(57)【要約】【課題】  アレイアンテナによるＯＦＤＭセルラ無線システムでは、主信号に影響を与えずにキャリブレーション用のプローブ信号を受信信号に印加する必要がある。【解決手段】  アレイアンテナの補正プローブ信号を送信する補正プローブ信号生成部と、アンテナ端にて受信信号に対して上記補正プローブ信号を印加する結合部と、受信信号からサイクリックプリフィックスを除去するＣＰ除去部と、ＣＰ除去部にて取り除かれた信号から上記補正プローブ信号を取り出し各アンテナの補正係数を求めるキャリブレーション部と、キャリブレーション部が求めた補正係数に応じて受信信号のアレイ重み係数を補正するアレイ重み補正部からなるＯＦＤＭセルラ無線通信基地局装置を用いる。【選択図】  図２
2008311800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイアンテナを備えるＯＦＤＭセルラ無線通信基地局において、
上記アレイアンテナの補正プローブ信号を生成する補正用のプローブ信号生成部と、
上記アレイアンテナが受信した受信信号に対して上記補正用のプローブ信号を印加する結合部と、
前記補正プローブ信号を印加した受信信号から、サイクリックプリフィックスを除去するＣＰ除去部と、
上記ＣＰ除去部にて取り除かれたサイクリックプリフィクスから、上記補正プローブ信号を取り出し、上記アレイアンテナの補正係数を求めるキャリブレーション部と、
上記キャリブレーション部が出力したアレイアンテナの補正係数に応じて、アンテナが受信した受信信号のアレイ重み係数を補正する空間信号処理部とを備えることを特徴とするＯＦＤＭセルラ無線通信基地局。
【請求項２】
上記空間信号処理部は、補正用のプローブ信号が印加された受信信号からサイクリックプリフィックスが除去された信号と上記アレイアンテナの補正係数とに基づいて、アレイアンテナが受信した受信信号のアレイ重み係数を補正することを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭセルラ無線通信基地局。
【請求項３】
請求項２に記載されるＯＦＤＭセルラ無線通信基地局において、
更に、ＣＰ除去部から出力された補正プローブ信号の受信タイミングを測定する相関部と、
上記相関部から出力された測定結果を使って上記の補正用のプローブ信号生成部が送信するプローブ信号の送信タイミングを制御するタイミング制御部を備えることを特長とするＯＦＤＭセルラ無線通信基地局。
【請求項４】
請求項３に記載されるＯＦＤＭセルラ無線通信基地局において、更に上記のタイミング制御部は、受信した補正用のプローブ信号が受信機においてサイクリックプリフィックス部分に送信されるように上記の補正用のプローブ信号生成部に指示を出すことを特長とするＯＦＤＭセルラ無線通信基地局。
【請求項５】
請求項２に記載されるＯＦＤＭセルラ無線通信基地局において、
更に、ＣＰ除去部から出力された複数のサイクリックプリフィックスに印加されていた補正プローブ信号を合成し、１つの補正プローブ信号として整形する補正プローブ整形部と、
上記補正プローブ整形部により得られた１つの補正プローブ信号をＦＦＴ処理するＦＦＴ処理部とを備えることを特長とするＯＦＤＭセルラ無線通信基地局。
【請求項６】
請求項５に記載されるＯＦＤＭセルラ無線通信基地局において、更に、ＣＰ除去部から出力された補正プローブ信号の受信タイミングを測定する相関部と、上記相関部から出力された測定結果を使って上記の補正用のプローブ信号生成部が送信するプローブ信号の送信タイミングを制御するタイミング制御部を備えることを特長とするＯＦＤＭセルラ無線通信基地局。
【請求項７】
上記アレイアンテナは、基地局装置とケーブルで接続されていることを特徴とする請求項２記載のＯＦＤＭセルラ無線通信基地局。
【請求項８】
複数の端末と複数の基地局とにより無線通信を行うＯＦＤＭセルラ無線通信システムにおいて、
上記端末は、信号を送信し、
上記基地局は、
上記端末から送信された信号をアレイアンテナで受信し、
上記受信した信号に補正プローブ信号を印加し、
上記補正プローブ信号を印加した受信信号からサイクリックプリフィクスを除去し、
上記除去されたサイクリックプリフィクスから上記補正プローブ信号を取り出して、上記アレイアンテナの補正係数を算出し、
上記アレイアンテナの補正係数に応じてアレイアンテナが受信した受信信号をビームフォームし、
上記ビームフォームされた信号を上記アレイアンテナから上記端末に送信する
ことを特徴とするＯＦＤＭセルラ無線通信システム。
【請求項９】
下りのキャリブレーションを行うことを特徴とする請求項８記載のＯＦＤＭセルラ無線通信システム。
【請求項１０】
上記基地局は、複数の端末から送信された複数の信号を受信し、
上記複数の信号に対して、所定のタイミングで受信された信号をサイクリックプリフィクスと見なして除去することを特徴とする請求項９記載のＯＦＤＭセルラ無線通信システム。
【請求項１１】
上記ビームフォームでは、上記アレイアンテナの補正係数に応じて、アンテナが受信した受信信号のアレイ重み係数を補正することを特徴とする請求項８記載のＯＦＤＭセルラ無線通信システム。
【請求項１２】
上記サイクリックプリフィックスと見なして除去されるタイミングに同期して、上記プローブ信号が受信されるように補正プローブ信号を生成することを特徴とする請求項１０記載のＯＦＤＭセルラ無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信において、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Domain Mulplex）を採用するアレイアンテナを具備するセルラ通信を実現する基地局装置にかかわる。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭを採用する無線通信方式の研究開発が進んでいる。ＯＦＤＭは、伝送するデータを周波数領域で作り、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）により時間領域の信号に変換して無線信号として送信する。受信側では、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）により、時間領域から周波数領域の信号に変換して元の情報を取り出す。
【０００３】
通信を行う際には、データ伝送を行うためのデータチャネル以外に、上り回線のリンクを確立するためのアクセスチャネル、下り回線および上り回線の制御情報を伝送する無線制御チャネル、チャネル割り当てやシステムの情報を通知するためのブロードキャストチャネルなどの制御チャネルが必要となる。
【０００４】
標準化団体であるＩＥＥＥ８０２．２０では、ＯＦＤＭをベースとした無線方式が提案されており、非特許文献１では、上記の下り無線制御チャネルが定義されている。
【０００５】
標準化団体である３ＧＰＰでは、ＬＴＥ(Long Term Evolution)として、ＯＦＤＭをベースとした無線方式が提案されており、非特許文献２では、上記の下り無線制御チャネルが定義されている。
【０００６】
標準化団体である３ＧＰＰ２では、ＬＢＣ（Loosely Backward Compatible）として、ＯＦＤＭをベースとした無線方式が提案されており、非特許文献３では、上記の下り無線制御チャネルが定義されている。
【０００７】
ＣＤＭＡ方式およびそれ以前の無線通信方式における無線制御チャネルは、時間分割、周波数分割、コード分割のいずれかにより、恒常的にデータチャネルと分離されていた。例えばＣＤＭＡ通信方式では、拡散符号によって複数のチャネルを同時に送信し、受信側では、特定符号による逆拡散演算により、必要な情報を取り出すことができるが、制御チャネルに割当てる拡散符号は、予め定められている。
【０００８】
他方、第３世代型の移動通信が発展してきており、あらゆる情報をＩＰの上に載せて通信する方向に変わってきている。この流れにのり、ＯＦＤＭを利用する次世代通信では広帯域化が一般的となり、様々な形式の情報をやり取りする必要が出てきている。例えばベストエフォート型のデータ通信であり、例えば、ＶｏＩＰのような音声通信であり、例えば映像などのストリーミング情報である。
【０００９】
一方でアレイアンテナを用いた空間信号処理技術が注目されている。ここではＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）に代表される空間多重化技術とビームフォーミングに代表されるＳ／Ｎ改善技術が挙げられる。
【００１０】
特にビームフォーミングを実施するアレイアンテナでは、物理的に離れた複数のアンテナを使い無線信号を送受信するが、上り回線および下り回線でそれぞれ独立に校正（キャリブレーション）を行う必要がある。キャリブレーションはプローブ信号をアンテナ端で受信信号に印加し、ケーブルなどによる位相回転や減衰を実際に経験させた後にプローブ信号を測定し、位相回転や減衰量を推定するものである。
【００１１】
ＯＦＤＭ信号はＣＤＭＡ信号のように微弱な信号を加算する処理を行わないため、干渉に弱い信号である。そのため、上記のプローブ信号は受信信号に干渉を与えないことが必須であり、強い信号で印加することができない。そのため、高いキャリブレーションの性能（正確な位相や振幅の補正）を保つことがむずかしい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記従来技術で説明したように、アレイアンテナによるＯＦＤＭセルラ無線システムでは、主信号に影響を与えずにキャリブレーション用のプローブ信号を受信信号に印加する必要がある。
【００１３】
ケーブルは温度変化により伸張するため、これに応じたキャリブレーションが必要である。それには、日中のトラヒックが多い時間帯においても、通信中にキャリブレーションが実施可能な方法でなければならない。
【００１４】
しかしながらＯＦＤＭ信号は干渉に対して弱い信号であり、強いプローブ信号を印加することができない。弱い信号では位相および振幅推定能力に限界があるため、かなりの数の信号を加算しなければ信号として受信することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、ＯＦＤＭセルラ無線通信基地局装置において、アレイアンテナの補正プローブ信号を送信する補正プローブ信号生成部と、アンテナ端にて受信信号に対して上記補正プローブ信号を印加する結合部と、受信信号からサイクリックプリフィックスを除去するＣＰ除去部と、ＣＰ除去部にて取り除かれた信号から上記補正プローブ信号を取り出し各アンテナの補正係数を求めるキャリブレーション部と、キャリブレーション部が求めた補正係数に応じて受信信号のアレイ重み係数を補正するアレイ重み補正部からなるＯＦＤＭセルラ無線通信基地局装置を用いる。
【発明の効果】
【００１６】
サイクリックプリフィックスは除去されることが前提であるため、サイクリックプリフィックスとして基地局装置が信号を除去するタイミングに補正プローブ信号を印加することで、主信号への影響を完全に排除する。そのため、強いキャリブレーション用の補正プローブ信号を印加しても信号受信には影響を与えない。
【００１７】
よって、本発明によれば、ビームフォームを実施するアレイアンテナをもつＯＦＤＭセルラ無線通信基地局において、通信中に強いプローブ信号を用いてアレイアンテナの校正（キャリブレーション）を行うことが可能であり、昼夜の温度差などによるケーブルの伸張にも対応可能なキャリブレーション方法を提供することができる。
【００１８】
本技術によれば、アレイアンテナの校正を通信時に行うことができ、昼夜間の温度変化など、刻々と変化する状況に応じた校正を行うことができる。ケーブル等による位相回転を検出するための補正プローブ信号の送信タイミングを工夫し、受信データに影響することなく、通信中にアレイアンテナの校正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を適用した無線通信システムについて、図面を参照して詳細に説明する。
