CN100499400C - 无线装置、无线装置的校准系统、校准方法及校准程序 - Google Patents

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CN100499400C CNB038048604A CN03804860A CN100499400C CN 100499400 C CN100499400 C CN 100499400C CN B038048604 A CNB038048604 A CN B038048604A CN 03804860 A CN03804860 A CN 03804860A CN 100499400 C CN100499400 C CN 100499400C
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Abstract

自适应阵列无线机(1010)具有用来分别接收来自阵列天线的信号再从模拟信号变换成数字信号的A/D变换器(1200.1～1200.n)、用来接收来自A/D变换器(1200.1～1200.n)的输出再进行下降采样的下降采样装置(1210.1～1210.n)和用来接收同步位置估算装置(1230)的输出后再进行自适应阵列处理的自适应阵列处理部(1250)。与对下降采样装置(1210.1～1210.n)进行的定时调整信号对应并从自适应阵列处理部(1250)输出最小二乘误差信号。由此，能够正确地进行自适应阵列无线机的发射方向性的校准处理。

Description

无线装置、无线装置的校准系统、校准方法及校准程序
技术领域
本发明涉及进行自适应阵列处理的无线装置、校准系统、无线装置的发射方向性校准方法及发射方向性校准程序。
背景技术
近年来，在快速发展的移动通信系统(例如，个人手提移动电话系统：以下称PHS)中，为了提高电波的频率利用效率，提出了可通过对同一频率的同一时隙进行空间分割从而使多个用户的无线移动终端装置(以下称终端)与无线基站装置(以下称基站)实现空间多址接入的PDMA(Path Division Multiple Access：路分多址)方式。
该PDMA方式采用自适应阵列技术。所谓自适应阵列处理是根据来自终端的接收信号计算由基站的每一根天线的接收系数(权)构成的权向量再进行自适应控制并由此正确地抽出来自所希望的终端的信号所进行的处理。
利用这样的自适应阵列处理，从各用户终端的天线来的上行信号被基站的天线阵列接收，并通过该用户终端的接收权重和接收方向性一起被分离抽出。
此外，若假定基站的接收和发送之间的时间差为0，因传输路径(基站的天线端和终端的天线端之间的区间)不变，故从基站到该终端的下行信号通过将接收时得到的接收权重作为发送权重信息使用，从而可以和相对该终端的天线的发射方向性一起，从基站的阵列天线发送出去。
这样的自适应阵列处理是众所周知的技术，例如，在1998年11月25日发行的菊间信良著的“阵列天线的自适应信号处理”(科学技术出版社)第35页～第49页的“第3章MMSE自适应阵列”中已有详细说明，所以，下面，对其工作原理进行简单的说明。
再有，在以下的说明中，将使用这样的自适应阵列处理来进行相对于终端下行的发射方向性控制的基站称作自适应阵列基站。
在上述PDMA中，各用户的信号使用频率滤波器、基站和各用户移动终端装置之间的时间同步以及自适应阵列等相互干涉除去装置进行分离。
图8是表示使用自适应阵列无线机实现的现有PDMA用基站的收发系统2000的构成的概略方框图。
在图8所示的构成中，为了识别用户PS1和PS2，设置4根天线#1～#4。
在接收动作过程中，天线的输出加给RF电路2101，在RF电路2101中，通过接收放大器放大，并利用本机振荡信号进行频率变换，然后使用滤波器将不要的频率信号除去，经A/D变换后，作为数字信号加给数字信号处理器2102。
在数字信号处理器2102中，设置信道分配基准计算机2103、信道分配装置2104和自适应阵列2100。信道分配基准计算机2103预先计算能否利用自适应阵列将来自2个用户的信号分离。信道分配装置2104根据该计算结果将包含对频率和时间进行选择的用户信息的信道分配信息加给自适应阵列2100。自适应阵列2100根据信道分配信息实时地对来自4根天线#1～#4的信号进行加权计算，由此，只将特定的用户信号分离出来。
【自适应阵列天线的构成】
图9是表示自适应阵列2100中与1个用户对应的收发部2100a的构成的方框图。在图9所示的例子中，为了从包含多个用户信号的输入信号中抽出所要的用户的信号，设置n个输入端口2020-1～2020-n。
从各输入端口2020-1～2020-n输入的信号经开关电路2010-1～2010-n加给权向量控制部2011和乘法器2012-1～2012-n。
权向量控制部2011使用输入信号、预先存储在存储器2014中的与特定的用户信号对应的特征字信号以及加法器2013的输出，计算权向量W1i～Wni。这里，下标i是表示能与第i个用户之间进行收发所使用的权向量。
乘法器2012-1～2012-n使来自各输入端口2020-1～2020-n的输入信号分别和权向量W1i～Wni相乘，再提供给加法器2013，加法器2013使乘法器2012-1～2012-n的输出信号相加后作为接收信号SRX(t)输出，该接收信号SRX(t)再加给权向量控制部2011。
进而，收发部2100a包含接收应从自适应无线基站发送来的输出信号STX(t)并分别与权向量控制部2011给出的权向量W1i～Wni相乘后再输出的乘法器2015-1～2015-n。乘法器2015-1～2015-n的输出分别加给开关电路2010-1～2010-n。即，开关电路2010-1～2010-n在接收信号时，将输入端口2020-1～2020-n送出的信号加给信号接收部1R，在发送信号时，将来自信号发送部1T的信号加给输入输出端口2020-1～2020-n。
【自适应阵列的工作原理】
其次，简单说明图9所示的收发部2100a的工作原理。
以下，为说明简单起见，假设天线的根数是4根，同时通信的用户数PS是2人。这时，从各天线加给接收部1R的信号可由下式表示。
RX1(t)＝h11Srx1(t)+h12Srx2(t)+n1(t)   ...(1)
RX2(t)＝h21Srx1(t)+h22Srx2(t)+n2(t)   ...(2)
RX3(t)＝h31Srx1(t)+h32Srx2(t)+n3(t)   ...(3)
RX4(t)＝h41Srx1(t)+h42Srx2(t)+n4(t)   ...(4)
这里，信号RXj(t)表示第j(j＝1、2、3、4)根天线的接收信号，信号Srxi(t)表示第i(i＝1、2)个用户发送的信号。
进而，系数hji表示第j根天线接收的来自第i个用户的信号的复系数，nj(t)表示包含在第j个接收信号中的噪声。
若将上式(1)～(4)用向量形式表示，则变成以下各式。
X(t)＝H1Srx1(t)+H2Srx2(t)+N(t)   ...(5)
X(t)＝[RX1(t)，RX2(t)，...RXn(t)]T   ...(6)
Hi＝[h1i，h2i，...，hni]T，(i＝1，2) ...(7)
N(t)＝[n1(t)，n2(t)，...nn(t)]T      ...(8)
再有，在(6)～(8)式中，[...]T表示[...]的转置。
这里，X(t)表示输入信号向量，Hi表示第i个用户的接收信号系数向量，N(t)表示噪声向量。
自适应阵列天线如图9所示，将把从各天线来的输入信号乘上加权系数W1i～Wni后合成的信号作为接收信号SRX(t)输出。再有，这里，天线的根数是4根。
在进行了以上准备之后，例如，抽出第1个用户发送的信号Srx1(t)时的自适应阵列的动作如下：
自适应阵列2100的输出信号y1(t)通过使输入信号向量X(t)和权向量W1相乘，可以由下式表示。
y1(t)＝X(t)W1 T                 ...(9)
W1＝[w11，w21，w31，w41]T       ...(10)
即，权向量W1是将与第j个输入信号RXj(t)相乘的加权系数Wj1(j＝1、2、3、4)作为要素的向量。
这里，若将由(5)式表示的输入信号向量X(t)代入由(9)式表示的y1(t)，则得到下式：
y1(t)＝H1W1 TSrx1(t)+H2W1 TSrx2(t)+N(t)W1 T   ...(11)
这里，当自适应阵列2100在理想的情况下动作时，利用众所周知的方法，可以由权向量控制部2011逐次控制权向量W1，使其满足下面的联立方程式。这里，用以求出这样的权向量的自适应阵列处理是通过使作为所要的阵列响应的参照信号和实际的阵列输出信号的差(误差信号)最小来决定最佳的权。这时，采用最小2乘误差法(MMSE)可以使误差信号最小。
H1W1 T＝1    ...(12)
H2W1 T＝0    ...(13)
若权向量W1得到完全控制，能满足式(12)和式(13)，则从自适应阵列2100来的输出信号y1(t)最终可由下式表示。
y1(t)＝Srx1(t)+N1(t)              ...(14)
N1(t)＝n1(t)w11+n2(t)w21+n3(t)w31+n4(t)w41   ...(15)
即，从输出信号y1(t)可以得到2个用户中的第1个用户发送的信号Srx1(t)。
另一方面，在图9中，自适应阵列2100的输入信号STX(t)加给自适应阵列2100中的发送部1T，并加给乘法器2015-1、2015-2、2015-3、...2015-n的一个输入端。分别利用权向量控制部2011，象以上说明的那样，复制根据接收信号算出的权向量w1i、w2i、w3i、…wni，并施加到这些乘法器的另一个输入端。
利用这些乘法器加权后的输入信号经对应的开关2010-1，2010-2、2010-3、...2010-n送往对应的天线#1、#2、#3、...#n，进行发送。
这里，用户PS1、PS2的识别象以下说明那样进行。即，便携式电话机的电波信号以帧结构的形式进行发送。便携式电话机的电波信号的构成大致包括由对无线基站来说是已知的信号系列构成的前导信号和由对无线基站来说是未知的信号系列构成的数据(声音等)。
前导信号的信号系列包含用来区分该用户是不是应和无线基站通话的所要的用户的信息的信号列。自适应阵列无线基站1的权向量控制部2011进行权向量控制(决定加权系数)，将从存储器2014取出的与用户A对应的特征字信号和已接收的信号系列对比，抽出认为包含与用户PS1对应的信号系列的信号。
【自适应阵列无线机的校准】
但是，即使传输路径不变，由于自适应阵列基站内的接收信号路径和发送信号路径的物理差异(例如，路径长度的差、接收电路和发送电路中包含的放大器、滤波器等器件的特性差等)，在接收信号路径和发送信号路径会产生收发信号间的相位旋转量、振幅变动量等传输特性的差。
若在自适应阵列基站内收发信号间存在传输特性的差，则象上述那样将接收权重直接作为发送权重使用的方法对发送目的地的终端不可能具有最佳发射方向性。
因此，通常，在出厂时对基站内的接收信号路径的传输特性和发送信号路径的传输特性的差进行补偿，进行用来形成最佳发射方向性的校准。
图10是用来说明用于对作为基站的自适应阵列基站3010进行出厂时的校准的校准系统3000的构成的概略方框图。
参照图10，校准系统3000包括：作为校准对象的自适应阵列无线机3010；用来生成校准时的基准时钟的时钟发生器3020；生成校准时使用的调制信号的信号发生器3030.1和3030.2；用来测定从自适应阵列无线机3010发送的信号的功率的频谱分析仪3040；配置在信号发生器3030.1和3030.2和自适应阵列无线机3010之间的功率分配器3060；用来有选择地使信号从功率分配器3060的与信号发生器3030.2对应的节点向频谱分析仪3040的方向通过和从信号发生器3030.2向功率分配器3060的方向通过的环形器3050；分别设在自适应阵列无线机3010的与多个天线对应的节点和功率分配器的多个输入输出节点之间的衰减器3070.1～3070.n；用来控制校准动作的控制用个人计算机(以下称作“控制PC”)3100。
再有，功率分配器3060也可以是Butler矩阵。
下面，简单说明现有的校准动作。
首先，信号发生器3030.1和3030.2根据从控制PC3100来的测定器控制信号，生成校准用调制信号。这些调制信号经功率分配器3060和衰减器3070.1～3070.n加给自适应阵列无线机3010。
在自适应阵列无线机3010中，与来自控制PC3100的无线机控制信号对应，调整发送权重，使其对来自信号发生器3030.1的信号具有方向性。这时，若自适应阵列无线机3010的接收信号路径的传输特性和发送信号路径的传输特性匹配，则流向信号发生器3030.2的功率、即由频谱分析仪3040检测出的功率应为0。
但是，实际上，因自适应阵列无线机3010的接收信号路径的传输特性和发送信号路径的传输特性有差别，故有必要对由自适应阵列无线机3010计算的发送权重的振幅和相位加修正值来进行调节，使由频谱分析仪3040检测出的功率为0。
因此，控制PC3100在监视频谱分析仪3040的测定值的同时，依次改变加在由自适应阵列无线机3010计算的发送权重的振幅和相位上的修正值，找出最佳修正值。
通过上述步骤，可以对自适应阵列无线机3010进行校准。
但是，在象上述那样的现有的校准系统3000中，自适应阵列无线机3010的接收定时和测定系统的信号发生器3030.1和3030.2的信号输出定时在来自公共的时钟发生器3020的时钟信号的基础上同步。
在这样的方式中，在自适应阵列无线机3010的信号处理过程中进行的模数变换(A/D变换)的采样定时若是外部时钟的整数倍或整数分之一，则没有误差，可以使测定系统和自适应阵列无线机3010的定时一致。但是，实际上，因A/D变换器的采样定时不是外部时钟的整数倍或整数分之一，两者的定时包含一定误差。结果，存在校准的修正值也产生误差的问题。
进而，也可以在使测定系统和自适应阵列无线机3010之间取得同步那样来构成机器的前提下将接收信号同步固定来进行校准。但是，即使是象这样进行固定的测定形式，有时，例如因长期变化等原因会在自适应阵列无线机3010和测定系统之间产生几个码元左右的同步误差，这时，存在必需重新调整时钟的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供能正确地进行自适应阵列无线机的发射方向性的校准处理的无线装置、校准系统、发射方向性校准方法和发射方向性校准程序。
本发明的第1方面是进行自适应阵列处理的信号接收的无线装置，具有多根天线和用来对来自多根天线的信号进行采样并从模拟信号变换成数字信号的信号变换装置，信号变换装置根据定时调整信号来改变采样定时。无线装置进而具有自适应阵列处理装置，根据从信号变换装置来的信号，计算用来抽出所要的信号的接收权重，而且，计算用来形成所要的发射方向性图形的发送权重，自适应阵列处理装置在计算接收权重时，输出作为能得到所要的接收方向性的指标的匹配信息。无线装置进而具有用来从无线装置的外部接收定时调整信号的第1接口和用来向无线装置的外部输出匹配信息的第2接口。
信号变换装置最好包含以第1频率对从多根天线来的信号进行采样的A/D变换装置和以比第1频率低的第2频率对已利用第1频率进行了采样的信号进行采样的下降采样装置，下降采样装置与定时调整信号对应并改变以第2频率进行采样的定时。
下降采样装置最好以与第1频率对应的时间间隔为单位，与定时调整信号对应并改变以第2频率进行采样的定时。
信号变换装置最好包含以第1频率对从多根天线来的信号进行采样的A/D变换装置和与定时调整信号对应调整内部时钟的相位的装置，该内部时钟规定A/D变换装置以第1频率进行采样的定时。
本发明的另一方面是用来对使用多根天线进行自适应阵列处理的信号接收的无线装置的发射方向性进行校准的校准系统，具有用来控制校准动作的控制装置和受控制装置的控制、用来分别生成向无线装置提供的多个测试信号的多个信号发生装置，无线装置包含信号变换装置，对从多根天线来的信号进行采样，再从模拟信号变换成数字信号，信号变换装置与定时调整信号对应并改变采样定时。无线装置进而包含自适应阵列处理装置，根据从信号变换装置来的信号，计算用来抽出所要的信号的接收权重，而且，计算用来形成所要的发射方向性图形的发送权重，自适应阵列处理装置在计算接收权重时，输出作为能得到所要的接收方向性的指标的匹配信息。无线装置进而具有用来从控制装置接收定时调整信号的第1接口和用来向控制装置输出匹配信息的第2接口。控制装置根据与定时调整信号和匹配信息的对应来决定得到所要的接收方向性的定时调整信号的电平。
校准系统最好进而具有检测装置，该检测装置受控制装置的控制，与多个信号发生装置中的至少一个对应设置，对对应的信号发生装置检测由无线装置送出的信号电平，控制装置与检测装置的检测结果对应，决定对发送权重的修正值。
信号变换装置最好包含以第1频率对从多根天线来的信号进行采样的A/D变换装置和以比第1频率低的第2频率对以第1频率采样的信号进行采样的下降采样装置，下降采样装置与定时调整信号对应并改变以第2频率进行采样的定时。
信号变换装置最好包含以第1频率对从多根天线来的信号进行采样的A/D变换装置和与定时调整信号对应并调整内部时钟的相位的装置，该内部时钟规定A/D变换装置以第1频率进行采样的定时。
本发明的又一方面是使用多根天线进行自适应阵列处理的信号接收的无线装置中的发射方向性的校准方法，具有：用来分别生成向无线装置提供的多个测试信号的步骤；在无线装置中对从多根天线来的信号进行采样再从模拟信号变换成数字信号的步骤；与定时调整信号对应并改变信号变换步骤中的采样定时的步骤；根据经过信号变换后的信号计算用来抽出所要的信号的接收权重并输出作为能得到所要的接收方向性的指标的匹配信息的步骤；根据依次改变定时调整信号的电平得到的、定时调整信号和匹配信息的对应关系，决定得到所要的接收方向性的定时调整信号的电平的步骤；对于已决定的定时调整信号的电平计算用来形成所要的发射方向性图形的发送权重的步骤；与发送权重对应并检测无线装置送出的信号电平的步骤；与信号电平的检测结果对应并决定对发送权重的修正值的步骤。
信号变换步骤最好包括：以第1频率对从多根天线来的信号进行采样的步骤；以比第1频率低的第2频率对以第1频率采样了的信号进行采样的步骤；与定时调整信号对应并改变并以第2频率进行采样的定时的步骤。
信号变换步骤最好包括以第1频率对从多根天线来的信号进行采样的步骤和与定时调整信号对应调整内部时钟的相位的步骤，该内部时钟规定以第1频率进行采样的定时。
本发明的再一个方面是使用多根天线进行自适应阵列处理的信号接收的无线装置中的发射方向性的校准程序，计算机执行分别生成向无线装置提供的多个测试信号的步骤、在无线装置中对从多根天线来的信号进行采样再从模拟信号变换成数字信号的步骤、在无线装置中与定时调整信号对应改变信号变换步骤中的采样定时的步骤、在无线装置中根据信号变换后的信号计算用来抽出所要的信号的接收权重并输出作为能得到所要的接收方向性的指标的匹配信息的步骤、根据依次改变定时调整信号的电平得到的定时调整信号和匹配信息的对应关系决定得到所要的接收方向性的定时调整信号的电平的步骤、在无线装置中对于已决定的定时调整信号的电平计算用来形成所要的发射方向性图形的发送权重的步骤、与发送权重对应并检测无线装置送出的信号电平的步骤和与信号电平的检测结果对应决定对发送权重的修正值的步骤。
信号变换步骤最好包括：以第1频率对从多根天线来的信号进行采样的步骤；以比第1频率低的第2频率对以第1频率采样了的信号进行采样的步骤；与定时调整信号对应改变以第2频率进行采样的定时的步骤。
信号变换步骤最好包括以第1频率对从多根天线来的信号进行采样的步骤和与定时调整信号对应调整内部时钟的相位的步骤，该内部时钟规定以第1频率进行采样的定时。
附图说明
图1是用来说明本发明的校准系统1000的构成的概略方框图。
图2是用来更详细地说明本发明实施形态1的自适应阵列无线机1010的构成和控制PC1100的构成的方框图。
图3A～图3C是表示本发明实施形态1的校准系统1000中各部分的采样定时的图。
图4是用来说明本发明实施形态1的校准系统1000的动作的流程图。
图5是用来更详细地说明本发明实施形态2的自适应阵列无线机1010的构成和控制PC1100的构成的方框图。
图6A～图6C是表示本发明实施形态2的校准系统1000中各部分的采样定时的图。
图7是用来说明本发明实施形态2的校准系统1000的动作的流程图。
图8是表示使用自适应阵列无线机实现的现有PDMA用基站的收发系统2000的构成的概略方框图。
图9是表示自适应阵列2100中与1个用户对应的收发部2100a的构成的方框图。
图10是用来说明校准系统3000的构成的概略方框图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施形态。
图1是用来说明用于出厂时对基站的自适应阵列无线机1010进行校准的本发明的校准系统1000的构成的概略方框图。
参照图1，校准系统1000包括：作为校准对象的自适应阵列无线机1010；用来生成校准时的基准时钟的时钟发生器1020；生成校准时使用的调制信号的信号发生器1030.1和1030.2；用来测定从自适应阵列无线机1010发送的信号的功率的频谱分析仪1040；配置在信号发生器1030.1和1030.2与自适应阵列无线机1010之间的功率分配器1060；用来有选择地使信号从功率分配器1060的与信号发生器1030.2对应的节点向频谱分析仪1040的方向通过和从信号发生器1030.2向功率分配器1060的方向通过的环形器1050；分别设在自适应阵列无线机1010的与多个天线对应的节点和功率分配器的多个输入输出节点之间的衰减器1070.1～1070.n；用来控制校准动作的控制PC1100。
再有，功率分配器1060也可以是Butler矩阵。
这里，如下所述，控制PC安装有执行用来补偿自适应阵列无线机1010的A/D变换的采样定时误差的步骤和用来进行自适应阵列无线机1010的校准的程序。
此外，自适应阵列无线机1010设有用来按照控制PC的控制改变A/D变换的采样定时的定时调整器1012。
[实施形态1]
图2是用来更详细地说明本发明实施形态1的自适应阵列无线机
1010的构成和控制PC1100的构成的方框图。
再有，在自适应阵列无线机1010的构成中，对于与校准直接关联的构成部分，虽然省略了图示，但其构成实际上是在图9中已说明的构成。
此外，基站和终端之间的收发信号分割成多个帧，1帧信号又分割成8个时隙，例如，前4个时隙作为例如接收用，后4个时隙作为例如发送用。
各时隙由120个码元构成，将1个接收用和1个发送用时隙作为1组，例如对于最多4个用户，可以分配1帧信号。
参照图2，自适应阵列无线机1010具有A/D变换器1200.1～1200.n和下降采样装置1210.1～1210.n，A/D变换器用来分别接收来自构成阵列天线的天线#1～#n的信号，按照由未图示的时钟发生装置供给的内部时钟规定的定时、且以规定的频率进行采样，并进行从模拟信号到数字信号的变换，下降采样装置用来接收来自A/D变换器1200.1～1200.n的输出，并对其分别进行下降采样直到用来进行自适应阵列处理计算的频率。如后述那样，各下降采样装置1210.1～1210.n经接口1220，可以与控制PC1100加给的控制信号对应来改变下降采样的定时。A/D变换器1200.1～1200.n和下降采样装置1210.1～1210.n相当于定时调整器1012。
自适应阵列无线机1010进而具有：同步位置估算装置1230，用来接收来自下降采样装置1210.1～1210.n的输出后再检测接收信号时隙的先头位置；接口1240，用来接收来自控制PC1100的控制信号并加给同步位置估算装置1230；自适应阵列处理部1250，用来接收同步位置估算装置1230的输出再进行自适应阵列处理；接口1260，用来从控制PC1100对自适应阵列处理部1250施加对发送权重施加的振幅和相位的修正值，或者在自适应阵列处理部1250中进行自适应阵列处理时对控制PC施加作为能得到所要的方向性的指标的最小2乘误差信号(MSE)。
再有，在图2中，虽然只示出接收信号的构成，但实际上，例如，自适应阵列处理部1250根据已接收的信号计算用来给出所要的发射方向性的发送权重，并根据该发送权重，对来自自适应阵列无线机1010的发送信号，和图9一样，向所要的终端送出具有发射方向性的电波。这时，利用上述修正值对发送权重进行修正。
另一方面，控制PC1100具有按照控制程序进行用来控制下面要说明的校准处理的运算的中央运算单元(CPU)1102和存储器1104，存储器不仅用来存储上述控制用程序，还象后面要说明的那样，用来使对下降采样装置1210.1～1210.n进行的定时调整和最小2乘误差信号相互关联地存储起来。
图3A～图3C是表示本发明实施形态1的校准系统1000中各部分的采样定时的图。图3A示出A/D变换器1200.1～1200.n的采样定时，图3B示出下降采样装置1210.1～1210.n的采样定时，图3C示出进行下降采样装置1210.1～1210.n的定时调整时存储在存储器1104中的最小二乘误差信号值(MSE)。
如图3A所示，A/D变换器1200.1～1200.n的采样频率比图3B所示的下降采样装置1210.1～1210.n的采样频率高。
因此，例如，当下降采样装置1210.1～1210.n利用图3B的定时进行采样时，可以得到图3C中的黑圈所示那样的最小二乘误差信号值。
这里，若与控制PC1100的控制信号对应，以A/D变换器1200.1-1200.n的采样时间间隔作为1级，使图3B所示的下降采样装置1210.1～1210.n的采样定时逐级变化，则最终可得到和获得图3C的白圈和黑圈所示的特性等效的数据。
因此，当A/D变换的采样定时不是外部时钟的整数倍或整数分之一时，可以找出真的同步位置再进行校准。
图4是用来说明本发明实施形态1的校准系统1000的动作的流程图。
当校准开始时(步骤S100)，从控制PC1100向自适应阵列无线机1010(基站)输出将下降采样装置1210.1～1210.n的采样定时设定为适当的初始值的指示。自适应阵列无线机1010接收来自信号发生器1030.1和1030.2的信号(SG信号)，再测定最小二乘误差信号值(MSE)，并向控制PC1100通知该测定的最小二乘误差信号值。在控制PC1100中，使定时调整值和最小二乘误差信号值相互关联地存储起来(步骤S102)。
从控制PC1100向自适应阵列无线机1010内的下降采样装置1210.1～1210.n发出使采样定时只变化1级、即只变化A/D变换器1200.1～1200.n的采样时间间隔的指示(步骤S104)。
接着，自适应阵列无线机1010接收SG信号，测定最小二乘误差信号值(MSE)，向控制PC1100通知新测定的最小二乘误差信号值。在控制PC1100中，使定时调整值和最小二乘误差信号值相互关联地存储起来(步骤S106)。
其次，在控制PC1100中，判断最小二乘误差信号值是否可以认为在规定值之下且已变成极小值(步骤S108)。
当不认为已变成极小值时，进一步对自适应阵列无线机1010内的下降采样装置1210.1～1210.n改变其采样定时，使其成为适当的值，例如，发出使采样定时再仅变化1级、即仅变化A/D变换器1200.1～1200.n的采样时间间隔的指示(步骤S110)，再使处理返回步骤S106。
另一方面，当在控制PC1100中认为最小二乘误差信号值在规定值之下且已变成极小值时，固定该定时调整值，和过去一样执行校准(步骤S112)，再结束校准处理(步骤S114)。
通过上述构成，可以正确地进行自适应阵列无线机的发射方向性的校准处理。
[实施形态2]
图5是用来更详细地说明本发明实施形态2的自适应阵列无线机1010的构成和控制PC1100的构成的方框图。
参照图5，自适应阵列无线机1010具有A/D变换器1201.1～1201.n，用来分别接收来自构成阵列天线的天线#1～#n的信号，按照由未图示的时钟发生装置供给的内部时钟规定的定时、且以用来进行自适应阵列处理计算的规定的频率进行采样，并进行从模拟信号到数字信号的变换。各A/D变换器1201.1～1201.n经接口1220，可以根据控制PC1100加给的控制信号，并与相位调整装置1270供给的时钟相位调整信号对应，改变决定采样的定时的时钟相位。A/D变换器1201.1～1201.n和相位调整装置1270相当于定时调整器1012。
自适应阵列无线机1010进而具有：同步位置估算装置1230，用来接收A/D变换器1201.1～1201.n的输出后再检测接收信号时隙的先头位置；接口1240，用来接收来自控制PC1100的控制信号并加给同步位置估算装置1230；自适应阵列处理部1250，用来接收同步位置估算装置1230的输出后再进行自适应阵列处理；接口1260，用来从控制PC1100对自适应阵列处理部1250施加对发送权重施加的振幅和相位的修正值，或者在自适应阵列处理部1250中进行自适应阵列处理时对控制PC施加作为能得到所要的方向性的指标的最小2乘误差信号(MSE)。
再有，在图5中，虽然只示出接收信号的构成，但实际上，例如，自适应阵列处理部1250根据已接收的信号计算用来给出所要的发射方向性的发送权重，并根据该发送权重，对来自自适应阵列无线机1010的发送信号，和图9一样，向所要的终端送出具有发射方向性的电波。这时，利用上述修正值对发送权重进行修正。
另一方面，控制PC1100具有按照控制用程序进行用来对下面要说明的校准处理进行控制的运算的中央运算单元(CPU)1102和存储器1104，存储器不仅用来存储上述控制用程序，还象后面要说明的那样，用来使对A/D变换器1201.1～1201.n进行的定时调整和最小2乘误差信号相互关联地存储起来。
图6A～图6C是表示本发明实施形态2的校准系统1000中各部分的采样定时的图。图6A示出A/D变换器1201.1～1201.n的未进行相位调整时的采样定时，图6B示出A/D变换器1201.1～1201.n的已进行相位调整时的采样定时，图6C示出进行A/D变换器1201.1～1201.n的时钟相位调整、即采样定时调整时存储在存储器1104中的最小二乘误差信号值(MSE)。
在图5的实施形态2中，没有设置象图2的实施形态1那样的下降采样装置，图6A所示的A/D变换器1201.1～1201.n的采样频率以比图3A的实施形态1的A/D变换器1200.1～1200.n的采样频率低、并且用于进行自适应阵列处理计算的频率来进行。
因此，例如，若A/D变换器1201.1～1201.n以图6A的低频进行采样，则不能采样得到图6C所示那样的以高的频率输入的所有的数据。
因此，在实施形态2中，在调整采样定时(即规定它的内部时钟的相位)的同时分几次进行采样，在每一个采样定时中进行自适应阵列接收，记录最小二乘误差信号值。
在图6C的例子中，将在第1采样定时采样得到的最小二乘误差信号值用A的圆圈表示，将在相位错开的第2采样定时采样得到的最小二乘误差信号值用B的圆圈表示，将在相位进一步错开的第3采样定时采样得到的最小二乘误差信号值用C的圆圈表示。
通过将规定图6C所示的已记录的最小二乘误差信号值最小时(C的圆圈)的采样定时的时钟调整信号从相位调整装置1270加给A/D变换器1201.1～1201.n，可以象图6B所示那样调整采样定时。
因此，当A/D变换的采样定时不是外部时钟的整数倍或整数分之一时，也可以找出真的同步位置后再进行校准。
图7是用来说明本发明实施形态2的校准系统1000的动作的流程图。
当校准开始时(步骤S200)，从控制PC1100向自适应阵列无线机1010(基站)发出将规定A/D变换器1201.1～1201.n的采样定时的时钟相位调整值设定为适当的初始值的指示。自适应阵列无线机1010接收来自信号发生器1030.1和1030.2的信号(SG信号)，再测定最小二乘误差信号值(MSE)，并向控制PC1100通知测定的最小二乘误差信号值。在控制PC1100中，使时钟相位调整值和最小二乘误差信号值相互关联地存储起来(步骤S202)。
从控制PC1100向自适应阵列无线机1010内的相位调整装置1270发出使规定A/D变换器1201.1～1201.n的采样定时的内部时钟相位变化1级的指示(步骤S204)，该1级相当于A/D变换器1201.1～1201.n的采样时间间隔的整数分之一。
接着，自适应阵列无线机1010接收SG信号，测定最小二乘误差信号值(MSE)，向控制PC1100通知新测定的最小二乘误差信号值。在控制PC1100中，使时钟相位调整值和最小二乘误差信号值相互关联地存储起来(步骤S206)。
其次，在控制PC1100中，判断最小二乘误差信号值是否可以认为在规定值之下且已变成极小值(步骤S208)。
当不认为已变成极小值时，进一步对自适应阵列无线机1010内的相位调整装置1270发出用来使A/D变换器1201.1～1201.n的采样定时再变化1级以得到适当的值的指示(步骤S210)，再使处理返回步骤S206，其中，该1级相当于A/D变换器1201.1～1201.n的采样时间间隔的整数分之一。
另一方面，当在控制PC1100中认为最小二乘误差信号值在规定值之下且已变成极小值时，固定其时钟调整值，和现有技术一样执行校准(步骤S212)，再结束校准处理(步骤S214)。
通过上述构成，可以正确地进行自适应阵列无线机的发射方向性的校准处理。
如上所述，在本发明中，即使自适应阵列无线机的A/D变换的采样定时不是外部时钟的整数倍或整数分之一，也能够正确地进行自适应阵列无线机的发射方向性的校准处理。
此外，即使当因长期变化等原因使自适应阵列无线机和测定系统之间产生几个码元左右的同步误差，也能够正确地进行自适应阵列无线机的发射方向性的校准处理。
若按照本发明，因能够调整自适应阵列无线机和测定系统之间的时钟频率的偏差，故对自适应阵列无线机的发射方向性的校准是很有效的。

Claims (11)

1.一种进行自适应阵列处理的信号接收的无线装置(1010)，其特征在于，具有：
多根天线；
信号变换装置(1200.1～1200.n：1201.1～1201.n)，用来对来自上述多根天线的信号进行采样并将模拟信号变换成数字信号；和
自适应阵列处理装置(1250)，根据从上述信号变换装置来的信号，计算用来抽出所要的信号的接收权重，而且，计算用来形成所要的发射方向性图形的发送权重，
上述信号变换装置以上述自适应阵列处理装置进行自适应阵列处理的频率进行上述采样，并能够根据时序调整信号，以上述采样的时间间隔为单位或者以上述采样的时间间隔的整数分之一的时间间隔为单位，对上述采样的时序进行变更，
上述自适应阵列处理装置在计算上述接收权重时，输出作为能得到所要的接收方向性的指标的匹配信息，
进而具有用来从上述无线装置的外部接收上述时序调整信号的第1接口(1220)和用来向上述无线装置的外部输出上述匹配信息的第2接口(1260)。
2.权利要求1记载的无线装置，其特征在于：
上述信号变换装置包含：以第1频率对从上述多根天线来的信号进行采样的A/D变换装置(1200.1～1200.n)、和以比上述第1频率低的第2频率对已用上述第1频率进行了采样的信号进行采样的下降采样装置(1210.1～1210.n)，
上述下降采样装置根据上述时序调整信号来改变以上述第2频率进行采样的时序。
3.权利要求2记载的无线装置，其特征在于：
上述下降采样装置根据上述时序调整信号，以与上述第1频率对应的时间间隔为单位改变以上述第2频率进行采样的时序。
4.权利要求1记载的无线装置，其特征在于：
上述信号变换装置包含以第1频率对从上述多根天线来的信号进行采样的A/D变换装置(1201.1～1201.n)和根据上述时序调整信号来调整内部时钟的相位的装置(1270)，该内部时钟规定上述A/D变换装置以上述第1频率进行采样的时序。
5.一种校准系统(1000)，用来对使用多根天线进行自适应阵列处理的信号接收的无线装置(1010)的发射方向性进行校准，其特征在于：
具有用来控制校准动作的控制装置(1100)和受上述控制装置的控制、用来分别生成向上述无线装置提供的多个测试信号的多个信号发生装置(1030.1，1030.2)，
上述无线装置包含：
信号变换装置(1200.1～1200.n：1201.1～1201.n)，对从上述多根天线来的信号进行采样，再从模拟信号变换成数字信号；和
自适应阵列处理装置(1250)，根据从上述信号变换装置来的信号，计算用来抽出所要的信号的接收权重，而且，计算用来形成所要的发射方向性图形的发送权重，
上述信号变换装置以上述自适应阵列处理装置进行自适应阵列处理的频率进行上述采样，并能够根据时序调整信号，以上述采样的时间间隔为单位或者以上述采样的时间间隔的整数分之一的时间间隔为单位，对上述采样的时序进行变更，
上述自适应阵列处理装置在计算上述接收权重时，输出作为能得到所要的接收方向性的指标的匹配信息，
上述无线装置进而包含用来从上述控制装置接收上述时序调整信号的第1接口(1220)和用来向上述控制装置输出上述匹配信息的第2接口(1260)，
上述控制装置根据与上述时序调整信号和上述匹配信息的对应来决定得到所要的接收方向性的上述时序调整信号的电平。
6.权利要求5记载的校准系统，其特征在于：
进而具有检测装置(1040)，该检测装置受上述控制装置的控制，与上述多个信号发生装置中的至少一个对应设置，对对应的信号发生装置检测由上述无线装置送出的信号电平，
上述控制装置根据上述检测装置的检测结果来决定对上述发送权重的修正值。
7.权利要求5记载的校准系统，其特征在于：
上述信号变换装置包含以第1频率对从上述多根天线来的信号进行采样的A/D变换装置(1200.1～1200.n)和以比上述第1频率低的第2频率对以上述第1频率进行了采样的信号进行采样的下降采样装置(1210.1～1210.n)，
上述下降采样装置根据上述时序调整信号来改变以上述第2频率进行采样的时序。
8.权利要求5记载的校准系统，其特征在于：
上述信号变换装置包含以第1频率对从上述多根天线来的信号进行采样的A/D变换装置(1201.1～1201.n)以及根据上述时序调整信号来调整内部时钟的相位的装置(1270)，该内部时钟规定上述A/D变换装置以上述第1频率进行采样的时序。
9.一种无线装置(1010)中的发射方向性的校准方法，该无线装置(1010)使用多根天线进行自适应阵列处理的信号接收，其特征在于，具有：
分别生成向上述无线装置提供的多个测试信号的步骤；
在上述无线装置中对从上述多根天线来的信号进行采样再从模拟信号变换成数字信号的步骤；
根据时序调整信号来改变上述信号变换步骤中的采样时序的步骤；和
根据上述已进行了信号变换的信号计算用来抽出所要的信号的接收权重并输出作为能得到所要的接收方向性的指标的匹配信息的步骤，
在变换为上述数字信号的步骤中，对上述接收权重进行计算并以用于输出上述匹配信息的步骤中的处理的频率进行上述采样，并能够根据上述时序调整信号，以上述采样的时间间隔为单位或者以上述采样的时间间隔的整数分之一的时间间隔为单位，对上述采样的时序进行变更，还包括：
根据依次改变上述时序调整信号的电平所得到的、上述时序调整信号和上述匹配信息的对应关系，决定得到所要的接收方向性的上述时序调整信号的电平的步骤；
对于上述已决定的时序调整信号的电平计算用来形成所要的发射方向性图形的发送权重的步骤；
与上述发送权重对应并检测上述无线装置送出的信号电平的步骤；以及
根据上述信号电平的检测结果来决定对上述发送权重的修正值的步骤。
10.权利要求9记载的校准方法，其特征在于：
上述信号变换步骤包括：
以第1频率对从上述多根天线来的信号进行采样的步骤；
以比上述第1频率低的第2频率对以上述第1频率采样了的信号进行采样的步骤；
根据上述时序调整信号来改变以上述第2频率进行采样的时序的步骤。
11.权利要求9记载的校准方法，其特征在于：
上述信号变换步骤包括以第1频率对从上述多根天线来的信号进行采样的步骤和根据上述时序调整信号来调整内部时钟的相位的步骤，该内部时钟规定以上述第1频率进行采样的时序。
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