JP2010177940A - Ｏｆｄｍ通信装置及びサブキャリアの信号レベルの補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの差を低減することが可能な無線通信技術を提供する。
【解決手段】ＯＦＤＭ通信装置は、デジタル部６０と、デジタル部６０でＯＦＤＭ信号をアナログ形式のＯＦＤＭ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変化器で得られたアナログ形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行い、当該所定の処理が行われたＯＦＤＭ信号をアンテナから送信するアナログ部とを備えている。デジタル部６０は、アナログ部の周波数特性が当該アナログ部に入力されたＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための補正情報を記憶する記憶部６０５と、当該補正情報に基づいて、デジタル形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルを補正する補正部６０４とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を送信するＯＦＤＭ通信装置及びＯＦＤＭ信号のサブキャリアの信号レベルの補正方法に関する。

従来からＯＦＤＭ方式の無線通信に関して様々な技術が提案されている。特許文献１には、ＯＦＤＭ方式の無線通信で使用されるＯＦＤＭ信号を解析するスペクトラムアナライザに関する技術が開示されている。

特開２００５−３６２３号公報

さて、ＯＦＤＭ方式の無線通信においては、複数のサブキャリアの間で信号レベルに大きなばらつきがあるようなＯＦＤＭ信号が送信側装置から送信されると、受信側装置では、受信したＯＦＤＭ信号に含まれるデータを正確に取得できないことがある。例えば、受信側装置において、受信したＯＦＤＭ信号をアナログ部で増幅する際には、信号レベルの大きなサブキャリアの信号レベルについては飽和し、信号レベルの小さいサブキャリアの信号レベルについては十分に増幅することができないことがある。その結果、受信側装置では、送信側装置から送信されてきた受信データを正確に取得できないことがある。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの差を低減することが可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るＯＦＤＭ通信装置は、複数のサブキャリアで構成されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を送信するＯＦＤＭ通信装置であって、デジタル形式のＯＦＤＭ信号を生成するデジタル部と、前記デジタル形式のＯＦＤＭ信号をアナログ形式のＯＦＤＭ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、前記アナログ形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行い、当該所定の処理が行われた前記アナログ形式のＯＦＤＭ信号をアンテナから送信するアナログ部とを備え、前記デジタル部は、前記アナログ部の周波数特性が前記アナログ形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための補正情報を記憶する記憶部と、前記補正情報に基づいて、前記デジタル形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルを補正する補正部とを有する。

また、本発明に係るＯＦＤＭ通信装置は、複数のサブキャリアで構成されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を送信するとともに、ＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ通信装置であって、デジタル形式のＯＦＤＭ信号を生成する送信系デジタル部と、前記送信系デジタル部で生成されたＯＦＤＭ信号をアナログ形式のＯＦＤＭ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、前記Ｄ／Ａ変換器で得られたアナログ形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行い、当該所定の処理が行われたＯＦＤＭ信号をアンテナから送信する送信系アナログ部と、アナログ形式のＯＦＤＭ信号をアンテナで受信し、当該アンテナで受信されたＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行う受信系アナログ部と、前記受信系アナログ部で処理が行われたＯＦＤＭ信号をデジタル形式のＯＦＤＭ信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器で得られたデジタル形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行って、当該ＯＦＤＭ信号に含まれるデータを取得する受信系デジタル部とを備え、前記受信系アナログ部は、出力信号の周波数が可変の局部発振器を含み、入力された信号に対して当該局部発振器の出力信号を乗算することによって、当該信号の周波数帯域を他の周波数帯域に変換して出力する周波数帯域変換部と、前記周波数帯域変換部の出力信号に対して所定の処理を行うアナログ回路とを有し、前記受信系デジタル部は、前記局部発振器の出力信号の周波数を制御する制御部と、前記周波数帯域変換部から出力される、ＯＦＤＭ信号の帯域幅よりも小さい帯域幅を有する固定の測定対象帯域に含まれる周波数を有するサブキャリアを、測定対象サブキャリアとし、前記アナログ回路から出力される前記測定対象サブキャリアの信号レベルを測定する測定部とを有し、前記送信系アナログ部で処理された信号が前記受信系アナログ部に入力されるループバックモードにおいて、前記制御部が、前記受信系アナログ部に時系列的に入力される複数のＯＦＤＭ信号に対して前記局部発振器の出力信号の周波数を制御して前記周波数帯域変換部でのＯＦＤＭ信号の周波数帯域の変換先の周波数帯域を変化させることによって、前記測定対象サブキャリアが変化し、その結果、ＯＦＤＭ信号のすべてのサブキャリアが前記測定対象サブキャリアとなり、前記受信系デジタル部は、前記測定部で測定された各サブキャリアの信号レベルに基づいて、前記送信系アナログ部の周波数特性が当該送信系アナログ部に入力されるＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための補正情報を生成する補正情報生成部をさらに有し、前記送信系デジタル部は、前記補正情報に基づいて、デジタル形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルを補正する補正部を有する。

また、本発明に係るＯＦＤＭ通信装置は、複数のサブキャリアで構成されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を送信するとともに、ＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ通信装置であって、デジタル形式のＯＦＤＭ信号を生成する送信系デジタル部と、前記送信系デジタル部で生成されたＯＦＤＭ信号をアナログ形式のＯＦＤＭ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、前記Ｄ／Ａ変換器で得られたアナログ形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行い、当該所定の処理が行われたＯＦＤＭ信号をアンテナから送信する送信系アナログ部と、アナログ形式のＯＦＤＭ信号をアンテナで受信し、当該アンテナで受信されたＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行う受信系アナログ部と、前記受信系アナログ部で処理が行われたＯＦＤＭ信号をデジタル形式のＯＦＤＭ信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器で得られたデジタル形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行って、当該ＯＦＤＭ信号に含まれるデータを取得する受信系デジタル部とを備え、前記受信系アナログ部は、出力信号の周波数が可変の局部発振器を含み、入力された信号に対して当該局部発振器の出力信号を乗算することによって、当該信号の周波数帯域を他の周波数帯域に変換して出力する周波数帯域変換部と、前記周波数帯域変換部の出力信号に対して所定の処理を行うアナログ回路とを有し、前記受信系デジタル部は、前記局部発振器の出力信号の周波数を制御する制御部と、前記周波数帯域変換部から出力される、ＯＦＤＭ信号の帯域幅よりも小さい帯域幅を有する固定の測定対象帯域に含まれる周波数を有するサブキャリアを、測定対象サブキャリアとし、前記アナログ回路から出力される前記測定対象サブキャリアの信号レベルを測定する測定部とを有し、前記送信系アナログ部で処理された信号が前記受信系アナログ部に入力されるループバックモードにおいて、前記送信系デジタル部は、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアを、それぞれが少なくとも一つのサブキャリアで構成された複数のサブキャリアグループに区分し、当該複数のサブキャリアグループを時系列的に出力し、前記制御部が、前記受信系アナログ部に時系列的に入力される前記複数のサブキャリアグループに対して前記局部発振器の出力信号の周波数を制御して前記周波数帯域変換部でのサブキャリアグループの周波数帯域の変換先の周波数帯域を変化させることによって、前記測定対象サブキャリアが変化し、その結果、ＯＦＤＭ信号のすべてのサブキャリアが前記測定対象サブキャリアとなり、前記受信系デジタル部は、前記測定部で測定された各サブキャリアの信号レベルに基づいて、前記送信系アナログ部の周波数特性が当該送信系アナログ部に入力されるＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための補正情報を生成する補正情報生成部をさらに有し、前記送信系デジタル部は、前記補正情報に基づいて、デジタル形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルを補正する補正部を有する。

