(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、各パスに指向性形成を行う適応アンテナ受信装置であって、
アンテナ毎の多重拡散信号をマルチビームで受信する手段と、
各ユーザでビーム毎の遅延プロファイルを生成して、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎にレベルの大きな１個以上の値を選択して加算することで生成した１個の遅延プロファイルに基づいてパスタイミング検出を行う手段と、
検出したパスタイミングにおける選択ビームのレベル情報から各パスのビーム選択信号を生成する手段と、
各ユーザでパス毎にビーム毎の逆拡散出力に重み付け合成を行って位相変動を補正した後に各パスを合成する手段と、
前記ビーム選択信号に基づいて前記重み付け合成で用いる初期重みを決定する手段と、
それ以後、前記位相変動の逆補正を施した判定誤差信号と前記ビーム毎逆拡散出力とを用いて重みを適応更新する手段とを有することを特徴とする適応アンテナ受信装置。
【請求項２】
符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、各パスに指向性形成を行う適応アンテナ受信装置であって、アンテナ毎の多重拡散信号をマルチビームで受信するマルチビームフォーマと、各ユーザでビーム毎の遅延プロファイルを生成するビーム毎遅延プロファイル生成手段と、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎にレベルの大きな１個以上の値を選択して加算することで１個の遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル選択／合成手段と、前記遅延プロファイル選択／合成手段の出力に基づいてパスタイミング検出を行うパスタイミング検出手段と、検出したパスタイミングにおける選択ビームのレベル情報から各パスのビーム選択信号を生成するビーム選択信号生成手段と、各ユーザで前記マルチビームフォーマーの出力をパス毎に逆拡散したビーム毎の逆拡散出力に重み付け合成を行う重み付け合成手段と、前記重み付け合成手段の出力の位相変動を補正しかつ最大比合成の重み付けを行うレイク合成重み付け手段と、パス毎の前記レイク合成重み付け手段の出力を加算する合成器と、前記位相変動の逆補正を施した判定誤差信号と前記ビーム毎逆拡散出力とを用いて前記重み付け合成手段の重みを適応更新する重み適応制御手段とを有することを特徴とする適応アンテナ受信装置。
【請求項３】
符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、各パスに指向性形成を行う適応アンテナ受信装置であって、アンテナ毎の多重拡散信号をマルチビームで受信するマルチビームフォーマと、各ユーザでビーム毎の遅延プロファイルを生成するビーム毎遅延プロファイル生成手段と、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎にレベルの大きな１個以上の値を選択し加算して１個の遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル選択／合成手段と、前記遅延プロファイル選択／合成手段の出力に基づいてパスタイミング検出を行うパスタイミング検出手段と、検出したパスタイミングにおける選択ビームのレベル情報から各パスのビーム選択信号を生成するビーム選択信号生成手段と、各ユーザで前記マルチビームフォーマーの出力群から前記ビーム選択信号の中で最大の値を有するビームを含む直交マルチビーム群をパス毎に選択する直交マルチビーム群選択手段と、パス毎に逆拡散したビーム毎の逆拡散出力に重み付け合成を行う重み付け合成手段と、前記重み付け合成手段の出力の位相変動を補正しかつ最大比合成の重み付けを行うレイク合成重み付け手段と、パス毎の前記レイク合成重み付け手段の出力を加算する合成器と、前記位相変動の逆補正を施した判定誤差信号と前記ビーム毎逆拡散出力とを用いて前記重み付け合成手段の重みを適応更新する重み適応制御手段とを有することを特徴とする適応アンテナ受信装置。
【請求項４】
前記遅延プロファイル選択／合成手段は、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎に最もレベルの大きな値を選択して１個の遅延プロファイルを生成するよう構成したことを特徴とする請求項２または請求項３記載の適応アンテナ受信装置。
【請求項５】
前記遅延プロファイル選択／合成手段は、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎に最もレベルの大きな値と、その次にレベルの大きな値とを選択して加算することで１個の遅延プロファイルを生成するよう構成したことを特徴とする請求項２または請求項３記載の適応アンテナ受信装置。
【請求項６】
前記遅延プロファイル選択／合成手段は、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎に最もレベルの大きな値と、その次にレベルの大きな値とが最もレベルの大きな値のビームの隣接ビームである場合にその２個目の値を選択して加算することで１個の遅延プロファイルを生成するよう構成したことを特徴とする請求項２または請求項３記載の適応アンテナ受信装置。
【請求項７】
前記遅延プロファイル選択／合成手段は、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎に最もレベルの大きな値と、その次にレベルの大きなＮ個（Ｎは１以上の整数）の値とを順次選択して加算することで１個の遅延プロファイルを生成するよう構成したことを特徴とする請求項２または請求項３記載の適応アンテナ受信装置。
【請求項８】
前記遅延プロファイル選択／合成手段は、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎に最もレベルの大きな値と、その値から一定のレベル以内であるレベルの大きなＮ個（Ｎは１以上の整数）の値とを順次選択して加算することで１個の遅延プロファイルを生成するよう構成したことを特徴とする請求項２または請求項３記載の適応アンテナ受信装置。
【請求項９】
前記遅延プロファイル選択／合成手段は、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎に最もレベルの大きな値と、その次にレベルの大きなＮ個（Ｎは１以上の整数）の値とをその値がビーム毎の遅延プロファイルの平均雑音レベルから一定のレベル範囲を超えて大きい場合に順次選択して加算することで１個の遅延プロファイルを生成するよう構成したことを特徴とする請求項２または請求項３記載の適応アンテナ受信装置。
【請求項１０】
前記ビーム選択信号生成手段は、検出したパスタイミングにおいて選択／合成したビームに対するビーム選択信号としてそのレベルに比例した値を生成しかつ選択しなかったビームに対するビーム選択信号として０を生成し、
前記重み適応制御手段は、これらのビーム選択信号を適応制御開始時の初期重みに用いるようにしたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の適応アンテナ受信装置。
【請求項１１】
前記ビーム選択信号生成手段は、検出したパスタイミングにおいて選択／合成したビームに対するビーム選択信号としてそのレベルに比例した値を生成しかつ選択しなかったビームに対するビーム選択信号として０を生成し、
