2次元ラティスフォルタを用いた適応ビームフォーミング設計とその機能検証

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650377
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 浜田 望 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (80051902)
• 研究分担者: 山下 勝巳 琉球大学, 工学部, 教授 (60158152)
• キーワード: アレイ信号処理 / 適応フィルタ / ビームフォーミング / 到来方向推定 / 円形アレイ / 等化器 / 適応アルゴリズム / エコーキャンセラ

研究概要

本研究における成果は次の項目である。
1.周波数適応処理を用いた一般化サイドローブキャンセラの設計法、ならびに、ニューラルネットワークを用いた分散波源の到来方向推定法を確立した。前者はアレイセンサーに位相誤差に対してロバストであり並列計算処理を導入したもので広帯域信号における干渉信号の除去性能を高めることができた。後者では、これまで点波源からの到来方向推定を反射波などによる方向の広がりを持つ分散波源として推定する方法をニューラルネットワークを用いて実現し、その効果を明らかにした。
2.円形アレイによる波動の2次元到来方向推定法として仮想直線アレイを補間法を用いた手法を確立した。円形アレイにおけるコヒーレント信号の分離に空間スムージング法を持ち込むための工夫として円形アレイから4つの線形アレイを仮想的に設定しそれぞれにスムージングを施すことで有効な結果を得ることができた。
3.移動体通信での周波数選択性フェージングによる伝送品質劣化対策として、ビット誤り率を減少させるために、受信側に等化器を導入させる。ここでは、RBFネットワークを用いた等化器として、同ネットワークのセンターの要素間の関係を有効に利用した高速処理時間の等化器を設定した。そして、提案法の有効性を明らかにした。
4.ハンドフリーの携帯電話やテレビ会議システム等におけるダブルトーク状態におけるエコーキャンセリング問題について、適応アルゴリズムに入力信号そのものを使用するのではなく、入力信号の相関を利用した新たなアルゴリズムを提案した。同アルゴリズムは、近端話者および遠端話者の両信号が存在するダブルトーク状態においても、良好に未知システムを推定できるアルゴリズムで、その有効性を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] M.Asharif,T.Hayashi,K.Yamashita: "Correlation LMS Algorithm and Its Application to Double-Talk Echo Cancelling"IEE Electronics Letters. 35・3. 1-2 (1999)
• [文献書誌] K.Yamashita,A.Shimabukuro M.Asharf,H.Miyagi: "Two-Dimensional Quadratic Volterra Filters Using New Lattice Structure"Proc.Of Int,Conf.On Nonlinear Science on the Border of Millenniums. 56 (1999)
• [文献書誌] H.Lin,K.Yamashita: "A Fast Clustering Algorithm for Equalization Using RBF Networks"Proc.of Int.Conf.on Knowledge-Based Intelligent Information Eng.Syst.. 349-352 (1999)
• [文献書誌] T.Akiyama,T.Yamaoka,N.Hamada: "2-D Angle Estimation Using the Constrained MUSIC with Circular Array"Proceeding of International Symposium on Signal Processing and Its Applications. 877-880 (1999)
• [文献書誌] T.Yamaoka,N.Hamada: "Robust broadband beamforming using frequency domain adaptive filter"Proceedings of European Conference on Circuite Theory and Design. 1055-1058 (1999)
• [文献書誌] H.Lin,M.Asharif,K.Yamashita: "The Two-Dimensional Extended Correlation Least Mean Squares ECLMS Algorithm"Proc.Of IEEE Int.Conf.On SMC. 900-903 (1999)