(57)【要約】【課題】複数のアンテナを具備して時分割複信にて通信を行う通信装置の送受信特性の差の較正に際して、必要となる通信量や計算量を削減できるようにする。【解決手段】伝送路測定部１７が、無線空間に加えてアナログ送信回路およびアナログ受信回路を含む各通信経路の伝送路特性を測定する。そして、補正係数計算部２５は、アナログ送信回路の特性とアナログ受信回路の特性とを一致させるための補正係数を、伝送路測定部１７が測定した伝送路特性と、アナログ送信回路の特性とアナログ受信回路の特性とを一致させた場合の補正係数を伝送路特性の式にて示す関係式とに基づいて算出する。【選択図】図７
2013219505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナの各々におけるアナログ送信回路およびアナログ受信回路と、
前記アナログ送信回路と前記アナログ受信回路とを切り替えて時分割複信での通信を実現する送受信切替スイッチと、
無線空間に加えて前記アナログ送信回路および前記アナログ受信回路を含む各通信経路の伝送路特性を測定する伝送路測定部と、
前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させるための補正係数を、前記伝送路測定部が測定した伝送路特性と、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させた場合の前記補正係数を前記伝送路特性の式にて示す関係式とに基づいて算出する補正係数計算部と、
前記補正係数計算部が算出した前記補正係数に基づいて、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させる補正を行う補正回路と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記補正係数計算部は、いずれかの前記アンテナについての補正係数の値として、当該アンテナにおける通信経路の伝送路特性の値を設定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記補正係数計算部は、前記補正係数の値を冗長に算出し、算出した値の平均をとることで当該補正係数を求めることを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
複数のアンテナの各々におけるアナログ送信回路およびアナログ受信回路と、
前記アナログ送信回路と前記アナログ受信回路とを切り替えて時分割複信での通信を実現する送受信切替スイッチと、
無線空間に加えて前記アナログ送信回路および前記アナログ受信回路を含む各通信経路の伝送路特性を測定する伝送路測定部と、
前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させるための補正係数を、前記伝送路測定部が測定した伝送路特性と、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させた場合の前記補正係数を前記伝送路特性の式にて示す関係式とに基づいて算出する補正係数計算部と、
前記補正係数計算部が算出した前記補正係数に基づいて、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させる補正を行う補正回路と、
を具備する通信装置を複数具備することを特徴とする通信システム。
【請求項５】
複数のアンテナの各々におけるアナログ送信回路およびアナログ受信回路と、
前記アナログ送信回路と前記アナログ受信回路とを切り替えて時分割複信での通信を実現する送受信切替スイッチと、
を具備する通信装置の送受信特性較正方法であって、
無線空間に加えて前記アナログ送信回路および前記アナログ受信回路を含む各通信経路の伝送路特性を測定する伝送路測定ステップと、
前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させるための補正係数を、前記伝送路測定ステップにて測定した伝送路特性と、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させた場合の前記補正係数を前記伝送路特性の式にて示す関係式とに基づいて算出する補正係数計算ステップと、
前記補正係数計算ステップにて算出した前記補正係数に基づいて、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させる補正を行う補正ステップと、
を具備することを特徴とする送受信特性較正方法。
【請求項６】
複数のアンテナの各々におけるアナログ送信回路およびアナログ受信回路と、
前記アナログ送信回路と前記アナログ受信回路とを切り替えて時分割複信での通信を実現する送受信切替スイッチと、
を具備する通信装置の送受信特性を較正するコンピュータに、
無線空間に加えて前記アナログ送信回路および前記アナログ受信回路を含む各通信経路の伝送路特性を測定する伝送路測定ステップと、
前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させるための補正係数を、前記伝送路測定ステップにて測定した伝送路特性と、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させた場合の前記補正係数を前記伝送路特性の式にて示す関係式とに基づいて算出する補正係数計算ステップと、
前記補正係数計算ステップにて算出した前記補正係数に基づいて、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させる補正を行う補正ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信システム、送受信特性較正方法および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。アレイアンテナなどのマルチアンテナは、そのような要求に応えるために用いられるアンテナであり、例えば携帯電話基地局などで用いられている。マルチアンテナでは、複数のアンテナを用いてビームフォーミング（Ｂｅａｍ  Ｆｏｒｍｉｎｇ；ＥＦ）やＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ）などの技術により高速大容量通信を行うことが可能である。
【０００３】
ここで、ビームフォーミングやＭＩＭＯの技術を利用するためには、使用する各アンテナにおいて、アナログ経路を含めたアンテナ特性を一致させておく必要がある。アンテナ特性（具体的には、位相、振幅、遅延特性。以後、チャネル特性と称する）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較正（キャリブレーション）を行うことが望ましい。
【０００４】
このチャンネル特性の較正について、図８および図９を参照して説明する。
図８は、アレイアンテナを用いたビームフォーミングの例を示す説明図である。同図において、アンテナ１００８−１〜１００８−ｍ（ｍは正整数）を具備する通信装置と、アンテナ１０１９−１〜１０１９−ｎ（ｎは正整数）を具備する通信装置とが無線通信を行っている。また、角θは、アンテナ１００８−１〜１００８−ｍが配置された平面ないし直線に対する垂直方向と、アンテナ１０１９−１〜１０１９−ｎの方向とのなす角を示している。
【０００５】
例えば、アンテナ１０１９−１０１〜１９−ｎからの無線信号をアンテナ１００８−１〜１００８−ｍで受信した際、アンテナ１００８−１とアンテナ１００８−２とでは、角θに応じて伝送路の距離に差が生じる。具体的には、アンテナ１００８−１とアンテナ１００８−２との距離ｄ１に対して、ｄ１ｓｉｎθだけ、アンテナ１００８−２のほうの伝送路が長くなっている。この伝送路の距離の差に応じて、アンテナ１００８−１とアンテナ１００８−２とでは、受信信号の位相および遅延量が異なっており、これらの受信信号を単に重ね合わせると両者が干渉し合ってしまう。
【０００６】
