(57)【要約】【課題】垂直及び水平偏波成分に生じるフェージング変動間の相関を生じさせるアンテナ評価装置及びアンテナ評価方法を提供する。【解決手段】アンテナ評価装置１は、互いに相関性を有する相関時変係数の対を生成する時変係数生成部１０と、相関時変係数の対をベースバンド信号に乗じて合成信号を生成する合成信号生成部２０と、合成信号をそれぞれ垂直偏波成分及び水平偏波成分に有する試験電波を評価対象アンテナへ送信する送信アンテナＴとを備える。時変係数生成部１０は、所与の偏波間共分散行列Γによって定められる、受信端における垂直偏波成分と水平偏波成分との間の相関量の相関を相関時変係数の対へ与える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相関性を有する時変係数の対である相関時変係数の対を生成する時変係数生成部と、
前記相関時変係数をベースバンド信号に乗じることにより合成信号を生成する合成信号生成部と、
前記相関時変係数の対をそれぞれベースバンド信号に乗じることにより生成した各合成信号をそれぞれ垂直偏波成分及び水平偏波成分に有する試験電波を、評価対象のアンテナへ送信する送信アンテナと、を備え、
前記時変係数生成部は、伝搬経路モデルの送信端及び受信端における垂直偏波成分及び水平偏波成分の間の各伝搬チャネル係数の共分散行列を定めた所与の偏波間共分散行列によって定められる、前記受信端における垂直偏波成分と水平偏波成分との間の相関量の相関を、前記相関時変係数の対へ与えるアンテナ評価装置。
【請求項２】
前記時変係数生成部は、マルチパスに含まれる各パス毎に、異なる偏波間共分散行列に基づく相関性を前記相関時変係数の対へ与える請求項１に記載のアンテナ評価装置。
【請求項３】
異なる方向から前記試験電波を送信する複数の前記送信アンテナを備え、
前記時変係数生成部は、前記複数の送信アンテナの間で、共通の偏波間共分散行列に基づく相関性を前記時間変動信号の対へ与える請求項１に記載のアンテナ評価装置。
【請求項４】
前記時変係数生成部は、互いに相関性がない複数の時変係数を成分として含む第１のベクトルに変換行列を乗ずることにより第２のベクトルを算出することによって、前記相関時変係数を前記第２のベクトルの成分として生成し、
前記変換行列とその随伴行列の積は、前記所与の偏波間共分散行列に従って定まる、前記受信端における垂直偏波成分と水平偏波成分の共分散行列に等しい請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンテナ評価装置。
【請求項５】
互いに相関性を有する時変係数の対である相関時変係数の対を生成し、
前記相関時変係数をベースバンド信号に乗じることにより合成信号を生成し、
前記相関時変係数の対をそれぞれベースバンド信号に乗じることにより生成した各合成信号をそれぞれ垂直偏波成分及び水平偏波成分に有する試験電波を、評価対象のアンテナへ送信し、
前記相関時変係数の対の生成において、伝搬経路モデルの送信端及び受信端における垂直偏波成分及び水平偏波成分の間の各伝搬チャネル係数の共分散行列を定めた所与の偏波間共分散行列によって定められる、前記受信端における垂直偏波成分と水平偏波成分との間の相関量の相関を、前記相関時変係数の対へ与えるアンテナ評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で論じられる実施態様は、アンテナ特性の評価を行うアンテナ特性評価システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナ設計の際にはアンテナ特性の評価が行われる。マルチアンテナの特性を評価する場合には、アンテナ単体の特性だけでなく、アンテナ間相関もアンテナ特性を決める際の評価指標となる。
【０００３】
アンテナ間相関は、フェージング環境下におけるアンテナ特性の性能に影響を及ぼす。このため、マルチアンテナの特性評価を行うシミュレータにはフェージング環境を再現するものがある。
【０００４】
複数の放射器からなる散乱体と、散乱体を保持する散乱体支持部と、複数の放射器に接続された回路部とを備え、複数の放射器から放射されるそれぞれの電波の少なくとも振幅または位相のいずれかを回路部によって制御し、少なくとも１つのアンテナを構成要素とする被測定器を散乱体の中心付近に配置し、散乱体によって構築された多重波伝搬環境における被測定器の電磁波環境試験を行うことを特徴とするアンテナ評価装置が提案されている。このアンテナ評価装置は、前記垂直偏波アンテナと前記水平偏波アンテナの平均送信電力の比が所望の交差偏波識別度となるよう制御する。このような散乱体用放射器を用いることにより、垂直偏波と水平偏波を同時に放射することを可能とし、より実際の環境に近い多重波伝搬環境を構築することを可能とする。
【０００５】
また、無線端末の周囲に設けられた複数のアンテナと、基地局相当の信号を生成する信号源と、信号源で生成した信号をアンテナの数だけ分配する分配器と、複数のアンテナから放射する電波が無線端末からみた各アンテナ方向の実環境の特性を持つように分配器の各出力を調節するフェージング発生器とを備える無線端末試験装置が提案されている。上記アンテナは、２種類の偏波を放射可能である。
【０００６】
さらに、いくつかの空間無線チャネルモデルにおけるシミュレーションのために、基地局装置における垂直偏波成分及び水平偏波成分と、移動局装置における垂直偏波成分及び水平偏波成分との間の各伝搬チャネル係数の共分散行列である偏波間共分散行列（polarization covariance matrix）が提案されている。
【０００７】
また、ＭＩＭＯ端末の特性評価のための電波環境を構築するために、複数の散乱体にそれぞれ対応する送信アンテナを端末の周囲に配置して、フェージング環境を生成するフェージングエミュレータが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２２７２１３号公報
【特許文献２】特開平１１−３４０９３０号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】３ＧＰＰ寄書、“R4-060334”、”LTE Channel Models and simulations“ ［平成２１年７月１３日検索］，インターネット （http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG4_Radio/tsgr4_38/Docs/R4-060334.zip）
【非特許文献２】唐沢好男、外１名、「MIMO端末特性評価のための電波環境構築法に関する考察」、信学技報、電子情報通信学会、２００９年１月、第１０８巻、第３８６号、AP2008-185、p. 203-208
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
