(57)【要約】適応アンテナシステムは、Ｎ個のアンテナと、前記Ｎ個のアンテナ各自に動作可能に接続されたＮ個のフォワード等化器と、フォワード等化器の各自に関連する係数を調整するＮ個の制御信号をそれぞれ生成するために、コンスタントモジュラスアルゴリズム（ＣＭＡ）を実行するＮ個のプロセッサを備える。好ましくは、適応アンテナシステムは、更に、前記Ｎ個のフォワード等化器の合成された出力に基づく信号を受信するサンプリング装置、及びサンプリング装置の出力を受信し、サンプリング装置によって受信された信号を調整するフィードバック信号を生成するフィードバック等化器を備える。望まれるならば、第１動作モードでは、Ｎ個の制御信号がＮ個のフォワード等化器にそれぞれ印加され、第２動作モードでは、Ｎ個の制御信号の内選択されたものがＮ個のフォワード等化器に印加される。ビーム整形アンテナシステムを動作させる方法も開示される。
2004518331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
適応アンテナシステムであって：
−  Ｎ個のアンテナ；
−  前記Ｎ個のアンテナ各自に動作可能に接続されたＮ個のフォワード等化器；及び
−  前記Ｎ個のフォワード等化器の各自に関連する係数を調整するＮ個の制御信号をそれぞれ生成するために、コンスタントモジュラスアルゴリズムを実行するＮ個のプロセッサ；
を備えることを特徴とする適応アンテナシステム。
【請求項２】
更に：
−  前記Ｎ個のフォワード等化器の合成された出力に基づく信号を受信する判定装置；及び
−  前記判定装置の出力を受信し、前記判定装置によって受信された信号を調整するフィードバック信号を生成するフィードバック等化器；
を備え、
−  Ｎ番目のプロセッサにより生成される第Ｎ制御信号が、前記フィードバック等化器に関連する係数を調整することを特徴とする請求項１記載の適応アンテナシステム。
【請求項３】
Ｎ個のプロセッサの各々が、
【数１】
2004518331.tif 000011
の数式を演算し、ここで、
ｃｎ（ｋ）は、時刻ｋにおけるｎ番目の等化器係数であり、
νｋは、等化器入力であり、
等化器出力であり、及び
｜γｍ｜２は、ｍ番目のアンテナに関するゴダールコスト関数におけるＣＭＡ定数であることを特徴とする請求項１記載の適応アンテナシステム。
【請求項４】
各プロセッサで演算される前記数式が、異なる係数｜γｍ｜２を使用することを特徴とする請求項３記載の適応アンテナシステム。
【請求項５】
適応アンテナシステムであって：
−  第１及び第２アンテナ；
−  前記第１及び第２アンテナの各自に動作可能に接続された第１及び第２フォワード等化器；
−  前記第１及び第２フォワード等化器により生成された第１及び第２フォワード等化信号を受信する第１結合器；
−  前記第１結合器から出力された結合信号に基づく信号を受信するサンプリング回路；及び
−  前記第１及び第２フォワード等化器の各自に関連する係数を調整する第１及び第２制御信号をそれぞれ生成するために、各々がコンスタントモジュラスアルゴリズムを実行する第１及び第２プロセッサ；
を備え、
−  前記第１プロセッサが、前記サンプリング回路の出力に基づく入力信号を受信することを特徴とする適応アンテナシステム。
【請求項６】
−  第１動作モードの間に、前記第１及び第２制御信号が前記第１及び第２フォワード等化器にそれぞれ印加され；及び
−  第２動作モードの間に、前記第１制御信号が前記第１及び第２フォワード等化器に印加されることを特徴とする請求項５記載の適応アンテナシステム。
【請求項７】
更に：
−  前記第１結合器及び前記サンプリング回路の間に設けられた第２結合器第２結合器；及び
−  前記サンプリング回路の出力を受信し、フィードバック信号を生成するフィードバック等化器；
を備え、
−  前記フィードバック信号が、前記サンプリング回路により受信された信号を調整するために、前記第２結合器の第２入力ポートに印加され；及び
−  前記第１プロセッサにより生成された前記第１制御信号が、前記フィードバック等化器に関連する係数を調整することを特徴とする請求項５記載の適応アンテナシステム。
【請求項８】
前記第１及び第２プロセッサが、
【数２】
2004518331.tif 000012
の数式を演算し、ここで、
ｃｎ（ｋ）は、時刻ｋにおけるｎ番目の等化器係数であり、
νｋは、等化器入力であり、
等化器出力であり、及び
