特許 6579723 受信装置及び送受信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6579723

(24)【登録日】2019年9月6日

(45)【発行日】2019年9月25日

(54)【発明の名称】受信装置及び送受信装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/08 20060101AFI20190912BHJP

   H04B 7/06 20060101ALI20190912BHJP

   H04B 1/10 20060101ALI20190912BHJP

【ＦＩ】

   H04B7/08 422

   H04B7/06 152

   H04B7/06 954

   H04B7/08 372Z

   H04B1/10 L

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-502605(P2018-502605)

(86)(22)【出願日】2017年1月31日

(86)【国際出願番号】JP2017003419

(87)【国際公開番号】WO2017150047

(87)【国際公開日】20170908

【審査請求日】2018年8月23日

(31)【優先権主張番号】特願2016-42254(P2016-42254)

(32)【優先日】2016年3月4日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(72)【発明者】

【氏名】四本 宏二

(72)【発明者】

【氏名】串岡 洋一

(72)【発明者】

【氏名】高島 光博

【審査官】 佐藤 敬介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１０１４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２６５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／０５５４６６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／０８

Ｈ０４Ｂ １／１０

Ｈ０４Ｂ ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

受信装置と、送信装置とを備える送受信装置であって、
前記受信装置は、
複数のアンテナから入力された各々の信号について所望の信号が得られる指向性となるよう振幅と位相を制御する第１の振幅・位相制御部と、
前記複数のアンテナから入力された各々の信号について前記所望の信号の到来方向をヌル点として前記所望の信号以外の信号が得られる指向性となるよう振幅と位相を制御する第２の振幅・位相制御部と、
前記第１の振幅・位相制御部で制御された各々の信号を合成する第１の合成部と、
前記第２の振幅・位相制御部で制御された各々の信号を合成する第２の合成部と、
前記第１の合成部から出力された信号から、前記第２の合成部から出力された信号を除去する所望信号生成部とを有することを特徴とする受信装置であり、
前記送信装置は、
分岐された送信信号の一方の信号について前記受信装置での第１の振幅・位相制御部で行った制御を行う送信側の第１の振幅・位相制御部と、
前記分岐された送信信号の他方の信号について前記受信装置での第２の振幅・位相制御部で行った制御を行う送信側の第２の振幅・位相制御部と、
前記送信側の第１及び第２の振幅・位相制御部からの送信信号を合成する送信側の第１の合成部と第２の合成部と、
前記第１の合成部と前記第２の合成部からの送信信号の正規化を行う正規化部と、
前記正規化部からの出力信号を送信する複数の送信部と、
前記送信部に各々接続するアンテナとを有することを特徴とする送信装置である送受信装置。

【請求項2】

請求項１記載の送受信装置であって、
前記受信装置は、第２の合成部から出力された信号について、利得と位相を制御して所望信号生成部に出力する利得・位相制御部を設けたことを特徴とする送受信装置。

【請求項3】

請求項２記載の送受信装置であって、
前記受信装置は、所望の信号以外の信号毎に、第２の振幅・位相制御部に相当する振幅・位相制御部と、第２の合成部と利得・位相制御部に相当する合成
部と利得・位相制御部とを当該信号に応じて設けたことを特徴とする送受信装置。

【請求項4】

前記の所望の信号を、希望波信号又は特定の干渉信号としたことを特徴とする請求項１記載の送受信装置。

【請求項5】

前記の所望の信号を、希望波信号又は特定の干渉信号としたことを特徴とする請求項２記載の送受信装置。

【請求項6】

前記の所望の信号を、希望波信号又は特定の干渉信号としたことを特徴とする請求項３記載の送受信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のアンテナを用いて無線信号の通信を行う受信装置及び送受信装置に係り、特に、アンテナの規模を小さくして消費電力を抑制し、通信品質を向上させることができる受信装置及び送受信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

［従来の受信装置：図８］
従来の受信装置について図８を参照しながら説明する。図８は、従来の受信装置の構成ブロック図である。
従来の受信装置は、図８に示すように、複数のアンテナ１０と、各アンテナに接続する受信部１１と、各受信部１１に接続するアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ：Analog Digital Converter）１２と、ＡＤＣ１２からの信号データに振幅と位相の調整を行う振幅・位相調整部１３と、振幅と位相を制御するデータを振幅・位相調整部１３に出力する振幅・位相制御部１４と、振幅と位相が制御された各信号データを合成する信号合成部１５とを備えている。

【0003】

従来の受信装置では、アンテナ１０で無線信号を取り込み、受信部１１で無線信号をアナログ信号としてＡＤＣ１２に出力する。ＡＤＣ１２では、アナログ信号をデジタル信号に変換して振幅・位相調整部１３に出力する。
振幅・位相制御部１４は、ＡＤＣ１２からの各信号データの振幅と位相を制御するデータ（係数）を振幅・位相調整部１３に出力する。

【0004】

振幅・位相調整部１３は、ＡＤＣ１２からの各信号データに振幅・位相制御部１４からの係数を乗算し、振幅と位相が制御された受信信号のデータを信号合成部１５に出力する。
信号合成部１５は、振幅・位相調整部１３からの信号データを合成して出力する。信号合成部１５から出力された合成された信号データは、図示していない装置で信号処理が為されるものである。

【0005】

特に、図８における受信装置では、特定方向の利得を稼ぐために、複数のアンテナ１０の振幅と位相を振幅・位相制御部１４にて制御している。これにより、特定方向に指向性を向けて希望波信号を受信したり、振幅と位相を制御して特定方向にヌル点を向けて、その方向の干渉波を除去する機能がある。

【0006】

［従来のアンテナ放射パターン：図９］
従来の複数アンテナを用いたときの放射パターンの例について図９を参照しながら説明する。図９は、従来のアンテナ放射パターンの例を示す図である。
アンテナ放射パターンは、例えば、図９に示すように、指向性はゆるやかにローブ（先端が丸く突出した形状）を形成するのに比べて、ヌル点（ローブとローブの谷間の点）は狭小になる。
この特性を活用して、ヌル点をスキャンしていくことで、信号の到来方向を推定する機能として用いることが実施されている。

【0007】

［従来の干渉抑圧制御］
一方、従来の干渉抑圧制御は、干渉波と希望波を分離するために、干渉波の参照信号を予め内蔵（記憶）して準備するか、外部から入力して準備しておく。
また、受信信号の特徴から干渉成分のみを抽出するためのフィルタ等の信号制御技術を用いることで参照信号を生成することもある。

【0008】

そして、干渉波の参照信号を、信号処理において受信信号と合成（受信信号から干渉波の参照信号を除去）することで、干渉波成分を抑圧するものである。
また、近年、複数のアンテナを用いて放射パターンを生成し、干渉波到来方向にヌル点を向ける調整を行うことで、干渉波を抑圧する技術もある。

【0009】

［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００４−０４８７５３号公報「セクタアンテナ装置」（株式会社日立国際電気）［特許文献１］がある。
特許文献１には、指向性を有するセクタを形成して当該セクタの移動局と無線通信を行うセクタアンテナ装置において、移動局との通信状況に応じてセクタの指向性を変化させることが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００４−０４８７５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、従来の複数アンテナを用いた受信装置では、複数のアンテナで指向性の制御を行う場合に、アンテナを多数搭載しなければ十分に狭小な指向性を生成することはできず、干渉抑圧の効果を得るためには、装置が大型化して消費電力が増大し、高価になるという問題点があった。

【0012】

同様に、複数アンテナによる放射パターンを生成して干渉波を抑圧する従来の方法では、干渉波の数が多くなると、その数に応じてアンテナ数を増やさなければ、必要な数のローブやヌル点を持つ放射パターンを形成することができないため、装置が大型化して消費電力が増大し、高価になり、実用的なアンテナ数で実際の環境に十分対応する干渉抑圧の制御を行うことが困難であった。

【0013】

また、多数のアンテナを備える受信装置においても、変動する多数の干渉波の到来方向に全て追従する放射パターンの制御を実現することは、通常無線装置に搭載される信号処理のデバイスの能力では、実現するのが難しい。

【0014】

更に、干渉波の参照信号が準備できない場合や、複数の干渉波がある場合には、従来の干渉抑圧方法では十分な干渉抑圧ができないものである。
また、干渉波の参照信号が未知の場合には、参照信号を準備する方法では対応できず、干渉波が複数存在している環境では、受信信号から干渉信号を特定することが難しく、十分な信号品質の特性を得ることができないものとなっていた。

【0015】

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、アンテナ数を少なくして小型化を図りつつ消費電力を抑制し、通信品質を向上させることができる受信装置及び送受信装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、無線信号を受信する受信装置であって、複数のアンテナから入力された各々の信号について所望の信号が得られる指向性となるよう振幅と位相を制御する第１の振幅・位相制御部と、複数のアンテナから入力された各々の信号について所望の信号の到来方向をヌル点として所望の信号以外の信号が得られる指向性となるよう振幅と位相を制御する第２の振幅・位相制御部と、第１の振幅・位相制御部で制御された各々の信号を合成する第１の合成部と、第２の振幅・位相制御部で制御された各々の信号を合成する第２の合成部と、第１の合成部から出力された信号から、第２の合成部から出力された信号を除去する所望信号生成部とを有することを特徴とする。

【0017】

本発明は、上記受信装置において、第２の合成部から出力された信号について、利得と位相を制御して所望信号生成部に出力する利得・位相制御部を設けたことを特徴とする。

【0018】

本発明は、上記受信装置において、所望の信号以外の信号毎に、第２の振幅・位相制御部に相当する振幅・位相制御部と、第２の合成部と利得・位相制御部に相当する合成部と利得・位相制御部とを当該信号に応じて設けたことを特徴とする。

【0019】

本発明は、上記受信装置において、所望の信号を、希望波信号又は特定の干渉波信号としたことを特徴とする。

【0020】

本発明は、上記受信装置と、送信装置とを備える送受信装置であって、送信装置は、分岐された送信信号の一方の信号について受信装置での第１の振幅・位相制御部で行った制御を行う送信側の第１の振幅・位相制御部と、分岐された送信信号の他方の信号について受信装置での第２の振幅・位相制御部で行った制御を行う送信側の第２の振幅・位相制御部と、送信側の第１及び第２の振幅・位相制御部からの送信信号を合成する送信側の第１の合成部と第２の合成部と、第１の合成部と第２の合成部からの送信信号の正規化を行う正規化部と、正規化部からの出力信号を送信する複数の送信部と、送信部に各々接続するアンテナとを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0021】

本発明は、複数のアンテナから入力された各々の信号について所望の信号が得られる指向性となるよう振幅と位相を制御する第１の振幅・位相制御部と、複数のアンテナから入力された各々の信号について所望の信号の到来方向をヌル点として所望の信号以外の信号が得られる指向性となるよう振幅と位相を制御する第２の振幅・位相制御部と、第１の振幅・位相制御部で制御された各々の信号を合成する第１の合成部と、第２の振幅・位相制御部で制御された各々の信号を合成する第２の合成部と、第１の合成部から出力された信号から、第２の合成部から出力された信号を除去する所望信号生成部とを有する受信装置としているので、アンテナ数を少なくして小型化を図りつつ消費電力を抑制し、通信品質を向上させることができる効果がある。

【0022】

本発明は、上記受信装置と、送信装置とを備える送受信装置であって、送信装置が、分岐された送信信号の一方の信号について受信装置での第１の振幅・位相制御部で行った制御を行う送信側の第１の振幅・位相制御部と、分岐された送信信号の他方の信号について受信装置での第２の振幅・位相制御部で行った制御を行う送信側の第２の振幅・位相制御部と、送信側の第１及び第２の振幅・位相制御部からの送信信号を合成する送信側の第１の合成部と第２の合成部と、第１の合成部と第２の合成部からの送信信号の正規化を行う正規化部と、正規化部からの出力信号を送信する複数の送信部と、送信部に各々接続するアンテナとを有するものとしているので、アンテナ数を少なくして小型化を図りつつ消費電力を抑制し、通信品質を向上させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施の形態に係る受信装置の構成ブロック図である。

【図2】信号合成部（１）で形成される指向性パターンの例を示す図である。

【図3】信号合成部（２）で形成される指向性パターンの例を示す図である。

【図4】所望信号生成部で形成される指向性パターンを示す図である。

【図5】第２の受信装置の構成ブロック図である。

【図6】第３の受信装置の構成ブロック図である。

【図7】本送受信装置における送信装置の構成ブロック図である。

【図8】従来の受信装置の構成ブロック図である。

【図9】従来のアンテナ放射パターンの例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る受信装置は、第１の振幅・位相制御部で複数のアンテナから入力された各々の信号について所望の信号が得られる指向性となるよう振幅と位相を制御し、第２の振幅・位相制御部で複数のアンテナから入力された各々の信号について所望の信号の到来方向をヌル点として所望の信号以外の信号が得られる指向性となるよう振幅と位相を制御し、第１の合成部で第１の振幅・位相制御部で制御された各々の信号を合成し、第２の合成部で第２の振幅・位相制御部で制御された各々の信号を合成し、所望信号生成部で第１の合成部から出力された信号から、第２の合成部から出力された信号を除去するものであり、これにより、アンテナ数を少なくして小型化を図りつつ消費電力を抑制し、通信品質を向上させることができるものである。

【0025】

本発明の実施の形態に係る送受信装置は、上記受信装置と、送信装置とを備え、送信装置が、送信側の第１の振幅・位相制御部で分岐された送信信号の一方の信号について受信装置での第１の振幅・位相制御部で行った制御を行い、送信側の第２の振幅・位相制御部で分岐された送信信号の他方の信号について受信装置での第２の振幅・位相制御部で行った制御を行い、送信側の第１の合成部と第２の合成部で送信側の第１及び第２の振幅・位相制御部からの送信信号を合成し、正規化部で第１の合成部と第２の合成部からの送信信号の正規化を行い、複数の送信部で正規化部からの出力信号を送信し、アンテナが送信部に各々接続するものとしているので、これにより、アンテナ数を少なくして小型化を図りつつ消費電力を抑制し、通信品質を向上させることができるものである。

【0026】

［本受信装置：図１］
本発明の実施の形態に係る受信装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る受信装置の構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係る受信装置（本受信装置：第１の受信装置）は、図１に示すように、アンテナ２０，３０と、受信部（１）２１、受信部（２）３１と、ＡＤＣ（１）２２、ＡＤＣ（２）３２と、振幅・位相調整部（１）２３、振幅・位相調整部（２）３３と、振幅・位相制御部（１）２４、振幅・位相制御部（２）３４と、信号合成部（１）２５、信号合成部（２）３５と、利得・位相調整部（１）２６、利得・位相調整部（２）３６と、利得・位相制御部（１）２７、利得・位相制御部（２）３７と、所望信号生成部１００とを基本的に有している。

【0027】

［本受信装置の各部］
本受信装置の各部について具体的に説明する。
アンテナ２０は、受信部（１）２１に接続し、受信部（１）２１は、ＡＤＣ（１）２２に接続している。
アンテナ３０は、受信部（２）３１に接続し、受信部（２）３１は、ＡＤＣ（２）３２に接続している。

【0028】

ＡＤＣ（１）２２からの出力は分岐され、振幅・位相調整部（１）２３、振幅・位相調整部（２）３３に出力される。
ＡＤＣ（２）３２からの出力は分岐され、振幅・位相調整部（１）２３、振幅・位相調整部（２）３３に出力される。

【0029】

振幅・位相調整部（１）２３は、ＡＤＣ（１）２２とＡＤＣ（２）３２からの信号データに振幅・位相制御部（１）２４からの振幅と位相を制御するデータ（係数）を乗算し、信号合成部（１）２５に出力する。
振幅・位相調整部（２）３３は、ＡＤＣ（１）２２とＡＤＣ（２）３２からの信号データに振幅・位相制御部（２）３４からの振幅と位相を制御するデータ（係数）を乗算し、信号合成部（２）３５に出力する。

【0030】

振幅・位相制御部（１）２４は、ＡＤＣ（１）２２からの信号データとＡＤＣ（２）３２からの信号データに対する振幅と位相を制御する係数を振幅・位相調整部（１）２３に出力する。
振幅・位相調整部（１）２３と振幅・位相制御部（１）２４の動作により、所望の信号（希望波又は干渉波）を取得するための指向性パターンが形成されるよう制御・調整される。
請求項における「第１の振幅・位相制御部」は、振幅・位相調整部（１）２３と振幅・位相制御部（１）２とを含むものである。

【0031】

振幅・位相制御部（２）３４は、ＡＤＣ（１）２２からの信号データとＡＤＣ（２）３２からの信号データに対する振幅と位相を制御する係数を振幅・位相調整部（２）３３に出力する。
振幅・位相調整部（２）３３と振幅・位相制御部（２）３４の動作により、所望の信号の到来方向をヌルとして、所望の信号以外の信号を取得するための指向性パターンが形成されるよう制御・調整される。
請求項における「第２の振幅・位相制御部」は、振幅・位相調整部（２）３３と振幅・位相制御部（２）３４とを含むものである。

【0032】

信号合成部（１）２５は、振幅・位相調整部（１）２３から入力される２つの信号データを合成して、所望信号の到来方向に指向性パターンを有する信号データを利得・位相調整部（１）２６に出力する。
信号合成部（２）３５は、振幅・位相調整部（２）３３から入力される２つの信号データを合成して、所望信号の到来方向をヌルとして所望の信号以外の到来方向に指向性パターンを有する信号データを利得・位相調整部（２）３６に出力する。

【0033】

利得・位相調整部（１）２６は、信号合成部（１）２５からの信号データに利得・位相制御部（１）２７からの利得と位相を制御するデータ（係数）を乗算して所望信号生成部１００に出力する。
利得・位相調整部（１）２６と利得・位相制御部（１）２７の動作により、所望の信号を取得するための指向性パターンを所望信号生成部１００で所望信号を取得するのに最適となるよう制御・調整される。例えば、信号データにオフセット信号が乗っているような場合に、そのオフセット信号を除去する補正を行う。

【0034】

利得・位相調整部（２）３６は、信号合成部（２）３５からの信号データに利得・位相制御部（２）３７からの利得と位相を制御するデータ（係数）を乗算して所望信号生成部１００に出力する。
利得・位相調整部（２）３６と利得・位相制御部（２）３７の動作により、所望信号以外の信号を取得するための指向性パターンを所望信号生成部１００で所望信号を取得するのに最適となるよう制御・調整される。

【0035】

例えば、所望信号が希望波信号で、所望信号以外の信号が干渉波信号である場合、希望波信号に対応する利得・位相制御部（１）２７における利得は１倍で、位相はそのままとし、干渉波信号に対応する利得・位相制御部（２）３７における利得は１以下として、位相は干渉波信号が最も抑圧されるよう制御する。

【0036】

所望信号生成部１００は、利得・位相調整部（１）２６からの信号データ（第１の信号データ）と利得・位相調整部（２）３６からの信号データ（第２の信号データ）とを合成（第１の信号データから第２の信号データを除去）して出力する。

【0037】

［本受信装置の動作］
アンテナ２０に到来した無線信号は、受信部（１）２１で受信され、ＡＤＣ（１）２２でデジタル信号に変換される。
同様に、アンテナ３０に到来した無線信号は、受信部（２）３１で受信され、ＡＤＣ（２）３２でデジタル信号に変換される。

【0038】

ＡＤＣ（１）２２とＡＤＣ（２）３２で変換されたデジタル信号は、振幅・位相制御部（１）２４からの係数を振幅・位相調整部（１）２３で乗算され、信号合成部（１）２５に出力される。ここで、所望信号の到来方向に指向性パターンが形成されるよう制御・調整される。
同様に、ＡＤＣ（１）２２とＡＤＣ（２）３２で変換されたデジタル信号は、振幅・位相制御部（２）３４からの係数を振幅・位相調整部（２）３３で乗算され、信号合成部（２）３５に出力される。ここで、所望信号以外の信号の到来方向に指向性パターンが形成されるよう制御・調整される。

【0039】

信号合成部（１）２５からの信号は、利得・位相制御部（１）２７からの利得・位相を制御する係数が利得・位相調整部（１）２６で乗算され、所望信号生成部１００に出力される。
同様に、信号合成部（２）３５からの信号は、利得・位相制御部（２）３７からの利得・位相を制御する係数が利得・位相調整部（２）３６で乗算され、所望信号生成部１００に出力される。

【0040】

所望信号生成部１００は、利得・位相調整部（１）２６からの信号（第１の信号）と利得・位相調整部（２）３６からの信号（第２の信号）と合成（第１の信号から第２の信号を除去）して出力する。所望信号生成部１００の信号処理により、所望信号が得られる。

【0041】

尚、所望信号を希望波信号としてもよく、また、干渉波信号としてもよい。希望波信号の場合は、本来受信すべき無線信号を抽出するものであり、干渉波信号の場合は、抑圧する干渉波信号を抽出するものである。

【0042】

［指向性パターン：図２〜４］
次に、本受信装置における指向性のパターンについて図２〜４を参照しながら説明する。図２は、信号合成部（１）で形成される指向性パターンの例を示す図であり、図３は、信号合成部（２）で形成される指向性パターンの例を示す図であり、図４は、所望信号生成部で形成される指向性パターンを示す図である。

【0043】

振幅・位相調整部（１）２３と振幅・位相制御部（１）２４での信号処理により、信号合成部（１）２５で得られる指向性パターンは、図２に示すように、所望信号の到来方向に大きな指向性を持つパターンが形成される。
また、振幅・位相調整部（２）３３と振幅・位相制御部（２）３４での信号処理により、信号合成部（２）３５で得られる指向性パターンは、図３に示すように、所望信号の到来方向をヌル点としたパターンが形成される。

【0044】

所望信号生成部１００で形成される指向性パターンは、図４に示すように、図２のパターンと図３のパターンを合成（図２のパターンから図３のパターンを除去）したものとなる。

【0045】

［本受信装置の効果］
本受信装置によれば、所望信号生成部１００からの出力は、所望信号の到来方向に対して狭く鋭い指向性を有するものとなる。つまり、２本の少ないアンテナであっても所望信号に対する鋭い指向性パターンを得ることができ、品質の高い受信信号を得ることができる。

【0046】

また、本受信装置は、少ないアンテナとそれに接続する信号処理の回路で構成するようにしているので、小型化を実現すると共に消費電力を抑え、装置のコストを低減できる。

【0047】

尚、信号合成部（２）３５では、所望信号の到来方向をヌル点とした指向性パターンを形成するようにしたが、所望信号の到来方向をヌル点としつつ所望信号とは別の信号の到来方向となる指向性パターンを形成するようにしてもよい。
例えば、所望信号を希望波信号とした場合に、特定方向からの干渉波信号を捉える指向性パターンを形成することができる。
これは、所望信号を希望波信号とし、所望信号以外の信号を干渉波信号とした場合に、希望波信号の指向性パターンから干渉波信号の指向性パターンを効率的に除去できるものとなる。

【0048】

所望信号を希望波信号とした場合に、希望波信号の到来方向は、無線中継局のように到来方向が特定の方向に定まっている場合の他、トンネル内やストリーセルであれば特定の一方向に定まりやすく、また、モバイルの基地局の受信信号においても、単一ユーザからの到来方向は変動するものの、一方向が支配的になる。
従って、それ以外の方向から入って来る干渉波群の抑圧には本受信装置を用いることで、希望波信号の到来方向に狭小な指向性を生成したことと同等の特性を実現できる。

【0049】

よって、同時に受信する所望信号の到来方向が一方向のみで済む場合は、ヌル点は１つで済むため、アンテナが２つあれば実現可能である。
所望信号の到来方向が２つ以上の場合、または、ヌル点制御の範囲を広げる場合には、到来方向の数又はヌル点の数に応じてアンテナ数を増やすことで実現できる。