そこで、アンテナ１００８−１における受信信号と、アンテナ１００８−２における受信信号との、位相および遅延量を一致させてから重ね合わせることで、これらの受信信号が強め合うようになる。他のアンテナにおける受信信号についても、同様に、アンテナ１００８−１における受信信号と位相および遅延量を一致させることで、受信信号が強め合うようになる。
【０００７】
このように、角θに応じた伝送路の距離の差に基づいて受信信号の位相および遅延量を一致させることで、特定の方向からの受信信号のみを強めることができ、他の方向からの受信信号の干渉の影響を低減させることができる。すなわち、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。
【０００８】
また、アンテナ１００８−１〜１００８−ｍからアンテナ１０１９−１〜１０１９−ｎへ無線信号を送信する際も、アンテナ毎の伝送路の距離の差に応じて位相および遅延量を調整することで、送信する電波に指向性を持たせることができる。これにより、アンテナ１０１９−１〜１０１９−ｎを具備する通信装置に対しては、より強い電波を送信可能であり、他の通信装置に対しては、干渉を低減させることができる。
【０００９】
ここで、アンテナ１００８−１〜１００８−ｍのチャネル特性が一致していれば、到来方向制御用の回路を用いて、電波の到来方向（角θ）に応じて位相および遅延量を補正（調整）するのみで、各アンテナでの受信信号が強め合うようになる。しかし、実際には、製造における誤差、回路やケーブルの特性差などに起因して、アンテナ間でチャネル特性にバラツキがある。さらには温度などの影響によってもチャネル特性が変化していく。
【００１０】
そこで、各アンテナでの受信信号が強め合うようにするために、チャネル特性の違いに応じた位相振幅や遅延量の較正と、電波の到来方向に応じた位相および遅延量の補正とを行う必要がある。図８の例では、点線で囲まれたアンテナ較正部で遅延／振幅位相補正を行い、各アンテナ（送受信チャネル）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を打ち消すように信号を制御することにより、干渉を用いて電波に指向性を持たせている。
【００１１】
このように、ビームフォーミングやＭＩＭＯを用いるためには、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。さらに、このようなキャリブレーションは、マルチアンテナを製造したときに一度だけ行えばよいというものではなく、ある程度の間隔を置いて（温度変化などに応じて）繰り返し行う必要がある。マルチアンテナを有する装置は、そのためにキャリブレーション機能（位相振幅補正回路や、遅延補正回路）を有する必要がある。そのようにして特性を一致させたマルチアンテナに対して、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な通信を実現し得る。
【００１２】
図９は、アレイアンテナを用いた固有モードＭＩＭＯの例を示す説明図である。
同図に示すように、伝送路特性Ｈ（明細書の文中において、行列やベクトルを示す太字を省略する）を測定し、特異値分解することで、全てのパスを利用してより大きいスループットを得ることが可能となる。
【００１３】
例えば、アンテナ１００８−１〜１００８−ｍを具備する通信装置１０２１から、アンテナ１０１９−１〜１０１９−ｎを具備する通信装置１０２２へ、最大Ｌ本のストリームを送信する場合について考える。ここで、Ｌ＝ｍｉｎ（ｍ，ｎ）、すなわち、ｍとｎとのうち小さいほうの値である。
まず、受信側の通信装置１０２２で、式（１）に示される伝送路特性Ｈを測定する。
【００１４】
【数１】
2013219505.tif 000003
【００１５】
なお、ここでいう伝送路特性Ｈは、無線空間のみならず、通信装置のアンテナや回路などのアナログ部を含む経路の特性である（以下同様）。
次に、得られた伝送路特性Ｈを、式（２）に示されるように特異値分解する。
【００１６】
【数２】
2013219505.tif 000004
【００１７】
ただし、添え字Ｈは、複素共役転置を示す（以下同様）。なお、以下では、添え字Ｔは、転置を示す。
また、行列Ｄは、式（３）のように示される。
【００１８】
【数３】
2013219505.tif 000005
【００１９】
この特異値分解の結果に基づいて、図９に示すように送信ウェイトＥｔおよび受信ウェイトＥｒＨを設定する。すると、送信信号（送信ウェイトを乗算する前の信号）ｘに対して、受信信号（受信ウェイトを乗算した後の信号）ｙは、式（４）のように示される。
【００２０】
【数４】
2013219505.tif 000006
【００２１】
ここで、式（３）に示すように行列Ｄは対角行列である。従って、受信信号ｙから送信信号ｘを再生する（ストリーム毎に取得する）ことができる。
なお、送信ウェイトＥｔについては、受信側の通信装置１０２２で算出して送信側の通信装置１０２１へ送信（フィードバック）する。あるいは、受信側の通信装置１０２２から送信側の通信装置１０２１へ伝送路特性Ｈを送信（フィードバック）して、送信側の通信装置１０２１にて送信ウェイトＥｔを算出する。
【００２２】
ここで、マルチアンテナの較正では、周波数分割複信（Frequency Division Duplex；ＦＤＤ）または時分割複信（Time Division Duplex；ＴＤＤ）など通信方式に応じて必要とされる較正対象が異なる。
特に、時分割複信の通信システムでは、送信と受信とで（例えば、ダウンリンク（Downlink；ＤＬ）とアップリンク（Uplink；ＵＬ）とで）、同じ周波数を用いる。そのため、ビームフォーミングや固有モードＭＩＭＯなどにおいて必要となる伝送路情報が、送信時と受信時とで共通となる。
【００２３】
このため、無線空間のみならず通信装置のアナログ部分を含む伝送路における伝送路特性が、送信時と受信時とで一致していれば、受信時の伝送路情報を用いて送信を行うことができる。従って、伝送路情報をフィードバックするなど、情報を定常的に通知する必要無しに、通信を行なうことが可能となる。ただし、現実にはアレイアンテナの送受信特性に差があるため、各アンテナについて送受信特性の差を較正し特性を一致させる必要がある。
【００２４】
この較正を、専用のハードウェアや信号を用い、伝送路情報などの測定期間を設けて行う方法が知られている。しかし、その実行には複雑な信号処理や、信号の切替や、タイミング制御などを必要とするため、装置の大型化や、コスト増大や、開発費開発期間の増加をまねいている。また、携帯電話機など端末側の通信装置では、基地局装置の場合よりも小型化や軽量化への要請が強いため、さらに条件が厳しくなる。
【００２５】
ここで、送受信特性の差の較正に関連して、特許文献１に記載の、無線時分割複信通信システムにおける通信リンクを較正する方法では、アクセスポイントからユーザ端末へのダウンリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を得る。また、この方法では、ユーザ端末からアクセスポイントへのアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を得る。そして、この方法では、ダウンリンクチャネルとアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値に基づいて、アクセスポイントのための補正率とユーザ端末のための補正率を決定する。ここで、アクセスポイントのための補正率とユーザ端末のための補正率は、較正されたダウンリンクチャネル応答とキャリブレートされたアップリンクチャネル応答を得るために使用される。
【００２６】
また、特許文献２に記載のアダプティブアレイ無線基地局は、３個以上のアンテナ素子と信号処理回路とを備えている。そして、キャリブレーション時に、それぞれの伝送系から送出された既知の信号とそれぞれの伝送系において測定された受信信号とに基づいて、各伝送系における送受信回路間の位相回転量の差および振幅変動量の差が推定される。この推定結果に基づきフェイズシフタの位相回転量およびアッテネータの振幅変動量が設定される。これにより、特別な測定回路を設けることなく簡単かつ安価な構成で送受信回路の伝送特性キャリブレーションを行うことができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特表２００８−５３０８３４号公報
【特許文献２】国際公開第００／０８７７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかしながら、特許文献１や特許文献２には、送受信特性の差の較正に際して必要となる通信量や計算量の削減については充分に示されていない。
例えば、特許文献１には、アクセスポイントにおける補正率を、アクセスポイントの送信側または受信側のいずれに適用してもよいし送信側および受信側に適用してもよいことが示されている。また、ユーザ端末における補正率を、ユーザ端末の送信側または受信側のいずれに適用してもよいし送信側および受信側に適用してもよいことが示されている。しかし、特許文献１には、どの構成を用いてどのような計算を行うことで、送受信特性の差の較正に際して必要となる通信量や計算量を削減できるかについては充分に示されていない。
【００２９】
また、特許文献２には、無線基地局の送信側に、送受信回路の伝送特性の較正を行うためのフェイズシフタおよびアッテネータを設けることが示されているが、当該構成においてどのような計算を行うことで、送受信特性の差の較正に際して必要となる通信量や計算量を削減できるかについては充分に示されていない。
【００３０】
本発明は、上述の課題を解決することのできる通信装置、通信システム、送受信特性較正方法およびプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による通信装置は、複数のアンテナの各々におけるアナログ送信回路およびアナログ受信回路と、前記アナログ送信回路と前記アナログ受信回路とを切り替えて時分割複信での通信を実現する送受信切替スイッチと、無線空間に加えて前記アナログ送信回路および前記アナログ受信回路を含む各通信経路の伝送路特性を測定する伝送路測定部と、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させるための補正係数を、前記伝送路測定部が測定した伝送路特性と、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させた場合の前記補正係数を前記伝送路特性の式にて示す関係式とに基づいて算出する補正係数計算部と、前記補正係数計算部が算出した前記補正係数に基づいて、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させる補正を行う補正回路と、を具備することを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の一態様による通信システムは、複数のアンテナの各々におけるアナログ送信回路およびアナログ受信回路と、前記アナログ送信回路と前記アナログ受信回路とを切り替えて時分割複信での通信を実現する送受信切替スイッチと、無線空間に加えて前記アナログ送信回路および前記アナログ受信回路を含む各通信経路の伝送路特性を測定する伝送路測定部と、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させるための補正係数を、前記伝送路測定部が測定した伝送路特性と、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させた場合の前記補正係数を前記伝送路特性の式にて示す関係式とに基づいて算出する補正係数計算部と、前記補正係数計算部が算出した前記補正係数に基づいて、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させる補正を行う補正回路と、を具備する通信装置を複数具備することを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の一態様による送受信特性較正方法は、複数のアンテナの各々におけるアナログ送信回路およびアナログ受信回路と、前記アナログ送信回路と前記アナログ受信回路とを切り替えて時分割複信での通信を実現する送受信切替スイッチと、を具備する通信装置の送受信特性較正方法であって、無線空間に加えて前記アナログ送信回路および前記アナログ受信回路を含む各通信経路の伝送路特性を測定する伝送路測定ステップと、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させるための補正係数を、前記伝送路測定ステップにて測定した伝送路特性と、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させた場合の前記補正係数を前記伝送路特性の式にて示す関係式とに基づいて算出する補正係数計算ステップと、前記補正係数計算ステップにて算出した前記補正係数に基づいて、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させる補正を行う補正ステップと、を具備することを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の一態様によるプログラムは、複数のアンテナの各々におけるアナログ送信回路およびアナログ受信回路と、前記アナログ送信回路と前記アナログ受信回路とを切り替えて時分割複信での通信を実現する送受信切替スイッチと、を具備する通信装置の送受信特性を較正するコンピュータに、無線空間に加えて前記アナログ送信回路および前記アナログ受信回路を含む各通信経路の伝送路特性を測定する伝送路測定ステップと、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させるための補正係数を、前記伝送路測定ステップにて測定した伝送路特性と、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させた場合の前記補正係数を前記伝送路特性の式にて示す関係式とに基づいて算出する補正係数計算ステップと、前記補正係数計算ステップにて算出した前記補正係数に基づいて、前記アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させる補正を行う補正ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、送受信特性の差の較正に際して必要となる通信量や計算量を削減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】時分割複信にて通信を行う無線通信システムの概略構成例を示す説明図である。
【図２】送信側の経路に較正用の回路を有する基地局装置および移動局装置の概略構成を示す構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における通信システムの概略構成を示す構成図である。
【図４】本実施形態における第１の変形例の通信システムの、アンテナ間の送受信関係の例を示す説明図である。
【図５】本実施形態における第２の変形例の通信システムの、アンテナの配置例を示す説明図である。
【図６】同変形例における基地局装置の概略構成を示す構成図である。
【図７】同変形例における基地局装置の各部のうち、本発明の最小構成を示す構成図である。
【図８】アレイアンテナを用いたビームフォーミングの例を示す説明図である。
【図９】アレイアンテナを用いた固有モードＭＩＭＯの例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明で行う較正の前提として、送受信回路間の特性差が無い理想的な状態における、マルチアンテナ（複数のアンテナ）を用いた時分割複信について、図１を参照して説明する。
図１は、時分割複信にて通信を行う無線通信システムの概略構成例を示す説明図である。同図において、無線通信システム８００は、基地局装置８１０と移動局装置８２０とを具備する。なお、以下では、説明の便宜上、無線空間をアップリンクないしダウンリンクと呼ぶために、基地局装置と移動局装置とについて説明するが、他の場合（例えば、固定の通信装置同士の場合や、移動式の通信装置の場合）についても、以下の説明と同様である。
