JP4098027B2 - 無線基地局装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明に属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、ＯＦＤＭ）方式を用いた無線通信システムの無線基地局装置に関するものであり、特に、アレーアンテナを用いた指向性送受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＯＦＤＭを用いた通信方式が広く知られている。また、トラフィック容量の増加、通信エリアの拡大、干渉抑圧などを目的としてアダプティブアレーアンテナ技術の検討が行われている。そして、このＯＦＤＭ方式におけるアダプティブアレーアンテナ技術の適用が注目されており、いくつか開示されている。例えば、その１つに特開平１１−２０５０２６号がある。この公報の開示例では、ＯＦＤＭサブキャリアの周波数間隔と、アレーアンテナのアンテナ素子間隔に基づき送受信ウエイトを算出して、サブキャリア毎に重み付けを行うことで指向性送受信するとある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
先の開示例による従来技術では、サブキャリア毎に送信ウエイトおよび受信ウエイトを設定することにより、サブキャリア周波数間隔で発生する指向性ビームパターンのずれを解消することは可能である。しかし、各送受信ブランチ間において振幅偏差や位相偏差が発生する場合には、形成したビームパターンは所望のビームパターンとずれてしまう。各送受信ブランチでは、無線周波数回路部において多くのアナログ素子により構成される。これらのアナログ素子では、素子の個体差により特性にばらつきが発生し、また、周囲の温度や時間の経過などにより特性が変動してしまう。このようなアナログ素子の特性により、各送受信ブランチ間においては、振幅・位相偏差が発生してしまう。特に、ＯＦＤＭ信号のような広帯域信号では、各ブランチ間の振幅・位相偏差に周波数特性が生じることが考えられ、この場合にはサブキャリア周波数毎にビームパターンがずれてしまうことになる。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するものであり、アレーアンテナの各ブランチ間に振幅位相偏差が発生した場合、特にこの振幅・位相偏差に周波数特性がある場合においても、所望の指向性ビームパターンを形成することを可能とする無線基地局装置を提供することにある。
【０００５】
【課題と解決するための手段】
本発明では、アレーアンテナの各送受信ブランチにおける無線回路部の特性を補正する補正値を記憶しておき、算出した送受信ウエイトに対して補正値により補正を行うことで、所望の送受信ビームパターンを形成する。その際、ＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に補正値を計算することができる。
【０００６】
本発明では、アレーアンテナの各送受信ブランチにおける無線回路部の特性のばらつきから発生する各ブランチ間の振幅・位相偏差を検出し、この偏差を補正する補正値を計算し記憶しておく。その際、ＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に検出することで、サブキャリア毎に補正値を計算することができる。そして、その補正値を用いて送受信ウエイトを補正し、信号を重み付けすることにより、ブランチ間に振幅・位相偏差があった場合においても所望のビームパターンを形成することができ、良好な通信が可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１乃至３に記載の発明は、複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナを有してＯＦＤＭ信号を使って移動局と通信する無線基地局装置において、指向性送信するための送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、前記送信ウエイトを補正する補正値を記憶しておく送信補正値メモリ部と、前記送信ウエイトを前記補正値で補正を行う送信ウエイト送信ウエイト補正部と、送信する情報データ列を生成する送信データ生成部と、前記送信データ生成部から出力される送信データに対して前記送信ウエイト補正部から出力される送信ウエイトで重み付けを行う複数の重み付け演算部と、前記重み付け演算部の出力信号に対して逆フーリエ変換を行う複数の逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）演算部と、前記ＩＦＦＴ演算部の出力信号をアナログ信号に変換する複数のデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部と、前記Ｄ／Ａ変換部の出力アナログ信号に対して無線周波数に周波数変換を行い、また電力増幅など無線周波数において動作する複数の送信系無線回路部と、前記送信ブランチの出力信号を放射する前記複数のアンテナ素子を備えたものであり、アレーアンテナを用いてＯＦＤＭ信号を指向性送信する場合において、送信ウエイトを補正値により補正して送信ビーム形成を行うという作用を有する。
【０００８】
本発明の請求項４に記載の発明は、前記送信ウエイト算出部では、ＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に送信ウエイトを算出しておき、前記送信ウエイト補正部では、前記送信ウエイト算出部で算出した送信ウエイトに対して、前記送信補正値メモリ部で記憶されている補正値を用いて、サブキャリア毎に補正を行うこととしたものであり、送信ウエイトの設定および補正をＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に行うという作用を有する。
【０００９】
本発明の請求項５に記載の発明は、前記送信ウエイト算出部では、ＯＦＤＭ信号の信号帯域幅を複数に分割して、その分割した帯域内に存在する複数のサブキャリアに対して１つの送信ウエイトを算出しておき、前記送信ウエイト補正部では、前記送信ウエイト算出部で算出した送信ウエイトに対して、前記送信補正値メモリ部で記憶されている補正値を用いて、各サブキャリアに対して補正を行うこととしたものであり、送信ウエイトの設定はＯＦＤＭ信号帯域幅内の分割帯域毎で行い、補正はＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に行うという作用を有する。
【００１０】
本発明の請求項６に記載の発明は、前記送信補正値メモリ部では、ＯＦＤＭ信号の各サブキャリアに対して、送信ブランチ間に発生する振幅偏差と位相偏差を補正する補正値を記憶しておくこととしたものであり、補正値は送信ブランチ間の振幅偏差と位相偏差をサブキャリア毎に補正する値であるという作用を有する。
【００１１】
本発明の請求項７に記載の発明は、前記送信補正値メモリ部では、ＯＦＤＭ信号の信号帯域幅を複数に分割して、その分割した帯域内に存在する複数のサブキャリアに対して、送信ブランチ間に発生する振幅偏差と位相偏差を補正する補正値を記憶しておくこととしたものであり、補正値は送信ブランチ間の振幅偏差と位相偏差をＯＦＤＭ信号帯域幅内の分割帯域毎に補正する値であるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項８に記載の発明は、各重み付け演算部では、前記送信データ生成部から出力される送信データに対して、前記送信ウエイト補正部で補正された各サブキャリアの送信ウエイトにより、サブキャリア毎に重み付けを行うこととしたものであり、送信データの重み付けをサブキャリア毎に行うという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項３に記載の無線基地局装置において、送信ブランチから出力される信号を入力して、無線周波数からベースバンド周波数もしくは中間周波数に周波数変換を行うなどの無線周波数において動作する補正ブランチ無線回路部と、前記補正ブランチ無線回路部の出力信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部の出力デジタル信号に対してフーリエ変換を行う高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算部と、前記ＦＦＴ演算部の出力信号と送信ブランチの前記重み付け演算部の出力信号と入力し、送信ブランチ間の振幅偏差および位相偏差を補正する補正値を検出する周波数応答補正値検出部を用いて、前記送信系無線回路部から前記アンテナ素子を取り外して直接補正ブランチ無線回路部に結線して、前記周波数応答補正値検出部では、この結線した状態で前記ＦＦＴ演算部から出力されるフーリエ変換した信号およびこの結線した送信ブランチにおける重み付け演算部の出力信号を入力して、前記重み付け演算部の出力信号を基準として、前記ＦＦＴ演算部からの信号の振幅と位相を検出し、前記振幅と位相の検出結果を用いて、この値を補正する補正値を算出し、前記送信補正値メモリ部に記憶しておくこととしたものであり、補正ブランチを用いて送信ブランチ間の振幅偏差と位相偏差を検出して補正値を算出し、記憶しておくという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項１０に記載の発明は、複数ある送信ブランチの全てに対して、請求項９に記載の補正方法を用いて補正値を算出して、前記送信補正値メモリ部に記憶しておくこととしたものであり、全ての送信ブランチ間の振幅偏差と位相偏差を記憶するという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項８に記載の無線基地局装置に加えて、前記複数のアンテナ素子の近傍に設置した複数の電力分配手段と、前記複数の電力分配手段において分配された信号を入力して、無線周波数からベースバンド周波数もしくは中間周波数に周波数変換を行うなどの無線周波数において動作する複数の補正ブランチ無線回路部と、前記複数の補正ブランチ無線回路部の出力信号をデジタル信号に変換する複数のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部と、前記複数のＡ／Ｄ変換部の出力デジタル信号に対してフーリエ変換を行う複数の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算部と、前記複数のＦＦＴ演算部の出力信号と複数の送信ブランチにおける重み付け演算部の出力信号を入力して補正値を検出する周波数応答補正検出部を備え、前記送信補正値メモリ部では、前記周波数応答補正値検出部により検出した補正値を記憶しておくこととしたものであり、補正ブランチを用いて送信ブランチ間の振幅偏差と位相偏差を検出して補正値を算出し、記憶しておくという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項１２に記載の発明は、前記周波数応答補正値検出部において、送信ブランチごとに、送信ブランチにおける前記重み付け演算部の出力信号を基準として、前記ＦＦＴ演算部の出力信号の振幅と位相をＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に検出し、前記振幅と位相の検出結果を用いて、前記送信ブランチ間の振幅偏差と位相偏差を補正する補正値を検出することとしたものであり、送信ブランチごとに送信系無線回路部の補正値を検出するという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項１３に記載の発明は、前記送信データ生成部からの出力データを用いて、前記周波数応答補正値検出部において補正値を検出して、前記送信補正値メモリ部に記憶することとしたものであり、送信データを用いることで、通信を停止させることなく前記補正値を検出するという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項３から請求項８に記載の無線基地局装置に加えて、前記複数のアンテナ素子の近傍に設置した複数の電力分配手段と、前記複数の電力分配手段において分配された信号から１つを選択して出力する第１のスイッチと、前記第１のスイッチから出力される信号を入力して、無線周波数からベースバンド周波数もしくは中間周波数に周波数変換を行うなどの無線周波数において動作する補正ブランチ無線回路部と、前記補正ブランチ無線回路部の出力信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部の出力デジタル信号に対してフーリエ変換を行う高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算部と、前記複数の送信ブランチにおける逆フーリエ変換する前の信号から１つを選択して出力する第２のスイッチと、前記ＦＦＴ演算部の出力信号と前記第２のスイッチからの信号を入力して補正値を検出する周波数応答補正検出部を備え、前記送信補正値メモリ部では、前記周波数応答補正値検出部により検出した補正値を記憶しておくこととしたものであり、補正ブランチを用いて送信ブランチ間の振幅偏差と位相偏差を検出して補正値を算出し、記憶しておくという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項１５に記載の発明は、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチは、同じ送信ブランチを選択するように連動して動作することとしたものであり、周波数応答補正値検出部に入力する２つの信号が同じ送信ブランチからの信号であるという作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項１６に記載の発明は、前記周波数応答補正値検出部において、前記第２のスイッチの出力信号を基準として、前記ＦＦＴ演算部の出力信号の振幅と位相をＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に検出し、前記振幅と位相の検出結果を用いて、前記送信ブランチ間の振幅偏差と位相偏差を補正する補正値を算出することとしたものであり、送信ブランチごとに送信系無線回路部の補正値を検出するという作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項１７に記載の発明は、前記送信データ生成部からの出力データを用いて、前記周波数応答補正値検出部において補正値を検出して、前記送信補正値メモリ部に記憶することとしたものであり、送信データを用いることで、通信を停止させることなく前記補正値を検出するという作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項１８に記載の発明は、請求項３から請求項８に記載の無線基地局装置に加えて、アンテナ素子間結合を補正する補正行列を記憶しておく送信補正行列メモリ部を備え、前記送信ウエイト補正部では、前記送信ウエイト算出部で算出した送信ウエイトに対して前記送信補正値メモリ部で記憶されている補正で補正することに加え、前記送信補正行列メモリ部で記憶されている補正行列で補正することとしたものであり、送信アンテナ間の振幅偏差と位相偏差の補正に加えて、アンテナ素子間結合を補正する作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項１９に記載の発明は、前記送信補正行列メモリ部では、ＯＦＤＭ信号の各サブキャリアに対して、あらかじめ、アンテナ素子間結合を補正する補正行列を計算しておき記憶しておくこととしたものであり、アンテナ素子間結合補正をＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に行うという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項２０に記載の発明は、前記送信補正行列メモリ部では、ＯＦＤＭ信号の信号帯域幅を複数に分割して、その分割した帯域内に存在する複数のサブキャリアに対して、あらかじめ、アンテナ素子間結合を補正する補正行列を計算しておき記憶しておくこととしたものであり、アンテナ素子間結合補正をＯＦＤＭ信号帯域幅内の分割帯域毎に行うという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項２１に記載の発明は、ＯＦＤＭ信号を使って移動局と通信する無線基地局装置において、移動局からの信号を受信する複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナと、前記複数のアンテナ素子で受信した信号に対して電力を増幅させ、ベースバンド周波数もしくは中間周波数に周波数変換を行うなどの無線周波数において動作する複数の受信系無線回路部と、前記複数の受信系無線回路部の出力信号をデジタル信号に変換する複数のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部と、前記複数のＡ／Ｄ変換部の出力デジタル信号に対してフーリエ変換を行う複数の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算部と、前記複数のＦＦＴ演算部から出力される複数の信号を用いて受信ウエイトを算出する受信ウエイト算出部と、前記受信ウエイトを補正する補正値を記憶しておく受信補正値メモリ部と、前記受信ウエイトを前記補正値で補正する受信ウエイト補正部と、前記複数のＦＦＴ演算部からの出力信号に対して前記受信ウエイト補正部から出力される受信ウエイトで重み付けを行う複数の重み付け演算部と、前記複数の重み付け演算部の出力信号を合成する受信データ合成部を備えることとしたものであり、アレーアンテナを用いてＯＦＤＭ信号を指向性受信する場合において、受信ウエイトを補正値により補正して受信ビーム形成を行うという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項２２に記載の発明は、前記受信ウエイト算出部では、ＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に受信ウエイトを算出しておき、前記受信ウエイト補正部では、前記受信ウエイト算出部で算出した受信ウエイトに対して、前記受信補正値メモリ部で記憶されている補正値を用いて、サブキャリア毎に補正を行うこととしたものであり、受信ウエイトの設定および補正をＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に行うという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項２３に記載の発明は、前記受信ウエイト算出部では、ＯＦＤＭ信号の信号帯域幅を複数に分割して、その分割した帯域内に存在する複数のサブキャリアに対して１つの受信ウエイトを算出しておき、前記受信ウエイト補正部では、前記受信ウエイト算出部で算出した受信ウエイトに対して、前記補正値メモリ部で記憶されている補正値を用いて、各サブキャリアに対して補正を行うこととしたものであり、受信ウエイトの設定はＯＦＤＭ信号帯域幅内の分割帯域毎で行い、補正はＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に行うという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項２４に記載の発明は、前記受信補正値メモリ部では、ＯＦＤＭ信号の各サブキャリアに対して、受信ブランチ間に発生する振幅偏差と位相偏差を補正する補正値を記憶しておくこととしたものであり、補正値は受信ブランチ間の振幅偏差と位相偏差をサブキャリア毎に補正する値であるという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項２５に記載の発明は、前記受信補正値メモリ部では、ＯＦＤＭ信号の信号帯域幅を複数に分割して、その分割した帯域内に存在する複数のサブキャリアに対して、受信ブランチ間に発生する振幅偏差と位相偏差を補正する補正値を記憶しておくこととしたものであり、補正値は受信ブランチ間の振幅偏差と位相偏差をＯＦＤＭ信号帯域幅内の分割帯域毎に補正する値であるという作用と有する。
【００３０】
本発明の請求項２６に記載の発明は、前記各重み付け演算部では、前記ＦＦＴ演算部の出力信号に対して、前記受信ウエイト補正部で補正された各サブキャリアの受信ウエイトにより、サブキャリア毎に重み付けを行うこととしたものであり、受信データの重み付けをサブキャリア毎に行うという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項２７に記載の発明は、請求項２１に記載の無線基地局装置において、基準となる信号を発生する基準信号発生部と、前記基準信号発生部からの信号に対して逆フーリエ変換する逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）演算部と、前記ＩＦＦＴ演算部の出力信号をアナログ信号に変換するデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部と、前記Ｄ／Ａ変換部の出力アナログ信号に対して無線周波数に周波数変換を行うなど無線周波数において動作する補正ブランチ無線回路部と、前記基準信号発生部からの信号と受信ブランチにおける前記ＦＦＴ演算部の出力信号を入力し、受信ブランチ間の振幅偏差および位相偏差を補正する補正値を検出する周波数応答補正値検出部を用いて、前記受信系無線回路部から前記アンテナ素子を取り外して、補正ブランチ無線回路部から出力する信号を直接に前記受信系無線回路部に結線して、前記周波数応答補正値検出部では、この結線した受信ブランチにおけるＦＦＴ演算部の出力信号および前記基準信号発生部からの信号を入力して、前記基準信号発生部からの信号を基準として、前記ＦＦＴ演算部からの信号の振幅と位相を検出し、前記振幅と位相の検出結果を用いて、この値を補正する補正値を算出し、前記受信補正値メモリ部に記憶しておくこととしたものであり、補正ブランチを用いて受信ブランチ間の振幅偏差と位相偏差を検出して補正値を算出し、記憶しておくという作用を有する。
【００３２】
本発明の請求項２８に記載の発明は、複数ある受信ブランチの全てに対して、請求項２５に記載の補正方法を用いて補正値を算出して、前記受信補正値メモリ部に記憶しておくこととしたものであり、全ての受信ブランチ間の振幅偏差と位相偏差を記憶するという作用を有する。
【００３３】
本発明の請求項２９に記載の発明は、ＯＦＤＭ信号を使って移動局と通信する無線基地局装置において、移動局からの信号を受信する複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナと、前記アンテナ素子で受信した信号を受信装置にだけ伝送し、送信信号は送信装置から前記アンテナ素子にだけ伝送する前記アンテナ素子の近傍に設置された複数のスイッチ手段と、前記複数のスイッチ手段から伝送される前記アンテナ素子で受信した信号に対して電力を増幅させ、ベースバンド周波数もしくは中間周波数に周波数変換を行うなどの無線周波数において動作する複数の受信系無線回路部と、前記複数の受信系無線回路部の出力信号をデジタル信号に変換する複数のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部と、前記複数のＡ／Ｄ変換部の出力デジタル信号に対してフーリエ変換を行う複数の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算部と、前記複数のＦＦＴ演算部から出力される複数の信号を用いて受信ウエイトを算出する受信ウエイト算出部と、前記受信ウエイトを補正する補正値を記憶しておく受信補正値メモリ部と、前記受信ウエイトを前記補正値で補正する受信ウエイト補正部と、前記複数のＦＦＴ演算部からの出力信号に対して前記受信ウエイト補正部から出力される受信ウエイトで重み付けを行う複数の重み付け演算部と、前記複数の重み付け演算部の出力信号を合成する受信データ合成部と、前記受信ウエイト算出部における指向性に関する情報を利用して指向性送信するための送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、前記送信ウエイトを補正する補正値を記憶しておく送信補正値メモリ部と、前記送信ウエイトを前記補正値で補正を行う送信ウエイト送信ウエイト補正部と、送信する情報データ列を生成する送信データ生成部と、前記送信データ生成部から出力される送信データに対して前記送信ウエイト補正部から出力される送信ウエイトで重み付けを行う複数の重み付け演算部と、前記重み付け演算部の出力信号に対して逆フーリエ変換を行う複数の逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）演算部と、前記ＩＦＦＴ演算部の出力信号をアナログ信号に変換する複数のデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部と、前記Ｄ／Ａ変換部の出力アナログ信号に対して無線周波数に周波数変換を行い、また電力増幅など無線周波数において動作して前記スイッチ手段に送信信号を伝送する複数の送信系無線回路部を備え、るものであり、アレーアンテナを用いてＯＦＤＭ信号を指向性送信および指向性受信する場合において、送信ウエイトおよび受信ウエイトを補正値により補正して送信ビームおよび受信ビーム形成を行うという作用を有する。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について図１から図７を用いて説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の形態による無線基地局装置のブロック結線図である。この無線基地局装置は、ＯＦＤＭ変調方式の信号を送信する装置であって、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナを有し、アンテナ各素子から放射される信号の振幅と位相を制御することにより、指向性送信を可能とする。ここでは、ＯＦＤＭ変調方式に関して詳細な説明は省略する。ＯＦＤＭに関する説明は、例えば、文献「〜ディジタル放送／移動通信のための〜ＯＦＤＭ変調技術」（伊丹誠著、トリケップス、1999年）などがある。
【００３６】
図１において、１００は送信データ生成部、１０２−１、１０２−２、・・・１０２−Ｎは重み付け演算部、１０３−１、１０３−２、・・・１０３−Ｎは逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）演算部、１０４−１、１０４−２、・・・１０４−Ｎはデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部、１０５−１、１０５−２、・・・１０５−Ｎは送信系無線回路部、１０６−１、１０６−２、・・・１０６−Ｎはアンテナ素子、１１１は送信ウエイト算出部、１１２は送信補正値メモリ部、１１３は送信ウエイト補正部である。また、１０１は、１０２の重み付け演算部、１０３のＩＦＦＴ演算部、１０４のＤ／Ａ変換部、１０５の送信系無線回路部をまとめた送信ブランチである。ここで、アンテナ素子数をＮとすると、送信ブランチ数はＮ系統である。
【００３７】
また、図１において、Ｓｔ１は１００の送信データ生成部において生成された送信データ列、Ｗｔ１は１１１の送信ウエイト算出部で算出された送信ウエイト、Ｃｔは１１２の送信補正値メモリ部に記憶されていた補正値、Ｗｔ２は１１３の送信ウエイト補正部の出力送信ウエイト、Ｓｔ２−１、Ｓｔ２−２，・・・Ｓｔ２−Ｎは１０２の各重み付け演算部の出力信号、Ｓｔ３−１，Ｓｔ３−２，・・・Ｓｔ３−Ｎは１０３の各ＩＦＦＴ演算部の出力信号、Ｓｔ４−１、Ｓｔ４−２，・・・Ｓｔ４−Ｎは１０４の各Ｄ／Ａ変換部の出力信号、Ｓｔ５−１，Ｓｔ５−２，・・・Ｓｔ５−Ｎは１０５の各送信系無線回路部の出力信号である。
【００３８】
以上のように構成された無線基地局装置に関して、以下に説明する。
【００３９】
１００の送信データ生成部では、送信する情報を生成し、送信データ列Ｓｔ１を出力する。一般的に、送信データ列Ｓｔ１は無線アクセスチャネル構成をしており、符号化や多重化といった処理が施されている。例えば、周波数分割多重化方式（Frequency Division Multiple Access、ＦＤＭＡ）では周波数領域で多重化を行い、時分割多重化方式（Time Division Multiple Access、ＴＤＭＡ）では時間領域で多重化を行い、符合分割多重化方式（Code Division Multiple Access、ＣＤＭＡ）では符号多重を行う処理がある。ここで、この１００の送信データ生成部およびＳｔ１の送信データ列では、このような信号フォーマットを特別に限定することはない。例えば、Ｓｔ１の送信データ列としては、同相成分（Ｉチャネル）および直交成分（Ｑチャネル）からなる複素数データ列がある。
【００４０】
１１１の送信ウエイト算出部では、各アンテナ素子から放射する送信信号の振幅と位相を制御するための送信ウエイトＷｔ１を算出する。一般的に送信ウエイトは、振幅および位相を表すことができる複素数データである。送信ウエイトＷｔ１の算出方法としてはいくつか手法があるが、この１１１の送信ウエイト算出部では特に限定することはしない。ここで送信ウエイト算出方法の一例を示すとすると、次のような方法がある。基地局において受信した移動局からの信号から、移動局の方向を推定する。こうして得られた移動局の方向に対して指向性を向けるビームパターンとなるように送信ウエイトを算出する。
【００４１】
ここで、送信信号がＯＦＤＭ信号であることから、各サブキャリアに対して送信ウエイトを設定することができる。図２に示すように、サブキャリア毎に送信ウエイトを設定した場合、サブキャリア毎に別々の送信ウエイトを算出することで、各サブキャリアに最適な送信ウエイトを設定することができる。図２においてｎはサブキャリア番号を示している。この場合における送信ウエイトを算出するの際には、各サブキャリアの周波数およびそれに伴うアレーアンテナのアンテナ間隔が必要となる。そして、ＯＦＤＭ信号の全サブキャリア数をＦとした場合、全ての送信ウエイトを算出するにはＦ回の算出処理が必要となる。
【００４２】
また、図２に示すように、ＯＦＤＭ信号の信号帯域を複数の帯域に分割して、その帯域内に存在するサブキャリアを１つのグループとして同一の送信ウエイトで設定することも可能である。図２においてｍは分割した帯域の番号を示している。この場合において送信ウエイトを算出する際に必要となる周波数は、算出対象となる帯域の中心周波数を用いることが望ましい。そして、ＯＦＤＭ信号の信号帯域をＭ個に分割した場合、全ての送信ウエイトを算出するにはＭ回の算出処理が必要となる。しかし、サブキャリア毎に送信ウエイトを設定した場合に対して演算量を抑えることが可能である。また、ＯＦＤＭ信号帯域を分割する際には、等間隔に分割しても、不等間隔に分割してもよい。さらに、全サブキャリアに対して唯1つの送信ウエイトに設定することも可能である。この場合、送信ウエイトを算出する処理は１回だけとなる。こうして算出した送信ウエイトＷｔ１を出力する。
【００４３】
１１２の送信補正値メモリ部では、１０１の各送信ブランチ間に発生する振幅偏差および位相偏差を補正する補正値Ｃｔを記憶しておく。送信信号の信号帯域が広帯域である場合、１０１の各送信ブランチ間に発生する振幅偏差および位相偏差は、周波数により変わる周波数特性が見られる。ＯＦＤＭ信号では、このような振幅偏差および位相偏差の周波数特性を、サブキャリア毎に補正することが可能である。そのため、１１２の送信補正値メモリ部では、各送信ブランチに対して、サブキャリア毎の補正値を記憶しておく。つまり、送信ブランチ数をＮ、全サブキャリア数をＦとした場合、（Ｎ×Ｆ）個の補正値を記憶していることとなる。
【００４４】
また、１１１の送信ウエイト算出部と同様に、信号帯域を複数に分割し、その分割した帯域の数だけ補正値Ｃｔを記憶しておくこと、また、信号全帯域に対して唯１つの補正値Ｃｔだけを記憶しておくことも可能である。
【００４５】
１０１の各送信ブランチ間における振幅偏差および位相偏差を補正する補正値Ｃｔを求める方法は後で説明する。ここで、補正値Ｃｔのデータ形式としては、振幅および位相をあらわすことができるものとして、例えば複素数データがある。
【００４６】
１１３の送信ウエイト補正部では、１１１の送信ウエイト算出部で算出した送信ウエイトＷｔ１を、１１２の送信補正値メモリ部で記憶されている補正値Ｃｔで補正する。送信ウエイトＷｔ１および補正値Ｃｔが、いずれも複素数データである場合、送信ウエイトＷｔ１と補正値Ｃｔの複素乗算で補正することが可能である。ここで一例として、送信ウエイトＷｔ１をサブキャリア毎に算出し、同様に補正値Ｃｔもサブキャリア毎に記憶している場合の、１１３の送信ウエイト補正部から出力される補正された送信ウエイトＷｔ２を次に示す。
【００４７】
【数１】

【００４８】
ここで、Ｎはアレーアンテナの素子数であり、ＦはＯＦＤＭ信号のサブキャリア数を示している。
【００４９】
次に、１０１の送信ブランチにおける動作について説明する。各送信ブランチを構成している、１０２の重み付け演算部、１０３のＩＦＦＴ演算部、１０４のＤ／Ａ変換部、１０５の送信系無線回路部の機能はそれぞれ同じである。そこで、ここでは代表して第Ｎ送信ブランチについて動作の説明を行うこととする。
【００５０】
１０２−Ｎの重み付け演算部では、１００の送信データ生成部から出力された送信データＳｔ１に対して、１１３から出力された送信ウエイトＷｔ２により重み付けを行う。送信データＳｔ１および送信ウエイトＷｔ２は、それぞれ複素数データである場合、複素乗算により重み付け演算を行うことが可能である。ここで、ＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に送信ウエイトＷｔ２が設定されている場合における、１０２の重み付け演算部の動作の概要について、図３を用いて一例を説明する。図３において、１０２は重み付け演算部であり、１０２−Aは第１の直列／並列（Ｓ／Ｐ）変換部、１０２−Ｂは第２の直列／並列（Ｓ／Ｐ）変換部、１０２−Ｃはそれぞれ乗算器である。また、Ｓｔ１は１００の送信データ生成部から出力された送信データ、Ｗｔ２は１１３の送信ウエイト補正部から出力された送信ウエイトであり、Ｓｔ２の重み付けされた送信データを出力する。以下に１０２の重み付け演算部の概要の説明をする。
【００５１】
一般的に、送信データは時系列のデータであり、Ｓｔ１も時系列データである。ＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に送信ウエイトを設定する場合には、送信データＳｔ１をサブキャリア毎に変換して、サブキャリア毎に送信ウエイトを乗算することで重み付けすることが可能である。これを実現するために、１０２−Ａの第１のＳ／Ｐ変換部で、時間的に直列である送信データＳｔ１を、サブキャリア毎に対応した並列な送信データに変換する。１０２−Ｂの第２のＳ／Ｐ変換部においても、送信ウエイトＷｔ２をサブキャリア毎の並列データに変換する。１０２−Ｃの乗算器では、並列化された送信データＳｔ１および送信ウエイトＷｔ２を、それぞれサブキャリア毎に乗算する。各乗算器の出力データＳｔ２は次のように示すことができる。
【００５２】
【数２】

