JP6632466B2 - 受信装置及び受信方法、並びにプログラム及び記録媒体 - Google Patents
受信装置及び受信方法、並びにプログラム及び記録媒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6632466B2 JP6632466B2 JP2016093578A JP2016093578A JP6632466B2 JP 6632466 B2 JP6632466 B2 JP 6632466B2 JP 2016093578 A JP2016093578 A JP 2016093578A JP 2016093578 A JP2016093578 A JP 2016093578A JP 6632466 B2 JP6632466 B2 JP 6632466B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- arrival angle
- delay time
- power
- arrival
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 104
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 131
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 102
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 82
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 70
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 32
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 9
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 23
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 102100029860 Suppressor of tumorigenicity 20 protein Human genes 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radio Transmission System (AREA)
Description
送信機が発する電波を受信して前記送信機からの到来波の到来角を推定する受信装置であって、
アレイアンテナを構成する第1乃至第N(Nは2以上の整数)のアンテナ素子にそれぞれ対応して設けられ、対応するアンテナ素子で前記電波を受信することで得られた第1乃至第Nのアナログ信号に対し周波数変換及びAD変換を行って第1乃至第Nのデジタル信号を生成する第1乃至第Nの無線受信部と、
前記第1乃至第Nの無線受信部にそれぞれ対応して設けられ、それぞれ前記第1乃至第Nのデジタル信号から伝送路の周波数特性を推定し、第1乃至第Nの伝送路推定結果を出力する第1乃至第Nの伝送路推定部と、
前記第1乃至第Nの伝送路推定結果のうちの1つの伝送路推定結果から超分解能処理により前記電波に含まれる1又は2以上の到来波の遅延時間を推定する遅延時間推定部と、
到来角が、M個(Mは2以上の整数)の互いに異なる到来角候補のいずれかであると仮定して、それぞれの到来角候補について、当該到来角候補に対応する前記第1乃至第Nの伝送路の周波数特性相互間の位相差を打ち消す補正量を与えて前記第1乃至第Nの伝送路の周波数特性を加算することで、前記M個の到来角候補についての合成周波数特性を算出する合成部と、
前記M個の到来角候補についての合成周波数特性と、前記遅延時間とから、前記M個の到来角候補について直接波の受信電力を推定する受信電力推定部と、
前記M個の到来角候補について推定された直接波の受信電力のうちのいずれが最大であるかを判定し、受信電力が最大である到来角候補を直接波の到来角と推定する到来角推定部と
を有する。
図1に本実施の形態の受信装置を示す。
図示の受信装置は、送信機が発する電波を受信して、送信機の方向、即ち直接波の到来方向を推定するものである。
図示の受信装置は、無線受信部11−1、11−2、伝送路推定部12−1、12−2、遅延時間推定部13、合成部14、受信電力推定部15、及び到来角推定部16を有し、無線受信部11−1、11−2はそれぞれアンテナ素子10−1、10−2に接続されている。
無線受信部11−2、及び伝送路推定部12−2は、第2の系統を構成し、これらは互いに対応し、かつ第2のアンテナ素子10−2に対応して設けられたものである。
第1の系統における処理と、第2の系統における処理とは、それぞれの系統に入力される信号が異なる(即ち、それぞれアンテナ素子10−1、10−2での受信で得られたものである)点を除き、互いに同様である。
