WO2021019885A1 - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信装置及び無線通信方法 Download PDF

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WO2021019885A1
WO2021019885A1 PCT/JP2020/020714 JP2020020714W WO2021019885A1 WO 2021019885 A1 WO2021019885 A1 WO 2021019885A1 JP 2020020714 W JP2020020714 W JP 2020020714W WO 2021019885 A1 WO2021019885 A1 WO 2021019885A1
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calibration
calibration signal
frequency
signal
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PCT/JP2020/020714
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拓志 望月
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日本電気株式会社
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    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station

Definitions

  • This disclosure relates to a wireless communication device and a wireless communication method.
  • MU-MIMO Multi User-Multi Input Multi Output
  • a base station communicates with a plurality of terminals at the same time using a plurality of antennas.
  • the base station performs beamforming to control the directivity of the beam emitted from the antenna when executing MU-MIMO.
  • beamforming while increasing the directivity of the direction of the desired wave to any terminal among the terminals performing spatial multiplexing, null is generated in the direction of the other terminal, and interference with the other terminal is achieved. Suppress the beam.
  • AAS Active Antenna System
  • the AAS has a plurality of antennas and a plurality of transmitters / receivers provided corresponding to each of the plurality of antennas.
  • AAS it is desired that amplitude and phase characteristics having variations for each transmitter / receiver are applied to the amplitude and phase weighted on the signal passing through each transmitter / receiver for beamforming formation. It is necessary to prevent the beamforming characteristics of the above from deteriorating. Therefore, in AAS, it is necessary to calibrate all transmitters and receivers to reduce and eliminate variations in amplitude phase between each transmitter and receiver.
  • the amplitude and phase specification of each transmitter / receiver fluctuates due to the outside air temperature and fluctuations over time during operation, and this fluctuation also causes a difference in the amplitude and phase specification between each transmitter / receiver. In order to compensate for this difference, it is also important to periodically perform sequential calibration to eliminate this difference.
  • each transmitter when executing transmission calibration, which is the calibration of the transmitter in the transmitter / receiver, each transmitter transmits a transmission calibration signal.
  • transmission calibration signals may interfere with each other depending on the connection configuration of the transmission path of the transmission calibration signal. There is.
  • An object of the present disclosure is to provide a wireless communication device and a wireless communication method capable of solving the above-mentioned problems and maintaining high accuracy of transmission calibration.
  • the wireless communication device is With multiple antennas A plurality of transmitters and receivers, each of which is provided corresponding to each of the plurality of antennas and includes a transmitter and a receiver. Calibration transmitter and receiver, Distribution synthesis part and With a control unit The control unit makes the transmission calibration signal to be transmitted to each transmitter orthogonal in frequency to each transmitter. Each transmitter transmits the transmission calibration signal whose frequency is orthogonal to each other. The distribution synthesis unit synthesizes the transmission calibration signal transmitted from each transmitter, and transmits the combined signal to the calibration transmitter / receiver.
  • the wireless communication method is With multiple antennas A plurality of transmitters and receivers, each of which is provided corresponding to each of the plurality of antennas and includes a transmitter and a receiver.
  • Calibration transmitter and receiver, Distribution synthesis part and It is a wireless communication method by a wireless communication device provided with The first step of making the transmission calibration signal to be transmitted to each transmitter orthogonal in frequency to each transmitter, and In the second step, each transmitter transmits the transmission calibration signal whose frequency is orthogonal to each other.
  • a third step in which the distribution / synthesizing unit synthesizes the transmission calibration signal transmitted from each transmitter and transmits the combined signal to the calibration transmitter / receiver. including.
  • FIG. It is a circuit diagram which shows the structural example of AAS which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure explaining the operation example of the DL calibration operation of AAS which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure explaining the operation example of the DL operation of AAS which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the connection composition example of the whole transmission path from the point A to each point B of FIG. 1 in AAS which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the enlarged configuration example of TRX subblock # 1 of FIG. It is a figure explaining the example of the timing when AAS which concerns on Embodiment 1 executes DL calibration.
  • FIG. It is a figure explaining the 1st example of the frequency arrangement of the DL calibration signal for each transmitter which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the arrangement example of the transmitter / antenna in AAS which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure explaining the 2nd example of the frequency arrangement of the DL calibration signal for each transmitter which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure explaining the example of the constellation of the DL calibration signal which performed the phase modulation by the Zadoff-Chu series in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure explaining the example of the PAPR characteristic of the DL calibration signal in AAS which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure which shows the configuration example of the wireless communication apparatus which conceptually showed embodiment.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of the AAS 100 according to the first embodiment.
  • the AAS100 according to the first embodiment is an example of a wireless communication device.
  • the AAS100 includes an optical transceiver 10, a baseband (BB) section 20, a frontend section 30, and a plurality of lines (m lines. M is 2 or more).
  • Antenna 40 # n (n 1, ..., M)
  • a transceiver CAL-TRX for calibration a switch (SW) 50
  • a distribution synthesizer 60 are provided.
  • the front end unit 30 has a plurality of transmitters / receivers TRX # n, switches (SW) 31 # n, transmission amplifiers 32 # n, and reception amplifiers 33 # n corresponding to each of the plurality of antennas 40 # n. It has one (m).
  • the transmitter / receiver TRX # n includes a transmitter TX # n and a receiver RX # n (not shown).
  • the input / output portion of the calibration transmitter / receiver CAL-TRX is represented by point A
  • the input / output portion of each transmitter / receiver TRX # n is represented by point B.
  • the AAS100 according to the first embodiment is assumed to be used as a base station. Therefore, the AAS100 may be referred to as a DL (Downlink) calibration weight (in the figure, "DL CAL Weight") for compensating for variations in the amplitude and phase characteristics of each transmitter TX # n as a transmission calibration. ) Is calculated. Perform DL calibration (sometimes referred to as "DL CAL” in the figure). Further, as a reception calibration, the AAS 100 executes UL (Uplink) calibration for calculating the UL (Uplink) calibration weight for compensating for variations in the amplitude and phase characteristics of each receiver RX # n.
  • DL (Downlink) calibration weight in the figure, "DL CAL Weight”
  • the optical transceiver 10 performs photoelectric conversion of signals transmitted and received between the distributed unit (DU) 900 and the baseband unit 20 and vice versa.
  • the baseband unit 20 When executing DL calibration, the baseband unit 20 outputs a DL calibration signal (IQ signal) to each transmitter / receiver TRX # n. Further, when executing UL calibration, the baseband unit 20 outputs a UL calibration signal (IQ signal) to the calibration transmitter / receiver CAL-TRX.
  • the baseband unit 20 is an example of a control unit.
  • the transmitter / receiver TRX # n includes a transmitter TX # n and a receiver RX # n (not shown).
  • the transmitter TX # n executes the DL calibration
  • the transmitter TX # n converts the DL calibration signal output from the baseband unit 20 into an RF signal and sends it to the transmission amplifier 32 # n.
  • the receiver RX # n executes UL calibration
  • the receiver RX # n converts the UL calibration signal output from the receiving amplifier 33 # n into an IQ signal and sends it to the baseband unit 20. ..
  • the transmission amplifier 32 # n When executing DL calibration, the transmission amplifier 32 # n amplifies the DL calibration signal output from the transmitter TX # n and outputs it to the switch 31 # n.
  • the receiving amplifier 33 # n When executing UL calibration, the receiving amplifier 33 # n amplifies the UL calibration signal output from the switch 31 # n and outputs it to the receiver RX # n.
  • the switch 31 # n is a switch for switching the connection between the antenna 40 # n, the transmitter TX # n, and the receiver RX # n, and the communication method in the first embodiment is TDD (Time Division Duplex, time division). Duplex communication) is assumed.
  • TDD Time Division Duplex, time division. Duplex communication
  • the switch 31 # n executes the DL calibration
  • the switch 31 # n outputs the DL calibration signal output from the transmission amplifier 32 # n to the distribution / synthesis unit 60.
  • the switch 31 # n executes the UL calibration
  • the switch 31 # n outputs the UL calibration signal output from the distribution synthesis unit 60 to the receiving amplifier 33 # n.
  • the distribution synthesis unit 60 When executing DL calibration, the distribution synthesis unit 60 synthesizes the DL calibration signal output from each switch 31 # n and outputs it to the switch 50. Further, when executing UL calibration, the distribution synthesis unit 60 distributes the UL calibration signal output from the switch 50 and outputs the UL calibration signal to each switch 31 # n.
  • the switch 50 is a switch for switching the DL and UL calibration directions between the calibration transmitter / receiver CAL-TRX and each transmitter / receiver TRX # n.
  • the switch 50 When executing DL calibration, the switch 50 outputs the DL calibration signal output from the distribution / synthesizing unit 60 to the calibration transmitter / receiver CAL-TRX. Further, when executing UL calibration, the switch 50 outputs the UL calibration signal output from the calibration transmitter / receiver CAL-TRX to the distribution / synthesizing unit 60.
  • the calibration transmitter / receiver CAL-TRX includes a calibration transmitter CAL-TX (not shown) and a calibration receiver CAL-RX.
  • the calibration receiver CAL-RX converts the DL calibration signal output from the switch 50 into an IQ signal and sends it to the baseband unit 20.
  • the calibration transmitter CAL-TX converts the UL calibration signal output from the baseband unit 20 into an RF signal and sends it to the switch 50. ..
  • the baseband unit 20 When executing DL calibration, the baseband unit 20 calculates the DL calibration weight of each transmitter TX # n based on the DL calibration signal transmitted from the calibration receiver CAL-RX. Further, when executing UL calibration, the baseband unit 20 calculates the UL calibration weight of each receiver RX # n based on the UL calibration signal transmitted from each receiver RX # n.
  • the BF signal (IQ signal) output from the distribution unit 900 is input to the baseband unit 20 via the optical transceiver 10.
  • the baseband unit 20 corrects the BF signal by using the DL calibration weight of each transmitter TX # n, and outputs the corrected BF signal to each transmitter TX # n.
  • the BF signal is converted from the IQ signal to the RF signal by each transmitter TX # n and transmitted, amplified by each transmission amplifier 32 # n, and transmitted from each antenna 40 # n to a terminal (not shown). Will be done.
  • the UL signal (RF signal) from the terminal (not shown) is received by each antenna 40 # n, amplified by each receiving amplifier 33 # n, and each.
  • the RF signal is converted into an IQ signal by the receiver RX # n, transmitted, and input to the baseband unit 20.
  • the baseband unit 20 corrects the UL signal from each receiver RX # n by using the UL calibration weight of each receiver RX # n, and distributes the corrected UL signal via the optical transceiver 10. Output to 900.
  • the schematic operation of the AAS 100 according to the first embodiment will be described. Since the purpose of the present disclosure is to solve the problems related to DL calibration (transmission calibration), the DL calibration operation and the DL operation will be described in detail below.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an operation example of the DL calibration operation of the AAS 100 according to the first embodiment.
  • the baseband unit 20 outputs a DL calibration signal (IQ signal) to each transmitter TX # n.
  • Each transmitter TX # n converts the DL calibration signal from the IQ signal into the RF signal and sends it out.
  • the DL calibration signal transmitted from each transmitter TX # n is output to the distribution synthesis unit 60 via the transmission amplifier 32 # n and the switch 31 # n, and is synthesized by the distribution synthesis unit 60.
  • the DL calibration signal synthesized by the distribution / synthesizing unit 60 is transmitted to the calibration transmitter / receiver CAL-TRX via the switch 50.
  • the calibration transmitter / receiver CAL-TRX converts the DL calibration signal transmitted from the distribution / synthesis unit 60 into an IQ signal and sends it to the baseband unit 20.
  • the DL calibration signal transmitted from the calibration transmitter / receiver CAL-TRX is in a state in which the DL calibration signal transmitted from each transmitter TX # n is synthesized by frequency division multiplexing. Therefore, the baseband unit 20 frequency-separates the DL calibration signal transmitted from the calibration transmitter / receiver CAL-TRX by an FFT (Fast Fourier Transform), and DL calibrates each transmitter TX # n. The signal is extracted and the DL calibration weight is calculated.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the DL calibration weights of the transmitter TX # n are calibrated with the transmission system characteristics (amplitude and phase characteristics) [TX # n] of the transmitter TX # n as expressed by the following mathematical formula 1.
  • the receiver system characteristics (amplitude and phase characteristics) [CAL-RX] of the receiver CAL-RX for use are multiplied.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an operation example of the DL operation of the AAS 100 according to the first embodiment.
  • a BF signal (IQ signal) output from the distribution unit 900 is input to the baseband unit 20 via the optical transceiver 10.
  • the baseband unit 20 corrects the BF signal by using the DL calibration weight of each transmitter TX # n. Specifically, the baseband unit 20 uses a DL calibration weight as the denominator and a fraction having the fixed receiving system characteristic [CAL-RX (fixed)] of the calibration receiver CAL-RX as the numerator as a BF signal. Multiply by.
  • the corrected BF signal is expressed by the following mathematical formula 2. [CAL-RX (fixed)] is stored in the baseband portion 20 in advance.
  • the corrected BF signal corrected by the baseband unit 20 is converted from an IQ signal to an RF signal by each transmitter TX # n and transmitted, amplified by each transmitter amplifier 32 # n, and front-end unit. It is output from 30. Since the BF signal output from the front end unit 30 passes through each transmitter TX # n, it is expressed by the following mathematical formula 3.
  • FIG. 4 shows an example of a connection configuration of the entire transmission path from point A to each point B
  • FIG. 5 shows an enlarged configuration example of TRX subblock # 1 of FIG.
  • the distribution synthesizer 60 arranged in the transmission path from the point A to each point B is composed of a plurality of distribution synthesizers 61 connected in a tournament.
  • the top of the tournament is point A, and the bottom is each point B.
  • the UL calibration signal is transmitted from the calibration transmitter / receiver CAL-TRX to each receiver RX # n. It can be transmitted all at once and at the same time. Further, when the DL calibration is executed, the DL calibration signals can be collectively and simultaneously transmitted from each transmitter TX # n to the calibration transmitter / receiver CAL-TRX.
  • the AAS100 executes DL calibration under the 5G (Generation) NR (New Radio) standard established by the 3GPP (Third Generation Partnership Project)
  • the UL symbol or the beginning or end of the DL symbol is very emergency. It is necessary to perform DL calibration in a short free time.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the timing at which the AAS100 executes DL calibration under the 5G NR standard.
  • the subcarrier (Subcarrier.SC) interval is 60 [kHz]
  • one subframe consists of four slots
  • one slot consists of 14 symbols
  • the cyclic prefix of one symbol is excluded.
  • the symbol length of is 16.7 [ ⁇ sec].
  • a very short free time of 8.34 [ ⁇ sec] (denoted as “DC” in the figure) at the beginning of the DL symbol (denoted as “D” in the figure) executes DL calibration. It is allocated as the time to perform (that is, the time to execute the DL calibration operation of FIG. 2 described above).
  • the DL operation of FIG. 3 described above is executed at the time when the DL symbol is assigned.
  • the UL operation is executed at the time when the UL symbol (denoted as "U" in the figure) is assigned.
  • the baseband unit 20 makes the DL calibration signal composed of multitones transmitted from each transmitter TX # n frequency orthogonal to each transmitter TX # n. ..
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a first example of frequency arrangement of DL calibration signals for each transmitter TX # n.
  • the subcarriers used for transmitting the DL calibration signal are arranged at intervals of X [MHz]. There is. Then, in the adjacent transmitters TX # n, the frequency arrangement of the DL calibration signal is shifted by Y [MHz] in the frequency direction. Note that fs0 [MHz] is a reference frequency.
  • Frequency arrangement condition A1 X [MHz]> Y [MHz] ⁇ (number of transmitter TX # n-1) is established.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a second example of frequency arrangement of DL calibration signals of each transmitter TX # n.
  • the subcarriers used for transmitting the DL calibration signal are arranged at intervals of X [MHz]. .. This point is the same as the first example described above.
  • the frequency arrangement of the DL calibration signal is shifted in the frequency direction by Y [MHz] or more between the adjacent transmitters TX # n.
  • the frequency arrangement of the transmitter TX # 2 is shifted in the positive frequency direction by fs1-fs0 (> Y) [MHz] with respect to the frequency arrangement of the transmitter TX # 1.
  • fs0 [MHz] is a reference frequency of the transmitter TX # n in which n is an odd number
  • fs1 [MHz] is a reference frequency of the transmitter TX # n in which n is an even number.
  • the frequency arrangement of the transmitter TX # 3 is shifted in the negative frequency direction by fs1-fs0-Y (> Y) [MHz] with respect to the frequency arrangement of the transmitter TX # 2. Therefore, the frequency separation between the DL calibration signals between the transmitters TX # 2 and TX # 3 can be secured.
  • the frequency arrangement of the DL calibration signal is deviated and shifted between the adjacent transmitters TX # n.
  • the degree of frequency separation when the frequency-multiplexed DL calibration signal is frequency-separated by the FFT is increased.
  • the influence of the interconnection between the adjacent transmitters TX # n / antenna 40 # n can be reduced. ..
  • the shift amount of the frequency arrangement of the DL calibration signal between the adjacent transmitters TX # n may be arbitrarily determined. For example, a shift amount that is not affected by the interconnection may be obtained in advance, and the frequency arrangement may be shifted beyond the shift amount.
  • the baseband unit 20 makes the DL calibration signal transmitted from each transmitter TX # n frequency orthogonal to each transmitter TX # n. Therefore, even if the DL calibration signals are collectively and simultaneously transmitted from each transmitter TX # n to the calibration transmitter / receiver CAL-TRX, it is possible to prevent the DL calibration signals from mixing and interfering with each other on the frequency axis. can do.
  • each transmitter TX # n can be executed collectively and simultaneously. Therefore, in order to execute DL calibration in a very short free time at the beginning or end of the UL symbol or DL symbol under the 5G NR standard, as in the first embodiment, each transmitter TX # n It is effective to perform DL calibration all at once and at the same time.
  • the spatial multiplexing performance (achievement of null depth, increase in spatial multiplex, etc.) when executing MU-MIMO largely depends on the accuracy of DL calibration. Therefore, maintaining a high accuracy of DL calibration as in the first embodiment is effective in improving the spatial multiplexing performance when executing MU-MIMO.
  • the DL calibration according to the first embodiment can not only correct the variation in the amplitude and phase characteristics of each transmitter TX # n, but also compensate for the absolute value of the output power of each transmitter TX # n, so that each transmission can be compensated. It is also possible to further stabilize the transmission level of the machine TX # n.
  • the absolute output level of transmitter TX # 1 as a representative transmitter is represented. This can be achieved by weighting and correcting the absolute output level of each transmitter TX # n so that the absolute output levels of transmitters other than the transmitter are matched.
  • each transmitter TX # so as to match the absolute output level of each transmitter TX # n with the average value of the absolute output levels of all transmitters TX # 1 to TX # m. This can be achieved by performing weighting correction on the absolute output level of n.
  • the baseband unit 20 makes the DL calibration signal transmitted from each transmitter TX # n frequency orthogonal to each transmitter TX # n.
  • the DL calibration signals may be mixed and interfere with each other on the frequency axis. Avoided.
  • the PAPR Peak to Average Power Ratio; peak to average power ratio
  • the DL calibration signal may be affected by the non-linearity of the transmitter TX # n and CAL-RX. Then, the DL calibration signal is distorted and deteriorated due to AM-AM deterioration in amplitude and AM-PM deterioration in phase (here, AM means Amplitude Modulation and PM means Phase Modulation). There is a risk that it will end up.
  • the baseband unit 20 is set to the phase of each subcarrier used for transmitting the DL calibration signal for each transmitter TX # n.
  • Apply phase modulation may be, for example, phase modulation by the Zadoff-Chu (ZC) series, phase modulation by QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), or QAM (Quadrature Amplitude Modulation, quadrature) in which phase modulation and amplitude modulation are combined. Phase amplitude modulation) may be used.
  • each transmitter TX # n uses 10 subcarriers to transmit the DL calibration signal. It is assumed that the phases of each of the 10 subcarriers are subjected to phase modulation by the Zadoff-Chu series for each transmitter TX # n.
  • the constellation of the DL calibration signal subjected to phase modulation by the Zadoff-Chu series the example of the constellation of the DL calibration signal for the transmitters TX # 1 to TX # 16 is represented by FIG. -Shown in FIG. 25, respectively.
  • the horizontal axis is PAPR [dB]
  • the vertical axis is CCDF (complementary cumulative distribution function) [%].
  • the CCDF represents the probability that PAPR of the value on the horizontal axis occurs with respect to the DL calibration time signal.
  • the PAPR characteristics of two types of DL calibration signals are shown as the PAPR characteristics of the DL calibration signal from one transmitter TX # n that has passed the point B of FIG.
  • the first type is the PAPR characteristic of the DL calibration signal (denoted as "ZC-OFDM, 1TX” in the figure) that has been phase-modulated by the Zadoff-Chu series.
  • the second type is the PAPR characteristic of the DL calibration signal (denoted as "QPSK-OFDM, 1TX” in the figure) that has been phase-shifted by QPSK.
  • the PAPR of the DL calibration signal is suppressed by applying phase modulation. Further, it can be seen that the PAPR is suppressed in the DL calibration signal subjected to the phase modulation by the Zadoff-Chu series as compared with the DL calibration signal subjected to the phase modulation by QPSK.
  • the PAPR characteristics of the synthesized signal in which the DL calibration signals from the 32 transmitters TX # n that have passed the point A of FIG. 1 are combined the PAPR characteristics of the three types of synthesized signals are shown. It is shown.
  • the first type is a composite signal of DL calibration signals from 32 transmitters TX # n when all DL calibration signals have the same frequency arrangement (indicated as "same CAL signal, 32TX" in the figure). It is a PAPR characteristic of.
  • the second type is a composite signal of DL calibration signals from 32 transmitters TX # n when the DL calibration signal is frequency-orthogonal and phase-modulated by the Zadoff-Chu series (in the figure, It is a PAPR characteristic of (denoted as "ZC-OFDM, 32TX").
  • the third type is a composite signal of DL calibration signals from 32 transmitters TX # n when the DL calibration signal is frequency-orthogonal and phase-shifted by QPSK (in the figure, "QPSK-”. It is a PAPR characteristic (denoted as OFDM, 32TX).
  • the composite signal of the DL calibration signal that has been phase-shifted by the Zadoff-Chu series is compared with the composite signal of the DL calibration signal that has been phase-shifted by QPSK. It can be seen that PAPR is suppressed.
  • the DL calibration signal subjected to phase modulation by the Zadoff-Chu series can reduce the distortion effect on the DL calibration signal as compared with the DL calibration signal subjected to phase modulation by QPSK. ..
  • the baseband unit 20 has a phase of each subcarrier used by each transmitter TX # n for transmitting a DL calibration signal, and a phase of each transmitter TX # n. Modulate.
  • the PAPR of the DL calibration signal is suppressed, so that the DL calibration signal is affected by the non-linear distortion of the transmitter TX # n, and an erroneous DL calibration correction is prevented from being performed. Can be done.
  • FIG. 27 is a diagram showing a configuration example of the wireless communication device 500 conceptually showing the above-described first and second embodiments.
  • the transmitter / receiver TRX # n corresponds to the transmitter / receiver TRX # n shown in FIG.
  • the transmitter / receiver TRX # n includes a transmitter TX # n and a receiver RX # n.
  • the control unit 510 corresponds to the baseband unit 20 shown in FIG. 1 and performs control related to transmission calibration (DL calibration). Specifically, the control unit 510 makes the transmission calibration signal transmitted to each transmitter TX # n frequency orthogonal to each transmitter TX # n.
  • the control unit 510 may arrange the frequency arrangement of the transmission calibration signal of each transmitter TX # n so that the subcarriers used for transmitting the transmission calibration signal are arranged at predetermined intervals. Further, the control unit 510 sets the frequency arrangement of the transmission calibration signal of the transmitter (transmitter TX # n-1 or transmitter TX # n + 1) adjacent to the one transmitter TX # n to the frequency arrangement of the one transmitter TX #. The frequency arrangement of the transmission calibration signal of n may be shifted in the frequency direction. Further, the control unit 510 sets the frequency arrangement of the transmission calibration signal of the transmitter (transmitter TX # n-1 or transmitter TX # n + 1) adjacent to the one transmitter TX # n to the frequency arrangement of the one transmitter TX #. The frequency arrangement of the transmission calibration signal of n may be shifted in the frequency direction by a predetermined shift amount or more.
  • Each transmitter TX # n transmits a frequency-orthogonal transmission calibration signal. Note that each transmitter TX # n may simultaneously transmit a transmission calibration signal whose frequency is orthogonal to each other.
  • the distribution synthesis unit 530 corresponds to the distribution synthesis unit 60 shown in FIG. The distribution synthesis unit 530 synthesizes the transmission calibration signal transmitted from each transmitter TX # n, and transmits the combined signal to the calibration receiver CAL-RX in the calibration transmitter / receiver CAL-TRX.
  • the calibration transmitter / receiver CAL-TRX corresponds to the calibration transmitter / receiver CAL-TRX shown in FIG.
  • the calibration receiver CAL-RX sends a composite signal transmitted from the distribution synthesis unit 530 to the control unit 510.
  • the control unit 510 calculates the transmission calibration weight for compensating for variations in the amplitude and phase characteristics of each transmitter TX # n based on the composite signal transmitted from the calibration transmitter / receiver CAL-TRX.
  • control unit 510 may apply phase modulation to the phase of the subcarrier used by each transmitter TX # n to transmit the transmission calibration signal for each transmitter TX # n.
  • the phase modulation may be phase modulation by the Zadoff-Chu series, phase modulation by QPSK, or amplitude phase modulation by QAM.
  • the configuration in the case where 32 transmitters / receivers are provided has been described as an example, but the number of transmitters / receivers is not limited to 32.
  • the number of transmitters / receivers may be more than 32 or less than 32.
  • the AAS according to the present disclosure is used as a base station, but the present disclosure is not limited to this.
  • the AAS according to the present disclosure can also be used for any wireless communication device other than the base station.
  • the AAS according to the present disclosure has been described as a hardware configuration, but the present disclosure is not limited to this.
  • the present disclosure can also be realized by causing a processor such as a CPU (Central Processing Unit) to execute a computer program to perform arbitrary processing of AAS.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit) to execute a computer program to perform arbitrary processing of AAS.
  • Non-temporary computer-readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical disks), CD-ROMs (Compact Disc-Read Only Memory), CDs. -R (CD-Recordable), CD-R / W (CD-ReWritable), semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (ProgrammableROM), EPROM (ErasablePROM), flash ROM, RAM (RandomAccessMemory)) Including.
  • the program may also be supplied to the computer by various types of temporary computer readable media (transitory computer readable medium).
  • temporary computer-readable media include electrical, optical, and electromagnetic waves.
  • the temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
  • Appendix 1 With multiple antennas A plurality of transmitters and receivers, each of which is provided corresponding to each of the plurality of antennas and includes a transmitter and a receiver. Calibration transmitter and receiver, Distribution synthesis part and With a control unit The control unit makes the transmission calibration signal transmitted to each transmitter orthogonal in frequency to each transmitter. Each transmitter transmits the transmission calibration signal whose frequency is orthogonal to each other. The distribution / synthesizing unit synthesizes the transmission calibration signal transmitted from each transmitter and transmits the combined signal to the calibration transmitter / receiver. Wireless communication device.
  • the control unit The frequency arrangement of the transmission calibration signal of each transmitter is set to a frequency arrangement in which the subcarriers used by each transmitter for transmitting the transmission calibration signal are arranged at predetermined intervals. It is assumed that the frequency arrangement of the transmission calibration signal of the transmitter adjacent to one transmitter is shifted in the frequency direction from the frequency arrangement of the transmission calibration signal of the one transmitter.
  • the wireless communication device according to Appendix 1. (Appendix 3) The control unit shifts the frequency arrangement of the transmission calibration signal of the transmitter adjacent to the one transmitter by a predetermined shift amount or more in the frequency direction from the frequency arrangement of the transmission calibration signal of the one transmitter. Let's do it, The wireless communication device according to Appendix 2.
  • the control unit applies phase modulation to the phase of the subcarrier used by each transmitter to transmit the transmission calibration signal for each transmitter.
  • the wireless communication device according to any one of Appendix 1 to 3.
  • the phase modulation is phase modulation by the Zaddoff-Chu series, phase modulation by QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), or amplitude phase modulation by QAM (Quadrature Amplitude Modulation).
  • the wireless communication device according to Appendix 4.
  • Appendix 6 With multiple antennas A plurality of transmitters and receivers, each of which is provided corresponding to each of the plurality of antennas and includes a transmitter and a receiver.
  • Calibration transmitter and receiver, Distribution synthesis part and It is a wireless communication method by a wireless communication device provided with The first step of making the transmission calibration signal to be transmitted to each transmitter orthogonal in frequency to each transmitter, and In the second step, each transmitter transmits the transmission calibration signal whose frequency is orthogonal to each other. A third step in which the distribution / synthesizing unit synthesizes the transmission calibration signal transmitted from each transmitter and transmits the combined signal to the calibration transmitter / receiver.
  • Wireless communication methods including. (Appendix 7)
  • the frequency arrangement of the transmission calibration signal of each transmitter is set to a frequency arrangement in which the subcarriers used by each transmitter for transmitting the transmission calibration signal are arranged at predetermined intervals.
  • the wireless communication method according to Appendix 6. In the first step, the frequency arrangement of the transmission calibration signal of the transmitter adjacent to the one transmitter is shifted by a predetermined shift amount or more in the frequency direction from the frequency arrangement of the transmission calibration signal of the one transmitter. Suppose it is shifted, The wireless communication method according to Appendix 7. (Appendix 9) A fourth step is further provided in which the phase of the subcarrier used by each transmitter to transmit the transmission calibration signal is phase-modulated for each transmitter.
  • phase modulation is phase modulation by the Zaddoff-Chu series, phase modulation by QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), or amplitude phase modulation by QAM (Quadrature Amplitude Modulation).
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • QAM Quadrature Amplitude Modulation
  • Optical transceiver 20 Baseband part 30 Front end part TRX # n Transmitter / receiver 31 # n Switch 32 # n Transmitter amplifier 33 # n Receiving amplifier 40 # n Antenna CAL-TRX Calibration transmitter / receiver 50 Switch 60 Distribution synthesizer 61 Distribution Synthesizer 100 AAS 500 Wireless communication device 510 Control unit 520 # n Antenna 530 Distribution synthesis unit 900 Distribution unit

Abstract

本開示に係る無線通信装置（５００）は、複数のアンテナ（５２０＃ｎ）と、複数のアンテナ（５２０＃ｎ）の各々に対応して設けられ、各々が送信機（ＴＸ＃ｎ）及び受信機（ＲＸ＃ｎ）を含む複数の送受信機（ＴＲＸ＃ｎ）と、キャリブレーション用送受信機（ＣＡＬ－ＴＲＸ）と、分配合成部（５３０）と、制御部（５１０）と、を備える。制御部（５１０）は、各送信機（ＴＸ＃ｎ）に送出する送信キャリブレーション信号を、各送信機（ＴＸ＃ｎ）毎に周波数直交させる。各送信機（ＴＸ＃ｎ）は、周波数直交された送信キャリブレーション信号を送出する。分配合成部（５３０）は、各送信機（ＴＸ＃ｎ）から送出される送信キャリブレーション信号を合成し、該合成信号をキャリブレーション用送受信機（ＣＡＬ－ＴＲＸ）に伝送する。

Description

無線通信装置及び無線通信方法
　本開示は、無線通信装置及び無線通信方法に関する。
　無線通信システムの大容量化を実現する技術の１つとして、基地局が、複数のアンテナを使用して、複数の端末との間で同時に通信を行うＭＵ－ＭＩＭＯ（Multi User - Multi Input Multi Output）が挙げられる。
　基地局は、ＭＵ－ＭＩＭＯの実行時には、アンテナから放射されるビームの指向性を制御するビームフォーミングを行う。ビームフォーミングにおいては、空間多重を行う端末のうち任意の端末への希望波の方向の指向性を高くする一方で、他の端末の方向にヌル（Ｎｕｌｌ）を生成し、他の端末への干渉ビームを抑圧する。
　その一方で、近年、基地局にＡＡＳ（Active Antenna System。アクティブアンテナシステム）を用いることが検討されている（例えば、特許文献１参照）。ＡＡＳは、複数のアンテナと、複数のアンテナの各々に対応して設けられた複数の送受信機と、を内蔵したものである。基地局にＡＡＳを用いることにより、前記した空間多重を含むビームフォーミング性能の実現と高度化を図れると共に、複数の低出力送信機からの出力パワーを統合することで、高いＥＩＲＰ（Equivalent Isotropic Radiated Power）性能を実現できる。このように、基地局にＡＡＳを用いることにより、多くの効能が考えられる。
特開２０１７－１９５４６３号公報
　ところで、ＡＡＳにおいては、ビームフォーミング形成の為に各送受信機を通過する信号に重み付けされた振幅と位相に、各送受信機毎にばらつきを持った振幅及び位相特性が印加されてしまう事で、所望のビームフォーミング特性が劣化しない様にする必要がある。そのため、ＡＡＳにおいては、全送受信機のキャリブレーションを行い、各送受信機間の振幅位相のばらつきを低減・消去する必要がある。また、運用時の外気温や経時変動により各送受信機の振幅及び位相特定が変動し、この変動によっても各送受信機間の振幅及び位相特定に差異が生じる。この差異を併せて補償するには、周期的に逐次キャリブレーションを行い、この差異を除去することも重要となる。
　ここで、送受信機内の送信機のキャリブレーションとなる送信キャリブレーションを実行する場合、各送信機は、送信キャリブレーション信号を送出する。
　しかし、各送信機が、マルチトーンで構成される同一周波数配置の送信キャリブレーション信号を使用する場合には、送信キャリブレーション信号の伝送経路の接続構成によっては、送信キャリブレーション信号同士が干渉するおそれがある。
　そのため、各送信機が、マルチトーンで構成される同一周波数配置の送信キャリブレーション信号を使用する場合、送信キャリブレーション信号同士の干渉を回避するためには、複数の送信機の送信キャリブレーションを一括して同時に行うことはできず、各送信機毎に送信キャリブレーションを別時間帯に個別に行わなければならなかった。
　その結果、複数の送信機の送信キャリブレーションが全て終了するまでに時間を要してしまい、その時間内でも送信機の振幅及び位相特定が変動するため、送信キャリブレーションの精度が劣化してしまうという問題があった。
　本開示の目的は、上述した課題を解決し、送信キャリブレーションの精度を高く維持することができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することにある。
　一態様による無線通信装置は、
　複数のアンテナと、
　前記複数のアンテナの各々に対応して設けられ、各々が送信機及び受信機を含む複数の送受信機と、
　キャリブレーション用送受信機と、
　分配合成部と、
　制御部と、を備え、
　前記制御部は、各送信機に送出する送信キャリブレーション信号を、各送信機毎に周波数直交させ、
　各送信機は、周波数直交された前記送信キャリブレーション信号を送出し、
　前記分配合成部は、各送信機から送出される前記送信キャリブレーション信号を合成し、該合成信号を前記キャリブレーション用送受信機に伝送する。
　一態様による無線通信方法は、
　複数のアンテナと、
　前記複数のアンテナの各々に対応して設けられ、各々が送信機及び受信機を含む複数の送受信機と、
　キャリブレーション用送受信機と、
　分配合成部と、
　を備える無線通信装置による無線通信方法であって、
　各送信機に送出する送信キャリブレーション信号を、各送信機毎に周波数直交させる第１ステップと、
　各送信機が、周波数直交された前記送信キャリブレーション信号を送出する第２ステップと、
　前記分配合成部が、各送信機から送出される前記送信キャリブレーション信号を合成し、該合成信号を前記キャリブレーション用送受信機に伝送する第３ステップと、
　を含む。
　上述の態様によれば、送信キャリブレーションの精度を高く維持できる無線通信装置及び無線通信方法を提供できるという効果が得られる。
実施の形態１に係るＡＡＳの構成例を示す回路図である。 実施の形態１に係るＡＡＳのＤＬキャリブレーション動作の動作例を説明する図である。 実施の形態１に係るＡＡＳのＤＬ動作の動作例を説明する図である。 実施の形態１に係るＡＡＳにおける、図１のポイントＡから各ポイントＢまでの伝送経路全体の接続構成例を示す図である。 図４のＴＲＸサブブロック＃１の拡大構成例を示す図である。 実施の形態１に係るＡＡＳがＤＬキャリブレーションを実行するタイミングの例を説明する図である。 実施の形態１に係る各送信機用のＤＬキャリブレーション信号の周波数配置の第１の例を説明する図である。 実施の形態１に係るＡＡＳにおける、送信機／アンテナの配置例を示す図である。 実施の形態１に係る各送信機用のＤＬキャリブレーション信号の周波数配置の第２の例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を説明する図である。 実施の形態２に係るＡＡＳにおける、ＤＬキャリブレーション信号のＰＡＰＲ特性の例を説明する図である。 実施の形態を概念的に示した無線通信装置の構成例を示す図である。
　以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の記載及び図面は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、以下の各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
（１）実施の形態１
　まず、図１を参照して、本実施の形態１に係るＡＡＳ１００の構成例について説明する。図１は、本実施の形態１に係るＡＡＳ１００の構成例を示す回路図である。本実施の形態１に係るＡＡＳ１００は、無線通信装置の一例である。
　図１に示されるように、本実施の形態１に係るＡＡＳ１００は、光トランシーバ１０、ベースバンド（ＢＢ：Baseband）部２０、フロントエンド（Frontend）部３０、複数本（ｍ本。ｍは２以上の自然数）のアンテナ４０＃ｎ（ｎ＝１,・・・,ｍ）、キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸ、スイッチ（ＳＷ）５０、及び分配合成部６０を備えている。フロントエンド部３０は、複数本のアンテナ４０＃ｎのそれぞれに対応して、送受信機ＴＲＸ＃ｎ、スイッチ（ＳＷ）３１＃ｎ、送信アンプ３２＃ｎ、及び受信アンプ３３＃ｎを、それぞれ複数個（ｍ個）備えている。送受信機ＴＲＸ＃ｎは、不図示の送信機ＴＸ＃ｎ及び受信機ＲＸ＃ｎを備えている。なお、図１において、キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸの入出力部分をポイントＡで表し、各送受信機ＴＲＸ＃ｎの入出力部分をポイントＢで表している。
　本実施の形態１に係るＡＡＳ１００は、基地局に用いることを想定している。そのため、ＡＡＳ１００は、送信キャリブレーションとして、各送信機ＴＸ＃ｎの振幅及び位相特性のばらつきを補償するためのＤＬ（Downlink）キャリブレーションウェイト（図中、「DL CAL Weight」と表記することがある）を計算するＤＬキャリブレーション（図中、「DL CAL」と表記することがある）を実行する。また、ＡＡＳ１００は、受信キャリブレーションとして、各受信機ＲＸ＃ｎの振幅及び位相特性のばらつきを補償するためのＵＬ（Uplink）キャリブレーションウェイトを計算するＵＬ（Uplink）キャリブレーションを実行する。
　光トランシーバ１０は、分配ユニット（ＤＵ：Distributed Unit）９００とベースバンド部２０との間で送受信される信号の光電変換及びその逆の変換を行う。
　ベースバンド部２０は、ＤＬキャリブレーションを実行する場合は、各送受信機ＴＲＸ＃ｎにＤＬキャリブレーション信号（ＩＱ信号）を出力する。また、ベースバンド部２０は、ＵＬキャリブレーションを実行する場合は、キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸにＵＬキャリブレーション信号（ＩＱ信号）を出力する。ベースバンド部２０は、制御部の一例である。
　送受信機ＴＲＸ＃ｎは、上述のように、不図示の送信機ＴＸ＃ｎ及び受信機ＲＸ＃ｎを備えている。送信機ＴＸ＃ｎは、ＤＬキャリブレーションを実行する場合は、ベースバンド部２０から出力されたＤＬキャリブレーション信号を、ＩＱ信号からＲＦ信号に変換して、送信アンプ３２＃ｎに送出する。また、受信機ＲＸ＃ｎは、ＵＬキャリブレーションを実行する場合は、受信アンプ３３＃ｎから出力されたＵＬキャリブレーション信号を、ＲＦ信号からＩＱ信号に変換して、ベースバンド部２０に送出する。
　送信アンプ３２＃ｎは、ＤＬキャリブレーションを実行する場合は、送信機ＴＸ＃ｎから出力されたＤＬキャリブレーション信号を増幅して、スイッチ３１＃ｎに出力する。受信アンプ３３＃ｎは、ＵＬキャリブレーションを実行する場合は、スイッチ３１＃ｎから出力されたＵＬキャリブレーション信号を増幅して、受信機ＲＸ＃ｎに出力する。
　スイッチ３１＃ｎは、アンテナ４０＃ｎと送信機ＴＸ＃ｎおよび受信機ＲＸ＃ｎ間の接続を切り替えるスイッチであり、本実施の形態１での通信方式としてはTDD（Time Division Duplex、時分割複信）を前提としている。なお、スイッチ３１＃ｎは、ＤＬキャリブレーションを実行する場合は、送信アンプ３２＃ｎから出力されたＤＬキャリブレーション信号を分配合成部６０に出力する。また、スイッチ３１＃ｎは、ＵＬキャリブレーションを実行する場合は、分配合成部６０から出力されたＵＬキャリブレーション信号を受信アンプ３３＃ｎに出力する。
　分配合成部６０は、ＤＬキャリブレーションを実行する場合は、各スイッチ３１＃ｎから出力されたＤＬキャリブレーション信号を合成して、スイッチ５０に出力する。また、分配合成部６０は、ＵＬキャリブレーションを実行する場合は、スイッチ５０から出力されたＵＬキャリブレーション信号を分配して、各スイッチ３１＃ｎに出力する。
　スイッチ５０は、キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸと各送受信機ＴＲＸ＃ｎ間の、ＤＬおよびＵＬキャリブレーションの方向を切り替えるスイッチである。スイッチ５０は、ＤＬキャリブレーションを実行する場合は、分配合成部６０から出力されたＤＬキャリブレーション信号をキャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸに出力する。また、スイッチ５０は、ＵＬキャリブレーションを実行する場合は、キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸから出力されたＵＬキャリブレーション信号を分配合成部６０に出力する。
　キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸは、不図示のキャリブレーション用送信機ＣＡＬ－ＴＸ及びキャリブレーション用受信機ＣＡＬ－ＲＸを備えている。キャリブレーション用受信機ＣＡＬ－ＲＸは、ＤＬキャリブレーションを実行する場合は、スイッチ５０から出力されたＤＬキャリブレーション信号を、ＲＦ信号からＩＱ信号に変換して、ベースバンド部２０に送出する。また、キャリブレーション用送信機ＣＡＬ－ＴＸは、ＵＬキャリブレーションを実行する場合は、ベースバンド部２０から出力されたＵＬキャリブレーション信号を、ＩＱ信号からＲＦ信号に変換して、スイッチ５０に送出する。
　ベースバンド部２０は、ＤＬキャリブレーションを実行する場合は、キャリブレーション用受信機ＣＡＬ－ＲＸから送出されたＤＬキャリブレーション信号に基づいて、各送信機ＴＸ＃ｎのＤＬキャリブレーションウェイトを計算する。また、ベースバンド部２０は、ＵＬキャリブレーションを実行する場合は、各受信機ＲＸ＃ｎから送出されたＵＬキャリブレーション信号に基づいて、各受信機ＲＸ＃ｎのＵＬキャリブレーションウェイトを計算する。
　不図示の端末にＢＦ信号を送信するＤＬ動作時には、分配ユニット９００から出力されたＢＦ信号（ＩＱ信号）が光トランシーバ１０を介してベースバンド部２０に入力される。ベースバンド部２０は、各送信機ＴＸ＃ｎのＤＬキャリブレーションウェイトを用いて、ＢＦ信号を補正し、補正後のＢＦ信号を各送信機ＴＸ＃ｎに出力する。その後、ＢＦ信号は、各送信機ＴＸ＃ｎにてＩＱ信号からＲＦ信号に変換されて送出され、各送信アンプ３２＃ｎにて増幅されて、各アンテナ４０＃ｎから不図示の端末に送信される。
　不図示の端末からＵＬ信号を受信するＵＬ動作時には、不図示の端末からのＵＬ信号（ＲＦ信号）は、各アンテナ４０＃ｎにて受信され、各受信アンプ３３＃ｎにて増幅され、各受信機ＲＸ＃ｎにてＲＦ信号からＩＱ信号に変換されて送出され、ベースバンド部２０に入力される。ベースバンド部２０は、各受信機ＲＸ＃ｎのＵＬキャリブレーションウェイトを用いて、各受信機ＲＸ＃ｎからのＵＬ信号を補正し、補正後のＵＬ信号を、光トランシーバ１０を介して分配ユニット９００に出力する。
　以下、本実施の形態１に係るＡＡＳ１００の概略動作について説明する。なお、本開示は、ＤＬキャリブレーション（送信キャリブレーション）に係る課題の解決を図ることを目的とするものであるため、以下では、ＤＬキャリブレーション動作及びＤＬ動作についてのみ、詳細に説明を行う。
　まず、図２を参照して、本実施の形態１に係るＡＡＳ１００のＤＬキャリブレーション動作の動作例について説明する。図２は、本実施の形態１に係るＡＡＳ１００のＤＬキャリブレーション動作の動作例を説明する図である。
　図２に示されるように、ベースバンド部２０は、ＤＬキャリブレーション信号（ＩＱ信号）を各送信機ＴＸ＃ｎに出力する。各送信機ＴＸ＃ｎは、ＤＬキャリブレーション信号を、ＩＱ信号からＲＦ信号に変換し、送出する。各送信機ＴＸ＃ｎから送出されたＤＬキャリブレーション信号は、送信アンプ３２＃ｎ及びスイッチ３１＃ｎを介して、分配合成部６０に出力され、分配合成部６０で合成される。分配合成部６０で合成されたＤＬキャリブレーション信号は、スイッチ５０を介してキャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸに伝送される。
　キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸは、分配合成部６０から伝送されたＤＬキャリブレーション信号を、ＲＦ信号からＩＱ信号に変換して、ベースバンド部２０に送出する。
　キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸから送出されたＤＬキャリブレーション信号は、各送信機ＴＸ＃ｎから送出されたＤＬキャリブレーション信号が周波数多重により合成された状態になっている。そのため、ベースバンド部２０は、キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸから送出されたＤＬキャリブレーション信号を、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）により周波数分離して、各送信機ＴＸ＃ｎ毎に、ＤＬキャリブレーション信号を抽出し、ＤＬキャリブレーションウェイトを計算する。
　ここで、送信機ＴＸ＃ｎのＤＬキャリブレーションウェイトは、以下の数式１で表されるように、送信機ＴＸ＃ｎの送信系特性（振幅及び位相特性）［ＴＸ＃ｎ］と、キャリブレーション用受信機ＣＡＬ－ＲＸの受信系特性（振幅及び位相特性）［ＣＡＬ－ＲＸ］と、が乗算されたものになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　続いて、図３を参照して、本実施の形態１に係るＡＡＳ１００のＤＬ動作の動作例について説明する。図３は、本実施の形態１に係るＡＡＳ１００のＤＬ動作の動作例を説明する図である。
　図３に示されるように、ベースバンド部２０には、分配ユニット９００から出力されたＢＦ信号（ＩＱ信号）が光トランシーバ１０を介して入力される。ベースバンド部２０は、各送信機ＴＸ＃ｎのＤＬキャリブレーションウェイトを用いて、ＢＦ信号を補正する。具体的には、ベースバンド部２０は、ＤＬキャリブレーションウェイトを分母に、キャリブレーション用受信機ＣＡＬ－ＲＸの固定の受信系特性［ＣＡＬ－ＲＸ（固定）］を分子に持つ分数を、ＢＦ信号に乗算する。補正後のＢＦ信号は、以下の数式２のように表される。なお、［ＣＡＬ－ＲＸ（固定）］は、ベースバンド部２０に予め格納されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ベースバンド部２０により補正された補正後のＢＦ信号は、各送信機ＴＸ＃ｎにてＩＱ信号からＲＦ信号に変換されて送出され、各送信アンプ３２＃ｎにて増幅されて、フロントエンド部３０から出力される。フロントエンド部３０から出力されたＢＦ信号は、各送信機ＴＸ＃ｎを通過するため、以下の数式３のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　また、数式３は、［ＴＸ＃ｎ］を消去すると、以下の数式４のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　数式４において、［ＣＡＬ－ＲＸ（固定）］＝［ＣＡＬ－ＲＸ］であれば、ＢＦ信号は理想状態になり、理想状態のＢＦ信号が各アンテナ４０＃ｎから送信されることになる。
　以上の図２及び図３の動作を行うことにより、各送信機ＴＸ＃ｎの振幅及び位相特定のばらつきを補償することが可能となる。
　ここで、図４及び図５を参照して、３２個の送受信機ＴＲＸ＃ｎが設けられている場合（すなわち、ｍ＝３２の場合）における、図１のポイントＡから各ポイントＢまでの伝送経路の接続構成例について説明する。図４は、ポイントＡから各ポイントＢまでの伝送経路全体の接続構成例を示し、図５は、図４のＴＲＸサブブロック＃１の拡大構成例を示している。
　図４及び図５に示されるように、ポイントＡから各ポイントＢまでの伝送経路に配置された分配合成部６０は、トーナメント接続された複数の分配合成器６１から構成されている。また、トーナメントの最上段がポイントＡ、最下段が各ポイントＢになっている。
　図４及び図５に示されるような伝送経路とすることにより、ＵＬキャリブレーションを実行する場合に、キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸから各受信機ＲＸ＃ｎに対して、ＵＬキャリブレーション信号を一括かつ同時に伝送することができる。また、ＤＬキャリブレーションを実行する場合に、各送信機ＴＸ＃ｎからキャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸに対して、ＤＬキャリブレーション信号を一括かつ同時に伝送することができる。
　ここで、ＵＬキャリブレーションにおいては、キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸから各受信機ＲＸ＃ｎに対して、ＵＬキャリブレーション信号を一括かつ同時に伝送しても、ＵＬキャリブレーション信号同士が干渉するおそれはない。
　その一方、ＤＬキャリブレーションにおいて、各送信機ＴＸ＃ｎからキャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸに対してＤＬキャリブレーション信号を伝送する場合、各送信機ＴＸ＃ｎから送出されたＤＬキャリブレーション信号は、分配合成部６０で合成される。そのため、各送信機ＴＸ＃ｎが、マルチトーンで構成される同一周波数配置のＤＬキャリブレーション信号を使用する場合には、ＤＬキャリブレーション信号同士が干渉する事となる。このようなＤＬキャリブレーション信号同士の干渉を回避するために、各送信機ＴＸ＃ｎ毎にＤＬキャリブレーションを別時間帯に個別に行うことも考えられる。しかし、各送信機ＴＸ＃ｎ毎にＤＬキャリブレーションを個別に行う場合、各送信機ＴＸ＃ｎのＤＬキャリブレーションが全て終了するまでに時間を要してしまう。その結果、その時間内でも各送信機ＴＸ＃ｎの振幅及び位相特定が変動するため、ＤＬキャリブレーションの精度が劣化してしまう。
　また、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）で策定された５Ｇ（Generation）　ＮＲ（New Radio）規格の元で、ＡＡＳ１００がＤＬキャリブレーションを実行する場合には、ＵＬシンボル又はＤＬシンボルの先頭又は末尾の非常に短い空き時間にＤＬキャリブレーションを実行する必要がある。
　ここで、図６を参照して、５Ｇ　ＮＲ規格のＴＤＤ方式の中で、最も高速かつフレキシブルな端末間送受信を構成できるＤｙｎａｍｉｃ ＴＤＤ（シンボル毎にDL/ULを切り替える）の元で、ＡＡＳ１００がＤＬキャリブレーションを実行するタイミングの例について説明する。図６は、５Ｇ　ＮＲ規格の元で、ＡＡＳ１００がＤＬキャリブレーションを実行するタイミングの例を説明する図である。なお、図６においては、サブキャリア（Subcarrier。ＳＣ）間隔が６０［ｋＨｚ］であり、１サブフレームが４スロットからなり、１スロットが１４シンボルからなり、１シンボルのサイクリックプレフィックスを除いた部分のシンボル長が１６．７［μｓｅｃ］であるものとする。
　図６の例では、ＤＬシンボル（図中、「D」と表記）の先頭の８．３４［μｓｅｃ］という非常に短い空き時間（図中、「DC」と表記）が、ＤＬキャリブレーションを実行する時間（すなわち、上述の図２のＤＬキャリブレーション動作を実行する時間）として割り当てられている。なお、上述の図３のＤＬ動作は、ＤＬシンボルが割り当てられた時間に実行される。また、ＵＬシンボル（図中、「U」と表記）が割り当てられた時間には、ＵＬ動作が実行される。
　以上の通り、各送信機ＴＸ＃ｎ毎にＤＬキャリブレーションを個別に行うと、ＤＬキャリブレーションを終了するまでに時間を要する。その為、キャリブレーション周期初頭にＤＬキャリブレーション補正値を求めた送信機ＴＸ＃１の振幅位相状態が、最後の送信機ＴＸ＃ｍのＤＬキャリブレーション補正値導出が終了した時点で変わってしまう場合がある。この場合は、同周期初頭の送信機ＴＸ＃１のキャリブレーション実行後の振幅位相にずれが生じてしまう為、全送信機ＴＸ＃１～ＴＸ＃ｍのＤＬキャリブレーション後の残留振幅位相誤差が劣化してしまうという問題が発生する。また、５Ｇ　ＮＲ規格の元では、非常に短い時間にＤＬキャリブレーションを実行する必要がある為、瞬時に全送信機ＴＸ＃１～ＴＸ＃ｍ間のＤＬキャリブレーションを完遂する事が要求される。
　このことから、各送信機ＴＸ＃ｎのＤＬキャリブレーションは、ＵＬキャリブレーションと同様に、一括かつ同時に行うことが重要となる。ただし、そのためには、各送信機ＴＸ＃ｎからＤＬキャリブレーション信号を一括かつ同時にキャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸに伝送しても、ＤＬキャリブレーション信号同士が周波数軸上で混合及び干渉しないような対処を行う必要がある。
　そこで、本実施の形態１においては、ベースバンド部２０は、各送信機ＴＸ＃ｎから送出される、マルチトーンで構成されるＤＬキャリブレーション信号を、各送信機ＴＸ＃ｎ毎に周波数直交させる。
　以下、各送信機ＴＸ＃ｎ毎に周波数直交させたＤＬキャリブレーション信号の周波数配置の例について説明する。ここでは、３２個の送受信機ＴＲＸ＃ｎが設けられている場合（すなわち、ｍ＝３２の場合）における、各送信機ＴＸ＃ｎ用のＤＬキャリブレーション信号の周波数配置の例について説明する。
（Ａ）第１の例
　まず、図７を参照して、各送信機ＴＸ＃ｎ用のＤＬキャリブレーション信号の周波数配置の第１の例について説明する。図７は、各送信機ＴＸ＃ｎ用のＤＬキャリブレーション信号の周波数配置の第１の例を説明する図である。
　図７に示される第１の例は、１つの送信機ＴＸ＃ｎのＤＬキャリブレーション信号の周波数配置において、ＤＬキャリブレーション信号の送出に用いるサブキャリアを、Ｘ［ＭＨｚ］の間隔で配置している。そして、隣接する送信機ＴＸ＃ｎ同士では、ＤＬキャリブレーション信号の周波数配置を、周波数方向にＹ［ＭＨｚ］だけシフトさせている。なお、ｆｓ０［ＭＨｚ］は、基準となる周波数である。
　ここで、図７に示される第１の例では、以下の２つの周波数配置条件Ａ１，Ａ２を満たす必要がある。
　周波数配置条件Ａ１：
　Ｘ［ＭＨｚ］＞Ｙ［ＭＨｚ］×（送信機ＴＸ＃ｎの数－１）が成立している。
　周波数配置条件Ａ２：
　信号帯域幅の範囲内に、送信機ＴＸ＃１用のＤＬキャリブレーション信号の最下限のサブキャリアｓｃ０の周波数“ｓｃ０＝ｆｓ０［ＭＨｚ］”から、送信機ＴＸ＃３２用のＤＬキャリブレーション信号の最上限のサブキャリアｓｃｋの周波数“ｓｃｋ＝ｆｓｃ０＋３１Ｙ＋ｋＸ［ＭＨｚ］”が入っている。
（Ｂ）第２の例
　上述した第１の例では、隣接する送信機ＴＸ＃ｎ同士では、ＤＬキャリブレーション信号の周波数配置を、周波数方向にＹ［ＭＨｚ］だけシフトさせている。
　しかし、例えば、図８に示されるように、隣接する送信機ＴＸ＃ｎ／アンテナ４０＃ｎ間の物理的な間隔が狭い場合には、隣接する送信機ＴＸ＃ｎ／アンテナ４０＃ｎ間の相互結合（Mutual Coupling）の影響が無視できなくなるおそれがある。
　そこで、第２の例では、隣接する送信機ＴＸ＃ｎ同士では、ＤＬキャリブレーション信号の周波数配置を、Ｙ［ＭＨｚ］以上に乖離されるようにシフトさせる。
　図９は、各送信機ＴＸ＃ｎのＤＬキャリブレーション信号の周波数配置の第２の例を説明する図である。
　図９に示される第２の例は、１つの送信機ＴＸ＃ｎのＤＬキャリブレーション信号の周波数配置において、ＤＬキャリブレーション信号の送出に用いるサブキャリアをＸ［ＭＨｚ］の間隔で配置している。この点は、上述した第１の例と同様である。
　ただし、第２の例は、隣接する送信機ＴＸ＃ｎ同士では、ＤＬキャリブレーション信号の周波数配置を、周波数方向にＹ［ＭＨｚ］以上に乖離されてシフトさせる。例えば、送信機ＴＸ＃２の周波数配置は、送信機ＴＸ＃１の周波数配置に対して、ｆｓ１－ｆｓ０（＞Ｙ）［ＭＨｚ］だけ正の周波数方向にシフトさせている。なお、ｆｓ０［ＭＨｚ］は、ｎが奇数である送信機ＴＸ＃ｎの基準となる周波数であり、ｆｓ１［ＭＨｚ］は、ｎが偶数である送信機ＴＸ＃ｎの基準となる周波数である。これに伴い、送信機ＴＸ＃３の周波数配置は、送信機ＴＸ＃２の周波数配置に対して、ｆｓ１－ｆｓ０－Ｙ（＞Ｙ）［ＭＨｚ］だけ負の周波数方向にシフトする事となる。その為、送信機ＴＸ＃２とＴＸ＃３との間のそれぞれのＤＬキャリブレーション信号同士の周波数離隔が確保できる。
　このように、隣接する送信機ＴＸ＃ｎ同士で、ＤＬキャリブレーション信号の周波数配置を、乖離させてシフトさせる。これにより、ベースバンド部２０において、周波数多重されたＤＬキャリブレーション信号を、ＦＦＴにより周波数分離する際の周波数分離度が高まる。これにより、隣接する送信機ＴＸ＃ｎ／アンテナ４０＃ｎ間の物理的間隔が狭い場合にも、隣接する送信機ＴＸ＃ｎ／アンテナ４０＃ｎ間の相互結合の影響を低減することができる。
　なお、隣接する送信機ＴＸ＃ｎ同士の、ＤＬキャリブレーション信号の周波数配置のシフト量は、任意に決定しても良い。例えば、相互結合の影響を受けないシフト量を予め求めておき、そのシフト量以上に周波数配置をシフトさせても良い。
　上述したように本実施の形態１によれば、ベースバンド部２０は、各送信機ＴＸ＃ｎから送出されるＤＬキャリブレーション信号を、各送信機ＴＸ＃ｎ毎に周波数直交させる。そのため、各送信機ＴＸ＃ｎからキャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸに対してＤＬキャリブレーション信号を一括かつ同時に伝送しても、ＤＬキャリブレーション信号同士が周波数軸上で混合及び干渉することを回避することができる。
　これにより、各送信機ＴＸ＃ｎの振幅及び位相特定のばらつきや、運用時の外気温や経時変動により各送信機ＴＸ＃ｎ間に生じる振幅及び位相特定の差異を、一括かつ短時間に補償することができるため、ＤＬキャリブレーションの精度を高く維持することができる。
　また、本実施の形態１によれば、各送信機ＴＸ＃ｎのＤＬキャリブレーションを一括かつ同時に実行することができる。そのため、５Ｇ　ＮＲ規格の元で、ＵＬシンボル又はＤＬシンボルの先頭又は末尾の非常に短い空き時間にＤＬキャリブレーションを実行する上では、本実施の形態１のように、各送信機ＴＸ＃ｎのＤＬキャリブレーションを一括かつ同時に実行することは効果的である。
　また、ＭＵ－ＭＩＭＯを実行する場合の空間多重性能（ヌル深さの達成、空間多重数の増大等）は、ＤＬキャリブレーションの精度に大きく依存する。そのため、本実施の形態１のように、ＤＬキャリブレーションの精度を高く維持することは、ＭＵ－ＭＩＭＯを実行する場合の空間多重性能の改善を図る上で効果的である。
　また、本実施の形態１に係るＤＬキャリブレーションは、各送信機ＴＸ＃ｎの振幅及び位相特性のばらつきだけ補正でなく、各送信機ＴＸ＃ｎの出力電力絶対値も補償できる為、各送信機ＴＸ＃ｎの送信レベルをより安定化させることも可能となる。なお、前記したＤＬキャリブレーション機能を用いた全送信機ＴＸ＃１～ＴＸ＃ｍの出力電力絶対値の安定化方法としては、代表送信機とする送信機ＴＸ＃１の絶対出力レベルに、代表送信機以外の送信機の絶対出力レベルを合わせ込む様に、各送信機ＴＸ＃ｎの絶対出力レべルに重み付け補正を行う事で実現可能となる。もしくは、他の安定化方法としては、全送信機ＴＸ＃１～ＴＸ＃ｍの絶対出力レベルの平均値に、各送信機ＴＸ＃ｎの絶対出力レベルを合わせ込む様に、各送信機ＴＸ＃ｎの絶対出力レべルに重み付け補正を行う事で実現可能となる。
（２）実施の形態２
　上述した実施の形態１においては、ベースバンド部２０は、各送信機ＴＸ＃ｎから送出されるＤＬキャリブレーション信号を、各送信機ＴＸ＃ｎ毎に周波数直交させる。これにより、各送信機ＴＸ＃ｎからキャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸに対してＤＬキャリブレーション信号を一括かつ同時に伝送しても、ＤＬキャリブレーション信号同士が周波数軸上で混合及び干渉することが回避される。
　ただし、ＤＬキャリブレーション信号が各送信機ＴＸ＃ｎや、キャリブレーション用受信機ＣＡＬ－ＲＸを通過する際、ＤＬキャリブレーション信号のＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio。ピーク対平均電力比）が高い場合は、ＤＬキャリブレーション信号は、送信機ＴＸ＃ｎやＣＡＬ－ＲＸの非線形性の影響を受けてしまうおそれがある。そうすると、ＤＬキャリブレーション信号は、振幅へのＡＭ－ＡＭ劣化や位相へのＡＭ－ＰＭ劣化が発生する事で（ここでＡＭはAmplitude Modulationを、ＰＭはPhase Modulationを意味する）、歪み劣化してしまうおそれがある。しかしながら、ＤＬキャリブレーション信号で、複数個の送信機ＴＸ＃ｎの振幅及び位相特性の線形ばらつきを歪み無く測定かつ学習した上で、同ばらつき分を一括補償する必要がある。その為、ＤＬキャリブレーション経路を通過した信号の線形性維持が要求され、同経路通過時の歪みによる劣化の問題も回避する必要がある。
　そこで本実施の形態２においては、上述した歪みによる劣化の問題も回避するため、ベースバンド部２０は、ＤＬキャリブレーション信号の送出に用いる各サブキャリアの位相に、各送信機ＴＸ＃ｎ毎に位相変調をかける。なお、位相変調は、例えば、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ（ＺＣ）系列による位相変調でも良いし、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）による位相変調や、位相変調と振幅変調が組み合わされたＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation、直角位相振幅変調）を使用しても良い。
　例えば、３２個の送受信機ＴＲＸ＃ｎが設けられている場合（すなわち、ｍ＝３２の場合）において、各送信機ＴＸ＃ｎがＤＬキャリブレーション信号の送出に１０本のサブキャリアを用いるものとし、各送信機ＴＸ＃ｎ毎に、１０本のサブキャリアの各々の位相にＺａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたとする。このＺａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例として、送信機ＴＸ＃１～ＴＸ＃１６用のＤＬキャリブレーション信号のコンステレーションの例を、代表して、図１０～図２５にそれぞれ示す。
　続いて、図２６を参照して、３２個の送受信機ＴＲＸ＃ｎが設けられている場合（すなわち、ｍ＝３２の場合）における、ＤＬキャリブレーション信号のＰＡＰＲ特性について説明する。図２６において、横軸はＰＡＰＲ［ｄＢ］、縦軸はＣＣＤＦ（complementary cumulative distribution function。相補的累積分布関数）［％］である。ＣＣＤＦは、ＤＬキャリブレーション時間信号に関して、横軸の値のＰＡＰＲが発生する確率を表している。
　図２６においては、図１のポイントＢを通過した、１個の送信機ＴＸ＃ｎからのＤＬキャリブレーション信号のＰＡＰＲ特性として、２種類のＤＬキャリブレーション信号のＰＡＰＲ特性が示されている。１種類目は、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号（図中、「ZC-OFDM, 1TX」と表記）のＰＡＰＲ特性である。２種類目は、ＱＰＳＫによる位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号（図中、「QPSK-OFDM, 1TX」と表記）のＰＡＰＲ特性である。
　図２６に示されるように、位相変調をかけることにより、ＤＬキャリブレーション信号のＰＡＰＲが抑圧されていることがわかる。また、ＱＰＳＫによる位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号と比べて、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号の方が、ＰＡＰＲが抑圧されていることがわかる。
　また、図２６においては、図１のポイントＡを通過した、３２個の送信機ＴＸ＃ｎからのＤＬキャリブレーション信号が合成された合成信号のＰＡＰＲ特性として、３種類の合成信号のＰＡＰＲ特性が示されている。１種類目は、ＤＬキャリブレーション信号が全て同一周波数配置である場合の、３２個の送信機ＴＸ＃ｎからのＤＬキャリブレーション信の合成信号（図中、「同一CAL信号, 32TX」と表記）のＰＡＰＲ特性である。２種類目は、ＤＬキャリブレーション信号が周波数直交され、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけられている場合の、３２個の送信機ＴＸ＃ｎからのＤＬキャリブレーション信号の合成信号（図中、「ZC-OFDM, 32TX」と表記）のＰＡＰＲ特性である。３種類目は、ＤＬキャリブレーション信号が周波数直交され、ＱＰＳＫによる位相変調をかけられている場合の、３２個の送信機ＴＸ＃ｎからのＤＬキャリブレーション信号の合成信号（図中、「QPSK-OFDM, 32TX」と表記）のＰＡＰＲ特性である。
　図２６に示されるように、３２個の送信機ＴＸ＃ｎからのＤＬキャリブレーション信号が全て同一周波数配置である場合、合成信号は極度にＰＡＰＲが増大していることがわかる。そのため、ベースバンド部２０において、ＦＦＴにより合成信号を周波数分離して、各送信機ＴＸ＃ｎ毎のＤＬキャリブレーション信号を抽出する前に、３２個のＤＬキャリブレーション信号の合成時間信号のピーク成分が、ＣＡＬ－ＲＸの飽和特性に掛かってしまう事でＡＭ－ＡＭ歪及びＡＭ－ＰＭ歪が発生し、ＤＬキャリブレーション信号が、歪み劣化してしまうおそれがある。つまり、本来補正対象となる各送信機ＴＸ＃ｎの振幅位相特性に、非線形起因による振幅位相劣化が重畳してしまう為、各送信機ＴＸ＃ｎに対して誤ったキャリブレーション補正が掛かってしまう事となる。これに対して、３２個の送信機ＴＸ＃ｎからのＤＬキャリブレーション信号が位相変調をかけられている場合の合成信号は、ＰＡＰＲが抑圧されていることがわかる。そのため、ＤＬキャリブレーション信号の線形性を維持したままで、補正対象となる各送信機ＴＸ＃ｎの振幅位相情報を取得する事が可能となる。また、ポイントＢを通過したＤＬキャリブレーション信号と同様に、ＱＰＳＫによる位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号の合成信号と比べて、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号の合成信号の方が、ＰＡＰＲが抑圧されていることがわかる。これに伴い、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号の方が、ＱＰＳＫによる位相変調をかけたＤＬキャリブレーション信号よりＤＬキャリブレーション信号への歪影響を低減する事が可能となる。
　上述したように本実施の形態２によれば、ベースバンド部２０は、各送信機ＴＸ＃ｎがＤＬキャリブレーション信号の送出に用いる各サブキャリアの位相に、各送信機ＴＸ＃ｎ毎に位相変調をかける。
　これにより、ＤＬキャリブレーション信号のＰＡＰＲが抑圧されるため、ＤＬキャリブレーション信号が、送信機ＴＸ＃ｎの非線形歪の影響を受け、誤ったＤＬキャリブレーション補正が行われてしまうことを回避することができる。
（３）実施の形態の概念
　続いて、図２７を参照して、上述した実施の形態１，２に係るＡＡＳ１００を概念的に示した無線通信装置５００の構成例について説明する。図２７は、上述した実施の形態１，２を概念的に示した無線通信装置５００の構成例を示す図である。
　図２７に示されるように、無線通信装置５００は、制御部５１０、複数個（ｍ個。ｍは２以上の自然数）の送受信機ＴＲＸ＃ｎ（ｎ＝１,・・・,ｍ）、複数本（ｍ本）のアンテナ５２０＃ｎ、キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸ、及び分配合成部５３０を備えている。
　送受信機ＴＲＸ＃ｎは、図１に示される送受信機ＴＲＸ＃ｎに対応する。送受信機ＴＲＸ＃ｎは、送信機ＴＸ＃ｎ及び受信機ＲＸ＃ｎを備えている。
　制御部５１０は、図１に示されるベースバンド部２０に対応し、送信キャリブレーション（ＤＬキャリブレーション）に係る制御を行う。
　具体的には、制御部５１０は、各送信機ＴＸ＃ｎに送出する送信キャリブレーション信号を、各送信機ＴＸ＃ｎ毎に周波数直交させる。
　このとき、制御部５１０は、各送信機ＴＸ＃ｎの送信キャリブレーション信号の周波数配置を、送信キャリブレーション信号の送出に用いるサブキャリアを所定の間隔で配置した周波数配置としても良い。また、制御部５１０は、一の送信機ＴＸ＃ｎに隣接する送信機（送信機ＴＸ＃ｎ－１又は送信機ＴＸ＃ｎ＋１）の送信キャリブレーション信号の周波数配置を、一の送信機ＴＸ＃ｎの送信キャリブレーション信号の周波数配置から周波数方向にシフトさせたものとしても良い。また、制御部５１０は、一の送信機ＴＸ＃ｎに隣接する送信機（送信機ＴＸ＃ｎ－１又は送信機ＴＸ＃ｎ＋１）の送信キャリブレーション信号の周波数配置を、一の送信機ＴＸ＃ｎの送信キャリブレーション信号の周波数配置から周波数方向に所定のシフト量以上シフトさせたものとしても良い。
　各送信機ＴＸ＃ｎは、周波数直交された送信キャリブレーション信号を送出する。なお、各送信機ＴＸ＃ｎは、周波数直交された送信キャリブレーション信号を同時に送出しても良い。
　分配合成部５３０は、図１に示される分配合成部６０に対応する。分配合成部５３０は、各送信機ＴＸ＃ｎから送出される送信キャリブレーション信号を合成し、その合成信号をキャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸ内のキャリブレーション用受信機ＣＡＬ－ＲＸに伝送する。
　キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸは、図１に示されるキャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸに対応する。キャリブレーション用受信機ＣＡＬ－ＲＸは、分配合成部５３０から伝送された合成信号を制御部５１０に送出する。
　制御部５１０は、キャリブレーション用送受信機ＣＡＬ－ＴＲＸから送出された合成信号に基づいて、各送信機ＴＸ＃ｎの振幅及び位相特性のばらつきを補償するための送信キャリブレーションウェイトを計算する。
　また、制御部５１０は、各送信機ＴＸ＃ｎが送信キャリブレーション信号の送出に用いるサブキャリアの位相に、各送信機ＴＸ＃ｎ毎に位相変調をかけても良い。
　このとき、位相変調は、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調であっても良いし、ＱＰＳＫによる位相変調であっても良いし、ＱＡＭによる振幅位相変調であっても良い。
　以上、実施の形態を参照して本開示について説明したが、本開示は上述した実施の形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　例えば、上述した実施の形態では、３２個の送受信機が設けられている場合の構成を例に挙げて説明したが、送受信機の数は、３２個には限定されない。送受信機の数は、３２個よりも多くても良いし、３２個よりも少なくても良い。
　また、上述した実施の形態では、本開示に係るＡＡＳを基地局に用いる例について説明したが、本開示は、これに限定されるものではない。本開示に係るＡＡＳは、基地局以外の任意の無線通信装置に用いることも可能である。
　また、上述した実施の形態では、本開示に係るＡＡＳをハードウェアの構成として説明したが、本開示は、これに限定されるものではない。本開示は、ＡＡＳの任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
　上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ（CD-Recordable）、ＣＤ－Ｒ／Ｗ（CD-ReWritable）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されても良い。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給することができる。
　また、上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
　　　（付記１）
　複数のアンテナと、
　前記複数のアンテナの各々に対応して設けられ、各々が送信機及び受信機を含む複数の送受信機と、
　キャリブレーション用送受信機と、
　分配合成部と、
　制御部と、を備え、
　前記制御部は、各送信機に送出する送信キャリブレーション信号を、各送信機毎に周波数直交させ、
　各送信機は、周波数直交された前記送信キャリブレーション信号を送出し、
　前記分配合成部は、各送信機から送出される前記送信キャリブレーション信号を合成し、該合成信号を前記キャリブレーション用送受信機に伝送する、
　無線通信装置。
　　　（付記２）
　前記制御部は、
　各送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置を、各送信機が前記送信キャリブレーション信号の送出に用いるサブキャリアを所定の間隔で配置した周波数配置とし、
　一の送信機に隣接する送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置を、前記一の送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置から周波数方向にシフトさせたものとする、
　付記１に記載の無線通信装置。
　　　（付記３）
　前記制御部は、前記一の送信機に隣接する送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置を、前記一の送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置から周波数方向に所定のシフト量以上シフトさせたものとする、
　付記２に記載の無線通信装置。
　　　（付記４）
　前記制御部は、各送信機が前記送信キャリブレーション信号の送出に用いるサブキャリアの位相に、各送信機毎に位相変調をかける、
　付記１から３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
　　　（付記５）
　前記位相変調は、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）による位相変調、又はＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）による振幅位相変調である、
　付記４に記載の無線通信装置。
　　　（付記６）
　複数のアンテナと、
　前記複数のアンテナの各々に対応して設けられ、各々が送信機及び受信機を含む複数の送受信機と、
　キャリブレーション用送受信機と、
　分配合成部と、
　を備える無線通信装置による無線通信方法であって、
　各送信機に送出する送信キャリブレーション信号を、各送信機毎に周波数直交させる第１ステップと、
　各送信機が、周波数直交された前記送信キャリブレーション信号を送出する第２ステップと、
　前記分配合成部が、各送信機から送出される前記送信キャリブレーション信号を合成し、該合成信号を前記キャリブレーション用送受信機に伝送する第３ステップと、
　を含む、無線通信方法。
　　　（付記７）
　前記第１ステップでは、
　各送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置を、各送信機が前記送信キャリブレーション信号の送出に用いるサブキャリアを所定の間隔で配置した周波数配置とし、
　一の送信機に隣接する送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置を、前記一の送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置から周波数方向にシフトさせたものとする、
　付記６に記載の無線通信方法。
　　　（付記８）
　前記第１ステップでは、前記一の送信機に隣接する送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置を、前記一の送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置から周波数方向に所定のシフト量以上シフトさせたものとする、
　付記７に記載の無線通信方法。
　　　（付記９）
　各送信機が前記送信キャリブレーション信号の送出に用いるサブキャリアの位相に、各送信機毎に位相変調をかける第４ステップをさらに備える、
　付記６から８のいずれか１項に記載の無線通信方法。
　　　（付記１０）
　前記位相変調は、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）による位相変調、又はＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）による振幅位相変調である、
　付記９に記載の無線通信方法。
　この出願は、２０１９年７月３１日に出願された日本出願特願２０１９－１４１０８２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１０　光トランシーバ
　２０　ベースバンド部
　３０　フロントエンド部
　ＴＲＸ＃ｎ　送受信機
　３１＃ｎ　スイッチ
　３２＃ｎ　送信アンプ
　３３＃ｎ　受信アンプ
　４０＃ｎ　アンテナ
　ＣＡＬ－ＴＲＸ　キャリブレーション用送受信機
　５０　スイッチ
　６０　分配合成部
　６１　分配合成器
　１００　ＡＡＳ
　５００　無線通信装置
　５１０　制御部
　５２０＃ｎ　アンテナ
　５３０　分配合成部
　９００　分配ユニット

Claims (10)

  1. 　複数のアンテナと、
    　前記複数のアンテナの各々に対応して設けられ、各々が送信機及び受信機を含む複数の送受信機と、
    　キャリブレーション用送受信機と、
    　分配合成部と、
    　制御部と、を備え、
    　前記制御部は、各送信機に送出する送信キャリブレーション信号を、各送信機毎に周波数直交させ、
    　各送信機は、周波数直交された前記送信キャリブレーション信号を送出し、
    　前記分配合成部は、各送信機から送出される前記送信キャリブレーション信号を合成し、該合成信号を前記キャリブレーション用送受信機に伝送する、
    　無線通信装置。
  2. 　前記制御部は、
    　各送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置を、各送信機が前記送信キャリブレーション信号の送出に用いるサブキャリアを所定の間隔で配置した周波数配置とし、
    　一の送信機に隣接する送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置を、前記一の送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置から周波数方向にシフトさせたものとする、
    　請求項１に記載の無線通信装置。
  3. 　前記制御部は、前記一の送信機に隣接する送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置を、前記一の送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置から周波数方向に所定のシフト量以上シフトさせたものとする、
    　請求項２に記載の無線通信装置。
  4. 　前記制御部は、各送信機が前記送信キャリブレーション信号の送出に用いるサブキャリアの位相に、各送信機毎に位相変調をかける、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
  5. 　前記位相変調は、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）による位相変調、又はＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）による振幅位相変調である、
    　請求項４に記載の無線通信装置。
  6. 　複数のアンテナと、
    　前記複数のアンテナの各々に対応して設けられ、各々が送信機及び受信機を含む複数の送受信機と、
    　キャリブレーション用送受信機と、
    　分配合成部と、
    　を備える無線通信装置による無線通信方法であって、
    　各送信機に送出する送信キャリブレーション信号を、各送信機毎に周波数直交させる第１ステップと、
    　各送信機が、周波数直交された前記送信キャリブレーション信号を送出する第２ステップと、
    　前記分配合成部が、各送信機から送出される前記送信キャリブレーション信号を合成し、該合成信号を前記キャリブレーション用送受信機に伝送する第３ステップと、
    　を含む、無線通信方法。
  7. 　前記第１ステップでは、
    　各送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置を、各送信機が前記送信キャリブレーション信号の送出に用いるサブキャリアを所定の間隔で配置した周波数配置とし、
    　一の送信機に隣接する送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置を、前記一の送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置から周波数方向にシフトさせたものとする、
    　請求項６に記載の無線通信方法。
  8. 　前記第１ステップでは、前記一の送信機に隣接する送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置を、前記一の送信機の前記送信キャリブレーション信号の周波数配置から周波数方向に所定のシフト量以上シフトさせたものとする、
    　請求項７に記載の無線通信方法。
  9. 　各送信機が前記送信キャリブレーション信号の送出に用いるサブキャリアの位相に、各送信機毎に位相変調をかける第４ステップをさらに備える、
    　請求項６から８のいずれか１項に記載の無線通信方法。
  10. 　前記位相変調は、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列による位相変調、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）による位相変調、又はＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）による振幅位相変調である、
    　請求項９に記載の無線通信方法。
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