(57)【要約】【課題】干渉信号が存在する環境下においても、音質の悪化を抑制しながら受信状況を安定させる技術を提供する。【解決手段】前段フィルタ１４は、アンテナ１０にそれぞれ対応づけられた複数の受信信号を入力する。後段フィルタ１６は、複数の受信信号のそれぞれを帯域制限する。第１合成部１８は、帯域制限した複数の受信信号に対するウエイトベクトルを導出するとともに、導出したウエイトベクトルを使用しながら、帯域制限した複数の受信信号をアレイ合成する。信号バッファ５８は、入力した複数の受信信号のそれぞれを遅延する。第２合成部２０は、導出したウエイトベクトルを使用しながら、信号バッファ５８において遅延した複数の受信信号をアレイ合成する。復調部２２は、第２合成部２０におけるアレイ合成結果を復調する。【選択図】図１
2010273292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナにそれぞれ対応づけられた複数の受信信号を入力する入力部と、
前記入力部において入力した複数の受信信号のそれぞれを帯域制限する帯域制限部と、
前記帯域制限部において帯域制限した複数の受信信号に対するウエイトベクトルを導出するとともに、導出したウエイトベクトルを使用しながら、前記帯域制限部において帯域制限した複数の受信信号をアレイ合成する第１合成部と、
前記入力部において入力した複数の受信信号のそれぞれを遅延する信号遅延部と、
前記第１合成部において導出したウエイトベクトルを使用しながら、前記信号遅延部において遅延した複数の受信信号をアレイ合成する第２合成部と、
前記第２合成部におけるアレイ合成結果を出力する出力部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記第１合成部において導出したウエイトベクトルを遅延するベクトル遅延部と、
前記ベクトル遅延部において遅延したウエイトベクトルあるいは前記第１合成部において導出したウエイトベクトルを選択し、選択したウエイトベクトルを前記第２合成部へ出力する選択部と、
前記第１合成部において導出されているウエイトベクトルの収束の程度をもとに、前記選択部での選択を制御する制御部とをさらに備え、
前記ベクトル遅延部における遅延量は、前記信号遅延部における遅延量よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記第１合成部において導出されているウエイトベクトルの収束の程度として、前記第１合成部での合成結果と基準信号との誤差を監視する監視部をさらに備え、
前記制御部は、前記監視部において監視した誤差の程度がしきい値よりも小さくなる場合に、前記選択部に対して、前記第１合成部において導出したウエイトベクトルを選択させることを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記選択部に対して、前記第１合成部において導出したウエイトベクトルを選択させてから所定期間経過した後、前記選択部に対して、前記ベクトル遅延部において遅延したウエイトベクトルを選択させることを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
複数のアンテナと、
複数のアンテナにそれぞれ対応づけられた複数の受信信号のそれぞれを帯域制限する帯域制限部と、
前記帯域制限部において帯域制限した複数の受信信号に対するウエイトベクトルを導出するとともに、導出したウエイトベクトルを使用しながら、前記帯域制限部において帯域制限した複数の受信信号をアレイ合成する第１合成部と、
前記複数のアンテナにそれぞれ対応づけられた複数の受信信号のそれぞれを遅延する信号遅延部と、
前記第１合成部において導出したウエイトベクトルを使用しながら、前記信号遅延部において遅延した複数の受信信号をアレイ合成する第２合成部と、
