JP2009278529A - Wireless communication apparatus using array antenna, calibration method thereof, and wireless communication base station system - Google Patents
Wireless communication apparatus using array antenna, calibration method thereof, and wireless communication base station system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009278529A JP2009278529A JP2008129655A JP2008129655A JP2009278529A JP 2009278529 A JP2009278529 A JP 2009278529A JP 2008129655 A JP2008129655 A JP 2008129655A JP 2008129655 A JP2008129655 A JP 2008129655A JP 2009278529 A JP2009278529 A JP 2009278529A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- calibration
- transmission
- signal
- reception
- converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 157
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 114
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 47
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 8
- 229920005994 diacetyl cellulose Polymers 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/267—Phased-array testing or checking devices
Landscapes
- Radio Transmission System (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
本発明は、アレーアンテナを用いた無線通信装置、その校正方法、及び無線通信基地局システムに係り、特にＴＤＤ（Time Division Duplex）方式の無線通信基地局の適応アレーアンテナシステムで用いられる校正装置及び校正方法に関する。 The present invention relates to a radio communication apparatus using an array antenna, a calibration method thereof, and a radio communication base station system, and more particularly to a calibration apparatus used in an adaptive array antenna system of a TDD (Time Division Duplex) type radio communication base station and It relates to the calibration method.
一般に、複数のアンテナ素子を有する適応アレーアンテナシステムでは、各素子に対応する複数の送受信部の特性（振幅、位相）のばらつきがヌル形成等のビームフォーミングに関する性能劣化の要因となるため、これらを考慮した振幅、位相の校正（キャリブレーション）を行う必要がある。このような校正を行う装置の一例を図５に示す。 In general, in an adaptive array antenna system having a plurality of antenna elements, variations in characteristics (amplitude, phase) of a plurality of transmission / reception units corresponding to each element cause a performance deterioration related to beam forming such as null formation. It is necessary to calibrate the amplitude and phase in consideration. An example of an apparatus for performing such calibration is shown in FIG.
図５に示す関連技術のアレーアンテナを用いた無線通信装置は、ＴＤＤ方式の無線通信基地局装置に用いられるもので、適応アレーアンテナシステムのアンテナ素子を構成する複数（図中の例では４つ）のアンテナ（以下、「第１〜第４アンテナ」と呼ぶ。）１０１−１０４を有する。第１〜第４アンテナ１０１−１０４の各信号経路（アンテナ経路）には、送信、受信を切り替えるためのＴＤＤ用送受切り替えスイッチである複数のスイッチ（以下、「第１〜第４スイッチ」と呼ぶ。）４０１−４０４が接続される。第１〜第４スイッチ４０１−４０４の受信側及び送信側には、通信用送受信装置が接続される。
The wireless communication apparatus using the array antenna of the related art shown in FIG. 5 is used for a TDD wireless communication base station apparatus, and a plurality of antenna elements (four in the example in the figure are four) constituting the adaptive array antenna system. ) Antennas (hereinafter referred to as “first to fourth antennas”) 101-104. Each signal path (antenna path) of the first to
通信用送受信装置は、送信側に、複数の電力増幅器（ＰＡ：パワーアンプ）（以下、「第１〜第４電力増幅器」と呼ぶ。）５０１−５０４と、複数のアップコンバータ（以下、「第１〜第４アップコンバータ」と呼ぶ。）７０１−７０４と、複数のデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ：Digital to Analog Converter）（以下、「第１〜第４ＤＡＣ」と呼ぶ。）９０１−９０４を有している。また、通信用送受信装置は、受信側に、複数の低雑音増幅器（ＬＮＡ：ローノイズアンプ）（以下、「第１〜第４低雑音増幅器」と呼ぶ。）６０１−６０４と、複数のダウンコンバータ（以下、「第１〜第４ダウンコンバータ」と呼ぶ。）８０１−８０４と、複数のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ：Analog to Digital Converter）（以下、「第１〜第４アナログデジタル変換器」と呼ぶ。）１１１−１１４を有している。この通信用送受信装置には、ビームフォーミングの重み付けを行う機能を有するベースバンド信号処理部１４が接続される。
The transmission / reception apparatus for communication includes, on the transmission side, a plurality of power amplifiers (PA: power amplifier) (hereinafter referred to as “first to fourth power amplifiers”) 501-504 and a plurality of up-converters (hereinafter referred to as “first” 701 to 704, and a plurality of digital-to-analog converters (DAC: Digital to Analog Converter) (hereinafter referred to as "first to fourth DACs") 901-904. ing. In addition, the communication transmitting / receiving apparatus includes a plurality of low noise amplifiers (LNA: low noise amplifiers) (hereinafter referred to as “first to fourth low noise amplifiers”) 601 to 604 and a plurality of down converters on the receiving side. Hereinafter referred to as “first to fourth down converters” 801-804 and a plurality of analog-to-digital converters (ADC) (hereinafter referred to as “first to fourth analog-digital converters”). .) 111-114. A baseband
また、第１〜第４アンテナ１０１−１０４と第１〜第４スイッチ４０１−４０４との間には、第１〜第４アンテナ１０１−１０４に信号を入出力する信号経路から校正用信号を取り出したり、入力したりするための素子である複数の方向性結合器（Directional Coupler）（以下、「第１〜第４方向性結合器」呼ぶ。）２０１−２０４が結合される。第１〜第４方向性結合器２０１−２０４には、第１〜第４アンテナ１０１−１０４の信号経路と結合する複数の信号経路を有する電力分配合成器（ＤＩＶ（Divider）／ＣＯＭ（Combiner））３が接続される。電力分配合成器３には、送信、受信を切り替えるためのスイッチ（以下、「校正用切り替えスイッチ」と呼ぶ。）４０５が接続される。校正用切り替えスイッチ４０５の送信側及び受信側に校正用送受信装置が接続される。
Further, a calibration signal is extracted between the first to fourth antennas 101-104 and the first to fourth switches 401-404 from a signal path for inputting / outputting signals to / from the first to fourth antennas 101-104. Or a plurality of directional couplers (hereinafter referred to as “first to fourth directional couplers”) 201-204, which are elements for inputting or inputting. The first to fourth directional couplers 201-204 include a power distribution combiner (DIV (Divider) / COM (Combiner)) having a plurality of signal paths coupled to the signal paths of the first to fourth antennas 101-104. ) 3 is connected. A switch (hereinafter referred to as “calibration changeover switch”) 405 for switching between transmission and reception is connected to the power distribution combiner 3. A calibration transmission / reception device is connected to the transmission side and the reception side of the
校正用送受信装置は、送信側にアップコンバータ７０５とＤＡＣ９０５を有し、受信側にダウンコンバータ８０５とアナログデジタル変換器１１５を有している。校正用送受信装置には、校正用信号を発生する機能を持ち、校正用信号の信号処理により各アンテナ経路の特性のばらつきを補正する係数（補正値）を求める校正信号処理部１３が接続される。校正信号処理部１３は、ベースバンド信号処理部１４に接続される。
The calibration transmission / reception apparatus includes an up
上記構成において、送信時には、ベースバンド信号処理部１４でビームフォーミングの重み付けが行われたベースバンド信号が、第１〜第４ＤＡＣ９０１−９０４でアナログ信号に変換され、第１〜第４アップコンバータ７０１−７０４でＲＦ（Radio Frequency）周波数の信号に変換され、第１〜第４電力増幅器５０１−５０４で増幅され、第１〜第４スイッチ４０１−４０４を介して、第１〜第４アンテナ１０１−１０４から送信される。また、受信時には、第１〜第４アンテナ１０１−１０４で受信されたＲＦ周波数の信号は、第１〜第４スイッチ４０１−４０４を介して、第１〜第４低雑音増幅器６０１−６０４で増幅され、第１〜第４ダウンコンバータ８０１−８０４で中間周波数の信号に変換され、第１〜第４アナログデジタル変換器１１１−１１４でデジタル信号に変換され、ベースバンド信号処理部１４で重み付けされてビームフォーミングされる。
In the above configuration, at the time of transmission, the baseband signal weighted by the baseband
一方、通信用送受信装置の受信側（第１〜第４低雑音増幅器６０１−６０４、第１〜第４ダウンコンバータ８０１−８０２、第１〜第４アナログデジタル変換器１１１−１１４）の校正時には、校正信号処理部１３により校正用信号が生成され、その校正用信号がＤＡＣ９０５でアナログ信号に変換され、アップコンバータ７０５でＲＦ周波数の信号に変換され、校正用切り替えスイッチ４０５を介して、電力分配合成器３で分配され、第１〜第４方向性結合器２０１−２０４で各アンテナ経路と結合する。各アンテナ経路と結合した校正信号は、第１〜第４スイッチ４０１−４０４を介して、第１〜第４低雑音増幅器６０１−６０４で増幅され、第１〜第４ダウンコンバータ８０１−８０２、第１〜第４アナログデジタル変換器１１１−１１４を通って、ベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部１４を介して、校正信号処理部１３に入力される。これにより、入力された校正信号は、校正信号処理部１３で信号処理され、受信側の各アンテナ経路の振幅、位相、遅延の測定が行われ、その測定結果に基づき受信側の各アンテナ経路の特性のばらつきを補正する係数が求められる。
On the other hand, at the time of calibration of the receiving side (first to fourth low-noise amplifiers 601-604, first to fourth down converters 801-802, first to fourth analog-digital converters 111-114) of the communication transceiver device, A calibration signal is generated by the calibration
また、通信用送受信装置の送信側（第１〜第４ＤＡＣ９０１−９０４、第１〜第４アップコンバータ７０１−７０４、第１〜第４電力増幅器５０１−５０４）の校正時には、ベースバンド信号処理部１４により校正用信号が生成され、その校正用信号がＤＡＣ９０１−９０４でアナログ信号に変換され、第１〜第４アップコンバータ７０１−７０４でＲＦ周波数の信号に変換され、第１〜第４電力増幅器５０１−５０４で増幅される。増幅された校正信号は、第１〜第４スイッチ４０１−４０４を通り、第１〜第４方向性結合器２０１−２０４で結合し、電力分配合成器３で合成される。合成された校正信号は、校正用切り替えスイッチ４０５を介して、ダウンコンバータ８０５で中間周波数の信号に変換され、アナログデジタル変換器１１５を通ってデジタル信号に変換され、校正信号処理部１３に入力される。これにより、入力された校正信号は、校正信号処理部１３で信号処理され、送信側の各アンテナ経路の振幅、位相、遅延の測定が行われ、その測定結果に基づき送信側の各アンテナ経路の特性のばらつきを補正する係数が求められる。
Further, at the time of calibration of the transmission side (first to
上記に関連して、例えば特許文献１には、ｎ個（ｎは１以上の整数）のアンテナ素子を配置したアレーアンテナと、各アンテナ素子に対応して設けられたｎ個の無線送受信部と、ユーザ数に対応するユーザ信号処理部とを有するアレーアンテナ送受信装置において、送信時または受信時に、キャリブレーション信号をユーザ送受信信号に多重して各無線送受信部に供給し、各無線送受信部の内部で生じる振幅／位相変動を補償するキャリブレーション手段を備えたアレーアンテナ送受信装置が開示されている。
しかしながら、上述した関連技術のアレーアンテナを用いた無線通信装置では、通信用送受信装置であるアップコンバータ７０１−７０４、デジタルアナログ変換器９０１−９０４、ダウンコンバータ８０１−８０４、アナログデジタル変換器１１１−１１４とは別に、校正用送受信装置であるアップコンバータ７０５、デジタルアナログ変換器９０５、ダウンコンバータ８０５、アナログデジタル変換器１１５が必要になるため、部品点数が増え、装置が大きくなり、コストも高くなったりするという問題があった。これは、特許文献１に開示されているアレーアンテナ送受信装置でも同様であった。このアレーアンテナ送受信装置では、ｎ個の無線送受信部とは別に、キャリブレーション手段としてキャリブレーション信号送受信処理部が必要になるため、上記と同様の問題があった。
However, in the wireless communication device using the array antenna of the related art described above, the up-converter 701-704, the digital-analog converter 901-904, the down-converter 801-804, and the analog-digital converter 111-114 which are communication transmitting / receiving devices. Separately, an up-
本発明は、このような問題を解決するもので、校正用送受信装置による部品点数の増加を抑制して装置の大きさを小さくし、コストを下げることができるアレーアンテナを用いた無線通信装置、その校正方法、及び無線通信基地局システムを提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem, a wireless communication device using an array antenna that can reduce the size of the device by suppressing an increase in the number of parts by the calibration transceiver, and can reduce the cost, An object of the present invention is to provide a calibration method and a radio communication base station system.
上記目的を達成するため、本発明に係るアレーアンテナを用いた無線通信装置は、アレーアンテナを構成する複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の信号経路に接続される通信用送受信装置と、前記複数のアンテナ素子の信号経路に接続される複数の方向性結合器と、前記複数の方向性結合器を介して前記複数のアンテナ素子の信号経路と結合する複数の信号経路を有する電力分配合成器と、前記電力分配合成器に接続される校正用送受信装置とを有し、前記校正用送受信装置は、前記通信用送受信装置の送信側及び前記複数のアンテナ素子の信号経路間と、前記通信用送受信装置の送信側及び前記電力分配合成器間とを互いに切り替え可能に接続される送信側スイッチと、前記通信用送受信装置の受信側及び前記複数のアンテナ素子の信号経路間と、前記通信用送受信装置の受信側及び前記電力分配合成器間とを互いに切り替え可能に接続される受信側スイッチとを備え、前記通信用送受信装置の受信側の校正時に、校正用信号を前記通信用送受信装置の送信側、前記送信側スイッチ、及び前記電力分配合成器の各信号経路を介して前記複数の方向性結合器に供給することにより、前記複数のアンテナ素子の信号経路及び前記通信用送受信装置の受信側を介して受信し、前記通信用送受信装置の送信側の校正時に、校正用信号を前記通信用送受信装置の送信側を介して前記複数のアンテナ素子の信号経路に供給することにより、前記複数の方向性結合器、前記電力分配合成器の各信号経路、前記受信側スイッチ、及び前記通信用送受信装置の受信側を介して受信することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a wireless communication device using an array antenna according to the present invention includes a plurality of antenna elements constituting the array antenna, a communication transceiver device connected to signal paths of the plurality of antenna elements, Power distribution / combination having a plurality of directional couplers connected to signal paths of the plurality of antenna elements, and a plurality of signal paths coupled to the signal paths of the plurality of antenna elements via the plurality of directional couplers And a calibration transmission / reception device connected to the power distribution combiner, the calibration transmission / reception device between the transmission side of the communication transmission / reception device and signal paths of the plurality of antenna elements, and the communication A transmission-side switch that is switchably connected between the transmission side of the transmission / reception device for transmission and the power distribution combiner, the reception side of the communication transmission / reception device, and the plurality of antennas Comprising a receiver-side switch that is switchably connected between a signal path of a child, and between the receiving side of the communication transmitting / receiving device and the power distribution synthesizer, during calibration of the receiving side of the communication transmitting / receiving device, By supplying calibration signals to the plurality of directional couplers via the signal paths of the transmission side, the transmission side switch, and the power distribution combiner of the communication transceiver device, the plurality of antenna elements A signal path is received via the receiving side of the communication transmitting / receiving apparatus, and at the time of calibration on the transmitting side of the communication transmitting / receiving apparatus, a calibration signal is transmitted to the plurality of antenna elements via the transmitting side of the communication transmitting / receiving apparatus. By supplying to the signal path, the signals are received via the plurality of directional couplers, the signal paths of the power distribution combiner, the reception side switch, and the reception side of the communication transceiver. The features.
また、本発明に係るアレーアンテナを用いた無線通信装置の校正方法は、アレーアンテナを構成する複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の信号経路に接続される通信用送受信装置と、前記複数のアンテナ素子の信号経路に接続される複数の方向性結合器と、前記複数の方向性結合器を介して前記複数のアンテナ素子の信号経路と結合する複数の信号経路を有する電力分配合成器と、前記電力分配合成器に接続される校正用送受信装置とを有する無線通信装置の校正方法であって、前記校正用送受信装置は、前記通信用送受信装置の送信側及び前記複数のアンテナ素子の信号経路間と、前記通信用送受信装置の送信側及び前記電力分配合成器間とを互いに切り替え可能に接続される送信側スイッチと、前記通信用送受信装置の受信側及び前記複数のアンテナ素子の信号経路間と、前記通信用送受信装置の受信側及び前記電力分配合成器間とを互いに切り替え可能に接続される受信側スイッチとを備え、前記通信用送受信装置の受信側の校正時に、校正用信号を前記通信用送受信装置の送信側、前記送信側スイッチ、及び前記電力分配合成器の各信号経路を介して前記複数の方向性結合器に供給することにより、前記複数のアンテナ素子の信号経路及び前記通信用送受信装置の受信側を介して受信し、前記通信用送受信装置の送信側の校正時に、校正用信号を前記通信用送受信装置の送信側を介して前記複数のアンテナ素子の信号経路に供給することにより、前記複数の方向性結合器、前記電力分配合成器の各信号経路、前記受信側スイッチ、及び前記通信用送受信装置の受信側を介して受信することを特徴とする。 In addition, a calibration method for a wireless communication apparatus using an array antenna according to the present invention includes a plurality of antenna elements constituting an array antenna, a communication transceiver apparatus connected to a signal path of the plurality of antenna elements, and the plurality of antenna elements. A plurality of directional couplers connected to the signal paths of the antenna elements; and a power distribution combiner having a plurality of signal paths coupled to the signal paths of the plurality of antenna elements via the plurality of directional couplers. A calibration method for a wireless communication device having a calibration transmission / reception device connected to the power distribution synthesizer, wherein the calibration transmission / reception device includes signals on the transmission side of the communication transmission / reception device and the plurality of antenna elements. A transmission-side switch that is switchably connected between paths and between the transmission side of the communication transmission / reception device and the power distribution combiner; and reception of the communication transmission / reception device And a reception-side switch that is switchably connected between the signal paths of the plurality of antenna elements and between the reception side of the communication transceiver and the power distribution synthesizer, and receiving the communication transceiver By supplying a calibration signal to the plurality of directional couplers through the signal paths of the transmission side of the communication transceiver, the transmission side switch, and the power distribution combiner at the time of calibration on the side, The signal is received via the signal path of the plurality of antenna elements and the receiving side of the communication transmitting / receiving apparatus, and the calibration signal is transmitted via the transmitting side of the communication transmitting / receiving apparatus when the transmitting side of the communication transmitting / receiving apparatus is calibrated. By supplying the signal paths of the plurality of antenna elements, the signal paths of the plurality of directional couplers, the power distribution combiner, the reception side switch, and the communication transceiver Characterized by receiving via the signal side.
本発明によれば、アレーアンテナを用いた無線通信装置において、通信用送受信装置と校正用送受信装置を共用することにより、必要なデバイスが少なくなるため、部品点数の増加を抑制して装置の大きさを小さくすることができ、コストを下げることができる。 According to the present invention, in a wireless communication apparatus using an array antenna, since the communication transmitting / receiving apparatus and the calibration transmitting / receiving apparatus are shared, the number of necessary devices is reduced. The thickness can be reduced, and the cost can be reduced.
次に、本発明に係るアレーアンテナを用いた無線通信装置、及びその校正方法、並びに無線通信基地局システムの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図５の関連技術と同様の構成要素については、同一符号を付しその説明を簡略する。 Next, embodiments of a wireless communication apparatus using an array antenna according to the present invention, a calibration method thereof, and a wireless communication base station system will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the component similar to the related technique of FIG. 5, the same code | symbol is attached | subjected and the description is simplified.
図１に示す本実施の形態に係るアレーアンテナを用いた無線通信装置は、ＴＤＤ方式の無線通信基地局装置に用いられるもので、適応アレーアンテナシステムのアンテナ素子を構成する第１〜第４アンテナ１０１−１０４を有する。第１〜第４アンテナ１０１−１０４の信号経路（素子系統）には、送信、受信を切り替えるためのＴＤＤ用送受切り替えスイッチである第１〜第４スイッチ４０１−４０４が接続される。第１〜第４スイッチ４０１−４０４の受信側及び送信側には、通信用送受信装置が接続される。
A radio communication apparatus using an array antenna according to the present embodiment shown in FIG. 1 is used for a TDD radio communication base station apparatus, and includes first to fourth antennas constituting antenna elements of an adaptive array antenna system. 101-104. The signal paths (element system) of the first to
通信用送受信装置は、送信側に、第１〜第４電力増幅器５０１−５０４と、第１〜第４アップコンバータ７０１−７０４と、第１〜第４デジタルアナログ変換器９０１−９０４を有している。また、通信用送受信装置は、受信側に、第１〜第４低雑音増幅器６０１−６０４と、第１〜第４ダウンコンバータ８０１−８０４と、第１〜第４アナログデジタル変換器１１１−１１４を有している。この通信用送受信装置には、ビームフォーミングの重み付けを行う機能を有するベースバンド信号処理部１４が接続される。
The communication transceiver includes first to
また、第１〜第４アンテナ１０１−１０４と第１〜第４スイッチ４０１−４０４との間には、第１〜第４アンテナ１０１−１０４に信号を入出力する信号経路から校正用信号を取り出したり、入力したりするための素子である第１〜第４方向性結合器２０１−２０４が結合される。第１〜第４方向性結合器２０１−２０４には、第１〜第４アンテナ１０１−１０４の信号経路と結合する複数の信号経路を有する電力分配合成器３が接続される。電力分配合成器３には、送信、受信を切り替えるための校正用切り替えスイッチ４０５が接続される。
Further, a calibration signal is extracted between the first to fourth antennas 101-104 and the first to fourth switches 401-404 from a signal path for inputting / outputting signals to / from the first to fourth antennas 101-104. Or first to fourth directional couplers 201-204, which are elements for inputting or inputting. The first to fourth
校正用切り替えスイッチ４０５の送信側と受信側には、校正用送受信装置として、通信時と校正時の信号経路を切り替えるための送信側スイッチ４１４と受信側スイッチ４２４が接続される。送信側スイッチ４１４は、通信用送受信装置の送信側における第４アップコンバータ７０４の出力端に接続され、通信時に第４電力増幅器５０４側の信号経路に接続すると共に、校正時に校正用切り替えスイッチ４０５側の信号経路に接続するように切り替え可能となっている。受信側スイッチ４２４は、通信用送受信装置の受信側における第４ダウンコンバータ８０４の入力端に接続され、通信時に第４低雑音増幅器６０４の信号経路に接続すると共に、校正時に校正用切り替えスイッチ４０５側の信号経路に接続するように切り替え可能となっている。
A
通信用送受信装置の送信側における第４デジタルアナログ変換器９０４の入力端と受信側における第４アナログデジタル変換器１１４の出力端には、校正信号処理部１３が接続される。校正信号処理部１３は、適応アレーアンテナシステムの各アンテナ素子に対応する通信用送受信装置の複数の送受信部の特性（振幅、位相）のばらつきを補正するための基準となる校正用信号を発生する機能を持ち、校正用信号の信号処理により各アンテナ経路の特性のばらつきを補正する補正値である係数を求める。校正用信号及びその信号処理方法に関して、適応アレーアンテナシステムの各アンテナ素子における送受信部の位相、振幅の校正が可能なものであれば、既知のものも含めて、いずれのものでも適用可能である。校正信号処理部１３は、ベースバンド信号処理部１４に接続される。
The calibration
上記構成において、通信時には、送信側スイッチ４１４は第４電力増幅器５０４側に繋がり、受信側スイッチ４２４は第４低雑音増幅器６０４側に繋がっている。また、第１〜第４スイッチ４０１−４０４は、送信時に第１〜第４電力増幅器５０１−５０４側に、受信時に第１〜第４低雑音増幅器６０１−６０４側に繋がっている。
In the above configuration, at the time of communication, the
この状態で、送信時には、ベースバンド信号処理部１４でビームフォーミングの重み付けが行われたベースバンド信号が、第１〜第４デジタルアナログ変換器９０１−９０４でアナログ信号に変換され、第１〜第４アップコンバータ７０１−７０４でＲＦ周波数の信号に変換され、第１〜第４電力増幅器５０１−５０４で増幅され、第１〜第４スイッチ４０１−４０４を介して、第１〜第４アンテナ１０１−１０４から送信される。
In this state, at the time of transmission, the baseband signal weighted by the baseband
また、受信時には、第１〜第４アンテナ１０１−１０４で受信されたＲＦ周波数の信号は、第１〜第４スイッチ４０１−４０４を介して、第１〜第４低雑音増幅器６０１−６０４で増幅され、第１〜第４ダウンコンバータ８０１−８０４で中間周波数の信号に変換され、第１〜第４アナログデジタル変換器１１１−１１４でデジタル信号に変換され、ベースバンド信号処理部１４で重み付けされてビームフォーミングされる。
In reception, RF frequency signals received by the first to
次に、校正時の動作について説明する。 Next, the operation at the time of calibration will be described.
最初に、図２を用いて、通信用送受信装置の受信側の各アンテナ経路（第１〜第４アナログデジタル変換器１１１−１１４、第１〜第４ダウンコンバータ８０１−８０４、第１〜第４低雑音増幅器６０１−６０４）の校正時の動作について説明する。
First, referring to FIG. 2, each antenna path (first to fourth analog /
受信側の校正時のタイミングでは、送信側スイッチ４１４は校正用切り替えスイッチ４０５側に繋がり、受信側スイッチ４２４は第４低雑音増幅器６０４側に繋がっている。この状態で、校正信号処理部１３により校正用信号が発生され、その校正用信号が第４デジタルアナログ変換器９０４でアナログ信号に変換され、第４アップコンバータ７０４でＲＦ信号に変換される。送信側スイッチ４１４は校正用切り替えスイッチ４０５側に繋がっているため、ＲＦ変換された校正用信号は、校正用切り替えスイッチ４０５側に供給される。ここで、校正用切り替えスイッチ４０５は、送信側スイッチ４１４側に繋がっているため、供給された校正用信号は、校正用切り替えスイッチ４０５を介して、電力分配合成器３側に供給される。供給された校正用信号は、電力分配合成器３で各信号経路に分配され、分配された各信号経路を介して第１〜第４方向性結合器２０１−２０４で第１〜第４アンテナ素子１０１−１０４の各信号経路に結合する。
At the timing of calibration on the reception side, the
この時、結合した校正用信号を通信用送受信装置の受信側で受信するため、第１〜第４スイッチ４０１−４０４は第１〜第４低雑音増幅器６０１−６０４側に繋がっている。このため、校正用信号は、第１〜第４スイッチ４０１−４０４を介して、第１〜第４低雑音増幅器６０１−６０４側に供給される。供給された校正用信号は、第１〜第４低雑音増幅器６０１−６０４で増幅され、第１〜第４ダウンコンバータ８０１−８０２で中間周波数の信号に変換され、第１〜第４アナログデジタル変換器１１１−１１４を通ってデジタル信号（ベースバンド信号）に変換され、ベースバンド信号処理部１４を介して、校正信号処理部１３に入力される。これにより、入力された校正用信号は、校正信号処理部１３で信号処理され、受信側の各アンテナ経路の振幅、位相、遅延の測定が行われ、その測定結果に基づき受信側の各アンテナ経路の特性のばらつきを補正する係数が求められる。
At this time, the first to
次に、図３を用いて、通信用送受信装置の送信側の各アンテナ経路（第１〜第４デジタルアナログ変換器９０１−９０４、第１〜第４アップコンバータ７０１−７０４、第１〜第４電力増幅器５０１−５０４）の校正時の動作について説明する。
Next, referring to FIG. 3, each antenna path (first to fourth digital /
送信側の校正時のタイミングでは、送信側スイッチ４１４は第４電力増幅器５０１側に繋がり、受信側スイッチ４２４は校正用切り替えスイッチ４０５側に繋がっている。この状態で、ベースバンド信号処理部１４で校正用信号が発生され、その校正用信号が第１〜第４デジタルアナログ変換器９０１−９０４でアナログ信号に変換され、第１〜第４アップコンバータ７０１−７０４でＲＦ周波数の信号に変換される。この時、第１〜第４スイッチ４０１−４０４は第１〜第４電力増幅器５０１−５０４側に接続されている。このため、ＲＦ周波数の信号に変換された校正信号は、第１〜第４スイッチ４０１−４０４を通り、第１〜第４方向性結合器２０１−２０４で電力分配合成器３側の各信号経路にそれぞれ結合する。結合した各校正信号は、電力分配合成器３で合成され、校正用切り替えスイッチ４０５側に供給される。
At the time of calibration at the transmission side, the
この時、校正用切り替えスイッチ４０５は受信側スイッチ４２４側に繋がっており、受信側スイッチ４２４は校正用切り替えスイッチ４０５側に繋がっている。このため、電力分配合成器３で合成された校正信号は、校正用切り替えスイッチ４０５及び受信側スイッチ４２４を介して、第４ダウンコンバータ８０４で中間周波数の信号に変換され、第４アナログデジタル変換器１１４を通ってデジタル信号に変換され、校正信号処理部１３に入力される。これにより、入力された校正信号は、校正信号処理部１３で信号処理され、送信側の各アンテナ経路の振幅、位相、遅延の測定が行われ、その測定結果に基づき送信側の各アンテナ経路の特性のばらつきを補正する係数が求められる。
At this time, the
以上のように本実施の形態では、第４アップコンバータ７０４の出力端に送信側スイッチ４１４を設け、第４アップコンバータ７０４の出力端に受信側スイッチ４２４を設け、通信時と校正時の信号経路を切り替えることにより、通信用送受信装置と校正用送受信装置を共用している。すなわち、通信用送受信装置である第４アップコンバータ７０４、第４デジタルアナログ変換器９０４、第４ダウンコンバータ８０４、第４アナログデジタル変換器１１４を校正用送受信装置としても使用している。従って、本実施の形態では、ＴＤＤ方式の無線通信基地局装置に用いられるアレーアンテナを用いた無線通信装置及びその校正方法において、通信用送受信装置と校正用送受信装置を共用する構成としたため、必要なデバイスが少なくなり、部品点数の増加を抑制して装置の大きさを小さくすることができ、コストを下げることができる。
As described above, in the present embodiment, the transmission-
なお、上記実施の形態では、４つのアンテナのうち１つのアンテナに対応するアップコンバータの出力端及びダウンコンバータの入力端にそれぞれ送信側スイッチ及び受信側スイッチを設けた場合を説明しているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。 In the above embodiment, a case is described in which a transmission-side switch and a reception-side switch are provided at the output end of the upconverter and the input end of the downconverter corresponding to one of the four antennas, respectively. The present invention is not limited to this configuration.
例えば、本発明の他の実施の形態として、図４に示すように第１〜第４アップコンバータ７０１−７０４の出力端に第１〜第４送信側スイッチ４１１、４１２、４１３、４１４をそれぞれ設け、第１〜第４ダウンコンバータ８０１−８０４の入力端に第１〜第４受信側スイッチ４２１、４２２、４２３、４２４をそれぞれ設けてもよい。この場合、第４アンテナ１０４の系が故障しても、他の第１〜第３アンテナ１０１−１０３の系の通信用送受信装置を校正用送受信装置と共用することができる。
For example, as another embodiment of the present invention, first to fourth transmission-
また、上記実施の形態では、アレーアンテナとして４つのアンテナ素子を用いた場合を説明しているが、複数のアンテナ素子は４つに限定されず、アレーアンテナとして機能するものであれば、いずれの構成でも適用可能である。 In the above embodiment, the case where four antenna elements are used as the array antenna is described. However, the plurality of antenna elements is not limited to four, and any antenna can be used as long as it functions as an array antenna. The configuration can also be applied.
さらに、上記実施の形態では、通信用送受信装置の送信側（送信回路、送信装置、又は送信機）に電力増幅器、アップコンバータ、及びデジタルアナログ変換器を、またその受信側（受信回路、受信装置、又は受信機）に低雑音増幅器、ダウンコンバータ、及びアナログデジタル変換器をそれぞれ備える場合を説明しているが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、適応アレーアンテナシステムとして機能するものであれば、いずれの構成でも適用可能である。 Furthermore, in the above-described embodiment, a power amplifier, an up-converter, and a digital / analog converter are provided on the transmission side (transmission circuit, transmission device, or transmitter) of the communication transceiver device, and the reception side (reception circuit, reception device). However, the present invention is not necessarily limited to this and functions as an adaptive array antenna system. Any configuration can be applied.
以上、上記実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
本発明は、アレーアンテナを用いた無線通信装置、その校正方法、及び無線通信基地局システムに利用でき、特にＴＤＤ方式の無線通信基地局で用いられる適応アレーアンテナシステムの校正装置及び校正方法の用途等に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a radio communication apparatus using an array antenna, a calibration method thereof, and a radio communication base station system, and in particular, an application of a calibration apparatus and calibration method for an adaptive array antenna system used in a TDD radio communication base station. Etc. are available.
３ 電力分配合成器
１３ 校正信号処理部
１４ ベースバンド信号処理部
１０１−１０４ 第１〜第４アンテナ
１１１−１１４ 第１〜第４アナログデジタル変換器
２０１−２０４ 第１〜第４方向性結合器
４０１−４０４ 第１〜第４スイッチ
４０５ 校正用切り替えスイッチ
４１１−４１４ 送信側スイッチ
４２１−４２４ 受信側スイッチ
５０１−５０４ 第１〜第４電力増幅器
６０１−６０４ 第１〜第４低雑音増幅器
７０１−７０４ 第１〜第４アップコンバータ
８０１−８０４ 第１〜第４ダウンコンバータ
９０１−９０４ 第１〜第４デジタルアナログ変換器
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記複数のアンテナ素子の信号経路に接続される通信用送受信装置と、
前記複数のアンテナ素子の信号経路及び通信用送受信装置間に接続される複数の方向性結合器と、
前記複数の方向性結合器を介して前記複数のアンテナ素子の信号経路と結合する複数の信号経路を有する電力分配合成器と、
前記電力分配合成器に接続される校正用送受信装置とを有し、
前記校正用送受信装置は、
前記通信用送受信装置の送信側及び前記複数のアンテナ素子の信号経路間と、前記通信用送受信装置の送信側及び前記電力分配合成器間とを互いに切り替え可能に接続される送信側スイッチと、
前記通信用送受信装置の受信側及び前記複数のアンテナ素子の信号経路間と、前記通信用送受信装置の受信側及び前記電力分配合成器間とを互いに切り替え可能に接続される受信側スイッチとを備え、
前記通信用送受信装置の受信側の校正時に、校正用信号を前記通信用送受信装置の送信側、前記送信側スイッチ、及び前記電力分配合成器の各信号経路を介して前記複数の方向性結合器に供給することにより、前記複数のアンテナ素子の信号経路及び前記通信用送受信装置の受信側を介して受信し、
前記通信用送受信装置の送信側の校正時に、校正用信号を前記通信用送受信装置の送信側を介して前記複数のアンテナ素子の信号経路に供給することにより、前記複数の方向性結合器、前記電力分配合成器の各信号経路、前記受信側スイッチ、及び前記通信用送受信装置の受信側を介して受信することを特徴とするアレーアンテナを用いた無線通信装置。 A plurality of antenna elements constituting an array antenna;
A communication transceiver connected to signal paths of the plurality of antenna elements;
A plurality of directional couplers connected between signal paths of the plurality of antenna elements and a communication transceiver;
A power divider / combiner having a plurality of signal paths coupled to signal paths of the plurality of antenna elements via the plurality of directional couplers;
A calibration transceiver connected to the power distribution synthesizer;
The calibration transmitter / receiver is:
A transmission-side switch that is switchably connected between the transmission side of the communication transceiver and the signal paths of the plurality of antenna elements, and between the transmission side of the communication transceiver and the power distribution combiner;
A receiving-side switch connected between the receiving side of the communication transmitting / receiving apparatus and the signal paths of the plurality of antenna elements and the receiving side of the communication transmitting / receiving apparatus and the power distribution combiner so as to be switchable with each other; ,
When calibrating the receiving side of the communication transmitting / receiving apparatus, the calibration signal is transmitted through the signal paths of the transmitting side, the transmitting side switch, and the power distribution combiner of the communication transmitting / receiving apparatus. By receiving the signal path of the plurality of antenna elements and the receiving side of the communication transceiver,
By supplying a calibration signal to the signal paths of the plurality of antenna elements via the transmission side of the communication transceiver device during calibration of the transmission side of the communication transceiver device, the plurality of directional couplers, A radio communication apparatus using an array antenna, which receives signals via each signal path of a power distribution combiner, the reception side switch, and the reception side of the communication transceiver.
前記電力分配合成器及び前記送信側スイッチ間と、前記電力分配合成器及び前記受信側スイッチ間とを互いに切り替え可能に接続される校正用切り替えスイッチとをさらに有し、
前記通信用送受信装置の受信側の校正時に、前記校正用信号を前記通信用送受信装置の送信側、前記送信側スイッチ、前記校正用切り替えスイッチ、及び前記電力分配合成器の各信号経路を介して前記複数の方向性結合器に供給することにより、前記複数のアンテナ素子の信号経路、前記複数の送受切り替えスイッチ、及び前記通信用送受信装置の受信側を介して受信し、
前記通信用送受信装置の送信側の校正時に、前記校正用信号を前記通信用送受信装置の送信側を介して前記複数のアンテナ素子の信号経路に供給することにより、前記複数の方向性結合器、前記電力分配合成器の各信号経路、前記電力分配合成器、前記受信側スイッチ、及び前記通信用送受信装置の受信側を介して受信することを特徴とする請求項１に記載のアレーアンテナを用いた無線通信装置。 A plurality of transmission / reception units that are switchably connected between the signal paths of the plurality of antenna elements and the transmission side of the communication transceiver and between the signal paths of the plurality of antenna elements and the reception side of the communication transceiver A changeover switch,
A calibration changeover switch connected between the power distribution synthesizer and the transmission-side switch and between the power distribution synthesizer and the reception-side switch so as to be switchable with each other;
At the time of calibration on the reception side of the communication transceiver, the calibration signal is transmitted through the signal paths of the transmission side of the communication transceiver, the transmission side switch, the calibration changeover switch, and the power distribution synthesizer. By supplying to the plurality of directional couplers, received via the signal path of the plurality of antenna elements, the plurality of transmission / reception changeover switches, and the reception side of the communication transceiver,
By supplying the calibration signal to the signal paths of the plurality of antenna elements via the transmission side of the communication transceiver device during calibration on the transmission side of the communication transceiver device, the plurality of directional couplers, 2. The array antenna according to claim 1, wherein the array antenna receives signals via each signal path of the power distribution combiner, the power distribution combiner, the reception side switch, and the reception side of the communication transceiver. Was a wireless communication device.
前記送信側スイッチは、前記アップコンバータ及び前記電力増幅器間と、前記アップコンバータ及び前記校正用切り替えスイッチ間とを互いに切り替え可能に接続され、
前記受信側スイッチは、前記ダウンコンバータ及び前記低雑音増幅器間と、前記ダウンコンバータ及び前記校正用切り替えスイッチ間とを互いに切り替え可能に接続され、
前記通信用送受信装置の受信側の校正時に、前記校正用信号を前記デジタルアナログ変換器、前記アップコンバータ、前記送信側スイッチ、及び前記校正用切り替えスイッチ、及び前記電力分配合成器の各信号経路を介して前記複数の方向性結合器に供給することにより、前記複数のアンテナ素子の信号経路、前記複数の送受切り替えスイッチ、前記低雑音増幅器、前記ダウンコンバータ、及び前記アナログデジタル変換器を介して受信し、
前記通信用送受信装置の送信側の校正時に、前記校正用信号を前記デジタルアナログ変換器、前記アップコンバータ、前記電力増幅器、前記複数の送受切り替えスイッチを介して前記複数のアンテナ素子の信号経路に供給することにより、前記複数の方向性結合器、前記電力分配合成器の各信号経路、前記校正用切り替えスイッチ、前記受信側スイッチ、前記ダウンコンバータ、及び前記アナログデジタル変換器を介して受信することを特徴とする請求項２に記載のアレーアンテナを用いた無線通信装置。 The communication transceiver includes a power amplifier, an up converter, and a digital / analog converter on a transmission side of the plurality of transmission / reception changeover switches, and a low noise amplifier, a down converter, and a reception side of the plurality of transmission / reception changeover switches. Having an analog-to-digital converter,
The transmission-side switch is connected between the up-converter and the power amplifier, and between the up-converter and the calibration changeover switch so that they can be switched to each other.
The reception-side switch is connected between the down converter and the low-noise amplifier, and between the down converter and the calibration changeover switch so that they can be switched to each other.
At the time of calibration on the receiving side of the communication transmitting / receiving apparatus, each signal path of the calibration signal is changed to the digital-analog converter, the up-converter, the transmission-side switch, the calibration switch, and the power distribution synthesizer. Via the signal paths of the plurality of antenna elements, the plurality of transmission / reception changeover switches, the low noise amplifier, the down converter, and the analog / digital converter. And
Supplying the calibration signal to the signal paths of the plurality of antenna elements via the digital-analog converter, the up-converter, the power amplifier, and the plurality of transmission / reception change-over switches during calibration on the transmission side of the communication transceiver Receiving the signal through the plurality of directional couplers, the signal paths of the power distribution combiner, the calibration changeover switch, the reception side switch, the down converter, and the analog-digital converter. A wireless communication apparatus using the array antenna according to claim 2.
前記通信用送受信装置に接続され、前記校正用信号を生成する機能を有する校正信号処理部とをさらに有し、
前記通信用送受信装置の受信側の校正時に、前記校正信号処理部からの校正用信号を前記デジタルアナログ変換器、前記アップコンバータ、前記送信側スイッチ、及び前記校正用切り替えスイッチ、及び前記電力分配合成器の各信号経路を介して前記複数の方向性結合器に供給することにより、前記複数のアンテナ素子の信号経路、前記複数の送受切り替えスイッチ、前記低雑音増幅器、前記ダウンコンバータ、前記アナログデジタル変換器、前記ベースバンド信号処理部、及び前記校正信号処理部を介して受信し、
前記通信用送受信装置の送信側の校正時に、前記ベースバンド信号処理部からの校正用信号を前記デジタルアナログ変換器、前記アップコンバータ、前記電力増幅器、前記複数の送受切り替えスイッチを介して前記複数のアンテナ素子の信号経路に供給することにより、前記複数の方向性結合器、前記電力分配合成器の各信号経路、前記校正用切り替えスイッチ、前記受信側スイッチ、前記ダウンコンバータ、及び前記アナログデジタル変換器、及び前記校正信号処理部を介して受信することを特徴とする請求項３に記載のアレーアンテナを用いた無線通信装置。 A baseband signal processing unit connected to the communication transceiver and having a function of generating the calibration signal;
A calibration signal processing unit connected to the communication transceiver, and having a function of generating the calibration signal;
At the time of calibration on the reception side of the communication transceiver, the calibration signal from the calibration signal processing unit is converted into the digital-analog converter, the up-converter, the transmission-side switch, the calibration changeover switch, and the power distribution combination. The signal paths of the plurality of antenna elements, the plurality of transmission / reception changeover switches, the low noise amplifier, the down converter, and the analog-digital conversion. Receiver, through the baseband signal processing unit, and the calibration signal processing unit,
At the time of calibration on the transmission side of the communication transceiver, the calibration signal from the baseband signal processing unit is passed through the digital-analog converter, the up-converter, the power amplifier, and the plurality of transmission / reception changeover switches. By supplying to the signal path of the antenna element, the plurality of directional couplers, each signal path of the power distribution synthesizer, the calibration changeover switch, the reception side switch, the down converter, and the analog-digital converter The wireless communication apparatus using the array antenna according to claim 3, wherein the wireless communication apparatus is received via the calibration signal processing unit.
前記複数のアンテナ素子の信号経路に接続される通信用送受信装置と、
前記複数のアンテナ素子の信号経路に接続される複数の方向性結合器と、
前記複数の方向性結合器を介して前記複数のアンテナ素子の信号経路と結合する複数の信号経路を有する電力分配合成器と、
前記電力分配合成器に接続される校正用送受信装置とを有する無線通信装置の校正方法であって、
前記校正用送受信装置は、
前記通信用送受信装置の送信側及び前記複数のアンテナ素子の信号経路間と、前記通信用送受信装置の送信側及び前記電力分配合成器間とを互いに切り替え可能に接続される送信側スイッチと、
前記通信用送受信装置の受信側及び前記複数のアンテナ素子の信号経路間と、前記通信用送受信装置の受信側及び前記電力分配合成器間とを互いに切り替え可能に接続される受信側スイッチとを備え、
前記通信用送受信装置の受信側の校正時に、校正用信号を前記通信用送受信装置の送信側、前記送信側スイッチ、及び前記電力分配合成器の各信号経路を介して前記複数の方向性結合器に供給することにより、前記複数のアンテナ素子の信号経路及び前記通信用送受信装置の受信側を介して受信し、
前記通信用送受信装置の送信側の校正時に、校正用信号を前記通信用送受信装置の送信側を介して前記複数のアンテナ素子の信号経路に供給することにより、前記複数の方向性結合器、前記電力分配合成器の各信号経路、前記受信側スイッチ、及び前記通信用送受信装置の受信側を介して受信することを特徴とするアレーアンテナを用いた無線通信装置の校正方法。 A plurality of antenna elements constituting an array antenna;
A communication transceiver connected to signal paths of the plurality of antenna elements;
A plurality of directional couplers connected to signal paths of the plurality of antenna elements;
A power divider / combiner having a plurality of signal paths coupled to signal paths of the plurality of antenna elements via the plurality of directional couplers;
A calibration method for a wireless communication device having a calibration transceiver connected to the power distribution combiner,
The calibration transmitter / receiver is:
A transmission-side switch that is switchably connected between the transmission side of the communication transceiver and the signal paths of the plurality of antenna elements, and between the transmission side of the communication transceiver and the power distribution combiner;
A receiving-side switch connected between the receiving side of the communication transmitting / receiving apparatus and the signal paths of the plurality of antenna elements and the receiving side of the communication transmitting / receiving apparatus and the power distribution combiner so as to be switchable with each other; ,
When calibrating the receiving side of the communication transmitting / receiving apparatus, the calibration signal is transmitted through the signal paths of the transmitting side, the transmitting side switch, and the power distribution combiner of the communication transmitting / receiving apparatus. By receiving the signal path of the plurality of antenna elements and the receiving side of the communication transceiver,
By supplying a calibration signal to the signal paths of the plurality of antenna elements via the transmission side of the communication transceiver device during calibration of the transmission side of the communication transceiver device, the plurality of directional couplers, A radio communication apparatus calibration method using an array antenna, wherein the signal is received via each signal path of a power distribution combiner, the receiving side switch, and the receiving side of the communication transmitting / receiving apparatus.
前記複数のアンテナ素子の信号経路及び前記通信用送受信装置の送信側間と、前記複数のアンテナ素子の信号経路及び前記通信用送受信装置の受信側間とを互いに切り替え可能に接続される複数の送受切り替えスイッチと、
前記電力分配合成器及び前記送信側スイッチ間と、前記電力分配合成器及び前記受信側スイッチ間とを互いに切り替え可能に接続される校正用切り替えスイッチとをさらに有し、
前記通信用送受信装置の受信側の校正時に、前記校正用信号を前記通信用送受信装置の送信側、前記送信側スイッチ、前記校正用切り替えスイッチ、及び前記電力分配合成器の各信号経路を介して前記複数の方向性結合器に供給することにより、前記複数のアンテナ素子の信号経路、前記複数の送受切り替えスイッチ、及び前記通信用送受信装置の受信側を介して受信し、
前記通信用送受信装置の送信側の校正時に、前記校正用信号を前記通信用送受信装置の送信側を介して前記複数のアンテナ素子の信号経路に供給することにより、前記複数の方向性結合器、前記電力分配合成器の各信号経路、前記受信側スイッチ、及び前記通信用送受信装置の受信側を介して受信することを特徴とする請求項６に記載のアレーアンテナを用いた無線通信装置の校正方法。 The wireless communication device
A plurality of transmission / reception units that are switchably connected between the signal paths of the plurality of antenna elements and the transmission side of the communication transceiver and between the signal paths of the plurality of antenna elements and the reception side of the communication transceiver A changeover switch,
A calibration changeover switch connected between the power distribution synthesizer and the transmission-side switch and between the power distribution synthesizer and the reception-side switch so as to be switchable with each other;
At the time of calibration on the reception side of the communication transceiver, the calibration signal is transmitted through the signal paths of the transmission side of the communication transceiver, the transmission side switch, the calibration changeover switch, and the power distribution synthesizer. By supplying to the plurality of directional couplers, received via the signal path of the plurality of antenna elements, the plurality of transmission / reception changeover switches, and the reception side of the communication transceiver,
By supplying the calibration signal to the signal paths of the plurality of antenna elements via the transmission side of the communication transceiver device during calibration on the transmission side of the communication transceiver device, the plurality of directional couplers, 7. The wireless communication device calibration using an array antenna according to claim 6, wherein the signal is received via each signal path of the power distribution combiner, the receiving side switch, and the receiving side of the communication transmitting / receiving device. Method.
前記送信側スイッチは、前記アップコンバータ及び前記電力増幅器間と、前記アップコンバータ及び前記校正用切り替えスイッチ間とを互いに切り替え可能に接続され、
前記受信側スイッチは、前記ダウンコンバータ及び前記低雑音増幅器間と、前記ダウンコンバータ及び前記校正用切り替えスイッチ間とを互いに切り替え可能に接続され、
前記通信用送受信装置の受信側の校正時に、前記校正用信号を前記デジタルアナログ変換器、前記アップコンバータ、前記送信側スイッチ、及び前記校正用切り替えスイッチ、及び前記電力分配合成器の各信号経路を介して記複数の方向性結合器に供給することにより、前記複数のアンテナ素子の信号経路、前記複数の送受切り替えスイッチ、前記低雑音増幅器、前記ダウンコンバータ、及び前記アナログデジタル変換器を介して受信し、
前記通信用送受信装置の送信側の校正時に、前記校正用信号を前記デジタルアナログ変換器、前記アップコンバータ、前記電力増幅器、前記複数の送受切り替えスイッチを介して前記複数のアンテナ素子の信号経路に供給することにより、前記複数の方向性結合器、前記電力分配合成器の各信号経路、前記校正用切り替えスイッチ、前記受信側スイッチ、前記ダウンコンバータ、及び前記アナログデジタル変換器を介して受信することを特徴とする請求項７に記載のアレーアンテナを用いた無線通信装置の校正方法。 The communication transceiver includes a power amplifier, an up converter, and a digital / analog converter on a transmission side of the plurality of transmission / reception changeover switches, and a low noise amplifier, a down converter, and a reception side of the plurality of transmission / reception changeover switches. Having an analog-to-digital converter,
The transmission-side switch is connected between the up-converter and the power amplifier, and between the up-converter and the calibration changeover switch so that they can be switched to each other.
The reception-side switch is connected between the down converter and the low-noise amplifier, and between the down converter and the calibration changeover switch so that they can be switched to each other.
At the time of calibration on the receiving side of the communication transmitting / receiving apparatus, each signal path of the calibration signal is changed to the digital-analog converter, the up-converter, the transmission-side switch, the calibration switching switch, and the power distribution synthesizer. The signal paths of the plurality of antenna elements, the plurality of transmission / reception changeover switches, the low noise amplifier, the down converter, and the analog / digital converter. And
Supplying the calibration signal to the signal paths of the plurality of antenna elements via the digital-analog converter, the up-converter, the power amplifier, and the plurality of transmission / reception change-over switches during calibration on the transmission side of the communication transceiver Receiving the signal through the plurality of directional couplers, the signal paths of the power distribution combiner, the calibration changeover switch, the reception side switch, the down converter, and the analog-digital converter. A method for calibrating a wireless communication apparatus using the array antenna according to claim 7.
前記通信用送受信装置に接続され、前記校正用信号を生成する機能を有するベースバンド信号処理部と、
前記通信用送受信装置に接続され、前記校正用信号を生成する機能を有する校正信号処理部とをさらに有し、
前記通信用送受信装置の受信側の校正時に、前記校正信号処理部からの校正用信号を前記デジタルアナログ変換器、前記アップコンバータ、前記送信側スイッチ、前記校正用切り替えスイッチ、及び前記電力分配合成器の各信号経路を介して前記複数の方向性結合器に供給することにより、前記複数のアンテナ素子の信号経路、前記複数の送受切り替えスイッチ、前記低雑音増幅器、前記ダウンコンバータ、前記アナログデジタル変換器、前記ベースバンド信号処理部、及び前記校正信号処理部を介して受信し、
前記通信用送受信装置の送信側の校正時に、前記ベースバンド信号処理部からの校正用信号を前記デジタルアナログ変換器、前記アップコンバータ、前記電力増幅器、前記複数の送受切り替えスイッチを介して前記複数のアンテナ素子の信号経路に供給することにより、前記複数の方向性結合器、前記電力分配合成器の各信号経路、前記校正用切り替えスイッチ、前記受信側スイッチ、前記ダウンコンバータ、前記アナログデジタル変換器、及び前記校正信号処理部を介して受信することを特徴とする請求項８に記載のアレーアンテナを用いた無線通信装置の校正方法。 The wireless communication device
A baseband signal processing unit connected to the communication transceiver and having a function of generating the calibration signal;
A calibration signal processing unit connected to the communication transceiver, and having a function of generating the calibration signal;
At the time of calibration on the receiving side of the communication transceiver, the calibration signal from the calibration signal processing unit is converted into the digital-analog converter, the up-converter, the transmission-side switch, the calibration switching switch, and the power distribution synthesizer. The signal paths of the plurality of antenna elements, the plurality of transmission / reception changeover switches, the low noise amplifier, the down converter, and the analog-to-digital converter are supplied to the plurality of directional couplers through the signal paths of , Received via the baseband signal processing unit and the calibration signal processing unit,
At the time of calibration on the transmission side of the communication transceiver, the calibration signal from the baseband signal processing unit is passed through the digital-analog converter, the up-converter, the power amplifier, and the plurality of transmission / reception changeover switches. By supplying to the signal path of the antenna element, the plurality of directional couplers, each signal path of the power distribution synthesizer, the calibration changeover switch, the reception side switch, the down converter, the analog-digital converter, 9. The method of calibrating a wireless communication apparatus using an array antenna according to claim 8, wherein the calibration is performed via the calibration signal processing unit.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008129655A JP5051385B2 (en) | 2008-05-16 | 2008-05-16 | Wireless communication apparatus using array antenna, calibration method thereof, and wireless communication base station system |
| CN2009101384794A CN101582714B (en) | 2008-05-16 | 2009-05-18 | Wireless communication device, calibration method thereof and wireless communication base station system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008129655A JP5051385B2 (en) | 2008-05-16 | 2008-05-16 | Wireless communication apparatus using array antenna, calibration method thereof, and wireless communication base station system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009278529A true JP2009278529A (en) | 2009-11-26 |
| JP5051385B2 JP5051385B2 (en) | 2012-10-17 |
Family
ID=41364707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008129655A Expired - Fee Related JP5051385B2 (en) | 2008-05-16 | 2008-05-16 | Wireless communication apparatus using array antenna, calibration method thereof, and wireless communication base station system |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5051385B2 (en) |
| CN (1) | CN101582714B (en) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110071933A (en) * | 2009-12-22 | 2011-06-29 | 한국전자통신연구원 | Transmission and reception path correction method in multi-antenna radio channel measurement system |
| CN102832982A (en) * | 2012-08-08 | 2012-12-19 | 华为技术有限公司 | Base station with MIMO accelerator and control method thereof |
| JP2014505392A (en) * | 2010-12-01 | 2014-02-27 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | Method for obtaining at least one calibration parameter and antenna array |
| JP2014102195A (en) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Nec Corp | Radar device and radar device monitoring method |
| JP2014535198A (en) * | 2011-10-21 | 2014-12-25 | オプティス セルラー テクノロジー， エルエルシーＯｐｔｉｓ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬＬＣ | Method, processing device, computer program, and antenna device for calibration of antenna device in antenna array system |
| JP2015175765A (en) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 日本電気株式会社 | Radar system, and active phased array antenna device and transmission/reception module for use in the same |
| US20160294488A1 (en) * | 2013-11-08 | 2016-10-06 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Radio Unit with Internal Parallel Antenna Calibration |
| JP2017034439A (en) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 日本電気株式会社 | Transmission / reception unit, wireless communication apparatus using array antenna, and calibration method |
| JP2017507611A (en) * | 2014-03-04 | 2017-03-16 | クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | Analog embedded self-test transceiver |
| JP2017532861A (en) * | 2014-09-15 | 2017-11-02 | クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | On-chip linearity calibration |
| WO2018225756A1 (en) * | 2017-06-08 | 2018-12-13 | 日本電気株式会社 | Synthesizing device, calibration device, and communication device |
| WO2019198192A1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-10-17 | 富士通株式会社 | Antenna device and calibration method |
| JP2019536362A (en) * | 2016-11-16 | 2019-12-12 | ケーエムダブリュ・インコーポレーテッド | Multilayer MIMO antenna assembly |
| JP2020057968A (en) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | 日本電気株式会社 | Transmission / reception baseband processing device, communication system, correction method and program |
| CN111869005A (en) * | 2018-03-27 | 2020-10-30 | 维尔塞特公司 | Circuit Architecture for Distributed Multiplexing of Control and Element Signals for Phased Array Antennas |
| WO2021117131A1 (en) * | 2019-12-10 | 2021-06-17 | 三菱電機株式会社 | Antenna device and calibration method |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102195695B (en) * | 2010-03-02 | 2013-11-20 | 电信科学技术研究院 | Antenna calibration method and device |
| US8340612B2 (en) * | 2010-03-31 | 2012-12-25 | Ubidyne, Inc. | Active antenna array and method for calibration of the active antenna array |
| CN102148724B (en) * | 2011-01-31 | 2014-12-31 | 中兴通讯股份有限公司 | Link detecting method and network access device |
| CN102280719B (en) * | 2011-05-11 | 2014-05-07 | 中国航空无线电电子研究所 | Launch phase real-time calibrating device and method based on four unit directional antennas |
| CN104145371B (en) * | 2012-01-24 | 2016-08-24 | 康普技术有限责任公司 | Antenna with multiple radiators collimation technique |
| CN105846871B (en) * | 2015-01-13 | 2019-08-02 | 国基电子（上海）有限公司 | Front-end circuit, MIMO communication device and communication method thereof |
| CN107959533B (en) | 2016-10-17 | 2020-11-06 | 华为技术有限公司 | Wireless device and radio frequency channel calibration method |
| EP3605732B1 (en) * | 2017-03-31 | 2022-01-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Method for adjusting a phase of a phased array antenna, phase adjustment control device configured for a phased array antenna and array antenna device |
| CN112385086B (en) * | 2018-07-06 | 2021-08-20 | 华为技术有限公司 | Calibration method and related device of phased array antenna |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008092061A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Kddi Corp | Wireless communication apparatus and calibration method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6519478B1 (en) * | 1997-09-15 | 2003-02-11 | Metawave Communications Corporation | Compact dual-polarized adaptive antenna array communication method and apparatus |
| CN100336318C (en) * | 2004-07-08 | 2007-09-05 | 中兴通讯股份有限公司 | A method and device for intelligent antenna array calibration of TDD wireless communication system |
-
2008
- 2008-05-16 JP JP2008129655A patent/JP5051385B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-05-18 CN CN2009101384794A patent/CN101582714B/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008092061A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Kddi Corp | Wireless communication apparatus and calibration method |
Cited By (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101706204B1 (en) * | 2009-12-22 | 2017-02-15 | 한국전자통신연구원 | Method of correcting transceiver of radio channel measurement system with multiple antennas |
| KR20110071933A (en) * | 2009-12-22 | 2011-06-29 | 한국전자통신연구원 | Transmission and reception path correction method in multi-antenna radio channel measurement system |
| JP2014505392A (en) * | 2010-12-01 | 2014-02-27 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | Method for obtaining at least one calibration parameter and antenna array |
| JP2014535198A (en) * | 2011-10-21 | 2014-12-25 | オプティス セルラー テクノロジー， エルエルシーＯｐｔｉｓ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬＬＣ | Method, processing device, computer program, and antenna device for calibration of antenna device in antenna array system |
| CN102832982A (en) * | 2012-08-08 | 2012-12-19 | 华为技术有限公司 | Base station with MIMO accelerator and control method thereof |
| CN102832982B (en) * | 2012-08-08 | 2015-01-07 | 华为技术有限公司 | Base station with MIMO accelerator and control method thereof |
| JP2014102195A (en) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Nec Corp | Radar device and radar device monitoring method |
| US20160294488A1 (en) * | 2013-11-08 | 2016-10-06 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Radio Unit with Internal Parallel Antenna Calibration |
| US10122476B2 (en) * | 2013-11-08 | 2018-11-06 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Radio unit with internal parallel antenna calibration |
| JP2017507611A (en) * | 2014-03-04 | 2017-03-16 | クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | Analog embedded self-test transceiver |
| JP2015175765A (en) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 日本電気株式会社 | Radar system, and active phased array antenna device and transmission/reception module for use in the same |
| JP2017532861A (en) * | 2014-09-15 | 2017-11-02 | クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | On-chip linearity calibration |
| JP2017034439A (en) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 日本電気株式会社 | Transmission / reception unit, wireless communication apparatus using array antenna, and calibration method |
| US11088731B2 (en) | 2016-11-16 | 2021-08-10 | Kmw Inc. | MIMO antenna assembly having stacked structure |
| JP2019536362A (en) * | 2016-11-16 | 2019-12-12 | ケーエムダブリュ・インコーポレーテッド | Multilayer MIMO antenna assembly |
| US11831364B2 (en) | 2016-11-16 | 2023-11-28 | Kmw Inc. | MIMO antenna assembly having stacked structure |
| US20210336659A1 (en) | 2016-11-16 | 2021-10-28 | Kmw Inc. | Mimo antenna assembly having stacked structure |
| WO2018225756A1 (en) * | 2017-06-08 | 2018-12-13 | 日本電気株式会社 | Synthesizing device, calibration device, and communication device |
| US12183976B2 (en) | 2018-03-27 | 2024-12-31 | Viasat, Inc. | Circuit architecture for distributed multiplexed control and element signals for phased array antenna |
| CN111869005A (en) * | 2018-03-27 | 2020-10-30 | 维尔塞特公司 | Circuit Architecture for Distributed Multiplexing of Control and Element Signals for Phased Array Antennas |
| JPWO2019198192A1 (en) * | 2018-04-12 | 2021-05-13 | 富士通株式会社 | Antenna device and calibration method |
| JP7054029B2 (en) | 2018-04-12 | 2022-04-13 | 富士通株式会社 | Antenna device and calibration method |
| US11367953B2 (en) | 2018-04-12 | 2022-06-21 | Fujitsu Limited | Antenna device and calibration method |
| WO2019198192A1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-10-17 | 富士通株式会社 | Antenna device and calibration method |
| US11502405B2 (en) | 2018-10-03 | 2022-11-15 | Nec Corporation | Transmission/reception baseband-processing device, communication system, correction method, and program |
| JP7192370B2 (en) | 2018-10-03 | 2022-12-20 | 日本電気株式会社 | Transmission and reception baseband processing device, communication system, correction method and program |
| JP2020057968A (en) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | 日本電気株式会社 | Transmission / reception baseband processing device, communication system, correction method and program |
| JPWO2021117131A1 (en) * | 2019-12-10 | 2021-06-17 | ||
| WO2021117131A1 (en) * | 2019-12-10 | 2021-06-17 | 三菱電機株式会社 | Antenna device and calibration method |
| JP7012918B2 (en) | 2019-12-10 | 2022-02-14 | 三菱電機株式会社 | Antenna device and calibration method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101582714A (en) | 2009-11-18 |
| JP5051385B2 (en) | 2012-10-17 |
| CN101582714B (en) | 2013-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5051385B2 (en) | Wireless communication apparatus using array antenna, calibration method thereof, and wireless communication base station system | |
| US8942653B2 (en) | Apparatus and method for low power amplification in a wireless communication system | |
| US10396845B2 (en) | Split microwave backhaul transceiver architecture with coaxial interconnect | |
| US10256894B2 (en) | Hybrid beam former | |
| US7508885B2 (en) | Digitally convertible radio | |
| US20190020400A1 (en) | Transceiver array | |
| US20100087227A1 (en) | Wireless base station design | |
| KR100864807B1 (en) | Signal Correction Device of Smart Antenna System | |
| CN103259074A (en) | Active antenna, magnitude and phase refreshing method and signal processing method | |
| CN103107966B (en) | Radiofrequency signal transmitting-receiving and the method processed, equipment and base station system | |
| CN105814808A (en) | Transceiver architecture for multi-antenna system | |
| KR100498777B1 (en) | Apparatus for calibration in adaptive array antenna system and method thereof | |
| WO2016084650A1 (en) | Active antenna system | |
| US9991994B1 (en) | Method and terminal device for reducing image distortion | |
| JP4704306B2 (en) | Wireless communication apparatus and calibration method | |
| US20230318640A1 (en) | Wireless communication apparatus and distortion compensation method | |
| JP5485045B2 (en) | Communication device | |
| JP2012231270A (en) | Communication apparatus | |
| JP7652394B2 (en) | Transmitting/receiving device, control method for transmitting/receiving device, and program | |
| US11689229B2 (en) | Wireless communication device and distortion compensation method | |
| CN112737707A (en) | Transceiver using hybrid beamforming and performing antenna calibration method | |
| US20250202523A1 (en) | MIMO Transceiver Array for Multi-Band Millimeter-Wave 5G Communication | |
| JP2019057850A (en) | Phased array antenna, digital radio repeater, and method for measuring deviation between elements of phased array antenna | |
| Eickhoff et al. | RF impairments of vector modulators in wireless MIMO receivers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20100728 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20100728 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110214 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120405 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120409 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120607 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120627 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120710 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |