(57)【要約】【課題】非希望信号が存在する場合においても希望信号を正確に受信したい。【解決手段】信号処理部１８には、複数のアンテナのそれぞれにおいて受信した信号が入力される。ここで、信号処理部１８は、非希望信号を入力しながら、所定の期間にわたって希望信号も入力する。第１アレイ処理部１５２は、入力した信号に対してアレイ処理を実行することによって、前記複数のアンテナの数よりも少ない数の信号を出力する。第１アレイ処理部１５２は、非希望信号と直交したベクトルに近づくような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アレイ処理に使用する。第２アレイ処理部１５４は、第１アレイ処理部１５２から出力される信号に対してアレイ処理を実行する。第２アレイ処理部１５４は、希望信号が入力されている期間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アレイ処理に使用する。【選択図】図６
2008193224.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において受信した信号を入力する入力部と、
前記入力部において入力した信号に対してアレイ処理を実行することによって、前記複数のアンテナの数よりも少ない数の信号を出力する第１のアレイ処理部と、
前記第１のアレイ処理部から出力される信号に対してアレイ処理を実行する第２のアレイ処理部とを備え、
前記入力部は、非希望信号を入力しながら、所定の期間にわたって希望信号も入力し、
前記第１のアレイ処理部は、非希望信号と直交したベクトルに近づくような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アレイ処理に使用し、
前記第２のアレイ処理部は、前記入力部に希望信号が入力されている期間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アレイ処理に使用することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記第１のアレイ処理部は、前記入力部において希望信号を入力していない場合にウエイトベクトルを導出し、前記入力部において希望信号を入力している場合にウエイトベクトルの導出を中止する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のアレイ処理部は、複数のアンテナの数の成分を有した非希望信号に対してベクトル直交化法を実行することによって、前記複数のアンテナの数よりも少ない数のウエイトベクトルを導出する手段と、複数のアンテナの数よりも少ない数のウエイトベクトルをアレイ処理に使用することによって、前記複数のアンテナの数よりも少ない数の信号を生成する手段とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記入力部において入力される希望信号は、前記複数のアンテナの数よりも少ない数の系列の信号によって形成されており、
前記第２のアレイ処理部は、希望信号の系列の数に応じた数のウエイトベクトルを導出する手段と、希望信号の系列の数に応じた数のウエイトベクトルを使用することによって、希望信号を再生する手段とを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の受信装置。
【請求項５】
複数のアンテナのそれぞれにおいて受信した信号を入力するステップと、
入力した信号に対して第１のアレイ処理を実行するステップと、
前記第１のアレイ処理を実行するステップから出力された信号であって、かつ前記複数のアンテナの数よりも少ない数の信号に対して第２のアレイ処理を実行するステップとを備え、
前記入力するステップは、非希望信号を入力しながら、所定の期間にわたって希望信号も入力し、
前記第１のアレイ処理を実行するステップは、非希望信号と直交したベクトルに近づくような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、
前記第２のアレイ処理を実行するステップは、希望信号が入力されている期間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することを特徴とする受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信技術に関し、特に複数のアンテナを介して信号を受信する受信方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速なデータ伝送を可能にしつつ、マルチパス環境下に強い通信方式として、マルチキャリア方式のひとつであるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式がある。このＯＦＤＭ変調方式は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の標準化規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｇやＨＩＰＥＲＬＡＮ／２に適用されている。このような無線ＬＡＮにおけるパケット信号は、一般的に時間と共に変動する伝送路環境を介して伝送され、かつ周波数選択性フェージングの影響を受けるので、受信装置は一般的に伝送路推定を動的に実行する。
【０００３】