前記第２合成部におけるアレイ合成結果を出力する出力部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信技術に関し、特にアダプティブアレイアンテナにて信号を受信する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アダプティブアンテナは、複数のアンテナをアレイ状にならべて配置し、指向性を電波環境の変化に合わせて動的に変更させる技術である。アダプティブアレイアンテナの機能は、アダプティブビームフォーミングとアダプティブヌルステアリングに分類される。アダプティブビームフォーミングでは、受信すべき信号の到来方向へメインビームが向けられる。アダプティブヌルステアリングでは、指向性パターンのヌルが干渉波の方向へ向けられる（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】菊間信良、アダプティブアレイアンテナ技術、日本、オーム社、２００３年１０月１０日、ｐ．１１−１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＦＭラジオ放送では、周波数変調（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、以下「ＦＭ」という）方式による電波を使用して、会話や音楽などの音声信号が不特定多数のために放送されている。また、周波数変調は、搬送波の周波数の変化によって情報を伝達する。具体的には、情報を表す信号電圧によって搬送波の周波数が上下に変移される。その結果、搬送波の疎密によって信号が表される。周波数の最大値と最小値が最小周波数遷移として定義されており、例えば、電波法では、最大周波数遷移が±７５ｋＨｚと規定されている。さらに、電波法では、最大周波数遷移７５ｋＨｚと、信号波の周波数に対する１５ｋＨｚの制限をもとに、各ＦＭ放送局に対して、２００ｋＨｚ（±１００ｋＨｚ）までの占有周波数帯域幅が割り当てられている。
【０００５】
このようなＦＭラジオ放送の受信特性を向上させるために、アダプティブアレイアンテナの使用が有効である。しかしながら、受信を希望している局（以下、「希望局」という）からの信号の受信電力よりも、受信を希望していない局（以下、「干渉局」という）からの信号の受信電力が大きい場合、アダプティブアレイアンテナにおいて干渉局の方向へメインビームが向けられることがある。干渉局の影響を低減するために、希望局からの信号のみを抽出するように帯域制限することが可能であるが、ＦＭラジオ放送の場合、そのような帯域制限によって音質の悪化が発生する。さらに、受信装置の移動等によって、電波環境は変動する。そのため、アダプティブアレイアンテナにおけるウエイトベクトルも変動する。そのため、ウエイトベクトルを予測して制御できれば、信号の受信状況がより安定する。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、干渉信号が存在する環境下においても、音質の悪化を抑制しながら受信状況を安定させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の受信装置は、複数のアンテナにそれぞれ対応づけられた複数の受信信号を入力する入力部と、入力部において入力した複数の受信信号のそれぞれを帯域制限する帯域制限部と、帯域制限部において帯域制限した複数の受信信号に対するウエイトベクトルを導出するとともに、導出したウエイトベクトルを使用しながら、帯域制限部において帯域制限した複数の受信信号をアレイ合成する第１合成部と、入力部において入力した複数の受信信号のそれぞれを遅延する信号遅延部と、第１合成部において導出したウエイトベクトルを使用しながら、信号遅延部において遅延した複数の受信信号をアレイ合成する第２合成部と、第２合成部におけるアレイ合成結果を出力する出力部と、を備える。
【０００８】
本発明の別の態様もまた、受信装置である。この装置は、複数のアンテナと、複数のアンテナにそれぞれ対応づけられた複数の受信信号のそれぞれを帯域制限する帯域制限部と、帯域制限部において帯域制限した複数の受信信号に対するウエイトベクトルを導出するとともに、導出したウエイトベクトルを使用しながら、帯域制限部において帯域制限した複数の受信信号をアレイ合成する第１合成部と、複数のアンテナにそれぞれ対応づけられた複数の受信信号のそれぞれを遅延する信号遅延部と、第１合成部において導出したウエイトベクトルを使用しながら、信号遅延部において遅延した複数の受信信号をアレイ合成する第２合成部と、第２合成部におけるアレイ合成結果を出力する出力部と、を備える。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、干渉信号が存在する環境下においても、音質の悪化を抑制しながら受信状況を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係る受信装置の構成を示す図である。
【図２】図１の受信装置において受信される信号のスペクトルを示す図である。
【図３】図３（ａ）−（ｂ）は、図１の後段フィルタの効果を示す図である。
【図４】図４（ａ）−（ｃ）は、図１の切替部における動作概要を示す図である。
【図５】図１の受信装置における切替手順を示すフローチャートである。
【図６】図１の受信装置における別の切替手順を示すフローチャートである。
【図７】図１の受信装置における切替制御の別の構成を示す図である。
【図８】図８（ａ）−（ｂ）は、本発明の変形例に係る受信装置において受信される信号のスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、ＦＭ放送局から報知されたアナログＦＭ信号を受信する受信装置に関する。各ＦＭ放送局に対して、２００ｋＨｚの帯域幅のチャンネルが割り当てられている。受信装置は、所望のチャンネルにチューニングを合わせて、当該チャンネルに配置されたアナログＦＭ信号を受信する。また、受信装置は、受信品質を向上させるために、アダプティブアレイアンテナの構成を有する。希望局からのアナログＦＭ信号（以下、「希望波」という）の受信電力よりも干渉局からのアナログＦＭ信号（以下、「干渉波」という）の受信電力の方が大きい場合に、干渉波に対してメインローブを向けることがある。また、電波環境が時間とともに変動することによって、ウエイトベクトルも変動する。伝搬環境の変動に追従しながらも、信号の受信状況を安定させることが望まれる。これらに対応するために、本実施例に係る受信装置は、次の処理を実行する。以下では、説明を容易にするために、干渉波は、希望波の隣接チャンネルに配置されているものとする。なお、前述のごとく、再生した音質の悪化を抑制するために、受信装置は、フィルタによって希望波のみを抽出した後にアダプティブアレイ制御を実行できない。
【００１３】
本実施例に係る受信装置は、ベースバンドの受信信号をふたつに分岐させる。一方の受信信号は、フィルタにて帯域制限される。ここで、フィルタは、希望波を含むだけではなく、干渉波の一部も含むような通過帯域幅を有する。一般的に、このように帯域制限された受信信号を復調すれば、前述のごとく、音質が悪化する。受信装置は、帯域制限された受信信号をもとに、ウエイトベクトルを導出し、導出したウエイトベクトルにて、帯域制限された受信信号をアレイ合成する。また、受信装置は、ウエイトベクトルを導出する期間よりも長い期間にわたって、他方の受信信号、つまり帯域制限されていない受信信号を遅延させる。その結果、帯域制限されていない受信信号にとって、ウエイトベクトルは、未来の電波環境に対応していることになる。さらに、受信装置は、ウエイトベクトルの出力タイミングを調節しながら、ウエイトベクトルによって、遅延させた受信信号をアレイ合成する。後者のアレイ合成結果が復調される。
【００１４】
図１は、本発明の実施例に係る受信装置１００の構成を示す。受信装置１００は、アンテナ１０と総称される第１アンテナ１０ａ、第２アンテナ１０ｂ、ＲＦ部１２と総称される第１ＲＦ部１２ａ、第２ＲＦ部１２ｂ、前段フィルタ１４と総称される第１前段フィルタ１４ａ、第２前段フィルタ１４ｂ、後段フィルタ１６と総称される第１後段フィルタ１６ａ、第２後段フィルタ１６ｂ、第１合成部１８、第２合成部２０、復調部２２、制御部２４、ウエイトバッファ５０と総称される第１ウエイトバッファ５０ａ、第２ウエイトバッファ５０ｂ、選択部５２、監視部５４、切替部５６、信号バッファ５８と総称される第１信号バッファ５８ａ、第２信号バッファ５８ｂを含む。また、第１合成部１８は、ウエイト導出部３０、乗算部３２と総称される第１乗算部３２ａ、第２乗算部３２ｂ、加算部３４を含み、第２合成部２０は、乗算部３６と総称される第１乗算部３６ａ、第２乗算部３６ｂ、加算部３８を含む。
【００１５】
複数のアンテナ１０のそれぞれは、図示しないＦＭ放送局から報知された信号を受信する。アンテナ１０において受信された信号には、希望波および干渉波が含まれる。図２は、受信装置１００において受信される信号のスペクトルの一例を示す。図の横軸が周波数を示し、縦軸が電力を示す。希望局帯域２０２が希望局に対して割り当てられた帯域に相当する。前述のごとく、希望局帯域２０２は、その中心から±１００ｋＨｚの帯域幅を有しているので、２００ｋＨｚの帯域幅を有する。また、希望局帯域２０２に隣接して干渉局帯域２００が配置される。干渉局帯域２００は、干渉局に対して割り当てられた帯域に相当し、干渉局帯域２００と同一の帯域幅である。ここでは、図示のごとく、干渉波の受信電力が希望波の受信電力よりも大きい場合を想定する。このような場合に、アダプティブアレイ処理を実行すると、前述のごとく、干渉波に対してメインローブが向けられてしまう。後段フィルタ帯域２０４については後述する。図１に戻る。
