第６の入力部は、第２のタップ処理部１０８における第３の出力部に接続されていて、第２の受信信号ベクトルｒ２を入力する。第７の入力部は、ブラインド適応処理部１１０における第１の出力部に接続されていて、第１のタップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ１を入力する。第８の入力部は、ブラインド適応処理部１１０における第２の出力部に接続されていて、第２のタップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ２を入力する。第１の出力部は、第１のタップ処理部１０７における第３の入力部に接続されていて、第１の適応等化タップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ’１を出力する。第２の出力部は、第２のタップ処理部１０８における第３の入力部に接続されていて、第２の適応等化タップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ’２を出力する。
【０２１５】
なお、本実施形態では、本発明の第１の実施形態とは異なり、ブラインド適応処理部１１０における第１、第２の出力部は、第１、第２のタップ処理部１０７、１０８のそれぞれにおける第３の入力部に、それぞれ接続されていない。本実施形態による無線通信装置の他の構成は、本発明の第１の実施形態の場合と同じであるので、更なる詳細な説明を省略する。
【０２１６】
本実施形態による適応等化処理部８０１の動作、すなわち本実施形態による無線通信方法における適応等化処理ステップについて説明する。
【０２１７】
ブラインド処理部１１０が式（数１１７）により算出したタップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ１、Ｗ２は、一旦、適応等化処理部８０１に供給される。タップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ１、Ｗ２が収束する前の、初期動作の区間において、適応等化処理部８０１は、入力したタップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ１、Ｗ２を、第１、第２のタップ処理部１０７、１０８に向けてそのままスルーすることで、それぞれ送出している。
【０２１８】
タップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ１、Ｗ２が収束すると、適応等化処理部８０１は、判定値を参照信号として通常の適応制御を行い、適応等化タップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ’１、Ｗ’２を算出する。適応等化処理部８０１は、算出された適応等化タップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ’１、Ｗ’２を、ブラインド処理部１１０で式（数１１７）の式により算出したタップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ１、Ｗ２の代わりに、第１、第２のタップ処理部１０７、１０８へそれぞれ送出する。本実施形態による無線通信装置は、こうすることによって、安定した特性を得ることが出来る。
【０２１９】
また、タップ係数が収束したかどうかの判断は、例えば、適応等化処理部８０１の内部にタイマーを用意することが行うことが出来る。すなわち、予め決められた時間が経過したことをこのタイマーで検知して、適応等化処理部８０１の内部回路を切り替えるだけで、特別な回路や処理を用いることなく、簡単な構成で実現可能である。
【０２２０】
なお、本実施形態による無線通信装置の他の動作は、本発明の第１の実施形態の場合と同じであるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【０２２１】
（合成空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の場合）
次に、合成空間を用いたタップ出力合成にＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムを適用した評価条件式を解析する。
【０２２２】
上述同様に、拡張受信信号ベクトルｒおよび拡張ウェイトベクトルＷを、以下の様に定義する。
（数１２２）
2012073788.tif 000124
【０２２３】
ここで、ｒ１、ｒ２は、第１、第２のブランチのタップ処理部１０７、１０８へ入力する受信信号ベクトル。である。また、Ｗ１、Ｗ２は、第１、第２のブランチのそれぞれにおけるタップ係数（ウェイトベクトル）である。ここで、拡張受信信号ベクトルｒの要素が＋であるので、タップを連携させてブラインド適応処理によりタップを更新することになる。すなわち、適応処理の評価条件として、各ブランチのタップ出力を合成した信号と、ブランチ毎の信号とによって得られた値を基にタップの制御を行う。したがって、タップ出力を合成した信号と、ブランチ毎の信号は以下のようになる。
（数１２３）
2012073788.tif 000125
ここで、サフィックス１、２はそれぞれ第１、第２のブランチに対応する。
【０２２４】
拡張ベクトルを基に、以下の様に第１、第２のブランチの等化処理と適応合成を連携させて、タップ係数の更新を行う。
（数１２４）
2012073788.tif 000126
【０２２５】
上式（数１２４）に対する評価条件式は、以下の様になる。
（数１２５）
2012073788.tif 000127
ここで、サフィックス１、２は、第１、第２のブランチをそれぞれ示す。サフィックス１、２が付かないものは、拡張された信号を示す。ｙＩは、タップ係数（ウェイトｗｍ）で構成されたタップ出力合成信号の同相成分であり、同様に、ｙＱは直交成分である。ＡＲ、Ｒは、それぞれ所定の定数である。
【０２２６】
この評価条件の式は非線形であるため、閉形式で陽に示すことが出来ない。そこで、評価条件の式によって解析を行う。｜ｙ｜２＝ｙＩ２＋ｙＱ２であり、｜ｙ｜２＝（｜ｙ１＋ｙ２｜２）であるから、評価条件の式（数１２５）における最右辺の第一項、第二項は次のように変換される。
（数１２６）
2012073788.tif 000128
【０２２７】
ここで、前出の式（数１１５）の符号を変えて用い、さらに以下の関係式を用いる。
（数１２７）
2012073788.tif 000129
【０２２８】
すると、以下の式が得られる。
（数１２８）
2012073788.tif 000130
【０２２９】
ここで、以下の式を用いる。
（数１２９）
2012073788.tif 000131
【０２３０】
なお、上記の式（数１２９）を得るには、前出の式（数３６）および以下の関係式を用いる。
（数１３０）
2012073788.tif 000132
【０２３１】
上記の評価条件式（数１２５）の最右辺における残りの第３〜第６の項は、前出の式（数１１６）で計算することが出来る。これは前出のＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムによる評価条件の場合の式（数３５）と同じである。従って、評価条件式は以下のようになる。
（数１３１）
2012073788.tif 000133
【０２３２】
以上の結果を基に、タップ係数に対する評価条件の式の値を数値計算すると、３次元グラフが得られる。図２１Ａは、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式（数１３）を数値計算して得られる３次元グラフ（二乗平均誤差曲面）の俯瞰図である。図２１Ｂは、合成空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の式（数１３１）を数値計算して得られる３次元グラフの俯瞰図である。図２２Ａは、ＭＭＳＥ規範に基づく評価条件の式（数１３）を数値計算して得られる３次元グラフ（二乗平均誤差曲面）の上面図である。図２２Ｂは、合成空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の式（数１３１）を数値計算して得られる３次元グラフの上面図である。なお、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２２Ａ、図２２Ｂはいずれも、共に伝搬環境等同じ条件の下での結果である。
【０２３３】
図２１Ａ、図２２Ａより、参照信号を用いたＭＭＳＥ規範の評価条件の基では確率勾配法を用いてタップ適応制御を行った場合、最適点に収束することが分かる。また、図２１Ｂ、図２２Ｂより、各ブランチのタップ出力を合成した信号とブランチ毎の信号とによって得られた値を基にタップの制御を行う評価条件式（数１３１）の場合も、単一の最適点に収束することが分かる。この場合は、以下に説明する様に複雑な形状を取るが、パラメータを調整することによってブラインドで安定な適応制御がなされることが分かる。
【０２３４】
この適応制御がなされる要因を解析すると、次のような３次元グラフが得られる。図２３Ａは、合成空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の式（数１３１）におけるＪＪｃｍ１、ＪＪｃｍ２を示す３次元グラフの俯瞰図である。図２３Ｂは、合成空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の式（数１３１）におけるＪＡＳＢＵＳＳを示す３次元グラフの俯瞰図である。図２４Ａは、合成空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の式（数１３１）におけるＪＪｃｍ１、ＪＪｃｍ２を示す３次元グラフの上面図である。図２４Ｂは、合成空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の式（数１３１）におけるＪＡＳＢＵＳＳを示す３次元グラフの上面図である。
