JP3551254B2 - パス検出方法、パス検出装置及びアレーアンテナ受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アレーアンテナシステムのパス検出装置に関し、特に、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）信号をアレーアンテナシステムで受信し、マルチパスの各タイミングを検出するとともに各パスの初期アンテナビームを形成するパス検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）方式では、従来方式に比べて周波数帯域に対する加入者容量が増大すると言われており、次世代移動通信システムの無線アクセス方式として期待されている。
【０００３】
ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、同一周波数に複数のユーザ信号が混在するため、基地局の受信装置では、希望するユーザ信号に対して他のユーザ信号は干渉波となる。この干渉の影響を低減する手段として適応アレーアンテナがある。適応アレーアンテナは、複数のアンテナで信号を受信し、各アンテナで受信した信号に複素数の重み付け（以下、アンテナ重みと称す）を行って合成（以下、アンテナ合成と称す）するものである。各アンテナでの受信信号の振幅及び位相を制御することで、希望のユーザ信号に適した指向性ビームを形成し、他のユーザ信号による干渉を抑圧する。
【０００４】
また、ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、基地局の受信装置は、マルチパス伝搬路によって生じる、到達するタイミング（以下、パスタイミングと称す）の異なる複数のパスの信号を検出し、各信号をレイク合成してユーザ信号を復調する。レイク合成においても、各パスに重み付け（以下、レイク重みと称する）が行われる。
【０００５】
基地局の受信装置におけるパス検出装置は、各パスのパスタイミングを検出し、受信復調部へ各パスタイミングを通知する。受信復調部は、パス検出装置より通知された各パスタイミングで、複数のアンテナでの受信信号を逆拡散する。また、受信復調部は、それぞれ指向性ビームにより各アンテナでの受信信号をアンテナ合成する。更に、受信復調部は、各パスの信号をレイク合成してユーザ信号の復調結果を得る。
【０００６】
適応アレーアンテナのような複数のアンテナを有する受信システムでは、１つのアンテナ当たりのＳＩＮＲ（信号対干渉電力比）がアンテナの数に比例して低くなる。したがって、１つのアンテナのみを用いてパス検出を行うと、パス検出の精度が低くなる。
【０００７】
そこで、従来より、複数のアンテナの受信信号を用いるパス検出装置が提案されている。例えば、複数のアンテナを用いる従来のパス検出装置には、アンテナ毎に遅延プロファイルを生成し、それらを合成することで遅延プロファイルの平滑化を行い特性改善を図るものがある。
【０００８】
図８は、従来の受信装置の一構成例を示す。
【０００９】
従来の受信装置は、パス検出装置８０１及び受信復調部８０６を有する。
【００１０】
パス検出装置８０１は、ＣＤＭＡ信号をアレーアンテナ（不図示）で受信し、パス検出を行う。ここで、アレーアンテナはＭ個のアンテナより構成されるものとする。
【００１１】
パス検出装置８０１は、スライディング相関器８０２、アンテナ毎遅延プロファイル生成部８０３、遅延プロファイル合成部８０４、パスタイミング検出部８０５を有する。
【００１２】
スライディング相関器８０２は、各アンテナで受信した拡散信号Ｓ８１１，Ｓ８１２，…，Ｓ８１Ｍを複数のチップに渡り、チップ周期の１／ＮＲ（ＮＲは、１以上の整数）の分解能でそれぞれ逆拡散し、それらを逆拡散信号系列として出力する。
【００１３】
アンテナ毎遅延プロファイル生成部８０３は、スライディング相関器８０２より出力された逆拡散信号系列について同相でベクトル平均をとり、その振幅レベル或いは電力レベルを計算する。更に、アンテナ毎遅延プロファイル生成部８０３は、逆拡散信号系列のベクトル平均の振幅レベル或いは電力レベルについて所定時間の平均をとる。それにより、アンテナ毎遅延プロファイル生成部８０３は、所定時間で平均化された、各アンテナに対応する遅延プロファイルを生成する。
【００１４】
遅延プロファイル合成部８０４は、各アンテナに対応する遅延プロファイルを合成して１つの遅延プロファイル（以下、合成遅延プロファイルと称す）を生成する。
【００１５】
パスタイミング検出部８０５は、合成遅延プロファイルにより、受信復調部でレイク合成に用いるＬ個のパスタイミングを選択する。パスタイミング検出部８０５におけるパスタイミングの選択方法として、合成遅延プロファイルから振幅レベル或いは電力レベルの大きなパスを順次選択するものがある。但し、０．７５〜１チップのパス選択間隔をとるのが一般的である。すなわち、先に選択されたパスの前後０．７５〜１チップにあるパスは選択されない。
【００１６】
受信復調部８０６は、Ｌ個のパス受信部８０７１，８０７２，…，８０７Ｌ及び合成器８１２を有し、パス検出部８０１で検出したパスタイミングで各パスの信号を復調し、レイク合成してユーザ信号を出力する。
【００１７】
パス受信部８０７１は、相関器８０８１、ビームフォーマ８０９１、レイク合成重み付け部８１０１、重み適応制御部８１１１を有する。
【００１８】
同様にして、パス受信部８０７２，…，８０７Ｌは、それぞれに対応する相関器８０８２，…，８０８Ｌ、ビームフォーマ８０９２，…，８０９Ｌ、レイク合成重み付け部８１０２，…，８１０Ｌ、重み適応制御部８１１２，…，８１１Ｌを有する。パス受信部８０７１，８０７２，…，８０７Ｌは全て同様の構成であり、それぞれが対応する各パスタイミングで拡散信号Ｓ８１１，Ｓ８１２，…，Ｓ８１Ｍを受信する。
【００１９】
以下、パス受信部８０７１に着目して説明する。
【００２０】
相関器８０８１は、パスタイミング検出部８０５で検出されたパスタイミングで、各アンテナで受信した拡散信号Ｓ８１１，Ｓ８１２，…，Ｓ８１Ｍを逆拡散する。
【００２１】
ビームフォーマ８０９１は、相関器８０８１の各出力を受信し、各ユーザに適応した指向性ビームを形成するための、与えられた重み付け（アンテナ重み）でアンテナ合成を行い、パス信号Ｓ８２１を出力する。
【００２２】
レイク合成重み付け部８１０１は、パス信号Ｓ８２１に、キャリヤ位相変動を補償するとともに合成後のＳＩＮＲが最大となるように重み付け（レイク重み）を行い、重み付けパス信号Ｓ８３１を出力する。
【００２３】
重み適応制御部８１１１は、相関器の出力やパス信号Ｓ８２１の判定誤差を用いてアンテナ重みを適応的に更新する。重み適応制御部８１１１の制御動作として、例えば、最小二乗平均誤差（ＭＭＳＥ）制御などが用いられる。ＭＭＳＥについては、特願２０００−２５６５４９号に詳しく述べられている。
【００２４】
合成器８１２は、レイク合成重み付け部８１０１，８１０２，…，８１０Ｌがそれぞれ出力する重み付けパス信号Ｓ８３１，Ｓ８３２，…，Ｓ８３Ｌを加算することでレイク合成された高品質な復調出力を生成する。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のパス検出装置８０１は、各アンテナの遅延プロファイルをレベル（振幅あるいは電力）合成することで遅延プロファイルを平滑化して、パスのピークと雑音との識別を確実にすることでパス検出特性を改善する。しかし、パス検出装置８０１は、各遅延プロファイルのＳＩＮＲ（パスのピークと雑音レベルとの差）を直接に改善するのではないため、そのパス検出特性の改善には限界がある。
【００２６】
また、従来のパス検出装置８０１は、各パスのタイミングを検出することはできるが、受信復調部８０６のビームフォーマ８０９でのアンテナ合成に用いる初期指向性ビームを知ることはできないため、ビームフォーマ８０９は、例えば、予め定められた初期指向性ビームを用いることになる。好ましい初期指向性ビームを知ることができれば、初期の時点より良好なアンテナ合成の効果を得ることができる。
【００２７】
本発明の目的は、アレーアンテナ受信装置において、パス検出特性の改善効果が高く、アンテナ合成に用いる初期指向性ビームをも検出するパス検出装置を提供することである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のパス検出方法は、符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、マルチパスのタイミングを検出するためのパス検出方法であって、前記アレーアンテナの各アンテナの逆拡散信号系列を複数の指向性ビームで受信するステップと、前記指向性ビーム毎の遅延プロファイルを生成するステップと、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎にレベル値の大きな少なくとも１つの遅延プロファイルを選択し、
前記遅延プロファイルの選択数が１つの場合には、選択した前記レベル値を用い、前記選択数が複数の場合には、選択した前記遅延プロファイルの前記れベル値の合計を用いて、合成遅延プロファイルを生成するステップと、前記マルチパスの前記タイミングを前記合成遅延プロファイルより検出するステップを有する。
【００２９】
本発明によれば、各アンテナの逆拡散信号系列を複数の指向性ビームで受信し、指向性ビーム毎の遅延プロファイルより選択的にレベル値を加算した合成遅延プロファイルよりマルチパスの各タイミングを検出する。
【００３０】
本発明の実施態様によれば、前記マルチパスの前記タイミングを前記合成遅延プロファイルより検出するとともに、前記各指向性ビームの前記遅延プロファイルにおけるタイミング毎のレベル値を示すレベル情報より、各パスを受信するためのパス受信用指向性ビームの初期値を生成する。
【００３１】
したがって、マルチパスの各パスのタイミングを検出するときに検出した各タイミングでの各遅延プロファイルのレベル値を示すレベル情報を利用して、各パス受信用の指向性ビームの初期重みを生成できる。
【００３２】
本発明のパス検出装置は、符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、マルチパスのタイミングを検出するパス検出装置であって、前記アレーアンテナのアンテナ毎に、複数のチップに渡り信号を逆拡散し、逆拡散信号系列を出力するスライディング相関器と、前記アンテナ毎の前記信号系列出力を複数の指向性ビームで受信し、該指向性ビーム毎の信号系列を出力するマルチビームフォーマと、前記指向性ビーム毎の前記信号系列の所定時間での平均をとり、前記指向性ビーム毎の遅延プロファイルを生成するビーム毎遅延プロファイル生成手段と、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎にレベル値の大きな少なくとも１つの遅延プロファイルを選択し、前記遅延プロファイルの選択数が１つの場合には、選択した前記レベル値を用い、前記選択数が複数の場合には、選択した前記遅延プロファイルの前記レベル値の合計を用いて、合成遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル選択／合成手段と、前記マルチパスの前記タイミングを前記合成遅延プロファイルより検出するパスタイミング検出手段を有する。
【００３３】
本発明の実施態様によれば、前記各指向性ビームの前記遅延プロファイルにおけるタイミング毎のレベル値を示すレベル情報より、各パスを受信するためのパス受信用指向性ビームを形成するアンテナ重みの初期値を生成する初期重み生成手段を更に有する。
【００３４】
本発明の受信装置は、符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、マルチパスの信号をレイク合成する受信装置であって、前記アレーアンテナのアンテナ毎に、複数のチップに渡り信号を逆拡散し、逆拡散信号系列を出力するスライディング相関器と、前記アンテナ毎の前記信号系列出力を複数の指向性ビームで受信し、該指向性ビーム毎の信号系列を出力するマルチビームフォーマと、前記指向性ビーム毎の前記信号系列の所定時間での平均をとり、前記指向性ビーム毎の遅延プロファイルを生成するビーム毎遅延プロファイル生成手段と、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎にレベル値の大きな少なくとも１つの遅延プロファイルを選択し、前記遅延プロファイルの選択数が１つの場合には、選択した前記レベル値を用い、前記選択数が複数の場合には、選択した前記遅延プロファイルの前記レベル値の合計を用いて、合成遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル選択／合成手段と、前記マルチパスの前記タイミングを前記合成遅延プロファイルより検出するパスタイミング検出手段と、前記各指向性ビームの前記遅延プロファイルにおけるタイミング毎のレベル値を示すレベル情報より、各パスを受信するためのパス受信用指向性ビームを形成するアンテナ重みの初期値を生成する初期重み生成手段と、前記マルチパスの前記タイミングに対応し、前記アレーアンテナで受信した各拡散信号を該タイミングで逆拡散する、少なくとも１つの相関器と、前記相関器に対応して設けられ、与えられたアンテナ重み付けでパス受信用指向性ビームを形成し、対応する前記相関器より出力された信号を該パス受信用指向性ビームで受信するビームフォーマと、前記ビームフォーマに対応して設けられ、初期動作時に前記アンテナ重みを前記初期値とし、その後、前記相関器で逆拡散された信号及び前記ビームフォーマの判定誤差を用いて前記アンテナ重みを適応的に更新し、前記ビームフォーマに与える重み適応制御手段と、前記ビームフォーマに対応して設けられ、キャリヤ位相変動を補償するとともにレイク合成後のＳＩＮＲが最大となるように、対応する前記ビームフォーマの出力に重み付けを行うレイク合成重み付け手段と、各前記レイク合成重み付け手段の出力を加算して復調出力を生成する合成器とを有する。
【００３５】
本発明の実施態様によれば、前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎に最もレベル値の大きな遅延プロファイルを選択し、該レベル値を前記合成遅延プロファイルのレベル値とする。
【００３６】
本発明の実施態様によれば、前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎に最もレベル値の大きい遅延プロファイル及び２番目にレベル値の大きい遅延プロファイルを選択し、それらレベル値を加算して合成遅延プロファイルを生成する。
【００３７】
本発明の実施態様によれば、前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、最もレベル値の大きい遅延プロファイルと２番目にレベル値の大きい遅延プロファイルとが互いに隣接する指向性ビームのものである場合に、最も大きい前記レベル値に２番目に大きい前記レベル値を加算し、前記合成遅延プロファイルを生成する。
【００３８】
本発明の実施態様によれば、前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、最もレベル値の大きいものから複数Ｎ個の遅延プロファイルの前記レベル値を順次加算して前記合成遅延プロファイルを生成する。
【００３９】
本発明の実施態様によれば、前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、最もレベル値の大きい遅延プロファイルの前記レベル値から所定の範囲内で、最もレベル値の大きいものから複数Ｎ個の遅延プロファイルの前記レベル値を順次加算して前記合成遅延プロファイルを生成する。
【００４０】
本発明の実施態様によれば、前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、レベル値が前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルの平均雑音レベルより所定レベル以上大きく、最もレベル値の大きいものから複数Ｎ個の遅延プロファイルの前記レベル値を順次加算して前記合成遅延プロファイルを生成する。
【００４１】
本発明の実施態様によれば、前記初期重み生成手段は、前記レベル情報から最もレベル値の大きな指向性ビームの重みを初期重みとする。
【００４２】
本発明の実施態様によれば、前記初期重み生成手段は、前記レベル情報から最もレベル値の大きな指向性ビームの前記レベル値と、該指向性ビームに隣接する指向性ビームで次にレベル値の大きな指向性ビームの前記レベル値との比により、最もレベル値の大きな前記指向性ビームを形成するための重み、或は該指向性ビームと隣接する前記指向性ビームとの中間の指向性ビームを形成するための重みを初期重みとする。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】
図１を参照すると、本発明の一実施形態のアレーアンテナ受信装置は、パス検出装置１０１及び受信復調部１０８を有する。ここで、アレーアンテナ（不図示）は、Ｎ個のアンテナより構成されるものとする。
【００４５】
パス検出装置１０１は、アレーアンテナで受信した符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）信号より、レイク合成に適したパスを検出するために、スライディング相関器１０２、マルチビームフォーマ１０３、ビーム毎遅延プロファイル生成部１０４、遅延プロファイル選択／合成部１０５、パスタイミング検出部１０６及び初期重み生成部１０７を有する。
【００４６】
受信復調部１０８は、Ｌ個のパス受信部１０９１，１０９２，…，１０９Ｌ及び合成器１１４を有する。受信復調部１０８は、パス検出装置１０１で検出されたパスタイミングで各パスの信号を復調し、レイク合成して復調出力を生成する。このレイク合成では最大Ｌ個のパスの信号が合成される。パス受信部１０９１は、相関器１１０１、ビームフォーマ１１１１、レイク合成重み付け部１１２１、重み適応制御部１１３１を有する。同様にして、パス受信部１０９２，…，１０９Ｌは、それぞれに対応する相関器１１０２，…，１１０Ｌ、ビームフォーマ１１１２，…，１１１Ｌ、レイク合成重み付け部１１２２，…，１１２Ｌ、重み適応制御部１１３２，…，１１３Ｌを有する。パス受信部１０９１，１０９２，…，１０９Ｌは全て同様の構成であり、それぞれが対応する各パスタイミングで拡散信号Ｓ１１１，Ｓ１１２，…，Ｓ１１Ｎを受信する。
【００４７】
スライディング相関器１０２は、各アンテナで受信した拡散信号Ｓ１１１，Ｓ１１２，・・Ｓ１１Ｎを複数のチップに渡り、チップ周期の１／ＮＲ（ＮＲは１以上の整数）の分解能でそれぞれ逆拡散し、それらを逆拡散信号系列Ｓ１２１，Ｓ１２２，…，Ｓ１２Ｎとして出力する。
【００４８】
マルチビームフォーマ１０３は、スライディング相関器１０２より出力された逆拡散信号系列Ｓ１２１，Ｓ１２２，…，Ｓ１２ＮをＭ個の指向性ビーム（以下、マルチ指向性ビームと称す）で受信し、指向性ビーム毎の信号系列Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍを出力する。
【００４９】
図２を参照すると、マルチビームフォーマ１０３は、乗算器２１１１，２１１２，…，２１１Ｎ、乗算器２１２１，２１２２，…，２１２Ｎ、…、乗算器２１Ｍ１，２１Ｍ２，…，２１ＭＮ及び合成器２２１，２２２，…，２２Ｍを有している。
【００５０】
乗算器２１１１，２１２２，…，２１２Ｎは、信号系列Ｓ１２１，Ｓ１２２，…，Ｓ１２Ｎにそれぞれ重み付けする。合成器２１１は、乗算器２１１１，２１２２，…，２１２Ｎの出力を合成して信号系列Ｓ１３１を出力する。
【００５１】
同様にして、乗算器２１２２は、信号系列Ｓ１２２に重み付けする。合成器２２２は、乗算器２１２１，２１２２，…，２１２Ｎの出力を合成して信号系列Ｓ１３２を生成する。更に、以下同様に、乗算器２１Ｍ１，２１Ｍ２，…，２１ＭＮ及び合成器２２Ｍまで構成される。なお、マルチビームフォーマ１０３はＩＣ化することができ、その場合、ソフトウェア演算量は従来のものと同程度となる。
【００５２】
乗算器２１１１，２１１２，…，２１１Ｎ、乗算器２１２１，２１２２，…，２１２Ｎ、〜乗算器２１Ｍ１，２１Ｍ２，…，２１ＭＮにそれぞれ与えられる重みは、マルチビームフォーマ１０３のＭ個の指向性ビームを形成するための所定の値である。
【００５３】
図６は、指向性ビーム数Ｍ＝６、アンテナ数Ｎ＝６の場合のマルチビームフォーマ１０３のマルチ指向性ビームの一例を示すグラフであり、６個のアンテナを直線配置したアレーアンテナにおいて、６個の指向性ビームを構成した直交マルチビームパターンが示されている。
【００５４】
図７は、指向性ビーム数Ｍ＝１２、アンテナ数Ｎ＝６の場合のマルチビームフォーマ１０３のマルチ指向性ビームの一例を示すグラフであり、６個のアンテナを直線配置したアレーアンテナにおいて、１２個の指向性ビームを構成した直交マルチビームパターンが示されている。
【００５５】
ビーム毎遅延プロファイル生成部１０４は、マルチビームフォーマ１０３より入力した信号系列Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍの一定周期でのそれぞれの平均をとり、ビーム毎の遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍを生成する。
【００５６】
図３は、ビーム毎遅延プロファイル生成部１０４の構成を示すブロック図である。ビーム毎遅延プロファイル生成部１０４は、ビーム毎同相平均部３０１、ビーム毎レベル検出部３０２及びビーム毎レベル平均部３０３を有する。
【００５７】
ビーム毎同相平均部３０１は、マルチビームフォーマ１０３より入力した信号系列Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍの所定数のシンボルについて同相でベクトル平均をとる。ビーム毎レベル検出部３０２は、ビーム毎同相平均部３０１の各出力のレベル（振幅あるいは電力）を計算する。ビーム毎レベル平均部３０３は、ビーム毎レベル検出部３０２の各出力の所定の時間の平均をそれぞれとり、遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍを生成する。
【００５８】
ビーム毎同相平均部３０１は、各信号系列Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍの、逆拡散されたシンボルの位相を合わせてベクトル加算するので、ＳＩＮＲが大幅に改善される。
【００５９】
なお、シンボルが変調されている場合、その変調を除去しなければならない。その場合、パイロット信号ならば既知パイロットシンボルで変調を除去でき、同相での加算が可能である。
【００６０】
また、同相平均をとるシンボル数は多い程ＳＩＮＲが改善されるが、フェージングなどにより位相の変動が速い場合には平均をとるシンボル数は限られる。ビーム毎同相平均部３０１での平均をとるシンボル数や平均重み付けの方法は任意であり、本装置が適用される態様に応じて最適なものを選択すればよい。
【００６１】
また、本実施形態のパス検出装置１０１は、ビーム毎同相平均部３０１がマルチビームフォーマ１０３の前段に置かれてもよい。この構成により演算量が削減される場合がある。この場合、ビーム毎同相平均部３０１は、ビーム毎に同相平均をとる代わりにアンテナ毎に同相平均をとる。この場合でも原理的に同様であり、本発明に含まれる。
【００６２】
遅延プロファイル選択／合成部１０５は、Ｍ個の遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍのレベルを各タイミング毎に測定し、各遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍの中から、各タイミング毎にレベルの大きな１個以上の遅延プロファイルを選択し、それらのレベル値を加算して１個の遅延プロファイル（以下、合成遅延プロファイルと称す）を生成し、パスタイミング検出部１０６に出力する。また、遅延プロファイル選択／合成部１０５は、各遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍのレベルを各タイミング毎に測定した結果をレベル情報として初期重み生成部１０７に通知する。
【００６３】
遅延プロファイル選択／合成部１０５は、本発明の特徴をなす構成要素であり、その選択及び合成方法について、いくつかの手段が考えられる。そして、適する手段はマルチビームパターンの形状に依存して異なる。
【００６４】
例えば、図７のようにマルチ指向性ビームが密に配置されている場合、信号が２つの指向性ビームの中間の方向から到来した場合でも１個の指向性ビームを選択するだけでレベルの劣化はほとんどない。したがって、遅延プロファイル選択／合成部１０５は、タイミング毎に、Ｍ個の遅延プロファイルの中からレベルの大きな１個の遅延プロファイルを選択し、そのレベルを合成遅延プロファイルのレベルとすればよい。
【００６５】
これに対して、マルチ指向性ビームの各指向性ビームが疎に配置してある場合には、信号が２つの指向性ビームの中間の方向から到来した場合、１個の指向性ビームを選択するだけではレベルの劣化が大きい。
【００６６】
図６の例において１個の指向性ビームを選択するだけでは、２つの指向性ビームの丁度中央から信号が到来した場合、合成遅延プロファイルに記載されるレベルは本来のレベルに対して約４ｄＢ劣化した値となる。
【００６７】
そこで、例えば、遅延プロファイル選択／合成部１０５は、各タイミング毎に、Ｍ個の遅延プロファイルの中からレベルの大きな２個の遅延プロファイルを選択し、それらのレベル値を加算して合成遅延プロファイルを生成する。
【００６８】
しかし、各タイミング毎に、常に２個の遅延プロファイルを選択すると、ある指向性ビームのピーク方向から信号が到来した場合や、パスがない無いタイミングでは、雑音を加算してしまうことになる。そのため、遅延プロファイル選択／合成部１０５は、２個目のレベル値を加算する場合に制約条件を設けるとよい。
【００６９】
制約条件を設ける第１の方法として、信号が２つの指向性ビームの中間方向から到来する場合にはレベル値は隣接する指向性ビームで高くなる。したがって、２個目のレベル値の指向性ビームが１個目の指向性ビームに隣接する場合に、２個目のレベル値を加算するという方法が考えられる。
【００７０】
第２の方法として、１個目と２個目のレベル値の差が所定値以下の場合に、２個目のレベル値を加算する方法がある。
【００７１】
第３の方法として、１個目のレベル値がＭ個の遅延プロファイルの平均雑音レベルに対して一定レベル以上大きい場合に、１個目のレベル値から一定のレベル以内である２個目のレベル値を加算する方法が考えられる。
【００７２】
なお、ビーム選択数を３個以上に拡張する場合も、２個目と同様の方法が適用可能であるが、前記した第２、第３の方法では合成する指向性ビームの数を余り多くとると雑音が増加するため望ましくない。
【００７３】
パスタイミング検出部１０６は、合成遅延プロファイルよりレベルの大きなパスを順次選択する。但し、０．７５〜１チップのパス選択間隔がとられるのが一般的である。すなわち、先に選択されたパスの前後０．７５〜１チップにあるパスは選択されない。
【００７４】
初期重み生成部１０７は、パスタイミング検出部１０６で検出されたパスタイミングで、遅延プロファイル選択／合成部１０５で測定されたレベル情報より、受信復調部１０８の各パスのパス受信部１０９１，１０９２，…，１０９Ｌで初期状態で用いる重み（以下、初期重みと称す）を生成する。
【００７５】
初期重み生成部１０７の初期重み生成方法について、いくつかの手段が考えられる。
【００７６】
例えば、各指向性ビームのうち最もレベルの大きな指向性ビームを形成するためにマルチビームフォーマ１０３で用いた重み付けをそのまま初期重みとする方法が考えられる。
【００７７】
他の方法として、最もレベルの大きな指向性ビームとそれに隣接する指向性ビームとのレベル値の比から判断して、それらの中間の指向性ビームを形成するための重みを用いるする方法が考えられる。
【００７８】
図５は、本方法の具体的な処理を示すフローチャートである。図５において、レベルが最大の指向性ビームのビーム番号をＢ１、そのレベル値をＰ１とし、Ｂ１に隣接する指向性ビームのうちレベルの大きい指向性ビームのビーム番号をＢ２、そのレベル値をＰ２とする。また、Ｘは所定の閾値である。
【００７９】
まず、初期重み生成部１０７は、レベル番号Ｂ１，Ｂ２及びレベル値Ｐ１，Ｐ２を決定する（ステップ５１）。次に、初期重み生成部１０７は、Ｐ１／Ｐ２≧Ｘ［ｄＢ］であるか否か判定する（ステップ５２）。
【００８０】
初期重み生成部１０７は、Ｐ１／Ｐ２≧Ｘ［ｄＢ］であれば、ビーム番号Ｂ１の指向性ビームの重みを選択する（ステップ５３）。また、初期重み生成部１０７は、Ｐ１／Ｐ２＜Ｘ［ｄＢ］であれば、ビーム番号Ｂ１の指向性ビームとビーム番号Ｂ２の指向性ビームの中間に指向性ビーム（以下、中間ビームと称す）を形成するための所定の重み付け（中間重み）を初期重みとする。この方法によれば、マルチビームフォーマ１０３の分解能より高い精度の指向性ビーム、即ち中間ビームを形成する初期重みを容易に生成できる。なお、図６の直交マルチビームパターンの場合、閾値Ｘは約９ｄＢである。
【００８１】
パス受信部１０９１，１０９２，…，１０９Ｌは全て同様の構成なので、パス受信部１１０１のみに着目して説明する。
【００８２】
相関器１１０１は、パスタイミング検出部１０６で検出された、自身に対応するパスタイミングで拡散信号Ｓ１１１，Ｓ１１２，…，Ｓ１１Ｎを逆拡散する。
【００８３】
重み適応制御部１１３１は、初期動作時、初期重み生成部１０７より与えられた初期重みをそのまま用い、その後、各ユーザからのマルチパスに含まれるパス受信用の指向性ビームを形成するためにアンテナ重みを適応的に制御する。重み適応制御部１１３１は、相関器１１０１の出力やパス信号Ｓ１５１の判定誤差を用いてアンテナ重みを適応的に更新し、ビームフォーマ１１１１へ通知する。重み適応制御部１１３１の制御動作として、例えば、最小二乗平均誤差（ＭＭＳＥ）制御などが用いられる。ＭＭＳＥについては、特願２０００−２５６５４９号に詳しく述べられている。
【００８４】
ビームフォーマ１１１１は、相関器１１０１の各出力を受信し、重み適応制御部１１３１より通知されたアンテナ重みでアンテナ合成を行い、パス信号Ｓ１５１を出力する。
【００８５】
図４は、ビームフォーマ１１１１の構成を示すブロック図である。
【００８６】
ビームフォマ１１１１は、複素共役操作部４１１１，４１１２，…，４１１Ｎ、乗算器４２１１，４２１２，…，４２１Ｎ及び合成器４３１を有する。
【００８７】
複素共役操作部４１１１，４１１２，…，４１１Ｎは、重み適応制御部１１３１より入力したアンテナ重みに対して複素共役操作を行う。
【００８８】
乗算器４２１１，４２１２，…，４２１Ｎは、相関器１１０１の各出力と、複素共役操作部４１１１，４１１２，…，４１１Ｎより入力したアンテナ重みの複素共役とをそれぞれ乗じる。
【００８９】
合成器４３１は、乗算器４２１１，４２１２，…，４２１Ｎの各出力を加算し、パス信号Ｓ１５１として出力する。
【００９０】
レイク合成重み付け部１１２１は、パス信号Ｓ１５１に対してキャリヤ位相変動を補償するとともに、合成後のＳＩＮＲが最大となるようにレイク合成のための重み付けを行い、信号系列Ｓ１６１として出力する。
【００９１】
合成器１２は、レイク合成重み付け部１１２１，１１２２，…，１１２Ｌより出力された信号系列Ｓ１６１，Ｓ１６２，…，Ｓ１６Ｌを加算し、高品質な復調出力を生成する。
【００９２】
次に、本実施形態の動作について説明する。
【００９３】
まず、パス検出装置１０１は、アレーアンテナで受信したＣＤＭＡ信号を受信し、スライディング相関器１０２で、各アンテナのＣＤＭＡ信号をそれぞれ逆拡散する。次に、パス検出装置１０１は、マルチビームフォーマ１０３で、マルチ指向性ビームにより指向性ビーム毎の信号系列Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍを生成する。次に、パス検出装置１０１は、ビーム毎遅延プロファイル生成部１０４で、指向性ビーム毎の信号系列Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍの一定周期でのそれぞれの平均をとり、ビーム毎の遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍを生成する。次に、パス検出装置１０１は、遅延プロファイル選択／合成部１０５で、遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍのレベルを各タイミング毎に測定し、その中から各タイミング毎にレベルの大きな１個以上のものを選択し、それらのレベル値を加算して合成遅延プロファイルを生成する。次に、パス検出装置１０１は、パスタイミング検出部１０６で、合成遅延プロファイルよりレベルの大きなパスを最大Ｌ個選択し、そのパスタイミングを受信復調部１０８に入力する。また、パス検出装置１０１は、検出されたパスタイミングで、各遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍのレベルを各タイミング毎に測定したレベル情報より初期重みを初期重み生成部１０７により生成し、受信復調部１０８へ入力する。
【００９４】
受信復調部１０８は、各パスタイミングで拡散信号Ｓ１１１，Ｓ１１２，…，Ｓ１１Ｎを逆拡散し、初期重みを初期値としてビームフォーマのアンテナ重みを適応的に制御して、パス受信用指向性ビームを形成し、受信した各パスの信号系列をレイク合成する。
【００９５】
本実施形態によれば、逆拡散信号系列毎に指向性ビームで受信することでＳＩＮＲを直接に改善し、指向性ビーム毎の遅延プロファイルより生成した合成遅延プロファイルに基づきパス検出を行うことで優れたパスタイミング検出特性を実現できる。
【００９６】
また、本実施形態によれば、パスタイミングを検出するために求めた、各パスタイミングでの各指向性ビームのレベル情報から各パスのビームフォーマーの初期重みを生成できるので、初期の段階より好ましい指向性ビームでアンテナ合成することができる。
【００９７】
更に、本実施形態によれば、マルチビームフォーマ１０３をＩＣ化することでソフトウェア演算量を従来と同程度に抑えることができる。
【００９８】
【発明の効果】
本発明によれば、各アンテナの逆拡散信号系列を複数の指向性ビームで受信し、指向性ビーム毎の遅延プロファイルより選択的にレベル値を加算した合成遅延プロファイルよりマルチパスの各タイミングを検出するので、ＳＩＮＲを改善し、優れたパスタイミング検出特性を実現できる。
【００９９】
したがって、マルチパスの各パスのタイミングを検出するときに検出した各タイミングでの各遅延プロファイルのレベル値を示すレベル情報を利用して、各パス受信用の指向性ビームの初期重みを生成できるので、初期の時点より良好なアンテナ合成の効果を得ることができる。
【０１００】
また、マルチビームフォーマをＩＣ化することでソフトウェア演算量を従来と同程度に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のアレーアンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のマルチビームフォーマの構成を示すブロック図である。
【図３】図１のビーム毎遅延プロファイル生成部の構成を示すブロック図である。
【図４】図１のビームフォーマの構成を示すブロック図である。
【図５】図１の初期重み生成部の初期重み生成方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】指向性ビーム数Ｍ＝６、アンテナ数Ｎ＝６の場合のマルチビームフォーマのマルチ指向性ビームの一例を示すグラフである。
【図７】指向性ビーム数Ｍ＝１２、アンテナ数Ｎ＝６の場合のマルチビームフォーマ１０３のマルチ指向性ビームの一例を示すグラフである。
【図８】従来の受信装置の一構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１ パス検出装置
１０２ スライディング相関器
１０３ マルチビームフォーマ
１０４ ビーム毎遅延プロファイル生成部
１０５ 遅延プロファイル選択／合成部
１０６ パスタイミング検出部
１０７ 初期重み生成部
１０８ 受信復調部
１０９１，１０９２，…，１０９Ｌ パス受信部
１１０１，１１０２，…，１１０Ｌ 相関器
１１１１，１１１２，…，１１１Ｌ ビームフォーマ
１１２１，１１２２，…，１１２Ｌ レイク合成重み付け部
１１３１，１１３２，…，１１３Ｌ 重み適応制御部
１１４ 合成器
２１１１〜２１１Ｎ、２１２１〜２１２Ｎ，…，２１Ｍ１〜２１ＭＮ 乗算器
２２１，２２２，…，２２Ｍ 合成器
３０１ ビーム毎同相平均部
３０２ ビーム毎レベル検出部
３０３ ビーム毎レベル平均部
４１１１，４１１２，…，４１１Ｎ 複素共役操作部
４２１１，４２１２，…，４２１Ｎ 乗算器
４３１ 合成器
Ｓ１１１，Ｓ１１２，…，Ｓ１１Ｎ 拡散信号
Ｓ１２１，Ｓ１２２，…，Ｓ１２Ｎ 逆拡散信号系列
Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍ 信号系列
Ｓ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍ 遅延プロファイル
Ｓ１５１，Ｓ１５２，…，Ｓ１５Ｌ パス信号
Ｓ１６１，Ｓ１６２，…，Ｓ１６Ｌ 信号系列
５１〜５４ ステップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、アレーアンテナシステムのパス検出装置に関し、特に、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）信号をアレーアンテナシステムで受信し、マルチパスの各タイミングを検出するとともに各パスの初期アンテナビームを形成するパス検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）方式では、従来方式に比べて周波数帯域に対する加入者容量が増大すると言われており、次世代移動通信システムの無線アクセス方式として期待されている。
【０００３】
ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、同一周波数に複数のユーザ信号が混在するため、基地局の受信装置では、希望するユーザ信号に対して他のユーザ信号は干渉波となる。この干渉の影響を低減する手段として適応アレーアンテナがある。適応アレーアンテナは、複数のアンテナで信号を受信し、各アンテナで受信した信号に複素数の重み付け（以下、アンテナ重みと称す）を行って合成（以下、アンテナ合成と称す）するものである。各アンテナでの受信信号の振幅及び位相を制御することで、希望のユーザ信号に適した指向性ビームを形成し、他のユーザ信号による干渉を抑圧する。
【０００４】
また、ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、基地局の受信装置は、マルチパス伝搬路によって生じる、到達するタイミング（以下、パスタイミングと称す）の異なる複数のパスの信号を検出し、各信号をレイク合成してユーザ信号を復調する。レイク合成においても、各パスに重み付け（以下、レイク重みと称する）が行われる。
【０００５】
基地局の受信装置におけるパス検出装置は、各パスのパスタイミングを検出し、受信復調部へ各パスタイミングを通知する。受信復調部は、パス検出装置より通知された各パスタイミングで、複数のアンテナでの受信信号を逆拡散する。また、受信復調部は、それぞれ指向性ビームにより各アンテナでの受信信号をアンテナ合成する。更に、受信復調部は、各パスの信号をレイク合成してユーザ信号の復調結果を得る。
【０００６】
適応アレーアンテナのような複数のアンテナを有する受信システムでは、１つのアンテナ当たりのＳＩＮＲ（信号対干渉電力比）がアンテナの数に比例して低くなる。したがって、１つのアンテナのみを用いてパス検出を行うと、パス検出の精度が低くなる。
【０００７】
そこで、従来より、複数のアンテナの受信信号を用いるパス検出装置が提案されている。例えば、複数のアンテナを用いる従来のパス検出装置には、アンテナ毎に遅延プロファイルを生成し、それらを合成することで遅延プロファイルの平滑化を行い特性改善を図るものがある。
【０００８】
図８は、従来の受信装置の一構成例を示す。
【０００９】
従来の受信装置は、パス検出装置８０１及び受信復調部８０６を有する。
【００１０】
パス検出装置８０１は、ＣＤＭＡ信号をアレーアンテナ（不図示）で受信し、パス検出を行う。ここで、アレーアンテナはＭ個のアンテナより構成されるものとする。
【００１１】
パス検出装置８０１は、スライディング相関器８０２、アンテナ毎遅延プロファイル生成部８０３、遅延プロファイル合成部８０４、パスタイミング検出部８０５を有する。
【００１２】
スライディング相関器８０２は、各アンテナで受信した拡散信号Ｓ８１１，Ｓ８１２，…，Ｓ８１Ｍを複数のチップに渡り、チップ周期の１／ＮＲ（ＮＲは、１以上の整数）の分解能でそれぞれ逆拡散し、それらを逆拡散信号系列として出力する。
【００１３】
アンテナ毎遅延プロファイル生成部８０３は、スライディング相関器８０２より出力された逆拡散信号系列について同相でベクトル平均をとり、その振幅レベル或いは電力レベルを計算する。更に、アンテナ毎遅延プロファイル生成部８０３は、逆拡散信号系列のベクトル平均の振幅レベル或いは電力レベルについて所定時間の平均をとる。それにより、アンテナ毎遅延プロファイル生成部８０３は、所定時間で平均化された、各アンテナに対応する遅延プロファイルを生成する。
【００１４】
遅延プロファイル合成部８０４は、各アンテナに対応する遅延プロファイルを合成して１つの遅延プロファイル（以下、合成遅延プロファイルと称す）を生成する。
【００１５】
パスタイミング検出部８０５は、合成遅延プロファイルにより、受信復調部でレイク合成に用いるＬ個のパスタイミングを選択する。パスタイミング検出部８０５におけるパスタイミングの選択方法として、合成遅延プロファイルから振幅レベル或いは電力レベルの大きなパスを順次選択するものがある。但し、０．７５〜１チップのパス選択間隔をとるのが一般的である。すなわち、先に選択されたパスの前後０．７５〜１チップにあるパスは選択されない。
【００１６】
受信復調部８０６は、Ｌ個のパス受信部８０７１，８０７２，…，８０７Ｌ及び合成器８１２を有し、パス検出部８０１で検出したパスタイミングで各パスの信号を復調し、レイク合成してユーザ信号を出力する。
【００１７】
パス受信部８０７１は、相関器８０８１、ビームフォーマ８０９１、レイク合成重み付け部８１０１、重み適応制御部８１１１を有する。
【００１８】
同様にして、パス受信部８０７２，…，８０７Ｌは、それぞれに対応する相関器８０８２，…，８０８Ｌ、ビームフォーマ８０９２，…，８０９Ｌ、レイク合成重み付け部８１０２，…，８１０Ｌ、重み適応制御部８１１２，…，８１１Ｌを有する。パス受信部８０７１，８０７２，…，８０７Ｌは全て同様の構成であり、それぞれが対応する各パスタイミングで拡散信号Ｓ８１１，Ｓ８１２，…，Ｓ８１Ｍを受信する。
【００１９】
以下、パス受信部８０７１に着目して説明する。
【００２０】
相関器８０８１は、パスタイミング検出部８０５で検出されたパスタイミングで、各アンテナで受信した拡散信号Ｓ８１１，Ｓ８１２，…，Ｓ８１Ｍを逆拡散する。
【００２１】
ビームフォーマ８０９１は、相関器８０８１の各出力を受信し、各ユーザに適応した指向性ビームを形成するための、与えられた重み付け（アンテナ重み）でアンテナ合成を行い、パス信号Ｓ８２１を出力する。
【００２２】
レイク合成重み付け部８１０１は、パス信号Ｓ８２１に、キャリヤ位相変動を補償するとともに合成後のＳＩＮＲが最大となるように重み付け（レイク重み）を行い、重み付けパス信号Ｓ８３１を出力する。
【００２３】
重み適応制御部８１１１は、相関器の出力やパス信号Ｓ８２１の判定誤差を用いてアンテナ重みを適応的に更新する。重み適応制御部８１１１の制御動作として、例えば、最小二乗平均誤差（ＭＭＳＥ）制御などが用いられる。ＭＭＳＥについては、特願２０００−２５６５４９号に詳しく述べられている。
【００２４】
合成器８１２は、レイク合成重み付け部８１０１，８１０２，…，８１０Ｌがそれぞれ出力する重み付けパス信号Ｓ８３１，Ｓ８３２，…，Ｓ８３Ｌを加算することでレイク合成された高品質な復調出力を生成する。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のパス検出装置８０１は、各アンテナの遅延プロファイルをレベル（振幅あるいは電力）合成することで遅延プロファイルを平滑化して、パスのピークと雑音との識別を確実にすることでパス検出特性を改善する。しかし、パス検出装置８０１は、各遅延プロファイルのＳＩＮＲ（パスのピークと雑音レベルとの差）を直接に改善するのではないため、そのパス検出特性の改善には限界がある。
【００２６】
また、従来のパス検出装置８０１は、各パスのタイミングを検出することはできるが、受信復調部８０６のビームフォーマ８０９でのアンテナ合成に用いる初期指向性ビームを知ることはできないため、ビームフォーマ８０９は、例えば、予め定められた初期指向性ビームを用いることになる。好ましい初期指向性ビームを知ることができれば、初期の時点より良好なアンテナ合成の効果を得ることができる。
【００２７】
本発明の目的は、アレーアンテナ受信装置において、パス検出特性の改善効果が高く、アンテナ合成に用いる初期指向性ビームをも検出するパス検出装置を提供することである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のパス検出方法は、符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、マルチパスのタイミングを検出するためのパス検出方法であって、前記アレーアンテナの各アンテナの逆拡散信号系列を複数の指向性ビームで受信するステップと、前記指向性ビーム毎の遅延プロファイルを生成するステップと、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎にレベル値の大きな少なくとも１つの遅延プロファイルを選択し、
前記遅延プロファイルの選択数が１つの場合には、選択した前記レベル値を用い、前記選択数が複数の場合には、選択した前記遅延プロファイルの前記れベル値の合計を用いて、合成遅延プロファイルを生成するステップと、前記マルチパスの前記タイミングを前記合成遅延プロファイルより検出するステップを有する。
【００２９】
本発明によれば、各アンテナの逆拡散信号系列を複数の指向性ビームで受信し、指向性ビーム毎の遅延プロファイルより選択的にレベル値を加算した合成遅延プロファイルよりマルチパスの各タイミングを検出する。
【００３０】
本発明の実施態様によれば、前記マルチパスの前記タイミングを前記合成遅延プロファイルより検出するとともに、前記各指向性ビームの前記遅延プロファイルにおけるタイミング毎のレベル値を示すレベル情報より、各パスを受信するためのパス受信用指向性ビームの初期値を生成する。
【００３１】
したがって、マルチパスの各パスのタイミングを検出するときに検出した各タイミングでの各遅延プロファイルのレベル値を示すレベル情報を利用して、各パス受信用の指向性ビームの初期重みを生成できる。
【００３２】
本発明のパス検出装置は、符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、マルチパスのタイミングを検出するパス検出装置であって、前記アレーアンテナのアンテナ毎に、複数のチップに渡り信号を逆拡散し、逆拡散信号系列を出力するスライディング相関器と、前記アンテナ毎の前記信号系列出力を複数の指向性ビームで受信し、該指向性ビーム毎の信号系列を出力するマルチビームフォーマと、前記指向性ビーム毎の前記信号系列の所定時間での平均をとり、前記指向性ビーム毎の遅延プロファイルを生成するビーム毎遅延プロファイル生成手段と、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎にレベル値の大きな少なくとも１つの遅延プロファイルを選択し、前記遅延プロファイルの選択数が１つの場合には、選択した前記レベル値を用い、前記選択数が複数の場合には、選択した前記遅延プロファイルの前記レベル値の合計を用いて、合成遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル選択／合成手段と、前記マルチパスの前記タイミングを前記合成遅延プロファイルより検出するパスタイミング検出手段を有する。
【００３３】
本発明の実施態様によれば、前記各指向性ビームの前記遅延プロファイルにおけるタイミング毎のレベル値を示すレベル情報より、各パスを受信するためのパス受信用指向性ビームを形成するアンテナ重みの初期値を生成する初期重み生成手段を更に有する。
【００３４】
本発明の受信装置は、符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、マルチパスの信号をレイク合成する受信装置であって、前記アレーアンテナのアンテナ毎に、複数のチップに渡り信号を逆拡散し、逆拡散信号系列を出力するスライディング相関器と、前記アンテナ毎の前記信号系列出力を複数の指向性ビームで受信し、該指向性ビーム毎の信号系列を出力するマルチビームフォーマと、前記指向性ビーム毎の前記信号系列の所定時間での平均をとり、前記指向性ビーム毎の遅延プロファイルを生成するビーム毎遅延プロファイル生成手段と、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎にレベル値の大きな少なくとも１つの遅延プロファイルを選択し、前記遅延プロファイルの選択数が１つの場合には、選択した前記レベル値を用い、前記選択数が複数の場合には、選択した前記遅延プロファイルの前記レベル値の合計を用いて、合成遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル選択／合成手段と、前記マルチパスの前記タイミングを前記合成遅延プロファイルより検出するパスタイミング検出手段と、前記各指向性ビームの前記遅延プロファイルにおけるタイミング毎のレベル値を示すレベル情報より、各パスを受信するためのパス受信用指向性ビームを形成するアンテナ重みの初期値を生成する初期重み生成手段と、前記マルチパスの前記タイミングに対応し、前記アレーアンテナで受信した各拡散信号を該タイミングで逆拡散する、少なくとも１つの相関器と、前記相関器に対応して設けられ、与えられたアンテナ重み付けでパス受信用指向性ビームを形成し、対応する前記相関器より出力された信号を該パス受信用指向性ビームで受信するビームフォーマと、前記ビームフォーマに対応して設けられ、初期動作時に前記アンテナ重みを前記初期値とし、その後、前記相関器で逆拡散された信号及び前記ビームフォーマの判定誤差を用いて前記アンテナ重みを適応的に更新し、前記ビームフォーマに与える重み適応制御手段と、前記ビームフォーマに対応して設けられ、キャリヤ位相変動を補償するとともにレイク合成後のＳＩＮＲが最大となるように、対応する前記ビームフォーマの出力に重み付けを行うレイク合成重み付け手段と、各前記レイク合成重み付け手段の出力を加算して復調出力を生成する合成器とを有する。
【００３５】
本発明の実施態様によれば、前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎に最もレベル値の大きな遅延プロファイルを選択し、該レベル値を前記合成遅延プロファイルのレベル値とする。
【００３６】
本発明の実施態様によれば、前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎に最もレベル値の大きい遅延プロファイル及び２番目にレベル値の大きい遅延プロファイルを選択し、それらレベル値を加算して合成遅延プロファイルを生成する。
【００３７】
本発明の実施態様によれば、前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、最もレベル値の大きい遅延プロファイルと２番目にレベル値の大きい遅延プロファイルとが互いに隣接する指向性ビームのものである場合に、最も大きい前記レベル値に２番目に大きい前記レベル値を加算し、前記合成遅延プロファイルを生成する。
【００３８】
本発明の実施態様によれば、前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、最もレベル値の大きいものから複数Ｎ個の遅延プロファイルの前記レベル値を順次加算して前記合成遅延プロファイルを生成する。
【００３９】
本発明の実施態様によれば、前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、最もレベル値の大きい遅延プロファイルの前記レベル値から所定の範囲内で、最もレベル値の大きいものから複数Ｎ個の遅延プロファイルの前記レベル値を順次加算して前記合成遅延プロファイルを生成する。
【００４０】
本発明の実施態様によれば、前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、レベル値が前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルの平均雑音レベルより所定レベル以上大きく、最もレベル値の大きいものから複数Ｎ個の遅延プロファイルの前記レベル値を順次加算して前記合成遅延プロファイルを生成する。
【００４１】
本発明の実施態様によれば、前記初期重み生成手段は、前記レベル情報から最もレベル値の大きな指向性ビームの重みを初期重みとする。
【００４２】
本発明の実施態様によれば、前記初期重み生成手段は、前記レベル情報から最もレベル値の大きな指向性ビームの前記レベル値と、該指向性ビームに隣接する指向性ビームで次にレベル値の大きな指向性ビームの前記レベル値との比により、最もレベル値の大きな前記指向性ビームを形成するための重み、或は該指向性ビームと隣接する前記指向性ビームとの中間の指向性ビームを形成するための重みを初期重みとする。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】
図１を参照すると、本発明の一実施形態のアレーアンテナ受信装置は、パス検出装置１０１及び受信復調部１０８を有する。ここで、アレーアンテナ（不図示）は、Ｎ個のアンテナより構成されるものとする。
【００４５】
パス検出装置１０１は、アレーアンテナで受信した符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）信号より、レイク合成に適したパスを検出するために、スライディング相関器１０２、マルチビームフォーマ１０３、ビーム毎遅延プロファイル生成部１０４、遅延プロファイル選択／合成部１０５、パスタイミング検出部１０６及び初期重み生成部１０７を有する。
【００４６】
受信復調部１０８は、Ｌ個のパス受信部１０９１，１０９２，…，１０９Ｌ及び合成器１１４を有する。受信復調部１０８は、パス検出装置１０１で検出されたパスタイミングで各パスの信号を復調し、レイク合成して復調出力を生成する。このレイク合成では最大Ｌ個のパスの信号が合成される。パス受信部１０９１は、相関器１１０１、ビームフォーマ１１１１、レイク合成重み付け部１１２１、重み適応制御部１１３１を有する。同様にして、パス受信部１０９２，…，１０９Ｌは、それぞれに対応する相関器１１０２，…，１１０Ｌ、ビームフォーマ１１１２，…，１１１Ｌ、レイク合成重み付け部１１２２，…，１１２Ｌ、重み適応制御部１１３２，…，１１３Ｌを有する。パス受信部１０９１，１０９２，…，１０９Ｌは全て同様の構成であり、それぞれが対応する各パスタイミングで拡散信号Ｓ１１１，Ｓ１１２，…，Ｓ１１Ｎを受信する。
【００４７】
スライディング相関器１０２は、各アンテナで受信した拡散信号Ｓ１１１，Ｓ１１２，・・Ｓ１１Ｎを複数のチップに渡り、チップ周期の１／ＮＲ（ＮＲは１以上の整数）の分解能でそれぞれ逆拡散し、それらを逆拡散信号系列Ｓ１２１，Ｓ１２２，…，Ｓ１２Ｎとして出力する。
【００４８】
マルチビームフォーマ１０３は、スライディング相関器１０２より出力された逆拡散信号系列Ｓ１２１，Ｓ１２２，…，Ｓ１２ＮをＭ個の指向性ビーム（以下、マルチ指向性ビームと称す）で受信し、指向性ビーム毎の信号系列Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍを出力する。
【００４９】
図２を参照すると、マルチビームフォーマ１０３は、乗算器２１１１，２１１２，…，２１１Ｎ、乗算器２１２１，２１２２，…，２１２Ｎ、…、乗算器２１Ｍ１，２１Ｍ２，…，２１ＭＮ及び合成器２２１，２２２，…，２２Ｍを有している。
【００５０】
乗算器２１１１，２１２２，…，２１２Ｎは、信号系列Ｓ１２１，Ｓ１２２，…，Ｓ１２Ｎにそれぞれ重み付けする。合成器２１１は、乗算器２１１１，２１２２，…，２１２Ｎの出力を合成して信号系列Ｓ１３１を出力する。
【００５１】
同様にして、乗算器２１２２は、信号系列Ｓ１２２に重み付けする。合成器２２２は、乗算器２１２１，２１２２，…，２１２Ｎの出力を合成して信号系列Ｓ１３２を生成する。更に、以下同様に、乗算器２１Ｍ１，２１Ｍ２，…，２１ＭＮ及び合成器２２Ｍまで構成される。なお、マルチビームフォーマ１０３はＩＣ化することができ、その場合、ソフトウェア演算量は従来のものと同程度となる。
【００５２】
乗算器２１１１，２１１２，…，２１１Ｎ、乗算器２１２１，２１２２，…，２１２Ｎ、〜乗算器２１Ｍ１，２１Ｍ２，…，２１ＭＮにそれぞれ与えられる重みは、マルチビームフォーマ１０３のＭ個の指向性ビームを形成するための所定の値である。
【００５３】
図６は、指向性ビーム数Ｍ＝６、アンテナ数Ｎ＝６の場合のマルチビームフォーマ１０３のマルチ指向性ビームの一例を示すグラフであり、６個のアンテナを直線配置したアレーアンテナにおいて、６個の指向性ビームを構成した直交マルチビームパターンが示されている。
【００５４】
図７は、指向性ビーム数Ｍ＝１２、アンテナ数Ｎ＝６の場合のマルチビームフォーマ１０３のマルチ指向性ビームの一例を示すグラフであり、６個のアンテナを直線配置したアレーアンテナにおいて、１２個の指向性ビームを構成した直交マルチビームパターンが示されている。
【００５５】
ビーム毎遅延プロファイル生成部１０４は、マルチビームフォーマ１０３より入力した信号系列Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍの一定周期でのそれぞれの平均をとり、ビーム毎の遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍを生成する。
【００５６】
図３は、ビーム毎遅延プロファイル生成部１０４の構成を示すブロック図である。ビーム毎遅延プロファイル生成部１０４は、ビーム毎同相平均部３０１、ビーム毎レベル検出部３０２及びビーム毎レベル平均部３０３を有する。
【００５７】
ビーム毎同相平均部３０１は、マルチビームフォーマ１０３より入力した信号系列Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍの所定数のシンボルについて同相でベクトル平均をとる。ビーム毎レベル検出部３０２は、ビーム毎同相平均部３０１の各出力のレベル（振幅あるいは電力）を計算する。ビーム毎レベル平均部３０３は、ビーム毎レベル検出部３０２の各出力の所定の時間の平均をそれぞれとり、遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍを生成する。
【００５８】
ビーム毎同相平均部３０１は、各信号系列Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍの、逆拡散されたシンボルの位相を合わせてベクトル加算するので、ＳＩＮＲが大幅に改善される。
【００５９】
なお、シンボルが変調されている場合、その変調を除去しなければならない。その場合、パイロット信号ならば既知パイロットシンボルで変調を除去でき、同相での加算が可能である。
【００６０】
また、同相平均をとるシンボル数は多い程ＳＩＮＲが改善されるが、フェージングなどにより位相の変動が速い場合には平均をとるシンボル数は限られる。ビーム毎同相平均部３０１での平均をとるシンボル数や平均重み付けの方法は任意であり、本装置が適用される態様に応じて最適なものを選択すればよい。
【００６１】
また、本実施形態のパス検出装置１０１は、ビーム毎同相平均部３０１がマルチビームフォーマ１０３の前段に置かれてもよい。この構成により演算量が削減される場合がある。この場合、ビーム毎同相平均部３０１は、ビーム毎に同相平均をとる代わりにアンテナ毎に同相平均をとる。この場合でも原理的に同様であり、本発明に含まれる。
【００６２】
遅延プロファイル選択／合成部１０５は、Ｍ個の遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍのレベルを各タイミング毎に測定し、各遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍの中から、各タイミング毎にレベルの大きな１個以上の遅延プロファイルを選択し、それらのレベル値を加算して１個の遅延プロファイル（以下、合成遅延プロファイルと称す）を生成し、パスタイミング検出部１０６に出力する。また、遅延プロファイル選択／合成部１０５は、各遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍのレベルを各タイミング毎に測定した結果をレベル情報として初期重み生成部１０７に通知する。
【００６３】
遅延プロファイル選択／合成部１０５は、本発明の特徴をなす構成要素であり、その選択及び合成方法について、いくつかの手段が考えられる。そして、適する手段はマルチビームパターンの形状に依存して異なる。
【００６４】
例えば、図７のようにマルチ指向性ビームが密に配置されている場合、信号が２つの指向性ビームの中間の方向から到来した場合でも１個の指向性ビームを選択するだけでレベルの劣化はほとんどない。したがって、遅延プロファイル選択／合成部１０５は、タイミング毎に、Ｍ個の遅延プロファイルの中からレベルの大きな１個の遅延プロファイルを選択し、そのレベルを合成遅延プロファイルのレベルとすればよい。
【００６５】
これに対して、マルチ指向性ビームの各指向性ビームが疎に配置してある場合には、信号が２つの指向性ビームの中間の方向から到来した場合、１個の指向性ビームを選択するだけではレベルの劣化が大きい。
【００６６】
図６の例において１個の指向性ビームを選択するだけでは、２つの指向性ビームの丁度中央から信号が到来した場合、合成遅延プロファイルに記載されるレベルは本来のレベルに対して約４ｄＢ劣化した値となる。
【００６７】
そこで、例えば、遅延プロファイル選択／合成部１０５は、各タイミング毎に、Ｍ個の遅延プロファイルの中からレベルの大きな２個の遅延プロファイルを選択し、それらのレベル値を加算して合成遅延プロファイルを生成する。
【００６８】
しかし、各タイミング毎に、常に２個の遅延プロファイルを選択すると、ある指向性ビームのピーク方向から信号が到来した場合や、パスがない無いタイミングでは、雑音を加算してしまうことになる。そのため、遅延プロファイル選択／合成部１０５は、２個目のレベル値を加算する場合に制約条件を設けるとよい。
【００６９】
制約条件を設ける第１の方法として、信号が２つの指向性ビームの中間方向から到来する場合にはレベル値は隣接する指向性ビームで高くなる。したがって、２個目のレベル値の指向性ビームが１個目の指向性ビームに隣接する場合に、２個目のレベル値を加算するという方法が考えられる。
【００７０】
第２の方法として、１個目と２個目のレベル値の差が所定値以下の場合に、２個目のレベル値を加算する方法がある。
【００７１】
第３の方法として、１個目のレベル値がＭ個の遅延プロファイルの平均雑音レベルに対して一定レベル以上大きい場合に、１個目のレベル値から一定のレベル以内である２個目のレベル値を加算する方法が考えられる。
【００７２】
なお、ビーム選択数を３個以上に拡張する場合も、２個目と同様の方法が適用可能であるが、前記した第２、第３の方法では合成する指向性ビームの数を余り多くとると雑音が増加するため望ましくない。
【００７３】
パスタイミング検出部１０６は、合成遅延プロファイルよりレベルの大きなパスを順次選択する。但し、０．７５〜１チップのパス選択間隔がとられるのが一般的である。すなわち、先に選択されたパスの前後０．７５〜１チップにあるパスは選択されない。
【００７４】
初期重み生成部１０７は、パスタイミング検出部１０６で検出されたパスタイミングで、遅延プロファイル選択／合成部１０５で測定されたレベル情報より、受信復調部１０８の各パスのパス受信部１０９１，１０９２，…，１０９Ｌで初期状態で用いる重み（以下、初期重みと称す）を生成する。
【００７５】
初期重み生成部１０７の初期重み生成方法について、いくつかの手段が考えられる。
【００７６】
例えば、各指向性ビームのうち最もレベルの大きな指向性ビームを形成するためにマルチビームフォーマ１０３で用いた重み付けをそのまま初期重みとする方法が考えられる。
【００７７】
他の方法として、最もレベルの大きな指向性ビームとそれに隣接する指向性ビームとのレベル値の比から判断して、それらの中間の指向性ビームを形成するための重みを用いるする方法が考えられる。
【００７８】
図５は、本方法の具体的な処理を示すフローチャートである。図５において、レベルが最大の指向性ビームのビーム番号をＢ１、そのレベル値をＰ１とし、Ｂ１に隣接する指向性ビームのうちレベルの大きい指向性ビームのビーム番号をＢ２、そのレベル値をＰ２とする。また、Ｘは所定の閾値である。
【００７９】
まず、初期重み生成部１０７は、レベル番号Ｂ１，Ｂ２及びレベル値Ｐ１，Ｐ２を決定する（ステップ５１）。次に、初期重み生成部１０７は、Ｐ１／Ｐ２≧Ｘ［ｄＢ］であるか否か判定する（ステップ５２）。
【００８０】
初期重み生成部１０７は、Ｐ１／Ｐ２≧Ｘ［ｄＢ］であれば、ビーム番号Ｂ１の指向性ビームの重みを選択する（ステップ５３）。また、初期重み生成部１０７は、Ｐ１／Ｐ２＜Ｘ［ｄＢ］であれば、ビーム番号Ｂ１の指向性ビームとビーム番号Ｂ２の指向性ビームの中間に指向性ビーム（以下、中間ビームと称す）を形成するための所定の重み付け（中間重み）を初期重みとする。この方法によれば、マルチビームフォーマ１０３の分解能より高い精度の指向性ビーム、即ち中間ビームを形成する初期重みを容易に生成できる。なお、図６の直交マルチビームパターンの場合、閾値Ｘは約９ｄＢである。
【００８１】
パス受信部１０９１，１０９２，…，１０９Ｌは全て同様の構成なので、パス受信部１１０１のみに着目して説明する。
【００８２】
相関器１１０１は、パスタイミング検出部１０６で検出された、自身に対応するパスタイミングで拡散信号Ｓ１１１，Ｓ１１２，…，Ｓ１１Ｎを逆拡散する。
【００８３】
重み適応制御部１１３１は、初期動作時、初期重み生成部１０７より与えられた初期重みをそのまま用い、その後、各ユーザからのマルチパスに含まれるパス受信用の指向性ビームを形成するためにアンテナ重みを適応的に制御する。重み適応制御部１１３１は、相関器１１０１の出力やパス信号Ｓ１５１の判定誤差を用いてアンテナ重みを適応的に更新し、ビームフォーマ１１１１へ通知する。重み適応制御部１１３１の制御動作として、例えば、最小二乗平均誤差（ＭＭＳＥ）制御などが用いられる。ＭＭＳＥについては、特願２０００−２５６５４９号に詳しく述べられている。
【００８４】
ビームフォーマ１１１１は、相関器１１０１の各出力を受信し、重み適応制御部１１３１より通知されたアンテナ重みでアンテナ合成を行い、パス信号Ｓ１５１を出力する。
【００８５】
図４は、ビームフォーマ１１１１の構成を示すブロック図である。
【００８６】
ビームフォマ１１１１は、複素共役操作部４１１１，４１１２，…，４１１Ｎ、乗算器４２１１，４２１２，…，４２１Ｎ及び合成器４３１を有する。
【００８７】
複素共役操作部４１１１，４１１２，…，４１１Ｎは、重み適応制御部１１３１より入力したアンテナ重みに対して複素共役操作を行う。
【００８８】
乗算器４２１１，４２１２，…，４２１Ｎは、相関器１１０１の各出力と、複素共役操作部４１１１，４１１２，…，４１１Ｎより入力したアンテナ重みの複素共役とをそれぞれ乗じる。
【００８９】
合成器４３１は、乗算器４２１１，４２１２，…，４２１Ｎの各出力を加算し、パス信号Ｓ１５１として出力する。
【００９０】
レイク合成重み付け部１１２１は、パス信号Ｓ１５１に対してキャリヤ位相変動を補償するとともに、合成後のＳＩＮＲが最大となるようにレイク合成のための重み付けを行い、信号系列Ｓ１６１として出力する。
【００９１】
合成器１２は、レイク合成重み付け部１１２１，１１２２，…，１１２Ｌより出力された信号系列Ｓ１６１，Ｓ１６２，…，Ｓ１６Ｌを加算し、高品質な復調出力を生成する。
【００９２】
次に、本実施形態の動作について説明する。
【００９３】
まず、パス検出装置１０１は、アレーアンテナで受信したＣＤＭＡ信号を受信し、スライディング相関器１０２で、各アンテナのＣＤＭＡ信号をそれぞれ逆拡散する。次に、パス検出装置１０１は、マルチビームフォーマ１０３で、マルチ指向性ビームにより指向性ビーム毎の信号系列Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍを生成する。次に、パス検出装置１０１は、ビーム毎遅延プロファイル生成部１０４で、指向性ビーム毎の信号系列Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍの一定周期でのそれぞれの平均をとり、ビーム毎の遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍを生成する。次に、パス検出装置１０１は、遅延プロファイル選択／合成部１０５で、遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍのレベルを各タイミング毎に測定し、その中から各タイミング毎にレベルの大きな１個以上のものを選択し、それらのレベル値を加算して合成遅延プロファイルを生成する。次に、パス検出装置１０１は、パスタイミング検出部１０６で、合成遅延プロファイルよりレベルの大きなパスを最大Ｌ個選択し、そのパスタイミングを受信復調部１０８に入力する。また、パス検出装置１０１は、検出されたパスタイミングで、各遅延プロファイルＳ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍのレベルを各タイミング毎に測定したレベル情報より初期重みを初期重み生成部１０７により生成し、受信復調部１０８へ入力する。
【００９４】
受信復調部１０８は、各パスタイミングで拡散信号Ｓ１１１，Ｓ１１２，…，Ｓ１１Ｎを逆拡散し、初期重みを初期値としてビームフォーマのアンテナ重みを適応的に制御して、パス受信用指向性ビームを形成し、受信した各パスの信号系列をレイク合成する。
【００９５】
本実施形態によれば、逆拡散信号系列毎に指向性ビームで受信することでＳＩＮＲを直接に改善し、指向性ビーム毎の遅延プロファイルより生成した合成遅延プロファイルに基づきパス検出を行うことで優れたパスタイミング検出特性を実現できる。
【００９６】
また、本実施形態によれば、パスタイミングを検出するために求めた、各パスタイミングでの各指向性ビームのレベル情報から各パスのビームフォーマーの初期重みを生成できるので、初期の段階より好ましい指向性ビームでアンテナ合成することができる。
【００９７】
更に、本実施形態によれば、マルチビームフォーマ１０３をＩＣ化することでソフトウェア演算量を従来と同程度に抑えることができる。
【００９８】
【発明の効果】
本発明によれば、各アンテナの逆拡散信号系列を複数の指向性ビームで受信し、指向性ビーム毎の遅延プロファイルより選択的にレベル値を加算した合成遅延プロファイルよりマルチパスの各タイミングを検出するので、ＳＩＮＲを改善し、優れたパスタイミング検出特性を実現できる。
【００９９】
したがって、マルチパスの各パスのタイミングを検出するときに検出した各タイミングでの各遅延プロファイルのレベル値を示すレベル情報を利用して、各パス受信用の指向性ビームの初期重みを生成できるので、初期の時点より良好なアンテナ合成の効果を得ることができる。
【０１００】
また、マルチビームフォーマをＩＣ化することでソフトウェア演算量を従来と同程度に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のアレーアンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のマルチビームフォーマの構成を示すブロック図である。
【図３】図１のビーム毎遅延プロファイル生成部の構成を示すブロック図である。
【図４】図１のビームフォーマの構成を示すブロック図である。
【図５】図１の初期重み生成部の初期重み生成方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】指向性ビーム数Ｍ＝６、アンテナ数Ｎ＝６の場合のマルチビームフォーマのマルチ指向性ビームの一例を示すグラフである。
【図７】指向性ビーム数Ｍ＝１２、アンテナ数Ｎ＝６の場合のマルチビームフォーマ１０３のマルチ指向性ビームの一例を示すグラフである。
【図８】従来の受信装置の一構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１ パス検出装置
１０２ スライディング相関器
１０３ マルチビームフォーマ
１０４ ビーム毎遅延プロファイル生成部
１０５ 遅延プロファイル選択／合成部
１０６ パスタイミング検出部
１０７ 初期重み生成部
１０８ 受信復調部
１０９１，１０９２，…，１０９Ｌ パス受信部
１１０１，１１０２，…，１１０Ｌ 相関器
１１１１，１１１２，…，１１１Ｌ ビームフォーマ
１１２１，１１２２，…，１１２Ｌ レイク合成重み付け部
１１３１，１１３２，…，１１３Ｌ 重み適応制御部
１１４ 合成器
２１１１〜２１１Ｎ、２１２１〜２１２Ｎ，…，２１Ｍ１〜２１ＭＮ 乗算器
２２１，２２２，…，２２Ｍ 合成器
３０１ ビーム毎同相平均部
３０２ ビーム毎レベル検出部
３０３ ビーム毎レベル平均部
４１１１，４１１２，…，４１１Ｎ 複素共役操作部
４２１１，４２１２，…，４２１Ｎ 乗算器
４３１ 合成器
Ｓ１１１，Ｓ１１２，…，Ｓ１１Ｎ 拡散信号
Ｓ１２１，Ｓ１２２，…，Ｓ１２Ｎ 逆拡散信号系列
Ｓ１３１，Ｓ１３２，…，Ｓ１３Ｍ 信号系列
Ｓ１４１，Ｓ１４２，…，Ｓ１４Ｍ 遅延プロファイル
Ｓ１５１，Ｓ１５２，…，Ｓ１５Ｌ パス信号
Ｓ１６１，Ｓ１６２，…，Ｓ１６Ｌ 信号系列
５１〜５４ ステップ
Claims (21)
- 符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、マルチパスのタイミングを検出するためのパス検出方法であって、
前記アレーアンテナの各アンテナの逆拡散信号系列を複数の指向性ビームで受信するステップと、
前記指向性ビーム毎の遅延プロファイルを生成するステップと、
前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎にレベル値の大きな少なくとも１つの遅延プロファイルを選択し、前記遅延プロファイルの選択数が１つの場合には、選択した前記レベル値を用い、前記選択数が複数の場合には、選択した前記遅延プロファイルの前記レベル値の合計を用いて、合成遅延プロファイルを生成するステップと、
前記マルチパスの前記タイミングを前記合成遅延プロファイルより検出するステップを有するパス検出方法。 - 前記マルチパスの前記タイミングを前記合成遅延プロファイルより検出するとともに、前記各指向性ビームの前記遅延プロファイルにおけるタイミング毎のレベル値を示すレベル情報より、各パスを受信するためのパス受信用指向性ビームの初期値を生成する、請求項１記載のパス検出方法。
- 符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、マルチパスのタイミングを検出するパス検出装置であって、
前記アレーアンテナのアンテナ毎に、複数のチップに渡り信号を逆拡散し、逆拡散信号系列を出力するスライディング相関器と、
前記アンテナ毎の前記信号系列出力を複数の指向性ビームで受信し、該指向性ビーム毎の信号系列を出力するマルチビームフォーマと、
前記指向性ビーム毎の前記信号系列の所定時間での平均をとり、前記指向性ビーム毎の遅延プロファイルを生成するビーム毎遅延プロファイル生成手段と、
前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎にレベル値の大きな少なくとも１つの遅延プロファイルを選択し、前記遅延プロファイルの選択数が１つの場合には、選択した前記レベル値を用い、前記選択数が複数の場合には、選択した前記遅延プロファイルの前記レベル値の合計を用いて、合成遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル選択／合成手段と、
前記マルチパスの前記タイミングを前記合成遅延プロファイルより検出するパスタイミング検出手段を有するパス検出装置。 - 前記各指向性ビームの前記遅延プロファイルにおけるタイミング毎のレベル値を示すレベル情報より、各パスを受信するためのパス受信用指向性ビームを形成するアンテナ重みの初期値を生成する初期重み生成手段を更に有する、請求項３記載のパス検出装置。
- 前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎に最もレベル値の大きな遅延プロファイルを選択し、該レベル値を前記合成遅延プロファイルのレベル値とする、請求項３または４記載のパス検出装置。
- 前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎に最もレベル値の大きい遅延プロファイル及び２番目にレベル値の大きい遅延プロファイルを選択し、それらレベル値を加算して合成遅延プロファイルを生成する、請求項３または４記載のパス検出装置。
- 前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、最もレベル値の大きい遅延プロファイルと２番目にレベル値の大きい遅延プロファイルとが互いに隣接する指向性ビームのものである場合に、最も大きい前記レベル値に２番目に大きい前記レベル値を加算し、前記合成遅延プロファイルを生成する、請求項３または４記載のパス検出装置。
- 前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、最もレベル値の大きいものから複数Ｎ個の遅延プロファイルの前記レベル値を順次加算して前記合成遅延プロファイルを生成する、請求項３または４記載のパス検出装置。
- 前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、最もレベル値の大きい遅延プロファイルの前記レベル値から所定の範囲内で、最もレベル値の大きいものから複数Ｎ個の遅延プロファイルの前記レベル値を順次加算して前記合成遅延プロファイルを生成する、請求項３または４記載のパス検出装置。
- 前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、レベル値が前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルの平均雑音レベルより所定レベル以上大きく、最もレベル値の大きいものから複数Ｎ個の遅延プロファイルの前記レベル値を順次加算して前記合成遅延プロファイルを生成する、請求項３または４記載のパス検出装置。
- 前記初期重み生成手段は、前記レベル情報から最もレベル値の大きな指向性ビームの重みを初期重みとする、請求項４記載のパス検出装置。
- 前記初期重み生成手段は、前記レベル情報から最もレベル値の大きな指向性ビームの前記レベル値と、該指向性ビームに隣接する指向性ビームで次にレベル値の大きな指向性ビームの前記レベル値との比により、最もレベル値の大きな前記指向性ビームを形成するための重み、或は該指向性ビームと隣接する前記指向性ビームとの中間の指向性ビームを形成するための重みを初期重みとする、請求項４記載のパス検出装置。
- 符号分割多重アクセス信号をアレーアンテナで受信し、マルチパスの信号をレイク合成するアレーアンテナ受信装置であって、
前記アレーアンテナのアンテナ毎に、複数のチップに渡り信号を逆拡散し、逆拡散信号系列を出力するスライディング相関器と、
前記アンテナ毎の前記信号系列出力を複数の指向性ビームで受信し、該指向性ビーム毎の信号系列を出力するマルチビームフォーマと、
前記指向性ビーム毎の前記信号系列の所定時間での平均をとり、前記指向性ビーム毎の遅延プロファイルを生成するビーム毎遅延プロファイル生成手段と、
前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎にレベル値の大きな少なくとも１つの遅延プロファイルを選択し、前記遅延プロファイルの選択数が１つの場合には、選択した前記レベル値を用い、前記選択数が複数の場合には、選択した前記遅延プロファイルの前記レベル値の合計を用いて、合成遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル選択／合成手段と、
前記マルチパスの前記タイミングを前記合成遅延プロファイルより検出するパスタイミング検出手段と、
前記各指向性ビームの前記遅延プロファイルにおけるタイミング毎のレベル値を示すレベル情報より、各パスを受信するためのパス受信用指向性ビームを形成するアンテナ重みの初期値を生成する初期重み生成手段と、
前記マルチパスの前記タイミングに対応し、前記アレーアンテナで受信した各拡散信号を該タイミングで逆拡散する、少なくとも１つの相関器と、
前記相関器に対応して設けられ、与えられたアンテナ重み付けでパス受信用指向性ビームを形成し、対応する前記相関器より出力された信号を該パス受信用指向性ビームで受信するビームフォーマと、
前記ビームフォーマに対応して設けられ、初期動作時に前記アンテナ重みを前記初期値とし、その後、前記相関器で逆拡散された信号及び前記ビームフォーマの判定誤差を用いて前記アンテナ重みを適応的に更新し、前記ビームフォーマに与える重み適応制御手段と、
前記ビームフォーマに対応して設けられ、キャリヤ位相変動を補償するとともにレイク合成後のＳＩＮＲが最大となるように、対応する前記ビームフォーマの出力に重み付けを行うレイク合成重み付け手段と、
各前記レイク合成重み付け手段の出力を加算して復調出力を生成する合成器とを有するアレーアンテナ受信装置。 - 前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎に最もレベル値の大きな遅延プロファイルを選択し、該レベル値を前記合成遅延プロファイルのレベル値とする、請求項１３記載のアレーアンテナ受信装置。
- 前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルより、タイミング毎に最もレベル値の大きい遅延プロファイル及び２番目にレベル値の大きい遅延プロファイルを選択し、それらレベル値を加算して合成遅延プロファイルを生成する、請求項１３記載のアレーアンテナ受信装置。
- 前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、最もレベル値の大きい遅延プロファイルと２番目にレベル値の大きい遅延プロファイルとが互いに隣接する指向性ビームのものである場合に、最も大きい前記レベル値に２番目に大きい前記レベル値を加算し、前記合成遅延プロファイルを生成する、請求項１３記載のアレーアンテナ受信装置。
- 前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、最もレベル値の大きいものから複数Ｎ個の遅延プロファイルの前記レベル値を順次加算して前記合成遅延プロファイルを生成する、請求項１３記載のアレーアンテナ受信装置。
- 前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、最もレベル値の大きい遅延プロファイルの前記レベル値から所定の範囲内で、最もレベル値の大きいものから複数Ｎ個の遅延プロファイルの前記レベル値を順次加算して前記合成遅延プロファイルを生成する、請求項１３記載のアレーアンテナ受信装置。
- 前記遅延プロファイル選択／合成手段は、前記選択数を複数とする場合、前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルのタイミング毎に、レベル値が前記指向性ビーム毎の前記遅延プロファイルの平均雑音レベルより所定レベル以上大きく、最もレベル値の大きいものから複数Ｎ個の遅延プロファイルの前記レベル値を順次加算して前記合成遅延プロファイルを生成する、請求項１３記載のアレーアンテナ受信装置。
- 前記初期重み生成手段は、前記レベル情報から最もレベル値の大きな指向性ビームの重みを初期重みとする、請求項１３記載のアレーアンテナ受信装置。
- 前記初期重み生成手段は、前記レベル情報から最もレベル値の大きな指向性ビームの前記レベル値と、該指向性ビームに隣接する指向性ビームで次にレベル値の大きな指向性ビームの前記レベル値との比により、最もレベル値の大きな前記指向性ビームを形成するための重み、或は該指向性ビームと隣接する前記指向性ビームとの中間の指向性ビームを形成するための重みを初期重みとする、請求項１３記載のアレーアンテナ受信装置。
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