JP2001177457A - Adaptive array antenna system - Google Patents
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- Radio Transmission System (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は無線通信システムに
用いられる適応アレーアンテナ装置に関し、特に所望信
号よりも大きな電力で到来する干渉波の除去に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adaptive array antenna device used in a wireless communication system, and more particularly to the elimination of an interference wave arriving with a power larger than a desired signal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年の携帯電話やＰＨＳ（Personal Han
dyphone System）などの爆発的な移動通信の普及に伴っ
て、限られた周波数帯においてできる限り多くの加入者
の通信チャネルを確保することが必要になってきてい
る。そのため、移動通信では多数の加入者に対して、必
要に応じて特定のチャネルを割り当てる方法（マルチチ
ャネルアクセス方式とよぶ）を採用することが現在の主
流になっている。2. Description of the Related Art Recent mobile phones and PHSs (Personal Han
With the explosion of explosive mobile communications such as dyphone systems, it has become necessary to secure as many subscriber communication channels as possible in a limited frequency band. For this reason, in mobile communication, a method of allocating a specific channel to a large number of subscribers as necessary (referred to as a multi-channel access method) has become the mainstream at present.
【０００３】セルラーシステムやＰＨＳなどに代表され
る現在の移動通信システムでは、マルチチャネルアクセ
ス方式として、主に時分割多重化（Time Division Mult
ipleAccess：ＴＤＭＡ）方式が採用されている。さら
に、ＴＤＭＡ右式においては、自律分散制御方式を用い
ることが提案されている。自律分散制御方式では、新た
に設置された基地局は、他の基地局が通信していない時
間を受信レベルなどの情報により監視することで、送信
タイミングを決定する。[0003] In current mobile communication systems represented by cellular systems and PHS, time division multiplexing (Time Division Multiplex) is mainly used as a multi-channel access method.
ipleAccess: TDMA) is adopted. Further, it has been proposed to use an autonomous distributed control method in the TDMA right system. In the autonomous distributed control method, a newly installed base station determines the transmission timing by monitoring the time during which another base station is not communicating with information such as the reception level.
【０００４】このため、自律分散制御方式を適用したＴ
ＤＭＡシステムにおいては、基地局における制御を簡易
化するために、各基地局がそれぞれ、他の基地局の送信
タイミングに関係なく送信を行うことがある。したがっ
て、このような通信システムは、非同期ＴＤＭＡシステ
ムと呼ばれている。[0004] For this reason, the T to which the autonomous distributed control system is applied is used.
In a DMA system, each base station may perform transmission independently of the transmission timing of another base station in order to simplify control in the base station. Therefore, such a communication system is called an asynchronous TDMA system.
【０００５】非同期ＴＤＭＡシステムの技術について
は、例えば文献「赤岩，“無線回線制御技術”，電子情
報通信学会誌，Ｖｏ１．７８ Ｎｏ．２ ｐｐ．１３８
−１４２，１９９５年２月」に開示されている。非同期
ＴＤＭＡシステムでは、基地局間の同期をとる必要がな
いため、基地局の送信タイミングを容易に設定できる利
点がある。しかしながら、１つの基地局が使用できる周
波数帯域が限られているので、周辺の基地局から同一周
波数の干渉波が到来するという問題がある。[0005] Regarding the technology of the asynchronous TDMA system, for example, the document “Akaiwa,“ Radio Channel Control Technology ”, Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Vo 1.78 No. 2 pp. 138
-142, February 1995 ". In an asynchronous TDMA system, there is no need to synchronize between base stations, so that there is an advantage that the transmission timing of the base station can be easily set. However, since the frequency band that can be used by one base station is limited, there is a problem that an interference wave of the same frequency comes from a neighboring base station.
【０００６】一方、隣接基地局からの干渉波の影響を低
減する技術として適応アレーアンテナが知られている。
この種の技術は、例えば文献１「Monzingo et al., “I
ntroduction to Adaptive Array”, Jone Willy & Sons
New York, 1980」に開示されている。従来の適応アレ
ーアンテナの構成例を図８に示す。適応アレーアンテナ
においては、図８のように複数のアンテナ素子をアレー
状に配列して、アレーアンテナを構成する。そして、ア
レーアンテナの各ブランチ毎に入力された信号に対し
て、振幅・位相制御回路で決定された振幅と位相を重み
付けすることにより、干渉波の方向にアレーアンテナの
放射パターンのヌルを形成する。この放射パターンによ
り干渉波の影響を低減する。On the other hand, an adaptive array antenna is known as a technique for reducing the influence of interference waves from adjacent base stations.
This type of technology is described, for example, in Reference 1 “Monzingo et al.,“ I
ntroduction to Adaptive Array ”, Jone Willy & Sons
New York, 1980 ". FIG. 8 shows a configuration example of a conventional adaptive array antenna. In an adaptive array antenna, as shown in FIG. 8, a plurality of antenna elements are arranged in an array to form an array antenna. Then, a null of the radiation pattern of the array antenna is formed in the direction of the interference wave by weighting the signal input for each branch of the array antenna with the amplitude and phase determined by the amplitude / phase control circuit. . This radiation pattern reduces the effects of interference waves.
【０００７】また、各ブランチの入力信号に重み付けす
る振幅・位相値を決定する際には、希望信号と相関の高
い参照信号を基準信号発生装置を用いて発生し、この参
照信号と出力信号との２乗誤差が最小になるように振幅
及び位相値を制御する。このような制御方法はＭＭＳＥ
（Minimum Mean Square Error）方式と呼ばれている。
ＭＭＳＥ方式の制御では、所望信号の到来方向などの技
術を必要とせず、所望信号に対する合成と、干渉除去と
を同時に実現できる。このため、適応アレーアンテナの
制御方式として広く用いられている。但し、ＭＭＳＥ方
式では希望信号と相関の高い信号を生成する手段が必要
である。When determining the amplitude and phase values for weighting the input signal of each branch, a reference signal having a high correlation with the desired signal is generated using a reference signal generator. The amplitude and the phase value are controlled so that the squared error of is minimized. Such control method is MMSE
(Minimum Mean Square Error) method.
In the control of the MMSE method, the technique of the arrival direction of the desired signal or the like is not required, and the synthesis with the desired signal and the interference removal can be realized at the same time. For this reason, it is widely used as a control method of an adaptive array antenna. However, the MMSE method requires a means for generating a signal having a high correlation with the desired signal.
【０００８】ところで、ＴＤＭＡ方式を用いたディジタ
ル移動通信においては、信号が一定間隔で周期的に送受
信される。この信号はバーストと呼ばれる。各々のバー
ストには、受信側でビットパターンが既知のトレーニン
グ信号を挿入することができる。振幅・位相値を決定す
るために必要とされる前記参照信号として、バーストに
挿入されたトレーニング信号を利用することができる。
この種の技術は、例えば文献２「Y. Ogawa,“An Adapti
ve Array System for High Speed Mobile Communicatio
ns”, IEICE Trans. Commn., Vol. E75-B, No.5, pp.41
3-421, 1992」に開示されている。したがって、ＭＭＳ
Ｅ方式はＴＤＭＡ方式に適している。In digital mobile communication using the TDMA system, signals are periodically transmitted and received at regular intervals. This signal is called a burst. A training signal whose bit pattern is known on the receiving side can be inserted into each burst. A training signal inserted in a burst can be used as the reference signal required for determining an amplitude / phase value.
This type of technology is described in, for example, Reference 2 “Y. Ogawa,“ An Adapti
ve Array System for High Speed Mobile Communicatio
ns ”, IEICE Trans. Commn., Vol. E75-B, No. 5, pp. 41
3-421, 1992 ". Therefore, MMS
The E system is suitable for the TDMA system.
【０００９】一方、従来のＭＭＳＥ制御では、参照信号
のシンボルタイミングが出力信号のシンボルタイミング
と一致していることが必要である。もしも、参照信号の
シンボルタイミングと出力信号のシンボルタイミングと
が一致しない場合には、参照信号と出力信号との２乗誤
差が小さくなるように重み係数を制御することができな
い。すなわち、ＭＭＳＥ方式は、所望信号に対してキャ
リア及びシンボルの同期が完全に確立しているという前
提のもとで動作するものである。On the other hand, in the conventional MMSE control, the symbol timing of the reference signal needs to match the symbol timing of the output signal. If the symbol timing of the reference signal and the symbol timing of the output signal do not match, the weight coefficient cannot be controlled so that the square error between the reference signal and the output signal is reduced. That is, the MMSE system operates on the premise that the synchronization of the carrier and the symbol with respect to the desired signal is completely established.
【００１０】しかし、一般の移動通信環境では、時々、
所望信号よりも電力の大きい干渉波が到来する場合があ
る。このような環境下においては、所望信号が干渉信号
に埋もれてしまうため所望信号の最適なシンボルタイミ
ングを検出することが困難であり、ＭＭＳＥ方式の適用
が困難になる。また、適応アレーアンテナを実際にハー
ドウエアとして実現する場合には、通信信号の振幅のダ
イナミックレンジを確保するために、受信機にＡＧＣ
（Automatic Gain Control）増幅回路を設ける必要があ
る。However, in a general mobile communication environment, sometimes,
There is a case where an interference wave having higher power than the desired signal arrives. In such an environment, it is difficult to detect the optimum symbol timing of the desired signal because the desired signal is buried in the interference signal, and it becomes difficult to apply the MMSE method. Also, when the adaptive array antenna is actually realized as hardware, the receiver must have an AGC to secure a dynamic range of the amplitude of the communication signal.
(Automatic Gain Control) It is necessary to provide an amplification circuit.
【００１１】この種の技術は、例えば文献３「T. Ohgan
e, et al., “A Implementation ofa CMA Adaptive arr
ay for high speed GMSK transmission in mobile comm
unications”, IEEE Trans. VT-42, No.3, pp.282-288,
August 1993」に開示されている。[0011] This type of technology is disclosed in, for example, Reference 3 “T. Ohgan”.
e, et al., “A Implementation of a CMA Adaptive arr
ay for high speed GMSK transmission in mobile comm
unications ”, IEEE Trans. VT-42, No.3, pp.282-288,
August 1993 ".
【００１２】ＡＧＣ増幅回路の出力には、振幅が一定と
される位相成分を含んだ出力信号（ａ）と実際の振幅
（ｂ）とが得られる。ＡＧＣ増幅回路から出力される２
つの信号（ａ，ｂ）を乗算することにより、指向性制御
に必要な信号が得られる。受信機にこのようなＡＧＣ増
幅回路を用いる場合に、所望波のレベルが干渉波よりも
低いと、ＡＧＣ増幅回路は干渉波の電力に対応する信号
を出力する。すなわち、ＡＧＣ増幅回路の出力で検出さ
れる所望信号の電力は、干渉波が到来する場合と到来し
ない場合とでそれぞれ異なった値になる。そのため、所
望波に対する参照信号のレベルについては、干渉波が到
来する場合と到来しない場合とでそれぞれ異なった値を
用いる必要がある。The output of the AGC amplifier circuit includes an output signal (a) including a phase component having a constant amplitude and an actual amplitude (b). 2 output from the AGC amplifier circuit
By multiplying the two signals (a, b), a signal required for directivity control can be obtained. When such an AGC amplifier circuit is used in the receiver, if the level of the desired wave is lower than the interference wave, the AGC amplifier circuit outputs a signal corresponding to the power of the interference wave. That is, the power of the desired signal detected at the output of the AGC amplifier circuit has a different value depending on whether or not the interference wave arrives. Therefore, it is necessary to use different values for the level of the reference signal for the desired wave depending on whether or not the interference wave arrives.
