CN1452818B - 校准装置、自适应天线阵装置、校准方法、程序记录媒体 - Google Patents

Abstract

在使从天线1发送所需信号，从天线2发送干扰信号的同时，计算用于由天线3及天线4除去干扰信号天线阵接收所需信号的权向量，利用计算出的权向量使天线3及天线4天线阵发送信号，使此时天线4的发送信号相位量及振幅量改变，把基于天线2的接收信号电平达到最小的相位量及振幅量作为校正值求出。

Description

校准装置、自适应天线阵装置、校准方法、程序记录媒体

技术领域

本发明涉及在进行无线通信的自适应天线阵装置中测定多个无线系统中的发送系统与接收系统之间的特性差的校准装置、自适应天线阵装置、校准方法及存储计算机可读取的程序的程序记录媒体、程序。

背景技术

近年来随着PHS、便携电话等移动站的增加，针对频率资源的有效利用的社会要求也在提高。与这种要求对应的一种通信方式是空间多路方式。

所谓空间多路方式，是一种通过利用自适应天线阵装置对多个移动站形成互不相同的方向性方向图(称为天线阵方向图)，在相同频率下同时对多个移动站的收发信号进行多路处理并实施通信的方式。

自适应天线阵装置是配有多个由天线、发送单元、接收单元组成的无线单元，通过调整在各无线单元内被输入输出的接收信号及发送信号的振幅及相位，作为天线整体形成方向性方向图(被称为天线阵方向图)的装置。天线阵方向图通过利用用于调整振幅及相位的权系数(也称为权向量)对在各无线单元内被输入输出的接收信号及发送信号加权被形成。权向量的计算通过自适应天线阵装置内的DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)被实施。

在便携电话系统中采用自适应天线阵的场合下，由于在便携电话机侧存在大小、天线数等物理限制，因而在便携电话机侧不控制方向性方向图，在无线基站侧在信号接收与发送两种情况下形成方向性方向图。即，在无线基站中，在信号发送时也形成与在信号接收时被最佳形成的天线阵方向图相同的天线阵方向图。

然而，即使在信号发送时使用在信号接收时计算出的权向量，在发送及接收时实际上也不一定能形成相同的天线阵方向图。这是因为各无线单元内的发送单元与接收单元的传送特性不同。发送单元与接收单元的传送特性之所以不同，是因为在物理上是不同的电路，有内在的电路元件特性偏差等。电路元件的特性偏差，尤其在接收单元内的LNA(低噪声放大器)及发送单元内的HPA(高功率放大器)等中，由个体差及使用环境下的温度变化等引起。由于这些起因，在发送单元与接收单元中信号通过时所发生的相位转动量及振幅变动量等传送特性将不同。

接收单元与发送单元的传送特性的差异在接收时及发送时对天线阵方向图的误差有直接影响。因此，有必要求出发送单元与接收单元的传送特性差，实施旨在补偿该传送特性差的校准。比如，在特开平11-312917号“天线阵装置”中，介绍了校准方法等。

这种天线阵装置的构成配有以下附加装置：校准用所需信号发生单元；校准用干扰信号发生单元；控制校准用干扰信号功率的功率控制单元；将校准用所需信号与其功率被控制的校准用干扰信号合成的合成单元；把合成信号分配给各天线的分配单元，以对接收系统的传送特性进行补偿。

然而根据以往的技术，存在一个有必要在自适应天线阵装置内配备用于测定各无线单元内发送电路与接收电路的传送特性差的上述附加装置，电路规模增大的问题。换言之，由于必须配备在正常的通信中不需要的校准用电路，因而存在一个电路规模增大的问题。

发明内容

本发明鉴于上述课题，其目的是提供在测定对象的装置内不设置附加装置而实施校准的校准装置、自适应天线阵装置、校准方法、程序记录媒体及程序。

为达到上述目的，本发明的校准装置是一种把为形成天线阵方向图进行无线通信而具有包含由发送单元和接收单元及天线组成的第一、第二无线单元的至少两个无线单元的无线终端作为对象，测定其校正值的校准装置，具备第一、第二天线；控制单元，其利用对第一天线指向方向性并对第二天线指零的权向量，在第一及第二无线单元中使其形成天线阵方向图并发送信号；测定单元，其根据基于第一或第二天线的接收信号电平，测定第一无线单元与第二无线单元之间的相对传送特性。

根据这种构成，由于使成为对象的无线终端本来具备的第一、第二无线单元形成天线阵方向图进行发送，根据第一或第二天线中的接收信号电平测定第一无线单元与第二无线单元之间的相对传送特性，因而具有可在测定对象的无线终端内不设置校准用的附加装置而实施校准的效果。

这里，可构成为：上述控制单元在基于第一及第二无线单元的上述发送中使第二无线单元的发送信号的相位及振幅发生变化，上述测定单元根据在上述变化中基于第二天线的接收信号电平成为最小时的上述相位及振幅值，作为上述传送特性测定相位变动量及振幅变动量。

根据该构成，通过在基于第一及第二无线单元的上述发送中只使第二无线单元的发送信号的相位及振幅发生变化，使零方向与第二天线的方向一致，可求出相位变动量及振幅变动量。

此外也可构成为：校准装置还具备发送单元，其在同一频率下从第一天线发送所需信号及从第二天线发送干扰信号，上述控制单元在使上述无线终端计算出用于在第一及第二无线单元除去干扰信号，接收所需信号的权向量后，使其利用计算出的权向量发送上述信号。

根据该构成，可正确地使接收时的天线阵方向图的零方向与发送时的天线阵方向图的零方向一致。

此外，本发明的自适应天线阵装置是一种具备多个由发送单元和接收单元及天线组成的无线单元的自适应天线阵装置，具备选择单元，其从多个无线单元选择无线单元；控制单元，其在被选择的无线单元与未被选择的无线单元之间使信号发送，基于其接收信号测定被选择的无线单元传送特性。

根据这种构成，由于在被选择的无线单元与未被选择的无线单元之间使信号发送，基于其接收信号测定被选择的无线单元传送特性，因而具有不追加附加电路而能测定传送特性的效果。而且，在被选择的无线单元是一个的场合下，可测定该无线单元的传送特性，并且在被选择的无线单元是两个的场合下，可测定两个无线单元的相对的传送特性(即相对的传送特性)。

也可构成为：上述选择单元在基于控制单元的测定后选择不同的无线单元，上述控制单元基于按每个无线单元所测定的传送特性，计算每个无线单元的校正值。

根据该构成，除了上述效果之外，通过选择单元分别依次选择各个无线单元，可测定每个无线单元的传送特性，从测定结果计算每个无线单元的校正值。

也可构成为：上述选择单元选择两个无线单元，被选择的两个无线单元在形成对未被选择的一个无线单元的天线指零的天线阵方向图并发送上述信号的同时，使上述两个无线单元中一方的无线单元相位及振幅的至少一方变化，上述控制单元把在变化中指零的无线单元中的接收信号电平达到了最小时的上述相位及振幅的至少一方作为上述传送特性。

根据该构成，除了上述效果之外，由于通过选择了对一个无线单元的天线指零的天线阵方向图的无线单元的形成，使接收时的零与发送时的零一致(即接收信号电平达到了最小时)测定相位及振幅的至少一方，因而可容易地测定发送时的天线阵方向图的偏差。

此外也可构成为：上述被选择的两个无线单元通过利用按照排除从一个未被选择的无线单元发送的信号的原则天线阵接收时的权向量，形成上述指零的天线阵方向图。

根据该构成，除了上述效果之外，通过在天线阵发送中按原样利用天线阵接收时的权向量，可容易地形成指零的天线阵方向图。

此外本发明的自适应天线阵装置是一种具备多个由发送单元和接收单元及天线组成的无线单元的自适应天线阵装置，具备选择单元，其从多个无线单元选择4个无线单元作为第一～第4无线单元；控制单元，其利用对第一无线单元的天线指向方向性，并对第二无线单元的天线指零的权向量，使第3及第4无线单元进行天线阵发送，根据基于第一或第二无线单元的接收信号电平，测定第3无线单元与第4无线单元之间的相对的传送特性。

根据该构成，具有不追加附加电路，使被选择的第3、第4无线单元进行天线阵发送，基于其接收信号可测定相对的传送特性的效果。

也可构成为：上述选择单元把各无线单元逐次作为第4无线单元多次选择，上述控制单元基于对各无线单元所测定的相对传送特性，按每个无线单元计算出以一个无线单元为基准的相对的校正值。

