(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
広帯域の希望信号と狭帯域の干渉信号とを含んだ信号から当該干渉信号を除去する干渉信号除去装置において、
干渉信号推定部と、干渉信号抽出部と、合成器と、抽出量抑制部を備え、
前記干渉信号推定部は、前記広帯域の希望信号と狭帯域の干渉信号とを含んだ信号及び前記合成器から出力される干渉信号が除去された後の信号の一部を入力して、当該干渉信号が除去された後の信号に含まれる干渉信号を推定し、当該推定結果を前記干渉信号抽出部に通知し、
前記干渉信号抽出部は、前記広帯域の希望信号と狭帯域の干渉信号とを含んだ信号を入力して、前記干渉信号推定部から通知される推定結果に基づいて当該信号から干渉信号を抽出し、当該干渉信号を前記合成器へ出力し、
前記合成器は、前記広帯域の希望信号と狭帯域の干渉信号とを含んだ信号と前記干渉信号抽出部からの干渉信号とを逆位相で合成して、干渉信号が除去された後の信号を出力し、
前記抽出量抑制部は、前記広帯域の希望信号と狭帯域の干渉信号とを含んだ信号を入力し、当該信号に含まれる希望信号と干渉信号との電力差に基づいて、前記干渉信号抽出部で抽出される干渉信号の量が抑制されるように、前記干渉信号推定部を制御する機能を有する、
ことを特徴とする干渉信号除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広帯域の希望信号と狭帯域の干渉信号とを含んだ入力信号から当該干渉信号を除去する干渉信号除去装置に関し、特に、希望信号までも除去してしまうことを抑制する干渉信号除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば受信機により受信する受信信号には、受信を希望する信号（希望信号）と共に、当該希望信号に干渉してしまう信号（干渉信号）が含まれる場合がある。
まず、ＩＥＥＥ８０２．１１の無線ＬＡＮを例として、広帯域の希望信号と狭帯域の干渉信号に関して説明する。
【０００３】
なお、「広帯域」や「狭帯域」という語は相対的な意味で用いられており、具体的には、狭帯域干渉信号の占有帯域幅と比較して十分にその占有帯域幅が広い信号のことを広帯域信号と言い、例えば狭帯域干渉信号の占有帯域幅の１０倍以上の占有帯域幅を有する信号のことを広帯域信号と言う。一例として、ここで説明する無線ＬＡＮでは、広帯域信号の占有帯域幅が例えば２６ＭＨｚ（１波当たりの周波数）であり、狭帯域信号の占有帯域幅が例えば２ＭＨｚ（１波当たりの周波数）である。
【０００４】
ＩＥＥＥ８０２．１１の無線ＬＡＮでは、大別すると、直接拡散（ＤＳＳＳ：Direct Sequence Spread Spectrum）方式と周波数ホッピング（ＦＨＳＳ：Frequency Hopping Spread Spectrum）方式とが用いられており、これらの変調波の違いから、ＤＳＳＳ方式による信号を広帯域信号とみなす一方、ＦＨＳＳ方式による信号を狭帯域信号とみなすことができる。そして、両方式では同じ周波数帯域を使用して無線通信を行っており、システム的に互いの干渉を許しているので、当然のことながら両方式による信号同士で干渉が発生する。
【０００５】
ここで、ＤＳＳＳ方式は、狭帯域の信号を周波数拡散により広帯域の信号として通信（送信）を行い、受信側では復調過程で当該信号を元の狭帯域の信号に戻す通信方式である。このため、ＤＳＳＳ方式では、受信信号に含まれる狭帯域干渉信号が復調過程で広帯域信号に拡散されることにより、当該干渉信号を抑圧することができる。このような拡散の前後の比率を拡散率と言い、例えば拡散率が１２８である場合には約２１ｄＢ（正確には、１０ＬＯＧ１２８）の利得が得られることになる。
【０００６】
一方、ＦＨＳＳ方式は、狭帯域の信号を、特定時間毎にその送信周波数を変化させることにより広帯域を利用して、通信する方式である。このため、ＦＨＳＳ方式では、特定の時間を固定して見た場合の占有帯域幅は例えば２ＭＨｚと狭くなり、ＤＳＳＳ方式の当該帯域当たりの電力が相対的に低くなることから、ＦＨＳＳ方式を採用した受信機の受信フィルタにより干渉の影響を抑えることができる。
【０００７】
また、ＦＨＳＳ方式では、例えば別の通信機が異なるホッピングパターンのＦＨＳＳ方式により信号の通信を行っている場合においても、同一の周波数を同一の時刻に使用してしまう確率は低いため、これらの間での干渉はほとんど問題とはならない。更に、ＦＨＳＳ方式では、ＤＳＳＳ方式と比べて広い帯域を利用して周波数ホッピングを行うことができるため、ＤＳＳＳ方式から強い干渉が発生した場合においても、干渉を受けていない周波数帯域で信号受信を行うことが可能である。
【０００８】
しかしながら、上記したＤＳＳＳ方式では、信号伝送速度を高速にするために拡散率を下げる場合がある。具体例として、拡散率が１１に下げられた場合には利得が約１０ｄＢ（正確には、１０ＬＯＧ１１）に下がってしまい、また、それ以下の拡散率では更に利得が低下してしまい、干渉信号の抑圧効果が得られなくなってしまうことがある。
また、例えばＦＨＳＳ方式を利用したＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（ショートレンジモバイルサービス）等の規格が携帯機器間の無線インタフェースとして広く使われ始めていることから、ＤＳＳＳ方式による信号が干渉を受けてしまう確率が高まっている。
【０００９】
また、他の例として、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式の通信信号とＰＨＳ（Personal Handyphone System）方式の通信信号との間で隣接周波数帯域における干渉が発生してしまうことや、２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１）の広帯域信号とＢｌｕｅｔｏｏｔｈの狭帯域信号との間で干渉が発生してしまうことや、ＣＤＭＡ方式の通信信号とＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式やＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式の通信信号との間で周波数帯域の共用による干渉が発生してしまうことや、予期せぬ外来波との干渉が発生してしまうこと等が考えられる。
【００１０】
なお、上記のような干渉を除去する技術として、従来より、適応アルゴリズムを用いた干渉信号の除去方法や、ノッチフィルタを用いた干渉信号の除去方法などが検討等されている。一例として、「周波数帯域を共用するＤＳ−ＣＤＭＡ／ＴＤＭＡ信号一括受信機への複素マルチレートフィルタバンクの応用（電子情報通信学会論文誌Ｂ−ＩＩ  Ｖｏｌ．Ｊ８０−ＢＩＩ  Ｎｏ１２  １９９７年１２月）」には、マルチレートフィルタバンクを用いたノッチフィルタにより、広帯域信号に干渉した狭帯域信号を除去する技術が記載されている。しかしながら、この技術では、狭帯域信号を除去する際に希望波である広帯域信号の成分もフィルタにより除去してしまうため、干渉波除去後のビット誤り率が劣化してしまうといった問題がある。
【００１１】
次に、従来例に係る干渉信号除去装置の一例を示す。なお、干渉信号除去装置は例えば無線通信を行う受信機に設けられ、当該受信機により受信される信号に含まれる干渉信号を除去する。
図３には、干渉信号除去装置の一例を示してあり、この装置には、干渉信号抽出部１１と、合成器１２と、干渉信号推定部１３とが備えられている。なお、ここで、ｔは時刻を示す。
【００１２】
干渉信号推定部１３は、広帯域の希望信号と複数の狭帯域の干渉信号とが合成された受信信号ｒ（ｔ）及び干渉除去後の受信信号ｅ（ｔ）を入力して、一般的な適応アルゴリズムを用いて当該受信信号ｒ（ｔ）に含まれる干渉信号を推定し、当該推定結果に基づく干渉信号推定係数ｈ（ｔ＋１）を干渉信号抽出部１１へ出力する。
干渉信号抽出部１１は、受信信号ｒ（ｔ）を入力して、干渉信号推定部１３から入力される干渉信号推定係数ｈ（ｔ＋１）に基づいて当該受信信号ｒ（ｔ）から干渉信号（とみなされるもの）Ｖ（ｔ）を抽出し、当該干渉信号Ｖ（ｔ）を合成器１２へ出力する。
【００１３】
合成器１２は、受信信号ｒ（ｔ）と干渉信号抽出部１１からの干渉信号Ｖ（ｔ）とを逆位相で（つまり、干渉信号Ｖ（ｔ）が受信信号ｒ（ｔ）から除去されるように）合成して、干渉信号Ｖ（ｔ）が除去された後の受信信号ｅ（ｔ）を出力する。なお、合成器１２から出力される干渉除去後の受信信号ｅ（ｔ）の一部は上記した干渉信号推定部１３に入力されて、干渉信号の推定に用いられる。
【００１４】
次に、ＣＤＭＡ方式や、ＣＤＭＡ方式における干渉信号除去装置の例を示す。
例えばＤＳ−ＣＤＭＡ方式を用いた移動通信システムでは、各移動局装置に異なる拡散符号を割り当てることで複数の移動局装置と基地局装置との多重通信を実現している。具体的には、各移動局装置では送信対象となる信号を自己に割り当てられた拡散符号により拡散変調して送信する一方、基地局装置では各移動局装置に割り当てられた拡散符号を用いて受信信号を逆拡散することで希望の移動局装置からの信号を復調する。また、同様に、移動局装置では基地局装置からの受信信号を自己に割り当てられた拡散符号により逆拡散することで自己宛の信号を復調する。
【００１５】
図４には、例えばＰＮ（疑似雑音信号）系列から構成された拡散符号系列の一例を示してある。
同図に示されるように、１単位（１シンボル分）の拡散符号は複数のチップデータ（例えば”１”値と”−１”値の並び）から構成されており、このチップデータの並びのパターンを異ならせることにより複数の異なる拡散符号を生成することができる。ここで、拡散符号は、例えば或る拡散符号を１チップ時間以上ずらすと当該拡散符号との相関がなくなるといった特性を有している。
【００１６】
また、同図には、１つのチップデータの時間幅（チップ区間Ｔｃ）と１シンボル分の拡散符号の時間幅（ビット区間Ｔ）とを示してある。ここで、１シンボル分の拡散符号の時間幅は、送信機（例えば移動局装置や基地局装置）から受信機（例えば基地局装置や移動局装置）へ送信する送信データ（例えば”１”値と”０”値）の時間幅と対応している。すなわち、拡散符号を構成するチップデータの変化速度は、当該拡散符号により拡散変調される送信データの切換速度（シンボル切換速度）に比べて非常に速い速度となっている。
【００１７】
上述のように、このような無線通信では、周波数の利用を許可されて通信に用いている広帯域の周波数帯域内に、意図に反して他の（すなわち、ＣＤＭＡ方式以外の）狭帯域信号等が入り混じって干渉を生じさせてしまう場合がある。このような干渉信号が例えばシステム設計時に想定していた雑音等による妨害の程度より大きい場合には、ビット誤りが増大して、受信機での受信品質が著しく劣化してしまうことが生じる。
【００１８】
また、上述のように、例えば周波数帯域の有効利用を目的として、ＣＤＭＡ方式のように比較的広い周波数帯域を用いて通信する方式とＦＭ（周波数変調）方式等のように狭帯域を用いて通信する方式とにより多重通信を実現することも考えられる。具体的には、例えばＣＤＭＡ方式による拡散信号の周波数帯域にＦＭ方式等のアナログ通信方式による信号を多重して周波数帯域の有効利用を図ることが原理的には可能である。しかしながら、もしもＣＤＭＡ受信機が受信信号からＦＭ方式等による信号を除去できないとすると、当該信号と拡散信号とが互いに干渉してしまうため、ビット誤りが増加し、受信品質の劣化を招いてしまう。
【００１９】
なお、図５には、ＣＤＭＡ方式による拡散信号（ＣＤＭＡ信号）とＦＭ方式による信号（ＦＭ干渉波）とを含む受信信号のスペクトルの一例を示してあり、横軸は周波数を示し、縦軸はスペクトル強度を示している。
【００２０】
以下で、図６〜図１０を参照して、例えば特願平１１−１９７２９６号公報に記載された干渉信号除去装置（干渉除去回路）の例を示す。なお、この文献に記載された干渉信号除去装置は、例えばＣＤＭＡ方式を採用する基地局装置や移動局装置や中継局装置等に設けられ、ＣＤＭＡ方式により拡散変調された広帯域の拡散信号と狭帯域の干渉信号とを含む受信信号や受信信号のＩ成分及びＱ成分から当該干渉信号を除去するものであり、特に、拡散信号の特性を利用して干渉信号を除去するものである。
【００２１】
図６には、ＣＤＭＡ信号（希望信号）とＦＭ信号（干渉信号）とを含む受信信号を入力して、当該入力信号ｒ（ｔ）から当該ＦＭ信号を除去する干渉信号除去装置の一例を示してある。この干渉信号除去装置では、ＣＤＭＡ方式により拡散変調された拡散信号と干渉信号とを含む受信信号から当該干渉信号を除去するに際して、時間差手段２１が受信信号を分配して得られる２つの信号間に拡散符号の１チップ分以上の時間差を与え、抽出手段２２、２４が時間差を与えた２つの信号間で相関のある信号成分を干渉信号成分として抽出し、除去手段２３が抽出した干渉信号成分を受信信号から除去する。
【００２２】
具体的には、同図に示した干渉除去装置には、受信信号を遅延させる遅延素子２１と、後述するフィルタタップ係数演算制御部２４からのタップ係数制御信号に従って遅延した受信信号から干渉信号成分を抽出する適応フィルタ２２と、受信信号から当該干渉信号成分を除去する減算器２３と、減算器２３からの出力信号と遅延した受信信号とに基づくタップ係数制御信号を適応フィルタ２２へ出力するフィルタタップ係数演算制御部２４とが備えられている。
【００２３】
同図に示した回路の構成例及び動作例を説明する。
この回路には受信機により受信した信号ｒ（ｔ）が入力され、この入力信号ｒ（ｔ）には、例えばＣＤＭＡ方式により拡散変調された拡散信号と狭帯域を用いた通信方式による干渉信号（例えばＦＭ変調信号）が含まれている。ここで、ｔは時刻を示しており、本例では１サンプル時間を最小単位とする整数の離散値であるとする。
【００２４】
上記した入力信号ｒ（ｔ）は、まず２つの信号に分配されて、一方の信号が遅延素子２１に入力される一方、他方の信号が減算器２３に入力される。
遅延素子２１は入力した信号を拡散符号の１チップ分の時間幅以上遅延させて出力する機能を有している。なお、この時間差としては、例えば当該２つの信号間で拡散信号の相関成分をなくすことができ、且つ、除去しようとする干渉信号の相関成分を残すことができる程度の値に予め設定されている。
【００２５】
具体的には、遅延素子２１から出力される信号はｒ（ｔ−τ）と表され、ここで、τは遅延素子２１により与えられる遅延時間である。
遅延素子２１から出力される信号ｒ（ｔ−τ）は適応フィルタ２２及びフィルタタップ係数演算制御部２４に入力される。
【００２６】
ここで、図７には、適応フィルタ２２の構成例を示してある。
同図に示した適応フィルタ２２には、例えば直列に並べられた（ｎ−１）個の記憶素子Ｓ1〜Ｓn-1から構成されるシフトレジスタと、ｎ個の乗算器Ｊ1〜Ｊnと、（ｎ−１）個の加算器Ｋ1〜Ｋn-1とが備えられている。なお、ｎはフィルタタップ数である。
【００２７】
シフトレジスタには遅延素子２１から出力される信号ｒ（ｔ−τ）が入力され、この信号が複数の記憶素子Ｓ1〜Ｓn-1に時系列的に格納される。また、各記憶素子Ｓ1〜Ｓn-1に格納される信号は順次後続する記憶素子へシフトされていく。
具体的に、例えばシフトレジスタに入力される信号ｒ（ｔ−τ）の当該シフトレジスタ内における系列ｕ（ｔ）は式１で示される。ここで、ｕ（ｔ）はベクトルである。
なお、本明細書では、信号等を表すものとして用いる記号がベクトルである旨や行列である旨を示さない場合には、当該記号はスカラーであるとする。
【００２８】
【数１】
0004377543.tif 000002
【００２９】
ここで、信号ｒ１は或る時刻にシフトレジスタに入力される信号であり、いずれの記憶素子Ｓ1〜Ｓn-1も通過せずに乗算器Ｊ1へ出力される信号である。また、信号ｒ２〜ｒｎはそれぞれ当該時刻に各記憶素子Ｓ1〜Ｓn-1から出力される信号であり、それぞれ各乗算器Ｊ2〜Ｊnへ出力される信号である。
【００３０】
各乗算器Ｊ1〜Ｊnにはそれぞれ上記した各信号ｒ１〜ｒｎが入力されるとともに、後述するフィルタタップ係数演算制御部２４からの各タップ係数制御信号ｈ１〜ｈｎが入力され、各乗算器Ｊ1〜Ｊnでは入力した２つの信号を乗算して（すなわち、各信号ｒ１〜ｒｎを各タップ係数制御信号ｈ１〜ｈｎで重み付けして）当該乗算結果を加算器Ｋ1〜Ｋn-1へ出力する。
ここで、フィルタタップ係数演算制御部２４から出力されるフィルタタップ係数系列ｈ（ｔ）は式２で示される。なお、ｈ（ｔ）はベクトルである。
【００３１】
【数２】
0004377543.tif 000003
【００３２】
また、各乗算器Ｊ1〜Ｊnから出力される乗算結果は加算器Ｋ1〜Ｋn-1により総和され、当該総和結果が適応フィルタ２２から出力される。ここで、後述するように本例のフィルタタップ係数系列ｈ（ｔ）は、当該総和結果が受信信号中に含まれる干渉信号成分と同じ信号となるように、フィルタタップ係数演算制御部２４により逐次更新される。
具体的に、適応フィルタ２２から出力される信号（すなわち、上記した総和結果）ＦＭ（ｔ）は式３で示される。ここで、式３中のΣは和を表している。
【００３３】
【数３】
0004377543.tif 000004
【００３４】
なお、本明細書で用いる記号“＊”は、当該記号の前後に配置される記号同士の乗算を示し、特に、ベクトル同士の乗算は、２つのベクトルの内積値を算出する演算を表している。
【００３５】
上記のようにして適応フィルタ２２では、フィルタタップ係数演算制御部２４からのタップ係数制御信号に応じて、入力した遅延信号ｒ（ｔ−τ）から上記した干渉信号成分を抽出し、干渉波抽出信号ＦＭ（ｔ）として減算器２３へ出力する。
【００３６】
減算器２３は遅延していない入力信号ｒ（ｔ）と適応フィルタ２２からの出力信号ＦＭ（ｔ）とを入力し、当該入力信号ｒ（ｔ）から当該出力信号ＦＭ（ｔ）を減算して当該減算結果ｅ（ｔ）を出力する機能を有している。
ここで、上記した減算結果ｅ（ｔ）は本例の干渉信号除去装置から出力される信号であり、式４で示される。
【００３７】
【数４】
0004377543.tif 000005
【００３８】
本例では、後述するフィルタタップ係数演算制御部２４からのタップ係数制御信号が逐次更新されることで、上記した干渉波抽出信号ＦＭ（ｔ）が受信信号中の干渉信号と同じ信号となるため、上記した減算結果ｅ（ｔ）は受信信号から当該干渉信号を除去した信号、すなわちＣＤＭＡ方式による拡散信号（理想的には、当該拡散信号のみ）となる。
【００３９】
フィルタタップ係数演算制御部２４には遅延素子２１から出力される信号ｒ（ｔ−τ）と減算器２３から出力される信号ｅ（ｔ）とが入力され、フィルタタップ係数演算制御部２４はこれらの信号を用いて、適応フィルタ２２から出力される信号ＦＭ（ｔ）が干渉信号成分と同じ信号になるようなタップ係数制御信号を演算し、演算したタップ係数制御信号を適応フィルタ２２へ出力する機能を有している。
【００４０】
本例のフィルタタップ係数演算制御部２４では例えばＬＭＳ（Least Mean Square）やＲＬＳ（Recursive Least Square）等のアルゴリズムを用いて上記したタップ係数制御信号を演算することができ、本例では一例として、ＬＭＳアルゴリズムを用いた場合を説明し、また、ＲＬＳアルゴリズムを用いた場合についても後述する。
まず、ＬＭＳの一般式を説明する。
ＬＭＳの更新式は一般に式５で示される。
【００４１】
【数５】
0004377543.tif 000006
【００４２】
ここで、ｈ（ｔ）は時刻ｔにおけるフィルタタップ係数系列であり、μは収束の時間や精度に関係する係数であるステップサイズパラメータであり、ｅ（ｔ）は時刻ｔにおけるエラー信号であり、ｕ（ｔ）は時刻ｔにおける入力信号系列である。
また、上記したエラー信号ｅ（ｔ）は一般には式６で示される。
【００４３】
【数６】
0004377543.tif 000007
【００４４】
ここで、ｄ（ｔ）は通常ユニークワードやトレーニング信号と呼ばれるものであり、送信側と受信側とで予め定められた既知の信号が用いられる。上記式５や式６を用いた演算アルゴリズムでは、フィルタタップ係数系列を逐次更新することで、エラー信号ｅ（ｔ）を０に収束させることができる。
【００４５】
次に、上記のＬＭＳアルゴリズムを本例に当てはめた場合を説明する。
上記した式５を本例の場合に当てはめると、ｈ（ｔ）はフィルタタップ係数演算制御部２４から適応フィルタ２２へ出力されるフィルタタップ係数系列であり、ｕ（ｔ）は遅延素子２１からフィルタタップ係数演算制御部２４へ出力される信号系列（上記式１に示したもの）である。
また、本例では、上記したエラー信号ｅ（ｔ）として減算器２３から出力される信号（上記式４に示したもの）を用いており、これが本例の干渉除去回路における特徴点となっており、通常のＬＭＳアルゴリズムとは異なる処理となっている。
【００４６】
まず、仮に、遅延素子２１が備えられていない場合を考えると、上記した演算アルゴリズムはエラー信号ｅ（ｔ）を０に近づけるため、減算器２３から出力される信号ｅ（ｔ）は０に収束し、受信信号中の干渉信号ばかりでなくＣＤＭＡ方式による拡散信号までをも除去するフィルタタップ係数系列ｈ（ｔ）が生成されてしまう。
【００４７】
一方、本例では上記した遅延素子２１が備えられているため、遅延素子２１からフィルタタップ係数演算制御部２４に入力される信号ｒ（ｔ−τ）と減算器２３を介してフィルタタップ係数演算制御部２４に入力される信号ｅ（ｔ）との間には遅延時間τの時間差がある。
【００４８】
ここで、例えばＣＤＭＡ方式による拡散信号ｒ（ｔ）と当該信号に比べて１チップ時間以上遅延した拡散信号ｒ（ｔ−τ）とは無相関の信号となるため、上記した演算アルゴリズムではエラー信号ｅ（ｔ）を０に収束させようとする場合に、ｕ（ｔ）の拡散信号成分はｒ（ｔ）と無相関になっていることから誤差ｅ（ｔ）となって残る。つまり、上記式４において、入力信号系列ｕ（ｔ）を加え続けると拡散信号成分の影響は理論的に０となるため、当該拡散信号成分が除去されずに誤差ｅ（ｔ）となって残ることになる。一方、チップデータに比べて時間的に緩やかに変動する干渉信号成分は例えば数チップ時間程度の遅延があっても相関を有するため、当該干渉信号成分のみを受信信号から除去することができるフィルタタップ係数系列ｈ（ｔ）が生成される。
【００４９】
すなわち、本例に適用した上記の演算アルゴリズムでは、ｕ（ｔ）とｅ（ｔ）とで相関のある成分（すなわち、干渉信号成分）を適応フィルタ２２からの出力信号中に残す一方、相関のない成分（すなわち、拡散信号成分）については適応フィルタ２２からの出力信号中に残さないようなフィルタタップ係数系列ｈ（ｔ）を生成することができる。
このような演算アルゴリズムにより、本例の適応フィルタ２２では受信信号中の干渉信号成分のみを抽出して減算器２３へ出力することができ、減算器２３では受信信号から干渉信号成分のみを除去した信号（すなわち、ＣＤＭＡ方式による拡散信号）を出力することができる。
【００５０】
以上のように、上記図６に示した干渉信号除去装置では、拡散信号の特性を利用することで、ＣＤＭＡ方式により拡散変調された広帯域の拡散信号と狭帯域の干渉信号とを含む受信信号から当該干渉信号を適応的に除去することができ、これにより、受信品質の劣化を防ぎ、受信品質を向上させることができる。
【００５１】
なお、上記図６では、減算器２３から出力される信号を遅延させない構成を示したが、例えば図８に示すように減算器３３に入力される受信信号を遅延素子３１により遅延させる一方、適応フィルタ３２やフィルタタップ係数演算制御部３４に入力される受信信号を遅延させないような構成によっても上記と同様な効果を得ることができる。ここで、図８に示した構成は、遅延素子３１が減算器３３側に備えられているといった点を除いては、上記図６に示した構成とほぼ同様である。
【００５２】
また、上記したＬＭＳアルゴリズム以外のアルゴリズムを用いて上記と同様な干渉除去の効果を得ることもでき、一例として、上記図６に示した構成においてＲＬＳアルゴリズムを用いた場合の更新式の具体例を示しておく。なお、以下では、説明の便宜上から、上記したｕ（ｔ）やｈ（ｔ）やｅ（ｔ）やｄ（ｔ）やｒ（ｔ）に相当するものについては同じ符号を用いて示す。
【００５３】
例えば、上記式１で示したｕ（ｔ）と同様な成分から成るｎ行１列のベクトルを入力系列ｕ（ｔ）とし、上記式２で示したｈ（ｔ）と同様にｎ個のフィルタタップ係数から成るｎ行１列のベクトルをフィルタタップ係数系列ｈ（ｔ）とする。
また、上記式６に示したエラー信号ｅ（ｔ）に相当するものとして、ＲＬＳにおけるエラー信号ｅ（ｔ）は式７で示される。なお、ｕT（ｔ）はｕ（ｔ）を転置したものを示す。
【００５４】
【数７】
0004377543.tif 000008
【００５５】
ここで、本例では、ｄ（ｔ）としては例えば減算器２３に入力される受信信号ｒ（ｔ）が用いられ、また、上記式７中のｕT（ｔ）＊ｈ（ｔ）が適応フィルタ２２から出力される干渉波抽出信号に相当する。すなわち、上記したＬＭＳアルゴリズムを用いた場合と同様に、上記式７に示したエラー信号ｅ（ｔ）としては減算器２３から出力される信号が用いられ、これが本例の特徴点となっている。なお、上記したＬＭＳアルゴリズムを用いた場合と同様に、遅延素子２１が備えられていない場合にはエラー信号ｅ（ｔ）は０に収束する。
