JP2008053803A - 無線送信装置及び無線受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サブキャリア毎に高精度な校正の実施を可能にすると共に、ハードウェア規模や消費電力の増大を抑制できる無線送信装置及び無線受信装置を提供する。
【解決手段】校正を行う各サブキャリアの校正参照信号をそれぞれ生成する校正参照信号生成部と、校正参照信号をサブキャリア変調するサブキャリア変調部と、サブキャリア変調後の信号であるベースバンド信号を無線周波数帯の送信信号に周波数変換する無線送信部と、無線送信部から分配された無線周波数帯の信号をベースバンド信号に周波数変換する無線受信部と、無線受信部から出力されたベースバンド信号から校正係数を算出する校正係数測定部と、算出した校正係数をサブキャリア毎及びアンテナ素子毎の送信信号に乗算する校正係数乗算部とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明はアレーアンテナ技術を利用する無線送信装置及び無線受信装置に関する。

複数のアンテナ素子を用いて無線通信を行う技術としてアレーアンテナがある。アレーアンテナは、各アンテナ素子に適切な重みづけを行い、アンテナの指向性を電気的に所望の方向へ制御することでパス間やユーザ間の干渉を低減する技術である。また、アレーアンテナでは、干渉を低減する他に複数の送信アンテナ素子に適切な位相回転を与えることで受信特性を改善する技術も知られている。

アレーアンテナを有効に作用させるには、各アンテナ素子の振幅特性や位相特性を予め揃えておく必要がある。しかしながら、無線送受信システムが備えるＲＦ回路はアナログ回路で構成され、装置本体とアンテナ素子間ではアナログ信号で伝送されることから、各アンテナ素子の振幅特性や位相特性を均一にするのは簡単ではない。そのため、アレーアンテナ技術を利用する無線送受信システムでは、通常、各アンテナ素子の振幅特性や位相特性差を補正する校正（キャリブレーション）が行われる。

ところで、近年、直交する複数のサブキャリアを用いて信号を伝送する直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）伝送方式が様々な無線規格で採用されつつある。このＯＦＤＭ伝送方式を用いる、各アンテナ素子の振幅特性及び位相特性の校正を行う無線送受信装置の一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１には、図２４に示すように、校正係数乗算部８１−１〜Ｂ（Ｂは正数）、逆高速フーリエ変換部８２−１〜Ｂ、無線送信部８３−１〜Ｂ、アンテナ素子８４−１〜Ｂ、無線受信部９１、高速フーリエ変換部９２及びキャリブレーション値測定部９３を備えたアレーアンテナ送信装置が記載されている。

校正係数乗算部８１−１〜Ｂは、変調処理やウェイト乗算処理が行われたブランチ＃１〜ブランチ＃Ｂの送信ベースバンド信号とキャリブレーション値測定部９３から供給される校正係数とを乗算し、乗算結果（ベースバンド信号）を逆高速フーリエ変換部８２−１〜Ｂへ出力する。

逆高速フーリエ変換部８２−１〜Ｂは、校正係数乗算部８１−１〜Ｂから供給されたベースバンド信号を逆フーリエ変換し、変換後のベースバンド信号を無線送信部８３−１〜Ｂへ出力する。

無線送信部８３−１〜Ｂは、逆高速フーリエ変換部８２−１〜Ｂから供給されるベースバンド信号をＲＦ（Radio Frequency）信号に変換し、アンテナ素子８４−１〜Ｂ及び無線受信部９１へそれぞれ出力する。

無線受信部９１は、無線送信部８３−１〜Ｂの出力端から分配されたＲＦ信号を校正対象のブランチに対応して切り替え、ベースバンド信号に変換した後、高速フーリエ変換部９２へ出力する。

高速フーリエ変換部９２は、無線受信部９１から供給されるベースバンド信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）する。これにより、ブランチ毎の受信信号が得られる。高速フーリエ変換部９２は、得られた受信信号をキャリブレーション値測定部９３へ出力する。

キャリブレーション値測定部９３は、高速フーリエ変換部９２から供給されたブランチ毎の受信信号を比較することでブランチ間の振幅偏差及び位相偏差を算出し、その振幅偏差及び位相偏差に基づいて校正係数を算出する。キャリブレーション値測定部９３は、算出した校正係数を対応する校正係数乗算部８１−１〜Ｂへ出力する。

次に図２４に示した校正係数乗算部８１−１〜Ｂについて図面を用いて説明する。

ブランチ１本分に対応する従来の校正係数乗算部８１の構成を図２５に示す。

図２５に示すように、校正係数乗算部８１は、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部８１１及び乗算器８１２−１〜Ｓ（Ｓは正数）を備えている。

シリアル／パラレル変換部８１１は、ウェイト乗算後の送信ベースバンド信号を複数のサブキャリアに対応してパラレル変換し、乗算器８１２−１〜Ｓへ出力する。

乗算器８１２−１〜Ｓは、シリアル／パラレル変換部８１１から供給されるベースバンド信号とキャリブレーション値測定部９３から供給される校正係数とを乗算し、乗算結果を逆高速フーリエ変換部８２−１〜Ｂへ出力する。

以上の構成により、従来の技術では各ブランチまたは各サブキャリアに対応する校正係数をそれぞれ算出し、各ブランチの振幅特性及び位相特性を補正することで高精度なキャリブレーションを実現している。
特開２００５−３４８２３６号公報

しかしながら上記したような従来の無線送受信装置では、校正係数を算出する際に離散フーリエ変換が必要であるため、校正係数の算出に要する演算量が大きいという問題がある。そのため、ハードウェア規模が増大して装置の大型化や実装が困難な場合があった。また、上記した従来の技術を携帯型の端末装置に適用すると、消費電力が増大してバッテリーの持続時間が短くなる問題もあった。

また、上記したような従来の無線送受信システムでは、ブランチ単位でその全てのサブキャリアを一度に校正するため、例えば、校正の必要性に応じてサブキャリア単位で校正周期を柔軟に制御することが不可能であり、消費電力を低減することが困難であるという問題もあった。

本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、サブキャリア毎に高精度な校正の実施を可能にすると共に、ハードウェア規模や消費電力の増大を抑制できる無線送信装置及び無線受信装置を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、サブキャリア単位で校正周期を制御できる無線送信装置及び無線受信装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の無線送信装置は、複数のサブキャリアを用いるマルチキャリア伝送方式を適用する、複数のアンテナ素子を備えた無線送信装置であって、
前記サブキャリア毎に前記アンテナ素子に対応する無線送信部の各振幅特性及び位相特性を所定の基準値に一致させる校正を行う際に、前記校正を行う各サブキャリアの校正参照信号をそれぞれ生成する校正参照信号生成部と、
前記校正参照信号生成部で生成した校正参照信号をサブキャリア変調するサブキャリア変調部と、
前記サブキャリア変調部から出力されるサブキャリア変調後の信号であるベースバンド信号を無線周波数帯の送信信号に周波数変換する無線送信部と、
前記無線送信部から前記アンテナ素子へ出力される送信信号から分配した無線周波数帯の信号をベースバンド信号に周波数変換する無線受信部と、
前記無線受信部から出力されたベースバンド信号から校正係数を算出する校正係数測定部と、
前記校正係数測定部で算出した校正係数を、前記サブキャリア毎及び前記アンテナ素子毎の送信信号に乗算する校正係数乗算部と、
を有する。

一方、本発明の無線受信装置は、複数のサブキャリアを用いるマルチキャリア伝送方式を適用する、複数のアンテナ素子を備えた無線受信装置であって、
前記サブキャリア毎に前記アンテナ素子に対応する無線受信部の各振幅特性及び位相特性を所定の基準値に一致させる校正を行う際に、前記校正を行う各サブキャリアに対応する変調信号をそれぞれ生成する校正サブキャリア生成部と
前記校正サブキャリア生成部で生成された信号を無線周波数帯に周波数変換する無線送信部と、
前記無線送信部から出力された無線周波数帯の信号をベースバンド信号に周波数変換する無線受信部と、
前記無線受信部にて周波数変換されたベースバンド信号をサブキャリア復調するサブキャリア復調部と、
前記サブキャリア復調部にてサブキャリア復調された信号から校正係数を算出する校正係数計算部と、
前記校正係数計算部にて算出した校正係数を前記サブキャリア復調部の出力信号に乗算する校正係数乗算部と、
を有し、
前記サブキャリア復調部は、
前記校正時に該校正を行うサブキャリアのみサブキャリア復調を行う。

上記なような構成では、校正に用いる校正参照信号または変調信号をサブキャリア毎に生成し、それらの信号を処理して得られる復調信号または変調信号の振幅及び位相を測定し、該測定値から校正係数を求めることで、従来のように複数のサブキャリアを分離するために演算量の多い高速フーリエ変換を必要としない。そのため、校正係数の算出に必要な演算量を低減できる。