遅延時間推定部13、合成部14、受信電力推定部15、及び到来角推定部16は上記した2つの系統に対して共通に設けられたものである。
伝送路の周波数特性の推定方法は、通信システムで採用されている伝送方式に依存する。本発明は、任意の伝送方式に適用可能であるが、ここでは、例として、多くの通信システムで採用されているOFDM(Orthogonal Frequency Divison Multiplex)伝送方式が採用されている場合とDSSS(Direct Sequence Spectrum Spread)伝送方式が採用されている場合の伝送路の周波数特性の推定について述べる。
図2に示される伝送路推定部12−nは、FFT部20−n、パイロット抽出部21−n、パイロット生成部22−n、除算部23−n、及び補間部24−nを有する。
パイロット抽出部21−nは、FFT部20−nから出力されるサブキャリアからパイロットキャリアを抽出する。
パイロット生成部22−nは受信装置内において既知のパイロットキャリアを生成する。
除算部23−nは、パイロット抽出部21−nで抽出されたパイロットキャリアをパイロット生成部22−nで生成されたパイロットキャリアで除算することで、パイロットキャリアに作用する伝送路の周波数特性を出力する。
補間部24−nは、パイロットキャリアに作用する伝送路の周波数特性をシンボル方向とサブキャリア方向に補間することで、全サブキャリアの伝送路の周波数特性(伝送路推定結果)Xn(t)を得る。
図3に示される伝送路推定部12−nは、擬似雑音系列生成部25−n、逆拡散部26−n、及びFFT部27−nを有する。
逆拡散部26−nは、図1の無線受信部11−nから出力されるデジタル信号Srnと擬似雑音系列Nsとのスライディング相関をシンボル単位で計算して出力する。
FFT部27−nは逆拡散部26−nの出力をFFTにより周波数領域に変換することで、伝送路の周波数特性(伝送路推定結果)Xn(t)を得る。
また、fk(k=1,2,…,K)は、最も低い周波数f1から最も高い周波数fKまでの範囲を等間隔で分割した周波数であり、OFDM伝送方式の場合には、サブキャリア周波数に等しい。
さらに、tは伝送路推定を行なった時間を示す。
遅延時間の推定は、MUSIC(MUltiple SIgnal Classification)処理、ESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)処理等の超分解能処理(超分解能アルゴリズムに従う処理)により行われる。ここで、到来波の数をLとし、各到来波の遅延時間をτ1,τ2,…,τL(τ1<τ2<…<τL)とする。
合成に際し、周波数特性X1(t)及びX2(t)の位相を揃えるための補正を行う。
例えば、図4に示すように、アンテナ素子間隔をd2[m]、搬送波の波長をλ[m]、受信電波の到来角をθaとすると、アンテナ素子間の伝搬経路差dpと、到来角θaとの間には、
dp=d2×sinθa
の関係がある。また、伝搬経路差dpと、搬送波の波長λ及び受信電波の位相差φaとの間には、
dp=λ×φa/2π
の関係がある。
この場合、例えば、X2(t)の位相をφa(=2π(d2/λ)θa)だけ進めれば、到来波の位相差を打消し、位相を揃えることができる。
このような処理は、到来角の推定値を変化させて、直接波の受信電力電力が最大(ピーク値)となる推定値を探索する処理であると言える。
ψは、アンテナ素子10−1、10−2および無線受信部11−1、11−2内のアナログ回路で生じる2系統間の遅延時間の差、及び位相特性の差による位相差を打ち消すための補正量である。
上記のように、上記の式(3)による合成は、到来角θaが候補θmに一致する場合に、合成の結果が最大値(ピーク値)となる。
合成部14は、M個の異なる到来角候補θ1〜θMの各々について合成を行い、M個の合成周波数特性X(t,θ1)〜X(t,θM)を生成する。
アンテナ素子の数が3以上の場合も、上記と同様に、アンテナ素子の配置に依存する到来波の位相差を打ち消すための補正量及びアンテナ素子及び無線受信部内のアナログ回路で生じる位相差を打ち消すための補正量を加算して合成すれば良い。
図5に示すように、アンテナ素子10−1とアンテナ素子10−n(nは2からNのいずれか)との間隔がdn[m]であり、アンテナ素子10−1及び無線受信部11−1のアナログ回路と、アンテナ素子10−n及び無線受信部11−n内のアナログ回路で生じる系統間の遅延時間の差、及び位相特性の差による位相差を打ち消すための補正量がψnであるとすれば、合成部14では、上記の式(3)の代わりに、下記の式(4)に従って合成を行えばよい。上記の式(3)は下記の式(4)でN=2とした場合に相当する。
式(10B)において、N(t,θm)は雑音電力行列である。
雑音がすべての周波数で同じ強度を持つ白熱雑音であれば、雑音電力行列は下記の式で表される。
また、到来波間に相関がある場合、空間平均法、移動平均法(Smoothing Preprocessing)と呼ばれる手法等を用いて、対角行列を生成しても良い。このような手法については、例えば非特許文献1に記載されている。
雑音電力の算出には、種々の方法を適用することができる。例えば、合成周波数特性X(t,θ1)〜X(t,θM)の分散を算出すればよい。
なお、合成周波数特性ではなく、それぞれのアンテナ素子についての伝送路推定結果X1(t)、X2(t)から雑音電力を算出してもよい。
到来波電力算出部54で算出された直接波電力s11(θ1)〜s11(θM)が受信電力推定部15の出力として、到来角推定部16に供給される。
その場合には、雑音電力行列N(t,θm)は、下記の式(15)で示すように、各周波数における雑音成分n1(f1), n2(f2),…,nK(fK)を要素に持つ対角行列となる。
実施の形態1では、直接波の到来角を算出している。これに対し、実施の形態2では、直接波以外の到来波の到来角を推定する。例えば、直接波に加え、直接波以外の少なくとも一つの到来波について、その到来角を推定する。以下では、直接波を含め、すべての到来波の到来角を推定する場合について説明する。
図7の受信装置は、図1の受信装置と概して同じであるが、受信電力推定部15及び到来角推定部16の代わりに、受信電力推定部15b及び到来角推定部16bが設けられている。
受信電力推定部15bは、図6の受信電力推定部15と概して同じであるが、到来波電力算出部54の代わりに、到来波電力算出部54bを備えている。
到来波電力算出部54bはさらに、生成した信号相関行列S(θ1)〜S(θM)から、それらの第1行第1列の成分s11(θ1)〜s11(θM)〜第L行第L列の成分sLL(θ1)〜sLL(θM)を抽出して、到来角候補θ1〜θMについての、1番目の到来波〜L番目の到来波の電力として出力する。即ち、各信号相関行列S(θm)から、全ての対角成分s11(θm)〜sLL(θm)を抽出して、到来角候補θmについての、1番目乃至L番目の到来波の電力として出力する。
lが1である場合の処理は、実施の形態1の到来角推定部16における処理と同じであり、この処理により、直接波の到来角が推定される。
lが2からLのいずれかである場合には、2番目以降の各到来波の到来方法が推定される。
また、δ(τ)はディラックのデルタ関数である。
実施の形態1では、遅延時間推定部13で推定されたすべての遅延時間を用いて、即ち、すべての遅延時間の到来波を用いてモード行列(A)の生成、信号相関行列(S(θ))の算出等を行っている。これに対し、実施の形態3では、遅延時間が閾値以上の到来波は、モード行列の生成、信号相関行列の算出等に用いない。このようにするのは演算量の削減のためである。
図9の受信装置は、図1の受信装置と概して同じであるが、受信電力推定部15及び到来角推定部16の代わりに、受信電力推定部15c及び到来角推定部16cが設けられている。
図10に受信電力推定部15cの構成例を示す。
予め定める場合には、例えば、電波環境を考慮に入れて、除去後の遅延時間の数が、上限値を超えないように閾値τthは定めるのが望ましい。延時間推定部13で推定された遅延時間τ1〜τLに基づいて定める場合、閾値τthは、除去後の遅延時間の数が、上限値を超えないように定めるのが望ましい。
式(18)で、A’は、モード行列と呼ばれるものであり、上記の式(17)で表される。
到来波電力算出部54cは、信号相関行列S’(θ1)〜S’(θM)から、それらの第1行第1列の成分s11(θ1)〜s11(θM)を抽出し、到来角候補θ1〜θMについての直接波の電力として出力する。即ち、各信号相関行列S’(θm)から、その第1行第1列の成分s11(θm)を抽出し、到来角候補θmについての直接波の電力として出力する。
到来波電力算出部54cで算出された直接波電力s11(θ1)〜s11(θM)が受信電力推定部15cの出力として、到来角推定部16cに供給される。
加えて、遅延時間が比較的長い到来波を除去した上で、モード行列の生成、信号相関行列の算出を行うので、到来波が多く含まれる環境であっても、演算量を抑えることができ、しかも、直接波の到来角を高精度に推定することができる。
実施の形態3では、直接波の到来角を算出している。これに対し、実施の形態4では、遅延時間が閾値τthよりも短い到来波のうちの、直接波以外の到来波の到来角を推定する。例えば、直接波に加え、直接波以外の少なくとも一つの到来波について、その到来角を推定する。以下では、直接波を含め、遅延時間が閾値τthよりも短い、すべての到来波の到来角を推定する場合について説明する。
図11の受信装置は、図9の受信装置と概して同じであるが、受信電力推定部15c及び到来角推定部16cの代わりに、受信電力推定部15d及び到来角推定部16dが設けられている。
受信電力推定部15dは、図10の受信電力推定部15cと概して同じであるが、到来波電力算出部54cの代わりに、到来波電力算出部54dを備えている。