【００１６】
ＲＦ部１２は、アンテナ１０に１対１で対応づけられて配置される。ＲＦ部１２は、アンテナ１０において受信した信号（以下、「受信信号」という）を受けつける。ここで、受信信号は、無線周波数の信号である。ＲＦ部１２は、無線周波数の受信信号に対して周波数変換を実行し、ベースバンドの受信信号（以下、これ「受信信号」という）を生成する。一般的に、ベースバンドの信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線が示されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、ＲＦ部１２には、ＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、ＡＤ変換器も含まれる。さらに、ＲＦ部１２は、受信信号を前段フィルタ１４へ出力する。
【００１７】
前段フィルタ１４は、ＲＦ部１２に１対１で対応づけられて配置され、ＲＦ部１２からの受信信号を受けつける。前段フィルタ１４は、受信信号を帯域制限する。例えば、前段フィルタ１４は、ローパスフィルタにて形成される。ここで、前段フィルタ１４は、受信信号に含まれた高調波成分を低減することを目的としているので、図２の希望局帯域２０２や干渉局帯域２００を含むような帯域幅を有する。前段フィルタ１４は、帯域制限した受信信号（以下、これも「受信信号」という）を信号バッファ５８と後段フィルタ１６へ出力する。
【００１８】
信号バッファ５８は、前段フィルタ１４に１対１で対応づけられて配置され、前段フィルタ１４からの受信信号を受けつける。信号バッファ５８は、所定の期間にわたって受信信号を遅延させる。信号バッファ５８は、遅延させた受信信号を第２合成部２０へ出力する。ここで、信号バッファ５８が受信信号を遅延させる期間は、後述の後段フィルタ１６、第１合成部１８での処理期間よりも長くなるように設定される。その結果、第１合成部１８での処理は、信号バッファ５８から出力される受信信号に対して、相対的に未来の電波環境に対する処理に相当する。
【００１９】
後段フィルタ１６は、各前段フィルタ１４に対して配置され、前段フィルタ１４からの受信信号を受けつける。後段フィルタ１６は、前段フィルタ１４と同様に、受信信号を帯域制限する。また、後段フィルタ１６は、前段フィルタ１４と同様にローパスフィルタにて形成される。しかしながら、後段フィルタ１６の帯域幅は、前段フィルタ１４の帯域幅と異なる。後段フィルタ１６の帯域幅は、希望局帯域２０２に加えて、干渉局帯域２００の一部も含むように設定される。このような帯域は、無線周波数において、図２の後段フィルタ帯域２０４に相当する。前述のごとく、希望局帯域２０２が、その中心から±１００ｋＨｚの帯域幅を有する場合に、後段フィルタ帯域２０４は、例えば、その中心から±１３０ｋＨｚの帯域幅を有する。そのため、後段フィルタ１６の帯域幅は、前段フィルタ１４の帯域幅よりも狭い。
【００２０】
図３（ａ）−（ｂ）は、後段フィルタ１６の効果を示す。図３（ａ）−（ｂ）は、図２と同様に、横軸に周波数を示し、縦軸に電力を示す。図３（ａ）は、後段フィルタ１６を通過させる前の受信信号を示す。図示のごとく、低周波数側に希望局帯域２０２が配置され、高周波数側に干渉局帯域２００が配置される。ここでも、希望波の受信電力よりも干渉波の受信電力の方が大きい場合を想定する。図３（ｂ）は、後段フィルタ１６を通過させた後の受信信号を示す。図示のごとく、干渉波の電力が、通過前と比較して低減されている。後述するウエイト導出部３０においてＣＭＡ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｍｏｄｕｌｕｓ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）が使用されており、干渉波に対してヌルを向ける制御を実行させるために、後段フィルタ１６では、干渉波の成分を一部残留させる。図１に戻る。後段フィルタ１６は、帯域制限した受信信号（以下、これも「受信信号」という）を第１合成部１８へ出力する。
【００２１】
