(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを用いて複数のユーザからの信号を受信することができる無線受信システムであって、
前記複数のアンテナで受信された信号に所定の信号処理を施す信号処理手段と、
前記複数のアンテナで受信された前フレームの信号に基づいて、優先的に処理するユーザを選択する選択手段と、
前記信号処理手段から出力される信号に基づいて、前記選択されたユーザに対応する信号成分を抽出する第１の信号抽出手段と、
前記信号処理手段から出力される信号に対する前記第１の信号抽出手段で抽出された信号成分の関係に関するパラメータ情報を推定する第１の推定手段と、
前記信号処理手段から出力される信号を、前記選択されたユーザに対応する前記パラメータ情報を考慮した信号で減算する第１の演算手段とを備えたことを特徴とする無線受信システム。
【請求項２】
前記各手段は、アンテナの数より少ない数で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の無線受信システム。
【請求項３】
前記選択手段は、前のフレームでの受信電力が高かったユーザの信号、又は、前のフレームでエラーフリーになったユーザの信号、又は、前のフレームでフェージングが小さかったユーザの信号、又は、前のフレームでアレイ処理の誤差が小さかったユーザの信号、又は、前のフレームで応答ベクトルの推定精度が高かったユーザの信号のいずれかに基づいてユーザを選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線受信システム。
【請求項４】
前記第１の信号抽出手段で抽出された複数のユーザに対応する信号成分がそれぞれ復調エラーを含むか否かを判定する複数の第１のエラー判定手段と、
を更に備え、
前記信号処理手段から出力される信号から前記第１のエラー判定手段により復調エラーを含まないと判定された前記抽出された信号成分を、対応する前記パラメータ情報を考慮して減算する第１の演算手段とを備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の無線受信システム。
【請求項５】
前記複数のユーザからの信号はＰＤＭＡ通信方式によって伝送された信号であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の無線受信システム。
【請求項６】
前記複数のユーザからの信号はＣＤＭＡ通信方式によって伝送された信号であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の無線受信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は無線受信システムに関し、特に、ＰＤＭＡ（Path Division Multiple Access）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）などの通信方式による無線受信システムであって、受信信号から、他のユーザによる干渉信号成分を除去することができる無線受信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、急速に発達しつつある携帯型電話機のような移動通信システムにおいて、周波数の有効利用を図るべく種々の伝送チャネル割当方法が提案されており、その一部のものは実用化されている。
【０００３】
図１２は、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）及びＰＤＭＡの各種通信システムにおけるチャネルの配置図である。まず、図１２を参照して、ＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ及びＰＤＭＡについて簡単に説明する。
【０００４】
図１２（ａ）はＦＤＭＡのチャネル配置を示す図であって、異なる周波数ｆ１〜ｆ４の電波でユーザ１〜４のアナログ信号が周波数分割されて伝送され、各ユーザ１〜４の信号は周波数フィルタによって分離される。
【０００５】
図１２（ｂ）はＴＤＭＡのチャネル配置を示す図であって、各ユーザのデジタル化された信号は、異なる周波数ｆ１〜ｆ４の電波でかつ一定の時間（タイムスロット）ごとに時分割されて伝送され、各ユーザ１〜８の信号は、周波数フィルタと、基地局及び各ユーザ移動端末装置間の時間同期とにより分離される。
【０００６】
一方、最近では、携帯型電話機の普及により電波の周波数利用効率を高めるために、ＰＤＭＡ方式が提案されている。このＰＤＭＡ方式は、図１２（ｃ）に示すように、同じ周波数における１つのタイムスロットを空間的に分割して複数のユーザのデータを伝送するものである。このＰＤＭＡでは各ユーザの信号は、周波数フィルタと、基地局及び各ユーザ移動端末装置間の時間同期と、アダプティブアレイなどの信号抽出装置とを用いて分離される。
【０００７】
図１３は従来のＰＤＭＡ用基地局の受信システムを示す図である。この例では、ユーザ１と２とを識別するために、４本のアンテナ３〜６が設けられていて、それぞれのアンテナの出力は周波数変換回路７に与えられて、それぞれ対応する局部発振信号Ｌｏによって周波数変換され、Ａ／Ｄ変換器８によってデジタル信号に変換されてデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１０Ｄに与えられる。
【０００８】
ＤＳＰ１０Ｄには、アダプティブアレイ１１，１２と、受信信号ベクトル計算機１３と、メモリ１４と、相関値計算機１５と、チャネル割当装置１６とが内蔵されている。アダプティブアレイ１１，１２は、Ａ／Ｄ変換器８から出力される受信信号から特定のユーザ信号のみを抽出する。各アダプティブアレイはたとえば、タイムスロットに含まれるプリアンブルを用いる方法、変調信号の包絡線が一定となる性質を用いる方法などのウェイトベクトル計算方法に依拠して、後述するチャネル割当装置１６で指定されたユーザ信号を抽出する。
【０００９】
受信信号ベクトル計算機１３はＡ／Ｄ変換器８からの受信信号とアダプティブアレイ１１，１２の出力信号とを入力し、すべてのユーザに対応した受信信号ベクトルを計算してメモリ１４に記憶させる。チャネル割当装置１６はメモリ１４と相関値計算機１５とに対して二人のユーザを指定する。相関値計算機１５はメモリ１４に記憶した受信信号ベクトルのうち、指定された二人のユーザの受信信号ベクトルの相互相関値を計算する。チャネル割当装置１６は二人のユーザの受信信号ベクトルの算出された相互相関値を受取る。そして、その相互相関値がある一定値以下であれば、その二人のユーザを同一時刻のタイムスロットにパス多重接続させる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図１３に示したアダプティブアレイ１１，１２はそれぞれ対応のユーザ１及び２の信号を抽出するが、ユーザ１及び２に加えてたとえばユーザ３がユーザ１と同じ方向から信号を送信してきた場合、アダプティブアレイ１１からユーザ１及びユーザ３の信号が混ざり合って出力されることになる。しかしながら、従来のアダプティブアレイ１１ではユーザ１及び３の信号を分離できず、ユーザ１の信号のみを抽出することができなかった。
【００１１】
それゆえに、この発明の主たる目的は、干渉キャンセラを用いて不要なユーザの信号をキャンセルすることにより通信品質を向上できるような無線受信システムを少ないハード構成で提供することである。
【００１２】
