(57)【要約】【課題】本発明は、複数のパスの集合として無線伝送路が形成される無線伝送系の受信端において、これらのパスを介して到来した受信波を合成することによって伝送品質を高く維持する無線受信機に関し、個々のパスの多様な特性に柔軟に、かつ速やかに適応して伝送品質を高く維持できることを目的とする。【解決手段】送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐと、複数Ｐのパスを介して到来した受信波のレベルを個別に監視する複数Ｐの監視手段１２−１〜１２−Ｐと、複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐによって生成された検波信号と、複数Ｐの監視手段１２−１〜１２−Ｐによって監視されたレベルとの積和をとることによって、これらの検波信号を合成する合成手段１３とを備えて構成される。【選択図】      図１
2004228935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信端との間に形成された複数のパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する複数の検波手段と、
前記複数のパスを介して到来した受信波のレベルを個別に監視する複数の監視手段と、
前記複数の検波手段によって生成された検波信号と、前記複数の監視手段によって監視されたレベルとの積和をとることによって、これらの検波信号を合成する合成手段と
を備えたことを特徴とする無線受信機。
【請求項２】
送信端との間に形成された複数のパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する複数の検波手段と、
前記複数のパスを介して到来した受信波の伝送品質を個別に監視する複数の監視手段と、
前記複数の検波手段によって生成された検波信号と、前記複数の監視手段によって監視された伝送品質との積和をとることによって、これらの検波信号を合成する合成手段と
を備えたことを特徴とする無線受信機。
【請求項３】
送信端との間に形成された複数のパスの方向に個別に主ローブを形成する複数の適応アンテナにこれらのパスを介して到来した受信波を検波し、検波信号を生成する複数の検波手段と、
前記複数のパスの方向に前記複数の適応アンテナの主ローブを個別に形成するアルゴリズムに基づいてこれらのパス毎に求められた指向性の精度と、前記複数の検波手段によって生成された検波信号との積和をとることによって、これらの検波信号を合成する合成手段と
を備えたことを特徴とする無線受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のパスの集合として無線伝送路が形成される無線伝送系の受信端において、これらのパスを介して到来した受信波を受信し、かつ合成することによって伝送品質を高く維持する無線受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式は、本来的に耐干渉性および秘匿性を有し、かつ固有の遠近問題を解決する送信電力制御を実現する技術が確立したために、多くの移動通信システムに積極的に適用されつつある。
しかし、このような移動通信システムの無線基地局では、適用された拡散符号の系列の直交性が不完全であることに起因する干渉や妨害の軽減に併せて、上記の遠近問題に起因する伝送品質の劣化を回避することによって、単位周波数当たりに収容可能な端末の数やトラヒックを高く維持するために、適応ビームフォーミングとＲＡＫＥ合成とが加入者毎に並行してベースバンド領域で行われる。
【０００３】
図１０は、適応ビームフォーミングおよびＲＡＫＥ合成が行われる無線受信機の構成例を示す図である。
図において、アレーアンテナを構成する素子７１−１〜７１−４の給電端は、複数Ｎのパス対応部７２−１〜７２−Ｎの対応する入力に接続され、これらのパス対応部７２−１〜７２−Ｎの出力はＲＡＫＥ合成部７３の対応する入力に接続される。このＲＡＫＥ合成部７３の出力は復号化部７４の入力に接続され、その復号化部７４の出力には復調信号が得られる。
【０００４】
パス対応部７２−１は、下記の要素から構成される。
・  素子７１−１〜７１−４の給電端にそれぞれ接続された逆拡散部８１−１１〜８１−１４
・  逆拡散部８１−１１〜８１−１４の出力に接続された一方の入力を個別に有する乗算器８２−１１〜８２−１４
・  乗算器８２−１１〜８２−１４の出力に個別に接続された第一ないし第四の入力を有する加算器（Σ）８３−１
・  加算器８３−１の出力に縦続接続され、かつ最終段として配置された同期検波部８４−１
・  逆拡散部８２−１１〜８２−１４の出力に接続された第一ないし第四の入力と、同期検波部８４−１の出力に接続された第五の入力とに併せて、乗算器８２−１１〜８２−１４の他方の入力に接続された第一ないし第四の出力を有するウエイト制御部８５−１
なお、パス対応部７２−２〜７２−Ｎの構成については、パス対応部７２−１の構成と同じであるので、以下では、第一の添え番号として「１」に代わる「２」〜「Ｎ」が付加された共通の符号を対応する構成要素に付加し、ここでは、その説明および図示を省略する。
【０００５】
また、パス対応部７２−１〜７２−Ｎによって並行して行われ、これらのパス対応部７２−１〜７２−Ｎに共通の事項については、以下では、第一の添え番号「１」〜「Ｎ」の何れにも該当し得る添え文字「Ｃ」が第一の添え番号に代えて付加された符号を適用して記述する。
このような構成の無線受信機では、逆拡散部８１−Ｃ１〜８１−Ｃ４には、素子７１−１〜７１−４に並行して到来した受信波の送信端に予め割り付けられ、かつユニークであり、これらの受信波の遅延プロファイルに基づいて識別された主要なパス（以下では、簡単のため、複数Ｎのパスであると仮定する。）に個別に同期した拡散符号が並行して与えられる。
【０００６】
なお、以下では、簡単のため、受信波は、既知のビット列を含んでなるスロットの列で所定の搬送波信号が変調され、さらに、上記の拡散符号に基づいて拡散処理が施されることによって生成された無線周波信号であると仮定する。
逆拡散部８１−Ｃ１〜８１−Ｃ４は、それぞれ素子７１−１〜７１−４に到来した受信波をこれらの拡散符号に基づいて逆拡散することによって、上述したパスを介して到来した受信波の成分をベースバンド領域で示す第一ないし第四の逆拡散信号を生成する。