また、本発明に係るサブキャリアの信号レベルの補正方法は、デジタル形式のＯＦＤＭ信号を生成するデジタル部と、前記デジタル形式のＯＦＤＭ信号をアナログ形式のＯＦＤＭ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、前記アナログ形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行い、当該所定の処理が行われた前記アナログ形式のＯＦＤＭ信号をアンテナから送信するアナログ部とを備えるＯＦＤＭ通信装置でのサブキャリアの信号レベルの補正方法であって、（ａ）前記アナログ部の周波数特性が前記アナログ形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための補正情報を取得する工程と、（ｂ）前記補正情報に基づいて、前記デジタル形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルを補正する工程とを備える。

本発明によれば、アナログ部の周波数特性が、それに入力されるＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための補正情報に基づいて、デジタル形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルが補正されるため、アンテナから送信されるＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの差を低減することができる。よって、受信側の装置においては、受信したＯＦＤＭ信号から正確なデータを取得することができる。

また、本発明によれば、送信系アナログ部の周波数特性が、それに入力されるＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための補正情報に基づいて、デジタル形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルが補正されるため、アンテナから送信されるＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの差を低減することができる。よって、受信側の装置においては、受信したＯＦＤＭ信号から正確なデータを取得することができる。

さらに、補正情報が自動的に生成されるため、簡単に補正情報を得ることができる。

さらに、本発明によれば、周波数帯域変換部から出力される、ＯＦＤＭ信号の帯域幅よりも小さい帯域幅を有する固定の測定対象帯域に含まれる周波数を有するサブキャリアが、測定対象サブキャリアとされている。そして、ループバックモードにおいて、制御部が、受信系アナログ部に時系列的に入力される複数のＯＦＤＭ信号あるいは複数のサブキャリアグループに対して局部発振器の出力信号の周波数を制御してＯＦＤＭ信号あるいはサブキャリアグループの周波数帯域の変換先の周波数帯域を変化させることによって、測定対象サブキャリアが変化し、その結果、ＯＦＤＭ信号のすべてのサブキャリアが測定対象サブキャリアとなっている。そのため、受信系アナログ部におけるアナログ回路に入力される各測定対象サブキャリアの周波数が近い値となる。したがって、当該アナログ回路の周波数特性が、測定対象の複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を低減することができる。よって、正確な補正情報を生成することができる。

本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る受信部の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る送信部の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るデジタル部の構成を示す図である。 理想的なＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る評価用スペクトルを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る評価用スペクトルから補正量を求める方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係る補正情報を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置において各サブキャリアが補正される様子を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る受信部の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るデジタル部の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るループバック処理部でのサブキャリアの信号レベルの測定方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態２に係るミキサから出力される測定対象サブキャリアが変化する様子を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置において、バンドパスフィルタ及びミキサの周波数特性を求めるための構成を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の変形例の動作を示すフローチャートである。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示す図である。本実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置は、外部の無線通信装置とＯＦＤＭ方式で双方向の無線通信を行う。また、本実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置は、送受信アンテナとしてアレイアンテナを有し、アダプティブアレイアンテナ（Adaptive Array Antenna）方式を用いてアレイアンテナの指向性を希望波に向けることが可能である。

図１に示されるように、本実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置は、アナログ部１と、複数のＡ／Ｄ変換器５０と、複数のＤ／Ａ変換器５１と、デジタル部６０とを備えている。アナログ部１は、複数のアンテナ素子２ａで構成されたアレイアンテナ２と、複数のアンテナ素子２ａにそれぞれ接続された複数の送受信切替回路５と、複数の送受信切替回路５にそれぞれ接続された複数の受信部３と、複数の送受信切替回路５にそれぞれ接続された複数の送信部４とを有している。本実施の形態１に係るアレイアンテナ２は、例えば３つのアンテナ素子２ａで構成されている。

各送受信切替回路５は、本ＯＦＤＭ通信装置がＯＦＤＭ信号を無線送信する場合には、自身に接続された、アンテナ素子２ａ及び受信部３を相互に接続して、当該アンテナ素子２ａを受信アンテナに設定する。一方で、各送受信切替回路５は、本ＯＦＤＭ通信装置が外部の無線通信装置から無線送信されるＯＦＤＭ信号を受信する場合には、自身に接続された、アンテナ素子２ａ及び送信部４を相互に接続して、当該アンテナ素子ａを送信アンテナに設定する。各送受信切替回路５の動作はデジタル部６０で制御される。

各受信部３は、自身に接続された送受信切替回路５に接続されたアンテナ素子２ａで受信されたＯＦＤＭ信号に対して、周波数帯域変換処理などを含む所定の処理を行う。そして、各受信部３は、所定の処理が行われたアナログ形式のＯＦＤＭ信号を出力する。

複数のＡ／Ｄ変換器５０は、複数の受信部３とそれぞれ接続されている。各Ａ／Ｄ変換器５０は、自身に接続された受信部３から出力されるアナログ形式のＯＦＤＭ信号をデジタル形式のＯＦＤＭ信号に変換する。そして、各Ａ／Ｄ変換器５０は、生成したデジタル形式のＯＦＤＭ信号をデジタル部６０に出力する。

複数のＤ／Ａ変換器５１は、複数の送信部４とそれぞれ接続されている。各Ｄ／Ａ変換器５１は、デジタル部６０で生成されたデジタル形式のＯＦＤＭ信号をアナログ形式のＯＦＤＭ信号に変換する。そして、各Ｄ／Ａ変換器５１は、生成したアナログ形式のＯＦＤＭ信号を、自身に接続された送信部４に出力する。

各送信部４は、自身に接続されたＤ／Ａ変換器５１から出力されるＯＦＤＭ信号に対して、周波数帯域変換処理などを含む所定の処理を行う。そして、各送信部４は、所定の処理が行われたアナログ形式のＯＦＤＭ信号を、自身に接続された送受信切替回路５に接続されたアンテナ素子２ａに出力する。これにより、当該アンテナ素子２ａからはＯＦＤＭ信号が無線送信される。

本実施の形態１に係るアナログ部１では、アレイアンテナ２と、複数の送受信切替回路５と、複数の受信部３とで、アナログ形式のＯＦＤＭ信号を受信する受信系アナログ部１ａが構成されている。また、アナログ部１では、複数の送信部４と、複数の送受信切替回路５と、アレイアンテナ２とで、アナログ形式のＯＦＤＭ信号を送信する送信系アナログ部１ｂが構成されている。

図２は受信部３の構成を示す図である。複数の受信部３は互いに同じ構成を有している。図２に示されるように、受信部３は、バンドパスフィルタ３０，３２，３５と、ミキサ３１，３４と、アンプ３３，３６と、局部発振器３７，３８とを備えている。バンドパスフィルタ３０には、アンテナ素子２ａでの受信信号が入力される。バンドパスフィルタ３０は、入力された受信信号に対して所定のフィルタリング処理を行うことによって、当該受信信号からＯＦＤＭ信号を取り出して出力する。ミキサ３１及び局部発振器３７は、バンドパスフィルタ３０から出力されるＯＦＤＭ信号の周波数帯域を、より低い周波数帯域（受信用中間帯域）に変換する周波数帯域変換部として機能する。ミキサ３１は、バンドパスフィルタ３０の出力信号と、局部発振器３７の出力信号とを乗算し、それによって得られた信号を出力する。この出力信号には、受信用中間帯域のＯＦＤＭ信号以外にも、周波数帯域が高い不要なＯＦＤＭ信号が含まれている。バンドパスフィルタ３２は、ミキサ３１の出力信号に対して所定のフィルタリング処理を行うことにより、当該出力信号から不要なＯＦＤＭ信号を除去して受信用中間帯域のＯＦＤＭ信号を出力する。

アンプ３３は、バンドパスフィルタ３２の出力信号を増幅して出力する。ミキサ３４及び局部発振器３８は、アンプ３３から出力されるＯＦＤＭ信号の周波数帯域を、より低い周波数帯域（基底帯域）に変換する周波数帯域変換部して機能する。ミキサ３４は、アンプ３３の出力信号と、局部発振器３８の出力信号とを乗算し、それによって得られた信号を出力する。この出力信号には、基底帯域のＯＦＤＭ信号以外にも、周波数帯域が高い不要なＯＦＤＭ信号が含まれている。バンドパスフィルタ３５は、ミキサ３４の出力信号に対して所定のフィルタリング処理を行うことにより、当該出力信号から不要なＯＦＤＭ信号を除去して基底帯域のＯＦＤＭ信号を出力する。これにより、バンドパスフィルタ３５からはベースバンドＯＦＤＭ信号が出力される。アンプ３６は、バンドパスフィルタ３５の出力信号を増幅してＡ／Ｄ変換器５０に出力する。

このように、アンテナ素子２ａで受信されたＯＦＤＭ信号は、受信部３において、周波数帯域変換処理及び増幅処理が行われた後にＡ／Ｄ変換器５０に入力される。

図３は送信部４の構成を示す図である。複数の送信部４は互いに同じ構成を有している。図３に示されるように、送信部４は、ミキサ４０，４３と、バンドパスフィルタ４１，４４と、アンプ４２，４５と、局部発振器４６，４７とを備えている。ミキサ４０及び局部発振器４６は、デジタル部６０でデジタル形式で生成された後にアナログ形式に変換された、基底帯域を有するＯＦＤＭ信号（ベースバンドＯＦＤＭ信号）の周波数帯域を、より高い周波数帯域（送信用中間帯域）に変換する周波数帯域変換部として機能する。ミキサ４０は、アナログ形式のベースバンドＯＦＤＭ信号と、局部発振器４６の出力信号とを乗算し、それによって得られた信号を出力する。バンドパスフィルタ４１は、ミキサ４０の出力信号に対して所定のフィルタリング処理を行うことによって、当該出力信号から不要な信号を除去して送信用中間帯域を有するＯＦＤＭ信号を出力する。

アンプ４２は、バンドパスフィルタ４１の出力信号を増幅して出力する。ミキサ４３及び局部発振器４７は、アンプ４２から出力されるＯＦＤＭ信号の周波数帯域を、より高い周波数帯域（搬送帯域）に変換する周波数帯域変換部として機能する。ミキサ４３は、アンプ４２の出力信号と、局部発振器４７の出力信号とを乗算し、それによって得られた信号を出力する。バンドパスフィルタ４４は、ミキサ４３の出力信号に対して所定のフィルタリング処理を行うことによって、当該出力信号から不要な信号を除去して送信帯域を有するＯＦＤＭ信号を出力する。アンプ４５は、バンドパスフィルタ４４の出力信号を増幅して送受信切替回路５に出力する。

このように、デジタル部６０で生成されたＯＦＤＭ信号は、アナログ形式に変換された後、送信部４において周波数帯域変換処理及び増幅処理が行われ、その後、送受信切替回路５を通じてアンテナ素子２ａに入力される。

図４はデジタル部６０の構成を示すである。図４に示されるように、デジタル部６０は、複数のデジタルフィルタ６００と、複数のＦＦＴ処理部６０１と、受信用ウェイト処理部６０２と、データ処理部６０３と、補正部６０４と、記憶部６０５と、送信用ウェイト処理部６０６と、複数のＩＦＦＴ処理部６０７と、複数のデジタルフィルタ６０８とを備えている。

複数のデジタルフィルタ６００は、複数のＡ／Ｄ変換器５０から出力されるＯＦＤＭ信号がそれぞれ入力される。各デジタルフィルタ６００は、入力されたＯＦＤＭ信号に対して所定のフィルタリング処理を実行して、処理後の当該ＯＦＤＭ信号を出力する。複数のＦＦＴ処理部６０１は、複数のデジタルフィルタ６００から出力されるＯＦＤＭ信号がそれぞれ入力される。各ＦＦＴ処理部６０１は、入力されるＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行って、当該ＯＦＤＭ信号に含まれる複数のサブキャリアを分離して出力する。以後、ＦＦＴ処理部６０１から出力される複数のサブキャリアを「受信サブキャリア群」と呼ぶことがある。

受信用ウェイト処理部６０２は、データ処理部６０３で取得される後述の既知信号に基づいて受信用ウェイトを算出する。受信用ウェイト処理部６０２は、複数のＦＦＴ処理部６０１から出力される複数の受信サブキャリア群のそれぞれについて、それに含まれる各サブキャリアに対して受信用ウェイトを乗算する。受信用ウェイト処理部６０２は、複数の受信サブキャリア群における同一のサブキャリアごとに、受信用ウェイト乗算後の同一の複数のサブキャリアを合成する。以後、受信用ウェイト乗算後の同一の複数のサブキャリアを合成して得られた信号を「合成サブキャリア」と呼ぶ。

データ処理部６０３は、本ＯＦＤＭ通信装置を受信モードで動作させる際には、各送受信切替回路５を制御して、複数のアンテナ素子２ａが複数の受信部３にそれぞれ接続されるようにする。データ処理部６０３は、受信モード時において、受信用ウェイト処理部６０２で得られた複数の合成サブキャリアのそれぞれに対して復調処理を行って、ウェイト算出用の既知信号などの受信データを取得する。

また、データ処理部６０３は、本ＯＦＤＭ通信装置を送信モードで動作させる際には、各送受信切替回路５を制御して、複数のアンテナ素子２ａが複数の送信部４にそれぞれ接続されるようにする。データ処理部６０３は、送信モード時において、取得した受信データ等に基づいて送信データを生成する。そして、データ処理部６０３は、生成した送信データで変調された複数のサブキャリアを生成する。以後、データ処理部６０３で生成される複数のサブキャリアを「送信サブキャリア群」と呼ぶことがある。

記憶部６０５は補正情報を記憶している。ここで、「補正情報」とは、送信系アナログ部１ｂの周波数特性が、当該送信系アナログ部１ｂに入力されるＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための情報である。補正部６０４は、記憶部６０５に記憶されている補正情報に基づいて、データ処理部６０３で生成された送信サブキャリア群を構成する複数のサブキャリアのそれぞれの信号レベルを補正する。

送信用ウェイト処理部６０６は、補正部６０４で補正された送信サブキャリア群を、アンテナ素子２ａの数だけ準備する。本実施の形態１では、アンテナ素子２ａが３つ設けられていることから、同一の３つの補正後の送信サブキャリア群が準備される。送信用ウェイト処理部６０６は、受信用ウェイト処理部６０２で算出された受信用ウェイトに基づいて、複数の送信サブキャリア群のそれぞれに固有の送信用ウェイトを算出する。送信用ウェイト処理部６０６は、複数の補正後の送信サブキャリア群のそれぞれについて、当該送信サブキャリア群の各サブキャリアに対して、対応する送信用ウェイトを乗算する。送信用ウェイト処理部６０６は、送信用ウェイトが乗算された複数の送信用サブキャリア群を複数のＩＦＦＴ処理部６０７にそれぞれ出力する。

各ＩＦＦＴ処理部６０７は、入力された送信用サブキャリア群に対してＩＦＦＴ（Inverse FFT）処理を行って出力する。これにより、各ＩＦＦＴ処理部６０７からは、複数のサブキャリアが合成された時間領域のＯＦＤＭ信号が出力される。複数のデジタルフィルタ６０８には、複数のＩＦＦＴ処理部６０７から出力されるＯＦＤＭ信号がそれぞれ入力される。各デジタルフィルタ６０８は、入力されたＯＦＤＭ信号に対して所定のフィルタリング処理を実行して、処理後の当該ＯＦＤＭ信号を出力する。複数のデジタルフィルタ６０８から出力されたＯＦＤＭ信号は、複数のＤ／Ａ変換器５１にそれぞれ入力される。

本実施の形態１に係るデジタル部６０では、複数のデジタルフィルタ６００と、複数のＦＦＴ処理部６０１と、受信用ウェイト処理部６０２と、データ処理部６０３とで、受信系アナログ部１ａで受信されたＯＦＤＭ信号に含まれるデータを取得する受信系デジタル部６０ａが構成されている。また、デジタル部６０では、データ処理部６０３と、補正部６０４と、記憶部６０５と、送信用ウェイト処理部６０６と、複数のＩＦＦＴ処理部６０７と、複数のデジタルフィルタ６０８とで デジタル形式のＯＦＤＭ信号を生成する送信系デジタル部６０ｂが構成されている。

図５は理想的なＯＦＤＭ信号の周波数スペクトル７０を示す図である。縦方向は信号レベルを示し、横方向は周波数を示している。図５中の波線は、サブキャリアの周波数スペクトル７１を示している。図５に示されるように、ＯＦＤＭ信号の周波数スペクトル７０の波形は、平坦であることが望まれる。つまり、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの間では信号レベルが均一であることが望まれる。複数のサブキャリアの間で信号レベルに大きなばらつきがあるようなＯＦＤＭ信号が送信側装置から送信されると、受信側装置では、受信したＯＦＤＭ信号に含まれるデータを正確に取得できないことがある。

ここで、一般的なＯＦＤＭ通信装置においては、ＯＦＤＭ信号をアンテナから無線送信する際には、本実施の形態１のように、まずデジタル部においてデジタル形式のＯＦＤＭ信号が生成される。そして、生成されたデジタル形式のＯＦＤＭ信号は、アナログ形式のＯＦＤＭ信号に変換されて、その後、アナログ部においてアナログ形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理が行われる。

デジタル部で生成されるＯＦＤＭ信号は、デジタル形式で表現されるため、デジタル部においては、生成するＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルを均一にすることができる。

しかしながら、デジタル形式のＯＦＤＭ信号がアナログ形式に変換されて、その後、アナログ部において所定の処理が行われると、アナログ部の周波数特性の影響により、アンテナから送信されるＯＦＤＭ信号においては、複数のサブキャリアの間で信号レベルにばらつきが生じる。つまり、ＯＦＤＭ信号の周波数領域での送信波形が平坦とならない。

例えば、アナログ部で一般的に使用されるバンドパスフィルタにおいては、通過域における減衰量の周波数特性は均一とならないため、バンドパスフィルタの通過前において複数のサブキャリアの信号レベルが仮に均一であったとしても、バンドパスフィルタの通過後に複数のサブキャリアの信号レベルにばらつきを生じてしまう。

また、アンプにおいても、増幅率の周波数特性はどうしても均一とならないため、アンプの入力前において複数のサブキャリアの信号レベルが仮に均一であったとしても、アンプで増幅された複数のサブキャリアの信号レベルにばらつきを生じてしまう。

このように、一般的なＯＦＤＭ通信装置においては、アナログ部の周波数特性が、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に影響を与えるため、アンテナから送信されるＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルが平坦とならない。

そこで、本実施の形態１では、送信系アナログ部１ｂの周波数特性が、当該送信系アナログ部１ｂで処理されるＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を測定し、当該影響を補正するための補正情報を生成して、記憶部６０５に予め記憶する。そして、データ処理部６０３で生成された複数のサブキャリアのそれぞれの信号レベルを、記憶部６０５の補正情報に基づいて補正する。これにより、送信系アナログ部１ｂに入力されるＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に対して送信系アナログ部１ｂの周波数特性が与える影響を取り除くことができる。その結果、アレイアンテナ２の各アンテナ素子２ａから無線送信されるＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルの波形を平坦に近づけることができる。以下に、記憶部６０５に記憶される補正情報の生成方法について説明する。

まず、送信系アナログ部１ｂの周波数特性を求める。具体的には、各サブキャリアの信号レベルが均一なＯＦＤＭ信号を送信系アナログ部１ｂに入力した際に当該送信系アナログ部１ｂから送信されるＯＦＤＭ信号の周波数スペクトル（以後、「評価用スペクトル」と呼ぶ）を求める。この評価用スペクトルは以下のようにして求めることができる。

データ処理部６０３において、信号レベルが均一な複数のサブキャリアから成る送信サブキャリア群を生成し、これを、補正部６０４での補正なしで送信用ウェイト処理部６０６に入力する。そうすると、アナログ部１の各送信部４には、信号レベルが均一な複数のサブキャリアが合成されたＯＦＤＭ信号が入力される。そして、複数のアンテナ素子２ａのいずれか一つから送信されるＯＦＤＭ信号を測定器で受信し、当該測定器においてＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルを求める。このようして求められた周波数スペクトルが評価用スペクトルとなる。

図６は評価用スペクトル８０の一例を示す図である。図６の横軸及び縦軸は周波数及び信号レベルをそれぞれ示している。また、図６中の波線の矢印はサブキャリアの信号レベル８１を示している。図６の例では、評価用スペクトル８０の波形が、中央の周波数領域において盛り上がった形状を成しており、各サブキャリアの信号レベル８１にばらつきを生じている。

次に、コンピュータ等を用いて、測定器で得られた評価用スペクトラムに基づいて各サブキャリアの信号レベルの補正量を求める。図７は当該補正量を求める方法を示す図である。図７に示されるように、各サブキャリアについて、評価用スペクトルから得られるサブキャリアの信号レベル８１（波線の矢印）を、基準レベルＲＥＦから差し引いて得られる差分値８２（実線の矢印）を求める。基準レベルＲＥＦは、各サブキャリアの信号レベルの設計値（理想的な値）である。そして、各サブキャリアについて求めた差分値８２の符号を逆にしたものを、そのサブキャリアの信号レベルの補正量とする。本実施の形態１に係る補正情報は、複数のサブキャリアについての補正量をまとめたものである。このようにして求められた補正情報９０の一例を図８に示す。

図８に示されるように、補正情報９０では、例えば、サブキャリアを特定するためのサブキャリア番号と補正量とが対応付けられている。ＯＦＤＭ信号を構成するＮ（＞２）本のサブキャリアには、例えばＣ１〜ＣＮのサブキャリア番号がそれぞれ割り当てられており、補正情報９０では、サブキャリア番号Ｃ１〜ＣＮのそれぞれに、その番号が示すサブキャリアの信号レベルの補正量が対応付けられている。なお、図８中のα１〜αＮはそれぞれ正の値である。

このようにして生成された補正情報を予め記憶部６０５に記憶させておく。補正部６０４は、データ処理部６０３で生成された送信サブキャリア群の複数のサブキャリアの信号レベルを補正する際には、記憶部６０５から補正情報９０を読み出す。そして、補正部６０４は、補正情報９０から、各サブキャリアに対応する補正量を取得する。その後、補正部６０４は、各サブキャリアの信号レベルの値に、対応する補正量を加算することによって、各サブキャリアの信号レベルを補正する。このとき、各サブキャリアの絶対レベルを調整するために、各補正量に共通の係数を掛け合わせた上で、各サブキャリアの信号レベルの値に、対応する補正量を加算しても良い。

図９は、評価用スペクトル（アナログ部１の周波数特性）が上述の図６に示される波形を有する場合において、各サブキャリアの信号レベルが補正される様子を示す図である。図９（ａ）は、補正部６０４で補正される前の各サブキャリアの信号レベルを示している。図９（ｂ）は、補正部６０４で補正された後の各サブキャリアの信号レベルを示している。図９（ｃ）は、アレイアンテナ２から送信されたＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルを示している。図９(ａ）に示されるように、データ処理部６０３では、信号レベルが均一な複数のサブキャリアが生成される。そして、図９（ｂ）に示されるように、データ処理部６０３で生成された複数のサブキャリアのそれぞれの信号レベルは、図６に示されるアナログ部１の周波数特性が打ち消されるように補正される。これにより、図９（ｃ）に示されるように、アレイアンテナ２から送信されるＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルの波形は平坦に近づくようになる。

