JP7021273B2 - 信号処理装置とそのインデックス情報推測方法 - Google Patents

Description

本発明は、受信した信号を処理して信号中の情報を抽出する信号処理装置に関する。

受信した信号を処理して信号中の情報を抽出する信号処理装置として、例えば、受信した信号から同期信号を検出し、同期信号から情報を抽出する信号処理装置が知られている。

このような信号処理装置は、例えば、移動体通信システムの基地局の電波の伝播状態を測定する電波伝播測定装置などに組み込まれ、基地局の電波から同期信号を検出し、同期信号から情報を抽出して、解析や表示するようになっている。

第５世代移動通信システム（以下、「５Ｇ」ともいう）のＮＲ（New Radio technology）では、多数の端末との同時通信を実現するため、多数のアンテナ素子を用いて、ビームフォーミングと呼ばれる技術により電波をビーム状にして送信して、端末との無線伝播経路を空間的に多重化している。

特許文献１には、ビームフォーミングを用いる通信において、適切なビームの形成にかかる時間を低減することが記載されている。

国際公開第２０１７／１６４２２０号

ビームフォーミングでは、複数のビームが送信されるが、各ビームを識別するためにビームインデックスの情報が同期信号であるＳＳ（Synchronization Signals）／ＰＢＣＨ(Physical Broadcast CHannel)ブロックに含まれている。５Ｇのミリ波帯では、最大６４本のビームを出力することが規定されており、ゼロから６３までのビームインデックスが付与される。

ゼロから６３までのビームインデックスの情報は６bitの情報であるが、上位３bitと下位３bitの情報が分割されて送信される仕様となっている。上位３bitの情報は、ＰＢＣＨにコーディングされた情報に含まれている。下位３bitの情報は、ＰＢＣＨに含まれるＤＭＲＳ(DeModulation Reference Signal)に含まれている。

上位３bitの情報は、コーディングされた情報に含まれているため、情報の抽出にはＰＢＣＨデータのデコードが必要となる。

しかしながら、ＰＢＣＨデータのデコード処理は、ポーラ符号の復号を行なう必要があるなど難易度が高く、処理に時間がかかってしまう。

そこで、本発明は、デコードなどの処理負荷の高い処理を行なわなくてもインデックスの情報を取得でき、インデックスを求めるための処理時間を短縮することができる信号処理装置を提供することを目的としている。

本発明の信号処理装置は、受信信号に含まれる、所定のタイミングで送信され、それぞれインデックス情報が付与された複数の信号の、付与された前記インデックス情報を推測する信号処理装置であって、前記受信信号から前記複数の信号のタイミングと前記付与された前記インデックス情報の一部とを検出する無線信号処理部と、検出された前記複数の信号のタイミングと、検出された前記インデックス情報の一部とに基づいて前記付与された前記インデックス情報を推測する無線信号測定部とを備えるものである。

この構成により、複数の信号のタイミングと、インデックス情報の一部とに基づいてインデックス情報が推測される。このため、デコードなどの処理負荷の高い処理を行なわなくてもインデックスの情報を取得でき、インデックスを求めるための処理時間を短縮することができる。

また、本発明の信号処理装置において、前記無線信号測定部は、前記複数の信号の少なくとも１つの信号の前記検出された前記インデックス情報の一部と、前記検出された前記複数の信号のタイミングとに基づいて前記付与された前記インデックス情報を推測するものである。

この構成により、複数の信号の少なくとも１つの信号のインデックス情報の一部と、複数の信号のタイミングとに基づいてインデックス情報が推測される。このため、少ない情報でインデックスの情報を取得でき、インデックスを求めるための処理時間を短縮することができる。

また、本発明の信号処理装置において、前記複数の信号は、ＮＲのＳＳ／ＰＢＣＨブロックであり、前記インデックス情報は、ビームインデックスであるものである。

この構成により、ＮＲのＳＳ／ＰＢＣＨブロックのタイミングと、ビームインデックスの一部とに基づいてビームインデックスが推測される。このため、ＰＢＣＨのデコードを行なわなくてもビームインデックスの情報を取得でき、ビームインデックスを求めるための処理時間を短縮することができる。

また、本発明のインデックス情報推測方法は、受信信号に含まれる、所定のタイミングで送信され、それぞれインデックス情報が付与された複数の信号の、付与された前記インデックス情報を推測するインデックス情報推測方法であって、前記受信信号から前記複数の信号のタイミングと前記付与された前記インデックス情報の一部とを検出するステップと、検出された前記複数の信号のタイミングと、検出された前記インデックス情報の一部とに基づいて前記付与された前記インデックス情報を推測するステップと、を備えるものである。

この構成により、複数の信号のタイミングと、インデックス情報の一部とに基づいてインデックス情報が推測される。このため、デコードなどの処理負荷の高い処理を行なわなくてもインデックスの情報を取得でき、インデックスを求めるための処理時間を短縮することができる。

本発明は、デコードなどの処理負荷の高い処理を行なわなくてもインデックスの情報を取得でき、インデックスを求めるための処理時間を短縮することができる信号処理装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電波伝播測定装置のブロック図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る電波伝播測定装置の処理手順を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る信号処理装置について詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施形態に係る信号処理装置を搭載した電波伝播測定装置１は、信号処理装置としての無線信号処理部１０と、無線信号測定部１１と、ユーザインターフェース部１２と、制御部１３とを含んで構成されている。

無線信号処理部１０は、アンテナ１６を介して基地局２から受信した無線信号を、増幅や周波数変換などして無線信号測定部１１に出力する。

無線信号測定部１１は、無線信号処理部１０と接続され、無線信号処理部１０の出力する無線信号の復調、復号を行なうとともに、ＳＳ－ＲＳＲＰ（Synchronization Signal-Reference Signal Received Power）、ＳＳ－ＳＩＲ（Synchronization Signal-Signal to Interference Ratio）、ＳＳ－ＲＳＲＱ（Synchronization Signal-Reference Signal Received Quality）、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、遅延プロファイルなどを測定し、測定結果を制御部１３に出力するようになっている。制御部１３は、無線信号測定部１１からの測定結果を時刻情報などと関連付けてハードディスク等に記憶しておき、ユーザの要求によりユーザインターフェース部１２に表示出力させたり、ログとしてファイルに出力したりするようになっている。

無線信号測定部１１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部１４や内部クロック１５からクロック信号を入力されるようになっている。無線信号測定部１１は、ＧＰＳ受信部１４からのＰＰＳ（Pulse Per Second:１秒周期の信号）または内部クロック１５からのクロック信号に基づいて無線信号の受信タイミングを測定するようになっている。なお、外部からＧＰＳ信号を入力するようにしてもよい。

ユーザインターフェース部１２は、ユーザからの操作入力を受け付ける入力部１２１と、測定のパラメータの設定画面や無線信号測定部１１の測定結果などを表示する表示部１２２とを備えている。入力部１２１は、タッチパッドやキーボードやプッシュボタンやロータリーノブなどによって構成される。表示部１２２は、液晶表示装置などによって構成される。

制御部１３は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ハードディスク装置と、入出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

このコンピュータユニットのＲＯＭ及びハードディスク装置には、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを制御部１３として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭ及びハードディスク装置に記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、制御部１３として機能する。なお、ハードディスク装置は、フラッシュメモリによるＣＦ(Compact Flash)カード等であっても良い。

制御部１３の入出力ポートには、無線信号測定部１１、ユーザインターフェース部１２が接続され、制御部１３と各部は信号の送受信をできるようになっている。

なお、本実施形態において、無線信号測定部１１は、各処理を実行するようにプログラミングされたＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサによって構成されている。また、無線信号処理部１０は、通信モジュールによって構成されている。

このような電波伝播測定装置１において、制御部１３は、例えば、表示部１２２に表示させた設定画面に対する入力部１２１への操作入力で設定された周波数の無線信号の測定を無線信号測定部１１に行なわせる。

制御部１３は、表示部１２２に表示させた設定画面により、測定する無線信号の中心周波数や周波数帯域幅や測定する信号数などを入力部１２１から入力させる。測定する無線信号の中心周波数は、複数設定可能になっている。

制御部１３は、入力部１２１により入力された設定情報を無線信号測定部１１に通知して、無線信号の測定を行なわせる。

無線信号測定部１１は、制御部１３から設定情報を通知されると、通知された中心周波数や周波数帯域幅を無線信号処理部１０に通知して、その中心周波数や周波数帯域幅の無線信号を受信させる。

無線信号処理部１０は、無線信号測定部１１から中心周波数や周波数帯域幅を通知されると、その中心周波数や周波数帯域幅の無線信号を受信し、増幅や周波数変換などして無線信号測定部１１に出力する。

無線信号測定部１１は、無線信号処理部１０の出力する無線信号の復調、復号を行なうとともに、ＳＳ－ＲＳＲＰ、ＳＳ－ＳＩＲ、ＳＳ－ＲＳＲＱ、ＲＳＳＩ、遅延プロファイルなどを測定し、測定結果を制御部１３に出力する。

制御部１３は、無線信号測定部１１の出力する測定結果に基づいて、入力部１２１の操作入力により選択された測定結果表示種別に応じて表示部１２２に表示させる画像を作成して表示部１２２に表示させる。

本実施形態において、ＮＲの無線信号を測定する場合、無線信号処理部１０は、同期信号であるＮＲ－ＰＳＳ（New Radio-Primary Synchronization Signals）、ＮＲ－ＳＳＳ（New Radio-Secondary Synchronization Signals）、ＤＭＲＳを検出する。

無線信号測定部１１は、無線信号処理部１０が検出したＮＲ－ＰＳＳのタイミングと、ＤＭＲＳのビームインデックスの下位３bitの情報から、ビームインデックスの情報を推測する。

ＮＲ－ＰＳＳ、ＮＲ－ＳＳＳ、ＤＭＲＳを含むＳＳ／ＰＢＣＨブロックの配置（タイミング）は、ＮＲの規格により定められており、そのタイミングは、一定周期ではなく所定のパターンとなっている。

このため、ビームインデックスの下位３bitの情報と、ＮＲ－ＰＳＳのタイミングとにより、ビームインデックスの情報を推測することができる。

例えば、図２に示すように、ＮＲ－ＰＳＳのタイミングが、図中のひし形で示すように検出され、図中Ａで示すＮＲ－ＰＳＳの含まれるＳＳ／ＰＢＣＨブロックのＤＭＲＳのビームインデックスの下位３bitの情報がゼロであった場合を考える。

ビームインデックスの下位３bitの情報がゼロであるのは、ビームインデックスの上位３bitの情報との組み合わせからビームインデックスがゼロ、８、１６、２４、３２、４０、４８、５６のいずれかとなる。

それぞれの場合の、全体のＮＲ－ＰＳＳの中でのタイミングを考えると、図中の矢印で示した範囲が全体のＮＲ－ＰＳＳの出現範囲となる。

この出現範囲と、実際に検出されたＮＲ－ＰＳＳの範囲を比較すると、この場合、図中Ａで示すＮＲ－ＰＳＳのビームインデックスの値は５６であると推測され、これにより他のＮＲ－ＰＳＳのビームインデックスの値も推測できる。

同様にして、ビームインデックスの下位３bitの情報がゼロ以外の場合も、上位３bitの情報との組み合わせで取り得るビームインデックス値のそれぞれに対応する全体のＮＲ－ＰＳＳの出現範囲と、実際に検出されたＮＲ－ＰＳＳの範囲を比較することによりビームインデックスの値を推測することができる。

このように、上述の実施形態では、検出されたＮＲ－ＰＳＳのタイミングと、検出されたビームインデックスの下位３ビットの情報とに基づいて、ビームインデックスの値を推測する。

これにより、ＰＢＣＨのデコードを行なわなくてもビームインデックスの情報を取得でき、ビームインデックスを求めるための処理時間を短縮することができる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ 電波伝播測定装置
１０ 無線信号処理部
１１ 無線信号測定部

Claims (4)

1. 受信信号に含まれる、所定のタイミングで送信され、それぞれインデックス情報が付与された複数の信号の、付与された前記インデックス情報を推測する信号処理装置であって、
   前記受信信号から前記複数の信号のタイミングと前記付与された前記インデックス情報の一部とを検出する無線信号処理部（１０）と、
   検出された前記複数の信号のタイミングと、検出された前記インデックス情報の一部とに基づいて前記付与された前記インデックス情報を推測する無線信号測定部（１１）とを備える信号処理装置。
2. 前記無線信号測定部は、前記複数の信号の少なくとも１つの信号の前記検出された前記インデックス情報の一部と、前記検出された前記複数の信号のタイミングとに基づいて前記付与された前記インデックス情報を推測する請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記複数の信号は、ＮＲのＳＳ／ＰＢＣＨブロックであり、前記インデックス情報は、ビームインデックスである請求項１または請求項２に記載の信号処理装置。
4. 受信信号に含まれる、所定のタイミングで送信され、それぞれインデックス情報が付与された複数の信号の、付与された前記インデックス情報を推測するインデックス情報推測方法であって、
   前記受信信号から前記複数の信号のタイミングと前記付与された前記インデックス情報の一部とを検出するステップと、
   検出された前記複数の信号のタイミングと、検出された前記インデックス情報の一部とに基づいて前記付与された前記インデックス情報を推測するステップと、を備えるインデックス情報推測方法。

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