根据该构成，除了上述效果之外，可以按每个无线单元计算出以一个无线单元为基准的相对的校正值。

也可构成为：上述控制单元还根据每个无线单元的相对传送特性的总和或积是否处于规定范围内来判定传送特性的正当性。

根据该构成，通过利用每个无线单元传送特性的相对性，可容易地判定被测定的传送特性的正当性。可避免使用不正当的校正值。

此外本发明的校准方法是一种具备多个由发送单元和接收单元及天线组成的无线单元的自适应天线阵装置中的校准方法，具有选择步骤，其从多个无线单元选择无线单元；测定步骤，其在被选择的无线单元与未被选择的无线单元之间使信号发送，基于其接收信号测定被选择的无线单元传送特性。

根据该构成，即使不设置附加装置，也可测定无线单元的传送特性。

此外本发明的程序记录媒体是一种存储具备多个由发送单元和接收单元及天线组成的无线单元的自适应天线阵装置内的计算机可读取的程序的记录媒体，存储使计算机实施以下步骤的程序：选择步骤，其从多个无线单元选择无线单元；测定步骤，其在被选择的无线单元与未被选择的无线单元之间使信号发送，基于其接收信号来测定被选择的无线单元传送特性。

读取了该程序的自适应天线阵装置内的计算机可在无附加装置的情况下测定无线单元的传送特性。

附图说明

图1是表示本发明实施方式下的自适应天线阵装置主要部分概略构成的附图。

图2是表示测定相对相位变动量Δθ34、振幅变动量Amp34的场合下自适应天线阵装置的概略运作的说明图。

图3是表示无线基站总体构成的方框图。

图4是表示信号处理单元50的详细构成的方框图。

图5是表示各用户处理单元的处理内容一览的附图。

图6是表示物理上的无线单元1～无线单元4与逻辑上的无线单元Ant1～Ant4的对应关系的附图。

图7是表示用户处理单元51a的详细构成的方框图。

图8是表示校准处理内容的流程图。

图9是表示继续校准处理的流程图。

图10是表示本发明实施方式下的便携电话机主要部分构成的方框图。

图11是相对校正值的说明图。

图12是表示测定便携电话机校正值的测定装置构成及便携电话机的方框图。

图13表示本测定装置及便携电话机200的外观及物理连接示例。

图14是表示基于控制PC330的校准处理内容的流程图。

图15是表示继续基于控制PC330的校准处理的流程图。

具体实施方式

按下列顺序对本发明实施方式下的无线基站、便携电话机、测定装置作以说明。

1.无线基站

1.1.概要

1.1.1概略构成

1.1.2概略运作

1.1.3辅助说明

1.2.无线基站的构成

1.2.1信号处理单元的构成

1.2.2用户处理单元的构成

1.2.3校准处理

2.便携电话机

2.1构成

3.测定装置

3.1构成

3.2校准处理

4其它变形例

<1.无线基站>

<1.1.概要>

以下对本发明实施方式下的自适应天线阵装置是移动体通信网的无线基站的场合下的概要作以说明。

<1.1.1概略构成>

图1是表示本发明实施方式下的自适应天线阵装置主要部分概略构成的附图。

如同图所示，自适应天线阵装置配有无线单元1～无线单元4及DSP(数字信号处理器)50。虽然为便于说明，图中示出了4个DSP50，但实际上一个便可。该自适应天线阵装置由本装置单独测定校正值，在正常通信时利用所测定的校正值实施通信。换言之，兼用作测定装置。

无线单元1由天线10、发送单元111、(图中的TX1)、接收单元112(RX1)、天线开关113(SW1)组成。无线单元2～无线单元4也是同样构成。

图中的θRX1、ARX1分别表示在天线10、天线开关113及接收单元112中信号通过后所产生的相位变动量和振幅变动量。θTX1、ATX1分别表示在发送单元111、开关113及天线10中信号通过后所产生的相位变动量和振幅变动量。θRX2～θRX4、ARX2～ARX4也表示各无线单元中同样的相位变动量和振幅变动量。

此外，Δθ12、Amp12分别表示以无线单元1为基准的无线单元2的相对相位变动量和振幅变动量。Δθ23、Δθ34、Δθ41、Amp23、Amp34、Amp41也同样表示相对相位变动量和振幅变动量。它们通过以下算式(1)～(8)表达。

(1)Δθ12＝((θTX1-θRX1)-(θTX2-θRX2))

(2)Δθ23＝((θTX2-θRX2)-(θTX3-θRX3))

(3)Δθ34＝((θTX3-θRX3)-(θTX4-θRX4))

(4)Δθ41＝((θTX4-θRX4)-(θTX1-θRX1))

(5)Amp12＝((ATX1/ARX1)/(ATX2/ARX2))

(6)Amp23＝((ATX2/ARX2)/(ATX3/ARX3))

(7)Amp34＝((ATX3/ARX3)/(ATX4/ARX4))

(8)Amp41＝((ATX4/ARX4)/(ATX1/ARX1))

本自适应天线阵装置在无线单元1～无线单元4内对已知信号实施阵列收发，按照在使相位量和振幅量变化的同时，使天线阵方向图在发送与接收时达到一致的原则求出调整值，由此检测出上述(a)～(h)算式所示的相对相位变动量和振幅变动量，并决定用于补偿相位变动量和振幅变动量的校正值。该校正值由下列算式(9)～(17)表达。

(9)θ_hosei_1＝0

(10)θ-hosei_2＝Δθ12

(11)θ-hosei_3＝Δθ12+Δθ23

(12)θ-hosei_4＝Δθ12+Δθ23+Δθ34

(13)A-hosei_1＝1

(14)A-hosei_2＝Amp12

(15)A-hosei_3＝Amp12*Amp23

(16)A-hosei_4＝Amp12*Amp23+Amp34

θ-hosei_x、A-hosei_x是针对无线单元x(x为1至4)发送时的发送信号的校正值。

上述校正值成为以无线单元1为基准的相对校正值。校正值之所以可以是这种相对值，是因为如果接收时的无线单元的相位变动量之比及振幅变动量之比与发送时的相等，则在采用在接收时所计算出的权向量时，可以获得与接收时的天线阵方向图相同的天线阵方向图。

此外，在算式(9)～(16)中虽然以无线单元1为基准，但也可以以任何一个无线单元为基准。如果以无线单元3为基准，则相位校正值以算式(9＇)～(12＇)、振幅校正值以(12＇)～(16＇)表达。

(9＇)θ-hosei_1＝Δθ34+Δθ41

(10＇)θ_hosei_2＝Δθ34+Δθ41+Δθ12

(11＇)θ-hosei_3＝0

(12＇)θ-hosei_4＝Δθ34

(13＇)A-hosei_1＝Amp34*Amp41

(14＇)A-hosei_2＝Amp34*Amp41*Amp12

(15＇)A-hosei_3＝1

(16＇)A-hosei_4＝Amp34

<1.1.2概略运作>

以下对相对相位变动量及振幅变动量的概略测定方法作以说明。

图2(a)(b)是表示测定算式(3)(7)所示的Δθ34、Amp34的场合下自适应天线阵装置概略动作的说明图。

在同图的(a)中，在相同的频率下，无线单元1独自发送所需信号，无线单元2独自发送干扰信号波(图中的①)。所需信号与干扰信号表示不同的已知数据串。

另一方面，无线单元3及无线单元4作为双天线自适应天线阵装置，相对无线单元1形成天线阵方向图，接收所需信号(②)。即，DSP50计算出用于从所需信号波与干扰信号波被实施多路化处理后的接收波中分离出所需信号的权向量。

在图2(b)中，各无线单元对发送与接收进行切换。即，无线单元3、4作为双天线自适应天线阵装置，利用天线阵接收时被计算出的权向量对所需信号进行天线阵发送(③)。

如果无线单元3、无线单元4内部的发送单元的相位变动量及振幅变动量分别与接收单元的这些量相等，如同图(b)中的实线所示，该天线阵发送中的天线阵方向图应该与天线阵接收时的天线阵方向图相同，在无线单元2中指向方向性，在无线单元3中指零(电波不能到达或难以到达的点位或方向)。

在实际中，由于在发送单元与接收单元中，相位变动量及振幅变动量不相等，因而如同图中的虚线及点划线所示，将产生天线阵方向图偏差。

因此，DSP50在使相位补偿量Δθ按360度缓慢(比如在-180度～+180度范围内每次1度)变化的同时将其附加到无线单元4的发送信号中。另一方面，无线单元2根据该变化测定接收信号电平(④)。该接收信号电平达到最小时的相位补偿量Δθ相等于Δθ34＝(θTX3-θRX3)-(θTX4-θRX4)。这样，把此时的相位补偿量Δθ定为Δθ34(⑤)。

