WO2007125957A1

WO2007125957A1 - 通信装置及び送信キャリブレーションウエイト算出方法

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Publication number: WO2007125957A1
Application number: PCT/JP2007/058951
Authority: WO
Inventors: Takanori Tanaka
Original assignee: Kyocera Corporation
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2007-11-08
Also published as: KR20080108315A; US8358720B2; US20090296849A1; JP2007295314A; CN101432987A; EP2020761A4; KR101016080B1; EP2020761A1; JP4355325B2

Abstract

　本発明に係る通信装置は、送受信部２０－１に対しＰＮ符号（Ａ）を送出するとともに、送受信部２０－ｎ（ｎ≠１）に対しＰＮ符号（Ｂ）を送出する制御部１０と、送受信部２０－１に送出されたＰＮ符号（Ａ）の特性を示す基準送信系統特性データを取得するとともに、送受信部２０－ｎ（ｎ≠１）に送出されたＰＮ符号（Ｂ）の特性を示す送信系統特性データを取得する送信系統特性データ取得部４０と、基準送信系統特性データ及び送信系統特性データに基づいて、送受信部２０－１と送受信部２０－ｎ（ｎ≠１）の送信特性差を示す送信特性差データを取得する送信特性差データ算出部４１と、送信特性差データに基づき送信キャリブレーションウエイトを算出する送信キャリブレーションウエイト算出部４４とを含む。

Description

通信装置及び送信キャリブレーションウェイト算出方法

技術分野

[0001] 本発明は、ァダプティブアレイアンテナを有する通信装置、及び当該通信装置において送信キャリブレーションウェイトを算出するための送信キャリブレーションウェイト算出方法に関する。

背景技術

[0002] ァダプティブアレイアンテナを使用する通信装置ではアンテナごとに送信系統が設けられるが、この送信系統間の送信特性差が全体としての送信特性に影響する。そこで、この影響を低減するために、送信系統間の送信特性差を示す送信キヤリブレーシヨンウェイトが用いられる。特開 2005— 348236号公報に記載の技術では、送信キャリブレーションウェイトを次のようにして算出している。すなわち、通信装置は、各送信系統に対し、順次キャリブレーション信号を送出する。キャリブレーション端末は、こうして送出されるキャリブレーション信号を取得し、各キャリブレーション信号について、その特性を示す送信系統特性データを算出する。この送信系統特性データは、各送信系統の送信特性を示している。通信装置は、該送信系統特性データの送信系統間における差異に基づいて、送信キャリブレーションウェイトを算出する。発明の開示

[0003] し力しながら、上記従来の技術では、個々の送信系統について別々にキヤリブレーシヨン信号を送出しているので、同じ条件の下、送信系統特性データを算出できているとは限らない。このため、送信系統特性データの送信系統間における差異が送信系統間の送信特性差を適切に示しておらず、送信キャリブレーションウェイトに、送信系統間の相対的な送信特性差が適切に反映されないこととなる可能性がある。

[0004] 従って、本発明の課題の一つは、送信キャリブレーションウェイトに、送信系統間の相対的な送信特性差が適切に反映されない可能性を低めることを実現する通信装置及び送信キャリブレーションウェイト算出方法を提供することにある。

[0005] 上記課題を解決するための本発明に力かる通信装置は、ァダプティブアレイアンテナを有する通信装置であって、前記ァダプティブアレイアンテナを構成する複数のァンテナそれぞれに対応する送信系統のうちのひとつを基準送信系統とし、前記基準送信系統に対しキャリブレーション信号を送出するとともに、他の送信系統に対しキヤリブレーシヨン信号を送出する送信系統送出部と、前記送信系統送出部により前記基準送信系統に対して送出されたキャリブレーション信号について、前記基準送信系統の特性を示す基準送信系統特性データを取得する基準送信系統特性データ取得部と、前記送信系統送出部により前記他の送信系統に対して送出されたキヤリブレーシヨン信号につ 1ヽて、前記他の送信系統の特性を示す送信系統特性データを取得する送信系統特性データ取得部と、前記基準送信系統特性データ取得部により取得される基準送信系統特性データと、前記送信系統特性データ取得部により取得される送信系統特性データと、に基づいて、前記基準送信系統と前記他の送信系統の送信特性差を示す送信特性差データを取得する送信特性差データ取得部と、前記複数の送信系統のうち、前記基準送信系統以外の送信系統のそれぞれについて前記送信特性差データ取得部により取得される送信特性差データに基づき、送信キャリブレーションウェイトを算出する送信キャリブレーションウェイト算出部と、を含むことを特徴とする。

[0006] これによれば、基準送信系統と他の送信系統について同時にキャリブレーション信号を送出することができ、これらの間では同条件で送信系統特性データを算出できている可能性が高まる。このため、上記送信特性差データ取得部により取得される送信特性差データは、これらの送信系統間の送信特性差を適切に示している可能性が高まる。結果として、送信キャリブレーションウェイトに、送信系統間の相対的な送信特性差が適切に反映されない可能性を低めることが実現される。

[0007] また、上記通信装置において、前記送信系統送出部は、前記基準送信系統に対しては第 1のキャリブレーション信号を送出し、他の送信系統に対しては前記第 1のキヤリブレーシヨン信号とは信号内容が異なる第 2のキャリブレーション信号を送出する、こととしてちよい。

[0008] これによれば、基準送信系統と他の送信系統について同時に異なるキヤリブレーシヨン信号を送出するので、 1台のキャリブレーション端末で受信するとしても、これらを分離受信することができるようになる。

[0009] さらに、上記通信装置において、前記基準送信系統に対し前記第 1のキヤリブレーシヨン信号と前記第 2のキャリブレーション信号を重畳して送出する重畳送信系統送出部と、前記重畳送信系統送出部により前記基準送信系統に対して送出された前記第 1のキャリブレーション信号及び前記第 2のキャリブレーション信号の特性差を示す基準特性差データを取得する基準特性差データ取得部と、前記基準特性差データ取得部により取得される基準特性差データに基づいて、前記送信特性差データ取得部により取得される送信特性差データを補正する補正部と、を含み、前記送信キヤリブレーシヨンウェイト算出部は、前記補正部による補正後の前記送信特性差データに基づき、送信キャリブレーションウェイトを算出する、こととしてもよい。

[0010] これによれば、キャリブレーション信号の信号内容が異なることによる特性差があつたとしても、その特性差に基づ、て基準特性差データに基づ、て補正することができる。

[0011] さらに、上記通信装置において、当該通信装置は直交波周波数分割多重による通信を行い、前記重畳送信系統送出部は、所定サブチャネル内の所定の 1又は複数のサブキャリアにて前記送出を行い、前記送信系統送出部は、前記所定サブチヤネル内の前記所定の 1又は複数のサブキャリア以外のサブキャリアにて、前記重畳送信系統送出部による前記送出と同期して前記送出を行う、こととしてもよい。

[0012] 1つのサブチャネル内では、サブキャリアが異なっても、同じ条件で送信されているとみなせるところ、上記通信装置によれば、所定サブチャネル内の異なるサブキヤリァを利用して、重畳送信系統送出部と送信系統送出部により同時にキヤリブレーション信号を送出することができる。従って、送信特性差データと基準特性差データが同条件で算出できている可能性が高まり、結果として、キャリブレーションウェイトに、送信系統間の相対的な送信特性差が適切に反映されない可能性をさらに低めることが実現される。

[0013] また、上記各通信装置にお!/、て、前記送信系統送出部は、前記ァダプティブアレイアンテナを構成する複数のアンテナそれぞれに対応する送信系統のうち前記基準送信系統以外の各送信系統に対し順次、前記基準送信系統に対して送出するキヤリブレーシヨン信号とともに、キャリブレーション信号を送出し、当該通信装置は、前記送信系統送出部による送出と同期し、前記ァダプティブアレイアンテナを構成する複数のアンテナそれぞれに対応する受信系統のうちの全部又は一部に対し、キヤリブレーシヨン信号を送出する受信系統送出部と、前記受信系統送出部により前記受信系統に対して送出されたキャリブレーション信号について、前記受信系統の特性を示す受信系統特性データを取得する受信系統特性データ取得部と、前記受信系統特性データ取得部により取得される受信系統特性データに基づき、受信キヤリブレーシヨンウェイトを算出する受信キャリブレーションウェイト算出部と、をさらに含むこととしてちよい。

[0014] これによれば、送出部が基準送信系統以外の各送信系統に対し順次キヤリブレーシヨン信号を送出している間に、受信系統特性データを取得することができる。すなわち、送信系統の数 1回分の受信系統特性データを取得することができるので、受信キャリブレーションウェイトの精度を高めることができる。

[0015] また、本発明に力かる送信キャリブレーションウェイト算出方法は、ァダプティブァレイアンテナを有する通信装置において送信キャリブレーションウェイトを算出するための送信キャリブレーションウェイト算出方法であって、前記ァダプティブアレイアンテナを構成する複数のアンテナそれぞれに対応する送信系統のうちのひとつを基準送信系統とし、前記基準送信系統に対しキャリブレーション信号を送出するとともに、他の送信系統に対しキャリブレーション信号を送出する送信系統送出ステップと、前記送信系統送出ステップにおいて前記基準送信系統に対して送出されたキヤリブレーシヨン信号にっヽて、前記基準送信系統の特性を示す基準送信系統特性データを取得する基準送信系統特性データ取得ステップと、前記送信系統送出ステップにおいて前記他の送信系統に対して送出されたキャリブレーション信号について、前記他の送信系統の特性を示す送信系統特性データを取得する送信系統特性データ取得ステップと、前記基準送信系統特性データ取得ステップにお、て取得される基準送信系統特性データと、前記送信系統特性データ取得ステップにおヽて取得される送信系統特性データと、に基づいて、前記基準送信系統と前記他の送信系統の送信特性差を示す送信特性差データを取得する送信特性差データ取得ステップと、前記複数のアンテナのうち、前記基準送信系統以外の送信系統のそれぞれについて前記送信特性差データ取得ステップにおいて取得される送信特性差データに基づき、送信キャリブレーションウェイトを算出する送信キャリブレーションウェイト算出ステップと、を含むことを特徴とする。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態に力かる基地局装置のシステム構成を示す図である。

[図 2]図 2は、本発明の実施の形態に力かる基地局装置の機能ブロックのうち、受信キャリブレーションウェイトの算出にかかる機能ブロックを示す図である。

[図 3]図 3は、本発明の実施の形態に力かる基地局装置の機能ブロックのうち、送信キャリブレーションウェイトの算出にかかる機能ブロックを示す図である。

[図 4]図 4は、直交波周波数分割多重を説明するための図である。

[図 5]図 5は、本発明の実施の形態に力かる送信キャリブレーションウェイトの算出にぉ、て、キャリブレーション端末部が取得する CP付 PN信号を模式的に示す図である。

[図 6]図 6は、本発明の実施の形態に力かる送信キャリブレーションウェイト算出に関し、基地局装置の処理のフローを示す図である。

[図 7]図 7は、本発明の実施の形態に力かる基地局装置の機能ブロックのうち、 FOM 処理に力かる機能ブロックを示す図である。

[図 8]図 8は、本発明の実施の形態に力かる制御部とキャリブレーション端末部の間の処理シーケンスを示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0017] 本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

[0018] 図 1は本実施の形態に力かる基地局装置 1のシステム構成を示す図である。この基地局装置 1は、移動体通信システムにおいて基地局装置として使用される通信装置である。図 1に示すように、基地局装置 1は、制御部 10、送受信部 20— n (n= l乃至