更に、この発明は、干渉キャンセラ等をＤＳＰで構成した場合に、１つのハード構成で自己ループにより処理を行う、このような処理においても効率的の処理を行い、信号処理時間を短縮することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、複数のアンテナを用いて複数のユーザからの信号を受信することができる無線受信システムであって、前記複数のアンテナで受信された信号に所定の信号処理を施す信号処理手段と、前記複数のアンテナで受信された前フレームの信号に基づいて、優先的に処理するユーザを選択する選択手段と、前記信号処理手段から出力される信号に基づいて、前記選択されたユーザに対応する信号成分を抽出する第１の信号抽出手段と、前記信号処理手段から出力される信号に対する前記第１の信号抽出手段で抽出された信号成分の関係に関するパラメータ情報を推定する第１の推定手段と、前記信号処理手段から出力される信号を、前記選択されたユーザに対応する前記パラメータ情報を考慮した信号で減算する第１の演算手段と、を備える。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、前記各手段は、アンテナの数より少ない数で構成される。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、前記選択手段は、前のフレームでの受信電力が高かったユーザの信号、又は、前のフレームでエラーフリーになったユーザの信号、又は、前のフレームでフェージングが小さかったユーザの信号、又は、前のフレームでアレイ処理の誤差が小さかったユーザの信号、又は、前のフレームで応答ベクトルの推定精度が高かったユーザの信号のいずれかに基づいてユーザを選択することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、上記の請求項１乃至３のいずれかに記載の無線受信システムにおいて、前記第１の信号抽出手段で抽出された複数のユーザに対応する信号成分がそれぞれ復調エラーを含むか否かを判定する複数の第１のエラー判定手段と、を更に備え、前記信号処理手段から出力される信号から前記第１のエラー判定手段により復調エラーを含まないと判定された前記抽出された信号成分を、対応する前記パラメータ情報を考慮して減算する第１の演算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１から４のいずれかに記載の無線受信システムにおいて、複数のユーザからの信号はＰＤＭＡ通信方式によって伝送された信号である。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１から４のいずれかに記載の無線受信システムにおいて、複数のユーザからの信号はＣＤＭＡ通信方式によって伝送された信号である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の前提となるマルチステージの干渉キャンセラとして提案されたＰＤＭＡ用基地局の受信システムを示すブロック図である。この発明の前提となる提案された受信システムは、同じ時刻に送信されたｍ（ｍは２以上の整数）人のユーザ１，…，ｋ，…，ｍからの信号Ｓ1（ｔ），…，Ｓk（ｔ），…，Ｓm（ｔ）を互いに分離して並列に取出すものである。
【００２０】
図１において、図１３の従来例と同様に、ＰＤＭＡ用基地局の受信システムには、４本のアンテナ３〜６と、周波数変換回路７と、Ａ／Ｄ変換器８とが設けられている。Ａ／Ｄ変換器８から出力された入力信号ベクトルＸ1（ｔ）は、第１段目の演算装置１０１と、第１段目のアダプティブアレイＡＡ11，…，ＡＡk1，…，ＡＡm1と、第１段目のパラメータ推定器ＰＥ11，…，ＰＥk1，…，ＰＥm1とに与えられる。アダプティブアレイの詳細については後で説明する。
【００２１】
アダプティブアレイＡＡ11，…，ＡＡk1，…，ＡＡm1からは、対応するユーザの信号成分を最も強く含む（その他にも他のユーザからの干渉信号成分をも含む）複素信号であるユーザ信号Ｙ11（ｔ），…，Ｙk1（ｔ），…，Ｙm1（ｔ）がそれぞれ出力され、第１段目の演算装置１０１に与えられるとともに、それぞれ対応する検波器ＤＥ11，…，ＤＥk1，…，ＤＥm1で検波される。
【００２２】
パラメータ推定器ＰＥ11，…，ＰＥk1，…，ＰＥm1は、それぞれ、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）と、検波器ＤＥ11，…，ＤＥk1，…，ＤＥm1の対応する検波出力とに基づいて、対応するユーザの受信応答ベクトルＨ11，…，Ｈk1，…，Ｈm1を推定し、第１段目の演算装置１０１に与える。より具体的に、各パラメータ推定器は、対応するユーザの信号成分が入力信号ベクトルにどの程度含まれているか、対応するユーザの信号成分が入力信号ベクトルに対してどの程度位相回転しているか、などを推定する。
【００２３】
第１段目の演算装置１０１は、各ユーザｉ（ｉ＝１，２，…，ｍ）ごとに、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）から、当該ユーザｉを除く他のすべてのユーザの信号成分を差し引くことにより、干渉信号成分を除去し、当該ユーザｉのさらなる入力信号ベクトルＸi2（ｔ）を算出し出力する。演算装置１０１の動作については、図２を参照して後で詳細に説明する。
【００２４】
第１段目の演算装置１０１は、ユーザごとに対応して入力信号ベクトルＸ12（ｔ），…，Ｘk2（ｔ），…，Ｘm2（ｔ）を出力し、対応する第２段目のアダプティブアレイＡＡ12，…，ＡＡk2，…，ＡＡm2に与える。
【００２５】
第２段目のアダプティブアレイＡＡ12，…，ＡＡk2，…，ＡＡm2から出力されるユーザ信号Ｙ12（ｔ），…，Ｙk2（ｔ），…，Ｙm2（ｔ）は、第２段目の演算回路１０２に与えられるとともに、それぞれ対応する検波器ＤＥ12，…，ＤＥk2，…，ＤＥm2で検波される。
【００２６】
パラメータ推定器ＰＥ12，…，ＰＥk2，…，ＰＥm2は、それぞれ、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）と、検波器ＤＥ12，…，ＤＥk2，…，ＤＥm2の対応する検波出力とに基づいて、対応するユーザの受信応答ベクトルＨ12，…，Ｈk2，…，Ｈm2を推定し、第２段目の演算装置１０２に与える。演算装置１０２は、さらなる入力信号ベクトルＸ13（ｔ），…，Ｘk3（ｔ），…，Ｘm3（ｔ）を出力し、対応する（図示省略した）第３段目のアダプティブアレイＡＡ13，…，ＡＡk3，…，ＡＡm3に与える。
【００２７】
このように、アダプティブアレイとパラメータ推定器と演算装置とからなる干渉キャンセラを直列に複数段（第１段から第Ｌ段まで）設けたことにより、それぞれの段から出力されるユーザ信号に含まれる他のユーザ信号成分の割合を段階的に減少させて、干渉の除去がさらに図られることになる。その結果、通信特性のさらなる向上が図られる。
【００２８】
図２は、図１に示した複数段の演算装置の一例としての演算装置１０１の具体的なブロック図である。図２において、演算装置１０１は、乗算器ＭＰ1，…，ＭＰk-1，ＭＰk+1，…，ＭＰmと加算器ＡＤkとから構成されている。なお、説明の簡略化のために図示していないが、図示した乗算器及び加算器以外にも、乗算器ＭＰk及び加算器ＡＤ1，…，ＡＤk-1，ＡＤk+1，…，ＡＤmが演算装置１０１に内蔵されているものとする。
【００２９】
乗算器ＭＰ1，…，ＭＰk-1，ＭＰk+1，…，ＭＰmにはそれぞれ、アダプティブアレイＡＡ11，…，ＡＡk-1，ＡＡk+1，…，ＡＡmからのユーザ信号Ｙ11（ｔ），…，Ｙ(k-1)1（ｔ），Ｙ(k+1)1（ｔ），…，Ｙm1（ｔ）と、パラメータ推定器ＰＥ11，…，ＰＥ(k-1)1，ＰＥ(k+1)1，…，ＰＥm1からの受信応答ベクトルＨ11，…，Ｈ(k-1)1，Ｈ(k+1)1，…，Ｈm1とが与えられる。
【００３０】
乗算器ＭＰ1，…，ＭＰk-1，ＭＰk+1，…，ＭＰmの出力は加算器ＡＤkの負の入力に与えられ、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）は加算器ＡＤkの正の入力に与えられる。これにより、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）からユーザｋ以外のユーザに対応する信号成分が減算され、ユーザｋに対応する信号成分Ｘk2（ｔ）が加算器ＡＤkから出力されることになる。前述のように、これらのアダプティブアレイ、パラメータ推定器及び演算装置は全体として、１段の干渉キャンセラを構成しているものとする。
【００３１】
この結果、かなりの干渉信号成分が除去されることになる。そして、このようにして演算装置１０１により干渉信号成分がかなり除去された新たな入力ベクトル信号Ｘk2（ｔ）を第２段目以降の干渉キャンセラに与えることにより、最終的に出力されるユーザ信号Ｓk（ｔ）に含まれる他のユーザからの干渉信号成分の割合を十分に低下させることができ、良好な通信特性を実現することができる。
