JP2002368664A - Communication system and transmission array antenna calibration method therefor - Google Patents
Communication system and transmission array antenna calibration method thereforInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信システ
ム等で無線通信局の送信アンテナにフェーズドアレーア
ンテナを用いる通信装置およびその送信アレーアンテナ
校正方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a communication apparatus using a phased array antenna as a transmission antenna of a radio communication station in a mobile communication system or the like, and a method for calibrating the transmission array antenna.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６は従来の送信アンテナにフェーズド
アレーアンテナを用いた通信装置の構成を示したブロッ
ク図である。図において、１はＭ個の素子アンテナから
なる送信アレーアンテナを有する通信局、２は通信局１
の送信対象である通信局である。通信局１の構成要素と
して、３−１〜３−Ｍは荷重、４−１〜４−ＭはＤ／Ａ
変換器、５−１〜５−Ｍは送信機、６−１〜６−Ｍは送
信アレーアンテナをなす素子アンテナ、７は校正用参照
信号メモリ、８は通信局１の受信アンテナ、９は受信
機、１０はＡ／Ｄ変換器、１１は制御手段である。ま
た、通信局２の構成要素として、１２は通信局２のアン
テナ、１３はデュープレクサ、１４は受信機、１５は荷
重計算手段、１６は校正用参照信号メモリ、１７は送信
機である。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional communication apparatus using a phased array antenna as a transmission antenna. In the figure, 1 is a communication station having a transmission array antenna composed of M element antennas, and 2 is a communication station 1
Is a communication station to be transmitted. As components of the communication station 1, 3-1 to 3-M are loads, and 4-1 to 4-M are D / A.
Converters, 5-1 to 5-M are transmitters, 6-1 to 6-M are element antennas forming a transmission array antenna, 7 is a reference signal memory for calibration, 8 is a receiving antenna of the communication station 1, and 9 is a receiving antenna. And 10, an A / D converter, and 11 a control means. Also, as components of the communication station 2, 12 is an antenna of the communication station 2, 13 is a duplexer, 14 is a receiver, 15 is a load calculating means, 16 is a reference signal memory for calibration, and 17 is a transmitter.
【０００３】図６に示すように、通信局１から例えば送
信ＤＢＦアレーアンテナを用いて通信局２に送信信号を
送信する際、荷重３−１〜３−Ｍを調整して、送信ビー
ムパターンを通信局２に指向させる。最適な送信ビーム
パターンの形成には、Ｄ／Ａ変換器４、送信機５、素子
アンテナ６までの各送信チャネルの特性差を補正するた
めの正確な校正データを要するが、校正データの取得に
は多大な労力を要し、校正データを記憶するメモリも多
大なものとなるため高コストになるという問題もあっ
た。校正データの誤差は最適な送信ビームパターンの形
成を阻害し、これも通信精度の劣化に大きくつながる。As shown in FIG. 6, when transmitting a transmission signal from a communication station 1 to a communication station 2 using, for example, a transmission DBF array antenna, the weights 3-1 to 3-M are adjusted to change the transmission beam pattern. Point to the communication station 2. The formation of an optimum transmission beam pattern requires accurate calibration data for correcting the characteristic difference of each transmission channel up to the D / A converter 4, the transmitter 5, and the element antenna 6. Requires a great deal of labor, and there is also a problem that the cost for storing the calibration data becomes large because the memory becomes large. An error in the calibration data hinders the formation of an optimal transmission beam pattern, which also greatly reduces communication accuracy.
【０００４】また、送信ビームパターンを正しく指向さ
せるためには、通信局１からから通信局２への正確な方
位角をリアルタイムで知る必要があるが、方位角を正し
く測定するためには別途、通信局１に方探装置を備える
か、または通信局２に測位装置を備える必要があり、高
コスト化、装置の大規模化を招き、実現を困難にさせて
いた。In order to correctly direct the transmission beam pattern, it is necessary to know an accurate azimuth from the communication station 1 to the communication station 2 in real time. It is necessary to equip the communication station 1 with a direction finding device or the communication station 2 with a positioning device, resulting in an increase in cost and an increase in the size of the device, making it difficult to realize.
【０００５】さらに、通信局１から通信局２へ向かう電
波の経路にマルチパスが存在すると、図６にも示される
ように、通信局２のアンテナ２１には直接波のみならず
マルチパス反射波も受信されるため、通信精度が大きく
劣化する。Further, if a multipath exists on the path of a radio wave from the communication station 1 to the communication station 2, as shown in FIG. , The communication accuracy is greatly degraded.
【０００６】なお、基地局での送受信においてアレーア
ンテナを共有し、受信アレーアンテナをアダプティブ化
し、受信アレーアンテナの収束後の荷重を送信アレーア
ンテナの荷重にコピーして用いるという方法も提案され
ている。しかし、特に送受信で異なる周波数帯を用いる
通信方式では、受信の最適荷重が送信の最適荷重とは異
なるため、送信アレーアンテナの校正は困難である。[0006] A method has also been proposed in which an array antenna is shared in transmission and reception at a base station, the receiving array antenna is made adaptive, and the weight of the receiving array antenna after convergence is copied to the weight of the transmitting array antenna. . However, especially in a communication system using different frequency bands for transmission and reception, it is difficult to calibrate the transmission array antenna because the optimal load for reception is different from the optimal load for transmission.
【０００７】上記のような、送信アレーアンテナの校正
の問題を解決する従来技術として、文献１：英国特許２
３１３２６１に開示されたものがある。図７は上記文献
１に示された従来技術による通信装置の送信信号の校正
における動作を示したフローチャートである。As a prior art for solving the above-mentioned problem of calibrating the transmission array antenna, reference 1: British Patent 2
No. 31261 is disclosed. FIG. 7 is a flowchart showing an operation in calibrating a transmission signal of the communication device according to the conventional technique shown in the above-mentioned Document 1.
【０００８】図において、ステップ７１で、通信局１に
おいて制御手段１１が送信機５−２〜５−Ｍの出力を０
にして、送信機５−１のみを動作させて校正用参照信号
ｒ（１）、…、ｒ（Ｎ）を素子アンテナ６−１のみから
送信する。このとき、複素数の値で与えられる荷重３−
１〜３−Ｍはすべて共通な値にセットしておく。In the figure, at step 71, the control means 11 of the communication station 1 sets the outputs of the transmitters 5-2 to 5-M to 0.
Then, only the transmitter 5-1 is operated to transmit the calibration reference signals r (1),..., R (N) only from the element antenna 6-1. At this time, the load 3-
1 to 3-M are all set to a common value.
【０００９】ステップ７２で、通信局２は素子アンテナ
６−１から送信された電波を受信し、荷重計算手段１５
で校正用参照信号メモリ１６にあらかじめコピーされた
校正用参照信号ｒとこの受信信号との相関をとるなどし
て比較し、相関値の複素数ｗ１を記憶する。In step 72, the communication station 2 receives the radio wave transmitted from the element antenna 6-1, and
Then, a comparison is made between the calibration reference signal r copied in advance in the calibration reference signal memory 16 and the received signal, for example, and a complex number w1 of the correlation value is stored.
【００１０】次に、ステップ７３で、通信局１において
制御手段が送信機５−１，５−３〜５−Ｍの出力を０に
して送信機５−２のみを動作させて校正用参照信号ｒ
（１）、…、ｒ（Ｎ）を素子アンテナ６−２のみから送
信する。ステップ７４で、通信局２が素子アンテナ６−
２から送信された電波を受信し、荷重計算手段１５で校
正用参照信号ｒと受信信号から相関値の複素数ｗ２を記
憶する。これを順次、ステップ７５、７６までＭ素子分
繰り返す。その後、ステップ７７で、通信局２は上記ｗ
１〜ｗＭまでを最適荷重ベクトルｗとして通信局１に送
信する。Next, at step 73, in the communication station 1, the control means sets the outputs of the transmitters 5-1 and 5-3 to 5-M to 0, and operates only the transmitter 5-2 to output the reference signal for calibration. r
(1),..., R (N) are transmitted only from the element antenna 6-2. In step 74, the communication station 2 sets the element antenna 6-
2 is received, and the load calculating means 15 stores the complex value w2 of the correlation value from the calibration reference signal r and the received signal. This is sequentially repeated for steps M and S up to steps 75 and 76. Thereafter, in step 77, the communication station 2 sets w
1 to wM are transmitted to the communication station 1 as the optimal load vector w.
【００１１】ステップ７８で、通信局は最適荷重ベクト
ルｗを受信し、制御手段１１がｗ１〜ｗＭの複素共役値
をそれぞれ複素荷重３−１〜３−Ｍにセットする。その
後、ステップ７９で、通信局１は送信機５−１〜５−Ｍ
を動作状態にして、校正用参照信号ｒに換え通信信号を
素子アンテナ６−１〜６−Ｍから同時に送信する。以上
のようにして、従来の通信装置では送信信号の校正を行
なっていた。In step 78, the communication station receives the optimum weight vector w, and the control means 11 sets the complex conjugate values of w1 to wM to the complex weights 3-1 to 3-M, respectively. Thereafter, in step 79, the communication station 1 sets the transmitters 5-1 to 5-M
In the operating state, and the communication signals are simultaneously transmitted from the element antennas 6-1 to 6-M instead of the calibration reference signal r. As described above, in the conventional communication device, the transmission signal is calibrated.
【００１２】ここで、図６で示されている送信波の状態
は、ステップ７３の状態を示しており、素子アンテナ６
−２のみから電波が送信されている。通信局１のＤ／Ａ
変換器４−２、送信機５−２、素子アンテナ６−２まで
の送信チャネルの通過と、素子アンテナ６−２から通信
局２のアンテナ１２までの直接波の伝播経路通過の間に
おける振幅、位相の変化を表すパラメータをａ２と、送
信チャネルの通過とマルチパス反射波の伝播経路通過の
間における振幅、位相の変化を表すパラメータをｂ２と
表すとき（ここでは簡単のためマルチパスは１波として
いる）、通信局２のアンテナ１２の受信信号は図６に示
されているように、ｒ（ｉ）ａ２＋ｒ（ｉ）ｂ２＝（ａ
２＋ｂ２）ｒ（ｉ）となる。ｈ２≡ａ２＋ｂ２が校正す
べきパラメータである。Here, the state of the transmission wave shown in FIG. 6 shows the state of step 73, and the element antenna 6
The electric wave is transmitted only from −2. D / A of communication station 1
The amplitude between the passage of the transmission channel from the converter 4-2, the transmitter 5-2, and the element antenna 6-2 and the passage of the direct wave from the element antenna 6-2 to the antenna 12 of the communication station 2; A parameter representing a change in phase is represented by a2, and a parameter representing a change in amplitude and phase between passage of a transmission channel and a propagation path of a multipath reflected wave is represented by b2. ), The received signal of the antenna 12 of the communication station 2 is r (i) a2 + r (i) b2 = (a
2 + b2) r (i). h2≡a2 + b2 is a parameter to be calibrated.
