[发明专利]接收装置和接收方法

说明书

接收装置(1)根据基于经由阵列天线接收到的信号的多个数字信号估计多个第1功率延迟分布，对它们进行合成而生成合成功率延迟分布q(m，l)，根据多个数字信号生成阵列处理信号y(k)，根据阵列处理信号估计第2功率延迟分布，从合成功率延迟分布减去第2功率延迟分布而生成差分功率延迟分布d(m，l)，根据差分功率延迟分布和零点方向生成表示到来波的延迟时间与到来角之间的关系的二维映射。接收装置(1)变更零点方向而反复进行以上的处理，根据二维映射估计直接波的到来角θ₁。

技术领域

本发明涉及接收从发送机发送的电波的接收装置和接收方法，特别涉及根据接收信号确定发送机所在的方向的技术。

背景技术

接收移动电话、无线LAN(局域网)以及地面数字广播等的电波的接收装置(接收机)，不仅接收从发送机直接到达的到来波即直接波，而且接收被楼宇和建筑物等那样的障碍物反射和散射而到达的到来波即延迟波。这样，将从发送机发送的电波通过各种路径到达接收机的通信环境称作多路径环境。

作为抑制多路径环境中的接收性能劣化的一种技术，已知具有多个天线元件的阵列天线的指向性控制。在阵列天线中，控制在合成通过多个天线元件接收到的多个信号时使用的多个加权系数，由此能够使阵列天线具有指向性。在多路径环境中，控制阵列天线的指向性以使阵列天线的主波瓣朝向直接波的到来方向(发送机的方向)，由此能够抑制因延迟波的影响引起的接收性能劣化。为了通过阵列天线的指向性控制提高接收性能，需要高精度地估计直接波的到来角。

在接收机固定且发送机的方向已知的情况下，为了使阵列天线的主波瓣朝向发送机，只要手动调整阵列天线的指向性即可。但是，当由汽车等那样的移动体内的接收机接收电波的情况下，从接收机观察到的发送机的方向是变化的，因而需要根据复用直接波和延迟波而成的接收信号估计直接波的到来角。另外，无线通信的电波环境被分类成从接收机观察发送机位于视距内的LOS(Line Of Sight：视距)和从接收机观察发送机位于视距外的NLOS(None Line Of Sight：非视距)。在本申请中，假定是LOS环境来估计直接波的到来角。

通常，作为测定电波的到来角的方法，已知使用由具有N个(N为2以上的整数)天线元件的阵列天线接收到的信号的相关矩阵的固有值和固有值向量的MUSIC(MultipleSignal Classification：多重信号分类)法以及ESPRIT(Estimation of SignalParameters via Rotational Invariance Techniques：借助旋转不变技术估计信号参数)法。

但是，在MUSIC法或者ESPRIT法中能够测定的到来波的数量受到限制，最多为N个波。当在多路径环境下使用MUSIC法或者ESPRIT法的情况下，阵列天线需要具有数量与假定的到来波(直接波和延迟波)的最大数量相同的阵列元件，存在阵列天线过大这样的缺点，在所述多路径环境下，除了从发送机直接到达接收机的直接波以外，还存在大量被周边的障碍物反射而到达的延迟波。

专利文献1记载有利用2个天线元件估计3个以上的波的到来角的方法。在该方法中，使用根据由各天线元件接收到的信号计算出的复延迟分布将延迟时间不同的到来波分离，根据分离后的各到来波的天线元件间的相位差估计到来波的到来角。

专利文献2和专利文献3记载有利用基于阵列天线的多波束估计到来角的方法。在该方法中，能够估计数量多于天线元件的数量的到来波的到来角。在该方法中，首先使用主波瓣的方向不同的多个波束成形将到来角不同的到来波分离，然后根据由各波束成形的结果而计算出的延迟分布估计延迟时间。大致的到来角能够根据功率最大的波束成形的主波瓣的方向进行估计。另外，通过根据主波瓣的方向相邻的波束成形间的功率差来实施到来角的估计，能够进一步提高到来角的估计精度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4833144号公报(第14-15页，图6)