受信装置が伝送路推定を実行するために、パケット信号内に、２種類の既知信号が設けられている。ひとつは、パケット信号の先頭部分において、すべてのキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるプリアンブルやトレーニング信号といわれるものである。もうひとつは、パケット信号のデータ区間中に一部のキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるパイロット信号といわれるものである（例えば、非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】Ｓｉｎｅｍ  Ｃｏｌｅｒｉ，Ｍｕｓｔａｆａ  Ｅｒｇｅｎ，Ａｎｕｊ  Ｐｕｒｉ，  ａｎｄ  Ａｈｍａｄ  Ｂａｈａｉ，"Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｐｉｌｏｔ  Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ  ｉｎ  ＯＦＤＭ  Ｓｙｓｔｅｍｓ"，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ，ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．３，ｐｐ．２２３−２２９，Ｓｅｐｔ．２００２．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ワイヤレス通信において、周波数資源を有効利用するための技術のひとつが、アダプティブアレイアンテナ技術である。アダプティブアレイアンテナ技術は、複数のアンテナのそれぞれにおいて、処理対象の信号の振幅と位相を制御することによって、アンテナの指向性パターンを制御する。このようなアダプティブアレイアンテナ技術を利用して、データレートを高速化するための技術にＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）システムがある。当該ＭＩＭＯシステムは、送信装置と受信装置がそれぞれ複数のアンテナを備え、並列に送信されるべきパケット信号を設定する（以下、パケット信号において並列に送信されるべきデータ等のそれぞれを「系列」という）。
【０００５】
すなわち、送信装置と受信装置との間の通信に対して、最大アンテナ数までの系列を設定することによって、データレートを向上させる。このようなワイヤレス通信において、受信装置は、受信を希望する信号（以下、「希望信号という」）の他に、受信を希望しない信号（以下、「非希望信号」という）も受信する。希望信号の信号強度が非希望信号の信号強度よりもある程度大きければ、受信装置は、希望信号を正確に受信できるが、大きくなければ、受信装置は、非希望信号にもとづく干渉によって、希望信号を誤って受信してしまう。
【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、非希望信号が存在する場合においても希望信号を正確に受信する受信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、複数のアンテナのそれぞれにおいて受信した信号を入力する入力部と、入力部において入力した信号に対してアレイ処理を実行することによって、複数のアンテナの数よりも少ない数の信号を出力する第１のアレイ処理部と、第１のアレイ処理部から出力される信号に対してアレイ処理を実行する第２のアレイ処理部とを備える。入力部は、非希望信号を入力しながら、所定の期間にわたって希望信号も入力し、第１のアレイ処理部は、非希望信号と直交したベクトルに近づくような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アレイ処理に使用し、第２のアレイ処理部は、入力部に希望信号が入力されている期間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アレイ処理に使用する。
【０００８】
この態様によると、非希望信号と直交したベクトルに近づくようなウエイトベクトルを使用したアレイ合成によって非希望信号の影響を低減した後に、さらにアレイ合成を実行するので、非希望信号が存在する場合においても希望信号を正確に受信できる。
【０００９】
第１のアレイ処理部は、入力部において希望信号を入力していない場合にウエイトベクトルを導出し、入力部において希望信号を入力している場合にウエイトベクトルの導出を中止してもよい。この場合、希望信号を入力している場合にウエイトベクトルの導出を中止するので、非希望信号を対象にしたウエイトベクトルを導出できる。
【００１０】
第１のアレイ処理部は、複数のアンテナの数の成分を有した非希望信号に対してベクトル直交化法を実行することによって、複数のアンテナの数よりも少ない数のウエイトベクトルを導出する手段と、複数のアンテナの数よりも少ない数のウエイトベクトルをアレイ処理に使用することによって、複数のアンテナの数よりも少ない数の信号を生成する手段とを含んでもよい。この場合、ベクトル直交化法を実行するので、容易にウエイトベクトルを導出できる。
【００１１】
入力部において入力される希望信号は、複数のアンテナの数よりも少ない数の系列の信号によって形成されており、第２のアレイ処理部は、希望信号の系列の数に応じた数のウエイトベクトルを導出する手段と、希望信号の系列の数に応じた数のウエイトベクトルを使用することによって、希望信号を再生する手段とを含んでもよい。この場合、希望信号の系列の数に応じた数のウエイトベクトルを使用するので、希望信号が複数の系列によって形成されていても、希望信号を再生できる。
【００１２】
本発明の別の態様は、受信方法である。この方法は、複数のアンテナのそれぞれにおいて受信した信号を入力するステップと、入力した信号に対して第１のアレイ処理を実行するステップと、第１のアレイ処理を実行するステップから出力された信号であって、かつ複数のアンテナの数よりも少ない数の信号に対して第２のアレイ処理を実行するステップとを備える。入力するステップは、非希望信号を入力しながら、所定の期間にわたって希望信号も入力し、第１のアレイ処理を実行するステップは、非希望信号と直交したベクトルに近づくような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、第２のアレイ処理を実行するステップは、希望信号が入力されている期間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する。
【００１３】