【００３２】
なお、加算器ＡＤk以外の図示しない加算器の各々にも、並行して同様に、乗算器ＭＰ1，…，ＭＰk，…，ＭＰmのうちの当該加算器に対応する乗算器以外のものからの出力と、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）とが与えられる。そしてこれらの加算器はそれぞれ、図１に示す新たな入力信号ベクトルを出力して第２段目以降の干渉キャンセラに与えている。
【００３３】
次に、図１及び図２に示した装置のさらに具体的な動作について説明する。
アンテナ素子数をｎ本、同時に通話するユーザ数をｍ人とすると、Ａ／Ｄ変換器８から出力される入力信号ベクトルＸ1（ｔ）は次式で表わされる。
【００３４】
Ｘ1（ｔ）＝［ｘ1（ｔ），ｘ2（ｔ），…ｘn（ｔ）］T  …  （１）
ｘj（ｔ）＝ｈj1Ｓ1（ｔ）＋ｈj2Ｓ2（ｔ）＋…＋ｈjiＳi（ｔ）＋…＋ｈjmＳm（ｔ）＋ｎj（ｔ），（ｊ＝１，２，…，ｎ）  …  （２）
上記の第（１）式及び第（２）式をベクトル表記に直すと次の第（３）式が得られる。
【００３５】
Ｘ1（ｔ）＝Ｈ1Ｓ1（ｔ）＋Ｈ2Ｓ2（ｔ）＋…＋ＨiＳi（ｔ）＋…＋ＨmＳm（ｔ）＋Ｎ（ｔ）  …  （３）
Ｈi＝［ｈ1i，ｈ2i，…，ｈni］T，（ｉ＝１，２，…，ｍ）  …  （４）
Ｎ（ｔ）＝［ｎ1（ｔ），ｎ2（ｔ），…，ｎn（ｔ）］T  …  （５）
【００３６】
次に，図２の演算装置１０１から新たな入力信号ベクトルＸk2（ｔ）が出力される動作についてさらに詳細に説明する。
【００３７】
パラメータ推定器ＰＥ11，…，ＰＥk1，…，ＰＥm1でＨi（ｉ＝１，２，…，ｍ）が推定できるものとする。また１段目のアダプティブアレイＡＡ11，…，ＡＡk1，…，ＡＡm1が比較的良好に動作したとすると、Ｙi1（ｔ）≒Ｓi（ｔ）とみなすことができる。
【００３８】
この段階で、すべてのユーザ信号とすべてのユーザ信号の受信応答ベクトルとが求まったことになる。ここで、２段目のユーザｋの信号検出に用いる入力信号ベクトルＸk2（ｔ）を第（６）式により求めることができる。
【００３９】
Ｘk2（ｔ）＝Ｘ1（ｔ）−Ｈ1Ｓ1（ｔ）−…−Ｈk-1Ｓk-1（ｔ）−Ｈk+1Ｓk+1（ｔ）−…−ＨmＳm（ｔ）  …  （６）
この第（６）式に第（３）式を代入すると、第（７）式が得られる。
【００４０】
Ｘk2（ｔ）＝ＨkＳk（ｔ）＋Ｎ（ｔ）  …  （７）
Ｘ1（ｔ）とＸk2（ｔ）を比較すると、Ｘk2（ｔ）の方がＳk（ｔ）以外の干渉成分Ｓi（ｔ）（ｉ＝１，２，…ｍ、ただしｉ≠ｋ）が減少していて、２段目のアダプティブアレイがより動作しやすくなる。
【００４１】
図１に示すように、干渉キャンセラを複数段接続して構成したマルチステージの干渉キャンセラでは、受信信号をアダプティブアレイによってユーザごとに分離し、当該ユーザ以外のユーザの信号を干渉波として受信信号から除去して得た結果を、当該ユーザの入力信号として次段の干渉キャンセラに与えている。この結果、次段の干渉キャンセラでは、入力されるユーザ信号の干渉波が少ない分、通信特性の良いユーザ信号が得られる。そして、このような干渉波の除去を複数段繰返すことによって干渉波の除去はさらに進み、ＣＩＲ（Carrier to Inte rference Ratio）はより改善され、所望のユーザ信号をより抽出しやすくなる。
【００４２】
しかしながら、上述のようなマルチステージ干渉キャンセラを用いれば確かに干渉波の除去は進むものの、次のような問題点が生じる。
【００４３】
（１）上述のマルチステージ干渉キャンセラ（以下、ＭＩＣと記す。）の例では、各アダプティブアレイで抽出されたユーザ信号を、その復調エラーの有無を判定することなく、受信信号から干渉波成分として除去するように構成されている。したがって、もしもアダプティブアレイで抽出されたユーザ信号に復調エラーがあり、何らかの変形した波形、たとえばインパルス状の波形を有する信号となっていれば、このようなエラーを含む信号成分が受信信号から減算された結果得られる各演算装置の出力（次段の干渉キャンセラへの入力信号）には、復調エラーの影響によるインパルス状のノイズが含まれることになるなどの影響が生じることになる。
【００４４】
（２）上記したＭＩＣ処理は処理量が多いという問題がある。そのため、ハード的にパフォーマンスの高いハードを必要とし、コストパフォーマンスが低下してしまう。
【００４５】
（３）ハードなどの要因などで、例えば、１ステージで処理できるユーザが１ユーザ分しかないシステムだとすると、次のステージに行くためには、必ずエラーフリーユーザにならなければならない。
【００４６】
（４）また、例えば、１ステージで処理できるユーザが２ユーザ分であったとしても最初に処理するユーザがエラーフリーになりやすい、即ち、処理したユーザの復元信号で干渉除去できる方がよい。このようにすると、次ステージでは、まだエラーフリーになっていないユーザの信号対干渉比（ＳＩＲ）が確保されエラーフリーになりやすくすることができる。
【００４７】
この発明は、上述の（１）から（４）の課題を解決しようとするものである。この発明では、最初に処理するユーザの選択条件をエラーフリーになりやすいユーザを選択するものである。エラーフリーになりやすい目安として、「▲１▼受信電力（ＳＮＲ）の高いユーザ、▲２▼前のフレームでエラーフリーになったユーザ、▲３▼フェージング（ＦＤ）の小さいユーザ、▲４▼アレイ処理におけるＭＳＥ（Mean  Square Error）の小さいユーザ、▲５▼応答ベクトル推定精度の高いユーザ」が挙げられる。
【００４８】
ユーザの受信電力が高い、即ち、信号対雑音比（ＳＮＲ）が高いということは、所望信号が抽出し易いため、エラーフリーになりやすい。前のフレームでエラーがないということは、当該フレームでもエラーにならない確率が高い。ＦＤが小さいいうことは、所望信号が抽出し易いため、エラーフリーになりやすい。
【００４９】
また、ＭＳＥは、アレイ処理により出力されるものであり、以下の通りである。即ち、アダプティブアレイにおけるアレイ処理は、アレイ出力ｙ（ｔ）をできるだけ参照信号ｄ（ｔ）に近づけるよう最適ウェイトを決定する。どの程度参照信号と近いかを評価する基準として、アレイ出力と参照信号との平均二乗誤差が次式により定義される。
【００５０】
ＭＳＥ＝Ｅ［│ｄ（ｔ）−ｙ（ｔ）│2］
ここで、ｄ（ｔ）は時刻ｔにおける参照信号を表し、ｙ（ｔ）は時刻ｔにおけるアレイ出力信号を表すとする。また、Ｅ［］はアンサンブル平均操作を表す。
【００５１】
以上のことから、ＭＳＥが小さいほど所望信号の抽出が良いため、エラーフリーになりやすい。
【００５２】
更に、応答ベクトル推定精度がよいということは、所望信号の抽出ができていることであり、エラーフリーになりやすい。また、干渉除去において、精度良く除去が行えるため、次ステージに移行しても効率的に所望信号が抽出できる。
【００５３】
［実施の形態１］
図３は、この発明の実施の形態１によるＰＤＭＡ用基地局の受信システムを示すブロック図である。この実施の形態１においては、エラーフリーになりやすい目安として、上記した「▲１▼受信電力の高いユーザ」を用い、１ステージで処理できるユーザが１ユーザ分しかないシステムである。
【００５４】
図３に示すように、この実施の形態の例では、４本のアンテナ３〜６が設けられていて、それぞれのアンテナの出力は周波数変換回路７に与えられて、それぞれ対応する局部発振信号Ｌｏによって周波数変換され、Ａ／Ｄ変換器８によってデジタル信号に変換されて受信電力検出部９に与えられる。
【００５５】
受信電力検出部９はＡ／Ｄ変換器８から与えら４本のアンテナのからのデジタル出力により、当該ユーザの受信電力の大きさを求め、優先ユーザ選択器１０に与える。この優先ユーザ選択器１０は、後述するように、干渉除去部ＩＣで算出された各ユーザの前のフレームにおける受信応答ベクトルＨが与えられ、ＳＮＲを推定する。
【００５６】