前記重み適応制御手段は、０でないビーム選択信号に選択ビーム出力から推定した位相成分を付加してから適応制御開始時の初期重みに用いるようにしたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の適応アンテナ受信装置。
【請求項１２】
前記ビーム選択信号生成手段は、検出したパスタイミングにおいて選択／合成したビームに対するビーム選択信号としてそのレベルに比例した値を生成しかつ選択しなかったビームに対するビーム選択信号として０を生成し、
前記重み適応制御手段は、０でないビーム選択信号の代わりに選択ビーム出力の伝送路推定値を適応制御開始時の初期重みに用いるようにしたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の適応アンテナ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は適応アンテナ受信装置に関し、特にＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多重アクセス）信号をマルチビームで受信し、ビーム毎の拡散信号を用いてパス検出とビーム選択とを行い、ビーム選択信号に基づく初期重みを用いて受信ＳＩＮＲ（希望信号電力対干渉雑音電力比）を最大にする適応受信を行う適応アンテナ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式は加入者容量を増大することができる可能性があり、移動通信セルラシステムの無線アクセス方式として期待されている。しかしながら、基地局受信側では、同時にアクセスする他ユーザ信号が干渉となる問題がある。これらの干渉を除去しながら、希望信号のみを受信する方法に適応アレーアンテナがある。適応アレーアンテナは複数のアンテナで信号を受信し、複素数の重み付け合成を行うことで、各アンテナの受信信号の振幅及び位相を制御して指向性ビームを形成し、希望ユーザ信号を受信するとともに、他ユーザ干渉信号を抑圧している。
【０００３】
従来の適応アンテナ受信装置の構成例を図１１に示す。図１１において、従来の適応アンテナ受信装置はＣＤＭＡ信号をアレーアンテナ（図示せず）で受信し、アンテナ毎の多重拡散信号を入力として各ユーザでマルチパスのタイミングを検出するためのパス検出部２００と、検出したパスタイミングを用いて各パスの逆拡散を行い、パス毎に指向性ビームを適応的に形成して受信し、それらの受信信号を合成して復調信号を出力する受信復調部１００とから構成されている。
【０００４】
パス検出部２００はスライディング相関器２０１と、アンテナ毎遅延プロファイル生成手段２０２と、遅延プロファイル合成手段２０３と、パスタイミング検出手段２０４とから構成されている。
【０００５】
スライディング相関器２０１はアンテナ毎に複数のチップにわたり、信号をチップ周期の１／ＮＲ  （ＮＲ  は１以上の整数）の分解能で逆拡散し、逆拡散信号系列を出力する。アンテナ毎遅延プロファイル生成手段２０２はスライディング相関器２０１のアンテナ毎の信号系列出力を同相でベクトル平均し、そのレベル（振幅あるいは電力）を計算し、さらに任意の時間平均を行うことで、一定周期で平均したアンテナ毎の遅延プロファイルを生成する。
【０００６】
遅延プロファイル合成手段２０３はアンテナ毎の遅延プロファイルを合成し、１個の遅延プロファイルを生成する。パスタイミング検出手段２０４は１個の遅延プロファイルに基づいて受信復調部１００で用いる複数のパスタイミングを検出する。このパスタイミング検出手段２０４は、一般に、０．７５〜１チップのパス選択間隔をとりながら、遅延プロファイルからレベルの大きなパスのタイミングを順次選択する方法がとられる。
【０００７】
受信復調部１００はマルチパス伝搬路に対応してパス数に相当するＬ個（Ｌは１以上の整数）のパス（＃１〜＃Ｌ）受信手段１１０−１〜１１０−Ｌと、合成器１２０と、判定器１３０と、スイッチ１４０と、減算器１５０とを有している。パス（＃１〜＃Ｌ）受信手段１１０−１〜１１０−Ｌは相関器１１１−１〜１１１−Ｌ（相関器１１１−２〜１１１−Ｌは図示せず）、ビームフォーマ１１２−１〜１１２−Ｌ（ビームフォーマ１１２−２〜１１２−Ｌは図示せず）と、レイク合成重み付け手段１１３−１〜１１３−Ｌ（レイク合成重み付け手段１１３−２〜１１３−Ｌは図示せず）と、正規化手段１１４−１〜１１４−Ｌ（正規化手段１１４−２〜１１４−Ｌは図示せず）と、乗算器１１５−１〜１１５−Ｌ（乗算器１１５−２〜１１５−Ｌは図示せず）と、アンテナ重み適応制御手段１１６−１〜１１６−Ｌ（アンテナ重み適応制御手段１１６−２〜１１６−Ｌは図示せず）とを有している。
【０００８】
相関器１１１−１〜１１１−Ｌはパスタイミング検出手段２０４で検出されたパスタイミングで拡散信号を逆拡散する。ビームフォーマ１１２−１〜１１２−Ｌは適応的に生成したユーザ固有のアンテナ重みを用い、アンテナ指向性ビームで相関器１１１−１〜１１１−Ｌの出力を受信する。
【０００９】
レイク合成重み付け手段１１３−１〜１１３−Ｌは各パスのビーム出力に重み付けを行い、位相変動を補正するとともに、パス合成後のＳＩＮＲ（希望信号電力対干渉雑音電力比）が最大（最大比合成）となるように重み付けを行う。
【００１０】
合成器１２０はレイク合成重み付け手段１１３−１〜１１３−Ｌの出力を加算し、パス合成を行うことで、高品質な復調結果を出力する。判定器１３０は復調信号を、送られた可能性の高い送信信号に判定する。スイッチ１４０は既知参照信号がある場合に既知参照信号を、既知参照信号がない場合に判定器１３０の出力を参照信号に用いるように切替える。減算器１５０は参照信号から復調信号を減算し誤差信号を生成する。減算器１５０で生成された誤差信号はパス（＃１〜＃Ｌ）受信手段１１０−１〜１１０−Ｌにそれぞれ分配される。
【００１１】
正規化手段１１４−１〜１１４−Ｌはレイク合成重み付け手段１１３−１〜１１３−Ｌで推定された伝送路推定値に対して正規化処理を行う。ここで、正規化手段１１４−１〜１１４−Ｌは演算量削減のために省略することができる。乗算器１１５−１〜１１５−Ｌは誤差信号に、正規化した伝送路推定値を乗じる。
【００１２】
アンテナ重み適応制御手段１１６−１〜１１６−Ｌは相関器１１１−１〜１１１−Ｌの出力と乗算器１１５−１〜１１５−Ｌの出力とを用いてアンテナ重みを適応的に更新する。アンテナ重み適応制御手段１１６−１〜１１６−Ｌとしては、一般に、最小二乗平均誤差制御（ＭＭＳＥ：Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｅｒｒｏｒ）が用いられ、ＭＭＳＥ制御では希望ユーザにビームを向けるだけでなく、ＳＩＮＲを最大にする制御を行うことができる。
【００１３】
判定誤差信号を用いた適応更新アルゴリズムにはＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムが知られている。
【００１４】
図１１に示す従来の適応アンテナ受信装置では、アレーアンテナの各受信信号に直接に重み付け合成を行い、ビーム形成する一般的な構成である。しかしながら、本構成ではパス検出部２００ではビーム形成が行われないため、アンテナ利得を活用したパス検出を行うことができない。そのため、アンテナ数が大きくなると、パス検出特性が劣化するという問題がある。
【００１５】
