(57)【要約】【課題】パルス妨害のような妨害波が混入した場合でも、安定したアレーアンテナの指向性制御を行わせる。【解決手段】ウェイトベクトル作成部２１によって今作成されたウェイトベクトルを、過去の調整後ウェイトベクトルの影響が反映するように調整して調整後ウェイトベクトルとして出力するウェイトベクトル調整部１５と、今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値から、過去の調整後ウェイトベクトルの影響が反映する度合を示すウェイトベクトル調整用パラメータを求めるパラメータ演算部１４を備える。ウェイトベクトル調整部１５は、パラメータ演算部１４で求められたウェイトベクトル調整用パラメータを用いて、今作成されたウェイトベクトルを調整する。アレーアンテナ合成部１６は、ウェイトベクトル調整部１５から出力される調整後ウェイトベクトルを用いて、アンテナ１１、１２で受信された信号を合成する。【選択図】図１
2008311813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナのそれぞれで受信された受信信号から評価関数値を演算する評価関数演算部と、前記評価関数値に基いて前記各アンテナに対応するウェイトベクトルを作成するウェイトベクトル作成部とを有する適応信号処理部と、
前記適応信号処理部によって今作成されたウェイトベクトルを調整して調整後ウェイトベクトルとして出力する際、前記適応信号処理部の収束演算の結果の影響がその出力しようとしている調整後ウェイトベクトルに反映するように調整して出力するウェイトベクトル調整部と、
前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値から、前記反映する度合を示すウェイトベクトル調整用パラメータを求めるパラメータ演算部と、
前記各受信信号を入力し、前記受信信号毎に、対応する前記調整後ウェイトベクトルを用いて前記受信信号を調整し、複数の前記調整された受信信号を合成した合成信号を出力するアレーアンテナ合成部とを備え、
前記ウェイトベクトル調整部は、前記パラメータ演算部で求められた前記ウェイトベクトル調整用パラメータを用いて、前記今作成されたウェイトベクトルを調整するアレーアンテナ制御装置。
【請求項２】
前記適応信号処理部の収束演算の結果の影響とは、過去の調整後ウェイトベクトルの影響である、請求項１に記載のアレーアンテナ制御装置。
【請求項３】
前記ウェイトベクトル調整用パラメータは、その値が大きいほど、前記過去の調整後ウェイトベクトルの影響の前記反映する度合を大きくするパラメータであり、
前記パラメータ演算部では、前記評価関数値に対応する前記ウェイトベクトル調整用パラメータの関係が一義的に定められており、前記関係は、前記評価関数値が大きい方がより大きい前記ウェイトベクトル調整用パラメータに対応する予め決められた相関関係であり、
前記パラメータ演算部は、前記相関関係にしたがって、前記評価関数値に対応する前記ウェイトベクトル調整用パラメータを求める、請求項２に記載のアレーアンテナ制御装置。
【請求項４】
前記ウェイトベクトル調整用パラメータは、その値が大きいほど、前記過去の調整後ウェイトベクトルの影響の前記反映する度合を大きくするパラメータであり、
前記パラメータ演算部では、前記評価関数値に対応する前記ウェイトベクトル調整用パラメータの関係が一義的に定められており、
前記関係は、前記評価関数値が所定の第１の閾値以下の場合には、前記ウェイトベクトル調整用パラメータを所定の第１のパラメータ値とし、前記評価関数値が所定の第２の閾値以上の場合には、前記ウェイトベクトル調整用パラメータを所定の第２のパラメータ値とし、前記評価関数値が前記第１の閾値と前記第２の閾値間の値の場合には、前記評価関数値が大きい方がより大きい前記ウェイト調整用パラメータに対応させる、予め決められた相関関係であり、
前記パラメータ演算部は、前記相関関係にしたがって、前記評価関数値に対応する前記ウェイトベクトル調整用パラメータを求める、請求項２に記載のアレーアンテナ制御装置。
【請求項５】
前記パラメータ演算部によって求められる前記ウェイトベクトル調整用パラメータは、第１の時定数τであり、
前記ウェイトベクトル調整部は、数１を用いて、前記適応信号処理部で今作成されたウェイトベクトルｗtbefと、１つ前の過去の調整後ウェイトベクトルｗt-1から、調整後ウェイトベクトルｗtを演算する、請求項３または４に記載のアレーアンテナ制御装置。
【数１】
2008311813.tif 000013
【請求項６】
前記パラメータ演算部は、前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値を、過去の調整された評価関数値の影響を反映して調整し、前記調整した後の評価関数値から前記ウェイトベクトル調整用パラメータを求め、
前記調整した後の評価関数値は、調整前の評価関数値が大きいほど、過去の調整された評価関数値の影響の反映の度合が小さくなるように調整される、請求項２に記載のアレーアンテナ制御装置。
【請求項７】
前記評価関数値は、第２の時定数τ´を用いて調整され、
前記パラメータ演算部は、数２を用いて、前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値Ｅtbefと、１つ前の過去の調整された評価関数値Ｅt-1から、調整後の評価関数値Ｅtを演算する、請求項６に記載のアレーアンテナ制御装置。
【数２】
2008311813.tif 000014
【請求項８】
前記パラメータ演算部は、数３を用いて、前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値Ｅtおよび直前の過去ｎ個分（ｎは１以上の整数）の評価関数値Ｅt-1〜Ｅt-nから、前記ウェイト調整用パラメータνk（ｋは、０≦ｋ≦ｎの整数）を演算し、
前記ウェイトベクトル調整部は、数４を用いて、前記適応信号処理部で今作成されたウェイトベクトルｗtbefおよび直前のｎ個分の過去の調整後ウェイトベクトルｗt-1〜ｗt-nから、前記調整後ウェイトベクトルｗtを演算する、請求項２に記載のアレーアンテナ制御装置。
【数３】
2008311813.tif 000015
【数４】
2008311813.tif 000016
【請求項９】
前記パラメータ演算部では、前記評価関数値に対応する第１の時定数τの関係、および、前記ウェイト調整用パラメータνkを演算するために用いる前記直前の過去の評価関数値の個数を前記第１の時定数τに対応させた関係が、それぞれ一義的に定められており、
前記評価関数値に対応する第１の時定数τの関係は、前記評価関数値が大きい方がより大きいもしくは等しい前記第１の時定数τに対応する予め決められた第１の相関関係であり、
前記第１の時定数τに対応する前記直前の過去の評価関数値の個数の関係は、前記第１の時定数τが大きい方が多いもしくは等しい個数に対応する予め決められた第２の相関関係であり、
前記パラメータ演算部は、前記第１の相関関係にしたがって、前記評価関数値に対応する前記第１の時定数τを求め、前記第２の相関関係にしたがって、前記求めた第１の時定数τから前記直前の過去の評価関数値の個数ｎを求め、その個数ｎ個分の直前の過去の評価関数値を用いて前記ウェイト調整用パラメータνkを演算する、請求項８に記載のアレーアンテナ制御装置。
【請求項１０】
前記パラメータ演算部は、数５を用いて、前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値Ｅtbefおよび直前のｎ´個分（ｎ´は１以上の整数）の過去の評価関数値Ｅt-1bef〜Ｅt-nbefから、調整後評価関数値Ｅtを演算し、前記調整後評価関数値Ｅtに応じて、前記ウェイト調整用パラメータを求める、請求項６に記載のアレーアンテナ制御装置。
【数５】
2008311813.tif 000017
【請求項１１】
複数のアンテナのそれぞれで受信された受信信号を入力する入力端子と、
前記受信信号から評価関数値を演算する評価関数演算部と、前記評価関数値に基いて前記各アンテナに対応するウェイトベクトルを作成するウェイトベクトル作成部とを有する適応信号処理部と、
前記適応信号処理部によって今作成されたウェイトベクトルを調整して調整後ウェイトベクトルとして出力する際、前記適応信号処理部の収束演算の結果の影響がその出力しようとしている調整後ウェイトベクトルに反映するように調整して出力するウェイトベクトル調整部と、
