WO2010058818A1 - 電波伝搬模擬装置および方法 - Google Patents

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WO2010058818A1
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antenna
signal
radio wave
vehicle
wireless communication
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PCT/JP2009/069639
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Inventor
尾林　秀一
庄木　裕樹
崇文 大石
Original Assignee
株式会社 東芝
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/001—Measuring interference from external sources to, or emission from, the device under test, e.g. EMC, EMI, EMP or ESD testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks

Definitions

  • the present invention relates to a test technique for a wireless communication device, and more particularly, to a radio wave propagation simulation apparatus and method for simulating an in-vehicle field test such as a wireless communication apparatus indoors or at an open site.
  • Non-Patent Document 1 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • a radio wave propagation simulation apparatus 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.
  • the radio wave propagation simulation apparatus 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.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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 the site where the 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 signal from each antenna is transmitted, the multiple wave components at the position of the wireless communication device are transmitted.
  • Each arrival direction and each level is measured, and 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 To transmit a transmission signal for inspecting an incoming call of the wireless communication device or to inspect an outgoing call of the wireless communication device when smaller than a threshold value
  • the antenna connected to the base station simulator for receiving a received signal, characterized in that to examine the transmission and reception performance of the wireless communication device.
  • the radio wave propagation simulation apparatus and method of the present invention it is possible to reproduce the reception situation resulting from the arrival direction of the radio wave to the terminal in the vehicle.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a situation of arrival of multiple waves and propagation of intrusion into a vehicle.
  • 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).
  • 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.
  • intensity adjusting means such as an attenuator is used.
  • the radio wave propagation simulation apparatus of the 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.
  • 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.
  • the distribution synthesizer 202 distributes signals from the base station simulator 201 and synthesizes signals from a plurality of variable phase shifters 203.
  • 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.
  • 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.
  • the antenna 205 simulates a radio wave source and is generally arranged in a plurality.
  • 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.
  • 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.
  • variable attenuator 204 is changed to two circulators 1401 and 1402 and two variable gain amplifiers 1403 and 1404 as shown in FIG.
  • the signal from the variable phase shifter 203 is output to the antenna 205 through the variable gain amplifier 1403 via the circulator 1401, and the signal from the antenna passes through the variable gain amplifier 1404 via the circulator 1402 to the circulator 1401.
  • the variable phase shifter 203 To the variable phase shifter 203.
  • the antenna 205 and the terminal position 271 are preferably disposed in the radio wave anechoic chamber 251.
  • 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.
  • 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.
  • the radio wave propagation simulation apparatus of the first example described above it is possible to reproduce the transmission / reception situation resulting from the arrival direction of the radio wave to the wireless communication apparatus in the vehicle.
  • the downlink signal has been described.
  • 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.
  • 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.
  • radio wave propagation simulation apparatus uses a horn antenna 301 and a dipole antenna 302 instead of the antenna 205.
  • the horn antenna 301 is for approximating a transmitted wave that passes through the glass and arrives in the vehicle with a plane wave.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the edge is a boundary between a car glass (for example, window glass) and a portion made of another material.
  • 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.
  • requires the vertex of this Keller cone from the arrival direction of a multiwave, the position of the indoor radio
  • the antenna 302 is placed.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • a radio wave propagation simulation apparatus according to a third example of the embodiment will be described with reference to FIG.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 between a plurality of incoming waves.
  • 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.
  • 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 the 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.
  • 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.
  • the Doppler modulator 801 is installed for each antenna, and in the example of FIG. 8, six of fd1 to fd6 are installed.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the antenna 1 to the antenna 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.
  • 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.
  • the spectrum of the signal on the frequency axis when simulating wideband signal transmission will be described with reference to FIG.
  • 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.
  • DoA Direction of Arrival
  • 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.
  • a Doppler modulator 801 connected to an antenna (eg, 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
  • the transmission / reception performance can be simulated more accurately.
  • 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.
  • 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.
  • 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 car on the site where the field test is performed.
  • 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.
  • the radio wave propagation simulation apparatus of the fourth example described above even when the measurement vehicle is moving, it is possible to reproduce the reception situation caused by the arrival direction of the radio wave to the wireless communication device in the vehicle.
  • 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.
  • 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.
  • the fluctuation characteristic of the received signal at the ultra-weak electric field level is measured (step S1201).
  • 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. .
  • 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.
  • steps S1202 to S1205 below, measurement is performed at an outdoor field test site.
  • the arrival direction of the received signal outside the vehicle is measured using a measuring instrument (step S1202).
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • step S1207 the direction of the incoming wave of the received signal when the measurer is not sitting is measured.
  • 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.
  • step S1207 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).
  • 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).
  • 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.
  • step S1209 If it cannot be considered that the reception level distributions 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, an incoming / outgoing call test is performed without the measurer sitting.
  • step S1213 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).
  • 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.
  • 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.
  • the procedure in step S1206 in the flow shown in FIG. 12 can be changed as shown in FIG.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the radio wave propagation simulation device of this embodiment 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.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • 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.
  • constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

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Abstract

　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。 　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（２０５）と、アンテナから送信される第１信号の第１信号レベルを調整するレベル調整手段（２０４）と、を具備し、レベル調整手段は、第１信号レベルを電波の信号レベルに合わせるように調整する。

Description

電波伝搬模擬装置および方法
　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。
　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。
　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）
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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。 実施形態の第１例の電波伝搬模擬装置のブロック図。 実施形態の第２例の電波伝搬模擬装置のブロック図。 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。 ケラーコーンを説明するための図。 実施形態の第３例の電波伝搬模擬装置のブロック図。 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。 実施形態の第４例の電波伝搬模擬装置のブロック図。 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。 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。 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。 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。 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。 図２の可変減衰器の変更例を示す図。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
　（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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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。

Claims (7)

  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。
  2. 　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１に記載の電波伝搬模擬装置。
  3. 　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２に記載の電波伝搬模擬装置。
  4. 　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３に記載の電波伝搬模擬装置。
  5. 　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４に記載の電波伝搬模擬装置。
  6. 　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５に記載の電波伝搬模擬装置。
  7. 　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６に記載の電波伝搬模擬装置。
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