無線装置
【課題】 周波数オフセットを補償することにより、安定な受信特性を実現できるアダプティブアレイ無線基地局の無線装置を提供する。
【解決手段】 アレイアンテナ♯１〜♯４からの受信信号ベクトルＸ（ｔ）は、周波数オフセット修正部６により周波数オフセットがされた後、アダプティブアレイ処理が行なわれる。アダプティブアレイの出力信号ｙ（ｔ）と、参照信号区間においてはメモリ３０に保持された参照信号ｄ（ｔ）または参照信号が存在しない区間では強制位相同期処理部２０から出力されるレプリカ信号ｄ′（ｔ）とに基づいて、誤差信号ｅ（ｔ）が参照され、これからオフセット抽出部１００により周波数オフセット量Δθが抽出される。オフセット補償値算出部１３０は、抽出されたオフセット量Δθに基づいてオフセット補償値θ（ｔ）を更新する。
【解決手段】 アレイアンテナ♯１〜♯４からの受信信号ベクトルＸ（ｔ）は、周波数オフセット修正部６により周波数オフセットがされた後、アダプティブアレイ処理が行なわれる。アダプティブアレイの出力信号ｙ（ｔ）と、参照信号区間においてはメモリ３０に保持された参照信号ｄ（ｔ）または参照信号が存在しない区間では強制位相同期処理部２０から出力されるレプリカ信号ｄ′（ｔ）とに基づいて、誤差信号ｅ（ｔ）が参照され、これからオフセット抽出部１００により周波数オフセット量Δθが抽出される。オフセット補償値算出部１３０は、抽出されたオフセット量Δθに基づいてオフセット補償値θ（ｔ）を更新する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話等の無線通信において、基地局に用いられる無線装置の構成に関し、より特定的には、基地局における無線装置の周波数オフセットの補償制御の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、急速に発達しつつある携帯型電話機のような移動通信システムにおいて、周波数の有効利用を図るべく種々の伝送チャネル割当方法が提案されており、その一部のものは実用化されている。
【０００３】図１２は周波数分割多重接続（Frequency Division Multiple Access：ＦＤＭＡ），時分割多重接続（Time Division Multiple Access ：ＴＤＭＡ）および空間多重分割接続（Spatial Division Multiple Access：ＳＤＭＡ）の各種の通信システムにおけるチャネルの配置図である。
【０００４】なお、ＳＤＭＡ方式は、また、ＰＤＭＡ方式（Path Division Multiple Access）とも呼ばれる。
【０００５】まず、図１２を参照して、ＦＤＭＡ，ＴＤＭＡおよびＳＤＭＡについて簡単に説明する。図１２（ａ）はＦＤＭＡを示す図であって、異なる周波数ｆ１〜ｆ４の電波でユーザ１〜４のアナログ信号が周波数分割されて伝送され、各ユーザ１〜４の信号は周波数フィルタによって分離される。
【０００６】図１２（ｂ）に示すＴＤＭＡにおいては、各ユーザのデジタル化された信号が、異なる周波数ｆ１〜ｆ４の電波で、かつ一定の時間（タイムスロット）ごとに時分割されて伝送され、各ユーザの信号は周波数フィルタと基地局および各ユーザ移動端末装置間の時間同期とにより分離される。
【０００７】一方、最近では、携帯型電話機の普及により電波の周波数利用効率を高めるために、ＳＤＭＡ方式が提案されている。このＳＤＭＡ方式は、図１２（ｃ）に示すように、同じ周波数における１つのタイムスロットを空間的に分割して複数のユーザのデータを伝送するものである。このＳＤＭＡでは各ユーザの信号は周波数フィルタと基地局および各ユーザ移動端末装置間の時間同期とアダプティブアレイなどの相互干渉除去装置とを用いて分離される。
【０００８】図１３は、従来のＳＤＭＡ用基地局の送受信システム２０００の構成を示す概略ブロック図である。
【０００９】図１３に示した構成においては、ユーザＰＳ１とＰＳ２とを識別するために、４本のアンテナ♯１〜♯４が設けられている。
【００１０】受信動作においては、アンテナの出力は、ＲＦ回路２１０１に与えられ、ＲＦ回路２１０１において、受信アンプで増幅され、局部発振信号によって周波数変換された後、フィルタで不要な周波数信号が除去され、Ａ／Ｄ変換されて、デジタル信号としてデジタルシグナルプロセッサ２１０２に与えられる。
【００１１】デジタルシグナルプロセッサ２１０２には、チャネル割当基準計算機２１０３と、チャネル割当装置２１０４と、アダプティブアレイ２１００とが設けられている。チャネル割当基準計算機２１０３は、２人のユーザからの信号がアダプティブアレイによって分離可能かどうかを予め計算する。その計算結果に応じて、チャネル割当装置２１０４は、周波数と時間とを選択するユーザ情報を含むチャネル割当情報をアダプティブアレイ２１００に与える。アダプティブアレイ２１００は、チャネル割当情報に基づいて、４つのアンテナ♯１〜♯４からの信号に対して、リアルタイムに重み付け演算を行なうことで、特定のユーザの信号のみを分離する。
【００１２】［アダプティブアレイアンテナの構成］図１４１４は、アダプティブアレイ２１００のうち、１人のユーザに対応する送受信部２１００ａの構成を示すブロック図である。図１４に示した例においては、複数のユーザ信号を含む入力信号から希望するユーザの信号を抽出するため、ｎ個の入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎが設けられている。
【００１３】各入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎに入力された信号が、スイッチ回路２０１０−１〜２０１０−ｎを介して、ウエイトベクトル制御部２０１１と乗算器２０１２−１〜２０１２−ｎとに与えられる。
【００１４】ウエイトベクトル制御部２０１１は、入力信号と予めメモリ２０１４に記憶されている特定のユーザの信号に対応したトレーニング信号と加算器２０１３の出力とを用いて、ウエイトベクトルｗ1i〜ｗniを計算する。ここで、添字ｉは、ｉ番目のユーザとの間の送受信に用いられるウエイトベクトルであることを示す。
【００１５】乗算器２０１２−１〜２０１２ーｎは、各入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎからの入力信号とウエイトベクトルｗ1i〜ｗniとをそれぞれ乗算し、加算器２０１３へ与える。加算器２０１３は、乗算器２０１２−１〜２０１２−ｎの出力信号を加算して受信信号ＳRX（ｔ）として出力し、この受信信号ＳRX（ｔ）は、ウエイトベクトル制御部２０１１にも与えられる。
【００１６】さらに、送受信部２１００ａは、アダプティブアレイ無線基地局からの出力信号ＳTX（ｔ）を受けて、ウエイトベクトル制御部２０１１により与えられるウエイトベクトルｗ1i〜ｗniとそれぞれ乗算して出力する乗算器２０１５−１〜２０１５−ｎを含む。乗算器２０１５−１〜２０１５−ｎの出力は、それぞれスイッチ回路２０１０−１〜２０１０−ｎに与えられる。つまり、スイッチ回路２０１０−１〜２０１０−ｎは、信号を受信する際は、入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎから与えられた信号を、信号受信部１Ｒに与え、信号を送信する際には、信号送信部１Ｔからの信号を入出力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎに与える。
【００１７】［アダプティブアレイの動作原理］次に、図１４に示した送受信部２１００ａの動作原理について簡単に説明する。
【００１８】以下では、説明を簡単にするために、アンテナ素子数を４本とし、同時に通信するユーザ数ＰＳを２人とする。このとき、各アンテナから受信部１Ｒに対して与えられる信号は、以下のような式で表わされる。
【００１９】
【数１】
【００２０】ここで、信号ＲＸj （ｔ）は、ｊ番目（ｊ＝１，２，３，４）のアンテナの受信信号を示し、信号Ｓｒｘi （ｔ）は、ｉ番目（ｉ＝１，２）のユーザが送信した信号を示す。
【００２１】さらに、係数ｈjiは、j 番目のアンテナに受信された、i 番目のユーザからの信号の複素係数を示し、ｎj （ｔ）は、ｊ番目の受信信号に含まれる雑音を示している。
【００２２】上の式（１）〜（４）をベクトル形式で表記すると、以下のようになる。
【００２３】
【数２】
【００２４】なお式（６）〜（８）において、［…］T は、［…］の転置を示す。ここで、Ｘ（ｔ）は入力信号ベクトル、Ｈi はｉ番目のユーザの受信信号係数ベクトル、Ｎ（ｔ）は雑音ベクトルをそれぞれ示している。
【００２５】アダプティブアレイアンテナは、図１５に示したように、それぞれのアンテナからの入力信号に重み係数ｗ1i〜ｗniを掛けて合成した信号を受信信号ＳRX（ｔ）として出力する。なお、ここでは、アンテナの本数ｎは４である。
【００２６】さて、以上のような準備の下に、たとえば、１番目のユーザが送信した信号Ｓｒｘ1 （ｔ）を抽出する場合のアダプティブアレイの動作は以下のようになる。
【００２７】アダプティブアレイ２１００の出力信号ｙ１（ｔ）は、入力信号ベクトルＸ（ｔ）とウエイトベクトルＷ1 のベクトルの掛算により、以下のような式で表わすことができる。
【００２８】
【数３】
【００２９】すなわち、ウエイトベクトルＷ1 は、ｊ番目の入力信号ＲＸj （ｔ）に掛け合わされる重み係数ｗj1（ｊ＝１，２，３，４）を要素とするベクトルである。
【００３０】ここで式（９）のように表わされたｙ１（ｔ）に対して、式（５）により表現された入力信号ベクトルＸ（ｔ）を代入すると、以下のようになる。
【００３１】
【数４】
【００３２】ここで、アダプティブアレイ２１００が理想的に動作した場合、周知な方法により、ウエイトベクトルＷ1 は次の連立方程式を満たすようにウエイトベクトル制御部２０１１により逐次制御される。
【００３３】
【数５】
【００３４】式（１２）および式（１３）を満たすようにウエイトベクトルＷ1 が完全に制御されると、アダプティブアレイ２１００からの出力信号ｙ１（ｔ）は、結局以下の式のように表わされる。
【００３５】
【数６】
【００３６】すなわち、出力信号ｙ１（ｔ）には、２人のユーザのうちの第１番目のユーザが送信した信号Ｓｒｘ1 （ｔ）が得られることになる。
【００３７】一方、図１４において、アダプティブアレイ２１００に対する入力信号ＳTX（ｔ）は、アダプティブアレイ２１００中の送信部１Ｔに与えられ、乗算器２０１５−１，２０１５−２，２０１５−３，…，２０１５−ｎの一方入力に与えられる。これらの乗算器の他方入力にはそれぞれ、ウエイトベクトル制御部２０１１により以上説明したようにして受信信号に基づいて算出されたウエイトベクトルｗ1i，ｗ2i，ｗ3i，…，ｗniがコピーされて印加される。
【００３８】これらの乗算器によって重み付けされた入力信号は、対応するスイッチ２０１０−１，２０１０−２，２０１０−３，…，２０１０−ｎを介して、対応するアンテナ♯１，♯２，♯３，…，♯ｎに送られ、送信される。
【００３９】ここで、ユーザＰＳ１，ＰＳ２の識別は以下に説明するように行なわれる。すなわち、携帯電話機の電波信号はフレーム構成をとって伝達される。携帯電話機の電波信号は、大きくは、無線基地局にとって既知の信号系列からなるプリアンブルと、無線基地局にとって未知の信号系列からなるデータ（音声など）から構成されている。
【００４０】プリアンブルの信号系列は、当該ユーザが無線基地局にとって通話すべき所望のユーザかどうかを見分けるための情報の信号列を含んでいる。アダプティブアレイ無線基地局１のウエイトベクトル制御部２０１１は、メモリ２０１４から取出したユーザＡに対応したトレーニング信号と、受信した信号系列とを対比し、ユーザＰＳ１に対応する信号系列を含んでいると思われる信号を抽出するようにウエイトベクトル制御（重み係数の決定）を行なう。
【００４１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、携帯電話等において送受信に用いられる変調方式としては、ＰＳＫ変調を基調とする変調方式のＱＰＳＫ変調等が用いられる。
【００４２】ＰＳＫ変調では、搬送波に同期した信号を受信信号に積算することによる検波を行なう同期検波が一般に行なわれる。
【００４３】同期検波においては、変調波中心周波数に同期した複素共役搬送波を局部発振器により生成する。しかし、同期検波を行なう場合、通常、送信側と受信側の発振器には周波数オフセットと呼ばれる周波数誤差が存在する。この誤差によって、受信機側においては、受信信号をＩＱ平面上に表わした場合、受信信号点の位置が回転してしまう。このため、周波数オフセットを補償しなければ同期検波を行なうことが困難である。
【００４４】このような周波数オフセットは、上述したような送受信期間の局部発振周波数の精度のみならず、設定誤差、温度変動、経時変化等により発生し、受信機に入力される信号にキャリア周波数成分が残留することにより、受信特性が急激に劣化してしまうという問題が生じる。
【００４５】このようなキャリア（搬送波）周波数オフセットを抑える方法としては、通信システムにおいて、いわゆる「自動周波数調整機能（ＡＦＣ）」を設けることが知られている。しかしながら、このような従来行なわれている自動周波数調整機能では、広帯域変調、高速フェージング、バースト信号伝送、マルチパス遅延歪み、同一周波数干渉等の伝送条件となる移動体通信の下では、十分な動作が期待できないおそれがある。
【００４６】この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、空間多重分割方式により同一セル内で同一チャネルを複数のユーザに割当て、チャネルの利用効率を挙げつつ、端末と基地局との間のキャリア周波数オフセットを補償することが可能な基地局に用いられる無線装置を提供することである。
【００４７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の無線装置は、複数のアンテナを含むアレイアンテナと、複数のアンテナからの信号を受けて所定の端末からの信号を抽出するためのアダプティブアレイ処理手段とを備え、アダプティブアレイ処理手段は、与えられたオフセット補償量に応じて、受信信号の周波数オフセットを補償するための周波数オフセット補償手段を含み、アダプティブアレイ処理手段の出力を受けて、所定のタイミングで周波数オフセットを抽出するためのオフセット量検知手段と、オフセット量検知手段の検知結果に基づいて、オフセット補償量を更新するオフセット補償量演算手段とをさらに備える。
【００４８】請求項２記載の無線装置は、請求項１記載の無線装置の構成に加えて、受信信号は、複数のスロットに分割されて伝送され、各スロットは、予め定められた参照信号を含む第１の部分信号と、伝送されるデータを含む第２の部分信号とを含み、オフセット量検知手段は、参照信号を保持するための第１の記憶手段と、アダプティブアレイ処理手段からの出力の位相を所定の位相に強制的に同期させる強制位相同期手段と、第１の部分信号がアダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、第１の記憶手段に保持された参照信号と前アダプティブアレイ処理手段から出力との差を出力し、第２の部分信号がアダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、強制位相同期手段の出力と前アダプティブアレイ処理手段から出力との差を出力する誤差信号生成手段と、誤差信号生成手段の出力に基づいて、周波数オフセットを抽出するためのオフセット抽出手段とを含む。
【００４９】請求項３記載の無線装置は、請求項２記載の無線装置の構成に加えて、オフセット補償量演算手段は、オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、所定の係数をμとするとき、第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、オフセット補償量の更新値θ´を、θ´＝θ＋μ×Δθとして算出する算出手段とを含む。
【００５０】請求項４記載の無線装置は、請求項２記載の無線装置の構成に加えて、オフセット補償量演算手段は、オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、オフセット補償量の更新値θ´を、更新が進むに従って更新にあたって変更される量を減少させるようにして、第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて算出する算出手段とを含む。
【００５１】請求項５記載の無線装置は、請求項４記載の無線装置の構成に加えて、オフセット補償量演算手段は、受信エラーを検出するためのエラー検出手段をさらに含み、算出手段は、１未満の所定の正係数をλ、係数μの初期値をμ０とするとき、受信エラーが検出されない更新機会の回数に対応する値をＴとし、記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、オフセット補償量の更新値θ´を、θ´＝θ＋（μ０×λT）×Δθとして算出する。
【００５２】請求項６記載の無線装置は、請求項４記載の無線装置の構成に加えて、算出手段は、オフセット補償量の更新処理を複数フレームごとに行なう。
【００５３】請求項７記載の無線装置は、請求項２記載の無線装置の構成に加えて、オフセット補償量演算手段は、オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、オフセット補償量の更新値θ´を、更新にあたって変更される量を誤差信号生成手段の出力の絶対値の大きさに応じて増加させるようにして、第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて算出する算出手段とを含む。
【００５４】請求項８記載の無線装置は、請求項２記載の無線装置の構成に加えて、オフセット補償量演算手段は、オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、所定の係数をμとするとき、第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、オフセット補償量の更新値θ´を、ｉ）第１の部分信号がアダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、更新にあたって変更される量を誤差信号生成手段の出力の絶対値の大きさに応じて増加させるようにして、第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて算出し、ｉｉ）第２の部分信号がアダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、θ´＝θ＋μ×Δθとして算出する算出手段とを含む。
【００５５】請求項９記載の無線装置は、請求項１記載の無線装置の構成に加えて、受信信号は、複数のスロットに分割されて伝送され、各スロットは、予め定められた参照信号を含む第１の部分信号と、伝送されるデータを含む第２の部分信号とを含み、オフセット量検知手段は、アダプティブアレイ処理手段からの出力の位相を所定の位相に強制的に同期させる強制位相同期手段と、第２の部分信号がアダプティブアレイ処理手段から出力される期間におい、強制位相同期手段の出力と前アダプティブアレイ処理手段から出力との差を出力する誤差信号生成手段と、誤差信号生成手段の出力に基づいて、周波数オフセットを抽出するためのオフセット抽出手段とを含む。
【００５６】請求項１０記載の無線装置は、請求項９記載の無線装置の構成に加えて、オフセット補償量演算手段は、オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、所定の係数をμとするとき、第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、オフセット補償量の更新値θ´を、θ´＝θ＋μ×Δθとして算出する算出手段とを含む。
【００５７】
【発明の実施の形態】［実施の形態１］
［ＳＤＭＡ基地局１０００の構成］図１は、本発明の実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成を示す概略ブロック図である。
【００５８】図１を参照して、ＳＤＭＡ基地局１０００は、複数本のアンテナ♯１〜♯４で構成されるアレイアンテナからの信号をそれぞれ受けてダウンコンバートするＲＦ回路２−１〜２−４と、ＲＦ回路２−１〜２−４からの信号をそれぞれ受けて、デジタル信号に変換し受信信号ベクトルＸ（ｔ）として出力するためのアナログデジタル変換器４−１〜４−４を備える。
【００５９】図１においては、説明の簡単のためにアレイアンテナを構成するアンテナは４本であるものとしているが、より一般には、アンテナの本数はｎ本（ｎは、ｎ≧２の自然数）でよい。
【００６０】また、受信信号ベクトルＸ（ｔ）は４本のアンテナのそれぞれからの信号を要素とするベクトルである。
【００６１】ＳＤＭＡ基地局１０００は、さらに、アナログデジタル変換器４−１〜４−４からの信号Ｘ（ｔ）を受けて、この信号Ｘ（ｔ）と後に説明するようにして導出される周波数オフセット修正値θ（ｔ）と複素乗算を行なうことにより、周波数オフセットを修正した信号Ｘ′（ｔ）として出力する周波数オフセット修正部６と、周波数オフセット修正部６から出力された信号Ｘ′（ｔ）をそれぞれ受けて、ウェイトベクトルＷ（ｔ）の要素と各々乗算するための乗算器１２−１〜１２−４と、乗算器１２−１〜１２−４の出力を受けて加算し受信信号ｙ（ｔ）として出力する加算器１４と、加算器１４の出力を受けて、信号ｙ（ｔ）の位相をＩＱ平面上の所定の位相点に強制的に同期させるための強制位相同期処理部２０とを含む。
【００６２】ここで、たとえば、信号ｙ（ｔ）は複数の端末のうち所望の端末からの信号を抽出した信号であり、たとえば、ＱＰＳＫ変調された信号であるものとする。したがって、強制位相同期処理部２０は、ＱＰＳＫ変調された信号のＩＱ平面上の所定の位相に対応する信号点に強制的に同期させる処理を行なうことになる。
【００６３】以下では、強制位相同期処理部２０から出力される信号をレプリカ信号ｄ′（ｔ）と呼ぶことにする。
【００６４】ＳＤＭＡ基地局１０００は、さらに、１スロットの信号中に含まれるシンボル（たとえば１２０シンボル）のうちプリアンブルに含まれる参照信号を予め保持し信号ｄ（ｔ）として出力するメモリ３０と、受信信号が１スロットの信号のうち参照信号が存在する区間を受信中であるか参照信号がない区間（データ部）を受信中であるか否かを検出するタイミング制御部４０と、強制位相同期処理部からのレプリカ信号ｄ′（ｔ）とメモリ３０からの参照信号ｄ（ｔ）とを受けて、タイミング制御部４０により制御されて、いずれか一方を出力するスイッチ回路５０と、スイッチ回路５０からの出力と加算器１４からの出力の符号を反転させた上で加算するための加算器７０と、加算器７０からの出力を受けて、周知のアダプティブアレイ処理により、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を算出するためのウェイト計算回路１０とを備える。
【００６５】ＳＤＭＡ基地局１０００は、さらに、加算器７０から出力される誤差信号ｅ（ｔ）の符号を反転させた信号と、スイッチ回路５０から出力される参照信号ｄ（ｔ）またはレプリカ信号ｄ′（ｔ）とを加算する加算器８０と、スイッチ回路５０からの出力を受けて複素共役の信号ｄ*（ｔ）複素共役処理部６０と、複素共役処理部６０の出力と加算器８０の出力とを乗算するための乗算器９０と、乗算器９０の出力を受けてその虚数部を抽出することで、周波数オフセットΔθを抽出するオフセット抽出部１００と、オフセット補償値を求めるためのステップ係数μを保持するステップ係数保持部１２０と、ステップ係数保持部１２０から出力されるステップ係数μと周波数オフセット量Δθとを乗算する乗算器１１０と、オフセット補償量の更新値を記憶するためのメモリ１４０と、メモリ１４０に記憶されている前回処理におけるオフセット補償値と乗算器１１０からの出力とに応じて、オフセット補償量θ（ｔ）を算出するためのオフセット補償値算出部１３０とを備える。
【００６６】オフセット補償値算出部１３０からの出力に応じて、周波数オフセット修正部６が、アナログデジタル変換器４−１〜４−４からの出力に対して周波数オフセットの修正を行なう。
【００６７】図２は、本発明において、端末とＳＤＭＡ基地局１０００との間で授受される信号の構成を説明するための概念図である。
【００６８】１フレームの信号は８スロットに分割され、前半の４スロットがたとえば受信用であり後半の４スロットがたとえば送信用である。
【００６９】各スロットは１２０シンボルから構成され、図２に示した例では、１つの受信用および１つの送信用のスロットを１組として４ユーザに対して１フレームの信号が割当てられている。
【００７０】図３は、図１に示したＳＤＭＡ基地局１０００の動作を説明するためのフローチャートである。
【００７１】まず、図３で行なわれる処理を概略的に説明すると、図１において説明したとおり、アレイアンテナ♯１〜♯４からの信号Ｘ（ｔ）は、周波数オフセット補償値θ（ｔ）と複素乗算された後、アダプティブアレイ処理が行なわれる。
【００７２】アダプティブアレイから出力される出力信号ｙ（ｔ）、参照信号ｄ（ｔ）からの誤差ｅ（ｔ）が求められ、さらにこの誤差ｅ（ｔ）に基づいて、アダプティブアレイ学習をウェイト計算回路１０が行なうことで、各アンテナにそれぞれ対応する受信ウェイトを要素とするウェイトベクトルＷ（ｔ）が算出される。
【００７３】このとき、アダプティブアレイの出力信号ｙ（ｔ）とその参照信号ｄ（ｔ）とから、ＩＱ平面上でのキャリア周波数成分の円周方向の誤差、すなわち周波数オフセット値Δθ（ｔ）が抽出され、オフセット補償値θ（ｔ）が算出される。
【００７４】このとき、受信信号のスロットにおいて、参照信号ありの区間においては、周波数オフセットの更新処理は、参照信号ｄ（ｔ）と受信信号ベクトルＸ（ｔ）とからアダプティブアレイ学習によりウェイトベクトルＷ（ｔ）を更新する際にオフセット補償値θ（ｔ）も逐次更新処理を行なう。
【００７５】参照信号なしの区間（データ部）においては、アダプティブアレイ出力ｙ（ｔ）を基準信号点に強制位相同期させたレプリカｄ′（ｔ）とアダプティブアレイ出力の誤差に基づいて、アダプティブ学習によるウェイトベクトルＷ（ｔ）および周波数オフセット補償値θ（ｔ）の逐次更新が行なわれる。
【００７６】上述したとおり、実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００においては、１スロット中に含まれる全シンボルに対してアレイ学習およびオフセット更新処理を行なう。すなわち、受信信号のオフセット修正、アレイ処理、オフセット補償値更新の処理をシンボルごとに逐次行なっていく。後に説明するように、オフセット更新時に使用するステップ係数μの値は、たとえば、適用する環境下に応じて実験により予め定めておくものとする。
【００７７】また、処理ループの初期値としてオフセット補償値θ（１）は０にセットしておくものとする。
【００７８】たとえば、ＰＨＳシステムに適用する場合、既知の信号区間である１〜１２シンボルまではメモリ３０内部の参照信号ｄ（ｔ）を用いてオフセット補償値の更新処理を行なう。これに対して、１３シンボル以降の参照信号がない区間では、アレイ出力ｙ（ｔ）をπ／４ＱＰＳＫの基準信号点に強制位相同期した信号を参照信号のレプリカｄ′（ｔ）としてオフセット補償値の更新処理に用いる。
【００７９】なお、以下の説明において「ｔ」は、時間を表わす変数であり、たとえばオフセット補償値θ（ｔ）のｔは、基準時点からの時間経過を表わし、たとえばシンボル数に相当する量を表わす。
【００８０】図３を参照して、受信処理が開始されると（ステップＳ１００）、シンボル数をカウントするための変数ｉの値が１に初期化される（ステップＳ１０２）。
【００８１】続いて、変数ｉの値が１２を超えているか否かの判断が行なわれ（ステップＳ１０４）、変数ｉが１２以下である場合は、まず、周波数オフセット修正部６において、以下の式に従ってアンテナ受信信号ベクトルＸ（ｉ）が周波数オフセット補償値θ（ｉ）に基づいて補正される（ステップＳ１０６）。
【００８２】
Ｘ′（ｉ）＝Ｘ（ｉ）ｅ-j×Q(i)×i＝Ｘ（ｉ）×（ｃｏｓ（ｉ×Ｑ（ｉ））＋ｊｓｉｎ（ｉ×Ｑ（ｉ）））*ここで、ｊは虚数単位を表わし、Ｚ*は複素数Ｚの複素共役を表わす。
【００８３】続いて、ウェイト計算機１０は、加算器７０から出力される参照信号ｄ（ｉ）とオフセット補償後の受信信号ベクトルＸ′（ｉ）から得られるアダプティブアレイ出力ｙ（ｔ）とを用いてウェイトベクトルＷ（ｉ）の計算および更新を行なう（ステップＳ１０８）。
【００８４】一方で、スイッチ回路５０から出力される参照信号ｄ（ｉ）と加算器７０から出力される誤差信号ｅ（ｉ）から以下の演算に相当する処理を加算器８０、複素共役処理部６０、乗算器９０およびオフセット抽出部１００が行なうことで、周波数オフセット値が算出される。
【００８５】ｅ（ｉ）＝ｄ（ｉ）−ｙ（ｉ）
Δθ＝Ｉｍ［（ｄ（ｉ）−ｅ（ｉ））×ｄ*（ｉ）］
なお、上式中Ｉｍ［…］は［…］の虚数部を表わす。
【００８６】さらに、このようにして得られた周波数オフセット値に基づいて、ステップ係数保持部１２０、乗算器１１０およびオフセット補償値算出部１３０の行なう処理により、以下の式に基づいて周波数オフセット補償値が更新される（ステップＳ１１０）。
【００８７】θ（ｉ＋１）＝θ（ｉ）＋μ×ΔθステップＳ１１０の処理が終了すると、変数ｉの値がインクリメントされて、処理はステップＳ１０４に復帰する。
【００８８】ステップＳ１０４において、変数ｉの値が１２を超えると判断された場合、処理はステップＳ１１２に移行する。ステップＳ１１２においては、周波数オフセット修正部６において、ステップＳ１０６と同様にして、受信信号ベクトルＸ（ｉ）の位相が補正されて、受信信号ベクトルＸ′（ｉ）が生成される。
【００８９】続いて、加算器１４から出力されるアダプティブアレイ出力ｙ（ｔ）と信号ｙ（ｉ）を強制位相同期したレプリカ信号ｄ′（ｉ）とから加算器７０により得られる誤差信号ｅ（ｉ）に基づいて、ウェイト計算回路１０は、ウェイトベクトルＷ（ｉ）を更新処理する（ステップＳ１１４）。
【００９０】続いて、強制位相同期処理部２０において、アダプティブアレイ出力ｙ（ｉ）を強制位相同期することにより生成したレプリカ信号ｄ′（ｉ）がスイッチ回路５０を介して出力され、加算器７０からは誤差信号ｅ′（ｉ）が出力される。この信号ｅ′（ｉ）と符号を反転させた信号と、レプリカ信号ｄ′（ｉ）とを加算器８０において加算した結果と複素共役処理部６０から出力された信号ｄ*（ｉ）とを乗算器９０において乗算した結果に基づいて、オフセット抽出部１００において、以下の式に基づいて周波数オフセットΔθが算出される。
【００９１】ｅ′（ｉ）＝ｄ′（ｉ）−ｙ（ｉ）
Δθ＝Ｉｍ［（ｄ′（ｉ）−ｅ′（ｉ））×ｄ′*（ｉ）］
さらに、この周波数オフセット両Δθとに基づいて、以下の式によりオフセット補償値算出部１３０によりオフセット補償量が更新されて、メモリ１４０に記憶されるとともに、周波数オフセット修正部６に与えられる。
【００９２】θ（ｉ＋１）＝θ（ｉ）＋μ×Δθ続いて、変数ｉが全シンボル（たとえば１２０）よりも大きいか否かの判断が行なわれ（ステップＳ１１８）、変数ｉが全シンボル数以下である場合は処理はステップＳ１１２に復帰し、変数ｉが全シンボル数を超えている場合は処理はステップＳ１２０に移行する。
【００９３】続いて、最終的な周波数オフセット値を次フレームの初期値用にメモリ１４０に保存する。これにより、次フレームに対するオフセット補償量の初期値θ（１）は以下のように設定されることになる（ステップＳ１２０）。
【００９４】θ（１）＝（最終学習時のθの値）
以上の処理により、１スロット分の処理が終了する（ステップＳ１２２）。
【００９５】以上のような処理を行なうことで、受信信号の周波数オフセットが補償されることにより、アダプティブアレイを用いた無線装置において、安定な受信特性を得ることが可能となる。
【００９６】［実施の形態２］図４は、本発明の実施の形態２のＳＤＭＡ基地局１２００の構成を説明するための概略ブロック図であり、実施の形態１の図１と対比される図である。
【００９７】実施の形態２のＳＤＭＡ基地局１２００の構成が、実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１００の構成と異なる点は、以下のとおりである。
【００９８】強制位相同期処理部２０からの出力に基づいて、符号処理を行なう差動復号処理部２００（これは図１においては図示省略されている）からの出力に応じて、復号データに受信エラーがあるか否かを検出する復調エラーデータチェック部２１０と、復調データエラーチェック部からのエラーの検出結果が与えられると、これに応じて、エラー条件を判定するエラー条件判定処理部２２０と、このようなエラー判定が行なわれた回数Ｔを記憶するためのメモリ２３０とをさらに備える構成となっている。
【００９９】さらに、ＳＤＭＡ基地局１２００においては、ステップ係数保持部１２０の代わりに、ステップ係数制御部１２２が設けられ、エラー条件判定処理部２２０から与えられるエラー回数Ｔに応じて、以下に示す式に基づいて、オフセット補償値を求める際に用いられるステップ係数を変化させる。
【０１００】μ′（ｔ）＝μ′（０）×λTここで、λは０＜λ＜１を満たす定数であって、以下忘却係数と呼ぶ。また、μ′（０）は初期値である。
【０１０１】以上のような構成とすることで、ステップ係数μの値は、学習区間が進むにつれて次第に小さくなっていく。
【０１０２】真の周波数オフセット値は短時間で変化するものではないため、オフセット値が収束段階に移った場合、ある程度正確な値が求められていると考えられる。
【０１０３】ここで、ノイズやエラーにより大きな誤差が突発的に表われた場合、これまでと同様の学習を行なっていると、オフセット値はその誤差に基づいて真の値から遠ざかることになる。つまり、収束後もオフセット値は外乱等の影響で揺れ幅を持って推移することになってしまう。
【０１０４】上述したように、エラー条件判定処理部２２０が、生じたエラーが突発的なノイズ等に基づくものであるか否かをそれまでの学習履歴等を参照して判定することにより、オフセット値が収束段階に入ったと考えた後は、オフセット補償値の更新幅であるステップ係数を小さくしていく。これにより、突発的なノイズ等によるエラーによって、オフセット補償値が大きく変動してしまうことを防止し、より正確なオフセット値推定を行なうことが可能となる。
【０１０５】図５は、図４に示した実施の形態２のＳＤＭＡ基地局１２００の動作を説明するためのフローチャートであり、図３と対比される図である。
【０１０６】図５を参照して、受信処理が開始されると（ステップＳ１００）、シンボル数をカウントするための変数ｉの値が１に初期化される（ステップＳ１０２）。
【０１０７】続いて、変数ｉの値が１２を超えているか否かの判断が行なわれ（ステップＳ１０４）、変数ｉが１２以下である場合は、まず、周波数オフセット修正部６において、アンテナ受信信号ベクトルＸ（ｉ）が周波数オフセット補償値θ（ｉ）に基づいて補正される（ステップＳ１０６）。
【０１０８】続いて、ウェイト計算機１０は、加算器７０から出力される参照信号ｄ（ｉ）とオフセット補償後の受信信号ベクトルＸ′（ｉ）から得られるアダプティブアレイ出力ｙ（ｔ）とを用いてウェイトベクトルＷ（ｉ）の計算および更新を行なう（ステップＳ１０８）。
【０１０９】一方で、スイッチ回路５０から出力される参照信号ｄ（ｉ）と加算器７０から出力される誤差信号ｅ（ｉ）から以下の演算に相当する処理を加算器８０、複素共役処理部６０、乗算器９０およびオフセット抽出部１００が行なうことで、周波数オフセット値が算出される。
【０１１０】ｅ（ｉ）＝ｄ（ｉ）−ｙ（ｉ）
Δθ＝Ｉｍ［（ｄ（ｉ）−ｅ（ｉ））×ｄ*（ｉ）］
なお、上式中Ｉｍ［…］は［…］の虚数部を表わす。
【０１１１】さらに、このようにして得られた周波数オフセット値に基づいて、ステップ係数保持部１２０、乗算器１１０およびオフセット補償値算出部１３０の行なう処理により、以下の式に基づいて周波数オフセット補償値が更新される（ステップＳ１０９）。
【０１１２】μ′（ｉ）＝μ′（０）×λTθ（ｉ＋１）＝θ（ｉ）＋μ´（ｉ）×ΔθステップＳ１１０の処理が終了すると、変数ｉの値がインクリメントされて、処理はステップＳ１０４に復帰する。
【０１１３】ステップＳ１０４において、変数ｉの値が１２を超えると判断された場合、処理はステップＳ１１２に移行する。ステップＳ１１２においては、周波数オフセット修正部６において、ステップＳ１０６と同様にして、受信信号ベクトルＸ（ｉ）の位相が補正されて、受信信号ベクトルＸ′（ｉ）が生成される。
【０１１４】続いて、加算器１４から出力されるアダプティブアレイ出力ｙ（ｔ）と信号ｙ（ｉ）を強制位相同期したレプリカ信号ｄ′（ｉ）とから加算器７０により得られる誤差信号ｅ（ｉ）に基づいて、ウェイト計算回路１０は、ウェイトベクトルＷ（ｉ）を更新処理する（ステップＳ１１４）。
【０１１５】続いて、強制位相同期処理部２０において、アダプティブアレイ出力ｙ（ｉ）を強制位相同期することにより生成したレプリカ信号ｄ′（ｉ）がスイッチ回路５０を介して出力され、加算器７０からは誤差信号ｅ′（ｉ）が出力される。この信号ｅ′（ｉ）と符号を反転させた信号と、レプリカ信号ｄ′（ｉ）とを加算器８０において加算した結果と複素共役処理部６０から出力された信号ｄ*（ｉ）とを乗算器９０において乗算した結果に基づいて、オフセット抽出部１００において、以下の式に基づいて周波数オフセットΔθが算出される。
【０１１６】ｅ′（ｉ）＝ｄ′（ｉ）−ｙ（ｉ）
Δθ＝Ｉｍ［（ｄ′（ｉ）−ｅ′（ｉ））×ｄ′*（ｉ）］
さらに、この周波数オフセット両Δθとに基づいて、以下の式によりオフセット補償値算出部１３０によりオフセット補償量が更新されて、メモリ１４０に記憶されるとともに、周波数オフセット修正部６に与えられる（ステップＳ１１５）。
【０１１７】μ′（ｉ）＝μ′（０）×λTθ（ｉ＋１）＝θ（ｉ）＋μ´（ｉ）×Δθ続いて、変数ｉが全シンボル（たとえば１２０）よりも大きいか否かの判断が行なわれ（ステップＳ１１８）、変数ｉが全シンボル数以下である場合は処理はステップＳ１１２に復帰し、変数ｉが全シンボル数を超えている場合は処理はステップＳ１１９に移行する。
【０１１８】復調データに受信エラーがあれば連続受信エラーなしフレーム数Ｔを０とし、受信エラーがなければ連続受信エラーなしフレーム数Ｔを１インクリメントし、メモリ２３０に格納する（ステップＳ１１９）。
【０１１９】続いて、最終的な周波数オフセット値を次フレームの初期値用にメモリ１４０に保存する。これにより、次フレームに対するオフセット補償量の初期値θ（１）は以下のように設定されることになる（ステップＳ１２０）。
【０１２０】θ（１）＝（最終学習時のθの値）
以上の処理により、１スロット分の処理が終了する（ステップＳ１２２）。
【０１２１】以上のような処理を行なうことで、受信信号の周波数オフセットが補償されることにより、アダプティブアレイを用いた無線装置において、安定な受信特性を得ることが可能となる。
【０１２２】さらに、上述したとおり外部からの突発的な変動に影響されることなく、周波数オフセット量をより安定的に補償することが可能となる。
【０１２３】［実施の形態２の変形例１］実施の形態２においては、学習区間が進むにつれてステップ係数μの値を徐々に小さくしていく処理を行なった。このとき、μの値は、受信を開始してから連続的に受信エラーが検出されなかったフレーム数Ｔに基づいて変化する構成となっていたが、たとえば、連続受信エラーなしのシンボル数、または受信開始からの総フレーム数に応じてステップ係数μの値を小さくしていくことも可能である。
【０１２４】［実施の形態２の変形例２］また、オフセット推定処理自体を１回の通話処理中おいて受信開始の第１フレームにおいてのみ行ない、それ以降のフレームについては行なわない処理とすることも可能である。受信エラーが起きた場合は、再度オフセット推定を行なう。
【０１２５】［実施の形態２の変形例３］あるいは、オフセット補償量更新処理を毎フレームに行なうのではなく、たとえば１０フレームに１回の割合で行なうとする構成も可能である。
【０１２６】［実施の形態２の変形例４］さらに、エラー発生時にはステップ係数μ′（ｔ）やオフセット補償量θ（ｔ）を初期値に戻する処理を行なうこととすることも可能である。
【０１２７】以上説明したようなオフセット補償処理を行ないつつ、ある条件が成立した場合にはオフセット更新（ステップ係数μの値）を当初の数値に戻す（あるいは徐々にμ′（ｔ）の値を大きくする）ことで、オフセット値の補償処理を素早く完了させる。
【０１２８】上述したある条件とは、たとえば、連続１００フレーム続けてエラーが発生した場合や、２０％以上のエラー率が検出された場合や、干渉回避起動が発生した場合などである。
【０１２９】実施の形態２において、Ｔの値が連続受信エラーなしフレーム数に設定されている場合は、エラーが発生した場合、Ｔの値が０になるため、μ′（ｔ）は初期値μ′（０）に戻ることになる。
【０１３０】［実施の形態２の変形例５］さらに、ステップ係数μ（ｔ）の最小値も予め設定しておく構成とすることもできる。
【０１３１】すなわち、ステップ係数μ′（ｔ）の値が小さくなりすぎると、オフセット補償値の更新自体も効果がなくなってしまう。
【０１３２】したがって、予めμ′（ｔ）の最小値を設定しておくことにする。たとえば、Ｔの最大値を１０００に制限する等の可能性が考えられる。
【０１３３】ここで、μ′（ｔ）の最小値は、演算精度やＣＮＲ等に基づき設定することとする。
【０１３４】以上のような構成とすることで、実施の形態よりもさらに安定したオフセット値補償が可能となる。
【０１３５】［実施の形態３］図６は、本発明の実施の形態３のＳＤＭＡ基地局１４００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【０１３６】図１に示した実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成と異なる点は、ステップ係数保持部１２０の代わりに、タイミング制御部４０によって制御されるステップ係数制御部１２４が設けられる構成となっている点である。
【０１３７】その他の構成は、図１に示した実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【０１３８】ステップ係数制御部１２４は、参照信号が存在する区間では、ステップ係数μ′（ｔ）の値を０とし、参照信号が存在する期間では所定の値μに設定する。
【０１３９】以上のような処理を行なうのは以下のような理由による。すなわち、アレイ学習の初期段階（初期シンボル段階）では、ウェイト計算回路１０から出力されるウェイトベクトル値は正しい値に収束していない可能性がある。このような場合、参照信号とアレイ出力の誤差が大きな値を示し、オフセット値も大幅な更新がされてしまうことになる。
【０１４０】このようなウェイトベクトルが収束していない段階では、オフセット値の高精度な判定が困難となる可能性がある。
【０１４１】したがって、より高精度なオフセット値推定を行なうため、アダプティブアレイの学習（ウェイト値あるいは誤差）が収束していない段階では、オフセット値の更新を停止する処理を行なう。
【０１４２】図７は、図６に示した実施の形態３のＳＤＭＡ基地局の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１４３】図７に示した処理は、参照信号を含む受信信号ｙ（ｔ）が加算器１４から出力されている期間、すなわち、変数ｉが１２以下の間は、オフセット補償量の更新を行なわないためにステップＳ１１０に相当する処理が省略されている点を除いて、実施の形態１の図３に示した処理と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１４４】このような処理により、オフセット値の高精度な判定を行ない、安定なオフセット補償処理を行なうことが可能になる。
【０１４５】［実施の形態４］図８は、本発明の実施の形態４のＳＤＭＡ基地局１６００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【０１４６】図１に示した実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成と異なる点は以下のとおりである。
【０１４７】すなわち、図８を参照して、実施の形態４のＳＤＭＡ基地局１６００においては、加算器７０から出力される誤差信号ｅ（ｔ）に基づいて、アレイ処理が収束しているか否かを判定するアレイ処理収束度判定部１６０と、このアレイ処理収束度判定部１６０の判定結果に基づいて制御され、ステップ係数μ′（ｔ）の値を変更するステップ係数制御部１２６が、ステップ係数保持部１２０の代わりに設けられている。
【０１４８】その他の構成は図１に示したＳＤＭＡ基地局１００の構成て同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【０１４９】ステップ係数制御部１２６は、以下の式に基づいて、ステップ係数μ′（ｔ）の値を変更する。
【０１５０】
μ′（ｔ）＝μ′（０）×（α／｜ｅ（ｉ）｜）
ここで、αは一定数であるので、誤差が大きい場合はオフセット更新速度（ステップ係数）の値が小さくなり、誤差が小さいときはオフセット更新速度が大きくなる。
【０１５１】図９は、図８に示した実施の形態４のＳＤＭＡ基地局１６００の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１５２】図９に示した処理は、ステップＳ１１０に相当するステップＳ１１１およびステップＳ１１６に相当するステップＳ１１７において、オフセット補償量の更新を行なう際のステップ係数が、上述のとおり変更されている点を除いて、実施の形態１の図３に示した処理と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１５３】なお、ステップ係数μ′（ｔ）の変更方法としては、他に以下のような式に基づく変更も考えられる。
【０１５４】μ′（ｔ）＝μ′（０）×（α／｜ｌｏｇ｜ｅ（ｉ）｜｜）
以上のような処理により、アレイ学習の初期段階等において、ウェイトベクトル値が正しい値に収束していない期間中は、オフセット補償値の更新が抑制され、オフセット値の収束までの時間を速くすることが可能である。なお、誤差ｅ（ｉ）が一定値より小さく、ウエイトの精度が良いと推定される場合には、μ´（ｔ）を大きく変更することなく一定値に制限する。
【０１５５】［実施の形態４の変形例］なお、アレイ学習時の受信応答ベクトル値の推移に基づいてオフセット更新速度を制御することも可能である。
【０１５６】すなわち、更新処理において前回のフレーム時と現段階でのフレーム時の受信応答ベクトルの間の推移（相関値）を計算し、これが１に近い場合は、オフセット更新速度を大きくするという処理を行なうことができる。一方、小さいときはオフセット更新速度を小さくする。
【０１５７】すなわち、以下の式に基づいて、オフセット値が更新される。
μ′（ｔ）＝μ′（０）×（β×ＣＯＲ）
ここで、ＣＯＲは、前フレーム時と現フレーム時の受信応答ベクトル値の相間値を表わし、βは一定の係数である。
【０１５８】［実施の形態５］図１０は、本発明の実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【０１５９】実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００の構成が、図１に示した実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成と異なる点は、以下のとおりである。
【０１６０】すなわち、実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００は、加算器７０から出力される誤差信号ｅ（ｔ）に応じて、アダプティブアレイ処理が収束段階に入っているか否かを検出するためのアレイ処理収束度判定部１６０と、アレイ処理収束度判定部１６０の判定結果と、タイミング制御部４０からのタイミング信号により制御されて、ステップ係数μ′（ｔ）の値を変更するステップ係数制御部１２８が、ステップ係数保持部１２０の代わりに設けられる構成となっている。
【０１６１】その他の点は、図１に示した実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【０１６２】すなわち、実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００の構成のうちステップ係数制御部１２８は、以下のような処理を行なう。
【０１６３】まず、タイミング制御部４０からの制御により、参照信号ありの区間においては、ステップ係数制御部１２８は、ステップ係数μ′（ｔ）を実施の形態４と同様に以下の式にしたがって変化させる。
【０１６４】
μ′（ｔ）＝μ′（０）×（α／｜ｅ（ｉ）｜）
（または、 μ′（ｔ）＝μ′（０）×（α／｜ｌｏｇ｜ｅ（ｉ）｜｜））
さらに、参照信号なしの区間になった場合には、ステップ係数制御部１２８は、ステップ係数μ′（ｔ）を初期値μ′（０）とする。
【０１６５】以上のような処理を行なうことで、アレイ処理の収束が早い場合、すなわち、誤差信号ｅ（ｉ）が参照信号ありの区間であって一定値以下となり、アレイ処理が収束したと推測できる場合は、その時点からオフセット更新速度が徐々に大きくなっていく。なお、大きくしすぎないように一定の閾値制限を設けるものとする。
【０１６６】これに加えての参照信号なし区間に到達すると、オフセット更新速度を初期設定値の値に戻すことで、オフセット更新値が一定値となる。これにより、更新速度に制限がかけられることになる。
【０１６７】図１１は、図１０に示した実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１６８】図１１に示した処理は、ステップＳ１１０に相当するステップＳ１１１において、オフセット補償量の更新を行なう際のステップ係数が、上述のとおり変更されている点を除いて、実施の形態１の図３に示した処理と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１６９】したがって、実施の形態３の場合よりもより多くのオフセット更新機会が与えられるため収束が早くなる。これに加えて、実施の形態４では、エラーが小さくなっていくとオフセット更新速度が大きくなりすぎて、変数の発散オーバーフロー等が起こる可能性があるが、これを回避することが可能であるという利点がある。
【０１７０】以上の処理で、アレイ処理が収束してからオフセット更新を行なうことになるので、オフセット推定精度が向上し、オフセット補償値の収束を早めることができる。
【０１７１】今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１７２】
【発明の効果】以上説明したとおり、本願発明によれば、アダプティブアレイ処理を用いてアレイアンテナを制御することにより、同一チャネルに複数のユーザを割当ててチャネル利用効率を高めつつ、周波数オフセットを補償することで、受信特性の劣化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】 端末とＳＤＭＡ基地局１０００との間で授受される信号の構成を説明するための概念図である。
【図３】 図１に示したＳＤＭＡ基地局１０００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】 実施の形態２のＳＤＭＡ基地局１２００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図５】 実施の形態２のＳＤＭＡ基地局１２００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】 本発明の実施の形態３のＳＤＭＡ基地局１４００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図７】 実施の形態３のＳＤＭＡ基地局の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】 実施の形態４のＳＤＭＡ基地局１６００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図９】 実施の形態４のＳＤＭＡ基地局１６００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】 実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図１１】 実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】 周波数分割多重接続，時分割多重接続および空間多重分割接続の各種の通信システムにおけるチャネルの配置図である。
【図１３】 従来のＳＤＭＡ用基地局の送受信システム２０００の構成を示す概略ブロック図である。
【図１４】 アダプティブアレイ２１００のうち、１人のユーザに対応する送受信部２１００ａの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
♯１〜♯４ アレイアンテナ、２−１〜２−４ ＲＦ回路、４−１〜４−４アナログデジタル変換器、６ 周波数オフセット修正部、１２−１〜１２−４乗算器、１４ 加算器、２０ 強制位相同期処理部、３０ メモリ、４０ タイミング制御部、５０ スイッチ回路、６０ 複素共役処理部、７０，８０ 加算器、９０ 乗算器、１００ オフセット抽出部、１１０ 乗算器、１２０ ステップ係数保持部、１３０ オフセット補償値算出部、１４０ メモリ、１２２，１２４，１２６，１２８ ステップ係数制御部、１６０ アレイ処理収束度判定部、１０００，１２００，１４００，１６００，１８００ ＳＤＭＡ基地局。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話等の無線通信において、基地局に用いられる無線装置の構成に関し、より特定的には、基地局における無線装置の周波数オフセットの補償制御の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、急速に発達しつつある携帯型電話機のような移動通信システムにおいて、周波数の有効利用を図るべく種々の伝送チャネル割当方法が提案されており、その一部のものは実用化されている。
【０００３】図１２は周波数分割多重接続（Frequency Division Multiple Access：ＦＤＭＡ），時分割多重接続（Time Division Multiple Access ：ＴＤＭＡ）および空間多重分割接続（Spatial Division Multiple Access：ＳＤＭＡ）の各種の通信システムにおけるチャネルの配置図である。
【０００４】なお、ＳＤＭＡ方式は、また、ＰＤＭＡ方式（Path Division Multiple Access）とも呼ばれる。
【０００５】まず、図１２を参照して、ＦＤＭＡ，ＴＤＭＡおよびＳＤＭＡについて簡単に説明する。図１２（ａ）はＦＤＭＡを示す図であって、異なる周波数ｆ１〜ｆ４の電波でユーザ１〜４のアナログ信号が周波数分割されて伝送され、各ユーザ１〜４の信号は周波数フィルタによって分離される。
【０００６】図１２（ｂ）に示すＴＤＭＡにおいては、各ユーザのデジタル化された信号が、異なる周波数ｆ１〜ｆ４の電波で、かつ一定の時間（タイムスロット）ごとに時分割されて伝送され、各ユーザの信号は周波数フィルタと基地局および各ユーザ移動端末装置間の時間同期とにより分離される。
【０００７】一方、最近では、携帯型電話機の普及により電波の周波数利用効率を高めるために、ＳＤＭＡ方式が提案されている。このＳＤＭＡ方式は、図１２（ｃ）に示すように、同じ周波数における１つのタイムスロットを空間的に分割して複数のユーザのデータを伝送するものである。このＳＤＭＡでは各ユーザの信号は周波数フィルタと基地局および各ユーザ移動端末装置間の時間同期とアダプティブアレイなどの相互干渉除去装置とを用いて分離される。
【０００８】図１３は、従来のＳＤＭＡ用基地局の送受信システム２０００の構成を示す概略ブロック図である。
【０００９】図１３に示した構成においては、ユーザＰＳ１とＰＳ２とを識別するために、４本のアンテナ♯１〜♯４が設けられている。
【００１０】受信動作においては、アンテナの出力は、ＲＦ回路２１０１に与えられ、ＲＦ回路２１０１において、受信アンプで増幅され、局部発振信号によって周波数変換された後、フィルタで不要な周波数信号が除去され、Ａ／Ｄ変換されて、デジタル信号としてデジタルシグナルプロセッサ２１０２に与えられる。
【００１１】デジタルシグナルプロセッサ２１０２には、チャネル割当基準計算機２１０３と、チャネル割当装置２１０４と、アダプティブアレイ２１００とが設けられている。チャネル割当基準計算機２１０３は、２人のユーザからの信号がアダプティブアレイによって分離可能かどうかを予め計算する。その計算結果に応じて、チャネル割当装置２１０４は、周波数と時間とを選択するユーザ情報を含むチャネル割当情報をアダプティブアレイ２１００に与える。アダプティブアレイ２１００は、チャネル割当情報に基づいて、４つのアンテナ♯１〜♯４からの信号に対して、リアルタイムに重み付け演算を行なうことで、特定のユーザの信号のみを分離する。
【００１２】［アダプティブアレイアンテナの構成］図１４１４は、アダプティブアレイ２１００のうち、１人のユーザに対応する送受信部２１００ａの構成を示すブロック図である。図１４に示した例においては、複数のユーザ信号を含む入力信号から希望するユーザの信号を抽出するため、ｎ個の入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎが設けられている。
【００１３】各入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎに入力された信号が、スイッチ回路２０１０−１〜２０１０−ｎを介して、ウエイトベクトル制御部２０１１と乗算器２０１２−１〜２０１２−ｎとに与えられる。
【００１４】ウエイトベクトル制御部２０１１は、入力信号と予めメモリ２０１４に記憶されている特定のユーザの信号に対応したトレーニング信号と加算器２０１３の出力とを用いて、ウエイトベクトルｗ1i〜ｗniを計算する。ここで、添字ｉは、ｉ番目のユーザとの間の送受信に用いられるウエイトベクトルであることを示す。
【００１５】乗算器２０１２−１〜２０１２ーｎは、各入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎからの入力信号とウエイトベクトルｗ1i〜ｗniとをそれぞれ乗算し、加算器２０１３へ与える。加算器２０１３は、乗算器２０１２−１〜２０１２−ｎの出力信号を加算して受信信号ＳRX（ｔ）として出力し、この受信信号ＳRX（ｔ）は、ウエイトベクトル制御部２０１１にも与えられる。
【００１６】さらに、送受信部２１００ａは、アダプティブアレイ無線基地局からの出力信号ＳTX（ｔ）を受けて、ウエイトベクトル制御部２０１１により与えられるウエイトベクトルｗ1i〜ｗniとそれぞれ乗算して出力する乗算器２０１５−１〜２０１５−ｎを含む。乗算器２０１５−１〜２０１５−ｎの出力は、それぞれスイッチ回路２０１０−１〜２０１０−ｎに与えられる。つまり、スイッチ回路２０１０−１〜２０１０−ｎは、信号を受信する際は、入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎから与えられた信号を、信号受信部１Ｒに与え、信号を送信する際には、信号送信部１Ｔからの信号を入出力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎに与える。
【００１７】［アダプティブアレイの動作原理］次に、図１４に示した送受信部２１００ａの動作原理について簡単に説明する。
【００１８】以下では、説明を簡単にするために、アンテナ素子数を４本とし、同時に通信するユーザ数ＰＳを２人とする。このとき、各アンテナから受信部１Ｒに対して与えられる信号は、以下のような式で表わされる。
【００１９】
【数１】
【００２０】ここで、信号ＲＸj （ｔ）は、ｊ番目（ｊ＝１，２，３，４）のアンテナの受信信号を示し、信号Ｓｒｘi （ｔ）は、ｉ番目（ｉ＝１，２）のユーザが送信した信号を示す。
【００２１】さらに、係数ｈjiは、j 番目のアンテナに受信された、i 番目のユーザからの信号の複素係数を示し、ｎj （ｔ）は、ｊ番目の受信信号に含まれる雑音を示している。
【００２２】上の式（１）〜（４）をベクトル形式で表記すると、以下のようになる。
【００２３】
【数２】
【００２４】なお式（６）〜（８）において、［…］T は、［…］の転置を示す。ここで、Ｘ（ｔ）は入力信号ベクトル、Ｈi はｉ番目のユーザの受信信号係数ベクトル、Ｎ（ｔ）は雑音ベクトルをそれぞれ示している。
【００２５】アダプティブアレイアンテナは、図１５に示したように、それぞれのアンテナからの入力信号に重み係数ｗ1i〜ｗniを掛けて合成した信号を受信信号ＳRX（ｔ）として出力する。なお、ここでは、アンテナの本数ｎは４である。
【００２６】さて、以上のような準備の下に、たとえば、１番目のユーザが送信した信号Ｓｒｘ1 （ｔ）を抽出する場合のアダプティブアレイの動作は以下のようになる。
【００２７】アダプティブアレイ２１００の出力信号ｙ１（ｔ）は、入力信号ベクトルＸ（ｔ）とウエイトベクトルＷ1 のベクトルの掛算により、以下のような式で表わすことができる。
【００２８】
【数３】
【００２９】すなわち、ウエイトベクトルＷ1 は、ｊ番目の入力信号ＲＸj （ｔ）に掛け合わされる重み係数ｗj1（ｊ＝１，２，３，４）を要素とするベクトルである。
【００３０】ここで式（９）のように表わされたｙ１（ｔ）に対して、式（５）により表現された入力信号ベクトルＸ（ｔ）を代入すると、以下のようになる。
【００３１】
【数４】
【００３２】ここで、アダプティブアレイ２１００が理想的に動作した場合、周知な方法により、ウエイトベクトルＷ1 は次の連立方程式を満たすようにウエイトベクトル制御部２０１１により逐次制御される。
【００３３】
【数５】
【００３４】式（１２）および式（１３）を満たすようにウエイトベクトルＷ1 が完全に制御されると、アダプティブアレイ２１００からの出力信号ｙ１（ｔ）は、結局以下の式のように表わされる。
【００３５】
【数６】
【００３６】すなわち、出力信号ｙ１（ｔ）には、２人のユーザのうちの第１番目のユーザが送信した信号Ｓｒｘ1 （ｔ）が得られることになる。
【００３７】一方、図１４において、アダプティブアレイ２１００に対する入力信号ＳTX（ｔ）は、アダプティブアレイ２１００中の送信部１Ｔに与えられ、乗算器２０１５−１，２０１５−２，２０１５−３，…，２０１５−ｎの一方入力に与えられる。これらの乗算器の他方入力にはそれぞれ、ウエイトベクトル制御部２０１１により以上説明したようにして受信信号に基づいて算出されたウエイトベクトルｗ1i，ｗ2i，ｗ3i，…，ｗniがコピーされて印加される。
【００３８】これらの乗算器によって重み付けされた入力信号は、対応するスイッチ２０１０−１，２０１０−２，２０１０−３，…，２０１０−ｎを介して、対応するアンテナ♯１，♯２，♯３，…，♯ｎに送られ、送信される。
【００３９】ここで、ユーザＰＳ１，ＰＳ２の識別は以下に説明するように行なわれる。すなわち、携帯電話機の電波信号はフレーム構成をとって伝達される。携帯電話機の電波信号は、大きくは、無線基地局にとって既知の信号系列からなるプリアンブルと、無線基地局にとって未知の信号系列からなるデータ（音声など）から構成されている。
【００４０】プリアンブルの信号系列は、当該ユーザが無線基地局にとって通話すべき所望のユーザかどうかを見分けるための情報の信号列を含んでいる。アダプティブアレイ無線基地局１のウエイトベクトル制御部２０１１は、メモリ２０１４から取出したユーザＡに対応したトレーニング信号と、受信した信号系列とを対比し、ユーザＰＳ１に対応する信号系列を含んでいると思われる信号を抽出するようにウエイトベクトル制御（重み係数の決定）を行なう。
【００４１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、携帯電話等において送受信に用いられる変調方式としては、ＰＳＫ変調を基調とする変調方式のＱＰＳＫ変調等が用いられる。
【００４２】ＰＳＫ変調では、搬送波に同期した信号を受信信号に積算することによる検波を行なう同期検波が一般に行なわれる。
【００４３】同期検波においては、変調波中心周波数に同期した複素共役搬送波を局部発振器により生成する。しかし、同期検波を行なう場合、通常、送信側と受信側の発振器には周波数オフセットと呼ばれる周波数誤差が存在する。この誤差によって、受信機側においては、受信信号をＩＱ平面上に表わした場合、受信信号点の位置が回転してしまう。このため、周波数オフセットを補償しなければ同期検波を行なうことが困難である。
【００４４】このような周波数オフセットは、上述したような送受信期間の局部発振周波数の精度のみならず、設定誤差、温度変動、経時変化等により発生し、受信機に入力される信号にキャリア周波数成分が残留することにより、受信特性が急激に劣化してしまうという問題が生じる。
【００４５】このようなキャリア（搬送波）周波数オフセットを抑える方法としては、通信システムにおいて、いわゆる「自動周波数調整機能（ＡＦＣ）」を設けることが知られている。しかしながら、このような従来行なわれている自動周波数調整機能では、広帯域変調、高速フェージング、バースト信号伝送、マルチパス遅延歪み、同一周波数干渉等の伝送条件となる移動体通信の下では、十分な動作が期待できないおそれがある。
【００４６】この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、空間多重分割方式により同一セル内で同一チャネルを複数のユーザに割当て、チャネルの利用効率を挙げつつ、端末と基地局との間のキャリア周波数オフセットを補償することが可能な基地局に用いられる無線装置を提供することである。
【００４７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の無線装置は、複数のアンテナを含むアレイアンテナと、複数のアンテナからの信号を受けて所定の端末からの信号を抽出するためのアダプティブアレイ処理手段とを備え、アダプティブアレイ処理手段は、与えられたオフセット補償量に応じて、受信信号の周波数オフセットを補償するための周波数オフセット補償手段を含み、アダプティブアレイ処理手段の出力を受けて、所定のタイミングで周波数オフセットを抽出するためのオフセット量検知手段と、オフセット量検知手段の検知結果に基づいて、オフセット補償量を更新するオフセット補償量演算手段とをさらに備える。
【００４８】請求項２記載の無線装置は、請求項１記載の無線装置の構成に加えて、受信信号は、複数のスロットに分割されて伝送され、各スロットは、予め定められた参照信号を含む第１の部分信号と、伝送されるデータを含む第２の部分信号とを含み、オフセット量検知手段は、参照信号を保持するための第１の記憶手段と、アダプティブアレイ処理手段からの出力の位相を所定の位相に強制的に同期させる強制位相同期手段と、第１の部分信号がアダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、第１の記憶手段に保持された参照信号と前アダプティブアレイ処理手段から出力との差を出力し、第２の部分信号がアダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、強制位相同期手段の出力と前アダプティブアレイ処理手段から出力との差を出力する誤差信号生成手段と、誤差信号生成手段の出力に基づいて、周波数オフセットを抽出するためのオフセット抽出手段とを含む。
【００４９】請求項３記載の無線装置は、請求項２記載の無線装置の構成に加えて、オフセット補償量演算手段は、オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、所定の係数をμとするとき、第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、オフセット補償量の更新値θ´を、θ´＝θ＋μ×Δθとして算出する算出手段とを含む。
【００５０】請求項４記載の無線装置は、請求項２記載の無線装置の構成に加えて、オフセット補償量演算手段は、オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、オフセット補償量の更新値θ´を、更新が進むに従って更新にあたって変更される量を減少させるようにして、第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて算出する算出手段とを含む。
【００５１】請求項５記載の無線装置は、請求項４記載の無線装置の構成に加えて、オフセット補償量演算手段は、受信エラーを検出するためのエラー検出手段をさらに含み、算出手段は、１未満の所定の正係数をλ、係数μの初期値をμ０とするとき、受信エラーが検出されない更新機会の回数に対応する値をＴとし、記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、オフセット補償量の更新値θ´を、θ´＝θ＋（μ０×λT）×Δθとして算出する。
【００５２】請求項６記載の無線装置は、請求項４記載の無線装置の構成に加えて、算出手段は、オフセット補償量の更新処理を複数フレームごとに行なう。
【００５３】請求項７記載の無線装置は、請求項２記載の無線装置の構成に加えて、オフセット補償量演算手段は、オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、オフセット補償量の更新値θ´を、更新にあたって変更される量を誤差信号生成手段の出力の絶対値の大きさに応じて増加させるようにして、第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて算出する算出手段とを含む。
【００５４】請求項８記載の無線装置は、請求項２記載の無線装置の構成に加えて、オフセット補償量演算手段は、オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、所定の係数をμとするとき、第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、オフセット補償量の更新値θ´を、ｉ）第１の部分信号がアダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、更新にあたって変更される量を誤差信号生成手段の出力の絶対値の大きさに応じて増加させるようにして、第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて算出し、ｉｉ）第２の部分信号がアダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、θ´＝θ＋μ×Δθとして算出する算出手段とを含む。
【００５５】請求項９記載の無線装置は、請求項１記載の無線装置の構成に加えて、受信信号は、複数のスロットに分割されて伝送され、各スロットは、予め定められた参照信号を含む第１の部分信号と、伝送されるデータを含む第２の部分信号とを含み、オフセット量検知手段は、アダプティブアレイ処理手段からの出力の位相を所定の位相に強制的に同期させる強制位相同期手段と、第２の部分信号がアダプティブアレイ処理手段から出力される期間におい、強制位相同期手段の出力と前アダプティブアレイ処理手段から出力との差を出力する誤差信号生成手段と、誤差信号生成手段の出力に基づいて、周波数オフセットを抽出するためのオフセット抽出手段とを含む。
【００５６】請求項１０記載の無線装置は、請求項９記載の無線装置の構成に加えて、オフセット補償量演算手段は、オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、所定の係数をμとするとき、第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θとオフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、オフセット補償量の更新値θ´を、θ´＝θ＋μ×Δθとして算出する算出手段とを含む。
【００５７】
【発明の実施の形態】［実施の形態１］
［ＳＤＭＡ基地局１０００の構成］図１は、本発明の実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成を示す概略ブロック図である。
【００５８】図１を参照して、ＳＤＭＡ基地局１０００は、複数本のアンテナ♯１〜♯４で構成されるアレイアンテナからの信号をそれぞれ受けてダウンコンバートするＲＦ回路２−１〜２−４と、ＲＦ回路２−１〜２−４からの信号をそれぞれ受けて、デジタル信号に変換し受信信号ベクトルＸ（ｔ）として出力するためのアナログデジタル変換器４−１〜４−４を備える。
【００５９】図１においては、説明の簡単のためにアレイアンテナを構成するアンテナは４本であるものとしているが、より一般には、アンテナの本数はｎ本（ｎは、ｎ≧２の自然数）でよい。
【００６０】また、受信信号ベクトルＸ（ｔ）は４本のアンテナのそれぞれからの信号を要素とするベクトルである。
【００６１】ＳＤＭＡ基地局１０００は、さらに、アナログデジタル変換器４−１〜４−４からの信号Ｘ（ｔ）を受けて、この信号Ｘ（ｔ）と後に説明するようにして導出される周波数オフセット修正値θ（ｔ）と複素乗算を行なうことにより、周波数オフセットを修正した信号Ｘ′（ｔ）として出力する周波数オフセット修正部６と、周波数オフセット修正部６から出力された信号Ｘ′（ｔ）をそれぞれ受けて、ウェイトベクトルＷ（ｔ）の要素と各々乗算するための乗算器１２−１〜１２−４と、乗算器１２−１〜１２−４の出力を受けて加算し受信信号ｙ（ｔ）として出力する加算器１４と、加算器１４の出力を受けて、信号ｙ（ｔ）の位相をＩＱ平面上の所定の位相点に強制的に同期させるための強制位相同期処理部２０とを含む。
【００６２】ここで、たとえば、信号ｙ（ｔ）は複数の端末のうち所望の端末からの信号を抽出した信号であり、たとえば、ＱＰＳＫ変調された信号であるものとする。したがって、強制位相同期処理部２０は、ＱＰＳＫ変調された信号のＩＱ平面上の所定の位相に対応する信号点に強制的に同期させる処理を行なうことになる。
【００６３】以下では、強制位相同期処理部２０から出力される信号をレプリカ信号ｄ′（ｔ）と呼ぶことにする。
【００６４】ＳＤＭＡ基地局１０００は、さらに、１スロットの信号中に含まれるシンボル（たとえば１２０シンボル）のうちプリアンブルに含まれる参照信号を予め保持し信号ｄ（ｔ）として出力するメモリ３０と、受信信号が１スロットの信号のうち参照信号が存在する区間を受信中であるか参照信号がない区間（データ部）を受信中であるか否かを検出するタイミング制御部４０と、強制位相同期処理部からのレプリカ信号ｄ′（ｔ）とメモリ３０からの参照信号ｄ（ｔ）とを受けて、タイミング制御部４０により制御されて、いずれか一方を出力するスイッチ回路５０と、スイッチ回路５０からの出力と加算器１４からの出力の符号を反転させた上で加算するための加算器７０と、加算器７０からの出力を受けて、周知のアダプティブアレイ処理により、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を算出するためのウェイト計算回路１０とを備える。
【００６５】ＳＤＭＡ基地局１０００は、さらに、加算器７０から出力される誤差信号ｅ（ｔ）の符号を反転させた信号と、スイッチ回路５０から出力される参照信号ｄ（ｔ）またはレプリカ信号ｄ′（ｔ）とを加算する加算器８０と、スイッチ回路５０からの出力を受けて複素共役の信号ｄ*（ｔ）複素共役処理部６０と、複素共役処理部６０の出力と加算器８０の出力とを乗算するための乗算器９０と、乗算器９０の出力を受けてその虚数部を抽出することで、周波数オフセットΔθを抽出するオフセット抽出部１００と、オフセット補償値を求めるためのステップ係数μを保持するステップ係数保持部１２０と、ステップ係数保持部１２０から出力されるステップ係数μと周波数オフセット量Δθとを乗算する乗算器１１０と、オフセット補償量の更新値を記憶するためのメモリ１４０と、メモリ１４０に記憶されている前回処理におけるオフセット補償値と乗算器１１０からの出力とに応じて、オフセット補償量θ（ｔ）を算出するためのオフセット補償値算出部１３０とを備える。
【００６６】オフセット補償値算出部１３０からの出力に応じて、周波数オフセット修正部６が、アナログデジタル変換器４−１〜４−４からの出力に対して周波数オフセットの修正を行なう。
【００６７】図２は、本発明において、端末とＳＤＭＡ基地局１０００との間で授受される信号の構成を説明するための概念図である。
【００６８】１フレームの信号は８スロットに分割され、前半の４スロットがたとえば受信用であり後半の４スロットがたとえば送信用である。
【００６９】各スロットは１２０シンボルから構成され、図２に示した例では、１つの受信用および１つの送信用のスロットを１組として４ユーザに対して１フレームの信号が割当てられている。
【００７０】図３は、図１に示したＳＤＭＡ基地局１０００の動作を説明するためのフローチャートである。
【００７１】まず、図３で行なわれる処理を概略的に説明すると、図１において説明したとおり、アレイアンテナ♯１〜♯４からの信号Ｘ（ｔ）は、周波数オフセット補償値θ（ｔ）と複素乗算された後、アダプティブアレイ処理が行なわれる。
【００７２】アダプティブアレイから出力される出力信号ｙ（ｔ）、参照信号ｄ（ｔ）からの誤差ｅ（ｔ）が求められ、さらにこの誤差ｅ（ｔ）に基づいて、アダプティブアレイ学習をウェイト計算回路１０が行なうことで、各アンテナにそれぞれ対応する受信ウェイトを要素とするウェイトベクトルＷ（ｔ）が算出される。
【００７３】このとき、アダプティブアレイの出力信号ｙ（ｔ）とその参照信号ｄ（ｔ）とから、ＩＱ平面上でのキャリア周波数成分の円周方向の誤差、すなわち周波数オフセット値Δθ（ｔ）が抽出され、オフセット補償値θ（ｔ）が算出される。
【００７４】このとき、受信信号のスロットにおいて、参照信号ありの区間においては、周波数オフセットの更新処理は、参照信号ｄ（ｔ）と受信信号ベクトルＸ（ｔ）とからアダプティブアレイ学習によりウェイトベクトルＷ（ｔ）を更新する際にオフセット補償値θ（ｔ）も逐次更新処理を行なう。
【００７５】参照信号なしの区間（データ部）においては、アダプティブアレイ出力ｙ（ｔ）を基準信号点に強制位相同期させたレプリカｄ′（ｔ）とアダプティブアレイ出力の誤差に基づいて、アダプティブ学習によるウェイトベクトルＷ（ｔ）および周波数オフセット補償値θ（ｔ）の逐次更新が行なわれる。
【００７６】上述したとおり、実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００においては、１スロット中に含まれる全シンボルに対してアレイ学習およびオフセット更新処理を行なう。すなわち、受信信号のオフセット修正、アレイ処理、オフセット補償値更新の処理をシンボルごとに逐次行なっていく。後に説明するように、オフセット更新時に使用するステップ係数μの値は、たとえば、適用する環境下に応じて実験により予め定めておくものとする。
【００７７】また、処理ループの初期値としてオフセット補償値θ（１）は０にセットしておくものとする。
【００７８】たとえば、ＰＨＳシステムに適用する場合、既知の信号区間である１〜１２シンボルまではメモリ３０内部の参照信号ｄ（ｔ）を用いてオフセット補償値の更新処理を行なう。これに対して、１３シンボル以降の参照信号がない区間では、アレイ出力ｙ（ｔ）をπ／４ＱＰＳＫの基準信号点に強制位相同期した信号を参照信号のレプリカｄ′（ｔ）としてオフセット補償値の更新処理に用いる。
【００７９】なお、以下の説明において「ｔ」は、時間を表わす変数であり、たとえばオフセット補償値θ（ｔ）のｔは、基準時点からの時間経過を表わし、たとえばシンボル数に相当する量を表わす。
【００８０】図３を参照して、受信処理が開始されると（ステップＳ１００）、シンボル数をカウントするための変数ｉの値が１に初期化される（ステップＳ１０２）。
【００８１】続いて、変数ｉの値が１２を超えているか否かの判断が行なわれ（ステップＳ１０４）、変数ｉが１２以下である場合は、まず、周波数オフセット修正部６において、以下の式に従ってアンテナ受信信号ベクトルＸ（ｉ）が周波数オフセット補償値θ（ｉ）に基づいて補正される（ステップＳ１０６）。
【００８２】
Ｘ′（ｉ）＝Ｘ（ｉ）ｅ-j×Q(i)×i＝Ｘ（ｉ）×（ｃｏｓ（ｉ×Ｑ（ｉ））＋ｊｓｉｎ（ｉ×Ｑ（ｉ）））*ここで、ｊは虚数単位を表わし、Ｚ*は複素数Ｚの複素共役を表わす。
【００８３】続いて、ウェイト計算機１０は、加算器７０から出力される参照信号ｄ（ｉ）とオフセット補償後の受信信号ベクトルＸ′（ｉ）から得られるアダプティブアレイ出力ｙ（ｔ）とを用いてウェイトベクトルＷ（ｉ）の計算および更新を行なう（ステップＳ１０８）。
【００８４】一方で、スイッチ回路５０から出力される参照信号ｄ（ｉ）と加算器７０から出力される誤差信号ｅ（ｉ）から以下の演算に相当する処理を加算器８０、複素共役処理部６０、乗算器９０およびオフセット抽出部１００が行なうことで、周波数オフセット値が算出される。
【００８５】ｅ（ｉ）＝ｄ（ｉ）−ｙ（ｉ）
Δθ＝Ｉｍ［（ｄ（ｉ）−ｅ（ｉ））×ｄ*（ｉ）］
なお、上式中Ｉｍ［…］は［…］の虚数部を表わす。
【００８６】さらに、このようにして得られた周波数オフセット値に基づいて、ステップ係数保持部１２０、乗算器１１０およびオフセット補償値算出部１３０の行なう処理により、以下の式に基づいて周波数オフセット補償値が更新される（ステップＳ１１０）。
【００８７】θ（ｉ＋１）＝θ（ｉ）＋μ×ΔθステップＳ１１０の処理が終了すると、変数ｉの値がインクリメントされて、処理はステップＳ１０４に復帰する。
【００８８】ステップＳ１０４において、変数ｉの値が１２を超えると判断された場合、処理はステップＳ１１２に移行する。ステップＳ１１２においては、周波数オフセット修正部６において、ステップＳ１０６と同様にして、受信信号ベクトルＸ（ｉ）の位相が補正されて、受信信号ベクトルＸ′（ｉ）が生成される。
【００８９】続いて、加算器１４から出力されるアダプティブアレイ出力ｙ（ｔ）と信号ｙ（ｉ）を強制位相同期したレプリカ信号ｄ′（ｉ）とから加算器７０により得られる誤差信号ｅ（ｉ）に基づいて、ウェイト計算回路１０は、ウェイトベクトルＷ（ｉ）を更新処理する（ステップＳ１１４）。
【００９０】続いて、強制位相同期処理部２０において、アダプティブアレイ出力ｙ（ｉ）を強制位相同期することにより生成したレプリカ信号ｄ′（ｉ）がスイッチ回路５０を介して出力され、加算器７０からは誤差信号ｅ′（ｉ）が出力される。この信号ｅ′（ｉ）と符号を反転させた信号と、レプリカ信号ｄ′（ｉ）とを加算器８０において加算した結果と複素共役処理部６０から出力された信号ｄ*（ｉ）とを乗算器９０において乗算した結果に基づいて、オフセット抽出部１００において、以下の式に基づいて周波数オフセットΔθが算出される。
【００９１】ｅ′（ｉ）＝ｄ′（ｉ）−ｙ（ｉ）
Δθ＝Ｉｍ［（ｄ′（ｉ）−ｅ′（ｉ））×ｄ′*（ｉ）］
さらに、この周波数オフセット両Δθとに基づいて、以下の式によりオフセット補償値算出部１３０によりオフセット補償量が更新されて、メモリ１４０に記憶されるとともに、周波数オフセット修正部６に与えられる。
【００９２】θ（ｉ＋１）＝θ（ｉ）＋μ×Δθ続いて、変数ｉが全シンボル（たとえば１２０）よりも大きいか否かの判断が行なわれ（ステップＳ１１８）、変数ｉが全シンボル数以下である場合は処理はステップＳ１１２に復帰し、変数ｉが全シンボル数を超えている場合は処理はステップＳ１２０に移行する。
【００９３】続いて、最終的な周波数オフセット値を次フレームの初期値用にメモリ１４０に保存する。これにより、次フレームに対するオフセット補償量の初期値θ（１）は以下のように設定されることになる（ステップＳ１２０）。
【００９４】θ（１）＝（最終学習時のθの値）
以上の処理により、１スロット分の処理が終了する（ステップＳ１２２）。
【００９５】以上のような処理を行なうことで、受信信号の周波数オフセットが補償されることにより、アダプティブアレイを用いた無線装置において、安定な受信特性を得ることが可能となる。
【００９６】［実施の形態２］図４は、本発明の実施の形態２のＳＤＭＡ基地局１２００の構成を説明するための概略ブロック図であり、実施の形態１の図１と対比される図である。
【００９７】実施の形態２のＳＤＭＡ基地局１２００の構成が、実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１００の構成と異なる点は、以下のとおりである。
【００９８】強制位相同期処理部２０からの出力に基づいて、符号処理を行なう差動復号処理部２００（これは図１においては図示省略されている）からの出力に応じて、復号データに受信エラーがあるか否かを検出する復調エラーデータチェック部２１０と、復調データエラーチェック部からのエラーの検出結果が与えられると、これに応じて、エラー条件を判定するエラー条件判定処理部２２０と、このようなエラー判定が行なわれた回数Ｔを記憶するためのメモリ２３０とをさらに備える構成となっている。
【００９９】さらに、ＳＤＭＡ基地局１２００においては、ステップ係数保持部１２０の代わりに、ステップ係数制御部１２２が設けられ、エラー条件判定処理部２２０から与えられるエラー回数Ｔに応じて、以下に示す式に基づいて、オフセット補償値を求める際に用いられるステップ係数を変化させる。
【０１００】μ′（ｔ）＝μ′（０）×λTここで、λは０＜λ＜１を満たす定数であって、以下忘却係数と呼ぶ。また、μ′（０）は初期値である。
【０１０１】以上のような構成とすることで、ステップ係数μの値は、学習区間が進むにつれて次第に小さくなっていく。
【０１０２】真の周波数オフセット値は短時間で変化するものではないため、オフセット値が収束段階に移った場合、ある程度正確な値が求められていると考えられる。
【０１０３】ここで、ノイズやエラーにより大きな誤差が突発的に表われた場合、これまでと同様の学習を行なっていると、オフセット値はその誤差に基づいて真の値から遠ざかることになる。つまり、収束後もオフセット値は外乱等の影響で揺れ幅を持って推移することになってしまう。
【０１０４】上述したように、エラー条件判定処理部２２０が、生じたエラーが突発的なノイズ等に基づくものであるか否かをそれまでの学習履歴等を参照して判定することにより、オフセット値が収束段階に入ったと考えた後は、オフセット補償値の更新幅であるステップ係数を小さくしていく。これにより、突発的なノイズ等によるエラーによって、オフセット補償値が大きく変動してしまうことを防止し、より正確なオフセット値推定を行なうことが可能となる。
【０１０５】図５は、図４に示した実施の形態２のＳＤＭＡ基地局１２００の動作を説明するためのフローチャートであり、図３と対比される図である。
【０１０６】図５を参照して、受信処理が開始されると（ステップＳ１００）、シンボル数をカウントするための変数ｉの値が１に初期化される（ステップＳ１０２）。
【０１０７】続いて、変数ｉの値が１２を超えているか否かの判断が行なわれ（ステップＳ１０４）、変数ｉが１２以下である場合は、まず、周波数オフセット修正部６において、アンテナ受信信号ベクトルＸ（ｉ）が周波数オフセット補償値θ（ｉ）に基づいて補正される（ステップＳ１０６）。
【０１０８】続いて、ウェイト計算機１０は、加算器７０から出力される参照信号ｄ（ｉ）とオフセット補償後の受信信号ベクトルＸ′（ｉ）から得られるアダプティブアレイ出力ｙ（ｔ）とを用いてウェイトベクトルＷ（ｉ）の計算および更新を行なう（ステップＳ１０８）。
【０１０９】一方で、スイッチ回路５０から出力される参照信号ｄ（ｉ）と加算器７０から出力される誤差信号ｅ（ｉ）から以下の演算に相当する処理を加算器８０、複素共役処理部６０、乗算器９０およびオフセット抽出部１００が行なうことで、周波数オフセット値が算出される。
【０１１０】ｅ（ｉ）＝ｄ（ｉ）−ｙ（ｉ）
Δθ＝Ｉｍ［（ｄ（ｉ）−ｅ（ｉ））×ｄ*（ｉ）］
なお、上式中Ｉｍ［…］は［…］の虚数部を表わす。
【０１１１】さらに、このようにして得られた周波数オフセット値に基づいて、ステップ係数保持部１２０、乗算器１１０およびオフセット補償値算出部１３０の行なう処理により、以下の式に基づいて周波数オフセット補償値が更新される（ステップＳ１０９）。
【０１１２】μ′（ｉ）＝μ′（０）×λTθ（ｉ＋１）＝θ（ｉ）＋μ´（ｉ）×ΔθステップＳ１１０の処理が終了すると、変数ｉの値がインクリメントされて、処理はステップＳ１０４に復帰する。
【０１１３】ステップＳ１０４において、変数ｉの値が１２を超えると判断された場合、処理はステップＳ１１２に移行する。ステップＳ１１２においては、周波数オフセット修正部６において、ステップＳ１０６と同様にして、受信信号ベクトルＸ（ｉ）の位相が補正されて、受信信号ベクトルＸ′（ｉ）が生成される。
【０１１４】続いて、加算器１４から出力されるアダプティブアレイ出力ｙ（ｔ）と信号ｙ（ｉ）を強制位相同期したレプリカ信号ｄ′（ｉ）とから加算器７０により得られる誤差信号ｅ（ｉ）に基づいて、ウェイト計算回路１０は、ウェイトベクトルＷ（ｉ）を更新処理する（ステップＳ１１４）。
【０１１５】続いて、強制位相同期処理部２０において、アダプティブアレイ出力ｙ（ｉ）を強制位相同期することにより生成したレプリカ信号ｄ′（ｉ）がスイッチ回路５０を介して出力され、加算器７０からは誤差信号ｅ′（ｉ）が出力される。この信号ｅ′（ｉ）と符号を反転させた信号と、レプリカ信号ｄ′（ｉ）とを加算器８０において加算した結果と複素共役処理部６０から出力された信号ｄ*（ｉ）とを乗算器９０において乗算した結果に基づいて、オフセット抽出部１００において、以下の式に基づいて周波数オフセットΔθが算出される。
【０１１６】ｅ′（ｉ）＝ｄ′（ｉ）−ｙ（ｉ）
Δθ＝Ｉｍ［（ｄ′（ｉ）−ｅ′（ｉ））×ｄ′*（ｉ）］
さらに、この周波数オフセット両Δθとに基づいて、以下の式によりオフセット補償値算出部１３０によりオフセット補償量が更新されて、メモリ１４０に記憶されるとともに、周波数オフセット修正部６に与えられる（ステップＳ１１５）。
【０１１７】μ′（ｉ）＝μ′（０）×λTθ（ｉ＋１）＝θ（ｉ）＋μ´（ｉ）×Δθ続いて、変数ｉが全シンボル（たとえば１２０）よりも大きいか否かの判断が行なわれ（ステップＳ１１８）、変数ｉが全シンボル数以下である場合は処理はステップＳ１１２に復帰し、変数ｉが全シンボル数を超えている場合は処理はステップＳ１１９に移行する。
【０１１８】復調データに受信エラーがあれば連続受信エラーなしフレーム数Ｔを０とし、受信エラーがなければ連続受信エラーなしフレーム数Ｔを１インクリメントし、メモリ２３０に格納する（ステップＳ１１９）。
【０１１９】続いて、最終的な周波数オフセット値を次フレームの初期値用にメモリ１４０に保存する。これにより、次フレームに対するオフセット補償量の初期値θ（１）は以下のように設定されることになる（ステップＳ１２０）。
【０１２０】θ（１）＝（最終学習時のθの値）
以上の処理により、１スロット分の処理が終了する（ステップＳ１２２）。
【０１２１】以上のような処理を行なうことで、受信信号の周波数オフセットが補償されることにより、アダプティブアレイを用いた無線装置において、安定な受信特性を得ることが可能となる。
【０１２２】さらに、上述したとおり外部からの突発的な変動に影響されることなく、周波数オフセット量をより安定的に補償することが可能となる。
【０１２３】［実施の形態２の変形例１］実施の形態２においては、学習区間が進むにつれてステップ係数μの値を徐々に小さくしていく処理を行なった。このとき、μの値は、受信を開始してから連続的に受信エラーが検出されなかったフレーム数Ｔに基づいて変化する構成となっていたが、たとえば、連続受信エラーなしのシンボル数、または受信開始からの総フレーム数に応じてステップ係数μの値を小さくしていくことも可能である。
【０１２４】［実施の形態２の変形例２］また、オフセット推定処理自体を１回の通話処理中おいて受信開始の第１フレームにおいてのみ行ない、それ以降のフレームについては行なわない処理とすることも可能である。受信エラーが起きた場合は、再度オフセット推定を行なう。
【０１２５】［実施の形態２の変形例３］あるいは、オフセット補償量更新処理を毎フレームに行なうのではなく、たとえば１０フレームに１回の割合で行なうとする構成も可能である。
【０１２６】［実施の形態２の変形例４］さらに、エラー発生時にはステップ係数μ′（ｔ）やオフセット補償量θ（ｔ）を初期値に戻する処理を行なうこととすることも可能である。
【０１２７】以上説明したようなオフセット補償処理を行ないつつ、ある条件が成立した場合にはオフセット更新（ステップ係数μの値）を当初の数値に戻す（あるいは徐々にμ′（ｔ）の値を大きくする）ことで、オフセット値の補償処理を素早く完了させる。
【０１２８】上述したある条件とは、たとえば、連続１００フレーム続けてエラーが発生した場合や、２０％以上のエラー率が検出された場合や、干渉回避起動が発生した場合などである。
【０１２９】実施の形態２において、Ｔの値が連続受信エラーなしフレーム数に設定されている場合は、エラーが発生した場合、Ｔの値が０になるため、μ′（ｔ）は初期値μ′（０）に戻ることになる。
【０１３０】［実施の形態２の変形例５］さらに、ステップ係数μ（ｔ）の最小値も予め設定しておく構成とすることもできる。
【０１３１】すなわち、ステップ係数μ′（ｔ）の値が小さくなりすぎると、オフセット補償値の更新自体も効果がなくなってしまう。
【０１３２】したがって、予めμ′（ｔ）の最小値を設定しておくことにする。たとえば、Ｔの最大値を１０００に制限する等の可能性が考えられる。
【０１３３】ここで、μ′（ｔ）の最小値は、演算精度やＣＮＲ等に基づき設定することとする。
【０１３４】以上のような構成とすることで、実施の形態よりもさらに安定したオフセット値補償が可能となる。
【０１３５】［実施の形態３］図６は、本発明の実施の形態３のＳＤＭＡ基地局１４００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【０１３６】図１に示した実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成と異なる点は、ステップ係数保持部１２０の代わりに、タイミング制御部４０によって制御されるステップ係数制御部１２４が設けられる構成となっている点である。
【０１３７】その他の構成は、図１に示した実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【０１３８】ステップ係数制御部１２４は、参照信号が存在する区間では、ステップ係数μ′（ｔ）の値を０とし、参照信号が存在する期間では所定の値μに設定する。
【０１３９】以上のような処理を行なうのは以下のような理由による。すなわち、アレイ学習の初期段階（初期シンボル段階）では、ウェイト計算回路１０から出力されるウェイトベクトル値は正しい値に収束していない可能性がある。このような場合、参照信号とアレイ出力の誤差が大きな値を示し、オフセット値も大幅な更新がされてしまうことになる。
【０１４０】このようなウェイトベクトルが収束していない段階では、オフセット値の高精度な判定が困難となる可能性がある。
【０１４１】したがって、より高精度なオフセット値推定を行なうため、アダプティブアレイの学習（ウェイト値あるいは誤差）が収束していない段階では、オフセット値の更新を停止する処理を行なう。
【０１４２】図７は、図６に示した実施の形態３のＳＤＭＡ基地局の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１４３】図７に示した処理は、参照信号を含む受信信号ｙ（ｔ）が加算器１４から出力されている期間、すなわち、変数ｉが１２以下の間は、オフセット補償量の更新を行なわないためにステップＳ１１０に相当する処理が省略されている点を除いて、実施の形態１の図３に示した処理と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１４４】このような処理により、オフセット値の高精度な判定を行ない、安定なオフセット補償処理を行なうことが可能になる。
【０１４５】［実施の形態４］図８は、本発明の実施の形態４のＳＤＭＡ基地局１６００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【０１４６】図１に示した実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成と異なる点は以下のとおりである。
【０１４７】すなわち、図８を参照して、実施の形態４のＳＤＭＡ基地局１６００においては、加算器７０から出力される誤差信号ｅ（ｔ）に基づいて、アレイ処理が収束しているか否かを判定するアレイ処理収束度判定部１６０と、このアレイ処理収束度判定部１６０の判定結果に基づいて制御され、ステップ係数μ′（ｔ）の値を変更するステップ係数制御部１２６が、ステップ係数保持部１２０の代わりに設けられている。
【０１４８】その他の構成は図１に示したＳＤＭＡ基地局１００の構成て同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【０１４９】ステップ係数制御部１２６は、以下の式に基づいて、ステップ係数μ′（ｔ）の値を変更する。
【０１５０】
μ′（ｔ）＝μ′（０）×（α／｜ｅ（ｉ）｜）
ここで、αは一定数であるので、誤差が大きい場合はオフセット更新速度（ステップ係数）の値が小さくなり、誤差が小さいときはオフセット更新速度が大きくなる。
【０１５１】図９は、図８に示した実施の形態４のＳＤＭＡ基地局１６００の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１５２】図９に示した処理は、ステップＳ１１０に相当するステップＳ１１１およびステップＳ１１６に相当するステップＳ１１７において、オフセット補償量の更新を行なう際のステップ係数が、上述のとおり変更されている点を除いて、実施の形態１の図３に示した処理と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１５３】なお、ステップ係数μ′（ｔ）の変更方法としては、他に以下のような式に基づく変更も考えられる。
【０１５４】μ′（ｔ）＝μ′（０）×（α／｜ｌｏｇ｜ｅ（ｉ）｜｜）
以上のような処理により、アレイ学習の初期段階等において、ウェイトベクトル値が正しい値に収束していない期間中は、オフセット補償値の更新が抑制され、オフセット値の収束までの時間を速くすることが可能である。なお、誤差ｅ（ｉ）が一定値より小さく、ウエイトの精度が良いと推定される場合には、μ´（ｔ）を大きく変更することなく一定値に制限する。
【０１５５】［実施の形態４の変形例］なお、アレイ学習時の受信応答ベクトル値の推移に基づいてオフセット更新速度を制御することも可能である。
【０１５６】すなわち、更新処理において前回のフレーム時と現段階でのフレーム時の受信応答ベクトルの間の推移（相関値）を計算し、これが１に近い場合は、オフセット更新速度を大きくするという処理を行なうことができる。一方、小さいときはオフセット更新速度を小さくする。
【０１５７】すなわち、以下の式に基づいて、オフセット値が更新される。
μ′（ｔ）＝μ′（０）×（β×ＣＯＲ）
ここで、ＣＯＲは、前フレーム時と現フレーム時の受信応答ベクトル値の相間値を表わし、βは一定の係数である。
【０１５８】［実施の形態５］図１０は、本発明の実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【０１５９】実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００の構成が、図１に示した実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成と異なる点は、以下のとおりである。
【０１６０】すなわち、実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００は、加算器７０から出力される誤差信号ｅ（ｔ）に応じて、アダプティブアレイ処理が収束段階に入っているか否かを検出するためのアレイ処理収束度判定部１６０と、アレイ処理収束度判定部１６０の判定結果と、タイミング制御部４０からのタイミング信号により制御されて、ステップ係数μ′（ｔ）の値を変更するステップ係数制御部１２８が、ステップ係数保持部１２０の代わりに設けられる構成となっている。
【０１６１】その他の点は、図１に示した実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【０１６２】すなわち、実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００の構成のうちステップ係数制御部１２８は、以下のような処理を行なう。
【０１６３】まず、タイミング制御部４０からの制御により、参照信号ありの区間においては、ステップ係数制御部１２８は、ステップ係数μ′（ｔ）を実施の形態４と同様に以下の式にしたがって変化させる。
【０１６４】
μ′（ｔ）＝μ′（０）×（α／｜ｅ（ｉ）｜）
（または、 μ′（ｔ）＝μ′（０）×（α／｜ｌｏｇ｜ｅ（ｉ）｜｜））
さらに、参照信号なしの区間になった場合には、ステップ係数制御部１２８は、ステップ係数μ′（ｔ）を初期値μ′（０）とする。
【０１６５】以上のような処理を行なうことで、アレイ処理の収束が早い場合、すなわち、誤差信号ｅ（ｉ）が参照信号ありの区間であって一定値以下となり、アレイ処理が収束したと推測できる場合は、その時点からオフセット更新速度が徐々に大きくなっていく。なお、大きくしすぎないように一定の閾値制限を設けるものとする。
【０１６６】これに加えての参照信号なし区間に到達すると、オフセット更新速度を初期設定値の値に戻すことで、オフセット更新値が一定値となる。これにより、更新速度に制限がかけられることになる。
【０１６７】図１１は、図１０に示した実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１６８】図１１に示した処理は、ステップＳ１１０に相当するステップＳ１１１において、オフセット補償量の更新を行なう際のステップ係数が、上述のとおり変更されている点を除いて、実施の形態１の図３に示した処理と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１６９】したがって、実施の形態３の場合よりもより多くのオフセット更新機会が与えられるため収束が早くなる。これに加えて、実施の形態４では、エラーが小さくなっていくとオフセット更新速度が大きくなりすぎて、変数の発散オーバーフロー等が起こる可能性があるが、これを回避することが可能であるという利点がある。
【０１７０】以上の処理で、アレイ処理が収束してからオフセット更新を行なうことになるので、オフセット推定精度が向上し、オフセット補償値の収束を早めることができる。
【０１７１】今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１７２】
【発明の効果】以上説明したとおり、本願発明によれば、アダプティブアレイ処理を用いてアレイアンテナを制御することにより、同一チャネルに複数のユーザを割当ててチャネル利用効率を高めつつ、周波数オフセットを補償することで、受信特性の劣化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】 端末とＳＤＭＡ基地局１０００との間で授受される信号の構成を説明するための概念図である。
【図３】 図１に示したＳＤＭＡ基地局１０００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】 実施の形態２のＳＤＭＡ基地局１２００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図５】 実施の形態２のＳＤＭＡ基地局１２００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】 本発明の実施の形態３のＳＤＭＡ基地局１４００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図７】 実施の形態３のＳＤＭＡ基地局の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】 実施の形態４のＳＤＭＡ基地局１６００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図９】 実施の形態４のＳＤＭＡ基地局１６００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】 実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図１１】 実施の形態５のＳＤＭＡ基地局１８００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】 周波数分割多重接続，時分割多重接続および空間多重分割接続の各種の通信システムにおけるチャネルの配置図である。
【図１３】 従来のＳＤＭＡ用基地局の送受信システム２０００の構成を示す概略ブロック図である。
【図１４】 アダプティブアレイ２１００のうち、１人のユーザに対応する送受信部２１００ａの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
♯１〜♯４ アレイアンテナ、２−１〜２−４ ＲＦ回路、４−１〜４−４アナログデジタル変換器、６ 周波数オフセット修正部、１２−１〜１２−４乗算器、１４ 加算器、２０ 強制位相同期処理部、３０ メモリ、４０ タイミング制御部、５０ スイッチ回路、６０ 複素共役処理部、７０，８０ 加算器、９０ 乗算器、１００ オフセット抽出部、１１０ 乗算器、１２０ ステップ係数保持部、１３０ オフセット補償値算出部、１４０ メモリ、１２２，１２４，１２６，１２８ ステップ係数制御部、１６０ アレイ処理収束度判定部、１０００，１２００，１４００，１６００，１８００ ＳＤＭＡ基地局。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数のアンテナを含むアレイアンテナと、前記複数のアンテナからの信号を受けて所定の端末からの信号を抽出するためのアダプティブアレイ処理手段とを備え、前記アダプティブアレイ処理手段は、与えられたオフセット補償量に応じて、受信信号の周波数オフセットを補償するための周波数オフセット補償手段を含み、前記アダプティブアレイ処理手段の出力を受けて、所定のタイミングで周波数オフセットを抽出するためのオフセット量検知手段と、前記オフセット量検知手段の検知結果に基づいて、前記オフセット補償量を更新するオフセット補償量演算手段とをさらに備える、無線装置。
【請求項２】 前記受信信号は、複数のスロットに分割されて伝送され、各前記スロットは、予め定められた参照信号を含む第１の部分信号と、伝送されるデータを含む第２の部分信号とを含み、前記オフセット量検知手段は、前記参照信号を保持するための第１の記憶手段と、前記アダプティブアレイ処理手段からの出力の位相を所定の位相に強制的に同期させる強制位相同期手段と、前記第１の部分信号が前記アダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、前記第１の記憶手段に保持された参照信号と前前記アダプティブアレイ処理手段から出力との差を出力し、前記第２の部分信号が前記アダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、前記強制位相同期手段の出力と前前記アダプティブアレイ処理手段から出力との差を出力する誤差信号生成手段と、前記誤差信号生成手段の出力に基づいて、前記周波数オフセットを抽出するためのオフセット抽出手段とを含む、請求項１記載の無線装置。
【請求項３】 前記オフセット補償量演算手段は、前記オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、所定の係数をμとするとき、前記第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、前記オフセット補償量の更新値θ´を、θ´＝θ＋μ×Δθとして算出する算出手段とを含む、請求項２記載の無線装置。
【請求項４】 前記オフセット補償量演算手段は、前記オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、前記オフセット補償量の更新値θ´を、更新が進むに従って更新にあたって変更される量を減少させるようにして、前記第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて算出する算出手段とを含む、請求項２記載の無線装置。
【請求項５】 前記オフセット補償量演算手段は、受信エラーを検出するためのエラー検出手段をさらに含み、前記算出手段は、１未満の所定の正係数をλ、係数μの初期値をμ０とするとき、受信エラーが検出されない更新機会の回数に対応する値をＴとし、前記記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、前記オフセット補償量の更新値θ´を、θ´＝θ＋（μ０×λT）×Δθとして算出する、請求項４記載の無線装置。
【請求項６】 前記算出手段は、前記オフセット補償量の更新処理を複数フレームごとに行なう、請求項４記載の無線装置。
【請求項７】 前記オフセット補償量演算手段は、前記オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、前記オフセット補償量の更新値θ´を、更新にあたって変更される量を前記誤差信号生成手段の出力の絶対値の大きさに応じて増加させるようにして、前記第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて算出する算出手段とを含む、請求項２記載の無線装置。
【請求項８】 前記オフセット補償量演算手段は、前記オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、所定の係数をμとするとき、前記第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、前記オフセット補償量の更新値θ´を、ｉ）前記第１の部分信号が前記アダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、更新にあたって変更される量を前記誤差信号生成手段の出力の絶対値の大きさに応じて増加させるようにして、前記第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて算出し、ｉｉ）前記第２の部分信号が前記アダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、θ´＝θ＋μ×Δθとして算出する算出手段とを含む、請求項２記載の無線装置。
【請求項９】 前記受信信号は、複数のスロットに分割されて伝送され、各前記スロットは、予め定められた参照信号を含む第１の部分信号と、伝送されるデータを含む第２の部分信号とを含み、前記オフセット量検知手段は、前記アダプティブアレイ処理手段からの出力の位相を所定の位相に強制的に同期させる強制位相同期手段と、前記第２の部分信号が前記アダプティブアレイ処理手段から出力される期間におい、前記強制位相同期手段の出力と前前記アダプティブアレイ処理手段から出力との差を出力する誤差信号生成手段と、前記誤差信号生成手段の出力に基づいて、前記周波数オフセットを抽出するためのオフセット抽出手段とを含む、請求項１記載の無線装置。
【請求項１０】 前記オフセット補償量演算手段は、前記オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、所定の係数をμとするとき、前記第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、前記オフセット補償量の更新値θ´を、θ´＝θ＋μ×Δθとして算出する算出手段とを含む、請求項９記載の無線装置。
【請求項１】 複数のアンテナを含むアレイアンテナと、前記複数のアンテナからの信号を受けて所定の端末からの信号を抽出するためのアダプティブアレイ処理手段とを備え、前記アダプティブアレイ処理手段は、与えられたオフセット補償量に応じて、受信信号の周波数オフセットを補償するための周波数オフセット補償手段を含み、前記アダプティブアレイ処理手段の出力を受けて、所定のタイミングで周波数オフセットを抽出するためのオフセット量検知手段と、前記オフセット量検知手段の検知結果に基づいて、前記オフセット補償量を更新するオフセット補償量演算手段とをさらに備える、無線装置。
【請求項２】 前記受信信号は、複数のスロットに分割されて伝送され、各前記スロットは、予め定められた参照信号を含む第１の部分信号と、伝送されるデータを含む第２の部分信号とを含み、前記オフセット量検知手段は、前記参照信号を保持するための第１の記憶手段と、前記アダプティブアレイ処理手段からの出力の位相を所定の位相に強制的に同期させる強制位相同期手段と、前記第１の部分信号が前記アダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、前記第１の記憶手段に保持された参照信号と前前記アダプティブアレイ処理手段から出力との差を出力し、前記第２の部分信号が前記アダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、前記強制位相同期手段の出力と前前記アダプティブアレイ処理手段から出力との差を出力する誤差信号生成手段と、前記誤差信号生成手段の出力に基づいて、前記周波数オフセットを抽出するためのオフセット抽出手段とを含む、請求項１記載の無線装置。
【請求項３】 前記オフセット補償量演算手段は、前記オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、所定の係数をμとするとき、前記第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、前記オフセット補償量の更新値θ´を、θ´＝θ＋μ×Δθとして算出する算出手段とを含む、請求項２記載の無線装置。
【請求項４】 前記オフセット補償量演算手段は、前記オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、前記オフセット補償量の更新値θ´を、更新が進むに従って更新にあたって変更される量を減少させるようにして、前記第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて算出する算出手段とを含む、請求項２記載の無線装置。
【請求項５】 前記オフセット補償量演算手段は、受信エラーを検出するためのエラー検出手段をさらに含み、前記算出手段は、１未満の所定の正係数をλ、係数μの初期値をμ０とするとき、受信エラーが検出されない更新機会の回数に対応する値をＴとし、前記記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、前記オフセット補償量の更新値θ´を、θ´＝θ＋（μ０×λT）×Δθとして算出する、請求項４記載の無線装置。
【請求項６】 前記算出手段は、前記オフセット補償量の更新処理を複数フレームごとに行なう、請求項４記載の無線装置。
【請求項７】 前記オフセット補償量演算手段は、前記オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、前記オフセット補償量の更新値θ´を、更新にあたって変更される量を前記誤差信号生成手段の出力の絶対値の大きさに応じて増加させるようにして、前記第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて算出する算出手段とを含む、請求項２記載の無線装置。
【請求項８】 前記オフセット補償量演算手段は、前記オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、所定の係数をμとするとき、前記第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、前記オフセット補償量の更新値θ´を、ｉ）前記第１の部分信号が前記アダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、更新にあたって変更される量を前記誤差信号生成手段の出力の絶対値の大きさに応じて増加させるようにして、前記第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて算出し、ｉｉ）前記第２の部分信号が前記アダプティブアレイ処理手段から出力される期間は、θ´＝θ＋μ×Δθとして算出する算出手段とを含む、請求項２記載の無線装置。
【請求項９】 前記受信信号は、複数のスロットに分割されて伝送され、各前記スロットは、予め定められた参照信号を含む第１の部分信号と、伝送されるデータを含む第２の部分信号とを含み、前記オフセット量検知手段は、前記アダプティブアレイ処理手段からの出力の位相を所定の位相に強制的に同期させる強制位相同期手段と、前記第２の部分信号が前記アダプティブアレイ処理手段から出力される期間におい、前記強制位相同期手段の出力と前前記アダプティブアレイ処理手段から出力との差を出力する誤差信号生成手段と、前記誤差信号生成手段の出力に基づいて、前記周波数オフセットを抽出するためのオフセット抽出手段とを含む、請求項１記載の無線装置。
【請求項１０】 前記オフセット補償量演算手段は、前記オフセット補償量を随時格納するための第２の記憶手段と、所定の係数をμとするとき、前記第２の記憶手段中に格納されたオフセット補償量θと前記オフセット抽出手段の出力Δθとに基づいて、前記オフセット補償量の更新値θ´を、θ´＝θ＋μ×Δθとして算出する算出手段とを含む、請求項９記載の無線装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
【図６】
【図８】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図２】
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【図１２】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００１−２８５１６１（Ｐ２００１−２８５１６１Ａ）
【公開日】平成１３年１０月１２日（２００１．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−１００５６５（Ｐ２０００−１００５６５）
【出願日】平成１２年４月３日（２０００．４．３）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年１０月１２日（２００１．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年４月３日（２０００．４．３）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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