前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値から、前記反映する度合を示すウェイトベクトル調整用パラメータを求めるパラメータ演算部と、
前記各受信信号を入力し、前記受信信号毎に、対応する前記調整後ウェイトベクトルを用いて前記受信信号を調整し、複数の前記調整された受信信号を合成するアレーアンテナ合成部と、
前記合成信号を出力する出力端子とを備え、
前記ウェイトベクトル調整部は、前記パラメータ演算部で求められた前記ウェイトベクトル調整用パラメータを用いて、前記今作成されたウェイトベクトルを調整する、集積回路。
【請求項１２】
請求項１に記載のアレーアンテナ制御装置と、
電波を受信する複数のアンテナと、
前記アレーアンテナ制御装置のアレーアンテナ合成部で合成された合成信号を復調する信号復調部と、
前記信号復調部で復調された信号を入力して音を発生するスピーカーとを備えたラジオ受信機。
【請求項１３】
複数のアンテナのそれぞれで受信された受信信号から評価関数値を演算する評価関数演算ステップと、
前記評価関数値に基いて前記各アンテナに対応するウェイトベクトルを作成するウェイトベクトル作成ステップと、
前記ウェイトベクトル作成ステップで今作成されたウェイトベクトルを調整して調整後ウェイトベクトルとして出力する際、前記適応信号処理部の収束演算の結果の影響がその出力しようとしている調整後ウェイトベクトルに反映するように調整して出力するウェイトベクトル調整ステップと、
前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値から、前記反映する度合を示すウェイトベクトル調整用パラメータを求めるパラメータ演算ステップと、
前記受信信号毎に、対応する前記調整後ウェイトベクトルを用いて前記受信信号を調整し、複数の前記調整された受信信号を合成するアレーアンテナ合成ステップとを備え、
前記ウェイトベクトル調整ステップでは、前記パラメータ演算ステップで求められた前記ウェイトベクトル調整用パラメータを用いて、前記今作成されたウェイトベクトルを調整するアレーアンテナ制御方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のアレーアンテナ制御方法の、複数のアンテナのそれぞれで受信された受信信号から評価関数値を演算する前記評価関数演算ステップ、前記評価関数値に基いて前記各アンテナに対応するウェイトベクトルを作成する前記ウェイトベクトル作成ステップ、前記ウェイトベクトル作成ステップで今作成されたウェイトベクトルを調整して前記調整後ウェイトベクトルを出力する前記ウェイトベクトル調整ステップ、前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値からウェイトベクトル調整用パラメータを求める前記パラメータ演算ステップを、コンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータで利用可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレーアンテナ制御装置、集積回路、ラジオ受信機、アレーアンテナ制御方法等に関する。例えば、移動体受信を行うＦＭ放送波受信機などで使用されるアレーアンテナ制御装置、集積回路、ラジオ受信機、アレーアンテナ制御方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、適応信号処理を用いたアレーアンテナの制御方法では、適応信号処理部の演算高速化や受信信号より生成される参照信号の精度を高めて適応信号処理の精度を向上させる手法が数多く提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１２に、従来のアレーアンテナ合成を行うラジオ受信機のブロック図を示す。
【０００４】
適応信号処理部１１３は、２本のアンテナ１１１および１１２で受信して得られた受信信号に対して適応信号処理をして、これらの受信信号を合成するために用いるウェイトベクトルを作成する。
【０００５】
適応信号処理部１１３は、受信信号から評価関数値を演算する評価関数演算部１２０と、得られた評価関数値からウェイトベクトルを作成するウェイトベクトル作成部１２１を備えている。
【０００６】
アレーアンテナ合成部１１６は、適応信号処理部１１３で作成されたウェイトベクトルを用いて、２本のアンテナ１１１および１１２から得られた受信信号を合成する。
【０００７】
そして、合成された信号が信号復調部１１７で復調されて、その復調された信号がスピーカー１１８および１１９に入力されて音が出力される。
【０００８】
例えば特許文献１では、評価関数演算部１２０で演算に用いる評価関数として特定の評価関数を用いることにより、適応信号処理の処理速度を高速化させるアルゴリズムを提案している。
【特許文献１】特開２００４−２３６２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のアレーアンテナの制御方法では、適応信号処理の処理速度を高速化させるために演算を高速化させると、場合によっては不安定な指向性動作を招くことがある。
【００１０】
例えばパルス妨害のように、一定の周期で妨害信号が入力されるような状況が発生すると、その都度妨害波に指向性を向け、妨害波が混入していないときは希望波に指向性を向けようとする動作を行う。その結果、指向性制御は周期的な妨害波の混入により不安定な状態に陥ってしまう。
【００１１】
例えば適応信号処理として定包絡線アルゴリズム（ＣＭＡ）を用いた場合、希望波を特定の電界に設定した状態でパルス妨害を加えると、妨害波のレベルに応じて指向性制御が不安定になることがわかっている。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を考慮して、パルス妨害のような妨害波が混入した場合でも安定した指向性制御が行えるアレーアンテナ制御装置、集積回路、ラジオ受信機、アレーアンテナ制御方法等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
複数のアンテナのそれぞれで受信された受信信号から評価関数値を演算する評価関数演算部と、前記評価関数値に基いて前記各アンテナに対応するウェイトベクトルを作成するウェイトベクトル作成部とを有する適応信号処理部と、
前記適応信号処理部によって今作成されたウェイトベクトルを調整して調整後ウェイトベクトルとして出力する際、前記適応信号処理部の収束演算の結果の影響がその出力しようとしている調整後ウェイトベクトルに反映するように調整して出力するウェイトベクトル調整部と、
前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値から、前記反映する度合を示すウェイトベクトル調整用パラメータを求めるパラメータ演算部と、
前記各受信信号を入力し、前記受信信号毎に、対応する前記調整後ウェイトベクトルを用いて前記受信信号を調整し、複数の前記調整された受信信号を合成した合成信号を出力するアレーアンテナ合成部とを備え、
前記ウェイトベクトル調整部は、前記パラメータ演算部で求められた前記ウェイトベクトル調整用パラメータを用いて、前記今作成されたウェイトベクトルを調整するアレーアンテナ制御装置である。
【００１４】
また、第２の本発明は、
前記適応信号処理部の収束演算の結果の影響とは、過去の調整後ウェイトベクトルの影響である、第１の本発明のアレーアンテナ制御装置である。
【００１５】
また、第３の本発明は、
前記ウェイトベクトル調整用パラメータは、その値が大きいほど、前記過去の調整後ウェイトベクトルの影響の前記反映する度合を大きくするパラメータであり、
前記パラメータ演算部では、前記評価関数値に対応する前記ウェイトベクトル調整用パラメータの関係が一義的に定められており、前記関係は、前記評価関数値が大きい方がより大きい前記ウェイトベクトル調整用パラメータに対応する予め決められた相関関係であり、
前記パラメータ演算部は、前記相関関係にしたがって、前記評価関数値に対応する前記ウェイトベクトル調整用パラメータを求める、第２の本発明のアレーアンテナ制御装置である。
【００１６】
また、第４の本発明は、
前記ウェイトベクトル調整用パラメータは、その値が大きいほど、前記過去の調整後ウェイトベクトルの影響の前記反映する度合を大きくするパラメータであり、
前記パラメータ演算部では、前記評価関数値に対応する前記ウェイトベクトル調整用パラメータの関係が一義的に定められており、
前記関係は、前記評価関数値が所定の第１の閾値以下の場合には、前記ウェイトベクトル調整用パラメータを所定の第１のパラメータ値とし、前記評価関数値が所定の第２の閾値以上の場合には、前記ウェイトベクトル調整用パラメータを所定の第２のパラメータ値とし、前記評価関数値が前記第１の閾値と前記第２の閾値間の値の場合には、前記評価関数値が大きい方がより大きい前記ウェイト調整用パラメータに対応させる、予め決められた相関関係であり、
前記パラメータ演算部は、前記相関関係にしたがって、前記評価関数値に対応する前記ウェイトベクトル調整用パラメータを求める、第２の本発明のアレーアンテナ制御装置である。
【００１７】
また、第５の本発明は、
前記パラメータ演算部によって求められる前記ウェイトベクトル調整用パラメータは、第１の時定数τであり、
前記ウェイトベクトル調整部は、数１を用いて、前記適応信号処理部で今作成されたウェイトベクトルｗtbefと、１つ前の過去の調整後ウェイトベクトルｗt-1から、調整後ウェイトベクトルｗtを演算する、第３または第４の本発明のアレーアンテナ制御装置である。
【００１８】
【数１】
2008311813.tif 000003
また、第６の本発明は、
前記パラメータ演算部は、前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値を、過去の調整された評価関数値の影響を反映して調整し、前記調整した後の評価関数値から前記ウェイトベクトル調整用パラメータを求め、
前記調整した後の評価関数値は、調整前の評価関数値が大きいほど、過去の調整された評価関数値の影響の反映の度合が小さくなるように調整される、第２の本発明のアレーアンテナ制御装置である。
【００１９】
また、第７の本発明は、
前記評価関数値は、第２の時定数τ´を用いて調整され、
前記パラメータ演算部は、数２を用いて、前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値Ｅtbefと、１つ前の過去の調整された評価関数値Ｅt-1から、調整後の評価関数値Ｅtを演算する、第６の本発明のアレーアンテナ制御装置である。
【００２０】
【数２】
2008311813.tif 000004
また、第８の本発明は、
前記パラメータ演算部は、数３を用いて、前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値Ｅtおよび直前の過去ｎ個分（ｎは１以上の整数）の評価関数値Ｅt-1〜Ｅt-nから、前記ウェイト調整用パラメータνk（ｋは、０≦ｋ≦ｎの整数）を演算し、
前記ウェイトベクトル調整部は、数４を用いて、前記適応信号処理部で今作成されたウェイトベクトルｗtbefおよび直前のｎ個分の過去の調整後ウェイトベクトルｗt-1〜ｗt-nから、前記調整後ウェイトベクトルｗtを演算する、第２の本発明のアレーアンテナ制御装置である。
【００２１】
【数３】
2008311813.tif 000005
【００２２】
【数４】
2008311813.tif 000006
また、第９の本発明は、
前記パラメータ演算部では、前記評価関数値に対応する第１の時定数τの関係、および、前記ウェイト調整用パラメータνkを演算するために用いる前記直前の過去の評価関数値の個数を前記第１の時定数τに対応させた関係が、それぞれ一義的に定められており、
前記評価関数値に対応する第１の時定数τの関係は、前記評価関数値が大きい方がより大きいもしくは等しい前記第１の時定数τに対応する予め決められた第１の相関関係であり、
前記第１の時定数τに対応する前記直前の過去の評価関数値の個数の関係は、前記第１の時定数τが大きい方が多いもしくは等しい個数に対応する予め決められた第２の相関関係であり、
前記パラメータ演算部は、前記第１の相関関係にしたがって、前記評価関数値に対応する前記第１の時定数τを求め、前記第２の相関関係にしたがって、前記求めた第１の時定数τから前記直前の過去の評価関数値の個数ｎを求め、その個数ｎ個分の直前の過去の評価関数値を用いて前記ウェイト調整用パラメータνkを演算する、第８の本発明のアレーアンテナ制御装置である。
【００２３】
また、第１０の本発明は、
前記パラメータ演算部は、数５を用いて、前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値Ｅtbefおよび直前のｎ´個分（ｎ´は１以上の整数）の過去の評価関数値Ｅt-1bef〜Ｅt-nbefから、調整後評価関数値Ｅtを演算し、前記調整後評価関数値Ｅtに応じて、前記ウェイト調整用パラメータを求める、第６の本発明のアレーアンテナ制御装置である。
【００２４】
【数５】
2008311813.tif 000007
また、第１１の本発明は、
複数のアンテナのそれぞれで受信された受信信号を入力する入力端子と、
前記受信信号から評価関数値を演算する評価関数演算部と、前記評価関数値に基いて前記各アンテナに対応するウェイトベクトルを作成するウェイトベクトル作成部とを有する適応信号処理部と、
前記適応信号処理部によって今作成されたウェイトベクトルを調整して調整後ウェイトベクトルとして出力する際、前記適応信号処理部の収束演算の結果の影響がその出力しようとしている調整後ウェイトベクトルに反映するように調整して出力するウェイトベクトル調整部と、
前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値から、前記反映する度合を示すウェイトベクトル調整用パラメータを求めるパラメータ演算部と、
前記各受信信号を入力し、前記受信信号毎に、対応する前記調整後ウェイトベクトルを用いて前記受信信号を調整し、複数の前記調整された受信信号を合成するアレーアンテナ合成部と、
前記合成信号を出力する出力端子とを備え、
前記ウェイトベクトル調整部は、前記パラメータ演算部で求められた前記ウェイトベクトル調整用パラメータを用いて、前記今作成されたウェイトベクトルを調整する、集積回路である。
【００２５】
なお、前記適応信号処理部の収束演算の結果の影響とは、例えば過去の調整後ウェイトベクトルの影響である。
【００２６】
また、第１２の本発明は、
第１の本発明のアレーアンテナ制御装置と、
電波を受信する複数のアンテナと、
前記アレーアンテナ制御装置のアレーアンテナ合成部で合成された合成信号を復調する信号復調部と、
前記信号復調部で復調された信号を入力して音を発生するスピーカーとを備えたラジオ受信機である。
【００２７】
また、第１３の本発明は、
複数のアンテナのそれぞれで受信された受信信号から評価関数値を演算する評価関数演算ステップと、
前記評価関数値に基いて前記各アンテナに対応するウェイトベクトルを作成するウェイトベクトル作成ステップと、
前記ウェイトベクトル作成ステップで今作成されたウェイトベクトルを調整して調整後ウェイトベクトルとして出力する際、前記適応信号処理部の収束演算の結果の影響がその出力しようとしている調整後ウェイトベクトルに反映するように調整して出力するウェイトベクトル調整ステップと、
前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値から、前記反映する度合を示すウェイトベクトル調整用パラメータを求めるパラメータ演算ステップと、
前記受信信号毎に、対応する前記調整後ウェイトベクトルを用いて前記受信信号を調整し、複数の前記調整された受信信号を合成するアレーアンテナ合成ステップとを備え、
前記ウェイトベクトル調整ステップでは、前記パラメータ演算ステップで求められた前記ウェイトベクトル調整用パラメータを用いて、前記今作成されたウェイトベクトルを調整するアレーアンテナ制御方法である。
【００２８】
なお、前記適応信号処理部の収束演算の結果の影響とは、例えば過去の調整後ウェイトベクトルの影響である。
【００２９】
また、第１４の本発明は、
第１３の本発明のアレーアンテナ制御方法の、複数のアンテナのそれぞれで受信された受信信号から評価関数値を演算する前記評価関数演算ステップ、前記評価関数値に基いて前記各アンテナに対応するウェイトベクトルを作成する前記ウェイトベクトル作成ステップ、前記ウェイトベクトル作成ステップで今作成されたウェイトベクトルを調整して前記調整後ウェイトベクトルを出力する前記ウェイトベクトル調整ステップ、前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値からウェイトベクトル調整用パラメータを求める前記パラメータ演算ステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００３０】
また、第１５の本発明は、
第１４の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータで利用可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明により、パルス妨害のような妨害波が混入した場合でも安定した指向性制御が行えるアレーアンテナ制御装置、集積回路、ラジオ受信機、アレーアンテナ制御方法等を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１のラジオ受信機のブロック図を示す。
【００３４】
本実施の形態１のラジオ受信機１０は、２本のアンテナ１１および１２と、アンテナ１１および１２より得られる受信信号を適応信号処理する適応信号処理部１３と、ウェイトベクトルを調整するためのウェイトベクトル調整用パラメータを算出するパラメータ演算部１４と、適応信号処理部１３で作成されたウェイトベクトルを調整するウェイトベクトル調整部１５を備えている。
【００３５】
また、調整されたウェイトベクトルを用いてアンテナ１１および１２より得られた受信信号をアレーアンテナ合成するアレーアンテナ合成部１６と、アレーアンテナ合成された信号を復調処理する信号復調部１７と、信号復調部１７で復調された信号を再生するスピーカー１８および１９を備えている。
【００３６】
適応信号処理の手法としては多々存在するが、ここでは例えば定包絡線アルゴリズム（ＣＭＡ）を用いるものとする。
【００３７】
ＣＭＡを用いた適応信号処理部１３は、アンテナ１１および１２より得られる受信信号とアレーアンテナ合成部１６でアレーアンテナ合成された合成信号から評価関数値が最適となるように演算を行う評価関数演算部２０と、算出された評価関数値からウェイトベクトルを作成するウェイトベクトル作成部２１を備えている。
【００３８】
図１２に示す従来のラジオ受信機の構成に加えて、パラメータ演算部１４およびウェイトベクトル調整部１５を備えた点が、本実施の形態１のラジオ受信機１０の特徴である。
【００３９】
なお、ウェイトベクトルは、受信信号毎に作成される。したがって、本実施の形態１では、２本のアンテナ１１および１２を備える構成としているので、この場合には、アンテナ１１および１２のそれぞれに対応したウェイトベクトルが作成されることになる。
【００４０】
なお、適応信号処理部１３、パラメータ演算部１４、ウェイトベクトル調整部１５およびアレーアンテナ合成部１６で構成された部分が、本発明のアレーアンテナ制御装置の一例にあたる。
【００４１】
次に、以上のように構成された本実施の形態１のラジオ受信機１０における、アレーアンテナ指向性制御の動作について、図１〜３を用いて説明する。
【００４２】
まず、適応信号処理部１３は、２本のアンテナ１１および１２より得られる受信信号を適応信号処理する部分であり、受信信号に対する評価関数値が評価関数演算部２０で演算され、受信信号に対するアレーアンテナ合成のためのウェイトベクトルがウェイトベクトル作成部２１で作成される。適応信号処理部１３は、このようにして収束演算を行い、評価関数値を最適にしたときの評価関数値およびウェイトベクトルを出力する。
【００４３】
なお、評価関数演算部２０が評価関数値を演算する処理が、本発明の評価関数演算ステップの一例にあたり、ウェイトベクトル作成部２１がウェイトベクトルを作成する処理が、本発明のウェイトベクトル作成ステップの一例にあたる。
【００４４】
次に、パラメータ演算部１４は、適応信号処理部１３の出力値である評価関数値に基いて、ウェイトベクトル調整部１５がウェイトベクトルを調整する際に用いるウェイトベクトル調整用パラメータを算出する。
【００４５】
図２は、パラメータ演算部１４において、適応信号処理部１３から出力された評価関数値に対応づけるウェイトベクトル調整用パラメータの値の関係を示している。図３は、パラメータ演算部１４がウェイトベクトル調整用パラメータを算出する際のフローチャートを示している。
【００４６】
図２の横軸は適応信号処理部１３から入力される評価関数値を、縦軸は、評価関数値に対応させるウェイトベクトル調整用パラメータの値を、それぞれ示している。
【００４７】
なお、図２に示す評価関数値とウェイトベクトル調整用パラメータ値の関係が、本発明の相関関係の一例にあたる。
【００４８】
パラメータ演算部１４には、評価関数値から図２の関係を満たすウェイトベクトル調整用パラメータを算出する方程式が予め組み込まれており、パラメータ演算部１４は、図３のフローチャートにしたがって、適応信号処理部１３から入力される評価関数値からウェイトベクトル調整用パラメータを算出する。図２に示す評価関数値とウェイトベクトル調整用パラメータ値との関係は、実環境や実験などにより測定した結果に基いて求め、その関係を示す方程式を作成し、パラメータ演算部１４の機能を実行するプログラムに予めその方程式を組み込んでおく。
【００４９】
図３のフローチャートを用いて、パラメータ演算部１４におけるウェイトベクトル調整用パラメータの具体的な演算方法を説明する。
【００５０】
まず、適応信号処理部１３から入力された現在の評価関数値Ｅｔが、所定の評価関数値Ｅ１以下かどうかを判定し（ステップＳ３１）、所定の評価関数値Ｅ１以下であれば、図２の直線３４を示す方程式よりこのときのウェイトベクトル調整用パラメータτをτ２と決定する（ステップＳ３３）。
【００５１】
次に、適応信号処理部１３から入力された現在の評価関数値Ｅｔが、所定の評価関数値Ｅ２以上かどうかを判定し（ステップＳ３２）、所定の評価関数値Ｅ２以上であれば、図２の直線３６を示す方程式よりこのときのウェイトベクトル調整用パラメータτをτ１と決定する（ステップＳ３４）。
【００５２】
そして、ステップＳ３２において、現在の評価関数値Ｅｔが、所定の評価関数値Ｅ２未満と判定された場合には、図２の直線３５を示す方程式より、このときのウェイトベクトル調整用パラメータτを算出する（ステップＳ３５）。
【００５３】
なお、所定の評価関数値Ｅ１が、本発明の所定の第１の閾値の一例にあたり、所定の評価関数値Ｅ２が、本発明の所定の第２の閾値の一例にあたる。また、パラメータ演算部１４におけるウェイトベクトル調整用パラメータτを求める処理が、本発明のパラメータ演算ステップの一例にあたる。
【００５４】
次に、ウェイトベクトル調整部１５が、このようにしてパラメータ演算部１４によって決定されたウェイトベクトル調整用パラメータτを用いて、適応信号処理部１３からの出力値であるアレーアンテナのウェイトベクトルを調整する。
【００５５】
なお、ウェイトベクトル調整部１５がウェイトベクトルを調整する処理が、本発明のウェイトベクトル調整ステップの一例にあたる。
【００５６】
ウェイトベクトル調整部１５では、例えば数１を用いてウェイトベクトルを調整する。数１において、ｗt-1は、一時刻前の調整後のウェイトベクトルであり、ｗtbefは現時刻に適応信号処理部１３にて演算されたウェイトベクトルである。ｆは、使用するＬＳＩの動作周波数などによって決める定数である。ウェイトベクトル調整部１５は、パラメータ演算部１４によって決定されたウェイトベクトル調整用パラメータτを用いて調整後のウェイトベクトルｗtを算出する。
【００５７】
なお、数１で用いられるウェイトベクトル調整用パラメータτが、本発明の第１の時定数の一例にあたる。
【００５８】
【数１】
2008311813.tif 000008
数１より、ウェイトベクトル調整用パラメータτの値が大きいほど、調整後のウェイトベクトルｗtを算出する際の、調整前のウェイトベクトルｗtbefに対する一時刻前の調整後のウェイトベクトルｗt-1の比率が大きくなる。すなわち、ウェイトベクトル調整用パラメータは、過去のウェイトベクトルによる影響の反映度合いを示すパラメータと言える。
【００５９】
次に、アレーアンテナ合成部１６は、ウェイトベクトル調整部１５で算出された調整後のウェイトベクトルｗtを用いて、アンテナ１１および１２より得られた受信信号に対してアレーアンテナ合成処理を行う。
【００６０】
なお、アレーアンテナ合成部１６におけるアレーアンテナ合成処理が、本発明のアレーアンテナ合成ステップの一例にあたる。
【００６１】
そして、信号復調部１７にてアレーアンテナ合成部１６で合成された合成信号を復調し、その復調された信号がスピーカー１８、１９にて再生される。
【００６２】
なお、上記の説明では、評価関数値に対応させるウェイトベクトル調整用パラメータ値の関係を、図２に示すような線形関数として説明したが、これらの関係を必ずしも線形関数で表す必要はない。評価関数値に対応させるウェイトベクトル調整用パラメータの関係を示す関数は、実環境や実験などにより測定した結果などから決定する。それらの測定結果に合わせた関数とすればよい。
【００６３】
図４は、評価関数値に対応させるウェイトベクトル調整用パラメータの関係を表す他の関数の例を示している。このように、測定結果などに合わせて、線形関数以外の関数としてもよい。図４の場合、図２のように、評価関数値の変化に対してウェイトベクトル調整用パラメータ値が一定となるような範囲（直線３４や直線３６のような範囲）は無く、評価関数値が大きくなるにしたがってウェイトベクトル調整用パラメータ値も大きくなる関係となっている。
【００６４】
また、上記の説明では、パラメータ演算部１４が、図２の関係を示す方程式を用いてウェイトベクトル調整用パラメータを算出することとしたが、図２のような評価関数値とウェイトベクトル調整用パラメータ値との対応づけ関係を示すテーブルを予めメモリなどに記憶させておき、パラメータ演算部１４が、そのテーブルを参照して、評価関数値に対応するウェイトベクトル調整用パラメータ値を決定していくようにしてもよい。
【００６５】
次に、本実施の形態１のアレーアンテナ制御装置のラジオ受信機への具体的な組み込み例について説明する。
【００６６】
図５は、本実施の形態１のアレーアンテナ制御装置を組み込んだラジオ受信機のブロック図を示している。図１と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。
【００６７】
アレーアンテナ合成用ＬＳＩ２３は、適応信号処理部１３、パラメータ演算部１４、ウェイトベクトル調整部１５、アレーアンテナ合成部１６、入力端子２４および出力端子２５を備えた集積回路であり、ラジオ受信機２２の基板上に実装されている。
【００６８】
アレーアンテナ合成用ＬＳＩ２３は、入力端子２４に接続される２つのアンテナ１１および１２から、これらのアンテナ１１および１２で受信された信号が入力され、これらの入力された信号をアレーアンテナ合成処理して、合成した信号を出力端子２５から出力する。アレーアンテナ合成用ＬＳＩ２３では、上記で説明したアレーアンテナ制御方法によりアレーアンテナ合成処理を行う。
【００６９】
アレーアンテナ合成用ＬＳＩ２３の出力端子２５から出力された合成信号は、ラジオ受信機２２の基板に別に実装されている、信号復調部１７を有するＬＳＩに入力される。そして、信号復調部１７によって復調された信号が、スピーカー１８および１９で再生される。なお、信号復調部１７を含めて、１つのＬＳＩを構成することも可能である。
【００７０】
このように、本実施の形態１のラジオ受信機は、ウェイトベクトルを調整するためのウェイトベクトル調整用パラメータを算出し、そのウェイトベクトル調整用パラメータによって調整したウェイトベクトルを用いて指向性制御を行う。
【００７１】
本実施の形態１のラジオ受信機は、ウェイトベクトルを調整するためのウェイトベクトル調整用パラメータを設けたことにより、受信信号に応じた指向性制御を実現することができる。
【００７２】
通常であれば受信信号を見て常に最適なウェイトベクトルを設定するものであるが、本実施の形態１のアレーアンテナ制御方法では、評価関数値に基いてウェイトベクトルの更新具合を調整している。妨害波が混入すると評価関数値が大きくなるが、評価関数値が大きくなるほど、ウェイトベクトルの変化が鈍くなるように調整している。このようにすることで、例えば一定の周期で妨害信号が入力されるような状況では追従性を落とし、妨害信号がないときは従来通りの制御を行い、安定的な指向性制御をもたらすことを提供することができる。
【００７３】
なお、本実施の形態１において、調整後のウェイトベクトルを算出する際に用いた一時刻前の調整後のウェイトベクトルが、本発明の適応信号処理部の収束演算の結果の一例にあたる。
【００７４】
本実施の形態１では、調整後のウェイトベクトルを算出する際に、一時刻前の調整後のウェイトベクトルの影響を反映させることとしたが、適応信号処理部１３の収束演算によって得られる他の結果の影響を反映させて調整後のウェイトベクトルを算出するようにしてもよい。例えば、数１において、一時刻前の調整後のウェイトベクトルｗt-1の代わりに、適応信号処理部１３から出力された一時刻前の調整前のウェイトベクトルｗt-1befを用いるようにしてもよい。
【００７５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２のラジオ受信機の構成は、実施の形態１の構成と同様であり、ブロック図は図１に示す通りである。
【００７６】
実施の形態１とは、パラメータ演算部１４におけるウェイトベクトル調整用パラメータの決定方法が異なる。
【００７７】
評価関数値から対応するウェイトベクトル調整用パラメータを決定する方法は、図２および図３で説明した実施の形態１と同様であるが、実施の形態１では、適応信号処理部１３から出力された評価関数値のそのままの値に基いてウェイトベクトル調整用パラメータを決定したのに対し、本実施の形態２では、適応信号処理部１３から出力された評価関数値を調整し、その調整後の評価関数値の値に基いてウェイトベクトル調整用パラメータを決定する。
【００７８】
図１〜図３、図６および図７を用いて、パラメータ演算部１４における動作について以下に説明する。
【００７９】
図６は、パラメータ演算部１４において、適応信号処理部１３から出力された評価関数値に対応づける評価関数値調整用パラメータの値の関係を示している。図７は、パラメータ演算部１４が評価関数値調整用パラメータを算出する際のフローチャートを示している。
【００８０】
図６のグラフの横軸は、適応信号処理部１３から入力される評価関数値を、縦軸は、入力された評価関数値に対応させる評価関数値調整用パラメータの値を、それぞれ示している。
【００８１】
パラメータ演算部１４には、評価関数値から図２の関係を満たすウェイトベクトル調整用パラメータを算出する方程式とともに、入力された評価関数値から図６の関係を満たす評価関数値調整用パラメータを算出する方程式が組み込まれている。パラメータ演算部１４は、図７のフローチャートにしたがって、適応信号処理部１３から入力される評価関数値から評価関数値調整用パラメータを算出する。
【００８２】
図６に示す評価関数値と評価関数値調整用パラメータ値との関係は、実環境や実験などにより測定した結果に基いて求め、その関係を示す方程式を作成し、パラメータ演算部１４の機能を実行するプログラムに予めその方程式を組み込んでおく。
【００８３】
図７のフローチャートを用いて、パラメータ演算部１４における評価関数値調整用パラメータの具体的な演算方法を説明する。
【００８４】
まず、適応信号処理部１３から入力された現在の評価関数値Ｅｔbefが、所定の評価関数値Ｅ´１以下かどうかを判定し（ステップＳ４１）、所定の評価関数値Ｅ´１以下であれば、図６の直線５１を示す方程式よりこのときの評価関数値調整用パラメータτ´をτ´１と決定する（ステップＳ４３）。
【００８５】
次に、適応信号処理部１３から入力された現在の評価関数値Ｅｔbefが、所定の評価関数値Ｅ´２以上かどうかを判定し（ステップＳ４２）、所定の評価関数値Ｅ´２以上であれば、図６の直線５３を示す方程式よりこのときの評価関数値調整用パラメータτ´をτ´２と決定する（ステップＳ４４）。
【００８６】
そして、ステップＳ３２において、現在の評価関数値Ｅｔbefが、所定の評価関数値Ｅ´２未満と判定された場合には、図６の直線５２を示す方程式より、このときの評価関数値調整用パラメータτ´を算出する（ステップＳ４５）。
【００８７】
パラメータ演算部１４は、こうして求めた評価関数値調整用パラメータτ´を用いて、例えば数２により過去の評価関数値を参照しながら現在の評価関数値を調整する。数２において、Ｅt-1は一時刻前の調整後の評価関数値であり、Ｅｔbefは現時刻に適応信号処理部１３の評価関数演算部２０にて算出された評価関数値である。ｆは、使用するＬＳＩの動作周波数などによって決める定数である。パラメータ演算部１４は、上記で求めた評価関数値調整用パラメータτ´を用いて調整後の評価関数値Ｅtを算出する。
【００８８】
なお、数２で用いられる評価関数値調整用パラメータτ´が、本発明の第２の時定数の一例にあたる。
【００８９】
【数２】
2008311813.tif 000009
そして、パラメータ演算部１４は、調整後の評価関数値Ｅtを用いて、実施の形態１で図２および図３を用いて説明した処理により、調整後の評価関数値Ｅtに対応するウェイトベクトル調整用パラメータτを算出する。
【００９０】
以降の処理は、実施の形態１と同様であり、ウェイトベクトル調整部１５は、パラメータ演算部１４によって決定されたウェイトベクトル調整用パラメータτを用いて、適応信号処理部１３から出力されるウェイトベクトルを調整する。そして、アレーアンテナ合成部１６は、ウェイトベクトル調整部１５で算出された調整後のウェイトベクトルを用いてアレーアンテナ合成処理を行う。
【００９１】
適応信号処理部１３で算出された評価関数値を分析したところ、図６のＥ´１以下は妨害波があまり混入していない区間であり、Ｅ´１〜Ｅ´２はマルチパス妨害ノイズといった妨害が主に混入している区間であり、Ｅ´２以上はマルチパス妨害ノイズ以外で比較的電圧値が大きな妨害波が混入している区間である、という傾向があることがわかった。本実施の形態２で使用する評価関数値調整用パラメータτ´は、評価関数値がこのように妨害波の状況に対応した傾向にあることを利用するために導入したものである。
【００９２】
なお、上記の説明では、評価関数値に対応させる評価関数値調整用パラメータの関係を、図６に示すような線形関数として説明したが、これらの関係を必ずしも線形関数で表す必要はない。評価関数値に対応させる評価関数値調整用パラメータの関係を示す関数は、実環境や実験などにより測定した結果などから決定する。それらの測定結果に合わせた関数とすればよい。
【００９３】
図８は、評価関数値に対応させる評価関数値調整用パラメータ値の関係を表す他の関数の例を示している。このように、測定結果などに合わせて、線形関数以外の関数としてもよい。図８の場合、図６のように、評価関数値の変化に対して評価関数値調整用パラメータ値が一定となるような範囲（直線５１や直線５３のような範囲）は無く、評価関数値が大きくなるほど評価関数値調整用パラメータ値が小さくなる関係となっている。
【００９４】
本実施の形態２では、実施の形態１と異なり、ウェイトベクトルを調整するために、ウェイトベクトル調整用パラメータに加え、評価関数値調整用パラメータも利用している。本実施の形態２で評価関数値を調整するのは、評価関数値を分析することで現在の受信信号がどのような妨害を受けているかを大まかに掴む事、そして過去の評価関数値を反映することで指向性制御をより安定化させるためである。
【００９５】
ここで、本実施の形態２のアレーアンテナ制御方法を用いた場合の、アレーアンテナ制御における効果について、図９を用いて説明する。
【００９６】
図９（ａ）は、１つのアンテナ（例えば、アンテナ１１またはアンテナ１２のいずれか）における電波を受信したときの受信信号の波形の一例を示している。すなわち、アレーアンテナ合成部１６および適応信号処理部１３に入力される一方のアンテナからの受信信号の波形である。
【００９７】
図９（ａ）の横軸は時間軸であり、１目盛りが０．１ｍｓである。縦軸はアレーアンテナ合成後のＩＱ検波信号より求められるシグナルメータの値であり、１目盛りはリニア値で０．１である。
【００９８】
図９（ａ）は、ＴＡおよびＴＣの時点では妨害が混入されていない状態であり、ＴＢの時点では妨害が混入されている状態であることを意味している。
【００９９】
図９（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ、図１２に示すような従来のラジオ受信機のアレーアンテナ合成部１１６により合成された合成信号の、図９（ａ）のＴＡ〜ＴＣの各時点における指向性を示している。一方、図９（ｅ）〜（ｇ）は、それぞれ、本実施の形態２のラジオ受信機１０のアレーアンテナ合成部１６により合成された合成信号の、図９（ａ）のＴＡ〜ＴＣの各時点における指向性を示している。
【０１００】
図９（ｂ）〜（ｇ）において、希望波は図面の下方から到来しており、ＴＢの時点では図９（ａ）に示すようなパルス状の妨害波が右上方から到来している。
【０１０１】
従来のラジオ受信機の場合には、図９（ｂ）と図９（ｄ）では同じような指向性を示しているのに対し、妨害波が混入したときの図９（ｃ）ではやや異なる指向性を示している。このように、従来のアレーアンテナ制御方法を用いた場合には、指向性が、図９（ｂ）や図９（ｄ）のようになったり、図９（ｃ）のようになったりして、不安定な状態に陥っていることが分かる。
【０１０２】
一方、本実施の形態２のラジオ受信機１０の場合の指向性は、図９（ｅ）〜（ｇ）のようにいずれも同じような指向性を示しており、ＴＢ時点にパルス性の妨害波が混入しても指向性が変化しないことが分かる。したがって、従来のアレーアンテナ制御方法を用いる場合と比較すれば、安定な指向性制御を実現しているといえる。
【０１０３】
このように、本実施の形態２のアレーアンテナ制御方法は、評価関数値およびウェイトベクトルを調整するためのパラメータを設けたことにより、受信信号に応じた指向性制御を実現することができる。
【０１０４】
本実施の形態２では、実施の形態１で使用したウェイトベクトル調整用パラメータに関し、さらに評価関数値を調整するための評価関数値調整用パラメータを導入したことにより、より指向性制御の安定性を向上させることができる。
【０１０５】
通常であれば受信信号を見て常に最適なウェイトベクトルを設定するものであるが、本実施の形態２のアレーアンテナ制御方法では、評価関数値に基いて現在の状態を大まかに推定し、ウェイトベクトルの更新具合を調整している。このようにすることで、例えば一定の周期で妨害信号が入力されるような状況では追従性を落とし、妨害信号がないときは従来通りの制御を行い、安定的な指向性制御をもたらすことを提供することができる。
【０１０６】
なお、本実施の形態２において、調整後の評価関数値を算出する際に用いた一時刻前の調整後の評価関数値が、本発明の適応信号処理部の収束演算の結果の一例にあたる。
【０１０７】
本実施の形態２では、調整後の評価関数値を算出する際に、一時刻前の調整後の評価関数値の影響を反映させることとしたが、適応信号処理部１３の収束演算によって得られる他の結果の影響を反映させて調整後の評価関数値を算出するようにしてもよい。例えば、数２において、一時刻前の調整後の評価関数値Ｅt-1の代わりに、適応信号処理部１３から出力された一時刻前の調整前の評価関数値Ｅt-1befを用いるようにしてもよい。
【０１０８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３のラジオ受信機の構成は、実施の形態２の構成と同様であり、ブロック図は図１に示す通りである。
【０１０９】
実施の形態２とは、ウェイトベクトル調整部１５におけるウェイトベクトルの調整方法と、パラメータ演算部１４における評価関数値の調整方法が異なる。
【０１１０】
実施の形態２では、ウェイトベクトルの調整および評価関数値の調整の際に、数１、数２のように一時刻前の情報のみを反映していたのに対し、本実施の形態３では、一時刻前よりもさらに過去の情報も反映して調整する点が異なる。
【０１１１】
以下に、本実施の形態３における、評価関数値の調整方法およびウェイトベクトルの調整方法について説明する。
【０１１２】
実施の形態２のパラメータ演算部１４では数２を用いて評価関数値を調整したのに対し、本実施の形態３のパラメータ演算部１４は、数５を用いて評価関数値を調整する。
【０１１３】
【数５】
2008311813.tif 000010
数５では、過去に算出した評価関数値を現時刻以前よりｎ´個分（ｎ´は１以上の整数）参照し、それらを反映するような構造になっている。εkは評価関数値Ｅkに対する重みであり、過去に得られた評価関数値の実測値Ｅkbefの値を用いてεkを算出する。具体的には、εkには、Ｅkbefが大きいときには大きな値が、Ｅkbefが小さいときには小さな値が設定される。その結果、現在の評価関数値の実測値Ｅkbefの値が大きいほど、過去の評価関数値から受ける影響の度合いが小さくなる。
【０１１４】
なお、εkは、数５のように評価関数値を反映させた決め方が最適ではあるが、決定方法は数５に限らない。他の決定方法としては、例えば全てのεkとして同じ値にすることが考えられる。ただし、全てのεkの総和が1を満たすものとする。データ参照数ｎ’は、任意に設定する定数値とする。
【０１１５】
ウェイトベクトルを調整するために、実施の形態２では、ウェイトベクトル調整部１５が数１を用いて調整したのに対し、本実施の形態３では、パラメータ演算部１４が数３を用いてウェイトベクトル調整用パラメータを算出し、ウェイトベクトル調整部１５が数４を用いてウェイトベクトルを調整する。
【０１１６】
【数３】
2008311813.tif 000011
【０１１７】
【数４】
2008311813.tif 000012
数３および数４では、過去に算出したウェイトベクトルを現時刻以前よりｎ個分（ｎは１以上の整数）参照し、それらを反映するような構造になっている。
【０１１８】
ウェイトベクトル調整用パラメータνkは、ウェイトベクトルｗkに対する重みであり、パラメータ演算部１４が数３にしたがって算出する。
【０１１９】
数３では、パラメータ演算部１４が先に数５を用いて調整した後の評価関数値Ｅkの値を用いてウェイトベクトル調整用パラメータνkを算出する。具体的には、ウェイトベクトル調整用パラメータνkには、Ｅkが大きいときには小さな値が、Ｅkが小さいときには大きな値が設定される。その結果、数４によって算出されるウェイトベクトルｗkは、現在の評価関数値の実測値Ｅkbefの値が大きいほど、過去のウェイトベクトルから受ける影響の度合いが大きくなる。
【０１２０】
なお、ウェイトベクトル調整用パラメータνkは、数３のように評価関数値を反映させた決め方が最適ではあるが、決定方法は数３に限らない。他の決定方法としては、例えば全てのνkとして同じ値にすることが考えられる。ただし、全てのνkの総和が1を満たすものとする。データ参照数ｎは、ここでは任意に設定する定数値とする。
【０１２１】
以降の処理は、実施の形態１と同様であり、アレーアンテナ合成部１６は、ウェイトベクトル調整部１５で算出された調整後のウェイトベクトルを用いてアレーアンテナ合成処理を行う。
【０１２２】
このような本実施の形態３のアレーアンテナ制御方法によれば、過去のデータを複数参照し、評価関数値およびウェイトベクトルを調整することにより、受信信号に応じた指向性制御を実現することができる。
【０１２３】
なお、本実施の形態３では、評価関数値の調整に数５を用い、ウェイトベクトルの調整に数３および数４を用いることとしたが、実施の形態２における評価関数値の調整方法、およびウェイトベクトルの調整方法を組み合わせた構成としてもよい。
【０１２４】
具体的には、数５を用いて評価関数値を調整し、図２の相関関係を用いてその調整した評価関数値に対応するウェイトベクトル調整用パラメータ値τを求め、数１を用いてウェイトベクトルを調整してもよい。また、図６の相関関係を用いて現在の評価関数値に対応する評価関数値調整用パラメータ値τ´を求め、数２を用いて評価関数値を調整し、その調整した評価関数値を数３に代入してウェイトベクトル調整用パラメータ値νを求め、数４を用いてウェイトベクトルを調整してもよい。
【０１２５】
なお、本実施の形態３において、調整後の評価関数値およびウェイトベクトルを算出する際に用いた過去の調整後の評価関数値が、本発明の適応信号処理部の収束演算の結果の一例にあたる。
【０１２６】
本実施の形態３では、数３〜数５において、調整後の評価関数値およびウェイトベクトルを算出する際に、過去の調整後の評価関数値の影響を反映させることとしたが、適応信号処理部１３の収束演算によって得られる他の結果の影響を反映させて調整後の評価関数値およびウェイトベクトルを算出するようにしてもよい。例えば、数３〜数５において、過去の調整後の評価関数値Ｅt-kの代わりに、適応信号処理部１３から出力された過去の調整前の評価関数値Ｅt-kbefを用いるようにしてもよい。
【０１２７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４のラジオ受信機の構成は、実施の形態３の構成と同様であり、ブロック図は図１に示す通りである。
【０１２８】
実施の形態３では、数５を用いて評価関数値を調整し、数３および数４を用いてウェイトベクトルを調整していたが、その際に参照する過去のデータ数ｎ´およびｎは、いずれも任意の定数に決めていた。本実施の形態４は、これらの参照する過去のデータ数ｎおよびｎ´を、定数ではなく、任意の指標を基にして適宜設定するものである。この点において、本実施の形態４は、実施の形態３と異なる。
【０１２９】
以下に、本実施の形態４における、参照する過去のデータ数の決定方法について説明する。
【０１３０】
数３〜数５で参照する過去のデータ数ｎおよびｎ´は、パラメータ演算部１４によって、評価関数値に基いて決定される。
【０１３１】
まず、数３および数４で参照される過去のデータ数ｎの決定方法について説明する。
【０１３２】
図１０（ａ）は、現在入力されている評価関数値から求められる時定数τと、その時定数τに対応づけられる参照する過去のデータの個数ｎの関係を示している。ここで、現在入力されている評価関数値から求められる時定数τとは、図２の相関関係により評価関数値Ｅから求められるτの値である。
【０１３３】
本実施の形態４のパラメータ演算部１４には、評価関数値から図２の関係を満たす時定数τを算出する方程式と、算出した時定数τから図１０（ａ）の関係を満たす個数ｎを算出する方程式が、予め組み込まれている。
【０１３４】
なお、図２に示す関係が、本発明の第１の相関関係の一例にあたり、図１０（ａ）に示す関係が、本発明の第２の相関関係の一例にあたる。
【０１３５】
図１０（ｂ）は、パラメータ演算部１４が、数３および数４で参照する過去のデータの個数ｎを算出する際のフローチャートを示している。
【０１３６】
まず、パラメータ演算部１４は、入力された評価関数値Ｅｔから、時定数τを求める（ステップＳ５１）。このとき、図３に示すフロー（ステップＳ３１〜Ｓ３５）にしたがって、図２のように対応づけた時定数τを求める。
【０１３７】
次に、算出した時定数τから、図１０（ａ）で対応づけられる、過去のデータ参照数ｎを求める（ステップＳ５２）。そして、求めたデータ参照数ｎを用いて、数３によりウェイトベクトル調整用パラメータνを算出する（ステップＳ５３）。
【０１３８】
そして、ウェイトベクトル調整部１５は、パラメータ演算部１４により算出されたウェイトベクトル調整用パラメータνと、過去のｎ個分の調整後のウェイトベクトルを用いて、数４により、ウェイトベクトルを調整する（ステップＳ５４）。
【０１３９】
このように、本実施の形態４のパラメータ演算部１４は、評価関数値に基いて時定数τを求め、その時定数τの値に応じて、過去のデータ参照数ｎを決定する。
【０１４０】
次に、数５で参照される過去のデータ数ｎ´の決定方法について説明する。
【０１４１】
図１１（ａ）は、現在入力されている評価関数値から求められる時定数τ´と、その時定数τ´に対応づけられる参照する過去のデータの個数ｎ´の関係を示している。ここで、現在入力されている評価関数値から求められる時定数τ´とは、図６の相関図により調整前の評価関数値Ｅ´から求められるτ´の値である。
【０１４２】
本実施の形態４のパラメータ演算部１４には、調整前の評価関数値から図６の関係を満たす時定数τ´を算出する方程式と、算出された時定数τ´から図１１（ａ）の関係を満たす個数ｎ´を算出する方程式が、予め組み込まれている。
【０１４３】
図１１（ｂ）は、パラメータ演算部１４が、数５で参照する過去のデータの個数ｎ´を算出する際のフローチャートを示している。
【０１４４】
まず、パラメータ演算部１４は、入力された調整前の評価関数値Ｅ´ｔから、時定数τ´を求める（ステップＳ５５）。このとき、図７に示すフロー（ステップＳ４１〜Ｓ４５）にしたがって、図６のように対応づけられた時定数τ´を求める。
【０１４５】
次に、算出した時定数τ´から、図１１（ａ）で対応づけられる、過去のデータ参照数ｎ´を求める（ステップＳ５６）。そして、求めたデータ参照数ｎ´を用いて、数５により調整後の評価関数値Ｅｔを算出する（ステップＳ５７）。
【０１４６】
このように、本実施の形態４のパラメータ演算部１４は、入力された調整前の評価関数値に基いて時定数τ´を求め、その時定数τ´の値に応じて、過去のデータ参照数ｎ´を決定する。
【０１４７】
なお、上記では、図１０（ａ）に示す時定数τと過去のデータ参照数ｎとの関係を示す方程式と、図１１（ａ）に示す時定数τ´と過去のデータ参照数ｎ´との関係を示す方程式を、パラメータ演算部１４が個別に備えるものとして説明したが、これらを共通の１つの方程式を用いて算出させるようにしてもよい。ただし、数３と数４、数５のそれぞれで適切な個数ｎおよびｎ´とした方が、安定した指向性制御を実現できると考えられるので、上記の説明のように、これらの方程式を個別に設ける方が望ましい。
