特許 6694321 受信品質測定装置及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6694321

(24)【登録日】2020年4月21日

(45)【発行日】2020年5月13日

(54)【発明の名称】受信品質測定装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04J 11/00 20060101AFI20200427BHJP

   H04B 7/10 20060101ALI20200427BHJP

   H04B 7/0413 20170101ALI20200427BHJP

   H04B 17/336 20150101ALI20200427BHJP

   H04B 17/391 20150101ALI20200427BHJP

   H04J 99/00 20090101ALI20200427BHJP

【ＦＩ】

   H04J11/00 B

   H04B7/10 B

   H04B7/0413 320

   H04B7/0413 200

   H04B17/336

   H04B17/391

   H04J99/00

【請求項の数】4

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-94102(P2016-94102)

(22)【出願日】2016年5月9日

(65)【公開番号】特開2017-204677(P2017-204677A)

(43)【公開日】2017年11月16日

【審査請求日】2019年4月1日

【権利譲渡・実施許諾】特許権者において、実施許諾の用意がある。

(73)【特許権者】

【識別番号】000004352

【氏名又は名称】日本放送協会

(74)【代理人】

【識別番号】100121119

【弁理士】

【氏名又は名称】花村 泰伸

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 明彦

(72)【発明者】

【氏名】朝倉 慎悟

(72)【発明者】

【氏名】村山 研一

【審査官】 高野 洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２２５７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１４７０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２０１００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１５１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−４６６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 S.Saito（他５名），Technology for next-generation digital terrestrial broadcasting . Field experiments of 8K Super Hi-Vision transmission using dual-polarized MIMO and ultramultilevel OFDM，2014 IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting，米国，IEEE，２０１４年 ６月，mm14-024，pp.1-6

【文献】 齋藤進（他７名），８Ｋスーパーハイビジョン地上波長距離伝送実験，放送技術，日本，２０１４年 ５月，第６７巻５月号，pp.181-185

【文献】 齋藤進（他５名），偏波ＭＩＭＯ−超多値ＯＦＤＭ方式を用いた８Ｋスーパーハイビジョン地上波伝送実験，映像情報メディア学会技術報告，日本，映像情報メディア学会，２０１４年 ２月，Vol.38,No.8，pp.53-56

【文献】 Y.Nakaya（他４名），Measured Capacity Evaluation of Indoor Office MIMO Systems using Receive Antenna Selection，2006 IEEE 63rd Vehicular Technology Conference，米国，IEEE，２００６年 ５月，pp.2922-2926

【文献】 A.Yoshimoto（他１名），Capacity-based Link Design of MIMO Radio Systems，2007 4th International Symposium on Wireless Communication Systems，米国，IEEE，２００７年１０月，pp.543-547

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｊ １１／００

Ｈ０４Ｂ ７／０４１３

Ｈ０４Ｂ ７／１０

Ｈ０４Ｂ １７／３３６

Ｈ０４Ｂ １７／３９１

Ｈ０４Ｊ ９９／００

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のアンテナからなる送信アンテナを介して送信された信号を、ＭＩＭＯ伝送路及び複数のアンテナからなる受信アンテナを介して受信し、受信信号に基づいて、所定地点の受信品質を測定する受信品質測定装置において、
前記受信信号に基づいて、帯域内のキャリア毎に、前記ＭＩＭＯ伝送路の伝送路行列を推定する伝送路推定部と、
前記伝送路推定部により推定された前記伝送路行列に基づいて、前記帯域内のキャリア毎に、条件数を算出する条件数算出部と、
前記条件数算出部により算出された前記条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量を、条件数及び当該条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量が格納されたテーブル、または、条件数及び当該条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量の関係が定義された数式を用いて、前記帯域内のキャリア毎に特定し、前記帯域内のキャリア毎の所要Ｃ／Ｎ劣化量を前記帯域内で平均化し、帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量を求める所要Ｃ／Ｎ算出部と、
を備えたことを特徴とする受信品質測定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の受信品質測定装置において、
さらに、前記受信信号に基づいて、受信Ｃ／Ｎを計算するＣ／Ｎ計算部と、
前記所要Ｃ／Ｎ算出部により求めた帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量を、予め設定された本来の所要Ｃ／Ｎに加算し、実際の所要Ｃ／Ｎを求め、前記Ｃ／Ｎ計算部により計算された前記受信Ｃ／Ｎから前記実際の所要Ｃ／Ｎを減算することで、余裕度を算出する余裕度算出部と、
を備えたことを特徴とする受信品質測定装置。

【請求項3】

複数のアンテナからなる送信アンテナを介して送信された水平偏波の変調信号及び垂直偏波の変調信号を、ＭＩＭＯ伝送路及び複数のアンテナからなる受信アンテナを介して受信し、水平偏波の受信信号及び垂直偏波の受信信号に基づいて、所定地点の受信品質を測定する受信品質測定装置において、
前記水平偏波の受信信号に基づいて、前記水平偏波の受信信号の受信電力を測定し、前記垂直偏波の受信信号に基づいて、前記垂直偏波の受信信号の受信電力を測定する受信電力測定部と、
前記水平偏波の受信信号に基づいて、前記水平偏波の受信信号の受信Ｃ／Ｎを計算し、前記垂直偏波の受信信号に基づいて、前記垂直偏波の受信信号の受信Ｃ／Ｎを計算するＣ／Ｎ計算部と、
前記水平偏波の受信信号及び前記垂直偏波の受信信号、前記受信電力測定部により測定された前記水平偏波の受信信号の受信電力及び前記垂直偏波の受信信号の受信電力、並びに、前記送信アンテナを介して送信された前記水平偏波の変調信号及び前記垂直偏波の変調信号に含まれる既知信号に基づいて、帯域内のキャリア毎に、前記ＭＩＭＯ伝送路の伝送路行列を推定する伝送路推定部と、
前記伝送路推定部により推定された前記伝送路行列に基づいて、前記帯域内のキャリア毎に、条件数を算出する条件数算出部と、
前記条件数算出部により算出された前記条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量を、条件数及び当該条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量が格納されたテーブル、または、条件数及び当該条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量の関係が定義された数式を用いて、前記帯域内のキャリア毎に特定し、前記帯域内のキャリア毎の所要Ｃ／Ｎ劣化量を前記帯域内で平均化し、帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量を求める所要Ｃ／Ｎ算出部と、
前記所要Ｃ／Ｎ算出部により求めた帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量を、予め設定された本来の所要Ｃ／Ｎに加算し、実際の所要Ｃ／Ｎを求め、前記Ｃ／Ｎ計算部により計算された前記受信Ｃ／Ｎから前記実際の所要Ｃ／Ｎを減算することで、余裕度を算出する余裕度算出部と、
を備えたことを特徴とする受信品質測定装置。

【請求項4】

コンピュータを、請求項１から３までのいずれか一項に記載の受信品質測定装置として機能させるための受信品質測定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、特定の地点の受信品質を測定する受信品質測定装置及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

８Ｋスーパーハイビジョンの伝送を目指して、衛星放送だけでなく次世代地上放送の検討が進められている。その中で、水平偏波及び垂直偏波を同時に使い、伝送容量を２倍に拡大させる偏波ＭＩＭＯ技術が注目されている。

【0003】

このような偏波ＭＩＭＯ技術において、信号の品質を判断する指標として、例えば搬送波電力対雑音電力比（Ｃ／Ｎ：Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を用いることで、高精度に信号を分離する手法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【0004】

また、偏波ＭＩＭＯ技術を用いた地上デジタル放送において、ＭＥＲまたは搬送波電力対雑音電力比（Ｃ／Ｎ：Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を用いることで、特定の地点の受信品質を測定する受信品質測定装置が知られている。

【0005】

この受信品質測定装置は、特定の地点のＭＥＲまたは受信Ｃ／Ｎを測定し、送信側から信号を誤りなく受信するために必要なＭＥＲまたは受信Ｃ／Ｎ（以下、所要ＭＥＲ、所要Ｃ／Ｎという。）までの差を測定し、これを余裕度として提示する。余裕度の値が大きいほど、受信品質が良いことになる。

【0006】

地上デジタル放送では、水平偏波または垂直偏波のうちの片方の偏波のみを用いて送受信を行う技術、及び反射または遮蔽による周波数特性の歪みを補償する技術によって、所要Ｃ／Ｎの変動を小さくすることができる。これにより、その地点の受信品質の余裕度を観測することができる。

【0007】

しかしながら、偏波ＭＩＭＯ技術において、受信側は、受信特性の異なる２つの偏波を受信して復調を行い、偏波間の干渉を除去するための信号分離を行う。このため、同じ偏波ＭＩＭＯ伝送システムであっても、伝搬環境によっては所要Ｃ／Ｎが大きく変動してしまうことがあり得る。

【0008】

図７は、伝搬環境によって受信品質が変動する様子を示す図である。図７（ａ）は、帯域内の周波数特性（伝送路特性）が一定であり、伝搬環境が良好な場合の受信品質を示し、図７（ｂ）は、周波数特性が一定でなく歪んでおり、伝搬環境が悪い場合の受信品質を示す。

【0009】

図７（ａ）に示すように、伝搬環境が良好な場合には、その地点における実際の所要Ｃ／Ｎは、偏波ＭＩＭＯ伝送システム本来の所要Ｃ／Ｎから乖離しない。このため、見かけの余裕度は、本来の余裕度に等しい。

【0010】

一方、図７（ｂ）に示すように、伝搬環境が悪い場合には、その地点における実際の所要Ｃ／Ｎは、偏波ＭＩＭＯ伝送システム本来の所要Ｃ／Ｎから乖離する。このため、見かけの余裕度は、実際の余裕度と大きく異なる。伝搬環境が極端に悪い場合には、実際の所要Ｃ／Ｎが受信Ｃ／Ｎを上回ってしまい、見かけは余裕があるにも関わらず受信不可という事態も起こり得る。

【0011】

偏波ＭＩＭＯ伝送システムにおいて、本来の所要Ｃ／Ｎと実際の所要Ｃ／Ｎとの間の差（所要Ｃ／Ｎ劣化量）は、条件数に対して、ある傾向を示すことが知られている（例えば、非特許文献１を参照）。

【0012】

この傾向は、帯域内の各キャリアにおいて条件数が一定である場合に適用することができるが、帯域内の各キャリアにおいて条件数が一定でない場合には適用が難しい。

【0013】

図８は、偏波ＭＩＭＯ伝送システムにおいて、実際のフィールドの伝送実験にて取得した帯域内の平均条件数及び所要Ｃ／Ｎ劣化量の関係を示す図である。横軸は帯域内の平均条件数（ｄＢ）、すなわち、帯域内で各キャリアの条件数を平均した値を示す。縦軸は所要Ｃ／Ｎ劣化量（ｄＢ）を示す。丸印は、取得したサンプルであり、αは、取得したサンプルに基づいて設定した両者の傾向を示す曲線である。

【0014】

図８において、曲線αは、帯域内で条件数が一定の場合の所要Ｃ／Ｎ劣化量の特性を示しており、条件数に対する所要Ｃ／Ｎ劣化量の理想値を表している。また、図８から、曲線αから大きく乖離しているサンプルが存在していることがわかる。これらは、帯域内で条件数が一定でなく変動しているサンプルである。

【0015】

図９は、帯域内で条件数が一定でない測定地点における、条件数の周波数特性を示す図である。横軸は帯域の周波数を示し、縦軸は条件数を示す。図９から、この測定地点では、帯域内で条件数が一定でないことがわかる。

【0016】

従来の受信品質測定装置は、前述の非特許文献１からすると、帯域内の平均条件数に対する所要Ｃ／Ｎ劣化量を求めることが想定される。つまり、従来の受信品質測定装置は、ＭＩＭＯ伝送路の伝送路行列から、帯域内のキャリア毎に条件数を算出し、帯域内で条件数を平均した平均値（帯域内の平均条件数）を算出し、当該平均条件数に対する所要Ｃ／Ｎ劣化量を求める。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【特許文献1】特開２０１２−１５９２２号公報

【非特許文献】

【0018】

【非特許文献1】“ＬＴＥテストにおけるＭＩＭＯ性能とコンディション・ナンバー”、［online］、アジレント・テクノロジー株式会社、［平成２８年２月１５日検索］、インターネット＜http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5990-4759JAJP.pdf＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0019】

しかしながら、従来の受信品質測定装置により得られる所要Ｃ／Ｎ劣化量は、図８に示した伝送実験にて取得したサンプルのうち、帯域内で条件数が一定の場合の所要Ｃ／Ｎ劣化量の特性を示す曲線αのサンプルの箇所のみである。

【0020】

このように、従来の受信品質測定装置では、図８に示した伝送実験にて取得したサンプルのうち、曲線αから大きく乖離しているサンプル、すなわち帯域内で条件数が一定でなく変動しているサンプルの所要Ｃ／Ｎ劣化量を得ることができない。

【0021】

図８に示したように、帯域内で条件数が一定でなく変動が大きい場合の所要Ｃ／Ｎ劣化量は、帯域内で条件数が一定の場合の所要Ｃ／Ｎ劣化量に対して乖離が大きくなる。この場合、図７（ｂ）に示したように、実際の所要Ｃ／Ｎは本来の所要Ｃ／Ｎから大きく変動してしまい、実際の所要Ｃ／Ｎを推定することが困難となる。

【0022】

地上デジタル放送では、建造物または地形による反射または遮蔽の影響を受け易いため、伝搬環境は良好でないといえる。このため、安定した受信を実現する機器を選定したり、安定した受信が可能となるように改善指導を行ったりするには、その地点における受信品質を正確に測定することが必要となる。

【0023】

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＭＩＭＯ伝送システムにおいて、特定の地点の受信品質を正確に測定可能な受信品質測定装置及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0024】

前記課題を解決するために、請求項１の受信品質測定装置は、複数のアンテナからなる送信アンテナを介して送信された信号を、ＭＩＭＯ伝送路及び複数のアンテナからなる受信アンテナを介して受信し、受信信号に基づいて、所定地点の受信品質を測定する受信品質測定装置において、前記受信信号に基づいて、帯域内のキャリア毎に、前記ＭＩＭＯ伝送路の伝送路行列を推定する伝送路推定部と、前記伝送路推定部により推定された前記伝送路行列に基づいて、前記帯域内のキャリア毎に、条件数を算出する条件数算出部と、前記条件数算出部により算出された前記条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量を、条件数及び当該条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量が格納されたテーブル、または、条件数及び当該条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量の関係が定義された数式を用いて、前記帯域内のキャリア毎に特定し、前記帯域内のキャリア毎の所要Ｃ／Ｎ劣化量を前記帯域内で平均化し、帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量を求める所要Ｃ／Ｎ算出部と、を備えたことを特徴とする。

【0025】

また、請求項２の受信品質測定装置は、請求項１に記載の受信品質測定装置において、さらに、前記受信信号に基づいて、受信Ｃ／Ｎを計算するＣ／Ｎ計算部と、前記所要Ｃ／Ｎ算出部により求めた帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量を、予め設定された本来の所要Ｃ／Ｎに加算し、実際の所要Ｃ／Ｎを求め、前記Ｃ／Ｎ計算部により計算された前記受信Ｃ／Ｎから前記実際の所要Ｃ／Ｎを減算することで、余裕度を算出する余裕度算出部と、を備えたことを特徴とする。

【0026】

また、請求項３の受信品質測定装置は、複数のアンテナからなる送信アンテナを介して送信された水平偏波の変調信号及び垂直偏波の変調信号を、ＭＩＭＯ伝送路及び複数のアンテナからなる受信アンテナを介して受信し、水平偏波の受信信号及び垂直偏波の受信信号に基づいて、所定地点の受信品質を測定する受信品質測定装置において、前記水平偏波の受信信号に基づいて、前記水平偏波の受信信号の受信電力を測定し、前記垂直偏波の受信信号に基づいて、前記垂直偏波の受信信号の受信電力を測定する受信電力測定部と、前記水平偏波の受信信号に基づいて、前記水平偏波の受信信号の受信Ｃ／Ｎを計算し、前記垂直偏波の受信信号に基づいて、前記垂直偏波の受信信号の受信Ｃ／Ｎを計算するＣ／Ｎ計算部と、前記水平偏波の受信信号及び前記垂直偏波の受信信号、前記受信電力測定部により測定された前記水平偏波の受信信号の受信電力及び前記垂直偏波の受信信号の受信電力、並びに、前記送信アンテナを介して送信された前記水平偏波の変調信号及び前記垂直偏波の変調信号に含まれる既知信号に基づいて、帯域内のキャリア毎に、前記ＭＩＭＯ伝送路の伝送路行列を推定する伝送路推定部と、前記伝送路推定部により推定された前記伝送路行列に基づいて、前記帯域内のキャリア毎に、条件数を算出する条件数算出部と、前記条件数算出部により算出された前記条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量を、条件数及び当該条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量が格納されたテーブル、または、条件数及び当該条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量の関係が定義された数式を用いて、前記帯域内のキャリア毎に特定し、前記帯域内のキャリア毎の所要Ｃ／Ｎ劣化量を前記帯域内で平均化し、帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量を求める所要Ｃ／Ｎ算出部と、前記所要Ｃ／Ｎ算出部により求めた帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量を、予め設定された本来の所要Ｃ／Ｎに加算し、実際の所要Ｃ／Ｎを求め、前記Ｃ／Ｎ計算部により計算された前記受信Ｃ／Ｎから前記実際の所要Ｃ／Ｎを減算することで、余裕度を算出する余裕度算出部と、を備えたことを特徴とする。

【0027】

さらに、請求項４の受信品質測定プログラムは、コンピュータを、請求項１から３までのいずれか一項に記載の受信品質測定装置として機能させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0028】

以上のように、本発明によれば、ＭＩＭＯ伝送システムにおいて、特定の地点の受信品質を正確に測定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の実施形態による受信品質測定装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】伝送路推定部の構成例を示すブロック図である。

【図3】テーブルのデータ構成例を示す図である。

【図4】フィールドの各地点における、伝送実験にて取得した所要Ｃ／Ｎ劣化量（真値）、従来技術及び本発明の実施形態にて取得した所要Ｃ／Ｎ劣化量を示す図である。

【図5】本発明の実施形態による受信品質測定装置の使用例を説明する図である。

【図6】送信アンテナを介して送信される送信信号のフォーマットの一例を説明する図である。

【図7】伝搬環境によって受信品質が変動する様子を示す図である。

【図8】偏波ＭＩＭＯ伝送システムにおいて、実際のフィールドの伝送実験にて取得した帯域内の平均条件数及び所要Ｃ／Ｎ劣化量の関係を示す図である。

【図9】帯域内で条件数が一定でない測定地点における、条件数の周波数特性を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔本発明の概要〕
まず、本発明の概要について説明する。本発明は、帯域内のキャリア毎に条件数を算出し、帯域内のキャリア毎に条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量を特定し、帯域内で所要Ｃ／Ｎ劣化量を平均化することで、特定の地点の受信品質を測定することを特徴とする。これにより、帯域内で条件数が一定でなく大きく変動する場合においても、精度の高い受信品質を測定することができる。

【0031】

以下、水平偏波及び垂直偏波を用いた２×２のＭＩＭＯ伝送システムを例に挙げて説明する。ＭＩＭＯ伝送路に用いる送信アンテナは、水平偏波用アンテナ及び垂直偏波用アンテナからなる偏波共用送信アンテナであり、受信アンテナは、水平偏波用アンテナ及び垂直偏波用アンテナからなる偏波共用受信アンテナである。ＭＩＭＯ伝送路を数式で表すと、以下のようになる。

【数1】

【0032】

前記数式（１）において、Ｙ_Hは、水平偏波の受信信号、Ｙ_Vは垂直偏波の受信信号、Ｘ_Hは、水平偏波の送信信号、Ｘ_Vは垂直偏波の送信信号、ｎ_Hは水平偏波の雑音、ｎ_Vは垂直偏波の雑音をそれぞれ示す。

【0033】

ｈ_HHは、受信側の水平偏波のアンテナ素子（水平偏波用アンテナ）と送信側の水平偏波のアンテナ素子（水平偏波用アンテナ）との間の伝送路特性を示す。ｈ_VVは、受信側の垂直偏波のアンテナ素子（垂直偏波用アンテナ）と送信側の垂直偏波のアンテナ素子（垂直偏波用アンテナ）との間の伝送路特性を示す。

【0034】

ｈ_HVは、受信側の水平偏波のアンテナ素子（水平偏波用アンテナ）と送信側の垂直偏波のアンテナ素子（垂直偏波用アンテナ）との間の伝送路特性を示し、垂直偏波から水平偏波に漏れ込む信号の伝送路特性に相当する。ｈ_VHは、受信側の垂直偏波のアンテナ素子（垂直偏波用アンテナ）と送信側の水平偏波のアンテナ素子（水平偏波用アンテナ）との間の伝送路特性を示し、水平偏波から垂直偏波に漏れ込む信号の伝送路特性に相当する。

【0035】

以下の数式のように、これらの伝送路特性ｈ_HH，ｈ_VV，ｈ_HV，ｈ_VHを要素として、伝送路行列Ｈが生成される。

【数2】

【0036】

条件数Ｋ（Ｈ）は、以下の数式のように、伝送路行列Ｈを固有値分解して得られる第１固有値λ₁及び第２固有値λ₂のうち、最大値λ_maxと最小値λ_minとの間の比にて算出される。

【数3】

ここで、条件数Ｋ（Ｈ）は１以上の値をとる。条件数Ｋ（Ｈ）が１に近い小さい値の場合、伝送路行列Ｈは良条件の行列であり、精度の高いＭＩＭＯ復調を実現できることを示している。一方、条件数Ｋ（Ｈ）が大きい値の場合、伝送路行列Ｈは悪条件の行列であり、精度が低く誤差の生じるＭＩＭＯ復調が実現されることを示している。

【0037】

ＭＩＭＯ伝送路が理想的であり、受信アンテナを構成する水平偏波用アンテナにおける受信利得と垂直偏波用アンテナにおける受信利得とが完全に一致し、交差偏波に漏れ込む信号が極小の場合、以下の数式で表される。この場合、ＭＩＭＯ復調にて受信信号を理想的に分離し、送信信号を復元することができる。

【数4】

【0038】

しかしながら、例えば、受信アンテナを構成する水平偏波用アンテナと垂直偏波用アンテナとの間の指向性の違いに起因して、水平偏波と垂直偏波との間に受信利得の差（受信レベル差）が生じることがある。交差偏波に漏れ込む信号が存在する場合には、この受信レベル差が伝送路行列Ｈの対角位置の要素値の差となり、条件数Ｋ（Ｈ）は１に近くない大きい値となり、結果として所要Ｃ／Ｎに劣化が生じる。つまり、条件数Ｋ（Ｈ）が小さいほど、両アンテナの受信レベル差による所要Ｃ／Ｎの劣化は小さくなり、条件数Ｋ（Ｈ）が大きいほど、所要Ｃ／Ｎの劣化は大きくなるという関係がある。

【0039】

そこで、本発明の実施形態では、条件数Ｋ（Ｈ）と所要Ｃ／Ｎ劣化量との間の関係が定義されたテーブル等を用いて、帯域内のキャリア毎に所要Ｃ／Ｎ劣化量を特定し、帯域内で所要Ｃ／Ｎ劣化量を平均化して受信品質を測定する。条件数Ｋ（Ｈ）と所要Ｃ／Ｎ劣化量との間の関係は、変調多値数、誤り訂正符号等のシステム要件により異なるが、特定のＭＩＭＯ伝送システムにおいて、計算機シミュレーションまたは実験により算出することができる。

【0040】

従来は、帯域内で条件数が一定であることを前提として受信品質を測定していたが、本発明の実施形態では、帯域内で条件数がキャリア毎に異なることを前提として受信品質を測定する。

【0041】

これにより、帯域内で条件数が一定でなく変動が大きい場合に、本発明の実施形態により算出される帯域内の所要Ｃ／Ｎ劣化量（キャリア毎の所要Ｃ／Ｎ劣化量を平均化した値）は、従来技術にて算出される帯域内の所要Ｃ／Ｎ劣化量（帯域内の平均条件数を用いて求めた所要Ｃ／Ｎ劣化量）よりも精度の良い値となる。したがって、本発明の実施形態では、ＭＩＭＯ伝送システムにおいて、特定の地点の受信品質を正確に測定することが可能となる。

【0042】

〔受信品質測定装置〕
以下、本発明の実施形態による受信品質測定装置について説明する。説明の簡略化のため、２×２の偏波ＭＩＭＯ伝送システムにおいて、特定の地点の受信品質を測定する例を挙げて説明する。送信側の送信アンテナを介して送信される送信信号は、ＯＦＤＭまたはシングルキャリア等の変調信号であるものとする。

【0043】

送信側は、送信アンテナを介して、伝送路を推定するための既知信号（例えばパイロット信号）を含む水平偏波の信号及び垂直偏波の信号を送信する。受信側の受信品質測定装置は、送信側から送信された水平偏波の信号及び垂直偏波の信号を、受信アンテナを介して受信する。送信アンテナは、水平偏波用アンテナ及び垂直偏波用アンテナにより構成され、受信アンテナも、水平偏波用アンテナ及び垂直偏波用アンテナにより構成される。

【0044】

図６は、送信アンテナを介して送信される送信信号のフォーマットの一例を説明する図である。図６（ａ）は、送信アンテナの水平偏波用アンテナから送信される信号（水平偏波送信信号）のフォーマットを示し、図６（ｂ）は、送信アンテナの垂直偏波用アンテナから送信される信号（垂直偏波送信信号）のフォーマットを示す。横軸は周波数（キャリア番号）を示し、縦軸は時間（シンボル番号）を示す。黒塗りで表した位置の信号は、既知のＳＰ（Scattered Pilot）信号であり、斜め横線で表した位置の信号は、既知のヌル（Null）信号であり、白塗りで表した位置の信号はデータである。

【0045】

図６（ａ）の水平偏波送信信号では、基準信号であるＳＰ信号及びヌル信号が所定の周波数間隔及び時間間隔で配置され、図６（ｂ）の垂直偏波送信信号においても、基準信号であるＳＰ信号及びヌル信号が同じ所定の周波数間隔及び時間間隔で配置されている。図６（ａ）の水平偏波送信信号におけるＳＰ信号が配置された位置には、図６（ｂ）の垂直偏波送信信号におけるヌル信号が配置されている。また、図６（ａ）の水平偏波送信信号におけるヌル信号が配置された位置には、図６（ｂ）の垂直偏波送信信号におけるＳＰ信号が配置されている。

【0046】

このようなＳＰ信号及びヌル信号の配置により、水平偏波と垂直偏波との間で直交性を持たせることができるから、受信側の受信品質測定装置は、送信アンテナと受信アンテナとの間の伝送路行列Ｈの各要素を個別に求めることができる。

【0047】

図１は、本発明の実施形態による受信品質測定装置の構成例を示すブロック図である。この受信品質測定装置１は、受信電力測定部１０−１，１０−２、Ｃ／Ｎ計算部１１−１，１１−２、伝送路推定部１２、条件数算出部１３、テーブル１４、所要Ｃ／Ｎ算出部１５、余裕度算出部１６及び測定結果出力部１７を備えている。

【0048】

受信品質測定装置１は、送信側の送信アンテナを介して送信されたＯＦＤＭまたはシングルキャリア等の変調信号を、図示しない受信アンテナを介して受信する。この変調信号には、前述のとおり、伝送路行列Ｈを推定するための既知信号（例えばパイロット信号）が含まれている。受信アンテナは、水平偏波用アンテナ及び垂直偏波用アンテナにより構成される。

【0049】

受信品質測定装置１は、水平偏波用アンテナを介して受信した受信信号Ｙ_Hを入力し、垂直偏波用アンテナを介して受信した受信信号Ｙ_Vを入力し、以下のように、受信信号Ｙ_H，Ｙ_Vに基づいて、当該受信品質測定装置１の地点の受信品質を測定する。

【0050】

受信電力測定部１０−１は、受信アンテナを介して受信した受信信号Ｙ_Hを入力し、受信信号Ｙ_Hに基づいて受信電力Ｐ_Hを測定する。そして、受信電力測定部１０−１は、受信電力Ｐ_Hを伝送路推定部１２及び測定結果出力部１７に出力する。

【0051】

受信電力測定部１０−２は、受信アンテナを介して受信した受信信号Ｙ_Vを入力し、受信信号Ｙ_Vに基づいて受信電力Ｐ_Vを測定する。そして、受信電力測定部１０−２は、受信電力Ｐ_Vを伝送路推定部１２及び測定結果出力部１７に出力する。

【0052】

Ｃ／Ｎ計算部１１−１は、受信信号Ｙ_Hを入力し、受信信号Ｙ_Hに基づいて受信Ｃ／Ｎ_Hを計算する。そして、Ｃ／Ｎ計算部１１−１は、受信Ｃ／Ｎ_Hを余裕度算出部１６及び測定結果出力部１７に出力する。

【0053】

Ｃ／Ｎ計算部１１−２は、受信信号Ｙ_Vを入力し、受信信号Ｙ_Vに基づいて受信Ｃ／Ｎ_Vを計算する。そして、Ｃ／Ｎ計算部１１−２は、受信Ｃ／Ｎ_Vを余裕度算出部１６及び測定結果出力部１７に出力する。

【0054】

伝送路推定部１２は、受信信号Ｙ_H，Ｙ_Vを入力すると共に、受信電力測定部１０−１，１０−２から受信電力Ｐ_H，Ｐ_Vを入力する。そして、伝送路推定部１２は、受信信号Ｙ_H，Ｙ_V、受信電力Ｐ_H，Ｐ_V、及び予め設定された既知信号Ｘ_H，Ｘ_Vに基づいて、水平偏波及び垂直偏波の受信電力差を正確に反映させた伝送路行列Ｈ’を推定する。伝送路推定部１２は、伝送路行列Ｈ’を条件数算出部１３に出力する。

【0055】

予め設定された既知信号Ｘ_H，Ｘ_Vは、送信側から送信アンテナを介して送信された変調信号に含まれる信号と同一の信号であって、伝送路を推定するための信号（図６の例ではＳＰ信号及びヌル信号）である。これらは、それぞれ水平偏波の既知信号及び垂直偏波の既知信号である。

【0056】

ＭＩＭＯ伝送路を数式で表した前記数式（１）を展開すると、水平偏波の受信信号Ｙ_H及び垂直偏波の受信信号Ｙ_Vは、以下の数式で表される。尚、雑音ｎ_H，ｎ_Vは０とする。

【数5】

【数6】

【0057】

伝送路推定部１２は、伝送路特性ｈ_HH，ｈ_VV，ｈ_HV，ｈ_VHを算出し、これらを要素とした伝送路行列Ｈに対し、水平偏波及び垂直偏波の受信電力差を正確に反映させた伝送路行列Ｈ’を推定する。

【0058】

図２は、伝送路推定部１２の構成例を示すブロック図である。この伝送路推定部１２は、周波数変換部２０−１，２０−２、Ａ／Ｄ変換部２１−１，２１−２、ＦＦＴ部２２−１，２２−２、パイロット抽出部２３−１，２３−２、既知信号生成部２４、伝送路特性算出部２５−１，２５−２及び伝送路行列算出部２６を備えている。

【0059】

周波数変換部２０−１は、受信信号Ｙ_Hを入力し、受信信号Ｙ_Hの周波数を後段のＡ／Ｄ変換部２１−１にてＡ／Ｄ変換を行うための周波数に変換し、周波数変換後の受信信号Ｙ_HをＡ／Ｄ変換部２１−１に出力する。

【0060】

Ａ／Ｄ変換部２１−１は、周波数変換部２０−１から周波数変換後の受信信号Ｙ_Hを入力し、受信信号Ｙ_Hのアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換し、デジタルの受信信号Ｙ_HをＦＦＴ部２２−１に出力する。

【0061】

ＦＦＴ部２２−１は、Ａ／Ｄ変換部２１−１からデジタルの受信信号Ｙ_Hを入力し、デジタルの受信信号Ｙ_Hの時間領域信号を周波数領域信号に変換し、周波数領域信号をパイロット抽出部２３−１に出力する。

【0062】

パイロット抽出部２３−１は、ＦＦＴ部２２−１から周波数領域信号を入力し、周波数領域信号のうち既知信号が送信された位置のパイロット信号（ＳＰ信号及びヌル信号）を抽出し、受信パイロット信号として伝送路特性算出部２５−１に出力する。

【0063】

既知信号生成部２４は、予め設定された既知信号（図６に示したＳＰ信号及びヌル信号）を生成し、既知信号Ｘ_H，Ｘ_Vを伝送路特性算出部２５−１，２５−２に出力する。

【0064】

伝送路特性算出部２５−１は、パイロット抽出部２３−１から受信パイロット信号を入力すると共に、既知信号生成部２４から既知信号Ｘ_H，Ｘ_V（送信パイロット信号）を入力する。そして、伝送路特性算出部２５−１は、受信パイロット信号を送信パイロット信号で除算し、ＭＩＭＯ伝送路の周波数特性である伝送路特性ｈ_HH，ｈ_HVを算出し、伝送路特性ｈ_HH，ｈ_HVを伝送路行列算出部２６に出力する。

【0065】

送信側から送信される既知信号は、水平偏波及び垂直偏波の間で直交性が保たれているから、前記数式（５）の第１項及び第２項における伝送路特性ｈ_HH，ｈ_HVを分離することができる。これにより、受信信号Ｙ_Hから、伝送路行列Ｈを構成する要素のうち、伝送路特性ｈ_HH，ｈ_HVが個別に算出される。

【0066】

周波数変換部２０−２、Ａ／Ｄ変換部２１−２、ＦＦＴ部２２−２及びパイロット抽出部２３−２は、受信信号Ｙ_Vについて、前述の周波数変換部２０−１、Ａ／Ｄ変換部２１−１、ＦＦＴ部２２−１及びパイロット抽出部２３−１と同様の処理をそれぞれ行う。

【0067】

伝送路特性算出部２５−２も、前述の伝送路特性算出部２５−１と同様の処理を行う。伝送路特性算出部２５−２は、パイロット抽出部２３−２から受信パイロット信号を入力すると共に、既知信号生成部２４から既知信号Ｘ_H，Ｘ_V（送信パイロット信号）を入力し、伝送路特性ｈ_VV，ｈ_VHを算出する。そして、伝送路特性算出部２５−２は、伝送路特性ｈ_VV，ｈ_VHを伝送路行列算出部２６に出力する。

【0068】

送信側から送信される既知信号は、水平偏波及び垂直偏波の間で直交性が保たれているから、前記数式（６）の第１項及び第２項における伝送路特性ｈ_VH，ｈ_VVを分離することができる。これにより、受信信号Ｙ_Vから、伝送路行列Ｈを構成する要素のうち、伝送路特性ｈ_VV，ｈ_VHが個別に算出される。

【0069】

伝送路行列算出部２６は、伝送路特性算出部２５−１から伝送路特性ｈ_HH，ｈ_HVを入力すると共に、伝送路特性算出部２５−２から伝送路特性ｈ_VV，ｈ_VHを入力し、さらに、受信電力測定部１０−１，１０−２から受信電力Ｐ_H，Ｐ_Vを入力する。そして、伝送路行列算出部２６は、伝送路特性ｈ_HH，ｈ_VVに基づいて、伝送路特性ｈ_HH，ｈ_VVの電力Ｐ’_H，Ｐ’_Vをそれぞれ算出する。

【0070】

伝送路行列算出部２６は、伝送路特性ｈ_HH，ｈ_HV，ｈ_VV，ｈ_VH、受信電力Ｐ_H，Ｐ_V及び電力Ｐ’_H，Ｐ’_Vに基づいて、以下の数式により、伝送路行列Ｈ’を算出する。そして、伝送路行列算出部２６は、伝送路行列Ｈ’を条件数算出部１３に出力する

【数7】

【0071】

これにより、水平偏波及び垂直偏波の受信電力差を正確に反映させた電力補正後の伝送路行列Ｈ’が算出される。この伝送路行列Ｈ’は、全帯域においてキャリア毎に得られる。

【0072】

図１に戻って、条件数算出部１３は、伝送路推定部１２からキャリア毎の伝送路行列Ｈ’を入力し、伝送路行列Ｈ’に基づいて条件数Ｋ（Ｈ’）を算出する。この条件数Ｋ（Ｈ’）は、全帯域においてキャリア毎に得られる。そして、条件数算出部１３は、キャリア毎の条件数Ｋ（Ｈ’）を所要Ｃ／Ｎ算出部１５に出力する。

【0073】

条件数Ｋ（Ｈ’）の算出手法は、特異値分解、固有値分解による手法等、複数の手法がある。例えば、エルミート行列の固有値分解手法については、以下の文献を参照されたい。
“エルミート行列の固有値分解アルゴリズム”、［online］、［平成２８年２月１５日検索］、 インターネット＜http://kosugitti.sakura.ne.jp/wp/wp-content/uploads/2013/08/qr.pdf＞

【0074】

テーブル１４には、条件数及び所要Ｃ／Ｎ劣化量が格納されている。図３は、テーブル１４のデータ構成例を示す図である。テーブル１４には、条件数と、当該条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量とが格納されている。これらのデータは、図８に示した、帯域内で条件数が一定の場合の曲線αをテーブル化したものであり、所要Ｃ／Ｎ劣化量は、条件数に対する理想値を表している。このテーブル１４は予め設定される。

【0075】

図１に戻って、所要Ｃ／Ｎ算出部１５は、条件数算出部１３からキャリア毎の条件数Ｋ（Ｈ’）を入力し、キャリア毎に、条件数Ｋ（Ｈ’）をキーとしてテーブル１４を検索し、条件数Ｋ（Ｈ’）に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量を読み出す。

【0076】

所要Ｃ／Ｎ算出部１５は、帯域内で、所要Ｃ／Ｎ劣化量の平均値（帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量）Ｄを算出し、帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量Ｄを余裕度算出部１６に出力する。

【0077】

キャリア番号ｎにおける条件数Ｋ（Ｈ’）に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量をｄｅｇ（ｎ）、帯域内のキャリア数をＮ、帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量Ｄをｄｅｇとした場合、以下の数式により、帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量Ｄであるｄｅｇが算出される。

【数8】

【0078】

余裕度算出部１６は、所要Ｃ／Ｎ算出部１５から帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量Ｄを入力すると共に、Ｃ／Ｎ計算部１１−１，１１−２から受信Ｃ／Ｎ_H及び受信Ｃ／Ｎ_Vを入力し、受信Ｃ／Ｎ_H及び受信Ｃ／Ｎ_Vの平均値を算出し、これを受信Ｃ／Ｎとする。

【0079】

余裕度算出部１６は、以下の数式により、当該ＭＩＭＯ伝送システムにおいて予め設定された本来の所要Ｃ／Ｎに、帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量Ｄを加算することで、実際の所要Ｃ／Ｎを求める。これにより、当該受信品質測定装置１の地点における実際の所要Ｃ／Ｎを精度高く算出することができる。
［数９］
実際の所要Ｃ／Ｎ ＝ 本来の所要Ｃ／Ｎ ＋ 帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量Ｄ
・・・（９）

【0080】

余裕度算出部１６は、以下の数式により、受信Ｃ／Ｎから、前記数式（９）にて算出した実際の所要Ｃ／Ｎを減算することで、余裕度Ｆを算出し、余裕度Ｆを測定結果出力部１７に出力する。これにより、当該受信品質測定装置１の地点における余裕度Ｆを精度高く算出することができる。
［数１０］
余裕度Ｆ ＝ 受信Ｃ／Ｎ − 実際の所要Ｃ／Ｎ ・・・（１０）

【0081】

測定結果出力部１７は、受信電力測定部１０−１，１０−２から受信信号Ｙ_Hの受信電力Ｐ_H及び受信信号Ｙ_Vの受信電力Ｐ_Vを入力すると共に、Ｃ／Ｎ計算部１１−１，１１−２から受信信号Ｙ_Hの受信Ｃ／Ｎ_H及び受信信号Ｙ_Vの受信Ｃ／Ｎ_Vを入力する。また、測定結果出力部１７は、余裕度算出部１６から余裕度Ｆを入力する。

【0082】

測定結果出力部１７は、受信信号Ｙ_Hの受信電力Ｐ_H、受信信号Ｙ_Vの受信電力Ｐ_V、受信信号Ｙ_Hの受信Ｃ／Ｎ_H、受信信号Ｙ_Vの受信Ｃ／Ｎ_V、及び余裕度Ｆを、当該受信品質測定装置１の地点における受信品質の測定結果として出力する。

【0083】

図４は、フィールドの各地点における、伝送実験にて取得した所要Ｃ／Ｎ劣化量（真値）、従来技術及び本発明の実施形態にて取得した所要Ｃ／Ｎ劣化量を示す図である。横軸は、各地点のサンプル１〜８を示し、縦軸は所要Ｃ／Ｎ劣化量を示す。

【0084】

サンプル１〜８のそれぞれにおいて、左側のバーは、伝送実験にて取得した所要Ｃ／Ｎ劣化量（真値）を示し、図８に示した所要Ｃ／Ｎ劣化量に相当する。また、中央のバーは、従来技術にて取得した所要Ｃ／Ｎ劣化量を示し、従来の受信品質測定装置により得られた特性であって、図８に示した曲線αの所要Ｃ／Ｎ劣化量に相当する。前述のとおり、従来の受信品質測定装置は、ＭＩＭＯ伝送路の伝送路行列から、帯域内のキャリア毎に条件数を算出し、帯域内で条件数を平均した平均値（帯域内の平均条件数）を算出し、当該平均条件数に対する所要Ｃ／Ｎ劣化量を求める。右側のバーは、本発明の実施形態にて取得した所要Ｃ／Ｎ劣化量を示す。

【0085】

図４のサンプル１〜８から、本発明の実施形態にて取得した所要Ｃ／Ｎ劣化量（右側のバー）は、従来技術にて取得した所要Ｃ／Ｎ劣化量（中央のバー）に比べ、伝送実験にて取得した所要Ｃ／Ｎ劣化量（真値、左側のバー）に近いことがわかる。これにより、本発明の実施形態では、従来技術よりも、所要Ｃ／Ｎ劣化量を正確に求めることができる。

【0086】

以上のように、本発明の実施形態の受信品質測定装置１によれば、受信品質を測定する特定の地点において、送信側から送信された既知信号を含む水平偏波及び垂直偏波の変調信号を、受信アンテナを介して受信する。

【0087】

伝送路推定部１２は、受信信号Ｙ_H，Ｙ_V、受信電力Ｐ_H，Ｐ_V及び既知信号Ｘ_H，Ｘ_Vに基づいて、水平偏波及び垂直偏波の受信電力差を反映させた伝送路行列Ｈ’を推定する。これにより、当該受信品質測定装置１の地点におけるキャリア毎の伝送路行列Ｈ’が得られる。

【0088】

条件数算出部１３は、伝送路行列Ｈ’に基づいて条件数Ｋ（Ｈ’）を算出する。これにより、当該受信品質測定装置１の地点におけるキャリア毎の条件数Ｋ（Ｈ’）が得られる。

【0089】

所要Ｃ／Ｎ算出部１５は、キャリア毎に、条件数Ｋ（Ｈ’）に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量を、条件数と当該条件数に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量が格納されたテーブル１４から読み出す。そして、所要Ｃ／Ｎ算出部１５は、帯域内で、所要Ｃ／Ｎ劣化量の平均値を帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量Ｄとして算出する。これにより、当該受信品質測定装置１の地点における帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量Ｄが得られる。

【0090】

余裕度算出部１６は、本来の所要Ｃ／Ｎに帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量Ｄを加算することで、実際の所要Ｃ／Ｎを求め、受信Ｃ／Ｎ（受信Ｃ／Ｎ_H及び受信Ｃ／Ｎ_Vの平均値）から実際の所要Ｃ／Ｎを減算することで、余裕度Ｆを算出する。これにより、当該受信品質測定装置１の地点における余裕度Ｆが得られる。

【0091】

このように、受信品質測定装置１は、当該受信品質測定装置１の地点において、帯域内のキャリア毎に条件数Ｋ（Ｈ’）を求め、これに対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量を特定し、帯域内で所要Ｃ／Ｎ劣化量を平均化するようにした。これにより、帯域内で条件数が一定でなく変動が大きい場合であっても、より正確な帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量Ｄが算出される。したがって、当該受信品質測定装置１の地点における余裕度Ｆは、より正確な帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量Ｄに基づいて算出されるから、ＭＩＭＯ伝送システムにおいて、特定の地点の受信品質を正確に測定することが可能となる。

【0092】

また、地上デジタル放送の放送エリア内において、受信品質の余裕度Ｆを正確に測定することができるから、結果として、安定した受信を実現する機器を選定することができ、安定した受信が可能となるように改善指導を行うことができる。

【0093】

図５は、本発明の実施形態による受信品質測定装置１の使用例を説明する図である。受信アンテナを設置する作業者は、受信品質測定装置１を所持し、当該受信品質測定装置１の地点である特定の地点の受信品質を得るために、当該受信品質測定装置１に設けられた受信アンテナを所定方向へ向ける。

【0094】

受信品質測定装置１は、測定結果出力部１７にて測定した測定結果を表示する表示部を備えている。表示部は、受信アンテナの方向Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれの場合について、図５の下部に示すように、受信レベル（受信電力Ｐ_H，Ｐ_Vの平均値）、受信Ｃ／Ｎ、余裕度Ｆ及び受信可否を表示する。表示部は、余裕度と所定値とを比較し、余裕度Ｆが所定値以上の場合に、受信可否の判断結果として受信可を示すマーク◎を表示し、余裕度Ｆが所定値よりも小さい場合に、受信不可を示すマーク×を表示する。

【0095】

図５において、表示部は、受信アンテナの方向Ａの場合、受信可否の箇所に受信可を表示し、受信アンテナの方向Ｂ，Ｃの場合、受信可否の箇所に受信不可を表示している。これにより、作業者は、受信アンテナの方向Ａとした当該受信品質測定装置１の地点における受信品質が、受信アンテナの方向Ｂ，Ｃとした当該受信品質測定装置１の地点よりも良いことを判断することができる。

【0096】

このように、受信品質測定装置１が連続的に余裕度Ｆを測定することで、作業者は、余裕度Ｆが最大となるアンテナの方向を判断することができる。そして、アンテナの方向調整等の受信改善、設備の交換に向けた検討を行うことができ、ＭＩＭＯ伝送システムの安定受信に貢献できる。特に、偏波ＭＩＭＯ伝送システムでは、受信レベル及び受信Ｃ／Ｎは、水平偏波及び垂直偏波の２信号分測定されるため、受信品質を判断するための値が増加してしまう。しかし、本発明の実施形態では、余裕度Ｆを測定するようにしたから、余裕度Ｆによって、受信品質を明確に判断することが可能となる。

【0097】

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、実施形態では、水平偏波及び垂直偏波を用いた２×２のＭＩＭＯ伝送システムについて説明した。本発明は、送信アンテナの本数を２に限定するものではなく、受信アンテナの本数も２に限定するものでもなく、他の本数にも適用がある。また、本発明は、水平偏波及び垂直偏波に限定するものではなく、他の種類の偏波にも適用があり、偏波以外の電波にも適用がある。

【0098】

また、本発明の実施形態では、図６に示した送信信号のフォーマットを用いるようにしたが、本発明は、図６に示した送信信号のフォーマットに限定するものではなく、これとは異なる配置のフォーマットを用いるようにしてもよい。また、他のパイロット信号を用いるようにしてもよいし、周波数軸及び時間軸方向に連続して挿入される既知信号を用いるようにしてもよい。また、直交化の手法として、ヌル信号の代わりに、アダマール符号、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号を用いるようにしてもよい。

【0099】

また、本発明の実施形態では、受信品質測定装置１の所要Ｃ／Ｎ算出部１５は、条件数Ｋ（Ｈ’）に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量を、テーブル１４から読み出すようにした。これに対し、所要Ｃ／Ｎ算出部１５は、予め設定された関数の数式に従い、条件数Ｋ（Ｈ’）に対応する所要Ｃ／Ｎ劣化量を特定するようにしてもよい。

【0100】

また、本発明の実施形態では、受信品質測定装置１の測定結果出力部１７は、受信信号Ｙ_Hの受信電力Ｐ_H、受信信号Ｙ_Vの受信電力Ｐ_V、受信信号Ｙ_Hの受信Ｃ／Ｎ_H、受信信号Ｙ_Vの受信Ｃ／Ｎ_V、及び余裕度Ｆを、受信品質の測定結果として出力するようにした。これに対し、測定結果出力部１７は、さらに、所要Ｃ／Ｎ算出部１５により算出された帯域内平均所要Ｃ／Ｎ劣化量Ｄ、及び条件数算出部１３により算出された条件数Ｋ（Ｈ’）を、受信品質の測定結果として出力するようにしてもよい。

【0101】

また、本発明の実施形態では、受信品質測定装置１について説明したが、ＭＩＭＯ受信装置が、図１に示した受信品質測定装置１の各構成部を備えるようにしてもよい。この場合、ＭＩＭＯ受信装置は、余裕度Ｆ等の測定結果を表示する機能を有する。

【0102】

尚、本発明の実施形態による受信品質測定装置１のハードウェア構成としては、通常のコンピュータを使用することができる。受信品質測定装置１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の揮発性の記憶媒体、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。受信品質測定装置１に備えた受信電力測定部１０−１，１０−２、Ｃ／Ｎ計算部１１−１，１１−２、伝送路推定部１２、条件数算出部１３、テーブル１４、所要Ｃ／Ｎ算出部１５、余裕度算出部１６及び測定結果出力部１７の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。また、これらのプログラム（受信品質測定プログラム）は、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもでき、ネットワークを介して送受信することもできる。

【符号の説明】

【0103】

１ 受信品質測定装置
１０ 受信電力測定部
１１ Ｃ／Ｎ計算部
１２ 伝送路推定部
１３ 条件数算出部
１４ テーブル
１５ 所要Ｃ／Ｎ算出部
１６ 余裕度算出部
１７ 測定結果出力部
２０ 周波数変換部
２１ Ａ／Ｄ変換部
２２ ＦＦＴ部
２３ パイロット抽出部
２４ 既知信号生成部
２５ 伝送路特性算出部
２６ 伝送路行列算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】