(57)【要約】【課題】受信品質を向上させながら、演算処理量の増加を押さえるマルチビームアンテナ受信装置を提供する。【解決手段】Ｍ個の受信ビームパス検出部１０６1〜Mの出力である現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組および前記パス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報から、Ｍ個の受信ビームパス検出部１０６1〜Mにおける現時刻のパス検出範囲を制御するパス検出制御部１０８を有し、Ｍ個の受信ビームパス検出部１０６1〜Mにおいて各ユーザのパス検出を行う際に、パス検出制御部１０８で制御したパス検出範囲を基にパス遅延と受信ビーム番号および前記パス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報を検出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個（Ｎは１以上の整数）の受信アンテナ素子を配置した受信アレーアンテナと、前記各受信アンテナ素子に対応したＮ個の無線受信部と、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）の受信ビーム形成部と、Ｌ個（Ｌは１以上の整数）のユーザ復調ブロックと、を有するマルチビームアンテナ受信装置において、
各ユーザのマルチパス毎の到来タイミングであるパス遅延と到来方向である受信ビーム番号との組によって定義されるパスを検出する際に、現時刻より以前に検出されたパスの情報に基づいて現時刻のパス検出範囲を制御することを特徴とするマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項２】
前記ユーザ復調ブロックは、
前記Ｍ個の受信ビーム形成部の出力からユーザ毎のパス遅延を検出するＭ個の受信ビームパス検出部と、
前記Ｍ個の受信ビームパス検出部の出力であるパス遅延と受信ビーム番号および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から、復調に用いるパス遅延と受信ビーム番号との組を選択するパス遅延／受信ビーム選択部と、
前記パス遅延／受信ビーム選択部により選択されたパス遅延と受信ビーム番号との組を用いて復調を行う復調処理部と、
前記Ｍ個の受信ビームパス検出部の出力である現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から、前記Ｍ個の受信ビームパス検出部における現時刻のパス検出範囲を制御するパス検出制御部と、
を有することを特徴とする請求項１記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項３】
前記パス検出制御部において、前記Ｍ個の受信ビームパス検出部の出力である現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から、前記Ｍ個の受信ビームパス検出部における現時刻のパス検出範囲を制御する際に、
現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定することを特徴とする請求項２記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項４】
前記パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、
前記近傍としてパス遅延および受信ビーム番号を組み合わせた条件を用いることを特徴とする請求項３記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項５】
前記パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、
前記近傍として±Ｓ個（Ｓは受信ビーム数Ｍ以下の整数）の隣接する受信ビームを用いることを特徴とする請求項３記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項６】
前記パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、
前記近傍として±Ｒ（Ｒは最大パス検出範囲以下の実数）のパス遅延を用いることを特徴とする請求項３記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項７】
前記パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、
前記近傍として±Ｓ個（Ｓは受信ビーム数Ｍ以下の整数）の隣接する受信ビームおよび±Ｒ（Ｒは最大パス検出範囲以下の実数）のパス遅延を用いることを特徴とする請求項３記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項８】
前記パス検出制御部において、前記Ｍ個の受信ビームパス検出部の出力である現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から前記Ｍ個の受信ビームパス検出部における現時刻のパス検出範囲を制御する際に、
現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定することを特徴とする請求項２記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項９】
前記パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、
前記近傍としてパス遅延および受信ビーム番号を組み合わせた条件を用いることを特徴とする請求項８記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項１０】
前記パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、
前記近傍として±Ｓ個（Ｓは受信ビーム数Ｍ以下の整数）の隣接する受信ビームを用いることを特徴とする請求項８記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項１１】
前記パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、
前記近傍として±Ｒ（Ｒは最大パス検出範囲以下の実数）のパス遅延を用いることを特徴とする請求項８記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項１２】
前記パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、
前記近傍として±Ｓ個（Ｓは受信ビーム数Ｍ以下の整数）の隣接する受信ビームおよび±Ｒ（Ｒは最大パス検出範囲以下の実数）のパス遅延を用いることを特徴とする請求項８記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項１３】
前記パス検出制御部において、前記Ｍ個の受信ビームパス検出部の出力である現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から前記Ｍ個の受信ビームパス検出部における現時刻のパス検出範囲を制御する際に、
一定の基準に基づいて選択した現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報のみを用いてパス検出範囲を限定することを特徴とする請求項２記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項１４】
前記パス検出制御部において、前記一定の基準に基づいて選択した現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組として、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質の優れた上位Ｐ個（Ｐは１以上の整数）のパス遅延と受信ビーム番号との組を選択することを特徴とする請求項１３記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項１５】
前記パス検出制御部において、前記一定の基準に基づいて選択した現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組として、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質が一定の受信品質基準を満たす最大Ｑ個（Ｑは１以上の整数）までのパス遅延と受信ビーム番号との組を選択することを特徴とする請求項１３記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項１６】
前記パス検出制御部において、前記一定の基準に基づいて選択した現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組として、
前記パス遅延／受信ビーム選択部で選択されたパス遅延と受信ビーム番号との組を用いることを特徴とする請求項１３記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項１７】
前記パス遅延／受信ビーム選択部において、
現時刻に復調に適したパス遅延と受信ビーム番号との組が検出できなかった場合は、前記パス検出制御部においてパス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定することを特徴とする請求項２記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項１８】
前記パス検出制御部において、
受信開始直後は、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定することを特徴とする請求項２記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項１９】
前記パス検出制御部において、
パス検出周期よりも長い周期毎に、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定することを特徴とする請求項２記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項２０】
前記パス検出制御部において、
前記パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定する際に、検出分解能を粗くすることを特徴とする請求項１７から１９の何れか１項に記載のマルチビームアンテナ受信装置。
【請求項２１】
少なくとも１つからなる受信ビームを受信するマルチビームアンテナ送受信装置を用いたマルチビーム受信方法であって、
前記受信ビームから得られるユーザ毎のパス遅延を検出するビームパス検出工程と、
予め前記ビームパス検出工程により検出したパス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報からパスの検出範囲を設定するパス検出範囲設定工程と、
前記ビームパス検出工程により検出されたパス遅延と受信ビーム番号および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報と、前記パス検出範囲設定工程により設定したパスの検出範囲と、から復調に用いるパス遅延と受信ビーム番号との組を選択するパス選択工程と、
前記パス選択工程により選択されたパス遅延と受信ビーム番号との組を用いて復調を行う復調工程と、
を有することを特徴とするマルチビーム受信方法。
【請求項２２】
前記パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定して設定することを特徴とする請求項２１記載のマルチビーム受信方法。
【請求項２３】
前記パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、
パス遅延および受信ビーム番号を組み合わせた条件を用いて前記近傍を限定することを特徴とする請求項２２記載のマルチビーム受信方法。
【請求項２４】
前記パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、
少なくとも１つの隣接する受信ビームを用いて前記近傍を限定することを特徴とする請求項２２記載のマルチビーム受信方法。
【請求項２５】
前記パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、
最大パス検出範囲以内における少なくとも１つのパス遅延を用いて前記近傍を限定することを特徴とする請求項２２記載のマルチビーム受信方法。
【請求項２６】
前記パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、
少なくとも１つの隣接する受信ビームおよび最大パス検出範囲以内における少なくとも１つのパス遅延を用いて前記近傍を限定することを特徴とする請求項２２記載のマルチビーム受信方法。
【請求項２７】
前記パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想されるパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定して設定することを特徴とする請求項２１記載のマルチビーム受信方法。
【請求項２８】
前記パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想されるパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、
パス遅延および受信ビーム番号を組み合わせた条件を用いて前記近傍を限定することを特徴とする請求項２７記載のマルチビーム受信方法。
【請求項２９】
前記パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想されるパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、
少なくとも１つの隣接する受信ビームを用いて前記近傍を限定することを特徴とする請求項２７記載のマルチビーム受信方法。
【請求項３０】
前記パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想されるパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、
最大パス検出範囲以内における少なくとも１つのパス遅延を用いて前記近傍を限定することを特徴とする請求項２７記載のマルチビーム受信方法。
【請求項３１】
前記パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想されるパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、
少なくとも１つの隣接する受信ビームおよび最大パス検出範囲以内における少なくとも１つのパス遅延を用いて前記近傍を限定することを特徴とする請求項２７記載のマルチビーム受信方法。
【請求項３２】
前記パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、
一定の基準に基づいて選択した予め検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組および前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報を用いて限定することを特徴とする請求項２１記載のマルチビーム受信方法。
【請求項３３】
前記一定の基準に基づいて選択した予め検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組として、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質の優れた少なくとも１つのパス遅延と受信ビーム番号との組を選択することを特徴とする請求項３２記載のマルチビーム受信方法。
【請求項３４】
前記一定の基準に基づいて選択した予め検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組として、
前記パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質が、一定の受信品質基準を満たす少なくとも１つからなるパス遅延と受信ビーム番号との組を選択することを特徴とする請求項３２記載のマルチビーム受信方法。
【請求項３５】
前記パス選択工程において、
復調に適したパス遅延と受信ビーム番号との組が検出できない場合には、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定することを特徴とする請求項２１記載のマルチビーム受信方法。
【請求項３６】
前記パス選択工程において、
受信開始直後は、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定することを特徴とする請求項２１記載のマルチビーム受信方法。
【請求項３７】
前記パス選択工程において、
パス検出周期よりも長い周期毎に、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定することを特徴とする請求項２１記載のマルチビーム受信方法。
【請求項３８】
前記パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定する際に、検出分解能を粗くすることを特徴とする請求項３５から３７の何れか１項に記載のマルチビーム受信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナ指向性制御により、他ユーザ干渉を抑圧するマルチビームアンテナ受信装置およびマルチビーム受信方法に関し、特に複数の固定指向性パターン（マルチビーム）から受信指向性を選択する際に、パス遅延と受信ビーム番号の組を検出するマルチビームアンテナ受信装置およびマルチビーム受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セルラ移動通信システムなどにおいて、信号の高速／高品質化、加入者容量の増大を目指し、複数のアンテナ素子から成るアレーアンテナ受信装置を用いて、希望信号方向に対しては受信利得を大きくし、その他の方向には受信利得を小さくするような指向性パターン（ビーム）を形成する方式が検討されている。複数の固定指向性パターン（マルチビーム）から受信ビームを選択するマルチビームアンテナ受信装置は、その一方式である。
【０００３】
この種のマルチビームアンテナ受信装置に関する従来技術としては、例えば、複数の固定受信ビームの中から受信品質の優れた遅延パスの存在する受信ビームを選択して受信を行うものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
以下、図４を参照しながら従来におけるマルチビームアンテナ受信装置について説明する。
図４は、従来のマルチビームアンテナ受信装置の一例を示すブロック図である。
従来のマルチビームアンテナ送受信装置は、受信アレーアンテナ２０１と、各受信アンテナ素子に対応するアンテナ１無線受信部２０３1 〜アンテナＮ無線受信部２０３N と、受信ビーム１形成部２０４1 〜受信ビームＭ形成部２０４M と、ユーザ１復調ブロック２０５1 〜ユーザＬ復調ブロック２０５L とから構成される。
【０００５】
受信アレーアンテナ２０１は、Ｎ（Ｎは任意の整数）個の受信アンテナ素子２０２1 〜２０２N から構成される。受信アレーアンテナ２０１は、受信アンテナ素子２０２1 〜２０２N のアンテナ素子単体での水平面内および垂直面内指向性に制限はなく、例としては、オムニ（無指向性）、ダイポール（双極指向性）が挙げられる。Ｎ個の受信アンテナ素子２０２1 〜２０２N は、各々のアンテナ素子の受信信号が相関を有するように近接して配置される。ここで、受信アレーアンテナ２０１は、Ｎ個の受信アンテナ素子２０２1 〜２０２N が近接して配置されていれば、受信アンテナ素子の数、および配置の仕方に制限はない。配置の仕方の例としては、搬送波の半波長間隔の円状配置、線状配置が挙げられる。
【０００６】
なお、Ｎ個の受信アンテナ素子２０２1 〜２０２N によって受信された各信号には、希望ユーザ信号成分と複数の干渉信号成分、及び熱雑音が含まれている。さらに、希望ユーザ信号成分、干渉信号成分それぞれに複数のマルチパス成分が存在する。通常、これらの信号成分は異なる方向から到来する。従って、希望ユーザ信号のパス遅延と受信ビーム番号の組は複数存在することとなる。
【０００７】
アンテナ１無線受信部２０３1 〜アンテナＮ無線受信部２０３N は、ローノイズアンプ、帯域制限フィルタ、ミキサ、局部発信器、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ・Ｇａｉｎ・Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、直交検波器、低域通過フィルタ、アナログ／ディジタル変換器等から構成される。ここで、アンテナ１無線受信部２０３1 を例にとると、アンテナ１無線受信部２０３1 は、受信アンテナ素子２０２1 の出力を入力とし、入力信号の増幅、無線帯域から基底帯域への周波数変換、直交検波、アナログ／ディジタル変換などを行い、受信ビーム１形成部２０４1 〜受信ビームＭ形成部２０４M へと出力する。
【０００８】
受信ビーム１形成部２０４1 〜受信ビームＭ形成部２０４M は、アンテナ１無線受信部２０３1 〜アンテナＮ無線受信部２０３N の出力を入力とし、入力信号に対して受信ビーム形成部毎に異なる固定受信ビームを形成し、ユーザ１復調ブロック２０５1 〜ユーザＬ復調ブロック２０５L へと出力する。
【０００９】
なお、固定受信ビームの数、形状、および固定受信ビームの形成方法に制限はなく、固定受信ビームの形状の例としては、直交マルチビームが挙げられる。固定受信ビームの形成方法の例としては、ディジタル演算により各入力信号に固定複素ビーム重みを乗じ、総和を求める手法（ディジタルビームフォーミング）が挙げられる。
【００１０】
また、図４では受信ビーム１形成部２０４1 〜受信ビームＭ形成部２０４M がアンテナ１無線受信部２０３1 〜アンテナＮ無線受信部２０３N の後段にあり、基底帯域のディジタル信号に対してビーム形成を行っているが、バトラーマトリクス等の無線帯域におけるビーム形成法を用いることも可能である。
【００１１】
受信ビーム１形成部２０４1 〜受信ビームＭ形成部２０４M は、すべてのユーザ信号成分とユーザ信号のマルチパス成分を含んだ状態の入力信号に対して、受信ビーム形成部毎に異なる固定受信ビームを形成して、到来方向毎に入力信号を分離する。
【００１２】
ユーザ１復調ブロック２０５1 〜ユーザＬ復調ブロック２０５L は、受信ビーム１パス検出部２０６1 〜受信ビームＭパス検出部２０６M と、パス遅延／受信ビーム選択部２０７と、復調処理部２０９とから構成される。以下は、ユーザ１復調ブロック２０５1 を例に挙げて説明する。
【００１３】
ユーザ１復調ブロック２０５1 は、受信ビーム１形成部２０４1 〜受信ビームＭ形成部２０４M の出力を入力とし、ユーザ１送信ビーム番号とユーザ１受信データとを出力する。
【００１４】
受信ビーム１パス検出部２０６1 〜受信ビームＭパス検出部２０６M は、受信ビーム１形成部２０４1 〜受信ビームＭ形成部２０４M の出力を入力とし、それぞれの入力信号に対するユーザ１信号のパス遅延を検出し、そのパス遅延におけるユーザ１信号の受信品質を測定して、パス遅延／受信ビーム選択部２０７へと出力する。ここで、それぞれの入力信号にはユーザ１信号〜ユーザＬ信号が多重され、さらに伝搬遅延による各ユーザ信号のマルチパス成分が多重されている。
【００１５】
なお、ユーザ信号の多重方法に制限はなく、例としてはＴＤＭＡ（時分割多元接続）、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）が挙げられる。また、多重された複数のユーザ信号の分離方法とマルチパス成分のパス遅延の検出方法および検出されるパス遅延の数に制限はない。さらに、測定する受信品質の指標と測定方法に制限はない。受信品質の指標の例としては、受信電力、信号対干渉電力比（ＳＩＲ：Ｓｉｇｎａｌ・ｔｏ・Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ・Ｒａｔｉｏ）が挙げられる。
【００１６】
受信ビーム１パス検出部２０６1 〜受信ビームＭパス検出部２０６M は、ユーザ１信号の既知のシンボル（パイロットシンボル等）のみを用いて、パス検出およびそのパス遅延におけるユーザ１信号の受信品質の測定を行うことも可能である。
【００１７】
パス遅延／受信ビーム選択部２０７は、受信ビーム１パス検出部２０６1 〜受信ビームＭパス検出部２０６M の出力であるパス遅延と受信ビーム番号およびそのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報を入力とし、ユーザ信号の受信品質に基づいて復調に用いるパス遅延と受信ビームの組を選択して、該選択したパス遅延と受信ビーム番号の組およびそのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報を復調処理部２０９へと出力する。
【００１８】
ここで、復調に用いるパス遅延と受信ビームの組の選択方法に制限はなく、例としては受信品質の優れた上位Ａ個（Ａは１以上の整数）の組を選択する方法、一定の受信品質基準を満たす組を最大Ｂ個（Ｂは１以上の整数）まで選択する方法が挙げられる。
【００１９】
復調処理部２０９は、パス遅延／受信ビーム選択部２０７の出力であるパス遅延と受信ビーム番号の組およびそのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報を入力とし、入力されたパス遅延と受信ビーム番号に基づいて復調処理を行い、ユーザ１受信データを出力する。
【００２０】
このように上記構成からなる従来のマルチビームアンテナ受信装置は、複数の固定受信ビームの中から受信品質の優れた遅延パスの存在する受信ビームを選択して受信を行うことで、希望信号方向に対しては受信利得を大きくし、その他の方向には受信利得を小さくするようなビームを形成することができる。
【００２１】
【特許文献１】
特開平１１−２６６２２８号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成からなる従来のマルチビームアンテナ受信装置では、受信品質を向上させようとすると演算処理が増加する虞がある。
その理由は、パス遅延と受信ビームの組を検出する際に、全パス遅延および全受信ビームに渡って走査を行うためである。
【００２３】
従って、従来のマルチビームアンテナ受信装置では、受信品質を向上させるために、例えばパス遅延の分解能を２倍、および受信ビーム番号の数を２倍に増やすと仮定すると、パス遅延と受信ビームの組を検出する際の演算処理量は２×２＝４倍になってしまう。
【００２４】
ところで、マルチパス環境下では、ユーザ信号成分には複数のマルチパス成分が存在する。通常、これらの信号成分は異なる方向から到来する。そのため、パス遅延と受信ビームの組は全パス遅延および全受信ビームの任意の組み合わせを取り得る。しかし、伝搬環境の変化は比較的緩やかであることが多く、パス遅延と受信ビームの組が検出周期毎に極端に大きく変化する可能性は低い。
【００２５】
ここで、従来のマルチビームアンテナ受信装置では、パスの検出される可能性の低いパス遅延と受信ビームに対する演算処理を含む全パス遅延および全受信ビームに渡って走査を行うため、受信品質を向上させるためにパス遅延の分解能および受信ビーム番号の数を増やすと演算処理量が二次関数的に増加する。
【００２６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、受信品質を向上させながら、演算処理量の増加を押さえるマルチビームアンテナ受信装置およびマルチビーム受信方法を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために本発明は以下のような特徴を有する。
請求項１記載の発明は、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）の受信アンテナ素子を配置した受信アレーアンテナと、各受信アンテナ素子に対応したＮ個の無線受信部と、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）の受信ビーム形成部と、Ｌ個（Ｌは１以上の整数）のユーザ復調ブロックと、を有するマルチビームアンテナ受信装置において、各ユーザのマルチパス毎の到来タイミングであるパス遅延と到来方向である受信ビーム番号との組によって定義されるパスを検出する際に、現時刻より以前に検出されたパスの情報に基づいて現時刻のパス検出範囲を制御することを特徴とする。
【００２８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のマルチビームアンテナ受信装置において、ユーザ復調ブロックは、Ｍ個の受信ビーム形成部の出力からユーザ毎のパス遅延を検出するＭ個の受信ビームパス検出部と、Ｍ個の受信ビームパス検出部の出力であるパス遅延と受信ビーム番号およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から、復調に用いるパス遅延と受信ビーム番号との組を選択するパス遅延／受信ビーム選択部と、パス遅延／受信ビーム選択部により選択されたパス遅延と受信ビーム番号との組を用いて復調を行う復調処理部と、Ｍ個の受信ビームパス検出部の出力である現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から、Ｍ個の受信ビームパス検出部における現時刻のパス検出範囲を制御するパス検出制御部と、を有することを特徴とする。
【００２９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、Ｍ個の受信ビームパス検出部の出力である現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から、Ｍ個の受信ビームパス検出部における現時刻のパス検出範囲を制御する際に、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定することを特徴とする。
【００３０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、近傍としてパス遅延および受信ビーム番号を組み合わせた条件を用いることを特徴とする。
【００３１】
請求項５記載の発明は、請求項３記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、近傍として±Ｓ個（Ｓは受信ビーム数Ｍ以下の整数）の隣接する受信ビームを用いることを特徴とする。
【００３２】
請求項６記載の発明は、請求項３記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、近傍として±Ｒ（Ｒは最大パス検出範囲以下の実数）のパス遅延を用いることを特徴とする。
【００３３】
請求項７記載の発明は、請求項３記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、近傍として±Ｓ個（Ｓは受信ビーム数Ｍ以下の整数）の隣接する受信ビームおよび±Ｒ（Ｒは最大パス検出範囲以下の実数）のパス遅延を用いることを特徴とする。
【００３４】
請求項８記載の発明は、請求項２記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、Ｍ個の受信ビームパス検出部の出力である現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報からＭ個の受信ビームパス検出部における現時刻のパス検出範囲を制御する際に、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定することを特徴とする。
【００３５】
請求項９記載の発明は、請求項８記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、近傍としてパス遅延および受信ビーム番号を組み合わせた条件を用いることを特徴とする。
【００３６】
請求項１０記載の発明は、請求項８記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、近傍として±Ｓ個（Ｓは受信ビーム数Ｍ以下の整数）の隣接する受信ビームを用いることを特徴とする。
【００３７】
請求項１１記載の発明は、請求項８記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、近傍として±Ｒ（Ｒは最大パス検出範囲以下の実数）のパス遅延を用いることを特徴とする。
【００３８】
請求項１２記載の発明は、請求項８記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、近傍として±Ｓ個（Ｓは受信ビーム数Ｍ以下の整数）の隣接する受信ビームおよび±Ｒ（Ｒは最大パス検出範囲以下の実数）のパス遅延を用いることを特徴とする。
【００３９】
請求項１３記載の発明は、請求項２記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、Ｍ個の受信ビームパス検出部の出力である現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報からＭ個の受信ビームパス検出部における現時刻のパス検出範囲を制御する際に、一定の基準に基づいて選択した現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報のみを用いてパス検出範囲を限定することを特徴とする。
【００４０】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、一定の基準に基づいて選択した現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組として、パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質の優れた上位Ｐ個（Ｐは１以上の整数）のパス遅延と受信ビーム番号との組を選択することを特徴とする。
【００４１】
請求項１５記載の発明は、請求項１３記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、一定の基準に基づいて選択した現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組として、パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質が一定の受信品質基準を満たす最大Ｑ個（Ｑは１以上の整数）までのパス遅延と受信ビーム番号との組を選択することを特徴とする。
【００４２】
請求項１６記載の発明は、請求項１３記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、一定の基準に基づいて選択した現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組として、パス遅延／受信ビーム選択部で選択されたパス遅延と受信ビーム番号との組を用いることを特徴とする。
【００４３】
請求項１７記載の発明は、請求項２記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス遅延／受信ビーム選択部において、現時刻に復調に適したパス遅延と受信ビーム番号との組が検出できなかった場合は、パス検出制御部においてパス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定することを特徴とする。
【００４４】
請求項１８記載の発明は、請求項２記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、受信開始直後は、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定することを特徴とする。
【００４５】
請求項１９記載の発明は、請求項２記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、パス検出周期よりも長い周期毎に、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定することを特徴とする。
【００４６】
請求項２０記載の発明は、請求項１７から１９の何れか１項に記載のマルチビームアンテナ受信装置において、パス検出制御部において、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定する際に、検出分解能を粗くすることを特徴とする。
【００４７】
請求項２１記載の発明は、少なくとも１つからなる受信ビームを受信するマルチビームアンテナ送受信装置を用いたマルチビーム受信方法であって、受信ビームから得られるユーザ毎のパス遅延を検出するビームパス検出工程と、予めビームパス検出工程により検出したパス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報からパスの検出範囲を設定するパス検出範囲設定工程と、ビームパス検出工程により検出されたパス遅延と受信ビーム番号およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報と、パス検出範囲設定工程により設定したパスの検出範囲と、から復調に用いるパス遅延と受信ビーム番号との組を選択するパス選択工程と、パス選択工程により選択されたパス遅延と受信ビーム番号との組を用いて復調を行う復調工程と、を有することを特徴とする。
【００４８】
請求項２２記載の発明は、請求項２１記載のマルチビーム受信方法において、パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、パス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定して設定することを特徴とする。
【００４９】
請求項２３記載の発明は、請求項２２記載のマルチビーム受信方法において、パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、パス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、パス遅延および受信ビーム番号を組み合わせた条件を用いて近傍を限定することを特徴とする。
【００５０】
請求項２４記載の発明は、請求項２２記載のマルチビーム受信方法において、パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、パス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、少なくとも１つの隣接する受信ビームを用いて近傍を限定することを特徴とする。
【００５１】
請求項２５記載の発明は、請求項２２記載のマルチビーム受信方法において、パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、パス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、最大パス検出範囲以内における少なくとも１つのパス遅延を用いて近傍を限定することを特徴とする。
【００５２】
請求項２６記載の発明は、請求項２２記載のマルチビーム受信方法において、パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、パス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、少なくとも１つの隣接する受信ビームおよび最大パス検出範囲以内における少なくとも１つのパス遅延を用いて近傍を限定することを特徴とする。
【００５３】
請求項２７記載の発明は、請求項２１記載のマルチビーム受信方法において、パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、パス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想されるパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定して設定することを特徴とする。
【００５４】
請求項２８記載の発明は、請求項２７記載のマルチビーム受信方法において、パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、パス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想されるパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、パス遅延および受信ビーム番号を組み合わせた条件を用いて近傍を限定することを特徴とする。
【００５５】
請求項２９記載の発明は、請求項２７記載のマルチビーム受信方法において、パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、パス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想されるパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、少なくとも１つの隣接する受信ビームを用いて近傍を限定することを特徴とする。
【００５６】
請求項３０記載の発明は、請求項２７記載のマルチビーム受信方法において、パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、パス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想されるパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、最大パス検出範囲以内における少なくとも１つのパス遅延を用いて近傍を限定することを特徴とする。
【００５７】
請求項３１記載の発明は、請求項２７記載のマルチビーム受信方法において、パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、パス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想されるパス遅延と受信ビーム番号との組の近傍のみに限定する際に、少なくとも１つの隣接する受信ビームおよび最大パス検出範囲以内における少なくとも１つのパス遅延を用いて近傍を限定することを特徴とする。
【００５８】
請求項３２記載の発明は、請求項２１記載のマルチビーム受信方法において、パス検出範囲設定工程で設定するパスの検出範囲を、一定の基準に基づいて選択した予め検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組およびパス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質情報を用いて限定することを特徴とする。
【００５９】
請求項３３記載の発明は、請求項３２記載のマルチビーム受信方法において、一定の基準に基づいて選択した予め検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組として、パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質の優れた少なくとも１つのパス遅延と受信ビーム番号との組を選択することを特徴とする。
【００６０】
請求項３４記載の発明は、請求項３２記載のマルチビーム受信方法において、一定の基準に基づいて選択した予め検出されたパス遅延と受信ビーム番号との組として、パス遅延と受信ビーム番号との組におけるユーザ信号の受信品質が、一定の受信品質基準を満たす少なくとも１つからなるパス遅延と受信ビーム番号との組を選択することを特徴とする。
【００６１】
請求項３５記載の発明は、請求項２１記載のマルチビーム受信方法において、パス選択工程において、復調に適したパス遅延と受信ビーム番号との組が検出できない場合には、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定することを特徴とする。
【００６２】
請求項３６記載の発明は、請求項２１記載のマルチビーム受信方法において、パス選択工程において、受信開始直後は、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定することを特徴とする。
【００６３】
請求項３７記載の発明は、請求項２１記載のマルチビーム受信方法において、パス選択工程において、パス検出周期よりも長い周期毎に、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定することを特徴とする。
【００６４】
請求項３８記載の発明は、請求項３５から３７の何れか１項に記載のマルチビーム受信方法において、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定する際に、検出分解能を粗くすることを特徴とする。
【００６５】
【発明の実施の形態】
（発明の概要）
まず、図１を参照しながら本発明の概要について説明する。
本発明のマルチビームアンテナ受信装置は、図１に示すようにパス検出制御部１０８を有し、各ユーザのパス検出を行う際に、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビームの情報に基づいてパス検出範囲を制御することを特徴とする。
【００６６】
これにより、受信品質を向上させるためにパス遅延の分解能および受信ビーム番号の数を増やしても、パス検出範囲を限定し演算処理量の増加を抑えることができる。したがって、受信品質を向上させながら、演算処理量の増加を押さえるマルチビームアンテナ受信装置を提供することが可能となる。
【００６７】
以下、添付図面を参照しながら本発明にかかる実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態は、ユーザ数をＬ（Ｌは１以上の整数）、受信アンテナ素子数をＮ（Ｎは１以上の整数）、受信ビーム数をＭ（Ｍは１以上の整数）とした場合のマルチビームアンテナ受信装置について説明する。
【００６８】
まず、図１を参照しながら本発明にかかるマルチビームアンテナ受信装置について説明する。
図１に示すようにマルチビームアンテナ受信装置は、受信アレーアンテナ１０１と、各受信アンテナ素子１０２1 〜１０２N に対応するアンテナ１無線受信部１０３1 〜アンテナＮ無線受信部１０３N と、受信ビーム1形成部１０４1 〜受信ビームＭ形成部１０４M と、ユーザ１復調ブロック１０５1 〜ユーザＬ復調ブロック１０５L とから構成される。
【００６９】
なお、受信アレーアンテナ１０１は、Ｎ個の受信アンテナ素子１０２1 〜１０２N から構成されており、受信アンテナ素子１０２1 〜１０２N のアンテナ素子単体での水平面内および垂直面内指向性に制限はなく、例としては、オムニ（無指向性）、ダイポール（双極指向性）が挙げられる。また、Ｎ個の受信アンテナ素子１０２1 〜１０２N は、各々のアンテナ素子の受信信号が相関を有するように近接して配置される。
【００７０】
ここで、受信アレーアンテナ１０１は、Ｎ個の受信アンテナ素子１０２1 〜１０２N が近接して配置されていれば、受信アンテナ素子の数、および配置の仕方に制限はない。配置の仕方の例としては搬送波の半波長間隔の円状配置、線状配置が挙げられる。
【００７１】
なお、Ｎ個の受信アンテナ素子１０２1 〜１０２N によって受信された各信号には、希望ユーザ信号成分と複数の干渉信号成分、及び熱雑音が含まれている。さらに希望ユーザ信号成分、干渉信号成分それぞれに複数のマルチパス成分が存在する。通常、それらの信号成分は異なった方向から到来する。従って、希望ユーザ信号のパス遅延と受信ビーム番号の組は複数存在することとなる。
【００７２】
アンテナ１無線受信部１０３1 〜アンテナＮ無線受信部１０３N は、ローノイズアンプ、帯域制限フィルタ、ミキサ、局部発信器、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ・Ｇａｉｎ・Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、直交検波器、低域通過フィルタ、アナログ／ディジタル変換器などから構成される。ここで、アンテナ１無線受信部１０３1 を例にとると、アンテナ１無線受信部１０３1 は、受信アンテナ素子１０２1 の出力を入力とし、入力信号の増幅、無線帯域から基底帯域への周波数変換、直交検波、アナログ／ディジタル変換などを行い、受信ビーム１形成部１０４1 〜受信ビームＭ形成部１０４M へと出力する。
【００７３】
受信ビーム１形成部１０４1 〜受信ビームＭ形成部１０４M は、アンテナ１無線受信部１０３1 〜アンテナＮ無線受信部１０３N の出力を入力とし、入力信号に対して受信ビーム形成部毎に異なる固定受信ビームを形成し、ユーザ１復調ブロック１０５1 〜ユーザＬ復調ブロック１０５L へと出力する。
【００７４】
なお、受信ビーム１形成部１０４1 〜受信ビームＭ形成部１０４M は、固定受信ビームの数、形状、および固定受信ビームの形成方法に制限はなく、固定受信ビームの形状の例としては直交マルチビームが挙げられる。また、固定受信ビームの形成方法の例としてはディジタル演算により各入力信号に固定複素ビーム重みを乗じ、総和を求める手法（ディジタルビームフォーミング）が挙げられる。
【００７５】
また、図１に示すように本発明にかかるマルチビームアンテナ受信装置は、受信ビーム１形成部１０４1 〜受信ビームＭ形成部１０４M がアンテナ１無線受信部１０３1 〜アンテナＮ無線受信部１０３N の後段に設けられ、基底帯域のディジタル信号に対してビーム形成を行っているが、バトラーマトリクス等の無線帯域におけるビーム形成法を用いることも可能である。
【００７６】
受信ビーム１形成部１０４1 〜受信ビームＭ形成部１０４M は、すべてのユーザ信号成分とユーザ信号のマルチパス成分を含んだ状態の入力信号に対して、受信ビーム形成部毎に異なる固定受信ビームを形成して、到来方向毎に入力信号を分離する。
【００７７】
ユーザ１復調ブロック１０５1 〜ユーザＬ復調ブロック１０５L は、受信ビーム１パス検出部１０６1 〜受信ビームＭパス検出部１０６M と、パス遅延／受信ビーム選択部１０７とパス検出制御部１０８と、復調処理部１０９とから構成される。
【００７８】
以下は、ユーザ１復調ブロック１０５1 〜ユーザＬ復調ブロック１０５L のうちユーザ１復調ブロック１０５1 を例にとり説明する。
【００７９】
ユーザ１復調ブロック１０５1 は、受信ビーム１形成部１０４1 〜受信ビームＭ形成部１０４M の出力を入力とし、ユーザ１送信ビーム番号とユーザ１受信データとを出力する。
【００８０】
受信ビーム１パス検出部１０６1 〜受信ビームＭパス検出部１０６M は、受信ビーム１形成部１０４1 〜受信ビームＭ形成部１０４M の出力を入力とし、それぞれの入力信号に対するユーザ１信号のパス遅延を検出し、そのパス遅延におけるユーザ１信号の受信品質を測定して、パス遅延／受信ビーム選択部１０７とパス検出制御部１０８へと出力する。ここで、それぞれの入力信号にはユーザ１信号〜ユーザＬ信号が多重され、さらに伝搬遅延による各ユーザ信号のマルチパス成分が多重されている。
【００８１】
なお、ユーザ信号の多重方法に制限はなく、例としては、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）が挙げられる。また、多重された複数のユーザ信号の分離方法とマルチパス成分のパス遅延の検出方法および検出されるパス遅延の数に制限はない。さらに、測定する受信品質の指標と測定方法に制限はない。受信品質の指標の例としては、受信電力（受信レベル、受信電界強度等も含まれる）、ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ・ｔｏ・Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ・Ｒａｔｉｏ：信号対干渉電力比）が挙げられる。また、ＳＩＲの他には、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ・ｔｏ・Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ―ｐｌｕｓ―Ｎｏｉｎｓｅｐｏｗｅｒ・Ｒａｔｉｏ：信号対干渉電力＋雑音電力比）、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ・ｔｏ・Ｎｏｉｓｅ・Ｒａｔｉｏ：信号対雑音比）等で表現される指標も含まれるものとする。
【００８２】
また、受信ビーム１パス検出部１０６1 〜受信ビームＭパス検出部１０６M は、ユーザ１信号の既知のシンボル（パイロットシンボル等）のみを用いて、パス検出およびそのパス遅延におけるユーザ１信号の受信品質の測定を行うことも可能である。
【００８３】
パス遅延／受信ビーム選択部１０７は、受信ビーム１パス検出部１０６1 〜受信ビームＭパス検出部１０６M の出力であるパス遅延と受信ビーム番号の組およびそのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報を入力とし、ユーザ信号の受信品質に基づいて復調に用いるパス遅延と受信ビームの組を選択し、該選択したパス遅延と受信ビーム番号の組を復調処理部１０９へと出力する。
【００８４】
ここで、復調に用いるパス遅延と受信ビームの組の選択方法には様々な方法が適用されるため、特に限定しない。選択方法の例としては、受信品質の優れた上位Ａ個（Ａは１以上の整数）の組を選択する方法、一定の受信品質基準を満たす組を最大Ｂ個（Ｂは１以上の整数）まで選択する方法などが挙げられる。
【００８５】
パス検出制御部１０８は、各受信ビームに対応する受信ビーム１パス検出部１０６1 〜受信ビームＭパス検出部１０６M の出力であるパス遅延と受信ビーム番号の組およびそのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報を入力とし、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組およびそのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報から受信ビーム１パス検出部１０６1 〜受信ビームＭパス検出部１０６M の現時刻のパス検出範囲を制御情報として受信ビーム１パス検出部１０６1 〜受信ビームＭパス検出部１０６M へと出力する。
【００８６】
ここで、受信ビーム１パス検出部１０６1 〜受信ビームＭパス検出部１０６M の現時刻のパス検出範囲を制御する方法として、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組の近傍のみにパス検出範囲を限定することも可能である。
【００８７】
また、受信ビーム１パス検出部１０６1 〜受信ビームＭパス検出部１０６M の現時刻のパス検出範囲を制御する方法として、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組およびそのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号の組の近傍のみにパス検出範囲を限定することも可能である。
【００８８】
ここで、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際および現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組およびそのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号の組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、近傍としてパス遅延および受信ビーム番号を組み合わせた条件を用いることも可能である。
【００８９】
なお、パス遅延および受信ビーム番号を組み合わせた条件に制限はない。例としては、パス遅延と受信ビームの組におけるユーザ信号の受信品質情報から算出した尤度（確率）が挙げられる。また、単純に±Ｓ個（Ｓは受信ビーム数Ｍ以下の整数）の隣接する受信ビームおよび±Ｒ（Ｒは最大パス検出範囲以下の実数）のパス遅延を条件とすることも可能である。
【００９０】
また、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際および現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組およびそのパス遅延と受信ビームの組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号の組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、近傍として±Ｓ個（Ｓは受信ビーム数Ｍ以下の整数）の隣接する受信ビームを用いることも可能である。
【００９１】
さらに、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際、および、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組およびそのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報から予想される現時刻のパス遅延と受信ビーム番号の組の近傍のみにパス検出範囲を限定する際に、近傍として±Ｒ（Ｒはパス検出最大値以下の実数）のパス遅延を用いることも可能である。
【００９２】
また、パス検出制御部１０８において、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組およびそのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報から受信ビーム１パス検出部１０６1 〜受信ビームＭパス検出部１０６M の現時刻のパス検出範囲を限定する際に、演算処理を簡略化するために、一定の基準に基づいて選択した、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組およびそのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報のみを用いてパス検出範囲を限定することも可能である。
【００９３】
なお、一定の基準に基づいて選択した、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組として、そのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質の優れた上位Ｐ個（Ｐは１以上の整数）のパス遅延と受信ビーム番号の組を選択することも可能である。
【００９４】
また、一定の基準に基づいて選択した現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組として、そのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質が一定の受信品質基準を満たす最大Ｑ個（Ｑは１以上の整数）までのパス遅延と受信ビーム番号の組を選択することも可能である。
【００９５】
さらに、一定の基準に基づいて選択した現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組として、パス遅延／受信ビーム選択部１０７で選択されたパス遅延と受信ビーム番号の組を用いることも可能である。
【００９６】
このように、パス検出制御部１０８にパス遅延／受信ビーム選択部１０７の出力である復調に用いるパス遅延と受信ビームの情報を入力する、あるいはパス検出制御部１０８にパス遅延／受信ビーム選択部１０７と同等の機能を持たせることにより、復調に用いるパス遅延と受信ビーム番号の組の近傍のみにパス検出範囲を限定することが可能となる。
【００９７】
ここで、パス検出制御部１０８の通常走査時における動作例を図２に示す。
図２に示すように、受信ビームは−５５°〜＋５５°まで１０°毎に１２本あり、パス遅延は、０．０ｃｈｉｐ〜１０．５ｃｈｉｐまでの２２のタイミングが存在する。なお、図２において、「○」のついた４箇所がｋ回目（ｋは１以上の整数）のパス検出時に検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組、あるいはｋ回目までに検出されたパス遅延と受信ビーム番号の組およびそのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報とから予想されるｋ＋１回目のパス遅延と受信ビーム番号の組を示す。なお、色が施されたマスはｋ＋１回目のパス検出時の検出範囲を示す。
【００９８】
図２に示す例では「パス遅延±２（Ｒ＝２）以内かつ受信ビーム番号±１（Ｓ＝１）以内、ただし、パス遅延±２かつ受信ビーム±１の組み合わせを除く」という条件を検出範囲としている。このようにパス検出範囲を限定することで、受信品質を向上させるためにパス遅延の分解能および受信ビーム番号の数を増やしても、通常走査時の演算処理量の増加を抑えることができる。
【００９９】
なお、パス遅延／受信ビーム選択部１０７において、現時刻に復調に適したパス遅延と受信ビーム番号の組が検出できなかった場合は、パス検出制御部１０８においてパス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定し、再検出を行う。
【０１００】
また、受信開始直後は、パス検出制御部１０８において、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定する。
【０１０１】
さらに、パス検出周期よりも長い周期毎に、パス検出制御部１０８において、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定し再検出を行うことで、以前のパス遅延と受信ビーム番号の組とは無関係に現れる新規パスを検出できる。これは、以前のパス遅延と受信ビーム番号との組と無関係に現れる新規パスは、頻度は少ないが発生の可能性は否定できないので、定期的に全パス検出範囲を走査するためである。
【０１０２】
ここで、パス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定する際に、検出分解能を粗くすることで演算処理量の増加を抑えることが可能となる。
これは、多少検出精度が劣化していても、一度パスを検出しさえすれば、以後は精度の高い検出（通常走査）が可能なので、検出分解能を粗くすることによる受信品質の劣化はほとんどないものと考えられるためである。
【０１０３】
なお、検出分解能を粗くする方法に制限はない。例としては、走査を行うパス遅延および受信ビーム番号の間隔を通常走査時よりも大きくする方法が挙げられる。
【０１０４】
次に、パス検出制御部１０８のパス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定する際の動作例を図３に示す。
【０１０５】
図３に示すように、受信ビームは−５５°〜＋５５°まで１０°毎に１２本あり、パス遅延は０．０ｃｈｉｐ〜１０．５ｃｈｉｐまでの２２のタイミングが存在する。なお、色が施されたマスはパス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定する際の検出範囲を示す。例では、格子状にパス検出範囲を限定することで、受信品質を向上させるためにパス遅延の分解能および受信ビーム番号の数を増やしても、検出時の演算処理量の増加を抑えることができる。
【０１０６】
復調処理部１０９は、パス遅延／受信ビーム選択部１０７の出力であるパス遅延と受信ビーム番号の組およびそのパス遅延と受信ビーム番号の組におけるユーザ信号の受信品質情報を入力とし、入力されたパス遅延と受信ビーム番号に基づいて復調処理を行い、ユーザ1受信データを出力する。
【０１０７】
このように、本発明にかかるマルチビームアンテナ受信装置は、各ユーザのパス検出を行う際に、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビームの情報に基づいてパス検出範囲を制御するため、受信特性を損なうことなくパス検出範囲を限定することができる。したがって、演算処理量を削減することが可能となる。
【０１０８】
なお、上述する実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更実施が可能である。例えば、本発明にかかるマルチビームアンテナ受信装置において、無線伝送／復調方式に制限はない。また、受信アンテナ素子数に制限はない。さらに、無線受信部の構成に制限はない。また、復調処理部の構成に制限はない。さらに、同時に受信するユーザの数に制限はない。また、同時に受信するユーザのマルチパスの数に制限はない。
【０１０９】
また、上述する実施の形態は、受信のみに限定して説明したが、本発明の方式で選択した受信ビーム番号の方向に送信を行うことも可能である。
【０１１０】
また、本発明にかかるマルチビームアンテナ受信装置は、移動通信システムを構成する基地局や移動局に使用することも可能である。
【０１１１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は以下のような効果を奏する。
本発明にかかるマルチビームアンテナ受信装置は、各ユーザのパス検出を行う際に、現時刻より以前に検出されたパス遅延と受信ビームの情報に基づいてパス検出範囲を制御するため、受信品質を向上させるためにパス遅延の分解能および受信ビーム番号の数を増やしても、パス検出範囲を限定し演算処理量の増加を抑えることができる。したがって、受信品質を向上させながら、演算処理量の増加を押さえられることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるマルチビームアンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明にかかるパス検出制御部１０８の通常走査時における動作例を示す図である。
【図３】本発明にかかるパス検出制御部１０８におけるパス検出範囲を全パス遅延および全受信ビームに設定する際の動作例を示す図である。
【図４】従来のマルチビームアンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１  受信アレーアンテナ
１０２1 〜１０２N 、２０２1 〜１０２N   受信アンテナ素子
１０３1 〜１０３N 、２０３1 〜２０３N   アンテナ無線受信部
１０４1 〜１０４M 、２０４1 〜２０４N   受信ビーム形成部
１０５1 〜１０５L 、２０５1 〜２０５N   ユーザ復調ブロック
１０６1 〜１０６M 、２０６1 〜２０６M   受信ビームバス検出部
１０７、２０７  バス遅延／受信ビーム選択部
１０８  バス検出制御部
１０９、２０９  復調処理部
【図１】
2004194065.tif 000003
【図２】
2004194065.tif 000004
【図３】
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【図４】
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