JPH10336149A - アレーアンテナ無線cdma通信装置 - Google Patents

アレーアンテナ無線cdma通信装置

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JPH10336149A
JPH10336149A JP9155779A JP15577997A JPH10336149A JP H10336149 A JPH10336149 A JP H10336149A JP 9155779 A JP9155779 A JP 9155779A JP 15577997 A JP15577997 A JP 15577997A JP H10336149 A JPH10336149 A JP H10336149A
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Japan
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transmission
signal
radio
radio circuit
unit
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JP9155779A
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English (en)
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Keiji Takakusaki
恵二 高草木
Kazuyuki Miya
和行 宮
Katsuhiko Hiramatsu
勝彦 平松
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B1/69Spread spectrum techniques
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/267Phased-array testing or checking devices
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    • H04B17/14Monitoring; Testing of transmitters for calibration of the whole transmission and reception path, e.g. self-test loop-back
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アレーアンテナ無線CDMA通信装置に
おいて、送信無線回路の特性を高精度に測定すること。 【解決手段】 送信ベースバンド処理手段102、10
3、104で生成した通信に使用する拡散信号と同じ帯
域幅を持つキャリブレーション用信号を、送信無線回路
105、106、107で無線信号として出力し、加算
手段117で加算し、受信無線回路を通してぞれぞれ復
調することにより、送信無線回路105、106、10
7各々の特性を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CDMAディジタ
ル移動無線通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アレーアンテナとは、複数のアンテナで
構成され、各アンテナより送信する信号に各々振幅と位
相の調整を与えることにより、送信の指向性を自由に設
定できるものである。送信信号に対する振幅と位相の調
整は、送信ベースバンド処理部において送信信号に複素
係数を乗算することにより行うことができる。
【0003】図7に、アレーアンテナを備えた通信機の
構成を示す。図7においては、例として3本のアンテナ
素子を用いる通信装置の構成を示す。
【0004】通信装置は、送信手段701、送信ベース
バンド処理手段702、703、704、キャリブレー
ション用信号発生手段705、706、707、送信無
線回路708、709、710、送信端子711、71
2、713、送信アンテナ714、715、716、ケ
ーブル717、送信無線回路特性測定手段718、受信
端子719、受信無線回路720、復調手段721、か
ら構成される。
【0005】以下に、この通信装置の動作を説明する。
【0006】他の通信装置と通信を行う際には、以下の
ような動作を行う。送信無線信号は、送信手段701に
より発生する。送信手段701内の送信ベースバンド処
理手段702、703、704の内部において、送信す
べき情報シンボル信号に同一の拡散符号を乗算して、さ
らに各々個別に設定した複素係数を乗算し、送信ベース
バンド信号を生成する。送信ベースバンド処理手段70
2、703、704の発生する送信ベースバンド信号
は、送信無線回路708、709、710において無線
周波数帯域にアップコンバートされ、増幅され、送信無
線信号となる。送信無線信号は、送信端子711、71
2、713を経て、送信アンテナ714、715、71
6より放射される。ここで、共用器を用いて送信用のア
ンテナ素子と受信用のアンテナ素子を共用する場合もあ
る。
【0007】上記の送信ベースバンド処理手段702、
703、704の内部において乗算する複素係数を調節
することにより、希望方向に対してのみ放射電界強度を
高くすることができる。これを、「送信指向性を持たせ
る」という。送信指向性を持たせることにより、他の通
信機の受信SIR(Signal to Interference Ratio :以
