JP2014064139A - 干渉測定システム及び干渉測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所望信号と干渉信号とを含む第1周波数帯(1.5GHz帯)の無線信号x0(t)を受信する。また、第1周波数帯の干渉信号に周波数変換される前の第2周波数帯(11GHz帯)の無線信号dRF(t)を受信し、第2周波数帯の受信信号を周波数変換して前記第1周波数帯の参照信号d(i)を生成する。そして、第1周波数帯の無線信号x(i)と参照信号d(i)とに基づいて、第1周波数帯の干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定する。
【選択図】図2
Description
また、本発明に係る干渉測定方法は、通信端末と基地局との間の無線通信における干渉を測定する干渉測定方法であって、通信端末と基地局との間で送受信される所望信号と該所望信号に干渉する干渉信号とを含む第1周波数帯の無線信号を受信するステップと、前記第1周波数帯の干渉信号に周波数変換される前の第2周波数帯の無線信号を受信するステップと、前記第2周波数帯の受信信号を周波数変換して前記第1周波数帯の参照信号を生成するステップと、前記第1周波数帯の受信信号と前記第1周波数帯の参照信号とに基づいて、前記第1周波数帯の干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定するステップと、を含む。
これらの干渉測定システム及び干渉測定方法それぞれによれば、通信端末と基地局との間で送受信される所望信号と該所望信号に干渉する干渉信号とを含む第1周波数帯の無線信号を受信し、第1周波数帯の干渉信号に周波数変換される前の第2周波数帯の無線信号を受信する。この第2周波数帯の受信信号を周波数変換して第1周波数帯の参照信号を生成し、第1周波数帯の受信信号と第1周波数帯の参照信号とに基づいて、第1周波数帯の干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定する。このように第1周波数帯の受信信号と、第2周波数帯の受信信号から生成した第1周波数帯の参照信号とに基づいて干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定することにより、通信端末と基地局との間で送受信される無線信号とは周波数帯が異なる無線信号から周波数変換されて発生した干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を測定することができる。
この干渉測定システムによれば、第1周波数帯の受信信号と参照信号との間の相関値の大きさを算出することで、第1周波数帯の干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を簡易に推定できる。
この干渉測定システムによれば、周波数オフセット及び遅延時間の少なくとも一つが互いに異なる複数の干渉信号が第1周波数帯の受信信号に含まれている場合でも、各干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を測定することができる。
この干渉測定システムによれば、複数の干渉信号の電力の値の総和又は干渉信号の総数により、複数の干渉信号全体による影響の大きさを把握できる。
また、前記干渉測定方法において、前記第1周波数帯の無線信号の受信位置の絶対位置情報を取得するステップと、前記第1周波数帯の無線信号に基づいて該無線信号に含まれる干渉信号の受信方向の方位を推定するステップと、前記第1周波数帯の干渉信号の遅延時間を推定し、その推定結果に基づいて前記第1周波数帯の無線信号の受信位置と干渉信号との間の伝搬距離を推定するステップと、前記受信位置の絶対位置情報と前記受信方向の方位の推定結果と前記伝搬距離の推定結果とに基づいて、前記干渉信号の発生源の絶対位置を推定するステップと、を含んでもよい。
これらの干渉測定システム及び干渉測定方法それぞれによれば、第1周波数帯の無線信号に含まれる干渉信号の受信方向の方位の推定結果により、第1周波数帯の無線信号の受信位置を原点とした干渉信号の発生源の方位がわかる。また、第1周波数帯の干渉信号の伝搬距離により、第1周波数帯の無線信号の受信位置を原点とした干渉信号の発生源までの距離がわかる。この第1周波数帯の無線信号の受信位置を原点とした干渉信号の発生源の方位及び干渉信号の発生源までの距離により、受信位置を原点とした干渉信号の発生源の相対位置を推定することができる。この受信位置を原点とした干渉信号の発生源の相対位置の情報と、前記第1周波数帯の無線信号の受信位置の絶対位置情報とにより、干渉信号の発生源の絶対位置を推定することができる。
なお、前記第1周波数帯の無線信号に複数の干渉信号が含まれている場合は、その干渉信号ごとに受信方向の方位を推定し、各干渉信号の遅延時間の推定結果を基づいて無線信号の受信位置と各干渉信号との伝搬距離を推定し、各干渉信号の発生源の絶対位置を推定してもよい。
また、前記干渉測定システムにおいて、前記第1受信手段は、水平面において配置された複数のアンテナ素子と、該複数のアンテナ素子それぞれの受信信号の位相を互いに独立に変化させることができる可変位相器と、各可変位相器の位相を制御する位相制御装置とを有するフェイズドアレイアンテナを用いて構成され、前記受信方位推定手段は、前記複数の可変位相器それぞれの位相と前記フェイズドアレイアンテナの基準方向の方位情報とに基づいて、前記第1周波数帯の無線信号に含まれる干渉信号の受信方向の方位を推定してもよい。この干渉測定システムによれば、機械的な可動部のないフェイズドアレイアンテナを用いることにより、第1受信手段の高寿命化を図ることができる。
また、前記干渉測定方法において、前記受信した第1周波数帯の無線信号の受信データと時刻情報と受信位置の絶対位置情報を互いに対応付けて記憶するステップと、前記生成した第1周波数帯の参照信号のデータと時刻情報とを互いに対応付けて記憶するステップと、を含み、前記記憶した第1周波数帯の無線信号の受信データと、前記記憶した第1周波数帯の参照信号と、前記時刻情報とに基づいて、受信位置毎に前記第1周波数帯の干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定してもよい。
これらの干渉測定システム及び干渉測定方法それぞれによれば、第1周波数帯の無線信号の受信データと時刻情報と受信位置の絶対位置情報を互いに対応付けて記憶し、第1周波数帯の参照信号のデータと時刻情報とを互いに対応付けて記憶することにより、各無線信号を受信した後、受信位置毎に第1周波数帯の干渉信号の電力などをバッチ処理で推定することができる。
なお、前記第1周波数帯の干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定すると共に、前記干渉信号の発生源の絶対位置を推定してもよい。
また、第1受信手段と第1記憶手段とを有する第1の装置と、第2受信手段と第2記憶手段とを有する第2の装置を、個別装置として構成し、第1の装置を移動させながら使用し、第2の装置を固定配置して使用することができる。また、複数の第1の装置と単一の第2の装置とを組み合わせ、第2の装置に記憶されている第1周波数帯の参照信号のデータ及び時刻情報を、複数の第1の装置で共用するような使用態様が可能になる。
図1は、本発明の実施形態に係る干渉測定システムに到達する移動通信システム(携帯電話システム)の無線信号xMS,xBS及びBS受信システムからの干渉信号xBS−IFの様子を示す説明図である。なお、図1は、BS受信システム95が放送衛星90からBS放送21チャネル(21ch)及び23チャネル(23ch)の無線放送波dRFを受信している例を示している。
図2は、本発明の一実施形態に係る干渉測定システム10の全体構成の一例を示す概略構成図である。図2において、本実施形態に係る干渉測定システム10は、第1受信手段としての1.5GHz帯受信部20と、第2受信手段及び参照信号生成部としてのBS受信システム30と、参照信号処理部40とを備える。更に、干渉測定システム10は、時間相関算出手段しての相関算出部50と、第1周波数帯の干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定する推定手段としての干渉推定部55と、制御手段としての制御部60と、出力手段としての入出力部65とを備える。
図4において、まず、制御部60で複数組の周波数オフセットfoffset及び伝搬遅延時間τを設定しながら、相関算出部50により、受信信号x(i)と参照信号d(i)との間の所定の相関関数の値r及びその2乗の値│r│2を相関値として算出する(ステップ101)。例えば、周波数オフセットfoffsetをfmin<foffset<fmaxの範囲で変化させ、伝搬遅延時間τをτmin<τ<τmaxの範囲で変化させ、各組の周波数オフセットfoffset及び伝搬遅延時間τについて、相関値r及び│r│2を算出する。但し、実際には周波数オフセットfoffset及び伝搬遅延時間τをそれぞれ最小間隔Δf、ΔTで離散化して、fmin<foffset<fmax、τmin<τ<τmaxの範囲で上記相関値の算出を行う。
前述の図2の干渉測定システム10では、BS−IF干渉信号を含む受信信号を第1周波数帯(1.5GHz帯)から所定の周波数帯(中間周波数)に周波数変換(ダウンコンバート)し、また、参照信号d0(i)も所定の周波数帯(中間周波数)に周波数変換(ダウンコンバート)してサンプリングを行い、それぞれを相関算出部に入力し、BS−IF干渉信号xBS−IFの振幅及び電力として推定する。
遅延時間τ:nkΔT
周波数オフセットfoffset:mkΔf
振幅:r(nk、mk)
本実施例2では、相関計算処理によって検出された複数のBS−IF干渉信号から、前述の式(3)に示すように振幅の大きさ|r(nk、mk)|が閾値Lth以上である相関値をBS−IF干渉信号と判断する。なお、本実施例2の他の処理については、上記実施例1と同様であるので、説明を省略する。
本実施例2は、BS−IF干渉信号の探索の高速化を図るものである。なお、本実施例3における処理のうち前述の実施例1と同様な部分については説明を省略する。
周波数間隔:Δf=Δf1、Δf2、−−−。但し、(Δf1>Δf2>−−−−)
時間間隔:ΔT=ΔT1、ΔT2、−−−。但し、(ΔT1>Δf2>−−−−)
相関計算のデータ数:Ns=Ns1、Ns2、−−−。但し、(Ns1< Ns2<−−−−)
図8は、本発明の他の実施形態に係る干渉測定システムの全体構成の一例を示す概略構成図である。本実施形態は、前記BS−IF干渉信号の発生源の絶対位置を推定できる干渉測定システムの例である。なお、本実施形態の干渉測定システムの構成のうち、前述の図2で示した構成と同様な部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。
図10において、まず、制御部60により指向方向可変装置210を制御することにより、アンテナ21の指向方向の角度θを指定された角度に設定する(ステップ201)。
図11は、本発明の更に他の実施形態に係る干渉測定システムの全体構成の一例を示す概略構成図である。本実施形態は、前述の実施形態2と同様に、前記BS−IF干渉信号の発生源の絶対位置を推定できる干渉測定システムの例である。なお、本実施形態の干渉測定システムの構成のうち、前述の図2、8で示した構成と同様な部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。
更に相関算出部40における処理アルゴリズムに関しても、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、最小2乗平均(LMS:Least Mean Square)アルゴリズム、再帰最小2乗(RLS:Recursive Least Square)アルゴリズム、MUSIC(Multiple Signal Classification)等の超高分解能アルゴリズム、更に2次元LMSアルゴリズムなども同様に適用することができて、同様以上の効果が得られる場合もある。
11 干渉電波測定装置
12 参照信号生成装置
13 干渉測定本体装置
20 1.5GHz帯受信部
21 アンテナ
22 受信信号処理部
30 BS受信システム
31 BSアンテナ(パラボラアンテナ)
32 BS−RF受信機
40 参照信号生成部
45 GPS受信機
46 データ記憶部
47 通信部
50 相関算出部
55 干渉推定部
60 制御部
65 入出力部
66 入力部
70 基地局
80 通信端末
90 放送衛星
110 制御部
111,121 GPS受信機
112,122 データ記憶部
113,123 出力部
210 指向方向可変装置
230 受信信号処理部
Claims (14)
- 通信端末と基地局との間の無線通信における干渉を測定する干渉測定システムであって、
通信端末と基地局との間で送受信される所望信号と該所望信号に干渉する干渉信号とを含む第1周波数帯の無線信号を受信する第1受信手段と、
前記第1周波数帯の干渉信号に周波数変換される前の第2周波数帯の無線信号を受信する第2受信手段と、
前記第2周波数帯の受信信号を周波数変換して前記第1周波数帯の参照信号を生成する参照信号生成手段と、
前記第1周波数帯の受信信号と前記第1周波数帯の参照信号とに基づいて、前記第1周波数帯の干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定する推定手段と、を備えたことを特徴とする干渉測定システム。 - 請求項1の干渉測定システムにおいて、
前記第1周波数帯の受信信号と前記第1周波数帯の参照信号との間の相関値を算出する相関算出手段を備え、
前記推定手段は、前記相関値の算出結果に基づいて、前記第1周波数帯の干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定することを特徴とする干渉測定システム。 - 請求項1又は2の干渉測定システムにおいて、
前記第1受信手段で受信される第1周波数帯の無線信号は、周波数オフセット及び遅延時間の少なくとも一つが互いに異なる複数の干渉信号を含み、
前記推定手段は、前記周波数オフセットごとに又は前記遅延時間ごとに、前記干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定することを特徴とする干渉測定システム。 - 請求項3の干渉測定システムにおいて、
前記複数の干渉信号の電力の値の総和又は前記複数の干渉信号の総数を求める演算手段を更に備えたことを特徴とする干渉測定システム。 - 請求項1乃至4のいずれかの干渉測定システムにおいて、
前記第1周波数帯の無線信号の受信位置の絶対位置情報を取得する受信位置情報取得手段と、
前記第1周波数帯の無線信号の受信結果に基づいて該無線信号に含まれる干渉信号の受信方向の方位を推定する受信方位推定手段を、
前記第1周波数帯の干渉信号の遅延時間を推定し、その推定結果を基づいて前記第1周波数帯の無線信号の受信位置と干渉信号との間の伝搬距離を推定する伝搬距離推定手段と、
前記受信位置の絶対位置情報と前記受信方向の方位の推定結果と前記伝搬距離の推定結果とに基づいて、前記干渉信号の発生源の絶対位置を推定する位置推定手段と、を更に備えたことを特徴とする干渉測定システム。 - 請求項5の干渉測定システムにおいて、
前記第1受信手段は、水平面内に単一指向性のある受信アンテナと、該アンテナの回転軸を回転させる回転台と、該回転台を回転駆動する回転駆動装置と、を有し、 前記受信方位推定手段は、前記アンテナの回転軸の回転角度の情報と基準方向の方位情報とに基づいて、前記第1周波数帯の無線信号に含まれる干渉信号の受信方向の方位を推定することを特徴とする干渉測定システム。 - 請求項5の干渉測定システムにおいて、
前記第1受信手段は、水平面において配置された複数のアンテナ素子と、該複数のアンテナ素子それぞれの受信信号の位相を互いに独立に変化させることができる可変位相器と、各可変位相器の位相を制御する位相制御装置とを有するフェイズドアレイアンテナを用いて構成され、
前記受信方位推定手段は、前記複数の可変位相器それぞれの位相と前記フェイズドアレイアンテナの基準方向の方位情報とに基づいて、前記第1周波数帯の無線信号に含まれる干渉信号の受信方向の方位を推定することを特徴とする干渉測定システム。 - 請求項1乃至7のいずれかの干渉測定システムにおいて、
前記第1受信手段で受信した第1周波数帯の無線信号の受信データと時刻情報と受信位置の絶対位置情報とを互いに対応付けて記憶する第1記憶手段と、
前記参照信号生成手段で生成した第1周波数帯の参照信号のデータと時刻情報とを互いに対応付けて記憶する第2記憶手段と、を備え、
前記推定手段は、前記第1記憶手段に記憶されている第1周波数帯の無線信号の受信データと、前記第2記憶手段に記憶されている第1周波数帯の参照信号と、前記時刻情報とに基づいて、受信位置毎に前記第1周波数帯の干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定することを特徴とする干渉測定システム。 - 請求項1乃至8のいずれかの干渉測定システムにおいて、
前記推定の結果又は前記演算の結果を出力する出力手段を更に備えたことを特徴とする干渉測定システム。 - 請求項1乃至9のいずれかの干渉測定システムにおいて、
前記第1周波数帯の無線信号は、前記通信端末から送信された1.5GHz帯の無線信号であり、
前記第2周波数帯の無線信号は、放送衛星から送信された11GHz帯の無線放送信号である
ことを特徴とする干渉測定システム。 - 請求項1乃至10のいずれかの干渉測定システムにおいて、
前記第1周波数帯の無線信号に含まれる干渉信号は、無線放送信号を中間周波数の信号に変換する周波数変換装置及びその中間周波数の信号を増幅する増幅装置の少なくとも一方の装置から漏洩した漏洩信号であることを特徴とする干渉測定システム。 - 通信端末と基地局との間の無線通信における干渉を測定する干渉測定方法であって、
通信端末と基地局との間で送受信される所望信号と該所望信号に干渉する干渉信号とを含む第1周波数帯の無線信号を受信するステップと、
前記第1周波数帯の干渉信号に周波数変換される前の第2周波数帯の無線信号を受信するステップと、
前記第2周波数帯の受信信号を周波数変換して前記第1周波数帯の参照信号を生成するステップと、
前記第1周波数帯の受信信号と前記第1周波数帯の参照信号とに基づいて、前記第1周波数帯の干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定するステップと、を含むことを特徴とする干渉測定方法。 - 請求項12の干渉測定方法において、
前記第1周波数帯の無線信号の受信位置の絶対位置情報を取得するステップと、
前記第1周波数帯の無線信号の受信結果に基づいて該無線信号に含まれる干渉信号の受信方向の方位を推定するステップと、
前記第1周波数帯の干渉信号の遅延時間を推定し、その推定結果に基づいて前記第1周波数帯の無線信号の受信位置と干渉信号との間の伝搬距離を推定するステップと、
前記受信位置の絶対位置情報と前記受信方向の方位の推定結果と前記伝搬距離の推定結果とに基づいて、前記干渉信号の発生源の絶対位置を推定するステップと、を含むことを特徴とする干渉測定方法。 - 請求項12又は13の干渉測定方法において、
前記受信した第1周波数帯の無線信号の受信データと時刻情報と受信位置の絶対位置情報とを互いに対応付けて記憶するステップと、
前記生成した第1周波数帯の参照信号のデータと時刻情報とを互いに対応付けて記憶するステップと、を含み、
前記記憶した第1周波数帯の無線信号の受信データと、前記記憶した第1周波数帯の参照信号と、前記時刻情報とに基づいて、受信位置毎に前記第1周波数帯の干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定することを特徴とする干渉測定方法。
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