ウエイト導出部３０は、各後段フィルタ１６からの受信信号を受けつけるとともに、後述の制御部２４からのアレイ合成結果（以下、「第１アレイ合成結果」という）も受けつける。ウエイト導出部３０は、ＣＭＡによって第１アレイ合成結果が一定の包絡線の大きさに近づくように、受信信号をもとに、ウエイトベクトルを導出する。その際、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムやＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズム等の適応アルゴリズムが使用される。なお、ＣＭＡ、ＬＭＳアルゴリズム、ＲＬＳアルゴリズムとして公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。以上の処理の結果、ウエイト導出部３０は、第１後段フィルタ１６ａからの受信信号と第２後段フィルタ１６ｂからの受信信号とのそれぞれに対応した成分を有したウエイトベクトルを導出する。ウエイト導出部３０は、ウエイトベクトルを乗算部３２へ出力する。また、ウエイト導出部３０は、ウエイトベクトルをウエイトバッファ５０、選択部５２へも出力する。
【００２２】
乗算部３２は、後段フィルタ１６からの受信信号とウエイト導出部３０からのウエイトベクトルとを乗算し、加算部３４は、乗算部３２での乗算結果を加算する。加算した結果が、前述の第１アレイ合成結果に相当する。つまり、乗算部３２、加算部３４は、ウエイトベクトルを使用しながら、後段フィルタ１６からの受信信号をアレイ合成する。加算部３４は、第１アレイ合成結果をウエイト導出部３０へ出力する。
【００２３】
ウエイトバッファ５０は、ウエイトベクトルの各成分に対応づけられて配置され、ウエイト導出部３０において導出したウエイトベクトルを受けつける。ウエイトバッファ５０は、所定の期間にわたってウエイトベクトルを遅延させる。ウエイトバッファ５０は、遅延させたウエイトベクトルを選択部５２へ出力する。ここで、ウエイトバッファ５０がウエイトベクトルを遅延させる期間は、信号バッファ５８が受信信号を遅延させる期間よりも小さくなるように設定される。ウエイトベクトルが、受信信号に対して相対的に過去のウエイトベクトルにならないようにするためである。
【００２４】
選択部５２は、ウエイトバッファ５０からのウエイトベクトル（以下、「第１ウエイトベクトル」という）を受けつけるとともに、ウエイト導出部３０からのウエイトベクトル（以下、「第２ウエイトベクトル」という）も受けつける。また、選択部５２は、切替部５６から選択指示を受けつけ、選択指示に応じて、第１ウエイトベクトルあるいは第２ウエイトベクトルを選択する。選択部５２は、選択したウエイトベクトルを乗算部３６へ出力する。
【００２５】
監視部５４は、ウエイト導出部３０において導出されているウエイトベクトルの収束の程度を監視する。具体的に説明すると、監視部５４は、ウエイト導出部３０から、第１アレイ合成結果と所望の包絡線の大きさとの誤差を受けつけ、誤差の大きさを監視する。なお、監視部５４は、加算部３４から第１アレイ合成結果を受けつけるとともに、所望の包絡線の大きさを記憶することによって、誤差を計算してもよい。また、監視部５４は、ウエイトベクトルの振幅、ウエイトベクトルの位相、入力信号の振幅、入力信号の位相のうち、少なくともひとつの変化の大きさを監視してもよい。監視部５４は、監視している誤差を切替部５６へ出力する。
【００２６】
切替部５６は、監視部５４において監視しているウエイトベクトルの収束の程度をもとに、後述の選択部５２での選択を制御する。具体的に説明すると、切替部５６は、監視部５４からの誤差を受けつける。また、切替部５６は、誤差に対するしきい値（以下、「誤差量レベルしきい値」という）を予め設定する。誤差が誤差量レベルしきい値よりも小さくなる場合に、選択部５２に対して、第２ウエイトベクトルを選択させるための選択指示を生成し、それ以外の場合に、選択部５２に対して、第１ウエイトベクトルを選択させるための選択指示を生成する。ここで、第１ウエイトベクトルを選択することは、ウエイトバッファ５０を有効にすることに相当し、第２ウエイトベクトルを選択することは、ウエイトバッファ５０を無効にすることに相当する。
【００２７】
なお、切替部５６は、所定の期間にわたる誤差の変動範囲を計算し、変動範囲に対するしきい値（以下、「変動範囲しきい値」という）と変動範囲を比較してもよい。その際、切替部５６は、変動範囲が変動範囲しきい値よりも小さくなる場合に、第２ウエイトベクトルを選択させるための選択指示を生成し、それ以外の場合に、第１ウエイトベクトルを選択させるための選択指示を生成する。さらに、切替部５６は、誤差変動量レベルしきい値と変動範囲しきい値の両方を使用して、選択指示を生成してもよい。その際、切替部５６は、誤差および変動範囲がしきい値よりも小さくなる場合に、第２ウエイトベクトルを選択させるための選択指示を生成してもよいし、誤差あるいは変動範囲がしきい値よりも小さくなる場合に、第２ウエイトベクトルを選択させるための選択指示を生成してもよい。さらに、切替部５６は、選択部５２に対して、第２ウエイトベクトルを選択させてから所定期間経過した後、選択部５２に対して、第１ウエイトベクトルを選択させるための選択指示を生成する。切替部５６は、生成した選択指示を選択部５２へ出力する。
