(57)【要約】アダプティブアレイ無線機（１０１０）は、アレイアンテナからの信号をそれぞれ受けて、アナログ信号からデジタル信号への変換を行うためのＡ／Ｄ変換器（１２００．１〜１２００．ｎ）と、Ａ／Ｄ変換器（１２００．１〜１２００．ｎ）からの出力を受けて、ダウンサンプリングを行うためのダウンサンプリング装置（１２１０．１〜１２１０．ｎ）と、同期位置推定装置（１２３０）の出力を受けて、アダプティブアレイ処理を行うためのアダプティブアレイ処理部（１２５０）とを備える。ダウンサンプリング装置（１２１０．１〜１２１０．ｎ）に対して行うタイミング調整信号に応じて、アダプティブアレイ処理部（１２５０）から最小２乗誤差信号が出力される。これにより、アダプティブアレイ無線機の送信指向性のキャリブレーション処理を正確に行なうことができる。
2003073649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アダプティブアレイ処理による信号受信を行なう無線装置（１０１０）であって、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナからの信号をサンプリングして、アナログ信号からデジタル信号に変換するための信号変換手段（１２００．１〜１２００．ｎ：１２０１．１〜１２０１．ｎ）とを備え、前記信号変換手段は、タイミング調整信号に応じてサンプリングのタイミングが可変であり、
前記信号変換手段からの信号に基づいて、所望の信号を抽出するための受信ウェイトを計算し、かつ、所望の送信指向性パターンを形成するための送信ウェイトを計算するアダプティブアレイ処理手段（１２５０）をさらに備え、
前記アダプティブアレイ処理手段は、前記受信ウェイトの計算にあたり、所望の受信指向性が得られていることの指標となる整合情報を出力し、
前記タイミング調整信号を前記無線装置の外部から受けるための第１のインターフェース（１２２０）と、
前記整合情報を前記無線装置の外部に出力するための第２のインタフェース（１２６０）とをさらに備える、無線装置。
【請求項２】
前記信号変換手段は、
前記複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするＡ／Ｄ変換手段（１２００．１〜１２００．ｎ）と、
前記第１の周波数でサンプリングされた信号を前記第１の周波数よりも低い第２の周波数でサンプリングするダウンサンプリング手段（１２１０．１〜１２１０．ｎ）とを含み、
前記ダウンサンプリング手段は、前記タイミング調整信号に応じて前記第２の周波数でのサンプリングタイミングを変更する、請求項１記載の無線装置。
【請求項３】
前記ダウンサンプリング手段は、前記タイミング調整信号に応じて、前記第２の周波数でのサンプリングのタイミングを、前記第１の周波数に対応する時間間隔を単位として変更する、請求項２記載の無線装置。
【請求項４】
前記信号変換手段は、
前記複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするＡ／Ｄ変換手段（１２０１．１〜１２０１．ｎ）と、
前記タイミング調整信号に応じて、前記Ａ／Ｄ変換手段による前記第１の周波数でのサンプリングのタイミングを規定する内部クロックの位相を調整する手段（１２７０）とを含む、請求項１記載の無線装置。
【請求項５】
複数のアンテナを用いてアダプティブアレイ処理による信号受信を行なう無線装置（１０１０）の送信指向性をキャリブレートするためのキャリブレーションシステム（１０００）であって、
キャリブレーション動作を制御するための制御手段（１１００）と、
前記制御手段に制御されて、前記無線装置に与える複数のテスト信号をそれぞれ生成するための複数の信号生成手段（１０３０．１，１０３０．２）とを備え、
前記無線装置は、
前記複数のアンテナからの信号をサンプリングして、アナログ信号からデジタル信号に変換するための信号変換手段（１２００．１〜１２００．ｎ：１２０１．１〜１２０１．ｎ）を含み、前記信号変換手段は、タイミング調整信号に応じて、サンプリングのタイミングが可変であり、
前記信号変換手段からの信号に基づいて、所望の信号を抽出するための受信ウェイトを計算し、かつ、所望の送信指向性パターンを形成するための送信ウェイトを計算するアダプティブアレイ処理手段（１２５０）をさらに含み、
前記アダプティブアレイ処理手段は、前記受信ウェイトの計算にあたり、所望の受信指向性が得られていることの指標となる整合情報を出力し、
前記タイミング調整信号を前記制御手段から受けるための第１のインターフェース（１２２０）と、
前記整合情報を前記制御手段に出力するための第２のインタフェース（１２６０）とをさらに含み、
前記制御手段は、前記タイミング調整信号と前記整合情報との対応から、所望の受信指向性が得られる前記タイミング調整信号のレベルを決定する、キャリブレーションシステム。
【請求項６】
前記制御手段に制御されて、前記複数の信号生成手段の少なくとも１つに対応して設けられ、対応する信号生成手段に対して前記無線装置が送出する信号レベルを検知する検知手段（１０４０）をさらに備え、
前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に応じて、前記送信ウェイトに対する補正値を決定する、請求項５記載のキャリブレーションシステム。
【請求項７】
前記信号変換手段は、
前記複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするＡ／Ｄ変換手段（１２００．１〜１２００．ｎ）と、
前記第１の周波数でサンプリングされた信号を前記第１の周波数よりも低い第２の周波数でサンプリングするダウンサンプリング手段（１２１０．１〜１２１０．ｎ）とを含み、
前記ダウンサンプリング手段は、前記タイミング調整信号に応じて前記第２の周波数でのサンプリングタイミングを変更する、請求項５記載のキャリブレーションシステム。
【請求項８】
前記信号変換手段は、
前記複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするＡ／Ｄ変換手段（１２０１．１〜１２０１．ｎ）と、
前記タイミング調整信号に応じて、前記Ａ／Ｄ変換手段による前記第１の周波数でのサンプリングのタイミングを規定する内部クロックの位相を調整する手段（１２７０）とを含む、請求項５記載のキャリブレーションシステム。
【請求項９】
複数のアンテナを用いてアダプティブアレイ処理による信号受信を行なう無線装置（１０１０）における送信指向性のキャリブレーション方法であって、
前記無線装置に与える複数のテスト信号をそれぞれ生成するステップと、
前記無線装置において、複数のアンテナからの信号をサンプリングして、アナログ信号からデジタル信号に変換するステップと、
タイミング調整信号に応じて、前記信号変換ステップにおけるサンプリングのタイミングを変更するステップと、
前記信号変換された信号に基づいて、所望の信号を抽出するための受信ウェイトを計算し、所望の受信指向性が得られていることの指標となる整合情報を出力するステップと、
