JP2008312188A - Adaptive antenna - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、アダプティブアンテナに関し、特にマルチキャリア伝送方式に適用するアダプティブアンテナに関するものである。 The present invention relates to an adaptive antenna, and more particularly to an adaptive antenna applied to a multicarrier transmission system.
高速データ伝送方式としてマルチキャリア伝送がある。特に各サブキャリアが直交する周波数間隔に配置されたOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)は無線LANや地上ディジタル放送など多くの無線システムに採用されている。OFDMではガードインターバルの挿入により遅延波による波形歪みを低減できることが良く知られているが、ガードインターバルを越えるような遅延波に対しては特性が著しく劣化する。そこで、アレーアンテナを用いて空間的にこれらを除去するアダプティブアンテナの適用が検討されている。OFDM向けのアダプティブアンテナの実現方法として、例えば、非特許文献1や特許文献1または特許文献2がある。
There is multi-carrier transmission as a high-speed data transmission system. In particular, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) in which the subcarriers are arranged at orthogonal frequency intervals is adopted in many wireless systems such as wireless LAN and digital terrestrial broadcasting. In OFDM, it is well known that waveform distortion due to a delayed wave can be reduced by inserting a guard interval, but the characteristic is significantly deteriorated for a delayed wave exceeding the guard interval. Therefore, application of an adaptive antenna that removes these spatially using an array antenna has been studied. As an implementation method of an adaptive antenna for OFDM, for example, there are
上述した従来の技術において、非特許文献1の方法は、FFT(Fast Fourier Transform)により分離したサブキャリア毎の合成処理によりガードインターバル内の遅延波をうまく取り込めるものの、サブキャリア数の増加に比例して演算量が増加するという課題があった。
In the conventional technique described above, the method of Non-Patent
一方、特許文献1や特許文献2は、FFT後のサブキャリアを利用するものの、各サブキャリアに同一の重み係数(振幅位相調整)を与える構成となっている。これは、各サブキャリアに周期的に挿入された参照信号を利用して、いわば周波数方向に制御を行うことにより演算量を削減するものである。しかしながら、全サブキャリアに対して同一の重み係数を使用するため、所望信号の周波数特性の違いを考慮して合成することが困難であった。
On the other hand,
この発明は前述した問題点を解決するためになされたもので、サブキャリア信号を利用して重み係数を決定する際、干渉信号の抑圧に信号伝送に使用していない帯域のサブキャリア信号により干渉抑制を可能にするアダプティブアンテナを得ることを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. When a weighting factor is determined using a subcarrier signal, interference is caused by a subcarrier signal in a band not used for signal transmission to suppress the interference signal. The object is to obtain an adaptive antenna that can be suppressed.
この発明に係るアダプティブアンテナは、マルチキャリア伝送システムに適用されるアダプティブアンテナであって、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナと、前記複数のアンテナ素子で受信されたそれぞれの受信信号をサブキャリア信号に分離するサブキャリア抽出手段と、前記複数のアンテナ素子ごとに分離されたそれぞれのサブキャリア信号に対して、前記複数のアンテナ素子の前記サブキャリア信号ごとに一定の重み付けを行って振幅位相を調整した後に、同一周波数を有するサブキャリア信号同士を合成して合成サブキャリア信号を生成する合成手段と、前記サブキャリア抽出手段により分離されたサブキャリア信号と前記合成手段により生成された合成サブキャリア信号とに基づいて前記合成手段により振幅位相を調整するための重み付けを決定する重み係数演算手段と、前記サブキャリア抽出手段により分離されたサブキャリア信号のうち、信号伝送に使用していない帯域に該当するサブキャリア信号から干渉信号を検出する干渉信号検出手段とを備え、前記重み係数演算手段は、前記干渉信号検出手段からの情報をもとに前記重み付けを決定することを特徴とする。 An adaptive antenna according to the present invention is an adaptive antenna applied to a multi-carrier transmission system, and an array antenna including a plurality of antenna elements and each received signal received by the plurality of antenna elements are subcarrier signals. A subcarrier extracting means for separating and each subcarrier signal separated for each of the plurality of antenna elements is adjusted in amplitude phase by performing a constant weighting for each of the subcarrier signals of the plurality of antenna elements. A combining unit that combines subcarrier signals having the same frequency to generate a combined subcarrier signal; a subcarrier signal separated by the subcarrier extracting unit; and a combined subcarrier signal generated by the combining unit; The amplitude phase is adjusted by the synthesis means based on Interference signal detection for detecting an interference signal from a subcarrier signal corresponding to a band not used for signal transmission among the subcarrier signals separated by the subcarrier extraction means And the weighting factor calculating means determines the weighting based on information from the interference signal detecting means.
この発明によれば、サブキャリア信号を利用して重み係数を決定する際、干渉信号の抑圧に信号伝送に使用していない帯域のサブキャリア信号により干渉抑制を可能にすることができる。 According to the present invention, when determining a weighting factor using a subcarrier signal, it is possible to suppress interference with a subcarrier signal in a band not used for signal transmission for suppressing the interference signal.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るアダプティブアンテナの構成を示すブロック図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。図1に示すアダプティブアンテナは、#1から#Kの複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナ1と、直並列変換器2とFFT変換器3とを有し、複数のアンテナ素子で受信されたそれぞれの受信信号をサブキャリア信号に分離するサブキャリア抽出手段と、乗算器4と合成器5とを有し、各サブキャリア信号に対して、複数のアンテナ素子のサブキャリア信号ごとに一定の重み付けを行って振幅位相を調整した後に、同一周波数を有するサブキャリア信号同士を合成して合成サブキャリア信号を生成する合成手段と、合成器5からの出力に基づいて各サブキャリアデータを復調する復調器6と、復調器6からの出力に基づいて元の情報列を並び替える並直列変換器7と、サブキャリア抽出手段により分離されたサブキャリア信号と合成手段により生成された合成サブキャリア信号とに基づいて合成手段により振幅位相を調整するための重み付けを決定する重み係数演算部8、サブキャリア抽出手段により分離されたサブキャリア信号のうち、信号伝送に使用していない帯域に該当するサブキャリア信号から干渉信号を検出する干渉信号検出部9を備え、重み係数演算部8は、干渉信号検出部9からの情報をもとに前記重み付けを決定するようになされている。
1 is a block diagram showing a configuration of an adaptive antenna according to
マルチキャリア伝送であるOFDMでは、周波数の異なるサブキャリア毎に異なるデータを割り当てることで高速伝送を可能にしている。したがって、受信機ではサブキャリア毎に分離する分波器の機能が必要であり、図1においては直並列変換器2とFFT変換器3とでなるサブキャリア抽出手段により実現している。直並列変換器2は、一定の長さのデータを切り出す機能があり、すなわちFFTの窓位置制御も行う。次に切り出したデータに対してFFT変換器3によりFFTを施すことで周波数変換して、直交する周波数配置にある各サブキャリア信号に切り分ける。なお、各FFT変換器3の出力は、実際のシステムでは数十から数千のサイズの出力となる。
In OFDM, which is multicarrier transmission, high-speed transmission is enabled by assigning different data to subcarriers having different frequencies. Therefore, the receiver needs to have a function of a demultiplexer that separates each subcarrier. In FIG. 1, the function is realized by subcarrier extraction means including a series-
これら各サブキャリアに対して振幅位相を調整するのが乗算器4であり、合成器5により各アンテナ素子の信号を合成する。その後、各サブキャリアデータは、復調器6により復調され、並直列変換器7により元の情報列に並び替えられる。乗算器4における振幅位相調整のための重み係数は、重み係数演算部8により算出されるが、この際に以下で述べる干渉信号の存在を検出し、それらを抑圧するための情報を算出する干渉信号検出部9を利用して演算を行う。 A multiplier 4 adjusts the amplitude phase for each of these subcarriers, and a synthesizer 5 synthesizes the signals of the antenna elements. Thereafter, each subcarrier data is demodulated by the demodulator 6 and rearranged into the original information sequence by the parallel-serial converter 7. The weighting coefficient for adjusting the amplitude and phase in the multiplier 4 is calculated by the weighting coefficient calculating unit 8. At this time, the presence of interference signals described below is detected, and interference for calculating information for suppressing them is calculated. Calculation is performed using the signal detector 9.
