知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023091296
(43)【公開日】2023-06-30
(54)【発明の名称】送信装置、受信装置、送信方法、受信方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H04B 7/06 20060101AFI20230623BHJP
H04B 7/08 20060101ALI20230623BHJP
【ＦＩ】
H04B7/06 982
H04B7/08 982
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021205966
(22)【出願日】2021-12-20
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、総務省「ＨＡＰＳを利用した無線通信システムに係る周波数有効利用技術に関する研究開発」に関する委託事業、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000005821
【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大内 幹博
(72)【発明者】
【氏名】木村 知弘
(72)【発明者】
【氏名】珍田 祐輔
(72)【発明者】
【氏名】菊地 和彦
(57)【要約】
【課題】高性能なビームフォーミングを実現すること。
【解決手段】本開示の一実施例に係る送信方法は、送信装置が、デジタル校正用信号を生成し、送信装置が有する複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号にデジタル校正用信号を加算した第２デジタル信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成し、複数のアンテナ素子の各々を通過した第１アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、複数のアンテナ素子の各々に対応する第３デジタル信号を生成し、デジタル校正用信号と第３デジタル信号との相関演算を行って、複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性を算出し、遅延に関する送信特性に基づき、複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性補正量を算出し、送信特性補正量に基づき、遅延に関する送信特性を補正する。
【選択図】図１
【解決手段】本開示の一実施例に係る送信方法は、送信装置が、デジタル校正用信号を生成し、送信装置が有する複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号にデジタル校正用信号を加算した第２デジタル信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成し、複数のアンテナ素子の各々を通過した第１アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、複数のアンテナ素子の各々に対応する第３デジタル信号を生成し、デジタル校正用信号と第３デジタル信号との相関演算を行って、複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性を算出し、遅延に関する送信特性に基づき、複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性補正量を算出し、送信特性補正量に基づき、遅延に関する送信特性を補正する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のアンテナ素子と、
デジタル校正用信号を生成する校正用信号生成部と、
前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号に前記デジタル校正用信号を加算した第２デジタル信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成する送信処理実行部と、
前記複数のアンテナ素子の各々を通過した前記第１アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第３デジタル信号を生成する受信処理実行部と、
前記デジタル校正用信号と前記第３デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性を算出し、前記遅延に関する送信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性補正量を算出する送信特性算出部と、
前記送信特性補正量に基づき、前記遅延に関する送信特性を補正する送信特性補正部と、
を有する送信装置。
デジタル校正用信号を生成する校正用信号生成部と、
前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号に前記デジタル校正用信号を加算した第２デジタル信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成する送信処理実行部と、
前記複数のアンテナ素子の各々を通過した前記第１アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第３デジタル信号を生成する受信処理実行部と、
前記デジタル校正用信号と前記第３デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性を算出し、前記遅延に関する送信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性補正量を算出する送信特性算出部と、
前記送信特性補正量に基づき、前記遅延に関する送信特性を補正する送信特性補正部と、
を有する送信装置。
【請求項2】
前記送信特性算出部は、前記相関演算を行ってＥ－Ｌ（Early-Late）相関値を得ることによって、前記遅延に関する送信特性を算出する、
請求項１に記載の送信装置。
請求項１に記載の送信装置。
【請求項3】
前記送信特性算出部は、前記相関演算を高速サンプリングレートにより行って、前記遅延に関する送信特性を算出する、
請求項１に記載の送信装置。
請求項１に記載の送信装置。
【請求項4】
前記送信特性算出部は、前記複数のアンテナ素子の内遅延中央値を持つ基準アンテナ素子の遅延に関する送信特性に、前記基準アンテナ素子以外のアンテナ素子の遅延に関する送信特性を合わせるように、前記遅延に関する送信特性補正量を算出する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の送信装置。
請求項１～３のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項5】
前記校正用信号生成部は、前記複数のアンテナ素子の内遅延中央値を持つ基準アンテナ素子のＥ－Ｌ相関値が０となるように、前記デジタル校正用信号の遅延量を調整し、
前記送信特性算出部は、前記基準アンテナ素子以外のアンテナ素子のＥ－Ｌ相関値が０となるように、前記遅延に関する送信特性補正量を算出する、
請求項２に記載の送信装置。
前記送信特性算出部は、前記基準アンテナ素子以外のアンテナ素子のＥ－Ｌ相関値が０となるように、前記遅延に関する送信特性補正量を算出する、
請求項２に記載の送信装置。
【請求項6】
前記基準アンテナ素子は、設計情報に基づき特定される、
請求項４又は５に記載の送信装置。
請求項４又は５に記載の送信装置。
【請求項7】
前記送信特性算出部は、前記複数のアンテナ素子の全部の前記遅延に関する送信特性に基づき前記基準アンテナ素子を特定する、
請求項４又は５に記載の送信装置。
請求項４又は５に記載の送信装置。
【請求項8】
複数のアンテナ素子と、
デジタル校正用信号を生成する校正用信号生成部と、
前記デジタル校正用信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成する送信処理実行部と、
前記複数のアンテナ素子の各々を介して受信された第２アナログ信号に前記第１アナログ信号を加算した第３アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号を生成する受信処理実行部と、
前記デジタル校正用信号と前記第１デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性を算出し、前記遅延に関する受信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性補正量を算出する受信特性算出部と、
前記受信特性補正量に基づき、前記遅延に関する受信特性を補正する受信特性補正部と、
を有する受信装置。
デジタル校正用信号を生成する校正用信号生成部と、
前記デジタル校正用信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成する送信処理実行部と、
前記複数のアンテナ素子の各々を介して受信された第２アナログ信号に前記第１アナログ信号を加算した第３アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号を生成する受信処理実行部と、
前記デジタル校正用信号と前記第１デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性を算出し、前記遅延に関する受信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性補正量を算出する受信特性算出部と、
前記受信特性補正量に基づき、前記遅延に関する受信特性を補正する受信特性補正部と、
を有する受信装置。
【請求項9】
前記受信特性算出部は、前記相関演算を行ってＥ－Ｌ相関値を得ることによって、前記遅延に関する受信特性を算出する、
請求項８に記載の受信装置。
請求項８に記載の受信装置。
【請求項10】
前記受信特性算出部は、前記相関演算を高速サンプリングレートにより行って、前記遅延に関する受信特性を算出する、
請求項８に記載の受信装置。
請求項８に記載の受信装置。
【請求項11】
前記受信特性算出部は、前記複数のアンテナ素子の内遅延中央値を持つ基準アンテナ素子の遅延に関する受信特性に、前記基準アンテナ素子以外のアンテナ素子の遅延に関する受信特性を合わせるように、前記遅延に関する受信特性補正量を算出する、
請求項８～１０のいずれか一項に記載の受信装置。
請求項８～１０のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項12】
前記校正用信号生成部は、前記複数のアンテナ素子の内遅延中央値を持つ基準アンテナ素子のＥ－Ｌ相関値が０となるように、前記デジタル校正用信号の遅延量を調整し、
前記受信特性算出部は、前記基準アンテナ素子以外のアンテナ素子のＥ－Ｌ相関値が０となるように、前記遅延に関する受信特性補正量を算出する、
請求項９に記載の受信装置。
前記受信特性算出部は、前記基準アンテナ素子以外のアンテナ素子のＥ－Ｌ相関値が０となるように、前記遅延に関する受信特性補正量を算出する、
請求項９に記載の受信装置。
【請求項13】
前記基準アンテナ素子は、設計情報に基づき特定される、
請求項１１又は１２に記載の受信装置。
請求項１１又は１２に記載の受信装置。
【請求項14】
前記受信特性算出部は、前記複数のアンテナ素子の全部の前記遅延に関する送信特性に基づき前記基準アンテナ素子を特定する、
請求項１１又は１２に記載の受信装置。
請求項１１又は１２に記載の受信装置。
【請求項15】
送信装置が、
デジタル校正用信号を生成し、
前記送信装置が有する複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号に前記デジタル校正用信号を加算した第２デジタル信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成し、
前記複数のアンテナ素子の各々を通過した前記第１アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第３デジタル信号を生成し、
前記デジタル校正用信号と前記第３デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性を算出し、
前記遅延に関する送信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性補正量を算出し、
前記送信特性補正量に基づき、前記遅延に関する送信特性を補正する、
送信方法。
デジタル校正用信号を生成し、
前記送信装置が有する複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号に前記デジタル校正用信号を加算した第２デジタル信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成し、
前記複数のアンテナ素子の各々を通過した前記第１アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第３デジタル信号を生成し、
前記デジタル校正用信号と前記第３デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性を算出し、
前記遅延に関する送信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性補正量を算出し、
前記送信特性補正量に基づき、前記遅延に関する送信特性を補正する、
送信方法。
【請求項16】
受信装置が、
デジタル校正用信号を生成し、
前記デジタル校正用信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成し、
前記受信装置が有する複数のアンテナ素子の各々を介して受信された第２アナログ信号に前記第１アナログ信号を加算した第３アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号を生成し、
前記デジタル校正用信号と前記第１デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性を算出し、
前記遅延に関する受信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性補正量を算出し、
前記受信特性補正量に基づき、前記遅延に関する受信特性を補正する、
受信方法。
デジタル校正用信号を生成し、
前記デジタル校正用信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成し、
前記受信装置が有する複数のアンテナ素子の各々を介して受信された第２アナログ信号に前記第１アナログ信号を加算した第３アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号を生成し、
前記デジタル校正用信号と前記第１デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性を算出し、
前記遅延に関する受信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性補正量を算出し、
前記受信特性補正量に基づき、前記遅延に関する受信特性を補正する、
受信方法。
【請求項17】
請求項１５に記載の送信方法を送信装置に実行させるためのプログラム。
【請求項18】
請求項１６に記載の受信方法を受信装置に実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、送信装置、受信装置、送信方法、受信方法及びプログラムに関し、より詳細には、無線伝送においてビームフォーミングを実行するための送信装置、受信装置、送信方法、受信方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
５Ｇ（5th Generation）移動通信システムの主要技術の１つとして、５Ｇマルチアンテナ技術が挙げられる（例えば、非特許文献１）。５Ｇマルチアンテナ技術では、超多素子アンテナを用いてアンテナ指向性を適応的に制御するビームフォーミングにより、高周波数帯での伝搬損失を補償する。ビームフォーミングには大別して、以下の３種類がある（例えば、非特許文献１の３．３章）。
（１）フルデジタルビームフォーミング
（２）フルアナログビームフォーミング
（３）ハイブリッドビームフォーミング
（１）フルデジタルビームフォーミング
（２）フルアナログビームフォーミング
（３）ハイブリッドビームフォーミング
【0003】
（１）フルデジタルビームフォーミングは、デジタルプリコーディング処理により優れた性能を有するが、アンテナ素子数と同数のデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ：Digital to Analog Converter）やアップコンバータ（ＵＣ：Up Converter）が必要となる。このため、高周波数帯では高価となり、かつ、消費電力が比較的高くなる。
【0004】
（２）フルアナログビームフォーミングは、デジタルプリコーディング処理が不要となり最も簡単な回路構成となるが、ビーム間の直交性を保つためにビーム数を減らし、かつ、狭ビームを生成する必要がある。
【0005】
（３）ハイブリッドビームフォーミングは、デジタルとアナログとが混在してビームフォーミングを行うため、性能及び回路構成の複雑さが共に、（１）フルデジタルビームフォーミングと（２）フルアナログビームフォーミングとの中間になる。
【0006】
ところで、高高度プラットフォーム（ＨＡＰＳ：High-Altitude Platform Station）の事業化に向けて国際的に環境整備及び技術開発が進み、その普及拡大が見込まれている。特にＨＡＰＳを利用した固定通信システムに対しては、上空経由にてバックホール回線の冗長経路確保実現等への期待が高まっている。ＷＲＣ－１９（２０１９年世界無線通信会議）にてＨＡＰＳに分配された３８ＧＨｚ帯による５Ｇ網と連携した高速大容量のＨＡＰＳシステムの実現が期待される（例えば、非特許文献２）。ＨＡＰＳは、高度２０ｋｍ付近の成層圏で円周上を周回して飛行するため、地上局との間でビームフォーミングを行って追従する。ＨＡＰＳでは、高周波数帯での伝搬損失を補償するため、超多素子アンテナを用いる必要がある。
【0007】
上記（１）～（３）のいずれのビームフォーミングにおいても、各アンテナ素子の位相（遅延）制御では、素子間のアナログ回路特性にばらつきがあるため、素子間の校正が重要である。特にＨＡＰＳが滞在する高度２０ｋｍ付近の成層圏は－７０℃の極低温及び１／１０気圧の厳しい環境であるため、素子間校正のリアルタイム性及び高速性が求められる。
【0008】
特許文献１では、疑似ランダム系列を主信号に加算してアレイアンテナから送出し、受信用アレイアンテナで受信して、送信側と同一の疑似ランダム系列と受信信号との相関を求めることでアンテナ素子毎の位相特性を算出し、素子間位相校正を行っている。これにより、主信号を止めることなくリアルタイム位相校正を可能としている。
【0009】
一方、非特許文献２のように広帯域信号を用いる場合、素子間の遅延ばらつきが帯域内位相傾きを生じさせやすくさせ、ビームフォーミング性能に悪影響を及ぼす。よって、ビームフォーミング性能を維持するためには、１サンプル未満の遅延ばらつきまで素子間校正を行う必要がある。特許文献２では、各素子における遅延補正量の設定可能範囲を抑圧するため、校正用信号を各素子の送信及び受信回路に順次注入し、校正用信号との相関により得られた各素子の送信及び受信回路の遅延測定結果を用いて、各素子の遅延補正量を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特表２０１０－５４０８９４号公報
【特許文献2】特開２０１０－２１３２１７号公報
【非特許文献】
【0011】
【非特許文献1】須山他，“5Gマルチアンテナ技術”，NTT DOCOMOテクニカル・ジャーナル，Vol. 23 No.4, pp.30-39（2016年1月）
【非特許文献2】鈴木他，“高高度プラットフォーム（HAPS）による5G網と連携した38GHz帯の無線通信システム開発－5G網の高速大容量バックホール回線に係る検討－”，2021年電子情報通信学会総合大会，B-3-1（2021年3月）
【非特許文献3】大内他，“高高度プラットフォーム（HAPS）による5G網と連携した38GHz帯の無線通信システム開発－基地局搭載型HAPSにおけるフルデジタルビームフォーミングの検討－”，2021年電子情報通信学会ソサイエティ大会，B-3-11（2021年9月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
前述の通り、ＨＡＰＳを利用した固定通信システムにおいては、３８ＧＨｚ帯による高速大容量化の実現が期待される。しかしながら、降雨減衰が大きい３８ＧＨｚ帯を用いるとなると、高周波数帯での伝搬損失を補償するために元々超多素子アンテナを用いる想定である上に、十分な降雨減衰マージンを確保するために素子数を更に増加させる必要がある。このため、校正に要する時間が素子数に比例して増大する。特許文献２では、送信及び受信校正用信号が各々主信号の受信及び送信回路における遅延補正を行う遅延素子を通過後に、相関による遅延測定が行われるため、各素子の送信及び受信回路の遅延測定結果を用いて各素子の遅延補正量を算出する必要がある。このため、素子間の遅延校正に要する時間が素子数の２倍に比例して増大する。
【0013】
本開示の非限定的な実施例は、高性能なビームフォーミングを実現できる送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法の提供に資する。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本開示の一実施例に係る送信装置は、複数のアンテナ素子と、デジタル校正用信号を生成する校正用信号生成部と、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号に前記デジタル校正用信号を加算した第２デジタル信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成する送信処理実行部と、前記複数のアンテナ素子の各々を通過した前記第１アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第３デジタル信号を生成する受信処理実行部と、前記デジタル校正用信号と前記第３デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性を算出し、前記遅延に関する送信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性補正量を算出する送信特性算出部と、前記送信特性補正量に基づき、前記遅延に関する送信特性を補正する送信特性補正部と、を有する。
【0015】
本開示の一実施例に係る受信装置は、複数のアンテナ素子と、デジタル校正用信号を生成する校正用信号生成部と、前記デジタル校正用信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成する送信処理実行部と、前記複数のアンテナ素子の各々を介して受信された第２アナログ信号に前記第１アナログ信号を加算した第３アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号を生成する受信処理実行部と、前記デジタル校正用信号と前記第１デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性を算出し、前記遅延に関する受信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性補正量を算出する受信特性算出部と、前記受信特性補正量に基づき、前記遅延に関する受信特性を補正する受信特性補正部と、を有する。
【0016】
本開示の一実施例に係る送信方法は、送信装置が、デジタル校正用信号を生成し、前記送信装置が有する複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号に前記デジタル校正用信号を加算した第２デジタル信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成し、前記複数のアンテナ素子の各々を通過した前記第１アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第３デジタル信号を生成し、前記デジタル校正用信号と前記第３デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性を算出し、前記遅延に関する送信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性補正量を算出し、前記送信特性補正量に基づき、前記遅延に関する送信特性を補正する。
【0017】
本開示の一実施例に係る受信方法は、受信装置が、デジタル校正用信号を生成し、前記デジタル校正用信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成し、前記受信装置が有する複数のアンテナ素子の各々を介して受信された第２アナログ信号に前記第１アナログ信号を加算した第３アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号を生成し、前記デジタル校正用信号と前記第１デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性を算出し、前記遅延に関する受信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性補正量を算出し、前記受信特性補正量に基づき、前記遅延に関する受信特性を補正する。
【0018】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータープログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータープログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【0019】
本開示の一実施例によれば、送信校正用信号（又は受信校正用信号）が校正用信号専用の受信処理実行部（又は送信処理実行部）を通過後に、単一かつ送信のみ（又は受信のみ）の相関により、遅延校正を行うことができるので、高性能なビームフォーミングを実現することができる。
【0020】
本開示の一実施例における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本開示の実施の形態１における通信装置の構成の一例を示す図
【図2】本開示の実施の形態１における送信特性算出用アナログ部の構成の一例を示す図
【図3】本開示の実施の形態１における送受信特性算出部の構成の一例を示す図
【図4】遅延によるピーク相関値の変化及び遅延によるＥ－Ｌ相関値の変化をシミュレーションで得た結果の一例を示す図
【図5】本開示の実施の形態１における受信特性算出用アナログ部の構成の一例を示す図
【図6】本開示の実施の形態２における送信又は受信でのアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの一例を示す図
【図7】本開示の実施の形態３における送信又は受信でのアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの他の一例を示す図
【図8】本開示の実施の形態４における通信装置の構成の一例を示す図
【図9】本開示の実施の形態４における送受信特性算出部の構成の一例を示す図
【図10】本開示の実施の形態５における送信又は受信でのアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの一例を示す図
【図11】本開示の実施の形態６における送信又は受信でのアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの他の一例を示す図
【図12】本の実施の形態７における送信又は受信でのアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの他の一例を示す図
【図13】本開示の実施の形態８における送信又は受信でのアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの他の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、図面を適宜参照して、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【0023】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【0024】
（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１における通信装置１００の構成の一例を示す図である。通信装置１００は、Ｍ個の送信信号生成部１１０－１～１１０－Ｍと、送信用デジタルプリコーディング部１１５と、Ｎ個の送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎと、校正用信号生成部１２０と、Ｎ個のＤＡＣ１２５－１～１２５－Ｎと、Ｎ個のＵＣ１３０－１～１３０－Ｎと、Ｎ個の電力増幅部１３５－１～１３５－Ｎと、Ｎ個のデュプレクサ１４０－１～１４０－Ｎと、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎと、送信特性算出用アナログ部１８０と、受信特性算出用アナログ部１８５と、送受信特性算出部１９０と、Ｎ個の加算器１９５－１～１９５－Ｎと、Ｌ個の受信信号再生部２１０－１～２１０－Ｌと、受信用デジタルプリコーディング部２１５と、Ｎ個の受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎと、Ｎ個のアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ：Analog to Digital Converter）２２５－１～２２５－Ｎと、Ｎ個のダウンコンバータ（ＤＣ：Down Converter）２３０－１～２３０－Ｎと、Ｎ個の電力増幅部２３５－１～２３５－Ｎと、を備える。なお、通信装置１００の内、デジタル処理を行う構成要素を集積回路１０５としてもよい。デジタル処理を行う構成要素としては、例えば、送信信号生成部１１０－１～１１０－Ｍ、送信用デジタルプリコーディング部１１５、校正用信号生成部１２０、ＤＡＣ１２５－１～１２５－Ｎ、受信信号再生部２１０－１～２１０－Ｌ、受信用デジタルプリコーディング部２１５、ＡＤＣ２２５－１～２２５－Ｎ、送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎ、送受信特性算出部１９０及び受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎが挙げられる。なお、集積回路１０５は、デジタル処理を行う構成要素だけでなく、アナログ処理を行う構成要素の一部又は全部を含んでもよい。
図１は、本開示の実施の形態１における通信装置１００の構成の一例を示す図である。通信装置１００は、Ｍ個の送信信号生成部１１０－１～１１０－Ｍと、送信用デジタルプリコーディング部１１５と、Ｎ個の送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎと、校正用信号生成部１２０と、Ｎ個のＤＡＣ１２５－１～１２５－Ｎと、Ｎ個のＵＣ１３０－１～１３０－Ｎと、Ｎ個の電力増幅部１３５－１～１３５－Ｎと、Ｎ個のデュプレクサ１４０－１～１４０－Ｎと、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎと、送信特性算出用アナログ部１８０と、受信特性算出用アナログ部１８５と、送受信特性算出部１９０と、Ｎ個の加算器１９５－１～１９５－Ｎと、Ｌ個の受信信号再生部２１０－１～２１０－Ｌと、受信用デジタルプリコーディング部２１５と、Ｎ個の受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎと、Ｎ個のアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ：Analog to Digital Converter）２２５－１～２２５－Ｎと、Ｎ個のダウンコンバータ（ＤＣ：Down Converter）２３０－１～２３０－Ｎと、Ｎ個の電力増幅部２３５－１～２３５－Ｎと、を備える。なお、通信装置１００の内、デジタル処理を行う構成要素を集積回路１０５としてもよい。デジタル処理を行う構成要素としては、例えば、送信信号生成部１１０－１～１１０－Ｍ、送信用デジタルプリコーディング部１１５、校正用信号生成部１２０、ＤＡＣ１２５－１～１２５－Ｎ、受信信号再生部２１０－１～２１０－Ｌ、受信用デジタルプリコーディング部２１５、ＡＤＣ２２５－１～２２５－Ｎ、送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎ、送受信特性算出部１９０及び受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎが挙げられる。なお、集積回路１０５は、デジタル処理を行う構成要素だけでなく、アナログ処理を行う構成要素の一部又は全部を含んでもよい。
【0025】
以下、図１の通信装置１００の動作の内、送信側について説明する。
【0026】
送信信号生成部１１０－１～１１０－Ｍは、各々、送信ストリーム１～Ｍを生成して送信用デジタルプリコーディング部１１５に出力する。
【0027】
送信用デジタルプリコーディング部１１５は、Ｍ個の入力（送信ストリーム１～Ｍ）に対してビームフォーミングのためのデジタルプリコーディングを行い、Ｎ個のアンテナ素子の各々に対応するＮ個のデジタル信号（主信号）を生成して、対応する送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎに出力する。
【0028】
送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎは、送受信特性算出部１９０から入力された送信特性補正量信号によって示される送信特性（遅延）補正量を、記憶部（図示せず）に記憶させる。あるいは、送信特性（遅延）補正量は、送受信特性算出部１９０によって記憶部（図示せず）に記憶されてもよい。送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎは、送信特性補正量信号によって示される送信特性（遅延）補正量に基づいて、送信用デジタルプリコーディング部１１５から入力されたデジタル信号（主信号）の特性を各々補正することでアンテナ素子間校正を行う。そして、送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎは、各々、校正を行ったデジタル信号をＤＡＣ１２５－１～１２５－Ｎに出力する。なお、アンテナ素子間校正を行うための前処理が行われる場合には、Ｎ個のデジタル信号（主信号）は、送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎによって処理されずに送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎを通過する。以下においては、特段の断りがない限り、アンテナ素子間校正（すなわち、送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎによる補正）を行うための前処理が行われる場合について説明する。
【0029】
校正用信号生成部１２０は、校正用信号を低電力レベルで生成してＤＡＣ１２５－１～１２５－Ｎに出力する。また、図示されていないが、校正用信号生成部１２０は、校正用信号を送受信特性算出部１９０にも出力する。校正用信号の一例としては、Ｍ系列又はＧｏｌｄ系列等の０と１がおよそ等確率で生成される疑似ランダム系列が挙げられる。
【0030】
ＤＡＣ１２５－１～１２５－Ｎは、各々、校正用信号生成部１２０から入力された校正用信号を送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎから入力された主信号に加算してから、デジタル信号をアナログ信号に変換してＵＣ１３０－１～１３０－Ｎに出力する。
【0031】
ＵＣ１３０－１～１３０－Ｎは、各々、ＤＡＣ１２５－１～１２５－Ｎから入力されたアナログ信号を送信周波数帯にアップコンバートして電力増幅部１３５－１～１３５－Ｎに出力する。
【0032】
電力増幅部１３５－１～１３５－Ｎは、各々、電力増幅部１３５－１～１３５－Ｎから入力されたアップコンバートされたアナログ信号の電力を増幅して出力する。電力増幅部１３５－１～１３５－Ｎから出力されたアナログ信号は、各々、デュプレクサ１４０－１～１４０－Ｎ、加算器１９５－１～１９５－Ｎを通過して、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎに送信信号として入力される。そして、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎに入力された送信信号（すなわち、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎを通過した送信信号）は、送信特性算出用アナログ部１８０による後述の処理のために送信特性算出用アナログ部１８０に入力される。
【0033】
ＤＡＣ１２５－１～１２５－Ｎ、ＵＣ１３０－１～１３０－Ｎ及び電力増幅部１３５－１～１３５－Ｎは、主信号に校正用信号を加算したデジタル信号に対してＤＡ変換を少なくとも含む送信処理を実行して、アナログ信号を生成する。
【0034】
上記の主信号は、本開示に係る送信装置及び送信方法における第１デジタル信号の一例であり、上記の主信号に校正用信号を加算したデジタル信号は、本開示に係る送信装置及び送信方法における第２デジタル信号の一例であり、送信処理実行後に生成される上記のアナログ信号は、本開示に係る送信装置及び送信方法における第１アナログ信号の一例である。また、少なくともＤＡＣ１２５－１～１２５－Ｎは（場合によっては、さらにＵＣ１３０－１～１３０－Ｎ及び電力増幅部１３５－１～１３５－Ｎは）、本開示に係る送信装置及び送信方法における送信処理実行部の一例である。
【0035】
送信特性算出用アナログ部１８０は、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎから入力されたアナログ送信信号に対してダウンコンバート、ＡＤ変換等の受信処理を実行し、受信処理後のデジタル信号を送受信特性算出部１９０に出力する。なお、通信装置１００において、送信の周波数と受信の周波数とが異なる場合、送信特性算出用アナログ部１８０から送信側の信号のみが出力されて送受信特性算出部１９０に入力される。
【0036】
送受信特性算出部１９０は、送信特性算出用アナログ部１８０から入力されたデジタル信号を用いて、送信特性を算出する。
【0037】
以上のように、送信校正用信号が校正用信号専用の受信回路（送信特性算出用アナログ部１８０）を通過後に、相関による遅延測定が行われる。すなわち、特許文献２とは異なり、送信校正用信号が主信号の受信回路における遅延素子を通過せずに、相関による遅延測定が行われる。
【0038】
図２は、送信特性算出用アナログ部１８０の構成の一例を示す図である。送信特性算出用アナログ部１８０は、ＡＤＣ４２５と、ＤＣ４３０と、電力増幅部４３５と、入力選択スイッチ４３７と、を備える。
【0039】
入力選択スイッチ４３７は、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの内、順次１つを選択して、選択したアンテナ素子からのアナログ信号を受け付け電力増幅部４３５に出力する。
【0040】
電力増幅部４３５は、入力選択スイッチ４３７から入力されたアナログ信号の電力を増幅してＤＣ４３０に出力する。
【0041】
ＤＣ４３０は、ＤＣ２３０－１～２３０－Ｎと同様に、電力増幅部４３５から入力されたアナログ信号を、受信周波数帯からダウンコンバートしてＡＤＣ４２５に出力する。
【0042】
ＡＤＣ４２５は、ＤＣ４３０から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して送受信特性算出部１９０に出力する。
【0043】
ＤＣ４３０、ＡＤＣ４２５、入力選択スイッチ４３７及び電力増幅部４３５は、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎを介して入力されたアナログ信号に対してＡＤ変換を少なくとも含む受信処理を実行して、校正用信号（疑似ランダム系列）が含まれているデジタル信号を生成する。
【0044】
上記のデジタル信号は、本開示に係る送信装置及び送信方法における第３デジタル信号の一例である。少なくともＤＣ４３０は（場合によっては、さらにＡＤＣ４２５、入力選択スイッチ４３７及び電力増幅部４３５は、すなわち、送信特性算出用アナログ部１８０は）、本開示に係る送信装置及び送信方法における受信処理実行部又は第１受信処理実行部の一例である。
【0045】
アンテナ素子間校正を行うための前処理が既に行われている場合、すなわち、送信用デジタルプリコーディング部１１５からのＮ個のデジタル信号（主信号）が、送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎによって処理されて送信される場合については、詳細な説明を省略する。この場合、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎによる送信のために、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎに対応する送信特性補正を受けたデジタル信号が、各々、上述したＤＡＣ１２５－１～１２５－Ｎ、ＵＣ１３０－１～１３０－Ｎ、電力増幅部１３５－１～１３５－Ｎ及びデュプレクサ１４０－１～１４０－Ｎを介して、最終的にＮ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎに入力される。
【0046】
上記の送信特性補正を受けたデジタル信号は、本開示に係る受信装置及び受信方法における第２デジタル信号の一例である。また、少なくともＤＡＣ１２５－１～１２５－Ｎは（場合によっては、さらにＵＣ１３０－１～１３０－Ｎ及び電力増幅部１３５－１～１３５－Ｎは）、本開示に係る受信装置及び受信方法における第２送信処理実行部の一例である。
【0047】
図３は、送受信特性算出部１９０の構成の一例を示す図である。送受信特性算出部１９０は、入力選択スイッチ４４１と、相関演算部３４３及び４４３と、Ｅ－Ｌ（Early-Late）検出部３４７及び４４７と、送信特性比較部３５３と、受信特性比較部４５３と、を備える。
【0048】
相関演算部３４３は、送信特性算出用アナログ部１８０によってアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎを通過したアナログ信号から変換されて送信特性算出用アナログ部１８０から入力されたデジタル信号と校正用信号生成部１２０によって生成されて校正用信号生成部１２０から入力された校正用信号（疑似ランダム系列）との相関演算を行う。
【0049】
Ｅ－Ｌ検出部３４７は、疑似ランダム系列の１周期内のピーク値を検出し、必要に応じて複数周期間の相関演算を行うことで所望の相関ゲインを得る。また、Ｅ－Ｌ検出部３４７は、ピーク値の１サンプル前の相関値から１サンプル後の相関値を減算した結果であるＥ－Ｌ相関値を、送信特性として送信特性比較部３５３に出力する。
【0050】
送信特性算出用アナログ部１８０からの出力がＮ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの各々に順次切り替えられることで、送信特性比較部３５３は、Ｅ－Ｌ検出部３４７から入力されたＮ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの各々の特性を比較する。そして、送信特性比較部３５３は、全ての特性が同一となるように、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの各々の送信特性補正量を算出（又は決定）し、送信特性補正量を示す送信特性補正量信号を生成して送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎに出力する。
【0051】
送受信特性算出部１９０は、本開示に係る送信装置及び送信方法における送信特性算出部の一例である。
【0052】
【0053】
図４（ａ）は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号なしの校正用信号のみの条件下で、遅延によるピーク相関値の変化を示している。横軸は、サンプル単位の遅延量を示し、遅延なしの０で最大値となる。図４（ａ）に示す通り、横軸０を中心として正負の遅延量に対して対称な相関値が得られることを利用して、Ｅ－Ｌ相関値により１サンプル未満の遅延量までも算出する。
【0054】
図４（ｂ）は、ＯＦＤＭ信号（ＮＲ信号と表記）に校正用信号（ＣＡＬ信号と表記）を重畳させた条件下で、遅延によるＥ－Ｌ相関値の変化を示している。図４（ｂ）に示すグラフの縦軸はＥ－Ｌ相関値を示し、このグラフの横軸はサンプル単位の遅延量を示している。ＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）なしの条件下では原点を通るきれいな１次関数（実線で示される関数）となる。ＡＷＧＮを加えてＳＮＲ（Signal to Nose power Ratio）が１８ｄＢの条件下では、誤差バーに示す通りＥ－Ｌ相関値が分散し、１００回平均した値をプロットするときれいな１次関数（点線で示される関数）となる。このＥ－Ｌ相関値の性質を用いて、送信特性比較部３５３は、アンテナ素子間の１サンプル未満の遅延差までも算出し、全ての特性（遅延）が同一となるように各々の送信特性（遅延）補正量を算出（又は決定）し、送信特性補正量を示す送信特性補正量信号を生成して送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎに出力する。
【0055】
次に、図１の通信装置１００の動作の内、受信側について説明する。以下においては、特段の断りがない限り、アンテナ素子間校正（すなわち、受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎによる補正）を行うための前処理が行われる場合について説明する。
【0056】
受信特性算出用アナログ部１８５は、校正用信号生成部１２０から入力された校正用信号に対してＤＡ変換、アップコンバート等の送信処理を実行して、アンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの各々に対する高周波アナログ信号を生成する。
【0057】
上記の高周波アナログ信号は、本開示に係る受信装置及び受信方法における第１アナログ信号の一例である。
【0058】
加算器１９５－１～１９５－Ｎは、この各高周波アナログ信号を、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎによって受信されたアナログ信号（主信号）に対して各々加算して出力する。
【0059】
Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎによって（を介して）受信された上記のアナログ信号は、本開示に係る受信装置及び受信方法における第２アナログ信号の一例である。
【0060】
加算器１９５－１～１９５－Ｎから出力されたアナログ信号は、各々、デュプレクサ１４０－１～１４０－Ｎを通過して、電力増幅部２３５－１～２３５－Ｎに入力される。
【0061】
各高周波アナログ信号が、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎによって受信されたアナログ信号に対して各々加算されて加算器１９５－１～１９５－Ｎから出力されるアナログ信号は、本開示に係る受信装置及び受信方法における第３アナログ信号の一例である。
【0062】
電力増幅部２３５－１～２３５－Ｎは、各々、入力されたアナログ信号の電力を増幅してＤＣ２３０－１～２３０－Ｎに出力する。
【0063】
ＤＣ２３０－１～２３０－Ｎは、各々、電力増幅部２３５－１～２３５－Ｎから入力されたアナログ信号を、受信周波数帯からダウンコンバートしてＡＤＣ２２５－１～２２５－Ｎに出力する。
【0064】
ＡＤＣ２２５－１～２２５－Ｎは、各々、ＤＣ２３０－１～２３０－Ｎから入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して送受信特性算出部１９０及び受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎに出力する。
【0065】
上記のデジタル信号は、本開示に係る受信装置及び受信方法における第１デジタル信号の一例である。
【0066】
ＤＣ２３０－１～２３０－Ｎ、ＡＤＣ２２５－１～２２５－Ｎ及び電力増幅部２３５－１～２３５－Ｎは、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎを介して受信されたアナログ信号に校正用信号に対応する高周波アナログ信号を加算したアナログ信号に対してＡＤ変換を少なくとも含む受信処理を実行して、デジタル信号を生成する。
【0067】
少なくともＤＣ２３０－１～２３０－Ｎは（場合によっては、さらにＡＤＣ２２５－５～２２５－Ｎ及び電力増幅部２３５－１～２３５－Ｎは）、本開示に係る受信装置及び受信方法における受信処理実行部の一例である。
【0068】
送受信特性算出部１９０は、ＡＤＣ２２５－１～２２５－Ｎから入力された信号を用いて受信特性を算出し、受信特性補正量信号を生成して受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎに出力する。
【0069】
受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎは、送受信特性算出部１９０から入力された受信特性補正量信号によって示される受信特性（遅延）補正量を、記憶部（図示せず）に記憶させる。あるいは、受信特性（遅延）補正量は、送受信特性算出部１９０によって記憶部（図示せず）に記憶されてもよい。アンテナ素子間校正を行うための前処理がこのように既に行われている場合、以後、受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎは、受信特性補正量信号によって示される受信特性（遅延）補正量に基づいて、ＡＤＣ２２５－１～２２５－Ｎから入力されたデジタル信号の特性を各々補正することでアンテナ素子間校正を行い、校正を行ったデジタル信号を受信用デジタルプリコーディング部２１５に出力する。
【0070】
アンテナ素子間校正を行うための前処理が既に行われている場合については、詳細な説明を省略する。この場合、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎによって受信されたアナログ信号が、各々、上述したデュプレクサ１４０－１～１４０－Ｎ、電力増幅部２３５－１～２３５－Ｎ、ＤＣ２３０－１～２３０－Ｎ及びＡＤＣ２２５－１～２２５－Ｎを介して、受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎに入力される。そして、受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎは、上述したように、アンテナ素子間校正を行い、校正を行ったデジタル信号を受信用デジタルプリコーディング部２１５に出力する。
【0071】
Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの各々によって受信された上記のアナログ信号は、本開示に係る送信装置及び受信方法における第２アナログ信号の一例である。また、少なくともＤＣ２３０－１～２３０－Ｎは（場合によっては、さらにＡＤＣ２２５－１～２２５－Ｎ及び電力増幅部１３５－１～１３５－Ｎは）、本開示に係る送信装置及び送信方法における第２受信処理実行部の一例である。
【0072】
受信用デジタルプリコーディング部２１５は、受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎの各々から入力された受信特性補正を受けたデジタル信号に対してデジタルプリコーディングを行い、Ｌ個の出力（受信ストリーム１～Ｌ）を生成して受信信号再生部２１０－１～２１０－Ｌに出力する。
【0073】
以上のように、受信校正用信号が校正用信号専用の送信回路（受信特性算出用アナログ部１８５）を通過後に、相関による遅延測定が行われる。すなわち、特許文献２とは異なり、受信校正用信号が主信号の送信回路における遅延素子を通過せずに、相関による遅延測定が行われる。
【0074】
図５は、受信特性算出用アナログ部１８５の構成の一例を示す図である。受信特性算出用アナログ部１８５は、ＤＡＣ３２５と、ＵＣ３３０と、電力増幅部３３５と、出力切替スイッチ３３７と、を備える。
【0075】
ＤＡＣ３２５は、校正用信号生成部１２０から入力されたデジタル信号である校正用信号をアナログ信号に変換してＵＣ３３０に出力する。
【0076】
ＵＣ３３０は、ＵＣ１３０－１～１３０－Ｎと同様に、各々アナログ信号を送信周波数帯にアップコンバートして電力増幅部３３５に出力する。
【0077】
電力増幅部３３５は、電力増幅部１３５－１～１３５－Ｎと同様に、ＵＣ３３０から入力されたアップコンバートされたアナログ信号の電力を増幅して出力切替スイッチ３３７に出力する。
【0078】
出力切替スイッチ３３７は、加算器１９５－１～１９５－Ｎへの出力の内、順次１つを選択して、選択した加算器に、電力増幅部３３５から入力されたアナログ信号を出力し、その他の選択していない加算器には０（ヌル）を出力する。
【0079】
ＤＡＣ３２５、ＵＣ３３０、電力増幅部３３５及び出力切替スイッチ３３７は、校正用信号に対してＤＡ変換を少なくとも含む送信処理を実行して、アナログ信号を生成する。
【0080】
上記のアナログ信号は、本開示に係る受信装置及び受信方法における第１アナログ信号の一例である。少なくともＤＡＣ３２５は（場合によっては、さらにＵＣ３３０、電力増幅部３３５及び出力切替スイッチ３３７は、すなわち、受信特性算出用アナログ部１８５は）、本開示に係る受信装置及び受信方法における送信処理実行部又は第１送信処理実行部の一例である。
【0081】
図３に示す送受信特性算出部１９０において、入力選択スイッチ４４１は、ＡＤＣ２２５－１～２２５－Ｎからの出力の内、受信特性算出用アナログ部１８５から校正用信号が出力されているＡＤＣを選択し、当該ＡＤＣからの入力を相関演算部４４３に出力する。
【0082】
相関演算部４４３は、アンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎによって受信されたアナログ信号に各々対応する入力選択スイッチ４４１から入力されたデジタル信号と校正用信号生成部１２０によって生成されて校正用信号生成部１２０から入力された疑似ランダム系列との相関演算を行う。
【0083】
Ｅ－Ｌ検出部４４７は、疑似ランダム系列の１周期内のピーク値を検出し、必要に応じて複数周期間の相関演算を行うことにより所望の相関ゲインを得る。また、Ｅ－Ｌ検出部４４７は、ピーク値の１サンプル前の相関値から１サンプル後の相関値を減算した結果であるＥ－Ｌ相関値を、受信特性として受信特性比較部４５３に出力する。
【0084】
受信特性算出用アナログ部１８５からの出力がＮ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの各々に順次切り替えられることで、受信特性比較部４５３は、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの各々の特性を比較する。そして、受信特性比較部４５３は、図４（ｂ）に示すＥ－Ｌ相関値の性質を用いて、全ての特性（遅延）が同一となるように、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの各々の受信特性（遅延）補正量を算出（又は決定）し、受信特性補正量を示す受信特性補正量信号を生成して受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎに出力する。
【0085】
送受信特性算出部１９０は、本開示に係る受信装置及び受信方法における受信特性算出部の一例である。
【0086】
＜実施の形態１の効果＞
実施の形態１によれば、以上の構成により、Ｅ－Ｌ相関値の性質を用いた遅延校正によりビームフォーミング性能を一定に保つ送信装置及び受信装置を提供することができる。特に、送信校正用信号及び受信校正用信号が各々校正用信号専用の受信回路及び送信回路を通過後に、相関による遅延測定が行われる。すなわち、特許文献２とは異なり、送信校正用信号及び受信校正用信号が各々主信号の受信回路及び送信回路における遅延素子を通過せずに、相関による遅延測定が行われるため、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能となり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果を有する。
実施の形態１によれば、以上の構成により、Ｅ－Ｌ相関値の性質を用いた遅延校正によりビームフォーミング性能を一定に保つ送信装置及び受信装置を提供することができる。特に、送信校正用信号及び受信校正用信号が各々校正用信号専用の受信回路及び送信回路を通過後に、相関による遅延測定が行われる。すなわち、特許文献２とは異なり、送信校正用信号及び受信校正用信号が各々主信号の受信回路及び送信回路における遅延素子を通過せずに、相関による遅延測定が行われるため、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能となり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果を有する。
【0087】
（実施の形態２）
図６は、図１に示す通信装置１００の送信又は受信におけるアンテナ素子（系統と称されてもよい）間の遅延校正のフローチャートの一例を示す図である。通信装置１００は、このフローチャートに基づき、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能である。
図６は、図１に示す通信装置１００の送信又は受信におけるアンテナ素子（系統と称されてもよい）間の遅延校正のフローチャートの一例を示す図である。通信装置１００は、このフローチャートに基づき、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能である。
【0088】
特に高い周波数帯を用いる場合、アンテナ素子間の遅延差の主要因として、アナログ素子間の遅延特性の個体差ではなく、基板上の配線長の違いの占める割合が高まる。この性質を利用して、Ｓ１０１において、通信装置１００（例えば図１に示していない制御部、相関演算部３４３、４４３、Ｅ－Ｌ検出部３４７、４４７、送信特性比較部３５３又は受信特性比較部４５３等）は、基板の配線長に基づき、遅延中央値を持つ系統を基準系統（基準アンテナ素子）として特定する。あるいは、基準系統は、例えば設計者等の人により、基板情報（基板の配線長）から手作業で特定されてもよい。ここで、遅延中央値は、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの遅延の内の中央値を意味する。このように、遅延中央値を持つ系統を基準系統として用いることで、特許文献２と比較して遅延補正量の範囲を抑圧することが可能となる。なお、基準系統としては、遅延中央値を持つ系統に限定されず、遅延中央値付近の遅延値を持つ系統が用いられてもよい。
【0089】
通信装置１００が基準系統を特定する際に、基板の配線長は、例えば記憶部（図示せず）に設けられた設計情報データベースに記憶されてよい。基板の配線長は、本開示に係る設計情報の一例である。
【0090】
Ｓ２０１において、相関演算部３４３及びＥ－Ｌ検出部３４７は協働して（送信の遅延校正の場合）、又は、相関演算部４４３及びＥ－Ｌ検出部４４７は協働して（受信の遅延校正の場合）、基準系統のＥ－Ｌ相関を実行する。
【0091】
Ｓ３０１－１～Ｓ３０１－Ｎの各々において、相関演算部３４３及びＥ－Ｌ検出部３４７は協働して（送信の遅延校正の場合）、又は、相関演算部４４３及びＥ－Ｌ検出部４４７は協働して（受信の遅延校正の場合）、系統＃１～＃Ｎが基準系統以外の場合、系統＃１～＃ＮのＥ－Ｌ相関を実行する。
【0092】
Ｓ４０１において、送信特性比較部３５３は（送信の遅延校正の場合）、又は、受信特性比較部４５３（受信の遅延校正の場合）は、基準系統のＥ－Ｌ相関値と系統＃１～＃Ｎ（基準系統以外）のＥ－Ｌ相関値とを比較する。
【0093】
Ｓ４０２において、送信特性比較部３５３は（送信の遅延校正の場合）、又は、受信特性比較部４５３（受信の遅延校正の場合）は、Ｓ４０１における比較の結果と図４（ｂ）に示すＥ－Ｌ相関値の性質とに基づいて、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせるように、系統＃１～＃Ｎ（基準系統以外）の遅延量を算出して出力する（より具体的には、送信特性補正量信号として又は受信特性補正量信号として）。そして、図６に示すフローは終了する。
【0094】
＜実施の形態２の効果＞
実施の形態２によれば、以上の構成により、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定し、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせることで、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果を有する。また、実施の形態１と同様に、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能であり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果も有する。
実施の形態２によれば、以上の構成により、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定し、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせることで、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果を有する。また、実施の形態１と同様に、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能であり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果も有する。
【0095】
（実施の形態３）
図７は、図１に示す通信装置１００の送信又は受信におけるアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの他の一例を示す図である。通信装置１００は、このフローチャートに基づき、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能である。実施の形態２におけるフローチャートと同じ処理に対しては同じ符号を用い、その説明を省略する。
図７は、図１に示す通信装置１００の送信又は受信におけるアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの他の一例を示す図である。通信装置１００は、このフローチャートに基づき、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能である。実施の形態２におけるフローチャートと同じ処理に対しては同じ符号を用い、その説明を省略する。
【0096】
Ｓ１０１及びＳ２０１は、実施の形態２と同じである。
【0097】
Ｓ５０１において、校正用信号生成部１２０が、基準系統のＥ－Ｌ相関が０となるように、校正用信号の遅延量を調整する。
【0098】
Ｓ３０１－１～Ｓ３０１－Ｎは、実施の形態２と同じである。
【0099】
実施の形態３では、実施の形態２におけるＳ４０１の処理は不要となり、Ｓ４１２において、送信特性比較部３５３は（送信の遅延校正の場合）、又は、受信特性比較部４５３（受信の遅延校正の場合）は、系統＃１～＃Ｎ（基準系統以外）のＥ－Ｌ相関が０となるように、遅延量を算出して出力する（より具体的には、送信特性補正量信号として又は受信特性補正量信号として）。そして、図７に示すフローは終了する。
【0100】
＜実施の形態３の効果＞
実施の形態３によれば、以上の構成により、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定し、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせることで、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果を有する。さらに、実施の形態２とは異なり、基準系統のＥ－Ｌ相関が０となるように校正用信号の遅延量を調整することで、系統＃１～＃Ｎ（基準系統以外）のＥ－Ｌ相関も０となるように遅延量を算出でき、処理を簡略化することができると共に、０という中央値に合わせるので、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果をより高めることができる。また、実施の形態１～２と同様に、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能であり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果も有する。
実施の形態３によれば、以上の構成により、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定し、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせることで、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果を有する。さらに、実施の形態２とは異なり、基準系統のＥ－Ｌ相関が０となるように校正用信号の遅延量を調整することで、系統＃１～＃Ｎ（基準系統以外）のＥ－Ｌ相関も０となるように遅延量を算出でき、処理を簡略化することができると共に、０という中央値に合わせるので、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果をより高めることができる。また、実施の形態１～２と同様に、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能であり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果も有する。
【0101】
（実施の形態４）
図８は、本開示の実施の形態４における通信装置５００の構成の一例を示す図である。実施の形態１における通信装置１００と同じ構成要素に対しては同じ符号を用い、その説明を省略する。
図８は、本開示の実施の形態４における通信装置５００の構成の一例を示す図である。実施の形態１における通信装置１００と同じ構成要素に対しては同じ符号を用い、その説明を省略する。
【0102】
図８に示す通信装置５００は、図１に示す実施の形態１における通信装置１００と比較して、送受信特性算出部１９０の代わりに、送受信特性算出部５９０に置き換えた構成を採る。なお、通信装置５００の内、デジタル処理を行う構成要素を集積回路５０５としてもよい。デジタル処理を行う構成要素としては、送信信号生成部１１０－１～１１０－Ｍ、送信用デジタルプリコーディング部１１５、校正用信号生成部１２０、ＤＡＣ１２５－１～１２５－Ｎ、受信信号再生部２１０－１～２１０－Ｌ、受信用デジタルプリコーディング部２１５、ＡＤＣ２２５－１～２２５－Ｎ、送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎ、送受信特性算出部５９０及び受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎが挙げられる。なお、集積回路５０５は、デジタル処理を行う構成要素だけでなく、アナログ処理を行う構成要素の一部又は全部を含んでもよい。
【0103】
図９は、送受信特性算出部５９０の構成の一例を示す図である。図９に示す送受信特性算出部５９０は、図３に示す実施の形態１における送受信特性算出部１９０と比較して、相関演算部３４３及び４４３、Ｅ－Ｌ検出部３４７及び４４７、送信特性比較部３５３並びに受信特性比較部４５３の代わりに、相関演算部５４３及び６４３、ピーク検出部５４７及び６４７、送信特性比較部５５３並びに受信特性比較部６５３に置き換えた構成を採る。
【0104】
相関演算部５４３及び６４３は、アンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎに対応するデジタル入力信号と校正用信号生成部１２０によって生成されて校正用信号生成部１２０から入力された校正用信号（疑似ランダム系列）との相関演算を高速サンプリングレート（例えば、送信サンプリングレートの１０倍等）により行う。
【0105】
ピーク検出部５４７及び６４７は、疑似ランダム系列の１周期内のピーク値を検出し、必要に応じて複数周期間の相関演算を行うことで所望の相関ゲインを得る。また、ピーク検出部５４７及び６４７はピークタイミングも検出し、検出したピークタイミングを各々送信（遅延）及び受信（遅延）特性として送信特性比較部５５３及び受信特性比較部６５３に出力する。
【0106】
送信特性比較部５５３は、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの各々の特性（遅延）を比較する。そして、送信特性比較部５５３は、全ての特性が同一となるように、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの各々の送信特性補正量を算出（又は決定）し、送信特性補正量を示す送信特性補正量信号を生成して送信特性補正部１７５－１～１７５－Ｎに出力する。
【0107】
同様に、受信特性比較部６５３は、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの各々の特性（遅延）を比較する。そして、受信特性比較部６５３は、全ての特性が同一となるように、Ｎ個のアンテナ素子１４５－１～１４５－Ｎの各々の受信特性補正量を算出（又は決定）し、受信特性補正量を示す受信特性補正量信号を生成して受信特性補正部２７５－１～２７５－Ｎに出力する。
【0108】
＜実施の形態４の効果＞
実施の形態４によれば、以上の構成により、高速サンプリングレートによる相関演算を用いた遅延校正によりビームフォーミング性能を一定に保つ送信装置及び受信装置を提供することができる。特に、送信校正用信号及び受信校正用信号が各々校正用信号専用の受信回路及び送信回路を通過後に、相関による遅延測定が行われる。すなわち、特許文献２とは異なり、送信校正用信号及び受信校正用信号が各々主信号の受信回路及び送信回路における遅延素子を通過せずに、相関による遅延測定が行われるため、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能となり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果を有する。
実施の形態４によれば、以上の構成により、高速サンプリングレートによる相関演算を用いた遅延校正によりビームフォーミング性能を一定に保つ送信装置及び受信装置を提供することができる。特に、送信校正用信号及び受信校正用信号が各々校正用信号専用の受信回路及び送信回路を通過後に、相関による遅延測定が行われる。すなわち、特許文献２とは異なり、送信校正用信号及び受信校正用信号が各々主信号の受信回路及び送信回路における遅延素子を通過せずに、相関による遅延測定が行われるため、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能となり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果を有する。
【0109】
（実施の形態５）
図１０は、図８に示す通信装置５００の送信又は受信におけるアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの一例を示す図である。通信装置５００は、このフローチャートに基づき、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能である。実施の形態２～３のフローチャートと同じ処理に対しては同じ符号を用い、その説明を省略する。
図１０は、図８に示す通信装置５００の送信又は受信におけるアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの一例を示す図である。通信装置５００は、このフローチャートに基づき、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能である。実施の形態２～３のフローチャートと同じ処理に対しては同じ符号を用い、その説明を省略する。
【0110】
Ｓ１０１は、実施の形態２～３と同じである。
【0111】
Ｓ２２１において、相関演算部５４３及びピーク検出部５４７は協働して（送信の遅延校正の場合）、又は、相関演算部６４３及びピーク検出部６４７は協働して（受信の遅延校正の場合）、基準系統の相関を実行する。
【0112】
Ｓ３２１－１～Ｓ３２１－Ｎの各々において、相関演算部５４３及びピーク検出部５４７は協働して（送信の遅延校正の場合）、又は、相関演算部６４３及びピーク検出部６４７は協働して（受信の遅延校正の場合）、系統＃１～＃Ｎが基準系統以外の場合、系統＃１～＃Ｎの相関を実行する。
【0113】
Ｓ４２１において、送信特性比較部５５３は（送信の遅延校正の場合）、又は、受信特性比較部６５３（受信の遅延校正の場合）は、基準系統の相関ピークタイミングと系統＃１～＃Ｎ（基準系統以外）の相関ピークタイミングとを比較する。
【0114】
Ｓ４２２において、送信特性比較部５５３は（送信の遅延校正の場合）、又は、受信特性比較部６５３（受信の遅延校正の場合）は、Ｓ４２１における比較の結果に基づいて、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせるように、系統＃１～＃Ｎ（基準系統以外）の遅延量を算出して出力する（より具体的には、送信特性補正量信号として又は受信特性補正量信号として）。そして、図１０に示すフローは終了する。
【0115】
＜実施の形態５の効果＞
実施の形態５によれば、以上の構成により、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定し、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせることで、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果を有する。実施の形態２～３と異なり、相関演算を高速サンプリングレートにより行うことでＥ－Ｌ相関を不要とする。また、実施の形態１～４と同様に、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能であり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果も有する。
実施の形態５によれば、以上の構成により、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定し、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせることで、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果を有する。実施の形態２～３と異なり、相関演算を高速サンプリングレートにより行うことでＥ－Ｌ相関を不要とする。また、実施の形態１～４と同様に、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能であり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果も有する。
【0116】
（実施の形態６）
図１１は、図１に示す通信装置１００の送信又は受信におけるアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの他の一例を示す図である。通信装置１００は、このフローチャートに基づき、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能である。実施の形態２～３のフローチャートと同じ処理に対しては同じ符号を用い、その説明を省略する。
図１１は、図１に示す通信装置１００の送信又は受信におけるアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの他の一例を示す図である。通信装置１００は、このフローチャートに基づき、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能である。実施の形態２～３のフローチャートと同じ処理に対しては同じ符号を用い、その説明を省略する。
【0117】
Ｓ６３１－１～Ｓ６３１－Ｎの各々において、相関演算部３４３及びＥ－Ｌ検出部３４７は協働して（送信の遅延校正の場合）、又は、相関演算部４４３及びＥ－Ｌ検出部４４７は協働して（受信の遅延校正の場合）、系統＃１～＃ＮのＥ－Ｌ相関を実行する。
【0118】
Ｓ６３２において、送信特性比較部３５３は（送信の遅延校正の場合）、又は、受信特性比較部４５３（受信の遅延校正の場合）は、系統＃１～＃ＮのＥ－Ｌ相関値を比較し、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定する。
【0119】
Ｓ２０１、Ｓ３０１－１～Ｓ３０１－Ｎ、Ｓ４０１及びＳ４０２は、実施の形態２と同じである。
【0120】
＜実施の形態６の効果＞
実施の形態６によれば、以上の構成により、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定し、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせることで、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果を有する。実施の形態６では、実施の形態２とは異なり、基準系統の特定を基板の配線長に基づいて実施するのではなく、系統＃１～＃ＮのＥ－Ｌ相関を実行してこれらの相関値を比較することで基準系統の特定を自動的に実施可能である。また、実施の形態１～５と同様に、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能であり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果も有する。
実施の形態６によれば、以上の構成により、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定し、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせることで、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果を有する。実施の形態６では、実施の形態２とは異なり、基準系統の特定を基板の配線長に基づいて実施するのではなく、系統＃１～＃ＮのＥ－Ｌ相関を実行してこれらの相関値を比較することで基準系統の特定を自動的に実施可能である。また、実施の形態１～５と同様に、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能であり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果も有する。
【0121】
（実施の形態７）
図１２は、図１に示す通信装置１００の送信又は受信におけるアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの他の一例を示す図である。通信装置１００は、このフローチャートに基づき、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能である。実施の形態２～３及び６のフローチャートと同じ処理に対しては同じ符号を用い、その説明を省略する。
図１２は、図１に示す通信装置１００の送信又は受信におけるアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの他の一例を示す図である。通信装置１００は、このフローチャートに基づき、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能である。実施の形態２～３及び６のフローチャートと同じ処理に対しては同じ符号を用い、その説明を省略する。
【0122】
図１２に示す通り、Ｓ６３１－１～Ｓ６３１－N、Ｓ６３２及びＳ２０１は、実施の形態６と同じであり、Ｓ５０１、Ｓ３０１－１～Ｓ３０１－Ｎ及びＳ４１２は、実施の形態３と同じである。したがって、実施の形態７では、実施の形態３における図７に示すフローチャートとは異なり、実施の形態６と同様に系統＃１～＃ＮのＥ－Ｌ相関を実行してこれらの相関値を比較することで自動的に基準系統を特定する。
【0123】
＜実施の形態７の効果＞
実施の形態７によれば、以上の構成により、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定し、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせることで、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果を有する。実施の形態７では、実施の形態３とは異なり、基準系統の特定を基板の配線長に基づいて実施するのではなく、系統＃１～＃ＮのＥ－Ｌ相関を実行してこれらの相関値を比較することで基準系統の特定を自動的に実施可能である。さらに、実施の形態６と異なり、基準系統のＥ－Ｌ相関が０となるように校正用信号の遅延量を調整することで、系統＃１～＃Ｎ（基準系統以外）のＥ－Ｌ相関も０となるように遅延量を算出でき、処理を簡略化できると共に、０という中央値に合わせるので、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果をより高めることができる。また、実施の形態１～６と同様に、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能であり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果も有する。
実施の形態７によれば、以上の構成により、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定し、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせることで、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果を有する。実施の形態７では、実施の形態３とは異なり、基準系統の特定を基板の配線長に基づいて実施するのではなく、系統＃１～＃ＮのＥ－Ｌ相関を実行してこれらの相関値を比較することで基準系統の特定を自動的に実施可能である。さらに、実施の形態６と異なり、基準系統のＥ－Ｌ相関が０となるように校正用信号の遅延量を調整することで、系統＃１～＃Ｎ（基準系統以外）のＥ－Ｌ相関も０となるように遅延量を算出でき、処理を簡略化できると共に、０という中央値に合わせるので、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果をより高めることができる。また、実施の形態１～６と同様に、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能であり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果も有する。
【0124】
（実施の形態８）
図１３は、図８に示す通信装置５００の送信又は受信におけるアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの他の一例を示す図である。通信装置５００は、このフローチャートに基づき、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能である。実施の形態２～３及び５～７のフローチャートと同じ処理に対しては同じ符号を用い、その説明を省略する。
図１３は、図８に示す通信装置５００の送信又は受信におけるアンテナ素子（系統）間の遅延校正のフローチャートの他の一例を示す図である。通信装置５００は、このフローチャートに基づき、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能である。実施の形態２～３及び５～７のフローチャートと同じ処理に対しては同じ符号を用い、その説明を省略する。
【0125】
Ｓ６４１－１～Ｓ６４１－Ｎにおいて、相関演算部５４３及びピーク検出部５４７は協働して（送信の遅延校正の場合）、又は、相関演算部６４３及びピーク検出部６４７は協働して（受信の遅延校正の場合）、系統＃１～＃Ｎの相関を実行する。
【0126】
Ｓ６４２において、送信特性比較部５５３は（送信の遅延校正の場合）、又は、受信特性比較部６５３（受信の遅延校正の場合）は、系統＃１～＃Ｎの相関ピークタイミングを比較し、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定する。
【0127】
Ｓ２２１、Ｓ３２１－１～Ｓ３２１－Ｎ、Ｓ４２１及びＳ４２２は、実施の形態５と同じである。
【0128】
＜実施の形態８の効果＞
実施の形態８によれば、以上の構成により、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定し、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせることで、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果を有する。実施の形態８では、実施の形態５とは異なり、基準系統の特定を基板の配線長に基づいて実施するのではなく、系統＃１～＃Ｎの相関を実行してこれらの相関ピークタイミングを比較することで基準系統の特定を自動的に実施可能である。実施の形態６～７とは異なり、相関演算を高速サンプリングレートにより行うことでＥ－Ｌ相関を不要とする。また、実施の形態１～７と同様に、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能であり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果も有する。
実施の形態８によれば、以上の構成により、遅延中央値を持つ系統を基準系統として特定し、基準系統の遅延特性に他の系統の遅延特性を合わせることで、遅延補正量の範囲を抑圧することができるという効果を有する。実施の形態８では、実施の形態５とは異なり、基準系統の特定を基板の配線長に基づいて実施するのではなく、系統＃１～＃Ｎの相関を実行してこれらの相関ピークタイミングを比較することで基準系統の特定を自動的に実施可能である。実施の形態６～７とは異なり、相関演算を高速サンプリングレートにより行うことでＥ－Ｌ相関を不要とする。また、実施の形態１～７と同様に、送信の遅延校正と受信の遅延校正とを互いに独立に実施可能であり、特許文献２と比較してアンテナ素子間の遅延校正に要する時間を半分に短縮することができるという効果も有する。
【0129】
（補足）
以上、図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示は、上記の実施の形態１～８で説明した内容に限定されず、本開示の目的とそれに関連又は付随する目的を達成するためのいかなる形態においても実施可能であり、例えば、以下であってもよい。
以上、図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示は、上記の実施の形態１～８で説明した内容に限定されず、本開示の目的とそれに関連又は付随する目的を達成するためのいかなる形態においても実施可能であり、例えば、以下であってもよい。
【0130】
（１）実施の形態１～８においてフルデジタルビームフォーミングの構成としたが、本開示はこれに限られず、ハイブリッドビームフォーミングの構成でもよい。この場合でも上記の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0131】
（２）実施の形態１～８において、遅延校正を１回限りで行ってもよいし、繰り返して行ってもよい。後者の場合、特に実施の形態２～３及び５～８では、フローチャートを繰り返すことになるが、遅延中央値を持つ基準系統の特定は最初の１回限りでもよい。特に実施の形態２～３及び６～７では、基板の配線長に基づき基準系統の特定を行うため、最初の１回限りが望ましい。
【0132】
（３）実施の形態１～３及び６～７において、Ｅ－Ｌ検出部が平均化により精度を高めてもよい。平均化として、単純平均の他に、例えばＩＩＲ（Infinite Impulse Response）を用いてもよい。
【0133】
（４）実施の形態４～５及び８において、ピーク検出部が平均化により精度を高めてもよい。平均化として、ピーク付近の前後何サンプルかの単純平均の他に、例えばＩＩＲを用いて、ピーク検出を行ってもよい。
【0134】
（５）実施の形態１～２及び６において、図４（ｂ）に示すＥ－Ｌ相関値の変化の性質を利用して、送信特性比較部及び受信特性比較部が基準系統とそれ以外の系統との遅延差を算出することが考えられ、例えば前述の変化の性質をテーブルに保持して利用してもよい。
【0135】
（６）実施の形態１、３及び７において、図４（ｂ）に示すＥ－Ｌ相関値の変化の性質を利用して、送信特性比較部及び受信特性比較部が各系統のＥ－Ｌ相関値が０となる遅延量を算出することが考えられ、例えば前述の変化の性質をテーブルに保持して利用してもよい。
【0136】
（７）実施の形態１～８のいくつかを互いに組み合わせてもよい。
【0137】
（８）実施の形態１～８において、各構成要素に用いる「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・アッセンブリ」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。
【0138】
（９）本開示は、ハードウェアとソフトウェアを使った実装に関するものであってもよい。上記の実施の形態はコンピューティングデバイス（プロセッサ）を使って実装又は実行されてもよい。コンピューティングデバイスまたはプロセッサは、例えば、メインプロセッサ／汎用プロセッサ（general purpose processor）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）、他のプロラマブル論理デバイスなどであってよい。上記の実施の形態は、これらのデバイスの結合によって実行され、あるいは、実現されてもよい。
【0139】
（１０）実施の形態１～８は、プロセッサによって、または、直接ハードウェアによって実行される、ソフトウェアモジュールの仕組みによって実現されてもよい。また、ソフトウェアモジュールとハードウェア実装の組み合わせも可能である。ソフトウェアモジュールは、様々な種類のコンピュータ読み取り可能なストレージメディア、例えば、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、レジスタ、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤなど、に保存されてもよい。
【0140】
（実施の形態のまとめ）
本開示の一実施例に係る送信装置は、複数のアンテナ素子と、デジタル校正用信号を生成する校正用信号生成部と、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号に前記デジタル校正用信号を加算した第２デジタル信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成する送信処理実行部と、前記複数のアンテナ素子の各々を通過した前記第１アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第３デジタル信号を生成する受信処理実行部と、前記デジタル校正用信号と前記第３デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性を算出し、前記遅延に関する送信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性補正量を算出する送信特性算出部と、前記送信特性補正量に基づき、前記遅延に関する送信特性を補正する送信特性補正部と、を有する。
本開示の一実施例に係る送信装置は、複数のアンテナ素子と、デジタル校正用信号を生成する校正用信号生成部と、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号に前記デジタル校正用信号を加算した第２デジタル信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成する送信処理実行部と、前記複数のアンテナ素子の各々を通過した前記第１アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第３デジタル信号を生成する受信処理実行部と、前記デジタル校正用信号と前記第３デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性を算出し、前記遅延に関する送信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性補正量を算出する送信特性算出部と、前記送信特性補正量に基づき、前記遅延に関する送信特性を補正する送信特性補正部と、を有する。
【0141】
本開示の一実施例に係る受信装置は、複数のアンテナ素子と、デジタル校正用信号を生成する校正用信号生成部と、前記デジタル校正用信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成する送信処理実行部と、前記複数のアンテナ素子の各々を介して受信された第２アナログ信号に前記第１アナログ信号を加算した第３アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号を生成する受信処理実行部と、前記デジタル校正用信号と前記第１デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性を算出し、前記遅延に関する受信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性補正量を算出する受信特性算出部と、前記受信特性補正量に基づき、前記遅延に関する受信特性を補正する受信特性補正部と、を有する。
【0142】
本開示の一実施例に係る送信方法は、送信装置が、デジタル校正用信号を生成し、前記送信装置が有する複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号に前記デジタル校正用信号を加算した第２デジタル信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成し、前記複数のアンテナ素子の各々を通過した前記第１アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第３デジタル信号を生成し、前記デジタル校正用信号と前記第３デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性を算出し、前記遅延に関する送信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する送信特性補正量を算出し、前記送信特性補正量に基づき、前記遅延に関する送信特性を補正する。
【0143】
本開示の一実施例に係る受信方法は、受信装置が、デジタル校正用信号を生成し、前記デジタル校正用信号に対してデジタル／アナログ変換を含む送信処理を実行して、第１アナログ信号を生成し、前記受信装置が有する複数のアンテナ素子の各々を介して受信された第２アナログ信号に前記第１アナログ信号を加算した第３アナログ信号に対してアナログ／デジタル変換を含む受信処理を実行することによって、前記複数のアンテナ素子の各々に対応する第１デジタル信号を生成し、前記デジタル校正用信号と前記第１デジタル信号との相関演算を行って、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性を算出し、前記遅延に関する受信特性に基づき、前記複数のアンテナ素子の各々の遅延に関する受信特性補正量を算出し、前記受信特性補正量に基づき、前記遅延に関する受信特性を補正する。
【0144】
上記の構成により、送信校正用信号（又は受信校正用信号）が、受信信号（又は送信信号）用の第２受信処理実行部（又は第２送信処理実行部）とは異なる校正用信号専用の第１受信処理実行部（第１送信処理実行部）を通過後に、単一かつ送信のみ（又は受信のみ）の相関により、遅延校正を行うことができる。これにより、送信と受信との並列化が可能となり、遅延校正時間を短縮することができるので、高性能なビームフォーミングを実現することができる。
【0145】
本開示に係る送信装置及び受信装置は、ＨＡＰＳにおいて実現されてもよいし、地上の基地局において実現されてもよいし、ユーザ端末において実現されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0146】
本開示は、ＨＡＰＳに限らず、無線伝送におけるビームフォーミング技術に適用することができる。
【符号の説明】
【0147】
１００、５００ 通信装置
１０５、５０５ 集積回路
１１０ 送信信号生成部
１１５ 送信用デジタルプリコーディング部
１２０ 校正用信号生成部
１２５、３２５ ＤＡＣ
１３０、３３０ ＵＣ
１３５、２３５、３３５、４３５ 電力増幅部
１４０ デュプレクサ
１４５ アンテナ素子
１７５ 送信特性補正部
１８０ 送信特性算出用アナログ部
１８５ 受信特性算出用アナログ部
１９０、５９０ 送受信特性算出部
１９５ 加算器
２１０ 受信信号再生部
２１５ 受信用デジタルプリコーディング部
２２５、４２５ ＡＤＣ
２３０、４３０ ＤＣ
２７５ 受信特性補正部
３３７ 出力切替スイッチ
３４３、４４３、５４３、６４３ 相関演算部
３４７、４４７ Ｅ－Ｌ検出部
３５３、５５３ 送信特性比較部
４３７、４４１ 入力選択スイッチ
４５３、６５３ 受信特性比較部
５４７、６４７ ピーク検出部
１０５、５０５ 集積回路
１１０ 送信信号生成部
１１５ 送信用デジタルプリコーディング部
１２０ 校正用信号生成部
１２５、３２５ ＤＡＣ
１３０、３３０ ＵＣ
１３５、２３５、３３５、４３５ 電力増幅部
１４０ デュプレクサ
１４５ アンテナ素子
１７５ 送信特性補正部
１８０ 送信特性算出用アナログ部
１８５ 受信特性算出用アナログ部
１９０、５９０ 送受信特性算出部
１９５ 加算器
２１０ 受信信号再生部
２１５ 受信用デジタルプリコーディング部
２２５、４２５ ＡＤＣ
２３０、４３０ ＤＣ
２７５ 受信特性補正部
３３７ 出力切替スイッチ
３４３、４４３、５４３、６４３ 相関演算部
３４７、４４７ Ｅ－Ｌ検出部
３５３、５５３ 送信特性比較部
４３７、４４１ 入力選択スイッチ
４５３、６５３ 受信特性比較部
５４７、６４７ ピーク検出部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】