【０００７】
一方、ウエイト制御部８５−Ｃは、後述する適応アルゴリズムに基づいて更新されるウエイトＷＣ１〜ＷＣ４を乗算器８２−Ｃ１〜８２−Ｃ４に与える。
加算器８３−Ｃは、これらの乗算器８２−Ｃ１〜８２−Ｃ４と連係して「上述した第一ないし第四の逆拡散信号とウエイトＷＣ１〜ＷＣ４との積和」をとることによって、例えば、素子７１−１〜７１−４から構成されるアレーアンテナの主ローブの方向を対応するパス（を介して到来した受信波の到来角）の方向に維持する適応ビームフォーミングをベースバンド領域で行う。
【０００８】
同期検波部８４−Ｃは、加算器８３−Ｃによって上述した積和の列として生成されるベースバンド信号を同期検波することによって検波信号を生成する。
ウエイト制御部８５−Ｃは、『その検波信号の成分の内、既述の「既知のビット」列に相当する成分の偏差を最小化する適応アルゴリズム』に基づいて、ウエイトＷＣ１〜ＷＣ４を順次更新する。
【０００９】
ＲＡＫＥ合成部７３は、このようにしてパス対応部７２−１〜７２−Ｎ（同期検波部８４−１〜８４−Ｎ）によって並行して生成されたＮ個の検波信号（送信端から複数Ｎの主要なパスを介して並行して素子７１−１〜７１−４に到来した受信波の成分）をＲＡＫＥ合成することによって、合成信号を生成する。
さらに、復号化部７４は、その合成信号を復号化することによって伝送情報の列を復元する。
【００１０】
したがって、このような伝送情報の列は、伝送特性が広範に、かつ絶えず変動するマルチパスとして無線伝送路が形成される場合であっても、「ベースバンド領域で送信端およびパス毎に並行して行われる適応ビームフォーミング」とＲＡＫＥ合成との下で安定に良好な伝送品質で得られる。
【特許文献１】
特開平１１−２７４９７６号公報（請求項１、２、７、段落００１１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した伝送品質は、既述の適応アルゴリズムに基づく適応ビームフォーミングの精度の低下が許容される程度に高い場合には、マルチパスを介して到来した受信波が有効に合成されるために、大幅に劣化することはない。
しかし、実際には、このようなマルチパスの個々の伝送特性は送信端の移動速度が大きいほど広範に、かつ頻繁に変動し、さらに、これらのマルチパスはトンネルその他の地物や地形に応じて急激に消失したり復旧し得る。
【００１２】
したがって、例えば、既述の特許文献１に開示された発明が適用されることによって適応アルゴリズムの精度や応答性が高められても、十分な伝送品質が必ずしも安定に保証されるとは限らなかった。
また、このような精度や応答性の向上は、実際には、コストと「遅延プロファイルが精度よく更新され得る頻度」との双方に制約があるために、実現が阻まれていた。
【００１３】
本発明は、コストの大幅な増加と基本的な構成の変更とを伴うことなく、多様なマルチパスの特性に柔軟に、かつ速やかに適応し、さらに、伝送品質を高く維持できる無線受信機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】
図１は、本発明の第一の原理ブロック図である。
請求項１に記載の発明では、複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐは、送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する。複数Ｐの監視手段１２−１〜１２−Ｐは、複数Ｐのパスを介して到来した受信波のレベルを個別に監視する。合成手段１３は、複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐによって生成された検波信号と、複数Ｐの監視手段１２−１〜１２−Ｐによって監視されたレベルとの積和をとることによって、これらの検波信号を合成する。
【００１５】
すなわち、送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスを介して到来した受信波が個別に検波されることによって生成された検波信号は、何れも、パス毎にレベルが小さいほど小さく重み付けられた後に合成される。
したがって、これらの検波信号がレベルの如何にかかわらず何ら重み付けられることなく合成される従来例に比べて、個々のパスが急激に消失したり復旧し、あるいはこれらのパスの個々の伝搬損失が広範に、かつ頻繁に変動しても、伝送品質の低下が確度高く安定に軽減される。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐは、送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する。複数Ｐのパスを介して到来した受信波の伝送品質を個別に監視する。複数Ｐの監視手段１２Ａ−１〜１２Ａ−Ｐは、合成手段１３Ａは、複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐによって生成された検波信号と、複数Ｐの監視手段１２Ａ−１〜１２Ａ−Ｐによって監視された伝送品質との積和をとることによって、これらの検波信号を合成する。
【００１７】
すなわち、送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスを介して到来した受信波が個別に検波されることによって生成された検波信号は、何れも、パス毎に伝送品質が小さいほど小さく重み付けられた後に合成される。
したがって、これらの検波信号が伝送品質の如何にかかわらず何ら重み付けられることなく合成される従来例に比べて、個々のパスが急激に消失したり復旧し、あるいはこれらのパスの個々の伝搬損失が広範に、かつ頻繁に変動しても、伝送品質の低下が確度高く安定に軽減される。
【００１８】
図２は、本発明の第二の原理ブロック図である。
請求項３に記載の発明では、複数Ｐの検波手段２２−１〜２２−Ｐは、送信端２０との間に形成された複数Ｐのパスの方向に個別に主ローブを形成する複数Ｐの適応アンテナ２１−１〜２１−Ｐにこれらのパスを介して到来した受信波を検波し、検波信号を生成する。合成手段２３は、複数Ｐのパスの方向に複数Ｐの適応アンテナ２１−１〜２１−Ｐの主ローブを個別に形成するアルゴリズムに基づいてこれらのパス毎に求められた指向性の精度と、複数Ｐの検波手段２２−１〜２２−Ｐによって生成された検波信号との積和をとることによって、これらの検波信号を合成する。
【００１９】
すなわち、合成されるべき個々の検波信号は、何れも、上述した主ローブの形成を実現するアルゴリズムに基づいて本来的に識別される指向性の精度が低いほど小さく重み付けられる。
したがって、このような精度を代替し得る「検波信号のレベル」や「その検波信号の伝送品質」をパス毎に求める手段が備えられる場合に比べて、構成が簡略化される。
【００２０】
請求項１に記載の発明の下位概念の発明では、複数Ｐの監視手段１２−１〜１２−Ｐは、複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐによって生成された検波信号のレベルとして、複数Ｐのパスを介して到来した受信波のレベルを個別に監視する。
すなわち、複数Ｐのパスを介して個別に到来した受信波のレベルは、その受信波の占有帯域より低い中間周波領域またはベースバンド領域で監視される。
【００２１】
したがって、このようなレベルの監視は所定の信号処理を行うプロセッサの余剰の処理量が活用されることによって達成され、かつ低廉化に併せて、構成の標準化が図られる。
請求項１、２に記載の発明に類似した第一の発明では、複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐは、送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスの方向に個別に主ローブを形成する複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐに、これらのパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する。複数Ｐの監視手段１２ｓ−１〜１２ｓ−Ｐは、複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐにそれぞれ備えられた特定の単一のアンテナ素子に、複数Ｐのパスを介して到来した受信波のレベルを個別に監視する。合成手段１３ｓは、複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐによって生成された検波信号と、複数Ｐの監視手段１２ｓ−１〜１２ｓ−Ｐによって監視されたレベルとの積和をとることによって、これらの検波信号を合成する。
【００２２】
すなわち、複数Ｐのパスを介して到来した受信波が個別に検波されることによって得られた検波信号は、これらのパスに個別に対応する適応アレーアンテナに備えられたアンテナ素子の内、特定の単一のアンテナ素子に到来した受信波のレベルが小さいほど小さく重み付けられた後に、合成される。
したがって、単一のアンテナ素子に到来する受信波に含まれる干渉波や妨害波のレベルが許容される程度に小さい限り、請求項１に記載の無線受信機と同様に、個々のパスが急激に消失したり復旧し、あるいはこれらのパスの個々の伝搬損失が広範に、かつ頻繁に変動しても、伝送品質の低下が確度高く安定に軽減される。
【００２３】
請求項１、２に記載の発明に類似した第二の発明では、複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐは、送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスの方向に個別に主ローブを形成する複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐに、これらのパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する。複数Ｐの監視手段１２Ｓ−１〜１２Ｓ−Ｐは、複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐにそれぞれ備えられた複数のアンテナ素子に、複数Ｐのパスを介して到来した受信波のレベルの平均値を個別に監視する。合成手段１３Ｓは、複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐによって生成された検波信号と、複数Ｐの監視手段１２Ｓ−１〜１２Ｓ−Ｐによって監視された平均値との積和をとることによって、これらの検波信号を合成する。
【００２４】
すなわち、複数Ｐのパスを介して到来した受信波が個別に検波されることによって得られた検波信号は、これらのパスに個別に対応する適応アレーアンテナに備えられたアンテナ素子の一部または全てに該当する複数のアンテナ素子に到来した受信波のレベルの平均値が小さいほど、小さく重み付けられて合成される。したがって、このような複数のアンテナ素子に到来する受信波に含まれる干渉波や妨害波のレベルが許容される程度に小さい限り、請求項１に記載の無線受信機と同様に伝送品質の低下が確度高く安定に軽減され、さらに、これらの受信波の到来角の偏差に起因する伝送品質の劣化が軽減される。
【００２５】
請求項２に記載の発明の下位概念の発明では、複数Ｐの監視手段１２Ａ−１〜１２Ａ−Ｐは、複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐによって生成された検波信号の伝送品質として、複数Ｐのパスを介して到来した受信波の伝送品質を個別に監視する。
すなわち、複数Ｐのパスを介して個別に到来した受信波の伝送品質は、その受信波の占有帯域より低い中間周波領域またはベースバンド領域で監視される。
【００２６】
したがって、このような伝送品質の監視は所定の信号処理を行うプロセッサの余剰の処理量が活用されることによって達成され、かつ低廉化に併せて、構成の標準化が図られる。
請求項１、２に記載の発明に類似した第三の発明では、複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐは、送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスの方向に個別に主ローブを形成する複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐに、これらのパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する。複数Ｐの監視手段１２ｑ−１〜１２ｑ−Ｐは、複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐにそれぞれ備えられた特定の単一のアンテナ素子に、複数Ｐのパスを介して到来した受信波の伝送品質を個別に監視する。合成手段１３ｑは、複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐによって生成された検波信号と、複数Ｐの監視手段１２ｑ−１〜１２ｑ−Ｐによって監視された伝送品質との積和をとることによって、これらの検波信号を合成する。
【００２７】
すなわち、複数Ｐのパスを介して到来した受信波が個別に検波されることによって得られた検波信号は、これらのパスに個別に対応する適応アレーアンテナに備えられたアンテナ素子の内、特定の単一のアンテナ素子に到来した受信波の伝送品質が低いほど小さく重み付けられた後に、合成される。
したがって、単一のアンテナ素子に到来する受信波に含まれる干渉波や妨害波のレベルが許容される程度に小さい限り、請求項２に記載の無線受信機と同様に、個々のパスが急激に消失したり復旧し、あるいはこれらのパスの個々の伝搬損失が広範に、かつ頻繁に変動しても、伝送品質の低下が確度高く安定に軽減される。
【００２８】
請求項１、２に記載の発明に類似した第四の発明では、複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐは、送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスの方向に個別に主ローブを形成する複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐに、これらのパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する。複数Ｐの監視手段１２Ｑ−１〜１２Ｑ−Ｐは、複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐにそれぞれ備えられた複数のアンテナ素子に、複数Ｐのパスを介して到来した受信波の伝送品質の平均値を個別に監視する。合成手段１３Ｑは、複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐによって生成された検波信号と、複数Ｐの監視手段１２Ｑ−１〜１２Ｑ−Ｐによって監視された平均値との積和をとることによって、これらの検波信号を合成する。
【００２９】
すなわち、複数Ｐのパスを介して到来した受信波が個別に検波されることによって得られた検波信号は、これらのパスに個別に対応する適応アレーアンテナに備えられたアンテナ素子の一部または全てに該当する複数のアンテナ素子に到来した受信波の伝送品質の平均値が小さいほど、小さく重み付けられて合成される。
【００３０】
したがって、このような複数のアンテナ素子に到来する受信波に含まれる干渉波や妨害波のレベルが許容される程度に小さい限り、請求項２に記載の無線受信機と同様に伝送品質の低下が確度高く安定に軽減され、さらに、これらの受信波の到来角の偏差に起因する伝送品質の劣化が軽減される。
請求項３に記載の発明の下位概念の発明では、複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐ、２１−１〜２１−Ｐのアンテナ素子は、複数Ｐのパスの全てに共通のアンテナ素子である。
【００３１】
すなわち、複数Ｐのパスを介して到来する受信波は、これらのパスの数Ｐの最大値の如何にかかわらず一組のアンテナ素子を介して受信される。
したがって、空中線系にかかわる構成の簡略化と規模の縮小化が可能となり、実装および保守にかかわるコストおよび工数の削減に併せて、総合的な信頼性が高められる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図３は、本発明の第一の実施形態を示す図である。
本実施形態には、パス対応部３０−１〜３０−Ｎが既述のパス対応部７２−１〜７２−Ｎに代わって備えられる。
パス対応部３０−１の構成は、下記の要素が備えられた点で図１０に示すパス対応部７２−１の構成と異なる。
【００３３】
・  逆拡散部８１−１１〜８１−１４の内、特定の逆拡散部（ここでは、簡単のため、逆拡散部８１−１１  であると仮定する。）の出力に縦続接続されたレベル計測部３１−１および重み付け制御部３２−１
・  同期検波部８４−１の後段に最終段として配置され、かつ上述した重み付け制御部３２−１の出力に接続された乗算器３３−１
なお、パス対応部３０−２〜３０−Ｎの構成については、パス対応部３０−１の構成と同じであるので、以下では、第一の添え番号として「１」に代わる「２」〜「Ｎ」が付加された共通の符号を対応する構成要素に付加し、ここでは、その説明および図示を省略する。
【００３４】
また、パス対応部３０−１〜３０−Ｎによって並行して行われ、これらのパス対応部３０−１〜３０−Ｎに共通の事項については、以下では、第一の添え番号「１」〜「Ｎ」の何れにも該当し得る添え文字「Ｃ」が第一の添え番号に代えて付加された符号を適用して記述する。
以下、図３を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。
【００３５】
素子７１−１〜７１−４は、これらの素子７１−１〜７１−４に共通の送信端から到来する受信波が相互に高い相関性を有する程度に狭小な間隔で配置される。
レベル計測部３１−Ｃは、これらの受信波の内、素子７１−１に到来した特定の受信波が逆拡散部８１−Ｃ１  によって逆拡散されることによって生成された第一の逆拡散信号のレベルを計測することによって、その特定の受信波のレベルを監視する。
【００３６】
なお、このようなレベルは、受信波として到来したスロット（連続する数個のシンボルから構成される。）の列の内、所定の複数のスロットからなる周期で反復して計測される。
重み付け制御部３２−Ｃは、このようにして計測されたレベルに応じて、そのレベルが小さいほど小さな重みｗＣを生成する。
【００３７】
乗算器３３−Ｃは、同期検波部８４−Ｃによって生成された検波信号とこの重みｗＣとの積をＲＡＫＥ合成部７３に与える。
すなわち、パス対応部３０−１〜３０−Ｎによって並行して与えられるＮ個の検波信号は、何れもレベルが小さいほど小さく重み付けられた後に、ＲＡＫＥ合成される。
【００３８】
したがって、本実施形態によれば、これらのＮ個の検波信号が個々のレベルの如何にかかわらず単にＲＡＫＥ合成される従来例に比べて、例えば、受信波の送信端と素子７１−１〜７１−４との間に無線伝送路として形成されるマルチパスの何れかがトンネルその他の地物や地形によって急激に消失したり復旧し、あるいはこれらのパスの個々の伝搬損失が送信端の移動速度に応じて広範に、かつ頻繁に変動しても、これら事象に起因する伝送品質の低下が確度高く安定に軽減される。
【００３９】
さらに、本実施形態では、既述の適応ビームフォーミングが何ら損なわれることなく、レベル計測部３１−Ｃ、重み付け制御部３２−Ｃおよび乗算器３３−Ｃの連係の下で上述した重みｗＣによる重み付けが並行して行われる。
したがって、大幅なコストの増加と基本的な構成の変更とを伴うことなく、多様なマルチパスの特性に対する適応が柔軟に、かつ速やかに達成される。
【００４０】
なお、本実施形態では、重みｗＣの値は、第一の逆拡散信号のみのレベルに応じて更新されている。
しかし、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、図４に示すように、第一ないし第四の逆拡散信号のレベルを並行して計測するレベル計測部３１−Ｃ１〜３１−Ｃ４と、これらのレベルの平均値を算出する平均化部３１Ａ−Ｃとが備えられることによって、素子７１−１〜７１−４に個別に到来する受信波の到来角の偏差に起因する誤差の低減が図られてもよい。
【００４１】
図５は、本発明の第二の実施形態を示す図である。
本実施形態には、パス対応部４０−１〜４０−Ｎが既述のパス対応部３０−１〜３０−Ｎに代わって備えられる。
パス対応部４０−１の構成は、ＳＩＲ推定部４１−１がレベル計測部３１−１に代わって備えられた点で図３に示すパス対応部３０−１の構成と異なる。
【００４２】
なお、パス対応部４０−２〜４０−Ｎの構成については、パス対応部４０−１の構成と同じであるので、以下では、第一の添え番号として「１」に代わる「２」〜「Ｎ」が付加された共通の符号を対応する構成要素に付加し、ここでは、その説明および図示を省略する。
また、パス対応部４０−１〜４０−Ｎによって並行して行われ、これらのパス対応部４０−１〜４０−Ｎに共通の事項については、以下では、第一の添え番号「１」〜「Ｎ」の何れにも該当し得る添え文字「Ｃ」が第一の添え番号に代えて付加された符号を適用して記述する。
【００４３】
以下、図５を参照して本発明の第二の実施形態の動作を説明する。
ＳＩＲ推定部４１−Ｃは、素子７１−１に到来した特定の受信波が逆拡散部８１−Ｃ１  によって逆拡散されることによって生成された第一の逆拡散信号のＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ）  を推定する。
なお、このようなＳＩＲは、受信波として到来したスロット（連続する数個のシンボルから構成される。）の列の内、所定の複数のスロットからなる周期で反復して計測される。
【００４４】
重み付け制御部３２−Ｃは、このようにして計測されたＳＩＲに応じて、そのＳＩＲが小さいほど小さな重みｗＣを生成する。
乗算器３３−Ｃは、同期検波部８４−Ｃによって生成された検波信号とこの重みｗＣとの積をＲＡＫＥ合成部７３に与える。
すなわち、パス対応部４０−１〜４０−Ｎによって並行して与えられるＮ個の検波信号は、何れもＳＩＲが小さいほど小さく重み付けられた後に、ＲＡＫＥ合成される。
【００４５】
したがって、本実施形態によれば、これらのＮ個の検波信号が個々のＳＩＲの如何にかかわらず単にＲＡＫＥ合成される従来例に比べて、例えば、受信波の送信端と素子７１−１〜７１−４との間に無線伝送路として形成されるマルチパスの何れかがトンネルその他の地物や地形によって急激に消失したり復旧し、あるいはこれらのパスの個々の伝搬損失が送信端の移動速度に応じて広範に、かつ頻繁に変動しても、これら事象に起因する伝送品質の低下が確度高く安定に軽減される。
【００４６】
さらに、本実施形態では、既述の適応ビームフォーミングが何ら損なわれることなく、ＳＩＲ推定部４１−Ｃ、重み付け制御部３２−Ｃおよび乗算器３３−Ｃの連係の下で上述した重みｗＣによる重み付けが並行して行われる。
したがって、大幅なコストの増加と基本的な構成の変更とを伴うことなく、多様なマルチパスの特性に対する適応が柔軟に、かつ速やかに達成される。
【００４７】
なお、本実施形態では、重みｗＣの値は、第一の逆拡散信号のみのＳＩＲに応じて更新されている。
しかし、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、図６に示すように、第一ないし第四の逆拡散信号のＳＩＲを並行して推定するＳＩＲ計測部４１−Ｃ１〜４１−Ｃ４と、これらのＳＩＲの平均値を算出する平均化部４１Ａ−Ｃとが備えられることによって、素子７１−１〜７１−４に個別に到来する受信波の到来角の偏差に起因する誤差の低減が図られてもよい。
【００４８】
図７は、本発明の第三の実施形態を示す図である。
本実施形態では、パス対応部５０−１〜５０−Ｎが既述のパス対応部３０−１〜３０−Ｎに代わって備えられる。
パス対応部５０−１の構成は、レベル計測部５１−Ｃが図３に示すレベル計測部３１−Ｃに代えて備えられ、そのレベル計測部５１−Ｃの入力が逆拡散部８１−Ｃ１の出力ではなく同期検波部８４−Ｃの出力に接続される点で、図３に示すパス対応部３０−１の構成と異なる。
【００４９】
なお、パス対応部５０−２〜５０−Ｎの構成については、パス対応部５０−１の構成と同じであるので、以下では、第一の添え番号として「１」に代わる「２」〜「Ｎ」が付加された共通の符号を対応する構成要素に付加し、ここでは、その説明および図示を省略する。
また、パス対応部５０−１〜５０−Ｎによって並行して行われ、これらのパス対応部５０−１〜５０−Ｎに共通の事項については、以下では、第一の添え番号「１」〜「Ｎ」の何れにも該当し得る添え文字「Ｃ」が第一の添え番号に代えて付加された符号を適用して記述する。
【００５０】
以下、図７を参照して本発明の第三の実施形態の動作を説明する。
レベル計測部５１−Ｃには、逆拡散部８１−Ｃ１によって生成された第一の逆拡散信号ではなく、同期検波部８４−Ｃによって生成された検波信号が入力される。