また、校正に用いる校正参照信号または変調信号をサブキャリア単位で生成することで、サブキャリア単位で校正を行う周期を制御できる。

本発明によれば、校正係数の算出に必要な演算量を低減できるため、サブキャリア毎に高精度な校正が実施可能になると共に、ハードウェア規模や消費電力の増大が抑制される。

また、サブキャリア単位で校正周期を制御できるため、校正周期を柔軟に制御することが可能であり、消費電力を低減できる。

次に本発明について図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
まず本発明の第１の実施の形態について図面を用いて説明する。

第１の実施の形態はＢ本のアンテナ素子（Ｂは正数）を備えた無線送信装置（マルチキャリア送信装置）である。

図１に示すように、本実施形態の無線送信装置は、校正係数乗算部１１−１〜Ｂ、校正参照信号生成部１２−１〜Ｂ、サブキャリア変調部１３−１〜Ｂ、無線送信部１４−１〜Ｂ、アンテナ素子１５−１〜Ｂ、無線受信部２１、校正係数測定部２２及び校正制御部２３を備えた構成である。

校正係数乗算部１１−１〜Ｂは、変調処理やウェイト乗算処理が行われたブランチ＃１〜ブランチ＃Ｂの送信ベースバンド信号と校正係数測定部２２から供給された校正係数とを乗算し、乗算結果を校正参照信号生成部１２−１〜Ｂへ出力する。校正係数乗算部１１−１〜Ｂは、各サブキャリアに対応して設けられ、それぞれ送信ベースバンド信号に対して異なる校正係数を乗算できるものとする。

校正参照信号生成部１２−１〜Ｂは、通常時、校正係数乗算部１１−１〜Ｂから供給される送信ベースバンド信号をサブキャリア変調部１３−１〜Ｂへ出力する。また、校正時、校正に用いる基準信号である校正参照信号を生成し、生成した校正参照信号を対応するサブキャリア変調部１３−１〜Ｂへ出力する。

サブキャリア変調部１３−１〜Ｂは、校正参照信号生成部１２−１〜Ｂから供給された信号を対応するサブキャリアで変調し、変調後の信号を無線送信部１４−１〜Ｂへ出力する。

無線送信部１４−１〜Ｂは、サブキャリア変調部１３−１〜Ｂから供給されたベースバンド信号をディジタル−アナログ変換し、ＲＦ信号にアップコンバートした後、アンテナ素子１５−１〜Ｂ及び無線受信部２１へ出力する。

無線受信部２１は、無線送信部１４−１〜Ｂの出力端から分配されたＲＦ信号のうち、校正対象のサブキャリアに対応するＲＦ信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、アナログ−ディジタル変換した後、校正係数測定部２２へ出力する。なお、以下では無線受信部２１から出力される信号を参照信号と称す。

校正係数測定部２２は、無線受信部２１から出力されたベースバンド信号からブランチ間の振幅偏差及び位相偏差を求め、該振幅偏差及び位相偏差の値に基づき校正係数を算出し、算出した校正係数を校正係数乗算部１１−１〜Ｂへ出力する。

校正制御部２３は、校正参照信号生成部１２−１〜Ｂ、校正係数測定部２２及び無線受信部２１による本実施形態の無線送信装置の校正動作を制御する。校正制御部２３は、例えば記録媒体に格納されたプログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ、あるいは各種の論理回路の組み合わせから成るＬＳＩ等によって構成される。

次に図１に示した校正係数乗算部１１−１〜Ｂ及び校正参照信号生成部１２−１〜Ｂについて図面を用いて説明する。

図２は図１に示した校正係数乗算部及び校正参照信号生成部の一構成例を示すブロック図である。なお、図２はブランチ１つ分の校正係数乗算部及び校正参照信号生成部の構成例を示している。

図２に示すように、校正係数乗算部１１は、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部１１１及び乗算器１１２−１〜Ｓを備えている。

シリアル／パラレル変換部１１１は、ウェイト乗算後の送信ベースバンド信号を複数のサブキャリアに対応してパラレル変換し、乗算器１１２−１〜Ｓへ出力する。

乗算器１１２−１〜Ｓは、シリアル／パラレル変換部１１１から供給された信号と校正係数測定部２２から供給された校正係数とを乗算し、乗算結果を校正参照信号生成部１２へ出力する。

校正参照信号生成部１２は、校正サブキャリア選択部１２１及び校正参照信号切替部１２２を備えている。

校正サブキャリア選択部１２１は、校正制御部２３からの指示にしたがって校正対象のサブキャリアを１つ選択し、その選択したサブキャリア用の校正参照信号を校正参照信号切替部１２２へ出力する。このとき、校正サブキャリア選択部１２１は、選択しなかったサブキャリア用の校正参照信号には０を出力する。

校正参照信号切替部１２２は、校正サブキャリア選択部１２１から供給された信号または校正係数乗算部１１から供給された信号のいずれか一方をサブキャリア変調部１３へ出力する。

次に図１に示した校正係数測定部２２について図面を用いて説明する。

図３は図１に示した校正係数測定部の一構成例を示すブロック図である。

図３に示すように、校正係数測定部２２は、振幅・位相測定部２２１及び校正係数計算部２２２を備えている。

振幅・位相測定部２２１は、無線受信部２１から供給された信号の振幅及び位相を測定し、それぞれの測定値を校正係数計算部２２２へ出力する。

校正係数計算部２２２は、振幅・位相測定部２２１から供給された測定値からブランチ間の振幅偏差及び位相偏差を求め、その振幅偏差及び位相偏差から校正係数を計算する。校正係数計算部２２２は、記憶装置を備え、算出した校正係数を該記憶装置で保持する。また、校正係数計算部２２２は、算出したサブキャリア毎の校正係数を全てのブランチの校正係数乗算部１１２−１〜Ｓへ常時出力する。

次に図１に示した無線送信装置の校正係数の算出手順について図４を用いて説明する。

ここでは、アンテナ素子１５−１に対応するブランチを校正時の基準のブランチとし、残りのアンテナ素子１５−２〜Ｂに対応するブランチの振幅や位相をアンテナ素子１５−１に対応するブランチと一致するように校正係数を求める例で説明する。サブキャリアの数はＳ（Ｓは正数）とする。

まず、校正制御部２３は、校正参照信号生成部１２−１〜Ｂの各校正参照信号切替部１２２を切り替え、校正サブキャリア選択部１２１から出力される校正参照信号を選択する（ステップＡ１）。

続いて、校正するサブキャリア番号を示す変数ｓ（ｓ＝１、２、．．、Ｓ）に１を代入し（ステップＡ２）、ブランチ番号を示す変数ｂ（ｂ＝１、２、．．、Ｂ）に１を代入して（ステップＡ３）、変数ｓ、ｂをそれぞれ初期化する。

次に、校正制御部２３は、無線受信部２１にブランチ＃１のＲＦ信号を選択させ、そのダウンコンバートした信号を出力させる（ステップＡ４）。

次に、校正制御部２３は、校正参照信号生成部１２−１〜Ｂの校正サブキャリア選択部１２１から校正対象のサブキャリア＃ｓの校正参照信号を出力させる。サブキャリア＃ｓ以外の校正参照信号には０を出力させる（ステップＡ５）。

また、校正制御部２３は、校正係数測定部２２の振幅・位相測定部２２１を用いて無線受信部２１から出力されたブランチ＃１の参照信号の振幅及び位相を測定し、校正係数計算部２２２に測定した振幅値及び位相値を格納する（ステップＡ６）。

次に、校正制御部２３は、変数ｂに１を加算する（ステップＡ７）。

続いて、校正制御部２３は、無線受信部２１にブランチ＃２のＲＦ信号を選択させ（ステップＡ８）、校正係数測定部２２の振幅・位相測定部２２１を用いてブランチ＃２の参照信号の振幅及び位相を測定する（ステップＡ９）。

そして、校正係数測定部２２の校正係数計算部２２２を用いてブランチ＃２の振幅値及び位相値と保持していたブランチ＃１の振幅値及び位相値とからブランチ＃１とブランチ＃２の振幅偏差及び位相偏差を求め、その値からブランチ＃２の校正係数を計算する。求めた校正係数は校正係数計算部２２２の記憶装置へ格納し、校正係数乗算部１１−２への出力値（校正係数）を更新させる（ステップＡ１０）。

次に、校正制御部２３は、変数ｂの値がＢ−１より大きいか否かを判定し（ステップＡ１１）、大きくなければステップＡ７の処理へ戻ってステップＡ７〜Ａ１１の処理を繰り返す。

一方、変数ｂの値がＢ−１より大きい場合、校正制御部２３は、変数ｓの値がＳ−１より大きいか否かを判定し（ステップＡ１２）、変数ｓの値がＳ−１より大きくなければ変数ｓに１を加算し（ステップＡ１３）、ステップＡ３の処理へ戻ってステップＡ３〜Ａ１２の処理を繰り返す。

変数ｓの値がＳ−１より大きい場合、校正制御部２３は、校正参照信号生成部１２−１〜Ｂの校正参照信号切替部１２２に、校正係数乗算部１１２−１〜Ｓから供給される送信ベースバンド信号を選択させる（ステップＡ１４）。

