JP3423659B2 - 無線受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のキャリアを
用いて信号伝送を行うマルチキャリア信号を受信する受
信装置に関するものであり、特に、複数のアンテナを用
いて信号を受信し合成する無線受信装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から、無線通信では単一の周波数を
用いて信号伝送を行うシングルキャリア伝送方式が多く
用いられてきた。また、受信機では信号をよい品質で受
信するため、複数のアンテナを用いて信号を受信し合成
する信号受信方式が多く用いられてきた。中でも、指向
性ビームを用いるアダプティブアレーは、希望信号にビ
ームを向けると同時に干渉信号方向のビームを抑えるこ
とによって、良好な希望信号受信特性を得られる方式と
して知られている。

【０００３】図１５は従来のシングルキャリア信号受信
用アダプティブアレーの構成を表す図である。図中１は
アンテナ、２はＡ／Ｄ変換器、３はウエイト乗算器、４
は加算器、７０はウエイト制御部、７１は信号復調部を
表す。この図に示すように、アレーアンテナを構成する
複数のアンテナ１が設けられており、各アンテナ１に対
して、その出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
２および該Ａ／Ｄ変換出力に対してそれぞれウエイト
（重み）を乗算するウエイト乗算器３が設けられてい
る。各ウエイト乗算器３の出力は加算器４により合成さ
れ、ウエイト制御部７０に入力される。このウエイト制
御部７０において、前記複数のアンテナ１によるアレー
のビームパターンが最適なビームパターンとなるように
前記各ウエイト乗算器３で受信信号に乗算するウエイト
を決定する。

【０００４】図１６は伝送信号フォーマットを表す図で
あり、図中７２はフレーム、７３は既知信号、７４は情
報信号を表す。図１７はアダプティブアレーにおけるウ
エイト制御の手順を表すフローチャートである。図１８
はアダプティブアレーを用いた場合のビームパターンを
表しており、７５〜７７はマルチパス信号、７８はビー
ムパターンを表している。

【０００５】以下、図１５〜１８を用いて従来型アダプ
ティブアレーの説明を行う。まず、信号は図１６のフォ
ーマットに示すように、既知信号７３と情報信号７４に
時間的に分かれて送信される。受信機では、初期ウエイ
トの設定を行った後（図１７のステップＳ３０１）、図
１５に示す複数のアンテナ１を用いて、これらの信号の
受信を行う（Ｓ３０２）。次に、Ａ／Ｄ変換器２で各ア
ンテナ１の受信信号をＡ／Ｄ変換した後、ウエイト乗算
器３において各アンテナからの受信信号に対してウエイ
トの乗算を行う（Ｓ３０３）。ウエイトが乗算された各
アンテナ１からの受信信号は加算器４において加算され
合成される（Ｓ３０４）。合成された信号はウエイト制
御部７０に入力され、所定のアルゴリズムにしたがって
計算が行われる（Ｓ３０５）。計算が行われた後、ウエ
イト制御部７０では更新用ウエイトを出力し、前記ウエ
イト乗算器３において受信信号に乗算されるウエイトの
更新を行う（Ｓ３０７）。ウエイト更新が行われた後、
再びステップＳ３０３からの一連の処理が行われる。

【０００６】通常、前記ウエイト制御部７０では、合成
信号中の既知信号と受信局の有する既知信号レプリカと
の誤差を測定し、該誤差が小さくなるようウエイト決定
を行うウエイト決定アルゴリズムが一般的に用いられて
いる。特に、受信既知信号と既知信号レプリカの２乗誤
差を最小化するアルゴリズムとして、ＬＭＳ（LeastMea
n Square）法、ＲＬＳ（Recursive Least Squares）
法、ＳＭＩ（Sample Matrix Inverse）法などが知られ
ている。例えば、ＬＭＳ法の場合には、以下の式に従っ
て、ウエイト更新が行われる。 Δｗ＝ｋ・Ｅ［Ｘ・ε］ ここで、ｗは各アンテナにおけるウエイトをベクトル形
式で表したウエイトベクトル、Δｗは各アンテナにおけ
るウエイト更新幅、ｋは定数、Ｘは各アンテナにおける
信号強度をベクトル形式で表した信号ベクトル、εは合
成信号と既知信号レプリカとの誤差、Ｅ［・］は時間平
均を表す。なお、ウエイト制御部７０において、合成信
号と参照信号（既知信号レプリカ）の誤差εが所定レベ
ル以下となった場合には、ウエイトが十分収束したもの
として、ウエイト更新処理を終了する（Ｓ２０６）。そ
して、このアダプティブアレーの出力に対し、信号復調
部７１において信号の復調を行う。

【０００７】このように、決定されたウエイトを用いる
と、前記複数のアンテナ１によって形成されるビームパ
ターンは例えば図１８に７８で示すようなパターンにな
る。本図において、到来パス７５、７６はお互いの遅延
時間が既知信号のシンボル時間Ｔ内にある場合で、この
場合にはお互いのパスが同位相で合成される。また、到
来パス７７は到来パス７５に対して遅延時間が既知信号
のシンボル時間Ｔよりも大きいものとする。この場合、
到来パス７７は受信レベルが抑圧されている。このよう
に、アダプティブアレーアンテナを用いてマルチパスを
合成することにより、良好な受信信号特性を確保するこ
とが可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】最近、無線通信では、
より高速伝送、高速移動の可能なシステムへの要求が高
くなり、無線周波数帯において広帯域な信号の伝送を行
う必要が生じている。広帯域信号の伝送に関しては、複
数のキャリアを同時に用いて信号の並列伝送を行うマル
チキャリア伝送方式が特に最近注目を集めている。マル
チキャリア伝送方式では、低速なデータを周波数上で並
列に配置し、異なるキャリアを用いて同時に送信する。
信号の並列伝送を行うことによって伝送速度の向上を図
っている。

【０００９】このマルチキャリア伝送方式は、到来パス
の伝送遅延に強く、受信信号の変動特性が周波数によっ
て変化する周波数選択性フェージング環境下においても
良好な伝送が行えるという特徴を持つ。反面、並列伝送
されるキャリア個々の周波数帯域は小さいため、到来パ
スのドップラー周波数が大きい場合には、隣接する他の
伝送キャリアに悪影響を及ぼすという弱点も併せ持って
いる。そのため、到来パスのうち所定の伝送遅延、所定
のドップラー周波数をもつ到来パスを抽出し、合成する
アダプティブアレー技術が課題となっている。しかしな
がら、現在のところ、このような広帯域マルチキャリア
信号に対してアダプティブアレーアンテナを適用する技
術については提案されていない。従来型アダプティブア
レーでは、基本的に単一周波数を利用するシングルキャ
リア信号を対象としており、マルチキャリア信号におけ
るアダプティブアレーアンテナの構成については想定さ
れていない。このように、広帯域マルチキャリア信号に
対して、到来パスの分離合成を可能とするアダプティブ
アレーの構成を明示することが要求されている。また、
大きなドップラー周波数を有する到来パスが受信信号に
与える悪影響を抑圧するため、大きなドップラー周波数
を有する到来パスを抑圧するアダプティブアレー技術が
課題となっている。

【００１０】そこで、本発明は、広帯域マルチキャリア
伝送方式におけるアダプティブアレーアンテナを用いた
信号受信装置を提供することを目的としている。また、
広帯域マルチキャリア信号を受信するときに、到来パス
の分離合成が可能な信号受信装置を提供することを目的
としている。さらに、大きなドップラー周波数を有する
到来パスを抑圧することの出来るアダプティブアレーア
ンテナを用いた信号受信装置を提供することを目的とし
ている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の無線受信装置は、マルチキャリア信号を受
信する複数のアンテナと、対応するアンテナからの受信
信号に対し所定のウエイトを乗算する複数のウエイト乗
算器と、該複数のウエイト乗算器の出力を合成する合成
部と、該合成部から出力される複数のキャリアに配置さ
れて送信された既知信号に対応する受信信号と、前記複
数のキャリアにおける既知信号の和であるマルチキャリ
ア既知信号レプリカとに基づいて前記ウエイトを決定す
るウエイト制御部とを有するものである。また、前記ウ
エイト制御部は、前記合成部から出力される複数のキャ
リアに配置されて送信された既知信号に対応する受信信
号と、前記複数のキャリアにおける既知信号の和である
マルチキャリア既知信号レプリカとの２乗誤差を最小と
するウエイト決定アルゴリズムを用いるものである。

【００１２】さらに、本発明の他の無線受信装置は、マ
ルチキャリア信号を受信する複数のアンテナと、対応す
るアンテナからの受信信号に対し所定のウエイトを乗算
する複数のウエイト乗算器と、該複数のウエイト乗算器
の出力を合成する合成部と、該合成部の出力に対してマ
ルチキャリア復調を行い、各キャリアに対応する信号を
出力するマルチキャリア復調部と、該マルチキャリア復
調部から出力された各キャリアの信号のうち、既知信号
が配置されているキャリアに対応する信号に対し、それ
ぞれ対応する周波数の搬送波を乗算し、これらを加算す
ることにより、既知信号が配置されているキャリアのみ
を抽出したマルチキャリア既知信号を作成する既知信号
マルチキャリア化部と、該既知信号マルチキャリア化部
からのマルチキャリア既知信号と、それに対応するマル
チキャリア既知信号レプリカとに基づいて、前記ウエイ
トを決定するウエイト制御部とを有するものである。

【００１３】さらにまた、前記既知信号は、所定の周波
数間隔を有するキャリアに配置されているもの、また
は、特定のキャリアに常に配置されているもの、もしく
は、通信の初期段階においては、第１の所定数にキャリ
アに配置され、その後の通信段階においては、前記第１
の所定数より少ない第２の所定数のキャリアに配置され
るものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の第
１の実施の形態について、図１〜図５を参照して説明す
る。図１は本発明の信号受信装置の第１の実施の形態の
基本的な構成を示す図である。図中１はアンテナ、２は
Ａ／Ｄ変換器、３はウエイト乗算器、４は加算器、５は
マルチキャリア信号対応ウエイト制御部、６はマルチキ
ャリア信号復調部を表す。図２は伝送信号フォーマット
を表す図であり、図中、７〜９はマルチキャリア信号、
１０はフレーム、１１はマルチキャリア既知信号、１２
はマルチキャリア情報信号を表す。また、図３はマルチ
キャリア既知信号の伝送波形を表す図であり、図４はア
ダプティブアレーのウエイト制御手順を示すフローチャ
ートである。図５は本実施の形態のアダプティブアレー
を用いた場合のビームパターンの一例を表しており、１
８〜２０はマルチパス信号、２１はビームパターンを表
している。

【００１５】まず、図２を用いて伝送されるマルチキャ
リア信号のフォーマットに関して説明を行う。図中、縦
方向は周波数、横方向は時間軸を示している。図示する
ように、マルチキャリア信号では第１のキャリア７（周
波数＃１）、第２のキャリア８（周波数＃２）、第３の
キャリア９（周波数＃３）…の複数のキャリア７〜９を
用いて信号が伝送される。各キャリア７〜９では、時間
的にデータが配列され、各キャリア７〜９のデータは時
間的に同期されている。本発明においては、送信データ
の各フレーム１０は既知信号１１と情報信号１２に分か
れており、既知信号１１はアダプティブアレーのビーム
制御に用いられる。この既知信号１１は各キャリアで同
一時刻に挿入されている。図３はマルチキャリア伝送時
におけるマルチキャリア既知信号の時間波形を示した図
であり、周波数＃１〜＃４の各キャリアにおける既知信
号１３〜１６の和によって伝送波形１７が与えられる。
この図に示すように、従来方式における既知信号とは異
なり、マルチキャリア伝送では伝送波形１７は時間的に
異なる電力をもっている。

【００１６】以下、図１〜５を用いて本実施の形態にお
けるアダプティブアレーについて説明を行う。まず、信
号受信装置では、前記ウエイト乗算器３に初期ウエイト
の設定を行った後（図４のＳ１０１）、図１に示す複数
のアンテナ１を用いて、マルチキャリア信号の受信を行
う（Ｓ１０２）。次に、Ａ／Ｄ変換器２で各信号のＡ／
Ｄ変換を行った後、各ウエイト乗算器３で前記設定され
た初期ウエイトを用いて、各アンテナ１からの入力信号
に対してウエイトの乗算を行う（Ｓ１０３）。次に、ウ
エイトが乗算された各アンテナの受信信号を加算器４に
おいて加算し合成する（Ｓ１０４）。合成された信号は
マルチキャリア対応ウエイト制御部５に入力され、既知
信号レプリカを用いて所定のアルゴリズムにしたがって
最適なウエイトを求める計算が行われる（Ｓ１０５）。
計算が行われた後、マルチキャリア対応ウエイト制御部
５は前記各ウエイト乗算器３にそれぞれ対応する更新用
ウエイトを出力し、ウエイトの更新を行う（Ｓ１０
７）。ウエイト更新が行われた後、再びステップＳ１０
３からの一連の処理が合成信号と既知信号レプリカとの
誤差が所定レベル以下となるまで繰り返し行われる。

【００１７】前記マルチキャリア対応ウエイト制御部５
では、受信既知信号と既知信号レプリカとの２乗誤差を
測定し、該２乗誤差が小さくなるようウエイト決定が行
われる。この手法としては、前述のようにＬＭＳ法、Ｒ
ＬＳ法、ＳＭＩ法などを用いることが出来る。例えば、
ＬＭＳ法を用いた場合には、以下の式に従って、ウエイ
ト更新が行われる。 Δｗ＝ｋ・Ｅ［Ｘ・ε］ ここで、ｗは各アンテナの受信信号に対するウエイトを
ベクトル形式で表したウエイトベクトル、Δｗは各アン
テナの受信信号に対するウエイトの更新量、ｋは定数、
Ｘは各アンテナにおけるマルチキャリア既知信号の信号
強度をベクトル形式で表した信号ベクトル、εはマルチ
キャリア既知信号の合成信号とマルチキャリア既知信号
レプリカとの誤差、Ｅ［・］は時間平均を表す。なお、
マルチキャリア既知信号の信号強度は各アンテナにおけ
る受信信号と既知信号波形との相関を取ることにより求
めることができる。

【００１８】ウエイトの更新に関しては、合成信号と参
照信号（マルチキャリア既知信号レプリカ）との誤差が
所定レベル以下となった場合には、ウエイトが十分収束
したものとして、ウエイト更新処理を終了する（Ｓ１０
８）。また、アダプティブアレーの出力に対し、マルチ
キャリア信号復調部６において信号の復調を行う。

【００１９】本実施の形態において、図２に示すよう
に、マルチキャリア既知信号の伝送帯域をＢmとし、マ
ルチキャリア既知信号の伝送時間をＴmとする。このと
き、アダプティブアレーの到来パス遅延時間分解能は１
／Ｂm[s]、ドップラー周波数分解能は１／Ｔm[Hz]で与
えられる。図５は、本実施の形態のアダプティブアレー
を用いて形成されるビームパターン２１の例を示す図で
ある。本図において、到来パス１９は到来パス１８に対
して１／Ｂm以上の遅延時間を持つ到来パスであり、到
来パス１９はアダプティブアレーによって抑圧されてい
る。また、到来パス２０は到来パス１８に対してドップ
ラー周波数差が１／Ｔm以上のパスであり、この場合に
もアダプティブアレーによって信号は抑圧されている。

【００２０】このように、本実施の形態のアダプティブ
アレーアンテナによれば、マルチキャリア既知信号を用
いて到来パスの合成、分離が可能である。遅延時間が１
／Ｂm[s]以内、ドップラー周波数が１／Ｔm[Hz]以内の
パスは合成され、その他のパスは抑圧される。従って、
パスによって異なるマルチキャリア信号のドップラー周
波数の影響によって受信信号が特性劣化することを防ぐ
ことが可能となる。また、前記マルチキャリア既知信号
の伝送帯域幅Ｂmを設定することにより、分離すべき到
来パスの遅延時間を設定することができ、前記マルチキ
ャリア既知信号の転送時間Ｔmを設定することにより、
分離すべき到来パスのドップラー周波数差を設定するこ
とが出来る。なお、以上においては、マルチキャリア信
号の全てのキャリアに既知信号を挿入して送信するよう
にしていたが、これに限られることはなく、任意の複数
のキャリアに既知信号を挿入するようにしてもよい。

【００２１】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態について、図６〜図９を参照して説明す
る。図６は本発明の信号受信装置の第２の実施の形態の
基本構成を表す図である。図中１はアンテナ、２はＡ／
Ｄ変換器、３はウエイト乗算器、４は加算器、３０はウ
エイト制御部、３１はマルチキャリア信号復調部、３２
〜３５は復調信号を表す。図７は本実施の形態で用いら
れる伝送信号フォーマットを表す図であり、図中、３６
〜４２はマルチキャリア信号、４３はフレーム中の既知
信号挿入部、４４は情報信号挿入部を表す。図８は本実
施の形態のアダプティブアレーにおけるウエイト制御の
手順を表すフローチャートである。図９は本実施の形態
の周波数スペクトルの一例を表した図であり、４５は各
周波数におけるフェージング変動の様子を表している。

【００２２】まず、図７を用いて伝送されるマルチキャ
リア信号のフォーマットに関して説明を行う。本実施の
形態では、前述した第１の実施の形態のように全てのキ
ャリアに既知信号を挿入する代わりに、一部のキャリア
に既知信号を挿入する。図７において、キャリア３６、
３９、４２は既知信号を挿入するキャリアであり、３
７、３８、４０、４１は既知信号を挿入しないキャリア
である。ここでは、Ｋ個のキャリアごとに、すなわち等
間隔で既知信号を挿入しているが、必ずしもこのように
する必要はなく、既知信号を挿入するキャリアは任意に
選定することが出来る。なお、既知信号は同一時間帯に
選択された複数のキャリアに挿入される。

【００２３】以下、図６〜９を用いて本実施の形態にお
けるアダプティブアレーの説明を行う。まず、信号受信
装置では、各ウエイト乗算器３に初期ウエイトの設定を
行った後（Ｓ２０１）、図６に示す複数のアンテナ１を
用いてマルチキャリア信号の受信を行う（Ｓ２０２）。
次に、各Ａ／Ｄ変換器２においてそれぞれ対応するアン
テナ１からの受信信号をデジタル信号に変換した後、そ
れぞれ対応するウエイト乗算器３で前記あらかじめ設定
された初期ウエイトを用いて、各アンテナからの受信信
号にそれぞれウエイトの乗算を行い、加算器４において
信号加算を行う（Ｓ２０３）。加算された信号（合成信
号）はマルチキャリア信号復調部３１に入力され、各キ
ャリアに対応する信号が出力される（Ｓ２０４）。

【００２４】次に、マルチキャリア信号復調部３１から
出力された各キャリアの信号から既知信号挿入を行って
いるキャリアデータの抽出を行い（Ｓ２０５）、再びマ
ルチキャリア信号の作成を行う（Ｓ２０６）。すなわ
ち、図６に示すように、既知信号が挿入されているキャ
リア（周波数＃１、＃Ｋ＋１、…、＃ＮＫ＋１）に対応
する信号に対し、それぞれ対応する周波数の搬送波（f
1、f1+KΔf、…、f1+NKΔf）を乗算して、信号３２、３
３、３４…３５を生成し、これらを加算器で加算してマ
ルチキャリア信号を作成する。ここで、作成されたマル
チキャリア信号は、既知信号の挿入されているキャリア
のみを抽出したマルチキャリア信号（以下、マルチキャ
リア既知信号と呼ぶ）と見ることができる。

【００２５】このようにして作成したマルチキャリア既
知信号をウエイト制御部３０に入力し（Ｓ２０７）、前
述の場合と同様の所定のアルゴリズムにしたがってウエ
イト計算を行う。計算が行われた後、ウエイト制御部３
０では更新用ウエイトを各ウエイト乗算器３に出力し、
ウエイト更新を行う（Ｓ２０９）。なお、ウエイト制御
部３０では、あらかじめ、マルチキャリア既知信号に対
応する信号レプリカを有しており、マルチキャリア既知
信号と信号レプリカの２乗誤差を最小化する方向でウエ
イト決定を行う。そして、マルチキャリア既知信号と信
号レプリカとの誤差が所定値以下になるまで、前記ステ
ップＳ２０３〜Ｓ２０９の処理を繰り返す。

【００２６】このように、本実施の形態においては、マ
ルチキャリア信号のうちの一部のキャリアに挿入された
既知信号を用いてアダプティブアレーのウエイト決定を
行っている。前述した第１の実施の形態では全てのキャ
リアに同時に既知信号を挿入していたのに対し、本実施
の形態において部分的なキャリアに既知信号を挿入する
ようにした主な理由は、無線通信伝搬環境におけるフェ
ージングにある。すなわち、無線伝搬環境では隣接する
キャリアは同一のフェージング変動に従う場合が多い。
また、キャリア間隔が広がるにつれ、異なるフェージン
グ変動に従う。従って、フェージング変動に相関の高い
隣接キャリアの既知信号数を減らしたとしても、他のキ
ャリアによって同一の伝搬特性は表現されており、アダ
プティブアレーのウエイト決定に与える影響は小さい。
従って、図９に示すように既知信号はフェージング相関
帯域幅Ｂと等しい周波数間隔で挿入されると効率的であ
る。この場合には、少ない既知信号数を用いて、各周波
数におけるフェージング変動特性を効率的に表すことが
できる。このように、本実施の形態によれば、前記第１
の実施の形態の場合と比べ、情報信号の伝送効率を向上
させることが出来る。

【００２７】（第３の実施の形態）本実施の形態は基本
的に前述した第１の実施の形態と第２の実施の形態を効
率的に組み合わせることによって構成される。図１０は
本実施の形態の信号受信装置の基本構成を表す図であ
る。図中１はアンテナ、２はＡ／Ｄ変換器、３はウエイ
ト乗算器、４は加算器、３０はウエイト制御部、３１は
マルチキャリア信号復調部、５０は既知信号マルチキャ
リア化部である。なお、この既知信号マルチキャリア化
部５０は前述した図６における破線で囲まれた部分と同
様の構成とされている。また、図１１は本実施の形態に
おける伝送信号のフォーマットを表す図であり、図中４
６は全キャリア既知信号挿入部、４７〜４９は部分キャ
リア既知信号挿入部を表す。さらに、図１２は本実施の
形態における制御の手順を表すフローチャートである。

【００２８】まず、図１１を用いて、この実施の形態に
おいて伝送されるマルチキャリア信号のフォーマットに
関して説明を行う。図示するように、本実施の形態では
全キャリア既知信号と部分キャリア既知信号の２つを時
間的に併用している。すなわち、全キャリア既知信号挿
入部４６では全てのキャリアに既知信号が挿入されてお
り、例えば所定数のフレームごとに全キャリアに対して
既知信号が挿入される。一方、その他のフレームでは、
部分キャリア既知信号挿入部４７〜４９で示すように、
一部のキャリアに既知信号が挿入されている。

【００２９】以下、図１０〜図１２を用いて本実施の形
態の信号受信装置における処理の内容について説明す
る。まず、受信局では各ウエイト乗算器３に初期ウエイ
トの設定を行う（Ｓ３０１）。そして、マルチキャリア
信号が受信されるとまず、前述した全キャリア既知信号
挿入部４６を検知し、ウエイト制御部３０において加算
器４から出力される合成信号および全キャリア既知信号
レプリカを用いて、アダプティブアレーのウエイト決定
を行う（Ｓ３０２）。この具体的なウエイト決定方法は
前述した第１の実施の形態の手法（図４）に従う。この
ようにしてアダプティブアレーアンテナのウエイトが決
定すると、受信局ではアダプティブアレーを用いて信号
受信が可能となる（Ｓ３０３）。そして、マルチキャリ
ア信号の復調も可能となる。マルチキャリア信号の復調
が可能となると、前記ウエイト制御部３０は、前述した
第２の実施の形態と同様に、既知信号マルチキャリア化
部５０からの部分キャリア既知信号４７〜４９および部
分キャリア既知信号レプリカを用いて、ウエイト更新処
理を行う（Ｓ３０４）。さらに、次のフレームが部分キ
ャリア既知信号を有している場合には、再びステップＳ
３０３から処理を繰り返す。また、次のフレームが全キ
ャリア既知信号を有している場合には、ステップＳ３０
２から処理を繰り返す。

【００３０】このように、この実施の形態では、初期捕
捉段階では全キャリア既知信号によってウエイト決定を
行い、初期捕捉およびマルチキャリア信号復調を確立す
る。初期捕捉段階においては、シンボルタイミング同
期、キャリア周波数同期の確立が必要とされるため、こ
のように全キャリア既知信号によってウエイト決定を行
い、良好な受信信号特性のもとで、シンボルタイミング
同期、周波数同期を確立する方法が有効である。また、
シンボルタイミング同期、周波数同期が可能になり、マ
ルチキャリア信号の復調が可能となった段階では、通信
を行いつつ、部分キャリア既知信号を用いてウエイト更
新を行うことができる。したがって、本実施の形態のよ
うに、部分キャリア既知信号を用いることによって、既
知信号の挿入領域を少なくすることができ、伝送効率を
向上させることが出来る。

【００３１】なお、上記では、全キャリア既知信号挿入
部で全てのキャリアに既知信号を挿入し、部分キャリア
既知信号挿入部で一部のキャリアに既知信号を挿入する
ものとしたが、これに限られることはなく、所定フレー
ムごとに第１の所定数のキャリアに既知信号を挿入し、
その他のフレームでは、前記第１の所定数よりも少ない
第２の所定数のキャリアに既知信号を挿入するようにし
てもよい。また、前記においては、所定フレームごとに
全キャリア既知信号挿入部を配置しているが、全キャリ
アあるいは第１の所定数のキャリアに既知信号を配置す
るフレーム位置は、固定周期である必要はなく、任意の
タイミングとすることもできる。

【００３２】（第４の実施の形態）本実施の形態は、前
記第３の実施の形態とは異なる形式の信号伝送フォーマ
ットを用いるようにしたものである。図１３は本実施の
形態の伝送信号フォーマットを表す図であり、図中４６
は全キャリア既知信号挿入部、４７〜４９は部分キャリ
ア既知信号挿入部を表す。

【００３３】図１３を用いて、本実施の形態において伝
送されるマルチキャリア信号のフォーマットに関して説
明を行う。本実施の形態では、前記第３の実施の形態と
同様に、全キャリア既知信号と部分キャリア既知信号の
２つを時間的に併用している。すなわち、全キャリア既
知信号挿入部４６では全てのキャリアに既知信号が挿入
されている。一方、部分キャリア既知信号挿入部４７〜
４９では、一部のキャリアに既知信号を挿入されてい
る。この際、部分キャリア既知信号挿入部では、時間ご
とに既知信号を挿入するキャリアを変化させるようにし
ている。このように既知信号を挿入するキャリアを変化
させることによって、時間周波数領域において均一的に
既知信号を配置することが可能となる。本実施の形態は
前記図１０に示す構成に従って処理することが可能であ
り、既知信号マルチキャリア化部５０では、既知信号部
のみを取り出してマルチキャリア化する。また、本実施
の形態における処理手順は前記図１２に示した第３の実
施の形態の手順と同様である。

【００３４】（第５の実施の形態）本実施の形態は、前
述した第３および第４の実施の形態とは異なる形式の信
号伝送フォーマットを用いて構成される。ただし、本実
施の形態の基本構成は第４の実施の形態と同じく、図１
０で表される。図１４は本実施の形態の伝送信号フォー
マットを表す図であり、本実施の形態では、全キャリア
既知信号挿入部以外のタイミングにおいて、特定のキャ
リア５１、５４、５７に常に既知信号が挿入されるよう
にしている。本実施の形態の処理手順は前記図１２に示
した第３の実施の形態の場合と同様であるが、本実施の
形態では、特定のキャリア５１、５４、５７に常に挿入
されている既知信号を用いて、時間的な連続性を持っ
て、ウエイト制御処理がなされる。この実施の形態によ
れば、既知信号が長時間にわたるデータとされているた
め、ドップラー周波数に対する分解能を向上させること
が可能となる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の無線受信
装置によれば、広帯域なマルチキャリア信号に対して、
アダプティブアレー技術を適用することが可能となる。
特に、ドップラー周波数に対して受信特性が大きく劣化
するという弱点を有する広帯域マルチキャリア信号に対
して、到来パスをドップラー周波数別に分離することが
可能となり、受信特性を大きく向上させることが可能と
なる。また、任意の伝送帯域幅をもつマルチキャリア信
号に対して本発明を適用することができる。さらに、情
報信号の受信に際して必要とされるドップラー周波数、
遅延時間等に関する受信到来パスの条件を既知信号を用
いて選定し、受信することができる。さらにまた、合成
信号における干渉信号の成分を抑えることが可能であ
り、高品質な信号の受信が可能となる。

【００３６】さらにまた、既知信号が所定の周波数間隔
を有するキャリアに配置されている本発明によれば、伝
送効率を向上させることが出来る。さらにまた、既知信
号が特定のキャリアに常に配置されている本発明によれ
ば、伝送効率を向上させることが出来ると共に、ドップ
ラー周波数に対する分解能をさらに向上させることが可
能となる。さらにまた、通信の初期段階では、合成部か
らの出力を用いてウエイト制御を行い、その後の段階で
は、マルチキャリア復調部からの復調信号を用いてウエ
イト制御を行うようになされた本発明によれば、初期捕
捉段階においては、より良好な受信特性のもとで各種同
期を確立することが出来るとともに、捕捉完了後は既知
信号の挿入領域を減少させることができ、伝送効率を向
上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる無線受信装置の第１の実施の
形態の最も基本的な構成を示す図である。

【図２】 本発明にかかる第１の実施の形態で用いられ
る信号伝送フォーマットを表す図である。

【図３】 本発明にかかる第１の実施の形態で用いられ
る既知信号の信号波形の例を表す図である。

【図４】 本発明にかかる第１の実施の形態の制御手順
を表すフローチャートである。

【図５】 本発明にかかる第１の実施の形態におけるア
ダプティブアレーのビームパターンの一例を表す図であ
る。

【図６】 本発明にかかる無線受信装置の第２の実施の
形態の最も基本的な構成を表す図である。

【図７】 本発明にかかる第２の実施の形態で用いられ
る信号伝送フォーマットを表す図である。

【図８】 本発明にかかる第２の実施の形態の制御手順
を表すフローチャートである。

【図９】 本発明にかかる第２の実施の形態のチャネル
環境を表すスペクトル図である。

【図１０】 本発明にかかる無線受信装置の第３の実施
の形態の最も基本的な構成を表す図である。

【図１１】 本発明にかかる第３の実施の形態で用いら
れる信号伝送フォーマットを表す図である。

【図１２】 本発明にかかる第３の実施の形態の制御手
順を表すフローチャートである。

【図１３】 本発明にかかる無線受信装置の第４の実施
の形態で用いられる信号伝送フォーマットを表す図であ
る。

【図１４】 本発明にかかる無線受信装置の第５の実施
の形態で用いられる信号伝送フォーマットを表す図であ
る。

【図１５】 従来の無線受信装置の基本構成を表す図で
ある。

【図１６】 従来の無線受信装置で用いられる信号伝送
フォーマットを表す図である。

【図１７】 従来の無線受信装置における制御手順を表
すフローチャートである。

【図１８】 従来の無線受信装置におけるアダプティブ
アレービームパターンの一例を表す図である。

【符号の説明】

１ アンテナ ２ Ａ／Ｄ変換器 ３ ウエイト乗算器 ４ 加算器 ５、３０ マルチキャリア信号対応ウエイト制御部 ６、３１ マルチキャリア信号復調部 ７〜９ マルチキャリア信号 １１ 既知信号 １２ 情報信号 ４６ 全キャリア既知信号 ４７〜４９ 部分キャリア既知信号 ５０ 既知信号マルチキャリア化部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/02 - 7/12 H04L 1/02 - 1/06 H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 21/00 - 25/04

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マルチキャリア信号を受信する複数のア
   ンテナと、 対応するアンテナからの受信信号に対し所定のウエイト
   を乗算する複数のウエイト乗算器と、該複数の ウエイト乗算器の出力を合成する合成部と、該 合成部から出力される複数のキャリアに配置されて送
   信された既知信号に対応する受信信号と、前記複数のキ
   ャリアにおける既知信号の和であるマルチキャリア既知
   信号レプリカとに基づいて前記ウエイトを決定するウエ
   イト制御部とを有することを特徴とする無線受信装置。
2. 【請求項２】 前記ウエイト制御部は、前記合成部から
   出力される複数のキャリアに配置されて送信された既知
   信号に対応する受信信号と、前記複数のキャリアにおけ
   る既知信号の和であるマルチキャリア既知信号レプリカ
   との２乗誤差を最小とするウエイト決定アルゴリズムを
   用いるものであることを特徴とする前記請求項１記載の
   無線受信装置。
3. 【請求項３】 マルチキャリア信号を受信する複数のア
   ンテナと、 対応するアンテナからの受信信号に対し所定のウエイト
   を乗算する複数のウエイト乗算器と、該複数の ウエイト乗算器の出力を合成する合成部と、 該合成部の出力に対してマルチキャリア復調を行い、各
   キャリアに対応する信号を出力するマルチキャリア復調
   部と、 該マルチキャリア復調部から出力された各キャリアの信
   号のうち、既知信号が配置されているキャリアに対応す
   る信号に対し、それぞれ対応する周波数の搬送波を乗算
   し、これらを加算することにより、既知信号が配置され
   ているキャリアのみを抽出したマルチキャリア既知信号
   を作成する既知信号マルチキャリア化部と、 該既知信号マルチキャリア化部からのマルチキャリア既
   知信号と、それに対応するマルチキャリア既知信号レプ
   リカとに基づいて、 前記ウエイトを決定するウエイト制
   御部とを有することを特徴とする無線受信装置。
4. 【請求項４】 前記既知信号は、所定の周波数間隔を有
   するキャリアに配置されていることを特徴とする前記請
   求項３記載の無線受信装置。
5. 【請求項５】 前記既知信号は、特定のキャリアに常に
   配置されていることを特徴とする前記請求項３記載の無
   線受信装置。
6. 【請求項６】 前記既知信号は、通信の初期段階におい
   ては、第１の所定数にキャリアに配置され、その後の通
   信段階においては、前記第１の所定数より少ない第２の
   所定数のキャリアに配置されることを特徴とする前記請
   求項３記載の無線受信装置。