JP2001053660A

JP2001053660A - 適応アレーアンテナ受信機、適応アレーアンテナ送信機および適応アレーアンテナ通信システム

Info

Publication number: JP2001053660A
Application number: JP22240599A
Authority: JP
Inventors: Makoto Taroumaru; 眞太郎丸
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】構成が簡単で、空間ダイバーシティ効果を有
し、感度と耐干渉性の高い伝送が可能な適応アレーアン
テナ受信機を提供することを目的とする。【解決手段】複数のアンテナ１１〜１３と、複数のア
ンテナを切り換えるアンテナ切り換え器２と、受信信号
を周波数変換・増幅して中間周波信号および直交、同相
の２成分からなるベースバンド信号を出力する受信回路
３、５、６、４０と、受信回路の出力信号が入力されタ
ップ間隔がアンテナ切り換え器の切り換え間隔に等しい
トランスバーサルフィルタ７と、トランスバーサルフィ
ルタの出力信号を参照信号と比較する誤差検出部９１
と、誤差検出部の出力信号に応じてトランスバーサルフ
ィルタのタップ係数を制御するタップ係数更新部９０と
を有し、アンテナ切り換え器は、その切り換え間隔の２
以上の整数倍が受信信号のシンボル周期である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてデジタル
データおよびデジタル化された音声等の信号の無線伝送
に用いられる適応アレーアンテナ受信機、適応アレーア
ンテナ送信機および適応アレーアンテナ送信機と受信機
とから成る適応アレーアンテナ通信システムに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、移動体通信分野において無線通信
のデジタル化が進行し、通信量が飛躍的に増大してい
る。通信需要に応じた多くの無線チャネルを確保し、周
波数を有効利用するためには、同一の周波数（チャネ
ル）の電波をできるだけ近い繰り返し距離で再利用する
ことが望ましい。しかし、周波数の繰り返し利用距離を
縮めると、同一チャネルを使用している近隣の移動局ま
たは基地局からの干渉（同一チャネル干渉）が増加する
ため、伝送品質が低下する問題がある。また、無線ロー
カルエリアネットワーク（以下、「無線ＬＡＮ」とい
う）をはじめとする比較的小電力の各種無線システム
が、２．４ＧＨｚ帯等のＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒ−ｉａ
ｌＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｎｄＭｅｄｉｃａｌ
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）バンドと呼ばれる周波数帯におい
て運用されているが、これらの無線システムは携帯電話
のような計画的な周波数配置や基地局配置は不可能なの
で、通常は通信設定時に干渉（混信）のない周波数を検
索・選択して通信を開始している。従って、今後無線応
用機器の普及が進行すると、干渉の発生が増加して伝送
品質が低下し、極端な場合には通信を設定できない場合
もあり得る。

【０００３】一方、移動通信ではフェージングが発生す
るため伝送品質（デジタル通信においては誤り率）が著
しく悪化する。このため、通常は２本以上のアンテナと
アンテナ毎に設けられた受信回路で受信する検波後合成
の空間ダイバーシティ受信により、フェージングによる
伝送品質劣化を補償している。ダイバーシティのブラン
チ合成法としては、受信信号強度（ＲＳＳＩ）が最も高
いブランチの出力を受信出力とする検波後選択合成が最
も一般的である。さらに受信特性を改善する合成法とし
ては検波後最大比合成法が知られており、この合成法は
例えば文献１（奥村・進士監修「移動通信の基礎」電子
情報通信学会発行１９８６年）に記載されている。

【０００４】このようなダイバーシティ受信は単にフェ
ージングだけでなく、同一チャネル干渉に対しても伝送
品質劣化を改善することが知られているが、さらに有効
な耐干渉特性を実現する方式として、「適応ダイバーシ
ティ」、「最小自乗合成ダイバーシティ」あるいは「Ｌ
ＭＳ（ＬｅａｓｔＭｅａｎＳｑｕａｒｅ）アダプテ
ィブアレー」などと称する適応アレーアンテナ受信機が
提案されている。具体的には、特開平７−１５４１２９
号公報や特開平９−８２０４００号公報に同受信機の構
成が開示されている。このような適応アレーアンテナ受
信を行うことにより、同一チャネル干渉が低減され、周
波数利用効率を高めることができる。適応アレーアンテ
ナ受信はダイバーシティ同様に複数のアンテナおよび受
信部で受信された信号を複素ウエイトして加算合成、即
ち振幅と位相を適応的に調整して加算合成するものであ
る。同ウエイトの更新アルゴリズムとしては、線形等化
器や一般の適応フィルタと同様のＬＭＳやＲＬＳ（Ｒｅ
ｃｕｒｓｉｖｅＬｅａ−ｓｔｍｅａｎＳｑｕａｒ
ｅ）アルゴリズムが用いられており、具体的には例えば
文献２（斉藤洋一著「ディジタル無線の変復調技術」電
子情報通信学会発行、１９９６年）に示されている。例
えば国際公開特許Ｗ０９７／２０４００号公報に上記Ｌ
ＭＳアルゴリズムをスペクトル拡散通信に適用した適応
アレーアンテナ受信機が開示されている。

【０００５】以上のように、従来の検波後合成空間ダイ
バーシティ受信や適応アレーアンテナ受信ではアンテナ
毎に受信部が必用となり、回路規模が大きくなる問題が
ある。

【０００６】ところで近年、周波数ホッピング方式によ
るスペクトラム拡散変調を用いたデジタルデータの無線
伝送が検討されている。例えば我が国でも２．４ＧＨｚ
帯を用いた無線ＬＡＮに関する規格が「小電力データ通
信システム／ワイヤレスＬＡＮシステム標準規格ＲＣＲ
ＳＴＤ−３３」として社団法人電波産業会により制定
され、周波数ホッピング方式による伝送が規定されてい
る。

【０００７】図１２は周波数ホッピング方式を示す信号
図である。図１２に示すように、周波数ホッピング方式
は、送信側および受信側が同期して搬送波周波数を切り
換えながら信号を伝送するものである。このようにデジ
タル変調された信号の１シンボル内で複数回のホッピン
グを行う高速周波数ホッピングは、１シンボルを複数の
周波数で伝送するので周波数ダイバーシティ効果が得ら
れる。即ち、マルチパス伝搬による遅延時間の分散が大
きく、ホッピング帯域内において受信信号強度が不均一
となる周波数選択性フェージングが発生する環境では、
たとえば搬送波周波数ｆ₁においてフェージングにより
受信レベルが落ち込んでいても、他の搬送波周波数
ｆ₂，ｆ₃で伝送される部分は落ち込んでいないことが多
い。従って、ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃各々の部分で個々にデータ
判定を行い、これらの多数決によって復調データを決定
する多数決判定方式がしばしば用いられる。また、多数
決判定の他、タップ間隔がホッピング間隔に等しいトラ
ンスバーサルフィルタにより、ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃各々の部
分の信号をＬＭＳ等のアルゴリズムを用いて適応的に合
成する受信機が、文献３（高草木、中川、「適応アルゴ
リズムを用いた高速周波数ホッピングスペクトル拡散信
号のコヒーレント復調機」電子情報通信学会論文誌Ｂ−
ＩＩ、１９９４年４月号）に開示されている。

【０００８】図１３は上記文献に記載された従来の周波
数ホッピング受信機を示すブロック図である。

【０００９】図１３において、１１はアンテナ、３はア
ンテナ１１で受信された高周波信号を増幅する高周波増
幅器、４は瞬時的高速に周波数を切り換え可能な直接デ
ジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）回路により構成され、周
波数変換のための局部発振信号を発生させる周波数シン
セサイザ、５は高周波信号を中間周波信号へ周波数変換
する混合回路、６は混合回路５の出力を所要レベルまで
増幅して直交および同相の２成分からなるベースバンド
信号（ここでは同相成分を実部、直交成分を虚部とする
複素信号）へ変換する増幅・準同期検波回路、７はタッ
プ付き遅延線７１０、乗算部７２０および加算部７３０
から構成され、タップ間隔がホッピング間隔に等しいト
ランスバーサルフィルタ、８０は送信周波数の切り換え
（ホッピング）に同期した周波数切り換え信号を周波数
シンセサイザ４に設定するホッピング制御部、９１はト
ランスバーサルフィルタ７の出力信号と参照信号ｄとの
差を誤差信号ｅとして出力する誤差検出部、１０はトラ
ンスバーサルフィルタ７の出力信号レベルと適当に定め
られたしきい値とを比較し、復調データを判定・出力す
る判定部、９０は誤差信号ｅとタップ付き遅延線７１０
の出力信号ｘ１，ｘ２，ｘ３とに応じてトランスバーサ
ルフィルタ７のタップ係数（ウエイト）ｃ１＊，ｃ２
＊，ｃ３＊を制御するタップ係数更新部である。タップ
数について説明すると、図１２のように１シンボルで３
周波数のホッピングを行う場合には、図１３のようにタ
ップは７１１、７１２、７１３の３個となる。

【００１０】以上のように構成された従来の周波数ホッ
ピング受信機について、以下その動作を説明する。

【００１１】アンテナ１１で受信された高周波信号は、
高周波増幅器３、混合回路５、増幅・準同期検波回路６
により処理されて直交・同相のベースバンド信号に変換
される。このときホッピング制御部８０では相手局の送
信周波数の切り換えと同期して周波数シンセサイザ４の
局部発振周波数を切り換えることによって受信周波数を
切り換える。従って、混合回路５の出力である中間周波
信号の搬送波周波数は一定に保たれる。そして、増幅・
準同期検波回路６から得られたベースバンド信号はトラ
ンスバーサルフィルタ７へ入力され、ホッピング周波数
ｆ₁，ｆ₂およびｆ₃で伝送された部分の信号ｘ３，ｘ
２，ｘ１がそれぞれタップ７１３、７１２および７１１
に現れる。乗算部７２０では、各タップ出力信号ｘ１，
ｘ２，ｘ３に複素ウエイト（タップ係数）ｃ１＊，ｃ２
＊，ｃ３＊が乗ぜられ、加算部７３０にて合成される。
そして、タップ係数更新部９０は、従来の適応アレーア
ンテナ受信機や適応等化器等と同様に、誤差信号ｅの電
力が小さくなるようＬＭＳ等の最小自乗アルゴリズムに
より、そのタップ係数ｃ１＊，ｃ２＊，ｃ３＊を制御す
る。参照信号ｄとしては、送信データに定期的に挿入さ
れたパイロットシンボル、トレーニング信号等と称せら
れる既知信号を用いるほか、既知信号を用いない場合に
は判定部１０の出力で代用される。このように多数決判
定ではなく、最小自乗合成により各ホッピング周波数ｆ
₁，ｆ₂およびｆ₃における受信信号を合成することによ
り、受信感度ならびに耐干渉性が高くなる。これは一般
に、同一データで変調され、独立な雑音が重畳したｎ個
の信号を最小自乗合成した場合、信号対雑音電力比（Ｓ
／Ｎ比）がｎ倍に向上することによる。例えばホッピン
グ周波数ｆ₁，ｆ₂およびｆ₃で伝送された部分の信号が
各々誤り率１０％で伝送された場合、多数決判定による
誤り率は、上記三周波の中で２つまたは３つが誤るの
で、３×０．１×０．１×０．９＋０．１×０．１×０．１
＝０．０２８で、２．８％になる。一方、最小自乗合成や検波後最大
比合成によればＳ／Ｎが３倍となるので、より優れた誤
り率特性が一般に得られる。例えば二相位相シフトキー
イング（ＢＰＳＫ）変調の場合には０．７％となる。

【００１２】しかしながら、無線ＬＡＮやコードレス電
話のような屋内の電波伝播をはじめとするマルチパス伝
播路の伝搬遅延時間の分散が小さく、ホッピング帯域幅
が狭い場合には、同帯域の全域において受信信号強度
（ＲＳＳＩ）がほぼ均一となる周波数一様フェージング
がしばしば発生する。従って、周波数ダイバーシティ効
果が失われ、フェージングによって受信信号品質（例え
ば平均ビット誤り率）が著しく低下する。このため、周
波数ホッピング方式による無線伝送を行う場合でも、空
間ダイバーシティ受信が併用される場合が多い。例えば
特開平８−３０７３１８号公報には、周波数ホッピング
と同期して複数の送信アンテナを切り換えることによ
り、周波数ダイバーシティ効果と空間ダイバーシティ効
果の双方が得られ、かつ単一の受信部で構成できる送受
信機が開示されている。

【００１３】図１４は上記公報に開示された従来の周波
数ホッピング方式によるダイバーシティ受信機の構成を
示すブロック図である。

【００１４】図１４において、１１、１２、１３はアン
テナ、２はアンテナ１１、１２、１３のうち１つを接続
するアンテナ切り換え器、３はアンテナ切り換え器２で
接続されたアンテナで受信された高周波信号を増幅する
高周波増幅器、４は位相同期ループ（ＰＬＬ）回路によ
り構成され、周波数変換のための局部発振信号を発生さ
せる周波数シンセサイザ、５は高周波信号を中間周波信
号へ周波数変換する混合回路、６０は混合回路５の出力
を所要レベルまで増幅して検波する増幅・検波回路、７
０は各ホッピング周波数毎の受信データを判定し、多数
決により復調データとして出力する多数決判定部、８は
送信周波数の切り換え（ホッピング）に同期した周波数
切り換え信号を周波数シンセサイザ４に設定し、該周波
数を切り換えると同時にアンテナ切り換え器２を制御し
て受信アンテナを切り換えるホッピング制御部である。
高周波増幅器３は、受信感度を高くするためには低雑音
のものが用いられる。

【００１５】以上のように構成された従来のダイバーシ
ティ受信機について、以下その動作を説明する。

【００１６】アンテナ１１、１２、１３で受信された高
周波信号は、アンテナ切り換え器２により何れか１つの
アンテナが選択・接続され、高周波増幅器３、混合回路
５、増幅・検波回路６０により処理されてベースバンド
信号に変換される。このときホッピング制御部８では、
相手局の送信周波数の切り換えと同期して周波数シンセ
サイザ４を制御し、局部発振周波数を切り換えることに
より受信周波数を切り換える。従って、混合回路５の出
力である中間周波信号の搬送波周波数は一定に保たれ
る。同時にホッピング制御部８は、受信周波数の切り換
え（ホッピング）と同時にアンテナ切り換え器２を制御
してアンテナを順次切り換える。多数決判定部７０では
シンボル内のホッピングが一巡した時点で多数決判定に
より復調データとして出力する。なお、上記説明では受
信機に複数のアンテナを搭載して切り換えるものを示し
たが、受信側のアンテナは固定とし、送信アンテナを複
数搭載し、これを切り換える送信機が上記公報に開示さ
れており、全く同様の効果が得られる。以上の動作によ
り、ダイバーシティ受信を行っていた。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
適応アレーアンテナ受信機やダイバーシティ受信機で
は、アンテナ毎に設けられた複数の受信部および合成部
が必要で構成が複雑となるという問題点を有していた。
また、図１３に示した従来の周波数ホッピングの受信機
では、周波数一様フェージングに対してはダイバーシテ
ィ効果が消失し、受信信号品質が低下するという問題点
を有していた。さらに、図１４に示した周波数ホッピン
グにおける従来のダイバーシティ受信機では、多数決判
定により復調データを判定しているため、ホッピング周
波数の過半数に干渉を受けた場合にはデータの誤り率が
著しく劣化し、かつフェージングの無い状態では図１３
の受信機よりも感度が低下するという問題点を有してい
た。

【００１８】この適応アレーアンテナ受信機、適応アレ
ーアンテナ送信機および適応アレーアンテナ通信システ
ムでは、構成が簡単で、空間ダイバーシティ効果を有
し、感度と耐干渉性の高い伝送が可能なことが要求され
ている。

【００１９】本発明は、構成が簡単で、空間ダイバーシ
ティ効果を有し、感度と耐干渉性の高い伝送が可能な適
応アレーアンテナ受信機および構成が簡単で、空間ダイ
バーシティ効果を有し、感度と耐干渉性の高い伝送が可
能な適応アレーアンテナ送信機ならびに構成が簡単で、
空間ダイバーシティ効果を有し、感度と耐干渉性の高い
伝送が可能な適応アレーアンテナ送信機と受信機とから
成る適応アレーアンテナ通信システムを提供することを
目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の適応アレーアンテナ受信機は、複数のアンテ
ナと、複数のアンテナを切り換えて接続するアンテナ切
り換え器と、アンテナ切り換え器を介して得られる受信
信号を周波数変換・増幅して中間周波信号および直交、
同相の２成分からなるベースバンド信号を出力する受信
回路と、受信回路の出力信号が入力されタップ間隔がア
ンテナ切り換え器の切り換え間隔に等しいトランスバー
サルフィルタと、トランスバーサルフィルタの出力信号
を参照信号と比較する誤差検出部と、誤差検出部の出力
信号に応じてトランスバーサルフィルタのタップ係数を
制御するタップ係数更新部とを有し、アンテナ切り換え
器は、その切り換え間隔の２以上の整数倍が受信信号の
シンボル周期である構成を備えている。

【００２１】これにより、構成が簡単で、空間ダイバー
シティ効果を有し、感度と耐干渉性の高い伝送が可能な
適応アレーアンテナ受信機が得られる。

【００２２】上記課題を解決するために本発明の適応ア
レーアンテナ送信機は、複数のアンテナと、複数のアン
テナの１つを接続するアンテナ切り換え器と、アンテナ
切り換え器に送信信号を出力する送信部と、アンテナ切
り換え器を制御する切り換え制御部とを有し、切り換え
制御部は、送信信号のシンボル周期がアンテナ切り換え
器の切り換え間隔の２以上の整数倍である間隔でアンテ
ナを切り換えるようにアンテナ切り換え器を制御する構
成を備えている。

【００２３】これにより、構成が簡単で、空間ダイバー
シティ効果を有し、感度と耐干渉性の高い伝送が可能な
適応アレーアンテナ送信機が得られる。

【００２４】上記課題を解決するために本発明の適応ア
レーアンテナ通信システムは、上記適応アレーアンテナ
送信機と適応アレーアンテナ送信機からの送信信号を受
信する適応アレーアンテナ受信機とから成る適応アレー
アンテナ通信システムであって、適応アレーアンテナ受
信機は、１つのアンテナと、アンテナから得られる受信
信号を周波数変換・増幅して中間周波信号および直交、
同相の２成分からなるベースバンド信号を出力する受信
回路と、受信回路の出力信号が入力されるトランスバー
サルフィルタと、トランスバーサルフィルタの出力信号
を参照信号と比較する誤差検出部と、誤差検出部の出力
信号に応じてトランスバーサルフィルタのタップ係数を
制御するタップ係数更新部とを有し、トランスバーサル
フィルタは、そのタップ間隔の２以上の整数倍が受信信
号のシンボル周期である構成を備えている。

【００２５】これにより、構成が簡単で、空間ダイバー
シティ効果を有し、感度と耐干渉性の高い伝送が可能な
適応アレーアンテナ送信機と受信機とから成る適応アレ
ーアンテナ通信システムが得られる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の適応ア
レーアンテナ受信機は、複数のアンテナと、複数のアン
テナを切り換えて接続するアンテナ切り換え器と、アン
テナ切り換え器を介して得られる受信信号を周波数変換
・増幅して中間周波信号および直交、同相の２成分から
なるベースバンド信号を出力する受信回路と、受信回路
の出力信号が入力されタップ間隔がアンテナ切り換え器
の切り換え間隔に等しいトランスバーサルフィルタと、
トランスバーサルフィルタの出力信号を参照信号と比較
する誤差検出部と、誤差検出部の出力信号に応じてトラ
ンスバーサルフィルタのタップ係数を制御するタップ係
数更新部とを有し、アンテナ切り換え器は、その切り換
え間隔の２以上の整数倍が受信信号のシンボル周期であ
ることとしたものである。

【００２７】この構成により、タップ係数更新部により
適応制御されたトランスバーサルフィルタにより誤差検
出部出力信号である誤差信号が小さくなるように各アン
テナに対応する信号が合成されるので、空間ダイバーシ
ティ効果と干渉抑圧効果が得られるという作用を有す
る。

【００２８】請求項２に記載の適応アレーアンテナ受信
機は、複数のアンテナと、複数のアンテナを切り換えて
接続するアンテナ切り換え器と、アンテナ切り換え器を
介して得られる受信信号を周波数変換・増幅して中間周
波信号および直交、同相の２成分からなるベースバンド
信号を出力する受信回路と、受信回路の出力が入力され
タップ間隔が前記アンテナ切り換え器の切り換え間隔に
等しいタップ付き遅延部と、タップ付き遅延部の各々の
タップ毎に設けられタップ出力信号を検波する検波部
と、検波部の出力信号を加算合成する合成部とを有し、
アンテナ切り換え器は、その切り換え間隔の２以上の整
数倍が受信信号のシンボル周期であることとしたもので
ある。

【００２９】この構成により、各アンテナに対応する信
号がタップ付き遅延部により分離され、検波後に合成さ
れるので、検波後合成の空間ダイバーシティ効果が得ら
れ、希望受信波に対する利得が最大になるという作用を
有する。

【００３０】請求項３に記載の適応アレーアンテナ受信
機は、請求項２に記載の適応アレーアンテナ受信機にお
いて、合成部は、タップ出力信号に対応する時刻の受信
信号の振幅に応じたウエイトにより重み付け加算するこ
ととしたものである。

【００３１】この構成により、各アンテナに対応する信
号がタップ付き遅延部により分離され、検波後に合成さ
れるので、検波後最大比合成の空間ダイバーシティ効果
が得られ、また、ウエイトの逐次演算を不要とすること
ができ、かつ乗算部におけるタップ係数を実数とするこ
とができるので、演算が簡単になるという作用を有す
る。

【００３２】請求項４に記載の適応アレーアンテナ受信
機は、請求項１または請求項２に記載の適応アレーアン
テナ受信機において、アンテナは、受信信号のシンボル
周期が周波数ホッピング間隔の２以上の整数倍である高
速周波数ホッピング信号を受信し、アンテナ切り換え器
は、アンテナの切り換えが周波数ホッピングと同期し、
アンテナの切り換え間隔は、周波数ホッピング間隔の整
数倍かつシンボル周期以下、もしくは周波数ホッピング
間隔を整数で除した値であることとしたものである。

【００３３】この構成により、周波数ホッピング方式が
適用され、周波数ダイバーシティ効果が得られ、干渉波
に対しては利得が零に漸近し、干渉波が存在しない場合
には希望受信波に対する利得が最大になるという作用を
有する。

【００３４】請求項５に記載の適応アレーアンテナ送信
機は、複数のアンテナと、複数のアンテナの１つを接続
するアンテナ切り換え器と、アンテナ切り換え器に送信
信号を出力する送信部と、アンテナ切り換え器を制御す
る切り換え制御部とを有し、切り換え制御部は、送信信
号のシンボル周期がアンテナ切り換え器の切り換え間隔
の２以上の整数倍である間隔でアンテナを切り換えるよ
うにアンテナ切り換え器を制御することとしたものであ
る。

【００３５】この構成により、送信アンテナの切り換え
により空間ダイバーシティ効果が得られるという作用を
有する。

【００３６】請求項６に記載の適応アレーアンテナ送信
機は、請求項５に記載の適応アレーアンテナ送信機にお
いて、送信部は、送信信号のシンボル周期が周波数ホッ
ピング間隔の２以上の整数倍である高速周波数ホッピン
グ信号を送信し、アンテナ切り換え器は、アンテナの切
り換えが周波数ホッピングと同期し、アンテナの切り換
え間隔が、周波数ホッピング間隔の整数倍かつシンボル
周期以下、もしくは周波数ホッピング間隔を整数で除し
た値であることとしたものである。

【００３７】この構成により、周波数ホッピング方式が
適用され、周波数ダイバーシティ効果が得られるので、
受信機側においては、干渉波に対しては利得が零に漸近
し、干渉波が存在しない場合には希望受信波に対する利
得が最大になるという作用を有する。

【００３８】請求項７に記載の適応アレーアンテナ通信
システムは、請求項５又は６に記載の適応アレーアンテ
ナ送信機と前記適応アレーアンテナ送信機からの送信信
号を受信する適応アレーアンテナ受信機とから成る適応
アレーアンテナ通信システムであって、前記適応アレー
アンテナ受信機は、１つのアンテナと、アンテナから得
られる受信信号を周波数変換・増幅して中間周波信号お
よび直交、同相の２成分からなるベースバンド信号を出
力する受信回路と、受信回路の出力信号が入力されるト
ランスバーサルフィルタと、トランスバーサルフィルタ
の出力信号を参照信号と比較する誤差検出部と、誤差検
出部の出力信号に応じてトランスバーサルフィルタのタ
ップ係数を制御するタップ係数更新部とを有し、トラン
スバーサルフィルタは、そのタップ間隔の２以上の整数
倍が受信信号のシンボル周期であることとしたものであ
る。

【００３９】この構成により、送信信号のシンボルに同
期して電波伝搬モードが切り替わる信号を受信した場
合、適応制御されたトランスバーサルフィルタにより誤
差が小さくなるように各送信アンテナに対応する信号が
合成されるので、空間ダイバーシティ効果と干渉抑圧効
果が得られ、また、受信アンテナが１本でよいので、構
成が簡単になるという作用を有する。

【００４０】請求項８に記載の適応アレーアンテナ通信
システムは、請求項５又は６に記載の適応アレーアンテ
ナ送信機と前記適応アレーアンテナ送信機からの送信信
号を受信する適応アレーアンテナ受信機とから成る適応
アレーアンテナ通信システムであって、前記適応アレー
アンテナ受信機は、１つのアンテナと、アンテナから得
られる受信信号を周波数変換・増幅して中間周波信号も
しくは直交および同相の２成分からなるベースバンド信
号を出力する受信回路と、受信回路の出力信号が入力さ
れるタップ付き遅延部と、タップ付き遅延部の各々のタ
ップ毎に設けられタップ出力信号を検波する検波部と、
検波部の出力信号を加算合成する合成部とを有し、タッ
プ付き遅延部は、そのタップ間隔の２以上の整数倍が前
記受信信号のシンボル周期であることとしたものであ
る。

【００４１】この構成により、送信信号のシンボルに同
期して電波伝搬モードが切り替わる信号を受信した場
合、各アンテナに対応する信号がタップ付き遅延部によ
り分離され、検波後に合成されるので、検波後合成の空
間ダイバーシティ効果が得られ、希望受信波に対する利
得が最大になり、また、受信アンテナが１本でよいの
で、構成が簡単になるという作用を有する。

【００４２】請求項９に記載の適応アレーアンテナ通信
システムは、請求項７または請求項８に記載の適応アレ
ーアンテナ通信システムであって、アンテナは、受信信
号のシンボル周期が周波数ホッピング間隔の整数倍であ
る高速周波数ホッピング信号を受信し、タップ付き遅延
部は、タップ間隔が、周波数ホッピング間隔の整数倍も
しくは周波数ホッピング間隔を整数で除した値であるこ
ととしたものである。

【００４３】この構成により、周波数ホッピング方式が
適用され、空間ダイバーシティ効果と共に周波数ダイバ
ーシティ効果が得られるという作用を有する。

【００４４】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図１１を用いて説明する。

【００４５】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１による適応アレーアンテナ受信機を示すブロック図
である。

【００４６】図１において、１１、１２、１３はアンテ
ナ、２はアンテナ１１、１２、１３のうち１つを接続す
るアンテナ切り換え器、３はアンテナ切り換え器２で接
続されたアンテナで受信された高周波信号を増幅する高
周波増幅器、４０は周波数変換のための局部発振回路、
５は高周波信号を中間周波信号へ周波数変換する混合回
路、６は混合回路５の出力信号を所要レベルまで増幅し
て直交および同相の二成分からなる複素ベースバンド信
号へ変換する増幅・準同期検波回路、７はタップ付き遅
延線７１０、乗算部７２０および加算部７３０から構成
され、出力タップ７１１、７１２、７１３のタップ間隔
がアンテナ１１、１２および１３の切り換え間隔に等し
いトランスバーサルフィルタ、８１はアンテナ切り換え
器２を制御して受信アンテナを切り換える切り換え制御
部、９１は図１３と同様の誤差検出部、１０は同じく図
１３と同様の判定部、９０は同じく図１３と同様のタッ
プ係数更新部（ウエイト制御部）、９２は参照信号ｄの
信号源を切り換えるスイッチである。上記高周波増幅器
３、混合回路５、増幅・準同期検波回路６、局部発振回
路４０は受信回路を構成する。

【００４７】図１において、アンテナ１１、１２、１３
は、３素子のアレーアンテナあるいは３枝の空間、偏波
または指向性ダイバーシティ枝を構成する。また、高周
波増幅器３は受信感度を高くするためには低雑音のもの
が用いられる。さらに、トランスバーサルフィルタ７の
タップ付き遅延線７１０のタップ数はアンテナの本数と
同一であり、本実施の形態の場合には出力タップ７１
１、７１２および７１３の３個となる。さらに、切り換
え制御部８１によるアンテナ切り換え器２の切り換え間
隔は伝送信号のシンボル周期をアンテナ本数で除した値
であり、本実施の形態の場合はシンボル周期をτとおけ
ばτ／３である。誤差検出部９１、判定部１０、タップ
係数更新部９０は、図１３で述べたように、トランスバ
ーサルフィルタ７のタップ係数を誤差信号ｅの電力が最
小になるように適応制御するものである。

【００４８】以上のように構成された適応アレーアンテ
ナ受信機について、その動作を図２を用いて説明する。
図２（ａ）は受信信号を示す受信信号図であり、図２
（ｂ）は接続アンテナを示すアンテナ切り換え信号図で
ある。

【００４９】アンテナ１１、１２、１３で受信された高
周波信号は、アンテナ切り換え器２により何れか１つの
アンテナが接続され、高周波増幅器３、混合回路５、増
幅・準同期検波回路６により処理されてベースバンド信
号に変換される。切り換え制御部８１では、図２に示す
ように受信信号のシンボルと同期してアンテナ１１、１
２、１３をアンテナ切り換え信号ａにより順に切り換え
る。このとき増幅・準同期検波回路６から得られたベー
スバンド信号は、トランスバーサルフィルタ７に入力さ
れ、個々のシンボルにおけるアンテナ１１、１２、１３
によって受信された部分の信号が、それぞれ出力タップ
７１３、７１２、７１１に現れる。乗算部７２０では、
各タップ出力信号ｘ１，ｘ２，ｘ３に複素ウエイトｃ１
＊，ｃ２＊，ｃ３＊が乗ぜられ、加算部７３０にて合成
される。そしてウエイト制御部９０は、従来の適応アレ
ーアンテナ受信機や適応等化器等と同様に、誤差信号ｅ
の電力が小さくなるようＬＭＳ等の最小自乗アルゴリズ
ムにより同ウエイト（タップ係数）ｃ１＊，ｃ２＊，ｃ
３＊を制御する。時刻ｔ＝（ｎ＋１）τにおけるタップ
係数ベクトルｗ（ｎ＋１）は、時刻ｔ＝ｎτにおける各
値により、（数１）の計算式で逐次更新される。

【００５０】

【数１】

【００５１】ここにμはステップサイズ定数と呼ばれる
定数であり、添え字（ｎ）は時刻ｔ＝ｎτにおける各々
の値（（数２）に示す値）を意味する。

【００５２】

【数２】

【００５３】上付きの添え字Ｔは行列転置を、同Ｈは複
素共役転置を、＊は複素共役を表す。上記演算を逐次的
に繰り返すことにより、トレーニング期間内でタップ係
数を収束させる。参照信号ｄとしては一般的な適応等化
器と同様に、送信データに定期的に挿入されたパイロッ
トシンボルやトレーニング信号等と称せられる既知信号
を用いる。既知信号以外の部分を受信する期間はスイッ
チ９２が同図下側に接続され、判定部１０の出力信号を
参照信号ｄとして代用し、誤差検出部９１に供給され
る。そして上記逐次更新式（数１）によりタップ係数が
継続して更新され、誤差信号ｅの平均電力が最小となる
よう適応的に動作する。このように最小自乗合成により
各ホッピング周波数ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃における受信信号を
合成すると、アンテナ毎に受信回路を有する従来の適応
アレーアンテナ受信機と同様に、感度ならびに耐干渉性
が高くなる。具体的には干渉波に対してはトランスバー
サルフィルタ７の加算部７３０で互いにうち消すように
ウエイトが制御されて利得が減少し、雑音が無視できる
場合には同利得が零に漸近する。また、干渉波が存在し
ない場合には希望受信波に対する利得が最大となるよう
動作する。

【００５４】以上のように本実施の形態によれば、複数
のアンテナ１１〜１３と、複数のアンテナ１１〜１３を
切り換えて接続するアンテナ切り換え器２と、アンテナ
切り換え器２を介して得られる受信信号を周波数変換・
増幅して中間周波信号および直交、同相の２成分からな
るベースバンド信号を出力する受信回路３、５、６、４
０と、受信回路３、５、６、４０の出力信号が入力され
タップ間隔がアンテナ切り換え器２の切り換え間隔に等
しいトランスバーサルフィルタ７と、トランスバーサル
フィルタ７の出力信号を参照信号ｄと比較する誤差検出
部９１と、誤差検出部９１の出力信号ｅに応じてトラン
スバーサルフィルタ７のタップ係数ｃ１＊，ｃ２＊，ｃ
３＊を制御するタップ係数更新部９０とを有し、アンテ
ナ切り換え器２は、その切り換え間隔の２以上の整数倍
が受信信号のシンボル周期であるようにしたことによ
り、タップ係数更新部（ウエイト制御部）９０により適
応制御されたトランスバーサルフィルタ７により誤差信
号ｅが小さくなるように各アンテナ１１、１２、１３に
対応する信号を合成することができるので、空間ダイバ
ーシティ効果と干渉抑圧効果が得ることができる。すな
わち、空間ダイバーシティ効果があることにより周波数
一様フェージングに対してもダイバーシティ効果の消失
を防止することができ、またホッピング周波数の過半数
に干渉を受けた場合にも、データの誤り率が大きくなる
ことを防止することができ、かつフェージングの無い状
態においても高感度を維持することができる。

【００５５】（実施の形態２）図３は本発明の実施の形
態２による適応アレーアンテナ受信機を示すブロック図
である。

【００５６】図３において、アンテナ１１、１２、１
３、アンテナ切り換え器２、高周波増幅器３、局部発振
回路４０、混合回路５、増幅・準同期検波回路６、タッ
プ付き遅延線７１０、タップ付き遅延線７１０の出力タ
ップ７１１、７１２、７１３、切り換え制御部８１、乗
算部７２０、加算部７３０、判定部１０は図１と同様の
ものなので、同一符号を付し、説明は省略する。７２
１、７２２、７２３は互いに独立した搬送波再生を行う
同期検波部である。

【００５７】以上のように構成された適応アレーアンテ
ナ受信機について、その動作を説明する。

【００５８】アンテナ１１、１２、１３で受信された高
周波信号は、アンテナ切り換え器２により何れか１つの
アンテナが接続され、高周波増幅器３、混合回路５、増
幅・準同期検波回路６により処理されてベースバンド信
号に変換される。切り換え制御部８１では、図２に示す
ように、受信信号のシンボルと同期してアンテナ１１、
１２、１３を順に切り換える。このとき増幅・準同期検
波回路６から得られたベースバンド信号は、タップ付き
遅延線７１０に入力される。そして、個々のシンボルに
おけるアンテナ１１、１２、１３によって受信された部
分の信号がそれぞれ出力タップ７１３、７１２、７１１
に現れ、同期検波部７２３、７２２、７２１によってそ
れぞれ検波される。以後は、従来の検波後合成ダイバー
シティ受信と全く同様に、乗算部７２０および加算部７
３０により重み付け加算合成される。乗算部７２０にお
けるウエイトを、図示のように各々の出力タップ７１
１、７１２、７１３における振幅｜ｘ１｜，｜ｘ２｜，
｜ｘ３｜すなわち各アンテナにおけるＲＳＳＩ（受信信
号強度（電圧））に比例するように構成すれば最大比合
成の空間ダイバーシティとなり、良好な特性が得られ
る。また、乗算部７２０を省略し、同期検波部７２３、
７２２、７２１の出力信号をそのまま加算部７３０で加
算しても良い。この場合は、等利得合成の空間ダイバー
シティとして動作し、構成が簡単になる。

【００５９】このように本実施の形態によれば、ウエイ
トの逐次演算が不要であり、かつ乗算部７２０における
係数が実数なので、実施の形態１の場合よりも演算が簡
単となる利点がある。

【００６０】（実施の形態３）図４は本発明の実施の形
態３による適応アレーアンテナ受信機を示すブロック図
である。

【００６１】図４において、アンテナ１１、１２、１
３、アンテナ切り換え器２、高周波増幅器３、局部発振
回路４０、混合回路５、増幅・準同期検波回路６、タッ
プ付き遅延線７１０、タップ付き遅延線７１０の出力タ
ップ７１１、７１２、７１３、切り換え制御部８１、加
算部７３０、判定部１０は図１と同様のものなので、同
一符号を付し、説明は省略する。７０１はシンボル遅延
部７０２と乗算部７０３とから構成され、入力信号を１
シンボル遅延させて複素共役を出力する遅延検波部であ
る。

【００６２】以上のように構成された適応アレーアンテ
ナ受信機について、その動作を説明する。

【００６３】アンテナ１１、１２、１３で受信された高
周波信号は、アンテナ切り換え器２により何れか１つの
アンテナが接続され、高周波増幅器３、混合回路５、増
幅・準同期検波回路６により処理されてベースバンド信
号に変換される。切り換え制御部８１では、図２に示す
ように、受信信号のシンボルと同期してアンテナ１１、
１２、１３を順に切り換える。このとき増幅・準同期検
波回路６から得られたベースバンド信号は、遅延検波部
７０１により遅延検波された後、タップ付き遅延線７１
０に入力される。そして、個々のシンボルにおけるアン
テナ１１、１２、１３によって受信された部分の信号が
それぞれ出力タップ７１３、７１２、７１１に現れる。
以後は、従来の遅延検波機による検波後合成ダイバーシ
ティ受信と全く同様に、加算部７３０により重み付け加
算合成される。遅延検波の出力は信号電力に比例するの
で、この場合は最大比合成の空間ダイバーシティとして
動作する。

【００６４】このように本実施の形態によれば、ウエイ
トの逐次演算が不要であり、かつ複素乗算部７０３が遅
延検波部７０１における１個のみで良いので、演算なら
びに構成が簡単になる。

【００６５】（実施の形態４）図５は本発明の実施の形
態４による適応アレーアンテナ受信機を示すブロック図
である。

【００６６】図５において、アンテナ１１、１２、１
３、アンテナ切り換え器２、高周波増幅器３、局部発振
回路４０、混合回路５、切り換え制御部８１は図１と同
様のものなので、同一符号を付し、説明は省略する。６
１は混合回路５の出力信号である中間周波信号を増幅す
る中間周波増幅回路に振幅制限回路を設けたリミタ増幅
器、６２はリミタ増幅器６１の出力信号の瞬時位相を検
出して出力する位相検波器、７０５は位相検波器６２で
得られた位相信号を１シンボル遅延させるシンボル遅延
部７０６と、位相検波器６２で得られた位相信号から同
信号を１シンボル遅延させたシンボル遅延部７０６の出
力信号を減ずる減算部７０７とから構成される位相遅延
検波部、７４０は出力タップ７４１、７４２、７４３を
有し、そのタップ間隔がアンテナ１１、１２、１３の切
り換え間隔に等しいタップ付き遅延線、７５０は同様に
出力タップ７５１、７５２、７５３を有し、そのタップ
間隔がアンテナ１１、１２、１３の切り換え間隔に等し
いタップ付き遅延線、７６０は出力タップ７４１、７４
２、７４３との加重平均誤差が最小となる変調位相を復
調データとして出力する最尤位相判定部である。最尤位
相判定部７６０は出力タップ７５１、７５２、７５３の
値を上記加重平均の重みとして用いる。最尤位相判定部
７６０の構成は、特開平６−２６８５５９号公報または
文献４（太郎丸、小西、古賀、「最ゆう判定により位相
ベースバンド信号を合成するダイバーシチ方式」電子情
報通信学会論文誌（Ｂ−ＩＩ）、１９９７年４月号）に
詳細に開示されているものと同一である。リミタ増幅器
６１は図５に示すようにＲＳＳＩ（受信電界強度）信号
出力端子を有する。また、位相検波器６２の位相信号出
力は０から２πの値を取り、位相遅延検波部７０５の減
算部７０７は２πを法とする演算により減算を行うもの
である。

【００６７】以上のように構成された適応アレーアンテ
ナ受信機について、その動作を説明する。

【００６８】アンテナ１１、１２、１３で受信された高
周波信号は、アンテナ切り換え器２により何れか１つの
アンテナが接続され、高周波増幅器３、混合回路５、リ
ミタ増幅器６１により処理され、位相検波器６２から受
信信号の瞬時位相が出力される。該位相信号は位相遅延
検波器７０５により遅延検波され、１シンボル前の位相
との差分値がタップ付き遅延線７４０へ入力される。切
り換え制御部８１では、図２に示すように、受信信号の
シンボルと同期してアンテナ１１、１２、１３を順に切
り換える。このとき位相遅延検波部７０５により遅延検
波された信号は、タップ付き遅延線７４０に入力され
る。そして、個々のシンボルにおけるアンテナ１１、１
２、１３によって受信された部分の信号がそれぞれ出力
タップ７４３、７４２、７４１に現れる。一方、リミタ
増幅器６１から出力されたＲＳＳＩ信号はタップ付き遅
延線７５０に入力される。そして、同様にアンテナ１
１、１２、１３によって受信された部分の信号がそれぞ
れ出力タップ７５３、７５２、７５１に現れる。最尤位
相判定合成部７６０では、上記各アンテナにおけるＲＳ
ＳＩ値を重みとし、位相誤差の加重平均が最小となる変
調位相点（ＢＰＳＫの場合は０またはπの中から、π／
４シフトＱＰＳＫの場合にはπ／４、３π／４、５π／
４、７π／４の中から）を復調データとして出力する。
以上の構成により、最大比合成の空間ダイバーシティと
して動作する。

【００６９】このように本実施の形態によれば、複素演
算が無くスカラ値である位相信号の処理となるので、演
算ならびに構成が簡単になる。

【００７０】（実施の形態５）図６は本発明の実施の形
態５による周波数ホッピング通信を行うための適応アレ
ーアンテナ受信機を示すブロック図である。

【００７１】図６において、アンテナ１１、１２、１
３、アンテナ切り換え器２、高周波増幅器３、局部発振
回路４０、混合回路５、増幅・準同期検波器６、トラン
スバーサルフィルタ７、タップ付き遅延線７１０、タッ
プ付き遅延線７１０の出力タップ７１１、７１２、７１
３、乗算部７２０、加算部７３０、判定部１０、誤差検
出部９１、スイッチ９２、タップ係数更新部９０は図１
と同様のものなので、同一符号を付し、説明は省略す
る。４は瞬時的高速に周波数を切り換え可能な直接デジ
タルシンセサイザ（ＤＤＳ）回路により構成され、周波
数変換のための局部発振信号を発生させる周波数シンセ
サイザ、８は送信周波数の切り換え（ホッピング）に同
期した周波数切り換え信号ｂを周波数シンセサイザ４に
設定すると同時に、アンテナ切り換え信号ａによりアン
テナ切り換え器２を制御して受信アンテナを切り換える
ホッピング制御部である。ホッピング制御部８における
アンテナと周波数の切り換え間隔は伝送信号のシンボル
周期をアンテナ本数で除した値であり、本実施の形態の
場合はシンボル周期をτとおけばτ／３である。

【００７２】以上のように構成された適応アレーアンテ
ナ受信機について、その動作を図７を用いて説明する。
図７（ａ）は受信信号を示す受信信号図であり、図７
（ｂ）は接続アンテナを示すアンテナ切り換え図であ
る。

【００７３】アンテナ１１、１２、１３で受信された高
周波信号は、アンテナ切り換え器２により何れか１つの
アンテナが接続され、高周波増幅器３、混合回路５、増
幅・準同期検波回路６により処理されてベースバンド信
号に変換される。ホッピング制御部８では、従来の周波
数ホッピング受信機と同様に相手局の送信周波数の切り
換えと同期して周波数シンセサイザ４の局部発振周波数
を切り換えることによって受信周波数を切り換える。こ
れと同時に、図７に示すように、アンテナ１１、１２、
１３を順に切り換える。このとき増幅・準同期検波回路
６から得られたベースバンド信号は、トランスバーサル
フィルタ７に入力され、以後は実施の形態１の場合と同
様に各アンテナで受信された信号が最小自乗合成され
る。このように最小自乗合成により各ホッピング周波数
ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃における受信信号を合成すると、実施の
形態１の場合と同様に感度ならびに耐干渉性が高くな
る。即ち干渉波に対しては利得が零に漸近し、干渉波が
存在しない場合には希望受信波に対する利得が最大とな
るよう動作する。このように周波数ホッピングの受信機
を利用すれば、空間的に離した位置に設置されたアンテ
ナにより各ホッピング周波数を受信するので、図１４の
従来の周波数ホッピングのダイバーシティ受信機と同様
に空間ダイバーシティ効果が得られ、周波数一様フェー
ジングにおける特性が向上する。しかも最小自乗合成を
用いているので、上記従来のダイバーシティ受信機より
も高感度で耐干渉性も高い。

【００７４】このように本実施の形態は、周波数ホッピ
ング方式の受信機を利用したものであり、実施の形態
１、２、３および４においても、局部発振回路４０およ
び切り換え制御部８１をそれぞれ、ＤＤＳによるシンセ
サイザ４およびホッピング制御部８に置き換えた構成と
すれば、いずれも周波数ホッピング方式の受信機として
動作可能である。

【００７５】なお、上記実施の形態１、２、３、４およ
び５ではアンテナ数を３として説明したが、アンテナ数
は２本以上の任意の本数でも本発明は適用可能である。
この場合、通常のダイバーシティと同様に本数を増やす
ほどダイバーシティ効果が向上する。

【００７６】以上のように本実施の形態によれば、アン
テナ１１〜１３は、受信信号のシンボル周期が周波数ホ
ッピング間隔の２以上の整数倍である高速周波数ホッピ
ング信号を受信し、アンテナ切り換え器２は、アンテナ
の切り換えが周波数ホッピングと同期し、アンテナの切
り換え間隔は、周波数ホッピング間隔の整数倍かつシン
ボル周期以下、もしくは周波数ホッピング間隔を整数で
除した値であるようにしたことにより、周波数ホッピン
グ方式が適用されることとなるので、周波数ダイバーシ
ティ効果を得ることができ、干渉波に対しては利得を零
に漸近し、干渉波が存在しない場合には希望受信波に対
する利得を最大にすることができる。

【００７７】（実施の形態６）図８は本発明の実施の形
態６による周波数ホッピング通信を行うための適応アレ
ーアンテナ受信機を示すブロック図である。

【００７８】図８において、アンテナ１１、１２、アン
テナ切り換え器２、高周波増幅器３、混合回路５、増幅
・準同期検波回路６、トランスバーサルフィルタ７、タ
ップ付き遅延線７１０、タップ付き遅延線７１０の出力
タップ７１１、７１２、７１３、７１４、乗算部７２
０、加算部７３０、判定部１０、誤差検出部９１、スイ
ッチ９２、タップ係数更新部９０は図１と同様のものな
ので、同一符号を付し、説明は省略する。なお、本実施
の形態は、アンテナが２つである点と、トランスバーサ
ルフィルタ７におけるタップ数が４つである点とが実施
の形態１とは異なる。８は送信周波数の切り換え（ホッ
ピング）に同期した周波数切り換え信号ｂを周波数シン
セサイザ４に設定し、これと同期してアンテナ切り換え
器２を制御して受信アンテナを切り換えるホッピング制
御部である。ホッピング制御部８におけるアンテナ切り
換え間隔は周波数のホッピング周期をアンテナ本数で除
した値であり、本実施の形態の場合はシンボル周期をτ
とおけばτ／４である。

【００７９】以上のように構成された適応アレーアンテ
ナ受信機について、その動作を図９を用いて説明する。
図９（ａ）は受信信号を示す受信信号図であり、図９
（ｂ）は接続アンテナを示すアンテナ切り換え図であ
る。

【００８０】アンテナ１１、１２で受信された高周波信
号は、アンテナ切り換え器２により何れか１つのアンテ
ナが接続され、高周波増幅器３、混合回路５、増幅・準
同期検波回路６により処理されてベースバンド信号に変
換される。ホッピング制御部８では、従来の周波数ホッ
ピング受信機と同様に相手局の送信周波数の切り換えと
同期して周波数シンセサイザ４の局部発振周波数を切り
換えることによって受信周波数を切り換える。これと同
時に、図９に示すように、アンテナ１１、１２を順に切
り換える。このとき増幅・準同期検波回路６から得られ
たベースバンド信号は、トランスバーサルフィルタ７に
入力され、出力タップ７１４、７１３、７１２、７１１
にはそれぞれ、アンテナ１１と周波数ｆ₁、アンテナ１
２と周波数ｆ₁、アンテナ１１と周波数ｆ₂、アンテナ１
２と周波数ｆ₂で受信された信号が現れる。以後は実施
の形態１の場合と同様に各アンテナで受信された信号が
最小自乗合成される。

【００８１】このように周波数ホッピングの受信機にお
いて、同一ホッピング周波数（チップ）内でアンテナを
切り換えれば、等価的なダイバーシティ枝数がホッピン
グ数とアンテナ数の積となるので、本実施の形態のよう
にアンテナ数やホッピング数が少ない場合でもダイバー
シティ効果が増大する。

【００８２】（実施の形態７）図１０は本発明の実施の
形態７による適応アレーアンテナ送信機を示すブロック
図である。

【００８３】図１０において、４１は搬送波信号を発生
する搬送波信号発生器、１０１、１０２、１０３は３素
子のアレーアンテナあるいは３枝の空間、偏波または指
向性ダイバーシティ枝を構成する送信アンテナ、２００
は送信アンテナ１０１、１０２、１０３のうち１つを接
続するアンテナ切り換え器、１００は所望の情報が変調
された送信信号を生成し、所要レベルまで増幅して出力
する送信回路、８１は送信アンテナ１０１、１０２、１
０３を切り換える切り換え制御部である。

【００８４】以上のように構成された適応アレーアンテ
ナ送信機について、その動作を説明する。送信時におい
て切り換え制御部８１は、図２に示すように、送信シン
ボルに同期して送信アンテナ１０１、１０２、１０３を
切り換える。このように周波数ホッピングの送信機にお
いて周波数を切り換える代わりに、もしくは周波数を切
り換えると同時に送信アンテナを切り換える。この送信
信号を図１３で示した従来の周波数ホッピング受信機と
同様の構成の受信機で受信すれば、図１３の出力タップ
７１３、７１２、７１１にはそれぞれ、アンテナ１０
１、１０２、１０３で送信した信号が現れ、最小自乗合
成されて出力される。従って、実施の形態１と全く同様
の効果が得られる。このように送信側でアンテナ切り換
えを行うことにより、受信側では単一のアンテナでよ
い。従って、本実施の形態における送信機は基地局など
に好適であり、移動局において端末を小型化できる。

【００８５】なお、本実施の形態ではアンテナ数を３と
して説明したが、アンテナ数は２本以上の任意の本数で
も本発明は適用可能である。この場合、通常のダイバー
シティと同様に本数を増やすほどダイバーシティ効果が
向上する。

【００８６】（実施の形態８）図１１は本発明の実施の
形態８による適応アレーアンテナ送信機を示すブロック
図で、実施の形態７による適応アレーアンテナ送信機か
ら送信された信号の受信に好適なものである。すなわ
ち、図１０の適応アレーアンテナ送信機と図１１の適応
アレーアンテナ受信機とは適応アレーアンテナ通信シス
テムを構成する。

【００８７】図１１において、アンテナ１１、高周波増
幅器３、局部発振回路４０、混合回路５、増幅・準同期
検波回路６、タップ付き遅延線７１０、タップ付き遅延
線７１０の出力タップ７１１、７１２、７１３、乗算部
７２０、加算部７３０、同期検波部７２１、７２２、７
２３、判定部１０は図３と同様のものなので、同一符号
を付し、説明は省略する。なお、本実施の形態は、アン
テナが１つである点が実施の形態２とは異なる。

【００８８】以上のように構成された適応アレーアンテ
ナ受信機について、その動作を説明する。

【００８９】図１０の送信機において、アンテナ１０
１、１０２、１０３を順に切り換えながら送信された信
号はアンテナ１１で受信され、高周波増幅器３、混合回
路５、増幅・準同期検波回路６により処理されてベース
バンド信号に変換される。このとき増幅・準同期検波回
路６から得られたベースバンド信号は、タップ付き遅延
線７１０に入力される。そして、個々のシンボルにおけ
るアンテナ１０１、１０２、１０３によって送信された
部分の信号がそれぞれ出力タップ７１３、７１２、７１
１に現れ、同期検波部７２３、７２２、７２１によって
それぞれ検波される。以後は、従来の検波後合成ダイバ
ーシティ受信と全く同様に、乗算部７２０および加算部
７３０により重み付け加算合成される。乗算部７２０に
おけるウエイトを、図示のように各々の出力タップにお
ける振幅｜ｘ１｜，｜ｘ２｜，｜ｘ３｜すなわち各アン
テナにおけるＲＳＳＩ（受信信号強度（電圧））に比例
するよう構成すれば最大比合成の空間ダイバーシティと
なり、良好な特性が得られる。さらに実施の形態３の場
合と同様に乗算部７２０を省略し、同期検波部７２３、
７２２、７２１の出力信号をそのまま加算部７３０で加
算しても良い。この場合は、等利得合成の空間ダイバー
シティとして動作し、構成が簡単になる。

【００９０】このように本実施の形態によれば、受信ア
ンテナが１本でよいので、実施の形態３の場合よりも構
成が簡単となる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
記載の適応アレーアンテナ受信機によれば、複数のアン
テナと、複数のアンテナを切り換えて接続するアンテナ
切り換え器と、アンテナ切り換え器を介して得られる受
信信号を周波数変換・増幅して中間周波信号および直
交、同相の２成分からなるベースバンド信号を出力する
受信回路と、受信回路の出力信号が入力されタップ間隔
がアンテナ切り換え器の切り換え間隔に等しいトランス
バーサルフィルタと、トランスバーサルフィルタの出力
信号を参照信号と比較する誤差検出部と、誤差検出部の
出力信号に応じてトランスバーサルフィルタのタップ係
数を制御するタップ係数更新部とを有し、アンテナ切り
換え器は、その切り換え間隔の２以上の整数倍が受信信
号のシンボル周期であることにより、タップ係数更新部
により適応制御されたトランスバーサルフィルタにより
誤差検出部出力信号である誤差信号が小さくなるように
各アンテナに対応する信号を合成することができるの
で、空間ダイバーシティ効果と干渉抑圧効果が得ること
ができるという有利な効果が得られる。

【００９２】請求項２に記載の適応アレーアンテナ受信
機によれば、複数のアンテナと、複数のアンテナを切り
換えて接続するアンテナ切り換え器と、アンテナ切り換
え器を介して得られる受信信号を周波数変換・増幅して
中間周波信号および直交、同相の２成分からなるベース
バンド信号を出力する受信回路と、受信回路の出力が入
力されタップ間隔が前記アンテナ切り換え器の切り換え
間隔に等しいタップ付き遅延部と、タップ付き遅延部の
各々のタップ毎に設けられタップ出力信号を検波する検
波部と、検波部の出力信号を加算合成する合成部とを有
し、アンテナ切り換え器は、その切り換え間隔の２以上
の整数倍が受信信号のシンボル周期であることにより、
各アンテナに対応する信号がタップ付き遅延部により分
離され、検波後に合成されるので、検波後合成の空間ダ
イバーシティ効果を得ることができ、希望受信波に対す
る利得を最大にすることができるという有利な効果が得
られる。

【００９３】請求項３に記載の適応アレーアンテナ受信
機によれば、請求項２に記載の適応アレーアンテナ受信
機において、合成部は、タップ出力信号に対応する時刻
の受信信号の振幅に応じたウエイトにより重み付け加算
することにより、各アンテナに対応する信号がタップ付
き遅延部により分離され、検波後に合成されるので、検
波後最大比合成の空間ダイバーシティ効果を得ることが
でき、また、ウエイトの逐次演算を不要とすることがで
き且つ乗算部におけるタップ係数を実数とすることがで
きるので、演算を簡単なものにすることができるという
有利な効果が得られる。

【００９４】請求項４に記載の適応アレーアンテナ受信
機によれば、請求項１または請求項２に記載の適応アレ
ーアンテナ受信機において、アンテナは、受信信号のシ
ンボル周期が周波数ホッピング間隔の２以上の整数倍で
ある高速周波数ホッピング信号を受信し、アンテナ切り
換え器は、アンテナの切り換えが周波数ホッピングと同
期し、アンテナの切り換え間隔は、周波数ホッピング間
隔の整数倍かつシンボル周期以下、もしくは周波数ホッ
ピング間隔を整数で除した値であることにより、周波数
ホッピング方式が適用されることにより周波数ダイバー
シティ効果を得ることができるので、干渉波に対しては
利得を零に漸近し、干渉波が存在しない場合には希望受
信波に対する利得を最大にすることができるという有利
な効果が得られる。

【００９５】請求項５に記載の適応アレーアンテナ送信
機によれば、複数のアンテナと、複数のアンテナの１つ
を接続するアンテナ切り換え器と、アンテナ切り換え器
に送信信号を出力する送信部と、アンテナ切り換え器を
制御する切り換え制御部とを有し、切り換え制御部は、
送信信号のシンボル周期がアンテナ切り換え器の切り換
え間隔の２以上の整数倍である間隔でアンテナを切り換
えるようにアンテナ切り換え器を制御することにより、
送信アンテナの切り換えにより空間ダイバーシティ効果
を得ることができるという有利な効果が得られる。

【００９６】請求項６に記載の適応アレーアンテナ送信
機によれば、請求項５に記載の適応アレーアンテナ送信
機において、送信部は、送信信号のシンボル周期が周波
数ホッピング間隔の２以上の整数倍である高速周波数ホ
ッピング信号を送信し、アンテナ切り換え器は、アンテ
ナの切り換えが周波数ホッピングと同期し、アンテナの
切り換え間隔が、周波数ホッピング間隔の整数倍かつシ
ンボル周期以下、もしくは周波数ホッピング間隔を整数
で除した値であることにより、周波数ホッピング方式が
適用され、周波数ダイバーシティ効果が得られるので、
受信機側においては、干渉波に対しては利得を零に漸近
し、干渉波が存在しない場合には希望受信波に対する利
得を最大にすることができるという有利な効果が得られ
る。

【００９７】請求項７に記載の適応アレーアンテナ通信
システムによれば、請求項５又は６に記載の適応アレー
アンテナ送信機と適応アレーアンテナ送信機からの送信
信号を受信する適応アレーアンテナ受信機とから成る適
応アレーアンテナ通信システムであって、適応アレーア
ンテナ受信機は、１つのアンテナと、アンテナから得ら
れる受信信号を周波数変換・増幅して中間周波信号およ
び直交、同相の２成分からなるベースバンド信号を出力
する受信回路と、受信回路の出力信号が入力されるトラ
ンスバーサルフィルタと、トランスバーサルフィルタの
出力信号を参照信号と比較する誤差検出部と、誤差検出
部の出力信号に応じてトランスバーサルフィルタのタッ
プ係数を制御するタップ係数更新部とを有し、トランス
バーサルフィルタは、そのタップ間隔の２以上の整数倍
が受信信号のシンボル周期であることにより、送信信号
のシンボルに同期して電波伝搬モードが切り替わる信号
を受信した場合、適応制御されたトランスバーサルフィ
ルタにより誤差が小さくなるように各送信アンテナに対
応する信号を合成することができるので、空間ダイバー
シティ効果と干渉抑圧効果を得ることができ、また、受
信アンテナが１本でよいので、構成を簡単にすることが
できるという有利な効果が得られる。

【００９８】請求項８に記載の適応アレーアンテナ通信
システムによれば、請求項５又は６に記載の適応アレー
アンテナ送信機と適応アレーアンテナ送信機からの送信
信号を受信する適応アレーアンテナ受信機とから成る適
応アレーアンテナ通信システムであって、適応アレーア
ンテナ受信機は、１つのアンテナと、アンテナから得ら
れる受信信号を周波数変換・増幅して中間周波信号もし
くは直交および同相の２成分からなるベースバンド信号
を出力する受信回路と、受信回路の出力信号が入力され
るタップ付き遅延部と、タップ付き遅延部の各々のタッ
プ毎に設けられタップ出力信号を検波する検波部と、検
波部の出力信号を加算合成する合成部とを有し、タップ
付き遅延部は、そのタップ間隔の２以上の整数倍が前記
受信信号のシンボル周期であることにより、送信信号の
シンボルに同期して電波伝搬モードが切り替わる信号を
受信した場合、各アンテナに対応する信号をタップ付き
遅延部により分離して検波後に合成することができるの
で、検波後合成の空間ダイバーシティ効果を得ることが
でき、希望受信波に対する利得を最大にすることがで
き、また、受信アンテナが１本でよいので、構成を簡単
にすることができるという有利な効果が得られる。

【００９９】請求項９に記載の適応アレーアンテナ通信
システムによれば、請求項７または請求項８に記載の適
応アレーアンテナ通信システムであって、アンテナは、
受信信号のシンボル周期が周波数ホッピング間隔の整数
倍である高速周波数ホッピング信号を受信し、タップ付
き遅延部は、タップ間隔が、周波数ホッピング間隔の整
数倍もしくは周波数ホッピング間隔を整数で除した値で
あることにより、周波数ホッピング方式が適用されるの
で、空間ダイバーシティ効果と共に周波数ダイバーシテ
ィ効果を得ることができるという有利な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による適応アレーアンテ
ナ受信機を示すブロック図

【図２】（ａ）受信信号を示す受信信号図（ｂ）接続アンテナを示すアンテナ切り換え図

【図３】本発明の実施の形態２による適応アレーアンテ
ナ受信機を示すブロック図

【図４】本発明の実施の形態３による適応アレーアンテ
ナ受信機を示すブロック図

【図５】本発明の実施の形態４による適応アレーアンテ
ナ受信機を示すブロック図

【図６】本発明の実施の形態５による適応アレーアンテ
ナ受信機を示すブロック図

【図７】（ａ）受信信号を示す受信信号図（ｂ）接続アンテナを示すアンテナ切り換え図

【図８】本発明の実施の形態６による周波数ホッピング
通信を行うための適応アレーアンテナ受信機を示すブロ
ック図

【図９】（ａ）受信信号を示す受信信号図（ｂ）接続アンテナを示すアンテナ切り換え図

【図１０】本発明の実施の形態７による適応アレーアン
テナ送信機を示すブロック図

【図１１】本発明の実施の形態８による適応アレーアン
テナ送信機を示すブロック図

【図１２】周波数ホッピング方式を示す信号図

【図１３】従来の周波数ホッピング受信機を示すブロッ
ク図

【図１４】従来の周波数ホッピング方式によるダイバー
シティ受信機の構成を示すブロック図

【符号の説明】

２アンテナ切り換え器３高周波増幅器４直接デジタルシンセサイザ回路（ＤＤＳ、周波数シ
ンセサイザ）５混合回路６増幅・準同期検波回路７トランスバーサルフィルタ８ホッピング制御部１０判定部１１、１２、１３、１０１、１０２、１０３アンテナ４０局部発振回路４１搬送波信号発生器６１リミタ増幅器６２位相検波器８０ホッピング制御部８１切り換え制御部９０タップ係数更新部（ウエイト制御部）９１誤差検出部９２スイッチ１００送信回路２００アンテナ切り換え器７０１遅延検波部７０２、７０６シンボル遅延部７０３、７２０乗算部７０５位相遅延検波部７０７減算部７１０、７４０、７５０タップ付き遅延線７１１、７１２、７１３、７４１、７４２、７４３、７
５１、７５２、７５３出力タップ７２１、７２２、７２３同期検波部７３０加算部７６０最尤位相判定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｂ 7/005 Ｈ０４Ｂ 7/005 ５Ｋ０６７ 7/26 7/26 Ｄ 1/713 Ｈ０４Ｊ 13/00 ＥＦターム(参考） 5J021 AA05 AA06 CA06 DB01 FA09 FA14 FA16 FA17 FA24 FA26 FA31 FA32 GA02 HA05 HA06 JA02 JA07 5J023 AC02 AD06 DA03 DB05 5K022 AA10 AA21 AA41 DD11 DD42 EE04 5K046 AA05 EE06 EE32 EE56 EF02 EF13 5K059 CC03 CC04 CC06 CC09 DD27 DD35 DD39 EE02 5K067 AA23 CC10 CC24 KK02 KK03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のアンテナと、前記複数のアンテナを
切り換えて接続するアンテナ切り換え器と、前記アンテ
ナ切り換え器を介して得られる受信信号を周波数変換・
増幅して中間周波信号および直交、同相の２成分からな
るベースバンド信号を出力する受信回路と、前記受信回
路の出力信号が入力されタップ間隔が前記アンテナ切り
換え器の切り換え間隔に等しいトランスバーサルフィル
タと、前記トランスバーサルフィルタの出力信号を参照
信号と比較する誤差検出部と、前記誤差検出部の出力信
号に応じて前記トランスバーサルフィルタのタップ係数
を制御するタップ係数更新部とを有し、前記アンテナ切
り換え器は、その切り換え間隔の２以上の整数倍が前記
受信信号のシンボル周期であることを特徴とする適応ア
レーアンテナ受信機。
【請求項２】複数のアンテナと、前記複数のアンテナを
切り換えて接続するアンテナ切り換え器と、前記アンテ
ナ切り換え器を介して得られる受信信号を周波数変換・
増幅して中間周波信号および直交、同相の２成分からな
るベースバンド信号を出力する受信回路と、前記受信回
路の出力信号が入力されタップ間隔が前記アンテナ切り
換え器の切り換え間隔に等しいタップ付き遅延部と、前
記タップ付き遅延部の各々のタップ毎に設けられ前記タ
ップ出力信号を検波する検波部と、前記検波部の出力信
号を加算合成する合成部とを有し、前記アンテナ切り換
え器は、その切り換え間隔の２以上の整数倍が前記受信
信号のシンボル周期であることを特徴とする適応アレー
アンテナ受信機。
【請求項３】前記合成部は、前記タップ出力信号に対応
する時刻の前記受信信号の振幅に応じたウエイトにより
重み付け加算することを特徴とする請求項２に記載の適
応アレーアンテナ受信機。
【請求項４】前記アンテナは、受信信号のシンボル周期
が周波数ホッピング間隔の２以上の整数倍である高速周
波数ホッピング信号を受信し、前記アンテナ切り換え器
は、前記アンテナの切り換えが周波数ホッピングと同期
し、前記アンテナの切り換え間隔は、前記周波数ホッピ
ング間隔の整数倍かつ前記シンボル周期以下、もしくは
前記周波数ホッピング間隔を整数で除した値であること
を特徴とする請求項１または２に記載の適応アレーアン
テナ受信機。
【請求項５】複数のアンテナと、前記複数のアンテナの
１つを接続するアンテナ切り換え器と、前記アンテナ切
り換え器に送信信号を出力する送信部と、前記アンテナ
切り換え器を制御する切り換え制御部とを有し、前記切
り換え制御部は、前記送信信号のシンボル周期が前記ア
ンテナ切り換え器の切り換え間隔の２以上の整数倍であ
る間隔で前記アンテナを切り換えるように前記アンテナ
切り換え器を制御することを特徴とする適応アレーアン
テナ送信機。
【請求項６】前記送信部は、送信信号のシンボル周期が
周波数ホッピング間隔の２以上の整数倍である高速周波
数ホッピング信号を送信し、前記アンテナ切り換え器
は、前記アンテナの切り換えが周波数ホッピングと同期
し、前記アンテナの切り換え間隔が、前記周波数ホッピ
ング間隔の整数倍かつ前記シンボル周期以下、もしくは
前記周波数ホッピング間隔を整数で除した値であること
を特徴とする請求項５に記載の適応アレーアンテナ送信
機。
【請求項７】請求項５又は６に記載の適応アレーアンテ
ナ送信機と前記適応アレーアンテナ送信機からの送信信
号を受信する適応アレーアンテナ受信機とから成る適応
アレーアンテナ通信システムであって、前記適応アレー
アンテナ受信機は、１つのアンテナと、前記アンテナか
ら得られる受信信号を周波数変換・増幅して中間周波信
号および直交、同相の２成分からなるベースバンド信号
を出力する受信回路と、前記受信回路の出力信号が入力
されるトランスバーサルフィルタと、前記トランスバー
サルフィルタの出力信号を参照信号と比較する誤差検出
部と、前記誤差検出部の出力信号に応じて前記トランス
バーサルフィルタのタップ係数を制御するタップ係数更
新部とを有し、前記トランスバーサルフィルタは、その
タップ間隔の２以上の整数倍が前記受信信号のシンボル
周期であることを特徴とする適応アレーアンテナ受信
機。
【請求項８】請求項５又は６に記載の適応アレーアンテ
ナ送信機と前記適応アレーアンテナ送信機からの送信信
号を受信する適応アレーアンテナ受信機とから成る適応
アレーアンテナ通信システムであって、前記適応アレー
アンテナ受信機は、１つのアンテナと、前記アンテナか
ら得られる受信信号を周波数変換・増幅して中間周波信
号および直交、同相の２成分からなるベースバンド信号
を出力する受信回路と、前記受信回路の出力信号が入力
されるタップ付き遅延部と、前記タップ付き遅延部の各
々のタップ毎に設けられ前記タップ出力信号を検波する
検波部と、前記検波部の出力信号を加算合成する合成部
とを有し、前記タップ付き遅延部は、そのタップ間隔の
２以上の整数倍が前記受信信号のシンボル周期であるこ
とを特徴とする適応アレーアンテナ受信機。
【請求項９】前記アンテナは、受信信号のシンボル周期
が周波数ホッピング間隔の整数倍である高速周波数ホッ
ピング信号を受信し、前記タップ付き遅延部は、前記タ
ップ間隔が、前記周波数ホッピング間隔の整数倍もしく
は前記周波数ホッピング間隔を整数で除した値であるこ
とを特徴とする請求項７または請求項８に記載の適応ア
レーアンテナ受信機。