JP5446343B2

JP5446343B2 - Array antenna communication apparatus, control method thereof, and program

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Publication number: JP5446343B2
Application number: JP2009059902A
Authority: JP
Inventors: 成哉内田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2029-03-12
Also published as: JP2010213217A

Description

本発明は、アレイアンテナ通信装置およびその制御方法ならびにプログラムに関し、特に複数のアンテナを協調させて送受信を行うアレイアンテナのキャリブレーション技術に関する。 The present invention relates to an array antenna communication apparatus, a control method thereof, and a program, and more particularly to an array antenna calibration technique for performing transmission / reception in cooperation with a plurality of antennas.

無線通信の需要増大に伴い、限られた無線資源の中で更なる大容量化、高速化が求められている。アレイアンテナは、このような要求に応えるために用いられるアンテナであり、ビームフォーミングやＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉＯｕｔｐｕｔ）を実現して大容量化、高速化の伝送を行うことが可能である。アレイアンテナを構成する各アンテナからの送受信信号の特性（遅延／位相振幅）を調整することで干渉を用いて送受信の電波に指向性を持たせている。このような技術によって、方向の異なるユーザを分離して取り扱うことができ、干渉を抑えて高速大容量通信が可能となる。 With increasing demand for wireless communication, further increases in capacity and speed have been demanded within limited wireless resources. The array antenna is an antenna used to meet such demands, and can perform beam forming and MIMO (Multi Input Multi Output) to perform transmission with high capacity and high speed. By adjusting the characteristics (delay / phase amplitude) of transmission / reception signals from the respective antennas constituting the array antenna, directivity is imparted to transmission / reception radio waves using interference. With such a technique, users in different directions can be handled separately, and high-speed and large-capacity communication can be performed while suppressing interference.

このようなアレイアンテナを用いてビームフォーミングやＭＩＭＯなどを行うためには、各アンテナ間の特性が揃っている必要がある。しかし実際には、製造における誤差、回路やケーブルの特性差によるバラツキがあり、さらには温度などの影響によっても変化していく。そのため、アンテナ間のキャリブレーションが必須であり、各アンテナ間、より正確には、アンテナを含む伝送経路における遅延量や位相振幅変化を一致させて、アンテナで送受信される信号の特性を揃える必要がある。また、このようなキャリブレーションは、アレイアンテナを製造したときに一度だけ行えばよいというものではなく、ある程度の間隔を置いて（温度変化などに応じて）何度も行う必要がある。アレイアンテナを有する装置は、そのためにキャリブレーション機能や回路（位相振幅補正、遅延補正回路）を実装している。 In order to perform beam forming, MIMO, and the like using such an array antenna, it is necessary to have the same characteristics between the antennas. However, in reality, there are variations due to manufacturing errors, circuit and cable characteristic differences, and even changes due to the influence of temperature and the like. Therefore, calibration between antennas is indispensable, and it is necessary to align the characteristics of signals transmitted and received by antennas by matching delay amounts and phase amplitude changes in transmission paths including antennas, more precisely, between antennas. is there. Further, such calibration does not have to be performed only once when the array antenna is manufactured, but needs to be performed many times at a certain interval (according to a temperature change or the like). For this purpose, a device having an array antenna is equipped with a calibration function and a circuit (phase amplitude correction, delay correction circuit).

例えば、特許文献１には、受信ブランチ間に発生する振幅および位相偏差を精度よく検出して補正を行う無線通信装置が記載されている。また、特許文献２には、時分割通信システムにおいて自局の通信を行わない空き時間に他局の信号を用いることで、相関値の参照信号注入手段が無くとも、遅延回路の最適な遅延量を維持するアレイアンテナ通信装置が記載されている。さらに、特許文献３には、複数のアンテナからベースバンド処理系に至る各ブランチ間の受信信号の遅延差を自動的に検出して同期化する補正処理を行うことで、適切な位相でブランチ合成するＣＤＭＡ受信装置が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a wireless communication apparatus that accurately detects and corrects amplitude and phase deviations that occur between reception branches. Further, Patent Document 2 discloses that an optimum delay amount of a delay circuit can be obtained even when there is no reference signal injection means for a correlation value by using a signal of another station in a vacant time during which communication of the own station is not performed in a time division communication system. An array antenna communication device that maintains the above is described. Furthermore, Patent Document 3 discloses a branch synthesis with an appropriate phase by performing a correction process that automatically detects and synchronizes the delay difference of the received signal between each branch from a plurality of antennas to the baseband processing system. A CDMA receiver is described.

特開２００４−１８０２８３号公報JP 2004-180283 A 特開２００５−３１８３１６号公報JP 2005-318316 A 特開２００６−９４３２５号公報JP 2006-94325 A

以下の分析は本発明において与えられる。 The following analysis is given in the present invention.

ところで、従来技術では、受信側の遅延補正に関する技術を開示している。アレイアンテナを用いてビームフォーミングやＭＩＭＯなどを行うためには、送信側についても同様に遅延補正を行う必要があり、受信キャリブレーションと送信キャリブレーションによる遅延補正を別々に行うこととなる。このような構成は、通常送受信回路をキャリブレーションと兼用し、キャリブレーション専用の信号を用いてアンテナ部で信号を折り返し、受信部で各アンテナの遅延差を測定して各アンテナの遅延補正量を求める無線送受信機を前提としており、送受信系を同時に使用するため、測定結果には送受信経路全ての影響が反映されている。故に、キャリブレーション測定の送受信経路にそれぞれ送受信の補正量が同時に影響するため、遅延測定における遅延量のばらつきが大きくなり、遅延測定窓（相関値による遅延分布のピーク検出窓）や遅延量設定範囲（レジスタ設定幅）を広く設定しなければならず、回路規模、計算量、測定時間が大きくなってしまう。 By the way, in the prior art, a technique relating to delay correction on the receiving side is disclosed. In order to perform beam forming, MIMO, or the like using an array antenna, it is necessary to similarly perform delay correction on the transmission side, and delay correction by reception calibration and transmission calibration is performed separately. In such a configuration, the normal transmission / reception circuit is also used for calibration, the signal is returned at the antenna unit using a signal dedicated to calibration, the delay difference of each antenna is measured at the reception unit, and the delay correction amount of each antenna is calculated. Since the wireless transmitter / receiver to be obtained is assumed and the transmitter / receiver system is used at the same time, the influence of all the transmission / reception paths is reflected in the measurement result. Therefore, since the transmission and reception correction amounts simultaneously affect the transmission and reception paths of calibration measurement, the delay amount variation in delay measurement increases, and the delay measurement window (delay distribution peak detection window based on correlation values) and delay amount setting range (Register setting width) must be set wide, which increases the circuit scale, the amount of calculation, and the measurement time.

したがって、本発明の目的は、回路規模、計算量、測定時間の増大を抑えたアレイアンテナ通信装置およびその制御方法ならびにプログラムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an array antenna communication apparatus that suppresses an increase in circuit scale, calculation amount, and measurement time, a control method thereof, and a program.

本発明の１つのアスペクト（側面）に係るアレイアンテナ通信装置は、アレイアンテナと、アレイアンテナを構成するそれぞれのアンテナに係る送受信系回路と、アレイアンテナのキャリブレーションによる遅延補正に関し、それぞれの送受信系回路における遅延補正量を設定する送信側の第１の遅延素子および受信側の第２の遅延素子と、キャリブレーション信号の遅延測定結果を用いてそれぞれのアンテナに対応する送信系回路および受信系回路のそれぞれの遅延補正量を求めて第１および第２の遅延素子に設定し、求めた遅延補正量に基づいて次回の遅延量測定における基準遅延量を所定量に設定する補正量設定部と、を備え、前記補正量設定部は、前記次回の遅延量測定における測定窓を前記基準遅延量に基づいて設定する。 An array antenna communication apparatus according to one aspect (side surface) of the present invention relates to an array antenna, a transmission / reception system circuit related to each antenna constituting the array antenna, and delay correction by calibration of the array antenna. First delay element on transmission side and second delay element on reception side for setting delay correction amount in circuit, and transmission system circuit and reception system circuit corresponding to each antenna using delay measurement result of calibration signal A correction amount setting unit that obtains the respective delay correction amounts and sets them in the first and second delay elements, and sets the reference delay amount in the next delay amount measurement to a predetermined amount based on the obtained delay correction amounts; The correction amount setting unit sets a measurement window in the next delay amount measurement based on the reference delay amount .

本発明の他のアスペクト（側面）に係るアレイアンテナ通信装置の制御方法は、アレイアンテナのキャリブレーションに関し、アレイアンテナを構成するそれぞれのアンテナに係る送受信系回路におけるキャリブレーション信号の遅延量を測定するステップと、遅延量の測定結果を用いてそれぞれのアンテナに対応する送信側および受信側のそれぞれの遅延補正量を求めるステップと、求めたそれぞれの遅延補正量に基づいて次回の遅延量測定における基準遅延量を所定量に設定するステップと、前記次回の遅延量測定における測定窓を前記基準遅延量に基づいて設定するステップと、を含む。 An array antenna communication apparatus control method according to another aspect of the present invention relates to calibration of an array antenna, and measures a delay amount of a calibration signal in a transmission / reception system circuit related to each antenna constituting the array antenna. A step of calculating a delay correction amount of each of the transmitting side and the receiving side corresponding to each antenna using the measurement result of the delay amount, and a reference in the next delay amount measurement based on the obtained delay correction amount A step of setting a delay amount to a predetermined amount, and a step of setting a measurement window in the next delay amount measurement based on the reference delay amount .

本発明のさらに他のアスペクト（側面）に係るプログラムは、アレイアンテナ通信装置を構成するコンピュータに、アレイアンテナのキャリブレーションに関し、アレイアンテナを構成するそれぞれのアンテナに係る送受信系回路におけるキャリブレーション信号の遅延量の測定結果を用いてそれぞれのアンテナに対応する送信側および受信側のそれぞれの遅延補正量を求める処理と、求めたそれぞれの遅延補正量に基づいて次回の遅延量測定における基準遅延量を所定量に設定する処理と、前記次回の遅延量測定における測定窓を前記基準遅延量に基づいて設定する処理と、を実行させる。 A program according to still another aspect of the present invention relates to calibration of an array antenna in a computer constituting an array antenna communication apparatus, and a calibration signal in a transmission / reception system circuit associated with each antenna constituting the array antenna. Using the measurement results of the delay amount, the processing for obtaining the delay correction amount for each of the transmitting side and the receiving side corresponding to each antenna, and the reference delay amount in the next delay amount measurement based on the obtained delay correction amount A process of setting to a predetermined amount and a process of setting a measurement window in the next delay amount measurement based on the reference delay amount are executed.

本発明によれば、キャリブレーションによる遅延補正に伴って生じる回路規模、計算量、測定時間の増大を抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress an increase in circuit scale, calculation amount, and measurement time caused by delay correction by calibration.

本発明の第１の実施例に係るアレイアンテナ通信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the array antenna communication apparatus which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第１の実施例に係る送信系におけるキャリブレーション信号の経路を示す図である。It is a figure which shows the path | route of the calibration signal in the transmission system which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第１の実施例に係る受信系におけるキャリブレーション信号の経路を示す図である。It is a figure which shows the path | route of the calibration signal in the receiving system which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第１の実施例に係る補正量設定部の構成を表す図である。It is a figure showing the structure of the correction amount setting part which concerns on 1st Example of this invention.

本発明の実施形態に係るアレイアンテナ通信装置は、アレイアンテナと、アレイアンテナを構成するそれぞれのアンテナに係る送受信系回路と、アレイアンテナのキャリブレーションによる遅延補正に関し、それぞれの送受信系回路における遅延補正量を設定する送信側の第１の遅延素子および受信側の第２の遅延素子と、キャリブレーション信号の遅延測定結果を用いてそれぞれのアンテナに対応する送信系回路および受信系回路のそれぞれの遅延補正量を求めて第１および第２の遅延素子に設定し、求めた遅延補正量に基づいて次回の遅延量測定における基準遅延量を所定量に設定する補正量設定部と、を備える。 An array antenna communication apparatus according to an embodiment of the present invention relates to an array antenna, a transmission / reception system circuit related to each antenna constituting the array antenna, and a delay correction by calibration of the array antenna. The first delay element on the transmission side and the second delay element on the reception side that set the amount, and the delay of each of the transmission system circuit and the reception system circuit corresponding to each antenna using the delay measurement result of the calibration signal A correction amount setting unit that obtains a correction amount and sets the first and second delay elements, and sets a reference delay amount in the next delay amount measurement to a predetermined amount based on the obtained delay correction amount;

アンテナとアンテナに対応する送受信系回路との間にキャリブレーション信号を折り返すためのカップラを備え、送受信系回路の一つは、通常の送受信系回路に加え、キャリブレーション信号を、カップラに送信し、カップラから受信するためのスイッチ手段を備え、他の送受信系回路との間でキャリブレーション信号の送受を行うようにしてもよい。 A coupler for returning a calibration signal between an antenna and a transmission / reception system circuit corresponding to the antenna is provided, and one of the transmission / reception system circuits transmits a calibration signal to the coupler in addition to a normal transmission / reception system circuit, A switch means for receiving from the coupler may be provided, and a calibration signal may be transmitted / received to / from another transmission / reception system circuit.

補正量設定部は、次回の遅延量測定における測定窓を基準遅延量に基づいて設定するようにしてもよい。 The correction amount setting unit may set the measurement window in the next delay amount measurement based on the reference delay amount.

補正量設定部は、次回の遅延量測定における測定窓の中央に所定量を設定するようにしてもよい。 The correction amount setting unit may set a predetermined amount at the center of the measurement window in the next delay amount measurement.

補正量設定部は、キャリブレーション信号の遅延測定に際し、それぞれの受信系において求めた遅延量を保持する遅延測定値メモリと、前回のキャリブレーションにおける遅延補正に関し、それぞれのアンテナに対応する送信系回路および受信系回路のそれぞれの遅延補正量を保持する遅延補正量レジスタと、遅延測定値メモリに保持されている遅延量および遅延補正量レジスタに保持されている遅延補正量から、今回のキャリブレーションによる遅延補正量を求める遅延補正量最適化回路と、を備えるようにしてもよい。 The correction amount setting unit includes a delay measurement value memory that holds a delay amount obtained in each reception system when measuring a delay of the calibration signal, and a transmission system circuit corresponding to each antenna for delay correction in the previous calibration. From the delay correction amount register that holds the respective delay correction amounts of the reception system circuit, the delay amount held in the delay measurement value memory, and the delay correction amount held in the delay correction amount register, A delay correction amount optimizing circuit for obtaining the delay correction amount.

補正量設定部は、キャリブレーション信号を発生する基準パターン発生器と、それぞれのアンテナに対応するカップラから折り返されたキャリブレーション信号を受信する受信制御回路と、基準パターン発生器の発生するキャリブレーション信号と折り返されたキャリブレーション信号との相関係数を求める相関器と、相関係数のピークを検出するピーク検出器と、をさらに備え、遅延測定値メモリは、それぞれの受信系に対して求めたピークに対応する遅延量を保持するようにしてもよい。 The correction amount setting unit includes a reference pattern generator that generates a calibration signal, a reception control circuit that receives a calibration signal returned from a coupler corresponding to each antenna, and a calibration signal generated by the reference pattern generator. And a correlation detector for obtaining a correlation coefficient between the folded calibration signal and a peak detector for detecting a peak of the correlation coefficient, and the delay measurement value memory is obtained for each receiving system. You may make it hold | maintain the delay amount corresponding to a peak.

このようなアレイアンテナ通信装置のアレイアンテナのキャリブレーションにおいて、遅延キャリブレーションにおける遅延補正量計算を、送信系回路および受信系回路での遅延量測定結果を同時に使用して最適化し、さらに次回の遅延量測定における遅延量を予め測定窓中央付近に設定しておく。このようにすることで、遅延量設定レジスタ幅や遅延測定窓を小さく設定し、回路規模や測定時間の増大を抑制することができる。また、遅延量測定窓の位置を任意に決められない場合にも、遅延量を調整することにより測定窓中央付近に合わせることができる。 In the calibration of the array antenna of such an array antenna communication device, the delay correction amount calculation in the delay calibration is optimized by using the delay amount measurement results in the transmission system circuit and the reception system circuit at the same time, and further the next delay A delay amount in the quantity measurement is set in advance near the center of the measurement window. In this way, the delay amount setting register width and the delay measurement window can be set small, and an increase in circuit scale and measurement time can be suppressed. Even when the position of the delay amount measurement window cannot be determined arbitrarily, it can be adjusted to the vicinity of the center of the measurement window by adjusting the delay amount.

図１は、本発明の第１の実施例に係るアレイアンテナ通信装置の構成を示すブロック図である。図１において、アレイアンテナ通信装置は、送信信号処理部１、受信信号処理部２、送受信回路４１〜４ｎ、アンテナユニット５、アンテナ８１〜８ｎを備え、アンテナ（チャネル）数がｎ個であるアレイアンテナについて示している。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an array antenna communication apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the array antenna communication apparatus includes a transmission signal processing unit 1, a reception signal processing unit 2, transmission / reception circuits 41 to 4n, an antenna unit 5, and antennas 81 to 8n, and an array having n antennas (channels). The antenna is shown.

送信信号処理部１、受信信号処理部２は、通常の送受信機能に加えて、キャリブレーション信号（以下、ＣＡＬ信号）のそれぞれ送受信機能を有する。また、受信信号処理部２は、キャリブレーションに係る遅延補正量を決定する補正量設定部３を備える。 The transmission signal processing unit 1 and the reception signal processing unit 2 each have a transmission / reception function of a calibration signal (hereinafter, CAL signal) in addition to a normal transmission / reception function. The received signal processing unit 2 includes a correction amount setting unit 3 that determines a delay correction amount related to calibration.

送受信回路４１〜４ｎのそれぞれは、各チャネルで送受信される通常送受信信号やＣＡＬ信号に対し、遅延補正を行う遅延素子１０、１０ａ、位相振幅補正を行う複素乗算器９、９ａ、アナログ／デジタル変換を行うＤ／Ａ変換器１１およびＡ／Ｄ変換器１２、送受信制御を行う送受信制御回路１３を備える。 Each of the transmission / reception circuits 41 to 4n includes delay elements 10 and 10a that perform delay correction on complex transmission / reception signals and CAL signals that are transmitted and received on each channel, complex multipliers 9 and 9a that perform phase amplitude correction, and analog / digital conversion. A D / A converter 11 and an A / D converter 12 for performing transmission and reception, and a transmission / reception control circuit 13 for performing transmission and reception control.

なお、チャネル１（以下、ｃｈ−１）用の送受信回路４１は、ＵＬ（送信系）測定用ＣＡＬ信号をＣＡＬ経路へバイパスするためのＣＡＬ送信スイッチ１４、ＤＬ（受信系）測定用ＣＡＬ信号をＣＡＬ経路から受信するためのＣＡＬ受信スイッチ１５、ＣＡＬ信号送受信方向を切り換えるためのＣＡＬ送受信スイッチ１６をさらに備える。ｃｈ−１用の送受信回路４１は、ＣＡＬ信号の送受信を通常信号の送受信回路と兼用し、送受信キャリブレーションにおいて信号経路を切り換え、キャリブレーション専用端子から後述のキャリブレーション信号分配／合成器６との間でＣＡＬ信号の入出力を行うことができる。 The transmission / reception circuit 41 for channel 1 (hereinafter referred to as ch-1) includes a CAL transmission switch 14 for bypassing the UL (transmission system) measurement CAL signal to the CAL path, and a DL (reception system) measurement CAL signal. A CAL reception switch 15 for receiving from the CAL path and a CAL transmission / reception switch 16 for switching the CAL signal transmission / reception direction are further provided. The ch-1 transmission / reception circuit 41 also serves as a normal signal transmission / reception circuit for CAL signal transmission / reception, switches a signal path in transmission / reception calibration, and connects to a calibration signal distributor / synthesizer 6 described later from a calibration dedicated terminal. CAL signals can be input and output between them.

一方、ｃｈ−２以降の送受信回路４ｉ（ｉ＝２〜ｎ）では、通常の送受信を行っている。 On the other hand, the transmission / reception circuits 4i (i = 2 to n) after ch-2 perform normal transmission / reception.

アンテナユニット５は、折り返されるＣＡＬ信号の分配合成を行うキャリブレーション信号合成／分配器６、ＣＡＬ信号をアンテナ部で折り返すためのカップラ７１〜７ｎを備える。 The antenna unit 5 includes a calibration signal synthesizer / distributor 6 for distributing and synthesizing the CAL signal to be folded, and couplers 71 to 7n for folding the CAL signal at the antenna unit.

送受信回路４ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の送受信制御回路１３は、通常信号の無線送受信を行うアンテナ８ｉとカップラ７ｉを経由して接続される。 The transmission / reception control circuit 13 of the transmission / reception circuit 4i (i = 1 to n) is connected to an antenna 8i that performs wireless transmission / reception of a normal signal via a coupler 7i.

次に、ＣＡＬ信号の遅延測定のための伝達経路について説明する。ここでは、図示の簡単のためにｃｈ−１、ｃｈ−２の２チャネルのみを図示している。 Next, a transmission path for measuring the delay of the CAL signal will be described. Here, for simplification of illustration, only two channels ch-1 and ch-2 are shown.

図２に、送信系（ＤＬ）におけるＣＡＬ信号経路を示す。各チャネルの通常送信経路（デジタル部）に加算器１７で加えられたＣＡＬ信号は、遅延素子１０、複素乗算器９、Ｄ／Ａ変換器１１、送受信制御回路１３を経てそのまま通常経路を通ってアンテナ８ｉ端のカップラ７ｉまで伝送される。ここで、Ｄ／Ａ変換器１１からカップラ７ｉまでの全遅延量をＤｄｉ（ｉ＝１〜ｎ）と表す。 FIG. 2 shows a CAL signal path in the transmission system (DL). The CAL signal added by the adder 17 to the normal transmission path (digital part) of each channel passes through the normal path as it is through the delay element 10, the complex multiplier 9, the D / A converter 11, and the transmission / reception control circuit 13. The signal is transmitted to the coupler 7i at the end of the antenna 8i. Here, the total delay amount from the D / A converter 11 to the coupler 7i is represented as Ddi (i = 1 to n).

カップラ７ｉで折り返されたＣＡＬ信号は、キャリブレーション信号分配／合成器６で合成され、ｃｈ−１用の送受信回路４１のＣＡＬ送受信スイッチ１６とＣＡＬ受信スイッチ１５によってｃｈ−１の通常受信経路に入力される。その後、Ａ／Ｄ変換器１２、複素乗算器９ａ、遅延素子１０ａ、を経て相関器１８で遅延量が測定される。カップラ７１からキャリブレーション信号分配／合成器６を経てＡ／Ｄ変換器１２までの全遅延量をＤｕｃと表す。この経路は、送信キャリブレーションで用いるｃｈ−１の共通受信経路である。 The CAL signal turned back by the coupler 7i is synthesized by the calibration signal distributor / synthesizer 6 and input to the normal reception path of ch-1 by the CAL transmission / reception switch 16 and the CAL reception switch 15 of the transmission / reception circuit 41 for ch-1. Is done. Thereafter, the delay amount is measured by the correlator 18 through the A / D converter 12, the complex multiplier 9a, and the delay element 10a. The total delay amount from the coupler 71 through the calibration signal distributor / synthesizer 6 to the A / D converter 12 is represented as Duc. This route is a common reception route of ch-1 used for transmission calibration.

図３に、受信系（ＵＬ）におけるＣＡＬ信号経路を示す。ｃｈ−１の通常送信経路（デジタル部）に加算器１７で加えられたＣＡＬ信号は、遅延素子１０、複素乗算器９、Ｄ／Ａ変換器１１を経てＣＡＬ送信スイッチ１４とＣＡＬ送受信スイッチ１６によってキャリブレーション信号分配／合成器６に送られ各アンテナへ分配される。分配されたＣＡＬ信号は、カップラ７ｉで各アンテナ８ｉに入力される。Ｄ／Ａ変換器１１からキャリブレーション信号分配／合成器６を経てカップラ７ｉまでの全遅延量をＤｄｃと表す。この経路は、受信キャリブレーションで用いるｃｈ−１の共通送信経路である。 FIG. 3 shows a CAL signal path in the reception system (UL). The CAL signal added by the adder 17 to the normal transmission path (digital part) of ch-1 is transmitted by the CAL transmission switch 14 and the CAL transmission / reception switch 16 via the delay element 10, the complex multiplier 9, and the D / A converter 11. It is sent to the calibration signal distributor / synthesizer 6 and distributed to each antenna. The distributed CAL signal is input to each antenna 8i by the coupler 7i. The total delay amount from the D / A converter 11 through the calibration signal distributor / synthesizer 6 to the coupler 7i is represented as Ddc. This route is a common transmission route of ch-1 used for reception calibration.

カップラ７ｉで折り返されたＣＡＬ信号は、アンテナ８ｉ端から通常受信経路を通り、送受信制御回路１３、Ａ／Ｄ変換器１２、複素乗算器９ａ、遅延素子１０ａ、を経て相関器１８で遅延量が測定される。ここで、カップラ７ｉからＡ／Ｄ変換器１２までの全遅延量をＤｕｉ（ｉ＝１〜ｎ）と表す。 The CAL signal turned back by the coupler 7i passes through the normal reception path from the end of the antenna 8i, passes through the transmission / reception control circuit 13, the A / D converter 12, the complex multiplier 9a, and the delay element 10a, and is delayed by the correlator 18. Measured. Here, the total delay amount from the coupler 7i to the A / D converter 12 is represented as Dui (i = 1 to n).

以上で示したキャリブレーション遅延測定において、遅延素子１０、１０ａに与える送受信のそれぞれの遅延補正量Ｃｄｉ、Ｃｕｉは、ＣＡＬ信号の生成後で加えられており、遅延測定経路遅延に含まれる。また、遅延測定窓（ピーク検出窓、遅延分布測定範囲）は、遅延測定の基準位置からＤｗ遅延した位置に幅ｗ（−ｗ／２〜＋ｗ／２）で設定する。これらの条件を基に遅延測定値と遅延補正量の関係を式１、２に示す。
Ｃｄｉ＋Ｄｄｉ＋Ｃｕ１＋Ｄｕｃ＝Ｄｗ＋Ｐｄｉ・・・式１
Ｃｄ１＋Ｄｄｃ＋Ｃｕｉ＋Ｄｕｉ＝Ｄｗ＋Ｐｕｉ・・・式２
ただし、ｉ＝１〜ｎ
Ｃｄｉ、Ｃｕｉ：ＤＬ、ＵＬそれぞれの現在の遅延補正量
Ｄｄｉ、Ｄｕｉ：ＤＬ、ＵＬそれぞれの測定経路（アナログ部）の遅延量
Ｄｄｃ、Ｄｕｃ：ＤＬ、ＵＬそれぞれのＣＡＬ経路の遅延量（ｃｈ−１、アナログ部）
Ｐｄｉ、Ｐｕｉ：ＤＬ、ＵＬそれぞれの遅延分布ピーク検出位置（検出窓内相対位置）
Ｄｗ：ピーク検出窓位置（基準位置からの遅延量）
ピーク検出窓：−ｗ／２≦Ｐ≦＋ｗ／２ In the calibration delay measurement shown above, the respective delay correction amounts Cdi and Cui for transmission and reception given to the delay elements 10 and 10a are added after the generation of the CAL signal, and are included in the delay measurement path delay. The delay measurement window (peak detection window, delay distribution measurement range) is set with a width w (−w / 2 to + w / 2) at a position delayed by Dw from the reference position for delay measurement. Based on these conditions, the relationship between the delay measurement value and the delay correction amount is shown in Equations 1 and 2.
Cdi + Ddi + Cu1 + Duc = Dw + Pdi Formula 1
Cd1 + Ddc + Cui + Dui = Dw + Pui Expression 2
However, i = 1 to n
Cdi, Cui: Current delay correction amount Ddi for each of DL, UL, Dui: Delay amount Ddc for each measurement path (analog part) for DL, UL, Delay amount for each CAL path for Duc: DL, UL (ch-1) , Analog part)
Pdi, Pui: DL, UL delay distribution peak detection position (relative position in the detection window)
Dw: Peak detection window position (delay amount from reference position)
Peak detection window: −w / 2 ≦ P ≦ + w / 2

式１、２は、キャリブレーション測定用の送受信経路の全遅延量（左辺）と、遅延測定値（ピーク検出位置、右辺）が等しいことを示している。遅延補正では、遅延補正値を調整して、送受信それぞれにおいて全チャネルの遅延量（遅延分布ピーク位置）を一致させる。新しい遅延補正量ＣｄｉＮ、ＣｕｉＮと、一致させたピーク位置（目標ピーク位置）の関係を式３、４に示す。
ＣｄｉＮ＋Ｄｄｉ＋Ｃｕ１Ｎ＋Ｄｕｃ＝Ｄｗ＋Ｐｄ・・・式３
Ｃｄ１Ｎ＋Ｄｄｃ＋ＣｕｉＮ＋Ｄｕｉ＝Ｄｗ＋Ｐｕ・・・式４
ただし、
ＣｄｉＮ、ＣｕｉＮ：ＤＬ、ＵＬそれぞれの遅延測定結果から最適化されたＣＡＬ遅延補正量（更新値）
Ｐｄ、Ｐｕ：ＤＬ、ＵＬそれぞれの遅延補正の目標ピーク位置（ピーク検出窓内の所定位置） Equations 1 and 2 indicate that the total delay amount (left side) of the transmission / reception path for calibration measurement is equal to the delay measurement value (peak detection position, right side). In the delay correction, the delay correction value is adjusted to match the delay amount (delay distribution peak position) of all channels in each transmission and reception. Expressions 3 and 4 show the relationship between the new delay correction amounts CdiN and CuiN and the matched peak position (target peak position).
CdiN + Ddi + Cu1N + Duc = Dw + Pd Formula 3
Cd1N + Ddc + CuiN + Dui = Dw + Pu Equation 4
However,
CdiN, CuiN: CAL delay correction amount optimized from DL and UL delay measurement results (updated value)
Pd, Pu: DL and UL delay correction target peak positions (predetermined positions in the peak detection window)

式１と式３の差を式５とし、式２と式４の差を式６とし、得られる遅延測定値と遅延補正量の関係を下記に示す。
Ｃｄｉ＋Ｃｕ１−Ｐｄｉ＝ＣｄｉＮ＋Ｃｕ１Ｎ−Ｐｄ・・・式５
Ｃｄ１＋Ｃｕｉ−Ｐｕｉ＝Ｃｄ１Ｎ＋ＣｕｉＮ−Ｐｕ・・・式６ The difference between Equation 1 and Equation 3 is Equation 5, and the difference between Equation 2 and Equation 4 is Equation 6, and the relationship between the obtained delay measurement value and the delay correction amount is shown below.
Cdi + Cu1-Pdi = CdiN + Cu1N-Pd Formula 5
Cd1 + Cui-Pui = Cd1N + CuiN-Pu Formula 6

なお、このようなアンテナ折り返しによるキャリブレーション方法では、遅延測定においてＤＬの遅延とＵＬの遅延を完全に分離して測定することができない。したがって、ＤＬ、ＵＬそれぞれの遅延量の絶対値を与えることができない。そこで、別の条件を与えることによって各チャネルの遅延補正量を決定し、遅延量を相対的に一致させている。なお、遅延量の絶対値については、必要に応じて別に測定し調整する（本発明とは関係しない）。 It should be noted that in such a calibration method using antenna folding, it is not possible to completely separate DL delay and UL delay in delay measurement. Therefore, the absolute values of the delay amounts of DL and UL cannot be given. Therefore, the delay correction amount of each channel is determined by giving another condition, and the delay amounts are relatively matched. Note that the absolute value of the delay amount is separately measured and adjusted as necessary (not related to the present invention).

遅延分布のピーク位置を測定窓内の所定位置（ここでは中心位置とする）にできるだけ合わせるようにする。つまり次回の遅延測定で、ピーク位置が、測定窓の中央値付近となるように全ての遅延補正量ＣｄｉＮ、ＣｕｉＮを調整する。そのために、まず全チャネルの遅延量を一致させる遅延分布ピーク位置（目標ピーク位置、Ｐｄ、Ｐｕ）を設定する。式５、６において、ｉ＝１とすると、それぞれ式７、８が得られる。
Ｃｄ１＋Ｃｕ１−Ｐｄ１＝Ｃｄ１Ｎ＋Ｃｕ１Ｎ−Ｐｄ・・・式７
Ｃｄ１＋Ｃｕ１−Ｐｕ１＝Ｃｄ１Ｎ＋Ｃｕ１Ｎ−Ｐｕ・・・式８ The peak position of the delay distribution is adjusted as much as possible to a predetermined position (here, the center position) in the measurement window. That is, in the next delay measurement, all the delay correction amounts CdiN and CuiN are adjusted so that the peak position is near the median value of the measurement window. For this purpose, first, a delay distribution peak position (target peak position, Pd, Pu) for matching the delay amounts of all channels is set. In Expressions 5 and 6, when i = 1, Expressions 7 and 8 are obtained, respectively.
Cd1 + Cu1-Pd1 = Cd1N + Cu1N-Pd Expression 7
Cd1 + Cu1-Pu1 = Cd1N + Cu1N-Pu Formula 8

式８と式７の差分から、ｃｈ−１における送受信のピーク検出位置の関係式９が得られる。
Δ＝Ｐｄ１−Ｐｕ１＝Ｐｄ−Ｐｕ・・・式９ From the difference between Expression 8 and Expression 7, the relational expression 9 of the peak detection position of transmission / reception in ch-1 is obtained.
Δ = Pd1−Pu1 = Pd−Pu Equation 9

ここで、式１１のように仮定する。
Ｐｄ＝＋Δ／２、Ｐｕ＝−Δ／２・・・式１１ Here, it is assumed as shown in Expression 11.
Pd = + Δ / 2, Pu = −Δ / 2 Expression 11

ここで、できるだけピーク位置が中央付近になるように目標ピーク位置を式１１で設定する。そのとき、式１２が成り立つ。
Ｐｄ＋Ｐｕ＝０・・・式１２ Here, the target peak position is set by Equation 11 so that the peak position is as close to the center as possible. At that time, Equation 12 holds.
Pd + Pu = 0 Expression 12

式５〜８を用いることにより、遅延補正量（更新値）ＣｄｉＮ、ＣｕｉＮの前に、ｃｈ−１を基準とする相対遅延補正量Ｆｄｉ、Ｆｕｉを求めることができる。そして、Ｆｄｉ、Ｆｕｉ（ｉ＝１〜ｎ）のチャネルの最大値ｍａｘ［Ｆｄ］、ｍａｘ［Ｆｕ］と、最小値ｍｉｎ［Ｆｄ］、ｍｉｎ［Ｆｕ］を求めておく。 By using Expressions 5 to 8, the relative delay correction amounts Fdi and Fui based on ch-1 can be obtained before the delay correction amounts (update values) CdiN and CuiN. Then, the maximum values max [Fd] and max [Fu] and the minimum values min [Fd] and min [Fu] of the channels Fdi and Fui (i = 1 to n) are obtained.

式７と式５の差を式１３とし、下記に示す。
Ｆｄｉ＝ＣｄｉＮ−Ｃｄ１Ｎ＝Ｐｄｉ−Ｐｄ１＋Ｃｄｉ−Ｃｄ１、ｍｉｎ［Ｆｄ］≦Ｆｄｉ≦ｍａｘ［Ｆｄ］・・・式１３ The difference between Equation 7 and Equation 5 is Equation 13, which is shown below.
Fdi = CdiN−Cd1N = Pdi−Pd1 + Cdi−Cd1, min [Fd] ≦ Fdi ≦ max [Fd] (13)

式８と式６の差を式１４とし、下記に示す。
Ｆｕｉ＝ＣｕｉＮ−Ｃｕ１Ｎ＝Ｐｕｉ−Ｐｕ１＋Ｃｕｉ−Ｃｕ１、ｍｉｎ［Ｆｕ］≦Ｆｕｉ≦ｍａｘ［Ｆｕ］・・・式１４ The difference between Formula 8 and Formula 6 is Formula 14, and is shown below.
Fui = CuiN-Cu1N = Pui-Pu1 + Cui-Cu1, min [Fu] ≦ Fui ≦ max [Fu] (14)

また、式７、式８、式１２より、Ｃｄ１Ｎ＋Ｃｕ１Ｎも、式１５によって一意に求めることができる。
Ｚ＝（Ｃｄ１Ｎ＋Ｃｕ１Ｎ）＝（Ｃｄ１＋Ｃｕ１）−（Ｐｄ１＋Ｐｕ１）／２・・・式１５ Further, Cd1N + Cu1N can also be uniquely obtained by Equation 15 from Equation 7, Equation 8, and Equation 12.
Z = (Cd1N + Cu1N) = (Cd1 + Cu1) − (Pd1 + Pu1) / 2 Formula 15

遅延補正量（更新値）ＣｄｉＮ、ＣｕｉＮは、送受信経路の遅延量を調整するパラメータであり、ハード上の制約として設定可能範囲が存在する。それぞれの設定域を式１６とする。
０≦ＣｄｉＮ≦Ｍｄ、０≦ＣｕｉＮ≦Ｍｕ・・・式１６ The delay correction amounts (update values) CdiN and CuiN are parameters for adjusting the delay amount of the transmission / reception path, and there is a settable range as a hardware restriction. Each setting area is represented by Equation 16.
0 ≦ CdiN ≦ Md, 0 ≦ CuiN ≦ Mu Equation 16

式１３、１４を代入することにより、ｃｈ−１の遅延補正量Ｃｄ１Ｎ、Ｃｕ１Ｎに関する不等式１７、１８が得られる。
０≦ｍｉｎ［Ｆｄ］＋Ｃｄ１Ｎ、ｍａｘ［Ｆｄ］＋Ｃｄ１Ｎ≦Ｍｄ・・・式１７
０≦ｍｉｎ［Ｆｕ］＋Ｃｕ１Ｎ、ｍａｘ［Ｆｕ］＋Ｃｕ１Ｎ≦Ｍｕ・・・式１８ By substituting the equations 13 and 14, inequality equations 17 and 18 relating to the delay correction amounts Cd1N and Cu1N of ch-1 are obtained.
0 ≦ min [Fd] + Cd1N, max [Fd] + Cd1N ≦ Md Equation 17
0 ≦ min [Fu] + Cu1N, max [Fu] + Cu1N ≦ Mu Expression 18

これらの不等式１７、１８が成立することが、遅延補正量ＣｄｉＮ、ＣｕｉＮが設定域に存在する条件である。式１５のＺを用いて、不等式１７、１８からそれぞれＣｄ１Ｎの満たすべき条件式１９、２０に変換する。
−ｍｉｎ［Ｆｄ］≦Ｃｄ１Ｎ≦Ｍｄ−ｍａｘ［Ｆｄ］・・・式１９
−ｍｉｎ［Ｆｕ］≦Ｃｕ１Ｎ≦Ｍｕ−ｍａｘ［Ｆｕ］
∴ｍａｘ［Ｆｕ］−Ｍｕ＋Ｚ≦Ｃｄ１Ｎ≦ｍｉｎ［Ｆｕ］＋Ｚ・・・式２０

式１９、２０より、式２１が導かれ、Ｃｄ１Ｎの設定すべき領域が求まる。
ｍａｘ［−ｍｉｎ［Ｆｄ］、ｍａｘ［Ｆｕ］−Ｍｕ＋Ｚ］≦Ｃｄ１Ｎ≦ｍｉｎ［Ｍｄ−ｍａｘ［Ｆｄ］、ｍｉｎ［Ｆｄ］＋Ｚ］・・・式２１ The satisfaction of these inequalities 17 and 18 is a condition that the delay correction amounts CdiN and CuiN exist in the set range. Using inequality 15 Z, inequalities 17 and 18 are converted into conditional expressions 19 and 20 to be satisfied by Cd1N, respectively.
−min [Fd] ≦ Cd1N ≦ Md−max [Fd] Equation 19
-Min [Fu] ≤Cu1N≤Mu-max [Fu]
∴max [Fu] −Mu + Z ≦ Cd1N ≦ min [Fu] + Z Expression 20

Expressions 21 and 20 are derived from Expressions 19 and 20, and a region where Cd1N should be set is obtained.
max [−min [Fd], max [Fu] −Mu + Z] ≦ Cd1N ≦ min [Md−max [Fd], min [Fd] + Z] Equation 21

式２１の領域内でＣｄ１Ｎを設定することで、式１３、１４、１５を用いて全ての遅延補正量ＣｄｉＮ、ＣｕｉＮを求めることができる。すなわち、アレイアンテナのキャリブレーションにおいて、遅延補正量をＤＬ、ＵＬ同時に最適化する。 By setting Cd1N within the region of Equation 21, all delay correction amounts CdiN and CuiN can be obtained using Equations 13, 14, and 15. That is, in the calibration of the array antenna, the delay correction amount is optimized simultaneously for DL and UL.

次に、遅延補正値の最適化のための具体的構成について説明する。図４は、本発明の第１の実施例に係る補正量設定部の構成を表す図である。補正量設定部３は、基準パターン発生器２１、受信制御回路２０、相関器１８、ピーク検出回路２２、遅延測定値メモリ２３、遅延補正量最適化回路２４、遅延補正量レジスタ３２を備える。 Next, a specific configuration for optimizing the delay correction value will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the correction amount setting unit according to the first embodiment of the present invention. The correction amount setting unit 3 includes a reference pattern generator 21, a reception control circuit 20, a correlator 18, a peak detection circuit 22, a delay measurement value memory 23, a delay correction amount optimization circuit 24, and a delay correction amount register 32.

基準パターン発生器２１は、ＣＡＬ信号（基準パターンとなるＣＡＬ符号）を生成し、相関器１８に供給する。受信制御回路２０は、ＤＬ、ＵＬそれぞれの受信ＣＡＬ信号を選択して相関器１８へ分配する。相関器１８は、受信ＣＡＬ信号とＣＡＬ符号との相関計算を行う。すなわち、タイミングをずらしながら相関値（遅延分布）を計算する。ピーク検出回路２２は、相関値（作成した遅延分布）から各アンテナに対応するピーク位置（遅延量Ｐｄｉ、Ｐｕｉ）を求める。遅延測定値メモリ２３は、求めた全ての遅延測定値Ｐｄｉ、Ｐｕｉを保持する。遅延補正量最適化回路２４は、遅延測定値Ｐｄｉ、Ｐｕｉと現在の遅延補正量Ｃｄｉ、Ｃｕｉとを用いて各チャネルのＤＬおよびＵＬの遅延補正量更新値ＣｄｉＮ、ＣｕｉＮを求める。遅延補正量レジスタ３２は、これら遅延補正量更新値ＣｄｉＮ、ＣｕｉＮを保持すると共に、ＤＬおよびＵＬの遅延補正量としてそれぞれ遅延素子１０、１０ａに設定する。遅延補正量更新値ＣｄｉＮ、ＣｕｉＮは、次回の遅延補正測定における基準遅延量として用いられる。 The reference pattern generator 21 generates a CAL signal (CAL code serving as a reference pattern) and supplies it to the correlator 18. The reception control circuit 20 selects DL and UL reception CAL signals and distributes them to the correlator 18. The correlator 18 performs correlation calculation between the received CAL signal and the CAL code. That is, the correlation value (delay distribution) is calculated while shifting the timing. The peak detection circuit 22 obtains peak positions (delay amounts Pdi and Pui) corresponding to the respective antennas from the correlation value (created delay distribution). The delay measurement value memory 23 holds all the obtained delay measurement values Pdi and Pui. The delay correction amount optimization circuit 24 uses the delay measurement values Pdi and Pu and the current delay correction amounts Cdi and Cui to obtain DL and UL delay correction amount update values CdiN and CuiN for each channel. The delay correction amount register 32 holds these delay correction amount update values CdiN and CuiN, and sets them in the delay elements 10 and 10a as DL and UL delay correction amounts, respectively. The delay correction amount update values CdiN and CuiN are used as reference delay amounts in the next delay correction measurement.

遅延補正量最適化回路２４は、相対遅延補正量計算回路２５、目標ピーク位置設定回路２６、最大最小値計算回路２７、遅延補正量設定領域計算回路２９、遅延補正量設定回路３０、遅延補正量計算回路３１を備え、遅延キャリブレーションにおけるＤＬ／ＵＬ遅延補正量と目標ピーク位置を同時に最適化する。なお、遅延補正量最適化回路２４は、コンピュータ（マイクロプロセッサ）を内蔵し、このコンピュータにプログラムを実行させることで、各部の機能を実現するようにしてもよい。 The delay correction amount optimization circuit 24 includes a relative delay correction amount calculation circuit 25, a target peak position setting circuit 26, a maximum / minimum value calculation circuit 27, a delay correction amount setting area calculation circuit 29, a delay correction amount setting circuit 30, and a delay correction amount. A calculation circuit 31 is provided to optimize simultaneously the DL / UL delay correction amount and the target peak position in the delay calibration. The delay correction amount optimizing circuit 24 may include a computer (microprocessor) and realize the functions of each unit by causing the computer to execute a program.

相対遅延補正量計算回路２５は、遅延量測定結果であるＰｄｉ、Ｐｕｉや現在の遅延補正量Ｃｄｉ、Ｃｕｉを用い、式１３、１４に基づいて、ｃｈ−１に対する相対遅延補正量Ｆｄｉ、Ｆｕｉを求める。目標ピーク位置設定回路２６は、遅延補正量設定領域計算回路２９において設定領域が存在しない場合に、式９、式１１で示されたＰｄ、Ｐｕの値をシフトさせる。最大最小値計算回路２７は、ＤＬ、ＵＬそれぞれについて最大値ｍａｘ［Ｆｄ］、ｍａｘ［Ｆｕ］、最小値ｍｉｎ［Ｆｄ］、ｍｉｎ［Ｆｕ］を求める。遅延補正量設定領域計算回路２９は、遅延測定値や現在の遅延補正量を基にして式２１にしたがって、ｃｈ−１のＤＬの遅延補正量Ｃｄ１Ｎの設定領域を求める。遅延補正量設定回路３０は、設定された条件を基に遅延補正量設定領域計算回路２９で求められた領域内で、遅延補正量Ｃｄ１Ｎを求める。遅延補正量計算回路３１は、設定されたＣｄ１Ｎを基に相対遅延補正量などを用いて全遅延補正量（更新値）ＣｄｉＮ、ＣｕｉＮを求める。 The relative delay correction amount calculation circuit 25 uses the delay amount measurement results Pdi and Pui and the current delay correction amounts Cdi and Cui, and calculates the relative delay correction amounts Fdi and Fui for ch-1 based on the equations 13 and 14. Ask. The target peak position setting circuit 26 shifts the values of Pd and Pu shown in Expressions 9 and 11 when there is no setting area in the delay correction amount setting area calculation circuit 29. The maximum / minimum value calculation circuit 27 calculates maximum values max [Fd], max [Fu] and minimum values min [Fd], min [Fu] for DL and UL, respectively. The delay correction amount setting area calculation circuit 29 obtains the setting area of the delay correction amount Cd1N of the ch-1 DL according to Equation 21 based on the delay measurement value and the current delay correction amount. The delay correction amount setting circuit 30 obtains the delay correction amount Cd1N within the region obtained by the delay correction amount setting region calculation circuit 29 based on the set condition. The delay correction amount calculation circuit 31 obtains all delay correction amounts (update values) CdiN and CuiN using a relative delay correction amount and the like based on the set Cd1N.

次に、遅延補正量設定回路３０において、式２１からＣｄ１Ｎを決定する方法について具体例を示す。 Next, a specific example of a method for determining Cd1N from Expression 21 in the delay correction amount setting circuit 30 will be described.

（１）遅延補正量Ｃｄ１Ｎとして、遅延補正量設定領域計算回路２９（式２１）で求めた領域内の最大値、最小値、中心値のいずれかを設定する。 (1) As the delay correction amount Cd1N, any one of the maximum value, the minimum value, and the center value in the region obtained by the delay correction amount setting region calculation circuit 29 (Equation 21) is set.

（２）現在の遅延補正量Ｃｄ１が、遅延補正量設定領域計算回路２９（式２１）で求めた領域内にある場合は、Ｃｄ１Ｎ＝Ｃｄ１とする。また、遅延補正量Ｃｄ１が領域内にない場合は、領域内の最も近い値をＣｄ１Ｎとして設定する。初期値については、例えば（１）に基づいて決定する。以上により、遅延キャリブレーションに伴う遅延補正量の変化をできるだけ抑えることができる。なお、遅延補正量の初期値の与え方については、（１）に示した方法に限定されない。一般的には、式２１に示された領域内であれば任意に設定可能である。 (2) If the current delay correction amount Cd1 is within the region obtained by the delay correction amount setting region calculation circuit 29 (Equation 21), Cd1N = Cd1. If the delay correction amount Cd1 is not in the area, the closest value in the area is set as Cd1N. The initial value is determined based on (1), for example. As described above, the change in the delay correction amount accompanying the delay calibration can be suppressed as much as possible. The method for giving the initial value of the delay correction amount is not limited to the method shown in (1). In general, it can be arbitrarily set as long as it is within the region shown in Equation 21.

（３）式２１の領域が存在しない場合には、目標ピーク位置設定回路２６によって、式１１、１２に示したＰｄ、Ｐｕを測定窓内でシフトさせることにより、式１５を式２２に修正し、Ｚの値をシフトすることで式２１の領域を確保する。レジスタ設定範囲自身を広げることなく遅延補正量を設定することが可能となる。
Ｚ＝（Ｃｄ１Ｎ＋Ｃｕ１Ｎ）＝（Ｃｄ１＋Ｃｕ１）−（Ｐｄ１＋Ｐｕ１）／２＋（Ｐｄ＋Ｐｕ）・・・式２２ (3) When the region of Equation 21 does not exist, Equation 15 is corrected to Equation 22 by shifting the Pd and Pu shown in Equations 11 and 12 within the measurement window by the target peak position setting circuit 26. By shifting the value of Z, the area of Equation 21 is secured. It is possible to set the delay correction amount without expanding the register setting range itself.
Z = (Cd1N + Cu1N) = (Cd1 + Cu1) − (Pd1 + Pu1) / 2 + (Pd + Pu) Equation 22

なお、式１１に示された、Ｐｄ、Ｐｕ値は、ひとつの仮定であり、一般的には任意に設定できる。式１１を変更した場合は、式１２を考慮してＺの値として式２２を用いる。これにより、遅延補正量を直接変更することなく遅延補正量設定領域を広げることが可能であり、ハードウエア的な遅延補正量設定幅（レジスタ幅）を縮小することができる。 Note that the Pd and Pu values shown in Equation 11 are one assumption, and can generally be set arbitrarily. When Expression 11 is changed, Expression 22 is used as the value of Z in consideration of Expression 12. Thus, the delay correction amount setting area can be expanded without directly changing the delay correction amount, and the hardware delay correction amount setting range (register width) can be reduced.

以上の説明において基地局を想定して便宜上、送信をＤＬ（ダウンリンク）、受信をＵＬ（アップリンク）としたが、基地局には限定されず移動局などの通信装置にも適用可能である。 In the above description, for the sake of convenience, assuming a base station, transmission is DL (downlink) and reception is UL (uplink). However, the present invention is not limited to a base station, and can be applied to a communication device such as a mobile station. .

以上説明した遅延キャリブレーションによれば、ＤＬ、ＵＬの全チャネルの遅延測定結果を用いて全ての遅延補正量ＣｄｉＮ、ＣｕｉＮを同時に最適化し、また次回のピーク測定位置を測定窓の中央付近に設定する。これにより、測定窓幅を縮小し、回路規模と測定時間、計算量を削減することができる。さらに、遅延補正量を直接変化させずに、次回のピーク測定位置をシフトさせることで遅延補正量の設定可能領域を拡大することができる。したがって、遅延補正量設定幅（レジスタ設定幅）を縮小することができ、回路規模を削減することができる。 According to the delay calibration described above, all delay correction amounts CdiN and CuiN are simultaneously optimized using the delay measurement results of all DL and UL channels, and the next peak measurement position is set near the center of the measurement window. To do. Thereby, the measurement window width can be reduced, and the circuit scale, measurement time, and calculation amount can be reduced. Furthermore, the delay correction amount can be set in a larger area by shifting the next peak measurement position without directly changing the delay correction amount. Therefore, the delay correction amount setting width (register setting width) can be reduced, and the circuit scale can be reduced.

なお、前述の特許文献等の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 It should be noted that the disclosures of the aforementioned patent documents and the like are incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.

１送信信号処理部
２受信信号処理部
３補正量設定部
４１〜４ｎ送受信回路
５アンテナユニット
６キャリブレーション信号分配／合成器
７１〜７ｎカップラ
８１〜８ｎアンテナ
９、９ａ複素乗算器
１０、１０ａ遅延素子
１１Ｄ／Ａ変換器
１２Ａ／Ｄ変換器
１３送受信制御回路
１４キャリブレーション送信スイッチ（ＣＡＬ送信スイッチ）
１５キャリブレーション受信スイッチ（ＣＡＬ受信スイッチ）
１６キャリブレーション送受信スイッチ（ＣＡＬ送受信スイッチ）
１７加算器
１８相関器
２０受信制御回路
２１基準パターン発生器
２２ピーク検出器
２３遅延測定値メモリ
２４遅延補正量最適化回路
２５相対遅延補正量計算回路
２６目標ピーク位置設定回路
２７最大最小値計算回路
２９遅延補正量設定領域計算回路
３０遅延補正量設定回路
３１遅延補正量計算回路
３２遅延補正量レジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission signal processing part 2 Reception signal processing part 3 Correction amount setting part 41-4n Transmission / reception circuit 5 Antenna unit 6 Calibration signal distribution / combiner 71-7n Coupler 81-8n Antenna 9, 9a Complex multiplier 10, 10a Delay element 11 D / A converter 12 A / D converter 13 Transmission / reception control circuit 14 Calibration transmission switch (CAL transmission switch)
15 Calibration reception switch (CAL reception switch)
16 Calibration transmission / reception switch (CAL transmission / reception switch)
17 adder 18 correlator 20 reception control circuit 21 reference pattern generator 22 peak detector 23 delay measurement value memory 24 delay correction amount optimization circuit 25 relative delay correction amount calculation circuit 26 target peak position setting circuit 27 maximum / minimum value calculation circuit 29 Delay correction amount setting region calculation circuit 30 Delay correction amount setting circuit 31 Delay correction amount calculation circuit 32 Delay correction amount register

Claims

アレイアンテナと、
前記アレイアンテナを構成するそれぞれのアンテナに係る送受信系回路と、
前記アレイアンテナのキャリブレーションによる遅延補正に関し、それぞれの前記送受信系回路における遅延補正量を設定する送信側の第１の遅延素子および受信側の第２の遅延素子と、
キャリブレーション信号の遅延測定結果を用いてそれぞれの前記アンテナに対応する送信系回路および受信系回路のそれぞれの遅延補正量を求めて前記第１および第２の遅延素子に設定し、求めた前記遅延補正量に基づいて次回の遅延量測定における基準遅延量を所定量に設定する補正量設定部と、
を備え、
前記補正量設定部は、前記次回の遅延量測定における測定窓を前記基準遅延量に基づいて設定することを特徴とするアレイアンテナ通信装置。 An array antenna,
A transmission / reception system circuit related to each antenna constituting the array antenna;
Regarding delay correction by calibration of the array antenna, a first delay element on the transmission side and a second delay element on the reception side for setting a delay correction amount in each of the transmission / reception circuits,
Using the delay measurement result of the calibration signal, the respective delay correction amounts of the transmission system circuit and the reception system circuit corresponding to each of the antennas are obtained and set in the first and second delay elements, and the obtained delay is obtained. A correction amount setting unit for setting the reference delay amount in the next delay amount measurement to a predetermined amount based on the correction amount;
Equipped with a,
The array antenna communication apparatus, wherein the correction amount setting unit sets a measurement window in the next delay amount measurement based on the reference delay amount .

前記アンテナと前記アンテナに対応する送受信系回路との間に前記キャリブレーション信号を折り返すためのカップラを備え、
前記送受信系回路の一つは、通常の送受信系回路に加え、前記キャリブレーション信号を、前記カップラに送信し、前記カップラから受信するためのスイッチ手段を備え、他の前記送受信系回路との間で前記キャリブレーション信号の送受を行うことを特徴とする請求項１記載のアレイアンテナ通信装置。 A coupler for turning back the calibration signal between the antenna and a transmission / reception system circuit corresponding to the antenna;
One of the transmission / reception circuits includes switch means for transmitting the calibration signal to the coupler and receiving from the coupler, in addition to a normal transmission / reception system circuit. The array antenna communication apparatus according to claim 1, wherein the calibration signal is transmitted and received.

前記補正量設定部は、前記次回の遅延量測定における測定窓の中央に前記所定量を設定することを特徴とする請求項１又は２記載のアレイアンテナ通信装置。 The correction amount setting unit, the next amount of delay and sets the predetermined amount in the center of the measuring window in the measurement according to claim 1 or 2 array antenna communication apparatus according.

前記補正量設定部は、
前記キャリブレーション信号の遅延測定に際し、それぞれの受信系において求めた遅延量を保持する遅延測定値メモリと、
前回のキャリブレーションにおける遅延補正に関し、それぞれの前記アンテナに対応する送信系回路および受信系回路のそれぞれの遅延補正量を保持する遅延補正量レジスタと、
前記遅延測定値メモリに保持されている遅延量および前記遅延補正量レジスタに保持されている遅延補正量から、今回のキャリブレーションによる遅延補正量を求める遅延補正量最適化回路と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のアレイアンテナ通信装置。 The correction amount setting unit
When measuring the delay of the calibration signal, a delay measurement value memory that holds a delay amount obtained in each reception system;
Regarding the delay correction in the previous calibration, a delay correction amount register for holding the delay correction amount of each of the transmission system circuit and the reception system circuit corresponding to each of the antennas,
A delay correction amount optimization circuit for obtaining a delay correction amount by the current calibration from the delay amount held in the delay measurement value memory and the delay correction amount held in the delay correction amount register;
The array antenna communication device according to any one of claims 1 to 3 , further comprising:

前記補正量設定部は、
前記キャリブレーション信号を発生する基準パターン発生器と、
それぞれの前記アンテナに対応するカップラから折り返された前記キャリブレーション信号を受信する受信制御回路と、
前記基準パターン発生器の発生するキャリブレーション信号と前記折り返されたキャリブレーション信号との相関係数を求める相関器と、
前記相関係数のピークを検出するピーク検出器と、
をさらに備え、
前記遅延測定値メモリは、それぞれの前記受信系に対して求めた前記ピークに対応する遅延量を保持することを特徴とする請求項４記載のアレイアンテナ通信装置。 The correction amount setting unit
A reference pattern generator for generating the calibration signal;
A reception control circuit that receives the calibration signal returned from the coupler corresponding to each of the antennas;
A correlator for obtaining a correlation coefficient between the calibration signal generated by the reference pattern generator and the folded calibration signal;
A peak detector for detecting a peak of the correlation coefficient;
Further comprising
5. The array antenna communication apparatus according to claim 4, wherein the delay measurement value memory holds a delay amount corresponding to the peak obtained for each of the reception systems.

アレイアンテナのキャリブレーションに関し、前記アレイアンテナを構成するそれぞれのアンテナに係る送受信系回路におけるキャリブレーション信号の遅延量を測定するステップと、
前記遅延量の測定結果を用いてそれぞれの前記アンテナに対応する送信側および受信側のそれぞれの遅延補正量を求めるステップと、
求めたそれぞれの前記遅延補正量に基づいて次回の遅延量測定における基準遅延量を所定量に設定するステップと、
前記次回の遅延量測定における測定窓を前記基準遅延量に基づいて設定するステップと、
を含むことを特徴とするアレイアンテナ通信装置の制御方法。 Regarding the calibration of the array antenna, measuring a delay amount of a calibration signal in a transmission / reception system circuit related to each antenna constituting the array antenna;
Obtaining the respective delay correction amounts on the transmitting side and the receiving side corresponding to each of the antennas using the measurement result of the delay amount;
Setting a reference delay amount in a next delay amount measurement to a predetermined amount based on each obtained delay correction amount; and
Setting a measurement window in the next delay amount measurement based on the reference delay amount;
A method for controlling an array antenna communication apparatus, comprising:

前記所定量は、前記次回の遅延量測定における測定窓の中央であることを特徴とする請求項６記載のアレイアンテナ通信装置の制御方法。 7. The method of controlling an array antenna communication apparatus according to claim 6 , wherein the predetermined amount is a center of a measurement window in the next delay amount measurement.

前記送受信系回路の一つが、他の前記送受信系回路との間で前記キャリブレーション信号の送受を可能とすることを特徴とする請求項６又は７記載のアレイアンテナ通信装置の制御方法。 8. The array antenna communication apparatus control method according to claim 6 , wherein one of the transmission / reception circuits allows the calibration signal to be transmitted to and received from the other transmission / reception circuits.

アレイアンテナ通信装置を構成するコンピュータに、
アレイアンテナのキャリブレーションに関し、前記アレイアンテナを構成するそれぞれのアンテナに係る送受信系回路におけるキャリブレーション信号の遅延量の測定結果を用いてそれぞれの前記アンテナに対応する送信側および受信側のそれぞれの遅延補正量を求める処理と、
求めたそれぞれの前記遅延補正量に基づいて次回の遅延量測定における基準遅延量を所定量に設定する処理と、
前記次回の遅延量測定における測定窓を前記基準遅延量に基づいて設定する処理と、
を実行させるプログラム。 In the computer constituting the array antenna communication device,
Regarding the calibration of the array antenna, the respective delays on the transmitting side and the receiving side corresponding to each antenna using the measurement result of the delay amount of the calibration signal in the transmission / reception system circuit related to each antenna constituting the array antenna A process for obtaining a correction amount;
A process of setting a reference delay amount in the next delay amount measurement to a predetermined amount based on each of the obtained delay correction amounts;
A process of setting a measurement window in the next delay amount measurement based on the reference delay amount;
A program that executes

前記所定量は、前記次回の遅延量測定における測定窓の中央である請求項９に記載のプログラム。 The program according to claim 9, wherein the predetermined amount is a center of a measurement window in the next delay amount measurement.