前記タイミング調整信号のレベルを順次変更して得られる、前記タイミング調整信号と前記整合情報との対応関係に基づいて、所望の受信指向性が得られる前記タイミング調整信号のレベルを決定するステップと、
前記決定されたタイミング調整信号のレベルにおいて、所望の送信指向性パターンを形成するための送信ウェイトを計算するステップと、
前記送信ウェイトに対応して、前記無線装置が送出する信号レベルを検知するステップと、
前記信号レベルの検知結果に応じて、前記送信ウェイトに対する補正値を決定するステップとを備える、キャリブレーション方法。
【請求項１０】
前記信号変換ステップは、
前記複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするステップと、
前記第１の周波数でサンプリングされた信号を前記第１の周波数よりも低い第２の周波数でサンプリングするステップと、
前記タイミング調整信号に応じて前記第２の周波数でサンプリングするタイミングを変更するステップとを含む、請求項９記載のキャリブレーション方法。
【請求項１１】
前記信号変換ステップは、
前記複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするステップと、
前記タイミング調整信号に応じて、前記第１の周波数でのサンプリングのタイミングを規定する内部クロックの位相を調整するステップとを含む、請求項９記載のキャリブレーション方法。
【請求項１２】
複数のアンテナを用いてアダプティブアレイ処理による信号受信を行なう無線装置（１０１０）における送信指向性のキャリブレーションプログラムであって、コンピュータに、
前記無線装置に与える複数のテスト信号をそれぞれ生成するステップと、
前記無線装置に対して、複数のアンテナからの信号をサンプリングして、アナログ信号からデジタル信号に変換させるステップと、
前記無線装置に対して、タイミング調整信号に応じて、前記信号変換ステップにおけるサンプリングのタイミングを変更するステップと、
前記無線装置に対して、前記信号変換された信号に基づいて、所望の信号を抽出するための受信ウェイトを計算し、所望の受信指向性が得られていることの指標となる整合情報を出力させるステップと、
前記タイミング調整信号のレベルを順次変更して得られる、前記タイミング調整信号と前記整合情報との対応関係に基づいて、所望の受信指向性が得られる前記タイミング調整信号のレベルを決定するステップと、
前記無線装置に対して、前記決定されたタイミング調整信号のレベルにおいて、所望の送信指向性パターンを形成するための送信ウェイトを計算するステップと、
前記送信ウェイトに対応して、前記無線装置が送出する信号レベルを検知するステップと、
前記信号レベルの検知結果に応じて、前記送信ウェイトに対する補正値を決定するステップとを実行させる、キャリブレーションプログラム。
【請求項１３】
前記信号変換ステップは、
前記複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするステップと、
前記第１の周波数でサンプリングされた信号を前記第１の周波数よりも低い第２の周波数でサンプリングするステップと、
前記タイミング調整信号に応じて前記第２の周波数でサンプリングするタイミングを変更させるステップとを含む、請求項１２記載のキャリブレーションプログラム。
【請求項１４】
前記信号変換ステップは、
前記複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするステップと、
前記タイミング調整信号に応じて、前記第１の周波数でのサンプリングのタイミングを規定する内部クロックの位相を調整するステップとを含む、請求項１２記載の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
この発明は、アダプティブアレイ処理を行う無線装置、キャリブレーションシステム、無線装置の送信指向性キャリブレーション方法、および送信指向性キャリブレーションプログラムに関する。
背景技術
近年、急速に発達しつつある移動体通信システム（たとえば、Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＰＨＳ）では、電波の周波数利用効率を高めるために、同一周波数の同一タイムスロットを空間的に分割することにより複数ユーザの無線移動端末装置（以下、端末）を無線基地装置（以下、基地局）に空間多重接続させることができるＰＤＭＡ（Ｐａｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式が提案されている。
このＰＤＭＡ方式では、アダプティブアレイ技術が採用されている。アダプティブアレイ処理とは、端末からの受信信号に基づいて、基地局のアンテナごとの受信係数（ウェイト）からなるウェイトベクトルを計算して適応制御することによって、所望の端末からの信号を正確に抽出する処理である。
このようなアダプティブアレイ処理により、各ユーザ端末のアンテナからの上り信号は、基地局のアレイアンテナによって受信され、当該ユーザ端末の受信ウェイトによって受信指向性を伴って分離抽出される。
また、基地局における受信と送信との間の時間差が０であると仮定すると伝搬路（基地局のアンテナ端と端末のアンテナ端との間の区間）に変動がないため、基地局から当該端末への下り信号は、受信時に得られた受信ウェイトを送信ウェイト情報として適用することにより当該端末のアンテナに対する送信指向性を伴って基地局のアレイアンテナから送信される。
このようなアダプティブアレイ処理は周知の技術であり、たとえば１９９８年１１月２５日発行の菊間信良著の「アレーアンテナによる適応信号処理」（科学技術出版）の第３５頁〜第４９頁の「第３章  ＭＭＳＥアダプティブアレー」に詳細に説明されているので、ここではその動作原理については、以下に簡単に説明する。
なお、以下の説明においては、このようなアダプティブアレイ処理を用いて端末に対する下りの送信指向性制御を行なう基地局をアダプティブアレイ基地局と称する。
上述したＰＤＭＡでは各ユーザの信号は周波数フィルタと基地局および各ユーザ移動端末装置間の時間同期とアダプティブアレイなどの相互干渉除去装置とを用いて分離される。
図８は、アダプティブアレイ無線機を用いて実現される、従来のＰＤＭＡ用基地局の送受信システム２０００の構成を示す概略ブロック図である。
図８に示した構成においては、ユーザＰＳ１とＰＳ２とを識別するために、４本のアンテナ＃１〜＃４が設けられている。
受信動作においては、アンテナの出力は、ＲＦ回路２１０１に与えられ、ＲＦ回路２１０１において、受信アンプで増幅され、局部発振信号によって周波数変換された後、フィルタで不要な周波数信号が除去され、Ａ／Ｄ変換されて、デジタル信号としてデジタルシグナルプロセッサ２１０２に与えられる。