【００１３】しかし、実際には干渉波の到来時に所望波
の参照信号のレベルを決定することは困難である。した
がって、干渉波が到来すると参照信号のレベルが所望波
のレベルと一致しなくなり、従来のＭＭＳＥ制御をその
まま適用すると、アルゴリズムの収束特性が大きく劣化
する。以上のように、所望信号よりも電力の大きい干渉
信号が到来する環境下においては、従来のＭＭＳＥ方式
を用いた適応アレーアンテナは良好に動作しないといっ
た問題が生じる。However, it is actually difficult to determine the level of the reference signal of the desired wave when the interference wave arrives. Therefore, when an interference wave arrives, the level of the reference signal does not match the level of the desired wave, and if the conventional MMSE control is applied as it is, the convergence characteristics of the algorithm will be significantly degraded. As described above, in an environment where an interference signal having a power larger than that of a desired signal arrives, there is a problem that the conventional adaptive array antenna using the MMSE scheme does not operate well.
【００１４】また、干渉波電力が所望波電力よりも大き
な環境下において、信号の同期が比較的容易で、しかも
干渉波を低減可能な手法が、文献４「J. J. Synk, A.
V. Keerthi and A. Mathur,“Steady-state analysis o
f the multistage constant modulus array”, IEEE Tr
ans. Signal Processing, 44, pp.948-962,(1996-4)」
に開示されている。Further, in an environment where the interference wave power is larger than the desired wave power, a method of relatively easily synchronizing signals and reducing the interference wave is disclosed in Reference 4 [JJ Synk, A.
V. Keerthi and A. Mathur, “Steady-state analysis o
f the multistage constant modulus array ”, IEEE Tr
ans.Signal Processing, 44, pp.948-962, (1996-4) "
Is disclosed.
【００１５】この手法を用いる場合の適応アレーアンテ
ナの構成を図７に示す。この手法では、振幅・位相を制
御するアルゴリズムとしてＣＭＡ（Constant Modulous
Algorithm）を用いている。ＣＭＡでは、ＭＭＳＥ方式
とは異なり参照信号を必要としないので、信号に対する
到来タイミングに関係なく干渉波を低減できる。FIG. 7 shows the configuration of an adaptive array antenna using this method. In this method, CMA (Constant Modulous) is used as an algorithm for controlling the amplitude and phase.
Algorithm). Unlike the MMSE method, the CMA does not require a reference signal, so that interference waves can be reduced regardless of the arrival timing of the signal.
【００１６】しかしながら、ＣＭＡでは複数の到来波が
存在する場合には、各到来波の電力に応じて捕捉する１
つの到来信号が決定される。一般的には、電力のもっと
も大きい到来信号が捕捉される。このため、干渉信号が
所望信号の電力よりも大きい場合には、干渉信号を捕捉
して所望信号を除去する。このようなＣＭＡの特性を前
記文献４の手法では積極的に利用している。However, in the case where a plurality of arriving waves exist in the CMA, the CMA captures signals according to the power of each arriving wave.
One incoming signal is determined. Generally, the incoming signal with the highest power is captured. Therefore, when the interference signal is larger than the power of the desired signal, the interference signal is captured and the desired signal is removed. Such a characteristic of CMA is positively used in the method of Reference 4.
【００１７】すなわち、まず、出力された信号が干渉波
かどうかを干渉信号判定器で判定する。出力された信号
が所望波でない場合には、この出力信号を用いて干渉信
号のレプリカを作成し、この干渉信号のレプリカを受信
信号から差し引くことで、受信信号から干渉信号を除去
する。これにより、所望信号成分が再生される。さら
に、再度ＣＭＡのアルゴリズムを動作させることで、再
生した所望信号成分に付加されている雑音を除去する。That is, first, the interference signal determiner determines whether the output signal is an interference wave. If the output signal is not the desired signal, a replica of the interference signal is created using the output signal, and the replica of the interference signal is subtracted from the received signal to remove the interference signal from the received signal. Thereby, a desired signal component is reproduced. Further, the noise added to the reproduced desired signal component is removed by operating the CMA algorithm again.
【００１８】[0018]
【発明が解決しようとする課題】文献４の構成を用いる
場合には、原理的には、干渉波電力が所望波電力よりも
大きな環境下においても、所望波を再生することが可能
である。但し、実際には干渉信号判定器が所望信号の情
報を必要とする。例えば、ＴＤＭＡシステムの場合には
同期ビットなどを所望信号の情報として利用できる。し
かしながら、干渉波の同期ビットと所望波の同期ビット
とが同一である場合には、干渉信号判定器で干渉波と所
望波とを区別をすることが困難になる。When the configuration of Document 4 is used, in principle, it is possible to reproduce a desired wave even in an environment where the interference wave power is larger than the desired wave power. However, actually, the interference signal determiner needs the information of the desired signal. For example, in the case of a TDMA system, a synchronization bit or the like can be used as information of a desired signal. However, when the synchronization bit of the interference wave is the same as the synchronization bit of the desired wave, it becomes difficult for the interference signal determiner to distinguish the interference wave from the desired wave.
【００１９】また、干渉波が複数到来する場合に全ての
干渉波を除去するためには、ＣＭＡのアルゴリズムの演
算を、到来する干渉波の数に比例した数だけ繰り返し実
行する必要があるので、干渉波の数が多いと演算に時間
がかかる。特に、ＣＭＡで振幅・位相値を求めるために
要する時間は、ＭＭＳＥ方式などの他のアルゴリズムと
比べて遅いことが知られているので、ＣＭＡの演算を繰
り返し行う場合には、所望信号の再生にかなり長い時間
を要することが予想される。Further, in order to remove all the interference waves when a plurality of interference waves arrive, it is necessary to repeatedly execute the operation of the CMA algorithm by a number proportional to the number of the arrival interference waves. If the number of interference waves is large, the calculation takes time. In particular, it is known that the time required to obtain the amplitude and phase values in the CMA is slower than other algorithms such as the MMSE method. It is expected to take quite a long time.
【００２０】また、文献４と同様の技術として、受信信
号から干渉波のレプリカを生成し、このレプリカを入力
信号から差し引くことで、所望波の再生を実現する手法
がいくつか提案されているが、いずれも、到来する干渉
波の数に比例した数の演算が必要になるので、到来する
干渉波の数が多い場合には、短時間で所望信号を再生す
るのは困難である。As a technique similar to that of Reference 4, there have been proposed several techniques for generating a replica of an interference wave from a received signal and subtracting the replica from an input signal to realize reproduction of a desired wave. In each case, it is necessary to calculate the number in proportion to the number of arriving interference waves. Therefore, when the number of arriving interference waves is large, it is difficult to reproduce a desired signal in a short time.
【００２１】本発明は、干渉波の電力が所望波よりも大
きく、しかも干渉波が複数到来する環境下においても、
干渉波の数に比例した演算を行うことなく効率的に干渉
波を除去することが可能な適応アレーアンテナ装置を実
現することを目的とする。According to the present invention, even in an environment where the power of an interference wave is larger than a desired wave and a plurality of interference waves arrive,
It is an object of the present invention to realize an adaptive array antenna device capable of efficiently removing an interference wave without performing an operation in proportion to the number of interference waves.
【００２２】[0022]
【課題を解決するための手段】請求項１は、複数のアン
テナ素子と、前記複数のアンテナ素子のそれぞれの信号
について個別に振幅及び位相の重み付けを行って信号を
合成する重み付け合成回路と、前記重み付け合成回路の
重み係数を決定する振幅・位相値制御部とを備える適応
アレーアンテナ装置において、前記複数のアンテナ素子
のいずれかの信号に対する重み係数を一定に拘束する拘
束条件の下で前記重み付け合成回路の出力する信号を最
小にするための第１の重み係数を決定する拘束条件付電
力最小化処理部と、前記重み付け合成回路が出力する受
信信号に基づいて周波数を制御する自動周波数制御部
と、前記自動周波数制御部が出力する信号に基づいてク
ロック信号を再生するクロック再生回路と、所望波に対
応付けられた参照信号を出力する参照信号発生部と、前
記自動周波数制御部及びクロック再生回路によって同期
が確立された信号に関し、前記重み付け合成回路が出力
する信号と前記参照信号発生部が出力する参照信号との
誤差を最小にするための第２の重み係数を決定する２乗
誤差最小処理部と、前記複数のアンテナ素子のそれぞれ
の受信信号のレベルを検出する受信レベル監視部と、前
記受信レベル監視部が検出した受信信号のレベルに基づ
いて、前記第１の重み係数及び第２の重み係数を選択的
に前記重み付け合成回路に与える重み係数切替手段とを
設けたことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, a plurality of antenna elements, a weighting synthesis circuit for individually weighting amplitude and phase of each signal of the plurality of antenna elements to synthesize a signal, In an adaptive array antenna apparatus including an amplitude / phase value control unit that determines a weight coefficient of a weighting synthesis circuit, the weighted synthesis is performed under a constraint condition that a weight coefficient for any one of the plurality of antenna elements is fixed. A power minimizing unit with a constraint condition for determining a first weighting factor for minimizing a signal output from the circuit; and an automatic frequency control unit for controlling a frequency based on a received signal output from the weighting synthesis circuit. A clock recovery circuit for recovering a clock signal based on a signal output by the automatic frequency control unit; and a reference signal associated with a desired wave. A reference signal generator that outputs a reference signal, and a signal whose synchronization is established by the automatic frequency controller and the clock recovery circuit, the difference between the signal output by the weighting synthesis circuit and the reference signal output by the reference signal generator. A square error minimum processing unit for determining a second weighting coefficient for minimizing, a reception level monitoring unit for detecting a level of a reception signal of each of the plurality of antenna elements, and a detection result of the reception level monitoring unit Weighting factor switching means for selectively providing the first weighting factor and the second weighting factor to the weighting synthesis circuit based on the level of a received signal.
【００２３】例えば非同期ＴＤＭＡ通信システムの場合
には、所望波と干渉波（他の基地局の信号など）とが同
期していないので、所望波と同じタイムスロットに干渉
波が現れる場合であっても、干渉波だけが現れるタイミ
ングが存在する。したがって、受信信号から干渉波だけ
を分離することができ、干渉波の成分が最小になるよう
にアレーアンテナの指向性を制御することができる。For example, in the case of an asynchronous TDMA communication system, since the desired wave and the interference wave (such as signals from other base stations) are not synchronized, the interference wave appears in the same time slot as the desired wave. Also, there is a timing at which only the interference wave appears. Therefore, only the interference wave can be separated from the received signal, and the directivity of the array antenna can be controlled so that the component of the interference wave is minimized.
【００２４】請求項１では、干渉波の成分を最小にする
ために拘束条件付電力最小化処理部を設けてある。拘束
条件付電力最小化処理部は、複数のアンテナ素子のいず
れかの信号に対する重み係数を一定に拘束した状態で、
重み付け合成回路の出力する信号を最小にするための第
１の重み係数を決定する。拘束条件付電力最小化処理部
の決定した第１の重み係数を重み付け合成回路に与える
ことにより、干渉波の成分が最小になるようにアレーア
ンテナの指向性が定まる。In the first aspect, a power minimizing unit with a constraint condition is provided in order to minimize the component of the interference wave. The constrained condition power minimization processing unit, in a state in which the weight coefficient for any signal of the plurality of antenna elements is constrained to be constant,
A first weighting coefficient for minimizing a signal output from the weighting synthesis circuit is determined. By giving the first weighting factor determined by the power minimizing unit with the constraint to the weighting synthesis circuit, the directivity of the array antenna is determined so that the component of the interference wave is minimized.
【００２５】２乗誤差最小処理部は、前記自動周波数制
御部及びクロック再生回路によって同期が確立された信
号に関し、重み付け合成回路が出力する信号と参照信号
発生部が出力する参照信号との誤差を最小にするための
第２の重み係数を決定する。重み係数切替手段は、受信
レベル監視部が検出した受信信号のレベルに基づいて、
第１の重み係数及び第２の重み係数を選択的に重み付け
合成回路に与える。すなわち、干渉波のレベルが大きい
場合には、拘束条件付電力最小化処理部の決定した第１
の重み係数を重み付け合成回路に与えることにより、干
渉波の成分が最小になるようにアレーアンテナの指向パ
ターンが定まる。The square error minimum processing section calculates an error between the signal output by the weighting synthesis circuit and the reference signal output by the reference signal generation section with respect to the signal synchronized by the automatic frequency control section and the clock recovery circuit. Determine a second weighting factor to minimize. The weighting factor switching means is configured to output a signal based on the level of the reception signal detected by the reception level monitoring unit.
The first weighting coefficient and the second weighting coefficient are selectively applied to a weighting synthesis circuit. That is, when the level of the interference wave is large, the first power determined by the power
Is given to the weighting synthesis circuit, the directional pattern of the array antenna is determined so that the component of the interference wave is minimized.
【００２６】その状態では干渉波の成分が低減されてい
るので、２乗誤差最小処理部は、干渉波の影響を受ける
ことなく参照信号と重み付け合成回路が出力する信号と
の誤差を最小にするような第２の重み係数を決定するこ
とができる。第２の重み係数を重み付け合成回路に与え
ることにより、干渉波の影響が少なくなり、しかも所望
波を正しく受信できるようにアレーアンテナの指向パタ
ーンが定まる。In this state, since the component of the interference wave is reduced, the square error minimum processing unit minimizes the error between the reference signal and the signal output from the weighting synthesis circuit without being affected by the interference wave. Such a second weighting factor can be determined. By giving the second weighting factor to the weighting synthesis circuit, the directivity pattern of the array antenna is determined so that the influence of the interference wave is reduced and the desired wave can be correctly received.
【００２７】このため、干渉波の電力が所望波よりも大
きく、しかも干渉波が複数到来する環境下においても、
干渉波の数に比例した演算を行うことなく効率的に干渉
波を除去することが可能である。請求項２は、請求項１
の適応アレーアンテナ装置において、前記重み係数切替
手段は、予め定めた時間の周期で繰り返し現れるタイム
スロットに所望波が存在する場合に、所望波の繰り返し
周期毎に各タイムスロットの受信信号のレベルをそれぞ
れ検出し、所望波の繰り返し周期の間の受信信号のレベ
ル変化を予め定めた閾値と比較して干渉波の有無を識別
することを特徴とする。Therefore, even in an environment where the power of the interference wave is larger than the desired wave and more than one interference wave arrives,
The interference wave can be efficiently removed without performing an operation proportional to the number of the interference waves. Claim 2 is Claim 1
In the adaptive array antenna device of (1), the weighting factor switching means, when a desired wave is present in a time slot that repeatedly appears at a predetermined time period, changes the level of the received signal in each time slot for each desired wave repetition period. Each of them is detected, and the level change of the received signal during the repetition period of the desired wave is compared with a predetermined threshold to identify the presence or absence of an interference wave.
【００２８】所望波と干渉波とは同期していないので、
所望波が現れる各タイムスロットには、干渉波の影響を
受けるものと影響を受けないものとが存在する。干渉波
の影響を受けるタイムスロットと影響を受けないタイム
スロットとでは受信レベルが異なる。また、ある時点か
ら新たに干渉波が現れた場合には、所望波が現れるタイ
ムスロットの受信レベルが変化する。Since the desired wave and the interference wave are not synchronized,
In each time slot in which the desired wave appears, there are those affected by the interference wave and those not affected by the interference wave. The reception level differs between the time slot affected by the interference wave and the time slot not affected by the interference wave. When a new interference wave appears from a certain point in time, the reception level of the time slot in which the desired wave appears changes.
【００２９】したがって、所望波の繰り返し周期の間の
受信信号のレベル増大が著しく大きい場合には、干渉波
が現れたとみなすことができる。請求項３は、請求項１
の適応アレーアンテナ装置において、前記重み係数切替
手段は、所望波に対して干渉する信号が検出された場合
に、所望波が現れるタイムスロットの前後に隣接するタ
イミングでそれぞれ現れる第１の信号及び第２の信号の
レベルを検出し、第１の信号及び第２の信号の少なくと
も一方のレベルが所望波の受信信号のレベルよりも大き
い場合には、前記第１の信号及び第２の信号の少なくと
も一方の信号成分に対して前記拘束条件付電力最小化処
理部が処理を行うように制御し、前記拘束条件付電力最
小化処理部が決定した第１の重み係数を前記重み付け合
成回路に与えることを特徴とする。Therefore, when the level of the received signal increases significantly during the repetition period of the desired wave, it can be considered that an interference wave has appeared. Claim 3 is Claim 1
In the adaptive array antenna device of (1), when a signal that interferes with the desired wave is detected, the weighting factor switching unit includes a first signal and a second signal that appear at timings adjacent before and after a time slot in which the desired wave appears. 2. If the level of at least one of the first signal and the second signal is higher than the level of the received signal of the desired wave, at least one of the first signal and the second signal is detected. Controlling the one-signal component to be processed by the constrained power minimization processing unit, and providing the first weighting factor determined by the constrained power minimization processing unit to the weighting synthesis circuit; It is characterized by.
【００３０】請求項３では、第１の信号及び第２の信号
は所望波が現れるタイムスロットの前後に隣接するタイ
ミングでそれぞれ検出されるので、それらには所望波の
成分は含まれず、干渉波成分のみに対応する。したがっ
て、第１の信号又は第２の信号のレベルが所望波よりも
大きい場合には干渉波の影響が大きいので、その影響を
低減するために第１の信号及び第２の信号の少なくとも
一方に対して拘束条件付電力最小化処理部が処理を行う
ように制御する。According to the third aspect, the first signal and the second signal are detected at timings adjacent to the time slot before and after the time slot in which the desired wave appears. Corresponds to component only. Therefore, when the level of the first signal or the second signal is higher than the desired signal, the influence of the interference wave is large, and in order to reduce the influence, at least one of the first signal and the second signal is used. On the other hand, control is performed such that the power minimization processing unit with the constraint condition performs the processing.
【００３１】請求項４は、請求項３の適応アレーアンテ
ナ装置において、前記重み係数切替手段は、前記拘束条
件付電力最小化処理部が決定した第１の重み係数を前記
重み付け合成回路に与えた後で、所望波の現れるタイム
スロットの受信信号に対して前記２乗誤差最小処理部が
処理を行うように制御し、前記２乗誤差最小処理部が決
定した第２の重み係数を前記重み付け合成回路に与える
ことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the adaptive array antenna apparatus of the third aspect, the weighting factor switching means provides the first weighting factor determined by the power minimizing unit with constraint to the weighting synthesis circuit. Later, the minimum square error processing unit controls the received signal of the time slot in which the desired wave appears to perform processing, and the second weighting coefficient determined by the square error minimum processing unit is weighted and synthesized. It is provided to a circuit.
【００３２】前記拘束条件付電力最小化処理部が決定し
た第１の重み係数を重み付け合成回路に与えることによ
り、干渉波のレベルが低減されるようにアレーアンテナ
の指向パターンが定まる。その状態では、２乗誤差最小
処理部は干渉波の影響を受けることなく第２の重み係数
を決定することができる。請求項５は、請求項１の適応
アレーアンテナ装置において、前記重み係数切替手段
は、所望波に対して干渉する信号が検出された場合に、
所望波が現れるタイムスロットの前後に隣接するタイミ
ングでそれぞれ現れる第１の信号及び第２の信号のレベ
ルを検出し、第１の信号のレベル及び第２の信号のレベ
ルが所望波の受信信号のレベルよりも小さい場合には、
前記拘束条件付電力最小化処理部の動作を省略し、所望
波の現れるタイムスロットの受信信号に対して前記２乗
誤差最小処理部が処理を行うように制御し、前記２乗誤
差最小処理部が決定した第２の重み係数を前記重み付け
合成回路に与えることを特徴とする。By giving the first weighting factor determined by the constrained condition power minimizing processing section to the weighting synthesis circuit, the directivity pattern of the array antenna is determined so that the level of the interference wave is reduced. In this state, the square error minimum processing unit can determine the second weight coefficient without being affected by the interference wave. According to a fifth aspect of the present invention, in the adaptive array antenna device according to the first aspect, the weighting factor switching unit detects a signal that interferes with a desired wave.
The levels of the first signal and the second signal appearing at timings adjacent before and after the time slot in which the desired wave appears are detected, and the level of the first signal and the level of the second signal are equal to those of the received signal of the desired wave If less than the level,
The operation of the constrained power minimization processing unit is omitted, and control is performed such that the square error minimization processing unit performs processing on a received signal in a time slot in which a desired wave appears. Is given to the weighting synthesis circuit.
【００３３】第１の信号のレベル及び第２の信号のレベ
ルが所望波の受信信号のレベルよりも小さい場合には、
干渉波の影響が小さいので、第１の重み係数を決定して
アレーアンテナの指向パターンを変更しなくても２乗誤
差最小処理部は干渉波の影響を受けることなく第２の重
み係数を決定することができる。その場合には、拘束条
件付電力最小化処理部の動作を省略することにより、ア
レーアンテナの指向パターン制御を完了するまでの所要
時間が短縮される。When the level of the first signal and the level of the second signal are smaller than the level of the reception signal of the desired wave,
Since the influence of the interference wave is small, even if the first weighting factor is not determined and the directivity pattern of the array antenna is changed, the minimum square error processing unit determines the second weighting factor without being affected by the interference wave. can do. In this case, by omitting the operation of the constrained condition power minimizing unit, the time required for completing the directional pattern control of the array antenna is reduced.
【００３４】請求項６は、請求項１の適応アレーアンテ
ナ装置において、前記重み係数切替手段は、予め定めた
時間の周期で繰り返し現れるタイムスロットにそれぞれ
所望波が存在する場合に、最後に受信した所望波に対応
する第１の受信信号レベルと１周期前に受信した所望波
に対応する第２の受信信号レベルとをそれぞれ検出し、
前記第１の受信信号レベルと第２の受信信号レベルとの
差分が予め定めた閾値より大きい場合には、前記２乗誤
差最小処理部に入力する参照信号の振幅を前記第２の受
信信号レベルに合わせて制御することを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the adaptive array antenna apparatus of the first aspect, the weighting factor switching means receives the last received signal when the desired wave is present in each of the time slots which repeatedly appear at a predetermined time period. Detecting a first received signal level corresponding to the desired wave and a second received signal level corresponding to the desired wave received one cycle before, respectively;
When the difference between the first received signal level and the second received signal level is larger than a predetermined threshold, the amplitude of the reference signal input to the square error minimum processing unit is set to the second received signal level. It is characterized in that it is controlled in accordance with.
【００３５】干渉波の影響を受けている所望波のタイム
スロットの受信レベルには、干渉波の成分も含まれてい
る。したがって、受信レベルに合わせて参照信号の振幅
を決定すると、所望波の振幅と参照信号の振幅とが一致
しなくなる。請求項６では、第１の受信信号レベルが第
２の受信信号レベルと比べて所定以上大きい場合には、
第１の受信信号レベルには比較的大きな干渉波の成分が
含まれ、第２の受信信号レベルには干渉波が含まれてい
ないとみなすことができる。そこで、１周期前に受信し
た所望波に対応する第２の受信信号レベルに合わせて参
照信号の振幅を制御することにより、所望波の振幅と参
照信号の振幅とを一致させることができる。The reception level of the time slot of the desired wave affected by the interference wave includes the component of the interference wave. Therefore, when the amplitude of the reference signal is determined according to the reception level, the amplitude of the desired wave does not match the amplitude of the reference signal. According to claim 6, when the first received signal level is higher than the second received signal level by a predetermined amount or more,
It can be considered that the first received signal level contains a relatively large interference wave component and the second received signal level does not contain any interference wave. Therefore, by controlling the amplitude of the reference signal in accordance with the second received signal level corresponding to the desired wave received one cycle before, the amplitude of the desired wave can be matched with the amplitude of the reference signal.
【００３６】[0036]
【発明の実施の形態】本発明の適応アレーアンテナ装置
の１つの実施の形態について、図１〜図６を参照して説
明する。この形態は全ての請求項に対応する。なお、こ
の形態の適応アレーアンテナ装置は、移動体通信などに
用いられる非同期ＴＤＭＡ通信システムに採用すること
を想定して構成してある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of an adaptive array antenna device according to the present invention will be described with reference to FIGS. This form corresponds to all claims. Note that the adaptive array antenna apparatus of this embodiment is configured on the assumption that it is adopted in an asynchronous TDMA communication system used for mobile communication and the like.
【００３７】図１はこの形態の適応アレーアンテナ装置
の構成を示すブロック図である。図２は振幅・位相制御
部の構成を示すブロック図である。図３は重み付け合成
回路の構成を示すブロック図である。図４はこの形態の
適応アレーアンテナ装置の動作を示すフローチャートで
ある。図５及び図６は、それぞれ信号タイミングの一例
を示すタイムチャートである。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the adaptive array antenna device of this embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the amplitude / phase control unit. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the weighting synthesis circuit. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the adaptive array antenna device of this embodiment. 5 and 6 are time charts each showing an example of the signal timing.
【００３８】この形態では、請求項１のアンテナ素子，
重み付け合成回路，振幅・位相値制御部，拘束条件付電
力最小化処理部，自動周波数制御部，クロック再生回
路，参照信号発生部，２乗誤差最小処理部，受信レベル
監視部及び重み係数切替手段は、それぞれアンテナ素子
１１，重み付け合成回路１３，振幅・位相値制御部１
７，拘束条件付電力最小化処理部２３，自動周波数制御
部１４，クロック再生回路１５，参照信号発生部１８，
２乗誤差最小処理部２４，受信レベル監視部１６及び制
御部２５に対応している。In this embodiment, the antenna element of the first aspect,
Weighting synthesis circuit, amplitude / phase value control unit, power minimization processing unit with constraint condition, automatic frequency control unit, clock recovery circuit, reference signal generation unit, square error minimization processing unit, reception level monitoring unit, and weight coefficient switching unit Are the antenna element 11, the weighting / synthesizing circuit 13, the amplitude / phase value control unit 1 respectively.
7, power minimizing unit with constraint condition 23, automatic frequency control unit 14, clock recovery circuit 15, reference signal generation unit 18,
It corresponds to the square error minimum processing unit 24, the reception level monitoring unit 16, and the control unit 25.
【００３９】図１に示す適応アレーアンテナ装置は、ア
ンテナ素子１１，カップラ１２，重み付け合成回路１
３，自動周波数制御部１４，クロック再生回路１５，受
信レベル監視部１６，振幅・位相値制御部１７及び参照
信号発生部１８を備えている。この適応アレーアンテナ
装置には、Ｎ（２以上の任意の数）個のアンテナ素子１
１(1)〜１１(N)が備わっている。これらのＮ個のアンテ
ナ素子１１(1)〜１１(N)が１組のアレーアンテナを構成
する。The adaptive array antenna device shown in FIG. 1 has an antenna element 11, a coupler 12, a weighting synthesis circuit 1
3, an automatic frequency control unit 14, a clock recovery circuit 15, a reception level monitoring unit 16, an amplitude / phase value control unit 17, and a reference signal generation unit 18. This adaptive array antenna apparatus includes N (arbitrary number of 2 or more) antenna elements 1
1 (1) to 11 (N) are provided. These N antenna elements 11 (1) to 11 (N) constitute a set of array antennas.
【００４０】Ｎ個のアンテナ素子１１(1)〜１１(N)のそ
れぞれに接続されたカップラ１２は、各アンテナ素子１
１で受信される信号電力の一部分を通常の経路から分岐
して取り出すために設けてある。なお、カップラ１２の
代わりに他の分岐手段を設けてもよい。Ｎ個のアンテナ
素子１１(1)〜１１(N)のそれぞれで受信された信号ＳＧ
(1)〜ＳＧ(N)は、カップラ１２を通り重み付け合成回路
１３に入力される。重み付け合成回路１３は、アンテナ
素子１１毎に個別に振幅及び位相値に対する重み付けを
行い、各ブランチのアンテナ素子１１の受信信号を合成
し信号ＳＧ４として出力する。同様に、アンテナ素子１
１から送信する信号についても重み付け合成回路１３に
おいてブランチ毎に個別に振幅及び位相値に対する重み
付けを行う。The coupler 12 connected to each of the N antenna elements 11 (1) to 11 (N) is
It is provided for extracting a part of the signal power received at 1 from a normal path. Note that another branching means may be provided instead of the coupler 12. Signal SG received by each of N antenna elements 11 (1) to 11 (N)
(1) to SG (N) are input to the weighting synthesis circuit 13 through the coupler 12. The weighting / synthesizing circuit 13 individually weights the amplitude and the phase value for each antenna element 11, synthesizes the reception signals of the antenna elements 11 of each branch, and outputs the result as a signal SG4. Similarly, antenna element 1
The weighting synthesis circuit 13 also individually weights the amplitude and phase values of the signals transmitted from 1 for each branch.
【００４１】重み付け合成回路１３における振幅及び位
相値の重み付けによって、アレーアンテナの指向パター
ンが定まる。重み付け合成回路１３が振幅及び位相値の
重み付けに用いるブランチ毎の各重み係数は、振幅・位
相値制御部１７によって決定される。自動周波数制御部
１４は、重み付け合成回路１３が出力する信号ＳＧ４を
入力して所望波の受信信号の周波数と同期した信号を生
成する。クロック再生回路１５は、自動周波数制御部１
４が出力する信号に基づいて、所望波のクロック信号を
再生し、所望波とのタイミングの同期を確立する。同期
を確立した所望波の受信信号が信号ＳＧ５としてクロッ
ク再生回路１５から出力される。The directivity pattern of the array antenna is determined by the weighting of the amplitude and phase values in the weighting synthesis circuit 13. Each weighting coefficient for each branch used by the weighting synthesis circuit 13 for weighting the amplitude and the phase value is determined by the amplitude / phase value control unit 17. The automatic frequency control unit 14 receives the signal SG4 output from the weighting synthesis circuit 13 and generates a signal synchronized with the frequency of the desired wave reception signal. The clock recovery circuit 15 includes the automatic frequency control unit 1
4 reproduces a clock signal of a desired wave based on the signal output from the signal 4 and establishes timing synchronization with the desired wave. The received signal of the desired wave for which synchronization has been established is output from the clock recovery circuit 15 as a signal SG5.
【００４２】受信レベル監視部１６は、それぞれのブラ
ンチのアンテナ素子１１で受信された信号ＳＧ１(1)〜
ＳＧ１(N)の受信レベルを監視する。参照信号発生部１
８は、希望波と相関の高い参照信号ＳＧ７を出力する。
図１の振幅・位相値制御部１７は、図２に示すようにス
イッチ２１ａ，２１ｂ，信号抽出部２２，拘束条件付電
力最小化処理部２３，２乗誤差最小処理部２４及び制御
部２５を備えている。The reception level monitoring section 16 receives the signals SG1 (1) to SG1 (1) received by the antenna element 11 of each branch.
The reception level of SG1 (N) is monitored. Reference signal generator 1
8 outputs a reference signal SG7 having a high correlation with the desired wave.
As shown in FIG. 2, the amplitude / phase value control unit 17 of FIG. 1 includes switches 21a and 21b, a signal extraction unit 22, a power minimization unit with constraint condition 23, a minimum square error processing unit 24, and a control unit 25. Have.
【００４３】スイッチ２１ａは、各ブランチのカップラ
１２からそれぞれ入力される信号ＳＧ１を２種類の出力
経路のいずれか一方に選択的に出力する。スイッチ２１
ａの選択状態は制御部２５によって制御される。スイッ
チ２１ａにより信号ＳＧ１は信号抽出部２２及び２乗誤
差最小処理部２４のいずれか一方に入力される。信号抽
出部２２は、受信レベル監視部１６から出力される信号
ＳＧ２に基づいて信号ＳＧ１の一部分の信号成分を抽出
する。抽出された信号成分が、拘束条件付電力最小化処
理部２３に入力される。The switch 21a selectively outputs the signal SG1 input from the coupler 12 of each branch to one of two types of output paths. Switch 21
The selection state of “a” is controlled by the control unit 25. The signal SG1 is input to one of the signal extraction unit 22 and the minimum square error processing unit 24 by the switch 21a. The signal extraction unit 22 extracts a part of the signal component of the signal SG1 based on the signal SG2 output from the reception level monitoring unit 16. The extracted signal components are input to the power minimizing unit with constraint condition 23.
【００４４】拘束条件付電力最小化処理部２３は、一定
の拘束条件の下で出力信号の電力を最小化するための重
み係数を算出するための処理を行う。実際には、Ｎ個の
アンテナ素子１１の１つに対応する信号（ＳＧ１の１
つ）の振幅・位相値の重み付けに用いる重み係数を一定
値に拘束した状態で、合成された出力信号（ＳＧ４）の
電力を最小化するための重み係数（第１の重み係数）を
算出する。The constrained condition power minimizing section 23 performs a process for calculating a weighting factor for minimizing the power of the output signal under a certain constrained condition. Actually, a signal (1 of SG1) corresponding to one of the N antenna elements 11
The weighting factor (first weighting factor) for minimizing the power of the synthesized output signal (SG4) is calculated in a state where the weighting factor used for weighting the amplitude and phase values is restricted to a constant value. .
【００４５】また、拘束条件付電力最小化処理部２３に
入力される信号は、信号抽出部２２の働きによって干渉
波のみを含む信号成分に限定される。図６を参照して説
明する。ここでは、当局に割り当てられたタイムスロッ
トのスロット番号がＸである場合を想定している。すな
わち、スロット番号がＸのタイムスロットを所望波が含
まれる注目スロットとする。図６に示すように、受信し
た信号（ＳＧ１）に所望波が現れる注目スロットのタイ
ミングで干渉波が現れる場合であっても、所望波と干渉
波とが非同期なので、所望波のみが現れるタイミングが
存在する。The signal input to the power minimizing unit with constraint condition 23 is limited to a signal component containing only an interference wave by the operation of the signal extracting unit 22. This will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the slot number of the time slot assigned to the authority is X. That is, the time slot having the slot number X is set as the target slot including the desired wave. As shown in FIG. 6, even if an interference wave appears at the timing of the slot of interest where the desired wave appears in the received signal (SG1), the timing at which only the desired wave appears is not synchronized because the desired wave and the interference wave are asynchronous. Exists.
【００４６】すなわち、注目スロット及び前方のスロッ
トに干渉波が現れる場合には、注目スロットに隣接する
前方のタイミングＴＣの期間には干渉波のみが現れてい
る。また、注目スロット及び後方のスロットに干渉波が
現れる場合には、注目スロットに隣接する後方のタイミ
ングＴＤの期間には干渉波のみが現れている。更に、注
目スロット及び前後のスロットに干渉波が現れる場合に
は、タイミングＴＣ，ＴＤのいずれの期間にも干渉波の
みが現れている。That is, when the interference wave appears in the slot of interest and the slot in front thereof, only the interference wave appears in the period of the front timing TC adjacent to the slot of interest. When the interference wave appears in the slot of interest and the slot behind, only the interference wave appears in the period of the rear timing TD adjacent to the slot of interest. Further, when the interference wave appears in the slot of interest and the preceding and succeeding slots, only the interference wave appears in both periods of the timings TC and TD.
【００４７】そこで、図２の信号抽出部２２は干渉波の
みが現れるタイミングＴＣ，ＴＤの少なくとも一方の信
号成分のみを抽出して拘束条件付電力最小化処理部２３
に与える。したがって、拘束条件付電力最小化処理部２
３は、干渉波のみに対して重み付け合成回路１３で合成
された出力信号が最小になるような重み係数を算出す
る。Therefore, the signal extracting unit 22 of FIG. 2 extracts at least one of the signal components TC and TD at which only the interference wave appears, and executes the power minimizing unit with constraint condition 23.
Give to. Therefore, the power minimization processing unit 2 with the constraint condition
3 calculates a weighting coefficient that minimizes the output signal synthesized by the weighting synthesis circuit 13 with respect to only the interference wave.
【００４８】拘束条件付電力最小化処理部２３が算出し
た重み係数は、スイッチ２１ｂを通り、信号ＳＧ３とし
て重み付け合成回路１３に印加される。重み付け合成回
路１３は、図３に示すようにアレーアンテナのブランチ
毎に振幅・位相値乗算器３１で信号ＳＧ１に対して信号
ＳＧ３の各重み係数を乗算し、Ｎ個のブランチの乗算結
果を合成器３２で合成した結果を信号ＳＧ４として出力
する。The weighting coefficient calculated by the power minimizing unit with constraint condition 23 passes through the switch 21b and is applied to the weighting synthesis circuit 13 as a signal SG3. As shown in FIG. 3, the weighting / synthesizing circuit 13 multiplies the signal SG1 by each weighting factor of the signal SG3 by the amplitude / phase value multiplier 31 for each branch of the array antenna, and synthesizes the multiplication results of the N branches. The result synthesized by the device 32 is output as a signal SG4.
【００４９】拘束条件付電力最小化処理部２３が算出し
た重み係数は、干渉波のみに対して信号ＳＧ４の電力を
最小化するように処理した結果として得られるものであ
るため、この重み係数を重み付け合成回路１３に与える
と、アレーアンテナの特性は干渉波を低減するような指
向パターンになる。実際には、拘束条件付電力最小化処
理部２３によって得られた重み係数を用いることによ
り、到来する干渉波の数がアレーアンテナの自由度（ア
ンテナ素子数−１）よりも大きい場合を除き、複数の干
渉波が到来する場合であってもそれらを同時に除去する
ことができる。The weighting factor calculated by the power minimizing unit with constraint condition 23 is obtained as a result of performing processing to minimize the power of the signal SG4 only for the interference wave. When applied to the weighting synthesis circuit 13, the characteristics of the array antenna have a directional pattern that reduces interference waves. Actually, by using the weighting factor obtained by the constrained condition power minimizing processing unit 23, except when the number of arriving interference waves is larger than the degree of freedom of the array antenna (the number of antenna elements -1), Even when a plurality of interference waves arrive, they can be removed simultaneously.
【００５０】２乗誤差最小処理部２４は、信号ＳＧ５と
してクロック再生回路１５から入力される同期の確立さ
れた受信信号と、参照信号発生部１８から出力される参
照信号ＳＧ７との２乗誤差を最小にするのに必要な各ブ
ランチの振幅・位相値の重み係数（第２の重み係数）を
算出する。なお、２乗誤差最小処理部２４の動作につい
ては従来の適応アレーアンテナの場合と同様である。The minimum square error processing unit 24 calculates the square error between the synchronized reception signal input from the clock recovery circuit 15 as the signal SG5 and the reference signal SG7 output from the reference signal generation unit 18. A weight coefficient (second weight coefficient) of the amplitude / phase value of each branch necessary for minimization is calculated. The operation of the minimum square error processing unit 24 is the same as that of the conventional adaptive array antenna.
【００５１】自動周波数制御部１４が算出した重み係数
は、スイッチ２１ｂを通り、信号ＳＧ３として重み付け
合成回路１３に印加される。自動周波数制御部１４が算
出した重み係数を用いてＮ系統のブランチの信号ＳＧ１
を合成することにより、より品質の高い所望波の信号が
信号ＳＧ４として得られるように、アレーアンテナの指
向パターンが定まる。The weighting coefficient calculated by the automatic frequency control section 14 passes through the switch 21b and is applied to the weighting synthesis circuit 13 as a signal SG3. Using the weighting factor calculated by the automatic frequency control unit 14, the signal SG1 of N branches
Are combined, the directional pattern of the array antenna is determined so that a higher quality signal of the desired wave is obtained as the signal SG4.
【００５２】実際には、拘束条件付電力最小化処理部２
３が算出した重み係数（第１の重み係数）と２乗誤差最
小処理部２４が算出した重み係数（第２の重み係数）と
のいずれか一方が、スイッチ２１ｂで選択されて重み付
け合成回路１３に印加される。スイッチ２１ａ，２１ｂ
の選択状態は、制御部２５によって制御される。制御部
２５は、受信レベル監視部１６が検出した信号ＳＧ１の
受信レベルにしたがって、スイッチ２１ａ，２１ｂ，拘
束条件付電力最小化処理部２３及び２乗誤差最小処理部
２４を制御する。Actually, the power minimizing processing unit with constraint condition 2
Either the weighting coefficient (first weighting coefficient) calculated by No. 3 or the weighting coefficient (second weighting coefficient) calculated by the square error minimum processing unit 24 is selected by the switch 21b, and the weighting synthesis circuit 13 Is applied to Switches 21a, 21b
Is selected by the control unit 25. The control unit 25 controls the switches 21a and 21b, the power minimizing unit with constraint condition 23, and the square error minimizing unit 24 according to the reception level of the signal SG1 detected by the reception level monitoring unit 16.
【００５３】図１に示す適応アレーアンテナ装置の全体
の動作について、図４〜図６を参照して説明する。図４
の動作は主に制御部２５の制御によって実現する。この
例では、受信信号に、図５に示すように順番に並んだＭ
個のタイムスロットで構成されるフレームがフレーム周
期Ｔｍの間隔で繰り返し現れる場合を想定するととも
に、スロット番号がＸのタイムスロットが自局の通信に
割り当てられ、現在はフレーム番号がＧのフレームに含
まれる各スロットの信号を受信できるタイミングにある
場合を想定している。The overall operation of the adaptive array antenna device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. FIG.
Is mainly realized by the control of the control unit 25. In this example, the received signal includes M lines arranged in order as shown in FIG.
It is assumed that a frame composed of a number of time slots appears repeatedly at intervals of a frame period Tm, and a time slot having a slot number X is allocated to the communication of the own station, and a frame number G is currently included in a frame. It is assumed that there is a timing at which a signal of each slot to be received can be received.
【００５４】図４の最初のステップＳ１０では、受信し
た信号ＳＧ１の注目スロットの受信レベルＬＡ，ＬＢを
受信レベル監視部１６を用いてそれぞれ検出する。図５
の例では、フレーム番号がＧのフレームに含まれるスロ
ット番号がＸのスロットの信号ＳＧ１（Ｇ，Ｘ）の受信
レベル（例えば搬送波の振幅）をＬＡとする。また、前
フレームの同じスロットの信号ＳＧ１（Ｇ−１，Ｘ）の
受信レベルをＬＢとする。In the first step S10 in FIG. 4, the reception levels LA and LB of the slot of interest of the received signal SG1 are detected using the reception level monitoring unit 16. FIG.
In the example, the reception level (eg, the amplitude of the carrier) of the signal SG1 (G, X) of the slot with the slot number X included in the frame with the frame number G is LA. Also, the reception level of the signal SG1 (G-1, X) of the same slot in the previous frame is LB.
【００５５】実際には、各フレームの信号は互いに異な
るタイミングで現れるので、それぞれのフレームのタイ
ミングで検出した受信レベルを記憶しておき、２つの受
信レベルＬＡ，ＬＢを同時に参照できるようにしてい
る。ステップＳ１１では、２つの受信レベルＬＡ，ＬＢ
の差分（ＬＡ−ＬＢ）を予め定めた閾値ＬＫと比較す
る。閾値ＬＫは正の値とする。（（ＬＡ−ＬＢ）＞Ｌ
Ｋ）の場合には「干渉波あり」とみなしてステップＳ１
２に進み、そうでなければ「干渉波なし」とみなしてス
テップＳ２３に進む。Actually, since the signals of the respective frames appear at different timings, the reception levels detected at the timings of the respective frames are stored so that the two reception levels LA and LB can be simultaneously referred to. . In step S11, two reception levels LA and LB
Is compared with a predetermined threshold value LK. The threshold value LK is a positive value. ((LA-LB)> L
In the case of K), it is considered that there is an interference wave, and step S1 is performed.
The process proceeds to step S2, otherwise, it is determined that there is no interference wave, and the process proceeds to step S23.
【００５６】例えば、図６に示すように信号ＳＧ１の注
目スロットＸの成分が所望波のみの状態から干渉波を含
む状態に移行すると、後の（現在の）注目スロットでは
干渉波の影響によって受信レベルが増大するので、差分
（ＬＡ−ＬＢ）が大きくなって「干渉波あり」が検出さ
れる。ステップＳ１２では、注目スロットに隣接するス
ロットの一部分の各タイミングＴＣ，ＴＤでそれぞれ受
信レベルＬＣ，ＬＤを検出する。図５，図６に示すよう
に、タイミングＴＣは、注目スロットに隣接する前スロ
ット（スロット番号：Ｘ−１）のタイミングのうち、最
後の数シンボルの信号が現れる期間に割り当ててある。
また、タイミングＴＤは、注目スロットに隣接する後ス
ロット（スロット番号：Ｘ＋１）のタイミングのうち、
最初の数シンボルの信号が現れる期間に割り当ててあ
る。For example, as shown in FIG. 6, when the component of the target slot X of the signal SG1 shifts from the state of only the desired wave to the state including the interference wave, the subsequent (current) target slot receives the signal due to the influence of the interference wave. Since the level increases, the difference (LA−LB) increases and “interference wave present” is detected. In step S12, the reception levels LC and LD are detected at timings TC and TD of a part of the slot adjacent to the slot of interest. As shown in FIGS. 5 and 6, the timing TC is assigned to a period in which signals of the last several symbols appear in the timing of the previous slot (slot number: X-1) adjacent to the slot of interest.
The timing TD is the timing of the subsequent slot (slot number: X + 1) adjacent to the slot of interest.
It is assigned to the period when the signal of the first few symbols appears.
【００５７】所望波が現れるスロットのタイミングと干
渉波が現れるタイミンクとは非同期であり、図６に示す
ようにタイミングＴＣ，ＴＤには所望波が現れないの
で、所望波が干渉波の影響を受ける場合には、所望波の
スロットに隣接するタイミングＴＣ，ＴＤで干渉波の成
分のみを検出することができる。ステップＳ１３では、
タイミングＴＣで検出した受信レベルＬＣと、１周期前
（Ｇ−１）フレームにおける注目スロットの受信レベル
ＬＢとの差分（ＬＣ−ＬＢ）を閾値ＬＫと比較する。ま
た、ステップＳ１４，Ｓ１５ではタイミングＴＤで検出
した受信レベルＬＤと、１周期前（Ｇ−１）フレームに
おける注目スロットの受信レベルＬＢとの差分（ＬＤ−
ＬＢ）を閾値ＬＫと比較する。The timing of the slot in which the desired wave appears and the timing of the appearance of the interference wave are asynchronous, and since the desired wave does not appear in the timings TC and TD as shown in FIG. 6, the desired wave is affected by the interference wave. In this case, it is possible to detect only the interference wave component at timings TC and TD adjacent to the slot of the desired wave. In step S13,
The difference (LC-LB) between the reception level LC detected at the timing TC and the reception level LB of the target slot in the frame (G-1) one cycle before is compared with the threshold LK. In steps S14 and S15, the difference (LD-LD) between the reception level LD detected at the timing TD and the reception level LB of the slot of interest in the frame (G-1) one cycle before.
LB) is compared with a threshold LK.
【００５８】例えば、図６に示す(I)のように注目スロ
ット及び前スロットに干渉波が現れる場合には、タイミ
ングＴＣで干渉波のみを検出することができる。この場
合には、ステップＳ１３，Ｓ１４を通ってステップＳ１
６に進む。ステップＳ１６では、信号ＳＧ１のＴＣの期
間の成分のみを抽出する。また、図６に示す(II)のよう
に注目スロット及び後スロットに干渉波が現れる場合に
は、タイミングＴＤで干渉波のみを検出することができ
る。この場合には、ステップＳ１３，Ｓ１５を通ってス
テップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、信号ＳＧ１
のＴＤの期間の成分のみを抽出する。For example, when an interference wave appears in the target slot and the previous slot as shown in (I) of FIG. 6, only the interference wave can be detected at the timing TC. In this case, the process goes through steps S13 and S14 to step S1.
Proceed to 6. In step S16, only the component of the signal SG1 during the period of TC is extracted. When an interference wave appears in the slot of interest and the subsequent slot as in (II) shown in FIG. 6, only the interference wave can be detected at the timing TD. In this case, the process proceeds to step S17 through steps S13 and S15. In step S17, the signal SG1
Only the components in the TD period are extracted.
【００５９】また、図６に示す(III)のように注目スロ
ット及び前後のスロットに干渉波が現れる場合には、タ
イミングＴＣ，ＴＤの両方で干渉波のみを検出すること
ができる。この場合には、ステップＳ１３，Ｓ１４を通
ってステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、信号
ＳＧ１のＴＣ，ＴＤの期間の成分を抽出する。When an interference wave appears in the slot of interest and the preceding and succeeding slots as in (III) shown in FIG. 6, only the interference wave can be detected at both timings TC and TD. In this case, the process proceeds to step S18 through steps S13 and S14. In step S18, the components of the signal SG1 during the periods of TC and TD are extracted.
【００６０】なお、ステップＳ１５において「(ＬＤ−
ＬＢ)＞ＬＫ」でない場合には、対象とするスロットに
干渉波が到来していないことを意味する。また、ステッ
プＳ１１の条件は満たしているので、干渉波の到来では
なく、環境変動などの影響により受信レベルが大きくな
ったと判断し、拘束条件付電力最小化の制御は行わずに
ステップＳ２３に進む。In step S15, "(LD-
If “LB)> LK” is not satisfied, it means that no interference wave has arrived at the target slot. In addition, since the condition of step S11 is satisfied, it is determined that the reception level has increased due to the influence of environmental fluctuation or the like, not the arrival of the interference wave, and the process proceeds to step S23 without performing the control of the power minimization with the constraint condition. .
【００６１】ステップＳ１９では、ステップＳ１６，Ｓ
１７，Ｓ１８のいずれかで抽出された信号ＳＧ１の成分
を拘束条件付電力最小化処理部２３に与えて、拘束条件
付電力最小化処理部２３の処理を開始する。つまり、拘
束条件付電力最小化処理部２３は干渉波のみの受信信号
について、重み付け合成出力（ＳＧ４）の電力が最小に
なるような振幅・位相値の重み係数を求める。In step S19, steps S16, S
The component of the signal SG1 extracted in any one of S17 and S18 is provided to the power minimization processing unit 23 with constraint, and the processing of the power minimization processing unit 23 with constraint is started. That is, the constrained condition power minimizing unit 23 obtains a weight coefficient of an amplitude / phase value that minimizes the power of the weighted combined output (SG4) for the received signal of only the interference wave.
【００６２】ステップＳ２０では、拘束条件付電力最小
化処理部２３の処理の結果として得られた各ブランチの
重み係数を信号ＳＧ３として重み付け合成回路１３に与
える。これにより、重み付け合成回路１３は干渉波が減
衰するように重み付け合成した結果を信号ＳＧ４として
出力する。ここで得られる信号ＳＧ４は、干渉波成分が
除去されているので、所望波の信号成分と装置内などで
発生する熱雑音の成分とで構成されている。しかし、信
号ＳＧ４は所望波に対して同期が確立していない。In step S20, the weighting coefficient of each branch obtained as a result of the processing by the power minimizing unit with constraint condition 23 is given to the weighting synthesis circuit 13 as a signal SG3. Thereby, the weighting and combining circuit 13 outputs the result of weighting and combining such that the interference wave is attenuated as a signal SG4. The signal SG4 obtained here is composed of the signal component of the desired wave and the component of the thermal noise generated in the device or the like since the interference wave component has been removed. However, the signal SG4 has not been synchronized with the desired wave.
【００６３】そこで、ステップＳ２１では信号ＳＧ４に
ついて自動周波数制御部１４を用いて所望波に対する周
波数の同期を確立する。また、クロック再生回路１５を
用いて所望波のクロックを再生し、所望波のタイミング
と同期した信号ＳＧ５を生成する。次に、同期が確立し
た信号から雑音成分などを除去して所望波の信号品質を
さらに改善するために、２乗誤差最小処理部２４を用い
て重み係数を算出する。２乗誤差最小処理部２４におい
ては、所望波と参照信号ＳＧ５との２乗誤差が最小にな
るように処理を行う。Therefore, in step S21, the frequency of the signal SG4 is synchronized with the desired wave using the automatic frequency control unit 14. Further, the clock of the desired wave is reproduced by using the clock reproducing circuit 15, and a signal SG5 synchronized with the timing of the desired wave is generated. Next, a weighting coefficient is calculated using the square error minimum processing unit 24 in order to further remove the noise component and the like from the signal in which synchronization is established and further improve the signal quality of the desired wave. The minimum square error processing unit 24 performs processing so that the square error between the desired wave and the reference signal SG5 is minimized.
【００６４】参照信号ＳＧ５の振幅については、所望波
と一致させる必要がある。しかしながら、所望波よりも
高いレベルの干渉波が到来した場合には、実際の所望波
の受信レベルを直接測定することができないため、参照
信号のレベルを決定することは困難である。この形態で
は、現在のフレームで検出した受信レベルＬＡ（所望波
＋干渉波のレベル）と１周期前のフレームで検出した受
信レベルＬＢ（所望波のレベル）とを用いて、参照信号
のレベルを決定する。すなわち、ステップＳ２２では、
参照信号のレベルＦを（ＬＡ・ＬＢ／ＬＡ）、つまりＬ
Ｂ（１周期前の所望波のレベル）に定める。The amplitude of the reference signal SG5 needs to match the desired wave. However, when an interference wave with a higher level than the desired wave arrives, it is difficult to directly measure the actual reception level of the desired wave, so that it is difficult to determine the level of the reference signal. In this embodiment, the level of the reference signal is determined by using the reception level LA (the level of the desired wave + interference wave) detected in the current frame and the reception level LB (the level of the desired wave) detected in the frame one cycle before. decide. That is, in step S22,
The level F of the reference signal is set to (LA · LB / LA), that is, L
B (the level of the desired wave one cycle before).
【００６５】一方、ステップＳ１１で「干渉波なし」と
みなした場合には、拘束条件付電力最小化処理部２３に
関する処理は不要なので省略される。したがって、干渉
波の影響が小さい場合には短時間でアレーアンテナの適
応制御を完了することができる。この場合には、ステッ
プＳ２３で同期を確立しステップＳ２６に進む。ここで
は信号ＳＧ１の注目スロットに干渉波が含まれていない
と考えられるので、現在のフレームで検出した受信レベ
ルＬＡ（所望波のレベル）をそのまま参照信号のレベル
Ｆに定める。On the other hand, if it is determined in step S11 that there is no interference wave, the processing related to the power minimizing unit with constraint condition 23 is unnecessary, and is omitted. Therefore, when the influence of the interference wave is small, the adaptive control of the array antenna can be completed in a short time. In this case, synchronization is established in step S23, and the process proceeds to step S26. Here, since it is considered that the interference wave is not included in the target slot of the signal SG1, the reception level LA (the level of the desired wave) detected in the current frame is determined as the reference signal level F as it is.
【００６６】ステップＳ２４では、参照信号発生部１８
が２乗誤差最小処理部２４に与える参照信号ＳＧ７の振
幅をステップＳ２２又はＳ２６で決定したレベルＦに定
めて２乗誤差最小処理部２４の処理を開始する。これに
より、２乗誤差最小処理部２４は所望波と同期が確立さ
れた受信出力信号ＳＧ５と参照信号ＳＧ７との２乗誤差
が最小になるような各ブランチの重み係数を算出する。In step S24, the reference signal generator 18
Determines the amplitude of the reference signal SG7 given to the minimum square error processing unit 24 to the level F determined in step S22 or S26, and starts the processing of the minimum square error processing unit 24. Accordingly, the square error minimum processing unit 24 calculates the weight coefficient of each branch such that the square error between the received output signal SG5 and the reference signal SG7 that have been synchronized with the desired wave is minimized.
【００６７】ステップＳ２５では、２乗誤差最小処理部
２４が算出した重み係数を信号ＳＧ３として重み付け合
成回路１３に与える。これによって、品質の高い所望波
が信号ＳＧ４に現れるようにアレーアンテナの指向パタ
ーンが決定される。At step S25, the weighting coefficient calculated by the square error minimum processing section 24 is given to the weighting synthesis circuit 13 as a signal SG3. As a result, the directivity pattern of the array antenna is determined so that a desired wave of high quality appears in signal SG4.
【００６８】この形態における本発明の効果を確認する
ために、次に示す計算機シミュレーションを実施した。
シミュレーションの条件は次の通りである。この例で
は、１個のスロット長を２００分割したものをシンボル
と呼ぶ時間単位で表している。すなわち、１スロットの
長さは２００シンボルである。所望波と干渉波との電力
比を−１０ｄＢとし、所望波と雑音電力との比を２０ｄ
Ｂとした。In order to confirm the effect of the present invention in this embodiment, the following computer simulation was performed.
The simulation conditions are as follows. In this example, one slot length obtained by dividing one slot by 200 is represented by a time unit called a symbol. That is, the length of one slot is 200 symbols. The power ratio between the desired wave and the interference wave is -10 dB, and the ratio between the desired wave and the noise power is 20 dB.
B.
【００６９】また、干渉波は所望波よりも２０シンボル
早く到来するものとし、干渉波を抽出するタイミングＴ
Ｃ，ＴＤのシンボル数は１５に定めた。また、アレーア
ンテナを構成するアンテナ素子１１の素子数は４とし
た。また、所望波及び干渉波の到来方向を、それぞれ０
度及び６０度の方向に定めた。以上の条件において、干
渉抑圧効果の指標として平均最小２乗誤差（ＭＳＥ）を
調べた。ＭＳＥは、出力信号と理想的な所望信号との２
乗誤差の平均値を示すものであり、この値が小さければ
小さい程、出力信号が理想的な所望信号に近づいている
ことになり、ＭＳＥが小さければ小さい程、干渉波を抑
圧し所望波に対する通信品質が高いことを意味する。It is assumed that the interference wave arrives 20 symbols earlier than the desired wave, and the timing T at which the interference wave is extracted.
The number of symbols for C and TD is set to 15. The number of antenna elements 11 constituting the array antenna was set to four. Further, the arrival directions of the desired wave and the interference wave are set to 0, respectively.
Degrees and directions of 60 degrees. Under the above conditions, the mean least square error (MSE) was examined as an index of the interference suppression effect. The MSE is the two of the output signal and the ideal desired signal.
It indicates the average value of the squared error. The smaller this value is, the closer the output signal is to the ideal desired signal. The smaller the MSE is, the more the interference signal is suppressed and the desired signal is suppressed. It means that the communication quality is high.
【００７０】このシミュレーションの結果、本発明の適
応アレーアンテナ装置ではＭＳＥは−２５ｄＢになり、
従来例の適応アレーアンテナではＭＳＥは−４ｄＢにな
り、大きな違いが認められた。すなわち、従来例の適応
アレーアンテナの場合には、所望波に比べて干渉波のレ
ベルが大きいため、所望波に対する同期を確立できず、
干渉波を抑圧する能力を十分に発揮できなかった。As a result of this simulation, in the adaptive array antenna device of the present invention, the MSE is -25 dB,
In the conventional adaptive array antenna, the MSE was -4 dB, and a large difference was recognized. That is, in the case of the conventional adaptive array antenna, since the level of the interference wave is higher than the desired wave, synchronization with the desired wave cannot be established,
The ability to suppress interference waves could not be fully demonstrated.
【００７１】一方、本発明の適応アレーアンテナ装置の
場合には、拘束条件付電力最小化処理部２３が求めた重
み係数を用いて干渉波を低減するようにアレーアンテナ
の指向パターンを制御したうえで２乗誤差最小処理部２
４が処理を実行するため、干渉波を抑制した状態で所望
波に対する同期を確立することができる。したがって、
２乗誤差最小処理部２４が求めた重み係数を用いてアレ
ーアンテナの指向パターンを制御することにより、すぐ
れた干渉低減効果が実現される。On the other hand, in the case of the adaptive array antenna device of the present invention, the directivity pattern of the array antenna is controlled so as to reduce the interference wave using the weighting factor obtained by the power minimizing unit with constraint condition 23. And the square error minimum processing unit 2
4 executes the processing, so that synchronization with the desired wave can be established with the interference wave suppressed. Therefore,
By controlling the directional pattern of the array antenna using the weighting factor obtained by the square error minimum processing unit 24, an excellent interference reduction effect is realized.
【００７２】[0072]
【発明の効果】本発明によれば、拘束条件付電力最小化
処理部が求めた重み係数を用いて干渉波を低減するよう
にアレーアンテナの指向パターンを制御したうえで２乗
誤差最小処理部の処理を行うことができるので、所望波
よりもレベルの高い干渉波が到来する環境下において
も、良好な通信品質を確保することが可能である。しか
も、到来する干渉波の数が多い場合であっても比較的短
い時間でアレーアンテナの適応制御を完了できる。According to the present invention, the directional pattern of the array antenna is controlled so as to reduce the interference wave using the weighting factor obtained by the power minimizing unit with the constraint condition, and then the square error minimizing unit is controlled. , It is possible to ensure good communication quality even in an environment where an interference wave having a higher level than the desired wave arrives. Moreover, even when the number of arriving interference waves is large, the adaptive control of the array antenna can be completed in a relatively short time.
【図１】実施の形態の適応アレーアンテナ装置の構成を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an adaptive array antenna device according to an embodiment.
【図２】振幅・位相制御部の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an amplitude / phase control unit.
【図３】重み付け合成回路の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a weighting synthesis circuit.
【図４】実施の形態の適応アレーアンテナ装置の動作を
示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an operation of the adaptive array antenna device of the embodiment.
【図５】信号タイミングの一例を示すタイムチャートで
ある。FIG. 5 is a time chart illustrating an example of a signal timing.
【図６】信号タイミングの一例を示すタイムチャートで
ある。FIG. 6 is a time chart illustrating an example of a signal timing.
【図７】従来の適応アレーアンテナの構成例を示すブロ
ック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a conventional adaptive array antenna.
【図８】従来の適応アレーアンテナの構成例を示すブロ
ック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional adaptive array antenna.
１１ アンテナ素子 １２ カップラ １３ 重み付け合成回路 １４ 自動周波数制御部 １５ クロック再生回路 １６ 受信レベル監視部 １７ 振幅・位相値制御部 １８ 参照信号発生部 ２１ａ，２１ｂ スイッチ ２２ 信号抽出部 ２３ 拘束条件付電力最小化処理部 ２４ ２乗誤差最小処理部 ２５ 制御部 ３１ 振幅・位相値乗算器 ３２ 合成器 Reference Signs List 11 antenna element 12 coupler 13 weighting / combining circuit 14 automatic frequency control unit 15 clock recovery circuit 16 reception level monitoring unit 17 amplitude / phase value control unit 18 reference signal generation unit 21a, 21b switch 22 signal extraction unit 23 power minimization with constraint condition Processing unit 24 Minimum square error processing unit 25 Control unit 31 Amplitude / phase value multiplier 32 Synthesizer
フロントページの続き (72)発明者 鷹取 泰司 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 堀 俊和 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 DB04 EA04 FA06 FA16 FA17 FA20 FA24 FA26 FA31 FA32 GA02 GA06 GA08 HA05 HA10 JA07 5K059 CC03 CC04 DD32 DD37 EE02 5K067 AA03 BB04 CC04 CC24 EE02 GG11 KK03 Continuation of the front page (72) Inventor Yasushi Takatori 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Toshikazu Hori 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Sun F-term (Reference) within the Telegraph and Telephone Corporation 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 DB04 EA04 FA06 FA16 FA17 FA20 FA24 FA26 FA31 FA32 GA02 GA06 GA08 HA05 HA10 JA07 5K059 CC03 CC04 DD32 DD37 EE02 5K067 AA03 BB04 CC04 CC24 EE02 GG11 KK
Claims (6)
テナ素子のそれぞれの信号について個別に振幅及び位相
の重み付けを行って信号を合成する重み付け合成回路
と、前記重み付け合成回路の重み係数を決定する振幅・
位相値制御部とを備える適応アレーアンテナ装置におい
て、 前記複数のアンテナ素子のいずれかの信号に対する重み
係数を一定に拘束する拘束条件の下で前記重み付け合成
回路の出力する信号を最小にするための第１の重み係数
を決定する拘束条件付電力最小化処理部と、 前記重み付け合成回路が出力する受信信号に基づいて周
波数を制御する自動周波数制御部と、 前記自動周波数制御部が出力する信号に基づいてクロッ
ク信号を再生するクロック再生回路と、 所望波に対応付けられた参照信号を出力する参照信号発
生部と、 前記自動周波数制御部及びクロック再生回路によって同
期が確立された信号に関し、前記重み付け合成回路が出
力する信号と前記参照信号発生部が出力する参照信号と
の誤差を最小にするための第２の重み係数を決定する２
乗誤差最小処理部と、 前記複数のアンテナ素子のそれぞれの受信信号のレベル
を検出する受信レベル監視部と、 前記受信レベル監視部が検出した受信信号のレベルに基
づいて、前記第１の重み係数及び第２の重み係数を選択
的に前記重み付け合成回路に与える重み係数切替手段と
を設けたことを特徴とする適応アレーアンテナ装置。1. A plurality of antenna elements, a weighting synthesis circuit for individually weighting the amplitude and phase of each signal of the plurality of antenna elements to synthesize a signal, and a weighting factor of the weighting synthesis circuit are determined. amplitude·
An adaptive array antenna device comprising: a phase value control unit; and a signal for minimizing a signal output from the weighting synthesis circuit under a constraint condition that a weighting factor for a signal of any of the plurality of antenna elements is kept constant. A power minimizing unit with a constraint that determines a first weighting coefficient; an automatic frequency control unit that controls a frequency based on a reception signal output by the weighting synthesis circuit; and a signal output by the automatic frequency control unit. A clock recovery circuit that recovers a clock signal based on the reference signal; a reference signal generation unit that outputs a reference signal associated with a desired wave; and a signal that is synchronized by the automatic frequency control unit and the clock recovery circuit. A second weighting factor for minimizing an error between the signal output by the synthesis circuit and the reference signal output by the reference signal generation unit is Constant to 2
A squared error minimum processing unit; a reception level monitoring unit that detects a level of a reception signal of each of the plurality of antenna elements; and a first weighting factor based on a level of the reception signal detected by the reception level monitoring unit. And a weighting factor switching means for selectively providing a second weighting factor to the weighting synthesis circuit.
いて、前記重み係数切替手段は、予め定めた時間の周期
で繰り返し現れるタイムスロットに所望波が存在する場
合に、所望波の繰り返し周期毎に各タイムスロットの受
信信号のレベルをそれぞれ検出し、所望波の繰り返し周
期の間の受信信号のレベル変化を予め定めた閾値と比較
して干渉波の有無を識別することを特徴とする適応アレ
ーアンテナ装置。2. The adaptive array antenna apparatus according to claim 1, wherein said weighting factor switching means includes a unit for selecting a desired wave for each repetition period of the desired wave when the desired wave is present in a time slot which repeatedly appears at a predetermined time period. An adaptive array antenna device for detecting the level of a received signal in a time slot and comparing the level change of the received signal during a repetition period of a desired wave with a predetermined threshold to identify the presence or absence of an interference wave; .
いて、前記重み係数切替手段は、所望波に対して干渉す
る信号が検出された場合に、所望波が現れるタイムスロ
ットの前後に隣接するタイミングでそれぞれ現れる第１
の信号及び第２の信号のレベルを検出し、第１の信号及
び第２の信号の少なくとも一方のレベルが所望波の受信
信号のレベルよりも大きい場合には、前記第１の信号及
び第２の信号の少なくとも一方の信号成分に対して前記
拘束条件付電力最小化処理部が処理を行うように制御
し、前記拘束条件付電力最小化処理部が決定した第１の
重み係数を前記重み付け合成回路に与えることを特徴と
する適応アレーアンテナ装置。3. The adaptive array antenna device according to claim 1, wherein said weighting factor switching means detects a signal interfering with a desired wave, at a timing immediately before and after a time slot in which the desired wave appears. The first that appears
And if the level of at least one of the first signal and the second signal is higher than the level of the received signal of the desired wave, the first signal and the second signal are detected. Is controlled by the constrained power minimizing processing unit on at least one of the signal components of the signals, and the first weighting coefficient determined by the constrained power minimizing processing unit is weighted and synthesized. An adaptive array antenna device provided to a circuit.
いて、前記重み係数切替手段は、前記拘束条件付電力最
小化処理部が決定した第１の重み係数を前記重み付け合
成回路に与えた後で、所望波の現れるタイムスロットの
受信信号に対して前記２乗誤差最小処理部が処理を行う
ように制御し、前記２乗誤差最小処理部が決定した第２
の重み係数を前記重み付け合成回路に与えることを特徴
とする適応アレーアンテナ装置。4. The adaptive array antenna device according to claim 3, wherein the weighting factor switching unit provides the weighting combining circuit with a first weighting factor determined by the power minimizing unit with constraint. The minimum square error processing unit controls the received signal of the time slot in which the desired wave appears, and controls the second error determined by the minimum square error processing unit.
An adaptive array antenna device, wherein the weighting factor is given to the weighting synthesis circuit.
いて、前記重み係数切替手段は、所望波に対して干渉す
る信号が検出された場合に、所望波が現れるタイムスロ
ットの前後に隣接するタイミングでそれぞれ現れる第１
の信号及び第２の信号のレベルを検出し、第１の信号の
レベル及び第２の信号のレベルが所望波の受信信号のレ
ベルよりも小さい場合には、前記拘束条件付電力最小化
処理部の動作を省略し、所望波の現れるタイムスロット
の受信信号に対して前記２乗誤差最小処理部が処理を行
うように制御し、前記２乗誤差最小処理部が決定した第
２の重み係数を前記重み付け合成回路に与えることを特
徴とする適応アレーアンテナ装置。5. The adaptive array antenna device according to claim 1, wherein said weighting factor switching means detects a signal interfering with a desired wave, at a timing adjacent to a time slot before and after a time slot in which the desired wave appears. The first that appears
And the level of the second signal is detected, and when the level of the first signal and the level of the second signal are smaller than the level of the received signal of the desired wave, the power minimizing unit with the constraint condition Is omitted, the control is performed such that the minimum square error processing unit performs processing on the received signal of the time slot in which the desired wave appears, and the second weighting factor determined by the minimum square error processing unit is The adaptive array antenna device is provided to the weighting synthesis circuit.
いて、前記重み係数切替手段は、予め定めた時間の周期
で繰り返し現れるタイムスロットにそれぞれ所望波が存
在する場合に、最後に受信した所望波に対応する第１の
受信信号レベルと１周期前に受信した所望波に対応する
第２の受信信号レベルとをそれぞれ検出し、前記第１の
受信信号レベルと第２の受信信号レベルとの差分が予め
定めた閾値より大きい場合には、前記２乗誤差最小処理
部に入力する参照信号の振幅を前記第２の受信信号レベ
ルに合わせて制御することを特徴とする適応アレーアン
テナ装置。6. The adaptive array antenna apparatus according to claim 1, wherein the weighting factor switching means determines whether the desired wave received last is received when the desired wave is present in each of the time slots repeatedly appearing at a predetermined time period. A corresponding first received signal level and a second received signal level corresponding to the desired wave received one cycle before are detected, and the difference between the first received signal level and the second received signal level is determined. An adaptive array antenna device, wherein when the value is larger than a predetermined threshold value, the amplitude of the reference signal input to the minimum square error processing unit is controlled according to the second received signal level.
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010083212A (en) * | 2000-02-21 | 2001-08-31 | 가네꼬 히사시 | Reception circuit and adaptive array antenna system |
| WO2003037033A1 (en) * | 2001-10-25 | 2003-05-01 | France Telecom | Interference cancelling method and system for multisensor antenna |
| GB2384651A (en) * | 2002-01-28 | 2003-07-30 | Toshiba Res Europ Ltd | Signal selection systems |
| JP2003332960A (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Nec Corp | Adaptive antenna transmitter |
| KR100416978B1 (en) * | 2001-09-27 | 2004-02-05 | 삼성전자주식회사 | Method for initialization weighting factor in closed loop mode transmit diversity |
| WO2004036691A1 (en) * | 2002-10-16 | 2004-04-29 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Apparatus and method for linearizing adaptive array antenna system |
| JP2004328666A (en) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Matsushita Electric Works Ltd | Wireless relaying apparatus |
| JP2007129697A (en) * | 2005-10-05 | 2007-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Wireless communication apparatus |
| JP2007318684A (en) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Kyocera Corp | Reception apparatus and adaptive algorithm control method |
| JP2008193224A (en) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Reception method and apparatus |
| JP2010226463A (en) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Japan Radio Co Ltd | Multi-antenna receiver and reception method using the multi-antenna receiver |
-
1999
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010083212A (en) * | 2000-02-21 | 2001-08-31 | 가네꼬 히사시 | Reception circuit and adaptive array antenna system |
| KR100416978B1 (en) * | 2001-09-27 | 2004-02-05 | 삼성전자주식회사 | Method for initialization weighting factor in closed loop mode transmit diversity |
| WO2003037033A1 (en) * | 2001-10-25 | 2003-05-01 | France Telecom | Interference cancelling method and system for multisensor antenna |
| FR2831717A1 (en) * | 2001-10-25 | 2003-05-02 | France Telecom | INTERFERENCE ELIMINATION METHOD AND SYSTEM FOR MULTISENSOR ANTENNA |
| GB2384651B (en) * | 2002-01-28 | 2004-03-24 | Toshiba Res Europ Ltd | Signal selection systems |
| GB2384651A (en) * | 2002-01-28 | 2003-07-30 | Toshiba Res Europ Ltd | Signal selection systems |
| JP2003332960A (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Nec Corp | Adaptive antenna transmitter |
| JP4507482B2 (en) * | 2002-05-15 | 2010-07-21 | 日本電気株式会社 | Adaptive antenna transmitter |
| WO2004036691A1 (en) * | 2002-10-16 | 2004-04-29 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Apparatus and method for linearizing adaptive array antenna system |
| JP2004328666A (en) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Matsushita Electric Works Ltd | Wireless relaying apparatus |
| JP4529375B2 (en) * | 2003-04-28 | 2010-08-25 | パナソニック電工株式会社 | Wireless relay device |
| JP2007129697A (en) * | 2005-10-05 | 2007-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Wireless communication apparatus |
| JP2007318684A (en) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Kyocera Corp | Reception apparatus and adaptive algorithm control method |
| JP2008193224A (en) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Reception method and apparatus |
| JP2010226463A (en) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Japan Radio Co Ltd | Multi-antenna receiver and reception method using the multi-antenna receiver |
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