第１のアレイ処理を実行するステップは、希望信号を入力していない場合にウエイトベクトルを導出し、希望信号を入力している場合にウエイトベクトルの導出を中止してもよい。第１のアレイ処理を実行するステップは、複数のアンテナの数の成分を有した非希望信号に対してベクトル直交化法を実行することによって、複数のアンテナの数よりも少ない数のウエイトベクトルを導出するステップと、複数のアンテナの数よりも少ない数のウエイトベクトルをアレイ処理に使用することによって、複数のアンテナの数よりも少ない数の信号を生成するステップとを含んでもよい。入力するステップにおいて入力される希望信号は、複数のアンテナの数よりも少ない数の系列の信号によって形成されており、第２のアレイ処理を実行するステップは、希望信号の系列の数に応じた数のウエイトベクトルを導出するステップと、希望信号の系列の数に応じた数のウエイトベクトルを使用することによって、希望信号を再生するステップとを含んでもよい。
【００１４】
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】
【００１５】
本発明によれば、非希望信号が存在する場合においても希望信号を正確に受信できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、少なくともふたつの無線装置によって構成されるＭＩＭＯシステムに関する。無線装置のうちの一方は、送信装置に相当し、他方は、受信装置に相当する。送信装置は、複数の系列によって構成されるパケット信号を生成し、受信装置へ送信する。受信装置は、パケット信号を受信するが、パケット信号は複数の系列にて構成されているので、受信装置は、系列の数以上の数のアンテナを備える。また、受信装置は、通信対象の送信装置以外からの信号（以下、「非希望信号」という）も受信する。ここで、非希望信号には、通信対象でない送信装置からの信号、別システムの送信装置からの信号、電子レンジなどの通信装置でない装置からの信号等が含まれる。なお、非希望信号に対して、所望の送信装置からのパケット信号は「希望信号」と呼ばれるものとする。受信装置が希望信号と非希望信号とを合成しながら受信する場合、一般的に非希望信号の影響によって希望信号の受信特性は悪化する。このような状況下において、受信特性の悪化を抑制するために、受信装置は、以下の処理を実行する。
【００１７】
実施例に係る受信装置は、２段階のアダプティブアレイ信号処理（以下、アダプティブアレイ信号処理を「アレイ合成処理」ともいう）を実行する。最初のアレイ合成処理は、非希望信号だけを受信している場合において、非希望信号の応答ベクトルに直交したベクトルに近くなるようなウエイトベクトルを生成する。ウエイトベクトルは、アンテナの数の成分を有し、ウエイトベクトル数は、アンテナの数よりも少ない。このようなウエイトベクトルを使用することによって、最初のアレイ合成処理は、ウエイトベクトルの数だけ、ウエイトベクトルと非希望信号との合成結果を出力するが、合成結果における非希望信号の影響は、低減されている。
【００１８】
また、最初のアレイ合成処理は、非希望信号に加えて希望信号を受信する場合において、既に導出したウエイトベクトルを使用しながら、受信した信号に対して、アレイ合成を実行する。そのため、合成結果では、非希望信号の影響が小さくなり、希望信号の影響が大きくなる。最初のアレイ合成処理に続いて、次のアレイ合成処理が実行されるが、次のアレイ合成処理は、非希望信号に加えて希望信号を受信する場合において実行される。次のアレイ合成処理は、最初のアレイ合成処理における合成結果を受けつけ、受けつけた合成結果に対して、ウエイトベクトルを導出する。ここで、ウエイトベクトルは、合成結果の数の成分を有し、ウエイトベクトル数は、系列の数に相当する。また、次のアレイ合成処理は、導出したウエイトベクトルと、受けつけた合成結果との合成処理を出力する。
【００１９】
図１は、本発明の実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す。特に、図１は、ＯＦＤＭ変調方式での信号のスペクトルを示す。ＯＦＤＭ変調方式における複数のキャリアのひとつをサブキャリアと一般的に呼ぶが、ここではひとつのサブキャリアを「サブキャリア番号」によって指定するものとする。ＭＩＭＯシステムには、サブキャリア番号「−２８」から「２８」までの５６サブキャリアが規定されている。なお、サブキャリア番号「０」は、ベースバンド信号における直流成分の影響を低減するため、ヌルに設定されている。一方、ＭＩＭＯシステムに対応していないシステム（以下、「従来システム」という）には、サブキャリア番号「−２６」から「２６」までの５２サブキャリアが規定されている。なお、従来システムの一例は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮである。また、複数のサブキャリアにて構成されたひとつの信号の単位であって、かつ時間領域のひとつの信号の単位は、「ＯＦＤＭシンボル」と呼ばれるものとする。
【００２０】
ここで、サブキャリア番号「−２１」、「−７」、「７」、「２１」のサブキャリアに、パイロット信号が配置されており、それら以外のサブキャリアに、データ信号が配置されている。また、それぞれのサブキャリアは、可変に設定された変調方式によって変調されている。変調方式には、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭのいずれかが使用される。
【００２１】
また、これらの信号には、誤り訂正方式として、畳み込み符号化が適用されている。畳み込み符号化の符号化率は、１／２、３／４等に設定される。さらに、並列に送信すべきデータの数は、可変に設定される。その結果、変調方式、符号化率、系列の数の値が可変に設定されることによって、データレートも可変に設定される。なお、「データレート」は、これらの任意の組合せによって決定されてもよいし、これらのうちのひとつによって決定されてもよい。従来システムにおいて、変調方式がＢＰＳＫであり、符号化率が１／２である場合、データレートは６Ｍｂｐｓになる。一方、変調方式がＢＰＳＫであり、符号化率が３／４である場合、データレートは９Ｍｂｐｓになる。
【００２２】
図２は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、送信装置１０、受信装置５０を含む。また、送信装置１０は、アンテナ１２と総称される第１アンテナ１２ａ、第２アンテナ１２ｂ、第３アンテナ１２ｃ、第４アンテナ１２ｄを含み、受信装置５０は、アンテナ１４と総称される第１アンテナ１４ａ、第２アンテナ１４ｂ、第３アンテナ１４ｃ、第４アンテナ１４ｄを含む。
