マルチパス干渉等化フィルタ、及び受信装置
【課題】マルチパス環境における干渉波を適切に抑圧する。
【解決手段】マルチパス干渉等化フィルタは、複数のアンテナにより受信した複数の受信信号のうちいずれか１つを基準信号に選択し、選択した基準信号を入力とする各ＦＩＲフィルタ部から出力される信号を他の受信信号から減算した減算結果を示す減算信号の電力が最小になるようにタップ係数を算出した後に、各ＦＩＲフィルタ部において、他の受信信号に与えられている遅延時間と同じ遅延時間を与えて演算をするタップのタップ係数を０にする。
【解決手段】マルチパス干渉等化フィルタは、複数のアンテナにより受信した複数の受信信号のうちいずれか１つを基準信号に選択し、選択した基準信号を入力とする各ＦＩＲフィルタ部から出力される信号を他の受信信号から減算した減算結果を示す減算信号の電力が最小になるようにタップ係数を算出した後に、各ＦＩＲフィルタ部において、他の受信信号に与えられている遅延時間と同じ遅延時間を与えて演算をするタップのタップ係数を０にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチパス干渉等化フィルタ、及び受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のアンテナを用いて受信するＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重方式）方式においては、複数のアンテナ素子それぞれにより受信した受信信号から、ＯＦＤＭ信号におけるＯＤＦＭシンボルのシンボル同期のタイミングを、ＯＦＤＭ信号のパケットに付加されているプリアンブルなどを利用して検出している。このシンボル同期のタイミングにおいて、ＯＤＦＭシンボルに対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）を行うタイミングを高精度に同期させて受信信号の復調及び復号を行っている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
所望のＯＦＤＭ信号に干渉する大電力の干渉波が存在する場合には、受信信号に対して重み係数を乗算し、重み係数を乗じた受信信号同士を合成することにより大電力の干渉波を抑圧してタイミングの検出を行うとともに、所望のＯＦＤＭ信号の復調を行っている。ここで、大電力の干渉波は、例えば、他の通信システムより送信される電波であって、所望のＯＦＤＭ信号の受信波に比べ電力の高い、Ｄ／Ｕ（Desirable signal / Undesirable signal）＝−２０ｄＢ程度の電波であり、以下、大電力干渉波という。
【０００４】
上述のような、大電力干渉波の存在する環境において、所望のＯＦＤＭ信号を受信・復調する受信装置の一例を示す。
図１１は、大電力干渉波を抑圧して、所望のＯＦＤＭ信号を受信・復調する受信装置９の構成を示す概略ブロック図である。ここでは、アンテナ素子の数が２である場合について説明する。同図に示すように、受信装置９は、アンテナ素子１１−１、１１−２、干渉除去部１３、同期検出部１４、ＦＦＴ部１５−１、１５−２、干渉除去部１６、復調部１７、及びＰ／Ｓ（Parallel / Serial：並列−直列）変換部１８を備えている。
【０００５】
干渉除去部１３は、アンテナ素子１１−１、１１−２により受信された受信信号Ｘ１、Ｘ２それぞれに重み係数を乗じて合成することにより、大電力干渉波を抑圧した合成信号を生成する。同期検出部１４は、干渉除去部１３が生成した合成信号に含まれるプリアンブルなどを利用してＦＦＴを行うタイミングを検出する。ＦＦＴ部１５−１、１５−２は、同期検出部１４が検出したタイミングに基づいて、それぞれが受信信号Ｘ１、Ｘ２に対してＦＦＴを行い、Ｍ個のサブキャリアごとの周波数領域における信号に変換する。
【０００６】
干渉除去部１６は、ＦＦＴ部１５−１、１５−２それぞれが出力する同じサブキャリアの信号同士を合成することにより、大電力干渉波の成分を抑圧した信号を復調部１７に出力する。復調部１７は、サブキャリアごとに、干渉除去部１６が出力する信号に対して復調を行う。Ｐ／Ｓ変換部１８は、復調部１７が復調した各サブキャリアの信号に対してパラレル／シリアル変換を行い１つの信号列として出力する。
【０００７】
干渉除去部１３は、乗算器１３１、１３２、加算器１３３、及びＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error：最小平均二乗誤差）部１３４を有している。乗算器１３１、１３２は、受信信号Ｘ１、Ｘ２に対してＭＭＳＥ部１３４により算出される重み係数を乗じる。加算器１３３は、乗算器１３１、１３２が算出した重み係数を乗じた信号同士を加算する。ＭＭＳＥ部１３４は、加算器１３３が算出する信号に含まれる干渉波の電力を最小にするように、乗算器１３１、１３２に出力する重み係数それぞれを算出する。
【０００８】
例えば、ＭＭＳＥ部１３４は、加算器１３３から出力される信号の電力が最小になるように、乗算器１３１に入力する重み係数を１に固定して、乗算器１３２に入力する重み係数を算出する。この場合、ＭＭＳＥ部１３４は、乗算器１３２から出力される信号に含まれる干渉波を、乗算器１３１から出力される信号に含まれる干渉波と同振幅かつ逆位相の信号になるように重み係数を算出する。
ここで、ＭＭＳＥ部１３４は、ＬＭＳ（Least Mean Square：最急降下法）、ＲＬＳ（Recursive Least Square：再帰的最小二乗法）、サンプル値を用いた直接解法であるＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）などのアルゴリズムを用いて、乗算器１３１、１３２それぞれに対する重み係数を算出する。
【０００９】
干渉除去部１６は、乗算器１６１、１６２、加算器１６３、及びＭＭＳＥ部１６４を有している。また、干渉除去部１６は、ＦＦＴ部１５−１、１５−２から出力される同じサブキャリアの信号同士を周波数空間において合成する。干渉除去部１６は、ＭＭＳＥ部１６４が各サブキャリアの信号それぞれのＳＩＮＲ（Signal-to-Interference and Noise power Ratio：信号対干渉雑音電力比）を最大にするように重み係数を算出し、乗算器１６１、１６２が算出した重み係数を入力される信号に対して乗算し、加算器１６３が乗算した信号を合成することにより、干渉波を抑圧する。これにより、干渉波の信号レベルが高い場合、干渉波の抑圧効果を得ることができ、干渉波の信号レベルが低い場合、２つのアンテナ素子１１−１、１１−２による空間ダイバーシチ効果を得ることができる。
【００１０】
受信装置９は、２つの異なるアンテナ素子１１−１、１１−２による空間ダイバーシチに基づいて、１タップのフィルタを有する干渉除去部１３により受信信号Ｘ１、Ｘ２から大電力干渉波を抑圧した信号を用いてＦＦＴを行うタイミングの検出を行い、検出したタイミングに基づいて受信信号Ｘ１、Ｘ２を周波数領域の信号に変換してＭ個のサブキャリアごとの信号を得る。そして、受信装置９は、１タップのフィルタを有する干渉除去部１６により、各サブキャリアの信号に含まれる大電力干渉波の成分を抑圧して復調を行う。
これにより、受信装置９は、大電力干渉波の存在する環境においても、受信した信号から大電力干渉波を除去して、所望のＯＦＤＭ信号を復調・復号している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１８６４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の大電力干渉波が、マルチパス環境において存在する場合、大電力干渉波の遅延波は、復調・復号の対象となるＯＦＤＭ信号に対して異なる干渉波のように影響する。すなわち、マルチパス環境では、干渉波が１つである場合でも、複数の干渉波が存在しているのと同じ状況になる。
例えば、マルチパス環境において、干渉波が受信装置９に複数のパスを介して到達する場合、受信装置９は、複数の干渉波による干渉を受けることになり、２つの異なるアンテナ素子１１−１、１１−２による空間ダイバーシチを利用した干渉波の抑圧を十分に行うことが困難になり、シンボル同期のタイミング検出ができない場合がある。そのため、通信品質が低下するという問題がある。
【００１３】
上述のような問題に対して、アンテナ素子の数を増やして、空間ダイバーシチを利用して干渉波を抑圧する手法がある。しかし、受信装置９が設置される場所、通信を行う環境によって遅延波の数が異なるため適切なアンテナ素子の数を決定することは困難であるという問題がある。特に、受信装置９が移動する場合は、アンテナ素子の数を決定することがさらに困難になり、干渉波を適切に抑圧することが困難になるという問題がある。
すなわち、干渉波の遅延波が複数生じるマルチパス環境において、干渉波を適切に抑圧することが困難であるという問題がある。
【００１４】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたもので、その目的は、マルチパス環境における干渉波を適切に抑圧することができるマルチパス干渉等化フィルタ、及びそのフィルタを備える受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記問題を解決するために、本発明は、複数のアンテナごとに設けられ、該アンテナにより受信される受信信号に遅延を与える遅延素子と、前記複数のアンテナのうち２つのアンテナの組合せごとに設けられた干渉抑圧部であって、一方のアンテナにより受信される受信信号が入力されるＦＩＲフィルタ部、及び、他方のアンテナにより受信される受信信号を遅延させた信号である被減算信号から前記ＦＩＲフィルタ部が出力する信号を減算し、減算の結果である減算信号を出力する減算部を有する干渉抑圧部と、前記複数のアンテナごとに設けられたスイッチ部であって、該アンテナにより受信される受信信号を遅延させた信号、及び、該受信信号を被減算信号としている干渉抑圧部の減算信号のうちいずれか１つの信号を選択し、選択した信号を出力信号として出力するスイッチ部と、前記干渉抑圧部それぞれが出力する減算信号に基づいて、前記複数の受信信号のうちいずれか１つを基準信号に選択し、基準信号が前記ＦＩＲフィルタ部に入力されている干渉抑圧部の減算信号と、基準信号に選択された受信信号とのいずれかを前記スイッチ部それぞれに選択させる制御を行う制御部とを具備し、前記干渉抑圧部それぞれにおいて、前記ＦＩＲフィルタ部は、受信信号に干渉波のみが含まれる場合に前記減算信号の電力を最小にするタップ係数を算出し、前記制御部は、前記ＦＩＲフィルタ部それぞれにおいて算出されたタップ係数のうち、前記基準信号に与えられる遅延時間と同じ遅延時間を与えて演算するタップ係数を０にすることを特徴とするマルチパス干渉等化フィルタである。
【００１６】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御部は、前記複数の受信信号ごとに、該受信信号が入力される前記ＦＩＲフィルタ部を有している前記干渉抑圧部から出力される減算信号の電力に対する被減算信号の電力の比である入出力電力比の総和を算出する入出力電力比算出部と、前記入出力電力比算出部が算出した入出力電力比の総和のうち、最大の総和に対応する受信信号を前記基準信号に選択する基準信号選択部とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御部は、前記複数の受信信号ごとに、該受信信号が前記ＦＩＲフィルタ部に入力される前記干渉抑圧部から出力される減算信号の標準偏差を算出する標準偏差算出部と、前記標準偏差算出部が算出した標準偏差のうち、最小の標準偏差に対応する受信信号を前記基準信号に選択する基準信号選択部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御部は、前記複数の受信信号ごとに、該受信信号が入力される前記ＦＩＲフィルタ部のタップ係数の絶対値の総和を算出し、算出した総和のうち、最小の総和に対応する受信信号を前記基準信号に選択することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記に記載のマルチパス干渉等化フィルタと、前記マルチパス干渉等化フィルタの出力する出力信号に基づいて、シンボル同期のタイミングを検出する同期検出部と、前記同期検出部が検出したシンボル同期のタイミングに基づいて、前記マルチパス干渉等化フィルタが出力する信号に対してＦＦＴをするＦＦＴ部と、前記ＦＦＴ部によりＦＦＴされた信号を復調する復調部とを具備することを特徴とする受信装置である。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、各ＦＩＲフィルタ部が受信信号に干渉波のみが含まれる場合に前記減算信号の電力を最小にするタップ係数を算出し、制御部が各ＦＩＲフィルタ部におけるタップ係数のうち、基準信号に与えられる遅延時間と同じ遅延時間を与えて演算するタップ係数を０にすることにより、各干渉抑圧部が出力する減算信号と、基準信号とを複素数を定数としたスカラ倍の関係にすることができる。
これにより、本発明のマルチパス干渉等化フィルタが出力する出力信号に対して１タップの重み付け合成によって、干渉波の遅延波が複数生じるマルチパス干渉においても、受信信号に含まれる干渉波を抑圧することができ、アンテナの数を変更することなくＳＩＮＲを最大化する効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態における受信装置１の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ１２の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】同実施形態におけるＦＩＲフィルタ部１２５ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図４】同実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ１２におけるタップ係数を設定する処理を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ１２におけるタップ係数を設定する処理を示す第２のフローチャートである。
【図６】第２実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ２２の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】同実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ２２におけるタップ係数を設定する処理を示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ３２の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】同実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ３２におけるタップ係数を設定する処理を示すフローチャートである。
【図１０】同実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ３２による干渉波Ｉを抑圧する処理の一例を示す概略図である。
【図１１】大電力干渉波を抑圧して、所望のＯＦＤＭ信号を受信・復調する受信装置９の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ、及びそのフィルタを具備する受信装置を説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における受信装置１の構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、受信装置１は、アンテナ素子１１−１、１１−２、マルチパス干渉等化フィルタ１２、干渉除去部１３、同期検出部１４、ＦＦＴ部１５−１、１５−２、干渉除去部１６、復調部１７、及びＰ／Ｓ（Parallel / Serial：並直列）変換部１８を具備している。
本実施形態における受信装置１は、マルチパス干渉等化フィルタ１２を具備している点が、図１１に示した受信装置９と異なる。なお、マルチパス干渉等化フィルタ１２を除く各部は、図１１において説明した各部と同じ構成を有しているので、該当する部に同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
図２は、本実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ１２の構成を示す概略ブロック図である。ここでは、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂが７（＝２ｋ−１，ｋ＝４）つのタップを有するＦＩＲフィルタを有している場合について説明する。
同図に示すように、マルチパス干渉等化フィルタ１２は、遅延素子１２１ａ、１２１ｂと、干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂと、スイッチ部１２３ａ、１２３ｂと、制御部１２４とを備えている。
【００２５】
遅延素子１２１ａは、入力された受信信号Ｘ１に対して、遅延を与えてから出力する。遅延素子１２１ｂは、アンテナ素子１１−２により受信された受信信号Ｘ２が入力され、入力された受信信号Ｘ２に対して遅延を与えてから出力する。ここで、遅延素子１２１ａ、１２１ｂが入力される信号に対して与える遅延量は、予め定められた遅延量を１遅延単位とした場合において、（ｋ−１）遅延単位分の遅延量である。
【００２６】
干渉抑圧部１２２ａは、受信信号Ｘ１に基づいて、受信信号Ｘ２に含まれる干渉波Ｉの成分を抑圧する。干渉抑圧部１２２ａは、ＦＩＲフィルタ部１２５ａと、減算部１２６ａとを有している。
ＦＩＲフィルタ部１２５ａは、アンテナ素子１１−１により受信された受信信号Ｘ１が入力され、干渉波Ｉの送信元からアンテナ素子１１−１までのチャネル応答特性Ｈｕ１（ｚ）と、干渉波Ｉの送信元からアンテナ素子１１−２までのチャネル応答特性Ｈｕ２（ｚ）とに基づいたフィルタ処理を受信信号Ｘ１に対して行い、フィルタ処理結果を示す信号を出力する。減算部１２６ａには、遅延素子１２１ｂから出力される受信信号Ｘ２（被減算信号）から、ＦＩＲフィルタ部１２５ａが出力する信号を減算し、減算の結果を示す減算信号を出力する。
【００２７】
図３は、本実施形態におけるＦＩＲフィルタ部１２５ａの構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、ＦＩＲフィルタ部１２５ａは、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error；最小平均二乗誤差）部１２５１と、フィルタ部１２５２とを有している。フィルタ部１２５２は、直列に接続され、アンテナ素子１１−１により受信された受信信号Ｘ１が入力されている６つの遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｇと、受信信号Ｘ１が入力される重み乗算器１２５４ａと、遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｇそれぞれに対応する重み乗算器１２５４ｂ〜１２５４ｇと、重み乗算器１２５４ａ〜１２５４ｇの乗算結果の総和を算出する加算器１２５５とを有している。ＦＩＲフィルタ部１２５ａには受信信号Ｘ１が入力され、ＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数（ｗ０，ｗ１，ｗ２，…，ｗ６）に基づいて、フィルタ部１２５２が受信信号Ｘ１に対してフィルタ処理を行う。ここで、各遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｇが入力される信号に対して与える遅延量は、１遅延単位分の遅延量である。
【００２８】
具体的には、重み乗算器１２５４ａは、入力された受信信号Ｘ１に対して、ＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ０を乗じる。重み乗算器１２５４ｂは、遅延素子１２５３ｂが遅延させた受信信号Ｘ１に対して、ＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ１を乗じる。重み乗算器１２５４ｃは、遅延素子１２５３ｂ、１２５３ｃが遅延させた受信信号Ｘ１に対してＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ２を乗じる。重み乗算器１２５４ｄは、遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｄが遅延させた受信信号Ｘ１に対してＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ３を乗じる。重み乗算器１２５４ｅは、遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｅが遅延させた受信信号Ｘ１に対してＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ４を乗じる。重み乗算器１２５４ｆは、遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｆが遅延させた受信信号Ｘ１に対してＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ５を乗じる。重み乗算器１２５４ｇは、遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｇが遅延させた受信信号Ｘ１に対してＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ６を乗じる。
【００２９】
ＭＭＳＥ部１２５１は、受信信号Ｘ１に対してフィルタ処理をして得られた信号を受信信号Ｘ２から減算部１２６ａを用いて減算することにより、受信信号Ｘ２に含まれる干渉波Ｉの成分を打ち消す（抑圧する）ようにタップ係数ｗ０〜ｗ６を算出する。例えば、受信装置１が復調するＯＦＤＭ信号が送信されていない期間において、干渉波Ｉのみを受信しているとき、ＭＭＳＥ部１２５１は、ＲＬＳ（Recursive Least Square：再帰的最小二乗法）や、ＬＭＳ（Least Mean Square：最急降下法）、サンプル値を用いた直接解法であるＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）などのアルゴリズムを用いて、減算部１２６ａから出力する減算信号の電力が最小となるタップ係数ｗ０〜ｗ６を算出する。
【００３０】
図２に戻って説明を続ける。干渉抑圧部１２２ｂは、干渉抑圧部１２２ａと同様の構成を有しており、ＦＩＲフィルタ部１２５ｂと、減算部１２６ｂとを有している。ＦＩＲフィルタ部１２５ｂは、受信信号Ｘ２が入力される点がＦＩＲフィルタ部１２５ａと異なるが、同じ構成を有しているのでその説明を省略する。減算部１２６ｂは、遅延素子１２１ａから出力される受信信号Ｘ１からＦＩＲフィルタ部１２５ｂから出力される信号を減算し、減算の結果を示す減算信号を出力する。
【００３１】
スイッチ部１２３ａは、制御部１２４の制御に応じて、遅延素子１２１ａから出力される信号と、干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号とのいずれか一方を選択し、選択した信号を出力信号Ｙ１として出力する。スイッチ部１２３ｂは、制御部１２４の制御に応じて、遅延素子１２１ｂから出力される信号と、干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号とのいずれか一方を選択し、選択した信号を出力信号Ｙ２として出力する。
制御部１２４は、遅延素子１２１ａから出力される受信信号Ｘ１と、遅延素子１２１ｂから出力される受信信号Ｘ２と、干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂそれぞれから出力される減算信号とに基づいて、スイッチ部１２３ａ、１２３ｂに対する制御を行う。制御部１２４は、受信信号Ｘ１、Ｘ２ごとに設けられている入出力電力比算出部１２７ａ、１２７ｂと、基準信号選択部１２８とを有している。
【００３２】
入出力電力比算出部１２７ａには、遅延素子１２１ｂから出力される受信信号Ｘ２（被減算信号）と、干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号とが入力される。入出力電力比算出部１２７ａは、減算信号の電力に対する受信信号Ｘ２の電力の比（（受信信号Ｘ２の電力）／（減算信号の電力））を示す入出力電力比を算出し、算出した入出力電力比を受信信号Ｘ１に対する入出力電力比として基準信号選択部１２８に出力する。
入出力電力比算出部１２７ｂには、遅延素子１２１ａから出力される受信信号Ｘ１（被減算信号）と、干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号とが入力される。入出力電力比算出部１２７ｂは、減算信号の電力に対する受信信号Ｘ１の電力の比（（受信信号Ｘ１の電力）／（減算信号の電力））を示す入出力電力比を算出し、算出した入出力電力比を受信信号Ｘ２に対する入出力電力比として基準信号選択部１２８に出力する。
【００３３】
基準信号選択部１２８は、入出力電力比算出部１２７ａ、１２７ｂが算出する入出力電力比に基づいて、受信信号Ｘ１と受信信号Ｘ２とのいずれかを基準信号に選択する。具体的には、基準信号選択部１２８は、入出力電力比算出部１２７ａが算出した入出力電力比と、入出力電力比算出部１２７ｂが算出した入出力電力比とのうち、大きい入出力電力比に対応する受信信号を基準信号に選択する。
そして、基準信号選択部１２８は、基準信号に選択された受信信号を出力するように、スイッチ部１２３ａ、１２３ｂに対して制御を行う。また、基準信号選択部１２８は、干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂのうち、基準信号に基づいて干渉波を抑圧する干渉抑圧部から出力される減算信号を選択するように、スイッチ部１２３ａ、１２３ｂに対して制御を行う。
【００３４】
また、基準信号選択部１２８は、基準信号に選択した受信信号が入力されているＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂのタップ係数ｗ０〜ｗ６のうち、基準信号に与えられる遅延時間（ｋ−１（＝３）遅延単位）と同じ遅延時間を与えて演算するタップ係数ｗ３を０にする制御を、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂに対して行う。
【００３５】
図４は、本実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ１２におけるタップ係数を設定する処理を示すフローチャートである。
マルチパス干渉等化フィルタ１２において、タップ係数を設定する処理が開始されると、所望のＯＦＤＭ信号が送信されていない期間、すなわち干渉波のみを受信している期間において、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂが有しているＭＭＳＥ部１２５１は、それぞれのフィルタ部１２５２の７（＝２ｋ−１，ｋ＝４）つのタップ係数ｗ０〜ｗ６が収束するまで、所定のアルゴリズムによる演算を繰り返して行い、タップ係数ｗ０〜ｗ６を算出する（ステップＳ１０１）。
【００３６】
ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂにおいて、タップ係数が収束すると、入出力電力比算出部１２７ａは、受信信号Ｘ１に対する入出力電力比を算出し、入出力電力比算出部１２７ｂは、受信信号Ｘ２に対する入出力電力比を算出する（ステップＳ１０２）。
各入出力電力比が算出されると、基準信号選択部１２８は、受信信号Ｘ１をＦＩＲフィルタ部１２５ａの入力とする干渉抑圧部１２２ａに対する入出力電力比が、受信信号Ｘ２をＦＩＲフィルタ部１２５ｂの入力とする干渉抑圧部１２２ｂに対する入出力電力比より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００３７】
ステップＳ１０３において、受信信号Ｘ１に対する入出力電力比が受信信号Ｘ２に対する入出力電力比より大きい場合（ステップＳ１０３：ｙｅｓ）、基準信号選択部１２８は、受信信号Ｘ１を基準信号に選択する（ステップＳ１０４）。このとき、基準信号選択部１２８は、スイッチ部１２３ａに対して遅延素子１２１ａから出力される信号を選択させる制御と、スイッチ部１２３ｂに対して干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号を選択させる制御とを行う。
一方、受信信号Ｘ１に対する入出力電力比が受信信号Ｘ２に対する入出力電力比以下の場合（ステップＳ１０３：ｎｏ）、基準信号選択部１２８は、受信信号Ｘ２を基準信号に選択する（ステップＳ１０５）。このとき、基準信号選択部１２８は、スイッチ部１２３ａに対して干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号を選択させる制御と、スイッチ部１２３ｂに対して遅延素子１２１ｂから出力される信号を選択させる制御とを行う。
【００３８】
続いて、基準信号選択部１２８は、基準信号に選択した受信信号が入力されているＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂのタップ係数ｗ０〜ｗ６のうち、基準信号に与えられる遅延時間（ｋ−１（＝３）遅延単位）と同じ遅延時間を与えて演算するタップ（基準タップ）のタップ係数ｗ３を０にする制御を、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂに対して行い、干渉波Ｉを抑圧させる（ステップＳ１０６）。
【００３９】
上述のようにＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂのタップ係数が設定された場合において、マルチパス干渉等化フィルタ１２が出力する出力信号Ｙ１、Ｙ２について説明する。ここでは、受信信号Ｘ２が基準信号に選択された場合について説明する。
一般に、干渉波Ｉ、及び干渉波Ｉの遅延波が合成されたマルチパス干渉波のチャネル応答特性Ｈｕ１、Ｈｕ２は、ＦＩＲフィルタにより表すことができ、例えば、次式（１）により表すことができる。ここで、マルチパス干渉波とは、マルチパス環境において、遅延波を伴う干渉波のことをいう。
【００４０】
【数１】
【００４１】
ここで、Ｈｕ１（ｚ）、Ｈｕ２（ｚ）は、干渉波の発生源（送信元）からアンテナ素子１１−１、１１−２までのチャネル応答特性である。
このとき、受信信号Ｘ１、Ｘ２にマルチパス干渉波のみが含まれる場合、干渉波の信号をＩとしたとき、受信信号Ｘ１、Ｘ２は、次式（２）により表される。
【００４２】
【数２】
【００４３】
式（２）により表されるマルチパス干渉波は、ＦＩＲフィルタ部１２５ｂの部分に（Ｈｕ１（ｚ）／Ｈｕ２（ｚ））により表されるＩＩＲフィルタを設けることにより打ち消すことができる。しかし、ＩＩＲフィルタの適切なタップ係数を設定することは、困難であるので、マルチパス干渉波を打ち消すＩＩＲフィルタを、例えば、次式（３）に表すように、有限のＦＩＲフィルタにより近似して、ＦＩＲフィルタ部１２５ｂのタップ係数を算出する。
【００４４】
【数３】
【００４５】
ここで、干渉抑圧部１２２ｂが有する減算部１２６ｂは、遅延素子１２１ａにより３遅延単位分（ｚ−３＝ｚ−（ｋ−１））の遅延を加えられた受信信号Ｘ１から、ＦＩＲフィルタ部１２５ｂによりフィルタ処理された受信信号Ｘ２を減算する。減算部１２６ｂから出力される信号Ｙ’１は、次式（４）により表される。
【００４６】
【数４】
【００４７】
ＦＩＲフィルタ部１２５ｂにおいて、ＭＭＳＥ部１２５１が、式（４）により表される信号Ｙ’１の受信電力を最小にするタップ係数γ０〜γ６を算出する。
式（４）から分かるように、ＦＩＲフィルタ部１２５ｂでは、アンテナ素子１１−２においてアンテナ素子１１−１より先に受信された干渉波（（γ０＋γ１ｚ−１＋γ２ｚ−２）Ｘ２（ｚ））と、アンテナ素子１１−２においてアンテナ素子１１−１と同時に受信された干渉波（γ３ｚ−３Ｘ２（ｚ））と、アンテナ素子１１−２においてアンテナ素子１１−１より後に受信された干渉波（（γ４ｚ−４＋γ５ｚ−５＋γ６ｚ−６）Ｘ２（ｚ））とに基づいて、受信信号Ｘ１に含まれる干渉波を打ち消すことができる。
【００４８】
また、式（４）は、アンテナ素子１１−２においてアンテナ素子１１−１より先に受信された干渉波に基づいて、受信信号Ｘ１に含まれる干渉波を打ち消す場合、タップ係数γ０〜γ２の絶対値は大きくなる。逆に、アンテナ素子１１−２においてアンテナ素子１１−１より後に受信された干渉波に基づいて、受信信号Ｘ１に含まれる干渉波を打ち消す場合、タップ係数γ４〜γ６の絶対値は大きくなる。
【００４９】
また、基準信号として受信信号Ｘ１が選択された場合、アンテナ素子１１−１においてアンテナ素子１１−２より先に受信された干渉波に基づいて、受信信号Ｘ２に含まれる干渉波を打ち消すとき、ＦＩＲフィルタ部１２５ａのタップ係数γ０〜γ２の絶対値は大きくなる。逆に、アンテナ素子１１−１においてアンテナ素子１１−２より後に受信された干渉波に基づいて、受信信号Ｘ２に含まれる干渉波を打ち消す場合、タップ係数γ４〜γ６の絶対値は大きくなる。
【００５０】
基準信号選択部１２８は、干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂが有するＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂにおいてタップ係数が収束した後に、タップ係数γ０〜γ６のうち、干渉波を打ち消す対象の受信信号（被減算信号）に与えられた遅延量（（ｋ−１）遅延単位分の遅延量）と同じ遅延量を与えて演算をするタップのタップ係数γ３を０にする制御をＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂに対して行う。
このとき、マルチパス干渉等化フィルタ１２の出力信号Ｙ１は、次式（５）として表せる。
【００５１】
【数５】
【００５２】
また、干渉波Ｉ及び所望波Ｓが受信信号Ｘ１、Ｘ２に含まれる場合、受信信号Ｘ１、Ｘ２は、所望波Ｓの送信元からアンテナ素子１１−１までの間のチャネル応答特性をＨｓ１（ｚ）とし、所望波Ｓの送信元からアンテナ素子１１−２までの間のチャネル応答特性をＨｓ２（ｚ）とすると、次式（６）と表される。
【００５３】
【数６】
【００５４】
ここで、式（６）を式（５）に代入すると、次式（７）となる。
【００５５】
【数７】
【００５６】
また、式（３）を次式（８）のように変形し、
【００５７】
【数８】
【００５８】
式（７）に代入すると、出力信号Ｙ１を示す次式（９）が得られる。
【００５９】
【数９】
【００６０】
このとき、出力信号Ｙ２は、次式（１０）により表される。
【００６１】
【数１０】
【００６２】
式（９）と式（１０）とを比べると、出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２とのそれぞれに含まれる所望波Ｓは、３（＝ｋ−１，ｋ＝４）遅延単位分（ｚ−３）の成分の項において、相関がないことが分かる。すなわち、基準タップに対応するタップのタップ係数を０にすることにより、受信装置１が同じタイミングで受信した、受信信号Ｘ１に含まれる所望波Ｓと、受信信号Ｘ２に含まれる所望波Ｓとが結合することを防ぐことができる。
そして、出力信号Ｙ１に含まれる所望波Ｓと、出力信号Ｙ２に含まれる所望波Ｓとの無相関を保つことができる。これにより、アンテナ素子１１−１、１１−２を用いることにより得られる空間ダイバーシチ効果を保つことができる。
【００６３】
これに対して、出力信号Ｙ１に含まれる干渉波Ｉと、出力信号Ｙ２に含まれる干渉波Ｉとは、タップ係数γ３を定数とする複素数のスカラ倍の関係にあることがわかる。すなわち、干渉波Ｉについて、出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２とは、複素数を定数とするスカラ倍の関係にあるので、出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２との位相及び振幅を調整して、逆相合成することにより、マルチパス干渉波を抑圧することができる。
【００６４】
上述した出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２との関係を利用して、本実施形態における受信装置１は、１タップ構成の干渉除去部１３、１６（図１）を用いることにより、出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２とに含まれるマルチパス干渉波を抑圧することができる。
【００６５】
なお、図４に示したタップ係数を設定する処理に替えて、次に示す手順でタップ係数を設定するようにしてもよい。
図５は、本実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ１２におけるタップ係数を設定する処理を示す第２のフローチャートである。図５に示す処理は、基準タップのタップ係数を０にしてから基準信号を選択する点が、図４に示した処理と異なる。
【００６６】
マルチパス干渉等化フィルタ１２において、タップ係数を設定する処理が開始されると、所望のＯＦＤＭ信号が送信されていない期間、すなわち干渉波のみを受信している期間において、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂが有しているＭＭＳＥ部１２５１は、それぞれのフィルタ部１２５２の７（＝２ｋ−１，ｋ＝４）つのタップ係数ｗ０〜ｗ６が収束するまで、所定のアルゴリズムによる演算を繰り返して行い、タップ係数ｗ０〜ｗ６を算出する（ステップＳ２０１）。
基準信号選択部１２８は、基準信号に選択した受信信号が入力されているＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂのタップ係数ｗ０〜ｗ６のうち、基準信号に与えられる遅延時間（ｋ（＝３）遅延単位）と同じ遅延時間を与えて演算するタップ（基準タップ）のタップ係数ｗ３を０にする制御を、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂに対して行う（ステップＳ２０２）。
【００６７】
基準信号選択部１２８が基準タップのタップ係数を０にすると、入出力電力比算出部１２７ａは、受信信号Ｘ１に対する入出力電力比を算出し、入出力電力比算出部１２７ｂは、受信信号Ｘ２に対する入出力電力比を算出する（ステップＳ２０３）。
各入出力電力比が算出されると、基準信号選択部１２８は、受信信号Ｘ１をＦＩＲフィルタ部１２５ａの入力とする干渉抑圧部１２２ａに対する入出力電力比が、受信信号Ｘ２をＦＩＲフィルタ部１２５ｂの入力とする干渉抑圧部１２２ｂに対する入出力電力比より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
【００６８】
ステップＳ２０４において、受信信号Ｘ１に対する入出力電力比が受信信号Ｘ２に対する入出力電力比より大きい場合（ステップＳ２０４：ｙｅｓ）、基準信号選択部１２８は、受信信号Ｘ１を基準信号に選択する（ステップＳ２０５）。このとき、基準信号選択部１２８は、遅延素子１２１ａから出力される信号を選択させる制御をスイッチ部１２３ａに対して行うとともに、干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号を選択させる制御をスイッチ部１２３ｂに対して行う。
一方、受信信号Ｘ１に対する入出力電力比が受信信号Ｘ２に対する入出力電力比以下の場合（ステップＳ２０４：ｎｏ）、基準信号選択部１２８は、受信信号Ｘ２を基準信号に選択する（ステップＳ２０６）。このとき、基準信号選択部１２８は、スイッチ部１２３ａに対して干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号を選択させる制御と、スイッチ部１２３ｂに対して遅延素子１２１ｂから出力される信号を選択させる制御とを行う。
【００６９】
このように、基準信号を選択することにより、所望波Ｓ及び干渉波Ｉを含む受信信号から干渉波Ｉを抑圧する状態、すなわちマルチパス干渉等化フィルタ１２を用いて干渉波Ｉを抑圧する際と同じタップ係数を設定した状態で基準信号が選択されるので、干渉波Ｉの抑圧の精度を向上させることができる。
【００７０】
(第２実施形態)
第２実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタは、基準信号を選択する際に用いる基準が異なる。具体的には、第２実施形態のマルチパス干渉等化フィルタは、入出力電力比に替えて、干渉抑圧部から出力される減算信号における標準偏差を用いて基準信号を選択する。以下、第１実施形態と同じ部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００７１】
図６は、第２実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ２２の構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、マルチパス干渉等化フィルタ２２は、遅延素子１２１ａ、１２１ｂと、干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂと、スイッチ部１２３ａ、１２３ｂと、制御部２２４とを備えている。
制御部２２４は、受信信号Ｘ１に対応する標準偏差算出部２２７ａと、受信信号Ｘ２に対応する標準偏差算出部２２７ｂと、基準信号選択部２２８とを有している。ここで、標準偏差算出部２２７ａが受信信号Ｘ１に対応するとは、標準偏差算出部２２７ａに受信信号Ｘ１が入力されていることをいう。
【００７２】
標準偏差算出部２２７ａには、遅延を与えられた受信信号Ｘ１が遅延素子１２１ａから入力されるとともに、干渉抑圧部１２２ａから減算信号が入力される。標準偏差算出部２２７ａは、遅延を与えられた受信信号Ｘ１で減算信号を除算し、除算の結果に対する標準偏差を基準信号選択部２２８に算出する。なお、標準偏差算出部２２７ａは、標準偏差に替えて、連続的に除算結果として得られる複素数の分散や、標準偏差、平均値、最大値などを出力するようにしてもよい。なお、減算信号を受信信号Ｘ１で除算する際に、時間領域における除算に替えて、周波数領域で除算を行うようにしてもよい。この場合、標準偏差算出部２２７ａは、予め定めた周波数帯域におけるパワースペクトル密度分布の標準偏差や、分散、平均値、最大値などのいずれかを統計的特徴量として、基準信号選択部２２８に出力する。
【００７３】
標準偏差算出部２２７ｂには、遅延を与えられた受信信号Ｘ２が遅延素子１２１ｂから入力されるとともに、干渉抑圧部１２２ｂから減算信号が入力される。標準偏差算出部２２７ｂは、標準偏差算出部２２７ａと同様に、遅延を与えられた受信信号Ｘ２で減算信号を除算し、除算の結果に対する標準偏差を基準信号選択部２２８に出力する。
基準信号選択部２２８は、標準偏差算出部２２７ａ、２２７ｂから入力される標準偏差を比較し、小さい標準偏差に対応する受信信号を基準信号に選択する。また、基準信号選択部２２８は、基準信号に選択した受信信号、又は基準信号に選択した受信信号がＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂに入力されている干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂから出力される減算信号を選択する制御を、スイッチ部１２３ａ、１２３ｂに対して行う。
【００７４】
図７は、本実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ２２におけるタップ係数を設定する処理を示すフローチャートである。
マルチパス干渉等化フィルタ２２において、タップ係数を設定する処理が開始されると、所望のＯＦＤＭ信号が送信されていない期間、すなわち干渉波のみを受信している期間において、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂが有しているＭＭＳＥ部１２５１は、それぞれのフィルタ部１２５２のタップ係数を収束するまで、所定のアルゴリズムによる演算を繰り返して行い、タップ係数を算出する（ステップＳ３０１）。
基準信号選択部２２８は、基準信号に選択した受信信号が入力されているＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂのタップ係数のうち、基準信号に与えられる遅延時間と同じ遅延時間を与えて演算するタップ（基準タップ）のタップ係数を０にする制御を、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂに対して行う（ステップＳ３０２）。
【００７５】
基準信号選択部２２８が基準タップのタップ係数を０にすると、標準偏差算出部２２７ａは受信信号Ｘ１に対する標準偏差を算出し、標準偏差算出部２２７ｂは受信信号Ｘ２に対する標準偏差を算出する（ステップＳ３０３）。
各標準偏差が算出されると、基準信号選択部２２８は、受信信号Ｘ１に対応する標準偏差が、受信信号Ｘ２に対応する標準偏差より小さいか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
ステップＳ３０４において、受信信号Ｘ１に対応する標準偏差が、受信信号Ｘ２に対する標準偏差より小さい場合（ステップＳ３０４：ｙｅｓ）、基準信号選択部２２８は、受信信号Ｘ１を基準信号に選択する（ステップＳ３０５）。このとき、基準信号選択部２２８は、遅延素子１２１ａから出力される信号を選択させる制御をスイッチ部１２３ａに対して行うとともに、干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号を選択させる制御をスイッチ部１２３ｂに対して行う。
一方、ステップＳ３０４において、受信信号Ｘ１に対する標準偏差が、受信信号Ｘ２に対する標準偏差以上の場合（ステップＳ３０４：ｎｏ）、基準信号選択部２２８は、受信信号Ｘ２を基準信号に選択する（ステップＳ３０６）。このとき、基準信号選択部２２８は、干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号を選択させる制御をスイッチ部１２３ａに対して行うとともに、遅延素子１２１ｂから出力される信号を選択させる制御をスイッチ部１２３ｂに対して行う。
【００７６】
このように、基準信号を選択することにより、所望波Ｓ及び干渉波Ｉを含む受信信号から干渉波Ｉを安定して抑圧することができる受信信号を基準信号に選択することができ、干渉波Ｉの抑圧の精度を向上させることができる。
【００７７】
（第３実施形態）
第３実施形態では、受信装置が３つのアンテナ素子を備えている場合における、マルチパス干渉等化フィルタについて説明する。以下、第１実施形態と同じ部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００７８】
図８は、第３実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ３２の構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、マルチパス干渉等化フィルタ３２は、受信信号Ｘ１〜Ｘ３が入力され、出力信号Ｙ１〜Ｙ３を出力する。また、マルチパス干渉等化フィルタ３２は、遅延素子１２１ａ〜１２１ｃと、干渉抑圧部１２２ａ〜１２２ｆと、スイッチ部３２３ａ〜３２３ｃと、制御部３２４とを備えている。
遅延素子１２１ａ〜１２１ｃは、それぞれに受信信号Ｘ１〜Ｘ３が入力され、入力される信号に対して（ｋ−１）遅延単位分の遅延を与えてから出力する。
【００７９】
干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂは、第１実施形態と同じ構成であるのでそれぞれの説明を省略する。干渉抑圧部１２２ｃ〜１２２ｆは、干渉抑圧部１２２ａと同様に、それぞれがＦＩＲフィルタ部１２５ｃ〜１２５ｆと、減算部１２６ｃ〜１２６ｆとを有している。ＦＩＲフィルタ部１２５ｃ〜１２５ｆはＦＩＲフィルタ部１２５ａと同じ構成を有し、減算部１２６ｃ〜１２６ｆもまた減算部１２６ａと同じ構成を有している。
干渉抑圧部１２２ｃにおいて、ＦＩＲフィルタ部１２５ｃには受信信号Ｘ３が入力され、減算部１２６ｃは遅延器１２１ａで遅延させた受信信号Ｘ１を被減算信号とし、ＦＩＲフィルタ部１２５ｃから出力される信号を遅延器１２１ａで遅延させた受信信号Ｘ１から減算し、減算結果を減算信号として出力する。
干渉抑圧部１２２ｄにおいて、ＦＩＲフィルタ部１２５ｄには受信信号Ｘ３が入力され、減算部１２６ｄは遅延器１２１ｂで遅延させた受信信号Ｘ２を被減算信号とし、ＦＩＲフィルタ部１２５ｄから出力される信号を遅延器１２１ｂで遅延させた受信信号Ｘ２から減算し、減算結果を減算信号として出力する。
【００８０】
干渉抑圧部１２２ｅにおいて、ＦＩＲフィルタ部１２５ｅには受信信号Ｘ１が入力され、減算部１２６ｅは遅延器１２１ｃで遅延させた受信信号Ｘ３を被減算信号とし、ＦＩＲフィルタ部１２５ｅから出力される信号を遅延器１２１ｃで遅延させた受信信号Ｘ３から減算し、減算結果を減算信号として出力する。
干渉抑圧部１２２ｆにおいて、ＦＩＲフィルタ部１２５ｆには受信信号Ｘ２が入力され、減算部１２６ｆは遅延器１２１ｃで遅延させた受信信号Ｘ３を被減算信号とし、ＦＩＲフィルタ部１２５ｆから出力される信号を遅延器１２１ｃで遅延させた受信信号Ｘ３から減算し、減算結果を減算信号として出力する。
干渉抑圧部１２２ａ〜１２２ｆは、アンテナ素子１１−１〜１１−３のうち、２つのアンテナの組合せ（６通り）ごとに設けられている。干渉抑圧部１２２ａ〜１２２ｆそれぞれにおいて、一方のアンテナ素子により受信される受信信号がＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆに入力され、他方のアンテナ素子により受信される受信信号を遅延素子で遅延を加えられた信号が被減算信号として減算部１２６ａ〜１２６ｆに入力される。減算部１２６ａ〜１２６ｆは、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆから出力される信号を被減算信号から減算し、減算結果を減算信号として出力する。
【００８１】
スイッチ部３２３ａ〜３２３ｃは、それぞれがアンテナ素子１１−１〜１１−３に対応して設けられている。
スイッチ部３２３ａは、遅延素子１２１ａから出力される受信信号Ｘ１を遅延させた信号と、干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号と、干渉抑圧部１２２ｃから出力される減算信号とのいずれかを、制御部３２４の制御に応じて選択し、選択した信号を出力信号Ｙ１として出力する。
スイッチ部３２３ｂは、遅延素子１２１ｂから出力される受信信号Ｘ２を遅延させた信号と、干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号と、干渉抑圧部１２２ｄから出力される減算信号とのいずれかを、制御部３２４の制御に応じて選択し、選択した信号を出力信号Ｙ２として出力する。スイッチ部３２３ｃは、遅延素子１２１ｃから出力される受信信号Ｘ３を遅延させた信号と、干渉抑圧部１２２ｅから出力される減算信号と、干渉抑圧部１２２ｆから出力される減算信号とのいずれかを、制御部３２４の制御に応じて選択し、選択した信号を出力信号Ｙ３として出力する。
【００８２】
制御部３２４は、遅延素子１２１ａ〜１２１ｃから出力される受信信号Ｘ１〜Ｘ３を遅延させた信号と、干渉抑圧部１２２ａ〜１２２ｆから出力される各減算信号とに基づいて、スイッチ部３２３ａ〜３２３ｃに対する制御を行う。また、制御部３２４は、各干渉抑圧部１２２ａ〜１２２ｆが有しているＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆにおいて、タップ係数が収束した後に、基準タップのタップ係数を０にする制御を各ＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆに対して行う。
制御部３２４は、受信信号Ｘ１〜Ｘ３に対応して設けられている入出力電力比算出部３２７ａ〜３２７ｃと、基準信号選択部３２８とを有している。
【００８３】
入出力電力比算出部３２７ａには、遅延素子１２１ｂから遅延を与えられた受信信号Ｘ２と、干渉抑圧部１２２ａから減算信号と、遅延素子１２１ｃから遅延を与えられた受信信号Ｘ３と、干渉抑圧部１２２ｅから減算信号とが入力される。入出力電力比算出部３２７ａは、第１電力比算出部３２７１ａと、第２電力比算出部３２７２ａとを有し、それぞれが算出した入出力電力比の総和を基準信号選択部３２８に出力する。このように、入出力電力比算出部３２７ａは、受信信号Ｘ１を基準信号とした場合に、受信信号Ｘ２及びＸ３に含まれる干渉波の抑圧量を示す指標として入出力電力比の総和を算出する。
第１電力比算出部３２７１ａは、干渉抑圧部１２２ａから入力される減算信号に対する受信信号Ｘ２の電力の比（（受信信号Ｘ２の電力）／（減算信号の電力））を入出力電力比として算出する。第２電力比算出部３２７２ａは、干渉抑圧部１２２ｅから入力される減算信号に対する受信信号Ｘ３の電力の比（（受信信号Ｘ３の電力）／（減算信号の電力））を入出力電力比として算出する。
【００８４】
入出力電力比算出部３２７ｂには、遅延素子１２１ａから遅延を与えられた受信信号Ｘ１と、干渉抑圧部１２２ｂから減算信号と、遅延素子１２１ｃから遅延を与えられた受信信号Ｘ３と、干渉抑圧部１２２ｆから減算信号とが入力される。入出力電力比算出部３２７ｂは、第１電力比算出部３２７１ｂと、第２電力比算出部３２７２ｂとを有し、それぞれが算出した入出力電力比の総和を基準信号選択部３２８に出力する。また、入出力電力比算出部３２７ｂは、入出力電力比算出部３２７ａと同様に、受信信号Ｘ２を基準信号とした場合における抑圧量を示す指標として入出力電力比の総和を算出する。
第１電力比算出部３２７１ｂは、干渉抑圧部１２２ｂから入力される減算信号に対する受信信号Ｘ１の電力の比（（受信信号Ｘ１の電力）／（減算信号の電力））を入出力電力比として算出する。第２電力比算出部３２７２ｂは、干渉抑圧部１２２ｆから入力される減算信号に対する受信信号Ｘ３の電力の比（（受信信号Ｘ３の電力）／（減算信号の電力））を入出力電力比として算出する。
【００８５】
入出力電力比算出部３２７ｃには、遅延素子１２１ａから遅延を与えられた受信信号Ｘ１と、干渉抑圧部１２２ｃから減算信号と、遅延素子１２１ｂから遅延を与えられた受信信号Ｘ２と、干渉抑圧部１２２ｄから減算信号とが入力される。入出力電力比算出部３２７ｃは、第１電力比算出部３２７１ｃと、第２電力比算出部３２７２ｃとを有し、それぞれが算出した入出力電力比の総和を基準信号選択部３２８に出力する。また、入出力電力比算出部３２７ｃは、入出力電力比算出部３２７ａと同様に、受信信号Ｘ３を基準信号とした場合における抑圧量を示す指標として入出力電力比の総和を算出する。
第１電力比算出部３２７１ｃは、干渉抑圧部１２２ｃから入力される減算信号に対する受信信号Ｘ１の電力の比（（受信信号Ｘ１の電力)／（減算信号の電力））を入出力電力比として算出する。第２電力比算出部３２７２ｃは、干渉抑圧部１２２ｄから入力される減算信号に対する受信信号Ｘ２の電力の比（（受信信号Ｘ２の電力）／（減算信号の電力））を入出力電力比として算出する。
【００８６】
基準信号選択部３２８は、入出力電力比算出部３２７ａ〜３２７ｃから出力される受信信号Ｘ１〜Ｘ３それぞれに対応する入出力電力比の総和に基づいて、受信信号Ｘ１〜Ｘ３のいずれかを基準信号に選択し、選択した受信信号に応じてスイッチ部３２３ａ〜３２３ｃを制御する。また、基準信号選択部３２８は、基準信号に選択した受信信号が入力されているＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂのタップ係数のうち、選択した基準信号に与えられている遅延時間と同じ遅延時間を与えて演算するタップ（基準タップ）におけるタップ係数を０にする制御を各ＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆに対して行う。
【００８７】
図９は、本実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ３２におけるタップ係数を設定する処理を示すフローチャートである。
マルチパス干渉等化フィルタ３２において、タップ係数を設定する処理が開始されると、所望のＯＦＤＭ信号が送信されていない期間、すなわち干渉波のみを受信している期間において、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆが有しているＭＭＳＥ部１２５１は、それぞれのフィルタ部１２５２のタップ係数が収束するまで、所定のアルゴリズムによる演算を繰り返して行いタップ係数を算出する（ステップＳ４０１）。
各ＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆにおいてタップ係数が収束すると、各入出力電力比算出部３２７ａ〜３２７ｃは、受信信号Ｘ１〜Ｘ３それぞれに対する入出力電力比の総和を算出する（ステップＳ４０２）。
【００８８】
入出力電力比の各総和が算出されると、基準信号選択部３２８は、受信信号Ｘ１〜Ｘ３それぞれに対応する入出力電力比の総和のうち、最大の入出力電力比の総和に対応する受信信号を検出する（ステップＳ４０３）。
ステップＳ４０３において、検出された受信信号が受信信号Ｘ１である場合、基準信号選択部３２８は、受信信号Ｘ１を基準信号に選択する（ステップＳ４０４）。このとき、基準信号選択部３２８は、スイッチ部３２３ａに対して遅延素子１２１ａから出力される受信信号Ｘ１を選択させる制御と、スイッチ部３２３ｂに対して干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号を選択させる制御と、スイッチ部３２３ｃに対して干渉抑圧部１２２ｅから出力される減算信号を選択させる制御とを行う。
【００８９】
ステップＳ４０３において、検出された受信信号が受信信号Ｘ２である場合、基準信号選択部３２８は、受信信号Ｘ２を基準信号に選択する（ステップＳ４０５）、このとき基準信号選択部３２８は、スイッチ部３２３ａに対して干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号を選択させる制御と、スイッチ部３２３ｂに対して遅延素子１２１ｂから出力される受信信号Ｘ２を選択させる制御と、スイッチ部３２３ｃに対して干渉抑圧部１２２ｆから出力される減算信号を選択させる制御とを行う。
【００９０】
ステップＳ４０３において、検出された受信信号が受信信号Ｘ３である場合、基準信号選択部３２８は、受信信号Ｘ３を基準信号に選択する（ステップＳ４０６）、このとき基準信号選択部３２８は、スイッチ部３２３ａに対して干渉抑圧部１２２ｃから出力される減算信号を選択させる制御と、スイッチ部３２３ｂに対して干渉抑圧部１２２ｄから出力される減算信号を選択させる制御と、スイッチ部３２３ｃに対して遅延素子１２１ｃから出力される受信信号Ｘ３を選択させる制御とを行う。
【００９１】
続いて、基準信号選択部３２８は、基準信号に選択した受信信号が入力されているＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆのタップ係数のうち、基準信号に与えられている遅延時間と同じ遅延時間を与えた演算をする基準タップのタップ係数を０にする制御を、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆに対して行い、干渉波Ｉを抑圧させる（ステップＳ４０７）。
【００９２】
上述のようにＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆのタップ係数が設定された場合において、マルチパス干渉等化フィルタ３２が出力する出力信号Ｙ１〜Ｙ３について説明する。ここでは、受信信号Ｘ２が基準信号に選択された場合について説明する。また、ｋ＝４とし、遅延素子１２１ａ〜１２１ｃにおける遅延量が３遅延単位であり、フィルタ部１２５２のタップ数が７（＝２ｋ−１）であるとする。
図１０は、本実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ３２による干渉波Ｉを抑圧する処理の一例を示す概略図である。ここで、干渉波Ｉの発生源からアンテナ素子１１−１〜１１−３までのチャネル応答特性をＨｕ１（ｚ）、Ｈｕ２（ｚ）、Ｈｕ３（ｚ）とすると、各受信信号Ｘ’１〜Ｘ’３は、次式（１１）のように表される。
【００９３】
【数１１】
【００９４】
ＦＩＲフィルタ部１２５ｂは、受信信号Ｘ１に含まれるマルチパス干渉波を受信信号Ｘ２に含まれるマルチパス干渉波により打ち消すためのタップ係数を算出する。ＦＩＲフィルタ部１２５ｆは受信信号Ｘ３に含まれるマルチパス干渉波を受信信号Ｘ２に含まれるマルチパス干渉波により打ち消すためのタップ係数を算出する。ＦＩＲフィルタ部１２５ｂ、１２５ｆにおいて算出されたタップ係数は、次式（１２）のように表される。
【００９５】
【数１２】
【００９６】
ここで、所望波Ｓの送信元からアンテナ素子１１−１〜１１−３までのチャネル応答特性をＨｓ１（ｚ）、Ｈｓ２（ｚ）、Ｈｓ３（ｚ）とし、所望波Ｓと干渉波Ｉとを受信する場合、各受信信号Ｘ１〜Ｘ３は、次式（１３）のように表される。
【００９７】
【数１３】
【００９８】
式（１２）を変形すると次式（１４）が得られる。
【００９９】
【数１４】
【０１００】
基準タップのタップ係数（α３，β３）を０にして、干渉波Ｉの抑圧をすると、出力信号Ｙ１、Ｙ３は、次式（１５）のように表される。
【０１０１】
【数１５】
【０１０２】
以上より、マルチパス干渉等化フィルタ３２から出力される出力信号Ｙ１〜Ｙ３は、次式（１６）となる。
【０１０３】
【数１６】
【０１０４】
式（１６）において、出力信号Ｙ１〜Ｙ３それぞれに含まれる所望波Ｓは、３（＝ｋ−１，ｋ＝４）遅延単位分の成分の項において、相関がないことが分かる。すなわち、基準タップに対応するタップのタップ係数を０にすることにより受信装置が同じタイミングで受信した、受信信号Ｘ１、Ｘ３に含まれる所望波Ｓと、基準信号に選択された受信信号Ｘ２が結合することを防ぐことができる。
そして、出力信号Ｙ１、Ｙ３に含まれる所望波Ｓと、出力信号Ｙ２に含まれる所望波Ｓとの無相関を保つことができる。これにより、アンテナ素子１１−１〜１１−３を用いることにより得られる空間ダイバーシチ効果を保つことができる。
【０１０５】
これに対して、出力信号Ｙ１、Ｙ３に含まれる干渉波Ｉと、出力信号Ｙ２に含まれる干渉はＩとは、タップ係数α３、β３を定数とする複素数のスカラ倍の関係にあることが分かる。すなわち、干渉波Ｉについて、出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２とは、複素数を定数とするスカラ倍の関係にあるので、出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２との位相及び振幅を調整して、逆相合成することにより、出力信号Ｙ１、Ｙ２に含まれるマルチパス干渉波を抑圧することができる。また、出力信号Ｙ２と出力信号Ｙ３とは、同様に、複素数を定数とするスカラ倍の関係にあるので、出力信号Ｙ２、Ｙ３の位相及び振幅を調整して、逆相合成することにより、出力信号Ｙ２、Ｙ３に含まれるマルチパス干渉波を抑圧することができる。
【０１０６】
なお、第２実施形態及び第３実施形態において、マルチパス干渉等化フィルタ（１２、２２、３２）に入力される受信信号が２つ又は３つのアンテナ素子により受信された受信信号である構成について説明したが、この構成に限ることなく、４つ以上のアンテナ素子により受信された受信信号が入力されるようにしてもよい。
また、本実施形態において、受信信号Ｘ１〜Ｘ３から基準信号を選択する際に、入出力電力比の総和に替えて、第２実施形態と同様に標準偏差を用いるようにしてもよい。
【０１０７】
なお、上述の第１〜第３実施形態において、入出力電力比や、標準偏差に基づいて、基準信号を選択する構成について説明したが、これらに替えて、以下のようにして基準信号を選択するようにしてもよい。例えば、各ＦＩＲフィルタ部のタップ係数が収束した後に、受信信号ごとに、当該受信信号が入力されるＦＩＲフィルタ部のタップ係数の絶対値の総和を算出し、算出した総和のうち最も小さい総和に対応する受信信号を基準信号に選択するようにしてもよい。これは、タップ係数の総和が小さいほうが干渉波をより抑圧できる傾向にあるという発明者の知見に基づくものであり、このように選択することにより、干渉波を抑圧する能力を向上させることができる。
【０１０８】
また、上述の第１〜第３実施形態において、入出力電力比や、標準偏差に基づいて、基準信号を選択する構成について説明したが、これらに替えて、各減算信号のレベル（振幅）の標準偏差を算出し、算出した標準偏差を用いて基準信号を選択するようにしてもよい。これにより、マルチパス干渉等化フィルタ（１２、２２、３２）から出力される出力信号の基準信号に対するスカラ倍のばらつきを抑えることができ、安定して干渉波Ｉを抑圧することができる。更に、複数のサブキャリアを用いて伝送を行う場合、サブキャリアごとの信号レベルの標準偏差を算出し、算出した標準偏差が最小の受信信号を基準信号にするようにしてもよい。このとき、標準偏差の算出は、時間領域におけるレベルに対して行ってもよいし、周波数領域におけるレベルに対して行うようにしてもよい。
【０１０９】
上述のマルチパス干渉等化フィルタは内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、マルチパス干渉等化フィルタに備えられている遅延素子、干渉抑圧部、スイッチ部、及び制御部の各機能をコンピュータに実行させるプログラムが、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、コンピュータに各機能を実現させるようにしてもよい。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１１０】
１，９…受信装置
１１−１，１１−２，１１−３…アンテナ素子
１２，２２，３２…マルチパス干渉等化フィルタ
１３，１６…干渉除去部
１４…同期検出部
１５−１，１５−２…ＦＦＴ部
１７…復調部
１８…Ｐ／Ｓ変換部
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ…遅延素子
１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆ…干渉抑圧部
１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ，３２３ａ，３２３ｂ，３２３ｃ…スイッチ部
１２４，２２４，３２４…制御部
１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ，１２５ｄ，１２５ｅ，１２５ｆ…ＦＩＲフィルタ部
１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，１２６ｄ，１２６ｅ，１２６ｆ…減算部
１２７ａ，１２７ｂ，３２７ａ，３２７ｂ，３２７ｃ…入出力電力比算出部
１２８，２２８，３２８…基準信号選択部
１３１，１３２，１６１，１６２…乗算器
１３３，１６３，１２５５…加算器
１３４，１６４，１２５１…ＭＭＳＥ部
２２７ａ，２２７ｂ…標準偏差算出部
１２５２…フィルタ部
１２５３ｂ，１２５３ｃ，１２５３ｄ，１２５３ｅ，１２５３ｆ，１２５３ｇ…遅延素子
１２５４ａ，１２５４ｂ，１２５４ｃ，１２５４ｄ，１２５４ｅ、１２５４ｆ、１２５４ｇ…重み乗算器
３２７１ａ，３２７１ｂ，３２７１ｃ…第１電力比算出部
３２７２ａ，３２７２ｂ，３２７２ｃ…第２電力比算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチパス干渉等化フィルタ、及び受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のアンテナを用いて受信するＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重方式）方式においては、複数のアンテナ素子それぞれにより受信した受信信号から、ＯＦＤＭ信号におけるＯＤＦＭシンボルのシンボル同期のタイミングを、ＯＦＤＭ信号のパケットに付加されているプリアンブルなどを利用して検出している。このシンボル同期のタイミングにおいて、ＯＤＦＭシンボルに対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）を行うタイミングを高精度に同期させて受信信号の復調及び復号を行っている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
所望のＯＦＤＭ信号に干渉する大電力の干渉波が存在する場合には、受信信号に対して重み係数を乗算し、重み係数を乗じた受信信号同士を合成することにより大電力の干渉波を抑圧してタイミングの検出を行うとともに、所望のＯＦＤＭ信号の復調を行っている。ここで、大電力の干渉波は、例えば、他の通信システムより送信される電波であって、所望のＯＦＤＭ信号の受信波に比べ電力の高い、Ｄ／Ｕ（Desirable signal / Undesirable signal）＝−２０ｄＢ程度の電波であり、以下、大電力干渉波という。
【０００４】
上述のような、大電力干渉波の存在する環境において、所望のＯＦＤＭ信号を受信・復調する受信装置の一例を示す。
図１１は、大電力干渉波を抑圧して、所望のＯＦＤＭ信号を受信・復調する受信装置９の構成を示す概略ブロック図である。ここでは、アンテナ素子の数が２である場合について説明する。同図に示すように、受信装置９は、アンテナ素子１１−１、１１−２、干渉除去部１３、同期検出部１４、ＦＦＴ部１５−１、１５−２、干渉除去部１６、復調部１７、及びＰ／Ｓ（Parallel / Serial：並列−直列）変換部１８を備えている。
【０００５】
干渉除去部１３は、アンテナ素子１１−１、１１−２により受信された受信信号Ｘ１、Ｘ２それぞれに重み係数を乗じて合成することにより、大電力干渉波を抑圧した合成信号を生成する。同期検出部１４は、干渉除去部１３が生成した合成信号に含まれるプリアンブルなどを利用してＦＦＴを行うタイミングを検出する。ＦＦＴ部１５−１、１５−２は、同期検出部１４が検出したタイミングに基づいて、それぞれが受信信号Ｘ１、Ｘ２に対してＦＦＴを行い、Ｍ個のサブキャリアごとの周波数領域における信号に変換する。
【０００６】
干渉除去部１６は、ＦＦＴ部１５−１、１５−２それぞれが出力する同じサブキャリアの信号同士を合成することにより、大電力干渉波の成分を抑圧した信号を復調部１７に出力する。復調部１７は、サブキャリアごとに、干渉除去部１６が出力する信号に対して復調を行う。Ｐ／Ｓ変換部１８は、復調部１７が復調した各サブキャリアの信号に対してパラレル／シリアル変換を行い１つの信号列として出力する。
【０００７】
干渉除去部１３は、乗算器１３１、１３２、加算器１３３、及びＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error：最小平均二乗誤差）部１３４を有している。乗算器１３１、１３２は、受信信号Ｘ１、Ｘ２に対してＭＭＳＥ部１３４により算出される重み係数を乗じる。加算器１３３は、乗算器１３１、１３２が算出した重み係数を乗じた信号同士を加算する。ＭＭＳＥ部１３４は、加算器１３３が算出する信号に含まれる干渉波の電力を最小にするように、乗算器１３１、１３２に出力する重み係数それぞれを算出する。
【０００８】
例えば、ＭＭＳＥ部１３４は、加算器１３３から出力される信号の電力が最小になるように、乗算器１３１に入力する重み係数を１に固定して、乗算器１３２に入力する重み係数を算出する。この場合、ＭＭＳＥ部１３４は、乗算器１３２から出力される信号に含まれる干渉波を、乗算器１３１から出力される信号に含まれる干渉波と同振幅かつ逆位相の信号になるように重み係数を算出する。
ここで、ＭＭＳＥ部１３４は、ＬＭＳ（Least Mean Square：最急降下法）、ＲＬＳ（Recursive Least Square：再帰的最小二乗法）、サンプル値を用いた直接解法であるＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）などのアルゴリズムを用いて、乗算器１３１、１３２それぞれに対する重み係数を算出する。
【０００９】
干渉除去部１６は、乗算器１６１、１６２、加算器１６３、及びＭＭＳＥ部１６４を有している。また、干渉除去部１６は、ＦＦＴ部１５−１、１５−２から出力される同じサブキャリアの信号同士を周波数空間において合成する。干渉除去部１６は、ＭＭＳＥ部１６４が各サブキャリアの信号それぞれのＳＩＮＲ（Signal-to-Interference and Noise power Ratio：信号対干渉雑音電力比）を最大にするように重み係数を算出し、乗算器１６１、１６２が算出した重み係数を入力される信号に対して乗算し、加算器１６３が乗算した信号を合成することにより、干渉波を抑圧する。これにより、干渉波の信号レベルが高い場合、干渉波の抑圧効果を得ることができ、干渉波の信号レベルが低い場合、２つのアンテナ素子１１−１、１１−２による空間ダイバーシチ効果を得ることができる。
【００１０】
受信装置９は、２つの異なるアンテナ素子１１−１、１１−２による空間ダイバーシチに基づいて、１タップのフィルタを有する干渉除去部１３により受信信号Ｘ１、Ｘ２から大電力干渉波を抑圧した信号を用いてＦＦＴを行うタイミングの検出を行い、検出したタイミングに基づいて受信信号Ｘ１、Ｘ２を周波数領域の信号に変換してＭ個のサブキャリアごとの信号を得る。そして、受信装置９は、１タップのフィルタを有する干渉除去部１６により、各サブキャリアの信号に含まれる大電力干渉波の成分を抑圧して復調を行う。
これにより、受信装置９は、大電力干渉波の存在する環境においても、受信した信号から大電力干渉波を除去して、所望のＯＦＤＭ信号を復調・復号している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１８６４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の大電力干渉波が、マルチパス環境において存在する場合、大電力干渉波の遅延波は、復調・復号の対象となるＯＦＤＭ信号に対して異なる干渉波のように影響する。すなわち、マルチパス環境では、干渉波が１つである場合でも、複数の干渉波が存在しているのと同じ状況になる。
例えば、マルチパス環境において、干渉波が受信装置９に複数のパスを介して到達する場合、受信装置９は、複数の干渉波による干渉を受けることになり、２つの異なるアンテナ素子１１−１、１１−２による空間ダイバーシチを利用した干渉波の抑圧を十分に行うことが困難になり、シンボル同期のタイミング検出ができない場合がある。そのため、通信品質が低下するという問題がある。
【００１３】
上述のような問題に対して、アンテナ素子の数を増やして、空間ダイバーシチを利用して干渉波を抑圧する手法がある。しかし、受信装置９が設置される場所、通信を行う環境によって遅延波の数が異なるため適切なアンテナ素子の数を決定することは困難であるという問題がある。特に、受信装置９が移動する場合は、アンテナ素子の数を決定することがさらに困難になり、干渉波を適切に抑圧することが困難になるという問題がある。
すなわち、干渉波の遅延波が複数生じるマルチパス環境において、干渉波を適切に抑圧することが困難であるという問題がある。
【００１４】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたもので、その目的は、マルチパス環境における干渉波を適切に抑圧することができるマルチパス干渉等化フィルタ、及びそのフィルタを備える受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記問題を解決するために、本発明は、複数のアンテナごとに設けられ、該アンテナにより受信される受信信号に遅延を与える遅延素子と、前記複数のアンテナのうち２つのアンテナの組合せごとに設けられた干渉抑圧部であって、一方のアンテナにより受信される受信信号が入力されるＦＩＲフィルタ部、及び、他方のアンテナにより受信される受信信号を遅延させた信号である被減算信号から前記ＦＩＲフィルタ部が出力する信号を減算し、減算の結果である減算信号を出力する減算部を有する干渉抑圧部と、前記複数のアンテナごとに設けられたスイッチ部であって、該アンテナにより受信される受信信号を遅延させた信号、及び、該受信信号を被減算信号としている干渉抑圧部の減算信号のうちいずれか１つの信号を選択し、選択した信号を出力信号として出力するスイッチ部と、前記干渉抑圧部それぞれが出力する減算信号に基づいて、前記複数の受信信号のうちいずれか１つを基準信号に選択し、基準信号が前記ＦＩＲフィルタ部に入力されている干渉抑圧部の減算信号と、基準信号に選択された受信信号とのいずれかを前記スイッチ部それぞれに選択させる制御を行う制御部とを具備し、前記干渉抑圧部それぞれにおいて、前記ＦＩＲフィルタ部は、受信信号に干渉波のみが含まれる場合に前記減算信号の電力を最小にするタップ係数を算出し、前記制御部は、前記ＦＩＲフィルタ部それぞれにおいて算出されたタップ係数のうち、前記基準信号に与えられる遅延時間と同じ遅延時間を与えて演算するタップ係数を０にすることを特徴とするマルチパス干渉等化フィルタである。
【００１６】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御部は、前記複数の受信信号ごとに、該受信信号が入力される前記ＦＩＲフィルタ部を有している前記干渉抑圧部から出力される減算信号の電力に対する被減算信号の電力の比である入出力電力比の総和を算出する入出力電力比算出部と、前記入出力電力比算出部が算出した入出力電力比の総和のうち、最大の総和に対応する受信信号を前記基準信号に選択する基準信号選択部とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御部は、前記複数の受信信号ごとに、該受信信号が前記ＦＩＲフィルタ部に入力される前記干渉抑圧部から出力される減算信号の標準偏差を算出する標準偏差算出部と、前記標準偏差算出部が算出した標準偏差のうち、最小の標準偏差に対応する受信信号を前記基準信号に選択する基準信号選択部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御部は、前記複数の受信信号ごとに、該受信信号が入力される前記ＦＩＲフィルタ部のタップ係数の絶対値の総和を算出し、算出した総和のうち、最小の総和に対応する受信信号を前記基準信号に選択することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記に記載のマルチパス干渉等化フィルタと、前記マルチパス干渉等化フィルタの出力する出力信号に基づいて、シンボル同期のタイミングを検出する同期検出部と、前記同期検出部が検出したシンボル同期のタイミングに基づいて、前記マルチパス干渉等化フィルタが出力する信号に対してＦＦＴをするＦＦＴ部と、前記ＦＦＴ部によりＦＦＴされた信号を復調する復調部とを具備することを特徴とする受信装置である。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、各ＦＩＲフィルタ部が受信信号に干渉波のみが含まれる場合に前記減算信号の電力を最小にするタップ係数を算出し、制御部が各ＦＩＲフィルタ部におけるタップ係数のうち、基準信号に与えられる遅延時間と同じ遅延時間を与えて演算するタップ係数を０にすることにより、各干渉抑圧部が出力する減算信号と、基準信号とを複素数を定数としたスカラ倍の関係にすることができる。
これにより、本発明のマルチパス干渉等化フィルタが出力する出力信号に対して１タップの重み付け合成によって、干渉波の遅延波が複数生じるマルチパス干渉においても、受信信号に含まれる干渉波を抑圧することができ、アンテナの数を変更することなくＳＩＮＲを最大化する効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態における受信装置１の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ１２の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】同実施形態におけるＦＩＲフィルタ部１２５ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図４】同実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ１２におけるタップ係数を設定する処理を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ１２におけるタップ係数を設定する処理を示す第２のフローチャートである。
【図６】第２実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ２２の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】同実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ２２におけるタップ係数を設定する処理を示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ３２の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】同実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ３２におけるタップ係数を設定する処理を示すフローチャートである。
【図１０】同実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ３２による干渉波Ｉを抑圧する処理の一例を示す概略図である。
【図１１】大電力干渉波を抑圧して、所望のＯＦＤＭ信号を受信・復調する受信装置９の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ、及びそのフィルタを具備する受信装置を説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における受信装置１の構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、受信装置１は、アンテナ素子１１−１、１１−２、マルチパス干渉等化フィルタ１２、干渉除去部１３、同期検出部１４、ＦＦＴ部１５−１、１５−２、干渉除去部１６、復調部１７、及びＰ／Ｓ（Parallel / Serial：並直列）変換部１８を具備している。
本実施形態における受信装置１は、マルチパス干渉等化フィルタ１２を具備している点が、図１１に示した受信装置９と異なる。なお、マルチパス干渉等化フィルタ１２を除く各部は、図１１において説明した各部と同じ構成を有しているので、該当する部に同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
図２は、本実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ１２の構成を示す概略ブロック図である。ここでは、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂが７（＝２ｋ−１，ｋ＝４）つのタップを有するＦＩＲフィルタを有している場合について説明する。
同図に示すように、マルチパス干渉等化フィルタ１２は、遅延素子１２１ａ、１２１ｂと、干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂと、スイッチ部１２３ａ、１２３ｂと、制御部１２４とを備えている。
【００２５】
遅延素子１２１ａは、入力された受信信号Ｘ１に対して、遅延を与えてから出力する。遅延素子１２１ｂは、アンテナ素子１１−２により受信された受信信号Ｘ２が入力され、入力された受信信号Ｘ２に対して遅延を与えてから出力する。ここで、遅延素子１２１ａ、１２１ｂが入力される信号に対して与える遅延量は、予め定められた遅延量を１遅延単位とした場合において、（ｋ−１）遅延単位分の遅延量である。
【００２６】
干渉抑圧部１２２ａは、受信信号Ｘ１に基づいて、受信信号Ｘ２に含まれる干渉波Ｉの成分を抑圧する。干渉抑圧部１２２ａは、ＦＩＲフィルタ部１２５ａと、減算部１２６ａとを有している。
ＦＩＲフィルタ部１２５ａは、アンテナ素子１１−１により受信された受信信号Ｘ１が入力され、干渉波Ｉの送信元からアンテナ素子１１−１までのチャネル応答特性Ｈｕ１（ｚ）と、干渉波Ｉの送信元からアンテナ素子１１−２までのチャネル応答特性Ｈｕ２（ｚ）とに基づいたフィルタ処理を受信信号Ｘ１に対して行い、フィルタ処理結果を示す信号を出力する。減算部１２６ａには、遅延素子１２１ｂから出力される受信信号Ｘ２（被減算信号）から、ＦＩＲフィルタ部１２５ａが出力する信号を減算し、減算の結果を示す減算信号を出力する。
【００２７】
図３は、本実施形態におけるＦＩＲフィルタ部１２５ａの構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、ＦＩＲフィルタ部１２５ａは、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error；最小平均二乗誤差）部１２５１と、フィルタ部１２５２とを有している。フィルタ部１２５２は、直列に接続され、アンテナ素子１１−１により受信された受信信号Ｘ１が入力されている６つの遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｇと、受信信号Ｘ１が入力される重み乗算器１２５４ａと、遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｇそれぞれに対応する重み乗算器１２５４ｂ〜１２５４ｇと、重み乗算器１２５４ａ〜１２５４ｇの乗算結果の総和を算出する加算器１２５５とを有している。ＦＩＲフィルタ部１２５ａには受信信号Ｘ１が入力され、ＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数（ｗ０，ｗ１，ｗ２，…，ｗ６）に基づいて、フィルタ部１２５２が受信信号Ｘ１に対してフィルタ処理を行う。ここで、各遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｇが入力される信号に対して与える遅延量は、１遅延単位分の遅延量である。
【００２８】
具体的には、重み乗算器１２５４ａは、入力された受信信号Ｘ１に対して、ＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ０を乗じる。重み乗算器１２５４ｂは、遅延素子１２５３ｂが遅延させた受信信号Ｘ１に対して、ＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ１を乗じる。重み乗算器１２５４ｃは、遅延素子１２５３ｂ、１２５３ｃが遅延させた受信信号Ｘ１に対してＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ２を乗じる。重み乗算器１２５４ｄは、遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｄが遅延させた受信信号Ｘ１に対してＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ３を乗じる。重み乗算器１２５４ｅは、遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｅが遅延させた受信信号Ｘ１に対してＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ４を乗じる。重み乗算器１２５４ｆは、遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｆが遅延させた受信信号Ｘ１に対してＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ５を乗じる。重み乗算器１２５４ｇは、遅延素子１２５３ｂ〜１２５３ｇが遅延させた受信信号Ｘ１に対してＭＭＳＥ部１２５１が算出したタップ係数ｗ６を乗じる。
【００２９】
ＭＭＳＥ部１２５１は、受信信号Ｘ１に対してフィルタ処理をして得られた信号を受信信号Ｘ２から減算部１２６ａを用いて減算することにより、受信信号Ｘ２に含まれる干渉波Ｉの成分を打ち消す（抑圧する）ようにタップ係数ｗ０〜ｗ６を算出する。例えば、受信装置１が復調するＯＦＤＭ信号が送信されていない期間において、干渉波Ｉのみを受信しているとき、ＭＭＳＥ部１２５１は、ＲＬＳ（Recursive Least Square：再帰的最小二乗法）や、ＬＭＳ（Least Mean Square：最急降下法）、サンプル値を用いた直接解法であるＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）などのアルゴリズムを用いて、減算部１２６ａから出力する減算信号の電力が最小となるタップ係数ｗ０〜ｗ６を算出する。
【００３０】
図２に戻って説明を続ける。干渉抑圧部１２２ｂは、干渉抑圧部１２２ａと同様の構成を有しており、ＦＩＲフィルタ部１２５ｂと、減算部１２６ｂとを有している。ＦＩＲフィルタ部１２５ｂは、受信信号Ｘ２が入力される点がＦＩＲフィルタ部１２５ａと異なるが、同じ構成を有しているのでその説明を省略する。減算部１２６ｂは、遅延素子１２１ａから出力される受信信号Ｘ１からＦＩＲフィルタ部１２５ｂから出力される信号を減算し、減算の結果を示す減算信号を出力する。
【００３１】
スイッチ部１２３ａは、制御部１２４の制御に応じて、遅延素子１２１ａから出力される信号と、干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号とのいずれか一方を選択し、選択した信号を出力信号Ｙ１として出力する。スイッチ部１２３ｂは、制御部１２４の制御に応じて、遅延素子１２１ｂから出力される信号と、干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号とのいずれか一方を選択し、選択した信号を出力信号Ｙ２として出力する。
制御部１２４は、遅延素子１２１ａから出力される受信信号Ｘ１と、遅延素子１２１ｂから出力される受信信号Ｘ２と、干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂそれぞれから出力される減算信号とに基づいて、スイッチ部１２３ａ、１２３ｂに対する制御を行う。制御部１２４は、受信信号Ｘ１、Ｘ２ごとに設けられている入出力電力比算出部１２７ａ、１２７ｂと、基準信号選択部１２８とを有している。
【００３２】
入出力電力比算出部１２７ａには、遅延素子１２１ｂから出力される受信信号Ｘ２（被減算信号）と、干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号とが入力される。入出力電力比算出部１２７ａは、減算信号の電力に対する受信信号Ｘ２の電力の比（（受信信号Ｘ２の電力）／（減算信号の電力））を示す入出力電力比を算出し、算出した入出力電力比を受信信号Ｘ１に対する入出力電力比として基準信号選択部１２８に出力する。
入出力電力比算出部１２７ｂには、遅延素子１２１ａから出力される受信信号Ｘ１（被減算信号）と、干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号とが入力される。入出力電力比算出部１２７ｂは、減算信号の電力に対する受信信号Ｘ１の電力の比（（受信信号Ｘ１の電力）／（減算信号の電力））を示す入出力電力比を算出し、算出した入出力電力比を受信信号Ｘ２に対する入出力電力比として基準信号選択部１２８に出力する。
【００３３】
基準信号選択部１２８は、入出力電力比算出部１２７ａ、１２７ｂが算出する入出力電力比に基づいて、受信信号Ｘ１と受信信号Ｘ２とのいずれかを基準信号に選択する。具体的には、基準信号選択部１２８は、入出力電力比算出部１２７ａが算出した入出力電力比と、入出力電力比算出部１２７ｂが算出した入出力電力比とのうち、大きい入出力電力比に対応する受信信号を基準信号に選択する。
そして、基準信号選択部１２８は、基準信号に選択された受信信号を出力するように、スイッチ部１２３ａ、１２３ｂに対して制御を行う。また、基準信号選択部１２８は、干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂのうち、基準信号に基づいて干渉波を抑圧する干渉抑圧部から出力される減算信号を選択するように、スイッチ部１２３ａ、１２３ｂに対して制御を行う。
【００３４】
また、基準信号選択部１２８は、基準信号に選択した受信信号が入力されているＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂのタップ係数ｗ０〜ｗ６のうち、基準信号に与えられる遅延時間（ｋ−１（＝３）遅延単位）と同じ遅延時間を与えて演算するタップ係数ｗ３を０にする制御を、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂに対して行う。
【００３５】
図４は、本実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ１２におけるタップ係数を設定する処理を示すフローチャートである。
マルチパス干渉等化フィルタ１２において、タップ係数を設定する処理が開始されると、所望のＯＦＤＭ信号が送信されていない期間、すなわち干渉波のみを受信している期間において、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂが有しているＭＭＳＥ部１２５１は、それぞれのフィルタ部１２５２の７（＝２ｋ−１，ｋ＝４）つのタップ係数ｗ０〜ｗ６が収束するまで、所定のアルゴリズムによる演算を繰り返して行い、タップ係数ｗ０〜ｗ６を算出する（ステップＳ１０１）。
【００３６】
ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂにおいて、タップ係数が収束すると、入出力電力比算出部１２７ａは、受信信号Ｘ１に対する入出力電力比を算出し、入出力電力比算出部１２７ｂは、受信信号Ｘ２に対する入出力電力比を算出する（ステップＳ１０２）。
各入出力電力比が算出されると、基準信号選択部１２８は、受信信号Ｘ１をＦＩＲフィルタ部１２５ａの入力とする干渉抑圧部１２２ａに対する入出力電力比が、受信信号Ｘ２をＦＩＲフィルタ部１２５ｂの入力とする干渉抑圧部１２２ｂに対する入出力電力比より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００３７】
ステップＳ１０３において、受信信号Ｘ１に対する入出力電力比が受信信号Ｘ２に対する入出力電力比より大きい場合（ステップＳ１０３：ｙｅｓ）、基準信号選択部１２８は、受信信号Ｘ１を基準信号に選択する（ステップＳ１０４）。このとき、基準信号選択部１２８は、スイッチ部１２３ａに対して遅延素子１２１ａから出力される信号を選択させる制御と、スイッチ部１２３ｂに対して干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号を選択させる制御とを行う。
一方、受信信号Ｘ１に対する入出力電力比が受信信号Ｘ２に対する入出力電力比以下の場合（ステップＳ１０３：ｎｏ）、基準信号選択部１２８は、受信信号Ｘ２を基準信号に選択する（ステップＳ１０５）。このとき、基準信号選択部１２８は、スイッチ部１２３ａに対して干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号を選択させる制御と、スイッチ部１２３ｂに対して遅延素子１２１ｂから出力される信号を選択させる制御とを行う。
【００３８】
続いて、基準信号選択部１２８は、基準信号に選択した受信信号が入力されているＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂのタップ係数ｗ０〜ｗ６のうち、基準信号に与えられる遅延時間（ｋ−１（＝３）遅延単位）と同じ遅延時間を与えて演算するタップ（基準タップ）のタップ係数ｗ３を０にする制御を、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂに対して行い、干渉波Ｉを抑圧させる（ステップＳ１０６）。
【００３９】
上述のようにＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂのタップ係数が設定された場合において、マルチパス干渉等化フィルタ１２が出力する出力信号Ｙ１、Ｙ２について説明する。ここでは、受信信号Ｘ２が基準信号に選択された場合について説明する。
一般に、干渉波Ｉ、及び干渉波Ｉの遅延波が合成されたマルチパス干渉波のチャネル応答特性Ｈｕ１、Ｈｕ２は、ＦＩＲフィルタにより表すことができ、例えば、次式（１）により表すことができる。ここで、マルチパス干渉波とは、マルチパス環境において、遅延波を伴う干渉波のことをいう。
【００４０】
【数１】
【００４１】
ここで、Ｈｕ１（ｚ）、Ｈｕ２（ｚ）は、干渉波の発生源（送信元）からアンテナ素子１１−１、１１−２までのチャネル応答特性である。
このとき、受信信号Ｘ１、Ｘ２にマルチパス干渉波のみが含まれる場合、干渉波の信号をＩとしたとき、受信信号Ｘ１、Ｘ２は、次式（２）により表される。
【００４２】
【数２】
【００４３】
式（２）により表されるマルチパス干渉波は、ＦＩＲフィルタ部１２５ｂの部分に（Ｈｕ１（ｚ）／Ｈｕ２（ｚ））により表されるＩＩＲフィルタを設けることにより打ち消すことができる。しかし、ＩＩＲフィルタの適切なタップ係数を設定することは、困難であるので、マルチパス干渉波を打ち消すＩＩＲフィルタを、例えば、次式（３）に表すように、有限のＦＩＲフィルタにより近似して、ＦＩＲフィルタ部１２５ｂのタップ係数を算出する。
【００４４】
【数３】
【００４５】
ここで、干渉抑圧部１２２ｂが有する減算部１２６ｂは、遅延素子１２１ａにより３遅延単位分（ｚ−３＝ｚ−（ｋ−１））の遅延を加えられた受信信号Ｘ１から、ＦＩＲフィルタ部１２５ｂによりフィルタ処理された受信信号Ｘ２を減算する。減算部１２６ｂから出力される信号Ｙ’１は、次式（４）により表される。
【００４６】
【数４】
【００４７】
ＦＩＲフィルタ部１２５ｂにおいて、ＭＭＳＥ部１２５１が、式（４）により表される信号Ｙ’１の受信電力を最小にするタップ係数γ０〜γ６を算出する。
式（４）から分かるように、ＦＩＲフィルタ部１２５ｂでは、アンテナ素子１１−２においてアンテナ素子１１−１より先に受信された干渉波（（γ０＋γ１ｚ−１＋γ２ｚ−２）Ｘ２（ｚ））と、アンテナ素子１１−２においてアンテナ素子１１−１と同時に受信された干渉波（γ３ｚ−３Ｘ２（ｚ））と、アンテナ素子１１−２においてアンテナ素子１１−１より後に受信された干渉波（（γ４ｚ−４＋γ５ｚ−５＋γ６ｚ−６）Ｘ２（ｚ））とに基づいて、受信信号Ｘ１に含まれる干渉波を打ち消すことができる。
【００４８】
また、式（４）は、アンテナ素子１１−２においてアンテナ素子１１−１より先に受信された干渉波に基づいて、受信信号Ｘ１に含まれる干渉波を打ち消す場合、タップ係数γ０〜γ２の絶対値は大きくなる。逆に、アンテナ素子１１−２においてアンテナ素子１１−１より後に受信された干渉波に基づいて、受信信号Ｘ１に含まれる干渉波を打ち消す場合、タップ係数γ４〜γ６の絶対値は大きくなる。
【００４９】
また、基準信号として受信信号Ｘ１が選択された場合、アンテナ素子１１−１においてアンテナ素子１１−２より先に受信された干渉波に基づいて、受信信号Ｘ２に含まれる干渉波を打ち消すとき、ＦＩＲフィルタ部１２５ａのタップ係数γ０〜γ２の絶対値は大きくなる。逆に、アンテナ素子１１−１においてアンテナ素子１１−２より後に受信された干渉波に基づいて、受信信号Ｘ２に含まれる干渉波を打ち消す場合、タップ係数γ４〜γ６の絶対値は大きくなる。
【００５０】
基準信号選択部１２８は、干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂが有するＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂにおいてタップ係数が収束した後に、タップ係数γ０〜γ６のうち、干渉波を打ち消す対象の受信信号（被減算信号）に与えられた遅延量（（ｋ−１）遅延単位分の遅延量）と同じ遅延量を与えて演算をするタップのタップ係数γ３を０にする制御をＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂに対して行う。
このとき、マルチパス干渉等化フィルタ１２の出力信号Ｙ１は、次式（５）として表せる。
【００５１】
【数５】
【００５２】
また、干渉波Ｉ及び所望波Ｓが受信信号Ｘ１、Ｘ２に含まれる場合、受信信号Ｘ１、Ｘ２は、所望波Ｓの送信元からアンテナ素子１１−１までの間のチャネル応答特性をＨｓ１（ｚ）とし、所望波Ｓの送信元からアンテナ素子１１−２までの間のチャネル応答特性をＨｓ２（ｚ）とすると、次式（６）と表される。
【００５３】
【数６】
【００５４】
ここで、式（６）を式（５）に代入すると、次式（７）となる。
【００５５】
【数７】
【００５６】
また、式（３）を次式（８）のように変形し、
【００５７】
【数８】
【００５８】
式（７）に代入すると、出力信号Ｙ１を示す次式（９）が得られる。
【００５９】
【数９】
【００６０】
このとき、出力信号Ｙ２は、次式（１０）により表される。
【００６１】
【数１０】
【００６２】
式（９）と式（１０）とを比べると、出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２とのそれぞれに含まれる所望波Ｓは、３（＝ｋ−１，ｋ＝４）遅延単位分（ｚ−３）の成分の項において、相関がないことが分かる。すなわち、基準タップに対応するタップのタップ係数を０にすることにより、受信装置１が同じタイミングで受信した、受信信号Ｘ１に含まれる所望波Ｓと、受信信号Ｘ２に含まれる所望波Ｓとが結合することを防ぐことができる。
そして、出力信号Ｙ１に含まれる所望波Ｓと、出力信号Ｙ２に含まれる所望波Ｓとの無相関を保つことができる。これにより、アンテナ素子１１−１、１１−２を用いることにより得られる空間ダイバーシチ効果を保つことができる。
【００６３】
これに対して、出力信号Ｙ１に含まれる干渉波Ｉと、出力信号Ｙ２に含まれる干渉波Ｉとは、タップ係数γ３を定数とする複素数のスカラ倍の関係にあることがわかる。すなわち、干渉波Ｉについて、出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２とは、複素数を定数とするスカラ倍の関係にあるので、出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２との位相及び振幅を調整して、逆相合成することにより、マルチパス干渉波を抑圧することができる。
【００６４】
上述した出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２との関係を利用して、本実施形態における受信装置１は、１タップ構成の干渉除去部１３、１６（図１）を用いることにより、出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２とに含まれるマルチパス干渉波を抑圧することができる。
【００６５】
なお、図４に示したタップ係数を設定する処理に替えて、次に示す手順でタップ係数を設定するようにしてもよい。
図５は、本実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ１２におけるタップ係数を設定する処理を示す第２のフローチャートである。図５に示す処理は、基準タップのタップ係数を０にしてから基準信号を選択する点が、図４に示した処理と異なる。
【００６６】
マルチパス干渉等化フィルタ１２において、タップ係数を設定する処理が開始されると、所望のＯＦＤＭ信号が送信されていない期間、すなわち干渉波のみを受信している期間において、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂが有しているＭＭＳＥ部１２５１は、それぞれのフィルタ部１２５２の７（＝２ｋ−１，ｋ＝４）つのタップ係数ｗ０〜ｗ６が収束するまで、所定のアルゴリズムによる演算を繰り返して行い、タップ係数ｗ０〜ｗ６を算出する（ステップＳ２０１）。
基準信号選択部１２８は、基準信号に選択した受信信号が入力されているＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂのタップ係数ｗ０〜ｗ６のうち、基準信号に与えられる遅延時間（ｋ（＝３）遅延単位）と同じ遅延時間を与えて演算するタップ（基準タップ）のタップ係数ｗ３を０にする制御を、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂに対して行う（ステップＳ２０２）。
【００６７】
基準信号選択部１２８が基準タップのタップ係数を０にすると、入出力電力比算出部１２７ａは、受信信号Ｘ１に対する入出力電力比を算出し、入出力電力比算出部１２７ｂは、受信信号Ｘ２に対する入出力電力比を算出する（ステップＳ２０３）。
各入出力電力比が算出されると、基準信号選択部１２８は、受信信号Ｘ１をＦＩＲフィルタ部１２５ａの入力とする干渉抑圧部１２２ａに対する入出力電力比が、受信信号Ｘ２をＦＩＲフィルタ部１２５ｂの入力とする干渉抑圧部１２２ｂに対する入出力電力比より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
【００６８】
ステップＳ２０４において、受信信号Ｘ１に対する入出力電力比が受信信号Ｘ２に対する入出力電力比より大きい場合（ステップＳ２０４：ｙｅｓ）、基準信号選択部１２８は、受信信号Ｘ１を基準信号に選択する（ステップＳ２０５）。このとき、基準信号選択部１２８は、遅延素子１２１ａから出力される信号を選択させる制御をスイッチ部１２３ａに対して行うとともに、干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号を選択させる制御をスイッチ部１２３ｂに対して行う。
一方、受信信号Ｘ１に対する入出力電力比が受信信号Ｘ２に対する入出力電力比以下の場合（ステップＳ２０４：ｎｏ）、基準信号選択部１２８は、受信信号Ｘ２を基準信号に選択する（ステップＳ２０６）。このとき、基準信号選択部１２８は、スイッチ部１２３ａに対して干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号を選択させる制御と、スイッチ部１２３ｂに対して遅延素子１２１ｂから出力される信号を選択させる制御とを行う。
【００６９】
このように、基準信号を選択することにより、所望波Ｓ及び干渉波Ｉを含む受信信号から干渉波Ｉを抑圧する状態、すなわちマルチパス干渉等化フィルタ１２を用いて干渉波Ｉを抑圧する際と同じタップ係数を設定した状態で基準信号が選択されるので、干渉波Ｉの抑圧の精度を向上させることができる。
【００７０】
(第２実施形態)
第２実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタは、基準信号を選択する際に用いる基準が異なる。具体的には、第２実施形態のマルチパス干渉等化フィルタは、入出力電力比に替えて、干渉抑圧部から出力される減算信号における標準偏差を用いて基準信号を選択する。以下、第１実施形態と同じ部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００７１】
図６は、第２実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ２２の構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、マルチパス干渉等化フィルタ２２は、遅延素子１２１ａ、１２１ｂと、干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂと、スイッチ部１２３ａ、１２３ｂと、制御部２２４とを備えている。
制御部２２４は、受信信号Ｘ１に対応する標準偏差算出部２２７ａと、受信信号Ｘ２に対応する標準偏差算出部２２７ｂと、基準信号選択部２２８とを有している。ここで、標準偏差算出部２２７ａが受信信号Ｘ１に対応するとは、標準偏差算出部２２７ａに受信信号Ｘ１が入力されていることをいう。
【００７２】
標準偏差算出部２２７ａには、遅延を与えられた受信信号Ｘ１が遅延素子１２１ａから入力されるとともに、干渉抑圧部１２２ａから減算信号が入力される。標準偏差算出部２２７ａは、遅延を与えられた受信信号Ｘ１で減算信号を除算し、除算の結果に対する標準偏差を基準信号選択部２２８に算出する。なお、標準偏差算出部２２７ａは、標準偏差に替えて、連続的に除算結果として得られる複素数の分散や、標準偏差、平均値、最大値などを出力するようにしてもよい。なお、減算信号を受信信号Ｘ１で除算する際に、時間領域における除算に替えて、周波数領域で除算を行うようにしてもよい。この場合、標準偏差算出部２２７ａは、予め定めた周波数帯域におけるパワースペクトル密度分布の標準偏差や、分散、平均値、最大値などのいずれかを統計的特徴量として、基準信号選択部２２８に出力する。
【００７３】
標準偏差算出部２２７ｂには、遅延を与えられた受信信号Ｘ２が遅延素子１２１ｂから入力されるとともに、干渉抑圧部１２２ｂから減算信号が入力される。標準偏差算出部２２７ｂは、標準偏差算出部２２７ａと同様に、遅延を与えられた受信信号Ｘ２で減算信号を除算し、除算の結果に対する標準偏差を基準信号選択部２２８に出力する。
基準信号選択部２２８は、標準偏差算出部２２７ａ、２２７ｂから入力される標準偏差を比較し、小さい標準偏差に対応する受信信号を基準信号に選択する。また、基準信号選択部２２８は、基準信号に選択した受信信号、又は基準信号に選択した受信信号がＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂに入力されている干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂから出力される減算信号を選択する制御を、スイッチ部１２３ａ、１２３ｂに対して行う。
【００７４】
図７は、本実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ２２におけるタップ係数を設定する処理を示すフローチャートである。
マルチパス干渉等化フィルタ２２において、タップ係数を設定する処理が開始されると、所望のＯＦＤＭ信号が送信されていない期間、すなわち干渉波のみを受信している期間において、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂが有しているＭＭＳＥ部１２５１は、それぞれのフィルタ部１２５２のタップ係数を収束するまで、所定のアルゴリズムによる演算を繰り返して行い、タップ係数を算出する（ステップＳ３０１）。
基準信号選択部２２８は、基準信号に選択した受信信号が入力されているＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂのタップ係数のうち、基準信号に与えられる遅延時間と同じ遅延時間を与えて演算するタップ（基準タップ）のタップ係数を０にする制御を、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂに対して行う（ステップＳ３０２）。
【００７５】
基準信号選択部２２８が基準タップのタップ係数を０にすると、標準偏差算出部２２７ａは受信信号Ｘ１に対する標準偏差を算出し、標準偏差算出部２２７ｂは受信信号Ｘ２に対する標準偏差を算出する（ステップＳ３０３）。
各標準偏差が算出されると、基準信号選択部２２８は、受信信号Ｘ１に対応する標準偏差が、受信信号Ｘ２に対応する標準偏差より小さいか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
ステップＳ３０４において、受信信号Ｘ１に対応する標準偏差が、受信信号Ｘ２に対する標準偏差より小さい場合（ステップＳ３０４：ｙｅｓ）、基準信号選択部２２８は、受信信号Ｘ１を基準信号に選択する（ステップＳ３０５）。このとき、基準信号選択部２２８は、遅延素子１２１ａから出力される信号を選択させる制御をスイッチ部１２３ａに対して行うとともに、干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号を選択させる制御をスイッチ部１２３ｂに対して行う。
一方、ステップＳ３０４において、受信信号Ｘ１に対する標準偏差が、受信信号Ｘ２に対する標準偏差以上の場合（ステップＳ３０４：ｎｏ）、基準信号選択部２２８は、受信信号Ｘ２を基準信号に選択する（ステップＳ３０６）。このとき、基準信号選択部２２８は、干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号を選択させる制御をスイッチ部１２３ａに対して行うとともに、遅延素子１２１ｂから出力される信号を選択させる制御をスイッチ部１２３ｂに対して行う。
【００７６】
このように、基準信号を選択することにより、所望波Ｓ及び干渉波Ｉを含む受信信号から干渉波Ｉを安定して抑圧することができる受信信号を基準信号に選択することができ、干渉波Ｉの抑圧の精度を向上させることができる。
【００７７】
（第３実施形態）
第３実施形態では、受信装置が３つのアンテナ素子を備えている場合における、マルチパス干渉等化フィルタについて説明する。以下、第１実施形態と同じ部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００７８】
図８は、第３実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ３２の構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、マルチパス干渉等化フィルタ３２は、受信信号Ｘ１〜Ｘ３が入力され、出力信号Ｙ１〜Ｙ３を出力する。また、マルチパス干渉等化フィルタ３２は、遅延素子１２１ａ〜１２１ｃと、干渉抑圧部１２２ａ〜１２２ｆと、スイッチ部３２３ａ〜３２３ｃと、制御部３２４とを備えている。
遅延素子１２１ａ〜１２１ｃは、それぞれに受信信号Ｘ１〜Ｘ３が入力され、入力される信号に対して（ｋ−１）遅延単位分の遅延を与えてから出力する。
【００７９】
干渉抑圧部１２２ａ、１２２ｂは、第１実施形態と同じ構成であるのでそれぞれの説明を省略する。干渉抑圧部１２２ｃ〜１２２ｆは、干渉抑圧部１２２ａと同様に、それぞれがＦＩＲフィルタ部１２５ｃ〜１２５ｆと、減算部１２６ｃ〜１２６ｆとを有している。ＦＩＲフィルタ部１２５ｃ〜１２５ｆはＦＩＲフィルタ部１２５ａと同じ構成を有し、減算部１２６ｃ〜１２６ｆもまた減算部１２６ａと同じ構成を有している。
干渉抑圧部１２２ｃにおいて、ＦＩＲフィルタ部１２５ｃには受信信号Ｘ３が入力され、減算部１２６ｃは遅延器１２１ａで遅延させた受信信号Ｘ１を被減算信号とし、ＦＩＲフィルタ部１２５ｃから出力される信号を遅延器１２１ａで遅延させた受信信号Ｘ１から減算し、減算結果を減算信号として出力する。
干渉抑圧部１２２ｄにおいて、ＦＩＲフィルタ部１２５ｄには受信信号Ｘ３が入力され、減算部１２６ｄは遅延器１２１ｂで遅延させた受信信号Ｘ２を被減算信号とし、ＦＩＲフィルタ部１２５ｄから出力される信号を遅延器１２１ｂで遅延させた受信信号Ｘ２から減算し、減算結果を減算信号として出力する。
【００８０】
干渉抑圧部１２２ｅにおいて、ＦＩＲフィルタ部１２５ｅには受信信号Ｘ１が入力され、減算部１２６ｅは遅延器１２１ｃで遅延させた受信信号Ｘ３を被減算信号とし、ＦＩＲフィルタ部１２５ｅから出力される信号を遅延器１２１ｃで遅延させた受信信号Ｘ３から減算し、減算結果を減算信号として出力する。
干渉抑圧部１２２ｆにおいて、ＦＩＲフィルタ部１２５ｆには受信信号Ｘ２が入力され、減算部１２６ｆは遅延器１２１ｃで遅延させた受信信号Ｘ３を被減算信号とし、ＦＩＲフィルタ部１２５ｆから出力される信号を遅延器１２１ｃで遅延させた受信信号Ｘ３から減算し、減算結果を減算信号として出力する。
干渉抑圧部１２２ａ〜１２２ｆは、アンテナ素子１１−１〜１１−３のうち、２つのアンテナの組合せ（６通り）ごとに設けられている。干渉抑圧部１２２ａ〜１２２ｆそれぞれにおいて、一方のアンテナ素子により受信される受信信号がＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆに入力され、他方のアンテナ素子により受信される受信信号を遅延素子で遅延を加えられた信号が被減算信号として減算部１２６ａ〜１２６ｆに入力される。減算部１２６ａ〜１２６ｆは、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆから出力される信号を被減算信号から減算し、減算結果を減算信号として出力する。
【００８１】
スイッチ部３２３ａ〜３２３ｃは、それぞれがアンテナ素子１１−１〜１１−３に対応して設けられている。
スイッチ部３２３ａは、遅延素子１２１ａから出力される受信信号Ｘ１を遅延させた信号と、干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号と、干渉抑圧部１２２ｃから出力される減算信号とのいずれかを、制御部３２４の制御に応じて選択し、選択した信号を出力信号Ｙ１として出力する。
スイッチ部３２３ｂは、遅延素子１２１ｂから出力される受信信号Ｘ２を遅延させた信号と、干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号と、干渉抑圧部１２２ｄから出力される減算信号とのいずれかを、制御部３２４の制御に応じて選択し、選択した信号を出力信号Ｙ２として出力する。スイッチ部３２３ｃは、遅延素子１２１ｃから出力される受信信号Ｘ３を遅延させた信号と、干渉抑圧部１２２ｅから出力される減算信号と、干渉抑圧部１２２ｆから出力される減算信号とのいずれかを、制御部３２４の制御に応じて選択し、選択した信号を出力信号Ｙ３として出力する。
【００８２】
制御部３２４は、遅延素子１２１ａ〜１２１ｃから出力される受信信号Ｘ１〜Ｘ３を遅延させた信号と、干渉抑圧部１２２ａ〜１２２ｆから出力される各減算信号とに基づいて、スイッチ部３２３ａ〜３２３ｃに対する制御を行う。また、制御部３２４は、各干渉抑圧部１２２ａ〜１２２ｆが有しているＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆにおいて、タップ係数が収束した後に、基準タップのタップ係数を０にする制御を各ＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆに対して行う。
制御部３２４は、受信信号Ｘ１〜Ｘ３に対応して設けられている入出力電力比算出部３２７ａ〜３２７ｃと、基準信号選択部３２８とを有している。
【００８３】
入出力電力比算出部３２７ａには、遅延素子１２１ｂから遅延を与えられた受信信号Ｘ２と、干渉抑圧部１２２ａから減算信号と、遅延素子１２１ｃから遅延を与えられた受信信号Ｘ３と、干渉抑圧部１２２ｅから減算信号とが入力される。入出力電力比算出部３２７ａは、第１電力比算出部３２７１ａと、第２電力比算出部３２７２ａとを有し、それぞれが算出した入出力電力比の総和を基準信号選択部３２８に出力する。このように、入出力電力比算出部３２７ａは、受信信号Ｘ１を基準信号とした場合に、受信信号Ｘ２及びＸ３に含まれる干渉波の抑圧量を示す指標として入出力電力比の総和を算出する。
第１電力比算出部３２７１ａは、干渉抑圧部１２２ａから入力される減算信号に対する受信信号Ｘ２の電力の比（（受信信号Ｘ２の電力）／（減算信号の電力））を入出力電力比として算出する。第２電力比算出部３２７２ａは、干渉抑圧部１２２ｅから入力される減算信号に対する受信信号Ｘ３の電力の比（（受信信号Ｘ３の電力）／（減算信号の電力））を入出力電力比として算出する。
【００８４】
入出力電力比算出部３２７ｂには、遅延素子１２１ａから遅延を与えられた受信信号Ｘ１と、干渉抑圧部１２２ｂから減算信号と、遅延素子１２１ｃから遅延を与えられた受信信号Ｘ３と、干渉抑圧部１２２ｆから減算信号とが入力される。入出力電力比算出部３２７ｂは、第１電力比算出部３２７１ｂと、第２電力比算出部３２７２ｂとを有し、それぞれが算出した入出力電力比の総和を基準信号選択部３２８に出力する。また、入出力電力比算出部３２７ｂは、入出力電力比算出部３２７ａと同様に、受信信号Ｘ２を基準信号とした場合における抑圧量を示す指標として入出力電力比の総和を算出する。
第１電力比算出部３２７１ｂは、干渉抑圧部１２２ｂから入力される減算信号に対する受信信号Ｘ１の電力の比（（受信信号Ｘ１の電力）／（減算信号の電力））を入出力電力比として算出する。第２電力比算出部３２７２ｂは、干渉抑圧部１２２ｆから入力される減算信号に対する受信信号Ｘ３の電力の比（（受信信号Ｘ３の電力）／（減算信号の電力））を入出力電力比として算出する。
【００８５】
入出力電力比算出部３２７ｃには、遅延素子１２１ａから遅延を与えられた受信信号Ｘ１と、干渉抑圧部１２２ｃから減算信号と、遅延素子１２１ｂから遅延を与えられた受信信号Ｘ２と、干渉抑圧部１２２ｄから減算信号とが入力される。入出力電力比算出部３２７ｃは、第１電力比算出部３２７１ｃと、第２電力比算出部３２７２ｃとを有し、それぞれが算出した入出力電力比の総和を基準信号選択部３２８に出力する。また、入出力電力比算出部３２７ｃは、入出力電力比算出部３２７ａと同様に、受信信号Ｘ３を基準信号とした場合における抑圧量を示す指標として入出力電力比の総和を算出する。
第１電力比算出部３２７１ｃは、干渉抑圧部１２２ｃから入力される減算信号に対する受信信号Ｘ１の電力の比（（受信信号Ｘ１の電力)／（減算信号の電力））を入出力電力比として算出する。第２電力比算出部３２７２ｃは、干渉抑圧部１２２ｄから入力される減算信号に対する受信信号Ｘ２の電力の比（（受信信号Ｘ２の電力）／（減算信号の電力））を入出力電力比として算出する。
【００８６】
基準信号選択部３２８は、入出力電力比算出部３２７ａ〜３２７ｃから出力される受信信号Ｘ１〜Ｘ３それぞれに対応する入出力電力比の総和に基づいて、受信信号Ｘ１〜Ｘ３のいずれかを基準信号に選択し、選択した受信信号に応じてスイッチ部３２３ａ〜３２３ｃを制御する。また、基準信号選択部３２８は、基準信号に選択した受信信号が入力されているＦＩＲフィルタ部１２５ａ、１２５ｂのタップ係数のうち、選択した基準信号に与えられている遅延時間と同じ遅延時間を与えて演算するタップ（基準タップ）におけるタップ係数を０にする制御を各ＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆに対して行う。
【００８７】
図９は、本実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ３２におけるタップ係数を設定する処理を示すフローチャートである。
マルチパス干渉等化フィルタ３２において、タップ係数を設定する処理が開始されると、所望のＯＦＤＭ信号が送信されていない期間、すなわち干渉波のみを受信している期間において、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆが有しているＭＭＳＥ部１２５１は、それぞれのフィルタ部１２５２のタップ係数が収束するまで、所定のアルゴリズムによる演算を繰り返して行いタップ係数を算出する（ステップＳ４０１）。
各ＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆにおいてタップ係数が収束すると、各入出力電力比算出部３２７ａ〜３２７ｃは、受信信号Ｘ１〜Ｘ３それぞれに対する入出力電力比の総和を算出する（ステップＳ４０２）。
【００８８】
入出力電力比の各総和が算出されると、基準信号選択部３２８は、受信信号Ｘ１〜Ｘ３それぞれに対応する入出力電力比の総和のうち、最大の入出力電力比の総和に対応する受信信号を検出する（ステップＳ４０３）。
ステップＳ４０３において、検出された受信信号が受信信号Ｘ１である場合、基準信号選択部３２８は、受信信号Ｘ１を基準信号に選択する（ステップＳ４０４）。このとき、基準信号選択部３２８は、スイッチ部３２３ａに対して遅延素子１２１ａから出力される受信信号Ｘ１を選択させる制御と、スイッチ部３２３ｂに対して干渉抑圧部１２２ａから出力される減算信号を選択させる制御と、スイッチ部３２３ｃに対して干渉抑圧部１２２ｅから出力される減算信号を選択させる制御とを行う。
【００８９】
ステップＳ４０３において、検出された受信信号が受信信号Ｘ２である場合、基準信号選択部３２８は、受信信号Ｘ２を基準信号に選択する（ステップＳ４０５）、このとき基準信号選択部３２８は、スイッチ部３２３ａに対して干渉抑圧部１２２ｂから出力される減算信号を選択させる制御と、スイッチ部３２３ｂに対して遅延素子１２１ｂから出力される受信信号Ｘ２を選択させる制御と、スイッチ部３２３ｃに対して干渉抑圧部１２２ｆから出力される減算信号を選択させる制御とを行う。
【００９０】
ステップＳ４０３において、検出された受信信号が受信信号Ｘ３である場合、基準信号選択部３２８は、受信信号Ｘ３を基準信号に選択する（ステップＳ４０６）、このとき基準信号選択部３２８は、スイッチ部３２３ａに対して干渉抑圧部１２２ｃから出力される減算信号を選択させる制御と、スイッチ部３２３ｂに対して干渉抑圧部１２２ｄから出力される減算信号を選択させる制御と、スイッチ部３２３ｃに対して遅延素子１２１ｃから出力される受信信号Ｘ３を選択させる制御とを行う。
【００９１】
続いて、基準信号選択部３２８は、基準信号に選択した受信信号が入力されているＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆのタップ係数のうち、基準信号に与えられている遅延時間と同じ遅延時間を与えた演算をする基準タップのタップ係数を０にする制御を、ＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆに対して行い、干渉波Ｉを抑圧させる（ステップＳ４０７）。
【００９２】
上述のようにＦＩＲフィルタ部１２５ａ〜１２５ｆのタップ係数が設定された場合において、マルチパス干渉等化フィルタ３２が出力する出力信号Ｙ１〜Ｙ３について説明する。ここでは、受信信号Ｘ２が基準信号に選択された場合について説明する。また、ｋ＝４とし、遅延素子１２１ａ〜１２１ｃにおける遅延量が３遅延単位であり、フィルタ部１２５２のタップ数が７（＝２ｋ−１）であるとする。
図１０は、本実施形態におけるマルチパス干渉等化フィルタ３２による干渉波Ｉを抑圧する処理の一例を示す概略図である。ここで、干渉波Ｉの発生源からアンテナ素子１１−１〜１１−３までのチャネル応答特性をＨｕ１（ｚ）、Ｈｕ２（ｚ）、Ｈｕ３（ｚ）とすると、各受信信号Ｘ’１〜Ｘ’３は、次式（１１）のように表される。
【００９３】
【数１１】
【００９４】
ＦＩＲフィルタ部１２５ｂは、受信信号Ｘ１に含まれるマルチパス干渉波を受信信号Ｘ２に含まれるマルチパス干渉波により打ち消すためのタップ係数を算出する。ＦＩＲフィルタ部１２５ｆは受信信号Ｘ３に含まれるマルチパス干渉波を受信信号Ｘ２に含まれるマルチパス干渉波により打ち消すためのタップ係数を算出する。ＦＩＲフィルタ部１２５ｂ、１２５ｆにおいて算出されたタップ係数は、次式（１２）のように表される。
【００９５】
【数１２】
【００９６】
ここで、所望波Ｓの送信元からアンテナ素子１１−１〜１１−３までのチャネル応答特性をＨｓ１（ｚ）、Ｈｓ２（ｚ）、Ｈｓ３（ｚ）とし、所望波Ｓと干渉波Ｉとを受信する場合、各受信信号Ｘ１〜Ｘ３は、次式（１３）のように表される。
【００９７】
【数１３】
【００９８】
式（１２）を変形すると次式（１４）が得られる。
【００９９】
【数１４】
【０１００】
基準タップのタップ係数（α３，β３）を０にして、干渉波Ｉの抑圧をすると、出力信号Ｙ１、Ｙ３は、次式（１５）のように表される。
【０１０１】
【数１５】
【０１０２】
以上より、マルチパス干渉等化フィルタ３２から出力される出力信号Ｙ１〜Ｙ３は、次式（１６）となる。
【０１０３】
【数１６】
【０１０４】
式（１６）において、出力信号Ｙ１〜Ｙ３それぞれに含まれる所望波Ｓは、３（＝ｋ−１，ｋ＝４）遅延単位分の成分の項において、相関がないことが分かる。すなわち、基準タップに対応するタップのタップ係数を０にすることにより受信装置が同じタイミングで受信した、受信信号Ｘ１、Ｘ３に含まれる所望波Ｓと、基準信号に選択された受信信号Ｘ２が結合することを防ぐことができる。
そして、出力信号Ｙ１、Ｙ３に含まれる所望波Ｓと、出力信号Ｙ２に含まれる所望波Ｓとの無相関を保つことができる。これにより、アンテナ素子１１−１〜１１−３を用いることにより得られる空間ダイバーシチ効果を保つことができる。
【０１０５】
これに対して、出力信号Ｙ１、Ｙ３に含まれる干渉波Ｉと、出力信号Ｙ２に含まれる干渉はＩとは、タップ係数α３、β３を定数とする複素数のスカラ倍の関係にあることが分かる。すなわち、干渉波Ｉについて、出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２とは、複素数を定数とするスカラ倍の関係にあるので、出力信号Ｙ１と出力信号Ｙ２との位相及び振幅を調整して、逆相合成することにより、出力信号Ｙ１、Ｙ２に含まれるマルチパス干渉波を抑圧することができる。また、出力信号Ｙ２と出力信号Ｙ３とは、同様に、複素数を定数とするスカラ倍の関係にあるので、出力信号Ｙ２、Ｙ３の位相及び振幅を調整して、逆相合成することにより、出力信号Ｙ２、Ｙ３に含まれるマルチパス干渉波を抑圧することができる。
【０１０６】
なお、第２実施形態及び第３実施形態において、マルチパス干渉等化フィルタ（１２、２２、３２）に入力される受信信号が２つ又は３つのアンテナ素子により受信された受信信号である構成について説明したが、この構成に限ることなく、４つ以上のアンテナ素子により受信された受信信号が入力されるようにしてもよい。
また、本実施形態において、受信信号Ｘ１〜Ｘ３から基準信号を選択する際に、入出力電力比の総和に替えて、第２実施形態と同様に標準偏差を用いるようにしてもよい。
【０１０７】
なお、上述の第１〜第３実施形態において、入出力電力比や、標準偏差に基づいて、基準信号を選択する構成について説明したが、これらに替えて、以下のようにして基準信号を選択するようにしてもよい。例えば、各ＦＩＲフィルタ部のタップ係数が収束した後に、受信信号ごとに、当該受信信号が入力されるＦＩＲフィルタ部のタップ係数の絶対値の総和を算出し、算出した総和のうち最も小さい総和に対応する受信信号を基準信号に選択するようにしてもよい。これは、タップ係数の総和が小さいほうが干渉波をより抑圧できる傾向にあるという発明者の知見に基づくものであり、このように選択することにより、干渉波を抑圧する能力を向上させることができる。
【０１０８】
また、上述の第１〜第３実施形態において、入出力電力比や、標準偏差に基づいて、基準信号を選択する構成について説明したが、これらに替えて、各減算信号のレベル（振幅）の標準偏差を算出し、算出した標準偏差を用いて基準信号を選択するようにしてもよい。これにより、マルチパス干渉等化フィルタ（１２、２２、３２）から出力される出力信号の基準信号に対するスカラ倍のばらつきを抑えることができ、安定して干渉波Ｉを抑圧することができる。更に、複数のサブキャリアを用いて伝送を行う場合、サブキャリアごとの信号レベルの標準偏差を算出し、算出した標準偏差が最小の受信信号を基準信号にするようにしてもよい。このとき、標準偏差の算出は、時間領域におけるレベルに対して行ってもよいし、周波数領域におけるレベルに対して行うようにしてもよい。
【０１０９】
上述のマルチパス干渉等化フィルタは内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、マルチパス干渉等化フィルタに備えられている遅延素子、干渉抑圧部、スイッチ部、及び制御部の各機能をコンピュータに実行させるプログラムが、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、コンピュータに各機能を実現させるようにしてもよい。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１１０】
１，９…受信装置
１１−１，１１−２，１１−３…アンテナ素子
１２，２２，３２…マルチパス干渉等化フィルタ
１３，１６…干渉除去部
１４…同期検出部
１５−１，１５−２…ＦＦＴ部
１７…復調部
１８…Ｐ／Ｓ変換部
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ…遅延素子
１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆ…干渉抑圧部
１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ，３２３ａ，３２３ｂ，３２３ｃ…スイッチ部
１２４，２２４，３２４…制御部
１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ，１２５ｄ，１２５ｅ，１２５ｆ…ＦＩＲフィルタ部
１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，１２６ｄ，１２６ｅ，１２６ｆ…減算部
１２７ａ，１２７ｂ，３２７ａ，３２７ｂ，３２７ｃ…入出力電力比算出部
１２８，２２８，３２８…基準信号選択部
１３１，１３２，１６１，１６２…乗算器
１３３，１６３，１２５５…加算器
１３４，１６４，１２５１…ＭＭＳＥ部
２２７ａ，２２７ｂ…標準偏差算出部
１２５２…フィルタ部
１２５３ｂ，１２５３ｃ，１２５３ｄ，１２５３ｅ，１２５３ｆ，１２５３ｇ…遅延素子
１２５４ａ，１２５４ｂ，１２５４ｃ，１２５４ｄ，１２５４ｅ、１２５４ｆ、１２５４ｇ…重み乗算器
３２７１ａ，３２７１ｂ，３２７１ｃ…第１電力比算出部
３２７２ａ，３２７２ｂ，３２７２ｃ…第２電力比算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナごとに設けられ、該アンテナにより受信される受信信号に遅延を与える遅延素子と、
前記複数のアンテナのうち２つのアンテナの組合せごとに設けられた干渉抑圧部であって、一方のアンテナにより受信される受信信号が入力されるＦＩＲフィルタ部、及び、他方のアンテナにより受信される受信信号を遅延させた信号である被減算信号から前記ＦＩＲフィルタ部が出力する信号を減算し、減算の結果である減算信号を出力する減算部を有する干渉抑圧部と、
前記複数のアンテナごとに設けられたスイッチ部であって、該アンテナにより受信される受信信号を遅延させた信号、及び、該受信信号を被減算信号としている干渉抑圧部の減算信号のうちいずれか１つの信号を選択し、選択した信号を出力信号として出力するスイッチ部と、
前記干渉抑圧部それぞれが出力する減算信号に基づいて、前記複数の受信信号のうちいずれか１つを基準信号に選択し、基準信号が前記ＦＩＲフィルタ部に入力されている干渉抑圧部の減算信号と、基準信号に選択された受信信号とのいずれかを前記スイッチ部それぞれに選択させる制御を行う制御部と
を具備し、
前記干渉抑圧部それぞれにおいて、前記ＦＩＲフィルタ部は、受信信号に干渉波のみが含まれる場合に前記減算信号の電力を最小にするタップ係数を算出し、
前記制御部は、前記ＦＩＲフィルタ部それぞれにおいて算出されたタップ係数のうち、前記基準信号に与えられる遅延時間と同じ遅延時間を与えて演算するタップ係数を０にする
ことを特徴とするマルチパス干渉等化フィルタ。
【請求項２】
前記制御部は、
前記複数の受信信号ごとに、該受信信号が入力される前記ＦＩＲフィルタ部を有している前記干渉抑圧部から出力される減算信号の電力に対する被減算信号の電力の比である入出力電力比の総和を算出する入出力電力比算出部と、
前記入出力電力比算出部が算出した入出力電力比の総和のうち、最大の総和に対応する受信信号を前記基準信号に選択する基準信号選択部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のマルチパス干渉等化フィルタ。
【請求項３】
前記制御部は、
前記複数の受信信号ごとに、該受信信号が前記ＦＩＲフィルタ部に入力される前記干渉抑圧部から出力される減算信号の標準偏差を算出する標準偏差算出部と、
前記標準偏差算出部が算出した標準偏差のうち、最小の標準偏差に対応する受信信号を前記基準信号に選択する基準信号選択部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のマルチパス干渉等化フィルタ。
【請求項４】
前記制御部は、
前記複数の受信信号ごとに、該受信信号が入力される前記ＦＩＲフィルタ部のタップ係数の絶対値の総和を算出し、
算出した総和のうち、最小の総和に対応する受信信号を前記基準信号に選択する
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチパス干渉等化フィルタ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマルチパス干渉等化フィルタと、
前記マルチパス干渉等化フィルタの出力する出力信号に基づいて、シンボル同期のタイミングを検出する同期検出部と、
前記同期検出部が検出したシンボル同期のタイミングに基づいて、前記マルチパス干渉等化フィルタが出力する信号に対してＦＦＴをするＦＦＴ部と、
前記ＦＦＴ部によりＦＦＴされた信号を復調する復調部と
を具備することを特徴とする受信装置。
【請求項１】
複数のアンテナごとに設けられ、該アンテナにより受信される受信信号に遅延を与える遅延素子と、
前記複数のアンテナのうち２つのアンテナの組合せごとに設けられた干渉抑圧部であって、一方のアンテナにより受信される受信信号が入力されるＦＩＲフィルタ部、及び、他方のアンテナにより受信される受信信号を遅延させた信号である被減算信号から前記ＦＩＲフィルタ部が出力する信号を減算し、減算の結果である減算信号を出力する減算部を有する干渉抑圧部と、
前記複数のアンテナごとに設けられたスイッチ部であって、該アンテナにより受信される受信信号を遅延させた信号、及び、該受信信号を被減算信号としている干渉抑圧部の減算信号のうちいずれか１つの信号を選択し、選択した信号を出力信号として出力するスイッチ部と、
前記干渉抑圧部それぞれが出力する減算信号に基づいて、前記複数の受信信号のうちいずれか１つを基準信号に選択し、基準信号が前記ＦＩＲフィルタ部に入力されている干渉抑圧部の減算信号と、基準信号に選択された受信信号とのいずれかを前記スイッチ部それぞれに選択させる制御を行う制御部と
を具備し、
前記干渉抑圧部それぞれにおいて、前記ＦＩＲフィルタ部は、受信信号に干渉波のみが含まれる場合に前記減算信号の電力を最小にするタップ係数を算出し、
前記制御部は、前記ＦＩＲフィルタ部それぞれにおいて算出されたタップ係数のうち、前記基準信号に与えられる遅延時間と同じ遅延時間を与えて演算するタップ係数を０にする
ことを特徴とするマルチパス干渉等化フィルタ。
【請求項２】
前記制御部は、
前記複数の受信信号ごとに、該受信信号が入力される前記ＦＩＲフィルタ部を有している前記干渉抑圧部から出力される減算信号の電力に対する被減算信号の電力の比である入出力電力比の総和を算出する入出力電力比算出部と、
前記入出力電力比算出部が算出した入出力電力比の総和のうち、最大の総和に対応する受信信号を前記基準信号に選択する基準信号選択部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のマルチパス干渉等化フィルタ。
【請求項３】
前記制御部は、
前記複数の受信信号ごとに、該受信信号が前記ＦＩＲフィルタ部に入力される前記干渉抑圧部から出力される減算信号の標準偏差を算出する標準偏差算出部と、
前記標準偏差算出部が算出した標準偏差のうち、最小の標準偏差に対応する受信信号を前記基準信号に選択する基準信号選択部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のマルチパス干渉等化フィルタ。
【請求項４】
前記制御部は、
前記複数の受信信号ごとに、該受信信号が入力される前記ＦＩＲフィルタ部のタップ係数の絶対値の総和を算出し、
算出した総和のうち、最小の総和に対応する受信信号を前記基準信号に選択する
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチパス干渉等化フィルタ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマルチパス干渉等化フィルタと、
前記マルチパス干渉等化フィルタの出力する出力信号に基づいて、シンボル同期のタイミングを検出する同期検出部と、
前記同期検出部が検出したシンボル同期のタイミングに基づいて、前記マルチパス干渉等化フィルタが出力する信号に対してＦＦＴをするＦＦＴ部と、
前記ＦＦＴ部によりＦＦＴされた信号を復調する復調部と
を具備することを特徴とする受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２３５３５０（Ｐ２０１２−２３５３５０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０３１５２（Ｐ２０１１−１０３１５２）
【出願日】平成２３年５月２日（２０１１．５．２）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２日（２０１１．５．２）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
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