JP2002325011A - アレーアンテナ用フェージング・シミュレータ - Google Patents
アレーアンテナ用フェージング・シミュレータInfo
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- JP2002325011A JP2002325011A JP2001129109A JP2001129109A JP2002325011A JP 2002325011 A JP2002325011 A JP 2002325011A JP 2001129109 A JP2001129109 A JP 2001129109A JP 2001129109 A JP2001129109 A JP 2001129109A JP 2002325011 A JP2002325011 A JP 2002325011A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】より実際に近い条件のもとで受信系と信号処理
系とを含む受信装置の特性や機能の評価を実現可能とす
るアレーアンテナ用フェージング・シミュレータを提供
する。 【解決手段】本発明に係わるアレーアンテナ用フェージ
ング・シミュレータ(FS)は、アレーアンテナの各素子か
ら出力される複数の到来波によるフェージング信号を模
擬する模擬フェージング信号を発生する。そして、この
フェージング・シミュレータ(FS)は、上記フェージング
信号として上記到来波の入射方向の角度広がりを持つ模
擬フェージング信号を発生する手段を備えている。
系とを含む受信装置の特性や機能の評価を実現可能とす
るアレーアンテナ用フェージング・シミュレータを提供
する。 【解決手段】本発明に係わるアレーアンテナ用フェージ
ング・シミュレータ(FS)は、アレーアンテナの各素子か
ら出力される複数の到来波によるフェージング信号を模
擬する模擬フェージング信号を発生する。そして、この
フェージング・シミュレータ(FS)は、上記フェージング
信号として上記到来波の入射方向の角度広がりを持つ模
擬フェージング信号を発生する手段を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信のマルチ
パス伝搬環境における受信装置の性能や特性の評価など
に利用されるアレーアンテナに対応した模擬フェージン
グ信号を発生するフェージング・シミュレータに関する
ものである。
パス伝搬環境における受信装置の性能や特性の評価など
に利用されるアレーアンテナに対応した模擬フェージン
グ信号を発生するフェージング・シミュレータに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、移動通信のマルチパス伝搬環境に
おける受信装置の性能や特性を評価するために、フェー
ジング・シミュレータを用いた試験が行われてきた。ま
た、最近、アレーアンテナを用いた電波の到来方向の推
定などを目的としたアレー信号処理が注目されている。
そして、このアレー信号処理を行う受信装置を評価する
場合には、アレーアンテナに対応したシミュレータが必
要になる。従来、アンテナ信号処理装置単体の評価には
ベースバンドにおけるシミュレータの利用が報告されて
きた。また、アンテナ系を含めた装置全体の評価には屋
外での試験が行われてきた。しかしながら、受信系と信
号処理系とを含む受信装置のリアルタイム性能や特性を
評価するために、アレーアンテナから出力される受信信
号を模擬するための模擬受信信号を発生するシミュレー
タを使用した例は少ない。
おける受信装置の性能や特性を評価するために、フェー
ジング・シミュレータを用いた試験が行われてきた。ま
た、最近、アレーアンテナを用いた電波の到来方向の推
定などを目的としたアレー信号処理が注目されている。
そして、このアレー信号処理を行う受信装置を評価する
場合には、アレーアンテナに対応したシミュレータが必
要になる。従来、アンテナ信号処理装置単体の評価には
ベースバンドにおけるシミュレータの利用が報告されて
きた。また、アンテナ系を含めた装置全体の評価には屋
外での試験が行われてきた。しかしながら、受信系と信
号処理系とを含む受信装置のリアルタイム性能や特性を
評価するために、アレーアンテナから出力される受信信
号を模擬するための模擬受信信号を発生するシミュレー
タを使用した例は少ない。
【０００３】一般に、信号の帯域幅がアレーアンテナの
開口長よりも十分に狭帯域ならば、アレーアンテナのｋ
番目のアンテナ素子で受信する信号は、このアレーアン
テナの基準点における受信信号Ｅ0 (t) に対し、方位θ
からの到来波に対するアンテナ素子の応答を表す複素数
Ａk （θ）を乗算したＥk (t) で次のように表すことが
できる。 Ｅk (t) ＝Ｅ0 (t) Ａk （θ） ・・・ (1) 次に、信号ｓ(t) を次のように表される変調信号とし、
ｇk (t) を振幅ｂk と初期位相ｄk とを持つ信号とす
る。 ｓ(t) ＝２Ｃ(t) cos（２πｆs t ＋φ(t) ） ・・・(2) ｇk (t）＝ｂk cos（２πｆg t ＋ｄk ） ・・・(3)
開口長よりも十分に狭帯域ならば、アレーアンテナのｋ
番目のアンテナ素子で受信する信号は、このアレーアン
テナの基準点における受信信号Ｅ0 (t) に対し、方位θ
からの到来波に対するアンテナ素子の応答を表す複素数
Ａk （θ）を乗算したＥk (t) で次のように表すことが
できる。 Ｅk (t) ＝Ｅ0 (t) Ａk （θ） ・・・ (1) 次に、信号ｓ(t) を次のように表される変調信号とし、
ｇk (t) を振幅ｂk と初期位相ｄk とを持つ信号とす
る。 ｓ(t) ＝２Ｃ(t) cos（２πｆs t ＋φ(t) ） ・・・(2) ｇk (t）＝ｂk cos（２πｆg t ＋ｄk ） ・・・(3)
【０００４】これら二つの信号を乗算し、フィルタリン
グすると以下のような信号が得られる。 ｚk (t）＝ｂk Ｃ(t) cos〔２π（ｆs ＋ｆg )t＋φ(t) ＋ｄk 〕 ＝ｂk Ｃ(t) cos（２πｆt ＋φ(t) ＋ｄk ） ・・・ (4) これを複素帯域信号として表せば、 ｚk * (t）＝ｂk ｕ(t) exp(j(２πｆt ＋ｄk )) ＝ｕ(t) exp( j２πｆt ) ｂk exp( jｄk ) ・・・(5) ＝Ｅ(t) Ａ’k となる。ただし、Ｅ(t) ＝ｕ(t) exp( j２πｆt ) 、
Ａ’k ＝ｂk exp( jｄk ) である。
グすると以下のような信号が得られる。 ｚk (t）＝ｂk Ｃ(t) cos〔２π（ｆs ＋ｆg )t＋φ(t) ＋ｄk 〕 ＝ｂk Ｃ(t) cos（２πｆt ＋φ(t) ＋ｄk ） ・・・ (4) これを複素帯域信号として表せば、 ｚk * (t）＝ｂk ｕ(t) exp(j(２πｆt ＋ｄk )) ＝ｕ(t) exp( j２πｆt ) ｂk exp( jｄk ) ・・・(5) ＝Ｅ(t) Ａ’k となる。ただし、Ｅ(t) ＝ｕ(t) exp( j２πｆt ) 、
Ａ’k ＝ｂk exp( jｄk ) である。
【０００５】以上より、(1) 式で表されるｋ番目のアン
テナ素子の受信信号を模擬するためには、Ａk （θ）に
応じた振幅ｂk と位相ｄk を持つ信号ｇk (t）を発振さ
せ、送信信号に対応する変調信号ｓ(t) と乗算しフィル
タリングすればよいことが判る。
テナ素子の受信信号を模擬するためには、Ａk （θ）に
応じた振幅ｂk と位相ｄk を持つ信号ｇk (t）を発振さ
せ、送信信号に対応する変調信号ｓ(t) と乗算しフィル
タリングすればよいことが判る。
【０００６】フェージング生成の基本原理は、W.C.Jake
s," Microwave Mobile Communicat-ions " IEEE Press,
1993.に示されているＷＳＳＵＳ（ Wide-Sense Statio
naryUncorrelated Scattering Channel ; 無相関に散乱
された波で構成される定常不規則過程に従う伝搬路) チ
ャンネルを仮定したレイリーフェージング・モデルに基
づいている。移動局から送信された信号は周囲の多数の
散乱体により反射・回折され、それらの重ね合わせが基
地局に到来すると考える。ここで、シンボル周期より十
分に短い遅延時間差を持つＮ個の散乱波（素波）の集合
をクラスタと考えると、時刻ｔにおける第ｍ番目のクラ
スタの等価低域系におけるインパルス応答ｈm （ｔ，
τ）は次のように表すことができる。 ｈm （ｔ，τ） ＝δ (τ)( Am / √N) n=1ΣN r n exp[j( 2πｆd t cos αn ＋φn )] ・・・ (6) ここで、 Am はクラスタの複素振幅、Ｎはクラスタ内の
素波の総数、ｆd は最大ドップラー周波数、r n は各素
波の複素振幅、αn は移動局の進行方向に対する各素波
の角度、φn は各素波の初期位相である。
s," Microwave Mobile Communicat-ions " IEEE Press,
1993.に示されているＷＳＳＵＳ（ Wide-Sense Statio
naryUncorrelated Scattering Channel ; 無相関に散乱
された波で構成される定常不規則過程に従う伝搬路) チ
ャンネルを仮定したレイリーフェージング・モデルに基
づいている。移動局から送信された信号は周囲の多数の
散乱体により反射・回折され、それらの重ね合わせが基
地局に到来すると考える。ここで、シンボル周期より十
分に短い遅延時間差を持つＮ個の散乱波（素波）の集合
をクラスタと考えると、時刻ｔにおける第ｍ番目のクラ
スタの等価低域系におけるインパルス応答ｈm （ｔ，
τ）は次のように表すことができる。 ｈm （ｔ，τ） ＝δ (τ)( Am / √N) n=1ΣN r n exp[j( 2πｆd t cos αn ＋φn )] ・・・ (6) ここで、 Am はクラスタの複素振幅、Ｎはクラスタ内の
素波の総数、ｆd は最大ドップラー周波数、r n は各素
波の複素振幅、αn は移動局の進行方向に対する各素波
の角度、φn は各素波の初期位相である。
【０００７】特開平１１−１７７３３０号公報は、アレ
ーアンテナの各アンテナ素子に入力される干渉波と、雑
音を伴った到来波のシミュレータについて開示してい
る。
ーアンテナの各アンテナ素子に入力される干渉波と、雑
音を伴った到来波のシミュレータについて開示してい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平１１−１７
７３３０号公報に開示されたシミュレータでは、到来波
の到来角度の広がりについての考慮がなされていないた
め、実際のフェージングを模擬するための信号としては
不十分であるという問題がある。また、この従来技術で
は、フェージング・シミュレータを到来波発生装置の前
段に接続することによりフェージング信号とアレーレス
ポンス信号とを個別に発生させる構成となっている。こ
のため、到来波の到来角度の広がりを考慮した信号を発
生させようとしても、実現が困難である。さらに、フェ
ージングを模擬する信号の発生に最適な具体的な回路構
成を採用することも必要である。
７３３０号公報に開示されたシミュレータでは、到来波
の到来角度の広がりについての考慮がなされていないた
め、実際のフェージングを模擬するための信号としては
不十分であるという問題がある。また、この従来技術で
は、フェージング・シミュレータを到来波発生装置の前
段に接続することによりフェージング信号とアレーレス
ポンス信号とを個別に発生させる構成となっている。こ
のため、到来波の到来角度の広がりを考慮した信号を発
生させようとしても、実現が困難である。さらに、フェ
ージングを模擬する信号の発生に最適な具体的な回路構
成を採用することも必要である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決する本発明のアレーアンテナ用フェージング・シミュ
レータは、アレーアンテナの各素子から出力される複数
の到来波によるフェージング信号を模擬する模擬フェー
ジング信号を発生する。そして、模擬フェージング信号
として、到来波の入射方向の角度広がりを持つ模擬フェ
ージング信号を発生することにより、より実際に近い条
件のもとで受信系と信号処理系とを含む受信装置の特性
や機能の評価を実現可能とするように構成されている。
決する本発明のアレーアンテナ用フェージング・シミュ
レータは、アレーアンテナの各素子から出力される複数
の到来波によるフェージング信号を模擬する模擬フェー
ジング信号を発生する。そして、模擬フェージング信号
として、到来波の入射方向の角度広がりを持つ模擬フェ
ージング信号を発生することにより、より実際に近い条
件のもとで受信系と信号処理系とを含む受信装置の特性
や機能の評価を実現可能とするように構成されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態によれ
ば、角度広がりを持つ模擬フェージング信号を発生する
手段は、アレーアンテナの素子と同数のＤＤＳ（ダイレ
クト・ディジタル・シンセサイザ）および、これらＤＤ
Ｓのそれぞれに設定する位相と振幅とを更新する更新手
段を備えることにより、簡易・安価な構成によりより実
際に近い模擬フェージング信号を発生できるように構成
されている。
ば、角度広がりを持つ模擬フェージング信号を発生する
手段は、アレーアンテナの素子と同数のＤＤＳ（ダイレ
クト・ディジタル・シンセサイザ）および、これらＤＤ
Ｓのそれぞれに設定する位相と振幅とを更新する更新手
段を備えることにより、簡易・安価な構成によりより実
際に近い模擬フェージング信号を発生できるように構成
されている。
【００１１】本発明の他の好適な実施の形態によれば、
上記更新手段は各ＤＤＳに設定する位相と振幅とを信号
の最大ドップラー周波数のナイキスト条件を満足する周
期で更新することにより、現実的な模擬フェージング信
号を発生するように構成されている。
上記更新手段は各ＤＤＳに設定する位相と振幅とを信号
の最大ドップラー周波数のナイキスト条件を満足する周
期で更新することにより、現実的な模擬フェージング信
号を発生するように構成されている。
【００１２】本発明の更に他の好適な実施の形態によれ
ば、各ＤＤＳの出力と変調信号とをアナログ乗算するこ
とにより前記模擬フェージング信号を発生する手段を備
えることにより、広ダイナミックレンジの模擬フェージ
ング信号を発生させるように構成されている。
ば、各ＤＤＳの出力と変調信号とをアナログ乗算するこ
とにより前記模擬フェージング信号を発生する手段を備
えることにより、広ダイナミックレンジの模擬フェージ
ング信号を発生させるように構成されている。
【００１３】本発明の他のフェージング・シミュレータ
によれば、複数の到来波の入射方向の角度広がりを持つ
模擬フェージング信号を発生する手段を複数備え、かつ
それぞれから出力されるアレーアンテナの素子数と同数
の出力信号を合成して対応の素子ごとに出力する信号合
成手段を備えることにより、より実際的な模擬フェージ
ング信号を発生可能なように構成されている。
によれば、複数の到来波の入射方向の角度広がりを持つ
模擬フェージング信号を発生する手段を複数備え、かつ
それぞれから出力されるアレーアンテナの素子数と同数
の出力信号を合成して対応の素子ごとに出力する信号合
成手段を備えることにより、より実際的な模擬フェージ
ング信号を発生可能なように構成されている。
【００１４】〔発明の原理〕まず、本発明の原理につい
て説明する。到来波は角度軸上において、到来角中心
（平均値）θm 、角度広がり（標準偏差）σθm を持っ
た正規分布に従うと近似する。このとき第ｍ番目のクラ
スタからの到来波に対する等価低域系におけるインパル
ス応答ｈm は次のように表される。ただし、アレーアン
テナの次数をｋ、クラスタ内の素波の数をＮとした。 ｈm （ｔ，τ） ＝δ（τ）(Am / √N) × n=1 ΣN r n a(θm + Δθn ) exp[j( 2πｆd t cos αn ＋φn )]∈Ｃk ・・・ (7) すなわち、ａ（θ) は方位θから平面波が到来した場合
のアレーアンテナの各素子の応答を表し、各素波は到来
角中心θm からΔθn だけ角度変動を有しているものと
する。
て説明する。到来波は角度軸上において、到来角中心
（平均値）θm 、角度広がり（標準偏差）σθm を持っ
た正規分布に従うと近似する。このとき第ｍ番目のクラ
スタからの到来波に対する等価低域系におけるインパル
ス応答ｈm は次のように表される。ただし、アレーアン
テナの次数をｋ、クラスタ内の素波の数をＮとした。 ｈm （ｔ，τ） ＝δ（τ）(Am / √N) × n=1 ΣN r n a(θm + Δθn ) exp[j( 2πｆd t cos αn ＋φn )]∈Ｃk ・・・ (7) すなわち、ａ（θ) は方位θから平面波が到来した場合
のアレーアンテナの各素子の応答を表し、各素波は到来
角中心θm からΔθn だけ角度変動を有しているものと
する。
【００１５】この等価低域系におけるインパルス応答ｈ
m （ｔ，τ）で表される伝搬路に信号を入力し、この信
号の等価低域系における表現をｘm (t) とすると、ｋ番
目の素子の出力の等価低域系における表現ｙmk(t) は、 ｙmk(t) ＝ｘm (t) (Am / √N)n=1 ΣN rn ak ( θm + Δθn ) ・exp[j( 2πｆd t cos αn ＋φn )] ＝ｘm (t) Ｄmk(t) ・・・(8) となる。これを(5) 式の同様の複素帯域信号として表せ
ば、 Z mk(t) ＝Ｅm (t) Ｄmk (t) となる。従って、Ｄmk (t) に応じた振幅 bmk (t)と位
相 dmk (t)を持つ信号をアレー応答回路内で発生させ、
変調信号と乗算することにより、空間的にはある到来方
向からある角度広がりを持ち、かつ時間的にはレイリー
フェージングに従うような模擬フェージング信号を生成
することができる。
m （ｔ，τ）で表される伝搬路に信号を入力し、この信
号の等価低域系における表現をｘm (t) とすると、ｋ番
目の素子の出力の等価低域系における表現ｙmk(t) は、 ｙmk(t) ＝ｘm (t) (Am / √N)n=1 ΣN rn ak ( θm + Δθn ) ・exp[j( 2πｆd t cos αn ＋φn )] ＝ｘm (t) Ｄmk(t) ・・・(8) となる。これを(5) 式の同様の複素帯域信号として表せ
ば、 Z mk(t) ＝Ｅm (t) Ｄmk (t) となる。従って、Ｄmk (t) に応じた振幅 bmk (t)と位
相 dmk (t)を持つ信号をアレー応答回路内で発生させ、
変調信号と乗算することにより、空間的にはある到来方
向からある角度広がりを持ち、かつ時間的にはレイリー
フェージングに従うような模擬フェージング信号を生成
することができる。
【００１６】ｍ番目のクラスタの最大ドップラー周波数
ｆdmのナイキスト条件を満足する周期Δｔごとに上記
（８）式で示されるＤmk (t)を近似するものとする。ｍ
番目のクラスタの角度広がりΔθmnは角度軸上において
確率密度関数の面積が一定となる間隔とした。αn とφ
n は０から２πの範囲にわたって一様に分布するものと
する。その結果、ｍ番目のクラスタからの到来波に対す
るｋ番目のアンテナ素子の応答Ｄmk (t)は次のようにな
る。 Ｄmk (t) ≒Ｄk ' ( θm , Δθmn ,ｆdm ,Δｔi ） ＝(Am / √N) n=1 ΣN 〔ａk ( θm + Δθmn) ・exp[j( 2πｆdm Δ ti cos αn ＋φn )]〕 ・・・(9)
ｆdmのナイキスト条件を満足する周期Δｔごとに上記
（８）式で示されるＤmk (t)を近似するものとする。ｍ
番目のクラスタの角度広がりΔθmnは角度軸上において
確率密度関数の面積が一定となる間隔とした。αn とφ
n は０から２πの範囲にわたって一様に分布するものと
する。その結果、ｍ番目のクラスタからの到来波に対す
るｋ番目のアンテナ素子の応答Ｄmk (t)は次のようにな
る。 Ｄmk (t) ≒Ｄk ' ( θm , Δθmn ,ｆdm ,Δｔi ） ＝(Am / √N) n=1 ΣN 〔ａk ( θm + Δθmn) ・exp[j( 2πｆdm Δ ti cos αn ＋φn )]〕 ・・・(9)
【００１７】(9) 式のＤk '(θm , Δθmn ,ｆdm ,Δｔ
i ）を周期Δt ごとに計算し、対応する振幅ｂmk(i) と
位相θmk(i) とを算定し、これをフェージングを模擬す
る信号として発生させる。 ｇmk(t）＝ｂmk (i)cos[２πｆgmt ＋ｄmk(i)] ・・・ (10) (2)式で表されるｍ番目の送信信号ｓm (t) をｋ個に分
配して、（１０）式で表されるアンテナ素子ごとに生成
される信号ｇmk(t）とそれぞれ乗算し、フィルタリング
することにより、アレーアンテナで受信するｍ番目のク
ラスタからの到来波に対するフェージング信号を発生す
ることができる。乗算にはアナログ乗算器を用いる。
i ）を周期Δt ごとに計算し、対応する振幅ｂmk(i) と
位相θmk(i) とを算定し、これをフェージングを模擬す
る信号として発生させる。 ｇmk(t）＝ｂmk (i)cos[２πｆgmt ＋ｄmk(i)] ・・・ (10) (2)式で表されるｍ番目の送信信号ｓm (t) をｋ個に分
配して、（１０）式で表されるアンテナ素子ごとに生成
される信号ｇmk(t）とそれぞれ乗算し、フィルタリング
することにより、アレーアンテナで受信するｍ番目のク
ラスタからの到来波に対するフェージング信号を発生す
ることができる。乗算にはアナログ乗算器を用いる。
【００１８】上記本発明の原理に基づいて構成されるフ
ェージング・シミュレータの使用例を図１に示す。この
使用例においては、４個の各パスからの到来信号に対応
する変調信号を発生する信号発生器からこのフェージン
グ・シミュレータに信号を入力し、このフェージング・
シミュレータで各アンテナ素子から出力される受信信号
を模擬するための模擬受信信号を生成する。そして、こ
のフェージング・シミュレータから、８本のアンテナ素
子数に対応する８チャンネルの模擬受信信号が出力さ
れ、被試験装置に供給される。
ェージング・シミュレータの使用例を図１に示す。この
使用例においては、４個の各パスからの到来信号に対応
する変調信号を発生する信号発生器からこのフェージン
グ・シミュレータに信号を入力し、このフェージング・
シミュレータで各アンテナ素子から出力される受信信号
を模擬するための模擬受信信号を生成する。そして、こ
のフェージング・シミュレータから、８本のアンテナ素
子数に対応する８チャンネルの模擬受信信号が出力さ
れ、被試験装置に供給される。
【００１９】図２に本発明のフェージング・シミュレー
タの他の使用例を示す。この使用例においては、外部に
遅延発生器を設け同一の発射源の信号が異なるパスから
遅延を持ちアンテナに到来する場合を模擬するための使
用例を示す。また、図１、図２の場合ともに雑音発生器
により任意の雑音を入力することができる。
タの他の使用例を示す。この使用例においては、外部に
遅延発生器を設け同一の発射源の信号が異なるパスから
遅延を持ちアンテナに到来する場合を模擬するための使
用例を示す。また、図１、図２の場合ともに雑音発生器
により任意の雑音を入力することができる。
【００２０】図３は、本発明の一実施例のアレーアンテ
ナ用フェージング・シミュレータの全体の構成を示す機
能ブロック図である。各アレー応答回路１〜４は、外部
の信号発生器の出力信号を入力とし、各パスごとの到来
信号によるアレーアンテナの出力信号を生成する。合成
回路は４個の各アレー応答回路から出力される信号をア
ンテナ素子ごとに合成する。制御回路は合成回路からの
出力信号のレベルを調整してこのフェージング・シミュ
レータからの出力とする。また、制御回路は、全体の制
御と、外部との入出力を行う。さらに、拡張により８個
のアレー応答回路を含む構成とすることが可能である。
ナ用フェージング・シミュレータの全体の構成を示す機
能ブロック図である。各アレー応答回路１〜４は、外部
の信号発生器の出力信号を入力とし、各パスごとの到来
信号によるアレーアンテナの出力信号を生成する。合成
回路は４個の各アレー応答回路から出力される信号をア
ンテナ素子ごとに合成する。制御回路は合成回路からの
出力信号のレベルを調整してこのフェージング・シミュ
レータからの出力とする。また、制御回路は、全体の制
御と、外部との入出力を行う。さらに、拡張により８個
のアレー応答回路を含む構成とすることが可能である。
【００２１】図４にアレー応答回路の構成を示す。アレ
ー応答回路は１個の到来信号に対するアレーアンテナの
出力に対応する模擬受信信号を出力する。８個のＤＤＳ
（ダイレクト・ディジタル・シンセサイザ）は、２００
MHz の同一の基準信号により駆動され、各ＤＤＳは制御
回路より制御バスを経由して周波数、位相および振幅が
高速に設定される。また、ＤＤＳの出力信号はバンドパ
ス・フィルタにより高周波成分が除去される。一方、外
部より入力された信号が８分配される。この８分配され
た信号と８個のＤＤＳの出力信号がそれぞれアナログ乗
算器で乗算され、さらに、バンドパスフィルタを通過さ
せることにより不要周波数成分を除去し出力される。
ー応答回路は１個の到来信号に対するアレーアンテナの
出力に対応する模擬受信信号を出力する。８個のＤＤＳ
（ダイレクト・ディジタル・シンセサイザ）は、２００
MHz の同一の基準信号により駆動され、各ＤＤＳは制御
回路より制御バスを経由して周波数、位相および振幅が
高速に設定される。また、ＤＤＳの出力信号はバンドパ
ス・フィルタにより高周波成分が除去される。一方、外
部より入力された信号が８分配される。この８分配され
た信号と８個のＤＤＳの出力信号がそれぞれアナログ乗
算器で乗算され、さらに、バンドパスフィルタを通過さ
せることにより不要周波数成分を除去し出力される。
【００２２】ＤＤＳを利用することにより位相と振幅を
高精度で設定することが可能になり、またフェージング
信号における最大ドップラー周波数ナイキスト条件を満
足する周期で位相と振幅とを更新することが可能にな
る。表１にシミュレータにおけるＤＤＳの諸元を示す。
また、乗算にミキサーを用いずアナログ乗算器を用いる
ことにより、フェージングと多様な指向性のアンテナに
対応している。
高精度で設定することが可能になり、またフェージング
信号における最大ドップラー周波数ナイキスト条件を満
足する周期で位相と振幅とを更新することが可能にな
る。表１にシミュレータにおけるＤＤＳの諸元を示す。
また、乗算にミキサーを用いずアナログ乗算器を用いる
ことにより、フェージングと多様な指向性のアンテナに
対応している。
【００２３】入出力信号の性能・仕様を表２に示す。
【００２４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のア
レーアンテナ用フェージング・シミュレータは、到来波
の入射方向の角度広がりを持つフェージング信号を発生
する手段を備える構成であるから、フェージングを模擬
するための模擬信号としてより実際的な実験や評価を可
能にするという効果が奏される。
レーアンテナ用フェージング・シミュレータは、到来波
の入射方向の角度広がりを持つフェージング信号を発生
する手段を備える構成であるから、フェージングを模擬
するための模擬信号としてより実際的な実験や評価を可
能にするという効果が奏される。
【００２５】また、本発明のフェージング・シミュレー
タは、フェージング信号とアレーレスポンス信号とを同
時に発生させるように構成されているので、到来波の到
来角度の広がりを考慮した信号を容易に発生させること
ができるという利点がある。
タは、フェージング信号とアレーレスポンス信号とを同
時に発生させるように構成されているので、到来波の到
来角度の広がりを考慮した信号を容易に発生させること
ができるという利点がある。
【００２６】更に、本発明のフェージング・シミュレー
タの好適な実施例によれば、ＤＤＳ（ダイレクト・ディ
ジタル・シンセサイザ）を用いてフェージング信号を発
生させる構成であるから、簡易・安価な構成のもとでよ
り実際的かつ多様な模擬信号を発生させることが可能に
なるという利点がある。
タの好適な実施例によれば、ＤＤＳ（ダイレクト・ディ
ジタル・シンセサイザ）を用いてフェージング信号を発
生させる構成であるから、簡易・安価な構成のもとでよ
り実際的かつ多様な模擬信号を発生させることが可能に
なるという利点がある。
【図１】本発明のフェージング・シミュレータＦＳの使
用の一例を示す機能ブロック図である。
用の一例を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明のフェージング・シミュレータＦＳの使
用の他の一例を示す機能ブロック図である。
用の他の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施例のフェージング・シミュレー
タＦＳの構成を示す機能ブロック図である。
タＦＳの構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図３のアレー応答回路の構成の一例を示す機能
ブロック図である。
ブロック図である。
FS フェージング・シミュレータ
【手続補正書】
【提出日】平成１３年５月２４日（２００１．５．２
４）
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】これら二つの信号を乗算し、フィルタリン
グすると以下のような信号が得られる。 ｚk (t）＝ｂk Ｃ(t) cos〔２π（ｆs ＋ｆg )t＋φ(t) ＋ｄk 〕 ＝ｂk Ｃ(t) cos（２πｆt ＋φ(t) ＋ｄk ） ・・・ (4) これを複素帯域信号として表せば、 ｚk * (t）＝ｂk ｕ(t) exp(j(２πｆt ＋ｄk )) ＝ｕ(t) exp( j２πｆt ) ｂk exp( jｄk ) ・・・(5) ＝Ｅ(t) Ａ’k となる。ただし、Ｅ(t) ＝ｕ(t) exp( j２πｆt ) 、
Ａ’k ＝ｂk exp( jｄk ) である。また、ｕ(t) は、変
調成分を表し、ｆは搬送波の周波数である。
グすると以下のような信号が得られる。 ｚk (t）＝ｂk Ｃ(t) cos〔２π（ｆs ＋ｆg )t＋φ(t) ＋ｄk 〕 ＝ｂk Ｃ(t) cos（２πｆt ＋φ(t) ＋ｄk ） ・・・ (4) これを複素帯域信号として表せば、 ｚk * (t）＝ｂk ｕ(t) exp(j(２πｆt ＋ｄk )) ＝ｕ(t) exp( j２πｆt ) ｂk exp( jｄk ) ・・・(5) ＝Ｅ(t) Ａ’k となる。ただし、Ｅ(t) ＝ｕ(t) exp( j２πｆt ) 、
Ａ’k ＝ｂk exp( jｄk ) である。また、ｕ(t) は、変
調成分を表し、ｆは搬送波の周波数である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】フェージング生成の基本原理は、W.C.Jake
s," Microwave Mobile Communicat-ions " IEEE Press,
1993.に示されているＷＳＳＵＳ（ Wide-Sense Statio
naryUncorrelated Scattering Channel ; 広義定常な無
相関散乱波で構成される伝搬路) チャンネルを仮定した
レイリーフェージング・モデルに基づいている。移動局
から送信された信号は周囲の多数の散乱体により反射・
回折され、それらの重ね合わせが基地局に到来すると考
える。ここで、シンボル周期より十分に短い遅延時間差
を持つＮ個の散乱波（素波）の集合をクラスタと考える
と、時刻ｔにおける第ｍ番目のクラスタの等価低域系に
おけるインパルス応答ｈm （ｔ，τ）は次のように表す
ことができる。 ｈm （ｔ，τ） ＝δ (τ)( Am / √N) n=1ΣN r n exp[j( 2πｆd t cos αn ＋φn )] ・・・ (6) ここで、δ (τ) はデルタ関数、Am はクラスタの複素
振幅、Ｎはクラスタ内の素波の総数、ｆd は最大ドップ
ラー周波数、r n は各素波の複素振幅、αn は移動局の
進行方向に対する各素波の角度、φn は各素波の初期位
相である。
s," Microwave Mobile Communicat-ions " IEEE Press,
1993.に示されているＷＳＳＵＳ（ Wide-Sense Statio
naryUncorrelated Scattering Channel ; 広義定常な無
相関散乱波で構成される伝搬路) チャンネルを仮定した
レイリーフェージング・モデルに基づいている。移動局
から送信された信号は周囲の多数の散乱体により反射・
回折され、それらの重ね合わせが基地局に到来すると考
える。ここで、シンボル周期より十分に短い遅延時間差
を持つＮ個の散乱波（素波）の集合をクラスタと考える
と、時刻ｔにおける第ｍ番目のクラスタの等価低域系に
おけるインパルス応答ｈm （ｔ，τ）は次のように表す
ことができる。 ｈm （ｔ，τ） ＝δ (τ)( Am / √N) n=1ΣN r n exp[j( 2πｆd t cos αn ＋φn )] ・・・ (6) ここで、δ (τ) はデルタ関数、Am はクラスタの複素
振幅、Ｎはクラスタ内の素波の総数、ｆd は最大ドップ
ラー周波数、r n は各素波の複素振幅、αn は移動局の
進行方向に対する各素波の角度、φn は各素波の初期位
相である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】(9) 式のＤk '(θm , Δθmn ,ｆdm ,Δｔ
i ）を周期Δt ごとに計算し、対応する振幅ｂmk(i) と
位相ｄ mk(i) とを算定し、これをフェージングを模擬す
る信号として発生させる。 ｇmk(t）＝ｂmk (i)cos[２πｆgmt ＋ｄmk(i)] ・・・ (10) (2)式で表されるｍ番目の送信信号ｓm (t) をｋ個に分
配して、（１０）式で表されるアンテナ素子ごとに生成
される信号ｇmk(t）とそれぞれ乗算し、フィルタリング
することにより、アレーアンテナで受信するｍ番目のク
ラスタからの到来波に対するフェージング信号を発生す
ることができる。乗算にはアナログ乗算器を用いる。
i ）を周期Δt ごとに計算し、対応する振幅ｂmk(i) と
位相ｄ mk(i) とを算定し、これをフェージングを模擬す
る信号として発生させる。 ｇmk(t）＝ｂmk (i)cos[２πｆgmt ＋ｄmk(i)] ・・・ (10) (2)式で表されるｍ番目の送信信号ｓm (t) をｋ個に分
配して、（１０）式で表されるアンテナ素子ごとに生成
される信号ｇmk(t）とそれぞれ乗算し、フィルタリング
することにより、アレーアンテナで受信するｍ番目のク
ラスタからの到来波に対するフェージング信号を発生す
ることができる。乗算にはアナログ乗算器を用いる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海賀 和彦 神奈川県横浜市都筑区勝田南２−23−12 (72)発明者 間鍋 栄 埼玉県川口市領家１−12−17 (72)発明者 阪口 啓 神奈川県川崎市高津区上作延821メゾンセ ジュール102 Ｆターム(参考） 5J021 AA06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA26 FA29 FA30 FA32 GA02 HA05 JA10
Claims (6)
- 【請求項１】アレーアンテナの各素子から出力される複
数の到来波によるフェージング信号を模擬する模擬フェ
ージング信号を発生するシミュレータにおいて、 前記模擬フェージング信号として、前記到来波の入射方
向の角度広がりを持つ模擬フェージング信号を発生する
手段を備えたことを特徴とするアレーアンテナ用フェー
ジング・シミュレータ。 - 【請求項２】前記角度広がりを持つ模擬フェージング信
号を発生する手段は、アレーアンテナの素子と同数のＤ
ＤＳ（ダイレクト・ディジタル・シンセサイザ）およ
び、これらＤＤＳのそれぞれに設定する位相と振幅とを
更新する更新手段を備えたことを特徴とする請求項１記
載のアレーアンテナ用フェージング・シミュレータ。 - 【請求項３】前記更新手段は、前記各ＤＤＳに設定する
位相と振幅とを信号の最大ドップラー周波数のナイキス
ト条件を満足する周期で更新することを特徴とする請求
項２記載のアレーアンテナ用フェージング・シミュレー
タ。 - 【請求項４】前記各ＤＤＳの出力と変調信号とをアナロ
グ乗算することにより前記模擬フェージング信号を発生
する手段を備えたことを特徴とする請求項３のアレーア
ンテナ用フェージング・シミュレータ。 - 【請求項５】複数の到来波の入射方向の角度広がりを持
つ模擬フェージング信号を発生する手段を複数備え、か
つそれぞれから出力されるアレーアンテナの素子数と同
数の出力信号を合成して対応の素子ごとに出力する信号
合成手段を備えたことを特徴とするアレーアンテナ用フ
ェージング・シミュレータ。 - 【請求項６】前記模擬フェージング信号は、無線周波数
領域又は中間周波数領域の信号であることを特徴とする
請求項１乃至５のそれぞれに記載のアレーアンテナ用フ
ェージング・シミュレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001129109A JP3719949B2 (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | アレーアンテナ用フェージング・シミュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001129109A JP3719949B2 (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | アレーアンテナ用フェージング・シミュレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002325011A true JP2002325011A (ja) | 2002-11-08 |
| JP3719949B2 JP3719949B2 (ja) | 2005-11-24 |
Family
ID=18977688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001129109A Expired - Fee Related JP3719949B2 (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | アレーアンテナ用フェージング・シミュレータ |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3719949B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004059876A1 (ja) * | 2002-12-24 | 2004-07-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 伝送路シミュレート方法及び伝送路シミュレータ |
| JP2010025787A (ja) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Ntt Docomo Inc | アンテナ測定システム及び方法 |
| JP2010096706A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Ntt Docomo Inc | マルチアンテナ測定方法、マルチアンテナ測定システム |
| JP2010133768A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Ntt Docomo Inc | アンテナ測定システム及び方法 |
| KR101030236B1 (ko) | 2009-01-06 | 2011-04-22 | 국방과학연구소 | Ｇｐｓ 적응배열안테나 시험용 위상면 모의장치 |
-
2001
- 2001-04-26 JP JP2001129109A patent/JP3719949B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004059876A1 (ja) * | 2002-12-24 | 2004-07-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 伝送路シミュレート方法及び伝送路シミュレータ |
| JP2010025787A (ja) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Ntt Docomo Inc | アンテナ測定システム及び方法 |
| JP2010096706A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Ntt Docomo Inc | マルチアンテナ測定方法、マルチアンテナ測定システム |
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| KR101030236B1 (ko) | 2009-01-06 | 2011-04-22 | 국방과학연구소 | Ｇｐｓ 적응배열안테나 시험용 위상면 모의장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3719949B2 (ja) | 2005-11-24 |
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