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図面 (8)

課題

位相及び振幅調整の際のつなぎ代えが不要であり、かつ、1つの受信RF部で振幅及び位相特性補正すること。

解決手段

参照信号は、変調回路101において変調され、送信ウェイト乗算されて送信RF回路109〜111で無線送信処理が行なわれる。それぞれの参照信号は、合成回路119で合成され、補正値制御回路121で、もとの参照信号と比較される。これにより、位相及び振幅の補正値が求められる。この補正値を用いて送信信号の位相及び振幅を調整する。

概要

背景

一般に、ディジタル無線通信システムにおける伝搬路は、多数のマルチパスから構成されているため、伝送路として周波数特性を有しており、周波数に対して選択性を持った伝送特性を有している。さらに、移動機のような通信端末装置動きに伴って、これらの特性は時間的にも変化し、受信信号帯域ないで異なったフェージングを受ける。このフェージングを選択性フェージングという。

この選択性フェージングの対策として、アダプティブアレイ技術がある。このアダプティブアレイ技術は、複数のアンテナ素子を用意し、これらのアンテナ素子で受信した信号に重み付けを行なった後に合成する技術である。

また、アダプティブアレイ技術で合成した受信信号の重み係数に基づいて、受信指向性パターンと同一の指向性パターンで送信する、送信指向性制御技術がある。この送信指向性制御技術においては、不要信号到来した方向には送信しないので、送信側でマルチパス伝搬路を補償することができる。このため、受信機端末側)に等化器などの高級な技術が不要になる。さらに、不要信号が到来した方向には送信しないので、送信した電波の届く領域が限定され、下り回線周波数利用効率を向上させることができる。

図7を用いて、送信指向性制御機能を有する無線送信装置について説明する。図7に示すように、無線送信装置においては、変調回路701で送信信号変調し、指向性送信を行なうためのベクトル乗算回路703〜705に変調信号を送る。ここで、ベクトル乗算とは、指向性送信のために送信信号の振幅位相を変更する処理のことである。位相のみを変化させるような指向性送信の場合は位相シフトといが、一般性重視してベクトル乗算と記述する。

ベクトル乗算回路706〜708では、送信ウェイト回路702及び補正用ウェイト回路721からのウェイトに基づいてベクトル乗算回路703〜705でそれぞれ求められた、変調信号に指向性送信のための送信ウェイトを乗算し、乗算後の信号を送信RF回路709〜711に送る。

送信RF回路709〜711では、入力された信号について、送信キャリア周波数への周波数変換増幅を行なう。周波数変換は、周波数源712を用いて周波数が調整されることにより行われる。この送信信号は、分配器713〜715を通って、アンテナ716〜718から送信される。

概要

位相及び振幅調整の際のつなぎ代えが不要であり、かつ、1つの受信RF部で振幅及び位相特性補正すること。

参照信号は、変調回路101において変調され、送信ウェイトが乗算されて送信RF回路109〜111で無線送信処理が行なわれる。それぞれの参照信号は、合成回路119で合成され、補正値制御回路121で、もとの参照信号と比較される。これにより、位相及び振幅の補正値が求められる。この補正値を用いて送信信号の位相及び振幅を調整する。

目的

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、位相及び振幅調整の際のつなぎ代えが不要であり、かつ、1つの受信RF部で振幅及び位相特性を補正することが可能である無線送信装置及び送信指向性調整方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
4件

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請求項1

複数のアンテナに対して送信ウェイトを設定し、この送信ウェイトにしたがって送信指向性を形成する指向性形成手段と、前記送信指向性にしたがう無線周波数既知信号を合成して合成信号を得る第1の合成手段と、前記無線周波数の合成信号をベースバンド信号周波数変換する周波数変換手段と、前記ベースバンド信号及び既知信号から前記送信ウェイトの補正値を求める補正値算出手段と、補正値に基づく送信ウェイトにしたがって形成された送信指向性で送信を行なう送信手段と、を具備することを特徴とする無線送信装置

請求項2

複数のアンテナに対して送信ウェイトを設定し、この送信ウェイトにしたがって第1の送信指向性を形成する第1の指向性形成手段と、第1の拡散符号により拡散変調され、前記第1の送信指向性にしたがって各アンテナから送信される送信信号及び第2の拡散符号により拡散変調された既知信号を合成する第2の合成手段と、所定の周波数で無線周波数に周波数変換され、前記送信指向性にしたがう既知信号を合成して合成信号を得る第1の合成手段と、前記無線周波数の合成信号をベースバンド信号に周波数変換する周波数変換手段と、前記ベースバンド信号を逆拡散処理して逆拡散信号を得る逆拡散処理手段と、前記拡散変調された既知信号及び前記逆拡散信号から前記送信ウェイトの補正値を求める補正値算出手段と、補正値に基づく送信ウェイトにしたがって形成された送信指向性で送信を行なう送信手段と、を具備することを特徴とする無線送信装置。

請求項3

補正値算出手段は、前記ベースバンド信号と前記既知信号との差が最小になるような補正値を算出することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の無線送信装置。

請求項4

前記既知信号について前記第1の送信指向性と異なる第2の送信指向性を形成する第2の指向性形成手段を具備することを特徴とする請求項2又は請求項3記載の無線送信装置。

請求項5

請求項1から請求項4のいずれかに記載の無線送信装置を備えたことを特徴とする基地局装置

請求項6

請求項5記載の基地局装置と無線通信を行なうことを特徴とする通信端末装置

請求項7

複数のアンテナに対して送信ウェイトを設定し、この送信ウェイトにしたがって送信指向性を形成する指向性形成工程と、前記送信指向性にしたがう無線周波数の既知信号を合成して合成信号を得る第1の合成工程と、前記無線周波数の合成信号をベースバンド信号に周波数変換する周波数変換工程と、前記ベースバンド信号及び既知信号から前記送信ウェイトの補正値を求める補正値算出工程と、を具備することを特徴とする送信指向性調整方法

請求項8

複数のアンテナに対して送信ウェイトを設定し、この送信ウェイトにしたがって第1の送信指向性を形成する第1の指向性形成工程と、第1の拡散符号により拡散変調され、前記第1の送信指向性にしたがって各アンテナから送信される送信信号及び第2の拡散符号により拡散変調された既知信号を合成する第2の合成工程と、所定の周波数で無線周波数に周波数変換され、前記送信指向性にしたがう既知信号を合成して合成信号を得る第1の合成工程と、前記無線周波数の合成信号をベースバンド信号に周波数変換する周波数変換工程と、前記ベースバンド信号を逆拡散処理して逆拡散信号を得る逆拡散処理工程と、前記拡散変調された既知信号及び前記逆拡散信号から前記送信ウェイトの補正値を求める補正値算出工程と、を具備することを特徴とする送信指向性調整方法。

技術分野

0001

本発明は、指向性送信を行なう機能を有する無線送信装置及び送信指向性調整方法に関する。

背景技術

0002

一般に、ディジタル無線通信システムにおける伝搬路は、多数のマルチパスから構成されているため、伝送路として周波数特性を有しており、周波数に対して選択性を持った伝送特性を有している。さらに、移動機のような通信端末装置動きに伴って、これらの特性は時間的にも変化し、受信信号帯域ないで異なったフェージングを受ける。このフェージングを選択性フェージングという。

0003

この選択性フェージングの対策として、アダプティブアレイ技術がある。このアダプティブアレイ技術は、複数のアンテナ素子を用意し、これらのアンテナ素子で受信した信号に重み付けを行なった後に合成する技術である。

0004

また、アダプティブアレイ技術で合成した受信信号の重み係数に基づいて、受信指向性パターンと同一の指向性パターンで送信する、送信指向性制御技術がある。この送信指向性制御技術においては、不要信号到来した方向には送信しないので、送信側でマルチパス伝搬路を補償することができる。このため、受信機端末側)に等化器などの高級な技術が不要になる。さらに、不要信号が到来した方向には送信しないので、送信した電波の届く領域が限定され、下り回線周波数利用効率を向上させることができる。

0005

図7を用いて、送信指向性制御機能を有する無線送信装置について説明する。図7に示すように、無線送信装置においては、変調回路701で送信信号変調し、指向性送信を行なうためのベクトル乗算回路703〜705に変調信号を送る。ここで、ベクトル乗算とは、指向性送信のために送信信号の振幅位相を変更する処理のことである。位相のみを変化させるような指向性送信の場合は位相シフトといが、一般性重視してベクトル乗算と記述する。

0006

ベクトル乗算回路706〜708では、送信ウェイト回路702及び補正用ウェイト回路721からのウェイトに基づいてベクトル乗算回路703〜705でそれぞれ求められた、変調信号に指向性送信のための送信ウェイトを乗算し、乗算後の信号を送信RF回路709〜711に送る。

0007

送信RF回路709〜711では、入力された信号について、送信キャリア周波数への周波数変換増幅を行なう。周波数変換は、周波数源712を用いて周波数が調整されることにより行われる。この送信信号は、分配器713〜715を通って、アンテナ716〜718から送信される。

発明が解決しようとする課題

0008

指向性送信を正確に行なうためには、ベクトル乗算回路706〜708の出力における各アンテナ間のベクトル差と、アンテナ出力端における各アンテナ間のベクトル差とが同じである必要がある。このベクトル差が異なる場合は、正しい方向に指向性送信を行なうことが出来ない。しかしながら、ベクトル乗算回路706〜708の出力は、それぞれ送信RF回路709〜711を通るので、アンテナ出力端における各アンテナ間のベクトル差がベクトル乗算回路706〜708の出力における各アンテナ間のベクトル差と異なってしまうことがある。

0009

従来、このようなベクトル差ずれを補正して指向性送信を調整する方法としては、図7に示すように、アンテナ716〜718の直前の分配器713〜715から信号を取り出し、送信機と同一の周波数源を用いて受信RF回路719でベクトル乗算回路706〜708の出力と同じ周波数に変換する。そして、測定器720において、送信直前の位相及び振幅を測定し、ベクトル乗算回路706〜708の出力である位相及び振幅と比較する。この処理を各アンテナについて行なう。これにより、送信RF回路709〜711を通過することによる誤差を求めることができる。

0010

さらに、いずれか1本のアンテナについての位相及び振幅を基準として、それぞれのアンテナの振幅及び位相を補正するための補正値を決定する。そして、この補正値を補正用ウェイト回路721に格納する。この補正値は、ベクトル乗算回路703〜705に送られ、送信ウェイト回路702から送られる送信ウェイトを補正する際に用いられる。なお、それぞれのアンテナ間の振幅と位相の差を検出するために、測定器720の各測定部におけるそれぞれの位相及び振幅は同一に調整されている必要がある。

0011

しかしながら、このような調整方法においては、測定の際にコネクタの接続などが必要となるために調整が煩雑となり、また、接続毎に位相及び振幅を調整する必要があるという問題がある。

0012

一方、コネクタのつなぎ代えなどを不要とするためには、受信RF回路をアンテナ数分(例では3つ)用意すれば良いが、一般的に振幅特性位相特性が全く同一な受信RF回路を複数用意するのは非常に難しい。

0013

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、位相及び振幅調整の際のつなぎ代えが不要であり、かつ、1つの受信RF部で振幅及び位相特性を補正することが可能である無線送信装置及び送信指向性調整方法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

0014

本発明の骨子は、アンテナ直前の分配器で分配したそれぞれのアンテナの信号を合成し、この合成信号参照信号とを用いて、両者の位相及び振幅の差が最小になるように、それぞれのアンテナの補正値を求めて更新し、この補正値を用いて送信指向性を調整することである。

発明を実施するための最良の形態

0015

本発明の第1の態様に係る無線送信装置は、複数のアンテナに対して送信ウェイトを設定し、この送信ウェイトにしたがって送信指向性を形成する指向性形成手段と、前記送信指向性にしたがう無線周波数既知信号を合成して合成信号を得る第1の合成手段と、前記無線周波数の合成信号をベースバンド信号に周波数変換する周波数変換手段と、前記ベースバンド信号及び既知信号から前記送信ウェイトの補正値を求める補正値算出手段と、補正値に基づく送信ウェイトにしたがって形成された送信指向性で送信を行なう送信手段と、を具備する構成を採る。

0016

この構成によれば、位相及び振幅調整の際のつなぎ代えが不要であり、かつ、1つの受信RF部で、それぞれのアンテナから送信される信号についての位相及び振幅を個々に補正していないが、送信指向性形成の際の各アンテナ間のベクトル差と、アンテナ出力端における各アンテナ間のベクトル差との差を求めることできる。したがって、このような送信指向性の調整により、指向性送信を正確に行なうことができる。また、装置の簡略化を図ることができる。

0017

本発明の第2の態様に係る無線送信装置は、複数のアンテナに対して送信ウェイトを設定し、この送信ウェイトにしたがって第1の送信指向性を形成する第1の指向性形成手段と、第1の拡散符号により拡散変調され、前記第1の送信指向性にしたがって各アンテナから送信される送信信号及び第2の拡散符号により拡散変調された既知信号を合成する第2の合成手段と、所定の周波数で無線周波数に周波数変換され、前記送信指向性にしたがう既知信号を合成して合成信号を得る第1の合成手段と、前記無線周波数の合成信号をベースバンド信号に周波数変換する周波数変換手段と、前記ベースバンド信号を逆拡散処理して逆拡散信号を得る逆拡散処理手段と、前記拡散変調された既知信号及び前記逆拡散信号から前記送信ウェイトの補正値を求める補正値算出手段と、補正値に基づく送信ウェイトにしたがって形成された送信指向性で送信を行なう送信手段と、を具備する構成を採る。

0018

この構成によれば、位相及び振幅調整の際のつなぎ代えが不要であり、かつ、1つの受信RF部で、それぞれのアンテナから送信される信号についての位相及び振幅を個々に補正していないが、送信指向性形成の際の各アンテナ間のベクトル差と、アンテナ出力端における各アンテナ間のベクトル差との差を求めることできる。したがって、このような送信指向性の調整により、指向性送信を正確に行なうことができる。また、装置の簡略化を図ることができる。

0019

さらに、この構成によれば、送信信号と参照信号を符号分割しているので、送信信号と参照信号とを切り替えることなく、処理することができる。したがって、送信指向性の調整と送信指向性にしたがった送信とを並行して行なうことができ、送信指向性を調整した結果を迅速に指向性送信に反映させることができる。

0020

本発明の第3の態様に係る無線送信装置は、第1又は第2の態様において、補正値算出手段が、前記ベースバンド信号と前記既知信号との差が最小になるような補正値を算出する構成を採る。

0021

本発明の第4の態様に係る無線送信装置は、第2又は第3の態様において、前記既知信号について前記第1の送信指向性と異なる第2の送信指向性を形成する第2の指向性形成手段を具備する構成を採る。

0022

この構成によれば、送信キャリブレーション用の参照信号についての送信指向性をアンテナの指向性の外に向かうように設定することによって、通常のユーザに干渉なくキャリブレーション信号を挿入することができる。

0023

本発明の第5の態様に係る基地局装置は、第1から第4のいずれかの態様の無線送信装置を備えたことを特徴とする。本発明の第6の態様に係る通信端末装置は、第5の態様の基地局装置と無線通信を行なうことを特徴とする。これらの構成によれば、簡易な構成により、正確な送信指向性を形成することができ、良好に無線通信を行なうことができる。

0024

本発明の第7の態様に係る送信指向性調整方法は、複数のアンテナに対して送信ウェイトを設定し、この送信ウェイトにしたがって送信指向性を形成する指向性形成工程と、前記送信指向性にしたがう無線周波数の既知信号を合成して合成信号を得る第1の合成工程と、前記無線周波数の合成信号をベースバンド信号に周波数変換する周波数変換工程と、前記ベースバンド信号及び既知信号から前記送信ウェイトの補正値を求める補正値算出工程と、を具備する。

0025

この方法によれば、位相及び振幅調整の際のつなぎ代えが不要であり、かつ、1つの受信RF部で、それぞれのアンテナから送信される信号についての位相及び振幅を個々に補正していないが、送信指向性形成の際の各アンテナ間のベクトル差と、アンテナ出力端における各アンテナ間のベクトル差との差を求めることできる。したがって、このような送信指向性の調整により、指向性送信を正確に行なうことができる。

0026

本発明の第8の態様に係る送信指向性調整方法は、複数のアンテナに対して送信ウェイトを設定し、この送信ウェイトにしたがって第1の送信指向性を形成する第1の指向性形成工程と、第1の拡散符号により拡散変調され、前記第1の送信指向性にしたがって各アンテナから送信される送信信号及び第2の拡散符号により拡散変調された既知信号を合成する第2の合成工程と、所定の周波数で無線周波数に周波数変換され、前記送信指向性にしたがう既知信号を合成して合成信号を得る第1の合成工程と、前記無線周波数の合成信号をベースバンド信号に周波数変換する周波数変換工程と、前記ベースバンド信号を逆拡散処理して逆拡散信号を得る逆拡散処理工程と、前記拡散変調された既知信号及び前記逆拡散信号から前記送信ウェイトの補正値を求める補正値算出工程と、を具備する。

0027

この方法によれば、位相及び振幅調整の際のつなぎ代えが不要であり、かつ、1つの受信RF部で、それぞれのアンテナから送信される信号についての位相及び振幅を個々に補正していないが、送信指向性形成の際の各アンテナ間のベクトル差と、アンテナ出力端における各アンテナ間のベクトル差との差を求めることできる。したがって、このような送信指向性の調整により、指向性送信を正確に行なうことができる。

0028

さらに、この構成によれば、送信信号と参照信号を符号分割しているので、送信信号と参照信号とを切り替えることなく、処理することができる。したがって、送信指向性の調整と送信指向性にしたがった送信とを並行して行なうことができ、送信指向性を調整した結果を迅速に指向性送信に反映させることができる。

0029

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態1に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。また、図2は、上記無線送信装置と無線通信を行なう無線受信装置の構成を示すブロック図である。

0030

無線送信装置では、送信信号を変調回路101で変調し、指向性送信を行なうためのベクトル乗算回路106〜108に送る。ここで、ベクトル乗算とは、指向性送信のために送信信号の振幅と位相を変更する処理のことである。位相のみを変化させるような指向性送信の場合は位相シフトといが、一般性を重視してベクトル乗算と記述する。

0031

ベクトル乗算回路106〜108では、送信ウェイト回路102からのウェイト及び補正値制御回路121からの補正値に基づいてベクトル乗算回路103〜105でそれぞれ求められた、変調信号に指向性送信のための送信ウェイトを乗算し、乗算後の信号を送信RF回路109〜111に送る。

0032

送信RF回路109〜111では、入力された信号について、送信キャリア周波数への周波数変換と増幅を行なう。周波数変換は、周波数源112を用いて周波数が調整されることにより行われる。この送信信号は、分配器113〜115を通って、アンテナ116〜118から送信される。

0033

なお、この無線送信装置は、分配器113〜115からの出力を合成する合成回路119と、合成回路119からの出力に対して周波数源112の周波数を用いて周波数変換する受信RF回路120と、変調信号を遅延させる遅延回路122と、遅延させた変調信号と受信RF回路120からの出力を用いて位相及び振幅の補正値を求める補正値制御回路121とを備える。

0034

一方、無線送信装置から送信された信号は、図2に示す無線受信装置のアンテナ201から受信され、受信RF回路202で周波数変換及び増幅され、変調回路203で変調されて受信データとなる。

0035

次に、上記構成を有する無線送信装置の動作について説明する。まず、通常の通信においては、上述した動作が行なわれる。指向性送信を正確に行なうためには、ベクトル乗算回路106〜108の出力における各アンテナ間のベクトル差と、アンテナ出力端における各アンテナ間のベクトル差とが同じである必要があり、したがって両ベクトル差を同じにする補正値算出動作が必要となる。次に、この補正値算出動作について説明する。

0036

変調回路101に送信内容既知である参照信号を入力する。なお、図1において、変調回路101には、参照信号及び送信信号が、図示しない切り替え手段により適宜切り替えて入力されるようになっている。また、送信ウェイトは、全てのアンテナを1とする。このようにして通常の通信状態と同様に送信動作を行なう。

0037

参照信号をアンテナ116〜118の直前の分配器113〜115から取り出して、合成回路119に送る。これらの信号は、合成回路119で合成される。この合成信号は、送信RF回路109〜111による誤差を含んだ信号である。なお、この合成処理は、それぞれの信号を合成した後にアンテナ数で除算する処理である。

0038

このとき、正確な補正値を求めるために、分配器113の入力点Aから合成回路119の出力点Xまでのベクトル(ベクトルAX)と、分配器114の入力点Bから合成回路119の出力点Xまでのベクトル(ベクトルBX)と、分配器115の入力点Cから合成回路119の出力点Xまでのベクトル(ベクトルCX)とは、同一であるように調整されている必要がある。

0039

次いで、合成信号は、受信RF回路120に送られて、送信RF回路109〜111に与える周波数と同一の周波数でベースバンド信号に周波数変換され、さらに直交検波される。これにより、合成信号についての位相と振幅の情報が得られる。さらに、直交検波後の信号は、ベクトル乗算回路106〜108の出力と同じ周波数に変換される。この合成されたベースバンド信号は、補正値制御回路121に入力される。

0040

一方、参照信号は、変調処理された後に遅延回路122に入力され、少なくとも変調信号が分配器113〜115を経由して補正値制御回路121に入力される期間遅延されて、補正値制御回路121に送られる。

0041

補正値制御回路121では、合成されたベースバンド信号と、遅延処理された参照信号との間で、位相及び振幅が比較され、両者の位相及び振幅の差が最小になるように、それぞれのアンテナの補正値が求められ、この補正値は更新される。なお、補正値の更新方法は、誤差最小化法などの適応アルゴリズムで容易に実施することができる。

0042

このようにして、各アンテナに対するウェイトの補正値を算出する。この補正値に基づいて、ベクトル乗算回路103〜105で、送信ウェイト回路102からの送信ウェイトがベクトル乗算により調整され、送信RF回路109〜111を通ることにより生じる位相及び振幅の誤差が解消される。

0043

この位相及び振幅の誤差解消について、図3を用いて説明する。参照信号は、変調回路101において変調され、図3(a)に示すような位相及び振幅を示す。この位相及び振幅は既知である。参照信号に送信ウェイトが乗算されて送信RF回路109〜111で無線送信処理が行なわれると、図3(b)に示すように、それぞれ位相及び振幅にずれが生じる。それぞれの参照信号(○印、□印、△印)は、分配器113〜115からの出力に対応する。

0044

これを合成回路119で合成し、アンテナ数で除すと、図3(c)に示す位相及び振幅となる(図中の■印)。これは、合成回路119の出力に相当する。補正値制御回路121では、もとの参照信号(○印)と合成した参照信号(■印)との間で誤差を求め、補正値を算出する。これは、補正値制御回路121の出力に相当する。この補正値を用いて送信信号の位相及び振幅を調整する。

0045

このように、位相及び振幅が調整され、すなわち送信指向性が調整された後に、切り替え手段により変調回路101に入力する信号を参照信号から送信信号に切り替える。また、送信ウェイト回路102からの送信ウェイトも送信信号用の送信ウェイトに切り替える。このように所定の切り替えが行なわれた後に、指向性送信に移行する。なお、送信ウェイトは、例えば受信ウェイトに基づいて求められる。

0046

本実施の形態の無線送信装置及び送信指向性調整方法においては、それぞれのアンテナから送信される信号についての位相及び振幅を個々に補正していないが、ベクトル乗算回路106〜108の出力における各アンテナ間のベクトル差と、アンテナ出力端における各アンテナ間のベクトル差との差を求めていることになる。したがって、このような送信指向性の調整により、指向性送信を正確に行なうことができる。また、位相及び振幅調整の際のつなぎ代えが不要であり、かつ、1つの受信RF部で振幅及び位相特性を補正することが可能であり、装置の簡略化を図ることができる。

0047

(実施の形態2)本実施の形態では、本発明の送信指向性の調整方法をCDMAシステムに適用した場合について説明する。

0048

図4は、本発明の実施の形態2に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。

0049

無線送信装置では、送信信号を変調回路401で変調し、拡散回路402に送る。拡散回路402では、所定の拡散符号を用いて変調信号に拡散処理を行ない、指向性送信を行なうためのベクトル乗算回路404〜406に送る。ここで、ベクトル乗算とは、指向性送信のために送信信号の振幅と位相を変更する処理のことである。位相のみを変化させるような指向性送信の場合は位相シフトといが、一般性を重視してベクトル乗算と記述する。

0050

ベクトル乗算回路404〜406では、送信ウェイト回路403からのウェイトを拡散信号に乗算し、乗算後の信号を合成回路407〜409にそれぞれ送る。合成回路407では、変調回路429で変調され、拡散回路428において所定の拡散符号を用いて拡散処理された参照信号と、前記拡散信号とが合成される。

0051

合成された信号は、それぞれベクトル乗算回路410〜412に送られる。ベクトル乗算回路410〜412では、補正値制御回路426からの補正値に基づいて、合成信号に対してベクトル乗算処理を行ない、乗算後の信号を送信RF回路414〜416に送る。

0052

送信RF回路414〜416では、入力された信号について、送信キャリア周波数への周波数変換と増幅を行なう。周波数変換は、周波数源413を用いて周波数が調整されることにより行われる。この送信信号は、分配器417〜419を通って、アンテナ420〜422から送信される。

0053

なお、この無線送信装置は、分配器417〜419からの出力を合成する合成回路423と、合成回路423からの出力に対して周波数源413の周波数を用いて周波数変換する受信RF回路424と、受信RF回路424の出力について逆拡散処理を行なう逆拡散回路425と、参照信号についての拡散信号を遅延させる遅延回路427と、遅延させた変調信号と受信RF回路424からの出力を用いて位相及び振幅の補正値を求める補正値制御回路426とを備える。

0054

一方、無線送信装置から送信された信号は、無線受信装置のアンテナから受信され、受信RF回路で周波数変換及び増幅され、送信側で使用された拡散符号と同じ拡散符号を用いて逆拡散処理された後に、変調回路で変調されて受信データとなる。

0055

次に、上記構成を有する無線送信装置の動作について説明する。指向性送信を正確に行なうためには、ベクトル乗算回路410〜412の出力における各アンテナ間のベクトル差と、アンテナ出力端における各アンテナ間のベクトル差とが同じである必要があり、したがって両ベクトル差を同じにする補正値算出動作が必要となる。この補正値算出動作について説明する。

0056

送信信号は、変調回路401に送られ、変調処理された後に、拡散回路402に送られて、所定の拡散符号を用いて拡散処理される。一方、送信内容が既知である参照信号は、変調回路429に送られ、変調処理された後に、拡散回路428に送られて、所定の拡散符号を用いて拡散処理される。ここで、拡散処理される際に用いられる拡散符号は、送信信号用と参照信号用で異ならせる必要がある。

0057

送信信号の拡散信号は、ベクトル乗算回路404〜406に送られて、そこで送信ウェイト403からのウェイトが乗算される。これにより送信指向性が形成される。なお、各アンテナへの初期ウェイトは1とする。

0058

ウェイトが乗算された送信信号の拡散信号は、合成回路407〜409にそれぞれ送られる。また、参照信号の拡散信号もそれぞれ合成回路407〜409に送られる。合成回路407〜409では、送信信号の拡散信号と参照信号の拡散信号が合成される。

0059

参照信号の拡散信号については、ベクトル乗算回路410〜412において、補正値制御回路426からの補正値を用いてベクトル乗算処理され、送信指向性の調整が行なわれる。

0060

送信指向性が調整された参照信号の拡散信号及び送信信号の拡散信号は、送信RF回路414〜416に送られ、そこで周波数変換され、増幅される。この周波数変換は、周波数源413の周波数を用いて行われる。送信信号の拡散信号については、分配器417〜419を介してアンテナ420〜422から送信される。

0061

参照信号の拡散信号については、アンテナ420〜422の直前の分配器417〜419から取り出して、合成回路423に送る。これらの信号は、合成回路423で合成される。この合成信号は、送信RF回路414〜416による誤差を含んだ信号である。なお、この合成処理は、それぞれの信号を合成した後にアンテナ数で除算する処理である。

0062

このとき、正確な補正値を求めるために、分配器417の入力点から合成回路119の出力点までのベクトルと、分配器114の入力点から合成回路119の出力点までのベクトルと、分配器115の入力点から合成回路119の出力点までのベクトルとは、同一であるように調整されている必要がある。

0063

次いで、合成信号は、受信RF回路424に送られて、送信RF回路414〜416に与える周波数と同一の周波数でベースバンド信号に周波数変換され、さらに直交検波される。これにより、合成信号についての位相と振幅の情報が得られる。さらに、直交検波後の信号は、ベクトル乗算回路410〜412の出力と同じ周波数に変換される。この合成されたベースバンド信号は、逆拡散回路425に送られ、拡散回路428で使用された拡散符号を用いて逆拡散処理される。この逆拡散処理された信号は、補正値制御回路426に入力される。

0064

一方、参照信号の拡散信号は、遅延回路427に入力され、少なくとも参照信号の拡散信号が分配器417〜419を経由して補正値制御回路426に入力される期間遅延されて、補正値制御回路426に送られる。

0065

補正値制御回路426では、合成された逆拡散信号と、遅延処理された参照信号の拡散信号との間で、位相及び振幅が比較され、両者の位相及び振幅の差が最小になるように、それぞれのアンテナの補正値が求められ、この補正値は更新される。なお、補正値の更新方法は、誤差最小化法などの適応アルゴリズムで容易に実施することができる。

0066

このようにして、各アンテナに対するウェイトの補正値を算出する。この補正値に基づいて、ベクトル乗算回路410〜412で、送信ウェイト回路403からの送信ウェイトがベクトル乗算により調整され、送信RF回路414〜416を通ることにより生じる位相及び振幅の誤差が解消される。

0067

このように、位相及び振幅が調整され、すなわち送信指向性が調整された状態で送信信号が送信される。また、送信ウェイト回路403からの送信ウェイトも送信信号用の送信ウェイトに切り替える。なお、送信ウェイトは、例えば受信ウェイトに基づいて求められる。

0068

本実施の形態の無線送信装置及び送信指向性調整方法においては、それぞれのアンテナから送信される信号についての位相及び振幅を個々に補正していないが、ベクトル乗算回路410〜412の出力における各アンテナ間のベクトル差と、アンテナ出力端における各アンテナ間のベクトル差との差を求めていることになる。したがって、このような送信指向性の調整により、指向性送信を正確に行なうことができる。また、位相及び振幅調整の際のつなぎ代えが不要であり、かつ、1つの受信RF部で振幅及び位相特性を補正することが可能であり、装置の簡略化を図ることができる。

0069

また、送信信号と参照信号を符号分割しているので、送信信号と参照信号とを切り替えることなく、処理することができる。したがって、送信指向性の調整と送信指向性にしたがった送信とを並行して行なうことができ、送信指向性を調整した結果を迅速に指向性送信に反映させることができる。

0070

(実施の形態3)本実施の形態では、他ユーザへの干渉を抑えながら、本発明の送信指向性の調整方法をCDMAシステムに適用した場合について説明する。

0071

図5は、本発明の実施の形態3に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態において、実施の形態2と同じ部分については実施の形態2と同じとしてその説明は省略する。

0072

図5に示す無線送信装置は、送信信号と異なる指向性を形成するための送信ウェイト回路501と、ベクトル乗算回路502〜504とを備えている。

0073

上記構成を有する無線送信装置の動作について説明する。送信信号は、変調回路401に送られ、変調処理された後に、拡散回路402に送られて、所定の拡散符号を用いて拡散処理される。一方、送信内容が既知である参照信号は、変調回路429に送られ、変調処理された後に、拡散回路428に送られて、所定の拡散符号を用いて拡散処理される。ここで、拡散処理される際に用いられる拡散符号は、送信信号用と参照信号用で異ならせる必要がある。

0074

送信信号の拡散信号は、ベクトル乗算回路404〜406に送られて、そこで送信ウェイト403からのウェイトが乗算される。これにより第1の送信指向性が形成される。

0075

参照信号の拡散信号は、ベクトル乗算回路502〜504に送られて、そこで送信ウェイト回路501からのウェイトが乗算される。これにより第2の送信指向性が形成される。なお、各アンテナへの初期ウェイトは1とする。この第2の送信指向性は、送信アンテナにあらかじめ送信指向性がある場合に、参照信号についての送信指向性が送信アンテナの指向性の外に出るように設定する。

0076

ウェイトが乗算された送信信号の拡散信号は、合成回路407〜409にそれぞれ送られる。また、参照信号の拡散信号もそれぞれ合成回路407〜409に送られる。合成回路407〜409では、送信信号の拡散信号と参照信号の拡散信号が合成される。

0077

参照信号の拡散信号については、ベクトル乗算回路410〜412において、補正値制御回路426からの補正値を用いてベクトル乗算処理され、送信指向性の調整が行なわれる。

0078

送信指向性が調整された参照信号の拡散信号及び送信信号の拡散信号は、送信RF回路414〜416に送られ、そこで周波数変換され、増幅される。この周波数変換は、周波数源413の周波数を用いて行われる。送信信号の拡散信号については、分配器417〜419を介してアンテナ420〜422から送信される。

0079

この無線送信装置において、送信指向性の調整方法は、実施の形態2と同様にして行なう。したがって、本実施の形態の無線送信装置及び送信指向性調整方法においても、それぞれのアンテナから送信される信号についての位相及び振幅を個々に補正していないが、ベクトル乗算回路410〜412の出力における各アンテナ間のベクトル差と、アンテナ出力端における各アンテナ間のベクトル差との差を求めていることになる。したがって、このような送信指向性の調整により、指向性送信を正確に行なうことができる。また、位相及び振幅調整の際のつなぎ代えが不要であり、かつ、1つの受信RF部で振幅及び位相特性を補正することが可能であり、装置の簡略化を図ることができる。

0080

また、送信信号と参照信号を符号分割しているので、送信信号と参照信号とを切り替えることなく、処理することができる。したがって、送信指向性の調整と送信指向性にしたがった送信とを並行して行なうことができ、送信指向性を調整した結果を迅速に指向性送信に反映させることができる。

0081

さらに、本実施の形態における無線送信装置は、送信アンテナにあらかじめ送信指向性がある場合に、参照信号についての送信指向性が送信アンテナの指向性の外に出るように設定するので、次のような効果が得られる。

0082

送信指向性は、ディジタル処理で与えた指向性と、アンテナの指向性の積で与えられる。受信で考えると、アンテナの指向性が120度の場合、120度の外から、例えば裏側から到来する信号は、アンテナの指向性が120度の外には向いていないので抑圧される。送信の場合も同様に考えることができる。

0083

したがって、送信キャリブレーション用の参照信号についての送信指向性をアンテナの指向性の外に向かうように設定することによって、通常のユーザに干渉なくキャリブレーション信号を挿入することができる。

0084

上記実施の形態1〜3に係る無線送信装置及び送信指向性調整方法は、ディジタル無線通信システムにおける基地局装置に適用することができる。これにより、簡易な構成により、正確な送信指向性を形成することができ、良好に無線通信を行なうことができる。

0085

本発明は、上記実施の形態1〜3に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態1〜3においては、無線送信装置に送信機のみを搭載し、無線受信装置に受信機のみを搭載した場合について説明しているが、無線送信装置及び無線受信装置共に送受信が可能であるので、それぞれ送信機及び受信機を備えている。また、上記実施の形態1〜3においては、送信指向性が可変である場合について説明しているが、本発明の装置及び方法において、送信指向性が固定である場合には、ウェイト算出機能は不要となる。

発明の効果

0086

以上説明したように本発明の無線送信装置及び送信指向性調整方法は、アンテナ直前の分配器で分配したそれぞれのアンテナの信号を合成し、この合成信号と参照信号とを用いて、両者の位相及び振幅の差が最小になるように、それぞれのアンテナの補正値を求めて更新し、この補正値を用いて送信指向性を調整するので、位相及び振幅調整の際のつなぎ代えが不要であり、かつ、1つの受信RF部で振幅及び位相特性を補正することが可能である。また、これにより、正確な指向性送信を行なうことができる。

図面の簡単な説明

0087

図1本発明の実施の形態1に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
図2図1に示す無線送信装置と無線通信を行なう無線受信装置
図3上記実施の形態における送信指向性調整方法を説明するための信号点配置図
図4本発明の実施の形態2に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
図5本発明の実施の形態3に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
図6上記実施の形態における送信指向性調整を説明するための図
図7従来の無線送信装置の構成を示すブロック図

--

0088

101変調回路
102送信ウェイト回路
103〜108ベクトル乗算回路
109〜111 送信RF回路
112周波数源
113〜115分配器
116〜118アンテナ
119合成回路
120受信RF回路
121補正値制御回路
122 遅延回路

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