図５は図４に示した処理にしたがってブランチ番号を示す変数ｂと校正対象のサブキャリア番号を示す変数ｓとが遷移する様子を示している。

第１の実施の形態の無線送信装置によれば、各サブキャリアに対応する校正係数の測定に用いる信号（校正参照信号）を生成し、その変調後の信号の振幅及び位相を測定してサブキャリア毎の校正係数を計算することで、従来の無線送信装置のように高速フーリエ変換を行うことなく、少ない演算量で校正係数を算出できる。そのため、校正係数の算出に要する演算量が低減し、ハードウェア規模の大型化や消費電力の増大を抑制できる。

また、校正に用いる校正参照信号をサブキャリア単位で生成することで、サブキャリア単位で校正を行う周期を制御できる。そのため、校正周期を柔軟に制御することが可能であり、消費電力を低減できる。

（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について図面を用いて説明する。

第２の実施の形態はＢ本のアンテナ素子（Ｂは正数）を備えた無線受信装置（マルチキャリア受信装置）である。

図６に示すように、本実施形態の無線受信装置は、アンテナ素子３１−１〜Ｂ、無線受信部３２−１〜Ｂ、サブキャリア復調部３３−１〜Ｂ、校正係数乗算部３４−１〜Ｂ、校正係数計算部３５、校正サブキャリア生成部４１、無線送信部４２及び校正制御部４３を備えた構成である。

無線受信部３２−１〜Ｂは、通常時、アンテナ素子３１−１〜ＢからのＲＦ信号を受信し、校正時、無線送信部４２から供給される校正用のＲＦ信号を受信する。無線受信部３２−１〜Ｂは、アンテナ素子３１−１〜Ｂまたは無線送信部４２から受信したＲＦ信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、アナログ−ディジタル変換した後、サブキャリア復調部３３−１〜Ｂへ出力する。

サブキャリア復調部３３−１〜Ｂは、無線受信部３２−１〜Ｂから供給されたベースバンド信号をサブキャリア復調し、サブキャリア復調後の信号を校正係数計算部３５及び校正係数乗算部３４−１〜Ｂへ出力する。

校正係数計算部３５は、Ｂ本のブランチのうちのいずれか１つを選択し、選択したブランチのサブキャリア復調部３３−１〜Ｂの出力信号を参照してブランチ間の信号偏差を求め、該信号偏差から校正係数を計算する。

本実施形態の校正係数計算部３５は、例えば校正の基準となるブランチをブランチ＃１とし、ブランチ＃ｂ、サブキャリア＃ｓのサブキャリア復調部３３の出力信号（複素数）を

とすると、
ブランチ＃ｂ、サブキャリア＃ｓの校正係数（複素数）

を

で求める。

校正係数計算部３５は記憶装置を備え、算出した校正係数を該記憶装置にて保持する。また、校正係数計算部３５は、算出したサブキャリア毎の校正係数を全てのブランチの校正係数乗算部３４−１〜Ｂに常時出力する。

校正係数乗算部３４−１〜Ｂは、サブキャリア復調部３３−１〜Ｂから供給されるサブキャリア復調信号と校正係数計算部３５から供給される校正係数とを乗算し、乗算結果を不図示の受信信号復調部へ出力する。なお、校正係数乗算部３４−１〜Ｂは、サブキャリア毎に異なる校正係数が乗算できるものとする。

校正サブキャリア生成部４１は、校正時、校正対象のサブキャリアの周波数信号（変調信号）を生成し、無線送信部４２へ出力する。

無線送信部４２は、校正サブキャリア生成部４１から供給された変調信号をディジタル−アナログ変換し、ＲＦ信号にアップコンバートした後、無線受信部３２−１〜Ｂへ出力する。

校正制御部４３は、無線受信部３２−１〜Ｂ、校正係数計算部３５及び校正サブキャリア生成部４１による本実施形態の無線受信装置の校正動作を制御する。校正制御部４３は、例えばプログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ、あるいは各種の論理回路の組み合わせから成るＬＳＩ等によって構成される。

次に図６に示した校正係数乗算部３４−１〜Ｂについて図面を用いて説明する。

図７は図６に示した校正係数乗算部の一構成例を示すブロック図である。

図７に示すように、校正係数乗算部３４は、乗算器３４１−１〜Ｓ及びパラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部３４２を備えている。

乗算器３４１−１〜Ｓは、サブキャリア復調部３３−１〜Ｂから供給されるサブキャリア復調信号と校正係数計算部３５から供給される校正係数とをサブキャリア毎に乗算し、乗算結果をパラレル／シリアル変換部３４２へ出力する。

パラレル／シリアル変換部３４２は、乗算器３４１−１〜Ｓから供給されるサブキャリアに対応するパラレル信号をシリアル変換し、対応するブランチ＃ｂの受信信号復調部に出力する。

次に図６に示した校正サブキャリア生成部４１について図面を用いて説明する。

図８は図６に示した校正サブキャリア生成部の一構成例を示すブロック図である。

図８に示すように、校正サブキャリア生成部４１は、校正サブキャリア選択部４１１及び発振器４１２を備えている。

校正サブキャリア選択部４１１は、校正制御部４３からの指示にしたがって校正対象のサブキャリア番号を発振器４１２へ出力する。校正サブキャリア選択部４１１は、例えばサブキャリア番号を＃１から＃Ｓまで順に生成する。

発振器４１２は、校正サブキャリア選択部４１１から供給されるサブキャリア番号に対応する周波数の正弦波信号（変調信号）を生成し、無線送信部４２へ出力する。本実施形態では、サブキャリア単位で校正を実施するため、一度に全てのサブキャリアの周波数信号を生成するのではなく、校正対象のサブキャリア番号に対応する周波数信号のみを生成する。このような構成では回路規模の増大を抑制できる。

なお、本実施形態では、校正係数乗算部３５にＳ本のサブキャリアに対応してＳ個の乗算器３４１−１〜Ｓを備える例を示したが、例えばＳ本のサブキャリアのデータを時分割多重することでシリアル信号に変換して処理する場合は乗算器３４１を１つだけ備えていればよい。すなわち、本実施形態の無線受信装置は校正係数乗算部３５に備える乗算器３４１の数はいくつであってもよい。

第２の実施の形態の無線受信装置によれば、各サブキャリアに対応する校正係数の測定に用いる周波数信号（変調信号）を生成し、その復調後の信号からサブキャリア毎の校正係数を計算することで、従来の無線受信装置のように校正係数の測定に用いる変調信号を生成する際に、逆高速フーリエ変換を行うことなく、少ない演算量で校正係数を算出できる。そのため、校正係数の算出に要する演算量が低減し、ハードウェア規模の大型化や消費電力の増大を抑制できる。

また、校正に用いる変調信号をサブキャリア単位で生成することで、サブキャリア単位で校正を行う周期を制御できる。そのため、校正周期を柔軟に制御することが可能であり、消費電力を低減できる。

なお、上述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、サブキャリア＃１から＃Ｓの順に校正係数を算出して校正を実施する例を示しているが、校正順はサブキャリア＃１から＃Ｓの順に限定されるものではなく、任意の順番でよい。

また、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、校正係数を一度だけ求める例を示しているが、各ブランチの振幅特性や位相特性は温度変動や電源電圧の変動によって変化するため、校正係数は適宜更新するのが望ましい。その場合、校正係数の更新周期は一定である必要はなく変更してもよい。例えば、直前に求めた校正係数と現在の校正係数の偏差（時間の経過に伴う偏差）が大きい場合は対応するサブキャリアの校正係数の更新周期を短く設定し、校正係数の時間の経過に伴う偏差が小さい場合は対応するサブキャリアの校正係数の更新周期を長く設定すればよい。このようにすると、時間の経過に伴う校正係数の変動が少ないサブキャリアについては校正係数を求める周期を長く設定できるため、校正係数を効率的に求めることができる。図９はサブキャリア毎の校正係数の更新周期の制御例を示すグラフである。

さらに、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、Ｓ本のサブキャリアに対応してＳ個の校正係数を求め、サブキャリア単位で校正を実施する例を示したが、Ｓ本のサブキャリアをＢＬＫ個（ＢＬＫはＳより小さい正数）のブロックに分割し、該ブロック単位で校正係数を求めてもよい。その場合、ブロック内のＮ_blk本（ｂｌｋ＝１、２、．．、ＢＬＫ）のサブキャリアには共通の校正係数Ｗ_blkを乗算すればよい。図１０はＳ本のサブキャリアをＢＬＫ個のブロックに分割した例を示す模式図である。

このように本発明の無線送受信システムでは、校正係数の更新周期の制御やブロック単位で校正係数を求めることで、ハードウェア規模や消費電力をさらに低減できる。

（実施例）
次に本発明の無線送受信システムの実施例について説明する。

本実施例では第１の実施の形態で示した無線送信装置の動作について、サブキャリア変調部にて逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を行う３つブランチを備えた構成を例にして説明する。

図１１に示すように、本実施例の無線送信装置は、校正係数乗算部５１−１〜３、校正参照信号生成部５２−１〜３、ＩＦＦＴ部５３−１〜３、無線送信部５４−１〜３、アンテナ素子５５−１〜３、無線受信部６１、校正係数測定部６２及び校正制御部６３を備えた構成である。

