(57)【要約】【課題】アダプティブアレイ式の受信装置において処理精度を向上させる。【解決手段】受信装置は、複数のアンテナにて受信される受信信号のうち、基準値を超える振幅を有する第１の受信信号を検出する検出部と、前記複数の受信信号のうち前記第１の受信信号以外の受信信号の合成された振幅に基づき、前記複数の受信信号の指向性を制御するアダプティブアレイ処理を行う処理部とを有し、精度が低い信号を用いないようにすることで処理精度を向上させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナにて受信される受信信号のうち、基準値を超える振幅を有する第１の受信信号を検出する検出部と、
前記複数の受信信号のうち前記第１の受信信号以外の受信信号の合成された振幅に基づき、前記複数の受信信号の指向性を制御するアダプティブアレイ処理を行う処理部と、
を有する受信装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記処理部は、振幅がゼロクリアされた前記第１の受信信号を含む前記複数の受信信号を用いて前記アダプティブアレイ処理を行う
受信装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
各アンテナの受信信号を増幅する増幅部を有する
受信装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記受信信号は、振幅変調された信号を有する
受信装置。
【請求項５】
複数のアンテナを有する受信装置の制御方法であって、
前記複数のアンテナにて受信される受信信号のうち、基準値を超える振幅を有する第１の受信信号を検出する工程と、
前記複数の受信信号のうち前記第１の受信信号以外の受信信号の合成された振幅に基づき、前記複数の受信信号の指向性を制御するアダプティブアレイ処理を行う工程と、
を有する制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナにて受信される受信信号を用いてアダプティブアレイ処理を行う受信装置と、その制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）や携帯電話といった移動体無線通信では、移動端末の位置変化にともない、基地局での受信電力が一時的に低下するフェージングが生じる。よって、基地局側で移動端末からの送信信号を安定的に受信するための方法が提案されている（たとえば、特許文献１）。そのうちの１つに、アダプティブアレイアンテナ方式がある。この方式では、複数のアンテナで移動端末の送信信号を受信し、各アンテナの受信信号の合成振幅が最大になるように各アンテナの受信信号の位相を制御して、移動端末ごとに最適な指向性が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７４１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アダプティブアレイ方式の受信装置では、すべてのアンテナで正確な受信信号を得ることが求められるところ、精度が低い受信信号が混入すると処理に支障を来たすおそれがある。たとえば、アンテナごとに設けられるＡＧＣアンプ等の回路素子に誤動作が生じ、受信信号の振幅が過大に増幅され、Ａ／Ｄ変換可能な範囲で飽和してしまう場合がある。すると、指向性の制御が正確に行えなくなるだけでなく、データを正確に復調することができなくなるという問題がある。
【０００５】
そこで、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、処理精度を向上させることが可能なアダプティブアレイ式の受信装置とその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の一側面における受信装置は、複数のアンテナにて受信される受信信号のうち、基準値を超える振幅を有する第１の受信信号を検出する検出部と、前記複数の受信信号のうち前記第１の受信信号以外の受信信号の合成された振幅に基づき、前記複数の受信信号の指向性を制御するアダプティブアレイ処理を行う処理部と
を有する。
【０００７】
前記処理部は、振幅がゼロクリアされた前記第１の受信信号を含む前記複数の受信信号を用いて前記アダプティブアレイ処理を行うとよい。
【０００８】
また、上記の受信装置は、各アンテナの受信信号を増幅する増幅部を有するとよい。また、前記受信信号は、振幅変調された信号を有する。