｜γｍ｜２は、ｍ番目のアンテナに関するゴダールコスト関数におけるＣＭＡ定数であり、ｎは２に等しいことを特徴とする請求項５記載の適応アンテナシステム。
【請求項９】
前記第１及び第２プロセッサで演算される前記数式が、異なる係数｜γｍ｜２をそれぞれ使用することを特徴とする請求項８記載の適応アンテナシステム。
【請求項１０】
更に、前記第１及び第２制御信号の一方を前記第２フォワード等化器に選択的に印加するスイッチを備えることを特徴とする請求項８記載の適応アンテナシステム。
【請求項１１】
第１，第２アンテナ及びブラインドデュアルエラーアンテナダイバーシチアルゴリズムを利用するビーム整形アンテナシステムであって：
−  第１フォワード等化信号を生成するために、前記第１アンテナに動作可能に接続され及び第１制御信号を受信する第１フォワード等化手段；
−  第２フォワード等化信号を生成するために、前記第２アンテナに動作可能に接続され及び第２制御信号を受信する第２フォワード等化手段；
−  前記第１及び第２フォワード等化信号の合成に基づく第１制御信号を生成する第１処理手段；及び
−  前記第２制御信号を生成するために、前記第２フォワード等化信号を受信する第２処理手段；
を備えることを特徴とするビーム整形アンテナシステム。
【請求項１２】
更に、サンプルされた合成信号を生成するために、前記第１及び第２フォワード等化信号の合成したものをサンプリングするサンプリング手段を有し、前記第１処理手段が前記サンプルされた合成信号を受信することを特徴とする請求項１１記載のビーム整形アンテナシステム。
【請求項１３】
更に、前記サンプルされた合成信号に基づくフィードバック信号を生成するフィードバック手段を備え：
−  前記フィードバック手段が、前記第１及び第２等化信号の合成を調整するバイアス信号を生成し、及び
−  前記フィードバック手段で使用される係数が、前記第１制御信号によって制御されることを特徴とする請求項１２記載のビーム整形アンテナシステム。
【請求項１４】
−  第１動作モードの間に、前記第１及び第２制御信号が、前記第１及び第２フォワード等化手段にそれぞれ印加され；及び
−  第２動作モードの間に、前記第１制御信号が、前記第１及び第２フォワード等化手段に印加されることを特徴とする請求項１１記載のビーム整形アンテナシステム。
【請求項１５】
前記第１及び第２処理手段が、
【数３】
2004518331.tif 000013
のアルゴリズムを実行し、ここで、
ｃｎ（ｋ）は、時刻ｋにおけるｎ番目の等化器係数であり、
νｋは、等化器入力であり、
等化器出力であり、及び
｜γｍ｜２は、ｍ番目のアンテナに関するゴダールコスト関数におけるＣＭＡ定数であり、ｎは２に等しいことを特徴とする請求項１１記載のビーム整形アンテナシステム。
【請求項１６】
第１，第２アンテナ及びブラインドデュアルエラーアンテナダイバーシチアルゴリズムを利用するビーム整形アンテナシステムを動作させる方法であって：
−  第１アンテナ信号及び第１制御信号に応答して、第１フォワード等化信号を生成するステップ；
−  第２アンテナ信号及び第２制御信号に応答して、第２フォワード等化信号を生成するステップ；
−  合成信号を生成するために前記第１及び第２フォワード等化信号を結合するステップ；
−  前記合成信号に基づいて前記第１制御信号を生成するステップ；及び
−  前記第２フォワード等化信号に基づいて前記第２制御信号を生成するステップ；
より成ることを特徴とする方法。
【請求項１７】
更に、サンプルされた合成信号を生成するために、前記合成信号をサンプリングするステップより成り、前記第１制御信号を生成するステップが、前記サンプルされた合成信号に応答して実行されることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
更に：
−  前記サンプルされた合成信号に基づいてフィードバック信号を生成するステップ；及び
−  前記フィードバック信号に基づいて前記合成信号を調整するステップ；
より成ることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記第１及び第２制御信号が、
【数４】
2004518331.tif 000014
のアルゴリズムを実行することで生成され、ここで、
ｃｎ（ｋ）は、時刻ｋにおけるｎ番目の等化器係数であり、
νｋは、等化器入力であり、
等化器出力であり、及び