【００２３】
通信システム１００の構成として、ＭＩＭＯシステムの概略を説明する。パケット信号は、送信装置１０から受信装置５０に送信される。送信装置１０は、第１アンテナ１２ａから第４アンテナ１２ｄのそれぞれから、複数の系列のデータをそれぞれ送信する。その結果、データレートが高速になる。受信装置５０は、第１アンテナ１４ａから第４アンテナ１４ｄによって、複数の系列のデータを受信する。さらに、受信装置５０は、アダプティブアレイ処理によって、受信したデータを分離して、複数の系列のデータを独立に復調する。
【００２４】
ここで、アンテナ１２の本数は「４」であり、アンテナ１４の本数も「４」であるので、アンテナ１２とアンテナ１４の間の伝送路の組合せは「１６」になる。第ｉアンテナ１２ｉから第ｊアンテナ１４ｊとの間の伝送路特性をｈｉｊと示す。図中において、第１アンテナ１２ａと第１アンテナ１４ａとの間の伝送路特性がｈ１１、第１アンテナ１２ａから第２アンテナ１４ｂとの間の伝送路特性がｈ１２、第２アンテナ１２ｂと第１アンテナ１４ａとの間の伝送路特性がｈ２１、第２アンテナ１２ｂから第２アンテナ１４ｂとの間の伝送路特性がｈ２２、第４アンテナ１２ｄから第４アンテナ１４ｄとの間の伝送路特性がｈ４４と示されている。なお、これら以外の伝送路は、図の明瞭化のために省略する。
【００２５】
図３（ａ）−（ｃ）は、通信システム１００におけるパケットフォーマットを示す。図３（ａ）は、系列の数が「４」である場合に対応し、図３（ｂ）は、系列の数が「３」である場合に対応し、図３（ｃ）は、系列の数が「２」である場合に対応する。図３（ａ）では、４つの系列に含まれたデータが、送信の対象とされるものとし、第１から第４の系列に対応したパケットフォーマットが上段から下段に順に示される。
【００２６】
第１の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」等が配置される。「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」、「Ｌ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＩＧ」は、従来システムに対応したＡＧＣ設定用の既知信号、伝送路推定用の既知信号、制御信号、ＭＩＭＯシステムに対応した制御信号にそれぞれ相当する。ＭＩＭＯシステムに対応した制御信号には、例えば、系列の数に関する情報やデータ信号の宛先が含まれている。「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」は、ＭＩＭＯシステムに対応したＡＧＣ設定用の既知信号、伝送路推定用の既知信号に相当する。一方、「データ１」は、データ信号である。また、前述のごとく、「データ１」等の中に、パイロット信号が含まれる。
【００２７】
また、第２の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ（−５０ｎｓ）」と「ＨＴ−ＬＴＦ（−４００ｎｓ）」等が配置される。また、第３の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ（−１００ｎｓ）」と「ＨＴ−ＬＴＦ（−２００ｎｓ）」等が配置される。また、第４の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ（−１５０ｎｓ）」と「ＨＴ−ＬＴＦ（−６００ｎｓ）」等が配置される。
【００２８】
ここで、「−４００ｎｓ」等は、ＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｄｅｌａｙ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）におけるタイミングシフト量を示す。ＣＤＤとは、所定の区間において、時間領域の波形をシフト量だけ後方にシフトさせ、所定の区間の最後部から押し出された波形を所定の区間の先頭部分に循環的に配置させる処理である。すなわち、「Ｌ−ＳＴＦ（−５０ｎｓ）」には、「Ｌ−ＳＴＦ」に対して、−５０ｎｓの遅延量にて循環的なタイミングシフトがなされている。なお、Ｌ−ＳＴＦとＨＴ−ＳＴＦは、８００ｎｓの期間の繰り返しによって構成され、その他のＨＴ−ＬＴＦ等は、３．２μｓの期間の繰り返しによって構成されているものとする。ここで「データ１」から「データ４」にもＣＤＤがなされており、タイミングシフト量は、前段に配置されたＨＴ−ＬＴＦでのタイミングシフト量と同一の値である。
【００２９】
また、第１の系列において、ＨＴ−ＬＴＦが、先頭から「ＨＴ−ＬＴＦ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＬＦＴ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」の順に配置されている。ここで、これらを順に、すべての系列において「第１成分」、「第２成分」、「第３成分」、「第４成分」と呼ぶ。すべての系列の受信信号に対して、第１成分−第２成分＋第３成分−第４成分の演算を行えば、受信装置において、第１の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分＋第２成分＋第３成分＋第４成分の演算を行えば、受信装置において、第２の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分−第２成分−第３成分＋第４成分の演算を行えば、受信装置において、第３の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分＋第２成分−第３成分−第４成分の演算を行えば、受信装置において、第４の系列に対する所望信号が抽出される。これらは、所定の成分の符号の組合せが系列間において直交関係を有していることに相当する。なお、加減処理は、ベクトル演算にて実行される。
【００３０】
「Ｌ−ＬＴＦ」から「ＨＴ−ＳＩＧ」等までの部分には、従来システムと同様に、「５２」サブキャリアが使用される。なお、「５２」サブキャリアのうちの「４」サブキャリアがパイロット信号に相当する。一方、「ＨＴ−ＬＴＦ」等以降の部分は、「５６」サブキャリアを使用する。
