JP2007174206A

JP2007174206A - 受信装置とその受信信号処理方法

Info

Publication number: JP2007174206A
Application number: JP2005368180A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Takeda; 浩章竹田; Kazumi Yahagi; 和美矢作
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】電波の到来方向が揺らいだとしても、近接し混在している希望波と干渉波とを区別し、干渉波のみを抑圧し、希望波を専属的に復調可能とする。
【解決手段】アンテナ部１１にて、Ｎ個のアンテナ素子によって到来電波を受信し、方位測定回路１２にてＮ素子アンテナ信号に対して到来電波全ての方位情報を測定し、信号比較回路１３にて、方位情報に基づき全てのＮ素子アンテナ信号の到来電波の信号レベル及び周波数成分を分析し、予め保持している希望波、干渉波それぞれの分析情報と比較することで、各電波の受信信号を希望波と干渉波とに区別し、干渉波抑圧回路１４にて、アンテナ部１１からＮ素子アンテナ信号を取り込み、信号比較結果に基づき干渉波到来方向の信号を抑圧し、希望波到来方向の信号のみを抽出し、復調回路１５にて、抽出された信号を復調処理し、希望波によって伝送される情報信号を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のアンテナ等のセンサを配列したセンサアレイシステムで到来電波の方位測定を行い、干渉波を抑圧する部位において、希望波と干渉波を分類し、干渉波を抑圧して希望波のみを受信する受信装置に関する。

従来の無線通信、レーダ装置等の受信装置にあっては、希望波の到来方向に対してビームを拘束し、それ以外の方向に対しては干渉波を抑圧するために、ＤＣＭＰ（Directionally Constrained Minimization of Power：電力方向性拘束最小化）アルゴリズムが用いられる（例えば特許文献１参照）。このＤＣＭＰはウェイトにおける拘束条件の下で出力電力を最小化させる方法である。但し、ＤＣＭＰアルゴリズムは、実際に到来する信号の方向とビームを拘束する方向が異なっている場合には、希望する信号まで抑圧してしまうため、従来はビームを拘束する方向はその都度ＭＵＳＩＣなどの方位測定アルゴリズムから求め、その方向を拘束する方向とする。

しかしながら、上記のような従来の方法では、希望波と干渉波が近接して混在している場合において、電波の到来方向が揺らぐと、ＭＵＳＩＣなどの方位測定アルゴリズムだけでは、希望波の方向と干渉波の方向との区別が付かない。このため、干渉波ではなく希望波まで抑圧してしまい、希望波を専属的に復調処理することができないおそれがある。

尚、特許文献２には、ＤＣＭＰ法を用いた受信装置において、方位測定結果に基づいてＤＣＭＰ処理を行う手法が示されている。しかしながら、この特許文献２に示される受信装置は、方位測定結果について希望波と干渉波を区別するような処理は行っておらず、ＤＣＭＰ処理で希望波まで抑圧してしまうおそれを解消するものではない。
特開２００３−２１５２３１公報特開平０９−１９９９２５号公報

以上述べたように、従来のＤＣＭＰアルゴリズムを用いた受信装置では、希望波と干渉波が近接して混在している場合において、電波の到来方向が揺らぐと、方位測定アルゴリズムを利用しても希望波の方向と干渉波の方向との区別が付かず、干渉波ではなく希望波まで抑圧してしまい、希望波を専属的に復調処理できないおそれがあった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、電波の到来方向が揺らいだとしても、近接し混在している希望波と干渉波とを区別することができ、干渉波のみを抑圧し、希望波を専属的に復調処理可能な受信装置とその受信信号処理方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、本発明に係る受信装置は、複数のアンテナ素子をアレイ状に配列してなるアンテナ部と、前記アンテナ部の各素子アンテナ信号を取り込み、到来電波の方位を測定する方位測定手段と、前記方位情報に基づいて前記アンテナ部の各素子アンテナ信号から全ての到来電波の信号レベル及び周波数成分を含む情報を求め、予め保持している情報と比較し、その比較結果から各電波の受信信号を希望波と干渉波とに区別する信号比較手段と、前記アンテナ部の各素子アンテナ信号を入力し、前記信号比較手段で区別される信号情報に基づいて干渉波に相当する方位の信号を抑圧する干渉波抑圧手段と、前記干渉波抑圧手段で干渉波成分が抑圧された信号を取り込んで復調処理する復調処理手段とを具備することを特徴とする。

また、本発明に係る受信信号処理方法は、複数のアンテナ素子をアレイ状に配列してなるアンテナ部から各素子アンテナ信号を取り込み、到来電波の方位を測定する方位測定ステップと、前記方位情報に基づいて前記アンテナ部の各素子アンテナ信号から全ての到来電波の特性情報を求め、予め保持している特性情報と比較し、その比較結果から各電波の受信信号を希望波と干渉波とに区別する信号比較ステップと、前記各素子アンテナ信号を入力し、前記信号比較ステップで区別される信号情報に基づいて干渉波に相当する方位の信号を抑圧する干渉波抑圧ステップと、前記干渉波抑圧ステップで干渉波成分が抑圧された信号を取り込んで復調処理する復調処理ステップとを具備することを特徴とする。

このように、本発明では、全到来電波の方位測定結果に基づいて個々の到来電波受信信号の特性、例えば信号レベル及び周波数成分を分析し、予め求めた分析結果と比較することで希望波と干渉波とを区別し、干渉波のみを抑圧し、希望波の受信信号を適切に抽出して専属的に復調処理するようにしている。

本発明によれば、電波の到来方向が揺らいだとしても、近接し混在している希望波と干渉波とを区別することができ、干渉波のみを抑圧し、希望波を専属的に復調処理可能な受信装置とその受信信号処理方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明に係るＤＣＭＰ採用受信装置の構成を示すブロック図である。図１において、１１はＮ個のアンテナ素子をアレイ状に配列してなるアンテナ部であり、このアンテナ部１１のＮ素子アンテナ信号は方位測定回路１２に送られる。この方位測定回路１２は、アンテナ部１１からのＮ素子アンテナ信号を取り込み、ＭＵＳＩＣ等の方位測定アルゴリズムを利用して到来電波の方位（以下、方位情報）を測定するもので、ここで得られた方位情報はＮ素子アンテナ信号と共に信号比較回路１３に送られる。この信号比較回路１３は、Ｎ素子アンテナ信号と方位情報から、到来する全ての電波の信号レベル及び周波数成分などの情報を求め、予め保持している情報と比較し、その比較結果から各電波の受信信号を希望波と干渉波とに区別して、個々の電波受信信号の信号情報を得るもので、ここで得られた信号情報は干渉波抑圧回路１４に送られる。

この干渉波抑圧回路１４は、アンテナ部１１からＮ素子アンテナ信号を入力し、信号比較回路１３からの信号情報に基づいてＤＣＭＰアルゴリズムにより希望波の到来方向にはビームを拘束し、干渉波の到来方向にはビームを抑圧するウェイトを計算し、それらをアンテナ信号と合成して、干渉波が抑圧された信号を出力する。復調回路１５は、干渉波抑圧回路１４にて干渉波が抑圧された信号を取り込んで復調処理することで、希望波によって伝送される情報信号（復調信号）を得るものである。

上記構成において、以下、図２を参照してその処理手順について説明する。

まず、アンテナ部１１において、Ｎ個のアンテナ素子によって到来電波を受信する（ステップＳ１）。次に、方位測定回路１２において、Ｎ素子アンテナ信号に対し、ＭＵＳＩＣ等のアルゴリズムによる演算処理を施すことで、到来電波全ての方位情報を測定する（ステップＳ２）。続いて信号比較回路１３において、方位情報に基づき、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）等により全てのＮ素子アンテナ信号の到来電波の信号レベル及び周波数成分を分析し、予め保持している希望波、干渉波それぞれの分析情報（例えば、過去の実績の統計処理結果）と比較することで、各電波の受信信号を希望波と干渉波とに区別する（ステップＳ３）。次に、干渉波抑圧回路１４において、アンテナ部１１からＮ素子アンテナ信号を取り込み、信号比較回路１３での比較結果から干渉波到来方向の信号を抑圧し、希望波到来方向の信号のみを抽出する（ステップＳ４）。最後に、復調回路１５において、抽出された信号を復調処理し、これによって希望波によって伝送される情報信号を得る（ステップＳ５）。

以上のことから、本発明を適用すれば、全到来電波の方位測定結果に基づいて個々の到来電波受信信号の特性を分析し、予め求めた分析結果と比較することで希望波と干渉波とを区別するようにしている。このため、希望波と干渉波とが近接して混在している状況で、電波の到来方向が揺らぐような場合でも、希望波と干渉波を適切に区別することができ、これによって干渉波のみを抑圧し、希望波の受信信号を適切に抽出して専属的に復調処理することが可能となる。

尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、Ｎ素子アンテナ信号をデジタル化することにより、図２に示す各ステップの処理をソフトウェアによって実現することも可能である。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明に係るＤＣＭＰ採用受信装置の一実施形態の構成を示すブロック図。上記実施形態の処理の流れを示すフローチャート。

符号の説明

１１…アンテナ部、１２…方位測定回路、１３…信号比較回路、１４…干渉波抑圧回路、１５…復調回路。

Claims

複数のアンテナ素子をアレイ状に配列してなるアンテナ部と、
前記アンテナ部の各素子アンテナ信号を取り込み、到来電波の方位を測定する方位測定手段と、
前記方位情報に基づいて前記アンテナ部の各素子アンテナ信号から全ての到来電波の特性情報を求め、予め保持している特性情報と比較し、その比較結果から各電波の受信信号を希望波と干渉波とに区別する信号比較手段と、
前記アンテナ部の各素子アンテナ信号を入力し、前記信号比較手段で区別される信号情報に基づいて干渉波に相当する方位の信号を抑圧する干渉波抑圧手段と、
前記干渉波抑圧手段で干渉波成分が抑圧された信号を取り込んで復調処理する復調処理手段と
を具備することを特徴とする受信装置。
前記干渉波抑圧手段には、到来電波の受信信号にウェイトをかけて拘束条件の下で出力電力を最小化させるＤＣＭＰ（Directionally Constrained Minimization of Power）方法を用いて到来電波の干渉波成分を抑圧することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
前記特性情報は、到来電波の信号レベル及び周波数成分を含む情報であることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
複数のアンテナ素子をアレイ状に配列してなるアンテナ部から各素子アンテナ信号を取り込み、到来電波の方位を測定する方位測定ステップと、
前記方位情報に基づいて前記アンテナ部の各素子アンテナ信号から全ての到来電波の特性情報を求め、予め保持している特性情報と比較し、その比較結果から各電波の受信信号を希望波と干渉波とに区別する信号比較ステップと、
前記各素子アンテナ信号を入力し、前記信号比較ステップで区別される信号情報に基づいて干渉波に相当する方位の信号を抑圧する干渉波抑圧ステップと、
前記干渉波抑圧ステップで干渉波成分が抑圧された信号を取り込んで復調処理する復調処理ステップと
を具備することを特徴とする受信信号処理方法。
前記干渉波抑圧ステップには、到来電波の受信信号にウェイトをかけて拘束条件の下で出力電力を最小化させるＤＣＭＰ（Directionally Constrained Minimization of Power）方法を用いて到来電波の干渉波成分を抑圧することを特徴とする請求項４記載の受信信号処理方法。
前記特性情報は、到来電波の信号レベル及び周波数成分を含む情報であることを特徴とする請求項４記載の受信信号処理方法。