到来波電力算出部54dはさらに、生成した信号相関行列S’(θ1)〜S’(θM)から、それらの第1行第1列の成分s11(θ1)〜s11(θM)〜第q行第q列の成分sqq(θ1)〜sqq(θM)を、到来角候補θ1〜θMについての、1番目の到来波〜q番目の到来波の電力として出力する。即ち、各信号相関行列S’(θm)から、全ての対角成分s11(θm)〜sqq(θm)を、到来角候補θmについての、1番目乃至q番目の到来波の電力として出力する。
lが1である場合の処理は、実施の形態3の到来角推定部16cにおける処理と同じであり、この処理により、直接波の到来角が推定される。
lが2からqのいずれかである場合には、2番目以降の各到来波の到来方法が推定される。
以下、上記の実施の形態1〜4にそれぞれ対応する受信方法を実施の形態5〜8として説明する。
実施の形態5は、実施の形態1に対応する受信方法である。
図13は、実施の形態5の受信方法における処理の手順を示す。
図13に示される受信方法は、無線受信ステップST11、伝送路推定ステップST12、遅延時間推定ステップST13、合成ステップST14、受信電力推定ステップST15、及び到来角推定ステップST16を含む。
図14に示される伝送路推定ステップST12は、FFTステップST20、パイロット抽出ステップST21、パイロット生成ステップST22、除算ステップST23、及び補間ステップST24を含む。
パイロット抽出ステップST21においては、FFTステップST20で出力されるサブキャリアからパイロットキャリアを抽出する。
パイロット生成ステップST22においては、受信側において既知のパイロットキャリアを生成する。
補間ステップST24においては、パイロットキャリアに作用する伝送路の周波数特性をシンボル方向とサブキャリア方向に補間することで、全サブキャリアの伝送路の周波数特性(伝送路推定結果)X1(t)、X2(t)を得る。
図15に示される伝送路推定ステップST12は、擬似雑音系列生成ステップST25、逆拡散ステップST26、及びFFTステップST27を含む。
逆拡散ステップST26においては、図13の無線受信ステップST11で生成されるデジタル信号Sr1、Sr2と擬似雑音系列Nsとのスライディング相関をシンボル単位で計算する。
FFTステップST27においては、逆拡散ステップST26における計算の結果を、FFTにより周波数領域に変換することで、伝送路の周波数特性(伝送路推定結果)X1(t)、X2(t)を得る。
遅延時の推定は、MUSIC処理、ESPRIT処理等の超分解能処理により行われる。ここで、到来波の数をLとし、各到来波の遅延時間をτ1、τ2、…、τL、遅延時間の推定値をτ(ハット)1、τ(ハット)2、…、τ(ハット)Lとする。なお、τ1<τ2<…<τLであるとする。
図16に示される受信電力推定ステップST15は、モード行列生成ステップST51、相関行列算出ステップST52、雑音電力算出ステップST53、及び到来波電力算出ステップST54を含む。
雑音電力の算出には、種々の方法を適用することができる。例えば、合成周波数特性X(t,θ1)〜X(t,θM)の分散を算出すればよい。
なお、合成周波数特性ではなく、それぞれのアンテナ素子についての伝送路推定結果X1(t)、X2(t)から雑音電力を算出してもよい。
到来波電力算出ステップST54で算出された直接波電力s11(θ1)〜s11(θM)が、受信電力推定ステップST15における推定結果となる。
実施の形態6は、実施の形態2に対応する受信方法である。
実施の形態5では、直接波の到来角を算出している。これに対し、実施の形態6では、直接波以外の到来波の到来角を推定する。例えば、直接波に加え、直接波以外の少なくとも一つの到来波について、その到来角を推定する。以下では、直接波を含め、すべての到来波の到来角を推定する場合について説明する。
図17の受信方法は、図13の受信方法と概して同じであるが、受信電力推定ステップST15及び到来角推定ステップST16の代わりに、受信電力推定ステップST15b及び到来角推定ステップST16bが含まれる。
受信電力推定ステップST15bは、図13の受信電力推定ステップST15と概して同じであるが、到来波電力算出ステップST54の代わりに、到来波電力算出ステップST54bを含む。
到来波電力算出ステップST54bにおいてはさらに、生成した信号相関行列S(θ1)〜S(θM)から、それらの第1行第1列の成分s11(θ1)〜s11(θM)〜第L行第L列の成分sLL(θ1)〜sLL(θM)を抽出して、到来角候補θ1〜θMについての、1番目の到来波〜L番目の到来波の電力として出力する。即ち、各信号相関行列S(θm)から、全ての対角成分s11(θm)〜sLL(θm)を抽出して、到来角候補θmについての、1番目乃至L番目の到来波の電力として出力する。
lが1である場合の処理は、実施の形態5の到来角推定ステップST16における処理と同じであり、この処理により、直接波の到来角が推定される。
lが2からLのいずれかである場合には、2番目以降の各到来波の到来方法が推定される。
実施の形態7は、実施の形態3に対応する受信方法である。
実施の形態5では、遅延時間推定ステップST13で推定されたすべての遅延時間を用いて、即ち、すべての遅延時間の到来波を用いてモード行列(A)の生成、信号相関行列(S(θ))の算出等を行っている。これに対し、実施の形態7では、遅延時間が閾値以上の到来波は、モード行列の生成、信号相関行列の算出等に用いない。このようにするのは演算量の削減のためである。
図19の受信方法は、図13の受信方法と概して同じであるが、受信電力推定ステップST15及び到来角推定ステップST16の代わりに、受信電力推定ステップST15c及び到来角推定ステップST16cが含まれる。
図20の受信電力推定ステップST15cは、モード行列生成ステップST51c、相関行列算出ステップST52c、雑音電力算出ステップST53c、及び到来波電力算出ステップST54c並びに閾値設定ステップST56、及び遅延波除去ステップST57を含む。
予め定める場合には、例えば、電波環境を考慮に入れて、除去後の遅延時間の数が、上限値を超えないように定めるのが望ましい。推定された遅延時間τ1〜τLに基づいて定める場合にも、除去後の遅延時間の数が、上限値を超えないように定めるのが望ましい。
到来波電力算出ステップST54cで算出された直接波電力s11(θ1)〜s11(θM)が受信電力推定ステップST15cにおける推定結果となる。
実施の形態8は、実施の形態4に対応する受信方法である。
実施の形態7では、直接波の到来角を算出している。これに対し、実施の形態8では、遅延時間が閾値τthよりも短い到来波のうちの、直接波以外の到来波の到来角を推定する。例えば、直接波に加え、直接波以外の少なくとも一つの到来波について、その到来角を推定する。以下では、直接波を含め、遅延時間が閾値τthよりも短い、すべての到来波の到来角を推定する場合について説明する。
図21の受信方法は、図19の受信方法と概して同じであるが、受信電力推定ステップST15c及び到来角推定ステップST16cの代わりに、受信電力推定ステップST15d及び到来角推定ステップST16dが含まれる。
受信電力推定ステップST15dは、図20の受信電力推定ステップST15cと概して同じであるが、到来波電力算出ステップST54cの代わりに、到来波電力算出ステップST54dを含む。
到来波電力算出ステップST54dにおいてはさらに、生成した信号相関行列S’(θ1)〜S’(θM)から、それらの第1行第1列の成分s11(θ1)〜s11(θM)〜第q行第q列の成分sqq(θ1)〜sqq(θM)を、到来角候補θ1〜θMについての、1番目の到来波〜q番目の到来波の電力として出力する。即ち、各信号相関行列S’(θm)から、全ての対角成分s11(θm)〜sqq(θm)を、到来角候補θmについての、1番目乃至q番目の到来波の電力として出力する。
到来波電力算出ステップST54dで算出された1番目の到来波の電力s11(θ1)〜s11(θM)〜q番目の到来波の電力sqq(θ1)〜sqq(θM)が受信電力推定ステップST15dにおける推定結果となる。
lが1である場合の処理は、実施の形態5の到来角推定ステップST16cにおける処理と同じであり、この処理により、直接波の到来角が推定される。
lが2からqのいずれかである場合には、2番目以降の各到来波の到来方法が推定される。
また、実施の形態1〜4について説明した変形と同様の変形を実施の形態4〜8にも加えることができる。
以上実施の形態1、2、3及び4において、図1、図7、図9及び図11に示される受信装置の各部分(機能ブロックとして図示した部分)は、処理回路により実現することができる。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するCPUであっても良い。
例えば、図1、図7、図9及び図11の各部分の機能をそれぞれ別個の処理回路で実現してもよいし、複数の部分の機能をまとめて一つの処理回路で実現しても良い。
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
図23に示されるコンピュータ100は、CPU101と、メモリ102と、入力部103−1、103−2と、出力部104とを備え、これらはバス105で接続されている。
入力部103−1、103−2には、アンテナ素子10−1、10−2が接続されている。
アンテナ素子10−1、10−2で受信された信号は、入力部103−1、103−2を介して、CPU101に供給される。
CPU101による処理の内容及び手順は、実施の形態1、2、3及び4で説明したのと同様である。
Claims (10)
- 送信機が発する電波を受信して前記送信機からの到来波の到来角を推定する受信装置であって、
アレイアンテナを構成する第1乃至第N(Nは2以上の整数)のアンテナ素子にそれぞれ対応して設けられ、対応するアンテナ素子で前記電波を受信することで得られた第1乃至第Nのアナログ信号に対し周波数変換及びAD変換を行って第1乃至第Nのデジタル信号を生成する第1乃至第Nの無線受信部と、
前記第1乃至第Nの無線受信部にそれぞれ対応して設けられ、それぞれ前記第1乃至第Nのデジタル信号から伝送路の周波数特性を推定し、第1乃至第Nの伝送路推定結果を出力する第1乃至第Nの伝送路推定部と、
前記第1乃至第Nの伝送路推定結果のうちの1つの伝送路推定結果から超分解能処理により前記電波に含まれる1又は2以上の到来波の遅延時間を推定する遅延時間推定部と、
到来角が、M個(Mは2以上の整数)の互いに異なる到来角候補のいずれかであると仮定して、それぞれの到来角候補について、当該到来角候補に対応する前記第1乃至第Nの伝送路の周波数特性相互間の位相差を打ち消す補正量を与えて前記第1乃至第Nの伝送路の周波数特性を加算することで、前記M個の到来角候補についての合成周波数特性を算出する合成部と、
前記M個の到来角候補についての合成周波数特性と、前記遅延時間とから、前記M個の到来角候補について直接波の受信電力を推定する受信電力推定部と、
前記M個の到来角候補について推定された直接波の受信電力のうちのいずれが最大であるかを判定し、受信電力が最大である到来角候補を直接波の到来角と推定する到来角推定部と
を有する受信装置。 - 前記超分解能処理が、MUSIC処理及びESPRIT処理のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の受信装置。
- 前記受信電力推定部は、
前記遅延時間からモード行列を生成するモード行列生成部と、
前記M個の到来角候補についての合成周波数特性から、前記M個の到来角候補についての相関行列を算出する相関行列算出部と、
前記M個の到来角候補についての合成周波数特性から周波数領域での雑音電力を要素とする雑音電力行列を算出する雑音電力算出部と、
前記M個の到来角候補についての相関行列から前記雑音電力行列を減算することで雑音の影響を除去し、該減算の結果と、前記モード行列を用いて信号相関行列を生成することで、到来波を遅延時間領域で分離し、前記遅延時間が最も短い到来波の受信電力を直接波の受信電力として抽出する到来波電力算出部と
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の受信装置。 - 前記到来波電力算出部は、前記信号相関行列を生成することで分離された到来波のうち、前記直接波以外の少なくとも一つの到来波についてもその受信電力を、前記M個の到来角候補について推定し、
前記到来角推定部は、前記直接波以外の前記少なくとも一つの到来波について、前記M個の到来角候補について推定された受信電力のうちのいずれが最大であるかを判定し、受信電力が最大である到来角候補を、前記少なくとも一つの到来波の到来角と推定する
ことを特徴とする請求項3に記載の受信装置。 - 前記受信電力推定部は、
遅延時間閾値を設定する閾値設定部と、
前記遅延時間のうちの、前記遅延時間閾値よりも短い遅延時間からモード行列を生成するモード行列生成部と、
前記M個の到来角候補についての合成周波数特性から、前記遅延時間が前記遅延時間閾値以上の到来波の成分を除去し、前記M個の到来角候補についての、前記遅延時間が前記遅延時間閾値よりも短い到来波についての合成周波数特性を出力する遅延波除去部と、
前記M個の到来角候補についての、前記遅延時間が前記遅延時間閾値よりも短い到来波についての合成周波数特性から、前記M個の到来角候補についての相関行列を算出する相関行列算出部と、
前記M個の到来角候補についての、前記遅延時間が前記遅延時間閾値よりも短い到来波についての合成周波数特性から周波数領域での雑音電力を要素とする雑音電力行列を算出する雑音電力算出部と、
前記M個の到来角候補についての相関行列から前記雑音電力行列を減算することで雑音の影響を除去し、該減算の結果と、前記モード行列とを用いて信号相関行列を生成することで、到来波を遅延時間領域で分離し、前記遅延時間が最も短い到来波の受信電力を直接波の受信電力として抽出する到来波電力算出部と
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の受信装置。 - 前記到来波電力算出部は、前記信号相関行列を生成することで分離された到来波のうち、前記直接波以外の少なくとも一つの到来波についてもその受信電力を、前記M個の到来角候補について推定し、
前記到来角推定部は、前記遅延時間が前記遅延時間閾値よりも短い到来波のうち、前記直接波以外の前記少なくとも一つの到来波について、前記M個の到来角候補について推定された受信電力のうちのいずれが最大であるかを判定し、受信電力が最大である到来角候補を、前記少なくとも一つの到来波の到来角と推定する
ことを特徴とする請求項5に記載の受信装置。 - 前記信号相関行列の第1行第1列の成分を前記直接波の受信電力として抽出することを特徴とする請求項3又は5に記載の受信装置。
- 送信機が発する電波を受信して前記送信機からの到来波の到来角を推定する受信方法であって、
アレイアンテナを構成する第1乃至第N(Nは2以上の整数)のアンテナ素子で前記電波を受信することで得られた第1乃至第Nのアナログ信号に対し周波数変換及びAD変換を行って第1乃至第Nのデジタル信号を生成する無線受信ステップと、
前記第1乃至第Nのデジタル信号から伝送路の周波数特性を推定し、第1乃至第Nの伝送路推定結果を出力する伝送路推定ステップと、
前記第1乃至第Nの伝送路推定結果のうちの1つの伝送路推定結果から超分解能処理により前記電波に含まれる1又は2以上の到来波の遅延時間を推定する遅延時間推定ステップと、
到来角が、M個(Mは2以上の整数)の互いに異なる到来角候補のいずれかであると仮定して、それぞれの到来角候補について、当該到来角候補に対応する前記第1乃至第Nの伝送路の周波数特性相互間の位相差を打ち消す補正量を与えて前記第1乃至第Nの伝送路の周波数特性を加算することで、前記M個の到来角候補についての合成周波数特性を算出する合成ステップと、
前記M個の到来角候補についての合成周波数特性と、前記遅延時間とから、前記M個の到来角候補について直接波の受信電力を推定する受信電力推定ステップと、
前記M個の到来角候補について推定された直接波の受信電力のうちのいずれが最大であるかを判定し、受信電力が最大である到来角候補を直接波の到来角と推定する到来角推定ステップと
を有する受信方法。 - 請求項8に記載の受信方法の各ステップの処理をコンピュータに実行させるプログラム。
- 請求項9に記載のプログラムを記録したコンピュータで読取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016093578A JP6632466B2 (ja) | 2016-05-09 | 2016-05-09 | 受信装置及び受信方法、並びにプログラム及び記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016093578A JP6632466B2 (ja) | 2016-05-09 | 2016-05-09 | 受信装置及び受信方法、並びにプログラム及び記録媒体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017204662A JP2017204662A (ja) | 2017-11-16 |
JP6632466B2 true JP6632466B2 (ja) | 2020-01-22 |
Family
ID=60322469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016093578A Active JP6632466B2 (ja) | 2016-05-09 | 2016-05-09 | 受信装置及び受信方法、並びにプログラム及び記録媒体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6632466B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109981498A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-07-05 | 上海大学 | 基于超分辨率图像恢复技术的Wi-Fi标准***信道估计方法 |
JP7366791B2 (ja) * | 2020-02-14 | 2023-10-23 | 株式会社東海理化電機製作所 | 通信装置、情報処理方法、及びプログラム |
US20220099783A1 (en) * | 2020-09-28 | 2022-03-31 | Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. | AoA/AoD CALCULATION WITH LOW ANGLE OF INCIDENCE |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002243825A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 車両位置標定方法および装置 |
JP3575437B2 (ja) * | 2001-05-10 | 2004-10-13 | 日本電気株式会社 | 指向性制御装置 |
JP4187985B2 (ja) * | 2002-03-15 | 2008-11-26 | 三菱電機株式会社 | 測角装置、測角方法及びプログラム |
JP4972852B2 (ja) * | 2003-10-20 | 2012-07-11 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
US7342535B2 (en) * | 2005-04-08 | 2008-03-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Beam-forming apparatus and method using a spatial interpolation based on regular spatial sampling |
JP5554018B2 (ja) * | 2009-06-12 | 2014-07-23 | 三菱電機株式会社 | 測角装置、モノパルス測角装置、モノパルスレーダ、マルチスタティックレーダ |
JP5932283B2 (ja) * | 2011-10-13 | 2016-06-08 | キヤノン株式会社 | 無線通信装置、通信方法、及びプログラム |
-
2016
- 2016-05-09 JP JP2016093578A patent/JP6632466B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017204662A (ja) | 2017-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6513287B2 (ja) | 受信装置及び受信方法、並びにプログラム及び記録媒体 | |
JP5230766B2 (ja) | 到来方向推定装置及び到来方向推定方法 | |
JP4309110B2 (ja) | 適応アンテナ無線通信装置 | |
JP5230779B2 (ja) | 無線通信装置及び無線通信方法 | |
JP4199128B2 (ja) | 信号選択システムおよびその方法 | |
JP4086574B2 (ja) | パスサーチ回路、無線受信装置及び無線送信装置 | |
JP3888189B2 (ja) | 適応アンテナ基地局装置 | |
JP3895228B2 (ja) | 無線通信装置および到来方向推定方法 | |
CN107431525B (zh) | 接收装置和接收方法 | |
JP2005520400A (ja) | アンテナ信号処理システム | |
JP5183798B2 (ja) | 無線通信システム、送信装置および受信装置 | |
JP6632466B2 (ja) | 受信装置及び受信方法、並びにプログラム及び記録媒体 | |
US8184733B2 (en) | Radio reception device, radio transmission device, radio base station, reception method, and transmission method | |
JP2008312188A (ja) | アダプティブアンテナ | |
JP4929481B2 (ja) | ダイバーシチ受信機 | |
KR101498615B1 (ko) | 무선 신호의 방향을 추정하는 장치 및 그 방법 | |
JPH11289213A (ja) | アダプティブ受信装置 | |
JP4854529B2 (ja) | Ofdm受信装置 | |
JP4430060B2 (ja) | 無線通信装置及び方法 | |
JP4077830B2 (ja) | 無線装置およびアダプティブアレイ処理方法 | |
JP4820848B2 (ja) | 適応アンテナ無線通信装置及び適応アンテナ無線通信方法 | |
JP4213007B2 (ja) | アダプティブアンテナ | |
Marath et al. | New focusing scheme for DOA estimation of multipath clusters in WiMedia UWB systems without coarse estimation of angle of arrival | |
Blanchard-Lapierre et al. | The JDTDOA algorithm applied to signal recovery: a performance analysis | |
JP2007124293A (ja) | ダイバーシティ受信装置、ダイバーシティ受信方法、ダイバーシティ受信回路、集積回路、及びプログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160509 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181018 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190730 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190920 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191112 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191210 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6632466 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |