JP2004214804A - 受信応答特性保持方法およびそれを利用した無線装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】受信ウエイトベクトルの保持期間を最適化する。
【解決手段】Ｎ個のアンテナ２２は、無線周波数の信号を送受信処理する。無線部１２は、ベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換処理、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理等を行う。信号処理部１４は、アダプティブアレイアンテナによる送受信処理に必要な信号処理を行う。モデム部１６は、変調処理と復調処理を行う。ベースバンド部１８は、ネットワーク２４とのインターフェースである。保持期間判定部２００は、信号処理部１４で推定された受信応答ベクトルの保持時間を決定する。制御部２０は、無線部１２、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８のタイミング等を制御する。
【選択図】 図１
【解決手段】Ｎ個のアンテナ２２は、無線周波数の信号を送受信処理する。無線部１２は、ベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換処理、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理等を行う。信号処理部１４は、アダプティブアレイアンテナによる送受信処理に必要な信号処理を行う。モデム部１６は、変調処理と復調処理を行う。ベースバンド部１８は、ネットワーク２４とのインターフェースである。保持期間判定部２００は、信号処理部１４で推定された受信応答ベクトルの保持時間を決定する。制御部２０は、無線部１２、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８のタイミング等を制御する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は受信応答特性保持技術およびそれを利用した無線技術に関する。特に受信応答特性を保持する期間を決定するための、受信応答特性保持方法およびそれを利用した無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤレス通信において、一般に限りある周波数資源の有効利用が望まれている。周波数資源を有効利用するために、例えば同一の周波数の電波が可能な限り近い距離で繰り返し使用される。しかし、その場合、同一周波数を使用する近接の無線基地局や無線移動局からの同一チャネル干渉により、通信品質が劣化する。同一チャネル干渉による通信品質の劣化を防ぐ技術のひとつが、アダプティブアレイアンテナ技術である。
【０００３】
一般に、アダプティブアレイアンテナ技術において、受信処理では、複数のアンテナで受信した信号を、受信ウエイトベクトルでそれぞれ重み付けして合成する。さらに、送信処理では、送信すべき信号を送信ウエイトベクトルで重み付けして分離し、複数のアンテナから送信する。一連の処理では、複数の受信した信号から受信ウエイトベクトルを推定し、さらに受信ウエイトベクトルから送信ウエイトベクトルを推定するため、受信処理で推定した受信ウエイトベクトルを、メモリ等の記憶媒体で、送信処理するまで保持する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３３２６６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
アダプティブアレイアンテナを有する無線基地局装置が、複数の端末装置と時間分割多重接続（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：ＴＤＭＡ）等の多重接続技術によって接続されている場合には、当該受信ウエイトベクトルを、既知の送信処理タイミングまで保持しておけば十分である。一方、無線基地局装置がキャリアセンス多重接続（Ｃａｒｒｉｅｒ ＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：ＣＳＭＡ）によって複数の端末装置と接続している場合には、一般に、送信処理タイミングが不明であるため、受信ウエイトベクトルを保持すべき期間も不明となる。
【０００６】
本発明者はこうした状況を認識して、本発明をなしたものであり、その目的は受信ウエイトベクトルを含む受信応答特性を保持するための受信応答特性保持方法およびそれを利用した無線装置を提供することである。また、受信ウエイトベクトルを含む受信応答特性の保持時間を決定する受信応答特性保持方法およびそれを利用した無線装置を提供することである。また、送信ウエイトベクトルの推定に使用するための受信ウエイトベクトルの保持時間を決定する受信応答特性保持方法およびそれを利用した無線装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は、受信応答特性保持方法である。この方法は、端末装置からの受信信号を入力するステップと、入力した受信信号から、端末装置に関する受信応答特性を推定するステップと、入力した受信信号から、端末装置との間の伝搬環境の変化の程度を推定し、変化の程度に応じて推定した受信応答特性の保持期間を決定するステップと、決定した保持期間、推定した受信応答特性を保持するステップとを含む。
「応答特性」には、応答特性を複素共役変換したものや、応答特性を線形変換したものなどの所定の規則にもとづいて変換したものも含み、さらにウエイトベクトルのような重み係数も含むものとする。
【０００８】
保持期間を決定するステップは、伝搬環境の変化の程度の推定として、入力した受信信号から、端末装置の移動速度を推定してもよい。また、保持期間を決定するステップは、伝搬環境の変化の程度の推定として、入力した受信信号から、受信信号に含まれるドップラー周波数を推定してもよい。また、保持期間を決定するステップは、さらに入力した受信信号の電力を推定し、同一の変化の程度に対する保持期間を、電力が大きくなれば、長くなるように決定してもよい。
「伝搬環境の変化の程度」は、受信電力や振幅などの振幅方向の大きさ、変動の速さなどの時間方向の大きさを含む。
【０００９】
以上の方法により、伝搬環境の変化の程度が大きければ、受信応答特性の保持期間を短くし、伝搬環境の変化の程度が小さければ、受信応答特性の保持期間を長くできるため、現実の伝搬環境と大きく相違した受信応答特性を速やかに削除できる。
【００１０】
本発明の別の態様は、プログラムである。このプログラムは、端末装置からの受信信号を入力するステップと、入力した受信信号から、端末装置に関する受信応答特性を推定するステップと、入力した受信信号から、端末装置との間の伝搬環境の変化の程度を推定し、変化の程度に応じて推定した受信応答特性の保持期間を決定するステップと、決定した保持期間、推定した受信応答特性を保持するステップとを含む。
【００１１】
保持期間を決定するステップは、伝搬環境の変化の程度の推定として、入力した受信信号から、端末装置の移動速度を推定してもよい。また、保持期間を決定するステップは、伝搬環境の変化の程度の推定として、入力した受信信号から、受信信号に含まれるドップラー周波数を推定してもよい。また、保持期間を決定するステップは、さらに入力した受信信号の電力を推定し、同一の変化の程度に対する保持期間を、電力が大きくなれば、長くなるように決定してもよい。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は、無線装置である。この装置は、端末装置からの受信信号を入力する入力部と、入力した受信信号から、端末装置に関する受信応答特性を推定する受信応答特性推定部と、入力した受信信号から、端末装置との間の伝搬環境の変化の程度を推定し、変化の程度に応じて推定した受信応答特性の保持期間を決定する保持期間判定部と、決定した保持期間、推定した受信応答特性を保持する受信応答特性保持部と、保持した受信応答特性から、送信応答特性を推定する送信応答特性推定部と、推定した送信応答特性に、端末装置に対して送信すべき信号を作用させて出力する出力部とを含む。
【００１３】
保持期間判定部は、伝搬環境の変化の程度の推定として、入力した受信信号から、端末装置の移動速度を推定してもよい。また、保持期間判定部は、伝搬環境の変化の程度の推定として、入力した受信信号から、受信信号に含まれるドップラー周波数を推定してもよい。また、保持期間判定部は、さらに入力した受信信号の電力を推定し、同一の変化の程度に対する保持期間を、電力が大きくなれば、長くなるように決定してもよい。
【００１４】
本発明のさらに別の態様は、受信応答特性保持方法である。この方法は、端末装置からの受信信号を入力するステップと、入力した受信信号から、端末装置に関する受信応答特性を推定するステップと、推定した受信応答特性を記録すべきメモリの空きの程度に応じて保持期間を決定するステップと、決定した保持期間、推定した受信応答特性を前記メモリに保持するステップとを含む。
【００１５】
本発明のさらに別の態様は、プログラムである。このプログラムは、端末装置からの受信信号を入力するステップと、入力した受信信号から、端末装置に関する受信応答特性を推定するステップと、推定した受信応答特性を記録すべきメモリの空きの程度に応じて保持期間を決定するステップと、決定した保持期間、前記推定した受信応答特性を前記メモリに保持するステップとを含む。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、無線装置である。この装置は、端末装置からの受信信号を入力する入力部と、入力した受信信号から、端末装置に関する受信応答特性を推定する受信応答特性推定部と、推定した受信応答特性を記録すべきメモリの空きの程度に応じて保持期間を決定する保持期間判定部と、決定した保持期間、推定した受信応答特性を保持する受信応答特性保持部と、保持した受信応答特性から、送信応答特性を推定する送信応答特性推定部と、推定した送信応答特性に、端末装置に対して送信すべき信号を作用させて出力する出力部とを含む。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
実施の形態１は、複数の端末装置とＣＳＭＡによって接続され、かつアダプティブアレイアンテナを有する基地局の無線装置に関する。当該無線装置は、受信処理において、複数の受信信号から、これらを重み付けるための受信ウエイトベクトルを推定し、当該受信ウエイトベクトルをメモリで所定期間保持する。また、送信処理において、保持した受信ウエイトベクトルから、送信すべき信号を重み付けるための送信ウエイトベクトルを推定する。本実施の形態の無線装置は、受信ウエイトベクトルを保持する期間を決定するために、受信信号に含まれるドップラー周波数を推定する。具体的には、ドップラー周波数が大きければ、保持期間を短くし、ドップラー周波数が小さければ、保持期間を長くする。すなわち、ドップラー周波数には、端末装置の移動を含めた、無線装置と端末装置間の伝搬環境の変化の程度が反映されており、ドップラー周波数が大きい場合は、最適と考えられる受信ウエイトベクトルの値の変化も速いため、一般にこれを長い期間保持しても、現実の伝搬環境に適さない。一方、トップラー周波数が小さい場合は、より長い期間保持しても、有効な受信ウエイトベクトルとして使用できる。
【００１８】
図１は、実施の形態１に係る無線装置１０と端末装置２６からなる通信システムを示す。無線装置１０は、アンテナ２２と総称する第１アンテナ２２ａ、第２アンテナ２２ｂ、第Ｎアンテナ２２ｎ、無線部１２、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８、制御部２０、保持期間判定部２００を含み、ネットワーク２４と接続している。無線部１２は、第１無線部１２ａ、第２無線部１２ｂ、第Ｎ無線部１２ｎを含む。端末装置２６は、アンテナ３４、無線部３２、モデム部３０、ベースバンド部２８を含む。また、信号として、無線部制御信号３１８、モデム部制御信号３２０、ベースバンド部制御信号３２２を含む。図１の通信システムでは、ひとつの端末装置２６が無線装置１０と接続しているが、端末装置２６が複数あってもよい。
【００１９】
無線装置１０のベースバンド部１８は、ネットワーク２４とのインターフェース、端末装置２６のベースバンド部２８は、端末装置２６と接続したＰＣや、端末装置２６内部のアプリケーションとのインターフェースであり、通信システムで伝送の対象となる情報信号の送受信処理を行う。また、誤り訂正や自動再送処理がなされてもよいが、ここではこれらの説明を省略する。
【００２０】
無線装置１０のモデム部１６、端末装置２６のモデム部３０は、変調処理として、送信したい情報信号を変調して、送信信号を生成する。また、復調処理として、キャリアを受信信号で復調して、送信された情報信号を再生する。
信号処理部１４は、アダプティブアレイアンテナによる送受信処理に必要な受信応答ベクトル推定等の信号処理を行う。
【００２１】
保持期間判定部２００は、信号処理部１４で推定された受信応答ベクトルの保持時間を決定する。
無線装置１０の無線部１２、端末装置２６の無線部３２は、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８、ベースバンド部２８、モデム部３０で処理されるベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換処理、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理等を行う。
【００２２】
無線装置１０のアンテナ２２、端末装置２６のアンテナ３４は、無線周波数の信号を送受信処理する。アンテナの指向性は任意でよく、アンテナ２２のアンテナ数はＮとされる。
制御部２０は、無線部１２、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８のタイミング等を制御する。
【００２３】
図２と図３は、図１の通信システムに対応するが、それぞれＣＳＭＡの通信システムで使用されるバーストフォーマットである。図２は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のひとつのＩＥＥＥ８０２．１１ａで使用されるバーストフォーマットである。ＩＥＥＥ８０２．１１ａは、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式を使用しており、ＯＦＤＭ変調方式では、一般にフーリエ変換のサイズとガードインターバルのシンボル数の合計をひとつの単位とする。このひとつの単位を本実施の形態ではＯＦＤＭシンボルとする。バーストの先頭から４ＯＦＤＭシンボルの間に、主としてタイミング同期とキャリア再生に使用するためのプリアンブルが配置されている。プリアンブルの信号は、無線装置１０や端末装置２６にとって既知信号であるため、プリアンブルをトレーニング信号として使用できる。
【００２４】
図３は、無線ＬＡＮのひとつのＩＥＥＥ８０２．１１ｂで使用されるバーストフォーマットである。バーストの先頭から１４４ビットの間にプリアンブルが、それに続く４８ビットの間に、ヘッダが配置されている。プリアンブルは、無線装置１０や端末装置２６にとって既知であるため、後述するトレーニング信号としても使用できる。
【００２５】
図４から図６は、異なる通信システムに対応する第１無線部１２ａのさまざまな構成を示す。異なる通信システム間の相違は、一般に無線装置１０における第１無線部１２ａで吸収され、これに続く信号処理部１４は、通信システムの相違を意識することなく動作可能となる。図４の第１無線部１２ａは、図２に示した簡易型携帯電話システムや携帯電話システムのようなシングルキャリア通信システムに対応し、スイッチ部３６、受信部３８、送信部４０を含む。さらに、受信部３８は、周波数変換部４２、直交検波部４４、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）４６、ＡＤ変換部４８を含み、送信部４０は、増幅部５０、周波数変換部５２、直交変調部５４、ＤＡ変換部５６を含む。
【００２６】
また、信号として、デジタル受信信号３００と総称される第１デジタル受信信号３００ａ、デジタル送信信号３０２と総称される第１デジタル送信信号３０２ａを含む。図５の第１無線部１２ａは、Ｗ―ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ―Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）やＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠した無線ＬＡＮのようなスペクトラム拡散通信システムに対応し、逆拡散部５８、拡散部６０が付加される。図６の第１無線部１２ａは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａやＨｉｐｅｒＬＡＮ／２に準拠した無線ＬＡＮのようなマルチキャリア通信システムに対応し、フーリエ変換部６２、逆フーリエ変換部６４が付加される。
【００２７】
スイッチ部３６は、制御部２０の指示にもとづいて、受信部３８と送信部４０に対する信号の入出力を切りかえる。
受信部３８の周波数変換部４２と送信部４０の周波数変換部５２は、無線周波数の信号とひとつまたは複数の中間周波数の信号間の周波数変換を行う。
【００２８】
直交検波部４４は、中間周波数の信号から直交検波によって、ベースバンドのアナログ信号を生成する。一方、直交変調部５４は、ベースバンドのアナログ信号から直交変調によって、中間周波数の信号を生成する。
ＡＧＣ４６は、ベースバンドのアナログ信号の振幅をＡＤ変換部４８のダイナミックレンジ内の振幅にするために、利得を自動的に制御する。
【００２９】
ＡＤ変換部４８は、ベースバンドのアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＤＡ変換部５６は、ベースバンドのデジタル信号をアナログ信号に変換する。ここで、ＡＤ変換部４８から出力されるデジタル信号をデジタル受信信号３００、ＤＡ変換部５６に入力されるデジタル信号をデジタル送信信号３０２とする。
増幅部５０は、送信すべき無線周波数の信号を増幅する。
【００３０】
図５の拡散部６０と逆拡散部５８は、それぞれデジタル送信信号３０２とデジタル受信信号３００を予め規定されている拡散符号系列で相関処理する。図６の逆フーリエ変換部６４とフーリエ変換部６２は、それぞれデジタル送信信号３０２を逆フーリエ変換処理、デジタル受信信号３００をフーリエ変換処理する。
【００３１】
図７は、信号処理部１４の構成を示す。信号処理部１４は、立上がり検出部６６、メモリ部７２、受信ウエイトベクトル計算部７０、合成部６８、受信ウエイト保持部２０２、送信ウエイトベクトル計算部７６、分離部７４を含む。さらに、合成部６８は、乗算部７８と総称される第１乗算部７８ａ、第２乗算部７８ｂ、第Ｎ乗算部７８ｎ、加算部８０を含み、分離部７４は、乗算部８２と総称される第１乗算部８２ａ、第２乗算部８２ｂ、第３乗算部８２ｎを含む。
【００３２】
また、信号として、合成信号３０４、分離前信号３０６、受信ウエイトベクトル３０８と総称される第１受信ウエイトベクトル３０８ａ、第２受信ウエイトベクトル３０８ｂ、第Ｎ受信ウエイトベクトル３０８ｎ、送信ウエイトベクトル３１０と総称される第１送信ウエイトベクトル３１０ａ、第２送信ウエイトベクトル３１０ｂ、第Ｎ送信ウエイトベクトル３１０ｎ、トレーニング信号３１２、入力制御信号３１４、出力制御信号３１６、保持期間指示信号４００、移動速度信号４０２、保持受信ウエイトベクトル４０４を含む。
【００３３】
立上がり検出部６６は、無線装置１０の動作開始のトリガーとなるバースト信号の先頭をデジタル受信信号３００から検出する。検出したバースト信号の先頭のタイミングは、出力制御信号３１６によって制御部２０に通知される。さらに、制御部２０は、このタイミングから生成した制御に必要な各種のタイミング信号を、各部に通知する。
メモリ部７２は、トレーニング信号３１２を記憶し、必要に応じて、トレーニング信号３１２を出力する。
【００３４】
受信ウエイトベクトル計算部７０は、デジタル受信信号３００の重み付けに必要な受信ウエイトベクトル３０８を、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ ＬｅａｓｔＳｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムやＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムなどの適応アルゴリズムによって、トレーニング期間中は、デジタル受信信号３００、合成信号３０４、トレーニング信号３１２から、トレーニング終了後は、デジタル受信信号３００、合成信号３０４から計算する。
【００３５】
合成部６８は、乗算部７８において、デジタル受信信号３００を受信ウエイトベクトル３０８で重み付けした後、それらを加算部８０で加算して、合成信号３０４を出力する。
受信ウエイト保持部２０２は、保持期間指示信号４００によって指示された期間、受信ウエイトベクトル３０８を保持し、送信処理のために、保持受信ウエイトベクトル４０４として出力する。
【００３６】
送信ウエイトベクトル計算部７６は、分離前信号３０６の重み付けに必要な送信ウエイトベクトル３１０を、受信応答特性である保持受信ウエイトベクトル４０４から推定する。送信ウエイトベクトル３１０の推定方法は、任意とするが、最も簡易な方法として、保持受信ウエイトベクトル４０４をそのまま使用すればよい。あるいは、受信処理と送信処理の時間差で生じる伝搬環境のドップラー周波数変動を考慮して、従来の技術によって、保持受信ウエイトベクトル４０４を補正してもよい。
分離部７４は、乗算部８２において、分離前信号３０６を送信ウエイトベクトル３１０で重み付けし、デジタル送信信号３０２を出力する。
【００３７】
図８と図９は、立上がり検出部６６の構成を示し、それぞれマッチドフィルタ、受信電力測定器をもとに構成されている。図８は、遅延部８４と総称する第１１遅延部８４ａａ、第１２遅延部８４ａｂ、第１（Ｌ−１）遅延部８４ａ（ｌ−１）、第２１遅延部８４ｂａ、第２２遅延部８４ｂｂ、第２（Ｌ−１）遅延部８４ｂ（ｌ−１）、第Ｎ１遅延部８４ｎａ、第Ｎ２遅延部８４ｎｂ、第Ｎ（Ｌ−１）遅延部８４ｎ（ｌ−１）、乗算部８６と総称する第１１乗算部８６ａａ、第１２乗算部８６ａｂ、第１Ｌ乗算部８６ａｌ、第２１乗算部８６ｂａ、第２２乗算部８６ｂｂ、第２Ｌ乗算部８６ｂｌ、第Ｎ１乗算部８６ｎａ、第Ｎ２乗算部８６ｎｂ、第ＮＬ乗算部８６ｎｌ、データ記憶部８８と総称する第１データ記憶部８８ａ、第２データ記憶部８８ｂ、第Ｌデータ記憶部８８ｌ、加算部９０、判定部９２を含む。
【００３８】
遅延部８４は、入力したデジタル受信信号３００を相関処理のために、アンテナ２２ごとに並列に遅延させる。
データ記憶部８８は、バースト信号の先頭を検出するためのトレーニング信号３１２あるいはその一部をそれぞれ１シンボルずつ記憶する。
【００３９】
乗算部８６は、遅延させたデジタル受信信号３００とトレーニング信号３１２を乗算し、さらに加算部９０は、その結果を加算する。
判定部９２は、加算部９０による加算結果をもとに、その値が最大となるタイミングをバースト信号の先頭タイミングとして検出し、それを出力制御信号３１６によって出力する。
【００４０】
一方、図９は、電力計算部９４、判定部９２を含む。電力計算部９４は、デジタル受信信号３００の受信電力を所定期間計算し、それらを合計することにより、すべてのアンテナ２２によって受信される信号の電力を求める。
判定部９２は、受信信号の電力を予め既定してある条件と比較し、その条件が満たされた場合に、バースト信号の先頭が検出されたと判定する。条件としては、受信電力が、しきい値として設定する電力の値より大きくなる期間が、予め定めた期間を超えるというものでよい。
【００４１】
図１０は、ＬＭＳアルゴリズムを実行する受信ウエイトベクトル計算部の構成を示す。受信ウエイトベクトル計算部７０は、第１受信ウエイトベクトル計算部７０ａ、第２受信ウエイトベクトル計算部７０ｂ、第Ｎ受信ウエイトベクトル計算部７０ｎを含む。さらに、第１受信ウエイトベクトル計算部７０ａは、判定部２０４、切替部９６、加算部９８、複素共役部１００、乗算部１０２、ステップサイズパラメータ記憶部１０４、乗算部１０６、加算部１０８、遅延部１１０を含む。
【００４２】
判定部２０４は、合成信号３０４を予め規定しているしきい値と比較して判定する。
切替部９６は、ＬＭＳアルゴリズムの参照信号として、トレーニング期間中はトレーニング信号３１２を選択し、トレーニング終了後は判定された合成信号３０４を選択する。
【００４３】
加算部９８は、合成信号３０４と参照信号との間で、差分を計算し、誤差信号を出力する。この誤差信号は、複素共役部１００で複素共役変換される。
乗算部１０２は、複素共役変換された誤差信号と、第１デジタル受信信号３００ａを乗算し、第１の乗算結果を生成する。
【００４４】
乗算部１０６は、第１の乗算結果にステップサイズパラメータ記憶部１０４で記憶されているステップサイズパラメータを乗算し、第２の乗算結果を生成する。第２の乗算結果は、遅延部１１０と加算部１０８によって、フィードバックされた後に、新たな第２の乗算結果と加算される。このような、ＬＭＳアルゴリズムによって、逐次更新された加算結果が、第１受信ウエイトベクトル３０８ａとして出力される。
【００４５】
図１１は、保持期間判定部２００の構成を示す。保持期間判定部２００は、変化推定部２０６、変換部２０８を含む。
変化推定部２０６は、デジタル受信信号３００、トレーニング信号３１２より従来の技術によって、デジタル受信信号３００に含まれるドップラー周波数を推定する。まず、デジタル受信信号３００とトレーニング信号３１２から、ＬＭＳアルゴリズムなどの適応アルゴリズムや相関処理によって、受信ウエイトベクトルＨ２を計算する。さらに、以前のバーストで既に計算した受信ウエイトベクトルをＨ１と表す。このように表された時間的に前後する受信ウエイトベクトルＨ１とＨ２の相関値Ｃは、以下の通り示される。
【００４６】
【数１】
ここで、Ｈはエルミート共役を示す。変化推定部２０６では、相関値とドップラー周波数の対応関係が予め用意されており、当該対応関係と上記のごとく計算された相関値からドップラー周波数を推定する。この対応関係は、実験結果等によって規定されており、例えば、相関値が１から０．９５の範囲内にあれば、ドップラー周波数は０Ｈｚであり、０．９５から０．８０の範囲内にあれば、ドップラー周波数は１０Ｈｚであるとする。さらに、このドップラー周波数を移動速度に変換し、移動速度信号４０２として出力する。
【００４７】
変換部２０８は、移動速度と受信ウエイトベクトル３０８の保持時間の対応関係を予め用意しておき、入力された移動速度信号４０２から、この対応関係にもとづいて受信ウエイトベクトル３０８の保持時間を決定する。この対応関係は、例えば、移動速度が、時速０ｋｍから時速５ｋｍの範囲にあれば、保持時間は１０秒である。決定された保持時間は、保持期間指示信号４００として出力される。
【００４８】
図１２は、図１１の変換部２０８における移動速度と保持期間の対応関係を示す。当該対応関係はテーブルとして、変換部２０８内のまたは外の記憶領域に記憶されており、必要に応じて参照される。この対応関係より、例えば、移動速度が、時速５ｋｍから時速１０ｋｍの範囲にあれば、保持時間は８秒であり、時速１０ｋｍから時速１５ｋｍの範囲にあれば、保持時間は６秒であると決定される。
【００４９】
図１３は、図１１の保持期間判定部２００において、保持時間を決定する手順を示す。ここで、図１２に示した関係に対応して、移動速度の最低速度（以下、「ＭＩＮ」とする）を時速０ｋｍ、移動速度の最高速度（以下、「ＭＡＸ」とする）を時速３５ｋｍ、移動速度の変化幅（以下、「ＳＴＥＰ」とする）を時速５ｋｍとした各種の定数を定義する。図１２の変化推定部２０６は、デジタル受信信号３００とトレーニング信号３１２から、ＬＭＳアルゴリズムによって受信ウエイトベクトルを計算する（Ｓ１０）。さらに、受信ウエイトベクトルからドップラー周波数を推定した後、移動速度に変換する（Ｓ１２）。
【００５０】
変換部２０８では、変数Ｌｏｗｅｒ＿Ｖｅｌｏｃｉｔｙ（以下、「ＬＶ」とする）をＭＩＮに、変数Ｕｐｐｅｒ＿Ｖｅｌｏｃｉｔｙ（以下、「ＵＶ」とする）をＭＩＮ＋ＳＴＥＰに設定する（Ｓ１４）。これは、図１２におけるＬｉｎｅ１に対応する。移動速度がＬＶとＵＶの範囲にあれば（Ｓ１６のＹ）、それに対応する保持時間を取得する（Ｓ２２）。一方、移動速度がＬＶとＵＶの範囲になく（Ｓ１６のＮ）、さらにＬＶがＭＡＸでもなければ（Ｓ１８のＮ）、ＬＶにＵＶを代入し、ＵＶをＵＶ＋ＳＴＥＰとする（Ｓ２０）。これは、図１２におけるＬｉｎｅを１段下げることに相当する。以上の処理を繰り返して、移動速度に対応する保持時間を取得するが、ＬＶがＭＡＸになると（Ｓ１８のＹ）、図１２のＬｉｎｅ８に相当するため、保持時間を０．１秒にする（Ｓ２４）。
【００５１】
図１４は、図１３の処理によって決定された保持期間判定部２００の保持内容を示すが、この内容は逐次書きかえられながら、所定の記憶媒体に保持される。図１４のＰＳＩＤは端末装置２６を識別する番号であるが、これは無線装置１０が複数の端末装置２６と接続しているために必要となる。保持期間判定部２００では、それぞれのＰＳＩＤに対する移動速度、保持時間、受信ウエイトベクトルが記憶されている。それぞれのＰＳＩＤに対する記憶内容は、受信信号を取得した時間であるｔ１からｔ１０を起点として、それぞれ対応する保持期間中、保持される。その保持持間を満了した際、対応する受信ウエイトベクトルは保持期間判定部２００から削除される。
【００５２】
以上の構成による無線装置１０の動作は以下の通りである。端末装置２６からの無線信号はアンテナ２２で受信された後、無線部１２でデジタル受信信号３００に変換され、信号処理部１４に入力される。立上がり検出部６６がデジタル受信信号３００の先頭タイミングを検出すると、受信ウエイトベクトル計算部７０で計算された受信ウエイトベクトル３０８をもとに、合成部６８がデジタル受信信号３００を合成する。また、デジタル受信信号３００は保持期間判定部２００にも入力され、デジタル受信信号３００から推定したドップラー周波数をもとに、受信ウエイトベクトル３０８の保持期間が決定される。決定された保持期間、受信ウエイト保持部２０２は受信ウエイトベクトル３０８を保持する。当該端末装置２６への分離前信号３０６が、ネットワーク２４から信号処理部１４に入力されると、送信ウエイトベクトル計算部７６は保持していた受信ウエイトベクトル３０８をもとに送信ウエイトベクトル３１０を計算する。分離部７４は送信ウエイトベクトル３１０によって分離前信号３０６を分離して、無線部１２が無線信号に変換した後、それぞれのアンテナ２２が出力する。
【００５３】
実施の形態１によれば、受信ウエイトベクトルの保持期間が受信信号に含まれる伝搬環境の変化の大きさをもとに決定されるため、伝搬環境の変化の大きい場合は、受信ウエイトベクトルの保持期間を短くし、小さい場合は保持期間を長くすることが可能である。その結果、受信ウエイトベクトルを保持するためのメモリ領域の削減と受信ウエイトベクトルの信頼性向上の両立を図ることができる。
【００５４】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１と同様に、受信信号に含まれるドップラー周波数に応じて、受信ウエイトベクトルの保持期間を決定する。さらに、実施の形態２では、保持期間の決定に、ドップラー周波数に加えて受信信号の電力も参照する。すなわち、一般に受信電力が小さい場合に推定されたドップラー周波数は、誤差等の影響が大きいため、その値の信頼性が低いのに対して、大きい場合に推定されたドップラー周波数は、その値の信頼性が高い。そのため、ドップラー周波数が同一の値であっても、受信電力が小さければ、低信頼性によるマージンを考慮して、保持期間をより短くする。
【００５５】
図１５は、保持期間判定部２００の構成を示す。保持期間判定部２００は、変化推定部２０６、変換部２０８、受信電力推定部２１０を含む。
受信電力推定部２１０は、所定の期間、デジタル受信信号３００を積算して受信電力を計算する。さらに、計算した受信電力に応じて、−４０ｄＢｍ以上を強電界、−４０ｄＢｍから−７０ｄＢｍを中電界、−７０ｄＢｍ以下を弱電界と分類し、その結果を出力する。
【００５６】
変換部２０８は、移動速度、受信電力と受信ウエイトベクトル３０８の保持時間の対応関係を予め用意しておき、入力された移動速度信号４０２と受信電力から、この対応関係にもとづいて受信ウエイトベクトル３０８の保持時間を決定する。この対応関係は、例えば、移動速度が、時速０ｋｍから時速５ｋｍの場合、強電界であれば保持時間は１１秒であり、中電界であれば保持時間は１０秒である。決定された保持時間は、保持期間指示信号４００として出力される。
【００５７】
図１６は、図１５の変換部２０８における移動速度、受信電力と保持期間の対応関係を示す。当該対応関係はテーブルとして、変換部２０８内のまたは外の記憶領域に記憶されており、必要に応じて参照される。この対応関係より、例えば、移動速度が、時速５ｋｍから時速１０ｋｍの範囲の場合、強電界であれば保持時間は９秒であり、弱電界であれば、保持時間は７．５秒であると決定される。
【００５８】
図１７は、図１５の保持期間判定部２００において、保持時間を決定する手順を示す。ここで、定数および関数の定義は図１３のものと同一とする。図１５の変化推定部２０６は、移動速度を推定する（Ｓ４０、Ｓ４２）。受信電力推定部２１０は、デジタル受信信号３００から受信電力を計算し（Ｓ４４）、この受信電力を強電界、中電解、弱電解のいずれかに属するように分類する（Ｓ４６）。ＬＶ、ＵＶを図１３と同一に設定し（Ｓ４８）、移動速度が該当するＬＶとＵＶの範囲を検出する（Ｓ５０からＳ５４）。該当すれば、当該移動速度と受信電力に対応する保持時間を取得する（Ｓ５６）。また、ＬＶがＭＡＸになると（Ｓ５２のＹ）、保持時間を０．０５秒にする（Ｓ５８）。
【００５９】
以上の構成による無線装置１０の動作は以下の通りである。端末装置２６からの無線信号はアンテナ２２で受信された後、無線部１２でデジタル受信信号３００に変換され、信号処理部１４に入力される。立上がり検出部６６がデジタル受信信号３００の先頭タイミングを検出すると、受信ウエイトベクトル計算部７０で計算された受信ウエイトベクトル３０８をもとに、合成部６８がデジタル受信信号３００を合成する。また、デジタル受信信号３００は保持期間判定部２００にも入力され、デジタル受信信号３００から推定されたドップラー周波数と受信電力をもとに、受信ウエイトベクトル３０８の保持期間が決定される。決定された保持期間、受信ウエイト保持部２０２は受信ウエイトベクトル３０８を保持する。当該端末装置２６への分離前信号３０６が、ネットワーク２４から信号処理部１４に入力されると、送信ウエイトベクトル計算部７６は保持していた受信ウエイトベクトル３０８をもとに送信ウエイトベクトル３１０を計算する。分離部７４は送信ウエイトベクトル３１０によって分離前信号３０６を分離して、無線部１２が無線信号に変換した後、それぞれのアンテナ２２が出力する。
【００６０】
実施の形態２によれば、受信ウエイトベクトルの保持期間が、受信信号に含まれるドップラー周波数に加えて受信電力をもとに決定されるため、保持期間を決定する基準となるドップラー周波数に信頼性の情報を付加できる。その結果、保持期間の決定がより最適化される。
【００６１】
（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１と実施の形態２と同様に、受信ウエイトベクトルの保持期間を決定するが、受信信号をもとにした実施の形態１と実施の形態２と異なり、受信ウエイトベクトルを記録および保持するメモリの空き領域の大きさに応じて決定する。すなわち、メモリに空き領域が多い場合は、保持されている受信ウエイトベクトルによって、メモリ容量を超える可能性が低いために、受信ウエイトベクトルの保持期間を長くするのに対し、空き領域が少ない場合は、メモリ容量を超えないようにするために、保持期間を短くする。
【００６２】
図１８は、保持期間判定部２００の構成を示す。保持期間判定部２００は、使用率測定部２１２、変換部２０８を含む。
使用率測定部２１２は、受信ウエイト保持部２０２から出力される使用率信号４０６より、受信ウエイト保持部２０２において受信ウエイトベクトル等を保持しているメモリの使用率を測定する。メモリの使用率の測定は、使用率測定部２１２の指示によって受信ウエイト保持部２０２が実行してもよく、また使用率信号４０６に含まれるメモリで使用されているアドレス情報をもとに計算してもよい。
【００６３】
変換部２０８は、メモリの使用率と受信ウエイトベクトル３０８の保持時間の対応関係を予め用意しておき、使用率測定部２１２で計算されたメモリ使用率から、この対応関係にもとづいて受信ウエイトベクトル３０８の保持時間を決定する。この対応関係は、例えば、使用率が０％から２０％の範囲にあれば、保持時間は１２００秒である。決定された保持時間は、保持期間指示信号４００として出力される。
【００６４】
図１９は、図１８の変換部２０８におけるメモリの使用率と保持期間の対応関係を示す。当該対応関係は、テーブルとして、変換部２０８における記憶領域に記憶されており、必要に応じて参照される。この対応関係より、例えば、メモリ使用率が、２０％から４０％の範囲にあれば、保持時間は６００秒であり、６０％から８０％の範囲にあれば、保持時間は５秒であると決定される。
【００６５】
図２０は、図１８の保持期間判定部２００において、保持時間を決定する手順を示す。ここで、図１９に示した関係に対応して、メモリ使用率の最小値（以下、「ＭＩＮ」とする）を０％、メモリ使用率の最大値（以下、「ＭＡＸ」とする）を８０％、メモリ使用率の変化幅（以下、「ＳＴＥＰ」とする）を２０％と定数を定義する。図１８の使用率測定部２１２は、使用率信号４０６によって、メモリの使用率ＴＲを測定する（Ｓ７０）。変換部２０８では、関数Ｌｏｗｅｒ＿Ｌｅｖｅｌ（以下、「ＬＬ」とする）をＭＩＮに、関数Ｕｐｐｅｒ＿Ｌｅｖｅｌ（以下、「ＵＬ」とする）をＭＩＮ＋ＳＴＥＰに設定する（Ｓ７２）。これは、図１２におけるＬｉｎｅ１に対応する。メモリ使用率ＴＲがＬＬとＵＬの範囲にあれば（Ｓ７４のＹ）、それに対応する保持時間を取得する（Ｓ８０）。一方、移動速度がＬＬとＵＬの範囲になく（Ｓ７４のＮ）、さらにＬＬがＭＡＸでもなければ（Ｓ７６のＮ）、ＬＬにＵＬを代入し、ＵＬをＵＬ＋ＳＴＥＰとする（Ｓ７８）。これは、図１９におけるＬｉｎｅを１段下げることに相当する。以上の処理を繰り返して、メモリ使用率ＴＲに対応する保持時間を取得するが、ＬＬがＭＡＸになると（Ｓ７６のＹ）、図１２のＬｉｎｅ５に相当するため、保持時間を１秒にする（Ｓ８２）。
【００６６】
以上の構成による無線装置１０の動作は以下の通りである。端末装置２６からの無線信号はアンテナ２２で受信された後、無線部１２でデジタル受信信号３００に変換され、信号処理部１４に入力される。立上がり検出部６６がデジタル受信信号３００の先頭タイミングを検出すると、受信ウエイトベクトル計算部７０で計算された受信ウエイトベクトル３０８をもとに、合成部６８がデジタル受信信号３００を合成する。使用率測定部２１２は、受信ウエイト保持部２０２のメモリ使用率を測定し、その結果に応じて受信ウエイトベクトル３０８の保持期間を決定する。決定された保持期間、受信ウエイト保持部２０２は受信ウエイトベクトル３０８を保持する。当該端末装置２６への分離前信号３０６が、ネットワーク２４から信号処理部１４に入力されると、送信ウエイトベクトル計算部７６は保持していた受信ウエイトベクトル３０８をもとに送信ウエイトベクトル３１０を計算する。分離部７４は送信ウエイトベクトル３１０によって分離前信号３０６を分離して、無線部１２が無線信号に変換した後、それぞれのアンテナ２２が出力する。
【００６７】
実施の形態３によれば、受信ウエイトベクトルの保持期間が受信ウエイトベクトルを保持するメモリの空き領域に応じて決定されるため、空き領域が多い場合には長期間の保持が可能であり、少ない場合には保持期間を短くしてメモリ容量の超過を防ぐことができる。
【００６８】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６９】
実施の形態１から３において、受信ウエイトベクトル計算部７０は、受信ウエイトベクトル３０８の推定のために適応アルゴリズムを使用している。しかし、受信ウエイトベクトル計算部７０はこれ以外の処理によって、受信ウエイトベクトル３０８を推定してもよく、例えば、相関処理によって受信応答ベクトルを推定し、それを受信応答ベクトルとしてもよい。また、適応アルゴリズムや相関処理とは異なるＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）アルゴリズムなどの到来方向推定が実行されてもよい。この変形例によって、より詳細に希望波と不要波が識別される。つまり、アダプティブアレイアンテナについての信号処理において、複数の受信信号を分離可能な値が推定されればよい。
【００７０】
実施の形態１から３において、制御部２０は、多重接続技術としてＣＳＭＡを実行している。しかし、多重接続技術はＣＳＭＡ以外でもよく、例えば、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ等が実行されてもよい。特に、これらの多重接続技術においてダイナミックスロットアサインがなされる場合は、無線装置１０の送信タイミングが規定されていないため、本発明が有効である。つまり、受信ウエイト保持部２０２に保持されている受信ウエイトベクトルをいずれかのタイミングで除去できればよい。
【００７１】
実施の形態１から３において、信号処理部１４は推定した受信ウエイトベクトル３０８をアダプティブアレイアンテナにおける合成処理に使用している。しかし、受信ウエイトベクトル３０８はアダプティブアレイアンテナ以外に使用されてもよく、例えば、適応等化器にも使用できる。この場合、合成部６８の構成は、ＦＩＲフィルタのごとく遅延素子が配置されたものとなる。さらに、受信ウエイト保持部２０２によって保持された受信ウエイトベクトル３０８が、送信の際に使用されることによって、予等化の効果が得られる。また、同期検波回路にも適用可能である。つまり、伝搬環境をなんらかの形で反映させる必要のある回路で使用されればよい。
【００７２】
実施の形態１から２において、保持期間判定部２００は、相関値を計算し、それよりドップラー周波数を推定し、さらに移動速度に変換した後に、保持時間を推定している。しかし、これ以外の手順でもよく、例えば、相関値から直接保持時間を推定してもよい。その際、相関値にドップラー周波数が反映されていると考えられる。この変形例によって、処理ステップを削減できる。つまり、伝搬環境の変化の程度によって、保持時間が決定されればよい。
【００７３】
実施の形態２において、受信電力推定部２１０は、デジタル受信信号３００より受信信号の電力を推定している。しかし、受信信号の推定はこれ以外の方法でもよく、例えば、ＡＧＣ４６から出力されるＲＳＳＩ値を使用してもよい。つまり、受信電力の大きさが反映された値を使用すればよい。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、受信ウエイトベクトルを含む受信応答特性を保持できる。また、受信ウエイトベクトルを含む受信応答特性の保持時間を決定できる。また、送信ウエイトベクトルの推定に使用するための受信ウエイトベクトルの保持時間を決定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る通信システムを示す構成図である。
【図２】実施の形態１に係るバーストフォーマットを示す図である。
【図３】実施の形態１に係るバーストフォーマットを示す図である。
【図４】図１の第１無線部の構成を示す図である。
【図５】図１の第１無線部の構成を示す図である。
【図６】図１の第１無線部の構成を示す図である。
【図７】図１の信号処理部の構成を示す図である。
【図８】図７の立ち上がり検出部の構成を示す図である。
【図９】図７の立ち上がり検出部の構成を示す図である。
【図１０】図７の受信ウエイトベクトル計算部の構成を示す図である。
【図１１】図１の保持期間判定部の構成を示す図である。
【図１２】図１１の移動速度と保持期間の関係を示す図である。
【図１３】図１１の保持期間決定の手順を示す図である。
【図１４】図７の受信ウエイト保持部の保持内容を示す図である。
【図１５】実施の形態２に係る保持期間判定部の構成を示す図である。
【図１６】図１５の移動速度と保持期間の関係を示す図である。
【図１７】図１５の保持期間決定の手順を示す図である。
【図１８】実施の形態３に係る保持期間判定部の構成を示す図である。
【図１９】図１８のメモリの使用率と保持期間の関係を示す図である。
【図２０】図１８の保持期間決定の手順を示す図である。
【符号の説明】
１０ 無線装置、 １２ 無線部、 １４ 信号処理部、 １６ モデム部、１８ ベースバンド部、 ２０ 制御部、 ２２ アンテナ、 ２４ ネットワーク、 ２６ 端末装置、 ２８ ベースバンド部、 ３０ モデム部、 ３２ 無線部、 ３４ アンテナ、 ６６ 立上がり検出部、 ６８ 合成部、 ７０ 受信ウエイトベクトル計算部、 ７２ メモリ部、 ７４ 分離部、 ７６ 送信ウエイトベクトル計算部、 ７８ 乗算部、 ８０ 加算部、 ２００保持期間判定部、 ２０２ 受信ウエイト保持部、 ２０４ 判定部、 ２０６ 変化推定部、 ２０８ 変換部、 ２１０ 受信電力推定部、 ２１２ 使用率測定部。
【発明の属する技術分野】
本発明は受信応答特性保持技術およびそれを利用した無線技術に関する。特に受信応答特性を保持する期間を決定するための、受信応答特性保持方法およびそれを利用した無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤレス通信において、一般に限りある周波数資源の有効利用が望まれている。周波数資源を有効利用するために、例えば同一の周波数の電波が可能な限り近い距離で繰り返し使用される。しかし、その場合、同一周波数を使用する近接の無線基地局や無線移動局からの同一チャネル干渉により、通信品質が劣化する。同一チャネル干渉による通信品質の劣化を防ぐ技術のひとつが、アダプティブアレイアンテナ技術である。
【０００３】
一般に、アダプティブアレイアンテナ技術において、受信処理では、複数のアンテナで受信した信号を、受信ウエイトベクトルでそれぞれ重み付けして合成する。さらに、送信処理では、送信すべき信号を送信ウエイトベクトルで重み付けして分離し、複数のアンテナから送信する。一連の処理では、複数の受信した信号から受信ウエイトベクトルを推定し、さらに受信ウエイトベクトルから送信ウエイトベクトルを推定するため、受信処理で推定した受信ウエイトベクトルを、メモリ等の記憶媒体で、送信処理するまで保持する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３３２６６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
アダプティブアレイアンテナを有する無線基地局装置が、複数の端末装置と時間分割多重接続（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：ＴＤＭＡ）等の多重接続技術によって接続されている場合には、当該受信ウエイトベクトルを、既知の送信処理タイミングまで保持しておけば十分である。一方、無線基地局装置がキャリアセンス多重接続（Ｃａｒｒｉｅｒ ＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：ＣＳＭＡ）によって複数の端末装置と接続している場合には、一般に、送信処理タイミングが不明であるため、受信ウエイトベクトルを保持すべき期間も不明となる。
【０００６】
本発明者はこうした状況を認識して、本発明をなしたものであり、その目的は受信ウエイトベクトルを含む受信応答特性を保持するための受信応答特性保持方法およびそれを利用した無線装置を提供することである。また、受信ウエイトベクトルを含む受信応答特性の保持時間を決定する受信応答特性保持方法およびそれを利用した無線装置を提供することである。また、送信ウエイトベクトルの推定に使用するための受信ウエイトベクトルの保持時間を決定する受信応答特性保持方法およびそれを利用した無線装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は、受信応答特性保持方法である。この方法は、端末装置からの受信信号を入力するステップと、入力した受信信号から、端末装置に関する受信応答特性を推定するステップと、入力した受信信号から、端末装置との間の伝搬環境の変化の程度を推定し、変化の程度に応じて推定した受信応答特性の保持期間を決定するステップと、決定した保持期間、推定した受信応答特性を保持するステップとを含む。
「応答特性」には、応答特性を複素共役変換したものや、応答特性を線形変換したものなどの所定の規則にもとづいて変換したものも含み、さらにウエイトベクトルのような重み係数も含むものとする。
【０００８】
保持期間を決定するステップは、伝搬環境の変化の程度の推定として、入力した受信信号から、端末装置の移動速度を推定してもよい。また、保持期間を決定するステップは、伝搬環境の変化の程度の推定として、入力した受信信号から、受信信号に含まれるドップラー周波数を推定してもよい。また、保持期間を決定するステップは、さらに入力した受信信号の電力を推定し、同一の変化の程度に対する保持期間を、電力が大きくなれば、長くなるように決定してもよい。
「伝搬環境の変化の程度」は、受信電力や振幅などの振幅方向の大きさ、変動の速さなどの時間方向の大きさを含む。
【０００９】
以上の方法により、伝搬環境の変化の程度が大きければ、受信応答特性の保持期間を短くし、伝搬環境の変化の程度が小さければ、受信応答特性の保持期間を長くできるため、現実の伝搬環境と大きく相違した受信応答特性を速やかに削除できる。
【００１０】
本発明の別の態様は、プログラムである。このプログラムは、端末装置からの受信信号を入力するステップと、入力した受信信号から、端末装置に関する受信応答特性を推定するステップと、入力した受信信号から、端末装置との間の伝搬環境の変化の程度を推定し、変化の程度に応じて推定した受信応答特性の保持期間を決定するステップと、決定した保持期間、推定した受信応答特性を保持するステップとを含む。
【００１１】
保持期間を決定するステップは、伝搬環境の変化の程度の推定として、入力した受信信号から、端末装置の移動速度を推定してもよい。また、保持期間を決定するステップは、伝搬環境の変化の程度の推定として、入力した受信信号から、受信信号に含まれるドップラー周波数を推定してもよい。また、保持期間を決定するステップは、さらに入力した受信信号の電力を推定し、同一の変化の程度に対する保持期間を、電力が大きくなれば、長くなるように決定してもよい。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は、無線装置である。この装置は、端末装置からの受信信号を入力する入力部と、入力した受信信号から、端末装置に関する受信応答特性を推定する受信応答特性推定部と、入力した受信信号から、端末装置との間の伝搬環境の変化の程度を推定し、変化の程度に応じて推定した受信応答特性の保持期間を決定する保持期間判定部と、決定した保持期間、推定した受信応答特性を保持する受信応答特性保持部と、保持した受信応答特性から、送信応答特性を推定する送信応答特性推定部と、推定した送信応答特性に、端末装置に対して送信すべき信号を作用させて出力する出力部とを含む。
【００１３】
保持期間判定部は、伝搬環境の変化の程度の推定として、入力した受信信号から、端末装置の移動速度を推定してもよい。また、保持期間判定部は、伝搬環境の変化の程度の推定として、入力した受信信号から、受信信号に含まれるドップラー周波数を推定してもよい。また、保持期間判定部は、さらに入力した受信信号の電力を推定し、同一の変化の程度に対する保持期間を、電力が大きくなれば、長くなるように決定してもよい。
【００１４】
本発明のさらに別の態様は、受信応答特性保持方法である。この方法は、端末装置からの受信信号を入力するステップと、入力した受信信号から、端末装置に関する受信応答特性を推定するステップと、推定した受信応答特性を記録すべきメモリの空きの程度に応じて保持期間を決定するステップと、決定した保持期間、推定した受信応答特性を前記メモリに保持するステップとを含む。
【００１５】
本発明のさらに別の態様は、プログラムである。このプログラムは、端末装置からの受信信号を入力するステップと、入力した受信信号から、端末装置に関する受信応答特性を推定するステップと、推定した受信応答特性を記録すべきメモリの空きの程度に応じて保持期間を決定するステップと、決定した保持期間、前記推定した受信応答特性を前記メモリに保持するステップとを含む。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、無線装置である。この装置は、端末装置からの受信信号を入力する入力部と、入力した受信信号から、端末装置に関する受信応答特性を推定する受信応答特性推定部と、推定した受信応答特性を記録すべきメモリの空きの程度に応じて保持期間を決定する保持期間判定部と、決定した保持期間、推定した受信応答特性を保持する受信応答特性保持部と、保持した受信応答特性から、送信応答特性を推定する送信応答特性推定部と、推定した送信応答特性に、端末装置に対して送信すべき信号を作用させて出力する出力部とを含む。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
実施の形態１は、複数の端末装置とＣＳＭＡによって接続され、かつアダプティブアレイアンテナを有する基地局の無線装置に関する。当該無線装置は、受信処理において、複数の受信信号から、これらを重み付けるための受信ウエイトベクトルを推定し、当該受信ウエイトベクトルをメモリで所定期間保持する。また、送信処理において、保持した受信ウエイトベクトルから、送信すべき信号を重み付けるための送信ウエイトベクトルを推定する。本実施の形態の無線装置は、受信ウエイトベクトルを保持する期間を決定するために、受信信号に含まれるドップラー周波数を推定する。具体的には、ドップラー周波数が大きければ、保持期間を短くし、ドップラー周波数が小さければ、保持期間を長くする。すなわち、ドップラー周波数には、端末装置の移動を含めた、無線装置と端末装置間の伝搬環境の変化の程度が反映されており、ドップラー周波数が大きい場合は、最適と考えられる受信ウエイトベクトルの値の変化も速いため、一般にこれを長い期間保持しても、現実の伝搬環境に適さない。一方、トップラー周波数が小さい場合は、より長い期間保持しても、有効な受信ウエイトベクトルとして使用できる。
【００１８】
図１は、実施の形態１に係る無線装置１０と端末装置２６からなる通信システムを示す。無線装置１０は、アンテナ２２と総称する第１アンテナ２２ａ、第２アンテナ２２ｂ、第Ｎアンテナ２２ｎ、無線部１２、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８、制御部２０、保持期間判定部２００を含み、ネットワーク２４と接続している。無線部１２は、第１無線部１２ａ、第２無線部１２ｂ、第Ｎ無線部１２ｎを含む。端末装置２６は、アンテナ３４、無線部３２、モデム部３０、ベースバンド部２８を含む。また、信号として、無線部制御信号３１８、モデム部制御信号３２０、ベースバンド部制御信号３２２を含む。図１の通信システムでは、ひとつの端末装置２６が無線装置１０と接続しているが、端末装置２６が複数あってもよい。
【００１９】
無線装置１０のベースバンド部１８は、ネットワーク２４とのインターフェース、端末装置２６のベースバンド部２８は、端末装置２６と接続したＰＣや、端末装置２６内部のアプリケーションとのインターフェースであり、通信システムで伝送の対象となる情報信号の送受信処理を行う。また、誤り訂正や自動再送処理がなされてもよいが、ここではこれらの説明を省略する。
【００２０】
無線装置１０のモデム部１６、端末装置２６のモデム部３０は、変調処理として、送信したい情報信号を変調して、送信信号を生成する。また、復調処理として、キャリアを受信信号で復調して、送信された情報信号を再生する。
信号処理部１４は、アダプティブアレイアンテナによる送受信処理に必要な受信応答ベクトル推定等の信号処理を行う。
【００２１】
保持期間判定部２００は、信号処理部１４で推定された受信応答ベクトルの保持時間を決定する。
無線装置１０の無線部１２、端末装置２６の無線部３２は、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８、ベースバンド部２８、モデム部３０で処理されるベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換処理、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理等を行う。
【００２２】
無線装置１０のアンテナ２２、端末装置２６のアンテナ３４は、無線周波数の信号を送受信処理する。アンテナの指向性は任意でよく、アンテナ２２のアンテナ数はＮとされる。
制御部２０は、無線部１２、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８のタイミング等を制御する。
【００２３】
図２と図３は、図１の通信システムに対応するが、それぞれＣＳＭＡの通信システムで使用されるバーストフォーマットである。図２は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のひとつのＩＥＥＥ８０２．１１ａで使用されるバーストフォーマットである。ＩＥＥＥ８０２．１１ａは、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式を使用しており、ＯＦＤＭ変調方式では、一般にフーリエ変換のサイズとガードインターバルのシンボル数の合計をひとつの単位とする。このひとつの単位を本実施の形態ではＯＦＤＭシンボルとする。バーストの先頭から４ＯＦＤＭシンボルの間に、主としてタイミング同期とキャリア再生に使用するためのプリアンブルが配置されている。プリアンブルの信号は、無線装置１０や端末装置２６にとって既知信号であるため、プリアンブルをトレーニング信号として使用できる。
【００２４】
図３は、無線ＬＡＮのひとつのＩＥＥＥ８０２．１１ｂで使用されるバーストフォーマットである。バーストの先頭から１４４ビットの間にプリアンブルが、それに続く４８ビットの間に、ヘッダが配置されている。プリアンブルは、無線装置１０や端末装置２６にとって既知であるため、後述するトレーニング信号としても使用できる。
【００２５】
図４から図６は、異なる通信システムに対応する第１無線部１２ａのさまざまな構成を示す。異なる通信システム間の相違は、一般に無線装置１０における第１無線部１２ａで吸収され、これに続く信号処理部１４は、通信システムの相違を意識することなく動作可能となる。図４の第１無線部１２ａは、図２に示した簡易型携帯電話システムや携帯電話システムのようなシングルキャリア通信システムに対応し、スイッチ部３６、受信部３８、送信部４０を含む。さらに、受信部３８は、周波数変換部４２、直交検波部４４、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）４６、ＡＤ変換部４８を含み、送信部４０は、増幅部５０、周波数変換部５２、直交変調部５４、ＤＡ変換部５６を含む。
【００２６】
また、信号として、デジタル受信信号３００と総称される第１デジタル受信信号３００ａ、デジタル送信信号３０２と総称される第１デジタル送信信号３０２ａを含む。図５の第１無線部１２ａは、Ｗ―ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ―Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）やＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠した無線ＬＡＮのようなスペクトラム拡散通信システムに対応し、逆拡散部５８、拡散部６０が付加される。図６の第１無線部１２ａは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａやＨｉｐｅｒＬＡＮ／２に準拠した無線ＬＡＮのようなマルチキャリア通信システムに対応し、フーリエ変換部６２、逆フーリエ変換部６４が付加される。
【００２７】
スイッチ部３６は、制御部２０の指示にもとづいて、受信部３８と送信部４０に対する信号の入出力を切りかえる。
受信部３８の周波数変換部４２と送信部４０の周波数変換部５２は、無線周波数の信号とひとつまたは複数の中間周波数の信号間の周波数変換を行う。
【００２８】
直交検波部４４は、中間周波数の信号から直交検波によって、ベースバンドのアナログ信号を生成する。一方、直交変調部５４は、ベースバンドのアナログ信号から直交変調によって、中間周波数の信号を生成する。
ＡＧＣ４６は、ベースバンドのアナログ信号の振幅をＡＤ変換部４８のダイナミックレンジ内の振幅にするために、利得を自動的に制御する。
【００２９】
ＡＤ変換部４８は、ベースバンドのアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＤＡ変換部５６は、ベースバンドのデジタル信号をアナログ信号に変換する。ここで、ＡＤ変換部４８から出力されるデジタル信号をデジタル受信信号３００、ＤＡ変換部５６に入力されるデジタル信号をデジタル送信信号３０２とする。
増幅部５０は、送信すべき無線周波数の信号を増幅する。
【００３０】
図５の拡散部６０と逆拡散部５８は、それぞれデジタル送信信号３０２とデジタル受信信号３００を予め規定されている拡散符号系列で相関処理する。図６の逆フーリエ変換部６４とフーリエ変換部６２は、それぞれデジタル送信信号３０２を逆フーリエ変換処理、デジタル受信信号３００をフーリエ変換処理する。
【００３１】
図７は、信号処理部１４の構成を示す。信号処理部１４は、立上がり検出部６６、メモリ部７２、受信ウエイトベクトル計算部７０、合成部６８、受信ウエイト保持部２０２、送信ウエイトベクトル計算部７６、分離部７４を含む。さらに、合成部６８は、乗算部７８と総称される第１乗算部７８ａ、第２乗算部７８ｂ、第Ｎ乗算部７８ｎ、加算部８０を含み、分離部７４は、乗算部８２と総称される第１乗算部８２ａ、第２乗算部８２ｂ、第３乗算部８２ｎを含む。
【００３２】
また、信号として、合成信号３０４、分離前信号３０６、受信ウエイトベクトル３０８と総称される第１受信ウエイトベクトル３０８ａ、第２受信ウエイトベクトル３０８ｂ、第Ｎ受信ウエイトベクトル３０８ｎ、送信ウエイトベクトル３１０と総称される第１送信ウエイトベクトル３１０ａ、第２送信ウエイトベクトル３１０ｂ、第Ｎ送信ウエイトベクトル３１０ｎ、トレーニング信号３１２、入力制御信号３１４、出力制御信号３１６、保持期間指示信号４００、移動速度信号４０２、保持受信ウエイトベクトル４０４を含む。
【００３３】
立上がり検出部６６は、無線装置１０の動作開始のトリガーとなるバースト信号の先頭をデジタル受信信号３００から検出する。検出したバースト信号の先頭のタイミングは、出力制御信号３１６によって制御部２０に通知される。さらに、制御部２０は、このタイミングから生成した制御に必要な各種のタイミング信号を、各部に通知する。
メモリ部７２は、トレーニング信号３１２を記憶し、必要に応じて、トレーニング信号３１２を出力する。
【００３４】
受信ウエイトベクトル計算部７０は、デジタル受信信号３００の重み付けに必要な受信ウエイトベクトル３０８を、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ ＬｅａｓｔＳｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムやＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムなどの適応アルゴリズムによって、トレーニング期間中は、デジタル受信信号３００、合成信号３０４、トレーニング信号３１２から、トレーニング終了後は、デジタル受信信号３００、合成信号３０４から計算する。
【００３５】
合成部６８は、乗算部７８において、デジタル受信信号３００を受信ウエイトベクトル３０８で重み付けした後、それらを加算部８０で加算して、合成信号３０４を出力する。
受信ウエイト保持部２０２は、保持期間指示信号４００によって指示された期間、受信ウエイトベクトル３０８を保持し、送信処理のために、保持受信ウエイトベクトル４０４として出力する。
【００３６】
送信ウエイトベクトル計算部７６は、分離前信号３０６の重み付けに必要な送信ウエイトベクトル３１０を、受信応答特性である保持受信ウエイトベクトル４０４から推定する。送信ウエイトベクトル３１０の推定方法は、任意とするが、最も簡易な方法として、保持受信ウエイトベクトル４０４をそのまま使用すればよい。あるいは、受信処理と送信処理の時間差で生じる伝搬環境のドップラー周波数変動を考慮して、従来の技術によって、保持受信ウエイトベクトル４０４を補正してもよい。
分離部７４は、乗算部８２において、分離前信号３０６を送信ウエイトベクトル３１０で重み付けし、デジタル送信信号３０２を出力する。
【００３７】
図８と図９は、立上がり検出部６６の構成を示し、それぞれマッチドフィルタ、受信電力測定器をもとに構成されている。図８は、遅延部８４と総称する第１１遅延部８４ａａ、第１２遅延部８４ａｂ、第１（Ｌ−１）遅延部８４ａ（ｌ−１）、第２１遅延部８４ｂａ、第２２遅延部８４ｂｂ、第２（Ｌ−１）遅延部８４ｂ（ｌ−１）、第Ｎ１遅延部８４ｎａ、第Ｎ２遅延部８４ｎｂ、第Ｎ（Ｌ−１）遅延部８４ｎ（ｌ−１）、乗算部８６と総称する第１１乗算部８６ａａ、第１２乗算部８６ａｂ、第１Ｌ乗算部８６ａｌ、第２１乗算部８６ｂａ、第２２乗算部８６ｂｂ、第２Ｌ乗算部８６ｂｌ、第Ｎ１乗算部８６ｎａ、第Ｎ２乗算部８６ｎｂ、第ＮＬ乗算部８６ｎｌ、データ記憶部８８と総称する第１データ記憶部８８ａ、第２データ記憶部８８ｂ、第Ｌデータ記憶部８８ｌ、加算部９０、判定部９２を含む。
【００３８】
遅延部８４は、入力したデジタル受信信号３００を相関処理のために、アンテナ２２ごとに並列に遅延させる。
データ記憶部８８は、バースト信号の先頭を検出するためのトレーニング信号３１２あるいはその一部をそれぞれ１シンボルずつ記憶する。
【００３９】
乗算部８６は、遅延させたデジタル受信信号３００とトレーニング信号３１２を乗算し、さらに加算部９０は、その結果を加算する。
判定部９２は、加算部９０による加算結果をもとに、その値が最大となるタイミングをバースト信号の先頭タイミングとして検出し、それを出力制御信号３１６によって出力する。
【００４０】
一方、図９は、電力計算部９４、判定部９２を含む。電力計算部９４は、デジタル受信信号３００の受信電力を所定期間計算し、それらを合計することにより、すべてのアンテナ２２によって受信される信号の電力を求める。
判定部９２は、受信信号の電力を予め既定してある条件と比較し、その条件が満たされた場合に、バースト信号の先頭が検出されたと判定する。条件としては、受信電力が、しきい値として設定する電力の値より大きくなる期間が、予め定めた期間を超えるというものでよい。
【００４１】
図１０は、ＬＭＳアルゴリズムを実行する受信ウエイトベクトル計算部の構成を示す。受信ウエイトベクトル計算部７０は、第１受信ウエイトベクトル計算部７０ａ、第２受信ウエイトベクトル計算部７０ｂ、第Ｎ受信ウエイトベクトル計算部７０ｎを含む。さらに、第１受信ウエイトベクトル計算部７０ａは、判定部２０４、切替部９６、加算部９８、複素共役部１００、乗算部１０２、ステップサイズパラメータ記憶部１０４、乗算部１０６、加算部１０８、遅延部１１０を含む。
【００４２】
判定部２０４は、合成信号３０４を予め規定しているしきい値と比較して判定する。
切替部９６は、ＬＭＳアルゴリズムの参照信号として、トレーニング期間中はトレーニング信号３１２を選択し、トレーニング終了後は判定された合成信号３０４を選択する。
【００４３】
加算部９８は、合成信号３０４と参照信号との間で、差分を計算し、誤差信号を出力する。この誤差信号は、複素共役部１００で複素共役変換される。
乗算部１０２は、複素共役変換された誤差信号と、第１デジタル受信信号３００ａを乗算し、第１の乗算結果を生成する。
【００４４】
乗算部１０６は、第１の乗算結果にステップサイズパラメータ記憶部１０４で記憶されているステップサイズパラメータを乗算し、第２の乗算結果を生成する。第２の乗算結果は、遅延部１１０と加算部１０８によって、フィードバックされた後に、新たな第２の乗算結果と加算される。このような、ＬＭＳアルゴリズムによって、逐次更新された加算結果が、第１受信ウエイトベクトル３０８ａとして出力される。
【００４５】
図１１は、保持期間判定部２００の構成を示す。保持期間判定部２００は、変化推定部２０６、変換部２０８を含む。
変化推定部２０６は、デジタル受信信号３００、トレーニング信号３１２より従来の技術によって、デジタル受信信号３００に含まれるドップラー周波数を推定する。まず、デジタル受信信号３００とトレーニング信号３１２から、ＬＭＳアルゴリズムなどの適応アルゴリズムや相関処理によって、受信ウエイトベクトルＨ２を計算する。さらに、以前のバーストで既に計算した受信ウエイトベクトルをＨ１と表す。このように表された時間的に前後する受信ウエイトベクトルＨ１とＨ２の相関値Ｃは、以下の通り示される。
【００４６】
【数１】
【００４７】
変換部２０８は、移動速度と受信ウエイトベクトル３０８の保持時間の対応関係を予め用意しておき、入力された移動速度信号４０２から、この対応関係にもとづいて受信ウエイトベクトル３０８の保持時間を決定する。この対応関係は、例えば、移動速度が、時速０ｋｍから時速５ｋｍの範囲にあれば、保持時間は１０秒である。決定された保持時間は、保持期間指示信号４００として出力される。
【００４８】
図１２は、図１１の変換部２０８における移動速度と保持期間の対応関係を示す。当該対応関係はテーブルとして、変換部２０８内のまたは外の記憶領域に記憶されており、必要に応じて参照される。この対応関係より、例えば、移動速度が、時速５ｋｍから時速１０ｋｍの範囲にあれば、保持時間は８秒であり、時速１０ｋｍから時速１５ｋｍの範囲にあれば、保持時間は６秒であると決定される。
【００４９】
図１３は、図１１の保持期間判定部２００において、保持時間を決定する手順を示す。ここで、図１２に示した関係に対応して、移動速度の最低速度（以下、「ＭＩＮ」とする）を時速０ｋｍ、移動速度の最高速度（以下、「ＭＡＸ」とする）を時速３５ｋｍ、移動速度の変化幅（以下、「ＳＴＥＰ」とする）を時速５ｋｍとした各種の定数を定義する。図１２の変化推定部２０６は、デジタル受信信号３００とトレーニング信号３１２から、ＬＭＳアルゴリズムによって受信ウエイトベクトルを計算する（Ｓ１０）。さらに、受信ウエイトベクトルからドップラー周波数を推定した後、移動速度に変換する（Ｓ１２）。
【００５０】
変換部２０８では、変数Ｌｏｗｅｒ＿Ｖｅｌｏｃｉｔｙ（以下、「ＬＶ」とする）をＭＩＮに、変数Ｕｐｐｅｒ＿Ｖｅｌｏｃｉｔｙ（以下、「ＵＶ」とする）をＭＩＮ＋ＳＴＥＰに設定する（Ｓ１４）。これは、図１２におけるＬｉｎｅ１に対応する。移動速度がＬＶとＵＶの範囲にあれば（Ｓ１６のＹ）、それに対応する保持時間を取得する（Ｓ２２）。一方、移動速度がＬＶとＵＶの範囲になく（Ｓ１６のＮ）、さらにＬＶがＭＡＸでもなければ（Ｓ１８のＮ）、ＬＶにＵＶを代入し、ＵＶをＵＶ＋ＳＴＥＰとする（Ｓ２０）。これは、図１２におけるＬｉｎｅを１段下げることに相当する。以上の処理を繰り返して、移動速度に対応する保持時間を取得するが、ＬＶがＭＡＸになると（Ｓ１８のＹ）、図１２のＬｉｎｅ８に相当するため、保持時間を０．１秒にする（Ｓ２４）。
【００５１】
図１４は、図１３の処理によって決定された保持期間判定部２００の保持内容を示すが、この内容は逐次書きかえられながら、所定の記憶媒体に保持される。図１４のＰＳＩＤは端末装置２６を識別する番号であるが、これは無線装置１０が複数の端末装置２６と接続しているために必要となる。保持期間判定部２００では、それぞれのＰＳＩＤに対する移動速度、保持時間、受信ウエイトベクトルが記憶されている。それぞれのＰＳＩＤに対する記憶内容は、受信信号を取得した時間であるｔ１からｔ１０を起点として、それぞれ対応する保持期間中、保持される。その保持持間を満了した際、対応する受信ウエイトベクトルは保持期間判定部２００から削除される。
【００５２】
以上の構成による無線装置１０の動作は以下の通りである。端末装置２６からの無線信号はアンテナ２２で受信された後、無線部１２でデジタル受信信号３００に変換され、信号処理部１４に入力される。立上がり検出部６６がデジタル受信信号３００の先頭タイミングを検出すると、受信ウエイトベクトル計算部７０で計算された受信ウエイトベクトル３０８をもとに、合成部６８がデジタル受信信号３００を合成する。また、デジタル受信信号３００は保持期間判定部２００にも入力され、デジタル受信信号３００から推定したドップラー周波数をもとに、受信ウエイトベクトル３０８の保持期間が決定される。決定された保持期間、受信ウエイト保持部２０２は受信ウエイトベクトル３０８を保持する。当該端末装置２６への分離前信号３０６が、ネットワーク２４から信号処理部１４に入力されると、送信ウエイトベクトル計算部７６は保持していた受信ウエイトベクトル３０８をもとに送信ウエイトベクトル３１０を計算する。分離部７４は送信ウエイトベクトル３１０によって分離前信号３０６を分離して、無線部１２が無線信号に変換した後、それぞれのアンテナ２２が出力する。
【００５３】
実施の形態１によれば、受信ウエイトベクトルの保持期間が受信信号に含まれる伝搬環境の変化の大きさをもとに決定されるため、伝搬環境の変化の大きい場合は、受信ウエイトベクトルの保持期間を短くし、小さい場合は保持期間を長くすることが可能である。その結果、受信ウエイトベクトルを保持するためのメモリ領域の削減と受信ウエイトベクトルの信頼性向上の両立を図ることができる。
【００５４】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１と同様に、受信信号に含まれるドップラー周波数に応じて、受信ウエイトベクトルの保持期間を決定する。さらに、実施の形態２では、保持期間の決定に、ドップラー周波数に加えて受信信号の電力も参照する。すなわち、一般に受信電力が小さい場合に推定されたドップラー周波数は、誤差等の影響が大きいため、その値の信頼性が低いのに対して、大きい場合に推定されたドップラー周波数は、その値の信頼性が高い。そのため、ドップラー周波数が同一の値であっても、受信電力が小さければ、低信頼性によるマージンを考慮して、保持期間をより短くする。
【００５５】
図１５は、保持期間判定部２００の構成を示す。保持期間判定部２００は、変化推定部２０６、変換部２０８、受信電力推定部２１０を含む。
受信電力推定部２１０は、所定の期間、デジタル受信信号３００を積算して受信電力を計算する。さらに、計算した受信電力に応じて、−４０ｄＢｍ以上を強電界、−４０ｄＢｍから−７０ｄＢｍを中電界、−７０ｄＢｍ以下を弱電界と分類し、その結果を出力する。
【００５６】
変換部２０８は、移動速度、受信電力と受信ウエイトベクトル３０８の保持時間の対応関係を予め用意しておき、入力された移動速度信号４０２と受信電力から、この対応関係にもとづいて受信ウエイトベクトル３０８の保持時間を決定する。この対応関係は、例えば、移動速度が、時速０ｋｍから時速５ｋｍの場合、強電界であれば保持時間は１１秒であり、中電界であれば保持時間は１０秒である。決定された保持時間は、保持期間指示信号４００として出力される。
【００５７】
図１６は、図１５の変換部２０８における移動速度、受信電力と保持期間の対応関係を示す。当該対応関係はテーブルとして、変換部２０８内のまたは外の記憶領域に記憶されており、必要に応じて参照される。この対応関係より、例えば、移動速度が、時速５ｋｍから時速１０ｋｍの範囲の場合、強電界であれば保持時間は９秒であり、弱電界であれば、保持時間は７．５秒であると決定される。
【００５８】
図１７は、図１５の保持期間判定部２００において、保持時間を決定する手順を示す。ここで、定数および関数の定義は図１３のものと同一とする。図１５の変化推定部２０６は、移動速度を推定する（Ｓ４０、Ｓ４２）。受信電力推定部２１０は、デジタル受信信号３００から受信電力を計算し（Ｓ４４）、この受信電力を強電界、中電解、弱電解のいずれかに属するように分類する（Ｓ４６）。ＬＶ、ＵＶを図１３と同一に設定し（Ｓ４８）、移動速度が該当するＬＶとＵＶの範囲を検出する（Ｓ５０からＳ５４）。該当すれば、当該移動速度と受信電力に対応する保持時間を取得する（Ｓ５６）。また、ＬＶがＭＡＸになると（Ｓ５２のＹ）、保持時間を０．０５秒にする（Ｓ５８）。
【００５９】
以上の構成による無線装置１０の動作は以下の通りである。端末装置２６からの無線信号はアンテナ２２で受信された後、無線部１２でデジタル受信信号３００に変換され、信号処理部１４に入力される。立上がり検出部６６がデジタル受信信号３００の先頭タイミングを検出すると、受信ウエイトベクトル計算部７０で計算された受信ウエイトベクトル３０８をもとに、合成部６８がデジタル受信信号３００を合成する。また、デジタル受信信号３００は保持期間判定部２００にも入力され、デジタル受信信号３００から推定されたドップラー周波数と受信電力をもとに、受信ウエイトベクトル３０８の保持期間が決定される。決定された保持期間、受信ウエイト保持部２０２は受信ウエイトベクトル３０８を保持する。当該端末装置２６への分離前信号３０６が、ネットワーク２４から信号処理部１４に入力されると、送信ウエイトベクトル計算部７６は保持していた受信ウエイトベクトル３０８をもとに送信ウエイトベクトル３１０を計算する。分離部７４は送信ウエイトベクトル３１０によって分離前信号３０６を分離して、無線部１２が無線信号に変換した後、それぞれのアンテナ２２が出力する。
【００６０】
実施の形態２によれば、受信ウエイトベクトルの保持期間が、受信信号に含まれるドップラー周波数に加えて受信電力をもとに決定されるため、保持期間を決定する基準となるドップラー周波数に信頼性の情報を付加できる。その結果、保持期間の決定がより最適化される。
【００６１】
（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１と実施の形態２と同様に、受信ウエイトベクトルの保持期間を決定するが、受信信号をもとにした実施の形態１と実施の形態２と異なり、受信ウエイトベクトルを記録および保持するメモリの空き領域の大きさに応じて決定する。すなわち、メモリに空き領域が多い場合は、保持されている受信ウエイトベクトルによって、メモリ容量を超える可能性が低いために、受信ウエイトベクトルの保持期間を長くするのに対し、空き領域が少ない場合は、メモリ容量を超えないようにするために、保持期間を短くする。
【００６２】
図１８は、保持期間判定部２００の構成を示す。保持期間判定部２００は、使用率測定部２１２、変換部２０８を含む。
使用率測定部２１２は、受信ウエイト保持部２０２から出力される使用率信号４０６より、受信ウエイト保持部２０２において受信ウエイトベクトル等を保持しているメモリの使用率を測定する。メモリの使用率の測定は、使用率測定部２１２の指示によって受信ウエイト保持部２０２が実行してもよく、また使用率信号４０６に含まれるメモリで使用されているアドレス情報をもとに計算してもよい。
【００６３】
変換部２０８は、メモリの使用率と受信ウエイトベクトル３０８の保持時間の対応関係を予め用意しておき、使用率測定部２１２で計算されたメモリ使用率から、この対応関係にもとづいて受信ウエイトベクトル３０８の保持時間を決定する。この対応関係は、例えば、使用率が０％から２０％の範囲にあれば、保持時間は１２００秒である。決定された保持時間は、保持期間指示信号４００として出力される。
【００６４】
図１９は、図１８の変換部２０８におけるメモリの使用率と保持期間の対応関係を示す。当該対応関係は、テーブルとして、変換部２０８における記憶領域に記憶されており、必要に応じて参照される。この対応関係より、例えば、メモリ使用率が、２０％から４０％の範囲にあれば、保持時間は６００秒であり、６０％から８０％の範囲にあれば、保持時間は５秒であると決定される。
【００６５】
図２０は、図１８の保持期間判定部２００において、保持時間を決定する手順を示す。ここで、図１９に示した関係に対応して、メモリ使用率の最小値（以下、「ＭＩＮ」とする）を０％、メモリ使用率の最大値（以下、「ＭＡＸ」とする）を８０％、メモリ使用率の変化幅（以下、「ＳＴＥＰ」とする）を２０％と定数を定義する。図１８の使用率測定部２１２は、使用率信号４０６によって、メモリの使用率ＴＲを測定する（Ｓ７０）。変換部２０８では、関数Ｌｏｗｅｒ＿Ｌｅｖｅｌ（以下、「ＬＬ」とする）をＭＩＮに、関数Ｕｐｐｅｒ＿Ｌｅｖｅｌ（以下、「ＵＬ」とする）をＭＩＮ＋ＳＴＥＰに設定する（Ｓ７２）。これは、図１２におけるＬｉｎｅ１に対応する。メモリ使用率ＴＲがＬＬとＵＬの範囲にあれば（Ｓ７４のＹ）、それに対応する保持時間を取得する（Ｓ８０）。一方、移動速度がＬＬとＵＬの範囲になく（Ｓ７４のＮ）、さらにＬＬがＭＡＸでもなければ（Ｓ７６のＮ）、ＬＬにＵＬを代入し、ＵＬをＵＬ＋ＳＴＥＰとする（Ｓ７８）。これは、図１９におけるＬｉｎｅを１段下げることに相当する。以上の処理を繰り返して、メモリ使用率ＴＲに対応する保持時間を取得するが、ＬＬがＭＡＸになると（Ｓ７６のＹ）、図１２のＬｉｎｅ５に相当するため、保持時間を１秒にする（Ｓ８２）。
【００６６】
以上の構成による無線装置１０の動作は以下の通りである。端末装置２６からの無線信号はアンテナ２２で受信された後、無線部１２でデジタル受信信号３００に変換され、信号処理部１４に入力される。立上がり検出部６６がデジタル受信信号３００の先頭タイミングを検出すると、受信ウエイトベクトル計算部７０で計算された受信ウエイトベクトル３０８をもとに、合成部６８がデジタル受信信号３００を合成する。使用率測定部２１２は、受信ウエイト保持部２０２のメモリ使用率を測定し、その結果に応じて受信ウエイトベクトル３０８の保持期間を決定する。決定された保持期間、受信ウエイト保持部２０２は受信ウエイトベクトル３０８を保持する。当該端末装置２６への分離前信号３０６が、ネットワーク２４から信号処理部１４に入力されると、送信ウエイトベクトル計算部７６は保持していた受信ウエイトベクトル３０８をもとに送信ウエイトベクトル３１０を計算する。分離部７４は送信ウエイトベクトル３１０によって分離前信号３０６を分離して、無線部１２が無線信号に変換した後、それぞれのアンテナ２２が出力する。
【００６７】
実施の形態３によれば、受信ウエイトベクトルの保持期間が受信ウエイトベクトルを保持するメモリの空き領域に応じて決定されるため、空き領域が多い場合には長期間の保持が可能であり、少ない場合には保持期間を短くしてメモリ容量の超過を防ぐことができる。
【００６８】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６９】
実施の形態１から３において、受信ウエイトベクトル計算部７０は、受信ウエイトベクトル３０８の推定のために適応アルゴリズムを使用している。しかし、受信ウエイトベクトル計算部７０はこれ以外の処理によって、受信ウエイトベクトル３０８を推定してもよく、例えば、相関処理によって受信応答ベクトルを推定し、それを受信応答ベクトルとしてもよい。また、適応アルゴリズムや相関処理とは異なるＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）アルゴリズムなどの到来方向推定が実行されてもよい。この変形例によって、より詳細に希望波と不要波が識別される。つまり、アダプティブアレイアンテナについての信号処理において、複数の受信信号を分離可能な値が推定されればよい。
【００７０】
実施の形態１から３において、制御部２０は、多重接続技術としてＣＳＭＡを実行している。しかし、多重接続技術はＣＳＭＡ以外でもよく、例えば、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ等が実行されてもよい。特に、これらの多重接続技術においてダイナミックスロットアサインがなされる場合は、無線装置１０の送信タイミングが規定されていないため、本発明が有効である。つまり、受信ウエイト保持部２０２に保持されている受信ウエイトベクトルをいずれかのタイミングで除去できればよい。
【００７１】
実施の形態１から３において、信号処理部１４は推定した受信ウエイトベクトル３０８をアダプティブアレイアンテナにおける合成処理に使用している。しかし、受信ウエイトベクトル３０８はアダプティブアレイアンテナ以外に使用されてもよく、例えば、適応等化器にも使用できる。この場合、合成部６８の構成は、ＦＩＲフィルタのごとく遅延素子が配置されたものとなる。さらに、受信ウエイト保持部２０２によって保持された受信ウエイトベクトル３０８が、送信の際に使用されることによって、予等化の効果が得られる。また、同期検波回路にも適用可能である。つまり、伝搬環境をなんらかの形で反映させる必要のある回路で使用されればよい。
【００７２】
実施の形態１から２において、保持期間判定部２００は、相関値を計算し、それよりドップラー周波数を推定し、さらに移動速度に変換した後に、保持時間を推定している。しかし、これ以外の手順でもよく、例えば、相関値から直接保持時間を推定してもよい。その際、相関値にドップラー周波数が反映されていると考えられる。この変形例によって、処理ステップを削減できる。つまり、伝搬環境の変化の程度によって、保持時間が決定されればよい。
【００７３】
実施の形態２において、受信電力推定部２１０は、デジタル受信信号３００より受信信号の電力を推定している。しかし、受信信号の推定はこれ以外の方法でもよく、例えば、ＡＧＣ４６から出力されるＲＳＳＩ値を使用してもよい。つまり、受信電力の大きさが反映された値を使用すればよい。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、受信ウエイトベクトルを含む受信応答特性を保持できる。また、受信ウエイトベクトルを含む受信応答特性の保持時間を決定できる。また、送信ウエイトベクトルの推定に使用するための受信ウエイトベクトルの保持時間を決定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る通信システムを示す構成図である。
【図２】実施の形態１に係るバーストフォーマットを示す図である。
【図３】実施の形態１に係るバーストフォーマットを示す図である。
【図４】図１の第１無線部の構成を示す図である。
【図５】図１の第１無線部の構成を示す図である。
【図６】図１の第１無線部の構成を示す図である。
【図７】図１の信号処理部の構成を示す図である。
【図８】図７の立ち上がり検出部の構成を示す図である。
【図９】図７の立ち上がり検出部の構成を示す図である。
【図１０】図７の受信ウエイトベクトル計算部の構成を示す図である。
【図１１】図１の保持期間判定部の構成を示す図である。
【図１２】図１１の移動速度と保持期間の関係を示す図である。
【図１３】図１１の保持期間決定の手順を示す図である。
【図１４】図７の受信ウエイト保持部の保持内容を示す図である。
【図１５】実施の形態２に係る保持期間判定部の構成を示す図である。
【図１６】図１５の移動速度と保持期間の関係を示す図である。
【図１７】図１５の保持期間決定の手順を示す図である。
【図１８】実施の形態３に係る保持期間判定部の構成を示す図である。
【図１９】図１８のメモリの使用率と保持期間の関係を示す図である。
【図２０】図１８の保持期間決定の手順を示す図である。
【符号の説明】
１０ 無線装置、 １２ 無線部、 １４ 信号処理部、 １６ モデム部、１８ ベースバンド部、 ２０ 制御部、 ２２ アンテナ、 ２４ ネットワーク、 ２６ 端末装置、 ２８ ベースバンド部、 ３０ モデム部、 ３２ 無線部、 ３４ アンテナ、 ６６ 立上がり検出部、 ６８ 合成部、 ７０ 受信ウエイトベクトル計算部、 ７２ メモリ部、 ７４ 分離部、 ７６ 送信ウエイトベクトル計算部、 ７８ 乗算部、 ８０ 加算部、 ２００保持期間判定部、 ２０２ 受信ウエイト保持部、 ２０４ 判定部、 ２０６ 変化推定部、 ２０８ 変換部、 ２１０ 受信電力推定部、 ２１２ 使用率測定部。
Claims (6)
- 端末装置からの受信信号を入力するステップと、
前記入力した受信信号から、前記端末装置に関する受信応答特性を推定するステップと、
前記入力した受信信号から、前記端末装置との間の伝搬環境の変化の程度を推定し、前記変化の程度に応じて前記推定した受信応答特性の保持期間を決定するステップと、
前記決定した保持期間、前記推定した受信応答特性を保持するステップと、
を含むことを特徴とする受信応答特性保持方法。 - 前記保持期間を決定するステップは、前記伝搬環境の変化の程度の推定として、前記入力した受信信号から、前記端末装置の移動速度を推定することを特徴とする請求項１に記載の受信応答特性保持方法。
- 前記保持期間を決定するステップは、前記伝搬環境の変化の程度の推定として、前記入力した受信信号から、前記受信信号に含まれるドップラー周波数を推定することを特徴とする請求項１に記載の受信応答特性保持方法。
- 前記保持期間を決定するステップは、さらに前記入力した受信信号の電力を推定し、同一の前記変化の程度に対する前記保持期間を、前記電力が大きくなれば、長くなるように決定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の受信応答特性保持方法。
- 端末装置からの受信信号を入力するステップと、
前記入力した受信信号から、前記端末装置に関する受信応答特性を推定するステップと、
前記入力した受信信号から、前記端末装置との間の伝搬環境の変化の程度を推定し、前記変化の程度に応じて前記推定した受信応答特性の保持期間を決定するステップと、
前記決定した保持期間、前記推定した受信応答特性を保持するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 端末装置からの受信信号を入力する入力部と、
前記入力した受信信号から、前記端末装置に関する受信応答特性を推定する受信応答特性推定部と、
前記入力した受信信号から、前記端末装置との間の伝搬環境の変化の程度を推定し、前記変化の程度に応じて前記推定した受信応答特性の保持期間を決定する保持期間判定部と、
前記決定した保持期間、前記推定した受信応答特性を保持する受信応答特性保持部と、
前記保持した受信応答特性から、送信応答特性を推定する送信応答特性推定部と、
前記推定した送信応答特性に、前記端末装置に対して送信すべき信号を作用させて出力する出力部と、
を含むことを特徴とする無線装置。
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