JP2019033387A - Base station, calibration method and calibration apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】アンテナ間のキャリブレーションの精度を向上させる。【解決手段】基地局10は、複数のアンテナ41と、アンテナ41毎に設けられた複数のアナログ回路30と、信号生成部222と、周波数シフト部221と、係数算出部223とを有する。信号生成部222は、データ信号に含まれる複数のサブキャリアよりも周波数間隔が広い複数のサブキャリアを含む第1の信号を生成する。周波数シフト部221は、第1の信号を所定の周波数分、周波数シフトさせた第2の信号を生成する。係数算出部223は、アンテナ41毎に、アンテナ41に対応するアナログ回路30に入力され、アナログ回路30を経由した第1の信号および第2の信号のそれぞれを用いて、それぞれのアンテナ41から出力される信号の周波数応答を調整する。【選択図】図1The accuracy of calibration between antennas is improved. A base station includes a plurality of antennas, a plurality of analog circuits provided for each antenna, a signal generation unit, a frequency shift unit, and a coefficient calculation unit. The signal generator 222 generates a first signal including a plurality of subcarriers having a frequency interval wider than that of the plurality of subcarriers included in the data signal. The frequency shift unit 221 generates a second signal obtained by shifting the frequency of the first signal by a predetermined frequency. The coefficient calculation unit 223 is input to the analog circuit 30 corresponding to the antenna 41 for each antenna 41, and is output from each antenna 41 using each of the first signal and the second signal that have passed through the analog circuit 30. Adjust the frequency response of the generated signal. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、基地局、キャリブレーション方法およびキャリブレーション装置に関する。 The present invention relates to a base station, a calibration method, and a calibration apparatus.
ビームフォーミングは、複数のアンテナ素子から放射される電波の振幅および位相を制御することによって、特定の方向に指向性を持たせる、即ち特定の方向に電波を集中的に放射させる技術である。例えば、各アンテナ素子から空間に放射される電波の振幅および位相が揃えば、アンテナ面に対して直進方向にビームが形成され、各アンテナ素子の振幅および位相をずらすと、この振幅および位相のずれに応じた方向にビームが形成される。ビームフォーミングでは、複数のアンテナ間の振幅誤差および位相誤差を揃えることにより、所望の方向に高い精度でビームを形成することができる。そのため、複数のアンテナ間の振幅誤差および位相誤差を補正するためのアンテナキャリブレーションが行われる。 Beam forming is a technique for providing directivity in a specific direction by controlling the amplitude and phase of radio waves radiated from a plurality of antenna elements, that is, radiating radio waves concentratedly in a specific direction. For example, if the amplitude and phase of the radio wave radiated from each antenna element to the space are aligned, a beam is formed in the straight direction with respect to the antenna surface, and if the amplitude and phase of each antenna element are shifted, this amplitude and phase shift A beam is formed in a direction according to the above. In beam forming, a beam can be formed with high accuracy in a desired direction by aligning amplitude errors and phase errors between a plurality of antennas. Therefore, antenna calibration for correcting amplitude errors and phase errors between a plurality of antennas is performed.
アンテナキャリブレーションとしては、古くから多くの手法が検討されている。例えば、TDD(Time Division Duplex)システムにおいて、上りリンクと下りリンクの切り替えのために設けられるガード時間において送信された信号を用いて各アンテナ素子のキャリブレーションを実行することが検討されている。ガード時間は、基地局も端末も信号の送受信を行わない期間であるため、キャリブレーションの実行により他の装置に与える影響を少なくすることができる。また、ガード時間が長すぎるとシステムリソースの利用効率が低下するため、ガード時間は、データ信号の送受信に用いられる通信フレームの期間よりも短く設定される。 Many methods have been studied for antenna calibration since ancient times. For example, in a TDD (Time Division Duplex) system, it is considered to perform calibration of each antenna element using a signal transmitted in a guard time provided for switching between uplink and downlink. Since the guard time is a period in which neither the base station nor the terminal transmits / receives a signal, it is possible to reduce the influence exerted on other devices by executing calibration. Further, if the guard time is too long, the use efficiency of the system resource is lowered, so the guard time is set shorter than the period of the communication frame used for transmission / reception of the data signal.
ところで、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送受信するシステムでは、同じデータ量のデータを送信する場合、送信期間が短くなると、サブキャリア間隔が広くなる。そのため、キャリブレーションに用いられる信号がOFDM信号である場合、ガード時間のように短い期間に送信される信号に用いられるサブキャリア間隔は、通常のデータ信号に用いられるサブキャリアの間隔より広くなる。 By the way, in a system that transmits and receives an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal, when transmitting data of the same amount of data, the subcarrier interval becomes wider as the transmission period becomes shorter. Therefore, when the signal used for calibration is an OFDM signal, the subcarrier interval used for a signal transmitted in a short period such as a guard time is wider than the subcarrier interval used for a normal data signal.
しかし、キャリブレーション後の各アンテナ素子を用いて行われるビームフォーミングは、データ信号に対して行われる。データ信号に用いられるサブキャリア間隔は、キャリブレーション信号に用いられるサブキャリア間隔よりも狭い。そのため、データ信号に用いられる各サブキャリアにおける振幅誤差および位相誤差は、キャリブレーションの信号に用いられた各サブキャリアの振幅誤差および位相誤差を補間等することにより推定される。しかし、補間された振幅誤差および位相誤差が、データ信号に用いられる各サブキャリアにおける振幅誤差および位相誤差と必ずしも近い値であるとは限られないため、キャリブレーションの精度が低くなってしまうという問題がある。 However, beam forming performed using each antenna element after calibration is performed on the data signal. The subcarrier interval used for the data signal is narrower than the subcarrier interval used for the calibration signal. Therefore, the amplitude error and phase error in each subcarrier used in the data signal are estimated by interpolating the amplitude error and phase error in each subcarrier used in the calibration signal. However, since the interpolated amplitude error and phase error are not necessarily close to the amplitude error and phase error in each subcarrier used for the data signal, the calibration accuracy is lowered. There is.
本願に開示の技術は、アンテナ間のキャリブレーションの精度を向上させることができる基地局、キャリブレーション方法およびキャリブレーション装置を提供することを目的とする。 An object of the technology disclosed in the present application is to provide a base station, a calibration method, and a calibration device that can improve the accuracy of calibration between antennas.
1つの側面では、基地局は、複数のアンテナと、アンテナ毎に設けられた複数のアナログ回路と、第1の生成部と、第2の生成部と、調整部とを有する。第1の生成部は、データ信号に含まれる複数のサブキャリアよりも周波数間隔が広い複数のサブキャリアを含む第1の信号を生成する。第2の生成部は、第1の信号を所定の周波数分、周波数シフトさせた第2の信号を生成する。調整部は、アンテナ毎に、前記アンテナに対応するアナログ回路に入力され、前記アナログ回路を経由した第1の信号および第2の信号のそれぞれを用いて、それぞれのアンテナから出力される信号の周波数応答を調整する。 In one aspect, the base station includes a plurality of antennas, a plurality of analog circuits provided for each antenna, a first generation unit, a second generation unit, and an adjustment unit. The first generation unit generates a first signal including a plurality of subcarriers having a frequency interval wider than that of the plurality of subcarriers included in the data signal. The second generation unit generates a second signal obtained by shifting the frequency of the first signal by a predetermined frequency. For each antenna, the adjustment unit is input to the analog circuit corresponding to the antenna, and the frequency of the signal output from each antenna using each of the first signal and the second signal that passes through the analog circuit. Adjust the response.
1実施形態によれば、アンテナ間のキャリブレーションの精度を向上させることができる。 According to one embodiment, the accuracy of calibration between antennas can be improved.
以下に、本願が開示する基地局、キャリブレーション方法およびキャリブレーション装置の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例は開示の技術を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of a base station, a calibration method, and a calibration apparatus disclosed in the present application will be described in detail with reference to the drawings. The following examples do not limit the disclosed technology.
[基地局10の構成]
図1は、実施例1における基地局10の一例を示すブロック図である。基地局10は、デジタル処理部20、複数のアナログ回路30−1〜30−n、複数のアンテナ41−1〜41−n、および複数のカプラ42−1〜42−nを有する。また、基地局10は、セレクタ43、アンプ44、ダウンコンバータ45、およびADC(Analog to Digital Converter)46を有する。複数のアンテナ41−1〜41−nは、アレイアンテナを構成する。複数のアンテナ41−1〜41−nは、デジタル処理部20内のFIRフィルタにより複数のアンテナ41−1〜41−nのそれぞれへ出力される送信信号の振幅および位相が調整されることにより、所定の方向に指向性を有するビームを形成する。
[Configuration of base station 10]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the
なお、以下では、複数のアナログ回路30−1〜30−nのそれぞれを区別することなく総称する場合に単にアナログ回路30と記載し、複数のアンテナ41−1〜41−nのそれぞれを区別することなく総称する場合に単にアンテナ41と記載する。また、以下では、複数のカプラ42−1〜42−nのそれぞれを区別することなく総称する場合に単にカプラ42と記載する。
Hereinafter, when a plurality of analog circuits 30-1 to 30-n are collectively referred to without being distinguished, they are simply referred to as an
基地局10では、1つのアンテナ41に対応付けて、1つのアナログ回路30、および1つのカプラ42が設けられている。それぞれのアナログ回路30は、デジタル処理部20から出力された信号にアップコンバートや増幅等の処理を施し、処理後の信号を対応するアンテナ41へ出力する。それぞれのアンテナ41は、対応するアナログ回路30から出力された信号を電波として空間に放射する。また、それぞれのアナログ回路30は、対応するアンテナを介して受信された受信信号にダウンコンバートや増幅等の処理を施し、処理後の受信信号をデジタル処理部20へ出力する。
In the
それぞれのカプラ42は、対応するアナログ回路30からアンテナ41へ出力された信号の一部をセレクタ43へフィードバックする。セレクタ43は、それぞれのカプラ42からフィードバックされた信号の中の1つを選択してアンプ44へ出力する。以下では、それぞれのカプラ42からフィードバックされた信号をフィードバック信号と記載する。アンプ44は、セレクタ43から出力されたフィードバック信号を増幅する。ダウンコンバータ45は、アンプ44によって増幅されたフィードバック信号に対して、直交検波およびダウンコンバート等の処理を施す。ADC46は、ダウンコンバータ45によって直交検波等が行われたフィードバック信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してデジタル処理部20へ出力する。
Each
それぞれのアナログ回路30は、DAC(Digital to Analog Converter)31、アップコンバータ32、PA(Power Amplifier)33、サーキュレータ34、およびBPF(Band Pass Filter)35を有する。また、それぞれのアナログ回路30は、これ以外にも、アンテナ41を介して受信した信号を処理する受信ブロックを有する。以下では、DAC31、アップコンバータ32、PA33、サーキュレータ34、およびBPF35を、送信ブロックと呼ぶ。
Each
DAC31は、デジタル処理部20から出力された信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換する。デジタル処理部20から出力される信号は、後述する送信信号またはキャリブレーション信号である。アップコンバータ32は、DAC31によってアナログ信号に変換された信号に対して、直交変調およびアップコンバート等の処理を施す。PA33は、アップコンバータ32によって直交変調等が施された信号を増幅する。サーキュレータ34は、PA33によって増幅された信号をBPF35へ通過させる。また、サーキュレータ34は、アンテナ41によって受信されBPF35を通過した受信信号を受信ブロックへ通過させる。BPF35は、PA33によって増幅されサーキュレータ34を通過した信号の周波数帯域を所定の周波数帯域に制限する。また、BPF35は、アンテナ41によって受信された受信信号の周波数帯域を所定の周波数帯域に制限する。
The
デジタル処理部20は、BB(Base Band)処理部21、キャリブレーション部22、および複数のFIRフィルタ23−1〜23−nを有する。キャリブレーション部22は、複数のセレクタ220−1〜220−n、周波数シフト部221、信号生成部222、および係数算出部223を有する。係数算出部223は、調整部の一例である。なお、以下では、複数のFIRフィルタ23−1〜23−nのそれぞれを区別することなく総称する場合に、単にFIRフィルタ23と記載し、複数のセレクタ220−1〜220−nのそれぞれを区別することなく総称する場合に、単にセレクタ220と記載する。それぞれのFIRフィルタ23およびそれぞれのセレクタ220は、それぞれのアンテナ41に対応付けて、1つずつ設けられている。
The
BB処理部21は、データの送信に用いられるベースバンドの送信信号を生成し、生成した送信信号を、それぞれのセレクタ220へ出力する。図2は、サブキャリアの周波数間隔の一例を説明する図である。BB処理部21は、例えば図2(a)に示すように、周波数間隔がΔfsdである複数のサブキャリアを用いたOFDMにより変調された送信信号を生成する。
The BB processing unit 21 generates a baseband transmission signal used for data transmission, and outputs the generated transmission signal to each
キャリブレーション部22内の信号生成部222は、例えば図2(b)に示すように、周波数間隔がΔfscである複数のサブキャリアを用いたOFDMにより変調されたキャリブレーション信号を生成する。そして、信号生成部222は、生成されたキャリブレーション信号を周波数シフト部221および係数算出部223へ出力する。キャリブレーション信号に用いられる複数のサブキャリアの周波数間隔Δfscは、送信信号に用いられる複数のサブキャリアの周波数間隔Δfsdより広い。本実施例において、周波数間隔Δfscは、周波数間隔Δfsdの例えば2倍である。信号生成部222は、第1の生成部の一例である。
For example, as shown in FIG. 2B, the
周波数シフト部221は、信号生成部222から出力されたキャリブレーション信号に含まれる各サブキャリアの周波数を、係数算出部223から指示されたシフト量分シフトさせる。そして、周波数シフト部221は、各サブキャリアの周波数がシフトされたキャリブレーション信号をそれぞれのセレクタ220へ出力する。なお、係数算出部223から指示されたシフト量が0である場合、周波数シフト部221は、信号生成部222から出力されたキャリブレーション信号に含まれる各サブキャリアの周波数をシフトさせることなくそれぞれのセレクタ220へ出力する。以下では、各サブキャリアの周波数がシフトされていないキャリブレーション信号を第1の信号と記載し、各サブキャリアの周波数がシフトされたキャリブレーション信号を第2の信号と記載する。周波数シフト部221は、第2の生成部の一例である。
The
それぞれのセレクタ220は、BB処理部21から出力された送信信号、または、周波数シフト部221から出力されたキャリブレーション信号をFIRフィルタ23へ出力する。それぞれのFIRフィルタ23は、対応するセレクタ220から出力された信号(送信信号またはキャリブレーション信号)を、係数算出部223によって設定された係数に基づいてフィルタリングする。そして、それぞれのFIRフィルタ23は、フィルタリング後の信号を、対応するアナログ回路30へ出力する。
Each
係数算出部223は、アンテナ41毎に、当該アンテナ41に対応するアナログ回路30の送信ブロックに入力され、当該アナログ回路30を経由した第1の信号および第2の信号をそれぞれ用いて、各アンテナ41から出力される信号の周波数応答を調整する。具体的には、係数算出部223は、アンテナ41を1つずつ選択し、選択されたアンテナ41に対応するアナログ回路30に第1の信号を入力し、当該アナログ回路30を経由したフィードバック信号に基づいて周波数応答を算出する。また、係数算出部223は、選択されたアンテナ41に対応するアナログ回路30に第2の信号を入力し、当該アナログ回路30を経由したフィードバック信号に基づいて周波数応答を算出する。そして、係数算出部223は、第1の信号のフィードバック信号から算出された周波数応答と、第2の信号のフィードバック信号から算出された周波数応答とを用いて、選択されたアンテナ41に対応するFIRフィルタ23に設定される係数を算出する。そして、係数算出部223は、算出された係数をFIRフィルタ23に設定する。
For each
図3は、係数算出部223の一例を示すブロック図である。係数算出部223は、例えば図3に示すように、調整処理部2230、合成部2231、算出部2232、および周波数シフト部2233を有する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the
算出部2232は、アンテナ41を1つ選択し、選択されたアンテナ41に対応するカプラ42から出力されるフィードバック信号が選択されるように、セレクタ43を制御する。また、算出部2232は、周波数シフト部221からのキャリブレーション信号がFIRフィルタ23へ出力されるように、選択されたアンテナ41に対応するセレクタ220を制御する。また、算出部2232は、各FIRフィルタ23に、入力信号がそのまま出力される設定値(例えば、基本成分の振幅を1とし、遅延成分の振幅を全て0とする設定値)を設定する。
The
そして、算出部2232は、シフト量として0を周波数シフト部221および周波数シフト部2233に指示する。周波数シフト部221は、信号生成部222から出力されたキャリブレーション信号に含まれる各サブキャリアの周波数をシフトさせることなく第1の信号としてそれぞれのセレクタ220へ出力する。そして、第1の信号は、選択されたアンテナ41に対応するセレクタ220からFIRフィルタ23を介してアナログ回路30へ出力される。
Then, the
そして、第1の信号は、選択されたアンテナ41に対応するアナログ回路30の送信ブロックを経由し、フィードバック信号としてカプラ42へ出力される。そして、フィードバック信号は、セレクタ43、アンプ44、ダウンコンバータ45、およびADC46を介して、係数算出部223内の周波数シフト部2233へフィードバックされる。算出部2232からシフト量として0が指示されているため、周波数シフト部2233は、各サブキャリアの周波数をシフトすることなく、フィードバック信号を算出部2232へ出力する。
The first signal is output to the
そして、算出部2232は、第1の信号に対応するフィードバック信号に基づいて、選択されたアンテナ41に対応するアナログ回路30の送信ブロックにおける周波数応答を算出する。図4は、アナログ回路30の周波数応答の一例を説明する図である。算出部2232は、例えば図4(a)に示すように、フラットな振幅特性および位相特性を有する第1の信号をアナログ回路30へ入力させる。アナログ回路30を経由した第1の信号に対応するフィードバック信号は、例えば図4(b)に示すように、アナログ回路30の周波数特性50に応じた振幅特性および位相特性を示す。図4では、アナログ回路30の周波数特性の一例として振幅特性が示されているが、位相特性についても同様に観測することができる。
Then, the
算出部2232は、フィードバック信号を復調する。そして、算出部2232は、サブキャリア毎に、復調されたフィードバック信号の振幅および位相を、信号生成部222によって生成されたキャリブレーション信号の振幅および位相と比較することにより、サブキャリア毎の周波数応答を算出する。そして、算出部2232は、算出した周波数応答を合成部2231へ出力する。
The
ここで、第1の信号に含まれるサブキャリア(図4における周波数f1〜fm)の周波数間隔Δfscは、データ信号に含まれるサブキャリアの周波数間隔Δfsdよりも広い。そのため、第1の信号に対応するフィードバック信号から算出された周波数応答には、データ信号に含まれる一部のサブキャリアの周波数(例えば図4(b)の点線で示された周波数)における周波数応答が含まれていない。 Here, the frequency interval Δf sc of the subcarriers (frequency f 1 to f m in FIG. 4) included in the first signal is wider than the frequency interval Δf sd of the subcarriers included in the data signal. Therefore, the frequency response calculated from the feedback signal corresponding to the first signal includes the frequency response at the frequency of some of the subcarriers included in the data signal (for example, the frequency indicated by the dotted line in FIG. 4B). Is not included.
次に、算出部2232は、シフト量として+Δfを周波数シフト部221に指示し、シフト量として−Δfを周波数シフト部2233に指示する。周波数シフト部221は、信号生成部222によって生成されたキャリブレーション信号の各サブキャリアの周波数を+Δf分シフトすることにより第2の信号を生成し、生成された第2の信号を各セレクタ220へ出力する。第2の信号は、選択されたアンテナ41に対応するセレクタ220からFIRフィルタ23を介してアナログ回路30へ出力される。
Next, the
そして、第2の信号は、選択されたアンテナ41に対応するアナログ回路30の送信ブロックを経由し、フィードバック信号としてカプラ42へ出力される。そして、フィードバック信号は、セレクタ43、アンプ44、ダウンコンバータ45、およびADC46を介して、周波数シフト部2233へフィードバックされる。
Then, the second signal is output to the
周波数シフト部2233は、第2の信号に対応するフィードバック信号に対して、周波数シフト部221によって実行された周波数シフトとは逆の周波数シフトを実行する。具体的には、周波数シフト部2233は、算出部2232から指示された−Δfのシフト量に応じて、第2の信号に対応するフィードバック信号の各サブキャリアの周波数を−Δf分シフトさせる。そして、周波数シフト部2233は、周波数シフト後のフィードバック信号を算出部2232へ出力する。各サブキャリアの周波数が−Δf分シフトされることにより、周波数シフト後のフィードバック信号の各サブキャリアの周波数は、第1の信号の各サブキャリアの周波数と同一になる。
The
そして、算出部2232は、第2の信号に対応するフィードバック信号に基づいて、選択されたアンテナ41に対応するアナログ回路30の周波数応答を算出する。図5は、アナログ回路30の周波数応答の一例を説明する図である。例えば図5(a)に示すように、第2の信号に含まれるサブキャリアの周波数(図5における周波数f1’〜fm’)は、第1の信号に含まれるサブキャリアの周波数(図5における周波数f1〜fm)から+Δf分シフトしている。本実施例において、各サブキャリアの周波数のシフト量Δfは、例えば図5(a)に示すように、キャリブレーション信号に用いられる複数のサブキャリアの周波数間隔Δfscよりも小さい。算出部2232は、例えば図5(a)に示すように、フラットな振幅特性および位相特性を有する第2の信号をアナログ回路30へ入力する。アナログ回路30を経由した第2の信号に対応するフィードバック信号は、例えば図5(b)に示すように、アナログ回路30の周波数特性50に応じた振幅特性および位相特性を示す。
Then, the calculating
具体的には、算出部2232は、第2の信号に対応するフィードバック信号を復調する。なお、周波数シフト部221によって+Δfシフトされたフィードバック信号が、周波数シフト部2233によって−Δfシフトされることにより、算出部2232は、サブキャリア間の干渉を起こすことなくフィードバック信号を復調することができる。
Specifically, the
算出部2232は、サブキャリア毎に、復調されたフィードバック信号の振幅および位相を、信号生成部222によって生成されたキャリブレーション信号の振幅および位相と比較することにより、サブキャリア毎の周波数応答を算出する。そして、算出部2232は、算出した周波数応答を合成部2231へ出力する。
The
ここで、第2の信号に含まれるサブキャリア(図5における周波数f1’〜fm’)の周波数間隔Δfscは、データ信号に含まれるサブキャリアの周波数間隔Δfsdよりも広い。そのため、第2の信号に対応するフィードバック信号から算出された周波数応答には、データ信号に含まれる一部のサブキャリアの周波数(例えば図5(b)の点線で示された周波数)における周波数応答が含まれていない。 Here, the frequency interval Δf sc of the subcarriers included in the second signal (frequency f 1 ′ to f m ′ in FIG. 5) is wider than the frequency interval Δf sd of the subcarriers included in the data signal. Therefore, the frequency response calculated from the feedback signal corresponding to the second signal includes the frequency response at the frequency of some of the subcarriers included in the data signal (for example, the frequency indicated by the dotted line in FIG. 5B). Is not included.
合成部2231は、第1の信号に対応するフィードバック信号から算出されたサブキャリア毎の周波数応答と、第2の信号に対応するフィードバック信号から算出されたサブキャリア毎の周波数応答とを算出部2232から取得する。そして、合成部2231は、取得したサブキャリア毎の周波数応答を合成する。
The combining
図6は、合成部2231による合成過程の一例を説明する図である。図6において、周波数応答51aは、第1の信号に対応するフィードバック信号から算出された各サブキャリアの周波数応答を示しており、周波数応答51bは、第2の信号に対応するフィードバック信号から算出された各サブキャリアの周波数応答を示している。周波数シフト部2233によって第2の信号に対応するフィードバック信号の各サブキャリアの周波数が−Δf分シフトされることにより、周波数シフト後の各サブキャリアの周波数は、第1の信号の各サブキャリアの周波数と同一となっている。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a synthesis process by the
合成部2231は、例えば図6に示すように、第2の信号に対応するフィードバック信号の各サブキャリアの周波数応答51bを、+Δf分シフトさせることにより、周波数応答51cとする。そして、合成部2231は、第1の信号に対応するフィードバック信号から特定された各サブキャリアの周波数応答51aと、第2の信号に対応するフィードバック信号から特定された各サブキャリアの周波数応答51cとを合成する。これにより、周波数応答51dが生成される。周波数応答51dには、例えば図6に示すように、周波数間隔がΔf(本実施例では、Δfsd)のサブキャリア毎の周波数応答が含まれている。合成部2231は、合成された周波数応答51dを調整処理部2230へ出力する。
For example, as illustrated in FIG. 6, the combining
調整処理部2230は、合成部2231によって合成された周波数応答51dを用いて、選択されたアンテナ41に対応するFIRフィルタ23に設定される係数を算出する。調整処理部2230は、周波数応答51dが、データ信号の周波数帯域において、例えばフラットになるように、FIRフィルタ23に設定される各係数を算出する。そして、調整処理部2230は、算出された係数をFIRフィルタ23に設定する。
The
ここで、第1の信号および第2の信号に用いられる複数のサブキャリアの周波数間隔Δfscは、例えば図4および図5に示したように、データ信号に用いられる複数のサブキャリアの周波数間隔Δfsdよりも広い。そのため、第1の信号のみを用いてアナログ回路30の周波数応答を算出するとすれば、データ信号に用いられる一部の周波数成分については、補間により求められることになる。そのため、データ信号に用いられるサブキャリアの周波数において実際のアナログ回路30の周波数応答とは異なる周波数応答が算出される場合がある。そのため、アナログ回路30の周波数応答を精度よく算出することが難しい。
Here, the frequency interval Δf sc of the plurality of subcarriers used for the first signal and the second signal is the frequency interval of the plurality of subcarriers used for the data signal as shown in FIGS. 4 and 5, for example. It is wider than Δf sd . Therefore, if the frequency response of the
これに対し、本実施例では、第1の信号の各サブキャリアの周波数応答と、第1の信号から所定の周波数Δfシフトさせた第2の信号の各サブキャリアの周波数応答とが合成される。これにより、第1の信号に用いられる複数のサブキャリアの周波数間隔Δfscよりも狭い周波数間隔における各サブキャリアの周波数応答を算出することができる。これにより、第1の信号のみを用いてアナログ回路30の周波数応答を算出する場合に比べて、周波数応答が補間される周波数範囲を狭くすることができる。これにより、アナログ回路30の周波数応答をより精度よく算出することができる。
On the other hand, in this embodiment, the frequency response of each subcarrier of the first signal and the frequency response of each subcarrier of the second signal shifted from the first signal by a predetermined frequency Δf are combined. . Thereby, it is possible to calculate the frequency response of each subcarrier in a frequency interval narrower than the frequency interval Δf sc of the plurality of subcarriers used for the first signal. Thereby, compared with the case where the frequency response of the
特に、本実施例では、第1の信号および第2の信号に用いられる複数のサブキャリアの周波数間隔Δfscは、例えば図2(b)に示したように、データ信号に用いられる複数のサブキャリアの周波数間隔Δfsdの2倍である。また、例えば図5(a)に示したように、第2の信号は、第1の信号から周波数間隔Δfscの1/2、即ち、周波数間隔Δfsd分シフトされる。そのため、第1の信号の各サブキャリアの周波数応答と、第2の信号の各サブキャリアの周波数応答とが合成された周波数応答は、データ信号の各サブキャリアの周波数応答に近い値となる。 In particular, in this embodiment, the frequency interval Δf sc of the plurality of subcarriers used for the first signal and the second signal is set to a plurality of subcarriers used for the data signal as shown in FIG. 2B, for example. it is twice the frequency interval Δf sd career. For example, as shown in FIG. 5A, the second signal is shifted from the first signal by ½ of the frequency interval Δf sc , that is, by the frequency interval Δf sd . Therefore, the frequency response obtained by combining the frequency response of each subcarrier of the first signal and the frequency response of each subcarrier of the second signal becomes a value close to the frequency response of each subcarrier of the data signal.
さらに、合成後の各サブキャリアの周波数とデータ信号の各サブキャリアの周波数とが一致するように、第1の信号の各サブキャリアの周波数およびシフト量が選択される。これにより、合成後の各サブキャリアの周波数は、データ信号の各サブキャリアの周波数と一致する。これにより、合成後の各サブキャリアの周波数応答によって、データ信号に用いられる各サブキャリアの周波数応答をより精度よく推定することができる。また、第1の信号に対応する周波数応答と、第2の信号に対応する周波数応答とを異なる時間で別々に算出することができる。そのため、データの送受信に用いられる通信フレームより短いガード時間においても、データ信号に用いられる各サブキャリアの周波数応答を精度よく推定することができる。従って、アンテナ41間のキャリブレーションの精度を向上させることができる。
Further, the frequency and the shift amount of each subcarrier of the first signal are selected so that the frequency of each subcarrier after synthesis matches the frequency of each subcarrier of the data signal. Thereby, the frequency of each subcarrier after synthesis matches the frequency of each subcarrier of the data signal. Thereby, the frequency response of each subcarrier used for a data signal can be estimated more accurately by the frequency response of each subcarrier after combining. Also, the frequency response corresponding to the first signal and the frequency response corresponding to the second signal can be calculated separately at different times. Therefore, the frequency response of each subcarrier used for the data signal can be accurately estimated even in a guard time shorter than the communication frame used for data transmission / reception. Therefore, the accuracy of calibration between the
[キャリブレーション処理]
図7は、キャリブレーション処理の一例を示すフローチャートである。基地局10は、例えば上りリンクと下りリンクの切り替えのために設けられるガード時間において、本フローチャートに示す処理を実行する。
[Calibration process]
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the calibration process. The
まず、係数算出部223の算出部2232は、アンテナ41を1つ選択する(S100)。そして、算出部2232は、選択されたアンテナ41に対応するカプラ42から出力されるフィードバック信号が選択されるように、セレクタ43を制御する。また、算出部2232は、周波数シフト部221からのキャリブレーション信号がFIRフィルタ23へ出力されるように、選択されたアンテナ41に対応するセレクタ220を制御する。また、算出部2232は、各FIRフィルタ23に、入力信号がそのまま出力される設定値を設定する。また、算出部2232は、シフト量として0を周波数シフト部221および周波数シフト部2233に指示する。
First, the
次に、信号生成部222は、キャリブレーション信号を生成する(S101)。周波数シフト部221は、信号生成部222によって生成されたキャリブレーション信号に含まれる各サブキャリアの周波数をシフトさせることなく第1の信号としてそれぞれのセレクタ220へ出力する。第1の信号は、ステップS100で選択されたアンテナ41に対応するセレクタ220からFIRフィルタ23を介してアナログ回路30へ送信される(S102)。
Next, the
第1の信号は、ステップS100で選択されたアンテナ41に対応するアナログ回路30の送信ブロックを経由し、フィードバック信号としてカプラ42へ出力される。そして、フィードバック信号は、セレクタ43、アンプ44、ダウンコンバータ45、およびADC46を介して、係数算出部223の周波数シフト部2233へフィードバックされる。周波数シフト部2233は、第1の信号に対応するフィードバック信号を受信する(S103)。そして、周波数シフト部2233は、各サブキャリアの周波数をシフトすることなく、第1の信号に対応するフィードバック信号を2232へ出力する。
The first signal is output to the
次に、算出部2232は、第1の信号に対応するフィードバック信号を復調する。そして、算出部2232は、復調されたフィードバック信号に基づいて、ステップS100で選択されたアンテナ41に対応するアナログ回路30の周波数応答を算出する(S104)。そして、算出部2232は、サブキャリア毎に算出された周波数応答を合成部2231へ出力する。
Next, the
次に、算出部2232は、シフト量として+Δfを周波数シフト部221に指示し、シフト量として−Δfを周波数シフト部2233に指示する。周波数シフト部221は、信号生成部222によって生成されたキャリブレーション信号の各サブキャリアの周波数を+Δf分シフトすることにより第2の信号を生成し、生成された第2の信号を各セレクタ220へ出力する。第2の信号は、選択されたアンテナ41に対応するセレクタ220からFIRフィルタ23を介してアナログ回路30へ送信される(S105)。
Next, the
第2の信号は、選択されたアンテナ41に対応するアナログ回路30の送信ブロックを経由し、フィードバック信号としてカプラ42へ出力される。そして、フィードバック信号は、セレクタ43、アンプ44、ダウンコンバータ45、およびADC46を介して、周波数シフト部2233へフィードバックされる。周波数シフト部2233は、第2の信号に対応するフィードバック信号を受信する(S106)。そして、周波数シフト部2233は、第2の信号に対応するフィードバック信号の各サブキャリアの周波数を−Δf分シフトさせる(S107)。そして、周波数シフト部2233は、周波数シフト後のフィードバック信号を算出部2232へ出力する。
The second signal passes through the transmission block of the
次に、算出部2232は、第2の信号に対応するフィードバック信号を復調する。そして、算出部2232は、復調されたフィードバック信号に基づいて、ステップS100で選択されたアンテナ41に対応するアナログ回路30の周波数応答を算出する(S108)。そして、算出部2232は、サブキャリア毎に算出された周波数応答を合成部2231へ出力する。
Next, the
次に、合成部2231は、第2の信号に対応するフィードバック信号の各サブキャリアの周波数応答を、+Δf分シフトさせる。そして、合成部2231は、第1の信号に対応するフィードバック信号から特定された各サブキャリアの周波数応答と、第2の信号に対応するフィードバック信号から特定された各サブキャリアの周波数応答とを合成する(S109)。そして、合成部2231は、合成後の周波数応答を調整処理部2230へ出力する。
Next, combining
調整処理部2230は、合成部2231によって合成された周波数応答に基づいて、ステップS100で選択されたアンテナ41に対応するFIRフィルタ23に設定される係数を算出する(S110)。
Based on the frequency response synthesized by the
次に、算出部2232は、全てのアンテナ41を選択したか否かを判定する(S111)。未選択のアンテナ41がある場合(S111:No)、算出部2232は、再びステップS100に示した処理を実行する。一方、全てのアンテナ41が選択された場合(S111:Yes)、調整処理部2230は、ステップS110でFIRフィルタ23毎に算出された係数を、対応するFIRフィルタ23に設定する(S112)。そして、基地局10は、本フローチャートに示したキャリブレーション処理を終了する。
Next, the
なお、基地局10は、例えばガード時間において上記したフローチャートに示す処理を実行するが、開示の技術はこれに限られない。例えば、基地局10は、第1の信号の送信および第2の信号の送信を、別々のタイミングのガード時間において実行し、周波数応答の算出、周波数応答の合成、および係数の算出等の処理を、ガード時間以外の時間において実行してもよい。これにより、基地局10の処理負荷を低減することができる。
In addition, although the
[実施例1の効果]
上記説明から明らかなように、本実施例の基地局10は、複数のアンテナ41と、アンテナ41毎に設けられた複数のアナログ回路30と、信号生成部222と、周波数シフト部221と、係数算出部223とを有する。信号生成部222は、データ信号に含まれる複数のサブキャリアよりも周波数間隔が広い複数のサブキャリアを含む第1の信号を生成する。周波数シフト部221は、第1の信号を所定の周波数分、周波数シフトさせた第2の信号を生成する。係数算出部223は、アンテナ41毎に、当該アンテナ41に対応するアナログ回路30に入力され、当該アナログ回路30を経由した第1の信号および第2の信号のそれぞれを用いて、それぞれのアンテナ41から出力される信号の周波数応答を調整する。これにより、本実施例の基地局10は、アンテナ41間のキャリブレーションの精度を向上させることができる。
[Effect of Example 1]
As is clear from the above description, the
また、上記した実施例において、係数算出部223は、調整処理部2230と、合成部2231と、算出部2232と、周波数シフト部2233とを有する。周波数シフト部2233は、アナログ回路30を経由した第2の信号に対して、周波数シフト部221によって実行された周波数シフトとは逆の周波数シフトを実行する。算出部2232は、アンテナ41毎に、周波数シフト部2233によって逆の周波数シフトが実行された第2の信号に用いられるそれぞれのサブキャリアの周波数応答を算出する。合成部2231は、アンテナ41毎に、算出部2232によって算出されたそれぞれの周波数応答に対応するサブキャリアに対して周波数シフト部221と同一の周波数シフトを施す。そして、合成部2231は、周波数シフト後のそれぞれのサブキャリアの周波数応答と、アナログ回路30を経由した第1の信号に用いられるそれぞれのサブキャリアの周波数応答と合成する。調整処理部2230は、アンテナ41毎に合成部2231によって合成されたサブキャリア毎の周波数応答に基づいて、それぞれのアンテナ41から出力される信号の周波数応答を調整する。これにより、本実施例の基地局10は、アンテナ41間のキャリブレーションの精度を向上させることができる。
In the above-described embodiment, the
また、上記した実施例において、第1の信号を周波数シフトさせる所定の周波数は、第1の信号に用いられる複数のサブキャリアの周波数間隔よりも小さい。これにより、第1の信号を用いて特定された周波数応答と、第2の信号を用いて特定された周波数応答とが合成された周波数応答では、第1の信号を用いて特定された周波数応答よりも高い精度でアナログ回路30の周波数応答を特定することができる。これにより、本実施例の基地局10は、アンテナ41間のキャリブレーションの精度を向上させることができる。
In the embodiment described above, the predetermined frequency for shifting the frequency of the first signal is smaller than the frequency interval of the plurality of subcarriers used for the first signal. Thus, in the frequency response obtained by combining the frequency response specified using the first signal and the frequency response specified using the second signal, the frequency response specified using the first signal is used. The frequency response of the
また、上記した実施例において、第1の信号に用いられる複数のサブキャリアの周波数間隔は、データ信号に用いられる複数のサブキャリアの周波数間隔の2倍である。また、第1の信号を周波数シフトさせる所定の周波数は、第1の信号に用いられる複数のサブキャリアの周波数間隔の1/2である。これにより、第1の信号を用いて特定された周波数応答と、第2の信号を用いて特定された周波数応答とが合成された周波数応答は、データ信号に用いられる複数のサブキャリアにおける周波数応答に近い値となる。これにより、本実施例の基地局10は、アンテナ41間のキャリブレーションの精度を向上させることができる。
In the above-described embodiment, the frequency interval between the plurality of subcarriers used for the first signal is twice the frequency interval between the plurality of subcarriers used for the data signal. The predetermined frequency for shifting the frequency of the first signal is ½ of the frequency interval of the plurality of subcarriers used for the first signal. Thus, the frequency response obtained by combining the frequency response specified using the first signal and the frequency response specified using the second signal is a frequency response in a plurality of subcarriers used for the data signal. A value close to. Thereby, the
FIRフィルタ23は、データ信号の帯域内において所望の通過特性を有し、当該帯域外においては不要な信号が発生しないように遮断領域を有する。そのため、各FIRフィルタ23の周波数応答C(f)は、例えば図8(a)に示すように、データ信号の帯域ΔfD内において所望の通過特性を有し、帯域ΔfDの外側においては急激に減衰するような矩形状の周波数応答となる。図8は、FIRフィルタ23の周波数応答C(f)の一例を説明する図である。
The
図8(a)に示したFIRフィルタ23の周波数応答C(f)を時間領域におけるFIRフィルタ23の時間応答c(t)に置き換えると、例えば図8(b)に示すような分布となる。FIRフィルタ23の周波数応答C(f)が矩形状であると、多くの高周波成分が含まれるため、FIRフィルタ23の時間応答c(t)はsinc関数のように変動し、FIRフィルタ23のタップ数が多くなる。この場合、例えば図8(b)の破線で囲まれる範囲内の時間応答c(t)を表現するタップ数(例えば32個)では、図8(a)に示す矩形状の周波数応答C(f)を再現することは難しい。
When the frequency response C (f) of the
これに対して、例えば図9(a)に示すように、データ信号の帯域ΔfDの外側において、周波数応答C(f)が緩やかに減衰するスムージング処理が行われた場合、FIRフィルタ23の周波数応答C(f)に含まれる高周波成分が減少する。図9は、スムージング処理の一例を説明する図である。図9(a)の例では、データ信号の帯域ΔfDの外側において、Δf1の周波数範囲において周波数応答C(f)が緩やかに0まで減衰する。これにより、FIRフィルタ23の時間応答c(t)は、例えば図9(b)に示すように、所定範囲内の時間に集中することになる。そのため、例えば図9(b)の破線で囲まれる範囲内の時間応答c(t)を表現するタップ数(例えば32個)を用いた場合でも、図9(a)に示したスムージング処理後の周波数応答C(f)を再現することが可能となる。これにより、FIRフィルタ23のタップ数を削減することができ、FIRフィルタ23の回路規模を削減することができる。
On the other hand, for example, as shown in FIG. 9A, when the smoothing process in which the frequency response C (f) attenuates gently is performed outside the band Δf D of the data signal, the frequency of the
本実施例2では、係数算出部223内の調整処理部2230が、合成部2231によって合成された各サブキャリアの周波数応答に基づいてFIRフィルタ23に設定される係数を算出する。その際、調整処理部2230は、例えば図9(a)に示すように、データ信号の帯域ΔfDの外側において、周波数応答が緩やかに0まで減衰するようにスムージング処理を行い、スムージング処理後の周波数応答に基づいて、FIRフィルタ23の係数を算出する。
In the second embodiment, the
ここで、例えば図10(a)に示すような周波数f1〜fmのサブキャリアを有する第1の信号のみを用いてアナログ回路30の周波数応答を算出する場合、例えば図10(b)に示すように、各サブキャリアにおいてアナログ回路30の周波数応答が算出される。図10は、比較例におけるスムージング処理の一例を示す図である。隣接するサブキャリアの間の周波数応答は、隣接するサブキャリアの周波数応答を補間することにより、ある程度近似することができる。しかし、例えば図10に示すように、周波数f1より低い周波数および周波数fmより高い周波数における周波数応答は、補間することが難しい。さらに、周波数f1より低い周波数および周波数fmより高い周波数における周波数応答がスムージングされた場合、例えば図10(b)の点線で囲まれた領域の周波数応答のように、データ信号の帯域ΔfDの境界付近で周波数応答の精度が劣化する。
Here, for example, when the frequency response of the
これに対し、本実施例の基地局10では、例えば図11(a)に示すように、第1の信号と、所定の周波数Δf(例えばΔfsd)シフトした第2の信号とを用いて、アナログ回路30の周波数応答が算出される。図11は、実施例2におけるスムージング処理の一例を示す図である。図11において、周波数f1〜fmは第1の信号における各サブキャリアの周波数を示し、周波数f1’〜fm’は第2の信号における各サブキャリアの周波数を示す。これにより、例えば図11(b)に示すように、周波数f1より低い周波数および周波数fm’より高い周波数における周波数応答がスムージングされた場合でも、データ信号の帯域ΔfDの境界付近での周波数応答の精度を高く保つことができる。
On the other hand, in the
[実施例2の効果]
上記説明から明らかなように、本実施例の基地局10は、第1の信号を用いてアナログ回路30の周波数応答を算出し、第2の信号を用いてアナログ回路30の周波数応答を算出する。そして、基地局10は、第2の信号を用いて算出された周波数応答を+Δfシフトさせ、第1の信号を用いて算出された周波数応答と合成する。そして、基地局10は、合成された周波数応答に基づいてFIRフィルタ23に設定される係数を算出する。その際、基地局10は、データ信号の帯域外の成分が緩やかに減衰する周波数応答となるように、FIRフィルタ23の係数を算出する。これにより、本実施例の基地局10は、アンテナ41間のキャリブレーションの精度を高く保ちつつ、FIRフィルタ23のタップ数を削減することができる。
[Effect of Example 2]
As is clear from the above description, the
実施例1では、送信ブロックのキャリブレーションについて説明した。本実施例3では、受信ブロックのキャリブレーションについて説明する。図12は、実施例3における基地局10の一例を示すブロック図である。なお、以下に説明する点を除き、図12において、図1と同一の符号を付したブロックは、図1に示したブロックと同一または同様の機能を有するため、説明を省略する。
In the first embodiment, transmission block calibration has been described. In the third embodiment, calibration of a reception block will be described. FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of the
基地局10は、デジタル処理部20、複数のアナログ回路30−1〜30−n、複数のアンテナ41−1〜41−n、セレクタ47、および複数のセレクタ48−1〜48−nを有する。なお、以下では、複数のセレクタ48−1〜48−nのそれぞれを区別することなく総称する場合に単にセレクタ48と記載する。
The
本実施例の基地局10では、1つのアンテナ41に対応付けて、1つのアナログ回路30、および1つのセレクタ48が設けられている。それぞれのセレクタ48は、対応するアンテナ41と対応するアナログ回路30との接続と、セレクタ47と対応するアナログ回路30との接続とを切り換える。
In the
それぞれのアナログ回路30は、DAC31、アップコンバータ32、PA33、サーキュレータ34、BPF35、LNA(Low Noise Amplifier)36、ダウンコンバータ37、およびADC38を有する。以下では、LNA36、ダウンコンバータ37、およびADC38を受信ブロックと呼ぶ。なお、複数のアナログ回路30の中の1つ(図12の例ではアナログ回路30−1)には、セレクタ39が設けられている。
Each
LNA36は、サーキュレータ34から出力された信号を増幅する。ダウンコンバータ37は、LNA36によって増幅された信号に対して、直交検波およびダウンコンバート等の処理を施す。ADC38は、ダウンコンバータ37によって直交検波等が行われた信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してデジタル処理部20へ出力する。
The
デジタル処理部20は、BB処理部21、キャリブレーション部22、FIRフィルタ23、および複数のFIRフィルタ24−1〜24−nを有する。キャリブレーション部22は、セレクタ220、周波数シフト部221、信号生成部222、係数算出部223、複数のセレクタ225−1〜225−n、およびセレクタ226を有する。なお、以下では、複数のFIRフィルタ24−1〜24−nのそれぞれを区別することなく総称する場合に、単にFIRフィルタ24と記載し、複数のセレクタ225−1〜225−nのそれぞれを区別することなく総称する場合に、単にセレクタ225と記載する。それぞれのFIRフィルタ24およびそれぞれのセレクタ225は、それぞれのアンテナ41に対応付けて、1つずつ設けられている。
The
それぞれのFIRフィルタ24は、対応するアナログ回路30から出力された信号(受信信号またはキャリブレーション信号)を、係数算出部223によって設定された係数に基づいてフィルタリングする。そして、それぞれのFIRフィルタ24は、フィルタリング後の信号を、対応するセレクタ225へ出力する。それぞれのセレクタ225は、対応するFIRフィルタ24から出力された信号をBB処理部21またはセレクタ226へ出力する。セレクタ226は、複数のセレクタ225のいずれかから出力された信号を係数算出部223へ出力する。
Each
係数算出部223は、アンテナ41毎に、当該アンテナ41に対応するアナログ回路30の受信ブロックに入力され、当該アナログ回路30を経由した第1の信号および第2の信号をそれぞれ用いて、各アンテナ41を介して受信される信号の周波数応答を調整する。具体的には、係数算出部223は、アンテナ41を1つずつ選択し、選択されたアンテナ41に対応するアナログ回路30の受信ブロックに第1の信号を入力し、当該アナログ回路30を経由したフィードバック信号に基づいて周波数応答を算出する。また、係数算出部223は、選択されたアンテナ41に対応するアナログ回路30の受信ブロックに第2の信号を入力し、当該アナログ回路30を経由したフィードバック信号に基づいて周波数応答を測定する。そして、係数算出部223は、第1の信号のフィードバック信号から算出された周波数応答と、第2の信号のフィードバック信号から算出された周波数応答とを用いて、選択されたアンテナ41に対応するFIRフィルタ24に設定される係数を算出する。そして、係数算出部223は、算出された係数をFIRフィルタ24に設定する。
For each
係数算出部223は、例えば図3に示したように、調整処理部2230、合成部2231、算出部2232、および周波数シフト部2233を有する。算出部2232は、アナログ回路30−1内のPA33から出力された信号がセレクタ47へ出力されるようにセレクタ39を制御する。また、算出部2232は、アンテナ41を1つ選択し、選択されたアンテナ41に対応するセレクタ48にアナログ回路30−1内のPA33から出力された信号が入力されるように、セレクタ47および対応するセレクタ48を制御する。また、算出部2232は、周波数シフト部221からのキャリブレーション信号がFIRフィルタ23へ出力されるようにセレクタ220を制御する。また、算出部2232は、FIRフィルタ23および各FIRフィルタ24に、入力信号がそのまま出力される設定値を設定する。また、算出部2232は、FIRフィルタ24から出力された信号がセレクタ226へ出力されるように、選択されたアンテナ41に対応するセレクタ225を制御する。また、算出部2232は、選択されたアンテナ41に対応するセレクタ225からの出力が係数算出部223へ出力されるように、セレクタ226を制御する。
For example, as illustrated in FIG. 3, the
そして、算出部2232は、シフト量として0を周波数シフト部221および周波数シフト部2233に指示する。これにより、信号生成部222によって生成されたキャリブレーション信号は、第1の信号としてセレクタ220へ出力され、FIRフィルタ23を介してアナログ回路30−1へ出力される。
Then, the
そして、第1の信号は、アナログ回路30−1内のセレクタ39およびセレクタ47を介して、選択されたアンテナ41に対応するセレクタ48へ入力される。選択されたアンテナ41に対応するセレクタ48へ入力された第1の信号は、対応するアナログ回路30の受信ブロックを経由し、フィードバック信号としてデジタル処理部20へ出力される。フィードバック信号は、選択されたアンテナ41に対応するFIRフィルタ24およびセレクタ225を経由してセレクタ226へ出力され、セレクタ226を介して係数算出部223へ出力される。算出部2232からシフト量として0が指示されているため、周波数シフト部2233は、各サブキャリアの周波数をシフトすることなく、フィードバック信号を算出部2232へ出力する。
Then, the first signal is input to the
算出部2232は、第1の信号に対応するフィードバック信号を復調する。そして、算出部2232は、復調されたフィードバック信号の各サブキャリアにおける振幅および位相を、信号生成部222によって生成されたキャリブレーション信号の各サブキャリアにおける振幅および位相と比較することにより、周波数応答を算出する。そして、算出部2232は、算出した周波数応答を合成部2231へ出力する。
The
次に、算出部2232は、シフト量として+Δfを周波数シフト部221に指示し、シフト量として−Δfを周波数シフト部2233に指示する。これにより、信号生成部222によって生成されたキャリブレーション信号は、各サブキャリアの周波数が+Δf分シフトされた第2の信号としてセレクタ220へ出力され、FIRフィルタ23を介してアナログ回路30へ出力される。
Next, the
そして、第2の信号は、アナログ回路30−1内のセレクタ39およびセレクタ47を介して、選択されたアンテナ41に対応するセレクタ48へ入力される。選択されたアンテナ41に対応するセレクタ48へ入力された第2の信号は、対応するアナログ回路30の受信ブロックを経由し、フィードバック信号としてデジタル処理部20へ出力される。フィードバック信号は、選択されたアンテナ41に対応するFIRフィルタ24およびセレクタ225を経由してセレクタ226へ出力され、セレクタ226を介して係数算出部223へ出力される。算出部2232からシフト量として−Δfが指示されているため、周波数シフト部2233は、第2の信号に対応するフィードバック信号の各サブキャリアの周波数を−Δf分シフトさせ、周波数シフト後のフィードバック信号を算出部2232へ出力する。
Then, the second signal is input to the
そして、算出部2232は、第2の信号に対応するフィードバック信号を復調する。そして、算出部2232は、復調されたフィードバック信号の各サブキャリアにおける振幅および位相を、信号生成部222によって生成されたキャリブレーション信号の各サブキャリアにおける振幅および位相と比較することにより、周波数応答を算出する。そして、算出部2232は、算出した周波数応答を合成部2231へ出力する。
Then, the
合成部2231は、第1の信号に対応するフィードバック信号から算出されたサブキャリア毎の周波数応答と、第2の信号に対応するフィードバック信号から算出されたサブキャリア毎の周波数応答とを算出部2232から取得する。そして、合成部2231は、例えば図6を参照して説明したように、取得されたサブキャリア毎の周波数応答を合成する。合成部2231は、合成された周波数応答を調整処理部2230へ出力する。
The combining
調整処理部2230は、合成部2231によって生成された周波数応答を用いて、選択されたアンテナ41に対応するFIRフィルタ24に設定される係数を算出する。調整処理部2230は、合成された周波数応答が、データ信号の周波数帯域において、例えばフラットになるように、FIRフィルタ24に設定される各係数を算出する。そして、調整処理部2230は、算出された係数をFIRフィルタ24に設定する。
The
[実施例3の効果]
上記説明から明らかなように、本実施例の基地局10は、第1の信号を用いてアナログ回路30の受信ブロックの周波数応答を算出し、第2の信号を用いてアナログ回路30の受信ブロックの周波数応答を算出する。そして、基地局10は、第2の信号を用いて算出された周波数応答を+Δfシフトさせ、第1の信号を用いて算出された周波数応答と合成する。そして、基地局10は、合成された周波数応答に基づいてFIRフィルタ24に設定される係数を算出する。これにより、本実施例の基地局10は、受信ブロックにおけるアンテナ41間のキャリブレーションの精度を向上させることができる。
[Effect of Example 3]
As is apparent from the above description, the
なお、本実施例においても、実施例2と同様に、FIRフィルタ24に設定される係数を算出する際に、データ信号の帯域外の成分が緩やかに減衰する周波数応答となるように、FIRフィルタ24の係数を算出してもよい。
Also in the present embodiment, as in the second embodiment, when calculating the coefficient set in the
[ハードウェア]
上記した実施例1から3における基地局10は、例えば図13に示すようなハードウェアにより実現される。図13は、基地局10のハードウェアの一例を示す図である。基地局10は、インターフェイス回路11、メモリ12、プロセッサ13、フィードバック回路14、バイパス回路15、複数の無線回路16−1〜16−n、および複数のアンテナ41−1〜41−nを有する。なお、以下では、複数の無線回路16−1〜16−nのそれぞれを区別することなく総称する場合に単に無線回路16と記載する。
[hardware]
The
インターフェイス回路11は、コアネットワークとの間で有線通信を行うためのインターフェイスである。それぞれの無線回路16にはアナログ回路30が含まれている。また、1つの無線回路16は、1つのアンテナ41に対応して設けられている。それぞれの無線回路16は、プロセッサ13から出力された信号にアップコンバート等の処理を施し、処理後の信号を対応するアンテナ41を介して送信する。それぞれの無線回路16は、対応するアンテナ41を介して受信された信号ダウンコンバート等の処理を施し、処理後の信号をプロセッサ13へ出力する。それぞれの無線回路16には、例えば、アナログ回路30、カプラ42、およびセレクタ48が含まれる。また、無線回路16−1には、例えば、セレクタ39が含まれる。
The interface circuit 11 is an interface for performing wired communication with the core network. Each
フィードバック回路14は、各無線回路16から出力された信号をプロセッサ13へフィードバックする。フィードバック回路14には、例えばセレクタ43、アンプ44、ダウンコンバータ45、およびADC46が含まれる。バイパス回路15は、無線回路16−1から出力された信号を、いずれかの無線回路16内のセレクタ48へ入力する。バイパス回路15は、例えばセレクタ47である。
The feedback circuit 14 feeds back the signal output from each
メモリ12には、例えばデジタル処理部20の機能を実現するための各種プログラムやデータ等が格納される。プロセッサ13は、メモリ12から読み出したプログラム等を実行することにより、例えばデジタル処理部20の各機能を実現する。
The
なお、メモリ12内のプログラムやデータ等は、必ずしも全てが最初からメモリ12内に記憶されていなくてもよい。例えば、基地局10に挿入されるメモリカードなどの可搬型記録媒体にプログラムやデータ等が記憶され、基地局10がこのような可搬型記録媒体からプログラムやデータ等を適宜取得して実行するようにしてもよい。また、プログラムやデータ等を記憶させた他のコンピュータまたはサーバ装置などから、無線通信回線、公衆回線、インターネット、LAN、WANなどを介して、基地局10がプログラムを適宜取得して実行するようにしてもよい。
Note that not all programs, data, and the like in the
<その他>
なお、開示の技術は、上記した各実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
<Others>
The disclosed technology is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the gist.
例えば、上記した各実施例では、デジタル処理部20内にキャリブレーション部22が設けられるが、開示の技術はこれに限られず、キャリブレーション部22は、デジタル処理部20の外部に設けられたキャリブレーション装置として実現されてもよい。この場合、BB処理部21から出力された信号は、デジタル処理部20の外部に設けられたキャリブレーション装置を経由して各FIRフィルタ23へ出力される。また、各FIRフィルタ24から出力された信号は、デジタル処理部20の外部に設けられたキャリブレーション装置を経由してBB処理部21へ出力される。
For example, in each of the embodiments described above, the
また、上記した各実施例において、周波数シフト部221は、信号生成部222によって生成されたキャリブレーション信号の各サブキャリアの周波数を+Δf分シフトすることにより第2の信号を生成するが、開示の技術はこれに限られない。周波数シフト部221は、信号生成部222によって生成されたキャリブレーション信号の各サブキャリアの周波数を−Δf分シフトすることにより第2の信号を生成してもよい。ただし、この場合、周波数シフト部2233は、第2の信号に対応するフィードバック信号の各サブキャリアの周波数を+Δf分シフトさせ、周波数シフト後のフィードバック信号を算出部2232へ出力する。
Further, in each of the above-described embodiments, the
また、上記した各実施例において、基地局10が有するそれぞれの処理ブロックは、実施例における基地局10の理解を容易にするために、主な処理内容に応じて機能別に区分したものである。そのため、処理ブロックの区分方法やその名称によって、開示の技術が制限されることはない。また、上記した各実施例における基地局10が有する各処理ブロックは、処理内容に応じてさらに多くの処理ブロックに細分化することもできるし、複数の処理ブロックを1つの処理ブロックに統合することもできる。また、上記した各実施例において、各処理ブロックによって実行される処理は、ソフトウェアによって実現されるが、少なくとも一部の処理はASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の専用のハードウェアにより実現されてもよい。
In each of the above-described embodiments, each processing block of the
10 基地局
11 インターフェイス回路
12 メモリ
13 プロセッサ
14 フィードバック回路
15 バイパス回路
16 無線回路
20 デジタル処理部
21 BB処理部
22 キャリブレーション部
220 セレクタ
221 周波数シフト部
222 信号生成部
223 係数算出部
2230 調整処理部
2231 合成部
2232 算出部
2233 周波数シフト部
225 セレクタ
226 セレクタ
23 FIRフィルタ
24 FIRフィルタ
30 アナログ回路
31 DAC
32 アップコンバータ
33 PA
34 サーキュレータ
35 BPF
36 LNA
37 ダウンコンバータ
38 ADC
39 セレクタ
41 アンテナ
42 カプラ
43 セレクタ
44 アンプ
45 ダウンコンバータ
46 ADC
47 セレクタ
48 セレクタ
50 周波数特性
51 周波数応答
10 base station 11
32
34
36 LNA
37
39
47
Claims (6)
データ信号に用いられる複数のサブキャリアよりも周波数間隔が広い複数のサブキャリアを用いる第1の信号を生成する第1の生成部と、
前記第1の信号を所定の周波数分、周波数シフトさせた第2の信号を生成する第2の生成部と、
前記アンテナ毎に、前記アンテナに対応する前記アナログ回路に入力され、前記アナログ回路を経由した前記第1の信号および前記第2の信号のそれぞれを用いて、それぞれの前記アンテナから出力される信号の周波数応答を調整する調整部と
を有することを特徴とする基地局。 In a base station having a plurality of antennas and a plurality of analog circuits provided corresponding to the respective antennas,
A first generator that generates a first signal using a plurality of subcarriers having a frequency interval wider than that of the plurality of subcarriers used for the data signal;
A second generator for generating a second signal obtained by shifting the first signal by a predetermined frequency;
For each of the antennas, a signal that is input to the analog circuit corresponding to the antenna and that is output from the antenna using the first signal and the second signal that pass through the analog circuit. A base station that adjusts a frequency response.
前記アナログ回路を経由した前記第2の信号に対して、前記第2の生成部によって実行された周波数シフトとは逆の周波数シフトを実行する周波数シフト部と、
前記アンテナ毎に、前記周波数シフト部によって前記逆の周波数シフトが実行された前記第2の信号に用いられるそれぞれのサブキャリアの周波数応答を算出する算出部と、
前記アンテナ毎に、前記算出部によって算出されたそれぞれの周波数応答に対応するサブキャリアに対して前記第2の生成部と同一の周波数シフトを施し、周波数シフト後のそれぞれのサブキャリアの周波数応答と、前記アナログ回路を経由した前記第1の信号に用いられるそれぞれのサブキャリアの周波数応答とを合成する合成部と、
前記アンテナ毎に前記合成部によって合成されたサブキャリア毎の周波数応答に基づいて、それぞれの前記アンテナから出力される信号の周波数応答を調整する調整処理部と
を有することを特徴とする請求項1に記載の基地局。 The adjustment unit is
A frequency shift unit that performs a frequency shift opposite to the frequency shift performed by the second generation unit on the second signal that has passed through the analog circuit;
For each antenna, a calculation unit that calculates a frequency response of each subcarrier used for the second signal that has been subjected to the reverse frequency shift by the frequency shift unit;
For each antenna, subcarriers corresponding to the respective frequency responses calculated by the calculation unit are subjected to the same frequency shift as the second generation unit, and the frequency responses of the respective subcarriers after the frequency shift A combining unit that combines the frequency response of each subcarrier used for the first signal via the analog circuit;
2. An adjustment processing unit that adjusts a frequency response of a signal output from each antenna based on a frequency response for each subcarrier combined by the combining unit for each antenna. Base station described in.
前記所定の周波数は、前記第1の信号に用いられる複数のサブキャリアの周波数間隔の1/2であることを特徴とする請求項3に記載の基地局。 The frequency interval of the plurality of subcarriers used for the first signal is twice the frequency interval of the plurality of subcarriers used for the data signal,
The base station according to claim 3, wherein the predetermined frequency is ½ of a frequency interval of a plurality of subcarriers used for the first signal.
データ信号に用いられる複数のサブキャリアよりも周波数間隔が広い複数のサブキャリアを用いる第1の信号を生成し、
前記第1の信号を所定の周波数分、周波数シフトさせた第2の信号を生成し、
前記アンテナ毎に、前記アンテナに対応する前記アナログ回路に入力され、前記アナログ回路を経由した前記第1の信号および前記第2の信号のそれぞれを用いて、それぞれの前記アンテナから出力される信号の周波数応答を調整する
処理を実行することを特徴とするキャリブレーション方法。 A base station having a plurality of antennas and a plurality of analog circuits provided corresponding to the respective antennas,
Generating a first signal using a plurality of subcarriers having a frequency interval wider than the plurality of subcarriers used for the data signal;
Generating a second signal obtained by frequency-shifting the first signal by a predetermined frequency;
For each of the antennas, a signal that is input to the analog circuit corresponding to the antenna and that is output from the antenna using the first signal and the second signal that pass through the analog circuit. A calibration method characterized by executing a process for adjusting a frequency response.
データ信号に用いられる複数のサブキャリアよりも周波数間隔が広い複数のサブキャリアを用いる第1の信号を生成する第1の生成部と、
前記第1の信号を所定の周波数分、周波数シフトさせた第2の信号を生成する第2の生成部と、
前記アンテナ毎に、前記アンテナに対応する前記アナログ回路に入力され、前記アナログ回路を経由した前記第1の信号および前記第2の信号のそれぞれを用いて、それぞれの前記アンテナから出力される信号の周波数応答を調整する調整部と
を有することを特徴とするキャリブレーション装置。 In a calibration apparatus provided in a base station having a plurality of antennas and a plurality of analog circuits provided corresponding to the respective antennas,
A first generator that generates a first signal using a plurality of subcarriers having a frequency interval wider than that of the plurality of subcarriers used for the data signal;
A second generator for generating a second signal obtained by shifting the first signal by a predetermined frequency;
For each of the antennas, a signal that is input to the analog circuit corresponding to the antenna and that is output from the antenna using the first signal and the second signal that pass through the analog circuit. A calibration device comprising: an adjustment unit that adjusts a frequency response.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017153356A JP2019033387A (en) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | Base station, calibration method and calibration apparatus |
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| JP (1) | JP2019033387A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025032684A1 (en) * | 2023-08-07 | 2025-02-13 | 三菱電機株式会社 | Frequency characteristic estimation device, control circuit, storage medium, and frequency characteristic estimation method |
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2017
- 2017-08-08 JP JP2017153356A patent/JP2019033387A/en active Pending
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