JP5679431B2 - 受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、受信装置に関し、特に、逆相関アンテナを利用した選択ダイバーシティで、受信系の切り換えに起因する等化係数の再収束において、その所要時間を短縮することができる受信装置に関する。

例えば、マイクロ波帯の固定通信システムにおいて、海面上を２点間で通信する場合を考える。このとき、送信アンテナから送信される電波を受信アンテナで直接受信する直接波と、送信アンテナから送信される電波が海面で反射して受信アンテナで受信する反射波があり、受信アンテナでは、直接波と反射波の両方が合成されて受信する。
海面反射波は、直接波に対してパスの違いから遅延が発生し、結果的に直接波と振幅／位相が異なる信号となる。海面は、潮位や波浪により、変動するため、海面反射波のパスも、この影響を受け、変動する。このため、受信アンテナでは、振幅／位相が時間的に変動する海面反射波と直接波との合成波を受信することとなる。従って、海面の変動状況に応じたフェージングが発生する。

フェージングの対策として、ダイバーシティ技術がある。
マイクロ波帯の固定通信システムでは、各々のパスは、比較的容易に推定することができる。この性質を利用し、アンテナを逆相関の関係になる位置に設置したアンテナ選択ダイバーシティを行うことができる。

図５（ａ）〜（ｃ）を参照して、アンテナを逆相関の関係になる位置に設置したアンテナ選択ダイバーシティについて説明する。
図５（ａ）には、Ｐ点とＱ点とで通信を行う場合について、Ｐ点のアンテナＡと、Ｑ点のアンテナＢ及びアンテナＢ’と、アンテナＡとアンテナＢを結ぶ反射波の反射点であるＲ点と、アンテナＡとアンテナＢ’を結ぶ反射波の反射点であるＲ’点を示してある。

図５（ｂ）には、アンテナＡからアンテナＢへの直接波のパスの長さ（パス長）Ｌ_ＡＢと、アンテナＡからＲ点を介してアンテナＢへの反射波のパス長（Ｌ_ＡＲ＋Ｌ_ＲＢ）との差ΔＬ｛＝（Ｌ_ＡＲ＋Ｌ_ＲＢ）−Ｌ_ＡＢ｝を示してある。
図５（ｃ）には、アンテナＡからアンテナＢ’への直接波のパス長Ｌ_ＡＢ’と、アンテナＡからＲ’点を介してアンテナＢ’への反射波のパス長（Ｌ_ＡＲ’＋Ｌ_Ｒ’Ｂ’）との差ΔＬ’｛＝（Ｌ_ＡＲ’＋Ｌ_Ｒ’Ｂ’）−Ｌ_ＡＢ’｝を示してある。

ここで、図５（ａ）〜（ｃ）の例において、Ｐ点とＱ点とで通信を行うときに、Ｑ点に設置されたアンテナＢとアンテナＢ’が逆相関の関係と見なせるためには、各々のアンテナＢ、Ｂ’における直接波と反射波のパス長の差を比べた結果、この値が（２ｍ＋１）λ／２になればよい。つまり、逆相関の関係と見なせるための条件（逆相関になるための条件）は、｛ΔＬ−ΔＬ’＝（２ｍ＋１）λ／２｝となる。
λは、信号の波長である。ｍは０以上の整数である。

図６には、逆相関の関係にあるアンテナＢ、Ｂ’の受信レベルの一例を示してあり、このようなイメージで逆相関アンテナの受信レベルが推移する。
図６のグラフでは、横軸はアンテナＢにおける直接波のキャリア位相を０とした場合に対する、アンテナＢにおける反射波のキャリア位相［ｄｅｇ］を表しており、縦軸はレベル［ｄＢ］を表している。そして、アンテナＢの受信電力（受信レベル）と、アンテナＢ’の受信電力（受信レベル）を示してある。

アンテナが逆相関の関係となるように設置されている場合、海面状態の変動により、一方のアンテナの受信レベルが上昇するとき、もう一方の受信レベルは低下する。このとき、一方の受信レベルと、もう一方の受信レベルが一致するタイミングも生じる。逆相関アンテナを利用したアンテナ選択ダイバーシティでは、系の選択を、このように双方の受信レベルが一致するタイミングで行うことにより、受信レベルの下限を保証することができるようになる。

直接波に対する海面反射波の遅延時間が、シンボル周期に対して、相対的に大きくなると、帯域内のレベル変動に周波数選択性が生じる。このような場合、受信信号の等化が有効である。このとき、伝搬路特性は時間的に変動するものであるため、等化用の係数を適応的に更新することが可能な適応等化器が利用される場合が多い。

ここで、一般的な適応等化器の内部の構成例を示しておく。
図７には、一般的な適応等化器の内部の構成例を示してある。
本例では、適応等化器のタップ数が３である場合を示す。
本例の適応等化器は、３個のレジスタ（Ｒｅｇ）１０１−０〜１０１−２、３個の（係数可変の）乗算器１０２−０〜１０２−２、加算器（又は、累算器）１０３を備えており、また、３個のレジスタ（Ｒｅｇ）１１１−０〜１１１−２、係数更新部１１２を備えており、また、シンボル判定部１２１、参照信号部１２２、スイッチ１２３、加算器１２４を備えている。

なお、図７に示される適応等化器の構成や動作は、例えば、後述する実施例で参照される図２に示される適応等化器の構成や動作と比べて、図２に示される選択部２２−０〜２２−２や調整部２３−０〜２３−２及びこれらに対する制御信号を備えていない点で異なっており、他の点で同様である。但し、この説明は、図７に示される適応等化器を分かり易くするためのものであり、図２に示される適応等化器の構成や動作を不要に限定する意図は無い。

従来技術の例として、特許文献１には、２つのアンテナの相関係数を−１として、２つのアンテナで信号を受信する場合に、一方のアンテナの受信入力（例えば、電界強度）が最小となったときに、他方のアンテナの受信入力（例えば、電界強度）が最大となる逆相関関係とする構成例が記載されている（特許文献１参照。）。
また、特許文献２には、シンボルパターンに等しい参照信号を発生するパイロットシンボルパターン発生回路を備えた等化装置が記載されている（特許文献２参照。）。

特開２００２−１３５１８２号公報 特開２００２−３４４３６２号公報

例えば、逆相関アンテナを利用し、各々の系のレベル推移に基づいて制御することで、反射点の変動による受信レベルの極端な低下を回避することができる。
しかしながら、各々のアンテナまでの伝搬路特性は異なる。このため、等化係数の収束処理を、やり直す必要が生じる。この収束処理の所要時間によっては、等化器出力の品質が不十分なまま、データの復調が必要なケースが生じる。これは、ビット誤り率が高い状態である。仮に、ビット誤りが、誤り訂正能力の限界を超えて発生すれば、通信サービスの品質劣化に直結する。

本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、逆相関アンテナを利用した選択ダイバーシティで、受信系の切り換えに起因する等化係数の再収束において、その所要時間を短縮することができる受信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る受信装置では、次のような構成とした。
すなわち、逆相関関係にある２つのアンテナを備える。切り換え手段が、前記２つのアンテナにより受信される信号について処理対象とする信号を切り換える。適応等化器が、等化係数を使用して、前記切り換え手段により処理対象とされた信号を等化処理する。等化係数変更手段が、前記切り換え手段による切り換えが行われるタイミングに同期して、前記適応等化器で使用される等化係数を変更する。

従って、逆相関アンテナを利用した選択ダイバーシティで、受信系の切り換えに起因する等化係数の再収束において、その所要時間を短縮することができる。
ここで、逆相関関係にある２つのアンテナとしては、互いに逆相関関係になるように配置された２つのアンテナが用いられる。なお、このような逆相関関係にある２つのアンテナのほかに別の１つ以上のアンテナが備えられた装置（つまり、本発明で注目する２つのアンテナ以外にもアンテナが備えられた装置）に本発明が適用されてもよい。
また、適応等化器としては、種々な構成のものが用いられてもよい。

また、２つのアンテナにより受信される信号について処理対象とする信号を切り換える態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、現在の処理対象の信号のレベルよりレベルが大きくなろうとしている他の信号へ、これら両方の信号のレベルが等しいときに切り換える態様や、或いは、現在の処理対象の信号のレベルよりレベルが大きくなった他の信号へ、そのことが判定されたときに切り換える態様などを用いることができる。

また、切り換え手段による切り換えが行われるタイミングに同期して、適応等化器で使用される等化係数を変更する態様としては、例えば、切り換え手段による切り換えが行われるより前（例えば、直前）に、適応等化器で使用される等化係数を当該切り換え後の初期値に設定するような態様を用いることができる。

なお、切り換え手段により処理対象の信号を切り換えるタイミングと、当該切り換えにより処理対象とされた信号の処理が適応等化器により開始されるタイミングとの間に時間差があるような場合には、例えば、当該切り換えにより処理対象とされた信号の処理が適応等化器により開始されるタイミングより前（例えば、直前）に、適応等化器で使用される等化係数を当該切り換え後の初期値に設定するような態様を用いることもでき、このような態様も本発明に包含される。このような実際の装置を実施する際における処理の時間差については、本願明細書の他の所（特に、［課題を解決するための手段］の他の所や［発明を実施するための形態］）において、同様に考慮されてもよく、それについても本発明に包含される。

一構成例として、本発明に係る受信装置では、次のような構成とした。
前記等化係数変更手段は、前記切り換え手段による切り換えが行われるタイミングにおける等化係数に基づいて、変更後の等化係数を決定する。
従って、例えば、アンテナ切り換え時（例えば、直前）の等化係数に基づいてアンテナ切り換え後の等化係数の初期値を決定することで、等化係数の再収束の所要時間の短縮化を図ることができる。
ここで、切り換え手段による切り換えが行われるタイミングにおける等化係数に基づいて変更後の等化係数を決定する態様としては、例えば、切り換え手段による切り換えが行われる前（例えば、直前）における等化係数に基づいて変更後の等化係数を決定する態様を用いることができる。

一構成例として、本発明に係る受信装置では、次のような構成とした。
すなわち、前記等化係数変更手段は、前記切り換え手段による切り換えが行われるタイミングにおける等化係数の複素共役を、変更後の等化係数として決定する。
従って、例えば、アンテナ切り換え時（例えば、直前）の等化係数の複素共役をアンテナ切り換え後の等化係数の初期値とすることで、等化係数の再収束の所要時間の短縮化を図ることができる。

一構成例として、本発明に係る受信装置では、次のような構成とした。
すなわち、前記等化係数変更手段は、前記切り換え手段による切り換えが行われるタイミングにおける等化係数の実数部をそのままとして虚数部を０としたものを、変更後の等化係数として決定する。
従って、例えば、アンテナ切り換え時（例えば、直前）の等化係数の実数部をアンテナ切り換え後の等化係数の初期値とすることで、等化係数の再収束の所要時間の短縮化を図ることができる。

一構成例として、本発明に係る受信装置では、次のような構成とした。
すなわち、前記等化係数変更手段は、変更後の等化係数として、予め設定された値を用いる。
従って、予め設定された値をアンテナ切り換え後の等化係数の初期値とすることで、等化係数の再収束の所要時間の短縮化を図ることができる。
ここで、予め設定された値としては、種々な値が用いられてもよい。

なお、本発明は、例えば、方法の発明などとして実施することも可能である。
一例として、逆相関関係にある２つのアンテナにより受信される信号について処理対象とする信号を切り換え、適応等化器により等化係数を使用して前記処理対象とされた信号を等化処理する受信装置において、
前記切り換えが行われるタイミングに同期して、前記適応等化器で使用される等化係数を変更する、
ことを特徴とする等化係数の変更方法。

以上説明したように、本発明によると、逆相関アンテナを利用した選択ダイバーシティで、受信系の切り換えに起因する等化係数の再収束において、その所要時間を短縮することができる。

本発明の一実施例に係る無線受信装置の構成例を示す図である。 適応等化器の内部の構成例を示す図である。 調整部の内部の構成例を示す図である。 （ａ）〜（ｈ）は反射波のキャリア位相別の変調波スペクトラムの例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）はアンテナを逆相関の関係になる位置に設置したアンテナ選択ダイバーシティについて説明するための図である。 逆相関の関係にあるアンテナの受信レベルの一例を示す図である。 一般的な適応等化器の内部の構成例を示す図である。

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。

本発明の第１実施例を説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る無線受信装置の構成例を示してある。
本例の無線受信装置は、２つの受信系として、アンテナ１−１と受信ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部２−１からなる第１の受信系と、アンテナ１−２と受信ＲＦ部２−２からなる第２の受信系を備えており、また、これらに共通な処理部として、レベル比較部３、切り換え部４、受信ベースバンド部５、適応等化器６、制御部７を備えている。
本例では、２つのアンテナ１−１、１−２は、互いに逆相関の関係になるように設置されている。

ここで、本例の無線受信装置では、無線送信装置（図示せず）から無線により送信された信号を２つのアンテナ１−１、１−２のそれぞれにより受信して処理する。信号としては、直接波以外に、反射波もある。
また、無線送信装置と無線受信装置の両方の機能を備えた無線通信装置が送信側や受信側で用いられてもよい。また、送信側から受信側への一方向の通信ばかりでなく、２つの無線通信装置の間で双方向の通信が行われてもよい。

本例の無線受信装置において行われる動作の例を示す。
第１の受信系では、第１のアンテナ１−１により無線で受信された信号について、第１の受信ＲＦ部２−１により受信ＲＦに関する処理が行われ、当該処理後の信号がレベル比較部３及び切り換え部４に入力される。
第２の受信系では、第２のアンテナ１−２により無線で受信された信号について、第２の受信ＲＦ部２−２により受信ＲＦに関する処理が行われ、当該処理後の信号がレベル比較部３及び切り換え部４に入力される。

レベル比較部３は、第１の受信ＲＦ部２−１から入力された信号のレベル（例えば、電力の値）と、第２の受信ＲＦ部２−２から入力された信号のレベル（例えば、電力の値）を検出（測定）して、これらのレベルを比較し、その比較結果の情報を制御部７へ出力する。
制御部７は、レベル比較部３から入力された情報に基づいて、切り換え部４による切り換え処理を制御し、また、適応等化器６を制御する。
本例では、制御部７は、切り換え部４により処理対象とする受信系を切り換えるように制御するときに、受信系の切り換えと共に（例えば、受信系の切り換えの前に）適応等化器６の等化係数を初期化するように制御する。また、受信系が切り換えられないときには、適応等化器６の等化係数が所定の係数更新アルゴリズムに基づいて更新される。

切り換え部４は、制御部７により制御されて、第１の受信ＲＦ部２−１からの信号と第２の受信ＲＦ部２−２からの信号とで、一方の信号（第１の受信ＲＦ部２−１からの信号）を受信ベースバンド部５へ出力する状態ともう一方の信号（第２の受信ＲＦ部２−２からの信号）を受信ベースバンド部５へ出力する状態を切り換える。
受信ベースバンド部５は、切り換え部４から入力された信号について受信ベースバンドに関する処理を行い、当該処理後の信号を適応等化器６へ出力する。
適応等化器６は、制御部７により制御されて、受信ベースバンド部５から入力された信号について、等化処理を行い、当該処理後の信号を出力する。