K)、キャリブレーション端末部 30を含む。

[0019] 制御部 10は、 CPU及びメモリを備えるコンピュータである。 CPUは、メモリに記憶されるプログラムを実行するための処理ユニットである。 CPUは、基地局装置 1の各部を制御する処理を行うとともに、後述する各機能を実現する。メモリは、本実施の形態を実施するためのプログラムやデータを記憶している。また、メモリは、 CPUのワークメモリとしても動作する。

[0020] 送受信部 20— nは、送信系統及び受信系統を備える。送受信部 20— nは、直交波周波数分割多重 (OFDM)による無線信号の送受信を実現する。各送受信部 20— nは、いずれもアンテナを備えている。各アンテナは、ァダプティブアレイアンテナを構成する。

[0021] キャリブレーション端末部 30は、移動体通信システムにおいて移動局装置として使用される通信装置に、キャリブレーションにかかる機能を追加してなる通信装置である。キャリブレーション端末部 30は、 CPU及びメモリを備えるコンピュータである。 CP Uは、メモリに記憶されるプログラムを実行するための処理ユニットである。 CPUは、制御部 10の指示に従ってキャリブレーション端末部 30の各部を制御する処理を行うとともに、後述する各機能を実現する。メモリは、本実施の形態を実施するためのプログラムやデータを記憶している。また、メモリは、 CPUのワークメモリとしても動作する

[0022] 本実施の形態では、キャリブレーション端末部 30は、力ブラ (不図示）により各アンテナと接続されている。キャリブレーション端末部 30は、各アンテナを介して、送受信部 20— nの受信系統に対してキャリブレーション信号を送出する。制御部 10は、キヤリブレーシヨン端末部 30から送出され、送受信部 20— nから出力されたキヤリブレーシヨン信号を取得する。制御部 10は、取得した各キャリブレーション信号について、送受信部 20— nの受信系統の特性を示す受信系統特性データを算出する。そして、受信系統特性データに基づいて受信キャリブレーションウェイトが算出される。

[0023] また、制御部 10は、送受信部 20— nの送信系統に対してキャリブレーション信号を送出する。キャリブレーション端末部 30は、制御部 10から送出され、各アンテナに到達したキャリブレーション信号を取得する。キャリブレーション端末部 30は、取得した各キャリブレーション信号について、送受信部 20— nの送信系統の特性を示す送信系統特性データを算出する。そして、送信系統特性データに基づいて送信キヤリブレーシヨンウェイトが算出される。

[0024] さらに、制御部 10は、こうして算出された受信キャリブレーションウェイトと送信キヤリブレーシヨンウェイトとに基づいて、キャリブレーションウェイトを算出する。そして、制御部 10は、該キャリブレーションウェイトを用いて、ビームフォーミング信号とヌルフォ一ミング信号とを生成し、生成したビームフォーミング信号とヌルフォーミング信号とを送受信部 20— nの送信系統に対して送出する。

[0025] キャリブレーション端末部 30は、制御部 10から送出され、アンテナに到達したビームフォーミング信号及びヌルフォーミング信号を取得し、取得したビームフォーミング信号及びヌルフォーミング信号の受信電力を算出する。制御部 10は、こうして算出された受信電力に基づいて、キャリブレーションウェイトが適切に算出されているかどうかを確認する。この確認に力かる処理は FOM (Figure Of Merit)処理と呼ばれる。

[0026] 以上概説した受信キャリブレーションウェイトの算出、送信キャリブレーションウェイトの算出、及び FOM処理の各処理は、まとめてキャリブレーション処理と呼ばれる。以下、各処理について詳細に説明する。

[0027] 図 2は、基地局装置 1の受信キャリブレーションウェイトの算出にかかる機能ブロックを示す図である。図 2に示すように、制御部 10は、受信系統特性データ取得部 11、受信キャリブレーションウェイト算出部 12、及びキャリブレーションウェイト算出部 13 を含む。また、送受信部 20— nは、 CP (cyclic prefix)除去部 21— n、 S/P (serial/pa rallel)変換部 22— n、フーリエ変換部 23— n、及びチャネル選択部 24— nを含む。さらに、キャリブレーション端末部 30は、 PN (Pseude Noise)生成部 31、 SZP変換部 3 2、逆フーリエ変換部 33、 PZS (parallel/serial)変換部 34、及び CP付加部 35を含む。

[0028] PN生成部 31は、所定の PN符号を生成し、生成した PN符号を SZP変換部 32に対して出力する。なお、本実施の形態では、この PN符号をキャリブレーション信号として利用する。 PN符号は、スペクトル拡散に用いられる拡散符号系列である。異なる PN符号は、互いに直交するという性質を有している。すなわち、 2つの異なる PN符号の相互相関値は、これらの PN符号が同期していれば、 0となる。これに対し、 2つの同じ PN符号の相互相関値（自己相関値）は、これらの PN符号が同期しているときに最大となり、同期のずれが大きくなるに従い小さくなる。

[0029] SZP変換部 32は、シリアルデータとして入力される PN符号を複素平面にマツピングする。 64QAMを例に挙げると、 PN符号を 6ビットずつに区切り、 64の信号点にマッビングする。そして、 SZP変換部 32は、各信号点にマッピングしたデータを、パラレルデータとして逆フーリエ変換部 33に出力する。

[0030] 逆フーリエ変換部 33は、入力されたパラレルデータに対し、逆高速フーリエ変換 (I FFT)を行う。その結果、各信号点にマッピングされたデータは、それぞれ異なる周波数に割り振られる。このとき割り振られる周波数の単位をサブキャリアという。逆フーリエ変換部 33は、こうして得られた各サブキャリアにかかるデータを P/S変換部 34 に出力する。

[0031] PZS変換部 34は、逆フーリエ変換部 33から入力される各サブキャリアにかかるデータを合成し、合成したデータを 1つの PN信号として CP付加部 35に出力する。

[0032] CP付加部 35は、連続して送信する PN信号間にガードインターバルを設け、該ガードインターバルに、 PN信号の一部（CP)を繰り返し含める。この CPは、通常、電送区間における誤りを補償するために用いられる。 CP付加部 35は、こうして CP付 PN 信号を生成し、生成した CP付 PN信号を送受信部 20— nのうちの全部又は一部に対して送出する。ここでは、 CP付加部 35は、生成した CP付 PN信号を送受信部 20 —nの全部に対して送出するものとして説明する。

[0033] CP除去部 21— nは、キャリブレーション端末部 30から送受信部 20— nに対して送出された CP付 PN信号力も CPを除去し、 PN信号を SZP変換部 22— nに対して出力する。

[0034] SZP変換部 22— nは、各サブキャリアにかかるデータを取得し、取得したデータをノラレルデータとしてフーリエ変換部 23— nに出力する。

[0035] フーリエ変換部 23— nは、 SZP変換部 22— nから入力されたパラレルデータに対して高速フーリエ変換 (FFT)を行う。その結果、各信号点にマッピングされたデータが得られる。フーリエ変換部 23— nは、こうして取得される信号点ごとのデータを、チャネル選択部 24— nに出力する。

[0036] チャネル選択部 24— nは、フーリエ変換部 23— nから入力されるデータから、元の PN符号を取得し、取得した PN符号を受信系統特性データ取得部 11に出力する。

[0037] 受信系統特性データ取得部 11は、チャネル選択部 24— nから入力された PN符号について、その特性を示す受信系統特性データ (送受信部 20— nについての受信系統特性データ）を取得する。具体的には、受信系統特性データ取得部 11は、 PN 生成部 31が生成した PN符号 (参照信号)と、チャネル選択部 24— nから入力された PN符号 (受信信号)の相互相関値!:を算出し、算出した相互相関値 rを送受信部 2 0— nについての受信系統特性データとする。この相互相関値 rは、以下の式（1)で表される。ここで、 z (t)はチャネル選択部 24— nから入力された PN符号、 s (t;U¾P N生成部 31が生成した PN符号、 E[ ]は期待値、 *は複素共役を示している。

[0038] [数 1]

[0039] 受信キャリブレーションウェイト算出部 12は、受信系統特性データ取得部 11にお V、て取得される各送受信部 20— nにつ、ての受信系統特性データに基づ!/、て、受信キャリブレーションウェイト eを算出する。具体的には、受信キャリブレーションゥェイト算出部 12は、以下の式 (2)により受信キャリブレーションウェイト eを算出する。なお、受信キャリブレーションウェイト eは、 K個の要素を有するベクトルである。

[0040] [数 2]

'…' ] ^{- - -} 、）

[0041] キャリブレーションウェイト算出部 13は、こうして算出される受信キャリブレーションゥエイト^と、後述する送信キャリブレーションウェイト算出部 44により算出される送信キヤリブレーシヨンウェイト eと、に基づいてキャリブレーションウェイト CALを算出する。

[0042] 図 3は、基地局装置 1の送信キャリブレーションウェイトの算出にかかる機能ブロックを示す図である。図 3に示すように、制御部 10は、キャリブレーションウェイト算出部 1 3、 PN (A)生成部 14、 PN (B)生成部 15、及び送信系統選択部 16を含む。また、送受信部 20— nは、 SZP変換部 26— n、逆フーリエ変換部 27— n、 PZS変換部 28— n、及び CP付加部 29— nを含む。なお、送受信部 20— 1は、重畳部 25— 1も含む。この重畳部 25— 1を含むことにより、ここでは送受信部 20— 1が基準送信系統として使用される。 [0043] また、キャリブレーション端末部 30は、 CP除去部 36、 SZP変換部 37、フーリエ変換部 38、チャネル選択部 39、送信系統特性データ取得部 40、送信特性差データ算出部 41、基準特性差データ算出部 42、補正部 43、及び送信キャリブレーションゥェイト算出部 44を含む。

[0044] PN (A)生成部 14及び PN (B)生成部 15は、それぞれ所定の PN符号 (A)及び PN 符号 (B)を生成する。 PN符号 (A)と PN符号 (B)は、互いにその内容が異なる PN符号である。

[0045] PN (A)生成部 14は、生成した PN符号 (A)を重畳部 25— 1及び SZP変換部 26 —1に出力する。一方、 PN (B)生成部 15は、生成した PN符号 (B)を重畳部 25— 1 及び送信系統選択部 16に出力する。 PN (A)生成部 14及び PN (B)生成部 15は、送信キャリブレーションウェイトの算出が行われる間、繰り返し同じ符号を出力し続ける。

[0046] 重畳部 25— 1は、 PN符号 (A)と PN符号 (B)を加算することにより重畳し、重畳した PN符号 (A)及び PN符号 (B)を重畳符号として SZP変換部 26— 1に出力する。

[0047] 送信系統選択部 16は、送受信部 20— 2から送受信部 20— Kまで、順次送信系統を選択し、選択した送受信部 20— nに対し、 PN (B)符号を出力する。なお、この場合において、送信系統選択部 16は、 N Z2回 (Nは偶整数）にわたり同じ送受信部

S S

20— nに対し PN (B)符号を出力する。

[0048] SZP変換部 26—nは、シリアルデータとして入力される PN符号を複素平面にマツビングする。なお、 SZP変換部 26— 1は、 PN符号 (A)と重畳符号とをそれぞれ複素平面にマッピングする。 SZP変換部 26— nは、各信号点にマッピングしたデータを、ノラレルデータとして逆フーリエ変換部 27— nに出力する。

[0049] 逆フーリエ変換部 27— nは、入力されたパラレルデータに対し、逆高速フーリエ変換を行う。その結果、各信号点にマッピングされたデータは、それぞれ異なる周波数

(サブキャリア）に割り振られる。

[0050] ここで、一般的な直交波周波数分割多重について説明する。図 4は、直交波周波数分割多重を説明するための図である。図 4に示すように、直交波周波数分割多重では、 1つの通信にかかるデータは、 1つのサブチャネルを利用して送信される。このサブチャネルは、多数の上記サブキャリアにより構成される周波数チャネルである。 1 つのサブチャネルを構成するサブキャリアの一部（半数）は 1st bin (第 1の箱）と呼ばれ、残部 (残りの半数）は 2nd bin (第 2の箱）と呼ばれる。

[0051] 逆フーリエ変換部 27— 1は、重畳符号に関して、各信号点にマッピングされたデータが 1st binであるサブキャリアのいずれかに割り振られるよう、逆高速フーリエ変換を行う。一方、 PN符号 (A)に関して、各信号点にマッピングされたデータが 2nd binであるサブキャリアのいずれかに割り振られるよう、逆高速フーリエ変換を行う。また、逆フーリエ変換部 27— n (n≠ 1)は、各信号点にマッピングされたデータが 2nd binであるサブキャリアのいずれかに割り振られるよう、逆高速フーリエ変換を行う。

[0052] 逆フーリエ変換部 27— nは、こうして得られた各サブキャリアにかかるデータを PZS 変換部 28— nに出力する。

[0053] PZS変換部 28— nは、逆フーリエ変換部 27— nから入力される各サブキャリアに力かるデータを合成し、合成したデータを 1つの PN信号として CP付加部 29— nに出力する。

[0054] CP付加部 29— nは、図 2に示す CP付加部 35と同様な処理により CP付 PN信号を生成し、生成した CP付 PN信号をキャリブレーション端末部 30に対して送出する。

[0055] こうして送受信部 20— nから送出された CP付 PN信号は、キャリブレーション端末部 30により取得される。図 5は、こうしてキャリブレーション端末部 30が取得する CP付 P N信号を模式的に示す図である。図 5に示すように、キャリブレーション端末部 30が取得する CP付 PN信号には、その 1st binに重畳符号に応じた信号 (送受信部 20— 1 力も送出された信号）力その 2nd binに PN符号 (A)に応じた信号 (送受信部 20— 1 カゝら送出された信号)と PN符号 (B)に応じた信号 (送信系統選択部 16により選択された送受信部 20— nから送出された信号)の合成信号が、それぞれ含まれる。

[0056] CP除去部 36は、各送受信部 20— nから送出された CP付 PN信号力も CPを除去し、 SZP変換部 37に対して出力する。

[0057] SZP変換部 37は、各サブキャリアにかかるデータを取得し、取得したデータをパラレルデータとしてフーリエ変換部 38に出力する。

[0058] フーリエ変換部 38は、 SZP変換部 37から入力されたパラレルデータに対して高速フーリエ変換を行う。その結果、各信号点にマッピングされたデータが得られる。フーリエ変換部 38は、こうして取得される信号点ごとのデータを、チャネル選択部 39に出力する。

[0059] チャネル選択部 39は、フーリエ変換部 38から入力されるデータから、送受信部 20

1から送出された重畳符号、送受信部 20—1から送出された PN符号 (A)、送受信部 20— n(n≠l。以下、 n=m (mは定数)である場合について説明する。）から送出された PN符号 (B)を取得する。

[0060] 送信系統特性データ取得部 40は、チャネル選択部 39から入力された重畳符号及び各 PN符号について、その特性を示す受信系統特性データを取得する。具体的には、送信系統特性データ取得部 40は、 PN (A)生成部 14が生成した PN符号 (A) ( 参照信号)と、チャネル選択部 39から入力された PN符号 (A) (受信信号)の相互相関値 r を算出し、算出した相互相関値 r を送受信部 20—1についての基準送信

1AA 1AA

系統特性データとする。また、送信系統特性データ取得部 40は、 PN (B)生成部 15 が生成した PN符号 (B) (参照信号)と、チャネル選択部 39から入力された PN符号（ B) (受信信号)の相互相関値 r を算出し、算出した相互相関値 r を送受信部 20

mBB mBB

—mについての送信系統特性データとする。さら〖こ、送信系統特性データ取得部 40 は、 PN (A)生成部 14が生成した PN符号 (A) (参照信号）と、チャネル選択部 39から入力された重畳符号 (受信信号)の相互相関値 r を算出し、算出した相互相関

IDA

{fir を基準特性差データの基礎値 Aとする。また、送信系統特性データ取得部 40

IDA

は、 PN (B)生成部 15が生成した PN符号 (B) (参照信号）と、チャネル選択部 39から入力された重畳符号 (受信信号)の相互相関値 r を算出し、算出した相互相関値 r

1DB

を基準特性差データの基礎値 Bとする。

1DB

[0061] こうして算出される各相互相関値は、以下の式（3)乃至式 (6)で表される。ここで、 z

(t)、 z (t)、及び z (t)は、それぞれチャネル選択部 39から入力された PN符号 (A

A B D

)、 PN符号 (A)、及び重畳符号を示し、 s (t)及び s (t)は、それぞれ PN (A)生成部

A B

14が生成した PN符号 (A)及び PN (B)生成部 15が生成した PN符号 (B)を示している。

[0062] [数 3]

[0063] 画

[0064] [数 5]

[0065] [数 6]

( 6 )

[0066] 送信特性差データ算出部 41は、送信系統特性データ取得部 40により取得される基準送信系統特性データ (r )及び送信系統特性データ (r )に基づ、て、送受

1AA mBB

信部 20— 1と送受信部 20— mの送信特性差を示す送信特性差データ SF (m)を取得する。具体的には、送信特性差データ算出部 41は、以下の式 (7)により送信特性差データ SF (m)を算出する。なお、上述のように、送信系統選択部 16は、 N Z2回

S

にわたり同じ信号を同じ送受信部 20— nに対して出力している。式（7)における r

mBB

(χ)はその 1回分に相当し、その総和を算出することにより、繰り返し出力された PN 符号）について算出された信号の平均値を送信特性差データ SF (m)に反映している（図 5参照)。 r (X)や、後述する式 (8)における r (x)、r (x)についても同

1AA IDA 1DB

様である。

[0067] [数 7]

SF(m) = -

∑「

[0068] 基準特性差データ算出部 42は、制御部 10から送受信部 20— 1に対して送出された重畳符号を構成する PN符号 (A)及び PN符号 (A)の特性差を示す基準特性差データを取得する。具体的には、基準特性差データ算出部 42は、送信系統特性データ取得部 40により取得される基礎値 A (r )及び基礎値 B (r )に基づいて、基

IDA 1DB

準特性差データ BFを取得する。より具体的には、基準特性差データ算出部 42は、以下の式 (8)により基準特性差データ BFを算出する。 [0069] [数 8]

BF … （8 )

[0070] 補正部 43は、基準特性差データ算出部 42により取得される基準特性差データ BF に基づ!/、て、送信特性差データ算出部 41により取得される送信特性差データ SF (m )を補正し、経路差データ coef (m)を取得する。具体的には、補正部 43は、式（9)に示すように、 SF (m)を BFで除算して coef (m)とする。そして、補正部 43は、算出した coef (m)を、送信キャリブレーションウェイト算出部 44に出力する。

[0071] [数 9]

[0072] 送信キャリブレーションウェイト算出部 44は、補正部 43から出力される coef (n)を、各送受信部 20— n(n≠l)について、送信特性差データ算出部 41により取得される送信特性差データ SF (n)及び基準特性差データ算出部 42により取得される基準特性差データ BFに基づいて、送信キャリブレーションウェイト eを算出する。具体的には、送信キャリブレーションウェイト算出部 44は、式（10)のようにして送信キヤリブレーシヨンウェイト eを算出する。なお、受信キャリブレーションウェイト eは、 K個の要素を有するベクトルである。

[0073] [数 10]

e, = [ o_ef(2\ coef ), - ,coef{K)} · · · ( 1 0 )

[0074] キャリブレーションウェイト算出部 13は、受信キャリブレーションウェイト eと、送信キヤリブレーシヨンウェイト eと、に基づいてキャリブレーションウェイト CALを算出する。具体的には、キャリブレーションウェイト算出部 13は、式（11)の計算を行うことにより、キャリブレーションウェイト CALを算出する。なお、キャリブレーションウェイト CALも、 K個の要素を有するベクトルである。また、 CAL (n)、 e 、 e は、それぞれ CAL、 e

、 eの要素のうち、送受信部 20— nについての要素を示している。

[0075] [数 11]

CAL(n) = ^- ( 1 1 ) [0076] 以上説明した送信キャリブレーションウェイト算出に力かる処理について、処理フロ一図を参照しながら再度より詳細に説明する。

[0077] 図 6は、送信キャリブレーションウェイト算出に力かる基地局装置 1の処理のフローを示す図である。図 6に示すように、基地局装置 1は、まず PN符号 (A)及び PN符号 (B)を生成する（Sl)。そして、基地局装置 1は、 PN符号 (A)と、 PN符号 (A)及び P N符号 (B)を重畳してなる重畳符号と、を送受信部 20— 1へ、 PN符号 (B)を送受信部 20—n(n≠l)へ、それぞれ入力する（S2)。

[0078] 送受信部 20— nは、 S2において入力された各符号について、逆高速フーリエ変換

(S3)及び CP付加 (S4)を行、、送信する（S5)。これを受信したキャリブレーション端末部 30は、 CP除去 (S6)、高速フーリエ変換 (S7)、チャネル選択 (S8)を行い、送信系統特性データを取得する（S9)。そして、基地局装置 1は、こうして取得した送信系統特性データに基づき、送信特性差データ (S 10)及び基準送信特性差データ (S11)をそれぞれ算出する。さらに、基地局装置 1は、送信特性差データを基準特性差データにより補正する（S 12)。

[0079] 以上の処理を各送受信部 20— n (n≠l)の全てについて終了したら（S13)、キヤリブレーシヨン端末部 30は、送信キャリブレーションウェイトを算出する（S 14)。

[0080] 図 7は、基地局装置 1の FOM処理に力かる機能ブロックを示す図である。図 7に示すように、制御部 10は、 PN生成部 17、ウェイト決定部 18、及び FOM結果取得部 1 9を含む。また、送受信部 20— nは、 SZP変換部 26— n、逆フーリエ変換部 27— n、 PZS変換部 28— n、及び CP付加部 29— nを含む。キャリブレーション端末部 30は、 CP除去部 36、 SZP変換部 37、フーリエ変換部 38、及び RSSI算出部 45を含む。

[0081] PN生成部 17は、 FOM処理用の所定の PN符号を生成する。この PN符号には任意のものを使用することができる。

[0082] ウェイト決定部 18は、キャリブレーションウェイト算出部 13により算出されたキヤリブレーシヨンウェイト CALに基づき、ビームフォーミング信号とヌルフォーミング信号とを生成し、生成したビームフォーミング信号とヌルフォーミング信号とを各送受信部 20 —nの送信系統に対して送出する。具体的には、ウェイト決定部 18は、以下の式（12 )により送信ウェイト W を生成し、これを上記 PN符号に基づヽて生成される送信信号に乗算することにより、ビームフォーミング信号を生成する。また、ウェイト決定部 18は、以下の式（13)により送信ウェイト W を生成し、これを上記 PN符号に基づい

null

て生成される送信信号に乗算することにより、ヌルフォーミング信号を生成する。なお、各ウェイトは K個の要素を有するベクトルである。また、 W (n)、 W (n)は、そ

beam null

れぞれ W 、 W の要素のうち、送受信部 20— nについての要素を示している。ま

beam null

た、 rは式（1)で算出されたものである。

[0083] [数 12]

W_bmM {n) - AL - r_n · ■ · ( 1 2 )

[0084] [数 13] · ' · ( 1 3 )

[0085] SZP変換部 26— η、逆フーリエ変換部 27— n、 PZS変換部 28— n、 CP付加部 2 9—n、 CP除去部 36、 SZP変換部 37、及びフーリエ変換部 38は、上述のようにして信号処理を行う。

[0086] RSSI算出部 45は、ビームフォーミング信号及びヌルフォーミング信号のそれぞれについて、 RSSI (Received Signal Strength Indicator)を算出する。

[0087] さらに、 RSSI算出部 45は、こうして算出した RSSIに基づいて、 RSSIの差 FOMを算出する。具体的には、 RSSI算出部 45は、以下の式（14)の計算を行い、 RSSIの差 FOMを dB単位で算出する。なお、 RSSI 及び RSSI は、それぞれビームフォ

beam null

一ミング信号及びヌルフォーミング信号についての RSSIである。

[0088] [数 14]

FOM = RSSI _htam - RSSI _nutl … （1 4 )

[0089] RSSI算出部 45は、こうして算出した RSSIの差 FOMを、 FOM結果取得部 19に出力する。

[0090] FOM結果取得部 19は、入力された FOMに基づき、キャリブレーションウェイトが適切に算出されているかどうかを確認する。具体的には、 FOM結果取得部 19は、この FOMが所定の閾値を上回っている場合に、キャリブレーションウェイトが適切に算出されていると判定し、 FOMが所定の閾値以下である場合に、キャリブレーションゥエイトが適切に算出されていないと判定する。その結果、キャリブレーションウェイトが適切に算出されていないと判定された場合、制御部 10は再度キャリブレーション処理を開始することが望まし、。

[0091] 以上説明した処理を、制御部 10とキャリブレーション端末部 30の間の処理シーケンスを参照しながら、まとめて説明する。

[0092] 図 8は、制御部 10とキャリブレーション端末部 30の間の処理シーケンスを示す図である。制御部 10がキャリブレーション処理を開始する場合、制御部 10は、まず初期化信号をキャリブレーション端末部 30に対して送信する（S100)。これに対しキヤリブレーシヨン端末部 30が応答する（S101)と、制御部 10はキャリブレーション処理を開始する。

[0093] ここで、基地局装置 1は、時分割複信による通信を行っている。すなわち、上り信号

(送受信部 20— nが受信する信号)と下り信号 (送受信部 20— nが送信する信号)が、同じ周波数で交互に送受信される。制御部 10は、上記時分割複信による通信において、送受信部 20— nからキャリブレーション端末部 30に対するキャリブレーション信号 (上りキャリブレーション信号)の送出と同期し、キャリブレーション端末部 30から送受信部 20— nに対するキャリブレーション信号（下りキャリブレーション信号)の送出も行う。すなわち、上りキャリブレーション信号と下りキャリブレーション信号が交互に送出される（S102)。

[0094] 全送受信部 20— n(n≠l)について、 S102の処理が完了すると、制御部 10は受信キャリブレーションウェイトを取得する。また、キャリブレーション端末部 30は送信キヤリブレーシヨンウェイトを取得し、取得した送信キャリブレーションウェイトを制御部 1 0に対して送信する（S103)。制御部 10は、取得した受信キャリブレーションウェイトと、受信した送信キャリブレーションウェイトと、に基づいてキャリブレーションウェイトを算出する。

[0095] キャリブレーションウェイトが算出されると、制御部 10は、 FOMスタート指示信号をキャリブレーション端末部 30に対して送信する（S104)。これに対しキヤリブレーション端末部 30が応答する（S105)と、制御部 10は FOM処理を開始する。

[0096] FOM処理において、制御部 10は、ビームフォーミング信号とヌルフォーミング信号とを順次送信する（S106)。キャリブレーション端末部 30はこれらを受信して FOMを算出し、その結果を制御部 10に通知する（S107)。

[0097] 以上説明したように、基地局装置 1によれば、基準送信系統（上記実施の形態では、送受信部 20— 1。）と他の送信系統（上記実施の形態では、送受信部 20— 1以外の送受信部 20— n。 )について同時にキャリブレーション信号を送出することができ、これらの間では同条件で送信系統特性データを算出できている可能性が高まる。このため、送信特性差データ算出部 41により算出される送信特性差データは、これらの送信系統間の送信特性差を適切に示している可能性が高まり、結果として、送信キャリブレーションウェイトに、送信系統間の相対的な送信特性差が適切に反映されな、可能性を低めることが実現される。

[0098] また、基準送信系統と他の送信系統について同時に異なるキャリブレーション信号を送出するので、 1台のキャリブレーション端末部 30で受信するとしても、これらを分離受信することができるようになる。

[0099] さらに、キャリブレーション信号の信号内容が異なることによる特性差があつたとしても、その特性差に基づ、て基準特性差データに基づ、て補正することができる。

[0100] また、所定サブチャネル内の異なるサブキャリア（1st binと 2nd bin)を利用して、同時に各キャリブレーション信号を送出してヽるので、送信特性差データと基準特性差データが同条件で算出できている可能性が高まる。結果として、キャリブレーションゥエイトに、送信系統間の相対的な送信特性差が適切に反映されない可能性をさらに低めることが実現される。

[0101] さらに、順次下りキャリブレーション信号を送出している間に、受信系統特性データを取得することができる。すなわち、送信系統の数 1回分の受信系統特性データを取得することができるので、例えばこれらの平均値を使用するようにすることにより、受信キャリブレーションウェイトの精度を高めることができる。なお、日本国特許出願第 2006— 121347号（2006年 4月 25日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。

産業上の利用可能性

[0102] 以上のように、本発明にかかる通信装置及び送信キャリブレーションウェイト算出方法は、送信キャリブレーションウェイトに、送信系統間の相対的な送信特性差が適切に反映されない可能性を低めることを実現できるため、移動体通信などの無線通信において有用である。

Claims

請求の範囲

[1] ァダプティブアレイアンテナを有する通信装置であって、

前記ァダプティブアレイアンテナを構成する複数のアンテナそれぞれに対応する送信系統のうちのひとつを基準送信系統とし、

前記基準送信系統に対しキャリブレーション信号を送出するとともに、他の送信系統に対しキャリブレーション信号を送出する送信系統送出部と、

前記送信系統送出部により前記基準送信系統に対して送出されたキヤリブレーション信号にっヽて、前記基準送信系統の特性を示す基準送信系統特性データを取得する基準送信系統特性データ取得部と、

前記送信系統送出部により前記他の送信系統に対して送出されたキヤリブレーション信号にっヽて、前記他の送信系統の特性を示す送信系統特性データを取得する送信系統特性データ取得部と、

前記基準送信系統特性データ取得部により取得される基準送信系統特性データと、前記送信系統特性データ取得部により取得される送信系統特性データと、に基づ Vヽて、前記基準送信系統と前記他の送信系統の送信特性差を示す送信特性差データを取得する送信特性差データ取得部と、

前記複数の送信系統のうち、前記基準送信系統以外の送信系統のそれぞれについて前記送信特性差データ取得部により取得される送信特性差データに基づき、送信キャリブレーションウェイトを算出する送信キャリブレーションウェイト算出部と、を含むことを特徴とする通信装置。

[2] 請求項 1に記載の通信装置において、

前記送信系統送出部は、前記基準送信系統に対しては第 1のキャリブレーション信号を送出し、前記他の送信系統に対しては前記第 1のキャリブレーション信号とは信号内容が異なる第 2のキャリブレーション信号を送出する、

ことを特徴とする通信装置。

[3] 請求項 2に記載の通信装置において、

前記基準送信系統に対し前記第 1のキャリブレーション信号と前記第 2のキヤリブレーシヨン信号を重畳して送出する重畳送信系統送出部と、前記重畳送信系統送出部により前記基準送信系統に対して送出された前記第 1のキャリブレーション信号及び前記第 2のキャリブレーション信号の特性差を示す基準特性差データを取得する基準特性差データ取得部と、

前記基準特性差データ取得部により取得される基準特性差データに基づいて、前記送信特性差データ取得部により取得される送信特性差データを補正する補正部とを含み、

前記送信キャリブレーションウェイト算出部は、前記補正部による補正後の前記送信特性差データに基づき、送信キャリブレーションウェイトを算出する、

ことを特徴とする通信装置。

[4] 請求項 3に記載の通信装置において、

前記通信装置は直交波周波数分割多重による通信を行い、

前記重畳送信系統送出部は、所定サブチャネル内の所定の 1又は複数のサブキヤリアにて前記送出を行い、

前記送信系統送出部は、前記所定サブチャネル内の前記所定の 1又は複数のサブキャリア以外のサブキャリアにて、前記重畳送信系統送出部による前記送出と同期して前記送出を行う、

ことを特徴とする通信装置。

[5] 請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の通信装置において、

前記送信系統送出部は、前記ァダプティブアレイアンテナを構成する複数のアンテナそれぞれに対応する送信系統のうち前記基準送信系統以外の各送信系統に対し順次、前記基準送信系統に対して送出するキャリブレーション信号とともに、キヤリブレーシヨン信号を送出し、

前記通信装置は、

前記送信系統送出部による送出と同期し、前記ァダプティブアレイアンテナを構成する複数のアンテナそれぞれに対応する受信系統のうちの全部又は一部に対し、キヤリブレーシヨン信号を送出する受信系統送出部と、

前記受信系統送出部により前記受信系統に対して送出されたキャリブレーション信号につ 1、て、前記受信系統の特性を示す受信系統特性データを取得する受信系統特性データ取得部と、

前記受信系統特性データ取得部により取得される受信系統特性データに基づき、受信キャリブレーションウェイトを算出する受信キャリブレーションウェイト算出部と、をさらに含むことを特徴とする通信装置。

ァダプティブアレイアンテナを有する通信装置において送信キャリブレーションゥェイトを算出するための送信キャリブレーションウェイト算出方法であって、

前記基準送信系統に対しキャリブレーション信号を送出するとともに、他の送信系統に対しキャリブレーション信号を送出する送信系統送出ステップと、

前記送信系統送出ステップにおいて前記基準送信系統に対して送出されたキヤリブレーシヨン信号につ 1ヽて、前記基準送信系統の特性を示す基準送信系統特性データを取得する基準送信系統特性データ取得ステップと、

前記送信系統送出ステップにおいて前記他の送信系統に対して送出されたキヤリブレーシヨン信号につ 1ヽて、前記他の送信系統の特性を示す送信系統特性データを取得する送信系統特性データ取得ステップと、

前記基準送信系統特性データ取得ステップにおいて取得される基準送信系統特性データと、前記送信系統特性データ取得ステップにおヽて取得される送信系統特性データと、に基づいて、前記基準送信系統と前記他の送信系統の送信特性差を示す送信特性差データを取得する送信特性差データ取得ステップと、

前記複数のアンテナのうち、前記基準送信系統以外の送信系統のそれぞれにつ

Vヽて前記送信特性差データ取得ステップにおヽて取得される送信特性差データに基づき、送信キャリブレーションウェイトを算出する送信キャリブレーションウェイト算出ステップと、

を含むことを特徴とする送信キャリブレーションウェイト算出方法。