(57)【要約】【課題】送信側から無線送信される信号を複数のアンテナを用いて受信する無線通信装置で、各アンテナによる受信信号の平均位相の検出精度を向上させて受信信号の到来方向の検出精度を向上させる。【解決手段】位相変動検出手段１が送信側からの受信信号に基づいて送信側との間で当該信号に発生した位相変動を検出し、位相変動補正手段Ｍ１〜Ｍ４が各アンテナＡ１〜Ａ４による受信信号に対して検出された位相変動の補正を行い、平均位相検出手段Ｎ１〜Ｎ４が位相変動の補正が行われた各アンテナによる受信信号の平均位相を検出し、受信信号到来方向検出手段２が検出された各アンテナによる受信信号の平均位相に基づいて受信信号の到来方向を検出する。【選択図】　　　図１
2004048093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側から無線により送信される信号を複数のアンテナを用いて受信する無線通信装置において、
送信側から受信した信号に基づいて、送信側との間で当該信号に発生した位相変動を検出する位相変動検出手段と、
各アンテナにより受信した信号に対して位相変動検出手段により検出された位相変動の補正を行う位相変動補正手段と、
位相変動補正手段により位相変動の補正が行われた各アンテナによる受信信号の平均位相を検出する平均位相検出手段と、
平均位相検出手段により検出された各アンテナによる受信信号の平均位相に基づいて、受信信号の到来方向を検出する受信信号到来方向検出手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置において、
異なるアンテナの間でアンテナ系に起因して受信信号に発生する位相のずれを補正する位相ずれ補正手段を備え、
受信信号到来方向検出手段は、位相ずれ補正手段による補正が行われた後における各アンテナによる受信信号の平均位相に基づいて、受信信号の到来方向を検出する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の無線通信装置において、
当該無線通信装置は、移動通信システムの基地局装置として構成され、
当該無線通信装置では、複数のアンテナによりアダプティブアレイアンテナが構成され、各アンテナにより受信した信号と各アンテナ毎の受信用ウエイトとを乗算した結果の総和をこれら複数のアンテナ全体としての受信信号として取得する処理及び送信対象となる信号と各アンテナ毎の送信用ウエイトとを乗算した結果を各アンテナから送信する処理を行うアダプティブアレイ処理手段を備えた、
ことを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のアンテナを用いて無線により信号を受信する無線通信装置に関し、特に、各アンテナにより受信する信号の平均位相の検出精度を向上させることにより受信信号の到来方向の検出精度を向上させる無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、アダプティブアレイアンテナを有する基地局装置において無線により受信する信号の到来方向（到来角度）を推定する際には、各アンテナにより受信する信号の位相の情報が用いられる。このため、各アンテナによる受信信号の位相の精度が到来方向推定の精度に影響を与える。
【０００３】
具体的には、到来方向推定では、アンテナの配置と、信号の周波数と、アンテナ間での受信信号の位相差から、到来角度が一意に求まる。このため、アンテナ間での受信信号の位相差の情報の精度が、到来方向推定の精度の全て又は大部分を決定する。このように、到来方向推定においては、各アンテナに到来する信号の位相情報の精度を高めることが重要である。
【０００４】
しかし、各アンテナによる受信信号の位相は、雑音により影響を受けている。
具体的に、或るアンテナ（ここで、アンテナＡと言う）に到来した信号の位相をθとして、当該信号の振幅をＳとして、時刻をｔで表して、当該信号に加えられた雑音信号の時刻ｔにおける位相をΦ（ｔ）として、当該雑音信号の時刻ｔにおける振幅をｎ（ｔ）とすると、当該アンテナＡに到来した信号のＩ相成分ＳＩ１は式１のように示され、当該信号のＱ相成分ＳＱ１は式２のように示される。
【０００５】
【数１】
2004048093.tif 000003
【０００６】
【数２】
2004048093.tif 000004
【０００７】
このようなＩ相成分及びＱ相成分からアンテナＡへの到来信号の位相θを検出するためには、雑音成分である上記式１中や上記式２中の第２項の成分の影響を除去することが必要となる。そこで、アンテナＡにより受信する信号を累積的に加算（累加算）していくことにより雑音成分の影響を小さくする。このような累加算を行っている間にアンテナＡによる受信信号の位相θが変動しなければ、当該アンテナＡによる受信信号の位相θを精度よく検出することができ、到来方向推定の精度が向上する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例で示したような受信信号の累加算を用いて各アンテナによる受信信号の位相を検出して更に受信信号の到来方向を推定する装置では、例えば、到来する信号と受信機との間における周波数の多少の違いから生ずる周波数変動の影響やフェージングの影響により、各アンテナによる受信信号の位相が時間的に変動してしまうことから、受信信号の累加算により得られる位相情報の特性向上の効果が小さくなってしまうといった不具合があった。なお、到来する信号と受信機との間における周波数の違いは、例えば送信側の送信機により用いられる送信周波数と受信側の受信機により用いられる受信周波数との間の誤差に起因して生じる。
【０００９】
具体的には、上記式１に示したＩ相成分及び上記式２に示したＱ相成分から成る到来信号の時刻ｔにおける位相がθ（ｔ）であり、当該到来信号の時刻ｔにおける振幅がＳ（ｔ）であるとすると、当該到来信号のＩ相成分ＳＩ２は式３のように示され、当該到来信号のＱ相成分ＳＱ２は式４のように示される。
【００１０】
【数３】
2004048093.tif 000005
【００１１】
【数４】
2004048093.tif 000006
【００１２】
一例として、フレーム単位で無線通信が行われるときに、４フレーム分の時間で３６０度位相が回転する信号を４フレームの間累加算した場合を考える。この場合、４フレーム分の時間で当該信号の位相θ（ｔ）が一回転するため、雑音成分である上記式３中や上記式４中の第２項だけではなく、上記式３中や上記式４中の第１項の信号成分も累加算により打ち消し合ってしまう。この結果、各アンテナによる受信信号の位相情報の精度が劣化してしまい、到来方向推定の精度が劣化してしまうといった不具合があった。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、複数のアンテナを用いて無線により信号を受信するに際して、各アンテナにより受信する信号の平均位相の検出精度を向上させることができ、これにより、受信信号の到来方向の検出精度を向上させることができる無線通信装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る無線通信装置では、送信側から無線により送信される信号を複数のアンテナを用いて受信するに際して、次のようにして、受信信号の到来方向を検出する。