【０００９】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。なお、方法やプログラムの各ステップは、データの処理においては必要に応じて、ＣＰＵ、ＤＳＰなどの演算処理装置を使用するものであり、入力したデータや加工・生成したデータなどをＨＤＤ、メモリなどの記憶装置に格納するものである。
【００１０】
例えば、本発明を方法として実現した受信装置の制御方法は、複数のアンテナにて受信される受信信号のうち、基準値を超える振幅を有する第１の受信信号を検出する工程と、  前記複数の受信信号のうち前記第１の受信信号以外の受信信号の合成された振幅に基づき、前記複数の受信信号の指向性を制御するアダプティブアレイ処理を行う工程とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
以下に説明する実施形態によれば、アダプティブアレイ式の受信装置において、正確な指向性の制御と復調処理とが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態における受信装置が適用される基地局装置の構成図である。
【図２】受信装置のブロック図である。
【図３】振幅検出部の動作手順を説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態における受信装置が適用される基地局装置の構成図である。基地局装置１０は、ＰＨＳや携帯電話等の移動端末と無線通信を行う。無線信号には、たとえば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：４位相偏移変調）方式で変調されたプリアンブル信号と、これに続く１６ＱＡＭ（16-Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調）等の方式で変調されたデータ信号が含まれる。
【００１５】
基地局装置１０は、アンテナ１１、無線通信部１２、制御部１３、記憶部１４、インターフェース部１５を備える。基地局装置１０は、インターフェース部１５を介してインターネットなどの公衆通信網１６に接続される。さらに、基地局装置１０は、公衆通信網１６を介して管理センタ１８の情報処理装置等に接続される。
【００１６】
アンテナ１１は、図示を省略する移動端末と、通話音声やメールなどのデータ信号を送受信する。アンテナ１１は、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナである。無線通信部１２は、送受信信号の指向性を制御するアダプティブアレイ処理、受信信号の復調処理、送信信号の変調処理などを行う。制御部１３は、無線通信部１２の動作の制御や、インターフェース部１５を介して行われる管理センタ１８との通信を制御する。制御部１３は、記憶部１４に格納される制御プログラムに従って制御手順を実行する。ここにおいて、無線通信部１２が、本実施形態の受信装置に対応する構成を含む。
【００１７】
図２は、無線通信部１２における受信装置に対応する機能のブロック図である。無線通信部１２は、アレイアンテナを構成する複数のアンテナ１１から入力される受信信号を、アンテナの数分の処理系により処理する。たとえば、無線通信部１２は、それぞれアンテナ１１の数分の、ＲＦ（Radio Frequency）部２１、ＡＧＣアンプ２２、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器２３、及び直交検波部２４を有する。さらに、無線通信部１２は、振幅検出部２５、アダプティブアレイ処理部２６、及び復調部２７を有する。
【００１８】
各アンテナ１１は、無線信号を受信し、受信された無線信号をそれぞれ対応するＲＦ部２１に出力する。各ＲＦ部２１は、ローノイズアンプ、周波数変換器、帯域通過フィルタ、受信電力検出部などを含む。各ＲＦ部２１は、アンテナ１１からそれぞれ入力される無線信号をローノイズアンプで増幅し、さらに中間周波数信号にダウンコンバートした信号を受信信号として、対応するＡＧＣアンプ２２に出力する。
【００１９】
各ＡＧＣアンプ２２は、それぞれ対応するＲＦ部２１から入力される受信信号の振幅が目標振幅に近づくような利得で受信信号を増幅する。そして、各ＡＧＣアンプ２２は、増幅した受信信号を、それぞれ対応するＡ／Ｄ変換器２３に出力する。
【００２０】
ここにおいて、ＲＦ部２１とＡＧＣアンプ２２のいずれかまたは両方が、本実施形態における「増幅部」に対応する。
【００２１】
各Ａ／Ｄ変換器２３は、ＡＧＣアンプ２２から入力されるアナログの受信信号をディジタル信号に変換し、そのディジタル信号をそれぞれ対応する直交検波部２４に出力する。
【００２２】
各直交検波部２４は、ディジタル信号に含まれる、同期用プリアンブル信号に続くデータ信号を直交検波し、分離されたＩ・Ｑ信号を振幅検出部２５に出力する。
【００２３】
振幅検出部２５は、各直交検波部２４から入力される受信信号のレベルが、基準値を超えるか否かを判定する。たとえば、Ｉ信号及び／またはＱ信号のレベルが、基準値を超えるか否かが判定される。基準値は、Ａ／Ｄ変換器２３によりＡ／Ｄ変換されたディジタル信号の飽和レベルか、またはこれに近似するレベルである。かかる基準値には、アダプティブアレイ処理に支障を来たすような任意の信号レベルが、予め選定されて設定される。
【００２４】
そして、振幅検出部２５は、複数のアンテナ１１それぞれの受信信号のうち、振幅が基準値を超える受信信号をゼロクリアして、すべての受信信号をアダプティブアレイ処理部２６に出力する。あるいは、振幅が基準値を超えた受信信号を選択的に出力しないようにしてもよい。
【００２５】
振幅検出部２５は、たとえば、制御プログラムを格納したメモリと、制御プログラムを実行するプロセッサとを備えたＤＳＰ（Digital Signal Processor）やマイクロコンピュータである。
【００２６】
アダプティブアレイ処理部２６は、入力される複数の受信信号に基づき、アダプティブアレイ処理を行う。たとえば、アダプティブアレイ処理部２６は、各アンテナ１１の受信信号の位相をずらしながら合成振幅を求め、合成振幅が最大になるような各受信信号の位相を検出する。そして、アダプティブアレイ処理部２６は、検出した位相を用いた合成信号を復調部２７に出力する。そうすることで、復調部２７は、信号の送信元である移動端末ごとに最適な指向性で受信した受信信号を処理できる。また、本実施形態では、振幅が飽和し精度が低下した受信信号がある場合でも、上述した振幅検出部２５の動作により精度が低い受信信号を除外してアダプティブアレイ処理を行うことで、精度よく指向性を制御できる。さらに、精度が低い受信信号を用いないことで、精度よく後述の復調処理を行うことができる。
【００２７】
アダプティブアレイ処理部２６は、たとえば、制御プログラムを格納したメモリと、制御プログラムを実行するプロセッサとを備えたＤＳＰ（Digital Signal Processor）やマイクロコンピュータである。
【００２８】
復調部２７は、アダプティブアレイ処理部２６から入力されるＩ・Ｑ信号のレベルを判定し、その判定結果に基づいてシリアルデータを復元する。復元されたシリアルデータは、復調データとして図示を省略した後段回路に出力される。
【００２９】
図３は、無線通信部１２の動作手順を示すフローチャート図である。この手順は、たとえば、数マイクロ秒〜数十マイクロ秒といった周期で、振幅検出部２５により実行される。
【００３０】
振幅検出部２５は、各直交検波部２４から入力される受信信号の振幅をチェックする（Ｓ３０２）。たとえば、受信信号のレベルの最大値が飽和レベルに対応する予め設定された基準値と比較され、大小が判断される。そして、振幅検出部２５は、受信信号の振幅が飽和していなければ（Ｓ３０４のＮｏ）受信信号をそのままアダプティブアレイ処理部２６に出力し（Ｓ３０８）、受信信号の振幅が飽和してる場合は（Ｓ３０４のＹｅｓ）受信信号をゼロクリアして（Ｓ３０６）アダプティブアレイ処理部２６に出力する（Ｓ３０８）。そして、手順Ｓ３０４〜Ｓ３０８が、その実行回数がアンテナ本数に満たないうちは繰り返し実行され（Ｓ３１０のＮｏ）、実行回数がアンテナ本数分に一致すると（Ｓ３１０のＹｅｓ）本制御処理が終了する。
【００３１】
このように、本実施形態における受信装置、及びその制御方法によれば、アダプティブアレイ式の受信装置において、正確な指向性の制御と復調処理とが可能になる。
【００３２】
なお、上述の説明では、基地局装置に適用される受信装置を示した。しかし、本実施形態における受信装置は、アレイアンテナによるアンテナごとの受信信号をアダプティブアレイ処理する受信装置であれば、基地局以外にも、たとえば移動端末にも適用できる。
【００３３】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１１  アンテナ
２１  ＲＦ部
２２  ＡＧＣアンプ
２３  Ａ／Ｄ変換器
２４  直交検波部
２５  振幅検出部
２６  アダプティブアレイ処理部
２７  復調部
【図１】
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【図２】
2014049825.tif 000004
【図３】
2014049825.tif 000005