実際の環境では、伝搬路における電波の反射などの影響によって、垂直偏波成分から水平偏波成分へ、水平偏波成分から垂直偏波成分への変換が生じる。このため垂直偏波成分に生じるフェージング変動と、水平偏波成分に生じるフェージング変動との間に相関が生じることがある。したがって、ある伝搬経路モデルについて偏波間共分散行列が与えられたとき、この偏波間共分散行列に対応して生じる垂直偏波成分及び水平偏波成分の間の相関を再現することができることは、シミュレータとして望ましい機能である。
【００１１】
実施態様に係る装置及び方法は、垂直偏波成分に生じるフェージング変動と水平偏波成分に生じるフェージング変動の間の相関を生じさせることができるアンテナ評価装置及びアンテナ評価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】
【００１２】
一実施態様によるアンテナ評価装置は、互いに相関性を有する時変係数の対である相関時変係数の対を生成する時変係数生成部と、相関時変係数をベースバンド信号に乗じることにより合成信号を生成する合成信号生成部と、相関時変係数の対をそれぞれベースバンド信号に乗じることにより生成した各合成信号をそれぞれ垂直偏波成分及び水平偏波成分に有する試験電波を評価対象のアンテナへ送信する送信アンテナとを備える。時変係数生成部は、伝搬経路モデルの送信端及び受信端における垂直偏波成分及び水平偏波成分の間の各伝搬チャネル係数の共分散行列を定めた所与の偏波間共分散行列によって定められる、受信端における垂直偏波成分と水平偏波成分との間の相関量の相関を相関時変係数の対へ与える。
【発明の効果】
【００１３】
本件開示の装置又は方法によれば、アンテナ評価装置及びアンテナ評価方法において、評価対象のアンテナに送信する試験電波の垂直偏波成分に生じるフェージング変動と水平偏波成分に生じるフェージング変動の間に、所与の偏波間共分散行列に応じた相関を生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】アンテナ評価装置における第１実施例の構成図である。
【図２】時変係数生成部の構成例を示す図である。
【図３】合成信号生成部の構成例を示す図である。
【図４】（Ａ）は偏波間共分散行列Γにより偏波間の相関が表される伝搬チャネル係数の説明図であり、（Ｂ）はアンテナ評価装置における電波の伝搬経路モデルの説明図である。
【図５】アンテナ評価装置における第２実施例の構成図である。
【図６】図５に示す信号処理部の構成例を示す図である。
【図７】図６に示す正弦波乗算部の構成例を示す図である。
【図８】図７に示す乗算部の内部構成の例を示す図（その１）である。
【図９】図７に示す乗算部の内部構成の例を示す図（その２）である。
【図１０】アンテナ評価装置における第３実施例の構成図である。
【図１１】図１０に示す信号処理部の構成例を示す図である。
【図１２】直交符号系列生成部で生成される直交符号系列の例の説明図（その１）である。
【図１３】直交符号系列生成部で生成される直交符号系列の例の説明図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例について説明する。図１はアンテナ評価装置における第１実施例の構成図である。参照符号１はアンテナ評価装置を示し、参照符号２は電波暗室を示し、参照符号１０は時変係数生成部を示し、参照符号２０は合成信号生成部を示し、参照符号３０は無線周波数（ＲＦ）信号生成部を示し、参照符号４０は評価部を示す。
【００１６】
参照符号Ｔ1v、Ｔ1h、…Ｔnv及びＴnhは送信アンテナを示し、参照符号Ｒ1及びＲ2は評価対象のアンテナを示す。ｎ個の送信アンテナＴ1v〜Ｔnvは、試験電波の垂直偏波成分を送信するためのアンテナであり、ｎ個の送信アンテナＴ1h〜Ｔnhは、試験電波の水平偏波成分を送信するためのアンテナである。ｎは自然数である。
【００１７】
アンテナ評価装置１は、時変係数生成部１０と、合成信号生成部２０と、無線周波数信号生成部３０と、評価部４０と、送信アンテナＴ1v、Ｔ1h、…Ｔnv及びＴnhを備える。送信アンテナＴ1v、Ｔ1h、…Ｔnv及びＴnhは、電波暗室２内に設置され、同じく電波暗室２内に設置された評価対象アンテナＲ1及びＲ2へ試験電波を放射することにより、アンテナＲ1及びＲ2の周囲にある散乱体としての役割を果たす。
【００１８】
ｎが２以上の整数であるとき、すなわち送信アンテナＴ1v〜Ｔnvが複数あるとき、各送信アンテナは、異なるドップラー変位を受けた試験電波を異なる方向から評価対象アンテナＲ1及びＲ2へ放射してもよい。送信アンテナＴ1h〜Ｔnhについても同様である。
【００１９】
時変係数生成部１０は、フェージング変動により試験電波に生じる強度変化を表すための、時刻によって値が変化する係数である時変係数ｙivj、ｙihjを生成する（１≦ｉ≦ｍ、１≦ｊ≦ｎ）。整数ｍは、アンテナ評価装置１がシミュレートする伝搬経路モデルにおける送信アンテナの数である。説明の便宜のため、アンテナ評価装置１によってシミュレートされる伝搬経路モデルにおける送信アンテナのことを「仮想アンテナ」と表記することがある。また、送信アンテナＴ1v、Ｔ1h、…Ｔnv及びＴnhを「散乱体アンテナ」と表記することがある。また、散乱体アンテナＴ1v、Ｔ1h、…Ｔnv及びＴnhを総称して散乱体アンテナＴと表記することがある。評価対象アンテナＲ1及びＲ2を総称して評価対象アンテナＲと表記することがある。
【００２０】
後述するように、時変係数生成部１０により生成される時変係数ｙivj、ｙihjの間には相関性が与えられている。このため時変係数生成部１０から出力される時変係数を「相関時変係数」と表記する。相関時変係数ｙivjは、第ｊ番目の垂直偏波成分用の散乱体アンテナから送信される、第ｉ番目の仮想アンテナからの送信電波に生じるフェージング変動を表す時変係数である。相関時変係数ｙihjは、第ｊ番目の水平偏波成分用の散乱体アンテナから送信される、第ｉ番目の仮想アンテナからの送信電波に生じるフェージング変動を表す時変係数である。
【００２１】
第ｊ番目の垂直偏波成分用の散乱体アンテナ及び水平偏波成分用の散乱体アンテナから送信する場合に生じるフェージング変動をそれぞれ表す相関時変係数ｙivj及びｙihjの対は、特許請求の範囲の「相関時変係数の対」の一例として挙げられる。
【００２２】
アンテナ評価装置１がマルチパス環境をシミュレートする場合には、時変係数生成部１０は、各パス毎にそれぞれ独立した時変係数ｙivjk、ｙihjkを生成してもよい（１≦ｉ≦ｍ、１≦ｊ≦ｎ、１≦ｋ≦ｐ）。整数ｐは、マルチパスに含まれるパスの個数である。
【００２３】
図２は、時変係数生成部１０の構成例を示す図である。参照符号１１は初期時変係数生成部を示し、参照符号１２は演算部を示す。時変係数生成部１０は、初期時変係数生成部１１と演算部１２を備える。
【００２４】
初期時変係数生成部１１は、互いに相関性がない複数の時変係数ｘivj、ｘihjを生成する（１≦ｉ≦ｍ、１≦ｊ≦ｎ）。説明の便宜のため、時変係数ｘivj、ｘihjを「初期時変係数」と表記する。後述する他の実施例のように、互いに相関性がない複数の初期時変係数ｘivj、ｘihjとは、異なる周波数を有する複数の正弦波や、異なる複数の直交符号系列であってよい。
【００２５】
演算部１２は、初期時変係数を成分とする列ベクトル（ｘ1vj、ｘ1hj、ｘ2vj、ｘ2hj、…ｘmvj、ｘmhj）に行列を乗算することにより、相関時変係数を成分に有する列ベクトル（ｙ1vj、ｙ1hj、ｙ2vj、ｙ2hj、…ｙmvj、ｙmhj）を算出する。すなわち演算部１２は、第１番目〜第ｎ番目の散乱体アンテナのそれぞれについて、次式（１）のように、（２ｍ）×（２ｍ）の変換行列Ｈjを乗じる行列演算を行うことにより相関時変係数ｙivj、ｙihjを算出する。
【００２６】
【数１】
2011047865.tif 000003
【００２７】
変換行列Ｈjの値によって、相関時変係数ｙivj、ｙihjの相関性を定めることができる。例えば変換行列Ｈjが単位行列であれば、各相関時変係数ｙivj、ｙihjが別個の初期時変係数ｘivj、ｘihjとなるため、互いの相関性は０となる。一方で変換行列Ｈjの各行の成分が等しければ、各相関時変係数ｙivj、ｙihjは同じ係数となり相関性が最も高い値「１」となる。
【００２８】
なお、上式（１）の例は、変換行列Ｈjとして（２ｍ）×（２ｍ）行列を用いることにより、各散乱体アンテナ毎に送信される、全ての仮想アンテナからの送信電波のフェージング変動を示す相関時変係数ｙivj、ｙihj（１≦ｉ≦ｍ）の間に相関を持たせる。この代わりに、（２ｍ／ｓ）×（２ｍ／ｓ）行列のｓ個の変換行列Ｈj1〜Ｈjsを用いることによって、一部の仮想アンテナから送信される電波のフェージング変動を示す相関時変係数の間に相関を持たせてもよい。
【００２９】
次式（２）の例では、演算部１２は、初期時変係数を成分とする２つの列ベクトルＸ1及びＸ2に２個の行列Ｈj1及びＨj2をそれぞれ乗算することにより、互いに相関を有する相関時変係数を成分に有する２つの列ベクトルＹ1及びＹ2を算出する。ここで列ベクトルＸ1は（ｘ1vj、ｘ1hj…ｘ(m/2)vj、ｘ(m/2)hj）であり、列ベクトルＸ2は（ｘ(m/2+1)vj、ｘ(m/2+1)hj…ｘmvj、ｘmhj）である。また、列ベクトルＹ1は（ｙ1vj、ｙ1hj…ｙ(m/2)vj、ｙ(m/2)hj）であり、列ベクトルＹ2は（ｙ(m/2+1)vj、ｙ(m/2+1)hj…ｙmvj、ｙmhj）である。
【００３０】
Ｙ1＝Ｈj1Ｘ1、Ｙ2＝Ｈj2Ｘ2  （１≦ｊ≦ｎ）    …（２）
【００３１】
式（２）の例は、各散乱体アンテナ毎に送信される、第１〜（ｍ／２）番目の仮想アンテナからの送信電波のフェージング変動を示す相関時変係数の間の相関性を定めることができる。また式（２）の例は、第（ｍ／２＋１）〜第ｍ番目の仮想アンテナからの送信電波のフェージング変動を示す相関時変係数の間の相関性を定めることができる。
【００３２】
変換行列Ｈj又はＨj1〜Ｈjsとして、各散乱体アンテナ毎に異なる変換行列を使用してもよく、同じ変換行列を各散乱体アンテナ間で共通して使用してもよい。
【００３３】
アンテナ評価装置１がマルチパス環境をシミュレートする場合には、初期時変係数生成部１１は、各パス毎にそれぞれ独立した初期時変係数ｘivjk、ｘihjkを生成してもよい（１≦ｉ≦ｍ、１≦ｊ≦ｎ、１≦ｋ≦ｐ）。また演算部１２は、各パス毎にそれぞれ上述の行列演算を行い、相関時変係数ｙivjk、ｙihjkを算出する。行列演算を行う際演算部１２は、各パス毎に異なる値の変換行列Ｈj、Ｈj1〜Ｈjsを使用してもよく、同じ変換行列を各パス間で共通して使用してもよい。
【００３４】
図１を参照する。時変係数生成部１０は、相関時変係数ｙivj、ｙihjを合成信号生成部２０へ出力する。合成信号生成部２０は、相関時変係数ｙivj、ｙihjに、各仮想アンテナから送信されるベースバンド信号Ｂi（１≦ｉ≦ｍ）を乗じることによって、合成信号を生成する。
【００３５】
図３は、合成信号生成部２０の構成例を示す図である。参照符号２１は時変係数乗算部を示し、参照符号２２は合成部を示す。合成信号生成部２０は、時変係数乗算部２１と、合成部２２を備える。
【００３６】
時変係数乗算部２１は、下式（３）に従って、各相関時変係数ｙivj、ｙihjにベースバンド信号Ｂiを乗算することによって、乗算値ｖivj、ｖihjを算出する。
【００３７】
ｖivj＝Ｂi×ｙivj、  ｖihj＝Ｂi×ｙihj  （１≦ｉ≦ｍ、１≦ｊ≦ｎ）  …（３）
【００３８】
合成部２２は、下式（４）に従って、各乗算値ｖivj、ｖihjを合成することにより、送信アンテナＴ1v、Ｔ1h、…Ｔnv及びＴnhから送信される合成信号ｚ1v、ｚ1h、…ｚnv及びｚnh生成する。
【００３９】
【数２】
2011047865.tif 000004
【００４０】
アンテナ評価装置１がマルチパス環境をシミュレートする場合には、時変係数乗算部２１は、各パスに応じた遅延時間でベースバンド信号Ｂiを遅らせる。時変係数乗算部２１は、下式（５）に従って、遅延が調整されたベースバンド信号Ｂiに相関時変係数ｙivjk、ｙihjkを乗算することによって、乗算値ｖivjk、ｖihjkを算出する。
【００４１】
ｖivjk＝Ｂi×ｙivjk、  ｖihjk＝Ｂi×ｙihjk  （１≦ｉ≦ｍ、１≦ｊ≦ｎ、１≦ｋ≦ｐ）  …（５）
【００４２】
合成部２２は、下式（６）に従って、各乗算値ｖivjk、ｖihjkを合成することにより、合成信号ｚ1v、ｚ1h、…ｚnv及びｚnhを生成してよい。
【００４３】
【数３】
2011047865.tif 000005
【００４４】
合成部２２は、下式（７）に従って、各乗算値ｖivjk、ｖihjkを重み付け合成することにより、合成信号ｚ1v、ｚ1h、…ｚnv及びｚnh生成してもよい。下式（７）におけるｗkは重み付け係数である。
【００４５】
【数４】
2011047865.tif 000006
【００４６】
図１を参照する。時変係数生成部１０は、合成信号ｚjv及びｚjhを無線周波数信号生成部３０へ出力する。無線周波数信号生成部３０は、合成信号ｚjv及びｚjhによって搬送波を変調することにより、又は合成信号ｚjv及びｚjhの周波数を変換することにより、散乱体アンテナＴjv及びＴjhから送信される無線周波数信号を生成する。
【００４７】
例えば、無線周波数信号生成部３０は、散乱体アンテナＴjv及びＴjhから送信される無線周波数信号として、異なるドップラー変位を受けたことにより異なる周波数を有する無線周波数信号を生成してよい。
【００４８】
散乱体アンテナＴから送信された試験電波を評価対象アンテナＲが受信したとき、評価部４０は、評価対象アンテナＲのアンテナ特性の評価を行う。評価部４０によるアンテナ特性評価の評価項目は、例えば、伝送レート、スループットおよび誤り率を含んでいてよい。
【００４９】
次に、演算部１２において相関時変係数ｙivj、ｙihjを算出する行列演算に使用される変換行列Ｈj及びＨj1〜Ｈjsの決定方法について説明する。上述の通り、伝搬路において生じる垂直偏波成分と水平偏波成分との間の変換のため、垂直偏波成分及び水平偏波成分の間において、電波強度の変動の相関、すなわちフェージング変動の相関が生じることがある。
【００５０】
ある伝搬路について、垂直偏波成分と水平偏波成分との間で変換される成分強度の相関性を表すために、垂直偏波成分及び水平偏波成分との間の各伝搬チャネル係数の共分散行列である偏波間共分散行列Γが使用されている。例えば、３ＧＰＰ寄書Ｒ４−０６０３３４は、異なるいくつかのシステムシナリオにおいて想定される偏波間共分散行列Γや、基地局装置及び移動局装置の空間相関行列（spatial correlation matrix）の値を提案している。
【００５１】
図４の（Ａ）は、偏波間共分散行列Γにより偏波間の相関が表される伝送路モデルの説明図である。図４の（Ａ）の伝送路モデルは、４つのチャネル５０〜５３を有する。チャネル５０は、伝送路モデルの送信端である送信側アンテナにおける垂直偏波成分が、受信端である受信側アンテナへ垂直偏波成分として到達するチャネルであり、そのチャネル係数をｇv→vと表記する。チャネル５１は、送信側アンテナにおける垂直偏波成分が、受信側アンテナへ水平偏波成分として到達するチャネルであり、そのチャネル係数をｇv→hと表記する。
【００５２】
チャネル５２は、送信側アンテナにおける水平偏波成分が、受信側アンテナへ垂直偏波成分として到達するチャネルであり、そのチャネル係数をｇh→vと表記する。チャネル５３は、送信側アンテナにおける水平偏波成分が、受信側アンテナへ水平偏波成分として到達するチャネルであり、そのチャネル係数をｇh→hと表記する。
【００５３】
偏波間共分散行列Γは、これらチャネル係数の共分散行列として次式（８）により与えられる。式（８）において「ｘ*」は複素数ｘの共役複素数を意味し、「Ｅ［ｘ］」はｘの平均を意味する。
【００５４】
【数５】
2011047865.tif 000007
【００５５】
図１に示すアンテナ評価装置１においては、散乱体アンテナＴから送信された試験電波がそのまま評価対象アンテナＲへ到来するので、散乱体アンテナＴと評価対象アンテナＲとの間の伝送路において垂直偏波成分と水平偏波成分との間の成分の変換は生じない。したがって、評価対象アンテナＲへ到来する垂直及び水平偏波成分と同様の垂直及び水平偏波成分を散乱体アンテナＴから送信することによって、所与の偏波間共分散行列Γによって与えられる偏波間相関を生じる伝送路モデルをシミュレートすることができる。
【００５６】
図４の（Ｂ）はアンテナ評価装置１における電波の伝搬経路モデルの説明図である。説明の簡単のため、散乱体アンテナＴから評価対象アンテナＲまでチャネル係数ｈを「１」としている。アンテナ評価装置１によってシミュレートされる仮想アンテナから送信される垂直及び水平偏波成分は、上記チャネル５０〜５３をシミュレートした仮想的なチャネルを伝搬して散乱体アンテナＴへ至る。散乱体アンテナＴへ到達した垂直及び水平偏波成分は、そのまま評価対象アンテナＲへ到達する。
【００５７】
仮想アンテナの位置における垂直及び水平偏波成分が単位強度であるときの評価対象アンテナＲへ到達する垂直偏波成分及び水平偏波成分の電波強度は、それぞれ「ｇv→v＋ｇh→v」及び「ｇv→h＋ｇh→h」となる。このため、散乱体アンテナＴから送信されるべき垂直偏波成分及び水平偏波成分の電波強度も、同様に「ｇv→v＋ｇh→v」及び「ｇv→h＋ｇh→h」である。
【００５８】
したがって、式（８）の偏波間共分散行列Γによる偏波間相関と同様の相関が与えられたときの、散乱体アンテナＴから送信される垂直及び水平偏波成分間の電波強度の相関性は、次式（９）に示す共分散行列Ｑによって表すことができる。共分散行列Ｑは、仮想アンテナの位置における垂直及び水平偏波成分が単位強度であるときの、散乱体アンテナＴから送信される垂直及び水平偏波成分の電波強度の共分散行列である。式（９）から分かるように、共分散行列Ｑの各成分は、式（８）の偏波間共分散行列Γの各成分を用いて算出することができる。
【００５９】
【数６】
2011047865.tif 000008
【００６０】
仮想アンテナをシミュレーションでは、散乱体アンテナＴから送信される垂直及び水平偏波成分の電波強度の共分散行列は、シミュレートされる仮想アンテナについて与えられた空間相関行列Ｒtと共分散行列Ｑとのクロネッカー積によって算出される。
【００６１】
いま、ｍ個のアンテナを含むマルチアンテナである仮想アンテナの空間相関行列Ｒtが次式によって与えられる場合を考える。
【００６２】
【数７】
2011047865.tif 000009
【００６３】
また、仮想アンテナの位置における垂直及び水平偏波成分が単位強度であるとき第ｊ番目（１≦ｊ≦ｎ）の散乱体アンテナＴjv及びＴjhから送信される垂直及び水平偏波成分の電波強度の共分散行列をＱjと表記する。第ｊ番目の散乱体アンテナＴjv及びＴjhから送信される垂直及び水平偏波成分の電波強度の共分散行列Ｒjは、次式（１０）によって与えられる。
【００６４】
【数８】
2011047865.tif 000010
【００６５】
【数９】
2011047865.tif 000011
【００６６】
はクロネッカー積を示す。一方で、変換行列Ｈjの随伴行列を、
【００６７】
【数１０】
2011047865.tif 000012
【００６８】
と表記する。共分散行列Ｒjは、次式（１１）のように変換行列Ｈjとその随伴行列との積と等しい。
【００６９】
【数１１】
2011047865.tif 000013
【００７０】
なぜならば、上述の相関時変係数ｙivj、ｙihjは、散乱体アンテナＴ1jv及びＴjhから送信される試験電波の強度変化を表すので、共分散行列Ｒjは、相関時変係数ｙivj、ｙihjを用いて、次式（１２）のように表すことができる。
【００７１】
【数１２】
2011047865.tif 000014
【００７２】
上式（１）に示すように、相関時変係数を成分とするベクトル（ｙ1vj、ｙ1hj、ｙ2vj、ｙ2hj、…ｙmvj、ｙmhj）は、初期時変係数を成分とするベクトル（ｘ1vj、ｘ1hj、ｘ2vj、ｘ2hj、…ｘmvj、ｘmhj）と変換行列Ｈjとの積である。したがって、上式（１２）は、次式（１３）のように変形することができる。
【００７３】
【数１３】
2011047865.tif 000015
【００７４】
初期時変係数ｘ1vj、ｘ1hj、ｘ2vj、ｘ2hj、…ｘmvj、ｘmhjは、互いに無相関であるから、式（１３）の項の第２式の右辺の
【００７５】
【数１４】
2011047865.tif 000016
【００７６】
は単位行列Ｉとなる。このため最終的に、共分散行列Ｒjは、式（１４）に示すように、変換行列Ｈjとその随伴行列との積となる。
【００７７】
【数１５】
2011047865.tif 000017
【００７８】
随伴行列との積が共分散行列Ｒjとなるような変換行列Ｈjは、例えば共分散行列Ｒjを固有値分解することによって算出することができる。または、共分散行列Ｒjをコレスキー分解することによって、変換行列Ｈjを算出してもよい。
【００７９】
本実施例によれば、ある伝搬経路モデルについて偏波間共分散行列Γが与えられたとき、この偏波間共分散行列Γに対応して受信アンテナの位置で生じる垂直偏波成分及び水平偏波成分の間の相関を再現することが可能となる。
【００８０】
続いて、アンテナ評価装置における他の実施例を説明する。図５は、アンテナ評価装置における第２実施例の構成図である。参照符号６０は信号処理部を示し、参照符号６１はベースバンド（ＢＢ）信号生成部を示し、参照符号６２はアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を示し、参照符号６３は出力処理部を示す。図１に示す構成要素と同様の構成要素には、図１で使用した参照符号と同じ参照符号を付する。
【００８１】
アンテナ評価装置１は、信号処理部６０と、ベースバンド信号生成部６１と、無線周波数信号生成部３０と、評価部４０と、散乱体アンテナＴを備える。ベースバンド信号生成部６１は、試験電波を生成するためのベースバンド信号を生成する。信号処理部６０は、ベースバンド信号生成部６１により生成されたベースバンド信号に、上述の相関時変係数ｙivjk、ｙihjkを乗じることによって、合成信号を生成する。
【００８２】
本実施例では、信号処理部６０は、それぞれ異なる周波数を有する複数の正弦波である複数の初期時変係数を線形結合することによって、上述の相関時変係数ｙivjk、ｙihjkを生成する。信号処理部６０は、時変係数生成部１０と、合成信号生成部２０と、アナログデジタル変換器６２と、出力処理部６３を備える。
【００８３】
図６は、図５に示す信号処理部６０の構成例を示す図である。参照符号７０は信号生成部を示し、参照符号７２−ｉｋは正弦波生成部を示す（１≦ｉ≦ｍ、１≦ｋ≦ｐ）。説明の便宜のため、正弦波生成部７２−ｉｋを、総称して正弦波生成部７２と記載することがある。
【００８４】
参照符号８０は正弦波乗算部を示し、参照符号６５−１ｖ〜６５−ｎｖ及び参照符号６５−１ｈ〜６５−ｎｈは、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）を示し、参照符号６６−１ｖ〜６６−ｎｖ及び参照符号６６−１ｈ〜６６−ｎｈは、フィルタを示す。また参照符号ＢＢ１〜ＢＢｍは、伝搬経路モデルにおけるｍ個の仮想アンテナから送信されるベースバンド信号を示す。
【００８５】
時変係数生成部１０は、信号生成部７０と演算部１２を備える。信号生成部７０は、（ｍ×ｐ）個の正弦波生成部７２を備える。各正弦波生成部７２は、上述の初期時変係数として、それぞれ（２×ｎ）個の正弦波を生成する。正弦波生成部７２−ｉｋが生成する（２×ｎ）個の正弦波を、ｘivjk及びｘihjkと記載する（１≦ｉ≦ｍ、１≦ｋ≦ｐ、１≦ｊ≦ｎ）。説明の便宜のため、正弦波生成部７２により生成される正弦波を初期正弦波と記載することがある。
【００８６】
正弦波生成部７２により生成される（２×ｍ×ｎ×ｐ）個の初期正弦波は、それぞれ互いに異なる周波数を有する。これら初期正弦波の周期は、それぞれ互いに素の関係となる周期であってよい。ここに素の関係とは、１以外の公約数がない関係である。互いの周期が素となる初期正弦波を線形結合して相関時変係数を生成すると、互いの周期が素でない正弦波を線形結合する場合よりも相関時変係数の周期を長くすることができ、相関時変係数が表すフェージング変動の周期を長くすることができる。
【００８７】
正弦波生成部７２により生成された初期正弦波は、演算部１２に入力される。いま、添字ｊ及びｋのそれぞれについて（１≦ｊ≦ｎ、１≦ｋ≦ｐ）、初期正弦波成分ｘivjk及びｘihjk（１≦ｉ≦ｍ）を成分とする列ベクトル（ｘ1vjk、ｘ1hjk、ｘ2vjk、ｘ2hjk、…ｘmvjk、ｘmhjk）をＸjkと記載する。また、添字ｊ及びｋのそれぞれについて（１≦ｊ≦ｎ、１≦ｋ≦ｐ）、相関時変係数ｙivjk及びｙihjk（１≦ｉ≦ｍ）を成分とする列ベクトル（ｙ1vjk、ｙ1hjk、ｙ2vjk、ｙ2hjk、…ｙmvjk、ｙmhjk）をＹjkと記載する。
【００８８】
演算部１２は、次式（１５）に示すように各列ベクトルＸjk（１≦ｊ≦ｎ、１≦ｋ≦ｐ）にそれぞれ変換行列Ｈjkを乗じることにより、（２×ｍ×ｎ×ｐ）個の相関時変係数ｙivjk及びｙihjkを算出する（１≦ｊ≦ｎ、１≦ｉ≦ｍ、１≦ｋ≦ｐ）。
【００８９】
【数１６】
2011047865.tif 000018
【００９０】
変換行列Ｈjkは、式（８）〜（１４）を参照して説明される変換行列Ｈjの決定方法と同様に、シミュレートしようとする伝送路モデルに応じた所与の偏波間共分散行列Γに応じて定められる。演算部１２は、変換行列Ｈjkを保持する記憶部を備えていてよい。
【００９１】
演算部１２は、添字ｊの値が異なる変換行列Ｈjk、すなわち異なる各散乱体アンテナから送信される試験電波のフェージング変動を表す相関時変係数の算出に使用される変換行列Ｈjkとして、互いに等しい行列を使用してもよい。また演算部１２は、添字ｊの値が異なる変換行列Ｈjkとして、互いに異なる行列を使用してもよい。
【００９２】
演算部１２は、添字ｋの値が異なる変換行列Ｈjk、すなわちマルチパスのうち互いに異なるパスを経由する試験電波のフェージング変動を表す相関時変係数の算出に使用される変換行列Ｈjkとして、互いに異なる行列を使用してもよい。また演算部１２は、添字ｋの値が異なる変換行列Ｈjkとして、互いに等しい行列を使用してもよい。
【００９３】
相関時変係数ｙivjk及びｙihjkは、合成信号生成部２０に入力される。合成信号生成部２０は、正弦波乗算部８０と合成部２２を備える。正弦波乗算部８０は、ベースバンド信号ＢＢｉに相関時変係数ｙivjk及びｙihjkを乗ずることにより、第ｊ番目の各散乱体アンテナから放射される、第ｋ番目のパスを経由した第ｉ番目のベースバンド信号ＢＢｉの成分ｖivjk及びｖihjkを算出する。
【００９４】
図７は、図６に示す正弦波乗算部８０の構成例を示す図である。図７は、ｍ＝「４」、ｎ＝「４」及びｐ＝「９」の場合の構成例を示す。「ｍ」は、伝搬経路モデルにおける仮想アンテナの数すなわちベースバンド信号数である。「ｎ」は、試験電波の垂直偏波成分を送信するための散乱体アンテナＴjvの数、又は試験電波の水平偏波成分を送信するための散乱体アンテナＴjhの数である。「ｐ」は、マルチパスに含まれるパスの個数である。
【００９５】
参照符号８２−１１〜８２−１９、８２−２１〜８２−２９、８２−３１〜８２−３９、及び８２−４１〜８２−４９は乗算部を示す。参照符号８３−１１〜８３−１８、８３−２１〜８３−２８、８３−３１〜８３−３８、及び８３−４１〜８３−４８は遅延部を示す。正弦波乗算部８０は、乗算部８２−１１〜８２−１９、乗算部８２−２１〜８２−２９、乗算部８２−３１〜８２−３９、及び乗算部８２−４１〜８２−４９を備える。また正弦波乗算部８０は、遅延部８３−１１〜８３−１８、遅延部８３−２１〜８３−２８、遅延部８３−３１〜８３−３８、及び遅延部８３−４１〜８３−４８を備える。
【００９６】
各乗算部８２−ｉ１は（１≦ｉ≦ｍ）、マルチパスに含まれる第１番目のパスを経由する成分を算出する処理を行う。アナログデジタル変換器６２によりディジタル形式に変換されたベースバンド信号ＢＢｉは、それぞれ乗算部８２−ｉ１へ遅延なしで入力される。各乗算部８２−ｉ１は、ベースバンド信号ＢＢｉに相関時変係数ｙiv11〜ｙivn1及びｙih11〜ｙihn1を乗ずることにより、マルチパスに含まれる第１番目のパスを経由する成分を示す乗算値ｖiv11〜ｖivn1及びｖih11〜ｖihn1を算出する。例として、図８に乗算部８２−１１の内部構成を示す。乗算部８２−１１は、ベースバンド信号ＢＢ１に相関時変係数ｙ1v11〜ｙ1v41及びｙ１h11〜ｙ１h41をそれぞれ乗ずるための乗算器を備える。
【００９７】
図７を参照する。各乗算部８２−ｉ２は（１≦ｉ≦ｍ）、マルチパスに含まれる第２番目のパスを経由する成分を算出する処理を行う。ディジタル形式のベースバンド信号ＢＢｉは、遅延部８３−ｉ１により遅延量Ｄ１を与えられた後、それぞれ乗算部８２−ｉ２へ入力される。各乗算部８２−ｉ１は、ベースバンド信号ＢＢｉに相関時変係数ｙiv12〜ｙivn2及びｙih12〜ｙihn2を乗ずることにより、第２番目のパスを経由する成分を示す乗算値ｖiv12〜ｖivn2及びｖih12〜ｖihn2を算出する。例として、図８に乗算部８２−１２の内部構成を示す。
【００９８】
以下、同様にマルチパスに含まれる第ｋ番目のパス（３≦ｋ≦ｐ）を経由する成分を算出する処理を行う。各段の遅延部８３−ｉ（ｋ−１）へは、前段の遅延部８３−ｉ（ｋ−２）から出力されるベースバンド信号ＢＢｉが入力される。したがって、各段の乗算部８２−ｉｋには、遅延量（Ｄ１＋…＋Ｄ（ｋ−１））を有するベースバンド信号ＢＢｉが入力される。各段の乗算部８２−ｉｋは、かかるベースバンド信号ＢＢｉに、相関時変係数ｙiv1k〜ｙivnk及びｙih1k〜ｙihnkを乗ずることにより、第ｋ番目のパスを経由する成分を示す乗算値ｖiv1k〜ｖivnk及びｖih1k〜ｖihnkを算出する。例として、図９に乗算部８２−１９の内部構成を示す。
【００９９】
各遅延部８３−ｉ（ｋ−１）によってパス毎に異なる遅延量をベースバンド信号ＢＢｉに与えることにより（１≦ｉ≦ｍ、１≦ｋ≦ｐ）、マルチパスを経由する信号の合成によるフェージング環境を再現することができる。
【０１００】
乗算値ｖivjk、ｖihjkは、図６に示す合成部２２へ入力される。合成部２２は、上式（７）に従って、各乗算値ｖivjk、ｖihjkを重み付け合成することにより、合成信号ｚ1v、ｚ1h、…ｚnv及びｚnhを生成する。
【０１０１】
合成信号ｚ1v、ｚ1h、…ｚnv及びｚnhは、出力処理部６３へ入力される。出力処理部６３は、デジタルアナログ変換器６５−１ｖ〜６５−ｎｖ及び６５−１ｈ〜６５−ｎｈと、フィルタ６６−１ｖ〜６６−ｎｖ及び６６−１ｈ〜６６−ｎｈを備える。デジタルアナログ変換器６５−１ｖ及び６５−１ｈは、それぞれ合成信号ｚ1v及びｚ1hをアナログ形式の信号へ変換する。デジタルアナログ変換器６５−ｊｖ及び６５−ｊｈも（２≦ｊ≦ｎ）、同様にそれぞれ合成信号ｚjv及びｚjhをアナログ形式の信号へ変換する。
【０１０２】
フィルタ６６−１ｖ及び６６−１ｈは、アナログ形式の合成信号ｚ1v及びｚ1hをそれぞれフィルタリングして、デジタルアナログ変換時に生じた折り返し歪を除去する。フィルタ６６−ｊｖ及び６６−ｊｈも（２≦ｊ≦ｎ）、同様にそれぞれアナログ形式の合成信号ｚjv及びｚjhをそれぞれフィルタリングする。フィルタ６６−１ｖ〜６６−ｎｖ及び６６−１ｈ〜６６−ｎｈをそれぞれ通過した後の合成信号ｚ1v〜ｚnv及びｚ1h〜ｚnhをそれぞれＤout1v〜Ｄoutnv及びＤout1h〜Ｄoutnhと記載する。
【０１０３】
合成信号Ｄoutjv及びＤoutjhは、図５に示す無線周波数信号生成部３０に入力される。無線周波数信号生成部３０は、合成信号Ｄoutjv及びＤoutjhによって搬送波を変調することにより、又は合成信号Ｄoutjv及びＤoutjhの周波数を変換することにより、散乱体アンテナＴjv及びＴjhから送信される無線周波数信号を生成する。
【０１０４】
本実施例では、異なる周波数を有する複数の正弦波を線形結合することにより試験電波にフェージング変動を与える相関時変係数を生成する。本実施例によれば、このような相関時変係数の垂直偏波成分及び水平偏波成分の間に、所与の偏波間共分散行列Γに対応した相関を与えることが可能となる。
【０１０５】
次に、アンテナ評価装置における更なる他の実施例を説明する。図１０は、アンテナ評価装置における第３実施例の構成図である。参照符号６７はデータ系列生成部を示す。図５に示す構成要素と同様の構成要素には、図５で使用した参照符号と同じ参照符号を付する。アンテナ評価装置１は、信号処理部６０と、無線周波数信号生成部３０と、評価部４０と、散乱体アンテナＴを備える。
【０１０６】
様々な無線通信方式において、パケット通信はチャネル符号化単位と呼ばれるデータ長の単位で、チャネル符号化されたデータが送信される。このような無線通信方式には、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband−Code Division Multiple Access）及びＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）がある。
【０１０７】
試験電波の伝送路の変動がチャネル符号化単位内で連続であり、かつ評価部４０がアンテナ評価をチャネル符号化単位内で実施すれば、チャネル符号化単位間において伝送路の変動が不連続であっても差し支えない。
【０１０８】
そこで、本実施例によるアンテナ評価装置１は、ベースバンド信号としてデータ系列を使用し、所定のチャネル符号化単位のデータ系列を複数個連結することにより、データ系列の列を生成する。
【０１０９】
そしてアンテナ評価装置１は、上述の相関時変係数としての符号系列をデータ系列の列に乗じる。つまりデータ系列の列に含まれる各データ系列に、符号系列に含まれる各符号をそれぞれ乗じる。アンテナ評価装置１は、符号系列に含まれる各符号が乗じられたデータ系列を試験信号として送信することによりフェージング環境を模擬的に生成する。
【０１１０】
また、アンテナ評価装置１は、ベースバンド信号のデータ系列の列に符号系列を乗じる代わりに、チャネル符号化単位の同一のデータ系列に、符号系列に含まれる各符号をそれぞれ乗じた複数のデータ系列を生成してもよい。
【０１１１】
この符号系列は、各時刻に順次送信される各データ系列にぞれぞれ乗じられる複数の符号の列であるため時変係数といえる。この符号系列には、後述するように、所与の偏波間共分散行列Γに応じて散乱体アンテナＴから放射される電波の垂直偏波成分と水平偏波成分の間に相関が生じるように所定の相関性が与えられる。したがって、この符号系列は、上述の相関時変係数ｙivjk、ｙihjkの一例として挙げられる。
【０１１２】
信号処理部６０は、上記データ系列の列に、上記相関性が与えられた符号系列ｙivjk、ｙihjkを乗じることによって合成信号を生成する。本実施例では、信号処理部６０は、それぞれ異なる直交符号系列を線形結合することによって、符号系列ｙivjk、ｙihjkを生成する。信号処理部６０は、データ系列生成部６７と、時変係数生成部１０と、合成信号生成部２０と、出力処理部６３を備える。
【０１１３】
図１１は、図１０に示す信号処理部６０の構成例を示す図である。図６に示す構成要素と同様の構成要素には、図６で使用した参照符号と同じ参照符号を付する。参照符号９０は、直交符号生成部を示し、参照符号９１−ｉｋは直交符号系列生成部を示し（１≦ｉ≦ｍ、１≦ｋ≦ｐ）、参照符号９２は符号系列乗算部を示す。説明の便宜のため、直交符号系列生成部９１−ｉｋを、総称して直交符号系列生成部９１と記載することがある。また参照符号Ｘ１〜Ｘｍは、伝搬経路モデルにおけるｍ個の仮想アンテナから送信されるベースバンド信号としてのデータ系列を示す。
【０１１４】
時変係数生成部１０は、直交符号生成部９０と演算部１２を備える。直交符号生成部９０は、（ｍ×ｐ）個の直交符号系列生成部９１を備える。各直交符号系列生成部９１は、上述の初期時変係数として、それぞれ（２×ｎ）個の直交符号系列を生成する。各直交符号系列生成部９１−ｉｋが生成する直交符号系列を、ｘiv1k、ｘih1k、ｘiv2k、ｘih2k、ｘiv3k、ｘih3k、ｘiv4k及びｘih4kと表記する（１≦ｉ≦ｍ、１≦ｋ≦ｐ）。説明の便宜のため、本実施例に関する以下の説明では、ｍ＝「４」、ｎ＝「４」及びｐ＝「９」の場合について説明を行う。
【０１１５】
各直交符号系列生成部９１は、例えば、Ｗａｌｓｈ符号、｛ｅj2πnk/N, (n,k =0,1,…,N-1)｝のフーリエ級数に関連した符号、Ｍ系列を周期的にシフトし最後に１を追加した符号を、直交符号系列として生成してよい。
【０１１６】
理解の容易のため、図１２及び図１３を参照して、各直交符号系列生成部で生成される直交符号系列を説明する。直交符号系列生成部の例として、直交符号系列生成部９１−１１と直交符号系列生成部９１−２１について説明する。直交符号系列生成部９１−１１は、８個の直交符号系列ｘ1v11、ｘ1h11、ｘ1v21、ｘ1h21、ｘ1v31、ｘ1h31、ｘ1v41及びｘ1h41を生成する。
【０１１７】
例えば直交符号系列ｘ1v11は、exp（jθ1v11）、exp（jθ1v11）、exp（jθ1v11）、exp（jθ1v11）、exp（jθ1v11）、exp（jθ1v11）、exp（jθ1v11）及びexp（jθ1v11）の８つの符号を有する符号列である。
【０１１８】
また例えば直交符号系列ｘ1h11は、exp（jθ1h11）、exp（jθ1h11）、exp（jθ1h11）、exp（jθ1h11）、−exp（jθ1h11）、−exp（jθ1h11）、−exp（jθ1h11）及び−exp（jθ1h11）の８つの符号を有する符号列である。位相θ1v11及びθ1h11は、範囲０〜２πの乱数であってよい。
【０１１９】
一方、直交符号系列生成部９１−２１は、８個の直交符号系列ｘ2v11、ｘ2h11、ｘ2v21、ｘ2h21、ｘ2v31、ｘ2h31、ｘ2v41及びｘ2h41を生成する。例えば直交符号系列ｘ2v11は、exp（jθ2v11）、exp（jθ2v11）、−exp（jθ2v11）、−exp（jθ2v11）、exp（jθ2v11）、exp（jθ2v11）、−exp（jθ2v11）及び−exp（jθ2v11）の８つの符号を有する符号列である。
【０１２０】
また例えば直交符号系列ｘ2h11は、exp（jθ2h11）、exp（jθ2h11）、−exp（jθ2h11）、−exp（jθ2h11）、−exp（jθ2h11）、−exp（jθ2h11）、exp（jθ2h11）及びexp（jθ2h11）の８つの符号を有する符号列である。位相θ2v11及びθ2h11は、範囲０〜２πの乱数であってよい。他の直交符号系列生成部９１も、同様に８つの符号を有する直交符号系列をそれぞれ生成する。
【０１２１】
直交符号系列生成部９１により生成された直交符号系列は、演算部１２に入力される。いま、添字ｊ及びｋのそれぞれについて（１≦ｊ≦４、１≦ｋ≦９）、直交符号系列ｘ1vjk、ｘ1hjk、ｘ2vjk及びｘ2hjkを成分とする列ベクトル（ｘ1vjk、ｘ1hjk、ｘ2vjk、ｘ2hjk）をＸjk1と記載する。また、直交符号系列ｘ3vjk、ｘ3hjk、ｘ4vjk及びｘ4hjkを成分とする列ベクトル（ｘ3vjk、ｘ3hjk、ｘ4vjk、ｘ4hjk）をＸjk2と記載する。
【０１２２】
また、添字ｊ及びｋのそれぞれについて（１≦ｊ≦４、１≦ｋ≦９）、符号系列ｙ1vjk、ｙ1hjk、ｙ2vjk及びｙ2hjkを成分とする列ベクトル（ｙ1vjk、ｙ1hjk、ｙ2vjk、ｙ2hjk）をＹjk1と記載する。また、符号系列ｙ3vjk、ｙ3hjk、ｙ4vjk及びｙ4hjkを成分とする列ベクトル（ｙ3vjk、ｙ3hjk、ｙ4vjk、ｙ4hjk）をＹjk2と記載する。
【０１２３】
演算部１２は、次式（１６）に示すように各列ベクトルＸjk1（１≦ｊ≦４、１≦ｋ≦９）にそれぞれ変換行列Ｈjk1を乗じることにより、（ｍ×ｎ×ｐ）＝（４×４×９）個の符号系列ｙivjk及びｙihjkを算出する（１≦ｊ≦４、ｉ＝１、２、１≦ｋ≦９）。また、演算部１２は、次式（１７）に示すように各列ベクトルＸjk2（１≦ｊ≦４、１≦ｋ≦９）にそれぞれ変換行列Ｈjk2を乗じることにより、（４×４×９）個の符号系列ｙivjk及びｙihjkを算出する（１≦ｊ≦４、ｉ＝３、４、１≦ｋ≦９）。
【０１２４】
【数１７】
2011047865.tif 000019
【０１２５】
変換行列Ｈjk1及びＨjk2は、式（８）〜（１４）を参照して説明される変換行列Ｈjの決定方法と同様に、所与の偏波間共分散行列Γに応じて定められる。演算部１２は、変換行列Ｈjk1及びＨjk2を保持する記憶部を備えていてよい。上式（１６）及び（１７）に従って符号系列ｙivjk及びｙihjkを生成することによって、同じ添字ｊを有する符号系列ｙivjk及びｙihjk同士の間に、偏波間共分散行列Γに応じた相関性を持たせることができる。
【０１２６】
演算部１２は、添字ｊの値が異なる変換行列Ｈjk1、すなわち異なる各散乱体アンテナから送信される試験電波のフェージング変動を表す相関時変係数の算出に使用される変換行列Ｈjk1として、互いに等しい行列を使用してもよい。また演算部１２は、添字ｊの値が異なる変換行列Ｈjk1として、互いに異なる行列を使用してもよい。変換行列Ｈjk2についても同様である。
【０１２７】
演算部１２は、添字ｋの値が異なる変換行列Ｈjk1、すなわちマルチパスのうち互いに異なるパスを経由する試験電波のフェージング変動を表す相関時変係数の算出に使用される変換行列Ｈjk1として、互いに異なる行列を使用してもよい。また演算部１２は、添字ｋの値が異なる変換行列Ｈjk1として、互いに等しい行列を使用してもよい。変換行列Ｈjk2についても同様である。
【０１２８】
符号系列ｙivjk及びｙihjkは、合成信号生成部２０に入力される。合成信号生成部２０は、符号系列乗算部９２と合成部２２を備える。符号系列乗算部９２は、データ系列Ｘｉに符号系列ｙivjk及びｙihjkを乗ずることにより、第ｊ番目の各散乱体アンテナから放射される、第ｋ番目のパスを経由した第ｉ番目の信号成分ｖivjk及びｖihjkを算出する。
【０１２９】
いま、符号系列ｙivjkを、８つの符号ｙv1〜ｙv8を含んだ符号系列｛ｙv1、ｙv2、ｙv3、ｙv4、ｙv5、ｙv6、ｙv7、ｙv8｝と表す。また符号系列ｙihjkを、８つの符号ｙh1〜ｙh8を含んだ符号系列｛ｙh1、ｙh2、ｙh3、ｙh4、ｙh5、ｙh6、ｙh7、ｙh8｝と表す。
【０１３０】
符号系列乗算部９２は、チャネル符号化単位のデータ系列Ｘｉに、それぞれ符号系列ｙivjkに含まれる８つの符号を乗じることにより、信号成分ｖivjk＝｛ｙv1×Ｘｉ、ｙv2×Ｘｉ、ｙv3×Ｘｉ、ｙv4×Ｘｉ、ｙv5×Ｘｉ、ｙv6×Ｘｉ、ｙv7×Ｘｉ、ｙv8×Ｘｉ｝を算出する。信号成分ｖivjkは、８つのデータ系列（ｙv1×Ｘｉ）〜（ｙv8×Ｘｉ）を含むデータ系列の列である。同様に符号系列乗算部９２は、チャネル符号化単位のデータ系列Ｘｉに、それぞれ符号系列ｙihjkに含まれる８つの符号を乗じることにより、信号成分ｖihjk＝｛ｙh1×Ｘｉ、ｙh2×Ｘｉ、ｙh3×Ｘｉ、ｙh4×Ｘｉ、ｙh5×Ｘｉ、ｙh6×Ｘｉ、ｙh7×Ｘｉ、ｙh8×Ｘｉ｝を算出する。
【０１３１】
信号成分ｖivjk、ｖihjkは、合成部２２へ入力される。合成部２２は、上式（７）に従って、各信号成分ｖivjk、ｖihjkを重み付け合成することにより、合成信号ｚ1v、ｚ1h、…ｚnv及びｚnhを生成する。各合成信号ｚ1v、ｚ1h、…ｚnv及びｚnhもまた、８つのデータ系列を含むデータ系列の列である。
【０１３２】
各合成信号ｚ1v、ｚ1h、…ｚnv及びｚnhのそれぞれの列に含まれる各データ系列は、順次、出力処理部６３へ入力される。デジタルアナログ変換器６５−１ｖ及び６５−１ｈは、それぞれ合成信号ｚ1v及びｚ1hに含まれる各データ系列をアナログ形式の信号へ変換する。デジタルアナログ変換器６５−ｊｖ及び６５−ｊｈも（２≦ｊ≦ｎ）、同様にそれぞれ合成信号ｚjv及びｚjhに含まれる各データ系列をアナログ形式の信号へ変換する。
【０１３３】
フィルタ６６−１ｖ及び６６−１ｈは、合成信号ｚ1v及びｚ1hをフィルタリングしデジタルアナログ変換時に生じた折り返し歪を除去する。フィルタ６６−ｊｖ及び６６−ｊｈも（２≦ｊ≦ｎ）、同様にそれぞれ合成信号ｚjv及びｚjhをそれぞれフィルタリングする。フィルタ６６−１ｖ〜６６−ｎｖ及び６６−１ｈ〜６６−ｎｈをそれぞれ通過した後の合成信号Ｄout1v〜Ｄoutnv及びＤout1h〜Ｄoutnhは、図１０に示す無線周波数信号生成部３０に入力される。無線周波数信号生成部３０による処理は、図５を参照して説明した処理と同様である。
【０１３４】
添字ｊを有する符号系列ｙivjk及びｙihjkが乗じられたデータ系列Ｘｉは、それぞれ第ｊ番目の垂直及び水平偏波成分用の散乱体アンテナＴjv及びＴjhから送信される。つまり、符号系列ｙivjk及びｙihjkは、散乱体アンテナＴjv及びＴjhからそれぞれ送信される試験電波の垂直偏波成分及び水平偏波成分に生じさせるフェージング変動を表す。
【０１３５】
一方で、上式（１６）及び（１７）の行列演算によって、同じ添字ｊを有する符号系列ｙivjk及びｙihjkは、偏波間共分散行列Γに応じた相関性を有する。したがって、散乱体アンテナＴjv及びＴjhからそれぞれ送信される試験電波の垂直偏波成分及び水平偏波成分に生じるフェージング変動は、偏波間共分散行列Γに応じた相関性を有する。
【０１３６】
本実施例では、相関時変係数として、異なる直交符号系列を線形結合することにより試験電波にフェージング変動を与える符号系列を生成する。本実施例によれば、このような符号系列の垂直偏波成分及び水平偏波成分の間に、所与の偏波間共分散行列Γに対応した相関を与えることが可能となる。
【０１３７】
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１３８】
（付記１）
互いに相関性を有する時変係数の対である相関時変係数の対を生成する時変係数生成部と、
前記相関時変係数をベースバンド信号に乗じることにより合成信号を生成する合成信号生成部と、
前記相関時変係数の対をそれぞれベースバンド信号に乗じることにより生成した各合成信号をそれぞれ垂直偏波成分及び水平偏波成分に有する試験電波を、評価対象のアンテナへ送信する送信アンテナと、を備え、
前記時変係数生成部は、伝搬経路モデルの送信端及び受信端における垂直偏波成分及び水平偏波成分の間の各伝搬チャネル係数の共分散行列を定めた所与の偏波間共分散行列によって定められる、前記受信端における垂直偏波成分と水平偏波成分との間の相関量の相関を、前記相関時変係数の対へ与えるアンテナ評価装置。
【０１３９】
（付記２）
前記時変係数生成部は、マルチパスに含まれる各パス毎に、異なる偏波間共分散行列に基づく相関性を前記相関時変係数の対へ与える付記１に記載のアンテナ評価装置。
【０１４０】
（付記３）
異なる方向から前記試験電波を送信する複数の前記送信アンテナを備え、
前記時変係数生成部は、前記複数の送信アンテナの間で、共通の偏波間共分散行列に基づく相関性を前記時間変動信号の対へ与える付記１に記載のアンテナ評価装置。
【０１４１】
（付記４）
前記時変係数生成部は、互いに相関性がない複数の時変係数を成分として含む第１のベクトルに変換行列を乗ずることにより第２のベクトルを算出することによって、前記相関時変係数を前記第２のベクトルの成分として生成し、
前記変換行列とその随伴行列の積は、前記所与の偏波間共分散行列に従って定まる、前記受信端における垂直偏波成分と水平偏波成分の共分散行列に等しい付記１〜３のいずれか一項に記載のアンテナ評価装置。
【０１４２】
（付記５）
前記複数の時変係数は、異なる複数の周期の正弦波又は複数の異なる直交符号系列である付記４に記載のアンテナ評価装置。
【０１４３】
（付記６）
前記変換行列は、前記共分散行列を固有値分解又はコレスキー分解することにより得られた行列である付記４又は５に記載のアンテナ評価装置。
【０１４４】
（付記７）
互いに相関性を有する時変係数の対である相関時変係数の対を生成し、
前記相関時変係数をベースバンド信号に乗じることにより合成信号を生成し、
前記相関時変係数の対をそれぞれベースバンド信号に乗じることにより生成した各合成信号をそれぞれ垂直偏波成分及び水平偏波成分に有する試験電波を、評価対象のアンテナへ送信し、
前記相関時変係数の対の生成において、伝搬経路モデルの送信端及び受信端における垂直偏波成分及び水平偏波成分の間の各伝搬チャネル係数の共分散行列を定めた所与の偏波間共分散行列によって定められる、前記受信端における垂直偏波成分と水平偏波成分との間の相関量の相関を、前記相関時変係数の対へ与えるアンテナ評価方法。
【符号の説明】
【０１４５】
１    アンテナ評価装置
２    電波暗室
１０    時変係数生成部
２０    合成信号生成部
３０    ＲＦ信号生成部
４０    評価部
Ｔ1v〜Ｔnv、Ｔ1v〜Ｔ4v    垂直偏波成分用送信アンテナ
Ｔ1h〜Ｔnh、Ｔ1h〜Ｔ4h    水平偏波成分用送信アンテナ
Ｒ1、Ｒ２    評価アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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