すなわち、位相変動検出手段が、送信側から受信した信号に基づいて、送信側との間で当該信号に発生した位相変動を検出する。位相変動補正手段が、各アンテナにより受信した信号に対して位相変動検出手段により検出された位相変動の補正を行う。平均位相検出手段が、位相変動補正手段により位相変動の補正が行われた各アンテナによる受信信号の平均位相を検出する。そして、受信信号到来方向検出手段が、平均位相検出手段により検出された各アンテナによる受信信号の平均位相に基づいて、受信信号の到来方向を検出する。
【００１５】
従って、各アンテナにより受信した信号の位相変動が補正された後に各アンテナによる受信信号の平均位相が検出されるため、各アンテナにより受信する信号の平均位相の検出精度を向上させることができる。そして、各アンテナにより受信する信号の平均位相の検出精度が向上することにより、受信信号の到来方向の検出精度を向上させることができる。
【００１６】
ここで、無線通信装置としては、例えば信号を受信する機能及び信号を送信する機能を有する送受信装置として構成されてもよく、例えば信号を受信する機能を有する受信装置として構成されてもよい。
また、通信方式としては、例えばＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式やＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式やＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式などの種々な通信方式が用いられてもよい。
【００１７】
また、送信側としては、種々な通信装置が用いられてもよく、例えば信号を受信する機能及び信号を送信する機能を有する送受信装置が用いられてもよく、例えば信号を送信する機能を有する送信装置が用いられてもよい。
具体例として、本発明に係る無線通信装置が基地局装置や中継局装置などとして構成される場合には、送信側としては例えば移動局装置などが用いられる。
【００１８】
また、複数のアンテナの数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、複数のアンテナの種類や配置などとしては、種々なものが用いられてもよい。
【００１９】
また、送信側から受信した信号に基づいて送信側との間で当該信号（受信信号）に発生した位相変動を検出する態様としては、例えば、１つのアンテナを代表させて当該１つのアンテナによる受信信号に発生した位相変動を検出する態様や、２以上のアンテナを代表させて当該２以上のアンテナによる受信信号に発生した位相変動を検出する態様や、全てのアンテナについて各アンテナ毎に各アンテナによる受信信号に発生した位相変動を検出する態様などを用いることができる。
【００２０】
また、送信側との間で信号（受信信号）に発生した位相変動としては、例えば、到来する信号と受信機との間における周波数の違いに起因した位相変動や、無線伝送路におけるフェージングに起因した位相変動などが総和されたものが検出される。なお、通常、このような位相変動は任意のアンテナについて同一又は同程度の態様で発生し、この場合、１つのアンテナについて検出される位相変動を他のアンテナに適用することが可能である。
【００２１】
また、送信側との間で信号（受信信号）に発生した位相変動としては、例えば本来の通信信号に関する位相変動が検出される。具体的には、例えば上記式３に示したＩ相成分及び上記式４に示したＱ相成分から成る信号を受信する場合には、本来の通信信号に相当する上記式３中や上記式４中の第１項の信号成分に関する位相変動が検出される。
【００２２】
また、各アンテナにより受信した信号に対して検出された位相変動の補正を行う態様としては、例えば、検出された位相変動を打ち消す位相変動を当該受信信号に対して与えるような態様が用いられる。
また、各アンテナにより受信した信号に対して位相変動の補正を行う態様としては、例えば、１つのアンテナについて検出された受信信号の位相変動に基づいて全てのアンテナによる受信信号の位相変動を補正するような態様が用いられてもよく、或いは、各アンテナ毎に、受信信号の位相変動を検出して当該位相変動に基づいて受信信号の位相変動を補正するような態様が用いられてもよい。
【００２３】
また、各アンテナによる受信信号の平均位相としては、例えば時間的に平均された受信信号に基づく位相が検出される。具体例として、連続した複数の受信信号を平均して当該平均結果の位相を平均位相として検出する態様や、或いは、所定の期間内における複数の受信信号を平均して当該平均結果の位相を平均位相として検出する態様などを用いることができる。なお、平均位相を検出するために用いられる受信信号の数としては種々な数が用いられてもよい。
また、このような受信信号の平均により、受信信号に加えられた雑音信号が検出される位相（平均位相）に与える影響を低減することができる。
【００２４】
また、受信信号の到来方向を検出する仕方としては、種々な仕方が用いられてもよく、例えば、複数のアンテナにより受信する同一の信号について、各アンテナについて検出される当該受信信号の位相（平均位相）のアンテナ間での差に基づいて、当該受信信号の到来方向を検出するような仕方を用いることができる。
また、受信信号の到来方向としては、例えば、無線通信装置から見て受信信号が到来してくる方向の角度が検出される。
また、受信信号の到来方向を検出する態様としては、例えば受信信号の到来方向を推定的に検出するような態様が用いられてもよい。
【００２５】
また、受信信号の到来方向を検出した結果により、例えば、当該受信信号を無線送信した送信側が存在するとみなすことができる方向を把握することができ、これにより、送信側が存在するとみなすことができる方向に対する送信信号の強度を高める或いは低める送信指向性の制御を行うことや、送信側が存在するとみなすことができる方向からの信号の受信強度を高める或いは低める受信指向性の制御を行うことなどが可能である。
【００２６】
また、本発明に係る無線通信装置では、一構成例として、位相ずれ補正手段が、異なるアンテナの間でアンテナ系に起因して受信信号に発生する位相のずれを補正する。そして、受信信号到来方向検出手段は、位相ずれ補正手段による補正が行われた後における各アンテナによる受信信号の平均位相に基づいて、受信信号の到来方向を検出する。
【００２７】
従って、異なるアンテナの間でアンテナ系に起因して受信信号に発生する位相のずれが補正された後に各アンテナによる受信信号の平均位相に基づいて受信信号の到来方向が検出されるため、受信信号の到来方向の検出精度を向上させることができる。
【００２８】
ここで、各アンテナ系とは、例えば各アンテナにより受信する信号を処理する線路や回路から構成される系のことを言う。各アンテナ系としては、種々な構成のものが用いられてもよい。
また、異なるアンテナの間でアンテナ系に起因して受信信号に発生する位相のずれは、例えば、各アンテナによる受信信号の受信時における位相が同一であるとすると、各アンテナ系により受信信号を処理することに起因して各アンテナ間で発生する受信信号の位相差として現れる。
【００２９】
また、異なるアンテナの間でアンテナ系に起因して受信信号に発生する位相のずれを補正する態様としては、例えば当該位相ずれを打ち消す位相ずれを当該受信信号に対して与えるような態様が用いられる。なお、受信信号に発生する位相ずれを打ち消す位相ずれは、例えば、予め測定や理論により決定されて設定される。
【００３０】
また、位相ずれ補正手段による補正が行われた後における各アンテナによる受信信号の平均位相に基づいて受信信号の到来方向を検出する態様としては、例えば、各アンテナによる受信信号の平均位相が検出される前に位相ずれ補正手段による補正が行われる態様が用いられてもよく、或いは、各アンテナによる受信信号の平均位相が検出された後に位相ずれ補正手段による補正が行われる態様が用いられてもよい。
【００３１】
また、各アンテナによる受信信号の平均位相が検出される前に位相ずれ補正手段による補正が行われる態様では、例えば、平均位相検出手段は、位相変動補正手段により位相変動の補正が行われて且つ位相ずれ補正手段により位相ずれが補正された各アンテナによる受信信号の平均位相を検出する。この場合、位相変動補正手段により各アンテナによる受信信号に対して位相変動の補正を行う処理と、位相ずれ補正手段により各アンテナによる受信信号に対して位相ずれの補正を行う処理との順序としては、任意であってもよい。
【００３２】
また、一構成例として、本発明に係る無線通信装置は、移動通信システムの基地局装置として構成される。また、当該無線通信装置では、複数のアンテナによりアダプティブアレイアンテナが構成される。そして、当該無線通信装置では、アダプティブアレイ処理手段が、各アンテナにより受信した信号と各アンテナ毎の受信用ウエイトとを乗算した結果の総和を、これら複数のアンテナ全体としての受信信号として取得し、また、送信対象となる信号と各アンテナ毎の送信用ウエイトとを乗算した結果を各アンテナから送信する。
【００３３】
従って、アダプティブアレイアンテナを用いて無線通信が行われるに際して、受信信号の到来方向を精度よく検出することができる。
ここで、移動通信システムとしては、例えば携帯電話システムや簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｈａｎｄｙ　ｐｈｏｎｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）などの種々なシステムが用いられてもよい。
また、移動通信システムの基地局装置では、例えば、当該基地局装置により収容する移動局装置から無線により送信される信号を受信し、当該基地局装置により収容する移動局装置に対する信号を無線により送信する。
【００３４】
また、アダプティブアレイアンテナでは、例えば、送信側から送信される同一の信号について、各アンテナによる受信信号と各アンテナ毎の受信用ウエイトとの乗算結果を全てのアンテナについて総和したものを当該アダプティブアレイアンテナ全体としての受信信号とし、この場合に、各アンテナ毎の受信用ウエイトを制御することにより当該アダプティブアレイアンテナ全体としての受信指向性を制御することができる。
【００３５】
また、同様に、アダプティブアレイアンテナでは、例えば、全てのアンテナに共通な送信対象となる信号と各アンテナ毎の送信用ウエイトとの乗算結果を各アンテナから無線送信し、この場合に、各アンテナ毎の送信用ウエイトを制御することにより当該アダプティブアレイアンテナ全体としての送信指向性を制御することができる。
【００３６】
なお、受信信号の周波数帯と送信信号の周波数帯とが同一であるような場合には、例えば或る受信信号を無線送信した通信相手となる無線通信装置に対して信号を無線送信するに際して、当該受信信号について用いた各アンテナ毎の受信用ウエイトから各アンテナ毎の送信用ウエイトを決定して利用することが可能である。
一方、受信信号の周波数帯と送信信号の周波数帯とが異なるような場合には、例えば或る受信信号を無線送信した通信相手となる無線通信装置に対して信号を無線送信するに際して、当該受信信号の到来方向推定の結果に基づいて算出した各アンテナ毎の送信用ウエイトを用いるのが好ましい。
【００３７】
以下で、更に、本発明に係る無線通信装置の構成例を示す。
一構成例として、本発明に係る無線通信装置は、Ｗ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ）−ＣＤＭＡ方式を採用した移動通信システムの基地局装置として構成される。また、当該無線通信装置では、複数のアンテナにより受信する信号は拡散信号である。そして、当該無線通信装置では、逆拡散手段が、各アンテナにより受信した拡散信号を逆拡散する。
【００３８】
従って、拡散信号を用いて無線通信が行われるに際して、受信信号の到来方向を精度よく検出することができる。
ここで、当該無線通信装置により受信する拡散信号は、例えば送信側において拡散される。
【００３９】
また、一構成例として、本発明に係る無線通信装置では、複数のアンテナにより受信する信号はデータ変調された信号である。また、当該無線通信装置では、データ変調解除手段が、各アンテナにより受信した信号のデータ変調を解除する。そして、平均位相検出手段は、データ変調解除手段によるデータ変調の解除及び位相変動補正手段による位相変動の補正が行われた各アンテナによる受信信号の平均位相を検出する。
【００４０】
従って、各アンテナによる受信信号のデータ変調が解除された後に各アンテナによる受信信号の平均位相が検出されるため、各アンテナにより受信する信号の平均位相を適切に検出することができ、これにより、受信信号の到来方向を適切に検出することができる。
【００４１】
ここで、当該無線通信装置により受信する信号は、例えば送信側においてデータ変調される。
また、データ変調された受信信号の当該データ変調を解除する仕方としては、例えば、当該受信信号に対して当該データ変調を打ち消す変換を施すような仕方を用いることができる。一例として、搬送波信号などの所定の信号とデータとを乗算するデータ変調が用いられる場合には、データ変調された受信信号に対して当該データを打ち消すデータを乗算することにより当該受信信号の当該データ変調を解除することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
まず、第１の実施例を説明する。
図１には、本発明に係る無線通信装置の一例を示してある。同図では、本例の無線通信装置が有する到来方向推定機能に関する構成部分を示してある。
【００４３】
本例の無線通信装置には、４つのアンテナ系が備えられている。各アンテナ系には、それぞれ、１つのアンテナＡ１〜Ａ４と、１つのＲＦ受信機Ｒ１〜Ｒ４と、１つのデータパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４と、１つの位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４と、１つの平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４とが備えられている。また、本例では、１つのアンテナＡ１のアンテナ系に、位相変動量測定部１が備えられている。また、本例の無線通信装置には、４つのアンテナ系に共通な到来方向推定部２が備えられている。
【００４４】
このように、本例では、１つのアンテナ系にのみ位相変動量測定部１が備えられているといった点を除いては、４つのアンテナ系の構成は同様であり、各アンテナ系に備えられた各処理部Ａ１〜Ａ４、Ｒ１〜Ｒ４、Ｊ１〜Ｊ４、Ｍ１〜Ｍ４、Ｎ１〜Ｎ４の構成や動作は同様である。
【００４５】
各アンテナＡ１〜Ａ４は、例えばアレイアンテナを構成するアンテナ素子として備えられる。本例では、アレイアンテナの素子数が４となっており、アンテナＡ１〜Ａ４の総数が４となっている。なお、アンテナの総数としては、２以上である他の数が用いられてもよい。
例えば送信側の無線通信装置から無線により送信されて本例の無線通信装置に到来した無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の信号は、各アンテナＡ１〜Ａ４により受信される。各アンテナＡ１〜Ａ４は、受信した信号をそれぞれに対応したＲＦ受信機Ｒ１〜Ｒ４へ出力する。
【００４６】
各ＲＦ受信機Ｒ１〜Ｒ４は、各アンテナＡ１〜Ａ４から入力される信号の周波数帯をＲＦ帯から中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯を介してベースバンド（ＢＢ：Ｂａｓｅ　Ｂａｎｄ）帯へ低めるように変換（ダウンコンバート）し、当該変換後の受信信号をそれぞれに対応したデータパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４へ出力する。
【００４７】
ここで、各ＲＦ受信機Ｒ１〜Ｒ４によりＢＢ帯へダウンコンバートされた受信信号は、例えば送信側において送信データにより変調されている。一例として、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）の変調方式が用いられる場合には、受信信号は±π／４、±３π／４の中のいずれかの位相の状態に変調されている。
【００４８】
各データパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４は、各ＲＦ受信機Ｒ１〜Ｒ４から入力される信号に対して、当該各データパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４からの出力がデータ変調に関しては同一の位相へ戻るような処理を行い、当該処理後の信号をそれぞれに対応した位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４へ出力する。具体的には、本例では、各データパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４はそれぞれ複素乗算器を用いて構成されており、各ＲＦ受信機Ｒ１〜Ｒ４から入力される信号に対して、当該信号に施されているデータ変調におけるデータパタンの複素共役を複素乗算することにより、当該データ変調によって回転していた当該信号の位相をもとに戻す。なお、各データパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４において複素乗算を行う必要がなく実数の乗算が行われる場合には、例えば各データパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４を乗算器から構成することも可能である。
【００４９】
ここで、例えば上記従来例において述べたのと同様に、本例の無線通信装置においても、各アンテナＡ１〜Ａ４による受信信号の累加算を行って当該受信信号の平均的な位相を検出する。本例では、各データパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４からの出力信号を用いて、後段に備えられた各平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４により受信信号の累加算を行う。このような受信信号の累加算を行う際に、受信信号に上記のようなデータ変調がかかっていると受信信号自身が打ち消し合ってしまうが、本例では、各データパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４により受信信号にかかったデータ変調を解除しており、これにより、受信信号の累加算の効果を保証することができる。
【００５０】
また、各データパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４によりデータ変調の解除を行うためには、各データパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４或いはその制御部（図示せず）などでは、受信信号に施されたデータ変調におけるデータパタンを把握することが必要となる。本例では、例えば復調した受信信号から把握されるデータパタンをフィードバックして用いることや、或いは、例えば送信機と受信機との間で既知となっているデータパタンから構成されるパイロット信号を用いて把握されるデータパタンを用いることなどにより、対応する。
【００５１】
本例では、４つのアンテナＡ１〜Ａ４のうちで１つのアンテナＡ１を基準アンテナとして、当該アンテナＡ１のみに関して受信信号の位相変動の量を検出する。
すなわち、位相変動量測定部１は、基準アンテナであるアンテナＡ１に対して備えられたデータパタン乗算器Ｊ１からの出力を用いて、当該アンテナＡ１による受信信号の位相の変化を調べることにより、当該受信信号の位相変動量を測定する。
【００５２】
具体的には、本例の位相変動量測定部１では、データパタン乗算部Ｊ１から入力される信号について、例えば数回〜数十回の入力信号を累積的に加算（累加算）して当該入力信号の平均的な位相を測定し、当該測定結果に基づいて、後述する平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４により受信信号の累加算が開始される際の初期の受信信号の位相からの変動量を補正するための位相変化量（補正位相）を生成して、当該生成した補正位相を全ての位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４へ出力する。
【００５３】
つまり、位相変動量測定部１は、後述する平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４により複数回の受信信号を累加算することに対して、当該累加算される初回の受信信号の位相に対する２回目以降の受信信号の位相の差を位相変動量として順次検出して、当該検出した位相変動量を補正することができる補正項（補正位相）を順次生成して、当該生成した補正項を各位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４へ順次出力する。
【００５４】
なお、本例では、通常は位相変動の影響は全てのアンテナＡ１〜Ａ４について共通であると考えられることから、１つのアンテナＡ１のみに対して位相変動量測定部１を備える構成としたが、他の構成例として、各アンテナＡ１〜Ａ４毎に位相変動量測定部を備えて補正位相を生成するような構成とすることもできる。なお、このように複数のアンテナＡ１〜Ａ４のそれぞれについて補正位相を求める構成では、例えば受信信号の到来方向の推定を行う際に参照されるアンテナ間での受信信号の位相（平均位相）の差に影響を与えないようにすることが必要となる。
【００５５】
また、本例では、例えば上記式３や上記式４に示したような信号を受信する場合を想定しており、好ましい態様として、Ｓ（ｔ）の時間変動の影響をなくす或いは低減するとともに、雑音ｎ（ｔ）・ｃｏｓΦ（ｔ）、ｎ（ｔ）・ｓｉｎΦ（ｔ）の影響をなくす或いは低減することを行った後に、位相変動量θ（ｔ）に関する情報を検出する。具体的には、本例では、例えばデータパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４による処理によりＳ（ｔ）の時間変動をなくす或いは低減しており、また、例えば位相変動量測定部１による複数回の受信信号平均化処理により雑音をなくす或いは低減している。
【００５６】
なお、データパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４による処理では、例えば受信信号に施されたデータ変調による時間的な位相変動の影響を除去することができる。また、位相変動量測定部１による複数回の受信信号平均化処理では、一般に雑音の振幅や位相がランダムであることから、平均化により、雑音の振幅が、例えばゼロにはならなくとも、実用上で有効な程度に低減される。
【００５７】
また、本例では、位相変動量測定部１により測定される位相変動量には、例えば、信号を送信する送信機と信号を受信する受信機との間の周波数のずれ（周波数ドリフト）に起因した成分や、無線伝送路におけるフェージングに起因した成分などが含まれる。
【００５８】
各位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４は、例えば複素乗算器を用いて構成されており、各データパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４から入力されるデータ変調が解かれた信号に対して、位相変動量測定部１から入力される補正位相を複素乗算し、当該複素乗算後の信号をそれぞれに対応した平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４へ出力する。なお、各位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４において複素乗算を行う必要がなく実数の乗算が行われる場合には、例えば各位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４を乗算器から構成することも可能である。
【００５９】
ここで、各位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４により補正位相が複素乗算される前における受信信号のＩ相成分やＱ相成分では、例えば上記式３中や上記式４中の第１項に相当する信号成分が時間的に変動するが、本例のように補正位相を複素乗算することにより、当該信号成分の時間変動をなくす或いは低減することができる。これにより、後述する各平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４からの出力では、各アンテナＡ１〜Ａ４間における受信信号の位相（平均位相）の差を精度よく取得することができる。
【００６０】
各平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４は、各位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４から入力される位相変動補正後の信号を累積的に加算（累加算）することにより平均化し、当該平均化結果に相当する信号の位相を平均位相として検出し、当該検出結果を到来方向推定部２へ出力する。
【００６１】
ここで、本例の各平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４では、例えば上記した位相変動量測定部１において補正位相を求めるために信号の平均化を行う回数と比べて、多くの回数の信号の平均化を行う。
一例として、ｍを複数の値として、ｐを（２ｐ＋１）＜ｍとなる値として、各平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４では或る時点の受信信号を１番目として当該１番目からｍ番目までの受信信号を平均化して当該平均化した信号の位相を平均位相として検出し、これに際して、位相変動量測定部１ではｘ（１≦ｘ≦ｍ）番目の受信信号の位相変動量を検出する場合には（ｘ−ｐ）番目から（ｘ＋ｐ）番目までの受信信号を平均化して当該平均化した信号の位相の初期位相からのずれを位相変動量として検出する。なお、この場合、初期位相としては、１番目の受信信号について位相変動量測定部１により得られる位相が用いられる。
【００６２】
上述のように、位相変動量測定部１では、受信信号の位相変動量を測定し、測定した位相変動量に応じて各位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４により受信信号の位相を補正することにより、当該補正後の受信信号が各平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４へ渡されるようにする。各平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４では、受信信号の累加算を開始するときに、位相変動量測定部１により測定された１番目の受信信号の位相を初期位相とする。本例では、この１番目の受信信号の位相（初期位相）については補正を行わない。
【００６３】
そして、初期位相が決定した後には、位相変動量測定部１により測定された各回の受信信号の位相と初期位相との差を位相変動量として、当該位相変動量を打ち消すように各位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４により当該各回の受信信号の位相補正を行い、当該位相補正の結果を各平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４に入力する。このような処理により、各平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４により平均化される複数回の受信信号は、例えば位相変動量測定部１による平均化において除去しきれなかった雑音の影響を除いて、位相が一致した信号となる。
【００６４】
また、位相変動量測定部１による平均化の回数（２ｐ＋１）としては、例えば受信信号の位相の回転速度に応じて、最適な値が異なる。位相変動量測定部１による平均化に要する所用時間としては、例えば受信信号の位相回転量が９０度以内となる時間幅を用いるのが好ましい。この理由は、平均化する複数回のシンボル（受信信号）の位相が大きく異なると、位相変動量測定部１により測定される位相変動量の信頼性や各平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４により測定される平均位相の信頼性が低くなるためである。
【００６５】
また、このように各平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４により位相変動量測定部１と比べて多数回の受信信号を平均化する場合には、当該位相変動量測定部１と比べて、受信信号の位相が回転していることによる影響を受けやすいと考えられる。しかしながら、これに関して、本例では、各位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４により受信信号に対して補正位相を与えることにより受信信号に発生した位相変動の影響を抑えることができるため、各平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４における信号の平均化回数を多くして当該平均化の効果を高めることも可能である。
【００６６】
一例として、フレーム単位で無線通信が行われるときに、４フレーム分の時間で３６０度位相が回転する信号を４フレームの間累加算するような場合においても、例えば上記式３中や上記式４中の第１項に相当する信号成分が累加算によって打ち消し合ってしまうことを防止すること或いは低減することができる。
なお、一般的に、信号の平均化回数を多くすると、当該平均化の間に当該信号の到来角度自体が変動してしまうことがあるため、好ましい態様としては、例えば雑音や干渉の影響を極力落とすことができて且つ信号の到来角度の変動に対して追従することができるような平均化回数が用いられるのが望ましい。
【００６７】
到来方向推定部２は、各平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４から各アンテナＡ１〜Ａ４毎の受信信号についての位相情報（平均位相）を入力し、受信信号の到来方向推定の処理として、例えば２つ以上のアンテナＡ１〜Ａ４についての位相情報に基づいて受信信号の到来角度を推定する。ここで、到来方向推定部２により行われる到来方向推定の処理としては、種々な処理が用いられてもよく、例えば一般的に知られているＭＵＳＩＣ法やＥＳＰＲＩＴ法などを用いることができる。
【００６８】
なお、本例では、各アンテナＡ１〜Ａ４毎にデータパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４の複素乗算器及び位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４の複素乗算器を備えて、つまり、各アンテナＡ１〜Ａ４毎に２つの複素乗算器を備えた構成としたが、他の構成例として、補正位相を求めるアンテナＡ１以外のアンテナＡ２〜Ａ４ではデータパタン乗算部Ｊ２〜Ｊ４の複素乗算器と位相変動補正部Ｍ２〜Ｍ４の複素乗算器とを共通化してこれら２つの複素乗算を１つの複素乗算器によりまとめて行うような構成とすることも可能である。このように、信号処理の結果が本質的に変わらなければ、任意の回路構成が用いられてもよい。
【００６９】
また、データパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４や位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４は、受信信号の到来方向を推定するために使用されるアンテナＡ１〜Ａ４に備えられ、例えば受信信号の到来方向推定に使用されないアンテナがあるような場合には、このようなアンテナに対しては必ずしもデータパタン乗算部や位相変動補正部が備えられなくともよい。
【００７０】
以上のように、本例の無線通信装置では、ｎ（ｎは２以上の整数）本のアンテナを有して、特定の受信波の到来方向を推定する方式として、次のような処理を行う。
すなわち、ｎ個のデータパタン乗算部が各アンテナによる受信信号に対してデータパタンの複素共役を複素乗算することにより当該受信信号のデータ変調を解き、１個以上の位相変動量測定部が送受信機間で生じる周波数変移量などに起因した受信信号の位相変動量を測定し、到来方向推定に使用される２個以上のアンテナに対して備えられる２個以上の位相変動補正部が位相変動量測定部からの出力を用いて各アンテナによる受信信号の位相変動を補正し、到来方向推定に使用される２個以上のアンテナに対して備えられる２個以上の平均位相測定部が位相変動補正が行われた信号を平均化することにより各アンテナによる受信信号の平均的な位相を測定し、１個の到来方向推定部が平均位相測定部からの出力のうちの少なくとも２つの出力を用いて受信信号の到来方向を推定する。
【００７１】
このように、本例の無線通信装置では、複数のアンテナのうちの少なくとも１つのアンテナにより受信した信号の周波数変動量を測定し、当該測定した周波数変動量を用いて複数のアンテナのそれぞれにより受信した信号の周波数変動を補正し、当該補正したそれぞれの信号の平均位相を測定し、当該測定した平均位相などの情報を用いて受信信号の到来方向を推定する。
【００７２】
従って、本例の無線通信装置では、例えば受信側である本例の無線通信装置と送信側の無線通信装置との間の周波数の違いから生じる周波数変動の影響や、フェージングなどによる位相変動や周波数変動の影響があるような場合においても、このような影響を取り除くことができ、これにより、雑音による影響が小さい状況で各アンテナによる受信信号の位相（平均位相）を検出することができる。このため、本例の無線通信装置では、上記のような周波数変動が存在しても、精度が劣化しない到来方向の推定が可能であり、例えば従来と比べて、受信信号の到来方向推定の精度を向上させることができる。
【００７３】
具体例として、本例の無線通信装置を基地局装置に適用した場合には、通信相手となる端末装置（移動局装置）との間の周波数の違いなどによる影響を取り除いて、精度がよい到来方向推定を実現することができる。また、本例の無線通信装置を複数のアンテナから構成されるアダプティブアレイアンテナなどのアレイアンテナを有する通信機に適用することにより、到来方向推定の精度を向上させることができることから、アレイアンテナシステムの特性を向上させることができる。
【００７４】
なお、本例の無線通信装置では、位相変動量測定部１の機能により位相変動検出手段が構成されており、位相変動補正部Ｍ１〜Ｍ４の機能により位相変動補正手段が構成されており、平均位相測定部Ｎ１〜Ｎ４の機能により平均位相検出手段が構成されており、到来方向推定部２の機能により受信信号到来方向検出手段が構成されており、データパタン乗算部Ｊ１〜Ｊ４の機能によりデータ変調解除手段が構成されている。
【００７５】
次に、第２実施例を説明する。
図２には、本発明に係る無線通信装置の一例を示してある。同図では、本例の無線通信装置が有する到来方向推定機能に関する構成部分を示してある。
本例の無線通信装置には、４つのアンテナ系が備えられている。各アンテナ系には、それぞれ、１つのアンテナＡ１１〜Ａ１４と、１つのＲＦ受信機Ｒ１１〜Ｒ１４と、１つの逆拡散処理部Ｄ１〜Ｄ４と、１つのキャリブレーションウエイト乗算部Ｃ１〜Ｃ４と、１つのデータパタン乗算部Ｊ１１〜Ｊ１４と、１つの位相変動補正部Ｍ１１〜Ｍ１４と、１つの平均位相測定部Ｎ１１〜Ｎ１４とが備えられている。また、本例では、１つのアンテナＡ１のアンテナ系に、位相変動量測定部１１が備えられている。また、本例の無線通信装置には、４つのアンテナ系に共通な到来方向推定部１２が備えられている。
【００７６】
ここで、同図に示した構成やその動作は、各アンテナ系においてＲＦ受信機Ｒ１１〜Ｒ１４とデータパタン乗算部Ｊ１１〜Ｊ１４との間に逆拡散処理部Ｄ１〜Ｄ４及びキャリブレーションウエイト乗算部Ｃ１〜Ｃ４が備えられているといった点を除いては、例えば上記図１に示した構成やその動作と同様である。
以下では、上記図１に示した構成やその動作とは異なる構成部分や動作部分について詳しく説明する。
【００７７】
本例の無線通信装置は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式を採用した移動通信システムの基地局装置に適用されており、通信相手となる移動局装置から無線により送信される拡散信号を受信する。なお、移動局装置から無線送信される拡散信号は、例えば当該移動局装置において当該移動局装置に割り当てられた拡散符号を用いて拡散された信号である。
【００７８】
本例の各ＲＦ受信機Ｒ１１〜Ｒ１４は、ダウンコンバートした受信信号をそれぞれに対応した逆拡散処理部Ｄ１〜Ｄ４へ出力する。
各逆拡散処理部Ｄ１〜Ｄ４は、入力される受信信号を逆拡散し、当該逆拡散後の受信信号をそれぞれに対応したキャリブレーションウエイト乗算部Ｃ１〜Ｃ４へ出力する。ここで、受信信号の逆拡散は、例えば、当該受信信号を無線により送信した送信側の移動局装置に割り当てられた拡散符号（各ユーザ用の拡散符号）、つまり当該受信信号の拡散に用いられた拡散符号と同じ拡散符号を用いて行われる。
【００７９】
各キャリブレーションウエイト乗算部Ｃ１〜Ｃ４は、例えば複素乗算器を用いて構成されており、入力される受信信号に対して異なるアンテナの間で各アンテナ系に起因して発生する位相のずれを補正する補正項を複素乗算し、当該複素乗算後の受信信号をそれぞれに対応したデータパタン乗算部Ｊ１１〜Ｊ１４へ出力する。なお、各キャリブレーションウエイト乗算部Ｃ１〜Ｃ４において複素乗算を行う必要がなく実数の乗算が行われる場合には、例えば各キャリブレーションウエイト乗算部Ｃ１〜Ｃ４を乗算器から構成することも可能である。
【００８０】
具体的には、各アンテナＡ１１〜Ａ１４により受信した信号には、当該受信信号がダウンコンバートされるまでに、各アンテナ系の経路において、例えば自動利得制御（ＡＧＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）や、使用されている部品の電気特性のばらつきや、配線のパターン長の違いなどにより、各アンテナ系毎に独立に位相変動が生じる。そして、送受信機間や伝搬路において生じる位相変動つまり位相変動量測定部１１により測定される位相変動以外にこのような位相変動が存在すると、アンテナ間での位相ずれが発生して、受信信号の到来方向推定に支障となる。
【００８１】
そこで、本例では、上記のようにハードウエアが原因となるアンテナ間での位相ずれを除去するために、当該位相ずれを打ち消すことができるキャリブレーションウエイトｃ１〜ｃ４を各アンテナＡ１〜Ａ４毎の受信信号に対して乗算するキャリブレーションウエイト乗算部Ｃ１〜Ｃ４を備えた。このような各アンテナ系のキャリブレーションにより、複数のアンテナＡ１〜Ａ４端におけるアンテナ間での受信信号の位相差が各アンテナ系による処理によりずれないように保持される。
【００８２】
なお、キャリブレーションウエイトｃ１〜ｃ４の算出方法としては、種々な算出方法が用いられてもよい。具体例として、「Ｗ−ＣＤＭＡ下りリンクにおける適応アンテナアレイ送信ダイバーシチの室内伝送実験特性、原田他、電子情報通信学会技術報告、ＲＣＳ９９−１８（１９９９−０５）」や、「Ｗ−ＣＤＭＡ下りリンク適応アンテナアレイ送信ダイバーシチにおけるＲＦ送受信回路のキャリブレーションの検討、原田、田中、佐和橋、安達、電子情報通信学会技術報告、ＲＣＳ９９−１０１（１９９９−０８）」や、「アンテナ特性を考慮したＦＤＤシステム用アダプティブアレーの自動校正法、西森、長、鷹取、堀、電子情報通信学会技術報告、ＲＣＳ９９−２１３、ＭＷ９９−２３３（２０００−０２）」に記載されたキャリブレーションウエイト算出方法などを用いることができる。また、他の参考文献として、「アレイアンテナ用バックグラウンド無線回路構成方式とその性能、高草木他、電子情報通信学会技術報告、ＲＣＳ２００１−２６１（２００２−０３）」がある。
【００８３】
また、本例の無線通信装置は、アダプティブアレイアンテナを有するシステムに適用されている。
ｎ（ｎは２以上の整数）本のアンテナを有するアダプティブアレイアンテナでは、各アンテナのウエイトを制御して各アンテナによる受信信号の位相や振幅を制御することにより、空間的な干渉除去を行う。
【００８４】
例えば、基地局装置にアダプティブアレイアンテナが備えられている場合には、上り回線（移動局装置から基地局装置への通信の回線）のアンテナウエイトとしては、Ｎ−ＬＭＳアルゴリズムなどを用いて最適なアンテナウエイトを得ることができる。そして、上り回線と下り回線（基地局装置から移動局装置への通信の回線）とで通信に使用する周波数帯が同じであれば、上り回線のアンテナウエイトを下り回線に適用することが可能である。
【００８５】
しかしながら、例えば上り回線と下り回線とで通信に使用する周波数帯が異なるＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｄｕｐｌｅｘ）方式では、上り回線のアンテナウエイトをそのまま下り回線に適用しても最適なアンテナウエイトとはならない。そこで、下り回線のアンテナウエイトを算出するために到来方向推定の結果を用いると、ＦＤＤ方式の下り回線においても最適なアンテナウエイトで送信を行うことができ、下り回線の特性が向上する。
【００８６】
本例の無線通信装置では、精度のよい到来方向推定結果を得ることができ、このような精度のよい到来方向推定結果を用いてアダプティブアレイアンテナの制御を行うことにより、例えばＦＤＤ方式が用いられるような場合においても、下り回線の特性の向上を実現することができる。
【００８７】
そして、ＦＤＤ方式を用いたＷ−ＣＤＭＡ方式を採用するシステムでは、下り回線の容量がユーザ収容数などを決定すると言われており、このため、本例のように下り回線の特性を向上させることにより、１つの基地局装置当たりのユーザ収容数を増加させることができる。従って、本例の無線通信装置をＷ−ＣＤＭＡのシステムに適用することにより、例えばインフラ設備費の削減が可能となり、結果的に、低コストなセルラー電話網の構築が可能となる。
【００８８】
以上のように、本例の無線通信装置では、ｎ（ｎは２以上の整数）本のアンテナを有して、各アンテナによる受信信号の位相変動を補正した結果を用いて当該受信信号の平均位相を検出して特定の受信波の到来方向を推定する方式において、次のような処理を行う。
すなわち、到来方向推定に使用される２個以上のアンテナに対して備えられる２個以上のキャリブレーションウエイト乗算部が各アンテナ系の校正（キャリブレーション）を行うことにより当該２個以上のアンテナの端におけるアンテナ間での受信信号の位相差を保持する。また、本例では、拡散信号が受信され、ｎ個の逆拡散処理部が各アンテナによる受信信号を逆拡散する。
【００８９】
また、本例の無線通信装置は、Ｗ−ＣＤＭＡシステムに設けられてアダプティブアレイアンテナを用いて無線通信を行う基地局装置に備えられている。そして、本例のような精度がよい到来方向推定方式やその出力結果が、例えばアダプティブアレイアンテナ制御における送信時や受信時のウエイト（重み係数）を算出する機能部分に組み込まれて用いられる。
【００９０】
なお、逆拡散処理部Ｄ１〜Ｄ４や、キャリブレーションウエイト乗算部Ｃ１〜Ｃ４や、データパタン乗算部Ｊ１１〜Ｊ１４や、位相変動補正部Ｍ１１〜Ｍ１４の並び順としては、例えば上記図２に示した並び順を用いるのが好ましいが、他の並び順が用いられてもよい。具体的には、逆拡散処理部Ｄ１〜Ｄ４やキャリブレーションウエイト乗算部Ｃ１〜Ｃ４については種々なところに備えられてもよく、また、他の処理ブロックＪ１１〜Ｊ１４、Ｍ１１〜Ｍ１４についてはこれらの処理ブロックＪ１１〜Ｊ１４、Ｍ１１〜Ｍ１４による処理の順序を変更することは好ましくない。
【００９１】
また、キャリブレーションウエイト乗算部Ｃ１〜Ｃ４の複素乗算器やデータパタン乗算部Ｊ１１〜Ｊ１４の複素乗算器などの複素乗算器の配置としては、例えば処理結果が本質的に変わらなければ、種々な配置が用いられてもよい。
一例として、各キャリブレーションウエイト乗算部Ｃ１〜Ｃ４を、各ＲＦ受信機Ｒ１１〜Ｒ１４の直後に備えることも可能であり、或いは、到来方向推定部１２の内部に備えることも可能である。
【００９２】
なお、本例の無線通信装置では、キャリブレーションウエイト乗算部Ｃ１〜Ｃ４の機能により位相ずれ補正手段が構成されており、逆拡散処理部Ｄ１〜Ｄ４の機能により逆拡散手段が構成されており、アダプティブアレイアンテナに関する制御処理を行う機能によりアダプティブアレイ処理手段が構成されている。
【００９３】
次に、本発明に係る受信信号の位相変動補正処理が到来方向推定結果に対して与える影響を実験により調べた結果の一例を示す。
本実験では、送信機と受信機との間で無線通信に使用する周波数のずれ（周波数オフセット）を与えて、到来方向推定の精度に与える影響を調べた。また、本実験系としては、通信に使用する周波数が１９５０ＭＨｚであるＷ−ＣＤＭＡシステムを用いた。
【００９４】
そして、本実験では、１フレームが１０ｍｓｅｃの長さを有するフレーム単位で無線通信を行い、例えば上記図２に示した各平均位相測定部Ｎ１１〜Ｎ１４において４フレームの間にわたって受信信号の平均化を行うこととした。このとき、周波数オフセットが２５Ｈｚであると４フレームの間に位相が一回転することになる。
【００９５】
図３には、このような実験により得られた結果として、送受信機間の周波数オフセットの量［Ｈｚ］と、到来方向推定により推定された到来角度の誤差［度］との関係の一例を示してある。また、同図では、例えば上記図２に示したような構成において位相変動量測定部１１及び位相変動補正部Ｍ１１〜Ｍ１４が備えられない構成について得られた結果を“（ａ）従来”として示してあり、上記図２に示したような構成について得られた結果を“（ｂ）本例”として示してある。なお、横軸は周波数オフセットの量［Ｈｚ］を示しており、縦軸は到来方向推定結果の誤差角度［度］を示している。
【００９６】
同図に示されるように、“（ａ）従来”においては、周波数オフセット量が２５Ｈｚおきに誤差角度の特性が劣化してしまっている。これに対して、“（ｂ）本例”においては、周波数オフセットがある場合においても、到来方向推定の精度に大きな劣化が生じるようなことはない。このように、本発明に係る到来方向推定処理を行うと、例えば受信信号に位相変動が生じるような場合においても、到来方向推定の精度を高く保持することが可能である。
【００９７】
ここで、本発明に係る無線通信装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。なお、本発明は、例えば本発明に係る処理を実行する方法や、このような方法を実現するためのプログラムなどとして提供することも可能である。また、本発明は、例えばアンテナ装置や受信信号到来方向検出装置などとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
【００９８】
また、本発明に係る無線通信装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る無線通信装置によると、送信側から無線により送信される信号を複数のアンテナを用いて受信するに際して、送信側から受信した信号に基づいて送信側との間で当該信号に発生した位相変動を検出し、各アンテナにより受信した信号に対して検出された位相変動の補正を行い、位相変動の補正が行われた各アンテナによる受信信号の平均位相を検出し、検出された各アンテナによる受信信号の平均位相に基づいて受信信号の到来方向を検出するようにしたため、各アンテナにより受信する信号の平均位相の検出精度を向上させることができ、受信信号の到来方向の検出精度を向上させることができる。
【０１００】
また、本発明に係る無線通信装置では、一構成例として、異なるアンテナの間でアンテナ系に起因して受信信号に発生する位相のずれを補正し、当該補正が行われた後における各アンテナによる受信信号の平均位相に基づいて受信信号の到来方向を検出するようにしたため、更に、受信信号の到来方向の検出精度を向上させることができる。
【０１０１】
また、本発明に係る無線通信装置では、一構成例として、移動通信システムの基地局装置として構成され、複数のアンテナによりアダプティブアレイアンテナが構成され、そして、各アンテナにより受信した信号と各アンテナ毎の受信用ウエイトとを乗算した結果の総和をこれら複数のアンテナ全体としての受信信号として取得し、送信対象となる信号と各アンテナ毎の送信用ウエイトとを乗算した結果を各アンテナから送信するようにし、このような構成において、アダプティブアレイアンテナを用いて無線通信が行われるに際して、受信信号の到来方向を精度よく検出することができ、これにより、アダプティブアレイアンテナ制御の特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る到来方向推定機能を有した無線通信装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る到来方向推定機能を有した無線通信装置の構成例を示す図である。
【図３】送受信機間の周波数オフセットと到来方向推定誤差との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ１〜Ａ４、Ａ１１〜Ａ１４・・アンテナ、
Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４・・ＲＦ受信機、
Ｊ１〜Ｊ４、Ｊ１１〜Ｊ１４・・データパタン乗算部、
Ｍ１〜Ｍ４、Ｍ１１〜Ｍ１４・・位相変動補正部、
Ｎ１〜Ｎ４、Ｎ１１〜Ｎ１４・・平均位相測定部、
１、１１・・位相変動量測定部、　２、１２・・到来方向推定部、
Ｄ１〜Ｄ４・・逆拡散処理部、
Ｃ１〜Ｃ４・・キャリブレーションウエイト乗算部、
【図１】
2004048093.tif 000007
【図２】
2004048093.tif 000008
【図３】
2004048093.tif 000009