なお、エラーフリーになりやすい目安として「▲２▼前のフレームでエラーフリーになったユーザ」、「▲３▼フェージング（ＦＤ）の小さいユーザ」、「▲４▼アレイ処理におけるＭＳＥ（Mean Square Error）の小さいユーザ」、「▲５▼応答ベクトル推定精度の高いユーザ」を用いる場合は、この優先ユーザ選択器１０は、干渉除去部ＩＣ等よりデータを受け取り、後述するようにデータを算出し、このデータに基づき優先するユーザを選択する。例えば、ＦＤは、算出された受信応答ベクトルＨに基づき求める。また、ＭＳＥは上述した式に基づいて干渉除去部ＩＣのアダプティアレイで算出したデータに基づき求める。前のフレームでエラーフリーになったユーザを格納しておき、前のフレームでエラーフリーになったユーザを用いる場合には、この格納したデータの中からエラーフリーユーザを選択する。更に、応答ベクトルの推定精度の高いユーザを優先的に処理する場合は、前のフレームのＦＤ、ＳＮＲ、干渉信号の度合（ＳＩＲ：信号対干渉波比）の基づいて推定し、ユーザを選択する。
【００５７】
図３に示すように、エラーフリーになりやすいユーザを選択するために、受信電力検出部９からの出力と干渉除去部ＩＣより与えられる前フレームの応答ベクトルＨ、エラー情報等のデータにより、優先ユーザ選択器１０は優先するユーザを選択し、干渉除去部ＩＣ内のアダプティブアレイ部に優先するユーザの信号を選択するように指示する。なお、干渉除去部ＩＣと演算装置１０１′で干渉キャンセラの基本構成をなしている。
【００５８】
干渉除去部ＩＣ１では、優先ユーザ選択器１０からの指示に従い、所望信号Ｙ１（指示されたユーザの信号）、応答ベクトルＨ１及びエラー判定信号Ｅ１を出力する。応答ベクトルＨ１及びエラー判定信号Ｅ１は、次回の優先ユーザ選択のため優先ユーザ選択器１０へ出力する。エラー判定信号Ｅ１の優先ユーザ選択器１０への出力は必ずしも必要ではないが、例えば、ユーザ１が第１ステージで選択されたにもかかわらず、その処理の結果エラーだったとする。第２ステージでは、ユーザ１を選択せずに、次に電力の高いユーザが選択されたとする。その結果、エラーフリーになったとする。このような場合、第３ステージでの選択ユーザは、次に電力の高いユーザか、今までに選択されたが、エラーだったユーザかを選択することが考えられる。後者の処理を行う場合、以前のステージで処理されたユーザのエラー判定結果が必要になる。このような処理を行うために、エラー判定信号Ｅ１が優先ユーザ選択器１０へ出力されている。
【００５９】
なお、図示の簡略化のために省略しているが、演算装置１０２′の後段にも第２段目の干渉キャンセラと全く同じ態様で干渉キャンセラが構成されているものとする。
【００６０】
したがって、図３の受信システムは、全体としてマルチステージの干渉キャンセラで構成されたことになり、最終段の干渉キャンセラからの出力が当該受信システムの最終出力となる。
【００６１】
図３の受信システムにおいて、干渉除去部ＩＣはすべて同じ構成を有しており、その一例として干渉除去部ＩＣkの構成を図４に示す。
【００６２】
図４において、干渉除去部ＩＣkに入力された入力信号ベクトルＸ1（ｔ）からアダプティブアレイＡＡkで抽出されたユーザｋの複素信号は、復調器ＤＭkによってビット情報信号に変換される。このビット情報信号は、エラー判定器ＥＤkに与えられるとともに再変調器ＲＭkにも与えられる。アダプティブアレイＡＡkには、優先ユーザ選択器１０から選択するユーザを選ぶための指示信号が与えられる。なお、後述するが、ＭＳＥはアダプティブアレイＡＡkで算出され、このＭＳＥをエラーフリーになりやすい目安として用いる場合には、アダプティブアレイＡＡkからＭＳＥが優先ユーザ選択器１０へ送出される。
【００６３】
エラー判定器ＥＤkは、復調器ＤＭkからのビット情報信号に基づいて、アダプティブアレイＡＡkからの抽出信号の復調エラーの有無を判定する。そして、復調エラー有りと判定すれば、Ｌレベルのエラー判定信号Ｅkを発生して第１段目の干渉キャンセラの演算装置１０１′に与える。
【００６４】
再変調器ＲＭkは、復調器ＤＭkからのビット情報信号を再度、複素信号であるユーザ信号Ｙk（ｔ）に変換し、第１段目の干渉キャンセラの演算装置１０１′に与えるとともに、パラメータ推定器ＰＥkに与える。
【００６５】
パラメータ推定器ＰＥkは、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）と、ユーザ信号Ｙk（ｔ）とに基づいて、対応するユーザの受信応答ベクトルＨkを算出し、第１段目の干渉キャンセラの演算装置１０１′に与える。
【００６６】
図４に示すような、アダプティブアレイ、復調器、エラー判定器、再変調器、パラメータ推定器及び干渉信号除去選択器からなる配列は、図３のすべての干渉除去部ＩＣに共通であるので、さらなる説明は繰り返さない。
【００６７】
次に、この受信システムを動作に基づき説明する。まず、図１の受信システムと同様に、Ａ／Ｄ変換器８からは入力信号ベクトルＸ1（ｔ）が出力され、干渉除去ＩＣと受信電力検出部９に与えられる。
【００６８】
この実施の形態の例では、４本のアンテナ３〜６が設けられていて、それぞれのアンテナの出力は周波数変換回路７に与えられて、それぞれ対応する局部発振信号Ｌｏによって周波数変換され、Ａ／Ｄ変換器８によってデジタル信号に変換されて受信電力検出部９に与えられる。
【００６９】
受信電力検出部９はＡ／Ｄ変換器８から与えられる４本のアンテナからのデジタル出力により、受信した電力を優先ユーザ選択器１０に与える。優先ユーザ選択器１０は、どのユーザの受信電力が大きいか判断し、干渉除去部ＩＣにて受信電力が最大のものを選択するように、選択信号を与える。干渉除去部ＩＣは与えられた選択信号に応じて、干渉除去の処理を行う。優先するユーザの信号が与えられた干渉除去部ＩＣでは、所望信号Ｙ１（指示されたユーザの信号）、応答ベクトルＨ１及びエラー判定信号Ｅ１を出力する。この所望信号Ｙ１（指示されたユーザの信号）、応答ベクトルＨ１及びエラー判定信号Ｅ１は演算部１０１’に入力され、干渉除去の判定に基づき処理される。
【００７０】
また、最後出力としてユーザ情報を通知するために、ここで処理したユーザが何であるかを示すＵ１と共に、所望信号Ｙ１（指示されたユーザの信号）、応答ベクトルＨ１及びエラー判定信号Ｅ１が通知される。なお、上記で示したように、エラー判定の結果エラーであったが、再度優先ユーザとしてアダプティブアレイ処理された場合は、複数の最終データが出力されることになるが、最後に出力されたものが優先となる。
【００７１】
次に、この優先ユーザ選択器１０において、最もエラーフリーになりやすいユーザを上記した▲１▼から▲５▼の中の条件を用いて選択する。まず、受信電力の高いユーザに従い選択する方法について説明する。
【００７２】
ユーザの受信電力の大きさ（ＳＮＲ：信号対雑音比）の算出につき説明する。受信電力検出部９からの信号は全ユーザの合成信号であるため、ユーザ毎の受信電力に変換しなければならない。そのためには、算出した受信応答ベクトルＨkを必要とする。
【００７３】
基本的には、各ユーザの応答ベクトル（複素数）のＩ成分とＱ成分の２乗和がそれぞれのユーザの電力となるが、応答ベクトルの大きさからは絶対的な大きさは分からない。そのために。受信電力検出部９からの受信電力を基準にして、それぞれのユーザの受信電力に分配する。以下のようにして分配される。
【００７４】
ユーザｉの受信電力＝（受信電力×ユーザｉの応答ベクトルの大きさ（２乗和）／（全ユーザの応答ベクトルの大きさ（２乗和）の総和）
【００７５】
例えば、２多重時において、受信電力検出部９からの電力が５０［ｄＢμＶ］であり、ユーザ２の応答ベクトルの大きさが３０，ユーザ１の応答ベクトルの大きさが７０、全てのユーザの応答ベクトルの大きさが１００（＝３０＋７０）であれば、ユーザ１の受信電力は３５［ｄＢμＶ］，ユーザ２の受信電力は１５［ｄＢμＶ］となる。
【００７６】
受信電力検出部９からの信号にノイズが含まれないとすると、上記値はＳ（所望波）信号の値である。従って、ＳＮＲに換算するためにはノイズとの比を取らなければならない。ノイズは基地局ごと若干異なるが事前に測定されているものとすると、
ＳＮＲ＝１０・ｌｏｇ10（所望波電力／ノイズ電力）
で計算される。
【００７７】
上記の方法により、優先ユーザ選択器１０は、各ユーザの受信電力の大きさを求める。そして、優先ユーザ選択器１０は、求めた各ユーザにおける受信電力の大きさの順序をメモリに格納し、格納した順序の中で一番大きな受信電力のユーザをまず最初に干渉除去の処理を行わせるように、干渉除去ＩＣに選択信号を与える。なお、メモリに各ユーザの受信電力の大きさの順序を格納するのは、次ステージ以降の処理において、どのユーザの信号を用いて干渉除去を行うか選択するために用いるためである。
