(57)【要約】【課題】複数の信号処理部間で温度差が生じても通信品質を維持することができるアクティブアンテナシステムを提供する。【解決手段】複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子それぞれによって送受信される無線信号の位相を調整する可変移相器、および前記無線信号の振幅を調整する可変減衰器のうち少なくとも一方を有する複数の信号処理部と、を備えたアクティブアンテナシステムであって、前記複数の信号処理部それぞれの温度を検知する複数の温度センサと、前記各信号処理部の前記温度センサの検知温度に基づいて、当該信号処理部の前記検知温度における、前記可変移相器の出力位相及び前記可変減衰器の出力振幅のうち前記少なくとも一方の出力値を推定する推定部と、隣り合う前記アンテナ素子に対応する前記信号処理部間の前記出力値の差分である相対出力をそれぞれ算出する算出部と、算出された前記相対出力が所望の値となるように前記少なくとも一方を制御する制御部と、を備えるアクティブアンテナシステム。【選択図】図３
2017195463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子それぞれによって送受信される無線信号の位相を調整する可変移相器、および前記無線信号の振幅を調整する可変減衰器のうち少なくとも一方を有する複数の信号処理部と、を備えたアクティブアンテナシステムであって、
前記複数の信号処理部それぞれの温度を検知する複数の温度センサと、
前記各信号処理部の前記温度センサの検知温度に基づいて、当該信号処理部の前記検知温度における、前記可変移相器の出力位相及び前記可変減衰器の出力振幅のうち前記少なくとも一方の出力値を推定する推定部と、
隣り合う前記アンテナ素子に対応する前記信号処理部間の前記出力値の差分である相対出力をそれぞれ算出する算出部と、
算出された前記相対出力が所望の値となるように前記少なくとも一方を制御する制御部と、を備えるアクティブアンテナシステム。
【請求項２】
前記制御部は、前記少なくとも一方の出力値の制御量を可及的に少なくするために、所定のアルゴリズムにより設定された設定相対出力となるように前記少なくとも一方を制御する、請求項１に記載のアクティブアンテナシステム。
【請求項３】
前記アルゴリズムは、複数の前記相対出力の平均値と前記各相対出力との差分のうち、絶対値が最小値となる差分に対応する相対出力を前記設定相対出力として設定する、請求項２に記載のアクティブアンテナシステム。
【請求項４】
前記推定部は、前記複数の信号処理部それぞれに対応する、前記検知温度と前記少なくとも一方の出力値との関係を示す複数のルックアップテーブルを用いて、前記少なくとも一方の出力値を推定する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のアクティブアンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムの基地局装置等に用いられるアクティブアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等に用いられる無線通信システムにおいては、スマートフォン等の普及により、通信エリアの拡大や通信容量の拡張に対する要求が高まっている。そこで、高周波送受信機の機能を内蔵したアクティブアンテナシステムの基地局装置への利用が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
アクティブアンテナシステムは、複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子それぞれに対応して設けられた複数の信号処理部とを備えている。このため、アンテナ素子ごとに送受信される無線信号を制御することができ、制御性に優れている。
このような優れた制御性を有するアクティブアンテナシステム用いた基地局装置では、当該アンテナシステムによって送受信される送受信信号の指向性を制御することで、通信エリアを最適化することができる。また、アンテナシステムの設置面積や消費電力を削減することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５４４２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなアクティブアンテナシステムの各信号処理部は、送受信信号の位相を変化させる可変移相器と、送受信信号の振幅を変化させる可変減衰器と、送受信信号を増幅する増幅器とを備えている。そして、各信号処理部は、複数のアンテナ素子間の無線信号の相対位相と相対振幅が所望の値となるように可変移相器および可変減衰器を制御することで通信エリアの調整を行う。
【０００６】
しかし、信号処理部は、半導体デバイスを用いて製造されることが多いため、可変移相器の出力位相の特性、および可変減衰器の出力振幅の特性は温度に依存することが多い。このため、全ての信号処理部を前記出力位相および出力振幅の温度特性が同じ半導体デバイスにより製造したとしても、以下の問題が生じる。すなわち、これらの信号処理部（増幅器）それぞれの温度が互いに異なると、各信号処理部の前記出力位相および出力振幅が変化することで、設定した相対位相や相対振幅に狂いが生じ、通信品質が低下する。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複数の信号処理部間で温度差が生じても通信品質を維持することができるアクティブアンテナシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係るアクティブアンテナシステムは、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子それぞれによって送受信される無線信号の位相を調整する可変移相器、および前記無線信号の振幅を調整する可変減衰器のうち少なくとも一方を有する複数の信号処理部と、を備えたアクティブアンテナシステムであって、前記複数の信号処理部それぞれの温度を検知する複数の温度センサと、前記各信号処理部の前記温度センサの検知温度に基づいて、当該信号処理部の前記検知温度における、前記可変移相器の出力位相及び前記可変減衰器の出力振幅のうち前記少なくとも一方の出力値を推定する推定部と、隣り合う前記アンテナ素子に対応する前記信号処理部間の前記出力値の差分である相対出力をそれぞれ算出する算出部と、算出された前記相対出力が所望の値となるように前記少なくとも一方を制御する制御部と、を備えるアクティブアンテナシステムである。
【０００９】
本発明は、このような特徴的な処理部を備えるアクティブアンテナシステムとして実現できるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする方法として実現したり、かかる特徴的な処理のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。また、アクティブアンテナシステムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のアクティブアンテナシステムによれば、複数の信号処理部間で温度差が生じても通信品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るアクティブアンテナシステムを備えた基地局装置の一部を示すブロック図である。
【図２】アクティブアンテナシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】アクティブアンテナシステムの制御構成を示すブロック図である。
【図４】推定部が用いるルックアップテーブルの一例である。
【図５】アクティブアンテナシステムの工場出荷時に行われる信号処理部の初期設定を示すフローチャートである。
【図６】アクティブアンテナシステムの稼働中に制御装置が実行する制御内容を示すフローチャートである。
【図７】制御装置が可変移相器の出力位相を推定した後に行う具体的な制御例を示す説明図である。
【図８】制御装置が可変移相器の出力位相を推定した後に行う具体的な制御例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の実施形態に係るアクティブアンテナシステムは、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子それぞれによって送受信される無線信号の位相を調整する可変移相器、および前記無線信号の振幅を調整する可変減衰器のうち少なくとも一方を有する複数の信号処理部と、を備えたアクティブアンテナシステムであって、前記複数の信号処理部それぞれの温度を検知する複数の温度センサと、前記各信号処理部の前記温度センサの検知温度に基づいて、当該信号処理部の前記検知温度における、前記可変移相器の出力位相及び前記可変減衰器の出力振幅のうち前記少なくとも一方の出力値を推定する推定部と、隣り合う前記アンテナ素子に対応する前記信号処理部間の前記出力値の差分である相対出力をそれぞれ算出する算出部と、算出された前記相対出力が所望の値となるように前記少なくとも一方を制御する制御部と、を備える。
【００１３】
上記アクティブアンテナシステムによれば、各信号処理部の温度を温度センサが検知すると、推定部がその検知温度における、可変移相器の出力位相および可変減衰器の出力振幅のうち少なくとも一方の出力値を推定し、制御部により隣り合うアンテナ素子に対応する信号処理部間の無線信号の相対出力が所望の値となるように前記少なくとも一方を制御する。これにより、隣り合うアンテナ素子に対応する信号処理部間で温度差が生じても、その信号処理部間の無線信号の相対出力に狂いが生じるのを抑制することができるので、通信品質を維持することができる。
また、個々の信号処理部の温度変化が大きい場合には、個々の前記少なくとも一方の出力値の変化量が大きくなるが、制御部は、前記信号処理部間の無線信号の相対出力が所望の値となるように前記少なくとも一方を制御するので、前記少なくとも一方の出力値の制御量を少なく抑えることができる。したがって、前記少なくとも一方の出力値の制御範囲が狭い場合であっても、通信品質を維持することができる。
【００１４】
（２）前記アクティブアンテナシステムにおいて、前記制御部は、前記少なくとも一方の出力値の制御量を可及的に少なくするために、所定のアルゴリズムにより設定された設定相対出力となるように前記少なくとも一方を制御するのが好ましい。
この場合、前記少なくとも一方の出力値の制御量を可及的に少なくすることができるので、当該少なくとも一方の出力値の制御範囲が狭い場合であっても、通信品質を維持することができる。
【００１５】
（３）前記アクティブアンテナシステムにおいて、前記アルゴリズムは、複数の前記相対出力の平均値と前記各相対出力との差分のうち、絶対値が最小値となる差分に対応する相対出力を前記設定相対出力として設定するのが好ましい。
この場合、制御部は、複数の相対出力の平均値と各相対出力との差分のうち、絶対値が最小値となる差分に対応する相対出力を設定相対出力として設定するので、簡単なアルゴリズムで各相対出力から設定相対出力への変化量を可及的に少なくすることができる。
【００１６】
（４）前記アクティブアンテナシステムにおいて、前記推定部は、前記複数の信号処理部それぞれに対応する、前記検知温度と前記少なくとも一方の出力値との関係を示す複数のルックアップテーブルを用いて、前記少なくとも一方の出力値を推定するのが好ましい。
この場合、推定部は、複数の信号処理部それぞれに対応したルックアップテーブルを用いて前記出力値を推定するので、各信号処理部における前記出力値の温度特性が互いに異なる場合であっても、前記出力値の推定精度を高めることができる。
【００１７】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態について添付図面に基づき詳細に説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
＜基地局装置について＞
図１は、本発明の一実施形態に係るアクティブアンテナシステムを備えた基地局装置の一部を示すブロック図である。図中、基地局装置１は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）が適用される携帯電話用の無線通信システムにおいて基地局装置として用いられるものであり、携帯電話等の複数の移動端末（図示省略）との間で無線通信を行う機能を有している。
【００１８】
基地局装置１は、ベースバンドユニット（ＢＢＵ）２と、リモートラジオヘッド（ＲＲＨ）３と、アクティブアンテナシステム４（以下、単にアンテナシステム４ともいう）とを備えている。
ＢＢＵ２は、光ファイバケーブル等の信号伝送路５を介してＲＲＨ３に接続されており、ＲＲＨ３との間でＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）に準拠したフレーム（ＣＰＲＩフレーム）の送受信を行う機能を有している。
【００１９】
具体的には、ＢＢＵ２は、ＲＲＨ３から信号伝送路５を介してデジタル信号である受信ベースバンド信号（Ｉ／Ｑ信号）を取得する。そして、ＢＢＵ２は、受信ベースバンド信号に対してデジタル復調処理を行うことで受信データを生成する機能を有しており、生成した受信データを上位ネットワーク（図示せず）に与える。
ＢＢＵ２は、上位ネットワークから与えられる送信データに対してデジタル変調処理を行うことで送信ベースバンド信号を生成する機能を有している。ＢＢＵ２は、送信データを変調して得たデジタルの送信ベースバンド信号を信号伝送路５を介してＲＲＨ３に与える。
【００２０】
ＲＲＨ３は、当該ＲＲＨ３から延びる同軸ケーブル６，７を、アンテナシステム４の筐体１１に設けられた接続ポート６ａ，７ａにそれぞれ接続することでアンテナシステム４に接続されており、送受信信号を送受信する際の信号処理を行う。
【００２１】
ＲＲＨ３は、ＢＢＵ２から与えられる送信ベースバンド信号に対して各種信号処理を行うことでアナログの無線周波数の信号に変換する機能を有している。そして、ＲＲＨ３は、変換したアナログの無線周波数の送信信号を同軸ケーブル６を介してアンテナシステム４に与える。
【００２２】
ＲＲＨ３は、同軸ケーブル７を介してアンテナシステム４から与えられる無線周波数の受信信号に対して各種信号処理を行うことでデジタルの受信信号に変換する機能を有している。ＲＲＨ３は、変換したデジタルの受信信号をＢＢＵ２に与える。
なお、本実施形態では、アンテナシステム４とＢＢＵ２とは、ＲＲＨ３を介して接続されているが、ＲＲＨ３を介さずに直接接続されていてもよい。
【００２３】
アンテナシステム４は、筐体１１の内部に収納された、無線周波数の信号を送受信する複数のアンテナ素子１０を備えており、基地局装置１が移動端末との間で無線通信を行う際に、当該無線通信に係る無線信号を送受信する機能を有している。
【００２４】
アンテナシステム４は、ＲＲＨ３から与えられる無線周波数の送信信号を、複数のアンテナ素子１０それぞれに対応して分配し、各アンテナ素子１０から無線信号として送信する。また、アンテナシステム４は、複数のアンテナ素子１０が無線信号として受信する無線周波数の受信信号を合成し、合成した無線周波数の信号をＲＲＨ３に与える。
このように、基地局装置１は、デジタルの送信信号を無線周波数の信号に変換して移動端末に送信するとともに、移動端末が送信した無線周波数の信号を受信し、移動端末からの受信信号を取得する。
【００２５】
＜アクティブアンテナシステムのハードウェア構成について＞
図２は、アクティブアンテナシステム４のハードウェア構成を示すブロック図である。
アクティブアンテナシステム４は、上記筐体１１および複数のアンテナ素子１０と、インターフェース部（Ｉ／Ｆ）８と、分配合成器１２と、複数の信号処理部１３とを有している。
【００２６】
インターフェース部８は、同軸ケーブル６，７を介してＲＲＨ３との間で行われる信号通信に関する処理を行う機能を有している。インターフェース部８は、ＲＲＨ３から同軸ケーブル６を介した通信によって通信データが与えられると、その通信データに含まれる無線周波数の送信信号を分配合成器１２に与える。
インターフェース部８は、分配合成器１２から無線周波数の受信信号が与えられると、その受信信号を、同軸ケーブル７を介した通信によってＲＲＨ３に与える。
【００２７】
分配合成器１２は、ＲＲＨ３から与えられる無線周波数の送信信号を複数のアンテナ素子１０それぞれに対応して分配し、分配した送信信号を複数の信号処理部１３に与える。
また、分配合成器１２は、複数のアンテナ素子１０が無線信号として受信した受信信号を合成し、合成した無線周波数の受信信号をインターフェース部８に与える。
【００２８】
信号処理部１３は、対応するアンテナ素子１０により送信される無線周波数の送信信号の処理を行うために、可変移相器２１、可変減衰器２２および増幅器２３を有する。また、信号処理部１３は、対応するアンテナ素子１０が受信した無線信号の受信信号の処理を行うために、可変移相器２４、可変減衰器２５および増幅器２６を有する。
【００２９】
可変移相器２１，２４、可変減衰器２２，２５および増幅器２３，２６は、後述する送受信切替スイッチ２７，２８と共に信号処理部１３の箱体２０に収容されてユニット化されている。複数の信号処理部１３それぞれの可変移相器２１，２４および可変減衰器２２，２５は、温度特性が互いに異なる半導体デバイスを用いて製造されている。
なお、信号処理部１３は、可変移相器２１，２４および可変減衰器２２，２５を有しているが、少なくともいずれか一方を有していればよい。
【００３０】
信号処理部１３は、２つの送受信切替スイッチ２７，２８をさらに有する。一方の送受信切替スイッチ２７は、分配合成器１２から無線信号（無線周波数の送信信号）が入力されると、その無線信号を送信側の可変移相器２１へ出力するように切り替わる。また、送受信切替スイッチ２７は、受信側の可変移相器２４から無線信号（無線周波数の受信信号）が入力されると、その無線信号を分配合成器１２へ出力するように切り替わる。
他方の送受信切替スイッチ２８は、送信側の増幅器２３から送信信号が入力されると、その送信信号をアンテナ素子１０へ出力するように切り替わり、アンテナ素子１０から受信信号が入力されると、その送信信号を受信側の増幅器２６に出力するように切り替わる。
【００３１】
可変移相器２１は、送受信切替スイッチ２７から与えられた送信信号の位相を調整し、位相を調整した送信信号を可変減衰器２２に与える。可変減衰器２２は、可変移相器２１から与えられた送信信号の振幅を調整する。
可変減衰器２２は、振幅を調整した送信信号を増幅器２３に与える。増幅器２３は、可変減衰器２２から与えられた送信信号の電力を増幅し、電力を増幅した送信信号を送受信切替スイッチ２８に与える。送受信切替スイッチ２８は、増幅器２３から与えられた送信信号をアンテナ素子１０へ出力する。
【００３２】
一方、アンテナ素子１０が受信した受信信号は、送受信切替スイッチ２８に与えられる。送受信切替スイッチ２８は、入力された受信信号を受信側の増幅器２６に与える。増幅器２６は、入力された受信信号の電力を増幅し、電力を増幅した受信信号を可変減衰器２５に与える。可変減衰器２５は、増幅器２６から与えられた受信信号の振幅を調整する。
【００３３】
可変減衰器２５は、振幅を調整した受信信号を可変移相器２４に与える。可変移相器２４は、可変減衰器２５から与えられた受信信号の位相を調整し、位相を調整した受信信号を送受信切替スイッチ２７に与える。送受信切替スイッチ２７は、可変移相器２４から与えられた受信信号を分配合成器１２へ出力する。
【００３４】
このように、各信号処理部１３は、複数のアンテナ素子１０により送受信される送受信信号に対して、位相および振幅の調整や電力の増幅といった処理をアンテナ素子１０ごとに行うことができるアクティブアンテナとして機能させる処理を行うことができる。
【００３５】
＜アクティブアンテナシステムの制御構成について＞
図３は、アクティブアンテナシステム４の制御構成を示すブロック図である。
アクティブアンテナシステム４は、複数の信号処理部１３それぞれの温度を検知する複数の温度センサ１４と、各温度センサ１４の検知温度に基づいて対応する信号処理部１３の可変移相器２１，２４および可変減衰器２２，２５を個別に制御する制御装置１６とを備えている。
【００３６】
各温度センサ１４は、対応する信号処理部１３の箱体２０の内部において、発熱源となる増幅器２３，２６の近傍に配置されている。各温度センサ１４は、所定時間毎に検知温度を制御装置１６に出力する。
【００３７】
制御装置１６は、ＣＰＵや、記憶部等を含んでいるコンピュータによって構成されており、記憶部に記憶されたコンピュータプログラム等を読み出して以下に説明する当該制御装置１６が有する各機能部を実現するとともに各種処理を実行する機能を有している。前記コンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記憶させることができる。
【００３８】
制御装置１６は、上記コンピュータプログラムを実行することで達成される機能部として、推定部３１、算出部３２、および制御部３３を有している。
推定部３１は、各信号処理部１３の温度センサ１４の検知温度に基づいて、当該信号処理部１３における前記検知温度での可変移相器２１，２４の出力値、すなわち可変移相器２１，２４から出力される無線信号の位相（出力位相）を推定する機能を有している。
【００３９】
また、推定部３１は、各信号処理部１３の温度センサ１４の検知温度に基づいて、当該信号処理部１３における前記検知温度での可変減衰器２２，２５の出力値、すなわち可変減衰器２２，２５から出力される無線信号の振幅（出力振幅）を推定する機能を有している。
推定部３１は、例えば、複数の信号処理部１３それぞれに対応する複数のルックアップテーブルを用いて出力位相および出力振幅を推定する。これらのルックアップテーブルは制御装置１６の記憶部に記憶されている。
【００４０】
図４は、推定部３１が用いるルックアップテーブル３４の一例である。このルックアップテーブル３４は、信号処理部１３の温度と、各可変移相器２１，２４の出力位相および各可変減衰器２２，２５の出力振幅との関係を示すものである。すなわち、ルックアップテーブル３４は、各可変移相器２１，２４の出力位相の温度特性、および各可変減衰器２２，２５の出力振幅の温度特性を示している。なお、図４では、各検知温度における出力位相および出力振幅の具体的な数値については記載を省略している。
【００４１】
ルックアップテーブル３４は、工場出荷時に信号処理部１３の温度を低温から高温まで段階的に上げたときの各温度での前記出力位相および出力振幅を測定して作成したものである。
なお、本実施形態では、信号処理部１３の個数と同数のルックアップテーブル３４を用いているが、全ての信号処理部１３の可変移相器２１，２４の出力位相の温度特性、および可変減衰器２２，２５の出力振幅の温度特性が同一である場合には、１個のルックアップテーブルを用いてもよい。
【００４２】
図３に戻り、推定部３１は、推定した各信号処理部１３の出力位相および出力振幅を算出部３２に与える。算出部３２は、例えば、隣り合うアンテナ素子１０に対応する信号処理部１３（以下、単に「隣り合う信号処理部１３」ともいう）間の出力位相の差分である相対位相（相対出力）および出力振幅の差分である相対振幅（相対出力）を算出する機能を有している。
【００４３】
すなわち、算出部３２は、隣り合う信号処理部１３の可変移相器２１同士の相対位相、および可変移相器２４同士の相対位相を算出する機能を有している。また、算出部３２は、隣り合う信号処理部１３の可変減衰器２２同士の相対振幅、および可変減衰器２５同士の出力振幅を算出する機能を有している。算出部３２は、算出された各相対位相および各相対振幅を制御部３３に与える。
【００４４】
制御部３３は、可変移相器２１，２４および可変減衰器２２，２５を個別に制御する機能を有している。なお、制御部３３は、可変移相器２１，２４および可変減衰器２２，２５のうち、いずれか一方のみを制御するものであってもよい。
本実施形態の制御部３３は、算出部３２により算出された各相対位相が所望の値となるように可変移相器２１，２４を制御する。例えば、本実施形態の制御部３３は、算出部３２により算出された全ての相対位相が同じ値（設定相対位相）となるように、信号処理部１３の可変移相器２１，２４を制御する。
【００４５】
その際、制御部３３は、可変移相器２１，２４の各出力位相の制御量を可及的に少なくするために、所定のアルゴリズムにより設定された設定相対位相（設定相対出力）となるように可変移相器２１，２４を制御する。本実施形態における前記アルゴリズムは、例えば、全ての相対位相の平均値と各相対位相との差分のうち、絶対値が最小値となる差分に対応する相対位相を設定相対位相として設定する。なお、上記アルゴリズムは他の方法を用いてもよい。
【００４６】
制御部３３は、算出部３２により算出された各相対振幅が所望の値となるように可変減衰器２２，２５を制御する。例えば、本実施形態の制御部３３は、算出部３２により算出された全ての相対振幅が同じ値（設定相対振幅）となるように、信号処理部１３の可変減衰器２２，２５を制御する。
【００４７】
その際、制御部３３は、可変減衰器２２，２５の各出力振幅の制御量を可及的に少なくするために、所定のアルゴリズムにより設定された設定相対振幅（設定相対出力）となるように、可変減衰器２２，２５を制御する。
本実施形態における前記アルゴリズムは、例えば、全ての相対振幅の平均値と各相対振幅との差分のうち、絶対値が最小値となる差分に対応する相対振幅を設定相対振幅として設定する。なお、上記アルゴリズムは他の方法を用いてもよい。
【００４８】
＜工場出荷時の初期設定について＞
図５は、アンテナシステム４の工場出荷時に行われる信号処理部１３の初期設定を示すフローチャートである。以下、図５を参照しながら、信号処理部１３の初期設定について説明する。なお、ここでは、アンテナシステム４の筐体１１にアンテナ素子１０および信号処理部１３がそれぞれＫ個（Ｋは２以上の整数）収容されている場合について説明する。
【００４９】
信号処理部１３の初期設定では、筐体１１に組み込まれた複数の信号処理部１３における、可変移相器２１（２４）自体の特性（半導体デバイス特性）に基づく出力位相のばらつき、および可変減衰器２２（２５）自体の特性（半導体デバイス特性）に基づく出力振幅のばらつきをそれぞれ補正する。
【００５０】
具体的には、まず全て（Ｋ個）の信号処理部１３における常温での可変移相器２１，２４の初期の出力位相Φ１ｎ0，Φ２ｎ0を測定する（ステップＳＴ１）。そして、全ての信号処理部１３における常温での各可変減衰器２２，２５の初期の出力振幅Ｇ１ｎ0，Ｇ２ｎ0を測定する（ステップＳＴ２）。なお、出力振幅Ｇ１ｎ0，Ｇ２ｎ0の測定は、出力位相Φ１ｎ0，Φ２ｎ0の測定の後に行ってもよい。
【００５１】
次に、下記式（１）および（２）に示すように、隣り合う信号処理部１３における、可変移相器２１同士の初期の相対位相ΔΦ１ｎｍ0、および可変移相器２４同士の初期の相対位相ΔΦ２ｎｍ0を全て（（Ｋ−１）個）算出する（ステップＳＴ３）。
ΔΦ１ｎｍ0＝Φ１ｎ0−Φ１ｍ0  ・・・（１）
ΔΦ２ｎｍ0＝Φ２ｎ0−Φ２ｍ0  ・・・（２）
ここで、ｎは１から（Ｋ−１）までの整数であり、ｍは、ｍ＝ｎ＋１の関係式を満たす２からＫまでの整数である（後述する式（３）〜（１２）も同様）。
【００５２】
次に、下記式（３）および（４）に示すように、全ての隣り合う信号処理部１３における、可変減衰器２２同士の初期の相対振幅ΔＧ１ｎｍ0、および可変減衰器２５同士の初期の相対振幅ΔＧ２ｎｍ0を全て（（Ｋ−１）個）算出する（ステップＳＴ４）。
ΔＧ１ｎｍ0＝Ｇ１ｎ0−Ｇ１ｍ0  ・・・（３）
ΔＧ２ｎｍ0＝Ｇ２ｎ0−Ｇ２ｍ0  ・・・（４）
なお、可変減衰器２２，２５の初期の相対振幅ΔＧ１ｎｍ0，ΔＧ２ｎｍ0の算出は、可変移相器２１，２４の初期の相対位相ΔΦ１ｎｍ0，ΔΦ２ｎｍ0の算出よりも先に行ってもよい。
【００５３】
次に、全ての相対位相ΔΦ１ｎｍ0，ΔΦ２ｎｍ0が同じ値となるように、可変移相器２１，２４の出力位相を補正する（ステップＳＴ５）。具体的には、全ての相対位相ΔΦ１ｎｍ0が同じ値ΔΦ１（例えば１０°）となるように、可変移相器２１の出力位相Φ１ｎ0および出力位相Φ１ｍ0の少なくとも一方を補正する。
同様に、全ての相対位相ΔΦ２ｎｍ0が同じ値ΔΦ２（例えば１０°）となるように、可変移相器２４の出力位相Φ２ｎ0および出力位相Φ２ｍ0の少なくとも一方を補正する。
【００５４】
次に、全ての相対振幅ΔＧ１ｎｍ0，ΔＧ２ｎｍ0が同じ値となるように、可変減衰器２２，２５の出力振幅を補正する（ステップＳＴ６）。具体的には、全ての相対振幅ΔＧ１ｎｍ0が同じ値ΔＧ１となるように、対応する可変減衰器２２の出力振幅Ｇ１ｎ0および出力振幅Ｇ１ｍ0の少なくとも一方を補正する。
【００５５】
同様に、全ての相対振幅ΔＧ２ｎｍ0が同じ値ΔＧ２となるように、対応する可変減衰器２５の出力振幅Ｇ２ｎ0および出力振幅Ｇ２ｍ0の少なくとも一方を補正する。
なお、出力振幅Ｇ１ｎ0，Ｇ１ｍ0（Ｇ２ｎ0，Ｇ２ｍ0）の補正は、出力位相Φ１ｎ0，Φ１ｎ0（Φ２ｎ0，Φ２ｍ0）の補正よりも先に行ってもよい。
【００５６】
以上のように出力位相および出力振幅を補正することで、アンテナシステム４の稼働前に、筐体１１に組み込まれた各可変移相器２１（２４）自体の特性に基づく出力位相のばらつきを補正するとともに、各可変減衰器２２（２５）自体の特性に基づく出力振幅のばらつきを補正することができる。
【００５７】
初期設定では、上記補正が行われた後、複数の信号処理部それぞれに対応する、可変移相器２１，２４の出力位相の温度特性、および可変減衰器２２，２５の出力振幅の温度特性を示すルックアップテーブル３４（図４参照）を作成する（ステップＳＴ７）。
具体的には、各信号処理部１３の温度を低温から高温まで段階的に上げ、各温度での、全ての信号処理部１３における可変移相器２１，２４の出力位相Φ１ｎ，Φ２ｎ、および可変減衰器２２，２５の出力振幅Ｇ１ｎ，Ｇ２ｎを測定する。そして、信号処理部１３の各温度と、それに対応する出力位相Φ１ｎ，Φ２ｎ、および出力振幅Ｇ１ｎ，Ｇ２ｎをルックアップテーブル３４に記憶させる。
【００５８】
＜制御装置が実行する制御について＞
図６および図７は、アンテナシステム４の稼働中に制御装置１６が実行する制御内容を示すフローチャートである。以下、図６および図７を参照しながら、制御装置１６が実行する制御内容について説明する。
まず、制御装置１６は、全て（Ｋ個）の温度センサ１４から信号処理部１３の検知温度を取得する（ステップＳＴ２１）。
【００５９】
次に、制御装置１６（推定部３１）は、各温度センサ１４の検知温度における、対応する信号処理部１３の可変移相器２１，２４の出力位相Φ１ｎ，Φ２ｎを推定する（ステップＳＴ２２）。
具体的には、制御装置１６は、記憶部に記憶されているルックアップテーブル３４を参照し、上記検知温度に対応する可変移相器２１，２４の出力位相をそれぞれ読み出し、これらの読み出した出力位相を上記出力位相Φ１ｎ，Φ２ｎと推定する。
【００６０】
次に、制御装置１６（推定部３１）は、各温度センサ１４の検知温度における、対応する信号処理部１３の可変減衰器２２，２５の出力振幅Ｇ１ｎ，Ｇ２ｎを推定する（ステップＳＴ２３）。
具体的には、制御装置１６は、記憶部に記憶されているルックアップテーブル３４を参照し、上記検知温度に対応する可変減衰器２２，２５の出力振幅をそれぞれ読み出し、これらの読み出した出力振幅を上記出力振幅Ｇ１ｎ，Ｇ２ｎと推定する。
【００６１】
次に、制御装置１６（算出部３２）は、下記式（５）および（６）に示すように、隣り合う信号処理部１３における、可変移相器２１同士の相対位相ΔΦ１ｎｍ、および可変移相器２４同士の相対位相ΔΦ２ｎｍを全て（（Ｋ−１）個）算出する（ステップＳＴ２４）。
ΔΦ１ｎｍ＝Φ１ｎ−Φ１ｍ  ・・・（５）
ΔΦ２ｎｍ＝Φ２ｎ−Φ２ｍ  ・・・（６）
【００６２】
次に、制御装置１６（算出部３２）は、下記式（７）および（８）に示すように、隣り合う信号処理部１３における、可変減衰器２２同士の相対振幅ΔＧ１ｎｍ、および可変減衰器２５同士の相対振幅ΔＧΦ２ｎｍを全て（（Ｋ−１）個）算出する（ステップＳＴ２５）。
ΔＧ１ｎｍ＝Ｇ１ｎ−ΦＧｍ  ・・・（７）
ΔＧ２ｎｍ＝Ｇ２ｎ−ΦＧｍ  ・・・（８）
なお、可変減衰器２２，２５の相対振幅ΔＧ１ｎｍ，ΔＧ２ｎｍの算出は、可変移相器２１，２４の相対位相ΔΦ１ｎｍ，ΔΦ２ｎｍの算出よりも先に行ってもよい。
【００６３】
次に、制御装置１６（制御部３３）は、全ての相対位相ΔΦ１ｎｍ，ΔΦ２ｎｍの平均値ΔΦ１ａｖｅ，ΔΦ２ａｖｅを算出する（ステップＳＴ２６）。そして、制御装置１６は、下記式（９）および（１０）に示すように、平均値ΔΦ１ａｖｅ，ΔΦ２ａｖｅと各相対位相ΔΦ１ｎｍ，ΔΦ２ｎｍとの差分Δφ１ｎｍ，Δφ２ｎｍを算出する（ステップＳＴ２７）。
Δφ１ｎｍ＝ΔΦ１ｎｍ−ΔΦ１ａｖｅ  ・・・（９）
Δφ２ｎｍ＝ΔΦ２ｎｍ−ΔΦ２ａｖｅ  ・・・（１０）
【００６４】
次に、制御装置１６は、算出した全ての差分Δφ１ｎｍ，Δφ２ｎｍのうち、絶対値が最小値となる差分Δφ１ｉｊ，Δφ２ｉｊに対応する相対位相ΔΦ１ｉｊ，ΔΦ２ｉｊを選定する（ステップＳＴ２８）。ここで、ｉは１から（Ｋ−１）までの整数であり、ｊは、ｊ＝ｉ＋１の関係式を満たす２からＫまでの整数である。
【００６５】
制御装置１６は、選定した相対位相ΔΦ１ｉｊ，ΔΦ２ｉｊを設定相対位相ΔΦ１，ΔΦ２として設定する（ステップＳＴ２９）。そして、制御装置１６は、全ての相対位相ΔΦ１ｎｍが同じ値である設定相対位相ΔΦ１となるように可変移相器２１を制御するとともに、全ての相対位相ΔΦ２ｎｍが同じ値である設定相対位相ΔΦ２となるように可変移相器２４を制御する（ステップＳＴ３０）。
【００６６】
次に、制御装置１６（制御部３３）は、全ての相対振幅ΔＧ１ｎｍ，ΔＧ２ｎｍの平均値ΔＧ１ａｖｅ，ΔＧ２ａｖｅを算出する（ステップＳＴ３１）。そして、制御装置１６は、下記式（１１）および（１２）に示すように、平均値ΔＧ１ａｖｅ，ΔＧ２ａｖｅと各相対振幅ΔＧ１ｎｍ，ΔＧ２ｎｍとの差分Δｇ１ｎｍ，Δｇ２ｎｍを算出する（ステップＳＴ３２）。
Δｇ１ｎｍ＝ΔＧ１ｎｍ−ΔＧ１ａｖｅ  ・・・（１１）
Δｇ２ｎｍ＝ΔＧ２ｎｍ−ΔＧ２ａｖｅ  ・・・（１２）
【００６７】
次に、制御装置１６は、算出した全ての差分Δｇ１ｎｍ，Δｇ２ｎｍのうち、絶対値が最小値となる差分Δｇ１ｉｊ，Δｇ２ｉｊに対応する相対振幅ΔＧ１ｉｊ，ΔＧ２ｉｊを選定し（ステップＳＴ３３）、選定した相対振幅ΔＧ１ｉｊ，ΔＧ２ｉｊを設定相対振幅ΔＧ１，ΔＧ２として設定する（ステップＳＴ３４）。
【００６８】
そして、制御装置１６は、全ての相対振幅ΔＧ１ｎｍが同じ値である設定相対振幅ΔＧ１となるように可変減衰器２２を制御するとともに、全ての相対振幅ΔＧ２ｎｍが同じ値である設定相対振幅ΔＧ２となるように可変減衰器２５を制御する（ステップＳＴ３５）。なお、可変減衰器２２，２５の制御は、可変移相器２１，２４の制御よりも先に行ってもよい。
制御装置１６は、ステップＳＴ３５の制御が終了すると、ステップＳＴ２１に戻り、ステップＳＴ２１〜ＳＴ３５の制御を繰り返し行う。
【００６９】
＜制御装置の具体的な制御例について＞
図８は、制御装置１６が各可変移相器２１の出力位相Φ１ｎを推定した後に行う具体的な制御例を示す説明図である。以下、その制御例について図８を参照しながら説明する。なお、ここでは、図８（ａ）に示すように、信号処理部１３（アンテナ素子１０）の個数Ｋ＝４とし、各可変移相器２１の出力位相Φ１１〜Φ１４をそれぞれ５６°、４４°、３１°、２０°と推定した場合を例示している。
【００７０】
まず、制御装置１６は、下記式（１３）〜（１５）に示すように、推定した各可変移相器２１の出力位相Φ１１〜Φ１４から、隣り合う信号処理部１３における可変移相器２１同士の相対位相ΔΦ１１２，ΔΦ１２３，ΔΦ１３４を算出する。
ΔΦ１１２＝Φ１１−Φ１２＝５６−４４＝１２°  ・・・（１３）
ΔΦ１２３＝Φ１２−Φ１３＝４４−３１＝１３°  ・・・（１４）
ΔΦ１３４＝Φ１２−Φ１４＝３１−２０＝１１°  ・・・（１５）
【００７１】
次に、制御装置１６は、下記式（１６）〜（１８）に示すように、全ての相対位相ΔΦ１１２，ΔΦ１２３，ΔΦ１３４の平均値ΔΦ１ａｖｅ（１２°）と、各相対位相ΔΦ１１２，ΔΦ１２３，ΔΦ１３４との差分Δφ１１２，Δφ１２３，Δφ１３４を算出する。
Δφ１１２＝ΔΦ１１２−ΔΦ１ａｖｅ＝１２−１２＝０°    ・・・（１６）
Δφ１２３＝ΔΦ１２３−ΔΦ１ａｖｅ＝１３−１２＝１°    ・・・（１７）
Δφ１３４＝ΔΦ１３４−ΔΦ１ａｖｅ＝１１−１２＝−１°  ・・・（１８）
【００７２】
次に、制御装置１６は、算出した全ての差分Δφ１１２，Δφ１２３，Δφ１３４のうち、絶対値が最小値となる差分であるΔφ１１２に対応する相対位相ΔΦ１１２（１２°）を選定し、その選定した相対位相ΔΦ１１２を設定相対位相ΔΦ１として設定する。
そして、制御装置１６は、全ての相対位相ΔΦ１１２，ΔΦ１２３，ΔΦ１３４が同じ値である１２°（ΔΦ１）となるように可変移相器２１を制御する。
【００７３】
ここでは、図８（ｂ）に示すように、制御装置１６は、図中の上から３番目の可変移相器２１の出力位相Φ１３を３１°から３２°となるように当該可変移相器２１を制御するだけで、全ての相対位相ΔΦ１１２，ΔΦ１２３，ΔΦ１３４を同じ値である１２°にすることができる。したがって、上記のように制御することで、各可変移相器２１の出力位相Φ１１〜Φ１４の制御量を可及的に少なくしつつ、全ての相対位相ΔΦ１１２，ΔΦ１２３，ΔΦ１３４を同じ値にすることができる。
なお、他の可変移相器２４および可変減衰器２２，２５も同様に制御することで、出力位相および出力振幅の制御量を可及的に少なくしつつ、全ての相対位相および相対振幅をそれぞれ同じ値にすることができる。
【００７４】
＜効果について＞
以上、本実施形態のアクティブアンテナシステム４によれば、温度センサ１４が各信号処理部１３の温度を検知すると、推定部３１はその検知温度における可変移相器２１，２４の出力位相および可変減衰器２２，２５の出力振幅を推定する。そして、制御部３３は、隣り合う信号処理部１３間の無線信号の相対位相が所望の値となるように可変移相器２１，２４の出力位相を制御する。また、制御部３３は、隣り合う信号処理部１３間の無線信号の相対振幅が所望の値となるように可変減衰器２２，２５の出力振幅を制御する。これにより、隣り合う信号処理部１３間で温度差が生じても、その信号処理部１３間の無線信号の相対位相および相対振幅に狂いが生じるのを抑制することができるので、通信品質を維持することができる。
【００７５】
また、個々の信号処理部１３の温度変化が大きい場合には、個々の可変移相器２１（２４）の出力位相の変化量、および個々の可変減衰器２２（２５）の出力振幅の変化量が大きくなるが、制御部３３は、隣り合う信号処理部１３間の相対位相および相対振幅が所望の値となるように可変移相器２１（２４）および可変減衰器２２（２５）を制御する。これにより、可変移相器２１（２４）の出力位相および可変減衰器２２（２５）の出力振幅の各制御量を少なく抑えることができる。したがって、可変移相器２１（２４）の出力位相および可変減衰器２２（２５）の出力振幅の制御範囲が狭い場合であっても、通信品質を維持することができる。
【００７６】
また、制御部３３は、上記アルゴリズムにより設定された設定相対位相（設定相対振幅）となるように可変移相器（可変減衰器）を制御する。これにより、各相対位相（各相対振幅）から設定相対位相（設定相対振幅）への変化量を少なくすることができ、その結果、可変移相器２１，２４（可変減衰器２２，２５）の出力位相（出力振幅）の制御量を可及的に少なくすることができる。したがって、可変移相器２１，２４の出力位相の制御範囲がさらに狭い場合や、可変減衰器２２，２５の出力振幅の制御範囲がさらに狭い場合であっても、通信品質を維持することができる。
【００７７】
また、上記アルゴリズムは、複数の相対位相（相対振幅）の平均値と各相対位相（各相対振幅）との差分のうち、絶対値が最小値となる差分に対応する相対位相（相対振幅）を設定相対位相（設定相対振幅）として設定する。これにより、簡単なアルゴリズムで各相対位相（各相対振幅）から設定相対位相（設定相対振幅）への変化量を可及的に少なくすることができる。
【００７８】
また、推定部３１は、複数の信号処理部１３それぞれに対応した、検知温度と出力位相および出力振幅との関係を示す複数のルックアップテーブル３４を用いて、可変移相器２１，２４の出力位相および可変減衰器２２，２５の出力振幅を推定する。これにより、各信号処理部１３における、可変移相器２１，２４の出力位相の温度特性が互いに異なる場合や、可変減衰器２２，２５の出力振幅の温度特性が互いに異なる場合であっても、出力位相および出力振幅の推定精度を高めることができる。
【００７９】
＜その他＞
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
１  基地局装置
２  ベースバンドユニット（ＢＢＵ）
３  リモートラジオヘッド（ＲＲＨ）
４  アクティブアンテナシステム
５  信号伝送路
６  同軸ケーブル
６ａ  接続ポート
７  同軸ケーブル
７ａ  接続ポート
８  インターフェース部
１０  アンテナ素子
１１  筐体
１２  分配合成器
１３  信号処理部
１４  温度センサ
１６  制御装置
２０  箱体
２１  可変移相器
２２  可変減衰器
２３  増幅器
２４  可変移相器
２５  可変減衰器
２６  増幅器
２７  送受信切替スイッチ
２８  送受信切替スイッチ
３１  推定部
３２  算出部
３３  制御部
【図１】
2017195463.tif 000003
【図２】
2017195463.tif 000004
【図３】
2017195463.tif 000005
【図４】
2017195463.tif 000006
【図５】
2017195463.tif 000007
【図６】
2017195463.tif 000008
【図７】
2017195463.tif 000009
【図８】
2017195463.tif 000010