【０２３５】
図２３Ａ、図２４Ａの評価条件式は、前出のＢＵＳＳＧＡＮＧアルゴリズムによる評価条件式（数４１）であって、四つの局所最小点を包含しているため安定なダイバーシチ効果を得ることが出来ないことが分かる。
【０２３６】
また、図２３Ｂ、図２４Ｂの評価条件式は、前出のＪｃｏｍｂ＿ＢＵＳＳの式（数７８）と同じものである。したがって、各ブランチのタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件の場合で説明した様に、四つの局所最小点を包含していて安定なダイバーシチ効果を得ることが出来ない。しかしながら、パラメータを調整することによって互いの局所最小点をずらすことが出来るので、図２１Ｂおよび図２２Ｂで示した複雑な形状ではあるが、単一の最適点が得られる。
【０２３７】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態による無線通信装置は、上記の動作を行う。図２５は、本発明の第５の実施形態による無線通信装置の構成を示す回路図である。図２５の無線通信装置は、図１７に示した本発明の第１の実施形態による無線通信装置に以下の変更を加えたものに等しい。すなわち、図１７のタップ出力差生成部１０９を図２５のタップ出力差生成部１３０１に置き換え、図１７のブラインド適応処理部１１０を図２５のブラインド適応処理部１３０２に、それぞれ置き換える。
【０２３８】
本実施形態によるタップ出力差生成部１３０１について説明する。本実施形態によるタップ出力差生成部１３０１は、第１、第２のタップ処理部１０７、１０８からそれぞれ出力される第１、第２のタップ出力信号の同相成分ｙ１Ｉ（ｎ）、ｙ２Ｉ（ｎ）を入力し、その合計であるタップ出力合成信号の同相成分ｙＩ（ｎ）を出力する。同様に、本実施形態によるタップ出力差生成部１３０１は、第１、第２のタップ処理部１０７、１０８からそれぞれ出力される第１、第２のタップ出力信号の直交成分ｙ１Ｑ（ｎ）、ｙ２Ｑ（ｎ）を入力し、その合計であるタップ出力合成信号の直交成分ｙＱ（ｎ）をブラインド適応処理部１３０２に向けて出力する。
【０２３９】
ブラインド適応処理部１３０２について説明する。ブラインド適応処理部１３０２は、タップ出力合成信号の同相成分ｙＩ（ｎ）および直交成分ｙＱ（ｎ）を入力し、上記の評価条件式（数１３１）にしたがって第１、第２のタップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ１、Ｗ２を生成する。ブラインド適応処理部１３０２は、第１、第２のタップ係数（ウェイトベクトル）Ｗ１、Ｗ２を、第１、第２のタップ処理部１０７、１０８にそれぞれ向けて出力する。
【０２４０】
本実施形態による無線通信装置の他の構成については、本発明の第１の実施形態の場合と同じであるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【０２４１】
本実施形態による無線通信装置の動作、すなわち本実施形態による無線通信方法について説明する。なお、この説明は、図２６で、各ブランチのタップ出力の差が最小となるようにタップの制御を行う要素を含めた式（数１１７）の場合の図１７との違いを中心に行う。
【０２４２】
各ブランチのタップ出力を合成した信号とブランチ毎の信号とによって得られた値を基にタップの制御を行った場合、同図の１３０１のタップ出力合成部を用いて加算する形で、合成している。それに対して、各ブランチのタップ出力の差が最小となるようにタップの制御を行う要素を含めた式（数１１７）の図１７の場合は、１０９のタップ出力差生成部を用いてヌリングを行っている。これらの信号を入力するブラインド適応処理部１３０２は、式（数１２４）により、合成したタップ出力信号の同相成分と直交成分を基にタップ係数の演算を行い、そのタップ係数によって出力された信号が１１１のダイバーシチ合成部に入力され処理は完結する。
【０２４３】
本実施形態による無線通信装置の他の動作については、本発明の第１の実施形態の場合と同じであるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【０２４４】
尚、拡張ベクトルを以下のように定義することによって、同様の演算を行い、ブランチ数を任意のｍまで増やすことが出来る。
（数１３２）
2012073788.tif 000134
【０２４５】
以上説明した本発明のブラインド処理のスペースダイバーシチについて、その効果をシミュレーションによって確認する。図２６は、本発明による無線通信装置におけるブラインド処理のスペースダイバーシチの効果を示すグラフである。
【０２４６】
図２６のシミュレーションを行うに当たって使用した方法は、次のとおりである。すなわち、ＮＵＬＬ空間を用いたタップ出力合成信号に適用したＢＵＳＳＧＡＮＧによる評価条件を用いる。ここで、各ブランチの入力に設けられたタップを連携させてブラインド適応処理によりタップ係数を更新する。この際、適応処理の評価条件に各ブランチのタップ出力の差が最小となるように該タップの制御を行う要素を含めた式（数９４）を使う。
【０２４７】
図２６のグラフにおいて、縦軸はシンボル誤り率を示し、横軸は遅延干渉波の遅延時間を示す。図２６からは、遅延時間が大きくなる程干渉波の影響が厳しいことが読み取れる。また、図２６より、従来技術として紹介したＩＰ合成の場合、干渉波の遅延が少し増えただけで特性が極端に劣化していることが分かる。また、ＭＩＤ合成（相互干渉キャンセル）の場合も、理想的なキャンセルが行われている為、干渉波の影響は受けていない。しかし、各ブランチの伝搬路の状態が、各ブランチの直接波が反対方向に近い状態となってしまった為、ダイバーシチ利得が逆に減ってしまって、特性が悪い。
【０２４８】
それに対して、本発明のＮＵＬＬ空間を用いたＢＵＳＳＧＡＮＧ合成の場合、良好な特性を示しており、ＳＤ（スペースダイバーシチ）無しのブラインド等化と比べて、ダイバーシチ効果を得ていることが分かる。
【０２４９】
以上より、本発明の省電力効果の有効性が示された。
【０２５０】
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０２５１】
なお、本願の基礎出願である特願２０１０−２７０８９９号の内容は、この出願番号の開示により本願に組み込まれるものとする。
【図１】
2012073788.tif 000135
【図２】
2012073788.tif 000136
【図３】
2012073788.tif 000137
【図４】
2012073788.tif 000138
【図５Ａ】
2012073788.tif 000139
【図５Ｂ】
2012073788.tif 000140
【図６Ａ】
2012073788.tif 000141
【図６Ｂ】
2012073788.tif 000142
【図７Ａ】
2012073788.tif 000143
【図７Ｂ】
2012073788.tif 000144
【図８Ａ】
2012073788.tif 000145
【図８Ｂ】
2012073788.tif 000146
【図９Ａ】
2012073788.tif 000147
【図９Ｂ】
2012073788.tif 000148
【図１０Ａ】
2012073788.tif 000149
【図１０Ｂ】
2012073788.tif 000150
【図１１】
2012073788.tif 000151
【図１２Ａ】
2012073788.tif 000152
【図１２Ｂ】
2012073788.tif 000153
【図１３Ａ】
2012073788.tif 000154
【図１３Ｂ】
2012073788.tif 000155
【図１４Ａ】
2012073788.tif 000156
【図１４Ｂ】
2012073788.tif 000157
【図１５Ａ】
2012073788.tif 000158
【図１５Ｂ】
2012073788.tif 000159
【図１６Ａ】
2012073788.tif 000160
【図１６Ｂ】
2012073788.tif 000161
【図１７】
2012073788.tif 000162
【図１８】
2012073788.tif 000163
【図１９】
2012073788.tif 000164
【図２０】
2012073788.tif 000165
【図２１Ａ】
2012073788.tif 000166
【図２１Ｂ】
2012073788.tif 000167
【図２２Ａ】
2012073788.tif 000168
【図２２Ｂ】
2012073788.tif 000169
【図２３Ａ】
2012073788.tif 000170
【図２３Ｂ】
2012073788.tif 000171
【図２４Ａ】
2012073788.tif 000172
【図２４Ｂ】
2012073788.tif 000173
【図２５】
2012073788.tif 000174
【図２６】
2012073788.tif 000175
【国際調査報告】
2012073788.tif 000176
2012073788.tif 000177
2012073788.tif 000178
2012073788.tif 000179