【００２８】
ここでは、以上の処理をさらに詳しく説明する。受信の初期状態では、信号バッファ５８よびウエイトバッファ５０がともに有効な状態で、アダプティブアレイ制御がなされている。そのため、信号バッファ５８から出力される受信信号は、選択部５２から出力されるウエイトベクトルよりも、タイミングが遅れている。また、その際、選択部５２は、第１ウエイトベクトルを選択する。その結果、第１合成部１８は、信号バッファ５８から出力される受信信号よりも相対的に先行した受信信号に対してウエイトベクトルを導出している。これは、信号バッファ５８から出力される受信信号からすると、第１合成部１８が未来の受信信号に対して演算処理を実行していることに相当する。
【００２９】
切替部５６は、誤差が誤差量レベルしきい値より小さくなったタイミングにおいて、ウエイトベクトルが目標値に到達したと判定する。切替部５６は、第１ウエイトベクトルから第２ウエイトベクトルへの切替を決定する。これに対応した選択指示によって、選択部５２は、第１ウエイトベクトルの選択から第２ウエイトベクトルの選択へ切りかえる。これは、ウエイトバッファ５０が有効の状態から無効の状態へ切りかえられることに相当する。その結果、ウエイト導出部３０によって導出された第２ウエイトベクトルが、少ない遅延量で即座に第２合成部２０へ供給される。第２合成部２０では、ウエイトベクトルの導出期間が短縮されたようになるので、瞬時に最適なウエイトベクトルによるアレイ合成結果が出力される。
【００３０】
受信信号の変動が大きいために誤差が安定しない場合、切替部５６は、第１ウエイトベクトルを選択させ続ける。これは、ウエイトバッファ５０を有効にし続けることに相当する。一方、切替部５６は、第２ウエイトベクトルへ切りかえさせた後に、伝搬環境の急変動によって、誤差が誤差量レベルしきい値以上になる場合に、第１ウエイトベクトルへ切りかえさせる。このように、選択部５２は、伝搬環境の状況、つまり誤差の状況に応じて切りかえられる。図４（ａ）−（ｃ）は、切替部５６における動作概要を示す。図４（ａ）は、選択部５２において選択されたウエイトベクトルに対する誤差量を示し、図４（ｂ）は、ウエイト導出部３０において導出されたウエイトベクトルに対する誤差量を示す。ここで、横軸が時間を示し、縦軸が誤差量を示す。
【００３１】
また、図４（ｃ）は、切替部５６からの選択指示の内容を示す。ここで、有効は、第１ウエイトベクトルの選択を示し、無効は、第２ウエイトベクトルの選択を示す。図４（ｂ）において、切替部５６は、誤差および変動範囲がしきい値よりも小さくなったタイミングＴ１において、第１ウエイトベクトルから第２ウエイトベクトルへの切替を決定する。仮に第１ウエイトベクトルを選択し続けた場合、図４（ａ）の誤差量は、点線「Ｌ１」になるが、第２ウエイトベクトルに切りかえることによって、図４（ａ）の誤差量は、実線「Ｌ２」になる。つまり、切替によって、誤差量が低減される。これは、収束が高速になったことと同等である。切替後、所定期間が経過すると、切替部５６は、次の伝搬環境の変動に備えて、第２ウエイトベクトルから第１ウエイトベクトルへ切りかえる。また、タイミングＴ２においても、タイミングＴ１と同様の動作が実行される。図１に戻る。
【００３２】
乗算部３６は、信号バッファ５８からの受信信号とウエイト導出部３０からのウエイトベクトルとを乗算し、加算部３８は、乗算部３６での乗算結果を加算する。以下では、加算した結果を第２アレイ合成結果とよぶ。つまり、乗算部３６、加算部３８は、ウエイトベクトルを使用しながら、信号バッファ５８からの受信信号をアレイ合成する。加算部３８は、第２アレイ合成結果を復調部２２へ出力する。復調部２２は、加算部３８からの第２アレイ合成結果を受けつけ、第２アレイ合成結果に対してアナログＦＭ復調を実行する。アナログＦＭ復調には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。アナログＦＭ復調の結果が、例えば、音声信号に相当する。制御部２４は、受信装置１００全体のタイミングを制御する。
