知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024168750
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】試験システム及び最大ドップラー周波数算出方法
(51)【国際特許分類】
H04B 17/309 20150101AFI20241128BHJP
【ＦＩ】
H04B17/309
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023085675
(22)【出願日】2023-05-24
(71)【出願人】
【識別番号】000000572
【氏名又は名称】アンリツ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003694
【氏名又は名称】弁理士法人有我国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小林 武史
(72)【発明者】
【氏名】滝沢 圭祐
(57)【要約】
【課題】実際の伝搬路環境における移動物体などの影響を加味した形で最大ドップラー周波数を推定することができる試験システム及び最大ドップラー周波数算出方法を提供する。
【解決手段】試験システム１は、実伝搬路を構成する１以上のチャネルのうちの解析対象チャネルの複数の解析対象タイミングにおける伝搬路特性の推定特性を算出する実伝搬路推定特性算出部２１と、前記伝搬路特性の推定特性の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出部２２と、を含み、パラメータ算出部２２は、解析対象チャネルの準ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定部２２ｃと、を含む。
【選択図】図２
【解決手段】試験システム１は、実伝搬路を構成する１以上のチャネルのうちの解析対象チャネルの複数の解析対象タイミングにおける伝搬路特性の推定特性を算出する実伝搬路推定特性算出部２１と、前記伝搬路特性の推定特性の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出部２２と、を含み、パラメータ算出部２２は、解析対象チャネルの準ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定部２２ｃと、を含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ネットワーク側の送受信装置（１００）から送信されたダウンリンク信号を実伝搬路（１１０）の環境において受信するアンテナ装置（１０）から出力された前記ダウンリンク信号のＩＱデータを用いて、前記実伝搬路を構成する１以上のチャネルのうちの解析対象チャネルの伝搬路特性の複数の解析対象タイミングにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を算出する実伝搬路推定特性算出部（２１）と、
前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、前記解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出部（２２）と、を含み、
前記パラメータ算出部は、
サブキャリアｋ（ｋは０からＫ－１までの整数）における前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）を、前記サブキャリアごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｇｋ ｉｊ（ｆ）に変換する領域変換部（２２ａ）と、
前記周波数領域の特性Ｇｋ ｉｊ（ｆ）の前記サブキャリアごとのパワースペクトラムをＫ個の前記サブキャリアについて加算することで、前記解析対象チャネルの準ドップラースペクトラムを算出する準ドップラースペクトラム算出部（２２ｂ）と、
前記解析対象チャネルの前記準ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を前記最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定部（２２ｃ）と、を含むことを特徴とする試験システム。
前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、前記解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出部（２２）と、を含み、
前記パラメータ算出部は、
サブキャリアｋ（ｋは０からＫ－１までの整数）における前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）を、前記サブキャリアごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｇｋ ｉｊ（ｆ）に変換する領域変換部（２２ａ）と、
前記周波数領域の特性Ｇｋ ｉｊ（ｆ）の前記サブキャリアごとのパワースペクトラムをＫ個の前記サブキャリアについて加算することで、前記解析対象チャネルの準ドップラースペクトラムを算出する準ドップラースペクトラム算出部（２２ｂ）と、
前記解析対象チャネルの前記準ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を前記最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定部（２２ｃ）と、を含むことを特徴とする試験システム。
【請求項2】
ネットワーク側の送受信装置（１００）から送信されたダウンリンク信号を実伝搬路（１１０）の環境において受信するアンテナ装置（１０）から出力された前記ダウンリンク信号のＩＱデータを用いて、前記実伝搬路を構成する１以上のチャネルのうちの解析対象チャネルの伝搬路特性の複数の解析対象タイミングにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を算出する実伝搬路推定特性算出部（２１）と、
解析対象タイミングｔｎ（ｎは０からＮ－１までの整数）における前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）から、前記解析対象タイミングｔｎにおける前記解析対象チャネルのインパルス応答ｇｎ ｉｊ（ｍ）を算出するインパルス応答算出部（２３）と、
前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、前記インパルス応答ｇｎ ｉｊ（ｍ）から、前記解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出部（２４）と、を含み、
前記パラメータ算出部は、
遅延タップτｍ（ｍは０からＭ－１までの整数）における前記インパルス応答ｇｎ ｉｊ（ｍ）を、前記遅延タップごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｆｍ ｉｊ（ｆ）に変換する領域変換部（２４ａ）と、
前記周波数領域の特性Ｆｍ ｉｊ（ｆ）の前記遅延タップごとのパワースペクトラムをＭ個の前記遅延タップについて加算することで、前記解析対象チャネルのドップラースペクトラムを算出するドップラースペクトラム算出部（２４ｂ）と、
前記解析対象チャネルの前記ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を前記最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定部（２４ｃ）と、を含むことを特徴とする試験システム。
解析対象タイミングｔｎ（ｎは０からＮ－１までの整数）における前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）から、前記解析対象タイミングｔｎにおける前記解析対象チャネルのインパルス応答ｇｎ ｉｊ（ｍ）を算出するインパルス応答算出部（２３）と、
前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、前記インパルス応答ｇｎ ｉｊ（ｍ）から、前記解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出部（２４）と、を含み、
前記パラメータ算出部は、
遅延タップτｍ（ｍは０からＭ－１までの整数）における前記インパルス応答ｇｎ ｉｊ（ｍ）を、前記遅延タップごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｆｍ ｉｊ（ｆ）に変換する領域変換部（２４ａ）と、
前記周波数領域の特性Ｆｍ ｉｊ（ｆ）の前記遅延タップごとのパワースペクトラムをＭ個の前記遅延タップについて加算することで、前記解析対象チャネルのドップラースペクトラムを算出するドップラースペクトラム算出部（２４ｂ）と、