【００７８】
なお、優先ユーザ選択器１０は、受信電力の最大のものを選ばすに、エラーフリーになりやすいことが分かっている電力以上のものの中からユーザ番号順にその信号を選択するように構成してもよい。
【００７９】
図５は、図３の受信システムを構成する複数段の干渉キャンセラの一例としての第１段目の干渉キャンセラの演算装置１０１′の具体的構成を示すブロック図である。図５において、演算装置１０１′は、乗算器ＭＰ1と、ＡＮＤゲートＡＮＤ1と、加算器ＡＤとから構成されている。
【００８０】
乗算器ＭＰ1にはそれぞれ、前段の干渉除去部ＩＣ1からのユーザ信号Ｙ1（ｔ）と、応答ベクトルＨ1とが与えられる。
【００８１】
乗算器ＭＰ1の出力はＡＮＤゲートＡＮＤ1の第１入力に与えられ、これらのＡＮＤゲートの第２入力には、前段の干渉除去部ＩＣ1からの対応のエラー判定信号Ｅ1が入力される。
【００８２】
ＡＮＤゲートＡＮＤ1の出力は加算器ＡＤの負の入力に与えられ、Ａ／Ｄ変換器８からの入力信号ベクトルＸ1（ｔ）は加算器ＡＤの正の入力に与えられる。
【００８３】
加算器ＡＤの出力は入力信号ベクトルＸ2（ｔ）として演算装置１０１′から出力され、図３に示すように、次のユーザに対応した干渉除去ＩＣ2に与えられる。
【００８４】
また、図５の演算装置１０１′のブロック図では図示省略したが、前段の干渉部ＩＣ1から出力された受信応答ベクトルＨ1、エラー判定信号Ｅ1、及びユーザ信号Ｙ1（ｔ）、演算装置１０１′をそのまま通過し、例えば、送信ウェイトを求めるための処理部に与えられる。
【００８５】
ここで、図５を参照して、上述のように干渉除去部において復調エラー有りと判定された場合につき説明する。判定されたユーザ信号、たとえばＹ1（ｔ）に対応した干渉除去部ＩＣ1のエラー判定器ＥＤ1からＬレベルのエラー判定信号Ｅ1が演算装置１０１′のＡＮＤゲートＡＮＤ1の他方入力に与えられる。この結果、当該ＡＮＤゲートは閉じられ、対応する乗算器ＭＰ1から出力される、受信応答ベクトルＨ1とユーザ信号Ｙ1（ｔ）との積、すなわちレプリカ信号の加算器ＡＤへの入力は阻止される。
【００８６】
この結果、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）から復調エラーを含むユーザ信号に対応する干渉波成分（レプリカ信号）は減算されない。
【００８７】
前段の干渉除去部ＩＣ1でエラー有りとの判定がなされていたときには、この実施形態では、優先ユーザ選択器１０が２番目にエラーフリーとなりやすいユーザを選択し、その選択信号Ｕを次段の干渉除去部ＩＣ2に与える。干渉除去部ＩＣ2は、与えられた選択信号Ｕに基づいて、選択されたユーザ信号（Ｙ）を抽出する。
【００８８】
この干渉除去部ＩＣ2は、先に図４のＩＣkに関連して説明したように、この入力信号ベクトルＸ2（ｔ）と（なお、前段でエラーありと判定されている場合には、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）の信号が与えられることになる）と前段で選択されなかったユーザの入力信号に基づいて、受信応答ベクトルＨ2と、エラー判定信号Ｅ2と、ユーザ信号Ｙ2（ｔ）とを新たに算出し、演算装置１０２’に与え、前述した動作が行われる。
【００８９】
一方、前段の干渉除去部ＩＣ1でエラー無しとの判定がなされていたときには、エラー判定信号Ｅ1に応じて、演算装置１０１′にて入力信号ベクトルから対応するユーザのレプリカ信号が減算された入力信号Ｘ2（ｔ）が干渉除去部ＩＣ2に与えられる。この干渉除去部ＩＣ2にて、次に選択されたユーザの入力信号と演算装置１０１′からの入力信号Ｘ2（ｔ）により、受信応答ベクトルＨ2，エラー判定信号Ｅ2，ユーザ信号Ｙ2とを新たに算出し、演算装置１０２’に与え、前述した動作が行われる。
【００９０】
以上の動作を要約すると、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）を受けた前段の干渉除去部ＩＣのうち、エラー無しのユーザに関しては、当該干渉除去部ＩＣで算出された受信応答ベクトルＨと、エラー判定信号Ｅと、ユーザ信号Ｙ（ｔ）とがそのまま次の信号処理部へ送出される。次段の干渉除去部ＩＣには、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）からエラーを含まないユーザ信号に対応する干渉波成分（レプリカ信号）を減算した信号が与えられる。
【００９１】
一方、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）を受けた前段の干渉除去部ＩＣのうち、エラー有りと判定されたユーザに関しては、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）から復調エラーを含むユーザ信号に対応する干渉波成分（レプリカ信号）は減算されない。
【００９２】
第２段目の干渉キャンセラの演算装置１０２′は、第１段目の干渉キャンセラの演算装置１０１′と全く同じ構成を有しており、図５に関連して説明した動作と全く同じ動作を実行する。すなわち、入力信号ベクトルＸ2（ｔ）から、復調エラーを含まないユーザ信号に対応するレプリカ信号のみが減算され、次の入力信号ベクトルＸ3（ｔ）が加算器ＡＤ（図５）から出力されることになる。
【００９３】
この結果、第２段目の干渉キャンセラの演算装置１０２′では、ノイズを導入することなくさらに高精度で干渉波除去がなされた入力信号ベクトルＸ3（ｔ）が得られる。
【００９４】
演算装置１０２′を含む第２段目の干渉キャンセラの動作は、演算装置１０１′の第１段目の干渉キャンセラの動作と全く同じである。
【００９５】
このような干渉キャンセラを複数段直列に接続し、各段の干渉キャンセラの演算装置において、入力信号ベクトルＸn（ｔ）から、エラー無しと判定されたユーザのレプリカ信号のみを減算することによって、各段の干渉キャンセラにおいて高精度な干渉波の除去を行うことができる。
【００９６】
そして、前段を含むいずれかの段における干渉除去部ＩＣでエラー無しと一旦判定されたユーザに関しては、その干渉除去部ＩＣで算出された受信信号ベクトルＨと、エラー判定信号Ｅと、ユーザ信号Ｙ（ｔ）と、優先選択信号Ｕとが、それぞれの段の干渉除去部ＩＣからそれぞれ最終出力まで与えられることになる。
【００９７】
なお、上記した例では、優先ユーザ選択回路１０は受信電力の大きさで優先ユーザを選択しているが、上記した▲２▼から▲５▼の条件につき優先ユーザを求める場合には以下のように行えばよい。
【００９８】
「▲２▼前のフレームでエラーフリーになったユーザ」の場合には、前のフレームのエラー判定Ｅに基づいて優先ユーザを選択するように構成すればよい。
【００９９】
「▲３▼フェージング（ＦＤ）の小さいユーザ」の場合には、優先ユーザ選択器１０に入力される前後のフレームの応答ベクトルからＦＤを推定し、ＦＤに基づいて優先ユーザを選択すればよい。
【０１００】
「▲４▼アレイ処理におけるＭＳＥ（Mean Square Error）の小さいユーザ」の場合には、干渉除去ＩＣのアダプティブアレイ部からＭＳＥを優先ユーザ選択器１０に入力し、ＭＳＥに基づいて優先ユーザを選択すればよい。
【０１０１】
「▲５▼応答ベクトル推定精度の高いユーザ」の場合には、優先ユーザ選択器１０で応答ベクトル推定精度を判断し、この推定精度で優先ユーザを選択すればよい。
【０１０２】
上記した動作を図６のフロー図に従い説明する。まず、優先ユーザの判定を行う（ステップＳ1０１）。受信電力の高いユーザなどの判定条件に基づき１つのユーザを選択する。そして、選択したユーザ信号に従って、同期処理を行う（ステップＳ１０２）。
【０１０３】
続いて、アレイ処理を行い受信信号から所望の信号を抽出する（ステップＳ1０３）。そして、復調処理が行われ、所望の位相情報をビット情報に変更する（ステップＳ1０４）。
【０１０４】
その後、復調エラー判定を行う（ステップＳ1０５）。即ち、復調した信号が正しいか否かを判定して、エラーか否かを記録する。
【０１０５】
