(57)【要約】平均化時間が十分にとられている各信号処理部で受信されている到来波の信頼性の高い到来方向および受信品質に基づいて、時間平均を用いた重みの決定を開始しようとする信号処理部の初期のビーム方向を選択することにより、初期において短時間かつ容易に受信特性の良い指向性ビームを得ることのできる適応アンテナ受信装置が開示される。到来方向検出部は、時間平均を求めるための平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部にて決定された重みから、その信号処理部にて受信されている到来波の到来方向を検出する。ＳＩＲ測定部は、平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部にて重み付け合成により受信されている到来波の信号の受信品質を求める。情報収集選択処理部は、平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部における各到来方向および各受信品質に基づき、時間平均を用いた重みの決定を開始しようとする信号処理部における初期のビーム方向を選択する。
2004079945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの到来波に対して信号処理部を割り当て、前記各信号処理部において、複数のアンテナによる受信信号から所定の演算により得られる演算値の時間平均を用いて決定した前記各アンテナの重みで前記各アンテナにて受信される信号を重み付け合成することにより複数の前記信号処理部で受信された複数の到来波をさらに合成して所望の信号を得るための適応アンテナ受信方法であって、
時間平均を求めるための平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部にて決定された重みから該信号処理部にて受信されている到来波の到来方向を検出する第１のステップと、
平均化時間が前記所定時間以上確保されている前記各信号処理部にて重み付け合成により受信されている到来波の信号の受信品質を求める第２のステップと、
平均化時間が前記所定時間以上確保されている前記各信号処理部における各到来方向および各受信品質に基づき、時間平均を用いた重みの決定を開始しようとする信号処理部における初期のビーム方向を選択する第３のステップとを有する適応アンテナ受信方法。
【請求項２】
前記第３のステップにおいて、前記平均化時間が前記所定時間以上確保されている前記各信号処理部の中で、最良の受信品質が得られた信号処理部で検出された到来方向に最も近いビーム方向を、予め複数定められたビーム方向の中から選択する、請求項１記載の適応アンテナ受信方法。
【請求項３】
前記第２のステップにおいて、前記受信品質として希望波信号電力対干渉波信号電力比を測定する、請求項１または２記載の適応アンテナ受信方法。
【請求項４】
前記第２のステップにおいて、前記受信品質として信号電力を測定する、請求項１または２記載の適応アンテナ受信方法。
【請求項５】
前記第２のステップにおいて、前記受信品質として遅延時間を用いる、請求項１または２記載の適応アンテナ受信方法。
【請求項６】
前記第２のステップにおいて、前記受信品質としてパスの継続時間を用いる、請求項１または２記載の適応アンテナ受信方法。
【請求項７】
前記第３のステップで選択された初期のビーム方向に指向性ビームを形成する初期重みを求め、前記信号処理部において平均化時間が前記所定時間以上確保されるまで重み付け合成に用いる第４のステップをさらに有する、請求項１に記載の適応アンテナ受信方法。
【請求項８】
少なくとも１つの到来波に対して信号処理部を割り当て、前記各信号処理部において、複数のアンテナによる受信信号から所定の演算により得られる演算値の時間平均を用いて決定した前記各アンテナの重みで前記各アンテナにて受信される信号を重み付け合成することにより複数の前記信号処理部で受信された複数の到来波をさらに合成して所望の信号を得る適応アンテナ受信装置であって、
時間平均を求めるための平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部にて決定された重みから該信号処理部にて受信されている到来波の到来方向を検出する到来方向検出部と、
平均化時間が前記所定時間以上確保されている前記各信号処理部にて重み付け合成により受信されている到来波の信号の受信品質を求める受信品質取得部と、
平均化時間が前記所定時間以上確保されている前記各信号処理部における各到来方向および各受信品質に基づき、時間平均を用いた重みの決定を開始しようとする信号処理部における初期のビーム方向を選択する情報収集選択処理部とを有する適応アンテナ受信装置。
【請求項９】
前記情報収集選択処理部は、前記平均化時間が前記所定時間以上確保されている前記各信号処理部の中で、最良の受信品質が得られた信号処理部で検出された到来方向に最も近いビーム方向を、予め複数定められたビーム方向の中から選択する、請求項８記載の適応アンテナ受信装置。
【請求項１０】
前記受信品質取得部は、前記受信品質として希望波信号電力対干渉波信号電力比を測定する、請求項８または９記載の適応アンテナ受信装置。
【請求項１１】
前記受信品質取得部は、前記受信品質として信号電力を測定する、請求項８または９記載の適応アンテナ受信装置。
【請求項１２】
前記受信品質取得部は、前記受信品質として遅延時間を用いる、請求項８または９記載の適応アンテナ受信装置。
【請求項１３】
前記受信品質取得部は、前記受信品質としてパスの継続時間を用いる、請求項８または９記載の適応アンテナ受信装置。
【請求項１４】
前記情報収集選択処理部で選択された初期のビーム方向に指向性ビームを形成し、前記信号処理部において平均化時間が前記所定時間以上確保されるまで重み付け合成に用いられる初期重みを求める初期重み生成部をさらに有する、請求項８に記載の適応アンテナ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、適応アンテナを構成する各アンテナに重み付けをして信号を良好な特性で受信する適応アンテナ受信方法およびそれを用いた装置に関する。
【背景技術】  ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）方式による移動通信システムにおいては、基地局は複数の移動局からのユーザ信号を同時に受信するため、あるユーザ信号に対して他のユーザ信号は干渉となる。このような干渉を低減し、所望のユーザ信号を高利得で受信するために適応アンテナが用いられる。
適応アンテナは複数のアンテナからなり、各アンテナで受信される信号に対して複素数の重み付けに従って振幅および位相を制御して合成することにより指向性を形成する。これにより、適応アンテナは、干渉となる他のユーザ信号を抑圧して所望のユーザ信号を効率良く受信する。
一般に、適応アンテナの各アンテナの重みを決定する方法には２通りの方法がある。
