(57)【要約】【課題】ＴＤＤシステムにおける通信系にあって、アンテナ送受信特性に補正に際し、補正係数を代えて行うキャリブレーションの必要性有無を事前に判定すること。【解決手段】アレイアンテナを介して送信先（受信側）と相互通信する二組の信号送信経路Ｓ１１，Ｓ１２を対象とし、各信号送信経路Ｓ１１，Ｓ１２に装備された信号補償回路１０Ａ，１０Ｂを介して送信信号を補正し前記信号送信経路Ｓ１１，Ｓ１２の伝送特性を信号受信経路Ｒ１１，Ｒ１２の伝送特性に一致させてなる信号送受信処理部１（送信側）を有し、該相互通信の過程で得られる送受信情報に基づいて各送信信号補正用の補償量（補正係数）を算定し対応する各信号補償回路１０Ａ，１０Ｂに送る補償量演算判定回路９を有し、この補償量演算判定回路９で算定される補償量にかかる各補正係数に基づいて前記各補償量を可変設定するか否かを判定するキャリブレーション判定部１Ｃを設けたこと。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイアンテナ用の信号送信経路に装備された信号補償回路を介して前記アレイアンテナ用の送信信号を補正し、前記信号送信経路の特性をアレイアンテナ用の信号受信経路の特性に一致させてなる信号送受信処理部を備えたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記アレイアンテナの各々が同一に稼働した状態下で前記各送信信号補正用の補償量を算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路に送り込む補償量演算判定回路を、前記各信号送受信処理部に装備し、
この補償量演算判定回路が、前記各信号補償回路に設定され実行されている補償量にかかる各補正係数に基づいて、前記各補償量を可変設定するか否かを判定するキャリブレーション判定部を備えていることを特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【請求項２】
アレイアンテナ用の信号送信経路に装備された信号補償回路を介して前記アレイアンテナ用の送信信号を補正し、前記信号送信経路の特性をアレイアンテナ用の信号受信経路の特性に一致させてなる信号送受信処理部を備えたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記アレイアンテナとして相互通信用の一方と他方のアレイアンテナを一組とする少なくとも二組のアレイアンテナを対象とすると共に、
当該各組の前記一方と他方の各アレイアンテナが同一に稼働した状態下で前記各送信信号補正用の補償量を算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路に送り込む補償量演算判定回路を、前記各信号送受信処理部に装備し、
この補償量演算判定回路が、前記二組の各信号補償回路に設定され実行されている補償量にかかる各補正係数に基づいて、前記各補償量を可変設定するか否かを判定するキャリブレーション判定部を備えていることを特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記各信号補償回路と対応する各前記補償量演算判定回路との間に、当該補償量演算判定回路で算定された補償量にかかる補正係数情報を前記送信信号補正用として記憶し前記信号補償回路に送り込むレジスタ回路をそれぞれ設けたことを特徴とするアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記各補償量演算判定回路は、前記アレイアンテナ用送信信号と前記一方のアレイアンテナで受信される前記他方のアレイアンテナからの受信信号とに基づいて前記各信号送信経路に予め推定されて成る各伝送路特性値に対する前記送信信号補正用の補償量を算定する補償量演算部を備えていること特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記二組の各アレイアンテナに代えて三組以上のアレイアンテナを設けると共に、当該各三組以上の各アレイアンテナ用送信信号について成されるキャリブレーション実行時の前記補償量にかかる補正係数情報を、その都度前記各補償量演算判定回路が備えている記憶部に記憶すると共に、
前記キャリブレーション判定部が、この記憶された補正係数情報の内の少なくとも対応する二組のアレイアンテナにかかる補正係数情報に基づいて前記各補償量の可変設定の可否を判定する可変設定判定機能を備えていることを特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【請求項６】
請求項１，２，３，４，又は５に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記キャリブレーション判定部は、前記二つの補正係数情報に基づいて当該補正係数の妥当性を評価するための指標値を算定する指標値算定機能と、この算定された指標値が予め設定した基準指標値の範囲内にあるか否かを判定すると共に基準指標値の範囲内にある場合には、前記補正係数の妥当性を認定しその可変設定を不要と判定する指標値判定機能を備えていることを特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【請求項７】
請求項６に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記キャリブレーション判定部は、前記一方と他方の各キャリブレーション判定部で算定された指標値が何れも予め設定された基準指標値の範囲内に有る場合に、前記各キャリブレーション判定部の指標値判定機能は、前記各補正係数の可変設定を不要と判定することを特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【請求項８】
アレイアンテナ用の信号送信経路に装備された信号補償回路を介して前記アレイアンテナ用の送信信号を補正し前記信号送信経路の特性をアレイアンテナ用の信号受信経路の特性に一致させてなる信号送受信処理部を備えたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにあって、
前記アレイアンテナとして相互通信用の一方と他方のアンテナを一組とする少なくとも二組のアレイアンテナを対象とすると共に、前記各送信信号補正用の補償量を環境変化に応じて算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路に送り込む補償量演算判定回路が、前記各信号送受信処理部に装備されており、
前記二組の各アレイアンテナ用信号送信経路における前記各補償回路で実行中のキャリブレーションの補償量にかかる各補正係数を特定し、
次に、この特定された二組の各信号送信経路における補正係数に基づいて所定の演算を行い前記各組の信号送信経路における補償量についてその各補正係数を可変設定するか否かをキャリブレーション判定し、
このキャリブレーション判定に際しては、
まず、取得した前記二組の各補正係数に基づいて前記判定用の指標値を算定し、
この算定された指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有るか否かを判定し、
次に、この判定工程で前記指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有ると判定された場合に前記補正係数の可変設定を不要として前回設定された補正係数を次回の前記補償量にかかる各補正係数として許容するようにし、
これらの各工程については前記補償量演算判定回路が実行するようにしたことを特徴とするアレイアンテナ用キャリブレーション実行方法。
【請求項９】
請求項８に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行方法において、
前記キャリブレーション判定部は、前記一方と他方の各キャリブレーション判定部で算定された指標値が何れも予め設定された基準指標値の範囲内に有る場合に、前記各キャリブレーション判定部の指標値判定機能は、前記各補正係数の可変設定を不要と判定することを特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行方法。
【請求項１０】
アレイアンテナ用の信号送信経路に装備された信号補償回路を介して前記アレイアンテナ用の送信信号を補正し前記信号送信経路の特性をアレイアンテナ用の信号受信経路の特性に一致させてなる信号送受信処理部を備えたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにあって、
前記アレイアンテナとして相互通信用の一方と他方のアンテナを一組とする少なくとも二組のアレイアンテナを対象とすると共に、前記各送信信号補正用の補償量を環境変化に応じて算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路に送り込む補償量演算判定回路が、前記各信号送受信処理部に装備されており、
前記二組の各アレイアンテナ用信号送信経路における前記各補償回路で実行中のキャリブレーションの補償量にかかる各補正係数を特定する補正係数特定処理機能、
この特定された二組の各信号送信経路における補正係数に基づいて所定の演算を行い前記各組の信号送信経路における補償量についてその各補正係数を可変設定するか否かを判定するキャリブレーション判定処理機能を設け、
前記キャリブレーション判定処理機能が、
取得した前記二組の各補正係数に基づいて前記判定用の指標値を算定する指標値算定処理機能、
この算定された指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有るか否かを具体的に判定する判定処理機能、
およびこの判定処理機能で前記指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有ると判定された場合に前記補正係数の可変設定を不要として前回設定された補正係数を次回の前記補償量にかかる各補正係数として許容する指標値許容判定機能を有し、
これらの各処理機能を前記補償量演算判定回路に装備されたコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とするアレイアンテナ用キャリブレーションプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレイアンテナ用キャリブレーション実行システムに係り、特に、アレイアンテナの校正（アンテナキャリブレーション）実行時に補正係数の変更の必要性を事前に判定し、キャリブレーションの実行時に補正係数の変更を必要最小限に設定し得るようにしたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム、実行方法、及びそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信の需要増大に伴い、限られた無線資源の中で更なる大容量化、高速化が求められている。携帯電話基地局などで用いられるアレイ（マルチ）アンテナは、複数のアンテナを用いてＢＦ(Beam Forming 、ビームフォーミング) やＭＩＭＯ（ Multi Input Multi Output ／マルチ入出力）などの技術により高速大容量通信を可能とするアンテナである。
【０００３】
しかしながら、それらの技術を利用するためには、使用する各アンテナのアナログ経路を含めた特性が一致している必要がある。アンテナ特性（位相、振幅、遅延特性。以後、チャネル特性と記す）は、各チャネルで異なり、温度などの影響により時間と共に変化する。そのため出荷時だけでなく、運用においても定期的に校正（キャリブレーション）を行うことが望ましい。
【０００４】
図６に、アレイアンテナ８０を用いたビームフォーミング（ＢＦ）の一例を示す。各アンテナ８１  乃至８ｍ  からの送受信信号の特性（遅延／位相振幅）を調整することにより、干渉を用いて電波に指向性を持たせている。この技術により、別方向にいるユーザを分離して取り扱うことができ、干渉を抑えて高速大容量通信が可能となる。
【０００５】
図７に、アレイアンテナ８０，８９を用いた固有モードＭＩＭＯの例を示す。
この図７の例では、伝送路特性Ｈを測定して特異値分解することにより、全てのパスを利用して最大のスループット（データ伝送速度）を得ることが可能となる。
【０００６】
上記アレイアンテナのキャリブレーションは、信号送受信のシステム構成（ＦＤＤ方式か、ＴＤＤ方式など）により、必要とされる較正対象が異なる。
ＦＤＤシステムは、周波数分割複信を採用し、上がり（アップリンク）と下り（ダウンリンク）で異なった周波数で双方向通信を行うものである。また、ＴＤＤ（Time Division Duplexing ）システムは、時分割複信を採用し、上がりと下りで同一の周波数で双方向通信を行うものである。
【０００７】
このＴＤＤシステムでは、上記のように、上がりと下りで同一周波数を用いているため、上述したビームフォーミング（ＢＦ）や固有モードＭＩＭＯにおいて必要となる伝送路情報が共通となり、フィードバック（ＦＢ）などを用いて定常的に通知せずに通信を行うことが可能となっている。
【０００８】
一方、上記図６の例で示したようにアレイアンテナを用いてビームフォーミング（ＢＦ）やＭＩＭＯを行うためには、使用する各アンテナのアナログ経路を含めた特性（各アンテナ間の特性）が揃っている必要がある。
しかしながら、実際には、製造における誤差をはじめとして、回路やケーブルの特性差によるバラツキがあり、更には温度などの影響によっても、アンテナ間の特性は変化していく。
【０００９】
このため、ビームフォーミング（ＢＦ）やＭＩＭＯを用いるためには、製品出荷時だけでなく、運用時においても、定期的に校正（アンテナ間のキャリブレーション）が必須であり、アンテナを含む伝送経路における遅延量や位相振幅変化を一致させて、アンテナで送受信される信号の特性を揃える必要がある。
【００１０】
アレイアンテナを有するアンテナ装置は、そのために、キャリブレーション機能（位相振幅補正、遅延補正回路）を実装しなければならない。そのようにして特性を一致させたアレイアンテナに対して、ユーザ毎に到来方向やパスを制御することにより、高速大容量の通信が実現することとなる。
【００１１】
図６では、点線で囲まれたアンテナ校正部８２で遅延／振幅位相補正を行い、各アンテナ（送受信チャネル）８０の特性を一致させている。その上で、到来方向θにより生じている伝送路差、例えば「ａ１  ｓｉｎθ」を打ち消すように信号を制御することによりビームフォーミングを行っている。
【００１２】
上記したアンテナキャリブレーションにかかる関連技術として下記特許文献１乃至６が知られている。
この内、特許文献１乃至３および特許文献５は何れも時分割福信通信用のチャネルキャリブレーションに関するものであり、特許文献４はキャリブレーション方法に関するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開2011−234361号公報
【特許文献２】特開2011−050063号公報
【特許文献３】特開2010−193477号公報
【特許文献４】再特ＷＯ2008−146494
【特許文献５】特表2008−530834号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、ＴＤＤシステムでは、下りリンクと上りリンクにおいて同じ周波数を用いているため、ビームフォーミング（ＢＦ）や固有モードＭＩＭＯにおいて必要となる伝送路情報が共通となり、ＢＦなどを用いて定常的に通知せずに通信を行なうことが原理的に可能となる。このとき、伝送路には、無線空間だけでなく、アンテナ部や回路などのアナログ部も含まれている。そして、それらのアナログ部に対しては、キャリブレーションを行い、特性を一致させることで影響を取り除いている。
【００１５】
しかしながら、上記各関連技術にあっては、補正因子の特定に厳密な規格化を意図したものとなっており、又キャリブレーションの再実行条件については、明確な基準（指標の設定方法）は示されていない。
又、キャリブレーション係数の変更は、場合によっては送受信波形の特性を一時的に劣化させる可能性もあるため、不必要なキャリブレーション係数変更は実施しないようにする必要があるが、上記各関連技術については、先行技術文献共々、これに対応した技術的な解決策については、なんらの開示もなされていない。
【００１６】
〔発明の目的〕
本発明は、上記関連技術の有する不都合を改善し、特に、ＴＤＤシステムにおける通信系にあって、アンテナ送受信特性の補正に際し、補正係数を変えて行うアンテナキャリブレーションの必要性有無を、事前に有効に判定し得るアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム、実行方法、及びそのプログラムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明にかかるアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムは、アレイアンテナ用の信号送信経路に装備された信号補償回路を介して前記アレイアンテナ用の送信信号を補正し、前記信号送信経路の特性をアレイアンテナ用の信号受信経路の特性に一致させてなる信号送受信処理部を備えたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記アレイアンテナとして相互通信用の一方と他方のアンテナを一組とする少なくとも二組のアレイアンテナを対象とすると共に、
前記アレイアンテナの各々が同一に稼働した状態下で前記各送信信号補正用の補償量を算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路に送り込む補償量演算判定回路を、前記各信号送受信処理部に装備し、
この補償量演算判定回路が、前記各信号補償回路に設定され実行されている補償量にかかる各補正係数に基づいて、前記各補償量を可変設定するか否かを判定するキャリブレーション判定部を備えている、という構成を採っている。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明にかかるアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムは、アレイアンテナ用の信号送信経路に装備された信号補償回路を介して前記アレイアンテナ用の送信信号を補正し、前記信号送信経路の特性をアレイアンテナ用の信号受信経路の特性に一致させてなる信号送受信処理部を備えたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記アレイアンテナとして相互通信用の一方と他方のアンテナを一組とする少なくとも二組のアレイアンテナを対象とすると共に、
当該各組の前記一方と他方の各アレイアンテナが同一に稼働した状態下で前記各送信信号補正用の補償量を算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路に送り込む補償量演算判定回路を、前記各信号送受信処理部に装備し、
この補償量演算判定回路が、前記二組の各信号補償回路に設定され実行されている補償量にかかる各補正係数に基づいて、前記各補償量を可変設定するか否かを判定するキャリブレーション判定部を備えている、という構成を採っている。
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明にかかるアレイアンテナ用キャリブレーション実行方法は、アレイアンテナ用の信号送信経路に装備された信号補償回路を介して前記アレイアンテナ用の送信信号を補正し前記信号送信経路の特性をアレイアンテナ用の信号受信経路の特性に一致させてなる信号送受信処理部を備えたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにあって、
前記アレイアンテナとして相互通信用の一方と他方のアンテナを一組とする少なくとも二組のアレイアンテナを対象とすると共に、前記各送信信号補正用の補償量を環境変化に応じて算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路に送り込む補償量演算判定回路が、前記各信号送受信処理部に装備されており、
前記二組の各アレイアンテナ用信号送信経路における前記各補償回路で実行中のキャリブレーションの補償量にかかる各補正係数を特定し、
次に、この特定された二組の各信号送信経路における補正係数に基づいて所定の演算を行い前記各組の信号送信経路における補償量についてその各補正係数を可変設定するか否かをキャリブレーション判定し、
このキャリブレーション判定に際しては、
まず、取得した前記二組の各補正係数に基づいて前記判定用の指標値を算定し、
この算定された指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有るか否かを判定し、
次に、この判定工程で前記指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有ると判定された場合に前記補正係数の可変設定を不要として前回設定された補正係数を次回の前記補償量にかかる各補正係数として許容するようにし、
これらの各工程については前記補償量演算判定回路が実行するようにした、という構成を採っている。
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明にかかるアレイアンテナ用キャリブレーション実行プログラムは、アレイアンテナ用の信号送信経路に装備された信号補償回路を介して前記アレイアンテナ用の送信信号を補正し前記信号送信経路の特性をアレイアンテナ用の信号受信経路の特性に一致させてなる信号送受信処理部を備えたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにあって、
前記アレイアンテナとして相互通信用の一方と他方のアンテナを一組とする少なくとも二組のアレイアンテナを対象とすると共に、前記各送信信号補正用の補償量を環境変化に応じて算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路に送り込む補償量演算判定回路が、前記各信号送受信処理部に装備されており、
前記二組の各アレイアンテナ用信号送信経路における前記各補償回路で実行中のキャリブレーションの補償量にかかる各補正係数を特定する補正係数特定処理機能、
この特定された二組の各信号送信経路における補正係数に基づいて所定の演算を行い前記各組の信号送信経路における補償量についてその各補正係数を可変設定するか否かを判定するキャリブレーション判定処理機能を設け、
前記キャリブレーション判定処理機能が、
取得した前記二組の各補正係数に基づいて前記判定用の指標値を算定する指標値算定処理機能、
この算定された指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有るか否かを具体的に判定する判定処理機能、
およびこの判定処理機能で前記指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有ると判定された場合に前記補正係数の可変設定を不要として前回設定された補正係数を次回の前記補償量にかかる各補正係数として許容する指標値許容判定機能を有し、
これらの各処理機能を前記補償量演算判定回路に装備されたコンピュータに実現させるようにした、という構成を採っている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態におけるＴＤＤシステムの理想状態（送受信伝送路特性が一致する場合）の例示す全体回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるＴＤＤシステムにかかるキャリブレーションの実行内容の例を示す説明図である。
【図３】図２に開示したＴＤＤシステムの基地局側の送受信機の構成内容を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態における具体的内容（2x2 MIMO）を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態の内容（3x3 MIMO）を示す説明図である。
【図６】関連技術におけるアレイアンテナのキャリブレーション機能を示すブロック図である。
【図７】固有モードＭＩＭＯの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図１乃至図４を参照して説明する。
最初に、図１に基づいて理想的な状態のＴＤＤシステムにおけるアレイアンテナの送受信状態を説明し、次に、図２に基づいて送受信回路間に特性差が有る場合のアンテナキャリブレーション（アンテナ校正）の基本的な実行内容を説明し、その後に、第１の実施形態を具体的に説明する。
【００２３】
（ＴＤＤシステムの基本構成と理想状態の伝送路特性）
まず、図１を用いて本発明の前提となるアレイアンテナ部１ａを用いた理想状態におけるＴＤＤシステムの基本構成（１×１ＭＩＭＯ方式）を説明する。
この図１は、それぞれアレイアンテナ部１ａ，２ａを備えた二つの通信機（信号送受信機）が通信を行なっている状態を示す。ここで、一方の通信機（図１の左側通信機）は一方の信号送受信処理部１を備え、又他方の通信機（図１の右側通信機）は他方の信号送受信処理部２を備えている。
【００２４】
便宜的に、一方の信号送受信処理部（図１の左側通信機）１を基地局Ｋ側、他方の信号送受信処理部（図１の右側通信機）２を移動局Ｉ側とし、基地局送信および移動局受信をダウンリンク（ＤＬ）、移動局送信および基地局受信をアップリンク（ＵＬ）、と表現することとする。
【００２５】
基地局Ｋはｍ個、移動局Ｉはｎ個のアンテナ（スマートアンテナ）を備えている。この基地局Ｋ，移動局Ｉは、それぞれが、ベースバンド（ＢＢ）部である信号送受信処理部１，２、Ｄ／Ａ回路１１，２１、Ａ／Ｄ回路１２，２２、送受信切替スイッチ（ＳＷ）１７，２７、アンテナ部１ａ，２ａ、Ｄ／Ａ回路１１，２１から切替スイッチ（ＳＷ）１７，２７までのアナログ送信回路ＡＳ１１，ＡＳ２１、および切替スイッチ１７，２７からＡ／Ｄ回路１２，２２までのアナログ受信回路ＡＲ１１，ＡＲ２１等を備えている。
【００２６】
これらＤ／Ａ回路１１，２１、Ａ／Ｄ回路１２，２２、アナログ送信回路ＡＳ１１，ＡＳ２１、およびアナログ受信回路ＡＲ１１，ＡＲ２１は、各アンテナ部１ａ，２ａに対して独立に構成されており、上記したように、基地局Ｋはｍ組のアンテナを、移動局Ｉはｎ組のアンテナを、それぞれ備えている。
【００２７】
この図１のシステムは、ＴＤＤシステムであるので、信号送受信処理部１，２は、切替ＳＷ１７，２７により相手方に対して、送信と受信とを切り換えて通信を行なっており、送受信を同時に行うことはない。
そして、完全に校正された理想状態では、アナログ送受信回路を含めた全伝送路特性は、送信方向と受信方向で完全に一致する（行列としては、転置している。式１参照）。つまり、図１に示したアナログ部の送信回路ＡＳ１１と受信回路ＡＲ１１の伝送特性が一致している。
【００２８】
【数１】
2014204417.tif 000003
このため、例えばＵＬ（アップリンク／上がり）で求めた伝送路特性をそのままＤＬ（ダウンリンク／下り）で用いることができる。式２及び式３に、送受信信号の定義と関係を示す。
【００２９】
【数２】
2014204417.tif 000004
【００３０】
【数３】
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以上は、アレイアンテナを用いたＴＤＤシステムの基本構成である。
【００３１】
図１は、上述した理想状態（キャリブレーションを必要としない理想的な状態）における送受信の伝送路特性Ｈの関係を示すものである。
即ち、左側通信機である一方の信号送受信処理部１（基地局Ｋ側、ｍはアンテナ）、右側通信機である他方の信号送受信処理部２（移動局Ｉ側、ｎはアンテナ）のそれぞれにおいて、信号送信経路Ｓ１１と信号受信経路Ｒ１１との間（又はＳ２１，Ｒ２１間））に経路上の特性差がない場合である。
【００３２】
この場合、基地局Ｋ側からの下り送信（ダウンリンク：ＤＬ）に対する伝送路特性Ｈt
と、移動局Ｉ側からの上がり送信（アップリンク：ＵＬ）に対する伝送路特性Ｈr は転置の関係にある（上記式１参照）。
このため、様々な特性（伝送路だけでなく、送受信ウェイトなど）についても簡単に送受信間で変換が可能である。
【００３３】
例えば、基地局ＫがＵＬにおいて求めた受信ウェイトを転置して送信すれば、そのまま所望の送信ビームを形成できる。尚、伝送路特性Ｈは、無線部だけでなくアンテナ部１ａや信号送信経路Ｓ１１と信号受信経路Ｒ１１を含むアナログ部全体に対して定義している。アレイアンテナ１ａ，２ａの送受信信号の関係を、上記式２，式３に示す（添え字Ｈは、複素共役転置、添え字Ｔは、転置を示す）。
【００３４】
（本第１実施形態の前提を成すＴＤＤシステム）
次に、本第１実施形態の前提を成すＴＤＤシステム、即ち、基地局Ｋ側と移動局Ｉ側それぞれにおいて、信号送信経路Ｓ１１と信号受信経路Ｒ１１の間（又はＳ２１，Ｒ２１間）に経路上に特性差がある場合のキャリブレーション実行システムについて説明する。
【００３５】
図２に、この場合の構成例を示す。
基本的な構成内容は前述した図１の場合と同じである。
まず、較正が行われていない状態では、当然のことながら、同一局側にあってアナログ送信回路部ＡＳ１１，ＡＳ２１とアナログ受信回路部ＡＲ１１，ＡＲ２１の伝送特性は一致しない。図２ではその差分Ｂを、基地局Ｋの送信側に存在すると仮定した。移動局Ｉも同様に、伝送特性の差分をＵとした。
【００３６】
式４では行列で示されているが対角成分しか存在せず、実際には、各アンテナ部に対して複素数パラメータｂ，ｕとして設定されている。キャリブレーションの基本的考え方は、各アンテナに対してこのパラメータｂ，ｕを求め、補償することによって各アンテナ１ａ，２ａを含む送信経路全体（Ｓ１１＋Ｒ２１）と受信経路全体（Ｓ２１＋Ｒ１１）の各伝送特性を一致させることである。
【００３７】
図３に、基地局Ｋ側の構成内容の具体例を示す。
この図３は、本発明の前提となるキャリブレーション補償量の計算を説明するためのブロック図である。基地局Ｋ側の内容としたが、移動局Ｉ側も同様の構成を備えている。
尚、ここでは、伝送路推定と補償量計算に関係する機能のみを示し、基地局Ｋ本来の通信系の構成は省略してある。
【００３８】
この基地局Ｋのデジタル部に位置する一方の信号送受信処理回路（左側通信機）１は、図３に示すように、予め設定された参照信号（パイロット信号）と、移動局Ｉから送られてくるパイロット信号ＰＳとを用いて伝送路特性Ｈr を推定する伝送路推定回路５と、推定された伝送路特性Ｈr を記録する第１メモリ回路６Ａと、この伝送路特性Ｈr から計算される伝送路情報のパラメータを変調して送信信号を生成する変調回路７と、移動局ＩからＦＢ情報として送られてくる伝送路特性を示すパラメータ（Ｈt から計算される値）を復調する復調回路８とを備えている。
【００３９】
この一方の信号送受信処理部（左側通信機）１は、更に、復調したパラメータを記録する第２メモリ回路６Ｂと、前記第１メモリ回路６Ａに記録されたＨr および第２メモリ回路６Ｂに記録されたパラメータから測定時間ｔ（Ｈr （ｔ）と表示して時間で区別）ができるだけ近い値をもとに補償量Ｂc を具体的に計算するキャリブレーション補償量計算回路である補償量演算判定回路９と、計算された補償量Ｂc を保持するレジスタ回路９Ａとを備えている。
【００４０】
前述したパイロット信号４ａは、移動局Ｉ側で伝送路推定を行い伝送路特性Ｈt を求めるための信号としても機能する。
又、移動局Ｉに向けて送信される送信信号に対して、補償量Ｂc をデジタル送信回路ＤＳ１１に装備された補償回路１０Ａで乗算することにより、アナログ側の送信回路ＡＳ１１，受信回路ＡＲ１１の送受信特性差Ｂを補償する。
移動局Ｉ側のアナログ送信回路部ＡＳ２１，ＡＲ２１も同様にして、補償量Ｕc を求め、送信信号の送受信特性差Ｕを補償している（図２参照）。
【００４１】
ここで、上記図２の送受信特性差Ｂ，Ｕとその補償量Ｂc ，Ｕc について、更に捕捉説明する。
基地局Ｋ側と移動局Ｉ側の、それぞれのアナログ部ＡＳ１１，ＡＲ１１，ＡＳ２１，ＡＲ２１の送受信特性差が送信部にあると仮定し、それぞれ上述したようにＢ，Ｕとする（式４）。
【００４２】
【数４】
2014204417.tif 000006
この送受信特性差Ｂ，Ｕは、各アンテナ１ａ，２ａに対する係数なので対角成分のみが存在する。
【００４３】
この仮定の下で、基地局Ｋ側および移動局Ｉ側のそれぞれにおいて伝送路推定を行なう。ＤＬとＵＬの伝送路特性測定結果Ｈt ，Ｈr は、理想状態でのＤＬ伝送路特性Ｈに対して式５となる。この式５より、送受信特性差Ｂ，Ｕの関係を示す式６が得られる。
また、キャリブレーション実行後（補償後）の信号については、補償量（補償係数）Ｂc 、Ｕc を用いた式７が成立する。
【００４４】
【数５】
2014204417.tif 000007
【００４５】
【数６】
2014204417.tif 000008
【００４６】
【数７】
2014204417.tif 000009
これらの式には、ｍ＊ｎ個の関係式があり、変数は、ｍ＋ｎ個であるが一意には決まらず、送受信特性差Ｂ，Ｕに対する定数倍の項が残る。ゆえに、ここで、補償量Ｂc を式８で定義する。又、記号ｃは不定係数である。式６及び式７より、補償量Ｕc は式９で表される。
【００４７】
【数８】
2014204417.tif 000010
【００４８】
【数９】
2014204417.tif 000011
尚、このキャリブレーション方法は、通常行なわれるアレイアンテナ間のキャリブレーションとは異なる。アンテナ間で特性を一致させるのではなく、各アンテナの送信特性と受信特性を一致させることに特徴がある。そして、送受信の特性を一致させることにより、アンテナやＲＦ回路などのアナログ信号経路も含めて伝送路特性を定義することができる。
【００４９】
これにより、ＴＤＤシステムにおいて、ＤＬとＵＬの伝送路特性が共通となり、基地局Ｋや移動局Ｉなどでそれぞれ測定が可能となって、ＦＢ（フィードバック）などによって通知する必要がなくなる。
ただし、この場合、アンテナ端で、アレイアンテナとして特性が揃っていないため実空間での電波到来方向を決定することができない。このため、このままでは、通信相手を確認できるが、その位置方向については特定できない。
【００５０】
〔第１実施形態の具体的内容〕
図４に基づいてこれを説明する。
まず、図４に示す本第１実施形態は、２×２ＭＩＭＯを基本構成としたＴＤＤシステムに本発明を実施した場合を示す。
【００５１】
この図４において、アレイアンテナ用キャリブレーション実行システムは、相互通信用の一方と他方のアンテナおよびこれに併設された信号送信経路と信号受信経路を対象とする。
そして、このＴＤＤシステムにおける基地局Ｋ側にあっては、２個のアレイアンテナ用の信号送信経路Ｓ１１，Ｓ１２と、この各信号送信経路Ｓ１１，Ｓ１２に装備された各信号補償回路（乗算器）１０Ａ，１０Ｂと、この各信号補償回路１０Ａ，１０Ｂにて送信信号を補正して前記信号送信経路Ｓ１１とＲ２１全体の伝送特性をアンテナの組（１ａ，２ａ）を介して設置される信号受信経路Ｓ２１とＲ１１全体の伝送特性に一致させ、同様にアンテナ（１ａ，２ｂ）、（１ｂ，２ａ）、（１ｂ，２ｂ）についても同時に伝送路特性を一致させるための機能を備えた信号送受信処理部１とを備えている。
【００５２】
又、移動局Ｉ側でも同様の技術的構成に従って、２個のアレイアンテナ用の信号送信回路Ｓ２１，Ｓ２２と、この各信号送信回路Ｓ２１，Ｓ２２に装備された各信号補償回路（乗算器）２０Ａ，２０Ｂと、この各信号補償回路２０Ａ，２０Ｂにて送信信号を補正して前記信号送信経路Ｓ２１とＲ１１全体の伝送特性をアンテナの組（２ａ，１ａ）を介して設置される信号受信経路Ｓ１１とＲ２２全体の伝送特性に一致させ、同様にアンテナ（２ｂ、１ａ）、（２ａ、１ｂ）、（２ｂ、１ｂ）についても同時に伝送路特性を一致させるための機能を備えた信号送受信処理部２とを備えている。
この内、信号送受信処理部１は、基地局Ｋ側の信号送受信機の一部を構成する。
同様に、移動局Ｉ側も、上記基地局Ｋ側と同等の構成を備えており、上述したように移動局Ｉの信号送受信機の一部を構成する信号送受信処理部２を備えている。
【００５３】
ここで、図４に示す各アレイアンテナは、アレイアンテナ（１ａ，１ｂ）が前述した信号送受信処理部１により、又アレイアンテナ（２ａ，２ｂ）が信号送受信処理部２により、それぞれ付勢されて作動する。
又、前述したように、信号送受信処理部１は、前記各送信信号補正用の補償量（補正係数ｂｃ１，ｂｃ２）を算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路１０Ａ，１０Ｂに送り込む補償量演算判定回路９を備えている。同様に、信号送受信処理部２は、前記各送信信号補正用の補償量（補正係数ｕｃ１，ｕｃ２）を算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路２０Ａ，２０Ｂに送り込む補償量演算判定回路９を備えている。
【００５４】
この補償量演算判定回路９は、当該補償量演算判定回路９で算定される補償量にかかる補正係数ｂｃ１，ｂｃ２（移動局Ｉ側ではｕｃ１，ｕｃ２）に基づいて前記各補償量を可変設定するか否かを判定するキャリブレーション判定部１Ｃ（移動局Ｉ側では２Ｃ）を備えている。
【００５５】
これにより、本第１実施形態にあっては、前述したキャリブレーション判定部１Ｃ，２Ｃが有効に機能し、アンテナ送受信特性の補正に際し、補正係数を変えて行うアンテナキャリブレーションの必要性有無を、事前に有効に判定することができ、定期的なキャリブレーションの実行を事前に有効に回避することが可能となり、同時にＴＤＤシステムの安定動作も確保することが可能となる。
【００５６】
又、上記した信号補償回路１０Ａ，１０Ｂと補償量演算判定回路９との間に、当該補償量演算判定回路９で算定された補償量にかかる補正係数情報ｂｃ１，ｂｃ２，を前記送信信号補正用として記憶し前記信号補償回路１０Ａ，１０Ｂに送り込むレジスタ回路９Ａ，９Ｂを備えている。
【００５７】
更に、上記した補償量演算判定回路９は、前述したパイロット信号と前記アレイアンテナ１ａ，１ｂで受信される外部（移動局Ｉ）からの受信信号であるパイロット信号とにより推定される送信回路ＡＳ２１，ＡＳ２２および受信回路ＡＲ１１，ＡＲ１２を含む４個の伝送路特性と、移動局Ｉ側で推定される送信回路ＡＳ１１，ＡＳ１２および受信回路ＡＲ２１，ＡＲ２２を含む４個の伝送路特性（パラメータとして移動局から基地局へＦＢ( フィードバック) される）に基づいて、前記送信信号補正用の補償量を算定する補償量算定部１Ａ（移動局Ｉ側では２Ａ）を備えている。
【００５８】
そして、この補償量演算判定回路９の前述したキャリブレーション判定部１Ｃは、前記二つの補正係数情報ｂｃ１，ｂｃ２（移動局側ではｕｃ１，ｕｃ２）に基づいて当該補正係数の妥当性を評価するための指標値ｋb21 ，ｋu21 を算定すると共に、該算定された指標値ｋb21 ，ｋu21 が予め設定した基準指標値の範囲内にある場合には、前記補正係数ｂｃ１，ｂｃ２（ｕｃ１，ｕｃ２）の妥当性を認定しその可変設定を不要と判定する演算判定機能を備えている。
【００５９】
即ち、このキャリブレーション判定部１Ｃ（２Ｃ）は、上記補償量演算判定回路９から得られる補償量にかかる補正係数情報ｂｃ１，ｂｃ２（ｕｃ１，ｕｃ２）に基づいて前記指標値ｋb21 ，ｋu21 を算定する指標値算定機能と、この算定された指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有るか否かを判定すると共に前記補正係数ｂｃ１，ｂｃ２（ｕｃ１，ｕｃ２）の可変設定の要，不要を判定結果として設定する指標値判定機能と、この判定結果を図示しない外部出力手段を介して外部へ出力する判定結果出力機能とを備えている。
移動局Ｉ側の補償量演算判定回路９も同様に機能するキャリブレーション判定部２Ｃを備えている。上記補正係数情報（ｕｃ１，ｕｃ２）および指標値ｋu21 は移動局Ｉ側のものを示す。
【００６０】
以下、これを更に具体的に説明する。
上記したように、図４は、本発明の第１実施形態にかかるアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムの全体的な構成を示す。
この図４において、このアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムの対象となるアンテナシステムは、２×２ＭＩＭＯの形態のものが装備されている。
【００６１】
ここで、本第１実施形態におけるアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムでは、前述した図２に示すアレイアンテナとそのキャリブレーション実行回路を含む基地局Ｋ側では二組設けられ、これに対応して移動局Ｉ側も二組設けられている。
【００６２】
基地局Ｋ側のアレイアンテナ１ａは、その送受信が前述した図２の基地局Ｋの場合と同様に、スイッチ１７によって切替え設定され、アナログ送信回路ＡＳ１１およびデジタル受信回路ＡＲ１１を介して基地局Ｋの信号送受信処理部１に連結されている。
又、基地局Ｋ側の他のアレイアンテナ１ｂも、アレイアンテナ１ａと同様に形成され、その送受信が前述した図２の基地局Ｋの場合と同様に、スイッチ１７と同機能を備えたスイッチ１８によって切替え設定され、アナログ送信回路ＡＳ１２およびデジタル受信回路ＡＲ１２を介して基地局Ｋの送受信処理部１に連結されている。
【００６３】
このアナログ送信回路ＡＳ１２及びデジタル受信回路ＡＲ１２も、それぞれ上記アナログ送信回路ＡＳ１１及びデジタル受信回路ＡＲ１１と同様に機能する構成の回路が使用されている。
【００６４】
更に、基地局Ｋ側にあって、デジタル送信回路ＤＳ１１，  ＤＳ１２と対応するアナログ送信回路ＡＳ１１，ＡＳ１２との間には、前述した図２の場合と同様にＤ／Ａ変換器１０Ａ，１０Ｂがそれぞれ装備され、又、デジタル送信回路ＤＳ１１，ＤＳ１２には、前述した図２の場合と同様に補償量Ｂｃ（図４では、ｂｃ１，  ｂｃ２）を乗算して送信受信特定差Ｂ（図４では、ｂ１，ｂ２）を補償する補償回路１０Ａ，１０Ｂがそれぞれ装備されている。
【００６５】
一方、この図４にあって、移動局Ｉ側の一方のアレイアンテナ部２ａは、前述した図２の移動局Ｉの場合と同様に、スイッチ２７によって切替え設定され、アナログ送信回路ＡＲ２１およびデジタル受信回路ＡＲ２１を介して移動局Ｉの送受信処理回路２に連結されている。又、移動局Ｉ側の他方のアレイアンテナ２ｂも、アレイアンテナ２ａと同様に形成され、前述した図２の移動局Ｉの場合と同様に、スイッチ２７と同機能を備えたスイッチ２８によって切替え設定され、アナログ送信回路ＡＳ２２およびデジタル受信回路ＡＲ２２を介して移動局Ｉの送受信処理回路２に連結されている。
【００６６】
このアナログ送信回路ＡＳ２２およびデジタル受信回路ＡＲ２２も、それぞれ上記アナログ送信回路ＡＳ２１およびデジタル受信回路ＡＲ２１と同様に機能する構成の回路が使用されている。
【００６７】
更に、移動局Ｉにあって、デジタル送信回路ＤＳ２１，  ＤＳ２２と対応するアナログ送信回路ＡＳ２１，ＡＳ２２との間には、前述した図２の場合と同様にＤ／Ａ変換器２１，２３がそれぞれ装備され、又、デジタル送信回路ＤＳ２１，ＤＳ２２には、前述した図２の場合と同様に補償量Ｕｃ（図４ではｕｃ１，  ｕｃ２）を乗算して送信受信特定差Ｕを補償する補償回路２０Ａ，２０Ｂがそれぞれ装備されている。
【００６８】
そして、上記した基地局Ｋ側の信号送受信処理部１は、前述したように基地局Ｋ側の信号送受信機の要部を成し、同様に、移動局Ｉ側の信号送受信処理部２は、前述したように移動局Ｉ側の信号送受信機２の要部を成している。
【００６９】
又、上述した図４における各信号送受信処理部１，２は、それぞれ前述した図２における信号送受信処理部１が備えている各構成内容と同等に機能する構成内容を、そのまま備えて構成されている。
【００７０】
例えば、図４における信号送受信処理部１は、補償量Ｂc を具体的に計算する機能を備えたキャリブレーション補償量計算回路を成す補償量演算判定回路９と、予め設定された送信用のパイロット信号４ａと移動局Ｉから送られてくるパイロット信号ＰＳとに基づいて伝送路特性Ｈr を推定する伝送路特性推定回路５と、変調回路７および復調回路８等とを含めて備えている。信号送受信処理部２も、同様に構成されている。
【００７１】
又、この図４においても、前述した図３の場合と同様に、信号送受信処理部１が備えているキャリブレーション補償量計算回路である補償量演算判定回路９が算定する補正係数（補償係数に同じ）ｂＣ１，ｂＣ２に基づいて新たな判定用指標値Ｋb21 を演算する前述したキャリブレーション判定部と同等のキャリブレーション判定部１Ｃを備えている。
【００７２】
移動局Ｉ側の他方の信号送受信処理部２も、上記基地局Ｋ側の信号送受信処理部１と同様に機能するキャリブレーション判定部２Ｃを備えている。
【００７３】
そして、このキャリブレーション判定部２Ｃは、キャリブレーション判定部１Ｃと同様に、補正係数（補償係数に同じ）ｕＣ１，ｕＣ２に基づいて新たな判定用指標値Ｋb22 を算定する指標値算定機能と、前述した指標値判定機能および判定結果出力機能と同等に機能する指標値判定機能及び判定結果出力機能とを備えている。
【００７４】
ここで、上述した補正係数（補償係数に同じ）ｂＣ１，ｂＣ２，ｕＣ１，ｕＣ２と、送受信特性とについて詳述する。
【００７５】
まず、上記した第１実施形態は、２ｘ２ＭＩＭＯの例であり、図４に示すように、アンテナ素子の組み合わせは４通りあり、それぞれについて、測定可能な各送受信回路の伝送路特性ｈｔ１１  ， hｒ１１  ， hｔ１２  ， hｒ１２  、 hｔ２１  ， hｒ２１  ， hｔ２２  ， hｒ２２  は、上記した式５及び式６より、下記の式１０及び式１１で示される。
【００７６】
【数１０】
2014204417.tif 000012
【００７７】
【数１１】
2014204417.tif 000013
そして、送信経路と受信経路の特性を一致させるためには、補正係数 bｃ１， bｃ２， uｃ１， uｃ２について前述した式７より下記の式１２を満たせば良い。この場合の具体的な補正係数決定方法の例を以下に示す。
【００７８】
【数１２】
2014204417.tif 000014
まず、上記した式１２を用いて、補正係数 bｃ１を式１３のように仮定して補正係数 uｃ１を求める。
【００７９】
【数１３】
2014204417.tif 000015
更に、同様にして補正係数 bｃ２と uｃ２とを求める（式１４，１５）。
【００８０】
【数１４】
2014204417.tif 000016
【数１５】
2014204417.tif 000017
以上により、不定係数を固定した形で全ての補正係数を求めることが出来る。
【００８１】
ここで、上記式１２における、伝送路特性 hｔ２２  ， hｒ２２  を含んだ項は冗長となり基本的には必要がない。即ち、２×２ＭＩＭＯの場合、式１２の４つの式の内、任意の３式を使用すれば補正係数を決定することが出来る。
【００８２】
実際には、既に前回のキャリブレーションが行なわれ、そのときの補正係数が設定されているので、上記で求めた補正係数は、現在設定されている補正係数に対する補正値となっている。つまり、新たな補正係数は、現在の補正係数に今回求めた補正係数を掛けた値となる。これらの演算は、各信号送受信処理部１，２の各キャリブレーション補償量演算部（補償量演算判定回路）９にて、それぞれ実行される。
【００８３】
更に、今回求めた補正係数には不定係数が掛かった値となっているため、単純な比較評価はできない。
そこで、指標値として、下記の式２１，式２２を定義する。この指標値Ｋb21 Ｋu21 は、アンテナ間の比を取ることにより不定係数を相殺しており、中心値である数値１からのずれにより、現在のキャリブレーション精度を評価することが出来る。
【００８４】
【数２１】
2014204417.tif 000018
【００８５】
【数２２】
2014204417.tif 000019
ここでは、例えば、２つの指標値Ｋb21 Ｋu21 が、共に０．９９〜１．０１の範囲にあればキャリブレーション不要であると判断する。この判断に際してなされる指標値の演算は、前述したようにキャリブレーション判定部１Ｃ（移動局Ｉ側では２Ｃ）で算定される。
【００８６】
ここで、前述した送受信伝送路特性について説明を追記する。
まず、図４に示すように、本第１実施形態は２×２ＭＩＭＯ構成であり、それぞれのアンテナ素子について、本第１実施形態ではアナログ部の送受信特性差（ｂ１  ，ｂ２  、ｕ１  ，ｕ２  ）を送信側に仮定し、デジタル送信回路ＤＳ１１，ＤＳ１２，ＤＳ２１，ＤＳ２２において補償する構成を採っている。
【００８７】
具体的には、それぞれのアンテナについてデジタル送信部ＤＳ１１，Ｄ１２，ＤＳ２１，Ｄ２２において、補正係数ｂＣ１，ｂＣ２，ｕＣ１，ｕＣ２をそれぞれ乗算することにより、基地局Ｋ／移動局Ｉそれぞれのアナログ部を含めた送受信特性を一致させている。
【００８８】
送受信特性（伝送路特性）の測定は、例えば式１０のｈｔ１１ の場合は、基地局Ｋのアンテナ素子（Ant-ｂ１  ）からのパイロット信号を、移動局Ｉのアンテナ素子（Ant-ｕ１  ）で受信し、内部で生成されたパイロット信号との相関値を計算することで求める。以上により全ての送受信アンテナ素子間の送受信伝送路特性を求めることが可能である。
【００８９】
（第１実施形態の動作）
次に、上記第１実施形態の動作を説明する。
【００９０】
まず、基地局Ｋ側では、前述したように、送信信号を補正して前記信号送信経路Ｓ１１，Ｓ１２の伝送特性とアレイアンテナ用の信号受信経路Ｒ１１とＲ１２の伝送特性とをそれぞれ一致させるように機能する信号送受信処理部１を備えたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにあって、前記アレイアンテナは１ａ，１ｂの二組設けられており、当該各アレイアンテナ１ａ，１ｂの各々を同一に機能させた状態で前記各送信信号の補正用の補償量（補正係数ｂＣ１，ｂＣ２）を算定すると共にこれを対応する前記各信号補償回路１０Ａ，１０Ｂに送り込む補償量演算判定回路９を備えている。
【００９１】
そして、この基地局Ｋ側では、前記各アレイアンテナ１ａ，１ｂに対応する信号送信経路Ｓ１１，Ｓ１２の各補償回路１０Ａ，１０Ｂで実行されている補償量にかかる各補正係数情報ｂＣ１，ｂＣ２を特定する補正係数特定工程（第１の工程）と、
この特定された各補正係数ｂＣ１，ｂＣ２に基づいて所定の演算を行い前記各補償量を可変設定するか否かを判定するキャリブレーション判定工程（第２の工程）とが設けられている。
【００９２】
この内、上記キャリブレーション判定工程を、
前記補償量演算判定回路９から得られる前記補正係数に基づいて前記判定用の指標値を算定する指標値算定工程と、この算定された指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有るか否かを判定する判定工程と、この判定工程で前記指標値が予め設定された基準指標値（例えば、０．９９〜１．０１）の範囲内に有ると判定された場合に前記補正係数の可変設定を不要とし前回設定された補正係数を次回の前記補償量にかかる各補正係数として許容する指標値許容判定工程とを設け、これを順次実行する内容とした。
これらの各工程は、前述した基地局Ｋ側の信号送受信処理部１が順次実行する。又、移動局Ｉ側でも同等の内容のものが信号送受信処理部２で順次実行する。
【００９３】
以下これを更に詳述する。
最初に、図４のアンテナ１ａ，２ａ間の信号送受信系について説明する。
前述したように、較正が行われていない状態では、アナログ送信回路ＡＳ１１とアナログ受信回路ＡＳ１１の伝送特性は一致しない。前述した図２では、その差分ＢとＵとを、基地局Ｋ及び移動局Ｉのそれぞれの送信側に存在すると仮定した。
【００９４】
そして、式４では、行列で示されているが対角成分しか存在せず、実際には、各アンテナ１ａ，２ａに対して複素数パラメータｂ，ｕとして設定されている。キャリブレーションに際しては、アレイアンテナ間の伝送路推定値を求め、そこから補正係数（ＢＣ  ，ＵＣ  ）を計算して、送信信号に対して補償を行なわれる。
【００９５】
まず、図３において、実測可能なＤＬの伝送路特性Ｈt とＵＬの伝送路特性Ｈr は、ＤＬおよびＵＬでの共通成分であるＨと、基地局Ｋと移動局Ｉそれぞれにおける送受信経路での差分の成分Ｂ，Ｕを用いて、式５で示される。更に、共通成分であるＨを消去して式６が得られる。そして、ＤＬとＵＬにおける伝送路特性を一致させるために、基地局Ｋと移動局Ｉの送信部に、前述したように、それぞれ補正係数を乗算する。
【００９６】
得られた新しい伝送路特性、Ｈt Ｂc とＨr Ｕc が一致する条件（一方の行列を転置すると他方の行列と等しくなる）より、式７が得られる。これらの式から形式的に補正係数を求める。
そして、ＢＣ  ≡ｃＢ−１、と仮定することにより（式８）、補正係数ＵＣ  は式９で表すことができる。ここで、ｃは不定係数であり、補正係数ＢＣ  ，ＵＣ  は、不定係数を含んだ形で求められる。ただし、式７から補正係数を求めるとき、冗長な式が存在するため全ての伝送路係数を用いる必要はない（文献２参照）。
【００９７】
本発明は、キャリブレーションの精度を判断し、式７から求めた補償係数の更新を無駄なく実施する方法について示している。
【００９８】
以下、図４を用いて、第１実施形態の動作について、更に詳細に説明する。
この図４に示す送受信系は、上述したように２×２ＭＩＭＯの例である。アンテナ素子の組み合わせ（伝送路）は前述したように、４通りある。それぞれについて、測定可能な伝送路特性ｈｔ１１  ， hｒ１１  ， hｔ１２  ， hｒ１２  ， hｔ２１  ， hｒ２１  ， hｔ２２  ， hｒ２２  は、上記したように式１０及び式１１で示される。
【００９９】
この式１０及び式１１にあって、ｈ１１, ｈ１２, ｈ２１, ｈ２２は、伝送路特性の送受信共通成分である。又、ｂ１  ，ｂ２  ，ｕ１  ，ｕ２  は、基地局Ｋ、移動局Ｉのアレイアンテナ素子における、送受信伝送路特性差を示しており、送信経路に存在すると仮定されている。
【０１００】
信号送信経路全体（Ｓ１１＋Ｒ２１）と信号受信経路全体（Ｓ２１＋Ｒ１１）の各伝送特性を一致させるためには、下記に示す補正係数ｂｃ１，ｂｃ２，ｕｃ１，ｕｃ２について、式７より式１２を満たせば良い。
【０１０１】
ここで、本第１実施形態における補正係数の決定方法について説明する。
まず、式１２において、補正係数ｂｃ１を式１３のように仮定し補正係数ｕｃ１を求める。更に、補正係数ｂｃ１，ｂｃ２を用いて補正係数ｕｃ１，ｕｃ２を求める（式１４，１５）。以上により、不定係数ｃを固定した形で全ての補正係数を求めることが出来る。
【０１０２】
実際には、すでに前回のキャリブレーションが行なわれ、そのときの補正係数が設定されているので、上記で求めた補正係数は、現在設定されている補正係数に対する補正値となっている。つまり、新たな補正係数は、現在の補正係数に今回求めた補正係数を掛けた値となる。
【０１０３】
さらに、今回求めた補正係数には不定係数が掛かった値となっているため、単純な比較評価はできない。そこで指標として、前述した式２１、２２  を用いる。補正係数ｋb21,ｋu21 は、アンテナ間の比を取ることにより不定係数が相殺されており、中心値である１からのずれにより現在のキャリブレーション精度を評価することが出来る。例えば、２つの指数ｋb21,  ｋu21 が、共に「０．９９〜１．０１」の範囲にあればキャリブレーション不要である旨、前述したキャリブレーション判定部１Ｃにより判断される。
図４のアンテナ１ｂ，２ｂ間、アンテナ１ａ，２ｂ間、アンテナ１ａ，２ｂ間の各信号送受信系についても同様である。
【０１０４】
次に、上述した内容を取り込んで機能する基地局Ｋ側の信号送受信処理部１部分の動作を、図３に基づいて説明する。
【０１０５】
上記図３では、伝送路推定と補償量計算に関係する機能のみを示す。基地局Ｋのデジタル部を成す信号送受信処理部１は、予め設定されたパイロット信号（参照信号）４ａと、移動局Ｉから送られてくるパイロット信号ＰＳとを用いて伝送路推定回路５が伝送路推定を行い伝送路特性Ｈr を求める。求められた伝送路特性Ｈr は、測定時間ｔと合わせてＨr(t)としてメモリ回路６Ａに記録される。
【０１０６】
そして、伝送路情報パラメータが伝送路推定回路５で計算され、変調回路７で変調されて送信信号となり、移動局Ｉでの伝送路推定に用いるパイロット信号とともに移動局Ｉへ送信される。
【０１０７】
一方、移動局ＩからＦＢ情報として送られてくる伝送路情報パラメータと測定時間ｔの情報は、復調回路８で復調され、第２のメモリ回路６Ｂに記録される。
そして、第１のメモリ回路６Ａに記録されたＨr および第２のメモリ回路６Ｂに記録された伝送路情報パラメータについて、測定時間ができるだけ近い組み合わせを選択し（又は出来るだけ近い時間で測定するようにスケジューリングしておき）、キャリブレーションの精度および補償量を計算するキャリブレーション補償量演算部（補償量演算判定回路）９において、式２１〜２８を用いてキャリブレーション精度が計算される。
【数２３】
2014204417.tif 000020
【数２４】
2014204417.tif 000021
【数２５】
2014204417.tif 000022
【数２６】
2014204417.tif 000023
【数２７】
2014204417.tif 000024
【数２８】
2014204417.tif 000025
また、キャリブレーションを実施するかどうかの判定は、前述したように、キャリブレーション判定部１Ｃにてなされる。
【０１０８】
続いて、キャリブレーションを実施する場合は、式１３〜１９（例えば、本第１実施形態では、式１３〜１４）を用いて補償量演算判定回路９で補正係数Ｂc （図４ではｂｃ１，  ｂｃ２）が計算される。
【数１６】
2014204417.tif 000026
【数１７】
2014204417.tif 000027
【数１８】
2014204417.tif 000028
【数１９】
2014204417.tif 000029
計算された補正係数Ｂc （図４ではｂｃ１，  ｂｃ２）はレジスタ回路９Ａに記録され、続いて補償回路１０Ａにて送信信号に対する補償乗算が行われる。
【０１０９】
補正係数Ｂc がレジスタ設定されている状態で、補正計算を行った場合は、現在の補正係数に対する補正量（ただし不定係数が掛かっている）が求められるので、現在の補正係数に乗算した値を新しい補正係数としてレジスタ部９Ａへ記録する。
移動局Ｉ側のデジタル部も同様にして、補正係数Ｕc を求め、同様にして送信信号の送受信特性差を補償している。
【０１１０】
ここで、上記動作説明において各構成部材相互間で実行されて全体的な動作内容にあっては、その一部又は全部を基地局Ｋ側の信号送受信処理部１及び移動局Ｉ側の信号送受信処理部２それぞれにおいて、個別にプログラム化し、当該各信号送受信処理部１，２に予め設置されたコンピュータに実現させるようにしてもよい。
【０１１１】
この場合、本プログラムは、非一時的な記録媒体、例えばＤＶＤ，ＣＤ，フラッシュメモリなどに記録されてもよい。かかる場合、本プログラムは、記録媒体からコンピュータによって読みだされ、実行される。
以後の各実施形態においても同様である。
【０１１２】
（変形例）
又、上記第１実施形態にあっては、本発明を２×２ＭＩＭＯの場合について実施した場合を例示したが、１×１ＭＩＭＯについて本発明を実施するように構成してもよい。
【０１１３】
かかる場合にあっては、当該装置を経時的に作動させ、それによって得られる各種情報を第１，第２の各メモリ６Ａ，６Ｂで収集し、動作測定のタイミングに合わせて経時的に２×２ＭＩＭＯの場合と同様の各種情報を取得し得るので、上記図４に場合と同様に情報処理が可能となる。
【０１１４】
即ち、前述した２系統のアレイアンテナ１ａ，２ａ，１ｂ，２ｂに代えて１系統のアレイアンテナ１ａ，２ａを設けると共に、当該１系統のアレイアンテナ１ａ，２ａを経時的になされるキャリブレーション実行時に設定された前記補償量にかかる補正係数情報を前記補償量演算回路９が備えている記憶部又は前述した第１，第２の各メモリに格納し、キャリブレーション判定部１Ｃが、この記憶された二つの補正係数情報に基づいて前記各補償量の可変設定の可否を判定するように構成してもよい。
【０１１５】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態は以上のように構成され機能するので、これによると、キャリブレーションを定期的に行うに際して、上述したように指標値ｋb21,  ｋu21 を算定することにより、これらが共に予め設定された基準指標値の範囲（例えば、０．９９〜１．０１）の範囲内にあればキャリブレーション不要である旨、前述したキャリブレーション判定部１Ｃにて判断されるので、実際にキャリブレーションを毎回実行することなく、毎回実行したのと全く同程度の成果を得ことができ、そのための高価な設備の構築を不要とした信頼性の高いアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムを得ることができる。
【０１１６】
即ち、上述した第１実施形態によると、キャリブレーション精度に対する評価指標を計算し、その結果によってキャリブレーション係数計算と更新を実施するかどうか判断するようにしたので、一時的に送受信特性劣化の可能性を伴うキャリブレーションによる係数変更を、必要なときだけ行なうようにすることが可能となり、これによると、定期的にキャリブレーションを行うことなく、伝送路情報の共通化を長期にわたって安定した状態で維持することができる。換言すると、ＴＤＤシステムにおけるアレイアンテナの再キャリブレーションを無駄なく実施することが可能となる。
【０１１７】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図５に基づいて説明する。
この図５では、３×３ＭＩＭＯの場合を示す。この場合、送受信アンテナの組み合わせは９組存在するが、例えば丸印をつけた５組について伝送路推定を行えば、不定係数を含んだ形で６個全ての補正係数を求めることが出来る。
この場合、選択する式は、６個全ての補正係数間の関係が確定する５組の式でなければならない。
【０１１８】
また、２×２ＭＩＭＯの場合と同様に、冗長となる式については、測定誤差による補正係数のばらつきを縮小させるために平均化などの処理に用いても良い。又、前述した第１実施形態の場合と同様に、式７を用いて、補正係数ｂｃ１を式１３のように仮定し補正係数ｕｃ１を求める。更に、ｂｃ１，ｕｃ１を用いてｂｃ２，ｕｃ２  、ｂｃ３，ｕｃ３を求めることが出来る。式１６，１７に結果を示す。以上により、不定係数ｃを固定した形態で全ての補正係数を求めることができる。
【０１１９】
実際には前述した第１実施形態の場合と同様に、すでに前回のキャリブレーションが行なわれ、そのときの補正係数が設定されているので、上記で求めた補正係数は、現在設定されている補正係数に対する補正値となっている。更に、第１実施形態の場合と同様に、今回求めた補正係数には不定係数が掛かった値となっているため、単純な比較評価はできない。
【０１２０】
そこで指標として、前述したように式２３乃至２６を定義する。ここで、指標値を表すｋb21 ，ｋb31 ，ｋu21 ，ｋu31 は、アンテナ間の比を取ることにより不定係数を相殺しており、中心値である１からのずれにより現在のキャリブレーション精度を評価することが出来る。例えば、４つの指数Kb21, Kb31, Ku21、Ku31  が、共に０．９９〜１．０１の範囲にあればキャリブレーション不要であると判断する。
その他の構成およびその作用効果は、前述した第１実施形態の場合と同様である。
【０１２１】
このようにしても、前述した第１実施形態の場合と同様に、前述した発明の目的を達成することができる。即ち、再キャリブレーションに際しては、その実施の必要性を事前に判断し、無駄なキャリブレーションを省くことができる。
【０１２２】
〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態として、一般のｍ×ｎＭＩＭＯの場合について説明する。
送受信アンテナの組み合わせは、ｍ×ｎ組存在し、その中で、ｍ＋ｎ個全ての補正係数間の関係が確定するｍ＋ｎ−１個の式について伝送路特性を求めれば、不定係数を含んだ形で補正係数を求めることが出来る。このとき選択する式は、ｍ＋ｎ個全ての補正係数間の関係が確定するｍ＋ｎ−１組の式でなければならない。
【０１２３】
冗長となる式については、測定誤差による補正係数のばらつきを縮小させるために平均化などの処理に用いても良い。
ここで、本第３実施形態における補正係数決定方法を以下に示す。
まず、前述した第１，第２の各実施形態の場合と同様に、式７において、補正係数ｂｃ１を式１３のように仮定し、補正係数ｕｃ１を求める。さらに補正係数ｂｃ１，ｕｃ１を用いてｂｃ２，ｂｃ３，…，ｂｃｍ，ｕｃ２，ｕｃ３，…，ｕｃｎを求める（式１８，１９）。以上により、不定係数ｃを固定した形で全ての補正係数を求めることが出来る。
【０１２４】
実際には前述した第１実施形態の場合と同様に、すでに前回のキャリブレーションが行なわれ、そのときの補正係数が設定されているので、上記で求めた補正係数は、現在設定されている補正係数に対する補正値となっている。
【０１２５】
更に、前述した第１実施形態の場合と同様に、今回求めた補正係数には不定係数が掛かった値となっているため、単純な比較評価はできない。そこで指標値として、式２７、２８  を定義する。この指標値ｋb21,ｋb31,…, ｋbm1,  ｋu21,ｋu31,…, ｋun1 は、アンテナ間の比を取ることにより不定係数を相殺しており、中心値である１からのずれにより現在のキャリブレーション精度を評価することが出来る。
例えば、すべての指標値指数ｋb21 〜ｋbm1,  ｋu21 〜ｋun1 が、共に０．９９〜１．０１の範囲にあれば、キャリブレーション不要であると判断することができる。
その他の構成およびその作用効果は、前述した第１実施形態の場合と同様である。
【０１２６】
このようにしても、前述した第１実施形態の場合と同様に、前述した発明の目的を達成することができる。即ち、再キャリブレーションに際しては、その実施の必要性を事前に判断し、無駄なキャリブレーションを省くことができる。
【０１２７】
以上のように、本発明について、その具体的な実施形態を、第１乃至第３の各実施形態について説明したが、その共通する重要な要点は以下の通りである。
【０１２８】
本発明は、アレイアンテナの送受信回路にかかるキャリブレーションをＤＬとＵＬの伝送路推定値を用いて特別なハードウエアや信号を用いることなく実施するに際し、キャリブレーション特性劣化に対する定量的な指標値を設け、その指標値に基づいてキャリブレーションを再実行することを特徴とする。
【０１２９】
具体的には、アレイアンテナの送受信特性差によって生じる送受信の伝送路推定値の差を用いて、アンテナ送受信特性の差を求め、その差を補正することによりアンテナのキャリブレーションとするに際し、伝送路情報を用いてキャリブレーション係数と共に現在の値からのずれ量をもとにした指標値を計算している。
【０１３０】
そして、この算定した指標値を基準値と比較し設定された基準内に有る場合には、前述したようにキャリブレーション実施を不要とし、当該不要なキャリブレーション実施を抑制することが出来る。さらに、ある一本のアンテナ素子に問題が生じた場合にそのアンテナを特定することも可能となる。
【０１３１】
更に、上記各実施形態にあって、一方と他方のアンテナおよびその送受信経路についての組合せは、各実施形態とも、特に限定的な設定はしていないが、キャリブレーションを行う上での最小構成は、２×１アンテナであり、例えば２アンテナの基地局に対して１アンテナの移動局を用いてキャリブレーションを行う場合が、これに相当する。
【０１３２】
このため、上記各実施形態においては、一方と他方のアンテナおよびその送受信経路についての組合せ、という場合には、この「例えば、２アンテナの基地局に対して１アンテナの移動局を用いてキャリブレーションを行う場合」が当然含まれること、が前提となっている。又、この２×１アンテナの組合せについては、「例えば、２アンテナの移動局に対して１アンテナの基地局を用いてキャリブレーションを行う場合」も含まれることが前提である。
【０１３３】
上記各実施形態については、その全体的な技術的内容をまとめると以下の付記のようになる。尚、この付記の内容は、本発明の内容（技術的範囲）をこれに限定するものではない。
【０１３４】
＜付記＞
〔付記１〕
アレイアンテナ用の信号送信経路に装備された信号補償回路を介して前記アレイアンテナ用の送信信号を補正し、前記信号送信経路の特性をアレイアンテナ用の信号受信経路の特性に一致させてなる信号送受信処理部を備えたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記アレイアンテナとして相互通信用の一方と他方のアレイアンテナを一組とする少なくとも二組のアレイアンテナを対象とすると共に、
前記アレイアンテナの各々が同一に稼働した状態下で前記各送信信号補正用の補償量を算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路に送り込む補償量演算判定回路を、前記各信号送受信処理部に装備し、
この補償量演算判定回路が、前記各信号補償回路に設定され実行されている補償量にかかる各補正係数に基づいて、前記各補償量を可変設定するか否かを判定するキャリブレーション判定部を備えていることを特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【０１３５】
〔付記２〕
アレイアンテナ用の信号送信経路に装備された信号補償回路を介して前記アレイアンテナ用の送信信号を補正し、前記信号送信経路の特性をアレイアンテナ用の信号受信経路の特性に一致させてなる信号送受信処理部を備えたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記アレイアンテナとして相互通信用の一方と他方のアレイアンテナを一組とする少なくとも二組のアレイアンテナを対象とすると共に、
当該各組の前記一方と他方の各アレイアンテナが同一に稼働した状態下で前記各送信信号補正用の補償量を算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路に送り込む補償量演算判定回路を、前記各信号送受信処理部に装備し、
この補償量演算判定回路が、前記二組の各信号補償回路に設定され実行されている補償量にかかる各補正係数に基づいて、前記各補償量を可変設定するか否かを判定するキャリブレーション判定部を備えていることを特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【０１３６】
〔付記３〕
付記１又は２に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記各信号補償回路と対応する各前記補償量演算判定回路との間に、当該補償量演算判定回路で算定された補償量にかかる補正係数情報を前記送信信号補正用として記憶し前記信号補償回路に送り込むレジスタ回路をそれぞれ設けたことを特徴とするアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【０１３７】
〔付記４〕
付記１又は２に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記各補償量演算判定回路は、前記アレイアンテナ用送信信号と前記一方のアレイアンテナで受信される前記他方のアレイアンテナからの受信信号とに基づいて前記各信号送信経路に予め推定されて成る各伝送路特性値に対する前記送信信号補正用の補償量を算定する補償量演算部を備えていること特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【０１３８】
〔付記５〕
付記１又は２に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記二組の各アレイアンテナに代えて三組以上のアレイアンテナを設けると共に、当該各三組以上の各アレイアンテナ用送信信号について成されるキャリブレーション実行時の前記補償量にかかる補正係数情報を、その都度前記各補償量演算判定回路が備えている記憶部に記憶すると共に、
前記キャリブレーション判定部が、この記憶された補正係数情報の内の少なくとも対応する二組のアレイアンテナにかかる補正係数情報に基づいて前記各補償量の可変設定の可否を判定する可変設定判定機能を備えていることを特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【０１３９】
〔付記６〕
付記１又は２に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記二組の各アレイアンテナに代えて一組のアレイアンテナを設けると共に、当該一組のアレイアンテナ用送信信号について経時的に成される少なくとも２回のキャリブレーション実行時に設定される前記補償量にかかる補正係数情報を、その都度前記各補償量演算判定回路が備えている記憶部に記憶すると共に、
前記キャリブレーション判定部が、この記憶された二つの補正係数情報に基づいて前記各補償量の可変設定の可否を判定する可変設定判定機能を備えていることを特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【０１４０】
〔付記７〕
付記１，２，３，４，５，又は６に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記キャリブレーション判定部は、前記二つの補正係数情報に基づいて当該補正係数の妥当性を評価するための指標値を算定する指標値算定機能と、この算定された指標値が予め設定した基準指標値の範囲内にあるか否かを判定すると共に基準指標値の範囲内にある場合には、前記補正係数の妥当性を認定しその可変設定を不要と判定する指標値判定機能を備えていることを特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【０１４１】
〔付記８〕
付記７に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記キャリブレーション判定部は、前記一方と他方の各キャリブレーション判定部で算定された指標値が何れも予め設定された基準指標値の範囲内に有る場合に、前記各キャリブレーション判定部の指標値判定機能は、前記各補正係数の可変設定を不要と判定することを特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【０１４２】
〔付記９〕
付記７又は８に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにおいて、
前記補正係数の可変設定を不要とする前記基準指標値の範囲を、０．９９乃至１．０１としたことを特徴とするアレイアンテナ用キャリブレーション実行システム。
【０１４３】
〔付記１０〕
アレイアンテナ用の信号送信経路に装備された信号補償回路を介して前記アレイアンテナ用の送信信号を補正し前記信号送信経路の特性をアレイアンテナ用の信号受信経路の特性に一致させてなる信号送受信処理部を備えたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにあって、
前記アレイアンテナとして相互通信用の一方と他方のアンテナを一組とする少なくとも二組のアレイアンテナを対象とすると共に、前記各送信信号補正用の補償量を環境変化に応じて算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路に送り込む補償量演算判定回路が、前記各信号送受信処理部に装備されており、
前記二組の各アレイアンテナ用信号送信経路における前記各補償回路で実行中のキャリブレーションの補償量にかかる各補正係数を特定し、
次に、この特定された二組の各信号送信経路における補正係数に基づいて所定の演算を行い前記各組の信号送信経路における補償量についてその各補正係数を可変設定するか否かをキャリブレーション判定し、
このキャリブレーション判定に際しては、
まず、取得した前記二組の各補正係数に基づいて前記判定用の指標値を算定し、
この算定された指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有るか否かを判定し、
次に、この判定工程で前記指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有ると判定された場合に前記補正係数の可変設定を不要として前回設定された補正係数を次回の前記補償量にかかる各補正係数として許容するようにし、
これらの各工程については前記補償量演算判定回路が実行するようにしたことを特徴とするアレイアンテナ用キャリブレーション実行方法。
【０１４４】
〔付記１１〕
付記１０に記載のアレイアンテナ用キャリブレーション実行方法において、
前記キャリブレーション判定部は、前記一方と他方の各キャリブレーション判定部で算定された指標値が何れも予め設定された基準指標値の範囲内に有る場合に、前記各キャリブレーション判定部の指標値判定機能は、前記各補正係数の可変設定を不要と判定することを特徴としたアレイアンテナ用キャリブレーション実行方法。
【０１４５】
〔付記１２〕
アレイアンテナ用の信号送信経路に装備された信号補償回路を介して前記アレイアンテナ用の送信信号を補正し前記信号送信経路の特性をアレイアンテナ用の信号受信経路の特性に一致させてなる信号送受信処理部を備えたアレイアンテナ用キャリブレーション実行システムにあって、
前記アレイアンテナとして相互通信用の一方と他方のアンテナを一組とする少なくとも二組のアレイアンテナを対象とすると共に、前記各送信信号補正用の補償量を環境変化に応じて算定し且つこれを対応する前記各信号補償回路に送り込む補償量演算判定回路が、前記各信号送受信処理部に装備されており、
前記二組の各アレイアンテナ用信号送信経路における前記各補償回路で実行中のキャリブレーションの補償量にかかる各補正係数を特定する補正係数特定処理機能、
この特定された二組の各信号送信経路における補正係数に基づいて所定の演算を行い前記各組の信号送信経路における補償量についてその各補正係数を可変設定するか否かを判定するキャリブレーション判定処理機能を設け、
前記キャリブレーション判定処理機能が、
取得した前記二組の各補正係数に基づいて前記判定用の指標値を算定する指標値算定処理機能、
この算定された指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有るか否かを具体的に判定する判定処理機能、
およびこの判定処理機能で前記指標値が予め設定された基準指標値の範囲内に有ると判定された場合に前記補正係数の可変設定を不要として前回設定された補正係数を次回の前記補償量にかかる各補正係数として許容する指標値許容判定機能を有し、
これらの各処理機能を前記補償量演算判定回路に装備されたコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とするアレイアンテナ用キャリブレーションプログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
無線通信分野、特にＴＤＤシステムにおいて、複数のアンテナを協調させて送受信を行うアレイアンテナの全てに利用可能である。
【符号の説明】
【０１４７】
１，２  信号送受信処理部
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ  アンテナ部（アレイアンテナ）
１Ａ，２Ａ  補償量算定部
１Ｃ，２Ｃ  キャリブレーション判定部
４ａ，ＰＳ  パイロット信号
９  補償量演算判定回路（キャリブレーション用補償量演算部）
９Ａ，９Ｂ，１９Ａ，１９Ｂ  レジスタ回路
１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ  補償回路
Ｂc ，Ｕc ，ｂｃ１，ｂｃ２，ｂｃ２３  ，ｕｃ１，ｕｃ２，ｂｃ３  補正係数（補償量）
Ｈ  伝送路特性
Ｈt   ダウンリンク（受信回路部）の伝送路特性
Ｈr   アップーリンク（送信回路部）の伝送路特性
ｋb21 ，ｋb31 ，ｋu21 ，ｋu31   指標値
Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２  信号受信経路
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２  信号送信経路
【図１】
2014204417.tif 000030
【図２】
2014204417.tif 000031
【図３】
2014204417.tif 000032
【図４】
2014204417.tif 000033
【図５】
2014204417.tif 000034
【図６】
2014204417.tif 000035
【図７】
2014204417.tif 000036