｜γｍ｜２は、ｍ番目のアンテナに関するゴダールコスト関数におけるＣＭＡ定数であり、ｎは２に等しいことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２フォワード等化信号を生成するステップが、更に：
−  第１アンテナ信号及び第１制御信号に応答して、第１係数を利用して第１フォワード等化信号を生成するステップ；及び
−  第２アンテナ信号及び第２制御信号に応答して、第２係数を利用して第２フォワード等化信号を生成するステップ；
より成り、
−  前記第１及び第２係数が、前記第１及び第２制御信号のそれぞれに応答して選択されることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は一般にビーム整形アンテナシステムに関する。特に、本発明はブラインド（ｂｌｉｎｄ）デュアルエラーアンテナダイバーシチ（ＤＥＡＤ：ｄｕａｌ  ａｎｔｅｎｎａ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）アルゴリズムを利用するビームフォーミングアンテナシステムに関する。また、関連する方法も開示される。
【０００２】
適応アンテナアレー技術は、少数ではあるが例として挙げれば、無線通信、ソナー、及び音響エコーキャンセル（ＡＥＣ：Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｃｈｏ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）の分野の製品に使用されている。地上通信ネットワークでは、適応アンテナアレーは、セル内での周波数再利用を許容することで、セル当たりのユーザ数をより多くすることを可能にする。これは、主に、受信する及び送信するアンテナのビームパターンを適応的に方向付けることによって達成されることに留意すべきである。室内アンテナにより地上ＤＴＶの貧弱な信号受信に関する問題に、適応アンテナアレー技術を応用することを考察した研究報告はほとんどない。
【０００３】
アメリカ合衆国の地上ディジタルＴＶに関する、“ＡＴＳＣ  ＤｉｇｉｔａｌＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ”（Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ａ５３，１９９５年９月１６日）と題する文献に記載されたアドバンストテレビジョンシステム委員会によるＡＴＳＣ規格は、ＶＨＦ及びＵＨＦキャリア周波数範囲内の１０．７６ＭＨｚのシンボルレートで、６ＭＨｚの帯域にわたって１９．２８ＭｂｐｓのＭＰＥＧビットストリームを送信することを要する。使用される変調手法は、シングルキャリア８レベル残留側波帯（ＶＳＢ：Ｖｅｓｔｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｄｅｂａｎｄ）変調技術である。
【０００４】
今日の市場におけるアドバンストテレビジョン規格委員会（ＡＴＳＣ）に準拠した地上ディジタルテレビジョン（ＤＴＶ）受信機は、室内アンテナを利用して信頼性の高い受信を行うことが困難である。これは、信号雑音比（ＳＮＲ）が低いこと、及び室内環境で生じる多数の接近したマルチパスに起因する。室内環境では、近辺の表面反射や、屋内のマルチパスによる非常に短い反射に起因して、希望波が減衰してチャネル歪みが増加する。屋内を移動する者は、そのマルチパス特性に動的な性質を加える。従来の受信機等化システムは、単独のアンテナを有し、チャネル損失を補償するために、判定フィードバック等化（ＤＦＥ：Ｄｅｃｉｓｉｏｎ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）を利用する。目下の等化技術は、時間的な（ｔｅｍｐｏｒａｌ）等化効果のみを与えることが理解されるであろう。
【０００５】
希望波の方向に狭帯域で高利得の受信ビームを形成するビーム整形構造が望まれている。更に、近辺のチャネル歪みを減衰しつつ、狭帯域で高利得の受信ビームを形成するビーム整形構造も望まれている。更に、ブラインドデュアルエラーアンテナダイバーシチ（ＤＥＡＤ）アルゴリズムを実行するビーム整形構造は、ＤＥＡＤアルゴリズムが僅かな付加的コストで実現され得るならば、特に切望されるであろう。
【０００６】