１つは、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ：最小二乗平均誤差）基準に従ったアルゴリズムを用いてフィードバック制御を行い、重みを決定する方法である。代表的なＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムや、逐次ウェイト更新型のＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムなどの適応更新アルゴリズムが用いられる。
これに対して、もう１つは、本発明が対象とするオープンループ制御による方法である。この方法によれば、アンテナ受信信号からＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ  ＳＩｇｎａｌ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）アルゴリズムやＥＳＰＲＩＴ（Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ｖｉａ  Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｖａｒｉａｎｃｅ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）アルゴリズムなどの到来方向推定アルゴリズムを用いて希望波の到来方向を推定し、その方向に応じて各アンテナの重みを決定する。オープンループ制御により重みを決定する方法は、例えば、特開平１１−２７４９７６号公報に記載されている。
図１は、特開平１１−２７４９７６号公報に記載された従来の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。図１に示された適応アンテナ受信装置は、適応アンテナを構成するアンテナの数がＮ（Ｎは２以上の整数）であり、合成するマルチパスの数がＬ（Ｌは自然数）である。そして、図１には、第ｋユーザ（ｋは自然数）の移動局から受信されるユーザ信号を受信する回路部分が示されている。
図１を参照すると、適応アンテナ受信装置は、アンテナ１１〜１Ｎ、信号処理部２１〜２Ｌ、加算器１１、判定器１２、およびサーチャ１６を有している。信号処理部２１〜２Ｌには、レイク合成される各マルチパスに対応するフィンガが割り当てられる。
信号処理部２１は、遅延器３１、逆拡散回路４１１〜４１Ｎ、重み付け合成回路５１、重み計算部６１、伝送路推定回路７１、複素共役回路８１、初期重み生成部９１、および乗算器１０１を有している。また、重み計算部６１は、信号同相平均計算部１３１、相関検出部１４１、および時間平均計算部１５１を有している。
図示されていないが、信号処理部２２〜２Ｌの内部は信号処理部２１と同じ構成である。例えば、信号処理部２２は、遅延器３２、逆拡散回路４２１〜４２Ｎ、重み付け合成回路５２、重み計算部６２、伝送路推定回路７２、複素共役回路８２、初期重み生成部９２、および乗算器１０２で構成されている。また、重み計算部６２は、信号同相平均計算部１３２、相関検出部１４２、および時間平均計算部１５２を有している。
サーチャ１６は、Ｎ個のアンテナ１１〜１Ｎで受信した各信号を用いてＬ個のマルチパスの遅延時間を検出する。そして、サーチャ１６は、レイク合成の各フィンガとなる信号処理部２１〜２Ｌの遅延器３１〜３Ｌ、重み計算部６１〜６Ｌ、および初期重み生成部９１〜９Ｌに各々のフィンガで用いる遅延時間のタイミング情報を通知する。
なお、Ｎ個のアンテナ１１〜１Ｎは互いに高い相関を有するように近接して配置されている。そのため、Ｎ個のアンテナ１１〜１Ｎの遅延プロファイルは、全て同じとみなすことができる。したがって、各マルチパスの遅延時間のタイミング情報はアンテナ１１〜１Ｎによらず共通に使用できる。
遅延器３１は、アンテナ１１〜１Ｎで受信した各信号を、サーチャ１６から通知されたタイミング情報に従って遅延させ、逆拡散回路４１１〜４１Ｎに送る。同様に、遅延器３２〜３Ｌはアンテナ１１〜１Ｎで受信した各信号をサーチャ１６から通知されたタイミング情報に従って遅延させる。これにより、信号処理部２１〜２Ｌの各々がＬ個のマルチパスに対応付けられる。
逆拡散回路４１１〜４１Ｎは、遅延器３１で遅延された受信信号の各々を逆拡散し、重み付け合成回路５１、重み計算部６１、および初期重み生成部９１に送る。
初期重み生成部９１は、重み計算部６１により十分な精度の重みが得られないときに用いるための初期重みを生成し、重み付け合成回路５１に送る。
初期重み生成部９１は、サーチャ１６がフィンガを信号処理部２１に新たに割り当てるときや、フィンガを割り当てられた信号処理部２１の重み計算部６１にて十分な平均化時間が取れていないときに用いられる。平均化時間とは、平均化の対象となる変動値について平均を求めるのに用いられる時間である。平均化時間における平均化により、変動値の平均化時間における平均値が求められる。また、使用中のフィンガのパスタイミングが大きく変化したときにも、初期重み生成部９１が用いられる。
図２は、重み付け合成回路５１の構成を示すブロック図である。重み付け合成回路５１は、乗算器１７１〜１７Ｎ、加算器１８、および複素共役回路１９１〜１９Ｎを有している。
重み付け合成回路５１の複素共役回路１９１〜１９Ｎは、重み計算部６１または初期重み生成部９１で生成された重みの複素共役を生成し、乗算器１７１〜１７Ｎに送る。
乗算器１７１〜１７Ｎの各々は、逆拡散回路４１１〜４１Ｎにより逆拡散された受信信号と、それに対応する複素共役回路１９１〜１９Ｎで生成された重みの複素共役とを乗算し、加算器１８に送る。
加算器１８は、乗算器１７１〜１７Ｎの出力を合成し、図１に示された伝送路推定回路７１と乗算器１０１に送る。
重み計算部６１の信号同相平均計算部１３１は、各逆拡散回路４１１〜４１Ｎにより逆拡散された各信号のシンボルを、互いに位相を合わせてベクトル加算し、各アンテナ毎の信号平均値を求めて相関検出部１４１に送る。その際、ベクトル加算するシンボル数は任意である。また、各シンボルに対して任意に重み付けをしてもよい。
相関検出部１４１は、信号同相平均計算部１３１からの各信号平均値を用いて、基準となるアンテナでの受信信号と、その他のアンテナでの受信信号との相関を求める。そのため、相関検出部１４１は、基準アンテナに対応する信号平均値の複素共役と、他のアンテナに対する信号平均値とを乗算し、各乗算結果である相関値を時間平均計算部１５１に送る。
時間平均計算部１５１は、相関検出部１４１からの各乗算結果について所定時間における平均をとり、各アンテナ１１〜１Ｎに対する重みを求めて重み付け合成回路５１に送る。なお、時間平均計算部１５１において平均をとる時間や、重み付け方法は様々あり、任意に選択できる。
これらにより、重み付け合成回路５１は、重み計算部６１で生成された重みを用いてアンテナ１１〜１Ｎによる受信信号の振幅および位相を制御して合成し、所望のユーザ信号を高利得で受信可能な指向性を形成する。
伝送路推定回路７１は、重み付け合成回路５１の出力信号から伝送路歪みを推定し、複素共役回路８１に送る。
複素共役回路８１は、伝送路推定回路７１にて推定された伝送路歪みの複素共役を生成する。
乗算器１０１は、重み付け合成回路５１の出力信号に、複素共役回路８１で生成された伝送路歪みの複素共役を乗算することにより、伝送路歪みを補償する。