次に、次ステージへの遷移判定を行う。即ち、復調エラー判定結果に基づき、次のステージに遷移できるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。そして、次ステージに行くか否か判断され（ステップＳ１０７）、次ステージに行く場合には、ステップＳ１０８へ進み、次ステージに行かない場合には、動作を終了する。
【０１０６】
ステップＳ１０８では、再変調処理を行い、復調したビット情報を再度位相情報に変調する。そして、応答ベクトルを推定し、除去するユーザ（再変調処理したユーザ）の位相振幅情報を推定する（ステップＳ１０９）。
【０１０７】
続いて、レプリカ信号を生成する。即ち、再変調信号と応答ベクトルから除去するユーザのレプリカ信号を生成する（ステップＳ１１０）。
【０１０８】
この後、受信信号からレプリカ信号を除去する（ステップＳ１１１）。そして、ステップＳ1０１に戻り、前述の動作を繰り返す。
【０１０９】
この実施の形態１の効果についてより具体的に説明する。上述の実施の形態１においては、マルチステージの干渉キャンセラの各段ごとに、演算装置において入力信号Ｘn（ｔ）から、エラーのないユーザに対応する干渉成分すなわちレプリカ信号を除去するように構成されている。このような実施の形態１の構成により、次のような効果が得られる。
【０１１０】
たとえば、４人のユーザのうち、ユーザ４の受信信号を求める場合において、エラーフリーとなる確率が極めて高いユーザ１の受信信号が選択され、前段の干渉除去部ＩＣ1でユーザ１が復調エラー無しと判定された場合、ユーザ１のレプリカ信号が第１段目の干渉キャンセラの演算装置１０１′において初期入力信号ベクトルＸ1（ｔ）から減算されることになる。この結果、第１段目の干渉キャンセラのユーザ４に関する受信信号Ｘ2（ｔ）は、
初期入力信号−（ユーザ１のレプリカ信号）
となる。
【０１１１】
次に、エラーフリーとなる確率が次に高いユーザ２の受信信号が選択され、前段の干渉除去部ＩＣ2でユーザ２が復調エラー無しと判定された場合、ユーザ２のレプリカ信号が第２段目の干渉キャンセラの演算装置１０２′において、次の入力信号ベクトルＸ2（ｔ）から減算されることになる。この結果、第２段目の干渉キャンセラのユーザ４に関する受信信号Ｘ3（ｔ）は、
受信信号Ｘ2（ｔ）−（ユーザ２のレプリカ信号）
となる。
【０１１２】
そして、エラーフリーとなる確率が次に高いユーザ３の受信信号が選択され、前段の干渉除去部ＩＣ3でユーザ３が復調エラー無しと判定された場合、ユーザ３のレプリカ信号が第３段目の干渉キャンセラの演算装置１０３′において、次の入力信号ベクトルＸ3（ｔ）から減算されることになる。この結果、第３段目の干渉キャンセラのユーザ４に関する受信信号Ｘ4（ｔ）は、
受信信号Ｘ3（ｔ）−（ユーザ３のレプリカ信号）
となる。
【０１１３】
このようにして、１つの干渉除去のハード構成であっても確実に干渉除去が行える。また、エラーフリーのユーザから優先的に処理することで、無駄なく干渉除去が行え、ＤＳＰで構成した場合、処理ステップを少なく、即ち、処理時間が短縮できる。
【０１１４】
［実施の形態２］
図７は、この発明の実施の形態２によるＰＤＭＡ用基地局の受信システムを示すブロック図である。上述した実施の形態１においては、エラーフリーになりやすい目安として、「受信電力の高いユーザ」を用い、１ステージで処理できるユーザが１ユーザ分しかないシステムである。この実施の形態２においては、最初に処理するユーザの選択条件をエラーフリーになりやすいユーザの内２つのユーザを選択するものである。エラーフリーになりやすい目安として、「受信電力の高いユーザ、前のフレームでエラーフリーになったユーザ、フェージング（ＦＤ）の遅いユーザ、アレイ処理におけるＭＳＥ（Mean Square Error）の小さいユーザ、応答ベクトル推定精度の高いユーザ」などの複数の条件に基づいて判断する。そして、１ステージで処理できるユーザは２ユーザ分のシステムである。
【０１１５】
図７において、演算装置１０１′と、２つのユーザごとに設けられた干渉除去部ＩＣとが、第１段目の干渉キャンセラの基本構成をなしている。
【０１１６】
なお、図示の簡略化のために省略しているが、演算装置１０２”の後段にも複数のユーザごとに第１段目の干渉キャンセラと全く同じ態様で干渉キャンセラが複数段続いているものとする。
【０１１７】
したがって、図７の受信システムは、全体としてマルチステージの干渉キャンセラで構成されたことになり、最終段の干渉キャンセラからの出力が、当該受信システムの最終出力となる。
【０１１８】
まず、図３の受信システムと同様に、Ａ／Ｄ変換器８からは入力信号ベクトルＸ1（ｔ）が出力され、第１段目の干渉キャンセラの演算装置１０１′に与えられるとともに、第１段目の干渉キャンセラに対応して設けられた複数の干渉除去部ＩＣ11、ＩＣ12にも共通に与えられる。
【０１１９】
図７の受信システムにおいて、干渉除去部ＩＣは上述した図４に示すものと同じ構成を有している。
【０１２０】
この実施の形態の例では、４本のアンテナ３〜６が設けられていて、それぞれのアンテナの出力は周波数変換回路７に与えられて、それぞれ対応する局部発振信号Ｌｏによって周波数変換され、Ａ／Ｄ変換器８によってデジタル信号に変換されて受信電力検出部９に与えられる。
【０１２１】
受信電力検出部９はＡ／Ｄ変換器８から与えらた４本のアンテナからのデジタル出力により、受信した電力を優先ユーザ選択器１０に与える。優先ユーザ選択器１０は、エラーフリーになりやすい２つのユーザを選択し、干渉除去部ＩＣにそれぞれ選択信号を与える。干渉除去部ＩＣはそれぞれ与えられた選択信号に応じて、干渉除去の処理を行う。
【０１２２】
この実施形態においては、エラーフリーになりやすい目安として「▲１▼受信電力の大きい」、以外に「▲２▼前のフレームでエラーフリーになったユーザ」、「▲３▼フェージング（ＦＤ）の小さいユーザ」、「▲４▼アレイ処理におけるＭＳＥ（Mean Square Error）の小さいユーザ」、「▲５▼応答ベクトル推定精度の高いユーザ」を用いて、これらのデータから２つのエラーフリーになりやすいユーザを選択するように構成している。
【０１２３】
図８は、この発明の実施の形態による優先ユーザ選択器の構成を示すブロック図である。図８を参照してこの発明の実施の形態による優先ユーザ選択器１０の動作につき説明する。
【０１２４】
この優先ユーザ選択器１０は、受信電力と算出した受信応答ベクトルＨに基づき、どのユーザがエラーフリーになりやすいか判断し、エラーフリーになりやすいユーザの復元信号のみ当該ステージでの干渉除去を行うように制御信号を出力する。
【０１２５】
この優先ユーザ選択器１０において、当該ユーザのＳＮＲ、ＦＤ、ＭＳＥ、前のフレームでエラーフリーになったユーザの情報に基づいて、エラーフリーユーザになりやすいユーザを選ぶか、或いは、応答ベクトル推定精度のよいユーザに基づきエラーフリーユーザなりやすいかを選ぶ。
【０１２６】
なお、応答ベクトル推定精度の良いユーザを選ぶためには、予めシミュレーションを実施し、ＳＮＲ、ＦＤ、干渉信号の度合（ＳＩＲ：信号対干渉波比）の各条件に応じた応答ベクトル推定精度を取得しておき、それをランキングし、テーブルに保持しておく。そして、算出した応答ベクトルＨに基づきＦＤ及びＳＩＲを検出し、また、受信電力検出部９からの信号に基づき、ＳＮＲを推定し、当該ステージでの優先ユーザを選択する。応答ベクトルの推定精度が高いと干渉除去するレプリカ信号の精度が向上するため、次ステージに入力される信号の精度が高くなる。その結果、次ステージでのエラーフリーとなる確率が高くなる。
【０１２７】
上記したように、テーブルには、当該ユーザの受信電力の大きさ（ＳＮＲ：信号対雑音比）、フェージング速度（ＦＤ）、ＭＳＥ、干渉信号の度合（ＳＩＲ：信号対干渉波比）等の各条件を全て保持してこれらのランキングに基づいて、当該ステージでの優先ユーザを選択するように構成してもよいが、処理速度等を考慮して、いずれかの条件により判定を行うようにしても良い。
【０１２８】
干渉除去ＩＣkにて、算出されたフレームのスロットにおける受信応答ベクトルＨが優先ユーザ選択器１０の相関演算および各条件推定回路１０１及びメモリ１０２に与える。
【０１２９】