【００３３】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００３４】
以上の構成による受信装置１００の動作を説明する。図５は、受信装置１００における切替手順を示すフローチャートである。切替部５６は、ウエイトバッファ５０を有効にする（Ｓ１０）。誤差量がしきい値よりも小さく、かつ変動量が一定範囲内であれば（Ｓ１２のＹ）、切替部５６は、ウエイトバッファ５０を無効にする（Ｓ１４）。一方、誤差量がしきい値よりも小さくなく、あるいは変動量が一定範囲内でなければ（Ｓ１２のＮ）、ステップ１４はスキップされる。
【００３５】
図６は、受信装置１００における別の切替手順を示すフローチャートである。切替部５６は、ウエイトバッファ５０を無効にする（Ｓ２０）。一定期間経過すれば（Ｓ２２のＹ）、切替部５６は、ウエイトバッファ５０を有効にする（Ｓ２４）。一方、一定期間が経過しなければ（Ｓ２２のＮ）、ステップ２４はスキップされる。
【００３６】
図７は、受信装置１００における切替制御の別の構成を示す。これは、図示のごとく、アドレス制御部７０、第１リングバッファ７２、第２リングバッファ７４を含む。これらは、図１の第１ウエイトバッファ５０ａ、第２ウエイトバッファ５０ｂ、選択部５２の代わりに設けられる。これらによって、スイッチ２択方式とは別の制御がなされる。第１リングバッファ７２、第２リングバッファ７４は、デュアルポートメモリである。第１リングバッファ７２は、ウエイト導出部３０の第１乗算部３２ａ側の端子、第１乗算部３６ａに接続され、第２リングバッファ７４は、ウエイト導出部３０の第２乗算部３２ｂ側の端子、第２乗算部３６ｂに接続される。アドレス制御部７０は、図示しない切替部５６からの選択指示を受けつける。また、アドレス制御部７０は、第１リングバッファ７２、第２リングバッファ７４を使用してウエイトベクトルのデータを書き込むアドレスとウエイトベクトルのデータを読み出すアドレスの相対距離を変化させるための制御を実行する。図７では、ウエイトベクトルのデータを書き込むアドレスは、書き込みアドレス２１２と示され、ウエイトベクトルのデータを読み出すアドレスは、読み出しアドレス２１０と示される。このような制御によって、２択方式以上の遅延変化量が可能になる。
【００３７】
デュアルポートメモリによるアドレスアクセス方式とすれば、遅延量をあり／なしの２択だけではなく、中間オフセット量に相当したアドレス値が段階的に生成される。このようなアドレス値によって、デュアルポートメモリから段階的な遅延量に相当するウエイトベクトルが乗算部３６に共有される。その結果、信号の急変動を抑制でき、復調部２２から出力される再生信号の品質が改善される。
【００３８】
次に、本発明の変形例を説明する。変形例も、実施例と同様に、アダプティブアレイアンテナの構成を有した受信装置に関する。また、変形例に係る受信装置は、実施例と同様に、ウエイトベクトルの収束の程度に応じて、ウエイトバッファ５０を有効にするか否かを切りかえる。しかしながら、変形例は、実施例と比較して、受信信号の構成が異なる。実施例では、アナログＦＭ信号が受信されているが、変形例では、ＯＦＤＭ信号とアナログＦＭ信号とが周波数分割多重されている。具体的に説明すると、アナログＦＭ信号を挟むように低周波数側と高周波数側にＯＦＤＭ信号が配置されている。
【００３９】
これらの信号は、同一の放送局から報知されている。例えば、ＯＦＤＭ信号には、アナログＦＭ信号にて伝送される番組が格納される。また、ＯＦＤＭ信号に、付加的な情報が格納されてもよい。そのため、アナログＦＭ信号のみを受信可能な受信装置は、アナログＦＭ信号を復調して、音声信号を再生する。一方、ＯＦＤＭ信号も受信可能な受信装置は、ＯＦＤＭ信号を復調して、音声信号を再生する。なお、アナログＦＭ信号のみを受信可能な受信装置は、図１のように構成されるので、ここでは説明を省略する。
【００４０】
図８（ａ）−（ｂ）は、本発明の変形例に係る受信装置において受信される信号のスペクトルを示す。図８（ａ）−（ｂ）において、横軸は周波数を示し、縦軸は電力を示す。対象となるシステムでは、既存のアナログＦＭ放送の周波数を利用して、アナログＦＭ放送と同時にデジタル信号を伝送するハイブリッド方式が採用されている。具体的には、既存のアナログＦＭ信号の帯域内および両側のサイドバンドに、デジタル信号が付加されている。図８（ａ）では、アナログＦＭ信号が、ｆｃを中心周波数として、周波数ｆ１からｆ２の帯域に配置され、低周波数側のサイドバンドに第１ＯＦＤＭ信号が配置され、高周波数側のサイドバンドに第２ＯＦＤＭ信号が配置される。なお、第１ＯＦＤＭ信号と第２ＯＦＤＭ信号は、「ＯＦＤＭ信号」と総称される。ここで、第１ＯＦＤＭ信号は、周波数ｆＬからｆ１の帯域に配置され、第２ＯＦＤＭ信号は、周波数ｆ２からｆＵの帯域に配置されている。各ＯＦＤＭ信号は、複数のサブキャリアにて構成されている。
