JP2006174333A - Array antenna transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のアンテナにより構成され、送信指向性を制御できるアレーアンテナ送信装置に関する。 The present invention relates to an array antenna transmission apparatus configured with a plurality of antennas and capable of controlling transmission directivity.
複数のアンテナにより構成されたアレーアンテナ送信装置は、アンテナ対応に送信信号の位相、振幅を制御することによって、送信指向性を設定することができるものであり、移動無線システムに於いては、基地局から移動局の方向に送信指向性を設定することにより、効率のよい通信が可能となる。その場合の送信信号の位相、振幅を、無線送信部の前段のベースバンド処理部等に於いてアンテナ対応に制御しても、実際の無線送信部に於ける特性がアンテナ対応に同一であるとは限らないと共に、経年変化により特性が変化する場合もある。 An array antenna transmission apparatus including a plurality of antennas can set transmission directivity by controlling the phase and amplitude of a transmission signal corresponding to the antenna. By setting the transmission directivity in the direction from the station to the mobile station, efficient communication is possible. Even if the phase and amplitude of the transmission signal in that case are controlled for the antenna in the baseband processing unit in the previous stage of the wireless transmission unit, the characteristics in the actual wireless transmission unit are the same for the antenna The characteristics may change due to aging.
そこで、アンテナに入力する信号を復調して、希望方向の送信指向性を得る為に設定した信号位相や振幅が正しく設定されているか否かを判定する為のアレーアンテナ校正手段も提案されている。又変調方式や多重化方式等の無線通信方式に従って、送信信号の位相、振幅の設定手段も相違することになるが、例えば、CDMA(Code Division Multiple Access;符号分割多重アクセス)方式に適用し、且つアレイアンテナ校正手段を適用したアレーアンテナ送信装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, array antenna calibration means for demodulating a signal input to the antenna and determining whether the signal phase and amplitude set to obtain the transmission directivity in the desired direction are set correctly has also been proposed. . The means for setting the phase and amplitude of the transmission signal will also differ according to the radio communication system such as the modulation system and the multiplexing system, but for example, it is applied to a CDMA (Code Division Multiple Access) system, In addition, an array antenna transmission apparatus to which array antenna calibration means is applied has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
このアレーアンテナ送信装置は、通信に使用する拡散信号と同じ帯域幅のキャリブレーション信号を送信無線回路に入力し、その送信無線回路からアンテナに入力する送信信号を加算手段により加算して、受信無線回路に入力し、送信無線回路対応に分離してそれぞれ復調することにより、各送信無線回路の位相特性のばらつきを求め、そのばらつきを補正する逆特性値を送信信号に乗算して、送信無線回路に入力する構成を有するものである。従って、キャリブレーション信号を、アンテナ対応の送信無線回路に同時に入力するものであるから、それぞれのキャリブレーション信号の拡散コードは、異なる拡散符号を用いることになり、又アンテナ対応の送信信号を無線受信回路に入力して、アンテナ対応の送信信号を同時に復調するものであるから、復調回路は、無線送信回路対応に設けることになる。
アレーアンテナ送信装置は、前述のように、アンテナ対応の回路素子等の特性のばらつき等を補正する為に、キャリブレーション信号を入力して誤差分を求めることにより、その誤差を補正する処理を行うものであり、前述のCDMA方式を適用した従来例に於いては、次のような問題点がある。即ち、
(1).それぞれのアンテナ対応の送信情報シンボル信号に、それぞれ異なる拡散符号を乗算してキャリブレーション信号を生成し、アンテナ対応の送信無線回路に入力し、各送信無線回路に於ける位相回転量を求める為の復調回路が、送信無線回路の数だけ必要となるから、アレーアンテナ送信装置としての回路規模が大きくなる問題がある。又拡散符号数は有限であるから、キャリブレーション用に多数の拡散符号を使用すると、ユーザーの送信信号を拡散して送信する為に使用できる拡散符号数が減少し、従って、システムに収容可能のユーザー数が減少する問題がある。
As described above, the array antenna transmission apparatus performs a process of correcting an error by inputting a calibration signal and obtaining an error in order to correct a variation in characteristics of circuit elements corresponding to the antenna. However, the conventional example to which the above-described CDMA system is applied has the following problems. That is,
(1). A calibration signal is generated by multiplying each transmission information symbol signal corresponding to each antenna by a different spreading code, input to the transmission radio circuit corresponding to the antenna, and the amount of phase rotation in each transmission radio circuit is obtained. Since demodulation circuits are required as many as the number of transmission radio circuits, there is a problem that the circuit scale as an array antenna transmission apparatus increases. Also, since the number of spreading codes is finite, if a large number of spreading codes are used for calibration, the number of spreading codes that can be used to spread and transmit the user's transmission signal is reduced, so that it can be accommodated in the system. There is a problem that the number of users decreases.
(2).キャリブレーション信号のレベル(S)と送信信号の信号レベル(I)の比SIR(Signal to Interference Ratio)が一定になるような制御を行っていない為、キャリブレーション信号レベルに対して送信信号レベルが大きい場合、キャリブレーションの精度が劣化する問題がある。又送信信号レベルがキャリブレーション信号レベルに対して小さいと、キャリブレーション信号が送信信号に対して干渉することになり、通信品質の劣化を招く問題がある。 (2). Since the control is not performed so that the ratio SIR (Signal to Interference Ratio) between the calibration signal level (S) and the transmission signal level (I) is constant, the transmission signal level is set to the calibration signal level. If it is large, there is a problem that the accuracy of calibration deteriorates. If the transmission signal level is smaller than the calibration signal level, the calibration signal interferes with the transmission signal, which causes a problem of deterioration in communication quality.
本発明は、前述の従来例の問題点を解決するものであり、回路規模を大きくすることなく、アレーアンテナの校正を可能とすることを目的とする。 The present invention solves the above-described problems of the conventional example, and an object of the present invention is to enable calibration of an array antenna without increasing the circuit scale.
本発明のアレーアンテナ送信装置は、複数のアンテナ対応の送信無線回路を有し、前記複数のアンテナによる送信指向性を制御可能としたアレーアンテナ送信装置に於いて、キャリブレーション信号を生成するキャリブレーション信号生成回路と、このキャリブレーション信号生成回路からのキャリブレーション信号を、複数のアンテナ対応の送信無線回路に入力する送信信号に対して異なる時間位置に加算するキャリブレーション加算回路と、送信無線回路の出力信号を一部分岐して多重化する多重回路と、この多重回路により多重化された信号を入力して復調する受信無線回路と、この受信無線回路の復調出力信号から、アンテナ対応のキャリブレーション信号を抽出するキャリブレーション信号抽出回路と、このキャリブレーション信号抽出回路により抽出したアンテナ対応のキャリブレーション信号を基に、送信無線回路を含む送信経路の位相回転量を求める位相誤差検出回路と、この位相誤差検出回路により求めた位相回転量を基に、送信無線回路に入力する送信信号に乗算して位相補正する位相補正回路とを備えている。 An array antenna transmission apparatus according to the present invention has a transmission radio circuit corresponding to a plurality of antennas, and a calibration signal for generating a calibration signal in the array antenna transmission apparatus capable of controlling transmission directivity by the plurality of antennas. A signal generation circuit, a calibration addition circuit that adds a calibration signal from the calibration signal generation circuit to a transmission signal input to a plurality of antenna-compatible transmission radio circuits at different time positions, and a transmission radio circuit A multiplexing circuit that divides and multiplexes the output signal, a receiving radio circuit that inputs and demodulates the signal multiplexed by the multiplexing circuit, and a calibration signal corresponding to the antenna from the demodulated output signal of the receiving radio circuit Calibration signal extraction circuit for extracting the Based on the calibration signal for the antenna extracted by the extraction circuit, the phase error detection circuit that calculates the phase rotation amount of the transmission path including the transmission radio circuit, and the phase rotation amount calculated by this phase error detection circuit A phase correction circuit that multiplies the transmission signal input to the wireless circuit to correct the phase.
又キャリブレーション信号生成回路からのキャリブレーション信号を、アンテナ対応の送信無線回路に入力する送信信号に対してそれぞれ異なる遅延時間となるように遅延させて、キャリブレーション信号加算回路に入力する遅延回路を備えることができる。 Also, a delay circuit that delays the calibration signal from the calibration signal generation circuit so as to have different delay times with respect to the transmission signal input to the antenna-compatible transmission radio circuit, and inputs the delay signal to the calibration signal addition circuit. Can be provided.