【０１４８】
また、時定数τと個数ｎの関係、および時定数τ´と個数ｎ´の関係を、方程式によって算出するのではなく、これらの関係を示すテーブルをメモリなどに記憶させておき、そのテーブルを参照して個数ｎおよびｎ´を決定するようにしてもよい。
【０１４９】
図１０（ａ）に示す時定数τと個数ｎの関係も、図１１（ａ）に示す時定数τ´と個数ｎ´の関係も、実環境や実験などにより測定した結果などから決定する。それらの測定結果に合わせた関数とすればよい。したがって、これらの関係は図１０（ａ）や図１１（ａ）の形状に限るものではなく、例えば図２のような線形関数の形状であってもよい。
【０１５０】
本実施の形態４のアレーアンテナ制御方法によれば、適切なデータ数の過去のデータを参照し、評価関数値およびウェイトベクトルを調整することにより、受信信号に応じた指向性制御を実現することができる。
【０１５１】
なお、各実施の形態のラジオ受信機では、説明をわかり易くするためにアンテナの数を２本として説明したが、３本以上のアンテナであっても適用できる。
【０１５２】
また、スピーカーの数も２つとして説明したが、３つ以上設けられていてもよい。
【０１５３】
また、各実施の形態における適応信号処理の手法としてＣＭＡを用いることとして説明したが、他の手法の適応信号処理であっても、評価関数値が最小となるように制御される適応信号処理であれば本発明を適用できる。
【０１５４】
なお、本発明のプログラムは、上述したアレーアンテナ制御方法の、複数のアンテナのそれぞれで受信された受信信号から評価関数値を演算する前記評価関数演算ステップ、前記評価関数値に基いて前記各アンテナに対応するウェイトベクトルを作成する前記ウェイトベクトル作成ステップ、前記ウェイトベクトル作成ステップで今作成されたウェイトベクトルを調整して前記調整後ウェイトベクトルを出力する前記ウェイトベクトル調整ステップ、前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値からウェイトベクトル調整用パラメータを求める前記パラメータ演算ステップ、の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１５５】
また、本発明の記録媒体は、上述したアレーアンテナ制御方法の、複数のアンテナのそれぞれで受信された受信信号から評価関数値を演算する前記評価関数演算ステップ、前記評価関数値に基いて前記各アンテナに対応するウェイトベクトルを作成する前記ウェイトベクトル作成ステップ、前記ウェイトベクトル作成ステップで今作成されたウェイトベクトルを調整して前記調整後ウェイトベクトルを出力する前記ウェイトベクトル調整ステップ、前記今作成されたウェイトベクトルを作成するために使用された評価関数値からウェイトベクトル調整用パラメータを求める前記パラメータ演算ステップ、の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協働して利用される記録媒体である。
【０１５６】
また、本発明の上記「ステップの動作」とは、前記ステップの全部または一部の動作を意味する。
【０１５７】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な、ＲＯＭ等の記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１５８】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、インターネット等の伝送媒体、光・電波等の伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１５９】
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【０１６０】
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【０１６１】
以上に説明したように、本発明のアレーアンテナ制御装置、集積回路、ラジオ受信機、アレーアンテナ制御方法等は、適応信号処理により得られる各アンテナのウェイトベクトルを受信信号に応じて調整する手段を設けることにより、受信信号の内容に応じたアレーアンテナのウェイトベクトルを調整することができる、つまり、受信信号に応じて安定的に指向性制御を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明に係るアレーアンテナ制御装置、集積回路、ラジオ受信機、アレーアンテナ制御方法等は、パルス妨害のような妨害波が混入した場合でも安定した指向性制御が行える効果を有し、移動体受信を行うＦＭ放送波受信機などで使用されるアレーアンテナ制御装置、集積回路、ラジオ受信機、アレーアンテナ制御方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】本発明の実施の形態１〜４のラジオ受信機のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１のパラメータ演算部において、評価関数値に対応づけるウェイトベクトル調整用パラメータの値の関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態１のパラメータ演算部の、ウェイトベクトル調整用パラメータを算出する際のフローチャートを示す図
【図４】本発明の実施の形態１の、評価関数値に対応させるウェイトベクトル調整用パラメータ値の関係を表す他の関数の例を示す図
【図５】本発明の実施の形態１のアレーアンテナ制御装置を組み込んだラジオ受信機のブロック図
【図６】本発明の実施の形態２のパラメータ演算部において、入力される評価関数値に対応づける評価関数値調整用パラメータの値の関係を示す図
【図７】本発明の実施の形態２のパラメータ演算部の、評価関数値調整用パラメータを算出する際のフローチャートを示す図
【図８】本発明の実施の形態２の、評価関数値に対応させる評価関数値調整用パラメータ値の関係を表す他の関数の例を示す図
【図９】（ａ）アンテナで電波を受信したときの受信信号の波形を示す図、（ｂ）〜（ｄ）従来のラジオ受信機で合成された合成信号の、ＴＡ〜ＴＣの各時点における指向性を示す図、（ｅ）〜（ｇ）本発明の実施の形態２のラジオ受信機で合成された合成信号の、ＴＡ〜ＴＣの各時点における指向性を示す図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態４の、時定数τに対応づけられる参照する過去のデータの個数ｎの関係を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態４のパラメータ演算部１４が、参照する過去のデータの個数ｎを算出する際のフローチャートを示す図
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態４の、時定数τ´に対応づけられる参照する過去のデータの個数ｎ´の関係を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態４のパラメータ演算部１４が、参照する過去のデータの個数ｎ´を算出する際のフローチャートを示す図
【図１２】従来のアレーアンテナ合成を行うラジオ受信機のブロック図
【符号の説明】
【０１６４】
１０、２２  ラジオ受信機
１１、１２  アンテナ
１３  適応信号処理部
１４  パラメータ演算部
１５  ウェイトベクトル調整部
１６  アレーアンテナ合成部
１７  信号復調部
１８、１９  スピーカー
２０  評価関数演算部
２１  ウェイトベクトル作成部
２３  アレーアンテナ合成用ＬＳＩ
２４  入力端子
２５  出力端子
３４  評価関数値ＥがＥ１以下の範囲における直線
３５  評価関数値Ｅが、Ｅ１＜Ｅ＜Ｅ２の範囲における直線
３６  評価関数値ＥがＥ２以上の範囲における直線
５１  調整前の評価関数値Ｅ’がＥ１’以下の範囲における直線
５２  調整前の評価関数値Ｅ’が、Ｅ１’＜Ｅ’＜Ｅ２’に対応する部分の直線
５３  調整前の評価関数値Ｅ’がＥ２’以上の範囲における直線
【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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