相関演算および各条件推定回路１０１は、現在のフレームのスロットにおける受信応答ベクトルと、メモリ１０２に格納されている前フレームの対応するスロットにおける受信応答ベクトルとの相関値を演算する。
【０１３０】
なお、時間的に前後する２フレームの受信応答ベクトルの相関値αは次式により定義される。
【０１３１】
α＝│ｈ1ｈ2H│／│ｈ1││ｈ2│
ここで、ｈ2Hはｈ2の各成分の複素共役をとり、さらに転置したものを表す。
【０１３２】
また、ｈi（ｉ＝１，２）は、フレームｉにおけるアンテナ素子ごとの位相振幅情報を要素とする受信応答ベクトル（ｈ11，ｈ12，ｈ13，ｈ14）を表している。
【０１３３】
このようにして算出される相関値と、ドップラー周波数（フェージング速度）との正確な対応関係を求めることは困難であるが、実験によりおおよその対応関係を経験的に求めることができる。例えば、相関値が１から０．９５の範囲内にあれば、ドップラー周波数ＦＤはＦＤ＝０Ｈｚであると推定する。また、相関値が０．９５から０．８０の範囲内にあれば、ＦＤ＝１０Ｈｚであると推定する、等である。
【０１３４】
このように経験的に得られたと受信応答ベクトル相関値とドップラー周波数ＦＤとのおおよその対応関係が相関演算および各条件推定回路１０１に予め格納されており、上述の計算式により算出されたベクトル同士の相関値から、該当するドップラー周波数ＦＤが優先ユーザ判定器１０４に出力される。
【０１３５】
ユーザの受信電力の大きさ（ＳＮＲ：信号対雑音比）の算出につき説明する。受信電力検出部９からの信号は全ユーザの合成信号であるため、ユーザ毎の受信電力に変換しなければならない。そのためには、受信応答ベクトルＨを必要とする。
【０１３６】
基本的には、各ユーザの応答ベクトル（複素数）のＩ成分とＱ成分の２乗和がそれぞれのユーザの電力となるが、応答ベクトルの大きさからは絶対的な大きさは分からない。そのために。受信電力検出部９からの受信電力を基準にして、それぞれのユーザの受信電力に分配する。
【０１３７】
ユーザの干渉信号の度合（ＳＩＲ：信号対干渉波比）の算出について説明する。ＳＩＲはＳＮＲとは異なり、受信電力検出部９からの絶対的な受信電力は必要とせず、ユーザごとの受信電力の比で計算される。従って、上記した方法により、各ユーザの応答ベクトルから各ユーザの受信電力を計算し、それらの比を取ればよく、同様に
ＳＩＲ＝１０・ｌｏｇ10（所望波電力／干渉波電力）
で計算される。
【０１３８】
このようにして、相関演算及び各条件推定回路１０１は、受信応答ベクトルや受信応答ベクトル相関値とユーザの受信電力の大きさ（ＳＮＲ：信号対雑音比）、干渉信号の度合（ＳＩＲ：信号対干渉波比）を得、その値が優先ユーザ判定器１０４に出力される。
【０１３９】
予めシミュレーションを実施し、当該ユーザの受信電力の大きさ（ＳＮＲ：信号対雑音比）、フェージング速度（ＦＤ）、干渉信号の度合（ＳＩＲ：信号対干渉波比）の各条件に応じた応答ベクトル推定精度を取得しておき、それをランキングしたものがテーブルメモリ１０３に格納されている。
【０１４０】
また、このメモリ１０２には前のフレームでエラーフリーとなったユーザデータを格納する。
【０１４１】
優先ユーザ判定器１０４が応答ベクトル推定精度で優先ユーザを選択する場合には、相関演算および各条件推定回路１０１から与えられたＳＮＲ、ＳＩＲ、ＦＤを引数として、テーブルメモリ１０３を参照し、これらのランキングに基づいて、どのユーザを優先するかを選択し、その結果を出力する。
【０１４２】
また、優先ユーザ判定器１０４が受信電力の大きい順で優先ユーザを選択する場合には、相関演算および各条件推定回路１０１から与えられたＳＮＲを引数として、テーブルメモリ１０３を参照し、これらのランキングに基づいて、どのユーザを優先するかを選択し、その結果を出力する。
【０１４３】
優先ユーザ判定器１０４が前のフレームでエラーフリーになったユーザで優先ユーザを選択する場合には、メモリ１０２に格納された前のフレームの情報に基づき相関演算および各条件推定回路１０１をへてどのユーザを優先するかを選択し、その結果を出力する。
【０１４４】
また、優先ユーザ判定器１０４がＭＳＥで優先ユーザを選択する場合には、アダプティブアレイから与えられたＭＳＥを引数として、テーブルメモリ１０３を参照し、これらのランキングに基づいて、どのユーザを優先するかを選択し、その結果を出力する。
【０１４５】
上記のように、上記した▲１▼から▲５▼の条件により優先ユーザを選択するが、これら複数の条件を考慮して優先ユーザを選択してもよい。▲１▼から▲５▼により、エラーフリーになりやすい目安になる理由につき以下に簡単にまとめる。
【０１４６】
ＳＮＲが高いということは、所望信号が抽出し易いために、干渉除去部でエラーフリーになりやすい。ＳＮＲの算出は上述した方法により行える。
【０１４７】
前のフレームでエラーが少ないということは、当該フレームでもエラーにならない確率が高い。そのため、前のフレームのエラー状況を記憶しておき、干渉除去部での処理前に、エラー状況を確認すればよい。
【０１４８】
ＦＤが小さいということは、所望信号が抽出しやすく、干渉除去部でエラーフリーになりやすい。
【０１４９】
ＭＳＥが小さいほど所望信号の抽出がよいので、干渉除去部でエラーフリーになりやすい。
【０１５０】
応答ベクトルの推定精度がよいということは、所望信号の抽出ができていることであり、エラーフリーになりやすい。また干渉除去において精度良く除去が行えるため、次ステージに移行しても効率的に所望信号が抽出できる。
【０１５１】
上述したように、優先ユーザ選択器１０が応答ベクトル推定精度で優先ユーザを選択する場合には、相関演算及び各条件推定回路１０１から与えられたＳＮＲ、ＳＩＲ、ＦＤを引数として、テーブルメモリ１０３を参照し、これらのランキングに基づいて、優先ユーザを決定し、その結果を干渉除去ＩＣに出力する。
【０１５２】
図７に示した実施の形態２による受信システムは、上記したように、１つのステージで２つのユーザが処理できる点が図３に示した実施の形態１による受信システムと異なっている。
【０１５３】
また、この１段目の干渉キャンセラの演算装置１０１’（及び以降の各段の干渉キャンセラの演算装置）は、前述の図５に示す構成ではなく、図９に示すような構成を有している。
【０１５４】
図９に示した演算装置１０１’では、前段の干渉キャンセラの干渉除去部ＩＣ、たとえば干渉除去部ＩＣ11からの受信応答ベクトルＨ11，エラー判定信号Ｅ11，及びユーザ信号Ｙ11（ｔ）と、さらに干渉除去部ＩＣ12からの受信応答ベクトルＨ12、エラー判定信号Ｅ12及びユーザ信号Ｙ12（ｔ）とが与えられる。
【０１５５】
第１段目の干渉キャンセラの干渉除去部ＩＣ11からの受信応答ベクトルＨ11とユーザ信号Ｙ11（ｔ）とが乗算器ＭＰ1で乗算され、その出力はＡＮＤゲートＡＮＤ1の第１の入力に与えられる。またＡＮＤゲートＡＮＤ1の第２の入力には、干渉除去部ＩＣ11からのエラー判定信号Ｅ11が与えられる。
【０１５６】
また、第１段目の干渉キャンセラの干渉除去部ＩＣ12からの受信応答ベクトルＨ12とユーザ信号Ｙ12（ｔ）とが乗算器ＭＰ2で乗算され、その出力はＡＮＤゲートＡＮＤ2の第１の入力に与えられる。またＡＮＤゲートＡＮＤ2第２の入力には、干渉除去部ＩＣ12からのエラー判定信号Ｅ12が与えられる。
【０１５７】
ＡＮＤゲートＡＮＤ1とＡＮＤゲートＡＮＤ2の出力は加算器ＡＤの負入力に与える。
【０１５８】
加算器ＡＤの正入力には、実施の形態１のように入力信号ベクトルＸ1（ｔ）が入力される。
【０１５９】
以上は、優先ユーザ選択器１０で選択された第１番目の優先ユーザに対応する構成の説明であるが、演算装置１０１’は、第１番目の優先ユーザから第２番目の優先ユーザまで同様の構成を含むものとする。
【０１６０】
以上の構成を有する実施の形態２の受信システムの動作を説明すると、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）を受けた前段の干渉除去部ＩＣ11、ＩＣ21のうち、エラー無しと判定されたユーザに関しては、当該干渉除去部ＩＣで算出された受信信号ベクトルＨと、エラー判定信号Ｅと、ユーザ信号Ｙ（ｔ）とが、そのまま第１段目の干渉キャンセラの演算装置１０１′に与えられる。また、干渉除去部ＩＣで算出された受信信号ベクトルＨと、エラー判定信号Ｅと、ユーザ信号Ｙ（ｔ）と、優先信号Ｕは最終出力まで与えられる。