又アンテナ対応の送信無線回路に入力する送信信号の送信レベルを監視する送信レベル監視回路と、この送信レベル監視回路による送信レベルに対応した拡散符号長を求めて、キャリブレーション信号生成回路の既知の送信情報シンボルを拡散符号化する拡散符号を制御する拡散長算出回路とを備えることができる。 Also, a transmission level monitoring circuit for monitoring the transmission level of the transmission signal input to the antenna-compatible transmission radio circuit, and a spreading code length corresponding to the transmission level by the transmission level monitoring circuit are obtained, and the calibration signal generation circuit is known. And a spreading length calculation circuit for controlling a spreading code for spreading and encoding the transmission information symbol.
又アンテナ対応の送信無線回路に入力する送信信号の送信レベルを監視する送信レベル監視回路と、この送信レベル監視回路による送信レベルに対応したキャリブレーション信号の振幅値となるように制御する振幅値算出回路とを備えることができる。 Also, a transmission level monitoring circuit that monitors the transmission level of the transmission signal input to the antenna-compatible transmission radio circuit, and an amplitude value calculation that controls the amplitude value of the calibration signal corresponding to the transmission level by the transmission level monitoring circuit A circuit.
又アンテナ対応の送信無線回路の位相誤差を監視し、予め設定した位相誤差増加の条件となったことを検出して、キャリブレーション信号生成回路を起動して、キャリブレーション処理を実行させるキャリブレーション誤差監視部を備えることができる。 Also, the calibration error that monitors the phase error of the transmitting radio circuit corresponding to the antenna, detects that the condition for increasing the phase error has been set in advance, activates the calibration signal generation circuit, and executes the calibration process. A monitoring unit can be provided.
キャリブレーション信号を、アンテナ対応の送信無線回路に入力する送信信号に対してそれぞれ時間位置が異なるように加算することにより、送信無線回路の出力信号を一部分岐して多重化して受信無線回路に入力すると、アンテナ対応のキャリブレーション信号は時間多重された状態となるから、キャリブレーション信号の復調回路は1個で済むことになり、アンテナ数を増加してもコストアップとなることがない利点がある。又送信信号のレベル検出により、キャリブレーション信号の振幅又は拡散符号長を、キャリブレーション信号と送信信号とのSIRが一定となるように制御することができるから、キャリブレーションの精度を維持できる利点がある。従って、前述の従来例の問題点(1),(2)を解決することができる。 By adding the calibration signal to the transmission signal input to the antenna-compatible transmission radio circuit so that the time positions are different from each other, the output signal of the transmission radio circuit is partially branched and multiplexed and input to the reception radio circuit Then, since the calibration signals corresponding to the antennas are time-multiplexed, only one calibration signal demodulation circuit is required, and there is an advantage that the cost is not increased even if the number of antennas is increased. . Further, by detecting the level of the transmission signal, the amplitude or spreading code length of the calibration signal can be controlled so that the SIR between the calibration signal and the transmission signal is constant, so that the calibration accuracy can be maintained. is there. Therefore, the problems (1) and (2) of the conventional example described above can be solved.
本発明のアレーアンテナ送信装置は、図1を参照して説明すると、複数のアンテナ0,1,2対応の送信無線回路16を有し、複数のアンテナ0,1,2による送信指向性を制御可能としたアレーアンテナ送信装置であって、キャリブレーション信号を生成するキャリブレーション信号生成回路23と、このキャリブレーション信号生成回路23からのキャリブレーション信号を、複数のアンテナ0,1,2対応の送信無線回路16に入力する送信信号に対して異なる時間位置に加算するキャリブレーション加算回路14と、送信無線回路16の出力信号を一部分岐して多重化する多重回路18と、この多重回路18により多重化された信号を入力して復調する受信無線回路19と、この受信無線回路19の復調出力信号から、アンテナ0,1,2対応のキャリブレーション信号を抽出するキャリブレーション信号抽出回路24と、このキャリブレーション信号抽出回路24により抽出したアンテナ対応のキャリブレーション信号を基に、送信無線回路16を含む送信経路の位相回転量を求める位相誤差検出回路25と、この位相誤差検出回路25により求めた位相回転量を基に、送信無線回路16に入力する送信信号に乗算して位相補正する位相補正回路13とを備えている。
The array antenna transmission apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 1. The
図1は、本発明の実施例1の説明図であり、アンテナ数3のアレーアンテナ送信装置の要部を示すもので、0,1,2はアンテナ、10はユーザー対応のユーザー信号生成部、11はディジタルビームフォーマ(DBF)、12はアンテナ0,1,2対応のユーサー信号多重部、13は複素乗算器を有する位相補正回路、14は加算器を有するキャリブレーション信号加算部、15はディジタル信号をアナログ信号に変換するDA変換器、16はアンテナ0,1,2対応の送信無線回路、17は送信信号を分岐するディレクショナルカプラ、18は多重回路、19は受信無線回路、20はアナログ信号をディジタル信号に変換するAD変換器、21はスケジューラー、22は切替回路(SW)、23はキャリブレーション信号生成回路、24はキャリブレーション信号抽出回路、25は位相誤差検出回路を示す。
FIG. 1 is an explanatory diagram of
ユーザー信号生成部10からのユーザー対応の信号を、ディジタルビームフォーマ11により重み付け処理し、ユーザー信号多重部12により、アンテナ0,1,2対応に、複数のユーザー対応の信号の多重化を行い、位相補正回路13に入力する。キャリブレーション信号生成回路23は、既知の送信情報シンボルに拡散符号を乗算して拡散処理したキャリブレーション信号を生成するものであり、生成したキャリブレーション信号を、切替回路22を介してキャリブレーション信号加算回路14に入力する。このキャリブレーション信号加算回路14は、位相補正回路13からのアンテナ0,1,2対応の信号に、キャリブレーション信号をそれぞれ異なる時間位置に於いて加算し、DA変換器15によりアナログ信号に変換し、送信無線回路16により無線周波数の信号に変調して、ディレクショナルカプラ17を介してアンテナ0,1,2から送信する。
User-compatible signals from the user
又送信無線回路16の出力の無線周波数信号の一部を、ディレクショナルカプラ17により分岐し、時分割的に送信信号に加算したキャリブレーション信号を多重回路18により時間多重化して、受信無線回路19に入力する。この受信無線回路19は1個の復調回路を含む構成を有するものであり、アンテナ0,1,2対応のキャリブレーション信号を時分割的に復調して、AD変換器20によりディジタル信号に変換し、キャリブレーション信号抽出回路24に入力する。又スケジューラー21は、切替回路22と位相差検出回路25とをキャリブレーションのスケジュールに従って制御し、キャリブレーション信号生成部23からのキャリブレーション信号を、切替回路22により送信信号に対して異なる時間位置に、キャリブレーション信号加算回路14のアンテナ0,1,2対応の加算器によって加算する。
Also, a part of the radio frequency signal output from the
この切替回路22の切替制御に対応して、位相誤差検出回路25を制御し、キャリブレーション信号を加算した送信経路の位相誤差を検出することにより、位相誤差を補正する信号(複素信号)を、位相補正回路13のアンテナ0,1,2対応の複素乗算器に入力する。それにより、アンテナ0,1,2対応の送信無線回路16の位相誤差成分を打ち消すように予め処理することができるから、アレーアンテナによる送信指向性を希望方向とすることができる。この場合、キャリブレーション信号生成回路23により生成されたキャリブレーション信号に対して、その振幅を調整する振幅調整回路(図示を省略)を設け、キャリブレーション信号と送信信号とによるSIRが一定となるように制御することができる。又アンテナ数3の場合を示しているが、更に多数のアンテナを設けることも可能であり、各部は、そのアンテナ数に対応した構成とするものである。
Corresponding to the switching control of the
前述の構成により、キャリブレーション信号を、アンテナ0,1,2対応の送信無線回路16に対して時分割的に入力するから、受信無線回路19に対して、キャリブレーション信号を含む送信信号は、時分割で入力されることになり、従って、キャリブレーション信号を復調する為の復調回路は、1個で済むことになる。このキャリブレーション信号の復調出力信号を基に、アンテナ0,1,2対応の送信無線回路16に於ける位相回転量をそれぞれ検出することができる。
With the above-described configuration, the calibration signal is input to the
図2は、キャリブレーション処理の説明図であり、図1に示す構成によるアレイアンテナ校正処理について示すもので、同図の(a)〜(d)は、キャリブレーション信号生成と送信信号に対しての加算処理を示し、又(e)〜(g)はキャリブレーション信号抽出処理を示し、又(h),(i)は位相検出処理を示す。キャリブレーション信号生成回路23から既知の送信情報シンボルに拡散符号を乗算して拡散変調したキャリブレーション信号CalSig0,CalSig1,CalSig2が、(a)に示すように生成され、切替回路22により所定の時間順序に従って選択されて、キャリブレーション信号加算回路14に入力され、アンテナ0,1,2対応の加算器に、(b),(c),(d)に示すように入力される。この場合の拡散符号は、アンテナ0,1,2対応に相違させることなく、同一としても、時間軸上に異なる位置のキャリブレーション信号となるから、次に説明するようにアンテナ0,1,2対応に位相誤差を検出することができる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the calibration process, and shows the array antenna calibration process with the configuration shown in FIG. 1. FIGS. 2A to 2D show the calibration signal generation and the transmission signal. (E) to (g) indicate calibration signal extraction processing, and (h) and (i) indicate phase detection processing. Calibration signals CalSig0, CalSig1, and CalSig2 obtained by multiplying a known transmission information symbol by a spreading code by the calibration
前述のキャリブレーション信号生成回路23からのキャリブレーション信号が、アンテナ0,1,2対応の送信無線回路16や受信無線回路19を含むフィードバックループのループ遅延後に、(e)に示すキャリブレーション信号CalSig0,CalSig1,CalSig2として、キャリブレーション信号抽出回路24に入力されることになり、(f)に示すキャリブレーション信号抽出用拡散符号により逆拡散処理して、(g)に示す送信シンボルSymbol0,Symbol1,Symbol2とし、(h)に示すように、位相誤差検出回路25に於いて送信シンボルSymbol0,Symbol1による位相誤差検出及び送信シンボルSymbol0,Symbol2による位相誤差検出を行い、例えば、アンテナ0の系統を基準とすると、アンテナ1,2の系統の位相誤差に対応したキャリブレーションウェイトW10,W20を求める。又(i)は、位相検出処理のキャリブレーションウェイトタイミングを示す。
The calibration signal from the calibration
前述の位相誤差検出回路25により検出された位相誤差検出信号を、位相補正回路13に入力してアンテナ0,1,2対応の送信信号の位相を補正することにより、送信無線回路16等に於ける特性のばらつきを補正して、複数のアンテナ0,1,2を用いたアレーアンテナによる所望の送信指向性を得ることができる。又キャリブレーション信号を時分割で送信信号に加算して補正値を求めるものであるから、前述のように、キャリブレーション信号を復調する為の構成は、アンテナ数が増加した場合でも1個で済むことになり、経済的な構成となる。又W−CDMA方式に適用した場合の拡散符号は、アンテナ数に関係なく、単一種類或いは数種類とすることが可能となり、ユーザー対応の拡散符号の割り当てに影響しない利点がある。
The phase error detection signal detected by the above-described phase
図3は、本発明の実施例2の説明図であり、図1と同一符号は同一名称部分を示し、26はメモリ、27は遅延回路を示す。この遅延回路27は、アンテナ0,1,2対応に、キャリブレーション信号生成回路23からのキャリブレーション信号を、異なる遅延時間で遅延させる遅延部D0,D1,D2を備えた場合を示す。キャリブレーション信号生成回路23で生成されたキャリブレーション信号は、遅延回路27によりアンテナ0,1,2対応に異なる遅延を与えられて、キャリブレーション信号加算回路14に於いて、各アンテナ0,1,2から送信される送信信号に加算される。この時のアンテナ0,1,2対応の遅延差は1チップ(拡散)以上にすることが必要である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same names, 26 denotes a memory, and 27 denotes a delay circuit. The
これにより逆拡散するときに、アンテナ0,1,2毎の信号を識別することが可能となる。又受信無線回路19に入力されたキャリブレーション信号を含んだ送信信号は、或る時間分だけメモリ26に記憶される。キャリブレーション信号抽出回路24は、時分割でキャリブレーション信号を含んだ送信信号から送信シンボルを抽出する。そして位相誤差検出回路25に於いて、アンテナ0,1,2対応の送信無線回路16に於ける位相回転量を算出し、位相補正回路13に於いて補正する。又キャリブレーション信号生成回路23からのキャリブレーション信号に対して振幅を調整する振幅調整回路(図示せず)を設けることも可能である。
This makes it possible to identify the signals for the
この実施例2に於いても、前述の実施例1と同様の効果を有すると共に、キャリブレーション信号をアンテナ対応の送信信号に、遅延時間により識別できるように加算するものであるから、時分割的に加算する場合に比較して、連続的に加算するものであるから、位相補正周期を早くすることができる。これは、送信無線回路の位相変動が早い時に有利となる。 The second embodiment also has the same effect as the first embodiment and adds a calibration signal to a transmission signal corresponding to an antenna so that it can be identified by a delay time. As compared with the case of adding to, the phase correction cycle can be shortened because of continuous addition. This is advantageous when the phase variation of the transmitting radio circuit is early.
図4は、本発明の実施例3の説明図であり、図1及び図3と同一符号は同一名称部分を示し、30は送信レベル監視回路、31は拡散長算出回路を示す。この送信レベル監視回路30は、ユーザー信号多重部12からのアンテナ0,1,2対応の送信信号のレベルを検出して、拡散長算出回路31に入力する。キャリブレーション信号生成回路23からのキャリブレーション信号の振幅値を固定値とすると、送信信号のレベルが変動する場合には、キャリブレーション信号のレベルが適切でなくなる。そこで、拡散長算出回路31では、送信レベル監視回路30で算出した送信信号のレベルを基に拡散長を算出する。拡散長の算出は、キャリブレーション信号抽出回路24で逆算した後のキャリブレーション信号レベル(S)と送信信号のレベル(I)とによるSIRが、キャリブレーション精度を満足する値になるように行う。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a third embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIGS. 1 and 3 indicate the same name, 30 indicates a transmission level monitoring circuit, and 31 indicates a spread length calculation circuit. The transmission
従って、前述の実施例1,2による効果と同様の効果が得られると共に、送信信号のレベルが変動しても、キャリブレーションの精度は保たれることになる。何故ならば、SIRが一定になるような拡散長を設定するからである。例えば、キャリブレーションの精度(位相誤差)をσ=0.5652degとすると、送信レベルが10dB上がると、キャリブレーション誤差σ=5.652degとなり、位相誤差が1桁劣化することになるが、前述のように、送信レベルに対応して、キャリブレーション信号の拡散長を制御することにより、SIRをほぼ一定に維持することができる。 Therefore, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained, and the calibration accuracy can be maintained even if the level of the transmission signal varies. This is because the diffusion length is set so that the SIR is constant. For example, if the calibration accuracy (phase error) is σ = 0.5652 deg, and the transmission level is increased by 10 dB, the calibration error σ = 5.652 deg and the phase error is deteriorated by one digit. Thus, the SIR can be maintained substantially constant by controlling the diffusion length of the calibration signal in accordance with the transmission level.