従来の別の適応アンテナ受信装置としてマルチビーム方式に基づく構成を図１２に示す。図１２において、この従来の適応アンテナ受信装置はＣＤＭＡ信号をアレーアンテナ（図示せず）で受信し、アンテナ毎の多重拡散信号をマルチビームで受信するマルチビームフォーマ３０１と、ビーム毎の拡散信号を入力として、パスの到来方向に相当するビームを選択するとともに、マルチパスのタイミングを検出するためのパス検出及びビーム選択部４００と、選択したビーム出力を入力とし、各パスタイミングで逆拡散を行い、重み付け合成して復調信号を出力する受信復調部３００とから構成されている。
【００１６】
マルチビームフォーマ３０１はアンテナ毎の拡散信号をマルチビームで受信し、ビーム毎の拡散信号を出力する。一般に、マルチビーム方式では演算量を削減するため、マルチビームフォーマ３０１として、各ユーザ毎の逆拡散処理に先立って配置され、全ユーザが多重された信号に対して共通にマルチビーム受信処理を行う。これによって、ユーザ当たりの演算量を大幅に削減することができる。
【００１７】
パス検出及びビーム選択部４００はスライディング相関器４０１と、ビーム毎遅延プロファイル生成手段４０２と、ビーム毎パスタイミング検出手段４０３と、ビーム／パスタイミング検出手段４０４とを有している。
【００１８】
スライディング相関器４０１はビーム毎に複数のチップにわたり、信号をチップ周期の１／ＮＲ  （ＮＲ  は１以上の整数）の分解能で逆拡散し、逆拡散信号系列を出力する。ビーム毎遅延プロファイル生成手段４０２はスライディング相関器４０１のビーム毎の信号系列出力を同相でベクトル平均し、そのレベル（振幅あるいは電力）を計算し、さらに任意の時間平均を行うことで、一定周期で平均したビーム毎の遅延プロファイルを生成する。
【００１９】
ビーム毎パスタイミング検出手段４０３はビーム毎に独立に遅延プロファイルから複数のパスタイミングを検出する。パスタイミング検出は、一般に、０．７５〜１チップのパス選択間隔をとりながら遅延プロファイルからレベルの大きなパスのタイミングを順次選択する方法がとられる。ビーム／パスタイミング検出手段４０４はビーム毎パスタイミング検出手段４０３で検出されたパスタイミングを全て合わせてその中から複数のレベルの大きなパスに関するタイミングとそのタイミングが検出されたビーム番号とを組として選択する。
【００２０】
受信復調部３００はパス数に相当するＬ個のパス（＃１〜＃Ｌ）受信手段３１０−１〜３１０−Ｌと、合成器３２０とを有している。パス（＃１〜＃Ｌ）受信手段３１０−１〜３１０−Ｌはスイッチ３１１−１〜３１１−Ｌ（スイッチ３１１−２〜３１１−Ｌは図示せず）と、相関器３１２−１〜３１２−Ｌ（相関器３１２−２〜３１２−Ｌは図示せず）と、レイク合成重み付け手段３１３−１〜３１３−Ｌ（レイク合成重み付け手段３１３−２〜３１３−Ｌは図示せず）とを有している。
【００２１】
スイッチ３１１−１〜３１１−Ｌはビーム／パスタイミング検出手段４０４で選択されたビームの出力を受信するように切替える。相関器３１２−１〜３１２−Ｌはビーム／パスタイミング検出手段４０４で選択されたパスタイミングで拡散信号を逆拡散する。
【００２２】
レイク合成重み付け手段３１３−１〜３１３−Ｌは相関器３１１−１〜３１１−Ｌの各出力に重み付けを行って位相変動を補正するとともに、パス合成後のＳＩＮＲが最大（最大比合成）となるように重み付けを行う。合成器３２はレイク合成重み付け手段３１３−１〜３１３−Ｌの出力を加算し、パス合成を行うことで、高品質な復調結果を出力する。
【００２３】
上記のような構成の適応アンテナ受信装置では、パス検出部及びビーム選択部４００がマルチビームフォーマ３０１によってビーム形成された信号を用いてパス検出を行うため、アンテナ数が大きい場合でもパス検出特性が劣化することがない。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
図１１に示す従来の適応アンテナ受信装置では、パス検出部２００でビーム形成が行われないため、アンテナ利得を活用したパス検出を行うことができない。そのため、アンテナ数が大きくなるとパス検出特性が劣化するという問題がある。また、パス検出部２００ではパスタイミング検出と同時に、受信復調部１００のビームフォーマ１１２−１〜１１２−Ｌで用いる初期アンテナ重みを生成することができないという問題がある。
【００２５】
また、図１２に示す従来の別の適応アンテナ受信装置では、上述した問題を解決することができる。しかしながら、この構成では受信復調部３００がマルチビームフォーマ３０１の出力から選択したビーム出力を受けるため、図１１に示す受信復調部１００で実現しているアンテナ毎の信号を直接に受けて受信ＳＩＮＲを最大にする適応的なビーム形成の効果が得られないという問題がある。
【００２６】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、演算量を大幅に削減することができ、優れたパス検出特性と受信復調特性とを実現することができる適応アンテナ受信装置を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の適応アンテナ受信装置は、符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、各パスに指向性形成を行う適応アンテナ受信装置であって、
アンテナ毎の多重拡散信号をマルチビームで受信する手段と、
各ユーザでビーム毎の遅延プロファイルを生成して、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎にレベルの大きな１個以上の値を選択して加算することで生成した１個の遅延プロファイルに基づいてパスタイミング検出を行う手段と、
検出したパスタイミングにおける選択ビームのレベル情報から各パスのビーム選択信号を生成する手段と、
各ユーザでパス毎にビーム毎の逆拡散出力に重み付け合成を行って位相変動を補正した後に各パスを合成する手段と、
前記ビーム選択信号に基づいて前記重み付け合成で用いる初期重みを決定する手段と、
それ以後、前記位相変動の逆補正を施した判定誤差信号と前記ビーム毎逆拡散出力とを用いて重みを適応更新する手段とを備えている。
【００３０】
本発明の第２の適応アンテナ受信装置は、ＣＤＭＡ信号をアレーアンテナで受信し、各パスに指向性形成を行う適応アンテナ受信装置において、アンテナ毎の多重拡散信号をマルチビームで受信するマルチビームフォーマと、各ユーザでビーム毎の遅延プロファイルを生成するビーム毎遅延プロファイル生成手段と、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎にレベルの大きな１個以上の値を選択して加算することで１個の遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル選択／合成手段と、遅延プロファイル選択／合成手段の出力に基づいてパスタイミング検出を行うパスタイミング検出手段と、検出したパスタイミングにおける選択ビームのレベル情報から各パスのビーム選択信号を生成するビーム選択信号生成手段と、各ユーザでマルチビームフォーマの出力をパス毎に逆拡散したビーム毎の逆拡散出力に重み付け合成を行う重み付け合成手段と、重み付け合成手段の出力の位相変動を補正するとともに最大比合成の重み付けを行うレイク合成重み付け手段と、パス毎の前記レイク合成重み付け手段の出力を加算する合成器と、位相変動の逆補正を施した判定誤差信号とビーム毎逆拡散出力とを用いて重み付け合成手段の重みを適応更新する重み適応制御手段とを有している。
【００３１】
本発明の第３の適応アンテナ受信装置は、ＣＤＭＡ信号をアレーアンテナで受信し、各パスに指向性形成を行う適応アンテナ受信装置において、アンテナ毎の多重拡散信号をマルチビームで受信するマルチビームフォーマと、各ユーザでビーム毎の遅延プロファイルを生成するビーム毎遅延プロファイル生成手段と、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎にレベルの大きな１個以上の値を選択し加算することで１個の遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル選択／合成手段と、遅延プロファイル選択／合成手段の出力に基づいてパスタイミング検出を行うパスタイミング検出手段と、検出したパスタイミングにおける選択ビームのレベル情報から各パスのビーム選択信号を生成するビーム選択信号生成手段と、各ユーザでマルチビームフォーマの出力群からビーム選択信号の中で最大の値を有するビームを含む直交マルチビーム群をパス毎に選択する直交マルチビーム群選択手段と、パス毎に逆拡散したビーム毎の逆拡散出力に重み付け合成を行う重み付け合成手段と、重み付け合成手段の出力の位相変動を補正するとともに最大比合成の重み付けを行うレイク合成重み付け手段と、パス毎のレイク合成重み付け手段の出力を加算する合成器と、位相変動の逆補正を施した判定誤差信号とビーム毎逆拡散出力とによって重み付け合成手段の重みを適応更新する重み適応制御手段とを有している。
【００３２】
本発明の第２または第３の適応アンテナ受信装置において、第１の遅延プロファイル選択／合成手段は、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎に最もレベルの大きな値を選択して１個の遅延プロファイルを生成している。
【００３３】
本発明の第２または第３の適応アンテナ受信装置において、第２の遅延プロファイル選択／合成手段は、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎に最もレベルの大きな値と、その次にレベルの大きな値を選択して加算することで１個の遅延プロファイルを生成している。
【００３４】
本発明の第２または第３の適応アンテナ受信装置において、第３の遅延プロファイル選択／合成手段は、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎に最もレベルの大きな値と、その次にレベルの大きな値が最もレベルの大きな値のビームの隣接ビームである場合にその２個目の値を選択して加算することで１個の遅延プロファイルを生成している。
【００３５】
本発明の第２または第３の適応アンテナ受信装置において、第４の遅延プロファイル選択／合成手段は、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎に最もレベルの大きな値と、その次にレベルの大きなＮ個（Ｎは１以上の整数）の値を順次選択して加算することで１個の遅延プロファイルを生成している。
【００３６】
本発明の第２または第３の適応アンテナ受信装置において、第５の遅延プロファイル選択／合成手段は、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎に最もレベルの大きな値と、その値から一定のレベル以内であるレベルの大きなＮ個（Ｎは１以上の整数）の値を順次選択して加算することで１個の遅延プロファイルを生成している。
【００３７】
本発明の第２または第３の適応アンテナ受信装置において、第６の遅延プロファイル選択／合成手段は、ビーム毎の遅延プロファイルのタイミング毎に最もレベルの大きな値と、その次にレベルの大きなＮ個（Ｎは１以上の整数）の値をその値がビーム毎の遅延プロファイルの平均雑音レベルから一定のレベル範囲を超えて大きい場合に順次選択して加算することで１個の遅延プロファイルを生成している。
【００３８】
本発明の第２または第３の適応アンテナ受信装置において、ビーム選択信号生成手段は、検出したパスタイミングにおいて選択／合成したビームに対するビーム選択信号としてそのレベルに比例した値を生成し、選択しなかったビームに対するビーム選択信号として０を生成し、重み適応制御手段がこれらのビーム選択信号を適応制御開始時の初期重みに用いている。
【００３９】
また、本発明の第２または第３の適応アンテナ受信装置において、他のビーム選択信号生成手段は、検出したパスタイミングにおいて選択／合成したビームに対するビーム選択信号としてそのレベルに比例した値を生成し、選択しなかったビームに対するビーム選択信号として０を生成し、重み適応制御手段が０でないビーム選択信号に選択ビーム出力から推定した位相成分を付加してから適応制御開始時の初期重みに用いている。
【００４０】
さらに、本発明の第２または第３の適応アンテナ受信装置において、別のビーム選択信号生成手段は、検出したパスタイミングにおいて選択／合成したビームに対するビーム選択信号としてそのレベルに比例した値を生成し、選択しなかったビームに対するビーム選択信号として０を生成し、重み適応制御手段が０でないビーム選択信号の代わりに選択ビーム出力の伝送路推定値を適応制御開始時の初期重みに用いている。
【００４１】
上記のように構成し、マルチビームをユーザ毎の逆拡散前に配置し、全ユーザで共通にビーム形成を行うことで、演算量が大幅に削減されるとともに、ビーム毎の拡散信号を用いて、パス検出やビーム選択、及びビーム選択信号に基づく初期重みを用いて受信ＳＩＮＲを最大にする適応受信を行うことで、優れたパス検出特性と受信復調特性とが実現可能となる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による適応アンテナ受信装置は、従来のように、アンテナ毎信号を直接に受けて適応的なビーム形成を行う方法と同様な効果をマルチビーム方式で実現するために、マルチビームフォーマ１の全ての出力を逆拡散後に重み付け合成する構成をとっている。
【００４３】
すなわち、本発明の一実施例による適応アンテナ受信装置は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多重アクセス）信号をアレーアンテナ（図示せず）で受信し、アンテナ毎の多重拡散信号をマルチビームで受信するマルチビームフォーマ１と、ビーム毎の拡散信号を入力として、各パスタイミングで逆拡散を行い、重み付け合成して復調信号を出力する受信復調部２とから構成されている。
【００４４】
マルチビームフォーマ１はアンテナ毎の拡散信号をマルチビームで受信し、ビーム毎の拡散信号を出力する。一般に、マルチビーム方式では演算量を削減するために、マルチビームフォーマ１が各ユーザ毎の逆拡散処理に先立って配置され、全ユーザが多重された信号に対して共通にマルチビーム受信処理を行う。これによって、ユーザあたりの演算量を大幅に削減することができる。
【００４５】
各ユーザの受信復調部２はマルチパス伝搬路（図示せず）に対応してパス数に相当するＬ個（Ｌは１以上の整数）のパス（＃１〜＃Ｌ）受信手段３−１〜３−Ｌと、合成器４と、判定器５と、スイッチ６と、減算器７とから構成されている。パス（＃１〜＃Ｌ）受信手段３−１〜３−Ｌは相関器３１−１〜３１−Ｌ（相関器３１−２〜３１−Ｌは図示せず）と、重み付け合成手段３２−１〜３２−Ｌ（重み付け合成手段３２−２〜３２−Ｌは図示せず）と、レイク合成重み付け手段３３−１〜３３−Ｌ（レイク合成重み付け手段３３−２〜３３−Ｌは図示せず）と、正規化手段３４−１〜３４−Ｌ（正規化手段３４−２〜３４−Ｌは図示せず）と、乗算器３５−１〜３５−Ｌ（乗算器３５−２〜３５−Ｌは図示せず）と、重み適応制御手段３６−１〜３６−Ｌ（重み適応制御手段３６−２〜３６−Ｌは図示せず）とを有している。
【００４６】
相関器３１−１〜３１−Ｌは各パスタイミングでビーム毎の拡散信号を逆拡散する。重み付け合成手段３２−１〜３２−Ｌは適応的に生成したユーザ固有の重みを用い、相関器３１−１〜３１−Ｌの出力を重み付け合成して受信する。
【００４７】
レイク合成重み付け手段３３−１〜３３−Ｌは各パス＃１〜＃Ｌの適応重み付け合成出力に重み付けを行って位相変動を補正するとともに、パス合成後のＳＩＮＲが最大（最大比合成）となるように重み付けを行う。
【００４８】
合成器４はレイク合成重み付け手段３３−１〜３３−Ｌの出力を加算してパス合成を行うことで、高品質な復調結果を出力する。判定器５は復調信号を、送られた可能性の高い送信信号に判定する。スイッチ６は既知参照信号がある場合に既知参照信号を、既知参照信号がない場合に判定器５の出力をそれぞれ参照信号に用いるように切替える。減算器７は参照信号から復調信号を減算し、誤差信号を生成する。減算器７で生成された誤差信号はパス（＃１〜＃Ｌ）受信手段３−１〜３−Ｌにそれぞれ分配される。
【００４９】
正規化手段３４−１〜３４−Ｌはレイク合成重み付け手段３３−１〜３３−Ｌで推定された伝送路推定値に対して正規化処理を行う。ここで、正規化手段３４−１〜３４−Ｌは演算量削減のため省略することができる。
【００５０】
乗算器３５−１〜３５−Ｌは誤差信号に、正規化した伝送路推定値を乗じる。重み適応制御手段３６−１〜３６−Ｌは相関器３１−１〜３１−Ｌと乗算器３５−１〜３５−Ｌの出力とを用いて重みを適応的に更新する。重み適応制御手段３６−１〜３６−Ｌでは一般に、最小二乗平均誤差制御（ＭＭＳＥ）が用いられ、希望ユーザの受信ＳＩＮＲを最大にする制御を行うことができる。重み適応制御手段３６−１〜３６−Ｌの動作は基本的に、図１１に示す従来の適応アンテナ受信装置におけるアンテナ重み適応制御手段の動作と同様である。重み付け合成される信号がアンテナ毎の信号であるか、ビーム毎の信号であるかの違いがある。
【００５１】
判定誤差信号を用いた適応更新アルゴリズムにはＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムが知られている。本実施例ではこれらの適応更新アルゴリズムのうちの任意のアルゴリズムが使用可能である。図１に示す構成では判定誤差信号をパス合成後の信号を用いて検出しているが、パス合成前のパス毎に検出する方法も考えられる。
【００５２】
また、各パスに共通の重み付けを行うように適応制御を行う方法も考案されている。これらの変形構成は本実施例の特徴である判定誤差信号に位相変動の逆補正を行う点では共通であり、全て本発明に適用可能である。これらの構成については、特開平１１−０５５２１６号公報等に詳しく記載されている。
【００５３】
図２は図１のマルチビームフォーマ１の構成を示すブロック図である。図２において、マルチビームフォーマ１はアンテナ毎拡散信号にＭ個（Ｍは１以上の整数）のビーム重みで重み付けを行う乗算器２１−１−１〜２１−１−Ｎ，２１−２−１〜２１−２−Ｎ，２１−Ｍ−１〜２１−Ｍ−Ｎと、乗算器２１−１−１〜２１−１−Ｎ，２１−２−１〜２１−２−Ｎ，２１−Ｍ−１〜２１−Ｍ−Ｎの各Ｎ個（Ｎは１以上の整数）の出力を加算するＭ個の合成器２２−１〜２２−Ｍとから構成されている。
【００５４】
図３は図１のマルチビームフォーマ１のビームパターン例を示す図である。図３（ａ）は６個のアンテナを直線配置したアンテナ構成において６ビームの直交マルチビームパターンを示し、図３（ｂ）は図３（ａ）の各ビームの中間にビームを１個ずつ補間した１２ビームのパターンを示している。
【００５５】
図４は図１のパス＃１の重み付け合成手段３２−１の構成を示すブロック図である。図４において、重み付け合成手段３２−１はパス＃１の重みの複素共役操作を行う複素共役操作４１−１−１〜４１−１−Ｎと、各パスのビーム毎の逆拡散出力と重みの複素共役とを乗じる乗算器４２−１−１〜４２−１−Ｎと、乗算器４２−１−１〜４２−１−Ｎの各出力を加算する合成器４３−１とから構成されている。尚、図示していないが、他の重み付け合成手段３２−２〜３２−Ｌは上記の重み付け合成手段３２−１と同様の構成となっている。
【００５６】
本実施例ではマルチビームフォーマ１と重み付け合成手段３２−１〜３２−Ｌとは、間に相関器３１−１〜３１−Ｌを有するものの、線形直列結合であるため、図１１に示す従来の適応アンテナ受信装置におけるビームフォーマの動作と同様となる。
【００５７】
図５は図１のパス＃１のレイク合成重み付け手段３３−１の構成を示すブロック図である。図５において、レイク合成重み付け手段３３−１はパス＃１の重み付け合成出力から伝送路情報を推定する伝送路推定手段５１−１と、パス＃１の伝送路推定値の複素共役操作を行う複素共役操作５２−１と、パス＃１の重み付け合成出力に複素共役操作５２−１の出力を乗じる乗算器５３−１とから構成されている。
【００５８】
尚、図示していないが、他のレイク合成重み付け手段３３−２〜３３−Ｌは上記のレイク合成重み付け手段３３−１と同様の構成となっている。また、この図５に示すレイク合成重み付け手段３３−１における処理はパス＃１の信号電力に応じた重み付けである。
【００５９】
図６は図１のパス＃１のレイク合成重み付け手段３３−１の別の構成を示すブロック図である。図６において、レイク合成重み付け手段３３−１はパス＃１の重み付け合成出力から伝送路情報を推定する伝送路推定手段５１−１と、パス＃１の伝送路推定値の複素共役操作を行う複素共役操作５２−１と、パス＃１の重み付け合成出力に複素共役操作５２−１の出力を乗じる乗算器５３−１と、パス＃１の重み付け合成出力から干渉電力を推定する干渉電力推定手段５２−１と、パス＃１の干渉電力推定値の逆数を計算する逆数計算操作５５−１と、乗算器５３−１の出力に逆数計算操作５５−１の出力を乗じる乗算器５６−１とから構成されている。
【００６０】
尚、図示していないが、他のレイク合成重み付け手段３３−２〜３３−Ｌは上記のレイク合成重み付け手段３３−１と同様の構成となっている。また、この図６に示すレイク合成重み付け手段３３−１における処理はパス＃１のＳＩＮＲに応じた重み付けである。
【００６１】
図７は本発明の他の実施例による適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。図７において、本発明の他の実施例による適応アンテナ受信装置は、パス検出及びビーム選択部８を加えた以外は図１に示す本発明の一実施例による適応アンテナ受信装置と同様の構成となってあり、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の一実施例と同様である。
【００６２】
すなわち、本発明の他の実施例による適応アンテナ受信装置はＣＤＭＡ信号をアレーアンテナ（図示せず）で受信し、アンテナ毎の多重拡散信号をマルチビームで受信するマルチビームフォーマ１と、各パスタイミングで逆拡散を行い、重み付け合成して復調信号を出力する受信復調部２と、ビーム毎の拡散信号を入力として、パスタイミング検出と受信復調部２で各パス受信に用いる初期重みを生成するためのビーム選択信号の生成を行うパス検出及びビーム選択部８とから構成されている。
【００６３】
マルチビームフォーマ１はアンテナ毎の多重拡散信号をマルチビームで受信し、ビーム毎の拡散信号を出力する。
【００６４】
パス検出及びビーム選択部８はスライディング相関器８１と、ビーム毎遅延プロファイル生成手段８２と、遅延プロファイル選択／合成手段８３と、パスタイミング検出手段８４と、ビーム選択信号生成手段８５とから構成されている。
【００６５】
スライディング相関器８１はビーム毎に複数のチップにわたり、信号をチップ周期の１／ＮＲ  （ＮＲ  は１以上の整数）の分解能で逆拡散し、逆拡散信号系列を出力する。ビーム毎遅延プロファイル生成手段８２はスライディング相関器８１のビーム毎の信号系列出力を用いて一定周期で平均したビーム毎の遅延プロファイルを生成する。
【００６６】
遅延プロファイル選択／合成手段８３はＭ個の遅延プロファイルのタイミング毎にレベルの大きな１個以上の値を選択して加算することで、１個の遅延プロファイルを生成する。また、遅延プロファイル選択／合成手段８３はタイミング毎に選択／合成したビームのレベル情報を出力する。
【００６７】
遅延プロファイル選択／合成手段８３が本実施例において重要な構成要素である理由を以下に説明する。図１２に示す従来の適応アンテナ受信装置におけるパス検出及びビーム選択部では、ビーム毎に独立に検出したパスタイミングを全て合わせて、その中から複数のレベルの大きなパスに関するタイミングとそのタイミングが検出されたビーム番号とを組として受信復調部へ通知する。
【００６８】
受信復調部ではこれらの選択されたビーム出力を合成している。この方法では伝搬路上の物理的パスがビームの中間方向から到来する場合に１個の物理的パスに対して複数のパス受信手段を割り当てることになり、各パス受信手段は１個の物理的パスの各成分を受信していることになる。
【００６９】
本実施例による適応アンテナ受信装置では、従来のように、１個の物理的パスに対して複数のパス受信手段を初期値として割り当てた場合、各パス受信手段は適応制御で全てのビーム出力を用いて１個の物理的パスを受信しようとするため、収束後には複数のパス受信手段が同じ物理的パスを受信する状態となってしまう。これではパス受信手段の利用効率が著しく劣化してしまう。初期値を割り当てる時に１個の物理的パスに１個のパス受信手段を割り当てるように工夫する必要がある。
【００７０】
そこで、遅延プロファイル選択／合成手段８３によってビーム毎の遅延プロファイルを１個の遅延プロファイルに合成してからパスタイミングを検出することで、１個の物理的パスに１個のパス受信手段を割り当てることができる。
【００７１】
遅延プロファイル選択／合成手段８３にはいくつかの方法が考えられる。その方法はマルチビームパターンの形状にも依存する。例えば、図３（ｂ）に示すように、マルチビームが密に配置してある場合には信号がビームの中間方向から到来した時でも１個のビームを選択することでレベルの劣化はほとんどない。したがって、遅延プロファイル選択／合成手段８３はＭ個の遅延プロファイルのタイミング毎にレベルの大きな１個の値を選択すればよい。
【００７２】
図３（ａ）に示すように、マルチビームが疎に配置してある場合には信号がビームの中間方向から到来した時に、１個のビーム選択ではレベルの劣化が大きい。図１０（ａ）に示す例ではビームの中間でレベルが約４ｄＢ劣化する。そこで、遅延プロファイル選択／合成手段８３はＭ個の遅延プロファイルのタイミング毎にレベルの大きな２個の値を選択して合成し、１個の遅延プロファイルを生成する。
【００７３】
しかしながら、タイミング毎に常に大きな２個のビームを選択すると、信号がビームのピーク方向から到来する場合やパスがないタイミングでは雑音を加算してしまうことになるため、２個目のレベル値を加算する場合に制限条件を設けることができる。
【００７４】
第一の制限条件は信号がビームの中間方向から到来する場合に、レベル値が隣接ビームで高くなるため、２個目のレベル値のビームが１個目のビームの隣接ビームである場合に２個目のレベル値を選択して合成する方法が考えられる。
【００７５】
第二の制限条件は１個目のレベル値から一定のレベル以内である２個目のレベル値を選択して合成する方法が考えられる。第三の制限条件はＭ個の遅延プロファイルの平均雑音レベルから一定のレベル範囲を超えている場合に、２個目のレベル値を選択して合成する方法が考えられる。
【００７６】
これらの制限条件は任意の組み合わせで用いることができる。また、第二の制限条件または第三の制限条件を用いる方法では、ビーム選択数を３個以上に拡張した場合も２個目の場合と同様の方法で行うことができる。しかしながら、選択／合成ビーム数を増やすと雑音が増加するため、必ずしも有効ではない。
【００７７】
パスタイミング検出手段８４は選択／合成された１個の遅延プロファイルに基づいて受信復調部２で用いる１個以上のパスタイミングを検出する。パスタイミング検出手段８４は一般に、０．７５〜１チップのパス選択間隔をとりながら、遅延プロファイルからレベルの大きなパスのタイミングを順次選択する方法がとられる。
【００７８】
ビーム選択信号生成手段８５は検出した各パスタイミングにおける選択／合成したビームのレベル情報から各パス受信手段の重み付け合成手段で用いる初期重みの振幅成分を生成する。具体的には、遅延プロファイル選択／合成手段８３で１個の遅延プロファイルを選択した場合に、選択したビームに関する重みを１とし、他のビームに関する重みを０とする信号を生成する。
【００７９】
遅延プロファイル選択／合成手段８３で２個の遅延プロファイルを選択して合成した場合には、選択したビームに関する重みをそのレベルに比例した値に設定し、他のビームに関する重みを０とする信号を生成する。
【００８０】
受信復調部２は上記のようにして検出したパスタイミングとビーム選択信号とから初期重みを生成し、各パスの適応的な復調を行う。すなわち、受信復調部２は上記のように、マルチパス伝搬路に対応してパス数に相当するＬ個のパス（＃１〜＃Ｌ）受信手段３−１〜３−Ｌと、合成器４と、判定器５と、スイッチ６と、減算器７とから構成されている。
【００８１】
パス（＃１〜＃Ｌ）受信手段３−１〜３−Ｌは、上記のように、相関器３１−１〜３１−Ｌと、重み付け合成手段３２−１〜３２−Ｌと、レイク合成重み付け手段３３−１〜３３−Ｌと、正規化手段３４−１〜３４−Ｌと、乗算器３５−１〜３５−Ｌと、重み適応制御手段３６−１〜３６−Ｌとから構成されている。
【００８２】
相関器３１−１〜３１−Ｌは各パスタイミングでビーム毎の拡散信号を逆拡散する。重み付け合成手段３２−１〜３２−Ｌは適応的に生成したユーザ固有の重みを用い、相関器３１−１〜３１−Ｌの出力を重み付け合成して受信する。レイク合成重み付け手段３３−１〜３３−Ｌは各パスの適応重み付け合成出力に重み付けを行って位相変動を補正するとともに、パス合成後のＳＩＮＲが最大（最大比合成）となるように重み付けを行う。
【００８３】
合成器４はレイク合成重み付け手段３３−１〜３３−Ｌの出力を加算し、パス合成を行うことで、高品質な復調結果を出力する。判定器５は復調信号を、送られた可能性の高い送信信号に判定する。スイッチ６は既知参照信号がある場合に既知参照信号を、既知参照信号がない場合に判定器５の出力をそれぞれ参照信号に用いるように切替える。減算器７は参照信号から復調信号を減算して誤差信号を生成する。減算器７で生成された誤差信号はパス受信手段３−１〜３−Ｌにそれぞれ分配される。
【００８４】
正規化手段３４−１〜３４−Ｌはレイク合成重み付け手段３３−１〜３３−Ｌで推定された伝送路推定値に対して正規化処理を行う。ここで、正規化手段３４−１〜３４−Ｌは演算量削減のために省略することができる。
【００８５】
乗算器３５−１〜３５−Ｌは誤差信号に、正規化した伝送路推定値を乗じる。重み適応制御手段３６−１〜３６−Ｌは相関器３１−１〜３１−Ｌと乗算器３５−１〜３５−Ｌの出力を用いて重みを適応的に更新する。
【００８６】
新しいパスに対して重みの適応更新を開始する場合には、ビーム選択信号生成手段８５からのビーム選択信号を利用して初期重みを生成する。ビーム選択信号が１個のビームの選択を示す場合（すなわち、１個は１で、他は０の場合）には、初期重みとしてビーム選択信号をそのまま用いる。ビーム選択信号が複数のビームの選択を示す場合（すなわち、複数は０でない値で、他は０の場合）には、初期重みとしてビーム選択信号をそのまま用いる方法と位相情報を付加する方法とが考えられる。
【００８７】
マルチビームフォーマ１のビーム重みを計算する場合にアレーアンテナの幾何学的中心が０位相シフトとなるように重みを計算しておけば、１個の物理的パスに対するマルチビームフォーマ１の各出力は同位相となるため、ビーム選択信号をそのまま用いてもよい。しかしながら、選択／合成したビーム出力が異なる物理的パスである可能性もあるため、選択ビーム出力の位相を推定してビーム選択信号に位相成分を付加する方法も考えられる。この位相推定は、例えば、相関器３１−１〜３１−Ｌの出力を用いて伝送路推定を行うことで実現することができる。さらに、０でないビーム選択信号の代わりに、伝送路推定値をそのまま用いる方法も考えられる。
【００８８】
図８は図７のビーム毎遅延プロファイル生成手段８２の構成を示すブロック図である。図８において、ビーム毎遅延プロファイル生成手段８２はスライディング相関器８１のビーム毎の信号系列出力を同相でベクトル平均するビーム毎同相平均手段８２１と、そのレベル（振幅あるいは電力）を計算するビーム毎レベル検出手段８２２と、さらに任意の時間平均を行うビーム毎レベル平均手段８２３とから構成されている。
【００８９】
ビーム毎同相平均手段８２１では逆拡散されたシンボルの位相を合わせてベクトル加算することで、ＳＩＮＲを大幅に改善することができる。シンボルに変調がかかっている場合には変調を除去しなければ、この操作を行うことができないが、既知パイロット信号を用いれば、シンボル変調を除去して同相加算を行うことができる。同相平均を行うシンボル数は大きいほどＳＩＮＲを改善することができるが、フェージング等によって速い位相変動がある場合には平均シンボル数が限定される。ビーム毎同相平均手段８２１の平均シンボル数や平均重み付け方法は任意である。
【００９０】
図９は本発明の別の実施例による適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。図９において、本発明の別の実施例による適応アンテナ受信装置は、パス（＃１〜＃Ｌ）受信手段９−１〜９−Ｌに直交マルチビーム群選択手段９１−１〜９１−Ｌ（直交マルチビーム群選択手段９１−２〜９１−Ｌは図示せず）を加えた以外は図７に示す本発明の他の実施例による適応アンテナ受信装置と同様の構成となってあり、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の他の実施例と同様である。
【００９１】
すなわち、本発明の別の実施例による適応アンテナ受信装置はＣＤＭＡ信号をアレーアンテナで受信し、アンテナ毎の多重拡散信号をマルチビームで受信するマルチビームフォーマ１と、各パスタイミングで逆拡散を行い、重み付け合成して復調信号を出力する受信復調部２と、ビーム毎の拡散信号を入力として、パスタイミング検出と受信復調部で各パス受信に用いる初期重みを生成するためのビーム選択信号の生成を行うパス検出及びビーム選択部８とから構成されている。
【００９２】
マルチビームフォーマ１はアンテナ毎の多重拡散信号をマルチビームで受信し、ビーム毎の拡散信号を出力する。パス検出及びビーム選択部８はスライディング相関器８１と、ビーム毎遅延プロファイル生成手段８２と、遅延プロファイル選択／合成手段８３と、パスタイミング検出手段８４と、ビーム選択信号生成手段８５とから構成されている。
【００９３】
スライディング相関器８１はビーム毎に複数のチップにわたり、信号をチップ周期の１／ＮＲ  の分解能で逆拡散し、逆拡散信号系列を出力する。ビーム毎遅延プロファイル生成手段８２はスライディング相関器８１のビーム毎の信号系列出力を用いて一定周期で平均したビーム毎の遅延プロファイルを生成する。
【００９４】
遅延プロファイル選択／合成手段８３はＭ個の遅延プロファイルのタイミング毎にレベルの大きな１個以上の値を選択して加算することで、１個の遅延プロファイルを生成する。また、遅延プロファイル選択／合成手段８３はタイミング毎に選択／合成したビームのレベル情報を出力する。
【００９５】
パスタイミング検出手段８４は選択／合成された１個の遅延プロファイルに基づいて受信復調部２で用いる１個以上のパスタイミングを検出する。パスタイミング検出手段８４は一般に、０．７５〜１チップのパス選択間隔をとりながら遅延プロファイルからレベルの大きなパスのタイミングを順次選択する方法がとられる。
【００９６】
ビーム選択信号生成手段８５は検出した各パスタイミングでの選択／合成したビームのレベル情報から受信復調部２の各パスの重み付け合成手段で用いる初期重みの振幅成分を生成する。具体的には、遅延プロファイル選択／合成手段８３で１個の遅延プロファイルを選択した場合には選択したビームに関する重みを１とし、他のビームに関する重みを０とする信号を生成する。遅延プロファイル選択／合成手段８３で２個の遅延プロファイルを選択して合成した場合には、選択したビームに関する重みをそのレベルに比例した値に設定し、他のビームに関する重みを０とする信号を生成する。
【００９７】
受信復調部２は検出したパスタイミングとビーム選択信号とから初期重みを生成し、各パスの適応的な復調を行う。すなわち、受信復調部２はマルチパス伝搬路に対応してパス数に相当するＬ個のパス（＃１〜＃Ｌ）受信手段９−１〜９−Ｌと、合成器４と、判定器５と、スイッチ６と、減算器７とから構成されている。
【００９８】
パス（＃１〜＃Ｌ）受信手段９−１〜９−Ｌは直交マルチビーム群選択手段９１−１〜９１−Ｌと、相関器３１−１〜３１−Ｌと、重み付け合成手段３２−１〜３２−Ｌと、レイク合成重み付け手段３３−１〜３３−Ｌと、正規化手段３４−１〜３４−Ｌと、乗算器３５−１〜３５−Ｌと、重み適応制御手段３６−１〜３６−Ｌとから構成されている。
【００９９】
直交マルチビーム群選択手段９１−１〜９１−Ｌはマルチビームフォーマ１のビーム出力群からビーム選択信号生成手段８５の出力であるビーム選択信号の中で最大の値を有するビームを含む直交マルチビーム群を選択する。マルチビームフォーマ１が図３（ａ）に示す直交マルチビームのみの配置の場合には、直交マルチビーム群選択手段９１−１〜９１−Ｌは不要である。
【０１００】
また、図３（ｂ）に示すように、直交マルチビームの間にビームが配置されている場合には隣接ビーム出力間で相関が存在するため、全てのビーム出力を用いて重み付け合成を行う時に冗長な構成となる。全てのビーム出力に重み付け合成を行う場合も、選択した直交マルチビーム群に重み付け合成を行う場合も特性は変わらない。直交マルチビーム群選択手段９１−１〜９１−Ｌによって以後の演算処理量を大幅に削減することができる。
【０１０１】
相関器３１−１〜３１−Ｌは各パスタイミングで選択したビーム毎の拡散信号を逆拡散する。重み付け合成手段３２−１〜３２−Ｌは適応的に生成したユーザ固有の重みを用い、相関器３１−１〜３１−Ｌの出力を重み付け合成して受信する。レイク合成重み付け手段３３−１〜３３−Ｌは各パスの適応重み付け合成出力に重み付けを行って位相変動を補正するとともに、パス合成後のＳＩＮＲが最大（最大比合成）となるように重み付けを行う。
【０１０２】
合成器４はレイク合成重み付け手段３３−１〜３３−Ｌの出力を加算し、パス合成を行うことで、高品質な復調結果を出力する。判定器５は復調信号を、送られた可能性の高い送信信号に判定する。スイッチ６は既知参照信号がある場合に既知参照信号を、既知参照信号がない場合に判定器５の出力をそれぞれ参照信号に用いるように切替える。減算器７は参照信号から復調信号を減算して誤差信号を生成する。減算器７で生成された誤差信号はパス受信手段９−１〜９−Ｌにそれぞれ分配される。
【０１０３】
正規化手段３４−１〜３４−Ｌはレイク合成重み付け手段３３−１〜３３−Ｌで推定された伝送路推定値に対して正規化処理を行う。ここで、正規化手段３４−１〜３４−Ｌは演算量削減のために省略することができる。乗算器３５−１〜３５−Ｌは誤差信号に、正規化した伝送路推定値を乗じる。重み適応制御手段３６−１〜３６−Ｌは相関器３１−１〜３１−Ｌの出力と乗算器３５−１〜３５−Ｌの出力とを用いて重みを適応的に更新する。
【０１０４】
新しいパスに対して重みの適応更新を開始する場合には、ビーム選択信号生成手段８５からのビーム選択信号を利用して初期重みを生成する。ビーム選択信号が１個のビームの選択を示す場合（すなわち、１個は１で、他は０の場合）には、初期重みとしてビーム選択信号をそのまま用いる。ビーム選択信号が複数のビームの選択を示す場合（すなわち、複数は０でない値で、他は０の場合）には、初期重みとしてビーム選択信号をそのまま用いる方法と位相情報を付加する方法とが考えられる。
【０１０５】
マルチビームフォーマ１のビーム重みを計算する場合にアレーアンテナの幾何学的中心が０位相シフトとなるように重みを計算しておけば、１個の物理的パスに対するマルチビームフォーマ１の各出力は同位相となるため、ビーム選択信号をそのまま用いてもよい。しかしながら、選択／合成したビーム出力が異なる物理的パスである可能性もあるため、選択ビーム出力の位相を推定してビーム選択信号に位相成分を付加する方法も考えられる。この位相推定は、例えば、相関器３１−１〜３１−Ｌの出力を用いて伝送路推定を行うことで実現することができる。さらに、０でないビーム選択信号の代わりに伝送路推定値をそのまま用いる方法も考えられる。
【０１０６】
図１０は図９のパス＃１の直交マルチビーム群選択手段９１−１の構成を示すブロック図である。図１０において、直交マルチビーム群選択手段９１−１はマルチビームフォーマ１のビーム出力群（ビーム＃１〜＃Ｎ）からビーム選択信号生成手段８５の出力であるビーム選択信号の中で最大の値を有するビームを含む直交マルチビーム群を選択する選択手段９１１−１を有している。尚、図示していないが、他の直交マルチビーム群選択手段９１−２〜９１−Ｌは上記の直交マルチビーム群選択手段９１−１と同様の構成となっている。
【０１０７】
このように、マルチビームフォーマ１をユーザ毎の逆拡散前に配置し、全ユーザで共通にビーム形成を行うことで、演算量を大幅に削減するとともに、ビーム毎の拡散信号を用いてパス検出やビーム選択、及びビーム選択信号に基づく初期重みを用いて受信ＳＩＮＲを最大にする適応受信を行うことで、優れたパス検出特性と受信復調特性とを実現することができる。
【０１０８】
また、受信復調部２ではマルチビームフォーマ１の出力から最もレベルの大きなビームを含む直交マルチビーム群を選択することで、以後の演算処理量を大幅に削減することができる。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、各パスに指向性形成を行う適応アンテナ受信装置において、アンテナ毎の多重拡散信号をマルチビームで受信し、各ユーザでパス毎にビーム毎の逆拡散出力に重み付け合成を行って位相変動を補正した後に、各パスを合成するとともに、位相変動の逆補正を施した判定誤差信号とビーム毎逆拡散出力とを用いて重み付け合成で用いる重みを適応更新することによって、演算量を大幅に削減することができ、優れたパス検出特性と受信復調特性とを実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のマルチビームフォーマの構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は図１のマルチビームフォーマ１における６個のアンテナを直線配置したアンテナ構成での６ビームの直交マルチビームパターンを示す図、（ｂ）は（ａ）の各ビームの中間にビームを１個ずつ補間した１２ビームのパターンを示す図である。
【図４】図１のパス＃１の重み付け合成手段の構成を示すブロック図である。
【図５】図１のパス＃１のレイク合成重み付け手段の構成を示すブロック図である。
【図６】図１のパス＃１のレイク合成重み付け手段の別の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の他の実施例による適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７のビーム毎遅延プロファイル生成手段の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の別の実施例による適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９のパス＃１の直交マルチビーム群選択手段の構成を示すブロック図である。
【図１１】従来の適応アンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】従来の適応アンテナ受信装置の別の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  マルチビームフォーマー
２  受信復調部
３−１〜３−Ｌ，
９−１〜９−Ｌ  パス（＃１〜＃Ｌ）受信手段
４，２２−１〜２２−Ｍ，
４３−１  合成器
５  判定器
６  スイッチ
７  減算器
８  パス検出及びビーム選択部
２１−１−１〜２１−１−Ｎ，
２１−２−１〜２１−２−Ｎ，
２１−Ｍ−１〜２１−Ｍ−Ｎ，
３５−１，
４２−１−１〜４２−１−Ｎ，
５３−１，５６−１  乗算器
３１−１  相関器
３２−１  重み付け合成手段
３３−１  レイク合成重み付け手段
３４−１  正規化手段
３６−１  重み適応制御手段
４１−１−１〜４１−１−Ｎ，
５２−１  複素共役操作
５１−１  伝送路推定手段
５４−１  干渉電力推定手段
５５−１  逆数計算操作
８１  スライディング相関器
８２  ビーム毎遅延プロファイル生成手段
８３  遅延プロファイル選択／合成手段
８４  パスタイミング検出手段
８５  ビーム選択信号生成手段
９１−１  直交マルチビーム群選択手段
８２１  ビーム毎同相平均手段
８２２  ビーム毎レベル検出手段
８２３  ビーム毎レベル平均手段
９１１−１  選択手段
【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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