【００４１】
図８（ｂ）では、図８（ａ）と同様に、第１ＯＦＤＭ信号、アナログＦＭ信号、第２ＯＦＤＭ信号が配置されている。ここでは、さらに、第１ＯＦＤＭ信号の高周波数側に第１拡張信号が配置され、第２ＯＦＤＭ信号の低周波数側に第２拡張信号が配置される。第１拡張信号および第２拡張信号は、アナログＦＭ信号の帯域内に配置されており、第１ＯＦＤＭ信号と同様にＯＦＤＭ信号にて形成される。第１拡張信号は、周波数ｆ１からｆ３の帯域に配置され、第２拡張信号は、周波数ｆ４からｆ２の帯域に配置されている。なお、第１拡張信号や第２拡張信号には、第１ＯＦＤＭ信号や第２ＯＦＤＭ信号に格納されない情報が格納される。
【００４２】
図８（ａ）−（ｂ）を受信可能な受信装置１００は、図１と同様のタイプである。ここでは、差異を中心に説明する。後段フィルタ１６は、受信信号のそれぞれに含まれたＯＦＤＭ信号や拡張信号の成分を低減するように、受信信号を帯域制限する。乗算部３６、加算部３８は、選択部５２からのウエイトベクトルを使用しながら、アナログＦＭ信号とＯＦＤＭ信号とが合成された受信信号をアレイ合成する。復調部２２は、加算部３８からの第２アレイ合成結果のうち、ＯＦＤＭ信号や拡張信号を復調する。なお、復調部２２は、アナログＦＭ信号を復調してもよい。
【００４３】
本発明の実施例によれば、ウエイトベクトルを導出するための期間よりも長い期間にわたって、アレイ合成の対象になる受信信号を遅延させるので、受信信号に対して未来のタイミングに相当したウエイトベクトルを導出できる。また、受信信号に対して未来のタイミングに相当したウエイトベクトルが導出されるので、伝搬環境の変動を迅速に反映できる。また、伝搬環境の変動を迅速に反映したウエイトベクトルが導出されるので、受信特性を向上できる。また、誤差や変動範囲が小さくなった場合に、第１ウエイトベクトルから第２ウエイトベクトルへ切りかえるので、誤差を擬似的に小さくできる。また、誤差が擬似的に小さくされるので、ウエイトベクトルの収束期間を短縮できる。また、ウエイトベクトルの収束期間が短縮されるので、受信特性を向上できる。また、アナログＦＭ信号とＯＦＤＭ信号が多重化された受信信号にも対応可能であるので、適用範囲を拡大できる。
【００４４】
また、帯域制限した受信信号を使用するので、干渉電力が大きくても、干渉波とは別の方向にメインローブが向けられたウエイトベクトルを導出できる。また、干渉波とは別の方向にメインローブが向けられたウエイトベクトルが導出されるので、受信特性を向上できる。また、ウエイトベクトルを使用して、帯域制限していない受信信号をアレイ合成するので、音質の悪化を抑制できる。また、干渉波とは別の方向にメインローブが向けられたウエイトベクトルにて、帯域制限していない受信信号をアレイ合成するので、干渉信号が存在する環境下においても、音質の悪化を抑制しながら受信特性を向上できる。また、後段フィルタの帯域幅を前段フィルタの帯域幅よりも狭くするので、ウエイトベクトルを導出する際に干渉波の影響を低減できる。
【００４５】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４６】
本発明の実施例において、ふたつのアンテナ１０が備えられている。しかしながらこれに限らず例えば、３つ以上のアンテナ１０が備えられてもよい。本変形例によれば、受信装置１００の構成の自由度を向上できる。
【符号の説明】
【００４７】
１０  アンテナ、  １２  ＲＦ部、  １４  前段フィルタ、  １６  後段フィルタ、  １８  第１合成部、  ２０  第２合成部、  ２２  復調部、  ２４  制御部、  ３０  ウエイト導出部、  ３２  乗算部、  ３４  加算部、  ３６  乗算部、  ３８  加算部、  ５０  ウエイトバッファ、  ５２  選択部、  ５４  監視部、  ５６  切替部、  ５８  信号バッファ、  １００  受信装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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