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技術 基地局、無線通信システムおよび無線通信システムのキャリブレーション方法

出願人 富士通株式会社
発明者 実川大介伊達木隆
出願日 2016年3月18日 (5年9ヶ月経過) 出願番号 2016-055954
公開日 2017年9月28日 (4年2ヶ月経過) 公開番号 2017-175207
状態 特許登録済
技術分野 移動無線通信システム 無線伝送方式一般(ダイバーシチ方式等) 時分割多重化通信方式
主要キーワード 自己キャリブレーション 上位基地局 キャリブレーション係数 キャリブレーション信号 キャリブレーション後 キャリブレータ 無線送受信回路 無線特性
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図面 (18)

課題

複数の送受信ポイント間の無線送受信回路におけるキャリブレーションの精度を上げる。

解決手段

一側面において、複数の送受信ポイント102に接続される基地局101は、キャリブレータ404を備える。キャリブレータ404は、複数の送受信ポイント102それぞれのビームフォーミング通信に基づいて複数の送受信ポイント102それぞれのビームフォーミング通信のウェイトに乗じるキャリブレーション係数を算出する。

概要

背景

移動無線通信において、基地局と無線端末との間の無線チャネルチャネル状態無線特性)は、時間に応じ変化し、また、周波数に応じても変化する。このため、基地局から無線端末への下り無線チャネルおよび無線端末から基地局への上り無線チャネルそれぞれのチャネル状態の推定が実施される。

基地局および無線端末が時分割多重により通信を行なう場合には、上り無線チャネルおよび下り無線チャネルのチャネル状態は、等価であると推定できる。

しかしながら、等価であると推定できるのは、基地局のアンテナと無線端末のアンテナとの間の空中の無線チャネルのチャネル状態である。一方、基地局および無線端末で推定される無線チャネルは、チャネル推定を行なう部とアンテナとの間の無線送受信回路応答特性伝達関数)を含むため、実際には、上り無線チャネルと下り無線チャネルとのチャネル状態は、等価であると推定できない場合がある。そこで、無線送受信回路のキャリブレーションを行ない、等価であると推定可能な状態にする。

概要

複数の送受信ポイント間の無線送受信回路におけるキャリブレーションの精度を上げる。一側面において、複数の送受信ポイント102に接続される基地局101は、キャリブレータ404を備える。キャリブレータ404は、複数の送受信ポイント102それぞれのビームフォーミング通信に基づいて複数の送受信ポイント102それぞれのビームフォーミング通信のウェイトに乗じるキャリブレーション係数を算出する。

目的

効果

実績

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請求項1

複数の送受信ポイントに接続される基地局であって、前記複数の送受信ポイントそれぞれのビームフォーミング通信に基づいて、前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信におけるウェイト補正するキャリブレーション係数を算出するキャリブレータを備える基地局。

請求項2

前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信は、時分割多重通信である、請求項1に記載の基地局。

請求項3

前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信は、前記基地局に在圏する無線装置と前記複数の送受信ポイントとの通信であり、前記キャリブレータは、前記複数の送受信ポイントそれぞれから前記無線装置への下り無線特性と前記無線装置から前記複数の送受信ポイントそれぞれへの上り無線特性とに基づいて前記キャリブレーション係数を算出する、請求項1または2に記載の基地局。

請求項4

前記複数の送受信ポイントの数をNとし、前記複数の送受信ポイントそれぞれから前記無線装置への下り無線特性をfDL(1)、fDL(2)、fDL(3)、…およびfDL(N)とし、前記無線装置から前記複数の送受信ポイントそれぞれへの上り無線特性をfUL(1)、fUL(2)、fUL(3)、…およびfUL(N)とすると、前記キャリブレータは、前記キャリブレーション係数c(1)、c(2)、c(3)、…およびc(N)として、c(1)=1、c(2)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(2)/fDL(2))、c(3)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(3)/fDL(3))、…およびc(N)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(N)/fDL(N))を算出する、請求項3に記載の基地局。

請求項5

前記複数の送受信ポイントをRRH(1)、RRH(2)、RRH(3)、…およびRRH(N)とし、前記複数の送受信ポイントそれぞれによる前記ビームフォーミング通信は、RRH(1)およびRRH(2)、RRH(2)およびRRH(3)、…、RRH(N−1)およびRRH(N)それぞれの間の通信であり、RRH(i)からRRH(i+1)への無線特性をfDL(i)とし、RRH(i+1)からRRH(i)への無線特性をfUL(i)とすると、前記キャリブレータは、係数c(1)、c(2)、c(3)、…およびc(N)として、c(1)=1、c(2)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(2)/fDL(2))、c(3)=(fUL(2)/fDL(2))/(fUL(3)/fDL(3))、…およびc(N)=(fUL(N−1)/fDL(N−1))/(fUL(N)/fDL(N))を算出し、前記キャリブレーション係数として、c(1)、c(2)×c(1)、c(3)×c(2)×c(1)、…およびc(N)×c(N−1)×…×c(1)を算出する請求項1または2に記載の、基地局。

請求項6

複数の送受信ポイントと前記複数の送受信ポイントに接続される基地局とを備える無線通信システムであって、前記複数の送受信ポイントそれぞれのビームフォーミング通信に基づいて、前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信におけるウェイトを補正するキャリブレーション係数を算出するキャリブレータを備える無線通信システム。

請求項7

複数の送受信ポイントに接続される基地局を備える無線通信システムのキャリブレーション方法であって、前記複数の送受信ポイントそれぞれからビームフォーミング通信を行ない、前記複数の送受信ポイントそれぞれのビームフォーミング通信に基づいて、前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信におけるウェイトを補正するキャリブレーション係数を算出する、無線通信システムのキャリブレーション方法。

技術分野

0001

開示は、基地局、無線通信システムおよびキャリブレーション方法に関する。

背景技術

0002

移動無線通信において、基地局と無線端末との間の無線チャネルチャネル状態無線特性)は、時間に応じ変化し、また、周波数に応じても変化する。このため、基地局から無線端末への下り無線チャネルおよび無線端末から基地局への上り無線チャネルそれぞれのチャネル状態の推定が実施される。

0003

基地局および無線端末が時分割多重により通信を行なう場合には、上り無線チャネルおよび下り無線チャネルのチャネル状態は、等価であると推定できる。

0004

しかしながら、等価であると推定できるのは、基地局のアンテナと無線端末のアンテナとの間の空中の無線チャネルのチャネル状態である。一方、基地局および無線端末で推定される無線チャネルは、チャネル推定を行なう部とアンテナとの間の無線送受信回路応答特性伝達関数)を含むため、実際には、上り無線チャネルと下り無線チャネルとのチャネル状態は、等価であると推定できない場合がある。そこで、無線送受信回路のキャリブレーションを行ない、等価であると推定可能な状態にする。

0005

特開2013−534380号公報
国際公開第2011/155360号
特開2011−199850号公報
特開2013−509082号公報

先行技術

0006

西森健太郎、長敬三、鷹取泰司、堀俊和、“TDDシステムアダプティブアレーリアルタイム更正法の検討”、A・P99−3、信学技報、pp.17−22、1999年4月
能田康義、原嘉孝、矢野安宏、久保博嗣、“TDD方式における双方向チャネル測定を用いたアンテナ自己キャリブレーション”、RCS2008・12、信学技報、pp.69−74、2008年5月
H. Fukuzono, et al, "Weighted-combining calibration for implicit feedback beamforming on downlink multiuserMIMO systems," PIMRC 2013, Jun. 2013.
F. Huang, Y. Wang, J. Geng, D. Yang, "Antenna mismatch and calibration problem in coordinated multi-point transmission system,"IET Commun, 2012, Vol. 6, Iss 3, pp. 289-299.

発明が解決しようとする課題

0007

基地局が複数の送受信ポイントに接続され、当該複数の送受信ポイントが協調して無線端末と通信を行なう場合、当該無線端末が当該複数の送受信ポイントから受信する無線信号は同等であることが好ましい。そこで、当該複数の送受信ポイントに接続される当該基地局を正確にキャリブレーションする必要がある。

0008

以上に鑑み、開示の目的の一つは、複数の送受信ポイントに接続される基地局のキャリブレーションの精度を上げることである。

課題を解決するための手段

0009

一側面において、複数の送受信ポイントに接続される基地局は、キャリブレータを備える。キャリブレータは、複数の送受信ポイントそれぞれのビームフォーミング通信に基づいて複数の送受信ポイントそれぞれのビームフォーミング通信のウェイト補正するキャリブレーション係数を算出する。

図面の簡単な説明

0010

実施形態1に係る無線通信システムの全体図である。
(A)は送受信ポイントから無線端末へDL(Down Link)無線チャネルを通じて無線信号が送信される一例を示す図であり、(B)は無線端末から送受信ポイントへUL(Up Link)無線チャネルを通じて無線信号が送信される一例を示す図である。
実施形態1に係る無線通信システムの基地局と、送受信ポイントと、無線端末との機能ブロック図である。
実施形態1に係る無線通信システムの基地局と、送受信ポイントと、無線端末との機能ブロック図である。
実施形態1に係る無線通信システムのキャリブレーション処理フローチャートである。
実施形態1に係る無線通信システムのセルフキャリブレーションの処理を説明する図である。
(A)は実施形態1に係る無線通信システムのセルフキャリブレーションの処理を説明する図であり、(B)は実施形態1に係る無線通信システムのセルフキャリブレーションの処理を説明する図である。
実施形態1に係る無線通信システムのキャリブレーションの処理のシーケンス図である。
実施形態1に係る無線通信システムのキャリブレーションを説明するための図である。
実施形態1に係る無線通信システムのキャリブレーションを説明するための図である。
実施形態1に係る無線通信システムの別の全体図である。
実施形態2に係る無線通信システムの全体図である。
実施形態2に係る無線通信システムの機能ブロック図である。
実施形態2に係るキャリブレーション処理のフローチャートである。
実施形態2に係るキャリブレーション処理のシーケンス図である。
実施形態3に係るキャリブレーション処理のシーケンス図である。
(A)は基地局と送受信ポイントとのハードウェア構成図であり、(B)は無線端末のハードウェア構成図である。

実施例

0011

以下に、開示を説明する。なお、同じ名称の構成要素には同じ符号を付して説明する。また、1つの図面に、同種のものが複数個現れる場合には、#1、#2、…を付して区別する。

0012

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る通信システムの全体図を示す。無線通信システム100は、基地局101と、送受信ポイント102#1および102#2と、無線端末103とを有する。

0013

基地局101に、送受信ポイント102#1および102#2が接続されている。基地局101と送受信ポイント102#1および102#2との接続には、例えば光ファイバによる有線通信および例えばマイクロウェーブ回線による無線通信のいずれか一以上が用いられる。送受信ポイント102#1および102#2のそれぞれは、無線エリアを形成する。

0014

無線エリアに無線端末103が位置すると、無線エリアを形成する送受信ポイントと無線端末103とが通信可能となる。図1では、無線端末103と送受信ポイント102#1および102#2が通信可能となっている。したがって、送受信ポイント102#1および102#2は協調して無線端末103と通信することが可能である。なお、無線端末103が、送受信ポイント102#1および102#2と通信することが可能であるとき、無線端末103は基地局101に在圏するという。

0015

基地局101は、コアネットワークとも接続され、コアネットワークと送受信ポイント102#1および102#2との間の通信を中継する。

0016

多くの無線通信システムにおいては、基地局101はベースバンド信号の処理を行ない、送受信ポイント102#1および102#2は、ベースバンド信号と無線信号との変換処理および無線信号の処理を行なう。別言すれば、基地局101がベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号を送受信ポイント102#1および102#2に送信すると、送受信ポイント102#1および102#2は、無線信号に変換を行ない、無線端末103に無線信号を送信する。また、送受信ポイント102#1および102#2が無線端末103から無線信号を受信すると、ベースバンド信号に変換し、変換したベースバンド信号を基地局101に送信し、基地局101は、ベースバンド信号の処理を行なう。

0017

無線端末103は、無線エリアを形成している送受信ポイントと無線通信を行なう装置である。上述したように、図1においては、無線端末103は、送受信ポイント102#1および102#2と無線通信を行なうことができる。

0018

基地局101は、BBU(Base Band Unit)、C−BBU(Cenralized Base Band Unit)、ベースバンド局あるいは制御局など、様々に呼称され得る。送受信ポイント102#1および102#2は、RRH(Remote Radio Head)あるいはTP(Transmission Point)など、様々に呼称され得る。基地局101と送受信ポイント102#1および102#2とをまとめて、Node B(NodeB、NB)あるいはevolved Node B(eNodeB)など、様々に呼称され得る。また、無線端末103を、User Equipment(UE)、Mobile Station(MS)、User TerminalあるいはSubscriber Stationなど、様々に呼称され得る。

0019

図2(A)および図2(B)は、送受信ポイント102と無線端末103との通信の一例を示す。図2(A)においては、送受信ポイント102から無線端末103へは、DL(下り)無線チャネルを通じて無線信号が送信される。また、図2(B)においては、無線端末103から送受信ポイント102へUL(上り)無線チャネルを通じて無線信号が送信される。

0020

送受信ポイント102と無線端末103とが時分割多重(TDD;Time Divisional Duplex)通信を行なうと仮定する。この場合は、送受信ポイント102と無線端末103とは同じ周波数を用いて通信を行なうので、DL無線チャネルとUL無線チャネルとを同一視することができる。したがって、DL無線チャネルとUL無線チャネルとの無線特性を同一視することができる。

0021

当該同一視により、送受信ポイント102に接続された基地局101は、無線端末103からのUL参照信号などを用いて推定したUL無線チャネルの無線特性(チャネル状態)によって、詳細なDL無線チャネルのチャネル状態を推定することができる。これにより、送受信ポイント102に接続された基地局101は、DLデータ信号に対するウェイトの乗算により送受信ビームフォーミングを実施することができる。また、無線端末103は、下り無線チャネルのチャネル状態の報告が不要となり、制御信号オーバヘッドを小さくすることが可能となる。

0022

しかし、現実には、無線チャネルのチャネル状態の推定は、送受信部を介して行なわれる。このため、推定される無線チャネルのチャネル状態は、アンテナ間のチャネル状態と送受信部のチャネル状態とを合わせたチャネル状態(送信部および受信部を含めたチャネル状態)となる。

0023

図3は、無線通信システム100の、基地局101と、送受信ポイント102と、無線端末103との機能ブロック図の一例である。

0024

送受信ポイント102は、それぞれのアンテナ304#1および304#2に対応して、送信部302#1と受信部303#1および送信部302#2と受信部303#2を備えている。また、基地局101は、ベースバンド部301を備えている。また、無線端末103は、送信部311と、受信部312と、ベースバンド部301とを備えている。

0025

アンテナ304#1が接続されている送信部302#1および受信部303#1の応答特性をそれぞれ、T1およびR1と表記し、アンテナ304#2が接続されている送信部302#2および受信部303#2の応答特性をそれぞれ、T2およびR2と表記する。別言すれば、送信部302#1へのベースバンド信号の入力からアンテナ304#1による無線信号の送信までの応答特性をT1と表記する。同様に、アンテナ304#1による無線信号の受信から、受信部303#1からのベースバンド信号の出力までの応答特性をR1と表記する。T2およびR2についても同様である。

0026

また、アンテナ304#1と無線端末103のアンテナとの間の無線チャネルのチャネル状態をh1と表記し、アンテナ304#2と無線端末103のアンテナとの間の無線チャネルのチャネル状態をh2と表記する。また、無線端末103の送信部311の応答特性をt1と表記し、受信部312の応答特性をr1と記載する。

0027

fDL(1)を、無線端末103のベースバンド部314が推定する、送信部302#1へのベースバンド信号の入力から受信部312のベースバンド信号の出力までのチャネル状態とする。また、fDL(2)を、無線端末103のベースバンド部314が推定する、送信部302#2へのベースバンド信号の入力から受信部312のベースバンド信号の出力までのチャネル状態とする。このとき、fDL(1)およびfDL(2)は、次の通りとなる。

fDL(1) = T1×h1×r1 (式1)
fDL(2) = T2×h2×r1 (式2)

一また、fUL(1)を、基地局101のベースバンド部301が推定する、送信部311へのベースバンド信号の入力から受信部303#1のベースバンド信号の出力までのチャネル状態とする。また、fUL(2)を、基地局101のベースバンド部301が推定する、送信部311へのベースバンド信号の入力から受信部303#2のベースバンド信号の出力までのチャネル状態とする。このとき、fUL(1)およびfUL(2)は、次の通りとなる。

fUL(1) = t1×h1×R1 (式3)
fUL(2) = t1×h2×R2 (式4)

したがって、T1≠R1、T2≠R2、t1≠r1およびt2≠r2のいずれか1つでも成り立てば、かならずしもfDL(1)=fUL(1)およびfDL(2)=fUL(2)が成立するとは限らないことになる。このため、DL無線リンクチャネルとUL無線リンクチャネルとを同一視できなくなる。したがって、UL無線チャネルのチャネル状態の推定に基づいて、DL無線チャネルのチャネル状態を推定しても、正しい推定とはならなくなり、DL無線チャネルにおけるプリコーディングなどが最適でなくなり、通信特性劣化する。

0028

そこで、送受信ポイント102の送信部302および受信部303の応答特性に応じて、キャリブレーションを行なう必要がある。別言すれば、キャリブレーションにより得られるキャリブレーション係数を用いて、プリコーダプリコーディング行列または送受信ウェイトにキャリブレーション係数を乗じたり、ベースバンド信号にさらにキャリブレーション係数を乗じたりする補正を行なう必要がある。

0029

図4は、本実施形態に係る無線通信システム100の基地局101と、送受信ポイント102#1および102#2と、無線端末103との詳細な機能ブロック図である。

0030

無線端末103は、図3に示したように、アンテナ313と、送信部311と、受信部312と、ベースバンド部314とを備える。アンテナ313により受信された無線信号は、受信部312に出力され、ベースバンド信号に変換され、ベースバンド部314に出力される。また、ベースバンド信号がベースバンド部314から送信部311に出力されると、無線信号に変換され、アンテナ313から送信がされる。また、ベースバンド部314は、下り無線チャネルのチャネル推定を行なうことができる。

0031

送受信ポイント102#1および102#2のそれぞれは、送信部302#1、302#2および受信部303#1、303#2を備える。送信部302#1、302#2および受信部303#1、303#2のそれぞれは、ベースバンド信号と無線信号との変換処理と無線信号処理を行なう無線回路である。

0032

基地局101は、ベースバンド部301#1、301#2と、コアネットワークインターフェース402と、セルフキャリブレーション部403#1、403#2と、RRH間キャリブレーション部404と、を備える。また、ベースバンド部301#1および301#2のそれぞれは、プリコーダ401#1および401#2をそれぞれ備える。なお、RRH間キャリブレーション部404を単にキャリブレータという場合がある。

0033

コアネットワークインターフェース402は、ベースバンド部301#1、301#2とコアネットワークとのインターフェースである。別言すれば、ベースバンド部301#1、301#2のそれぞれは、コアネットワークインターフェース402を介してコアネットワークと通信を行なうことが可能である。

0034

ベースバンド部301#1は、送受信ポイント102#1とベースバンド信号の入出力が可能であり、送受信ポイント102#1、受信部312および送信部311を介して、無線端末103のベースバンド部314と通信が可能である。

0035

また、ベースバンド部301#2は、送受信ポイント102#2とベースバンド信号の入出力が可能であり、送受信ポイント102#2、受信部312および送信部311を介して、無線端末103のベースバンド部314と通信が可能である。

0036

セルフキャリブレーション部403#1は、送受信ポイント102#1に接続されている。セルフキャリブレーション部403#1は、送受信ポイント102#1の送信部302#1、302#2および受信部303#1、303#2のキャリブレーションを行なう。また、セルフキャリブレーション部403#2は、送受信ポイント102#2に接続されている。セルフキャリブレーション部403#2は、送受信ポイント102#2の送信部302#1、302#2および受信部303#1、303#2のキャリブレーションを行なう。

0037

セルフキャリブレーション部403#1、403#2によるキャリブレーションをセルフキャリブレーションという。セルフキャリブレーションの結果得られるセルフキャリブレーション係数は、例えば、ベースバンド部301のプリコーダ(ビームフォーマ)401に設定される。プリコーダ401は、ベースバンド部が入出力するベースバンド信号にウェイトを乗じ、所定の方向にビームを向けるための部である。セルフキャリブレーション係数がプリコーダ401に設定されると、ウェイトにセルフキャリブレーション係数が乗じられて補正がされる。また、キャリブレーション係数は、プリコーダ401に設定する以外に、送受信ポイント102に設定することができる。送受信ポイント102にキャリブレーション係数が設定されることにより、回路定数などが補正される。

0038

本実施形態におけるセルフキャリブレーションは、非特許文献2に示されているように、送信部302#1および送信部302#2の応答特性T1およびT2のそれぞれにセルフキャリブレーション係数u1およびu2のそれぞれを乗ずるように行なわれる。セルフキャリブレーション係数u1およびu2のそれぞれは、上記式1と上記式3との比が上記式2と式4との比が同じになるように決定される。別言すれば、u1×(fDL(1)/fUL(1))=u2×(fDL(2)/fDL(2))が成り立つようにu1およびu2を決定する。(式1)〜(式4)を用いると、次の等式が得らえる。

u1×(T1×h1×r1)/(t1×h1×R1)
= u2×(T2×h2×r1)/(t1×h2×R2)

上記等式が成り立てば、送信部および受信部を含めた範囲におけるチャネル特性が、DL無線チャネルとUL無線チャネルとにおいて、定数倍の違いとなり、DL無線チャネルとUL無線チャネルのチャネル特性を同一視することができる。上記等式を整理すると、

u1×T1/R1 = u2×T2/R2

したがって、u2/u1=(T1/R1)/(T2/R2)となる。

0039

セルフキャリブレーション部403#1および403#2のそれぞれは、プリコーダ401#1および402#2それぞれに、u1とu2とから算出されるセルフキャリブレーション係数を出力する。これにより、例えば、プリコーダ401#1および402#2がプリコーディングする際、送信部302#2に送信されるベースバンド信号にウェイトを乗じ、さらにu2/u1を乗じることと同じこととなる。

0040

別言すれば、次のようになる。プリコーダ401の出力のうち、送信部302#2へ出力される信号をSo#2と表記すると、送信部302#2へは(u2/u1)×So#2が出力されるように補正がされる。

0041

セルフキャリブレーションの具体的な手順については、後述する。

0042

RRH間キャリブレーション部404は、送受信ポイント102#1および102#2のセルフキャリブレーションが完了した後に、送受信ポイント102#1と102#2との間のキャリブレーションを行なう。このキャリブレーションをRRH間キャリブレーション(あるいは、送受信ポイント間キャリブレーション)と呼称する。

0043

RRH間キャリブレーションは、送受信ポイント102#1および102#2のそれぞれからビームフォーミングを行ない、無線端末103とキャリブレーション信号の送受信を行なうことにより実施される。RRH間キャリブレーションを実施する前に、送受信ポイント102#1および102#2のそれぞれのセルフキャリブレーションは完了しているので、セルフキャリブレーション前よりも正確にビームフォーミングを実施することができる。なお、キャリブレーション信号としては、所定の参照信号を使用することができる。

0044

送受信ポイント102#1から無線端末103へ正確なビームフォーミングが可能となれば、無線端末103にとっては、アンテナ304#1からの無線信号とアンテナ304#2からの無線信号とは同一視できる。また、ベースバンド部301#1にとっては、受信部303#1からのベースバンド信号と受信部303#2からのベースバンド信号とは同一視できる。同様のことが、送受信ポイント102#2についても、成立する。

0045

したがって、セルフキャリブレーション後において、送受信ポイント102#1および102#2のそれぞれから協調ビームフォーミングを行なう場合には、セルフキャリブレーションと同様に、RRH間キャリブレーションにより

c#1×(fDL(#1)/fUL(#1)) = c#2×(fDL(#2)/fUL(#2))

が成り立つようにRRH間キャリブレーション係数c#1およびc#2を決定すればよい。

0046

ただし、fDL(#1)は、基地局101のプリコーダ401#1のベースバンド信号の入力から無線端末103の受信部312のベースバンド信号の出力までのチャネル状態であり、

fDL(#1) = (W1(#1)×T1(#1)×h1(#1)+W2(#1)×T2(#1)×h2(#1))×r1 (式5)

とすることができる。ここに、T1(#1)、T2(#1)は、送受信ポイント102#1の送信部302#1、302#2の応答特性であり、W1(#1)、W2(#1)は、送受信ポイント102#1のアンテナ304#1、304#2に対応するウェイトであり、h1(#1)は、送受信ポイント102#1のアンテナ304#1から無線端末103のアンテナ313までのチャネル状態であり、h2(#1)は、送受信ポイント102#1のアンテナ304#2から無線端末103のアンテナ313までのチャネル状態である。

0047

同様に、fUL(#1)は、無線端末103の送信部311のベースバンド信号の入力から基地局101のプリコーダ401#1のベースバンド信号の出力までのチャネル状態であり、

fUL(#1) = t1×(h1(#1)×R1(#1)×W1(#1)+h2(#1)×R2(#1)×W2(#1)) (式6)

とすることができる。ここに、R1(#1)、R2(#1)は、送受信ポイント102#1の受信部303#1、303#2の応答特性である。

0048

同様に、fDL(#2)は、基地局101のプリコーダ401#2のベースバンド信号の入力から無線端末103の受信部312のベースバンド信号の出力までのチャネル状態であり、

fDL(#2) = (W1(#2)×T1(#2)×h1(#2)+W2(#2)×T2(#2)×h2(#2))×r1 (式7)

とすることができる。ここに、T1(#2)、T2(#2)は、送受信ポイント102#2の送信部302#1、302#2の応答特性であり、W1(#2)、W2(#2)は、送受信ポイント102#2のアンテナ304#1、304#2に対応するウェイトであり、h1(#2)は、送受信ポイント102#2のアンテナ304#1から無線端末103のアンテナ313までのチャネル状態であり、h2(#2)は、送受信ポイント102#2のアンテナ304#2から無線端末103のアンテナ313までのチャネル状態である。

0049

同様に、fUL(#2)は、無線端末103の送信部311のベースバンド信号の入力から基地局101のプリコーダ401#2のベースバンド信号の出力までのチャネル状態であり、

fUL(#2) = t1×(h1(#2)×R1(#2)×W1(#2)+h2(#2)×R2(#2)×W2(#2)) (式8)

とすることができる。ただし、R1(2)、R2(#2)は、送受信ポイント102#2の受信部303#1、303#2の応答特性である。

0050

具体的には、c#2およびc#1は、c#2/c#1=(fDL(#1)/fUL(#1))/(fDL(#2)/fUL(#2))となるように決定される。なお、(fDL(#1)/fUL(#1))/(fDL(#2)/fUL(#2))に、(式5)〜(式8)を代入し、セルフキャリブレーションが完了していることに注意して計算すると判明するように、c#2/c#1は、t1、r1、h1(#1)、h1(#2)、h2(#1)、h2(#2)、W1(#1)、W1(#2)、W2(#1)およびW2(#2)には依存しない。

0051

例えば、fDL(#1)/fUL(#1)は、定数k1に対して、k1×((T1(#1)×T2(#2))/(R1(#1)×R2(#1)))×(r1×t1)となる。また、fDL(#2)/fUL(#2)は、定数k2に対して、k2×((T1(#2)×T2(#2))/(R1(#2)×R2(#2)))×(r1×t1)となる。したがって、(fDL(#1)/fUL(#1))/(fDL(#2)/fUL(#2))は、T1(#1)、T2(#2)、R1(#1)、R2(#1)、T1(#2)、T2(#2)、R1(#2)およびR2(#2)を用いて算出することができる。

0052

RRH間キャリブレーション部404は、例えば、プリコーダ401#1の用いるウェイトに1を乗じる補正をし、プリコーダ401#2の用いるウェイトにc#2/c#1を乗じる補正をするように、プリコーダ401#1および401#2を設定する。別言すれば、プリコーダ401#2への入力をI、プリコーディング行列をPおよびプリコーダ401#2からの出力をOとすると、O=(c#2/c#1)×P×Iとなるようにする。

0053

図5は、基地局101の動作を説明するフローチャートである。ステップS501において、各送受信ポイント102#1および102#2のセルフキャリブレーションを、セルフキャリブレーション部403#1および403#2により、行なう。各送受信ポイント102#1および102#2のセルフキャリブレーションは、並列におこなってもよいし、逐次的に行なってもよい。

0054

図6は、セルフキャリブレーション部403によるセルフキャリブレーションの手順の一つを示す。まず、一点鎖線601にあるように、送信部302#1からキャリブレーション信号を送信し、受信部303#2により受信し、T1×H×R2を算出する。次に、点線602にあるように、送信部302#2からキャリブレーション信号を送信し、受信部303#1により受信し、T2×H×R1を算出する。Hは、アンテナ304#1と301#2との間のチャネル状態である。T1×H×R2をT2×H×R1により除算することにより、(T1/R1)/(T2/R2)が得られる。

0055

図7(A)および(B)は、セルフキャリブレーション部403によるセルフキャリブレーションの別の手順の一つを示す。

0056

図7(A)を参照すると、セルフキャリブレーション部403は、送信部302#1および送信部302#2から異なるタイミングで、点線701および702に示されるように、無線端末103にキャリブレーション信号を送信する。無線端末103は、実線703に示されるように、セルフキャリブレーション部403に、それぞれのチャネル状態の推定結果を返信する。それぞれのチャネル状態の推定結果は、T1×h1×r1およびT2×h2×r1となる。

0057

次に、図7(B)を参照すると、無線端末103は、送受信ポイント102へキャリブレーション信号を、点線704および705に示されるように、送信する。受信部303#1および303#2を介してセルフキャリブレーション部403が受信し、チャネル状態が推定される。それぞれのチャネル状態の推定結果は、t1×h1×R1およびt1×h2×R2となる。

0058

セルフキャリブレーション部403は、(T1×h1×r1)/(t1×h1×R1)により、(T1×r1)/(t1×R1)を算出する。また、(T2×h2×r1)/(t1×h2×R2)により(T2×r1)/(t1×R2)を算出する。次に、((T1×r1)/(t1×R1))/((T2×r1)/(t1×R2))=(T1/R1)/(T2/R2)を算出する。

0059

図5のフローチャートの説明に戻る。ステップS502において、RRH間キャリブレーション部404は、送受信ポイント102#1から送信ビームフォーミングを行なって、無線端末103へキャリブレーション信号を送信する。ステップS503において、RRH間キャリブレーション部404は、送受信ポイント102#1において受信ビームフォーミングを行なって、無線端末103からキャリブレーション信号を受信する。なお、送信ビームフォーミングと受信ビームフォーミングとにおいては、同じウェイトをベースバンド信号に乗じる。ステップS502において、fDL(1)が無線端末103によりDLチャネル推定の結果として得られる。また、ステップS503において、ベースバンド部301#1により、fUL(1)が、ULチャネル推定の結果として得られる。

0060

ステップS504において、RRH間キャリブレーション部404は、送受信ポイント102#2から送信ビームフォーミングを行なって、無線端末103へキャリブレーション信号を送信する。ステップS505において、RRH間キャリブレーション部404は、送受信ポイント102#2において受信ビームフォーミングを行なって、無線端末103からキャリブレーション信号を受信する。ステップS502とS503とにおけるのと同様に、送信ビームフォーミングと受信ビームフォーミングにおいては、同じウェイトをベースバンド信号に乗じる。ステップS504おいて、fDL(2)が無線端末103によりDLチャネル推定の結果として得られる。また、ステップS505において、ベースバンド部301#2により、fUL(2)がULチャネル推定の結果として得られる。

0061

ステップS506において、RRH間キャリブレーション部404は、無線端末103からfDL(1)およびfDL(2)を受信する。ステップS507において、RRH間キャリブレーション部404は、RRH間キャリブレーション係数を算出する。

0062

なお、S502〜S505までの処理は、図5に記載された順序に従って実行される必要はなく、任意の順序で実行してもよい。また、ステップS506において、RRH間キャリブレーション部404が無線端末103からfDL(1)およびfDL(2)を受信するが、これに限定されることはない。例えば、ステップS502の処理の後にRRH間キャリブレーション部404が無線端末103からfDL(1)を受信し、ステップS504の処理の後にRRH間キャリブレーション部404が無線端末103からfDL(2)を受信してもよい。また、ステップS503およびS505を同時に行なうことも可能である。

0063

図8は、基地局101と、送受信ポイント102#1および102#2と、無線端末103とによるキャリブレーション処理のシーケンス図を示す。

0064

ステップS801#1およびS801#2において、送受信ポイント102#1および102#2においてセルフキャリブレーションを行なう。ステップS801#1およびS801#2は、ステップS501に対応し得る。

0065

ステップS802#1において、送受信ポイント102#1から無線端末103へキャリブレーション信号を送信し、ステップS803#1において、無線端末103におけるDLチャネル推定によりfDL(1)が推定結果として得られる。ステップS802#1およびS803#1は、ステップS502に対応し得る。

0066

ステップS802#2において、送受信ポイント102#2から無線端末103へキャリブレーション信号を送信し、ステップS803#2において無線端末103においてDLチャネル推定が行なわれfDL(2)が算出される。ステップS802#2およびS803#2は、ステップS504に対応し得る。

0067

ステップS804#1において、無線端末103から送受信ポイント102#1へキャリブレーション信号を送信する。送受信ポイント102#1で受信されたキャリブレーション信号は、ベースバンド信号に変換され、ステップS805#1において、ベースバンド部301#1に出力される。ステップS806#1においてULチャネル推定が行なわれ、fUL(1)が推定結果として得らえる。ステップS804#1およびステップS805#1は、ステップS503に対応し得る。

0068

ステップS804#2において、無線端末103から送受信ポイント102#2へキャリブレーション信号を送信する。送受信ポイント102#2で受信されたキャリブレーション信号は、ベースバンド信号に変換され、ステップS805#2において、ベースバンド部301#2に出力される。ステップS806#2においてULチャネル推定が行なわれ、fUL(2)が算出される。ステップS804#2およびステップS805#2は、ステップS505に対応し得る。

0069

ステップS807において、DLチャネル推定の結果であるfDL(1)およびfDL(2)が例えば、送受信ポイント102#1に送信される。fDL(1)およびfDL(2)が送受信ポイント102#1に送信される代わりに送受信ポイント102#2に送信されてもよい。また、基地局101と通信が可能な第3の無線設備に送信されてもよい。例えば送受信ポイント102#1に送信されたfDL(1)およびfDL(2)は、ステップS808において基地局101に送信される。ステップS807およびS808は、ステップS506に対応し得る。

0070

ステップS808までの処理が完了すると、基地局101のRRH間キャリブレーション部に、fUL(1)、fUL(2)、fDL(1)およびfDL(2)が出力される。ステップS809において、RRH間キャリブレーション係数が算出され、例えばプリコーダ401#1および402#2に設定され、プリコーディング行列にRRH間キャリブレーション係数が乗じられるようになる。ステップS809は、ステップS507に対応し得る。

0071

図9および図10は、RRH間キャリブレーション部404の動作を別の側面から説明する図である。まず、図9を参照する。RRH間キャリブレーション部404は、点線901および902に示されるように、ベースバンド部301#1からビームフォーミングによる送信を行ない、無線端末103にキャリブレーション信号を送信する。このとき、符号903により示されるようにビームフォーミングによるゲインが発生する。これにより、無線端末103は、強度の大きなキャリブレーション信号を受信することができ、より正確にチャネル状態を推定することができる。

0072

同様に、RRH間キャリブレーション部404は、一点鎖線904および905に示されるようにベースバンド部301#2からビームフォーミングによる送信を行ない、無線端末103にキャリブレーション信号を送信する。このとき、符号906に示されるようにビームフォーミングによるゲインが発生する。これにより、無線端末103は、強度の大きなキャリブレーション信号を受信することができ、より正確にチャネル状態を推定することができる。

0073

次に図10を参照する。無線端末103は、送受信ポイント102#1および102#2にキャリブレーション信号を送信する。ベースバンド部301#1がビームフォーミングによる受信を行ないキャリブレーション信号1001および1002が受信されると、ビームフォーミングによりゲインが発生する(図10の符号1003参照)。これにより、無線端末103の送信電力が大きくなくても、ベースバンド部301#2は、チャネル推定を行なうのに十分な受信電力を得ることができる。

0074

同様にベースバンド部301#2がビームフォーミングによる受信を行ないキャリブレーション信号1004および1005を受信すると、ビームフォーミングによりゲインが発生する(図10の符号1006参照)。これにより、無線端末103の送信電力が大きくなくても、ベースバンド部301#2は、チャネル推定を行なうのに十分な受信電力を得ることができる。

0075

以上のように、本実施形態によれば、ビームフォーミングを実施してRRH間キャリブレーションを行なう。このため、各送受信ポイントが複数の送信部および受信部を備えていても、個々の送信部および受信部をキャリブレーションするのに比べて、短時間でRRH間キャリブレーションを行なうことができる。また、セルフキャリブレーションを行なった後にビームフォーミングを行なうので、十分な受信電力の大きさのキャリブレーション信号を送受信でき、より正確なRRH間キャリブレーションを行なうことができる。

0076

なお、上記の説明においては、送受信ポイント102#1および102#2が同一の基地局101により制御されることを前提としていた。当該前提に限定されることなく、例えば図11に示すように、送受信ポイント102#1および102#2のそれぞれが異なる基地局101#1および101#2により制御されていてもよい。この場合、RRH間キャリブレーション部404は、基地局101#1および101#2の上位基地局1101に設けることができる。

0077

なお、送受信ポイントの数がN(Nは2以上の整数)である場合には、2以上N以下の整数nについて、

c#n/c#1 = (fDL(#1)/fUL(#1))/(fDL(#n)/fUL(#n))

により、RRH間キャリブレーション部404は、送受信ポイント102#nに関するキャリブレーション係数を算出することができる。

0078

(実施形態2)
実施形態2として、無線端末103を用いずに、送受信ポイント間でRRH間キャリブレーションを行なう形態について説明する。

0079

図12は、実施形態2に係る無線通信システムの全体図を示す。図12に示すように、無線通信システム1200は、基地局101と、送受信ポイント102#1、102#2および102#3とを備える。なお、送受信ポイント102の数は3に限定されることはなく、2以上あればよい。

0080

本実施形態では、各送受信ポイント102においてセルフキャリブレーションを行なう点と、RRH間キャリブレーションにおいてビームフォーミングを行なう点とは、実施形態1と同じである。実施形態2が相違する点は、まず、送受信ポイント102#1と送受信ポイント102#2との間でRRH間キャリブレーションを行なう。次に、送受信ポイント102#2と送受信ポイント102#3との間でRRH間キャリブレーションを行なう。そして、それぞれのRRH間キャリブレーションの結果を用いて、送受信ポイント102#1〜102#3のRRH間キャリブレーションを行なう。

0081

図13は、本実施形態に係る基地局101と送受信ポイント102との機能ブロック図である。送受信ポイント102の数、セルフキャリブレーション部403の数およびベースバンド部301の数が3に増えている点を除けば、実施形態1と同じである。ただし、本実施形態は、RRH間キャリブレーション部404の動作が実施形態1と異なる。

0082

図14は、本実施形態に係るキャリブレーション処理を説明するフローチャートである。

0083

ステップS1401において、各送受信ポイント102のセルフキャリブレーションを行なう。セルフキャリブレーションは並行に行なってもよいし、逐次的に行なってもよい。

0084

ステップS1402において、RRH間キャリブレーション部404は、送受信ポイント102#1から送受信ポイント102#2へビームフォーミングを行なってキャリブレーション信号を送信する。ステップS1403において、送受信ポイント102#2は、ビームフォーミングを行なって送受信ポイント102#1からキャリブレーション信号を受信する。

0085

ステップS1402およびS1403により、T1(1)×h12×R1(2)がベースバンド部301#2により推定され、RRH間キャリブレーション部404により取得される。ただし、T1(1)は、送受信ポイント102#1の送信部302#1の応答特性であり、h12は、送受信ポイント102#1と送受信ポイント102#2との間のチャネル状態であり、R1(2)は、送受信ポイント102#2の受信部303#1の応答特性である。

0086

次に、ステップS1404において、RRH間キャリブレーション部404は、送受信ポイント102#2から送受信ポイント102#1へビームフォーミングを行なってキャリブレーション信号を送信する。ステップS1405において、送受信ポイント102#1は、ビームフォーミングを行なって送受信ポイント102#2からキャリブレーション信号を受信する。

0087

ステップS1404およびS1405により、T1(2)×h12×R1(1)がベースバンド部301#1により推定され、RRH間キャリブレーション部404により取得される。ただし、T1(2)は送受信ポイント102#2の送信部302#1の応答特性であり、R1(1)は、送受信ポイント102#1の受信部303#1の応答特性である。

0088

次に、ステップS1406において、RRH間キャリブレーション部404は、送受信ポイント102#1を基準にした送受信ポイント102#2のキャリブレーション係数c#2/c#1を(T1(1)×h12×R1(2))/(T1(2)×h12×R1(1))により算出する。c#2/c#1が(T1(1)×h12×R1(2))/(T1(2)×h12×R1(1))に等しいのは次の通りである。

(T1(1)×h12×R1(2))/(T1(2)×h12×R1(1))
=(T1(1)×R1(2))/(T1(2)×R1(1))
=(T1(1)/R1(1))/(T1(2)/R1(2))
=c#2/c#1

0089

次に、ステップS1407において、RRH間キャリブレーション部404は、送受信ポイント102#2からビームフォーミングを行なって送受信ポイント102#3へキャリブレーション信号を送信する。ステップS1408において、送受信ポイント102#3は、ビームフォーミングを行なって送受信ポイント102#2からキャリブレーション信号を受信する。

0090

ステップS1407およびS1408により、T1(2)×h23×R1(3)がベースバンド部301#3により推定され、RRH間キャリブレーション部404により取得される。ただし、h23は、送受信ポイント102#2と送受信ポイント102#3との間のチャネル状態であり、R1(3)は、送受信ポイント102#3の受信部303#1の応答特性である。

0091

次に、ステップS1409において、RRH間キャリブレーション部404は、送受信ポイント102#3からビームフォーミングを行なって送受信ポイント102#2へキャリブレーション信号を送信する。ステップS1410において、送受信ポイント102#2は、ビームフォーミングを行なって送受信ポイント102#3からキャリブレーション信号を受信する。

0092

ステップS1409およびS1410により、T1(3)×h23×R1(2)がベースバンド部301#2により推定され、RRH間キャリブレーション部404により取得される。ただし、T1(3)は、送受信ポイント102#3の送信部302#1の応答特性である。

0093

次に、ステップS1411において、RRH間キャリブレーション部404は、送受信ポイント102#2を基準にした送受信ポイント102#3のキャリブレーション係数c#3/c#2を(T1(2)×h12×R1(3))/(T1(3)×h12×R1(2))により算出する。c#3/c#2が(T1(2)×h12×R1(3))/(T1(3)×h12×R1(2))と等しいことは、ステップS1406にて説明したのと同様である。

0094

次に、ステップS1412において、RRH間キャリブレーション部404は、送受信ポイント102#1を基準にした送受信ポイント102#3のキャリブレーション係数c#3/c#1を、(c#3/c#2)×(c#2/c#1)により算出する。

0095

なお、キャリブレーションの各ステップの実行は、図14のフローチャートに示される順序に限定されることはない。例えば、ステップS1406の処理までに、S1402とS1403およびS1404とS1405が任意の順序で実行され得る。また、ステップS1411の処理までに、S1407とS1408およびS1409とS1410が任意の順序で実行され得る。また、ステップS1411をステップS1406より先に実行してもよい。

0096

図15は、基地局101および送受信ポイント102#1〜102#3によるキャリブレーション処理のシーケンス図を示す。

0097

ステップS1501#1、S1501#2およびS1501#3において、送受信ポイント102#1〜102#3においてセルフキャリブレーションを行なう。ステップS1501#1、S1501#2およびS1501#3は、ステップS1401に対応し得る。

0098

ステップS1502において、送受信ポイント102#1からビームフォーミングを行ない送受信ポイント102#2へキャリブレーション信号を送信する。また、送受信ポイント102#2はビームフォーミングを行ない送受信ポイント102#1からキャリブレーション信号を受信する。ステップS1503において、送受信ポイント102#2から基地局101のベースバンド部301#2へ、受信されたキャリブレーション信号に対応するベースバンド信号を送信する。ステップS1504において、ベースバンド部301#2においてチャネル推定がされる。ステップS1502からS1504は、ステップS1402およびS1403に対応し得る。

0099

ステップS1505において、送受信ポイント102#2からビームフォーミングを行なって送受信ポイント102#1へキャリブレーション信号を送信する。また、送受信ポイント102#1はビームフォーミングを行ない送受信ポイント102#2からキャリブレーション信号を受信する。ステップS1506において、送受信ポイント102#1から基地局101のベースバンド部301#1へ、受信されたキャリブレーション信号に対応するベースバンド信号を送信する。ステップS1507において、ベースバンド部301#1においてチャネル推定がされる。ステップS1505からステップS1507は、ステップS1404およびステップS1405に対応し得る。

0100

ステップS1508において、送受信ポイント102#3からビームフォーミングを行なって送受信ポイント102#2へキャリブレーション信号を送信する。また、送受信ポイント102#2はビームフォーミングを行ない送受信ポイント102#3からキャリブレーション信号を受信する。ステップS1509において、送受信ポイント102#2から基地局101のベースバンド部301#2へ、受信されたキャリブレーション信号に対応するベースバンド信号を送信し、ステップS1510において、ベースバンド部301#2においてチャネル推定がされる。ステップS1508からステップS1510は、ステップS1409およびステップS1410に対応し得る。

0101

ステップS1511において、送受信ポイント102#2からビームフォーミングを行なって送受信ポイント102#3へキャリブレーション信号を送信する。また、送受信ポイント102#3はビームフォーミングを行ない送受信ポイント102#2からキャリブレーション信号を受信する。ステップS1512において、送受信ポイント102#2からベースバンド部301#3へ、受信されたキャリブレーション信号に対応するベースバンド信号を送信し、ステップS1513において、ベースバンド部301#3においてチャネル推定がされる。ステップS1511からステップS1513は、ステップS1407およびステップS1408に対応し得る。

0102

ステップS1514において、キャリブレーション係数の算出を行なう。ステップS1514は、ステップS1406、S1411およびS1412に対応し得る。

0103

以上のように、本実施形態においては、送受信ポイントを用いてRRH間キャリブレーションを行なうことができ、実施形態1と異なり、無線端末の使用を不要とすることができる。また、送受信ポイントは通常、位置が固定されているので、移動可能な無線端末を使用する場合よりも正確にビームフォーミングを行なうことができ、より正確にキャリブレーションを行なうことができる。

0104

なお、送受信ポイントの数がN(Nは2以上の整数)である場合には、2以上N以下の整数nについて、

c#n/c#n−1=(T1(n−1)×hn−1n×R1(n))/(T1(n)×hn−1n×R1(n−1))

により、RRH間キャリブレーション部404を算出し、

c#n/c#1 = (c#n/c#n−1)×(c#n−1/c#n−2)×…×(c#2/c#1)

によりキャリブレーション係数を算出する。

0105

なお、c#2/c#1、c#3/c#2、…、c#n−1/c#n−2、c#n/c#n−1をこの順序で算出する必要はない。例えば、c#2/c#1およびc#n/c#n−1を並列に求め、次にc#3/c#2およびc#n−1/c#n−2を並列に求めることにより、RRH間キャリブレーションに要する時間を短縮することができる。

0106

(実施形態3)
実施形態3として、実施形態1と実施形態2とを組み合わせたRRH間キャリブレーションについて説明する。

0107

図16は、実施形態3における、基地局101、送受信ポイント102#1〜102#3および無線端末103によるキャリブレーション処理を説明するシーケンス図である。

0108

ステップS801#1〜ステップS801#3において送受信ポイント102#1〜102#3それぞれにおいてセルフキャリブレーションを行なう。

0109

ステップS802#1において、送受信ポイント102#1から無線端末103へキャリブレーション信号を送信し、ステップS803#1において無線端末103のベースバンド部314においてDLチャネル推定を行なう。

0110

ステップS802#2において、送受信ポイント102#2から無線端末103へキャリブレーション信号を送信し、ステップS803#2において無線端末103のベースバンド部314においてDLチャネル推定を行なう。

0111

ステップS802#3において、送受信ポイント102#3からビームフォーミングを行ない、無線端末103へキャリブレーション信号を送信し、ステップS803#3において無線端末103のベースバンド部314においてDLチャネル推定を行なう。

0112

ステップS804#1において、無線端末103から送受信ポイント102#1へキャリブレーション信号を送信し、送受信ポイント102#1はビームフォーミングによりキャリブレーション信号を受信する。ステップS805#1において、受信されたキャリブレーション信号に対応するベースバンド信号がベースバンド部301#1に送信される。ステップS806#1において、ベースバンド部301#1によりULチャネル推定がされる。

0113

ステップS804#2において、無線端末103から送受信ポイント102#2へキャリブレーション信号を送信し、送受信ポイント102#2はビームフォーミングによりキャリブレーション信号を受信する。ステップS805#2において、受信されたキャリブレーション信号に対応するベースバンド信号がベースバンド部301#2に送信される。ステップS806#2において、ベースバンド部301#2によりULチャネル推定がされる。

0114

ステップS804#3において、無線端末103から送受信ポイント102#3へキャリブレーション信号を送信し、送受信ポイント102#3はビームフォーミングによりキャリブレーション信号を受信する。ステップS805#3において、受信されたキャリブレーション信号に対応するベースバンド信号がベースバンド部301#3に送信される。ステップS806#3において、ベースバンド部301#3によりULチャネル推定がされる。

0115

ステップS807において、無線端末103から、DLチャネル推定の結果が例えば送受信ポイント102#1に送信され、ステップS808において、基地局101へDLチャネル推定の結果が送信される。

0116

ステップS802#1からステップS807までが実施形態1に対応する処理であり、無線端末103の個数に対応する回数繰り返して実行することが可能である。複数の無線端末103を用いることにより、キャリブレーションの精度を上げることができる。

0117

ステップS1502からステップS1513までは、実施形態2に対応する処理であり、すでに説明した通りである。

0118

ステップS1601において、キャリブレーション係数の算出を行なう。本実施形態では、実施形態1に対応するキャリブレーション係数の算出と、実施形態2に対応するキャリブレーション係数の算出とが行なわれる。そこで、キャリブレーション係数は、算術平均により算出することもでき、また、任意に重み付けを行なって算出することもできる。これにより、キャリブレーション係数をより正確に算出することができる。

0119

(ハードウェア構成)
図17(A)は、基地局101と送受信ポイント102のハードウェア構成図である。

0120

基地局101は、プロセッサ1701と、メモリ1702と、LSI(Large Scale Integrated circuit)1703と、NIF(Network InterFace)回路1704とを備える。また、送受信ポイント102#iは、RF回路1705#iを備える(iは自然数である。)。

0121

メモリ1702は、DRAM(Dynamic Random Memmory)などの揮発性記憶装置およびハードディスク光ディスクあるいは光磁気ディスクなどの不揮発性の記憶装置により構成される。メモリ1702は、プログラムを記憶することができ、プロセッサ1701によりプログラムを実行し、基地局101の各部の制御やデータの入出力を行なう。また、メモリ1702は、プログラムの実行のために必要な作業領域を提供し、また、基地局101および送受信ポイント102#iの各種の設定パラメータを記憶することができる。

0122

LSI1703は信号処理プロセッサとして機能し、例えばベースバンド部301として動作することができる。NIF回路1704は、コアネットワークインターフェース402を実現するための回路である。

0123

なお、プロセッサ1701によりプログラムを実行する代わりに、FPGA(Field Programmable Gate Array)を用いてプログラムと同等の制御をハードウェアにより実現することも可能である。FPGAを用いることにより、プログラムを用いずに基地局101を実現することができる。

0124

RF回路1705#iは、ベースバンド信号と無線信号との変換を行なう回路と、無線信号を処理する無線回路とを組み合わせて実現することができる。

0125

図17(B)は、無線端末103のハードウェア構成図である。

0126

無線端末103は、プロセッサ1711と、メモリ1712と、RF回路1714と、LSI 1713とを備える。

0127

メモリ1712は、DRAMなどの揮発性の記憶装置およびハードディスク、光ディスクあるいは光磁気ディスクなどの不揮発性の記憶装置により構成される。メモリ1712は、プログラムを記憶することができ、プロセッサ1711によりプログラムを実行し、無線端末103の各部の制御やデータの入出力を行なう。また、メモリ1712は、プログラムの実行のために必要な作業領域を提供し、また、無線端末103の各種の設定パラメータを記憶することができる。

0128

LSI1713は信号処理プロセッサとして機能し、例えばベースバンド部314として動作することができる。

0129

RF回路1714は、ベースバンド信号と無線信号との変換を行なう回路と、無線信号を処理する無線回路とを組み合わせて実現することができる。

0130

なお、プロセッサ1711によりプログラムを実行する代わりに、FPGAを用いてプログラムと同等の制御をハードウェアにより実現することも可能である。FPGAを用いることにより、プログラムを用いずに無線端末103を実現することができる。

0131

以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
複数の送受信ポイントに接続される基地局であって、
前記複数の送受信ポイントそれぞれのビームフォーミング通信に基づいて、前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信におけるウェイトを補正するキャリブレーション係数を算出するキャリブレータを備える基地局。

0132

(付記2)
前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信は、時分割多重通信である、付記1に記載の基地局。

0133

(付記3)
前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信は、前記基地局に在圏する無線装置と前記複数の送受信ポイントとの通信であり、
前記キャリブレータは、前記複数の送受信ポイントそれぞれから前記無線装置への下り無線特性と前記無線装置から前記複数の送受信ポイントそれぞれへの上り無線特性とに基づいて前記キャリブレーション係数を算出する、付記1または2に記載の基地局。

0134

(付記4)
前記複数の送受信ポイントの数をNとし、前記複数の送受信ポイントそれぞれから前記無線装置への下り無線特性をfDL(1)、fDL(2)、fDL(3)、…およびfDL(N)とし、前記無線装置から前記複数の送受信ポイントそれぞれへの上り無線特性をfUL(1)、fUL(2)、fUL(3)、…およびfUL(N)とすると、
前記キャリブレータは、前記キャリブレーション係数c(1)、c(2)、c(3)、…およびc(N)として、
c(1)=1、
c(2)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(2)/fDL(2))、
c(3)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(3)/fDL(3))、
…および
c(N)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(N)/fDL(N))
を算出する、付記3に記載の基地局。

0135

(付記5)
前記複数の送受信ポイントをRRH(1)、RRH(2)、RRH(3)、…およびRRH(N)とし、前記複数の送受信ポイントそれぞれによる前記ビームフォーミング通信は、RRH(1)およびRRH(2)、RRH(2)およびRRH(3)、…、RRH(N−1)およびRRH(N)それぞれの間の通信であり、RRH(i)からRRH(i+1)への無線特性をfDL(i)とし、RRH(i+1)からRRH(i)への無線特性をfUL(i)とすると、
前記キャリブレータは、係数c(1)、c(2)、c(3)、…およびc(N)として、
c(1)=1、
c(2)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(2)/fDL(2))、
c(3)=(fUL(2)/fDL(2))/(fUL(3)/fDL(3))、
…および
c(N)=(fUL(N−1)/fDL(N−1))/(fUL(N)/fDL(N))
を算出し、前記キャリブレーション係数として、
c(1)、
c(2)×c(1)、
c(3)×c(2)×c(1)、
…および
c(N)×c(N−1)×…×c(1)
を算出する付記1または2に記載の、基地局。

0136

(付記6)
複数の送受信ポイントと前記複数の送受信ポイントに接続される基地局とを備える無線通信システムであって、
前記複数の送受信ポイントそれぞれのビームフォーミング通信に基づいて、前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信におけるウェイトを補正するキャリブレーション係数を算出するキャリブレータを備える無線通信システム。

0137

(付記7)
前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信は、時分割多重通信である、付記6に記載の無線通信システム。

0138

(付記8)
前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信は、前記基地局に在圏する無線端末と前記複数の送受信ポイントとの通信であり、
前記キャリブレータは、前記複数の送受信ポイントそれぞれから前記無線装置への下り無線特性と前記無線装置から前記複数の送受信ポイントそれぞれへの上り無線特性とに基づいて前記キャリブレーション係数を算出する、付記6または7に記載の無線通信システム。

0139

(付記9)
前記複数の送受信ポイントの数をNとし、前記複数の送受信ポイントそれぞれから前記無線装置への下り無線特性をfDL(1)、fDL(2)、fDL(3)、…およびfDL(N)とし、前記無線装置から前記複数の送受信ポイントそれぞれへの上り無線特性をfUL(1)、fUL(2)、fUL(3)、…およびfUL(N)とすると、
前記キャリブレータは、前記キャリブレーション係数c(1)、c(2)、c(3)、…およびc(N)として、
c(1)=1、
c(2)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(2)/fDL(2))、
c(3)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(3)/fDL(3))、
…および
c(N)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(N)/fDL(N))
を算出する、付記8に記載の無線通信システム。

0140

(付記10)
前記複数の送受信ポイントをRRH(1)、RRH(2)、RRH(3)、…およびRRH(N)とし、前記複数の送受信ポイントそれぞれによる前記ビームフォーミング通信は、RRH(1)およびRRH(2)、RRH(2)およびRRH(3)、…、RRH(N−1)およびRRH(N)それぞれの間の通信であり、RRH(i)からRRH(i+1)への無線特性をfDL(i)とし、RRH(i+1)からRRH(i)への無線特性をfUL(i)とすると、
前記キャリブレータは、係数c(1)、c(2)、c(3)、…およびc(N)として、
c(1)=1、
c(2)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(2)/fDL(2))、
c(3)=(fUL(2)/fDL(2))/(fUL(3)/fDL(3))、
…および
c(N)=(fUL(N−1)/fDL(N−1))/(fUL(N)/fDL(N))
を算出し、前記キャリブレーション係数として、
c(1)、
c(2)×c(1)、
c(3)×c(2)×c(1)、
…および
c(N)×c(N−1)×…×c(1)
を算出する付記6または7に記載の、無線通信システム。

0141

(付記11)
複数の送受信ポイントに接続される基地局を備える無線通信システムのキャリブレーション方法であって、
前記複数の送受信ポイントそれぞれからビームフォーミング通信を行ない、
前記複数の送受信ポイントそれぞれのビームフォーミング通信に基づいて、前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信におけるウェイトを補正するキャリブレーション係数を算出する、無線通信システムのキャリブレーション方法。

0142

(付記12)
前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信は、時分割多重通信である、付記11に記載の無線通信システムのキャリブレーション方法。

0143

(付記13)
前記複数の送受信ポイントそれぞれの前記ビームフォーミング通信は、前記基地局に在圏する無線装置と前記複数の送受信ポイントとの通信であり、
前記複数の送受信ポイントそれぞれから前記無線装置への下り無線特性と前記無線装置から前記複数の送受信ポイントそれぞれへの上り無線特性とに基づいて前記キャリブレーション係数を算出する、付記11または12に記載の無線通信システムのキャリブレーション方法。

0144

(付記14)
前記複数の送受信ポイントの数をNとし、前記複数の送受信ポイントそれぞれから前記無線装置への下り無線特性をfDL(1)、fDL(2)、fDL(3)、…およびfDL(N)とし、前記無線装置から前記複数の送受信ポイントそれぞれへの上り無線特性をfUL(1)、fUL(2)、fUL(3)、…およびfUL(N)とすると、
前記キャリブレーション係数c(1)、c(2)、c(3)、…およびc(N)として、
c(1)=1、
c(2)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(2)/fDL(2))、
c(3)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(3)/fDL(3))、
…および
c(N)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(N)/fDL(N))
を算出する、付記13に記載の無線通信システムのキャリブレーション方法。

0145

(付記15)
前記複数の送受信ポイントをRRH(1)、RRH(2)、RRH(3)、…およびRRH(N)とし、前記複数の送受信ポイントそれぞれによる前記ビームフォーミング通信は、RRH(1)およびRRH(2)、RRH(2)およびRRH(3)、…、RRH(N−1)およびRRH(N)それぞれの間の通信であり、RRH(i)からRRH(i+1)への無線特性をfDL(i)とし、RRH(i+1)からRRH(i)への無線特性をfUL(i)とすると、
係数c(1)、c(2)、c(3)、…およびc(N)として、
c(1)=1、
c(2)=(fUL(1)/fDL(1))/(fUL(2)/fDL(2))、
c(3)=(fUL(2)/fDL(2))/(fUL(3)/fDL(3))、
…および
c(N)=(fUL(N−1)/fDL(N−1))/(fUL(N)/fDL(N))
を算出し、前記キャリブレーション係数として、
c(1)、
c(2)×c(1)、
c(3)×c(2)×c(1)、
…および
c(N)×c(N−1)×…×c(1)
を算出する付記11または12に記載の、無線通信システムのキャリブレーション方法。

0146

100無線通信システム
101基地局
102#1、102#2、102#3送受信ポイント
103無線端末
301#1、301#2、301#3ベースバンド部
302#1、302#2 送信部
303#1、303#2 受信部
304#1、304#2アンテナ
311 送信部
312 受信部
313 アンテナ
314 ベースバンド部
401#1、401#2、401#3プリコーダ
402コアネットワークインターフェース
403#1、403#2、403#3セルフキャリブレーション部
404RRH間キャリブレーション部

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