次に、この実施の形態1に係るアダプティブアンテナの動作について図面を参照しながら説明する。アレーアンテナ1により受信されるRF(Radio Frequency)帯の信号X(t)は、低雑音増幅器、フィルタ、周波数変換器やA/D変換器などの各種受信デバイスによりベースバンドのディジタル信号に変換される。ただし、これらの受信デバイスは説明を簡単化するため図1では省略している。
Next, the operation of the adaptive antenna according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. An RF (Radio Frequency) band signal X (t) received by the
その後、直並列変換器2では、FFTサイズ分のデータを抽出し、FFT変換器3に入力する。FFT変換器3により各サブキャリアに分離された信号のうち、情報が伝送されているサブキャリア信号に対しては乗算器4によって素子毎に振幅位相を調整され、合成器5により合成される。このとき、ある素子における各サブキャリア信号にはそれぞれ独立の振幅位相調整を施す構成とする。その後、復調器6および並直列変換器7により元のデータ列に復元される。
Thereafter, the serial-
乗算器4で調整する振幅位相値(以下、重み係数)を演算するのが、重み係数演算部8であり、FFT後の各サブキャリア信号や合成器5の出力信号を利用して決定される。さらに、FFT後のサブキャリア信号のうち、情報伝送に使用していない帯域のサブキャリア信号(以下、ガードバンド信号)を用いて干渉信号の検出と抑圧のための演算を行う干渉信号検出部9があり、この情報も同時に利用して、重み係数演算部8では重み係数を算出する構成である。 An amplitude phase value (hereinafter referred to as a weighting factor) to be adjusted by the multiplier 4 is calculated by a weighting factor calculation unit 8, which is determined using each subcarrier signal after FFT and the output signal of the combiner 5. . Further, among the subcarrier signals after FFT, an interference signal detection unit 9 that performs calculation for detecting and suppressing the interference signal using a subcarrier signal in a band not used for information transmission (hereinafter referred to as a guard band signal). The weighting factor calculation unit 8 is configured to calculate the weighting factor by using this information at the same time.
図2に示すように、干渉信号検出部9は、判定器10、相関行列演算器11、固有値・固有ベクトル演算器12、変換行列演算器13からなる。判定器10では、入力された各アンテナ素子のガードバンド信号の受信レベルを検出して干渉信号の有無を判定する。
As shown in FIG. 2, the interference signal detector 9 includes a
干渉信号が存在する場合には、ガードバンド信号ベクトルXGBを使って相関行列演算器11において式(1)のように相関行列を求める。
ここで、Hは複素共役転置を表す。Ntは平均化に用いるOFDMシンボル数、Nfはガードバンドのサブキャリア数である。 Here, H represents a complex conjugate transpose. N t is the number of OFDM symbols used for averaging, and N f is the number of guard band subcarriers.
次に、固有値・固有ベクトル演算器12においては、式(1)の相関行列に対して固有値展開を施し、固有値、固有ベクトルをそれぞれ求める。このとき、求めた各固有値λiの大きさの関係は式(2)のようになる。
このように、信号電力に対応する上位L個の固有値は、熱雑音電力σ2を表すλL〜λKと比較して大きい。従って、これら固有値の大きさを比較することで、干渉波の数Lが推定可能となる。また、この上位L個の固有値に対応する固有ベクトルが干渉信号の信号部分空間に対応する。なお、干渉信号の検出処理をこの固有値演算および大小比較により実行することで、判定器10を省略することも可能である。
As described above, the upper L eigenvalues corresponding to the signal power are larger than λ L to λ K representing the thermal noise power σ 2 . Therefore, the number L of interference waves can be estimated by comparing the magnitudes of these eigenvalues. The eigenvector corresponding to the upper L eigenvalues corresponds to the signal subspace of the interference signal. Note that the
変換行列演算器13では、固有値・固有ベクトル演算器12から入力された、干渉信号が存在する信号部分空間を構成する固有ベクトルej(j=1,・・・,L)を用いて干渉信号を除去するための変換行列を計算する。具体的には、式(3)で求まる変換行列Pjを求める。
すなわち、干渉信号検出部9は、変換行列として、相関行列の固有値および固有ベクトルに関して、大きさが上位の固有値にそれぞれに対応する固有ベクトルから得られる行列を、推定波数の分だけ加算した行列を単位行列より減算して演算している。 That is, the interference signal detection unit 9 uses, as a transformation matrix, a unit matrix obtained by adding a matrix obtained from an eigenvector corresponding to an eigenvalue having a higher magnitude to the eigenvalue and eigenvector of the correlation matrix by the estimated wave number. It is subtracted from the calculation.
重み係数演算部8では、FFT後の各素子のサブキャリア信号や合成器5からの出力信号を用いて、各素子における所望信号の振幅位相情報、つまりアレー応答ベクトルを求める。これは、送信信号に挿入される既知信号を利用するなどして容易に得ることができる。したがって、式(3)の変換行列Pjから、式(4)のような各素子の各サブキャリア信号に与える振幅位相調整の重み係数を演算する。
このように、すべてのサブキャリア信号に対して共通の変換行列Pjを作用させる構成なので、従来から用いられるMMSE(Minimum Mean Square Error)アルゴリズムのようなサブキャリア毎に逆行列を求める必要がない。したがって、演算量を大幅に削減することができる。 As described above, since the common transformation matrix P j is applied to all the subcarrier signals, it is not necessary to obtain an inverse matrix for each subcarrier as in the conventional MMSE (Minimum Mean Square Error) algorithm. . Therefore, the calculation amount can be greatly reduced.
次に、簡単な2波モデルを用いて干渉抑圧の原理を説明する。ガードバンド信号ベクトルXGBを式(5)のように再定義する。なお、受信機雑音は熱雑音であり、すべての素子において等電力で、素子が異なれば相関が無いものとする。
干渉信号の信号部分空間からなる行列Jは式(6)のようになる。
このことから、式(6)は式(7)のようにできる。
従って、部分空間Jに直交する空間への変換行列PJは式(8)のようになる。
次に、重み係数演算部8にて求めたアレー応答ベクトルVnは次式のように表される。
本来は、所望信号のアレー応答ベクトルVsのみが得られることが理想であるが、実際には限られたサンプルでの演算のため、干渉信号に対しても多少の相関が残ることを想定する。従って、変換行列Pjを作用させた重み係数ベクトルWnは式(10)になる。
この重み係数ベクトルは、干渉信号に直交した、つまり干渉信号の到来方向に指向性のヌルを形成するような成分から構成されていることがわかる。 It can be seen that this weight coefficient vector is composed of components that are orthogonal to the interference signal, that is, form a directivity null in the arrival direction of the interference signal.
すなわち、重み係数演算部8は、式(9)により、送信データに周期的に挿入される参照信号とあらかじめ受信側で用意する参照信号を用いて得られる伝送路推定ベクトルhnを、複数のアンテナ素子のサブキャリア信号に対してすべて演算し、式(10)により、この伝送路推定ベクトルを変換行列に乗算することにより、振幅位相を調整するための重み付けを決定する。 That is, the weighting factor calculation unit 8 obtains a plurality of transmission path estimation vectors h n obtained by using the reference signal periodically inserted into the transmission data and the reference signal prepared in advance on the reception side by the equation (9). All of the subcarrier signals of the antenna elements are calculated, and the weight for adjusting the amplitude phase is determined by multiplying the transmission matrix estimation vector by the equation (10).
所望信号および干渉信号のそれぞれの到来方向に対する応答を求めると、それぞれ式(11)、式(12)となる。
このように、所望信号は同相合成されるが、干渉信号への応答はゼロ、すなわち除去されることがわかる。 Thus, it can be seen that the desired signal is synthesized in phase, but the response to the interference signal is zero, ie, eliminated.
以上、上記の実施の形態1では、干渉信号を抑圧するための変換行列を全てのサブキャリアで共通化でき、サブキャリア毎の最適合成が可能でありながら、従来の方法に比べて演算量の削減が可能である。また、アレー応答ベクトルを求める際に、干渉信号成分を十分に低減させられない場合でも、ガードバンド信号をもとに算出した変換行列Pjにより確実に干渉信号を抑圧できる。
As described above, in
実施の形態2.
前述した実施の形態1では、干渉抑圧と信号合成を同時に実現する重み係数を演算していたが、別個に配置する形態について説明する。図3は、この発明の実施の形態2に係るアダプティブアンテナの構成を示す図であり、なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
In the first embodiment described above, the weighting coefficient for simultaneously realizing interference suppression and signal synthesis is calculated. However, a mode in which the weighting coefficient is separately arranged will be described. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an adaptive antenna according to the second embodiment of the present invention. In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.
図3において、射影変換部15は、干渉信号検出部9の変換行列演算器13にて求めた変換行列PjをFFT出力後の情報伝送に用いているすべてのサブキャリア信号に対して一斉に作用させる。これにより、変換後の各出力信号からは干渉信号が除去されており、重み係数演算部8では、射影変換部15の出力を最大比合成する重み係数を求めるだけでよい。
In FIG. 3, the
以上のように、本発明の実施の形態2では、干渉信号の抑圧と所望信号の合成を独立に行える。したがって、重み係数演算部8においては、入力信号の包絡線レベルに応じた最大比合成を行えばよいため、既知信号などを用いてのアレー応答ベクトルの推定が不要である形態での運用も可能である。
As described above, in
このため、干渉信号の抑圧には信号伝送に使用していない帯域のサブキャリア信号から求めた射影行列を共通的に利用しつつ、各サブキャリアの合成は個別に行い得るアダプティブアンテナを得ることができる。 For this reason, it is possible to obtain an adaptive antenna capable of combining each subcarrier individually while commonly using a projection matrix obtained from subcarrier signals in a band not used for signal transmission for suppressing interference signals. it can.
実施の形態3.
この実施の形態3では、前述した実施の形態2とは異なる、干渉抑圧と信号合成を別個に配置する形態について説明する。図4は、この発明の実施の形態3に係るアダプティブアンテナの構成を示す図であり、図3に示す実施の形態2と同一符号は同一又は相当部分を示す。図4において、干渉信号検出部9は、変換行列として、相関行列の固有値および固有ベクトルに関して、(相関行列の次元−推定波数)の数に対応する大きさが下位の固有値にそれぞれに対応する固有ベクトルを要素とする行列を演算するようになされ、射影変換部15の代わりに備えられる固有ベクトルビーム形成手段16は、変換行列により複数のアンテナ素子の全サブキャリア信号に対して振幅位相変換を行うようになされ、重み係数演算部8は、固有ベクトルビーム形成手段16の出力を最大比合成する重み係数を決定する。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, a mode in which interference suppression and signal synthesis are separately arranged, which is different from the second embodiment, will be described. 4 is a diagram showing a configuration of an adaptive antenna according to Embodiment 3 of the present invention. The same reference numerals as those in
次に、動作について説明する。干渉信号検出部9にて、干渉信号の到来波数を推定するところまでは実施の形態1および2と同様である。このとき求めた固有値のうち、到来波数以降の下位の固有値に対応する固有ベクトルは、式(13)に示す性質を有する。 Next, the operation will be described. The process until the interference signal detection unit 9 estimates the number of incoming waves of the interference signal is the same as in the first and second embodiments. Of the eigenvalues obtained at this time, eigenvectors corresponding to lower eigenvalues after the number of incoming waves have the property shown in Equation (13).
従って、式(14)で示すような固有ベクトル群からなる変換行列により固有ベクトルビーム形成手段16で形成した各ビームは、式(15)のように入力信号ベクトルXを変換して干渉信号を抑圧する。
Therefore, each beam formed by the eigenvector
図4において、固有ベクトルビーム形成部16は、干渉信号検出部9の変換行列演算器13にて求めた変換行列PjをFFT出力後の情報伝送に用いているすべてのサブキャリア信号に対して一斉に作用させる。これにより、変換後の各出力信号からは干渉信号が除去されており、重み係数演算部8では、固有ベクトルビーム形成部16の出力を最大比合成する重み係数を求めるだけでよい。
In FIG. 4, the eigenvector
さらには、固有ベクトルビーム形成手段16の出力の次元はK−Lとなるため、実施の形態2のKに比べて少なくすることができ、これにより、後段でのサブキャリア毎の信号処理の際の演算量を低減できるため、より効率的な処理が可能となる。
Furthermore, since the dimension of the output of the eigenvector
以上のように、本発明の実施の形態3では、干渉信号の抑圧と所望信号の合成を独立に行える。したがって、重み係数演算部8においては、入力信号の包絡線レベルに応じた最大比合成を行えばよく、入力信号よりも少ない次元の出力信号ベクトルを処理すればよい。また、既知信号などを用いてのアレー応答ベクトルの推定が不要である形態での運用も可能である。 As described above, in Embodiment 3 of the present invention, interference signal suppression and desired signal synthesis can be performed independently. Therefore, the weighting factor calculation unit 8 only needs to perform maximum ratio synthesis according to the envelope level of the input signal, and may process an output signal vector having a smaller dimension than the input signal. Further, it is possible to operate in a form in which it is not necessary to estimate an array response vector using a known signal or the like.
このため、干渉信号の抑圧には信号伝送に使用していない帯域のサブキャリア信号から求めた射影行列を共通的に利用しつつ、各サブキャリアの合成は個別に行い得るアダプティブアンテナを得ることができる。 For this reason, it is possible to obtain an adaptive antenna capable of combining each subcarrier individually while commonly using a projection matrix obtained from subcarrier signals in a band not used for signal transmission for suppressing interference signals. it can.
以上で説明した実施の形態では、抑圧対象として干渉信号を想定していたが、遅延時間の大きい遅延波に対しても、ガードバンド信号において検出が可能であるため、同様に抑圧が可能である。また、一般にはOFDM伝送は通信システムに適用されるが、これをレーダシステムで使用した場合には、妨害波との識別がガードバンド信号によって容易になるなど、干渉抑圧手段として様々な用途に利用が可能な特徴がある。 In the embodiment described above, an interference signal is assumed as a suppression target. However, a delayed wave having a long delay time can be detected in the guard band signal, and thus can be similarly suppressed. . In general, OFDM transmission is applied to communication systems, but when this is used in radar systems, it can be used for various purposes as interference suppression means, such as facilitating discrimination from jamming waves by guard band signals. There is a feature that can be.
1 アレーアンテナ、2 直並列変換器(サブキャリア抽出手段)、3 FFT変換器(サブキャリア抽出手段)、4 乗算器(合成手段)、5 合成器(合成手段)、6 復調器、7 並直列変換器、8 重み係数演算部、9 干渉信号検出部、10 判定器、11 相関行列演算器、12 固有値・固有ベクトル演算器、13 変換行列演算器、15 射影変換部、16 固有ベクトルビーム形成部。 1 array antenna, 2 serial-parallel converter (subcarrier extraction means), 3 FFT converter (subcarrier extraction means), 4 multiplier (synthesis means), 5 synthesizer (synthesis means), 6 demodulator, 7 parallel serial Converter, 8 weighting factor calculator, 9 interference signal detector, 10 determiner, 11 correlation matrix calculator, 12 eigenvalue / eigenvector calculator, 13 transform matrix calculator, 15 projective converter, and 16 eigenvector beam forming unit.
Claims (7)
複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナと、
前記複数のアンテナ素子で受信されたそれぞれの受信信号をサブキャリア信号に分離するサブキャリア抽出手段と、
前記複数のアンテナ素子ごとに分離されたそれぞれのサブキャリア信号に対して、前記複数のアンテナ素子の前記サブキャリア信号ごとに一定の重み付けを行って振幅位相を調整した後に、同一周波数を有するサブキャリア信号同士を合成して合成サブキャリア信号を生成する合成手段と、
前記サブキャリア抽出手段により分離されたサブキャリア信号と前記合成手段により生成された合成サブキャリア信号とに基づいて前記合成手段により振幅位相を調整するための重み付けを決定する重み係数演算手段と、
前記サブキャリア抽出手段により分離されたサブキャリア信号のうち、信号伝送に使用していない帯域に該当するサブキャリア信号から干渉信号を検出する干渉信号検出手段と を備え、
前記重み係数演算手段は、前記干渉信号検出手段からの情報をもとに前記重み付けを決定する
ことを特徴とするアダプティブアンテナ。 An adaptive antenna applied to a multicarrier transmission system,
An array antenna composed of a plurality of antenna elements;
Subcarrier extraction means for separating each received signal received by the plurality of antenna elements into subcarrier signals;
Subcarriers having the same frequency after adjusting the amplitude phase by applying a constant weight to each subcarrier signal of the plurality of antenna elements for each subcarrier signal separated for each of the plurality of antenna elements Combining means for combining signals to generate a combined subcarrier signal;
A weighting factor calculating means for determining weights for adjusting the amplitude phase by the combining means based on the subcarrier signal separated by the subcarrier extracting means and the combined subcarrier signal generated by the combining means;
Interference signal detection means for detecting an interference signal from a subcarrier signal corresponding to a band not used for signal transmission among the subcarrier signals separated by the subcarrier extraction means,
The weighting factor calculating means determines the weighting based on information from the interference signal detecting means. An adaptive antenna, characterized in that:
前記干渉信号検出部は、干渉信号の存在を判定し、干渉信号が検出された場合に、検出に用いた前記複数のアンテナ素子のサブキャリア信号から相関行列を計算し、前記相関行列の固有値および固有ベクトルを計算し、前記固有値の大きさから干渉信号の波数を推定し、前記固有ベクトルを用いて干渉信号を除去するための変換行列を演算し、
前記重み係数演算手段は、前記干渉信号検出手段からの変換行列に基づいて前記合成手段により振幅位相を調整するための重み付けを決定する
ことを特徴とするアダプティブアンテナ。 The adaptive antenna according to claim 1,
The interference signal detection unit determines the presence of an interference signal, and when an interference signal is detected, calculates a correlation matrix from subcarrier signals of the plurality of antenna elements used for detection, and determines an eigenvalue of the correlation matrix and Calculating an eigenvector, estimating the wave number of the interference signal from the magnitude of the eigenvalue, calculating a transformation matrix for removing the interference signal using the eigenvector,
The adaptive antenna is characterized in that the weighting factor calculation means determines a weight for adjusting an amplitude phase by the combining means based on a transformation matrix from the interference signal detection means.
前記干渉信号検出部は、変換行列として、前記相関行列の固有値および固有ベクトルに関して、大きさが上位の前記固有値にそれぞれに対応する前記固有ベクトルから得られる行列を前記推定波数の分だけ加算した行列を単位行列より減算して演算する
ことを特徴とするアダプティブアンテナ。 The adaptive antenna according to claim 2,
The interference signal detection unit uses a matrix obtained by adding a matrix obtained from the eigenvector corresponding to each of the eigenvalues having higher magnitudes to the estimated wave number as a transformation matrix, with respect to the eigenvalue and eigenvector of the correlation matrix. An adaptive antenna characterized by subtraction from a matrix.
前記重み係数演算手段は、送信データに周期的に挿入される参照信号とあらかじめ受信側で用意する参照信号を用いて得られる伝送路推定ベクトルを、前記複数のアンテナ素子の前記サブキャリア信号に対してすべて演算し、この伝送路推定ベクトルを前記変換行列に乗算することにより前記合成手段により振幅位相を調整するための重み付けを決定する
ことを特徴とするアダプティブアンテナ。 The adaptive antenna according to claim 3,
The weighting factor calculation means calculates a transmission path estimation vector obtained by using a reference signal periodically inserted into transmission data and a reference signal prepared in advance on the reception side for the subcarrier signals of the plurality of antenna elements. The adaptive antenna is characterized in that a weight for adjusting an amplitude phase is determined by the combining means by multiplying the conversion matrix by the transmission channel estimation vector.
前記変換行列により前記複数のアンテナ素子の全サブキャリア信号に対して振幅位相変換を行う射影変換手段をさらに備え、
前記重み係数演算手段は、前記射影変換手段の出力を最大比合成する重み係数を決定する
ことを特徴とするアダプティブアンテナ。 The adaptive antenna according to claim 3,
A projection conversion means for performing amplitude phase conversion on all subcarrier signals of the plurality of antenna elements by the conversion matrix;
The adaptive weight antenna is characterized in that the weighting factor calculating means determines a weighting factor for combining the outputs of the projective transformation means with a maximum ratio.
前記干渉信号検出部は、変換行列として、前記相関行列の固有値および固有ベクトルに関して、(前記相関行列の次元−前記推定波数)の数に対応する大きさが下位の前記固有値にそれぞれに対応する前記固有ベクトルを要素とする行列を演算する
ことを特徴とするアダプティブアンテナ。 The adaptive antenna according to claim 2,
The interference signal detection unit, as a transformation matrix, with respect to eigenvalues and eigenvectors of the correlation matrix, the eigenvectors corresponding to the lower eigenvalues corresponding to the number of (dimension of the correlation matrix−the estimated wave number) An adaptive antenna, characterized by computing a matrix with elements.
前記変換行列により前記複数のアンテナ素子の全サブキャリア信号に対して振幅位相変換を行う固有ベクトルビーム形成手段をさらに備え、
前記重み係数演算手段は、前記固有ベクトルビーム形成手段の出力を最大比合成する重み係数を決定する
ことを特徴とするアダプティブアンテナ。 The adaptive antenna according to claim 6,
Further comprising eigenvector beam forming means for performing amplitude phase conversion on all subcarrier signals of the plurality of antenna elements by the conversion matrix,
The adaptive antenna is characterized in that the weighting factor calculating means determines a weighting factor that combines the outputs of the eigenvector beam forming means with a maximum ratio.
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