以上のように、本実施の形態１では、送信系アナログ部１ｂの周波数特性が、それに入力されるＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための補正情報に基づいて、デジタル部６０の補正部６０４では、デジタル形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルが補正されるため、各アンテナ素子２ａから送信されるＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルの波形を平坦に近づけることができる。つまり、アレイアンテナ２から送信されるＯＦＤＭ信号における複数のサブキャリア間での信号レベルの差を低減することができる。よって、本実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置から送信されたＯＦＤＭ信号を受信する装置においては、受信したＯＦＤＭ信号から正確なデータを取得することができる。また、送信系アナログ部１ｂを構成する部品としては、周波数特性がそれほど均一ではないものを使用することができるため、当該部品に安価ものを採用できる。よって、本ＯＦＤＭ通信装置のコストダウンが可能となる。

＜実施の形態２＞
図１０は本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置が備える受信部３００の構成を示す図である。図１１は本実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置が備えるデジタル部６０の構成を示す図である。本実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の構成は、上述の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の構成において、複数の受信部３のうちの一つを受信部３００に置き換えて、デジタル部６０においてループバック処理部６１０を設けたものである。

上述の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置では、補正部６０４が使用する補正情報は予め記憶部６０５に記憶されていたが、本実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置では、デジタル部６０のループバック処理部６１０が補正情報を生成して記憶部６０５に記憶する。以下に、実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置との相違点を中心に、本実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置について説明する。

本実施の形態２に係る受信部３００は、図１０に示されるように、実施の形態１に係る受信部３において、局部発振器３７に替わりに局部発振器３７０を設けたものである。局部発振器３７０は、出力信号の周波数が可変となっている。局部発振器３７０は、デジタル部６０のループバック処理部６１０から出力される制御信号ＣＮＴに応じて出力信号の周波数を変化させる。

また、本実施の形態２に係るデジタル部６０は、図１１に示されるように、実施の形態１に係るデジタル部６０において、受信系デジタル部６０ａにループバック処理部６１０を設けたものである。ループバック処理部６１０は、複数のＦＦＴ処理部６０１のうち、Ａ／Ｄ変換器５０及びデジタルフィルタ６００を介して受信部３００に接続されているＦＦＴ処理部６０１と接続されている。ループバック処理部６１０は、送信系アナログ部１ｂで処理された信号が受信系アナログ部１ａに入力されるループバックモードにおいて、接続されているＦＦＴ処理部６０１から出力されるサブキャリアの信号レベルを測定する。そして、ループバック処理部６１０は、測定した各サブキャリアの信号レベルに基づいて、補正部６０４が使用する補正情報を生成する。このように、ループバック処理部６１０は、サブキャリアの信号レベルを測定する測定部として機能するとともに、補正情報を生成する補正情報生成部として機能する。

本実施の形態１に係るループバックモードでは、受信部３００と接続されるアンテナ素子２ａが受信アンテナに設定され、それ以外の一つのアンテナ素子２ａが送信アンテナに設定される。そして、当該送信アンテナから送信されたＯＦＤＭ信号が当該受信アンテナで受信されることによって、送信系アナログ部１ｂで処理されたＯＦＤＭ信号が受信系アナログ部１ａに入力されるようになっている。

また、ループバック処理部６１０は、制御信号ＣＮＴを生成して、それを受信部３００の局部発振器３７０に供給する。つまり、ループバック処理部６１０は、局部発振器３７０の出力信号の周波数を制御する制御部として機能する。ループバック処理部６１０は、複数のアンテナ素子２ａのすべてが受信アンテナに設定されて、本ＯＦＤＭ通信装置が受信モード(通常動作モード）で動作する際には、受信部３００のミキサ３１に入力されるＯＦＤＭ信号の周波数帯域が受信用中間帯域に変換されるように、制御信号ＣＮＴを用いて局部発振器３７０の出力信号の周波数を設定する。

一方で、ループバック処理部６１０は、本ＯＦＤＭ通信装置がループバックモードで動作する際には、制御信号ＣＮＴを用いて局部発振器３７０の出力信号の周波数を変化させて、ミキサ３１に入力されるＯＦＤＭ信号の周波数帯域の変換先の周波数帯域を変化させる。ミキサ３１の後段のバンドパスフィルタ３２の通過域は、受信用中間帯域とほぼ同じ帯域に設定されていることから、ループバックモード時に、ミキサ３１に入力されるＯＦＤＭ信号の周波数帯域が受信用中間帯域とは異なる周波数帯域に変換されると、バンドパスフィルタ３２は、入力されたＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアのうちの一部しか出力しないことになる。よって、この場合には、受信部３００の出力信号には、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの一部しか含まれず、その結果、Ａ／Ｄ変換器５０を介して受信部３００に接続されたＦＦＴ処理部６０１からは、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの一部しか出力されない。

図１２はループバック処理部６１０でのサブキャリアの信号レベルの測定方法を説明するための図である。図１２には、ミキサ３１から出力される受信用中間帯域ＩＢのＯＦＤＭ信号（以後、「中間帯域ＯＦＤＭ信号」と呼ぶことがある）の周波数スペクトル１００が示されている。本実施の形態２に係るループバック処理部６１０は、中間帯域ＯＦＤＭ信号の受信用中間帯域ＩＢに含まれる部分帯域を測定対象帯域ＭＢとし、ミキサ３１から出力される、測定対象帯域ＭＢに含まれる周波数を有するサブキャリアを測定対象のサブキャリアとする。言い換えれば、ループバック処理部６１０は、ミキサ３１及び局部発振器３７０から成る周波数帯域変換部から出力される、測定対象帯域ＭＢに含まれる周波数を有するサブキャリアを、測定対象サブキャリアとする。そして、ループバック処理部６１０は、受信部３００から出力される測定対象サブキャリアの信号レベルをＦＦＴ処理部６０１の出力端で測定する。つまり、ループバック処理部６１０は、ＦＦＴ処理部６０１から出力される測定対象サブキャリアの信号レベルを測定する。ミキサ３１から出力される測定対象サブキャリアの周波数は、後段のミキサ３４によって変化するが、ミキサ３４に入力される、局部発振器３８の出力信号の周波数は固定であるため、測定対象サブキャリアの周波数のミキサ３４での変化量は既知である。したがって、ループバック処理部６１０は、ＦＦＴ処理部６０１の出力信号に含まれる測定対象サブキャリアを特定することができる。測定対象帯域ＭＢの帯域幅ＭＢＷは、ＯＦＤＭ信号の帯域幅ＢＷよりも十分小さく設定されており、測定対象帯域ＭＢには、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアのうちの少なくとも一つのサブキャリアの周波数が含まれるようになっている。

ここで、上述のように、受信部３００における局部発振器３７０の出力信号の周波数が変化すると、ミキサ３１に入力されるＯＦＤＭ信号の周波数帯域の変換先の周波数帯域が変化する。したがって、受信部３００に接続されたアンテナ素子２ａに時系列的に入力される複数のＯＦＤＭ信号に対して局部発振器３７０の出力信号の周波数を変化させると、ミキサ３１から出力される測定対象サブキャリアも変化することになる。図１３はこの様子を示す図である。

図１３（ａ）は、ミキサ３１に入力されたＯＦＤＭ信号の周波数帯域が受信用中間帯域ＩＢよりも低い周波数帯域に変換される際にミキサ３１から出力されるサブキャリア１１０を示す図である。図１３（ｂ）は、ミキサ３１に入力されたＯＦＤＭ信号の周波数帯域が本来の受信用中間帯域ＩＢに変換される際にミキサ３１から出力されるサブキャリア１１０を示す図である。図１３（ｃ）は、ミキサ３１に入力されたＯＦＤＭ信号の周波数帯域が受信用中間帯域ＩＢよりも高い周波数帯域に変換される際にミキサ３１から出力されるサブキャリア１１０を示す図である。図１３の例では、２つのサブキャリア１１０だけの周波数が含まれるように測定対象帯域ＭＢの帯域幅が設定されている。

図１３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、受信部３００に接続されたアンテナ素子２ａに時系列的に入力される複数のＯＦＤＭ信号に対して局部発振器３７０の出力信号の周波数を変化させると、ミキサ３１から出力される測定対象サブキャリア１１０ａが変化する。言い換えれば、受信部３００における、ミキサ３１よりも後段のアナログ回路に入力される測定対象サブキャリア１１０ａが変化する。なお、図１３（ａ）及び図１３（ｃ）に示される、受信用中間帯域ＩＢよりも外側の周波数を有するサブキャリア１１０は、バンドパスフィルタ３２を通過しない。

本実施の形態２に係るループバック処理部６１０は、ループバックモードにおいて、受信部３００が接続されたアンテナ素子２ａに時系列的に入力される複数のＯＦＤＭ信号に対して、局部発振器３７０の出力信号の周波数を制御してミキサ３１でのＯＦＤＭ信号の周波数帯域の変換先を変化させることによって測定対象サブキャリアを変化させ、その結果、ＯＦＤＭ信号のすべてのサブキャリアが測定対象サブキャリアとなるようにしている。これにより、ループバック処理部６１０では、受信部３００から出力される、送信系アナログ部１ｂからの各サブキャリアの信号レベルを測定することができる。そして、ループバック処理部６１０は、測定した各サブキャリアの信号レベルに基づいて補正情報を生成する。ループバック処理部６１０においてＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルを測定することは、実施の形態１での評価用スペクトルを求めることと等価であるため、ループバック処理部６１０は、測定した各サブキャリアの信号レベルを使用して、実施の形態１と同様にして補正情報を生成することができる。

このように、受信系アナログ部１ａに入力された、送信系アナログ部１ｂで処理されたＯＦＤＭ信号のサブキャリアの信号レベルを、受信系デジタル部６０ａで測定する場合に、受信系アナログ部１ａのミキサ３１によって、測定対象のサブキャリアの周波数を、ＯＦＤＭ信号の帯域幅ＢＷよりも小さい帯域幅ＭＢＷを有する測定対象帯域ＭＢに含まれるように変化させることによって、ミキサ３１よりも後段のアナログ回路に入力される測定対象の複数のサブキャリアの周波数を互いに近づけることができる。よって、ミキサ３１よりも後段のアナログ回路の周波数特性が、測定対象の複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を低減することができる。よって、補正情報を正確に求めることができる。

次に、本実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置において補正情報が自動的に生成される際の当該ＯＦＤＭ通信装置の動作について説明する。図１４は当該動作を示すフローチャートである。

図１４に示されるように、ステップｓ１において、ループバック処理部６１０が、データ処理部６０３に対して、本ＯＦＤＭ通信装置をループバックモードに設定するように指示する。この指示を受けたデータ処理部６０３は、受信部３００が接続された送受信切替回路５を制御してアンテナ素子２ａと受信部３００とを接続する。さらに、データ処理部６０３は、受信部３００が接続されている送受信切替回路５以外の送受信切替回路５を制御して、それに接続されているアンテナ素子２ａと送信部４とを相互に接続させる。これにより、送信部４に接続されたアンテナ素子２ａから無線送信されたＯＦＤＭ信号は、受信部３００に接続されたアンテナ素子２ａで受信されるようになる。つまり、本ＯＦＤＭ通信装置は、アナログ部１の送信系アナログ部１ｂで処理された信号が、そのアナログ部１の受信系アナログ部１ａに入力されるループバックモードとなる。

次にステップｓ２において、ループバック処理部６１０は、制御信号ＣＮＴを制御して、受信部３００における局部発振器３７０の出力信号の周波数をある値に設定する。

次にステップｓ３において、ループバック処理部６１０は、データ処理部６０３に対して送信指示を行う。送信指示を受けたデータ処理部６０３は送信サブキャリア群を生成して出力する。そうすると、複数のアンテナ素子２ａのうち送信アンテナに設定されたアンテナ素子２ａからＯＦＤＭ信号が送信される。なお、ループバックモードでは補正部６０４は補正処理を行わない。

次にステップｓ４において、送信系アナログ部１ｂから送信されたＯＦＤＭ信号が、受信部３００に接続されたアンテナ素子２ａで受信される。そして、ステップｓ５において、ループバック処理部６１０は、ＦＦＴ処理部６０１から出力される測定対象サブキャリアの信号レベルを測定する。このとき、図１３に示されるように、測定対象帯域ＭＢに２つのサブキャリアの周波数が含まれる場合には、ＦＦＴ処理部６０１からは２つの測定対象サブキャリアが出力されることから、ステップｓ５では、２つの測定対象サブキャリアの信号レベルが測定される。

次にステップｓ６において、ループバック処理部６１０は、ＯＦＤＭ信号を構成するすべてのサブキャリアが測定対象サブキャリアとなったか判定する。つまり、ループバック処理部６１０は、ＯＦＤＭ信号を構成するすべてのサブキャリアの信号レベルを測定したかを判定する。ループバック処理部６１０は、ステップｓ６において、すべてのサブキャリアの信号レベルを測定していないと判定すると、再度ステップｓ２を実行する。このステップｓ２では、ループバック処理部６１０は、局部発振器３７０の出力信号の周波数を変化させて、前回のステップｓ２で採用した値とは別の値に設定する。その後、ステップｓ３において送信系アナログ部１ｂから再びＯＦＤＭ信号が送信され、そのＯＦＤＭ信号がステップｓ４において受信系アナログ部１ａで受信される。そして、ステップｓ５が実行される。このステップｓ５において信号レベルが測定される測定対象サブキャリアは、前回のステップｓ５での測定対象サブキャリアとは別のサブキャリアである。その後、ステップｓ６が実行される。

ステップｓ６において、ループバック処理部６１０は、ＯＦＤＭ信号を構成するすべてのサブキャリアの信号レベルを測定したと判定すると、測定した各サブキャリアの信号レベルに基づいて、例えば上述の図８のような補正情報９０を生成する。そして、ステップｓ８において、ループバック処理部６１０は、生成した補正情報を記憶部６０５に記憶する。その後、ステップｓ９において、ループバック処理部６１０は、データ処理部６０３に対してループバックモードを解除するように指示する。この指示を受けたデータ処理部６０３は、本ＯＦＤＭ通信装置の動作モードを受信モードか送信モードに設定する。

本ＯＦＤＭ通信装置が送信モードに設定されている場合には、補正部６０４は、実施の形態１と同様に、記憶部６０５に記憶されている補正情報に基づいて、データ処理部６０３で生成された送信サブキャリア群を構成する複数のサブキャリアの信号レベルを補正する。

以上のように、本実施の形態２では、送信系アナログ部１ｂの周波数特性が当該送信系アナログ部１ｂに入力されるＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための補正情報が自動的に生成されるため、簡単に補正情報を得ることができる。

特に、本ＯＦＤＭ通信装置を所定の場所に固定設置して当該ＯＦＤＭ通信装置の運用を開始した後においては、送信系アナログ部１ｂの周波数特性を測定するために、その設置場所まで測定器を持ち込む必要が無いため有効である。

また、送信系アナログ部１ｂの周波数特性に経年変化が生じた場合には、補正情報を簡単に更新することができる。

また、本ＯＦＤＭ通信装置の送信系アナログ部１ｂの周波数特性に個体差がある場合であっても、各ＯＦＤＭ通信装置についての補正情報を簡単に求めることができる。

さらに、本実施の形態２では、受信部３００のミキサ３１から出力される、ＯＦＤＭ信号の帯域幅ＢＷよりも小さい帯域幅ＭＢＷを有する固定の測定対象帯域ＭＢに含まれる周波数を有するサブキャリアが測定対象サブキャリアとされている。そして、ループバックモードにおいて、ループバック処理部６１０が、受信系アナログ部１ａに時系列的に入力される複数のＯＦＤＭ信号に対して局部発振器３７０の出力信号の周波数を制御してＯＦＤＭ信号の周波数帯域の変換先の周波数帯域を変化させることによって、測定対象サブキャリアが変化し、その結果、ＯＦＤＭ信号のすべてのサブキャリアが測定対象サブキャリアとなっている。そのため、受信系アナログ部１ａにおける、ミキサ３１より後段のアナログ回路に入力される各測定対象サブキャリアの周波数が近い値となる。したがって、当該アナログ回路の周波数特性が、測定対象の複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を低減することができる。よって、正確な補正情報を生成することができる。

特に、測定対象帯域ＭＢには、一つのサブキャリアの周波数のみが含まれるように、その帯域幅ＭＢＷを設定する場合には、ミキサ３１より後段のアナログ回路に入力される各測定対象サブキャリアの周波数を同じ値にすることができるため、当該アナログ回路の周波数特性が、測定対象の複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を完全に除去することができる。よって、さらに正確な補正情報を得ることができる。ただし、この場合には、ＯＦＤＭ信号を構成するすべてのサブキャリアを測定対象サブキャリアとするために、局部発振器３７０の出力信号の周波数を非常に多くの段階調整できるようにする必要がある。したがって、出力信号の周波数をそれほど変化することができない安価な局部発振器３７０を使用する場合には、測定対象帯域ＭＢに、複数のサブキャリアの周波数が含まれるように、その帯域幅ＭＢＷを設定する。

なお、本実施の形態２のようにして補正情報を自動的に求める場合には、受信部３００において、ミキサ３１よりも後段のアナログ回路の周波数特性の影響を低減することはできるものの、ミキサ３１とその前段のバンドパスフィルタ３０の周波数特性の影響はどうしても受けてしまう。したがって、バンドパスフィルタ３０とミキサ３１には、できるだけ周波数特性が平坦なデバイスを使用することが望ましい。

また、周波数特性が平坦なデバイスは高価であることが多いため、バンドパスフィルタ３０及びミキサ３１から成る回路の周波数特性を予め求めておき、ループバック処理部６１０は、この周波数特性を考慮して補正情報を生成しても良い。図１５は、バンドパスフィルタ３０及びミキサ３１から成る回路の周波数特性を求める方法を説明するための図である。図１５に示されるように、バンドパスフィルタ３０の入力端子に信号発生器１２１を接続するためのコネクタ１２０を受信部３００に設ける。信号発生器１２１から、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアにそれぞれ対応する複数の無変調信号（以後、「擬似サブキャリア」と呼ぶ）を発生し、それらを順番にバンドパスフィルタ３０に入力する。このとき、受信部３００における、ミキサ３１よりも後段のアナログ回路の周波数特性の影響を避けるために、ミキサ３１から出力される各擬似サブキャリアの周波数が、上述の帯域幅が狭い測定対象帯域ＭＢに含まれるように、ループバック処理部６１０において局部発振器３７０の出力信号の周波数を制御する。そして、ループバック処理部６１０において、ＦＦＴ処理部６０１から順次出力される擬似サブキャリアの信号レベルを測定する。これにより、バンドパスフィルタ３０及びミキサ３１からなる回路の周波数特性を取得することができる。ループバック処理部６１０は、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアにそれぞれ対応する複数の擬似サブキャリアの信号レベルから、各サブキャリアの信号レベルの２次補正量を例えば図７のようにして求める。そして、ループバック処理部６１０は、各サブキャリアについて求めた２次補正量を記憶部６０５に記憶する。その後、ループバック処理部６１０は、補正情報を生成する際には、記憶部６０５に記憶されている２次補正量を読み出して、それを、上述の図７のようにして求めた補正量に足し合わせ、それによって得られた値を最終的な補正量とする。そして、ループバック処理部６１０は、各サブキャリアについての最終的な補正量をまとめて補正情報として記憶部６０５に記憶する。

このように、予め求めておいた、バンドパスフィルタ３０及びミキサ３１から成る回路の周波数特性を考慮して補正情報を求めることによって、より正確な補正情報を得ることができる。

また、上述のループバックモードでは、送信系アナログ部１ｂからは、一回の送信で、ＯＦＤＭ信号を構成するすべてのサブキャリアを送信していたが、一回の送信で、ＯＦＤＭ信号における一部のサブキャリアを送信しても良い。図１６はこの場合において補正情報を生成する際の本ＯＦＤＭ通信装置の動作を示すフローチャートである。

図１６に示されるように、ステップｓ１１において、上述のステップｓ１と同様に、本ＯＦＤＭ通信装置がループバックモードに設定される。そして、ステップｓ１２において、上述のステップｓ２と同様に、受信部３００における局部発振器３７０の出力信号の周波数がある値に設定される。

次にステップｓ１３において、送信系アナログ部１ｂから少なくとも一つのサブキャリアを送信する。ここで、本例においては、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアが、それぞれが少なくとも一つのサブキャリアから成る複数のサブキャリアグループに区分されている。各サブキャリアグループの周波数帯域の帯域幅は、測定対象帯域ＭＢの帯域幅ＭＢＷと同じか、それよりも小さく設定されている。ステップｓ１３では、複数のサブキャリアグループの一つが送信される。具体的には、データ処理部６０３が、一のサブキャリアグループを生成して出力する。そうすると、複数のアンテナ素子２ａのうち送信アンテナに設定されたアンテナ素子２ａから一のサブキャリアグループが送信される。なお、このときには補正部６０４は補正処理を行わない。

次にステップｓ１４において、送信系アナログ部１ｂから送信された一のサブキャリアグループが、受信部３００に接続されたアンテナ素子２ａで受信される。そして、ステップｓ１５において、ループバック処理部６１０は、ＦＦＴ処理部６０１から出力される測定対象サブキャリアの信号レベルを測定する。このとき、上述のステップｓ１２における、局部発振器３７０の出力信号の周波数の設定により、ミキサ３１から出力される一のサブキャリアグループを構成する各サブキャリアの周波数は測定対象帯域ＭＢに含まれるようになっている。つまり、ミキサ３１に入力された一のサブキャリアグループの周波数帯域が測定対象帯域ＭＢ内に変換されるようになっている。したがって、当該一のサブキャリアグループのすべてのサブキャリアが測定対象サブキャリアとしてＦＦＴ処理部６０１から出力される。

次にステップｓ１６において、上述のステップｓ６と同様に、ループバック処理部６１０は、ＯＦＤＭ信号を構成するすべてのサブキャリアの信号レベルを測定したかを判定する。ループバック処理部６１０は、ステップｓ１６において、すべてのサブキャリアの信号レベルを測定していないと判定すると、再度ステップｓ１２を実行する。このステップｓ１２では、ループバック処理部６１０は、局部発振器３７０の出力信号の周波数を変化させて、前回のステップｓ１２で採用した値とは別の値に設定する。その後、ステップ１ｓ３において、前回のステップｓ１３とは別の一のサブキャリアグループが送信系アナログ部１ｂから送信され、その一のサブキャリアグループがステップｓ１４において受信系アナログ部１ａで受信される。そして、ステップｓ１５が再び実行される。このステップｓ１５において信号レベルが測定される測定対象サブキャリアは、前回のステップｓ１５での測定対象サブキャリアとは別のサブキャリアである。その後、ステップｓ１６が実行される。

ステップｓ１６において、ループバック処理部６１０は、ＯＦＤＭ信号を構成するすべてのサブキャリアの信号レベルを測定したと判定すると、ステップｓ１７において、測定した各サブキャリアの信号レベルに基づいて補正情報を生成する。そして、ステップｓ１８において、ループバック処理部６１０は、生成した補正情報を記憶部６０５に記憶する。その後、ステップｓ１９において、上述のステップｓ９と同様にしてループバックモードが解除される。本ＯＦＤＭ通信装置が送信モードに設定される場合には、補正部６０４は、記憶部６０５に記憶されている補正情報に基づいて、データ処理部６０３で生成された送信サブキャリア群を構成する複数のサブキャリアの信号レベルを補正する。

以上のように、ループバックモードにおいて、送信系アナログ部１ｂからの一回の送信において、一部のサブキャリアを送信する場合であっても同様の効果を得ることができる。

なお、上記の例において、各サブキャリアグループを一つのサブキャリアで構成する場合には、受信部３００からは測定対象サブキャリアが一つずつ出力される。この場合には、合成されている複数のサブキャリアを分離する必要が無いことから、ループバック処理部６１０は、補正情報を生成する際に、ＦＦＴ処理部６０１から出力される測定対象サブキャリアではなく、ＦＦＴ処理部６０１に入力される測定対象サブキャリアの信号レベルを測定しても良い。

１ａ 受信系アナログ部
１ｂ 送信系アナログ部
２ アレイアンテナ
３１，３４ ミキサ
３２，３５ バンドパスフィルタ
３３，３６ アンプ
３７，３８，３７０ 局部発振器
５０ Ａ／Ｄ変換器
５１ Ｄ／Ａ変換器
６０ａ 受信系デジタル部
６０ｂ 送信系デジタル部
９０ 補正情報
１１０ サブキャリア
１１０ａ 測定対象サブキャリア
６１０ ループバック処理部
ＭＢ 測定対象帯域
ＢＷ，ＭＢＷ 帯域幅

Claims (4)

1. 複数のサブキャリアで構成されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を送信するＯＦＤＭ通信装置であって、
   デジタル形式のＯＦＤＭ信号を生成するデジタル部と、
   前記デジタル形式のＯＦＤＭ信号をアナログ形式のＯＦＤＭ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
   前記アナログ形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行い、当該所定の処理が行われた前記アナログ形式のＯＦＤＭ信号をアンテナから送信するアナログ部と
   を備え、
   前記デジタル部は、
   前記アナログ部の周波数特性が前記アナログ形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための補正情報を記憶する記憶部と、
   前記補正情報に基づいて、前記デジタル形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルを補正する補正部と
   を有する、ＯＦＤＭ通信装置。
2. 複数のサブキャリアで構成されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を送信するとともに、ＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ通信装置であって、
   デジタル形式のＯＦＤＭ信号を生成する送信系デジタル部と、
   前記送信系デジタル部で生成されたＯＦＤＭ信号をアナログ形式のＯＦＤＭ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
   前記Ｄ／Ａ変換器で得られたアナログ形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行い、当該所定の処理が行われたＯＦＤＭ信号をアンテナから送信する送信系アナログ部と、
   アナログ形式のＯＦＤＭ信号をアンテナで受信し、当該アンテナで受信されたＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行う受信系アナログ部と、
   前記受信系アナログ部で処理が行われたＯＦＤＭ信号をデジタル形式のＯＦＤＭ信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
   前記Ａ／Ｄ変換器で得られたデジタル形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行って、当該ＯＦＤＭ信号に含まれるデータを取得する受信系デジタル部と
   を備え、
   前記受信系アナログ部は、
   出力信号の周波数が可変の局部発振器を含み、入力された信号に対して当該局部発振器の出力信号を乗算することによって、当該信号の周波数帯域を他の周波数帯域に変換して出力する周波数帯域変換部と、
   前記周波数帯域変換部の出力信号に対して所定の処理を行うアナログ回路と
   を有し、
   前記受信系デジタル部は、
   前記局部発振器の出力信号の周波数を制御する制御部と、
   前記周波数帯域変換部から出力される、ＯＦＤＭ信号の帯域幅よりも小さい帯域幅を有する固定の測定対象帯域に含まれる周波数を有するサブキャリアを、測定対象サブキャリアとし、前記アナログ回路から出力される前記測定対象サブキャリアの信号レベルを測定する測定部と
   を有し、
   前記送信系アナログ部で処理された信号が前記受信系アナログ部に入力されるループバックモードにおいて、前記制御部が、前記受信系アナログ部に時系列的に入力される複数のＯＦＤＭ信号に対して前記局部発振器の出力信号の周波数を制御して前記周波数帯域変換部でのＯＦＤＭ信号の周波数帯域の変換先の周波数帯域を変化させることによって、前記測定対象サブキャリアが変化し、その結果、ＯＦＤＭ信号のすべてのサブキャリアが前記測定対象サブキャリアとなり、
   前記受信系デジタル部は、
   前記測定部で測定された各サブキャリアの信号レベルに基づいて、前記送信系アナログ部の周波数特性が当該送信系アナログ部に入力されるＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための補正情報を生成する補正情報生成部をさらに有し、
   前記送信系デジタル部は、
   前記補正情報に基づいて、デジタル形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルを補正する補正部を有する、ＯＦＤＭ通信装置。
3. 複数のサブキャリアで構成されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を送信するとともに、ＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ通信装置であって、
   デジタル形式のＯＦＤＭ信号を生成する送信系デジタル部と、
   前記送信系デジタル部で生成されたＯＦＤＭ信号をアナログ形式のＯＦＤＭ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
   前記Ｄ／Ａ変換器で得られたアナログ形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行い、当該所定の処理が行われたＯＦＤＭ信号をアンテナから送信する送信系アナログ部と、
   アナログ形式のＯＦＤＭ信号をアンテナで受信し、当該アンテナで受信されたＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行う受信系アナログ部と、
   前記受信系アナログ部で処理が行われたＯＦＤＭ信号をデジタル形式のＯＦＤＭ信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
   前記Ａ／Ｄ変換器で得られたデジタル形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行って、当該ＯＦＤＭ信号に含まれるデータを取得する受信系デジタル部と
   を備え、
   前記受信系アナログ部は、
   出力信号の周波数が可変の局部発振器を含み、入力された信号に対して当該局部発振器の出力信号を乗算することによって、当該信号の周波数帯域を他の周波数帯域に変換して出力する周波数帯域変換部と、
   前記周波数帯域変換部の出力信号に対して所定の処理を行うアナログ回路と
   を有し、
   前記受信系デジタル部は、
   前記局部発振器の出力信号の周波数を制御する制御部と、
   前記周波数帯域変換部から出力される、ＯＦＤＭ信号の帯域幅よりも小さい帯域幅を有する固定の測定対象帯域に含まれる周波数を有するサブキャリアを、測定対象サブキャリアとし、前記アナログ回路から出力される前記測定対象サブキャリアの信号レベルを測定する測定部と
   を有し、
   前記送信系アナログ部で処理された信号が前記受信系アナログ部に入力されるループバックモードにおいて、
   前記送信系デジタル部は、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアを、それぞれが少なくとも一つのサブキャリアで構成された複数のサブキャリアグループに区分し、当該複数のサブキャリアグループを時系列的に出力し、
   前記制御部が、前記受信系アナログ部に時系列的に入力される前記複数のサブキャリアグループに対して前記局部発振器の出力信号の周波数を制御して前記周波数帯域変換部でのサブキャリアグループの周波数帯域の変換先の周波数帯域を変化させることによって、前記測定対象サブキャリアが変化し、その結果、ＯＦＤＭ信号のすべてのサブキャリアが前記測定対象サブキャリアとなり、
   前記受信系デジタル部は、
   前記測定部で測定された各サブキャリアの信号レベルに基づいて、前記送信系アナログ部の周波数特性が当該送信系アナログ部に入力されるＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための補正情報を生成する補正情報生成部をさらに有し、
   前記送信系デジタル部は、
   前記補正情報に基づいて、デジタル形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルを補正する補正部を有する、ＯＦＤＭ通信装置。
4. デジタル形式のＯＦＤＭ信号を生成するデジタル部と、前記デジタル形式のＯＦＤＭ信号をアナログ形式のＯＦＤＭ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、前記アナログ形式のＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行い、当該所定の処理が行われた前記アナログ形式のＯＦＤＭ信号をアンテナから送信するアナログ部とを備えるＯＦＤＭ通信装置でのサブキャリアの信号レベルの補正方法であって、
   （ａ）前記アナログ部の周波数特性が前記アナログ形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリア間での信号レベルの相対関係に与える影響を補正するための補正情報を取得する工程と、
   （ｂ）前記補正情報に基づいて、前記デジタル形式のＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアの信号レベルを補正する工程と
   を備える、サブキャリアの信号レベルの補正方法。

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