(57)【要約】基地局サブシステム（１０２）には、入力側が入力フーリエ変換マトリックス（ＦＴＭ）（３２０）に接続され、出力側が出力ＦＴＭ（３６０）に接続された信号処理ユニット（３３０）を含む順方向経路（３０１）を備える少なくとも１つの送信ブランチ（３００）が含まれる。更に、送信ブランチは、２つの誤差補償ループ、即ち、内側ループ帰還回路を含む内側帰還ループ（３０２）と、外側ループ帰還回路を含む外側帰還ループ（３０３）とを含む。内側帰還ループは、信号処理部が送信ブランチへの入力信号にもたらす誤差に対して、誤差補償を行なう。外側ループは、内側帰還ループが誤差補償を行なった後、送信ブランチ順方向経路を経由して送られた信号に生じる全ての残留誤差の誤差補償を行なう。
2005520454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド・マトリックス増幅システムにおける誤差補償のための装置において、
入力信号順方向経路であって、
複数の入力ポート及び複数の出力ポートを備える入力フーリエ変換マトリックス（ＦＴＭ）と、
複数の入力ポート及び複数の出力ポートを備える信号処理部であって、複数の信号処理部入力ポートの各入力ポートが、入力ＦＴＭの複数出力ポートの内、１つの出力ポートに接続する前記信号処理部と、
複数の入力ポート及び複数の出力ポートを備える出力ＦＴＭであって、出力ＦＴＭの複数入力ポートの各入力ポートが、複数の信号処理部出力ポートの内、１つの出力ポートに接続する前記出力ＦＴＭと、を含む前記入力信号順方向経路と、
入力信号順方向経路が出力する信号をサンプリングして減衰済出力信号を生成し、減衰済出力信号に基づき外側ループ誤差を決定し、外側ループ誤差に基づき外側ループ制御信号を生成する前記入力信号順方向経路に接続する外側ループ帰還回路であって、外側ループ制御信号に基づき、入力信号順方向経路が、入力信号順方向経路に接続された信号の利得と位相の内少なくとも１つを調整する前記外側ループ帰還回路と、を含む装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記減衰済出力信号が、入力ＦＴＭの１つの入力ポートにおいて入力ＦＴＭによって受信される外側ループ試験信号に基づくものであり、
前記外側ループ帰還回路が、減衰済出力信号の少なくとも一部を外側ループの所望の信号と比較して比較結果を生成し、前記比較結果に基づき外側ループ制御信号を生成する装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、
前記入力信号順方向経路が、入力信号を受信して、更に外側ループ試験信号を受信し、
前記減衰済出力信号が、入力信号部分及び外側ループ試験信号部分を含み、
前記外側ループ帰還回路が、減衰済出力信号の入力信号部分を減衰済出力信号の外側ループ試験信号部分から分離し、出力ＦＴＭ出力信号の外側ループ試験信号部分に基づき外側ループ制御信号を生成する装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって、更に、
前記信号処理部に接続する内側ループ帰還回路を含み、
前記信号処理部が、信号処理部出力信号を生成し、
前記内側ループ帰還回路が、信号処理部出力信号をサンプリングして、減衰済信号処理部出力信号を生成し、減衰済信号処理部出力信号に基づき内側ループ制御信号を生成する装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置であって、
前記入力信号順方向経路が、入力信号を受信し、前記信号処理部が、内側ループ試験信号を受信し、
前記信号処理部が、入力信号部分及び内側ループ試験信号部分を含む信号処理部出力信号を生成し、
前記内側ループ帰還回路が、信号処理部出力信号の入力信号部分を信号処理部出力信号の内側ループ試験信号部分から分離し、信号処理部出力信号の内側ループ試験信号部分に基づき内側ループ制御信号を生成する装置。
【請求項６】
多重チャネル送信器において、
複数の入力ポート及び複数の出力ポートを備える入力信号順方向経路であって、
複数の入力ポート及び複数の出力ポートを備える入力フーリエ変換マトリックス（ＦＴＭ）であって、複数の入力ポートの１つにおいて所定の信号を受信し、複数の出力ポートの各出力ポートに少なくとも所定の信号の一部を送って複数の入力ＦＴＭ出力信号を生成する前記入力フーリエ変換マトリックスと、
複数の入力ポート及び複数の出力ポートを備える信号処理部であって、複数の信号処理部入力ポートの各入力ポートが、複数の入力ＦＴＭ出力信号の内、１つの入力ＦＴＭ出力信号を受信し、前記信号処理部が、受信した各入力ＦＴＭ出力信号を増幅して増幅信号を生成し、各増幅信号を、複数の信号処理部出力ポートの内、１つの出力ポートに送る前記信号処理部と、
複数の入力ポート及び複数の出力ポートを備える出力ＦＴＭであって、出力ＦＴＭの複数入力ポートの各入力ポートが、信号処理部の複数出力ポートの内、１つの出力ポートから増幅信号を受信し、出力ＦＴＭが、複数の受信した増幅信号に基づき、複数出力ポートの内１つの出力ポートにおいて順方向経路出力信号を生成する前記出力ＦＴＭと、を含む前記入力信号順方向経路と、
前記順方向経路出力信号の少なくとも一部を受信し、前記順方向経路出力信号の少なくとも一部に基づき外側ループ誤差を決定し、決定された外側ループ誤差に基づき外側ループ制御信号を生成する前記入力信号順方向経路に接続する外側ループ帰還回路であって、外側ループ制御信号に基づき、入力信号順方向経路が、入力信号順方向経路に接続された信号の利得と位相の内少なくとも１つを調整する前記外側ループ帰還回路と、を含む多重チャネル送信器。
【請求項７】
請求項６に記載の送信器であって、更に、
前記信号処理部において内側ループ誤差を決定し、前記内側ループ誤差に基づき内側ループ制御信号を生成する前記信号処理部に接続する内側ループ帰還回路を含み、前記信号処理部が、内側ループ制御信号に基づき、信号処理部に入力される信号の利得と位相の内少なくとも１つを調整する送信器。
【請求項８】
ハイブリッド・マトリックス増幅システムにおける誤差補償のための方法であって、
所定の信号を第１フーリエ変換マトリックス（ＦＴＭ）に接続して、複数の第１ＦＴＭ出力信号を生成する段階と、
複数の第１ＦＴＭ出力信号の各第１ＦＴＭ出力信号を処理して、複数の増幅信号を生成する段階と、
複数の増幅信号の各増幅信号を第２ＦＴＭの複数入力ポートの内、１つの入力ポートに接続し、前記第２ＦＴＭが、複数の増幅信号に基づき第２ＦＴＭ出力信号を生成する段階と、
前記第２ＦＴＭ出力信号に基づきループ誤差を決定する段階と、
前記決定されたループ誤差に基づき制御信号を生成する段階であって、前記制御信号は、ハイブリッド・マトリックス増幅システムに接続される信号の利得と位相の内少なくとも１つを調整するように動作可能である前記段階と、を含む方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、更に、
複数の第１ＦＴＭ出力信号の各第１ＦＴＭ出力信号が、情報信号部分及び所定の信号部分を含むように、情報信号を第１フーリエ変換マトリックス（ＦＴＭ）に接続する段階を含み、
前記ループ誤差を決定する段階が、第２ＦＴＭ出力信号をサンプリングして、情報信号部分及び所定の信号部分を含むサンプリングされた出力信号を生成する段階を含み、
前記ループ誤差を決定する段階が、前記サンプリングされた出力信号の情報信号部分を前記サンプリングされた出力信号の所定の信号部分から分離する段階と、前記サンプリングされた出力信号の所定の信号部分に基づきループ誤差を決定する段階とを含む、方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法であって、
前記ハイブリッド・マトリックス増幅システムには、第１フーリエ変換マトリックス（ＦＴＭ）と第２ＦＴＭとの間に接続する信号処理部が含まれ、前記所定の信号は、第１の所定の信号を含み、前記ループ誤差は、第１ループ誤差を含み、前記制御信号は、第１制御信号を含む方法であって、更に、
第２の所定の信号を前記信号処理部に接続して、信号処理部出力信号を生成する段階と、
前記信号処理部出力信号に基づき第２ループ誤差を決定する段階と、
前記決定された第２ループ誤差に基づき第２制御信号を生成する段階であって、第２制御信号は、信号処理部に接続する信号の利得と位相の内少なくとも１つを調整するように動作可能である前記段階と、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、無線通信装置に関し、特に、無線通信装置のハイブリッド・マトリックス増幅システム及びアンテナアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド・マトリックス増幅器には、ハイブリッド・カプラから構成される、多重ポートマトリックスによって入力が供給され出力が合成される増幅器の並列集合が含まれる。マトリックスがフーリエ変換マトリックス（ＦＴＭ）であるハイブリッド・マトリックス増幅器の構成例については、本発明の譲受人に譲渡され、その全体を本明細書に引用参照する特許に記載されている（特許文献１参照）。一般的に、入力ＦＴＭの１つの入力ポートに印加される信号は、ＦＴＭの多重出力ポート間で均等に分配される。次に、ＦＴＭが出力する各信号は、個別の増幅器に送られるが、この信号は、増幅された後、出力ＦＴＭの多重入力ポートの１つに送られる。そして、出力ＦＴＭの１つの入力ポートで受信した各信号は、出力ＦＴＭの多重出力ポート間で分配される。
【０００３】
ハイブリッド・マトリックス増幅器を含む送信器の用途は、多重セルセクタにサービスを提供し、多重適応アンテナレイを含む基地局サブシステム（ＢＳＳ）用に提案されており、この場合、多重アンテナアレイの各アンテナアレイは、多重セルセクタの異なるセクタにサービスを提供する。このようなＢＳＳにおいて、出力ＦＴＭの多重出力ポートの１つにおいて生成された各信号は、アンテナアレイの１つのアンテナ素子に送られる。更に、ＦＴＭ出力信号を受信する各アンテナ素子は、ＦＴＭから出力信号を受信するその他のアンテナ素子とは異なるアンテナアレイにある。
【０００４】
例えば、ＢＳＳが、４つのセクタに分割されたセルにサービスを提供する場合について考える。ＢＳＳは、４つのアンテナアレイを含み、各アレイは４つのアンテナ素子を含み、４つのセルセクタの１つにサービスを提供する。更に、ＢＳＳは、４つの送信ブランチを含む。各送信ブランチには、４つの入力ポート及び４つの出力ポートを備える入力ＦＴＭと、４つの入力ポート及び４つの出力ポートを備える出力ＦＴＭと、４つの増幅器を含む増幅器部と、が含まれ、４つの増幅器の各増幅器は、入力ＦＴＭの出力ポートと、出力ＦＴＭの入力ポートとに動作可能に接続する。更に、送信ブランチの出力ＦＴＭの各出力ポートは、他のＦＴＭ出力ポートが接続する素子及びアレイとは異なるアンテナアレイのアンテナ素子に動作可能に接続する。即ち、ＦＴＭの第１出力ポートは、４つのアンテナアレイにおける第１アンテナアレイの１つの素子に動作可能に接続し、第２出力ポートは、４つのアレイにおける第２アレイの１つの素子に動作可能に接続し、第３出力ポートは、４つのアレイにおける第３アレイの１つの素子に動作可能に接続し、第４出力ポートは、４つのアレイにおける第４アレイの１つの素子に動作可能に接続する。その結果、各送信ブランチは、各アンテナアレイの１つのアンテナ素子に動作可能に接続する。
【０００５】
送信ブランチ接続ケーブル長のばらつき、構成要素の老朽化、及び構成要素性能のばらつきのために、送信ブランチを介して伝搬する信号の利得と位相は、時間と共に徐々に変動する可能性がある。送信ブランチに入力され、他の入力信号とは異なるアンテナ素子に出力される各多重信号が、他の入力信号と異なる利得や位相になると、セクタ間で信号漏れの可能性が存在する。セクタ間に信号漏れがあると、１つのセルセクタで送信しようとした信号が、他のセルセクタで送信される信号と干渉する。更に、送信ブランチ及び接続されたアンテナ素子を介した信号伝搬路の利得及び位相が未知であり、未較正であり、あるいは、経時変化する場合、接続された素子を含むアレイの素子にビーム形成重みが適用
される際、ビームが不適切に形成される可能性がある。
【特許文献１】米国特許出願第５，８３４，９７２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、ハイブリッド・マトリックス増幅器を含む送信ブランチの信号伝搬路を較正又は誤差補償する方法と装置であって、特に、ＢＳＳを停止せず較正又は誤差補償を決定し得る方法と装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ハイブリッド・マトリックス増幅器を含む送信ブランチの信号伝搬路の較正又は誤差補償を行なうための方法及び装置であって、ＢＳＳを停止することなく較正又は誤差補償を決定し得る方法及び装置の必要性に応えるために、基地局サブシステムには、入力側が入力フーリエ変換マトリックス（ＦＴＭ）に接続され、出力側が出力ＦＴＭに接続された信号処理ユニットが含まれる順方向経路を備える少なくとも１つの送信ブランチが含まれる。更に、送信ブランチは、２つの誤差補償ループ、即ち、内側帰還ループ及び外側帰還ループを含む。内側帰還ループは、信号処理部によって送信ブランチへの入力信号に生じた誤差に対して誤差補償を行なう。外側ループは、内側帰還ループが誤差補償を行なった後、送信ブランチ順方向経路を経由して送られる信号に生じる全ての残留誤差に対して誤差補償を行なう。
【０００８】
一般的に、本発明は、ハイブリッド・マトリックス増幅システムにおける誤差補償のための装置を網羅する。本装置には、多重入力ポート及び多重出力ポートを備える入力フーリエ変換マトリックス（ＦＴＭ）と、信号処理部と、出力ＦＴＭとを含む入力信号順方向経路が含まれる。信号処理部は、多重入力ポート及び多重出力ポートを備えており、この多重信号処理部入力ポートの各入力ポートは、入力ＦＴＭの多重出力ポートの出力ポートに接続する。出力ＦＴＭは、多重入力ポート及び多重出力ポートを備えており、この出力ＦＴＭの多重入力ポートの各入力ポートは、多重信号処理部出力ポートの出力ポートに接続する。本装置には、更に、入力信号順方向経路から出力される信号をサンプリングして減衰済出力信号を生成し、この減衰済出力信号に基づき外側ループ誤差を決定し、この外側ループ誤差に基づき外側ループ制御信号を生成する前記入力信号順方向経路に接続される外側ループ帰還回路が含まれる。この外側ループ制御信号に基づき、入力信号順方向経路は、入力信号順方向経路に接続される信号の利得と位相の少なくとも１つを調整する。
【０００９】
本発明の他の実施形態は、多重入力ポート及び多重出力ポートを備える入力信号順方向経路と、入力信号順方向経路に接続される外側ループ帰還回路と、が含まれる多重チャネル送信器を網羅する。入力信号順方向経路は、更に、入力ＦＴＭと、信号処理部と、出力ＦＴＭとを含む。入力ＦＴＭは、多重入力ポート及び多重出力ポートを備え、多重入力ポートの１つの入力ポートにおいて所定の信号を受信し、所定の信号の少なくとも一部を多重出力ポートの各出力ポートに送り、複数の入力ＦＴＭ出力信号を生成する。信号処理部は、多重入力ポート及び多重出力ポートを備え、信号処理部の多重入力ポートの各入力ポートは、多重入力ＦＴＭ出力信号の入力ＦＴＭ出力信号を受信する。信号処理部は、受信した各入力ＦＴＭ出力信号を増幅して、増幅信号を生成し、各増幅信号を複数信号処理部出力ポートの１つの出力ポートに送る。出力ＦＴＭは、多重入力ポート及び多重出力ポートを備え、出力ＦＴＭの多重入力ポートの各入力ポートは、信号処理部の多重出力ポートの内、１つの出力ポートから増幅信号を受信し、出力ＦＴＭは、多重受信増幅信号に基づき、多重出力ポートの１つの出力ポートにおいて順方向経路出力信号を生成する。外側ループ帰還回路は、順方向経路出力信号の少なくとも一部を受信し、順方向経路出力信号の少なくとも一部に基づき外側ループ誤差を決定し、外側ループ誤差に基づき外側ループ制御信号を生成する。入力信号順方向経路は、外側ループ制御信号に基づき、入力信号順方
向経路に接続された信号の利得と位相の少なくとも１つを調整する。
【００１０】
本発明の更に他の実施形態は、ハイブリッド・マトリックス増幅システムにおける誤差補償の方法を提供する。本方法は、所定の信号を第１フーリエ変換マトリックス（ＦＴＭ）に接続して多重第１ＦＴＭ出力信号を生成する段階と、多重第１ＦＴＭ出力信号の各第１ＦＴＭ出力信号を処理して、多重増幅信号を生成する段階とを含む。本方法は、更に、多重増幅信号の各増幅信号を第２ＦＴＭの多重入力ポートの内、１つの入力ポートに接続段階であって、第２ＦＴＭが、多重増幅信号に基づき第２ＦＴＭ出力信号を生成する前記段階と、第２ＦＴＭ出力信号に基づきループ誤差を決定する段階とを含む。更に、本方法は、決定されたループ誤差に基づき制御信号を生成する段階であって、制御信号が、ハイブリッド・マトリックス増幅システムに接続される信号の利得と位相の内少なくとも１つを調整するように動作可能である前記段階と、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明について、図１乃至図１０を参照して更に詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に基づく無線通信システム１００を示すブロック図である。通信システム１００には、サービス受信可能エリアであるセル１６０に通信サービスを提供する、好適には、基地局サブシステム（ＢＳＳ）である固定無線通信装置１０２が含まれる。セル１６０は、多数の地理的セクタ１６１乃至１６４（４つ図示）に分割される。ＢＳＳ１０２には、多重チャネル送信器１０６及び受信器１０８の各々に接続され、更にアンテナ１１２に接続される送受切換器部１０４が含まれる。多重チャネル送信器１０６及び受信器１０８は、更に、１つ又は複数のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、それらの組み合わせ、又は当業者には公知である他のこのような装置等のプロセッサ１１０に各々接続されている。アンテナ１１２は、多重アンテナセクタ１２０、１３０、１４０、１５０（４つを図示）に分割される指向性アンテナであり、多重アンテナセクタの各セクタは、多重の地理的セクタ１６１乃至１６４のそれぞれの地理的セクタに対応し、各地理的セクタに通信サービスを提供する。
【００１２】
各アンテナセクタ１２０、１３０、１４０、１５０は、複数の、好適には４つのアンテナ素子を含むアンテナアレイを含む。例えば、アンテナセクタ１２０は、アンテナ素子１２１乃至１２４を含み、アンテナセクタ１３０は、アンテナ素子１３１乃至１３４を含み、アンテナセクタ１４０は、アンテナ素子１４１乃至１４４を含み、アンテナセクタ１５０は、アンテナ素子１５１乃至１５４を含む。アンテナアレイを、このアンテナアレイによってサービスが提供されるセルセクタに位置する移動局への放送信号に利用することによって、ＢＳＳ１０２は、非常に数多い既知の信号放送用ビーム形成方法の１つを利用し得る。
【００１３】
図２は、本発明の実施形態に基づくＢＳＳ１０２の多重チャネル送信器１０６を示すブロック図である。図２に示すように、ＢＳＳ１０２の多重チャネル送信器１０６は、４つの送信ブランチ２０１乃至２０４を含むが、本発明は４つの送信ブランチを必要としないため、送信ブランチの数はＢＳＳ１０２の設計者に依存する。好適には、各送信ブランチ２０１乃至２０４は、アンテナ１１２の各セクタ、即ち、アレイ１２０、１３０、１４０、１５０にあるアンテナ素子に送受切換器部１０４（図２には図示せず）を介して動作可能に接続されるため、送信ブランチの数は、各アンテナアレイ１２０、１３０、１４０、及び１５０のアンテナ素子の数に対応する。その結果、各送信ブランチ２０１乃至２０４は、セル１６０の多重セクタ１６１乃至１６４の各々にサービスを提供するため、セルのセクタ間で共有される。各送信ブランチ２０１乃至２０４は、複数の経路を提供し、これらの経路を介して、無線周波数（ＲＦ）信号又はＲＦ信号の派生信号が、プロセッサ１１０から送信ブランチに接続されたアンテナ素子に伝わる際、伝搬する。
【００１４】
次に、図３Ａ及び３Ｂのブロック図は、本発明の実施形態に基づく送信ブランチ２０１乃至２０４等の送信ブランチ３００を示す。送信ブランチ３００には、第１の内側ループ帰還回路３０２及び第２の外側ループ帰還回路３０３に接続された送信ブランチ順方向経路３０１を含むハイブリッド・マトリックス増幅システムが含まれる。送信ブランチ３００は、送信ブランチ２０１及び関連するアンテナ素子１２１、１３１、１４１、１５１、送信ブランチ２０２及び関連するアンテナ素子１２２、１３２、１４２、１５２、送信ブランチ２０３及び関連するアンテナ素子１２３、１３３、１４３、１５３、並びに送信ブランチ２０４及び関連するアンテナ素子１２４、１３４、１４４、１５４等、多重アンテナ素子３８５乃至３８８各々に動作可能に接続される。
【００１５】
送信ブランチ順方向経路３０１は、デジタルベースバンドフーリエ変換マトリックス（ＦＴＭ）３２０に接続する入力回路３１０と、ベースバンドＦＴＭ３２０に接続する信号処理部３３０と、信号処理部３３０に接続するＲＦ・ＦＴＭ３６０と、ＲＦ・ＦＴＭ３６０に接続する出力回路３７０とを含む。内側ループ帰還回路３０２には、好適には、指向性カプラである多重信号カプラ３５５乃至３５８であって、各々信号処理部３３０の多重順方向経路の内１つから出力される信号をサンプリングする多重信号カプラ３５５乃至３５８と、多重信号カプラ３５５乃至３５８に接続する内側ループ信号コンバイナ３９０と、信号コンバイナ３９０に接続する内側ループＲＦ受信ユニット３９１と、ＲＦ受信ユニット３９１に接続する内側ループＲＦ切換器３９２と、ＲＦ切換器３９２に接続するＲＦ復調器３９３と、ＲＦ復調器３９３に接続するアナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）３９４と、Ａ／Ｄ３９４に接続する補償制御装置３９５と、が含まれる。外側ループ帰還回路３０３には、好適には、指向性カプラである多重外側ループ信号カプラ３８１乃至３８４であって、各々送信ブランチ順方向経路３０１から出力される多重信号の１つをサンプリングする多重外側ループ信号カプラ３８１乃至３８４と、多重外側ループ信号カプラ３８１乃至３８４に接続する外側ループ信号コンバイナ３９６と、信号コンバイナ３９６及びＲＦ切換器３９２に接続する外側ループＲＦ受信ユニット３９７と、ＲＦ復調器３９３と、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）３９４と、補償制御装置３９５とが含まれる。
【００１６】
アンテナ素子１２１、１３１、１４１、１５１が送信ブランチ２０１に対応し、更に、アンテナ１１２のセクタ１２０、１３０、１４０、１５０にそれぞれ対応するように、送信ブランチ３００に動作可能に接続する多重アンテナ３８５乃至３８８の各アンテナは、多重セクタンテナの異なるアンテナセクタに対応する。アンテナ１１２は４つのセクタを含むため、ハイブリッド・マトリックス増幅システム３００は、４つのアンテナ３８５乃至３８８を含み、４つの入力信号Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 、即ち、４つのセクタの各セクタに対して１つの入力信号を受信する。３セクタ構成を用いる場合、３つのアンテナ素子のみを、送信ブランチ３００、即ち、アンテナ素子３８５乃至３８７のみに接続し、３つの入力信号、即ち、Ｓ1 、Ｓ2 、及びＳ3 のみをブランチに入力し得る。更に、３セクタ構成の送信ブランチ３００の出力側において、このような構成でない場合には代わりに第４のアンテナ素子３８８に動作可能に接続するＲＦ・ＦＴＭ３６０の未使用出力ポートは、５０オーム抵抗負荷３６９で終端し得る。
【００１７】
ベースバンドＦＴＭ３２０は、４×４ＦＴＭであり、４つのデジタルベースバンドＦＴＭ素子３２１乃至３２４、即ち、第１入力ＦＴＭ素子３２１、第２入力ＦＴＭ素子３２２、第１出力ＦＴＭ素子３２３、及び第２出力ＦＴＭ素子３２４を含む。各ＦＴＭ素子３２１乃至３２４は、２×２ＦＴＭである。各入力ＦＴＭ素子３２１及び３２２は、各出力ＦＴＭ素子３２３及び３２４に接続する。
【００１８】
ＲＦ・ＦＴＭ３６０は、４×４ＦＴＭであり、４つのＲＦ・ＦＴＭ素子３６１乃至３６４、即ち、第１入力ＦＴＭ素子３６１、第２入力ＦＴＭ素子３６２、第１出力ＦＴＭ素子３６３、及び第２出力ＦＴＭ素子３６４を含む。各ＲＦ・ＦＴＭ素子３６１乃至３６４は
、２×２ＦＴＭであり、９０°ハイブリッド・カプラ又は３デシベル・カプラを含む。ＦＴＭ３２０及び３６０等のＦＴＭは、ＦＴＭの各多重入力ポートにおいて受信した信号をＦＴＭの多重出力ポートに分配するため、各ＦＴＭ出力信号は、全てのＦＴＭ入力信号からの導出信号であり、他の各ＦＴＭ出力信号に対して固有の位相関係を有する。
【００１９】
送信ブランチ３００は、プロセッサ１１０等の情報源から受信した多重送信ブランチ入力信号Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、及びＳ4 を処理し、以下に示すように、順方向経路３０１及びアンテナ素子３８５乃至３８８を介して送信する。各送信ブランチ入力信号Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、及びＳ4 は、送信ブランチ３００に接続するアンテナ素子３８５乃至３８８に対応する。即ち、入力信号Ｓ1 はアンテナ素子３８５向けであり、入力信号Ｓ2 はアンテナ素子３８６向けであり、入力信号Ｓ3 はアンテナ素子３８７向けであり、入力信号Ｓ4 はアンテナ素子３８８向けである。好適には、各入力信号Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、及びＳ4 は、デジタルベースバンド入力信号であり、ベースバンド入力信号は、好適には、同相（Ｉ）成分及び直角位相（Ｑ）成分を含む直角変調情報信号である。
【００２０】
送信ブランチ３００は、各入力信号Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、及びＳ4 を順方向経路３０１の入力部３１０に送る。入力部３１０は、第１集合の順方向経路信号コンバイナ３１１乃至３１４のそれぞれの順方向経路信号コンバイナを介して、各入力信号Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、及びＳ4 を第１集合の利得・位相調整器３１５乃至３１８のそれぞれの利得・位相調整器に送る。送信ブランチ３００が行なう後述する外側ループ誤差補償処理時、各信号コンバイナ３１１乃至３１４を利用して、多重外側ループ試験信号ＴAｉ（ｉ＝１、２、３、４
）の１つを順方向経路３０１に注入する。各利得・位相調整器３１５乃至３１８は、補償制御装置３９５から受信した外側ループ制御信号ＡCｉ（ｉ＝１、２、３、４）集合の外
側ループ制御信号に基づき、対応するコンバイナから受信した信号の利得及び／又は位相を調整して、調整済信号を生成する。好適には、各利得・位相調整器３１５乃至３１８に含まれる電圧可変減衰器又は可変利得増幅器は、受信した信号の利得を調整し、各利得・位相調整器３１５乃至３１８に含まれる電圧可変移相器は、補償制御装置３９５から受信した外側ループ制御信号に基づき、受信した信号の位相を調整する。次に、各利得・位相調整器３１５乃至３１８は、デジタルベースバンド４×４ＦＴＭ３２０のそれぞれの入力ポート３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、及び３２０ｄに調整器の調整済信号を送る。
【００２１】
利得・位相調整器３１５乃至３１８から受信した調整済信号に基づき、後で詳述するように、ＦＴＭ３２０は、ＦＴＭの出力ポート３２０ｅ乃至３２０ｈそれぞれにおいて出力信号Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 、及びＵ4 を生成する。次に、各出力信号Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 、及びＵ4 を信号処理部３３０に送る。信号処理部３３０は、好適には４つの多重の順方向経路を含み、この順方向経路の数は、ＦＴＭ３２０から信号処理部３３０が受信した出力信号Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 、及びＵ4 の数、及び送信ブランチ３００に接続するアンテナ素子３８５乃至３８８の数に対応する。４つの信号処理部３３０順方向経路の各順方向経路は、ＦＴＭ３２０から受信した信号の変調及び増幅を行なう。各信号処理部３３０順方向経路には、第２集合の利得・位相調整器３３５乃至３３８の１つの利得・位相調整器に接続する第２集合の順方向経路信号コンバイナ３３１乃至３３４の１つの信号コンバイナと、この利得・位相調整器に接続する多重デジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ）３４０乃至３４３の１つと、このＤ／Ａに接続する多重ＲＦ変調器３４５乃至３４８の１つと、このＲＦ変調器に接続する多重ＲＦ電力増幅器３５０乃至３５３の１つと、が含まれる。送信ブランチ３００は、各信号コンバイナ３３１乃至３３４を利用して、後述するように送信ブランチが行なう内側ループ誤差補償処理中、多重内側ループ試験信号ＴGi（ｉ＝１、２、３、４）の１つを順方向経路３０１に導く。
【００２２】
信号処理部３３０の４つの順方向経路の第１順方向経路において、信号Ｕ1 は、信号コンバイナ３３１を介して、第２集合の利得・位相調整器３３５乃至３３８の第１利得・位
相調整器３３５に送られる。信号処理部３３０の４つの順方向経路の第２順方向経路において、出力信号Ｕ2 は、信号コンバイナ３３２を介して、第２集合の利得・位相調整器３３５乃至３３８の第２利得・位相調整器３３６に送られる。信号処理部３３０の４つの順方向経路の第３順方向経路において、出力信号Ｕ3 は、信号コンバイナ３３３を介して、第２集合の利得・位相調整器３３５乃至３３８の第３利得・位相調整器３３７に送られる。信号処理部３３０の４つの順方向経路の第４順方向経路において、出力信号Ｕ4 は、信号コンバイナ３３４を介して、第２集合の利得・位相調整器３３５乃至３３８の第４利得・位相調整器３３８に送られる。
【００２３】
各利得・位相調整器３３５乃至３３８は、補償制御装置３９５から受信した多重内側ループ制御信号ＧC4、ＧC3、ＧC2、及びＧC1の１つの内側ループ制御信号に基づき、それぞれのコンバイナ３３１乃至３３４から受信した信号の利得及び／又は位相を調整して、更に調整された信号を生成する。好適には、補償制御装置３９５から受信した内側ループ制御信号に基づき、各利得・位相調整器３３１乃至３３５に含まれる電圧可変減衰器又は可変利得増幅器は、受信した信号の利得を調整し、各利得・位相調整器３３１乃至３３５に含まれる電圧可変移相器は、受信した信号の位相を調整する。次に、各利得・位相調整器３３５乃至３３８は、調整器による利得及び／又は位相調整済信号をそれぞれのＤ／Ａ３４０乃至３４３に送る。各Ｄ／Ａ３４０乃至３４３は、それぞれの利得・位相調整器３３５乃至３３８から受信した利得及び／又は位相調整済信号をアナログ信号に変換し、このアナログ信号をそれぞれのＲＦ変調器３４５乃至３４８に送る。各ＲＦ変調器３４５乃至３４８は、それぞれのＤ／Ａ３４０乃至３４３から受信したアナログ信号でＲＦ搬送波ｅjωtを変調して、ＲＦ変調信号を生成し、この変調信号をそれぞれのＲＦ電力増幅器３５０乃至３５３に送る。各ＲＦ電力増幅器３５０乃至３５３は、それぞれのＲＦ変調器３４５乃至３４８から受信したＲＦ変調信号を増幅して、それぞれの増幅信号Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 を生成すると、この増幅信号は、ＲＦ電力増幅器と信号処理部３３０から出力される。次に、各増幅信号Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 は、信号処理部３３０によって、それぞれの内側ループ信号カプラ３５５乃至３５８を介して、ＲＦ・ＦＴＭ３６０のそれぞれの入力ポート３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃ、及び３６０ｄに送られる。
【００２４】
ＲＦ電力増幅器３５０乃至３５３から受信した増幅信号Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 に基づき、後で詳述するように、ＲＦ・ＦＴＭ３６０は、ＦＴＭのそれぞれの出力ポート３６０ｅ乃至３６０ｈにおいて、出力信号Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、及びＲ4 を生成する。ＦＴＭ３６０は、それぞれの送受切換器３７１乃至３７４及びそれぞれの外側ループ信号カプラ３８１乃至３８４を介して、各出力信号Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、及びＲ4 をそれぞれのアンテナ素子３８５乃至３８８に送る。各ＦＴＭ出力信号Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、及びＲ4 が、ＦＴＭ３６０からそれぞれのアンテナ素子３８５乃至３８８に伝搬する時、各ＦＴＭ出力信号Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、及びＲ4 は、それぞれの出力経路信号減衰Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 、及びＡ4 を受けるが、この減衰を図３に素子３７５乃至３７８で表す。
【００２５】
図４、５、及び６において、本発明の実施形態に基づき、ＦＴＭ３２０及び３６０等の４×４ＦＴＭ、並びにＦＴＭ３２０のＦＴＭ素子３２１乃至３２４及びＦＴＭ３６０のＦＴＭ素子３６１乃至３６４等の２×２ＦＴＭを示す。図４は、本発明の実施形態に基づく、ＦＴＭ素子３２１乃至３２４等の２×２ベースバンドＦＴＭ４００のブロック図である。ＦＴＭ４００は、４つのポートを含む。即ち、２つの入力ポート４０１、４０２、及び２つの出力ポート４０３、４０４を含む。第１信号Ｖ1 を２つの入力ポートの内、第１入力ポート４０１で受信すると、この信号は、第１出力ポート４０３及び第２出力ポート４０４に各々接続され、第２出力ポートに接続する信号は９０°位相回転される。その結果、出力ポート４０４から送信される信号の位相は、第１出力ポート４０３から送信される信号の位相から９０°ずれる。同様に、第２信号Ｖ2 を２つの入力ポートの内、第２入力ポート４０２で受信すると、この信号は、第２出力ポート４０４及び第１出力ポート４０
３に各々接続され、第１出力ポートに接続する信号は、９０°位相回転する。その結果、第１出力ポート４０３から送信される信号の位相は、第２出力ポート４０４から送信される信号の位相から９０°ずれる。
【００２６】
好適には、各入力信号Ｖ1 及びＶ2 は、直角変調信号であり、ここで、Ｖ1 ＝Ｉ1 ＋ｊＱ1 及びＶ2 ＝Ｉ2 ＋ｊＱ2 である。Ｖ1 が第１入力ポート４０１に印加され、Ｖ2 が第２入力ポート４０２に印加されると、出力ポート４０３及び４０４にそれぞれ現れる出力信号Ｖ3 及びＶ4 は、次式で表し得る。
【００２７】
Ｖ3 ＝Ｖ1 ＋ｊＶ2 ＝（Ｉ1 −Ｑ2 ）＋ｊ（Ｑ1 ＋Ｉ2 ）、及び
Ｖ4 ＝Ｖ2 ＋ｊＶ1 ＝（−Ｑ1 ＋Ｉ2 ）＋ｊ（Ｉ1 ＋Ｑ2 ）
従って、ＦＴＭ素子４００の伝達関数は、次式で表し得る。
【００２８】
【数１】
2005520454.tif 000003
図５は、本発明の実施形態に基づく、ＦＴＭ素子３６１乃至３６４等の２×２ＲＦ・ＦＴＭ５００のブロック図である。ＦＴＭ５００は、４つのポートを含む。即ち、２つの入力ポート５０１、５０２、及び２つの出力ポート５０３、５０４を含む。信号Ｖ1 を２つの入力ポートの内、第１入力ポート５０１で受信すると、この信号の電力すなわちエネルギは、２等分され、一方は、第１出力ポート５０３に供給され、他方は、第２出力ポート５０４に供給される。第２出力ポート５０４から送信される信号の位相は、第１出力ポート５０３から送信される信号の位相から９０°、即ち１／４波長分、位相回転する。同様に、信号を２つの入力ポートの内、第２入力ポート５０２で受信すると、この信号の出力すなわちエネルギは、２等分され、一方は、第１出力ポート５０３に供給され、他方は、第２出力ポート５０４に供給される。第１出力ポート５０３から送信される信号の位相は、第２出力ポート６０４から送信される信号の位相から９０°、即ち１／４波長分、位相回転する。
【００２９】
ＲＦ・ＦＴＭ５００は、以下の式で表し得る。Ｖ1 が第１入力ポート５０１に印加され、Ｖ2 が第２入力ポート５０２に印加されると、出力ポート５０３及び５０４にそれぞれ現れる出力信号Ｖ3 及びＶ4 は、次式で表される。
【００３０】
【数２】
2005520454.tif 000004
【００３１】
【数３】
2005520454.tif 000005
従って、ＲＦ・ＦＴＭ５００の伝達関数は、次式で表し得る。
【００３２】
【数４】
2005520454.tif 000006
定数について、上記各式（１）及び（２）のｍi は同じものである。
図６は、本発明の実施形態に基づく、ＦＴＭ３２０及び３６０等の４×４ＦＴＭ６００のブロック図である。ＦＴＭ６００は、２つの入力２×２ＦＴＭ６０１、６０２、及び２つの出力２×２ＦＴＭ６０３、６０４を含む。２×２ＦＴＭ４００及び５００について上述したように、各２×２ＦＴＭ６０１乃至６０４は、２つの入力ポート及び２つの出力ポートを含む。入力２×２ＦＴＭ６０１及び６０２は共に次の伝達関数で表し得る。
【００３３】
【数５】
2005520454.tif 000007
ここで、ｘ1 及びｘ2 は、それぞれ入力ＦＴＭ素子６０１の第１入力ポート及び第２入力ポートに各々入力される信号であり、ｘ3 及びｘ4 は、それぞれ入力ＦＴＭ素子６０２の第１入力ポート及び第２入力ポートに各々入力される信号であり、ｙ1 及びｙ2 は、それぞれ入力ＦＴＭ素子６０１の第１出力ポート及び第２出力ポートから各々出力される信号であり、ｙ3 及びｙ4 は、それぞれ入力ＦＴＭ素子６０２の第１出力ポート及び第２出力ポートから各々出力される信号である。係数ｍi （ｉ＝１、２、３、及び４）は、各ＦＴＭ６０１、６０２の入力信号と出力信号間の位相と振幅との関係を表す複素数である。理想的には、４×４ＦＴＭに含まれる各２×２ＦＴＭは、４×４ＦＴＭの他の２×２ＦＴＭと同一であり、従って、４×４ＦＴＭ６００に含まれる各２×２ＦＴＭ６０１、６０２、６０３、及び６０４の対応する係数ｍi （ｉ＝１、２、３、及び４）は、同じものである。
【００３４】
第１入力ＦＴＭ６０１から出力される信号、即ち、ｙ1 及びｙ2 は、それぞれ第１出力ＦＴＭ素子６０３の第１入力ポート及び第２出力ＦＴＭ素子６０４の第１入力ポートに入力される。第２入力ＦＴＭ６０２から出力される信号、即ち、ｙ3 及びｙ4 は、それぞれ第１出力ＦＴＭ６０３の第２入力ポート及び第２出力ＦＴＭ６０４の第２入力ポートに入力される。第１出力ＦＴＭ６０３は、ＦＴＭ６０３の第１出力ポートから信号ｚ1 を出力し、また、ＦＴＭ６０３の第２出力ポートから信号ｚ2 を出力し、第２出力ＦＴＭ６０４は、ＦＴＭ６０４の第１出力ポートから信号ｚ3 を出力し、また、ＦＴＭ６０４の第２出力ポートから信号ｚ4 を出力する。その結果、ＦＴＭ６００の伝達関数は、次式で表し得る。
【００３５】
【数６】
2005520454.tif 000008
式（４）に、４×４ベースバンドＦＴＭ３２０のＦＴＭ素子３２１乃至３２４の対応する２×２ＦＴＭ伝達関数成分を代入することによって、又は４×４ＲＦ・ＦＴＭ３６０のＦＴＭ素子３６１乃至３６４の対応する２×２ＦＴＭ伝達関数成分を代入することによって、対応する４×４ＦＴＭのＦＴＭ伝達関数が得られる。
【００３６】
更に、４×４ベースバンドＦＴＭ３２０の場合、ＦＴＭへの入力が、Ｓ4 、Ｓ3 、Ｓ2 、Ｓ1 である場合、ＦＴＭの出力は、Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 、Ｕ4 であり、ＦＴＭ素子３２１乃至３２４の係数は、ｍ1 ＝ｍ4 ＝１、及びｍ2 ＝ｍ3 ＝ｊである。これらの値を式（４）に代入すると、次式が得られる。
【００３７】
【数７】
2005520454.tif 000009
Ｓ1 だけをＦＴＭ３２０に入力する場合、式（５）は以下のようになる。
【００３８】
【数８】
2005520454.tif 000010
式（６）から、出力ＦＴＭ素子３２３及び３２４の出力ポートで出力される（従って、ＦＴＭ３２０から出力される）４つの信号の振幅は、｜Ｓ1 ｜に等しいことは明らかである。従って、電力は、ＦＴＭ３２０の４つの各出力ポートに均等に分配され、また、入力信号のいずれに対しても、ＦＴＭ３２０は、常に着信信号電力を、信号処理部３３０のＲＦ電力増幅器３５０乃至３５３の４つ全てに均等に分配する。更に、ＦＴＭ３６０を用いることによって、所望の増幅信号が、多重送信アンテナ素子３８５乃至３８８の１つのみに現れる。即ち、第１ＦＴＭ３２０及び第２ＦＴＭ３６０の両方を用いることによって、外側ループ試験信号ＴAi等、第１ＦＴＭに印加される信号に該当する共有電力が、第２ＦＴＭによって特定のアンテナ素子３８５乃至３８８に再び導かれる。
【００３９】
当業者には公知なように、送信ブランチ３００の順方向経路３０１を介して伝搬する信号の振幅と位相は、時間と共に変化し得る。例えば、ケーブル長のばらつきや構成要素の経時変化による部品格差によって、送信ブランチ順方向経路を介して伝搬する信号に利得
と位相の不整合が生じ得る。そして利得と位相に不整合があると、あるアンテナ素子用の信号伝搬路から他のアンテナ素子用の信号伝搬路へ望ましくない電力漏れが生じ、その結果、他のアンテナや受信可能範囲セクタにおいて干渉が起こる。更に、このような漏れがあると、所期の送信アンテナ素子では、出力レベルが所期のレベルより小さくなることがある。適応アンテナレイ用途において、このような電力漏れがあると、アンテナビームパターンが望ましくないパターンになることがある。
【００４０】
このようなばらつきを補償するために、送信ブランチ３００は、アンテナ素子３８５乃至３８８によって送信される信号を期待通りにする誤差補償処理を実行する。一旦ＢＳＳが設定され実稼動状態になるとＢＳＳの停止は望ましくないため、ＢＳＳを較正するために、ＢＳＳの設定中、送信ブランチ３００は誤差補償処理を実行し得る。あるいは、時間の経過と共に生じるＢＳＳの変動を補償するために、停止せずに、動作中、ＢＳＳによって自動的に実行し得る。送信ブランチ３００は、２つの誤差補償ループ、即ち、内側帰還ループ及び外側帰還ループを含む。これに応じて、送信ブランチ３００が実行する誤差補償処理は、２つの段階、即ち、第１の内側ループ誤差補償段階と第２の外側ループ誤差補償段階とに分割し得る。内側ループ誤差補償段階は、ＦＴＭ３２０とＦＴＭ３６０との間のベースバンド及びＲＦ経路によって生じる誤差、即ち、信号処理部３３０における誤差を補償し、一方、外側ループ誤差補償段階は、送信ブランチ３００がアンテナ素子３８５乃至３８８に入力する信号の位相及び振幅誤差を補償する。
【００４１】
内側ループ誤差補償段階において、信号処理部３３０によって送信ブランチ順方向経路３０１に生じる誤差は、信号処理部３３０及び内側ループ帰還回路３０２を含む内側帰還ループによって補償される。外側ループ誤差補償段階において、内側帰還ループが誤差を補償した後、送信ブランチ順方向経路３０１を介して送られた信号に生じた全ての残留誤差が、送信ブランチ順方向経路３０１及び外側ループ帰還回路３０３を含む外側帰還ループによって補償される。好適には、内側ループ誤差補償段階は、外側ループ誤差補償段階を実行する前に実行する。しかしながら、当業者は理解されるように、最適な誤差補償は、内側ループ及び外側ループ誤差補償段階の両方を実行することによって達成されるが、内側ループ誤差補償段階又は外側ループ誤差補償段階の何れかを実行し、他方を実行しなくてもよい。
【００４２】
振幅及び位相の誤差を補償するために、所定の複合内側ループ試験信号ＴGi（ｉ＝１、２、３、４）集合の各試験信号は、内側帰還ループの順方向経路に導かれ、所定の複合外側ループ試験信号ＴAi（ｉ＝１、２、３、４）集合の各試験信号は、外側帰還ループの順方向経路に導かれる。内側ループ及び外側ループ試験信号集合の各試験信号は、送信ブランチ３００の通常入力信号、即ち、Ｓi （ｉ＝１、２、３、４）（例えば、未使用のウォルシュ符号をＰＮ拡散に用いる）に直交し、また互いに直交する。また内側ループ及び外側ループ試験信号集合の各試験信号は、送信ブランチ３００の通常入力信号より電力が小さい。各試験信号は、通常入力信号Ｓi （ｉ＝１、２、３、４）と直交するため、通常入力信号はゼロと見なして差し支えない。試験信号の対応する内側ループ又は外側ループの順方向経路を各試験信号が伝搬すると、多重内側ループ又は外側ループ出力信号が生成される。各ループの帰還回路は、ループの多重出力信号をサンプリングし、このサンプリングされた多重出力信号を合成する。ループは、この合成信号を試験信号の遅延版との相関すなわち比較を行なって、この相関すなわち比較結果に基づき、制御信号を生成する。この制御信号は、ループによって用いられ、ループへの入力信号を調整することによって、ループに入力される信号にループの順方向経路がもたらす誤差が補償される。
【００４３】
図７は、本発明の実施形態に基づく、内側ループ誤差補償処理の実行の際、送信ブランチ３００の内側帰還ループが実行する段階の論理流れ図７００である。上述したように、内側ループ試験信号ＴGi（ｉ＝１、２、３、４）は、送信ブランチ入力信号Ｓi （ｉ＝１
、２、３、４）と直交するため、ベースバンドＦＴＭ３２０の出力は、ゼロと見なし得る。論理流れ図７００が始まるのは、内側ループ試験信号ＴGi（ｉ＝１、２、３、４）の第１試験信号ＴG1が、内側帰還ループに導かれる時、特に、信号処理部３３０に接続する（７０２）場合である。本発明の一実施形態において、内側ループ試験信号は、送信ブランチ３００がどの入力信号Ｓi （ｉ＝１、２、３、４）も受信していない時、ＢＳＳ１０２の設定、始動、又は停止中に実行される誤差補償処理時、内側帰還ループに導き得る。本発明の他の実施形態において、試験信号は、ＢＳＳ３００の動作中、内側帰還ループに導き得る。後者の場合、各試験信号ＴGi（ｉ＝１、２、３、４）は、好適には、各通常入力信号Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、及びＳ4 と直交するため、ＦＴＭ３２０から出力される各信号Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 、及びＵ4 は、内側ループ誤差補償処理の動作原理を理解するために、ゼロと見なし得る。
【００４４】
第１試験信号は、信号処理部３３０の多重順方向経路の第１順方向経路において、多重コンバイナ３３１乃至３３４の第１コンバイナ３３１に接続する。コンバイナ３３１は、信号Ｕ1 と試験信号ＴG1との合成である出力信号を生成する（システム設定中又はシステムの較正中、各信号Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 、Ｕ4 はゼロである）。次に、コンバイナ３３１は、この合成信号を利得・位相調整器３３５に送る。利得・位相調整器３３５は、補償制御装置３９５から受信した制御信号ＧC4に基づき、試験信号を含む合成信号の利得及び／又は位相を調整して、調整済信号を生成する（７０４）。好適には、補償制御装置３９５から受信した制御信号に基づき、利得・位相調整器３３５に含まれる電圧可変減衰器又は可変利得増幅器が、信号コンバイナ３３１から受信した信号の利得を調整し、利得・位相調整器３３５に含まれる電圧可変移相器が、信号コンバイナ３３１から受信した信号の位相を調整する。次に、調整済信号は、Ｄ／Ａ３４０に送られ、ここで、利得及び／又は位相調整済信号は、ＲＦ変調器３４５に送られるアナログ信号に変換される（７０６）。ＲＦ変調器３４５は、ＲＦ搬送波ｅjωtをアナログ信号で変調し（７０８）、その結果得られたＲＦ変調信号をＲＦ電力増幅器３５０に送る。ＲＦ電力増幅器３５０は、このＲＦ変調信号を増幅して、試験信号ＴGi（ｉ＝１）に対応する増幅信号Ｐi （ｉ＝１）を生成し、この増幅信号は、ＲＦ電力増幅器３５０から出力され、また、信号処理部３３０から出力され、信号処理部出力信号を生成する（７１０）。
【００４５】
内側ループ誤差補償処理をＢＳＳ３００の動作中に実行する本発明の実施形態において、ＦＴＭ３２０から信号処理部３３０が受信する残りの各信号Ｕ2 、Ｕ3 、Ｕ4 は、それぞれの信号コンバイナ３３２乃至３３５によって、それぞれの利得・位相調整器３３６乃至３３８、それぞれのＤ／Ａ３４１乃至３４３、それぞれのＲＦ変調器３４６乃至３４８、それぞれのＲＦ電力増幅器３５１乃至３５３を介して、それぞれの内側ループ信号カプラ３５６乃至３５８に各々送られる。しかしながら、上述したように、各試験信号ＴGi（ｉ＝１、２、３、４）は、好適には、各原信号Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、及びＳ4 と直交するため、内側ループ誤差補償処理の動作原理を理解するために、各信号Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 、及びＵ4 は、ゼロと見なし得る。
【００４６】
次に、信号処理部出力信号Ｐ1 、即ち、増幅信号Ｐ1 は、多重内側ループ信号カプラ３５５乃至３５８の第１内側ループ信号カプラ３５５を介して、内側ループ帰還回路３０２に送られる。そして、内側ループ帰還回路３０２は、内側ループ帰還回路が受信した信号処理部出力信号Ｐ1 に基づき、内側ループ誤差を決定し（７１２）、この決定された内側ループ誤差に基づき、内側ループ制御信号ＧCiを生成する（７１４）。内側ループ帰還回路３０２は、この内側ループ制御信号ＧCiを信号処理部３３０の利得・位相調整器３３５乃至３３８に送り、ここで、情報信号Ｓi 等の順方向経路３０１へ入力される信号、引き続き入力される内側ループ試験信号ＴGi、及び／又は外側ループ試験信号ＴAiの利得及び／又は位相が、この内側ループ制御信号に基づき調整される。
【００４７】
図８は、本発明の実施形態に基づく、受信した信号処理部出力信号Ｐi に基づき内側ループ制御信号ＧCiを生成するために、内側ループ帰還回路３０２によって実行される段階の論理流れ図８００である。論理流れ図８００が始まるのは、内側ループ信号カプラ３５５が、信号処理部出力信号Ｐi （ｉ＝１）をサンプリングして、出力信号Ｐ1 の減衰版を生成し（８０２）、この減衰済出力信号を、信号コンバイナ３９０を介してＲＦ受信ユニット３９１に送る場合である。ＲＦ受信ユニット３９１は、コンバイナ３９０から受信した減衰済出力信号を予め増幅し調整して、内側ループ帰還信号Ｑ1i（ｉ＝１）を生成し（８０４）、ＲＦ切換器３９２を介して、内側ループ帰還信号Ｑ11をＲＦ復調器３９３に送る。好適には、ＲＦ切換器３９２は、補償制御装置３９５に接続し、またその制御を受ける。内側ループ帰還信号Ｑ11は、多重内側ループ試験信号ＴGiの第１内側ループ試験信号ＴG1を導入して得た信号であるため、内側ループ帰還信号Ｑ11は、次式によって行列形式で表し得る。
【００４８】
【数９】
2005520454.tif 000011
ここで、ベクトル
【００４９】
【数１０】
2005520454.tif 000012
は、４つの内側ループ信号カプラ３５５乃至３５８及び内側ループ信号コンバイナ３９０を表す係数ベクトルである。
【００５０】
ＲＦ復調器３９３は、内側ループ帰還信号Ｑ11を復調して、ベースバンド信号を生成し（８０６）、このベースバンド信号をＡ／Ｄ３９４に送る。Ａ／Ｄ３９４は、このベースバンド信号をデジタル化して、ノードＳZiにデジタル信号
【００５１】
【数１１】
2005520454.tif 000013
を生成し（８０８）、この信号は、
【００５２】
【数１２】
2005520454.tif 000014
によって表し得る。
次に、Ａ／Ｄ３９４は、このデジタル信号
【００５３】
【数１３】
2005520454.tif 000015
を補償制御装置３９５に送る。補償制御装置３９５は、このデジタル信号
【００５４】
【数１４】
2005520454.tif 000016
を所望の信号Ｔ* Gi（ｉ＝１）と比較して、内側ループ相関値
【００５５】
【数１５】
2005520454.tif 000017
を生成する（８１０）。次に、補償制御装置３９５は、内側ループ相関値
【００５６】
【数１６】
2005520454.tif 000018
を、既知の所望の相関値
【００５７】
【数１７】
2005520454.tif 000019
と比較し（８１２）、この比較結果に基づき、内側ループ制御信号ＧCi（ｉ＝１）を生成する（８１４）。次に、補償制御装置３９５は、制御信号ＧC1を利得・位相調整器３３５に送り、ここで、情報信号Ｓi （ｉ＝１）等の利得・位相調整器へ入力される順方向経路信号、外側ループ試験信号ＴAi（ｉ＝１）、及び／又は内側ループ試験信号ＴGi（ｉ＝１）の利得及び／又は位相が、この制御信号に基づいて調整される。
【００５８】
好適には、補償制御装置３９５は、１つ又は複数のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、それらの組み合わせ、又は当業者には公知である他のこのような装置を含むが、他の選択肢として、プロセッサ１１０に含んでもよい。受信した各デジタル信号
【００５９】
【数１８】
2005520454.tif 000020
の場合、補償制御装置３９５は、この受信したデジタル信号
【００６０】
【数１９】
2005520454.tif 000021
を所望のＡ／Ｄ３９４出力信号Ｔ* Giと比較して、内側ループ相関値
【００６１】
【数２０】
2005520454.tif 000022
を生成する。次に、補償制御装置３９５は、内側ループ相関値
【００６２】
【数２１】
2005520454.tif 000023
を、既知の所望の相関値
【００６３】
【数２２】
2005520454.tif 000024
と比較し、この比較結果に基づき、制御装置３９５が利得・位相調整器３３５乃至３３８に送る制御信号ＧCiを生成する。
【００６４】
内側ループ誤差補償処理が、ＢＳＳ３００の動作中に実行される場合、補償制御装置３９５が受信したデジタル信号
【００６５】
【数２３】
2005520454.tif 000025
は、内側ループ試験信号部分及び入力信号部分を含む。先に詳述したように、各内側ループ試験信号ＴGi（ｉ＝１、２、３、４）は、送信ブランチ３００の通常入力信号、即ち、Ｓi （ｉ＝１、２、３、４）（例えば、未使用のウォルシュ符号をＰＮ拡散に用いる）と、より小さい電力で直交する。この直交関係に起因して、補償制御装置３９５は、公知の信号処理技術を利用することによって、増幅部出力信号の内側ループ試験信号部分を増幅部出力信号の入力信号部分から分離し得る。この公知の信号処理技術には、例えば、同じ帯域幅で送信されるが所期のデータと異なるウォルシュ符合で符号化された他の全データから受信器向けのデータを分離するために、通常の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）受信器の信号プロセッサが用いる技術がある。送信ブランチ３００の入力信号、即ち、Ｓi （ｉ＝１、２、３、４）は、補償制御装置３９５が内側ループ合成信号から分離し得ることから、内側帰還ループの動作を理解するために、入力信号Ｓi （ｉ＝１、２、３、４）は、ゼロと見なして差し支えない。
【００６６】
信号処理部３３０の多重順方向経路の第１順方向経路における多重入力ループ信号コンバイナ３３１乃至３３４の第１信号コンバイナ３３１への内側ループ試験信号ＴG1の導入と同様に、内側ループ試験信号ＴG2、ＴG3、及びＴG4も、それぞれの入力ループ信号コンバイナ３３２乃至３３４に各々導かれる。各信号コンバイナ３３２乃至３３４は、受信した試験信号を、それぞれのＦＴＭ３２０出力信号Ｕ2 、Ｕ3 、及びＵ4 と合成する（この誤差補償が実行されている時、ＢＳＳ１０２動作中であると仮定する）。上述したように、本発明の目的のために、ＦＴＭ３２０出力信号Ｕ2 、Ｕ3 、及びＵ4 はゼロであると見なし得る。従って、各信号コンバイナ３３２乃至３３４は、その合成信号をそれぞれの利得・位相調整器３３６乃至３３８に送り、ここで、各信号の利得及び／又は位相を調整して、利得・位相調整器が補償制御装置３９５から受信するそれぞれの制御信号ＧC2、ＧC3
、及びＧC4に基づき、調整済信号を生成する。好適には、この制御信号に基づき、利得・位相調整器に含まれる電圧可変減衰器又は可変利得増幅器が、入力ループ信号コンバイナから受信した信号の利得を調整し、利得・位相調整器に含まれる電圧可変移相器が、入力ループ信号コンバイナから受信した信号の位相を調整する。次に、各利得・位相調整器３３６乃至３３８は、そのそれぞれの利得及び／又は位相調整済信号をそれぞれのＤ／Ａ３４１乃至３４３に送り、ここで、この受信された利得及び／又は位相調整済信号は、この後、それぞれの逓倍器３４６乃至３４８に送られるアナログ信号に変換される。各逓倍器３４６乃至３４８は、受信したアナログ信号をＲＦ搬送波ｅjωtで変調し、この変調信号をそれぞれのＲＦ電力増幅器３５１乃至３５３に送る。各ＲＦ電力増幅器３５１乃至３５３は、この受信した変調信号を増幅して、それぞれの増幅信号Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 を生成し、この増幅信号は、ＲＦ電力増幅器から出力され、また、信号処理部３３０から出力される。
【００６７】
次に、各信号処理部３３０出力信号、即ち、各増幅信号Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4は、多重内側
ループ信号カプラ３５５乃至３５８のそれぞれの内側ループ信号カプラ３５６乃至３５８を介して、内側ループ帰還回路３０２に送られる。各内側ループ信号カプラ３５６乃至３５８は、それぞれ受信した増幅信号Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 をサンプリングして、増幅信号の減衰版を生成して、この減衰済増幅信号をＲＦ受信ユニット３９１に送る。ＲＦ受信ユニット３９１は、内側ループ信号カプラ３５６乃至３５８から受信した各減衰済増幅信号を予め増幅し調整して、それぞれの内側ループ帰還信号Ｑ1i（ｉ＝２、３、及び４）、即ち、Ｑ12、Ｑ13、及びＱ14を生成し、ＲＦ切換器３９２を介して、各内側ループ帰還信号Ｑ12、Ｑ13、及びＱ14をＲＦ復調器３９３に送る。
【００６８】
ＲＦ復調器３９３は、各内側ループ帰還信号Ｑ12、Ｑ13、及びＱ14を復調して、ベースバンド信号を生成して、各ベースバンド信号をＡ／Ｄ３９４に送る。Ａ／Ｄ３９４は、各ベースバンド信号をデジタル化して、ノードＳZiにデジタル信号
【００６９】
【数２４】
2005520454.tif 000026
を生成するが、この信号は、
【００７０】
【数２５】
2005520454.tif 000027
によって表し得る。
次に、Ａ／Ｄ３９４は、各デジタル信号
【００７１】
【数２６】
2005520454.tif 000028
を補償制御装置３９５に送る。補償制御装置３９５は、次に、各デジタル信号
【００７２】
【数２７】
2005520454.tif 000029
を所望の信号Ｔ* Gi（ｉ＝２、３、４）と比較して、内側ループ相関値
【００７３】
【数２８】
2005520454.tif 000030
を生成する。次に、補償制御装置３９５は、各内側ループ相関値
【００７４】
【数２９】
2005520454.tif 000031
を、既知の所望の相関値
【００７５】
【数３０】
2005520454.tif 000032
と比較し、各比較結果に基づき、それぞれの利得・位相調整器３３６乃至３３８に送られる対応する制御信号（ｉ＝２、３、４）を生成する。この制御信号は、対応するデジタル信号
【００７６】
【数３１】
2005520454.tif 000033
を所望の信号Ｔ* Giと比較することによって所望の相関値
【００７７】
【数３２】
2005520454.tif 000034
が得られるように、利得・位相調整器３３６乃至３３８に入力される内側ループ試験信号の利得及び／又は位相の調整を行なう。
【００７８】
本発明の一実施形態において、補償制御装置３９５は、利得及び／又は位相を徐々に増やしながら調整し得る。即ち、第１制御信号を生成して、内側ループ試験信号ＴGiに最初の調整を実施し、その結果得られたデジタル信号
【００７９】
【数３３】
2005520454.tif 000035
を測定・比較し、第２制御信号を生成して、内側ループ試験信号ＴGiに更に調整を行ない、その結果得られたデジタル信号
【００８０】
【数３４】
2005520454.tif 000036
を再度測定・比較する、というように調整し得る。本発明の他の実施形態において、補償制御装置３９５は、逐次近似ルーチン（ＳＡＲ）を用いて利得及び／又は位相を調整し得る。本発明の更に他の実施形態において、制御装置３９５は、所望の相関値
【００８１】
【数３５】
2005520454.tif 000037
が得られるように、デジタル信号
【００８２】
【数３６】
2005520454.tif 000038
を所望の信号Ｔ* Giに合わせるようにした単一の調整を行なってもよい。
上記処理のベクトル表示において、内側ループ帰還信号Ｑ12、Ｑ13、及びＱ14は、各個別の内側ループ試験信号ＴG2、ＴG3、ＴG4を、以下のベクトルとしてそれぞれ表すことで得られる。
【００８３】
【数３７】
2005520454.tif 000039
ここで、対応する内側ループ試験信号ベクトルは、下式で表し得る。
【００８４】
【数３８】
2005520454.tif 000040
次に、内側ループ帰還回路３０２、特に、補償制御装置３９５は、信号処理部３３０の順方向経路から出力される信号が、互いに合致し、また既知の値と等しくなるように、内側ループ試験信号ベクトルに基づき、利得補正ベクトル
【００８５】
【数３９】
2005520454.tif 000041
を決定する。
各制御信号ＧC4、ＧC3、ＧC2、及びＧC1は、増幅信号の位相及び利得が互いに合致するように、信号処理部３３０の多重順方向経路の各順方向経路によって生成される増幅信号を調整する。行列形式の制御信号ＧC4、ＧC3、ＧC2、及びＧC1は、以下の信号処理部３３０利得・位相制御信号、即ち、利得補正ベクトル
【００８６】
【数４０】
2005520454.tif 000042
に対応する補正係数行列ＧCC
【００８７】
【数４１】
2005520454.tif 000043
によって表し得る。また、ＲＦ電力増幅器３５０乃至３５３によって各変調信号に生じる利得と位相は、次のように、ＲＦ増幅器利得・位相行列によって表し得る。
【００８８】
【数４２】
2005520454.tif 000044
ここで、Ｇ1 はＲＦ増幅器３５０の利得であり、Ｇ2 はＲＦ増幅器３５１の利得であり、Ｇ3 はＲＦ増幅器３５２の利得であり、Ｇ4 はＲＦ増幅器３５３の利得であり、ΔＧi （ｉ＝１、２、３、４）は、各ＲＦ増幅器３５０乃至３５３の増幅器の利得及び位相誤差である。
【００８９】
【数４３】
2005520454.tif 000045
次に、試験信号ＴGiとそれに対応するＡ／Ｄ３９４出力信号
【００９０】
【数４４】
2005520454.tif 000046
との間の関係は、以下の式によって表し得る。Ｄ／Ａの入力‘ｘ’及び出力‘ｙ’に対する変換は、次式で表し得る。
【００９１】
【数４５】
2005520454.tif 000047
装置が、Ａ／Ｄ３９４等のＡ／Ｄであり、また‘ｙ’を入力として用い、‘ｘ’を出力として用いる場合、この装置は、次式で表し得る。
【００９２】
【数４６】
2005520454.tif 000048
１つの試験信号ＴGiのみが存在し、他の信号は全てゼロであると見なすものと仮定する。ＲＦ電力増幅器３５０乃至３５３の出力において、即ち、信号処理部３３０の出力において、増幅信号Ｐi は、次式で表し得る。
【００９３】
【数４７】
2005520454.tif 000049
次に、ＲＦ受信回路３９１の出力において、信号Ｑ1 は、次式で表し得る。
【００９４】
【数４８】
2005520454.tif 000050
ここで、αは、内側ループ信号カプラ３５５乃至３５８及び内側ループ信号コンバイナ３９０を表す結合係数である。次に、Ａ／Ｄ３９４の出力、即ち、
【００９５】
【数４９】
2005520454.tif 000051
は、次式で表し得る。
【００９６】
【数５０】
2005520454.tif 000052
次に、ＧCiの値は、以下のように、帰納的に更新される。
【００９７】
【数５１】
2005520454.tif 000053
ここで、
【００９８】
【数５２】
2005520454.tif 000054
は、所望の試験信号Ｔ* Giと、Ａ／Ｄ３９４から受信した実際の出力信号
【００９９】
【数５３】
2005520454.tif 000055
との間の相関値であり、また、
【０１００】
【数５４】
2005520454.tif 000056
は、オフライン較正中に得た所望の較正済相関値である。較正済のサブシステムがΔＧ1 ＝０の場合、また、式（１６）に基づき、Ａ／Ｄ３９４の出力は、次のようになる。
【０１０１】
【数５５】
2005520454.tif 000057
互いに関連付けると、
【０１０２】
【数５６】
2005520454.tif 000058
は、次式で表し得る。
【０１０３】
【数５７】
2005520454.tif 000059
Ｔ* CiがＡ／Ｄ３９４の所望の出力である場合、
【０１０４】
【数５８】
2005520454.tif 000060
と仮定すると、式（１４）は次式に簡略化し得る。
【０１０５】
【数５９】
2005520454.tif 000061
同様に、
【０１０６】
【数６０】
2005520454.tif 000062
は、次式で表し得る。
【０１０７】
【数６１】
2005520454.tif 000063
次に、式（２０）と（２１）とを組み合わせると、
【０１０８】
【数６２】
2005520454.tif 000064
となり、また式（１９）は、次のように書ける。
【０１０９】
【数６３】
2005520454.tif 000065
ΔＧi が正であり、Ｇi が増加していることを意味する場合、比Ｇi ／（Ｇi ＋ΔＧi ）は小さくなり、これによって、Ｇciの値が減少する。ΔＧi が負であり、Ｇi が減少していることを意味する場合、比Ｇi ／（Ｇi ＋ΔＧi ）は大きくなり、これによって、Ｇciの値が増加する。従って、Ｇciの値は、常にΔＧi の反対方向に動き、電力増幅器の利得の誤差が効果的に補償される。
【０１１０】
要約すれば、内側ループ補償処理において、所定の複合内側ループ試験信号ＴGi（ｉ＝１、２、３、４）集合の各試験信号は、内側帰還ループの順方向経路に、特に、信号処理部３３０の順方向経路に導かれる。内側ループ試験信号が、信号処理部３３０の順方向経路を伝搬すると、対応する内側ループ出力信号Ｐi （ｉ＝１、２、３、４）が生成される。内側ループ帰還回路３０２は、内側ループ出力信号をサンプリングし、内側ループ帰還回路３０２の補償制御装置３９５は、サンプリングされた信号を、所望の信号と、好適には、試験信号の遅延版と比較して、比較結果を生成する。好適には、サンプリングされた信号は、所望の内側ループ出力信号との相関をとって相関値を生成し、その後、この相関値は、所望の相関値と比較され、比較結果を生成する。この比較結果に基づき、補償制御装置３９５は、対応する内側ループ制御信号ＧCi（ｉ＝１、２、３、４）を生成し、信号処理部３３０を介した試験信号の伝搬路の対応する利得・位相調整器３３５乃至３３８に供給される。受信された制御信号ＧCi（ｉ＝１、２、３、４）に基づき、対応する利得・位相調整器３３５乃至３３８は、所望の内側ループ出力信号と、引き続き接続される信号から得られた内側ループ出力信号との相関を最適化するために、引き続き信号処理部３３０に接続される信号の利得と位相の内少なくとも１つを調整する。
【０１１１】
図９は、本発明の実施形態に基づく、外側ループ誤差補償処理実行時、送信ブランチ３００の外側帰還ループによって実行される段階の論理流れ図９００である。論理流れ図９００が始まるのは、外側ループ試験信号ＴAi（ｉ＝１、２、３、４）の第１試験信号ＴA4が、外側帰還ループに導かれ、多重信号コンバイナ３１１乃至３１４の第１信号コンバイナ３１１及び多重利得・位相調整器３１５乃至３１８の第１利得・位相調整器３１５を介して、ＦＴＭ３２０に接続する（９０２）場合である。内側ループ誤差補償段階及び内側ループ試験信号ＴGi（ｉ＝１、２、３、４）と同様に、本発明の一実施形態において、送信ブランチ３００がどのような入力信号Ｓi （ｉ＝１、２、３、４）も受信していない場
合、外側ループ試験信号は、ＢＳＳ１０２の設定、始動、又は停止中に実行される誤差補償処理中、外側帰還ループに導き得る。本発明の他の実施形態において、試験信号は、ＢＳＳ３００の動作中、外側帰還ループに導き得る。後者の場合、各試験信号ＴAi（ｉ＝１、２、３、４）は、好適には、各通常入力信号Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、及びＳ4 と直交することから、外側ループ誤差補償処理の動作原理を理解するために、各入力信号Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、及びＳ4 は、ゼロと見なし得る。
【０１１２】
信号コンバイナ３１１は、入力信号Ｓ1 と試験信号ＴG1の合成である出力信号を生成する（外側ループ誤差補償処理の実行中、ＢＳＳ１０２は動作中であると仮定する）。次に、コンバイナ３１１は、この合成信号を、第１集合の多重利得・位相調整器３１５乃至３１８の第１利得・位相調整器３１５に送る。利得・位相調整器３１５は、補償制御装置３９５から受信した外側ループ制御信号ＡC4に基づき、この合成信号の利得及び／又は位相を調整する。好適には、補償制御装置３９５から受信した制御信号に基づき、利得・位相調整器３１５に含まれる電圧可変減衰器又は可変利得増幅器が、コンバイナ３１１から受信した信号の利得を調整し、利得・位相調整器３１５に含まれる電圧可変移相器が、コンバイナ３１１から受信した信号の位相を調整する。次に、この利得及び／又は位相調整済信号は、ＦＴＭ３２０に送られ、ここで、上述したように、この調整済信号は、ＦＴＭ３２０出力ポート３２０ｅ乃至３２０ｈに各々接続され、多重ＦＴＭ出力信号Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 、及びＵ4 が生成される。次に、多重ＦＴＭ出力信号Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 、及びＵ4 の各出力信号は、信号処理部３３０の多重順方向経路の１つの順方向経路に送られる。
【０１１３】
信号処理部３３０の多重順方向経路の各順方向経路において、受信されたＦＴＭ出力信号Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 、及びＵ4 は、ＲＦ搬送波上に変調され増幅され、増幅ＲＦ変調信号が生成される（９０４）。詳細には、各多重ＦＴＭ出力信号Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 、及びＵ4 は、それぞれの信号コンバイナ３３１乃至３３４、それぞれの利得・位相調整器３３５乃至３３８、及びそれぞれのＤ／Ａ３４０乃至３４３を介して、それぞれのＲＦ変調器３４５乃至３４８に送られる。好適には、外側ループ誤差補償処理中、内側ループ試験信号は、信号コンバイナ３３１乃至３３４に接続されず、各コンバイナ３３１乃至３３４は、そのそれぞれ受信した信号Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 、及びＵ4 をそれぞれの利得・位相調整器３３５乃至３３８に送る。上述したように、各利得・位相調整器３３５乃至３３８は、補償制御装置３９５から受信したそれぞれの制御信号ＧC4、ＧC3、ＧC2、及びＧC1に基づき、それぞれのコンバイナ３３１乃至３３４から受信した信号の利得及び／又は位相を調整する。好適には、補償制御装置３９５から受信した制御信号に基づき、各利得・位相調整器３３５乃至３３８に含まれる電圧可変減衰器又は可変利得増幅器が、それぞれの信号コンバイナ３３１乃至３３４から受信した信号の利得を調整し、利得・位相調整器３３５乃至３３８に含まれる電圧可変移相器が、それぞれの信号コンバイナ３３１乃至３３４から受信した信号の位相を調整する。
【０１１４】
各利得・位相調整器３３５乃至３３８は、調整器による利得及び／又は位相調整済信号をそれぞれのＤ／Ａ３４０乃至３４３に送る。各Ｄ／Ａ３４０乃至３４３は、それぞれの利得・位相調整器３３５乃至３３８から受信したこの利得及び／又は位相調整済信号をアナログ信号に変換し、このアナログ信号をそれぞれのＲＦ変調器３４５乃至３４８に送る。各ＲＦ変調器３４５乃至３４８は、ＲＦ搬送波ｅjωtを、それぞれのＤ／Ａ３４０乃至３４３から受信したアナログ信号で変調してＲＦ変調信号を生成し、この変調信号をそれぞれのＲＦ電力増幅器３５０乃至３５３に送る。各ＲＦ電力増幅器３５０乃至３５３は、それぞれのＲＦ変調器３４５乃至３４８から受信したＲＦ変調信号を増幅して、それぞれの増幅信号Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 を生成し、この増幅信号は、ＲＦ電力増幅器から出力され、また、信号処理部３３０から出力される。次に、各増幅信号Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、及びＰ4 は、信号処理部３３０によって、それぞれの内側ループ信号カプラ３５５乃至３５８を介して、４×４ＲＦ・ＦＴＭ３６０のそれぞれの入力ポート３６０ａ、３６０ｂ、３
６０ｃ、及び３６０ｄに接続する（９０６）。
【０１１５】
次に、各試験信号ＴAi（ｉ＝１、２、３、４）の場合、ＦＴＭ３６０は、ＦＴＭのそれぞれの出力ポート３６０ｅ乃至３６０ｈで、対応する出力信号Ｒi （ｉ＝１、２、３、４）を生成する。各出力信号Ｒi （ｉ＝１、２、３、４）は、対応する試験信号ＴAiの順方向経路３０１への接続に応答して、ＲＦ電力増幅器３５０乃至３５３によって生成され、また、そこから受信される増幅信号Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、及びＰ4 に基づく。ＦＴＭ３６０は、この対応する出力信号Ｒi （ｉ＝１、２、３、４）を、それぞれの送受切換器３７１乃至３７４及びそれぞれの外側ループ信号カプラ３８１乃至３８４を介して、それぞれのアンテナ素子３８５乃至３８８に送る。ＦＴＭ３６０からアンテナ素子３８５乃至３８８への伝搬過程において、各出力信号Ｒi （ｉ＝１、２、３、４）は、それぞれの出力経路減衰Ａi （ｉ＝１、２、３、４）を受ける。その結果、出力信号Ｒi （ｉ＝１、２、３、４）の減衰版、つまり、各順方向経路、即ち、送信ブランチの出力信号Ｏi （ｉ＝１、２、３、４）が、それぞれのアンテナ素子３８５乃至３８８に接続する。
【０１１６】
各試験信号ＴAi（ｉ＝１、２、３、４）の場合、対応する出力信号Ｏi （ｉ＝１、２、３、４）の少なくとも一部が、外側ループ信号カプラ３８１乃至３８４を介して、外側ループ帰還回路３０３に接続する（９０８）。各外側ループ信号カプラ３８１乃至３８４は、それぞれの送受切換器３７１乃至３７４と、それぞれのアンテナ素子３８５乃至３８８との間に接続され、それぞれのアンテナ素子３８５乃至３８８に接続するそれぞれの出力信号Ｏ1 、Ｏ2 、Ｏ3 、及びＯ4 をサンプリングする。各外側ループ信号カプラ３８１乃至３８４は、それぞれの順方向経路、即ち、送信ブランチの出力信号Ｏ1 、Ｏ2 、Ｏ3 、及びＯ4 をサンプリングして、減衰済の順方向経路出力信号を生成する。各出力信号Ｏi （ｉ＝１、２、３、４）の場合、外側ループ帰還回路３０３は、出力信号のサンプリングされた版、即ち、それぞれの外側ループ信号カプラ３８１乃至３８４により生成された減衰済順方向経路出力信号に基づき、外側ループ誤差を決定する（９１０）。次に、この決定された外側ループ誤差に基づき、外側ループ帰還回路３０３は、対応する外側ループ制御信号ＡCi（ｉ＝１、２、３、４）を生成する（９１２）。外側ループ帰還回路３０３は、各外側ループ制御信号ＡCi（ｉ＝１、２、３、４）を、順方向経路３０１の入力部３１０それぞれの利得・位相調整器３１５乃至３１８に送り、ここで、情報信号Ｓi及び／又
は引き続き入力される外側ループ試験信号ＴAi等、順方向経路３０１へ入力される信号の利得及び／又は位相が、この外側ループ制御信号に基づき調整される。
【０１１７】
図１０は、本発明の実施形態に基づく、順方向経路すなわち送信ブランチの結合版である出力信号Ｏi に基づき、外側ループ制御信号ＡCiを生成するために、外側ループ帰還回路３０３によって実行される段階の論理流れ図１０００である。論理流れ図１０００が始まるのは、外側ループ信号カプラ３８１乃至３８４が、それぞれの順方向経路すなわち送信ブランチの出力信号Ｏi （ｉ＝１、２、３、４）をサンプリングして、減衰済順方向経路出力信号を生成する（１００２）場合である。従って、各減衰済出力信号は、その信号のそれぞれの信号カプラによって、外側ループ信号コンバイナ３９６に送られる。好適には、送信ブランチ３００は、アンテナ素子３８５乃至３８８の各アンテナ素子から外側ループ信号コンバイナ３９６までの電気的距離が、アンテナ素子３８５乃至３８８の他の各アンテナ素子から外側ループ信号コンバイナまでの電気的距離とほぼ同じである。次に、外側ループ信号カプラ３８１乃至３８４は、信号カプラ３８１乃至３８４の１つから受信した減衰済送信ブランチ出力信号を、外側ループ信号コンバイナ３９６を介して、外側ループＲＦ受信ユニット３９７に送る（１００４）。
【０１１８】
ＲＦ受信ユニット３９７は、外側ループ信号カプラ３８１乃至３８４から受信した外側ループ合成信号を予め増幅し調整して、外側ループ帰還信号Ｑ21を生成する（１００６）。その結果、第１試験信号ＴA1を導くと、外側ループ帰還信号Ｑ21が得られる。同様に、
各試験信号ＴA2、ＴA3、及びＴA4を、それぞれ信号コンバイナ３１２乃至３１４に導くと、ＲＦ受信ユニット３９７の出力部において、それぞれの外側ループ帰還信号Ｑ22、Ｑ23、及びＱ24が得られる。
【０１１９】
内側ループ帰還信号Ｑ11、Ｑ12、Ｑ13、及びＱ14の処理と同様に、各外側ループ帰還信号Ｑ21、Ｑ22、Ｑ23、及びＱ24は、ＲＦ受信ユニット３９７によって、ＲＦ切換器３９２を介して、ＲＦ復調器３９３に送られる。ＲＦ復調器３９３は、ＲＦ切換器３９２から受信した各外側ループ帰還信号Ｑ21、Ｑ22、Ｑ23、及びＱ24を復調して、ベースバンド信号を生成し（１００８）、各ベースバンド信号をＡ／Ｄ３９４に送る。次に、Ａ／Ｄ３９４は、受信した各ベースバンド信号をデジタル化して、ノードＳZiでデジタル信号
【０１２０】
【数６４】
2005520454.tif 000066
を生成し（１０１０）、デジタル信号
【０１２１】
【数６５】
2005520454.tif 000067
を補償制御装置３９５に送る。受信した各デジタル信号
【０１２２】
【数６６】
2005520454.tif 000068
の場合、補償制御装置３９５は、受信したデジタル信号
【０１２３】
【数６７】
2005520454.tif 000069
を、所望のＡ／Ｄ３９４出力信号Ｔ* Aiと比較して、外側ループ相関値
【０１２４】
【数６８】
2005520454.tif 000070
を生成する（１０１２）。次に、補償制御装置３９５は、外側ループ相関値
【０１２５】
【数６９】
2005520454.tif 000071
を、所望の外側ループ相関値
【０１２６】
【数７０】
2005520454.tif 000072
と比較し、この比較結果に基づき、利得・位相調整器３１１乃至３１４の１つに送られる制御信号ＡCiを生成する（１０１６）。
【０１２７】
内側ループ誤差補償処理と同様に、本発明の一実施形態において、補償制御装置３９５は、利得及び／又は位相を徐々に増やしながら、即ち、第１制御信号を生成して外側ループ試験信号ＴAiに最初の調整を実施し、その結果得られたデジタル信号
【０１２８】
【数７１】
2005520454.tif 000073
を測定及び比較し、第２制御信号を生成して、外側ループ試験信号ＴAiに更に調整を実施し、その結果得られたデジタル信号
【０１２９】
【数７２】
2005520454.tif 000074
を再度測定及び比較する、というように調整し得る。本発明の他の実施形態において、補償制御装置３９５は、逐次近似ルーチン（ＳＡＲ）を用いて、利得及び／又は位相を調整し得る。本発明の更に他の実施形態において、制御装置３９５は、所望の相関値
【０１３０】
【数７３】
2005520454.tif 000075
が得られるように、デジタル信号
【０１３１】
【数７４】
2005520454.tif 000076
を所望の信号Ｔ* Aiに合わせるための単一の調整を行なってもよい。
外側ループ誤差補償処理が、ＢＳＳ１０２の動作中に実行される場合、補償制御装置３９５は、外側ループ合成信号の外側ループ試験信号部分及び入力信号部分を含む順方向経路出力信号からの派生信号を受信して、外側ループ順方向経路出力信号Ｑ21を生成し得る。先に詳述したように、各外側ループ試験信号ＴAi（ｉ＝１、２、３、４）は、送信ブランチ３００の通常入力信号、即ち、Ｓi （ｉ＝１、２、３、４）（例えば、未使用のウォルシュ符号をＰＮ拡散に用いる）と、より小さい電力で直交する。この直交関係のために、補償制御装置３９５は、公知の信号処理技術を利用することによって、出力ループ出力信号の外側ループ試験信号部分を出力ループ出力信号の入力信号部分から分離し得る。送信ブランチ３００の入力信号、即ち、Ｓi （ｉ＝１、２、３、４）は、補償制御装置３９５によって、出力ループ出力信号から分離し得るため、外側帰還ループの動作について理解するために、入力信号Ｓi （ｉ＝１、２、３、４）は、ゼロと見なして差し支えない。
【０１３２】
行列形式の外側帰還ループは、以下の式によって表し得る。外側帰還ループ制御信号す
なわち補正係数行列は、
【０１３３】
【数７５】
2005520454.tif 000077
であり、ここで、ＡCCは、外側ループ試験信号ベクトルＡCi＝［ＡC4、ＡC3、ＡC2、ＡC1］を行列で表現したものである。アンテナ素子３８５乃至３８８への入力部における送信ブランチ３００誤差行列は、
【０１３４】
【数７６】
2005520454.tif 000078
であり、ここで、Ａ1 は、信号が、信号処理部３３０の第１出力ポートから多重アンテナ素子３８５乃至３８８の第１アンテナ素子３８５へ、即ち、出力部３７０を介した第１経路に沿って伝搬する時、信号に生じる減衰であり、Ａ2 は、信号処理部３３０の第２出力ポートと多重アンテナ素子３８５乃至３８８の第２アンテナ素子３８６との間、即ち、出力部３７０を介した第２経路に沿って信号に生じる減衰であり、Ａ3 は、信号処理部３３０の第３出力ポートと多重アンテナ素子３８５乃至３８８の第３アンテナ素子３８７との間、即ち、出力部３７０を介した第３経路に沿って信号に生じる減衰であり、Ａ4 は、信号処理部３３０の第４出力ポートと多重アンテナ素子３８５乃至３８８の第４アンテナ素子３８８との間、即ち、出力部３７０を介した第４経路に沿って信号に生じる減衰であり、ΔＧi （ｉ＝１、２、３、４）は、出力部３７０の４つの信号伝搬路間における減衰の変動に対応する。
【０１３５】
式（４）、（５）、（１０）、及び（２５）から、送信ブランチ３００の入力と出力との間の関係に対する一般式は、次のように得られる。
【０１３６】
【数７７】
2005520454.tif 000079
ここで、Ｇ及びＡは、上述の様に定義される対角行列であり、
【０１３７】
【数７８】
2005520454.tif 000080
は、出力ベクトルであり、
【０１３８】
【数７９】
2005520454.tif 000081
は、入力ベクトルである。簡略化すると、式（２６）は以下のようになる。
【０１３９】
【数８０】
2005520454.tif 000082
従って、各入力信号は、その対応するアンテナポートにおいてそれぞれ見られ、クロストークが発生することはない。
【０１４０】
装置全体の伝達関数は、
【０１４１】
【数８１】
2005520454.tif 000083
となるが、ここで、
【０１４２】
【数８２】
2005520454.tif 000084
は、コンバイナ３１１乃至３１４において入力される試験信号ベクトルであり、行列ＡCC及びＧCCは、式（９）及び（２４）において定義され、上述した通りである。
【０１４３】
入力
【０１４４】
【数８３】
2005520454.tif 000085
（直交と仮定）、
【０１４５】
【数８４】
2005520454.tif 000086
と設定し、また入力ベクトルとして、
【０１４６】
【数８５】
2005520454.tif 000087
を用いることによって、補償制御装置３９５は、内側ループ補正係数ＧC1、ＧC2、ＧC3、及びＧC4の決定に関して制御装置が利用する方法と同様のＡCC、即ち、制御信号係数ＡC1、ＡC2、ＡC3、及びＡC4に対して適正値を決定する方法を利用し得る。Ｑ2 は、次式で表し得る。
【０１４７】
【数８６】
2005520454.tif 000088
ここで、ベクトル
【０１４８】
【数８７】
2005520454.tif 000089
は、４つの外側ループ信号カプラ３８１乃至３８４及び外側ループ信号コンバイナ３９６を表す係数ベクトルである。
【０１４９】
内側ループ誤差補償処理時、決定される既知の
【０１５０】
【数８８】
2005520454.tif 000090
を用い、また
【０１５１】
【数８９】
2005520454.tif 000091
及び
【０１５２】
【数９０】
2005520454.tif 000092
とすると、入力
【０１５３】
【数９１】
2005520454.tif 000093
で、次の出力が得られる。
【０１５４】
【数９２】
2005520454.tif 000094
【０１５５】
【数９３】
2005520454.tif 000095
を外側ループ入力試験信号として次のベクトルの１つとする。
【０１５６】
【数９４】
2005520454.tif 000096
従って、信号Ｑ2iは、次式で表し得る。
【０１５７】
【数９５】
2005520454.tif 000097
ここで、ｉ＝１、２、３、及び４であり、またＱ2iは、ベクトル
【０１５８】
【数９６】
2005520454.tif 000098
のｉ番目のゼロでない要素に対応する。試験信号ＴAiを入力する場合、ノードＳZiでの出力信号は
【０１５９】
【数９７】
2005520454.tif 000099
となる。
【０１６０】
【数９８】
2005520454.tif 000100
の計算と同様、相関値
【０１６１】
【数９９】
2005520454.tif 000101
は、次式で算出し得る。
【０１６２】
【数１００】
2005520454.tif 000102
従って、ＡCiの値は、次のように更新される。
【０１６３】
【数１０１】
2005520454.tif 000103
ここで、
【０１６４】
【数１０２】
2005520454.tif 000104
は、
【０１６５】
【数１０３】
2005520454.tif 000105
の場合のように、標準の測定に基づく既知の所望の相関値である。従って、利得誤差補正のために、ＧCi及びＡCiの全ての値を求め得る。
【０１６６】
ＧCiと同様に、ＡCiは、次式で表し得る。
【０１６７】
【数１０４】
2005520454.tif 000106
ΔＧi と同様に、ΔＡi が正であり、Ａi が増加していることを意味する場合、比Ａi ／（Ａi ＋ΔＡi ）は小さくなり、これによってＡciの値が減少する。ΔＡi が負であり、Ａi が減少していることを意味する場合、比Ａi ／（Ａi ＋ΔＡi ）は大きくなり、これによってＡciの値が増加する。従って、Ａciの値は常にΔＡi の反対方向に動き、送信ブランチ３００の誤差が効果的に補償される。
【０１６８】
要約すると、外側ループ補償処理において、所定の複合外側ループ試験信号ＴAi（ｉ＝１、２、３、４）集合の各試験信号は、ハイブリッド・マトリックス増幅システム３００の順方向経路３０１に導かれる。外側ループ試験信号が順方向経路３０１を伝搬すると、対応する外側ループ出力信号Ｒi （ｉ＝１、２、３、４）が生成される。外側ループ帰還回路３０３は、外側ループ出力信号をサンプリングし、補償制御装置３９５は、このサンプリングされた信号を、所望の信号と、好適には、試験信号の遅延版と比較して、比較結果を生成する。好適には、このサンプリングされた信号は、所望の外側ループ出力信号と相関がとられ、相関値を生成し、次に、この相関値は、所望の相関値と比較されて、比較結果が生成される。この比較結果に基づき、補償制御装置３９５は、順方向経路３０１を通る試験信号の伝搬路において、対応する利得・位相調整器３１５乃至３１８に供給される対応する外側ループ制御信号ＡCi（ｉ＝１、２、３、４）を生成する。受信された制御信号ＡCi（ｉ＝１、２、３、４）に基づき、対応する利得・位相調整器３１５乃至３１８は、所望の外側ループ出力信号と、引き続き接続される信号から得られる外側ループ出力信号との相関を最適化するために、ハイブリッド・マトリックス増幅システム３００の順方向経路３０１に引き続き接続される信号の利得と位相の少なくとも１つを調整する。
【０１６９】
本発明について、その具体的な実施形態を参照して詳細に例示し説明したが、上記の請
求項に記載したように、本発明の範囲から逸脱することなく様々に変更し得ること、また、等価物をこれらの要素と置き換え得ることを当業者は理解されるであろう。従って、本明細書及び図面は、限定する意味ではなく、例示の意味であると見なすものとし、このような変更及び置き換えは、全て本発明の範囲内に含まれるものとする。
【０１７０】
恩恵、他の利点、及び課題に対する解決方法について、具体的な実施形態を用いて上述の通り説明した。しかしながら、恩恵、利点、課題に対する解決方法、及び何らかの恩恵、利点、又は解決方法を生ぜしめ得る、又はより顕著にし得るあらゆる要素が、あらゆる全ての請求項の、重要な、必要な、又は本質的な特徴又は要素として解釈すべきものではない。本明細書中で用いた、用語“含む”、“含んでいる”、又はそれらの語尾変化したものは、非排他的含包を意味するものとし、従って、要素のリストを構成する処理、方法、部品、又は装置が、それらの要素のみを含むのではなく、明示的に列挙しない他の要素、又はこのような処理、方法、部品、又は装置に固有の他の要素を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】本発明の実施形態に基づく無線通信装置を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態に基づく図１の基地局サブシステムにおける送信器部位を示すブロック図。
【図３Ａ】本発明の実施形態に基づく送信ブランチを示すブロック図。
【図３Ｂ】図３Ａのブロック図に続く図であり、本発明の実施形態に基づく送信ブランチを示すブロック図。
【図４】本発明の実施形態に基づくベースバンド２×２フーリエ変換マトリックスを示すブロック図。
【図５】本発明の実施形態に基づく無線周波数２×２フーリエ変換マトリックスを示すブロック図。
【図６】本発明の実施形態に基づく４×４フーリエ変換マトリックスを示すブロック図。
【図７】本発明の実施形態に基づく内側ループ誤差補償処理を行なう際に図３の送信ブランチが実行する段階を示す論理流れ図。
【図８】本発明の実施形態に基づく内側ループ制御信号を生成するために図３の内側ループ帰還回路が実行する段階を示す論理流れ図。
【図９】本発明の実施形態に基づく外側ループ誤差補償処理を行なう際に図３の送信ブランチが実行する段階を示す論理流れ図。
【図１０】本発明の実施形態に基づく外側ループ制御信号を生成するために図３の外側ループ帰還回路が実行する段階を示す論理流れ図。
【図１】
2005520454.tif 000107
【図２】
2005520454.tif 000108
【図３Ａ】
2005520454.tif 000109
【図３Ｂ】
2005520454.tif 000110
【図４】
2005520454.tif 000111
【図５】
2005520454.tif 000112
【図６】
2005520454.tif 000113
【図７】
2005520454.tif 000114
【図８】
2005520454.tif 000115
【図９】
2005520454.tif 000116
【図１０】
2005520454.tif 000117
【国際調査報告】
2005520454.tif 000118