＜実施例１＞アレイアンテナを持つ基地局から構成されるＯＦＤＭセルラ無線通信システムは、一般には、図６に示すように、複数の基地局装置（３０１、３０２）と複数の端末装置（３５０〜３５５）から構成される。基地局装置は、有線回線によって基地局制御装置３００に接続する。端末装置（３５０〜３５５）は無線によって基地局装置（３０１、３０２）に接続し、基地局制御装置３００を介してネットワークとの通信ができる仕組みになっている。
【００２０】
ＯＦＤＭセルラ基地局（３０１、３０２）では、例えば図１の上側の図に示すような互い直交する周波数を使ったサブキャリヤに情報が乗せられて作成され、下図に示す合成された時間領域の無線信号が完成する。この際にマルチパスの影響を低減するために、ハッチがかかった部分をコピーして符号の前に付けるサイクリックプリフィックスが設けられている。
【００２１】
サイクリックプリフィックス（ＣＰ）は受信機側で取り除かれてＦＦＴ処理が実施される。この際に取り除かれるタイミングは受信機側で決められる。無線通信システムの上り回線では、基地局側がタイミングのマスタであり、端末側は適当なタイミングで信号が受信されるようにタイミング調整を行う機能をもつことが一般的である。すなわち、基地局側では特定のタイミングの情報をＣＰ長分の窓だけ除去し、残ったＦＦＴ長の情報をＦＦＴにかけることで、周波数領域の信号を取得する。
【００２２】
アレイアンテナを用いてビームフォームする方式が注目を浴びているが、正しくビームフォームするには、上り回線であっても信号線（フィーダー）による位相回転を測定あるいは推定し、アンテナ毎に偏差が発生しないように補正することが求められる。
【００２３】
図２は本発明からなる第１の実施例からなる基地局装置の構成を示す図である。
【００２４】
アンテナと基地局とは、通常、離れて設定されている。アレイアンテナ（１０１、１０２、１０３）と基地局の装置１００とは、複数のケーブルで接続されている。
【００２５】
アンテナ素子（１０１、１０２、１０３）が受信した受信信号には、プローブ信号結合部（１０４、１０５、１０６）を経由する際に、補正用のプローブ信号が印加される。つまり、各アンテナ端においてプローブ信号が印加されている。
【００２６】
補正プローブ信号はパタンジェネレータ部１４２で生成される。生成されたベースバンド信号は送信ＲＦ部１４１で上りの周波数にアップコンバートされる。アップコンバートされた信号はデプレクサ回路１４０を介してプローブ信号結合部（１０４、１０５、１０６）に入力される。
【００２７】
受信信号とプローブ信号の合成信号は、デプレクサ１１０を介して装置１００内に取り込まれ、受信ＲＦ部１１１でダウンコンバートされてベースバンド信号に戻され、ＣＰ除去部１１２でサイクリックプリフィックスが取り除かれる。
【００２８】
ＣＰ除去部１１２でサイクリックプリフィックスが取り除かれた後の信号は、ＦＦＴ部１１３で周波数領域の信号に変換され、空間信号処理部１１４でアンテナ間の重み付け処理を行って合成され、ビームフォームが実施される。
【００２９】
一方、ＣＰ除去部１１２で取り除かれたサイクリックプリフィックスには、パタンジェネレータ部１４２で生成された補正用のプローブ信号が入っている。サイクリックプリフィクスからこの補正プローブ信号の情報を取り出すための相関演算を行うのが相関部１１６である。
【００３０】
相関部１１６では、パタンジェネレータ部１４２が生成する補正用のプローブ信号とのマッチングにより、ケーブル伝送によって受信信号が経験した位相回転や振幅劣化を測定することができる。補正用のプローブ信号は既知のパタンであるため、スライディング相関器やマッチドフィルタなどにより、マッチングを取ることは容易である。マッチングにより得られた位相回転や振幅劣化の情報を元に、キャリブレーション部１１７が逆補正を行う補正係数を計算する。
【００３１】
キャリブレーション部１１７において計算された補正係数は、空間信号処理部１１４に送られる。空間信号処理部１１４では、各アンテナにかける補正係数とビームフォーミングのための重みを積算して、補正機能を持つビームフォームのための重みが計算される。計算された補正機能を持つビームフォーミング用の重みは、ＦＦＴ部１１３が出力する周波数領域の信号に積算され、ビームフォームが実施される。
【００３２】
さらにビームフォーム後の信号はデマルチプレクス１１５されて各情報要素に分けられ、復調・復号部１１９によって、通信データに戻される。復号された通信データはネットワーク（図６の基地局装置３０１は基地局制御装置３００を経由してネットワークとつながっている）に流れ、通信相手に伝わる仕組みとなっている。
【００３３】
上述した相関部１１６では、送られてきたパタンの受信タイミングも相関演算により求めることができる。スライディング相関器などの仕組みによって最も相関値のピークが高くなるタイミングを検出する。その結果はタイミング制御部１１８に送られ、ここでパタンジェネレータ部１４２で送信する信号のタイミングを調整する。複数のアンテナに対して異なるタイミングで受信される場合も考えられるが、印加する補正用のプローブ信号がサイクリックプリフィックス部分から漏れなければ問題がない。例えばサイクリックプリフィックス部分からはみ出す部分は、強制的にプローブ信号を０電力とする制御も可能である。
【００３４】
タイミング制御部１１８は、期待するサイクリックプリフィックスの窓位置に対して、検出された信号が先行しているようであれば、信号送信タイミングを遅らせるように、また、検出された信号が遅延しているようであれば、信号送信タイミングを早めるようにパタンジェネレータ部１４２に指示を出す。
【００３５】
パタンジェネレータ部１４２では、信号タイミングを遅らせる指示があれば、現在のタイミングに比べて既定の値だけ信号の生成タイミングを遅らせ、タイミング制御がかかるように働く。この調整の仕組みによって、パタンジェネレータ部１４２が送信する補正用のプローブ信号を、常にサイクリックプリフィックスとして基地局装置が信号受信に利用せずに除去するタイミングに印加することができる。
【００３６】
このタイミング調整の機能により、本発明を利用する基地局装置では、ケーブル長がいかなる長さであっても、補正用のプローブ信号の送信タイミングを、ケーブル長の遅延に適応させることができる。その結果、基地局の運用者は、補正用のプローブ信号による干渉の影響を意識することなく、自動的にキャリブレーションを行うことが可能である。
【００３７】
また、上記の補正用のプローブ信号の送信タイミング調整前には、補正用のプローブは必ずしもサイクリックプリフィックスのタイミングに送信することはできない。その結果、調整が取れていない場合に、通信に影響を与える可能性がある。しかしながら、ケーブル長などの主たる遅延要因の遅延量はほぼ固定値であり、システム立上げ時、あるいは通信の閑散時にネットワーク経由あるいは直接操作者によって行っても問題ない。このようにすることで、タイミング調整が十分とれていないために本発明がうまく運用できないケースの発生を防止することができる。
本実施例で用いる通信方式のＯＦＤＭ方式は干渉に対して弱い方式であるが、本実施例の構成によれば、主信号の受信時には除去される情報であるサイクリックプリフィックス部にプローブ信号を印加するので、主信号の受信状態への影響が無くなる。
【００３８】
また、本実施例の構成によれば、キャリブレーションを通信中にも行うことができるので、信号線が太陽の直射を受ける等により昼夜の温度差が大きくなっても、通信中におけるキャリブレーションの精度を高いものとすることができる。
【００３９】
この考え方を支えているのは、基地局装置１００内に主信号の受信装置（１１３、１１４、１１５など）と、プローブ検出装置（１１６、１１７など）などの受信装置側と、プローブ信号の生成装置（１４２）が同じクロック１３０で動作していることである。
【００４０】
同一基地局装置１００内に主信号の受信装置（１１３、１１４、１１５など）と、プローブ検出装置（１１６、１１７など）などの受信装置側と、プローブ信号の生成装置（１４２）が配置されているので、共通のクロック１３０を源信とすることで、クロックの同期は容易に得ることができる。
【００４１】
このため、１度送信タイミングを調整したならば、プローブ信号を常に基地局受信機側で除去するサイクリックプリフィックスに同期して送信することが可能である。なお、ケーブルの温度差によって多少のケーブル長の伸張は発生するが、遅延時間に影響するほどの大きな影響を与えることはない。
【００４２】
パタンジェネレータで生成している信号は、ＯＦＤＭ信号であってもよいし、拡散符号による信号であってもよい。サイクリックプリフィックスは、通常、ＦＦＴサイズよりも十分小さいサンプル数しかないため、サイクリックプリフィックスとして取り出された情報だけでは全帯域の情報を得るに十分なサンプル数を得ることができない。そのため、折り返しを含む帯域全体の平均として補正が可能である。
【００４３】
図３は、基地局において複数の周波数の情報が同時に受信された場合のサイクリックプリフィックス除去の方法について説明する図である。図で、縦軸は周波数、横軸は時間を示している。２０００、２００１、２００２はそれぞれ異なる端末から受信された無線信号を示している。
【００４４】
図３のように、基地局が複数の端末からの情報を受信している場合、それぞれの端末は完全な同期をとることは出来ない。このため、基地局では、図の横軸である時間方向で、受信タイミングのずれが発生している。基地局では端末に対して送信タイミング制御を行って、極力受信タイミングが同期するような制御を実施している。
【００４５】
基地局による端末の同期制御の結果、図のように３つの端末から送信された信号は、許容される時間差においてズレをもって受信される。基地局装置では、斜めのハッチがかかったタイミングをサイクリックプリフィックスとみなして除去してから、全帯域の情報を一括してＦＦＴ処理を行う。この際に発生する除去されるサイクリックプリフィックスのタイミングに同期してプローブ信号が受信されるようにパタンジェネレータ部１４２は信号を生成する。
【００４６】
これにより、主信号の受信には使われないタイミングを用いてキャリブレーション用のプローブ信号を送信し、主信号には影響しない形でキャリブレーションを行うことができる。よって課題は解決される。
【００４７】
図２を使い、下り回線のキャリブレーションについて説明する。データおよびパイロット信号が各生成部（１２５、１２６）で生成される。このパイロット信号を用いてキャリブレーションを行う。
【００４８】
生成されたデータおよびパイロット信号はマルチプレクサ１２４によって周波数および時間軸のフレームフォーマット上に配置される。信号が配置されたフレームフォーマットは空間信号処理部１２３によって重み付けされ、各アンテナから送信される信号に変換される。
【００４９】
その信号を周波数領域から時間領域に変換するため、ＩＦＦＴ部１２２においてＦＦＴ処理が実施される。
【００５０】
時間領域の信号となった送信信号は、ＣＰ付加部１２１においてサイクリックプリフィックスが付加される。その信号は送信ＲＦ部１２０で無線周波数にアップリンクされて、デプレクサ１１０経由でアンテナ（１０１、１０２、１０３）から送信される。
【００５１】
アンテナ端にはプローブ信号結合部（１０４、１０５、１０６）があり、ここから送信信号が取り出される。取り出された信号はデプレクサ１４０を介して受信ＲＦ部１５０でダウンコンバートされてベースバンド信号に変換される。
【００５２】
変換された信号はＣＰ除去部１５１でサイクリックプリフィックスが取り除かれ、ＦＦＴ部１５２で周波数領域の信号に変換される。周波数領域の信号からデマルチプレクサ１５３が特定の部分を取り出し、各アンテナのパイロット信号が取り出される。
【００５３】
取り出されたパイロット信号に対して相関演算によって位相回転や振幅変動を検出し、既に知っているアンテナ単独の特性分を補正することでその他の部分で発生した位相回転および振幅減衰（キャリブレーション値）を算出することができる。
【００５４】
得られたキャリブレーション値は、空間信号処理部１２３によってアレイ重みに取り込まれる形で送信信号に積算することで、系の校正を行うことができる。
【００５５】
図７は上りあるいは下り回線におけるキャリブレーションの効果を示す図である。本図は2本のアンテナを配置する場合に、第２のアンテナのキャリブレーションに不備があり、正しくキャリブレーションできないときの影響を示している。
【００５６】
６０１が理想的なキャリブレーションが出来たときの期待するアレイパタンを示し、６００が位相調整で９０度の誤差がある場合を示す。アンテナ間距離は５λとしている。
【００５７】
例えば２ＧＨｚの周波数を用いる場合、波長は約１５ｃｍとなる。アンテナに信号を供給するフィーダーケーブルには誘電率の高い素材が用いられており、ケーブル内における波長はその1/2〜1/3程度である。例えばケーブル長が1ｃｍの伸縮した場合、９０度程度の位相回転に相当する。また、曲げなどの影響により、位相回転は簡単に１０度程度変化する。図は９０度の位相ずれがある場合のアレイパタンの変化を示しているが、もはやピークを正しい方向に向けることができずに、到来角方向では約３ｄＢの劣化を発生させている。
【００５８】
キャリブレーションによれば、こうしたケーブルの伸縮による位相回転の影響を把握し、修正することができるため、課題は解決される。
【００５９】
図８はキャリブレーション開始までの手順を示している。まず、基地局を設置した際などに予備モードで起動し、ケーブルを介してプローブ信号を入力し、アンテナを含む系でのタイミング調整を行う。ここでの目的はケーブルを介すことによって発生する遅延を測定し、基地局でプローブ信号を受信する際に正しくサイクリックプリフィックスを除去するタイミングでプローブ信号を出せるように調整することである。
【００６０】
まず基地局装置を起動する（ステップ１０００）。次にキャリブレーション装置を起動する（ステップ１００１）。ここでいうキャリブレーション装置とは、図２の１１０、１１１、１１２、１１６、１１７、１１８を意味する。この起動により、補正用のプローブ信号を受信することができる状況になっている。
【００６１】
次にタイミング調整用のプローブ信号を送信する（ステップ１００２）。この信号は補正用のプローブ信号と同じでよい。自己相関の低い信号であれば問題ない。タイミング調整前に送信されるプローブ信号はサイクリックプリフィックスとして除去されるタイミング合致していない。受信された符号パタンから遅延量を推定し、タイミングの調整をタイミング制御部１１８が行う。
【００６２】
タイミング制御部１１８の指示に従い、パタンジェネレータ部１４２は補正用のプローブ信号の送信タイミングを調整する。
【００６３】
１連のフィードバックループによるタイミング合わせ処理により、最終的には送信タイミングとして補正用のプローブ信号がサイクリックプリフィックスとして除去されるシンボルのタイミングに情報を印加することができる（ステップ１００４）。
【００６４】
タイミング調整が取れれば、同一クロックを使っている基地局装置内の送信受信部であるから、任意の時刻において同期を確保することが可能で、プローブ信号の送出により、上記に示すようにキャリブレーションを行うことができる（ステップ１００５）。
【００６５】
このように、補正プローブ信号の送信タイミング調整は、システム立上げ時、あるいは通信の閑散時にネットワーク経由あるいは直接操作者によって行い、タイミング調整が完了後にキャリブレーション動作が行われる。
【００６６】
＜実施例２＞本発明からなる第２の実施例を説明する。図４は第２の実施例の構成を示す図である。図２との違いは、プローブ信号受信部の構成である。
【００６７】
図２に対して新たにプローブ信号合成部１３２とプローブ信号用ＦＦＴ部１３１が追加されている。本実施例では、パタンジェネレータ部１４２では図５にあるように複数のサイクリックプリフィックスのタイミングを使って１つの時間的に長いプローブ信号系列を送信する。
【００６８】
１つのプローブ信号系列は間にＤａｔａ部が入るために分割されて送られる。受信機では、分割されて送られてきた信号２００からサイクリックプリフィックスだけ２０１を取り出し、その情報をつなぎ合わせ、更に振幅加算するなどして信号対雑音電力比を改善してから１つのプローブ信号２０２を作成する。
【００６９】
作成された信号をＦＦＴに掛けることで、サブキャリヤ毎の情報にわける。分けられた情報は、別途用意しておいたアンテナ単体の位相回転量や振幅減衰量と比較することで、アンテナ以外のケーブル等の影響で受けた位相回転量、あるいは振幅減衰量を推定することができる。
【００７０】
本実施例の特徴は、プローブ信号系列を分割して送ることで、タイミング的に限られたサイクリックプリフィックスの時間を使って、長い系列の情報を送信することができることである。この結果、ＦＦＴ処理により、サブキャリヤ毎の補正情報を知ることができる。
【００７１】
効果として、周波数特性を持つ系においても、システム帯域全体の周波数毎の位相回転や振幅減衰を推定し、補正することができる。例えば、ＦＦＴサイズが1024からなるシステムで、サイクリックプリフィックスのサイズが1/8すなわち、128サンプルであった場合、１回のサイクリックプリフィックスでは、十分なサンプル数がないため、折り返しを含めた平均的な位相回転や振幅変動しか調査することができない。しかし、例えば８回のサイクリックプリフィックスを使って1024サンプルの情報を集めることができれば、ＦＦＴ処理により、全帯域に関して、各サブキャリヤの位相回転および振幅変動を知ることができる。よって課題は解決される。
【００７２】
これを実施するための仕組みとして、図４では、上記キャリブレーション部１１７は、複数のサイクリックプリフィックスに印加されていた補正プローブ信号を合成し、１つの補正プローブ信号として整形する補正プローブ整形部１３２と、得られた１つの補正プローブ信号をＦＦＴ処理するＦＦＴ部１３１と、ＦＦＴ部が処理して得られた周波数領域の信号からシステム帯域全体の補正係数を求めるキャリブレーション部１１７からなることを特長とするＯＦＤＭセルラ無線通信基地局装置が本発明からなる第２の実施例のポイントである。
【００７３】
時間的に情報長が短い信号を合成することで情報長の長い信号をつくり、それをＦＦＴによって解析することで、帯域の広いシステム帯域全体の解析を行うことが可能となり、課題は解決される。図５に示された時間的に離れた信号の合成であるが、信号の生成手段となる（１４２、１４１）と受信手段である（１１１、１１２、１３２、１３１、１１７、１１８）等は、同じクロック１３０を使った装置であることから、特に特殊な同期結合手段を持たせなくても、容易に合成可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明によれば、特にＯＦＤＭＡをベースとするセルラ通信において、アレイアンテナにてビームフォームする場合に必要となるキャリブレーションの際に、プローブ信号を用いた精度の高いキャリブレーションを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】ＯＦＤＭの信号を説明する図。
【図２】本発明からなる第１の実施例の構成を示す図。
【図３】基地局において除去されるサイクリックプリフィックスを説明する図。
【図４】本発明からなる第２の実施例の構成を示す図。
【図５】時間分割されたプローブ信号を合成する本発明を説明する図。
【図６】ＯＦＤＭセルラシステムの構成を示す図。
【図７】キャリブレーションの効果を説明する図。
【図８】キャリブレーション開始までの手順。
【符号の説明】
【００７６】
１００... 基地局装置
１０１、１０２、１０３... アンテナ素子
１０４、１０５、１０６... プローブ信号結合部
１１０、１４０... デプレクサ
１１１、１２０、１４１、１５０... ＲＦ回路
１１２、１５１... ＣＰ除去部
１１３、１５２... ＦＦＴ部
１１４、１２３... 空間信号処理部。
１１５、１５３... デマルチプレクス
１１６... 相関部
１１７、１５４... キャリブレーション部
１１８... タイミング制御部
１１９... 復調・復号部
１２１... ＣＰ付加部
１２２... ＩＦＦＴ部
１２５... データ生成部
１２６... パイロット生成部
１３０... クロック生成部
１４２... パタンジェネレータ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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