【００３８】
基地局装置８１０は、スマートアンテナを構成するｍ個（ｍは正整数）のアンテナ８−１〜８−ｍと、デジタル／アナログ（Digital/Analog；ＤＡ）変換回路１１ａと、アナログ／デジタル（Analog/Digital；ＡＤ）変換回路１２ａと、送受信切替スイッチ（Switch；ＳＷ）１３ａと、ベースバンド（Baseband；ＢＢ）部８２１とを具備する。
移動局装置８２０は、スマートアンテナを構成するｎ個（ｎは正整数）のアンテナ１９−１〜１９−ｎと、デジタル／アナログ変換回路１１ｂと、アナログ／デジタル変換回路１２ｂと、送受信切替スイッチ１３ｂと、ベースバンド部８２２とを具備する。
【００３９】
基地局装置８１０において、ベースバンド部８２１や、デジタル／アナログ変換回路１１ａや、アナログ／デジタル変換回路１２ａや、送受信切替スイッチ１３ａは、アンテナ８−１〜８−ｍの各々に対して独立に構成されている。すなわち、これらの構成するｍ組の回路とアンテナ８−１〜８−ｍとが１対１に接続されている。
また、移動局装置８２０において、ベースバンド部８２２や、デジタル／アナログ変換回路１１ｂや、アナログ／デジタル変換回路１２ｂや、送受信切替スイッチ１３ｂは、アンテナ１９−１〜１９−ｎの各々に対して独立に構成されている。すなわち、これらの構成するｎ組の回路とアンテナ１９−１〜１９−ｎとが１対１に接続されている。
【００４０】
なお、以下では、デジタル／アナログ変換回路からアンテナまでの回路を「アナログ送信回路」と称し、アンテナからアナログ／デジタル変換回路までの回路を「アナログ受信回路」と称する。また、アナログ送信回路とアナログ受信回路とをまとめて「アナログ部」と称する。
例えば、基地局装置８１０においては、デジタル／アナログ変換回路１１ａからアンテナ８−１〜８−ｍまでがアナログ送信回路に該当し、アンテナ８−１〜８−ｍからアナログ／デジタル変換回路１２ａまでがアナログ受信回路に該当する。また、これらをまとめた部分がアナログ部に該当する。また、移動局装置８２０においては、デジタル／アナログ変換回路１１ｂからアンテナ１９−１〜１９−ｎまでがアナログ送信回路に該当し、アンテナ１９−１〜１９−ｎからアナログ／デジタル変換回路１２ｂまでがアナログ受信回路に該当する。また、これらをまとめた部分がアナログ部に該当する。
【００４１】
基地局装置８１０は、通信データに基づいてベースバンド部８２１が生成してデジタル／アナログ変換回路１１ａがアナログ信号に変換した送信信号ｘｔを、アンテナ８−１〜８−ｍを用いて送信する。また、基地局装置８１０は、アンテナ８−１〜８−ｍが受信し、送受信切替スイッチ１３ａを介してアナログ／デジタル変換回路１２ａに出力した受信信号ｙｒを、ベースバンド部８２１に出力して通信データを抽出する。
また、送受信切替スイッチ１３ａは、送受信の切替を行うことで、時分割複信を実現する。従って、基地局装置８１０は、送受信を同時に行うことはできない。
【００４２】
移動局装置８２０は、通信データに基づいてベースバンド部８２２が生成してデジタル／アナログ変換回路１１ｂがアナログ信号に変換した送信信号ｘｒを、アンテナ１９−１〜１９−ｎを用いて送信する。また、移動局装置８２０は、アンテナ１９−１〜１９−ｎが受信し、送受信切替スイッチ１３ｂを介してアナログ／デジタル変換回路１２ｂに出力した受信信号ｙｔを、ベースバンド部８２２に出力して通信データを抽出する。
また、送受信切替スイッチ１３ｂは、送受信の切替を行うことで、時分割複信を実現する。従って、移動局装置８２０は、送受信を同時に行うことはできない。
【００４３】
ここで、基地局装置８１０と、移動局装置８２０とのいずれにおいても送受信回路（アナログ送信回路とアナログ受信回路と）の特性差がない場合について考える。この場合、アナログ部を含めた伝送路における伝送路特性が、送信方向と受信方向とで一致する。従って、基地局装置８１０側から移動局装置８２０側へのダウンリンクに対する伝送路特性Ｈ＝Ｈｔと、移動局装置８２０側から基地局装置８１０側へのアップリンクに対する伝送路特性Ｈｒとは、式（５）に示すように転置の関係にある。
【００４４】
【数５】
2013219505.tif 000007
【００４５】
なお、上述したように、添え字Ｈは複素共役転置を示し、添え字Ｔは転置を示す。また、行列Ｈは、式（１）に示すようにｎ行×ｍ列の行列である。
このように、ダウンリンクに対する伝送路特性とアップリンクに対する伝送と特性とが転置の関係にあるため、様々な特性（伝送路特性だけでなく、送受信ウェイトなど）について簡単に送受信間で変換可能である。例えば、基地局装置８１０がアップリンク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。なお、上述したように、伝送路特性Ｈは、無線空間のみならず通信装置のアンテナや回路などのアナログ部を含む経路の特性である。
ここで、アップリンクにおける送信信号ｘｔと受信信号ｙｔとを、それぞれ式（６）のように列ベクトルで表記する。
【００４６】
【数６】
2013219505.tif 000008
【００４７】
すると、送信信号ｘｔと受信信号ｙｔとの関係は、式（７）のように示される。
【００４８】
【数７】
2013219505.tif 000009
【００４９】
同様に、ダウンリンクにおける送信信号ｘｒと受信信号ｙｒとを、それぞれ式（８）のように列ベクトルで表記する。
【００５０】
【数８】
2013219505.tif 000010
【００５１】
すると、送信信号ｘｒと受信信号ｙｒとの関係は、式（９）のように示される。
【００５２】
【数９】
2013219505.tif 000011
【００５３】
次に、本発明で行う較正の前提として、送受信回路間の特性差がある場合の較正方法について、図２を参照して説明する。本発明を適用することで、図２で説明する較正において通信量や計算量を削減することが出来る。
図２は、送信側の経路に較正用の回路を有する基地局装置および移動局装置の概略構成を示す構成図である。同図において、無線通信システム９００は、基地局装置９１０と移動局装置９２０とを具備する。
【００５４】
基地局装置９１０は、基地局装置８１０（図１）と同様、スマートアンテナを構成するｍ個（ｍは正整数）のアンテナ８−１〜８−ｍと、デジタル／アナログ（Digital/Analog；ＤＡ）変換回路１１ａと、アナログ／デジタル（Analog/Digital；ＡＤ）変換回路１２ａと、送受信切替スイッチ（Switch；ＳＷ）１３ａと、ベースバンド（Baseband；ＢＢ）部９２１とを具備する。そして、基地局装置９１０は、アンテナ８−１〜８−ｍを用いて送受信を行う。また、送受信切替スイッチ１３ａは、送受信の切替を行うことで、時分割複信を実現する。
【００５５】
移動局装置９２０は、移動局装置８２０（図１）と同様、スマートアンテナを構成するｎ個（ｎは正整数）のアンテナ１９−１〜１９−ｎと、デジタル／アナログ変換回路１１ｂと、アナログ／デジタル変換回路１２ｂと、送受信切替スイッチ１３ｂと、ベースバンド部８２２とを具備する。そして、移動局装置９２０は、アンテナ１９−１〜１９−ｎを用いて送受信を行う。また、送受信切替スイッチ１３ｂは、送受信の切替を行うことで、時分割複信を実現する。
【００５６】
一方、図１の例と異なり、基地局装置９１０の送信側の経路には、アナログ部の送受信特性差Ｂが、回路３１にて示されている。また、移動局装置９２０の送信側の経路には、アナログ部の送受信特性差Ｕを示す回路３２が示されている。図２では、アナログ部の送受信特性差が送信部（アナログ送信回路）にあると仮定している。すなわち、受信側の特性を基準とした場合の送信側における特性の差分を、送信側の経路に示している。
また、基地局装置９１０は、送受信特性差Ｂを補正（較正）するための補正回路９ａを具備する。同様に、移動局装置９２０は、送受信特性差Ｕを補正（較正）するための補正回路９ｂを具備する。
【００５７】
ここで、送受信特性差Ｂは、アンテナ８−１〜８−ｍの各々に対する係数として表すことができ、式（１０）のように対角行列で示される。
【００５８】
【数１０】
2013219505.tif 000012
【００５９】
ここで、ｂ１〜ｂｍは、それぞれ、アンテナ８−１〜８−ｍに対する係数であり、アナログ送信部とアナログ受信部との特性の差分としての位相および振幅を、例えば複素数を用いた表現形式にて示す。
同様に、送受信特性差Ｕは、アンテナ１９−１〜１９−ｎの各々に対する係数として表すことができ、式（１１）のように対角行列で示される。
【００６０】
【数１１】
2013219505.tif 000013
【００６１】
ここで、ｕ１〜ｕｎは、それぞれ、アンテナ１９−１〜１９−ｎに対する係数であり、アナログ送信部とアナログ受信部との特性の差分としての位相および振幅を、例えば複素数を用いた表現形式にて示す。
また、基地局装置９１０から移動局装置９２０へのダウンリンクの伝送路特性は、理想状態でのダウンリンクの伝送路特性Ｈに対して式（１２）のようになる。
【００６２】
【数１２】
2013219505.tif 000014
【００６３】
すなわち、行列Ｈは、伝送路特性のうち、ダウンリンクとアップリンクとの共通成分を示し、行列Ｂは、基地局装置９１０における、送受信回路での差分成分（アナログ送信回路の特性とアナログ受信回路の特性との差分）を示している。
また、移動局装置９２０から基地局装置９１０へのアップリンクの伝送路特性は、理想状態でのアップリンクの伝送路特性ＨＴに対して式（１３）のようになる。
【００６４】
【数１３】
2013219505.tif 000015
【００６５】
式（１２）および式（１３）より、送受信特性差ＢとＵとの関係を示す式（１４）が得られる。
ここで、行列ＨＴは、伝送路特性のうち、ダウンリンクとアップリンクとの共通成分を示し、行列Ｕは、移動局装置９２０における、送受信回路での差分成分（アナログ送信回路の特性とアナログ受信回路の特性との差分）を示している。
【００６６】
【数１４】
2013219505.tif 000016
【００６７】
また、補正回路９ａが行う補正を補正係数Ｂｃにて示すと、アップリンクにおける補正後（較正実行後）の伝送路特性は、ＨｔＢｃとなる。また、補正回路９ｂが行う補正を補正係数Ｕｃにて示すと、ダウンリンクにおける補正後（較正実行後）の伝送路特性は、ＵｃＨｒＴとなる。
補正にて送受信の伝送路特性が一致した場合（すなわち、送受信回路の伝送特性の差が解消された場合）、式（１５）の関係が成立する。
【００６８】
【数１５】
2013219505.tif 000017
【００６９】
この式（１５）が、ｍ・ｎ個の関係式を示すのに対し、式（１５）に含まれる変数は、ｍ＋ｎ個である。しかしながら、変数の値が一意には決まらず、Ｂ、Ｕに対する定数倍の項が残る。そこで、行列Ｂｃを式（１６）のように定義する。すなわち、式（１６）を満たすように補正係数を設定する。
【００７０】
【数１６】
2013219505.tif 000018
【００７１】
ここで、ｃは不定係数である。式（１５）および式（１６）より、Ｕｃは、不定係数ｃを用いて式（１７）のように表される。
【００７２】
【数１７】
2013219505.tif 000019
【００７３】
この較正方法は、通常行なわれるアレイアンテナ間の較正とは異なる。すなわち、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。送受信の回路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した際に、送受信の伝送路特性が一致する。これにより、時分割複信方式の通信システムにおいて、ダウンリンクとアップリンクの伝送路特性が共通となり、通信装置それぞれ（例えば、基地局および移動局のそれぞれ）にて送受信の伝送路特性（特に、送信時の伝送路特性）を測定可能となる。従って、伝送路特性をフィードバックするなど通知する必要がなくなる。
【００７４】
なお、送受信特性を一致させる較正と、アンテナ間で特性を一致させる較正とは、併用可能である。ここで、送受信特性を一致させる較正のみでは、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（検出）することはできない。すなわち、通信相手を確認できても実際どちらの方向に存在するか知ることはできない。そこで、送受信特性を一致させる較正に加えてアンテナ間で特性を一致させる較正を行うことで、電波到来方向を検出可能となる。
【００７５】
図３は、本発明の一実施形態における無線通信システムの概略構成を示す構成図である。同図において通信システム１００は、基地局装置１１０および移動局装置１２０を具備する。基地局装置１１０は、アンテナ８−１および８−２と、補正回路９ａおよび９ｂと、デジタル／アナログ変換回路１１ａおよび１１ｂと、アナログ／デジタル変換回路１２ａおよび１２ｂと、送受信切替スイッチ１３ａおよび１３ｂとを具備する。移動局装置１２０は、補正回路９ｃおよび９ｄと、デジタル／アナログ変換回路１１ｃおよび１１ｄと、アナログ／デジタル変換回路１２ｃおよび１２ｄと、送受信切替スイッチ１３ｃおよび１３ｄと、アンテナ１９−１および１９−２とを具備する。
なお、本発明の適用範囲は、図３に示す基地局装置と移動局構成との組み合わせに限らない。例えば、固定式の通信装置同士の通信や、移動式の通信装置同士の通信にも本発明を適用可能である。
【００７６】
図３に示すように、基地局装置１１０と移動局装置１２０とは、それぞれ２つのアンテナ（アンテナ素子）を具備して、２ｘ２ＭＩＭＯにて通信を行う。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、基地局装置１１０から移動局装置１２０へのダウンリンクの伝送路特性ｈｔ，１１、ｈｔ，１２、ｈｔ，２１、ｈｔ，２２は、式（１）、式（１０）および式（１２）より、式（１８）のように示される。
【００７７】
【数１８】
2013219505.tif 000020
【００７８】
但し、伝送路特性ｈｔ，１１は、アンテナ８−１側からアンテナ１９−１側への、アナログ部を含む経路の伝送路特性である。また、伝送路特性ｈｔ，１２は、アンテナ８−２側からアンテナ１９−１側への、アナログ部を含む経路の伝送路特性である。また、伝送路特性ｈｔ，２１は、アンテナ８−１側からアンテナ１９−２側への、アナログ部を含む経路の伝送路特性である。また、伝送路特性ｈｔ，２２は、アンテナ８−２側からアンテナ１９−２側への、アナログ部を含む経路の伝送路特性である。
【００７９】
また、送受信の伝送路特性ｈｒ，１１、ｈｒ，１２、ｈｒ，２１、ｈｒ，２２は、式（１）、式（１１）および式（１３）より、式（１９）のように示される。
【００８０】
【数１９】
2013219505.tif 000021
【００８１】
但し、伝送路特性ｈｒ，１１は、アンテナ１９−１側からアンテナ８−１側への、アナログ部を含む経路の伝送路特性である。また、伝送路特性ｈｒ，１２は、アンテナ１９−２側からアンテナ８−１側への、アナログ部を含む経路の伝送路特性である。また、伝送路特性ｈｒ，２１は、アンテナ１９−１側からアンテナ８−２側への、アナログ部を含む経路の伝送路特性である。また、伝送路特性ｈｒ，２２は、アンテナ１９−２側からアンテナ８−２側への、アナログ部を含む経路の伝送路特性である。
【００８２】
送受信経路の特性を一致させるためには、式（１５）より、補正係数ｂｃ，１、ｂｃ，２、ｕｃ，１、ｕｃ，２について式（２０）を満たせばよい。
【００８３】
【数２０】
2013219505.tif 000022
【００８４】
具体的な補正係数決定方法の例を以下に示す。まず、補正係数ｂｃ，１を式（２１）のように設定（定義）する。
【００８５】
【数２１】
2013219505.tif 000023
【００８６】
そうすると、式（２０）より、補正係数ｕｃ，１は式（２２）のようになる。
【００８７】
【数２２】
2013219505.tif 000024
【００８８】
また、式（２３）のように補正係数ｂｃ，２を求める。
【００８９】
【数２３】
2013219505.tif 000025
【００９０】
さらに、式（２４）のように補正係数ｕｃ，２を求める。
【００９１】
【数２４】
2013219505.tif 000026
【００９２】
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。ここで、式（２０）における、伝送路特性ｈｔ，２２、ｈｒ，２２を含んだ項は冗長となり基本的には必要が無い。２ｘ２ＭＩＭＯの場合、式（２０）に示される４つの関係式のうち任意の３式を使用すれば補正係数を決定することが出来る。なお、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。
【００９３】
補正回路９ａは、得られた補正係数ｂｃ，１およびｂｃ，２に基づいて、アナログ送信回路の特性とアナログ受信回路の特性とを一致させる補正（較正）を行う。具体的には、補正回路９ａは、アンテナ８−１、８−２の各々について、デジタル送信部（すなわち、デジタル／アナログ変換回路が送信信号をアナログ変換する前の段階）において、送信信号に補正係数を乗算する（位相および振幅を調整する）。これにより、補正回路９ａは、基地局装置１１０におけるアナログ送信回路の特性を、アナログ受信回路の特性に一致させている。
【００９４】
また、補正回路９ｂは、得られた補正係数ｕｃ，１およびｕｃ，２に基づいて、アナログ送信回路の特性とアナログ受信回路の特性とを一致させる補正（較正）を行う。具体的には、補正回路９ｂは、アンテナ１９−１、１９−２の各々について、デジタル送信部（すなわち、デジタル／アナログ変換回路が送信信号をアナログ変換する前の段階）において、送信信号に補正係数を乗算する（位相および振幅を調整する）。これにより、補正回路９ｂは、移動局装置１２０におけるアナログ送信回路の特性を、アナログ受信回路の特性に一致させている。
【００９５】
なお、伝送路特性の測定は、基地局装置１１０と移動局装置１２０との間でパイロット信号を送受信し、受信側において、受信したパイロット信号と元のパイロット信号との相関値を計算することで行う。例えば、伝送路特性ｈｔ，１１を測定する場合、まず、基地局装置１１０が、アンテナ８−１からパイロット信号を送信する。そして、移動局装置１２０は、アンテナ１９−１にて受信したパイロット信号と、元のパイロット信号（移動局装置１２０の内部で生成した、送信時と同一のパイロット信号）との相関値を計算することで、伝送路特性を求める。
【００９６】
このように不定係数を固定することで、補正計算を簡略化することが出来る。この場合、伝送路特性から得られるパラメータとして、基地局装置１１０から移動局装置１２０へ、ｈｒ，１１／ｈｒ，１２を送信（フィードバック）し、移動局装置１２０から基地局装置１１０へ、ｈｔ，１１／ｈｔ，１２を送信すればよい。このように、基地局装置１１０から移動局装置１２０、移動局装置１２０から基地局装置１１０のそれぞれにおいて１個のパラメータ値を送信すれば良く、通信量を削減することが出来る。また、式（２１）〜式（２４）に示されるように、伝送路特性を用いた簡単な計算にて補正係数を算出できるので、計算量を削減することが出来る。
【００９７】
次に、本実施形態における通信システム１００の第１の変形例である通信システム２００について説明する。
図４は、本変形例の通信システム２００におけるアンテナ間の送受信関係の例を示す説明図である。同図において、基地局装置２１０は、３つのアンテナ８−１〜８−３を具備し、移動局装置２２０は、３つのアンテナ１９−１〜１９−３を具備する。そして、基地局装置２１０と移動局装置２２０とは、３ｘ３ＭＩＭＯにて通信を行う。
【００９８】
なお、各アンテナに接続されるアナログ部の構成については、通信システム１００（図３）の場合と同様であり、図示および説明を省略する。
また、通信システム１００について説明したように、本発明の適用範囲は、図４に示す基地局装置と移動局構成との組み合わせに限らない。例えば、固定式の通信装置同士の通信や、移動式の通信装置同士の通信にも本発明を適用可能である。
【００９９】
図４に示すように、送受信アンテナの組み合わせは９組存在する。このうち、例えば実線矢印にて示す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。ここで、補正係数を求める際、６個全ての補正係数間の関係が確定する組み合わせにて５組の式を選択する必要がある。
具体的には、まず、２ｘ２ＭＩＭＯの場合の式（２０）と同様に、伝送路特性と補正係数との関係について式（２５）を得られる。
【０１００】
【数２５】
2013219505.tif 000027
【０１０１】
ここで、伝送路特性ｈｔ，ｉｋ（ｉは、１≦ｉ≦３の正整数、ｋは、１≦ｋ≦３の正整数）は、アンテナ８−ｋ側からアンテナ１９−ｉ側への、アナログ部を含む経路の伝送路特性である。また、伝送路特性ｈｒ，ｋｉ（ｋは、１≦ｋ≦３の正整数、ｉは、１≦ｉ≦３の正整数）は、アンテナ１９−ｉ側からアンテナ８−ｋ側への、アナログ部を含む経路の伝送路特性である。
【０１０２】
また、行列Ｂにおけるｂ１、ｂ２、ｂ３（式（１０）参照）は、それぞれ、アンテナ８−１、８−２、８−３に関するアナログ部の送受信特性差を示す。また、行列Ｕにおけるｕ１、ｕ２、ｕ３（式（１１）参照）は、それぞれ、アンテナ１９−１、１９−２、１９−３に関するアナログ部の送受信特性差を示す。
【０１０３】
また、補正係数ｂｃ，１、ｂｃ，２、ｂｃ，３は、それぞれ、アンテナ８−１、８−２、８−３に関するアナログ部の補正係数を示す。これら補正係数ｂｃ，１、ｂｃ，２、ｂｃ，３は、上記のように、式（１６）を満たすよう設定される。また、補正係数ｕｃ，１、ｕｃ，２、ｕｃ，３は、それぞれ、アンテナ１９−１、１９−２、１９−３に関するアナログ部の補正係数を示す。これら補正係数ｕｃ，１、ｕｃ，２、ｕｃ，３は、上述したように、式（１７）を満たすよう設定される。
【０１０４】
式（２５）より、ｈｔ，１１ｂｃ，１＝ｕｃ，１ｈｒ，１１、ｈｔ，１２ｂｃ，２＝ｕｃ，１ｈｒ，２１、・・・、ｈｔ，３３ｂｃ，３＝ｕｃ，３ｈｒ，３３の９個の関係式を得られる。
【０１０５】
また、補正係数ｂｃ，１、ｂｃ，２、ｂｃ，３、ｕｃ，１、ｕｃ，２、ｕｃ，３のいずれかを、式（２１）の場合と同様に伝送路特性を用いて設定（定義）する。その際、上記の９個の関係式のうち、設定する補正係数の出現する関係式において、補正係数と逆の辺に出現する伝送路特性を用いる。
例えば、関係式ｈｔ，１１ｂｃ，１＝ｕｃ，１ｈｒ，１１において、補正係数ｂｃ，１が左辺に出現しているのに対して、右辺には、伝送路特性ｈｒ，１１が出現している。そこで、２ｘ２ＭＩＭＯの通信システム１００（図３）の場合と同じく、補正係数ｂｃ，１を式（２１）のように定義することができる。
【０１０６】
次に、既に値の設定されている補正係数と、未だ値の設定されていない補正係数とが出現する関係式を用いて、未だ値の設定されていない補正係数の値を、既に値の設定されている補正係数の値および伝送路特性を用いて設定する。これを、全ての補正係数の値が設定されるまで行う。
例えば、関係式「ｈｔ，１１ｂｃ，１＝ｕｃ，１ｈｒ，１１」と、補正係数ｂｃ，１の値「ｈｒ，１１」とに基づいて、２ｘ２ＭＩＭＯの通信システム１００（図３）の場合と同じく、補正係数ｕｃ，１の値を式（２２）のように求める（設定する）ことができる。
このようにして、例えば、式（２６）に示す補正係数ｂｃ，１、ｂｃ，２、ｂｃ，３を得ることが出来る。
【０１０７】
【数２６】
2013219505.tif 000028
【０１０８】
また、例えば、式（２７）に示す補正係数ｕｃ，１、ｕｃ，２、ｕｃ，３を得ることが出来る。
【０１０９】
【数２７】
2013219505.tif 000029
【０１１０】
なお、２ｘ２ＭＩＭＯの通信システム１００（図３）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るようにしても良い。
【０１１１】
２ｘ２ＭＩＭＯの通信システム１００（図３）の場合と同様、このように不定係数を固定すると、補正計算を簡略化することが出来る。この場合、伝送路特性から得られるパラメータとして、基地局装置２１０から移動局装置２２０へ、ｈｒ，１１／ｈｒ，１２、ｈｒ，１１／ｈｒ，１３を送信（フィードバック）すればよい。また、移動局装置２２０から基地局装置２１０へ、ｈｔ，１１／ｈｔ，１２、ｈｔ，１１／ｈｔ，１３を送信すればよい。このように、基地局装置２１０から移動局装置２２０、移動局装置２２０から基地局装置２１０のそれぞれにおいて、２個のパラメータ値を送信すれば良く、通信量を削減することが出来る。また、式（２６）および式（２７）に示されるように、伝送路特性を用いた簡単な計算にて補正係数を算出できるので、計算量を削減することが出来る。
【０１１２】
次に、本実施形態における通信システム１００や、その第１の変形例における通信システム２００を一般化した第２の変形例である通信システム３００について説明する。
図５は、本変形例の通信システム３００におけるアンテナの配置例を示す説明図である。同図において、基地局装置３１０は、ｍ個（ｍは正整数）のアンテナ８−１〜８−ｍを具備し、移動局装置３２０は、ｎ個（ｎは正整数）のアンテナ１９−１〜１９−ｎを具備する。そして、基地局装置３１０と移動局装置３２０とは、ｍｘｎＭＩＭＯにて通信を行う。
【０１１３】
なお、各アンテナに接続されるアナログ部の構成については、通信システム１００（図３）の場合と同様であり、図示および説明を省略する。
また、通信システム１００について説明したように、本発明の適用範囲は、図５に示す基地局装置と移動局構成との組み合わせに限らない。例えば、固定式の通信装置同士の通信や、移動式の通信装置同士の通信にも本発明を適用可能である。
【０１１４】
この場合、送受信アンテナの組み合わせは、ｍ・ｎ組存在する。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推定を行なえば、不定係数を含んだ形で補正係数を求めることが出来る。
具体的には、まず、２ｘ２ＭＩＭＯの場合の式（２０）や、３ｘ３ＭＩＭＯの場合の式（２５）と同様に、伝送路特性と補正係数との関係について式（２８）を得られる。
【０１１５】
【数２８】
2013219505.tif 000030
【０１１６】
ここで、伝送路特性ｈｔ，ｉｋ（ｉは、１≦ｉ≦ｎの正整数、ｋは、１≦ｋ≦ｍの正整数）は、アンテナ８−ｋ側からアンテナ１９−ｉ側への、アナログ部を含む経路の伝送路特性である。また、伝送路特性ｈｒ，ｋｉ（ｋは、１≦ｋ≦ｍの正整数、ｉは、１≦ｉ≦ｎの正整数）は、アンテナ１９−ｉ側からアンテナ８−ｋ側への、アナログ部を含む経路の伝送路特性である。
【０１１７】
また、行列Ｂにおけるｂ１、・・・、ｂｍ（式（１０）参照）は、それぞれ、アンテナ８−１、・・・、８−ｍに関するアナログ部の送受信特性差を示す。また、行列Ｕにおけるｕ１、・・・、ｕｎ（式（１１）参照）は、それぞれ、アンテナ１９−１、・・・、１９−ｎに関するアナログ部の送受信特性差を示す。
【０１１８】
また、補正係数ｂｃ，１、・・・、ｂｃ，ｍは、それぞれ、アンテナ８−１、・・・、８−ｍに関するアナログ部の補正係数を示す。これら補正係数ｂｃ，１、・・・、ｂｃ，ｍは、上記のように、式（１６）を満たすよう設定される。また、補正係数ｕｃ，１、・・・、ｕｃ，ｎは、それぞれ、アンテナ１９−１、・・・、１９−ｎに関するアナログ部の補正係数を示す。これら補正係数ｕｃ，１、・・・、ｕｃ，ｎは、上述したように、式（１７）を満たすよう設定される。
【０１１９】
式（２８）より、ｈｔ，１１ｂｃ，１＝ｕｃ，１ｈｒ，１１、ｈｔ，１２ｂｃ，２＝ｕｃ，１ｈｒ，２１、・・・、ｈｔ，ｎｍｂｃ，ｍ＝ｕｃ，ｎｈｒ，ｍｎのｍ・ｎ個の関係式を得られる。
【０１２０】
また、補正係数ｂｃ，１、・・・、ｂｃ，ｍ、ｕｃ，１、・・・、ｕｃ，ｎのいずれかを、式（２１）の場合と同様に伝送路特性を用いて設定（定義）する。その際、上記のｍ・ｎ個の関係式のうち、設定する補正係数の出現する関係式において、補正係数と逆の辺に出現する伝送路特性を用いる。
例えば、関係式ｈｔ，１１ｂｃ，１＝ｕｃ，１ｈｒ，１１において、補正係数ｂｃ，１が左辺に出現しているのに対して、右辺には、伝送路特性ｈｒ，１１が出現している。そこで、２ｘ２ＭＩＭＯの通信システム１００（図３）の場合と同じく、補正係数ｂｃ，１を式（２１）のように定義することができる。
【０１２１】
次に、既に値の設定されている補正係数と、未だ値の設定されていない補正係数とが出現する関係式を用いて、未だ値の設定されていない補正係数の値を、既に値の設定されている補正係数の値および伝送路特性を用いて設定する。これを、全ての補正係数の値が設定されるまで行う。
例えば、関係式「ｈｔ，１１ｂｃ，１＝ｕｃ，１ｈｒ，１１」と、補正係数ｋｃ，１の値「ｈｒ，１１」とに基づいて、２ｘ２ＭＩＭＯの通信システム１００（図３）の場合と同じく、補正係数ｕｃ，１の値を式（２２）のように求める（設定する）ことができる。
【０１２２】
また、関係式「ｈｔ，１ｋｂｃ，ｋ＝ｕｃ，１ｈｒ，ｋ１」（ｋは、１≦ｋ≦ｍの正整数）と、補正係数ｕｃ，１の値「ｈｔ，１１」とに基づいて、補正係数ｂｃ，ｋの値を「ｈｒ，ｋ１ｈｔ，１１／ｈｔ，１ｋ」と求めることが出来る。
また、関係式「ｈｔ，ｉ１ｂｃ，１＝ｕｃ，ｉｈｒ，１ｉ」（ｉは、１≦ｉ≦ｎの正整数）と、補正係数ｂｃ，１の値「ｈｒ，１１」とに基づいて、補正係数ｕｃ，ｉの値を「ｈｔ，ｉ１ｈｒ，１１／ｈｒ，１ｉ」と求めることが出来る。
【０１２３】
このようにして、例えば、式（２９）に示す補正係数ｂｃ，１、・・・、ｂｃ，ｍを得ることが出来る。
【０１２４】
【数２９】
2013219505.tif 000031
【０１２５】
また、例えば、式（３０）に示す補正係数ｕｃ，１、・・・、ｕｃ，ｎを得ることが出来る。
【０１２６】
【数３０】
2013219505.tif 000032
【０１２７】
なお、２ｘ２ＭＩＭＯの通信システム１００（図３）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るようにしても良い。
【０１２８】
２ｘ２ＭＩＭＯの通信システム１００（図３）や、３ｘ３ＭＩＭＯの通信システム２００（図４）の場合と同様、このように不定係数を固定すると、補正計算を簡略化することが出来る。この場合、伝送路特性から得られるパラメータとして、基地局装置３１０から移動局装置３２０へ、ｈｒ，１１／ｈｒ，１２、・・・、ｈｒ，１１／ｈｒ，１ｎを送信すればよい。また、移動局装置３２０から基地局装置３１０へ、ｈｔ，１１／ｈｔ，１２、・・・、ｈｔ，１１／ｈｔ，１ｍを送信すればよい。このように、基地局装置３１０から移動局装置３２０へ、ｎ−１個のパラメータ値を送信し、移動局装置３２０から基地局装置３１０へ、ｍ−１個のパラメータ値を送信すれば良く、通信量を削減することが出来る。また、式（２９）および式（３０）に示されるように、伝送路特性を用いた簡単な計算にて補正係数を算出できるので、計算量を削減することが出来る。
【０１２９】
図６は、基地局装置３１０の概略構成を示す構成図である。同図において、基地局装置３１０は、複数のアンテナ８−１〜８−ｍを具備し、アンテナ毎に、補正回路９ａと、デジタル／アナログ変換回路１１ａと、アナログ／デジタル変換回路１２ａと、送受信切替スイッチ１３ａおよび１３ｂと、レジスタ２６とを具備する。ベースバンド部３２１は、パイロット信号生成部１４と、変調部１５と、復調部１６と、伝送路測定部１７と、メモリ２３および２４と、補正係数計算部２５と、マッピング部２７とを具備する。また、図３の場合と同様、アナログ部の送受信特性差Ｂが、回路３１にて示されている。
なお、ここでは基地局装置３１０について説明するが、移動局装置３２０についても同様である。
【０１３０】
ベースバンド部３２１内に示されている基地局装置３１０のデジタル部において、パイロット信号生成部１４は、パイロット信号（参照信号）を生成する。また、変調部１５は、送信データを変調して送信信号を生成する。その際、変調部１５は、伝送路測定部１７が測定する伝送路特性Ｈｒから計算される伝送路情報のパラメータを、送信データに含めて変調する。
【０１３１】
そして、マッピング部２７は、パイロット信号生成部１４が生成したパイロット信号と、変調部１５が変調した送信データとをマッピングする。
そして、補正回路９ａは、マッピング部２７がマッピングした信号（デジタルの送信信号）に対して、レジスタ２６の記憶する補正係数に基づいて、アナログ部の送受信特性を一致させる補正を行う。具体的には、補正回路９ａは、マッピング部２７がマッピングした信号に対して補正係数Ｂｃを乗算する（すなわち、位相および振幅を調整する）ことにより、アナログ部の送受信特性差Ｂを補正する。
【０１３２】
デジタル／アナログ変換回路１１ａは、補正回路９ａが補正した信号をアナログ信号に変換することで、アナログの送信信号を生成し、送受信切替スイッチ１３ａおよびアンテナ８−１〜８−ｍを介して移動局装置３２０（図５）へ送信する。
【０１３３】
また、アンテナ８−１〜８−ｍが、移動局装置３２０からの通信信号を受信すると、送受信切替スイッチ１３ａを介してアナログ／デジタル変換回路１２ａが、当該通信信号を取得してデジタル変換する。
そして、ベースバンド部３２１内に示されている基地局装置３１０のデジタル部において、伝送路測定部１７は、パイロット信号生成部１４が生成したパイロット信号と、アナログ／デジタル変換回路１２ａがデジタル変換した受信信号に含まれるパイロット信号とを用いて伝送路推定を行ない、伝送路特性Ｈｒを求める。メモリ２４は、伝送路測定部１７が求めた伝送路特性Ｈｒを、測定時間ｔと合わせてＨｒ（ｔ）として記録（記憶）する。
【０１３４】
また、復調部１６は、アナログ／デジタル変換回路１２ａがデジタル変換した受信信号を復調して通信データを抽出する。そして、復調部１６は、抽出した復調データに含まれる、移動局装置からフィードバック情報として送られてくる伝送路特性を示すパラメータ（伝送路特性Ｈｔから計算される値）を、測定時間ｔの情報と共にメモリ２３に記録（記憶）させる。
【０１３５】
補正係数計算部２５は、メモリ２４に記録された伝送路特性Ｈｒおよびメモリ２３に記録されたパラメータから測定時間ｔ（例えば、Ｈｒ（ｔ）のように測定時間と対応付けて記憶しておく）の近い組み合わせ（例えば、時間差が所定の閾値以下の組み合わせ）を選択する。あるいは、出来るだけ近い時間で測定するよう、基地局装置３１０と移動局装置３２０とがスケジューリングを行うようにしてもよい。
そして、補正係数計算部２５は、選択した組み合わせに基づいて、補正係数Ｂｃを計算する。例えば、補正係数計算部２５は、上述したように補正係数ｂｃ，１＝ｈｒ，１１と設定し、後は、補正係数間の関係式を順番に用いて全ての補正係数を求める。
補正係数計算部２５は、計算した補正係数Ｂｃを、レジスタ２６に保持（記憶）させる。
【０１３６】
なお、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が求められるので、補正係数計算部２５は、計算結果を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へ記録する。
移動局装置３２０においても同様にして、補正係数Ｕｃを求め、送信信号の送受信特性差を補正する。
【０１３７】
以上のように、補正係数計算部２５は、アナログ送信回路の特性とアナログ受信回路の特性とを一致させるための補正係数を、伝送路測定部１７が測定した伝送路特性と、アナログ送信回路の特性と前記アナログ受信回路の特性とを一致させた場合の補正係数を前記伝送路特性の式にて示す関係式（例えば、２ｘ２ＭＩＭＯの場合、式（２１）〜式（２４））とに基づいて算出する。
これにより、補正係数計算部２５は、式（２１）〜式（２４）に例示されるように、伝送路特性に基づく簡単な計算にて補正係数を算出することが出来る。従って、送受信特性の差の較正に際して必要となる通信量や計算量を削減することが出来る。
【０１３８】
特に、補正係数計算部２５は、式（２１）に示されるように、アンテナ８−１〜８−ｍのいずれかについての補正係数の値として、当該アンテナにおける通信経路の伝送路特性の値を設定する。これにより、不定係数ｃの補正係数への出現を抑制することができ、補正係数算出のためのパラメータの通信量や、補正係数算出の際の計算量をさらに削減出来る。
【０１３９】
また、補正係数計算部２５が、補正係数の値を冗長に算出し、算出した値の平均をとることで、測定誤差による補正係数のばらつきを縮小させることができる。
【０１４０】
なお、上述したように、以上では、基地局装置および移動局装置について説明したが、本発明はこれに限らず固定の通信装置同士の場合や、移動式の通信装置の場合にも適用可能である。複数のアンテナを具備して時分割複信にて通信を行う様々な通信装置に本発明を適用可能である。
また、以上では、送信側にて送受信の特性の差異を補正（較正）する場合について説明したが、受信側にて当該補正を行うようにしてもよい。
【０１４１】
また、通信装置間で、補正係数算出のために伝送路測定結果を通知する際、通知する伝送路測定結果は過去に測定したものであってもよい。ここで、無線空間の特性の時間変動と異なり、送受信における特性の差異の時間変動は比較的小さいと考えられる。従って、過去に得られた伝送路測定結果を用いて補正係数を求めても、各伝送路について、充分に近い時刻の伝送路特性求めれば、良好な補正係数を取得し得る。すなわち、無線空間の特性が類似している状態での伝送路特性を用いて補正係数を求めることで、送受信の特性を一致させることの出来る補正係数を取得し得る。
【０１４２】
次に、図７を参照して、基地局装置（通信装置）３１０における最小構成について説明する。図７は、図６に示した各部のうち、基地局装置３１０における本発明の最小構成を示す構成図である。同図において、図６に示した基地局装置３１０の各部のうち、アンテナ８−１〜８−ｍと、補正回路９ａと、送受信切替スイッチ１３ａと、伝送路測定部１７と、補正係数計算部２５と、アナログ送信回路３３と、アナログ受信回路３４とが示されている。
【０１４３】
この構成において、図６に示した構成に基づいて上述したのと同様、伝送路測定部１７は、伝送路特性を求める。そして、補正係数計算部２５は、伝送路測定部１７が求めた伝送路特性と、アナログ送信回路３３の特性とアナログ受信回路３４の特性とを一致させた場合の補正係数を伝送路特性の式にて示す関係式とに基づいて、補正係数を算出する。
これにより、補正係数計算部２５は、伝送路特性に基づく簡単な計算にて補正係数を算出することが出来る。従って、送受信特性の差の較正に際して必要となる通信量や計算量を削減することが出来る。
【０１４４】
なお、補正回路９ａと、デジタル／アナログ変換回路１１ａと、アナログ／デジタル変換回路１２ａと、レジスタ２６と、ベースバンド部３２１との全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０１４５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【０１４６】
８−１〜８−ｍ、１９−１〜１９−ｎ  アンテナ
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ  補正回路
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ  デジタル／アナログ変換回路
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  アナログ／デジタル変換回路
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  送受信切替スイッチ
１４  パイロット信号生成部
１５  変調部
１６  復調部
１７  伝送路測定部
２３、２４  メモリ
２５  補正係数計算部
２６  レジスタ
２７  マッピング部
１００、２００、３００  通信システム
１１０、２１０、３１０  基地局装置
１２０、２２０、３２０  移動局装置
３２１  ベースバンド部
【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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【図９】
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