上記及びそれ以前の説明により、上述した問題点を克服する適応ディジタルブロードバンドビームフォーミング（ＤＢＢＦ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）アンテナシステムが当該技術分野で必要とされることが理解されるであろう。本発明は、目下利用可能な技術でそのような欠点及び問題点を克服しようとすることに動機付けられており、その要請に応えるものである。
【０００７】
一態様によれば、本発明は適応アンテナシステムを提供し、それは、Ｎ個のアンテナと、前記Ｎ個のアンテナ各自に動作可能に接続されたＮ個のフォワード等化器と、フォワード等化器の各自に関連する係数を調整するＮ個の制御信号をそれぞれ生成するために、コンスタントモジュラスアルゴリズム（ＣＭＡ）を実行するＮ個のプロセッサを備えることを特徴とする適応アンテナシステムである。好ましくは、適応アンテナシステムは、更に、前記Ｎ個のフォワード等化器の合成された出力に基づく信号を受信する判定装置、及び前記判定装置の出力を受信し、前記判定装置によって受信された信号を調整するフィードバック信号を生成するフィードバック等化器を備える。望まれるならば、Ｎ番目のプロセッサにより生成される第Ｎ制御信号が、前記フィードバック等化器に関連する係数を調整する。更に、適応アンテナシステムでは、Ｎ個のプロセッサの各々が、
【０００８】
【数５】
2004518331.tif 000003
の数式を演算し、ここで、
ｃｎ（ｋ）は、時刻ｋにおけるｎ番目の等化器係数であり、
νｋは、等化器入力であり、
等化器出力であり、及び
｜γｍ｜２は、ｍ番目のアンテナに関するゴダールコスト関数におけるＣＭＡ定数である。一実施例では、各プロセッサで演算される数式は、異なる係数｜γｍ｜２を使用する。
【０００９】
他の態様によれば、本発明は適応アンテナシステムを提供し、それは、第１及び第２アンテナと、前記第１及び第２アンテナの各自に動作可能に接続された第１及び第２フォワード等化器と、前記第１及び第２フォワード等化器により生成された第１及び第２フォワード等化信号を受信する第１結合器と、前記第１結合器から出力された結合信号に基づく信号を受信するサンプリング回路と、前記第１及び第２フォワード等化器の各自に関連する係数を調整する第１及び第２制御信号をそれぞれ生成するために、各々がコンスタントモジュラスアルゴリズム（ＣＭＡ）を実行する第１及び第２プロセッサを備える。好ましくは、前記第１プロセッサが、前記サンプリング回路の出力に基づく入力信号を受信する。望まれるならば、第１動作モードの間に、前記第１及び第２制御信号が前記第１及び第２フォワード等化器にそれぞれ印加され、第２動作モードの間に、前記第１制御信号が前記第１及び第２フォワード等化器に印加される。一実施例では、適応アンテナシステムは、更に、前記第１結合器及び前記サンプリング回路の間に設けられた第２結合器第２結合器と、前記サンプリング回路の出力を受信し、フィードバック信号を生成するフィードバック等化器を備え、前記フィードバック信号が、前記サンプリング回路により受信された信号を調整するために、前記第２結合器の第２入力ポートに印加され、及び前記第１プロセッサにより生成された前記第１制御信号が、前記フィードバック等化器に関連する係数を調整する。
【００１０】
更なる態様によれば、本発明は、第１，第２アンテナ及びブラインドデュアルエラーアンテナダイバーシチ（ＤＥＡＤ）アルゴリズムを利用するビーム整形アンテナシステムを提供し、これは、第１フォワード等化信号を生成するために、前記第１アンテナに動作可能に接続され及び第１制御信号を受信する第１フォワード等化回路と、第２フォワード等化信号を生成するために、前記第２アンテナに動作可能に接続され及び第２制御信号を受信する第２フォワード等化回路と、前記第１及び第２フォワード等化信号の合成に基づく第１制御信号を生成する第１処理回路と、前記第２制御信号を生成するために、前記第２フォワード等化信号を受信する第２処理回路を備える。望まれるならば、更に、サンプルされた合成信号を生成するために、前記第１及び第２フォワード等化信号の合成したものをサンプリングするサンプリング回路を有し、前記第１処理回路が前記サンプルされた合成信号を受信する。好ましくは、ビーム整形アンテナシステムは、更に、前記サンプルされた合成信号に基づくフィードバック信号を生成するフィードバック回路を備える。後者の場合に、フィードバック回路は、前記第１及び第２等化信号の合成を調整するバイアス信号を生成し、前記フィードバック回路で使用される係数が、前記第１制御信号によって制御される。一実施例では、第１動作モードの間に、前記第１及び第２制御信号が、前記第１及び第２フォワード等化回路にそれぞれ印加されるが、第２動作モードの間では、前記第１制御信号のみが、前記第１及び第２フォワード等化回路に印加される。
【００１１】
更なる他の態様によれば、本発明は、第１，第２アンテナ及びブラインドデュアルエラーアンテナダイバーシチ（ＤＥＡＤ）アルゴリズムを利用するビーム整形アンテナシステムを動作させる方法を提供し、それは、第１アンテナ信号及び第１制御信号に応答して第１フォワード等化信号を生成するステップと、第２アンテナ信号及び第２制御信号に応答して、第２フォワード等化信号を生成するステップと、合成信号を生成するために前記第１及び第２フォワード等化信号を結合するステップと、前記合成信号に基づいて前記第１制御信号を生成するステップと、前記第２フォワード等化信号に基づいて前記第２制御信号を生成するステップより成る。本方法は、更に、サンプルされた合成信号を生成するために、前記合成信号をサンプリングするステップを有利に包含する；この場合に、前記第１制御信号を生成するステップは、前記サンプルされた合成信号に応答して実行される。望まれるならば、更に、前記サンプルされた合成信号に基づいてフィードバック信号を生成するステップ、及び前記フィードバック信号に基づいて前記合成信号を調整するステップより成る。好ましくは、前記第１及び第２フォワード等化信号を生成するステップは、更に、第１アンテナ信号及び第１制御信号に応答して、第１係数を利用して第１フォワード等化信号を生成するステップ、及び第２アンテナ信号及び第２制御信号に応答して、第２係数を利用して第２フォワード等化信号を生成するステップより成り、前記第１及び第２係数が、前記第１及び第２制御信号のそれぞれに応答して選択される。
【００１２】
本発明のこれら及びその他の特徴及び態様は、各図を通じて同様な又は類似する番号が使用されている添付図面に関連する以下の詳細な説明を参照することで充分に理解されるであろう。
【００１３】
等化機能をビームフォーミングシステムに応用することで、図１に示されるような、ＡＴＳＣ８−ＶＳＢ信号を受信する適応ディジタルブロードバンドビームフォーミング（ＤＢＢＦ）システムが形成される。より具体的には、図１は、適応ＤＢＢＦアンテナシステム１の全体的なブロック図を示し、それは、フォワード等化器（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）ＦＥ１及びＦＥ２にそれぞれ印加される２つのアンテナ１０，２０を含む。フォワード等下器ＦＥ１，ＦＥ２の出力は、加算器３０で結合され、第２加算器４０に与えられ、その出力は判定装置（以下、スライサ（ｓｌｉｃｅｒ）と呼ぶ）５０に与えられる。図１によれば、スライサ５０の出力は、受信機（図示せず）及びフィードバック等化器（ＦＢＥ）のダウンストリーム成分に与えられており、それは加算器４０の一方の入力ポートに印加されるフィードバック信号を形成することが、理解されるであろう。また、ＤＢＢＦアンテナシステム１はプロセッサＣＭＡ１を包含し、これはコンスタントモジュラスアルゴリズム（ＣＭＡ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｍｏｄｕｌｕｓ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を利用して信号を作成し、それはフォワード等化器ＦＥ１，ＦＥ２及びフィードバック等化器ＦＢＥで使用される係数を適合させる、即ちプロセッサＣＭＡ１により生成される誤差信号を利用して、ＤＢＢＦアンテナシステム１の係数総てを適合させるのである。この形態の更なる詳細な説明は、ミーハン（Ｍｅｅｈａｎ）に供に譲渡された米国特許番号第６，１１５，４１９号に開示されており、本発明の参考に供せられる。
【００１４】
静的なマルチパス、動的なマルチパス、シンボル間干渉（ＩＳＩ：Ｉｎｔｅｒｓｙｍｂｏｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）及び共通チャネル干渉（ＣＣＩ：Ｃｏ−Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）のようなチャネル損失は、屋内及び屋外のＤＴＶ受信を非常に妨げ得ることに、留意すべきである。ＤＢＢＦアンテナシステム１は、有利なことに、時間的及び空間的な等化の両者を考慮しており、そのため、そのようなアンテナシステムに装備されたＤＴＶ受信機に更なる自由度（ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  ｆｒｅｅｄｏｍ）を与える。
【００１５】
本発明による適応ＤＢＢＦアンテナにより与えられる様々な態様をより一層理解するために、前提とする方法論を概説する。より具体的には、アンテナアレーは空間的に分散された一群のアンテナとして定義される。Ｎアンテナアレーに関し、そのビームパターンは、希望波の到来方向（ＤＯＡ：Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）を示し、干渉の方向にＮ−１個のヌルを置くことが可能である。適応アンテナアレーは、ビーム整形器の出力特性が最適化されるように、例えばビーム整形器出力の二乗平均誤差（ＭＳＥ：Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｅｒｒｏｒ）を最小にするように各アンテナ重み（ビーム整形器係数）の位相及び利得を調整する。このことは、任意の干渉信号を減衰しつつ、所望信号の方向の利得を最大化するビームパターンを形成することを可能にする。従って、ビームを整形するアンテナは、空間及び時間の両者の領域で動作する適応フィルタと考えることが可能である。ビーム整形器の空間的及び時間的な処理は、マルチパスフェージングチャネル等化に対する特性改善効果を与え得ることが、理解されるであろう。
【００１６】
ＤＢＢＦは、アンテナアレーが動作している間は常に起動しているフィードバック制御（判定装置における誤差）を利用して、それ自身のビームパターンを制御する適応アンテナアレーであることに、留意すべきである。また、アンテナアレーの出力は、各アンテナ入力要素の重み付けされた総和であることにも、留意を要する。
【００１７】
アンテナアレーに対する入力がｘ（ｔ）である場合に、アンテナアレー出力は、次式（１）で与えられる：
【００１８】
【数６】
2004518331.tif 000004
ここで、Ｎはアンテナ数であり、Ｍはアンテナ要素当たりのタップ数であり、τは隣接するタップ間の遅延であり、ｗｎ，ｍは、ｎ番目の要素のｍ番目のタップ係数であり、φは線形アレーの隣接するアンテナ素子にて受信される信号間の位相差である。φは次式（２）で与えられることが理解されるであろう：
【００１９】
【数７】
2004518331.tif 000005
ここで、ｄは隣接する要素間の距離であり、θは受信信号の到来方向ＤＯＡであり、λは入力信号の波長である。例示的な場合では、空間及び周波数の領域におけるアンテナ伝達関数は、次式（３）の形式で表現することが可能である：
【００２０】
【数８】
2004518331.tif 000006
この式は、θが一定である場合の周波数応答を表現し、且つωが一定である場合のビームパターンを表現する。典型的なアンテナアレーは、図１に示される。
【００２１】
ここで、ビームフォーミングに関する利得は、アンテナ利得及びダイバーシチ利得の２つの成分に分割され得ることに、留意すべきである。アンテナ利得は、アンテナ要素出力を合成した後の信号電力の増加として定義される（非相関性のノイズを想定している。）。ダイバーシチ利得は、異なる複数のアンテナが空間的に隔たっており、入力信号が非相関性である、即ち複数のアンテナが異なるチャネルを見ている場合の利得として定義される。
【００２２】
要するに、最も簡潔なブロードバンドビーム整形器は、各アンテナに等化構造を有し、等化器総ての係数を調整するための１つの誤差信号が存在する。この誤差信号は、各アンテナの等化器の合成後の信号に基づく。これに対して、図１に示されるディジタルブロードバンドビーム整形器（ＤＢＢＦ）は、２つのフォワード等化器（ＦＥ１，ＦＥ２）及び１つのフィードバック等化器（ＦＢＥ）を包含し；この場合に、総ての係数を調整するために１つの誤差信号のみが利用される。しかしながら、適応ＤＢＢＦアンテナシステム１は、受信信号に関連する利用可能な総てのパラメータ及び情報を利用しないことが、理解されるであろう。
【００２３】
本発明によるブラインドデュアルエラーアンテナダイバーシチ（ＤＥＡＤ）アルゴリズムを利用する改善された適応ＤＢＢＦアンテナシステムは、図１に示される適応ＤＢＢＦアンテナシステムに類似する信号フローを有するが、その主な相違は等化器の適応化に関する詳細である。図２は、システムがブラインドＤＥＡＤアルゴリズムを利用する、本発明のある好適実施例による適応ＤＢＢＦアンテナシステム１００を示す。より具体的には、適応ＤＢＢＦアンテナシステム１００は、フォワード等化器ＦＥ１，ＦＥ２にそれぞれ印加する信号を生成する。フォワード等化器ＦＥ１，ＦＥ２の出力は加算器３０で結合され、第２加算器４０に印加されその出力はスライサ５０に印加される。スライサ５０の出力は、受信機（図示せず）、及び加算器４０へのフィードバック信号を生成するフィードバック等化器（ＦＢＥ）の両者のダウンストリーム成分になる。また、ＤＢＢＦアンテナシステム１００はプロセッサＣＭＡ１を包含し、これは信号生成における定常モジュラスアルゴリズムを利用し、それはフォワード等化器ＦＥ１及びフィードバック等化器ＦＢＥにて使用される係数を調整するために使用され、即ちプロセッサＣＭＡ１により生成された誤差信号は、ＤＢＢＦアンテナシステム１００における係数の総てより少ないものを調整するために使用される。第２プロセッサＣＭＡ２はフォワード等化器ＦＥ２の出力を受信し、第２ＣＭＡ、即ちフォワード等化器ＦＥ２で使用される係数を調整するために使用される誤差信号を生成する。
【００２４】
有利なことに、フォワード等化器ＦＥ２の出力における信号は、ブラインド適応アルゴリズムに基づいてフォワード等化器ＦＥ２の係数を調整するために使用されることが可能であり；フォワード等化器ＦＥ２に接続されるアンテナは、「独立したアンテナ」（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ａｎｔｅｎｎａ）と言い得ることが、理解されるであろう。これに対して、フォワード等化器ＦＥ１の出力における信号は、他のブラインド適応アルゴリズムに基づいて、フォワード等化器ＦＥ１及びフィードバック等化器ＦＢＥの係数を調整するために使用される。これが図２に示されている。従って、２つの誤差信号が生成され；適応ＤＢＢＦアンテナシステム１００にて使用される総ての係数は、１つの適応アルゴリズム及び関連する誤差信号に準拠するものではない。
【００２５】
図２に示される動作モードは、ブラインド（ＣＭＡ）モードでのみ使用されることは言及に値する。適応アンテナ構造、即ちアンテナシステム１００がトレーニング又は判定方向付け（ＤＤ：Ｄｅｃｉｓｉｏｎ  Ｄｉｒｅｃｔｅｄ）モードで動作する場合には、１つの誤差信号のみが利用される、即ち図１に示される従来の適応ＤＢＢＦアンテナシステム１のように、スライサ５０の出力における誤差に相当する信号が利用される。図３に示される適応ＤＢＢＦアンテナシステム１００’は、例えばチューナ（図示せず）に設けられたコントローラによって与えられる制御信号に応答して、プロセッサＣＭＡ２からの出力を分離し、及びプロセッサＣＭＡ１の出力をフォワード等化器ＦＥ２に印加する。
【００２６】
また、２つのブラインド適応アルゴリズムが存在し、一方はフォワード等化器ＦＥ１及びフィードバック等化器ＦＢＥによって使用される係数を制御し、他方はフォワード等化器ＦＥ２によって使用される係数を制御することは、言及に値する。ＣＭＡにおける定数はそれぞれ異なることは、理解されるであろう。各アンテナは等しい電力であることを想定すると、プロセッサＣＭＡ１に関するＣＭＡ定数は、プロセッサＣＭＡ２に関するＣＭＡ定数の約半分になり得る。ＣＭＡに関する式は、次式（４）で与えられる：
【００２７】
【数９】
2004518331.tif 000007
ここで、ｃｎ（ｋ）は、時刻ｋにおけるｎ番目の等化器係数であり、νｋは等化器入力であり、
【００２８】
【外１】
2004518331.tif 000008
は等化器出力であり、｜γｍ｜２はｍ番目のアンテナに関するゴダール（Ｇｏｄａｒｄ）のコスト関数内のＣＭＡ定数である。２つのアンテナで電力が等しくなかったならば（その指標（インジケータ）は、チューナ又は受信機（図示せず）に関連する自動利得制御回路（ＡＧＣ）から与えられ得る。）、γｍの値は有利なことに適切に大きさが調整される（スケールされる）。図２参照。
【００２９】
有利なことに、この新規な適応化手法は、適応ＤＢＢＦアンテナシステムに、単一のエラー適応アンテナアルゴリズムを利用するアンテナでは利用することのできない別の自由度を与える。言い換えれば、判定フィードバック等化器（ＤＦＥ）構造を利用する標準的な単一アンテナで複数の自由度を設定することは困難であるが、複数のアンテナＤＥＦ構造では複数の自由度を導入することは可能であり実用的でもある。多数のアルゴリズムが利用可能であり、ＤＥＡＤアルゴリズムを利用する適応ＤＢＢＦアンテナシステムは、そのような１つの手段（ソリューション）であるが、以下に説明されるようにシステムに導入される実効性に基づく適切な手段のようであることが、理解されるであろう。図４に示されるように、他の構造も可能であり、そこではアンテナシステム２００にて３つのフォワード等化器ＦＥ１，ＦＥ２，ＦＥ３が３つのプロセッサＣＭＡ１，ＣＭＡ２，ＣＭＡ３を通じて制御される。
【００３０】
この構造に対する他の利点は、フィードバック等化器ＦＢＥの誤差の伝搬の影響は、フォワード等化器ＦＥ１，ＦＥ２の両者ではなく、フォワード等化器ＦＥ１にのみ影響を及ぼすことは、言及に値する。従って、顕著な誤差伝搬が存在する場合に、ＤＥＡＤアルゴリズムは、その無関係さ（ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）に起因して有利になり得る。
【００３１】
ＤＥＡＤアルゴリズムを利用する適応ＤＢＢＦアンテナシステム１００の特性（パフォーマンス）が、以下のテーブルに示される。表１は、２つの等しいチャネルに関するアンテナシステム特性を示し；表２は、ある良好なチャネルとある貧弱なチャネルが与えられたアンテナシステム特性を示す。信号雑音比（ＳＮＲ）及びシンボル誤り率（ＳＥＲ）を示す列は、図１のアンテナシステムに対する図２のアンテナシステムの特性を示すことが、理解されるであろう。
【００３２】
表１
【００３３】
【表１】
2004518331.tif 000009
表２
【００３４】
【表２】
2004518331.tif 000010
これらの結果から理解されるように、いくつかの条件で、シングルエラーマルチアンテナＤＦＥ構造（ＤＢＢＦ構造）と同程度又はそれよりも良好である。表１，２に示されるシミュレーション結果は、シミュレーションしたチャネル群に対して０．５ｄＢの利得を実証する。理論的には、この利得はチャネル群に依存していっそう高くなり得ることは、言及に価する。しかしながら、「独立したアンテナ」のチャネルが他のアンテナのチャネルよりも悪かったような場合には、実行されるＤＥＡＤアルゴリズムは悪くなる点にも留意を要する。従って、「独立したアンテナ」は、良好なＳＮＲを有するアンテナであることの制約を受け、そのために切り替え機構が必要とされる。この切り替え（スイッチング）は、信号の流れの切り替えではなく適応アルゴリズムの切り替えのみであるので、ベースバンドで実行され得る。チャネルのＳＮＲ品質レベルは、スイッチング入力を与えるために、チューナ内のＡＧＣから受信され得る。
【００３５】
要するに、マルチエラー適応アンテナ構造は、シングルエラー適応アンテナ構造を上回るいくらかのＳＮＲ利得を与え得る。ＤＥＡＤアルゴリズムに関連する問題は、アンテナ切り替えを行うことで克服し得る。２〜３のアンテナシステムが示されたが、本発明によるアンテナシステムは、好都合にＮ（Ｎは１より大きな整数）個のアンテナを包含し得ることが、理解されるであろう。
【００３６】
本発明の好適実施例が詳細に説明されてきたが、当業者に理解され得る、ここに教示した本発明の基本概念による多くの変形及び／又は修正は、特許請求の範囲に規定されるような本発明の範疇にあることは、明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、単一のフィードバック信号を利用する適応ディジタルブロードバンドビームフォーミング（ＤＢＢＦ）アンテナシステムの全体的なブロック図である。
【図２】
図２は、本発明による複数のフィードバック信号を利用する適応アンテナ構造の一実施例に関する全体的なブロック図である。
【図３】
図３は、第１及び第２の動作モードを有する、本発明による複数のフィードバック信号を利用する適応アンテナ構造の一実施例に関する全体的なブロック図である。
【図４】
図４は、本発明による複数のフィードバック信号を利用する適応アンテナ構造の他の実施例に関する全体的なブロック図である。
【図１】
2004518331.tif 000015
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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