図5は、本発明の実施例4の説明図であり、前述の各図と同一符号は同一名称部分を示し、32は振幅値算出回路、33は乗算器を示す。この実施例4は、ユーザー信号多重部12からのアンテナ0,1,2対応の送信信号レベルを、送信レベル監視回路30により算出し、その算出結果を基に振幅値算出回路32により送信信号の振幅値を算出し、乗算器33により、キャリブレーション信号抽出回路24からのキャリブレーション信号の振幅値を制御する。例えば、キャリブレーション信号生成回路23からのキャリブレーション信号の振幅値を固定値とすると、送信信号のレベルが変動する場合には、キャリブレーション信号のレベルが適切でなくなる。そこで、振幅値算出回路32は、送信レベル監視回路30で算出した送信信号のレベルを基に振幅値を算出する。この振幅値の算出は、キャリブレーション信号抽出回路24で逆算した後のキャリブレーション信号レベル(S)と送信信号レベル(I)とによるSIRが、キャリブレーション精度を満足する値になるように行うものである。
FIG. 5 is an explanatory diagram of Embodiment 4 of the present invention. The same reference numerals as those in the above-described respective drawings indicate the same names, 32 indicates an amplitude value calculation circuit, and 33 indicates a multiplier. In the fourth embodiment, the transmission signal level corresponding to the
従って、前述の実施例1〜3による効果と同様の効果が得られると共に、送信信号のレベルが変動しても、キャリブレーションの精度は保たれることになる。何故ならば、SIRが一定になるように振幅値を設定するからである。例えば、キャリブレーションの精度(位相誤差)をσ=0.5652degとすると、送信レベルが10dB上がると、キャリブレーション誤差σ=5.652degとなり、位相誤差が1桁劣化することになるが、前述のように、送信レベルに対応して、キャリブレーション信号の振幅値を制御することにより、SIRをほぼ一定に維持することができる。 Therefore, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained, and the calibration accuracy can be maintained even if the transmission signal level fluctuates. This is because the amplitude value is set so that the SIR becomes constant. For example, if the calibration accuracy (phase error) is σ = 0.5652 deg, and the transmission level is increased by 10 dB, the calibration error σ = 5.652 deg and the phase error is deteriorated by one digit. As described above, the SIR can be maintained substantially constant by controlling the amplitude value of the calibration signal in accordance with the transmission level.
図6は、本発明の実施例5の説明図であり、前述の各図と同一符号は同一名称部分を示し、34はキャリブレーション誤差監視部を示す。この実施例5は、図5に示す実施例4にキャリブレーション誤差監視部34を付加した構成に相当する場合を示し、このキャリブレーション誤差監視部34は、前述の他の実施例に対しても設けることは可能である。このキャリブレーション誤差監視部34は、例えば、図示を省略した信号経路により、送信無線回路16に於ける位相変動を検出し、アレーアンテナ送信装置の仕様より誤差が大きくなった場合に、キャリブレーション信号生成回路26を起動して、アレーアンテナのキャリブレーションを行わせることができる。又はアダプティブアレー対象ユーザー毎の上りTPCビットを処理することにより、下り送信電力を上げる方向に制御する必要が発生したことを検出した時に、送信の指向性が所望方向でなくなったと判定して、キャリブレーションを開始するように制御する構成とすることもできる。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the fifth embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in the above-described drawings indicate the same names, and 34 indicates a calibration error monitoring unit. The fifth embodiment shows a case corresponding to the configuration in which the calibration
図7は、図6に示す構成に於けるキャリブレーション処理の説明図であり、(a)はキャリブレーション起動信号、(b)〜(e)はキャリブレーション信号生成と送信信号への加算処理、(f)〜(h)はキャリブレーション検出処理、(i),(j)は位相検出処理を示すもので、前述のキャリブレーション誤差監視部34により、(a)に示すタイミングでキャリブレーションが起動された場合に於いて、キャリブレーション信号生成回路26は、(b)に示すように、既知の送信情報シンボルに拡散符号を乗算して拡散処理したキャリブレーション信号CalSigを生成出力し、遅延回路27の遅延部D0,D1,D2により遅延零を含む遅延処理により、(c),(d),(e)に示すキャリブレーション信号CalSig0,CalSig1,CalSig2として、キャリブレーション信号加算回路14のアンテナ0,1,2対応の加算器に入力し、送信信号に対して加算する。この場合の遅延回路27の遅延部D0,D1,D2の遅延時間差は、前述のように、アンテナ0,1,2対応に1チップ以上となるように設定するものである。
FIG. 7 is an explanatory diagram of calibration processing in the configuration shown in FIG. 6, (a) is a calibration start signal, (b) to (e) are calibration signal generation and addition processing to a transmission signal, (F) to (h) indicate calibration detection processing, and (i) and (j) indicate phase detection processing. Calibration is started at the timing shown in (a) by the calibration
アンテナ0,1,2対応の送信無線回路15,多重回路16,受信無線回路19等を含むフィードバックループのループ遅延後に、(f)に示すアンテナ0,1,2対応のキャリブレーション信号CalSig0,CalSig1,CalSig2が、時間多重された状態で、キャリブレーション信号抽出回路24に入力されることになり、(g)に示すキャリブレーション信号抽出用拡散符号により逆拡散処理し、(h)に示すように、時間多重された送信シンボルSymbol0,Symbol1,Symbol2として分離することができ、(i)に示すように、位相誤差検出回路25に於いて送信シンボルSymbol0,Symbol1を基に位相誤差検出を行い、位相誤差に対応したキャリブレーションウェイトW10,W20を求める。又(j)は、位相検出処理のキャリブレーションウェイトタイミングを示す。
After the loop delay of the feedback loop including the
従って、送信指向性が希望方向からずれている状態を、例えば、前述のTPCビットの検出等により判定した場合に於いてのみ、キャリブレーション信号を発生させて、アレーアンテナの校正を行うことにより、送信指向性の誤差を補正することができる。 Therefore, by generating a calibration signal and calibrating the array antenna only when the state in which the transmission directivity is deviated from the desired direction is determined, for example, by detecting the TPC bit described above, An error in transmission directivity can be corrected.
0,1,2 アンテナ
10 ユーザー信号生成部
11 ディジタルビームフォーマ(DBF)
12 ユーザー信号多重部
13 位相補正回路
14 キャリブレーション信号加算部
15 DA変換器
16 送信無線回路
17 ディレクショナルカプラ
18 多重回路
19 受信無線回路
20 AD変換器
21 スケジューラー
22 切替回路(SW)
23 キャリブレーション信号生成回路
24 キャリブレーション信号抽出回路
25 位相誤差検出回路
0, 1, 2
DESCRIPTION OF
23 Calibration
Claims (5)
キャリブレーション信号を生成するキャリブレーション信号生成回路と、
該キャリブレーション信号生成回路からのキャリブレーション信号を、前記アンテナ対応の前記送信無線回路に入力する送信信号に対して異なる時間位置に加算するキャリブレーション加算回路と、
前記送信無線回路の出力信号を一部分岐して多重化する多重回路と、
該多重回路により多重化された信号を入力して復調する受信無線回路と、
該受信無線回路の復調出力信号から前記アンテナ対応のキャリブレーション信号を抽出するキャリブレーション信号抽出回路と、
該キャリブレーション信号抽出回路により抽出した前記アンテナ対応のキャリブレーション信号を基に前記送信無線回路を含む送信経路の位相回転量を求める位相誤差検出回路と、
該位相誤差検出回路により求めた前記位相回転量を基に前記送信無線回路に入力する送信信号に乗算して位相補正する位相補正回路と
を備えたことを特徴とするアレーアンテナ送信装置。 In an array antenna transmission apparatus having a transmission radio circuit corresponding to a plurality of antennas and capable of controlling transmission directivity by the plurality of antennas,
A calibration signal generation circuit for generating a calibration signal;
A calibration addition circuit for adding a calibration signal from the calibration signal generation circuit to a different time position with respect to a transmission signal input to the transmission radio circuit corresponding to the antenna;
A multiplexing circuit for partially branching and multiplexing the output signal of the transmission radio circuit;
A receiving radio circuit for receiving and demodulating a signal multiplexed by the multiplexing circuit;
A calibration signal extraction circuit for extracting a calibration signal corresponding to the antenna from a demodulated output signal of the reception radio circuit;
A phase error detection circuit for obtaining a phase rotation amount of a transmission path including the transmission radio circuit based on the calibration signal corresponding to the antenna extracted by the calibration signal extraction circuit;
An array antenna transmission apparatus comprising: a phase correction circuit that performs phase correction by multiplying a transmission signal input to the transmission radio circuit based on the phase rotation amount obtained by the phase error detection circuit.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013522994A (en) * | 2010-03-18 | 2013-06-13 | アルカテル−ルーセント | Calibration |
KR101452999B1 (en) | 2008-01-25 | 2014-10-21 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for calibration in multi-antenna system |
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JP2017085270A (en) * | 2015-10-26 | 2017-05-18 | アンリツ株式会社 | Mobile terminal testing device and downlink signal phase adjustment method therefor |
KR101855139B1 (en) | 2016-11-16 | 2018-05-08 | 주식회사 케이엠더블유 | Calibration in MIMO antenna |
-
2004
- 2004-12-20 JP JP2004367400A patent/JP2006174333A/en not_active Withdrawn
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