【００５６】
また、例えばｎ行ｎ列の行列である係数誤差相関行列Ｐ（ｔ）及びｎ行１列のベクトルであるゲインベクトルｋ（ｔ）を用いて、ＲＬＳの更新式は式８〜式１０で示される。
【００５７】
【数８】
0004377543.tif 000009
【００５８】
【数９】
0004377543.tif 000010
【００５９】
【数１０】
0004377543.tif 000011
【００６０】
また、上記したフィルタタップ係数系列ｈ（ｔ）の初期値ｈ（０）としては例えば式１１に示すようにゼロベクトルが用いられ、上記した係数誤差相関行列Ｐ（ｔ）の初期値Ｐ（０）としては例えば式１２に示すように行数と列数とが一致する対角要素が全て正の実数ｃであってそれ以外の要素が０である行列が用いられる。なお、ｈT（０）はｈ（０）を転置したものを示す。また、式１２中のＩは行数と列数とが一致する対角要素が全て１であってそれ以外の要素が０であるｎ行ｎ列の行列を示す。
【００６１】
【数１１】
0004377543.tif 000012
【００６２】
【数１２】
0004377543.tif 000013
【００６３】
以上に示したＲＬＳの更新式に従ってフィルタタップ係数演算制御部２４がフィルタタップ係数系列ｈ（ｔ）を順次更新することで、例えば上記したＬＭＳアルゴリズムを用いた場合と同様に、適応フィルタ２２から出力される信号を次第に実際の干渉信号成分に近づけることができ、これにより、ＣＤＭＡ方式により拡散変調された広帯域の拡散信号と狭帯域の干渉信号とを含む受信信号から当該干渉信号を除去することができる。
【００６４】
次に、図９には、ＣＤＭＡ信号（希望信号）とＦＭ信号（干渉信号）とを含む受信信号のＩ成分及びＱ成分を入力して、当該Ｉ成分ｒＩ（ｔ）及び当該Ｑ成分ｒＱ（ｔ）から当該ＦＭ信号を除去する干渉信号除去装置の一例を示してある。この干渉信号除去装置では、ＣＤＭＡ方式により拡散変調された拡散信号と干渉信号とを含む受信信号のＩ成分及びＱ成分から当該干渉信号を除去するに際して、時間差手段４１ａ、４１ｂがＩ成分を分配して得られる２つの信号間及びＱ成分を分配して得られる２つの信号間に拡散符号の１チップ分以上の時間差を与え、抽出手段４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂが時間差を与えた一方のＩ成分及びＱ成分から成る受信信号と他方のＩ成分及びＱ成分から成る受信信号との間で相関のある信号成分を干渉信号成分として当該干渉信号成分のＩ成分及びＱ成分を抽出し、除去手段４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂが抽出した干渉信号成分のＩ成分を受信信号のＩ成分から除去するとともに抽出した干渉信号成分のＱ成分を受信信号のＱ成分から除去する。
【００６５】
具体的には、同図に示した干渉信号除去装置には、受信信号から直交検波されたＩ相の信号（Ｉ成分）を遅延させる遅延素子４１ａと、受信信号から直交検波されたＱ相の信号（Ｑ成分）を遅延させる遅延素子４１ｂと、後述するフィルタタップ係数演算制御部４６からのタップ係数制御信号に従って遅延したＩ成分やＱ成分から干渉信号成分を抽出する４つの適応フィルタ４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂと、干渉信号成分のＩ成分を加算する加算器４４ａと、干渉信号成分のＱ成分を加算する加算器４４ｂと、受信信号のＩ成分から干渉信号成分のＩ成分を除去する減算器４５ａと、受信信号のＱ成分から干渉信号成分のＱ成分を除去する減算器４５ｂと、減算器４５ａ、４５ｂからの出力信号と遅延した受信信号のＩ成分及びＱ成分とに基づくタップ係数制御信号を適応フィルタ４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂへ出力するフィルタタップ係数演算制御部４６とが備えられている。
【００６６】
同図に示した回路の構成例及び動作例を説明する。
この回路には受信機により受信信号から直交検波されたＩ成分ｒＩ（ｔ）及びＱ成分ｒＱ（ｔ）が入力され、この入力信号ｒＩ（ｔ）、ｒＱ（ｔ）には、例えばＣＤＭＡ方式により拡散変調された広帯域の拡散信号と狭帯域を用いた通信方式による干渉信号（例えばＦＭ変調信号）が含まれている。ここで、上記図６を用いて説明した場合と同様に、ｔは時刻を示しており、本例では１サンプル時間を最小単位とする整数の離散値であるとする。
【００６７】
上記したＩ成分ｒＩ（ｔ）は、まず２つの信号に分配されて、一方の信号が遅延素子４１ａに入力される一方、他方の信号が減算器４５ａに入力される。同様に、上記したＱ成分ｒＱ（ｔ）は、まず２つの信号に分配されて、一方の信号が遅延素子４１ｂに入力される一方、他方の信号が減算器４５ｂに入力される。
【００６８】
各遅延素子４１ａ、４１ｂは、例えば上記図６に示した遅延素子２１と同様に、入力した信号を拡散符号の１チップ分の時間幅以上遅延させて出力する機能を有している。なお、２つの遅延素子４１ａ、４１ｂでは同じ遅延時間を与えている。また、上記図６を用いて説明した場合と同様に、具体的には、遅延素子４１ａから出力されるＩ成分の信号はｒＩ（ｔ−τ）と表され、遅延素子４１ｂから出力されるＱ成分の信号はｒＱ（ｔ−τ）と表される。ここで、τは遅延素子４１ａ、４１ｂにより与えられる遅延時間である。
【００６９】
遅延素子４１ａから出力される信号ｒＩ（ｔ−τ）は２つの適応フィルタ４２ａ、４３ａ及びフィルタタップ係数演算制御部４６に入力され、遅延素子４１ｂから出力される信号ｒＱ（ｔ−τ）は２つの適応フィルタ４２ｂ、４３ｂ及びフィルタタップ係数演算制御部４６に入力される。
【００７０】
各適応フィルタ４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂの構成は、例えば上記図７に示したものと同様である。ここで、本例で４つの適応フィルタ４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂを備えているのはＩ相及びＱ相の複素演算を行うためであり、具体的には、受信信号のＩ成分及びＱ成分のそれぞれの中に干渉信号成分のＩ成分とＱ成分との両方が含まれるためである。また、本例では、Ｉ相とＱ相との２種類のフィルタタップ係数系列ｈＩ（ｔ）、ｈＱ（ｔ）が用いられる。なお、ｈＩ（ｔ）及びｈＱ（ｔ）はベクトルである。
【００７１】
具体的に、本例では、適応フィルタ４２ａが入力した受信信号のＩ成分ｒＩ（ｔ−τ）から干渉信号成分のＩ成分を抽出し、適応フィルタ４３ａが入力した受信信号のＩ成分ｒＩ（ｔ−τ）から干渉信号成分のＱ成分を抽出し、適応フィルタ４２ｂが入力した受信信号のＱ成分ｒＱ（ｔ−τ）から干渉信号成分のＱ成分を抽出し、適応フィルタ４３ｂが入力した受信信号のＱ成分ｒＱ（ｔ−τ）から干渉信号成分のＩ成分を抽出することができるようなフィルタタップ係数系列ｈＩ（ｔ）、ｈＱ（ｔ）が後述するフィルタタップ係数演算制御部４６により生成される。
【００７２】
加算器４４ａは２つの適応フィルタ４２ａ、４３ｂから出力される信号を加算して減算器４５ａへ出力する機能を有しており、減算器４５ａへ出力される当該加算結果は受信信号のＩ成分中の干渉信号成分（すなわち、干渉信号成分のＩ成分）ＦＭＩ（ｔ）となる。なお、本例では、加算器４４ａが一方の適応フィルタ４３ｂから出力される信号の正負を反転させて上記した加算を行うこととしたが、このような正負の反転が例えば上記した適応フィルタ４３ｂや後述するフィルタタップ係数演算制御部４６により行われる場合には、加算器４２ａでは上記のような正負の反転は行われなくてよい。
【００７３】
加算器４４ｂは２つの適応フィルタ４２ｂ、４３ａから出力される信号を加算して減算器４５ｂへ出力する機能を有しており、減算器４５ｂへ出力される当該加算結果は受信信号のＱ成分中の干渉信号成分（すなわち、干渉信号成分のＱ成分）ＦＭＱ（ｔ）となる。
【００７４】
ここで、上記した加算器４４ａから出力される干渉信号成分のＩ成分ＦＭＩ（ｔ）は式１３で示され、上記した加算器４４ｂから出力される干渉信号成分のＱ成分ＦＭＱ（ｔ）は式１４で示される。なお、式１３及び式１４中のｕＩ（ｔ）及びｕＱ（ｔ）はベクトルであり、これらｕＩ（ｔ）及びｕＱ（ｔ）は例えば上記図６を用いた説明中において式１で示したｕ（ｔ）のＩ成分及びＱ成分に相当している。
【００７５】
【数１３】
0004377543.tif 000014
【００７６】
【数１４】
0004377543.tif 000015
【００７７】
減算器４５ａは遅延していないＩ成分の入力信号ｒＩ（ｔ）と加算器４５ａからの出力信号ＦＭＩ（ｔ）とを入力し、当該入力信号ｒＩ（ｔ）から当該出力信号ＦＭＩ（ｔ）を減算して当該減算結果ｅＩ（ｔ）を出力する機能を有している。
同様に、減算器４５ｂは遅延していないＱ成分の入力信号ｒＱ（ｔ）と加算器４４ｂからの出力信号ＦＭＱ（ｔ）とを入力し、当該入力信号ｒＱ（ｔ）から当該出力信号ＦＭＱ（ｔ）を減算して当該減算結果ｅＱ（ｔ）を出力する機能を有している。
ここで、上記した減算結果ｅＩ（ｔ）、ｅＱ（ｔ）は本例の干渉信号除去装置から出力される信号である。
【００７８】
本例では、後述するフィルタタップ係数演算制御部４６からのタップ係数制御信号が逐次更新されることで、上記したＩ成分及びＱ成分の干渉波抽出信号ＦＭＩ（ｔ）、ＦＭＱ（ｔ）がそれぞれ受信信号のＩ成分及びＱ成分中の干渉信号と同じ信号となるため、上記した減算結果ｅＩ（ｔ）、ｅＱ（ｔ）はそれぞれ受信信号のＩ成分及びＱ成分から当該干渉信号を除去した信号、すなわちＣＤＭＡ方式による拡散信号（理想的には、当該拡散信号のみ）となる。
【００７９】
フィルタタップ係数演算制御部４６には２つの遅延素子４１ａ、４１ｂから出力される信号ｒＩ（ｔ−τ）、ｒＱ（ｔ−τ）と２つの減算器４５ａ、４５ｂから出力される信号ｅＩ（ｔ）、ｅＱ（ｔ）とが入力され、フィルタタップ係数演算制御部４６はこれらの信号を用いて、各適応フィルタ４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂから出力される信号が上記したような干渉信号成分となるようなタップ係数制御信号を演算してそれぞれの適応フィルタ４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂへ出力する機能を有している。なお、本例では、例えば２つの適応フィルタ４２ａ、４２ｂへ同じタップ係数制御信号が出力される一方、残りの２つの適応フィルタ４３ａ、４３ｂへ同じタップ係数制御信号が出力されることで、上記式１３や上記式１４で示した干渉信号成分ＦＭＩ（ｔ）、ＦＭＱ（ｔ）が生成されるように設定してある。
【００８０】
本例のフィルタタップ係数演算制御部４６では、例えば上記図６を用いた説明において示したＬＭＳの複素演算用のアルゴリズムを用いてタップ係数制御信号を演算している。なお、このアルゴリズムにおけるＬＭＳの更新式は式１５及び式１６で示される。
【００８１】
【数１５】
0004377543.tif 000016
【００８２】
【数１６】
0004377543.tif 000017
【００８３】
ここで、ｈＩ（ｔ）やｈＱ（ｔ）は時刻ｔにおけるフィルタタップ係数系列であり、μは収束の時間や精度に関係する係数であるステップサイズパラメータであり、ｕＩ（ｔ）やｕＱ（ｔ）は上記のようにそれぞれ適応フィルタ４２ａ、４３ａのシフトレジスタ内や適応フィルタ４２ｂ、４３ｂのシフトレジスタ内における入力信号系列である。また、上記図６を用いて説明した場合と同様に、ｅＩ（ｔ）やｅＱ（ｔ）としては、それぞれ減算器４５ａや減算器４５ｂから出力される信号を用いている。なお、ｕＩ（ｔ）及びｕＱ（ｔ）は上記したようにベクトルである。
【００８４】
本例では、上記図６を用いて説明した場合と同様に、上記のような演算アルゴリズムによりフィルタタップ係数系列ｈＩ（ｔ）、ｈＱ（ｔ）を順次更新していくことで、拡散信号成分についてはその無相関性により除去されず、且つ、比較的相関性のある干渉信号成分を除去することができるフィルタタップ係数系列ｈＩ（ｔ）、ｈＱ（ｔ）を生成することができる。
また、本例では、フィルタタップ係数系列ｈＩ（ｔ）、ｈＱ（ｔ）を演算するに際してＩ成分及びＱ成分の両方を考慮しているため、干渉除去の精度を更に向上させることができる。
【００８５】
以上のように、上記図９に示した干渉信号除去装置では、拡散信号の特性を利用することで、ＣＤＭＡ方式により拡散変調された拡散信号と干渉信号とを含む受信信号のＩ成分及びＱ成分から当該干渉信号を除去することができ、これにより、受信品質の劣化を防ぎ、受信品質を向上させることができる。
【００８６】
なお、上記図９では、上記図６を用いて説明した場合と同様に、減算器４５ａ、４５ｂから出力される信号を遅延させない構成を示したが、例えば図１０に示すように減算器５５ａ、５５ｂに入力される受信信号を遅延素子５１ａ、５１ｂにより遅延させる一方、適応フィルタ５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂやフィルタタップ係数演算制御部５６に入力される受信信号を遅延させないような構成によっても上記と同様な効果を得ることができる。ここで、図１０に示した構成は、遅延素子５１ａ、５１ｂが減算器５５ａ、５５ｂ側に備えられているといった点を除いては、上記図９に示した構成とほぼ同様であり、以上に示した構成部分と共に加算器５４ａ、５４ｂも備えられている。
【００８７】
また、例えば上記図６を用いて説明した場合と同様に、上記した複素演算用のＬＭＳアルゴリズム以外のアルゴリズムを用いて上記と同様な干渉除去の効果を得ることもでき、一例として、上記図９に示した構成において複素演算用のＲＬＳアルゴリズムを用いた場合について示しておく。なお、以下では、説明の便宜上から、上記したｕＩ（ｔ）及びｕＱ（ｔ）やｈＩ（ｔ）及びｈＱ（ｔ）やｅＩ（ｔ）及びｅＱ（ｔ）やｒＩ（ｔ）及びｒＱ（ｔ）に相当するものについては同じ符号を用いて示す。
【００８８】
複素演算用のＲＬＳアルゴリズムでは、例えば上記式７〜上記式１０で示したｕ（ｔ）やｈ（ｔ）やｅ（ｔ）やｋ（ｔ）やＰ（ｔ）等の全てのパラメータが複素数の要素から構成される。ここで、γ及びωを実数として、虚数部を表す記号としてｊを用いると、任意の複素数要素は（γ＋ｊω）と表される。
そして、複素演算用のＲＬＳアルゴリズムでは、例えば上記した各パラメータの実数部と虚数部とを分離してそれぞれＩ成分のパラメータ及びＱ成分のパラメータとして用いることで、上記図６を用いた説明において示したような逐次更新処理を複素演算において実現する。
【００８９】
なお、具体的に本例の場合には、例えばｕ（ｔ）の実数部をｕＩ（ｔ）とするとともに虚数部をｕＱ（ｔ）とし、ｈ（ｔ）の実数部をｈＩ（ｔ）とするとともに虚数部をｈＱ（ｔ）とし、ｅ（ｔ）の実数部をｅＩ（ｔ）とするとともに虚数部をｅＱ（ｔ）とする等して、受信信号のＩ成分ｒＩ（ｔ）及びＱ成分ｒＱ（ｔ）から干渉信号成分を除去する処理が行われる。
【００９０】
以上に示したように、例えば複素演算用のＲＬＳアルゴリズムを用いた場合においても、上記した複素演算用のＬＭＳアルゴリズムを用いた場合と同様に、ＣＤＭＡ方式により拡散変調された拡散信号と干渉信号とを含む受信信号のＩ成分及びＱ成分から当該干渉信号を除去することができる。
【００９１】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記従来例で示したような干渉信号除去装置により干渉除去を行った場合の様子を具体的に示す。
図１１には、干渉信号が除去される前における受信信号のスペクトルの一例を示してあり、この受信信号としてはＣＤＭＡ信号に２波のＦＭ信号が干渉したものを示してある。なお、同図中や後述する図１２中や後述する図１３中のグラフの横軸は周波数（ＭＨｚ）を示しており、縦軸は信号のスペクトル強度を示している。
【００９２】
また、図１２には、上記図１１に示した受信信号を例えば上記図６に示したような干渉信号除去装置に入力して、当該干渉信号除去装置により当該受信信号に含まれる干渉信号（ここでは、２波のＦＭ信号）を除去した直後（干渉信号除去処理の操作の開始直後）における（当該干渉信号除去装置からの）出力信号のスペクトルの一例を示してある。図１２に示されるように、干渉信号除去処理の開始直後において干渉信号除去装置から出力される信号では、ＣＤＭＡ信号成分が減衰させられることなく、ＦＭ信号成分のみが減衰させられている。
【００９３】
しかしながら、上記従来例で示したような干渉信号除去装置では、干渉信号除去処理を開始した後にそのまま当該処理を続けていくと、次第に受信信号中のＣＤＭＡ信号成分までも減衰させてしまい、このような減衰が時間の経過と共に進行していってしまうといった不具合があった。
【００９４】
具体的に、図１３には、上記図１２に示した状態から干渉信号除去処理をしばらくの時間継続した場合における（干渉信号除去装置からの）出力信号のスペクトルの一例を示してある。図１３に示されるように、干渉信号除去処理を開始してからしばらくの時間が経過すると、前記出力信号中に残されるべきＣＤＭＡ信号成分が大きく減衰させられてしまうことが生じる。
このように、従来の干渉信号除去装置では、狭帯域干渉信号を適応的に除去する能力を有してはいるものの、希望波であるＣＤＭＡ信号も時間の経過と共に徐々に除去していってしまうといった不具合があった。
【００９５】
ここで、このような不具合が生じる理由としては、干渉信号の周波数の近傍に位置するＣＤＭＡ信号の周波数成分は当該干渉信号と相関があるためであり、つまり、上記したＬＭＳ等の演算アルゴリズムによって、干渉信号の周波数の近くに位置するＣＤＭＡ信号の周波数成分も、当該干渉信号との間で相関のある信号成分として抽出されてしまうためである。従って、ＣＤＭＡ信号の帯域に関して、干渉信号周辺の帯域のＣＤＭＡ信号も当該干渉信号と共に除去されてしまい、この結果として、干渉除去後の受信信号のビット誤り率が劣化してしまうという問題が起こっていた。
【００９６】
また、図１４には、上記従来例で示したような干渉信号除去装置を用いて干渉除去を行った場合における干渉信号除去の特性の一例を示してある。なお、同図では、干渉信号除去特性として受信信号のビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Ratio）が変化する様子を示してあり、干渉信号除去装置により干渉除去を行わない場合（キャンセルなしの場合）における特性例を（ａ）で示す一方、干渉信号除去装置により干渉除去を行った場合（キャンセル有りの場合）における特性例を（ｂ）で示してある。
【００９７】
また、同図では、広帯域の希望信号としてＣＤＭＡ信号を用いる一方、狭帯域の干渉信号としてＦＳＫ（Frequency Shift Keying）信号を用いた場合を示してあり、干渉信号が１波である場合の例を示してある。また、同図中のグラフの横軸は干渉信号当たりのＤ／Ｕ（（希望の入力信号の電力）／（狭帯域干渉信号の電力））［ｄＢ］を示しており、縦軸は受信機におけるビット誤り率を示している。
【００９８】
同図に示されるように、Ｄ／Ｕが比較的小さい場合（つまり、狭帯域干渉信号の電力が広帯域希望信号の電力と比べて十分に大きい場合）には、干渉信号除去装置により干渉除去を行うことで、ビット誤り率の特性を向上させることができる。一方、Ｄ／Ｕが比較的大きい場合（つまり、狭帯域干渉信号の電力が広帯域希望信号の電力と比べて同程度である場合、或いは、広帯域希望信号の電力と比べて小さい場合）には、干渉信号除去装置により干渉除去を行うことによって、却ってビット誤り率の特性を劣化させてしまうことが生じる。
【００９９】
ここで、このような劣化が生じる理由としては、上記と同様な理由が考えられ、すなわち、受信信号から狭帯域干渉信号の周波数成分を抽出して、当該抽出結果を受信信号から除去する処理において、干渉信号除去装置が干渉信号と同時に広帯域希望信号の周波数成分までも抽出して除去してしまうためであると考えられる。
【０１００】
また、図１５（ａ）及び同図（ｂ）には、上記従来例で示したような干渉信号除去装置を用いて、広帯域信号と狭帯域干渉信号とを含む受信信号から当該干渉信号を除去する場合の様子の一例を示してある。
具体的に、同図（ａ）には、広帯域信号の電力と比べて或る狭帯域干渉信号の電力が十分に大きい場合（例えば図中の▲１▼や▲３▼の干渉信号）の例を示してあり、この場合には、上述のように、干渉除去を行うことで受信品質を改善することができる。
【０１０１】
なお、同図（ａ）には、広帯域信号に干渉する３つの信号▲１▼、▲２▼、▲３▼を示してあり、また、干渉除去前の受信信号の様子を左側のグラフに示す一方、干渉除去後の受信信号の様子を右側のグラフに示してある。また、これらのグラフの横軸は周波数を示しており、縦軸はスペクトル強度を示している。
【０１０２】
一方、同図（ｂ）には、広帯域信号の電力と比べて各狭帯域干渉信号の電力が（ほぼ）等しい場合（或いは、小さい場合についても同様）の例を示してあり、この場合には、上述のように、狭帯域干渉信号と共に広帯域信号の周波数成分までもが抽出されて除去されてしまうことから、干渉信号除去装置から出力される信号が（当該干渉信号除去装置の）後段の回路で復調処理される際において、受信品質の劣化が無視できないくらいに大きくなってしまう。
【０１０３】
このため、同図（ｂ）に示したような場合には、例えば干渉信号除去装置により干渉除去を行わない方が、ＣＤＭＡ信号の特質でもある干渉信号の抑圧効果によって、受信品質がよくなるとも言える。
なお、同図（ｂ）には、広帯域信号に干渉する３つの信号▲４▼、▲５▼、▲６▼を示してあり、また、干渉除去前の受信信号の様子を左側のグラフに示す一方、干渉除去後の受信信号の様子を右側のグラフに示してある。また、これらのグラフの横軸は周波数を示しており、縦軸はスペクトル強度を示している。
【０１０４】
また、例えば上記図６に示したような干渉信号除去装置では、上記式５に示したような適応アルゴリズムを用いてフィルタタップ係数系列ｈ（ｔ）を更新することから、上記式５に示した次回のフィルタタップ係数系列ｈ（ｔ＋１）の演算の度毎に常に前回までの演算結果（ｈ（ｔ））が蓄積される。このため、このような干渉信号除去装置では、例えば帯域制限フィルタによる符号間干渉の影響等により、広帯域信号の信号成分までも抽出されて当該広帯域信号の一部も除去されてしまう可能性があり、このような場合においても、上述したのと同様に、受信機での復調処理において受信品質の劣化が無視できないくらいに大きくなってしまうことが生じ得る。
【０１０５】
以上のように、上記従来例で示したような干渉信号除去装置では、例えば上記図１４に示されるような干渉信号除去特性を示し、つまり、広帯域信号の電力と比べて狭帯域信号の電力が小さくなる場合には干渉除去を行わない場合より受信品質の特性が劣化してしまうことがあるといった不具合があった。
【０１０６】
具体的に、現状考えられている通信方式では、例えばＣＤＭＡ方式とＴＤＭＡ方式とを共用するような状況やＣＤＭＡ方式とＦＤＭＡ方式とを共用するような状況などにおいて、上記従来例で示したような干渉信号除去装置を組み込んだ受信機を用いた場合に、受信信号に干渉信号が存在しないようなときには、却って受信品質が低下してしまうことが生じ、また、例えば干渉信号の除去を行わない場合と比べて、基地局装置により収容可能な移動局装置の数（ユーザ数）が減少してしまうことや通話エリアが小さくなってしまうことが生じるといった問題が予想される。
【０１０７】
本発明は、このような従来の課題を解決するために為されたもので、広帯域の希望信号と狭帯域の干渉信号とを含んだ入力信号から当該干渉信号を除去するに際して、希望信号までも除去してしまうことを抑制する干渉信号除去装置を提供することを目的とする。
【０１０８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る干渉信号除去装置では、次のようにして、広帯域の希望信号と狭帯域の干渉信号とを含んだ入力信号から当該干渉信号を除去する。
すなわち、入力信号に基づいて当該入力信号に含まれる干渉信号をその抽出量を抑制（つまり、例えば従来例で示した場合と比べて小さく）して抽出し、抽出した干渉信号を当該入力信号から除去する。
【０１０９】
従って、入力信号に基づいて当該入力信号から抽出される干渉信号の抽出量が抑制されるため、広帯域の希望信号と狭帯域の干渉信号とを含んだ入力信号から希望信号（例えば干渉信号の周波数帯域内にある希望信号成分や、干渉信号の周波数帯域に隣接する帯域にある希望信号成分）までも除去してしまうことを抑制することができる。
【０１１０】
一例として、広帯域の希望信号としてＣＤＭＡ信号が用いられた場合には、受信機により受信した信号（ＣＤＭＡ信号と狭帯域干渉信号とを含んだ信号）から干渉信号を除去するに際して、当該干渉除去の能力を制御することにより、ＣＤＭＡ信号成分までも除去してしまうことを抑制することができ、これにより、例えば従来と比べて、干渉除去後における受信信号のビット誤り率の特性を向上させることができる。
【０１１１】
つまり、本来、ＣＤＭＡ方式のようなスペクトル拡散方式による（拡散された）信号は拡散利得による耐干渉能力が高いため、狭帯域干渉信号を必要以上に除去しなくとも、拡散された希望波（ＣＤＭＡ信号等）の信号電力と同程度のレベルまで狭帯域干渉信号の電力を減衰させることができればよい。このため、ＣＤＭＡ信号等の成分が除去されない程度まで干渉除去能力を抑圧することにより、例えば干渉信号成分が受信信号中に多少残留しても、ＣＤＭＡ信号等の成分の除去が抑制されることから、総じて、干渉除去後のビット誤り率を改善することができる。
【０１１２】
なお、例えば受信系の伝送路で複数の狭帯域干渉信号が広帯域希望信号に重畳されて受信機により受信されるような場合には、受信信号を複数の帯域に分割して、これら各帯域がそれぞれ１つ（或いは複数）の干渉信号を含むようにし、当該各帯域毎にその帯域に含まれる干渉信号に適した干渉除去を行うことにより、それぞれの干渉信号に応じた干渉除去を行うことを実現することができる。
【０１１３】
ここで、広帯域の希望信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えばＣＤＭＡ方式により拡散された信号等を用いることができる。
また、狭帯域の干渉信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えばＦＭ信号やＦＳＫ信号等を用いることができる。
【０１１４】
また、入力信号に基づいて干渉信号の抽出量を抑制する仕方としては、種々な仕方が用いられてもよく、例えば、入力信号に含まれる希望信号や干渉信号の状況に応じて、干渉信号の抽出量を抑制するか否かを制御したり、抑制する場合にはその抑制の程度を制御したりするのが好ましい。
【０１１５】
また、本発明に係る干渉信号除去装置では、一実施態様として、次のような構成により、広帯域の希望信号と狭帯域の干渉信号とを含んだ入力信号から当該干渉信号を除去する。
すなわち、抽出手段が入力信号から干渉信号を抽出し、除去手段が抽出される干渉信号を入力信号から除去し、抽出制御手段が除去手段の除去結果に基づいて抽出手段による干渉信号の抽出を制御し、抽出量抑制手段が入力信号に基づいて抽出手段による干渉信号の抽出量を抑制する。
【０１１６】
ここで、除去手段の除去結果に基づいて抽出手段による干渉信号の抽出を制御する仕方としては、例えば、除去手段により干渉除去が行われた後の入力信号に含まれる干渉信号の成分が最小（理想的には、ゼロ）となるように制御する仕方が用いられる。そして、本発明では、抽出量抑制手段が、このような制御の仕方に対して、干渉信号の抽出量を抑制する。
【０１１７】
なお、例えば上記図６に示したような干渉信号除去装置を例とすると、適応フィルタから本発明に言う抽出手段が構成され、減算器から本発明に言う除去手段が構成され、フィルタタップ係数演算制御部から本発明に言う抽出制御手段が構成される。そして、本発明では、更に、干渉信号の抽出量を抑制する抽出量抑制手段を設ける。
【０１１８】
また、本発明に係る干渉信号除去装置では、好ましい態様として、抽出量抑制手段は、入力信号に含まれる希望信号と干渉信号との電力差に基づいて抽出手段による干渉信号の抽出量を抑制する。つまり、例えば、ＣＤＭＡ信号と狭帯域干渉信号とを含む信号を受信する場合には、ＣＤＭＡ信号の受信電力と狭帯域干渉信号の受信電力との差に応じて干渉信号の抽出量を抑制する。
なお、入力信号に含まれる希望信号の電力レベルや干渉信号の電力レベルは、例えば当該入力信号のスペクトル分析を行うこと等により検出することが可能である。
【０１１９】
ここで、広帯域信号（希望信号）と狭帯域干渉信号との電力差に基づいて干渉信号の抽出量を抑制する仕方の具体的な一例を以下の（１）〜（４）に示す。
（１）広帯域信号の電力が狭帯域干渉信号の電力よりも５ｄＢ分以上大きい場合には、干渉除去が行われないように、干渉信号の抽出量を（ゼロに）抑制する。
（２）広帯域信号の電力と狭帯域干渉信号の電力との差が±５ｄＢ以内である場合には、干渉信号の帯域内にある広帯域信号がそれほど除去されないことを実現すべく、弱い干渉除去が行われるように、干渉信号の抽出量を比較的大きく抑制する。
【０１２０】
（３）広帯域信号の電力よりも狭帯域干渉信号の電力の方が５ｄＢ〜３５ｄＢ分大きい場合には、これらの信号の電力に応じて、上記（２）の場合よりも干渉除去能力を強めて、干渉信号の抽出量を抑制する。
（４）広帯域信号の電力よりも狭帯域干渉信号の電力の方が３５ｄＢ分以上大きい場合（例えば干渉信号除去能力の限界値近傍であるような場合）には、干渉除去能力の制御が行われずに最大限の干渉除去が行われるように、干渉信号の抽出量を抑制しない。
【０１２１】
このように、例えば入力信号に含まれる干渉信号に応じて、所定の大きさ以上の電力の干渉信号に関して（のみ）その抽出量を抑制しないようにし、また、それぞれの干渉信号に応じて抽出量を抑制した干渉信号除去処理を行うようにすることにより、干渉信号の除去が行われない方が入力信号の特性がよいような場合には当該干渉信号の除去が行われないようにすることや、干渉信号の抽出量を或る程度抑制した方が干渉除去後における入力信号の特性がよいような場合には当該干渉信号の抽出量を適度に抑制すること等が実現される。このため、例えば従来において干渉信号を除去する際に本来的に（受信）処理を行いたい希望信号までも含まれて除去されてしまうことで生じていた入力信号の（受信）品質の劣化を防止することができ、これにより、干渉除去後における入力信号のビット誤り率の特性を向上させることができる。
【０１２２】
また、本発明に係る干渉信号除去装置では、他の態様として、抽出量抑制手段は、入力信号に含まれる希望信号の電力に基づいて抽出手段による干渉信号の抽出量を抑制する。つまり、例えば、ＣＤＭＡ信号と狭帯域干渉信号とを含む信号を受信する場合には、ＣＤＭＡ信号の受信電力に応じて干渉信号の抽出量を抑制する。
【０１２３】
ここで、図２（ａ）及び同図（ｂ）には、上記したような本発明に係る干渉信号除去装置を用いて、広帯域信号と狭帯域干渉信号とを含む受信信号から当該干渉信号を除去する場合の様子の一例を示してある。
【０１２４】
具体的に、同図（ａ）には、広帯域信号の電力と比べて或る狭帯域干渉信号の電力が十分に大きい場合の例を示してあり、この場合には、それぞれの干渉信号毎に適した干渉除去を行うようにし、つまり、広帯域信号と同程度の受信レベルの狭帯域干渉信号（例えば図中の▲２▼の干渉信号）については干渉除去処理を行わずにその干渉信号成分を残し、受信レベルの強い狭帯域干渉信号（例えば図中の▲１▼の干渉信号）についてはその抽出量を抑制せずに干渉除去を行い、比較的受信レベルの弱い狭帯域干渉信号（例えば図中の▲３▼の干渉信号）についてはその抽出量を抑制した干渉除去を行うことにより、干渉除去処理後の広帯域信号の品質を例えば従来と比べて改善することができる。
【０１２５】
なお、同図（ａ）には、広帯域信号に干渉する３つの信号▲１▼、▲２▼、▲３▼を示してあり、また、干渉除去前の受信信号の様子を左側のグラフに示す一方、干渉除去後の受信信号の様子を右側のグラフに示してある。また、これらのグラフの横軸は周波数を示しており、縦軸はスペクトル強度を示している。
【０１２６】
一方、同図（ｂ）には、広帯域信号の電力と比べて各狭帯域干渉信号の電力が（ほぼ）等しい場合（或いは、小さい場合についても同様）の例を示してあり、この場合には、広帯域信号と非常に近い受信レベルの狭帯域干渉信号（例えば図中の▲５▼及び▲６▼の干渉信号）については干渉除去処理を行わずにその干渉信号成分を残し、比較的受信レベルの弱い狭帯域干渉信号（例えば図中の▲４▼の干渉信号）についてはその抽出量を抑制した干渉除去を行うことにより、干渉除去処理後の広帯域信号の品質を例えば従来（入力された受信信号に対して、全ての狭帯域干渉信号を除去した場合）と比べて改善することができる。
【０１２７】
なお、同図（ｂ）には、広帯域信号に干渉する３つの信号▲４▼、▲５▼、▲６▼を示してあり、また、干渉除去前の受信信号の様子を左側のグラフに示す一方、干渉除去後の受信信号の様子を右側のグラフに示してある。また、これらのグラフの横軸は周波数を示しており、縦軸はスペクトル強度を示している。
また、上記図２（ａ）及び同図（ｂ）中で、干渉除去後における広帯域信号の周波数スペクトルの落ち込みは、当該干渉除去に際して広帯域信号成分が除去された部分を表している。
【０１２８】
このように、本発明に係る干渉信号除去装置では、入力信号に含まれる希望信号や干渉信号に応じた干渉除去を行うことにより、例えば狭帯域干渉信号の電力が広帯域希望信号の電力よりも小さいような場合において入力信号の特性を改善することができ、また、例えば入力信号に複数の狭帯域干渉信号が含まれるような場合においても各干渉信号毎に柔軟に干渉除去を行うことが可能である。
【０１２９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例に係る干渉信号除去装置を図面を参照して説明する。
なお、本実施例では、干渉信号除去装置は例えば無線通信を行う受信機に設けられており、当該受信機により受信される信号（広帯域の希望信号と狭帯域の干渉信号とを含んだ信号）に含まれる干渉信号を除去する。
図１には、本発明に係る干渉信号除去装置の一例を示してあり、この装置には、干渉信号抽出部１と、合成器２と、干渉信号推定部３と、抽出量抑制部４とが備えられている。なお、ｔは時刻を示す。
【０１３０】
干渉信号推定部３は、例えば広帯域の希望信号と複数の狭帯域の干渉信号とが合成された受信信号ｒ（ｔ）及び干渉除去後の受信信号ｅ（ｔ）を入力して、当該干渉除去後の受信信号ｅ（ｔ）に含まれる干渉信号を推定し、当該推定結果を干渉信号抽出部１に通知する。
干渉信号抽出部１は、受信信号ｒ（ｔ）を入力して、干渉信号推定部３から通知される推定結果に基づいて当該受信信号ｒ（ｔ）から干渉信号（とみなされるもの）Ｖ（ｔ）を抽出し、当該干渉信号Ｖ（ｔ）を合成器２へ出力する。
【０１３１】
合成器２は、受信信号ｒ（ｔ）と干渉信号抽出部１からの干渉信号Ｖ（ｔ）とを逆位相で（つまり、干渉信号Ｖ（ｔ）が受信信号ｒ（ｔ）から除去されるように）合成して、干渉信号Ｖ（ｔ）が除去された後の受信信号ｅ（ｔ）を出力する。なお、合成器２から出力される干渉除去後の受信信号ｅ（ｔ）の一部は上記した干渉信号推定部３に入力されて、干渉信号の推定に用いられる。
【０１３２】
抽出量抑制部４は、受信信号ｒ（ｔ）を入力し、当該受信信号ｒ（ｔ）に含まれる希望信号の電力や干渉信号の電力に基づいて、例えば当該干渉信号の電力が比較的小さいような場合には、干渉信号抽出部１で抽出される干渉信号Ｖ（ｔ）の量が抑制されるように（つまり、前記推定結果に基づく干渉信号の抽出量より小さくなるように）、干渉信号推定部３を制御する。
【０１３３】
以上のように、本例の干渉信号除去装置では、入力信号に基づいて干渉信号除去処理における干渉信号の抽出量を抑制することが行われ、これにより、例えば広帯域希望信号の電力と比べて狭帯域干渉信号の電力が同程度である場合や或いは小さいような場合に、広帯域信号までもが除去されてしまうことを抑制することができる。このため、本例の干渉信号除去装置では、例えば従来と比べて、干渉除去後の入力信号（広帯域信号）の受信品質を改善することができ、これにより、干渉除去後における入力信号（広帯域信号）のビット誤り率の特性を向上させることができる。
【０１３４】
一例として、広帯域希望信号としてＣＤＭＡ信号が用いられ、狭帯域干渉信号としてＦＭ信号等が用いられた場合には、本例のような干渉信号除去装置を受信機に設けることにより、受信機では、例えば干渉信号の残留をＣＤＭＡ信号と同程度のレベルまで許容することにより、受信帯域全体として、干渉除去後の受信信号のビット誤り率の特性を向上させることができる。
【０１３５】
ここで、本例では、干渉信号抽出部１から本発明に言う抽出手段が構成され、合成器２から本発明に言う除去手段が構成され、干渉信号推定部３から本発明に言う抽出制御手段が構成され、抽出量抑制部４から本発明に言う抽出量抑制手段が構成されている。
【０１３６】
ここで、本発明に係る干渉信号除去装置の構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。具体的には、例えば上記図６や上記図８や上記図９や上記図１０に示したような構成の装置に、本発明に係る干渉信号除去装置を適用することも可能である。
【０１３７】
また、本発明に係る干渉信号除去装置の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。具体的には、例えばＣＤＭＡ方式を採用した受信機に限られず、本発明は、例えば種々な通信方式を採用する基地局装置や移動局装置や中継局装置等の受信機に適用することも可能なものである。
【０１３８】
また、本発明に係る干渉信号除去装置により行われる各種の処理としては、例えばプロセッサ（例えばＣＰＵやＭＰＵやＤＳＰ等）やメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体として把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【０１３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る干渉信号除去装置によると、広帯域の希望信号と狭帯域の干渉信号とを含んだ入力信号から当該干渉信号を除去するに際して、入力信号に基づいて当該入力信号に含まれる干渉信号をその抽出量を抑制して抽出し、抽出した干渉信号を当該入力信号から除去するようにしたため、入力信号から希望信号までも除去してしまうことを抑制することができ、これにより、干渉除去後における入力信号（希望信号）の品質を例えば従来と比べて向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る干渉信号除去装置の一例を示す図である。
【図２】  本発明に係る干渉信号除去装置を用いて広帯域信号と狭帯域干渉信号とを含む受信信号から当該干渉信号を除去する場合の様子の一例を示す図である。
【図３】  従来例に係る干渉信号除去装置の一例を示す図である。
【図４】  拡散符号系列の一例を説明するための図である。
【図５】  ＣＤＭＡ方式による広帯域の拡散信号と狭帯域の干渉信号とを含む受信信号のスペクトルの一例を示す図である。
【図６】  干渉信号除去装置の一例を示す図である。
【図７】  適応フィルタの構成例を示す図である。
【図８】  干渉信号除去装置の一例を示す図である。
【図９】  干渉信号除去装置の一例を示す図である。
【図１０】  干渉信号除去装置の一例を示す図である。
【図１１】  ＣＤＭＡ信号に２波のＦＭ信号が干渉した受信信号のスペクトルの一例を示す図である。
【図１２】  干渉信号除去処理の開始直後において干渉信号除去装置から出力される信号のスペクトルの一例を示す図である。
【図１３】  干渉信号除去処理を開始してからしばらくの時間が経過した場合において干渉信号除去装置から出力される信号のスペクトルの一例を示す図である。
【図１４】  干渉信号除去装置による干渉信号除去特性の一例を示す図である。
【図１５】  干渉信号除去装置を用いて広帯域信号と狭帯域干渉信号とを含む受信信号から当該干渉信号を除去する場合の様子の一例を示す図である。
【符号の説明】
１・・干渉信号抽出部、  ２・・合成器、  ３・・干渉信号推定部、
４・・抽出量抑制部、
【図１】
0004377543.tif 000018
【図２】
0004377543.tif 000019
【図３】
0004377543.tif 000020
【図４】
0004377543.tif 000021
【図５】
0004377543.tif 000022
【図６】
0004377543.tif 000023
【図７】
0004377543.tif 000024
【図８】
0004377543.tif 000025
【図９】
0004377543.tif 000026
【図１０】
0004377543.tif 000027
【図１１】
0004377543.tif 000028
【図１２】
0004377543.tif 000029
【図１３】
0004377543.tif 000030
【図１４】
0004377543.tif 000031
【図１５】
0004377543.tif 000032