同様にして、信号処理部２１〜２Ｌによる各フィンガから伝送路歪みの補償された信号が得られる。
加算器１１は、信号処理部２１〜２Ｌの出力信号を加算することにより、レイク合成を行い、合成出力信号を判定器１２に送る。
判定器１２は各シンボルを判定し、第ｋユーザの受信シンボルを出力する。
図３は、図１に示した適応アンテナ受信装置において、フィンガを割り当てるときの動作を示すフローチャートである。図３を参照すると、まず、信号処理部２１〜２Ｌは、割り当てられたフィンガが新規のフィンガか否か判断する（ステップＣ１）。
割り当てられたフィンガが新規のフィンガであれば、信号処理部２１〜２Ｌは、初期重み生成部９１〜９Ｌで生成された初期重みを重み付け合成回路５１〜５Ｌにて使用する（ステップＣ４）。
割り当てられたフィンガが新規のフィンガでなければ、信号処理部２１〜２Ｌは、重み計算部６１〜６Ｌの信号同相平均計算部１３１〜１３Ｌおよび時間平均計算部１５１〜１５Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているか否か判断する（ステップＣ２）。
重み計算部６１〜６Ｌの平均化時間が十分にとれていなければ、信号処理部２１〜２Ｌは、初期重み生成部９１〜９Ｌで生成された初期重みを重み付け合成回路５１〜５Ｌにて使用する（ステップＣ４）。また、重み計算部６１〜６Ｌの平均化時間が十分にとれていれば、信号処理部２１〜２Ｌは、重み計算部６１〜６Ｌの時間平均計算部１５１〜１５Ｌで生成された重みを重み付け合成回路５１〜５Ｌにて使用する（ステップＣ３）。
図４は、図１に示した適応アンテナ受信装置において、フィンガのパスタイミングが変化したときの動作を示すフローチャートである。図４を参照すると、まず、信号処理部２１〜２Ｌは、フィンガのパスタイミングがｘＴチップ以上変化したか否か判断する（ステップＤ１）。ｘＴは、パスタイミングの変化量に対する閾値であり、重み計算部６１〜６Ｌにより算出される重みが追従できない程にパスタイミングの変化が急激であったか否かを決める。
フィンガのパスタイミングがｘＴチップ以上変化すると、信号処理部２１〜２Ｌは、初期重み生成部９１〜９Ｌで生成した初期重みを重み付け合成回路５１〜５Ｌにて使用する（ステップＤ４）。フィンガのパスタイミングの変化がｘＴチップ未満であれば、信号処理部２１〜２Ｌは、重み計算部６１〜６Ｌの信号同相平均計算部１３１〜１３Ｌおよび時間平均計算部１５１〜１５Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているか否か判断する（ステップＤ２）。
重み計算部６１〜６Ｌの平均化時間が十分にとれていなければ、信号処理部２１〜２Ｌは、そのフィンガの初期重み生成部９１〜９Ｌで生成された初期重みを重み付け合成回路５１〜５Ｌにて使用する（ステップＤ４）。また、重み計算部６１〜６Ｌの平均化時間が十分にとれていれば、信号処理部２１〜２Ｌは、そのフィンガの重み計算部６１〜６Ｌの時間平均計算部１５１〜１５Ｌで生成された重みを重み付け合成回路５１〜５Ｌにて使用する（ステップＤ３）。
一般に、適応アンテナにて使用される初期重みの決定方法には２通りがある。
１つの方法は、ユーザ信号の到来方向が受信状況によって異なる点を考慮し、いかなる状況でもユーザ信号を受信できるように、受信状況に関わらず受信できる値、例えば無指向性重みを初期重みとする方法である。
他の方法は、複数のアンテナ１１〜１Ｎで受信した信号から初期重みを推定する方法である（特開２００２−７７０１１号公報参照）。例えば、各アンテナによる受信信号から伝送路推定を行い、それによって得られる重みを初期重みとする方法である。
上述した従来技術には以下に示すような問題点がある。
初期重みとして無指向性重みを使用する場合、全ての方向に対しても同じ利得なので、所望のユーザ信号の到来方向にビームを向けることができなかった。
また、複数のアンテナ１１〜１Ｎで受信した信号を用いて伝送路推定を行い、それによって得られる重みを初期重みとして使用する場合、短時間では高精度の伝送路推定が困難なため、所望のユーザ信号の到来方向にビームを向けることができないことがあった。
そのため、フィンガを新規に割り当てるとき、フィンガのパスタイミングが大きく変化したとき、あるいは重み計算部６１〜６Ｌの平均化時間が十分にとれていないとき、ユーザ信号の受信特性が劣化する可能性があった。
また、複数のアンテナ１１〜１Ｎで受信した信号を用いて伝送路推定を行い、それによって得られる重みを初期重みとして使用する場合、伝送路推定を行うための演算量が大きく、信号処理部２１〜２Ｌにかかる負荷が大きくなり、大きな処理能力が要求されていた。
【発明の開示】
本発明の目的は、良好な受信特性でユーザ信号を受信できる初期重みを短時間かつ少ない演算で求めることのできる、オープンループ制御による適応アンテナ受信装置を提供することである。
上記目的を達成するために本発明の適応アンテナ受信装置は、少なくとも１つの到来波に対して信号処理部を割り当て、各信号処理部において、複数のアンテナによる受信信号から所定の演算により得られる演算値の時間平均を用いて決定した各アンテナの重みで各アンテナにて受信される信号を重み付け合成することにより複数の信号処理部で受信された複数の到来波をさらに合成して所望の信号を得る。
そして、本発明の適応アンテナ受信装置において、まず、到来方向検出部が、時間平均を求めるための平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部にて決定された重みからその信号処理部にて受信されている到来波の到来方向を検出する。次に、受信品質取得部が、平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部にて重み付け合成により受信されている到来波の信号の受信品質を求める。次に、情報収集選択処理部が、平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部における各到来方向および各受信品質に基づき、時間平均を用いた重みの決定を開始しようとする信号処理部における初期のビーム方向を選択する。
したがって、本発明によれば、平均化時間が十分にとられている各信号処理部で受信されている到来波の信頼性の高い到来方向および受信品質に基づいて、時間平均を用いた重みの決定を開始しようとする信号処理部の初期のビーム方向を選択することができる。その結果、初期において短時間かつ容易に受信特性の良い指向性ビームを得ることができる。
なお、情報収集選択処理部は、平均化時間が所定時間以上確保されている各信号処理部の中で、最良の受信品質が得られた信号処理部で検出された到来方向に最も近いビーム方向を、予め複数定められたビーム方向の中から選択することとしてもよい。
したがって、初期のビーム方向として選択可能なビーム方向が一覧表テーブルなどで予め複数定められており、平均化時間が十分にとられた信頼性の高い受信品質測定が行われている各到来波の中で最も受信品質の良い到来波の到来方向に最も近いビーム方向を、その複数の中から選択するだけでよい。そのため、初期において少ない処理で短時間に受信品質の良好な指向性ビームを得ることができる。