【００１３】ステップ７４で受信信号と参照信号ｒとの
相関値を求めれば、その相関値ｗ２は次式（１）で表わ
せ、ｈ２にｒの電力＜r（ｉ） ｒ（ｉ）*＞が乗じられ
た値となる。If the correlation value between the received signal and the reference signal r is obtained in step 74, the correlation value w2 is expressed by the following equation (1), and the power of r <r (i) r (i) *> is expressed in h2. It becomes the multiplied value.
【数１】 ここで、＜ ＞は時間ｉ＝１、…、Ｎにおける平均を、
＊は複素共役を示す。同様に、ｗ１、ｗ３〜ｗＭもそれ
ぞれｈ１、ｈ３〜ｈＭに比例した値になる。ステップ７
９で、通信波が送信されるときは、複素荷重３−１〜３
−Ｍはそれぞれｈ１*〜ｈＭ*になっているため、素子ア
ンテナ６−１〜６−Ｍから送信された電波は、通信局２
の受信アンテナ１２で同相で受信されることになり、送
信アレーアンテナの校正が達成される。(Equation 1) Here, <> represents the average at time i = 1,.
* Indicates a complex conjugate. Similarly, w1 and w3 to wM also take values proportional to h1 and h3 to hM, respectively. Step 7
9, when a communication wave is transmitted, the complex weights 3-1 to 3-3 are used.
Since −M is h1 * to hM *, the radio waves transmitted from the element antennas 6-1 to 6-M are
Are received in the same phase by the receiving antennas 12, and the calibration of the transmitting array antenna is achieved.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来技
術では、送信アレーアンテナ６の校正処理時に、図６に
示すような校正用参照信号ｒが素子アンテナ６−１〜６
−Ｍから同時に送信されない。一般に、アレーアンテナ
は素子間、給電線の結合等があるため、各素子アンテナ
６−１〜６−Ｍが同時に給電されている場合と、１素子
のみ給電されている場合とでは電気的特性が異なる。そ
のため、上記従来技術による校正では校正誤差が生じ、
通信時にセットされる複素荷重３−１〜３−Ｍは全素子
給電時の最適荷重と異なるため特性が劣化する。As described above, in the prior art, when the transmission array antenna 6 is calibrated, the calibration reference signal r as shown in FIG.
Not transmitted simultaneously from -M. In general, since the array antenna has elements, coupling of feed lines, and the like, electric characteristics are different between the case where the element antennas 6-1 to 6-M are fed simultaneously and the case where only one element is fed. different. Therefore, the calibration according to the above-described conventional technique causes a calibration error,
Since the complex loads 3-1 to 3-M set at the time of communication are different from the optimum loads at the time of feeding all the elements, the characteristics are deteriorated.
【００１５】また、校正処理時に各素子アンテナ毎に時
分割で校正用参照信号ｒを送信するため、全素子の校正
を終えるまでには多大な時間を要するという問題もあ
る。これは、単に校正時間が長引くだけに留まらず、通
信局の移動などにより校正時間中にマルチパスなどの電
波伝播環境が急速に変化する場合には、校正時と通信時
の伝播経路特性の変化に追従できず校正誤差を生じる恐
れがある。さらに、通信局２に荷重計算手段１５や校正
用参照信号メモリ１６を有することは、通信局２が携帯
端末などである場合、端末重量、容積、消費電力の面で
不利で、現有装置に適用する際には大幅な改造を要す
る。また、校正用参照信号を事前に通信局２へ送信して
おく必要もある。Further, since the calibration reference signal r is transmitted in a time-division manner for each element antenna during the calibration process, there is a problem that it takes a long time to complete the calibration of all the elements. This is not only the case where the calibration time is prolonged, but also when the propagation environment such as multipath changes rapidly during the calibration time due to the movement of communication stations, etc. May not follow, and a calibration error may occur. Further, having the load calculation means 15 and the calibration reference signal memory 16 in the communication station 2 is disadvantageous in terms of terminal weight, volume, and power consumption when the communication station 2 is a portable terminal or the like, and is applied to existing devices. To do so requires significant remodeling. Further, it is necessary to transmit the calibration reference signal to the communication station 2 in advance.
【００１６】なお、上記文献１では、校正用参照信号ｒ
を各素子アンテナ毎に時分割で送信する代わりに、各素
子アンテナ６−１〜６−Ｍの送信信号を周波数で分割、
またはスペクトル拡散の変調コードで分割して同時に送
信する方法（第２の従来技術）も開示されているが、こ
の場合は、より多く（Ｍ倍）の周波数チャネルまたはコ
ードチャネルを占有するため、通信容量を圧迫する。加
えて、周波数分割方式、スペクトル拡散方式を採用して
いない通信装置には適用できない。Note that, in the above reference 1, the calibration reference signal r
Is transmitted in a time division manner for each element antenna, the transmission signals of the element antennas 6-1 to 6-M are divided by frequency,
Alternatively, a method of dividing a signal by a spread spectrum modulation code and transmitting the divided signals simultaneously (second prior art) is also disclosed, but in this case, a communication channel is occupied by more (M times) frequency channels or code channels. Squeezing capacity. In addition, it cannot be applied to communication devices that do not employ the frequency division method or the spread spectrum method.
【００１７】また、上記文献１では、校正用参照信号ｒ
を同時に送信する別の校正処理方法として、荷重値ｗ１
〜ｗＭの候補を離散的に与え、離散的荷重値のすべての
組み合わせ［ｗ１、…、ｗＭ］についてそれぞれ全素子
から送信し、通信局２の受信電力が最大となる荷重値の
組み合わせ［ｗ１、…、ｗＭ］を探索し、この荷重組み
合わせを通信時の荷重として用いる方法（第３の従来技
術）も示されている。しかしながら、この方法ではｗ１
〜ｗＭの組み合わせの離散的候補を粗い間隔で与える
と、選ばれた荷重でも最適荷重ｈ１*〜ｈＭ*からの誤差
が十分小さくならず通信品質が劣化する恐れがある。Also, in the above reference 1, the calibration reference signal r
Another calibration processing method that simultaneously transmits the load value w1
ＷwM are discretely given, all combinations of discrete load values [w1,..., WM] are transmitted from all elements, and the combination of load values [w1, , WM], and using this load combination as a load during communication (third conventional technique). However, in this method w1
If discrete candidates of combinations of .about.wM are given at coarse intervals, errors from the optimal loads h1 * to hM * may not be sufficiently reduced even with the selected load, and communication quality may be degraded.
【００１８】逆にｗ１〜ｗＭの組み合わせの離散的候補
を小さい間隔で与えると、ｗ１〜ｗＭのすべての組み合
わせを記憶するメモリの容量が著しく大きくなるだけで
なく、受信電力が最大となるｗ１〜ｗＭの組み合わせ探
索時間が増大し、校正時間増大の問題や伝播経路変化へ
の追従遅れから校正誤差を生じる恐れがある。特に、素
子数Ｍが多いアレーアンテナの場合、上記問題は顕著に
なる。Conversely, when discrete candidates of combinations of w1 to wM are given at small intervals, not only the capacity of the memory for storing all the combinations of w1 to wM becomes remarkably large, but also w1 to maximize the reception power. The combination search time of wM increases, and a calibration error may occur due to a problem of an increase in calibration time or a delay in following a change in a propagation path. In particular, in the case of an array antenna having a large number of elements M, the above problem becomes significant.
【００１９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、校正時間の短縮、または通信容量
の抑制により、正確に送信アレーアンテナ６の校正が達
成でき、最小限の改造で現有装置に適用できる送信アレ
ーアンテナ６を備えた通信装置、ならびにその送信アン
テナの校正方法を得ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the calibration of the transmission array antenna 6 can be accurately achieved by shortening the calibration time or suppressing the communication capacity. It is an object of the present invention to obtain a communication device having a transmission array antenna 6 applicable to an existing device, and a method of calibrating the transmission antenna.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】この発明に係る通信装置
は、複数の素子アンテナから送信される各信号を要素に
もつベクトルを送信ベクトル信号とする送信アレーアン
テナを有し、該送信アレーアンテナから互いに異なる複
数の上記送信ベクトル信号を送信する第１の通信局と、
上記第１の通信局より送信された送信ベクトル信号を受
信して、上記第１の通信局へ受信した受信ベクトル信号
を送信する第２の通信局とを備え、上記第１の通信局
は、上記第２の通信局より受信した受信ベクトル信号
と、上記送信ベクトル信号とに基づいて、上記送信アレ
ーアンテナの荷重の最適値を決定する荷重制御手段を備
えたものである。SUMMARY OF THE INVENTION A communication apparatus according to the present invention has a transmission array antenna that uses a vector having each signal transmitted from a plurality of element antennas as an element as a transmission vector signal. A first communication station transmitting a plurality of transmission vector signals different from each other,
A second communication station that receives the transmission vector signal transmitted from the first communication station and transmits the received vector signal to the first communication station; and wherein the first communication station includes: A load control means for determining an optimum value of the load of the transmission array antenna based on the reception vector signal received from the second communication station and the transmission vector signal.
【００２１】また、上記第１の通信局は、上記送信アレ
ーアンテナの複数の互いに異なる荷重ベクトルを用いる
ことにより、上記複数の送信ベクトル信号を生成するも
のである。Further, the first communication station generates the plurality of transmission vector signals by using a plurality of different load vectors of the transmission array antenna.
【００２２】また、上記荷重制御手段は、ｈ＝（Ｖ
HＶ）-1ＶHｄ（ｈは伝搬パラメータベクトルの推定値、
Ｖは送信ベクトル信号生成行列、ＶHはＶの転置行列、
ｄは受信ベクトル信号行列である。）で与えられるベク
トルの複素共役ベクトルを求め、該複素共役ベクトルを
通信時の荷重の最適値として決定するものである。Further, the load control means is provided by h = (V
H V) -1 V H d (h is the estimated value of the propagation parameter vector,
V is a transmission vector signal generation matrix, V H is a transposed matrix of V,
d is a received vector signal matrix. ) Is obtained, and the complex conjugate vector is determined as the optimum value of the load at the time of communication.
【００２３】また、上記荷重制御手段を第１の荷重制御
手段とし、上記第２の通信局は、上記第１の通信局より
受信した受信ベクトル信号に基づいて、送信アレーアン
テナの荷重の最適値を決定する第２の荷重制御手段を備
え、該第２の荷重制御手段は、決定した最適値の情報信
号を上記第１の通信局へ送信するものである。Further, the load control means is a first load control means, and the second communication station has an optimum value of a load of the transmission array antenna based on a reception vector signal received from the first communication station. Is determined, and the second load control means transmits an information signal of the determined optimum value to the first communication station.
【００２４】また、上記第２の通信局は、受信ベクトル
信号を符号化して、上記第１の荷重制御手段に伝送する
ものであるものである。Further, the second communication station encodes a received vector signal and transmits it to the first load control means.
【００２５】また、上記第１の通信局は、複数の送信ベ
クトル信号を時分割で送信し、上記第２の通信局は、上
記分割された各時刻の受信ベクトル信号を受信するもの
である。Further, the first communication station transmits a plurality of transmission vector signals in a time-division manner, and the second communication station receives the divided reception vector signals at each time.
【００２６】また、上記第１の通信局は、複数の送信ベ
クトル信号を周波数分割で送信し、上記第２の通信局
は、上記分割された各周波数の受信ベクトル信号を受信
するものである。The first communication station transmits a plurality of transmission vector signals by frequency division, and the second communication station receives the divided reception vector signals of each frequency.
【００２７】また、上記第１の通信局は、複数の送信ベ
クトル信号をそれぞれ互いに異なるスペクトル拡散コー
ドで変調して送信し、上記第２の通信局は、拡散コード
で復調して上記受信ベクトル信号を受信するものであ
る。Further, the first communication station modulates a plurality of transmission vector signals with mutually different spread spectrum codes and transmits the modulated signal, and the second communication station demodulates the plurality of transmission vector signals with a spread code and modulates the received vector signal. Is what you receive.
【００２８】また、複数の素子アンテナから送信される
各信号を要素にもつベクトルを送信ベクトル信号とし、
互いに異なる複数の上記送信ベクトル信号を送信する送
信アレーアンテナと、上記送信アレーアンテナからの上
記送信ベクトル信号を受信する受信アンテナと、上記受
信アンテナにより受信した受信ベクトル信号と、上記送
信ベクトル信号とに基づいて、送信アレーアンテナの荷
重の最適値を決定する第１の荷重制御手段を備えたもの
である。Also, a vector having each signal transmitted from a plurality of element antennas as an element is defined as a transmission vector signal,
A transmission array antenna for transmitting a plurality of transmission vector signals different from each other, a reception antenna for receiving the transmission vector signal from the transmission array antenna, a reception vector signal received by the reception antenna, and the transmission vector signal. A first load control means for determining an optimum value of the load of the transmission array antenna based on the first load control means;
【００２９】この発明に係る通信装置の送信アレーアン
テナ校正方法は、複数の素子アンテナから送信される各
信号を要素にもつベクトルを送信ベクトル信号とする送
信アレーアンテナを有する第１の通信局にて、該送信ア
レーアンテナから互いに異なる複数の上記送信ベクトル
信号を送信する第１通信ステップと、上記第１の通信局
より送信された送信ベクトル信号を第２の通信局にて受
信し、上記第１の通信局へ受信した上記受信ベクトル信
号を送信する第２通信ステップと、上記第１の通信局
が、上記第２の通信局より受信した受信ベクトル信号
と、上記送信ベクトル信号とに基づいて、上記第１の荷
重制御手段にて送信アレーアンテナの荷重の最適値を決
定する荷重決定ステップとを備えたものである。According to the transmission array antenna calibrating method of the communication apparatus according to the present invention, a first communication station having a transmission array antenna which uses a vector having each signal transmitted from a plurality of element antennas as an element as a transmission vector signal. A first communication step of transmitting a plurality of different transmission vector signals from the transmission array antenna, and a second communication station receiving a transmission vector signal transmitted from the first communication station, A second communication step of transmitting the received vector signal received to the communication station of the first communication station, the first communication station, based on the received vector signal received from the second communication station and the transmission vector signal, A load determining step of determining an optimum value of the load of the transmission array antenna by the first load control means.
【００３０】また、上記第１通信ステップは、上記送信
アレーアンテナの複数の互いに異なる荷重ベクトルを用
いることにより、上記複数の送信ベクトル信号を上記第
１の通信局にて生成するものである。In the first communication step, the plurality of transmission vector signals are generated by the first communication station by using a plurality of different load vectors of the transmission array antenna.
【００３１】また、上記荷重決定ステップは、ｈ＝（Ｖ
HＶ）-1ＶHｄ（ｈは伝搬パラメータベクトルの推定値、
Ｖは送信ベクトル信号生成行列、ＶHはＶの転置行列、
ｄは受信ベクトル信号行列である。）で与えられるベク
トルの複素共役ベクトルを荷重決定手段にて求め、該複
素共役ベクトルを通信時の荷重の最適値として決定する
ものである。The load determining step is performed by h = (V
H V) -1 V H d (h is the estimated value of the propagation parameter vector,
V is a transmission vector signal generation matrix, V H is a transposed matrix of V,
d is a received vector signal matrix. The complex conjugate vector of the vector given in (1) is obtained by the load determining means, and the complex conjugate vector is determined as the optimum value of the load at the time of communication.
【００３２】また、上記第２の通信ステップは、上記第
１の通信局より受信した受信ベクトル信号に基づいて、
送信アレーアンテナの荷重の最適値を決定する第２の荷
重制御手段にて決定した最適値の情報信号を上記第１の
通信局へ送信するものである。Further, the second communication step includes the step of: based on a reception vector signal received from the first communication station.
The information signal of the optimum value determined by the second load control means for determining the optimum value of the load of the transmission array antenna is transmitted to the first communication station.
【００３３】また、上記第２の通信ステップは、受信ベ
クトル信号を上記第２の通信局にて符号化して、第１の
荷重制御手段に伝送するものである。In the second communication step, the received vector signal is encoded by the second communication station and transmitted to the first load control means.
【００３４】また、上記第１の通信ステップは、上記第
１の通信局にて複数の送信ベクトル信号を時分割で送信
し、上記第２の通信ステップは、上記分割された各時刻
の受信ベクトル信号を上記第２の通信局にて受信するも
のである。In the first communication step, the first communication station transmits a plurality of transmission vector signals in a time-division manner, and the second communication step includes receiving the reception vector signals at the respective divided times. The signal is received by the second communication station.
【００３５】また、上記第１の通信ステップは、上記第
１の通信局にて複数の送信ベクトル信号を周波数分割で
送信し、上記第２の通信ステップは、上記分割された各
周波数の受信ベクトル信号を上記第２の通信局にて受信
するものである。In the first communication step, the first communication station transmits a plurality of transmission vector signals by frequency division, and the second communication step includes receiving the reception vector of each of the divided frequencies. The signal is received by the second communication station.
【００３６】また、上記第１の通信ステップは、上記第
１の通信局にて複数の送信ベクトル信号をそれぞれ互い
に異なるスペクトル拡散コードで変調して送信し、上記
第２の通信ステップは、拡散コードで復調して上記受信
ベクトル信号を上記第２の通信局にて受信するものであ
る。In the first communication step, the first communication station modulates a plurality of transmission vector signals with different spread spectrum codes and transmits the modulated signal, and the second communication step includes a spread code And receives the received vector signal at the second communication station.
【００３７】また、複数の素子アンテナから送信される
各信号を要素にもつベクトルを送信ベクトル信号とする
互いに異なる複数の上記送信ベクトル信号を送信アレー
アンテナにて送信する送信ステップと、上記送信アレー
アンテナより上記送信ベクトル信号を受信手段にて受信
する受信ステップと、上記受信アンテナにより受信した
受信ベクトル信号と、上記送信ベクトル信号とに基づい
て、送信アレーアンテナの荷重の最適値を第１の荷重制
御手段にて決定する荷重決定ステップとを備えたもので
ある。A transmission step of transmitting a plurality of different transmission vector signals by a transmission array antenna using a vector having each signal transmitted from a plurality of element antennas as an element as a transmission vector signal; A receiving step of receiving the transmission vector signal by a receiving unit; and a first load control based on the reception vector signal received by the reception antenna and the transmission vector signal. And a load determination step determined by a means.
【００３８】[0038]
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１に係る通信装置の構成を示したブロック図
である。図１において、図６と同一箇所には同一符号を
付し、その説明は省略する。新たな符号として、１８は
荷重３を制御する荷重制御手段である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a communication device according to Embodiment 1 of the present invention. 1, the same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. As a new reference numeral 18 is a load control means for controlling the load 3.
【００３９】通信局１において、荷重３−１〜３−Ｍで
校正用信号ｒ（ｉ）にそれぞれ複素荷重ｗ１（ｉ），ｗ
２（ｉ），…，ｗＭ（ｉ）を乗じ、これらの信号を送信
アレーアンテナの各素子アンテナ６−１〜６−Ｍへ同時
に送信する。第ｉ時刻でｒ（ｉ）を送信する際の複素荷
重ベクトルｗ（ｉ）を次式（２）で定義する。In the communication station 1, the complex signals w1 (i) and w are added to the calibration signal r (i) with the loads 3-1 to 3-M, respectively.
2 (i),..., WM (i), and simultaneously transmits these signals to the element antennas 6-1 to 6-M of the transmission array antenna. A complex weight vector w (i) for transmitting r (i) at the i-th time is defined by the following equation (2).
【数２】 したがって、通信局２のアンテナ１２に受信される直接
波はｒ（ｉ）ｗ（ｉ） Hａで与えられる。なお、Ｔ、Ｈ
はそれぞれ転置、共役転置である。ここでベクトルａ
は、そのｍ番目の要素を、通信局１のＤ／Ａ変換器４−
ｍから素子アンテナ６−ｍまでの第ｍ送信チャネルの通
過と素子アンテナ６−ｍから通信局２のアンテナ１２ま
での直接波の伝播経路通過の間の振幅、位相の変化を表
すパラメータとするものである。マルチパスが存在する
場合には通信局２のアンテナ１２に第ｌマルチパス波ｒ
（ｉ）ｗ（ｉ）Hｂlも同時に受信される。ベクトルｂl
は、そのｍ番目の要素を、通信局１のＤ／Ａ変換器４−
ｍからの第ｍ送信チャネルの通過と素子アンテナ６−ｍ
から通信局２のアンテナ１２までの第ｌマルチパス波の
伝播経路通過における振幅、位相の変化を表すパラメー
タとするものである。すなわち、通信局２のアンテナ１
２の受信信号ｄ（ｉ）は次式（３）となる。(Equation 2)Therefore, the direct signal received by the antenna 12 of the communication station 2
The waves are r (i) w (i) Hgiven by a. Note that T, H
Are transpose and conjugate transpose, respectively. Where the vector a
Represents the m-th element with the D / A converter 4-
m to the element antenna 6-m through the m-th transmission channel.
From the element antenna 6-m to the antenna 12 of the communication station 2.
The change in amplitude and phase during the passage of the direct wave through the
Parameters. Multipath exists
In this case, the first multipath wave r is applied to the antenna 12 of the communication station 2.
(I) w (i)HblIs also received at the same time. Vector bl
Represents the m-th element with the D / A converter 4-
m-th transmission channel from m and element antenna 6-m
From the l-th multipath wave to the antenna 12 of the communication station 2
Parameters that represent changes in amplitude and phase during propagation
Data. That is, the antenna 1 of the communication station 2
The received signal d (i) of No. 2 is given by the following equation (3).
【数３】 ここで、ξ（ｉ）はノイズ、他チャネル干渉波、シンボ
ル長より長い遅延のマルチパス干渉波を含んだ外乱であ
る。次式（４）のように定義した伝搬パラメータベクト
ルを校正対象の未知パラメータとして考える。(Equation 3) Here, ξ (i) is a disturbance including noise, other-channel interference waves, and multipath interference waves with a delay longer than the symbol length. A propagation parameter vector defined as in the following equation (4) is considered as an unknown parameter to be calibrated.
【数４】 ベクトルｈが推定できれば、例えば荷重３−ｍを、(Equation 4) If the vector h can be estimated, for example, the load 3-m
【数５】 と設定することにより、各送信機等の透過振幅位相のば
らつき、マルチパス伝搬特性、素子パターンのばらつ
き、素子位置の補償ができて、同相合成により通信局２
のアンテナ１２における受信信号電力は最大となる。す
なわち、送信アレーアンテナ６のビームパターンを望ま
しいパターンに制御できる。以上の校正パラメータベク
トルｈのモデルは従来技術の説明と同様である。(Equation 5) , The transmission amplitude and phase variation of each transmitter and the like, the multipath propagation characteristics, the variation of the element pattern, and the element position can be compensated.
The received signal power at the antenna 12 becomes maximum. That is, the beam pattern of the transmission array antenna 6 can be controlled to a desired pattern. The above model of the calibration parameter vector h is the same as that described in the related art.
【００４０】ここで、本発明の未知伝搬パラメータベク
トルｈの推定原理について説明する。校正用信号ｒ
（ｉ）のサンプル（シンボル）毎に荷重ベクトルｗ
（ｉ）を異なるベクトルに変化させて送信し、通信局２
で各サンプル毎の受信信号ｄ（ｉ）を通信局１へアンテ
ナ１２から受信アンテナ８へそのまま伝送する。各サン
プル毎のｄ（ｉ）は荷重制御手段１８に入力される。Ｎ
個の各サンプル（シンボル）送信時における信号の関係
は式（２）より次式（５）のように与えられる。Here, the principle of estimating the unknown propagation parameter vector h according to the present invention will be described. Calibration signal r
Load vector w for each sample (symbol) in (i)
(I) is changed to a different vector and transmitted, and the communication station 2
Then, the received signal d (i) for each sample is transmitted from the antenna 12 to the receiving antenna 8 to the communication station 1 as it is. D (i) for each sample is input to the load control means 18. N
The relationship between signals at the time of transmission of each sample (symbol) is given by the following equation (5) from equation (2).
【数６】 外乱ξ（ｉ）はランダムと考えることができるので、式
（５）を行列で表すと、次のようになる。(Equation 6) Since the disturbance ξ (i) can be considered to be random, the expression (5) is represented by a matrix as follows.
【数７】 最小二乗解ｈ［ｈハット］は未知伝搬パラメータベクト
ルｈのもっとも確からしい推定値となる。従って、伝搬
パラメータベクトルの推定値ｈ［ｈハット］は次式
（９）で求めることができる。(Equation 7) The least squares solution h [h hat] is the most likely estimate of the unknown propagation parameter vector h. Therefore, the estimated value h [h hat] of the propagation parameter vector can be obtained by the following equation (9).
【数８】 (Equation 8)
【００４１】次に、本実施の形態１における通信装置の
動作、ならびに送信アレーアンテナの校正処理の方法
を、図２に示したフローチャートを用いて説明する。ま
ず、ステップ１では、サンプル（シンボル）番号を示す
指数ｉを１にセットする。ステップ２では、荷重３−１
〜３−Ｍをそれぞれ第ｉ荷重ベクトルｗ（ｉ）の要素ｗ
1（ｉ），ｗ2（ｉ），…ｗM（ｉ）にセットし信号ｒ
（ｉ）を各素子アンテナ６−１〜６−Ｍから同時に送信
する。このとき、荷重制御手段１８は荷重ベクトルｗ
（ｉ）と信号ｒ（ｉ）を記憶しておく。Next, the operation of the communication apparatus according to the first embodiment and the method of calibrating the transmission array antenna will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in step 1, an index i indicating a sample (symbol) number is set to 1. In step 2, the load 3-1
To 3-M are the elements w of the i-th load vector w (i).
1 (i), w 2 (i),... W M (i)
(I) is simultaneously transmitted from each of the element antennas 6-1 to 6-M. At this time, the load control means 18 outputs the load vector w
(I) and the signal r (i) are stored.
【００４２】ステップ３では、通信局２の受信信号ｄ
（ｉ）を通信局１の荷重制御手段１８に伝送する。ステ
ップ４では指数ｉがＮに達したか判断し、達していない
場合はステップ５で指数ｉをインクリメントした後、ス
テップ２に戻る。すなわち、ステップ２、ステップ３を
荷重値ｗ（ｉ）を切り替えながらＮ回繰り返す。In step 3, the received signal d of the communication station 2
(I) is transmitted to the load control means 18 of the communication station 1. In step 4, it is determined whether or not the index i has reached N. If not, the index i is incremented in step 5, and the process returns to step 2. That is, steps 2 and 3 are repeated N times while switching the load value w (i).
【００４３】その後、ステップ６で、通信局１の荷重制
御手段１８は、記憶されたベクトルｗ（１）〜ｗ（Ｎ）
とｒ（１）〜ｒ（ｉ）を用いて式（７）によりＮ×Ｍ行
列Ｖを、式（８）によりＮ×１ベクトルｄを求め、式
（９）によりＭ×１ベクトルｈ［ｈハット］を算出す
る。その後、ステップ７で、荷重３−１〜３−Ｍの荷重
値ｗ1，ｗ2，…ｗMをｈ［ｈハット］の複素共役要素値
ｈ1 *，ｈ2 *，…，ｈM *［ｈハット］にセットし、ステッ
プ８で校正用参照信号ｒに換え通信信号を素子アンテナ
６−１〜６−Ｍから送信する。Thereafter, in step 6, the load control means 18 of the communication station 1 stores the stored vectors w (1) to w (N)
Using N and r (1) to r (i), an N × M matrix V is obtained by Expression (7), an N × 1 vector d is obtained by Expression (8), and an M × 1 vector h [h is obtained by Expression (9). Hat] is calculated. Then, in step 7, load value w 1, w 2 of the load 3-1~3-M, ... w M a h [h hat] of the complex conjugate element values h 1 *, h 2 *, ..., h M * [H hat], and the communication signal is transmitted from the element antennas 6-1 to 6-M in step 8 in place of the calibration reference signal r.
【００４４】ステップ２、ステップ３の繰り返し数Ｎ
は、式（６）の最小二乗解が一意に決まるように、原理
上Ｎ≧Ｍと与えればよい。Ｍは送信アレーアンテナの素
子アンテナ数である。実際には式（５）における外乱ξ
（１）〜ξ（Ｎ）の統計分布がもっともらしくなる（ξ
（１）〜ξ（Ｎ）の平均が０に十分近づく）ように、Ｎ
はやや大きい数に選ぶ。また、原理上ステップ２でセッ
トするＮ個の荷重ベクトルｗ（１）〜ｗ（Ｎ）も、式
（６）の最小二乗解が一意に決まるように、その中の最
低Ｍ個が互いに線形独立になるように選べばよい。Number of repetitions N of steps 2 and 3
Can be given in principle as N ≧ M so that the least squares solution of equation (6) is uniquely determined. M is the number of element antennas of the transmission array antenna. Actually, the disturbance in equation (5) ξ
The statistical distribution of (1) to ξ (N) becomes plausible (ξ
(1) to ξ (N) are sufficiently close to 0)
Choose a slightly larger number. In principle, at least M of the N load vectors w (1) to w (N) set in step 2 are linearly independent of each other so that the least squares solution of equation (6) is uniquely determined. You can choose to be.
【００４５】なお、本実施例の校正用信号ｒ（１）〜ｒ
（Ｎ）は０でなければ任意の信号でよく、Ｎ個すべて一
定の値でも、狭帯域の正弦波信号でもよい。r（１）〜
ｒ（Ｎ）をＮ個一定の値にする場合は、ｒ（１）〜ｒ
（Ｎ）の記憶と荷重制御手段１８への入力は不要であ
る。Note that the calibration signals r (1) to r (
(N) may be any signal other than 0, and may be a constant value for all N signals or a narrow-band sine wave signal. r (1) ~
When r (N) is set to N constant values, r (1) to r (1) to r
It is not necessary to store (N) and input to the load control means 18.
【００４６】図１に示す構成では送信局１の受信アンテ
ナ８は送信素子アンテナ６−１〜６−Ｍと別体にしてい
るが、デュープレクサなどを用いることにより送信素子
アンテナの一部またはすべてと兼用する構成でも構わな
い。また、通信局２のアンテナ１２も送受別体にする構
成でもかまわない。In the configuration shown in FIG. 1, the receiving antenna 8 of the transmitting station 1 is separate from the transmitting element antennas 6-1 to 6-M. However, by using a duplexer or the like, a part or all of the transmitting element antennas can be connected. A dual-purpose configuration may be used. Further, the antenna 12 of the communication station 2 may be configured to be a transmitting / receiving body.
【００４７】本実施の形態１では、通信局２の受信信号
ｄ（ｉ）をそのまま通信局２へ伝送するよう構成してい
るが、通信局２で受信信号ｄ（ｉ）をコード化して通信
局１に伝送するようにすることもできる。この場合、受
信機９に等価器などを備えると、通信局２のアンテナ１
２から送信局１の受信アンテナ８受信信号ｄ（ｉ）を伝
送する経路にマルチパスが存在する場合でもｄ（ｉ）を
歪みなく伝送できる利点がある。また、ステップ３で、
通信局２が受信信号ｄ（ｉ）を逐次通信局１の荷重制御
手段１８に伝送するよう構成したが、通信局２はｄ
（ｉ）を記憶し、ステップ４の後に、まとめて通信局１
の荷重制御手段１８に伝送するよう構成しても構わな
い。なお、受信信号ｄ（ｉ）を通信局１へアンテナ１２
から受信アンテナ８へそのまま伝送する際に混入する雑
音や受信機９で発生する内部雑音がｄ（ｉ）に混入する
が、これも外乱ξ（ｉ）に繰り入れて考えることができ
る。In the first embodiment, the reception signal d (i) of the communication station 2 is configured to be transmitted to the communication station 2 as it is. It is also possible to transmit to the station 1. In this case, if the receiver 9 is provided with an equalizer or the like, the antenna 1 of the communication station 2 may be provided.
There is an advantage that d (i) can be transmitted without distortion even if there is a multipath in the path for transmitting the received signal d (i) from 2 to the receiving antenna 8 of the transmitting station 1. Also, in step 3,
Although the communication station 2 is configured to sequentially transmit the reception signal d (i) to the load control means 18 of the communication station 1, the communication station 2
(I) is stored, and after step 4, the communication station 1
May be transmitted to the load control means 18. The reception signal d (i) is transmitted to the communication station 1 through the antenna 12
The noise that is mixed when the signal is directly transmitted to the receiving antenna 8 and the internal noise that is generated in the receiver 9 are mixed in d (i), which can also be considered in the disturbance ξ (i).
【００４８】また、上記実施の形態１では、通信局１が
最適荷重を決定する荷重制御手段１８を有する構成にな
っているが、ｄ（ｉ）を通信局２から通信局1に伝送す
る代わりに、ベクトルｗ（ｉ）〜ｗ（Ｎ）とｒ（１）〜
ｒ（Ｎ）を通信局１から通信局２に伝送するかあらかじ
め共有して記憶するなどして、通信局２に最適荷重を決
定する手段を有する構成にすることもできる。In the first embodiment, the communication station 1 has the load control means 18 for determining the optimum load. Instead of transmitting d (i) from the communication station 2 to the communication station 1, , W (i) to w (N) and r (1) to
By transmitting r (N) from the communication station 1 to the communication station 2 or pre-storing it, the communication station 2 may be provided with a means for determining an optimum load.
【００４９】上記実施の形態１の通信装置では、全素子
アンテナ６−１〜６−Ｍから同時に送信した状態、すな
わち、通信時と同様に全素子アンテナ６−１〜６−Ｍに
給電した状態で校正パラメータを計測するので、素子ア
ンテナ毎に時分割して送信する従来技術の校正方法に比
べ、より正確な送信アレーアンテナの校正を行うことが
できて、高い通信品質で送信を行うことができる。In the communication apparatus according to the first embodiment, a state where all element antennas 6-1 to 6-M are simultaneously transmitted, that is, a state where power is supplied to all element antennas 6-1 to 6-M as in the case of communication. Since the calibration parameters are measured by using, the transmission array antenna can be calibrated more accurately than the conventional calibration method of transmitting data in a time-division manner for each element antenna, and transmission can be performed with high communication quality. it can.
【００５０】また、本実施の形態１の通信装置では、送
信アレーアンテナ校正のために、図２に示すようにＮ回
の校正用信号の送信を行う。一方、図６、図７に示した
従来技術では、アンテナ１２の受信信号に同様に外乱ξ
（ｉ）が加わるので（式（１）の相関処理では説明を簡
単にするため外乱の効果は省略している）、図７におけ
るステップ７１、７３、７５などにおいて外乱の効果が
十分に小さくなるようそれぞれＮサンプルの校正用参照
信号ｒ（１）〜ｒ（Ｎ）の送信を行うものとする。この
結果、合計Ｎ×Ｍ回の校正用参照信号ｒの送信を必要と
する。In the communication apparatus according to the first embodiment, the calibration signal is transmitted N times as shown in FIG. 2 to calibrate the transmission array antenna. On the other hand, in the prior art shown in FIGS.
Since (i) is added (the effect of the disturbance is omitted in the correlation processing of Expression (1) for simplicity of description), the effect of the disturbance is sufficiently reduced in steps 71, 73, and 75 in FIG. In this case, the calibration reference signals r (1) to r (N) of N samples are transmitted. As a result, a total of N × M transmissions of the calibration reference signal r are required.
【００５１】従って、本発明の通信装置は従来技術の約
１／Ｍ（Ｍ；素子アンテナ数）の校正用信号送信で済
み、校正処理に要する時間が大幅に短縮できる。また、
校正処理に要する時間が少なくて済むため、電波環境が
急速に変動する場合でも校正遅れによる校正誤差が小さ
くなり、より最適な送信ビームパターンが形成できる。
各素子アンテナ６−１〜６−Ｍの送信信号を周波数分割
またはスペクトル拡散の変調コード分割して同時に送信
する前記第２の従来技術に比べ、本実施の形態１では、
校正処理に要する周波数またはスペクトル拡散コードの
チャネルは共通に１チャネルで済むので、より少ない通
信容量で校正処理が実現でき、他の通信への圧迫が小さ
い。Accordingly, the communication device of the present invention requires only about 1 / M (M; the number of element antennas) of the calibration signal transmission of the prior art, and the time required for the calibration process can be greatly reduced. Also,
Since the time required for the calibration process is short, the calibration error due to the calibration delay is reduced even when the radio wave environment fluctuates rapidly, and a more optimal transmission beam pattern can be formed.
In the first embodiment, compared to the second conventional technique in which a transmission signal of each of the element antennas 6-1 to 6-M is frequency-divided or spread-spectrum modulation code-divided and simultaneously transmitted,
Since only one channel is required for the frequency or spread spectrum code required for the calibration process, the calibration process can be realized with a smaller communication capacity, and the pressure on other communications is small.
【００５２】なお、上記実施の形態１では、多数の荷重
ベクトルｗ（１）〜ｗ（Ｎ）を用意して校正処理を行
う。これは、各素子から同時送信するが通信局２の受信
電力が最大となる荷重値の組み合わせ［ｗ１，…，ｗ
Ｍ］を探索する前記第３の従来技術と異なる。第３の従
来技術では荷重値候補が最適値ベクトルｈを含まないと
校正誤差が生じるのに対し、本実施の形態１ではベクト
ルｗ（１）〜ｗ（Ｎ）が最適値ベクトルｈを含まなくと
も最小二乗の原理により最適値ベクトルｈが推定される
ことである。また、第２の従来技術では校正誤差を小さ
くするためには多数（位相間隔のみを１ｄｅｇ刻みにし
ても３６０のＭ乗）の荷重値候補を用意する必要があり
校正時間が著しく増大するが、本実施の形態１はＭの数
倍〜数十倍程度のより少ない校正時間で済む。In the first embodiment, the calibration processing is performed by preparing a large number of load vectors w (1) to w (N). This is because a combination of weight values [w1,..., W
M] is different from that of the third conventional technique. In the third conventional technique, a calibration error occurs when the load value candidate does not include the optimum value vector h, whereas in the first embodiment, the vectors w (1) to w (N) do not include the optimum value vector h. In both cases, the optimum value vector h is estimated based on the principle of least squares. In the second prior art, in order to reduce the calibration error, it is necessary to prepare a large number of load value candidates (360 to the power of M even if only the phase interval is incremented by 1 deg), which significantly increases the calibration time. The first embodiment requires less calibration time of about several times to several tens times of M.
【００５３】また、上記実施の形態１の通信装置では、
従来技術のように校正用参照信号ｒ（１）〜ｒ（Ｎ）を
通信局１と通信局２であらかじめ共有しておく必要もな
い。さらに、通信局２の受信信号ｄ（ｉ）を単に通信局
１に送るだけでよいので、最小限の改造で現有の通信装
置に適用できる。In the communication device according to the first embodiment,
It is not necessary to share the calibration reference signals r (1) to r (N) between the communication station 1 and the communication station 2 in advance as in the related art. Furthermore, since the reception signal d (i) of the communication station 2 only needs to be sent to the communication station 1, the present invention can be applied to the existing communication apparatus with minimum modification.
【００５４】以上の構成により、本発明の通信装置で
は、より少ない校正時間またはより少ない通信容量で、
正確に送信アレーアンテナ６の校正が達成でき、最小限
の改造で現有装置に適用できる。According to the above configuration, the communication apparatus of the present invention requires less calibration time or less communication capacity.
Calibration of the transmission array antenna 6 can be accurately achieved, and the present invention can be applied to existing equipment with minimal modification.
【００５５】実施の形態２．上述した本実施の形態１で
は、時分割で荷重ベクトルｗ（ｉ）を異なるベクトルに
変化させて送信し、通信局２で各時刻の受信信号ｄ
（ｉ）を通信局１に伝送する方法をとったが、本実施の
形態２では、スペクトル拡散通信を前提として、スペク
トル拡散の変調コード（チャネル）毎に異なる荷重ベク
トルｗ（ｉ）で送信し、通信局２でそれぞれのコードの
復調受信信号ｄ（ｉ）を通信局１に伝送する方法を用い
る。Embodiment 2 In the above-described first embodiment, the load vector w (i) is changed to a different vector in time division and transmitted, and the communication station 2 receives the received signal d at each time.
Although the method of transmitting (i) to the communication station 1 has been adopted, in the second embodiment, on the premise of spread spectrum communication, transmission is performed with a different weight vector w (i) for each spread spectrum modulation code (channel). And a method in which the communication station 2 transmits the demodulated reception signal d (i) of each code to the communication station 1.
【００５６】以下に、本実施の形態２に係る通信装置の
動作ならびに送信アレーアンテナ校正処理の方法を、図
３に示したフローチャートを用いて説明する。本実施の
形態２に係る通信装置の基本構成は図１と同一である
が、通信局１の５−１〜５−Ｍはスペクトル拡散変調を
行う送信機、通信局２の１４はスペクトル拡散復調を行
う受信機である。The operation of the communication apparatus according to the second embodiment and the method of calibrating the transmission array antenna will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. The basic configuration of the communication apparatus according to the second embodiment is the same as that of FIG. 1, except that 5-1 to 5-M of communication station 1 are transmitters for performing spread spectrum modulation, and 14 of communication station 2 is spread spectrum demodulation. Receiver.
【００５７】ステップ３１では、通信局１が荷重ベクト
ルｗ（１）〜ｗ（Ｎ）をそれぞれ第１〜第Ｎの互いに異
なるスペクトル拡散コードで変調して重畳して同時に送
信する。ステップ３２では、通信局２でそれぞれ第１〜
第Ｎのスペクトル拡散コードで復調された受信信号ｄ
（１）〜ｄ（Ｎ）を得て、これらの受信信号を通信局１
の荷重制御手段１８に伝送する。ステップ３３〜３５
は、本実施の形態１の図２におけるステップ２６〜２８
の処理と同様であるため、その説明は省略する。上記実
施の形態２の通信装置では、送信アレーアンテナ校正の
ために、Ｎ個の変調コード（チャネル）を用いて１回の
送信で済む。すなわち、使用するチャネルＮ倍に増える
が、校正処理に要する時間はさらに少なくて済む。特
に、電波環境が急速に変動する場合では校正遅れによる
校正誤差がさらに小さくなる。In step 31, the communication station 1 modulates weight vectors w (1) to w (N) with first to N-th different spread spectrum codes, superimposes them, and transmits them simultaneously. In step 32, the communication station 2 sets the first to
Received signal d demodulated with the Nth spread spectrum code
(1) to d (N) are obtained and these received signals are transmitted to the communication station 1
Is transmitted to the load control means 18. Steps 33-35
Are steps 26 to 28 in FIG. 2 of the first embodiment.
Since the processing is the same as that described above, the description thereof is omitted. In the communication apparatus according to the second embodiment, only one transmission is required using N modulation codes (channels) for calibrating the transmission array antenna. That is, although the number of channels used is increased by N times, the time required for the calibration process is further reduced. In particular, when the radio wave environment fluctuates rapidly, the calibration error due to the calibration delay is further reduced.
【００５８】なお、上記実施の形態２の通信装置では、
Ｎ個の変調コード（チャネル）を用いて１回の送信で送
信アレーアンテナ校正処理を行っているが、時分割とコ
ード分割とを組み合わせて、ベクトルｗ（１）〜ｗ
（Ｎ）をＮｃ個のコードで（Ｎ／Ｎｃ）回の時間に分け
て送信して校正処理を行うこともできる。また、上記実
施の形態２の通信装置では、スペクトル拡散の変調コー
ドで分けてｗ（１）〜ｗ（Ｎ）を送信し、通信局２でそ
れぞれのコードの復調受信信号ｄ（ｉ）を通信局１に伝
送する構成をとっているが、周波数帯で分けてｗ（１）
〜ｗ（Ｎ）を送信し、通信局２でそれぞれの周波数帯の
受信信号ｄ（ｉ）を通信局１に伝送する構成でも同様な
効果を有する。In the communication device according to the second embodiment,
Although the transmission array antenna calibration process is performed in one transmission using N modulation codes (channels), the vectors w (1) to w (w) are obtained by combining time division and code division.
The calibration process can be performed by transmitting (N) by Nc codes in (N / Nc) times. Further, in the communication apparatus of the second embodiment, w (1) to w (N) are transmitted separately by the spread spectrum modulation code, and the communication station 2 communicates the demodulated reception signal d (i) of each code. It is configured to transmit to station 1, but w (1) divided by frequency band
To w (N), and the communication station 2 transmits the received signal d (i) in each frequency band to the communication station 1 with the same effect.
【００５９】実施の形態３．図４は本実施の形態３に係
る通信装置の構成を示したブロック図である。７−１〜
７−Ｍはそれぞれ送信素子アンテナ６−１〜６−Ｍに接
続された校正用信号源である。この装置では、送信アレ
ーアンテナの校正処理時には荷重３−１〜３−Ｍをｗ1
（ｉ）＝ｗ2（ｉ）＝…ｗM（ｉ）＝ｗcと共通の複素定
数ｗcに定め、校正用信号源７−１〜７−Ｍから出力さ
れる校正用信号ｒ１（ｉ），ｒ２（ｉ），…，ｒ
M（ｉ）をそれぞれ送信素子アンテナ６−１〜６−Ｍか
ら同時に送信する。 校正用信号は、ベクトルｒ（ｉ）
≡［ｒ１（ｉ），ｒ２（ｉ），…，ｒM（ｉ）］Tとする
とき、Ｎ個のベクトルｒ（１）〜ｒ（Ｎ）の少なくとも
Ｍ個が互いに線形独立になるように選ぶ。荷重制御手段
１８はｒ１（ｉ），ｒ２（ｉ），…，ｒM（ｉ）を入力
し、Ｎ×Ｍ行列Ｖを次式（１０）のように与える。Embodiment 3 FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a communication device according to the third embodiment. 7-1
7-M is a calibration signal source connected to the transmitting element antennas 6-1 to 6-M, respectively. In this device, the weights 3-1 to 3-M are set to w 1 during the calibration processing of the transmission array antenna.
(I) = w 2 (i) =... W M (i) = a complex constant w c common to w c and a calibration signal r1 (i) output from the calibration signal sources 7-1 to 7-M. ), R2 (i), ..., r
M (i) are simultaneously transmitted from the transmitting element antennas 6-1 to 6-M, respectively. The calibration signal is a vector r (i)
≡ [r1 (i), r2 (i),..., R M (i)] T , so that at least M of N vectors r (1) to r (N) are linearly independent of each other. Choose. Load control means 18 r1 (i), r2 (i ), ..., enter the r M (i), it gives the N × M matrix V as in the following equation (10).
【数９】 式（９）により伝搬パラメータベクトルの推定値ｈ［ｈ
ハット］を算出し、通信時にｈ［ｈハット］の複素共役
要素値を荷重３−１〜３−Ｍの荷重値にセットする。他
の構成要素や動作は本実施の形態１と同様である。(Equation 9) According to equation (9), the estimated value h [h
Hat], and sets the complex conjugate element value of h [h hat] to the load value of the loads 3-1 to 3-M during communication. Other components and operations are the same as those in the first embodiment.
【００６０】本実施の形態１では素子アンテナ６−１〜
６−Ｍから送信される信号がそれぞれｒ（ｉ）ｗ
1（ｉ）*，ｒ（ｉ）ｗ2（ｉ）*，…，ｒ（ｉ）ｗ
N（ｉ）*であったが、本実施の形態３では送信される信
号はｗcｒ1（ｉ），ｗcｒ2（ｉ），…ｗcｒM（ｉ）であ
る。複素定数ｗcは全素子共通であるから無視しても校
正原理には関係ない。従って、式（１０）のように行列
Ｖを与えて、式（９）により式（６）の最小二乗解ｈ
［ｈハット］を求めれば、本実施の形態１で述べたもの
と同様な原理で送信アレーアンテナの校正が達成でき
る。In the first embodiment, the element antennas 6-1 to 6-1
The signals transmitted from 6-M are r (i) w
1 (i) * , r (i) w 2 (i) * , ..., r (i) w
N (i) * a a a, but signals transmitted in the third embodiment is w c r 1 (i), w c r 2 (i), a ... w c r M (i) . Complex constant w c is not related to proofreading principle ignored since it is common to all devices. Therefore, given a matrix V as in equation (10), the least squares solution h of equation (6) by equation (9)
If [h hat] is obtained, calibration of the transmission array antenna can be achieved by the same principle as that described in the first embodiment.
【００６１】実施の形態４．図５は実施の形態４に係る
通信装置の構成を示すものであり、通信局１のみで構成
され、受信アンテナ８、受信機９は送信アンテナ６から
送信する電波を受信するものである。他の通信局１の内
部構成は図１と同様である。本実施の形態４は、通信局
１のＤ／Ａ変換器４から、送信機５、送信素子アンテナ
６までの送信チャネルの特性を校正するためのものであ
る。電波伝播経路のマルチパスは校正の対象としていな
い。第ｍＤ／Ａ変換器４から、送信機５、送信素子アン
テナ６までの送信チャネル通過の間の振幅、位相の変化
を表すパラメータをｇｍで表し、第ｍ送信素子アンテナ
６−ｍから受信アンテナ８までの経路通過の間の振幅、
位相の変化を表すパラメータをｃｍで表すものとする。
ｇｍとｃｍの積を要素とするベクトルを式（１１）と定
義する。Embodiment 4 FIG. 5 shows a configuration of a communication apparatus according to the fourth embodiment, which includes only a communication station 1, and a receiving antenna 8 and a receiver 9 receive radio waves transmitted from the transmitting antenna 6. The internal configuration of the other communication station 1 is the same as that of FIG. The fourth embodiment is for calibrating the characteristics of the transmission channel from the D / A converter 4 of the communication station 1 to the transmitter 5 and the transmitting element antenna 6. The multipath of the radio wave propagation path is not subject to calibration. A parameter representing a change in amplitude and phase during transmission channel passage from the m-th D / A converter 4 to the transmitter 5 and the transmission element antenna 6 is represented by gm, and the m-th transmission element antenna 6-m to the reception antenna 8 The amplitude during passage through
A parameter representing a change in phase is represented by cm.
A vector having a product of gm and cm as an element is defined as Expression (11).
【数１０】 ｒ（ｉ）を送信する際に、複素荷重ベクトルｗ（ｉ）を
としてセットして各素子アンテナ６−１〜６−Ｍから同
時に送信すると、受信アンテナ８の受信信号ｄ（ｉ）は
式（３）で与えられる。従って、図２に示した処理に準
じた手順により、荷重制御手段１８はベクトルｈの推定
値ｈ［ｈハット］を算出することができる。送信素子ア
ンテナ６および受信アンテナ８は固定であるからｃｍは
変化せず、事前に測定することができる。従って、ｈ
［ｈハット］の各要素をｃｍで除すことにより、送信チ
ャネルパラメータをｇｍを推定することができる。(Equation 10) When transmitting r (i) and simultaneously transmitting from each of the element antennas 6-1 to 6-M with the complex weight vector w (i) set as the received signal d (i) of the receiving antenna 8, Given in 3). Therefore, the load control unit 18 can calculate the estimated value h [h hat] of the vector h by a procedure according to the processing shown in FIG. Since the transmitting element antenna 6 and the receiving antenna 8 are fixed, cm does not change and can be measured in advance. Therefore, h
By dividing each element of [h hat] by cm, the transmission channel parameter gm can be estimated.
【００６２】[0062]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、荷重
制御手段が送信アレーアンテナの荷重の最適値を決定す
ることにより、送信信号の移相および振幅を所望の値に
調整するので、少ない校正時間、また少ない通信容量
で、正確に送信アレーアンテナの校正が達成できる。さ
らに、最小限の改造で現有装置に適用することができ
る。As described above, according to the present invention, the load control means adjusts the phase shift and the amplitude of the transmission signal to desired values by determining the optimum value of the load of the transmission array antenna. The calibration of the transmission array antenna can be accurately achieved with a small calibration time and a small communication capacity. Furthermore, it can be applied to existing equipment with minimal modification.
【００６３】また、第２の通信局に第２の荷重制御手段
を備えたことにより、第２の通信局は第２の荷重制御手
段により算出された最適値と決定した情報信号のみを送
信するので、通信容量を軽減させることができる。Since the second communication station is provided with the second load control means, the second communication station transmits only the optimum value calculated by the second load control means and the determined information signal. Therefore, the communication capacity can be reduced.
【００６４】また、第２の通信局は、受信ベクトル信号
を符号化して、上記第１の通信局の荷重制御手段に伝送
することにより、第２の通信局から第１の通信局の荷重
制御手段までの伝送経路における受信ベクトル信号への
外乱ノイズによる影響を抑えることができる。Further, the second communication station encodes the received vector signal and transmits it to the load control means of the first communication station, so that the second communication station can control the load control of the first communication station. The influence of disturbance noise on the received vector signal in the transmission path to the means can be suppressed.
【００６５】また、上記第１の通信局は、複数の送信ベ
クトル信号を時分割で送信し、上記第２の通信局は、上
記分割された各時刻の受信ベクトル信号を受信すること
により、単一の周波数のみにより校正を行なうことがで
きる。Further, the first communication station transmits a plurality of transmission vector signals in a time-division manner, and the second communication station receives the divided reception vector signals at the respective times, thereby obtaining a single transmission vector signal. Calibration can be performed with only one frequency.
【００６６】また、上記第１の通信局は、複数の送信ベ
クトル信号を周波数分割で送信し、上記第２の通信局
は、上記分割された各周波数の受信ベクトル信号を受信
することにより、複数の周波数帯域を使用して同時に校
正することができるため、校正時間を短縮することがで
きる。Further, the first communication station transmits a plurality of transmission vector signals by frequency division, and the second communication station receives the reception vector signals of the respective divided frequencies, thereby obtaining a plurality of transmission vector signals. Can be calibrated at the same time using the above frequency band, so that the calibration time can be shortened.
【００６７】また、上記第１の通信局は、複数の送信ベ
クトル信号をそれぞれ互いに異なるスペクトル拡散コー
ドで変調して送信し、上記第２の通信局は、拡散コード
で復調して上記受信ベクトル信号を受信することによ
り、複数の変調コードを用いて１回の送信で送信アレー
アンテナの校正が図られ、時間を短縮することができ
る。Further, the first communication station modulates a plurality of transmission vector signals with mutually different spread spectrum codes and transmits the modulated signal, and the second communication station demodulates the spread vector signals with the spread code and modulates the received vector signal. , The transmission array antenna is calibrated in one transmission using a plurality of modulation codes, and the time can be reduced.
【００６８】また、送信ベクトル信号を送信する送信ア
レーアンテナと、上記送信ベクトル信号を受信する受信
アンテナと、上記受信アンテナにより受信した受信ベク
トル信号と、上記送信ベクトル信号とに基づいて、送信
アレーアンテナの荷重の最適値を決定する第１の荷重制
御手段を備えたことにより、単一の通信装置によって送
信アレーアンテナを校正することができる。A transmission array antenna for transmitting a transmission vector signal, a reception antenna for receiving the transmission vector signal, a transmission array antenna based on the reception vector signal received by the reception antenna, and the transmission vector signal. By providing the first load control means for determining the optimal value of the load, the transmission array antenna can be calibrated by a single communication device.
【図１】 この発明の実施の形態１に係る通信装置の基
本構成図である。FIG. 1 is a basic configuration diagram of a communication device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 この発明の実施の形態１に係る通信装置の校
正処理手順を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a calibration processing procedure of the communication device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 この発明の実施の形態２に係る通信装置の校
正処理手順を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a calibration processing procedure of the communication device according to the second embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の実施の形態３に係る通信装置の基
本構成図である。FIG. 4 is a basic configuration diagram of a communication device according to a third embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の実施の形態４に係る通信装置の基
本構成図である。FIG. 5 is a basic configuration diagram of a communication device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図６】 従来技術の通信装置の基本構成図を示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram showing a basic configuration diagram of a communication device according to the related art.
【図７】 従来技術の通信装置の校正処理手順を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing a procedure of a calibration process of a communication device according to the related art.
１ 通信局、２ 通信局、３ 複素荷重、４ Ｄ／Ａ変
換器、５ 送信機、６送信アレーアンテナの素子アンテ
ナ、７ 校正用信号源、８ 受信アンテナ、９ 受信
機、１０ Ａ／Ｄ変換器、１１ 荷重制御手段、１２
通信局２のアンテナ、１３ デュープレクサ、１４ 通
信局２の受信機、１５ 通信局２の送信機、１６ 校正
用参照信号メモリ、１７ 送信機、１８ 荷重制御手
段。1 communication station, 2 communication station, 3 complex load, 4 D / A converter, 5 transmitter, 6 element antenna of transmission array antenna, 7 signal source for calibration, 8 reception antenna, 9 receiver, 10 A / D conversion Vessel, 11 load control means, 12
Antenna of communication station 2, 13 duplexer, 14 receiver of communication station 2, 15 transmitter of communication station 2, 16 reference signal memory for calibration, 17 transmitter, 18 load control means.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA32 GA02 HA05 HA10 5K059 CC02 CC04 DD10 5K067 CC24 DD27 GG01 GG11 KK02 KK03 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page F term (reference) 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA32 GA02 HA05 HA10 5K059 CC02 CC04 DD10 5K067 CC24 DD27 GG01 GG11 KK02 KK03
Claims (18)
号を要素にもつベクトルを送信ベクトル信号とする送信
アレーアンテナを有し、該送信アレーアンテナから互い
に異なる複数の上記送信ベクトル信号を送信する第１の
通信局と、 上記第１の通信局より送信された送信ベクトル信号を受
信して、上記第１の通信局へ受信した受信ベクトル信号
を送信する第２の通信局とを備え、 上記第１の通信局は、上記第２の通信局より受信した受
信ベクトル信号と、上記送信ベクトル信号とに基づい
て、上記送信アレーアンテナの荷重の最適値を決定する
荷重制御手段を備えたことを特徴とする通信装置。A transmission array antenna having a transmission vector signal having a vector having each signal transmitted from a plurality of element antennas as an element, and transmitting a plurality of transmission vector signals different from each other from the transmission array antenna. A first communication station; and a second communication station that receives a transmission vector signal transmitted from the first communication station and transmits the received vector signal to the first communication station. The first communication station includes load control means for determining an optimum value of the load of the transmission array antenna based on the reception vector signal received from the second communication station and the transmission vector signal. Communication device.
互いに異なる荷重ベクトルを用いることにより、上記複
数の送信ベクトル信号を生成することを特徴とする通信
装置。2. The communication device according to claim 1, wherein the first communication station generates the plurality of transmission vector signals by using a plurality of different weight vectors of the transmission array antenna. Characteristic communication device.
信装置において、 上記荷重制御手段は、ｈ＝（ＶHＶ）-1ＶHｄ（ｈは伝搬
パラメータベクトルの推定値、Ｖは送信ベクトル信号生
成行列、ＶHはＶの転置行列、ｄは受信ベクトル信号行
列である。）で与えられるベクトルの複素共役ベクトル
を求め、該複素共役ベクトルを通信時の荷重の最適値と
して決定することを特徴とする通信装置。3. The communication device according to claim 1, wherein the load control means is configured to calculate h = (V H V) −1 V H d (where h is an estimated value of a propagation parameter vector, and V is A transmission vector signal generation matrix, V H is a transposed matrix of V, and d is a reception vector signal matrix.) A complex conjugate vector of a vector given by the above is obtained, and the complex conjugate vector is determined as an optimum value of a load during communication. A communication device characterized by the above-mentioned.
信装置において、 上記荷重制御手段を第１の荷重制御手段とし、 上記第２の通信局は、上記第１の通信局より受信した受
信ベクトル信号に基づいて、送信アレーアンテナの荷重
の最適値を決定する第２の荷重制御手段を備え、該第２
の荷重制御手段は、決定した最適値の情報信号を上記第
１の通信局へ送信することを特徴とする通信装置。4. The communication device according to claim 1, wherein the load control means is a first load control means, and the second communication station receives the load control means from the first communication station. A second load control unit that determines an optimum value of the load of the transmission array antenna based on the reception vector signal;
Wherein the load control means transmits an information signal of the determined optimum value to the first communication station.
信装置において、 上記第２の通信局は、受信ベクトル信号を符号化して、
上記第１の荷重制御手段に伝送することを特徴とする通
信装置。5. The communication device according to claim 1, wherein the second communication station encodes a received vector signal,
A communication device for transmitting to the first load control means.
信装置において、 上記第１の通信局は、複数の送信ベクトル信号を時分割
で送信し、上記第２の通信局は、上記分割された各時刻
の受信ベクトル信号を受信することを特徴とする通信装
置。6. The communication device according to claim 1, wherein said first communication station transmits a plurality of transmission vector signals in a time division manner, and said second communication station transmits said plurality of transmission vector signals. A communication device, which receives the received vector signal at each time.
信装置において、 上記第１の通信局は、複数の送信ベクトル信号を周波数
分割で送信し、上記第２の通信局は、上記分割された各
周波数の受信ベクトル信号を受信することを特徴とする
通信装置。7. The communication device according to claim 1, wherein said first communication station transmits a plurality of transmission vector signals by frequency division, and said second communication station transmits said plurality of transmission vector signals. A communication device for receiving the received vector signal of each frequency.
信装置において、 上記第１の通信局は、複数の送信ベクトル信号をそれぞ
れ互いに異なるスペクトル拡散コードで変調して送信
し、上記第２の通信局は、拡散コードで復調して上記受
信ベクトル信号を受信することを特徴とする通信装置。8. The communication device according to claim 1, wherein the first communication station modulates a plurality of transmission vector signals with mutually different spread spectrum codes and transmits the modulated transmission vector signals. A communication station for demodulating with a spreading code and receiving the received vector signal.
号を要素にもつベクトルを送信ベクトル信号とし、互い
に異なる複数の上記送信ベクトル信号を送信する送信ア
レーアンテナと、 上記送信アレーアンテナからの上記送信ベクトル信号を
受信する受信アンテナと、 上記受信アンテナにより受信した受信ベクトル信号と、
上記送信ベクトル信号とに基づいて、送信アレーアンテ
ナの荷重の最適値を決定する第１の荷重制御手段を備え
たことを特徴とする通信装置。9. A transmission array antenna for transmitting a plurality of transmission vector signals different from each other, using a vector having each signal transmitted from a plurality of element antennas as an element as a transmission vector signal, and the transmission from the transmission array antenna. A receiving antenna for receiving the vector signal; a receiving vector signal received by the receiving antenna;
A communication device comprising: first load control means for determining an optimum value of a load of a transmission array antenna based on the transmission vector signal.
信号を要素にもつベクトルを送信ベクトル信号とする送
信アレーアンテナを有する第１の通信局にて、該送信ア
レーアンテナから互いに異なる複数の上記送信ベクトル
信号を送信する第１通信ステップと、 上記第１の通信局より送信された送信ベクトル信号を第
２の通信局にて受信し、上記第１の通信局へ受信した上
記受信ベクトル信号を送信する第２通信ステップと、 上記第１の通信局が、上記第２の通信局より受信した受
信ベクトル信号と、上記送信ベクトル信号とに基づい
て、上記第１の荷重制御手段にて送信アレーアンテナの
荷重の最適値を決定する荷重決定ステップとを備えたこ
とを特徴とする通信装置の送信アレーアンテナ校正方
法。10. A first communication station having a transmission array antenna which uses a vector having each signal transmitted from a plurality of element antennas as an element as a transmission vector signal, and transmits the plurality of transmission signals different from each other from the transmission array antenna. A first communication step of transmitting a vector signal; a second communication station receiving a transmission vector signal transmitted from the first communication station, and transmitting the received vector signal received to the first communication station. A second communication step, wherein the first communication station transmits a transmission array antenna by the first load control means based on the reception vector signal received from the second communication station and the transmission vector signal. And a load determining step of determining an optimum value of the load of the transmission array antenna of the communication device.
レーアンテナ校正方法において、 上記第１通信ステップは、上記送信アレーアンテナの複
数の互いに異なる荷重ベクトルを用いることにより、上
記複数の送信ベクトル信号を上記第１の通信局にて生成
することを特徴とする通信装置の送信アレーアンテナ校
正方法。11. The transmission array antenna calibrating method for a communication device according to claim 10, wherein said first communication step uses said plurality of different load vectors of said transmission array antenna to generate said plurality of transmission vector signals. Is generated by the first communication station.
置の送信アレーアンテナ校正方法において、 上記荷重決定ステップは、ｈ＝（ＶHＶ）-1ＶHｄ（ｈは
伝搬パラメータベクトルの推定値、Ｖは送信ベクトル信
号生成行列、ＶHはＶの転置行列、ｄは受信ベクトル信
号行列である。）で与えられるベクトルの複素共役ベク
トルを荷重決定手段にて求め、該複素共役ベクトルを通
信時の荷重の最適値として決定することを特徴とする通
信装置の送信アレーアンテナ校正方法。12. The method for calibrating a transmission array antenna of a communication apparatus according to claim 10, wherein said load determining step is performed by: h = (V H V) −1 V H d (where h is an estimated value of a propagation parameter vector). , V is a transmission vector signal generation matrix, V H is a transposed matrix of V, and d is a reception vector signal matrix.) A complex conjugate vector of a vector given by A method for calibrating a transmission array antenna of a communication device, wherein the method is determined as an optimum value of the load of the communication device.
載の通信装置の送信アレーアンテナ校正方法において、 上記第２の通信ステップは、上記第１の通信局より受信
した受信ベクトル信号に基づいて、送信アレーアンテナ
の荷重の最適値を決定する第２の荷重制御手段にて決定
した最適値の情報信号を上記第１の通信局へ送信するこ
とを特徴とする通信装置の送信アレーアンテナ校正方
法。13. The method for calibrating a transmission array antenna of a communication device according to claim 10, wherein said second communication step comprises: receiving a vector signal received from said first communication station; A transmission array antenna calibration method for a communication device, comprising transmitting an information signal of an optimum value determined by a second load control means for determining an optimum value of a load of a transmission array antenna to the first communication station.
載の通信装置の送信アレーアンテナ校正方法において、 上記第２の通信ステップは、受信ベクトル信号を上記第
２の通信局にて符号化して、第１の荷重制御手段に伝送
することを特徴とする通信装置の送信アレーアンテナ校
正方法。14. The transmission array antenna calibration method for a communication device according to claim 10, wherein the second communication step encodes a received vector signal at the second communication station, A method for calibrating a transmission array antenna of a communication device, wherein the transmission array antenna is transmitted to first load control means.
載の通信装置の送信アレーアンテナ校正方法において、 上記第１の通信ステップは、上記第１の通信局にて複数
の送信ベクトル信号を時分割で送信し、 上記第２の通信ステップは、上記分割された各時刻の受
信ベクトル信号を上記第２の通信局にて受信することを
特徴とする通信装置の送信アレーアンテナ校正方法。15. The transmission array antenna calibration method for a communication device according to claim 10, wherein said first communication step includes a step of time-sharing a plurality of transmission vector signals in said first communication station. Wherein the second communication step receives the divided reception vector signal at each time at the second communication station.
載の通信装置の送信アレーアンテナ校正方法において、 上記第１の通信ステップは、上記第１の通信局にて複数
の送信ベクトル信号を周波数分割で送信し、 上記第２の通信ステップは、上記分割された各周波数の
受信ベクトル信号を上記第２の通信局にて受信すること
を特徴とする通信装置の送信アレーアンテナ校正方法。16. The transmission array antenna calibration method for a communication device according to claim 10, wherein said first communication step comprises: dividing said plurality of transmission vector signals in said first communication station by frequency division. Wherein the second communication step comprises receiving the received vector signals of the respective divided frequencies at the second communication station.
の通信装置の送信アレーアンテナ校正方法において、 上記第１の通信ステップは、上記第１の通信局にて複数
の送信ベクトル信号をそれぞれ互いに異なるスペクトル
拡散コードで変調して送信し、 上記第２の通信ステップは、拡散コードで復調して上記
受信ベクトル信号を上記第２の通信局にて受信すること
を特徴とする通信装置の送信アレーアンテナ校正方法。17. The transmission array antenna calibrating method for a communication device according to claim 10, wherein said first communication step includes a step of making said plurality of transmission vector signals different from each other in said first communication station. The second communication step demodulates with a spread code and receives the received vector signal at the second communication station, wherein the second communication step receives the received vector signal at the second communication station. Calibration method.
信号を要素にもつベクトルを送信ベクトル信号とする互
いに異なる複数の上記送信ベクトル信号を送信アレーア
ンテナにて送信する送信ステップと、 上記送信アレーアンテナより上記送信ベクトル信号を受
信手段にて受信する受信ステップと、 上記受信アンテナにより受信した受信ベクトル信号と、
上記送信ベクトル信号とに基づいて、送信アレーアンテ
ナの荷重の最適値を第１の荷重制御手段にて決定する荷
重決定ステップとを備えたことを特徴とする通信装置の
送信アレーアンテナ校正方法。18. A transmission step of transmitting a plurality of mutually different transmission vector signals by a transmission array antenna using a vector having each signal transmitted from a plurality of element antennas as an element as a transmission vector signal, the transmission array antenna A receiving step of receiving the transmission vector signal by receiving means, a reception vector signal received by the reception antenna,
A load determining step of determining an optimum value of the load of the transmission array antenna by the first load control means based on the transmission vector signal.
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