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JP2007300211A - Wireless communication device and time space clustering method - Google Patents

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JP2007300211A
JP2007300211A JP2006124417A JP2006124417A JP2007300211A JP 2007300211 A JP2007300211 A JP 2007300211A JP 2006124417 A JP2006124417 A JP 2006124417A JP 2006124417 A JP2006124417 A JP 2006124417A JP 2007300211 A JP2007300211 A JP 2007300211A
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JP
Japan
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cluster
delay time
range
arrival
angle
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Pending
Application number
JP2006124417A
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Japanese (ja)
Inventor
Ikuo Hiradate
郁雄 平館
Takayuki Toyama
隆行 外山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly perform time space clustering with comparatively small computational quantity. <P>SOLUTION: A delay time range detection section 1033 detects a correlation time width for each peak of a result of a correlation arithmetic operation as a delay time range, and an arrival angular range detection section 1035 detects a correlation angular width for each peak of a result of the correlation arithmetic operation as an arrival angular range. An initial cluster generating section 1036 generates an initial cluster whose cluster range is a range surrounded by the delay time range and the arrival angular range. A cluster judgment write section 1051 classifies arrival paths to the initial clusters including delay time estimate values and arrival direction estimate values of the arrival paths estimated by a superresolution estimate section 104. Further, correlation path detection sections 1061-1 to 1061-M use signals with high signal correlation coefficients of the arrival paths classified in one and same initial cluster for a new set to perform cluster classification. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、無線通信装置および時空間クラスタリング方法に関する。   The present invention relates to a wireless communication apparatus and a spatiotemporal clustering method.

近年、無線通信システムにおいて、更なる加入者容量増大及び伝送速度の高速化を図るために、AAA(Adaptive Array Antenna)やMIMO(Multiple input Multiple output)に代表される時空間信号処理技術の適用が検討されている。ここで、これらの技術を精度良く評価するために、基地局に到来する電波の時間方向と到来方向を同時に扱える時空間パスモデルが必須とされている。このモデルを提案するためには、まず実環境における時空間マルチパス伝搬路の詳細な解析を行う必要がある。しかしながら、実験により得られた時空間マルチパスパラメータは個々の測定環境に固有のものなので、全測定パラメータに対し統計処理を施すのではなく、同様の時空間伝搬特性を持つ素波をクラスタと認識して統計処理を施す方法が用いられている。図15に、クラスタの概念図を示す。   2. Description of the Related Art In recent years, in a wireless communication system, in order to further increase subscriber capacity and increase transmission speed, space-time signal processing techniques represented by AAA (Adaptive Array Antenna) and MIMO (Multiple Input Multiple Output) have been applied. It is being considered. Here, in order to accurately evaluate these techniques, a spatio-temporal path model that can simultaneously handle the time direction and the arrival direction of radio waves arriving at the base station is essential. In order to propose this model, it is necessary to analyze the spatio-temporal multipath propagation path in the real environment in detail. However, since the spatio-temporal multipath parameters obtained by experiments are specific to each measurement environment, not all statistical parameters are subjected to statistical processing, but elementary waves with similar spatio-temporal propagation characteristics are recognized as clusters. Thus, a method of performing statistical processing is used. FIG. 15 shows a conceptual diagram of a cluster.

無線通信装置において、このようなクラスタ解析を導入すると、送信時にパスのかたまり毎に送信信号を時空間多重するといった処理も達成できるようになる。従って、クラスタ解析は、時空間信号処理を行う無線通信装置にとって、今後益々重要な技術になっていくと考えられる。   If such a cluster analysis is introduced in a wireless communication apparatus, it is possible to achieve processing such as space-time multiplexing of transmission signals for each block of paths during transmission. Therefore, it is considered that cluster analysis will become an increasingly important technology for wireless communication devices that perform space-time signal processing.

このクラスタ解析は従来から、目視などの方法を用いて経験的に行われるのが一般的である(非特許文献1参照)。   Conventionally, this cluster analysis is generally performed empirically using a method such as visual observation (see Non-Patent Document 1).

これに対し、特許文献1には、到来波の自動クラスタリング処理を行い、目視による判定に近づける方法が開示されている。
阪口 啓、高田 潤一「MIMO伝搬特性の測定装置・測定方法・解析方法・モデル化」、電子情報通信学会論文誌、VOL.J88-B、2005-9. 特開平11−248814号公報
On the other hand, Patent Document 1 discloses a method of performing an incoming wave automatic clustering process so as to be close to visual determination.
Kei Sakaguchi, Junichi Takada "MIMO Propagation Measurement Equipment, Measurement Method, Analysis Method, Modeling", IEICE Transactions, VOL.J88-B, 2005-9. Japanese Patent Laid-Open No. 11-248814

しかしながら、上述した自動クラスタリング処理は、数回の測定結果から推定値を累積し統計処理するというもので、結果が出るまでに時間がかかってしまうという課題がある。更に、遅延時間情報を考慮せずに到来方向情報のみでクラスタ化処理を行うため、時空間マルチパス伝搬路を解析する際には適用できないという問題がある。   However, the above-described automatic clustering process accumulates estimated values from several measurement results and performs statistical processing, and there is a problem that it takes time until the results are obtained. Furthermore, since the clustering process is performed only with the arrival direction information without considering the delay time information, there is a problem that it cannot be applied when analyzing the spatio-temporal multipath propagation path.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、比較的少ない演算量で、的確に時空間クラスタ分けを行うことができる無線通信装置および時空間クラスタリング方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a radio communication apparatus and a spatiotemporal clustering method capable of accurately performing spatiotemporal clustering with a relatively small amount of calculation.

かかる課題を解決するため、本発明に係る無線通信装置は、受信信号の到来角度範囲及び遅延時間範囲を検出し、その検出結果に基づいて、似通った到来角度範囲及び遅延時間範囲の集まりを1つのクラスタとする複数のクラスタを生成する第1のクラスタ生成手段と、前記第1のクラスタ生成手段の検出精度よりも高い精度で前記受信信号の到来角度及び遅延時間を推定する超分解能推定手段と、前記超分解能推定手段で推定された高精度の到来角度及び遅延時間から、前記受信信号が前記第1のクラスタ生成手段により生成されたどのクラスタに属するかを分類するクラスタ分類手段と、を具備する構成を採る。   In order to solve such a problem, the wireless communication apparatus according to the present invention detects the arrival angle range and delay time range of the received signal, and based on the detection result, collects a set of similar arrival angle ranges and delay time ranges. First cluster generation means for generating a plurality of clusters as one cluster, and super-resolution estimation means for estimating the arrival angle and delay time of the received signal with higher accuracy than the detection accuracy of the first cluster generation means; Cluster classification means for classifying to which cluster the received signal belongs to the cluster generated by the first cluster generation means from the highly accurate arrival angle and delay time estimated by the super-resolution estimation means; The structure to do is taken.

この構成によれば、受信信号の遅延時間と到来角度を分解能の精度が異なる2つの方法を用いて検出し、精度が低い方法を用いて算出した遅延時間範囲と到来角度範囲から複数のクラスタを生成しておき、精度が高い方法を用いて推定された受信信号の遅延時間および到来角度を用いて、受信信号が前記予め生成しておいたクラスタのうちどのクラスタに属すかを分類するようにしたので、少ない演算量でクラスタを生成できると共に、的確にクラスタ分類することができるようになる。   According to this configuration, the delay time and the arrival angle of the received signal are detected using two methods with different resolution accuracy, and a plurality of clusters are obtained from the delay time range and the arrival angle range calculated using the method with low accuracy. The received signal delay time and arrival angle estimated using a method with high accuracy are generated and the received signal belongs to which of the previously generated clusters is classified. As a result, clusters can be generated with a small amount of computation, and cluster classification can be performed accurately.

本発明によれば、比較的少ない演算量で、的確に時空間クラスタ分けを行うことができる。   According to the present invention, space-time clustering can be performed accurately with a relatively small amount of computation.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1に、本発明の実施の形態に係る無線通信装置100の要部構成を示す。図1に示す無線通信装置100は、アレーアンテナ101−1〜101−Lと、受信部102と、第1のクラスタ生成部103と、超分解能推定部104と、クラスタ分類部105と、第2のクラスタ生成部106とを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a main configuration of radio communication apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. 1 includes an array antenna 101-1 to 101-L, a receiving unit 102, a first cluster generation unit 103, a super-resolution estimation unit 104, a cluster classification unit 105, and a second The cluster generation unit 106 is provided.

アレーアンテナ101−1〜101−Lは、図示せぬ通信相手から送信される信号を受信して、受信信号を受信部102へ出力する。   Array antennas 101-1 to 101 -L receive a signal transmitted from a communication partner (not shown) and output the received signal to receiving unit 102.

受信部102は、アレーアンテナ101−1〜101−Lから出力される受信信号毎に無線受信処理(ダウンコンバート、A/D変換等)を施し、ベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号を第1のクラスタ生成部103へ出力する。つまり、受信部102からアレーアンテナ101−1〜101−Lに対応したベースバンド信号が第1のクラスタ生成部103へ複数出力される。   Receiving section 102 performs radio reception processing (down-conversion, A / D conversion, etc.) for each reception signal output from array antennas 101-1 to 101 -L, converts it to a baseband signal, and converts the baseband signal to 1 to the cluster generation unit 103. That is, a plurality of baseband signals corresponding to array antennas 101-1 to 101 -L are output from receiving section 102 to first cluster generating section 103.

第1のクラスタ生成部103は、既知信号発生部1031と、相関値算出部1032と、遅延時間範囲検出部1033と、角度スペクトラム算出部1034と、到来角度範囲検出部1035と、初期クラスタ生成部1036とを備え、大雑把な初期クラスタを生成する。以下、各処理部について説明する。   The first cluster generation unit 103 includes a known signal generation unit 1031, a correlation value calculation unit 1032, a delay time range detection unit 1033, an angle spectrum calculation unit 1034, an arrival angle range detection unit 1035, and an initial cluster generation unit 1036, and a rough initial cluster is generated. Hereinafter, each processing unit will be described.

既知信号発生部1031は、予め決められた既知信号を相関値算出部1032へ出力する。   Known signal generating section 1031 outputs a predetermined known signal to correlation value calculating section 1032.

相関値算出部1032は、受信部102から出力される複数のベースバンド信号と既知信号との相関演算をそれぞれ行い、合成する。すなわち、複数のアレーアンテナ101−1〜101−Lによって受信された信号に対応するベースバンド信号と既知信号との相関演算結果が合成される。相関値算出部1032は、相関演算結果の合成結果を遅延時間範囲検出部1033および角度スペクトラム算出部1034へ出力する。   Correlation value calculation section 1032 performs correlation calculations between a plurality of baseband signals output from reception section 102 and known signals, and combines them. That is, a correlation calculation result between a baseband signal corresponding to a signal received by a plurality of array antennas 101-1 to 101 -L and a known signal is synthesized. Correlation value calculation section 1032 outputs the combination result of the correlation calculation results to delay time range detection section 1033 and angle spectrum calculation section 1034.

遅延時間範囲検出部1033は、相関値算出部1032から出力される相関演算のピークごとの相関時間幅を遅延時間範囲として検出する。ここで、相関時間幅とは、マルチパスの影響を受けて、異なるパスを経由して異なる時間に到着する信号の到着遅延時間範囲を意味する。以下、図2を用いて具体的に説明する。図2は、相関値算出部1032における相関演算結果を示す図で、縦軸は相関値を表し、横軸は遅延時間を表している。相関時間幅としては、例えば、ピークを含む隣接する極小点に囲まれた時間範囲としたり、あるいは、ピークを含み相関演算結果が所定の閾値以上の時間範囲としたりする。換言すると、遅延時間範囲検出部1033は、相関ピークが得られたタイミングの信号と同一の信号が、異なるパスを経由して到着するまでの遅延時間を相関時間幅、つまり、遅延時間範囲として検出する。このようにして、遅延時間範囲検出部1033は、ピークP1に対し遅延時間範囲T1を検出し、ピークP2に対し遅延時間範囲T2を検出し、ピークPNに対し遅延時間範囲TNをそれぞれ検出し、遅延時間範囲T1〜TNを初期クラスタ生成部1036へ出力する。   The delay time range detection unit 1033 detects the correlation time width for each correlation calculation peak output from the correlation value calculation unit 1032 as a delay time range. Here, the correlation time width means an arrival delay time range of signals that arrive at different times via different paths under the influence of multipath. Hereinafter, this will be specifically described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a correlation calculation result in the correlation value calculation unit 1032, where the vertical axis represents the correlation value and the horizontal axis represents the delay time. The correlation time width is, for example, a time range surrounded by adjacent local minimum points including a peak, or a time range including a peak and having a correlation calculation result equal to or greater than a predetermined threshold. In other words, the delay time range detection unit 1033 detects the delay time until the same signal as the signal at which the correlation peak is obtained via a different path as the correlation time width, that is, the delay time range. To do. In this way, the delay time range detection unit 1033 detects the delay time range T1 for the peak P1, detects the delay time range T2 for the peak P2, and detects the delay time range TN for the peak PN. The delay time range T1 to TN is output to the initial cluster generation unit 1036.

角度スペクトラム算出部1034は、相関値算出部1032から出力される相関演算結果からピークを抽出し、抽出したピークごとに角度スペクトラムを算出し、到来角度範囲検出部1035へ出力する。   The angle spectrum calculation unit 1034 extracts a peak from the correlation calculation result output from the correlation value calculation unit 1032, calculates an angle spectrum for each extracted peak, and outputs the angle spectrum to the arrival angle range detection unit 1035.

到来角度範囲検出部1035は、角度スペクトラムのピークごとの相関角度幅を、到来角度範囲として検出する。ここで、相関角度幅とは、マルチパルの影響を受けて、異なるパスを経由して異なる方向から到着する信号の到来角度範囲を意味する。以下、図3を用いて具体的に説明する。図3は、角度スペクトラム算出部1034によって算出された角度スペクトラムを示す図で、縦軸は角度スペクトラムのレベル、横軸は到来角度を示す。相関角度幅としては、例えば、ピークを含む隣接する極小点に囲まれた角度範囲、あるいは、ピークを含み所定のレベル以上の角度範囲、あるいは、ピークから所定の範囲以内レベルの角度範囲とする。換言すると、到来角度範囲検出部1035は、角度スペクトラムがピークとなる方向から到着した信号と同一の信号が、異なるパスを経由して異なる方向から到着する角度範囲を相関角度幅、つまり、到来角度範囲として検出する。このようにして、図3は、図2に示すピークP1に対して、到来角度範囲検出部1035が到来角度範囲として、R1、R2を検出した例を示す。   The arrival angle range detection unit 1035 detects the correlation angle width for each peak of the angle spectrum as the arrival angle range. Here, the correlation angle width means an arrival angle range of signals arriving from different directions via different paths under the influence of multipal. Hereinafter, this will be specifically described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating the angle spectrum calculated by the angle spectrum calculation unit 1034, where the vertical axis indicates the level of the angle spectrum and the horizontal axis indicates the arrival angle. The correlation angle width is, for example, an angle range surrounded by adjacent local minimum points including a peak, an angle range including a peak or higher than a predetermined level, or an angle range within a predetermined range from the peak. In other words, the arrival angle range detection unit 1035 determines the angle range in which the same signal that arrives from the direction in which the angle spectrum reaches a peak and arrives from a different direction via a different path as a correlation angle width, that is, an arrival angle. Detect as a range. 3 shows an example in which R1 and R2 are detected as arrival angle ranges by the arrival angle range detection unit 1035 for the peak P1 shown in FIG.

初期クラスタ生成部1036は、遅延時間範囲および到来角度範囲を用いて、初期クラスタを生成する。以下、初期クラスタの生成について図4を用いて具体的に説明する。図4は、縦軸が遅延時間、横軸が到来角度を示す。同図に示すように、初期クラスタ生成部1036は、ピークP1に対する遅延時間範囲としてT1が検出され、到来角度範囲としてR1およびR2が検出された場合に、T1とR1とで囲まれるエリアをクラスタ範囲とする初期クラスタ1(以下「クラスタ1」ともいう。)を生成し、T1とR2とで囲まれるエリアをクラスタ範囲とする初期クラスタ2(以下「クラスタ2」ともいう)を生成する。そして、ピークごとに検出された遅延時間範囲と到来角度範囲とで囲まれるエリアをクラスタ範囲とする初期クラスタM(以下「クラスタM」ともいう)を生成する。   The initial cluster generation unit 1036 generates an initial cluster using the delay time range and the arrival angle range. Hereinafter, the generation of the initial cluster will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 4, the vertical axis represents the delay time, and the horizontal axis represents the arrival angle. As shown in the figure, the initial cluster generation unit 1036 clusters an area surrounded by T1 and R1 when T1 is detected as a delay time range for the peak P1 and R1 and R2 are detected as arrival angle ranges. An initial cluster 1 (hereinafter also referred to as “cluster 1”) as a range is generated, and an initial cluster 2 (hereinafter also referred to as “cluster 2”) whose area is surrounded by T1 and R2 is generated. Then, an initial cluster M (hereinafter also referred to as “cluster M”) is generated in which the area surrounded by the delay time range detected for each peak and the arrival angle range is a cluster range.

このようにして、初期クラスタ生成部1036は、ピークが確実に含まれるような範囲をクラスタ範囲とする初期クラスタを生成する。そのため、この時点では、スプリアス等の干渉信号の影響によりピークが発生した場合にも、スプリアスを含む範囲をクラスタ範囲とする初期クラスタが生成されうるが、後述するクラスタ分類部105において、スプリアス等の影響により生成された初期クラスタは削除される。   In this way, the initial cluster generation unit 1036 generates an initial cluster whose cluster range is a range in which the peak is surely included. Therefore, at this time, even if a peak occurs due to the influence of an interference signal such as spurious, an initial cluster having a range including spurious as a cluster range can be generated. The initial cluster created by the influence is deleted.

なお、相関値算出部1032や角度スペクトラム算出部1034では、後述する超分解能推定部104で用いるアルゴリズムに比べ分解能が低い方法を用いて遅延時間特性や角度スペクトラムを算出するようにしたので、遅延時間範囲および到来角度範囲としてある程度の幅を有する範囲を検出することができる。すなわち、本実施の形態では、分解能が比較的低い方法を用いて相関時間幅および相関角度幅を推定し、これら相関時間幅および相関角度幅で囲まれる範囲は、互いに相関を有するパスが到来する範囲であると考え、この範囲をクラスタ範囲とする初期クラスタを始めに生成するようにした。また、上述した相関値算出部1032および角度スペクトラム算出部1034によって、遅延時間特性や角度スペクトラムを算出するまでの手順は、ビームフォーマ法と同様の手法であるため、少ない演算量で初期クラスタを生成することができる。   Since the correlation value calculation unit 1032 and the angle spectrum calculation unit 1034 calculate the delay time characteristic and the angle spectrum using a method having a lower resolution than the algorithm used in the super-resolution estimation unit 104 described later, the delay time A range having a certain width as the range and the arrival angle range can be detected. That is, in the present embodiment, the correlation time width and the correlation angle width are estimated using a method having a relatively low resolution, and paths that are correlated with each other arrive in the range surrounded by the correlation time width and the correlation angle width. It was considered to be a range, and an initial cluster with this range as the cluster range was generated first. The procedure until the delay time characteristic and angle spectrum are calculated by the correlation value calculation unit 1032 and the angle spectrum calculation unit 1034 described above is the same method as the beamformer method, and therefore an initial cluster is generated with a small amount of calculation. can do.

一方、超分解能推定部104は、相関値算出部1032や角度スペクトラム算出部1034に比べ測定精度および分解能が高いアルゴリズムを用いて、受信部102から出力されるベースバンド信号を用いて遅延時間と到来方向の双方を推定する。超分解能推定部104で用いる推定アルゴリズムには、MUSIC(MUltiple SIgnal Classification)、ESPRIT(Estimation of Signal. Parameters via Rotational Invariance Techniques)などに代表されるように、遅延時間と到来方向の双方を推定することができるアルゴリズムを用いる。MUSIC、ESPRITなどのアルゴリズムは、相関値算出部1032や角度スペクトラム算出部1034で用いられるビームフォーマー法に比べ、測定精度および分解能が高い。超分解能推定部104は、推定した遅延時間推定値と到来方向推定値とをクラスタ分類部105へ出力する。   On the other hand, the super-resolution estimation unit 104 uses an algorithm having higher measurement accuracy and resolution than the correlation value calculation unit 1032 and the angle spectrum calculation unit 1034, and uses the baseband signal output from the reception unit 102 to determine the delay time and arrival time. Estimate both directions. The estimation algorithm used in the super-resolution estimation unit 104 estimates both delay time and direction of arrival, as represented by MUSIC (MUltiple SIgnal Classification) and ESPRIT (Estimation of Signal. Parameters via Rotational Invariance Techniques). Use an algorithm that can Algorithms such as MUSIC and ESPRIT have higher measurement accuracy and resolution than the beam former method used in the correlation value calculation unit 1032 and the angle spectrum calculation unit 1034. Super-resolution estimation section 104 outputs the estimated delay time estimation value and arrival direction estimation value to cluster classification section 105.

クラスタ分類部105は、クラスタ判定書込部1051と、第1段階クラスタ記憶部1052とを備える。以下、各処理部について説明する。   The cluster classification unit 105 includes a cluster determination writing unit 1051 and a first stage cluster storage unit 1052. Hereinafter, each processing unit will be described.

クラスタ判定書込部1051は、超分解能推定部104によって推定された遅延時間推定値および到来方向推定値から、遅延時間推定値および到来方向推定値が含まれる初期クラスタ1〜Mのいずれかに到来パスを1パスずつ分類する。なお、クラスタの分類の方法については、後に詳述する。クラスタ判定書込部1051は、分類した結果を第1段階クラスタ記憶部1052へ出力する。以上のようにして、第1段階のクラスタリングが行われる。   The cluster determination writing unit 1051 arrives at one of the initial clusters 1 to M including the delay time estimation value and the arrival direction estimation value from the delay time estimation value and the arrival direction estimation value estimated by the super-resolution estimation unit 104. Classify paths one by one. The cluster classification method will be described later in detail. Cluster determination writing unit 1051 outputs the classified result to first-stage cluster storage unit 1052. As described above, the first-stage clustering is performed.

第1段階クラスタ記憶部1052は、クラスタ判定書込部1051によって分類された結果を用いて、初期クラスタ1〜Mごとに、分類されたパスの信号系列を格納し、格納した信号系列を初期クラスタごとに第2のクラスタ生成部106へ出力する。   The first-stage cluster storage unit 1052 stores the signal sequence of the classified path for each of the initial clusters 1 to M using the result of classification by the cluster determination writing unit 1051, and stores the stored signal sequence as the initial cluster. Output to the second cluster generation unit 106 every time.

第2のクラスタ生成部106は、相関パス検出部1061−1〜1061−Mと、第2段階クラスタ記憶部1062と、クラスタ情報記憶部1063とを備えている。   The second cluster generation unit 106 includes correlation path detection units 1061-1 to 1061-M, a second-stage cluster storage unit 1062, and a cluster information storage unit 1063.

相関パス検出部1061−1〜1061−Mは、第1段階クラスタ記憶部1052から出力される初期クラスタごとパスの信号系列同士の信号相関係数を算出する。例えば、初期クラスタ1内にL個のパスが分類された場合を考える。このとき、全パスの集合をC:{PA1,PA2,…,PAL}と表し、最大電力のパスをPA1とする。相関パス検出部1061−1は、PA1と、それ以外のPA2、…、PALとの信号相関係数を算出する。以下、式(1)〜式(5)を用いて信号相関係数の演算方法について説明する。   Correlation path detection units 1061-1 to 1061-M calculate signal correlation coefficients between signal sequences of paths for each initial cluster output from first stage cluster storage unit 1052. For example, consider a case where L paths are classified in the initial cluster 1. At this time, the set of all paths is represented as C: {PA1, PA2,..., PAL}, and the path with the maximum power is PA1. The correlation path detection unit 1061-1 calculates a signal correlation coefficient between PA1 and other PA2, ..., PAL. Hereinafter, the calculation method of the signal correlation coefficient will be described using Expressions (1) to (5).

アレーアンテナの相関行列(共分散行列)Rxxは、式(1)で表される。

Figure 2007300211
なお、各シンボルは式(2)〜式(5)で表される。
Figure 2007300211
The correlation matrix (covariance matrix) R xx of the array antenna is expressed by Expression (1).
Figure 2007300211
Each symbol is expressed by Expression (2) to Expression (5).
Figure 2007300211

上式(1)を変形すると式(6)のようになる。

Figure 2007300211
When the above equation (1) is modified, the following equation (6) is obtained.
Figure 2007300211

そして、上式(6)より、信号相関行列Sは式(7)のように算出される。

Figure 2007300211
From the above equation (6), the signal correlation matrix S is calculated as in equation (7).
Figure 2007300211

上述した式(1)〜式(7)を用いて、相関パス検出部1061−1〜1061−Mは、同じ初期クラスタに分類されたパス同士の信号相関係数を算出し、信号相関係数の結果を用いて、第2段階のクラスタリング処理を行う。具体的には、相関パス検出部1061−1〜1061−Mは、PA1との信号相関係数が所定の閾値以上のパスのみをPA1と同じクラスタに分類し、分類したパス情報を第2段階クラスタ記憶部1062へ出力する。さらに、PA1との信号相関係数が所定の閾値未満のパスの集合をCとし、その中で電力が最大のパスをPA1として、再度、上述した手順を繰り返してクラスタリング処理を行う。そして、信号相関係数が所定の閾値未満となるパスが無くなるまで、上述した手順を繰り返し、到来パスを詳細なクラスタに分類する。以上のようにして、第2段階のクラスタリングが行われる。相関パス検出部1061−1〜1061−Mは、分類したパス情報を第2段階クラスタ記憶部1062へ出力する。なお、相関パス検出部1061−1〜1061−Mが、第2段階のクラスタリング処理をそれぞれ並列に行う場合には、第2段階クラスタリング処理に要する演算時間を大幅に短縮することが可能となる。   Using equation (1) to equation (7) described above, correlation path detectors 1061-1 to 1061-M calculate signal correlation coefficients between paths classified into the same initial cluster, and signal correlation coefficients. Using the result, the second-stage clustering process is performed. Specifically, the correlation path detection units 1061-1 to 1061-M classify only paths whose signal correlation coefficient with PA1 is equal to or greater than a predetermined threshold into the same cluster as PA1, and perform the classified path information in the second stage. The data is output to the cluster storage unit 1062. Further, the set of paths whose signal correlation coefficient with PA1 is less than a predetermined threshold is C, and the path with the maximum power among them is PA1, and the above procedure is repeated again to perform clustering processing. Then, the above procedure is repeated until there are no paths whose signal correlation coefficient is less than the predetermined threshold, and the incoming paths are classified into detailed clusters. As described above, the second-stage clustering is performed. Correlation path detection units 1061-1 to 1061-M output the classified path information to second-stage cluster storage unit 1062. When the correlation path detection units 1061-1 to 1061-M perform the second-stage clustering process in parallel, the calculation time required for the second-stage clustering process can be significantly reduced.

第2段階クラスタ記憶部1062は、第2段階のクラスタリング処理により分類されたクラスタ(以下「詳細クラスタ」という)ごとにパス情報を記憶し、全クラスタの情報をクラスタ情報記憶部1063へ出力する。   Second-stage cluster storage unit 1062 stores path information for each cluster (hereinafter referred to as “detailed cluster”) classified by the second-stage clustering process, and outputs information on all clusters to cluster information storage unit 1063.

次いで、上記のように構成された無線通信装置100のクラスタリング処理の動作について説明する。   Next, the clustering operation of the wireless communication apparatus 100 configured as described above will be described.

まず、図示せぬ通信相手から送信される信号はアレーアンテナ101−1〜101−Lを介して受信され、受信信号は受信部102へ出力される。   First, a signal transmitted from a communication partner (not shown) is received via array antennas 101-1 to 101 -L, and the received signal is output to receiving section 102.

そして、受信部102によって、受信信号に無線受信処理(A/D変換、ダウンコンバート等)が施されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号は第1のクラスタ生成部103の相関値算出部1032と超分解能推定部104とへ出力される。   Then, the reception unit 102 performs radio reception processing (A / D conversion, down-conversion, etc.) on the received signal and converts it into a baseband signal, and the baseband signal is a correlation value calculation unit of the first cluster generation unit 103. 1032 and the super-resolution estimation unit 104.

そして、相関値算出部1032によって、既知信号発生部1031から出力される既知信号が用いられてベースバンド信号が逆拡散されて、逆拡散後の相関演算結果は遅延時間範囲検出部1033および角度スペクトラム算出部1034へ出力される。そして、角度スペクトラム算出部1034によって、相関演算結果から角度スペクトラムが算出され、角度スペクトラムは到来角度範囲検出部1035へ出力される。   Then, the correlation value calculation unit 1032 uses the known signal output from the known signal generation unit 1031 to despread the baseband signal, and the correlation calculation result after despreading is obtained from the delay time range detection unit 1033 and the angle spectrum. It is output to the calculation unit 1034. Then, the angle spectrum calculation unit 1034 calculates an angle spectrum from the correlation calculation result, and the angle spectrum is output to the arrival angle range detection unit 1035.

そして、遅延時間範囲検出部1033によって、遅延時間範囲(図2におけるT1〜T7等)が検出され、到来角度範囲検出部1035によって、到来角度範囲(図3におけるR1およびR2等)が検出され、遅延時間範囲および到来角度範囲は、初期クラスタ生成部1036へ出力される。   Then, the delay time range detection unit 1033 detects the delay time range (T1 to T7 in FIG. 2), and the arrival angle range detection unit 1035 detects the arrival angle range (R1 and R2 in FIG. 3). The delay time range and the arrival angle range are output to the initial cluster generation unit 1036.

そして、初期クラスタ生成部1036によって、遅延時間範囲および到来角度範囲から初期クラスタが生成される。例えば、ピークP1に対する遅延時間範囲T1と到来角度範囲R1で囲まれる範囲をクラスタ範囲とする初期クラスタ1が作成される。同様に、遅延時間範囲T1と到来角度範囲R2で囲まれる範囲をクラスタ範囲とする初期クラスタ2が作成される。図4は、このようにして、初期クラスタ生成部1036によって初期クラスタ1〜10が生成された様子を示す。   Then, the initial cluster generation unit 1036 generates an initial cluster from the delay time range and the arrival angle range. For example, the initial cluster 1 is created in which the range surrounded by the delay time range T1 and the arrival angle range R1 for the peak P1 is the cluster range. Similarly, an initial cluster 2 is created in which the range surrounded by the delay time range T1 and the arrival angle range R2 is the cluster range. FIG. 4 shows how the initial clusters 1 to 10 are generated by the initial cluster generation unit 1036 in this way.

一方、超分解能推定部104によって、逆拡散後のベースバンド信号が用いられて到来方向推定値および遅延時間推定値が推定され、遅延時間推定値および到来方向推定値はクラスタ分類部105のクラスタ判定書込部1051へ出力される。なお、上述したように、超分解能推定部104で用いられる推定方法には、MUSIC、ESPRITなどに代表されるように、ビームフォーマ法と対比して高精度・高分解能のアルゴリズムが用いられる。   On the other hand, the super-resolution estimation unit 104 estimates the arrival direction estimation value and the delay time estimation value using the baseband signal after despreading, and the delay time estimation value and the arrival direction estimation value are determined by the cluster classification unit 105. The data is output to the writing unit 1051. As described above, the estimation method used in the super-resolution estimation unit 104 uses a high-precision and high-resolution algorithm as compared with the beamformer method, as represented by MUSIC, ESPRIT, and the like.

クラスタ判定書込部1051では、すべてのパスが初期クラスタ1〜Mのいずれかに分類される。以下、L個のパスが初期クラスタ1〜Mへ分類される手順について、図5のフロー図を用いて説明する。   In the cluster determination writing unit 1051, all paths are classified into any one of the initial clusters 1 to M. Hereinafter, a procedure for classifying the L paths into the initial clusters 1 to M will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、パスiの遅延時間推定値および到来方向推定値が初期クラスタjのクラスタ範囲に包含されるか否かの判定がされ(ST11)、包含される場合にはパスiをクラスタjに格納し(ST12)する。一方、包含されない場合には、初期クラスタMまで調べたか否かが判定され(ST13)、まだ調べていない初期クラスタがある場合には、jをインクリメントして(ST14)、再度ST11の判定を行う。一方、初期クラスタ1〜Mのいずれにも包含されない場合には、最近距離パスが存在するクラスタへパスiを格納する(ST15)。最近距離パスは、例えば、互いの遅延時間推定値の差分の2乗と到来方向推定値の差分の2乗の和が最も小さいパスとする。   First, it is determined whether the delay time estimation value and the arrival direction estimation value of path i are included in the cluster range of initial cluster j (ST11). If included, path i is stored in cluster j. (ST12). On the other hand, if it is not included, it is determined whether or not the initial cluster M has been checked (ST13). If there is an initial cluster that has not been checked yet, j is incremented (ST14) and ST11 is determined again. . On the other hand, if it is not included in any of the initial clusters 1 to M, the path i is stored in the cluster in which the closest distance path exists (ST15). The closest distance path is, for example, a path having the smallest sum of the square of the difference between the delay time estimation values and the square of the difference between the arrival direction estimation values.

そして、L個のパスについてすべて初期クラスタのいずれかに格納したか否かが判定される(ST16)。そして、未格納のパスが存在する場合は、iをインクリメントし、さらに、jを1に設定して(ST17)、上述した手順によりすべてのパスを初期クラスタ1〜Mのいずれかに格納する。そして、すべてのパスを初期クラスタ1〜Mのいずれかに格納した後、パスが存在しない初期クラスタを消去する(ST18)。   Then, it is determined whether or not all L paths are stored in any of the initial clusters (ST16). If there is an unstored path, i is incremented, j is set to 1 (ST17), and all paths are stored in one of the initial clusters 1 to M by the above-described procedure. Then, after all paths are stored in any of the initial clusters 1 to M, the initial cluster having no path is deleted (ST18).

すなわち、初期クラスタ生成部1036によって生成される初期クラスタには、受信信号に含まれるスプリアス等の干渉信号の影響によるピークから検出される遅延時間範囲や到来角度範囲によって囲まれる範囲をクラスタ範囲とする初期クラスタが含まれる可能性があるが、超分解能推定部104によって推定された遅延時間推定値および到来方向推定値が含まれない初期クラスタを削除することにより、スプリアス等の影響を受けて生成された初期クラスタを除去することができるようになる。このようにして、パスが存在しない初期クラスタを消去した後の初期クラスタマップの様子を図6に示す。なお、図6において、黒丸は、超分解能推定部104により推定された遅延時間推定値および到来方向推定値で特定されるパスを示し、斜線で囲まれた範囲が、クラスタ判定書込部1051によって消去された初期クラスタのクラスタ範囲を示す。   That is, the initial cluster generated by the initial cluster generation unit 1036 is a cluster range that is surrounded by a delay time range or an arrival angle range detected from a peak due to the influence of interference signals such as spurious included in the received signal. There is a possibility that an initial cluster may be included, but it is generated under the influence of spurious etc. by deleting the initial cluster that does not include the delay time estimation value and arrival direction estimation value estimated by the super-resolution estimation unit 104. The initial cluster can be removed. FIG. 6 shows a state of the initial cluster map after deleting the initial cluster having no path in this way. In FIG. 6, black circles indicate paths specified by the delay time estimated value and arrival direction estimated value estimated by the super-resolution estimating unit 104, and a range surrounded by diagonal lines is indicated by the cluster determination writing unit 1051. Indicates the cluster range of the erased initial cluster.

そして、クラスタ判定書込部1051によって各初期クラスタへ分類されたパスに関する情報が、第1段階クラスタ記憶部1052へ出力され、第1段階クラスタ記憶部1052によって、初期クラスタごとに分類されたパスの信号系列が格納される。   Then, information regarding the paths classified into the initial clusters by the cluster determination writing unit 1051 is output to the first-stage cluster storage unit 1052, and the first-stage cluster storage unit 1052 stores the paths classified for each initial cluster. A signal sequence is stored.

このようにして、比較的簡易な手順で、遅延時間と到来方向の双方を考慮したパスの第1段階のクラスタリング処理を行うことができる。   In this way, it is possible to perform the first-stage clustering process of the path in consideration of both the delay time and the arrival direction with a relatively simple procedure.

さらに、第2のクラスタ生成部106内の相関パス検出部1061−1によって、第1段階クラスタ記憶部1052に初期クラスタごとに格納されるパスの信号系列同士の信号相関係数が用いられて第2段階クラスタリング処理が行われる。以下、図7のフロー図を用いて第2段階のクラスタリング処理について説明する。図7は、初期クラスタ1内のI個のパスをさらに詳細なクラスタに分類する場合の手順を示す。   Further, the correlation path detection unit 1061-1 in the second cluster generation unit 106 uses the signal correlation coefficient between the signal sequences of the paths stored for each initial cluster in the first-stage cluster storage unit 1052, and uses the signal correlation coefficient. A two-stage clustering process is performed. Hereinafter, the second-stage clustering process will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 7 shows a procedure for classifying the I paths in the initial cluster 1 into more detailed clusters.

初期クラスタ1内の全パスの集合をC:{PA1,PA2,…,PAI}と表し、最大電力のパスをPA1とする(ST21)。そして、PA1と、それ以外のパスPAi(i=2,…,I)との信号相関係数が、上式(7)が用いられて算出される(ST22)。そして、PA1とPAiとの信号相関係数が所定の閾値以上か否かの判定がされ(ST23)、信号相関係数が所定の閾値以上の場合は、PAiはPA1と同一のクラスタに格納される(ST24)。一方、信号相関係数が所定の閾値未満の場合は、PAiは集合C’に格納される(ST25)。そして、集合C内のすべてのPAiについてPA1との信号相関係数が比較されるまで上述した手順が繰り返される(ST26、ST27)。そして、PA1と同一のクラスタへ格納されず集合C’へ振り分けられたパス数が0か否かの判定がされて(ST28)、集合C’にパス数が0でなく存在する場合は、集合C’を再度集合Cとして(ST29)、ST28の判定結果が0となるまで上述した手順が繰り返される。   A set of all paths in the initial cluster 1 is expressed as C: {PA1, PA2,..., PAI}, and the path with the maximum power is PA1 (ST21). Then, the signal correlation coefficient between PA1 and the other paths PAi (i = 2,..., I) is calculated using the above equation (7) (ST22). Then, it is determined whether or not the signal correlation coefficient between PA1 and PAi is equal to or greater than a predetermined threshold (ST23). If the signal correlation coefficient is equal to or greater than the predetermined threshold, PAi is stored in the same cluster as PA1. (ST24). On the other hand, if the signal correlation coefficient is less than the predetermined threshold, PAi is stored in set C ′ (ST25). Then, the above-described procedure is repeated until the signal correlation coefficient with PA1 is compared for all PAi in set C (ST26, ST27). Then, it is determined whether the number of paths allocated to the set C ′ that is not stored in the same cluster as PA1 is 0 (ST28), and if the number of paths is not 0 but exists in the set C ′, the set C ′ is set again as set C (ST29), and the above-described procedure is repeated until the determination result in ST28 becomes zero.

このようにすることにより、第1段階クラスタリングによってクラスタリングされた初期クラスタ1が、さらに詳細なクラスタ1_1〜クラスタ1_Nへ分類されることになる。詳細なクラスタに分類されたパスに関する情報は、第2段階クラスタ記憶部1062へ出力され、第2段階クラスタ記憶部1062に記憶される。なお、相関パス検出部1061−1〜1061−M毎に、第2段階クラスタリングが並列処理される場合には、第2段階クラスタリング処理に要する演算時間を大幅に短縮することが可能となる。   By doing in this way, the initial cluster 1 clustered by the first stage clustering is classified into more detailed clusters 1_1 to 1_N. Information regarding paths classified into detailed clusters is output to the second-stage cluster storage unit 1062 and stored in the second-stage cluster storage unit 1062. Note that, when the second stage clustering is performed in parallel for each of the correlation path detection units 1061-1 to 1061-M, it is possible to significantly reduce the calculation time required for the second stage clustering process.

そして、第2段階クラスタリング処理され分類されたクラスタごとのパス情報がすべてクラスタ情報記憶部1063へ出力される。   Then, all the path information for each cluster classified by the second-stage clustering process is output to the cluster information storage unit 1063.

以上のように、本実施の形態によれば、時空間マルチパスのクラスタ処理を、2段階に分けて行う。すなわち、第1段階のクラスタリングとして、受信信号と既知信号との相関演算結果から遅延時間と角度スペクトラムを演算量が少なく比較的分解能が低い手法で算出し、ピークごとの相関時間幅および相関角度幅から、これらをクラスタ範囲とする初期クラスタを生成し、さらに、より分解能の高い手法で遅延時間及び到来方向を推定し、推定した遅延時間推定値および到来方向推定値が含まれる初期クラスタへ、それぞれのパスを分類するようにした。こうすることにより、比較的分解能が低い手法で算出された相関時間幅および相関角度幅から巨視的なクラスタが生成されて、比較的分解能が高い手法で算出された遅延時間推定値および到来方向推定値を用いて、それぞれのパスを生成したクラスタに分類するようにしたので、比較的分解能が高い手法ですべてクラスタ分留する場合に比べ、比較的少ない演算量で、それぞれのパスをクラスタリングすることができるようになる。   As described above, according to the present embodiment, the spatio-temporal multipath cluster processing is performed in two stages. That is, as the first stage clustering, the delay time and the angle spectrum are calculated from the correlation calculation result between the received signal and the known signal by a method with a small calculation amount and a relatively low resolution, and the correlation time width and the correlation angle width for each peak are calculated. From these, an initial cluster having these as cluster ranges is generated, and further, a delay time and an arrival direction are estimated by a method with higher resolution, and the estimated delay time estimation value and arrival direction estimation value are respectively included in the initial clusters. The path was classified. By doing this, a macroscopic cluster is generated from the correlation time width and correlation angle width calculated by the method with relatively low resolution, and the delay time estimation value and arrival direction estimation calculated by the method with relatively high resolution are generated. Since each path is classified into generated clusters using values, each path is clustered with a relatively small amount of computation compared to the case where all the clusters are fractionated by a method with relatively high resolution. Will be able to.

さらに、第2段階のクラスタリングとして、同一クラスタに分類された信号同士の信号相関係数を用いて、信号相関係数が高いもの同士をさらに同一のクラスタに分類していくようにした。これにより、上述した第1段階のクラスタをさらに詳細なクラスタに分類することができる。このように、本実施の形態によれば、比較的少ない演算量で、的確に時空間クラスタ分けを行うことができ、この結果、伝搬路解析の効率を向上することができるようになる。   Further, as the second-stage clustering, signals having high signal correlation coefficients are further classified into the same cluster using signal correlation coefficients between signals classified into the same cluster. As a result, the first-stage clusters described above can be classified into more detailed clusters. Thus, according to the present embodiment, it is possible to accurately perform spatiotemporal clustering with a relatively small amount of computation, and as a result, the efficiency of propagation path analysis can be improved.

(実施の形態2)
図8に、本実施の形態2に係る無線通信装置100の要部構成を示す。なお、図8において、図1と共通する構成部分には図1と同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。図8は、図1に対して、超分解能推定部104に代えて、超分解能推定部201を追加した構成を採る。
(Embodiment 2)
FIG. 8 shows a main configuration of radio communication apparatus 100 according to the second embodiment. In FIG. 8, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and detailed description thereof will be omitted. 8 employs a configuration in which a super-resolution estimation unit 201 is added to FIG. 1 instead of the super-resolution estimation unit 104.

超分解能推定部201は、遅延時間範囲検出部1033によって算出される遅延時間範囲ごとに遅延時間および到来方向を推定し、推定した遅延時間推定値と到来方向推定値とをクラスタ判定書込部1051へ出力する。すなわち、超分解能推定部201は、遅延時間および到来方向の推定の探索範囲を、相関演算結果のピーク値を含む遅延時間範囲に限定して、遅延時間範囲ごとに遅延時間および到来方向を推定する。   The super-resolution estimation unit 201 estimates the delay time and the arrival direction for each delay time range calculated by the delay time range detection unit 1033, and uses the estimated delay time estimation value and arrival direction estimation value as the cluster determination writing unit 1051. Output to. That is, the super-resolution estimation unit 201 estimates the delay time and the arrival direction for each delay time range by limiting the search range for estimating the delay time and the arrival direction to the delay time range including the peak value of the correlation calculation result. .

以下、超分解能推定部201の推定動作について、再度図2を用いて説明する。図2は、相関値算出部1032によって算出された相関演算結果を示し、縦軸は相関値、横軸は遅延時間を示す。上述したように、遅延時間範囲検出部1033では、例えば、ピークを含む隣接する極小点に囲まれた時間範囲や、あるいは、ピークを含み相関演算結果が所定の閾値以上の時間範囲が遅延時間範囲として検出される。図2は、遅延時間範囲T1〜TNが検出された様子を示す。   Hereinafter, the estimation operation of the super-resolution estimation unit 201 will be described again with reference to FIG. FIG. 2 shows the correlation calculation result calculated by the correlation value calculation unit 1032, the vertical axis indicates the correlation value, and the horizontal axis indicates the delay time. As described above, in the delay time range detection unit 1033, for example, a time range surrounded by adjacent local minimum points including a peak, or a time range including a peak and having a correlation calculation result equal to or greater than a predetermined threshold is a delay time range. Detected as FIG. 2 shows how the delay time ranges T1 to TN are detected.

そして、これら遅延時間範囲T1〜TNごとに、超分解能推定部201によって、遅延時間および到来方向が推定される。こうすることにより、時間軸上のサンプル数を減らして遅延時間および到来方向を推定することができるため、演算量を大幅に削減することができる。また、遅延時間範囲T1〜TNには、図2に示すように必ずピーク値が含まれているため、演算量を削減しつつ、確実に遅延時間および到来方向を推定することができる。さらに、遅延時間および到来方向の推定演算処理を遅延時間範囲ごとに並列に処理することにより、演算時間を短縮し、処理速度を向上することが可能となる。   Then, for each of these delay time ranges T1 to TN, the super-resolution estimation unit 201 estimates the delay time and the arrival direction. By doing this, the number of samples on the time axis can be reduced and the delay time and the arrival direction can be estimated, so that the amount of calculation can be greatly reduced. In addition, since the delay time ranges T1 to TN always include the peak value as shown in FIG. 2, the delay time and the arrival direction can be reliably estimated while reducing the amount of calculation. Furthermore, by performing the delay time and arrival direction estimation calculation processing in parallel for each delay time range, the calculation time can be shortened and the processing speed can be improved.

以上のように、本実施の形態によれば、遅延時間および到来方向の推定の探索範囲を、相関演算結果のピーク値を含む遅延時間範囲に限定して、遅延時間範囲ごとに遅延時間および到来方向を推定するようにしたので、広範囲を探索して遅延時間および到来方向を推定する場合に比べ、演算量を大幅に削減することができるようになる。また、遅延時間および到来方向の推定演算処理を、遅延時間範囲ごとに並列に処理した場合には、さらに、演算時間を短縮することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the delay time and arrival direction estimation search range is limited to the delay time range including the peak value of the correlation calculation result, and the delay time and arrival time are determined for each delay time range. Since the direction is estimated, the amount of calculation can be greatly reduced as compared with the case where the delay time and the arrival direction are estimated by searching a wide range. In addition, when the delay time and arrival direction estimation calculation processing is performed in parallel for each delay time range, the calculation time can be further reduced.

(実施の形態3)
図9に、本実施の形態3に係る無線通信装置100の要部構成を示す。なお、図9において、図1と共通する構成部分には図1と同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。図9は、図1に対して、超分解能推定部104に代えて、超分解能推定部301を備え、探索範囲設定部302と、初期値設定部303とを追加した構成を採る。
(Embodiment 3)
FIG. 9 shows a main configuration of radio communication apparatus 100 according to the third embodiment. In FIG. 9, the same reference numerals as those in FIG. 1 are assigned to components common to those in FIG. 1, and detailed description thereof is omitted. 9 employs a configuration in which a super-resolution estimation unit 301 is provided instead of the super-resolution estimation unit 104 and a search range setting unit 302 and an initial value setting unit 303 are added to FIG.

超分解能推定部301は、遅延時間および到来方向の推定に、SAGE(Space Alternating Generalized EM)アルゴリズムを用いる。SAGEアルゴリズムは、MUSICやESPRITのようなヌル走査方式でなく、最尤推定を用いたアルゴリズムで、本実施の形態において、超分解能推定部301は、SAGEアルゴリズムを用いる場合に限定するものである。そこで、始めに、SAGEアルゴリズムについて説明する。   Super-resolution estimation section 301 uses a SAGE (Space Alternating Generalized EM) algorithm for estimation of delay time and direction of arrival. The SAGE algorithm is not a null scanning method such as MUSIC or ESPRIT but an algorithm using maximum likelihood estimation. In the present embodiment, the super-resolution estimation unit 301 is limited to the case where the SAGE algorithm is used. First, the SAGE algorithm will be described.

最尤推定に基づくパラメータ推定では、観測される受信信号の集合をY、推定するパラメータの集合をHとしたとき、対数尤度関数f(Y,H)を最大にするHを求める。しかしながら、最尤推定に基づくパラメータ推定では、パラメータ数Mとともに演算量が膨大になるという問題がある。この問題を解決するために、「A.P.Dempster,N.M.Laird, and D.B.Rubin,”Maximum likelihood from incomplete data via the EM algorithm”J.Royal Statist. Soc., Ser. B, vol.39, no. 1, pp. 1-38, 1977.」には、演算量を抑え、近似的に最尤推定を実現するEM(Expectation Maximization)アルゴリズムが開示されている。EMアルゴリズムは、式(8)および式(9)で示される2つのステップから成る逐次アルゴリズムである。

Figure 2007300211
In parameter estimation based on maximum likelihood estimation, when the set of observed received signals is Y and the set of parameters to be estimated is H, H that maximizes the log likelihood function f (Y, H) is obtained. However, parameter estimation based on maximum likelihood estimation has a problem that the amount of computation becomes enormous with the number of parameters M. To solve this problem, “APDempster, NMLaird, and DBRubin,“ Maximum likelihood from incomplete data via the EM algorithm ”J. Royal Statist. Soc., Ser. B, vol.39, no. 1, pp. 1 -38, 1977. "discloses an EM (Expectation Maximization) algorithm that reduces the amount of computation and approximately realizes maximum likelihood estimation. The EM algorithm is a sequential algorithm composed of two steps represented by Equation (8) and Equation (9).
Figure 2007300211

ここで、Q(H,H[i])は条件付対数尤度関数、H[i]はi回目のHの推定値、E[]は条件付き平均走査を表す。上式(8)および上式(9)で示される2つのステップを繰り返すことで、H[i]は最尤推定の推定値へ漸近的に収束する。 Here, Q (H, H [i] ) is a conditional log likelihood function, H [i] is the i-th estimate of H, and E [] is a conditional average scan. By repeating the two steps shown in the above equations (8) and (9), H [i] converges asymptotically to the estimated value of the maximum likelihood estimation.

しかしながら、EMアルゴリズムでは、収束速度が遅いという問題がある。この収束速度を速めたアルゴリズムがSAGEアルゴリズムである。SAGEアルゴリズムは、他のパラメータを固定して一部のパラメータのみ更新する操作を逐次的に繰り返し、最尤推定に基づいてパラメータ推定を逐次的に実現する。「J.A.Fessler and A.O.Hero, “Space-alternationg generalized expectation-maximization algorithm” IEEE Trans. Signal Processing, vol. 42, pp.2664-2677, Oct. 1994.」や「Bernard H. Fleury他, ”Channel Parameter Estimation in Mobile Radio Environments Using the SAGE Algorithm” IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, VOL. 17, NO.3, MARCH 1999.」には、この演算量を抑えて近似的に最尤推定を行うSAGEアルゴリズムが開示されている。   However, the EM algorithm has a problem that the convergence speed is slow. The algorithm that increases the convergence speed is the SAGE algorithm. The SAGE algorithm sequentially repeats an operation of fixing only some parameters while updating other parameters, and sequentially realizes parameter estimation based on maximum likelihood estimation. “JAFessler and AOHero,“ Space-alternationg generalized expectation-maximization algorithm ”IEEE Trans. Signal Processing, vol. 42, pp.2664-2677, Oct. 1994.” and “Bernard H. Fleury et al.,” Channel Parameter Estimation In SAGE Algorithm “IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, VOL. 17, NO.3, MARCH 1999” Has been.

これらに開示されるSAGEアルゴリズムでは、HをN個の部分集合に分け、第n番目の部分集合をHnとし、n≠1のHn [i]を固定して、Hn [i]をEMアルゴリズムで更新し、n=Nまで繰り返し、i→i+1として同様の更新を行う。 In the SAGE algorithms disclosed therein, H is divided into N subsets, the nth subset is H n , H n [i] where n ≠ 1 is fixed, and H n [i] is Update with the EM algorithm, repeat until n = N, and perform the same update as i → i + 1.

しかしながら、上述したSAGEアルゴリズムは局所的なアルゴリズムであるため、初期値によっては全く異なる値に収束してしまうという問題が指摘されていて、初期値の設定が重要な課題となっている。また、推定する探索範囲が広くなるほど、推定時間が膨大になるという問題がある。本実施の形態に係る無線通信装置は、超分解能推定部301でSAGEアルゴリズムを用いる場合に、これらの問題点を改善する構成、つまり、探索範囲設定部302と初期値設定部303とを追加した構成を採る。以下、探索範囲設定部302と初期値設定部303について説明する。   However, since the above-described SAGE algorithm is a local algorithm, it has been pointed out that the initial value may converge to a completely different value, and the setting of the initial value is an important issue. Further, there is a problem that the estimation time becomes enormous as the search range to be estimated becomes wider. The wireless communication apparatus according to the present embodiment has added a configuration for improving these problems when the SAGE algorithm is used in super-resolution estimation section 301, that is, search range setting section 302 and initial value setting section 303. Take the configuration. Hereinafter, the search range setting unit 302 and the initial value setting unit 303 will be described.

探索範囲設定部302は、第1段階クラスタ記憶部1052から出力される各クラスタ情報を用いて、次回の超分解能推定部301で遅延時間および到来方向を推定する際に、SAGEアルゴリズムが用いる探索範囲を決定し、探索範囲を超分解能推定部301へ出力する。探索範囲を限定することにより、次回の遅延時間および到来方向の推定時に、全範囲を探索する必要が無くなり、推定時間を短縮することが可能となる。なお、探索範囲の決定の方法については、後に詳述する。   The search range setting unit 302 uses the cluster information output from the first-stage cluster storage unit 1052, and the search range used by the SAGE algorithm when the next super-resolution estimation unit 301 estimates the delay time and the arrival direction. And the search range is output to the super-resolution estimation unit 301. By limiting the search range, it is not necessary to search the entire range when estimating the next delay time and direction of arrival, and the estimation time can be shortened. The method for determining the search range will be described in detail later.

初期値設定部303は、超分解能推定部301で遅延時間および到来方向を推定する際に用いる初期値を決定する。具体的には、第2段階クラスタ記憶部1062によって詳細クラスタが決定された後、各詳細クラスタ内のパスの遅延時間推定値や到来方向推定値の平均値、あるいは重心値を初期値として算出し、超分解能推定部301へ出力する。SAGEアルゴリズムでは、上述したように初期値の設定が重要な課題となるが、実際の到来パスの遅延時間推定値や到来方向推定値を用いて算出した平均値または重心値を初期値とすることにより、推定結果が異なる値に収束するという問題を回避することができるようになる。   The initial value setting unit 303 determines initial values used when the super-resolution estimation unit 301 estimates the delay time and the arrival direction. Specifically, after the detailed cluster is determined by the second-stage cluster storage unit 1062, the average value or the centroid value of the delay time estimated value and the arrival direction estimated value of the path in each detailed cluster is calculated as the initial value. And output to the super-resolution estimation unit 301. In the SAGE algorithm, as described above, setting an initial value is an important issue, but an average value or a centroid value calculated using an actual arrival path delay time estimation value or arrival direction estimation value is used as an initial value. Thus, the problem that the estimation result converges to a different value can be avoided.

以下、上記のように構成された無線通信装置100のクラスタリング処理の動作について説明する。   Hereinafter, the operation of the clustering process of the wireless communication apparatus 100 configured as described above will be described.

まず、図示せぬ通信相手から送信される信号はアレーアンテナ101−1〜101−Lを介して受信され、受信信号は受信部102へ出力され、受信部102によって、無線受信処理(A/D変換、ダウンコンバート等)が施されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号は相関値算出部1032および超分解能推定部301へ出力される。そして、相関値算出部1032によって、既知信号発生部1031から出力される既知信号が用いられてベースバンド信号が逆拡散されて、逆拡散後の相関演算結果は遅延時間範囲検出部1033および角度スペクトラム算出部1034へ出力される。角度スペクトラム算出部1034では、逆拡散後の相関演算結果が用いられて、角度スペクトラムが算出され、到来角度範囲検出部1035へ出力される。   First, a signal transmitted from a communication partner (not shown) is received via the array antennas 101-1 to 101-L, and the received signal is output to the reception unit 102. The reception unit 102 performs wireless reception processing (A / D). Conversion, down-conversion, etc.) and converted into a baseband signal, and the baseband signal is output to correlation value calculation section 1032 and super-resolution estimation section 301. Then, the correlation value calculation unit 1032 uses the known signal output from the known signal generation unit 1031 to despread the baseband signal, and the correlation calculation result after despreading is obtained from the delay time range detection unit 1033 and the angle spectrum. It is output to the calculation unit 1034. In the angle spectrum calculation unit 1034, the angle spectrum is calculated using the correlation calculation result after despreading, and is output to the arrival angle range detection unit 1035.

そして、遅延時間範囲検出部1033によって、拡散後の相関演算結果から遅延時間範囲が検出され、到来角度範囲検出部1035によって、到来角度範囲が検出され、遅延時間範囲および到来角度範囲は、初期クラスタ生成部1036へ出力される。   Then, the delay time range is detected from the correlation calculation result after diffusion by the delay time range detection unit 1033, the arrival angle range is detected by the arrival angle range detection unit 1035, and the delay time range and the arrival angle range are the initial clusters. The data is output to the generation unit 1036.

そして、初期クラスタ生成部1036によって、遅延時間範囲と到来角度範囲とが用いられて、初期クラスタが生成され、初期クラスタに関する情報はクラスタ判定書込部1051へ出力される。   Then, the initial cluster generation unit 1036 uses the delay time range and the arrival angle range to generate an initial cluster, and information about the initial cluster is output to the cluster determination writing unit 1051.

一方、超分解能推定部301によって推定されたそれぞれのパスの遅延時間推定値および到来方向推定値に関する情報が、クラスタ判定書込部1051へ出力される。   On the other hand, information on the delay time estimated value and the arrival direction estimated value of each path estimated by the super-resolution estimating unit 301 is output to the cluster determination writing unit 1051.

そして、クラスタ判定書込部1051によって、初期クラスタと到来パスの遅延時間推定値および到来方向推定値に関する情報とが用いられて、上述した図5に示すフロー図に従って、到来パスが初期クラスタに分類される。そして、各初期クラスタへ分類されたパスに関する情報が、第1段階クラスタ記憶部1052へ出力され、第1段階クラスタ記憶部1052によって、初期クラスタごとに分類されたパスに関する情報が格納される。このようにして、第1段階のクラスタリング処理が行われる。なお、第1段階クラスタリング処理は、実施の形態1または実施の形態の2と同様である。   Then, the cluster determination writing unit 1051 uses the initial cluster and the information on the arrival path delay time estimation value and the arrival direction estimation value to classify the arrival path into the initial cluster according to the flowchart shown in FIG. Is done. Then, information regarding paths classified into the initial clusters is output to the first-stage cluster storage unit 1052, and information regarding paths classified for each initial cluster is stored by the first-stage cluster storage unit 1052. In this way, the first stage clustering process is performed. The first-stage clustering process is the same as that in the first embodiment or the second embodiment.

そして、探索範囲設定部302によって、第1段階クラスタ記憶部1052から出力される各クラスタ情報が用いられて、次回の超分解能推定部301で遅延時間および到来方向を推定する際に、SAGEアルゴリズムが用いる探索範囲が決定される。以下、探索範囲設定部302の探索範囲の設定について、図10を用いて説明する。図10は、初期クラスタとそれぞれのパスの遅延時間および到来方向の推定結果を示す図で、黒丸は、超分解能推定部301により推定された遅延時間推定値および到来方向推定値で特定されるパスを示す。   Then, when the search range setting unit 302 uses each cluster information output from the first-stage cluster storage unit 1052 to estimate the delay time and the arrival direction in the next super-resolution estimation unit 301, the SAGE algorithm The search range to be used is determined. Hereinafter, setting of the search range of the search range setting unit 302 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram showing estimation results of delay times and arrival directions of the initial cluster and the respective paths, and black circles are paths specified by the delay time estimation values and arrival direction estimation values estimated by the super-resolution estimation unit 301. Indicates.

探索範囲設定部302では、まず、第1段階クラスタ記憶部1052から出力される各クラスタに分類されたパスの遅延時間推定値と到来方向推定値の最小値と最大値が検出される。そして、遅延時間推定値と到来方向推定値の最小値と最大値に所定のマージンが設けられて、マージン設定後の遅延時間範囲と到来角度範囲とで囲まれるエリアが探索範囲として設定される。例えば、遅延時間推定値の最大値より+5nsec、最小値より−5nsec、到来方向推定値の最大値より+5deg、最小値より−5degのマージンを設け探索範囲を設定する。図10に、探索範囲の一例を示す。同図において、点線で囲まれた範囲が探索範囲を示す。そして、探索範囲に関する情報は、超分解能推定部301へ出力される。   First, the search range setting unit 302 detects the minimum value and the maximum value of the delay time estimated value and the arrival direction estimated value of the path classified into each cluster output from the first-stage cluster storage unit 1052. A predetermined margin is provided for the minimum value and the maximum value of the delay time estimated value and the arrival direction estimated value, and an area surrounded by the delay time range and the arrival angle range after the margin setting is set as a search range. For example, the search range is set by providing a margin of +5 nsec from the maximum delay time estimated value, −5 nsec from the minimum value, +5 deg from the maximum value of the arrival direction estimated value, and −5 deg from the minimum value. FIG. 10 shows an example of the search range. In the figure, a range surrounded by a dotted line indicates a search range. Information regarding the search range is output to the super-resolution estimation unit 301.

このようにして、次のSAGEアルゴリズムで用いる探索範囲を、到来パスの遅延時間推定値および到来方向推定値を用いて限定することにより、遅延時間および到来方向を広範囲で推定する必要がなくなり、SAGEアルゴリズムによる演算量を大幅に削減することができるようになる。   In this way, by limiting the search range used in the next SAGE algorithm using the delay time estimated value and the arrival direction estimated value of the arrival path, there is no need to estimate the delay time and the arrival direction over a wide range. The calculation amount by the algorithm can be greatly reduced.

ただし、パスの遅延時間推定値や到来方向推定値が大きく変動するような場合には、設定した探索範囲にパスが含まれない場合も考えられるので、所定回数おきに(例えば、10回に1回の割合)、探索範囲を限定せずに広範囲を探索して、遅延時間および到来方向を推定するようにしても良い。   However, when the path delay time estimation value and the arrival direction estimation value fluctuate greatly, there may be a case where the path is not included in the set search range, so every predetermined number of times (for example, 1 in 10 times). The delay time and the arrival direction may be estimated by searching a wide range without limiting the search range.

一方、相関パス検出部1061−1〜1061−Mによって、第1段階クラスタ記憶部1052に初期クラスタごとに格納されるパスの信号系列同士の信号相関係数が用いられて第2段階クラスタリング処理が行われる。第2段階クラスタリング処理され分類されたクラスタごとのすべてのパス情報は、第2段階クラスタ記憶部1062を経由してクラスタ情報記憶部1063および初期値設定部303へ出力される。   Meanwhile, the correlation path detection units 1061-1 to 1061-M use the signal correlation coefficient between the signal sequences of the paths stored for each initial cluster in the first stage cluster storage unit 1052 to perform the second stage clustering process. Done. All the path information for each cluster classified by the second stage clustering process is output to the cluster information storage unit 1063 and the initial value setting unit 303 via the second stage cluster storage unit 1062.

そして、初期値設定部303によって、第2段階クラスタリング処理後の詳細クラスタに分類されたパス情報が用いられて、超分解能推定部301においてSAGEアルゴリズムが用いる初期値が設定される。   Then, the initial value used by the SAGE algorithm is set in the super-resolution estimation unit 301 by using the path information classified into the detailed clusters after the second-stage clustering process by the initial value setting unit 303.

初期値としては、各クラスタ内のパスの遅延時間推定値や到来方向推定値の平均値あるいは重心値が設定される。図11は、クラスタ1_1に分類されたパス1〜パス3の遅延時間推定値および到来方向推定値の平均値を、SAGEアルゴリズムが次回用いる初期値として計算した場合の例である。こうすることにより、実際の到来パスの遅延時間推定値や到来方向推定値が初期値に反映されることになり、初期値を任意に設定する場合に比べ、誤った値へ収束する割合が減少し測定精度を向上することができるようになる。また、初期値を任意に設定する場合に比べ、収束時間が短縮するため、この結果、探索時間を短縮することができる。   As an initial value, an average value or a centroid value of a delay time estimated value and an arrival direction estimated value of a path in each cluster is set. FIG. 11 is an example in the case where the average value of the delay time estimated value and the arrival direction estimated value of the paths 1 to 3 classified into the cluster 1_1 is calculated as an initial value to be used next time by the SAGE algorithm. By doing this, the delay time estimation value and the arrival direction estimation value of the actual arrival path are reflected in the initial value, and the rate of convergence to an incorrect value is reduced compared to the case where the initial value is arbitrarily set. As a result, the measurement accuracy can be improved. In addition, since the convergence time is shortened compared to the case where the initial value is arbitrarily set, the search time can be shortened as a result.

以上のように、本実施の形態によれば、超分解能推定部301においてSAGEアルゴリズムを用いる場合に、第1段階のクラスタリングにより初期クラスタに分類されたパスの遅延時間推定値および到来方向推定値を用いて探索範囲を設定し、第2段階のクラスタリングにより詳細クラスタに分類されたパスの遅延時間推定値および到来方向推定値を用いて初期値を設定するようにしたので、探索時間を短縮し、かつ、精度良く到来方向を推定することができるようになる。この結果、クラスタリング処理時間を短縮させることができ、かつ、超分解能推定部301によって推定される遅延時間推定値および到来方向推定値の精度が向上するため、的確に時空間クラスタ化を行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, when using the SAGE algorithm in the super-resolution estimation unit 301, the delay time estimated value and the arrival direction estimated value of the path classified into the initial cluster by the first-stage clustering are obtained. The search range is set by using the delay time estimation value and the arrival direction estimation value of the path classified into the detailed cluster by the second stage clustering, so that the search time is shortened, In addition, the direction of arrival can be estimated with high accuracy. As a result, the clustering processing time can be shortened, and the accuracy of the delay time estimation value and the arrival direction estimation value estimated by the super-resolution estimation unit 301 is improved, so that the spatio-temporal clustering can be performed accurately. it can.

(実施の形態4)
図12に、本実施の形態4に係る無線通信装置100の要部構成を示す。なお、図12において、図1と共通する構成部分には図1と同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。図12は、図1に対して、角度スプレッド・中心角度算出部401と、送信ビーム設定部402と、変調部403と、アレー送信部404とを追加した構成を採る。
(Embodiment 4)
FIG. 12 shows a main configuration of radio communication apparatus 100 according to the fourth embodiment. In FIG. 12, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and detailed description thereof is omitted. 12 employs a configuration in which an angle spread / center angle calculation unit 401, a transmission beam setting unit 402, a modulation unit 403, and an array transmission unit 404 are added to FIG.

角度スプレッド・中心角度算出部401は、第2段階クラスタリング処理後の詳細クラスタに分類された到来パスの角度スプレッドを、詳細クラスタ毎に算出する。また、角度スプレッド・中心角度算出部401は、詳細クラスタに分類された到来パスの到来方向推定値の平均値、重心値、若しくは、詳細クラスタに分類された到来パスのうち電力最大パスの到来方向推定値を中心角度として詳細クラスタ毎に算出する。角度スプレッド・中心角度算出部401は、算出した詳細クラスタごとの角度スプレッドおよび中心角度を送信ビーム設定部402へ出力する。   The angle spread / center angle calculation unit 401 calculates the angle spread of the arrival path classified into the detailed clusters after the second-stage clustering process for each detailed cluster. In addition, the angle spread / center angle calculation unit 401 is configured to calculate the arrival direction estimated value of the arrival paths classified into the detailed clusters, the center of gravity value, or the arrival direction of the maximum power path among the arrival paths classified into the detailed clusters. The estimated value is calculated for each detailed cluster as the center angle. The angle spread / center angle calculation unit 401 outputs the calculated angle spread and center angle for each detailed cluster to the transmission beam setting unit 402.

送信ビーム設定部402は、角度スプレッドと中心角度に基づいて、送信ビーム幅等の設定により指向性を決定し、指向性に関する情報をアレー送信部404へ出力する。図13は、送信ビーム設定部402によって決定された指向性の一例を示す図である。図13は、本実施の形態においてクラスタ1_1〜クラスタ1_3の3つのクラスタに到来パスが分類され、角度スプレッド・中心角度算出部401において、クラスタ1_1〜クラスタ1_3の角度スプレッドおよび中心角度として、図14に示すような値が算出された場合の例である。   Transmit beam setting section 402 determines directivity by setting the transmit beam width and the like based on the angle spread and the center angle, and outputs information related to directivity to array transmitter 404. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of directivity determined by the transmission beam setting unit 402. FIG. 13 shows that the incoming paths are classified into three clusters of cluster 1_1 to cluster 1_3 in the present embodiment, and the angle spread / center angle calculation unit 401 shows the angle spread and center angle of cluster 1_1 to cluster 1_3 as shown in FIG. It is an example when the values as shown in FIG.

変調部403は、送信データを変調信号へ変換し、アレー送信部404へ出力する。   Modulating section 403 converts the transmission data into a modulated signal and outputs it to array transmitting section 404.

アレー送信部404は、指向性に関する情報を用いてアレーアンテナ101−1〜101−Lを制御して、変調部403から出力される変調信号の送信方向を制御する。こうすることにより、到来方向へ変調信号を確実に送信することが可能となる。   Array transmission section 404 controls array antennas 101-1 to 101-L using information on directivity, and controls the transmission direction of the modulation signal output from modulation section 403. By doing so, it is possible to reliably transmit the modulation signal in the arrival direction.

以上のように、本実施の形態によれば、第2段階クラスタリング処理後の詳細クラスタごとに角度スプレッドと中心角度を算出し、この角度スプレッドと中心角度とを用いて、アレーアンテナ101−1〜101−Lの指向性を制御して、変調信号を到来方向へ送信するようにした。こうすることにより、実際に到来パスが送信される方向にアレーアンテナの指向性を制御することができるようになり、確実に通信を行えることができる。   As described above, according to the present embodiment, the angle spread and the center angle are calculated for each detailed cluster after the second-stage clustering process, and array antennas 101-1 to 101-1 are used by using the angle spread and the center angle. The directivity of 101-L was controlled to transmit the modulated signal in the direction of arrival. By doing so, the directivity of the array antenna can be controlled in the direction in which the incoming path is actually transmitted, and communication can be performed reliably.

なお、上述した説明では、詳細クラスタに分類されたパスの到来方向推定値を用いて、角度スプレッドおよび中心角度を算出する場合について説明したが、初期クラスタに分類されたパスの到来方向推定値から、角度スプレッドおよび中心角度を算出するようにしてもよい。この場合にも、アレーアンテナ101−1〜101−Lを制御して、変調信号を到来方向へ送信することが可能で、また、第2段階クラスタリング処理後の結果でなく、第1段階クラスタリング処理後の結果を用いてアレーアンテナ101−1〜101−Lを制御するため、詳細クラスタに分類されたパスの到来方向推定値を用いて、角度スプレッドおよび中心角度を算出する場合に比べ演算量を削減することができる。   In the above description, the case where the angle spread and the center angle are calculated using the arrival direction estimation value of the path classified into the detailed cluster has been described. However, from the arrival direction estimation value of the path classified into the initial cluster. The angle spread and the center angle may be calculated. Also in this case, it is possible to control the array antennas 101-1 to 101 -L to transmit the modulated signal in the arrival direction, and not the result after the second stage clustering process, but the first stage clustering process. Since the array antennas 101-1 to 101 -L are controlled using the later results, the amount of calculation is reduced compared to the case where the angle spread and the center angle are calculated using the estimated arrival direction values of the paths classified into the detailed clusters. Can be reduced.

本発明の第1の態様に係る無線通信装置は、受信信号の到来角度範囲及び遅延時間範囲を検出し、その検出結果に基づいて、似通った到来角度範囲及び遅延時間範囲の集まりを1つのクラスタとする複数のクラスタを生成する第1のクラスタ生成手段と、前記第1のクラスタ生成手段の検出精度よりも高い精度で前記受信信号の到来角度及び遅延時間を推定する超分解能推定手段と、前記超分解能推定手段で推定された高精度の到来角度及び遅延時間から、前記受信信号が前記第1のクラスタ生成手段により生成されたどのクラスタに属するかを分類するクラスタ分類手段と、を具備する構成を採る。   The wireless communication apparatus according to the first aspect of the present invention detects an arrival angle range and a delay time range of a received signal, and collects a collection of similar arrival angle ranges and delay time ranges into one cluster based on the detection result. First cluster generation means for generating a plurality of clusters, super-resolution estimation means for estimating the arrival angle and delay time of the received signal with higher accuracy than the detection accuracy of the first cluster generation means, A cluster classification unit that classifies which cluster the received signal belongs to which of the clusters generated by the first cluster generation unit from the highly accurate arrival angle and delay time estimated by the super-resolution estimation unit; Take.

この構成によれば、受信信号の遅延時間と到来角度を分解能の精度が異なる2つの方法を用いて検出し、精度が低い方法を用いて算出した遅延時間範囲と到来角度範囲から複数のクラスタを生成しておき、精度が高い方法を用いて推定された受信信号の遅延時間および到来角度を用いて、受信信号が前記予め生成しておいたクラスタのうちどのクラスタに属すかを分類するようにしたので、少ない演算量でクラスタを生成できると共に、的確にクラスタ分類することができるようになる。   According to this configuration, the delay time and the arrival angle of the received signal are detected using two methods with different resolution accuracy, and a plurality of clusters are obtained from the delay time range and the arrival angle range calculated using the method with low accuracy. The received signal delay time and arrival angle estimated using a method with high accuracy are generated and the received signal belongs to which of the previously generated clusters is classified. As a result, clusters can be generated with a small amount of computation, and cluster classification can be performed accurately.

本発明の第2の態様に係る無線通信装置は、上記第1の態様において、前記クラスタ分類手段によって分類されたクラスタ毎の前記受信信号同士の相関値を算出し、その算出結果に基づいて、新たなクラスタを生成する第2のクラスタ生成手段、をさらに具備する構成を採る。   A wireless communication apparatus according to a second aspect of the present invention calculates a correlation value between the received signals for each cluster classified by the cluster classification means in the first aspect, and based on the calculation result, The configuration further includes second cluster generation means for generating a new cluster.

この構成によれば、同一のクラスタに分類された受信信号の相関値から、受信信号を新しいクラスタにさらにクラスタ分けするようにしたので、遅延時間と到来方向の双方を考慮した時空間マルチパス伝搬路のクラスタ化を的確に行うことができる。   According to this configuration, the received signals are further clustered into new clusters based on the correlation values of the received signals classified into the same cluster, so spatio-temporal multipath propagation that takes both delay time and arrival direction into consideration. The clustering of roads can be performed accurately.

本発明の第3の態様に係る無線通信装置は、上記第1の態様において、前記第1のクラスタ生成手段は、前記受信信号と既知信号との相関値を算出する相関値算出手段と、前記相関値に基づいて遅延時間範囲を検出する遅延時間検出手段と、前記相関値を用いて角度スペクトラムを算出する手段と、前記角度スペクトラムに基づいて到来角度範囲を検出する到来角度範囲検出手段と、を具備する構成を採る。   The wireless communication apparatus according to a third aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to the first aspect, wherein the first cluster generation means includes a correlation value calculation means for calculating a correlation value between the received signal and the known signal, A delay time detection means for detecting a delay time range based on a correlation value; a means for calculating an angle spectrum using the correlation value; an arrival angle range detection means for detecting an arrival angle range based on the angle spectrum; The structure which comprises is taken.

この構成によれば、遅延時間範囲と到来角度範囲とで囲まれる範囲をクラスタ範囲とするクラスタが複数生成され、高い精度で推定された到来角度と遅延時間と、これらクラスタのクラスタ範囲とを比較して、受信信号を生成したクラスタに分類することができて、比較的簡易な構成で、大雑把に似通った受信信号を1つのクラスタに分類することができる。   According to this configuration, a plurality of clusters having a cluster range that is surrounded by the delay time range and the arrival angle range are generated, and the arrival angle and delay time estimated with high accuracy are compared with the cluster range of these clusters. Thus, the received signals can be classified into the generated clusters, and the received signals that are roughly similar with a relatively simple configuration can be classified into one cluster.

本発明の第4の態様に係る無線通信装置は、上記第2の態様において、前記第2のクラスタ生成手段は、前記クラスタ分類手段によって同一のクラスタに分類された受信信号同士の信号相関値を算出する信号相関算出手段と、を具備し、前記信号相関値が、所定の閾値以上の受信信号同士の集まりを1つの新たなクラスタとする構成を採る。   The wireless communication apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to the second aspect, wherein the second cluster generation means calculates a signal correlation value between the received signals classified into the same cluster by the cluster classification means. Signal correlation calculating means for calculating, and adopting a configuration in which a collection of received signals having a signal correlation value equal to or greater than a predetermined threshold is used as one new cluster.

この構成によれば、大雑把に分類されたクラスタに属する受信信号同士の信号相関値に応じて、より似通った受信信号を1つの新たなクラスタとして生成するようにしたので、信号相関値が所定の閾値以上で互いに相関が強い受信信号同士のみを同一のクラスタに分類することができるようになり、より的確にクラスタ化することができる。   According to this configuration, since a more similar received signal is generated as one new cluster according to the signal correlation value of the received signals belonging to the roughly classified cluster, the signal correlation value is a predetermined value. Only received signals that are equal to or higher than the threshold and strongly correlated with each other can be classified into the same cluster, and can be more accurately clustered.

本発明の第5の態様に係る無線通信装置は、上記第4の態様において、前記第2のクラスタ生成手段は、前記クラスタ分類手段によって、同一のクラスタに分類された受信信号同士の信号相関値を、クラスタごとに並列に算出する構成を採る。   The wireless communication apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to the fourth aspect, wherein the second cluster generation means includes a signal correlation value between the received signals classified into the same cluster by the cluster classification means. Is calculated in parallel for each cluster.

この構成によれば、同一のクラスタに分類された受信信号同士の信号相関値を、クラスタごとに並列に算出するようにしたので、時空間クラスタ化の演算時間を短縮することができる。   According to this configuration, since the signal correlation values of the received signals classified into the same cluster are calculated in parallel for each cluster, the calculation time of the spatiotemporal clustering can be shortened.

本発明の第6の態様に係る無線通信装置は、上記第1の態様において、前記超分解能推定手段は、前記遅延時間範囲毎に、前記到来角度及び前記遅延時間を算出する構成を採る。   The radio communication apparatus according to a sixth aspect of the present invention employs a configuration in which, in the first aspect, the super-resolution estimation means calculates the arrival angle and the delay time for each delay time range.

この構成によれば、高い精度で到来角度及び遅延時間を算出する時間範囲を、遅延時間範囲に絞り演算に必要なサンプル数を削減し、時空間クラスタ化の演算量を大幅に削減することができる。また、遅延時間範囲ごとに並列に演算することができるため、時空間クラスタ化の演算時間を大幅に短縮することができる。   According to this configuration, the time range for calculating the angle of arrival and the delay time with high accuracy is reduced to the delay time range, the number of samples required for the calculation can be reduced, and the calculation amount of the spatio-temporal clustering can be greatly reduced. it can. In addition, since computation can be performed in parallel for each delay time range, the computation time for spatiotemporal clustering can be greatly reduced.

本発明の第7の態様に係る無線通信装置は、上記第1の態様において、前記超分解能推定手段は、MUSIC、ESPRIT、又は、SAGEアルゴリズムを用いて前記到来角度及び前記遅延時間を算出する構成を採る。   The wireless communication apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to the first aspect, wherein the super-resolution estimation unit calculates the arrival angle and the delay time using a MUSIC, ESPRIT, or SAGE algorithm. Take.

この構成によれば、前記到来角度及び前記遅延時間を高精度に算出することができる。   According to this configuration, the arrival angle and the delay time can be calculated with high accuracy.

本発明の第8の態様に係る無線通信装置は、上記第1の態様において、前記超分解能推定手段は、SAGEアルゴリズムを用いて前記到来角度及び前記遅延時間を算出し、無線通信装置は、前記クラスタ分類手段によって同一のクラスタに分類された受信信号の前記到来角度と前記遅延時間とから、SAGEアルゴリズムが用いる探索範囲を決定する探索範囲決定手段、をさらに具備する構成を採る。   The wireless communication apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to the first aspect, wherein the super-resolution estimation unit calculates the angle of arrival and the delay time using a SAGE algorithm. A configuration further includes search range determining means for determining a search range used by the SAGE algorithm from the arrival angle and the delay time of the received signals classified into the same cluster by the cluster classification means.

この構成によれば、SAGEアルゴリズムの探索範囲を、同一のクラスタに分類された受信信号の到来角度と遅延時間とから絞り込み、到来角度及び遅延時間を推定するようにしたので、推定時間を短縮することができるようになる。   According to this configuration, the search range of the SAGE algorithm is narrowed down from the arrival angle and delay time of the received signals classified into the same cluster, and the arrival angle and delay time are estimated, so the estimation time is shortened. Will be able to.

本発明の第9の態様に係る無線通信装置は、上記第1の態様において、前記超分解能推定手段は、SAGEアルゴリズムを用いて前記到来角度及び前記遅延時間を算出し、無線通信装置は、前記第2のクラスタ生成手段によって新たなクラスタに分類された受信信号の前記到来角度および前記遅延時間とから、SAGEアルゴリズムが用いる初期値を決定する初期値決定手段、をさらに具備する構成を採る。   The wireless communication apparatus according to a ninth aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to the first aspect, wherein the super-resolution estimation means calculates the angle of arrival and the delay time using a SAGE algorithm. The configuration further includes initial value determining means for determining an initial value used by the SAGE algorithm from the arrival angle and the delay time of the received signal classified into a new cluster by the second cluster generating means.

この構成によれば、新たなクラスタに分類された受信信号の到来角度および遅延時間から算出された初期値を用いてSAGEアルゴリズムを用いて到来角度及び遅延時間を推定するようにしたので、全く異なる値に収束する割合が減少し、到来角度および遅延時間を的確に推定することができるようになる。   According to this configuration, the arrival angle and the delay time are estimated using the SAGE algorithm using the initial value calculated from the arrival angle and the delay time of the received signal classified into the new cluster, which is completely different. The rate of convergence to the value decreases, and the arrival angle and delay time can be accurately estimated.

本発明の第10の態様に係る無線通信装置は、上記第1の態様において、複数のアレーアンテナと、前記クラスタ分類手段により同一のクラスタに分類された受信信号から、角度スプレッドおよび中心到来角度を算出する角度スプレッド算出手段と、当該角度スプレッドおよび当該中心到来角度から、前記アレーアンテナの指向性および送信ビーム幅を制御する制御手段と、をさらに具備する構成を採る。   A wireless communication apparatus according to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect, obtains an angle spread and a center arrival angle from a plurality of array antennas and received signals classified into the same cluster by the cluster classification means. An angle spread calculating means for calculating and a control means for controlling the directivity and transmission beam width of the array antenna from the angle spread and the center arrival angle are employed.

この構成によれば、比較的少ない演算量で、アレーアンテナの指向性および送信ビーム幅を大雑把に制御することができる。   According to this configuration, the directivity and transmission beam width of the array antenna can be roughly controlled with a relatively small amount of calculation.

本発明の第11の態様に係る無線通信装置は、上記第1の態様において、複数のアレーアンテナと、前記第2のクラスタ生成手段により生成された新たなクラスタにおいて同一のクラスタに分類された受信信号から、角度スプレッドおよび中心到来角度を算出する角度スプレッド算出手段と、当該角度スプレッドおよび当該中心到来角度から、前記アレーアンテナの指向性および送信ビーム幅を制御する制御手段と、をさらに具備する構成を採る。   A wireless communication apparatus according to an eleventh aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to the first aspect, wherein a plurality of array antennas and receptions classified into the same cluster in a new cluster generated by the second cluster generation means are provided. An angle spread calculating means for calculating an angle spread and a center arrival angle from the signal, and a control means for controlling the directivity and transmission beam width of the array antenna from the angle spread and the center arrival angle. Take.

この構成によれば、上記第8の態様に係る無線通信装置に比べ、より的確に、アレーアンテナの指向性および送信ビーム幅を制御することができる。   According to this configuration, the directivity and transmission beam width of the array antenna can be controlled more accurately than in the radio communication apparatus according to the eighth aspect.

本発明の第12の態様に係る時空間クラスタリング方法は、受信信号の到来角度範囲及び遅延時間範囲を検出し、その検出結果に基づいて、似通った到来角度範囲及び遅延時間範囲の集まりを1つのクラスタとして、複数のクラスタを生成する第1のクラスタ生成工程と、前記第1のクラスタ生成工程の検出精度よりも高い精度で前記受信信号の到来角度及び遅延時間を推定する超分解能推定工程と、前記超分解能推定工程で推定された高精度の到来角度及び遅延時間から、前記受信信号が前記第1のクラスタ生成工程により生成されたどのクラスタに属するかを分類するクラスタ分類工程と、を有するようにした。   The spatio-temporal clustering method according to the twelfth aspect of the present invention detects an arrival angle range and a delay time range of a received signal and, based on the detection result, collects similar arrival angle ranges and delay time ranges into one As a cluster, a first cluster generation step of generating a plurality of clusters, a super-resolution estimation step of estimating the arrival angle and delay time of the received signal with higher accuracy than the detection accuracy of the first cluster generation step, A cluster classification step of classifying which cluster generated by the first cluster generation step the received signal belongs to from the highly accurate arrival angle and delay time estimated in the super-resolution estimation step I made it.

この方法によれば、受信信号の遅延時間と到来角度を分解能の精度が異なる2つの方法を用いて検出し、精度が低い方法を用いて算出した遅延時間範囲と到来角度範囲から複数のクラスタを生成しておき、精度が高い方法を用いて推定された受信信号の遅延時間および到来角度を用いて、受信信号が前記予め生成しておいたクラスタのうちどのクラスタに属すかを分類するようにしたので、少ない演算量でクラスタを生成できると共に、的確にクラスタ分類することができるようになる。   According to this method, the delay time and the arrival angle of the received signal are detected using two methods having different resolution accuracy, and a plurality of clusters are obtained from the delay time range and the arrival angle range calculated using a method with low accuracy. The received signal delay time and arrival angle estimated using a method with high accuracy are generated and the received signal belongs to which of the previously generated clusters is classified. As a result, clusters can be generated with a small amount of computation, and cluster classification can be performed accurately.

本発明は、比較的少ない演算量で、的確に時空間クラスタ分けを行うことができ、無線通信装置および時空間クラスタリング方法などに有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can accurately perform spatiotemporal clustering with a relatively small amount of computation, and is useful for a wireless communication apparatus, a spatiotemporal clustering method, and the like.

本発明の実施の形態1に係る無線通信装置の要部構成を示すブロック図The block diagram which shows the principal part structure of the radio | wireless communication apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 遅延時間範囲の検出について説明するための図Diagram for explaining detection of delay time range 到来角度範囲の検出について説明するための図Diagram for explaining detection of arrival angle range 初期クラスタを説明するための図Illustration for explaining the initial cluster 第1段階のクラスタリング手順を説明するためのフロー図Flow chart for explaining the first-stage clustering procedure 第1段階のクラスタリング処理後の初期クラスタを示す図The figure which shows the initial cluster after the clustering processing of the 1st step 第2段階のクラスタリング手順を説明するためのフロー図Flow chart for explaining the clustering procedure of the second stage 本発明の実施の形態2に係る無線通信装置の要部構成を示すブロック図The block diagram which shows the principal part structure of the radio | wireless communication apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る無線通信装置の要部構成を示すブロック図The block diagram which shows the principal part structure of the radio | wireless communication apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 実施の形態3に係る到来方向推定を行う範囲を示す図The figure which shows the range which performs direction of arrival estimation concerning Embodiment 3 実施の形態3に係る到来方向推定の初期値を示す図The figure which shows the initial value of the DOA estimation which concerns on Embodiment 3. 本発明の実施の形態4に係る無線通信装置の要部構成を示すブロック図The block diagram which shows the principal part structure of the radio | wireless communication apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. アレーアンテナの指向性の一例を示す図Diagram showing an example of array antenna directivity 中心角度および角度スプレッドの一例を示す図Diagram showing an example of center angle and angle spread クラスタの概念を示す図Diagram showing cluster concept

符号の説明Explanation of symbols

101−1〜101−L アレーアンテナ
102 受信部
103 第1のクラスタ生成部
1031 既知信号発生部
1032 相関値算出部
1033 遅延時間範囲検出部
1034 角度スペクトラム算出部
1035 到来角度範囲検出部
1036 初期クラスタ生成部
104、201、301 超分解能推定部
105 クラスタ分類部
1051 クラスタ判定書込部
1052 第1段階クラスタ記憶部
106 第2のクラスタ生成部
1061−1〜1061−M 相関パス検出部
1062 第2段階クラスタ記憶部
1063 クラスタ情報記憶部
302 探索範囲設定部
303 初期値設定部
401 角度スプレッド・中心角度算出部
402 送信ビーム設定部
403 変調部
404 アレー送信部
101-1 to 101-L array antenna 102 receiving unit 103 first cluster generation unit 1031 known signal generation unit 1032 correlation value calculation unit 1033 delay time range detection unit 1034 angle spectrum calculation unit 1035 arrival angle range detection unit 1036 initial cluster generation Unit 104, 201, 301 super-resolution estimation unit 105 cluster classification unit 1051 cluster determination writing unit 1052 first stage cluster storage unit 106 second cluster generation unit 1061-1 to 1061-M correlation path detection unit 1062 second stage cluster Storage unit 1063 Cluster information storage unit 302 Search range setting unit 303 Initial value setting unit 401 Angle spread / center angle calculation unit 402 Transmit beam setting unit 403 Modulation unit 404 Array transmission unit

Claims (12)

受信信号の到来角度範囲及び遅延時間範囲を検出し、その検出結果に基づいて、似通った到来角度範囲及び遅延時間範囲の集まりを1つのクラスタとして、複数のクラスタを生成する第1のクラスタ生成手段と、
前記第1のクラスタ生成手段の検出精度よりも高い精度で前記受信信号の到来角度及び遅延時間を推定する超分解能推定手段と、
前記超分解能推定手段で推定された高精度の到来角度及び遅延時間から、前記受信信号が前記第1のクラスタ生成手段により生成されたどのクラスタに属するかを分類するクラスタ分類手段と、
を具備する無線通信装置。
First cluster generation means for detecting an arrival angle range and a delay time range of a received signal, and generating a plurality of clusters based on a result of the detection, with a collection of similar arrival angle ranges and delay time ranges as one cluster When,
Super-resolution estimation means for estimating the arrival angle and delay time of the received signal with higher accuracy than the detection accuracy of the first cluster generation means;
Cluster classification means for classifying to which cluster the received signal belongs to the cluster generated by the first cluster generation means from the highly accurate arrival angle and delay time estimated by the super-resolution estimation means;
A wireless communication apparatus comprising:
前記クラスタ分類手段によって分類されたクラスタ毎の前記受信信号同士の相関値を算出し、その算出結果に基づいて、新たなクラスタを生成する第2のクラスタ生成手段、をさらに具備する
請求項1に記載の無線通信装置。
The apparatus further comprises second cluster generation means for calculating a correlation value between the received signals for each cluster classified by the cluster classification means and generating a new cluster based on the calculation result. The wireless communication device described.
前記第1のクラスタ生成手段は、前記受信信号と既知信号との相関値を算出する相関値算出手段と、
前記相関値に基づいて遅延時間範囲を検出する遅延時間検出手段と、
前記相関値を用いて角度スペクトラムを算出する手段と、
前記角度スペクトラムに基づいて到来角度範囲を検出する到来角度範囲検出手段と
を具備する請求項1に記載の無線通信装置。
The first cluster generation means includes correlation value calculation means for calculating a correlation value between the received signal and the known signal;
A delay time detecting means for detecting a delay time range based on the correlation value;
Means for calculating an angular spectrum using the correlation value;
The wireless communication apparatus according to claim 1, further comprising: an arrival angle range detecting unit that detects an arrival angle range based on the angle spectrum.
前記第2のクラスタ生成手段は、前記クラスタ分類手段によって同一のクラスタに分類された受信信号同士の信号相関値を算出する信号相関算出手段、を具備し、
前記信号相関値が、所定の閾値以上の受信信号同士の集まりを1つの新たなクラスタとする
請求項2に記載の無線通信装置。
The second cluster generation means comprises signal correlation calculation means for calculating a signal correlation value between received signals classified into the same cluster by the cluster classification means,
The wireless communication apparatus according to claim 2, wherein a collection of received signals having a signal correlation value equal to or greater than a predetermined threshold is defined as one new cluster.
前記第2のクラスタ生成手段は、前記クラスタ分類手段によって同一のクラスタに分類された受信信号同士の信号相関値を、クラスタごとに並列に算出する
請求項4に記載の無線通信装置。
The wireless communication apparatus according to claim 4, wherein the second cluster generation unit calculates a signal correlation value between received signals classified into the same cluster by the cluster classification unit in parallel for each cluster.
前記超分解能推定手段は、前記遅延時間範囲毎に、前記到来角度及び前記遅延時間を算出する
請求項1に記載の無線通信装置。
The radio communication apparatus according to claim 1, wherein the super-resolution estimation unit calculates the arrival angle and the delay time for each delay time range.
前記超分解能推定手段は、MUSIC、ESPRIT、又は、SAGEアルゴリズムを用いて前記到来角度及び前記遅延時間を算出する
請求項1に記載の無線通信装置。
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the super-resolution estimation unit calculates the arrival angle and the delay time using a MUSIC, ESPRIT, or SAGE algorithm.
前記超分解能推定手段は、SAGEアルゴリズムを用いて前記到来角度及び前記遅延時間を算出し、
無線通信装置は、前記クラスタ分類手段によって同一のクラスタに分類された受信信号の前記到来角度と前記遅延時間とから、SAGEアルゴリズムが用いる探索範囲を決定する探索範囲決定手段、をさらに具備する
請求項1に記載の無線通信装置。
The super-resolution estimation means calculates the arrival angle and the delay time using a SAGE algorithm,
The wireless communication apparatus further includes search range determining means for determining a search range used by the SAGE algorithm from the arrival angle and the delay time of the received signals classified into the same cluster by the cluster classification means. The wireless communication device according to 1.
前記超分解能推定手段は、SAGEアルゴリズムを用いて前記到来角度及び前記遅延時間を算出し、
無線通信装置は、前記第2のクラスタ生成手段によって新たなクラスタに分類された受信信号の前記到来角度および前記遅延時間とから、SAGEアルゴリズムが用いる初期値を決定する初期値決定手段、をさらに具備する
請求項1に記載の無線通信装置。
The super-resolution estimation means calculates the arrival angle and the delay time using a SAGE algorithm,
The wireless communication apparatus further includes initial value determining means for determining an initial value used by the SAGE algorithm from the arrival angle and the delay time of the received signal classified into a new cluster by the second cluster generating means. The wireless communication device according to claim 1.
複数のアレーアンテナと、
前記クラスタ分類手段により同一のクラスタに分類された受信信号から、角度スプレッドおよび中心到来角度を算出する角度スプレッド算出手段と、
当該角度スプレッドおよび当該中心到来角度から、前記アレーアンテナの指向性および送信ビーム幅を制御する制御手段と、をさらに具備する
請求項1に記載の無線通信装置。
Multiple array antennas,
Angle spread calculation means for calculating an angle spread and a center arrival angle from the received signals classified into the same cluster by the cluster classification means;
The wireless communication apparatus according to claim 1, further comprising: a control unit that controls directivity and transmission beam width of the array antenna from the angle spread and the center arrival angle.
複数のアレーアンテナと、
前記第2のクラスタ生成手段により生成された新たなクラスタにおいて同一のクラスタに分類された受信信号から、角度スプレッドおよび中心到来角度を算出する角度スプレッド算出手段と、
当該角度スプレッドおよび当該中心到来角度から、前記アレーアンテナの指向性および送信ビーム幅を制御する制御手段と、をさらに具備する
請求項1に記載の無線通信装置。
Multiple array antennas,
Angle spread calculation means for calculating an angle spread and a center arrival angle from received signals classified into the same cluster in the new cluster generated by the second cluster generation means;
The wireless communication apparatus according to claim 1, further comprising: a control unit that controls directivity and transmission beam width of the array antenna from the angle spread and the center arrival angle.
受信信号の到来角度範囲及び遅延時間範囲を検出し、その検出結果に基づいて、似通った到来角度範囲及び遅延時間範囲の集まりを1つのクラスタとして、複数のクラスタを生成する第1のクラスタ生成工程と、
前記第1のクラスタ生成工程の検出精度よりも高い精度で前記受信信号の到来角度及び遅延時間を推定する超分解能推定工程と、
前記超分解能推定工程で推定された高精度の到来角度及び遅延時間から、前記受信信号が前記第1のクラスタ生成工程により生成されたどのクラスタに属するかを分類するクラスタ分類工程と、
を有する時空間クラスタリング方法。
A first cluster generation step of detecting an arrival angle range and a delay time range of a received signal, and generating a plurality of clusters based on the detection result, with a collection of similar arrival angle ranges and delay time ranges as one cluster When,
A super-resolution estimation step of estimating the arrival angle and delay time of the received signal with higher accuracy than the detection accuracy of the first cluster generation step;
A cluster classification step of classifying to which cluster the received signal belongs to which is generated by the first cluster generation step from the highly accurate arrival angle and delay time estimated in the super-resolution estimation step;
A spatiotemporal clustering method comprising:
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