JP2002135034A - アレーアンテナ校正方法およびアレーアンテナ受信装置 - Google Patents
アレーアンテナ校正方法およびアレーアンテナ受信装置Info
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- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/267—Phased-array testing or checking devices
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- Radio Transmission System (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 校正の精度が高く、特定の無線受信部の故障
時にも正常に校正することができるアレーアンテナ受信
装置を提供する。 【解決手段】 多重回路１０３から所定のシンボルパタ
ーンの校正信号を無線受信部１０４の入力に多重し、無
線受信部１０４を通過した校正信号を校正信号抽出部１
１０で抽出し、ＳＩＲ検出部１１１で、その校正信号か
ら受信品質が最も良好な無線受信部を求め、その無線受
信部を基準ブランチとして選択し、他の無線受信部を通
過した校正信号の基準ブランチを通過した校正信号との
位相差および振幅比によって受信指向性パターンを補正
する。
時にも正常に校正することができるアレーアンテナ受信
装置を提供する。 【解決手段】 多重回路１０３から所定のシンボルパタ
ーンの校正信号を無線受信部１０４の入力に多重し、無
線受信部１０４を通過した校正信号を校正信号抽出部１
１０で抽出し、ＳＩＲ検出部１１１で、その校正信号か
ら受信品質が最も良好な無線受信部を求め、その無線受
信部を基準ブランチとして選択し、他の無線受信部を通
過した校正信号の基準ブランチを通過した校正信号との
位相差および振幅比によって受信指向性パターンを補正
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アレーアンテナ受
信装置に関し、特に、適応アレーアンテナを備えた無線
基地局の各無線受信部間の位相（遅延）および振幅の変
動を補正するアレーアンテナ受信装置の校正方法に関す
る。
信装置に関し、特に、適応アレーアンテナを備えた無線
基地局の各無線受信部間の位相（遅延）および振幅の変
動を補正するアレーアンテナ受信装置の校正方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】セルラ移動通信システムなどにおいて、
相関の高い複数のアンテナ素子で希望する受信指向性パ
ターンを形成するアレーアンテナ受信装置を用いて、希
望信号の到来方向に対する受信利得を大きくし、他ユー
ザからの干渉や遅延波による干渉に対する受信利得を小
さくする受信方式が検討されている。本方式によれば、
送受信信号を高速／高品質化し、加入者容量を増大させ
ることが可能となる。
相関の高い複数のアンテナ素子で希望する受信指向性パ
ターンを形成するアレーアンテナ受信装置を用いて、希
望信号の到来方向に対する受信利得を大きくし、他ユー
ザからの干渉や遅延波による干渉に対する受信利得を小
さくする受信方式が検討されている。本方式によれば、
送受信信号を高速／高品質化し、加入者容量を増大させ
ることが可能となる。
【０００３】各アンテナ素子に対応する複数の無線受信
部を備えたアレーアンテナ受信装置では、一般に各無線
受信部における振幅および位相変動はそれぞれ独立して
刻々と変動する。したがって、希望する受信指向性パタ
ーンを正しく形成するためには、位相および振幅の変動
を補償する必要がある。この補償の操作を校正（キャリ
ブレーション）と呼んでいる。
部を備えたアレーアンテナ受信装置では、一般に各無線
受信部における振幅および位相変動はそれぞれ独立して
刻々と変動する。したがって、希望する受信指向性パタ
ーンを正しく形成するためには、位相および振幅の変動
を補償する必要がある。この補償の操作を校正（キャリ
ブレーション）と呼んでいる。
【０００４】従来、この種のアレーアンテナ受信装置の
校正方法として、特開平１１−４６１８０号公報に記載
されているように、各アンテナ素子に接続された各無線
受信部に既知の校正信号を入力し、各無線受信部の出力
から抽出した校正信号を復調した結果を用いて、独立し
て刻々と変動する各無線受信部の位相（遅延）および振
幅の変動を補正するものがある。
校正方法として、特開平１１−４６１８０号公報に記載
されているように、各アンテナ素子に接続された各無線
受信部に既知の校正信号を入力し、各無線受信部の出力
から抽出した校正信号を復調した結果を用いて、独立し
て刻々と変動する各無線受信部の位相（遅延）および振
幅の変動を補正するものがある。
【０００５】図４は、従来のアレーアンテナ受信装置の
一構成例を示すブロック図である。
一構成例を示すブロック図である。
【０００６】従来のアレーアンテナ受信装置はアレーア
ンテナ４０１、多重回路４０３1〜４０３N、無線受信部
４０４1〜４０４N、信号処理部４０５1〜４０５M、校正
用信号発生器４０６、校正用無線送信部４０７、電力レ
ベル可変回路４０８および校正信号処理部４０９で構成
される。本アレーアンテナ受信装置は、アレーアンテナ
４０１がＮ個のアンテナ素子４０２1〜４０２Nで構成さ
れており、またユーザ数Ｍの信号を復調可能である。
ンテナ４０１、多重回路４０３1〜４０３N、無線受信部
４０４1〜４０４N、信号処理部４０５1〜４０５M、校正
用信号発生器４０６、校正用無線送信部４０７、電力レ
ベル可変回路４０８および校正信号処理部４０９で構成
される。本アレーアンテナ受信装置は、アレーアンテナ
４０１がＮ個のアンテナ素子４０２1〜４０２Nで構成さ
れており、またユーザ数Ｍの信号を復調可能である。
【０００７】アンテナ素子４０２1〜４０２Nは、各々の
アンテナ素子の受信信号が互いに相関を有するように近
接して配置され、希望信号および複数の干渉信号が多重
された信号をそれぞれ受信する。通常のダイバーシチ構
成と区別するため、アンテナ素子数Ｎは３以上とする。
アンテナ素子の受信信号が互いに相関を有するように近
接して配置され、希望信号および複数の干渉信号が多重
された信号をそれぞれ受信する。通常のダイバーシチ構
成と区別するため、アンテナ素子数Ｎは３以上とする。
【０００８】多重回路４０３1〜４０３Nはアンテナ素子
４０２1〜４０２Nに対応して設けられており、電力レベ
ル可変回路４０８の出力と、それぞれが対応するアンテ
ナ素子４０２1〜４０２Nの出力を入力として無線帯域で
多重し、無線受信部４０４1〜４０４Nへ出力する。多重
方法に特に制限はなく、代表的なものとして符号分割多
重の例を示すが時分割多重や周波数分割多重を用いても
よい。
４０２1〜４０２Nに対応して設けられており、電力レベ
ル可変回路４０８の出力と、それぞれが対応するアンテ
ナ素子４０２1〜４０２Nの出力を入力として無線帯域で
多重し、無線受信部４０４1〜４０４Nへ出力する。多重
方法に特に制限はなく、代表的なものとして符号分割多
重の例を示すが時分割多重や周波数分割多重を用いても
よい。
【０００９】無線受信部４０４1〜４０４Nは多重回路４
０３1〜４０３Nに対応して設けられており、それぞれが
ローノイズアンプ、帯域制限フィルタ、ミキサ、局部発
信器、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌ
ｅｒ）、直交検波器、低域通過フィルタ、アナログ／デ
ィジタル変換器（ＡＤＣ）などのデバイスにより構成さ
れており、それぞれ対応するアンテナ素子４０１1〜４
０１Nを介して無線電波を受信し、ディジタル信号に変
換して出力する。アンテナ素子４０２Nに対応する無線
受信部４０４Nを例にとると、無線受信部４０４Nは多重
回路４０３Nの出力を入力とし、入力信号の増幅、無線
帯域から基底帯域への周波数変換、直交検波、アナログ
／ディジタル変換などを行い、校正信号処理部４０９お
よび全ての信号処理部４０５1〜４０５Mへ出力する。無