また、初期重み生成部が、情報収集選択処理部で選択された初期のビーム方向に指向性ビームを形成し、信号処理部において平均化時間が所定時間以上確保されるまで重み付け合成に用いられる初期重みを求めることとしてもよい。
したがって、時間平均を用いた重みの決定を開始しようとする信号処理部において、平均化時間が十分となるまで、容易かつ短時間に取得したビーム方向の重みを用い、平均化時間が十分にとれた後には、時間平均で得られた精度の高い重みを用いることができる。そのため、平均化時間が十分に取れる前後とも、そのときの状況に応じて適切なビーム方向の決定方法が選択され、常に受信特性の良い指向性ビームを得ることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、従来の適応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は、重み付け合成回路の構成を示すブロック図である。
図３は、図１に示した適応アンテナ受信装置において、フィンガを割り当てるときの動作を示すフローチャートである。
図４は、図１に示した適応アンテナ受信装置において、フィンガのパスタイミングが変化したときの動作を示すフローチャートである。
図５は、本発明の一実施形態によるオープンループ制御の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。
図６は、適応アンテナを構成するアンテナによって信号が受信される様子の一例を示す図である。
図７は、直交マルチビームで定められた複数のビームから、最大のＳＩＲが測定されたフィンガの到来方向情報に最も近い方向に向くビームを選択する様子を示す図である。
図８は、等間隔マルチビームで定められた複数のビームから、最大のＳＩＲが測定されたフィンガの到来方向情報に最も近い方向に向くビームを選択する様子を示す図である。
図９は、直交あるいは等間隔マルチビームの重みを示す一覧表である。
図１０は、本実施形態による適応アンテナ受信装置において、フィンガを割り当てるときの動作を示すフローチャートである。
図１１は、本実施形態による適応アンテナ受信装置において、フィンガのパスタイミングが変化したときの動作を示すフローチャートである。
図１２は、本発明の他の実施形態によるオープンループ制御の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。
図１３は、本発明のさらに他の実施形態によるオープンループ制御の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。
発明を実施するためにの最良の形態
本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図５は、本実施形態によるオープンループ制御の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。図５に示された本実施形態の適応アンテナ受信装置は、適応アンテナを構成するアンテナの数がＮ（Ｎは２以上の整数）であり、合成するマルチパスの数がＬ（Ｌは自然数）である。そして、図５には、第ｋユーザ（ｋは自然数）の移動局から受信されるユーザ信号を受信する回路部分が示されている。
図５を参照すると、適応アンテナ受信装置は、アンテナ１１〜１Ｎ、信号処理部２１〜２Ｌ、加算器１１、判定器１２、サーチャ１６、および情報収集選択処理部２２を有している。
信号処理部２１は、遅延器３１、逆拡散回路４１１〜４１Ｎ、重み付け合成回路５１、重み計算部６１、伝送路推定回路７１、複素共役回路８１、初期重み生成部９１、乗算器１０１、到来方向検出部２０１、およびＳＩＲ測定部２１１を有している。また、重み計算部６１は、信号同相平均計算部１３１、相関検出部１４１、および時間平均計算部１５１を有している。
図示されていないが、信号処理部２２〜２Ｌの内部は信号処理部２１と同じ構成である。例えば、信号処理部２２は、遅延器３２、逆拡散回路４２１〜４２Ｎ、重み付け合成回路５２、重み計算部６２、伝送路推定回路７２、複素共役回路８２、初期重み生成部９２、乗算器１０２、到来方向検出部２０２、およびＳＩＲ測定部２１２で構成されている。また、重み計算部６２は、信号同相平均計算部１３２、相関検出部１４２、および時間平均計算部１５２を有している。
サーチャ１６は、Ｎ個のアンテナ１１〜１Ｎで受信した各信号を用いてＬ個のマルチパスの遅延時間を検出する。この遅延時間は例えばチップ数によって示される。そして、サーチャ１６は、信号処理部２１〜２Ｌの各々の遅延器３１〜３Ｌ、重み計算部６１〜６Ｌ、および初期重み生成部９１〜９Ｌに、各々で用いる遅延時間のタイミング情報を通知する。また、サーチャ１６は、全ての信号処理部２１〜２Ｌに通知した遅延時間のタイミング情報を情報収集選択処理部２２にも通知する。
なお、サーチャ１６が信号処理部２１〜２Ｌの各々の遅延器３１〜３Ｌ、重み計算部６１〜６Ｌ、および初期重み生成部９１〜９Ｌに各マルチパスの遅延時間のタイミング情報を通知して信号処理動作を開始させることを、信号処理部２１〜２Ｌにフィンガを割り当てると称する。
また、Ｎ個のアンテナ１１〜１Ｎは互いに高い相関を有するように近接して配置されている。そのため、Ｎ個のアンテナ１１〜１Ｎの遅延プロファイルは、全て同じとみなすことができる。したがって、各マルチパスの遅延時間のタイミング情報はアンテナ１１〜１Ｎによらず共通に使用できる。
遅延器３１は、アンテナ１１〜１Ｎで受信した信号の各々を、サーチャ１６から通知されたタイミング情報に従って遅延させて逆拡散回路４１１〜４１Ｎに送る。同様に、遅延器３２〜３Ｌは、アンテナ１１〜１Ｎで受信した信号の各々を、サーチャ１６から通知されたタイミング情報に従って遅延させる。これにより、信号処理部２１〜２Ｌの各々がＬ個のマルチパスに対応付けられる。
逆拡散回路４１１〜４１Ｎは、遅延器３１で遅延された受信信号の各々を逆拡散し、重み付け合成回路５１、重み計算部６１、および初期重み生成部９１に送る。
重み付け合成回路５１は、図２に示した従来のものと同じ構成である。図２を参照すると、重み付け合成回路５１は、乗算器１７１〜１７Ｎ、加算器１８、および複素共役回路１９１〜１９Ｎを有している。
重み付け合成回路５１の複素共役回路１９１〜１９Ｎは、重み計算部６１または初期重み生成部９１で生成された重みの複素共役を各々生成し、乗算器１７１〜１７Ｎに送る。乗算器１７１〜１７Ｎの各々は、逆拡散回路４１１〜４１Ｎにより逆拡散された受信信号と、その各々に対応する複素共役回路１９１〜１９Ｎで生成された重みの複素共役とを乗算し、加算器１８に送る。加算器１８は、乗算器１７１〜１７Ｎの出力を合成し、図５に示された伝送路推定回路７１、乗算器１０１、およびＳＩＲ測定部２１１に送る。
以上のようにして、重み付け合成回路５１は、逆拡散回路４１１〜４１Ｎからの信号を重み付け合成する。
重み計算部６１の信号同相平均計算部１３１は、逆拡散回路４１１〜４１Ｎにより逆拡散された信号のシンボルを、各シンボルの位相を合わせてベクトル加算（同相加算）し、各アンテナ毎の信号平均値を求めて相関検出部１４１に送る。その際、同相加算するシンボル数（平均シンボル数）は任意である。また、各シンボルに対して任意に重み付けをしてもよい。同相加算により求まる信号平均値は、受信信号のＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：  希望波信号電力対、干渉波信号電力と熱雑音電力の比）が改善された信号である。
逆拡散されたシンボルに変調がかかっている場合、そのシンボルを単純に同相加算することはできない。その場合、既知のパイロット信号を用いれば、パイロットシンボルで変調を除去することにより、同相加算が可能となる。平均シンボル数が多いほどＳＩＮＲの改善効果は大きいが、フェージングなどにより位相変動がはげしい場合には平均シンボル数が制限される。
相関検出部１４１は、信号同相平均計算部１３１からの各信号平均値を用いて、基準となるアンテナでの受信信号と、その他のアンテナでの受信信号との相関値を求める。そのために、相関検出部１４１は、基準アンテナに対応する信号平均値の複素共役と、他のアンテナに対する信号平均値とを乗算する。そして、相関検出部１４１は各乗算結果である相関値を時間平均計算部１５１に送る。
図６は、適応アンテナを構成するアンテナ１１〜１Ｎによって信号が受信される様子の一例を示す図である。この例では、アンテナ１１〜１Ｎは、素子間隔ｄで等間隔に一列に並んで配置されている。
各アンテナ１１〜１Ｎで受信される信号の位相の進みは、その信号の到来方向に依存して互いに異なる。例えば、アンテナ１１で受信される信号は、アンテナ１ｎ（ｎは、２≦ｎ≦Ｎの整数）で受信される信号に比べて、（ｎ−１）（２πｄ／λ）ｓｉｎθ０だけ位相が進む。なお、ここでθ０は、アンテナ１１〜１Ｎの配列方向に対する信号の到来方向の角度である。また、λは搬送波周波数の波長である。
したがって、アンテナ１１を基準アンテナとすると、理想的には、ｎ番目のアンテナ１ｎで受信される信号の位相である−（ｎ−１）（２πｄ／λ）ｓｉｎθ０が、相関値として相関検出部１４１によって検出されることとなる。
時間平均計算部１５１は、相関検出部１４１から得られる各相関値について所定時間の平均をとることにより、各アンテナ１１〜１Ｎに対する重みを求めて重み付け合成回路５１および到来方向検出部２０１に送る。なお、時間平均計算部１５１において平均をとる時間や、重み付け方法は様々あり、任意に選択できる。
これらにより、重み付け合成回路５１は、重み計算部６１で生成された重み、または初期重み生成部９１で生成された初期重みを用いてアンテナ１１〜１Ｎによる受信信号の振幅および位相を制御して合成し、所望のユーザ信号を高利得で受信可能な指向性を形成する。
各アンテナ１１〜１Ｎに対する重み付けは、角度θ０の方向から到来する希望信号に対して、各アンテナ１１〜１Ｎの受信信号の位相を、基準アンテナとなるアンテナ１１の受信信号の位相に合わせて合成するように働く。また、角度θ０と異なる方向から到来する信号に対しては、基準アンテナとなるアンテナ１１と他のアンテナとで位相が合わない。
そのため、アレーアンテナの指向性としては、角度θ０の方向に高い利得を有し、角度θ０以外の方向の利得が低減されるビームが形成される。
伝送路推定回路７１は、重み付け合成回路５１の出力信号から伝送路歪みを推定し、複素共役回路８１に送る。
複素共役回路８１は、伝送路推定回路７１にて推定された伝送路歪みの複素共役を生成する。
乗算器１０１は、重み付け合成回路５１の出力信号に、複素共役回路８１で生成された伝送路歪みの複素共役を乗算することにより、伝送路歪みを補償する。
同様にして、信号処理部２１〜２Ｌによる各々のフィンガから伝送路歪みの補償された信号が得られる。
加算器１１は、信号処理部２１〜２Ｌの出力信号を加算することによりレイク合成を行い、合成出力信号を判定器１２に送る。
判定器１２は各シンボルを判定し、第ｋユーザの受信シンボルを出力する。
到来方向検出部２０１〜２０Ｌは、重み計算部６１〜６Ｌの時間平均計算部１５１〜１５Ｌで生成された重みから、到来方向の角度θ０を求め、情報収集選択処理部２２に送る。
ＳＩＲ測定部２１１〜２１Ｌは、重み付け合成回路５１〜５Ｌの出力から、任意の時間平均したＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ：  希望波信号電力対干渉波信号電力比）を測定し、情報収集選択処理部２２に送る。このＳＩＲを平均する時間（平均化時間）は、重み計算部６１〜６Ｌの信号同相平均計算部１３１〜１３Ｌおよび時間平均計算部１５１〜１５Ｌで用いられる平均化時間と同程度が好ましい。平均化時間とは、平均化の対象となる変動値について平均を求めるのに用いられる時間である。平均化時間における平均化により、変動値の平均化時間における平均値が求められる。
情報収集選択処理部２２には、サーチャ１６から各フィンガのタイミング情報が入力されている。また、情報収集選択処理部２２には、既にフィンガが割り当てられている信号処理部２１〜２ＬのＳＩＲ測定部２１１〜２１ＬからＳＩＲの情報が入力されている。さらに、情報収集選択処理部２２には、既にフィンガが割り当てられており、重み計算部６１〜６Ｌにおいて平均化時間が十分にとれている信号処理部２１〜２Ｌの到来方向検出部２０１〜２０Ｌから到来方向の情報が入力されている。
そして、情報収集選択処理部２２は、サーチャ１６が信号処理部２１〜２Ｌにフィンガを新たに割り当てるとき、信号処理部２１〜２Ｌに割り当てているフィンガのパスタイミングが大きく変化したとき、あるいは既にフィンガを割り当てられている信号処理部２１〜２Ｌの重み計算部６１〜６Ｌの信号同相平均計算部１３１〜１３Ｌおよび時間平均計算部１５１〜１５Ｌにおいて平均化時間が十分にとれていないとき、その信号処理部２１〜２Ｌの初期重み生成部９１〜９Ｌに、初期重みを生成するのに用いるビーム番号を通知する。このとき通知されるビーム番号は、いずれかの信号処理部２１〜２Ｌに既に割り当てられているフィンガの中で、重み計算部６１〜６Ｌの信号同相平均計算部１３１〜１３Ｌおよび時間平均計算部１５１〜１５Ｌにおいて平均化時間が十分にとれており、ＳＩＲ測定部２１１〜２１Ｌにて測定されたＳＩＲが最大のフィンガにおける信号の到来方向に最も近い方向のビーム番号である。なお、ビーム番号は、信号の到来方向に対して、直交あるいは等間隔マルチビームを用いて予め複数定められており、情報収集選択処理部２２は、その中から上述した条件に合ったビーム番号を選択することとなる。
図７は、直交マルチビームで定められた複数のビームから、最大のＳＩＲが測定されたフィンガの到来方向情報に最も近い方向に向くビームを選択する様子を示す図である。図７では、横軸がビーム方向を示す角度θであり、縦軸が振幅である。そして、初期重みとして選択可能な複数（ここではＭ個：Ｍは自然数）のビームの特性が示されている。
図７に示されている直交マルチビームは、あるビームのピーク方向が他のビームのヌル方向となるように各ビームの方向が定められている。最大のＳＩＲが測定されるフィンガの到来方向が角度θ０であれば、その方向に最も近い方向の、ビーム番号ｍのビームが選択される。
図８は、等間隔マルチビームで定められた複数のビームから、最大のＳＩＲが測定されたフィンガの到来方向情報に最も近い方向に向くビームを選択する様子を示す図である。図８に示されている等間隔マルチビームは、ビーム方向の間隔が等しくなるように各ビームの方向が定められている。最大のＳＩＲが測定されるフィンガの到来方向が角度θ０であれば、図７と同様に、その方向に最も近い方向の、ビーム番号ｍのビームが選択される。
なお、最大のＳＩＲが測定されたフィンガの到来方向情報を用いるのは、そのフィンガのビーム方向のパスにおいて受信品質が高い可能性が高いからである。移動通信セルラーシステムのマクロセル環境においては、移動局から送出された電波はまず移動局周辺のビルや建物などの地形や地物により反射、回折、散乱し、ほぼ同じ到来角をもった複数のパスを通って基地局に到来するのが一般的である。そのため、上述したように選択されたフィンガの到来方向情報に最も近いビームのビーム番号の重みを初期重み生成部９１〜９Ｌで生成される初期重みとして用いるのが妥当である。
また、最大のＳＩＲが測定されたフィンガの到来方向情報を直接、初期重みの生成に用いていない。これは、既に割り当てられたフィンガで、重み計算部６１〜６Ｌの信号同相平均計算部１３１〜１３Ｌおよび時間平均計算部１５１〜１５Ｌにおいて平均化時間が十分にとれており、最大のＳＩＲが測定された信号処理部２１〜２Ｌの到来方向情報は、信号処理部２１〜２Ｌに新たに割り当てるフィンガ、タイミングが大きく変化したフィンガ、あるいは割り当てられた信号処理部２１〜２Ｌの重み計算部６１〜６Ｌにおいて平均化時間が十分にとれていないフィンガの信号到来方向と異なると考えられるからである。
初期重み生成部９１〜９Ｌは、重み計算部６１〜６Ｌにより十分な精度の重みが得られないときに用いられる初期重みを生成し、重み付け合成回路５１〜５Ｌに送る。
初期重み生成部９１〜９Ｌは、サーチャ１６が信号処理部２１〜２Ｌにフィンガを新たに割り当てるとき、フィンガを割り当てられた信号処理部２１〜２Ｌの重み計算部６１〜６Ｌにて十分な平均化時間が取れていないときに用いられる。また、使用中のフィンガのパスタイミングが大きく変化したときにも、初期重み生成部９１〜９Ｌが用いられる。
図９は、直交あるいは等間隔マルチビームの重みを示す一覧表である。この一覧表は、初期重み生成部９１〜９Ｌが重みを決定するのに用いられる。
図９を参照すると、ビーム番号に対応する重みが示されている。初期重み生成部９１〜９Ｌは、情報収集選択処理部２２によって通知されたビーム番号ｍに対応する重みを図９の一覧表から選択し、それを重み付け合成回路５１〜５Ｌに通知する。
なお、初期重み生成部９１〜９Ｌは、既に信号処理部２１〜２Ｌに割り当てられているフィンガの中に、重み計算部６１〜６Ｌにおいて平均化時間が十分にとられているフィンガが無ければ、無指向性重み等の所定の重み、あるいは伝送路推定から求まる推定重みを用いる。無指向性重み等の所定の重み、あるいは伝送路推定から求まる推定重みを、以下、第２の初期重みと称する。
図１０は、本実施形態による適応アンテナ受信装置において、フィンガを割り当てるときの動作を示すフローチャートである。
図１０を参照すると、まず、情報収集選択処理部２２が、サーチャ１６によって信号処理部２１〜２Ｌに割り当てられたフィンガが新規のものか否か判定する（ステップＡ１）。新規フィンガであれば、次に、情報収集選択処理部２２は、既に信号処理部２１〜２Ｌに割り当てられていたフィンガの中に、重み計算部６１〜６Ｌの信号同相平均計算部１３１〜１３Ｌおよび時間平均計算部１５１〜１５Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているものがあるか否か判定する（ステップＡ６）。
平均化時間が十分な既存のフィンガがなければ、情報収集選択処理部２２は、その旨を、新規フィンガが割り当てられた信号処理部２１〜２Ｌの初期重み生成部９１〜９Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９１〜９Ｌは、第２の初期重みを生成して重み付け合成回路５１〜５Ｌに送る。初期重み生成部９１〜９Ｌから第２の初期重みを受けた重み付け合成回路５１〜５Ｌは、その第２の初期重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＡ８）。
ステップＡ６の判定において、平均化時間が十分な既存フィンガが少なくとも１つ有れば、情報収集選択処理部２２は、その既存フィンガの中で最大のＳＩＲが測定されているフィンガの信号到来方向に最も近い方向のビームのビーム番号を、新規フィンガが割り当てられた信号処理部２１〜２Ｌの初期重み生成部９１〜９Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９１〜９Ｌは、そのビーム番号に対応する初期重みを一覧表から選択して重み付け合成回路５１〜５Ｌに送る。初期重み生成部９１〜９Ｌから初期重みを受けた重み付け合成回路５１〜５Ｌは、その初期重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＡ７）。
ステップＡ１の判定において、新規フィンガでなければ、情報収集選択処理部２２は、そのフィンガが割り当てられている信号処理部２１〜２Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているか否か判定する（ステップＡ２）。
平均化時間が十分でなければ、情報収集選択処理部２２は、既に信号処理部２１〜２Ｌに割り当てられていたフィンガの中に、重み計算部６１〜６Ｌの信号同相平均計算部１３１〜１３Ｌおよび時間平均計算部１５１〜１５Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているものがあるか否か判定する（ステップＡ４）。
平均化時間が十分な既存フィンガが少なくとも１つ有れば、ステップＡ７の処理に進み、情報収集選択処理部２２は、その既存フィンガの中で最大のＳＩＲが測定されているフィンガの信号到来方向に最も近い方向のビームのビーム番号を、新規フィンガが割り当てられた信号処理部２１〜２Ｌの初期重み生成部９１〜９Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９１〜９Ｌは、そのビーム番号に対応する初期重みを一覧表から選択して重み付け合成回路５１〜５Ｌに送る。初期重み生成部９１〜９Ｌから初期重みを受けた重み付け合成回路５１〜５Ｌは、その初期重みを用いて重み付け合成を行う。
ステップＡ４の判定で、平均化時間が十分な既存のフィンガがなければ、情報収集選択処理部２２は、その旨を、フィンガの割り当ての対象となっている信号処理部２１〜２Ｌの初期重み生成部９１〜９Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９１〜９Ｌは、第２の初期重みを生成して重み付け合成回路５１〜５Ｌに送る。初期重み生成部９１〜９Ｌから第２の初期重みを受けた重み付け合成回路５１〜５Ｌは、その第２の初期重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＡ５）。