校正係数乗算部５１−１〜３は、変調処理やウェイト乗算処理が行われた送信ベースバンド信号のＩ成分及びＱ成分と、校正係数測定部６２から供給された校正係数のＩ成分及びＱ成分とを複素乗算し、乗算結果を校正参照信号生成部５２−１〜３へ出力する。

校正参照信号生成部５２−１〜３は、通常時、校正係数乗算部５１−１〜３から供給されるウェイト乗算済みの送信ベースバンド信号をＩＦＦＴ部５３−１〜３へ出力する。また、校正参照信号生成部５２−１〜３は、校正時、校正対象のサブキャリアに対応するＩＦＦＴ部５３−１〜３に校正参照信号（Ｉ、Ｑ）＝（１、０）を出力し、それ以外のＩＦＦＴ部５３−１〜３に校正参照信号（Ｉ、Ｑ）＝（０、０）を出力する。

ＩＦＦＴ部５３−１〜３は、校正参照信号生成部５２−１〜３から供給される信号に対して、例えば１０２４ポイントのＩＦＦＴ処理を実施し、ＩＦＦＴ処理後の信号を無線送信部５４−１〜３へ出力する。なお、以下では、サブキャリア数を５１２として説明する。

無線送信部５４−１〜３は、ＩＦＦＴ部５３−１〜３から供給されるベースバンド信号をディジタル−アナログ変換し、ＲＦ信号にアップコンバートした後、アンテナ素子５５−１〜３及び無線受信部６１へそれぞれ出力する。

無線受信部６１は、アンテナ素子５５−１〜３のうちのいずれか１つへ供給されるＲＦ信号を選択受信し、該選択したＲＦ信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、アナログ−ディジタル変換した後、そのＩ成分（またはＱ成分）を校正係数測定部６２へ出力する。

校正係数測定部６２は、無線受信部６１から出力された参照信号のＩ成分（またはＱ成分）の振幅及び位相を測定し、その測定値からブランチ間の振幅偏差及び位相偏差を求め、振幅偏差及び位相偏差を基に校正係数を計算する。校正係数計算部６２は、記憶装置を備え、算出した校正係数を該記憶装置で保持する。校正係数計算部６２は、算出したサブキャリア毎の校正係数を全てのブランチの校正係数乗算部５１−１〜３へ常時出力する。

校正制御部６３は、校正参照信号生成部５２−１〜Ｂ、校正係数測定部６２及び無線受信部６１による本実施例の無線送信装置の校正動作を制御する。校正制御部６３は、例えばプログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ、あるいは各種の論理回路の組み合わせから成るＬＳＩ等によって構成される。

次に図１１に示した校正係数測定部６２について図面を用いて説明する。

図１２は図１１に示した校正係数測定部の一構成例を示すブロック図である。

図１２に示すように、校正係数測定部６２は、振幅偏差計算部６２１、位相偏差計算部６２２、レジスタ６２３−１、２、直交座標変換部６２４及び記憶部６２５を備えている。

振幅偏差計算部６２１は、無線受信部６１から供給される参照信号（Ｉ成分）のブランチ間の振幅偏差を求め、求めた振幅偏差を直交座標変換部６２４へ出力する。レジスタ６２３−１は、振幅偏差計算部６２１から出力されたデータ（Ｉ成分の振幅の測定値）を保持し、保持したデータを所定のタイミングで振幅偏差計算部６２１へ出力する。

位相偏差計算部６２２は、無線受信部６１から供給されるＩ成分のブランチ間の位相偏差を求め、求めた位相偏差を直交座標変換部６２４へ出力する。レジスタ６２３−２は、位相偏差計算部６２２から出力されるデータ（Ｉ成分の位相の測定値）を保持し、保持したデータを所定のタイミングで位相偏差計算部６２２へ出力する。

直交座標変換部６２４は、振幅偏差計算部６２１から供給される振幅偏差と、位相偏差計算部６２２から供給される位相偏差とを基に直交座標変換を行い、校正係数のＩ成分及びＱ成分を記憶部６２５へ出力する。

記憶部６２５は、直交座標変換部６２４から供給される校正係数を保持すると共に、基準のアンテナ素子以外のブランチが備える校正係数乗算部へ出力する。例えばブランチ＃１を基準のアンテナ素子とする場合、保持した校正係数をブランチ＃２及びブランチ＃３の校正係数乗算部５１−２、５１−３へ出力する。このとき、ブランチ＃１の校正係数乗算部５１−１には、Ｉ成分が１、Ｑ成分が０の校正係数を出力する。

次に、ブランチ＃１を基準のアンテナ素子とし、ブランチ＃２のサブキャリアの校正係数を求める場合を例にして、本実施例の動作を説明する。

校正制御部６３は、振幅偏差計算部６２１を用いて無線受信部６１から供給されるブランチ＃１のＩ成分の最大振幅値Ｐ₁を測定し、該最大振幅値Ｐ₁をレジスタ６２３−１で保存する。

続いて、校正制御部６３は、振幅偏差計算部６２１を用いてブランチ＃２のＩ成分の最大振幅値Ｐ₂を測定し、レジスタ６２３−１に保存しておいたＰ₁を読み出し、振幅偏差Ｐ₁／Ｐ₂を求める。

次に、校正制御部６３は、位相偏差計算部６２２を用いて無線受信部６１から供給されるブランチ＃１とブランチ＃２の位相偏差を求める。位相偏差を求める方法としては、例えば図１３に示すように校正サブキャリアの極性反転を検出する方法がある。図１３は、ブランチ＃１の受信校正サブキャリア信号とブランチ＃２の受信校正サブキャリア信号の極性が反転するタイミングをそれぞれ検出することでブランチ＃１とブランチ＃２の位相偏差を求める例を示している。

具体的には、無線受信部６１から入力されたブランチ＃１のＩ成分の極性反転時間Ｔ₁₁及びＴ₁₂を測定し、測定したＴ₁₁及びＴ₁₂をレジスタ６２３−２に保存する。続いて、ブランチ＃２のＩ成分の極性反転時間Ｔ₂₁及びＴ₂₂を測定する。このとき、ブランチ＃２のブランチ＃１に対する位相偏差θ₁−θ₂は（Ｔ₁₁−Ｔ₂₁）／（Ｔ₁₂−Ｔ₁₁）×３６０°で求めることができる。

直交座標変換部６２４は、振幅偏差計算部６２１から出力された振幅偏差Ｐ₁／Ｐ₂、及び位相偏差計算部６２２から出力された位相偏差θ₁−θ₂を基に直交座標変換を行い、校正係数のＩ成分Ｐ₁／Ｐ₂ｃｏｓ（θ₁−θ₂）及びＱ成分Ｐ₁／Ｐ₂ｓｉｎ（θ₁−θ₂）をそれぞれ求め、それらを記憶部６２５へ格納する。

以上、ブランチ＃２の校正係数を求める例を示したが、ブランチ＃３の校正係数についてもブランチ＃２と同様の手順で求めることができる。

記憶部６２５は、直交座標変換部６２４から出力された校正係数を保持する。記憶部６２５で保持された校正係数は校正係数乗算部５１−２及び５１−３にて読み出される。このとき、サブキャリアによって変調されたデータがサブキャリア毎に時分割多重されて校正係数乗算部５１−２及び５１−３へ供給される場合、該データに合わせて時分割多重された校正係数が読み出される。

図１４は校正係数乗算部５１−２及び５１−３に対するサブキャリア変調されたデータ及び校正係数の出力タイミングを示している。

次に１つのサブキャリアの校正係数を求めるのに必要な演算量について説明する。

本実施例では、校正係数を振幅偏差及び位相偏差から求める方法を示したが、それ以外に、校正係数は１サブキャリア単位で参照信号を離散フーリエ変換（以下、ＤＦＴと称す）することでブランチ毎の送信信号の振幅及び位相を測定し、それらの値から校正係数を求めることもできる。

これら２つの方法の演算量の比較結果を図１５に示す。なお、離散フーリエ変換のポイント数は１０２４とし、演算量の比較に用いる対象は、乗算、除算、加算、減算及び比較の５項目とする。

図１５に示すように、校正係数の算出にＤＦＴを用いる場合、複素乗算回数が多くなるため、乗算回数と加算回数が多くなる。それに対して校正係数の算出に振幅偏差及び位相偏差を用いる場合、比較回数は多くなるが、全体として演算量が大幅に低減できることが分かる。

なお、従来の無線送受信システムでは複数のサブキャリア単位でＮポイントＦＦＴを用いてサブキャリア復調を行っている。以下では、この複数（Ｎ）サブキャリア単位でサブキャリア復調を行う場合と、上記１サブキャリア単位でサブキャリア復調を行う場合の演算量や必要な回路規模について説明する。
（１）ＮポイントＦＦＴを用いる場合
ＮポイントＦＦＴを用いる場合、１サブキャリア単位でサブキャリア復調を行う場合とＮサブキャリア単位でサブキャリア復調を行う場合とでは演算量及び回路規模は同じとなる。すなわち、１サブキャリア単位でサブキャリア復調を行う場合でもＮサブキャリア単位でサブキャリア復調を行う場合と同じ演算を行うことになる。
（２）１サブキャリアＤＦＴ（Ｎポイント）を用いる場合
１サブキャリアＤＦＴ（Ｎポイント）を用いる場合、１サブキャリア単位でサブキャリア復調を行う場合とＮサブキャリア単位でサブキャリア復調を行う場合とでは演算量が異なる。１サブキャリア単位でサブキャリア復調を行う場合、１サブキャリア単位でサブキャリア復調を行い、Ｎサブキャリア分のサブキャリア復調を行う場合は、１サブキャリア単位のサブキャリア復調をＮ回実行すればよい。

したがって、サブキャリア復調を行うサブキャリア数が少ない場合（Ｎポイント>>サブキャリア復調するサブキャリア数）、演算量はＮポイントＦＦＴよりも１サブキャリアＤＦＴを行う方が少なくなる。但し、サブキャリア復調を行うサブキャリア数が多い場合は、ＮポイントＦＦＴよりも１サブキャリアＤＦＴの方が演算量が多くなる場合がある。

また、サブキャリア復調を行うサブキャリア数が少ない場合（Ｎポイント>>サブキャリア復調するサブキャリア数）、回路規模はＮポイントＦＦＴよりも１サブキャリアＤＦＴの方が小さくなる。さらに、サブキャリア復調を行うサブキャリア数が多い場合でも、処理時間は長くなるが、サブキャリア復調するサブキャリア数に関係なく、１サブキャリア単位でサブキャリア復調を行うための回路があればよいため、回路規模はＮポイントＦＦＴを行うよりも小さくできる。

次に本実施例の無線送信装置の校正動作について説明する。以下では３つの動作例を示すが、何れの動作例も基準のブランチの振幅特性及び位相特性に校正対象のブランチの振幅特性及び位相特性を一致させる例である。

なお、以下に示す動作例では、校正係数を求める処理と校正処理（校正参照信号を出力する処理）とを同じタイミングで実施するものとする。

また、以下に示す無線送信装置の動作例は、第２の実施の形態で示した無線受信装置にも適用可能である。その場合、以下に記載する第１動作例〜第３動作例の「送信データ」を「受信データ」に読み替え、校正制御部６３を無線受信装置が備える校正制御部４３に読み替え、校正参照信号を出力して校正を実行する動作を、校正対象のサブキャリアの周波数信号を生成して校正を実行する動作に読み替えればよい。
（第１動作例）
第１動作例は、校正を実施する周期（以下、校正周期と称す）を固定値とし、サブキャリア＃１〜＃Ｓの順に校正を実施する例である。

第１動作例について図１６のフローチャートを用いて説明する。

図１６に示すように、校正制御部６３は、まず変数ｓに１を代入し（ステップＢ１）、自装置に備える校正周期タイマをスタートさせる（ステップＢ２）。

次に、校正制御部６３は、校正周期タイマがタイムアップしたか否かを判定し（ステップＢ３）、校正周期タイマがタイムアップしていない場合はステップＢ３の判定処理を繰り返す。

校正周期タイマがタイムアップしている場合、校正制御部６３は、送信データがあるか否かを判定し（ステップＢ４）、送信データがある場合はステップＢ４の判定処理を繰り返す。一方、送信データがない場合、校正制御部６３はサブキャリア＃ｓの校正係数を算出し、校正参照信号を出力して校正を実行する（ステップＢ５）。

次に、校正制御部６３は、変数ｓに１を加算し（ステップＢ６）、全てのサブキャリアの校正が終了したか否かを判定する（ステップＢ７）。ここでは、変数ｓの値が５１２より大きいか否かを判定し、変数ｓの値が５１２より大きくない場合はステップＢ２の処理に戻ってステップＢ２〜Ｂ７の処理を繰り返す。また、変数ｓの値が５１２より大きい場合は、変数ｓに１を代入し（ステップＢ８）、ステップＢ２の処理へ戻ってステップＢ２〜Ｂ８の処理を繰り返す。

図１７に第１動作例のタイミングチャートを示す。

図１７に示すタイミングチャートは、サブキャリア＃１〜＃５１２を順に校正する例であり、校正周期タイマ、送信データ及び校正実行状態をそれぞれ示したものである。

サブキャリアの校正は、校正周期タイマに設定した時間Ｔが経過し、かつ送信データが無い場合に実行する。また、校正周期タイマに設定した時間Ｔが経過したときに送信データがある場合は校正を実行せずに待機し、送信データが無くなった時点で校正を実行する。

図１８は本発明の無線送受信システムの状態遷移図である。

図１８に示すように本発明の無線送受信システムの状態は３つに大別され、データを送信している状態を示すデータ送信状態７１、キャリブレーションを実行している状態を示す校正状態７２、送信データが無く、かつキャリブレーションも実行していない状態を示す待機状態７３がある。本動作例の無線送信装置は、データ送信状態７１、校正状態７２及び待機状態７３の各状態に相互に遷移できる。

（第２動作例）
第２動作例はサブキャリア毎に校正周期を変更する例である。

第２動作例について図１９のフローチャートを用いて説明する。以下ではサブキャリア＃３に着目して説明する。

図１９に示すように、校正制御部６３は、まずサブキャリア＃３の校正周期タイマをスタートさせる（ステップＣ１）。

次に、校正制御部６３は、サブキャリア＃３の校正周期タイマがタイムアップしたか否かを判定する（ステップＣ２）。サブキャリア＃３の校正周期タイマがタイムアップしていない場合、校正制御部６３はステップＣ２の処理を再び実行する。サブキャリア＃３の校正周期タイマがタイムアップしている場合、校正制御部６３はサブキャリア＃３の校正要求フラグをセットする（ステップＣ３）。

次に校正制御部６３は送信データがあるか否かを判定する（ステップＣ４）。送信データがある場合、校正制御部６３はステップＣ４の処理を繰り返す。送信データが無い場合、校正制御部６３はサブキャリア＃３以外のサブキャリアの校正要求がないか否かを判定する（ステップＣ５）。サブキャリア＃３以外の校正要求がある場合、校正制御部６３は時間の経過によるサブキャリア＃３の校正係数の偏差が最も大きいか否かを判定する（ステップＣ６）。そして、サブキャリア＃３の校正係数の偏差が最も大きい場合はステップＣ７の処理へ移行し、サブキャリア＃３の校正係数偏差が最も大きくない場合はステップＣ４の処理へ戻ってステップＣ４〜Ｃ６の処理を繰り返す。

ステップＣ５にてサブキャリア＃３以外の校正要求がない場合、またはステップＣ６にてサブキャリア＃３の校正係数偏差が最も大きい場合、校正制御部６３はサブキャリア＃３の校正参照信号を出力し、校正係数を算出して校正を実行する（ステップＣ７）。

最後に、校正制御部６３は、サブキャリア＃３の校正要求をクリアし（ステップＣ８）、ステップＣ１の処理へ戻ってステップＣ１〜Ｃ８の処理を繰り返す。

図２０に第２動作例のタイミングチャートを示す。

図２０は、サブキャリア＃３とサブキャリア＃５８を校正する場合を例に、サブキャリア＃３の校正周期タイマ、サブキャリア＃５８の校正周期タイマ、サブキャリア＃３の校正要求フラグ、サブキャリア＃５８の校正要求フラグ、送信データ、サブキャリア＃３の校正実行状態及びサブキャリア＃５８の校正実行状態をそれぞれ示している。

以下では、サブキャリア＃３の校正周期タイマの設定時間をＴ₃、サブキャリア＃５８の校正周期タイマの設定時間をＴ₅₈として説明する。

校正制御部６３は、対応するサブキャリアの校正周期タイマがタイムアップすると校正要求フラグをセットし、該サブキャリアの校正が完了すると校正要求フラグをクリアする。

校正対象のサブキャリアの校正周期タイマがタイムアップし、送信データが無い状態において、他のサブキャリアの校正要求フラグがセットされている場合、校正制御部６３は、校正要求フラグがセットされているサブキャリアのうち、時間の経過に伴う校正係数の偏差が最も大きいサブキャリアを優先して校正を行う。これにより、２つ以上のサブキャリアの校正要求が発生している場合でも、校正係数の偏差が最も大きいサブキャリアを優先して校正できる。

図２０はサブキャリア＃３の校正係数の偏差がサブキャリア＃５８の校正係数の偏差よりも大きい例である。なお、この場合も校正周期タイマの設定時間Ｔ₃、Ｔ₅₈を変更することで、例えば校正係数の偏差が大きいサブキャリア＃３の校正周期を短く設定してもよい。

図２１にサブキャリア＃３の校正周期タイマの設定時間決定テーブルの一例を示す。

図２１に示す校正周期タイマの設定時間決定テーブルは、校正係数の偏差が大きい場合は校正周期タイマの設定時間Ｔ₃を小さな値に設定し、校正係数の偏差が小さい場合は校正周期タイマの設定時間Ｔ₃を大きな値に設定する。これにより、校正係数の時間経過に伴う変動が大きいサブキャリアから優先して校正されるため、各ブランチの振幅特性や位相特性の変動に対して、校正処理がより良好に追従して実施される。
（第３動作例）
第３動作例はサブキャリア毎に校正周期を変更する例である。

第３動作例について図２２のフローチャートを参照して説明する。以下ではサブキャリア＃３に着目して説明する。

図２２に示すように、校正制御部６３は、まずサブキャリア＃３の校正周期タイマをスタートさせる（ステップＤ１）。

次に、校正制御部６３は、サブキャリア＃３の校正周期タイマがタイムアップしたか否かを判定する（ステップＤ２）。サブキャリア＃３の校正周期タイマがタイムアップしていない場合、校正制御部６３はステップＤ２の処理を繰り返す。サブキャリア＃３の校正周期タイマがタイムアップしている場合、校正制御部６３はサブキャリア＃３のタイムアップ経過カウンタをスタートさせる（ステップＤ３）。

次に、校正制御部６３は送信データがあるか否かを判定する（ステップＤ４）。送信データがある場合、校正制御部６３はステップＤ４の処理を繰り返す。一方、送信データがない場合、校正制御部６３はサブキャリア＃３以外のタイムアップ経過カウンタがカウントされているか否かを判定する（ステップＤ５）。

サブキャリア＃３以外のタイムアップ経過カウンタがカウントされている場合、校正制御部６３はサブキャリア＃３のタイムアップ経過カウンタのカウント値が最も大きいか否かを判定する（ステップＤ６）。サブキャリア＃３のタイムアップ経過カウンタのカウント値が最も大きくない場合はステップＤ４の処理へ戻ってステップＤ４〜Ｄ６の処理を繰り返す。サブキャリア＃３のタイムアップ経過カウンタの値が最も大きい場合、校正制御部６３はステップＤ７の処理へ移行する。

ステップＤ５の処理にてサブキャリア＃３以外のタイムアップ経過カウンタがカウントされてない場合、あるいはステップＤ６の処理にてサブキャリア＃３のタイムアップ経過カウンタのカウント値が最も大きい場合、校正制御部６３はサブキャリア＃３の校正参照信号を出力して校正を実行する（ステップＤ７）。

最後に、校正制御部６３はサブキャリア＃３のタイムアップ経過カウンタをリセットし（ステップＤ８）、ステップＤ１の処理へ戻ってステップＤ１〜Ｄ８の処理を繰り返す。

図２３に第３動作例のタイミングチャートを示す。

図２３は、サブキャリア＃３とサブキャリア＃５８を校正する場合を例に、サブキャリア＃３の校正周期タイマ、サブキャリア＃５８校正周期タイマ、送信データ、サブキャリア＃３校正実行状態及びサブキャリア＃５８校正実行状態をそれぞれ示している。

校正制御部６３は、対応するサブキャリアの校正周期タイマがタイムアップしたらタイムアップ経過カウンタをスタートし、当該サブキャリアの校正が完了したらタイムアップ経過カウンタをリセットする。

校正対象のサブキャリアの校正周期タイマがタイムアップし、送信データが無い状態において、他のサブキャリアのタイムアップ経過カウンタがカウントされている場合、校正制御部６３は、タイムアップ経過カウンタがカウントされているサブキャリア中でタイムアップ経過カウンタのカウント値が最も大きいサブキャリアを優先して校正する。これにより、２つ以上のサブキャリアの校正要求が発生している場合に、校正待ち時間が最も長いサブキャリアから優先して校正が実行される。

第３動作例も第２動作例と同様に校正周期タイマの設定時間Ｔ₃、Ｔ₅₈を変更することで、各ブランチの振幅特性や位相特性の変動に対して、校正処理がより良好に追従して実施される。

本発明の無線送受信システムの第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。 図１に示した校正係数乗算部及び校正参照信号生成部の一構成例を示すブロック図である。 図１に示した校正係数測定部の一構成例を示すブロック図である。 図１に示した無線送信装置の校正係数の算出手順を示すフローチャートである。 図４に示した処理にしたがってブランチ番号を示す変数ｂと校正対象のサブキャリア番号を示す変数ｓとが遷移する様子を示す模式図である。 本発明の無線送受信システムの第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。 図６に示した校正係数乗算部の一構成例を示すブロック図である。 図６に示した校正サブキャリア生成部の一構成例を示すブロック図である。 サブキャリア毎の校正係数の更新周期の制御例を示すグラフである。 複数のサブキャリアをブロックに分割した例を示す模式図である。 図１に示した無線送信装置の実施例の構成を示すブロック図である。 図１１に示した校正係数測定部の一構成例を示すブロック図である。 図１１に示した校正係数測定部により位相偏差を求める例を示したグラフである。 図１１に示した校正係数乗算部に対するサブキャリア変調されたデータ及び校正係数の出力タイミングを示す模式図である。 校正係数を振幅偏差及び位相偏差から求める方法及び１サブキャリア単位で離散フーリエ変換を行うことで求める方法の演算量を示すグラフである。 本発明の無線送受信システムの校正処理の第１動作例の処理手順を示すフローチャートである。 図１６に示した第１動作例による校正周期タイマ、送信データ及び校正実行状態を示すタイミングチャートである。 本発明の無線送受信システムの状態遷移の一例を示す状態遷移図である。 本発明の無線送受信システムの校正処理の第２動作例の処理手順を示すフローチャートである。 図１９に示した第２動作例による校正周期タイマ、送信データ及び校正実行状態を示すタイミングチャートである。 校正周期タイマの設定時間の決定に用いるテーブルの一例を示す模式図である。 本発明の無線送受信システムの校正処理の第３動作例の処理手順を示すフローチャートである。 図２２に示した第３動作例による校正周期タイマ、送信データ及び校正実行状態を示すタイミングチャートである。 従来の無線送受信システムが備える無線送信装置の構成を示すブロック図である。 図２４に示した校正係数乗算部の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１−１〜Ｂ、３４−１〜Ｂ、５１−１〜３ 校正係数乗算部
１２−１〜Ｂ、５２−１〜３ 校正参照信号生成部
１３−１〜Ｂ サブキャリア変調部
１４−１〜Ｂ、４２、５４−１〜３ 無線送信部
１５−１〜Ｂ、３１−１〜Ｂ、５５−１〜３ アンテナ素子
２１、３２−１〜Ｂ、６１ 無線受信部
２２、６２ 校正係数測定部
２３、４３、６３ 校正制御部
３３−１〜Ｂ サブキャリア復調部
３５ 校正係数計算部
４１ 校正サブキャリア生成部
５３−１〜３ 逆高速フーリエ変換部
１１１ シリアル／パラレル変換部
１１２−１〜Ｓ 乗算器
１２１ 校正サブキャリア選択部
１２２ 校正参照信号切替部
２２１ 振幅・位相測定部
２２２ 校正係数計算部
３４１−１〜Ｓ 乗算器
３４２ パラレル／シリアル変換部
４１１ 校正サブキャリア選択部
４１２ 発振器
６２１ 振幅偏差計算部
６２２ 位相偏差計算部
６２３−１〜２ レジスタ
６２４ 直交座標変換部
６２５ 記憶部

Claims (54)

1. 複数のサブキャリアを用いるマルチキャリア伝送方式を適用する、複数のアンテナ素子を備えた無線送信装置であって、
   前記サブキャリア毎に前記アンテナ素子に対応する無線送信部の各振幅特性及び位相特性を所定の基準値に一致させる校正を行う際に、前記校正を行う各サブキャリアの校正参照信号をそれぞれ生成する校正参照信号生成部と、
   前記校正参照信号生成部で生成した校正参照信号をサブキャリア変調するサブキャリア変調部と、
   前記サブキャリア変調部から出力されるサブキャリア変調後の信号であるベースバンド信号を無線周波数帯の送信信号に周波数変換する無線送信部と、
   前記無線送信部から前記アンテナ素子へ出力される送信信号から分配した無線周波数帯の信号をベースバンド信号に周波数変換する無線受信部と、
   前記無線受信部から出力されたベースバンド信号から校正係数を算出する校正係数測定部と、
   前記校正係数測定部で算出した校正係数を、前記サブキャリア毎及び前記アンテナ素子毎の送信信号に乗算する校正係数乗算部と、
   を有する無線送信装置。
2. 前記校正係数測定部は、
   前記無線受信部にて復調されたベースバンド信号の振幅及び位相を単一のサブキャリア単位で測定し、基準となるベースバンド信号との振幅偏差及び位相偏差から校正係数を算出する請求項１記載の無線送信装置。
3. 前記校正係数測定部は、
   前記無線受信部から出力されたベースバンド信号の極性が反転するタイミングを検出することで位相を測定する請求項２記載の無線送信装置。
4. 前記校正係数測定部は、
   前記無線受信部から出力されたベースバンド信号の振幅及び位相を、サブキャリア単位で離散フーリエ変換を行うことで測定する請求項１記載の無線送信装置。
5. 前記校正参照信号生成部は、
   校正を行うサブキャリアに対応する校正参照信号を生成する校正サブキャリア選択部と、
   前記校正サブキャリア選択部から供給される校正参照信号と前記校正係数乗算部から供給される送信データのいずれか一方を所定のタイミングで切り替え、前記サブキャリア変調部へ出力する校正参照信号切替部と、
   を有する請求項１記載の無線送信装置。
6. 前記校正参照信号生成部は、
   前記校正を複数回行う場合、
   前記校正を行うための契機となる前記校正参照信号の出力周期が変更可能な請求項５記載の無線送信装置。
7. 前記校正参照信号生成部は、
   前記校正参照信号の出力周期を、前記校正係数の時間の経過に伴う偏差に応じて前記サブキャリア単位で変更する請求項６記載の無線送信装置。
8. 前記校正参照信号生成部は、
   前記サブキャリアに対応する校正参照信号を出力すべき時間が経過し、かつ送信データがないときに前記校正参照信号を出力する請求項６または７記載の無線送信装置。
9. 前記校正参照信号生成部は、
   前記校正を行うサブキャリアを選択する際に、校正参照信号を出力すべき時間が経過したサブキャリアが複数存在し、かつ送信データがないとき、前記校正係数の時間の経過に伴う偏差が最も大きいサブキャリアを優先して選択する請求項８記載の無線送信装置。
10. 前記校正参照信号生成部は、
    前記校正を行うサブキャリアを選択する際に、校正参照信号を出力すべき時間が経過したサブキャリアが複数存在し、かつ送信データがないとき、前記校正参照信号を出力すべき時間が経過してからの時間が最も長いサブキャリアを優先して選択する請求項８記載の無線送信装置。
11. 前記校正係数測定部は、
    前記校正参照信号生成部から前記校正参照信号を出力するタイミングに同期して前記校正係数を求める請求項６から１０のいずれか１項記載の無線送信装置。
12. 複数のサブキャリアを用いるマルチキャリア伝送方式を適用する、複数のアンテナ素子を備えた無線受信装置であって、
    前記サブキャリア毎に前記アンテナ素子に対応する無線受信部の各振幅特性及び位相特性を所定の基準値に一致させる校正を行う際に、前記校正を行う各サブキャリアに対応する変調信号をそれぞれ生成する校正サブキャリア生成部と
    前記校正サブキャリア生成部で生成された信号を無線周波数帯に周波数変換する無線送信部と、
    前記無線送信部から出力された無線周波数帯の信号をベースバンド信号に周波数変換する無線受信部と、
    前記無線受信部にて周波数変換されたベースバンド信号をサブキャリア復調するサブキャリア復調部と、
    前記サブキャリア復調部にてサブキャリア復調された信号から校正係数を算出する校正係数計算部と、
    前記校正係数計算部にて算出した校正係数を前記サブキャリア復調部の出力信号に乗算する校正係数乗算部と、
    を有し、
    前記サブキャリア復調部は、
    前記校正時に該校正を行うサブキャリアのみサブキャリア復調を行う無線受信装置。
13. 前記校正サブキャリア生成部は、
    前記校正を複数回行う場合、
    前記校正を行うための契機となる前記サブキャリアに対応する変調信号の出力周期が変更可能な請求項１２記載の無線受信装置。
14. 前記校正サブキャリア生成部は、
    前記サブキャリアに対応する変調信号の出力周期を、前記校正係数の時間の経過に伴う偏差に応じて前記サブキャリア単位で変更する請求項１３記載の無線受信装置。
15. 前記校正サブキャリア生成部は、
    前記サブキャリアに対応する変調信号を出力すべき時間が経過し、かつ受信データがないときに前記変調信号を出力する請求項１３または１４記載の無線受信装置。
16. 前記校正サブキャリア生成部は、
    前記校正を行うサブキャリアを選択する際に、変調信号を出力すべき時間が経過したサブキャリアが複数存在し、かつ受信データがないとき、前記校正係数の時間の経過に伴う偏差が最も大きいサブキャリアを優先して選択する請求項１５記載の無線受信装置。
17. 前記校正サブキャリア生成部は、
    前記校正を行うサブキャリアを選択する際に、変調信号を出力すべき時間が経過したサブキャリアが複数存在し、かつ受信データがないとき、前記変調信号を出力すべき時間が経過してからの時間が最も長いサブキャリアを優先して選択する請求項１５記載の無線受信装置。
18. 前記校正係数計算部は、
    前記校正サブキャリア生成部から前記変調信号を出力するタイミングに同期して前記校正係数を求める請求項１３から１７のいずれか１項記載の無線受信装置。
19. 複数のサブキャリアを用いるマルチキャリア伝送方式を適用する、複数のアンテナ素子を用いる無線送信方法であって、
    前記サブキャリア毎に前記アンテナ素子に対応する無線送信ステップの各振幅特性及び位相特性を所定の基準値に一致させる校正を行う際に、前記校正を行う各サブキャリアの校正参照信号をそれぞれ生成する校正参照信号生成ステップと、
    前記校正参照信号生成ステップで生成した校正参照信号をサブキャリア変調するサブキャリア変調ステップと、
    前記サブキャリア変調ステップによって出力されるサブキャリア変調後の信号であるベースバンド信号を無線周波数帯の送信信号に周波数変換する無線送信ステップと、
    前記無線送信ステップにより前記アンテナ素子へ出力される送信信号から分配した無線周波数帯の信号をベースバンド信号に周波数変換する無線受信ステップと、
    前記無線受信ステップにより出力されたベースバンド信号から校正係数を算出する校正係数測定ステップと、
    前記校正係数測定ステップで算出した校正係数を、前記サブキャリア毎及び前記アンテナ素子毎の送信信号に乗算する校正係数乗算ステップと、
    を有する無線送信方法。
20. 前記校正係数測定ステップは、
    前記無線受信ステップにて復調されたベースバンド信号の振幅及び位相を単一のサブキャリア単位で測定し、基準となるベースバンド信号との振幅偏差及び位相偏差から校正係数を算出する請求項１９記載の無線送信方法。
21. 前記校正係数測定ステップは、
    前記無線受信ステップにて出力されたベースバンド信号の極性が反転するタイミングを検出することで位相を測定する請求項２０記載の無線送信方法。
22. 前記校正係数測定ステップは、
    前記無線受信ステップにて出力されたベースバンド信号の振幅及び位相を、サブキャリア単位で離散フーリエ変換を行うことで測定する請求項１９記載の無線送信方法。
23. 前記校正参照信号生成ステップは、
    校正を行うサブキャリアに対応する校正参照信号を生成する校正サブキャリア選択ステップと、
    前記校正サブキャリア選択ステップにて出力される校正参照信号と前記校正係数乗算ステップにて出力される送信データのいずれか一方を所定のタイミングで切り替え、前記サブキャリア変調ステップへ出力する校正参照信号切替ステップと、
    を有する請求項１９記載の無線送信方法。
24. 前記校正参照信号生成ステップは、
    前記校正を複数回行う場合、
    前記校正を行うための契機となる前記校正参照信号の出力周期を変更可能とする請求項２３記載の無線送信方法。
25. 前記校正参照信号生成ステップは、
    前記校正参照信号の出力周期を、前記校正係数の時間の経過に伴う偏差に応じて前記サブキャリア単位で変更する請求項２４記載の無線送信方法。
26. 前記校正参照信号生成ステップは、
    前記サブキャリアに対応する校正参照信号を出力すべき時間が経過し、かつ送信データがないときに前記校正参照信号を出力する請求項２４または２５記載の無線送信方法。
27. 前記校正参照信号生成ステップは、
    前記校正を行うサブキャリアを選択する際に、校正参照信号を出力すべき時間が経過したサブキャリアが複数存在し、かつ送信データがないとき、前記校正係数の時間の経過に伴う偏差が最も大きいサブキャリアを優先して選択する請求項２６記載の無線送信方法。
28. 前記校正参照信号生成ステップは、
    前記校正を行うサブキャリアを選択する際に、校正参照信号を出力すべき時間が経過したサブキャリアが複数存在し、かつ送信データがないとき、前記校正参照信号を出力すべき時間が経過してからの時間が最も長いサブキャリアを優先して選択する請求項２６記載の無線送信方法。
29. 前記校正係数測定ステップは、
    前記校正参照信号生成ステップにより前記校正参照信号を出力するタイミングに同期して前記校正係数を求める請求項２４から２８のいずれか１項記載の無線送信方法。
30. 複数のサブキャリアを用いるマルチキャリア伝送方式を適用する、複数のアンテナ素子を用いる無線受信方法であって、
    前記サブキャリア毎に前記アンテナ素子に対応する無線受信ステップの各振幅特性及び位相特性を所定の基準値に一致させる校正を行う際に、前記校正を行う各サブキャリアに対応する変調信号をそれぞれ生成する校正サブキャリア生成ステップと、
    前記校正サブキャリア生成ステップにて生成された信号を無線周波数帯に周波数変換する無線送信ステップと、
    前記無線送信ステップにて出力された無線周波数帯の信号をベースバンド信号に周波数変換する無線受信ステップと、
    前記無線受信ステップにて周波数変換されたベースバンド信号をサブキャリア復調するサブキャリア復調ステップと、
    前記サブキャリア復調ステップにてサブキャリア復調された信号から校正係数を算出する校正係数計算ステップと、
    前記校正係数計算ステップにて算出した校正係数を前記サブキャリア復調ステップにて出力される信号に乗算する校正係数乗算ステップと、
    を有し、
    前記サブキャリア復調ステップは、
    前記校正時に該校正を行うサブキャリアのみ前記サブキャリア復調を行う無線受信方法。
31. 前記校正サブキャリア生成ステップは、
    前記校正を複数回行う場合、
    前記校正を行うための契機となる前記サブキャリアに対応する変調信号の出力周期を変更可能とする請求項３０記載の無線受信方法。
32. 前記校正サブキャリア生成ステップは、
    前記サブキャリアに対応する変調信号の出力周期を、前記校正係数の時間の経過に伴う偏差に応じて前記サブキャリア単位で変更する請求項３１記載の無線受信方法。
33. 前記校正サブキャリア生成ステップは、
    前記サブキャリアに対応する変調信号を出力すべき時間が経過し、かつ受信データがないときに前記変調信号を出力する請求項３１または３２記載の無線受信方法。
34. 前記校正サブキャリア生成ステップは、
    前記校正を行うサブキャリアを選択する際に、変調信号を出力すべき時間が経過したサブキャリアが複数存在し、かつ受信データがないとき、前記校正係数の時間の経過に伴う偏差が最も大きいサブキャリアを優先して選択する請求項３３記載の無線受信方法。
35. 前記校正サブキャリア生成ステップは、
    前記校正を行うサブキャリアを選択する際に、変調信号を出力すべき時間が経過したサブキャリアが複数存在し、かつ受信データがないとき、前記変調信号を出力すべき時間が経過してからの時間が最も長いサブキャリアを優先して選択する請求項３３記載の無線受信方法。
36. 前記校正係数計算ステップは、
    前記校正サブキャリア生成ステップにて前記変調信号を出力するタイミングに同期して前記校正係数を求める請求項３１から３５のいずれか１項記載の無線受信方法。
37. 複数のサブキャリアを用いるマルチキャリア伝送方式を適用する、複数のアンテナ素子を用いる無線送信方法をコンピュータで実行するためのプログラムであって、
    前記サブキャリア毎に前記アンテナ素子に対応する無線送信ステップの各振幅特性及び位相特性を所定の基準値に一致させる校正を行う際に、前記校正を行う各サブキャリアの校正参照信号をそれぞれ生成する校正参照信号生成ステップと、
    前記校正参照信号生成ステップで生成した校正参照信号をサブキャリア変調するサブキャリア変調ステップと、
    前記サブキャリア変調ステップによって出力されるサブキャリア変調後の信号であるベースバンド信号を無線周波数帯の送信信号に周波数変換する無線送信ステップと、
    前記無線送信ステップにより前記アンテナ素子へ出力される送信信号から分配した無線周波数帯の信号をベースバンド信号に周波数変換する無線受信ステップと、
    前記無線受信ステップにより出力されたベースバンド信号から校正係数を算出する校正係数測定ステップと、
    前記校正係数測定ステップで算出した校正係数を、前記サブキャリア毎及び前記アンテナ素子毎の送信信号に乗算する校正係数乗算ステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
38. 前記校正係数測定ステップは、
    前記無線受信ステップにて復調されたベースバンド信号の振幅及び位相を単一のサブキャリア単位で測定し、基準となるベースバンド信号との振幅偏差及び位相偏差から校正係数を算出する処理をコンピュータに実行させるための請求項３７記載のプログラム。
39. 前記校正係数測定ステップは、
    前記無線受信ステップにて出力されたベースバンド信号の極性が反転するタイミングを検出することで位相を測定する処理をコンピュータに実行させるための請求項３８記載のプログラム。
40. 前記校正係数測定ステップは、
    前記無線受信ステップにて出力されたベースバンド信号の振幅及び位相を、サブキャリア単位で離散フーリエ変換を行うことで測定する処理をコンピュータに実行させるための請求項３７記載のプログラム。
41. 前記校正参照信号生成ステップは、
    校正を行うサブキャリアに対応する校正参照信号を生成する校正サブキャリア選択ステップと、
    前記校正サブキャリア選択ステップにて出力される校正参照信号と前記校正係数乗算ステップにて出力される送信データのいずれか一方を所定のタイミングで切り替え、前記サブキャリア変調ステップへ出力する校正参照信号切替ステップと、
    をコンピュータに実行させるための請求項３７記載のプログラム。
42. 前記校正参照信号生成ステップは、
    前記校正を複数回行う場合、
    前記校正を行うための契機となる前記校正参照信号の出力周期を変更可能とする処理をコンピュータに実行させるための請求項４１記載のプログラム。
43. 前記校正参照信号生成ステップは、
    前記校正参照信号の出力周期を、前記校正係数の時間の経過に伴う偏差に応じて前記サブキャリア単位で変更する処理をコンピュータに実行させるための請求項４２記載のプログラム。
44. 前記校正参照信号生成ステップは、
    前記サブキャリアに対応する校正参照信号を出力すべき時間が経過し、かつ送信データがないときに前記校正参照信号を出力する処理をコンピュータに実行させるための請求項４２または４３記載のプログラム。
45. 前記校正参照信号生成ステップは、
    前記校正を行うサブキャリアを選択する際に、校正参照信号を出力すべき時間が経過したサブキャリアが複数存在し、かつ送信データがないとき、前記校正係数の時間の経過に伴う偏差が最も大きいサブキャリアを優先して選択する処理をコンピュータに実行させるための請求項４４記載のプログラム。
46. 前記校正参照信号生成ステップは、
    前記校正を行うサブキャリアを選択する際に、校正参照信号を出力すべき時間が経過したサブキャリアが複数存在し、かつ送信データがないとき、前記校正参照信号を出力すべき時間が経過してからの時間が最も長いサブキャリアを優先して選択する処理をコンピュータに実行させるための請求項４４記載のプログラム。
47. 前記校正係数測定ステップは、
    前記校正参照信号生成ステップにより前記校正参照信号を出力するタイミングに同期して前記校正係数を求める処理をコンピュータに実行させるための請求項４２から４６のいずれか１項記載のプログラム。
48. 複数のサブキャリアを用いるマルチキャリア伝送方式を適用する、複数のアンテナ素子を用いる無線受信方法をコンピュータで実行するためのプログラムであって、
    前記サブキャリア毎に前記アンテナ素子に対応する無線受信ステップの各振幅特性及び位相特性を所定の基準値に一致させる校正を行う際に、前記校正を行う各サブキャリアに対応する変調信号をそれぞれ生成する校正サブキャリア生成ステップと、
    前記校正サブキャリア生成ステップにて生成された信号を無線周波数帯に周波数変換する無線送信ステップと、
    前記無線送信ステップにて出力された無線周波数帯の信号をベースバンド信号に周波数変換する無線受信ステップと、
    前記無線受信ステップにて周波数変換されたベースバンド信号をサブキャリア復調するサブキャリア復調ステップと、
    前記サブキャリア復調ステップにてサブキャリア復調された信号から校正係数を算出する校正係数計算ステップと、
    前記校正係数計算ステップにて算出した校正係数を前記サブキャリア復調ステップにて出力される信号に乗算する校正係数乗算ステップと、
    を有し、
    前記サブキャリア復調ステップは、
    前記校正時に該校正を行うサブキャリアのみ前記サブキャリア復調を行う処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
49. 前記校正サブキャリア生成ステップは、
    前記校正を複数回行う場合、
    前記校正を行うための契機となる前記サブキャリアに対応する変調信号の出力周期を変更可能とする処理をコンピュータに実行させるための請求項４８記載のプログラム。
50. 前記校正サブキャリア生成ステップは、
    前記サブキャリアに対応する変調信号の出力周期を、前記校正係数の時間の経過に伴う偏差に応じて前記サブキャリア単位で変更する処理をコンピュータに実行させるための請求項４９記載のプログラム。
51. 前記校正サブキャリア生成ステップは、
    前記サブキャリアに対応する変調信号を出力すべき時間が経過し、かつ受信データがないときに前記変調信号を出力する処理をコンピュータに実行させるための請求項４９または５０記載のプログラム。
52. 前記校正サブキャリア生成ステップは、
    前記校正を行うサブキャリアを選択する際に、変調信号を出力すべき時間が経過したサブキャリアが複数存在し、かつ受信データがないとき、前記校正係数の時間の経過に伴う偏差が最も大きいサブキャリアを優先して選択する処理をコンピュータに実行させるための請求項５１記載のプログラム。
53. 前記校正サブキャリア生成ステップは、
    前記校正を行うサブキャリアを選択する際に、変調信号を出力すべき時間が経過したサブキャリアが複数存在し、かつ受信データがないとき、前記変調信号を出力すべき時間が経過してからの時間が最も長いサブキャリアを優先して選択する処理をコンピュータに実行させるための請求項５１記載のプログラム。
54. 前記校正係数計算ステップは、
    前記校正サブキャリア生成ステップにて前記変調信号を出力するタイミングに同期して前記校正係数を求める処理をコンピュータに実行させるための請求項４９から５３のいずれか１項記載のプログラム。

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