(57)【要約】【課題】受信率が急激に悪化しないアダプティブ受信装置を提供する。【解決手段】４個のアンテナＡ１〜Ａ４の出力信号に４個の乗算器１−１〜１−４で複素係数ｗ’１〜ｗ’４が乗ぜられ、加算器２にで加算されて合成信号として出力される。合成信号は相関演算器３、同期回路６、復調部に出力される。係数演算器４は相関演算器３の出力する４個の相関係数に基づいて、４個のアンテナＡ１〜Ａ４の出力である複素信号に乗ずるべき４個の複素係数ｗ１〜ｗ４を演算する。こうして、所定時間毎に４個の複素係数ｗ１〜ｗ４が更新される。その更新される時が有効シンボル期間である場合には、更新前後の位相の変化の絶対値を１００度以下とした４個の複素係数ｗ’１〜ｗ’４に更新され、更新される時がガードインターバルである場合には、位相の変化につき制限をつけずに４個の複素係数ｗ１〜ｗ４に更新される。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のアンテナ、アンテナの出力に複素係数を乗じる複素乗算器、当該複素係数を演算する係数演算部、および各複素乗算器の出力を合成する加算器からなり、複素乗算器における複素係数を逐次更新してアンテナ全体の指向性を制御するアダプティブ受信装置において、
前記係数演算部の出力する複素係数に対し、更新の前後で位相の変化の絶対値が所定値を超えないように制限をかける複素係数更新制限器を有することを特徴とするアダプティブ受信装置。
【請求項２】
前記係数演算部は、前記加算器の出力する合成信号と前記各アンテナの出力の相関係数を求め、それに基づいて複素係数を演算することを特徴とする請求項１に記載のアダプティブ受信装置。
【請求項３】
前記位相の変化の絶対値の所定値は、１００度であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアダプティブ受信装置。
【請求項４】
受信信号が有効シンボル期間とそうでない信号期間を有するものであって、
同期回路を有し、その出力から有効シンボル期間とそうでない信号期間の判別を可能として、
有効シンボル期間については前記複素係数更新制限器の制限機能を有効とし、有効シンボル期間でない期間については前記複素係数更新制限器の制限機能を無効とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のアダプティブ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数個のアンテナを用いるアダプティブ受信装置に関する。本発明は移動通信における受信装置として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
ｉ個のアンテナＡ１、Ａ２、…、Ａｉを用い、その受信信号に対して複素係数を乗じたのち加算することで指向性を制御するアダプティブ受信装置が知られている。その構成は、例えば図４に示すアダプティブ受信装置９００のように、ｉ個のアンテナＡ１、Ａ２、…、Ａｉその出力である複素信号に複素係数ｗ１、ｗ２、…、ｗｉを乗じるｉ個の乗算器１−１、１−２、…、１−ｉ、ｉ個の乗算器１−１、１−２、…、１−ｉの出力を加算する加算器２、加算器２の出力する合成信号と、ｉ個のアンテナＡ１、Ａ２、…、Ａｉの出力である複素信号の各々との相関を演算する相関演算器３、相関演算器３の出力するｉ個の相関係数からｉ個のアンテナＡ１、Ａ２、…、Ａｉの出力である複素信号に乗ずるべきｉ個の複素係数ｗ１、ｗ２、…、ｗｉを演算する係数演算器４とから成る。こうして、加算器２の出力する合成信号が、到来経路の異なる複数の受信波の干渉を除去されたものとすることができる。複素係数ｗ１、ｗ２、…、ｗｉは逐次更新されることで、移動通信における受信装置として有用である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式による映像等の通信に上記のような技術を適用する際、ＯＦＤＭの１のシンボル内で複素係数ｗ１、ｗ２、…、ｗｉの位相回転の変化が急激であると、映像受信率が急激に悪化することが本願発明者によりわかった。これは１のシンボル内ではパイロットキャリアを用いて位相補償の処理を行うＯＦＤＭ復調器において、急激な位相回転の変化がマイナス要因として働くためと考えられる。
【０００４】
そこで本願発明者は、位相回転の変化に対する受信率劣化との関係を検討した結果、複素係数ｗ１、ｗ２、…、ｗｉの更新において位相回転の変化が１００度以下に制限することが適当との結論に達し、本発明を完成した。即ち、本発明は、受信率が急激に悪化することのない、アダプティブ受信装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の手段によれば、複数個のアンテナ、アンテナの出力に複素係数を乗じる複素乗算器、当該複素係数を演算する係数演算部、および各複素乗算器の出力を合成する加算器からなり、複素乗算器における複素係数を逐次更新してアンテナ全体の指向性を制御するアダプティブ受信装置において、係数演算部の出力する複素係数に対し、更新の前後で位相の変化の絶対値が所定値を超えないように制限をかける複素係数更新制限器を有することを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載の手段によれば、係数演算部は、加算器の出力する合成信号と各アンテナの出力の相関係数を求め、それに基づいて複素係数を演算することを特徴とする。
また、請求項３に記載の手段によれば、位相の変化の絶対値の所定値は、１００度であることを特徴とする。
また、請求項４に記載の手段によれば、受信信号が有効シンボル期間とそうでない信号期間を有するものであって、同期回路を有し、その出力から有効シンボル期間とそうでない信号期間の判別を可能として、有効シンボル期間については複素係数更新制限器の制限機能を有効とし、有効シンボル期間でない期間については複素係数更新制限器の制限機能を無効とすることを特徴とする。
【０００７】
【作用及び発明の効果】
図１は、移動体通信実験において、ＯＦＤＭ受信装置に入力される信号の位相を一定時間毎に離散的に変化させた場合の、位相回転の変化と受信率の関係を示すグラフ図である。図１から明らかなように、位相回転の変化が１００度を超えると、受信率が急激に悪化する。このように、逐次制御の位相回転の変化を１００度以下に制限することが適当と考えられる。さらに、移動体が高速で障害物の多い地域を移動する場合、即ち、アダプティブアレイの指向性の急激な変動に対応するためには、有効シンボル期間とそうでない期間（ガードインターバル）で位相回転の変化の制限の有効無効を切り換えることが適切である。即ち、図２に示すように有効シンボル内では位相回転の変化を１００度以内に制限し、ガードインターバル（ＧＩ）内では位相回転の変化の制限を設けないことが適当である。以上の制御により、ＯＦＤＭ復調器の位相補償に悪影響を及ぼすことなく受信率を改善することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図３は本願発明の一実施例に係るアダプティブ受信装置１００の構成を示すブロック図である。図３においては４本のアンテナを用いた構成を示すが、本願発明は任意のｉ本のアンテナを用いるアダプティブ受信装置１００において適用できる。
【０００９】
アダプティブ受信装置１００は、４個のアンテナ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、４個の乗算器１−１、１−２、１−３、１−４、加算器２、相関演算器３、係数演算器４、複素係数更新制限器５、及び同期回路６、並びに復調部を有する。復調部はＯＦＤＭ方式の受信信号を高速フーリエ変換する高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）を有するものである。
【００１０】
アダプティブ受信装置１００の作用は以下の通りである。４個のアンテナＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の出力である複素信号は４個の乗算器１−１、１−２、１−３、１−４に出力され、複素係数ｗ’１、ｗ’２、ｗ’３、ｗ’４を乗ぜられる。４個の乗算器１−１、１−２、１−３、１−４、の出力は加算器２にて加算され、合成信号となる。加算器２の出力する合成信号は相関演算器３、同期回路６、復調部に出力される。
【００１１】
相関演算器３においては、４個のアンテナＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の出力である複素信号の各々と加算器２の出力する合成信号との相関が所定時間において演算され、４個の相関係数が係数演算器４に出力される。係数演算器４は相関演算器３の出力する４個の相関係数に基づいて、４個のアンテナＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の出力である複素信号に乗ずるべき４個の複素係数ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４を演算する。こうして、所定時間毎に４個の複素係数ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４が更新される。
【００１２】
同期回路６においてＯＦＤＭ方式の合成信号から有効シンボル期間であるか、ガードインターバルであるかの判定信号が複素係数更新制限器５に出力される。複素係数更新制限器５は、係数演算器４の出力である４個の複素係数ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４が更新された場合、同期回路６からの判定信号がガードインターバルであるときは係数演算器４の出力である４個の複素係数ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４をそのまま４個の乗算器１−１、１−２、１−３、１−４に出力する。一方、複素係数更新制限器５は、係数演算器４の出力である４個の複素係数ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４が更新された場合、同期回路６からの判定信号が有効シンボル期間であるときは係数演算器４の出力である４個の複素係数ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４が更新の前後において位相の変化の絶対値が１００度を超えるものについて当該位相の変化の絶対値を１００度に制限し、当該更新前と比較して位相の変化がいずれも１００度以下とした４個の複素係数ｗ’１、ｗ’２、ｗ’３、ｗ’４を４個の乗算器１−１、１−２、１−３、１−４に出力する。
【００１３】
こうして、４個の乗算器１−１、１−２、１−３、１−４における複素係数は、相関演算器３において相関係数が演算されるたびに更新されることになるが、その更新される時が有効シンボル期間である場合には、更新前後の位相の変化の絶対値を１００度以下とした４個の複素係数ｗ’１、ｗ’２、ｗ’３、ｗ’４に更新され、更新される時がガードインターバルである場合には、位相の変化につき制限をつけずに４個の複素係数ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４に更新される。
【００１４】
上記実施例の変形例として、有効シンボル期間とガードインターバルの区別のない、ＯＦＤＭ方式以外の通信方式に適用可能なアダプティブ受信装置は次のように構成される。即ち、同期回路６による有効シンボル期間とガードインターバルの判定を省き、且つ、複素係数更新制限器５は、係数演算器４の出力である４個の複素係数ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４が更新された場合、係数演算器４の出力である４個の複素係数ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４が更新の前後において位相の変化の絶対値が１００度を超えるものについて当該位相の変化の絶対値を常に１００度に制限し、当該更新前と比較して位相の変化がいずれも１００度以下とした４個の複素係数ｗ’１、ｗ’２、ｗ’３、ｗ’４を４個の乗算器１−１、１−２、１−３、１−４に出力する。尚、この場合、復調部においてはＯＦＤＭで必要となる高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）は必須ではなく、通信方式に対応した復調部を備えれば良いことは言うまでもない。
【００１５】
上記実施例においては、アンテナ素子からディジタル直交復調された受信信号が各乗算器に出力されるものを念頭においているが、アンテナ素子からディジタル化されないアナログ受信信号について処理する場合は、当該乗算器は正弦波を乗ずるものとなることは当然である。この場合、上記実施例の複素係数更新制限器６と乗算器１−１〜１−４の間に、複素係数更新制限器６の出力する複素係数ｗ’１、ｗ’２、ｗ’３、ｗ’４、又はｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４に対応した波長、振幅及び位相を発生させる４個の発信器、又は対応した波長の１個の発信器と振幅及び位相を変化させる４個の増幅器を設ければ良い。これはアンテナを任意のｉ個にした場合も全く同様である。このように、図１は本願発明の本質部分を抽出した構成図であって、ディジタル復調の場合の直交復調器、Ａ／Ｄ変換器等の配置を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】移動体上でアダプティブアレイを適用した場合の、位相回転角と受信率の関係を示すグラフ図。
【図２】ガードインターバル（ＧＩ）と有効シンボル期間とでの位相回転角制御の有無を示す概念図。
【図３】本願発明の構成を示すブロック図。
【図４】従来のアダプティブアレイの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
Ａｉ　第ｉアンテナ
１−ｉ　第ｉ乗算器
２　　加算器
ｗｉ　第ｉ複素係数（ウエイト）
３　　相関演算器
４　　係数演算器
５　　複素係数更新制限器
６　　同期回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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