【0050】

［所望信号を干渉波信号とする場合］
次に、所望信号を干渉波信号とした場合について説明する。
干渉波信号が一方向から到来し、希望波信号の到来方向がばらついている通信環境においては、干渉波信号の参照信号を生成するのに、本受信装置を用いることができる。
具体的には、干渉波信号の到来方向に対してメインローブを向けて利得改善を図った干渉波参照信号とし、その他の方向から来る希望波群に対しては干渉波信号の到来方向にヌル点を向けた信号を希望波信号とし、両者の信号を合成（干渉波信号から希望波信号を除去）する信号処理により、希望波信号を抑圧して干渉波信号を高利得とした高品質な干渉波参照信号を抽出することができる。

【0051】

つまり、メインローブを向けて抽出した干渉波参照信号をキャンセラ用に用いるものである。
そして、干渉波参照信号を抽出する場合においても、同時に受信する干渉波信号の到来方向が２つ以上の場合、または、ヌル点制御の範囲を広げる場合には、到来方向の数又はヌル点の数に応じてアンテナ数を増やすことで実現できる。

【0052】

［第２の受信装置：図５］
本発明の実施の形態に係る第２の受信装置（第２の受信装置）について図５を参照しながら説明する。図５は、第２の受信装置の構成ブロック図である。
第２の受信装置は、アンテナを３本にして、その３本のアンテナから得られる受信信号からよりローブが鋭い指向性パターンを形成して、所望信号を出力するものである。

【0053】

本受信装置（第１の受信装置）との相違点は、図５に示すように、３本目のアンテナ２０ａ、受信部（３）２１ａ、ＡＤＣ（３）２２ａを設け、ＡＤＣ（３）２２ａからの出力を分岐させて、一方を振幅・位相調整部（１）２３に、他方を振幅・位相調整部（２）３３に出力させている。

【0054】

また、振幅・位相制御部（１）２４は、ＡＤＣ（３）２２ａからの信号に対して振幅と位相を制御するための係数を振幅・位相調整部（１）２３に出力し、振幅・位相調整部（１）２３は、ＡＤＣ（３）２２ａからの信号に振幅・位相制御部（１）２４からの係数を乗算して信号合成部（１）２５に出力する。

【0055】

また、振幅・位相制御部（２）３４は、ＡＤＣ（３）２２ａからの信号に対して振幅と位相を制御するための係数を振幅・位相調整部（２）３３に出力し、振幅・位相調整部（２）３３は、ＡＤＣ（３）２２ａからの信号に振幅・位相制御部（２）３４からの係数を乗算して信号合成部（２）３５に出力する。

【0056】

第２の受信装置によれば、アンテナが２本から３本に増えることにより、図２、図３に示した指向性パターンについて第１の受信装置に比べてローブが更に鋭くなり、所望信号生成部１００で得られる指向性パターンは、所望信号の到来方向をより適正に狭小に形成した指向性パターンとすることができ、信号品質を向上させることができる効果がある。

【0057】

［第３の受信装置：図６］
次に、本発明の実施の形態に係る第３の受信装置について図６を参照しながら説明する。図６は、第３の受信装置の構成ブロック図である。
第３の受信装置は、アンテナの数を３本以上とし、所望信号を希望波信号とした場合に、複数の方向からの干渉波信号を適正に除去できるようにしたものである。

【0058】

第３の受信装置が第１の受信装置と相違する点は、図６に示すように、アンテナ３０ａ、受信部（３）３１ａ、ＡＤＣ（３）３２ａ、振幅・位相調整部（３）３３ａ、振幅・位相制御部（３）３４ａ、信号合成部（３）３５ａ、利得・位相調整部（３）３６ａ、利得・位相制御部（３）３７ａが設けられている。

【0059】

アンテナ３０ａに入力された無線信号が受信部（３）３１ａで受信され、ＡＤＣ（３）３２ａでアナログからデジタル信号に変換される。
ＡＤＣ（３）３２ａからの信号が分岐され、振幅・位相調整部（１）２３、振幅・位相調整部（２）３３及び振幅・位相調整部（３）３３ａに出力される。

【0060】

振幅・位相調整部（１）２３は、ＡＤＣ（１）２２、ＡＤＣ（２）３２、ＡＤＣ（３）３２ａからの信号に対して振幅・位相制御部（１）２４から出力される係数を乗算して信号合成部（１）２５に出力する。
振幅・位相調整部（２）３３は、ＡＤＣ（１）２２、ＡＤＣ（２）３２、ＡＤＣ（３）３２ａからの信号に対して振幅・位相制御部（２）３４から出力される係数を乗算して信号合成部（２）３５に出力する。
振幅・位相調整部（３）３３ａは、ＡＤＣ（１）２２、ＡＤＣ（２）３２、ＡＤＣ（３）３２ａからの信号に対して振幅・位相制御部（３）３４ａから出力される係数を乗算して信号合成部（３）３５ａに出力する。

【0061】

振幅・位相調整部（２）３３、振幅・位相制御部（２）３４及び信号合成部（２）３５では、所望信号の到来方向をヌル点としつつ、所望信号以外の第１の信号の到来方向となる指向性パターンを形成している。
これに対して、振幅・位相調整部（３）３３ａ、振幅・位相制御部（３）３４ａ及び信号合成部（３）３５ａでは、所望信号の到来方向をヌル点としつつ、所望信号以外の第２の信号の到来方向となる指向性パターンを形成している。
つまり、信号合成部（２）３５と信号合成部（３）３５ａでは、所望信号以外で異なる信号波の到来方向に指向性パターンを形成している。

【0062】

そして、利得・位相調整部（３）３６ａは、信号合成部（３）３５ａからの信号に利得・位相制御部（３）３７ａからの係数を乗算し、最適化して所望信号生成部１００に出力する。
所望信号生成部１００は、利得・位相調整部（１）２６、利得・位相調整部（２）３６、利得・位相調整部（３）３６ａからの信号を合成する。
つまり、所望信号生成部１００は、利得・位相調整部（１）２６からの所望信号から利得・位相調整部（２）３６と利得・位相調整部（３）３６ａとからの信号を除去して出力する。

【0063】

例えば、所望信号を希望波信号とし、信号生成部（２）３５で形成される指向性パターンを第１の干渉波の到来方向の指向性パターンとし、信号生成部（３）３５ａで形成される指向性パターンを第２の干渉波の到来方向の指向性パターンとする。
そして、所望信号生成部１００では、希望波信号の指向性パターンで得られた希望波信号から第１の干渉波の指向性パターンで得られた第１の干渉波信号と第２の干渉波の指向性パターンで得られた第２の干渉波信号を除去した信号が生成されることになる。

【0064】

［送受信装置：図７］
次に、本発明の実施の形態に係る送受信装置（本送受信装置）について図７を参照しながら説明する。図７は、本送受信装置における送信装置の構成ブロック図である。
本送受信装置における送信装置（本送信装置）は、図７に示すように、アンテナ４０，５０と、送信部（１）４１、送信部（２）５１と、ＤＡＣ（デジタル・アナログ変換器：Digital Analog Converter）（１）４２、ＤＡＣ（２）５２と、正規化調整部（１）４３、正規化調整部（２）５３と、正規化制御部２００と、信号合成部（１）４４、信号合成部（２）５４と、振幅・位相調整部（１）４５、振幅・位相調整部（２）５５と、振幅・位相制御部（１）２４、振幅・位相制御部（２）３４と、利得・位相調整部（１）４６、利得・位相調整部（２）５６と、利得・位相制御部（１）２７、利得・位相制御部（２）３７とを基本的に有している。

【0065】

送信信号（デジタル信号）は、分岐されて、利得・位相調整部（１）４６と利得・位相調整部（２）５６に入力される。
利得・位相調整部（１）４６は、送信信号に利得・位相制御部（１）２７からの利得と位相を制御するための係数を乗算して振幅・位相調整部（１）４５に出力する。
利得・位相調整部（２）５６は、送信信号に利得・位相制御部（２）３７からの利得と位相を制御するための係数を乗算して振幅・位相調整部（２）５５に出力する。

【0066】

利得・位相制御部（１）２７は、本受信装置のものと共有で、係数も同じ係数を用いる。また、利得・位相制御部（２）３７は、本受信装置のものと共有で、係数も同じ係数を用いる。
これは、本受信装置の受信処理で利得と位相を制御するための係数と同じ係数を用いることで、受信信号の指向性パターンと同様の送信信号の指向性を実現するものである。

【0067】

振幅・位相調整部（１）４５は、４６からの信号が分岐して入力され、その信号に振幅・位相制御部（１）２４からの振幅と位相を制御するための係数を乗算して信号合成部（１）４４と信号合成部（２）５４に出力する。
振幅・位相調整部（２）５５は、利得・位相調整部（２）５６からの信号が分岐して入力され、その信号に振幅・位相制御部（２）３４からの振幅と位相を制御するための係数を乗算して信号合成部（１）４４と信号合成部（２）５４に出力する。

【0068】

振幅・位相制御部（１）２４は、本受信装置のものと共有で、係数も同じ係数を用いる。また、振幅・位相制御部（２）３４は、本受信装置のものと共有で、係数も同じ係数を用いる。
これは、本受信装置の受信処理で振幅と位相を制御するための係数と同じ係数を用いることで、受信信号の指向性パターンと同様の送信信号の指向性を実現するものである。

【0069】

信号合成部（１）４４は、振幅・位相調整部（１）４５と振幅・位相調整部（２）５５からの信号を入力して合成し、正規化調整部（１）４３に出力する。
信号合成部（２）５４は、振幅・位相調整部（１）４５と振幅・位相調整部（２）５５からの信号を入力して合成し、正規化調整部（２）５３に出力する。

【0070】

正規化制御部２００は、正規化調整部（１）４３と正規化調整部（２）５３における正規化を制御するための係数を正規化調整部（１）４３と正規化調整部（２）５３に出力する。
正規化調整部（１）４３は、信号合成部（１）４４からの信号に正規化制御部２００からの係数を乗算し、ＤＡＣ（１）４２に出力する。
正規化調整部（２）５３は、信号合成部（２）５４からの信号に正規化制御部２００からの係数を乗算し、ＤＡＣ（２）５２に出力する。

【0071】

ＤＡＣ（１）４２は、正規化調整部（１）４３からの信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、送信部（１）４１を介してアンテナ４０から出力される。
ＤＡＣ（２）５２は、正規化調整部（２）５３からの信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、送信部（２）５１を介してアンテナ５０から出力される。

【0072】

尚、利得・位相調整部（１）４６、利得・位相調整部（２）５６、振幅・位相調整部（１）４５、振幅・位相調整部（２）５５での係数の乗算では、複素信号を扱っている場合には、第１〜３の受信装置（受信系）で用いた係数の複素共役で演算されるものとする。

【0073】

所望信号を希望波信号とした場合に、受信の振幅調整の係数値が、干渉波信号の抑圧のために１倍より小さくなっている場合は、正規化制御部２００にて１倍になるよう調整し、正規化調整部（１）４３と正規化調整部（２）５３でそれぞれ正規化される。

【0074】

［送受信装置の効果］
本送受信装置によれば、受信装置の振幅・位相制御部（１）２４、振幅・位相制御部（２）３４、利得・位相制御部（１）２７、利得・位相制御部（２）３７を送信装置でも用い、受信装置において受信処理で用いた係数を送信処理でも利用することで、受信において形成した所望信号の指向性パターンを送信においても同じ指向性パターンとすることができ、送信信号を所望の方向に発信できる効果がある。

【0075】

つまり、第１〜３の受信装置の受信信号で特定した所望信号にメインローブを向けて取得した信号とヌル点を向けて取得した信号とを生成するために用いた振幅・位相制御の係数を、送信信号に対しても適用することで、送信信号においても、受信信号で形成した狭小な指向性と同等の指向性を実現できる効果がある。

【0076】

所望信号の到来方向を推定できる通信環境において、第１〜３の受信装置を用いることにより、規模の小さいアンテナと無線機を用いて、無線品質を改善することができる効果がある。

【0077】

送受信装置によれば、必要な送信電力を抑えることができるため、収容ユーザ数を増やすことが期待でき、カバーエリアの拡張や、スループットの向上等が期待でき、総じて無線品質の改善と消費電力の低減を図ることができる効果がある。

【0078】

この出願は、２０１６年３月４日に出願された日本出願特願２０１６−０４２２５４を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。

【産業上の利用可能性】

【0079】

本発明は、アンテナ数を少なくして小型化を図りつつ消費電力を抑制し、通信品質を向上させることができる受信装置及び送受信装置に好適である。

【符号の説明】

【0080】

１０...アンテナ、 １１...受信部、 １２...ＡＤＣ、 １３...振幅・位相調整部、
１４...振幅・位相制御部、 １５...信号合成部、 ２０，２０ａ...アンテナ、 ２１...受信部（１）、 ２１ａ...受信部（３）、 ２２...ＡＤＣ（１）、 ２２ａ...ＡＤＣ（３）、 ２３...振幅・位相調整部（１）、 ２４...振幅・位相制御部（１）、 ２５...信号合成部（１）、 ２６...利得・位相調整部（１）、 ２７...利得・位相制御部（１）、 ３０，３０ａ...アンテナ、 ３１...受信部（２）、 ３１ａ...受信部（３）、 ３２...ＡＤＣ（２）、 ３２ａ...ＡＤＣ（３）、 ３３...振幅・位相調整部（２）、 ３３ａ...振幅・位相調整部（３）、 ３４...振幅・位相制御部（２）、 ３４ａ...振幅・位相制御部（３）、 ３５...信号合成部（２）、 ３５ａ...信号合成部（３）、 ３６...利得・位相調整部（２）、 ３６ａ...利得・位相調整部（３）、 ３７...利得・位相制御部（２）、 ３７ａ...利得・位相制御部（３）、 ４０...アンテナ、 ４１...送信部（１）、 ４２...ＤＡＣ（１）、 ４３...正規化調整部（１）、 ４４...信号合成部（１）、 ４５...振幅・位相調整部（１）、 ４６...利得・位相調整部（１）、 ５０...アンテナ、 ５１...送信部（２）、 ５２...ＤＡＣ（２）、 ５３...正規化調整部（２）、 ５４...信号合成部（２）、 ５５...振幅・位相調整部（２）、 ５６...利得・位相調整部（２）、 １００...所望信号生成部、 ２００...正規化制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】