【００５３】
ここで、ｆはサブキャリア番号を示している。また、送信データＳｔ１および送信ウエイトＷｔ２は一般的に複素数データであるから、１０２−Ｃの乗算器では複素乗算が行われる。従って、１０２の重み付け演算部の出力信号Ｓｔ２は、サブキャリア別の信号を出力することが可能である。しかし、図３の例では、入力送信データＳｔ１をサブキャリア毎に並列データに変換した構成であるが、これに特定することはない。送信データＳｔ１を時系列データのままで、サブキャリア毎の送信ウエイトを重み付けすることが可能な構成であれば、実現可能である。
【００５４】
次に、１０３のＩＦＦＴ演算部では、１０２の重み付け演算部の出力データＳｔ２に対して、逆フーリエ変換を行う。ここで、逆フーリエ変換の計算方法としては、離散フーリエ変換などもあるが、計算時間や演算処理量の点から逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）が望ましい。ここでは、ＩＦＦＴに関する詳細な説明は省略する。また、図３に示すように、１０２の重み付け演算部の出力データＳｔ２が、サブキャリア毎の並列データである場合、１０３のＩＦＦＴ演算部では、その並列データのまま逆フーリエ演算を行う。また、Ｓｔ２が時系列データである場合には、一度直列／並列（Ｓ／Ｐ）変換を行い並列データとして逆フーリエ変換を行う。そして、逆フーリエ変換を行った結果、時間波形送信データＳｔ３を出力する。Ｓｔ３は次のように示すことができる。
【００５５】
【数３】