此外，DSP50只使无线单元4的发送信号的振幅补偿量Amp_coef缓慢变化(比如在0.5～2倍左右的范围内每次0.1)。无线单元2根据该变化测定接收信号电平(⑥)。该接收信号电平达到最小时的振幅补偿量Amp_coef相等于Amp34＝((ATX3/ARX3)/(ATX4/ARX4))。这样，把此时的Amp_coef定为Amp34(⑦)。

这样，自适应天线阵装置测定相对相位变动量Δθ34和相对振幅变动量Amp34。同样方法，测定Δθ41及Amp41、θ12及Amp12、θ23及Amp23。

此外，DSP50通过算式(17)、(18)判定所测定的相对相位变动量及振幅变动量是否合适。

(17)Δθ12+Δθ23+Δθ34+Δθ41<θthre

这里，θthre是比如1度左右的阈值。算式(17)的左边是对原算式(1)～(4)的右边相加后的算式，理想情况应该是达到0(度)。在实际中由于发生外来波等影响下的测定错误及测定误差，因而最好通过θthre进行判定。

(18)A-thre_min<Amp12*Amp23*Amp34*Amp41<A-thre_max

这里，A-thre_min、A-thre_max分别是比如0.95、1.05的阈值。算式(18)中间部位的乘积是算式(5)～(8)右边相乘后的算式，虽然理想情况下应达到1，但出于与上述相同的理由，最好通过A-thre_min、A-thre_max判定。

在满足算式(17)(18)的场合下，本自适应天线阵装置基于它们计算出算式(9)～(16)(或者(9＇)～(16＇))所示的校正值，在信号发送时由DSP50对发送信号进行校正。

<1.1.3辅助说明>

以下对相对相位变动量、相对振幅变动量作以辅助说明。

如图2(a)(b)所示，自适应天线阵装置通过无线单元3及无线单元4进行天线阵接收，在利用在天线阵接收时计算出的权向量进行天线阵发送时，发送时相对接收时所产生的相位变动量，在无线单元3中是(ΔTX3-ΔRX3)，在无线单元4中是(ΔTX4-ΔRX4)。

同样，发送时相对接收时所产生的振幅变动量，在无线单元3中是(ATX3/ARX3)，在无线单元4中是(ATX4/ARX4)。

对无线单元4的发送信号，使相位Δθ每次少量变动，所谓无线单元2的接收电平达到最小，意味着无线单元3、无线单元4中的相位变动量已得到补偿。

即，(ΔTX3-ΔRX3)＝(ΔTX4-ΔRX4)+Δθ34，因此Δθ34＝((ΔTX3-ΔRX3)-(ΔTX4-ΔRX4))。

同样，所谓接收电平达到最小，意味着无线单元3、无线单元4中的相位变动量已得到补偿。

即，(ATX3/ARX3)＝(ATX4/ARX4)*Amp34，因此Amp34＝((ATX3/ARX3)*(ATX4/ARX4))。

<1.2.无线基站的构成>

图3是表示实施方式下的无线基站总体构成的方框图。在同图中，无线基站配有基带单元70、调制解调单元60、信号处理单元50、前端单元11、21、31、41、天线10～40、控制单元80。本无线基站是一种利用多个天线，通过对每个天线的收发信号加权形成天线阵方向图，与移动站无线连接的自适应天线阵装置，被作为通过由PHS规格确定的双向时分多路(TDMA/TDD：Time Division Multiple Access/Time Division Duplex：时分多路接入/时分双工)方式与PHS电话机链接的无线基站设置。

基带单元70在被通过电话交换网连接的多条线路与调制解调单元60之间，按照使多个信号(表示语音或数据的基带信号)适合TDMA/TDD帧的原则对应进行空间多路处理的每个信号实施多路及分离TDMA/TDD处理。这里，TDMA/TDD帧，由具有5mS周期，可被分为8等份的4个发送时隙和4个接收时隙构成。

具体地说，基带单元70从多条线路相对调制解调单元60，对来自多条线路的信号按照用于时分多路的原则按每个TDMA/TDD帧实施4路多路处理，此外，按照用于空间多路的原则，在每个发送时隙下向调制解调单元60输出最多4个信号。此外，基带单元70由调制解调单元60从调制解调单元60向多条线路在每个接收时隙下最多输入4个信号，对时分多路进行分离，向多条线路输出。

调制解调单元60对从基带单元70输入的信号进行调制，此外对从信号处理单元50输入的信号进行解调。调制与解调的方式设为π/4转移QPSK方式。

信号处理单元50是数字信号处理器，通过实施程序进行权向量的计算等。特别是，在校准处理中计算出用于补偿无线单元1～无线单元4的接收时与发送时之间的传送特性的校正值。

前端单元11、21、31、41在天线阵发送时把由信号处理单元50加权后的各信号转换成射频信号，通过天线10～40发送，在天线阵接收时，把来自天线10～40的信号转换成基带区信号，向信号处理单元50输出。以下把天线10与前端单元11组称为无线单元1。同样，把天线与前端单元的其它3组分别称为无线单元2～4。

无线单元1～4如图2(a)(b)所示，在校准处理中，分别单独发送及接收来自信号处理单元50的所需信号或干扰信号，此外通过两个无线单元组合对所需信号或干扰信号进行天线阵发送及天线阵接收。

控制单元80实施各无线单元的发送与接收的切换等无线基站总体控制。

<1.2.1信号处理单元的构成>

图4是表示信号处理单元50详细构成的方框图。同图是表示通过信号处理单元50(DSP)实施程序实现的功能的方框图。

同图中信号处理单元50配有用户处理单元51a～51d、加法器551～554、切换收发的开关561～564、校正值保持单元570、校正单元571～574。

用户处理单元51a～51d被与在各时隙中被实施空间多路处理的最多4个用户信号对应设置。各用户处理单元通常(在校准处理以外)用于实施使用所有4个无线单元的天线阵接收与天线阵发送的控制。即，在接收时根据来自4个无线单元1～4的各接收信号计算出权向量，利用该权向量，通过对从无线单元1～无线单元4通过开关561～564输入的接收信号合成提取用户信号，在发送时，把利用在前一个接收时隙中计算出的权系数加权后的用户信号向各无线单元1～4输出。另一方面，在校准处理中有以下几种场合：各用户处理单元对双天线的天线阵接收、天线阵发送进行控制的场合；实施不对所需信号进行天线阵收发，而由一个无线单元单独收发的控制的场合；实施不对干扰信号进行天线阵收发，而由一个无线单元单独收发的控制的场合。信号处理单元50对这些场合进行组合，实施图2(a)(b)所示的连续处理，决定相对相位变动量(Δθ34、Δθ41、Δθ12、Δθ23)、振幅变动量(Amp34、Amp41、Amp12、Amp23)，根据它们计算出校正值(θ-hosei_1～θ_hosei_4、A-hosei_1～A-hosei_4)。

加法器551对针对无线单元1的各用户发送信号的加权成份进行合成。但是，在图2(a)所示的由无线单元1单独发送的场合以及图2(b)所示的利用无线单元1实施双天线下的天线阵发送的场合下，不把来自任何用户处理单元的发送信号(所需信号及干扰信号等)与其它信号相加，而按原样输出。加法器552～554虽然也与加法器551相同，但不同点是分别与无线单元2～4对应。

校正值保持单元570对在校准处理中计算出的校正值(θ_hosei_1～θ_hosei_4、A-hosei_1～A-hosei_4)进行保持。

校正单元571在校准处理之外，根据被保持在校正值保持单元570内的校正值中的θ_hosei_1和A-hosei_1，对来自加法器551的发送信号进行校正，通过开关561向无线单元1输出，在校准处理中，把来自加法器551的发送信号按原样通过开关561向无线单元1输出。但是，在校准处理中在无线单元1的相对相位变动量和振幅变动量成为测定对象的场合下，在使相位补偿量Δθ、振幅调整值量Amp每次少量变化的同时提供给发送信号。

除了所对应的无线单元与被保持在校正值保持单元570内的校正值不同之外，对于校正单元572～574也同样。

<1.2.2用户处理单元的构成>

图7是表示用户处理单元51a的详细构成的方框图。由于用户处理单元51b～51d也具有相同构成，因而这里以用户处理单元51a为代表作说明。

如同图所示，用户处理单元51a配有权重计算单元53、加法器54、存储器55、开关56、开关57、乘法器521～524、乘法器581～584。

权重计算单元53在校准处理以外，在接收时隙中的固定位模式期间的各码元期间，按照使对来自各无线单元1～4的接收信号S1R～S4R分别加权后的相加结果与由存储器55发生的参照信号之间的误差达到最小的原则计算权向量。此外，在校准处理中，以同样方式实施用于由双天线进行天线阵接收的权向量计算。这里，虽然对4个天线下的天线阵接收(权向量的计算)作说明，但在双天线场合下，只需核减项数便可同样实施。

更具体地说，权重计算单元53按照在下列算式(19)中，使误差e(t)达到最小的原则调整W1(t-1)～W4(t-1)的值，把调整后的W1(t-1)～W4(t-1)作为时刻t的码元的权系数W1(t)～W4(t)。

(19)e(t)＝d(t)-(W1(t-1)*X1＇(t)+W2(t-1)*X2＇(t)

+W3(t-1)*X3＇(t)+W4(t-1)*X4＇(t))

式中，t是码元单位的定时，d(t)是已知参照信号(或训练信号)中的码元数据，W1(t-1)～W4(t-1)是对前一个码元计算出的每个天线的权系数或者在上一个接收时隙中被计算出的权系数，X1(t)～X4(t)是天线10～40的各接收信号。

权向量按每个码元被实施上述调整，即使在接收时隙内的参照信号区间开始误差e(t)较大，在参照信号区间结束时误差e(t)也将收敛到最小(或者收敛到0)。

此外，权重计算单元53在计算出了接收时隙内的权系数后的码元期间及以后的码元期间，把所计算出的权系数向乘法器521～524输出。此外，权重计算单元53在发送时隙内，把在所对应的前一个接收时隙内计算出的权系数向乘法器581～584输出。

存储器55存储表示在校准处理以外(与移动站的正常通信)时所使用的参照信号的码元串的波形数据、表示在校准处理中使用的所需信号的码元串的波形数据以及表示干扰信号的码元串的波形数据。参照信号在接收时隙中在已知的固定位模式(固定码元)的接收区间内按照码元定时由权重计算单元53读出。比如在PHS场合下，在接收时隙前端出现的SS(启动码元)、PR(报头)、UW(独特词)等是固定码元。

所需信号、干扰信号可以是比如PN(Pseudo random Noise：伪随机噪声)符号等已知的码元数据串，最好互相正交。如果互相正交，可以使权向量更快地收敛，可正确计算。此外，在采用相同PN符号及相同的固定码元的场合下，可以将定时(比如0.5码元时间)错开。

所需信号、干扰信号在如图2(a)的Ant3、4所示用户处理单元控制双天线的天线阵接收的场合下，通过权重计算单元53被作为参照信号(训练信号)读出，在如图2(a)的Ant1、2所示用户处理单元控制单独发送的场合下，被作为发送信号读出，通过开关57被提供给乘法器581～584。然而，乘法器581～584的输出只被发送与单独发送的无线单元对应的一个。

各用户处理单元虽然均可以具有相同的构成，但为便于说明，假设在校准处理中各用户处理单元实施固定的处理。

各用户处理单元的处理内容一览如图5所示。图中Ant1～Ant4意味着与物理上的无线单元1～无线单元4按1比1关系对应的逻辑上的无线单元。该对应关系如图6所示。这种对应关系虽然有多种，但在本实施方式下如图6中的情况1～4所示至少有4种。

在同图中，在校准处理的前半部(即图2(a)所示的场合)中，通过控制单元80的控制所有的无线单元都采用同一频率，Ant1、Ant2用于发送，Ant3、Ant4用于接收。

在该场合下，如图5的“前半部”栏目所示，用户处理单元51a使Ant1单独发送所需信号，即发生所需信号并向Ant1提供。用户处理单元51b使Ant2单独发送干扰信号，即发生干扰信号并向Ant2提供。用户处理单元51c以来自Ant3及Ant4的各接收信号为对象，控制双天线的天线阵接收，即，计算出权向量。

在校准处理的后半部(即图2(b)所示的场合)，通过控制单元80的控制，所有的无线单元都采用同一频率，Ant1、Ant2实施接收，Ant3、Ant4实施发送。

在该场合下，如图5的“后半部”栏目所示，用户处理单元51c对来自Ant3、Ant4的双天线的所需信号天线阵发送进行控制，即，利用上述计算出的权向量对所需信号加权，向Ant3及Ant4提供。此时，用户处理单元51c如图2(b)的④所示使相位补偿量Δθ改变，然后如图2(b)的⑥所示，使振幅补偿量Amp_coef改变。用户处理单元51a在Ant1中获取单独的接收信号。用户处理单元51b在相位补偿量Δθ、振幅补偿量Amp_coef各自的每次变化时，从Ant2接收来自Ant2的单独的接收信号及其接收信号电平。

<1.2.3校准处理>

图8、图9是表示校准处理更详细的内容的流程图。图中的n是用于计数从1至4的变量。

信号处理单元50在使变量n初始化(n＝1)后(步骤81)，从物理上的无线单元1～4中选择Ant1～Ant4作为逻辑上的无线单元(步骤82)。这里，如图2(a)(b)所示，Ant1被选择用来单独收发所需信号，Ant2被选择用来单独收发干扰信号，Ant3和Ant4被选择用于天线阵接收及天线阵发送。

信号处理单元50分别使Ant1发送所需信号，使Ant2发送干扰信号(步骤83)，同时，使Ant3和Ant4作为双天线的自适应天线阵装置，对来自Ant1的所需信号形成天线阵方向图，即，DSP50计算出从所需信号与干扰信号被实施多路处理后的接收波中分离出所需信号所用的权向量(步骤84)。此时，对Ant1的所需信号以及对Ant2的干扰信号分别由用户处理单元51a、51b提供。针对来自Ant3及Ant4的各接收信号的权向量由用户处理单元51c计算出来。

在所计算出来的权向量未完全收敛的场合下，即算式(19)所示误差e(t)大于某阈值的场合下，可在该时点下结束校准处理，再次从头开始校准处理。

在所计算出来的权向量完全收敛的场合下，信号处理单元50把Ant3和Ant4作为双天线的自适应天线阵装置，利用所计算出的权向量对所需信号进行天线阵发送，把Ant2切换为单独接收(步骤85)。此时，由用户处理单元51c实施权向量下的加权。向加权后的Ant3，Ant4发送的各发送信号的相位及振幅表达为：θAnt3＝θAnt3_est、θAnt4＝θAnt4_est、A_Ant3＝A_Ant3_est、A_Ant4＝A_Ant4_est。

在该天线阵发送中，信号处理单元50使相位θAnt3、振幅A_Ant3、A_Ant4的值保持固定，在-180度～+180度内每次变更1度的同时，把相位补偿量Δθ加到向Ant4发送的发送信号的相位量中(θAnt4＝θAnt4_est+Δθ)，对各Δθ测定Ant2中的接收信号电平(步骤86～89)。此时的相位补偿量Δθ在图4所示的校正单元574内，从用户处理单元51c通过加法器554被加到被输入的发送信号上，通过开关564向Ant4输出。

信号处理单元50把在Ant2内被测定的接收信号电平达到最小时的相位补偿量Δθ作为Δθ34(＝(θTX3-θRX3)-(θTX4-θRX4))(步骤90)。

此外，信号处理单元50使相位θAnt3，θAnt4(＝θAnt4_est+Δθ34)、振幅A_Ant3的值保持固定，在使振幅补偿量Amp_coef缓慢变化(比如在0.5～2的范围内每次变化0.05)的同时，与Ant4的发送信号的振幅相乘(A_Ant4＝A_Ant4_est*Amp_coef)，对各Amp_coef测定出Ant2中的接收信号电平(步骤91～94)。此时的振幅补偿量Amp_coef在图4所示的校正单元574中，与从用户处理单元51c通过加法器554输入的发送信号相乘，通过开关564向Ant4输出。

信号处理单元50把在Ant2内被测定的接收信号电平达到最小时的振幅补偿量Amp_coef作为Amp34(＝((ATX3/ARX3)/(ATX4/ARX4))(步骤95)。

通过上述步骤，针对Ant3的Ant4的相对相位变动量θ34与振幅变动量Amp34被测定出来。

此外，信号处理单元50通过基于步骤96、97的循环处理，改变作为从物理上的无线单元1～4中选择的逻辑上的无线单元的Ant1～Ant4的组合，同时在第二循环内测定Δθ41及Amp41，在第3循环内测定Δθ12及Amp12，在第4循环内测定Δθ23及Amp23。

接下来，如图9所示，信号处理单元50判定所测定的相对相位变动量(Δθ34，Δθ41，Δθ12，Δθ23)及振幅变动量(Amp34，Amp41，Amp12，Amp23)是否妥当(步骤98，99)。该判定基于是否同时满足已经说明过的算式(17)、算式(18)。在不满足任何一个的场合下，可结束校准处理，从头再次开始。

在满足(17)、(18)两个算式的场合下，信号处理单元50根据已经说明过的算式(9＇)～(16＇)计算相位校正值θ_hosei_1～θ_hosei_4、振幅校正值A_hosei_1～A_hosei_4(步骤100，101)。所计算出的校正值被写入校正值保持单元570，用于在校准以外的正常的天线阵发送时对各无线单元的发送信号的校正。

如上所述，根据本实施方式下的自适应天线阵装置，由于在从多个无线单元中选择出的两个无线单元与其它无线单元之间进行天线阵发送，基于其接收信号测定被选择的无线单元传送特性，因而即使不设置附加装置，也可计算出各无线单元的相对传送特性。

<2.便携电话机>

虽然图1所示的自适应天线阵装置是无线基站，通过把4个天线分为发送用与接收用，可在自身装置内测定(校准)将一无线单元作为基准的相对校正值，但在由双天线形成天线阵方向图进行收发的比如便携电话机的自适应天线阵装置中，不能单独通过自身装置测定上述校正值。在这种便携电话机中需要其它测定装置的协助测定校正值。

此外便携电话机按照保持被测定出的校正值，通过校正值只对成为基准的天线以外的天线的发送信号进行校正的原则被构成。

以下首先对本发明的自适应天线阵装置是移动体通信网的便携电话机的场合的构成作以说明，接下来再对上述的测定装置作以说明。

<2.1构成>

图10是表示本发明实施方式下的便携电话机主要部分构成的方框图。如同图所示，便携电话机200配有由天线210、切换SW213、发送电路211、接收电路212组成的无线单元(以下称无线单元A)；由天线220、切换SW223、发送电路221、接收电路222组成的无线单元(以下称无线单元B)；DSP260(图中的虚线框)；外部I/F250，是一种由双天线形成天线阵方向图进行收发的自适应天线阵装置。

两个天线210、220虽然可以分别是棒状的拉杆天线、平面状的方向图天线、拉杆前端的螺旋天线、芯片天线(在基片上作为芯片部件安装的天线)等，但这里假设天线210是拉杆天线，天线220是芯片天线。

虚线框所示的DSP260虽然在实际中按照程序运作，但在同图中，对其运作按功能块划分记载。DSP260相当于乘法器214、224、215、225、加法器230、解调电路231、再调制电路232、存储器233、计数器234、开关235、权重计算单元236、存储器237、权重控制单元238、校正控制单元239、相位器240、放大器241、调制电路242。

乘法器214、224通过分别将从接收电路212、222输入的接收信号与来自权重计算单元236的权向量W1、W2相乘进行加权。

乘法器215、225通过分别将从调制电路242输入的发送信号与来自权重控制单元238的权向量W1、W2相乘进行加权，向发送电路211、相位器240输出。

加法器230对由乘法器214、224加权后的接收信号进行相加。

解调电路231对基于加法器230的相加后的接收信号进行解调。解调结果被作为接收位串输出。

再调制电路232把由解调电路231输入的接收位串再调制成码元数据(码元的波形数据)。

存储器233保持参照信号表。参照信号表存储表示在校准处理以外(来自无线基站的正常的信号接收)中使用的参照信号的码元数据(码元的波形数据)、表示在校准处理中使用的所需信号的码元数据。参照信号及所需信号与在无线基站中说明的信号相同。

计数器234在正常接收时，在接收时隙中在从前端至末尾的码元中与码元定时同步对码元数(在PHS下从0至120)进行计数。该计数值用于区别固定位模式的码元期间及与之不同的其它期间。在正常接收中，从第3码元至第一6码元的码元期间相当于SS、PR、UW的固定位模式期间。

开关235在正常接收中，当计数器234的计数值表示固定位模式的码元期间时，选择表示被从存储器233读出的参照信号的码元数据(的波形数据)，在除此之外的期间选择来自再调制电路232的码元数据，在校准处理中，选择表示从存储器233读出的所需信号的码元数据。

权重计算单元236在正常接收时或在校准处理中的接收时，按照使对从接收电路212、接收电路222输入的各接收信号加权并对其相加后的结果与从开关235输入的码元数据之间的误差达到最小的原则计算出每个码元的权向量。有关权向量的计算与已说明的权重计算单元53同样。

存储器237包括RAM、ROM，存储由权重计算单元236计算出的权向量以及以无线单元A为基准的无线单元B的相对校正值。该权向量在正常接收时可以是对接收时隙的末尾码元计算出的权向量，被用于紧接接收时隙之后的发送时隙内，在校准处理中通过所需信号的接收所计算出的权向量被存储，在其后所需信号的发送中被使用。把无线单元A、B的权向量设为W1、W2。

此外，校正值通过以下算式(20)(21)表达，在校准处理中被测定的值在出厂前被写入存储器237中的ROM的存储区内。

(20)Δθ12＝((θTX1-θRX1)-(θTX2-θRX2))

(21)Amp12＝((ATX1/ARX1)/(ATX2/ARX2))

图11所示为校正值的说明图。图中的θRX1、ARX1分别表示信号从天线210通过切换SW213及接收电路212时所产生的相位变动量及振幅变动量。θTX1、ATX1分别表示信号从发送电路211及切换SW213向天线210发送时所产生的相位变动量及振幅变动量。θRX2～θRX4、ARX2～ARX4也分别表示无线单元中的同样的相位变动量及振幅变动量。上述(20)(21)的Δθ12、Amp12分别意味着以无线单元A为基准的无线单元B的相对相位变动量及振幅变动量。

权重控制单元238在正常的发送中，在发送时隙中从存储器237读出权向量W1、W2，向乘法器215、216输出。在校准处理的所需信号发送时也同样。

校正控制单元239在正常的发送中，在发送时隙中从存储器237读出校正值Δθ12、Amp12，分别向相位器240、放大器241输出。此外，校正控制单元239在校正处理中在所需信号发送时，在-180度～+180度范围内按照比如每次1度的原则变更Δθ，同时向相位器240输出，在使Amp缓慢(比如在0.5～2的范围内每次改变0.05)变化的同时向放大器241输出。

相位器240只按照从校正控制单元239输入的校正值Δθ12部分对从乘法器225输入的发送信号的相位进行校正。

放大器241只按照从校正控制单元239输入的校正值Amp12部分对从相位器240输入的发送信号的振幅进行校正，向发送电路221输出。

调制电路242在正常发送中对应发送的位串进行调制，生成发送信号(码元数据)。

外部I/F250是与DSP260的输入输出端口及DSP260的存储器(包括存储器233、237)端口连接的连接器，被设置在便携电话机的基片上。外部I/F250在校准处理中与外部测定装置连接，用于对各种指令及其响应、程序及数据的输入输出。

根据上述构成的便携电话机，在正常的收发中，在利用在接收时隙中计算出的权向量形成天线阵方向图并接收信号的同时，在存储器237内存储权向量，在紧接其后的发送时隙中利用所存储的权向量形成天线阵方向图进行发送。

在该发送中，校正控制单元239利用被存储于存储器237内的校正值Δθ12、Amp12校正针对无线单元B的发送信号。其结果是，可以按照接收时的天线阵方向图与发送时的天线阵方向图不发生偏差的原则进行校正。换言之，无需对无线单元A与无线单元B的相位及振幅变动特性差、成为基准的无线单元A的发送信号进行校正，只需校正无线单元B的发送信号，便可使接收时的方向性与发送时的方向性达到一致。

此外，通过配备外部I/F250，通过在外部测定装置的控制下实施校准处理，可以容易地实施上述的校正值测定。

此外，由于Δθ12与Amp12是与权向量相同的物理量，因而在上述便携电话机200中可采用以下构成：把表示Δθ12与Amp12的校正用权向量存储到存储器237中，取代相位器240及放大器241，配备乘法器。此外，图4所示的校正单元571～574也分别是与相位器240及放大器241相同的电路或与乘法器相同的电路。

此外，鉴于天线210、220是拉杆天线及芯片天线，在2根天线增益不同的场合下，也可以把上述Δθ12作为如下列算式所示加进天线增益补偿值A_cmp后的值。

(21＇)Amp12＝A_cmp·((ATX1/ARX1)/(ATX2/ARX2))

<3.测定装置>

<3.1构成>

图12是表示测定(校准)图10的便携电话机校正值的测定装置的构成及便携电话机的方框图。

如同图所示，测定装置配有收发装置301、发送装置302、定时调整器331、控制PC330、时钟生成电路332、I/F单元333。

收发装置301为发挥图2所示的Ant2的作用，配有天线310、发送电路311、信号选择单元312、接收电路313、电平测定单元314、开关315，实施干扰信号发送后由便携电话机200发送的所需信号的接收。

发送电路311通过开关315由天线310发送从信号选择单元312输入的干扰信号。

信号选择单元312存储多个干扰信号的码元数据串，选出一个向发送电路311输出。多个干扰信号包括由PN符号构成的第一干扰信号、由含有与正常发送时隙相同的固定位模式(SS、PR、UW)的已知码串构成的第二干扰信号。干扰信号的选择取决于控制PC330的指示。

接收电路313通过天线310及开关315从便携电话机200接收对收发装置301指零的发送信号。

电平测定单元314测定通过接收电路313接收的信号的接收信号电平，把测定后的接收信号电平向控制PC330通知。

发送装置302为起到图2所示的Ant1的作用，配有天线320、发送电路321、信号选择单元322，发送所需信号。

发送电路321把从信号选择单元322输入的所需信号通过开关325从天线320发送出去。

信号选择单元322存储多个所需信号的码元数据串，选择一个向发送电路321输出。多个所需信号包括由与第一干扰信号正交的PN符号构成的第一所需信号、由含有与正常发送时隙相同的固定位模式(SS、PR、UW)的已知码串构成的第二所需信号。所需信号的选择取决于控制PC330的指示。

定时调整器331在由信号选择单元312、信号选择单元322分别选择了第一干扰信号、第一所需信号的场合下，把从信号选择单元322输入的时钟信号(码元时钟)按原样向收发装置301输出，在由信号选择单元322分别选择了第二干扰信号、第二所需信号的场合下，把从信号选择单元322输入的时钟信号延迟比如0.5码元时间后向收发装置301向收发装置301输出。延迟的理由是因为第二干扰信号与第二所需信号都含有相同的固定位模式(SS、PR、UW等)。也就是为了使便携电话机200中的所需信号的分离更容易一些。虽然在第一干扰信号与第一所需信号被选择的场合下，定时调整器331不实施延迟，但为简化构成，也可以实施延迟。

控制PC330与图2所示的校准处理同样，按照测定以便携电话机200的无线单元A为基准的无线单元B的校正值的原则，对收发装置301、发送装置302、定时调整器331、便携电话机200进行控制。

时钟生成电路332把表示码元定时的时钟信号向发送装置302及定时调整器331输出。

I/F单元333是被与便携电话机200内的外部I/F250连接，用于在与便携电话机200之间实施指令、数据的输入输出的接口。图13表示本测定装置与便携电话机200的外观及物理连接示例。同图中便携电话机200只示出了除去外壳的基片，I/F单元333是与基片上的外部I/F250嵌合的连接器。此外，收发装置301、发送装置302可由一般的信号发生器构成。或者收发装置301、发送装置302也可以通过对无线基站及便携电话机改造而构成。

此外，外部I/F250也可以不作为连接器，而作为被设置在基片上的多个延长器。在该场合下，I/F单元333可以是与多个延长器连接的探头。

此外，图13所示的测定装置及便携电话机在校准处理时最好放置在电波暗室等被电磁屏蔽的环境下。

<3.2校准处理>

图14，图15是表示通过控制PC330的控制实施的校准处理的流程图。虽然同图表示与图8及图9基本相同内容的处理，但实施各步骤的主体不同。图中的(PC→K)表示启动从控制PC330至便携电话机200的指示(指令)或数据的步骤，(PC→T)表示启动从控制PC330至收发装置301或发送装置302的指示(指令)或数据的步骤，(PC)表示控制PC330内的被处理的步骤。n是用于计数从1至2的变量。

控制PC330在使变量n初始化(n＝1)后(步骤181)，把逻辑上的无线单元Ant1～Ant4定为发送装置302、收发装置301、无线单元A(图中的TX1、RX1)、无线单元B(图中的TX2、RX2)(步骤182)。它们相当于图2(a)(b)所示的Ant1～Ant4。

控制PC330指令Ant1(发送装置302)及Ant2(收发装置301)发送第一所需信号及第一干扰信号。这样，第一所需信号波及第一干扰信号波分别由发送装置302及收发装置301在同一频率下发送(步骤183)。此外，控制PC330按照把Ant3及Ant4作为双天线的自适应天线阵装置，对来自Ant1的所需信号形成天线阵方向图，即计算出用于从所需信号及干扰信号被多路化后的接收电波中分离出所需信号的权向量的原则向便携电话机200进行指示。这样，便携电话机200的权重计算单元236计算出用于接收第一所需信号的权向量(步骤184)。

如果所计算出的权向量没有完全收敛，即在算式(19)所示的误差e(t)大于某阈值的场合下，由便携电话机200把该事实通知给控制PC330，控制PC330可在该时点下结束校准处理，再次从头开始校准处理。

在所计算出的权向量完全收敛的场合下，控制PC330按照把Ant3及Ant4作为双天线的自适应天线阵装置，利用所计算出的权向量对所需信号进行天线阵发送的原则进行指示，向Ant2(收发装置301)发出接收所需信号的指示。这样，便携电话200形成向发送装置302指零的天线阵方向图，对所需信号进行天线阵发送(步骤185)。此时加权后的向Ant3、Ant4发送的各发送信号的相位、振幅表达为：θAnt3＝θAnt3_est，θAnt4＝θAnt4_est，A_Ant3＝A_Ant3_est，A_Ant4＝A_Ant4_est。

在该天线阵发送期间，控制PC330按照使相位θAnt3、振幅A_Ant3、A_Ant4的值保持固定，使相位补偿量Δθ在-180度～+180度范围内一次变更1度，同时在Ant4的发送信号中加进相位量Δθ(θAnt4＝θAnt4_est+Δθ)的原则向便携电话机200发出指示，从收发装置301获取与各Δθ对应的接收信号电平的测定结果，存储到控制PC330内的存储器中(步骤186～189)。此时的相位补偿量Δθ通过图10所示的校正控制单元239及相位器240，被加到来自乘法器225的发送信号内。

此外控制PC330把各θ的每个接收信号电平蓄存到存储器内，把其中接收信号电平最小时的相位补偿量Δθ作为Δθ34(＝图11的Δθ12)(步骤190)。

此外，控制PC330向便携电话机200发出以下指示：使相位θAnt3、θAnt4(＝θAnt4_est+Δθ34)、振幅A_Ant3的值保持固定，在使振幅补偿量Amp_coef缓慢变化(比如在0.5～2的范围内每次0.05)的同时将其与Ant4的发送信号的振幅相乘(A_Ant4＝A_Ant4_est*Amp_coef)，对各Amp_coef，按照测定Ant2中的接收信号电平的原则向收发装置301发出指示，获取该测定结果，并存储到内部存储器内(步骤191～194)。此时的振幅补偿量Amp_coef在图10所示的校正控制单元239及放大器241中被施加到来自相位器240的发送信号内。

此外控制PC330把被存储于存储器内的接收信号电平最小时的振幅补偿量Amp_coef作为Amp34(＝图11的Amp12)(步骤195)。

通过上述过程，针对便携电话机200内的Ant3(无线单元A)的Ant4(无线单元B)的相对相位变动量Δθ12及振幅变动量Amp12被测定出来

此外，控制PC330对Ant3与Ant4进行转换，即把Ant3作为无线单元B，把Ant4作为无线单元A(步骤196，197)，实施相同的处理(步骤183～195)。然而在步骤187、192中，便携电话机200中的相位器240、放大器241不使相位和振幅变化，在权重控制单元238中，计算把上述的Δθ、A_coef加到权向量W2上后的权向量，在乘法器215中利用计算出的该权向量实施加权。

通过该第二处理，以无线单元B为基准的无线单元A的相对校正值Δθ21、Amp21被测定。虽然该校正值不用于便携电话机200，但用于以下校正值Δθ12、Amp12的正当性的判定。

即，控制PC330判定所测定的相对相位变动量(Δθ12、Δθ21)及振幅变动量(Amp12、Amp21)是否妥当(步骤198，199)。该判定取决于是否同时满足下列算式(22)、(23)，这些算式除了把算式(17)、(18)化为二项式之外，其余的相同。

(22)Δθ12+Δθ21<θthre

(23)A-thre_min<Amp12*Amp21<A-thre_max

如果控制PC330不满足算式(22)、(23)中的任何一个，则可结束校准处理，再次从头开始。在该场合下，最好变更使所需信号、干扰信号变更等的条件。

在满足(17)、(18)两个算式的场合下，控制PC330按照把校正值Δθ12、Amp12写入存储器237内的原则向便携电话机200发出指示(步骤200)。这样，便携电话机200的存储器237将存储校正值Δθ12、Amp12。

如上所述，根据本测定装置，对以便携电话机200内的无线单元A为基准的无线单元B的相对校正值进行测定，在便携电话机200中设定校正值。

<4其它变形例>

以下表示针对上述实施方式所示的构成的变形例。

(1)虽然在上述无线基站中，对所有4个无线单元测定相对相位变动量及振幅变动量，然而在各无线单元的校正值的计算中，对比全部无线单元数少一个的无线单元测定相对相位变动量及振幅变动量便足够。比如，对图6所示的情况1～情况3进行测定便足够。其原因是，校正值是把一个无线单元作为基准的相对值，成为基准的无线单元可以不校正。

此外，在上述实施方式中之所以对全部无线单元测定相对相位变动量及振幅变动量，是因为要判定基于算式(17)，(18)的相位变动量、振幅变动量的正当性。

(2)在图2(b)中的Ant3及Ant4下的天线阵发送中使用的权向量也可以不是通过图2(a)中的天线阵接收被计算出的权向量。比如，也可以把在上次的校准处理中使用的权向量存储到存储器内加以利用，也可以从外部获取具有向Ant2指零的性质的权向量，也可以预先存储。在该场合下，可以省略图2(a)的处理。

此外，作为具有向Ant2指零的性质的权向量，可以计算出图2(a)中向Ant2指向强制零值的权向量。所谓强制零值，系指向特定的方向指零。

(3)在上述实施方式下，如图2(b)所示，把Ant2中的接收信号电平达到最小时的Δθ、A_Amp作为Δθ34、Amp34求出。抑或也可以不采用该方法，或与该方法并用，把Ant1中的接收信号电平达到最大时的Δθ、A_Amp作为Δθ34、Amp34。这是因为图2(b)中的天线阵方向图是按照在Ant1中获取最大增益的原则被形成的。

(4)虽然在图8、9的校准处理中，对全部无线单元测定相对相位变动量、振幅变动量，但也可以如图2(a)(b)所示，只对一个无线单元，或对两个无线单元测定相对相位变动量、振幅变动量。比如，在校正值保持单元570已经保持各无线单元的校正值的场合下，测定该无线单元的校正值的计算所必需的相位变动量、振幅变动量即可。

(5)最好在上述无线基站内定期实施校准处理。因为随着无线基站的设置环境及时间变化，发送时与接收时的特性差将发生变化。

在该场合下，也可在校正值保持单元570内保持各无线单元的相位变动量、振幅变动量，与新测定的相位变动量、振幅变动量进行部分的比较/更新。在该比较结果的差异较大(超过阈值)的场合下，也可以对全部无线单元实施校准处理。

(6)虽然在上述实施方式下，信号处理单元50几乎控制全部校准处理，但也可以由控制单元80分担。

(7)虽然在上述实施方式下，为向Ant2指零，以两个无线单元Ant3、Ant4下的天线阵发送为前提进行说明，但也可以由一个无线单元单独接收另一个无线单元的单独发送，把接收时的信号下的相位变动、振幅变动作为θxy、Amp_xy直接求出。在该场合下，可以从发送侧向接收侧发送无调制信号等已知信号，根据从接收侧的无线单元向信号处理单元50输入的信号测定相位变动量、振幅变动量。

(7)如上述实施方式所示，作为无线基站的自适应天线阵装置内的本发明的主要部分，通过由在自适应天线阵装置内配备的信号处理单元50即数字信号处理器实施程序实现。该程序可被存储于PROM、EEPROM或RAM内，通过与ROM交换被实施版本升级，通过程序记录媒体、网络或电话电路在EEPROM及RAM内下载，由数字信号处理器读取。

(8)在上述便携电话机200中，也可以按照不配备校正控制单元239、相位器240、放大器241，通过权重控制单元238及乘法器225实现这些功能的原则构成。在该场合下可以采用以下构成：权重控制单元238计算出从存储器237向权向量W2加进校正值Δθ12、Amp12后的权向量，通过计算出的权向量在乘法器225中加权。这是因为权向量原本是与相位及振幅同等的物理量。此外在该场合下，也可以以无线单元A、B的任可一个为基准。另外，由于图10的虚线内表示通过DSP260实现的功能，因而实施方式的构成及上述构成实质上都是相同的构成，可容易实现。

(9)在图8的步骤87、88，图14的187、188中，虽然采用在按一定增量(对于相位在-180度至180度的范围内每次1度，对于振幅倍率在0.50至2.00范围内每次0.05)分别变更相位及振幅的同时，依次测定接收信号电平的构成，但也可以按较大的增量(比如对于相位为每次90度，对于振幅为每次0.5)进行测定，在发现了该接收电平达到极小的相位量、振幅倍率后，在包括所发现的相位量、振幅倍率的第二范围内按较小的增量(比如1度、0.05)进行变更，同时测定接收信号电平。这样，可以缩短校准处理的时间。

此外，也可以采用在图8的步骤87、88，图14的187、188中，在发现了达到最小的相位量、振幅倍率的时点下，中止该步骤的构成。

(11)在上述实施方式下，虽然便携电话机200配有两个无线单元，但也可按照配有3个以上无线单元的原则构成。在该场合下，天线的实装可以有选择地根据拉杆天线、方向图天线、芯片天线组合。此外也可按照测定装置对成为基准的一个无线单元以外的各无线单元针对基准无线单元的校正值进行测定，便携电话机对基准无线单元以外的各发送信号进行校正的原则构成。在该场合下，根据上述(8)的理由，可以把任何无线单元作为基准。此外，在图14、图15的校准处理中，也可通过步骤182～192分别对基准无线单元及测定对象无线单元测定校正值，然后与图9的步骤98、99同样判定所测定出的校正值的正当性。

此外，在便携电话机配备4个以上的无线单元的场合下，可形成即使不设置外部测定装置，也可与实施例中的无线基站同样通过便携电话机单体实施校准处理的构成。在该场合下，可采用从外部装置通过外部I/F250把校准处理用的程序下载到便携电话机内的存储器，在测定后再删除的构成。此外，也可以采用在存储器内保留该程序(存储到ROM)的构成。在存储到ROM的场合下，可在出厂后通过用户操作实施校准处理，可吸收无线单元的时间变化。

(12)虽然在上述实施方式下，控制PC330成为校准处理的主体，对便携电话机200、收发装置301、发送装置302进行控制，但也可采用以下构成：把由控制PC330通过便携电话机200的外部I/F250实施校准处理的程序下载到便携电话机200内的存储器，便携电话机200成为控制的主体。

(13)虽然在上述实施方式下，通过外部I/F250实施相对控制PC330的指令、数据的输入输出，但也可按照通过无线单元实施指令、数据、程序的输入输出，由DSP260实施指令解释及程序运行的原则构成。在该场合下，由于不必配备外部I/F250因而可减少成本。

产业上的可利用性

根据本发明的校准装置、自适应天线阵装置、校准方法、程序记录媒体及程序，通过把自适应天线阵中天线的相对的相位变动量及振幅变动量作为校正值予以测定，可适用于便携电话的无线基站及天线阵发送、天线阵接收的无线设备等采用的自适应天线阵装置。

Claims (18)

