【手続補正書】
【提出日】平成19年2月28日(2007.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  受信信号に対して重み付けを行って指向性を変化させるアダプティブアレーアンテナであって、
信号を受信する複数のアレーアンテナ素子と、
複数の前記アレーアンテナ素子からの入力信号に重み付けを行うための複数の素子ウェイト値を含むウェイト情報を算出する重み付け制御部と、
前記重み付け制御部から前記ウェイト情報が入力されて、複数の前記アレーアンテナ素子からの信号に対してそれぞれ重み付けを行う重み付け部と、
前記重み付け部からの信号を全て合成する加算器とを備え、
前記重み付け制御部は、
複数の前記アレーアンテナ素子からの信号をサンプリングしたサンプルデータを記憶するバッファと、
前記ウェイト情報の候補となる複数のウェイト情報について、前記サンプルデータと当該ウェイト情報とを前記アレーアンテナ素子に対応する要素ごとに乗算して合成するアレー合成演算をそれぞれ行い、それぞれの演算結果から当該ウェイト情報に対する評価値をそれぞれ算出する評価部と、
前記評価値に対応するウェイト情報から２つ以上を選別する選別部と、
前記選別部から送られた前記２つ以上のウェイト情報を、非線形操作により更新して出力する非線形処理部と、
前記非線形処理部が更新したウェイト情報を記憶して、前記評価部へ入力する情報記憶部と、
前記２つ以上選別されたウェイト情報に対応する評価値から所望の評価値に対応するウェイト情報を出力する決定部とを有し、
前記ウェイト情報の候補となる複数のウェイト情報は、前記評価部が出力した対応する評価値に基づいて、ウェイト情報が選別され、さらに前記非線形処理部により非線形操作が行われたのち、再評価されることを所定の回数だけ繰り返して所定の初期ウェイト情報から更新されていき、所定の回数が終了すると、前記決定部によって前記所望の評価値に対応するウェイト情報のみが出力されることを特徴とする、アダプティブアレーアンテナ。
【請求項２】  前記非線形処理部は、（１）前記２つ以上選別されたウェイト情報に含まれる各素子ウェイト値の１つ以上を相互に交換して新たなウェイト情報を生成する交換部、（２）前記２つ以上選別された複数のウェイト情報に含まれる素子ウェイト値の１つ以上を乱数によって変更し、新たなウェイト情報を生成する変更部、（３）前記２つ以上選別されたウェイト情報をそのまま複製して新たなウェイト情報を生成する複製部、の少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のアダプティブアレーアンテナ。
【請求項３】  前記情報記憶部は、複数の異なる指向性を持つように予め定められた初期ウェイト情報を有し、当該初期ウェイト情報を受信信号が入力される前に前記評価部へ入力することを特徴とする、請求項１に記載のアダプティブアレーアンテナ。
【請求項４】  前記情報記憶部は、過去に受信信号を送信した複数の送信局毎に対応するウェイト情報を保存し、新たに送信局が変更される毎に保存したウェイト情報をロードして新たなウェイト情報とすることを特徴とする、請求項１に記載のアダプティブアレーアンテナ。
【請求項５】  前記評価部は、前記アレー合成演算の結果から算出される信号点座標の原点からの距離と、所定値との二乗誤差を求め、当該二乗誤差の値が小さいほど高い評価の評価値を算出することを特徴とする、請求項１に記載のアダプティブアレーアンテナ。
【請求項６】  前記評価部は、前記アレー合成演算の結果から算出される信号点座標と、送信時における信号点配置座標との座標間距離を求め、当該距離が短いほど高い評価の評価値を算出することを特徴とする、請求項１に記載のアダプティブアレーアンテナ。
【請求項７】  前記評価部は、予めトレーニングのための信号点座標を有し、前記アレー合成演算の結果から算出される信号点座標と、トレーニングのための信号点座標との座標間距離を求め、当該距離が短いほど高い評価の評価値を算出することを特徴とする、請求項１に記載のアダプティブアレーアンテナ。
【請求項８】  前記評価部は、前記アレー合成演算の結果から算出される信号点座標の実数成分および虚数成分をそれぞれ正とした信号点座標と、送信時において第１象現に存在する信号点配置座標との座標間距離を求め、当該距離が短いほど高い評価の評価値を算出することを特徴とする、請求項６に記載のアダプティブアレーアンテナ。
【請求項９】  前記評価部は、送信時において第１象現に存在する信号点配置座標が複数存在する場合には、前記アレー合成演算の結果から算出される信号点座標の実数成分の絶対値と、複数の前記信号点配置座標の実数成分との２乗誤差をそれぞれ求めてそれら全てを乗算し、前記アレー合成演算の結果から算出される信号点座標の虚数成分の絶対値と、複数の前記信号点配置座標の虚数成分との２乗誤差をそれぞれ求めてそれら全てを乗算し、これらの乗算された値同士を加算した値が小さいほど高い評価の評価値を算出することを特徴とする、請求項８に記載のアダプティブアレーアンテナ。
【請求項１０】  前記評価部は、サンプル時刻が互いに異なる複数のサンプルデータ毎にアレー合成演算を行い、算出された複数の評価値を合計した値を評価値として算出することを特徴とする、請求項１に記載のアダプティブアレーアンテナ。
【請求項１１】  前記決定部は、選別された複数のウェイト情報に対応する評価値の中で２番目に高い評価値に対応するウェイト情報を算出することを特徴とする、請求項１に記載のアダプティブアレーアンテナ。
【請求項１２】  前記評価部は、前記ウェイト情報の候補となる複数のウェイト情報に対応する評価値をそれぞれ並列演算して算出することを特徴とする、請求項１に記載のアダプティブアレーアンテナ。
【請求項１３】  前記ウェイト情報は、前記アレーアンテナ素子に対応する複数の素子ウェイト値に加えて、複数の当該素子ウェイト値に対して位相回転に関する拘束条件を付す回転子を素子ウェイト値としてさらに含み、
前記評価部が行うアレー合成演算は、前記サンプルデータと当該ウェイト情報とを前記アレーアンテナ素子に対応する要素ごとに乗算し、乗算された値のそれぞれに回転子を乗算して合成することを特徴とする、請求項１に記載のアダプティブアレーアンテナ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、受信信号に対して重み付けを行って指向性を変化させるアダプティブアレーアンテナであって、信号を受信する複数のアレーアンテナ素子と、複数のアレーアンテナ素子からの入力信号に重み付けを行うための複数の素子ウェイト値を含むウェイト情報を算出する重み付け制御部と、重み付け制御部からウェイト情報が入力されて、複数のアレーアンテナ素子からの信号に対してそれぞれ重み付けを行う重み付け部と、重み付け部からの信号を全て合成する加算器とを備え、重み付け制御部は、複数のアレーアンテナ素子からの信号をサンプリングしたサンプルデータを記憶するバッファと、ウェイト情報の候補となる複数のウェイト情報について、サンプルデータと当該ウェイト情報とを前記アレーアンテナ素子に対応する要素ごとに乗算して合成するアレー合成演算をそれぞれ行い、それぞれの演算結果から当該ウェイト情報に対する評価値をそれぞれ算出する評価部と、評価値に対応するウェイト情報から２つ以上選別する選別部と、選別部から送られた２つ以上のウェイト情報を、非線形操作により更新して出力する非線形処理部と、非線形処理部が更新したウェイト情報を記憶して、評価部へ入力する情報記憶部と、２つ以上選別されたウェイト情報に対応する評価値から所望の評価値に対応するウェイト情報を出力する決定部とを有し、ウェイト情報の候補となる複数のウェイト情報は、評価部が出力した対応する評価値に基づいて、ウェイト情報が選別され、さらに非線形処理部により非線形操作が行われたのち、再評価されることを所定の回数だけ繰り返して所定の初期ウェイト情報から更新されていき、所定の回数が終了すると、決定部によって所望の評価値に対応するウェイト情報のみが出力されることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
第１の発明により、非線形操作で素子ウェイト値を更新するため、逆行列演算等に比べて演算量を削減することができる。また、交換によって現探索点の近傍を探索することができ、変更によって現探索点より多少離れた地点を探索し、局所解に陥ることを防ぐ。そして、選別によって探索点を絞り込み、これらの操作を繰り返すことによって最適解への精度を高めていくことができる。
第２の発明は、非線形処理部は、（１）２つ以上選別されたウェイト情報に含まれる各素子ウェイト値の１つ以上を相互に交換して新たなウェイト情報を生成する交換部、（２）２つ以上選別された複数のウェイト情報に含まれる素子ウェイト値の１つ以上を乱数によって変更し、新たなウェイト情報を生成する変更部、（３）２つ以上選別されたウェイト情報をそのまま複製して新たなウェイト情報を生成する複製部、の少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
第３の発明は、情報記憶部は、第１の発明のアダプティブアレーアンテナであって、複数の異なる指向性を持つように予め定められた初期ウェイト情報を有し、当該初期ウェイト情報を受信信号が入力される前に評価部へ入力することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第３の発明により、ロードされたウェイト情報が最適解に近い状態から探索を進めることができ、探索の繰り返し回数を減らし演算量を削減することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
第４の発明は、第１の発明のアダプティブアレーアンテナであって、情報記憶部は、過去に受信信号を送信した複数の送信局毎に対応するウェイト情報を保存し、新たに送信局が変更される毎に保存したウェイト情報をロードして新たなウェイト情報とすることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
第４の発明により、信号の送信元が変更されても前回の最適解近傍から探索を行うことができ、探索の繰り返し回数を減らし演算量を削減することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
第５の発明は、第１の発明のアダプティブアレーアンテナであって、評価部は、アレー合成演算の結果から算出される信号点座標の原点からの距離と、所定値との二乗誤差を求め、当該二乗誤差の値が小さいほど高い評価の評価値を算出することを特徴とする。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
第５の発明により、半径が特定値であって原点を中心とした円周上に信号点を集め、妨害波を分離する。ゆえに、所望信号のみを取り出す素子ウェイト値が求まる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
第６の発明は、第１の発明のアダプティブアレーアンテナであって、評価部は、アレー合成演算の結果から算出される信号点座標と、送信時における信号点配置座標との座標間距離を求め、当該距離が短いほど高い評価の評価値を算出することを特徴とする。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
第６の発明により、信号点配置座標に信号点を集め、妨害波を分離する。ゆえに、所望信号のみを周波数同期を保って取り出す素子ウェイト値が求まる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
第７の発明は、第１の発明のアダプティブアレーアンテナであって、評価部は、予めトレーニングのための信号点座標を有し、アレー合成演算の結果から算出される信号点座標と、トレーニングのための信号点座標との座標間距離を求め、当該距離が短いほど高い評価の評価値を算出することを特徴とする。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
第７の発明により、トレーニング時はトレーニング用の信号点座標のみに信号点を集め、精度の高い妨害波の分離を行う。ゆえに、所望信号のみを取り出す精度の高い素子ウェイト値が求まる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
第８の発明は、第１の発明のアダプティブアレーアンテナであって、評価部は、アレー合成演算の結果から算出される信号点座標の実数成分および虚数成分をそれぞれ正とした信号点座標と、送信時において第１象現に存在する信号点配置座標との座標間距離を求め、当該距離が短いほど高い評価の評価値を算出することを特徴とする。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
第８の発明により、第１象現の信号点配置座標に正に変換した信号点を集め、妨害波を分離する。ゆえに、評価を簡略化して演算量を削減し、所望信号のみを周波数同期を保って取り出す素子ウェイト値が求まる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
第９の発明は、第１３の発明のアダプティブアレーアンテナであって、評価部は、送信時において第１象現に存在する信号点配置座標が複数存在する場合には、アレー合成演算の結果から算出される信号点座標の実数成分の絶対値と、複数の信号点配置座標の実数成分との２乗誤差をそれぞれ求めてそれら全てを乗算し、アレー合成演算の結果から算出される信号点座標の虚数成分の絶対値と、複数の信号点配置座標の虚数成分との２乗誤差をそれぞれ求めてそれら全てを乗算し、これらの乗算された値同士を加算した値が小さいほど高い評価の評価値を算出することを特徴とする。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
第９の発明により、第１象現にある複数の信号点配置座標のどれか一つに信号点を集め、妨害波を分離する。ゆえに、信号点配置座標が複数あっても評価を行え、所望信号のみを周波数同期を保って取り出す素子ウェイト値が求まる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
第１０の発明は、第１の発明のアダプティブアレーアンテナであって、評価部は、サンプル時刻が互いに異なる複数のサンプルデータ毎にアレー合成演算を行い、算出された複数の評価値を合計した値を評価値として算出することを特徴とする。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
第１０の発明により、複数の信号点の評価合計から時間平均された評価値を求めることになり、雑音等による影響を低減し精度の高い評価ができる。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
第１１の発明は、第１の発明のアダプティブアレーアンテナであって、決定部は、選別された複数のウェイト情報に対応する評価値の中で２番目に高い評価値に対応するウェイト情報を算出することを特徴とする。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
第１１の発明により、一番高い評価値を避けることで雑音によって評価を高められたウェイト情報を選択する危険を低減することができる。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
第１２の発明は、第１の発明のアダプティブアレーアンテナであって、評価部は、ウェイト情報の候補となる複数のウェイト情報に対応する評価値をそれぞれ並列演算して算出することを特徴とする。第１２の発明により、評価部の演算を高速にすることができる。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
第１３の発明は、第１の発明のアダプティブアレーアンテナであって、ウェイト情報は、アレーアンテナ素子に対応する複数の素子ウェイト値に加えて、複数の当該素子ウェイト値に対して位相回転に関する拘束条件を付す回転子を素子ウェイト値としてさらに含み、評価部が行うアレー合成演算は、サンプルデータと当該ウェイト情報とをアレーアンテナ素子に対応する要素ごとに乗算し、乗算された値のそれぞれに回転子を乗算して合成することを特徴とする。
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
第１３の発明により、復調する場合に位相回転の調整を行う必要がなくなる。また、拘束条件を付された素子ウェイト値を用いることによって、条件が付されない場合よりも精度の高い重み付けを行うことができる。
【手続補正４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２１８】
以上のようにして選別処理が終了した後、重み付け制御部５は、サブルーチンステップＳ８００の処理を開始する。