JP2002261531A - Device and method for conrolling array antenna - Google Patents
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Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のアンテナ素
子からなるアレーアンテナ装置の指向特性を変化させる
ことができるアレーアンテナの制御装置及び制御方法に
関し、特に、指向特性を適応的に変化させることができ
る電子制御導波器アレーアンテナ装置(Electronically
Steerable Passive Array Radiator (ESPAR) Antenn
a;以下、エスパアンテナという。)であって、TDM
A受信信号又はCDMA受信信号を処理可能なアレーア
ンテナの制御装置及び制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an array antenna control device and a control method capable of changing the directional characteristics of an array antenna device comprising a plurality of antenna elements, and more particularly, to an adaptive control method for changing the directional characteristics. Electronically controlled director array antenna device (Electronically
Steerable Passive Array Radiator (ESPAR) Antenn
a; hereinafter, referred to as ESPAR antenna. ) And TDM
The present invention relates to a control device and a control method for an array antenna capable of processing an A reception signal or a CDMA reception signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】エスパアンテナは、例えば、従来技術文
献1「T. Ohira, "Microwave signalprocessing and de
vices for adaptive beamforming," IEEE Antenna and
Propagation society International Symposium vol. t
wo, pp. 583-586, Salt LakeCity, Utah July 16-21, 2
000」や特願平11−194487号の特許出願におい
て提案されている。このエスパアンテナは、無線信号が
送受信される励振素子と、この励振素子から所定の間隔
だけ離れて設けられ、無線信号が送受信されない少なく
とも1個の非励振素子と、この非励振素子に接続された
可変リアクタンス素子とから成るアレーアンテナを備
え、上記可変リアクタンス素子のリアクタンス値を変化
させることにより、上記アレーアンテナの指向特性を変
化させることができる。2. Description of the Related Art An ESPAR antenna is disclosed, for example, in T. Ohira, "Microwave signal processing and
vices for adaptive beamforming, "IEEE Antenna and
Propagation society International Symposium vol. T
wo, pp. 583-586, Salt LakeCity, Utah July 16-21, 2
000 "and Japanese Patent Application No. 11-194487. The ESPAR antenna is provided with an excitation element through which a radio signal is transmitted and received, at least one non-excitation element that is provided at a predetermined distance from the excitation element, and through which no radio signal is transmitted and received, and is connected to the non-excitation element. An array antenna including a variable reactance element is provided, and the directivity characteristics of the array antenna can be changed by changing the reactance value of the variable reactance element.
【0003】また、無線通信には、マルチパス伝搬と、
同一チャンネル干渉(CCI)とが、無線システムに悪
影響を及ぼす2つの問題として存在する。これらの問題
はそれぞれ、TDMA無線システムにおける周波数の再
使用に起因するシンボル間干渉(ISI)及び同一チャ
ンネル干渉、又はCDMA無線システムにおけるマルチ
ユーザアクセス干渉(MAI)として現れる。[0003] Wireless communication includes multipath propagation,
Co-channel interference (CCI) exists as two problems that adversely affect wireless systems. Each of these problems manifests as inter-symbol interference (ISI) and co-channel interference due to frequency reuse in TDMA wireless systems, or multi-user access interference (MAI) in CDMA wireless systems.
【0004】以上の問題点を解決するために、時空間適
応型処理(STAP)(従来技術文献2「J. Paulraj e
t al., "Space-time processing for wireless communi
cations," IEEE Signal Processing Magazine, Vol. 1
4, No. 6, pp. 49-83, November 1997」参照。)が提案
され、この処理は、ISI及びCCI双方の抑制におい
て卓越した性能を発揮するものと考えられている。最近
では、TDMA又は直接拡散(シーケンス)CDMA
(DS−CDMA)無線通信システムに対して、時空間
適応型処理(STAP)の方法が提案され、解析されて
いる。In order to solve the above problem, a spatio-temporal adaptive processing (STAP) (refer to J. Paulraj e
t al., "Space-time processing for wireless communi
cations, "IEEE Signal Processing Magazine, Vol. 1
4, No. 6, pp. 49-83, November 1997. " ) Has been proposed, and it is believed that this process exhibits outstanding performance in suppressing both ISI and CCI. More recently, TDMA or direct sequence (sequence) CDMA
For DS-CDMA wireless communication systems, a method of space-time adaptive processing (STAP) has been proposed and analyzed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、STA
Pシステムのアンテナアレーチャンネルの実現は複雑で
高コストであるため、例えば無線構内ネットワークシス
テム、あるいはユーザ端末機のようにコストが極めて重
要な要素であるとされる状況では特に、これらを実際に
広く適用することは困難である。これは、構成が簡単で
あってより低いコストのSTAPシステムを開発するこ
とが実際的な重要事項であることを意味している。However, the STA
Due to the complexity and high cost of realizing the antenna array channels of the P system, these may be practically widespread, especially in situations where cost is a very important factor, such as in wireless local area network systems or user terminals. It is difficult to apply. This means that developing a simpler and lower cost STAP system is of practical importance.
【0006】本発明の目的は以上の問題点を解決し、従
来技術に比較して簡単な構成を有しかつ製造コストが安
価であり、エスパアンテナのための時空間適応処理を行
うことができるアレーアンテナの制御装置及び制御方法
を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to have a simpler structure than in the prior art, to have a low manufacturing cost, and to be able to perform spatio-temporal adaptive processing for an ESPAR antenna. An object of the present invention is to provide a control device and a control method for an array antenna.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係るアレーアン
テナの制御装置は、無線信号を受信するための放射素子
と、上記放射素子から所定の間隔だけ離れて設けられた
複数の非励振素子と、上記複数の非励振素子にそれぞれ
接続された複数の可変リアクタンス素子とを備え、上記
各可変リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させる
ことにより、上記複数の可変リアクタンス素子をそれぞ
れ導波器又は反射器として動作させ、アレーアンテナの
指向特性を変化させるアレーアンテナの制御装置におい
て、上記アレーアンテナにおいて受信された無線信号を
複数の時間領域のサブ信号に分割し、上記分割した複数
のサブ信号に対してそれぞれ所定の重み係数を乗算した
後加算することにより時間領域の信号処理を実行して処
理信号として出力する時間領域信号処理手段と、所定の
学習シーケンス信号と上記各サブ信号とに基づいて、上
記処理信号と上記学習シーケンス信号との誤差信号が最
小となるように上記重み係数を演算して上記時間領域信
号処理手段に出力し、上記誤差信号に対応する値を示す
所定の基準関数の勾配ベクトルを計算し、上記基準関数
の値が最小となるように上記各可変リアクタンス素子の
リアクタンス値を計算して設定する適応型制御手段とを
備えたことを特徴とする。According to the present invention, there is provided an array antenna control apparatus comprising: a radiating element for receiving a radio signal; and a plurality of parasitic elements provided at a predetermined distance from the radiating element. A plurality of variable reactance elements respectively connected to the plurality of parasitic elements, and by changing the reactance value of each of the variable reactance elements, the plurality of variable reactance elements as a director or a reflector, respectively. Operate, in the array antenna control device to change the directional characteristics of the array antenna, the radio signal received by the array antenna is divided into a plurality of time-domain sub-signals, for each of the divided sub-signals Performs signal processing in the time domain by multiplying by a predetermined weighting factor and then adding it to output as a processed signal Time domain signal processing means, based on a predetermined learning sequence signal and each of the sub-signals, calculates the weighting coefficient such that an error signal between the processing signal and the learning sequence signal is minimized, and Output to the area signal processing means, calculate a gradient vector of a predetermined reference function indicating a value corresponding to the error signal, and calculate a reactance value of each of the variable reactance elements so that the value of the reference function is minimized. And an adaptive control means for setting.
【0008】また、本発明に係るアレーアンテナの制御
方法は、無線信号を受信するための放射素子と、上記放
射素子から所定の間隔だけ離れて設けられた複数の非励
振素子と、上記複数の非励振素子にそれぞれ接続された
複数の可変リアクタンス素子とを備え、上記各可変リア
クタンス素子のリアクタンス値を変化させることによ
り、上記複数の可変リアクタンス素子をそれぞれ導波器
又は反射器として動作させ、アレーアンテナの指向特性
を変化させるアレーアンテナの制御方法において、上記
アレーアンテナにおいて受信された無線信号を複数の時
間領域のサブ信号に分割し、上記分割した複数のサブ信
号に対してそれぞれ所定の重み係数を乗算した後加算す
ることにより時間領域の信号処理を実行して処理信号と
して出力するステップと、所定の学習シーケンス信号と
上記各サブ信号とに基づいて、上記処理信号と上記学習
シーケンス信号との誤差信号が最小となるように上記重
み係数を演算して上記時間領域の信号処理のために出力
し、上記誤差信号に対応する値を示す所定の基準関数の
勾配ベクトルを計算し、上記基準関数の値が最小となる
ように上記各可変リアクタンス素子のリアクタンス値を
計算して設定するステップとを含むことを特徴とする。Further, the method for controlling an array antenna according to the present invention includes a radiating element for receiving a radio signal, a plurality of non-exciting elements provided at a predetermined distance from the radiating element, A plurality of variable reactance elements respectively connected to the non-excitation elements, and by changing the reactance value of each of the variable reactance elements, the plurality of variable reactance elements operate as a director or a reflector, respectively, and In a method of controlling an array antenna that changes the directional characteristics of an antenna, a radio signal received by the array antenna is divided into a plurality of time-domain sub-signals, and a predetermined weighting factor is assigned to each of the divided sub-signals. Multiplied by the sum and then added to execute signal processing in the time domain and output as a processed signal. And, based on a predetermined learning sequence signal and each of the sub-signals, calculate the weighting coefficient so that an error signal between the processing signal and the learning sequence signal is minimized, and perform signal processing in the time domain. Calculating a gradient vector of a predetermined reference function indicating a value corresponding to the error signal, and calculating and setting a reactance value of each of the variable reactance elements so that the value of the reference function is minimized. And characterized in that:
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】従来の適応型アルゴリズムで形成
されるヌル、又は信号処理に先立って予め形成される
(formed in advance before)ビームとは異なり、本発
明では、可変なビームパターンと時間領域の等化器とを
併用して時空間適応型フィルタリングを実現することが
できるアレーアンテナの制御装置及び制御方法を提供す
る。エスパアンテナは、最小コストで所望の信号に向け
て空間的にビームを形成する能力を有すると考えられて
いる。本発明では、TDMA又はCDMA信号波形のた
めにエスパアンテナを使用して時空間適応型フィルタリ
ング(STAF)を実現するためのアレーアンテナの制
御装置及び制御方法を提案する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Unlike nulls formed by conventional adaptive algorithms or beams formed in advance before signal processing, the present invention provides a variable beam pattern and time domain. And a control method of an array antenna capable of realizing spatio-temporal adaptive filtering using the equalizer of (1). Espar antennas are believed to have the ability to spatially beam-form a desired signal with minimal cost. The present invention proposes a control apparatus and a control method of an array antenna for realizing space-time adaptive filtering (STAF) using an ESPAR antenna for a TDMA or CDMA signal waveform.
【0010】以下、図面を参照して本発明の実施形態に
ついて説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0011】図1は本発明に係る実施形態のアレーアン
テナの制御装置のブロック図である。本実施形態のアレ
ーアンテナの制御装置は、図1に示すように、1つの励
振素子A0と6個の非励振素子A1乃至A6とを備えて
なる従来技術のエスパアンテナで構成されたアレーアン
テナ装置100と、上記アレーアンテナ装置100で受
信された無線信号を処理する時間領域信号処理部4と、
それらを制御する適応制御型コントローラ7とを備えた
ことを特徴とする。FIG. 1 is a block diagram of a control device for an array antenna according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the control device for an array antenna according to the present embodiment is an array antenna device configured by a conventional ESPAR antenna including one excitation element A0 and six non-excitation elements A1 to A6. 100, a time-domain signal processing unit 4 for processing a radio signal received by the array antenna device 100,
And an adaptive control type controller 7 for controlling them.
【0012】図1において、アレーアンテナ装置100
は、接地導体11上に設けられた励振素子A0及び非励
振素子A1乃至A6から構成され、励振素子A0は、半
径rの円周上に設けられた6本の非励振素子A1乃至A
6によって囲まれるように配置されている。好ましく
は、各非励振素子A1乃至A6は上記半径rの円周上に
互いに等間隔を保って設けられる。各励振素子A0及び
非励振素子A1乃至A6の長さは、例えば、所望波の波
長λの約1/4になるように構成され、また、上記半径
rはλ/4になるように構成される。励振素子A0の給
電点は同軸ケーブル9を介して低雑音増幅器(LNA)
1に接続され、また、非励振素子A1乃至A6はそれぞ
れ可変リアクタンス素子12−1乃至12−6に接続さ
れ、これら可変リアクタンス素子12−1乃至12−6
のリアクタンス値は適応制御型コントローラ7からのリ
アクタンス値信号によって設定される。In FIG. 1, an array antenna device 100
Is composed of an excitation element A0 and non-excitation elements A1 to A6 provided on the ground conductor 11, and the excitation element A0 includes six non-excitation elements A1 to A provided on the circumference of the radius r.
6 so as to be surrounded. Preferably, the non-exciting elements A1 to A6 are provided at equal intervals on the circumference of the radius r. The length of each of the excitation element A0 and the non-excitation elements A1 to A6 is configured to be, for example, about 波長 of the wavelength λ of the desired wave, and the radius r is configured to be λ / 4. You. The feeding point of the excitation element A0 is connected via a coaxial cable 9 to a low noise amplifier (LNA).
1 and the parasitic elements A1 to A6 are connected to the variable reactance elements 12-1 to 12-6, respectively, and these variable reactance elements 12-1 to 12-6 are connected.
Are set by a reactance value signal from the adaptive control type controller 7.
【0013】図2は、アレーアンテナ装置100の縦断
面図である。励振素子A0は接地導体11と電気的に絶
縁され、各非励振素子A0乃至A6は、可変リアクタン
ス素子12−1乃至12−6を介して、接地導体11に
対して高周波的に接地される。可変リアクタンス素子1
2−1乃至12−6の動作を説明すると、例えば放射素
子A0と非励振素子A1乃至A6の長手方向の長さが実
質的に同一であるとき、例えば、可変リアクタンス素子
12−1がインダクタンス性(L性)を有するときは、
可変リアクタンス素子12−1は延長コイルとなり、非
励振素子A1乃至A6の電気長が励振素子A0に比較し
て長くなり、反射器として働く。一方、例えば、可変リ
アクタンス素子12−1がキャパシタンス性(C性)を
有するときは、可変リアクタンス素子12−1は短縮コ
ンデンサとなり、非励振素子A1の電気長が励振素子A
0に比較して短くなり、導波器として働く。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the array antenna device 100. The excitation element A0 is electrically insulated from the ground conductor 11, and each of the non-excitation elements A0 to A6 is grounded at a high frequency to the ground conductor 11 via the variable reactance elements 12-1 to 12-6. Variable reactance element 1
The operation of 2-1 to 12-6 will be described. For example, when the length of the radiating element A0 and the non-exciting elements A1 to A6 in the longitudinal direction are substantially the same, for example, the variable reactance element 12-1 has an inductance property. (L property)
The variable reactance element 12-1 serves as an extension coil, and the electrical length of the non-excitation elements A1 to A6 is longer than that of the excitation element A0, and functions as a reflector. On the other hand, for example, when the variable reactance element 12-1 has a capacitance (C property), the variable reactance element 12-1 becomes a shortened capacitor, and the electrical length of the non-exciting element A1 is
It becomes shorter than 0 and works as a director.
