JP4786524B2 - Base station antenna calibration method and communication base station - Google Patents

Base station antenna calibration method and communication base station Download PDF

Info

Publication number
JP4786524B2
JP4786524B2 JP2006350618A JP2006350618A JP4786524B2 JP 4786524 B2 JP4786524 B2 JP 4786524B2 JP 2006350618 A JP2006350618 A JP 2006350618A JP 2006350618 A JP2006350618 A JP 2006350618A JP 4786524 B2 JP4786524 B2 JP 4786524B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
calibration
base station
antenna
communication
antenna elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006350618A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008166866A (en
Inventor
毅洋 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2006350618A priority Critical patent/JP4786524B2/en
Publication of JP2008166866A publication Critical patent/JP2008166866A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4786524B2 publication Critical patent/JP4786524B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Description

本発明は、複数のアンテナ素子を用いたアダプティブアレイによる通信を行う通信基地局において、アンテナ素子相互間の振幅比及び位相差に対する校正係数であるキャリブレーションデータを決定する基地局アンテナのキャリブレーション方法と、該キャリブレーション方法を実施する通信基地局に関する。   The present invention relates to a base station antenna calibration method for determining calibration data, which is a calibration coefficient for an amplitude ratio and a phase difference between antenna elements, in a communication base station that performs communication by an adaptive array using a plurality of antenna elements. And a communication base station that implements the calibration method.

複数のアンテナ素子を用いたアダプティブアレイによる通信を行う通信基地局では、ハードウェアのアンテナ素子間経路に起因する振幅比や位相差に対する校正係数であるキャリブレーションデータを算出し、送信時には、各アンテナ素子毎に送信データにキャリブレーションデータに基づく重み付けを行うことで、アンテナ素子間経路に起因する通信精度の低下を防止する。   In a communication base station that performs communication by an adaptive array using a plurality of antenna elements, calibration data that is a calibration coefficient for amplitude ratio and phase difference caused by a path between hardware antenna elements is calculated. By performing weighting on the transmission data for each element based on the calibration data, it is possible to prevent a decrease in communication accuracy due to the path between the antenna elements.

このような通信基地局において、キャリブレーションデータの算出は、自局のアンテナ素子間で、送信アンテナと受信アンテナとを設定して、これらのアンテナ間で既知の信号を送受信した際の振幅比と位相差とを測定することにより、求められる。
従来、このようなアンテナのキャリブレーション処理は、空きスロットを使用して実施されていた（例えば、特許文献１参照）。 In such a communication base station, the calibration data is calculated by setting the transmission antenna and the reception antenna between the antenna elements of the own station, and the amplitude ratio when a known signal is transmitted and received between these antennas. It is obtained by measuring the phase difference.
Conventionally, such antenna calibration processing has been performed using empty slots (see, for example, Patent Document 1).

特表２００２−５３０９９８号公報Special Table 2002-530998

ところが、キャリブレーション処理を空きスロットを利用して実施する従来の方法では、空きスロットが存在しない状況のときは実施できず、空きスロットの発生を待たなければならないため、キャリブレーションの実施タイミングが遅れてしまうという問題があった。
更に、制御チャネルで使用している信号又は信号に含まれるキャリア（ＣＣＨキャリア）に関しては、空きスロットであっても、規定以外のタイミングで送信すると他の通信基地局や通信端末に干渉を与える虞があるため、送信できない。従って、ＣＣＨキャリアに関しては、キャリブレーションを実施することができないという問題も生じた。 However, in the conventional method in which the calibration process is performed using an empty slot, the calibration cannot be performed when there is no empty slot, and it is necessary to wait for the occurrence of an empty slot. There was a problem that.
Further, regarding the signal used in the control channel or the carrier included in the signal (CCH carrier), even if it is an empty slot, if it is transmitted at a timing other than specified, there is a possibility of causing interference to other communication base stations and communication terminals. Because there is, can not send. Therefore, there is a problem that calibration cannot be performed for the CCH carrier.

そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、複数のアンテナ素子を用いたアダプティブアレイによる通信を行う通信基地局において、空きスロットが存在しない場合でも、アンテナのキャリブレーションを適時速やかに実施でき、更に、ＣＣＨキャリアに関してもキャリブレーションを実施でき、これにより、常に、最適なキャリブレーションデータを使用して高品質なアダプティブアレイ通信を実現できる基地局アンテナのキャリブレーション方法及び通信基地局を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and in a communication base station that performs communication by an adaptive array using a plurality of antenna elements, even when there is no empty slot, antenna calibration can be performed promptly and promptly. In addition, a calibration method for a base station antenna and a communication base station capable of realizing high-quality adaptive array communication always using optimum calibration data can be performed with respect to a CCH carrier. Is to provide.

（１）本発明の上記課題の解決は、複数のアンテナ素子を用いたアダプティブアレイによる通信を行う通信基地局において、アンテナ素子相互間の位相振幅差に対する校正係数を決定する基地局アンテナのキャリブレーション方法であって、
通信中に、前記通信基地局に装備されているＮ本のアンテナ素子の内の任意の１本から、制御チャネルで使用している信号を送信させ、
残りの（Ｎ−１）本のアンテナ素子には前記１本のアンテナ素子が送信した信号を受信させ、
前記残りの（Ｎ−１）本のアンテナ素子の送受信の切り替えスイッチからの漏洩電力をキャリブレーション用の送受信信号として利用してキャリブレーション処理を実施し、
さらに、送信するアンテナ素子を順に切り替えて全アンテナ素子について前記キャリブレーション処理を実施して、各アンテナ素子の受信時の振幅比と位相差から、各アンテナ素子のキャリブレーションデータを決定する、
ことを特徴とする基地局アンテナのキャリブレーション方法により達成される。 (1) The solution of the above-described problem of the present invention is that a base station antenna calibration that determines a calibration coefficient for a phase amplitude difference between antenna elements in a communication base station that performs communication using an adaptive array using a plurality of antenna elements. A method,
During communication, the signal used in the control channel is transmitted from any one of the N antenna elements equipped in the communication base station ,
The remaining (N-1) antenna elements receive the signal transmitted by the one antenna element,
The leakage power from the transmission / reception changeover switch of the remaining (N-1) antenna elements is used as a transmission / reception signal for calibration, and a calibration process is performed.
Further, the antenna element for transmitting to implement the calibration process for all antenna elements are switched in sequence, from the amplitude ratio and phase difference at the time of reception of each antenna element, to determine the calibration data for each antenna element,
This is achieved by a calibration method for a base station antenna.