【０１６１】
すなわち、一旦前段の干渉除去部ＩＣでエラー無しと判定されたユーザに関しては、後段の干渉除去部ＩＣに与えられることはない。
【０１６２】
一方、入力信号ベクトルＸ1（ｔ）を受けた前段の干渉除去部ＩＣ11、ＩＣ21のうちエラー有りと判定されたユーザに関しては、第１段目の干渉キャンセラの演算装置１０１′では干渉除去されない。
【０１６３】
第２段目の干渉キャンセラの演算装置１０２’では、前段の干渉キャンセラの演算装置１０１′から出力された入力信号ベクトルＸ2（ｔ）から、復調エラーを含まないことが前段（第１段目）の干渉キャンセラの干渉除去部ＩＣで判定されたユーザに対応するレプリカ信号のみが、入力信号ベクトルＸ2（ｔ）から減算される。
【０１６４】
ここで、既に、前段の干渉除去部ＩＣ11，ＩＣ21のいずれかで、たとえば干渉除去部ＩＣ11でエラー無しが判定されたユーザ１に関しては、そのレプリカ信号は既に演算装置１０１′で、初期入力信号ベクトルＸ1（ｔ）から減算されてしまっており、演算装置１０２’の加算器ＡＤに与えられる入力信号ベクトルＸ2（ｔ）にはもはや含まれてはいない。
【０１６５】
そして、第２段目の干渉除去ＩＣには、一段目で選択されなかったユーザの信号が優先ユーザ選択器１０で選択されて与えられる。
【０１６６】
この実施の形態２の効果についてより具体的に説明すると、たとえば、４人のユーザのうち、ユーザ３の受信信号を求める場合において、前段の干渉除去部ＩＣ11及びＩＣ21においてユーザ１及び２がエラー無しと判定された場合、第１段目の干渉キャンセラのユーザ３に関する受信信号ベクトルＸ2（ｔ）は、
初期入力信号−（ユーザ１のレプリカ信号＋ユーザ２のレプリカ信号）
となる。
【０１６７】
すなわち、この実施の形態２では、エラー無しとして既に入力信号ベクトルから減算されたユーザについては、後段でもはや入力信号ベクトルから減算をやり直す必要はない。したがって、この実施の形態２によれば、計算処理量の大幅な軽減を図ることができる。
【０１６８】
［実施の形態３］
ところで、図３〜図９に示された実施の形態は、ＰＤＭＡ用基地局の受信システムに関するものである。近年、このＰＤＭＡ通信方式に加えて、ＣＤＭＡ通信方式が提案されており、すでに実用化されている。
【０１６９】
このＣＤＭＡ通信方式では、送信側で、送信されるデジタルデータのシンボルに所定の拡散符号を乗算して遥かに高い周波数の信号として送信し、受信側では上記拡散符号を用いて受信信号を逆拡散することによりデータの復調を行っている。
【０１７０】
ここで、拡散符号として互いに相関のない異なるものを複数種類用いれば、同一周波数の複数のデータ信号が拡散されて送信されている場合であっても、送信時に対応する拡散符号で逆拡散を行うことにより所望のユーザの信号のみを確実に分離抽出することができる。したがって、このＣＤＭＡ通信方式を用いることにより、さらなる通信容量の増大を図ることが可能となる。このようなＣＤＭＡ通信方式はすでに実用化され、当該技術分野において周知であるので、詳細な説明は省略する。
【０１７１】
以下に説明する実施の形態は、この発明による無線受信システムを、ＣＤＭＡ通信方式に適用したものである。
【０１７２】
図１０は、この発明の実施の形態３によるＣＤＭＡ用基地局の受信システムの要部を示すブロック図であり、図１１は、演算装置の具体的なブロック図である。
【０１７３】
図１０及びし図１１示す実施の形態３のＣＤＭＡ受信システムは、以下の点を除いて、図７ないし図９に示した実施の形態２のＰＤＭＡ受信システムと同じである。
【０１７４】
すなわち、図７に示す実施の形態２の受信システムの干渉除去部ＩＣの構成を、図１０に示す実施の形態３の構成に変更したものである。図１０に示す干渉除去部（一例としての干渉除去部ＩＣK1′）では、アダプティブアレイ及びパラメータ推定器の前段に、ＣＤＭＡ通信方式で送信されアンテナ３〜６で受信された信号を逆拡散するための逆拡散器ＩＳk1が設けられている。各干渉除去部において逆拡散器でユーザごとに逆拡散された受信信号は、対応するアダプティブアレイ及びパラメータ推定器に与えられ、前述の実施の形態２と同じ動作により、それぞれのユーザ信号が抽出されて、後段の干渉キャンセラの演算装置に与えられる。
【０１７５】
１段目の干渉キャンセラの演算装置は、乗算器ＭＰ1，ＭＰk-1の出力をそれぞれ拡散する拡散器Ｓ11，Ｓ12が設けられている点を除いて、図７に示した演算装置１０１′と同じである。
【０１７６】
すなわち、ＣＤＭＡ通信方式により拡散されたままの入力信号ベクトルＸ1（ｔ）からの減算を行うために、各乗算器の出力が再度対応する拡散符号により拡散される。
【０１７７】
そして各拡散器の出力、すなわち演算装置の出力は、後段の対応する干渉除去部の逆拡散器により再度逆拡散されて、アダプティブアレイ及びパラメータ推定器に与えられる。
【０１７８】
第２段の干渉キャンセラの演算装置は、第１段の演算装置と同じ構成を有している。他の動作は、図７ないし図９に示した実施の形態２と同じである。
【０１７９】
なお、上記した実施形態においては、干渉除去ＩＣでエラー判定を行っているが、エラーフリーになる確率が極めて高いユーザを優先的に選択できるので、エラー判定を省略してもある程度の精度は得られる。
【０１８０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１８１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、最初に処理するユーザがエラーフリーになりやすいユーザを選択して、効率的に干渉除去させることができるため、処理速度が向上でき、処理速度の速いハードを必要とせずに、ユーザに対応する信号抽出手段で抽出された干渉ユーザ信号成分を入力信号ベクトルから干渉除去手段で取除くことができ、移動通信システムなどの無線通信システムにおける通信品質の向上を図ることができる。しかも、規模を小型化できるのでコストパフォーマンスに優れる。
【０１８２】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の前提となるＰＤＭＡ用基地局の受信システムのブロック図である。
【図２】図１に示した演算装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるＰＤＭＡ用基地局の受信システムのブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１による干渉除去部の構成を示すブロック図である。
【図５】図３に示した演算装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態１の動作を説明するフロー図である。
【図７】この発明の実施の形態２によるＰＤＭＡ用基地局の受信システムのブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態による優先ユーザ選択器の構成を示すブロック図である。
【図９】図７に示した演算装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態３によるＣＤＭＡ用基地局の受信システムの干渉除去部の構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態３によるＣＤＭＡ用基地局の受信システムの演算装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】ＦＤＭＡ，ＴＤＭＡ及びＰＤＭＡの各通信方式におけるユーザ信号のチャネル配置図である。
【図１３】従来のＰＤＭＡ用基地局の受信システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１，２  ユーザ、３〜６  アンテナ、７  周波数変換回路、８  Ａ／Ｄ変換器、１０  優先ユーザ選択器  ＡＡ  アダプティブアレイ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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