【００３１】
図３（ａ）において、「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号は、以下のように規定されている。第１の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「−」、「＋」、「−」の順に並べられ、第２の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「＋」、「＋」の順に並べられ、第３の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「−」、「−」、「＋」の順に並べられ、第４の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「−」、「−」の順に並べられている。しかしながら、符号は、以下のように規定されていてもよい。第１の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「−」、「＋」、「＋」の順に並べられ、第２の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「−」、「＋」の順に並べられ、第３の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「＋」、「−」の順に並べられ、第４の系列の先頭から順に、符号は「−」、「＋」、「＋」、「＋」の順に並べられる。このような符号であっても、所定の成分の符号の組合せが系列間において直交関係を有していることに相当する。
【００３２】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の第１の系列から第３の系列に相当する。図３（ｃ）は、図３（ａ）に示したパケットフォーマットのうちの第１系列と第２系列に類似している。ここで、図３（ｂ）の「ＨＴ−ＬＴＦ」の配置が、図３（ａ）の「ＨＴ−ＬＴＦ」の配置と異なっている。すなわち、ＨＴ−ＬＴＦには、第１成分と第２成分だけが含まれている。第１の系列において、ＨＴ−ＬＴＦが、先頭から「ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」の順に配置され、第２の系列において、ＨＴ−ＬＴＦが、先頭から「ＨＴ−ＬＴＦ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」の順に配置されている。すべての系列の受信信号に対して、第１成分＋第２成分の演算を行えば、受信装置において、第１の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分−第２成分の演算を行えば、受信装置において、第２の系列に対する所望信号が抽出される。これらも、前述のごとく、直交関係といえる。
【００３３】
図４は、受信装置５０の構成を示す。受信装置５０は、アンテナ１４と総称される第１アンテナ１４ａ、第２アンテナ１４ｂ、第４アンテナ１４ｄ、ＲＦ部１６と総称される第１ＲＦ部１６ａ、第２ＲＦ部１６ｂ、第４ＲＦ部１６ｄ、信号処理部１８、復調部１５０、結合部２０、制御部２２を含む。また、信号として、時間領域信号２００と総称される第１時間領域信号２００ａ、第２時間領域信号２００ｂ、第４時間領域信号２００ｄ、２段目合成信号２０２と総称される第１−２段目合成信号２０２ａ、第２−２段目合成信号２０２ｂ、第３−２段目合成信号２０２ｃを含む。
【００３４】
アンテナ１４は、複数備えられており、マルチキャリア信号をそれぞれ受信する。前述のごとく、受信されるマルチキャリア信号は、図３（ａ）−（ｃ）のごとく、パケット信号を構成し、パケット信号の前方にはプリアンブル信号が配置されている。例えば、ここでは、希望信号として、図３（ｂ）に示されたパケット信号、つまり３つの系列にて構成された信号を受信する。また、アンテナ１４は、希望信号以外に非希望信号も受信する。
【００３５】
ＲＦ部１６は、アンテナ１４によって受信した無線周波数の信号を周波数変換し、ベースバンドの信号を導出する。ＲＦ部１６は、ベースバンドの信号を時間領域信号２００として信号処理部１８に出力する。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、ふたつの信号線によって伝送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１６には、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換部も含まれる。ＡＧＣは、「Ｌ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＳＴＦ」において増幅率を設定する。
【００３６】
信号処理部１８は、複数の時間領域信号２００をそれぞれ周波数領域に変換し、変換した信号に対してアダプティブアレイ処理を実行する。信号処理部１８は、アダプティブアレイ信号処理の結果を２段目合成信号２０２として出力する。ひとつの２段目合成信号２０２が、送信された複数の系列のそれぞれに相当する。なお、前述のごとく、信号処理部１８は、アダプティブアレイ処理として、２段階のアレイ合成処理を実行する。２段階のアレイ合成処理の詳細は後述するが、最初のアレイ合成処理は、非希望信号だけを受信する場合に、ウエイトベクトルを生成し、非希望信号に加えて希望信号も受信する場合に、合成処理を実行する。
【００３７】
また、次のアレイ合成処理は、非希望信号に加えて希望信号も受信する場合に、ウエイトベクトルを生成しながら、最初のアレイ処理での合成結果に対して、合成処理を実行する。ここで、周波数領域の信号である２段目合成信号２０２は、図１のごとく、複数のサブキャリアの成分を含むものとする。図を明瞭にするために、周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順番に並べられて、シリアル信号を形成しているものとする。
【００３８】
図５は、周波数領域の信号の構成を示す。ここで、図１に示したサブキャリア番号「−２８」から「２８」のひとつの組合せを「ＯＦＤＭシンボル」というものとする。「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルは、サブキャリア番号「１」から「２８」、サブキャリア番号「−２８」から「−１」の順番にサブキャリア成分を並べているものとする。また、「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルの前に、「ｉ−１」番目のＯＦＤＭシンボルが配置され、「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルの後ろに、「ｉ＋１」番目のＯＦＤＭシンボルが配置されているものとする。なお、図３（ａ）等の「Ｌ−ＳＩＧ」等の部分では、ひとつの「ＯＦＤＭシンボル」に対して、サブキャリア番号「−２６」から「２６」の組合せが使用される。
【００３９】
図４に戻る。復調部１５０は、信号処理部１８からの２段目合成信号２０２に対して、系列単位に復調を実行する。なお、復調は、サブキャリア単位でなされる。復調部１５０は、復調結果を結合部２０に出力する。結合部２０は、復調部１５０からの復調結果に対して、デインタリーブを実行する。また、結合部２０は、デインタリーブした信号を合成し、ひとつのデータストリームを形成する。さらに、結合部２０は、ひとつのデータストリームを復号する。結合部２０は、復号したデータストリームを出力する。ここで、符号化の一例は、たたみ込み符号化であり、復号の一例は、ビタビ復号であるとする。制御部２２は、受信装置５０のタイミング等を制御する。
【００４０】
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通信機能のある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。
【００４１】
図６は、信号処理部１８の構成を示す。信号処理部１８は、ＦＦＴ部７４、第１アレイ処理部１５２、第２アレイ処理部１５４を含む。また、信号として、１段目合成信号２０４と総称される第１−１段目合成信号２０４ａ、第２−１段目合成信号２０４ｂ、第３−１段目合成信号２０４ｃを含む。
【００４２】
ＦＦＴ部７４は、図示しない複数のアンテナ１４のそれぞれにおいて受信した信号を時間領域信号２００として入力する。ここで、ＦＦＴ部７４は、非希望信号を入力しながら、所定の期間にわたって希望信号も入力する。ＦＦＴ部７４は、時間領域信号２００に対してＦＦＴを実行することによって、時間領域信号２００を周波数領域の値に変換する。そのため、周波数領域の値は、図５のように構成されているものとする。すなわち、ひとつの時間領域信号２００に対する周波数領域の値は、ひとつの信号線にて出力される。また、ＦＦＴ部７４がＦＦＴを実行するためのＦＦＴウインドウは、図示しない制御部２２によって指示されるものとする。希望信号が受信されている場合（以下、「受信タイミング」という）、ＦＦＴ部７４は、図３（ｃ）に適したＦＦＴウインドウ、つまり各ＯＦＤＭシンボルを抽出するようなＦＦＴウインドウにてＦＦＴを実行すべきである。
【００４３】
そのため、図示しない制御部２２は、公知の技術を利用しながら、ＦＦＴウインドウを設定する。一方、希望信号が受信されておらず、非希望信号が受信されている場合（以下、「干渉タイミング」という）、ＦＦＴ部７４にとって適したタイミングが存在しないので、制御部２２は、ＦＦＴ部７４に任意のＦＦＴウインドウを指示する。以上の処理の結果、ＦＦＴ部７４は、干渉タイミングにおいて、任意のＦＦＴウインドウによるＦＦＴを実行し、受信タイミングにおいて、受信に適したＦＦＴウインドウによるＦＦＴを実行する。干渉タイミングから受信タイミングに切りかわるとき、ＦＦＴ部７４は、制御部２２からの指示にしたがって、ＦＦＴウインドウの変更を行う。
【００４４】
第１アレイ処理部１５２は、前述した最初のアレイ合成処理を実行する。第１アレイ処理部１５２は、干渉タイミングにおいて、ＦＦＴ部７４において変換された周波数領域の値に対して、ウエイトベクトルを導出する。なお、第１アレイ処理部１５２は、４つの周波数領域の値をＦＦＴ部７４から入力する。ここで、ひとつの周波数領域値は、図示しないひとつのアンテナ１４に対応しており、ひとつの周波数領域の値は、図５のごとく、複数のサブキャリアの値を含むように形成されている。そのため、第１アレイ処理部１５２は、アンテナ１４の数を成分の数として有したウエイトベクトルをサブキャリアの数だけ生成する。
【００４５】
以下では、説明の明瞭化のために、このようなウエイトベクトルのグループを「ウエイトベクトル」という。さらに、第１アレイ処理部１５２は、別の種類のウエイトベクトルも生成しており、全体では、アンテナ１４の数よりも少ない数の種類のウエイトベクトルを生成する。ここで、各ウエイトベクトルは、非希望信号と直交したベクトルに近づくようなウエイトベクトルであり、かつ互いに直交している。このようなウエイトベクトルの生成は、後述のようになされる。なお、干渉タイミングの期間が長い場合、第１アレイ処理部１５２は、ウエイトベクトルの導出を適宜実行し、所定のタイミングにて新たな複数種類のウエイトベクトルを生成してもよい。
【００４６】
また、第１アレイ処理部１５２は、受信タイミングにおいて、既に導出したウエイトベクトルを使用することによって、ＦＦＴ部７４において変換された周波数領域の値と、ウエイトベクトルとの合成処理を実行する。合成結果は、１段目合成信号２０４として出力される。なお、ウエイトベクトルは、アンテナ１４よりも少ない数の種類だけ生成されているので、１段目合成信号２０４の数も、アンテナ１４よりも少ない数になる。ここでは、３つの１段目合成信号２０４が生成される。また、ひとつの１段目合成信号２０４も、図５のごとく形成されている。
【００４７】
なお、前述のごとく、干渉タイミングと受信タイミングとにおいて、ＦＦＴ部７４でのＦＦＴウインドウのタイミングが異なっている。そのため、干渉タイミングにおいて生成したウエイトベクトルは、受信タイミングにおいて適したものではなくなる。より詳細に説明すると、干渉タイミングにおいて生成したウエイトベクトルは、受信タイミングにおいて適したウエイトベクトルに対して位相回転している。しかしながら、干渉タイミングと受信タイミングでのＦＦＴウィンドウの差異による生成したウエイトベクトルと最適なウエイトベクトルとの位相差は、同じサブキャリアであれば、ウエイトベクトルのすべての成分に対して同一である。したがって、受信ウエイトベクトルをサブキャリアごとに独立に導出しているシステムの場合、干渉タイミングにおいて導出したウエイトベクトルをそのまま受信タイミングにおいて使用してもよい。
【００４８】
第２アレイ処理部１５４は、前述した次のアレイ合成処理を実行する。第２アレイ処理部１５４は、受信タイミングにおいて、１段目合成信号２０４を受けつけ、１段目合成信号２０４に対するウエイトベクトルを生成する。第２アレイ処理部１５４は、１段目合成信号２０４の数を成分の数として有したウエイトベクトルをサブキャリアの数だけ導出する。以下では、説明の明瞭化のために、このようなウエイトベクトルのグループを「ウエイトベクトル」という。また、第２アレイ処理部１５４は、パケット信号を構成している系列の数に応じた種類のウエイトベクトルを生成する。ここでは、図３（ｃ）のごとく、３つの系列によってパケット信号が形成されているので、第２アレイ処理部１５４は、３種類のウエイトベクトルを生成する。また、第２アレイ処理部１５４は、導出したウエイトベクトルを使用することによって、１段目合成信号２０４と、ウエイトベクトルとの合成処理を実行する。合成結果は、２段目合成信号２０２として出力される。
【００４９】
図７は、第１アレイ処理部１５２の構成を示す。第１アレイ処理部１５２は、合成部１６０と総称される第１合成部１６０ａ、第２合成部１６０ｂ、第３合成部１６０ｃ、キャンセル用ウエイトベクトル導出部１６２を含む。また、合成部１６０は、乗算部１６４と総称される第１乗算部１６４ａ、第２乗算部１６４ｂ、第３乗算部１６４ｃ、第４乗算部１６４ｄ、加算部１６６を含む。
【００５０】
キャンセル用ウエイトベクトル導出部１６２は、周波数領域の値からウエイトベクトルを導出する。なお、ウエイトベクトルは、アンテナ１４より少ない数の種類の数、ここでは「３」種類だけ導出され、１種類のウエイトベクトルは、アンテナ１４の数に対応した要素をサブキャリア単位に有する。ここでは、キャンセル用ウエイトベクトル導出部１６２におけるウエイトベクトルの生成処理を説明する。キャンセル用ウエイトベクトル導出部１６２には、アンテナ１４の数、つまり「４」つの周波数領域の値が入力され、各周波数領域の値には、サブキャリア数の成分が含まれる。つまり、ひとつのサブキャリアに対して、４つの値が入力されており、これは、４次元のベクトルに相当する。
【００５１】
キャンセル用ウエイトベクトル導出部１６２は、グラム−シュミット直交化法を使用しながら、４次元のベクトルに直交なベクトルを複数生成する。グラム−シュミット直交化法は、公知の技術であるので、詳細は省略するが、最大３つのベクトルが生成される。また、他のサブキャリアに対しても同様の処理が実行され、キャンセル用ウエイトベクトル導出部１６２は、これらをまとめることによって、３種類のウエイトベクトルを導出する。つまり、キャンセル用ウエイトベクトル導出部１６２は、複数のアンテナ１４の数の成分を有した非希望信号に対してベクトル直交化法を実行することによって、複数のアンテナ１４の数よりも少ない数のウエイトベクトルを導出する。なお、キャンセル用ウエイトベクトル導出部１６２は、干渉タイミングにウエイトベクトルを導出し、受信タイミングにウエイトベクトルの導出を中止する。
【００５２】
合成部１６０は、周波数領域の値と、キャンセル用ウエイトベクトル導出部１６２からのウエイトベクトルとによって、合成を実行する。例えば、ひとつの乗算部１６４における乗算対象として、キャンセル用ウエイトベクトル導出部１６２からのウエイトベクトルのうち、ひとつのサブキャリアに対応したウエイトであって、かつひとつの種類のウエイトベクトルに含まれたウエイトが選択される。選択されたウエイトは、アンテナ１４のそれぞれに対応した値を有する。
【００５３】
また、別の乗算対象として、周波数領域の値のうち、ひとつのサブキャリアに対応した値が選択される。選択された値は、アンテナ１４のそれぞれに対応した値を有する。なお、選択されたウエイトと選択された値は、同一のサブキャリアに対応する。乗算部１６４は、乗算部１６４のそれぞれに対応づけられながら、選択されたウエイトと選択された値とを乗算する。また、加算部１６６は、乗算結果を加算することによって、ひとつの種類のウエイトベクトルのうちのひとつのサブキャリアに対応した値を導出する。第１合成部８０ａでは、以上の処理が他のサブキャリアに対しても実行され、ひとつの種類のウエイトベクトルに対応したデータが導出される。また、第２合成部１６０ｂから第３合成部１６０ｃでは、同様の処理によって、別の種類のウエイトベクトルに対応したデータがそれぞれ導出される。導出されたデータは、１段目合成信号２０４のそれぞれとして出力される。その結果、複数のアンテナ１４の数よりも少ない数の１段目合成信号２０４が生成される。
【００５４】
図８は、第２アレイ処理部１５４の構成を示す。第２アレイ処理部１５４は、受信ウエイトベクトル導出部７６、合成部８０と総称される第１合成部８０ａ、第２合成部８０ｂ、第３合成部８０ｃを含む。また、合成部８０は、乗算部１７０と総称される第１乗算部１７０ａ、第２乗算部１７０ｂ、第３乗算部１７０ｃ、加算部１７２を含む。
【００５５】
受信ウエイトベクトル導出部７６は、１段目合成信号２０４から、ウエイトベクトルを導出する。なお、ウエイトベクトルは、希望信号を構成する複数の系列のそれぞれに対応するように導出され、ひとつの系列に対するウエイトベクトルは、１段目合成信号２０４の数に対応した要素をサブキャリア単位に有する。つまり、受信ウエイトベクトル導出部７６は、希望信号の系列の数に応じた数のウエイトベクトルを導出する。また、複数の系列のそれぞれに対応したウエイトベクトルの導出には、適応アルゴリズムが使用されてもよく、あるいは伝送路特性が使用されてもよいが、これらの処理には、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。なお、受信ウエイトベクトル導出部７６は、ウエイトベクトルを導出する際に、前述のごとく、第１成分−第２成分＋第３成分−第４成分や第１成分＋第２成分等の演算を実行する。最終的に、前述のごとく、サブキャリア、１段目合成信号２０４、系列のそれぞれを単位にして、ウエイトが導出される。
【００５６】
合成部８０は、１段目合成信号２０４と、受信ウエイトベクトル導出部７６からのウエイトベクトルとによって、合成を実行する。例えば、ひとつの乗算部１７０における乗算対象として、受信ウエイトベクトル導出部７６からのウエイトベクトルのうち、ひとつのサブキャリアに対応したウエイトであって、かつひとつの系列に対応したウエイトが選択される。選択されたウエイトは、１段目合成信号２０４のそれぞれに対応した値を有する。
【００５７】
また、別の乗算対象として、１段目合成信号２０４のうち、ひとつのサブキャリアに対応した値が選択される。なお、選択されたウエイトと選択された値は、同一のサブキャリアに対応する。加算部１７２は、乗算部１７０のそれぞれに対応づけられながら、選択されたウエイトと選択された値とを乗算する。また、加算部１７２は、乗算結果を加算することによって、ひとつの系列のひとつのサブキャリアに対応した値を導出する。第１合成部８０ａでは、以上の処理が他のサブキャリアに対しても実行され、ひとつの系列に対応したデータが導出される。また、第２合成部８０ｂから第３合成部８０ｃでは、同様の処理によって、別の系列に対応したデータがそれぞれ導出される。導出されたデータは、２段目合成信号２０２のそれぞれとして出力される。
【００５８】
以上の構成による受信装置５０の動作を説明する。図９は、受信装置５０による受信処理の手順を示すフローチャートである。受信装置５０が、非希望信号を受信する（Ｓ１０）と、キャンセル用ウエイトベクトル導出部１６２は、キャンセル用のウエイトベクトルを生成する（Ｓ１２）。また、合成部１６０は、キャンセル用のウエイトベクトルにてアレイ合成を実行する（Ｓ１４）。受信装置５０が希望信号を受信しなければ（Ｓ１６のＮ）、ステップ１０からの処理が繰り返し実行される。受信装置５０が希望信号を受信すれば（Ｓ１６のＹ）、受信ウエイトベクトル導出部７６は、受信用のウエイトベクトルを生成する（Ｓ１８）。また、合成部８０は、受信用のウエイトベクトルにてアレイ合成を実行する（Ｓ２０）。
【００５９】
本発明の実施例によれば、最初のアレイ合成処理に、非希望信号と直交したベクトルに近づくようなウエイトベクトルを使用した後に、次のアレイ合成処理に、希望信号に対するウエイトベクトルを使用するので、非希望信号が存在する場合においても希望信号を正確に受信できる。また、最初のアレイ合成処理に、非希望信号と直交したベクトルに近づくようなウエイトベクトルを使用するので、非希望信号の影響を低減できる。また、次のアレイ合成処理に、希望信号に対するウエイトベクトルを使用するので、希望信号に対する受信特性を向上できる。また、最初のアレイ合成処理において、希望信号を入力している場合にウエイトベクトルの導出を中止するので、非希望信号を対象にしたウエイトベクトルを導出できる。また、最初のアレイ合成処理において、グラム−シュミット直交化法を実行するので、容易にウエイトベクトルを導出できる。また、次のアレイ合成処理において、希望信号の系列の数に応じた数のウエイトベクトルを使用するので、希望信号が複数の系列によって形成されていても、希望信号を再生できる。
【００６０】
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。
【００６１】
本発明の実施例において、通信システム１００は、マルチキャリア信号を処理の対象としている。しかしながらこれに限らず例えば、通信システム１００は、シングルキャリア信号を処理の対象としてもよい。シングルキャリアシステムの場合、干渉を無変調波と仮定すると、干渉波の応答ベクトルを求めたサンプリングタイミングと、所望波を受信するサンプリングタイミングが異なっていても、生成したウエイトベクトルと最適なウエイトベクトルの位相差はウエイトベクトルの全ての成分に対して同一になる。そのため、生成したウエイトベクトルをそのまま受信サンプリングタイミングにおいて使用してもよい。また、本発明の実施例において、通信システム１００は、ＭＩＭＯシステムであるとした。しかしながらこれに限らず例えば、通信システム１００は、従来システムであってもよい。本変形例によれば、さまざまな通信システムに本発明を適用できる。
【００６２】
また、キャンセル用ウエイトベクトル導出部１６２は、受信機側で複数のＦＦＴウインドウのタイミングおよび複数のサンプリングタイミングにおける干渉波の応答ベクトルをそれぞれ導出し、各タイミングのそれぞれに対する干渉成分を軽減するようなウエイトベクトルを導出する。さらに、キャンセル用ウエイトベクトル導出部１６２は、所望信号の受信タイミングに合わせて第１アレイ処理部１５２に適用すべきウエイトベクトルを選択してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）−（ｃ）は、図２の通信システムにおけるパケットフォーマットを示す図である。
【図４】図２の受信装置の構成を示す図である。
【図５】図４における周波数領域の信号の構成を示す図である。
【図６】図４の信号処理部の構成を示す図である。
【図７】図６の第１アレイ処理部の構成を示す図である。
【図８】図６の第２アレイ処理部の構成を示す図である。
【図９】図４の受信装置による受信処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１０  送信装置、  １２  アンテナ、  １４  アンテナ、  １６  ＲＦ部、  １８  信号処理部、  ２０  結合部、  ２２  制御部、  ５０  受信装置、  １００  通信システム、  １５０  復調部。
【図１】
2008193224.tif 000003
【図２】
2008193224.tif 000004
【図３】
2008193224.tif 000005
【図４】
2008193224.tif 000006
【図５】
2008193224.tif 000007
【図６】
2008193224.tif 000008
【図７】
2008193224.tif 000009
【図８】
2008193224.tif 000010
【図９】
2008193224.tif 000011