【００５６】
ここで、Ｆ↑（−１）は逆フーリエ変換を示す。これ以降、送信信号は時間波形であるが、周波数波形により示すこととする。１０４のＤ／Ａ変換部では、１０３のＩＦＦＴ演算部からの出力時間波形送信データＳｔ３を、デジタル信号からアナログ信号に変換する。１０４のＤ／Ａ変換部の出力信号Ｓｔ４は、アナログ時間波形送信信号である。
【００５７】
１０５の送信系無線回路部では、１０４のＤ／Ａ変換部の出力信号であるアナログ時間波形送信信号Ｓｔ４を、ベースバンド周波数から無線周波数へ周波数変換を行い、アンテナ素子から放射するため電力増幅を行うなどの無線周波数帯における送信信号処理を行う。このほかには、フィルタなどがある。そして、１０６のアンテナ素子から、１０５の送信系無線回路部の出力信号である無線送信信号Ｓｔ５を放射する。
【００５８】
ここで、１０５の送信系無線回路部では、多くのアナログ回路で構成される。このようなアナログ回路では、素子自体における個体差などにより各送信ブランチ間において特性偏差が発生したり、また、周囲の温度や時間の経過による影響により素子自体の特性に変化が発生したりする。また、アンテナ素子までの線路では、各アンテナまでの線路長の差や線路の特性などにより、各送信ブランチ間で遅延時間に差異が発生する。また、広帯域な信号を送信するような場合には、上述のような各送信ブランチの系統間特性偏差において、周波数特性が発生してしまう。
【００５９】
これらの要因から、各アンテナ素子間では、送信ウエイトで設定した振幅位相関係が崩れてしまい、理想的なビームパターンが得られなくなる。また、広帯域な信号を送信する場合には、特性偏差の周波数特性から、周波数により異なったビームパターンが形成されてしまう。
【００６０】
ここで、１０５の送信系無線回路部における振幅変動および位相変動の周波数特性を次のように示すとする。
【００６１】
【数４】

【００６２】
数３と数４を用いると、１０５の送信系無線回路部の出力である送信信号Ｓｔ５は次のようになる。
【００６３】
【数５】

【００６４】
例えば、補正値が無い状態であるつまりＣｔ＝１の場合における、第Ｎブランチの送信信号Ｓｔ５―Ｎは次のようになる。
【００６５】
【数６】

【００６６】
また、第１ブランチの送信信号Ｓｔ５−１は次のようになる。
【００６７】
【数７】

【００６８】
数６および数７から、各アンテナ素子から放射される送信信号Ｓｔ５−１およびＳｔ５−Ｎには、送信信号Ｓｔ１に重み付けた各送信ブランチの送信ウエイトＷｔ１−１およびＷｔ１−Ｎ以外に、１０５の送信系無線回路部の振幅位相変動特性であるＺ−１とＺ−Ｎの影響がある。Ｚ−１およびＺ−Ｎにより、送信ウエイトＷｔ１で制御したビームパターンとは異なったパターンが形成されてしまう。
【００６９】
次に補正値Ｃｔを求める方法について説明する。補正値Ｃｔは１０５の送信系無線回路部の振幅位相偏差の周波数特性を検出し、その特性を補正するものであるから、１０５の送信系無線回路部の振幅位相偏差の周波数特性を検出できるものであれば良い。例えば次のような方法がある。図４を用いて説明する。図４において、１００〜１０６および１１１〜１１３までは、本実施の形態による無線基地局装置のブロック図である図１に記載のブロックと同じであり、機能も同じものである。図４において、１２２は補正ブランチ無線回路部、１２３はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部、１２４は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算部、１１４は周波数応答補正値検出部である。また、１２１は、１２２の補正ブランチ無線回路部、１２３のＡ／Ｄ変換部、１２４のＦＦＴ演算部をまとめた補正用ブランチである。
【００７０】
また、図４において、Ｓｃｔ１は補正用ブランチに直接入力した送信信号、Ｓｃｔ２は補正ブランチ無線回路部の出力信号、Ｓｃｔ３はＡ／Ｄ変換部の出力信号、Ｓｃｔ４はＦＦＴ演算部の出力信号、Ｃｔは周波数応答補正値検出部の出力信号である。
【００７１】
ここでは、図４において１０１の送信ブランチと１２１の補正用ブランチの結線、および１０２の重み付け演算部の出力と１１４の周波数応答補正値検出部の結線に示してあるように、第Ｎ送信ブランチに関する補正値検出方法について説明を行う。他の送信ブランチに関しては、１０１の送信ブランチと１２１の補正用ブランチの結線、および１０２の重み付け演算部の出力と１１４の周波数応答補正値検出部の結線を換えることにより、どのブランチに対しても同様の効果がある。
【００７２】
まず、１０１−Ｎの送信ブランチに繋がっているアンテナ素子を取り外す。アンテナ素子に繋がっていた線路を、１２１の補正用ブランチの入力に結線する。これにより、第Ｎ送信ブランチの送信信号Ｓｔ５−Ｎは、補正用ブランチの入力信号Ｓｃｔ１となる。数６で示したように、補正値が無い状態つまりＣ＝１の場合には、Ｓｃｔ１は次のようになる。
【００７３】
【数８】

【００７４】
この入力信号Ｓｃｔ１は無線周波数信号である。１２２の補正ブランチ無線回路部では、無線周波数信号をベースバンド周波数もしくは中間周波数に周波数変換を行う。また、この他にフィルタなどの処理が含まれる。この１２２の補正ブランチ無線回路部は、１０５の送信系無線回路部と同様、多くのアナログ回路により構成されている。アナログ素子の特性から、１２２の第２の無線回路部には周波数特性が生じてしまう。この周波数特性を次のように示すとする。
【００７５】
【数９】

【００７６】
数８と数９より、１２２の補正ブランチ無線回路部から出力信号Ｓｃｔ２は次のようになる。
【００７７】
【数１０】

【００７８】
１２３のＡ／Ｄ変換部では、１２２の補正ブランチ無線回路部から出力されるアナログ信号Ｓｃｔ２を、デジタル信号Ｓｃｔ３に変換する。ここで、１２３のＡ／Ｄ変換部に用いるクロックは、１０４のＤ／Ａ変換部と同じものを用いることにより、１２３のＡ／Ｄ変換部は１０４のＤ／Ａ変換部と同じサンプリング速度で且つ同期したデジタル信号Ｓｃｔ３を出力することができる。
【００７９】
１２４のＦＦＴ演算部では、１２３のＡ／Ｄ変換部から出力されたデジタル信号Ｓｃｔ３をフーリエ変換して周波数波形データＳｃｔ４を出力する。この周波数波形データＳｃｔ４を１１４の周波数応答補正値検出部に入力する。
【００８０】
また、１０２の重み付け演算部の出力信号Ｓｔ２を、周波数波形データＳｃｔ４と同じく１１４の周波数応答補正値検出部に入力する。その際、補正用ブランチに繋がっている送信ブランチの信号Ｓｔ２を入力する。ここでは、第Ｎ送信ブランチについて補正値検出を行っているので、信号Ｓｔ２−Ｎを１１４の周波数応答補正値検出部に入力する。
【００８１】
１１４の周波数応答補正値検出部では、送信ブランチ１０２における重み付け演算部の出力信号Ｓｔ２を基準として、補正用ブランチ１２１からの信号Ｓｃｔ２の振幅偏差と位相偏差の周波数特性を検出する。振幅偏差と位相偏差の周波数特性をｈとすると、検出方法として、例えば次のような方法がある。
【００８２】
【数１１】