前記解析対象チャネルの前記ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を前記最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定部（２４ｃ）と、を含むことを特徴とする試験システム。
【請求項3】
前記アンテナ装置が前記ダウンリンク信号を受信する際に、前記アンテナ装置の前記ネットワーク側の送受信装置に対する移動速度がゼロであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の試験システム。
【請求項4】
前記１以上のチャネルの全てを前記解析対象チャネルとするとき、
前記最大ドップラー周波数推定部は、１以上の前記解析対象チャネルの全ての前記最大ドップラー周波数のうちの最大値を、前記実伝搬路全体の前記最大ドップラー周波数として決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の試験システム。
前記最大ドップラー周波数推定部は、１以上の前記解析対象チャネルの全ての前記最大ドップラー周波数のうちの最大値を、前記実伝搬路全体の前記最大ドップラー周波数として決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の試験システム。
【請求項5】
ネットワーク側の送受信装置（１００）から送信されたダウンリンク信号を実伝搬路（１１０）の環境において受信するアンテナ装置（１０）から出力された前記ダウンリンク信号のＩＱデータを用いて、前記実伝搬路を構成する１以上のチャネルのうちの解析対象チャネルの伝搬路特性の複数の解析対象タイミングにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を算出する実伝搬路推定特性算出ステップ（Ｓ３）と、
前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、前記解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出ステップ（Ｓ４～Ｓ１０）と、を含み、
前記パラメータ算出ステップは、
サブキャリアｋ（ｋは０からＫ－１までの整数）における前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）を、前記サブキャリアごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｇｋ ｉｊ（ｆ）に変換する領域変換ステップ（Ｓ４）と、
前記周波数領域の特性Ｇｋ ｉｊ（ｆ）の前記サブキャリアごとのパワースペクトラムをＫ個の前記サブキャリアについて加算することで、前記解析対象チャネルの準ドップラースペクトラムを算出する準ドップラースペクトラム算出ステップ（Ｓ５～Ｓ９）と、
前記解析対象チャネルの前記準ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を前記最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定ステップ（Ｓ１０）と、を含むことを特徴とする最大ドップラー周波数算出方法。
前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、前記解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出ステップ（Ｓ４～Ｓ１０）と、を含み、
前記パラメータ算出ステップは、
サブキャリアｋ（ｋは０からＫ－１までの整数）における前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）を、前記サブキャリアごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｇｋ ｉｊ（ｆ）に変換する領域変換ステップ（Ｓ４）と、
前記周波数領域の特性Ｇｋ ｉｊ（ｆ）の前記サブキャリアごとのパワースペクトラムをＫ個の前記サブキャリアについて加算することで、前記解析対象チャネルの準ドップラースペクトラムを算出する準ドップラースペクトラム算出ステップ（Ｓ５～Ｓ９）と、
前記解析対象チャネルの前記準ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を前記最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定ステップ（Ｓ１０）と、を含むことを特徴とする最大ドップラー周波数算出方法。
【請求項6】
ネットワーク側の送受信装置（１００）から送信されたダウンリンク信号を実伝搬路（１１０）の環境において受信するアンテナ装置（１０）から出力された前記ダウンリンク信号のＩＱデータを用いて、前記実伝搬路を構成する１以上のチャネルのうちの解析対象チャネルの伝搬路特性の複数の解析対象タイミングにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を算出する実伝搬路推定特性算出ステップ（Ｓ２３）と、
解析対象タイミングｔｎ（ｎは０からＮ－１までの整数）における前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）から、前記解析対象タイミングｔｎにおける前記解析対象チャネルのインパルス応答ｇｎ ｉｊ（ｍ）を算出するインパルス応答算出ステップ（Ｓ２４）と、
前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、前記インパルス応答ｇｎ ｉｊ（ｍ）から、前記解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出ステップ（Ｓ２５～Ｓ３０）と、を含み、
前記パラメータ算出ステップは、
遅延タップτｍ（ｍは０からＭ－１までの整数）における前記インパルス応答ｇｎ ｉｊ（ｍ）を、前記遅延タップごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｆｍ ｉｊ（ｆ）に変換する領域変換ステップ（Ｓ２５）と、
前記周波数領域の特性Ｆｍ ｉｊ（ｆ）の前記遅延タップごとのパワースペクトラムをＭ個の前記遅延タップについて加算することで、前記解析対象チャネルのドップラースペクトラムを算出するドップラースペクトラム算出ステップ（Ｓ２６～Ｓ２９）と、
前記解析対象チャネルの前記ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を前記最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定ステップ（Ｓ３０）と、を含むことを特徴とする最大ドップラー周波数算出方法。
解析対象タイミングｔｎ（ｎは０からＮ－１までの整数）における前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）から、前記解析対象タイミングｔｎにおける前記解析対象チャネルのインパルス応答ｇｎ ｉｊ（ｍ）を算出するインパルス応答算出ステップ（Ｓ２４）と、
前記推定特性Ｈ＾ｎ ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、前記インパルス応答ｇｎ ｉｊ（ｍ）から、前記解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出ステップ（Ｓ２５～Ｓ３０）と、を含み、
前記パラメータ算出ステップは、
遅延タップτｍ（ｍは０からＭ－１までの整数）における前記インパルス応答ｇｎ ｉｊ（ｍ）を、前記遅延タップごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｆｍ ｉｊ（ｆ）に変換する領域変換ステップ（Ｓ２５）と、
前記周波数領域の特性Ｆｍ ｉｊ（ｆ）の前記遅延タップごとのパワースペクトラムをＭ個の前記遅延タップについて加算することで、前記解析対象チャネルのドップラースペクトラムを算出するドップラースペクトラム算出ステップ（Ｓ２６～Ｓ２９）と、
前記解析対象チャネルの前記ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を前記最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定ステップ（Ｓ３０）と、を含むことを特徴とする最大ドップラー周波数算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、チャネルモデルのパラメータである最大ドップラー周波数を算出する試験システム及び最大ドップラー周波数算出方法に関する。
【背景技術】
【0002】
携帯電話端末を試験する際には、基地局シミュレータが出力するダウンリンク信号を伝搬路シミュレータに通した信号を携帯電波端末に供給することによって、フェージング環境における復調性能が評価される。その伝搬路シミュレータで使われるチャネルモデルとしては、試験用に定義されたものが使われることが多い。一方で、実際の伝搬路環境に近い伝搬路特性のチャネルモデルを使って携帯電話端末の復調性能を評価したいという要求もある。
【0003】
非特許文献１の3GPP（登録商標） TS38.521-4のAnnex B.2.2のTable B.2.2-1などに記載されているように、携帯電話端末のコンフォーマンス試験規格では、チャネルモデルのパラメータの一つである最大ドップラー周波数ｆｄは、あらかじめ決められた値を使うことになっている。
【0004】
開発用途の試験環境としては、ユーザがチャネルモデルのパラメータを自ら定義して伝搬路モデルを構成する場合もあるが、一般的なチャネルモデルでは、最大ドップラー周波数ｆｄとして、携帯電話端末の移動速度ｖと携帯電話端末が受信する信号のキャリア周波数ｆｃによって計算される値（ｆｄ＝ｖｆｃ／ｃ）が使われる（ｃは光速）。この計算によると、移動速度ｖがゼロの場合には最大ドップラー周波数ｆｄもゼロとなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】3GPP TS38.521-4 V16.12.0，2022年6月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところが、実際の伝搬路環境における伝搬路特性を観測すると、携帯電話端末の移動速度ｖがゼロであっても最大ドップラー周波数ｆｄはゼロにはならない。これは実際の伝搬路環境においては、たとえ携帯電話端末が静止していたとしても、周囲に移動している物体が多数存在し、それらの物体からの反射波を携帯電話端末が受信するためである。つまり、最大ドップラー周波数ｆｄとしてｖｆｃ／ｃを使うと、周囲の環境中にある物体の移動の影響が無視できない状況のときに、現実的な最大ドップラー周波数の見積もりができなくなるという問題があった。
【0007】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、実際の伝搬路環境における移動物体などの影響を加味した形で最大ドップラー周波数を推定することができる試験システム及び最大ドップラー周波数算出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明に係る試験システムは、ネットワーク側の送受信装置（１００）から送信されたダウンリンク信号を実伝搬路（１１０）の環境において受信するアンテナ装置（１０）から出力された前記ダウンリンク信号のＩＱデータを用いて、前記実伝搬路を構成する１以上のチャネルのうちの解析対象チャネルの伝搬路特性の複数の解析対象タイミングにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を算出する実伝搬路推定特性算出部（２１）と、前記推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、前記解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出部（２２）と、を含み、前記パラメータ算出部は、サブキャリアｋ（ｋは０からＫ－１までの整数）における前記推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を、前記サブキャリアごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｇｋ
ｉｊ（ｆ）に変換する領域変換部（２２ａ）と、前記周波数領域の特性Ｇｋ
ｉｊ（ｆ）の前記サブキャリアごとのパワースペクトラムをＫ個の前記サブキャリアについて加算することで、前記解析対象チャネルの準ドップラースペクトラムを算出する準ドップラースペクトラム算出部（２２ｂ）と、前記解析対象チャネルの前記準ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を前記最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定部（２２ｃ）と、を含む構成である。
【0009】
この構成により、本発明に係る試験システムは、実際の伝搬路環境における移動物体などの影響も加味した形で、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を推定することができる。
【0010】
また、本発明に係る試験システムは、ネットワーク側の送受信装置（１００）から送信されたダウンリンク信号を実伝搬路（１１０）の環境において受信するアンテナ装置（１０）から出力された前記ダウンリンク信号のＩＱデータを用いて、前記実伝搬路を構成する１以上のチャネルのうちの解析対象チャネルの伝搬路特性の複数の解析対象タイミングにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を算出する実伝搬路推定特性算出部（２１）と、解析対象タイミングｔｎ（ｎは０からＮ－１までの整数）における前記推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）から、前記解析対象タイミングｔｎにおける前記解析対象チャネルのインパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）を算出するインパルス応答算出部（２３）と、前記推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、前記インパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）から、前記解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出部（２４）と、を含み、前記パラメータ算出部は、遅延タップτｍ（ｍは０からＭ－１までの整数）における前記インパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）を、前記遅延タップごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｆｍ
ｉｊ（ｆ）に変換する領域変換部（２４ａ）と、前記周波数領域の特性Ｆｍ
ｉｊ（ｆ）の前記遅延タップごとのパワースペクトラムをＭ個の前記遅延タップについて加算することで、前記解析対象チャネルのドップラースペクトラムを算出するドップラースペクトラム算出部（２４ｂ）と、前記解析対象チャネルの前記ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を前記最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定部（２４ｃ）と、を含む構成である。
【0011】
この構成により、本発明に係る試験システムは、実際の伝搬路環境における移動物体などの影響も加味した形で、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を推定することができる。
【0012】
また、本発明に係る試験システムは、前記アンテナ装置が前記ダウンリンク信号を受信する際に、前記アンテナ装置の前記ネットワーク側の送受信装置に対する移動速度がゼロである構成であってもよい。
【0013】
この構成により、本発明に係る試験システムは、アンテナ装置のネットワーク側の送受信装置に対する移動速度がゼロ又は非常に低い速度である場合に、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を適切に推定することができる。
【0014】
また、本発明に係る試験システムは、前記１以上のチャネルの全てを前記解析対象チャネルとするとき、前記最大ドップラー周波数推定部は、１以上の前記解析対象チャネルの全ての前記最大ドップラー周波数のうちの最大値を、前記実伝搬路全体の前記最大ドップラー周波数として決定する構成であってもよい。
【0015】
この構成により、本発明に係る試験システムは、被測定物がＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式での通信を行うものである場合に、適切な最大ドップラー周波数を推定することができる。
【0016】
また、本発明に係る試験方法は、ネットワーク側の送受信装置（１００）から送信されたダウンリンク信号を実伝搬路（１１０）の環境において受信するアンテナ装置（１０）から出力された前記ダウンリンク信号のＩＱデータを用いて、前記実伝搬路を構成する１以上のチャネルのうちの解析対象チャネルの伝搬路特性の複数の解析対象タイミングにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を算出する実伝搬路推定特性算出ステップ（Ｓ３）と、前記推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、前記解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出ステップ（Ｓ４～Ｓ１０）と、を含み、前記パラメータ算出ステップは、サブキャリアｋ（ｋは０からＫ－１までの整数）における前記推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を、前記サブキャリアごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｇｋ
ｉｊ（ｆ）に変換する領域変換ステップ（Ｓ４）と、前記周波数領域の特性Ｇｋ
ｉｊ（ｆ）の前記サブキャリアごとのパワースペクトラムをＫ個の前記サブキャリアについて加算することで、前記解析対象チャネルの準ドップラースペクトラムを算出する準ドップラースペクトラム算出ステップ（Ｓ５～Ｓ９）と、前記解析対象チャネルの前記準ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を前記最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定ステップ（Ｓ１０）と、を含む構成である。
【0017】
また、本発明に係る試験方法は、ネットワーク側の送受信装置（１００）から送信されたダウンリンク信号を実伝搬路（１１０）の環境において受信するアンテナ装置（１０）から出力された前記ダウンリンク信号のＩＱデータを用いて、前記実伝搬路を構成する１以上のチャネルのうちの解析対象チャネルの伝搬路特性の複数の解析対象タイミングにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を算出する実伝搬路推定特性算出ステップ（Ｓ２３）と、解析対象タイミングｔｎ（ｎは０からＮ－１までの整数）における前記推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）から、前記解析対象タイミングｔｎにおける前記解析対象チャネルのインパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）を算出するインパルス応答算出ステップ（Ｓ２４）と、前記推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、前記インパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）から、前記解析対象チャネルの最大ドップラー周波数を算出するパラメータ算出ステップ（Ｓ２５～Ｓ３０）と、を含み、前記パラメータ算出ステップは、遅延タップτｍ（ｍは０からＭ－１までの整数）における前記インパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）を、前記遅延タップごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｆｍ
ｉｊ（ｆ）に変換する領域変換ステップ（Ｓ２５）と、前記周波数領域の特性Ｆｍ
ｉｊ（ｆ）の前記遅延タップごとのパワースペクトラムをＭ個の前記遅延タップについて加算することで、前記解析対象チャネルのドップラースペクトラムを算出するドップラースペクトラム算出ステップ（Ｓ２６～Ｓ２９）と、前記解析対象チャネルの前記ドップラースペクトラムの各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を前記最大ドップラー周波数として推定する最大ドップラー周波数推定ステップ（Ｓ３０）と、を含む構成である。
【発明の効果】
【0018】
本発明は、実際の伝搬路環境における移動物体などの影響を加味した形で最大ドップラー周波数を推定することができる試験システム及び最大ドップラー周波数算出方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】基地局とアンテナ装置との間の実伝搬路の環境を模式的に示す図である。
【図2】本発明の第１の実施形態に係る試験システムの構成を示すブロック図である。
【図3】推定特性の周波数領域及びその時間変化を示す時間領域の特性を説明するための図である。
【図4】準ドップラースペクトラム又はドップラースペクトラムとその最大ドップラー周波数の一例を示すグラフである。
【図5】本発明の第１の実施形態に係る試験システムを用いる最大ドップラー周波数算出方法の処理を説明するためのフローチャートである。
【図6】本発明の第２の実施形態に係る試験システムの構成を示すブロック図である。
【図7】インパルス応答の遅延軸方向及びその時間変化を示す時間軸方向の特性を説明するための図である。
【図8】本発明の第２の実施形態に係る試験システムを用いる最大ドップラー周波数算出方法の処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明に係る試験システム及び最大ドップラー周波数算出方法の実施形態について、図面を用いて説明する。
【0021】
（第１の実施形態）
図１は、ネットワーク側の送受信装置の一例である基地局１００とアンテナ装置１０との間の実伝搬路１１０の環境を模式的に示す図である。図１において、基地局１００とアンテナ装置１０との間のデータ通信は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式による複数のサブキャリアを使って行われる。本発明では、アンテナ装置１０が基地局１００からのダウンリンク信号を受信する際に、アンテナ装置１０の基地局１００に対する移動速度が、ゼロ又は非常に低い速度である状況を想定している。
図１は、ネットワーク側の送受信装置の一例である基地局１００とアンテナ装置１０との間の実伝搬路１１０の環境を模式的に示す図である。図１において、基地局１００とアンテナ装置１０との間のデータ通信は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式による複数のサブキャリアを使って行われる。本発明では、アンテナ装置１０が基地局１００からのダウンリンク信号を受信する際に、アンテナ装置１０の基地局１００に対する移動速度が、ゼロ又は非常に低い速度である状況を想定している。
【0022】
アンテナ装置１０は、１以上のチャネルで構成される実伝搬路１１０の環境において、基地局１００のＴ個のアンテナＴｘ１～ＴｘＴから送信されたダウンリンク信号を受信するものである。例えば、アンテナ装置１０は、エアモニタ又は携帯電話端末などである。アンテナ装置１０は、基地局１００のアンテナＴｘ１～ＴｘＴから送信されたダウンリンク信号を受信信号として受信するＲ個のアンテナＲｘ１～ＲｘＲと、ＩＱデータ出力部１１と、を有する。
【0023】
ここで、基地局１００のアンテナＴｘ１～ＴｘＴの個数Ｔと、アンテナ装置１０のアンテナＲｘ１～ＲｘＲの個数Ｒは、それぞれ１以上の整数であり、Ｔ×Ｒの値が実伝搬路１１０のチャネル数となる。
【0024】
ＩＱデータ出力部１１は、アンテナＲｘ１～ＲｘＲにより受信されたＲ個の受信信号に、増幅、周波数変換、アナログ－デジタル変換などの受信処理を行うようになっている。さらに、ＩＱデータ出力部１１は、受信処理されたＲ個の受信信号を復調して、Ｒ組の互いに直交するＩ成分ベースバンド信号とＱ成分ベースバンド信号を生成するようになっている。本明細書では、Ｉ成分ベースバンド信号とＱ成分ベースバンド信号とをまとめて、単に「ＩＱデータ」とも呼ぶ。
【0025】
図１におけるＨｎ
１１（ｋ），Ｈｎ
２１（ｋ），・・・，Ｈｎ
Ｒ１（ｋ），Ｈｎ
１２（ｋ），Ｈｎ
２２（ｋ），・・・，Ｈｎ
Ｒ２（ｋ），・・・，Ｈｎ
１Ｔ（ｋ），Ｈｎ
２Ｔ（ｋ），・・・，Ｈｎ
ＲＴ（ｋ）は、後述する式（１）で示すチャネル行列Ｈ（ｋ，ｎ）の要素である。
【0026】
図２に示すように、本実施形態の試験システム１は、試験装置１５と、信号処理部２０と、擬似伝搬路特性生成部３０と、表示部４１と、を含む。
【0027】
試験装置１５は、被測定物（Device Under Test：ＤＵＴ）１２０を試験するために必要なダウンリンク信号を生成して擬似伝搬路を介してＤＵＴ１２０に送信し、ＤＵＴ１２０から送信されたアップリンク信号を受信して試験に必要な処理を行なう擬似基地局装置の機能を備えたものである。試験装置１５は、例えば、ＤＵＴ１２０の復調性能の試験を行うようになっている。試験装置１５とＤＵＴ１２０との間の擬似伝搬路は、後述する擬似伝搬路特性生成部３０により形成される。ＤＵＴ１２０は、例えば、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式での通信が可能な携帯電話端末である。
【0028】
信号処理部２０は、実伝搬路推定特性算出部２１と、パラメータ算出部２２と、を含む。
【0029】
実伝搬路推定特性算出部２１は、アンテナ装置１０のＩＱデータ出力部１１から出力されたＩＱデータを用いて、実伝搬路１１０を構成する１以上のチャネルのうちの解析対象チャネルの伝搬路特性Ｈｎ
ｉｊ（ｋ）の複数の解析対象タイミングｔｎにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を算出するようになっている。ここで、Ｈｎ
ｉｊ（ｋ）は、下記の式（１）の実伝搬路１１０のチャネル行列Ｈ（ｋ，ｎ）の各要素を表している。ｉはアンテナ装置１０のＲ個のアンテナＲｘ１～ＲｘＲのインデックスであり、ｊは基地局１００のＴ個のアンテナＴｘ１～ＴｘＴのインデックスである。
【0030】
すなわち、Ｒ＝１かつＴ＝１はＳＩＳＯ（Single Input Single Output）方式、Ｒ≧２かつＴ＝１はＳＩＭＯ（Single Input Multiple Output）方式、Ｒ＝１かつＴ≧２はＭＩＳＯ（Multiple Input Single Output）方式、Ｒ≧２かつＴ≧２はＭＩＭＯ方式を表している。
【0031】
【数1】
【0032】
式（１）において、ｋは周波数方向のインデックスであり、例えば、サブキャリア番号のインデックスである。ここで、Δｆをサブキャリアの周波数間隔とすると、各サブキャリアの周波数ｆｋはｋ×Δｆである。また、ｎは、上記の複数の解析対象タイミングｔｎに対応する時間方向のインデックスであり、例えばＯＦＤＭシンボル番号のインデックスである。ここで、ｋは０からＫ－１までの整数であり、ｎは０からＮ－１までの整数である。
【0033】
アンテナ装置１０のＩＱデータ出力部１１から出力されたＲ組のＩＱデータには、参照信号（Reference Signal：ＲＳ）が含まれている。例えば、５Ｇ ＮＲ規格であれば、ＣＳＩ－ＲＳ（Channel State Information Reference Signal）、ＤＭ－ＲＳ（Demodulation Reference Signal）、ＴＲＳ（Tracking Reference Signal）、ＰＴ－ＲＳ（Phase Tracking Reference Signal）などの参照信号が用意されている。
【0034】
実伝搬路推定特性算出部２１は、基地局１００のＴ個のアンテナＴｘ１～ＴｘＴから送信されたダウンリンク信号に含まれる既知のＲＳと、ＩＱデータ出力部１１から出力されたＲ組のＩＱデータに含まれる各チャネルのＲＳとから、伝搬路特性Ｈｎ
ｉｊ（ｋ）の推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を算出するようになっている。推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）は、ｊ番目のアンテナＴｘｊが送信する既知のＲＳに対する、ｉ番目のアンテナＲｘｉで受信された受信信号から得られたＩＱデータのＲＳの振幅変動量及び位相変動量の情報を含んでいる。例えば、５Ｇ ＮＲ規格であれば、実伝搬路推定特性算出部２１は、ＩＱデータに含まれるＣＳＩ－ＲＳ、ＤＭ－ＲＳ、ＴＲＳ、及びＰＴ－ＲＳなどのＲＳと、対応する既知のＲＳとを、推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の算出に用いる。ここで、Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）は、式（１）の実伝搬路１１０のチャネル行列Ｈ（ｋ，ｎ）の推定値の行列Ｈ＾（ｋ，ｎ）の各要素を表しており、式（２）のように表現される。
【0035】
【数2】
【0036】
例えば、図３に示すように、あるＨ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）について、時間軸ｔにおけるある一つのｎ（ある一つの解析対象タイミングｔｎ）において、ｋを解析対象の信号帯域幅の分だけ周波数軸ｆ方向に振った一連のデータは、Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の周波数領域の特性を表す。図３の下側のグラフは、Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の周波数領域の特性の実部と虚部をベクトル表示したものである。
【0037】
一方、あるＨ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）について、周波数軸ｆにおけるある一つのｋ（ある一つの周波数ｆｋ）において、ｎを解析対象タイミングｔｎごとに時間軸ｔ方向に振った一連のデータは、Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の時間軸に沿った変化を示す時間領域の特性を表す。図３の右側のグラフは、Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の時間変化を示す時間領域の特性の実部と虚部を表示したものである。
【0038】
ここで、ナイキスト定理に従って情報欠落なく推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の変化を時間軸ｔ方向にキャプチャするためには、解析対象タイミングｔｎの間隔の最大値Ｔｃが、Ｔｃ＜１／（２×ｆｄ）を満たす必要がある。ここで、ｆｄは、後述するパラメータ算出部２２により算出される最大ドップラー周波数である。
【0039】
パラメータ算出部２２は、実伝搬路推定特性算出部２１により算出された推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータを算出するようになっている。すなわち、パラメータ算出部２２は、実伝搬路推定特性算出部２１により算出された推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）のうち、統計的な性質が変化していないとみなせる期間内の推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を用いて、パラメータを算出する。パラメータ算出部２２により算出されたパラメータは、擬似伝搬路特性生成部３０に入力される。
【0040】
擬似伝搬路特性生成部３０は、例えば、ＴＤＬモデル（Tapped Delay Line model）やＣＤＬモデル（Clustered Delay Line model）などの公知のチャネルモデルを含む。擬似伝搬路特性生成部３０は、パラメータ算出部２２により算出されたパラメータに応じた、複数の擬似伝搬路特性を生成するようになっている。
【0041】
さらに、擬似伝搬路特性生成部３０は、生成した擬似伝搬路特性を有する擬似伝搬路を試験装置１５とＤＵＴ１２０との間に形成する伝搬路シミュレータとして機能する。
【0042】
例えば、パラメータ算出部２２は、ＴＤＬモデルのパラメータとして、「Ｋファクタ」、「ＰＤＰ（Power Delay Profile）」、「アンテナ相関行列」、及び「最大ドップラー周波数」などを算出する。
【0043】
以下、ＴＤＬモデルのパラメータのうち、「最大ドップラー周波数」を計算するためのパラメータ算出部２２の構成を説明する。
【0044】
パラメータ算出部２２は、図２に示すように、領域変換部２２ａと、準ドップラースペクトラム算出部２２ｂと、最大ドップラー周波数推定部２２ｃと、を含み、実伝搬路推定特性算出部２１により算出された推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）から、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄを算出するようになっている。
【0045】
領域変換部２２ａは、下記の式（３）に示すように、あるサブキャリアｋにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を、サブキャリアｋごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｇｋ
ｉｊ（ｆ）に変換するようになっている。
【0046】
【数3】
【0047】
準ドップラースペクトラム算出部２２ｂは、下記の式（４）に示すように、領域変換部２２ａにより変換された周波数領域の特性Ｇｋ
ｉｊ（ｆ）のサブキャリアごとのパワースペクトラムＳｋ
ｉｊ（ｆ）をＫ個のサブキャリアについて加算することで、解析対象チャネルの準ドップラースペクトラムＳｉｊ（ｆ）を算出するようになっている。
【0048】
【数4】
【0049】
最大ドップラー周波数推定部２２ｃは、準ドップラースペクトラム算出部２２ｂにより算出された解析対象チャネルの準ドップラースペクトラムＳｉｊ（ｆ）の各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を最大ドップラー周波数ｆｄとして推定するようになっている。ここで、規定パワーは、例えば、雑音成分の上限のパワー以上であればよい。図４は、準ドップラースペクトラム算出部２２ｂにより算出された準ドップラースペクトラムＳｉｊ（ｆ）とその最大ドップラー周波数ｆｄの一例を示すグラフである。
【0050】
なお、最大ドップラー周波数推定部２２ｃは、実伝搬路１１０を構成する１以上のチャネルの全てを解析対象チャネルとするとき、１以上の解析対象チャネルのそれぞれについて最大ドップラー周波数ｆｄを推定するようになっている。さらに、最大ドップラー周波数推定部２２ｃは、推定した全ての最大ドップラー周波数ｆｄのうちの最大値を、実伝搬路１１０全体の最大ドップラー周波数ｆｄＭＡＸとして決定するようになっていてもよい。
【0051】
表示部４１は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）などの表示機器などで構成され、信号処理部２０からの表示制御信号に基づいて、試験システム１の試験内容に関わる設定を行うための設定画面、試験結果、最大ドップラー周波数ｆｄの推定結果などを表示する。なお、表示部４１は、表示画面上のソフトキーなどの操作機能を有していてもよい。
【0052】
信号処理部２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などを含むコンピュータなどの制御装置で構成される。また、信号処理部２０は、ＣＰＵ又はＧＰＵによる所定のプログラムの実行により、実伝搬路推定特性算出部２１、パラメータ算出部２２、後述するインパルス応答算出部２３、及び後述するパラメータ算出部２４の少なくとも一部をソフトウェア的に構成することが可能である。
【0053】
なお、上記のプログラムは、ＲＯＭ又はＨＤＤにあらかじめ格納されている。あるいは、上記のプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式でコンパクトディスク、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録された状態で提供又は配布されるものであってもよい。あるいは、上記のプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータに格納され、ネットワーク経由でのダウンロードにより提供又は配布されるものであってもよい。
【0054】
以下、本実施形態の試験システム１を用いる最大ドップラー周波数算出方法について、図５のフローチャートを参照しながら、その処理の一例を説明する。なお、上述の試験システム１の構成の説明と重複する説明は適宜省略する。
【0055】
まず、ダウンリンク信号のＩＱデータをアンテナ装置１０のＩＱデータ出力部１１から信号処理部２０に入力する（ステップＳ１）。
【0056】
次に、信号処理部２０は、サブキャリアのインデックスｋの初期値と、後述する配列Ｓ'ｉｊ（ｆ）の初期値をそれぞれ０に設定する（ステップＳ２）。
【0057】
次に、実伝搬路推定特性算出部２１は、ステップＳ１で入力されたＩＱデータを用いて、実伝搬路１１０を構成する１以上のチャネルのうちの解析対象チャネルの伝搬路特性Ｈｎ
ｉｊ（ｋ）の複数の解析対象タイミングｔｎにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を算出する（実伝搬路推定特性算出ステップＳ３）。
【0058】
次に、領域変換部２２ａは、サブキャリアｋにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を、サブキャリアｋごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｇｋ
ｉｊ（ｆ）に変換する（領域変換ステップＳ４）。
【0059】
次に、準ドップラースペクトラム算出部２２ｂは、領域変換ステップＳ４で変換された周波数領域の特性Ｇｋ
ｉｊ（ｆ）のパワースペクトラムＳｋ
ｉｊ（ｆ）を算出する（準ドップラースペクトラム算出ステップＳ５）。
【0060】
次に、準ドップラースペクトラム算出部２２ｂは、ステップＳ５で算出されたパワースペクトラムＳｋ
ｉｊ（ｆ）を現在の配列Ｓ'ｉｊ（ｆ）に加算して、新たなＳ'ｉｊ（ｆ）とする（準ドップラースペクトラム算出ステップＳ６）。
【0061】
次に、信号処理部２０は、インデックスｋがＫ－１に到達したか否かを判断する。インデックスｋがＫ－１に到達していない場合（準ドップラースペクトラム算出ステップＳ７：ＮＯ）、信号処理部２０は、ステップＳ８以降の処理を実行する。インデックスｋがＫ－１に到達した場合（準ドップラースペクトラム算出ステップＳ７：ＹＥＳ）、信号処理部２０は、ステップＳ９以降の処理を実行する。
【0062】
ステップＳ８において信号処理部２０は、現在のインデックスｋに１を加算する（準ドップラースペクトラム算出ステップＳ８）。そして、信号処理部２０は、再びステップＳ３以降の処理を実行する。
【0063】
ステップＳ９において信号処理部２０は、現在の配列Ｓ'ｉｊ（ｆ）を解析対象チャネルの準ドップラースペクトラムＳｉｊ（ｆ）とする（準ドップラースペクトラム算出ステップＳ９）。
【0064】
次に、最大ドップラー周波数推定部２２ｃは、準ドップラースペクトラム算出ステップＳ９で算出された準ドップラースペクトラムＳｉｊ（ｆ）の各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を最大ドップラー周波数ｆｄとして推定する（最大ドップラー周波数推定ステップＳ１０）。
【0065】
次に、信号処理部２０は、Ｔ×Ｒ個の全ての解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄが最大ドップラー周波数推定ステップＳ１０により推定されたか否かを判断する。Ｔ×Ｒ個の全ての解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄが最大ドップラー周波数推定ステップＳ１０により推定された場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、信号処理部２０は、ステップＳ１２以降の処理を実行する。Ｔ×Ｒ個の全ての解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄが最大ドップラー周波数推定ステップＳ１０により推定されていない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、信号処理部２０は、まだ最大ドップラー周波数ｆｄが推定されていない解析対象チャネルについて再びステップＳ２以降の処理を実行する。
【0066】
次に、最大ドップラー周波数推定部２２ｃは、最大ドップラー周波数推定ステップＳ１０で推定された全ての最大ドップラー周波数ｆｄのうちの最大値を、実伝搬路１１０全体の最大ドップラー周波数ｆｄＭＡＸとして決定する（ステップＳ１２）。
【0067】
次に、信号処理部２０は、最大ドップラー周波数推定ステップＳ１０で推定された各チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄと、ステップＳ１２で決定された最大ドップラー周波数ｆｄのうちの最大値ｆｄＭＡＸを表示部４１に表示させる（ステップＳ１３）。
【0068】
なお、ステップＳ４～Ｓ１０は、推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄを算出するパラメータ算出ステップを構成する。
【0069】
以上説明したように、本実施形態に係る試験システム１は、実伝搬路１１０の環境で得られた推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄを算出するようになっている。これにより、本実施形態に係る試験システム１は、実際の伝搬路環境における移動物体などの影響も加味した形で、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄを推定することができる。
【0070】
特に、本実施形態に係る試験システム１は、アンテナ装置１０が基地局１００からのダウンリンク信号を受信する際に、アンテナ装置１０の基地局１００に対する移動速度がゼロ又は非常に低い速度である場合に、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄを適切に推定することができる。
【0071】
また、本実施形態に係る試験システム１は、上記の最大ドップラー周波数ｆｄを用いて、伝搬路シミュレータとしての擬似伝搬路特性生成部３０によりチャネルモデルの擬似伝搬路特性を生成する。さらに、本実施形態に係る試験システム１は、擬似伝搬路特性生成部３０により生成された擬似伝搬路特性を用いて実伝搬路１１０の統計的な伝搬路特性を再現する形で、ＤＵＴ１２０の試験を実施することができる。
【0072】
また、本実施形態に係る試験システム１は、１以上の解析対象チャネルの全ての最大ドップラー周波数ｆｄのうちの最大値を、実伝搬路１１０全体の最大ドップラー周波数ｆｄＭＡＸとして決定するようになっていてもよい。これにより、本実施形態に係る試験システム１は、ＤＵＴ１２０がＭＩＭＯ方式での通信を行うものである場合に、適切な最大ドップラー周波数を推定することができる。
【0073】
（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態に係る試験システム及び最大ドップラー周波数算出方法について、図面を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。また、第１の実施形態と同様の動作についても適宜説明を省略する。本実施形態も、アンテナ装置１０が基地局１００からのダウンリンク信号を受信する際に、アンテナ装置１０の基地局１００に対する移動速度が、ゼロ又は非常に低い速度である状況を想定している。
続いて、本発明の第２の実施形態に係る試験システム及び最大ドップラー周波数算出方法について、図面を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。また、第１の実施形態と同様の動作についても適宜説明を省略する。本実施形態も、アンテナ装置１０が基地局１００からのダウンリンク信号を受信する際に、アンテナ装置１０の基地局１００に対する移動速度が、ゼロ又は非常に低い速度である状況を想定している。
【0074】
図６に示すように、本実施形態の試験システム２が備える信号処理部２０は、実伝搬路推定特性算出部２１と、インパルス応答算出部２３と、パラメータ算出部２４と、を含む。
【0075】
インパルス応答算出部２３は、実伝搬路推定特性算出部２１により算出された解析対象タイミングｔｎにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）から、解析対象タイミングｔｎにおける解析対象チャネルのインパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）を算出するようになっている。ここで、下記の式（５）に示すように、推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）は、複数の経路に対応する複数の遅延タップτｍからなるインパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）で表すことができる。ここで、ｍは遅延タップτｍのインデックスであり、Ｍは遅延タップの数である。
【0076】
【数5】
【0077】
式（５）は下記の式（６）のように書き換えることができる。
【0078】
【数6】
【0079】
さらに、式（６）は下記の式（７）のように変形することができる。ここでは、行列Ａの一般逆行列をＡ＋と表している。すなわち、インパルス応答算出部２３は、式（７）に従ってインパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）を算出するようになっている。行列Ａは、時間領域のインパルス応答を要素とする列ベクトルを乗算することで、周波数特性を要素とする列ベクトルを算出することができるような一種のフーリエ変換行列である。
【0080】
【数7】
【0081】
インパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）における複数の遅延タップτｍは、遅延軸τに沿って配置される。インパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）は解析対象タイミングｔｎに応じて変化するため、図７のように遅延軸τと時間軸ｔの２次元関数として示すことができる。
【0082】
図７の下側のグラフは、時間軸ｔにおけるある一つのｎ（ある一つの解析対象タイミングｔｎ）に沿ったｇｎ
ｉｊ（ｍ）の一連のデータの実部と虚部をベクトル表示したものである。
【0083】
一方、あるｇｎ
ｉｊ（ｍ）について、遅延軸τにおけるある一つのｍ（ある一つの遅延タップτｍ）において、ｎを解析対象タイミングｔｎごとに時間軸ｔ方向に振った一連のデータは、ｇｎ
ｉｊ（ｍ）の時間軸に沿った変化を示す時間領域の特性を表す。図７の右側のグラフは、ｇｎ
ｉｊ（ｍ）の時間変化を示す時間領域の特性の実部と虚部を表示したものである。
【0084】
パラメータ算出部２４は、第１の実施形態のパラメータ算出部２２と同様に、実伝搬路推定特性算出部２１により算出された推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータを算出するようになっている。すなわち、パラメータ算出部２４は、実伝搬路推定特性算出部２１により算出された推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）のうち、統計的な性質が変化していないとみなせる期間内の推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を用いて、パラメータを算出する。パラメータ算出部２４により算出されたパラメータは、擬似伝搬路特性生成部３０に入力される。
【0085】
例えば、パラメータ算出部２４は、ＴＤＬモデルのパラメータとして、「Ｋファクタ」、「ＰＤＰ」、「アンテナ相関行列」、及び「最大ドップラー周波数」などを算出する。
【0086】
以下、ＴＤＬモデルのパラメータのうち、「最大ドップラー周波数」を計算するためのパラメータ算出部２４の構成を説明する。
【0087】
パラメータ算出部２４は、図６に示すように、領域変換部２４ａと、ドップラースペクトラム算出部２４ｂと、最大ドップラー周波数推定部２４ｃと、を含み、インパルス応答算出部２３により算出されたインパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）から、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄを算出するようになっている。
【0088】
領域変換部２４ａは、下記の式（８）に示すように、ある遅延タップτｍにおけるインパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）を、遅延タップτｍごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｆｍ
ｉｊ（ｆ）に変換するようになっている。ここで、ｍは０からＭ－１までの整数である。
【0089】
【数8】
【0090】
ドップラースペクトラム算出部２４ｂは、下記の式（９）に示すように、領域変換部２４ａにより変換された周波数領域の特性Ｆｍ
ｉｊ（ｆ）の遅延タップτｍごとのパワースペクトラムをＭ個の遅延タップτｍについて加算することで、解析対象チャネルのドップラースペクトラムＤｓｉｊ（ｆ）を算出するようになっている。
【0091】
【数9】
【0092】
最大ドップラー周波数推定部２４ｃは、ドップラースペクトラム算出部２４ｂにより算出された解析対象チャネルのドップラースペクトラムＤｓｉｊ（ｆ）の各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を最大ドップラー周波数ｆｄとして推定するようになっている。図４は、ドップラースペクトラム算出部２４ｂにより算出されたドップラースペクトラムＤｓｉｊ（ｆ）とその最大ドップラー周波数ｆｄの一例を示すグラフである。
【0093】
ここで、第１の実施形態で説明した式（４）の準ドップラースペクトラムＳｉｊ（ｆ）は、下記の式（１０）のように変形できる。
【0094】
【数10】
【0095】
このように、式（４）の準ドップラースペクトラムＳｉｊ（ｆ）は、式（９）のドップラースペクトラムＤｓｉｊ（ｆ）を重ね合わせた形式になっていることが分かる。つまり、ドップラースペクトラムＤｓｉｊ（ｆ）の周波数軸方向の広がりは、準ドップラースペクトラムＳｉｊ（ｆ）の周波数軸方向の広がりと等しく、ドップラースペクトラムＤｓｉｊ（ｆ）と準ドップラースペクトラムＳｉｊ（ｆ）から共通の最大ドップラー周波数ｆｄが得られることが分かる。
【0096】
なお、最大ドップラー周波数推定部２４ｃは、実伝搬路１１０を構成する１以上のチャネルの全てを解析対象チャネルとするとき、１以上の解析対象チャネルのそれぞれについて最大ドップラー周波数ｆｄを推定するようになっている。さらに、最大ドップラー周波数推定部２４ｃは、推定した全ての最大ドップラー周波数ｆｄのうちの最大値を、実伝搬路１１０全体の最大ドップラー周波数ｆｄＭＡＸとして決定するようになっていてもよい。
【0097】
以下、本実施形態の試験システム２を用いる最大ドップラー周波数算出方法について、図８のフローチャートを参照しながら、その処理の一例を説明する。なお、上述の試験システム２の構成の説明と重複する説明は適宜省略する。
【0098】
まず、ダウンリンク信号のＩＱデータをアンテナ装置１０のＩＱデータ出力部１１から信号処理部２０に入力する（ステップＳ２１）。
【0099】
次に、信号処理部２０は、遅延タップτｍのインデックスｍの初期値と、後述する配列Ｄｓ'ｉｊ（ｆ）の初期値をそれぞれ０に設定する（ステップＳ２２）。
【0100】
次に、実伝搬路推定特性算出部２１は、ステップＳ２１で入力されたＩＱデータを用いて、実伝搬路１１０を構成する１以上のチャネルのうちの解析対象チャネルの伝搬路特性Ｈｎ
ｉｊ（ｋ）の複数の解析対象タイミングｔｎにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）を算出する（実伝搬路推定特性算出ステップＳ２３）。
【0101】
次に、インパルス応答算出部２３は、解析対象タイミングｔｎにおける推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）から、解析対象タイミングｔｎにおけるインパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）を算出する（インパルス応答算出ステップＳ２４）。
【0102】
次に、領域変換部２４ａは、遅延タップτｍにおけるインパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）を、遅延タップτｍごとの時間変化を示す時間領域の特性から周波数領域の特性Ｆｍ
ｉｊ（ｆ）に変換する（領域変換ステップＳ２５）。
【0103】
次に、ドップラースペクトラム算出部２４ｂは、領域変換ステップＳ２５で変換された周波数領域の特性Ｆｍ
ｉｊ（ｆ）のパワースペクトラムを現在の配列Ｄｓ'ｉｊ（ｆ）に加算して、新たなＤｓ'ｉｊ（ｆ）とする（ドップラースペクトラム算出ステップＳ２６）。
【0104】
次に、信号処理部２０は、インデックスｍがＭ－１に到達したか否かを判断する。インデックスｍがＭ－１に到達していない場合（ドップラースペクトラム算出ステップＳ２７：ＮＯ）、信号処理部２０は、ステップＳ２８以降の処理を実行する。インデックスｍがＭ－１に到達した場合（ドップラースペクトラム算出ステップＳ２７：ＹＥＳ）、信号処理部２０は、ステップＳ２９以降の処理を実行する。
【0105】
ステップＳ２８において信号処理部２０は、現在のインデックスｍに１を加算する（ドップラースペクトラム算出ステップＳ２８）。そして、信号処理部２０は、再びステップＳ２３以降の処理を実行する。
【0106】
ステップＳ２９において信号処理部２０は、現在の配列Ｄｓ'ｉｊ（ｆ）を解析対象チャネルのドップラースペクトラムＤｓｉｊ（ｆ）とする（ドップラースペクトラム算出ステップＳ２９）。
【0107】
次に、最大ドップラー周波数推定部２４ｃは、ドップラースペクトラム算出ステップＳ２９で算出されたドップラースペクトラムＤｓｉｊ（ｆ）の各周波数成分の中で、規定パワー以上となる最大の周波数を最大ドップラー周波数ｆｄとして推定する（最大ドップラー周波数推定ステップＳ３０）。
【0108】
次に、信号処理部２０は、Ｔ×Ｒ個の全ての解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄが最大ドップラー周波数推定ステップＳ３０により推定されたか否かを判断する。Ｔ×Ｒ個の全ての解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄが最大ドップラー周波数推定ステップＳ３０により推定された場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、信号処理部２０は、ステップＳ３２以降の処理を実行する。Ｔ×Ｒ個の全ての解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄが最大ドップラー周波数推定ステップＳ３０により推定されていない場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、信号処理部２０は、まだ最大ドップラー周波数ｆｄが推定されていない解析対象チャネルについて再びステップＳ２２以降の処理を実行する。
【0109】
次に、最大ドップラー周波数推定部２４ｃは、最大ドップラー周波数推定ステップＳ３０で推定された全ての最大ドップラー周波数ｆｄのうちの最大値を、実伝搬路１１０全体の最大ドップラー周波数ｆｄＭＡＸとして決定する（ステップＳ３２）。
【0110】
次に、信号処理部２０は、最大ドップラー周波数推定ステップＳ３０で推定された各チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄと、ステップＳ３２で決定された最大ドップラー周波数ｆｄのうちの最大値ｆｄＭＡＸを表示部４１に表示させる（ステップＳ３３）。
【0111】
なお、ステップＳ２５～Ｓ３０は、推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、インパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）から、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄを算出するパラメータ算出ステップを構成する。
【0112】
以下に、第１の実施形態の「推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の時間変化を示す時間領域の特性から最大ドップラー周波数ｆｄを推定する方法（以下、「方法１」と呼ぶ）」と、第２の実施形態の「インパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）の時間変化を示す時間領域の特性から最大ドップラー周波数ｆｄを推定する方法（以下、「方法２」と呼ぶ）」のそれぞれの特徴をまとめる。
【0113】
方法１は、実際の伝搬路環境から算出される推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）をそのまま利用するので、方法２でインパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）を算出する際の誤差の影響を受けずに、最大ドップラー周波数ｆｄを推定することができる。例えば、インパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）を算出する際の誤差は、周波数軸上で解析対象の信号が割り当てられた一部の伝搬路特性の推定特性のみから算出することなどに起因すると考えられる。
【0114】
しかしながら、方法１は、式（１０）に示すように、遅延タップτｍごとの特性Ｆｍ
ｉｊ（ｆ）を振幅次元のまま加算するので、遅延タップ間の干渉の影響を受ける可能性がある。
【0115】
一方、方法２は、式（９）に示すように、遅延タップτｍごとのパワースペクトラムをパワーの次元で加算するので、遅延タップ間の位相差等による干渉度合いに依存しない形で最大ドップラー周波数ｆｄを推定することができる。
【0116】
しかしながら、方法２は、遅延軸τにおける遅延タップτｍの位置の時間変化などに起因して、インパルス応答ｇｎ
ｉｊ（ｍ）の時間変化を算出する際に同一遅延タップの判別が難しくなる可能性がある。
【0117】
以上説明したように、本実施形態に係る試験システム２は、実伝搬路１１０の環境で得られた推定特性Ｈ＾ｎ
ｉｊ（ｋ）の統計的な性質を特徴づけるパラメータとして、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄを算出するようになっている。これにより、本実施形態に係る試験システム２は、実際の伝搬路環境における移動物体などの影響も加味した形で、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄを推定することができる。
【0118】
特に、本実施形態に係る試験システム２は、アンテナ装置１０が基地局１００からのダウンリンク信号を受信する際に、アンテナ装置１０の基地局１００に対する移動速度がゼロ又は非常に低い速度である場合に、解析対象チャネルの最大ドップラー周波数ｆｄを適切に推定することができる。
【0119】
また、本実施形態に係る試験システム２は、上記の最大ドップラー周波数ｆｄを用いて、伝搬路シミュレータとしての擬似伝搬路特性生成部３０によりチャネルモデルの擬似伝搬路特性を生成する。さらに、本実施形態に係る試験システム２は、擬似伝搬路特性生成部３０により生成された擬似伝搬路特性を用いて実伝搬路１１０の統計的な伝搬路特性を再現する形で、ＤＵＴ１２０の試験を実施することができる。
【0120】
また、本実施形態に係る試験システム２は、１以上の解析対象チャネルの全ての最大ドップラー周波数ｆｄのうちの最大値を、実伝搬路１１０全体の最大ドップラー周波数ｆｄＭＡＸとして決定するようになっていてもよい。これにより、本実施形態に係る試験システム１は、ＤＵＴ１２０がＭＩＭＯ方式での通信を行うものである場合に、適切な最大ドップラー周波数を推定することができる。
【0121】
以上で説明した本実施形態では、実伝搬路１１０に向けてダウンリンク信号を送信するネットワーク側の送受信装置が基地局１００であるとしたが、基地局の代わりに例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）のアクセスポイントなどをネットワーク側の送受信装置としてもよい。
【符号の説明】
【0122】
１，２ 試験システム
１０ アンテナ装置
１１ ＩＱデータ出力部
１５ 試験装置
２０ 信号処理部
２１ 実伝搬路推定特性算出部
２２，２４ パラメータ算出部
２２ａ，２４ａ 領域変換部
２２ｂ 準ドップラースペクトラム算出部
２２ｃ，２４ｃ 最大ドップラー周波数推定部
２３ インパルス応答算出部
２４ｂ ドップラースペクトラム算出部
３０ 擬似伝搬路特性生成部
４１ 表示部
１００ 基地局（ネットワーク側の送受信装置）
１１０ 実伝搬路
１２０ ＤＵＴ
Ｒｘ１～ＲｘＲ アンテナ
Ｔｘ１～ＴｘＴ アンテナ
１０ アンテナ装置
１１ ＩＱデータ出力部
１５ 試験装置
２０ 信号処理部
２１ 実伝搬路推定特性算出部
２２，２４ パラメータ算出部
２２ａ，２４ａ 領域変換部
２２ｂ 準ドップラースペクトラム算出部
２２ｃ，２４ｃ 最大ドップラー周波数推定部
２３ インパルス応答算出部
２４ｂ ドップラースペクトラム算出部
３０ 擬似伝搬路特性生成部
４１ 表示部
１００ 基地局（ネットワーク側の送受信装置）
１１０ 実伝搬路
１２０ ＤＵＴ
Ｒｘ１～ＲｘＲ アンテナ
Ｔｘ１～ＴｘＴ アンテナ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】