線受信部４０４1〜４０４N-1は無線受信部４０４Nと同
様の構成であり、それぞれ対応する多重回路４０３1〜
４０３ N-1の出力を入力としている。
０３1〜４０３Nに対応して設けられており、それぞれが
ローノイズアンプ、帯域制限フィルタ、ミキサ、局部発
信器、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌ
ｅｒ）、直交検波器、低域通過フィルタ、アナログ／デ
ィジタル変換器（ＡＤＣ）などのデバイスにより構成さ
れており、それぞれ対応するアンテナ素子４０１1〜４
０１Nを介して無線電波を受信し、ディジタル信号に変
換して出力する。アンテナ素子４０２Nに対応する無線
受信部４０４Nを例にとると、無線受信部４０４Nは多重
回路４０３Nの出力を入力とし、入力信号の増幅、無線
帯域から基底帯域への周波数変換、直交検波、アナログ
／ディジタル変換などを行い、校正信号処理部４０９お
よび全ての信号処理部４０５1〜４０５Mへ出力する。無
線受信部４０４1〜４０４N-1は無線受信部４０４Nと同
様の構成であり、それぞれ対応する多重回路４０３1〜
４０３ N-1の出力を入力としている。
【００１０】校正信号処理部４０９は、無線受信部４０
４1〜４０４Nの出力を入力とし、各入力信号に多重され
た校正信号を抽出して位相／振幅補正情報Ｓ４１1〜Ｓ
４１Nを生成し、信号処理部４０５1〜４０５Mへ出力す
る。このとき、校正信号処理部４０９は、多重回路４０
３1〜４０３Nで用いた多重方法に応じた方法で、入力信
号に多重された校正信号を抽出する。
４1〜４０４Nの出力を入力とし、各入力信号に多重され
た校正信号を抽出して位相／振幅補正情報Ｓ４１1〜Ｓ
４１Nを生成し、信号処理部４０５1〜４０５Mへ出力す
る。このとき、校正信号処理部４０９は、多重回路４０
３1〜４０３Nで用いた多重方法に応じた方法で、入力信
号に多重された校正信号を抽出する。
【００１１】ここで、校正信号処理部４０９における位
相／振幅補正情報の生成方法について説明する。図５は
校正信号を復調したシンボル点を示す図であり、図６は
図５のシンボル点を正規化したシンボル点を示す図であ
る。なお、ここでは、シンボル点とはＩ−Ｑ座標上の点
をいう。
相／振幅補正情報の生成方法について説明する。図５は
校正信号を復調したシンボル点を示す図であり、図６は
図５のシンボル点を正規化したシンボル点を示す図であ
る。なお、ここでは、シンボル点とはＩ−Ｑ座標上の点
をいう。
【００１２】位相／振幅補正情報は、無線受信部４０４
1〜４０４Nの中の１つを基準として、この基準に対する
他の無線受信部の位相および振幅のずれを補正するため
の情報である。なお、各無線受信部をブランチと称し、
基準となる無線受信部を基準ブランチと称する。
1〜４０４Nの中の１つを基準として、この基準に対する
他の無線受信部の位相および振幅のずれを補正するため
の情報である。なお、各無線受信部をブランチと称し、
基準となる無線受信部を基準ブランチと称する。
【００１３】ここでは、一例として無線受信部４０４1
が基準ブランチになり、またＮ＝３であると仮定する。
無線受信部４０４1の出力から抽出された校正信号を復
調したシンボル点を図５の基準シンボル点Ｓ1とする。
同様に、無線受信部４０４2の出力から抽出された校正
信号を復調したシンボル点をＳ2、無線受信部４０４3の
出力から抽出された校正信号を復調したシンボル点をＳ
3とする。基準シンボル点Ｓ1とシンボル点Ｓ2との位相
差θ2および振幅比ｒ2＝Ｂ／Ａが無線受信部４０４2の
ブランチに対応する位相／振幅補正情報Ｓ４１2であ
り、基準シンボル点Ｓ 1とシンボル点Ｓ3との位相差θ3
および振幅比ｒ3＝Ｃ／Ａが無線受信部４０４3のブラン
チに対応する位相／振幅補正情報Ｓ４１3である。な
お、基準ブランチに対する位相／振幅補正情報Ｓ４１1
は位相差θ1＝０、振幅比ｒ1＝１である。
が基準ブランチになり、またＮ＝３であると仮定する。
無線受信部４０４1の出力から抽出された校正信号を復
調したシンボル点を図５の基準シンボル点Ｓ1とする。
同様に、無線受信部４０４2の出力から抽出された校正
信号を復調したシンボル点をＳ2、無線受信部４０４3の
出力から抽出された校正信号を復調したシンボル点をＳ
3とする。基準シンボル点Ｓ1とシンボル点Ｓ2との位相
差θ2および振幅比ｒ2＝Ｂ／Ａが無線受信部４０４2の
ブランチに対応する位相／振幅補正情報Ｓ４１2であ
り、基準シンボル点Ｓ 1とシンボル点Ｓ3との位相差θ3
および振幅比ｒ3＝Ｃ／Ａが無線受信部４０４3のブラン
チに対応する位相／振幅補正情報Ｓ４１3である。な
お、基準ブランチに対する位相／振幅補正情報Ｓ４１1
は位相差θ1＝０、振幅比ｒ1＝１である。
【００１４】校正信号処理部４０９は、図５の各シンボ
ル点Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3をシンボル点Ｓ1に対して正規化する
と図６のシンボル点Ｓ1′，Ｓ2′，Ｓ3′が得られる。
振幅比ｒ2，ｒ3の値は変化しないので、振幅比ｒ2＝Ｂ
／Ａ＝Ｂ′、振幅比ｒ3＝Ｃ／Ａ＝Ｃ′として得ること
ができる。
ル点Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3をシンボル点Ｓ1に対して正規化する
と図６のシンボル点Ｓ1′，Ｓ2′，Ｓ3′が得られる。
振幅比ｒ2，ｒ3の値は変化しないので、振幅比ｒ2＝Ｂ
／Ａ＝Ｂ′、振幅比ｒ3＝Ｃ／Ａ＝Ｃ′として得ること
ができる。
【００１５】校正信号処理部４０９は、上述した生成方
法で得た位相／振幅補正情報Ｓ４１ 1〜Ｓ４１Nを校正周
期毎に信号処理部４０５1〜４０５Mへ出力する。
法で得た位相／振幅補正情報Ｓ４１ 1〜Ｓ４１Nを校正周
期毎に信号処理部４０５1〜４０５Mへ出力する。
【００１６】信号処理部４０５1〜４０５Mは、無線受信
部４０４1〜４０４Nの出力にそれぞれ所定の重み付けを
行うことで、それぞれが対応するユーザのユーザ信号到
来方向に対する受信利得を大きくし、他ユーザからの干
渉や遅延波による干渉に対する受信利得を小さくする受
信指向性パターンをそれぞれ形成し、その受信指向性パ
ターンによって無線受信部４０４1〜４０４Nの出力を合
成して希望の復調信号Ｓ４０1〜Ｓ４０Mをそれぞれ得
る。また、信号処理部４０５1〜４０５Nは、このとき校
正信号処理部４０９の出力である位相／振幅補正情報Ｓ
４１1〜Ｓ４１Nを用いて、無線受信部４０４1〜４０４N
の出力の位相および振幅の補正を行っている。
部４０４1〜４０４Nの出力にそれぞれ所定の重み付けを
行うことで、それぞれが対応するユーザのユーザ信号到
来方向に対する受信利得を大きくし、他ユーザからの干
渉や遅延波による干渉に対する受信利得を小さくする受
信指向性パターンをそれぞれ形成し、その受信指向性パ
ターンによって無線受信部４０４1〜４０４Nの出力を合
成して希望の復調信号Ｓ４０1〜Ｓ４０Mをそれぞれ得
る。また、信号処理部４０５1〜４０５Nは、このとき校
正信号処理部４０９の出力である位相／振幅補正情報Ｓ
４１1〜Ｓ４１Nを用いて、無線受信部４０４1〜４０４N
の出力の位相および振幅の補正を行っている。
【００１７】校正用信号発生器４０６は所定パターンの
校正信号を基底帯域で生成し、校正用無線送信部４０７
へ出力する。
校正信号を基底帯域で生成し、校正用無線送信部４０７
へ出力する。
【００１８】校正用無線送信部４０７は、校正用信号発
生器４０６の出力である基底帯域の校正信号を入力と
し、ディジタル／アナログ変換、基底帯域から無線帯域
への周波数変換などを行い、電力レベル可変回路４０８
へ出力する。
生器４０６の出力である基底帯域の校正信号を入力と
し、ディジタル／アナログ変換、基底帯域から無線帯域
への周波数変換などを行い、電力レベル可変回路４０８
へ出力する。
【００１９】電力レベル可変回路４０８は、校正用無線
送信部４０７の出力である無線帯域の校正信号を入力と
し、任意の電力レベルで多重回路４０３1〜４０３Nへ出
力する。
送信部４０７の出力である無線帯域の校正信号を入力と
し、任意の電力レベルで多重回路４０３1〜４０３Nへ出
力する。
【００２０】Ｎ個のアンテナ素子４０２1〜４０２Nによ
って受信された各信号には、希望信号成分、干渉信号成
分および熱雑音が含まれている。また、希望信号成分お
よび干渉信号成分には、それぞれマルチパス成分が存在
する。通常、それらの信号成分がそれぞれ異なった方向
から到来する。
って受信された各信号には、希望信号成分、干渉信号成
分および熱雑音が含まれている。また、希望信号成分お
よび干渉信号成分には、それぞれマルチパス成分が存在
する。通常、それらの信号成分がそれぞれ異なった方向
から到来する。
【００２１】図４に示した従来のアレーアンテナ受信装
置はＮ個のアンテナ素子４０２1〜４０２Nによって受信
された各信号の位相／振幅情報を用いて、到来方向の異
なる各信号成分を識別し、受信指向性パターンを形成す
る。
置はＮ個のアンテナ素子４０２1〜４０２Nによって受信
された各信号の位相／振幅情報を用いて、到来方向の異
なる各信号成分を識別し、受信指向性パターンを形成す
る。
【００２２】その際、補正をしなければ、無線受信部４
０４1〜４０４Nの構成デバイスによって各無線受信部４
０４1〜４０４Nの内部にそれぞれ独立した位相／振幅変
動が発生した場合、信号処理部４０５1〜４０５Mにはア
ンテナ素子４０２1〜４０２Nによって受信された各信号
に対して余分な位相／振幅変動が加わった信号が入力す
るので、正確に各信号成分を識別し、理想的な受信指向
性パターンを形成することが出来なくなってしまう。
０４1〜４０４Nの構成デバイスによって各無線受信部４
０４1〜４０４Nの内部にそれぞれ独立した位相／振幅変
動が発生した場合、信号処理部４０５1〜４０５Mにはア
ンテナ素子４０２1〜４０２Nによって受信された各信号
に対して余分な位相／振幅変動が加わった信号が入力す
るので、正確に各信号成分を識別し、理想的な受信指向
性パターンを形成することが出来なくなってしまう。
【００２３】そこで、アンテナ素子４０２1〜４０２Nに
よる受信信号と同一周波数帯域の校正信号を受信信号に
多重し、校正信号処理部４０９において無線受信部４０
４1〜４０４Nの各出力から抽出した校正信号から位相／
振幅変動を検出して位相／振幅補正情報Ｓ４１1〜Ｓ４
１Nを生成し、信号処理部４０５1〜４０５Mで受信指向
性パターンに補正を加える。
よる受信信号と同一周波数帯域の校正信号を受信信号に
多重し、校正信号処理部４０９において無線受信部４０
４1〜４０４Nの各出力から抽出した校正信号から位相／
振幅変動を検出して位相／振幅補正情報Ｓ４１1〜Ｓ４
１Nを生成し、信号処理部４０５1〜４０５Mで受信指向
性パターンに補正を加える。
【００２４】この校正方法によれば、校正信号をアンテ
ナ素子４０２1〜４０２Nで受信した信号に多重している
ので運用中にも校正が可能である。
ナ素子４０２1〜４０２Nで受信した信号に多重している
ので運用中にも校正が可能である。
【００２５】上述したような校正方法を用いた従来のア
レーアンテナ受信装置は、運用中に無線受信部４０４1
〜４０４Nの内部で位相／振幅変動が発生しても、信号
処理部４０５1〜４０５Mに与えられる位相／振幅情報を
補正することが可能である。したがって、図４に示した
従来のアレーアンテナ受信装置は、Ｎ個のアンテナ素子
４０２1〜４０２Nによって受信された各信号に多重され
た校正信号の復調結果から生成した位相／振幅補正情報
Ｓ４１1〜Ｓ４１Nで常時補正しながら、到来方向の異な
る各信号成分を識別し、理想的な受信指向性パターンを
形成することが可能である。
レーアンテナ受信装置は、運用中に無線受信部４０４1
〜４０４Nの内部で位相／振幅変動が発生しても、信号
処理部４０５1〜４０５Mに与えられる位相／振幅情報を
補正することが可能である。したがって、図４に示した
従来のアレーアンテナ受信装置は、Ｎ個のアンテナ素子
４０２1〜４０２Nによって受信された各信号に多重され
た校正信号の復調結果から生成した位相／振幅補正情報
Ｓ４１1〜Ｓ４１Nで常時補正しながら、到来方向の異な
る各信号成分を識別し、理想的な受信指向性パターンを
形成することが可能である。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
アレーアンテナ受信装置の問題点を以下に示す。
アレーアンテナ受信装置の問題点を以下に示す。
【００２７】図７は、任意の校正信号を復調したシンボ
ル点Ｓn（Ｉn，Ｑn）（１≦ｎ≦Ｎ）の様子を示す図で
あり、図８はシンボル点Ｓn付近の拡大図である。シン
ボル点Ｓnは校正信号のＳＩＲ値が無限大の理想的な場
合のシンボル点であり、その振幅をＲnとする。
ル点Ｓn（Ｉn，Ｑn）（１≦ｎ≦Ｎ）の様子を示す図で
あり、図８はシンボル点Ｓn付近の拡大図である。シン
ボル点Ｓnは校正信号のＳＩＲ値が無限大の理想的な場
合のシンボル点であり、その振幅をＲnとする。
【００２８】現実には校正信号以外に干渉成分がありＳ
ＩＲ値は無限大にならないので、実際に復調されるシン
ボル点は、所定の範囲の中のいずれかの位置にある。そ
の所定の範囲は、干渉成分が小さくＳＩＲ値が大きい場
合に半径ｄ1の円Ｃ１内となり、干渉成分が大きくＳＩ
Ｒ値が小さい場合に半径ｄ2の円Ｃ２内となる。半径は
ｄ１＜ｄ２である。したがって、ＳＩＲ値が小さい程、
実際に復調されるシンボル点の誤差が大きくなる。
ＩＲ値は無限大にならないので、実際に復調されるシン
ボル点は、所定の範囲の中のいずれかの位置にある。そ
の所定の範囲は、干渉成分が小さくＳＩＲ値が大きい場
合に半径ｄ1の円Ｃ１内となり、干渉成分が大きくＳＩ
Ｒ値が小さい場合に半径ｄ2の円Ｃ２内となる。半径は
ｄ１＜ｄ２である。したがって、ＳＩＲ値が小さい程、
実際に復調されるシンボル点の誤差が大きくなる。
【００２９】復調によって得られるシンボル点の範囲が
半径ｄ2の場合、その位相誤差の大きさは図７に示すよ
うに最大θである。したがって、復調によって得られる
シンボル点の位相の最大値はθn#max＝θn−θで最小値
はθn#min=θn−θとなる。また、振幅誤差は最大ｄ2で
ある。したがって、復調によって得られるシンボル点の
振幅は最大値がＲn#max＝Ｒn＋ｄ2で最小値がＲn#min＝
Ｒn−ｄ2となる。
半径ｄ2の場合、その位相誤差の大きさは図７に示すよ
うに最大θである。したがって、復調によって得られる
シンボル点の位相の最大値はθn#max＝θn−θで最小値
はθn#min=θn−θとなる。また、振幅誤差は最大ｄ2で
ある。したがって、復調によって得られるシンボル点の
振幅は最大値がＲn#max＝Ｒn＋ｄ2で最小値がＲn#min＝
Ｒn−ｄ2となる。
【００３０】ここで、説明を簡単にするために、シンボ
ル点Ｓ1が常に基準シンボル点である場合について考察
する。
ル点Ｓ1が常に基準シンボル点である場合について考察
する。
【００３１】図９は、基準シンボル点Ｓ1の位相誤差が
最大（−θ）で振幅誤差がゼロのときの他シンボル点の
相対位置を示す図である。図１０は、図９において、基
準シンボル点Ｓ1の振幅誤差が最大（−ｄ2）のときの他
シンボル点の相対的な振幅の大きさを示す図である。図
９および図１０において、基準シンボル点Ｓ1のＳＩＲ
値に対するシンボル点Ｓ2，Ｓ3のＳＩＲ値は十分に大き
いものとする。
最大（−θ）で振幅誤差がゼロのときの他シンボル点の
相対位置を示す図である。図１０は、図９において、基
準シンボル点Ｓ1の振幅誤差が最大（−ｄ2）のときの他
シンボル点の相対的な振幅の大きさを示す図である。図
９および図１０において、基準シンボル点Ｓ1のＳＩＲ
値に対するシンボル点Ｓ2，Ｓ3のＳＩＲ値は十分に大き
いものとする。
【００３２】図９を参照すると、基準シンボル点Ｓ1に
位相誤差−θがあると、基準シンボル点Ｓ1に対して正
規化した各シンボル点Ｓ１″，Ｓ２″，Ｓ３″に位相オ
フセットが生じることが分かる。図１０を参照すると、
基準シンボル点Ｓ1の振幅誤差があると、基準シンボル
点Ｓ1に対して正規化した各シンボル点Ｓ１'''，Ｓ
２'''，Ｓ３'''の振幅に誤差が生じることが分かる。
位相誤差−θがあると、基準シンボル点Ｓ1に対して正
規化した各シンボル点Ｓ１″，Ｓ２″，Ｓ３″に位相オ
フセットが生じることが分かる。図１０を参照すると、
基準シンボル点Ｓ1の振幅誤差があると、基準シンボル
点Ｓ1に対して正規化した各シンボル点Ｓ１'''，Ｓ
２'''，Ｓ３'''の振幅に誤差が生じることが分かる。
【００３３】上記のように、基準シンボル点が誤差を含
む場合、他の全てのブランチの出力から抽出された校正
信号が復調されたシンボル点に対して大きな誤差を与え
てしまう。
む場合、他の全てのブランチの出力から抽出された校正
信号が復調されたシンボル点に対して大きな誤差を与え
てしまう。
【００３４】従来のアレーアンテナ受信装置では、基準
ブランチとして特定の無線受信部を固定的に選択するた
め、基準ブランチの出力から抽出された校正信号を復調
した基準シンボル点のＳＩＲ値が小さい場合、他ブラン
チの出力から抽出された校正信号を復調したシンボル点
との位相差および振幅比に誤差を生じてしまい、校正の
精度が低下してしまう。
ブランチとして特定の無線受信部を固定的に選択するた
め、基準ブランチの出力から抽出された校正信号を復調
した基準シンボル点のＳＩＲ値が小さい場合、他ブラン
チの出力から抽出された校正信号を復調したシンボル点
との位相差および振幅比に誤差を生じてしまい、校正の
精度が低下してしまう。
【００３５】また、基準ブランチとして固定的に設定さ
れた特定の無線受信部が故障等の不具合が生じた場合、
アレーアンテナ受信装置の校正の精度が極端に悪化して
しまう。
れた特定の無線受信部が故障等の不具合が生じた場合、
アレーアンテナ受信装置の校正の精度が極端に悪化して
しまう。
【００３６】本発明の目的は、校正の精度が高く、特定
の無線受信部の故障時にも正常に校正することができる
アレーアンテナ受信装置を提供することである。
の無線受信部の故障時にも正常に校正することができる
アレーアンテナ受信装置を提供することである。
【００３７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のアレーアンテナ校正方法は、受信指向性パ
ターンを形成するための複数のアンテナ素子からなるア
レーアンテナと、前記アンテナ素子に対応して設けられ
た無線受信部を有するアレーアンテナ受信装置における
アレーアンテナ校正方法であって、所定のシンボルパタ
ーンの校正信号を前記無線受信部に供給するステップ
と、前記無線受信部の出力から、該無線受信部を通過し
た前記校正信号を抽出するステップと、前記無線受信部
を通過した前記校正信号から、受信品質が最も良好な前
記無線受信部を求め、該無線受信部を基準ブランチとし
て選択するステップと、他の前記無線受信部を通過した
前記校正信号の、前記基準ブランチを通過した校正信号
との位相差および振幅比の少なくとも一方によって前記
受信指向性パターンを補正するステップを有している。
に、本発明のアレーアンテナ校正方法は、受信指向性パ
ターンを形成するための複数のアンテナ素子からなるア
レーアンテナと、前記アンテナ素子に対応して設けられ
た無線受信部を有するアレーアンテナ受信装置における
アレーアンテナ校正方法であって、所定のシンボルパタ
ーンの校正信号を前記無線受信部に供給するステップ
と、前記無線受信部の出力から、該無線受信部を通過し
た前記校正信号を抽出するステップと、前記無線受信部
を通過した前記校正信号から、受信品質が最も良好な前
記無線受信部を求め、該無線受信部を基準ブランチとし
て選択するステップと、他の前記無線受信部を通過した
前記校正信号の、前記基準ブランチを通過した校正信号
との位相差および振幅比の少なくとも一方によって前記
受信指向性パターンを補正するステップを有している。
【００３８】したがって、受信品質の最も良好な無線受
信部を基準として、他の無線受信部の位相差および振幅
比を求めるので、基準ブランチの誤差を最小に抑えて他
の無線受信部を校正することができる。
信部を基準として、他の無線受信部の位相差および振幅
比を求めるので、基準ブランチの誤差を最小に抑えて他
の無線受信部を校正することができる。
【００３９】また、受信品質の最も良好な無線受信部を
基準として選択するので、基準ブランチに不具合のある
無線受信部が選択されることがなくなる。
基準として選択するので、基準ブランチに不具合のある
無線受信部が選択されることがなくなる。
【００４０】本発明の実施態様によれば、入力信号に多
重することで前記校正信号を前記無線受信部に供給す
る。
重することで前記校正信号を前記無線受信部に供給す
る。
【００４１】したがって、アンテナ素子の受信信号を止
めずに校正を行うことができる。
めずに校正を行うことができる。
【００４２】本発明の実施態様によれば、前記無線受信
部を通過した前記校正信号から推定されるＳＩＲ値によ
って前記受信品質が最も良好な前記無線受信部を求め
る。
部を通過した前記校正信号から推定されるＳＩＲ値によ
って前記受信品質が最も良好な前記無線受信部を求め
る。
【００４３】本発明の実施態様によれば、前記無線受信
部を通過した前記校正信号の誤り率によって前記受信品
質が最も良好な前記無線受信部を求める。
部を通過した前記校正信号の誤り率によって前記受信品
質が最も良好な前記無線受信部を求める。
【００４４】本発明のアレーアンテナ受信装置は、受信
指向性パターンを形成するための複数のアンテナ素子か
らなるアレーアンテナと、前記アンテナ素子に対応して
設けられた無線受信部を有するアレーアンテナ受信装置
において、所定のシンボルパターンの校正信号を前記無
線受信部に供給する校正信号供給部と、前記無線受信部
の出力から、該無線受信部を通過した前記校正信号を抽
出する校正信号抽出部と、前記無線受信部を通過した前
記校正信号から、受信品質が最も良好な前記無線受信部
を求め、該無線受信部を基準ブランチとして選択する受
信品質検出部と、前記無線受信部を通過した前記校正信
号の、前記基準ブランチを通過した校正信号との位相差
および振幅比の少なくとも一方によって前記受信指向性
パターンを補正するための補正情報を生成する校正信号
処理部を有することを特徴としている。
指向性パターンを形成するための複数のアンテナ素子か
らなるアレーアンテナと、前記アンテナ素子に対応して
設けられた無線受信部を有するアレーアンテナ受信装置
において、所定のシンボルパターンの校正信号を前記無
線受信部に供給する校正信号供給部と、前記無線受信部
の出力から、該無線受信部を通過した前記校正信号を抽
出する校正信号抽出部と、前記無線受信部を通過した前
記校正信号から、受信品質が最も良好な前記無線受信部
を求め、該無線受信部を基準ブランチとして選択する受
信品質検出部と、前記無線受信部を通過した前記校正信
号の、前記基準ブランチを通過した校正信号との位相差
および振幅比の少なくとも一方によって前記受信指向性
パターンを補正するための補正情報を生成する校正信号
処理部を有することを特徴としている。
【００４５】本発明の実施態様によれば、前記校正信号
供給部は前記無線受信部の入力に前記校正信号を多重す
る。
供給部は前記無線受信部の入力に前記校正信号を多重す
る。
【００４６】本発明の実施態様によれば、前記受信品質
検出部は、前記無線受信部を通過した前記校正信号から
推定されるＳＩＲ値によって前記受信品質が最も良好な
前記無線受信部を求める。
検出部は、前記無線受信部を通過した前記校正信号から
推定されるＳＩＲ値によって前記受信品質が最も良好な
前記無線受信部を求める。
【００４７】本発明の実施態様によれば、前記受信品質
検出部は、前記無線受信部を通過した前記校正信号の誤
り率によって前記受信品質が最も良好な前記無線受信部
を求める。
検出部は、前記無線受信部を通過した前記校正信号の誤
り率によって前記受信品質が最も良好な前記無線受信部
を求める。
【００４８】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について図
面を参照して詳細に説明する。
面を参照して詳細に説明する。
【００４９】図１は本発明の実施形態の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【００５０】本実施形態のアレーアンテナ受信装置は、
アレーアンテナ１０１、多重回路１０３1〜１０３N、無
線受信部１０４1〜１０４N、信号処理部１０５1〜１０
５M、校正用信号発生器１０６、校正用無線送信部１０
７、電力レベル可変回路１０８、校正信号処理部１０
９、校正信号抽出部１１０およびＳＩＲ検出部１１１で
構成されている。本アレーアンテナ受信装置は、アレー
アンテナ１０１がＮ個のアンテナ素子１０２1〜１０２N
で構成されており、またユーザ数Ｍの信号を復調可能で
ある。
アレーアンテナ１０１、多重回路１０３1〜１０３N、無
線受信部１０４1〜１０４N、信号処理部１０５1〜１０
５M、校正用信号発生器１０６、校正用無線送信部１０
７、電力レベル可変回路１０８、校正信号処理部１０
９、校正信号抽出部１１０およびＳＩＲ検出部１１１で
構成されている。本アレーアンテナ受信装置は、アレー
アンテナ１０１がＮ個のアンテナ素子１０２1〜１０２N
で構成されており、またユーザ数Ｍの信号を復調可能で
ある。
【００５１】アンテナ素子１０２1〜１０２Nは互いに受
信信号の相関性が高くなるように近接して配置されてい
る。
信信号の相関性が高くなるように近接して配置されてい
る。
【００５２】多重回路１０３1〜１０３Nは、それぞれが
対応するアンテナ素子１０２1〜１０２Nに接続されてお
り、電力レベル可変回路１０８から出力される校正信号
と、それぞれが対応するアンテナ素子１０２1〜１０２N
の出力とを無線帯域で多重して無線受信部１０４1〜１
０４Nへそれぞれ出力する。多重方法に特に制限はな
く、代表的なものとして符号分割多重の例を示すが時分
割多重や周波数分割多重を用いてもよい。
対応するアンテナ素子１０２1〜１０２Nに接続されてお
り、電力レベル可変回路１０８から出力される校正信号
と、それぞれが対応するアンテナ素子１０２1〜１０２N
の出力とを無線帯域で多重して無線受信部１０４1〜１
０４Nへそれぞれ出力する。多重方法に特に制限はな
く、代表的なものとして符号分割多重の例を示すが時分
割多重や周波数分割多重を用いてもよい。
【００５３】無線受信部１０４1〜１０４Nは、それぞれ
がローノイズアンプ、帯域制限フィルタ、ミキサ、局部
発信器、総受信電力検出部、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉ
ｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、直交検波器、低域通過フィ
ルタ、アナログ／ディジタル変換器などから構成されて
おり、それぞれに対応する多重回路１０３1〜１０３Nに
接続されている。そして、それぞれ対応するアンテナ素
子１０２1〜１０２ Nを介して無線電波を受信し、ディジ
タル信号に変換して出力する。アンテナ素子１０２Nに
対応する無線受信部１０４Nを例にとると、無線受信部
１０４Nは多重回路１０３Nの出力を入力とし、入力信号
の増幅、無線帯域から基底帯域への周波数変換、直交検
波、アナログ／ディジタル変換などを行い、校正信号抽
出部１１０および信号処理部１０５1〜１０５Mへ出力す
る。無線受信部１０４1〜１０４N-1は無線受信部１０４
Nと同様の構成であり、それぞれ対応する多重回路１０
３1〜１０３N-1の出力を入力としている。
がローノイズアンプ、帯域制限フィルタ、ミキサ、局部
発信器、総受信電力検出部、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉ
ｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、直交検波器、低域通過フィ
ルタ、アナログ／ディジタル変換器などから構成されて
おり、それぞれに対応する多重回路１０３1〜１０３Nに
接続されている。そして、それぞれ対応するアンテナ素
子１０２1〜１０２ Nを介して無線電波を受信し、ディジ
タル信号に変換して出力する。アンテナ素子１０２Nに
対応する無線受信部１０４Nを例にとると、無線受信部
１０４Nは多重回路１０３Nの出力を入力とし、入力信号
の増幅、無線帯域から基底帯域への周波数変換、直交検
波、アナログ／ディジタル変換などを行い、校正信号抽
出部１１０および信号処理部１０５1〜１０５Mへ出力す
る。無線受信部１０４1〜１０４N-1は無線受信部１０４
Nと同様の構成であり、それぞれ対応する多重回路１０
３1〜１０３N-1の出力を入力としている。
【００５４】校正信号抽出部１１０は、全ての無線受信
部１０４1〜１０４Nの出力を入力とし、各無線受信部１
０４1〜１０４Nの出力に多重された校正信号を抽出し、
どのアンテナ無線受信部から出力された校正信号である
かを識別するためのブランチ情報と共にＳＩＲ検出部１
１１および校正信号処理部１０９へ出力する。校正信号
を符号分割多重する例では、構成信号抽出部１１０は校
正信号を抽出するために逆拡散を行う。
部１０４1〜１０４Nの出力を入力とし、各無線受信部１
０４1〜１０４Nの出力に多重された校正信号を抽出し、
どのアンテナ無線受信部から出力された校正信号である
かを識別するためのブランチ情報と共にＳＩＲ検出部１
１１および校正信号処理部１０９へ出力する。校正信号
を符号分割多重する例では、構成信号抽出部１１０は校
正信号を抽出するために逆拡散を行う。
【００５５】ＳＩＲ検出部１１１は、校正信号抽出部１
１０から入力されたブランチ情報および校正信号が復調
された各シンボル点より、各ブランチのＳＩＲ（Ｓｉｇ
ｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉ
ｏ：信号電力対干渉電力比）値を推定する。ここで、全
ブランチのＳＩＲ推定値の中で最もＳＩＲ値が大きいブ
ランチを選択し、そのブランチを基準ブランチ選択信号
Ｓ１０によって校正信号処理部１０９に出力する。すな
わち、ＳＩＲ推定値に基づいて受信品質が最も良好なブ
ランチ（無線受信部）が選択される。
１０から入力されたブランチ情報および校正信号が復調
された各シンボル点より、各ブランチのＳＩＲ（Ｓｉｇ
ｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉ
ｏ：信号電力対干渉電力比）値を推定する。ここで、全
ブランチのＳＩＲ推定値の中で最もＳＩＲ値が大きいブ
ランチを選択し、そのブランチを基準ブランチ選択信号
Ｓ１０によって校正信号処理部１０９に出力する。すな
わち、ＳＩＲ推定値に基づいて受信品質が最も良好なブ
ランチ（無線受信部）が選択される。
【００５６】校正用信号処理部１０９は、校正信号抽出
部１１０の出力とＳＩＲ検出部１１１からの基準ブラン
チ選択信号Ｓ１０を入力とし、ＳＩＲ検出部１１１が判
定した基準ブランチの出力から抽出された校正信号が復
調されたシンボル点を基準シンボル点として、全ブラン
チの出力から抽出された校正信号が復調された各シンボ
ル点の位相／振幅補正情報Ｓ１１1〜Ｓ１１Nを求め、信
号処理部１０５1〜１０５Mへ出力する。
部１１０の出力とＳＩＲ検出部１１１からの基準ブラン
チ選択信号Ｓ１０を入力とし、ＳＩＲ検出部１１１が判
定した基準ブランチの出力から抽出された校正信号が復
調されたシンボル点を基準シンボル点として、全ブラン
チの出力から抽出された校正信号が復調された各シンボ
ル点の位相／振幅補正情報Ｓ１１1〜Ｓ１１Nを求め、信
号処理部１０５1〜１０５Mへ出力する。
【００５７】信号処理部１０５1〜１０５Mは全ての無線
受信部１０４1〜１０４Nの出力と校正用信号処理部１０
９の出力である位相／振幅補正情報Ｓ１１1〜Ｓ１１Nと
を入力とし、位相／振幅補正情報Ｓ１１1〜Ｓ１１Nを用
いて補正しながら、各ユーザ毎にユーザ信号到来方向に
対しては受信利得を大きくし、他ユーザからの干渉や遅
延波による干渉に対しては受信利得を小さくする受信指
向性パターン（以下、最適受信指向性パターンと称す）
を形成し、その受信指向性パターンによって無線受信部
１０４1〜１０４Nの出力を合成して希望の復調信号を得
る。
受信部１０４1〜１０４Nの出力と校正用信号処理部１０
９の出力である位相／振幅補正情報Ｓ１１1〜Ｓ１１Nと
を入力とし、位相／振幅補正情報Ｓ１１1〜Ｓ１１Nを用
いて補正しながら、各ユーザ毎にユーザ信号到来方向に
対しては受信利得を大きくし、他ユーザからの干渉や遅
延波による干渉に対しては受信利得を小さくする受信指
向性パターン（以下、最適受信指向性パターンと称す）
を形成し、その受信指向性パターンによって無線受信部
１０４1〜１０４Nの出力を合成して希望の復調信号を得
る。
【００５８】校正用信号発生器１０６は、基底帯域で校
正信号Ｓ１３を生成し、校正用無線送信部１０７へ出力
する。校正用信号発生器１０６は、変更可能に設定され
た値により、任意のシンボルパターンを校正信号Ｓ１３
として発生させることができる。
正信号Ｓ１３を生成し、校正用無線送信部１０７へ出力
する。校正用信号発生器１０６は、変更可能に設定され
た値により、任意のシンボルパターンを校正信号Ｓ１３
として発生させることができる。
【００５９】校正用無線送信部１０７は、校正用信号発
生器１０６の出力である基底帯域の校正信号Ｓ１４を入
力とし、ディジタル／アナログ変換、基底帯域から無線
帯域への周波数変換などを行い、無線帯域の校正信号Ｓ
１４として電力レベル可変回路１０８へ出力する。
生器１０６の出力である基底帯域の校正信号Ｓ１４を入
力とし、ディジタル／アナログ変換、基底帯域から無線
帯域への周波数変換などを行い、無線帯域の校正信号Ｓ
１４として電力レベル可変回路１０８へ出力する。
【００６０】電力レベル可変回路１０８は、校正用無線
送信部１０７の出力であるアンテナ素子１０２1〜１０
２Nによる受信信号と同一周波数帯域の校正信号Ｓ１４
を入力とし、任意の電力レベルにレベル変換して校正信
号Ｓ１５として多重回路１０３ 1〜１０３Nへ出力する。
送信部１０７の出力であるアンテナ素子１０２1〜１０
２Nによる受信信号と同一周波数帯域の校正信号Ｓ１４
を入力とし、任意の電力レベルにレベル変換して校正信
号Ｓ１５として多重回路１０３ 1〜１０３Nへ出力する。
【００６１】したがって、校正信号発生部１０６、校正
信号無線送出部１０７、電力レベル可変回路１０８およ
び多重回路１０３1〜１０３Nによって無線受信回路１０
４1〜１０４Nに校正信号を供給している。
信号無線送出部１０７、電力レベル可変回路１０８およ
び多重回路１０３1〜１０３Nによって無線受信回路１０
４1〜１０４Nに校正信号を供給している。
【００６２】本実施形態の動作について説明する。
【００６３】アンテナ素子１０２1〜１０２Nは希望信号
と複数の干渉信号とが多重された信号をそれぞれ受信し
ているが、アンテナ素子数が多くなると距離の離れた
（隣り合っていない）位置にあるアンテナ素子間の相関
が低くなり、各アンテナ素子１０２1〜１０２Nで受信さ
れる多重信号の電力は大きなばらつきを持つことにな
る。すなわち、アレーアンテナ受信装置の各アンテナ素
子１０２1〜１０２Nには異なる電力が入力されている。
と複数の干渉信号とが多重された信号をそれぞれ受信し
ているが、アンテナ素子数が多くなると距離の離れた
（隣り合っていない）位置にあるアンテナ素子間の相関
が低くなり、各アンテナ素子１０２1〜１０２Nで受信さ
れる多重信号の電力は大きなばらつきを持つことにな
る。すなわち、アレーアンテナ受信装置の各アンテナ素
子１０２1〜１０２Nには異なる電力が入力されている。
【００６４】校正用信号発生器１０６で生成された基底
帯域の校正信号Ｓ１３は、校正用無線送信部１０７によ
り周波数変換および増幅されて校正信号Ｓ１４となり、
さらに電力レベル可変回路１０８により任意の電力レベ
ルの既知の校正信号Ｓ１５として全ての多重回路１０３
1〜１０３Nに出力される。多重回路１０３1〜１０３
Nは、電力レベル可変回路１０８から出力される校正信
号Ｓ１５を各アンテナ素子１０２1〜１０２Nの出力へ多
重して無線受信部１０４1〜１０４Nへそれぞれ出力す
る。多重回路１０３1〜１０３Nの出力は、校正信号Ｓ１
５、希望（ユーザ）信号、干渉（他ユーザ）信号および
熱雑音が多重された信号である。
帯域の校正信号Ｓ１３は、校正用無線送信部１０７によ
り周波数変換および増幅されて校正信号Ｓ１４となり、
さらに電力レベル可変回路１０８により任意の電力レベ
ルの既知の校正信号Ｓ１５として全ての多重回路１０３
1〜１０３Nに出力される。多重回路１０３1〜１０３
Nは、電力レベル可変回路１０８から出力される校正信
号Ｓ１５を各アンテナ素子１０２1〜１０２Nの出力へ多
重して無線受信部１０４1〜１０４Nへそれぞれ出力す
る。多重回路１０３1〜１０３Nの出力は、校正信号Ｓ１
５、希望（ユーザ）信号、干渉（他ユーザ）信号および
熱雑音が多重された信号である。
【００６５】校正信号および熱雑音の電力レベルは各多
重回路１０３1〜１０３Nで同一と考えることができる。
したがって、各無線受信部１０４1〜１０４N間の受信電
力の差はそのまま各アンテナ素子１０２1〜１０２Nから
入力される（希望信号＋干渉信号）の電力差である。校
正信号に着目すれば、他の信号は校正信号に対する干渉
波となるので、この電力差を校正信号に対する干渉波の
電力差とみなすことが出来る。
重回路１０３1〜１０３Nで同一と考えることができる。
したがって、各無線受信部１０４1〜１０４N間の受信電
力の差はそのまま各アンテナ素子１０２1〜１０２Nから
入力される（希望信号＋干渉信号）の電力差である。校
正信号に着目すれば、他の信号は校正信号に対する干渉
波となるので、この電力差を校正信号に対する干渉波の
電力差とみなすことが出来る。
【００６６】無線受信部１０４1〜１０４Nは、それぞれ
に対応する多重回路１０３1〜１０３Nの出力に対して増
幅、無線帯域から基底帯域への周波数変換、直交検波、
アナログ／ディジタル変換などを行い、校正信号抽出部
１１０および全ての信号処理部１０５1〜１０５Mへ出力
する。校正信号抽出部１１０は、全ての無線受信部１０
４1〜１０４N出力から校正信号を抽出し、ブランチ情報
とともにＳＩＲ検出部１１１および校正信号処理部１０
９へ出力する。
に対応する多重回路１０３1〜１０３Nの出力に対して増
幅、無線帯域から基底帯域への周波数変換、直交検波、
アナログ／ディジタル変換などを行い、校正信号抽出部
１１０および全ての信号処理部１０５1〜１０５Mへ出力
する。校正信号抽出部１１０は、全ての無線受信部１０
４1〜１０４N出力から校正信号を抽出し、ブランチ情報
とともにＳＩＲ検出部１１１および校正信号処理部１０
９へ出力する。
【００６７】ＳＩＲ検出部１１１は、全ての無線受信部
１０４1〜１０４Nの出力から抽出された校正信号が復調
された各シンボル点Ｓ1〜ＳNよりＳＩＲ値を推定し、各
ブランチのＳＩＲ推定値を求める。そして、各ブランチ
のＳＩＲ推定値を比較して、ＳＩＲ値が最も大きいブラ
ンチを基準ブランチ選択信号Ｓ１０によって校正信号処
理部１０９に出力する。
１０４1〜１０４Nの出力から抽出された校正信号が復調
された各シンボル点Ｓ1〜ＳNよりＳＩＲ値を推定し、各
ブランチのＳＩＲ推定値を求める。そして、各ブランチ
のＳＩＲ推定値を比較して、ＳＩＲ値が最も大きいブラ
ンチを基準ブランチ選択信号Ｓ１０によって校正信号処
理部１０９に出力する。
【００６８】図３はブランチ数が３の場合の各ブランチ
のＳＩＲ推定値と基準ブランチの変化の様子を示す図で
ある。各ブランチから出力されるシンボル点のＳＩＲ推
定値はタイムスロットが変わる毎に算出され、各タイム
スロットではＳＩＲ値が最大のブランチが基準ブランチ
として選択される。図３の例では、タイムスロットＴＳ
１〜ＴＳ３ではブランチＢ１（無線受信部１０４1）、
タイムスロットＴＳ４ではブランチＢ２（無線受信部１
０４2）、スロットＴＳ５ではブランチＢ３（無線受信
部１０４3）が基準ブランチとして選択されている。
のＳＩＲ推定値と基準ブランチの変化の様子を示す図で
ある。各ブランチから出力されるシンボル点のＳＩＲ推
定値はタイムスロットが変わる毎に算出され、各タイム
スロットではＳＩＲ値が最大のブランチが基準ブランチ
として選択される。図３の例では、タイムスロットＴＳ
１〜ＴＳ３ではブランチＢ１（無線受信部１０４1）、
タイムスロットＴＳ４ではブランチＢ２（無線受信部１
０４2）、スロットＴＳ５ではブランチＢ３（無線受信
部１０４3）が基準ブランチとして選択されている。
【００６９】基準ブランチ選択信号Ｓ１０は校正信号処
理部１０９に出力される。校正信号処理部１０９は、基
準ブランチとして選択された無線受信部の出力から抽出
された校正信号が復調されたシンボル点を基準シンボル
点として位相／振幅補正情報Ｓ１１1〜Ｓ１１Nを生成す
る。これにより、全てのブランチから出力されたシンボ
ル点に対する位相オフセットが最小となり、基準シンボ
ル点と他シンボル点との振幅比の誤差が最小となる。そ
して、校正信号処理部１０９は位相／振幅補正情報Ｓ１
１1〜Ｓ１１Nを全ての信号処理部１０５1〜１０５Mへ出
力する。
理部１０９に出力される。校正信号処理部１０９は、基
準ブランチとして選択された無線受信部の出力から抽出
された校正信号が復調されたシンボル点を基準シンボル
点として位相／振幅補正情報Ｓ１１1〜Ｓ１１Nを生成す
る。これにより、全てのブランチから出力されたシンボ
ル点に対する位相オフセットが最小となり、基準シンボ
ル点と他シンボル点との振幅比の誤差が最小となる。そ
して、校正信号処理部１０９は位相／振幅補正情報Ｓ１
１1〜Ｓ１１Nを全ての信号処理部１０５1〜１０５Mへ出
力する。
【００７０】信号処理部１０５1〜１０５Mは、位相／振
幅補正情報Ｓ１１1〜Ｓ１１Nを用いて補正しながら最適
受信指向性パターンを形成し、その受信指向性パターン
によって無線受信部１０４1〜１０４Nの出力を合成して
希望の復調信号Ｓ１２1〜Ｓ１２Mをそれぞれ得る。
幅補正情報Ｓ１１1〜Ｓ１１Nを用いて補正しながら最適
受信指向性パターンを形成し、その受信指向性パターン
によって無線受信部１０４1〜１０４Nの出力を合成して
希望の復調信号Ｓ１２1〜Ｓ１２Mをそれぞれ得る。
【００７１】したがって、本実施形態によれば、タイム
スロット毎に最もＳＩＲ推定値の大きい無線受信部を基
準ブランチとして選択して、基準シンボル点と他シンボ
ル点との位相差および振幅比を計算するので、常に誤差
を最小に抑え、精度の高い校正を行うことができる。ま
た、ＳＩＲ推定値が小さい無線受信部を基準ブランチと
して選択しないので、故障した無線受信部を基準ブラン
チとして選択してしまうことがなく、基準ブランチの故
障に対する冗長構成を提供することができ、装置の信頼
性が向上する。
スロット毎に最もＳＩＲ推定値の大きい無線受信部を基
準ブランチとして選択して、基準シンボル点と他シンボ
ル点との位相差および振幅比を計算するので、常に誤差
を最小に抑え、精度の高い校正を行うことができる。ま
た、ＳＩＲ推定値が小さい無線受信部を基準ブランチと
して選択しないので、故障した無線受信部を基準ブラン
チとして選択してしまうことがなく、基準ブランチの故
障に対する冗長構成を提供することができ、装置の信頼
性が向上する。
【００７２】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。
する。
【００７３】図２は、本発明の他の実施形態のアレーア
ンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。図１の
アレーアンテナ受信装置はＳＩＲ値により受信品質が最
も良好な無線受信部を選択するものであったが、図２の
アレーアンテナ受信装置はビット誤り率によって受信品
質が最も良好な無線受信部を選択するものである。
ンテナ受信装置の構成を示すブロック図である。図１の
アレーアンテナ受信装置はＳＩＲ値により受信品質が最
も良好な無線受信部を選択するものであったが、図２の
アレーアンテナ受信装置はビット誤り率によって受信品
質が最も良好な無線受信部を選択するものである。
【００７４】図２のアレーアンテナ受信装置は、アレー
アンテナ２０１、多重回路２０３1〜２０３N、無線受信
部２０４1〜２０４N、信号処理部２０５1〜２０５M、校
正用信号発生器２０６、校正用無線送信部２０７、電力
レベル可変回路２０８、校正信号処理部２０９、校正信
号抽出部２１０および誤り率検出部２１１で構成されて
いる。
アンテナ２０１、多重回路２０３1〜２０３N、無線受信
部２０４1〜２０４N、信号処理部２０５1〜２０５M、校
正用信号発生器２０６、校正用無線送信部２０７、電力
レベル可変回路２０８、校正信号処理部２０９、校正信
号抽出部２１０および誤り率検出部２１１で構成されて
いる。
【００７５】図２におけるアレーアンテナ２０１、多重
回路２０３1〜２０３N、無線受信部２０４1〜２０４N、
信号処理部２０５1〜２０５M、校正用無線送信部２０
７、電力レベル可変回路２０８、校正信号処理部２０９
および校正信号抽出部２１０は、図１のアレーアンテナ
１０１、多重回路１０３1〜１０３N、無線受信部１０４
1〜１０４N、信号処理部１０５1〜１０５M、校正用無線
送信部１０７、電力レベル可変回路１０８、校正信号処
理部１０９および校正信号抽出部１１０とそれぞれ同じ
ものである。
回路２０３1〜２０３N、無線受信部２０４1〜２０４N、
信号処理部２０５1〜２０５M、校正用無線送信部２０
７、電力レベル可変回路２０８、校正信号処理部２０９
および校正信号抽出部２１０は、図１のアレーアンテナ
１０１、多重回路１０３1〜１０３N、無線受信部１０４
1〜１０４N、信号処理部１０５1〜１０５M、校正用無線
送信部１０７、電力レベル可変回路１０８、校正信号処
理部１０９および校正信号抽出部１１０とそれぞれ同じ
ものである。
【００７６】校正用信号発生器２０６は、図１の校正用
信号発生器１０６と同様に任意のシンボルパターンを発
生させるが、それとともに、発生させるシンボルパター
ンとその送出タイミングを誤り率検出部２１１へ通知す
る。
信号発生器１０６と同様に任意のシンボルパターンを発
生させるが、それとともに、発生させるシンボルパター
ンとその送出タイミングを誤り率検出部２１１へ通知す
る。
【００７７】誤り率検出部２１１は、校正信号抽出部で
抽出された各ブランチの校正信号と校正用信号発生器２
０６から通知されたシンボルパターンを、同じく校正用
信号発生器２０６から通知された送出タイミングに基づ
いて比較し、各ブランチ毎にビット誤り率（ＢＥＲ：Ｂ
ｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を求める。そして、最も
ビット誤り率の小さいブランチを基準ブランチとして選
択し、基準ブランチ選択信号として校正信号処理部２０
９へ出力する。
抽出された各ブランチの校正信号と校正用信号発生器２
０６から通知されたシンボルパターンを、同じく校正用
信号発生器２０６から通知された送出タイミングに基づ
いて比較し、各ブランチ毎にビット誤り率（ＢＥＲ：Ｂ
ｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を求める。そして、最も
ビット誤り率の小さいブランチを基準ブランチとして選
択し、基準ブランチ選択信号として校正信号処理部２０
９へ出力する。
【００７８】したがって、図２のアレーアンテナ受信装
置によって、図１のアレーアンテナ受信装置と同様の効
果を得ることができる。
置によって、図１のアレーアンテナ受信装置と同様の効
果を得ることができる。
【００７９】
【発明の効果】本発明によれば、受信品質の最も良好な
無線受信部を基準として、他の無線受信部の位相差およ
び振幅比を求めるので、基準ブランチの誤差を最小に抑
えて他の無線受信部を校正することができ、常に精度の
高い校正を行うことができる。
無線受信部を基準として、他の無線受信部の位相差およ
び振幅比を求めるので、基準ブランチの誤差を最小に抑
えて他の無線受信部を校正することができ、常に精度の
高い校正を行うことができる。
【００８０】また、受信品質の最も良好な無線受信部を
基準として選択するので、基準ブランチに不具合のある
無線受信部が選択されることがなく、基準ブランチの故
障に対する冗長構成を提供することができ、装置の信頼
性が向上する。
基準として選択するので、基準ブランチに不具合のある
無線受信部が選択されることがなく、基準ブランチの故
障に対する冗長構成を提供することができ、装置の信頼
性が向上する。
【００８１】また、アンテナ素子の受信信号を止めずに
校正を行うことができる。
校正を行うことができる。
【図１】本発明の一実施形態のアレーアンテナ受信装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態のアレーアンテナ受信装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図３】ブランチ数が３の場合の各ブランチのＳＩＲ推
定値と基準ブランチの変化の様子を示す図である。
定値と基準ブランチの変化の様子を示す図である。
【図４】従来のアレーアンテナ受信装置の一構成例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図５】校正信号を復調したシンボル点を示す図であ
る。
る。
【図６】図５のシンボル点を正規化したシンボル点を示
す図である。
す図である。
【図７】任意の校正信号を復調したシンボル点Ｓ
n（Ｉn，Ｑn）の様子を示す図である。
n（Ｉn，Ｑn）の様子を示す図である。
【図８】図７におけるシンボル点Ｓn付近の拡大図であ
る。
る。
【図９】基準シンボル点Ｓ1の位相誤差が最大で振幅誤
差がゼロのときの他シンボル点の相対位置を示す図であ
る。
差がゼロのときの他シンボル点の相対位置を示す図であ
る。
【図１０】図９において、基準シンボル点Ｓ1の振幅誤
差が最大のときの他シンボル点の相対的な振幅の大きさ
を示す図である。
差が最大のときの他シンボル点の相対的な振幅の大きさ
を示す図である。
１０１ アレーアンテナ １０２1〜１０２N アンテナ素子 １０３1〜１０３N 多重回路 １０４1〜１０４N 無線受信部 １０５1〜１０５N 信号処理部 １０６ 校正用信号発生器 １０７ 校正用無線送信部 １０８ 電力レベル可変回路 １０９ 校正信号処理部 １１０ 校正信号抽出部 １１１ ＳＩＲ検出部 ２０１ アレーアンテナ ２０２1〜２０２N アンテナ素子 ２０３1〜２０３N 多重回路 ２０４1〜２０４N 無線受信部 ２０５1〜２０５N 信号処理部 ２０６ 校正用信号発生器 ２０７ 校正用無線送信部 ２０８ 電力レベル可変回路 ２０９ 校正信号処理部 ２１０ 校正信号抽出部 ２１１ 誤り検出部 Ｓ１０ 基準ブランチ選択信号 Ｓ１１1〜Ｓ１１N 位相／振幅補正情報 Ｓ１２1〜Ｓ１２M 復調信号 Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５ 校正信号 ＴＳ１〜ＴＳ５ タイムスロット
Claims (8)
- 【請求項１】 受信指向性パターンを形成するための複
数のアンテナ素子からなるアレーアンテナと、前記アン
テナ素子に対応して設けられた無線受信部を有するアレ
ーアンテナ受信装置におけるアレーアンテナ校正方法で
あって、 所定のシンボルパターンの校正信号を前記無線受信部に
供給するステップと、 前記無線受信部の出力から、該無線受信部を通過した前
記校正信号を抽出するステップと、 前記無線受信部を通過した前記校正信号から、受信品質
が最も良好な前記無線受信部を求め、該無線受信部を基
準ブランチとして選択するステップと、 他の前記無線受信部を通過した前記校正信号の、前記基
準ブランチを通過した校正信号との位相差および振幅比
の少なくとも一方によって前記受信指向性パターンを補
正するステップを有するアレーアンテナ校正方法。 - 【請求項２】 入力信号に多重することで前記校正信号
を前記無線受信部に供給する、請求項１記載のアレーア
ンテナ校正方法。 - 【請求項３】 前記無線受信部を通過した前記校正信号
から推定されるＳＩＲ値によって前記受信品質が最も良
好な前記無線受信部を求める、請求項１または２記載の
アレーアンテナ校正方法。 - 【請求項４】 前記無線受信部を通過した前記校正信号
の誤り率によって前記受信品質が最も良好な前記無線受
信部を求める、請求項１または２記載のアレーアンテナ
校正方法。 - 【請求項５】 受信指向性パターンを形成するための複
数のアンテナ素子からなるアレーアンテナと、前記アン
テナ素子に対応して設けられた無線受信部を有するアレ
ーアンテナ受信装置において、 所定のシンボルパターンの校正信号を前記無線受信部に
供給する校正信号供給部と、 前記無線受信部の出力から、該無線受信部を通過した前
記校正信号を抽出する校正信号抽出部と、 前記無線受信部を通過した前記校正信号から、受信品質
が最も良好な前記無線受信部を求め、該無線受信部を基
準ブランチとして選択する受信品質検出部と、 前記無線受信部を通過した前記校正信号の、前記基準ブ
ランチを通過した校正信号との位相差および振幅比の少
なくとも一方によって前記受信指向性パターンを補正す
るための補正情報を生成する校正信号処理部を有するこ
とを特徴とするアレーアンテナ受信装置。 - 【請求項６】 前記校正信号供給部は前記無線受信部の
入力に前記校正信号を多重する、請求項５記載のアレー
アンテナ受信装置。 - 【請求項７】 前記受信品質検出部は、前記無線受信部
を通過した前記校正信号から推定されるＳＩＲ値によっ
て前記受信品質が最も良好な前記無線受信部を求める、
請求項５または６記載のアレーアンテナ受信装置。 - 【請求項８】 前記受信品質検出部は、前記無線受信部
を通過した前記校正信号の誤り率によって前記受信品質
が最も良好な前記無線受信部を求める、請求項５または
６記載のアレーアンテナ受信装置。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP2000328846A JP3360731B2 (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | アレーアンテナ校正方法およびアレーアンテナ受信装置 |
| US10/415,375 US20040070533A1 (en) | 2000-10-27 | 2001-10-26 | Array antenna receiving apparatus and method for calibrating the same |
| PCT/JP2001/009450 WO2002035648A1 (fr) | 2000-10-27 | 2001-10-26 | Récepteur à antenne en réseau et procédé d'étalonnage |
| EP01978929A EP1335450B1 (en) | 2000-10-27 | 2001-10-26 | Array antenna receiving apparatus and method for calibrating the same |
| CNB018180876A CN1244992C (zh) | 2000-10-27 | 2001-10-26 | 阵列天线接收装置及其校正方法 |
| KR1020037005895A KR100562445B1 (ko) | 2000-10-27 | 2001-10-26 | 어레이 안테나 수신 장치 및 그 교정 방법 |
| HK04103288A HK1060444A1 (en) | 2000-10-27 | 2004-05-11 | Array antenna receiving apparatus and method for calibrating the same |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002135034A true JP2002135034A (ja) | 2002-05-10 |
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|---|---|---|---|
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| HK (1) | HK1060444A1 (ja) |
| WO (1) | WO2002035648A1 (ja) |
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