【００８３】
このように求めた振幅偏差と位相偏差の周波数特性ｈから補正値Ｃｔは次のように求めることが可能である。
【００８４】
【数１２】

【００８５】
このように、１０１−Ｎの第Ｎ送信ブランチに対して、１０５−Ｎの送信系無線回路部の振幅偏差および位相偏差の周波数特性を補正する補正値Ｃｔ−Ｎを検出することができる。そして、検出した補正値Ｃｔ−Ｎを１１２の送信補正値メモリ部に入力し記憶しておくことで、送信ウエイトの補正の際に用いることが可能となる。そして、全送信ブランチに対してこの補正値検出動作を行うことにより、１１２の送信補正値メモリ部には全ブランチおよび全サブキャリアに対する補正値を記憶することが可能となる。
【００８６】
なお、１１２の送信補正値メモリ部に記憶されている補正値Ｃｔには、１２１の補正用ブランチにおける１２２の補正ブランチ無線回路部における周波数特性Ｚｃが含まれている。全ブランチに対して共通であることから、各サブキャリアにおけるブランチ間の相対関係が保たれていることから、送信ウエイトに影響を与えることはない。しかし、１２１の補正用ブランチに関してだけ別に測定を行い、１２２の補正ブランチ無線回路部の周波数特性Ｚｃを検出しておくことで、補正値Ｃｔからこの周波数特性Ｚｃを取り除くことは可能である。
【００８７】
以上のように本実施の形態の発明によれば、広帯域なＯＦＤＭ信号を指向性送信する場合において、送信ブランチ間に発生してしまう振幅および位相の偏差、周波数特性をサブキャリア毎に補正することで、ＯＦＤＭ信号の帯域幅内において所望のビームパターンを形成することができ、これにより効率良い送信を行うことが実現できる。
【００８８】
なお、本実施の形態の無線基地局装置がＦＤＭＡに用いられる場合には、１００の送信データ生成部では、複数のサブキャリアをユーザごとに割り当てるように周波数多重されるような信号を生成する。また、１１１の送信ウエイト算出部では、１００の送信データ生成部で生成されたデータに対応して、ユーザごとに割り当てられたサブキャリア毎に送信ウエイトを生成する。
【００８９】
なお、本実施の形態の無線基地局装置がＴＤＭＡに用いられる場合には、１００の送信データ生成部では、時間をユーザごとに割り当てるように時間多重した信号を生成する。また、１１１の送信ウエイト算出部では、１１３の送信ウエイト補正部、１０２の各重み付け演算部では、時間により分割されているユーザごとに処理を行う。
【００９０】
なお、本実施の形態の無線基地局装置がＣＤＭＡに用いられる場合には、ユーザごとに送信データが生成され、ユーザごとに送信ウエイトが算出され、ユーザごとに重み付けを行った後に、符号多重化される。
【００９１】
（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の形態による無線基地局装置のブロック結線図である。図５において、２００は送信データ生成部、２０２−１、２０２−２、・・・２０２−Ｎは重み付け演算部、２０３−１、２０３−２、・・・２０３−Ｎは逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）演算部、２０４−１、２０４−２、・・・２０４−Ｎはデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部、２０５−１、２０５−２、・・・２０５−Ｎは送信系無線回路部、２０６−１、２０６−２、・・・２０６−Ｎはアンテナ素子、２０７−１、２０７−２、・・・２０７−Ｎは電力分配手段、２１１は送信ウエイト算出部、２１２は送信補正値メモリ部、２１３は送信ウエイト補正部、２１４は周波数応答補正値検出部、２２２は補正ブランチ無線回路部、２２３はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部、２２４は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算部である。また、２０１は、２０２の重み付け演算部、２０３のＩＦＦＴ演算部、２０４のＤ／Ａ変換部、２０５の送信系無線回路部をまとめた送信ブランチであり、２２１は、２２２の補正ブランチ無線回路部、２２３のＡ／Ｄ変換部、２２４のＦＦＴ演算部をまとめた補正用ブランチである。ここで、アンテナ素子数をＮとすると、送信ブランチ数はＮ系統であり、また、補正用ブランチもＮ系統である。
【００９２】
また、図５において、Ｓｔ１は２００の送信データ生成部において生成された送信データ列、Ｗｔ１は２１１の送信ウエイト算出部で算出された送信ウエイト、Ｃｔは２１２の送信補正値メモリ部に記憶されていた補正値、Ｗｔ２は２１３の送信ウエイト補正部の出力送信ウエイト、Ｓｔ２−１、Ｓｔ２−２，・・・Ｓｔ２−Ｎは２０２の各重み付け演算部の出力信号、Ｓｔ３−１，Ｓｔ３−２，・・・Ｓｔ３−Ｎは２０３の各ＩＦＦＴ演算部の出力信号、Ｓｔ４−１、Ｓｔ４−２，・・・Ｓｔ４−Ｎは２０４の各Ｄ／Ａ変換部の出力信号、Ｓｔ５−１，Ｓｔ５−２，・・・Ｓｔ５−Ｎは２０５の各送信系無線回路部の出力信号、Ｓｃｔ１は２０７の電力分配手段により電力分配され２２１の補正用ブランチの入力された信号、Ｓｃｔ２は２２２の補正ブランチ無線回路部の出力信号、Ｓｃｔ３は２２３のＡ／Ｄ変換部の出力信号、Ｓｃｔ４は２２４のＦＦＴ演算部の出力信号、Ｃｔは２１４の周波数応答補正値検出部の出力補正値である。
【００９３】
以上のように構成された無線基地局装置に関して、以下に説明する。
【００９４】
２００の送信データ生成部、２０２の各重み付け演算部、２０３の各ＩＦＦＴ演算部、２０４の各Ｄ／Ａ変換部、２０５の各送信系無線回路部、２０２〜２０５の各ブロックから構成される２０１の各送信ブランチ、２０６の各アンテナ素子、２１１の送信ウエイト算出部、２１２の送信補正値メモリ部、２１３の送信ウエイト補正部における基本的な動作は実施の形態１における各ブロックの動作と同じである。
【００９５】
また、２２２の補正ブランチ無線回路部、２２３のＡ／Ｄ変換部、２２４のＦＦＴ演算部、２２２〜２２４の各ブロックから構成される２２１の補正用ブランチにおける基本的な動作は、実施の形態１における、図４の各ブロックの動作と同じである。アンテナ素子数をＮとするとき、送信ブランチの数はＮであり、補正用ブランチは各送信ブランチに対して１つ持つように構成されるため、補正用ブランチの数はＮである。
【００９６】
実施の形態１と異なる点を以下に説明する。本実施の形態は、実施の形態１と同様に指向性送信を行う無線基地局装置である。実施の形態１では、各送信ブランチ間の振幅偏差や位相偏差およびその周波数特性を補正する補正値を検出するためには、各送信ブランチからアンテナ素子を取り外して補正値を検出して記憶する方式および構成であった。これは、各送信ブランチ間の振幅偏差や位相偏差およびその周波数特性において、時間経過に対して変化がないもしくは変化がごくわずかな場合には有効である。しかし、これらの変化が大きく、記憶していた補正値では補正できなくなってしまった場合には、その度にアンテナを取り外して補正値を検出して新たに記憶しなくてはならず、その際には、通信を停止させてしまうため問題となる。
【００９７】
そこで、本実施の形態では、アンテナを取り外すことなく、また、通信を停止させるこ となく補正値を検出して記憶することを実現させる。本実施の形態では、２０６の各ア ンテナ素子の近傍に２０７の電力分配手段を設置する。各送信ブランチに関して全て同 じ動作であるので、ここでは代表して第Ｎブランチに関して説明することとする。
【００９８】
２０７−Ｎの電力分配手段では、２０１−Ｎの送信ブランチから出力される送信信号Ｓｔ５−Ｎの電力を分配し、２２１−Ｎの補正用ブランチに出力する。その際、アンテナ素子２０６−Ｎに給電する電力に対して影響を与えないほどのわずかな電力を分配することとする。電力分配された送信信号は、２２１−Ｎの補正用ブランチに入力される。２２１−Ｎの補正用ブランチにおける基本的な動作は、実施の形態１における図４の補正用ブランチの動作と同じである。したがって、２２１−Ｎの補正用ブランチは周波数波形データＳｃｔ４―Ｎを出力する。周波数波形データＳｃｔ４−Ｎは２１４の周波数応答補正値検出部に入力される。また、２０１−Ｎの送信ブランチにおける２０２−Ｎの重み付け演算部の出力信号Ｓｔ２−Ｎも同様に２１４の周波数応答補正値検出部に入力する。２１４の周波数応答補正値検出部では、実施の形態１において示した例と同様に、２０２−Ｎの重み付け演算部の出力信号Ｓｔ２−Ｎを基準として、２２１−Ｎの補正用ブランチからの周波数波形データＳｃｔ４−Ｎの振幅偏差と位相偏差の周波数特性を検出し、第Ｎ送信ブランチにおける２０５−Ｎの送信系無線回路部の補正値Ｃｔ−Ｎを検出する。その際、２２１−Ｎの補正用ブランチにおける２２２−Ｎの補正ブランチ無線回路部の特性をあらかじめ測定しておき記憶しておく。そして、２１４の周波数応答補正値検出部において検出した第Ｎ送信ブランチの補正値Ｃｔ−Ｎを２１２の送信補正値メモリ部で記憶する。以上の構成を各送信ブランチに対して備えることにより、各送信ブランチにおける送信系無線回路部の補正値を、時間的に平行して検出することが可能である。そして、２１２の補正値メモリ部では、各送信ブランチの送信系無線回路部の補正値が記憶されており、実施の形態１と同様な動作により、各アンテナから所望のビームパターンで指向性送信を行うことができる。
【００９９】
以上のように本実施の形態の発明によれば、実施の形態１に記載の発明と同じ効果を、通信を停止することなく、常に所望のビームパターンを形成するように補正を行うことができ、効率の良い送信を行うことが実現できる。
【０１００】
なお、補正値の検出に用いる信号は、無線送信装置から送信される送信信号であること,送信信号のどの部分を用いても、補正値を検出することは可能である。時間的に定められたタイミングで送信される送信パイロット信号のような信号を用いてもよいし、常時通信している送信データ信号を用いてもよい。
【０１０１】
なお、送信ブランチ毎に補正値を検出するが、複数回の検出を行い、その時間的な平均値をとり補正値とすることで、補正値の精度を向上させることが可能である。
【０１０２】
なお、サブキャリア毎に補正値を検出するが、隣接するサブキャリアの補正値を利用して平均値をとり補正値とすることで、補正値の精度を向上させることが可能である。
【０１０３】
（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の形態による無線基地局装置のブロック結線図である。図６において、３００は送信データ生成部、３０２−１、３０２−２、・・・３０２−Ｎは重み付け演算部、３０３−１、３０３−２、・・・３０３−Ｎは逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）演算部、３０４−１、３０４−２、・・・３０４−Ｎはデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部、３０５−１、３０５−２、・・・３０５−Ｎは送信系無線回路部、３０６−１、３０６−２、・・・３０６−Ｎはアンテナ素子、３０７−１、３０７−２、・・・３０７−Ｎは電力分配手段、３１１は送信ウエイト算出部、３１２は送信補正値メモリ部、３１３は送信ウエイト補正部、３１４は周波数応答補正値検出部、３１５は第１のスイッチ、３１６は第２のスイッチ、３２２は補正ブランチ無線回路部、３２３はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部、３２４は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算部である。また、３０１は、３０２の重み付け演算部、３０３のＩＦＦＴ演算部、３０４のＤ／Ａ変換部、３０５の送信系無線回路部をまとめた送信ブランチであり、３２１は、３２２の補正ブランチ無線回路部、３２３のＡ／Ｄ変換部、３２４のＦＦＴ演算部をまとめた補正用ブランチである。ここで、アンテナ素子数をＮとすると、送信ブランチ数はＮ系統ある。
【０１０４】
また、図６において、Ｓｔ１は３００の送信データ生成部において生成された送信データ列、Ｗｔ１は３１１の送信ウエイト算出部で算出された送信ウエイト、Ｃｔは３１２の補正値メモリ部に記憶されていた補正値、Ｗｔ２は３１３の送信ウエイト補正部の出力送信ウエイト、Ｓｔ２−１、Ｓｔ２−２，・・・Ｓｔ２−Ｎは３０２の各重み付け演算部の出力信号、Ｓｔ３−１，Ｓｔ３−２，・・・Ｓｔ３−Ｎは３０３の各ＩＦＦＴ演算部の出力信号、Ｓｔ４−１、Ｓｔ４−２，・・・Ｓｔ４−Ｎは３０４の各Ｄ／Ａ変換部の出力信号、Ｓｔ５−１，Ｓｔ５−２，・・・Ｓｔ５−Ｎは３０５の各送信系無線回路部の出力信号、Ｓｃｔ１は３１５の第１のスイッチから出力されて３２１の補正用ブランチに入力された信号、Ｓｃｔ２は３２２の補正ブランチ無線回路部の出力信号、Ｓｃｔ３は３２３のＡ／Ｄ変換部の出力信号、Ｓｃｔ４は３２４のＦＦＴ演算部の出力信号、Ｃｔは３１４の周波数応答補正値検出部の出力補正値である。
【０１０５】
以上のように構成された無線基地局装置に関して、以下に説明する。
【０１０６】
３００の送信データ生成部、３０２の各重み付け演算部、３０３の各ＩＦＦＴ演算部、３０４の各Ｄ／Ａ変換部、３０５の各送信系無線回路部、３０２〜３０５の各ブロックから構成される３０１の各送信ブランチ、３０６の各アンテナ素子、３０７の電力分配手段、３１１の送信ウエイト算出部、３１２の送信補正値メモリ部、３１３の送信ウエイト補正部における基本的な動作は実施の形態１および実施の形態２における各ブロックの動作と同じである。また、３２２の補正ブランチ無線回路部、３２３のＡ／Ｄ変換部、３２４のＦＦＴ演算部、３２２〜３２４の各ブロックから構成される３２１の補正用ブランチにおける基本的な動作は、実施の形態１における、図４の各ブロックの動作と同じである。
【０１０７】
実施の形態１と異なる点を以下に説明する。本実施の形態は、実施の形態２と同様に通信を停止させずに、各送信ブランチ間の振幅偏差や位相偏差およびその周波数特性を補正する方式および構成を示している。
【０１０８】
本実施の形態では、３０１の各送信ブランチからの送信信号Ｓｔ５を、３０７の各電力分配手段で電力を分配する。その際、アンテナ素子３０６−Ｎに給電する電力に対して影響を与えないほどのわずかな電力を分配することとする。３０７の各電力分配手段により電力分配された送信信号Ｓｔ５は、３１５の第１のスイッチに入力される。３１５の第１のスイッチでは、入力された送信信号から１つを選択して出力する。３１５の第１のスイッチの出力信号は３２１の補正用ブランチに入力される。３２１の補正用ブランチでは、実施の形態２と同様に周波数波形データＳｃｔ４を出力して、３１４の周波数応答補正値検出部に入力される。ここで、３１５の第１のスイッチにおいて、第Ｎ送信ブランチにおける送信信号Ｓｔ５−Ｎが選択された場合には、３２１の補正用ブランチの出力信号Ｓｃｔ４は、第Ｎ送信ブランチの送信信号Ｓｔ５−Ｎの周波数波形データとなる。
【０１０９】
３１６の第２のスイッチでは、３０１の各送信ブランチにおける２０２の重み付け演算部の出力信号Ｓｔ２を入力して、１つを選択して３１４の周波数応答補正値検出部に出力する。その際、３１６の第２のスイッチは、３１５の第１のスイッチと連動して動作する。つまり、３１５の第１のスイッチと３１６の第２のスイッチでは、選択する送信ブランチ番号および選択するタイミングが同じになる。したがって、３１４の周波数応答補正値検出部に入力される信号は、同じ送信ブランチからの信号である。３１４の周波数応答補正値検出部では、実施の形態１において示した例と同様に、３１６の第２のスイッチからの出力信号を基準として、３２４のＦＦＴ演算部からの出力信号の振幅偏差と位相偏差の周波数特性を検出し、第Ｎ送信ブランチにおける３０５−Ｎの送信系無線回路部の補正値Ｃｔ−Ｎを検出する。そして、３１４の周波数応答補正値検出部において検出した第Ｎ送信ブランチの補正値Ｃｔ−Ｎを３１２の補正値メモリ部で記憶する。以上の動作を、３１５の第１のスイッチと３１６の第２のスイッチを連動して送信ブランチを切替えることにより、３２１の補正用ブランチの数が１つであっても、各送信ブランチにおける第１の無線回路部の補正値を検出することが可能となる。
【０１１０】
以上のように本実施の形態の発明によれば、実施の形態１に記載の発明と同じ効果を、また、実施の形態２より簡易な構成により、通信を停止することなく、常に所望のビームパターンを形成するように補正を行うことができ、効率の良い送信を行うことが実現できる。
【０１１１】
なお、３１５の第１のスイッチおよび３１６の第２のスイッチにおける送信ブランチの選択方法としては、順番をあらかじめ定めておいても良いし、適応的に選択しても良い。
【０１１２】
なお、３１５の第１のスイッチおよび３１６の第２のスイッチにおける送信ブランチの選択時間としては、各送信ブランチに対して同じ時間選択しても良いし、送信ブランチ別に選択時間を変えても良い。
【０１１３】
（実施の形態４）
図７は、本発明の第４の形態による無線基地局装置のブロック結線図である。図７において、４００は送信データ生成部、４０１−１、４０２−２、・・・４０２−Ｎは重み付け演算部、４０３−１、４０３−２、・・・４０３−Ｎは逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）演算部、４０４−１、４０４−２、・・・４０４−Ｎはデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部、４０５−１、４０５−２、・・・４０５−Ｎは送信系無線回路部、４０６−１、４０６−２、・・・４０６−Ｎはアンテナ素子、４１１は送信ウエイト算出部、４１２は送信補正値メモリ部、４１３は送信ウエイト補正部、４１７は送信補正行列メモリ部である。また、４０１は、４０２の重み付け演算部、４０３のＩＦＦＴ演算部、４０４のＤ／Ａ変換部、４０５の送信系無線回路部をまとめた送信ブランチである。ここで、アンテナ素子数をＮとすると、送信ブランチ数はＮ系統ある。
【０１１４】
また、図６において、Ｓｔ１は４００の送信データ生成部において生成された送信データ列、Ｗｔ１は４１１の送信ウエイト算出部で算出された送信ウエイト、Ｃｔは４１２の送信補正値メモリ部に記憶されていた４０５の各送信系無線回路部の特性を補正する補正値、Mｔは４１４の送信補正行列メモリ部に記憶されていたアンテナ素子間結合を補正する補正行列、Ｗｔ２は４１３の送信ウエイト補正部の出力送信ウエイト、Ｓｔ２−１，Ｓｔ２−２，・・・Ｓｔ２−Ｎは４０２の各重み付け演算部の出力信号、Ｓｔ３−１，Ｓｔ３−２，・・・Ｓｔ３−Ｎは４０３の各ＩＦＦＴ演算部の出力信号、Ｓｔ４−１、Ｓｔ４−２、・・・Ｓｔ４−Ｎは４０４の各Ｄ／Ａ変換部の出力信号、Ｓｔ５−１、Ｓｔ５−２、・・・Ｓｔ５−Ｎは４０５の各送信系無線回路部の出力信号である。
【０１１５】
以上のように構成された無線基地局装置に関して、以下に説明する。
【０１１６】
４００の送信データ生成部、４０２の各重み付け演算部、４０３の各ＩＦＦＴ演算部、４０４の各Ｄ／Ａ変換部、４０５の各送信系無線回路部、４０２〜４０５の各ブロックから構成される４０１の各送信ブランチ、４０６の各アンテナ素子、４１１の送信ウエイト算出部、４１２の送信補正値メモリ部における基本的な動作は実施の形態１における各ブロックの動作と同じである。
【０１１７】
実施の形態１と異なる点を以下に説明する。実施の形態１と異なる点は、４１４の送信補正行列メモリ部を備え、アンテナ素子間結合を補正する補正行列Ｍｔを記憶しておき、４１３の送信ウエイト補正部において、送信ウエイトＷ０１に対して、各送信ブランチにおける送信系無線回路部の特性を補正することに加え、アンテナ素子間結合を補正することである。
【０１１８】
４０１の各送信ブランチにおける４０５の各無線回路部の特性を補正する補正値を検出する方法としては、例えば実施の形態１で示した方法がある。４０６の各アンテナ素子による相互結合を補正する方法としては、公知な方法として例えば次のような文献ある。文献「Sensor-Array Calibration Using a Maximum-Likelihood Approach」(Boon Chong Ng, Chong Meng Samson See, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.44, No.6, June 1996)や、文献「Calibration of a Smart Antenna for Carrying Out Vector Channel Sounding at 1.9GHz.」（Jean-Rene Larocque, John Litva, Jim Reilly, Wireless Personal Communications: Emerging Technologies for Enhanced Communications, p.259-268, 1999）によって示された方法がある。これらの文献では、アンテナ素子間結合を補正する補正行列を算出して、送信ウエイトに乗算することで、送信ウエイトを補正する。ここでは、補正行列をＭｔとして、４１４の補正行列メモリ部に記憶しておく。補正行列Ｍｔの算出方法については、例えば上述の文献に記載の方法がある。ここで、実施の形態１において説明したように、送信信号がＯＦＤＭ信号であることから、送信ウエイトをサブキャリア毎に補正することが可能である。これを実現するために、４１４の送信補正行列メモリ部では、サブキャリア毎の補正行列を記憶しておく。このサブキャリア毎の補正行列の算出方法としては、例えば、上述の文献に記載されている方法を、サブキャリア毎に測定し補正行列を算出することで実現することが可能である。また、実施の形態１においても記載したように、ＯＦＤＭ信号の信号帯域を複数に分割して、その帯域内に存在するサブキャリアをまとめて補正行列を算出して記憶しておくことや、ＯＦＤＭ信号の全帯域に対して補正行列を算出して記憶しておくことも可能である。
【０１１９】
４１３の送信ウエイト補正部では、４１１の送信ウエイト算出部において算出された送信ウエイトに対して、４１４の送信補正行列メモリ部に記憶されている補正行列を乗算することで補正を行う。また、４１３の送信ウエイト補正部では、４１２の補正値メモリ部に記憶されている補正値により、各送信ブランチの無線回路部に対する補正も同時に行う。
【０１２０】
以上のように本実施の形態の発明によれば、実施の形態１における効果に加え、ＯＦＤＭサブキャリア毎にアンテナ素子間結合の補正を行うことで、ＯＦＤＭ信号の帯域幅内において所望のビームパターンを形成することができ、これにより効率よい送信を行うことが実現できる。
【０１２１】
なお、実施の形態２および実施の形態３において、本実施の形態における４１４の補正行列メモリ部の機能と動作を加えることで、本実施の形態における効果を得ることができる。
【０１２２】
（実施の形態５）
図８は、本発明の第５の形態による無線基地局装置のブロック結線図である。図８において、５０６−１、５０６−２、・・・５０６−Ｎはアンテナ素子、５５２−１、５５２−２、・・・５５２−Ｎは受信系無線回路部、５５３−１、５５３−２、・・・５５３−Ｎはアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部、５５４−１、５５４−２、・・・５５４−Ｎは高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算部、５５５−１、５５５−２、・・・５５５−Ｎは重み付け演算部、５６１は受信ウエイト算出部、５６２は受信補正値メモリ部、５６３は受信ウエイト補正部、５５０は受信データ合成部である。また、５５１は、５５２の受信系無線回路部、５５３のＡ／Ｄ変換部、５５４のＦＦＴ演算部、５５５の重み付け演算部をまとめた受信ブランチである。ここで、アンテナ素子数をＮとすると、受信ブランチ数はＮ系統ある。
【０１２３】
また、図８において、Ｓｒ１−１、Ｓｒ１−２、・・・Ｓｒ１−Ｎは５０６の各アンテナ素子で受信した信号、Ｓｒ２−１、Ｓｒ２−２、・・・Ｓｒ２−Ｎは５５２の各受信系無線回路部の出力信号、Ｓｒ３−１、Ｓｒ３−２、・・・Ｓｒ３−Ｎは５５３の各Ａ／Ｄ変換部の出力信号、Ｓｒ４−１、Ｓｒ４−２、・・・Ｓｒ４−Ｎは５５４の各ＦＦＴ演算部の出力信号、Ｓｒ５−１、Ｓｒ５−２、・・・Ｓｒ５−Ｎは重み付け演算部の出力信号、Ｗｒ１は５６１の受信ウエイト算出部で算出された受信ウエイト、Ｃｒは５６２の受信補正値メモリ部で記憶されていた５５２の各受信系無線回路部の特性を補正する補正値、Ｗｒ２は５６３の受信ウエイト補正部の出力受信ウエイトである。
【０１２４】
以上のように構成された無線基地局装置に関して、以下に説明する。
【０１２５】
実施の形態１の無線基地局装置はＯＦＤＭ信号を送信する装置であるのに対して、本実施の形態の無線基地局装置はＯＦＤＭ信号を受信する装置であり、送信系が受信系に換わることにより構成および動作に違いがあるが、本発明における基本的な目的および手法は同じである。
【０１２６】
まず、５０６のアンテナ素子および５５１の受信ブランチにおける動作について説明する。５０６の各アンテナ素子、および、５５１の各受信ブランチを構成している５５２の各受信系無線回路部、５５３の各Ａ／Ｄ変換部、５５４の各ＦＦＴ演算部、５５５の各重み付け演算部の機能は、それぞれ同じである。ここでは、代表して第Ｎ受信ブランチについての動作の説明を行うこととする。
【０１２７】
５０６−Ｎのアンテナ素子では、移動局からのＯＦＤＭ信号を受信して、信号Ｓｒ１−Ｎを出力する。
【０１２８】
５５２−Ｎの受信系無線回路部では、５０６−Ｎからの信号Ｓｒ１−Ｎに対して、電力増幅して、無線周波数からベースバンド周波数もしくは中間周波数への周波数変換処理などの無線周波数帯における受信信号処理を行い、信号Ｓｒ２−Ｎを出力する。このほかの無線回路処理としては、雑音除去や不要信号除去を目的としたフィルタ処理などがある。
【０１２９】
ここで、実施の形態１における１０５の送信系無線回路部と同様に、この５５２の受信系無線回路部におけるアナログ素子の特性の差異により、受信ブランチ間の振幅偏差および位相偏差が発生する。
【０１３０】
５５３−ＮのＡ／Ｄ変換部では、５５２−Ｎの受信系無線回路部の出力信号Ｓｒ２−Ｎを、アナログ信号からデジタル信号に変換する。出力信号Ｓｒ３−Ｎはデジタル信号である。
【０１３１】
５５４−ＮのＦＦＴ演算部では、５５３−ＮのＡ／Ｄ変換部の出力デジタル信号Ｓｒ３−Ｎに対して、フーリエ変換を行う。ここで、フーリエ変換の計算方法としては、離散フーリエ変換などもあるが、計算時間や演算処理量の点から高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が望ましい。
【０１３２】
５５５−Ｎの重み付け演算部では、５５４−ＮのＦＦＴ演算部の出力信号Ｓｒ４−Ｎに対して、５６３の受信ウエイト補正部から出力された受信ウエイトＷｒ２により重み付けを行う。実施の形態１における１０２の重み付け演算部と動作は同じであり、ＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に重み付けを行う。受信ウエイトにより重み付けした信号Ｓｒ５−Ｎを出力する。ここで、受信ウエイトＷｒ２の算出方法は後述する。
【０１３３】
以上が５５１の各受信ブランチの動作であり、出力信号Ｓｒ５は５５０の受信データ合成部に入力され、５５０の受信データ合成部では各入力信号を合成し受信データを得る。
【０１３４】
５６１の受信ウエイト算出部では、５５１の各受信ブランチにおける５５４の各ＦＦＴ演算部の出力信号Ｓｒ４を入力して、その情報を用いて受信ウエイトＷｒ１を算出する。受信ウエイトの算出方法としてはいくつか方法があるが、この５６１の受信ウエイト算出部では特に限定することはしない。例えば、受信ウエイトの算出方法としては、受信信号の到来方向を推定してその推定方向を利用して指向性を形成する受信ウエイトを算出する方法がある。
【０１３５】
ここで、受信信号がＯＦＤＭ信号であることから、受信ウエイトＷｒ１の算出の際において、各サブキャリアに対して設定することができる。また、ＯＦＤＭ信号の信号帯域を複数の帯域に分割して、その帯域内に存在するサブキャリアを１つのグループとして同一の受信ウエイトで設定することもできる。これは、実施の形態１において、送信ウエイトＷｔを設定した際の説明と同じである。
【０１３６】
５６２の受信補正値メモリ部では、５５１の各受信ブランチ間に発生する振幅偏差および位相偏差を補正する補正値Ｃｒをサブキャリア毎に記憶しておく。また、受信ウエイト算出と同様に、信号帯域を複数の帯域に分割し、その分割した帯域の数だけ補正値Ｃｒを記憶しておくこと、信号全帯域に対して唯１つの補正値Ｃｒだけを記憶しておくことも可能である。
【０１３７】
５６３の受信ウエイト補正部では、５６１の受信ウエイト算出部で算出された受信ウエイトＷｒ１を、５６２の受信補正値メモリ部で記憶されている補正値Ｃｒで補正する。
【０１３８】
以上が、本実施の形態における動作の説明である。
【０１３９】
次に、補正値Ｃｒを求める方法について説明する。補正値Ｃｒは５５２の受信無線回路部における振幅位相偏差の周波数特性を検出し、その特性を補正するものであるから、５５２の受信無線回路部における振幅位相偏差の周波数特性を検出できるものであれば良い。例えば次のような方法がある。図９を用いて説明する。送信系と受信系が換わっているが、基本的な補正値検出動作は、実施の形態１において説明した例と同じである。
【０１４０】
図９は、図８に示した無線基地局装置に対して、５７０の基準信号発生部、５７３のＩＦＦＴ演算部、５７４のＤ／Ａ変換部、５７５の補正ブランチ無線回路部のブロックを加えたブロック図である。５７３のＩＦＦＴ演算部、５７４のＤ／Ａ変換部、５７５の補正ブランチ無線回路部の機能および動作は、実施の形態１における送信ブランチ内にある１０３のＩＦＦＴ演算部、１０４のＤ／Ａ変換部、１０５の送信系無線回路部と同じであり、また、これらをまとめて５７１の補正用ブランチとする。
【０１４１】
５７０の基準信号発生部では、基準とする信号Ｓｃｒ１を発生する。５７１の補正ブランチでは、Ｓｃｒ１を入力して、送信処理を行った信号Ｓｃｒ４を出力する。送信処理は、実施の形態１における送信ブランチの処理に相当する。無線基地局装置では、５０６のアンテナ素子を５５１の受信ブランチから取り外し、５７１の補正ブランチからの信号Ｓｃｒ４を直接入力する。
【０１４２】
５５１の受信ブランチでは、入力信号Ｓｃｒ４に対して受信処理を行い、５５３のＦＦＴ演算部の出力信号であるＳｒ４を、５６４の周波数応答補正値検出部に入力する。また、５６４の周波数応答補正値検出部では、５７０の基準信号発生部からの信号Ｓｃｒ１を入力する。
【０１４３】
５６４の周波数応答補正値検出部では、５７０の基準信号発生部からの信号Ｓｃｒ１を基準として、受信ブランチからの信号Ｓｒ４の振幅偏差と位相偏差をサブキャリア毎に検出し、サブキャリア毎の補正値を算出する。
【０１４４】
以上の検出方法を全受信ブランチに対して行うことにより、全ブランチおよび全サブキャリアに対する補正値Ｃｒを５６２の受信補正値メモリ部に記憶することができる。
【０１４５】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、広帯域なＯＦＤＭ信号を指向性送信する場合において、受信ブランチ間に発生してしまう振幅および位相の偏差、周波数特性をサブキャリア毎に補正することで、ＯＦＤＭ信号の帯域幅内において所望のビームパターンを形成することができ、これにより効率良い受信を行うことが実現できる。
【０１４６】
なお、図９に示すように、本実施の形態に対して、アンテナ素子間結合を補正する補正行列を記憶しておく受信補正行列メモリ部を加えることもできる。このアンテナ素子間結合を補正する補正行列に関しては、実施の形態４において説明したものである。こうすることで、受信ブランチ間の振幅および位相偏差の補正に加え、アンテナ素子間結合の補正を行うことができ、効率良い受信を行うことが実現できる。
【０１４７】
（実施の形態６）
図１０は、本発明の第６の形態による無線基地局装置のブロック結線図である。図１０において、６００は送信データ生成部、６０２−１、・・・６０２−Ｎは重み付け演算部、６０３−１、・・・６０３−ＮはＩＦＦＴ演算部、６０４−１、・・・６０４−ＮはＤ／Ａ変換部、６０５−１、・・・６０５−Ｎは送信系無線回路部、６０６−１、・・・６０６−Ｎはアンテナ素子、６０８−１、・・・６０８−Ｎはスイッチ手段、６１１は送信ウエイト算出部、６１２は送信補正値メモリ部、６１３は送信ウエイト補正部、６５０は受信データ合成部、６５２−１、・・・６５２−Ｎは受信系無線回路部、６５３−１、・・・６５３−ＮはＡ／Ｄ変換部、６５４−１、・・・６５４−ＮはＦＦＴ演算部、６５５−１、・・・６５５−Ｎは重み付け演算部、６６１は受信ウエイト算出部、６６２は受信補正値メモリ部、６６３は受信ウエイト補正部である。また、６０１は、６０２の重み付け演算部、６０３のＩＦＦＴ演算部、６０４のＤ／Ａ変換部、６０５の送信系無線回路部をまとめた送信ブランチであり、６５１は、６５２の受信系無線回路部、６５３のＡ／Ｄ変換部、６５４のＦＦＴ演算部、６５５の重み付け演算部をまとめた受信ブランチである。ここで、アンテナ素子数をＮとすると、送信ブランチ数および受信ブランチ数はＮ系統ある。
【０１４８】
また、図１０において、Ｓｔ１は送信データ生成部から出力された信号、Ｓｔ２は６０２の各重み付け演算部の出力信号、Ｓｔ３は６０３の各ＩＦＦＴ演算部の出力信号、Ｓｔ４は６０４の各Ｄ／Ａ変換部の出力信号、Ｓｔ５は６０５の各送信系無線回路部の出力信号であり、Ｓｒ１は各アンテナ素子で受信した受信信号、Ｓｒ２は６５２の各受信系無線回路部の出力信号、Ｓｒ３は６５３の各Ａ／Ｄ変換部の出力信号、Ｓｒ４は６５４の各ＦＦＴ演算部の出力信号、Ｓｒ５は６５５の各重み付け演算部の出力信号である。また、Ｗｔ１は６１１の送信ウエイト算出部で算出された送信ウエイト、Ｃｔは６１２の送信補正値メモリ部で記憶されている送信補正値、Ｗｔ２は６１３の送信ウエイト補正部の出力送信ウエイトであり、Ｗｒ１は６６１の受信ウエイト算出部で算出された受信ウエイト、Ｃｒは６６２の受信補正値メモリ部で記憶されている受信補正値、Ｗｒ２は６６３の受信ウエイト補正部の出力受信ウエイトである。
【０１４９】
以上のように構成された無線基地局装置に関して、以下に説明する。
【０１５０】
６００の送信データ生成部、６０２の各重み付け演算部、６０３の各ＩＦＦＴ演算部、６０４の各Ｄ／Ａ変換部、６０５の各送信系無線回路部、６０２〜６０５の各ブロックから構成される６０１の各送信ブランチ、６０６の各アンテナ素子、６１１の送信ウエイト算出部、６１２の送信補正値メモリ部、６１３の送信ウエイト補正部における基本的な動作は実施の形態１における各ブロックの動作と同じである。
【０１５１】
また、６５０の受信データ合成部、６５２の各受信系無線回路部、６５３の各Ａ／Ｄ変換部、６５４の各ＦＦＴ演算部、６５５の各重み付け演算部、６５２〜６５５の各ブロックから構成される６５１の各受信ブランチ、６６１の受信ウエイト算出部、６６２の受信補正値メモリ部、６６３の受信ウエイト補正部における基本的な動作は実施の形態５における各ブロックの動作と同じである。
【０１５２】
本実施の形態では、６０６の各アンテナ素子の近傍に６０８のスイッチ手段を設置して、送信ブランチからアンテナ素子への送信信号とアンテナ素子から受信ブランチへの受信信号を切替えてそれぞれの信号を伝送することにより、実施の形態１と実施の形態５の動作を組み合わせている。
【０１５３】
６０８の各スイッチ手段では、６０１の送信ブランチからの信号は６０６アンテナ素子だけに伝送して６５１の受信ブランチには伝送しない。また、６０６アンテナ素子からの信号は６５１の受信ブランチだけに伝送して６０１の送信ブランチには伝送しない。
【０１５４】
６６１の受信ウエイト算出部では、受信した信号を処理した信号Ｓｒ４を用いて受信ウエイトＷｒ１を算出する。また、６１１の送信ウエイト算出部では、６６１の受信ウエイト算出部により算出した受信ウエイトＷｒ１を用いて送信ウエイトＷｔ１を算出することが可能である。例えば、時分割複信方式（Time Division Duplex、ＴＤＤ）では、受信ウエイトＷｒ１をそのまま送信ウエイトＷｔ１とする方法や、周波数分割複信方式（Frequency Division Duplex、ＦＤＤ）では、受信ウエイトＷｒ１から受信方向情報を推定して送信ウエイトＷｔ１の算出に利用する方法などがある。
【０１５５】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、広帯域なＯＦＤＭ信号を指向性送信および受信を行う場合において、送信ブランチ間および受信ブランチ間に発生してしまう振幅および位相の偏差、周波数特性をサブキャリア毎に補正することで、ＯＦＤＭ信号の帯域幅内において所望のビームパターンを形成することができ、これにより効率よい送信および受信を行うことが実現できる。
【０１５６】
なお、本実施の形態と同様に、実施の形態２および実施の形態５の無線基地局装置を組み合わせることで、それぞれの実施の形態に記載の機能を備えた無線基地局装置を実現できる。
【０１５７】
なお、本実施の形態と同様に、実施の形態３および実施の形態５の無線基地局装置を組み合わせることで、それぞれの実施の形態に記載の機能を備えた無線基地局装置が実現できる。
【０１５８】
なお、本実施の形態と同様に、実施の形態４および実施の形態５の無線基地局装置を組み合わせることで、それぞれの実施の形態に記載の機能を備えた無線基地局装置を実現できる。
【０１５９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、アレーアンテナを用いてＯＦＤＭ信号を指向性送信する送信装置において、送信ブランチ間に発生する振幅・位相偏差をサブキャリア毎に検出し補正値を持つことで、送信ウエイトを補正することが可能となり、送信ブランチ間の振幅・位相偏差およびこれら偏差の周波数特性によって発生するビームパターンのずれを、所望のビームパターンに近づけることが可能となる効果を有する。また、アンテナ素子間結合を補正する補正行列をサブキャリア毎に検出することにより、信号帯域幅内においてアンテナ素子間結合補正を行い、所望のビームパターンを得ることが可能となり、良好な通信が可能とであるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施の形態１による無線基地局装置のブロック結線図
【図２】実施の形態１におけるＯＦＤＭ信号の受信ウエイト割り当て概念図
【図３】実施の形態１における重み付け演算部の動作概念図
【図４】実施の形態１における補正値検出方法例を示したブロック結線図
【図５】実施の形態２による無線基地局装置のブロック結線図
【図６】実施の形態３による無線基地局装置のブロック結線図
【図７】実施の形態４による無線基地局装置のブロック結線図
【図８】実施の形態５による無線基地局装置のブロック結線図
【図９】実施の形態５における補正値検出方法例を示したブロック結線図
【図１０】実施の形態６による無線基地局装置のブロック結線図
【符号の説明】
１００、２００、３００、４００、６００ 送信データ生成部
１０１、２０１、３０１、４０１、６０１ 送信ブランチ
１０２、２０２、３０２、４０２、６０２ 重み付け演算部
１０３、２０３、３０３、４０３、６０３ 逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）演算部
１０４、２０４、３０４、４０４、６０４ デジタル／アナログ（Ａ／Ｄ）変換部
１０５、２０５、３０５、４０５、６０５ 送信系無線回路部
１０６、２０６、３０６、４０６、５０５、６０６ アンテナ素子
２０７、３０７ 電力分配手段
６０８ スイッチ
１１１、２１１、３１１、４１１、６１１ 送信ウエイト算出部
１１２、２１２、３１２、４１２、６１２ 送信補正値メモリ部
１１３、２１３、３１３、４１３、６１３ 送信ウエイト補正部
１１４、２１４、３１４ 周波数応答補正値検出部
３１５ 第１のスイッチ
３１６ 第２のスイッチ
４１７ 送信補正行列メモリ部
１０２−Ａ 第１の直列／並列（Ｓ／Ｐ）変換
１０２−Ｂ 第２の直列／並列（Ｓ／Ｐ）変換
１０３−Ｃ 乗算器
５５０、６５０ 受信データ合成部
５５１、６５１ 受信ブランチ
５５２、６５２ 受信系無線回路部
５５３、６５３ アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部
５５４、６５４ 高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算部
５５５、６５５ 重み付け演算部
５６１、６５１ 受信ウエイト算出部
５６２、６５２ 受信補正値メモリ部
５６３、６５３ 受信ウエイト補正部

Claims (2)

1. ＯＦＤＭ信号を使って指向性送信するための送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、
   前記送信ウエイトを補正するための、送信ブランチ間の周波数偏差を補正する補正値を記憶しておく送信補正値メモリ部と、
   前記送信ウエイトを前記補正値で補正を行う送信ウエイト補正部と
   を有し、
   前記送信ウエイト算出部では、ＯＦＤＭ信号の信号帯域幅を複数に分割して、その分割した帯域内に存在する複数のサブキャリアに対して１つの送信ウエイトを前記帯域毎に算出しておき、
   前記送信ウエイト補正部では、前記送信ウエイト算出部で算出した送信ウエイトに対して前記送信補正値メモリ部で記憶されている補正値を用いて、前記送信ウエイトが算出された帯域内に存在しているサブキャリアに対して補正を行う
   ことを特徴とする無線基地局装置。
2. ＯＦＤＭ信号を使って指向性送信するための送信ウエイトを算出する送信ウエイト算出部と、
   前記送信ウエイトを補正するための、送信ブランチ間の周波数偏差を補正する補正値を記憶しておく送信補正値メモリ部と、
   前記送信ウエイトを前記補正値で補正を行う送信ウエイト補正部と
   を有し、
   前記送信補正値メモリ部では、ＯＦＤＭ信号の信号帯域幅を複数に分割して、その分割した帯域内に存在する複数のサブキャリアに対して、前記送信ブランチの間に発生する振幅偏差と位相偏差を補正する補正値を記憶しておき、
   前記送信ウエイト補正部では、前記送信補正値メモリ部で記憶されている補正値を用いて、前記分割した帯域内に存在しているサブキャリアに対して補正を行う
   ことを特徴とする無線基地局装置。

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