下SIR)を高く保つことができる。
【0008】しかしここで、送信無線回路705、70
6、707の持つ特性は、増幅器などの素子の特性のば
らつきにより個々に異なる。これにより各アンテナの送
信信号に各々異なる未知の振幅変動や位相回転が加わ
り、送信ベースバンド処理手段702、703、704
において複素係数を乗算することにより得ることができ
ると期待される送信指向性とは異なった送信指向性が形
成されてしまう。
【0009】上記現象を防止するためには、送信無線回
路708、709、710の持つ特性を同一になるよう
に調整しなければならない。しかしながら、増幅器など
のアナログ素子の特性を正確に且つ時不変に調整するこ
とは、極めて困難である。そこで、送信無線回路70
8、709、710の持つ特性を調整することは行わ
ず、あらかじめ送信無線回路708、709、710の
持つ特性を各々測定して記憶しておきその特性の誤差分
だけ送信信号振幅・送信信号位相が変化する事を考慮し
て、送信ベースバンド処理手段702、703、704
において乗算する複素係数を決定する、という方法をと
る。
【0010】送信無線回路708、709、710の持
つ特性を測定するために、通信を開始する前に測定モー
ドを設ける。以下、送信無線回路の特性の測定について
述べる。
【0011】無線回路の特性測定のために、キャリブレ
ーション用信号発生手段705、706、707にキャ
リブレーション用信号を発生させる。キャリブレーショ
ン用信号として、トーン信号と呼ばれる極めて周波数の
遅い正弦波状信号、または時不変信号を発生する。送信
無線回路特性測定手段として、別に用意する送信無線回
路特性測定手段もしくは通信用の受信手段のいずれか1
台を、用意する。送信無線回路特性測定手段718に、
送信無線回路特性測定対象となる送信無線回路708、
709、710のいずれかひとつを、ケーブル717を
介して接続し、送信無線回路特性測定手段718の出力
信号を観測する。受信無線回路720の出力信号の振幅
および位相の、期待される値からの偏差を、その送信無
線回路の持つ特性の誤差として、記録手段721に記録
しておく。その後、もう1台の特性測定対象となる送信
無線回路に送信無線回路特性測定手段718の接続を換
え、同様の処理を行う。これを繰り返し、すべての送信
無線回路に対して同様の処理を行う。
【0012】以上に示すような送信無線回路の特性の測
定が終了したのち、送信端子711、712、713に
送信アンテナ714、715、716を接続し、通信モ
ードに移行する。通信中においては、記録された送信無
線回路の特性誤差を相殺するように設定した複素係数
を、送信ベースバンド処理手段702、703、704
において使用する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアレーアンテナ通信装置は、キャリブレーション用
信号として、前項に記したようなトーン信号を使用して
おり、そのトーン信号の周波数帯域幅は通信用拡散信号
の周波数帯域幅と比較し非常に小さい。そのため、実際
に拡散信号で通信を行う際の送信無線回路の特性を正確
に測定できないという問題がある。
【0014】本発明は、上記問題を解決するために、ア
レーアンテナ無線CDMA通信装置において、通信に使
用する拡散信号と同じ帯域幅を持つ信号をキャリブレー
ション用信号として使用して、実際に拡散信号で通信を
行う際の送信無線回路の特性を正確に測定することを目
的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明は以下のような構成を有する。
【0016】請求項1記載の発明は、通信に使用する拡
散信号と同等の帯域幅を持つキャリブレーション用信号
を使用して送信無線回路特性測定を行う構成を採る。
【0017】具体的には、請求項2記載の発明のよう
に、各々の送信情報シンボル信号に各々異なる拡散符号
を乗算してキャリブレーション用信号を発生する複数の
送信ベースバンド処理手段と、前記各々のキャリブレー
ション用信号を送信無線信号に変換する送信無線回路部
と、この送信無線回路部から出力される複数のキャリブ
レーション用信号をCDMA多重する加算手段と、CD
MA多重された前記キャリブレーション用信号を受信す
る受信無線回路部と、受信した前記キャリブレーション
用信号を各々個別の拡散符号により復調する複数の復調
手段と、を具備する構成とした。
【0018】この構成により、通信に使用する拡散信号
と同じ帯域幅を持つ信号をキャリブレーション用信号と
して使用することができるため、精度の高い送信無線回
路特性測定が可能となる。
【0019】加えて、送信無線回路部の出力するすべて
のキャリブレーション用信号をCDMA多重して受信無
線回路部、復調手段に入力し、拡散符号の相関によりキ
ャリブレーション用信号を分離して独立に特性を測定す
ることが可能となる。
【0020】このため、すべての送信無線回路の特性測
定を同時に行うことが可能となる。この結果、特性測定
の際のケーブルのつなぎ換えを繁雑に行う必要がなくな
る。さらに、送信無線回路部と受信無線回路部とで共通
の局部発振器を使用できない場合でも、精度よく送信無
線手段の特性を測定することが可能となる。
【0021】請求項3記載の発明は、請求項2記載のア
レーアンテナ無線CDMA通信装置において、復調手段
を少なくとも2つ有し、キャリブレーション用信号を選
択的に切替えて加算手段に入力する構成とした。
【0022】まず最初に、1番目の送信無線回路部と2
番目の送信無線回路部の出力のみを合成して受信手段に
入力する。この状態で、1番目の復調手段は1番目の送
信無線回路部の発生するキャリブレーション用信号の復
調を担当し、2番目の復調手段は2番目の送信無線回路
部の発生するキャリブレーション用信号の復調を担当す
る。そして、これら復調手段から出力される2系統の測
定結果より、1番目の送信無線回路部と2番目の送信無
線回路部との特性の差(例えば位相の差)を計算する。
【0023】次に、1番目の送信無線回路部と3番目の
送信無線回路部の出力のみを、加算手段により合成して
受信無線回路部に入力する。この状態で、1番目の復調
手段は1番目の送信無線回路部の発生するキャリブレー
ション用信号の復調を担当し、2番目の復調手段は3番
目の送信無線回路部の発生するキャリブレーション用信
号の復調を担当する。そして、これら復調手段から出力
される2系統の測定結果より、1番目の送信無線回路部
と3番目の送信無線回路部との特性の差(例えば位相の
差)を計算する。
【0024】このような動作を行う場合、異なる複数の
時間帯にそれぞれの送信無線回路の特性を測定すること
になり、送信無線回路部と受信無線回路部で異なった局
部発振器が用いられている場合は、測定された特性の絶
対値は意味がない。しかしながら、すべての送信手段の
局部発振器は共用されているため、すべての送信手段の
相対的な特性差は固定的であるので、ある1台の送信無
線回路部(上記の例では1番目の送信無線回路部)を基
準と定めて測定した特性差は、精度の高いものとなる。
【0025】以上に示したとおり、受信手段中の復調手
段を送信手段に比べて少なくすることにより、同数設け
た場合と比較して測定の時間と手数はかかるものの、装
置の規模を小さくすることができ、かつ、測定の精度は
高く保つことができる。
【0026】請求項4記載の発明は、請求項2または請
求項3記載のアレーアンテナ無線CDMA通信装置にお
いて、受信無線回路部は、加算手段からのキャリブレー
ション用信号と受信アンテナで受信した受信信号とを選
択的に切替えて入力する構成とした。
【0027】この構成により、通信モードにおいては受
信も可能となり、専用の送信手段を設ける必要がなくな
る。
【0028】請求項5記載の発明は、請求項2乃至請求
項4のいずれかに記載のアレーアンテナ無線CDMA通
信装置において、復調手段の出力を記録する記録手段又
は前記出力を記憶する記憶手段を有する構成とした。
【0029】この構成により、請求項2または請求項3
または請求項4のいずれかに記載のアレーアンテナ無線
CDMA通信装置により測定することができる送信無線
回路の特性データを記録することができ、それらの特性
データを様々な処理に使用することが可能となる。
【0030】請求項6記載の発明は、請求項2乃至請求
項5のいずれかに記載のアレーアンテナ無線CDMA通
信装置において、復調手段の出力を送信ベースバンド処
理手段に帰還して送信手段の特性誤差を相殺するよう送
信ベースバンド処理手段を制御する構成とした。
【0031】この構成により、アレーアンテナ無線CD
MA通信装置により測定することができる送信手段の特
性データをもとに、送信手段の特性誤差を相殺するよう
に送信ベースバンド処理手段を制御することが可能とな
る。これにより、希望通りの送信指向性を精度よく実現
することができることとなる。
【0032】また、請求項7記載の発明は、請求項1記
載のアレーアンテナ無線CDMA通信装置において、各
々の送信情報シンボル信号に拡散符号を乗算してキャリ
ブレーション用信号を発生する複数の送信ベースバンド
処理手段と、前記各々のキャリブレーション用信号を送
信無線信号に変換する送信無線回路部と、この送信手段
から出力される複数のキャリブレーション用信号をCD
MA多重する加算手段と、CDMA多重された前記キャ
リブレーション用信号を受信する受信無線回路部と、受
信した前記キャリブレーション用信号を送信側で使用し
たと同一の拡散符号により順次復調する単一の復調手段
と、を具備する構成とした。
【0033】この構成によれば、単一の復調手段を有す
る簡易な回路構成で送信無線無線回路部の特性を測定す
ることが可能となる。
【0034】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)図1に、請求項2記載の無線回路遅延
量測定機能付きアレーアンテナ無線CDMA通信装置の
構成を示す。
【0035】図1においては、例として3本のアンテナ
素子を用いる通信装置の構成を示す。
【0036】装置は、送信手段101、送信ベースバン
ド処理手段102、103、104、送信無線回路10
5、106、107、送信端子108、109、11
0、送信アンテナ111、112、113、ケーブル1
14、115、116、加算手段117、ケーブル11
8、送信無線回路特性測定手段119、受信端子12
0、受信無線回路121、復調手段122、123、1
24、出力インターフェイス125、から構成される。
【0037】他の通信装置と通信を行う際には、以下の
ような動作を行う。送信無線信号は、送信手段101に
より発生する。送信手段101内の送信ベースバンド処
理手段102、103、104の内部において、送信す
べき情報シンボル信号に同一の拡散符号を乗算して、さ
らに各々個別に設定した複素係数を乗算し、送信ベース
バンド信号を生成する。送信ベースバンド処理手段10
2、103、104の発生する送信ベースバンド信号
は、送信無線回路105、106、107において無線
周波数帯域にアップコンバートされ、増幅され、送信無
線信号となる。送信無線信号は、送信端子108、10
9、110を経て、送信アンテナ111、112、11
3より放射される。ここで、共用器を用いて送信用のア
ンテナ素子と受信用のアンテナ素子を共用する場合もあ
る。
【0038】上記の送信ベースバンド処理手段102、
103、104の内部において乗算する複素係数を調節
することにより、送信指向性を持たせ、他の通信機の受
信SIRを高く保つことができる。
【0039】送信無線回路105、106、107の持
つ特性を測定するために、通信を開始する前に測定モー
ドを設ける。以下、送信無線回路の特性の測定について
述べる。
【0040】送信無線回路の特性測定のために、すべて
の送信ベースバンド処理手段102、103、104に
情報シンボルが既知である送信ベースバンド信号を発生
させる。この送信ベースバンド信号をもとに発生した送
信無線信号を、特にキャリブレーション用信号と呼ぶ。
【0041】さらに、送信無線回路特性測定手段119
を1台設ける。送信無線回路特性測定手段119に、送
信無線回路特性測定対象となる送信無線回路105、1
06、107のすべてを、ケーブル114,115,1
16を介して加算手段117に接続し、加算出力をケー
ブル118を介して、送信無線回路特性測定手段119
に受信アンテナ端子120より入力する。ここで、ケー
ブル114,115,116は長さの誤差が送信無線信
号の波長に対して十分小くなるように調整しなければな
らない。これら、ケーブル114,115,116、加
算手段117、ケーブル118より構成される系は、複
数のキャリブレーション用信号をCDMA多重するため
のものであり、以下、送信無線信号合成手段と称するも
のとする。
【0042】送信無線回路特性測定手段119の内部で
は、上記送信無線信号合成手段によりCDMA多重され
たすべてのキャリブレーション用信号を、復調手段12
2、123、124にて拡散符号の相関により分離して
独立に復調し、特性情報を独立に出力インターフェイス
125より出力する。出力インターフェイス125は、
上記復調手段122、123、124の出力を、そのま
ままたは別の形式に変換して出力することができる。例
を挙げると、復調手段の出力の書式そのままであるI成
分とQ成分の組で出力することも、I成分とQ成分の自
乗和を計算してパワーとして出力することも、その平方
根を取って振幅として出力することも、I成分とQ成分
の逆正接をとって位相として出力することも、まったく
自由である。
【0043】上記のような構成により、すべての送信無
線回路の特性測定を同時に行うことができ、測定作業中
のケーブルのつなぎ換えは全く必要ない。これは、複数
の送信無線回路の特性測定を同時に行うことは不可能で
ある従来のアレーアンテナ通信装置が有する次のような
問題を解決するものである。
【0044】特性測定対象となる送信無線回路708、
709、710、および送信無線回路特性測定手段71
8の備える受信無線回路720は、各々個別の局部発振
器を有する。これらの局部発振器の出力位相が変化する
と、無線回路の出力位相も変化する。これらの局部発振
器の発振周波数には微少な誤差が存在するため、それぞ
れの局部発振器の出力位相は、刻々と独立に変化してゆ
く。そのような状況下においては、仮に無線回路の特性
が一定であったとしても、送信無線回路特性測定手段7
18による測定結果が刻々と変化し、無線回路の特性が
刻々と変化しているように見えてしまう。
【0045】すべての送信無線回路708、709、7
10は同一の周波数の局部発振器を使用するため、局部
発振器を1台だけ設けてその出力をすべての送信無線回
路708、709、710に分配することができ、これ
により各送信手段の出力信号の間の位相の差を時不変に
保つことが可能となる。しかしながら、受信無線回路7
20中の局部発振周波数と送信無線回路708、70
9、710中の局部発振周波数は、必ずしも同一に設計
されるとは限らない。送受信の無線回路で局部発振周波
数が異なる場合には、送信無線回路708、709、7
10と送信無線回路特性測定手段718の受信無線回路
720とで個別の局部発振器を使用しなければならず、
それらの局部発振器の有する周波数誤差により送信無線
回路特性測定手段718による測定結果が刻々と変化
し、無線回路の遅特性が刻々と変化しているように見え
てしまう。その結果、異なる時刻に行った各々の送信無
線回路の特性には、知ることのできない測定誤差が含ま
れてしまい、特性測定が意味の無いものとなってしま
う。
【0046】しかしながら、本実施の形態により、送信
手段の出力するすべてのキャリブレーション用信号をC
DMA多重して送信無線回路特性測定手段に入力し、送
信無線回路特性測定手段において拡散符号の相関により
キャリブレーション用信号を分離して独立に特性を測定
することが可能となるため、すべての送信無線回路の特
性測定を同時に行うことが可能となる。この結果、特性
測定の際のケーブルのつなぎ換えを繁雑に行う必要がな
くなる。さらに、送信無線回路と送信無線回路特性測定
手段中の受信無線回路とで共通の局部発振器を使用でき
ない場合でも、精度よく送信無線回路の特性を測定する
ことが可能となる。
【0047】以上に示すように、本実施の形態により、
通信に使用する拡散信号と同じ帯域幅を持つ信号をキャ
リブレーション用信号として使用することができるた
め、精度の高い送信無線回路特性測定が可能となる。加
えて、特性測定の際のケーブルのつなぎ換えを繁雑に行
う必要がなくなり、さらに、送信無線回路と送信無線回
路特性測定手段中の受信無線回路とで共通の局部発振器
を使用できない場合でも、精度よく送信無線回路の特性
を測定することが可能となる。
【0048】(実施の形態2)図2に、請求項3記載の
無線回路遅延量測定機能付きアレーアンテナ無線CDM
A通信装置の構成を示す。図2においては、例として3
本のアンテナ素子を設け(N=3)、2台の復調手段を
設ける(M=2)、通信装置の構成を示す。
【0049】装置は、送信手段201、送信ベースバン
ド処理手段202、203、204、送信無線回路20
5、206、207、送信端子208、209、21
0、送信アンテナ211、212、213、ケーブル2
14、215、加算手段216、ケーブル217、送信
無線回路特性測定手段218、受信端子219、受信無
線回路220、復調手段221、222、出力インター
フェイス223、から構成される。
【0050】他の通信装置と通信を行う際には、以下の
ような動作を行う。送信無線信号は、送信手段201に
より発生する。送信手段201内の送信ベースバンド処
理手段202、203、204の内部において、送信す
べき情報シンボル信号に同一の拡散符号を乗算して、さ
らに各々個別に設定した複素係数を乗算し、送信ベース
バンド信号を生成する。送信ベースバンド処理手段20
2、203、204の発生する送信ベースバンド信号
は、送信無線回路205、206、207において無線
周波数帯域にアップコンバートされ、増幅され、送信無
線信号となる。送信無線信号は、送信端子208、20
9、210を経て、送信アンテナ211、212、21
3より放射される。ここで、共用器を用いて送信用のア
ンテナ素子と受信用のアンテナ素子を共用する場合もあ
る。
【0051】上記の送信ベースバンド処理手段202、
203、204の内部において乗算する複素係数を調節
することにより、送信指向性を持たせ、他の通信機の受
信SIRを高く保つことができる。
【0052】送信無線回路205、206、207の持
つ特性を測定するために、通信を開始する前に測定モー
ドを設ける。以下、送信無線回路の特性の測定について
述べる。
【0053】送信無線回路の特性測定のために、すべて
の送信ベースバンド処理手段202、203、204に
情報シンボルが既知である送信ベースバンド信号を発生
させる。この送信ベースバンド信号をもとに発生した送
信無線信号を、特にキャリブレーション用信号と呼ぶ。
【0054】さらに、送信無線回路特性測定手段を1台
設ける。送信無線回路特性測定対象となる送信無線回路
205、206、207のうちいくつかを選択し、ケー
ブル214,215を介して加算手段216に接続し、
加算出力をケーブル217を介して、送信無線回路特性
測定手段218に受信端子219より入力する。ここ
で、ケーブル214,215は長さの誤差が送信無線信
号の波長に対して十分小さくなるように調整しなければ
ならない。これら、ケーブル214,215、加算手段
216、ケーブル217より構成される系は、複数のキ
ャリブレーション用信号をCDMA多重するためのもの
であり、以下、送信無線信号合成手段と称するものとす
る。
【0055】ケーブルの接続と測定の手順を、以下に示
す。
【0056】まず最初に、1番目の送信無線回路205
と2番目の送信無線回路206の出力のみを、送信無線
信号合成手段により合成して送信無線回路特性測定手段
219に入力する。この状態で、1番目の復調手段22
1は1番目の送信無線回路205の発生するキャリブレ
ーション用信号の復調を担当し、2番目の復調手段22
2は2番目の送信無線回路206の発生するキャリブレ
ーション用信号の復調を担当する。そして、出力インタ
ーフェイス223から出力される2系統の測定結果よ
り、1番目の送信無線回路205と2番目の送信無線回
路206との特性の差(例えば位相の差)を計算する。
【0057】次に、1番目の送信無線回路205と3番
目の送信無線回路207の出力のみを、送信無線信号合
成手段により合成して送信無線回路特性測定手段219
に入力する。この状態で、1番目の復調手段221は1
番目の送信無線回路205の発生するキャリブレーショ
ン用信号の復調を担当し、2番目の復調手段222は3
番目の送信無線回路207の発生するキャリブレーショ
ン用信号の復調を担当する。そして、出力インターフェ
イス223から出力される2系統の測定結果より、1番
目の送信無線回路205と3番目の送信無線回路207
との特性の差(例えば位相の差)を計算する。
【0058】このような動作を行う場合、異なる複数の
時間帯にそれぞれの送信無線回路の特性を測定すること
になり、送信無線回路と送信無線回路特性測定手段中の
受信無線回路で異なった局部発振器が用いられている場
合は、測定された特性の絶対値は意味がない。しかし一
方、すべて送信無線回路の局部発振器は共用されてお
り、すべて送信無線回路の相対的な特性差は固定的であ
るので、ある1台の送信無線回路(上記の例では1番目
の送信無線回路205)を基準と定めて測定した特性差
は、精度の高いものとなる。
【0059】出力インターフェイス223は、上記復調
手段221、222の出力を、そのまままたは別の形式
に変換して出力することができる。例を挙げると、復調
手段の出力の書式そのままであるI成分とQ成分の組で
出力することも、I成分とQ成分の自乗和を計算してパ
ワーとして出力することも、その平方根を取って振幅と
して出力することも、I成分とQ成分の逆正接をとって
位相として出力することも、まったく自由である。
【0060】以上のように、本実施の形態により、送信
無線回路特性測定手段中の復調手段を送信無線回路に比
べて少なくすることにより、同数設けた場合と比較して
測定の時間と手数はかかるものの、装置の規模を小さく
することができ、かつ、測定の精度は高く保つことがで
きる。
【0061】(実施の形態3)図3に、請求項4記載の
無線回路遅延量測定機能付きアレーアンテナ無線CDM
A通信装置の構成を示す。
【0062】図3においては、例として3本のアンテナ
素子を用いる通信装置の構成を示す。
【0063】装置は、送信手段301、送信ベースバン
ド処理手段302、303、304、送信無線回路30
5、306、307、送信端子308、309、31
0、送信アンテナ311、312、313、ケーブル3
14、315、316、加算手段317、ケーブル31
8、送信無線回路特性測定手段として流用可能な受信手
段319、受信端子320、受信無線回路321、復調
手段322、323、324、出力インターフェイス3
25、受信アンテナ326、から構成される。
【0064】他の通信装置と通信を行う際には、以下の
ような動作を行う。送信無線信号は、送信手段301に
より発生する。送信手段301内の送信ベースバンド処
理手段302、303、304の内部において、送信す
べき情報シンボル信号に同一の拡散符号を乗算して、さ
らに各々個別に設定した複素係数を乗算し、送信ベース
バンド信号を生成する。送信ベースバンド処理手段30
2、303、304の発生する送信ベースバンド信号
は、送信無線回路305、306、307において無線
周波数帯域にアップコンバートされ、増幅され、送信無
線信号となる。送信無線信号は、送信端子308、30
9、310を経て、送信アンテナ311、312、31
3より放射される。ここで、共用器を用いて送信用のア
ンテナ素子と受信用のアンテナ素子を共用する場合もあ
る。
【0065】上記の送信ベースバンド処理手段302、
303、304の内部において乗算する複素係数を調節
することにより、送信指向性を持たせ、他の通信機の受
信SIRを高く保つことができる。
【0066】また、他の通信装置からの信号を受信する
ため、受信手段319を設ける。受信手段319の受信
端子320に接続された受信アンテナ326より受信し
た信号は、受信無線回路321によりダウンコンバート
され、復調手段322、323、324のうちの1台に
より復調される。
【0067】送信無線回路305、306、307の持
つ特性を測定するために、通信を開始する前に測定モー
ドを設ける。以下、送信無線回路の特性の測定について
述べる。
【0068】送信無線回路の特性測定のために、すべて
の送信ベースバンド処理手段302、303、304に
情報シンボルが既知である送信ベースバンド信号を発生
させる。この送信ベースバンド信号をもとに発生した送
信無線信号を、特にキャリブレーション用信号と呼ぶ。
【0069】さらに、送信無線回路特性測定手段を1台
設ける。送信無線回路特性測定手段に、送信無線回路特
性測定対象となる送信無線回路305、306、307
のすべてを、ケーブル314,315,316を介して
加算手段317に接続し、加算出力をケーブル318を
介して、送信無線回路特性測定手段319に受信アンテ
ナ端子320より入力する。ここで、ケーブル314,
315,316は長さの誤差が送信無線信号の波長に対
して十分小くなるように調整しなければならない。これ
ら、ケーブル314,315,316、加算手段31
7、ケーブル318より構成される系は、複数のキャリ
ブレーション用信号をCDMA多重するためのものであ
り、以下、送信無線信号合成手段と称するものとする。
【0070】送信無線回路特性測定手段319の内部で
は、上記送信無線信号合成手段によりCDMA多重され
たすべてのキャリブレーション用信号を、復調手段32
2、323、324にて拡散符号の相関により分離して
独立に復調し、特性情報を独立に出力インターフェイス
325より出力する。出力インターフェイス325は、
上記復調手段322、323、324の出力を、そのま
ままたは別の形式に変換して出力することができる。例
を挙げると、復調手段の出力の書式そのままであるI成
分とQ成分の組で出力することも、I成分とQ成分の自
乗和を計算してパワーとして出力することも、その平方
根を取って振幅として出力することも、I成分とQ成分
の逆正接をとって位相として出力することも、まったく
自由である。
【0071】上記のような構成により、すべての送信無
線回路の特性測定が一度で完了し、測定作業中のケーブ
ルのつなぎ換えは全く必要ない。
【0072】以上のように、本実施の形態により、送信
手段の出力するすべてのキャリブレーション用信号をC
DMA多重して送信無線回路特性測定手段に入力し、送
信無線回路特性測定手段において拡散符号の相関により
キャリブレーション用信号を分離して独立に特性を測定
することが可能となる。このため、すべての送信無線回
路の特性測定を同時に行うことが可能となる。この結
果、特性測定の際のケーブルのつなぎ換えを繁雑に行う
必要がなくなる。さらに、送信無線回路と送信無線回路
特性測定手段中の受信無線回路とで共通の局部発振器を
使用できない場合でも、精度よく送信無線回路の特性を
測定することが可能となる。加えて、通信モードにおい
ては受信も可能となり、専用の送信無線回路特性測定手
段を設ける必要がなくなる。
【0073】(実施の形態4)図4に、実施の形態4の
無線回路遅延量測定機能付きアレーアンテナ無線CDM
A通信装置の構成を示す。
【0074】図4においては、例として3本のアンテナ
素子を用いる通信装置の構成を示す。
【0075】装置は、送信手段401、送信ベースバン
ド処理手段402、403、404、送信無線回路40
5、406、401、送信端子408、409、41
0、送信アンテナ411、412、413、ケーブル4
14、415、416、加算手段417、ケーブル41
8、送信無線回路特性測定手段419、受信端子42
0、受信無線回路421、復調手段422、423、4
24、記録手段425、から構成される。
【0076】実施の形態4のアレーアンテナ無線CDM
A通信装置は、実施の形態1乃至実施の形態3のいずれ
かに記載のアレーアンテナ無線CDMA通信装置に、測
定した特性のデータを保存するための記録手段を付加し
たものである。この記録手段は、メモリのような記憶手
段であってもよい。その他の構成および動作は、前述の
アレーアンテナ無線CDMA通信装置とまったく同様で
ある。
【0077】これにより、アレーアンテナ無線CDMA
通信装置により測定することができる送信無線回路の特
性データを記録することができ、それらの特性データを
様々な処理に使用することが可能となる。
【0078】(実施の形態5)図5に、請求項6記載の
無線回路遅延量測定機能付きアレーアンテナ無線CDM
A通信装置の構成を示す。
【0079】図5においては、例として3本のアンテナ
素子を用いる通信装置の構成を示す。
【0080】装置は、送信手段501、送信ベースバン
ド処理手段502、503、504、送信無線回路50
5、506、507、送信端子508、509、51
0、送信アンテナ511、512、513、ケーブル5
14、515、516、加算手段517、ケーブル51
8、送信無線回路特性測定手段519、受信端子52
0、受信無線回路521、復調手段522、523、5
24、記録手段525、から成る。
【0081】実施の形態5のアレーアンテナ無線CDM
A通信装置は、記録手段に記録した送信無線回路特性の
データを送信手段に伝達できるようにしたものである。
その他の構成および動作は、請求項5記載のアレーアン
テナ無線CDMA通信装置の動作とまったく同様であ
る。
【0082】これにより、アレーアンテナ無線CDMA
通信装置により測定することができる送信無線回路特性
のデータをもとに、送信無線回路の特性誤差を相殺する
ように送信ベースバンド処理手段を制御することが可能
となり、希望通りの送信指向性を精度よく実現すること
ができる。
【0083】(実施の形態6)図6に、請求項7記載の
アレーアンテナ無線CDMA通信装置を示す。
【0084】図6においては、例として3本のアンテナ
素子を用いる通信装置の構成を示す。
【0085】装置は、送信手段601、送信ベースバン
ド処理手段602、603、604、送信無線回路60
5、606、607、送信端子608、609、61
0、送信アンテナ611、612、613、ケーブル6
14、送信無線回路特性測定手段615、受信端子61
6、受信無線回路617、復調手段618、出力インタ
ーフェイス619、から構成される。
【0086】他の通信装置と通信を行う際には、以下の
ような動作を行う。送信無線信号は、送信手段601に
より発生する。送信手段601内の送信ベースバンド処
理手段602、603、604の内部において、送信す
べき情報シンボル信号に同一の拡散符号を乗算して、さ
らに各々個別に設定した複素係数を乗算し、送信ベース
バンド信号を生成する。送信ベースバンド処理手段60
2、603、604の発生する送信ベースバンド信号
は、送信無線回路605、606、607において無線
周波数帯域にアップコンバートされ、増幅され、送信無
線信号となる。
【0087】送信無線信号は、送信端子608、60
9、610を経て、送信アンテナ611、612、61
3より放射される。ここで、共用器を用いて送信用のア
ンテナ素子と受信用のアンテナ素子を共用する場合もあ
る。
【0088】上記の送信ベースバンド処理手段602、
603、604の内部において乗算する複素係数を調節
することにより、希望方向に対してのみ放射電界強度を
高くすることができる。これを、「送信指向性を持たせ
る」という。送信指向性を持たせることにより、他の通
信機の受信SIRを高く保つことができる。
【0089】送信無線回路605、606、607の持
つ特性を測定するために、通信を開始する前に測定モー
ドを設ける。以下、送信無線回路の特性の測定について
述べる。
【0090】送信無線回路の特性測定のために、すべて
の送信ベースバンド処理手段602、603、604に
情報シンボルが既知である送信ベースバンド信号を発生
させる。この送信ベースバンド信号をもとに発生した送
信無線信号を、特にキャリブレーション用信号と呼ぶ。
【0091】さらに、送信無線回路特性測定手段とし
て、別に用意する送信無線回路特性測定手段もしくは通
信用の受信手段のいずれか1台を、用意する。送信無線
回路特性測定手段に、送信無線回路特性測定対象となる
送信無線回路605、606、607のいずれかひとつ
を、ケーブル614を介して接続し、送信無線回路特性
測定手段615の出力信号を観測する。送信無線回路特
性測定手段615の出力信号の振幅および位相の、期待
される値からの偏差を、その送信無線回路の持つ特性の
誤差として、記録しておく。その後、もう1台の特性測
定対象となる送信無線回路に送信無線回路特性測定手段
615の接続を換え、同様の処理を行う。これを繰り返
し、すべての送信無線回路に対して同様の処理を行う。
【0092】以上に示すような送信無線回路の特性の測
定が終了したのち、送信端子608、609、610に
送信アンテナ611、612、613を接続し、通信モ
ードに移行する。通信中においては、記録された送信無
線回路の特性誤差を相殺するように設定した複素係数
を、送信ベースバンド処理手段602、603、604
において使用する。
【0093】もし、受信無線回路617中の局部発振周
波数と送信無線回路605、606、607中の局部発
振周波数が同一に設計されているならば、受信無線回路
617中の局部発振器と送信無線回路605、606、
607中の局部発振器を共通化することができ、局部発
振器の発振周波数誤差に起因する送信無線回路特性測定
結果の時間的な変動を防止することができる。このよう
な状況においては、請求項7記載の構成のように複数の
送信無線回路の特性測定が異なる時刻に行われても、送
信無線回路特性測定結果は精度の高いものとなる。即
ち、無線信号合成手段を設けたり、送信無線回路特性測
定手段中に複数の復調手段を設けたりする必要はない。
【0094】以上の構成により、受信無線回路617中
の局部発振器と送信無線回路605、606、607中
の局部発振器を共通化している場合に限り、無線信号合
成手段を設けたり、送信無線回路特性測定手段中に複数
の復調手段を設けたりすることなく、送信無線回路特性
測定を高精度に行うことが可能である。
【0095】
【発明の効果】以上のように、本発明により、通信に使
用する拡散信号と同じ帯域幅を持つ信号をキャリブレー
ション用信号として使用することができるため、精度の
高い送信無線回路特性測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係るアレーアンテナ無
線CDMA通信装置のブロック図。
【図2】本発明の実施の形態2に係るアレーアンテナ無
線CDMA通信装置のブロック図。
【図3】本発明の実施の形態3に係るアレーアンテナ無
線CDMA通信装置のブロック図。
【図4】本発明の実施の形態4に係るアレーアンテナ無
線CDMA通信装置のブロック図。
【図5】本発明の実施の形態5に係るアレーアンテナ無
線CDMA通信装置のブロック図。
【図6】本発明の実施の形態6に係るアレーアンテナ無
線CDMA通信装置のブロック図。
【図7】従来のアレーアンテナ無線CDMA通信装置の
ブロック図。
【符号の説明】
101 送信手段、 102、103、104 送信ベースバンド処理手段、 105、106、107 送信無線回路、 108、109、110 送信端子、 111、112、113 送信アンテナ、 114、115、116 ケーブル、 117 加算手段、 118 ケーブル、 119 送信無線回路特性測定手段、 120 受信端子、 121 受信無線回路、 122、123、124 復調手段、 125 出力インターフェイス、

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通信に使用する拡散信号と同等の帯域幅
    を持つキャリブレーション用信号を使用して送信無線回
    路特性測定を行うことを特徴とするアレーアンテナ無線
    CDMA通信装置。
  2. 【請求項2】 各々の送信情報シンボル信号に各々異な
    る拡散符号を乗算してキャリブレーション用信号を発生
    する複数の送信ベースバンド処理手段と、前記各々のキ
    ャリブレーション用信号を送信無線信号に変換する送信
    無線回路部と、この送信手段から出力される複数のキャ
    リブレーション用信号をCDMA多重する加算手段と、
    CDMA多重された前記キャリブレーション用信号を受
    信する受信無線回路部と、受信した前記キャリブレーシ
    ョン用信号を各々個別の拡散符号により復調する複数の
    復調手段と、を具備することを特徴とする請求項1記載
    のアレーアンテナ無線CDMA通信装置。
  3. 【請求項3】 復調手段を少なくとも2つ有し、キャリ
    ブレーション用信号を選択的に切替えて加算手段に入力
    することを特徴とする請求項2記載のアレーアンテナ無
    線CDMA通信装置。
  4. 【請求項4】 受信無線回路部は、加算手段からのキャ
    リブレーション用信号と受信アンテナで受信した受信信
    号とを選択的に切替えて入力することを特徴とする請求
    項2または請求項3記載のアレーアンテナ無線CDMA
    通信装置。
  5. 【請求項5】 復調手段の出力を記録する記録手段又は
    前記出力を記憶する記憶手段を有することを特徴とする
    請求項2乃至請求項4のいずれかに記載のアレーアンテ
    ナ無線CDMA通信装置。
  6. 【請求項6】 復調手段の出力を送信ベースバンド処理
    手段に帰還して送信手段の特性誤差を相殺するよう送信
    ベースバンド処理手段を制御することを特徴とする請求
    項2乃至請求項5のいずれかに記載のアレーアンテナ無
    線CDMA通信装置。
  7. 【請求項7】 各々の送信情報シンボル信号に拡散符号
    を乗算してキャリブレーション用信号を発生する複数の
    送信ベースバンド処理手段と、前記各々のキャリブレー
    ション用信号を送信無線信号に変換する送信無線回路部
    と、この送信手段から出力される複数のキャリブレーシ
    ョン用信号をCDMA多重する加算手段と、CDMA多
    重された前記キャリブレーション用信号を受信する受信
    無線回路部と、受信した前記キャリブレーション用信号
    を送信側で使用したと同一の拡散符号により順次復調す
    る単一の復調手段と、を具備することを特徴とする請求
    項1記載のアレーアンテナ無線CDMA通信装置。
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