デジタルシグナルプロセッサ２１０２には、チャネル割当基準計算機２１０３と、チャネル割当装置２１０４と、アダプティブアレイ２１００とが設けられている。チャネル割当基準計算機２１０３は、２人のユーザからの信号がアダプティブアレイによって分離可能かどうかを予め計算する。その計算結果に応じて、チャネル割当装置２１０４は、周波数と時間とを選択するユーザ情報を含むチャネル割当情報をアダプティブアレイ２１００に与える。アダプティブアレイ２１００は、チャネル割当情報に基づいて、４つのアンテナ＃１〜＃４からの信号に対して、リアルタイムに重み付け演算を行なうことで、特定のユーザの信号のみを分離する。
［アダプティブアレイアンテナの構成］
図９は、アダプティブアレイ２１００のうち、１人のユーザに対応する送受信部２１００ａの構成を示すブロック図である。図９に示した例においては、複数のユーザ信号を含む入力信号から希望するユーザの信号を抽出するため、ｎ個の入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎが設けられている。
各入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎに入力された信号が、スイッチ回路２０１０−１〜２０１０−ｎを介して、ウエイトベクトル制御部２０１１と乗算器２０１２−１〜２０１２−ｎとに与えられる。
ウエイトベクトル制御部２０１１は、入力信号と予めメモリ２０１４に記憶されている特定のユーザの信号に対応したユニークワード信号と加算器２０１３の出力とを用いて、ウエイトベクトルｗ１ｉ〜ｗｎｉを計算する。ここで、添字ｉは、ｉ番目のユーザとの間の送受信に用いられるウエイトベクトルであることを示す。
乗算器２０１２−１〜２０１２ーｎは、各入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎからの入力信号とウエイトベクトルｗ１ｉ〜ｗｎｉとをそれぞれ乗算し、加算器２０１３へ与える。加算器２０１３は、乗算器２０１２−１〜２０１２−ｎの出力信号を加算して受信信号ＳＲＸ（ｔ）として出力し、この受信信号ＳＲＸ（ｔ）は、ウエイトベクトル制御部２０１１にも与えられる。
さらに、送受信部２１００ａは、アダプティブアレイ無線基地局から送信されるべき出力信号ＳＴＸ（ｔ）を受けて、ウエイトベクトル制御部２０１１により与えられるウエイトベクトルｗ１ｉ〜ｗｎｉとそれぞれ乗算して出力する乗算器２０１５−１〜２０１５−ｎを含む。乗算器２０１５−１〜２０１５−ｎの出力は、それぞれスイッチ回路２０１０−１〜２０１０−ｎに与えられる。つまり、スイッチ回路２０１０−１〜２０１０−ｎは、信号を受信する際は、入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎから与えられた信号を、信号受信部１Ｒに与え、信号を送信する際には、信号送信部１Ｔからの信号を入出力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎに与える。
［アダプティブアレイの動作原理］
次に、図９に示した送受信部２１００ａの動作原理について簡単に説明する。
以下では、説明を簡単にするために、アンテナ素子数を４本とし、同時に通信するユーザ数ＰＳを２人とする。このとき、各アンテナから受信部１Ｒに対して与えられる信号は、以下のような式で表わされる。
2003073649.tif 000003
ここで、信号ＲＸｊ（ｔ）は、ｊ番目（ｊ＝１，２，３，４）のアンテナの受信信号を示し、信号Ｓｒｘｉ（ｔ）は、ｉ番目（ｉ＝１，２）のユーザが送信した信号を示す。
さらに、係数ｈｊｉは、ｊ番目のアンテナに受信された、ｉ番目のユーザからの信号の複素係数を示し、ｎｊ（ｔ）は、ｊ番目の受信信号に含まれる雑音を示している。
上の式（１）〜（４）をベクトル形式で表記すると、以下のようになる。
2003073649.tif 000004
なお式（６）〜（８）において、［…］Ｔは、［…］の転置を示す。
ここで、Ｘ（ｔ）は入力信号ベクトル、Ｈｉはｉ番目のユーザの受信信号係数ベクトル、Ｎ（ｔ）は雑音ベクトルをそれぞれ示している。
アダプティブアレイアンテナは、図９に示したように、それぞれのアンテナからの入力信号に重み係数ｗ１ｉ〜Ｗｎｉを掛けて合成した信号を受信信号ＳＲＸ（ｔ）として出力する。なお、ここでは、アンテナの本数ｎは４である。
さて、以上のような準備の下に、たとえば、１番目のユーザが送信した信号Ｓｒｘ１（ｔ）を抽出する場合のアダプティブアレイの動作は以下のようになる。
アダプティブアレイ２１００の出力信号ｙ１（ｔ）は、入力信号ベクトルＸ（ｔ）とウエイトベクトルＷ１のベクトルの掛算により、以下のような式で表わすことができる。
2003073649.tif 000005
すなわち、ウエイトベクトルＷ１は、ｊ番目の入力信号ＲＸｊ（ｔ）に掛け合わされる重み係数ｗｊ１（ｊ＝１，２，３，４）を要素とするベクトルである。
ここで式（９）のように表わされたｙ１（ｔ）に対して、式（５）により表現された入力信号ベクトルＸ（ｔ）を代入すると、以下のようになる。
2003073649.tif 000006
ここで、アダプティブアレイ２１００が理想的に動作した場合、周知な方法により、ウエイトベクトルＷ１は次の連立方程式を満たすようにウエイトベクトル制御部２０１１により逐次制御される。ここで、このようなウェイトベクトルを求めるためのアダプティブアレイ処理は、所望のアレー応答である参照信号と実際のアレー出力信号との差（誤差信号）を最小にすることによって最適なウェイトを決定することになる。この際、誤差信号を最小にするにあたり、最小２乗誤差法（ＭＭＳＥ）が採用される。
2003073649.tif 000007
式（１２）および式（１３）を満たすようにウエイトベクトルＷ１が完全に制御されると、アダプティブアレイ２１００からの出力信号ｙ１（ｔ）は、結局以下の式のように表わされる。
2003073649.tif 000008
すなわち、出力信号ｙ１（ｔ）には、２人のユーザのうちの第１番目のユーザが送信した信号Ｓｒｘ１（ｔ）が得られることになる。
一方、図９において、アダプティブアレイ２１００に対する入力信号ＳＴＸ（ｔ）は、アダプティブアレイ２１００中の送信部１Ｔに与えられ、乗算器２０１５−１，２０１５−２，２０１５−３，…，２０１５−ｎの一方入力に与えられる。これらの乗算器の他方入力にはそれぞれ、ウエイトベクトル制御部２０１１により以上説明したようにして受信信号に基づいて算出されたウエイトベクトルｗ１ｉ，ｗ２ｉ，ｗ３ｉ，…，ｗｎｉがコピーされて印加される。
これらの乗算器によって重み付けされた入力信号は、対応するスイッチ２０１０−１，２０１０−２，２０１０−３，…，２０１０−ｎを介して、対応するアンテナ＃１，＃２，＃３，…，＃ｎに送られ、送信される。
ここで、ユーザＰＳ１，ＰＳ２の識別は以下に説明するように行なわれる。すなわち、携帯電話機の電波信号はフレーム構成をとって伝達される。携帯電話機の電波信号は、大きくは、無線基地局にとって既知の信号系列からなるプリアンブルと、無線基地局にとって未知の信号系列からなるデータ（音声など）から構成されている。
プリアンブルの信号系列は、当該ユーザが無線基地局にとって通話すべき所望のユーザかどうかを見分けるための情報の信号列を含んでいる。アダプティブアレイ無線基地局１のウエイトベクトル制御部２０１１は、メモリ２０１４から取出したユーザＡに対応したユニークワード信号と、受信した信号系列とを対比し、ユーザＰＳ１に対応する信号系列を含んでいると思われる信号を抽出するようにウエイトベクトル制御（重み係数の決定）を行なう。
［アダプティブアレイ無線機のキャリブレーション］
しかしながら、たとえ、伝搬路に変動がなくても、アダプティブアレイ基地局内における受信信号経路と送信信号経路との物理的な差違（たとえば経路長の差、受信回路および送信回路に含まれるアンプ、フィルタなどのデバイスの特性差など）により、受信信号経路と送信信号経路とで、送受信信号間に位相回転量、振幅変動量などの伝送特性の差が生じてしまうことになる。
アダプティブアレイ基地局内で送受信信号間に伝送特性の差があれば、上述のように受信ウェイトをそのまま送信ウェイトとして用いる方法では、送信相手先の端末に対して最適な送信指向性を向けることができなくなる。
このため、通常は、工場出荷時に基地局内の受信信号経路の伝送特性と送信信号経路の伝送特性との差を補償して最適の送信指向性を形成するためのキャリブレーションが行なわれる。
図１０は、基地局となるアダプティブアレイ基地局３０１０に対するキャリブレーションを、工場出荷時に行うためのキャリブレーションシステム３０００の構成を説明するための概略ブロック図である。
図１０を参照して、キャリブレーションシステム３０００は、キャリブレーションの対象となるアダプティブアレイ無線機３０１０と、キャリブレーション時の基準クロックを生成するためのクロック発生器３０２０と、キャリブレーションに使用する変調信号を生成する信号生成器３０３０．１および３０３０．２と、アダプティブアレイ無線機３０１０から送信された信号の電力を測定するためのスペクトラムアナライザ３０４０と、信号生成器３０３０．１および３０３０．２とアダプティブアレイ無線機３０１０との間に配置されるパワーデバイダ３０６０と、パワーデバイダ３０６０の信号生成器３０３０．２に対応するノードからスペクトラムアナライザ３０４０に向かう方向と信号生成器３０３０．２からパワーデバイダ３０６０へ向かう方向とについて信号を選択的に通過させるためのサーキュレータ３０５０と、アダプティブアレイ無線機３０１０の複数のアンテナに対応するノードとパワーデバイダの複数の入出力ノードとの間にそれぞれ設けられるアッテネータ３０７０．１〜３０７０．ｎと、キャリブレーション動作を制御するための制御用パーソナルコンピュータ（以下、「制御ＰＣ」と呼ぶ）３１００とを備える。
なお、パワーデバイダ３０６０は、バトラーマトリックスでもよい。
以下、簡単に、従来のキャリブレーション動作について説明する。
まず、制御ＰＣ３１００からの測定器制御信号に基づいて、信号生成器３０３０．１および３０３０．２がキャリブレーション用の変調信号を生成する。これらの変調信号は、パワーデバイダ３０６０およびアッテネータ３０７０．１〜３０７０．ｎを介して、アダプティブアレイ無線機３０１０に与えらられる。
アダプティブアレイ無線機３０１０では、制御ＰＣ３１００からの無線機制御信号に応じて、信号生成器３０３０．１からの信号に対して指向性を有するように、送信ウェイトを調整する。このとき、アダプティブアレイ無線機３０１０の受信信号経路の伝送特性と送信信号経路の伝送特性とが整合していれば、信号生成器３０３０．２に向かう信号の電力、すなわち、スペクトラムアナライザ３０４０で検出される電力は、”０”となるはずである。
しかしながら、実際には、アダプティブアレイ無線機３０１０の受信信号経路の伝送特性と送信信号経路の伝送特性とにはずれがあるために、アダプティブアレイ無線機３０１０で計算される送信ウェイトの振幅および位相に、補正値を与えて、スペクトラムアナライザ３０４０で検出される電力が”０”となるように調節する必要がある。
このため、制御ＰＣ３１００は、スペクトラムアナライザ３０４０での測定値をモニタしながら、アダプティブアレイ無線機３０１０で計算される送信ウェイトの振幅および位相に与える補正値を順次変更し、最適な補正値を見つけ出す。
以上のような手続きにより、アダプティブアレイ無線機３０１０に対するキャリブレーションを行うことが可能となる。
しかしながら、上述したような、従来のキャリブレーションシステム３０００では、アダプティブアレイ無線機３０１０の受信タイミングと測定系の信号生成器３０３０．１および３０３０．２の信号出力タイミングとが、共通のクロック発生器３０２０からのクロック信号に基づいて同期している。
このような方式では、アダプティブアレイ無線機３０１０での信号処理の過程で行われるアナログ・デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）のサンプリングタイミングが外部クロックの整数倍か整数分の１であれば、誤差なく、測定系とアダプティブアレイ無線機３０１０とのタイミングを一致させることができる。しかしながら、実際には、Ａ／Ｄ変換のサンプリングタイミングが外部クロックの整数倍か整数分の１ではないため、両者のタイミングに一定の誤差が含まれる。その結果、キャリブレーション補正値にも、誤差が生じてしまうという問題点があった。
さらには、測定系とアダプティブアレイ無線機３０１０との間の同期がとれるように機器が構成されているとの前提のもと、受信信号の同期については、固定してキャリブレーション処理が行われる。しかしながら、このように固定を行った測定形でも、たとえば、経年変化等のためにアダプティブアレイ無線機３０１０と測定系との間で数シンボル分程度の同期ずれが発生する場合があり、この場合は、クロックを再調整する必要があるという問題があった。
それゆえに、この発明の目的は、アダプティブアレイ無線機の送信指向性のキャリブレーション処理を正確に行なうことができる無線装置、キャリブレーションシステム、送信指向性キャリブレーション方法、および送信指向性キャリブレーションプログラムを提供することである。
発明の開示
この発明の１つの局面に従うと、アダプティブアレイ処理による信号受信を行なう無線装置であって、複数のアンテナと、複数のアンテナからの信号をサンプリングして、アナログ信号からデジタル信号に変換するための信号変換手段とを備え、信号変換手段は、タイミング調整信号に応じてサンプリングのタイミングが可変である。無線装置はさらに、信号変換手段からの信号に基づいて、所望の信号を抽出するための受信ウェイトを計算し、かつ、所望の送信指向性パターンを形成するための送信ウェイトを計算するアダプティブアレイ処理手段を備え、アダプティブアレイ処理手段は、受信ウェイトの計算にあたり、所望の受信指向性が得られていることの指標となる整合情報を出力する。無線装置はさらに、タイミング調整信号を無線装置の外部から受けるための第１のインターフェースと、整合情報を無線装置の外部に出力するための第２のインタフェースとを備える。
好ましくは、信号変換手段は、複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするＡ／Ｄ変換手段と、第１の周波数でサンプリングされた信号を第１の周波数よりも低い第２の周波数でサンプリングするダウンサンプリング手段とを含み、ダウンサンプリング手段は、タイミング調整信号に応じて第２の周波数でのサンプリングタイミングを変更する。
好ましくは、ダウンサンプリング手段は、タイミング調整信号に応じて、第２の周波数でのサンプリングのタイミングを、第１の周波数に対応する時間間隔を単位として変更する。
好ましくは、信号変換手段は、複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするＡ／Ｄ変換手段と、タイミング調整信号に応じて、Ａ／Ｄ変換手段による第１の周波数でのサンプリングのタイミングを規定する内部クロックの位相を調整する手段とを含む。
この発明の他の局面に従うと、複数のアンテナを用いてアダプティブアレイ処理による信号受信を行なう無線装置の送信指向性をキャリブレートするためのキャリブレーションシステムであって、キャリブレーション動作を制御するための制御手段と、制御手段に制御されて、無線装置に与える複数のテスト信号をそれぞれ生成するための複数の信号生成手段とを備え、無線装置は、複数のアンテナからの信号をサンプリングして、アナログ信号からデジタル信号に変換するための信号変換手段を含み、信号変換手段は、タイミング調整信号に応じて、サンプリングのタイミングが可変である。無線装置はさらに、信号変換手段からの信号に基づいて、所望の信号を抽出するための受信ウェイトを計算し、かつ、所望の送信指向性パターンを形成するための送信ウェイトを計算するアダプティブアレイ処理手段を含み、アダプティブアレイ処理手段は、受信ウェイトの計算にあたり、所望の受信指向性が得られていることの指標となる整合情報を出力する。無線装置はさらに、タイミング調整信号を制御手段から受けるための第１のインターフェースと、整合情報を制御手段に出力するための第２のインタフェースとを含む。制御手段は、タイミング調整信号と整合情報との対応から、所望の受信指向性が得られるタイミング調整信号のレベルを決定する。
好ましくは、キャリブレーションシステムは、制御手段に制御されて、複数の信号生成手段の少なくとも１つに対応して設けられ、対応する信号生成手段に対して無線装置が送出する信号レベルを検知する検知手段をさらに備え、制御手段は、検知手段の検知結果に応じて、送信ウェイトに対する補正値を決定する。
好ましくは、信号変換手段は、複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするＡ／Ｄ変換手段と、第１の周波数でサンプリングされた信号を第１の周波数よりも低い第２の周波数でサンプリングするダウンサンプリング手段とを含み、ダウンサンプリング手段は、タイミング調整信号に応じて第２の周波数でのサンプリングタイミングを変更する。
好ましくは、信号変換手段は、複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするＡ／Ｄ変換手段と、タイミング調整信号に応じて、Ａ／Ｄ変換手段による第１の周波数でのサンプリングのタイミングを規定する内部クロックの位相を調整する手段とを含む。
この発明のさらに他の局面に従うと、複数のアンテナを用いてアダプティブアレイ処理による信号受信を行なう無線装置における送信指向性のキャリブレーション方法であって、無線装置に与える複数のテスト信号をそれぞれ生成するステップと、無線装置において、複数のアンテナからの信号をサンプリングして、アナログ信号からデジタル信号に変換するステップと、タイミング調整信号に応じて、信号変換ステップにおけるサンプリングのタイミングを変更するステップと、信号変換された信号に基づいて、所望の信号を抽出するための受信ウェイトを計算し、所望の受信指向性が得られていることの指標となる整合情報を出力するステップと、タイミング調整信号のレベルを順次変更して得られる、タイミング調整信号と整合情報との対応関係に基づいて、所望の受信指向性が得られるタイミング調整信号のレベルを決定するステップと、決定されたタイミング調整信号のレベルにおいて、所望の送信指向性パターンを形成するための送信ウェイトを計算するステップと、送信ウェイトに対応して、無線装置が送出する信号レベルを検知するステップと、信号レベルの検知結果に応じて、送信ウェイトに対する補正値を決定するステップとを備える。
好ましくは、信号変換ステップは、複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするステップと、第１の周波数でサンプリングされた信号を第１の周波数よりも低い第２の周波数でサンプリングするステップと、タイミング調整信号に応じて第２の周波数でサンプリングするタイミングを変更するステップとを含む。
好ましくは、信号変換ステップは、複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするステップと、タイミング調整信号に応じて、第１の周波数でのサンプリングのタイミングを規定する内部クロックの位相を調整するステップとを含む。
この発明のさらに他の局面に従うと、複数のアンテナを用いてアダプティブアレイ処理による信号受信を行なう無線装置における送信指向性のキャリブレーションプログラムであって、コンピュータに、無線装置に与える複数のテスト信号をそれぞれ生成するステップと、無線装置に対して、複数のアンテナからの信号をサンプリングして、アナログ信号からデジタル信号に変換させるステップと、無線装置に対して、タイミング調整信号に応じて、信号変換ステップにおけるサンプリングのタイミングを変更させるステップと、無線装置に対して、信号変換された信号に基づいて、所望の信号を抽出するための受信ウェイトを計算し、所望の受信指向性が得られていることの指標となる整合情報を出力させるステップと、タイミング調整信号のレベルを順次変更して得られる、タイミング調整信号と整合情報との対応関係に基づいて、所望の受信指向性が得られるタイミング調整信号のレベルを決定するステップと、無線装置に対して、決定されたタイミング調整信号のレベルにおいて、所望の送信指向性パターンを形成するための送信ウェイトを計算させるステップと、送信ウェイトに対応して、無線装置が送出する信号レベルを検知するステップと、信号レベルの検知結果に応じて、送信ウェイトに対する補正値を決定するステップとを実行させる。
好ましくは、信号変換ステップは、複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするステップと、第１の周波数でサンプリングされた信号を第１の周波数よりも低い第２の周波数でサンプリングするステップと、タイミング調整信号に応じて第２の周波数でサンプリングするタイミングを変更させるステップとを含む。
好ましくは、信号変換ステップは、複数のアンテナからの信号を第１の周波数でサンプリングするステップと、タイミング調整信号に応じて、第１の周波数でのサンプリングのタイミングを規定する内部クロックの位相を調整するステップとを含む。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。
図１は、基地局となるアダプティブアレイ無線機１０１０に対するキャリブレーションを、工場出荷時に行うための本発明のキャリブレーションシステム１０００の構成を説明するための概略ブロック図である。
図１を参照して、キャリブレーションシステム１０００は、キャリブレーションの対象となるアダプティブアレイ無線機１０１０と、キャリブレーション時の基準クロックを生成するためのクロック発生器１０２０と、キャリブレーションに使用する変調信号を生成する信号生成器１０３０．１および１０３０．２と、アダプティブアレイ無線機１０１０から送信された信号の電力を測定するためのスペクトラムアナライザ１０４０と、信号生成器１０３０．１および１０３０．２とアダプティブアレイ無線機１０１０との間に配置されるパワーデバイダ１０６０と、パワーデバイダ１０６０の信号生成器１０３０．２に対応するノードからスペクトラムアナライザ１０４０に向かう方向と信号生成器１０３０．２からパワーデバイダ１０６０へ向かう方向とについて信号を選択的に通過させるためのサーキュレータ１０５０と、アダプティブアレイ無線機１０１０の複数のアンテナに対応するノードとパワーデバイダの複数の入出力ノードとの間にそれぞれ設けられるアッテネータ１０７０．１〜１０７０．ｎと、キャリブレーション動作を制御するための制御ＰＣ１１００とを備える。
なお、パワーデバイダ１０６０は、バトラーマトリックスでもよい。
ここで、制御ＰＣには、以下に説明するように、アダプティブアレイ無線機１０１０のＡ／Ｄ変換のサンプリングタイミング誤差を補償するための手続きを行った上で、アダプティブアレイ無線機１０１０のキャリブレーションを行うためのプログラムがインストールされている。
また、アダプティブアレイ無線機１０１０には、制御ＰＣの制御にしたがって、Ａ／Ｄ変換のサンプリングタイミングを可変とするためのタイミング調整器１０１２が設けられている。
［実施の形態１］
図２は、この発明の実施の形態１による、アダプティブアレイ無線機１０１０の構成と、制御ＰＣ１１００との構成をより詳しく説明するためのブロック図である。
なお、アダプティブアレイ無線機１０１０の構成においては、キャリブレーションと直接関連の構成部分については、図示省略しているが、実際には、図９で説明したような構成が設けられている。
また、基地局と端末との間で授受される信号は、複数のフレームに分割されており、１フレームの信号は８スロットに分割され、前半の４スロットがたとえば受信用であり後半の４スロットがたとえば送信用となっている。
各スロットは１２０シンボルから構成され、１つの受信用および１つの送信用のスロットを１組として、たとえば最大４ユーザに対して１フレームの信号を割当てることが可能である。
図２を参照して、アダプティブアレイ無線機１０１０は、アレイアンテナを構成するアンテナ＃１〜＃ｎからの信号をそれぞれ受けて、図示しないクロック生成装置から供給される内部クロックで規定されるタイミングでかつ所定の周波数でサンプリングを行い、アナログ信号からデジタル信号への変換を行うためのＡ／Ｄ変換器１２００．１〜１２００．ｎと、Ａ／Ｄ変換器１２００．１〜１２００．ｎからの出力を受けて、アダプティブアレイ処理の計算を行うための周波数までそれぞれダウンサンプリングを行うためのダウンサンプリング装置１２１０．１〜１２１０．ｎとを備える。後に説明するように、ダウンサンプリング装置１２１０．１〜１２１０．ｎの各々は、インターフェース１２２０を介して制御ＰＣ１１００から与えられる制御信号に応じて、ダウンサンプリングするタイミングを変更可能である。Ａ／Ｄ変換器１２００．１〜１２００．ｎとダウンサンプリング装置１２１０．１〜１２１０．ｎとが、タイミング調整器１０１２に相当する。
アダプティブアレイ無線機１０１０は、さらに、ダウンサンプリング装置１２１０．１〜１２１０．ｎからの出力を受けて受信信号スロットの先頭位置を検出するための同期位置推定装置１２３０と、制御ＰＣ１１００からの制御信号を受けて、同期位置推定装置１２３０に与えるためのインターフェース１２４０と、同期位置推定装置１２３０の出力を受けて、アダプティブアレイ処理を行うためのアダプティブアレイ処理部１２５０と、アダプティブアレイ処理部１２５０に対して、送信ウェイトに与える振幅および位相についての補正値を制御ＰＣ１１００から与え、あるいは、アダプティブアレイ処理部１２５０においてアダプティブアレイ処理を行うにあたり、所望の指向性が得られていることの指標となる最小２乗誤差信号（ＭＳＥ）を制御ＰＣに対して与えるためのインタフェース１２６０とを備える。
なお、図２においては、信号を受信する構成のみを図示しているが、実際は、たとえば、アダプティブアレイ処理部１２５０は、受信した信号に基づいて、所望の送信指向性を与えるための送信ウェイトを計算し、この送信ウェイトに基づいて、アダプティブアレイ無線機１０１０からの送信信号に対して、図９と同様にして、所望の端末に対する送信指向性を有する電波が送出される。このとき、送信ウェイトには、上述した補正値による補正が行われることになる。
一方、制御ＰＣ１１００は、制御用プログラムにしたがって、以下に説明するようなキャリブレーション処理を制御するための演算を行う中央演算ユニット（ＣＰＵ）１１０２と、上述した制御用プログラムばかりでなく、後に説明するように、ダウンサンプリング装置１２１０．１〜１２１０．ｎに対して行うタイミング調整と最小２乗誤差信号とを関連付けて格納するためのメモリ１１０４とを備える。
図３Ａ〜図３Ｃは、この発明の実施の形態１によるキャリブレーションシステム１０００における各部のサンプリングタイミングを示す図である。図３Ａは、Ａ／Ｄ変換器１２００．１〜１２００．ｎのサンプリングタイミングを示し、図３Ｂは、ダウンサンプリング装置１２１０．１〜１２１０．ｎのサンプリングタイミングを示し、図３Ｃは、ダウンサンプリング装置１２１０．１〜１２１０．ｎのタイミング調整を行いつつ、メモリ１１０４に格納される最小２乗誤差信号値（ＭＳＥ）を示す図である。
図３Ａに示すとおり、Ａ／Ｄ変換器１２００．１〜１２００．ｎのサンプリングは、図３Ｂのダウンサンプリング装置１２１０．１〜１２１０．ｎのサンプリングよりも高い周波数で行われている。
したがって、たとえば、図３Ｂのタイミングでダウンサンプリング装置１２１０．１〜１２１０．ｎがサンプリングを行うと、図３Ｃの中の黒丸で示すような最小２乗誤差信号値が得られる。
ここで、図３Ｂに示したダウンサンプリング装置１２１０．１〜１２１０．ｎのサンプリングのタイミングを制御ＰＣ１１００からの制御信号に応じて、Ａ／Ｄ変換器１２００．１〜１２００．ｎのサンプリングの時間間隔のステップで徐々に変化させると、最終的には、図３Ｃの白丸および黒丸で表されるような特性を得るのと等価なデータを得ることができる。
したがって、Ａ／Ｄ変換のサンプリングタイミングが外部クロックの整数倍か整数分の１ではない場合でも、真の同期位置を見出して、キャリブレーションを行うことが可能となる。
図４は、実施の形態１によるキャリブレーションシステム１０００の動作を説明するためのフローチャートである。
キャリブレーションが開始されると（ステップＳ１００）、制御ＰＣ１１００からアダプティブアレイ無線機１０１０（基地局）に対して、ダウンサンプリング装置１２１０．１〜１２１０．ｎのサンプリングのタイミングを適当な初期値とする指示が出される。アダプティブアレイ無線機１０１０では、信号生成器１０３０．１および１０３０．２からの信号（ＳＧ信号）を受信して、最小２乗誤差信号値（ＭＳＥ）を測定し、制御ＰＣ１１００に測定された最小２乗誤差信号値を通知する。制御ＰＣ１１００では、タイミング調整の値と、最小２乗誤差信号値の値とを関連づけて格納する（ステップＳ１０２）。
制御ＰＣ１１００からアダプティブアレイ無線機１０１０内のダウンサンプリング装置１２１０．１〜１２１０．ｎに対してサンプリングのタイミングを、Ａ／Ｄ変換器１２００．１〜１２００．ｎのサンプリングの時間間隔の１ステップ分だけ変更することを指示する（ステップＳ１０４）。
続いて、アダプティブアレイ無線機１０１０では、ＳＧ信号を受信して、最小２乗誤差信号値（ＭＳＥ）を測定し、制御ＰＣ１１００に新たに測定された最小２乗誤差信号値を通知する。制御ＰＣ１１００では、タイミング調整の値と、最小２乗誤差信号値の値とを関連づけて格納する（ステップＳ１０６）。
次に、制御ＰＣ１１００において、最小２乗誤差信号値が所定の値以下となり、極小値となったとみなされるかが判断される（ステップＳ１０８）。
極小となったとはみなされない場合、さらに、アダプティブアレイ無線機１０１０内のダウンサンプリング装置１２１０．１〜１２１０．ｎに対してサンプリングのタイミングを変更して適当な値とする、たとえば、Ａ／Ｄ変換器１２００．１〜１２００．ｎのサンプリングの時間間隔の１ステップ分だけさらに変更することを指示して（ステップＳ１１０）、処理はステップＳ１０６に復帰する。
一方、制御ＰＣ１１００において、最小２乗誤差信号値が所定の値以下となり、極小値となったとみなされた場合、そのタイミング調整値で固定して、従来と同様にしてキャリブレーションを実行し（ステップＳ１１２）、キャリブレーション処理が終了する（ステップＳ１１４）。
以上のような構成とすることで、アダプティブアレイ無線機の送信指向性のキャリブレーション処理を正確に行なうことが可能となる。
［実施の形態２］
図５は、この発明の実施の形態２による、アダプティブアレイ無線機１０１０の構成と、制御ＰＣ１１００との構成をより詳しく説明するためのブロック図である。
図５を参照して、アダプティブアレイ無線機１０１０は、アレイアンテナを構成するアンテナ＃１〜＃ｎからの信号をそれぞれ受けて、図示しないクロック生成装置から供給される内部クロックで規定されるタイミングでかつアダプティブアレイ処理の計算を行なうための所定の周波数でサンプリングを行い、アナログ信号からデジタル信号への変換を行うためのＡ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎを備える。Ａ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎの各々は、インターフェース１２２０を介して制御ＰＣ１１００から与えられる制御信号に基づいて位相調整装置１２７０から供給されるクロック位相調整信号に応じて、サンプリングするタイミングを決定するクロック位相を変更可能である。Ａ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎと、位相調整装置１２７０とが、タイミング調整器１０１２に相当する。
アダプティブアレイ無線機１０１０は、さらに、Ａ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎからの出力を受けて受信信号スロットの先頭位置を検出するための同期位置推定装置１２３０と、制御ＰＣ１１００からの制御信号を受けて、同期位置推定装置１２３０に与えるためのインターフェース１２４０と、同期位置推定装置１２３０の出力を受けて、アダプティブアレイ処理を行うためのアダプティブアレイ処理部１２５０と、アダプティブアレイ処理部１２５０に対して、送信ウェイトに与える振幅および位相についての補正値を制御ＰＣ１１００から与え、あるいは、アダプティブアレイ処理部１２５０においてアダプティブアレイ処理を行うにあたり、所望の指向性が得られていることの指標となる最小２乗誤差信号（ＭＳＥ）を制御ＰＣに対して与えるためのインタフェース１２６０とを備える。
なお、図５においては、信号を受信する構成のみを図示しているが、実際は、たとえば、アダプティブアレイ処理部１２５０は、受信した信号に基づいて、所望の送信指向性を与えるための送信ウェイトを計算し、この送信ウェイトに基づいて、アダプティブアレイ無線機１０１０からの送信信号に対して、図９と同様にして、所望の端末に対する送信指向性を有する電波が送出される。このとき、送信ウェイトには、上述した補正値による補正が行われることになる。
一方、制御ＰＣ１１００は、制御用プログラムにしたがって、以下に説明するようなキャリブレーション処理を制御するための演算を行う中央演算ユニット（ＣＰＵ）１１０２と、上述した制御用プログラムばかりでなく、後に説明するように、Ａ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎに対して行うタイミング調整と最小２乗誤差信号とを関連付けて格納するためのメモリ１１０４とを備える。
図６Ａ〜図６Ｃは、この発明の実施の形態２によるキャリブレーションシステム１０００における各部のサンプリングタイミングを示す図である。図６Ａは、Ａ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎの位相調整を行なっていない場合のサンプリングタイミングを示し、図６Ｂは、Ａ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎの位相調整を行なった場合のサンプリングタイミングを示し、図６Ｃは、Ａ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎのクロック位相調整すなわちサンプルタイミング調整を行いつつ、メモリ１１０４に格納される最小２乗誤差信号値（ＭＳＥ）を示す図である。
図５の実施の形態２では、図２の実施の形態１のようなダウンサンプリング装置は設けられておらず、図６Ａに示すＡ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎのサンプリング周波数は、図３Ａの実施の形態１のＡ／Ｄ変換器１２００．１〜１２００．ｎのサンプリング周波数よりも低い、アダプティブアレイ処理の計算を行なうための周波数で行われている。
したがって、たとえば、図６Ａの低い周波数でＡ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎがサンプリングを行うと、図６Ｃに示すような高速の周波数で入力されるすべてのデータをサンプリングすることはできない。
そこで、この実施の形態２では、サンプリングのタイミング（すなわちそれを規定する内部クロックの位相）を調整しながら数回に分けてサンプリングを行ない、各サンプリングタイミングごとにアダプティブアレイ受信を行ない、最小２乗誤差信号値を記録する。
図６Ｃの例では、第１のサンプリングタイミングでサンプリングして得られた最小２乗誤差信号値をＡの丸印で表わし、位相をずらした第２のサンプリングタイミングでサンプリングして得られた最小２乗誤差信号値をＢの丸印で表わし、さらに位相をずらした第３のサンプリングタイミングでサンプリングして得られた最小２乗誤差信号値をＣの丸印で表わすこととする。
図６Ｃに示す記録された最小２乗誤差信号値が最小となるとき（Ｃの丸印）のサンプルタイミングを規定するクロック調整信号を位相調整装置１２７０からＡ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎに与えることで、図６Ｂに示すようにサンプルタイミングを調整する。
したがって、Ａ／Ｄ変換のサンプリングタイミングが外部クロックの整数倍か整数分の１ではない場合でも、真の同期位置を見出して、キャリブレーションを行うことが可能となる。
図７は、実施の形態２によるキャリブレーションシステム１０００の動作を説明するためのフローチャートである。
キャリブレーションが開始されると（ステップＳ２００）、制御ＰＣ１１００からアダプティブアレイ無線機１０１０（基地局）に対して、Ａ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎのサンプリングのタイミングを規定するクロック位相調整値を適当な初期値とする指示が出される。アダプティブアレイ無線機１０１０では、信号生成器１０３０．１および１０３０．２からの信号（ＳＧ信号）を受信して、最小２乗誤差信号値（ＭＳＥ）を測定し、制御ＰＣ１１００に測定された最小２乗誤差信号値を通知する。制御ＰＣ１１００では、クロック位相調整の値と、最小２乗誤差信号値の値とを関連づけて格納する（ステップＳ２０２）。
制御ＰＣ１１００からアダプティブアレイ無線機１０１０内の位相調整装置１２７０に対し、Ａ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎのサンプリングのタイミングを規定する内部クロックの位相を、Ａ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎサンプリングの時間間隔の整数分の１に相当する１ステップ分だけ変更することを指示する（ステップＳ２０４）。
続いて、アダプティブアレイ無線機１０１０では、ＳＧ信号を受信して、最小２乗誤差信号値（ＭＳＥ）を測定し、制御ＰＣ１１００に新たに測定された最小２乗誤差信号値を通知する。制御ＰＣ１１００では、クロック位相調整の値と、最小２乗誤差信号値の値とを関連づけて格納する（ステップＳ２０６）。
次に、制御ＰＣ１１００において、最小２乗誤差信号値が所定の値以下となり、極小値となったとみなされるかが判断される（ステップＳ２０８）。
極小となったとはみなされない場合、さらに、アダプティブアレイ無線機１０１０内の位相調整装置１２７０に対してＡ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎのサンプリングのタイミングを変更して適当な値とするための、Ａ／Ｄ変換器１２０１．１〜１２０１．ｎのサンプリングの時間間隔の整数分の１に相当する１ステップ分だけさらに変更することを指示して（ステップＳ２１０）、処理はステップＳ２０６に復帰する。
一方、制御ＰＣ１１００において、最小２乗誤差信号値が所定の値以下となり、極小値となったとみなされた場合、そのクロック調整値で固定して、従来と同様にしてキャリブレーションを実行し（ステップＳ２１２）、キャリブレーション処理が終了する（ステップＳ２１４）。
以上のような構成とすることで、アダプティブアレイ無線機の送信指向性のキャリブレーション処理を正確に行なうことが可能となる。
以上のように、この発明では、アダプティブアレイ無線機におけるＡ／Ｄ変換のサンプリングタイミングが外部クロックの整数倍か整数分の１ではない場合でも、アダプティブアレイ無線機の送信指向性のキャリブレーション処理を正確に行なうことが可能となる。
また、経年変化等のためにアダプティブアレイ無線機と測定系との間で数シンボル分程度の同期ずれが発生する場合でも、アダプティブアレイ無線機の送信指向性のキャリブレーション処理を正確に行なうことが可能となる。
産業上の利用可能性
この発明によれば、アダプティブアレイ無線機と測定系との間のクロック周波数のずれを調整することができるので、アダプティブアレイ無線機の送信指向性のキャリブレーションにおいて有効である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のキャリブレーションシステム１０００の構成を説明するための概略ブロック図である。
図２は、この発明の実施の形態１によるアダプティブアレイ無線機１０１０の構成と、制御ＰＣ１１００との構成をより詳しく説明するためのブロック図である。
図３Ａ〜図３Ｃは、この発明の実施の形態１によるキャリブレーションシステム１０００における各部のサンプリングタイミングを示す図である。
図４は、この発明の実施の形態１によるキャリブレーションシステム１０００の動作を説明するためのフローチャートである。
図５は、この発明の実施の形態２によるアダプティブアレイ無線機１０１０の構成と、制御ＰＣ１１００との構成をより詳しく説明するためのブロック図である。
図６Ａ〜図６Ｃは、この発明の実施の形態２によるキャリブレーションシステム１０００における各部のサンプリングタイミングを示す図である。
図７は、この発明の実施の形態２によるキャリブレーションシステム１０００の動作を説明するためのフローチャートである。
図８は、アダプティブアレイ無線機を用いて実現される、従来のＰＤＭＡ用基地局の送受信システム２０００の構成を示す概略ブロック図である。
図９は、アダプティブアレイ２１００のうち、１人のユーザに対応する送受信部２１００ａの構成を示すブロック図である。
図１０は、キャリブレーションシステム３０００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図１】
2003073649.tif 000009
【図２】
2003073649.tif 000010
【図３Ａ】
2003073649.tif 000011
【図３Ｂ】
2003073649.tif 000012
【図３Ｃ】
2003073649.tif 000013
【図４】
2003073649.tif 000014
【図５】
2003073649.tif 000015
【図６Ａ】
2003073649.tif 000016
【図６Ｂ】
2003073649.tif 000017
【図６Ｃ】
2003073649.tif 000018
【図７】
2003073649.tif 000019
【図８】
2003073649.tif 000020
【図９】
2003073649.tif 000021
【図１０】
2003073649.tif 000022
【国際調査報告】
2003073649.tif 000023
2003073649.tif 000024