1.一种具备多个由发送装置和接收装置及天线组成的无线单元的自适应天线阵装置，其特征在于：具备

选择单元，其从多个无线单元选择无线单元；

控制单元，其在被选择的无线单元与未被选择的无线单元之间使信号发送，基于其接收信号测定被选择的无线单元传送特性，

上述选择单元每当在被选择的无线单元传送特性测定结束时，依次选择其它无线单元，

上述控制单元基于对被依次选择的无线单元所测定的传送特性，计算每个无线单元的校正值。

2.权利要求1中记载的自适应天线阵装置，其特征在于：

上述选择单元选择两个无线单元，

被选择的两个无线单元在形成对未被选择的一个无线单元的天线指零的天线阵方向图并发送上述信号的同时，使上述两个无线单元中一方的无线单元相位及振幅的至少一方变化，

上述控制单元把在变化中指零的无线单元中的接收信号电平达到了最小时的上述相位及振幅的至少一方作为上述传送特性。

3.权利要求2中记载的自适应天线阵装置，其特征在于：

上述被选择的两个无线单元通过利用按照排除从一个未被选择的无线单元发送的信号的原则天线阵接收时的权向量，形成上述指零的天线阵方向图。

4.权利要求1中记载的自适应天线阵装置，其特征在于：

上述选择单元选择两个无线单元，

被选择的两个无线单元在形成对未被选择的一个无线单元指向了方向性的天线阵方向图并发送上述信号的同时，使被选择的两个无线单元中一方的无线单元中的发送信号相位及振幅的至少一方变化，

上述控制单元把在变化中指向了方向性的无线单元中的接收信号电平达到了最大时的上述相位及振幅的变化程度作为上述传送特性。

5.一种具备多个由发送装置和接收装置及天线组成的无线单元的自适应天线阵装置，其特征在于：具备

选择单元，其从多个无线单元选择4个无线单元作为第一～第4无线单元；

控制单元，其利用对第一无线单元的天线指向方向性，并对第二无线单元的天线指零的权向量，使第3及第4无线单元进行天线阵发送，

根据基于第一或第二无线单元的接收信号电平，测定第3无线单元与第4无线单元之间的相对的传送特性，

上述选择单元把各无线单元逐次作为第4无线单元多次选择，

上述控制单元基于对各无线单元所测定的相对传送特性，对每个无线单元计算出以一个无线单元为基准的相对的校正值。

6.权利要求5中记载的自适应天线阵装置，其特征在于：

上述控制单元在上述天线阵发送时使第4无线单元的发送信号的相位发生变化，在变化中把基于第二无线单元的接收信号电平达到了最小时的上述相位作为针对第3无线单元的第4无线单元的相对相位变动量，

在上述天线阵发送时使第4无线单元的发送信号的振幅发生变化，在变化中把基于第二无线单元的接收信号电平达到了最小时的上述振幅作为针对第3无线单元的第4无线单元的相对振幅变动量。

7.一种具备多个由发送装置和接收装置及天线组成的无线单元的自适应天线阵装置，其特征在于：具备

选择单元，其从多个无线单元选择4个无线单元作为第一～第4无线单元；

控制单元，其在使从第一无线单元发送所需信号，从第二无线单元发送干扰信号的同时，计算用于通过第3及第4无线单元排除干扰信号，天线阵接收所需信号的权向量，

利用计算出的权向量，使第3及第4无线单元天线阵发送信号的同时，根据基于第一或第二无线单元的接收信号电平，测定第3无线单元与第4无线单元之间的相对的传送特性，

上述选择单元按照所有无线单元都有一次成为第4无线单元的原则进行多次选择，

上述控制单元基于各无线单元的相对的传送特性，计算出每个无线单元的校正值。

8.权利要求7中记载的自适应天线阵装置，其特征在于：

上述控制单元在上述天线阵发送时使第4无线单元的发送信号的相位发生变化，在变化中把基于第二无线单元的接收信号电平达到了最小时的上述相位作为针对第3无线单元的第4无线单元的相对相位变动量，

在上述天线阵发送时使第4无线单元的发送信号的振幅发生变化，在变化中把基于第二无线单元的接收信号电平达到了最小时的上述振幅作为针对第3无线单元的第4无线单元的相对振幅变动量。

9.权利要求8中记载的自适应天线阵装置，其特征在于：

上述控制单元还根据每个无线单元的相对传送特性的总和或积是否处于规定范围内来判定传送特性的正当性。

10.一种具备多个由发送装置和接收装置及天线组成的无线单元的自适应天线阵装置中的校准方法，其特征在于：具有

选择步骤，其从多个无线单元至少选择一个无线单元；

测定步骤，其在被选择的无线单元与未被选择的无线单元之间使信号发送，基于其接收信号测定被选择的无线单元传送特性；

在上述选择步骤中，每当在上述测定步骤中被选择的无线单元传送特性测定结束时，依次选择其它的无线单元，

在上述测定步骤中，基于对被依次选择的无线单元测定的传送特性，计算每个无线单元的校正值。

11.权利要求10中记载的校准方法，其特征在于：

上述选择步骤选择两个无线单元，

在上述测定步骤中，被选择的两个无线单元在形成对未被选择的一个无线单元的天线指零的天线阵方向图并发送上述信号的同时，使上述两个无线单元中一方的无线单元相位及振幅的至少一方变化，

上述测定步骤把在变化中指零的无线单元中的接收信号电平达到了最小时的上述相位及振幅的至少一方作为上述传送特性。

12.权利要求11中记载的校准方法，其特征在于：

在上述测定步骤中，上述被选择的两个无线单元通过利用按照排除从一个未被选择的无线单元发送的信号的原则天线阵接收时的权向量，形成上述指零的天线阵方向图。

13.权利要求10中记载的校准方法，其特征在于：

上述选择步骤选择两个无线单元，

被选择的两个无线单元在形成对未被选择的一个无线单元指向了方向性的天线阵方向图并发送上述信号的同时，使被选择的两个无线单元中一方的无线单元中的发送信号相位及振幅的至少一方变化，

上述测定步骤把在变化中指向了方向性的无线单元中的接收信号电平达到了最大时的上述相位及振幅的变化程度作为上述传送特性。

14.一种具备多个由发送装置和接收装置及天线组成的无线单元的自适应天线阵装置中的校准方法，其特征在于：具有

选择步骤，其从多个无线单元选择4个无线单元作为第一～第4无线单元；

测定步骤，其利用对第一无线单元的天线指向方向性，并对第二无线单元的天线指零的权向量，使第3及第4无线单元进行天线阵发送，根据基于第一或第二无线单元的接收信号电平，测定第3无线单元与第4无线单元之间的相对的传送特性；

在上述选择步骤中，把各无线单元逐次作为第4无线单元多次选择，

在上述测定步骤中，基于对各无线单元测定的相对传送特性，对每个无线单元计算出以一个无线单元为基准的相对的校正值。

15.权利要求14中记载的校准方法，其特征在于：

上述测定步骤在上述天线阵发送时使第4无线单元的发送信号的相位发生变化，在变化中把基于第二无线单元的接收信号电平达到了最小时的上述相位作为针对第3无线单元的第4无线单元的相对相位变动量，

在上述天线阵发送时使第4无线单元的发送信号的振幅发生变化，在变化中把基于第二无线单元的接收信号电平达到了最小时的上述振幅作为针对第3无线单元的第4无线单元的相对振幅变动量。

16.一种具备多个由发送装置和接收装置及天线组成的无线单元的自适应天线阵装置中的校准方法，其特征在于：具有

选择步骤，其从多个无线单元选择4个无线单元作为第一～第4无线单元；

测定步骤，其在使从第一无线单元发送所需信号，从第二无线单元发送干扰信号的同时，计算用于通过第3及第4无线单元排除干扰信号，天线阵接收所需信号的权向量，

利用计算出的权向量，使第3及第4无线单元天线阵发送信号的同时，根据基于第一或第二无线单元的接收信号电平，测定第3无线单元与第4无线单元之间的相对的传送特性；

在上述选择步骤中，按照所有无线单元都有一次成为第4无线单元的原则进行多次选择，

在上述测定步骤中，基于各无线单元的相对的传送特性，计算出每个无线单元的校正值。

17.权利要求16中记载的校准方法，其特征在于：

上述测定步骤在上述天线阵发送时使第4无线单元的发送信号的相位发生变化，在变化中把基于第二无线单元的接收信号电平达到了最小时的上述相位作为针对第3无线单元的第4无线单元的相对相位变动量，

在上述天线阵发送时使第4无线单元的发送信号的振幅发生变化，在变化中把基于第二无线单元的接收信号电平达到了最小时的上述振幅作为针对第3无线单元的第4无线单元的相对振幅变动量。

18.权利要求17中记载的校准方法，其特征在于：

上述测定步骤还根据每个无线单元的相对传送特性的总和或积是否处于规定范围内来判定传送特性的正当性。

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