ステップＡ２の判定で、平均化時間が十分であれば、フィンガの割り当ての対象となっている信号処理部２１〜２Ｌの重み計算部６１〜６Ｌは、算出した重みを重み付け合成回路５１〜５Ｌに送る。重み計算部６１〜６Ｌから重みを受けた重み付け合成回路５１〜５Ｌは、その重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＡ３）。
図１１は、本実施形態による適応アンテナ受信装置において、フィンガのパスタイミングが変化したときの動作を示すフローチャートである。
図１１に示すように、サーチャ１６によっていずれかの信号処理部２１〜２Ｌに割り当てられているフィンガのパスタイミング（遅延時間）が変化すると、情報収集選択処理部２２が、そのフィンガのパスタイミングがｘＴチップ以上変化したか否か判定する（ステップＢ１）。ここで、ｘＴチップは、パスタイミングの変化量に対する閾値であり、重み計算部６１〜６Ｌにより算出される重みが追従できない程にパスタイミングの変化が急激であったか否かを決める。パスタイミングの変化が閾値を越えて大きく変化した場合、平均化時間が十分にとれるまで、重み計算部６１〜６Ｌからの重みは信用できない。
パスタイミングの変化がｘＴチップ以上であれば、次に、情報収集選択処理部２２は、既に信号処理部２１〜２Ｌに割り当てられていたフィンガの中に、重み計算部６１〜６Ｌの信号同相平均計算部１３１〜１３Ｌおよび時間平均計算部１５１〜１５Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているものがあるか否か判定する（ステップＢ６）。
平均化時間が十分な既存のフィンガがなければ、情報収集選択処理部２２は、その旨を、処理対象となっている信号処理部２１〜２Ｌの初期重み生成部９１〜９Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９１〜９Ｌは、第２の初期重みを生成して重み付け合成回路５１〜５Ｌに送る。初期重み生成部９１〜９Ｌから第２の初期重みを受けた重み付け合成回路５１〜５Ｌは、その第２の初期重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＢ８）。
ステップＢ６の判定において、平均化時間が十分な既存フィンガが少なくとも１つ有れば、情報収集選択処理部２２は、その既存フィンガの中で最大のＳＩＲが測定されているフィンガの信号到来方向に最も近い方向のビームのビーム番号を、処理対象となっている信号処理部２１〜２Ｌの初期重み生成部９１〜９Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９１〜９Ｌは、そのビーム番号に対応する初期重みを一覧表から選択して重み付け合成回路５１〜５Ｌに送る。初期重み生成部９１〜９Ｌから初期重みを受けた重み付け合成回路５１〜５Ｌは、その初期重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＢ７）。
ステップＢ１の判定において、パスタイミングの変化がｘＴチップ未満であれば、情報収集選択処理部２２は、そのフィンガが割り当てられている信号処理部２１〜２Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているか否か判定する（ステップＢ２）。
平均化時間が十分でなければ、情報収集選択処理部２２は、既に信号処理部２１〜２Ｌに割り当てられていたフィンガの中に、重み計算部６１〜６Ｌの信号同相平均計算部１３１〜１３Ｌおよび時間平均計算部１５１〜１５Ｌにおいて平均化時間が十分にとれているものがあるか否か判定する（ステップＢ４）。
平均化時間が十分な既存フィンガが少なくとも１つ有れば、ステップＢ７の処理に進み、情報収集選択処理部２２は、その既存フィンガの中で最大のＳＩＲが測定されているフィンガの信号到来方向に最も近い方向のビームのビーム番号を、処理対象となっている信号処理部２１〜２Ｌの初期重み生成部９１〜９Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９１〜９Ｌは、そのビーム番号に対応する初期重みを一覧表から選択して重み付け合成回路５１〜５Ｌに送る。初期重み生成部９１〜９Ｌから初期重みを受けた重み付け合成回路５１〜５Ｌは、その初期重みを用いて重み付け合成を行う。
ステップＢ４の判定で、平均化時間が十分な既存のフィンガがなければ、情報収集選択処理部２２は、その旨を、処理対象となっている信号処理部２１〜２Ｌの初期重み生成部９１〜９Ｌに通知する。その通知を受けた初期重み生成部９１〜９Ｌは、第２の初期重みを生成して重み付け合成回路５１〜５Ｌに送る。初期重み生成部９１〜９Ｌから第２の初期重みを受けた重み付け合成回路５１〜５Ｌは、その第２の初期重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＢ５）。
ステップＢ２の判定で、平均化時間が十分であれば、処理対象となっている信号処理部２１〜２Ｌの重み計算部６１〜６Ｌは、算出した重みを重み付け合成回路５１〜５Ｌに送る。重み計算部６１〜６Ｌから重みを受けた重み付け合成回路５１〜５Ｌは、その重みを用いて重み付け合成を行う（ステップＢ３）。
以上説明したように、本実施形態によれば、フィンガ毎にビームを形成する適応アンテナにおいて、安定時には重み計算部６１〜６Ｌで算出される正確な重みを重み付け合成回路５１〜５Ｌに提供する。また、フィンガを新たに割り当てるとき、割り当てているフィンガのパスタイミングが大きく変化したとき、あるいは既に割り当てているフィンガの重み計算部６１〜６Ｌで算出される重みに十分な精度が得られていないときは、直交あるいは等間隔マルチビームとしてビーム方向および重みが予め定められた複数のビームの一覧表から、十分な平均化時間がとれて十分な精度で重みを算出している他のフィンガの中でＳＩＲが最大のフィンガの信号到来方向に最も近いビームを選択し、選択されたビームの重みを初期重みとして用いることにより、短時間かつ少ない演算で受信品質の高い指向性ビームを形成することができ、特性劣化を防ぐことができる。また、伝送路推定を行い、それによって得られる重みを初期重みとする場合に必要とされるような大きな処理量を削減することができる。
本発明の他の実施形態について説明する。
図１２は、本発明の他の実施形態によるオープンループ制御の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。図１２に示された適応アンテナ受信装置は、図５に示されたものと同様に、適応アンテナを構成するアンテナの数がＮ（Ｎは２以上の整数）であり、合成するマルチパスの数がＬ（Ｌは自然数）である。そして、第ｋユーザ（ｋは自然数）の移動局から受信されるユーザ信号を受信する回路部分が示されている。
図１２を参照すると、適応アンテナ受信装置は、アンテナ１１〜１Ｎ、信号処理部２３１〜２３Ｌ、加算器１１、判定器１２、サーチャ１６、および情報収集選択処理部２２を有している。
信号処理部２３１は、遅延器３１、逆拡散回路４１１〜４１Ｎ、重み付け合成回路５１、重み計算部６１、伝送路推定回路７１、複素共役回路８１、初期重み生成部９１、乗算器１０１、到来方向検出部２０１、および信号電力測定部２４１を有している。また、重み計算部６１は、信号同相平均計算部１３１、相関検出部１４１、および時間平均計算部１５１を有している。
図示されていないが、信号処理部２３２〜２３Ｌの内部は信号処理部２３１と同じ構成である。例えば、信号処理部２３２は、遅延器３２、逆拡散回路４２１〜４２Ｎ、重み付け合成回路５２、重み計算部６２、伝送路推定回路７２、複素共役回路８２、初期重み生成部９２、乗算器１０２、到来方向検出部２０２、および信号電力測定部２４２で構成されている。また、重み計算部６２は、信号同相平均計算部１３２、相関検出部１４２、および時間平均計算部１５２を有している。
アンテナ１１〜１Ｎ、加算器１１、判定器１２、サーチャ１６、情報収集選択処理部２２、遅延器３１、逆拡散回路４１１〜４１Ｎ、重み付け合成回路５１、重み計算部６１、伝送路推定回路７１、複素共役回路８１、初期重み生成部９１、乗算器１０１、到来方向検出部２０１は、図５と同じものである。図５のＳＩＲ測定部２１１〜２１Ｌが、図１２では信号電力測定部２４１〜２４Ｌに置き換わっている点が異なる。
信号電力測定部２４１〜２４Ｌは、重み付け合成回路５１〜５Ｌの出力から、任意の時間平均した信号電力を測定し、情報収集選択処理部２２に送る。
情報収集選択処理部２２は、重み計算部６１〜６Ｌで算出される重みに十分な精度が得られていないとき、その信号処理部２３１〜２３Ｌの初期重み生成部９１〜９Ｌに、初期重みを生成するのに用いるビーム番号を通知する。そして、本実施形態では、このとき通知されるビーム番号は、いずれかの信号処理部２３１〜２３Ｌに既に割り当てられているフィンガの中で、重み計算部６１〜６Ｌの信号同相平均計算部１３１〜１３Ｌおよび時間平均計算部１５１〜１５Ｌにおいて平均化時間が十分にとれており、信号電力測定部２４１〜２４Ｌにて測定された信号電力が最大のフィンガにおける信号の到来方向に最も近い方向のビーム番号である。なお、ビーム番号は、図７および８に示したと同様に、信号の到来方向に対して、直交あるいは等間隔マルチビームを用いて予め複数定められたものである。
本実施形態では、信号電力の高いパスの受信信号は特性が良好である可能性が高いことに着目し、十分な平均化時間がとれて十分な精度で重みを算出しているフィンガの中で受信信号電力が最大のフィンガの信号到来方向に最も近いビームを選択しているので、図５のものと同様に、短時間かつ少ない演算で受信品質の高い指向性ビームを形成することができ、特性劣化を防ぐことができる。また、伝送路推定を行い、それによって得られる重みを初期重みとする場合に必要とされるような大きな処理量を削減することができる。
本発明のさらに他の実施形態について説明する。
図１３は、本発明のさらに他の実施形態によるオープンループ制御の適応アンテナ受信装置の構成例を示すブロック図である。図１３に示された適応アンテナ受信装置は、図５および図１２に示されたものと同様に、適応アンテナを構成するアンテナの数がＮ（Ｎは２以上の整数）であり、合成するマルチパスの数がＬ（Ｌは自然数）である。そして、第ｋユーザ（ｋは自然数）の移動局から受信されるユーザ信号を受信する回路部分が示されている。
図１３を参照すると、適応アンテナ受信装置は、アンテナ１１〜１Ｎ、信号処理部２５１〜２５Ｌ、加算器１１、判定器１２、サーチャ１６、パスタイミング比較部２６、および情報収集選択処理部２２を有している。
信号処理部２５１は、遅延器３１、逆拡散回路４１１〜４１Ｎ、重み付け合成回路５１、重み計算部６１、伝送路推定回路７１、複素共役回路８１、初期重み生成部９１、乗算器１０１、および到来方向検出部２０１を有している。また、重み計算部６１は、信号同相平均計算部１３１、相関検出部１４１、および時間平均計算部１５１を有している。
図示されていないが、信号処理部２５２〜２５Ｌの内部は信号処理部２５１と同じ構成である。
アンテナ１１〜１Ｎ、加算器１１、判定器１２、サーチャ１６、情報収集選択処理部２２、遅延器３１、逆拡散回路４１１〜４１Ｎ、重み付け合成回路５１、重み計算部６１、伝送路推定回路７１、複素共役回路８１、初期重み生成部９１、乗算器１０１、到来方向検出部２０１は、図５と同じものである。
図１３の実施形態の適応アンテナ受信装置は、図５に示されていたＳＩＲ測定部２１１〜２１Ｌを有さず、パスタイミング比較部２６を有している。
パスタイミング比較部２６は、サーチャ１６からのタイミング情報を基に、遅延時間の最も短いフィンガを情報収集選択処理部２２に通知する。
情報収集選択処理部２２は、重み計算部６１〜６Ｌで算出される重みに十分な精度が得られていないとき、その信号処理部２５１〜２５Ｌの初期重み生成部９１〜９Ｌに、初期重みを生成するのに用いるビーム番号を通知する。そして、本実施形態では、このとき通知されるビーム番号は、いずれかの信号処理部２５１〜２５Ｌに既に割り当てられているフィンガの中で、重み計算部６１〜６Ｌの信号同相平均計算部１３１〜１３Ｌおよび時間平均計算部１５１〜１５Ｌにおいて平均化時間が十分にとれており、遅延時間が最も短いフィンガにおける信号の到来方向に最も近い方向のビーム番号である。なお、ビーム番号は、図７および８に示したと同様に、信号の到来方向に対して、直交あるいは等間隔マルチビームを用いて予め複数定められたものである。
本実施形態では、遅延時間が短いパスを受信している信号は、受信レベルが高く、受信特性が良好で直接波である可能性が高いことに着目し、十分な平均化時間がとれて十分な精度で重みを算出しているフィンガの中で遅延時間が最も短いフィンガの信号到来方向に最も近いビームを選択しているので、図５のものと同様に、短時間かつ少ない演算で受信品質の高い指向性ビームを形成することができ、特性劣化を防ぐことができる。また、伝送路推定を行い、それによって得られる重みを初期重みとする場合に必要とされるような大きな処理を削減することができる。
なお、本実施形態では、遅延時間が最も短いフィンガの信号到来方向を用いたが、その他の例として、パスの継続時間が最も長いフィンガの信号到来方向を用いることとしても良い。パスの継続時間とは、到来波が信号処理部２５１〜２５Ｌによって途切れることなく継続して受信されている時間である。これは、パスの継続時間が長いパスで受信している信号は、最も安定した直接波である可能性が高いことに着目したものである。
これまでに説明した全ての実施形態では、ＣＤＭＡ通信に用いる装置を例示したが、本発明は、それに限定されない。例えば、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：時間分割多元接続）や、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：周波数分割多元接続）の通信に用いる装置にも適用することができる。
また、これまでに説明した全ての実施形態では、重み計算部６１〜６Ｌにおいて簡易に希望波の到来方向を推定する方法を用いる例を示したが、本発明は重み計算部６１〜６Ｌで用いられるアルゴリズムに限定されない。例えば、ＭＵＳＩＣアルゴリズムや、ＥＳＰＲＩＴアルゴリズムによる到来方向推定アルゴリズムを用いることとしてもよい。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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