JPH04123538A

JPH04123538A - フェージングシミュレータ

Info

Publication number: JPH04123538A
Application number: JP2242763A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Suzuki; 博鈴木; Takashi Ueda; 隆上田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1992-04-23
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH0758941B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は、移動通信をはじめとする無線通信の伝送特
性を室内で確認するためのフェージングシミュレータに
関するものである。

（従来の技術）従来、移動無線通信において信号伝送を行うと、マルチ
パス伝搬のために受信波のレベルが大きく変動し、伝送
特性が大きく劣化する。伝送特性を室内で効率的に検討
するために、フェージングシミュレータが用いられる。

フェージングシミュレータでは入力波５（ｔ）が、５（
ｔ）　＝ｓ、ｃｏｓ（ωｃｔ）−ｓｚｃｏｓ（ωｃｔ）
　　　・・・■のように表されるとすると、出力波ｒ（
ｔ）は、ｒ（ｔ）　＝ａ、　（ｔ）ｓ、ｃｏｓ（ａ＋　
ｃｔ）−ａｔ（ｔ）ｓｚｃｏｓ（ω、ｔ）−■のように
変換される。ただし、Ｓｏ、Ｓ２は信号の同相成分およ
び直交成分の振幅、ω。は搬送波周波数である。また、
ａ＋（ｔ）とａｚ（ｔ）はフェージング複素包絡線信号
ｚ（ｔ）の実部と虚部であり、ここでａ＋（ｔ）とａｚ
（ｔ）は通常、平均値がＯのガウス分布をしている。こ
のようなガウス分布をしている信号は、周期が非常に長
いＰＮ（ピンクノイズ）信号発生器の出力ＰＮ信号に対
して、帯域幅がＰＮ信号のクロック周波数に比較して充
分小さいローパスフィルタで帯域制限することにより得
られる。

すなわち、２つのＰＮ信号発生回路で２系列のＰＮ信号
を生成し、これらのＰＮ信号を白色雑音とみなして、ロ
ーパスフィルタでスペクトル整形し、フェージング複素
包絡線のａ＋（ｔ）とａｘ（ｔ）を発生させている。

ＰＮ信号発生回路はシフトレジスタと排他的論理回路と
から形成されており、シフトレジスタ内の初期値により
、発生するＰＮ系列の位相が異なる。通常のシミュレー
タでは、このシフトレジスタの初期値が常に同じである
ため、シミュレータへの電源投入後には必ず同じフェー
ジングを発生させることができる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来のフェージングシミュレータには初
期値を可変にする手段がないので、複数のシミュレータ
を用いて実験する場合、これらのシミュレータの電源を
同一時刻に投入すると同一のフェージングが生成してし
まうという不都合があった。例えば、双方向通信の伝送
実験を行うために、２つのシミュレータを用いるが、同
時に電源を投入すると両方向のフェージングが同一とな
り、正しい双方向通信伝送実験特性が得られないという
不都合があった。

また、フェージングシミュレータでは、フェージング変
動の速さを示すためにフェージング周波数を表示する必
要があるが、従来の表示回路ではローパスフィルタの３
ｄＢ帯域幅を表示していたので、この値は理論的な実際
の伝送特性を正確に表していないという欠点があった。

さらに、従来のフェージングシミュレータでは、入力レ
ベルが大きすぎると帯域外スプリアスが発生し、入力レ
ベルが小さすぎるとダイナミックレンジが低下するとい
う問題点があり、入力レベルを測定のたびに正確に合わ
せる必要があった。

この発明は上記従来技術の欠点を解消することを課題と
し、その目的とするところは、（１）　　複数のシミュ
レータを用いて実験する場合に電源を同一時刻に投入し
ても同一のフェージングが生成せず、（２）フェージング周波数の表示値が理論的な実際の伝
送特性を正確に表すことができ、（３）入力レベルを測
定のたびに正確に合わせる必要のない、精度が良く実際の伝送路に近いフェージングをシミュレ
ーションできるフェージングシミュレータを提供するこ
とにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するこの発明の第１の形態によるフェー
ジングシミュレータは、ＰＮ信号をローパスフィルタで
スペクトル整形してフェージング複素包絡線信号を生成
するフェージングシミュレータであって、ＰＮ信号の初
期値を可変する手段と、初期値またはその関連データを
表示する手段とを有することを特徴としている。

また、この発明の第２の形態のフェージングシミュレー
タは、白色雑音をローパスフィルタでスペクトル整形し
てフェージング複素包絡線信号を生成するフェージング
シミュレータであって、ローパスフィルタのインパルス
レスポンスの自己相関関数を二次曲線近似して求められ
るフェージング周波数を表示する手段を有することを特
徴としている。

さらに、この発明の第３の形態のフェージングシミュレ
ータは、入力変調波のレベルが一定値になるように利得
を調整する機能、およびその利得をホールドする機能と
を有する自動利得調整回路を具備することを特徴として
いる。

（作用）この発明の第１の形態のフェージングシミュレータによ
れば、ＰＮ信号発生回路が使用に先だってプリセットさ
れ、異なる位相のＰＮ系列が発生する。また、この発明
の第２の形態のフェージングシミュレータによれば、実
際の移動通信伝送路において伝送特性の劣化を決める主
要要因に対応してフェージング周波数が表示され、シミ
ュレータとしての精度が向上する。更に、この発明の第
３の形態のフェージングシミュレータによれば、入力レ
ベル自動調整機能により、使用にあたって入力しベルが
最適化され、調整の手間が省略できる。

（実施例）以下、この発明を実施例により図面を参照しつつ詳細に
説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例のフェージングシミュ
レータの構成を示すものであり、１０はクロック信号が
入力される入力端子、１１はシフトレジスタ回路、１２
はプリセット回路、１３は乗算器、１４はプリセット値
表示回路、１５はＰＮ信号出力端子、１６はプリセット
値入力端子である。

この実施例では、Ｎ段のシフトレジスタ回Ｂ１１のＲ８
・・・ＲＮ段の出力から選択された信号について乗算器
１３において排他的論理和をとり、Ｒ１段の入力にフィ
ードバックしている。このシフトレジスタ回路１１では
Ｒ，段への入力信号をＰＮ回路の出力にしている。シフ
トレジスタ回路１１にはプリセント回路１２が接続され
ており、このプリセット回路１２には入力端子１６を通
して外部からプリセット値が入力される。使用したプリ
セット値はプリセット値表示回路１４によって表示され
る。この表示は、（１）プリセット値、（２）数種類の
プリセット値をコード化したもの、などが考えられる。

プリセット値が異なればＰＮ系列の位相が異なるので、
発注するフェージングを異なるものにすることができる
。ここで述べたプリセットの方法以外にシリアルにプリ
セット値を設定したり、電源切断時のレジスタ値をホー
ルドしたりする方法などが考えられる。どの方法におい
ても、実際にフェージングを発生する開始時点において
、ＰＮ発生用のシフトレジスタ回路１１にシミュレータ
ごとに異なった値を設定する手段があり、また、異なっ
ていることを確認する手段を有することが基本である。

ただし、確認手段はプリセット値がシミュレータ間で一
致する確立が極めて低い場合には省略することもできる
。

よって、複数のシミュレータを用いて実験する場合に電
源を同一時刻に投入しても同一のフェージングが生成し
ない。

本発明のフェージングシミュレータの第２の実施例を第
２図に示すが、図において、２０はクロック信号の入力
端子、２１はＰＮ発生回路、２２はローパスフィルタ（
ＬＰＦ）、２３はミキサ、２４は定数メモリ、２５はフ
ェージング周波数表示回路である。この実施例では第１
図に示したＰＮ回路をＰＮ発生回路２１として表してい
る。ＰＮ発生回路２１の出力であるＰＮ信号に対してＬ
ＰＦ２２を用いてスペクトル整形を行う。ＬＰＦ２２の
出力はフェージング複素包絡線の同相または直交成分の
振幅として用いられる。このＬＰＦ２２の特性を表示す
る値を本発明では次のように算出する。

ＬＰＦ２２のインパルスレスポンス関数を−（１）とす
る。次に自己相関関数Φ（τ）を次式で求める。

このようにして求めたΦ（τ）はΦ（０）＝１で最大と
なり、τ＝０の近傍では上に凸の関数になる。またΦ（
τ）は偶関数になる。そこでＬＰＦ２２のインパルスレ
スポンスｗ（ｔ）がらΦ　（τ）を求め、τの近傍で定
数ｋを用いて以下のように近似展開する。

Φ（τ）４．１−にτ２　　　　・・・■ところで、実
際のフェージング伝送路のΦ（τ）は最大ドツプラ周波
数をｆｏ、０次のベッセル関数をＪ、（χ）とすると、（２πらτ）２ Φ（τ）＝Ｊ（１（２πｆ、τ）ζ１−　　　　　　　
　・・・■となるので、■式と０式とを比較するとｒＤ
＝Ｊ「／π　　　　・・・■ となる。そこで上式で求められるｆ、をフェージングシ
ミュレータのフェージング周波数として表示する。この
ｆ、、の値は必ずしもＬＰＦ２２の３ｄＢ帯域幅とは一
致しない。また、通常は設定回路でＬＰＦ２２の帯域幅
を設定すると、それに比例して１つも変化するのでその
対応関係を求めておけば０〜０式の計算を設定ごとに行
う必要はなく、単に比例計算で行うこともできる。

なお、フェージング周波数の表示として、最大ドツプラ
周波数ｆ、ではなく、周波数のｒ、ｍ。

Ｓ、値ｆ　ｒｍｓで表示することも考えられる。

Φ（τ）をτ＝０の近傍でテーラ−展開すると、Φ（τ
）＝１＋Φ゛（０）τ＋２Φ″（０）τ２・・・■とな
る。Φ（τ）の上述した特徴から Φ’（０）　＝０　　　　　　　　・・・■である。ま
た、Φ”（０）はＬＰＦ２２の出力のパワースペクトル
密度Ｗ（ｆ）を用いてＯ”（０）−−４ｙｔ”　ｒｆ”　Ｗ　（ｆ）ｄｆ＝−
４ｚ”　　ｆ２ｒｍｓ　　　−・・■ｆ　ｒｍｓ＝（ｆ
”　Ｗ　（ｆ）ｄｆ　　　　・（＠となる。０式と０式
を０式へ代入し、０式と比較となる。そこで上式で求め
られるｆｍｒｓをフェージングシミュレータのフェージ
ング周波数として表示する。

このように、この実施例ではフェージング周波数の表示
値が理論的な実際の伝送特性を正確に表すことができる
。

本発明のフェージングシミュレータの第３の実施例を第
３図に示し、３０は入力端子、３１はＡＧＣアンプ、３
２はレベル検出器、３３は調整回路、３４はフェージン
グシミュレータである。

フェージングシミュレータ３４の入力端子にＡＧＣアン
プ３１を挿入する。ＡＧＣアンプ３１の出力がフェージ
ングシミュレータにとって最適なレベルとなるようにＡ
ＧＣアンプ３１の利得が制御される。この制御のために
、ＡＧＣアンプ３１の出力レベルをレベル検出器３２で
検出する。調整回路３３はレベル信号をみてＡＧＣアン
プ３１の出力が一定となるようにＡＧＣアンプ３１の利
得を調整する。ただし、変調波は振幅変調成分を有する
ので調整回路３３の応答が速いときには変調に応じて利
得を制御する可能性がある。そこで調整回路には変動を
平均化する作用を付加する。

ただし、変調信号がランダムでない場合には、変調によ
るレベル変動を無視できなくなるので、調整回路には利
得をホールドする機能を付与しである。

よって、入力レベルを測定のたびに正確に合わせる必要
がない。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、フェージング変
動の位相を自由に設定でき、またフェージング周波数を
実際の伝送路に近い形に合わせであるので、現実の移動
通信に近い条件でシミュレーションが可能になる。さら
に、入力信号のレベルを自動的に適性に合わせているの
で、帯域外スプリアスが小さい状態に設定できる、とい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の形態の初期値プリセット形Ｐ
Ｎ発生回路、第２図は本発明の第２の形態のフェージング周波数表示
回路のブロック回路図、第３図は本発明の第３の形態の入力レベル自動調整回路
の詳細を示す回路図である。。１０・・・クロック入力端子、１１・・・シフトレジスタ、１２・・・プリセット回路１２．１３・・・排他的論理和、工４・・・プリセット値表示回路、１５・・・ＰＮ出力１６・・・プリセット値入力端子、２０・・・クロック入力端子、２１・・・ＰＮ発生回路、２２・・・ローパスフィルタ、２３・・・乗算器、２４・・・定数メモリ、２５・・・フェージング周波数表示器、３０・・・変調
波入力端子、３１・・・ＡＧＣアンプ、３２・・・レベル検出器、３３・・・ホールド回路、３４・・・従来のフェージングシミュレータ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＰＮ信号をローパスフィルタでスペクトル整形し
てフェージング複素包絡線信号を生成するフェージング
シミュレータであって、ＰＮ信号の初期値を可変する手
段と、初期値またはその関連データを表示する手段とを
有することを特徴とするフェージングシミュレータ。
（２）白色雑音をローパスフィルタでスペクトル整形し
てフェージング複素包絡線信号を生成するフェージング
シミュレータであって、ローパスフィルタのインパルス
レスポンスの自己相関関数を二次曲線近似して求められ
るフェージング周波数を表示する手段を有することを特
徴とするフェージングシミュレータ。
（３）入力変調波のレベルが一定値になるように利得を
調整する機能、およびその利得をホールドする機能とを
有する自動利得調整回路を具備することを特徴とするフ
ェージングシミュレータ。