传统地，作为无线基站设备，广为人知的有利用OFDM的通信方案。 同时，自适应阵列天线正在研究之中，旨在提高其业务容量、扩大通信 区域、抑制干扰等等。天线的吸引力在于OFDM方案的自适应阵列天线 技术的应用。例如在JP-A-11-205026就有此类叙述，具体公开内容为： 发送/接收加权是基于OFDM副载波频率的间隔和阵列天线单元的间隔 计算出来，以使基于每个副载波执行加权，从而实施定向发送/接收。
在这种现有技术中，通过设置每个副载波的发送和接收加权，可以 消除定向波束场型在副载波频率间隔期间的漂移。然而，如果在发送/接 收分支中发生了振幅和相位漂移，形成的波束场型偏离了想要的波束场 型。无线频率电路部件，作为每个发送/接收分支的构成元件，装配有许 多模拟元件。这些模拟元件由于各自的差别造成了特性漂移。还有，特 征的不同也有环境温度、时间误差等的因素。由于这种模拟元件特征， 在发送/接收分支之间造成了振幅/相位的漂移。特别要提到地，在宽带信 号如OFDM信号上，在分支之间的振幅/相位漂移中形成了频率特性。同 时，在至天线元件的线路上，由于发送分支距离天线的线路长度以及线 路特性，在发送分支之间产生了延时的差异。从这种因素来看，设定在 发送加权的振幅/相位关系很容易在天线元件之间崩溃，从而不可能获得 一个理想的波束场型。同时，还存在着一个缺点，那就是在发送一个宽 频信号的情况下，基于由漂移频率特性而产生的频率，可能产生波束场 型的差异。

本发明的目的就是提供一种无线基站设备，其即使在阵列天线的分 支之间发生振幅/相位漂移的情况下也能够形成一理想定向波束场型，特 别是当存在振幅/相位漂移的频率特性时。
本发明的无线基站设备基于每个OFDM信号的副载波，预先存储一 个校正值，用于校正每个阵列天线的发送/接收分支中无线电路部件的特 性。通过利用校正值校正计算的发送/接收加权，形成一个理想的发送/ 接收波束场型。
同时，本发明的无线基站探测分支之间的振幅/相位漂移，并且存储 用于校正漂移的校正值，其中，振幅/相位漂移是由阵列天线的各个发送/ 接收分支的无线电路部件的特性变化造成的。因此，基于每个OFDM信 号的副载波，实施探测从而计算一个校正的值。利用该校正值，校正发 送/接收加权从而加权信号。由于这个加权，甚至在分支之间存在振幅/ 相位漂移的情况下，也能够形成理想的波束场型从而优化通信质量。
本发明的无线基站设备包括：一个发送加权计算部件，用于计算利 用OFDM信号定向发送的发送加权；一个发送校正值存储部件，用于存 储一个校正值，该校正值用于校正OFDM信号的副载波或者集中多个载 波的频段的发送加权；一个发送加权校正部件，用于通过校正值校正发 送加权；以及一个发送分支，用于利用发送加权校正部件输出的发出加 权，一个副载波接一个副载波地加权发送数据并将该数据输送到天线单 元。由于上述构成，当定向发送一个OFDM信号时，发送加权可以通过 校正值来校正从而形成一个发送波束。
同时，本发明的无线基站设备包括：多个发送分支和由多个天线单 元构成的阵列天线。由于上述构成，当通过阵列天线定向发送一个OFDM 信号时，发送加权可以通过校正值校正形成一个发送波束。
同时，本发明的无线基站设备的发送分支包括：一个加权操作部件， 用于利用从发送加权校正部件输出的发送加权来加权发送数据；逆向快 速傅立叶变换操作部件，用于执行对加权操作部件的输出信号进行逆向 傅立叶变换；一个D/A转换部件，用于将逆向快速傅立叶操作部件的输 出信号转换成模拟信号；以及一个发送系统无线电路部件，用于将D/A 转换部件的输出信号频率转换成一无线频率。由于上述构成，具有发送 加权的OFDM信号可以送往天线单元。
同时，本发明的无线基站设备的发送加权校正部件基于每个副载波 或基于多个副载波组成的每个频段，通过利用存储在发送校正值存储部 件的校正值，校正发送加权计算部件计算的基于OFDM信号副载波的发 送加权。由于上述构成，理想波束场型可以在OFDM信号带宽内精确形 成。
同时，本发明的无线基站设备的发送加权计算部件将OFDM带宽分 成多个频段，计算各个频段中存在的多个副载波的发送加权，基于每个 副载波或多个副载波组成的每个频段，利用存储在发送校正值存储部件 的校正值，发送加权校正部件校正在发送加权计算部件计算的发送加权。 由于上述操作，可以在OFDM信号的带宽内形成更精确的理想波束场型， 同进减少了发送加权计算的次数。
同时，本发明的无线基站设备的发送校正值存储部件存储的校正值 目的是校正发生在发送分支的振幅和相位漂移。因此，可以有效减少校 正存储部件的发送存储容量。
同时，本发明的无线基站设备的加权操作部件利用发送加权校正部 件校正的每个副载波的发送加权，一个副载波接一个副载波地加权发送 数据。因此，因为基于每个OFDM信号的副载波实现加权是可能的，所 以可以更准确地形成理想波束场型。
同时，本发明的无线基站设备进一步包括：一个校正分支无线电路 部件，用于输入一个从发送分支输出的信号并且至少执行频率转换；一 个A/D转换部件，用于将校正分支无线电路部件的输出信号转换成数字 信号；一个快速傅立叶变换操作部件，用于将一个A/D转换部件的输出 数字信号进行傅立叶变换；以及一个频率应答校正值探测部件，用于将 加权操作部件的输出信号作为一个参考值，来探测来自快速傅立叶操作 操作部件的信号的振幅漂移和相位漂移以及探测用于校正发送分支之间 振幅漂移和相位漂移的校正值，其中天线单元是可移动的。因此，通过 这样的构造，天线单元可以很容易地移去来使用校正分支，该校正分支 用于探测发送分支之间的振幅和相位漂移，计算和存储校正值。
同时，当校正分支无线电路部件和发送分支一一对应连接，而发送 分支与天线单元没有连接的情况时，本发明的无线基站设备的发送校正 值存储部件存储频率应答校正值探测部计算的校正值。因此，在发送校 正值存储部件中，实际上所测的校正值可以作为一个发送分支之间振幅 和相位漂移的校正值存储。
同时，本发明的无线基站设备进一步包括：功率分配部件，其靠近 天线单元分布；一个校正分支无线电路部件，用于输入一个在功率分配 部件中分配的信号并至少执行频率转换；一个A/D转换部件，用于将多 个校正分支无线电路部件的输出信号转换成数字信号；一个快速傅立叶 变换操作部件，用于将A/D转换部件的输出数字信号进行傅立叶变换； 以及一个频率应答校正探测部件，用于将加权操作部件的输出信号作为 一个参考值，来探测来自傅立叶变换操作部件的信号的振幅漂移和相位 漂移，并且探测用于校正发送分支之间振幅漂移和相位漂移的校正值， 发送校正值存储部件存储频率应答校正探测部件探测的校正值。因此， 在发送的任何时间，可以探测用于校正发送分支之间的振幅和相位漂移 的校正值。
同时，本发明的无线基站设备的频率应答校正探测部件基于每一个 OFDM信号副载波探测快速傅立叶变换操作部件的振幅和相位漂移，并 利用振幅和相位的探测结果，一个副载波接一个副载波地探测用于校正 发送分支之间的振幅和相位漂移的校正值。因此，获得一个用于在OFDM 信号带宽范围内形成更准确的理想波束场型的校正值是可能的。
同时，本发明的无线基站设备进一步包括：一个第一开关，用于从多 个功率分配部件分配的信号中选择一个信号，并且将其与校正分支无线 电路部件连接；一个第二开关，用于从多个加权操作部件选择一个信号， 并且将其与频率应答校正值探测部件连接；其中第一开关和第二开关选 择来自同一发送分支的信号。因此，甚至在校正分支数为1的情况下， 切换两个开关，以能够确定对所有发送分支上的振幅和相位漂移的一个 校正值。
同时，本发明的无线基站设备进一步包括：一个发送校正矩阵存储 部件，其预先存储了用于校正天线单元之间的耦合的一个校正矩阵，发 送加权校正部件进一步通过校正矩阵校正发送加权。因此，除了发送分 支之间振幅和相位漂移的校正之外，天线单元之间的耦合可以被校正。
同时，本发明的无线基站设备的发送校正矩阵存储部件存储基于每 个OFDM信号的副载波的校正矩阵。因此，基于每个OFDM信号的副载 波，可以校正天线单元之间的耦合。
同时，本发明的无线基站设备的发送校正矩阵存储部件存储基于位 于多个分开的OFDM信号频段中的多个副载波的校正矩阵。因此，发送 校正矩阵存储部件的存储容量可以基于OFDM信号带宽中各个频段，通 过校正天线单元之间的耦合而减少。
同时，本发明的无线基站设备包括：接收加权计算部件，通过利用 多个解调信号，用于计算接收加权，其中多个解调信号是解调的阵列天 线接收到的OFDM信号；一个接收校正值存储部件，用于存储一个校正 值，该校正值用于校正每个OFDM信号的副载波或者多个副载组成的各 个波段的接收加权；一个接收加权校正部件，用于通过校正值校正接收 加权；以及一个加权操作部件，用于利用校正接收加权对解调信号加权。 因此，在利用阵列天线定向接收OFDM信号的情况下，可以通过校正值 校正接收加权来形成一个接收波束。
同时，本发明的无线基站设备的接收加权校正部件基于每个OFDM 信号的副载波或者包括多个副载的各个波段，利用存储在接收校正值存 储部件的校正值，校正在接收加权计算部件计算的基于OFDM信号副载 波的接收加权。因此，在利用阵列天线定向接收OFDM信号的情况下， 可以一个副载波接一个副载波地校正形成一个准确的接收波束。
同时，本发明的无线基站设备的接收加权计算部件将OFDM信号带 宽分成多个波段，且对位于各个波段中的多个副载波计算一个接收加权， 接收加权校正部件基于每个副载波或多个副载波组成的各个波段，利用 存储在接收校正值存储部件的校正值，校正接收加权计算部件计算的接 收加权。因此，在利用阵列天线定向接收一个OFDM信号的情况下，可 以非常准确地形成接收波束，同时减少了接收加权计算的次数。
接下来，存储在本发明的无线基站设备的接收校正值存储部件的校 正值目的就是校正接收分支之间发生的振幅漂移和相位漂移。因此，在 利用阵列天线定向接收一个OFDM信号时，可以存储一个基于副载波的 校正值，用于形成一个更准确的接收波束。
同时，本发明的无线基站设备的加权操作部件基于每个副载波，通 过接收加权校正部件校正的每个副载波的接收加权，来加权解调信号。 因此，在利用阵列天线定向接收OFDM信号的情况下，通过基于每个副 载波校正的加权，可以形成更准确的接收波束。
同时，本发明的无线基站设备包括：一个参考信号生成部件，用于 生成一个参考信号来探测接收分支之间的振幅漂移和相位漂移；一个逆 向快速傅立叶变换操作部件，用于将从参考信号生成部件生成的信号进 行傅立叶变换；一个D/A转换部件，用于将逆向快速傅立叶操作部件的 输出信号转换成一个模拟信号；一个校正分支无线电路部件，用于将D/A 转换部件的输出模拟信号进行频率转换成无线频率；以及一个频率应答 校正值探测部件，用于将参考信号生成部件的输出信号作为一个参考值， 来探测来自快速傅立叶操作部件的输出信号的振幅漂移和相位漂移，并 且探测用于校正接收分支之间振幅漂移和相位漂移的校正值，其中阵列 天线是可移动的。因此，校正分支可以用于探测接收分支之间振幅和相 位漂移以及计算和存储校正值。
同时，当校正分支无线电路部件与接收分支一一相应连接且天线单 元没有连接时，本发明的无线基站装置的接收校正值存储部件存储频率 应答校正值探测部件计算的校正值。因此，在接收校正值存储部件中， 实际所测的准确校正值可以作为对接收分支之间振幅和相位漂移的校正 值。
同时，本发明的无线基站设备包括：一个接收电路部件，一个发送 电路部件以及一个切换部件。接收电路部件具有：一个接收加权计算部 件，该接收加权计算部件利用多个解调信号计算一个接收加权，该解调 信号是由阵列天线构成的天线单元收到的OFDM信号解调的；一个接收 校正值存储部件，存储一个校正值，基于每个OFDM信号的副载波或集 中多个副载波的频段，该校正值用于校正接收加权；一个接收加权校正 部件，用于由校正值校正接收加权；以及一个加权操作部件，用于利用 校正的接收加权对解调信号加权。发送电路部件具有：一个发送加权计 算部件，用于计算一个利用接收加权计算部件中的指向性信息定向发送 的发送加权；一个发送校正值存储部件，用于存储一个校正值，基于每 个OFDM信号的副载波或集中多个副载波的频段，该校正值用于校正发 送加权；一个发送加权校正部件，利用校正值校正发送加权；以及一个 发送分支，利用发送加权校正部件输出的发送加权，一个副载波接一个 副载波地对发送数据进行加权，然后将加权的数据传输到天线单元；切 换部件用于切换天线单元和接收电路部件的连接或者天线单元与发送电 路部件的连接。因此，在利用阵列天线进行定向发送和接收一个OFDM 信号的情况下，可以通过校正值校正发送和接收加以，形成一个发送和 接收波束。
如上所述，根据本发明，在利用阵列天线定向发送OFDM信号的发 送器设备中，一个副载波接一个副载波地探测到的校正值被保存，用于 校正发送分支之间发生的振幅/相位漂移，从而一个副载波接一个副载波 地校正发送加权。因此，能够将由于在发送分支之间的振幅/相位漂移而 发生的波束场型漂移移动到接近理想的波束场型。再有，通过探测一个 校正矩阵，其中该校正矩阵用于一个副载波接一个副载波地校正天线单 元之间的耦合，基于信号带宽内每个副载波，可以校正天线单元之间的 耦合。通过上述技术，即使在一个带宽信号上，也可以获得一个理想的 波束场型，从而获得良好的通信质量。
附图说明
图1为一个根据本发明实施例1的无线基站设备的连接框图；
图2为实施例1中的OFDM信号指定一接收加权的原理图；
图3为实施例1中加权操作部件的操作原理图；
图4为说明实施例1中校正值探测方法的连接框图；
图5为根据实施列2的无线基站设备的连接框图；
图6为根据实施列3的无线基站设备的连接框图；
图7为根据实施列4的无线基站设备的连接框图；
图8为根据实施列5的无线基站设备的连接框图；
图9为解释实施例5中校正值探测方法的连接框图；
图10为根据实施列6的无线基站设备的连接框图；

现在，结合附图对本发明的实施例做出解释。
实施例1
图1为一个根据本发明实施例1的无线基站设备的连接框图。无线 基站设备是一个用于发送OFDM调制配置信号的设备，其具有由多个天 线单元组成的阵列天线。加权操作部件102控制天线单元辐射信号的振 幅和相位，从而能够实现信号的定向发送。
图1中，发送分支101-1，101-2，…101-N是由加权操作部件102-1， 102-2，…102-N、反向快速傅里叶变换(IFFT)操作部件103-1， 103-2，…103-N、数字/模拟(D/A)转换部件104-1，104-2，…104-N以 及发送系统无线电路部件105-1，105-2，…105-N构成。在此，如果天线 单元数目为N，发送分支为N个系统。
阵列天线是由多个天线单元106-1，106-2，…106-N组成。这些天线 单元为可移动布置。
发送数据生成部件100生成要发送的信息，并输出一个发送数据串 St1。一般地，发送数据串St1在无线接入信道构造中经编吗、多路复用 等处理过程。例如，频分多址(FDMA)是在一个频率范围内实施多路 传输。时分多址(TDMA)是在一个时间范围内实施多路传输，而码分 多址(CDMA)是实行码分多路传输。在此，没有必要限制发送数据生 成部件100以及将发送数据串St1限制为某种信号格式。例如，发送数据 串St1可以是复数数据串，该复数数据串由共模分量(I信道)和正交分 量(Q信道)组成。
发送加权计算部件111计算一个发送加权Wt1来控制通过天线单元 辐射的发送信号的振幅和相位。一般来说，发送加权是一个复数数据， 其能够表示振幅和相位。虽然有一些技术可作为计算发送加权Wt1的方 法，但是发送加权计算部件111没有对该技术作特别的限定。这里，作 为计算发送加权的方法的一个例子，基于基站收到的移动站发出的信号， 来评估移动站指向的方法。发送加权计算部件111计算一个发送加权以 使波束场型具有一个指向所获的移动站指向的指向性。
这里，由于发送信号是一个OFDM信号，所以其副载波由发送加权 来设定。如图2所示，采取一个副载波接一个副载波的设定发送加权的 发送方法，通过单独计算每个副载波的发送加权，可以为每个副载波设 定的优选的发送加权。在图2中，n表示副载波数。其中在计算发送加权 中，需要每个副载波的频率以及阵列天线的间隔。在OFDM信号的所有 副载波数总和假设为F的情况下，在计算所有基于每个副载波需要的发 送加权中，需要F次计算处理(201)。
同时，如图2所示，OFDM信号域分成了多个频段，从而在一频段 中的副载波作为一组且具有相同的发送加权(202)。在这种情况下，m 表示分割频段的数目。在计算想要的发送加权中所需的频率使用一个波 段的中心频率作为计算的基础。在OFDM信号频段分割数目的M时，需 要M次计算处理来计算所有的发送加权。然而，与为每个副载波设定一 个发送加权的情况相比，可以减少操作量。在使用频段达到111MHz的 宽带通信中，这是特别有效的。同时，在分割OFDM信号频段中，分割 可以是等间隔的也可以是不等间隔的。这是因为，当振幅/相位漂移的频 率特征没有超出整个频段时，频段分割优选为相等程度的漂移相对应。 在频段两端或频段两端附近发生的振幅/相位漂移比频段中心的漂移大的 情况下，在频段两端或频段两端附近的频段分割特别精细。再有，所有 的副载波可以用单一的一个发送加权来设定。在这种情况下，计算发送 加权中只进行一次处理，输出由此计算的发送加权Wt1。
发送校正值存储部件112存储了一个校正值Ct，用于校正发生在发 送分支101之间的振幅漂移和相位漂移。在发送信号具有一个宽信号带 时的情况下，发生在发送分支101之间的振幅漂移和相位漂移具有一个 频率特征。对于OFDM信号，这样的振幅和相位漂移上的频率特征可以 一个副载波接一个副载波地校正。结果是，发送校正值存储部件112为 发送分支预先存储了基于副载波校正值。即，如果发送分支数目是N， 副载波的总数为F，要存储N×F个校正值。
同时，与发送加权计算部件111类似，发送校正值存储部件112可 以将一个信号频段分成多个频段，将校正值Ct以分割频段数存储。同样， 对于一个完整的信号频段，只存储一个校正值Ct。
下面将解释一种方法确定一个校正值C，该校正值用来校正发送分 支101之间的振幅和相位漂移。这里，表示振幅和相位的复数数据作为 校正值Ct的一种数据形成。
发送加权校正部件113通过存储在发送校正值存储部件112中存储的 校正值Ct，对发送加权计算部件111计算的发送加权Wt1进行校正。如 果发送加权Wt1和校正值Ct都是复数数据，可以通过发送加权Wt1和 校正值Ct的复数乘法来进行校正。这里，作为一个例子，如下所示，当 发送加权Wt1基于每个副载波进行计算，同样校正值基于每个副载波存 储时，从发送加权校正部件113输出的校正发送加权Wt2如下所示：
Wt2-n(f)＝Wt1-n(f)·Ct-n(f)    其中n＝1，…，N；f＝1，…，F
在此，N为发送天线单元数，而F表示OFDM信号中的副载波数。
现在，将对发送分支101中的操作作出解释。这里，发送分支与构 成发送分支的加权操作部件102、IFFT操作部件103、D/A转换部件104 以及发送系统无线电路部件105具有相同的功能。因此，以第N个发送 分支为代表对操作作出解释。
开始，从发送数据生成部件100输出的发送数据St1，基于从发送 加权校正部件113输出的发送加权Wt1，在加权操作部件102-N中进行 加权。当发送数据St1和发送加权Wt2分别为复数数据时，加权操作可 以通过复数相乘来进行。这里，如图3，是一个在发送加权Wt2基于每 个OFDM信号的副载波而设定的情况下加权操作部件102的操作示意。 图3为一个加权操作部件的操作示意图。在图3中，发送数据串St1是一 个时序数据。在基于每个OFDM信号副载波设定发送加权时，发送数据 St1基于每个副载波转换发送数据St1，并且与基于每个副载波的发送加 权相乘，从而实现加权。为了实现上述操作，第一串行/并行(S/P)转换 部件102-A一个副载波接一个副载波地将时间串行发送数据St1转换成 相应的并行发送数据。第二串行/并行(S/P)转换部件102-B将时间串行 发送加权Wt2转换成基于副载波的并行发送数据。乘法器102-Cd一个副 载波接一个副载波地将并行发送数据St1与发送加权Wt2相乘。每个乘 法器输出一个数据S2，其表示如下：
St2(f)＝St1(f)·Wt2(f)    其中f＝1，…，F
在此，f表示一个副载波数。同时，因为发送数据St1和发送加权 Wt2一般为复数数据，在乘法器102-C中实现复数相乘。因此，加权操 作部件102输出一个基于副载波的输出信号St2。顺便地，虽然图3的例 子基于副载波将输入发送数据St1转换成并行数据，但本发明并没有特别 的限定。在能用基于副载波的发送加权进行加权的操作同时保持发送数 据St1为时序数据的回旋操作的构造也可以实现上述数据转换。
然后，加权操作部件102的输出数据St2通过IFFT操作部件108进 行逆向傅立叶转换。这里，虽然可以用离散的傅立叶转换作为逆向傅立 叶转换的计算方法，但是考虑到计算时间和操作处理量，逆向快速傅立 叶转换(IFFT)是理想的。其中，关于IFFT的详细解释从略。同时，如 图3所示，如果加权操作部件102的输出数据St2为基于副载波的并行数 据，IFFT操作部件103也同样在并行数据上执行逆向傅立叶操作。否则， 如果输出数据St2为时序数据，那么串行/并行(S/P)转换一次取得执行 逆向傅立叶转换的并行数据。逆向傅立叶转换的结果是输出时域波形发 送数据St3。时域波形发送数据St3可以表达如下：
St3(t)＝F-1{St2(f)}  其中St3(f)＝St2(f)    (1)
在此，F-1表示逆向傅立叶转换。至此，发送信号以时域波形存在但 通过频率波形显示。在D/A转换部件104中，从IFFT操作部件103输出 的时域波形发送数据St3从数字信号转换成模拟信号。D/A转换部件104 的输出信号St4为一种模拟时域波形发送信号。
然后，模拟时域波型发送信号St4，作为D/A转换部件104的输出， 在发送系统无线电路部件105中，从基带频率转换成无线频率。接着， 发送信号处理在无线频带中执行，如功率放大，以使通过天线单元幅射。 顺便地，除了这种处理，滤波处理等也包括在发送信号处理中。这样， 无线发送信号St5，作为发送系统无线电路部件105的输出信号，通过天 线终端106幅射。
现在，参考前述部件，解释一下确定校正值Ct的方法。校正值Ct 用于探测发送信号电路部件105中振幅和相位漂移的频率特征，并校正 该漂移。从而，计算出的校正值Ct可以满意地探测发送信号电路部件105 中振幅/相位的频率特征。例如，参考图4，叙述下述方法。
图4为去掉了移动天线单元并与计算校正值的校正分支相连的无线 基站设备。在图4中，校正分支121由校正分支无线电路部件122、A/D 转换部件123以及FFT操作部件124组成。其中，校正分支无线电路部 件122是用于将无线频率信号频率转换成基带频率或者中频。除了这些， 其它的处理如滤波也包括在其中。同时，因为多个模拟电路的构成类似 于发送系统无线电路部件105的构成，所以由于模拟元件特征发生了频 率特征。该频率特征表达如下：
Zc(f)
频率应答校正值探测部件114基于发送分支102中加权操作部件102 的输出信号St2，探测一个来自校正分支121的信号Sct4的振幅和相位漂 移的频率特征。其它结构框图与图1所述相同，也具有同样的功能。
这里，解释一下关于探测第N个发送分支的校正值的方法。对于其 它发送分支，探测校正值的方支类似，通过改变发送分支101和校正分 支121的连接以及加权操作部件102和频分应答校正值探测部件114的 连接来探测校正。
首先，将天线单元移除，来将发送系统无线电路部件105-N连接到 校正分支121的输入。其中，发送系统无线电路部件105的振幅和相位 变化的频率特征一般表达如下：
Z(f)          (2)
利用等式(1)和(2)，作为发送系统无线电路部件105的输出，发 送信号St5变化如下：
St5(f)＝St2(f)·Z(f)
      ＝St1(f)·Wt1(f)·C(f)·Z(f)
例如，在没有校正值，即Ct＝1的情况下，n-t分支中的发送信号St5-N 表达如下：
St5-N(f)＝St1(f)·Wt1-N(f)·Z-N(f)           (3)
由于上述原理，到校正分支121的输入信号Sct1为第N发送分支的 发送信号St5-N。因此，如等式(3)，没有校正值，即C＝1的情况下， Sct1(f)表达如下：
Sct1(f)＝St5-N(f)＝St1(f)·Wt1-N(f)·Z-N(f)
输入信号Sct1为一个无线频率信号，这个无线频率信号将在校正分 支无线电路部件122中进行频率转换。然而，因为校正分支无线电路部 件122形成的频率特征Zc(f)，输出信号Sct2由如下等式给出：
Sct2(f)＝Sct1(f)·Zc(f)＝St1(f)·Wt1-N(f)·Z-N(f)·Zc(f)
然后，输出信号Sct在A/D转换部件123中转换成数字信号Sct3。 其中，在A/D转换部件123中所使用的时钟与D/A转换部件104中所使 用的相同，因此，A/D转换部件123可以输出一个数字信号Sct3，该信 号与D/A转换部件104的信号具有相同的取样率和同步性。
接下来，FFT操作部件124对A/D转换部件123输出的数字信号Sct3 进行傅立叶转换，输出频率波型数据Sct4。将频率波型数据Sct4输入频 率应答校正值探测部件114。
另一方面，与频率波型数据Sct4相类似，加权操作部件102-N的输 出信号St2-N输入到频率应答校正值探测部件114。
然后，在频率应答校正值探测部件114中，基于发送分支102中加权 操作部件的输出信号St2，所探测的是一个来自校正分支121的振幅和相 位漂移的频率特征。其中，如果振幅和相位漂移的频率特征为h，下面的 方法可以作为探测方法：
hN(f)＝Sct4(f)·(St2-N(f))*
     ＝St2-N(f)·Z-N(f)·Zc(f)·(St2-N(f))*
     ＝|St2-N(f)|2·Z-N(f)·Zc(f)
     ＝Z-N(f)·Zc(f)
从确定的振幅和相位漂移的频率特征h，校正值Ct可以被确定如下：
${\mathrm{Ct}}_{-N}\left(f\right)=1/\mathrm{hN}\left(f\right)$
$=1/Z_{-N}\left(f\right)·\mathrm{Zc}\left(f\right)$
在这种方式中，可以探测一个校正值Ct-N，响应第N个发送分支 101-N，来校正发送系统无线电路部件105-N的振幅和相位漂移的频率特 征。
探测校正值Ct-N被输入并存储在发送校正值存储部件112中，从而 该校正值可用于校正发送加权。再有，通过对所有发送分支执行校正值 探测操作，以使发送校正值存储部件112存储所有分支和所有副载波的 校正值。
顺便地，存储在发送校正值存储部件112的校正值Ct包括一个校正 分支121的校正分支无线电路部件122的频率特征Zc。因为所有分支都 相同，所以在每个副载波中的分支之间保持一个相对的关系。因此，这 对发送加权没有影响。然而，通过只对校正分支121进行测量以及探测 校正分支无线电路122的频率特征Zc，频率特征Zc可以从校正值Ct中 去除。
如上所述，根据本发明实施例，如果通过校正每个副载波上发送分 支之间发生的振幅和相位漂移的频率特征，来定向发送一个宽带OFDM 信号，想要的波束场型可以在OFDM信号带宽内形成。从而实现了有效 发送。
顺便地，在本实施例的无线基站设备用于FDMA中的情况下，发送 数据生成部件100生成频分多路的信号以便分配多个副载波给各个用户。 同时，与发送数据生成部件100中生成的数据相对应，发送加权计算部 件111为每个分配给用户的副载波生成一个发送加权，
顺便地，如果本实施例的无线基站设备用于TDMA中，发送数据生 成部件100生成一个时分多路信号以使时间基于每个用户分配。同时， 当加权操作部件102基于每个用户在时间上的分配执行处理时，执行发 送加权计算部件111为每个发送加权校正部件113进行了处理。
顺便地，如果本实施例的无线基站设备用在CDMA中，为每个用户 生成了发送数据，来为每个用户计算发送加权。在为每个用户执行加权 后，实施码分多路。
实施例2
图5为一个根据本发明第二实施例的无线基站设备连接框图。在图5 中，功率分配部件207-1、207-2、207-N分别靠近天线单元206-1、206-2、 206-N排布，用来分配从发送分支201-1、201-2、201-N输出的发送信号 St5-1、St5-2、St5-3的功率，并将该功率输出到校正分支121-1、121-2、 121-N。在这种情况下，功率分配是微小的，这样微小的功率分配不影响 输入到天线单元206-1、206-2、206-N的功率。
校正分支121-1、121-2、121-N通过功率分配部件207-1、207-2、207-N 分别与发送分支201-1、201-2、121-N相连。为了计算一个校正值，需要 将发送分支输出的一部分反馈。校正分支与实施例1的图4的校正分支 121具有相同的结构和功能。
频率应答校正值探测部件214基于加权操作部件202-1、202-2、202-N 的输出信号St2-1、St2-2、St2-N，探测来自校正分支的频率波型数据Sct4-N 的振幅和相位漂移的频率特征，从而探测到输至发送系统无线电路部件 205-1、205-2、205-3的校正值Ct-1、Ct-2、Ct-N。在这种情况下，频率 应答校正值探测部件214预先测量并存储了校正分支121-1、121-2、121-N 的校正分支无线电路部件122-1、122-2、122-N的特征。通过使用存储的 特征，在校正分支无线电路部件中发生的振幅和相位漂移可以进一步进 行校正，从而只探测发送分支造成的振副和相位的漂移。
其它结构图和发送分支与实施例1中显示的相同。
现在，对上述构成的无线基站设备的操作和功能作出解释。顺便地， 因为本实施例的发送分支操作方式都相同，所以以第N发送分支为代表 作出解释。
首先，通过功率分配部件207-N进行了功率分配的发送信号Sct1输 入校正分支121-N。
然后，发送信号Sct1通过校正分支121-N进行处理来输出频率波型 数据Sct4。
接下来，频率波型数据Sct4-N被输入频率应答校正值探测部件214。 另一方面，发送分支201-N的加权操作部件202-N的输出信号St2-N也 类似地输入频率应答校正值探测部件214。与实施例1类似，在频率应答 校正值探测部件214中，基于加权操作部件202-N的输出信号St2-N，探 测到来自校正分支121-N的频率波型数据Sct4-N的振幅和相位漂移的频 率特征。通过利用这个频率特征以及校正分支无线电路部件122-N的已 经测量的特征，探测到在第N发送分支中发送系统无线电路部件205的 校正值Ct-N。因此，预先测量和存储的是校正分支121-N的校正分支无 线电路122-N的特征。通过利用存储的特征值，对于在校正分支无线电 路部件发生的振幅和相位可以取得预先校正。这样，探测值Ct-N用于只 探测发送分支造成的振幅和相位漂移。然后，对频率应答校正值探测部 件214探测的第N个发送分支的校正值Ct-N存储在发送校正值存储部件 112中。
通过提供具有上述结构的发送分支，可以实时对各个发送分支的发 送系统无线电路部件的校正值进行探测。
通过上述方法，所存储的是对各个发送分支的发送系统无线电路部 件205-N的所有校正值。
然后，与实施例1类似，发送加权校正部件113通过存储在发送校正 值存储部件112的校正值Ct，来校正发送加权计算部件111所计算的发 送加权Wt1。
接下来，在加权操作部件202-N中的发送信号St1经过校正的加权 然后发往天线单元206-N。
通过上述操作，可以经过每个天线以理想的波束场型定向发送。
在这种方式中，根据本发明的实施例，可以以一种总是形成一理想 波束场型的方式执行校正，而不会产生通信停止。这与所提供的实施例1 的效果相同。从而实现了有效的发送。
顺便地，涉及关于用在探测发送系统无线电路部件校正值的信号时， 如果使用从无线发送设备发出的发送信号的任何部件时，实现探测是可 能的。可以使用一信号，例如以预定定时发送地发送导频信息，或在所 有时间的通信中使用发送数据信号。
顺便地，虽然探测每个发送分支的校正值，但是校正值精确度可以 通过一定时间内实施多次探测取平均值来形成一个校正值而提高。
顺便地，虽然探测每个副载波的校正值，但是校正值精确度可以通 过利用相邻副载波的校正值与该副载波的校正值取一个平均值而提高。
实施例3
图6为本发明第三实施例的无线基站设备的连接框图。在图6中， 第一开关315根据频率应答校正值探测部件314的指令选择任意一个功 率分配部件307-1、307-2、307-N的输出。第一开关315具有与校正分支 无线电路部件122相连的输出端。
第二开关316根据频率应答校正值探测部件314的指令从加权操作 部件202-1、202-2、202-N的输出中任选一个。第二开关316具有一个与 频率应答校正值探测部件314相连的输出端。
其它结构框图与实施例1和实施例2显示的相同。
关于上述无线基站设备的操作和功能解释如下。
首先，来自发送分支201-1、201-2、201-N的发送信号St5-1、St5-2、 St5-N通过各个功率分配部件307进行功率分配中，然后输入第一开关 315。
接下来，频率应答校正值探测部件314指令第一开关315和第二开 关316选择相同分支的加权操作部件和发送系统无线电路部件的输出端。 这个操作是通过两个开关315、316的联合操作实现。第一开关315和第 二开关316的所选发送分支号及所选时序是相同的。
按下来，由第一开关315选择的发送分支的输出信号被输入校正分 支121。通过校正分支121进行与实施例1相同的处理后，该校正信号被 输入频率应答校正值探测部件314。另一方面，在第二开关316选择的分 支中的加权操作部件的输出信号被输入频率应答校正值探测部件314中， 其中在第二开关316选择的分支与第一开关315的选择相同。
然后，与实施例2类似，频率应答校正值探测部件314基于第二开 关316的输出信号，探测来自FFT操作部件124的输出信号的振幅和相 位漂移的频率特征。然后，探测的是该发送系统无线电路部件的特征的 校正值。该校正值存储在发送校正值存储部件112。
频率应答校正值探测部件314指令第一开关315和第二开关316来 探测上述所有发送分支的校正值，并将其存储在发送校正值存储部件 112。后面的处理与实施例2中的处理类似。
如上所述，第一开关315和第二开关316进行联合操作来在发送分 支之间进行切换，从而即使在校正分支121为一个的情况下，也可以探 测每个发送分支中发送系统无线电路部件的校正值。
如上所述，根据本实施例，其结构比实施例2的简单，可以以一种 方式在所有时间形成理想的波束场型。实现了有效的发送。
顺便地，对于在第一开关315和第二开关316中发送分支选择方法， 顺序可以预先确定或适应性地选择。然而，更优选的是：从发送系统无 线电路部件中振幅和相位漂移比其它分支大的发送分支开始，或者提高 漂移比其它分支较大的发送分支的探测频率。
顺便地，对于由第一开关315和第二开关316选择的发送分支选择 时间，在各个发送分支上可以选择相同的时间，或者选择的时间可以因 发送分支的不同而变化。
实施例4
图7为根据本发明实施例4的无线基站设备的连接框图。在图7中， 发送校正矩阵存储部件414存储了用于校正天线单元之间耦合的校正矩 阵Mt。其它结构框图与实施例1的相同。校正矩阵Mt为一个表示天线 单元之间校正值的矩阵。
同时，本实施例的无线基站设备的操作不同于实施例1的操作，其 不同之处在于在发送加权校正部件113中，发送加权W01除了校正每个 发送分支的发送系统无线电路部件的特征，还校正天线单元之间的耦合。 即，发送加权校正部件113通过乘上存储在发送校正矩阵存储部件414 的校正矩阵，来校正由发送加权计算部件111计算的发送加权。发送加 权校正部件113同时通过存储在校正值存储部件中112的校正值来校正 每个发送分支的无线电路部件。
顺便地，已知的校正天线单元106的相互耦合的方法有如下文献供 参考。如文献″Sensor-Array Calibration Using a Maximum-Likelihood Approach″(Boon Chong Ng，Chong Meng Samson See，IEEE Transactions on Antennas and Propagation，vol.44，No.6，June 1996)，″Calibration of a Smart Antenna for Carrying Out Vector Channel Sounding at 1.9GHz″ (Jean-Rene Larocque，John Litva，Jim Reilly，Wireless Personal Communications：Emerging Technologies for Enhanced Communications， p.259-268，1999)等等。这些文献描述了计算出用于校正天线单元之间耦 合的校正矩阵，且将其与与发送加权相乘来校正发送加权。在本实施例 中，校正矩阵Mt通过上述文献所述的方法计算，并将其存储在发送校正 矩阵存储部件414。其中，如实施例1解释，因为发送信号是一个OFDM 信号，所以发送加权可以基于每个副载波校正。由此，计算出基于副载 波的校正矩阵并将其存储在发送校正矩阵存储部件414中。同时，与实 施例1类似，可以将OFDM信号频段分成多个频段并集中该频段中存在 的副载波从而计算并存储校正矩阵，或者计算并存储OFDM信号的整个 频段的校正矩阵。
如上所述，根据本发明的本实施例，除了天线单元之间的干涉的影 响可以基于每个副载波校正之外，发送系统无线电路部件中振幅和相位 漂基于每个OFDM副载波，通过校正天线单元之间的耦合得到校正。由 于上述原因，理想波束场型可以在一个OFDM信号带宽内形成。从而实 现了有效的发送。
顺便地，通过进一步将校正矩阵存储部件414加入到实施例2和3 的结构中，实施例2和3可以获得与该实施例同样的效果。
实施例5
图8为根据本发明第五实施例的无线基站设备的连接框图。在图8 中，天线单元506-1、506-2…506-N接收来自移动站的OFDM信号且输 出信号Sr1-N。天线单元506-1、506-2…506-N为可移动的布置。
接收分支551-1、551-2、551-N由接收系统无线电路部件552-1、 552-2…552-N，模拟/数字(A/D)转换部件553-1、553-2…553-N，快速 傅立叶转换(FFT)操作部件554-1、554-2…554-N，以及加权操作部件 555-1、555-2…555-N组成。其中，如果天线单元的数目为N，那么接收 分支为N个系统。顺便地，构成接收分支551-1、551-2…551-N的在接 收系统无线电路部件552-1、552-2…552-N的功能相同，模拟/数字(A/D) 转换部件553-1、553-2…553-N的功能相同，快速傅立叶转换(FFT)操 作部件554-1、554-2…554-N的功能相同，以及加权操作部件555-1、 555-2…555-N的功能相同。
接收数据合成部件550用于将输入信号合成。
接收加权计算部件561用于计算来自每个接收分支551的FFT操作 部件554的输出信号Sr4的接收加权Wr1。顺便地，已知很多计算接收 加权的方法，在此没有特别限定。作为一个例子，有一种方法就是估计 接收信号到达指向来计算一个接收加权用来形成一个通过利用估计的指 向的指向性。
接收校正值存储部件562用于一个副载波接一个副载波地存储校正 接收分支551之间发生的振幅和相位漂移的校正值Cr。
接收加权校正部件563用于通过存储在接收校正值存储部件562的 校正值Cr，校正接收加权计算部件561计算的接收加权Wr1。
上述结构的无线基站设备的操作解释如下：
与实施例1的作为发送OFDM信号的设备的无线基站设备相对照， 本实施例的无线基站设备为接收OFDM信号的设备。虽然由于发送系统 与接收系统在结构和操作上存在差别，但发明的技术和基本目的是相同 的。顺便地，此处以第N个接收分支为代表解释操作的过程。
首先，天线单元506-N收到的信号Sr1-N通过接收系统无线电路部 件进行功率放大，并通过频率转换将无线频率转换成基带频率或者中频。 除此之外，为了去除噪声和一些其它的信号，也执行滤波处理等。
这里，与实施例1的发送系统无线电路部件105类似，由于在接收 系统无线电路部件552中的模拟元件的特征差别，造成了接收分支之间 的振幅或相位漂移。
然后，在这样的无线频带中接收信号处理后的信号Sr2-N通过A/D 转换器553-N转换成数字信号。
接着，数字转换的信号Sr3-N，在FFT操作部件554-N中进行傅立 叶转换。其中，虽然离散傅立叶转换等可以作为傅立叶转换计算的方法， 但快速傅立叶(FFT)在计算时间和操作处理量方面比较理想。
然后，傅立叶转换的信号Sr4-N在加权操作部件555-N中通过接收 加权校正部件563输出的接收加权Wr2进行加权。加权操作部件555-N 的操作与实施例1的加权操作部件102的操作相同，并且基于每个OFDM 信号的副载波进行加权。因此，所输出的是经接收加权加权后的信号 Sr5-N。顺便地，计算接收加权Wr2的方法请参考下文。
来自接收分支的所获得的输出信号Sr5-1、Sr5-2，Sr5-N输入接收数 据合成部件550中并在接收数据合成部件550中合成，从而获得接收数 据。
同时，前述接收加权Wr2可以在接收加权计算部件561中通过校正 为每个副载波计算的接收加权Wr1来确定，该计算的接收加权通过预先 存储在接收校正值存储部件562的基于副载波的校正值Cr将每个接收分 支551的FFT操作部件的输出信号Sr4来计算的。顺便地，因为接收的 信号为一个OFDM信号，所以可以为每个副载波计算接收加权Wr1。同 时，也可以将OFDM信号频段分成多个频段，把该频段中的副载波作为 一个组，从而设定相同的接收加权。这与在实施例1中设定发送加权Wt 的解释相同。
与接收加权计算相同，信号频段可以分成多个频率，以存储分割的 频段数目的校正值Cr。否则，为整个信号频段存储一个值Cr。
其中，下面所解释的为确定一个校正值Cr的方法。
校正值Cr用于探测在接收无线电路部件552中振幅/相位漂移的频率 特征，并且校正该特征。结果是，如图9所示的例子，在接收无线电路 部件552中可以满意地探测振幅/相位漂移的频率特征。图9为本实施例 的没有可移动天线单元而具有连接的计算校正值的校正分支的无线基站 设备。
在图9中，校正分支571由IFFT操作部件573、D/A转换部件574 和接收校正分支无线电路部件575组成。校正分支571与图4显示的实 施例1的校正分支121相同。
参考信号生成部件570生成一个用于计算校正值的参考信号Scr1。
基于参考信号生成部件570的信号Scr1，频率应答校正值探测部件 564探测每个副载波的接收分支551的信号Sr4的振幅和相位漂移，并为 每个副载波计算一个校正值。其它结构框图与图8中地相同框图具有相 同的功能。
下面解释如上构造用来计算校正值的无线基站设备的操作。
首先，来自参考信号生成部件570的参考信号Scr1在校正分支571 中进行发送处理。这个发送处理对应于实施例1中发送分支的处理。
然后，发送处理信号Scr4通过接收分支551进行接收处理，将FFT 操作部件554的输出信号Scr4输入到频率应答校正值探测部件564。
另一方面，来自参考信号生成部件570的信号Scr1输入到频率应答 校正值探测部件564。
然后，在频率应答校正值探测部件564中，计算基于副载波的校正 值并将其存储在接收校正值存储部件562中。
通过对所有接收分支的探测，对于所有分支和所有副载波的校正值 Cr可以存储在接收校正值存储部件。
如上所述，根据发明的本实施例，通过预先确定和存储在接收分支 之间发生的振幅和相位漂移或者用于一个副载波接一个副载波地校正频 率特征的校正值，在定向发送一个宽带OFDM信号的情况下，可以校正 接收分支之间发生的振幅和相位漂移以及基于逐个副载波的频率特征。 因此，在OFDM带宽内可以形成一个理想的波束场型，从而可以高发送 效率接收。
顺便地，通过进一步加入一接收校正矩阵存储部件，在接收加权校 正部件563中实现校正也是可能的，该接收校正矩阵存储部件与图7所 示的、用于存储校正天线单元之间耦合的校正矩阵的实施例4中的发送 校正矩阵存储部件414相对应。。因此，除了在接收分支之间振幅和相 位漂移的校正之外，也可以实现对天线单元之间的耦合的校正，从而以 更高的发送效率接收。
实施例6
图10为根据本发明第六实施例的无线基站设备连接框图。本实施例 的无线基站设备的结构是将具有图1显示的实施例1的发送功能的无线 基站设备和具有图8显示的实施例5的接收功能的无线基站设备合并在 一起的结构。在图10中，切换部件608-1，…，608-N是用于在从发送 分支101-1，…，101-N到天线单元106-1，…，106-N的信号路径与从天 线单元106-1，…，106-N到发送分支101-1，…，101-N之间进行切换。
发送数据生成部件1 00，发送分支101-1，101-N，天线单元 101-1，…106-N，发送加权计算部件111，发送校正值存储部件112以及 发送加权校正部件113与实施例1中的相同。其发送操作也相同。
同时，接收数据合成部件550，接收分支551-1，551-N，接收加权 计算部件561，接收校正值存储部件562以及接收加权校正部件563与实 施例5相同。其接收操作也相同。其中，如果天线单元的数目为N，那 么发送分支和接收分支为N个系统。
如上构成的无线基站设备说明如下。
本发明实施例具有靠近每个天线单元106的切换部件608，用来进行 从发送分支到天线单元的发送信号与从天线单元到接收分支的接收信号 之间的切换，以及传送这些信号，从而合并了实施例1和实施例5的操 作。
即，仅在每个切换部件608选择为发送侧时，来自发送分支101的信 号仅被运送到天线单元106而不会被运送到接收分支551。同时，仅在每 个切换部件608选择为接收侧时，来自天线单元106的信号仅运送到接 收分支551而不会被运送到发送分支101。
同时，与实施例5类似，在接收加权计算部件561中，利用信号Sr4 来计算接收加权Wr1，该信号Sr4为经处理的接收信号。然而，在发送 加权计算部件111中，利用接收加权计算部件561计算的接收加权Wr1 来计算发送加权Wt1，这与实施例1不同。例如，在时分双路(TDD) 系统中，接收加权Wr1同时被提供作为发送加权Wt1，在频分双路(FDD) 系统中，接收定向信息可以从接收加权Wr1估计，并利用在计算发送加 权Wt1中。
如上所述，根据发明的本实施例，当定向发送和接收一个宽带OFDM 信号时，通过一个副载波接一个副载波地校正发送分支之间和接收分支 之间的振幅和相位漂移的频率特征，可以在OFDM信号带宽内形成一个 理想的波束场型。从而可以以高发送效率进行发送和接收。
顺便地，与本实施例类似，可以组合实施例2和5的无线基站设备， 组合实施例3和5的无线基站设备，或者组合实施例4和5的无线基站 设备。在这种情况下，可以实现具有上述实施例中描述的功能的无线基 站设备。
工业应用
如上所述，本发明对用利用无线天线单元进行定向发送一个OFDM 信号的发送设备是有用的，甚至在分支之间的振幅/相位中发生频率特征 时，该设备也适于得到理想的波束场型。