(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数帯、および第２の周波数帯のＣＷ信号を生成してアンテナに入力し、前記第１の周波数帯および前記第２の周波数帯の第Ｎ次（Ｎは２以上の整数）の相互変調歪みが発生する周波数帯域（以下、第３の周波数帯という）において、相互変調歪みレベルＸを測定する第１ステップと、
変調波信号送信時の前記第１の周波数帯と前記第２の周波数帯の送信信号スペクトラムの畳み込み演算を行い、前記第Ｎ次の相互変調歪みのスペクトラム分布を算出する第２ステップと、
前記第Ｎ次の相互変調歪みが発生する全帯域における相互変調歪みレベルと、基地局の受信帯域における相互変調歪みレベルの電力比Ｙを算出する第３ステップと、
前記相互変調歪みレベルＸと、前記電力比Ｙの差分を変調波信号送信時の基地局の受信帯域における相互変調歪みレベルＺとして推定する第４ステップと、
前記相互変調歪みレベルＺを用いてＣＮＲ劣化量を推定する第５ステップと、
を備えることを特徴とするＣＮＲ劣化量推定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＣＮＲ劣化量推定方法であって、
前記第３ステップにおいて、
前記電力比Ｙを、周波数を横軸、信号強度を縦軸とした領域の面積比から求めること
を特徴とするＣＮＲ劣化量推定方法。
【請求項３】
請求項１に記載のＣＮＲ劣化量推定方法であって、
前記第５ステップにおいて、
基地局装置の雑音指数をＮＦ［ｄＢ］、観測帯域幅における熱雑音をＮ［ｄＢｍ］、ダイバーシチブランチ数をＢＲとして、
【数２】
0005461635.tif 000003
で表されるΔＮＩＭを前記ＣＮＲ劣化量として計算すること
を特徴とするＣＮＲ劣化量推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば移動通信における基地局アンテナで発生する相互変調歪みによるＣＮＲの劣化量を推定するＣＮＲ劣化量推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信においては、受信レベルが非常に低いため、相互変調歪みが発生すると通信品質への影響が過大となる。そこで、通信品質への影響を把握し、製造の過程において相互変調歪みレベルを低減することが重要である。関連する技術として、例えば特許文献１の伝送特性推定装置では相互変調歪み成分を含むＢＥＲ特性を推定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記ではＢＥＲ特性を測定するためのプログラムや設備を要するため、基地局アンテナ等の製造の過程で用いることは現実的ではない。そこで、実際の通信と同等の変調波信号を信号発生器で生成してアンテナに入力し、発生する相互変調歪みのレベルをスペクトラムアナライザで測定することでＣＮＲ劣化量を推定する方法が想定される。しかし、相互変調歪みは送信信号のレベルに対して−１００ｄＢ以下の非常に小さい信号である場合が多く、変調波信号のように帯域幅が広い信号を測定する場合、スペクトラムアナライザの測定感度が悪くなるため、測定そのものが出来なくなるか、正確な測定が困難であった。
【０００５】
そこで、本発明では無変調連続波（ＣＷ）を信号発生器で生成してアンテナに入力し、発生する相互変調歪みのレベルをスペクトラムアナライザで測定する簡易な構成により通信への影響を把握するＣＮＲ劣化量推定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】
【０００６】
本発明のＣＮＲ劣化量推定方法は、第１〜第５ステップよりなる。
【０００７】
第１ステップにおいて第１の周波数帯、および第２の周波数帯のＣＷ信号を生成してアンテナに入力し、第１の周波数帯および第２の周波数帯の第Ｎ次（Ｎは２以上の整数）の相互変調歪みが発生する周波数帯域（以下、第３の周波数帯という）において、相互変調歪みレベルＸを測定する。第２ステップにおいて変調波信号送信時の第１の周波数帯と第２の周波数帯の送信信号スペクトラムの畳み込み演算を行い、第Ｎ次の相互変調歪みのスペクトラム分布を算出する。第３ステップにおいて第Ｎ次の相互変調歪みが発生する全帯域における相互変調歪みレベルと、基地局の受信帯域における相互変調歪みレベルの電力比Ｙを算出する。第４ステップにおいて相互変調歪みレベルＸと、電力比Ｙの差分を変調波信号送信時の基地局の受信帯域における相互変調歪みレベルＺとして推定する。第５ステップにおいて相互変調歪みレベルＺを用いてＣＮＲ劣化量を推定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のＣＮＲ劣化量推定方法によれば、信号発生器とスペクトラムアナライザを用いた簡易な測定により通信への影響を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１及びその変形例のＣＮＲ劣化量推定方法を表すフローチャート。
【図２】実施例１及びその変形例のＣＮＲ劣化量推定装置の構成を示すブロック図。
【図３】実施例１のＣＷ相互変調歪み測定部の構成を示すブロック図。
【図４】変形例１のＣＷ相互変調歪み測定部の構成を示すブロック図。
【図５】変形例２のＣＷ相互変調歪み測定部の構成を示すブロック図。
【図６】２つの周波数帯においてＣＷ信号と変調波信号を送信したときの送信信号と相互変調歪みの関係を模式的に示す図。
【図７】３つの周波数帯においてＣＷ信号と変調波信号を送信したときの送信信号と相互変調歪みの関係を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【実施例１】
【００１１】
以下、図１から図７を用いて実施例１及びその変形例のＣＮＲ劣化量推定方法を詳細に説明する。図１は本実施例及びその変形例のＣＮＲ劣化量推定方法を表すフローチャートである。図２は本実施例及びその変形例のＣＮＲ劣化量推定装置の構成を示すブロック図である。図３は本実施例のＣＷ相互変調歪み測定部の構成を示すブロック図である。図４は変形例１のＣＷ相互変調歪み測定部の構成を示すブロック図である。図５は変形例２のＣＷ相互変調歪み測定部の構成を示すブロック図である。図６は２つの周波数帯においてＣＷ信号と変調波信号を送信したときの送信信号と相互変調歪みの関係を模式的に示す図である。図７は３つの周波数帯においてＣＷ信号と変調波信号を送信したときの送信信号と相互変調歪みの関係を模式的に示す図である。
【００１２】
一つの例として、多周波共用偏波共用の基地局アンテナにおいて第１周波数帯（中心周波数帯ｆ１）と第２周波数帯（中心周波数帯ｆ２）を送信したときに第３周波数帯（中心周波数帯ｆ３＝ｆ１±ｆ２）に発生する２次の相互変調歪みについて図１の各項目を説明する。
【００１３】
本実施例のＣＮＲ劣化量推定方法は、例えば図２に示すようなＣＮＲ劣化量推定装置１００により実行される。ＣＮＲ劣化量推定装置１００は、ＣＷ相互変調歪み測定部１０と、スペクトラム分布算出部２０と、電力比算出部３０と、変調波相互変調歪み計算部４０と、ＣＮＲ劣化量計算部５０とを備える。ここで、ＣＷ相互変調歪み測定部１０は後述するようなハードウェア構成で実現されるのが一般的であるが、スペクトラム分布算出部２０、電力比算出部３０、変調波相互変調歪み計算部４０、ＣＮＲ劣化量計算部５０は、コンピュータプログラムで実現するのが一般的である。例えば、ＣＮＲ劣化量推定装置１００がＣＰＵやメモリ等で構成される制御部６０を備えることとし、制御部６０にスペクトラム分布算出部２０、電力比算出部３０、変調波相互変調歪み計算部４０、ＣＮＲ劣化量計算部５０として機能するコンピュータプログラムを実装する構成であっても良い。図３に示すようにＣＷ相互変調歪み測定部１０は、アンテナ１１と、バンドパスフィルタ１２−１、１２−２と、ハイブリッド１３と、増幅器１４−１、１４−２と、バンドパスフィルタ１５−１、１５−２と、信号発生器１６−１、１６−２と、バンドパスフィルタ１７と、スペクトラムアナライザ１８により構成される。信号発生器１６−１は、第１周波数帯（中心周波数ｆ１）のＣＷ信号を生成する。信号発生器１６−２は第２周波数帯（中心周波数ｆ２）のＣＷ信号を生成する。バンドパスフィルタ１５−１は第１周波数帯のＣＷ信号を濾波する。バンドパスフィルタ１５−２は第２周波数帯のＣＷ信号を濾波する。増幅器１４−１は、第１周波数帯のＣＷ信号を増幅する。増幅器１４−２は、第２周波数帯のＣＷ信号を増幅する。ハイブリッド１３は第１、第２周波数帯のＣＷ信号を合成し、２系統に分岐させる。分岐された各ＣＷ信号はアンテナ１１のＶ偏波入力ポート、Ｈ偏波入力ポートのそれぞれに入力される。バンドパスフィルタ１２−１、１２−２は、Ｖ（Ｈ）偏波入力ポートに入力されるＣＷ信号を濾波し、測定器による相互変調歪みの影響を取り除く。このように、第１周波数帯、第２周波数帯のＣＷ信号は生成されアンテナ１１に入力される。スペクトラムアナライザ１８は、第３周波数帯（中心周波数帯ｆ３＝ｆ１±ｆ２）において、相互変調歪みレベルを測定する（Ｓ１０）。このときの相互変調歪みレベルをＸ［ｄＢｍ］とする。
【００１４】
［変形例１］
ＣＷ相互変調歪み測定部の構成は上記に限定されず、例えば、図４のように構成することもできる。図４のＣＷ相互変調歪み測定部１０’は、アンテナ１１と、バンドパスフィルタ１２−１、１２−２、１２−３、１２−４と、増幅器１４−１、１４−２と、バンドパスフィルタ１５−１、１５−２と、信号発生器１６−１、１６−２と、バンドパスフィルタ１７と、スペクトラムアナライザ１８と、信号分配器１９−１、１９−２とを備える。図３の場合と同様に、信号発生器１６−１、１６−２は、第１、第２周波数帯のＣＷ信号を生成する。バンドパスフィルタ１５−１、１５−２は第１、第２周波数帯のＣＷ信号を濾波する。増幅器１４−１、１４−２は、第１、第２周波数帯のＣＷ信号を増幅する。本変形例では、ハイブリッド１３の代わりに信号分配器１９−１、１９−２が設けられている。信号分配器１９−１は第１周波数帯のＣＷ信号を２系統に分岐させる。分岐された第１周波数帯のＣＷ信号はアンテナ１１の第１周波数帯用のＶ偏波入力ポート、Ｈ偏波入力ポートのそれぞれに入力される。バンドパスフィルタ１２−１、１２−２は、Ｖ（Ｈ）偏波入力ポートに入力される第１周波数帯のＣＷ信号を濾波し、測定器による相互変調歪みの影響を取り除く。同様に、信号分配器１９−２は第２周波数帯のＣＷ信号を２系統に分岐させる。分岐された第２周波数帯のＣＷ信号はアンテナ１１の第２周波数帯用のＶ偏波入力ポート、Ｈ偏波入力ポートのそれぞれに入力される。バンドパスフィルタ１２−３、１２−４は、Ｖ（Ｈ）偏波入力ポートに入力される第２周波数帯のＣＷ信号を濾波し、測定器による相互変調歪みの影響を取り除く。
【００１５】
図６に示すように、第１周波数帯（中心周波数ｆ１、帯域幅Ａ）と第２周波数帯（中心周波数ｆ２、帯域幅Ｂ）の変調波信号を送信したときに発生する相互変調歪みは、各送信信号スペクトルの畳み込み演算により算出されることが知られており、帯域幅Ｃ＝Ａ＋Ｂを有するスペクトラム（中心周波数ｆ３＝ｆ１±ｆ２）となる。スペクトラム分布算出部２０は、変調波信号送信時の第１周波数帯と第２周波数帯の送信信号スペクトラムの畳み込み演算を行い、相互変調歪みのスペクトラム分布を算出する（Ｓ２０）。ここで、ＣＷ信号送信時と変調波信号送信時で総送信電力がＳ［ｄＢｍ］で同じとき、発生する相互変調歪みの総量は等しくなるため、いずれもＸ［ｄＢｍ］と表すことができる。ここで、想定する基地局の受信周波数帯の帯域幅をＤとすると、相互変調歪み全発生帯域における相互変調歪みレベルに対する、受信帯域Ｄ内に発生する相互変調歪みレベルの割合は、図６に示す周波数を横軸、信号強度を縦軸とした相互変調歪み発生領域におけるスペクトラムの全面積と、当該面積のうち受信帯域の帯域幅Ｄで切り取られる領域の面積との面積比で決定される。電力比算出部３０は、前述の面積比を計算することにより相互変調歪みが発生する全帯域における相互変調歪みレベルと、基地局の受信帯域における相互変調歪みレベルの電力比を算出する（Ｓ３０）。この電力比を−Ｙ［ｄＢ］とする。
【００１６】
上述のように、変調波信号送信時において基地局の受信周波数帯域Ｄに発生する相互変調波のレベルが相互変調歪み全発生帯域のレベルに対してＹ［ｄＢ］低いとすると、変調波信号送信時の受信帯域における相互変調歪みのレベルＺ＝Ｘ−Ｙ［ｄＢｍ］として求まる。従って、変調波相互変調歪み計算部４０は、変調波信号をＳ［ｄＢｍ］で送信時の受信帯域における相互変調歪みレベルＺをＺ＝Ｘ−Ｙ［ｄＢｍ］として推定する（Ｓ４０）。なお、実際の基地局の送信電力がＳ’［ｄＢｍ］であった場合はＺ’＝Ｚ＋Ｎ×（Ｓ‘−Ｓ）として算出できることが知られている。
【００１７】
ＣＮＲの劣化量ΔＮＩＭは送信電力が一定とすると、相互変調歪みによる雑音の増加量だけ劣化するため、
【００１８】
【数１】
0005461635.tif 000002
【００１９】
にて算出できる。ただし、基地局装置の雑音指数をＮＦ［ｄＢ］、観測帯域幅における熱雑音をＮ［ｄＢｍ］、ダイバーシチブランチ数をＢＲとする。従って、ＣＮＲ劣化量計算部５０は、前述の式（１）からＣＮＲ劣化量を算出する（Ｓ５０）。
【００２０】
図６の例では２つの周波数帯（第１、第２周波数帯）を入力したときの２次の相互変調歪みを扱ったが、本発明は１つ以上の周波数を入力した際に適用可能であり、任意の相互変調歪次数（次数をＮとした場合、Ｎを２以上の任意の整数とすることができる）に対して適用できる。例えば、３次の相互変調歪みを扱う場合には、図６に示したようにｆ３＝２ｆ２±ｆ１とすればよい。また、本発明のＣＮＲ劣化量推定方法は、周波数を共用する基地局アンテナ装置だけなく、任意の装置に対して同様の方法を用いることが出来る。
［変形例２］
実施例１、変形例１では２つの周波数帯を入力したときの相互変調歪みを扱ったが、上述のとおり、本発明は１つ以上の任意の数の周波数帯を入力した際に適用可能である。例えば３つの周波数帯を入力したときの相互変調歪みについても本発明を適用可能である。この場合のＣＷ相互変調歪み測定部１０’’の構成は例えば図５のようになる。ＣＷ相互変調歪み測定部１０’’は、ＣＷ相互変調歪み測定部１０の構成に加え、第３周波数帯の信号を発生させる構成である増幅器１４−３、バンドパスフィルタ１５−３、信号発生器１６−３を備える。この構成において、例えば３次の相互変調歪みを測定したい場合には、図７に示したように第４周波数帯をｆ４＝ｆ１±ｆ２±ｆ３として、スペクトルアナライザ１８による測定を実行すればよい。
【００２１】
なお実施例、変形例においては、偏波共用アンテナを例に説明したがアンテナはこれに限定されず、例えばＶ波偏波専用アンテナであっても良いし、Ｈ波偏波専用アンテナであっても良い。
【００２２】
上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【００２３】
また、上述の構成をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。
【００２４】
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。
【００２５】
また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
【００２６】
このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録媒体に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ＿Ｓｅｒｖｉｃｅ＿Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの（コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等）を含むものとする。
【００２７】
また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。
【図１】
0005461635.tif 000004
【図２】
0005461635.tif 000005
【図３】
0005461635.tif 000006
【図４】
0005461635.tif 000007
【図５】
0005461635.tif 000008
【図６】
0005461635.tif 000009
【図７】
0005461635.tif 000010