このような検波信号は、ウエイト制御部８５−Ｃ、乗算器８２−Ｃ１〜８２−Ｃ４および加算器８３−Ｃが連係することによって行われる適応ビームフォーミングの下で、既述の送信端の方向以外の方向から到来した干渉波や妨害波の成分が抑圧されるために、上述した第一の逆拡散信号より高いＳＮ比で得られる。
【００５１】
すなわち、同期検波部８４−１〜８４−Ｎによって生成された検波信号は、何れも、パス毎に、上述した適応ビームフォーミングの下で受信された受信波のレベルが小さいほど小さく重み付けられた後にＲＡＫＥ合成される。
このように本実施形態によれば、既述の第一の実施形態に比べて、乗算器３３−１〜３３−Ｎによってパス毎に行われる検波信号の重み付けが精度よく行われる。
【００５２】
したがって、伝送品質は、適応ビームフォーミングとＲＡＫＥ合成との有機的な組み合わせの下で安定に高く維持される。
なお、本実施形態では、同期検波部８４−Ｃによって生成された検波信号は、その検波信号のレベルが小さいほど小さく重み付けられつつＲＡＫＥ合成されている。
【００５３】
しかし、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、図８に示すように、検波信号のＳＩＲを推定するＳＩＲ推定部５２−Ｃがレベル計測部５１−Ｃに代えて備えられることによって、パス毎に、実体的な伝送品質が小さいほど検波信号が小さく重み付けられてもよい。
図９は、本発明の第四の実施形態を示す図である。
【００５４】
本実施形態では、パス対応部６０−１〜６０−Ｎが既述のパス対応部５０−１〜５０−Ｎに代わって備えられる。
パス対応部６０−１の構成は、下記の点で図７に示すパス対応部５０−１の構成と異なる。
・  レベル計測部３２−１が備えられない。
【００５５】
・  ウエイト制御部６１−１がウエイト制御部８５−１に代えて備えられ、そのウエイト制御部６１−１の誤差出力が重み付け制御部３２−１の入力に接続される。
なお、パス対応部６０−２〜６０−Ｎの構成については、パス対応部６０−１の構成と同じであるので、以下では、第一の添え番号として「１」に代わる「２」〜「Ｎ」が付加された共通の符号を対応する構成要素に付加し、ここでは、その説明および図示を省略する。
【００５６】
また、パス対応部６０−１〜６０−Ｎによって並行して行われ、これらのパス対応部６０−１〜６０−Ｎに共通の事項については、以下では、第一の添え番号「１」〜「Ｎ」の何れにも該当し得る添え文字「Ｃ」が第一の添え番号に代えて付加された符号を適用して記述する。
以下、図９を参照して本発明の第四の実施形態の動作を説明する。
【００５７】
ウエイト制御部６１−Ｃは、既述の第一ないし第三の実施形態に備えられたウエイト制御部８５−Ｃと同様の処理を行うことによって、乗算器８２−Ｃ１〜８２−Ｃ４に与えられるべきウエイトＷＣ１〜ＷＣ４を適応アルゴリズムに基づいて順次更新する。
さらに、ウエイト制御部６１−Ｃは、同期検波部８４−Ｃによって生成された検波信号の成分の内、『既述の「既知のビット列」に相当する成分の偏差』を上述した適応アルゴリズムに基づいて求め、その偏差を示す誤差信号を生成する。
【００５８】
重み付け制御部３２−Ｃは、その誤差信号で示される偏差が大きいほど、乗算器３３−Ｃに与えられるべき重みｗＣを小さな値に設定する。
すなわち、ＲＡＫＥ合成の対象となる個々の検波信号は、何れも、パス対応部６０−Ｃに本来的に備えられ、かつパス毎の適応ビームフォーミングに供されるべきウエイトＷＣ１〜ＷＣ４を求める適応アルゴリズムの過程で既述の通りに求められる偏差が大きいほど、小さく重み付けられる。
【００５９】
したがって、既述のレベル計測部３１−Ｃ、５１−ＣあるいはＳＩＲ推定部４１−Ｃ、５２−Ｃが備えられることによって、上述した偏差に代わるレベルやＳＩＲがそれぞれ求められる場合に比べて、ハードウエアの規模が縮小化され、かつ低廉化、小型化および消費電力の節減に併せて、信頼性の向上が図られる。
なお、上述した各実施形態では、本発明は、ＣＤＭＡ方式が適用された移動通信システムの無線基地局に備えられ、かつ送信端である端末およびパス毎の適応ビームフォーミングに併せて、ＲＡＫＥ合成を行う無線受信機に適用されている。
【００６０】
しかし、本発明は、このような移動通信システムや無線基地局に限定されず、伝送特性が急激に、かつ広範に変動し得る複数のパスを介して到来する受信波を合成することによって、伝送品質の向上や干渉・妨害の抑圧を達成する受信端であれば、如何なる多元接続方式、変調方式、チャネル配置、周波数配置およびゾーン構成の無線伝送系にも適用可能である。
【００６１】
また、これらの複数のパスは、無線伝送路に介在する地物や地形による反射や散乱の下で形成されるマルチパスに限定されず、例えば、送信ダイバーシチ（ＭＩＭＯ  （Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）が適用される場合を含む。）の下で受信端との間に積極的に並行して形成されるパスであってもよい。
さらに、これらのパスの伝送特性が変動する要因は、送信端と受信端との相対的な位置や距離の変化だけではなく、例えば、降雨、降雪、シンチレーション、ダクトのように「定常的には受信波の伝搬路に介在しない物質や媒質」その他の如何なる要因であってもよい。
【００６２】
また、上述した各実施形態では、ＲＡＫＥ合成の対象となる複数の検波信号は、パス毎に受信波のレベルやＳＩＲが小さいほど小さく重み付けられている。
しかし、本発明は、このような構成に限定されず、複数のパス（マルチパス）を介して到来した受信波が個別に検波されることによって生成され、かつ何らかの合成処理が施されることによって伝送品質の改善や干渉・妨害の抑圧が達成されるならば、同相合成、最小振幅偏差合成、ノッチ検出形合成その他の如何なる合成の対象となる検波信号に対する重み付けにも、適用可能である。
【００６３】
さらに、上述した各実施形態では、重みｗＣの値は、受信波に非同期に更新されている。
しかし、このような重みｗＣの値が更新されるべき契機は、例えば、ＲＡＫＥ合成の精度が低下することに起因する伝送品質の劣化が許容されない場合には、受信波に対してシンボル単位あるいはスロット単位に同期した時点に設定されてもよい。
【００６４】
また、上述した第一ないし第三の各実施形態では、パス対応部３０−Ｃ、４０−Ｃ、５０−Ｃ、６０−Ｃは、所望の無線チャネルの伝搬路として並行して形成された複数のパス毎に、受信波の到来角の方向に主ローブを形成する適応ビームフォーミングを適応アルゴリズムに基づいて行っている。
しかし、本発明は、このような適応ビームフォーミングを実現する空中線系が備えられた受信端に限定されず、例えば、送信端との間に形成され得る複数のパス、あるいは形成されるべき既知の複数のパスに個別に対応したブランチを備えて構成された受信端にも同様に適用可能である。
【００６５】
さらに、上述した第一または第二の実施形態では、予め定められた特定の素子７１−１、あるいは全ての素子７１−１〜７１−４を介して受信された受信波について、レベルやＳＩＲが求められている。
しかし、例えば、チャネル制御、トラヒック制御、系構成その他に応じてこのような素子と処理の手順との双方もしくは何れか一方が適宜に更新されることによって、処理量の低減、負荷の軽減、消費電力の節減その他の効率化が柔軟に図られてもよい。
【００６６】
また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において多様な形態による実施形態が可能であり、かつ構成装置の一部もしくは全てに如何なる改良が施されてもよい。
以下、上述した各実施形態に開示された発明を階層的・多面的に整理し、付記項として列記する。
【００６７】
（付記１）  送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐと、
前記複数Ｐのパスを介して到来した受信波のレベルを個別に監視する複数Ｐの監視手段１２−１〜１２−Ｐと、
前記複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐによって生成された検波信号と、前記複数Ｐの監視手段１２−１〜１２−Ｐによって監視されたレベルとの積和をとることによって、これらの検波信号を合成する合成手段１３と
を備えたことを特徴とする無線受信機。
【００６８】
（付記２）  送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐと、
前記複数Ｐのパスを介して到来した受信波の伝送品質を個別に監視する複数Ｐの監視手段１２Ａ−１〜１２Ａ−Ｐと、
前記複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐによって生成された検波信号と、前記複数Ｐの監視手段１２Ａ−１〜１２Ａ−Ｐによって監視された伝送品質との積和をとることによって、これらの検波信号を合成する合成手段１３Ａと
を備えたことを特徴とする無線受信機。
【００６９】
（付記３）  送信端２０との間に形成された複数Ｐのパスの方向に個別に主ローブを形成する複数Ｐの適応アンテナ２１−１〜２１−Ｐにこれらのパスを介して到来した受信波を検波し、検波信号を生成する複数Ｐの検波手段２２−１〜２２−Ｐと、前記複数Ｐのパスの方向に前記複数Ｐの適応アンテナ２１−１〜２１−Ｐの主ローブを個別に形成するアルゴリズムに基づいてこれらのパス毎に求められた指向性の精度と、前記複数Ｐの検波手段２２−１〜２２−Ｐによって生成された検波信号との積和をとることによって、これらの検波信号を合成する合成手段２３と
を備えたことを特徴とする無線受信機。
【００７０】
（付記４）  付記１に記載の無線受信機において、
前記複数Ｐの監視手段１２−１〜１２−Ｐは、
前記複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐによって生成された検波信号のレベルとして、前記複数Ｐのパスを介して到来した受信波のレベルを個別に監視する
ことを特徴とする無線受信機。
【００７１】
（付記５）  送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスの方向に個別に主ローブを形成する複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐに、これらのパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐと、
前記複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐにそれぞれ備えられた特定の単一のアンテナ素子に、前記複数Ｐのパスを介して到来した受信波のレベルを個別に監視する複数Ｐの監視手段１２ｓ−１〜１２ｓ−Ｐと、
前記複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐによって生成された検波信号と、前記複数Ｐの監視手段１２ｓ−１〜１２ｓ−Ｐによって監視されたレベルとの積和をとることによって、これらの検波信号を合成する合成手段１３ｓと
を備えたことを特徴とする無線受信機。
【００７２】
（付記６）  送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスの方向に個別に主ローブを形成する複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐに、これらのパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐと、
前記複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐにそれぞれ備えられた複数のアンテナ素子に、前記複数Ｐのパスを介して到来した受信波のレベルの平均値を個別に監視する複数Ｐの監視手段１２Ｓ−１〜１２Ｓ−Ｐと、
前記複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐによって生成された検波信号と、前記複数Ｐの監視手段１２Ｓ−１〜１２Ｓ−Ｐによって監視された平均値との積和をとることによって、これらの検波信号を合成する合成手段１３Ｓと
を備えたことを特徴とする無線受信機。
【００７３】
（付記７）  付記２に記載の無線受信機において、
前記複数Ｐの監視手段１２Ａ−１〜１２Ａ−Ｐは、
前記複数Ｐの検波手段１１−１〜１１−Ｐによって生成された検波信号の伝送品質として、前記複数Ｐのパスを介して到来した受信波の伝送品質を個別に監視する
ことを特徴とする無線受信機。
【００７４】
