JP2010124415A - Apparatus and method of simulating radio wave propagation - Google Patents

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Shuichi Obayashi
Takafumi Oishi
Hiroki Shogi
崇文 大石
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裕樹 庄木
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Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reproduce a receiving status caused by the incoming direction of a radio wave to a terminal in a vehicle. <P>SOLUTION: A radio wave propagation simulation apparatus includes an antenna 205 that simulates an incoming wave source of the radio wave that reaches a wireless communication apparatus installed in a the vehicle in a site where a field test is performed, and a level adjustment means 204 that adjusts a first signal level of a first signal transmitted from the antenna. The level adjustment means performs adjustment so that the first signal level meets the signal level of the radio wave. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、無線通信機器の試験技術に関し、特に、無線通信装置などの車内フィールドテストを屋内やオープンサイトで模擬する電波伝搬模擬装置および方法に関する。   The present invention relates to a test technique for a radio communication device, and more particularly to a radio wave propagation simulation apparatus and method for simulating an in-vehicle field test of a radio communication apparatus or the like indoors or open site.
基地局からの送信信号を複数に分配し、それぞれの信号を異なる振幅と移相量を加え、異なるアンテナから測定箱内へ放射することで、測定箱の中で電波を反射および散乱させて、子機を固定した位置でフェージングを発生させるフェージングシミュレータが提案されている(例えば非特許文献1参照)。より詳細には、基地局からの送信信号を分配し、各信号を異なる強度とし、さらにフェージング速度に相当する移相量変動を加え、異なるアンテナから測定箱内へ放射し、測定箱の中で電波を反射および散乱させて、子機を固定した位置でフェージングを発生させる。また、波源から携帯端末機方向の壁面のみに電波吸収体を貼り、狭い測定箱の中で多重反射波が適当な反射回数を経た後に減衰するようにしている。ところでこの提案では、受信アンテナは、携帯端末機から再送信される情報信号を受信するために必要としており、携帯端末機のフェージング下の送信特性は測定できない。   By distributing the transmission signal from the base station to multiple, adding each signal with different amplitude and phase shift amount, and radiating it from different antennas into the measurement box, the radio waves are reflected and scattered in the measurement box, A fading simulator that generates fading at a position where a slave unit is fixed has been proposed (see Non-Patent Document 1, for example). More specifically, the transmission signal from the base station is distributed, each signal has a different strength, and a phase shift variation corresponding to the fading speed is added, and the signal is radiated from a different antenna into the measurement box. By reflecting and scattering radio waves, fading occurs at a position where the slave unit is fixed. In addition, a radio wave absorber is attached only to the wall surface in the direction from the wave source to the portable terminal so that the multiple reflected waves are attenuated after an appropriate number of reflections in a narrow measurement box. By the way, in this proposal, the receiving antenna is necessary for receiving the information signal retransmitted from the mobile terminal, and the transmission characteristics under fading of the mobile terminal cannot be measured.
また、予め収集あるいは計算された無線信号の位相と振幅の時間的な変動情報に基づき、移相手段、利得制御手段を制御しフェージング状態を作り出した信号を、電波暗室内に放射する無線端末用試験装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。この提案では、予め収集あるいは計算された無線信号の位相と振幅の時間的な変動情報に基づき、移相手段、利得制御手段を制御しフェージング状態を作り出した信号を、単一のアンテナから電波暗室内へ放射し、子機が受信する。
特許第3307309号公報 1997年信学総大B−1−6(国際電気、横浜国大)
Also, for wireless terminals that radiate a signal in which the fading state is created by controlling the phase shift means and gain control means based on the temporal fluctuation information of the phase and amplitude of the wireless signal collected or calculated in advance. A test apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this proposal, based on the temporal variation information of the phase and amplitude of the radio signal collected or calculated in advance, the signal that has created the fading state by controlling the phase shift means and gain control means is transmitted from a single antenna to It radiates into the room and the slave unit receives it.
Japanese Patent No. 3307309 1997 University of Science B-1-6 (Kokusai Electric, Yokohama National University)
現在、日本の携帯事業者納入の際の必須条件となっている超低電界地域での停止した車内(例えば自動車内)でのフィールドテストでは、電波の到来方向に偏りがあることに起因する受信不能がたびたび起こっていると推定されている。
しかしながら、上記した従来の車内フィールドテスト電波伝搬模擬装置においては、単に端末へ到来する信号にフェージングを与えるだけで、車内の端末への電波の到来方向に起因する受信不能を再現することは困難である。
In field tests in a stopped vehicle (for example, in a car) in an ultra-low electric field area, which is currently a prerequisite for delivery by Japanese mobile operators, reception due to bias in the direction of arrival of radio waves It is presumed that disabilities are frequent.
However, in the above-described conventional in-vehicle field test radio wave propagation simulation device, it is difficult to reproduce the inability to receive due to the arrival direction of the radio wave to the terminal in the vehicle simply by fading the signal arriving at the terminal. is there.
この発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、車内の端末への電波の到来方向に起因する受信状況を再現することが可能な電波伝搬模擬装置および方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a radio wave propagation simulation apparatus and method capable of reproducing a reception situation caused by the arrival direction of radio waves to a terminal in a vehicle. And
上述の課題を解決するため、本発明の電波伝搬模擬装置は、フィールドテストを行う現場において車内に配置された無線通信装置へ到来する電波の到来波源を模擬するアンテナと、前記アンテナから送信される第1信号の信号レベルを調整するレベル調整手段と、を具備し、前記レベル調整手段は、前記第1信号の信号レベルを前記電波の信号レベルに合わせるように調整することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a radio wave propagation simulation apparatus according to the present invention transmits an antenna simulating an incoming wave source of a radio wave arriving at a wireless communication device arranged in a vehicle at a field test site and transmitted from the antenna. Level adjustment means for adjusting the signal level of the first signal, wherein the level adjustment means adjusts the signal level of the first signal to match the signal level of the radio wave.
また、本発明の電波伝搬模擬装置は、フィールドテストを行う現場において車内に配置された無線通信装置が送受信する電波の到来波源を模擬するアンテナと、前記アンテナから送信される第1信号の信号レベル、または、前記アンテナが受信する第2信号の信号レベルを調整するレベル調整手段と、を具備し、前記レベル調整手段は、前記第1信号の信号レベルおよび前記第2信号の信号レベルを前記電波の信号レベルに合わせるように調整することを特徴とする。   The radio wave propagation simulation apparatus according to the present invention includes an antenna that simulates an incoming wave source of radio waves that are transmitted and received by a wireless communication device that is arranged in a vehicle in a field test field, and a signal level of a first signal transmitted from the antenna. Or level adjusting means for adjusting the signal level of the second signal received by the antenna, wherein the level adjusting means sets the signal level of the first signal and the signal level of the second signal to the radio wave. It adjusts so that it may match with the signal level of this.
さらに、本発明の電波伝搬模擬装置は、フィールドテストを行う現場において車内に配置された前記無線通信装置が送受信する電波の到来波源を模擬するアンテナと、無線通信装置の着呼を検査するための送信信号を前記アンテナを介して送信し、該無線通信装置の発呼を検査するための受信信号を前記アンテナを介して受信する基地局シミュレータと、前記アンテナから送信される第1信号の信号レベル、または、前記アンテナが受信する第2信号の信号レベルを調整するレベル調整手段と、を具備し、前記レベル調整手段は、前記第1信号の信号レベルを前記到来波源からの前記電波の信号レベルに合わせ、前記第2信号の信号レベルを前記到来波源に到達する前記電波の信号レベルに合わせることを特徴とする。   Furthermore, the radio wave propagation simulation apparatus of the present invention is an antenna for simulating an incoming wave source of radio waves transmitted and received by the wireless communication device arranged in a vehicle in a field test field, and for checking an incoming call of the wireless communication device. A base station simulator that transmits a transmission signal via the antenna and receives a reception signal for inspecting a call of the wireless communication apparatus via the antenna, and a signal level of the first signal transmitted from the antenna Or level adjusting means for adjusting the signal level of the second signal received by the antenna, wherein the level adjusting means converts the signal level of the first signal to the signal level of the radio wave from the incoming wave source. The signal level of the second signal is matched with the signal level of the radio wave reaching the incoming wave source.
本発明の電波伝搬模擬方法は、車内フィールドテストを行うサイトにおいて、無線通信装置への多重波成分の各到来方向および各レベルを測定し、前記サイトと異なる評価場所に配置された前記無線通信装置に対して前記多重波成分の各到来方向を代表する1以上の位置にそれぞれアンテナを設置し、前記各アンテナからの送信信号が送信された場合に前記無線通信装置の位置での多重波成分の各到来方向および各レベルを測定し、車内フィールドテストを行うサイトにおいて測定した多重波成分の各到来方向および各レベルと前記評価場所において測定した多重波成分の各到来方向および各レベルとの差が閾値よりも小さい場合に、前記無線通信装置の着呼を検査するための送信信号を送信したり、該無線通信装置の発呼を検査するための受信信号を受信する基地局シミュレータに前記アンテナを接続し、前記無線通信装置の送受信性能を調べることを特徴とする。   In the radio wave propagation simulation method according to the present invention, the wireless communication device is configured to measure each arrival direction and each level of the multiplexed wave component to the wireless communication device at a site where an in-vehicle field test is performed, and to be disposed at an evaluation place different from the site. Antennas are installed at one or more positions that represent the directions of arrival of the multiple wave components, and when the transmission signals from the antennas are transmitted, the multiple wave components at the position of the wireless communication device are transmitted. Each arrival direction and each level are measured, and the difference between each arrival direction and each level of the multi-wave component measured at the site where the in-vehicle field test is performed and each arrival direction and each level of the multi-wave component measured at the evaluation location is When it is smaller than the threshold value, a transmission signal for inspecting an incoming call of the wireless communication device is transmitted, or an outgoing call of the wireless communication device is inspected. The antenna connected to the base station simulator that receives the signal signal, and wherein the examining reception performance of the wireless communication device.
本発明の電波伝搬模擬装置および方法によれば、車内の端末への電波の到来方向に起因する受信状況を再現することができる。   According to the radio wave propagation simulation apparatus and method of the present invention, it is possible to reproduce the reception situation caused by the arrival direction of the radio wave to the terminal in the vehicle.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る電波伝搬模擬装置および方法について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。
一般に、無線通信装置(例えば携帯電話機)の基地局から送信された電波は、周囲の地形や建物などで反射、回折、および散乱などを受け、多重波を生じる。図1は、多重波到来と車内への侵入伝搬の状況の一例を示す図である。図1は、多重波のうち、第1の到来波103と第2の到来波104が強勢で、無線通信装置を測定する測定車両161の位置へ、それぞれ101、102の到来方向から到来する場合を示す。さらに、電波は、測定車両161の構造体により、反射、回折、および散乱などを受け、車内の無線通信装置へ到来する。無線通信装置へ到来する多重波は多数であるが、レベル(例えば、無線通信装置が受信する受信信号の信号強度)の高い成分が送受信特性に与える影響が大きい。そこで、レベルの高い多重波の各成分の到来方向を同定し、図2に示すように、電波無響室内に置いた無線通信装置に対して、上記の到来方向に当たる位置(図中の1から6)に電波の波源を模擬するアンテナを置く。
Hereinafter, a radio wave propagation simulation apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that, in the following embodiments, the same numbered portions are assumed to perform the same operation, and repeated description is omitted.
In general, radio waves transmitted from a base station of a wireless communication device (for example, a mobile phone) are reflected, diffracted, scattered, and the like by surrounding terrain and buildings to generate multiple waves. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a situation of arrival of multiple waves and propagation of intrusion into a vehicle. FIG. 1 shows a case where the first arrival wave 103 and the second arrival wave 104 out of multiple waves are strong and arrive at the position of the measurement vehicle 161 that measures the wireless communication device from the arrival directions 101 and 102, respectively. Indicates. Further, the radio wave is reflected, diffracted, scattered, and the like by the structure of the measurement vehicle 161 and arrives at the wireless communication device in the vehicle. Although there are a large number of multiplexed waves arriving at the wireless communication device, a component having a high level (for example, the signal strength of the received signal received by the wireless communication device) has a great influence on the transmission / reception characteristics. Therefore, the arrival direction of each component of the high-level multiplexed wave is identified, and as shown in FIG. 2, the position corresponding to the arrival direction (from 1 in the figure) to the wireless communication device placed in the anechoic chamber. An antenna that simulates the radio wave source is placed in 6).
なお、上記の説明では、主に基地局から送信された下り信号の流れに沿って説明したが、一般の無線通信システムの伝搬環境は、アクティブ回路が介在しないため、上り信号に関しても可逆の関係にあるため、以下の模擬環境を構成する要素は、特筆しない限り、上り信号と下り信号の両方に用いることができる。   In the above description, the description has been made mainly along the flow of the downlink signal transmitted from the base station. However, since the propagation environment of a general wireless communication system does not involve an active circuit, the reversible relationship also applies to the uplink signal. Therefore, the elements constituting the following simulated environment can be used for both the upstream signal and downstream signal unless otherwise specified.
本実施形態の電波伝搬模擬装置は、車内の無線通信装置への電波の到来方向に相当する位置に、到来波源を模擬する送受信アンテナを設け、該アンテナでの送受信信号の信号レベルを、この到来方向から無線通信装置へ到来する到来波(電波)の強度にあわせるために、減衰器などの強度調整手段を用いることを特徴とする。   The radio wave propagation simulation apparatus of the present embodiment is provided with a transmission / reception antenna that simulates an incoming wave source at a position corresponding to the arrival direction of the radio wave to the wireless communication apparatus in the vehicle, and the signal level of the transmission / reception signal at the antenna is set to this arrival level. In order to match the intensity of the incoming wave (radio wave) arriving at the wireless communication apparatus from the direction, intensity adjusting means such as an attenuator is used.
(第1例)
実施形態の第1例の電波伝搬模擬装置について図2を参照して説明する。
第1例の電波伝搬模擬装置は、基地局シミュレータ201、分配合成器202、1以上の可変移相器203、1以上の可変減衰器204、1以上のアンテナ205を含む。
(First example)
A radio wave propagation simulation apparatus according to a first example of the embodiment will be described with reference to FIG.
The radio wave propagation simulation apparatus of the first example includes a base station simulator 201, a distribution synthesizer 202, one or more variable phase shifters 203, one or more variable attenuators 204, and one or more antennas 205.
基地局シミュレータ201は、基地局の送受信機能を模擬する。基地局シミュレータ201は、発呼および着呼を検査することができる機能を有している。   The base station simulator 201 simulates the transmission / reception function of the base station. The base station simulator 201 has a function that can check outgoing and incoming calls.
分配合成器202は、基地局シミュレータ201から信号を分配したり、複数の可変移相器203からの信号を合成する。   Distribution synthesizer 202 distributes signals from base station simulator 201 and synthesizes signals from a plurality of variable phase shifters 203.
可変移相器203は、複数の信号の相対的な位相を変化させる。可変減衰器204は、信号のレベルを弱める調整する。すなわち、可変減衰器204は、複数の信号の信号レベルを、アンテナ205から送信される信号(第1信号)を無線通信装置が受信した場合の信号レベルを、無線通信装置が到来波源から到来した電波を受信した場合の信号レベルに合わせる。このように、可変移相器203と可変減衰器204とで複数の信号の位相と信号レベルを調整することにより、到来波ごとの平面波から生じた直接波と回折波との位相ずれと振幅差を模擬することができる。従って、アンテナ205から送信される信号(第1信号)によって、到来波源から到来する電波を模擬することができる。   The variable phase shifter 203 changes the relative phases of a plurality of signals. The variable attenuator 204 adjusts to weaken the signal level. That is, the variable attenuator 204 receives the signal level of a plurality of signals, the signal level when the wireless communication device receives the signal (first signal) transmitted from the antenna 205, and the wireless communication device has arrived from the incoming wave source. Adjust to the signal level when receiving radio waves. Thus, by adjusting the phase and signal level of a plurality of signals with the variable phase shifter 203 and the variable attenuator 204, the phase shift and amplitude difference between the direct wave and the diffracted wave generated from the plane wave for each incoming wave. Can be simulated. Therefore, the radio wave coming from the incoming wave source can be simulated by the signal (first signal) transmitted from the antenna 205.
アンテナ205は、電波の波源を模擬し、一般的には複数配置される。アンテナ205は、端末位置271にある無線通信装置が着呼するかどうかを調べるための信号(第1信号)を送信したり、端末位置271にある無線通信装置からの発呼を基地局が受信できるかどうかを調べるための信号(第2信号)を受け取るためのものである。すなわち、複数のアンテナ205は、試験する無線通信装置と信号の送受信を行う。なお、図2では、アンテナ205と同時に測定車両161の一部を図示しているのは、測定車両161のどの位置にアンテナ205を配置しているかを示すために便宜上図示しているだけであり、測定車両161にアンテナ205を取り付けてフィールドテストを行うわけではない。すなわち、フィールドテストを行う場合に、測定車両161を設置する必要はなく、アンテナ205を設置するだけでよい。   The antenna 205 simulates a radio wave source, and generally a plurality of antennas are arranged. The antenna 205 transmits a signal (first signal) for checking whether or not the wireless communication apparatus at the terminal position 271 receives an incoming call, and the base station receives a call from the wireless communication apparatus at the terminal position 271. This is for receiving a signal (second signal) for checking whether or not it is possible. That is, the plurality of antennas 205 perform signal transmission / reception with the wireless communication device to be tested. In FIG. 2, a part of the measurement vehicle 161 is illustrated at the same time as the antenna 205 only for convenience in order to indicate where the antenna 205 is arranged on the measurement vehicle 161. The field test is not performed by attaching the antenna 205 to the measurement vehicle 161. That is, when performing a field test, it is not necessary to install the measurement vehicle 161, and it is only necessary to install the antenna 205.
また、分配合成器202、可変移相器203、および可変減衰器204を双方向に信号が通せるパッシブ部品で構成を統一することで、上り信号と下り信号の両方を模擬することができる。なお、アクティブ部品を用いる必要がある場合は、その部分のみ、上り信号と下り信号とを別の経路とし、その後、合成(分配)することにより、同様の機能を得ることができる。すなわち例えば、可変減衰器204は、図14に示すように2つのサーキュレータ1401、1402と2つの可変利得増幅器1403、1404に変更する。この場合、例えば、可変移相器203からの信号はサーキュレータ1401を介して可変利得増幅器1403を通りアンテナ205に出力され、アンテナからの信号はサーキュレータ1402を介して可変利得増幅器1404を通りサーキュレータ1401を介して可変移相器203に出力される。   Further, by unifying the configuration of the distribution synthesizer 202, the variable phase shifter 203, and the variable attenuator 204 with passive components that allow signals to pass in both directions, it is possible to simulate both the upstream signal and the downstream signal. When it is necessary to use active components, the same function can be obtained by combining the upstream signal and the downstream signal as separate paths and then combining (distributing) only the part. That is, for example, the variable attenuator 204 is changed to two circulators 1401 and 1402 and two variable gain amplifiers 1403 and 1404 as shown in FIG. In this case, for example, a signal from the variable phase shifter 203 is output to the antenna 205 through the variable gain amplifier 1403 through the circulator 1401, and a signal from the antenna passes through the variable gain amplifier 1404 through the circulator 1402 to the circulator 1401. To the variable phase shifter 203.
アンテナ205および端末位置271は、理想的には、電波無響室251の中に配置することが望ましいが、電波の波源を模擬するアンテナからの信号に比して、反射、散乱、および回折に起因するその他の信号のレベルが十分低い場合には、オープンサイトやそれに順ずる屋内外の環境に配置されていてもよい。電波無響室251は、例えば電波吸収体252を内壁に施し、外壁に電磁波シールドが施してあるような部屋である。   Ideally, the antenna 205 and the terminal position 271 are preferably disposed in the radio wave anechoic chamber 251. However, the antenna 205 and the terminal position 271 are more susceptible to reflection, scattering, and diffraction than signals from an antenna that simulates a radio wave source. When the level of other signals caused is sufficiently low, the signal may be placed in an open site or an indoor / outdoor environment corresponding thereto. The radio wave anechoic chamber 251 is a room in which, for example, a radio wave absorber 252 is provided on the inner wall and an electromagnetic wave shield is provided on the outer wall.
以上の第1例の電波伝搬模擬装置によれば、車内の無線通信装置への電波の到来方向に起因する送受信状況を再現することができる。以以上の例では、下り信号について説明したが、上り信号の場合は、複数の信号(第2信号)の信号レベルを到来波源に到達する電波の信号レベルに合わせるようにする。なお、アンテナ205から送信される下り信号(第1信号)と、アンテナ205で受信される上り信号(第2信号)の信号レベルとが、同一の値になるよう、可変移相器203、可変減衰器204を調整する。   According to the radio wave propagation simulation apparatus of the first example described above, it is possible to reproduce the transmission / reception situation caused by the arrival direction of the radio wave to the in-vehicle wireless communication apparatus. In the above example, the downlink signal has been described. However, in the case of an uplink signal, the signal levels of a plurality of signals (second signals) are matched with the signal level of the radio wave reaching the incoming wave source. Note that the variable phase shifter 203 and the variable phase shifter 203 are variable so that the downlink signal (first signal) transmitted from the antenna 205 and the signal level of the uplink signal (second signal) received by the antenna 205 have the same value. Adjust the attenuator 204.
(第2例)
次に、実施形態の第2例の電波伝搬模擬装置について図3を参照して説明する。第2例では各到来波による回折波、透過波を考慮した場合での電波伝搬模擬装置について説明する。
第2例の電波伝搬模擬装置は、アンテナ205の代わりに、ホーンアンテナ301、ダイポールアンテナ302を使用する。
(Second example)
Next, a radio wave propagation simulation apparatus according to a second example of the embodiment will be described with reference to FIG. In the second example, a radio wave propagation simulation apparatus in the case where a diffracted wave and a transmitted wave due to each incoming wave are considered will be described.
The radio wave propagation simulation apparatus of the second example uses a horn antenna 301 and a dipole antenna 302 instead of the antenna 205.
ホーンアンテナ301は、ガラスを透過して車内へ到来する透過波を平面波で近似するためのものである。図3の例では、ホーンアンテナ301はアンテナ2とアンテナ6の方向から到来する電波を近似する。ホーンアンテナ301は、ホーンの前面の面積からほぼ同位相の電波が放射されるので、平面波を模擬することが容易にできる。なお、ホーンアンテナの代用として、図4に示すように、信号の分配合成器401と複数のアンテナ402を含むアレイアンテナを用い、端末位置271にある無線通信装置の方向に対して、同位相の電波が放射するように設置することが考えられる。なお、アレイは1次元のほか、2次元以上のアレイにしてもよい。   The horn antenna 301 is for approximating a transmitted wave that passes through the glass and arrives in the vehicle with a plane wave. In the example of FIG. 3, the horn antenna 301 approximates radio waves coming from the directions of the antenna 2 and the antenna 6. Since the horn antenna 301 emits radio waves having substantially the same phase from the area of the front surface of the horn, it can easily simulate a plane wave. As an alternative to the horn antenna, as shown in FIG. 4, an array antenna including a signal distributor / combiner 401 and a plurality of antennas 402 is used, and is in phase with the direction of the wireless communication device at the terminal position 271. It can be considered that the radio wave is radiated. The array may be a two-dimensional or higher array in addition to a one-dimensional array.
ダイポールアンテナ302は、車両のエッジからの回折を点波源で近似するために、例えば、ケラーコーンの頂点(停留点)に配置する。例えばエッジは、車のガラス(例えば窓ガラス)と他の材質からなる部分との境界である。
次に、ケラーコーンについて図5を参照して説明する。図5の2組の円錐がケラーコーンである。
ある物体のエッジによる回折現象は、エッジ501のサイズが十分大きい場合は、エッジ501を中心線Zとし、送信点502および受信点503が同一円錐の側面上にあるような2組の円錐(これをケラーコーンと呼ぶ)の頂点Oを波源とする局所現象で表現できる(例えば、山下栄吉監修、「電磁波問題の基礎解析法」、電子情報通信学会(1987)参照)。このケラーコーンの頂点Oは、エッジ501上で必ず1点見つかる。したがって、多重波の到来方向と、室内の無線通信装置の位置、および、回折を生じる車等の構造物の各エッジの位置から、このケラーコーンの頂点を求め、その位置に回折を模擬するダイポールアンテナ302を置く。なお、実際の模擬装置の場合、無線通信装置を置く位置と上記のケラーコーンの頂点とを結ぶ線上に概ねのる位置にアンテナをおけば、無線通信装置への到来方向は模擬できるため、適宜、例えば、距離に応じて位相を調整する可変移相器203、信号レベルを調整する可変減衰器204を調整することにより、必ずしも、ケラーコーンの頂点に置く必要はない。
The dipole antenna 302 is arranged at the apex (stop point) of the Keller cone, for example, in order to approximate the diffraction from the edge of the vehicle with a point wave source. For example, the edge is a boundary between a car glass (for example, window glass) and a portion made of another material.
Next, the Keller cone will be described with reference to FIG. The two sets of cones in FIG. 5 are Keller cones.
The diffraction phenomenon due to the edge of an object is that when the size of the edge 501 is sufficiently large, the edge 501 is set as the center line Z, and two sets of cones (the transmission point 502 and the reception point 503 are on the side of the same cone) Can be expressed as a local phenomenon with the vertex O of the wave source as a wave source (see, for example, the supervising method of the electromagnetic wave problem, supervised by Eiyoshi Yamashita, IEICE (1987)). One vertex of the Keller cone is always found on the edge 501. Therefore, the dipole which calculates | requires the vertex of this Keller cone from the arrival direction of a multiwave, the position of the indoor radio | wireless communication apparatus, and the position of each edge of a structure which produces diffraction, and simulates diffraction at that position The antenna 302 is placed. In the case of an actual simulation device, the direction of arrival at the wireless communication device can be simulated if an antenna is placed at a position approximately on the line connecting the position where the wireless communication device is placed and the top of the Keller cone. For example, by adjusting the variable phase shifter 203 that adjusts the phase according to the distance and the variable attenuator 204 that adjusts the signal level, it is not always necessary to place it at the top of the Keller cone.
以上の第2例の電波伝搬模擬装置によれば、エッジによる回折波、あるいは、ガラスを透過する到来波を模擬するために適切なアンテナを用いることにより、無線通信装置の位置での電波の到来状況を正しく模擬することができる。   According to the radio wave propagation simulation apparatus of the second example described above, the arrival of the radio wave at the position of the wireless communication apparatus is achieved by using an appropriate antenna to simulate the diffracted wave due to the edge or the incoming wave that passes through the glass. The situation can be simulated correctly.
(第3例)
次に、実施形態の第3例の電波伝搬模擬装置について図6を参照して説明する。第3例では各到来波の到来する時間に差がある場合での電波伝搬模擬装置について説明する。
第3例の電波伝搬模擬装置は、可変移相器203と可変減衰器204との組を図2の2倍の数だけ設け、図2の数の組ごとに、分配合成器202と可変移相器203との間に遅延時間調整部と分配合成器を設置する。図6では、分配合成器202に第1遅延時間調整部601と第2遅延時間調整部601が接続され、第1遅延時間調整部601に第1分配合成器602が接続され、第2遅延時間調整部601に第2分配合成器602が接続され、第1分配合成器602および第2分配合成器602のそれぞれに、図2の数の可変移相器203が接続している。さらに、複数の可変減衰器204とアンテナ205との間に分配合成器603が接続される。車体のエッジに対応する位置に配置されるアンテナでは、分配合成器603に接続される。分配合成器603は、第1遅延時間調整部601につながる可変減衰器204と第2遅延時間調整部601につながる可変減衰器204とに接続している。
(Third example)
Next, a radio wave propagation simulation apparatus according to a third example of the embodiment will be described with reference to FIG. In the third example, a radio wave propagation simulation apparatus in the case where there is a difference in the arrival time of each incoming wave will be described.
In the radio wave propagation simulation apparatus of the third example, the number of sets of the variable phase shifter 203 and the variable attenuator 204 is twice as many as that in FIG. A delay time adjustment unit and a distribution synthesizer are installed between the phase shifter 203. In FIG. 6, the first delay time adjustment unit 601 and the second delay time adjustment unit 601 are connected to the distribution synthesizer 202, the first distribution synthesizer 602 is connected to the first delay time adjustment unit 601, and the second delay time. A second distribution synthesizer 602 is connected to the adjustment unit 601, and the number of variable phase shifters 203 of the number in FIG. 2 is connected to each of the first distribution synthesizer 602 and the second distribution synthesizer 602. Further, a distribution synthesizer 603 is connected between the plurality of variable attenuators 204 and the antenna 205. The antenna disposed at a position corresponding to the edge of the vehicle body is connected to the distribution synthesizer 603. The distribution synthesizer 603 is connected to the variable attenuator 204 connected to the first delay time adjustment unit 601 and the variable attenuator 204 connected to the second delay time adjustment unit 601.
第1遅延時間調整部601および第2遅延時間調整部601は、遅延素子やディジタルフィルタを含み、複数の到来波の到来遅延時間差を模擬する。   The first delay time adjustment unit 601 and the second delay time adjustment unit 601 include delay elements and digital filters, and simulate arrival delay time differences of a plurality of incoming waves.
特に、複数の到来波の到来遅延時間差が、無線通信装置に用いられている変調方式の伝送レートの逆数、あるいはOFDMなどのガードインターバルに対して、無視できない大きさである場合、本実施形態のような構成をとることにより、送受信特性をより正確に模擬できる。なお、車の左から来る成分、あるいは、右から来る成分が、それぞれ、車に到来する直前までは同一の到来波成分の場合は、パスの遅延時間は同じ値を印加することにより、図1の電波伝搬模擬装置と実質的に同じになる。   In particular, when the difference in arrival delay times of a plurality of incoming waves is a magnitude that cannot be ignored with respect to the reciprocal of the transmission rate of the modulation scheme used in the wireless communication apparatus or a guard interval such as OFDM, By adopting such a configuration, transmission / reception characteristics can be simulated more accurately. If the component coming from the left side of the car or the component coming from the right side is the same incoming wave component until just before arriving at the car, the same value is applied to the delay time of the path as shown in FIG. This is substantially the same as the radio wave propagation simulation apparatus.
図6の例では、アンテナ2とアンテナ6は、ガラスの透過波を模擬しているが、左、あるいは、右から到来する成分が優勢であり、この場合には単一の遅延時間調整装置のみをアンテナへ接続する。また、エッジの回折波は、いずれも、左と右両方の到来波の成分を含んでいるので、双方の遅延時間調整装置からの入出力で、それぞれの位相差と振幅を調整された複数の信号系を分配合成器で束ねたものをアンテナへ接続する。   In the example of FIG. 6, the antenna 2 and the antenna 6 simulate the transmitted wave of glass, but components arriving from the left or the right are dominant, and in this case, only a single delay time adjusting device is used. To the antenna. In addition, since both edge diffracted waves contain both left and right arriving wave components, a plurality of phase differences and amplitudes are adjusted by input / output from both delay time adjusting devices. A signal system bundled by a distribution synthesizer is connected to an antenna.
なお、車内のエッジの回折波やその他の多重波に関して、複数の到来波の成分を含む場合に、それぞれの位相差と振幅を設定する方法としては、各到来波の伝搬時間と通過位相および信号レベルを測定できる装置(チャネルサウンダーなどと呼ばれることもある)による測定値を用いることが考えられる。また、図7のように、測定車両703が置かれる地点付近で、多重波の到来方向701、702を測定した後、レイトレース法などの手法を用いて、測定車の構造と多重波の到来方向あるいは測定者の車内での位置などを入力条件として、伝搬時間と通過位相および信号レベルを推定し、推定値をそれぞれの到来波の位相差と振幅に設定することも考えられる。   As for the method of setting each phase difference and amplitude for the diffracted wave at the edge of the vehicle and other multiplexed waves, including multiple incoming wave components, the propagation time, passing phase and signal of each incoming wave can be set. It is conceivable to use a measurement value obtained by a device capable of measuring the level (sometimes called a channel sounder). Further, as shown in FIG. 7, after measuring the arrival directions 701 and 702 of the multiwave near the point where the measurement vehicle 703 is placed, the structure of the measurement vehicle and the arrival of the multiwave are obtained using a method such as a ray tracing method. It is also conceivable to estimate the propagation time, passage phase and signal level using the direction or position of the measurer in the vehicle as input conditions and set the estimated value to the phase difference and amplitude of each incoming wave.
以上の第3例の電波伝搬模擬装置によれば、複数の到来波があり各到来波の到来する時間に差がある場合にも、車内の無線通信装置への電波の到来方向に起因する受信状況を再現することが可能になる。   According to the radio wave propagation simulation apparatus of the third example described above, even when there are a plurality of incoming waves and there is a difference in the arrival time of each incoming wave, reception due to the arrival direction of the radio wave to the in-vehicle wireless communication device It becomes possible to reproduce the situation.
(第4例)
次に、実施形態の第4例の電波伝搬模擬装置について図8を参照して説明する。第4例では測定車両161が動いている場合での電波伝搬模擬装置について説明する。
第4例の電波伝搬模擬装置は、図6の電波伝搬模擬装置のそれぞれのアンテナ205に対応してドップラーモジュレータ801を設置したものである。
(Fourth example)
Next, a radio wave propagation simulation apparatus according to a fourth example of the embodiment will be described with reference to FIG. In the fourth example, a radio wave propagation simulation apparatus when the measurement vehicle 161 is moving will be described.
The radio wave propagation simulation apparatus of the fourth example is one in which a Doppler modulator 801 is installed corresponding to each antenna 205 of the radio wave propagation simulation apparatus of FIG.
ドップラーモジュレータ801は、アンテナごとに設置され、図8の例ではfd1〜fd6の6つが設置される。ドップラーモジュレータ801は、短区間直線上の移動時の環境模擬を行うために、ドップラーモジュレータを用い、到来方向に相当するドップラーフェージングを信号に印加する。   The Doppler modulator 801 is installed for each antenna, and six of fd1 to fd6 are installed in the example of FIG. The Doppler modulator 801 uses a Doppler modulator and applies Doppler fading corresponding to the arrival direction to the signal in order to simulate an environment during movement on a straight line in a short section.
制御部802は、シミュレーションしたい車体速度に応じて、ドップラーモジュレータ801ごとにどれくらいのドップラーフェージングを印加するかを制御する。制御部802を設けず、シミュレーションしたい車体速度に応じたドップラーフェージングを予めドップラーモジュレータ801ごとに設定してもよい。   The control unit 802 controls how much Doppler fading is applied to each Doppler modulator 801 according to the vehicle speed to be simulated. The controller 802 may not be provided, and Doppler fading corresponding to the vehicle speed to be simulated may be set for each Doppler modulator 801 in advance.
例えば、図8に示すように走行方向が図の左方向である場合には端末位置271よりも後方に位置しているアンテナ1およびアンテナ6から放射される周波数を低く、端末位置271よりも前方に位置しているアンテナ3およびアンテナ4から放射される周波数を高く設定する。   For example, as shown in FIG. 8, when the traveling direction is the left direction in the figure, the frequency radiated from the antenna 1 and the antenna 6 positioned behind the terminal position 271 is lower and the frequency radiated from the terminal position 271 is lower. The frequency radiated from the antenna 3 and the antenna 4 which are located at is set high.
なお、アンテナ1からアンテナ6は、上述した例のように、ホーンアンテナ301、ダイポールアンテナ302、または、分配合成器401と複数のアンテナ402を含むアンテナアレイでもよい。   The antennas 1 to 6 may be a horn antenna 301, a dipole antenna 302, or an antenna array including a distribution synthesizer 401 and a plurality of antennas 402, as in the above-described example.
また、図6の電波伝搬模擬装置で、制御部802が複数の可変移相器203および複数の可変減衰器204を調整することによって、それぞれアンテナに対応してレベルおよび電波の相対的な位相量を時間可変して、フェージングによるレベル変動および位相変動を模擬してもよい。   Further, in the radio wave propagation simulation apparatus of FIG. 6, the control unit 802 adjusts the plurality of variable phase shifters 203 and the plurality of variable attenuators 204, so that the level and the relative phase amount of the radio wave correspond to the antenna, respectively. May be varied with time to simulate level fluctuation and phase fluctuation due to fading.
次に、広帯域信号伝送時を模擬した場合の周波数軸上の信号のスペクトルについて図9を参照して説明する。
図8の電波伝搬模擬装置を使用して、複数のアンテナでやり取りするRF信号(中心周波数fc)に、移動体の走行方向とそれに対する多重波各成分のDoA(Direction of Arrival:到来方向)に応じたドップラーシフト(幅付)を付与することにより、通信方式の受信特性に与える多重波伝搬の影響をより詳細に模擬することができる。具体的には、図10に示すような、ある到来波の到来方向、走行方向に対して、fd(=Vcosθ/λ:Vは車両速度、λは到来波の波長、θは無線通信装置への到来波の方向と走行方向との成す角度)で示すドップラーシフトを付与することになる。図11は、広帯域信号伝送時を模擬した場合の単一の到来波の周波数軸上の信号のスペクトルを示す。なお、RF信号に直接ドップラーシフトを与えることもできるし、周波数変換を用いた装置を用いて中間周波数やベースバンドにおいて、等価的な変調を施すことも可能である。
Next, the spectrum of the signal on the frequency axis when simulating wideband signal transmission will be described with reference to FIG.
By using the radio wave propagation simulation device of FIG. 8, the RF signal (center frequency fc) exchanged by a plurality of antennas is changed to the traveling direction of the moving body and the DoA (Direction of Arrival) of each component of the multiplexed wave. By assigning a corresponding Doppler shift (with a width), it is possible to simulate in more detail the influence of multiwave propagation on the reception characteristics of the communication system. Specifically, as shown in FIG. 10, with respect to the arrival direction and traveling direction of a certain incoming wave, fd (= Vcos θ / λ: V is the vehicle speed, λ is the wavelength of the incoming wave, and θ is the wireless communication device. The Doppler shift indicated by the angle between the direction of the incoming wave and the traveling direction is given. FIG. 11 shows a spectrum of a signal on the frequency axis of a single incoming wave when a broadband signal transmission time is simulated. Note that a Doppler shift can be directly applied to the RF signal, or equivalent modulation can be performed at an intermediate frequency or baseband using a device using frequency conversion.
また、短区間直線上の移動時の模擬を行うために、エッジからの回折を模擬する点波源を模擬するアンテナ(例えばダイポールアンテナ302)へ接続するドップラーモジュレータ801への入出力(着呼および発呼に対応)として、複数の遅延時間調整部601に接続された可変減衰器204あるいは可変移相器203からの入出力を用いることにより、単一回折点で回折される複数の到来波を模擬し、送受信性能をより正確に模擬することもできる。   In addition, in order to simulate a movement on a straight line in a short section, input / output (incoming and outgoing calls) to a Doppler modulator 801 connected to an antenna (for example, a dipole antenna 302) that simulates a point wave source that simulates diffraction from an edge. (Corresponding to a call), by using inputs and outputs from a variable attenuator 204 or a variable phase shifter 203 connected to a plurality of delay time adjustment units 601, a plurality of incoming waves diffracted at a single diffraction point are simulated In addition, the transmission / reception performance can be simulated more accurately.
なお、曲がり道走行時の模擬を行うために、ドップラーモジュレータ801は、それぞれのドップラーシフト量を時間可変とする機能を備え、制御部802が、時間可変機能を制御する。   Note that, in order to perform simulation when traveling on a curved road, the Doppler modulator 801 has a function of making each Doppler shift amount variable in time, and the control unit 802 controls the time variable function.
また、曲がり道走行時の模擬を行うために、上記の図3などに示した平面波を模擬するアンテナは、アレイアンテナを使用し、模擬する到来方向に応じてアレイアンテナに含まれる要素アンテナを通過する移相量を可変とする機能を備えてもよい。すなわち、到来方向に応じて複数の要素アンテナを通過する信号間の相対的な位相を変化させてもよい。   In order to simulate a curved road, the antenna that simulates the plane wave shown in FIG. 3 and the like uses an array antenna, and passes through the element antenna included in the array antenna according to the direction of arrival to be simulated. A function of making the amount of phase shift to be variable may be provided. That is, you may change the relative phase between the signals which pass a some element antenna according to an arrival direction.
さらに、フィールドテストを行う現場の車内の端末の近傍に相当する位置に端末の操作者に相当する位置に、操作者の体を模擬するためのダミー人体を備えてもよい。   Furthermore, a dummy human body for simulating the operator's body may be provided at a position corresponding to the terminal operator in the vicinity of the terminal in the vehicle on the site where the field test is performed.
なお、交差偏波の到来を模擬するために、各波源に、互いに直交した偏波を放射するアンテナを置き、それらに接続する複数の信号線路に偏波交差比を模擬するための可変減衰器を接続してもよい。   In order to simulate the arrival of cross-polarized waves, antennas that radiate orthogonally polarized waves are placed in each wave source, and a variable attenuator for simulating the cross-polarization ratio in a plurality of signal lines connected to them. May be connected.
以上の第4例の電波伝搬模擬装置によれば、測定車両が動いている場合でも車内の無線通信装置への電波の到来方向に起因する受信状況を再現することができる。   According to the radio wave propagation simulation apparatus of the fourth example described above, it is possible to reproduce the reception state caused by the arrival direction of the radio wave to the wireless communication apparatus in the vehicle even when the measurement vehicle is moving.
次に、フィールドテスト(FT)サイトにおける測定から屋内での模擬に至る流れについて図12を参照して説明する。この流れによって、本実施形態の電波伝搬模擬装置のアンテナ位置、アンテナ数、可変移相器、可変減衰器の調整を行う。なお、これは一例であり、支障がない範囲において、手続きの追加、省略、順番の変更などを行うことができる。   Next, the flow from the measurement at the field test (FT) site to the indoor simulation will be described with reference to FIG. According to this flow, the antenna position, the number of antennas, the variable phase shifter, and the variable attenuator of the radio wave propagation simulation apparatus of the present embodiment are adjusted. This is merely an example, and procedures can be added, omitted, or changed in order within the range where there is no problem.
まず、測定器と基地局シミュレータ201とをケーブルと減衰器とを通して直結する。測定器は、受信信号の測定を行い、例えばテスタである。測定器を使用して、超弱電界レベルでの受信信号の変動特性を測定する(ステップS1201)。測定器が理想的な場合には、超弱電界レベルの受信信号を受けた場合には変動は見られないはずであるが、実際の測定器では、変動が見られる可能性があるために行う。もし、変動幅が無視できない程度の大きさである場合で、やむを得ず上記の測定器を用いる場合には、これ以降のステップで用いるレベルが一致しているかどうかの閾値(第1閾値、第2閾値、第3閾値等)は、上記の変動幅ないしはそれを越える値に設定することになる。以下のステップS1202からステップS1205までは屋外のフィールドテストサイトで測定を行う。   First, the measuring instrument and the base station simulator 201 are directly connected through a cable and an attenuator. The measuring device measures a received signal and is, for example, a tester. Using the measuring device, the fluctuation characteristic of the received signal at the ultra-weak electric field level is measured (step S1201). When the measuring instrument is ideal, fluctuations should not be seen when receiving a reception signal with an ultra-weak electric field level, but in actual measuring instruments, fluctuations may be seen. . If the fluctuation range is a magnitude that cannot be ignored, and the above-described measuring instrument is unavoidable, threshold values (first threshold value, second threshold value) indicating whether or not the levels used in the subsequent steps are the same. , The third threshold value, etc.) is set to the above fluctuation range or a value exceeding it. In steps S1202 to S1205 below, measurement is performed at an outdoor field test site.
フィールドテストサイトで、測定器を使用して車外の受信信号の到来方向を測定する(ステップS1202)。次に、車内の測定者が座らない状態での受信信号の到来波方向を測定する(ステップS1203)。次に、車内の測定者が座った状態での受信信号の到来波方向を測定する(ステップS1204)。車内の測定者が座らない状態で、無指向性のアンテナによって受信信号の受信レベル分布を測定する(ステップS1205)。このステップS1202からステップS1205によって、図1の多重波到来と車内への侵入伝搬の状況を測定する。   At the field test site, the arrival direction of the reception signal outside the vehicle is measured using a measuring instrument (step S1202). Next, the incoming wave direction of the received signal in a state in which the person in the vehicle does not sit is measured (step S1203). Next, the direction of the incoming wave of the received signal with the measurer in the vehicle sitting is measured (step S1204). The reception level distribution of the reception signal is measured by the omnidirectional antenna in a state where the measurement person in the vehicle does not sit (step S1205). From step S1202 to step S1205, the situation of the arrival of multiple waves and the invasion propagation into the vehicle of FIG. 1 is measured.
(ステップS1206)主にステップS1202およびステップS1203の測定結果から、車内の測定者が座らない状態での受信信号の到来波に相当する波源を推定する。車外からの到来波の波源は複数の要素アンテナを並行に配置したアレイアンテナを使用して模擬するように各要素アンテナからの信号レベルを決定する。また、車内での反射散乱による到来波の波源は単一の要素アンテナまたは反射散乱物体のモデルを使用して模擬するように、各要素アンテナからの信号レベルまたは反射散乱物体のモデルの形状を決定する。   (Step S1206) The wave source corresponding to the incoming wave of the received signal in a state where the measurer in the vehicle does not sit is estimated from the measurement results of Step S1202 and Step S1203. The signal level from each element antenna is determined so that the wave source of the incoming wave from outside the vehicle is simulated using an array antenna in which a plurality of element antennas are arranged in parallel. In addition, the signal level from each element antenna or the shape of the reflected scattering object model is determined so that the source of the incoming wave due to reflected scattering in the car is simulated using a model of a single element antenna or reflected scattering object. To do.
次に、測定者が座らない状態での受信信号の到来波方向を測定する(ステップS1207)。   Next, the incoming wave direction of the received signal in a state where the measurer does not sit is measured (step S1207).
ステップS1203で測定された到来方向と、ステップS1207で測定された到来方向とが一致していると見なせるかどうかを判定し、一致していると見なせる場合にはステップS1210に進み、一致していると見なせない場合にはステップS1209に進む(ステップS1208)。到来方向が一致していると見なせるかどうかは、例えば、双方の到来方向の差が第1閾値よりも小さいかどうかで判定する。第1閾値よりも小さい場合には到来方向が一致していると見なす。   It is determined whether the arrival direction measured in step S1203 and the arrival direction measured in step S1207 can be regarded as matching. If they can be regarded as matching, the process proceeds to step S1210, where they match. If it cannot be considered, the process proceeds to step S1209 (step S1208). Whether the arrival directions match can be determined by, for example, determining whether the difference between the arrival directions is smaller than the first threshold value. When it is smaller than the first threshold, it is considered that the arrival directions coincide.
到来方向が一致していると見なせない場合には、各要素アンテナからの信号のレベルと位相とを調整したり、波源となる要素アンテナを追加し、ステップS1207に戻る(ステップS1209)。到来方向が一致していると見なせる場合には、車内の測定者が座らない状態で、無指向性のアンテナによって受信信号の受信レベル分布を測定する(ステップS1210)。その後、ステップS1205での受信レベル分布とステップS1210での受信レベル分布とが一致していると見なせるかどうかを判定する(ステップS1211)。受信レベル分布が一致していると見なせるかどうかは、例えば(分布中の一致している部分の領域の大きさ)/(双方の受信レベル分布の領域の大きさの和)が第2閾値よりも大きい場合には受信レベル分布が一致していると見なす。   If the directions of arrival cannot be considered to match, the level and phase of the signal from each element antenna are adjusted, or an element antenna to be a wave source is added, and the process returns to step S1207 (step S1209). When it can be considered that the arrival directions coincide with each other, the reception level distribution of the reception signal is measured by the omnidirectional antenna in a state where the measurer in the vehicle does not sit (step S1210). Thereafter, it is determined whether or not the reception level distribution in step S1205 and the reception level distribution in step S1210 can be regarded as matching (step S1211). Whether or not the reception level distributions can be regarded as being coincident is, for example, (the size of the area of the coincident portion in the distribution) / (the sum of the sizes of the areas of both reception level distributions) from the second threshold value. Is also large, it is considered that the reception level distributions match.
受信レベル分布が一致していると見なせない場合には、ステップS1209と同様に各要素アンテナからの信号のレベルと位相とを調整したり波源となる要素アンテナを追加し、ステップS1210に戻る。受信レベル分布が一致していると見なせる場合には、実施形態の電波伝搬模擬装置を使用して、測定者が座った状態で発着呼試験を行う(ステップS1213)。この発着呼試験は、フィールドテストの屋内模擬とも呼ばれる。しかし、ステップS1213では測定者が座らない状態を調べたい場合には、測定者が座らない状態で発着呼試験を行う。   If the reception level distribution cannot be considered to match, the level and phase of the signal from each element antenna are adjusted or an element antenna to be a wave source is added as in step S1209, and the process returns to step S1210. If it can be assumed that the reception level distributions match, the incoming / outgoing call test is performed with the measurer sitting while using the radio wave propagation simulation apparatus of the embodiment (step S1213). This incoming / outgoing call test is also called indoor simulation of field test. However, in step S1213, when it is desired to examine the state where the measurer does not sit, the incoming / outgoing call test is performed without the measurer sitting.
屋外でのフィールドテストの発着呼試験の結果があれば、ステップS1213での発着呼試験の結果と比較し、両者間の結果の差が第3閾値よりも大きければ、フィールドテストの屋内模擬が正確でないとして、ステップS1209またはステップS1212に戻る(ステップS1214)。両者間の結果の差が第3閾値以下である場合には、必要な回数の発着呼試験を行い、終了したかどうかを判定し、まだ必要回数分の発着呼試験を行っていない場合にはステップS1213に戻り、必要回数分の発着呼試験を行っている場合には終了する(ステップS1215)。   If there is an outdoor field test incoming / outgoing call test result, it is compared with the incoming / outgoing call test result in step S1213. If the difference between the two results is greater than the third threshold, the field test indoor simulation is accurate. If not, the process returns to step S1209 or step S1212 (step S1214). If the difference between the results is less than or equal to the third threshold value, perform the required number of incoming / outgoing call tests to determine whether or not the test has been completed. Returning to step S1213, if the necessary number of incoming / outgoing call tests are being performed, the process is terminated (step S1215).
なお、ステップS1210、S1211、S1212は省略しても構わない。これらのステップを省略する場合には、ステップS1208で到来方向が一致していると見なせる場合にステップS1213に進み、ステップS1214でフィールドテストの屋内模擬が正確でないと判定した場合には、ステップS1209に進む。   Note that steps S1210, S1211, and S1212 may be omitted. If these steps are omitted, the process proceeds to step S1213 when the arrival directions can be regarded as matching in step S1208, and if it is determined in step S1214 that the indoor simulation of the field test is not accurate, the process proceeds to step S1209. move on.
また、図7に示したような、レイトレース法などの手法を用いて、測定車両の構造と多重波の到来方向あるいは測定者の車内での位置などを入力条件として、到来方向と信号レベルを推定し、推定値をそれぞれの到来波の位相差と振幅に設定する場合、図12に示した流れのうち、ステップS1206の部分の手続きは、図13のように変更することが考えられる。   In addition, using a method such as the ray tracing method as shown in FIG. 7, the direction of arrival and the signal level are determined by using the structure of the measurement vehicle and the direction of arrival of multiple waves or the position of the measurer in the vehicle as input conditions. When estimation is performed and the estimated value is set to the phase difference and amplitude of each incoming wave, the procedure in step S1206 in the flow shown in FIG. 12 can be changed as shown in FIG.
(ステップS1301)ステップS1202で測定した車外の受信信号の到来方向、測定車の構造と多重波の到来方向、あるいは測定者の車内での位置に加え、車内での測定を行い、車内での携帯電話機への各到来波の到来方向と信号レベルを同定する。なお、車内での測定に代えて、レイトレース法を使用して、車外からの到来波や車内での反射散乱による到来波を計算し、車内での携帯電話機への各到来波の到来方向と信号レベルを推定してもよい。   (Step S1301) In addition to the arrival direction of the reception signal outside the vehicle measured in Step S1202, the structure of the measurement vehicle and the arrival direction of the multiplexed wave, or the position of the measurer in the vehicle, the measurement is performed in the vehicle, and is carried in the vehicle. The arrival direction and signal level of each incoming wave to the telephone are identified. Instead of in-vehicle measurements, the ray tracing method is used to calculate incoming waves from the outside of the car and reflected waves from the inside of the car, and the arrival direction of each incoming wave to the mobile phone in the car. The signal level may be estimated.
(ステップS1302)主にステップS1202およびステップS1203の測定結果およびレイトレース法による推定結果から、車内の測定者が座らない状態での受信信号の到来波に相当する波源を同定する。車外からの到来波の波源は複数の要素アンテナを並行に配置したアレイアンテナを使用して模擬するように各要素アンテナからの信号レベルを決定する。また、車内での反射散乱による到来波の波源は単一の要素アンテナまたは反射散乱物体のモデルを使用して模擬するように、各要素アンテナからの信号レベルまたは反射散乱物体のモデルの形状を決定する。   (Step S1302) The wave source corresponding to the incoming wave of the received signal when the in-vehicle measurer is not sitting is identified mainly from the measurement results of Step S1202 and Step S1203 and the estimation result by the ray tracing method. The signal level from each element antenna is determined so that the wave source of the incoming wave from outside the vehicle is simulated using an array antenna in which a plurality of element antennas are arranged in parallel. In addition, the signal level from each element antenna or the shape of the reflected scattering object model is determined so that the source of the incoming wave due to reflected scattering in the car is simulated using a model of a single element antenna or reflected scattering object. To do.
以上に示した実施形態によれば、車内の端末への電波の到来方向に相当する位置に、到来波源を模擬する送受信アンテナを設け、該アンテナでの送受信信号の信号レベルを、該到来方向からの到来波の信号レベルにあわせることにより、電波の到来方向に偏りがあることに起因する現象を模擬することができる。   According to the embodiment described above, a transmission / reception antenna that simulates the arrival wave source is provided at a position corresponding to the arrival direction of the radio wave to the terminal in the vehicle, and the signal level of the transmission / reception signal at the antenna is determined from the arrival direction. By matching with the signal level of the incoming wave, the phenomenon caused by the deviation of the arrival direction of the radio wave can be simulated.
また、本実施形態の電波伝搬模擬装置を使用すれば、超低電界地域での車内の正確な電波状態を模擬することができるので、実際の超低電界地域までフィールドテストを行いに何度も出かける必要がなくなり、試験時間の短縮を実現することができる。   In addition, if the radio wave propagation simulation device of this embodiment is used, it is possible to simulate the accurate radio wave condition in the vehicle in the ultra-low electric field region, so that the field test is repeated many times to the actual ultra-low electric field region. There is no need to go out and the test time can be shortened.
さらに、想定する移動速度に応じて、ドップラー周波数などのパラメータのみを変更することによって環境を模擬することができるので、実際のフィールドテストでは同一の測定コースを異なる速度で測定するために、その都度、測定コースのスタート点への移動を要するのに対して、試験プロセスを簡略化することができる。   Furthermore, since it is possible to simulate the environment by changing only parameters such as the Doppler frequency according to the assumed moving speed, in order to measure the same measurement course at different speeds in actual field tests, each time The test process can be simplified while moving to the starting point of the measurement course.
なお、上記の説明では、無線通信装置の車内フィールドテストに沿って説明を行ったが、他の無線を用いるシステムの車内での性能を調べる場合、例えば、放送波の受信端末の車内での受信性能を調べる場合にも用いることができる。   In the above description, the description has been made along the in-vehicle field test of the wireless communication device. However, when examining the performance of other wireless systems in the vehicle, for example, in-vehicle reception of broadcast waves It can also be used when examining performance.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
自動車への到来する多重波と、この多重波が車内に侵入して伝搬する様子を示す図。The figure which shows a mode that the multiplex wave which arrives at a motor vehicle, and this multiplex wave penetrate | invades in a vehicle and propagates. 実施形態の第1例の電波伝搬模擬装置のブロック図。The block diagram of the electromagnetic wave propagation simulation apparatus of the 1st example of embodiment. 実施形態の第2例の電波伝搬模擬装置のブロック図。The block diagram of the radio wave propagation simulation apparatus of the 2nd example of an embodiment. 図3のホーンアンテナの代用であるアレイアンテナを備えた場合を示す図。The figure which shows the case where the array antenna which is a substitute of the horn antenna of FIG. 3 is provided. ケラーコーンを説明するための図。The figure for demonstrating Keller cone. 実施形態の第3例の電波伝搬模擬装置のブロック図。The block diagram of the radio wave propagation simulation apparatus of the 3rd example of an embodiment. 自動車への到来する多重波の伝搬時間と信号レベルを推定するレイトレース法を説明するための図。The figure for demonstrating the ray tracing method which estimates the propagation time and signal level of the multiplex wave which arrives at a motor vehicle. 実施形態の第4例の電波伝搬模擬装置のブロック図。The block diagram of the radio wave propagation simulation apparatus of the 4th example of an embodiment. 広帯域信号伝送時を模擬した場合の周波数軸上の信号のスペクトルを示す図。The figure which shows the spectrum of the signal on the frequency axis at the time of simulating the time of broadband signal transmission. 到来波の到来方向と走行方向とドップラーシフトとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the arrival direction of an incoming wave, a traveling direction, and a Doppler shift. 広帯域信号伝送時を模擬した場合の単一の到来波の周波数軸上の信号のスペクトルを示す図。The figure which shows the spectrum of the signal on the frequency axis of the single incoming wave at the time of simulating the time of broadband signal transmission. FTサイトでの測定から屋内での模擬までの流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow from the measurement in FT site to indoor simulation. 図12のステップS1206の部分の変更例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of a change of the part of step S1206 of FIG. 図2の可変減衰器の変更例を示す図。The figure which shows the example of a change of the variable attenuator of FIG.
符号の説明Explanation of symbols
103・・・到来波、104・・・到来波、161・・・測定車両、201・・・基地局シミュレータ、202・・・分配合成器、203・・・可変移相器、204、1403、1404・・・可変減衰器、205・・・アンテナ、251・・・電波無響室、252・・・電波吸収体、271・・・端末位置、301・・・ホーンアンテナ、302・・・ダイポールアンテナ、401・・・分配合成器、402・・・アンテナ、501・・・エッジ、502・・・送信点、503・・・受信点、601・・・第1遅延時間調整部、第2遅延時間調整部、602・・・第1分配合成器、第2分配合成器、701、702・・・到来方向、703・・・測定車両、801・・・ドップラーモジュレータ、802・・・制御部、1401、1402・・・サーキュレータ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 ... Arrival wave, 104 ... Arrival wave, 161 ... Measurement vehicle, 201 ... Base station simulator, 202 ... Distribution synthesizer, 203 ... Variable phase shifter, 204, 1403, 1404 ... Variable attenuator, 205 ... Antenna, 251 ... Electromagnetic anechoic chamber, 252 ... Radio wave absorber, 271 ... Terminal position, 301 ... Horn antenna, 302 ... Dipole Antenna 401... Distribution synthesizer 402. Antenna 501 Edge Edge 502 Transmission point 503 Reception point 601 First delay time adjustment unit Second delay Time adjustment unit, 602 ... first distribution synthesizer, second distribution synthesizer, 701, 702 ... direction of arrival, 703 ... measurement vehicle, 801 ... Doppler modulator, 802 ... control unit, 1401, 1402 ... circulator.

Claims (17)

  1. フィールドテストを行う現場において車内に配置された無線通信装置へ到来する電波の到来波源を模擬するアンテナと、
    前記アンテナから送信される第1信号の信号レベルを調整するレベル調整手段と、を具備し、
    前記レベル調整手段は、前記第1信号の信号レベルを前記電波の信号レベルに合わせるように調整することを特徴とする電波伝搬模擬装置。
    An antenna that simulates an incoming wave source of radio waves arriving at a wireless communication device arranged in a vehicle at a field test site;
    Level adjusting means for adjusting the signal level of the first signal transmitted from the antenna,
    The radio wave propagation simulation apparatus, wherein the level adjustment means adjusts the signal level of the first signal so as to match the signal level of the radio wave.
  2. フィールドテストを行う現場において車内に配置された無線通信装置が送受信する電波の到来波源を模擬するアンテナと、
    前記アンテナから送信される第1信号の信号レベル、または、前記アンテナが受信する第2信号の信号レベルを調整するレベル調整手段と、を具備し、
    前記レベル調整手段は、前記第1信号の信号レベルおよび前記第2信号の信号レベルを前記電波の信号レベルに合わせるように調整することを特徴とする電波伝搬模擬装置。
    An antenna for simulating an incoming wave source of radio waves transmitted and received by a wireless communication device arranged in a vehicle at a field test site;
    Level adjustment means for adjusting the signal level of the first signal transmitted from the antenna or the signal level of the second signal received by the antenna;
    The radio wave propagation simulation apparatus, wherein the level adjusting means adjusts the signal level of the first signal and the signal level of the second signal to match the signal level of the radio wave.
  3. 前記レベル調整手段は、前記到来波源からの前記電波の信号レベルと前記到来波源に到達する前記電波の信号レベルとを同一に設定することを特徴とする請求項2に記載の電波伝搬模擬装置。   3. The radio wave propagation simulation apparatus according to claim 2, wherein the level adjusting unit sets the signal level of the radio wave from the incoming wave source and the signal level of the radio wave reaching the incoming wave source to be the same.
  4. フィールドテストを行う現場において車内に配置された前記無線通信装置が送受信する電波の到来波源を模擬するアンテナと、
    無線通信装置の着呼を検査するための送信信号を前記アンテナを介して送信し、該無線通信装置の発呼を検査するための受信信号を前記アンテナを介して受信する基地局シミュレータと、
    前記アンテナから送信される第1信号の信号レベル、または、前記アンテナが受信する第2信号の信号レベルを調整するレベル調整手段と、を具備し、
    前記レベル調整手段は、前記第1信号の信号レベルを前記到来波源からの前記電波の信号レベルに合わせ、前記第2信号の信号レベルを前記到来波源に到達する前記電波の信号レベルに合わせることを特徴とする電波伝搬模擬装置。
    An antenna for simulating an incoming wave source of radio waves transmitted and received by the wireless communication device arranged in a vehicle at a field test site;
    A base station simulator for transmitting a transmission signal for inspecting an incoming call of a wireless communication device via the antenna, and receiving a reception signal for inspecting an outgoing call of the wireless communication device via the antenna;
    Level adjustment means for adjusting the signal level of the first signal transmitted from the antenna or the signal level of the second signal received by the antenna;
    The level adjusting means adjusts the signal level of the first signal to the signal level of the radio wave from the incoming wave source, and matches the signal level of the second signal to the signal level of the radio wave reaching the incoming wave source. A radio wave propagation simulator.
  5. 前記アンテナを複数具備し、前記第1信号間の相対的な位相、または、前記第2信号間の相対的な位相を変化させる移相手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の電波伝搬模擬装置。   3. A phase shift means comprising a plurality of the antennas and changing a relative phase between the first signals or a relative phase between the second signals. The radio wave propagation simulation apparatus according to claim 1.
  6. 前記アンテナを複数具備し、
    前記アンテナは、互いに直交した偏波を放射し、
    前記レベル調整手段は、複数のアンテナに接続し、前記到来波源から到来する前記電波の偏波交差比を模擬することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電波伝搬模擬装置。
    A plurality of antennas;
    The antenna radiates polarized waves orthogonal to each other,
    The radio wave according to any one of claims 1 to 5, wherein the level adjusting unit is connected to a plurality of antennas and simulates a polarization crossing ratio of the radio wave arriving from the incoming wave source. Propagation simulator.
  7. 前記アンテナを複数具備し、
    前記第1信号間または前記第2信号間で信号の遅延時間差を設定する遅延時間手段をさらに具備することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電波伝搬模擬装置。
    A plurality of antennas;
    The radio wave propagation simulation apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising delay time means for setting a delay time difference between the first signals or between the second signals. .
  8. 前記遅延時間手段は、前記車に到来する直前までは同一の到来波成分である複数の波源を前記アンテナが模擬する場合には、前記第1信号間で遅延時間差がなくなるように設定することを特徴とする請求項7に記載の電波伝搬模擬装置。   The delay time means sets the delay time difference between the first signals when the antenna simulates a plurality of wave sources having the same incoming wave component until just before arriving at the vehicle. 8. The radio wave propagation simulation apparatus according to claim 7, wherein
  9. 前記アンテナの少なくとも1つは、点波源を模擬するアンテナであり、車のガラス部分と該ガラス以外の材質からなる部分との境界であるエッジ上にある、ケラーコーンの頂点と前記無線通信装置の位置とを結ぶ線上に設置することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の電波伝搬模擬装置。   At least one of the antennas is an antenna that simulates a point wave source, and is located on an edge that is a boundary between a glass portion of a car and a portion made of a material other than the glass, and the top of the Keller cone and the wireless communication device. The radio wave propagation simulation apparatus according to claim 1, wherein the radio wave propagation simulation apparatus is installed on a line connecting the positions.
  10. 前記アンテナの少なくとも1つは、平面波を模擬するアンテナであり、車のガラス部分と前記無線通信装置の位置とを結ぶ線上に設置することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の電波伝搬模擬装置。   10. At least one of the antennas is an antenna that simulates a plane wave, and is installed on a line that connects a glass part of a car and the position of the wireless communication device. The radio wave propagation simulation apparatus according to the item.
  11. シミュレーションしたい車体速度に応じて、ドップラーフェージングを前記送信信号に印加するドップラーモジュレータをさらに具備することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の電波伝搬模擬装置。   11. The radio wave propagation simulation apparatus according to claim 1, further comprising a Doppler modulator that applies Doppler fading to the transmission signal in accordance with a vehicle body speed to be simulated.
  12. 前記ドップラーモジュレータは、車体の移動方向および車体速度に対応したドップラーシフトを前記送信信号に施し、
    前記ドップラーシフトのシフト量を時間可変に制御する制御手段をさらに具備することを特徴とする請求項11に記載の電波伝搬模擬装置。
    The Doppler modulator performs a Doppler shift corresponding to the moving direction and the vehicle speed of the vehicle body on the transmission signal,
    The radio wave propagation simulation apparatus according to claim 11, further comprising a control unit that variably controls a shift amount of the Doppler shift.
  13. 前記アンテナの少なくとも1つは、平面波を模擬するアンテナであり、該アンテナは複数の要素アンテナを含むアレイアンテナであり、前記第1信号の到来方向に応じて該複数の要素アンテナを通過する信号間の相対的な位相を変化させることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の電波伝搬模擬装置。   At least one of the antennas is an antenna that simulates a plane wave, and the antenna is an array antenna including a plurality of element antennas, and between signals that pass through the plurality of element antennas according to the arrival direction of the first signal. The radio wave propagation simulation apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein the relative phase is changed.
  14. 前記レベル調整手段が調整する信号レベル量を時間可変にし、さらに、前記移相手段が変化させる前記相対的な位相を時間可変することを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の電波伝搬模擬装置。   14. The signal level amount adjusted by the level adjusting means is made variable in time, and the relative phase changed by the phase shifting means is made variable in time. The radio wave propagation simulation apparatus according to 1.
  15. 前記無線通信装置を操作する操作者の体を模擬するダミー人体を、該操作者がいるべき位置に配置することを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の電波伝搬模擬装置。   The radio wave propagation according to any one of claims 1 to 14, wherein a dummy human body that simulates a body of an operator who operates the wireless communication device is disposed at a position where the operator should be. Simulating device.
  16. 車内フィールドテストを行うサイトにおいて、無線通信装置への多重波成分の各到来方向および各レベルを測定し、
    前記サイトと異なる評価場所に配置された前記無線通信装置に対して前記多重波成分の各到来方向を代表する1以上の位置にそれぞれアンテナを設置し、
    前記各アンテナからの送信信号が送信された場合に前記無線通信装置の位置での多重波成分の各到来方向および各レベルを測定し、
    車内フィールドテストを行うサイトにおいて測定した多重波成分の各到来方向および各レベルと前記評価場所において測定した多重波成分の各到来方向および各レベルとの差が閾値よりも小さい場合に、前記無線通信装置の着呼を検査するための送信信号を送信したり、該無線通信装置の発呼を検査するための受信信号を受信する基地局シミュレータに前記アンテナを接続し、
    前記無線通信装置の送受信性能を調べることを特徴とする電波伝搬模擬方法。
    At the site where the in-vehicle field test is performed, each arrival direction and each level of the multiwave component to the wireless communication device are measured,
    An antenna is installed at each of one or more positions representing each arrival direction of the multi-wave component with respect to the wireless communication device placed at an evaluation place different from the site,
    When the transmission signal from each antenna is transmitted, measure each arrival direction and each level of the multiwave component at the position of the wireless communication device,
    When the difference between each arrival direction and each level of the multiwave component measured at the site where the in-vehicle field test is performed and each arrival direction and each level of the multiwave component measured at the evaluation location is smaller than a threshold value, the wireless communication Connecting the antenna to a base station simulator that transmits a transmission signal for inspecting an incoming call of a device or receives a reception signal for inspecting an outgoing call of the wireless communication device;
    A radio wave propagation simulation method characterized by examining transmission / reception performance of the wireless communication device.
  17. フィールドテストを行う現場において車内に配置された無線通信装置への電波の到来方向を代表する1以上の位置に設置される、到来波源を模擬するアンテナを用意し、
    前記各アンテナから送信される信号の各信号レベルを調整し、
    前記信号レベルを調整することは、前記信号レベルを前記フィールドテストを行う現場において測定された到来方向からの到来波の信号レベルに合わせるように調整することを特徴とする電波伝搬模擬方法。
    Prepare an antenna for simulating an incoming wave source installed at one or more positions representing the direction of arrival of radio waves to the wireless communication device placed in the car at the field test site,
    Adjust each signal level of the signal transmitted from each antenna,
    Adjusting the signal level adjusts the signal level so as to match the signal level of an incoming wave from the direction of arrival measured at the field test site.
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