JP5507642B2 - 干渉測定システム及び干渉測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信端末と基地局との間で無線通信における干渉を測定する干渉測定システム及び干渉測定方法に関するものである。

従来、通信端末から送信された無線信号を受信するときの受信信号に含まれる干渉信号を抑圧することにより、通信端末との間で良好な通信品質を得る基地局が知られている。例えば、既知信号（例えばＣＤＭＡ方式におけるパイロットシンボル）から干渉レプリカ信号を生成し、生成した干渉レプリカ信号を受信信号から減算する基地局が知られている（例えば、特許文献１参照）。この基地局では、隣接する基地局からの干渉信号や、同じ基地局セル内に存在している受信希望対象以外の通信端末からの干渉信号を抑圧することができる。

上記従来の基地局で抑圧している干渉信号は、隣接する基地局からの干渉信号や同じ基地局セル内に存在している通信端末からの干渉信号のように、通信端末と基地局との無線通信ネットワークで送受信される無線信号である。そのため、前述の既知信号（例えばＣＤＭＡ方式におけるパイロットシンボル）を用いて干渉信号の抑圧を行うことができると考えられる。しかしながら、基地局で受信する受信信号には、上記無線通信ネットワークで送受信される無線信号以外の予測が難しい他の干渉信号が含まれる場合がある。そこで、本願発明者が、このような他の干渉信号について調べたところ、以下に示すように、放送衛星から送信されている無線放送波に起因した干渉信号が存在することがわかった。図１２において、通常、放送衛星９０からの無線放送波ｄ_ＲＦの周波数帯は１１ＧＨｚ帯であるので、通信端末８０から送信された１．５ＧＨｚ帯の無線信号ｘ_ＭＳに干渉することはないと考えられる。ところが、放送衛星９０からの放送波ｄ_ＲＦをＢＳ受信システム９５で受信した受信信号（ＢＳ−ＲＦ信号）は、基本的にパラボラアンテナ９６に搭載されている受信装置９７に組み込まれている周波数変換装置（ＬＮＢ：Low Noise Block Converter）で中間周波数（ＢＳ−ＩＦ）の信号に変換され（以下、ＬＮＢによって中間周波数（ＢＳ−ＩＦ）に変換された信号を「ＬＮＢによるＢＳ−ＩＦ信号」という。）、同軸ケーブル９８を介して、図示しない放送受信装置に伝送される。また、ＬＮＢによるＢＳ−ＩＦ信号は、同軸ケーブル９８の伝送損失や集合住宅で受信信号を分配するときの分配損失などが考慮され、そのアンテナ９６の近くに設けられた増幅装置（ブースタ）９９によって増幅される場合がある（以下、ブースタ９９で増幅された信号を「ブースタによるＢＳ−ＩＦ信号」という。）。ＬＮＢによるＢＳ−ＩＦ信号やブースタによるＢＳ−ＩＦ信号は、通信端末８０と干渉測定システム１００との間で送受信される移動通信システムの無線信号ｘ_ＭＳ，ｘ_ＢＳと同じ１．５ＧＨｚ帯にある。例えば、ＢＳ２１チャネルのＢＳ−ＲＦ信号から変換されるＢＳ−ＩＦ信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}は、通信端末８０から干渉測定システム１００に送信される１．５ＧＨｚ帯上り回線の無線信号ｘ_ＭＳと同じ周波数帯にある。また、ＢＳ２３チャネルのＢＳ−ＲＦ信号から変換されるＢＳ−ＩＦ信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}は、干渉測定システム１００から通信端末８０に送信される１．５ＧＨｚ帯下り回線の無線信号ｘ_ＢＳと同じ周波数帯にある。そのため、これらの装置９７、９９の電波遮蔽（シールド）が不足したり、同軸ケーブル９８のコネクタとの接続ミスがあったりすると、周波数変換後の中間周波数の信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}が電波として空間に漏洩し、その漏洩した電波が干渉測定システム１００や通信端末８０に受信されて干渉信号となることがわかった。このような干渉の発生の状況を把握するため、通信端末と基地局との間で通信している中で、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や振幅を測定することが課題となっている。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、通信端末と基地局との間で通信している中で、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干渉測定システム及び干渉測定方法を提供することである。

本発明に係る干渉測定システムは、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、を備える。
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。

また、前記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してもよい。
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。

また、前記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ものであってもよい。
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。

また、前記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を行う演算手段を更に備えてもよい。
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、を更に備えてもよい。
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してもよい。この干渉測定システムによれば、単一指向性のアンテナを回転させるという簡易な構成で、第１周波数帯の干渉信号の受信方向の方位を推定できる。ここで、前記受信方位推定手段は、前記回転軸の回転角度毎に前記第１周波数帯の無線信号を受信し、その受信結果に基づいて複数の干渉信号の電力を推定し、その干渉信号の電力を推定できた複数の回転角度の方位を、各干渉信号の受信方向の方位として推定してもよい。
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。

前記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してもよい。
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。

また、前記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てもよい。この干渉測定システムによれば、前記第１周波数帯の干渉信号の電力等の把握が容易になる。

また、前記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ってもよい。この干渉測定システムでは、１．５ＧＨｚ帯の無線信号とは周波数帯が異なる１１ＧＨｚ帯の無線放送信号から周波数変換された１．５ＧＨｚ帯の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。

また、前記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ってもよい。この干渉測定システムでは、無線放送波の受信信号を周波数変換した中間周波数の信号を増幅するブースタから漏洩した周波数変換後の信号による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。

本発明によれば、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、第１周波数帯に含まれる干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定する。これにより、通信端末と基地局との間で通信している中で、通信端末と基地局との間で送受信される第１周波数帯の受信信号とは周波数帯が異なる第２周波数帯の無線信号から周波数変換されて発生した第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測定することができる、という効果を奏する。

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の無線信号ｘ_ＭＳ，ｘ_ＢＳ及びＢＳ受信システムからの干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の様子を示す説明図。 本発明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。 通信端末と基地局との間で送受信される移動通信システムの無線信号ｘ_ＭＳ（ｘ_ＢＳ）と干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}とを含む受信信号ｘ（ｔ）の周波数スペクトルを模式的に示す説明図。 本実施形態の干渉測定システムにおけるＢＦ−ＩＦ干渉信号の測定アルゴリズムの一例を示すフローチャート。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、振幅の大きさが閾値以上である複数のＢＳ−ＩＦ干渉信号を例示する説明図。 実施例２の干渉信号探索処理において振幅の大きさ順に並べたＢＳ−ＩＦ干渉信号を示す説明図７ 実施例３の干渉信号探索処理における干渉信号の探索の様子を示す説明図。 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。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図８の実施形態において使用可能なアンテナの一構成例を示す説明図。（ｃ）はアンテナの指向方向の角度θの説明図。 ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の発生源の推定アルゴリズムの一例を示すフローチャート。 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。 従来の基地局における課題を説明するための説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
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ｘ_ＭＳ，ｘ_ＢＳ及びＢＳ受信システムからの干渉信号ｘ_{ＢＳ−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ｄ_ＲＦを受信している例を示している。

図１において、家庭、オフィス、各種施設などに設置されたＢＳ受信システム９５は、パラボラアンテナ９６、受信装置９７及び増幅装置（ブースタ）９９を備え、同軸ケーブル９８を介して図示しない放送受信装置に接続されている。放送衛星９０から送信されている１１ＧＨｚ帯（第２周波数帯）の無線放送波ｄ_ＲＦ（ＢＳ２１ｃｈ，ＢＳ２３ｃｈ）を受信した受信信号（ＢＳ−ＲＦ信号）は、受信装置９７に組み込まれている周波数変換装置（ＬＮＢ）で中間周波数のＢＳ−ＩＦ信号に変換される。このＢＳ−ＩＦ信号は、移動通信システムの無線信号ｘ_ＭＳ，ｘ_ＢＳと同じ１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）にある。例えば、ＢＳ２１チャネルのＢＳ−ＲＦ信号から変換されるＢＳ−ＩＦ信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}は、通信端末８０から基地局７０に送信される１．５ＧＨｚ帯上り回線の無線信号ｘ_ＭＳと同じ周波数帯にあり、無線信号ｘ_ＭＳに対する干渉信号となる。また、ＢＳ２３チャネルのＢＳ−ＲＦ信号から変換されるＢＳ−ＩＦ信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}は、干渉測定システム１００から通信端末８０に送信される１．５ＧＨｚ帯下り回線の無線信号ｘ_ＢＳと同じ周波数帯にあり、無線信号ｘ_ＢＳに対する干渉信号となる。

以下に示す本発明の一実施形態に係る干渉測定システム１０は、基地局７０を含む移動通信システムの運用中に、１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）の受信信号に含まれるＢＳ受信システム９５からの干渉信号（ＢＳ−ＩＦ信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}）の電力及び振幅の少なくとも一方を測定するものである。また、他の実施形態に係る干渉測定システム１０、上記干渉信号（ＢＳ−ＩＦ信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}）の電力等の測定結果に基づいて、その干渉信号の発生源の位置を推定するものである。

〔実施形態１〕
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。

１．５ＧＨｚ帯受信部２０は、第１周波数帯（１．５ＧＨｚ帯）の無線信号ｘ（ｔ）を受信する。例えば図示のように、アンテナ２１と、ダウンコンバータ（ＤＣ）２２１及びアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）２２２を有する受信信号処理部２２とを備え、離散的な受信信号ｘ（ｉ）を出力することができる。

１．５ＧＨｚ帯受信部２０で受信される第１周波数帯（１．５ＧＨｚ帯）の受信信号ｘは、図３に例示するように、基地局７０と通信端末８０との間で送受信される所望信号である無線信号（以下、適宜「移動体通信信号」という。）ｘ_ＭＳ，ｘ_ＢＳと複数のＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}とを含む。この複数のＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}はそれぞれ、家庭、オフィス、各種施設などに設置された衛星放送受信システムの中間周波数の漏れ電波に起因した干渉信号である。家庭などに設置されたＢＳ受信システムの増幅器（以下「ＢＳブースタ」という。）は、第１周波数帯と同じ周波数となるＢＳ−ＩＦ信号を増幅する。このＢＳブースタの電波遮蔽（シールド）が不足したり、ＢＳブースタと同軸ケーブルのコネクタとの接続ミスがあったりすると、ＢＳブースタからＢＳ−ＩＦ信号が電波として空間に漏洩する場合がある。各ＢＳブースタから漏洩した電波はそれぞれ異なる伝送経路を経由するため、遅れ時間及び強度が互いに異なる複数の無線信号として干渉測定システム１０に到達する。また、家庭などに設置されたＢＳ受信システムのＢＳアンテナが受信した無線信号（ＢＳ−ＲＦ信号）を中間周波数の信号（ＢＳ−ＩＦ信号）に変換する際、中間周波数に変換するための局部発信機の周波数偏差に起因する周波数オフセットを生じる。このように遅れ時間、強度及び周波数が互いに異なる複数の漏れ電波からなる無線信号が、第１周波数帯の受信信号ｘに含まれるＢＦ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}として、１．５ＧＨｚ帯受信部２０で受信される。

１．５ＧＨｚ帯受信部２０のアンテナ２１を介して受信された第１周波数帯の受信信号ｘ_０（ｔ）は、受信信号処理部２２で処理される。受信信号処理部２２では、受信信号ｘ_０（ｔ）が、ダウンコンバータ（ＤＣ）２２１で所定の周波数に周波数変換された後、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）２２２により時間間隔ΔＴでサンプリングされてデジタル信号からなる受信信号ｘ（ｉ）に変換される。ここで、ｉはサンプリングの順番を表す自然数である。また、サンプリングの時間間隔ΔＴは一般に移動通信システムにおける無線信号のシンボル長（＝１／無線伝送帯域幅）の１／２または１／４程度の時間を設定すれば十分である。デジタル信号に変換された離散的な受信信号ｘ（ｉ）は相関算出部５０に送られ、後述の参照信号との間の相関値の算出に用いられる。

なお、１．５ＧＨｚ帯受信部２０のアンテナ２１と受信信号処理部２２との間には、アンテナ２１で受信された第１周波数帯の受信信号ｘ_０（ｔ）を増幅する高周波増幅部を設けてもよい。

ＢＳ受信システム３０は、前記第１周波数帯（１．５ＧＨｚ帯）の無線信号ｘ（ｔ）が受信されているときに、その第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）の無線信号である衛星放送ＢＳの無線信号（電波）ｄ_ＲＦ（ｔ）を受信する。また、ＢＳ受信システム３０は、前記受信信号ｘ（ｉ）との間の相関値を算出するときに用いられる参照信号を生成する参照信号生成手段としても機能する。

ＢＳ受信システム３０としては、例えば図２に示すように、アンテナ本体であるパラボラアンテナからなるＢＳアンテナ３１と、そのＢＳアンテナ３１に搭載されているＢＳ−ＲＦ受信機３２とを備えた、既存のＢＳ受信システムを用いることができる。ＢＳ−ＲＦ受信機３２は、第２周波数帯（１１ＧＨｚ帯）の受信信号ｄ_ＲＦ（ｔ）を周波数変換して第１周波数帯（１．５ＧＨｚ帯）の信号ｄ_０（ｔ）を生成するＬＮＢ（Low Noise Block Converter）を有する。ＢＳ−ＲＦ受信機３２から出力された信号ｄ_０（ｔ）は同軸ケーブルを介して参照信号処理部４０に送られる。以下、ＢＳ−ＲＦ受信機３２で中間周波数ＢＳ−ＩＦに周波数変換した信号ｄ_０（ｔ）を、「ＢＳ−ＩＦ参照信号ｄ_０（ｔ）」または単に「参照信号ｄ_０（ｔ）」と称する。

参照信号処理部４０は、例えば図示のように、ダウンコンバータ（ＤＣ）４０１とアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）４０２とを備え、離散的な参照信号ｄ（ｉ）を出力することができる。ＢＳ受信システム３０から出力された参照信号ｄ_０（ｔ）は、ダウンコンバータ（ＤＣ）４０１で所定の周波数に周波数変換された後、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）４０２により時間間隔ΔＴでサンプリングされてデジタル信号からなる離散的な参照信号ｄ（ｉ）に変換される。ここで、ｉはサンプリングの順番を表す自然数である。

なお、図２の例では、前記第２受信手段及び参照信号生成手段として、ＢＳアンテナ３１とＬＮＢ内蔵のＢＳ−ＲＦ受信機３２とを有する既存のＢＳ受信システム３０を用いた例について示しているが、この構成に限定されるものではない。例えば、ＢＳアンテナ３１についてのみ既存のパラボラアンテナを用い、ＢＳ−ＲＦ受信機及び周波数変換器（ＬＮＢ）については、高い周波数安定度を有する個別の装置を用いるように構成してもよい。また、前記第２受信手段及び参照信号生成手段は、既存のパラボラアンテナを含まないで、高い周波数安定度を有する個別の装置として構成したＢＳ−ＲＦ受信機及び周波数変換器（ＬＮＢ）を含むように構成してもよい。

相関算出部５０は、１．５ＧＨｚ帯受信部２０の受信信号処理部２２から出力された１．５ＧＨｚ帯の受信信号ｘ（ｉ）と、参照信号処理部４０から出力された１．５ＧＨｚ帯の参照信号ｄ（ｉ）とに基づいて、受信信号ｘ（ｉ）と参照信号ｄ（ｉ）の間の相関値を算出する。例えば、相関算出部５０は、所定のアルゴリズムに基づいて、受信信号ｘ（ｉ）と参照信号ｄ（ｉ）と所定のパラメータとを含む相関関数を計算し、受信信号ｘ（ｉ）と参照信号ｄ（ｉ）との間の相関値を算出する。

干渉推定部５５は、相関算出部５０で得られた相関値の算出結果に基づいて、１．５ＧＨｚ帯の受信信号ｘに含まれるＢＦ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力及び振幅を推定する。

制御部６０は、相関算出部５０、干渉推定部５５、入出力部等に接続され、各部を制御したり、各部との間で各種パラメータや入出力データを送受信したりする。また、制御部６０は、干渉推定部５５で推定して得られたＢＦ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力及び振幅について各種統計処理などの演算処理を行う演算手段としても機能する。例えば、制御部６０は、複数のＢＦ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力の値の総和や複数のＢＦ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の総数を求める演算を行う。

また、入出力部６５は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置やキーボード等の入力装置を備え、利用者による各種操作を受け付けたりすることができる。また、入出力部６５は、干渉推定部５５で推定して得られたＢＦ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力や振幅の測定結果（推定結果）や、制御部６０で得られた各種統計の演算結果を出力することができる。

前記相関算出部５０、干渉推定部５５及び制御部６０の全体又は一部は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）、外部記憶装置、各種インターフェースなどを備えたコンピュータ装置を用いて構成することできる。上記各部５０，５５，６０の機能は、コンピュータ装置に所定のプログラムを読み込んで実行することにより実現することができる。また、相関算出部５０、干渉推定部５５及び制御部６０は、それらの一部を特定の用途向けに設計された半導体集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）等の電子部品で構成してもよい。

図４は、上記構成の干渉測定システム１０におけるＢＦ−ＩＦ干渉信号の測定アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
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ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}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ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}をｆｍｉｎ＜ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}＜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ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}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ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}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＜ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}＜ｆｍａｘ、τｍｉｎ＜τ＜τｍａｘの範囲で上記相関値の算出を行う。

次に、干渉推定部５５により、各組の周波数オフセットｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}及び伝搬遅延時間τについて算出した相関値の算出結果に基づいて、ＢＳ−ＩＦ干渉信号の振幅ｒ及びその電力│ｒ│^２を推定する。例えば、相関算出部５０で算出された複数の相関値│ｒ│^２それぞれと予め設定したしきい値Ｌ_ｔｈとを比較する。この比較結果に基づいて、│ｒ│^２≧Ｌ_ｔｈとなる１組又は複数組の周波数オフセットｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}及び伝搬遅延時間τを選択する（ステップ１０２）。そして、選択した１組又は複数組の周波数オフセットｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}及び伝搬遅延時間τに対応する相関値ｒ及び│ｒ│^２をそれぞれＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の振幅及び電力として推定する（ステップ１０３）。

次に、制御部６０により、上記干渉推定部５５で推定されたＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力│ｒ│^２の値（必要に応じて、振幅の値ｒ）を、その値が算出されたときの周波数オフセットｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}及び伝搬遅延時間τの各データに対応付けて保存する（ステップ１０４）。

次に、制御部６０により、上記保存されたＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の推定結果のデータを入出力部６５に出力する（ステップ１０５）。この出力は、例えば、図５（ａ）に示すようにＸ軸を周波数オフセットｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}、Ｙ軸を伝搬遅延時間τ、Ｚ軸を振幅の大きさ│ｒ│や電力│ｒ│^２とした３次元表示で行う。また、図５（ｂ）に示すようにＸ軸を周波数オフセットｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}、Ｙ軸を伝搬遅延時間τとした２次元上に、ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の位置を表示するようにしてもよい。

また、制御部６０により、上記保存されたＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の推定結果のデータについて各種統計処理を行ってもよい。例えば、上記干渉推定部５５で推定された複数のＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力を加算して総和を求めたり、複数のＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の総数を演算したりする。また、上記干渉推定部５５で推定された複数のＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}それぞれに対応する伝搬遅延時間τと光速ｃ（≒３０００００ｋｍ／ｓ）とを用いて、各ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の発生源から干渉測定システム１０の受信位置までの伝搬距離（=τ×c）を算出してもよい。また、これらの統計処理や伝搬距離の演算結果は、上記入出力部６５に出力してもよい。

次に、本実施形態に係る干渉測定システム１０における干渉信号探索処理のより具体的な実施例について説明する。

〔干渉信号探索処理の実施例１〕
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ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の振幅及び電力として推定する。

ＢＳ−ＩＦ干渉信号の電力を推定するには、受信信号ｘ_０（ｔ）に含まれる複数のＢＳ−ＩＦ干渉信号それぞれの周波数オフセットｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}、遅延時間τ、位相を含む振幅である複素振幅を推定する必要がある。特に、ＢＳ−ＩＦ干渉信号の周波数オフセットｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}の値はＢＳ−ＩＦ干渉信号の発生源であるＢＳブースタ（ＢＳ受信機）ごとに大きくばらついている。

そこで、本実施例１では、まず、ＢＳ−ＩＦ干渉信号の周波数オフセットｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}と遅延時間τと複素振幅とを推定する。今、干渉測定システム１０で受信した移動体通信信号とＢＳ−ＩＦ干渉信号とを含む受信信号を、時間ｔの関数としてｘ_０（ｔ）とおく。受信信号ｘ_０（ｔ）は、ダウンコンバータ（ＤＣ）２２１で所定の周波数に周波数変換された後、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）２２２により時間間隔ΔＴでサンプリングされてデジタル信号からなる受信信号ｘ（ｉ）に変換される。ここで、ｉはサンプリングの順番を表す自然数である。また、サンプリングの時間間隔ΔＴは一般に無線信号のシンボル長（＝１／無線伝送帯域幅）の１／２または１／４程度の時間を設定すれば十分である。

一方、干渉測定システム１０に設けられたＢＳアンテナ３１で受信した第２周波数帯（１１ＧＨｚ帯）のＢＳ受信信号ｄ_ＲＦ（ｔ）を周波数変換した第１周波数帯（１．５ＧＨｚ帯）のＢＳ−ＩＦ信号を、時間ｔの関数として参照信号ｄ_０（ｔ）とおく。参照信号ｄ_０（ｔ）は、ダウンコンバータ（ＤＣ）４０１で所定の周波数に周波数変換された後、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）４０２により時間間隔ΔＴでサンプリングされてデジタル信号からなる参照信号ｄ（ｉ）に変換される。ここで、ｉはサンプリングの順番を表す自然数である。

参照信号ｄ（ｉ）を基に周波数オフセットしたＢＳ−ＩＦ干渉信号を検出する。そのために、まず、受信した参照信号ｄ（ｉ）に対して、周波数オフセット量ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}を周波数間隔Δｆで離散化した値だけ周波数オフセットした参照信号をｄ_ｏｆｆ（ｉ，ｍ）とおくと、ｄ_ｏｆｆ（ｉ，ｍ）は次式（１）で表せる。ここで、式（１）中の「ｊ」は虚数（√−１）を表し、「ｍ」はΔｆで離散化した周波数オフセットの順番を表す自然数である。また、「ｍΔｆ」は離散化した周波数オフセット量である。

次に、周波数オフセットした参照信号ｄ_ｏｆｆ（ｉ，ｍ）と受信信号ｘ₀（ｉ）との相関を取ることにより、ＢＳ−ＩＦ干渉信号を検出する。今、ｎだけ時間をずらした参照信号をｄ_ｏｆｆ（ｉ−ｎ，ｍ）とおく。受信信号ｘ_０（ｉ）と参照信号ｄ_ｏｆｆ（ｉ−ｎ，ｍ）との相関計算値をｒ（ｎ，ｍ）とおくと、ｒ（ｎ，ｍ）は次式（２）で表せる。ここで、式（２）中の「^＊」は複素共役を表し、「Ｎ_ｓ」は相関計算に用いるデータ数である。

今、ｎの範囲をＮ_ｍｉｎ〜Ｎ_ｍａｘとし、ｍの範囲をＭ_ｍｉｎ〜Ｍ_ｍａｘとすると、（Ｎ_ｍａｘ−Ｎ_ｍｉｎ＋１）×（Ｍ_ｍａｘ−Ｍ_ｍｉｎ＋１）通りの相関計算が行われる。そして、計算した相関値ｒ（ｎ，ｍ）の大きさ｜ｒ（ｎ，ｍ）｜を予め設定している閾値Ｌ_ｔｈと比較し、次式（３）に示すように閾値Ｌ_ｔｈ以上あるｒ（ｎ，ｍ）をＢＳ−ＩＦ干渉信号の複素振幅とする。

今、閾値Ｌ_ｔｈ以上となった複数のＢＳ−ＩＦ干渉信号の数をＫ_ｍａｘとし、その複数のＢＳ−ＩＦ干渉信号の大きさを大きい順番に並べ、ｋ番目の大きさとなるＢＳ−ＩＦ干渉信号の複素振幅をｒ（ｎ_ｋ、ｍ_ｋ）とおく。この場合、ｒ（ｎ_ｋ、ｍ_ｋ）がｋ番目のＢＳ−ＩＦ干渉信号の複素振幅となり、次に示す３つの要素を持つ。
遅延時間τ：ｎ_ｋΔＴ
周波数オフセットｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}：ｍ_ｋΔｆ
振幅：ｒ（ｎ_ｋ、ｍ_ｋ）

なお、前述の図５では、周波数オフセット及び遅延時間の座標空間において、振幅がｒ（ｎ_１、ｍ_１）、ｒ（ｎ_２、ｍ_１）、ｒ（ｎ_３、ｍ_２）、ｒ（ｎ_４、ｍ_２）、ｒ（ｎ_４、ｍ_３）、ｒ（ｎ_５、ｍ_３）で表された、閾値Ｌ_ｔｈ以上の振幅を有する６個のＢＳ−ＩＦ干渉信号が例示されている。

〔干渉信号探索処理の実施例２〕
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（ｎ_ｋ、ｍ_ｋ）｜が閾値Ｌ_ｔｈ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。

〔干渉信号探索処理の実施例３〕
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。

本実施例３において、周波数オフセット量ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}の最大範囲をｆ_ｗｉｄｅとすると、周波数間隔Δｆで離散化して探索する場合、Ｎ_ｍａｘ＝ｆ_ｗｉｄｅ／Δｆが探索回数となる。また、遅延時間の最大範囲をＴ_ｗｉｄｅとすると、時間間隔ΔＴで離散化して探索する場合、Ｍ_ｍａｘ＝Ｔ_ｗｉｄｅ／ΔＴが探索回数となる。従って、Ｎ_ｍａｘ×Ｍ_ｍａｘが総探索回数となる。

また、一回当たりの相関計算の処理時間は、その計算に用いるデータ数Ｎ_ｓに比例する。従って、Ｎ_ｍａｘ×Ｍ_ｍａｘ×Ｎ_ｓの計算が必要となる。Ｎ_ｍａｘ、Ｍ_ｍａｘ、Ｎ_ｓを大きくすればする程、ＢＳ−ＩＦ干渉信号の検出精度は向上する。しかし、その分、処理時間が増大し、処理遅延が大きくなる。その結果、ＢＳ−ＩＦ干渉信号の検出が遅くなる。

そこで、本実施例３では、まず、次に示すように周波数間隔Δｆ、時間間隔ΔＴ、相関計算のデータ数Ｎ_ｓを複数設定する。そして、それらの値を適応的に変える。
周波数間隔：Δｆ＝Δｆ_１、Δｆ_２、−−−。但し、（Δｆ_１＞Δｆ_２＞−−−−）
時間間隔：ΔＴ＝ΔＴ_１、ΔＴ_２、−−−。但し、（ΔＴ_１＞Δｆ_２＞−−−−）
相関計算のデータ数：Ｎ_ｓ＝Ｎ_ｓ１、Ｎ_ｓ２、−−−。但し、（Ｎ_ｓ１＜ Ｎ_ｓ２＜−−−−）

ここで、周波数間隔Δｆ、及び時間間隔ΔＴを大きく設定し、相関計算のデータ数Ｎ_ｓを少なく設定する。具体的には、周波数間隔をΔｆ_１、時間間隔ΔＴ_１、相関計算のデータ数をＮ_ｓ１と設定して、相関値を計算し、その振幅を閾値Ｌ_ｔｈと比較して、次式（４）及び（５）に示すように閾値Ｌ_ｔｈ以上となった場合には、そのｎ_１、ｍ_１の値にＢＳ−ＩＦ干渉信号があると仮判定し、そのときの周波数オフセット値ｎ_１Δｆ_１、遅延時間ｍ_１ΔＴ_１を記録する。

次に、図７及び次式（６）、（７）に示すように、記録した周波数オフセット値ｎ_１Δｆ_１、遅延時間ｍ_１ΔＴ_１の周辺をΔｆ_１より小さい周波数間隔Δｆ_２、ΔＴ_１より小さい時間間隔ΔＴ_２、またＮ_ｓ１より大きい相関計算のデータ数Ｎ_ｓ２で、相関値を計算する。

但し、上記式（６）、（７）中のｎ_２、ｍ_２は、次式（８）に示すように記録した周波数オフセット値ｎ_１Δｆ_１、遅延時間ｍ_１ΔＴ_１の近辺領域に限定する。

ここで、Δｆ_ｗ、ΔＴ_ｗは、探索範囲を限定するための周波数オフセット幅、遅延時間幅にそれぞれ相当する。このように探索範囲を限定することで、処理時間を短縮できる。また、一層小さい周波数間隔Δｆ_２、一層小さい時間間隔ΔＴ_２で探索することで、精度の高い周波数オフセット値、遅延時間が推定できること、並びに相関計算のデータ数Ｎ_ｓ２を大きくすることから、精度の高い振幅ｒ（ｎ_ｋ、ｍ_ｋ）を推定できる。その結果、ＢＳ−ＩＦ干渉信号のキャンセル効果が増大できる。

以上のように、本実施例３では、精度の高いＢＳ−ＩＦ干渉信号を高速に探索することができるとともに処理量の削減を図ることができる。なお、実施例３の説明では２通りの探索範囲限定の方法について示したが、３通り、４通りと同様の方法で探索範囲を限定することで、更なる処理時間を短縮と精度の高いｒ（ｎ_ｋ、ｍ_ｋ）の推定ができる。

〔実施形態２〕
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８において、本実施形態の干渉測定システム１０は、水平面内で１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）の無線信号に対する指向方向すなわち最大受信感度を有する方向を変化させることができるアンテナ２１と、そのアンテナ２１の指向方向を変化させる指向方向可変装置２１０と、ＧＰＳ受信機６６と、を備えている。ＧＰＳ受信機６６は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信して現在位置を出力することができ、１．５ＧＨｚ帯（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して用いられる。

また、図８において、制御部６０は、アンテナ２１で受信する１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）の無線信号の受信方向の方位を推定する受信方位推定手段、及び１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）のＢＳ−ＩＦ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伝搬距離推定手段としても機能する。更に、制御部６０は、ＧＰＳ受信機６６から取得される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、ＢＳ−ＩＦ干渉信号の遅延時間とに基づいて、ＢＳ−ＩＦ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しても機能する。

図９（ａ）は、図８の実施形態において使用可能なアンテナの一構成例を示す説明図である。本例は、１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）の無線信号に対する指向性Ｐｒの中心方向である指向方向Ｐｒｍａｘを水平面内で変化させるように回転可能な単一指向性のアンテナ２１１を用いた構成例である。図９（ａ）において、指向方向可変装置２１０は、上記水平面内に単一指向性のあるアンテナ２１１の回転軸２１１ａを回転させる回転台２１２と、その回転台２１２を回転駆動するモータやギアなどからなる回転駆動装置２１３とを用い、機械的に指向方向を変えるように構成されている。この回転駆動装置２１３を制御部６０から制御することにより、回転駆動装置２１３で回転駆動される回転台２１２上のアンテナ２１１の回転角度θを変化させ、アンテナ２１１の指向方向Ｐｒｍａｘの角度θを変化させることができる（図９（ｃ）参照）。また、本例において、受信方位推定手段として機能する制御部６０は、アンテナ２１１の回転角度（指向性の角度）θの情報と、回転角度θの基準となっている基準方向θ_０の方位情報とに基づいて、１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）の無線信号の受信方向の方位を推定することができる。

図９（ｂ）は、図８の実施形態において使用可能なアンテナの他の構成例を示す説明図である。本例は、水平面において円周状に配置された複数のアンテナ素子２１５を有するフェイズドアレイアンテナを用いて構成した例である。指向方向可変装置２１０は、複数のアンテナ素子２１５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２１６と、各可変位相器２１６の位相を制御する位相制御装置２１７とを用いて、電気的に指向方向を変えるように構成されている。各可変位相器２１６の位相は、複数のアンテナ素子２１５が全体として、１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）の無線信号に対して所定の指向方向を有するように調整することができる。従って、位相制御装置２１７を制御部６０から制御して各可変位相器２１６の位相を所定の位相に変化させることにより、複数のアンテナ素子２１５の全体による指向性Ｐｒの中心方向である指向方向Ｐｒｍａｘの角度θを所定の角度に設定することができる（図９（ｃ）参照）。また、本例において、受信方位推定手段として機能する制御部６０は、各可変位相器２１６の位相と、基準方向θ_０の方位情報とに基づいて、１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）の無線信号の受信方向の方位を推定することができる。

図１０は、図８の干渉測定システムにおけるＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の発生源の推定アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
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）。

次に、指向方向が上記所定の角度θに設定されたアンテナ２１で受信した１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）の無線信号の受信データｘ（ｉ）と、前記参照信号ｄ（ｉ）とに基づいて、ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力│ｒ（θ，ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}，τ）│^２又は振幅ｒと周波数オフセットｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}と伝搬遅延時間τとを推定する（ステップ２０２）。

次に、アンテナ２１の指向方向の角度θを０°〜３６０°の範囲で所定の角度間隔Δθ単位で変化させ、その角度間隔Δθごとに、ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力│ｒ（θ，ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}，τ）│^２（又はｒ）、周波数オフセットｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}及び伝搬遅延時間τの推定を繰り返す（ステップ２０３）。

次に、上記アンテナ２１の指向方向の角度θの全範囲０°〜３６０°について得られた伝搬遅延時間τに基づいて、上記１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）の無線信号の受信位置を原点としたＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の発生源の相対位置を算出する（ステップ２０４）。例えば、上記１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）の無線信号の受信位置を原点とした２次元の極座標上で相対位置（τ×ｃ、θ）を算出する。ここで「ｃ」は光速を表す。また、ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}が複数検出された場合は、各ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}発生源について相対位置を算出する。

次に、ＧＰＳ受信機６６より取得した干渉測定システムの絶対位置（東経、緯度）の情報と、前記相対位置の情報とに基づいて、ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の発生源の絶対位置を算出する（ステップ２０５）。ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}が複数検出された場合は、各ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}発生源について絶対位置を算出する。また、ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の発生源の絶対位置の算出結果は、例えば数値データとして出力したり、地図画像上に出力したりすることができる。

以上、実施形態２の干渉測定システムによれば、その干渉測定システムを車両に搭載して走行しながら、ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力│ｒ｜^２や振幅ｒだけでなく、そのＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の発生源を推定し、その推定結果を地図画像等に出力することができる。

なお、実施形態２の干渉測定システムにおいて、参照信号ｄ_０（ｔ）の生成に用いられる１１ＧＨｚ帯（第２周波数帯）の無線放送波ｄ_ＲＦ（ＢＳ２１ｃｈ，ＢＳ２３ｃｈ）を受信するＢＳ受信システム３０は、無線放送波ｄ_ＲＦを所定感度で受信できるように自動追尾する機能を有するように構成してもよい。この構成によれば、干渉測定システムを自動車などの車両に取り付けて移動しながらＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の発生源を測定する場合にも、無線放送波ｄ_ＲＦを常に感度よく受信して参照信号ｄ_０（ｔ）を適切に生成できる。従って、自動車などの車両で移動しながらＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の発生源をより確実に且つ精度よく推定することができる。

〔実施形態３〕
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。

本実施形態の干渉測定システムは、自動車などの移動可能な車両などに搭載される干渉電波測定装置１１と、固定配置される参照信号生成装置１２と、干渉測定本体装置１３とを、別々の装置として備えている。

干渉電波測定装置１１は、受信信号生成手段としての１．５ＧＨｚ帯受信部２０と、制御手段としての制御部１１０と、ＧＰＳ受信機１１１と、データ記憶部１１２と、出力部１１３とを備えている。制御部１１０は、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し、そのアンテナ２１の角度情報をデータ記憶部１１２に出力する。ＧＰＳ受信機１１１は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、時刻情報及び位置情報（経度、緯度、高度）を出力する。データ記憶部１１２は、１．５ＧＨｚ帯受信部２０で生成した１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）の無線信号の受信データｘ（ｉ）とＧＰＳ受信機６６から出力された時刻情報及び位置情報と制御部１１０から出力された角度情報とを互いに対応付けて記憶する第１記憶手段として機能する。出力部１１３は、データ記憶部１１２から読み出した複数組の受信データｘ（ｉ）と時刻情報と角度情報と位置情報とを、ＵＳＢメモリや光ディスク等の外部記憶媒体などに出力する。

参照信号生成装置１２は、参照信号生成手段としてのＢＳ受信システム３０と、参照信号処理部４０と、ＧＰＳ受信機１２１と、データ記憶部１２２と、出力部１２３とを備えている。ＧＰＳ受信機１２１は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、時刻情報を出力する。データ記憶部１２２は、ＢＳ受信システム３０及び参照信号処理部４０で生成した１．５ＧＨｚ帯（第１周波数帯）の参照信号のデータｄ（ｉ）と、ＧＰＳ受信機４５から出力された時刻情報とを互いに対応付けて記憶する第２記憶手段として機能する。出力部１２３は、データ記憶部１２２から読み出した複数組の参照信号のデータｄ（ｉ）と時刻情報とを、ＵＳＢメモリや光ディスク等の外部記憶媒体などに出力する。

干渉測定本体装置１３は、相関算出部５０と干渉推定部５５と制御部６０と入出力部６５と入力部６６とを備える。入力部６６は、干渉測定本体装置１３から離れた位置に配置されている干渉電波測定装置１１及び参照信号生成装置１２から出力された複数組の受信データｘ（ｉ）と参照信号のデータｄ（ｉ）と時刻情報と位置情報と角度情報とを、前記外部記憶媒体などから入力する入力手段として機能する。これら入力された各種データ及び情報は、ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力や発生源の推定に用いることができる。

本実施形態の干渉測定システムにおいて、干渉測定本体装置１３の相関算出部５０、干渉推定部５５及び制御部６０は、干渉電波測定装置１１及び参照信号生成装置１２の各データ記憶部１１２，１２２に記憶されている波形データ（複数組の時刻情報、受信データｘ（ｉ）及び参照信号のデータｄ（ｉ））や角度情報並びに位置情報を任意のタイミングで読み出し、受信位置毎にＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力（又は振幅）や発生源の絶対位置を推定することができる。

特に、本実施形態では、自動車などの車両に参照信号生成装置１２と干渉電波測定装置１１を同時に設置することなく、干渉電波測定装置１１を用いて走行しながら取得したデータと固定設置した参照信号生成装置１２で取得したデータを用いて、オフライン処理で干渉測定本体装置１３により受信位置毎にＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力などを測定することができる。

なお、図１１の実施形態において、干渉電波測定装置１１及び参照信号生成装置１２はそれぞれに無線通信等の送信手段を設け、干渉測定本体装置１３に無線通信などの受信手段を設け、干渉電波測定装置１１及び参照信号生成装置１２で記録したデータをそれぞれ干渉測定本体装置１３に無線通信等によって送信してもよい。干渉測定本体装置１３では、干渉電波測定装置１１及び参照信号生成装置１２それぞれから受信した上記各種データ及び情報を基にＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力（又は振幅）や発生源の絶対位置などを測定することができる。

以上、上記各実施形態によれば、第１周波数帯（１．５ＧＨｚ帯）の受信信号ｘ（ｉ）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ｄ（ｉ）とに基づいて、第１周波数帯に含まれる干渉信号の電力及び振幅の少なくとも一方を推定する。これにより、通信端末８０と基地局７０との間で通信している中で、通信端末８０と基地局７０との間で送受信される第１周波数帯の受信信号とは周波数帯が異なる第２周波数帯（ＢＳ放送の１１ＧＨｚ帯）の無線信号から周波数変換されて発生した第１周波数帯のＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の電力及び振幅の少なくとも一方を測定したり、ＢＳ−ＩＦ干渉信号ｘ_{ＢＳ−ＩＦ}の発生源の絶対位置を測定したりすることができる。

なお、上記各実施形態では、第１周波数帯が１．５ＧＨｚ帯であり、第２周波数帯がＢＳ放送の１１ＧＨｚ帯であり、家庭などに設置されたＢＳブースタ９１から漏洩した漏れ電波からなる無線信号が干渉信号となっている場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、本発明は、第１周波数帯の干渉信号の元になっている周波数変換前の第２周波数帯の無線信号を干渉測定システム１０で受信可能であれば、同様に適用することができ、同様な効果が得られるものである。
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。

１０ 干渉測定システム
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

特開２００１−２６７９４２号公報

Claims (15)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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を行う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。
5. 請求項４の干渉測定システムにおいて、
   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。
6. 請求項１乃至５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。
7. 請求項６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。
8. 請求項６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。
9. 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。
10. 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、
    前記推定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。
11. 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。
12. 請求項１乃至１１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。
13. 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。
14. 請求項１３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。
15. 請求項１３又は１４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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