ここで、本例では、２つの受信系は、アンテナ１−１、１−２から、受信電力を測定して系を選択するポイントまで、同じ特性である。逆相関の関係は、アンテナ１−１、１−２の設置場所を変えることにより、実現している。
なお、本例の無線受信装置では、アンテナ１−１、１−２の切り換え場所が、受信ＲＦ部２−１、２−２の後になっているが、この切り換え場所自体は、本例の特徴点の本質ではなく、一例である。

また、本例では、受信系が選択（切り換え）された後に、選択された系で受信された信号が、共通のベースバンド処理部（受信ベースバンド部５）に入力される。
なお、ベースバンド処理自体については、例えば、受信フィルタから出力されるまでの処理は一般的な受信処理であり、本例の特徴点の本質ではなく、種々な構成が用いられてもよい。

また、本例では、ベースバンド処理後の信号（例えば、受信フィルタから出力された信号）は、適応等化器６で等化される。
また、本例では、各々の系の受信レベルを検出（観測）して、比較する。この比較の結果、（２つの受信系について相対的に）受信レベルが高くなった、或いは、高くなる可能性があることを判断し、そのような受信系を選択するように切り換える。
なお、受信系を選択する手法としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、受信レベルに基づいて選択する手法のほかに、受信信号のスペクトルを測定した結果に基づいて判断（選択）するような手法が用いられてもよい。

図２には、適応等化器６の内部の構成例を示してある。
本例では、適応等化器６のタップ数が３である場合を示すが、他の種々なタップ数が用いられてもよい。
本例の適応等化器６は、３個のレジスタ（Ｒｅｇ）１１−０〜１１−２、３個の（係数可変の）乗算器１２−０〜１２−２、加算器（又は、累算器）１３を備えており、また、３個のレジスタ（Ｒｅｇ）２１−０〜２１−２、３個の選択部２２−０〜２２−２、３個の調整部２３−０〜２３−２、係数更新部２４を備えており、また、シンボル判定部３１、参照信号部３２、スイッチ３３、加算器３４を備えている。

また、本例では、ｎ＝０、１、２として、ｋが時刻（例えば、サンプル番号）を表すとし、ｘ_ｎ（ｋ）が入力信号を表し、ｙ（ｋ）が出力信号を表し、ｄ（ｋ）が所望信号を表し、ｅ（ｋ）が等化誤差信号を表し、ｗ_ｎ（ｋ）が等化係数を表すとする。
本例では、ｘ_ｎ（ｋ）、ｙ（ｋ）、ｄ（ｋ）、ｅ（ｋ）、ｗ_ｎ（ｋ）は、複素数である。

本例の適応等化器６において行われる動作の例を示す。
入力信号が、直列に接続された３個のレジスタ１１−０〜１１−２を通過する。
第１のレジスタ１１−０からの出力信号ｘ_０（ｋ）が、第１の乗算器１２−０に入力されて等化係数ｗ_０（ｋ）を乗算され、その結果の信号が加算器１３に入力される。
第２のレジスタ１１−１からの出力信号ｘ_１（ｋ）が、第２の乗算器１２−１に入力されて等化係数ｗ_１（ｋ）を乗算され、その結果の信号が加算器１３に入力される。
第３のレジスタ１１−２からの出力信号ｘ_２（ｋ）が、第３の乗算器１２−２に入力されて等化係数ｗ_２（ｋ）を乗算され、その結果の信号が加算器１３に入力される。
加算器１３は、３個の乗算器１２−０〜１２−２から入力された信号を加算（合成）し、当該加算結果の信号を出力信号ｙ（ｋ）として出力する。この信号ｙ（ｋ）は、シンボル判定部３１及び加算器３４に入力される。

シンボル判定部３１は、加算器１３から入力された信号ｙ（ｋ）についてシンボルを判定し、判定したシンボルの信号を出力する。
参照信号部３２は、例えば、予め、トレーニングに用いられる所定のシンボルに等しい参照信号をメモリ等に記憶しており、その参照信号を出力する。
スイッチ３３は、例えば制御部７により制御され、シンボル判定部３１からのシンボルの信号を所望信号ｄ（ｋ）として選択して加算器３４へ出力する状態と、参照信号部３２からの参照信号を所望信号ｄ（ｋ）として選択して加算器３４へ出力する状態を切り換える。
加算器３４は、スイッチ３３からの所望信号ｄ（ｋ）から、加算器１３からの出力信号ｙ（ｋ）を減算し、当該減算結果の信号（等化誤差信号）ｅ（ｋ）｛＝ｄ（ｋ）−ｙ（ｋ）｝を係数更新部２４へ出力する。

係数更新部２４は、入力信号ｘ_０（ｋ）、ｘ_１（ｋ）、ｘ_２（ｋ）や、等化誤差信号ｅ（ｋ）や、各レジスタ２１−０〜２１−２から出力される等化係数ｗ_０（ｋ）、ｗ_１（ｋ）、ｗ_２（ｋ）を入力し、所定の係数更新アルゴリズムに従って、更新後の等化係数ｗ_０（ｋ＋１）、ｗ_１（ｋ＋１）、ｗ_２（ｋ＋１）を算出して各選択部２２−０〜２２−２へ出力する。具体的には、第１の選択部２２−０には等化係数ｗ_０（ｋ＋１）が出力され、第２の選択部２２−１には等化係数ｗ_１（ｋ＋１）が出力され、第３の選択部２２−２には等化係数ｗ_２（ｋ＋１）が出力される。
なお、ここでは、入力情報の時刻ｋに対して出力情報の時刻（ｋ＋１）を用いて表したが、次の時刻における処理においては、この時刻（ｋ＋１）が再び時刻ｋとして扱われるとみなす。

各調整部２３−０〜２３−２は、それぞれ、各レジスタ２１−０〜２１−２から出力される等化係数ｗ_０（ｋ）、ｗ_１（ｋ）、ｗ_２（ｋ）を入力し、調整を行って、調整済みの等化係数を各選択部２２−０〜２２−２へ出力する。具体的には、第１の調整部２３−０は等化係数ｗ_０（ｋ）を入力して調整後に出力し、第２の調整部２３−１は等化係数ｗ_１（ｋ）を入力して調整後に出力し、第３の調整部２３−２は等化係数ｗ_２（ｋ）を入力して調整後に出力する。
また、各調整部２３−０〜２３−２は、例えば、制御部７から入力される所定の制御信号（制御＿Ａ）により制御される。

各選択部２２−０〜２２−２は、それぞれ、係数更新部２４からの更新後の等化係数ｗ_０（ｋ＋１）、ｗ_１（ｋ＋１）、ｗ_２（ｋ＋１）｛ここでは、時刻（ｋ＋１）を再び時刻ｋとみなして、等化係数ｗ_０（ｋ）、ｗ_１（ｋ）、ｗ_２（ｋ）と考える。｝と、各調整部２３−０〜２３−２からの調整済みの等化係数を入力して、いずれか一方を選択して各レジスタ２１−０〜２１−２へ出力する。具体的には、第１の選択部２２−０は等化係数ｗ_０（ｋ）に関する入力及び出力を行い、第２の選択部２２−１は等化係数ｗ_１（ｋ）に関する入力及び出力を行い、第３の選択部２２−２は等化係数ｗ_２（ｋ）に関する入力及び出力を行う。
また、各選択部２２−０〜２２−２は、例えば、制御部７から入力される所定の制御信号（制御＿Ｂ）により制御される。

ここで、本例では、各選択部２２−０〜２２−２は、切り換え部４により受信系が切り換えられるときには、各調整部２３−０〜２３−２からの調整済みの等化係数を選択して各レジスタ２１−０〜２１−２へ出力し、また、受信系が切り換えられないときには、係数更新部２４からの更新後の等化係数を選択して各レジスタ２１−０〜２１−２へ出力するように、制御される。これにより、切り換え部４により受信系が切り換えられるときに、等化係数ｗ_ｎ（ｋ）が初期化される。

各レジスタ２１−０〜２１−２は、それぞれ、各選択部２２−０〜２２−２から入力された等化係数ｗ_０（ｋ）、ｗ_１（ｋ）、ｗ_２（ｋ）を各乗算器１２−０〜１２−２へ出力するとともに、各調整部２３−０〜２３−２及び係数更新部２４へ出力する。具体的には、第１のレジスタ２１−０は等化係数ｗ_０（ｋ）を処理し、第２のレジスタ２１−１は等化係数ｗ_１（ｋ）を処理し、第３のレジスタ２１−２は等化係数ｗ_２（ｋ）を処理する。

図３には、調整部２３−０の内部の構成例を示してある。なお、他の調整部２３−１、２３−２についても同様である。
本例の調整部２３−０は、実数部抽出部５１、虚数部抽出部５２、−１部５３、乗算器５４、０部５５、選択器５６、複素数化部５７を備えている。

本例の調整部２３−０において行われる動作の例を示す。なお、他の調整部２３−１、２３−２についても同様である。
レジスタ２１−０から出力された等化係数ｗ_ｎ（ｋ）（調整部２３−０については、ｗ_０（ｋ））が、実数部抽出部５１及び虚数部抽出部５２に入力される。
実数部抽出部５１は、入力された等化係数ｗ_ｎ（ｋ）の実数部を抽出して複素数化部５７へ出力する。
虚数部抽出部５２は、入力された等化係数ｗ_ｎ（ｋ）の虚数部を抽出して乗算器５４へ出力する。

−１部５３は、−１の値の信号を乗算器５４へ出力する。
乗算器５４は、虚数部抽出部５２からの虚数部の信号と−１部５３からの−１の値の信号を乗算し、当該乗算結果（−１×虚数部）の信号を選択器５６へ出力する。
０部５５は、０の値の信号を選択器５６へ出力する。

選択器５６は、乗算器５４からの信号を選択して複素数化部５７へ出力する状態と、０部５５からの信号を選択して複素数化部５７へ出力する状態を切り換える。
また、選択器５６は、例えば、制御部７から入力される調整方法制御のための所定の制御信号（制御＿Ａ）により制御される。

複素数化部５７は、実数部抽出部５１から入力された実数部の信号と、選択器５６から入力された虚数部に関する信号に基づいて、これらの値からなる複素数を生成して、その信号を調整済みの等化係数ｗ_ｎ（ｋ）（調整部２３−０については、ｗ_０（ｋ））として選択部（調整部２３−０については、選択部２２−０）へ出力する。

ここで、選択器５６により乗算器５４からの信号（−１×虚数部）が選択された場合には、複素数化部５７は、調整部２３−０に入力された等化係数ｗ_ｎ（ｋ）の虚数部の正負（±）を反転させたものを調整済みの等化係数ｗ_ｎ（ｋ）として出力する。
また、選択器５６により０部５５からの信号（０）が選択された場合には、複素数化部５７は、調整部２３−０に入力された等化係数ｗ_ｎ（ｋ）の虚数部を０としたもの（実数部のみ）を調整済みの等化係数ｗ_ｎ（ｋ）として出力する。

以下、本例では、選択器５６により乗算器５４からの信号（−１×虚数部）が選択された場合について説明する。
実際に受信系を切り換えるときに、それまでに収束した１つ又は複数の等化係数ｗ_ｎ（ｋ）に対して、虚数部の符号を反転することにより、各等化係数の複素共役を求め、その値（調整済みの等化係数）によりそれぞれの等化係数ｗ_ｎ（ｋ）を初期化する。なお、受信系を切り換える場合以外では、所定の係数更新アルゴリズムに基づいて、等化係数ｗ_ｎ（ｋ）の更新処理を行う。

ここで、受信系の切り換え時における等化係数ｗ_ｎ（ｋ）の初期値として複素共役を求める理由は、直接波のキャリアの位相を０とした場合において、反射波（遅延波）のキャリアの相対位相に対して受信信号のスペクトラムが、図４（ａ）〜（ｈ）に示されるような関係になることに基づく。

図４（ａ）〜（ｈ）には、反射波のキャリア位相別の変調波スペクトラムの例を示してある。
図４（ａ）〜（ｄ）は、基準側の受信系について示してあり、それぞれ、０度（同相加算）、＋９０度、１８０度（逆相加算）、−９０度（＋２７０度）である場合を示している。また、図４（ｅ）〜（ｈ）は、逆相関側の受信系について示してあり、それぞれ、１８０度（逆相加算）、−９０度（＋２７０度）、０度（同相加算）、＋９０度である場合を示している。また、図４（ａ）〜（ｄ）と図４（ｅ）〜（ｈ）が、それぞれ、対応している。
図４（ａ）〜（ｈ）の各グラフでは、横軸は周波数を表しており、縦軸は振幅を表している。

切り換えが想定されるタイミングは、例えば、（＋９０度から−９０度になる場合）又は（−９０度から＋９０度になる場合）である。図４（ａ）〜（ｈ）に示されるように、この場合のスペクトラムは、左右対称、つまり、ＤＣ成分を中心に左右反転させた特性になる。これは、一方のアンテナ側の伝搬路特性を補償するために求めた等化係数であれば、その複素共役が、もう一方のアンテナ側の伝搬路特性を補償できることを意味している。
本例のような等化係数の初期化を実行することにより、アンテナの切り換え時に、異なる伝搬路特性への追加的な追従時間が不要になり、切り換え時における通信品質を維持することができる。

次に、本例のような逆相関アンテナの選択ダイバーシティにおける等化係数の初期化に関し、効果的な適用条件について説明する。
まず、切り換え時における各受信系の受信信号スペクトラムが、左右対称になることが必要である。
これが満たされているという前提があるならば、直接波に対する反射波の遅延が大きくなるほど、効果が顕著になる。但し、この遅延があまり大きくなりすぎると、ダイバーシティとは無関係な期間の受信品質に影響が出てくる。このため、このような影響が無視できる範囲であれば、遅延が大きいほど、本例の効果がはっきりわかるということである。

前記のような遅延時間の大小は、装置設置距離とアンテナ設置高との関係で決まる。
例えば、距離が離れていても、アンテナ設置高が低ければ、直接波のパス長と反射波のパス長との差は、大きくならない。
反対に、距離が離れていなくても、アンテナ設置高が高ければ、直接波のパス長と反射波のパス長との差が、大きくなる。

また、例えば、対向するアンテナが固定されており且つ伝搬路が海越えのような環境下では、直接波と反射波との関係が比較的単純であり、ダイバーアンテナ間における直接波と反射波との位相差の関係が凡そλ／２に保たれるため、本例の効果は大きい。
また、本例では、アンテナ切り換えを行うため、例えば、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）方式よりも、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）方式に適合的な構成である。

以上のように、本例の無線受信装置では、基準アンテナ（例えば、アンテナ１−１）と、基準アンテナに対して逆相関の関係になるように配置された逆相関アンテナ（例えば、アンテナ１−２）を使用し、また、基準アンテナ及び逆相関アンテナの受信レベルを検出（観測）し、各々のレベルの比較に基づいて使用すべき受信系を決定して切り換え、また、適応等化器６により受信信号を等化し、また、受信系の切り換えの実行時に、受信系を切り換える前の等化係数に基づいて、等化係数を初期化する。これにより、アンテナ選択ダイバーシティにおいて、アンテナ切り換えに起因する等化係数の再収束のための所要時間を短縮することを可能とする。

また、本例の無線受信装置では、初期化用の等化係数を求める方法として、切り換え時における等化係数の初期値を、切り換え直前における等化係数の複素共役とする。このように、本例では、アンテナ切り換え時点で、等化係数を初期化する場合に、アンテナ切り換え直前における等化係数の収束値に基づいて、各々の係数の複素共役を算出し、これを初期値として使用する。

従って、本例の無線受信装置では、無線システムのダイバーシティ技術において、逆相関アンテナを使用するアンテナ選択ダイバーシティで、受信信号の等化用の係数を初期化する方法として、現在のアンテナから逆相関の関係にあるアンテナへ受信系を切り換えるときに、アンテナ切り換えに伴って発生する切り換え実行直後に必要な等化係数再収束のための所要時間を短縮することができる。本例では、アンテナ切り換え直後の等化係数再収束処理について、アンテナ切り換え直前の等化係数の複素共役を求め、これを等化係数再収束処理の開始時点における等化係数の初期値とする。

このように、本例では、逆相関関係にある２つの受信アンテナを受信状況に応じて選択的に切り換えて用いるアンテナ選択ダイバーシティ技術において、特に、送受信アンテナ間で海越えを行うような環境下において、アンテナ切り換え時における等化係数の収束時間を効果的に短縮することができる。

なお、本例の無線受信装置（受信装置の一例）では、逆相関関係にある２つのアンテナ１−１、１−２により受信される信号について処理対象とする信号を切り換える切り換え部４の機能により切り換え手段が構成されており、等化係数を使用して切り換え部４により処理対象とされた信号を等化処理する適応等化器６を備えており、レベル比較部３による比較結果に基づいて制御部７が制御して切り換え部４による切り換えが行われるタイミングに同期して適応等化器６で使用される等化係数を変更する制御部７の機能により等化係数変更手段が構成されている。

本発明の第２実施例を説明する。
上記した第１実施例では、受信系の切り換え時に実行する等化係数の初期値の算出として、直前までの等化係数の収束値の複素共役を求める場合を示した。これに対して、本例では、受信系の切り換え時に実行する等化係数の初期値の算出として、直前までの等化係数の収束値の実数部だけを使用する場合を示す。なお、本例では、実数部だけを使うということと、虚数部を０にするということとは、同じ意味である。

以下、本例では、図３に示される調整部の選択器５６により０部５５からの信号（０）が選択された場合について説明する。
本例のように、選択器５６により０部５５からの信号（０）が選択された場合には、複素数化部５７は、調整部に入力された等化係数ｗ_ｎ（ｋ）の虚数部を０としたもの（実数部のみ）を調整済みの等化係数ｗ_ｎ（ｋ）として出力する。

各々のアンテナでの受信レベル推移において理想的な逆相関が成立するときには、一方の伝搬路特性を補償するための係数の複素共役は、もう一方のための係数そのものになる。そして、その係数の虚数部を０にした状態は、複素共役を求める前の係数と求めた後の係数との平均値ととらえることができる。従って、周波数特性としては、各々から同程度異なった特性になる。

以上のように、本例の無線受信装置では、初期化用の等化係数を求める方法として、切り換え時における等化係数の初期値を、切り換え直前における等化係数の実数部をそのままとし虚数部を０化して求めた値とする。このように、本例では、アンテナ切り換え時点で、等化係数を初期化する場合に、アンテナ切り換え直前における等化係数の収束値に基づいて、各々の係数の虚数部を０とし、これを初期値として使用する。

従って、本例の無線受信装置では、アンテナの切り換え時に、異なる伝搬路特性への追加的な追従時間を短縮することができ、切り換え時における通信品質を維持することができる。更に、例えば、海面変動が大きくなり、逆相関の関係が理想的でなくなったような場合においても、等化係数再収束処理の所要時間の短縮効果を維持することが可能である。

本発明の第３実施例を説明する。
上記した第１実施例や第２実施例では、無線受信装置において、アンテナ切り換えのタイミングに同期して、切り換え前のアンテナからの受信信号により適応的に収束された等化係数とは異なる等化係数を設定する（異なる等化係数へ変更する）ことにより、切り換え後のアンテナからの受信信号に対する等化係数の収束時間を短縮する構成例を示した。
ここで、このような異なる等化係数（アンテナ切り換え後における等化係数の初期値）としては、上記した第１実施例や第２実施例に示したものに限られず、種々なものが用いられてもよい。
本例では、これについて説明する。

上記した第１実施例では、アンテナ切り換えタイミングの直前における等化係数の複素共役を初期値として使用する例を示したが、必ずしも厳密に複素共役である必要はなく、複素共役以外についても、アンテナ切り換えタイミングの直前における等化係数に基づいてアンテナ切り換え後の収束が短縮される係数を与えることにより、等化係数の収束時間を短縮できる場合が考えられる。このような例として、受信スペクトラムの解析結果とアンテナ切り換えタイミングの直前における等化係数に基づいて新たな等化係数を与えることなどが考えられる。

また、このような例として、上記した第２実施例では、アンテナ切り換えタイミングの直前における等化係数の実数部をそのままとして虚数部を０としたものを初期値として使用する例を示した。
また、上記した第２実施例の変形例として、例えば、アンテナ切り換えタイミングの直前における等化係数について虚数部に０を使用する一方で、実数部には直前までの収束値の実数部ではなく０や１或いは他の予め定められた値を使用したものを初期値とするような構成が実施されてもよい。このような変形例に係る初期値を使用しても、収束の所要時間の短縮効果が得られることが期待される。なお、この実数部として、０や１以外の値を使用する場合には、例えば、アンテナ特性等に応じて適切な初期値を設定するようなことが可能である。

以上のように、アンテナ切り換え時における等化係数の初期値としては、種々な値が用いられてもよい。
一構成例として、無線受信装置において、逆相関関係にある２つの受信アンテナを備え、２つの受信アンテナは選択的に切り換えられ、２つの受信アンテナに対して１つの適応等化器を備え、アンテナ切り換えを行うタイミングに同期して適応等化器の等化係数を変更する。

一構成例として、アンテナ切り換えタイミングに同期して変更される等化係数としては、アンテナ切り換えタイミング時（例えば、直前）の等化係数に基づいて与えられる。
一構成例として、アンテナ切り換えタイミングに同期して変更される等化係数としては、アンテナ切り換えタイミング時（例えば、直前）の等化係数の複素共役が与えられる。
一構成例として、アンテナ切り換えタイミングに同期して変更される等化係数としては、実数部としてアンテナ切り換えタイミング時（例えば、直前）の等化係数の実数部が与えられ、虚数部として０が与えられる。
一構成例として、アンテナ切り換えタイミングに同期して変更される等化係数としては、予め定められた値（初期値）が与えられる。

（以下、３つ以上の受信系を切り換える構成例の説明）
以上では、２つの受信系を切り換える構成例を示したが、３つ以上の受信系を切り換える構成を実施することも可能である。
一構成例として、一定の相関関係にある３つ以上のアンテナと、前記３つ以上のアンテナにより受信される信号について処理対象とする信号を切り換える切り換え手段と、等化係数を使用して、前記切り換え手段により処理対象とされた信号を等化処理する適応等化器と、前記切り換え手段による切り換えが行われるタイミングに同期して、前記適応等化器で使用される等化係数を変更する等化係数変更手段と、を備えたことを特徴とする受信装置を実施することができる。
このような構成においても、例えば、一定の相関関係にある３つ以上のアンテナの選択ダイバーシティで、受信系の切り換えに起因する等化係数の再収束において、その所要時間を短縮することが可能である。
ここで、一構成例として、前記等化係数変更手段は、前記切り換え手段による切り換えが行われるタイミングにおける等化係数に基づいて、変更後の等化係数を決定する。他の一構成例として、前記等化係数変更手段は、変更後の等化係数として、予め設定された値を用いる。
（以上、３つ以上の受信系を切り換える構成例の説明）

（実施例のまとめ）
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

１−１、１−２・・アンテナ、 ２−１、２−２・・受信ＲＦ部、 ３・・レベル比較部、 ４・・切り換え部、 ５・・受信ベースバンド部、 ６・・適応等化器、 ７・・制御部、 １１−０〜１１−２、２１−０〜２１−２、１０１−０〜１０１−２、１１１−０〜１１１−２・・レジスタ、 １２−０〜１２−２、１０２−０〜１０２−２・・（係数可変の）乗算器、 １３、１０３・・加算器（又は、累算器）、 ２２−０〜２２−２・・選択部、 ２３−０〜２３−２・・調整部、 ２４、１１２・・係数更新部、 ３１、１２１・・シンボル判定部、 ３２、１２２・・参照信号部、 ３３、１２３・・スイッチ、 ３４、１２４・・加算器、 ５１・・実数部抽出部、 ５２・・虚数部抽出部、 ５３・・−１部、 ５４・・乗算器、 ５５・・０部、 ５６・・選択器、 ５７・・複素数化部、

Claims (4)

1. 逆相関関係にある２つのアンテナと、
   前記２つのアンテナにより受信される信号について処理対象とする信号を切り換える切り換え手段と、
   等化係数を使用して、前記切り換え手段により処理対象とされた信号を等化処理する適応等化器と、
   前記切り換え手段による切り換えが行われるタイミングに同期して、前記適応等化器で使用される等化係数を変更する等化係数変更手段と、を備え、
   前記等化係数変更手段は、前記切り換え手段による切り換えが行われるタイミングにおける等化係数に基づいて、変更後の等化係数を決定する、
   ことを特徴とする受信装置。
2. 請求項１に記載の受信装置において、
   前記等化係数変更手段は、前記切り換え手段による切り換えが行われるタイミングにおける等化係数の複素共役を、変更後の等化係数として決定する、
   ことを特徴とする受信装置。
3. 請求項１に記載の受信装置において、
   前記等化係数変更手段は、前記切り換え手段による切り換えが行われるタイミングにおける等化係数の実数部をそのままとして虚数部を０としたものを、変更後の等化係数として決定する、
   ことを特徴とする受信装置。
4. 請求項２又は３に記載の受信装置において、
   前記切り換え手段は、前記２つのアンテナにより受信される信号における、直接波に対する反射波の位相が略９０度と略−９０度となるタイミングで、レベルが大きくなろうとしている方の信号へ切り替えることを特徴とする受信装置。

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