CN1171395C

CN1171395C - 无线装置及其天线方向性的校准方法

Info

Publication number: CN1171395C
Application number: CNB008082928A
Authority: CN
Inventors: 土居义晴; 范�; 饭沼敏范; 典; 赤塚康典
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: CN1353886A; AU3196600A; WO2000060757A1; US7035592B1; EP1187354A4; DE60024262T2; DE60024262D1; EP1187354B1; KR20010110464A; KR100399692B1; AU763056B2; HK1047001B; HK1047001A1; EP1187354A1

Abstract

无线装置包括天线(104)和共用天线的发送电路(102)及接收电路(105)。在校准时将发送电路的输出连接到接收电路的输入上，并计算通过发送接收电路的信号的相位旋转量以及/或者振幅变动量。然后将基准信号连接到接收电路的输入上，并计算通过接收电路的信号的相位旋转量以及/或者振幅变动量。通过减去这些信息，计算通过发送电路的信号的相位旋转量以及/或者振幅变动量。根据这些信息计算校正发送接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差的校正值。由此，可以校正发送电路及接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差。

Description

无线装置及其天线方向性的校准方法

技术领域

本发明是关于无线装置及其天线方向性的校准方法，尤其是关于自适应阵列无线基站所使用的无线装置及其天线方向性的校准方法。

背景技术

近年来，作为手提电话等的移动通信系统的无线基站，使用阵天线的自适应阵列(adaptive array)无线基站已经实用化。有关这样的自适应阵列无线基站的工作原理，例如在如下的文献中予以说明。

B.Widrow，et al.：“Adaptive Antenna Systems，”Proc.IEEE，vol.55，No.12，pp.2143-2159(Dec.1967).

S.P.Applebaum：“Adaptive Arrays”，IEEE Trans.Antennas& Propag.，vol.AP-24，No.5，pp.585-598(Sept.1976).

O.L.Frost，III：“Adaptive Least Squares OptimizationSubject to Linear Equality Constraints，”SEL-70-055，Technical Report，No.6796-2，Information System Lab.，Stanford Univ.(Aug.1970).

B.Widrow and S.D.Stearns：“Adaptive SignalProcessing，”Prentice-Hall，Englewood Cliffs(1985).

R.A.Monzingo and T.W.Miller：“Introduction to AdaptiveArrays，”John Wiley & Sons，New York(1980).

J.E.Hudson：“Adaptive Array Principles，”Peter PeregrinusLtd.，London(1981).

R.T.Compton，Jr.：“Adaptive Antennas-Concepts andPerformance，”Prentice-Hall，Englewood Cliffs(1988).

E.Nicolau and D.Zaharia：“Adaptive Arrays，”Elsevier，Amsterdam(1989)。

图16示出这样的自适应阵列无线基站的工作原理的概念方式图。图16中，一个自适应阵列基站1配备由n根天线#1、#2、#3、…………、#n组成的阵天线2，其电波达到的区域作为第1斜线区域3来表示。另一方面，邻近的其他无线基站6的电波达到的区域作为第2斜线区域7来表示。

在区域3，用户A终端即手提电话机4与自适应阵列无线基站1之间收发电波信号(箭头5)。另一方面，在区域7内，其他用户B的终端即手提电话机8和无线基站6之间收发电波信号(箭头9)。

这里偶尔用户A的手提电话机4的电波信号的频率与用户B的手提电话机8的电波信号的频率相等的时候，根据用户B的位置，在区域3内来自于用户B的手提电话机8的电波信号成为不需要的干扰信号，混入用户A的手提电话机4和自适应阵列无线基站1之间的电波信号中。

这样，在收到了来自于用户A及B双方的混合电波信号的自适应阵列无线基站1，如果不做任何处理，就会将用户A和B双方的混合信号输出，本来应该通话的用户A的通话受到妨碍。

自适应阵列无线基站1为了从输出信号中排除来自于此用户B的信号，需要进行下处理。图17是自适应阵列无线基站1的结构概略框图。

首先，把用户A来的信号作为A(t)，用户B来的信号作为B(t)，构成图16阵天线2的第1天线#1的接收信号x1(t)由下式所表示：

x1(t)＝a1×A(t)+b1×B(t)

这里，a1、b1是后面论述的实时变化的系数。

下面，第2天线#2的接收信号x2(t)由下式所表示：

x2(t)＝a2×A(t)+b2×B(t)

这里，a2、b2也同样是实时变化的系数。

下面，第3天线#3的接收信号x3(t)由下式所表示：

x3(t)＝a3×A(t)+b3×B(t)

这里，a3、b3也同样是实时变化的系数。

同样地第n天线#n的接收信号xn(t)由下式所表示：

xn(t)＝an×A(t)+bn×B(t)

这里，an、bn也同样是实时变化的系数。

上述系数a1、a2、a3、…………、an表示出由于构成阵天线2的天线#1、#2、#3、…………、#n的各个相对位置不同(比如各天线之间相互隔开电波波长的5倍，也就是1米左右的间隔)，所以对来自于用户A的电波信号，各个天线的接收强度产生差别。

上述系数b1、b2、b3、…………、bn也同样表示出对来自于用户B的电波信号，在各个天线#1、#2、#3、…………、#n的接收强度上产生差别。由于各个用户移动，这些系数是实时变化的。

在各个天线所接收的信号x1(t)、x2(t)、x3(t)、…………、xn(t)，通过对应的开关10-1、10-2、10-3、…………、10-n进入自适应阵列无线基站1所构成的接收部1R，并在被传送到权向量控制部11的同时，分别被传送到对应的乘法器12-1、12-2、12-3、…………、12-n的输入的一方。

在这些乘法器的其他方输入上，从权向量控制部11附加对应各个天线的接收信号的加权w1、w2、w3、…………、wn。如同后面论述的那样，通过权向量控制部11，实时地计算出这些加权。

因此，在天线#1上的接收信号x1(t)经过乘法器12-1，成为w1×(a1A(t)+b1B(t))，天线2上的接收信号x2(t)经过乘法器12-2，成为w2×(a2A(t)+b2B(t))，天线#3上的接收信号x3(t)经过乘法器13-3，成为w3×(a3A(t)+b3B(t))，而在天线#n上的接收信号xn(t)经过乘法器12-n，成为wn×(anA(t)+bnB(t))。

这些乘法器12-1、12-2、12-3、…………、12-n的输出，用加法器相加，其输出如下：

w1(a1A(t)+b1B(t))+w2(a2A(t)+b2B(t))

+w3(a3A(t)+b3B(t))+…………

............+wn(anA(t)+bnB(t))

将这些分为有关信号A(t)项和有关信号B(t)项成为下式：

(w1a1+w2a2+w3a3+…………+wnan)A(t)

+(w1b1+w2b2+w3b3+…………+wnbn)B(t)

这里如同后面论述的那样，自适应阵列无线基站1能够识别用户A、B，通过计算上述加权w1、w2、w3、…………、wn，以便能够只抽取所要求的用户的信号。例如图17例中，权向量控制部11，为了只抽取本来应该通话的用户A的信号A(t)，把系数a1、a2、a3、…………、an，b1、b2、b3、…………、bn看作常数，计算加权w1、w2、w3、…………、wn，使信号A(t)的系数整体成为1，使信号B(t)的系数整体成为0。

也就是说，权向量控制部11通过解下述的联立一次方程式，实时地计算出信号A(t)系数成为1，信号B(t)系数成为0的加权w1、w2、w3、…………、wn。

w1a1+w2a2+w3a3+……+wnan＝1

w1b1+w2b2+w3b3+……+wnbn＝0

关于联立一次方程式的解法说明这里省略，如同前面所列举的文献中记载的那样是公知的，目前在自适应阵列无线基站中已经实际应用。

通过设定这样的加权w1、w2、w3、…………、wn，加法器13的输出信号如下：

输出信号＝1×A(t)+0×B(t)＝A(t)

另外，上述的用户A，B的识别按如下进行。图18是手提电话机电波信号的帧结构简易图。手提电话机的电波信号大体由帧头和数据(声音)构成，帧头对无线基站而言是由已知的信号序列组成，数据对无线基站而言是由未知的信号序列组成。

帧头的信号序列包含对无线基站而言辨别该用户是否是应该通话的所需求的用户用的信息的信号序列。自适应阵列无线基站1的权向量控制部11(图17)，是将从存储器14中取出的与用户A对应的训练信号和接收的信号序列进行比较，进行权向量控制(决定加权)以便抽取认为含有与用户A对应的信号序列的信号。这样所抽取的用户A的信号作为输出信号SRX(t)从自适应阵列无线基站1向外部输出。

另一方面，图17中，由外部来的输入信号STX(t)进入构成自适应阵列无线基站的发送部1T，被传送到乘法器15-1、15-2、15-3、……、15-n的输入的一方。在这些乘法器的其他一方输入上，复制附加由权向量控制部11基于接收信号先分别计算出的加权w1、w2、w3、……、wn。

由这些乘法器附加加权的输入信号通过对应的开关10-1、10-2、10-3、……、10-n，发送到对应的天线]#1、#2、#3、……、#n，再发送到图16的区域3内。

这里在利用与接收时相同的阵天线2所发送的信号上，由于附加与接收信号同样地将用户A作为目标的加权，所以发送的电波信号如对用户A具有方向性一样由用户A的手提电话机4接收。图19是将用户A与自适应阵列无线基站1之间的接收发送电波信号图像化的图。在现实中与表示电波到达区域的图16的区域3相对照，如图19的假想区域3a所表示的那样，以用户A的手提电话机4为目标，伴随方向性从自适应阵列无线基站1的电波信号成为射出的状态的图像化。

但是在所要求的用户与自适应阵列无线基站1之间，为了实现伴随如此方向性的电波信号的发送接收，于自适应阵列无线基站1上严密计算出加权w1、w2、w3、…………、wn，用接收部1R和发送部1T，需要对接收信号以及发送信号附加相等的加权。然而，即使附加加权的控制完全成功，对于接收信号，发送信号的传输特性发生变化，存在不能向目标发射发送信号的情况。

例如在图17中所示的自适应阵列无线基站1中，开关10-1、10-2、10-3、……、10-n及接收部1R对应的乘法器12-1、12-2、12-3、……、12-n之间的距离，与开关10-1、10-2、10-3、……、10-n及发送部1T对应的乘法器15-1、15-2、15-3、……、15-n之间的距离通常不完全一致。这些距离如果有差别，则在各个天线收发的接收信号和发送信号之间产生相位旋转量的差、振幅变动量的差等等，在成为目标的用户和自适应阵列无线基站之间则不能具有良好的方向性进行电波信号的发送，接收。

尤其是，图17中虽然没有表示出，通常开关10-1、10-2、10-3、……、10-n和接收部1R对应的乘法器之间的通路分别包括所需要的接收电路，这些开关与发送部1T对应的乘法器之间的通路分别包括所需要的发送电路。这些接收电路和发送电路在物理上是不同的电路，即使基于构成这些电路的放大器、滤波器、混频器等的特性，在各天线收发的接收信号和发送信号之间也会产生相位旋转量的差、振幅变动量的差。例如，基于接收电路所包含的LNA(Low NoiseAmplifier)，发送电路所包含的HPA(High Power Amplifier)等特性的个体差、温度变化等，会产生相位旋转或振幅变动。

因此在自适应阵列无线基站1中，有必要按构成阵天线2的每一个天线，计算出接收电路的相位旋转量、振幅变动量等的传输特性和发送电路的相位旋转量、振幅变动量等的传输特性，进而校正其差。以往为测定这些传输特性的测定电路在自适应阵列无线基站被另外设置，因此存在自适应阵列无线基站的电路结构大型化和复杂化，从而成本变高的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种无线装置及其校准天线方向性的方法，该无线装置不设置特别的测定电路，能以简单且廉价的结构来计算、校正接收电路以及发送电路的相位旋转量以及振幅变动量的差。

根据本发明，一种能够校准天线方向性的无线装置，包括天线；发送电路及接收电路，其在信号的发送接收时共用上述天线；基准信号发生器，其发生规定的基准信号；转换装置，其在校准时将上述发送电路的输出或者上述基准信号选择性地连接到上述接收电路的输入上；控制装置，其向上述发送电路提供发送信号，并且从上述接收电路收取接收信号，根据通过上述发送电路及上述天线所发送的上述发送信号和第1权向量控制发送方向性，并且根据通过上述天线及上述接收电路所接收的上述接收信号和第2权向量控制接收方向性；演算装置，其计算校正上述发送电路和上述接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差的校正值，上述演算装置包括在校准时控制上述转换装置，使上述发送电路的输出连接到上述接收电路的输入上，计算出关于在通过上述发送电路及上述接收电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第1信息的装置；在校准时控制上述转换装置，使上述基准信号连接到上述接收电路的输入上，计算出关于在通过上述接收电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第2信息的装置；通过从上述第1信息减去上述第2信息，计算出关于在通过上述发送电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第3信息的装置；根据上述第2信息以及上述第3信息计算出上述校正值的装置。

因此，本发明中，将发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差反映至天线方向性的控制上，使校正方向性误差的校准成为可能。

根据本发明的另一方面，可校准天线方向性的无线装置具有复数个无线系统，各个无线系统包括：天线；发送电路以及接收电路，其在接收发送信号时共用天线；基准信号发生器，其发生规定的基准信号；转换装置，其在校准时将发送电路的输出或者基准信号选择性地连接到接收电路的输入上；控制装置，其将发送信号提供给发送电路，并从接收电路收到接收信号，控制通过发送电路以及天线所发送的发送信号的发送方向性，并且控制通过天线以及接收电路所接收的接收信号的接收方向性；演算装置，其算出校正发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差的校正值。

演算装置包括：在校准时控制转换装置以便将发送电路的输出连接到接收电路的输入上，计算出关于在通过发送电路以及接收电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第1信息的装置；在校准时控制转换装置以便将基准信号连接到接收电路的输入上，计算出关于在通过接收电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第2信息的装置；通过从第1信息减去第2信息，计算出关于在通过发送电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第3信息的装置；根据第2信息以及第3信息计算出校正值的装置。

因此，本发明中，在由复数个无线系统组成的无线装置中，将发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差反映至天线方向性的控制上，使校正方向性误差的校准成为可能。

根据本发明的另一个方面，可校准天线方向性的无线装置具有发生规定的基准信号的基准信号发生器和复数个无线系统，各个无线系统包括：天线；发送电路以及接收电路，其在接收发送信号时共用天线；转换装置，其在校准时将发送电路的输出或者基准信号选择性地连接到接收电路的输入上；控制装置，其向上述发送电路提供发送信号，并且从上述接收电路收取接收信号，根据通过上述发送电路及上述天线所发送的上述发送信号和第1权向量控制发送方向性，并且根据通过上述天线及上述接收电路所接收的上述接收信号和第2权向量控制接收方向性；演算装置，其算出校正发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差的校正值。

因此，本发明中，在由基准信号发生器和复数个无线系统组成的无线装置中，将发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差反映至天线方向性的控制上，使校正方向性误差的校准成为可能。

理想的是，计算第2信息的装置包括：用于存储关于在通过从基准信号发生器到转换装置的通路的基准信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的预先检测出的第4信息的存储装置；计算关于在从基准信号发生器经转换装置通过接收电路的基准信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第5信息的装置；通过从第5信息减去第4信息计算出第2信息的装置。

因此通过预先检测出在通过从基准信号发生器到转换装置的通路的基准信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量，能够简单地计算出通过接收电路的基准信号的相位旋转量以及/或者振幅变动量。

理想的是，计算第1信息的装置按规定次数计算出在通过发送电路以及接收电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量，并使用其平均值作为第1信息提供，计算第5信息的装置按规定次数计算出在从基准信号发生电路经转换装置通过接收电路的基准信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量，并作为第5信息提供其平均值。

因此通过平均化处理，能够提高发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差的测定精度。

更理想的是，控制装置包括依次变更供给发送电路的发送信号的发送频率的装置，演算装置按每个不同的发送频率的发送信号计算出校正值。

因此由于发送电路及接收电路的相位、振幅特性依赖于发送频率，所以通过测定复数的频率，能够提高发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差的测定精度。

更理想的是，演算装置还包括补齐处理装置，其根据按不同发送频率的每个发送信号计算出的校正值，基于内插补齐计算出其他发送频率的发送信号中的校正值。

因此，在应该测定的频率较多的情况下，用主要的频率进行测定，并根据其结果进行内插补齐，由此在需要的所有频率上，能够测定发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量之差。

更理想的是，控制装置包括将供给发送电路的发送信号的发送功率依次变更的装置，演算装置按不同的发送功率的每个发送信号计算出校正值。

因此，由于发送电路以及接收电路的相位、振幅特性依赖于发送功率，所以通过在复数的发送功率中的测定，能够提高发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差的测定精度。

更理想的是，演算装置还包括补齐处理装置，其根据按不同发送功率的每个发送信号计算出的校正值，基于内插补齐计算出其他发送功率的发送信号中的校正值。

因此，在应该测定的发送功率较多的情况下，用主要的发送功率进行测定，并根据其结果进行内插补齐，由此在需要的所有发送功率上，能够测定发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量之差。

更理想的是，控制装置包括将供给发送电路的发送信号的发送频率及发送功率依次变更的装置，演算装置按不同的发送频率及不同的发送功率的每个发送信号计算出校正值。

因此，由于发送电路以及接收电路的相位、振幅特性依赖于发送频率及发送功率，所以通过在复数的发送频率及复数的发送功率中的测定，能够提高发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差的测定精度。

更理想的是，演算装置还包括补齐处理装置，其根据按不同的发送频率及不同发送功率的每个发送信号计算出的校正值，基于内插补齐计算出其他的发送频率及其他的发送功率的发送信号中的校正值。

因此，在应该测定的发送频率及发送功率较多的情况下，用主要的发送频率及发送功率进行测定，并根据其结果进行内插补齐，由此在需要的所有发送频率及发送功率上，能够测定发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量之差。

再根据本发明的另一个方面，是无线装置上的天线方向性的校准方法，无线装置包括天线；发送电路以及接收电路，其在接收发送信号时共用天线；基准信号发生器，其发生规定的基准信号；转换装置，其在校准时将发送电路的输出或者基准信号选择性地连接到接收电路的输入上；控制装置，其向上述发送电路提供发送信号，并且从上述接收电路收取接收信号，根据通过上述发送电路及上述天线所发送的上述发送信号和第1权向量控制发送方向性，并且根据通过上述天线及上述接收电路所接收的上述接收信号和第2权向量控制接收方向性。

校准方法包括的步骤是：在校准时控制转换装置，以便将发送电路的输出连接到接收电路的输入上，由此计算第1信息的步骤，该第1信息是关于在通过发送电路及接收电路的信号上产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量；在校准时控制转换装置，以便将基准信号连接到接收电路的输入上，由此计算第2信息的步骤，该第2信息是关于在通过接收电路的信号上产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量；通过从第1信息中减去第2信息，由此计算第3信息的步骤，该第3信息是关于在通过发送电路的信号上产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量；根据第2信息及第3信息，计算校正值的步骤，该校正值是用于校正发送电路与接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量之差。

再根据本发明的另一个方面，是具有复数个无线系统的无线装置上的天线方向性的校准方法，每个无线系统包括天线；发送电路以及接收电路，其在接收发送信号时共用天线；基准信号发生器，其发生规定的基准信号；转换装置，其在校准时将发送电路的输出或者基准信号选择性地连接到接收电路的输入上；控制装置，其向上述发送电路提供发送信号，并且从上述接收电路收取接收信号，根据通过上述发送电路及上述天线所发送的上述发送信号和第1权向量控制发送方向性，并且根据通过上述天线及上述接收电路所接收的上述接收信号和第2权向量控制接收方向性。

再根据本发明的另一个方面，是具有发生规定的基准信号的基准信号发生器和复数个无线系统的无线装置上的天线方向性的校准方法，每个无线系统包括天线；发送电路以及接收电路，其在接收发送信号时共用天线；转换装置，其在校准时将发送电路的输出或者基准信号选择性地连接到接收电路的输入上；控制装置，其向上述发送电路提供发送信号，并且从上述接收电路收取接收信号，根据通过上述发送电路及上述天线所发送的上述发送信号和第1权向量控制发送方向性，并且根据通过上述天线及上述接收电路所接收的上述接收信号和第2权向量控制接收方向性；

因此，基于本发明，在由基准信号发生器和复数个无线系统组成的无线装置中，将发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差反映至天线方向性的控制上，使校正方向性误差的校准成为可能。

理想的是，计算第2信息的步骤包括：将第4信息预先检测并存储的步骤，该第4信息是关于在通过从基准信号发生器到转换装置的通路的基准信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量；计算第5信息的步骤，该第5信息步骤是关于在从基准信号发生器经转换装置通过接收电路的基准信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量；通过从第5信息减去第4信息，进而计算第2信息的步骤。

更理想的是，计算第1信息的步骤按规定次数计算出在通过发送电路以及接收电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量，并作为第1信息提供其平均值，计算第5信息的步骤按规定次数计算出在从基准信号发生器经转换装置通过接收电路的基准信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量，并作为第5信息提供其平均值。

因此采用平均化处理，能够提高发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的测定精度。

更理想的是，校准方法包括依次变更供给发送电路的发送信号的发送频率的步骤，重复按不同的发送频率的每个发送信号计算校正值的步骤的步骤。

因此由于发送电路及接收电路的相位、振幅特性依赖于发送频率，所以通过测定复数的发送频率，能够提高发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差的测定精度。

更理想的是，校准方法还包括根据按不同发送频率的每个发送信号计算出的校正值，基于内插补齐计算出其他发送频率的发送信号中的校正值的步骤。

因此，在应该测定的发送频率较多的情况下，用主要的发送频率进行测定，并根据其结果进行内插补齐，由此在需要的所有发送频率上，能够测定发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量之差。

更理想的是，校准方法还包括将供给发送电路的发送信号的发送功率依次变更的步骤，重复按不同的发送功率的每个发送信号计算校正值的步骤的步骤。

更理想的是，校准方法还包括根据按不同发送功率的每个发送信号计算出的校正值，基于内插补齐计算出其他发送功率的发送信号中的校正值的步骤。

更理想的是，校准方法包括将供给发送电路的发送信号的发送频率及发送功率依次变更的步骤，重复按不同的发送频率及不同的发送功率的每个发送信号计算校正值的步骤的步骤。

更理想的是，校准方法还包括根据按不同的发送频率及不同发送功率的每个发送信号计算出的校正值，基于内插补齐计算出其他的发送频率及其他的发送功率的发送信号中的校正值的步骤。

附图说明

图1是说明本发明的无线装置上发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及振幅变动量的差的校正概念的概略框图。

图2是表示本发明的无线装置硬件构成的概略框图。

图3是表示本发明的无线装置回送方式的连接关系的概略框图。

图4是表示本发明的为求出接收信号的相位及振幅的图。

图5是表示本发明的无线装置的基准信号接收方式的连接关系的概略框图。

图6是表示本发明实施方式1的校正值计算处理的流程图。

图7是表示本发明实施方式2的校正值计算处理的流程图。

图8是表示本发明实施方式3的校正值计算处理流程图。

图9是表示本发明实施方式4的校正值计算处理流程图。

图10是表示本发明实施方式4的内插补齐方法的图。

图11是表示本发明实施方式5的校正值计算处理流程图。

图12是表示本发明实施方式6的校正值计算处理流程图。

图13是表示本发明实施方式7的校正值计算处理流程图。

图14是表示本发明实施方式8的校正值计算处理流程图。

图15是表示本发明实施方式8的内插补齐处理的图。

图16是表示自适应阵列无线基站的基本动作的概念方式图。

图17是表示自适应阵列无线基站的结构概略框图。

图18是表示手提电话机的电波信号的帧结构的概略图。

图19是表示自适应阵列无线基站和用户之间的电波信号发送接收的图像化的方式图。

具体实施方式

图1是为说明本发明的无线装置上的校正发送电路和接收电路之间的相位旋转量及振幅变动量之差的概念的概略框图。图1及后面叙述的各图实施方式所示的无线装置是如图16～图19所表示的那样，作为构成自适应阵列无线基站的对应复数(n个)天线的复数个信号传输系统(以下称无线系统)的各个单位的(如第x)无线装置。

图1的无线装置上，具有天线方向性控制电路功能的处理器100，包括发送方向性计算部100T及接收方向性计算部100R，这些分别与图17所示的自适应阵列无线基站的发送部1T及接收部1R基本对应。

用图1的发送方向性计算部100T计算控制发送方向性的数字发送信号，通过在图17的例中省略的D/A转换器101转换为模拟发送信号。

这个模拟信号，通过由放大器、滤波器、混频器等构成的发送RF电路(x)102(x表示无线系统x)进行必要处理后，再通过天线开关103从天线104发送出去。

另外，在后面的说明中，说到「发送电路」的时候，是指从D/A转换器101的输出通过RF电路102直到天线开关103的输入的全部路径以及那里所包括的部件的总称。

另一方面，天线104所接收的接收信号通过天线开关103，用由放大器、滤波器、混频器等构成的接收RF电路(x)105实施必要的处理之后，由在图17的例中省略的A/D转换器106转换为数字接收信号。

由具有天线方向性控制电路功能的处理器100的接收方向性控制部100R接收这个数字接收信号，并计算控制其接收方向性。

另外，在后面的说明中，说到「接收电路」的时候，是指从天线开关103的输出，通过接收RF电路105直到A/D转换器106的输入的全部路径及那里所包括的部件的总称。

有关图17如同已说明的那样，根据接收信号由接收方向性计算部100R所计算的权向量的复制或者外插的权向量被传送到发送方向性计算部100T。由此控制发送信号的发送方向性，能够发送接收伴了随要求的用户与该无线基站之间的方向性的电波信号。

这里，在图1中，把有4个无线系统的第无线系统x(也就是x＝1～4)的「发送电路」的相位旋转量作为Δθ_TXx，振动变动量作为ΔAMP_TXx，「接收电路」的相位旋转量作为Δθ_RXx，振幅变动量作为ΔAMP_RXx。

当「发送电路」和「接收电路」的相位旋转量相等的时候，下式成立。

Δθ_TXx＝Δθ_RXx， (x＝1～4)

而且，「发送电路」和「接收电路」的振幅变动量相等的时候，下式成立。

ΔAMP_TXx＝ΔAMP_RXx， (x＝1～4)

如果这样的理想条件成立的话，则若把在接收侧计算的权向量原样作为发送侧的权向量，可得到准确的发送天线方向性。

然而如上所述，由于「发送电路」和「接收电路」之间存在各种各样的特性差，所以在发送信号和接收信号之间产生相位旋转量的差，振幅变动量的差。为了得到准确的天线方向性，需要求出校正这样的相位旋转量的差及振幅变动量的差用的校正值。

这里把相位旋转量的校正值设定为θ_HOSEIx，可由下式得出。

θ_HOSEIx＝Δθ_RXx-Δθ_TXx， (x＝1～4)

把振幅变动量的校正值设定为AMP_HOSEIx，可由下式得出。

AMP_HOSEIx＝ΔAMP_RXx÷ΔAMP_TXx，(x＝1～4)使用这样的校正值通过校正发送信号的发送方向性，能够得到准确的天线方向性。

即关于发送信号的相位旋转量，作如下校正。

θ_HOSEIx+Δθ_TXx＝Δθ_RXx， (x＝1～4)

下面，关于发送信号的振幅变动量，作如下校正。

AMP_HOSEIx×ΔAMP_TXx＝ΔAMP_RXx，(x＝1～4)

这样的相位旋转量的校正值θ_HOSEIx，振幅变动量的校正值AMP_HOSEIx由处理器100内构成的校正信号生成电路100H产生。

下面，参照图2，说明本发明的实施方式的无线装置的硬件结构。

由构成处理器100的信号发送器(发送方向性计算部)100T所发送的数字发送信号，由D/A转换器101转换成模拟发送信号，经过发送RF电路x被传送到天线开关103的一方的输入。天线开关103将发送RF电路x102的输出或者接收RF电路x105的输入的任何一个选择其一连接到天线104上(正常发送接收时)，以下说明在校准的时候，也可将发送RF电路x102的输出直接连接到接收RF电路x105的输入上。来自于天线开关103的信号通过接收RF电路x105，由A/D转换器106转换成数字接收信号，传送到构成处理器100的信号接收器(接收方向性计算部)100R上。

另外，发送方向性计算部100T及接收方向性计算部100R上演算所需要的数据恰当地存储到存储器100M内。

根据本发明的实施方式，设置发生规定的基准信号TX_sg(t)的基准信号发生器107，该基准信号发生器107的动作由处理器100控制。由这个基准信号发生器107发生的基准信号经过规定的通路和开关108，进一步连接到天线104和天线开关103上(从这个基准信号发生器107的通路尽量连接在天线开关103的近部)。

从该基准信号发生器107的输出直到连接天线104的部位的通路的基准信号的相位旋转量是Δθ_SGx，其通路的振幅变动量是ΔAMP_SGx。

另外，这个基准信号发生器107可在由自适应阵列无线装置那样的复数无线系统组成的无线基站的各个无线系统上设置，而且也可以在包括复数无线系统的无线基站整体上设置一个。

在以下说明的计算校正值的动作中，是发送RF电路x的输入直接通过天线开关103，把接收RF电路x105所接收的动作称作回送方式(LB方式)，另一方面，基准信号发生器107发生的基准信号通过开关108，天线104及天线开关103，用接收RF电路x105接收的动作称作基准信号接收方式(SG方式)。

首先，说明基于回送方式的信号测定动作。图3是为了执行这样的回送方式动作的连接关系示意图。在这个回送方式中，发送RF电路x的输出直接通过天线开关103，连接到接收RF电路x的输入上。另一方面，在基准信号发生器107和天线104的通路上设置的开关108打开，基准信号不会附加到天线104上。

这样从信号发送器100T输出，通过「发送电路」及「接收电路」的信号由信号接收器100R接收，通过「发送电路」及「接收电路」双方的信号的相位旋转量及振幅变动量通过处理器100算出，并储备在存储器100M内。以下说明这样的回送系统动作上的相位旋转量和振幅变动量的计算顺序。

首先，将本发明中配置无线装置的自适应阵列无线基站的天线元件数设定为N根，从各个天线接收电路输出的信号用下式表示。

[数1]

RX₁(t)＝h_11bS_1b(t)+n₁(t)

RX₂(t)＝h_21bS_1b(t)+n₂(t)

……

RX_N(t)＝h_N1bS_1b(t)+n_N(t)

这里，RX_j(t)表示第j天线的接收信号(j＝1，2，……，N)

S_1b(t)表示发送信号。

H_j1b表示在第j天线上接收的发送信号的复数系数。

n_j(t)表示第j接收信号所包含的噪音。上述式用向量表示如下：

[数2]

X(t)＝H_1bS_1b(t)+N(t)

X(t)＝[RX₁(t)，RX₂(t)，……，RX_N(t)]^T

H_1b＝[h_11b，h_21b，……，h_N1b]^T

N(t)＝[n₁(t)，n₂(t)，……，n_N(t)]^T

X(t)表示输入信号向量

H_1b(t)表示发送信号的接收信号向量

N(t)表示噪音向量

这里[*]^T表示[*]的转置。

这里，在处理器100上是将由上述的输入信号向量表示的接收信号和已知的发送信号S_1b(t)相乘来计算总体平均(平均时间)。这里E[*]表示[*]的时间平均，S^*(t)表示S(t)的共轭复数，假设平均时间充分长可得到下式。

[数3]

E[X(t)S_1b ^*(t)]＝H_1bE[S_1b(t)S_1b ^*(t)]+E[N(t)S_1b ^*(t)] ……(i)

如果平均时间充分长，

E[S_1b(t)S_1b ^*(t)]＝1 ……(ii)

E[N(t)S_1b ^*(t)]＝0(因为S_rxl(t)和N(t)噪音信号无相关)……(iii)

由(i)(ii)(iii)式发送信号的响应向量H_1b为

E[X(t)S_1b(t)]＝H_1b

一般H_1b用复数表示。

H_1b＝[h_11b，h_21b，……，h_N1b]^T

结果在某个无线系统x上回送方式的接收信号的相位旋转量LB_θx和振幅变动量LB_AMPx如图4那样明显如下得出。

LB_AMPx＝hx_1b

LB_θx＝Tan^-1(Im{h_x1b}/Re{hx_1b})

以下说明本发明实施方式的基准信号接收方式的动作。在本发明的图5所示的无线系统x的无线装置上，发送RF电路x的输入哪里也没有连接，对此来自于由处理器100控制的基准信号发生器107的基准信号通过开关108，天线104及天线开关103连接到接收RF电路x105的输入上。与来自于上述发送电路的发送信号相同的调制波从此基准信号发生器107输出，在接收电路上接收，此时，基于上述采用总体平均的信号处理，计算基准信号的相位旋转量及振幅变动量。另一方面，无调制波从基准信号发生器输出，在接收电路上接收的时候，其相位旋转量及振幅变动量的计算顺序如下。也就是如果接收无调制波并降频变频，则面向x个无线系统的各个接收信号如下式表示。

[数4]

RX₁(t)＝h_11b+n₁(t)

RX₂(t)＝h_21b+n₂(t)

RX_N(t)＝h_N1b+n_N(t)

如果用充分的功率输出信号，因

h_i1b＞＞n_i(t)，(i＝1，2，……，N)

则有

H_1b＝[h_11b，h_21b，……，h_N1b]^T＝[RX₁(t)，RX₂(t)，……，RX_N(t)]^T

因此基准信号接收方式的无线系统x上的接收信号的相位旋转量SG_θx和振幅变动量SG_AMPx根据下式可以计算，其结果存储在处理器100的存储器100M内。

SG_AMPx＝RXx(t)

SG_θx＝Tan^-1(Im{RXx(t)}/Re{RXx(t)})

以下详细说明基于本发明实施方式无线装置的发送接收系统的相位旋转量及振幅变动量的校正值的计算方法。该校正值的计算方法概略说明如下。

首先根据上述的回送方式的动作，计算并存储通过「发送电路」和「接收电路」的信号的相位旋转量及发送旋转量，在另一方面计算并存储由基准信号接收方式的动作所产生的信号的相位旋转量及振幅变动量。然后通过从基准信号接收方式的相位旋转量及振幅变动量中、事先计量并减去在基准信号发生器到天线开关的通路上的被固定的相位旋转量和振幅变动量，计算出在「接收电路」上由基准信号产生的相位旋转量及振幅变动量，并把它从由回送方式动作所得到的相位旋转量及振幅变动量中减去。由此，可得到「发送电路」产生的相位旋转量及振幅变动量，从与首先得到的「接收电路」的相位旋转量及振幅变动量计算出两者的差，作为「发送电路」的发送时的校正值使用。

以下更详细地说明校正值的计算方法。

[过程1 制作表格]

在计算校正值的前面阶段，首先有必要预先计量从基准信号发生器107的输出到基准信号的通路连接到天线开关103位置的一定的相位旋转量及振幅变动量。这样的计量是在产品出厂以前一次进行的，所得到的结果预先存储在存储器里。

更详细些，对于由复数无线系统组成的无线基站在一个或各个无线系统上设置基准信号发生器，从该基准信号发生器到基准信号通路向天线104的接合部的Δθ_SGx，振幅变动量ΔAMP_SGx在出厂以前预先在室内，例如使用网络分析器等的计量装置进行测定，并作为已知的值存储在处理器100的存储器100M内。

Δθ_SGx＝known， (x＝1～4)……(1)

ΔAMP_SGx＝known， (x＝1～4)……(2)

[过程2 测定1＝回送方式]

在构成无线基站的所有无线系统上形成图3所示的回送动作方式，从信号发送器发送固定模式的发送信号，通过「发送电路」和「接收电路」用信号接收器接收，由此测定「发送信号」及「接收信号」合计(也就是从D/A转换器101的输出到A/D转换器106的输入)的相位旋转量及振幅变动量。也就是由使用了上述总体平均的演算方法，相位旋转量及振幅变动量可得出下式。

LB_θx＝Δθ_TXx+Δθ_RXx……(3)

LB_AMPx＝ΔAMP_TXx×ΔAMP_RXx……(4)

[过程3 测定2＝基准信号接收方式]

如图5所示，从基准信号发生器107发生基准信号，用指定的[接收电路]接收其信号，由此能够测定[接收电路]的相位转量和振幅变动量。也就是由上述的计算式可得出以下的结果。

SG_θx＝Δθ_SGx+Δθ_RXx……(5)

SG_AMPx＝ΔAMP_SGx×ΔAMP_RXx……(6)

[过程4 计算]

由回送方式及基准信号接收方式的2种测定可得到上述(3)～(6)的4个式子，因此从这些式子中经过计算可求得[发送电路]的相位旋转量及振幅变动量，进而可求出相位旋转量及振幅变动量的校正值。首先从回送方式的相位旋转量减去「接收电路」的相位旋转量，可求出「发送电路」的相位旋转量。即：

Δθ_TXx＝LB_θx-Δθ-RXx

＝LB_θx-(SG_θx-Δθ_SGx)

＝LB_θx+Δθ_SGx-SG_θx……(7)

同样地用「接收电路」的振幅变动量除以回送方式的振幅变动量如下式可得出「发送电路」的振幅变动量。

ΔAMP_TXx＝LB_AMPx÷ΔAMP_RXx

＝LB_AMPx÷(SG_AMPx÷ΔAMP_SGx)

＝LB_AMPx×ΔAMP_SGx÷SG_AMPx……(8)

因此，相位旋转量的校正值表示为下式，

θ_HOSEIx＝Δθ_RXx-Δθ_TXt

这里将上述(5)式及(7)式的内容代入可得出下式。

θ_HOSEIx＝(SG_θx-Δθ_SGx)-(LB_θx+Δθ_SGx-SG_θx)

将该式整理可最终得出下式。

θ_HOSEIx＝2×SG_θx-2×Δθ_SGx-LB_θx……(9)

另一方面，振幅变动量用下式表示。

AMP_HOSEIx＝ΔAMP_RXx÷ΔAMP_TXx.

这里将上述(6)式及(8)式代入成为下式。

AMP_HOSEIx＝(SG_AMPx÷ΔAMP_SGx)

÷(LB_AMPx×ΔAMP_SGx÷SG_AMPx)

整理该式最终可得出下述的校正值。

AMP_HOSEIx＝SG_AMPx×SG_AMPx÷ΔAMP_SGx

÷ΔAMP_SGx÷LB_AMPx……(10)

这样的相位旋转量的校正值θ_HOSEIx及振幅变动量的校正值AMP_HOSEIx的计算，现实是由处理器100在软件上执行。图6到图9及图11到图14是在软件上分别实现本发明计算校正值动作的实施方式的流程图。

以下说明采用各种实施方式的校正值计算处理，即天线方向性的校准，在自适应阵列无线基站的动作中的某个时间间隔例如一天中数次的程度自动地执行。这是因为即使在一天中基于不同时刻，气温等的各种条件发生变化，电路元件的特性等也相应发生变化。

另一方面，如同以上说明的那样，假设从基准信号发生器107的输出到天线104的基准信号通路上的相位旋转量及振幅变动量，在无线装置出厂以前预先用测定仪器测定，并存储到演算电路100的存储器100M的表格内[过程1]。这个测定工作仅在出厂前进行，在各个校准时(计算校正值时)不进行，因此不包含在以下说明的各流程图中。

实施方式1

图6是表示本发明实施方式1的校正值计算处理的流程图。

首先用处理器100指示校正值计算的开始(步骤S1)。

然后，用处理器100进行控制，执行上述回送方式的连接关系(图3)，从信号发送器100T和D/A转换器101发送信号(步骤S2)。

发送的信号用回送方式，通过「发送电路」及「接收电路」的双方，用A/D转换器106及信号接收器100R接收(步骤S3)。

处理器100通过回送方式将已接收的信号的相位旋转量(式(3))及振幅变动量(式(4))用先前说明的[过程2]计算出来，并存储到存储器100M内(步骤S4)。

然后，通过处理器100的控制，执行上述基准信号接收方式的连接关系(图5)，从基准信号发生器107传送基准信号(步骤S5)。

被传送的基准信号用基准信号接收方式通过「接收电路」，用A/D转换器106及信号接收器100R接收(步骤S6)。

处理器100，用先前说明的[过程3]计算出通过基准信号接收方式接收的信号相位旋转量(式(5))及振幅变动量(式(6))，并存储到存储器100M中(步骤S7)。

然后，根据在步骤S4及S7已计算的相位旋转量和振幅变动量、以及出厂前预先测定的从基准信号发生器107到天线104的已知相位旋转量及振幅变动量，用先前说明的[过程4]计算相位旋转量的校正值θ_HOSEIx及振幅变动量的校正值AMP_HOSEIx(步骤S8)。

然后处理器100结束校正值的计算(步骤S9)。

以下，通过根据上述校正值预先分别校正发送信号的相位旋转量及振幅变动量，能够得到准确的天线发送方向性。也就是说执行了为得到准确的天线方向性的校准。

实施方式2

图7表示本发明实施方式2的校正值计算处理的流程图。如同实施方式1那样，用回送方式测定一次，用基准信号方式测定一次，有时不一定能得出准确地接收信号的相位旋转量及振幅变动量。因此为了提高测定精度，在回送方式，基准信号接收方式的任何一方上任意设定次数(如4～10次左右)进行测定，在其结果平均化的基础上要考虑接收信号的相位旋转量及振幅变动量进行计算。

在图7实施方式2中，如指示校正值计算开始(步骤S11)，变数I调正为0(步骤S12)，判断I＝0没有达到规定次数(步骤S13)。

其结果，用回送方式上接收信号的相位旋转量及振幅变动量的[过程2]进行计算，把结果存储在存储器中(步骤S14～S16)。然后只把变数I中的1更改(步骤S17)。

以下在判断变数I超过规定次数之前，反复计算接收信号的相位旋转量及振幅变动量(步骤S14-S17)，如果判断变数I超过规定的次数(步骤S13)，在此之前要计算已存储的相位旋转量及振幅变动量的各个平均值(步骤S18)。

然后在步骤S19上再次把变数I设定为0，判断I＝0没有达到规定的次数(步骤S20)。

其结果，用基准信号接收方式的接收信号相位旋转量及振幅变动量的[过程2]进行计算，存储到存储器中(步骤S21-S23)。变数I只更改1(步骤S24)。

以下在判断变数I超过规定次数之前，反复计算接收信号的相位旋转量及振幅变动量(步骤S21-24)，如果判断变数I超过规定次数(步骤S20)，在此之前要计算已计算的相位旋转量和振幅变动量的各个平均值(步骤S25)。

再在步骤S18及S25上，根据平均化并存储在接收信号的相位旋转量及振幅变动量，并且根据出厂前已测定的由基准信号发生器107到天线104的相位旋转量及振幅变动量，用上述的[过程4]计算相位旋转量的校正值θ_HOSEIx及振幅变动量的校正值AMP_HOSEIx(步骤S26)。

然后处理器100将校正值的计算结束(步骤S27)。

实施方式3

图8表示本发明实施方式3的校正值计算处理的流程图。一般「发送电路」及「接收电路」中的放大器、滤波器、混频器等的相位及振幅的特性依赖于发送信号的频率而发生变化。

因此为了提高校正值的测定精度，于各个复数的发送频率上用回送方式及基准信号接收方式进行测定，希望对每一个复数的发送频率计算出校正值。

图8实施方式3中如果用处理器100指示校正值计算开始(步骤S31)，首先设定所要求的发送周波f₁(步骤S32)。然后与图6的实施方式1的步骤S2-S8同样处理，执行步骤S33-S39，在步骤S39中，计算出对发送频率f₁的接收信号的相位旋转量及振幅变动量的各个校正值θ_HOSEIx、AMP_HOSEIx。已计算的这些校正值写入存储器100M内的表格规定的区域内(步骤S40)。

如果规定的全部发送频率的测定没有结束(步骤S41)，把发送频率变更为下次的频率f₂(步骤S42)，同样地反复执行步骤S33-S39，计算出发送频率f₂的相位旋转量及振幅变动量的校正值，写入存储器100M的表格规定的区域内(步骤S40)。

这样一边变更发送频率一边反复计算和存储相位旋转量及振幅变动量，如果判断全部发送频率的测定已经结束(步骤S41)，处理器100将校正值的计算结束(步骤S43)。

实施方式4

图9表示本发明实施方式4的校正值计算处理的流程图。

在上述实施方式3中，对预先确定的复数的每一个发送频率求出相位旋转量及振幅变动量的校正值，存储到存储器100M的表格规定的区域内。

然而在应该测定所要求发送频率多的时候，对所有的发送频率进行计算和测定有时是不合理的。在这样情况下，在应该测定多数的频率中，仅对代表性的发送频率的相位旋转量及振幅变动量测定和计算校正值，使用其结果进行内插补齐，对上述代表频率以外所要求的一切发送平均能得出校正值。

图9的实施方式4中，是另加图8的上实施方式3的处理，另加内插补齐处理的步骤S44，在步骤41上对所有代表性的频率计算校正值及写入表格结束以后，采用图10所示的内插补齐方法，计算出其他发送频率的校正值。

以下参考图10的表格说明内插补齐的方法。

把实际欲求的发送频率设为Freq，其频率的相位旋转量及振幅变动量及振幅变动量的校正值分别设为PHA和AMP。

这里比该发送频率Freq高的一个代表性发送频率定为Freq_high，比该发送频率Freq低的一个代表性发送频率定为Freq_low。然后通过一个代表性频率Freq_high的测定，得到相位旋转量及振幅变动量的校正值，把该校正值分别定为PHA_high及AMP_high，对另外一个代表性频率Freq_low测定得到的相位旋转量及振幅变动量分别定为PHA_low及AMP_low。在这样的条件下，所求得的发送频率的校正值PHA及AMP经过图10所示进行内插补齐，可得出下式。

[数5]

1f＝Freq_High-Freq_Low

af＝Freq_High-Freq

bf＝Freq-Freq_Low

PHA＝(af*PHA_low+bf*PHA_high)/1f

AMP＝(af*AMP_low+bf*AMP_high)/1f

实施方式5

图11是表示本发明实施实施方式5的校正值计算处理的流程图。

一般「发送电路」及「接收电路」中的放大器、滤波器、混频器等的相位及振幅的特性依赖于发送信号的发送功率，根据发送功率特性发生变化。因此为了提高测定校正值的精度，用回送方式及基准信号接收方式测定，要求对每一个复数的发送功率计算出校正值。

在图11的实施方式5中，用处理器100指示校正值计算开始(步骤S51)，首先设定要求的发送功率P₁(步骤S52)。然后与图6的实施方式1的步骤2～步骤8同样处理，执行步骤S53～S59。在步骤S59上计算出发送功率P₁的相位旋转量及振幅变动量的各个校正值θ_HOSEIx，AMP_HOSEIx。已算出的校正值写入存储器100内表格里规定；的区域内(步骤S60)。

规定的全部发送功率的发送如果没有结束(步骤S61)，将发送功率变更为下次的发送功率P₂，(步骤S62)，同样地重复执行步骤S53～S59，计算出发送功率P₂的相位旋转量及振幅变动量的校正值，写入存储器100M内的表格规定的区域内(步骤S60)。这样一边变更发送功率，一边重复计算和存储相位旋转及振幅变动量，如果判断全部发送功率的测定结果(步骤S61)，信息处理机将校正值的计算结果。

实施方式6

图12表示发明实施方式6的校正值计算处理的流程图。

上述实施方式5中，对每个预先确定的复数的发送功率求出相位旋转量及振幅变动量的校正值，写入到存储器100M的表格规定的区域内。然后应该测定的发送功率多的时候，有时对所有的发送功率进行测定和计算是不合理的。这种情况下应该；测定的多数发送功率中，对代表性的发送功率计算相位旋转量及振幅变动量，使用其结果进行内插补齐，可得出上述代表性发送功率以外要求的所有发送功率的校正值。

图12的实施方式6中，于图11的实施方式5上另加校正值的内插补齐处理的步骤S64。也就是在步骤61上对所有的代表性发送功率的校正值及表格的写入结果之后，采用有关图10的上述说明的内插补齐的方法，计算出对其他的发送功率的校正值。关于内插补齐的方法请参照图10，已经详细说明这里不再重复。

实施方式7

图13是表示发明实施方式7的校正值计算处理的流程图。

一般「发送电路」及「接收电路」的放大器、滤波器、混频器等的相位和振幅特性依赖于发送信号的发送频率及发送功率，根据发送频率和发送功率特性发生变化。

因此为了提高校正值的测定精度，在复数的发送频率和复数的发送功率的各个组合上，用回送方式及基准信号接收方式进行测定，要求在每一个复数的发送频率和发送功率上计算出相位旋转量及振幅变动量的校正值。

在图13实施方式7中，用处理器100指示校正值的计算开始(步骤S71)，首先设定要求的发送频率f₁(步骤S72)，再设定要求的发送功率P₁(步骤S73)。

然后与图6的实施方式1的步骤S2～S8进行同样内容的处理，执行S74～S80，在步骤S80上计算出对发送频率f₁及发送功率P₁的相位旋转量及振幅变动量的校正值θ_HOSEIx，AMP_HOSEIx。将计算出的这些校正值写入存储器100M内的表格规定的区域内(步骤S81)。

如果规定的全部发送功率的发送没有结果，(步骤S82)，将发送频率f₁原样固定，把发送功率变更为下次的功率P₂(步骤S83)，同样的重复执行步骤S74～S80，计算出发送频率f₁及发送功率P₂的相位旋转量及振幅变动量的校正值，写入在存储器100M内的表格规定的区域内(步骤S81)。

这样一边固定发送频率一边变更发送功率，反复计算和存储相位旋转量及振幅变动量，如果判断发送频率f₁上全部发送功率的测定结果(步骤S82)，规定的全部发送频率的测定如果没有完成(步骤S84)，将发送频率f₁变更为下次发送频率f₂(步骤S85)，从新将发送功率设定为(步骤S83)。

以后一边继续保持发送频率f₂，一边依次变更发送功率，重复执行步骤S74～S80。如果判断发送频率f₂上的全部功率测定结果(步骤S84)，判断对规定的全部发送频率的发送是否完了(步骤S84)。

然后对所有发送频率的测定如果没有结果，将发送频率进一步变更(步骤S85)，反复进行上述测定，如果结束，用处理器100将校正值的计算结果(步骤S86)。

以后用适合发送频率及发送功率的校正值预先校正发送信号的相位旋转量及振幅变动量，实现准确的天线方向性校准是可行的。

实施方式8

图14是本发明实施方式8的校正值计算处理的流程图。

上述实施方式7中，对预先确定的复数发送频率及预先确定的复数发送功率的每一个组合求出相位旋转量及振幅变动量的校正值，存储到存储器100M内的表格规定的区域内。

然而，在应该测定的发送频率及发送功率的时候，对于所有的发送频率及发送功率的组合进行测定及计算有时不合理。在这种情况下，在应该测定的多数发送频率及发送功率中，对代表性的发送频率及发送功率的组合测定相位旋转量及振幅变动量，计算校正值，使用其结果内插补齐，可以求出上述代表性功率以外的要求的所有发送频率及发送功率组合的校正值。

图14的实施方式8中，于图13的实施方式7中另加校正值的内插补齐的步骤S87，在步骤S84上对所有代表性发送频率及发送功率的校正值计算及表格的写入结果以后，采用图15所示的内插补齐方法，计算出对其他发送频率及发送功率组合的校正值。

以下参照图15的表格说明内插补齐的方法。首先对于比要使用的发送功率还低的代表性发送功率Power_Low执行频率方向的内插补齐。把实际想发送的频率定为TX_Freq，把比该发送频率TX_Freq还高的1个代表性发送频率定为Freq_High，低的1个代表性要发送频率定为Freq_Low。

采用上述Freq_Low的测定得出相位旋转量及振幅变动量的校正值分别为PHA1，AMP1，采用上述Freq_High的测定得出相位旋转量及振幅变动量的校正值分别为PHA2，AMP2。在这样条件下对Power_Low的频率方向进行内插补齐，对所使用的发送频率TX_Freq的校正值是PHA5，AMP5，可从下述的式中求出。

另外对于比想使用的发送功率还高的代表性发送功率Power_High执行频率方向的内插补齐。采用上述Freq_Low测定得出的相位旋转量及振幅变动量的校正值定为PHA3，AMP3，采用上述Freq_High的测定得出的相位旋转量及振幅变动量的值定为PHA4，AMP4。在这样的条件下，对Power_High的频率方向进行内插补齐，所使用的发送频率TX_Freq的校正值PHA6，AMP6，如同下式可求出。

[数6]

1f＝Freq_High-Freq_Low

af＝Freq_High-TX_Freq

bf＝TX_Freq-Freq_Low

PHA5＝(af*PHA1+bf*PHA2)/1f

AMP5＝(af*AMP1+bf*AMP2)/1f

PHA6＝(af*PHA3+bf*PHA4)/1f

AMP6＝(af*AMP3+bf*AMP4)/1f

然后对所使用的发送频率TX_Freq的功率方向进行内插补齐。

采用Power_Low测定得出相位旋转量及振幅变动量的校正值设为PHA5、AMP5，采用Power_High测定得出相位旋转及振幅变动量的校正值设为PHA6，AMP6，在此条件下求出想使用的发送功率TX_Power的校正值为PHA，AMP，如同下式。

[数7]

1p＝Power_High-Power_Low

ap＝Power_High-TX_Power

bp＝TX_Power-Power_Low

PHA＝(ap*PHA5+bp*PHA6)/1p

AMP＝(ap*AMP5+bp*AMP6)/1p

上述的内插补齐方法，可先作频率方向的内插补齐，然后作功率方向的内插补齐，相反先作功率方向的内插补齐，然后再作频率方向的内插补齐可能得到相同的效果。

另外，以上所说明的任何一个实施方式中，在各无线系统上计算并校正了发送电路和接收电路之间的振幅变动量的差。但是，与相位旋转量的情况不同，对于振幅变动量的情况，在发送电路与接收电路之间有特性差，其本身不是大问题，而发送接收电路之间的振幅变动量差在各个无线系统上不同，这是最大的问题。因此，有关振幅信息的校准如同上述各实施方式那样，在校正各无线系统的振幅变动量，以使各无线系统的接收电路和发送电路之间的振幅变动量差成为0的方法之外，也可以控制各无线系统的振幅变动量，以使各个无线系统的发送接收电路间的振幅变动量差成为共同的某个值。

这次所公布的实施方式，所有方面均是例示，不是限制。本发明的范围不是上述的说明，而是在权力要求的范围中表明，与权力要求的范围具有相同的意义及范围内的所有变更均包括在内。

根据本发明，如同上述那样的结构，是将无线装置的发送电路和接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差反映至天线方向性的控制，因此不需要另外设置特别的测定电路，以简单且廉价的结构，便可进行无线装置的接收电路和发送电路之间的传送特性的校准，也就是天线方向性的校准。

如上所述，本发明的无线装置，适用于作为手提电话等的移动通信系统的无线基站而采用，并且其天线方向性的校准方法适用于作为从无线基站到用户终端的电波方向性的校准方法。

Claims

1.一种能够校准天线方向性的无线装置，包括

天线(104)；

发送电路(102)及接收电路(105)，其在信号的发送接收时共用上述天线；

基准信号发生器(107)，其发生规定的基准信号；

转换装置(103)，其在校准时将上述发送电路的输出或者上述基准信号选择性地连接到上述接收电路的输入上；

控制装置(100)，其向上述发送电路提供发送信号，并且从上述接收电路收取接收信号，根据通过上述发送电路及上述天线所发送的上述发送信号和第1权向量控制发送方向性，并且根据通过上述天线及上述接收电路所接收的上述接收信号和第2权向量控制接收方向性；

演算装置(100H)，其计算校正上述发送电路和上述接收电路之间的相位旋转量以及/或者振幅变动量的差的校正值，

上述演算装置包括

在校准时控制上述转换装置，使上述发送电路的输出连接到上述接收电路的输入上，计算出关于在通过上述发送电路及上述接收电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第1信息的装置；

在校准时控制上述转换装置，使上述基准信号连接到上述接收电路的输入上，计算出关于在通过上述接收电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第2信息的装置；

通过从上述第1信息减去上述第2信息，计算出关于在通过上述发送电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第3信息的装置；

根据上述第2信息以及上述第3信息计算出上述校正值的装置。

2.权利要求1中记载的无线装置，其中上述计算第2信息的装置包括

用于存储关于在通过从上述基准信号发生器到上述转换装置的通路的上述基准信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的预先检测出的第4信息的存储装置；

计算关于在从上述基准信号发生器经由上述转换装置通过上述接收电路的上述基准信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第5信息的装置；

通过从上述第5信息减去上述第4信息计算出上述第2信号的装置。

3.权利要求2中记载的无线装置，其中

上述计算第1信息的装置，按规定次数计算出在通过上述发送电路以及上述接收电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量，并使用其平均值作为第1信息提供，

上述计算第5信息的装置，按规定次数计算出在从上述基准信号发生电路经上述转换装置通过上述接收电路的上述基准信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量，以提供上述第5信息的平均值。

4.权利要求1中记载的无线装置，其中

上述控制装置包括依次变更供给上述发送电路的上述发送信号的发送频率的装置，

上述演算装置按每个不同的发送频率的发送信号计算出上述校正值。

5.权利要求4中记载的无线装置，其中

上述演算装置还包括补齐处理装置，其根据按上述不同发送频率的每个发送信号计算出的上述校正值，基于内插补齐计算出其他发送频率的发送信号中的上述校正值。

6.权利要求1中记载的无线装置，其中

上述控制装置包括依次变更供给上述发送电路的上述发送信号的发送功率的装置，

上述演算装置按不同的发送功率的每个发送信号计算出上述校正值。

7.权利要求6中记载的无线装置，其中

上述演算装置还包括补齐处理装置，其根据按上述不同发送功率的每个发送信号计算出的上述校正值，基于内插补齐计算出其他发送功率的发送信号中的上述校正值。

8.权利要求1中记载的无线装置，其中

上述控制装置包括依次变更供给上述发送电路的上述发送信号的发送频率及发送功率的装置，

上述演算装置按不同的发送频率及不同的发送功率的每个发送信号计算出上述校正值。

9.权利要求8中记载的无线装置，其中

上述演算装置还包括补齐处理装置，其根据按上述不同的发送频率及不同的发送功率的每个发送信号计算出的上述校正值，基于内插补齐计算出其他发送频率及其他发送功率的发送信号中的上述校正值。

10.一种能够校准天线方向性的无线装置，其特征在于，包括多个无线系统，

上述各个无线系统是权利要求1-9的任一项中所记载的无线装置。

11.一种能够校准天线方向性的无线装置，其包括发生规定的基准信号的基准信号发生器(107)和多个无线系统，

上述各个无线系统包含

天线(104)；

上述演算装置包括

12.权利要求11中记载的无线装置，其中上述计算第2信息的装置包括

13.权利要求12中记载的无线装置，其中

14.权利要求11中记载的无线装置，其中

15.权利要求14中记载的无线装置，其中

16.权利要求11中记载的无线装置，其中

17.权利要求16中记载的无线装置，其中

18.权利要求11中记载的无线装置，其中

19.权利要求18中记载的无线装置，其中

上述演算装置还包括补齐处理装置，其根据按上述不同发送频率及不同发送功率的每个发送信号计算出的上述校正值，基于内插补齐计算出其他发送频率及其他发送功率的发送信号中的上述校正值。

20.一种无线装置上的天线方向性的校准方法，上述无线装置包括

天线(104)；

基准信号发生器(107)，其发生规定的基准信号；

上述校准方法包括

在校准时控制上述转换装置，使上述发送电路的输出连接到上述接收电路的输入上，计算出关于在通过上述发送电路及上述接收电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第1信息的步骤；

在校准时控制上述转换装置，使上述基准信号连接到上述接收电路的输入上，计算出关于在通过上述接收电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第2信息的步骤；

通过从上述第1信息减去上述第2信息，计算出关于在通过上述发送电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第3信息的步骤；

根据上述第2信息以及上述第3信息，计算出校正上述发送电路和上述接收电路之间的相位旋转量以及/或者上述振幅变动量的差的校正值的步骤。

21.权利要求20中记载的方法，其中上述计算第2信息的步骤包括

预先检测并存储关于在通过从上述基准信号发生器到上述转换装置的通路的上述基准信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第4信息的步骤；

计算关于在从上述基准信号发生器经由上述转换装置通过上述接收电路的上述基准信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量的第5信息的步骤；

通过从上述第5信息减去上述第4信息计算出上述第2信息的步骤。

22.权利要求21中记载的方法，其中

上述计算第1信息的步骤，按规定次数计算出在通过上述发送电路以及上述接收电路的信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量，并作为上述第1信息提供其平均值，

上述计算第5信息的步骤，按规定次数计算出在从上述基准信号发生器经上述转换装置通过上述接收电路的上述基准信号上所产生的相位旋转量以及/或者振幅变动量，以提供上述第5信息的平均值。

23.权利要求20中记载的方法，还包括

依次变更供给上述发送电路的上述发送信号的发送频率的步骤；

反复进行按每个不同的发送频率的发送信号计算出上述校正值的步骤的步骤。

24.权利要求23中记载的方法，还包括

根据按上述不同发送频率的每个发送信号计算出的上述校正值，基于内插补齐计算出其他发送频率的发送信号中的上述校正值的步骤。

25.权利要求20中记载的方法，还包括

依次变更供给上述发送电路的上述发送信号的发送功率的步骤；

反复进行按每个不同的发送功率的发送信号计算出上述校正值的步骤的步骤。

26.权利要求25中记载的方法，还包括

根据按上述不同发送功率的每个发送信号计算出的上述校正值，基于内插补齐计算出其他发送功率的发送信号中的上述校正值的步骤。

27.权利要求20中记载的方法，还包括

依次变更供给上述发送电路的上述发送信号的发送频率及发送功率的步骤；

反复进行按每个不同的发送频率及不同的发送功率的发送信号计算出上述校正值的步骤的步骤。

28.权利要求27中记载的方法，还包括

根据按上述不同的发送频率及上述不同的发送功率的每个发送信号计算出的上述校正值，基于内插补齐计算出其他发送频率及其他发送功率的发送信号中的上述校正值的步骤。

29.一种具有发生规定的基准信号的基准信号发生器(107)和多个无线系统的无线装置上的天线方向性的校准方法，上述无线系统包括

天线(104)；

上述校准方法包括

30.权利要求29中记载的方法，其中上述计算第2信息的步骤包括

31.权利要求30中记载的方法，其中

32.权利要求29中记载的方法，还包括

33.权利要求32中记载的方法，还包括

34.权利要求29中记载的方法，还包括

35.权利要求34中记载的方法，还包括

36.权利要求29中记载的方法，还包括

37.权利要求36中记载的方法，还包括