【0014】従って、図1のアレーアンテナ装置100
において、各非励振素子A1乃至A6に接続された可変
リアクタンス素子12−1乃至12−6のリアクタンス
値を変化させることにより、アレーアンテナ装置100
の平面指向性特性を変化させることができる。Therefore, the array antenna device 100 shown in FIG.
, By changing the reactance values of the variable reactance elements 12-1 to 12-6 connected to the respective non-exciting elements A1 to A6,
Can be changed.
【0015】図1のアレーアンテナの制御装置におい
て、アレーアンテナ装置100は無線信号を受信し、上
記受信された信号は同軸ケーブル9を介して低雑音増幅
器(LNA)1に入力されて増幅され、次いで、ダウン
コンバータ(D/C)2は増幅された信号を所定の中間
周波数の信号(IF信号)に低域変換する。さらに、A
/D変換器3は低域変換されたアナログ信号をディジタ
ル信号にA/D変換し、A/D変換されたディジタル信
号を時間領域信号処理部4に出力する。次いで、時間領
域信号処理部4は、アレーアンテナ装置100によって
受信された無線信号y(t)を複数の時間領域のサブ信
号に分割し、分割した複数のサブ信号からなる信号ベク
トル[Y]を適応制御型コントローラ7に出力し、ま
た、分割された複数のサブ信号に対してそれぞれ所定の
重み係数を乗算した後加算することにより時間領域の信
号処理を実行して処理信号z(t)として出力する。そ
して、適応制御型コントローラ7は、学習シーケンス信
号発生器6により発生された学習シーケンス信号から上
記処理信号z(t)を減算して誤差信号を計算し、さら
に、適応制御型コントローラ7は、上記学習シーケンス
信号及び信号ベクトル[Y]に基づいて誤差信号が最小
となるように最適な重み係数ベクトル[W]を演算して
時間領域信号処理部4に出力することにより適応制御処
理を実行する。ここで、具体的には、適応制御型コント
ローラ7は、学習シーケンス信号と上記各サブ信号とに
基づいて、処理信号z(t)と学習シーケンス信号との
誤差信号が最小となるように上記重み係数を演算して時
間領域信号処理部4に出力し、上記誤差信号に対応する
値を示す所定の基準関数の勾配ベクトルを計算し、上記
基準関数の値が最小となるように各可変リアクタンス素
子12−1乃至12−6のリアクタンス値を計算して設
定する。In the control device for an array antenna shown in FIG. 1, an array antenna device 100 receives a radio signal, and the received signal is input to a low noise amplifier (LNA) 1 via a coaxial cable 9 and amplified. Next, the down-converter (D / C) 2 performs low-frequency conversion of the amplified signal into a signal of a predetermined intermediate frequency (IF signal). Furthermore, A
The / D converter 3 A / D converts the low-frequency converted analog signal into a digital signal, and outputs the A / D converted digital signal to the time domain signal processing unit 4. Next, the time-domain signal processing unit 4 divides the radio signal y (t) received by the array antenna device 100 into a plurality of time-domain sub-signals, and generates a signal vector [Y] including the divided sub-signals. The signal is output to the adaptive control type controller 7, and a plurality of divided sub-signals are each multiplied by a predetermined weighting coefficient and then added to perform signal processing in the time domain to obtain a processed signal z (t). Output. Then, the adaptive control type controller 7 subtracts the processing signal z (t) from the learning sequence signal generated by the learning sequence signal generator 6 to calculate an error signal. Based on the learning sequence signal and the signal vector [Y], the adaptive control process is performed by calculating the optimum weight coefficient vector [W] so as to minimize the error signal and outputting the calculated weight coefficient vector [W] to the time domain signal processing unit 4. Here, specifically, the adaptive control type controller 7 performs the weighting based on the learning sequence signal and the respective sub-signals so that the error signal between the processing signal z (t) and the learning sequence signal is minimized. The coefficient is calculated and output to the time domain signal processing unit 4 to calculate a gradient vector of a predetermined reference function indicating a value corresponding to the error signal, and each variable reactance element is set so that the value of the reference function is minimized. The reactance values of 12-1 to 12-6 are calculated and set.
【0016】アレーアンテナ100で受信される無線信
号を送信する送信局は、学習シーケンス信号発生器6で
発生される所定の学習シーケンス信号と同一の学習シー
ケンス信号を含む所定のシンボルレートのディジタルデ
ータ信号に従って、無線周波数の搬送波信号を、例えば
QPSKなどのディジタル変調法、又は直接拡散スペク
トル拡散変調法を用いて変調し、当該変調信号を電力増
幅して受信局のアレーアンテナ装置100に向けて送信
する。本発明に係る実施形態においては、データ通信を
行う前に、送信局から受信局に向けて学習シーケンス信
号を含む無線信号が送信され、受信局では、適応制御型
コントローラ7による適応制御処理が実行される。The transmitting station transmitting the radio signal received by the array antenna 100 is a digital data signal of a predetermined symbol rate including the same learning sequence signal as the predetermined learning sequence signal generated by the learning sequence signal generator 6. , A carrier signal of a radio frequency is modulated using a digital modulation method such as QPSK or a direct spread spectrum spread modulation method, and the modulated signal is power-amplified and transmitted to the array antenna device 100 of the receiving station. . In the embodiment according to the present invention, before performing data communication, a radio signal including a learning sequence signal is transmitted from the transmitting station to the receiving station, and the adaptive control type controller 7 executes an adaptive control process at the receiving station. Is done.
【0017】次に、図3乃至図5を参照して、図1の時
間領域信号処理部4についてより詳細に説明する。図3
は、時間領域信号処理部4の第1の実施形態であるTD
MA用時間領域信号処理部4−1のブロック図である。
TDMA用時間領域信号処理部4−1は、互いに縦続接
続された複数(J−1)個のシフトレジスタ(SR)1
3−1乃至13−(J−1)と、複数J個のダウンサン
プラ14−1乃至14−Jと、複数J個のトランスバー
サルフィルタ回路23−1乃至23−Jと、加算器17
とを備えて構成される。上記シフトレジスタ(SR)1
3−1乃至13−(J−1)はそれぞれ、入力されるク
ロックに基づいて入力信号を1シンボル期間だけ遅延し
て出力する。トランスバーサルフィルタ回路23−1乃
至23−Jは、重み係数の演算のために、複数の時間遅
延のサブ信号に分割された信号データDx1乃至DxJ
を適応制御型コントローラ7に出力し、かつ、適応制御
型コントローラ7によって演算された重み係数データD
w1乃至DwJを、入力された各信号に乗算して出力す
る。Next, the time domain signal processing section 4 of FIG. 1 will be described in more detail with reference to FIGS. FIG.
Is TD, which is the first embodiment of the time domain signal processing unit 4.
It is a block diagram of the time domain signal processing part 4-1 for MA.
The TDMA time domain signal processing unit 4-1 includes a plurality of (J-1) shift registers (SR) 1 cascaded with each other.
3-1 to 13- (J-1), a plurality J of downsamplers 14-1 to 14-J, a plurality J of transversal filter circuits 23-1 to 23-J, and an adder 17
It is comprised including. Shift register (SR) 1
Each of 3-1 to 13- (J-1) outputs the input signal delayed by one symbol period based on the input clock. The transversal filter circuits 23-1 to 23-J convert the signal data Dx1 to DxJ divided into a plurality of time-delayed sub-signals for calculating the weighting coefficients.
Is output to the adaptive control type controller 7, and the weight coefficient data D calculated by the adaptive control type controller 7
The input signals are multiplied by w1 to DwJ and output.
【0018】図1のA/D変換器3から出力された受信
信号y(t)は、ダウンサンプラ14−1と、シフトレ
ジスタ13−1に入力される。ダウンサンプラ14−1
は、入力された受信信号y(t)を、A/D変換器3の
サンプリング周波数の1/J倍のサンプリング周波数で
ダウンサンプリングし、処理後の信号を詳細後述するト
ランスバーサルフィルタ回路23−1を介して加算器1
7に出力する。シフトレジスタ13−1から出力された
信号は、ダウンサンプラ14−2と、シフトレジスタ1
3−2に入力される。ダウンサンプラ14−2は、入力
された信号を、A/D変換器3のサンプリング周波数の
1/J倍のサンプリング周波数でダウンサンプリング
し、処理後の信号をトランスバーサルフィルタ回路23
−2を介して加算器17に出力する。以下同様に、シフ
トレジスタ13−j(j=2,3,…,J−1)から出
力された信号は、ダウンサンプラ14−(j+1)と、
シフトレジスタ13−(j+1)に出力される。ダウン
サンプラ14−(j+1)は、入力された信号を、A/
D変換器3のサンプリング周波数の1/J倍のサンプリ
ング周波数でダウンサンプリングし、処理後の信号をト
ランスバーサルフィルタ回路23−(j+1)を介して
加算器17に出力する。さらに、加算器17は、入力さ
れた複数J個の信号を加算し、加算結果の信号を処理信
号z(t)として出力する。The received signal y (t) output from the A / D converter 3 in FIG. 1 is input to a downsampler 14-1 and a shift register 13-1. Down sampler 14-1
Down-samples the input received signal y (t) at a sampling frequency of 1 / J times the sampling frequency of the A / D converter 3, and processes the processed signal in a transversal filter circuit 23-1 described in detail later. Adder 1 via
7 is output. The signal output from the shift register 13-1 is sent to the down sampler 14-2 and the shift register 1
Input to 3-2. The downsampler 14-2 downsamples the input signal at a sampling frequency of 1 / J times the sampling frequency of the A / D converter 3, and converts the processed signal into a transversal filter circuit 23.
Output to the adder 17 via -2. Similarly, a signal output from the shift register 13-j (j = 2, 3,..., J-1) is a down-sampler 14- (j + 1),
Output to the shift register 13- (j + 1). The down sampler 14- (j + 1) converts the input signal to A /
Down-sampling is performed at a sampling frequency of 1 / J times the sampling frequency of the D converter 3, and the processed signal is output to the adder 17 via the transversal filter circuit 23- (j + 1). Further, the adder 17 adds the input plurality of J signals, and outputs a signal of the addition result as a processed signal z (t).
【0019】図4は、図3のトランスバーサルフィルタ
回路23−1の構成を示すブロック図である。トランス
バーサルフィルタ回路23−1は、ダウンサンプラ22
−1を通過して入力される信号を、例えば1シンボルの
1/4乃至1/2の時間だけそれぞれ遅延させ互いに縦
続接続された複数(M−1)個の遅延回路25−1乃至
25−(M−1)と、複数M個の乗算器26−1乃至2
6−Mと、加算器27とを備えて構成される。トランス
バーサルフィルタ回路23−1に入力される信号は、サ
ブ信号のデータとして適応制御型コントローラ7に出力
され、かつ、重み係数w1,1の乗算係数を有する乗算
器26−1を介して加算器27に出力されるとともに、
互いに縦続接続された(M−1)個の遅延回路25−1
乃至25−(M−1)と、重み係数w1,Mの乗算係数
を有する乗算器26−Mとを介して加算器27に出力さ
れる。ここで、重み係数wの添え字は、第1の添え字で
トランスバーサルフィルタ回路23−1乃至23−Jの
シリアル番号1乃至Jを、第2の添え字で上記各トラン
スバーサルフィルタ回路23−1乃至23−J内の乗算
器のシリアル番号1乃至Mを表す。また、遅延回路25
−1から出力される信号は、適応制御型コントローラ7
に出力されるとともに、重み係数w1,2の乗算係数を
有する乗算器26−2を介して加算器27に出力され、
さらに、遅延回路25−2から出力される信号は、適応
制御型コントローラ7に出力されるとともに、重み係数
w1,3の乗算係数を有する乗算器26−3を介して加
算器17に出力される。以下同様にして、遅延回路26
−ma(ma=3,…,M−1)から出力される信号
は、適応制御型コントローラ7に出力されるとともに、
重み係数w1,ma+1の乗算係数を有する乗算器26
−(ma+1)を介して加算器27に出力される。そし
て、加算器27は入力されるM個の信号を加算し、加算
結果の信号を加算器17に出力する。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the transversal filter circuit 23-1 in FIG. The transversal filter circuit 23-1 is connected to the down sampler 22.
-1 is delayed by, for example, 1/4 to 1/2 of one symbol, and a plurality (M-1) of delay circuits 25-1 to 25- connected in cascade with each other. (M-1) and a plurality of M multipliers 26-1 to 26-2
6-M and an adder 27. The signal input to the transversal filter circuit 23-1 is output to the adaptive control type controller 7 as sub-signal data, and is added via the multiplier 26-1 having a multiplication coefficient of the weight coefficient w 1,1. Output to the container 27,
(M-1) delay circuits 25-1 cascaded with each other
To 25- (M-1) and a multiplier 26-M having a multiplication coefficient of the weighting coefficients w1 and M is output to the adder 27. Here, the suffix of the weight coefficient w is the first suffix and the serial numbers 1 to J of the transversal filter circuits 23-1 to 23-J, and the second suffix is the serial numbers 1 to J of the transversal filter circuits 23-J. Represents the serial numbers 1 to M of the multipliers in 1 to 23-J. The delay circuit 25
-1 is output from the adaptive control type controller 7.
And output to the adder 27 via a multiplier 26-2 having a multiplication coefficient of the weight coefficient w1, 2 .
Further, the signal output from the delay circuit 25-2 is output to the adaptive control type controller 7 is output to the adder 17 via a multiplier 26-3 with a multiplication factor of the weighting factor w 1, 3 You. Hereinafter, similarly, the delay circuit 26
The signal output from −ma (ma = 3,..., M−1) is output to the adaptive control type controller 7,
Multiplier 26 having a multiplication coefficient of weight coefficient w1 , ma + 1
The signal is output to the adder 27 via − (ma + 1). Then, the adder 27 adds the input M signals, and outputs a signal of the addition result to the adder 17.
【0020】また、図3のトランスバーサルフィルタ回
路23−2乃至23−Jは、互いに縦続接続された複数
(M−1)個の遅延回路と、複数M個の乗算器と、加算
器とを備えて、トランスバーサルフィルタ回路23−1
と同様に構成される。時間領域信号処理部4は、各トラ
ンスバーサルフィルタ回路23−1乃至23−Jから出
力された信号データDx1乃至DxJを、信号ベクトル
[Y]に合成して適応制御型コントローラ7に出力す
る。また、時間領域信号処理部4は、適応制御型コント
ローラ7から入力された重み係数ベクトル[W]を、重
み係数データDw1乃至DwJに分解して、各トランス
バーサルフィルタ回路23−1乃至23−Jにおいてそ
こに入力された信号と乗算する。The transversal filter circuits 23-2 to 23-J of FIG. 3 include a plurality (M-1) of delay circuits, a plurality M of multipliers, and an adder connected in cascade with each other. Provided, the transversal filter circuit 23-1
The configuration is the same as The time domain signal processing unit 4 combines the signal data Dx1 to DxJ output from each of the transversal filter circuits 23-1 to 23-J into a signal vector [Y] and outputs the resultant to the adaptive control type controller 7. Further, the time domain signal processing unit 4 decomposes the weight coefficient vector [W] input from the adaptive control type controller 7 into weight coefficient data Dw1 to DwJ, and converts the transversal filter circuits 23-1 to 23-J. Is multiplied by the signal input thereto.
【0021】図5は、図3の第1の実施形態に取って代
わる、時間領域信号処理部4の第2の実施形態に係るC
DMA用時間領域信号処理部4−2のブロック図であ
る。本実施形態においては、第1の実施形態に係るトラ
ンスバーサルフィルタ回路23−1乃至23−Jの代わ
りに、複数J個のマッチドフィルタ(matched filter;
整合フィルタともいう。)15−1乃至15−Jと、上
記各マッチドフィルタ15−1乃至15−Jに接続され
たサブ信号処理回路16−1乃至16−Jとを備えたこ
とを特徴とし、それ以外の構成は第1の実施形態のTD
MA用時間領域信号処理部4−1と同様であり、その詳
細な説明は省略する。FIG. 5 is a block diagram of a second embodiment of the time domain signal processing unit 4 which replaces the first embodiment of FIG.
FIG. 3 is a block diagram of a DMA time domain signal processing unit 4-2. In the present embodiment, instead of the transversal filter circuits 23-1 to 23-J according to the first embodiment, a plurality of J matched filters (matched filters;
Also called a matched filter. 15) through 15-J, and sub-signal processing circuits 16-1 through 16-J connected to the matched filters 15-1 through 15-J. TD of the first embodiment
This is the same as the MA time domain signal processing unit 4-1 and a detailed description thereof will be omitted.
【0022】図5において、互いに縦続接続されたJ−
1個のシフトレジスタ13−1乃至13−(J−1)
と、J個のダウンサンプラ14−1乃至14−Jとは、
TDMA用時間領域信号処理部4−1と同様に構成され
る。ダウンサンプラ14−1から出力された信号はマッ
チドフィルタ15−1に入力され、マッチドフィルタ1
5−1は、ダウンサンプリングされた信号を、受信機の
コントローラ(図示せず。)から入力される所望波のユ
ーザ端末の拡散符号のデータDcpに基づいて、白色雑
音の中にうずもれた所望波信号を最大のSN比で検出
し、具体的には、拡散符号の1周期毎にパルス信号を出
力する。次いで、マッチドフィルタ15−1からの信号
は、詳細後述するサブ信号処理回路16−1を介して加
算器17に出力される。また、ダウンサンプラ14−2
から出力された信号は、マッチドフィルタ15−2及び
サブ信号処理回路16−2を介して加算器17に出力さ
れる。以下同様に、各マッチドフィルタ15−j(j=
3,4,…,J)は、ダウンサンプラ14−faから出
力された信号を、サブ信号処理回路16−jを介して加
算器17に出力する。In FIG. 5, J-
One shift register 13-1 to 13- (J-1)
And J downsamplers 14-1 to 14-J,
The configuration is the same as that of the time domain signal processing unit 4-1 for TDMA. The signal output from the downsampler 14-1 is input to the matched filter 15-1, and the matched filter 1
5-1, the down-sampled signal is buried in the white noise based on the data Dcp of the spreading code of the user terminal of the desired wave input from the controller (not shown) of the receiver. The desired wave signal is detected at the maximum SN ratio, and specifically, a pulse signal is output for each period of the spreading code. Next, the signal from the matched filter 15-1 is output to the adder 17 via the sub-signal processing circuit 16-1 described in detail later. Also, down sampler 14-2
Are output to the adder 17 via the matched filter 15-2 and the sub-signal processing circuit 16-2. Similarly, each matched filter 15-j (j =
, J) output the signal output from the downsampler 14-fa to the adder 17 via the sub-signal processing circuit 16-j.
【0023】次いで、図5のサブ信号処理回路16−1
の詳細構成について説明する。サブ信号処理回路16−
1は、それぞれ所定の遅延時間Tcを有して縦続接続さ
れた複数(Nc−1)個の遅延回路21−1乃至21−
(Nc−1)と、複数Nc個のダウンサンプラ22−1
乃至22−Ncと、複数Nc個のトランスバーサルフィ
ルタ回路23−1乃至23−Ncと、加算器24とを備
えて構成される。マッチドフィルタ15−1から出力さ
れた信号は、遅延回路21−1及びダウンサンプラ22
−1に出力される。ダウンサンプラ22−1は入力され
た信号を、ダウンサンプラ14−1乃至14−Jのサン
プリング周波数の1/Nc倍のサンプリング周波数でダ
ウンサンプリングし、処理後の信号をトランスバーサル
フィルタ回路23−1を介して加算器24に出力する。Next, the sub signal processing circuit 16-1 shown in FIG.
A detailed configuration will be described. Sub signal processing circuit 16-
Reference numeral 1 denotes a plurality (Nc-1) of delay circuits 21-1 to 21- connected in cascade with a predetermined delay time Tc.
(Nc-1) and a plurality of Nc downsamplers 22-1
To 22-Nc, a plurality of Nc transversal filter circuits 23-1 to 23-Nc, and an adder 24. The signal output from the matched filter 15-1 is supplied to the delay circuit 21-1 and the downsampler 22.
-1 is output. The downsampler 22-1 downsamples the input signal at a sampling frequency 1 / Nc times the sampling frequency of the downsamplers 14-1 to 14-J, and processes the processed signal through the transversal filter circuit 23-1. And outputs the result to the adder 24.
【0024】トランスバーサルフィルタ回路23−1乃
至23−Ncは、重み係数の演算のために、複数の時間
遅延のサブ信号に分割された信号データDx1乃至Dx
Ncを適応制御型コントローラ7に出力し、かつ、入力
された各信号に、適応制御型コントローラ7によって演
算された重み係数のデータDw1乃至DwNcをそれぞ
れ乗算する。トランスバーサルフィルタ回路23−1乃
至23−Ncの詳細構成は、第1の実施形態に係るTD
MA用時間領域信号処理部4−1のトランスバーサルフ
ィルタ回路と同様である(図4参照。)。ここで、乗算
される各重み係数wを区別するために、重み係数wの添
え字は、第1の添え字でサブ信号処理回路16−1乃至
16−Jのシリアル番号1乃至Jを、第2の添え字で上
記各サブ信号処理回路の中のトランスバーサルフィルタ
回路のシリアル番号1乃至Ncを、第3の添え字で上記
各トランスバーサルフィルタ回路の中の乗算器のシリア
ル番号1乃至Mを表すものとする。The transversal filter circuits 23-1 to 23-Nc are used for calculating weighting coefficients. The signal data Dx1 to Dx divided into a plurality of time-delayed sub-signals are calculated.
Nc is output to the adaptive control type controller 7, and the input signals are multiplied by weight coefficient data Dw 1 to DwNc calculated by the adaptive control type controller 7, respectively. The detailed configuration of the transversal filter circuits 23-1 to 23-Nc is the same as that of the TD according to the first embodiment.
This is the same as the transversal filter circuit of the MA time domain signal processing unit 4-1 (see FIG. 4). Here, in order to distinguish each weight coefficient w to be multiplied, the suffix of the weight coefficient w is the first suffix and the serial numbers 1 to J of the sub-signal processing circuits 16-1 to 16-J are replaced by the first suffix. Subscripts of 2 indicate serial numbers 1 to Nc of transversal filter circuits in each of the sub-signal processing circuits, and third subscripts indicate serial numbers 1 to M of multipliers in each of the transversal filter circuits. Shall be represented.
【0025】また、遅延回路21−1から出力された信
号は、遅延回路21−2とダウンサンプラ22−2に入
力され、ダウンサンプラ22−2は入力された信号を、
ダウンサンプラ14−1乃至14−Jのサンプリング周
波数の1/Nc倍のサンプリング周波数でダウンサンプ
リングし、処理後の信号をトランスバーサルフィルタ回
路23−2を介して加算器24に出力する。以下同様
に、遅延回路21−nc(nc=2,3,…,Nc−
1)から出力された信号は、遅延回路21−(nc+
1)とダウンサンプラ22−(nc+1)に入力され、
ダウンサンプラ22−(nc+1)は入力された信号
を、ダウンサンプラ14−1乃至14−Jのサンプリン
グ周波数の1/Nc倍のサンプリング周波数でダウンサ
ンプリングし、処理後の信号をトランスバーサルフィル
タ回路23−(nc+1)を介して加算器24に出力す
る。さらに、加算器24は入力される複数Nc個の信号
を加算して加算結果の信号を加算器17に出力する。The signal output from the delay circuit 21-1 is input to the delay circuit 21-2 and the downsampler 22-2, and the downsampler 22-2 converts the input signal into
Down-sampling is performed at a sampling frequency 1 / Nc times the sampling frequency of the down-samplers 14-1 to 14-J, and the processed signal is output to the adder 24 via the transversal filter circuit 23-2. Hereinafter, similarly, the delay circuit 21-nc (nc = 2, 3,..., Nc−
1) is output from the delay circuit 21- (nc +
1) and input to the down sampler 22- (nc + 1),
The downsampler 22- (nc + 1) downsamples the input signal at a sampling frequency of 1 / Nc times the sampling frequency of the downsamplers 14-1 to 14-J, and processes the processed signal in the transversal filter circuit 23-. Output to the adder 24 via (nc + 1). Further, the adder 24 adds the input Nc signals and outputs a signal of the addition result to the adder 17.
【0026】サブ信号処理回路16−2乃至16−Jに
ついても、その内部は、サブ信号処理回路16−1と同
様に構成される。加算器17は、サブ信号処理回路16
−1乃至16−Jから出力される複数J個の適応制御さ
れた信号を加算して、加算結果の信号を処理信号z
(t)として出力する。時間領域信号処理部4は、サブ
信号処理回路16−1乃至16−J内の複数J×Nc個
の各トランスバーサルフィルタ回路23−1乃至23−
Ncから出力された信号データDx1乃至DxNcを、
信号ベクトル[Y]に合成して適応制御型コントローラ
7に出力する。また、時間領域信号処理部4は、適応制
御型コントローラ7から入力された重み係数ベクトル
[W]を、重み係数データDw1乃至DwNcに分解し
て、複数J×Nc個の各トランスバーサルフィルタ回路
23−2乃至23−Ncにおいてそこに入力された信号
と乗算する。The sub signal processing circuits 16-2 to 16-J also have the same internal configuration as the sub signal processing circuit 16-1. The adder 17 includes a sub signal processing circuit 16
-1 to 16-J are added, and a plurality of J adaptively controlled signals are added, and the added signal is processed signal z
Output as (t). The time domain signal processing unit 4 includes a plurality of J × Nc transversal filter circuits 23-1 to 23-J in the sub signal processing circuits 16-1 to 16 -J.
The signal data Dx1 to DxNc output from Nc are
The signal is synthesized with the signal vector [Y] and output to the adaptive control type controller 7. Further, the time-domain signal processing unit 4 decomposes the weight coefficient vector [W] input from the adaptive control type controller 7 into weight coefficient data Dw1 to DwNc, and obtains a plurality of J × Nc transversal filter circuits 23. -2 to 23-Nc multiply by the signal inputted thereto.
【0027】以上のように構成されたアレーアンテナの
制御装置においては、適応制御型コントローラ7は、時
間領域信号処理部4から出力される信号ベクトル[Y]
と所定の学習シーケンス信号とに基づいて、例えば最小
平均2乗誤差(MMSE)基準を用いた所定の適応制御
アルゴリズムを用いて、誤差信号が最小となるように複
数J×Nc×M個の乗算器26−1乃至26−Mのため
の各重み係数を演算し、各乗算器26−1乃至26−M
にフィードバックして設定する。In the control device for an array antenna configured as described above, the adaptive control type controller 7 controls the signal vector [Y] output from the time domain signal processing section 4.
And a predetermined learning sequence signal, for example, using a predetermined adaptive control algorithm using a minimum mean square error (MMSE) criterion, a plurality of J × Nc × M multiplications such that the error signal is minimized. Calculate the respective weight coefficients for the multipliers 26-1 to 26-M, and calculate the respective multipliers 26-1 to 26-M
Feedback and set.
【0028】適応制御型コントローラ7は、さらに、ア
レーアンテナ装置100の指向性を制御するためのリア
クタンス値信号を出力する。ここで、適応制御型コント
ローラ7は、例えばコンピュータなどのディジタル計算
機で構成され、データ通信を開始する前に、時間領域信
号処理部4で発生されたサブ信号と、学習シーケンス信
号発生器6で発生された学習シーケンス信号sb
p(m)とに基づいて、図6のフローチャートに図示さ
れた適応制御処理を実行することにより上記アレーアン
テナ装置100の主ビームを所望波の方向に向けかつ干
渉波の方向にヌルを向けるための各可変リアクタンス素
子12−1乃至12−6のリアクタンス値X1,…,X
6を計算して設定することを特徴としている。具体的に
は、適応制御型コントローラ7は、各可変リアクタンス
素子12−1乃至12−6のリアクタンス値X1,…,
X6を順次所定のシフト量ΔXだけ摂動させ、各リアク
タンス値を変数とする所定の基準関数(本実施形態で
は、後述する数68における、受信信号y(t)から演
算されたサブ信号と上記発生された学習シーケンス信号
sb p(m)との関数fh)の勾配ベクトルを計算す
る。次いで、計算された勾配ベクトルに基づいて当該基
準関数値が最大となるようにリアクタンス値X1,
X2,…,X6を計算し、リアクタンス値X1,X2,
…,X6からなるリアクタンス値信号を可変リアクタン
ス素子12−1乃至12−6に向けて出力し、それによ
って、上記アレーアンテナ装置100の主ビームを所望
波の方向に向けかつ干渉波の方向にヌルを向けるように
設定するThe adaptive control type controller 7 further includes
Rear for controlling the directivity of the ray antenna device 100
Outputs the reactance value signal. Here, the adaptive control type controller
The roller 7 is, for example, a digital computer such as a computer.
Before starting data communication.
Signal generated by the signal processing unit 4 and the learning sequence signal.
Learning sequence signal sb generated by signal generator 6
p(M) and is shown in the flowchart of FIG.
By executing the adaptive control process
Point the main beam of the tenor device 100 in the desired wave direction and
Each variable reactance element to direct nulls in the direction of interference
Reactance value X of slaves 12-1 to 12-61, ..., X
6Is calculated and set. Specifically
, The adaptive control type controller 7 controls each variable reactance
Reactance value X of elements 12-1 to 12-61,…,
X6Are sequentially perturbed by a predetermined shift amount ΔX,
A predetermined reference function using the distance value as a variable (in this embodiment,
Is derived from the received signal y (t) in Equation 68 described later.
Calculated sub-signal and the generated learning sequence signal
sb pCalculate the gradient vector of the function fh) with (m)
You. Next, based on the calculated gradient vector,
Reactance value X such that the quasi-function value is maximized1,
X2, ..., X6And the reactance value X1, X2,
…, X6Variable reactance signal
Output to the switching elements 12-1 to 12-6.
Therefore, the main beam of the array antenna device 100 is desired.
Point nulls in the direction of the wave and in the direction of the interfering wave
Set
【0029】次いで、本発明に係る実施形態のアレーア
ンテナの制御装置及び制御方法の原理について説明す
る。Next, the principle of the control device and the control method of the array antenna according to the embodiment of the present invention will be described.
【0030】初めに、P名のユーザ端末を擁するN(N
>1)個の素子で構成されるアンテナアレーに到来する
信号のモデルについて考察する。送信局から送信された
無線信号は、接地導体11を含む平面内で定義される入
射角(到来角(Angle of Arrival;AOA)ともい
う。)θで入射して、アレーアンテナ装置100で受信
される。本実施形態では、励振素子A0を中心として、
非励振素子A1の方向をθ=0と定める。送信される信
号のp番目のユーザ端末のベースバンド波形信号s
p(t)は、次のように表される。First, N (N
> 1) Arriving at an antenna array composed of elements
Consider a signal model. Sent from transmitting station
Radio signals are input signals defined in a plane including the ground conductor 11.
Launch angle (also called Angle of Arrival (AOA)
U. ) Incident at θ and received by array antenna device 100
Is done. In the present embodiment, focusing on the excitation element A0,
The direction of the parasitic element A1 is defined as θ = 0. The transmitted message
Signal s of the p-th user terminal of the signal
p(T) is expressed as follows.
【0031】[0031]
【数1】 (Equation 1)
【0032】ここで、sbp(m)はp番目のユーザ端
末の信号に係るm番目の情報シンボルを示し、ρ
p(t)は情報シンボル波形を表す。TDMAシステム
では、情報シンボル波形ρp(t)は各ユーザ端末の信
号に対して同一であることが多く、スペクトル拡散され
た余弦変調波形として考えられる。Tは、シンボル持続
時間又はシンボル周期を示す。CDMAシステムでは次
式が成立し、これをp番目のユーザ端末のパルス波形整
形関数と呼ぶ。Here, sb p (m) indicates the m-th information symbol related to the signal of the p-th user terminal, and ρ
p (t) represents an information symbol waveform. In a TDMA system, the information symbol waveform ρ p (t) is often the same for each user terminal signal and can be considered as a spread spectrum cosine modulated waveform. T indicates a symbol duration or a symbol period. In a CDMA system, the following equation holds, which is referred to as a pulse shaping function of the p-th user terminal.
【0033】[0033]
【数2】 (0≦t≦T)(Equation 2) (0 ≦ t ≦ T)
【0034】ここで、{cp(j)},j=0,…,N
c−1はp番目のユーザ端末に割り当てられた拡散コー
ドであり、Tはチップ間隔Tcとシンボル当たりのチッ
プ数Ncとの積に等しいシンボル継続時間であり、Ψ
(t)は時間区間[0,Tc]で定義される正規化され
たチップ波形信号である。さらに、オーバーサンプリン
グ周期をΔとすると、Tc/Δ=2であり、伝送ビット
レートをfbとするとシンボルビットレートは2×12
7×fbで表される。拡散符号シーケンスは、採用する
規格に依存して周期的であっても、非周期的であっても
よい。本願明細書では、周期的な場合について考察す
る。雑音のない、N個のアンテナ素子からなるアレーア
ンテナ装置で受信された、N次元のアレー受信信号ベク
トル[x(t)]は、次のように表される。以下、本願
明細書においてベクトル又は行列を[・]で表す。Here, {c p (j)}, j = 0,..., N
c-1 is the spreading code assigned to the p-th user terminal, T is the symbol duration equal to the product of the chip interval Tc and the number of chips per symbol Nc,
(T) is a normalized chip waveform signal defined in the time section [0, Tc]. Further, when the oversampling period is Δ, Tc / Δ = 2, and when the transmission bit rate is fb, the symbol bit rate is 2 × 12.
It is represented by 7 × fb. The spreading code sequence may be periodic or aperiodic depending on the standard employed. In this specification, a periodic case will be considered. The N-dimensional array received signal vector [x (t)] received by the noise-free array antenna device including N antenna elements is expressed as follows. Hereinafter, in the present specification, a vector or a matrix is represented by [•].
【0035】[0035]
【数3】 (Equation 3)
【0036】ここで、数3の中のN次元ベクトル[gp
(t)]を次式のようにp番目のユーザ端末の時空間シ
ンボル波形信号、又はシンボルレベルの時空間チャンネ
ルインパルス応答と呼ぶ。Here, the N-dimensional vector [g p
(T)] is referred to as a p-th user terminal space-time symbol waveform signal or a symbol-level space-time channel impulse response as in the following equation.
【0037】[0037]
【数4】 (Equation 4)
【0038】θl p,τl p,ξl pはそれぞれ、p番
目のユーザ端末の信号のl番目の経路に対応する到来角
(AOA)、時間遅延及び伝搬損失を表す。さらに、N
次元ベクトル[a(θ)]はθに対応するアレーステア
リングベクトルを表し、sb p(m)及びLpはそれぞ
れ、p番目のユーザ端末の信号に係るm番目の情報シン
ボル、マルチパス波の総数を示す。数3の成分に対し
て、以下の事項を仮定している。 <仮定1>受信する信号は、分数間隔(fractionally s
paced)のシンボル周期でサンプリングされた場合は広
義の周期的な定常状態であり、シンボルレートでサンプ
リングされた場合は広義の定常状態である。広義の周期
的な定常状態の信号ベクトル[x(t)]は、次式で定
義される。Θl p, Τl p, Ξl pIs the p-th
Arrival angle corresponding to the l-th path of the signal of the eye user terminal
(AOA), representing time delay and propagation loss. Furthermore, N
The dimension vector [a (θ)] is an array tear corresponding to θ.
Represents a ring vector, sb p(M) and LpEach
And the m-th information symbol related to the signal of the p-th user terminal.
Shows the total number of volts and multipath waves. For the component of Equation 3
Therefore, the following items are assumed. <Assumption 1> The signal to be received is fractionally spaced.
wide if sampled at a symbol period of paced)
Is a periodic steady state in the sense of
When it is ringed, it is a broadly defined steady state. Broad cycle
The steady-state signal vector [x (t)] is defined by the following equation.
Be defined.
【0039】[0039]
【数5】E{[x(t1)][x(t2)]H}=E
{[x(t1+T)][x(t2+T)]H}E {[x (t 1 )] [x (t 2 )] H } = E
{[X (t 1 + T)] [x (t 2 + T)] H }
【0040】ここで、[・]Hは共役転置を、E{・}
は統計的期待値を示す。 <仮定2>情報シンボルsbp(m),p=1,2,
…,Pは独立かつ同一分布であり、かつ次式を満たす。Here, [•] H represents the conjugate transpose and E {· {
Indicates a statistical expectation. <Assumption 2> Information symbol sb p (m), p = 1, 2,
, P are independent and identically distributed, and satisfy the following expression.
【0041】[0041]
【数6】 E{sbp(m)sbp *(n)}=δp,qδm,n [Equation 6] E {sb p (m) sb p * (n)} = δ p, q δ m, n
【0042】ここで、[・]*は複素共役を、δp,qは
クロネッカーのデルタ関数を示す。 <仮定3>複数のチャンネル{gp(t)},p=1,
2,…,Pは、所定のデータ通信を行う関心を持たれた
周期の間は線形かつ時間的に不変であり、時間区間
[0,DpT]内で有限の持続時間に属する。Here, [•] * indicates a complex conjugate, and δ p, q indicates a Kronecker delta function. <Assumption 3> A plurality of channels {g p (t)}, p = 1,
2,..., P are linear and time-invariant during the period of interest for performing the given data communication and belong to a finite duration in the time interval [0, D p T].
【0043】次に、特にアレーアンテナ装置100で受
信された信号のモデルについて定式化する。図1が示す
励振素子A0及び非励振素子A1乃至A6を備えたアレ
ーアンテナ装置100から出力された、雑音のない受信
信号y(t)は、次式で特定される(従来技術文献3
「大平孝ほか,“エスパアンテナの等価ウェイトベクト
ルとアレーファクタ表現式”,電子情報通信学会技術報
告,A・P2000−44,SAT2000−41,M
W2000−44,2000年7月」を参照)。Next, a model of a signal received by the array antenna device 100 is formulated. A received signal y (t) without noise output from the array antenna apparatus 100 including the excitation element A0 and the non-excitation elements A1 to A6 shown in FIG. 1 is specified by the following equation (prior art document 3).
"Takahiro Ohira et al.," Equivalent Weight Vector of ESPAR Antenna and Array Factor Expression ", IEICE Technical Report, AP2000-44, SAT2000-41, M
W2000-44, July 2000 ").
【0044】[0044]
【数7】y(t)=[i]T[x(t)]Y (t) = [i] T [x (t)]
【0045】また、ステアリングベクトル[a(θ)]
は次式で表される。The steering vector [a (θ)]
Is represented by the following equation.
【0046】[0046]
【数8】[a(θ)]=[1,exp(j(2πr/
λ)cos(θ)),…,exp(j(2πr/λ)c
os(θ−5×2π/6))]T [A (θ)] = [1, exp (j (2πr /
λ) cos (θ)), ..., exp (j (2πr / λ) c
os (θ−5 × 2π / 6))] T
【0047】ここで、アレーの直径はr=λ/4であ
り、λは所望波の無線周波数の波長を表し、従来技術文
献3において考察された等価ウェイトベクトル[i]は
次式のように導出される。Here, the diameter of the array is r = λ / 4, λ represents the wavelength of the radio frequency of the desired wave, and the equivalent weight vector [i] considered in the prior art document 3 is as follows: Derived.
【0048】[0048]
【数9】[i]=C[I+YX]−1[y0][I] = C [I + YX] −1 [y 0 ]
【0049】ここで、Iは単位行列である。Here, I is a unit matrix.
【0050】[0050]
【数10】[y0]=[y00,y10,y10,y
10,y10,y10,y10]T [Y 0 ] = [y 00 , y 10 , y 10 , y
10 , y 10 , y 10 , y 10 ] T
【数11】 [Equation 11]
【数12】 (Equation 12)
【0051】Xはアンテナのパターンを調整するための
リアクタンス行列であり、R0=50Ωは無線受信機の
入力インピーダンスであり、X1,…,X6は、適応制
御型コントローラ7からリアクタンス値信号として出力
されるパラメータである。Yはアンテナの素子間の相互
結合を表すアドミタンス行列、[y0]は関連したアド
ミタンスベクトルであって、その成分は以下のものを含
む。X is a reactance matrix for adjusting the antenna pattern, R 0 = 50Ω is the input impedance of the radio receiver, and X 1 ,..., X 6 are reactance value signals from the adaptive control type controller 7. Is a parameter output as Y is an admittance matrix representing the mutual coupling between the elements of the antenna, and [y 0 ] is an associated admittance vector, the components of which include:
【0052】(a)y00は励振素子A0の自己入力ア
ドミタンスを表す。 (b)y10は励振素子A0と非励振素子A1乃至A6
との結合アドミタンスを表す。 (c)y11は非励振素子A1乃至A6の自己入力アド
ミタンスを表す。 (d)y21は互いに隣接する非励振素子A1とA2、
A2とA3、A3とA4、A4とA5、A5とA6、乃
至A6とA1の結合アドミタンスを表す。 (e)y31は間に1つの非励振素子をはさんで並ぶ2
つの非励振素子A1とA3、A2とA4、A3とA5、
A4とA6、A5とA1、乃至A6とA2の結合アドミ
タンスを表し、 (f)y41は励振素子A0をはさんで対向する2つの
非励振素子A1とA4、A2とA5、乃至A3とA6の
結合アドミタンスを表す。[0052] (a) y 00 represents the self-input admittance of the radiating element A0. (B) y 10 is the excitation element A0 and the parasitic elements A1 through A6
Represents the binding admittance with (C) y 11 represents a self-input admittance of the parasitic elements A1 through A6. (D) y 21 is the parasitic elements A1 and A2 adjacent to each other,
The binding admittance of A2 and A3, A3 and A4, A4 and A5, A5 and A6, or A6 and A1. (E) y 31 has two parasitic elements interposed therebetween
Two parasitic elements A1 and A3, A2 and A4, A3 and A5,
(F) y 41 denotes two non-exciting elements A1 and A4, A2 and A5, A3 and A6, which face each other across the exciting element A0. Represents the binding admittance of
【0053】相反性とアレーアンテナ装置100の巡回
的な対称性のために、以上のように6つの成分のみが独
立である。また、Cはアンテナの利得に関する係数であ
る。図1が示すアレーアンテナ装置100の場合、実際
の測定結果から近似的にC=131.2という値を得て
いる。表1には、アドミタンスベクトル[y0]とアド
ミタンス行列Yへの異なる入力値(エントリ)が示され
ている。Because of the reciprocity and the cyclic symmetry of the array antenna device 100, only the six components are independent as described above. C is a coefficient relating to the gain of the antenna. In the case of the array antenna apparatus 100 shown in FIG. 1, a value of C = 131.2 is approximately obtained from the actual measurement result. Table 1 shows the admittance vector [y 0 ] and different input values (entries) to the admittance matrix Y.
【0054】[0054]
【表1】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― y00=0.00860035−0.0315844j y10=−0.00372642+0.0072319j y11=0.00962295−0.01656835j y21=−0.000377459+0.0117867j y31=0.00002720885−0.0063736j y41=0.001779525+0.002208335j ――――――――――――――――――――――――――――――――――――[Table 1] ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― y 00 = 0.00860035−0.0315844j y 10 = -0.00372642 + 0.0072319j y 11 = 0.00962295-0.01656835j y 21 = -0.000377459 + 0.0117867j y 31 = 0.00002720885-0.0063736j y 41 = 0.001779525 + 0.002208335j ---- ――――――――――――――――――――――――――――――――
【0055】数3を数7に代入しかつ相加性雑音を考慮
すると、アレーアンテナ装置100の単一ポートから出
力された受信信号y(t)は次式のように表すことがで
きる。By substituting Equation 3 into Equation 7 and considering additive noise, the received signal y (t) output from a single port of the array antenna apparatus 100 can be expressed by the following equation.
【0056】[0056]
【数13】 (Equation 13)
【0057】ここで、数13に含まれた次の関数も、p
番目のユーザ端末の時空間シンボル波形信号と呼ばれ
る。Here, the following function included in Expression 13 is also expressed by p
It is called the spatio-temporal symbol waveform signal of the user terminal.
【0058】[0058]
【数14】 [Equation 14]
【0059】ここで、次式で表されるf(θ)はアレー
アンテナ装置100のパターンである。Here, f (θ) represented by the following equation is a pattern of the array antenna device 100.
【0060】[0060]
【数15】f(θ)=f(θ,X1,…,X6)=
[i]T[a(θ)]F (θ) = f (θ, X 1 ,..., X 6 ) =
[I] T [a (θ)]
【0061】2つの時空間インパルス応答gp(t)と
[gp(t)]は、明らかに同じ持続時間を有してい
る。相加性雑音は、以下の仮定を満足している。 <仮定4>相加性雑音は、次の2つの式を満たすゼロ平
均の白色雑音であり、ユーザ端末の信号とは無相関であ
る。The two spatiotemporal impulse responses g p (t) and [g p (t)] clearly have the same duration. Additive noise satisfies the following assumptions. <Assumption 4> Additive noise is zero-mean white noise that satisfies the following two equations, and is uncorrelated with the signal of the user terminal.
【0062】[0062]
【数16】E{n2(t)}=0E {n 2 (t)} = 0
【数17】E|n(t)|2=σ2 E | n (t) | 2 = σ 2
【0063】ここで、σ2はノイズのパワーを表す。Here, σ 2 represents the power of the noise.
【0064】数9乃至数14より、アレーアンテナ装置
100の出力信号もリアクタンスX 1,X2,…,X6
の非線形関数であることが分かる。From the equations 9 to 14, the array antenna apparatus
The output signal of 100 is also reactance X 1, X2, ..., X6
It can be seen that this is a nonlinear function of
【0065】次に、時間領域信号処理部4で実行され
る、望ましくない信号を除去するための時空間適応型フ
ィルタリングについて説明する。アレーアンテナ装置1
00の可変リアクタンス素子12−1乃至12−6が、
与えられたリアクタンス値のセットを有するときのアレ
ーアンテナの制御装置の時間的処理を、最初に、図3に
図示されたTDMA用時間領域信号処理部4−1を用い
て実行する。TDMAの場合は、シンボル波形信号に基
づいて処理が行われる。シフトレジスタ13−1乃至1
3−(J−1)におけるサンプリング周期をΔで表し、
J=T/Δ(Jは1以上の整数)をオーバーサンプリン
グの係数とする。受信信号y(t)を仮定A2により時
間t=iΔ+mT(ここで、mは任意の整数;i=0,
1,…,J−1)でサンプリングすると、数13は次式
のようになる。Next, a description will be given of spatio-temporal adaptive filtering performed by the time-domain signal processing unit 4 for removing an undesired signal. Array antenna device 1
00 variable reactance elements 12-1 to 12-6,
The temporal processing of the array antenna control device having a given set of reactance values is first executed using the TDMA time domain signal processing unit 4-1 shown in FIG. In the case of TDMA, processing is performed based on a symbol waveform signal. Shift registers 13-1 to 13-1
3- The sampling period in (J-1) is represented by Δ,
J = T / Δ (J is an integer of 1 or more) is used as an oversampling coefficient. The received signal y (t) is assumed to have a time t = iΔ + mT (where m is an arbitrary integer; i = 0,
1,..., J−1), Equation 13 is as follows.
【0066】[0066]
【数18】 (i=0,1,…,J−1)(Equation 18) (I = 0, 1,..., J-1)
【0067】仮定A1に記述された端末の信号の周期的
な定常状態を利用すると(従来技術文献4「L. Tong et
al., "Blind identification and equalization based
onsecond-order statistics: a time domain approac
h," IEEE Transaction. Information Theory, Vol. 40,
pp. 340-349, March 1994」参照。)、図3に図示され
た分数間隔の等化器であるトランスバーサルフィルタ回
路23−1乃至23−Jの拡張されたマルチチャンネル
モデルの方法は、次式のように容易に確立することがで
きる。When the periodic steady state of the signal of the terminal described in assumption A1 is used (refer to L. Tong et.
al., "Blind identification and equalization based
onsecond-order statistics: a time domain approac
h, "IEEE Transaction. Information Theory, Vol. 40,
pp. 340-349, March 1994 ". 3), the extended multi-channel model method of the transversal filter circuits 23-1 to 23-J, which are fractionally spaced equalizers shown in FIG. 3, can be easily established as follows. .
【0068】[0068]
【数19】 [Equation 19]
【0069】ここで、J次元の信号ベクトル[yb
(t)]、時空間インパルス応答ベクトル[h
p(d)]、及びノイズベクトル[nb(m)]は次式
で表される。Here, the J-dimensional signal vector [yb
(T)], a spatiotemporal impulse response vector [h
p (d)] and the noise vector [nb (m)] are represented by the following equations.
【0070】[0070]
【数20】[yb(m)]=[y(mT),y(mT−
Δ),…,y(mT−(J−1)Δ)]T [Yb (m)] = [y (mT), y (mT−
Δ),..., Y (mT− (J−1) Δ)] T
【数21】[hp(d)]=[gap(dT),gap
(dT−Δ),…,gap(dT−(J−1)Δ)]T [Number 21] [h p (d)] = [ga p (dT), ga p
(DT-Δ), ..., ga p (dT- (J-1) Δ)] T
【数22】[nb(m)]=[n(mT),n(mT−
Δ),…,n(mT−(J−1)Δ)]T [Nb (m)] = [n (mT), n (mT−
Δ),..., N (mT− (J−1) Δ)] T
【0071】各mについて受信信号[yb(m)]の次
元はJであり、Jは「オーバーサンプリングチャンネル
の数」と呼ばれる。オーバーサンプリングによる拡張チ
ャンネル数の限界については、従来技術文献5「A. J.
van der Veen, "Resolutionlimits of blind multi-use
r multi-channel identification scheme - the band-l
imited case", in Proceeding of ICASSP '96, Atlant
a, GA, May 1996」に議論されている。M個のシンボル
の周期内の連続サンプルについて、次のJ×M次元信号
ベクトル[YT(m)]と、p番目のユーザ端末の信号
に係るM+Dp個の情報シンボルからなるシンボルベク
トル[Sp(m)]と、J×M次元ノイズベクトル[N
(m)]とを形成する。For each m, the dimension of the received signal [yb (m)] is J, where J is called the “number of oversampling channels”. Regarding the limitation of the number of extension channels due to oversampling, refer to the prior art document 5 “AJ
van der Veen, "Resolutionlimits of blind multi-use
r multi-channel identification scheme-the band-l
imited case ", in Proceeding of ICASSP '96, Atlant
a, GA, May 1996. " For successive samples within the period of the M symbols, the next J × M-dimensional signal vector [Y T (m)] and the symbol vector [S T composed of M + D p information symbols related to the signal of the p-th user terminal] p (m)] and a J × M-dimensional noise vector [N
(M)].
【0072】[0072]
【数23】[YT(m)]=[yb(m),yb(m−
1),…,yb(m−M+1)]T [Y T (m)] = [yb (m), yb (m−
1),..., Yb (m−M + 1)] T
【数24】[Sp(m)]=[sbp(m),sb
p(m−1),…,sbp(m−M−Dp+1)]T [S p (m)] = [sb p (m), sb
p (m−1),..., sb p (m−M−D p +1)] T
【数25】[N(m)]=[nb(m),nb(m−
1),…,nb(m−M+1)]T [N (m)] = [nb (m), nb (m−
1),..., Nb (m−M + 1)] T
【0073】ユーザ端末pに係る次のシルベスター(Sy
lvester)たたみ込み行列を、そのチャンネルの(Dp
+1)×Jの長さ(次元)のインパルス応答[[h
p(0)]T,[hp(1)]T,…,[h
p(Dp)]T]Tの項で定義すると、次式のようなM
J×(M+Dp)次行列になる。The next sylvester (Sy) related to the user terminal p
lvester) is the convolution matrix of the channel (D p
+1) × J length (dimension) impulse response [[h
p (0)] T, [ h p (1)] T, ..., [h
p (D p )] T ] When defined by the term T , M
It becomes a J × (M + D p ) order matrix.
【0074】[0074]
【数26】 (Equation 26)
【0075】ここで、“0”は、J次元の0ベクトルを
表す。数19は次式へと拡張することができる。Here, “0” represents a J-dimensional zero vector. Equation 19 can be extended to the following equation.
【0076】[0076]
【数27】 [Equation 27]
【0077】ゆえに、TDMA用時間領域信号処理部4
−1におけるサブ信号に対する等化は、次式によって実
行することができる。Therefore, the time domain signal processing unit 4 for TDMA
The equalization for the sub-signal at -1 can be performed by:
【0078】[0078]
【数28】zT(m)=[W]T[YT(m)](28) z T (m) = [W] T [Y T (m)]
【0079】ここで、Here,
【数29】[W]=[w1,0,…,wJ,0,…,w
1,M−1,…,wJ,M−1]T は、図4に図示された等化器であるトランスバーサルフ
ィルタ回路23−1のための重み係数ベクトルである。
最小平均2乗誤差(MMSE)基準に基づいて、トラン
スバーサルフィルタ回路23−1のための最適な重み係
数は、数30から解かれ、かつ公知のウィーナー−ホッ
プの解、すなわち数31によって与えられる。[W] = [w 1,0 ,..., W J, 0 ,.
1, M−1 ,..., W J, M−1 ] T is a weight coefficient vector for the transversal filter circuit 23-1 which is the equalizer illustrated in FIG.
Based on the minimum mean square error (MMSE) criterion, the optimal weighting factor for the transversal filter circuit 23-1 is solved from equation (30) and given by the known Wiener-Hop solution, ie, equation (31). .
【0080】[0080]
【数30】 [Equation 30]
【数31】 [WMMSE]*=[RT]−1[r(v)][W MMSE ] * = [ RT ] −1 [r (v)]
【0081】ここで、sb1(m)は所望のユーザ端末
の信号の学習シーケンス信号であり、v≧0は、遅延時
間vを考慮した因果的フィルタリング(causal filteri
ng)の実現に必要な学習シーケンス信号の遅延である。
数30から明らかなように、適応制御型コントローラ7
は、学習シーケンス信号を所定の遅延時間vだけ遅延し
た信号sb1(m−v)と、処理信号zT(m)との誤
差が最小となるように重み係数ベクトル[W]を演算す
ることにより適応制御する。[RT]及び[r(v)]
はそれぞれ、以下のように演算される、信号ベクトルの
時間的相関行列と、学習シーケンス信号と信号ベクトル
の間の相関ベクトルである。Here, sb 1 (m) is a learning sequence signal of a signal of a desired user terminal, and v ≧ 0 is causal filtering (causal filteri) in consideration of delay time v.
ng), which is the delay of the learning sequence signal required to realize ng).
As is apparent from Equation 30, the adaptive control type controller 7
Calculates a weight coefficient vector [W] such that an error between a signal sb 1 (m−v) obtained by delaying a learning sequence signal by a predetermined delay time v and a processed signal z T (m) is minimized. Adaptive control. [ RT ] and [r (v)]
Are the temporal correlation matrix of the signal vector and the correlation vector between the learning sequence signal and the signal vector, respectively, calculated as follows.
【0082】[0082]
【数32】[RT]=E{[YT(m)][Y
T(m)]H}[R T ] = E {[Y T (m)] [Y
T (m)] H }
【数33】[r(v)]=E{sb1 *(m−v)[Y
T(m)]}[R (v)] = E {sb 1 * (m−v) [Y
T (m)]}
【0083】適応制御型コントローラ7は、数31乃至
33によって求められた重み係数ベクトル[W]を時間
領域信号処理部4に出力し、重み係数ベクトル[W]
は、複数J×M個の乗算器26−1乃至26−Mにおい
て信号ベクトル[YT]と乗算され、乗算結果の信号が
加算器27及び17で加算されて出力される。出力され
た信号zT(k)と学習シーケンス信号との誤差信号に
基づいて、適応制御型コントローラ7は上述の処理を繰
り返して数30の誤差を収束させることにより、出力信
号zT(k)の残留誤差パワーを最小化させる。また、
アレーアンテナ装置100の可変リアクタンス素子12
−1乃至12−6が、与えられたリアクタンス値のセッ
トを有するときの最小の残留誤差パワーは、次式のよう
に求められる。The adaptive control type controller 7 outputs the weight coefficient vector [W] obtained by the equations (31) to (33) to the time-domain signal processing unit 4, and outputs the weight coefficient vector [W].
Is multiplied by the signal vector [Y T ] in a plurality of J × M multipliers 26-1 to 26-M, and the resulting signal is added by the adders 27 and 17 and output. On the basis of the error signal between the output signal z T (k) and the learning sequence signal, the adaptive control controller 7 repeats the above-described processing to converge the error of Expression 30, thereby obtaining the output signal z T (k). Is minimized. Also,
Variable reactance element 12 of array antenna device 100
The minimum residual error power when -1 to 12-6 have a given set of reactance values is determined as:
【0084】[0084]
【数34】 (Equation 34)
【0085】実際には、数34の最小残留誤差パワー
は、リアクタンス値X1,…,X6の関数である。In practice, the minimum residual error power of Equation 34 is a function of the reactance values X 1 ,..., X 6 .
【0086】アレーアンテナ装置100の可変リアクタ
ンス素子12−1乃至12−6が、与えられたリアクタ
ンス値のセットを有するときのアレーアンテナの制御装
置の時間領域処理を、次に、図5に図示されたCDMA
用時間領域信号処理部4−2を用いた場合について説明
する。CDMAの場合は、当該時間領域処理は、パルス
波形整形関数及びそれらの関連したマッチドフィルタ1
5−1乃至15−Jからの出力信号に対して行われる。
シフトレジスタ13−1乃至13−(J−1)における
サンプリング周期をΔ=Tc/Jで示し(Jは自然数で
あるオーバーサンプリング係数)、受信信号y(t)を
時間t=laTc−iΔ,(laは自然数;i=0,
1,…,J−1)でサンプリングすると、数13の離散
形式は、次式のようになる。The time domain processing of the array antenna controller when the variable reactance elements 12-1 to 12-6 of the array antenna device 100 have a given set of reactance values is now illustrated in FIG. CDMA
The case where the time domain signal processing unit 4-2 is used will be described. In the case of CDMA, the time domain processing involves a pulse shaping function and their associated matched filter 1.
This is performed on output signals from 5-1 to 15-J.
The sampling period in the shift registers 13-1 to 13- (J-1) is represented by Δ = Tc / J (J is an oversampling coefficient which is a natural number), and the received signal y (t) is represented by time t = laTc-iΔ, ( la is a natural number; i = 0,
1,..., J−1), the discrete form of Expression 13 is as follows.
【0087】[0087]
【数35】 (Equation 35)
【0088】離散化された受信信号y(laTc−i
Δ),i=0,…,J−1を積み重ねると、次式のよう
な信号ベクトルが得られる。The discretized received signal y (laTc-i
Δ), i = 0,..., J−1 are stacked to obtain a signal vector represented by the following equation.
【0089】[0089]
【数36】 [Equation 36]
【0090】ここで、[yv(laTc)],[gvp
(laTc)],[nv(laTc)]によって、それ
ぞれ以下のように、信号ベクトル、時空間シンボル波形
信号、及びノイズを示すJ次元ベクトルを意味する。Here, [yv (laTc)], [gv p
(LaTc)] and [nv (laTc)] mean a signal vector, a spatio-temporal symbol waveform signal, and a J-dimensional vector indicating noise, respectively, as follows.
【0091】[0091]
【数37】[yv(laTc)]=[y(laTc),
…,y(laTc−(J−1)Δ)]T [Yv (laTc)] = [y (laTc),
…, Y (laTc− (J−1) Δ)] T
【数38】[gvp(laTc)]=[gap(laT
c),…,gap(laTc−(J−1)Δ)]T [Number 38] [gv p (laTc)] = [ga p (laT
c), ..., ga p ( laTc- (J-1) Δ)] T
【数39】[nv(laTc)]=[n(laTc),
…,n(laTc−(J−1)Δ)]T [Nv (laTc)] = [n (laTc),
.., N (laTc- (J-1) Δ)] T
【0092】正規化されたチップ波形について、次式を
仮定する。The following equation is assumed for the normalized chip waveform.
【0093】[0093]
【数40】Ψ(kTc−laTc)=δkl 40 (kTc−laTc) = δ kl
【0094】このとき、p番目のユーザ端末の離散的な
パルス波形整形関数は、次式で示される。At this time, the discrete pulse shaping function of the p-th user terminal is represented by the following equation.
【0095】[0095]
【数41】 (0≦la≦Nc−1)[Equation 41] (0 ≦ la ≦ Nc-1)
【0096】表記を簡単にするために、For simplicity of notation,
【数42】cbp(la)=cp(Nc−la), 0
≦la≦Nc−1とすると、マッチドフィルタ15−1
乃至15−Jによって、p0番目のユーザ端末のパルス
波形整形関数を逆拡散した後の出力信号ベクトルは、次
式で示すことができる。[Number 42] cb p (la) = c p (Nc-la), 0
If ≤la≤Nc-1, the matched filter 15-1
To the 15-J, the output signal vector after despreading pulse waveform shaping function p 0 th user terminal can be shown by the following equation.
【0097】[0097]
【数43】 [Equation 43]
【0098】ここで、Here,
【数44】 [Equation 44]
【数45】 [Equation 45]
【0099】数19のベクトルの定式化と同様に、la
TcをkT−jTc(ここで、0≦j≦Nc−1)で表
し、サブ信号処理回路16−1乃至16−Nc内におけ
るシンボルレベルの信号ベクトルを次式のように定義す
る。Similar to the formulation of the vector in Equation 19,
Tc is represented by kT−jTc (here, 0 ≦ j ≦ Nc−1), and a symbol-level signal vector in the sub-signal processing circuits 16-1 to 16-Nc is defined as follows.
【0100】[0100]
【数46】[Xc(kT)]=[[Xb(kT)]T,
…,[Xb(kT−(Nc−1)Tc)]T]T [Xc (kT)] = [[Xb (kT)] T ,
…, [Xb (kT- (Nc-1) Tc)] T ] T
【0101】数43により、数46は、次式で示すこと
ができる。From Equation 43, Equation 46 can be expressed by the following equation.
【0102】[0102]
【数47】 [Equation 47]
【0103】ここで、Here,
【数48】 [Equation 48]
【数49】 [Equation 49]
【0104】仮定3より、J×Nc次元の波形信号From assumption 3, a J × Nc-dimensional waveform signal
【数50】 の持続時間が制限されていることが知られている。ゆえ
に、数47は次式のように表すことができる。[Equation 50] Is known to have a limited duration. Therefore, Equation 47 can be expressed as the following equation.
【0105】[0105]
【数51】 (Equation 51)
【0106】ここで、Here,
【数52】 は、p0番目のユーザ端末チャンネルのシンボルレベル
の長さである。数51は、右辺の第1項が所望のユーザ
端末からの信号の全成分を包含しているのに対して、第
2項は望ましくないユーザ端末からの信号の重ね合わさ
れた相互相関成分を含んでいることを示している。上記
相互相関成分は抑圧されなければならない。数51に基
づいて、シンボルレベルの適応型処理は次式のように実
行することができる。(Equation 52) It is of p 0 th user terminal channel symbol level in length. Equation 51 shows that the first term on the right-hand side contains all components of the signal from the desired user terminal, while the second term contains the superimposed cross-correlation component of the signal from the unwanted user terminal. Is shown. The cross-correlation component must be suppressed. Based on Equation 51, the symbol-level adaptive processing can be performed as:
【0107】[0107]
【数53】 (Equation 53)
【0108】ここで、J×Nc×M次元の信号ベクトル
[YC(k)]と、重み係数ベクトル[W]は次式で表
される。Here, the J × Nc × M-dimensional signal vector [Y C (k)] and the weight coefficient vector [W] are represented by the following equations.
【0109】[0109]
【数54】[YC(k)]=[[Xc(kT)]T,
…,[Xc(kT−(M−1)T)]T]T Equation 54] [Y C (k)] = [[Xc (kT)] T,
..., [Xc (kT- (M-1) T)] T ] T
【0110】[0110]
【数55】 [W]=[[w0]T,…,[wM−1]T][W] = [[w 0 ] T ,..., [W M−1 ] T ]
【数56】[wma]=[w1,1,ma,w
2,1,ma,…,wJ,1,ma,w1,2,ma,
w2,2,ma,…,wJ,2,ma,…,w
1,Nc,ma,w2,Nc,ma,…,wJ,Nc,
ma]T (ma=1,2,…,M)[W ma ] = [w 1,1, ma , w]
2,1, ma , ..., wJ , 1, ma , w1,2, ma ,
w 2,2, ma , ..., w J, 2, ma , ..., w
1, Nc, ma, w2, Nc, ma , ... , wJ, Nc,
ma ] T (ma = 1, 2,..., M)
【0111】数56は、信号ベクトル[YC(kT)]
に乗算される重み係数であり、その全ての重み係数か
ら、数55の重み係数ベクトル[W]が生成される。ト
ランスバーサルフィルタ回路23−1乃至23−Ncの
タップ数Mは、p0番目のユーザ端末チャンネルのシン
ボルレベルの長さExpression 56 is a signal vector [Y C (kT)]
, And a weighting coefficient vector [W] of Expression 55 is generated from all the weighting coefficients. Number of taps of the transversal filter circuit 23-1 to 23-Nc M is the length of p 0 th user terminal channel symbol level
【数57】 と、同一チャンネルのユーザ端末数と、性能要件とに従
って選択される。TDMAの場合の処理と同様に、MM
SE基準、すなわち、数58に基づいて、最適な重み係
数ベクトルが数59のように取得される。[Equation 57] , The number of user terminals on the same channel, and performance requirements. As in the case of TDMA, MM
Based on the SE criterion, that is, Equation 58, an optimal weight coefficient vector is obtained as shown in Equation 59.
【0112】[0112]
【数58】 [Equation 58]
【数59】 [Equation 59]
【0113】ここで、信号ベクトルの時間的相関行列
[Rc]と、学習シーケンス信号と信号ベクトルとの相
関ベクトル[γp0(v)]とはそれぞれ次式で表され
る。Here, the temporal correlation matrix [R c ] of the signal vector and the correlation vector [γ p0 (v)] between the learning sequence signal and the signal vector are represented by the following equations, respectively.
【0114】[0114]
【数60】 [RC]=E{[YC(k)][YC(k)]H}Equation 60] [R C] = E {[ Y C (k)] [Y C (k)] H}
【数61】 [Equation 61]
【0115】ここで、Here,
【数62】 はp0番目のユーザ端末の学習シーケンス信号(学習シ
ンボルシーケンス)を示す。数58から明らかなよう
に、適応制御型コントローラ7は、学習シーケンス信号
を所定の遅延時間vだけ遅延した信号sbp0(k−
v)と、処理信号zC(k)との誤差が最小化され、ア
レーアンテナの制御装置が最良の性能を出力するように
重み係数ベクトル[W]を演算することにより適応制御
する。適応制御型コントローラ7は、数59乃至61に
よって求められた重み係数ベクトル[W]を時間領域信
号処理部4に出力し、重み係数ベクトル[W]は、J×
Nc個のトランスバーサルフィルタ回路23−1乃至2
3−Ncにおいて信号ベクトル[YC]と乗算され、乗
算結果の信号が加算器24において加算されてサブ信号
処理回路16−1乃至16−Ncから出力される。出力
される処理信号z(k)と学習シーケンス信号との誤差
信号に基づいて、適応制御型コントローラ7は上述の処
理を繰り返して収束させることにより、出力される処理
信号z(k)の残留誤差パワーを最小化させる。数34
と同様に、アレーアンテナ装置100の可変リアクタン
ス素子12−1乃至12−6が与えられたリアクタンス
値のセットを有するときの最小残留誤差パワーは、次式
のように表される。(Equation 62) Denotes a p 0 th user terminal of the learning sequence signal (learning symbol sequence). As is apparent from Equation 58, the adaptive control type controller 7 outputs the signal sb p0 (k−
The adaptive control is performed by calculating the weight coefficient vector [W] so that the error between v) and the processed signal z C (k) is minimized and the array antenna controller outputs the best performance. The adaptive control type controller 7 outputs the weight coefficient vector [W] obtained by Expressions 59 to 61 to the time domain signal processing unit 4, and the weight coefficient vector [W] is J ×
Nc transversal filter circuits 23-1 to 23-2
In 3-Nc, the signal is multiplied by the signal vector [Y C ], and the resulting signal is added in the adder 24 and output from the sub-signal processing circuits 16-1 to 16-Nc. Based on the error signal between the output processing signal z (k) and the learning sequence signal, the adaptive control type controller 7 repeats the above-described processing to converge, thereby obtaining the residual error of the output processing signal z (k). Minimize power. Number 34
Similarly, the minimum residual error power when the variable reactance elements 12-1 to 12-6 of the array antenna apparatus 100 have a given set of reactance values is expressed by the following equation.
【0116】[0116]
【数63】 [Equation 63]
【0117】適応制御型コントローラ7は、以上説明し
たように、時間領域信号処理部4において所望信号を時
間領域において適応処理すると同時に、アレーアンテナ
装置100において所望信号を空間領域において処理す
ることができる(時空間併用適応型フィルタリング)。
上記の内容から、アレーアンテナ装置100の可変リア
クタンス素子12−1乃至12−6が所定のリアクタン
ス値のセットを有するときは、TDMAの場合もCDM
Aの場合も共に処理の定式化が同一の方法に包含され得
ることが分かる。以下、処理信号z(m)は、TDMA
及びCDMA双方の場合の処理出力を表し、これは次式
で表される。As described above, the adaptive control type controller 7 can adaptively process the desired signal in the time domain in the time domain signal processing unit 4 and can process the desired signal in the spatial domain in the array antenna apparatus 100 at the same time. (Spatio-temporal adaptive filtering).
From the above description, when the variable reactance elements 12-1 to 12-6 of the array antenna apparatus 100 have a predetermined set of reactance values, the CDM is also used for TDMA.
It can be seen that in both cases A, the process formulation can be included in the same method. Hereinafter, the processing signal z (m) is represented by TDMA
, CDMA, and CDMA, and is represented by the following equation.
【0118】[0118]
【数64】z(m)=[W]T[Y(m)][Expression 64] z (m) = [W] T [Y (m)]
【0119】上述のように、信号ベクトル[Y(m)]
は、また、可変リアクタンス素子12−1乃至12−6
のリアクタンス値の関数であり、p番目のユーザ端末の
信号に対する最適な時空間の処理を併用する適応型フィ
ルタリングは、重み係数ベクトル[W]及びリアクタン
ス値X1,X2,…,X6を同時に参照して数65を最
小化すること、すなわち、数66のように表記される。As described above, the signal vector [Y (m)]
Are also variable reactance elements 12-1 to 12-6.
Adaptive filtering using the optimal spatiotemporal processing for the signal of the p-th user terminal together with the weight coefficient vector [W] and the reactance values X 1 , X 2 ,..., X 6 Simultaneously referencing and minimizing Equation 65, that is, expressed as Equation 66.
【0120】[0120]
【数65】 σtotal 2=E|sbp(m−v)−z(m)|2 Σ total 2 = E | sb p (m−v) −z (m) | 2
【数66】 [Equation 66]
【0121】与えられたデータのセットの下では、数6
6の最適な重み係数ベクトル及びリアクタンス値の解法
は、関連付けられたフィールド上での大域的な検索の実
行であることが知られている。しかしながら、こうした
時間のかかる大域的な検索を実際に使用することは不可
能である。よって、何らかの代替方法を考える必要があ
る。Under a given set of data,
The solution of the six optimal weighting factor vectors and reactance values is known to perform a global search on the associated field. However, it is not possible to actually use such a time-consuming global search. Therefore, it is necessary to consider some alternative method.
【0122】最適化方法の中でも最も基本的な方法は、
座標に基づいた択一検索法(alternative search)であ
り、多くの用途に首尾良く適用されている。本願明細書
では、この座標に基づいた択一検索法を使用して数66
の最適化問題を解く。The most basic method among the optimization methods is as follows.
It is an alternative search method based on coordinates and has been successfully applied to many uses. In the specification of the present application, using the alternative search method based on the coordinates,
Solve the optimization problem of.
【0123】次いで、上記時空間併用適応型フィルタリ
ングを実際に行うためのブロック更新アルゴリズムにつ
いて説明する。以上の説明においては、可変リアクタン
ス素子12−1乃至12−6のリアクタンス値が予め与
えられた値を有すると仮定して、重み係数ベクトル
[W]を計算する手順が説明された。本願明細書の以下
の部分では、図6のフローチャートに基づいて、適応制
御型コントローラ4によって実行される、アレーアンテ
ナ装置100のリアクタンス値の適応制御処理について
説明する。座標に基づく択一検索の点において、数66
の最適化問題を、視点の異なる2つの段階の手順から定
式化する。まず、一般的な手順の説明として、リアクタ
ンス値X1,X2,…,X6が固定されていると仮定
し、最適な重み係数ベクトルを解く。これは、数31又
は数59に示されている。従って、数66は、次式のよ
うになる。Next, a description will be given of a block update algorithm for actually performing the space-time combined adaptive filtering. In the above description, the procedure for calculating the weight coefficient vector [W] has been described, assuming that the reactance values of the variable reactance elements 12-1 to 12-6 have predetermined values. In the following part of the specification of the present application, the adaptive control processing of the reactance value of the array antenna device 100 executed by the adaptive control type controller 4 will be described based on the flowchart of FIG. In terms of alternative search based on coordinates,
Is formulated from two-stage procedures with different viewpoints. First, as an explanation of a general procedure, it is assumed that reactance values X 1 , X 2 ,..., X 6 are fixed, and an optimal weight coefficient vector is solved. This is shown in Equation 31 or Equation 59. Therefore, Equation 66 is as follows.
【0124】[0124]
【数67】 [Equation 67]
【0125】ここで、Here,
【数68】[Wopt]*=[R]−1[r(v)][W opt ] * = [R] −1 [r (v)]
【数69】[R]=E{[Y(m)][Y(m)]H}[R] = E {[Y (m)] [Y (m)] H }
【数70】 [r(v)]=E{sbp *(m−v)[Y(m)]}[R (v)] = E {sb p * (m−v) [Y (m)]}
【0126】学習シーケンス信号の遅延時間vは、数3
0及び数58の基準に基づいて、時間vだけ遅延された
学習シーケンス信号と処理信号z(t)との誤差が最小
化されるように、適応制御型コントローラ7によって予
め決定されている。また次式は、p番目のユーザ端末の
シンボル信号のパワーである。The delay time v of the learning sequence signal is given by
The adaptive control type controller 7 determines in advance such that an error between the learning sequence signal delayed by the time v and the processing signal z (t) is minimized on the basis of 0 and Expression 58. The following equation is the power of the symbol signal of the p-th user terminal.
【0127】[0127]
【数71】σp 2=E|sbp(m)|2 Σ p 2 = E | sb p (m) | 2
【0128】次いで、最適化問題を解くブロック更新の
手順をより具体的に説明する。受信データの制限された
長さと数67に従って最適なリアクタンス値を探し、そ
れによって信号ベクトルの時間的相関行列[R]と、学
習シーケンス信号と信号ベクトルとの相関ベクトル[r
(v)]とを推定する。すなわち、次の2つの演算を実
行する。Next, the procedure of block update for solving the optimization problem will be described more specifically. The optimal reactance value is searched for according to the limited length of the received data and Equation 67, and thereby the temporal correlation matrix [R] of the signal vector and the correlation vector [r] between the learning sequence signal and the signal vector.
(V)]. That is, the following two operations are executed.
【0129】[0129]
【数72】 [Equation 72]
【数73】 [Equation 73]
【0130】ここで、mk=Ntl,l=0,1,…,
Mtであり、Mtは収束に必要なデータブロック数を示
す。シンボル数Ntは、与えられたリアクタンス値のセ
ットの下では、最小平均2乗(LMS)アルゴリズムの
使用によって、重み係数ベクトル[W]がNt個のシン
ボル周期内で定常状態に収束できるように選択される。
数7、数9、数13、数26、数54及びこれらに関連
する等式により、信号ベクトル[Y(m)]はリアクタ
ンス値X1,X2,…,X6が陽に表現された関数では
ないことが分かる。つまり、相関ベクトルの2次形式の
項[r(v)] H[R]−1[r(v)]はリアクタン
ス値X1,X2,…,X6の陰関数であることを意味す
る。Here, mk= Ntl, l = 0,1, ...,
MtAnd MtIndicates the number of data blocks required for convergence
You. Number of symbols NtIs the security of the given reactance value.
Below the Least Mean Square (LMS) algorithm
By use, the weight coefficient vector [W] is NtPieces of thin
It is chosen so that it can converge to a steady state within the Vol period.
Equation 7, Equation 9, Equation 13, Equation 26, Equation 54 and related items
The signal vector [Y (m)] is calculated by the equation
Value X1, X2, ..., X6Is an explicit function
I understand that there is no. In other words, the quadratic form of
Term [r (v)] H[R]-1[R (v)] is Reactane
Value X1, X2, ..., X6Implies the implicit function of
You.
【0131】陰関数に対して、最適なリアクタンス(X
h1,Xh2,…,Xh6)optを発見するために適
当な更新アルゴリズムは、リアクタンスを更新するため
の最急降下アルゴリズムであり、リアクタンス値X1,
X2,…,X6に関する項[r(v)]H[R]
−1[r(v)]の勾配ベクトルが評価されなければな
らない。項[r(v)]H[R]−1[r(v)]は、
長さの限定された、与えられたデータブロックに従って
評価されるため、ブロック更新アルゴリズムは、項[r
(v)]H[R]−1[r(v)]のデータブロックに
基づく推定値に関して構成される。次式を基準関数とし
て仮定する。For the implicit function, the optimal reactance (X
h 1, Xh 2, ..., the appropriate update algorithm to discover the Xh 6) opt is the steepest descent algorithm for updating the reactance, reactance value X 1,
The term [r (v)] H [R] relating to X 2 ,..., X 6
A gradient vector of -1 [r (v)] must be evaluated. The term [r (v)] H [R] −1 [r (v)] is
Since it is evaluated according to a given data block of limited length, the block update algorithm uses the term [r
(V)] H [R] −1 [r (v)]. The following equation is assumed as a reference function.
【0132】[0132]
【数74】 [Equation 74]
【0133】ここで、右辺の第2項はリアクタンス値X
1,…,X6を変数とする。σhp 2はp番目のユーザ
端末のシンボル信号の評価されたパワーである。最急降
下アルゴリズム(従来技術文献6「R. A. Monzingo et
al., "Introduction to Adaptive Arrays", John Wiley
& Sons, Inc., 1980」を参照)の文脈においては、数
74より、リアクタンス値に対して適応制御処理を実行
するための、次のような更新方程式が得られる。Here, the second term on the right side is a reactance value X
1, ..., X6Is a variable. σhp 2Is the p-th user
The estimated power of the terminal's symbol signal. Steepest descent
The following algorithm (Prior Art Document 6 “R. A. Monzingo et
al., "Introduction to Adaptive Arrays", John Wiley
& Sons, Inc., 1980)).
From 74, execute adaptive control processing for reactance value
Then, the following update equation is obtained.
【0134】[0134]
【数75】 [Equation 75]
【0135】ここで、Here,
【数76】Xv=[X1,X2,…,X6]T Xv = [X 1 , X 2 ,..., X 6 ] T
【数77】Xv(k)=[X1 (k),X2 (k),
…,X6 (k)]T [Number 77] Xv (k) = [X 1 (k), X 2 (k),
…, X 6 (k) ] T
【0136】[0136]
【数78】 [Equation 78]
【数79】 [Expression 79]
【0137】ここで、αは更新のためのステップサイズ
であり、例えば1000乃至2000の値を取る。Here, α is a step size for updating, and takes a value of, for example, 1000 to 2000.
【0138】図6に図示された適応制御処理によるリア
クタンス値の更新の手順は以下のように実行される。ス
テップS1において、リアクタンス値更新の反復回数を
制御する数εを設定し、さらに、初期状態としてリアク
タンスの更新回数kを0に定める。次に、ステップS2
において、リアクタンス値ベクトルの初期値Xv(0 )
=(X1 (0),X2 (0),…,X6 (0))を設定
し、次いで、ステップS3において、リアクタンス値ベ
クトルXv(k)に対応するリアクタンス値信号を発生
して、可変リアクタンス素子12−1乃至12−6に出
力して設定する。例えば、リアクタンス値ベクトルの初
期値を0ベクトルに設定し、全方向性のビームパターン
(図9を参照)から更新アルゴリズムを開始することが
できる。そして、ステップS4において、受信信号ベク
トル[Y(m)]及び学習シーケンス信号ベクトルsb
p(m)に基づいて、数72及び数73を用いて、相関
行列[R]及び相関ベクトル[r(v)]を計算し、数
68を用いて最適な重みベクトル[Wopt]を計算し
て時間領域信号処理部4に出力する。次いで、ステップ
S5において、数78及び数79を用いて基準関数fh
の勾配を計算し、さらに、数75によってリアクタンス
値ベクトルXv(k)からリアクタンス値ベクトルXv
(k+1)を計算する。次いで、ステップS6におい
て、次式の不等式が成立するか否かを決定する。The procedure for updating the reactance value by the adaptive control process shown in FIG. 6 is executed as follows. In step S1, a number ε for controlling the number of repetitions of updating the reactance value is set, and the number k of reactance updates is set to 0 as an initial state. Next, step S2
, The initial value Xv (0 ) of the reactance value vector
= (X 1 (0) , X 2 (0) ,..., X 6 (0) ). Then, in step S3, a reactance value signal corresponding to the reactance value vector Xv (k) is generated. The output is set to the variable reactance elements 12-1 to 12-6. For example, the initial value of the reactance value vector can be set to a zero vector, and the update algorithm can be started from an omnidirectional beam pattern (see FIG. 9). Then, in step S4, the received signal vector [Y (m)] and the learning sequence signal vector sb
Based on p (m), a correlation matrix [R] and a correlation vector [r (v)] are calculated using Equations 72 and 73, and an optimal weight vector [W opt ] is calculated using Equation 68. And outputs it to the time domain signal processing unit 4. Next, in step S5, the reference function fh is calculated using Expressions 78 and 79.
, And the reactance value vector Xv (k) is calculated from the reactance value vector Xv (k) by Expression 75.
Calculate (k + 1) . Next, in step S6, it is determined whether or not the following inequality holds.
【0139】[0139]
【数80】 |fh(Xv(k))−fh(Xv(k+1))|≦ε| Fh (Xv (k ) ) − fh (Xv (k + 1) ) | ≦ ε
【0140】ここで、εは反復しきい値であり、ステッ
プS6において数80の不等式が成立するときはステッ
プS8に進む一方、成立しないとき(NO)はステップ
S7に進み、kを1だけインクリメントしてステップS
3に戻る。ステップS8において、リアクタンス値ベク
トルXv(k+1)に対応するリアクタンス値信号を発
生して、可変リアクタンス素子12−1乃至12−6に
出力して設定し、適応制御処理を終了する。Here, ε is an iterative threshold value. When the inequality of Equation 80 is satisfied in step S6, the process proceeds to step S8. When not satisfied (NO), the process proceeds to step S7, and k is incremented by 1. And step S
Return to 3. In step S8, a reactance value signal corresponding to the reactance value vector Xv (k + 1) is generated, output to the variable reactance elements 12-1 to 12-6, set, and the adaptive control process ends.
【0141】以上説明したエスパアンテナに基づいた時
空間適応型フィルタリングを用いれば、所望信号の到来
方向にアレーアンテナ装置100のビームをステアリン
グして空間的な干渉を抑圧し、時間領域信号処理部4に
よって受信信号の中に含まれるISI等の時間的な干渉
を抑圧することができる。If the spatio-temporal adaptive filtering based on the ESPAR antenna described above is used, the beam of the array antenna device 100 is steered in the arrival direction of the desired signal to suppress spatial interference, and the time domain signal processing unit 4 Accordingly, temporal interference such as ISI included in a received signal can be suppressed.
【0142】[0142]
【実施例】本発明者らは、図1のアレーアンテナの制御
装置についてコンピュータシミュレーションを実行し、
このアレーアンテナの制御装置を用いることによる時空
間適応型フィルタリングの有効性を確かめた。このシミ
ュレーションでは、構内ネットワークシステムであっ
て、15個の同一チャンネルのDS−CDMAユーザ端
末の信号が存在し、ユーザ1を所望ユーザとする。全て
のユーザ端末の信号のコード長さは、127に設定す
る。各ユーザ端末の信号は6つのマルチパス波を有し、
角度が互いに8度の間隔を有するように設定された各ユ
ーザ端末の信号の経路のAOAはガウス分布し、かつそ
れらの時間遅延は1.1シンボル周期で広がった遅延を
有する指数分布に従うものと仮定する。マルチパス波の
伝搬損失は、ユーザ端末の信号の直接波のアレー素子の
SNRに包含されるものとする。この場合は、ユーザ1
の端末の信号に対するSNRが−10dBと仮定されて
おり、他の全てのユーザ端末の信号のSNRは−26.
55dB乃至−4.76dBでランダムに変化する。ま
た全てのユーザ端末は、アレーアンテナ装置100の視
野内に一様に分布しているものとする。表2は、ユーザ
1の端末の信号の詳細なパラメータを記載している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present inventors have performed a computer simulation for the array antenna control device of FIG.
The effectiveness of spatio-temporal adaptive filtering by using this array antenna controller was confirmed. In this simulation, there are 15 DS-CDMA user terminal signals of the same channel in the private network system, and user 1 is a desired user. The code lengths of the signals of all the user terminals are set to 127. The signal of each user terminal has six multipath waves,
The AOA of the signal path of each user terminal whose angles are set to have an interval of 8 degrees from each other has a Gaussian distribution, and their time delays follow an exponential distribution with a delay spread at 1.1 symbol periods. Assume. The propagation loss of the multipath wave is included in the SNR of the array element of the direct wave of the signal of the user terminal. In this case, user 1
Is assumed to be −10 dB, and the SNR of signals of all other user terminals is −26.
It changes randomly from 55 dB to -4.76 dB. All user terminals are assumed to be uniformly distributed within the field of view of the array antenna device 100. Table 2 describes the detailed parameters of the signal of the terminal of the user 1.
【0143】[0143]
【表2】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 経路 θ(度) τ(シンボル) ξ(伝搬損失) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 1 12.30 0 −0.9669+0.2550j 2 21.50 0.04 0.7437−0.3081j 3 20.20 0.05 −0.5206−0.5100j 4 8.70 0.12 −0.3081−0.4569j 5 23.40 0.33 −0.1806+0.3931j 6 13.20 0.47 −0.1912+0.1275j ――――――――――――――――――――――――――――――――――――[Table 2] ―――――――――――――――――――――――――――――――――― Route θ (degrees) τ (symbols) ξ (Propagation loss) ―――――――――――――――――――――――――――――――――― 1 12.30 0 −0.9669 + 0. 2550j2 21.50 0.04 0.7437-0.3081j3 20.20 0.05-0.5206-0.5100j4 8.70 0.12-0.3081-0.4569j5 23.400 .33 −0.1806 + 0.3931j 6 13.20 0.47 −0.1912 + 0.1275j ――――――――――――――――――――――――――――― ―――――――
【0144】ここでは、オーバーサンプリング係数をJ
=1と設定し、またトランスバーサルフィルタ回路のタ
ップ数をM=1と設定している。上述したように、例え
ば、可変リアクタンス素子12−1乃至12−6が、Here, the oversampling coefficient is J
= 1, and the number of taps of the transversal filter circuit is set to M = 1. As described above, for example, the variable reactance elements 12-1 to 12-6 include:
【数81】Xv=[−53,−136,61,51,5
9,−146]T のような与えられたリアクタンス値のセットを有する場
合、Ntはシンボルレベルのサンプル数であり、これに
基づいて数64の重み係数ベクトルは従来のLMSアル
ゴリズムによって数68のその定常状態へと収束するこ
とができる。Xv = [− 53, −136,61,51,5]
9, -146] When having a given set of reactance value, such as T, N t is the number of samples of a symbol level, the number 68 of the number 64 the weighting coefficient vector a conventional LMS algorithm based on this It can converge to its steady state.
【0145】図7は図6の適応制御処理において、定常
状態に収束するシンボルレベルのサンプル数Ntを決定
するための残留誤差パワーの収束曲線の一例を表すグラ
フである。図7から明らかなように、重み係数ベクトル
は約200のシンボル周期内でその定常状態へと収束す
ることが分かる。これは、シンボル周期の数Nt=20
0を採用できることを意味している。このシミュレーシ
ョンのリアクタンスの反復では、シンボル周期の数とし
てNt=200を採用している。更新アルゴリズムの収
束の際の挙動を示すため、データブロック数Mt=7×
20と、数81のための反復しきい値ε=1×10
−10を設定する。[0145] Figure 7 is in the adaptive control process of FIG. 6 is a graph showing an example of the convergence curve of the residual error power to determine the number of samples N t symbols level to converge to the steady state. As can be seen from FIG. 7, the weight coefficient vector converges to its steady state within about 200 symbol periods. This is the number of symbol periods N t = 20
It means that 0 can be adopted. In this iteration of the reactance of the simulation, N t = 200 is adopted as the number of symbol periods. In order to show the behavior at the time of convergence of the update algorithm, the number of data blocks M t = 7 ×
20 and the iteration threshold ε = 1 × 10 for Equation 81
Set -10 .
【0146】図8は、図6の適応制御処理において、デ
ータブロック更新のための基準関数値の収束曲線の一例
を示すグラフであり、図9は、図6の適応制御処理を実
行したときの、リアクタンス値ベクトルの初期値Xv
(0)=(0,0,0,0,0,0)に対応するアレー
アンテナ装置100のビームパターンのグラフである。
このリアクタンス値ベクトルの初期値Xv(0)から開
始して図6の適応制御処理を実行して更新し、更新の回
数kがそれぞれ、2回、4回、9回、13回、19回の
ときのビームパターンを図10乃至図14に示す。表2
及び図14から明らかなように、所望のユーザ端末の信
号の全てのマルチパス波は定常状態パターンによって包
含されかつ強化され、望ましくないユーザ端末の信号の
マルチパス波は定常状態パターンの低位ローブによって
軽減されることが分かる。この2つの図面から、アレー
アンテナ装置100のビームパターン形成と時間領域信
号処理部における受信信号の時間的な等化とを併せて実
施することにより、時空間適応型フィルタリングを効果
的に実現できることは明らかである。FIG. 8 is a graph showing an example of a convergence curve of a reference function value for updating a data block in the adaptive control processing of FIG. 6, and FIG. 9 is a graph showing a case where the adaptive control processing of FIG. , The initial value Xv of the reactance value vector
6 is a graph of a beam pattern of the array antenna device 100 corresponding to (0) = (0, 0, 0, 0, 0, 0) .
Starting from the initial value Xv (0) of the reactance value vector, the adaptive control process shown in FIG. 6 is executed and updated, and the number of updates k is 2, 4, 9, 13, and 19, respectively. The beam patterns at this time are shown in FIGS. Table 2
14 that all multipath waves of the desired user terminal signal are encompassed and enhanced by the steady state pattern, and that the undesired user terminal signal multipath wave is reduced by the lower lobes of the steady state pattern. It can be seen that it is reduced. From these two drawings, it can be seen that the spatio-temporal adaptive filtering can be effectively realized by performing the beam pattern formation of the array antenna apparatus 100 and the temporal equalization of the received signal in the time domain signal processing unit. it is obvious.
【0147】[0147]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、エ
スパアンテナにおいて受信された無線信号を複数の時間
領域のサブ信号に分割し、上記分割した複数のサブ信号
に対してそれぞれ所定の重み係数を乗算した後加算する
ことにより時間領域の信号処理を実行して処理信号とし
て出力し、所定の学習シーケンス信号と上記各サブ信号
とに基づいて、上記処理信号と上記学習シーケンス信号
との誤差信号が最小となるように上記重み係数を演算し
て上記時間領域信号処理手段に出力し、上記誤差信号に
対応する値を示す所定の基準関数の勾配ベクトルを計算
し、上記基準関数の値が最小となるように上記各可変リ
アクタンス素子のリアクタンス値を計算して設定するよ
うに構成した。従って、従来技術に比較して簡単な構成
を有しかつ製造コストが安価であり、エスパアンテナの
ための時空間適応処理を行うことができる。また、同一
チャンネル干渉信号を適応的なビームパターン形成によ
って空間的に有効的に抑制することができ、また、シン
ボル間干渉信号は時間的な波形に基づく適応型等化によ
って有効的に抑制することができる。As described above in detail, according to the present invention, a radio signal received by an ESPAR antenna is divided into a plurality of time-domain sub-signals, and a predetermined By performing a signal processing in the time domain by multiplying and adding the weighted coefficients and outputting the processed signals, a processing signal and the learning sequence signal are generated based on a predetermined learning sequence signal and each of the sub-signals. The weighting coefficient is calculated so that the error signal is minimized, and the calculated weighting coefficient is output to the time domain signal processing means, and a gradient vector of a predetermined reference function indicating a value corresponding to the error signal is calculated, and the value of the reference function is calculated. The reactance value of each of the above-mentioned variable reactance elements is calculated and set so that is minimized. Therefore, compared to the prior art, it has a simple configuration and the manufacturing cost is low, and it is possible to perform the spatio-temporal adaptive processing for the ESPAR antenna. In addition, co-channel interference signals can be effectively and spatially suppressed by adaptive beam pattern formation, and inter-symbol interference signals can be effectively suppressed by adaptive equalization based on temporal waveforms. Can be.
【図1】 本発明に係る実施形態のアレーアンテナの制
御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a control device for an array antenna according to an embodiment of the present invention.
【図2】 図1のアレーアンテナ装置100の断面図で
ある。FIG. 2 is a cross-sectional view of the array antenna device 100 of FIG.
【図3】 図1の時間領域信号処理部4の第1の実施形
態であって、TDMA用時間領域信号処理部4−1の構
成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of the time domain signal processing unit 4 of FIG. 1 and showing a configuration of a TDMA time domain signal processing unit 4-1.
【図4】 図3のトランスバーサルフィルタ回路23−
1の構成を示すブロック図である。4 shows a transversal filter circuit 23- in FIG.
1 is a block diagram showing a configuration of FIG.
【図5】 図1の時間領域信号処理部4の第2の実施形
態であって、CDMA用時間領域信号処理部4−2の構
成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the time domain signal processing unit 4 of FIG. 1 and showing a configuration of a CDMA time domain signal processing unit 4-2.
【図6】 図1の適応制御型コントローラ7によって実
行される適応制御処理を説明するフローチャートであ
る。FIG. 6 is a flowchart illustrating an adaptive control process executed by the adaptive control type controller 7 of FIG. 1;
【図7】 図6の適応制御処理において、定常状態に収
束するシンボルレベルのサンプル数Ntを決定するため
の残留誤差パワーの収束曲線の一例を表すグラフであ
る。In the adaptive control process in FIG. 7 6 is a graph showing an example of the convergence curve of the residual error power to determine the number of samples N t symbols level to converge to the steady state.
【図8】 図6の適応制御処理において、データブロッ
ク更新のための基準関数値の収束曲線の一例を示すグラ
フである。8 is a graph showing an example of a convergence curve of a reference function value for updating a data block in the adaptive control processing of FIG. 6;
【図9】 図6の適応制御処理を実行したときの、リア
クタンス値ベクトルの初期値Xv(0)=(0,0,
0,0,0,0)に対応するアレーアンテナ装置100
のビームパターンのグラフである。9 shows an initial value Xv (0) = (0,0,
Array antenna device 100 corresponding to (0,0,0,0)
6 is a graph of a beam pattern of FIG.
【図10】 図6の適応制御処理を実行し、リアクタン
ス値の更新回数が2回であるときのアレーアンテナ装置
100のビームパターンのグラフである。10 is a graph of the beam pattern of the array antenna device 100 when the adaptive control process of FIG. 6 is executed and the number of updates of the reactance value is two.
【図11】 図6の適応制御処理を実行し、リアクタン
ス値の更新回数が4回であるときのアレーアンテナ装置
100のビームパターンのグラフである。11 is a graph of the beam pattern of the array antenna device 100 when the adaptive control process of FIG. 6 is executed and the number of times the reactance value is updated is four.
【図12】 図6の適応制御処理を実行し、リアクタン
ス値の更新回数が9回であるときのアレーアンテナ装置
100のビームパターンのグラフである。12 is a graph of the beam pattern of the array antenna device 100 when the adaptive control process of FIG. 6 is executed and the number of times the reactance value is updated is nine.
【図13】 図6の適応制御処理を実行し、リアクタン
ス値の更新回数が13回であるときのアレーアンテナ装
置100のビームパターンのグラフである。13 is a graph of the beam pattern of the array antenna device 100 when the adaptive control process of FIG. 6 is executed and the number of times the reactance value is updated is 13.
【図14】 図6の適応制御処理を実行し、リアクタン
ス値の更新回数が19回であるときのアレーアンテナ装
置100のビームパターンのグラフである。14 is a graph of the beam pattern of the array antenna device 100 when the adaptive control process of FIG. 6 is executed and the number of times the reactance value is updated is 19 times.
A0…励振素子、 A1乃至A6…非励振素子、 1…低雑音増幅器、 2…ダウンコンバータ、 3…A/D変換器、 4…時間領域信号処理部、 4−1…TDMA用時間領域信号処理部、 4−2…CDMA用時間領域信号処理部、 6…学習シーケンス信号発生器、 7…適応制御型コントローラ、 9…同軸ケーブル、 11…接地導体、 12−1乃至12−6…可変リアクタンス素子、 13−1乃至13−(J−1)…シフトレジスタ、 14−1乃至14−J,22−1乃至22−Nc…ダウ
ンサンプラ、 15−1乃至15−J…マッチドフィルタ、 16−1乃至16−J…サブ信号処理回路、 17,24,27…加算器、 23−1乃至23−J,23−1乃至23−Nc…トラ
ンスバーサルフィルタ回路、 21−1乃至21−(Nc−1),25−1乃至25−
(M−1)…遅延回路、 26−1乃至26−M…乗算器、 100…アレーアンテナ装置。A0: Exciting element, A1 to A6: Non-exciting element, 1: Low noise amplifier, 2: Down converter, 3, A / D converter, 4, Time domain signal processing section, 4-1: Time domain signal processing for TDMA Section, 4-2: CDMA time domain signal processing section, 6: learning sequence signal generator, 7, adaptive control type controller, 9: coaxial cable, 11: ground conductor, 12-1 to 12-6: variable reactance element 13-1 to 13- (J-1): shift register; 14-1 to 14-J; 22-1 to 22-Nc: downsampler; 15-1 to 15-J: matched filter; 16-J: sub signal processing circuit; 17, 24, 27: adder; 23-1 to 23-J, 23-1 to 23-Nc: transversal filter circuit; 21-1 to 21- (Nc-1) ), 25-1 to 25-
(M-1) ... delay circuits, 26-1 to 26-M ... multipliers, 100 ... array antenna device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大平 孝 京都府相楽郡精華町光台二丁目2番地2 株式会社エイ・ティ・アール環境適応通信 研究所内 Fターム(参考) 5J021 AA05 AA08 CA06 DB02 DB03 EA04 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA26 FA29 FA32 GA02 HA05 HA10 5K046 AA05 EE06 EE47 EE56 EF13 5K059 CC03 CC04 DD31 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takashi Ohira 2-2-2 Kodai, Seika-cho, Soraku-gun, Kyoto F-term in ATR Eco-Adaptive Communication Research Laboratories (reference) 5J021 AA05 AA08 CA06 DB02 DB03 EA04 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA26 FA29 FA32 GA02 HA05 HA10 5K046 AA05 EE06 EE47 EE56 EF13 5K059 CC03 CC04 DD31
Claims (2)
上記放射素子から所定の間隔だけ離れて設けられた複数
の非励振素子と、上記複数の非励振素子にそれぞれ接続
された複数の可変リアクタンス素子とを備え、上記各可
変リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させること
により、上記複数の可変リアクタンス素子をそれぞれ導
波器又は反射器として動作させ、アレーアンテナの指向
特性を変化させるアレーアンテナの制御装置において、 上記アレーアンテナにおいて受信された無線信号を複数
の時間領域のサブ信号に分割し、上記分割した複数のサ
ブ信号に対してそれぞれ所定の重み係数を乗算した後加
算することにより時間領域の信号処理を実行して処理信
号として出力する時間領域信号処理手段と、 所定の学習シーケンス信号と上記各サブ信号とに基づい
て、上記処理信号と上記学習シーケンス信号との誤差信
号が最小となるように上記重み係数を演算して上記時間
領域信号処理手段に出力し、上記誤差信号に対応する値
を示す所定の基準関数の勾配ベクトルを計算し、上記基
準関数の値が最小となるように上記各可変リアクタンス
素子のリアクタンス値を計算して設定する適応型制御手
段とを備えたことを特徴とするアレーアンテナの制御装
置。A radiating element for receiving a radio signal;
A plurality of passive elements provided at a predetermined distance from the radiating element, and a plurality of variable reactance elements connected to the plurality of passive elements, respectively, wherein a reactance value of each of the variable reactance elements is changed. By operating the plurality of variable reactance elements as a director or a reflector, and controlling the array antenna to change the directional characteristics of the array antenna, a radio signal received by the array antenna is transmitted for a plurality of times. Time-domain signal processing means for performing time-domain signal processing by dividing into a plurality of divided sub-signals, multiplying each of the plurality of divided sub-signals by a predetermined weighting coefficient, and then adding the resultant signals to output as a processed signal Based on a predetermined learning sequence signal and each of the sub-signals, The weight coefficient is calculated and output to the time-domain signal processing means so that an error signal from the sequence signal is minimized, and a gradient vector of a predetermined reference function indicating a value corresponding to the error signal is calculated. An adaptive control means for calculating and setting the reactance value of each of the variable reactance elements so that the value of the reference function is minimized.
上記放射素子から所定の間隔だけ離れて設けられた複数
の非励振素子と、上記複数の非励振素子にそれぞれ接続
された複数の可変リアクタンス素子とを備え、上記各可
変リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させること
により、上記複数の可変リアクタンス素子をそれぞれ導
波器又は反射器として動作させ、アレーアンテナの指向
特性を変化させるアレーアンテナの制御方法において、 上記アレーアンテナにおいて受信された無線信号を複数
の時間領域のサブ信号に分割し、上記分割した複数のサ
ブ信号に対してそれぞれ所定の重み係数を乗算した後加
算することにより時間領域の信号処理を実行して処理信
号として出力するステップと、 所定の学習シーケンス信号と上記各サブ信号とに基づい
て、上記処理信号と上記学習シーケンス信号との誤差信
号が最小となるように上記重み係数を演算して上記時間
領域の信号処理のために出力し、上記誤差信号に対応す
る値を示す所定の基準関数の勾配ベクトルを計算し、上
記基準関数の値が最小となるように上記各可変リアクタ
ンス素子のリアクタンス値を計算して設定するステップ
とを含むことを特徴とするアレーアンテナの制御方法。2. A radiating element for receiving a radio signal;
A plurality of passive elements provided at a predetermined distance from the radiating element, and a plurality of variable reactance elements connected to the plurality of passive elements, respectively, wherein a reactance value of each of the variable reactance elements is changed. By operating the plurality of variable reactance elements as a director or a reflector, and controlling the array antenna to change the directional characteristic of the array antenna, the radio signal received by the array antenna is transmitted for a plurality of times. Dividing into a plurality of sub-signals in a region, multiplying each of the plurality of divided sub-signals by a predetermined weighting coefficient, and then adding the multiplied sub-signals to perform time-domain signal processing and outputting the processed signals as a processed signal; Based on the learning sequence signal and each of the sub-signals, the processing signal and the learning sequence Calculate the weighting coefficient so that the error signal with the signal is minimized, output the weighting coefficient for signal processing in the time domain, and calculate a gradient vector of a predetermined reference function indicating a value corresponding to the error signal, Calculating and setting the reactance value of each of the variable reactance elements so that the value of the reference function is minimized.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003087051A (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Array antenna control method |
| JP2018160887A (en) * | 2017-03-21 | 2018-10-11 | 国立大学法人 琉球大学 | Transmitter and receiver |
| RU2731875C1 (en) * | 2020-05-12 | 2020-09-08 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Adaptive antenna array for bistatic radar system |
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