（付記８）  送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスの方向に個別に主ローブを形成する複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐに、これらのパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐと、
前記複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐにそれぞれ備えられた特定の単一のアンテナ素子に、前記複数Ｐのパスを介して到来した受信波の伝送品質を個別に監視する複数Ｐの監視手段１２ｑ−１〜１２ｑ−Ｐと、
前記複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐによって生成された検波信号と、前記複数Ｐの監視手段１２ｑ−１〜１２ｑ−Ｐによって監視された伝送品質との積和をとることによって、これらの検波信号を合成する合成手段１３ｑと
を備えたことを特徴とする無線受信機。
【００７５】
（付記９）  送信端１０との間に形成された複数Ｐのパスの方向に個別に主ローブを形成する複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐに、これらのパスを介して到来した受信波を個別に検波し、検波信号を生成する複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐと、
前記複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐにそれぞれ備えられた複数のアンテナ素子に、前記複数Ｐのパスを介して到来した受信波の伝送品質の平均値を個別に監視する複数Ｐの監視手段１２Ｑ−１〜１２Ｑ−Ｐと、
前記複数Ｐの検波手段１１Ａ−１〜１１Ａ−Ｐによって生成された検波信号と、前記複数Ｐの監視手段１２Ｑ−１〜１２Ｑ−Ｐによって監視された平均値との積和をとることによって、これらの検波信号を合成する合成手段１３Ｑと
を備えたことを特徴とする無線受信機。
【００７６】
（付記１０）  付記３、５、６、８、９の何れか１項に記載の無線受信機において、
前記複数Ｐの適応アンテナ１４−１〜１４−Ｐ、２１−１〜２１−Ｐのアンテナ素子は、
前記複数Ｐのパスの全てに共通のアンテナ素子である
ことを特徴とする無線受信機。
【００７７】
【発明の効果】
上述したように請求項１および請求項２に記載の発明では、個々のパスが急激に消失したり復旧し、あるいはこれらのパスの個々の伝搬損失が広範に、かつ頻繁に変動しても、伝送品質の低下が従来例より確度高く安定に軽減される。
また、請求項３に記載の発明では、適応アンテナの指向性の精度を代替し得る「検波信号のレベル」や「その検波信号の伝送品質」をパス毎に求める手段が備えられる場合に比べて、構成が簡略化される。
【００７８】
さらに、請求項１、２に記載の発明に類似した第一および第三の発明では、単一のアンテナ素子に到来する受信波に含まれる干渉波や妨害波のレベルが許容される程度に小さい限り、請求項１、２に記載の発明と同様に、伝送品質の低下が確度高く安定に軽減される。
また、請求項１に記載の発明の下位概念の発明と請求項２に記載の発明の下位概念の発明とでは、低廉化に併せて、構成の標準化が図られる。
【００７９】
さらに、請求項１、２に記載の発明に類似した第二および第四の発明では、個々のアンテナ素子に到来する受信波に含まれる干渉波や妨害波のレベルが許容される程度に小さい限り、請求項１、２に記載の発明と同様に伝送品質の低下が確度高く安定に軽減され、さらに、これらの受信波の到来角の偏差に起因する伝送品質の劣化が軽減される。
【００８０】
また、請求項３に記載の発明の下位概念の発明では、空中線系にかかわる構成の簡略化と規模の縮小化が可能となり、かつ実装および保守にかかわるコストおよび工数の削減に併せて、総合的な信頼性が高められる。
したがって、これらの発明が適用された無線伝送系では、コストの大幅な増加と総合的な信頼性の低下とを伴うことなく、無線伝送路に形成される個々のパスの特性の多様な変動の形態に対する柔軟な適応が図られ、かつ付加価値の向上にかかわる余裕度の確保に併せて、サービス品質の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の原理ブロック図である。
【図２】本発明の第二の原理ブロック図である。
【図３】本発明の第一の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の第一の実施形態の他の構成を示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の第二の実施形態の他の構成を示す図である。
【図７】本発明の第三の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の第三の実施形態の他の構成を示す図である。
【図９】本発明の第四の実施形態を示す図である。
【図１０】適応ビームフォーミングおよびＲＡＫＥ合成が行われる無線受信機の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０，２０  送信端
１１，１１Ａ，２２  検波手段
１２，１２Ａ，１２ｑ，１２Ｑ，１２ｓ，１２Ｓ  監視手段
１３，１３Ａ，１３ｑ，１３Ｑ，１３ｓ，１３Ｓ，２３  合成手段
１４，２１  適応アンテナ
３０，３０Ｍ，４０，４０Ｍ，５０，５０Ｍ，６０，７２  パス対応部
３１，５１  レベル計測部
３１Ａ，４１Ａ  平均化部
３２  重み付け制御部
３３，８２  乗算器
４１，５２  ＳＩＲ推定部
６１，８５  ウエイト制御部
７１  素子
７３  ＲＡＫＥ合成部
７４  復号化部
８１  逆拡散部
８３  加算器（Σ）
８４  同期検波部
【図１】
2004228935.tif 000003
【図２】
2004228935.tif 000004
【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】
2004228935.tif 000009
【図８】
2004228935.tif 000010
【図９】
2004228935.tif 000011
【図１０】
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