上記構成によれば、複数のアンテナ素子を用いたアダプティブアレイによる通信を行う通信基地局において、通常の通信処理中に、通信を切断することなく、キャリブレーションを実施するため、空きスロットが存在しない場合でも、空きスロットの発生を待つ必要がなく、アンテナのキャリブレーションを適時速やかに実施でき、常に、最適なキャリブレーションデータを使用して高品質なアダプティブアレイ通信を実現できる。
また、キャリブレーション用処理で使用する信号がＣＣＨキャリアであっても、他の通信基地局や通信端末に干渉を与えることなく正常にキャリブレーションを実施できる。
また、通信基地局において、通常の通信中のアンテナ出力は大きく、そのままキャリブレーション用に他のアンテナ素子に入力させてしまうと、アンテナ素子と受信処理部との間に介在する無線受信モジュールを破損させてしまう虞があるが、各アンテナ素子の送受信の切り替えスイッチからの漏洩電力は、各アンテナ素子の出力と比較して微弱になる。
従って、上記構成のように、各アンテナ素子の送受信の切り替えスイッチからの漏洩電力をキャリブレーション用の送受信信号として利用してキャリブレーション用処理を実施すれば、過大入力による無線受信モジュールの破損を回避でき、安全にキャリブレーションを実施できる。
そして、各アンテナ素子の送受信の切り替えスイッチからの漏洩電力を利用して前記キャリブレーション用処理を行うことで、キャリブレーション実行時に、そのためにアンテナ出力を下げるような出力調整も不要になる。 According to the above configuration, in a communication base station that performs communication by an adaptive array using a plurality of antenna elements, calibration is performed without disconnecting communication during normal communication processing, so there is no empty slot. Even in such a case, it is not necessary to wait for the occurrence of an empty slot, the antenna calibration can be performed promptly and in a timely manner, and high-quality adaptive array communication can always be realized using optimal calibration data.
Even if the signal used in the calibration process is a CCH carrier, calibration can be normally performed without causing interference to other communication base stations and communication terminals.
Also, in the communication base station, the antenna output during normal communication is large, and if it is directly input to another antenna element for calibration, the radio reception module interposed between the antenna element and the reception processing unit is damaged. However, the leakage power from the transmission / reception changeover switch of each antenna element is weak compared to the output of each antenna element.
Therefore, if the calibration processing is performed using the leakage power from the transmission / reception changeover switch of each antenna element as a transmission / reception signal for calibration as in the above configuration, damage to the wireless reception module due to excessive input is avoided. Can be calibrated safely.
Then, by performing the calibration process using the leakage power from the transmission / reception changeover switch of each antenna element, it is not necessary to perform output adjustment for reducing the antenna output at the time of calibration.

（２）なお、好ましくは、上記（１）に記載の基地局アンテナのキャリブレーション方法において、前記キャリブレーション用処理は、ブロードキャスト時のアダプティブアレイ送信を行わないタイミングを利用して、実施する構成とすると良い。
アダプティブアレイに通信を行う通信基地局において、制御チャネルでは、ブロードキャストを行うため、アダプティブアレイ送信を行う必要がない場合と、割り当て情報の送信のように送信する対象が確定していて、アダプティブアレイ送信が非常に有効（必要）である場合とがあるが、上記構成のように、ブロードキャスト時のアダプティブアレイ送信を行う必要の無いタイミングを利用して、キャリブレーションを実施すれば、キャリブレーションがアダプティブアレイ送信に影響を及ぼすことがなく、アダプティブアレイ送信を行う際の通信制度を保証することができる。 (2) Preferably, in the base station antenna calibration method described in (1) above, the calibration processing is performed using timing at which adaptive array transmission is not performed during broadcasting. Good.
In the communication base station that communicates to the adaptive array, the control channel broadcasts, so there is no need to perform adaptive array transmission, and the transmission target is determined as transmission of allocation information, and adaptive array transmission May be very effective (necessary), but if the calibration is performed using the timing at which the adaptive array transmission at the time of broadcasting is not required as in the above configuration, the calibration is performed in the adaptive array. It is possible to guarantee a communication system when performing adaptive array transmission without affecting transmission.

（３）また、好ましくは、上記（１）又は（２）に記載の基地局アンテナのキャリブレーション方法において、前記通信基地局又は前記アンテナ素子の周囲の温度を検出するための温度センサを備え、一定以上の温度変化があれば、前記制御チャネルで使用している信号を用いたキャリブレーションを実行する構成とすると良い。
一般に、キャリブレーションで測定する信号の振幅比や位相差は、温度の影響が大きく、一定以上の温度変化があると、誤差が生じてしまう。
しかし、上記構成の場合は、一定以上の温度変化があれば、ＣＣＨキャリアのキャリブレーションが実施されて、キャリブレーションデータが更新されるため、常に、最適なキャリブレーションデータを使用して高品質なアダプティブアレイ通信を実現できる。 ( 3 ) Preferably, in the base station antenna calibration method according to (1 ) or (2) , a temperature sensor for detecting a temperature around the communication base station or the antenna element is provided. If there is a certain temperature change or more, it is preferable to perform a calibration using a signal used in the control channel.
In general, the amplitude ratio and phase difference of signals measured by calibration are greatly affected by temperature, and an error occurs if there is a temperature change above a certain level.
However, in the case of the above configuration, if the temperature change exceeds a certain level, the CCH carrier is calibrated and the calibration data is updated. Adaptive array communication can be realized.

