WO2006016503A1

WO2006016503A1 - 無線通信装置

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Publication number: WO2006016503A1
Application number: PCT/JP2005/014101
Authority: WO
Inventors: Yasuaki Yuda; Takaaki Kishigami; Takashi Fukagawa; Yoichi Nakagawa; Shinichiro Takabayashi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-08-09
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2007-02-09
Also published as: US7676005B2; EP1775854A4; EP1775854B1; US8498327B2; EP1775854A1; US20070183545A1; JP4744965B2; US20100118745A1; US20120213131A1; JP2006081158A; US8189649B2

Abstract

　複数のアンテナを用いて送受信を行う時分割複信方式の無線通信装置において、通信している信号を用いて送受信回路間に発生する振幅と位相の偏差を検出して補正する。　チャネル推定手段１０５は、複数のアンテナ１０１－１～Ｎに対応して夫々設けられた各受信回路１０４－１～Ｎの受信出力に基づいてチャネル情報を検出する。補正値検出手段１１０は、チャネル情報に基づいて各送信回路１０３－１と各受信回路１０４－１～Ｎの間に発生する偏差を補正するための補正値を求める。無線通信装置１００から通信相手である基地局へ既知信号（トレーニング信号）を送信する。基地局は、既知信号に基づいてチャネル推定を行って補正用信号（プローブ信号）を生成して送信する。無線通信装置１００の補正値検出手段１１０は、補正用信号（プローブ信号）を用いて補正値を検出する。

Description

無線通信装置

技術分野

[0001] 本発明は、複数のアンテナを用いて無線通信を行う無線通信装置に関する。

背景技術

[0002] 近年のマルチメディア通信の急速な発展により、無線通信においても高速 *大容量データ伝送の要求が増加している。これに伴い、限られた周波数帯域内において、効率的に周波数を利用する高速，大容量データ伝送を行う通信方法が必要となってきている。そこで、送信側と受信側の双方に、複数のアンテナを用いて通信を行う通信方法が注目されている。送受信双方に複数アンテナを用いることで、同一周波数、同一時間に異なる信号を送信した場合であっても、受信側または送受信双方にお!、て、信号に対して適切な処理を行うことにより、送信した信号を別々に分離して受信することができる。これにより、周波数帯域を拡大しないで伝送容量を増加させることができ、高速 '大容量データ伝送が実現できる。

[0003] 上記のような通信方法として、送信側と受信側にぉ、て、複数のアンテナの信号に対して、ウェイトと呼ばれる係数により重み付けを行うことで、複数の信号を同時に送信したとしても、それぞれを分離して受信できるようにする技術が提案されている（例えば、特許文献 1参照)。この送受信におけるウェイトを決定する方法として、受信側にお、て通信チャネルの状況を表すチャネル推定値を検出し、このチャネル推定値力も固有ベクトルを算出してウェイトとして用いる。チャネル推定値は、送信側においては未知であるため、受信側で検出したチャネル推定値または受信側で算出したゥエイトを、逆方向の通信回線を用いてフィードバックすることで、送信側のウェイトを決定する。時分割複信（Time Division Duplex: TDD)方式では、送信側は逆方向の通信回線における受信チャネル推定値を利用できる。これは、同じ周波数を順方向と逆方向で共有しているため、通信チャネルの状況が同じであるとみなせるためである

[0004] し力しながら、このように順方向と逆方向でチャネル推定値を共用する場合には、無線通信装置における送受信回路間の振幅と位相が等しいことが好ましいが、実際の装置では、電力増幅器などの無線周波数回路や伝送線路の個体差、周辺環境の温度変化による回路特性の変動などにより、送受信回路間の振幅と位相に偏差が発生してしまう。

[0005] ここで、上記のような無線通信装置における送受信回路に振幅'位相変動が存在する場合における、順方向と逆方向のそれぞれの受信側で検出されるチャネル推定値を、下記の式（1)および式（2)に示す。ここで、順方向のチャネル推定値を H 、

FL

逆方向のチャネル推定値を H とし、順方向における送信アンテナカゝら受信アンテナ

RL

間を伝搬する際に、無線通信信号が受けるチャネル応答行列を Hとする。また、順方向における送信回路の振幅'位相変動と受信回路の振幅'位相変動を、それぞれ Z

F

と Z として、逆方向における送信回路の振幅'位相変動と受信回路の振幅 · し—丁 FL_Rx

位相変動を、それぞれ Z と Z とする。順方向の送信アンテナ数は M、受信ァ

RL_Tx RL_Rx

ンテナ数は Nとする。 Tは行列の転置を示している。これにより H および H は次の

FL RL

ようになる。

[0006] [数 1]

H jiz ― FL Rx · H

[0007] [数 2]

■Η^τ ·Ζ RL Tx （2

このように、無線通信装置の送受信回路に振幅'位相変動が発生している場合には、順方向と逆方向のチャネル推定値が異なってしまう。このことから、順方向の受信側にお、て検出した順方向のチャネル推定値は、受信ウェイトを生成するために用いるのは問題ないが、逆方向の送信ウェイトを生成するために用いた場合には、送受信回路間の振幅 ·位相偏差から影響が発生してしまい、特性に劣化が生じる。

[0008] 図 8は、無線通信装置の送受信回路間に振幅'位相偏差が発生している場合において、受信特性 (誤り率)を計算機シミュレーションにより求めた一例である。シミュレーシヨン条件は、変調方式 QPSK、送信アンテナ数 2、受信アンテナ数 2、送受信ゥエイトはチャネル推定値の固有ベクトルを使用し、受信ウェイトは順方向のチャネル推定値を用いて生成し、送信ウェイトは逆方向のチャネル推定値を用いて生成している。無線通信装置における送受信回路間偏差として、振幅偏差 5%、位相偏差士 30、 60、 90度を発生させている。図 8から、位相偏差が大きくなると受信特性が劣化していることが確認できる。

[0009] 一方、無線通信装置において、複数の送受信回路間に発生する振幅と位相の偏差を検出して補正する技術が提案されている（例えば、特許文献 2参照)。この無線装置は、当該無線通信装置が生成した送信に用いる通信信号及び、それとは別に通信信号としては用いない基準信号を用いて、送受信回路間に発生する偏差を検出する構成であり、アンテナと、アンテナを共用する送信回路および受信回路とを有する。キャリブレーション時に送信回路の出力を受信回路の入力に接続して、送受信回路を通過する信号の位相回転量および Zまたは振幅変動量を算出する。次に基準信号を受信回路の入力に接続して、受信回路を通過する信号の位相回転量および Zまたは振幅変動量を算出する。これらの情報を減算することにより、送信回路を通過する信号の位相回転量および Zまたは振幅変動量を算出する。これらの情報に基づいて、送受信回路間の位相回転量および Zまたは振幅変動量の差を補正する補正値を算出する。これにより、送信回路および受信回路の間の位相回転量および Zまたは振幅変動量の差を補正する。

特許文献 1：特開 2001— 237751号公報

特許文献 2：国際公開第 00Z60757号公報

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0010] し力しながら、上記従来例のように、複数の送受信回路間に発生する振幅と位相の偏差を検出して、補正 ( 、わゆるキャリブレーション)することが可能な無線通信装置は、無線通信装置内部において、キャリブレーション用のハードウェアの追カ卩が必要となる。すなわち、通信している信号とは別に、偏差検出用の信号 (基準信号)を発生させる構成となっており、また、キャリブレーション時に、送信回路の出力または基準信号を、受信回路の入力に接続するスィッチ回路が必要となる。このため、無線通信装置の複雑度が増して、装置が大型化してしまう。このことから、基地局装置のような大きな無線通信装置では実現できるが、移動端末のような小型な無線通信装置において実現するのは困難であった。

[0011] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、無線通信装置内において偏差検出用の信号を発生させることなぐまた受信回路の入力の接続を切り替えるスィッチ回路の追加も必要なぐ簡易な構成で送信回路と受信回路の伝送路特性を補正することが可能な無線通信装置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

[0012] 本発明は、第 1〖こ、時分割複信方式（Time Division Duplex: TDD)による無線通信を行う無線通信装置であって、複数のアンテナと、前記複数のアンテナに送信信号を伝送する送信回路と、前記複数のアンテナ力の受信信号を伝送する受信回路と、前記受信回路からの受信信号を用いてチャネル情報を検出するチャネル推定手段と、前記チャネル推定手段からのチャネル情報を用いて前記送信回路と前記受信回路の間に発生する偏差を補正する補正値を検出する補正値検出手段とを備え、前記補正値検出手段は、通信して!/、る相手側の無線通信装置から送信された補正用信号を用いて前記補正値を検出するものである。

[0013] これにより、通信信号とは別に、補正用の信号 (基準信号等)を発生する回路ゃスィツチ回路を追加させることなぐ簡単な構成により無線通信装置における送受信回路に発生する偏差を補正することができる。

[0014] また、第 2に、上記第 1に記載の無線通信装置であって、前記チャネル推定手段からのチャネル情報を用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成手段と、前記受信回路からの複数の受信信号に対して前記受信ウェイトを用いて重み付けを行い、合成する受信信号重み付け合成手段と、前記受信ウェイトと前記補正値検出手段からの補正値を用いて送信ウェイトを生成する送信ウェイト生成手段と、送信データに対して前記送信ウェイトを用いて重み付けを行う送信信号重み付け手段とを備えるものとする。

[0015] これにより、送信ウェイトを補正することで偏差を補正することができる。

[0016] また、第 3に、上記第 1又は第 2に記載の無線通信装置であって、当該無線通信装置と通信してヽる相手側の無線通信装置に対して、既知である既知信号を送信する既知信号送信手段を備え、前記補正値検出手段は、前記相手側の無線通信装置から送信されて当該無線通信装置によって受信した補正用信号力各アンテナに接続されている送受信回路間に発生する偏差を補正する補正値を検出するものとする。

[0017] これにより、相手側の無線通信装置と通信している信号を用いて、送受信回路間に発生する偏差を検出して補正することができる。

[0018] また、第 4に、上記第 3に記載の無線通信装置と無線通信を行う相手側の無線通信装置であって、当該相手側の無線通信装置は、複数のアンテナと、前記複数のアンテナに送信信号を伝送する送信回路と、前記複数のアンテナからの受信信号を伝送する受信回路とを備えるとともに、受信した既知信号に基づいてチャネル推定値を推定するチャネル推定手段と、前記チャネル推定値に基づ、て補正用信号を生成する補正用信号生成手段と、生成した補正用信号を送信する補正用信号送信手段とを備免るちのとする。

[0019] これにより、通信している相手側の無線通信装置において、受信した既知信号に基づ、てチャネル推定値を推定し、チャネル推定値に基づ、て補正用信号を生成して送信することで、この補正用信号を用いて送受信回路に発生する偏差を補正することがでさる。

[0020] また、第 5に、上記第 4に記載の無線通信装置であって、前記補正用信号生成手段は、前記チャネル推定値の逆数となるように前記補正用信号を生成するものとする

[0021] また、第 6に、上記第 4に記載の無線通信装置であって、前記補正用信号生成手段は、前記チャネル推定値に対して特異値分解を行い、その結果を用いて前記補正用信号を生成するものとする。

[0022] このように、チャネル推定値の逆数、または、チャネル推定値に対して特異値分解を行った結果を用いて補正用信号を生成して補正を行うことができる。

[0023] また、第 7に、上記第 3に記載の無線通信装置であって、前記送信回路からの送信信号の一部を分配する分配手段と、前記分配手段で分配された送信信号を受信回路に伝送するように接続される切換手段と、前記送信回路を伝送する前の信号と前記受信回路を伝送した後の信号とを入力して、前記送信回路又は前記受信回路を伝送することで変化する振幅変動を補正する振幅変動補正値を検出する振幅変動補正値検出手段とを備えるものとする。

[0024] これにより、振幅変動を補正する振幅変動補正値を検出して、送受信回路間に発生する偏差を補正することができる。

[0025] また、第 8に、上記第 7に記載の無線通信装置であって、前記切換手段は、時分割複信方式の送信タイミングには前記分配手段で分配した送信信号の一部を受信回路に伝送し、時分割複信方式の受信タイミングには前記分配手段で分配した送信信号の一部を受信回路に伝送しな、ように切り換えるものとする。

[0026] このように、送信および受信のタイミングに応じて信号を切り換えることで、振幅変動を補正する振幅変動補正値を検出することができる。

[0027] また、第 9に、上記第 4に記載の無線通信装置であって、前記補正用信号生成手段は、前記チャネル推定値の位相回転を補正するように前記補正用信号を生成するものとする。

[0028] このように、チャネル推定値の位相回転を補正するような補正用信号を生成し、この補正用信号を用いて送受信回路に発生する偏差を補正することができる。

発明の効果

[0029] 本発明によれば、無線通信装置内において補正用の信号を発生させることなぐ小型な無線通信装置においても、簡易な構成で送信回路と受信回路の伝送路特性を補正することが可能な無線通信装置を提供できる。

図面の簡単な説明 [図 1]本発明の第 1の実施形態に係る無線通信装置のブロック図

[図 2]本発明の第 1の実施形態に係る無線通信装置と通信を行う基地局装置のプロック図

[図 3]第 1の実施形態におけるトレーニング信号をアンテナ毎に区別して送信する方法の具体例を示す図

[図 4]第 1の実施形態における補正値の検出手順を示す図

[図 5]第 1の実施形態の基地局装置における送受信ウェイトの生成手順を示す図

[図 6]第 1の実施形態の無線通信装置における送受信ウェイトの生成手順を示す図

[図 7]本発明の第 2の実施形態に係る無線通信装置のブロック図

[図 8]無線通信装置の送受信回路間に振幅'位相偏差が発生している場合における受信特性の計算機シミュレーション結果の一例を示すグラフ

符号の説明

100、 700 無線通信装置

101、 201、 701 アンテナ

102、 202、 702 切換手段

103、 203、 703 送信回路

104、 204、 704 受信回路

105、 205、 705 チャネル推定手段

106、 206、 706 受信信号重み付け合成手段

107、 207、 707 受信ウェイト生成手段

108、 208、 708 送信ウェイト生成手段

109、 209、 709 送信信号重み付け手段

110、 710 補正値検出手段

111、 711 補正値メモリ

200 基地局装置

212 プローブ信号生成手段

713 分配手段

714 振幅補正値検出手段発明を実施するための最良の形態

[0032] (第 1の実施形態）

図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る無線通信装置のブロック図である。無線通信装置 100は、複数 (N個）のアンテナ 101— 1〜： LOl— Nと、複数 (N個）の送受信切換手段（SW) 102- 1〜102-Nと、複数 (N個）の送信回路 103— 1〜103— Nと、複数 (N個）の受信回路 104—1〜104—Nと、チャネル推定手段 105と、受信信号重み付け合成手段 106と、受信ウェイト生成手段 107と、送信ウェイト生成手段 108 と、送信信号重み付け手段 109と、補正値検出手段 110と、補正値メモリ 111とを有して構成される。

[0033] ここで、図 1に示す無線通信装置 100を移動端末と考えた場合には、この無線通信装置 100と通信を行う相手となる無線通信装置として、例えば基地局装置がある。

[0034] 図 2は、図 1に示した無線通信装置と通信を行う基地局装置のブロック図である。基地局装置 200は、複数（M個）のアンテナ 201— 1〜201—Mと、複数（M個）の送受信切換手段（SW) 202— 1〜202— Mと、複数 (M個）の送信回路 203— 1〜203— Mと、複数 (M個）の受信回路 204— 1〜204— Mと、チャネル推定手段 205と、受信信号重み付け合成手段 206と、受信ウェイト生成手段 207と、送信ウェイト生成手段 208と、送信信号重み付け手段 209と、補正用信号 (プローブ信号)生成手段 212とを有して構成される。

[0035] なお、図 1に示した無線通信装置 100のアンテナ数 (N)と図 2に示した基地局装置 200のアンテナ数（M)は同じでもよいし、異なっていてもよい。

[0036] ここでは、無線通信における回線接続方式としては、同じ周波数帯域を利用して、時間により上下回線を分割する TDD方式を扱うものとする。なお、多元接続方式としては特に限定しない。例えば、時間により接続チャネルを分割する時分割多元接続（ Time Division Multiple Access： TDMA)、接続チャネルごとに個別の符号により分割多重する符号分割多重接続（Code Division Multiple Access： CDMA)などがある。また、変調方式に関しても特に限定しない。例えば、デジタル位相変調方式 (Pha se Shift Keying : PSK)、デジタル直交振幅変調方式（Quadrature Amplitude Modula tion： QAM)などがある。 [0037] 次に、図 1に示した無線通信装置 100における構成要素について説明する。送信信号重み付け手段 109では、送信データを入力して、送信ウェイト生成手段 108〖こより生成された各アンテナに対する送信ウェイトにより、送信データを重み付けする。送信ウェイトとしては、例えば振幅と位相の情報力もなる複素数係数であり、送信データに対して乗算されることで重み付けされる。重み付けされた各アンテナの送信信号は、各送信回路 103— 1〜103— Nに入力される。各送信回路 103— 1〜103— Nでは、デジタル信号のアナログ変換、ベースバンド周波数から無線周波数への周波数変換、送信電力増幅などの処理を行う。各送信回路 103— 1〜103— Nでは、アナログ素子による処理が含まれる。このアナログ素子による処理では、アナログ素子が持つ特性により、振幅および位相に変動が発生してしまう。次に、各送信回路 1 03— 1〜103— Nの出力信号は、各送受信切換手段 102— 1〜102— Nにそれぞれ入力され、時分割複信方式の送信タイミングにおいて、各アンテナ 101— 1〜： L01 Nに送信信号を給電することで、基地局装置 200に向けて信号を送信する。

[0038] また、各アンテナ 101— 1〜101— Nでは、基地局装置 200からの信号を受信する。各アンテナ 100— 1〜： L01— Nで受信された、それぞれの受信信号は、各送受信切換手段（SW) 102— 1〜102— Nに供給されて、受信タイミングにおいて各受信回路 104— 1〜104— Nに供給される。各受信回路 104— 1〜104— Nでは、受信信号の電力増幅、無線周波数をベースバンド周波数または中間周波数への周波数変換、アナログ信号のデジタル変換などの処理を行う。各受信回路 104— 1〜104— N では、アナログ素子による処理が含まれている。このアナログ素子による処理では、ァナログ素子が持つ特性により、振幅および位相に変動が発生してしまう。

[0039] 受信信号重み付け手段 106では、各受信回路 104—1〜104—N力も供給された受信デジタル信号に対して、受信ウェイト生成手段 107により生成された各アンテナに対する受信ウェイトにより、受信信号を重み付けする。受信ウェイトとしては、例えば送信ウェイトと同様に複素数係数がある。チャネル推定手段 105では、各受信回路 104— 1〜104— N力もの受信デジタル信号を入力して、伝搬路の状況を示すチャネル推定を行う。受信ウェイト生成手段 107では、チャネル推定手段 105により検出したチャネル推定値により、受信ウェイトを生成する。補正値検出手段 110では、チャネル推定手段 105により検出した結果を用いて、無線通信装置 100の送受信回路間に発生する偏差を補正する補正値を検出する。補正値メモリ 111では、補正値検出手段 100により検出した補正値をメモリしておく。送信ウェイト生成手段 108では、受信ウェイト生成手段 107で生成した受信ウェイトに対して、補正値メモリ 111に記憶してある補正値を用いて、無線通信装置 100の送受信間に発生する偏差を補正することで、送信ウェイトを生成する。

[0040] 次に、図 2に示した基地局装置 200における構成要素について説明する。図 1に示した無線通信装置 100における構成要素と同じものについては、先に述べた無線通信装置 100の構成要素における動作と同じ動作をする。しかし、各送信回路 203— 1 〜203— M、各受信回路 204— 1〜204— Mにおける振幅 ·位相偏差は、基地局装置であることから、背景技術で述べた特許文献 2に記載の方法などにより、送受信回路間に発生する振幅'位相偏差を補正することができる構成であることとする。補正用信号 (プローブ信号)生成手段 212では、チャネル推定手段 205で検出した上り回線のチャネル推定値を用いて、補正用信号としてのプローブ信号を生成する。

[0041] 図 1の無線通信装置 100におけるチャネル推定手段 105では、下り回線の伝搬路の状況としてチャネル推定値を検出し、図 2の基地局装置 200におけるチャネル推定手段 205では、上り回線の伝搬路の状況としてチャネル推定値を検出する。ここで、チャネル推定値の検出方法の一例として、下り回線におけるチャネル推定値の検出方法に関して説明する。

[0042] 基地局装置 200では、無線通信装置 100において信号系列が既知である信号を、各アンテナ 201— 1〜201— Mから送信する。ここでは、この既知信号をトレーニング信号と呼ぶことにする。複数ある送信アンテナ 201— 1〜201— Mと複数ある受信ァンテナ 101— 1〜： L01— Nそれぞれのアンテナ間における全てのチャネル応答が必要であるため、トレーニング信号の送信方法としては、アンテナ毎に区別して送信する方法が用いられる。

[0043] 図 3は、トレーニング信号をアンテナ毎に区別して送信する方法の具体例を示す図である。図 3 (a)は、トレーニング信号を送信するアンテナを、時間的に順次切替えることで、基地局装置 200の各アンテナ 201— 1〜201— M力も独立したトレーニング信号を送信する時分割多重（Time Division Multiplexing: TDM)方式を示している。図 3 (b)は、トレーニング信号をアンテナ毎にあら力じめ定めてある符号系列により拡散し、時間的には全てのアンテナから同時にトレーニング信号を送信する符号分割多重（Code Division Multiplexing： CDM)方式を示している。

[0044] 無線通信装置 100では、基地局装置 200から送信されたトレーニング信号を各ァンテナ 101― 1〜101—Nにおいて受信し、各送受信切換手段 102— 1〜102— N により、各受信回路 104— 1〜104— Nに伝送され、受信処理される。チャネル推定手段 105では、各受信回路 104— 1〜104— Nからの出力信号を用いて、トレーニング信号の信号系列との相関処理などを行うことにより、下り回線の伝搬路の状況を表すチャネル推定値を検出する。チャネル推定値としては、例えば、振幅と位相の情報力もなる複素数がある。このような処理を、基地局装置 200における各送信アンテナ 201— 1〜201— Mに割り当てられたトレーニング信号ごとに行う。検出されるチヤネル推定値には、基地局装置 200のアンテナカゝら送信された信号が、無線通信装置 1 00のアンテナで受信されるまでに伝搬することで受けるチャネル応答と、無線通信装置 100における各受信回路 104— 1〜104—Nを伝送する間に受ける変動が含まれている。

[0045] アンテナ間を伝搬する際に受けるチャネル応答を各要素に持ったチャネル行列を H、無線通信装置 100の各受信回路 104— 1〜 104— Nを伝送する間に受ける変動を Z とすると、無線通信装置 100のチャネル推定手段 105において検出される下り

Rx

回線のチャネル推定値 H は、次式のようになる。

DL

[0046] [数 3] h DL 二 ^ZRx ' ⁿ

h .. ； ( 3 )

0 z 'Rx,N h h h NM

^ZRxA ' ' 1 ^ZRxA · ^\,2

^ZRx,N ' W,l ^ZRx,N · ^N, Rx，N ^rtNM また、上り回線に関しても同様に、チャネル推定を行う。無線通信装置 100から、基地局装置 200で既知のトレーニング信号を送信することで、基地局装置 200にお!/ヽてチャネル推定値を検出する。検出されるチャネル推定値には、無線通信装置 100 における各送信回路 103— 1〜103—Nを伝送する間に受ける変動と、無線通信装置 100のアンテナ力も送信された信号力基地局装置 200のアンテナで受信されるまでに伝搬することで受けるチャネル応答とが含まれている。

[0047] 無線通信装置 100の各送信回路 103— 1〜 103— Nを伝送する間に受ける変動を Z とすると、基地局装置 200のチャネル推定手段 205において検出される上り回線

Tx

のチャネル推定値 Η は、次式のようになる。

UL

[0048] [数 4]

ここで、 Τは行列の転置を表している。

[0049] 図 4は、図 1および図 2のように構成された無線通信装置 100および基地局装置 20 0において、無線通信装置 100における送受信回路間に発生する偏差を補正する補正値を検出する手順を示したものである。次に、図 4を用いて、補正値の検出手順について説明する。

[0050] 無線通信装置 100において、手順 401により補正値の検出手順が開始される。手順 402では、先に記載したようなトレーニング信号の送信方法により、無線通信装置 100からトレーニング信号が送信される。手順 403では、送信されたトレーニング信号は、基地局装置 200で受信され、チャネル推定手段 205において、上り回線のチヤネル推定値 H を検出する。手順 404では、検出したチャネル推定値 H を用いて、

UL UL

補正用信号 (プローブ信号)生成手段 212により、無線通信装置 100において補正値を検出するために使用する補正用信号としてのプローブ信号 Sealを生成して、ァンテナから送信する。無線通信装置 100の第 j番目のアンテナから、基地局装置 200 の各アンテナまでのチャンル応答を用いて、無線通信装置 100の第 j番目のアンテナに対するプローブ信号 Sealは、次の式（5)のように生成される。

[0051] [数 5]

Seal. ( 5 )

このプローブ信号 Sealを、基地局装置 200の各アンテナ 201— 1〜201— M力ら、 j

時分割多重または符号分割多重を用いて送信する。なお、プローブ信号の送信は、例えば、チャネル推定に用いた j番目のアンテナからのトレーニング信号の時系列信号に、プローブ信号 Sealを乗算することで実現できる。手順 405では、基地局装置 2 j

00から送信されたプローブ信号は、アンテナ間を伝搬する間にチャネル変動を受け、無線通信装置 100の第 j番目のアンテナで受信される。受信信号は、第 j番目の受信回路を伝送して、チャネル推定手段 105に入力される。チャネル推定手段 105では、トレーニング信号によりチャネル推定を行った場合と同様に、受信信号であるプローブ信号に対して振幅と位相を検出すると次の式 (6)のようになる。この結果は、予め逆方向のリンクでのチャネル変動を検出した結果を用いて送信しているため、チャネル変動が十分に緩や力な場合、チャネル変動成分が打ち消され、アンテナ 201 及び送信回路 203の偏差を検出することができる性質を利用している。

[0052] [数 6]

なお、別なプローブ信号として、式（5)の代わりに、式（7)を用いてもよい。これは、複数アンテナ間のキャリブレーションは、相対的な振幅及び位相関係の偏差を補正できればよいため、このように全ての Sealに共通な複素係数値 Aを乗算したものをプローブ信号としても、キャリブレーションは同様に行うことができる。また、この性質を用いて、電波法等で規定された送信電力内の範囲で、プローブ信号の送信電力制御が実現でき、十分な信号対雑音電力比となるプローブ信号を伝送することで、キヤリブレーシヨン精度を高めることができる。

[0053] [数 7]

Scalj = ( 7 )

補正値検出手段 110では、この結果を用いて次の補正値 Cを検出する。

[0054] [数 8]

しゾ, — ^DL RxJ ~ ( 8 )

M Z' なお、別な補正値として、式 (8)の代わりに、式（9)を用いてもよい。これは、複数ァンテナ間のキャリブレーションは、相対的な振幅及び位相関係の偏差を補正できればよいため、特定の C (以下 Cと表記）を基準にした相対値を補正値として用いること j 0

ができる。これにより、基準のアンテナとして選定されたものは、乗算処理が不要となる効果が得られる。また、これに限らず適当な係数を Cに設定しても良い。 [0055] [数 9] = 丄 … ）

zTx,j 0 手順 406では、補正値メモリ 111に、補正値検出手段 110において検出した補正値 Cを記憶する。

[0056] 基地局装置 200におけるプローブ信号の生成から、無線通信装置 100における補正値の記憶までの一連の処理を、無線通信装置 100の各アンテナに対して行うことで、無線通信装置 100における送受信回路間に発生する偏差の全てに対して補正値を検出して、記憶することができる。また、無線通信装置 100の各アンテナに対して別々に行う方法としては、前述したトレーニング信号の場合と同様に、例えば、時間や符号などによる分割多重をする方法がある。

[0057] 以上のように、無線通信装置 100における各送受信回路間に発生する偏差を補正する補正値を検出することにより、無線通信装置 100および基地局 200において、受信により得られるチャネル推定値を送信ウェイト生成に用いることができる。

[0058] 次に、送受信ウェイト生成方法について説明する。送受信ウェイト生成方法としては、例えば、チャネル推定値を特異値分解して、その結果である特異ベクトルを送受信ウェイトとする方法がある。また、背景技術における特許文献 1に記載されているように、チャネル推定値の固有ベクトルを送受信ウェイトとする方法もある。

[0059] まず、基地局装置 200における送受信ウェイトの決定方法を説明する。図 5は、図 2 のように構成された基地局装置 200における、送受信ウェイトの生成手順を示したものである。手順 501では、無線通信装置 100において、式（8)の補正値 Cにより補正して、トレーニング信号を生成する。すなわち、通常のチャネル推定のために用いる既知の第 j番目の送信系統力送信するトレーニング信号の時系列信号に対し、複素数の補正値 Cを乗算させた時系列信号を新たなトレーニング信号として生成する。ここで、 j = 1 Mの自然数である。

[0060] 手順 502では、トレーニング信号とあわせて送信するデータ信号に対して、送信ゥエイトにより重み付けを行う。無線通信装置 100における送信ウェイトの決定方法は後で記載する。手順 503では、手順 501で生成したトレーニング信号と手順 502で生成したデータ信号を、図 3で示すように構成して送信する。手順 504では、基地局装置 200において無線通信装置 100から送信された信号を受信する。手順 505では、送信されたトレーニング信号を用いて、基地局装置 200のチャネル推定手段 205では、上り回線のチャネル推定を行う。上り回線のチャネル推定値を H とすると、

UL_CAL

次の式（10)のようになる。これにより、上り回線のチャネル推定値 H は、送信回路 203 - における回路偏差 Z を取り除くために、キャリブレーションが実現される。

[数 10]

一 Μ^τ 7

CAL " ^η "Ίχ

手順 506では、式（10)のチャネル推定値を用いて、受信ウェイトを生成する。基地局装置 200の受信ウェイト生成手段 207では、この上り回線のチャネル推定値 H

UL—

CALを使って、次のように計算することができる。

[数 11]

H{JL— CAL = U_UL . D_UL— _CAL · _UL CAL ·'· 、丄 ¹ ) ここで、 U は左特異ベクトルであり、 V は右特異ベクトルであり、 D

UL_CAL UL— CAL UL— C は特異値を要素とする対角行列である。受信ウェイト生成手段 207では、この左特

AL

異ベクトル U を受信ウェイトとする。 [0063] 手順 507では、送信ウェイトを生成する。送信ウェイト生成手段 208では、受信ゥェイト生成手段 207による受信ウェイトを用いて、送信ウェイトとする。これにより基地局装置 200における送受信ウェイトが決定する。

[0064] 手順 508において、生成された送信ウェイトは、下り回線を用いて送信するデータ信号に対し、指向性送信する際のウェイトとして用いる。

[0065] また、手順 509において、手順 503により生成されたデータ信号は、手順 506により生成された受信ウェイトにより、重み付けされて受信データとなる。

[0066] 次に、無線通信装置 100における送受信ウェイトの決定方法を説明する。図 6は、図 1のように構成された無線通信装置 100における送受信ウェイトの生成手順を示したものである。手順 601では、基地局装置 200においてトレーニング信号を生成する。手順 602では、トレーニング信号とあわせて送信するデータ信号に対して、送信ゥエイトにより重み付けを行う。基地局装置 200における送信ウェイトは、先に記載した手順により決定される。手順 603では、手順 601で生成したトレーニング信号と手順 6 02で生成したデータ信号を、図 3で示すように構成して送信する。手順 604では、無線通信装置 100において基地局装置 200から送信された信号を受信する。手順 60 5では、送信されたトレーニング信号を用いて、無線通信装置 100のチャネル推定手段 105力下り回線のチャネル推定を行う。手順 606では、無線通信装置 100の受信ウェイト生成手段 107において、下り回線のチャネル推定値 H を使って、次のよ

DL

うに計算することができる。

[0067] [数 12]

H_DL = U_DL - D_DL - V_DL ^H … ( 1 2 ) ここで、 U は左特異ベクトルであり、 V は右特異ベクトルであり、 D は特異値を

DL DL DL

要素とする対角行列である。受信ウェイト生成手段 107では、この右特異ベクトル V

D

しを受信ウェイトとする。

[0068] そして、手順 607では、送信ウェイト生成手段 108において、受信ウェイトに対して、式 (8)の補正値 Cにより補正して、送信ウェイトを生成する。これにより無線通信装置 100における送受信ウェイトが決定する。

[0069] 手順 608において、生成された送信ウェイトは、上り回線を用いて送信するデータ信号に対し、指向性送信する際のウェイトとして用いる。

[0070] また、手順 609において、手順 603により生成されたデータ信号は、手順 606により生成された受信ウェイトにより、重み付けされて受信データとなる。

[0071] 次に、図 1および図 2のように構成された無線通信装置 100および基地局装置 200 において、無線通信装置 100における送受信間に発生する偏差を補正する補正値を検出するための別の方法を示す。図 4に示した手順と同じであり、同様に図 4を用いて説明する。

[0072] 先に記載した手順と同様に、手順 401、 402、 403により、基地局装置において、チャネル推定手段 205で検出した上り回線のチャネル推定値 H を検出する。手順

UL

404では、検出したチャネル推定値 H を用いて、補正用信号 (プローブ信号)生成

UL

手段 212により、無線通信装置 100において補正値検出するために使用するプロ一ブ信号 Sealを生成する。まず、上り回線のチャネル推定値 H を使って、次のように

UL

計算することができる。

[0073] [数 13]

H_UL = U_UL - D_UL - V_UL ^H … （1 3 )

ここで、 U は左特異ベクトルであり、 V は右特異ベクトルであり、 D は特異値を

UL UL UL

要素とする対角行列である。この特異ベクトル U 、V と特異値 L を用いて、プロ

UL UL UL

ーブ信号 Sealは次の式（14)のように生成される。

[0074] [数 14]

Scal = U_U*_L -(v*_L - Dl_L) … （1 4 ) ここで、 *は共役複素数を表している。

[0075] このプローブ信号 Sealを、基地局装置 200の各アンテナ 201から送信する。なお、プローブ信号 Sealは、 M行 N列の行列から成っており、第 j番目の列ベクトル djを、チャネル推定に用いた j番目のアンテナからのトレーニング信号 PLj (t)の時系列信号を M系統分コピーした信号 PLj (t、 m)を生成し、それぞれの信号に、 djの第 m番目の要素を乗算した値 dj (m) - PLj (t、 m)を、 m番目のアンテナ力も送信する。ここで、 tは時刻を表し、また、 j = l〜N、 m= l〜Mである。

[0076] また、トレーニング信号 PLj (t)は、無線通信装置 101で分離受信出来るように、時分割多重あるいは符号分割多重を用いて送信する。すべてのプローブ信号を送信した後に、手順 405では、送信されたプローブ信号 Sealが、アンテナ間を伝搬する間にチャネル変動を受け、無線通信装置の 101の各アンテナで受信される。受信信号は各受信回路 104を伝送して、チャネル推定手段 105に入力される。チャネル推定手段 105では、トレーニング信号によりチャネル推定を行った場合と同様に、受信信号であるプローブ信号に対して振幅と位相を検出すると次の式（15)のようになる。この結果は、予め逆方向のリンクでのチャネル変動を検出した結果を用いて送信しているため、チャネル変動が十分に緩やかな場合、チャネル変動成分が打ち消され、アンテナ 201及び送信回路 203の偏差を検出することができる性質を利用している。

[0077] [数 15]

S DL—Rx = Z Rx人 Ζ_Τχ) ■■■ ( 1 5 ) なお、別なプローブ信号として、式（14)の代わりに、式（16)を用いてもよい。これは、複数アンテナ間のキャリブレーションは、相対的な振幅及び位相関係の偏差を補正できればよいため、全ての Sealに共通な複素係数値 Aを乗算したものをプロ一ブ信号としても、キャリブレーションは同様に行うことができる。またこの性質を用いて、電波法等で規定された送信電力内の範囲でプローブ信号の送信電力制御が実現でき、十分な信号対雑音電力比となるプローブ信号を伝送することで、キヤリブレーシヨン精度を高めることができる。

[0078] [数 16] Scal = A - U_U*_L ^_L - D_U ^T _LY … （_{1 6}) 補正値検出手段 110では、この結果を用いて次の式（17)に示す N行 N列の対角行列からなる補正値 Cを検出する。

[0079] [数 17] c=z_Rx-{z_Txy¹ … ？）なお、別な補正値として、式（17)の代わりに、式（18)を用いてもよい。これは、複数アンテナ間のキャリブレーションは相対的な振幅及び位相関係の偏差を補正できればよいため、補正値 Cのうちの特定の j番目の対角要素の C (以下 Cと表記）を基

j 0

準にした相対値を補正値として用いることができる。これにより、基準のアンテナとして選定されたものは、乗算処理が不要となる効果が得られる。また、これに限らず適当な係数を Cに設定しても良い。

0

[0080] [数 18]

C = (l/c₀) Z _¾c -(Z_rx)-¹ … 8 ) 手順 406では、補正値メモリ 111に、補正値検出手段 110において検出した補正値 Cを記憶する。

[0081] まず、基地局装置 200における送受信ウェイトの決定方法を説明する。基地局装置 200の受信ウェイト生成手段 207では、式（13)で表されるような上り回線のチヤネル推定値の特異値分解を計算して、左特異ベクトル U を受信ウェイトとする。そして

UL

、送信ウェイト生成手段 208では、受信ウェイト生成手段 207による受信ウェイトを変更することなぐそのまま送信ウェイトとする。これにより、基地局装置 200における送受信ウェイトが決定する。

[0082] 一方、無線通信装置 100では、式（3)の下り回線チャネル推定値 H と、式（17)の補正値 Cを用いる。受信ウェイト生成手段 107では、次のように計算することができる

[0083] [数 19]

し ' ^N DL = U DL— CAL ' ^DDL _CAL ' ^DL _CAL … （ ^{1 9} ) ここで、 U は左特異ベクトルであり、 V は右特異ベクトルであり、 D

DL_CAL DL_CAL DL_( は特異値を要素する対角行列である。この右特異ベクトル V と補正値 Cを用

L DL_CAL

いて、受信ウェイト w としては、次のように計算される。

Rx

[0084] [数 20]

WJ - V L CAL - C'¹ ··· ( 2 0 ) そして、送信ウェイト生成手段 108では、右特異ベクトル V を、変更すること

DL_CAL

なぐそのまま送信ウェイトとして用いることで、送信ウェイトを決定する。

[0085] 以上のように、基地局装置 200では、背景技術で述べた特許文献 2に記載の方法などにより、送受信回路間に発生する振幅'位相偏差を補正することができるキヤリブレーシヨン構成を用いることを前提に、そのようなキャリブレーション構成を持たない無線通信装置 100における送受信回路間に発生する偏差に対して、通信している信号を用いて偏差を検出して補正することにより、キャリブレーションのための基準信号発生回路、スィッチ回路等のハードウェアの追加が不要となり、無線通信装置 100の小型化、低消費電力化を図ることができる。

[0086] また、本実施形態では、補正値を検出する手法であるため、通信開始時等に少なくとも一度程度の検出を実施することで、伝搬路状況が変化した場合でも、その補正値を用いることができ、補正値の更新頻度は低く抑えることができる。

[0087] 一方、チャネル推定情報あるいは送信ウェイト情報をフィードバックする手法を用いた場合、伝搬路状況が変化した場合は、その情報を再び送る必要があり、本手法は、伝送効率を高める面でも効果的である。 [0088] なお、補正値検出の実行タイミングについては、通信開始時に行うものでもよいし、通信中もしくは通信停止中にお、て定期的に行われるものでもよ、し、無線通信装置 100の所有者が要求した場合に行われるものでもよい。また、無線通信装置 100 内の検出装置などが、補正が必要であると判断した場合に行われるものでもよい。例えば送信電力を変化させる場合、送信回路の振幅位相特性が変化する可能性が高ぐそれをトリガに補正値検出のタイミングとしても良い。また、無線通信装置内の温度変化が所定値を超えた場合、送信回路、または、受信回路の温度特性により振幅位相特性が変化する可能性があり、それをトリガに補正値検出のタイミングとしても良い。また通話時と非通話時でアンテナが人体等の近接物の影響を受け、アンテナ指向特性が変動することがあり、そのような場合をトリガに補正値検出のタイミングとしても良い。

[0089] (第 2の実施形態）

図 7は、本発明の第 2の実施形態に係る無線通信装置のブロック図である。図 7に示す無線通信装置 700は、複数 (N個）のアンテナ 701— 1〜701—Nと、複数 (N個 )の送受信切換手段（SW) 702— 1〜702— Nと、複数 (N個）の送信回路 703— 1〜 703— Nと、複数 (N個）の受信回路 704—1〜704—Νと、チャネル推定手段 705と、受信信号重み付け合成手段 706と、受信ウェイト生成手段 707と、送信ウェイト生成手段 708と、送信信号重み付け手段 709と、補正値検出手段 (位相補正値検出手段） 710と、補正値メモリ 711と、複数 (N個）の信号分配手段 713— 1〜713—Nと、振幅補正値検出手段 714と、を有して構成される。

[0090] 無線通信装置 700は、図 1に示した第 1の実施形態に係る無線送信装置 100に、各信号分配手段 713- 1-713- Nおよび振幅補正値検出手段 714を追加したものであり、無線通信装置 700の基本的な動作は、第 1の実施形態に係る無線送信装置 100の動作と同じである。無線通信装置 700は、図 2に示した基地局装置 200と通信を行う。基地局装置 200の基本的な動作は、第 1の実施形態の動作と同じである。

[0091] 無線通信装置 700の動作を、第 1の実施形態と異なる点について以下に説明する。各送信回路 703— 1〜703— Nでは、送信信号の一部を振幅補正値検出手段 71 4に入力する。 [0092] ここで、送信信号の一部の取り出し方法は、第 1の方法として、取り出す送信信号を DZA変換後のアナログ信号とする場合は、その一部の信号を、分配器を通して分配して取り出す方法と、第 2の方法として、取り出す送信信号を DZA変換前のデジタル信号とする場合は、デジタル信号のまま複製して、取り出す方法とがある。

[0093] また、第 1の方法の取り出す送信信号を DZA変換後のアナログ信号とする場合は、送信回路の前の他に、送信回路を構成する入力に近い回路の系統間の偏差が十分に小さ、場合、その回路の出力からの信号を取り出してもょ、。

[0094] また、各受信回路 704— 1〜704— Nでは、伝送する信号の一部を振幅補正値検出手段 714に入力する。

[0095] ここで、受信信号の一部の取り出し方法は、第 1の方法として、取り出す受信信号を AZD変換前のアナログ信号とする場合は、その一部の信号を、分配器を通して分配して取り出す方法と、第 2の方法として、取り出す受信信号を AZD変換後のデジタル信号とする場合は、デジタル信号のまま複製して、取り出す方法とがある。

[0096] また、第 1の方法の取り出す受信信号を AZD変換前のアナログ信号とする場合は、受信回路の後から取り出す他に、受信回路を構成する出力に近い回路の系統間の偏差が十分に小さ、場合、その回路の入力から信号を取り出してもょ、。

[0097] 振幅補正値検出手段 714では、入力した信号を用いて、無線通信装置 700の送受信回路間に発生する振幅偏差を補正する補正値を検出する。補正値検出手段（位相補正値検出手段） 710では、チャネル推定手段 705によるチャネル推定結果を用いて、無線通信装置 700の送受信回路間に発生する位相偏差を補正する補正値を検出する。

[0098] 各信号分配手段 713— 1〜713— Nでは、各送信回路 703— 1〜703— N力も供給される送信信号から、一部の電力の信号を分配する。ここで一部の電力とは、送信電力に影響を与えない範囲の電力であり、例えば、分配電力としては 15dB〜一 2 OdB程度以下とする。

[0099] 送信信号と分配した信号は、各送受信切換手段 (SW) 702— 1〜702— Nに供給される。各送受信切換手段（SW) 702— 1〜702— Nでは、第 1の実施形態における動作と同様に、送信タイミングには送信信号を各アンテナ 701— 1〜 701— Nに信号を供給するように接続され、受信タイミングには各アンテナ 701— 1〜701— Nからの受信信号を各受信回路 704— 1〜704—Nに供給するように切り換える動作に加えて、送信タイミングには各信号分配手段 713— 1〜713—Nにより分配した送信信号の一部を、各受信回路 704— 1〜704— Nに供給するように接続され、受信タイミングには各信号分配手段 713— 1〜713— Nにより分配した送信信号の一部を、接続しな、ように切り換える動作を行う。

[0100] 以上のように構成された無線通信装置 700および基地局装置 200にお、て、無線通信装置 700における送受信間に発生する偏差を補正する補正値を検出する手順について説明する。この第 2の実施形態では、無線通信装置における送受信間に発生する偏差にっヽて、振幅と位相をそれぞれ異なる手順で検出する。

[0101] まず、振幅偏差を検出する手順について説明する。無線通信装置における送信タイミングでは、無線通信装置 700の各送信回路 703— 1〜703—Nを送信信号が伝送し、各信号分配手段 713— 1〜713—Nにより分配された送信信号が、各受信回路 704— 1〜704— Nを伝送する。この送信タイミングにおいて、振幅変動検出手段 714では、各送信回路 703— 1〜703— Nを伝送している送信信号と、各受信回路 7 04— 1〜704— Nを伝送している信号を入力して、それぞれの信号の振幅もしくは電力を比較することで、送信回路 703— 1〜703— Nと受信回路 704— 1〜704— Nを伝送する間に受ける振幅変動を検出する。そして、検出した振幅変動を補正する補正値を計算して、補正値メモリ 711に記憶する。

[0102] この際、送信回路 703— 1〜703— Nから取り出す信号は、送信回路に入力されるデジタル信号であってもよぐまた、デジタル Zアナログ変換後のアナログ信号でもあつてもよい。また、同様に、受信回路 704— 1〜704— N力も取り出す信号は、受信回路から出力されるデジタル信号であってもよぐまた、アナログ Zデジタル変換前のアナログ信号であってもよヽ。

[0103] 次に、位相偏差を検出する手順について説明する。第 1の実施形態と同様にトレーニング信号を使ったチャネル推定を行う。これにより、無線通信装置 700では、チヤネル推定手段 705において、式（3)で表される下り回線のチャネル推定値を検出し、また、基地局装置 200では、チャネル推定手段 205において、式 (4)で表される上り回線のチャネル推定値を検出する。

[0104] 図 2の基地局装置 200において、チャネル推定手段 205で検出した上り回線のチャネル推定値 H を用いて、補正用信号 (プローブ信号)生成手段 212により、無線

UL

通信装置 700において補正値検出するために使用するプローブ信号 Sealを生成する。

[0105] 無線通信装置 700の第 j番目のアンテナ力も基地局装置 200の各アンテナまでのチャンル応答を用いて、無線通信装置の第 j番目のアンテナに対するプローブ信号 S calは次の式（21)のように生成される。

j

[0106] [数 21]

Seaし：

( 2 1 )

、ゾ . hj,M ここで、 *は共役複素数を示している。

[0107] このプローブ信号 Sealを、基地局装置の各アンテナ 201— 1〜201— Mから送信する。送信されたプローブ信号は、アンテナ間を伝搬する間にチャネル変動を受け、無線通信装置 700の第 j番目のアンテナで受信される。受信信号は、第 j番目の受信回路 704— jを伝送して、チャネル推定手段 705に入力される。チャネル推定手段 70 5では、トレーニング信号によりチャネル推定を行った場合と同様に、受信信号であるプローブ信号に対して振幅と位相を検出すると次の式（22)のようになる。

[0108] [数 22]

( 2 2 )

補正値検出手段 (位相補正値検出手段） 710では、この結果を用いて次の式（23) に示す位相補正値 C を検出する。 [0109] [数 23] ώ DL Rxゾ

^ Phase ⁼ ~ ⁼ ~~ ~ · · · 、^{2 3} )

^DL _RxJ 補正値メモリ 711では、補正値検出手段 (位相補正値検出手段） 710において検出した補正値 C を記憶しておく。

phase, ]

[0110] この基地局装置におけるプローブ信号の生成から、無線通信装置における補正値の記憶までの一連の処理を、無線通信装置の各アンテナに対して行うことで、無線通信装置における送受信回路間に発生する差の全てに対して補正値を検出して、記憶することができる。また、無線通信装置の各アンテナに対して別々に行う方法としては、前述したトレーニング信号の場合と同様に、例えば、時間や符号などによる分割多重をする方法がある。

[0111] 以上のように、無線通信装置 700における各送受信回路間に発生する偏差を補正する補正値を、振幅偏差と位相偏差をそれぞれ別々に検出することができる。振幅偏差に関しては、無線通信装置内に振幅値もしくは電力値の比較だけの簡単な構成により、振幅偏差を検出することができる。また、送受信ウェイトの生成方法および補正値によるウェイトの補正方法に関しては、第 1の実施形態に記載の方法を用いることができる。

[0112] 上述したように、本実施形態によれば、通信している信号を用いて送受信回路間に発生する振幅、位相の偏差を検出して補正することができる。これにより、無線通信装置内において補正用の信号 (基準信号)を発生させることなぐまた、キヤリブレーシヨン時に送受信回路の入出力を切り替えるスィッチ回路の追加の必要なぐ簡易な構成で送信回路と受信回路の伝送路特性を補正することができるため、無線通信装置の構成を小型にすることができる。したがって、送受信双方において信号の重み付けを行い、複数アンテナを用いて通信を行う装置において、小型な無線通信装置であっても送受信回路間に発生する偏差の補正を実現できる。

[0113] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

[0114] 本出願は、 2004年 8月 9日出願の日本特許出願 (特願 2004-231930)、

2005年 7月 26日出願の日本特許出願（特願 2005-215321)、

に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

産業上の利用可能性

[0115] 本発明は、無線通信装置内において補正用の信号を発生させることなぐ小型な無線通信装置にお!ヽても、簡易な構成で送信回路と受信回路の伝送路特性を補正することが可能となる効果を有し、複数のアンテナを用いて無線通信を行う無線通信装置等として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 時分割複信方式（Time Division Duplex: TDD)による無線通信を行う無線通信装置であって、

複数のアンテナと、

前記複数のアンテナに送信信号を伝送する送信回路と、

前記複数のアンテナ力の受信信号を伝送する受信回路と、

前記受信回路からの受信信号を用いてチャネル情報を検出するチャネル推定手段と、

前記チャネル推定手段からのチャネル情報を用いて前記送信回路と前記受信回路の間に発生する偏差を補正する補正値を検出する補正値検出手段とを備え、前記補正値検出手段は、通信して!/、る相手側の無線通信装置から送信された補正用信号を用いて前記補正値を検出する無線通信装置。

[2] 請求項 1に記載の無線通信装置であって、

前記チャネル推定手段からのチャネル情報を用いて受信ウェイトを生成する受信ゥエイト生成手段と、

前記受信回路力の複数の受信信号に対して前記受信ウェイトを用いて重み付けを行い、合成する受信信号重み付け合成手段と、

前記受信ウェイトと前記補正値検出手段からの補正値を用いて送信ウェイトを生成する送信ウェイト生成手段と、

送信データに対して前記送信ウェイトを用いて重み付けを行う送信信号重み付け手段とを備える無線通信装置。

[3] 請求項 1又は請求項 2に記載の無線通信装置であって、

当該無線通信装置と通信している相手側の無線通信装置に対して、既知である既知信号を送信する既知信号送信手段を備え、

前記補正値検出手段は、前記相手側の無線通信装置から送信されて当該無線通信装置によって受信した補正用信号力各アンテナに接続されている送受信回路間に発生する偏差を補正する補正値を検出する無線通信装置。

[4] 請求項 3記載の無線通信装置と無線通信を行う相手側の無線通信装置であって、当該相手側の無線通信装置は、複数のアンテナと、前記複数のアンテナに送信信号を伝送する送信回路と、前記複数のアンテナからの受信信号を伝送する受信回路とを備えるとともに、

受信した既知信号に基づいてチャネル推定値を推定するチャネル推定手段と、前記チャネル推定値に基づいて補正用信号を生成する補正用信号生成手段と、生成した補正用信号を送信する補正用信号送信手段とを備える無線通信装置。

[5] 請求項 4に記載の無線通信装置であって、

前記補正用信号生成手段は、前記チャネル推定値の逆数となるように前記補正用信号を生成する無線通信装置。

[6] 請求項 4に記載の無線通信装置であって、

前記補正用信号生成手段は、前記チャネル推定値に対して特異値分解を行ヽ、その結果を用いて前記補正用信号を生成する無線通信装置。

[7] 請求項 3に記載の無線通信装置であって、

前記送信回路からの送信信号の一部を分配する分配手段と、

前記分配手段で分配された送信信号を受信回路に伝送するように接続される切換手段と、

前記送信回路を伝送する前の信号と前記受信回路を伝送した後の信号とを入力して、前記送信回路又は前記受信回路を伝送することで変化する振幅変動を補正する振幅変動補正値を検出する振幅変動補正値検出手段とを備える無線通信装置。

[8] 請求項 7に記載の無線通信装置であって、

前記切換手段は、時分割複信方式の送信タイミングには前記分配手段で分配した送信信号の一部を受信回路に伝送し、時分割複信方式の受信タイミングには前記分配手段で分配した送信信号の一部を受信回路に伝送しな、ように切り換える無線通信装置。

[9] 請求項 4に記載の無線通信装置であって、

前記補正用信号生成手段は、前記チャネル推定値の位相回転を補正するように前記補正用信号を生成する無線通信装置。