特開 2024-1872 基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法および装置

(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】P2024001872

(43)【公開日】2024-01-10

(54)【発明の名称】基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法および装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/08 20060101AFI20231227BHJP

   H04L 27/26 20060101ALI20231227BHJP

【ＦＩ】

H04B7/08 982

H04L27/26 114

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023100885

(22)【出願日】2023-06-20

(31)【優先権主張番号】10-2022-0076024

(32)【優先日】2022-06-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】516157382

【氏名又は名称】イノワイアレス カンパニー、リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(72)【発明者】

【氏名】クワク，ヨン ス

(72)【発明者】

【氏名】イム，ヨン フン

(72)【発明者】

【氏名】チャン，イル ドゥ

(72)【発明者】

【氏名】ソ，ジョン ピル

(57)【要約】      （修正有）

【課題】基地局と試験装備の間の連結によって付随的に発生する基地局のビームフォーミング特性の歪曲を、基地局で送信する特定の信号を利用して補償する基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法を提供する。
【解決手段】方法は、基地局が複数のアレイアンテナを使って送信したＳＳＢ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｂｌｏｃｋ）信号を受信しＳ１０、受信信号分析を通じてＳＳＢ信号を検出しＳ２０、検出したＳＳＢ信号に既知のＳＳＢ信号のビームフォーミング係数を適用して基地局のすべてのアレイアンテナ経路に対する特性を測定しＳ３０、測定した経路特性を補償するための補償係数を算出し、算出した補償係数を適用して受信信号に対するキャリブレーションを実行する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基地局が複数のアレイアンテナを使って送信したＳＳＢ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｂｌｏｃｋ）信号ｙ_ｎ（ｔ）を受信する（ａ）段階と、
受信信号分析を通じてＳＳＢ信号Ｙ’_ｉ，ｎを検出する（ｂ）段階と、
（ｂ）段階で検出されたＳＳＢ信号Ｙ’_ｉ，ｎに既知のＳＳＢ信号のビームフォーミング係数Ｗ_ｉ、ｎを適用して、基地局のすべてのアレイアンテナ経路に対する特性Ｈ’_ｎを測定する（ｃ）段階と、
（ｃ）段階で測定された経路特性Ｈ’_ｎを補償するための補償係数Ｃ_ｎ（＝１／Ｈ’_ｎ）を算出する（ｄ）段階と、
（ｄ）段階で算出された補償係数Ｃ_ｎを適用して、受信信号に対するキャリブレーションを実行する（ｅ）段階と、を含み、
ｉはビームのインデックスを表し、ｎはアレイアンテナのインデックスを表す、基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法。

【請求項2】

（ｃ）段階で測定された経路特性Ｈ’_ｎは、以下の数１により算出され、

【数1】

（数１で、「Ｈ」の上に「～」が付された文字が、Ｈ’_ｎである。）
経路特性Ｈ’_ｎと実際の経路特性Ｈ_ｎは、以下の数２のように表され、

【数2】

（数２で、「Ｈ」の上に「～」が付された文字が、Ｈ’_ｎである。）
Ｓ_ｉはｉ番目のビームフォーミング対象信号ｓ_ｉ（ｔ）に含まれたＳＳＢの基準シンボルであることを特徴とする、請求項１に記載の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法。

【請求項3】

（ｄ）段階および（ｅ）段階は、ベースバンド段で実行されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法。

【請求項4】

（ｄ）段階はベースバンド段で実行され、（ｅ）段階はＲＦ段で実行されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法。

【請求項5】

基地局で送信された後、キャリブレーション対象物を経て歪曲されたまま複数のアレイアンテナポートそれぞれを通じて入力されるＳＳＢ信号をダウンコンバージョンしてベースバンド信号に変換するダウンコンバータと、
ダウンコンバージョンされたベースバンドＳＳＢ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
各アレイアンテナポート別デジタルベースバンドＳＳＢ信号にＳＳＢインデックスを適用して、各アレイアンテナポート別ＳＳＢ信号を測定するＳＳＢ分析器と、ＳＳＢ分析器を通じて測定された各アレイアンテナポート別ＳＳＢ信号に該当ビームフォーミング係数を適用して補償係数を算出する補償係数算出器およびＡ／Ｄコンバータを経た各アレイアンテナポート別デジタルベースバンドＳＳＢ信号に、各アンテナポート別補償係数に対する複素数かけ算演算を実行する複素乗算器と、を備える歪曲補償部と、
複素乗算器を通じて歪曲が補償されたデジタルベースバンドＳＳＢ信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータと、
Ｄ／Ａコンバータを経たアナログベースバンドＳＳＢ信号をアップコンバージョンして歪曲が補償されたＲＦ信号を出力するアップコンバータと、を含む、
基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション装置。

【請求項6】

基地局で送信された後、キャリブレーション対象物を経て歪曲されたまま複数のアレイアンテナポートそれぞれを通じて入力されるＳＳＢ信号をダウンコンバージョンしてベースバンド信号に変換するダウンコンバータと、
ダウンコンバージョンされたベースバンドＳＳＢ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
各アレイアンテナポート別デジタルベースバンドＳＳＢ信号にＳＳＢインデックスを適用して、各アレイアンテナポート別ＳＳＢ信号を測定するＳＳＢ分析器と、ＳＳＢ分析器を通じて測定された各アレイアンテナポート別ＳＳＢ信号に該当ビームフォーミング係数を適用して補償係数を算出する補償係数算出器と、補償係数算出器によって算出された補償係数によってアレイアンテナポートそれぞれを通じて入力されるＳＳＢ信号の振幅歪曲および位相歪曲をそれぞれ補償する減衰器と、位相シフターと、を備える歪曲補償部と、を含む、
基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基地局ビームフォーミング試験時に基地局と試験装備の連結によって付随的に発生する基地局のビームフォーミング特性の歪曲を、基地局で送信する特定の信号を利用して補償する、基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法および装置に関する。

【背景技術】

【0002】

図１は、従来ビームフォーミング技術を採択した基地局のキャリブレーション過程を説明するための図面である。図１に図示した通り、５Ｇ ＮＲ（Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ）では、基地局１００のデジタルデータ処理装置（ＤＵ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｕｎｉｔ）１１０を分離させて多数のＤＵ１１０を一つの場所に集めて管理し、基地局１００には無線信号処理装置（ＲＵ：Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔ）１２０のみ設置した状態で、ＤＵ１１０とＲＵ１２０を連結するフロントホール（Ｆｒｏｎｔｈａｕｌ）として、例えばＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を使うクラウド無線接続網（Ｃ－ＲＡＮ：Ｃｌｏｕｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を採択している。

【0003】

一方、５Ｇ移動通信技術の最も大きな特徴は、アレイアンテナ１２２を使って複数の指向性ビームで運用されるビームフォーミング基盤のマッシブ（ｍａｓｓｉｖｅ）ＭＩＭＯ技術（以下、簡単に「ビームフォーミング」技術という）であるが、ビームフォーミング技術で必ず必要なものは、それぞれのアンテナ経路に対してビームフォーミング係数とアンテナ１２２の間の回路、例えばＤＡＣ／ＲＦアンプ１２１のようなＲＦ回路および配線／ケーブルの振幅と位相特性を一致させることである。このために、基地局のＤＵ１１０ではＲＵ１２０を通過して各アンテナ１２２に到達する（Ａ）経路、すなわち図１でＤＵ１１０とＤＡＣ／ＲＦアンプ１２１、ＤＡＣ／ＲＦアンプ１２１とアンテナ１２２を連結する配線／ケーブルおよびアンテナ１２２までの経路（（１）－（２）－（３）経路）の特性を測定して補償するキャリブレーション過程を実行する。

【0004】

これとは異なり、ビームフォーミング基盤の基地局をテストし、ビームフォーミング基盤の基地局を使ってビームフォーミング試験をする場合、基地局のアレイアンテナポート１２３とビームフォーミング試験装備２００の間の（Ｂ）経路、すなわち図１でＤＵ１１０とＤＡＣ／ＲＦアンプ１２１、ＤＡＣ／ＲＦアンプ１２１とアレイアンテナポート１２３を連結する配線／ケーブル、アレイアンテナポート１２３および試験装備２００、例えば後述する本出願人の先行特許発明である特許文献１～４に記載のチャネルシミュレータのＲＦ入力ポート２０１の間の経路（（１）－（２）－（４）－（５）経路）を有線で連結することになる。しかし、ＲＵ１２０でＤＡＣ／ＲＦアンプ１２１を経た信号をアレイアンテナ１２２とアレイアンテナポート１２３に分配するスプリッタのようなＲＦ回路（図示されず）、及び、アレイアンテナポート１２３と試験装備２００の入力ポート２０１を連結するケーブル１２４などは、基地局のキャリブレーション対象に含まれないため、それぞれのＲＦ回路とケーブルなどの振幅と位相特性が異なる場合、基地局で形成したビームパターンに歪曲が発生する。

【0005】

これを補償するために、各アレイアンテナ経路上のＲＦ構成要素をネットワーク分析器（ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎａｌｙｚｅｒ）等で測定して補償してもよいが、測定のためのケーブル脱着および締結過程で振幅と位相特性が変わることによって補償の正確度が低下する可能性が高いという問題点があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】韓国登録特許公報１０－１２８６０２３号（発明の名称：チャネルシミュレータ）

【特許文献2】韓国登録特許公報１０－２００３８７７号（発明の名称：ビームスペース方式のマッシブＭＩＭＯ用チャネルエミュレータ）

【特許文献3】韓国登録特許公報１０－２１５８１４９号（発明の名称：マッシブＭＩＭＯ用チャネルシミュレータのチャネル生成方法）

【特許文献4】韓国登録特許公報１０－１６０６３５４号（発明の名称：チャネルシミュレータのキャリブレーション方法）

【特許文献5】韓国公開特許公報１０－２０２１－００８９９００号（発明の名称：位相配列アンテナをキャリブレーションするための方法および装置）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、前述した問題点を解決するために案出されたもので、基地局のビームフォーミング試験のためにチャネルシミュレータのような試験装備を使う場合、基地局と試験装備の間の連結によって付随的に発生する基地局のビームフォーミング特性の歪曲を、基地局で送信する特定の信号を利用して補償することによって基地局と試験装備のビームフォーミング関連連動試験を可能にする、基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法および装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前述した目的を達成するための本発明の一特徴によると、基地局が複数のアレイアンテナを使って送信したＳＳＢ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｂｌｏｃｋ）信号ｙ_ｎ（ｔ）を受信する（ａ）段階；受信信号分析を通じてＳＳＢ信号Ｙ’_ｉ，ｎを検出する（ｂ）段階と、（ｂ）段階で検出されたＳＳＢ信号Ｙ’_ｉ，ｎに既知のＳＳＢ信号のビームフォーミング係数Ｗ_ｉ、ｎを適用して基地局のすべてのアレイアンテナ経路に対する特性Ｈ’_ｎを測定する（ｃ）段階と、（ｃ）段階で測定された経路特性Ｈ’_ｎを補償するための補償係数Ｃ_ｎ（＝１／Ｈ’_ｎ）を算出する（ｄ）段階と、（ｄ）段階で算出された補償係数Ｃ_ｎを適用して受信信号に対するキャリブレーションを実行する（ｅ）段階と、を含み、ｉはビームのインデックスを表し、ｎはアレイアンテナのインデックスを表す基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法が提供される。

【0009】

（ｃ）段階で測定された経路特性Ｈ’_ｎは、以下の数１により算出され、

【数1】

（数１で、「Ｈ」の上に「～」が付された文字が、Ｈ’_ｎである。）

【0010】

経路特性Ｈ’_ｎと実際の経路特性Ｈ_ｎは、以下の数２のように表され、

【数2】

（数２で、「Ｈ」の上に「～」が付された文字が、Ｈ’_ｎである。）
Ｓ_ｉはｉ番目のビームフォーミング対象信号ｓ_ｉ（ｔ）に含まれたＳＳＢの基準シンボルである。

【0011】

（ｄ）段階および（ｅ）段階は、ベースバンド段で実行されるか、（ｄ）段階はベースバンド段で実行され（ｅ）段階はＲＦ段で実行される。

【0012】

本発明の他の特徴によると、基地局で送信された後、キャリブレーション対象物を経て歪曲されたまま複数のアレイアンテナポートそれぞれを通じて入力されるＳＳＢ信号をダウンコンバージョンしてベースバンド信号に変換するダウンコンバータと、ダウンコンバージョンされたベースバンドＳＳＢ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、各アレイアンテナポート別デジタルベースバンドＳＳＢ信号にＳＳＢインデックスを適用して、各アレイアンテナポート別ＳＳＢ信号を測定するＳＳＢ分析器と、ＳＳＢ分析器を通じて測定された各アレイアンテナポート別ＳＳＢ信号に該当ビームフォーミング係数を適用して補償係数を算出する補償係数算出器と、Ａ／Ｄコンバータを経た各アレイアンテナポート別デジタルベースバンドＳＳＢ信号に各アンテナポート別補償係数に対する複素数かけ算演算を実行する複素乗算器と、を備える歪曲補償部と、複素乗算器を通じて歪曲が補償されたデジタルベースバンドＳＳＢ信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータと、Ｄ／Ａコンバータを経たアナログベースバンドＳＳＢ信号をアップコンバージョンして歪曲が補償されたＲＦ信号を出力するアップコンバータと、を含む、基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション装置が提供される。

【0013】

本発明のさらに他の特徴によると、基地局で送信された後、キャリブレーション対象物を経て歪曲されたまま複数のアレイアンテナポートそれぞれを通じて入力されるＳＳＢ信号をダウンコンバージョンしてベースバンド信号に変換するダウンコンバータと、ダウンコンバージョンされたベースバンドＳＳＢ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、各アレイアンテナポート別デジタルベースバンドＳＳＢ信号にＳＳＢインデックスを適用して各アレイアンテナポート別ＳＳＢ信号を測定するＳＳＢ分析器と、ＳＳＢ分析器を通じて測定された各アレイアンテナポート別ＳＳＢ信号に該当ビームフォーミング係数を適用して補償係数を算出する補償係数算出器と、補償係数算出器によって算出された補償係数によってアレイアンテナポートそれぞれを通じて入力されるＳＳＢ信号の振幅歪曲および位相歪曲をそれぞれ補償する減衰器と、位相シフターと、を備える歪曲補償部と、を含む基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション装置が提供される。

【発明の効果】

【0014】

本発明の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法および装置によると、基地局のビームフォーミング試験のためにチャネルシミュレータのような試験装備を使う場合、基地局と試験装備の間の連結によって付随的に発生する基地局のビームフォーミング特性の歪曲を、基地局で送信する特定の信号を利用して補償することによって基地局と試験装備のビームフォーミング関連連動試験を信頼性があるように実行できるように支援する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】従来ビームフォーミング技術を採択した基地局のキャリブレーション過程を説明するための図面である。

【図2】本発明の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法の動作原理を説明するための図面である。

【図3】本発明の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法を説明するためのフローチャートである。

【図4】本発明の一実施例に係る基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション装置のブロック構成図である。

【図5】本発明の他の実施例に係る基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション装置のブロック構成図である。

【図6】本発明の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法によってキャリブレーションした後にビームパターン測定試験を実行した結果を示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付した図面を参照して本発明の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法および装置の好ましい実施例について詳細に説明するが、以下で信号を表すすべての変数は振幅と位相成分で表示される複素変数である。

【0017】

図２は、本発明の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法の動作原理を説明するための図面である。図２に図示した通り、基地局のＤＵ１１０では、ビームフォーミングをしようとする対象信号ｓ（ｔ）にビームフォーミング係数、Ｗ_ｉ、ｎをかけてビームフォーミングが適用された数３に示すｘ_ｎ（ｔ）を出力する。

【0018】

【数3】

【0019】

数３において、ｉは、ビームのインデックスを表す。実際に基地局のＤＵ１１０には複数のビームフォーマがあって各ビームフォーマ出力を足してそれぞれのアレイアンテナに出力するが、以下では説明を単純にするために一つのビームフォーマのみを例に挙げて説明する。

【0020】

一方、基地局出力信号ｘ_ｎ（ｔ）をビームフォーミング測定装備、例えば、前述したチャネルシミュレータなどに連結すれば問題がないが、連結する過程で前述した通り、別途のＲＦ回路、例えば、スプリッタとケーブルなどのキャリブレーション対象物１５０が各アレイアンテナ経路別に連結されるので、経路特性Ｈ_ｎによって歪曲された信号ｙ_ｎ（ｔ）が受信される。

【0021】

これを勘案して、本発明の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション装置ＣＡでは、このような歪曲を補償する補償係数Ｃ_ｎを求めた後、これを適用して下記の数４のように歪曲が補償された信号ｚ_ｎ（ｔ）を得ることができる。

【0022】

【数4】

【0023】

図３は、本発明の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法を説明するためのフローチャートである。本発明で提案するキャリブレーション方法を適用するためには、基地局送信信号、例えば基地局ＳＳＢ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｂｌｏｃｋ）のビームフォーミング係数のうち１個以上のビームに対するアンテナ別係数値を知っているか、基地局使用者から提供を受けなければならない。５Ｇ ＮＲ基地局が送信するＳＳＢ信号は、５ＧＰＰ規格に定義されているので、特別な情報なしに分析が可能であるため、本発明では、基地局送信信号としてＳＳＢ信号を使うことができる。

【0024】

一方、基地局では複数のＳＳＢを使うが、それぞれのＳＳＢ信号に互いに異なるビームフォーミング係数セットをかけてアレイアンテナを通じて伝送することによって、電波空間上の指向性を形成する。それぞれのＳＳＢ信号は、互いに異なる時間区間に割り当てられて時間的に同時に伝送されはしないので、それぞれのＳＳＢ信号の間に干渉が発生しない。

【0025】

基地局がｉ番目のＳＳＢ信号を送信する時点で、アレイアンテナそれぞれの送信信号ｘ_ｎ（ｔ）に含まれたｉ番目の信号成分Ｘ_ｉ、ｎは、下記の数５の通りである。

【0026】

【数5】

【0027】

ここで、Ｓ_ｉは、ｉ番目のビームフォーミング対象信号ｓ_ｉ（ｔ）に含まれたＳＳＢの基準シンボル（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｙｍｂｏｌ）を表し、Ｘ_ｉ、ｎは、ｉ番目のＳＳＢに対するｎ番目のアンテナポートのビームフォーミング係数を表す。

【0028】

本発明で提案するキャリブレーション方法は、次のような過程で実行される。

【0029】

まず、段階Ｓ１０では、基地局からキャリブレーション対象物１５０、例えば、基地局ＲＦ回路とケーブルなどを通過した信号を受信する。基地局送信信号は、キャリブレーション対象物１５０の基地局ＲＦ回路とケーブルなどの特性によって歪曲されるので、キャリブレーション装置ＣＡに受信される信号ｙ_ｎ（ｔ）に含まれたＳＳＢ信号成分は、下記の数６のように表すことができる。

【0030】

【数6】

【0031】

次に、段階Ｓ２０では、キャリブレーション装置ＣＡが受信信号を分析してＳＳＢ信号を抽出する。ここで、ＳＳＢ信号は５ＧＰＰ規格に定義された技術事項を適用して分析が可能であるところ、ＳＳＢ分析器を通じて測定したＳＳＢ信号をＹ’_ｉ，ｎ（ただし、ｎ＝０、１、…、Ｎ－１）（本明細書中の数式で、「Ｙ」の上に「＾」が付された文字が、Ｙ’_ｉ，ｎである。）で表示する（ＳＳＢ分析器自体は本発明の範疇に含まれない）。

【0032】

次に、段階Ｓ３０では、基地局ビームフォーミング係数を適用して基地局のすべてのアレイアンテナ経路に対する特性を測定するが、このような経路特性は下記の数７のように表すことができる。

【0033】

【数7】

【0034】

ここで、Ｗ_ｉ、ｎは既知のｉ番目のＳＳＢのビームフォーミング係数値であるが、Ｓ_ｉが分かるのであればこれを数７に代入して経路特性Ｈ_ｎの測定に使ってもよいが、Ｓ_ｉはすべてのアレイアンテナ経路に対して同一の値であるので計算に反映しなくても、ビームフォーミング試験には影響を与えない。したがって、本発明の方法では経路特性Ｈ_ｎの測定値を下記の数８によって算出する。

【数8】

【0035】

数７と数８によって経路特性測定値Ｈ’_ｎ（本明細書中の数式では、「Ｈ」の上に「～」が付された文字）と実際の経路特性値Ｈ_ｎの間の関係を下記の数９のように表すことができる。

【0036】

【数9】

【0037】

数９で等号を使わなかった理由は、測定誤差を反映するためである。

【0038】

次に、段階Ｓ４０では、抽出されたＳＳＢ信号を利用して経路特性を補償するための補償係数を算出するが、このような補償係数は下記の数１０によって算出され得る。

【0039】

【数10】

【0040】

最後に、段階Ｓ５０では、前記にて算出された補償係数を反映して歪曲された信号を補償（キャリブレーション）するが、経路特性によって歪曲された信号を補償する過程は、前述した数４に示した通り、受信信号に補償係数をかけてなされる。

【0041】

数４に数６、９および１０を代入すると、下記の数１１が導き出されるが、これによると、補償された信号で経路特性Ｈ_ｎが相殺されるので、本発明のキャリブレーション方法が有効であることが分かる。

【0042】

【数11】

【0043】

図４は、本発明の一実施例に係る基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション装置のブロック構成図であるところ、ベースバンド段でキャリブレーションを実行する実施例を示している。

【0044】

図４に図示した通り、本発明の一実施例に係る基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション装置は、基地局で送信された後、キャリブレーション対象物を経て歪曲されたまま複数のアレイアンテナポートそれぞれを通じて入力される特定ＲＦ受信信号、例えばＳＳＢ信号ｙ_ｎ（ｔ）をダウンコンバージョンしてベースバンド信号に変換するダウンコンバータ２２０、ダウンコンバージョンされたベースバンドＳＳＢ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２３０、各アレイアンテナポート別デジタルベースバンドＳＳＢ信号Ｙ_ｉ，ｎにＳＳＢインデックスを適用して各アレイアンテナポート別ＳＳＢ信号Ｙ’_ｉ，ｎを測定するＳＳＢ分析器２１１、ＳＳＢ分析器２１１を通じて測定された各アレイアンテナポート別ＳＳＢ信号Ｙ’_ｉ，ｎに該当ビームフォーミング係数Ｗ_ｉ、ｎを適用して補償係数Ｃ_ｎを算出する補償係数算出器２１２およびＡ／Ｄコンバータ２３０を経た各アレイアンテナポート別デジタルベースバンドＳＳＢ信号Ｙ_ｉ，ｎに各アンテナポート別補償係数Ｃ_ｎに対する複素数かけ算演算を実行する複素乗算器２１３を具備した歪曲補償部２１０’、複素乗算器２１３を通じて歪曲が補償されたデジタルベースバンドＳＳＢ信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ２４０およびＤ／Ａコンバータ２５０を経たアナログベースバンドＳＳＢ信号をアップコンバージョンして歪曲が補償されたＲＦ信号ｚ_ｎ（ｔ）を出力するアップコンバータ２５０を含んでなり得る。

【0045】

図５は、本発明の他の実施例に係る基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション装置のブロック構成図であるところ、ＲＦ段でキャリブレーションを実行する実施例を示している。

【0046】

図５に図示した通り、本実施例に係る基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション装置は、基地局で送信された後、キャリブレーション対象物を経て歪曲されたまま複数のアレイアンテナポートそれぞれを通じて入力される特定ＲＦ受信信号、例えばＳＳＢ信号ｙ_ｎ（ｔ）をダウンコンバージョンしてベースバンド信号に変換するダウンコンバータ２２０、ダウンコンバージョンされたベースバンドＳＳＢ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２３０、各アレイアンテナポート別デジタルベースバンドＳＳＢ信号Ｙ_ｉ，ｎにＳＳＢインデックスを適用して各アレイアンテナポート別ＳＳＢ信号Ｙ’_ｉ，ｎを測定するＳＳＢ分析器２１１、ＳＳＢ分析器２１１を通じて測定された各アレイアンテナポート別ＳＳＢ信号Ｙ’_ｉ，ｎに該当ビームフォーミング係数Ｗ_ｉ、ｎを適用して補償係数Ｃ_ｎを算出する補償係数算出器２１２、補償係数算出器２１０により算出された補償係数Ｃ_ｎによって受信信号、例えばＳＳＢ信号ｙ_ｎ（ｔ）の振幅（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）歪曲および位相（ｐｈａｓｅ）歪曲をそれぞれ補償する減衰器（ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）と位相シフター（ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔｅｒ）を具備した歪曲補償部２１０’’を含んでなり得る。

【0047】

前述した構成で、補償係数Ｃ_ｎは下記の数１２のように複素数で表現されてもよく、極座標形式で表現されてもよい。

【数12】

【0048】

数１２で、ａ_ｉはｉ番目のポートの振幅歪曲補償係数であり、θ_ｉはｉ番目のポートの位相歪曲補償係数である。

【0049】

図４および図５の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション装置は、独立的に構成されるか基地局ビームフォーミング試験装備、例えばチャネルシミュレータに一部の機能として搭載され得る。

【0050】

図６は、本発明の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法によってキャリブレーションした後にビームパターン測定試験を実行した結果を示したグラフである。本出願人は、本発明のキャリブレーション方式が搭載された本出願人が製造したチャネルシミュレータに５Ｇ ＮＲ基地局と５Ｇ ＮＲ端末を連結した状態でリアルタイムＳＳＢビームパターン測定試験を実行した。

【0051】

この過程で、端末が－６０度から６０度の間の円弧線上を移動するようにシミュレーションを実行したところ、図６に示した通り、各角度別に端末が測定した正面ＳＳＢビームのＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ）パターンが、基地局が送信したＳＳＢビームパターンと一致することを確認することができる（キャリブレーションを適用しないと、両パターンが無関係な形態を見せる）。

【0052】

以上、添付した図面を参照して本発明の基地局ビームフォーミング試験装備のアレイ経路キャリブレーション方法および装置の好ましい実施例について詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、本発明の技術的思想の範疇内で多様な変形と変更が可能であろう。したがって、本発明の権利範囲は以下の請求の範囲の記載によって定められるべきである。

【0053】

例えば、本明細書で、単数型は文面で特に言及しない限り複数型も含む。明細書で使われる「含む」および／または「含む」は言及された構成要素、段階、動作および／または素子は一つ以上の他の構成要素、段階、動作および／または素子の存在または追加を排除しない。

【0054】

本明細書で使われる「実施例」などは、記述された任意の態様（ａｓｐｅｃｔ）または設計が他の態様または設計より良好であるとか利点があると解釈されるべきものではない。

【0055】

また、「または」という用語は、排他的論理和（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ ｏｒ）であるよりは包含的な論理和（ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ ｏｒ）を意味する。

【0056】

他の定義がなければ、本明細書で使われるすべての用語（技術および科学的用語を含む）は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に共通して理解され得る意味で使われ得るであろう。また、一般的に使われる辞書に定義されている用語は明白に特に定義されていない限り理想的にまたは過度に解釈されない。

【0057】

また、明細書に記載された「…部」、「…器」などの用語は少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェアまたはハードウェアおよびソフトウェアの結合で実現され得る。

【符号の説明】

【0058】

１００：基地局
１１０：ＤＵ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｕｎｉｔ）
１２０：ＲＵ（Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔ）
１２１：ＤＡＣ／ＲＦアンプ
１２２：アレイアンテナ
１２３：アレイアンテナポート
１２４：連結ケーブル
２００：ビームフォーミング試験装備
２０１：入力ポート
２１０’、２１０’’：歪曲補償部
２１１：ＳＳＢ分析器
２１２：補償係数算出器
２１３：複素乗算器
２１４：減衰器
２１５：位相シフター
２２０：ダウンコンバータ
２３０：Ｄ／Ａコンバータ
２４０：Ａ／Ｄコンバータ
２５０：アップコンバータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】