（４）また、本発明の上記課題の解決は、アンテナ素子相互間の位相振幅差に対する校正係数を決定する基地局アンテナのキャリブレーションを行い該複数のアンテナ素子によるアダプティブアレイを用いた通信を行う通信基地局において、
通信中に、前記通信基地局に装備されているＮ本のアンテナ素子の内の任意の１本から、制御チャネルで使用している信号を送信させ、
残りの（Ｎ−１）本のアンテナ素子には前記１本のアンテナ素子が送信した信号を受信させ、
前記残りの（Ｎ−１）本のアンテナ素子の送受信の切り替えスイッチからの漏洩電力をキャリブレーション用の送受信信号として利用してキャリブレーション処理を実施し、
さらに、送信するアンテナ素子を順に切り替えて全アンテナ素子について前記キャリブレーション処理を実施して、各アンテナ素子の受信時の振幅比と位相差から、各アンテナ素子のキャリブレーションデータを決定する、
キャリブレーション実行部を備えることを特徴とする通信基地局により達成される。
上記構成によれば、通信中に、その通信を切断することなく、また、空きスロットの発生を待つこともなく、アンテナのキャリブレーションを適時速やかに実施でき、常に、最適なキャリブレーションデータを使用して高品質なアダプティブアレイ通信を実現できる。
また、キャリブレーション用処理で使用する信号がＣＣＨキャリアであっても、他の通信基地局や通信端末に干渉を与えることなく正常にキャリブレーションを実施できる。 (4) Also, the solution of the above-described problem of the present invention is to perform calibration of a base station antenna that determines a calibration coefficient for a phase amplitude difference between antenna elements and perform communication using an adaptive array by the plurality of antenna elements. In the communication base station,
During communication, the signal used in the control channel is transmitted from any one of the N antenna elements equipped in the communication base station ,
The remaining (N-1) antenna elements receive the signal transmitted by the one antenna element,
The leakage power from the transmission / reception changeover switch of the remaining (N-1) antenna elements is used as a transmission / reception signal for calibration, and a calibration process is performed.
Further, the antenna element for transmitting to implement the calibration process for all antenna elements are switched in sequence, from the amplitude ratio and phase difference at the time of reception of each antenna element, to determine the calibration data for each antenna element,
This is achieved by a communication base station comprising a calibration execution unit.
According to the above configuration, the antenna calibration can be performed promptly and promptly without disconnecting the communication or waiting for the occurrence of an empty slot during communication, and always uses the optimal calibration data. Thus, high quality adaptive array communication can be realized.
Even if the signal used in the calibration process is a CCH carrier, calibration can be normally performed without causing interference to other communication base stations and communication terminals.

本発明に係る基地局アンテナのキャリブレーション方法では、複数のアンテナ素子を用いたアダプティブアレイによる通信を行う通信基地局において、通常の通信処理中に、通信を切断することなく、キャリブレーションを実施するため、空きスロットが存在しない場合でも、空きスロットの発生を待つ必要がなく、アンテナのキャリブレーションを適時速やかに実施でき、常に、最適なキャリブレーションデータを使用して高品質なアダプティブアレイ通信を実現できる。
また、キャリブレーション用処理で使用する信号がＣＣＨキャリアであっても、他の通信基地局や通信端末に干渉を与えることなく正常にキャリブレーションを実施できる。 In the base station antenna calibration method according to the present invention, calibration is performed without disconnecting communication during normal communication processing in a communication base station that performs communication using an adaptive array using a plurality of antenna elements. Therefore, even when there is no empty slot, there is no need to wait for the occurrence of an empty slot, antenna calibration can be performed quickly and promptly, and high-quality adaptive array communication is always achieved using optimal calibration data. it can.
Even if the signal used in the calibration process is a CCH carrier, calibration can be normally performed without causing interference to other communication base stations and communication terminals.

以下、本発明に係る基地局アンテナのキャリブレーション方法の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る基地局アンテナのキャリブレーション方法を実施する通信基地局の一実施の形態の構成を示すブロック図、図２は図１に示した通信基地局において、キャリブレーション実施時の各アンテナ素子間の送受信状態の説明図、図３は図２に示した複数のアンテナ素子相互間で送受信する信号の振幅比及び位相差の説明図、図４は図１に示した通信基地局において、キャリブレーション実施タイミングを決定するフローチャートである。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a base station antenna calibration method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a communication base station that implements a base station antenna calibration method according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram of the communication base station shown in FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of a transmission / reception state between the antenna elements, FIG. 3 is an explanatory diagram of amplitude ratios and phase differences of signals transmitted / received between the plurality of antenna elements shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a communication base station shown in FIG. 2 is a flowchart for determining calibration execution timing.

まず、図１に示した通信基地局１００の構成について説明した後、該通信基地局１００において実施される基地局アンテナのキャリブレーション方法について説明する。   First, after describing the configuration of the communication base station 100 shown in FIG. 1, a base station antenna calibration method performed in the communication base station 100 will be described.

図１に示した通信基地局１００は、携帯電話等の基地局として、複数のアンテナ素子を用いたアダプティブアレイ通信を行うもので、Ｎ本のアンテナ素子Ａ１〜ＡＮと、受信信号を復調して受信データを生成したり受信信号の振幅及び位相の情報を得る受信処理部７と、該受信処理部７から受信信号の振幅及び位相の情報を受け取り各アンテナ素子Ａ１〜ＡＮのキャリブレーションデータ１１を制作するキャリブレーション実行部１０と、送信データを変調して送信信号を生成すると共に、生成した送信信号に対してキャリブレーションデータ１１に基づく重み付けを行う送信処理部８と、アンテナ素子Ａ１〜ＡＮを受信処理部７又は送信処理部８に切り替え接続するＮ個の切り替えスイッチＳ１〜ＳＮと、基地局内部の温度を検出する温度センサ１５と、受信処理部７及び送信処理部８の動作を制御してアダプティブアレイ通信を管理する制御部９と、を備えている。   A communication base station 100 shown in FIG. 1 performs adaptive array communication using a plurality of antenna elements as a base station such as a mobile phone, and demodulates received signals with N antenna elements A1 to AN. A reception processing unit 7 that generates reception data and obtains information on the amplitude and phase of the reception signal, receives information on the amplitude and phase of the reception signal from the reception processing unit 7, and receives calibration data 11 of each antenna element A1 to AN. A calibration execution unit 10 to be produced, a transmission processing unit 8 that modulates transmission data to generate a transmission signal, weights the generated transmission signal based on calibration data 11, and antenna elements A1 to AN. N selector switches S1 to SN that are switched and connected to the reception processing unit 7 or the transmission processing unit 8, and a temperature for detecting the temperature inside the base station And capacitors 15, and a control unit 9 for managing the adaptive array communication, the controls the operation of the reception processing unit 7 and the transmission processing section 8.

各切り替えスイッチＳ１〜ＳＮと受信処理部７との間には、無線受信モジュールＲが設けられている。
無線受信モジュールＲは、各アンテナ素子Ａ１〜ＡＮで受信したアナログ信号を各切り替えスイッチＳ１〜ＳＮを介して受け取り、該モジュール内のＬＮＡ１、ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）２、ＡＤコンバータ３を介してデジタル信号化して受信処理部７に渡す。 A wireless reception module R is provided between each of the changeover switches S1 to SN and the reception processing unit 7.
The radio reception module R receives analog signals received by the antenna elements A1 to AN via the changeover switches S1 to SN, and passes through the LNA1, down converter (D / C) 2, and AD converter 3 in the module. It is converted into a digital signal and passed to the reception processing unit 7.

受信処理部７は、無線受信モジュールＲから受け取った受信信号に対して、アダプティブアレイ処理や復調等を行って生成した受信データを制御部９に送る。
また、各切り替えスイッチＳ１〜ＳＮは、受信時の漏洩電力Ｐ１〜ＰＮが、受信処理部７に送られるようになっている。
本実施の形態の場合、受信処理部７は、アンテナのキャリブレーション実行時には、各切り替えスイッチＳ１〜ＳＮからの漏洩電力Ｐ１〜ＰＮを各アンテナ素子Ａ１〜ＡＮからの受信信号として取り扱って、対応する振幅と位相の情報をキャリブレーション実行部１０に送る。 The reception processing unit 7 sends reception data generated by performing adaptive array processing, demodulation, and the like on the reception signal received from the wireless reception module R to the control unit 9.
In addition, each of the changeover switches S1 to SN is configured such that leakage power P1 to PN at the time of reception is sent to the reception processing unit 7.
In the case of the present embodiment, the reception processing unit 7 handles the leakage powers P1 to PN from the changeover switches S1 to SN as reception signals from the antenna elements A1 to AN when performing antenna calibration. The amplitude and phase information is sent to the calibration execution unit 10.

各切り替えスイッチＳ１〜ＳＮと送信処理部８との間には、無線送信モジュールＴが設けられている。
無線送信モジュールＴは、送信処理部８の出力するデジタルデータを、該モジュール内のＤ／Ａコンバータ６、アップコンバータ（Ｕ／Ｃ）５、ＰＡ４を順に介してアナログ信号化して、各切り替えスイッチＳ１〜ＳＮを経て各アンテナ素子Ａ１〜ＡＮに出力する。 A wireless transmission module T is provided between each change-over switch S1 to SN and the transmission processing unit 8.
The wireless transmission module T converts the digital data output from the transmission processing unit 8 into an analog signal through the D / A converter 6, the up converter (U / C) 5, and the PA 4 in the module in order, and switches each switch S 1. The signal is output to each antenna element A1 to AN via -SN.

制御部９は、通常の通信中に、受信処理部７及び送信処理部８の動作を制御して、各アンテナ素子Ａ１〜ＡＮ間経路に起因する振幅比や位相差に対する校正係数であるキャリブレーションデータを算出するキャリブレーション処理を実行する。   The control unit 9 controls the operations of the reception processing unit 7 and the transmission processing unit 8 during normal communication, and is a calibration coefficient that is a calibration coefficient for the amplitude ratio and phase difference caused by the paths between the antenna elements A1 to AN. A calibration process for calculating data is executed.

制御部９が実施するキャリブレーション方法は、次のようなものである。
通信中に、通信基地局１００に装備されているＮ本のアンテナ素子Ａ１〜ＡＮの内の任意の１本から、既知の信号としてＣＣＨキャリアを送信させ、残りの（Ｎ−１）本のアンテナ素子には１本のアンテナ素子が出力した信号を受信させる。このようなキャリブレーション用処理を、送信するアンテナ素子を順に切り替えて全アンテナ素子Ａ１〜ＡＮについて実施して、各アンテナ素子Ａ１〜ＡＮの受信時に受信処理部７がキャリブレーション実行部１０に出力する振幅及び位相を示す情報から、アンテナ素子相互間における振幅比と位相差を算出して、各アンテナ素子Ａ１〜ＡＮのキャリブレーションデータを決定する。 The calibration method performed by the control unit 9 is as follows.
During communication, a CCH carrier is transmitted as a known signal from any one of the N antenna elements A1 to AN installed in the communication base station 100, and the remaining (N-1) antennas are transmitted. The element receives a signal output from one antenna element. Such calibration processing is performed for all antenna elements A1 to AN by sequentially switching the antenna elements to be transmitted, and the reception processing unit 7 outputs to the calibration execution unit 10 when receiving each antenna element A1 to AN. From the information indicating the amplitude and phase, the amplitude ratio and phase difference between the antenna elements are calculated, and the calibration data of each antenna element A1 to AN is determined.

図２は、キャリブレーション時における各アンテナの送受信の例を、具体的に示したものである。
この例では、基地局にはアレイアンテナとして４本のアンテナ素子Ａ１〜Ａ４が装備されていて、その内の１本のアンテナ素子Ａ１が送信するＣＣＨキャリア信号Ｆを、残る３本のアンテナ素子Ａ２、Ａ３，Ａ４が受信している状態を示している。
このような送受信処理を、送信用のアンテン素子を順に切り替えて、全アンテナ素子について実施する。 FIG. 2 specifically shows an example of transmission / reception of each antenna during calibration.
In this example, the base station is equipped with four antenna elements A1 to A4 as array antennas, and the CCH carrier signal F transmitted by one of the antenna elements A1 is transmitted to the remaining three antenna elements A2. , A3, A4 are in a receiving state.
Such transmission / reception processing is performed for all antenna elements by sequentially switching the transmitting antenna elements.

図３は、このようなキャリブレーション時に、受信処理部７がキャリブレーション実行部１０に出力する振幅及び位相の情報例を示している。
図３において、波形曲線ｆ１２は、アンテナ素子Ａ１から送信された信号をアンテナ素子Ａ２が受信した時の振幅と位相の情報である。また、波形曲線ｆ２１は、アンテナ素子Ａ２から送信された信号をアンテナ素子Ａ１が受信した時の振幅と位相の情報である。 FIG. 3 shows an example of amplitude and phase information output from the reception processing unit 7 to the calibration execution unit 10 during such calibration.
In FIG. 3, a waveform curve f12 is amplitude and phase information when the antenna element A2 receives a signal transmitted from the antenna element A1. The waveform curve f21 is information on the amplitude and phase when the antenna element A1 receives the signal transmitted from the antenna element A2.

これらの波形曲線ｆ１２とｆ２１との間で振幅及び位相を比較することから、これらのアンテナ素子間の振幅比ΔＢや、位相差Δθを算出することができる。
図３に示した例の場合、波形曲線ｆ１２の初期位相をθ１、波形曲線ｆ２１の初期位相をθ２、波形曲線ｆ１２の振幅をＢ１、波形曲線ｆ２１の振幅をＢ２とすると、
位相差Δθ＝θ２−θ１＝π／４
振幅比ΔＢ＝Ｂ２／Ｂ１＝０．８
になっている。 Since the amplitude and phase are compared between the waveform curves f12 and f21, the amplitude ratio ΔB and the phase difference Δθ between these antenna elements can be calculated.
In the case of the example shown in FIG. 3, if the initial phase of the waveform curve f12 is θ1, the initial phase of the waveform curve f21 is θ2, the amplitude of the waveform curve f12 is B1, and the amplitude of the waveform curve f21 is B2.
Phase difference Δθ = θ2−θ1 = π / 4
Amplitude ratio ΔB = B2 / B1 = 0.8
It has become.

以上のような振幅比及び位相差を、全アンテナ素子相互について算出して、キャリブレーションデータ１１として保存することで、キャリブレーションが終了する。   The above-described amplitude ratio and phase difference are calculated for all antenna elements and stored as calibration data 11 to complete the calibration.

本実施の形態の場合、以上に説明した制御部９によるキャリブレーション用処理は、ブロードキャスト時のアダプティブアレイ送信を行う必要の無いタイミングを利用して、ＣＣＨキャリアを使って実施する。
具体的には、図４に示す手順で、ブロードキャスト時のアダプティブアレイ送信を行う必要の無いタイミングを決定する。 In the case of the present embodiment, the calibration processing by the control unit 9 described above is performed using a CCH carrier by using a timing at which it is not necessary to perform adaptive array transmission at the time of broadcasting.
Specifically, the procedure shown in FIG. 4, to determine the free time required to perform the adaptive array transmission during broadcast.

まず、最初のステップＳ２１で、制御チャネルにおいてアダプティブアレイ送信を行う必要が無いか否かを判定し、割り当て情報の送信のように送信する対象が確定していて、アダプティブアレイ送信を行う必要がある時には、次のステップＳ２２に進んで、アダプティブアレイ送信を実行する。   First, in the first step S21, it is determined whether or not it is not necessary to perform adaptive array transmission in the control channel, and the transmission target is determined like transmission of allocation information, and it is necessary to perform adaptive array transmission. Sometimes, the process proceeds to the next step S22 to perform adaptive array transmission.

上記ステップＳ２１で、アダプティブアレイ送信を行う必要が無いと判定された場合には、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、ＣＣＨキャリアのキャリブレーションが終了しているか否かを判定し、キャリブレーションが終了していないと判定された場合には、ステップＳ２４に進んで、ＣＣＨキャリアのキャリブレーションを実行する。   If it is determined in step S21 that it is not necessary to perform adaptive array transmission, the process proceeds to step S23. In step S23, it is determined whether calibration of the CCH carrier has been completed. If it is determined that calibration has not been completed, the process proceeds to step S24, where calibration of the CCH carrier is executed.

上記ステップＳ２３で、キャリブレーションが終了していると判定された場合には、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、温度センサ１５の検出信号に基づいて、前回のキャリブレーション時から基地局筐体内の温度が一定以上変化しているか否かが判定され、温度が一定以上変化していないと判定されたときには、キャリブレーションを実施しないで、最初のステップＳ２１に戻る。   If it is determined in step S23 that the calibration has been completed, the process proceeds to step S25. In step S25, based on the detection signal of the temperature sensor 15, it is determined whether or not the temperature in the base station housing has changed more than a certain level since the previous calibration, and it is determined that the temperature has not changed more than a certain value. If not, calibration is not performed and the process returns to the first step S21.

上記ステップＳ２５で前回のキャリブレーション時から基地局筐体内の温度が一定以上変化していると判定されたときには、ステップＳ２６に進み、ＣＣＨキャリアのキャリブレーションを実行して、キャリブレーションデータ１１を更新する。   When it is determined in step S25 that the temperature in the base station casing has changed by a certain level or more since the previous calibration, the process proceeds to step S26, the CCH carrier is calibrated, and the calibration data 11 is updated. To do.

以上に説明した通信基地局１００で実施する基地局アンテナのキャリブレーション方法では、複数のアンテナ素子Ａ１〜ＡＮを用いたアダプティブアレイによる通信を行う通信基地局１００において、通常の通信処理中に、通信を切断することなく、キャリブレーションを実施するため、空きスロットが存在しない場合でも、空きスロットの発生を待つ必要がなく、アンテナのキャリブレーションを適時速やかに実施でき、常に、最適なキャリブレーションデータ１１を使用して高品質なアダプティブアレイ通信を実現できる。
また、キャリブレーション用処理で使用する信号がＣＣＨキャリアであっても、他の通信基地局１００や通信端末に干渉を与えることなく正常にキャリブレーションを実施できる。 In the base station antenna calibration method implemented in the communication base station 100 described above, the communication base station 100 that performs communication by an adaptive array using a plurality of antenna elements A1 to AN performs communication during normal communication processing. Since the calibration is performed without cutting the antenna, even when there is no empty slot, there is no need to wait for the occurrence of an empty slot, and the antenna calibration can be performed promptly and promptly. Can be used to realize high quality adaptive array communication.
Further, even if the signal used in the calibration process is a CCH carrier, calibration can be normally performed without causing interference to other communication base stations 100 and communication terminals.

また、アダプティブアレイに通信を行う通信基地局の場合、制御チャネルでは、ブロードキャストを行うため、アダプティブアレイ送信を行う必要がない場合と、割り当て情報の送信のように送信する対象が確定していて、アダプティブアレイ送信が非常に有効（必要）である場合とがある。
しかし、本実施の形態の通信基地局１００で実施する基地局アンテナのキャリブレーション方法のように、キャリブレーション用処理は、ブロードキャスト時のアダプティブアレイ送信を行う必要の無いタイミングを利用して実施すれば、キャリブレーションがアダプティブアレイ送信に影響を及ぼすことがなく、アダプティブアレイ送信を行う際の通信制度を補償することができる。 In addition, in the case of a communication base station that communicates to an adaptive array, the control channel performs broadcasting, so there is no need to perform adaptive array transmission, and the transmission target is determined like transmission of allocation information, In some cases, adaptive array transmission is very effective (required).
However, as in the base station antenna calibration method implemented in the communication base station 100 of the present embodiment, the calibration process may be performed using timing that does not require performing adaptive array transmission during broadcasting. The calibration does not affect the adaptive array transmission, and the communication system when performing the adaptive array transmission can be compensated.

また、通信基地局において、通常の通信中のアンテナ出力は大きく、そのままキャリブレーション用に他のアンテナ素子Ａ１〜ＡＮに入力させてしまうと、アンテナ素子Ａ１〜ＡＮと受信処理部７との間に介在する無線受信モジュールＲのＬＮＡ１を破損させてしまう虞がある。
しかし、本実施の形態の通信基地局１００で実施する基地局アンテナのキャリブレーション方法では、キャリブレーション時の受信信号として、各アンテナ素子Ａ１〜ＡＮの送受信の切り替えスイッチＳ１〜ＳＮからの漏洩電力Ｐ１〜ＰＮを使うようにしており、該漏洩電力Ｐ１〜ＰＮは各アンテナ素子Ａ１〜ＡＮの出力と比較して微弱になる。
従って、過大入力による無線受信モジュールＲ内のＬＮＡ１の破損を回避でき、安全にキャリブレーションを実施できる。
そして、各アンテナ素子Ａ１〜ＡＮの送受信の切り替えスイッチＳ１〜ＳＮからの漏洩電力を利用して前記キャリブレーション用処理を行うことで、キャリブレーション実行時に、そのためにアンテナ出力を下げるような出力調整も不要になる。 Further, in the communication base station, the antenna output during normal communication is large, and if it is directly input to the other antenna elements A1 to AN for calibration, it is between the antenna elements A1 to AN and the reception processing unit 7. There is a risk of damaging the LNA 1 of the intervening radio reception module R.
However, in the base station antenna calibration method implemented in the communication base station 100 of the present embodiment, the leakage power P1 from the transmission / reception changeover switches S1 to SN of the antenna elements A1 to AN is used as a reception signal at the time of calibration. .About.PN are used, and the leakage powers P1 to PN are weak compared to the outputs of the antenna elements A1 to AN.
Therefore, damage to the LNA 1 in the wireless reception module R due to excessive input can be avoided, and calibration can be performed safely.
Then, by performing the calibration process using the leakage power from the transmission / reception changeover switches S1 to SN of the antenna elements A1 to AN, output adjustment is performed so as to lower the antenna output for the purpose of calibration. It becomes unnecessary.

また、一般的に、キャリブレーションで測定する信号の振幅比や位相差は、温度の影響が大きく、一定以上の温度変化があると、誤差が生じてしまう。
しかし、本実施の形態の通信基地局１００で実施する基地局アンテナのキャリブレーション方法では、通信基地局１００のアンテナ周囲の温度変化を監視する温度センサ１５を備えていて、一定以上の温度変化があれば、ＣＣＨキャリアのキャリブレーションを実行して、キャリブレーションデータ１１を更新する。
そのため、常に、最適なキャリブレーションデータ１１を使用して高品質なアダプティブアレイ通信を実現できる。 Also, in general, the amplitude ratio and phase difference of signals measured by calibration are greatly affected by temperature, and an error occurs if there is a temperature change above a certain level.
However, the base station antenna calibration method implemented in the communication base station 100 according to the present embodiment includes the temperature sensor 15 that monitors the temperature change around the antenna of the communication base station 100, and a temperature change of a certain level or more. If there is, the calibration of the CCH carrier is executed and the calibration data 11 is updated.
Therefore, high-quality adaptive array communication can always be realized using the optimal calibration data 11.

そして、以上のようなキャリブレーション方法によりアンテナのキャリブレーションを適時速やかに実施する本実施の形態の通信基地局１００では、常に、最適なキャリブレーションデータ１１を使用して高品質なアダプティブアレイ通信を実現できる。
また、キャリブレーション用処理で使用する信号がＣＣＨキャリアであっても、他の通信基地局１００や通信端末に干渉を与えることなく正常にキャリブレーションを実施でき、より高品質なアダプティブアレイ通信を実現できる。 In the communication base station 100 according to the present embodiment that performs antenna calibration promptly and promptly by the calibration method as described above, high-quality adaptive array communication is always performed using the optimal calibration data 11. realizable.
Also, even if the signal used in the calibration process is a CCH carrier, calibration can be performed normally without causing interference to other communication base stations 100 and communication terminals, thereby realizing higher quality adaptive array communication. it can.

本発明に係る基地局アンテナのキャリブレーション方法を実施する通信基地局の一実施の形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of the communication base station which implements the calibration method of the base station antenna which concerns on this invention. 図１に示した通信基地局において、キャリブレーション実施時の各アンテナ素子間の送受信状態の説明図である。In the communication base station shown in FIG. 1, it is explanatory drawing of the transmission / reception state between each antenna element at the time of calibration. 図２に示した複数のアンテナ素子相互間で送受信する信号の振幅比及び位相差の説明図である。It is explanatory drawing of the amplitude ratio and phase difference of the signal transmitted / received between several antenna elements shown in FIG. 図１に示した通信基地局において、キャリブレーション実施タイミングを決定するフローチャートである。3 is a flowchart for determining calibration execution timing in the communication base station shown in FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

１ ＬＮＡ
２ ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）
３ ＡＤコンバータ
４ ＰＡ
５ アップコンバータ（Ｕ／Ｃ）
６ Ｄ／Ａコンバータ
７ 受信処理部
８ 送信処理部
９ 制御部
１０ キャリブレーション実行部
１１ キャリブレーションデータ
１５ 温度センサ
Ａ１〜ＡＮ アンテナ素子
Ｐ１〜ＰＮ 漏洩電力
Ｒ 無線受信モジュール
Ｓ１〜ＳＮ 切り替えスイッチ（Ｓ／Ｗ）
Ｔ 無線送信モジュール 1 LNA
2 Down converter (D / C)
3 AD converter 4 PA
5 Upconverter (U / C)
6 D / A converter 7 Reception processing unit 8 Transmission processing unit 9 Control unit 10 Calibration execution unit 11 Calibration data 15 Temperature sensor A1 to AN Antenna element P1 to PN Leakage power R Wireless reception module S1 to SN changeover switch (S / W)
T wireless transmission module

Claims (4)

複数のアンテナ素子を用いたアダプティブアレイによる通信を行う通信基地局において、アンテナ素子相互間の位相振幅差に対する校正係数を決定する基地局アンテナのキャリブレーション方法であって、
通信中に、前記通信基地局に装備されているＮ本のアンテナ素子の内の任意の１本から、制御チャネルで使用している信号を送信させ、
残りの（Ｎ−１）本のアンテナ素子には前記１本のアンテナ素子が送信した信号を受信させ、
前記残りの（Ｎ−１）本のアンテナ素子の送受信の切り替えスイッチからの漏洩電力をキャリブレーション用の送受信信号として利用してキャリブレーション処理を実施し、
さらに、送信するアンテナ素子を順に切り替えて全アンテナ素子について前記キャリブレーション処理を実施して、各アンテナ素子の受信時の振幅比と位相差から、各アンテナ素子のキャリブレーションデータを決定する、
ことを特徴とする基地局アンテナのキャリブレーション方法。 In a communication base station that performs communication by an adaptive array using a plurality of antenna elements, a calibration method for a base station antenna that determines a calibration coefficient for a phase amplitude difference between antenna elements,
During communication, the signal used in the control channel is transmitted from any one of the N antenna elements equipped in the communication base station ,
The remaining (N-1) antenna elements receive the signal transmitted by the one antenna element,
The leakage power from the transmission / reception changeover switch of the remaining (N-1) antenna elements is used as a transmission / reception signal for calibration, and a calibration process is performed.
Further, the antenna element for transmitting to implement the calibration process for all antenna elements are switched in sequence, from the amplitude ratio and phase difference at the time of reception of each antenna element, to determine the calibration data for each antenna element,
A calibration method for a base station antenna. 前記キャリブレーション用処理は、ブロードキャスト時のアダプティブアレイ送信を行わないタイミングを利用して、実施することを特徴とする請求項１に記載の基地局アンテナのキャリブレーション方法。   The base station antenna calibration method according to claim 1, wherein the calibration processing is performed by using a timing at which adaptive array transmission is not performed during broadcasting. 前記通信基地局又は前記アンテナ素子の周囲の温度を検出するための温度センサを備え、一定以上の温度変化があれば、前記制御チャネルで使用している信号を用いたキャリブレーションを実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局アンテナのキャリブレーション方法。   A temperature sensor for detecting the temperature around the communication base station or the antenna element is provided, and if there is a temperature change above a certain level, calibration using a signal used in the control channel is performed. 3. The base station antenna calibration method according to claim 1, wherein the base station antenna is calibrated. アンテナ素子相互間の位相振幅差に対する校正係数を決定する基地局アンテナのキャリブレーションを行い該複数のアンテナ素子によるアダプティブアレイを用いた通信を行う通信基地局において、
通信中に、前記通信基地局に装備されているＮ本のアンテナ素子の内の任意の１本から、制御チャネルで使用している信号を送信させ、
残りの（Ｎ−１）本のアンテナ素子には前記１本のアンテナ素子が送信した信号を受信させ、
前記残りの（Ｎ−１）本のアンテナ素子の送受信の切り替えスイッチからの漏洩電力をキャリブレーション用の送受信信号として利用してキャリブレーション処理を実施し、
さらに、送信するアンテナ素子を順に切り替えて全アンテナ素子について前記キャリブレーション処理を実施して、各アンテナ素子の受信時の振幅比と位相差から、各アンテナ素子のキャリブレーションデータを決定する、
キャリブレーション実行部を備えることを特徴とする通信基地局。 In a communication base station that performs a calibration of a base station antenna that determines a calibration coefficient for a phase amplitude difference between antenna elements and performs communication using an adaptive array by the plurality of antenna elements,
During communication, the signal used in the control channel is transmitted from any one of the N antenna elements equipped in the communication base station ,
The remaining (N-1) antenna elements receive the signal transmitted by the one antenna element,
The leakage power from the transmission / reception changeover switch of the remaining (N-1) antenna elements is used as a transmission / reception signal for calibration, and a calibration process is performed.
Further, the antenna element for transmitting to implement the calibration process for all antenna elements are switched in sequence, from the amplitude ratio and phase difference at the time of reception of each antenna element, to determine the calibration data for each antenna element,
A communication base station comprising a calibration execution unit.
JP2006350618A 2006-12-26 2006-12-26 Base station antenna calibration method and communication base station Expired - Fee Related JP4786524B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006350618A JP4786524B2 (en) 2006-12-26 2006-12-26 Base station antenna calibration method and communication base station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006350618A JP4786524B2 (en) 2006-12-26 2006-12-26 Base station antenna calibration method and communication base station

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008166866A JP2008166866A (en) 2008-07-17
JP4786524B2 true JP4786524B2 (en) 2011-10-05

Family

ID=39695774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006350618A Expired - Fee Related JP4786524B2 (en) 2006-12-26 2006-12-26 Base station antenna calibration method and communication base station

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4786524B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6329348B2 (en) 2013-08-13 2018-05-23 株式会社Ｎｔｔドコモ Base station apparatus and calibration method
US11038474B2 (en) 2017-11-01 2021-06-15 Analog Devices Global Unlimited Company Phased array amplifier linearization

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001053661A (en) * 1999-08-09 2001-02-23 Kyocera Corp Transmission and reception system adjustment method for adaptive array base station, and adaptive array radio device
JP2003264492A (en) * 2002-03-08 2003-09-19 Sony Corp Radio communication equipment, and characteristic adjusting method for array antenna

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008166866A (en) 2008-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4640836B2 (en) Wireless communication method and wireless communication apparatus
EP1618673B1 (en) System and method for adaptive antenna impedance matching
US8326363B2 (en) Portable terminal, base station, and method of specifying position of portable terminal
US20080111748A1 (en) Antenna system having plural selectable antenna feed points and method of operation thereof
US20140323065A1 (en) Method and Terminal Device for Automatically Tuning Impedance Matching of Multi-Frequency Band Antenna
US20040229590A1 (en) Radio receiver
WO2006114731A1 (en) Radio apparatus
US10333572B2 (en) Antenna tuner control circuit, front-end circuit and communication device
WO2017052937A1 (en) Full duplex technique
EP3105859B1 (en) Mode-based antenna tuning
US6940453B2 (en) Apparatus and method for calibrating reception signal in mobile communication system
US9628136B2 (en) Methods and apparatus for controlling multiple-input and multiple-output operation in a communication device based on a position sensor input
JP4786524B2 (en) Base station antenna calibration method and communication base station
US7672668B2 (en) Calibration system architecture for calibrating multiple types of base stations in a wireless network
US20080268915A1 (en) Mobile Telephone, Transmission Power Control Method, And Program
CN101778444B (en) Device and method for choosing transmission path in wireless network
JP2007089067A (en) Radio communication method and radio communication apparatus
US20120201176A1 (en) Method of and Equalizer for Equalizing a Radio Frequency Filter
US9386533B2 (en) Signal transmission method and apparatus of multi-antenna base station
JP2005229539A (en) Mobile communication terminal device
US8130856B1 (en) Adjustable transmit diversity
WO2022044840A1 (en) Wireless device
KR100923178B1 (en) System and method for compensating delay of output signal passed through mimo path within wibro base station
US20110190025A1 (en) Device and method for controlling power of mobile communication terminal
JPH08149059A (en) Diversity control circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091015

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110301

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110426

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110517

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110627

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110712

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110713

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4786524

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140722

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees