(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載された無線伝送装置から基地局が受信したシンボル単位の受信信号と、前記移動体に搭載された位置計測装置が計測した位置情報とを対応付ける受信信号解析装置であって、
前記受信信号のドップラースペクトルを解析することで、前記受信信号のドップラーシフト量を求める受信信号解析部と、
予め設定された前記基地局の位置と前記位置情報が示す移動体の位置とにより前記移動体から前記基地局までの距離を求め、前記距離の時間変化により前記基地局に対する前記移動体の相対速度を推定し、前記移動体の相対速度から前記位置情報のドップラーシフト量を求める位置情報演算部と、
前記受信信号及び前記位置情報それぞれのドップラーシフト量が予め設定された第１閾値以上となる移動開始点を検出し、少なくとも前記移動開始点に基づいて、前記受信信号のシンボル番号と前記位置情報とを対応付ける比較処理部と、
を備えることを特徴とする受信信号解析装置。
【請求項２】
前記比較処理部は、
前記受信信号のドップラーシフト量をデータ開始点からスキャンすることで、前記受信信号における移動開始点のシンボル番号を求める受信信号検出部と、
前記受信信号のデータ開始点から移動開始点までのシンボル数差を単位時間あたりのシンボル数で除算することで、前記受信信号における移動開始点の時刻を求めるシンボル数差変換部と、
前記位置情報のドップラーシフト量をデータ開始点からスキャンすることで、前記位置情報における移動開始点の時刻を求める位置情報検出部と、
前記受信信号における移動開始点の時刻に対応したシンボル番号と前記位置情報の時刻とを対応付ける比較部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の受信信号解析装置。
【請求項３】
前記比較処理部は、
前記受信信号のドップラーシフト量をデータ開始点からスキャンすることで、前記受信信号における第１移動開始点のシンボル番号と、当該第１移動開始点の次に現れる第２移動開始点のシンボル番号とを求める受信信号検出部と、
前記受信信号の第１移動開始点から第２移動開始点までのシンボル数差を単位時間あたりのシンボル数で除算することで、前記受信信号における第１移動開始点から第２移動開始点までの時刻を求めるシンボル数差変換部と、
前記位置情報のドップラーシフト量をデータ開始点からスキャンすることで、前記位置情報の第１移動開始点から第２移動開始点までの時刻を求める位置情報検出部と、
前記受信信号及び前記位置情報それぞれの第１移動開始点から第２移動開始点までの時刻を比較することで、前記受信信号のシンボル番号と前記位置情報の時刻とを対応付ける比較部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の受信信号解析装置。
【請求項４】
前記比較処理部は、
前記受信信号のドップラーシフト量をデータ開始点からスキャンすることで、前記受信信号における移動開始点のシンボル番号と、当該移動開始点の後に前記ドップラーシフト量が予め設定された第２閾値以下となる移動終了点のシンボル番号とを求める受信信号検出部と、
前記受信信号の移動開始点から移動終了点までのシンボル数差を単位時間あたりのシンボル数で除算することで、前記受信信号の移動開始点から移動終了点までの時刻を求めるシンボル数差変換部と、
前記位置情報のドップラーシフト量をデータ開始点からスキャンすることで、前記位置情報の移動開始点から移動終了点までの時刻を求める位置情報検出部と、
前記受信信号及び前記位置情報それぞれの移動開始点から移動終了点までの時刻を比較することで、前記受信信号のシンボル番号と前記位置情報の時刻とを対応付ける比較部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の受信信号解析装置。
【請求項５】
前記比較処理部は、
前記受信信号のドップラーシフト量をデータ開始点からスキャンすることで、前記受信信号における第１移動開始点のシンボル番号と、当該第１移動開始点の後に前記ドップラーシフト量が予め設定された第２閾値以下となる移動終了点のシンボル番号と、前記移動終了点の次に現れる第２移動開始点のシンボル番号とを求める受信信号検出部と、
前記受信信号の第１移動開始点から移動終了点までのシンボル数差、及び、移動終了点から第２移動開始点までのシンボル数差のそれぞれを単位時間あたりのシンボル数で除算することで、前記受信信号の第１移動開始点から移動終了点までの時刻と、移動終了点から第２移動開始点までの時刻とを求めるシンボル数差変換部と、
前記位置情報のドップラーシフト量をデータ開始点からスキャンすることで、前記位置情報における第１移動開始点から移動終了点までの時刻と、移動終了点から第２移動開始点までの時刻とを求める位置情報検出部と、
前記受信信号及び前記位置情報それぞれの第１移動開始点から移動終了点までの時刻、及び、移動終了点から第２移動開始点までの時刻を比較することで、前記受信信号のシンボル番号と前記位置情報の時刻とを対応付ける比較部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の受信信号解析装置。
【請求項６】
コンピュータを、請求項１から請求項５何れか一項に記載の受信信号解析装置として機能させるための受信信号解析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、基地局が受信した受信信号と、位置計測装置が計測した位置情報とを対応付ける受信信号解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マラソンや駅伝に代表されるロードレース中継では、中継車で撮影した映像信号を無線伝送装置（ＦＰＵ：Field Pickup Unit）を用いて、基地局へ伝送するのが一般的である。中継車が移動を前提とすることから、基本的に移動伝搬環境となる。この移動伝搬環境では、その特性を理論的に予測することが難しいため、ロードレース中継を計画するにあたり、ＦＰＵを用いた伝搬実験を事前に実施し、実験データから中継コースの伝搬特性を把握し、場合により基地局配置の再検討も行う。この伝搬実験は、ＦＰＵが単方向通信であることから、送信側の中継車で連続発射する電波を受信側の基地局で受信し、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換し、受信信号（実験データ）を記録装置に蓄積する形式で実施される。その後、蓄積した受信信号をソフトウェア上で復調し、各種伝搬特性の解析を行う。
【０００３】
伝搬特性解析においては、解析結果が得られた時点でどのような伝搬路条件であったのか（見通し状況、反射物・遮蔽物の状況など）の把握が必要であり、伝搬特性解析結果の整合作業が必要となる。このため、送信側では、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機で取得した位置情報（緯度・経度）を、ログ装置が秒単位で記録している。しかし、送信側のログ装置と受信側の記録装置は独立したシステムであり、送信側と受信側の担当者が各々手動で開始及び終了させる必要がある。従って、送信側と受信側でデータ記録開始及びデータ記録終了のタイミングを完全に同期させることが困難である。さらに、受信信号は、シンボル単位（一般的なＦＰＵは、１シンボル期間＝５６．３３マイクロ秒）のため、１秒間に１７７５３シンボルとデータ量が膨大であり、送信側の位置情報との整合作業（対応付け）に手間を要する。
【０００４】
ここで、整合作業のために中継車や基地局に設置する設備を改修することは、コスト面から現実的でない。そこで、整合作業に際し、伝搬実験で解析項目になることが多いドップラーシフトの利用に注目する。
【０００５】
ドップラーシフトは、送信側又は受信側が移動する場合、送信側と受信側との相対速度に応じて発生し、無線通信では伝搬特性劣化要因の一つとなる。この他、ドップラーシフトは、受信波のドップラーシフト量から反射物の移動速度（相対速度）を解析できるため、レーダ装置、距離・速度測定装置等に利用されている（例えば、特許文献１〜４）。さらに、ＧＰＳ受信波のドップラーシフト量によって、カーナビゲーションシステムにおける高低差を補完する技術も提案されている（例えば、特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５５５３９７０号公報
【特許文献２】特許第３３９７２５４号公報
【特許文献３】特許第３０１９７１９号公報
【特許文献４】特許第３５３９０８７号公報
【特許文献５】特許第３２９０１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、整合作業のためにドップラーシフトを利用した従来技術は提案されていない。この整合作業が手間を要することから、その実現が強く要望されている。
【０００８】
そこで、本願発明は、整合作業の手間を軽減できる受信信号解析装置及びそのプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した課題に鑑みて、本願発明に係る受信信号解析装置は、移動体に搭載された無線伝送装置から基地局が受信したシンボル単位の受信信号と、前記移動体に搭載された位置計測装置が計測した位置情報とを対応付ける受信信号解析装置であって、受信信号解析部と、位置情報演算部と、比較処理部と、を備える構成とした。
【００１０】
かかる構成によれば、受信信号解析装置は、受信信号解析部によって、前記受信信号のドップラースペクトルを解析することで、前記受信信号のドップラーシフト量を求める。
そして、受信信号解析装置は、位置情報演算部によって、予め設定された前記基地局の位置と前記位置情報が示す移動体の位置とにより前記移動体から前記基地局までの距離を求め、前記距離の時間変化により前記基地局に対する前記移動体の相対速度を推定し、前記移動体の相対速度から前記位置情報のドップラーシフト量を求める。
【００１１】
さらに、受信信号解析装置は、比較処理部によって、前記受信信号及び前記位置情報それぞれのドップラーシフト量が予め設定された第１閾値以上となる移動開始点を検出し、少なくとも前記移動開始点に基づいて、前記受信信号のシンボル番号と前記位置情報とを対応付ける。
このように、受信信号解析装置は、ドップラーシフトを利用して、受信信号と位置情報とを対応付けることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明は、以下のような優れた効果を奏する。
本願発明によれば、ドップラーシフトを利用して、受信信号と位置情報とを対応付けるので、整合作業の手間を軽減すると共に、既存設備を改修する必要がないので、伝搬実験のコストを抑えることができる。さらに、本願発明は、ドップラーシフト量が簡易な演算で求められるので、受信信号解析装置の構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本願発明の実施形態に係る移動伝搬特性解析システムの概略図である。
【図２】図１の移動伝搬特性解析システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図２の受信信号解析部によるパイロット信号の抽出を説明する説明図である。
【図４】図２の受信信号解析部によるドップラーシフト量の算出を説明する説明図である。
【図５】図２の受信信号解析部が生成した時系列データを説明する説明図である。
【図６】図２の送信ログ解析部の構成を示すブロック図である。
【図７】図６の送信ログ解析部による相対速度の算出を説明する説明図である。
【図８】図６の送信ログ解析部が生成した時系列データを説明する説明図である。
【図９】図２の比較処理部の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の比較処理部による対応付けの第１例を説明する説明図である。
【図１１】図９の比較処理部による対応付けの第２例を説明する説明図である。
【図１２】図９の比較処理部による対応付けの第３例を説明する説明図である。
【図１３】図９の比較処理部による対応付けの第４例を説明する説明図である。
【図１４】図９の比較処理部が生成した対応表を説明する説明図である。
【図１５】図２の移動伝搬特性解析装置の動作を示すフローチャートである。
【図１６】図１５の受信信号解析処理を示すフローチャートである。
【図１７】図１５の送信ログ解析処理を示すフローチャートである。
【図１８】図１５の比較処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本願発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一手段及び同一処理には同一の符号を付し、説明を省略した。
【００１５】
［移動伝搬特性解析システムの概略］
図１を参照し、本願発明の実施形態に係る移動伝搬特性解析システム１００の概略について説明する。
移動伝搬特性解析システム１００は、移動伝搬環境における伝搬実験を行い、その移動伝搬特性を解析するものである。図１のように、移動伝搬特性解析システム１００は、中継車（移動体）１と、基地局２と、移動伝搬特性解析装置（受信信号解析装置）３とを備える。
【００１６】
中継車１は、伝搬実験の際、車載のＦＰＵ送信機１１（図２）によって、マイクロ波帯信号を基地局２に送信するものである。また、中継車１は、ＧＰＳシステム４を用いて、中継車１の緯度・経度を計測し、緯度・経度とその計測時刻を位置情報として記録する。以後、中継車１で計測された位置情報を「送信ログ」と呼ぶ。
【００１７】
基地局２は、中継車１からマイクロ波帯信号を受信し、受信したマイクロ波帯信号を記録するものである。このマイクロ波帯信号は、ドップラーシフト等の移動伝搬特性の解析に用いられる。以下、基地局２が受信したマイクロ波帯信号を「受信信号」と呼ぶ。
【００１８】
移動伝搬特性解析装置３は、中継車１で記録された送信ログと、基地局２が受信した受信信号とをＵＳＢメモリ等の記録媒体に格納し、オフラインで取得する。そして、移動伝搬特性解析装置３は、送信ログ及び受信信号のそれぞれから、ドップラーシフト量を算出する。さらに、移動伝搬特性解析装置３は、ドップラーシフト量から移動開始点を求め、受信信号のシンボル番号と送信ログとが対応付けられた対応表を生成する。この対応表を参照することで、伝搬特性解析結果の整合作業が容易になる。
【００１９】
なお、移動伝搬特性解析装置３は、オンラインで送信ログ及び受信信号を取得してもよい。
また、移動伝搬特性解析装置３は、任意の場所に配置可能である。例えば、移動伝搬特性解析装置３は、基地局２の屋上や中継車１の車内に配置可能である。
【００２０】
［中継車の構成］
以下、図２を参照し、中継車１の構成について説明する（適宜図１参照）。
図２のように、中継車１は、ＦＰＵ送信機（無線伝送装置）１１と、送信アンテナ１３と、ＧＰＳ受信機（位置計測装置）１５と、ログ装置１７とを備える。
ＦＰＵ送信機１１は、伝搬実験の際、マイクロ波帯信号を送信アンテナ１３に出力するものである。本実施形態では、ＦＰＵ送信機１１は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号（１シンボル期間＝５６．３３マイクロ秒）を出力する。
送信アンテナ１３は、ＦＰＵ送信機１１からの試験電波を、受信信号として基地局２に送信するものである。
ＧＰＳ受信機１５は、ＧＰＳシステム４からのＧＰＳ信号により中継車１の位置情報（緯度、経度）を計測するものである。本実施形態では、ＧＰＳ受信機１５は、１秒間隔で位置情報を計測することとする。そして、ＧＰＳ受信機１５は、計測した位置情報をログ装置１７に出力する。
ログ装置１７は、ＧＰＳ受信機１５から入力された位置情報及びこの位置情報が入力されたときの時刻情報から送信ログを生成し、生成した送信ログを記録（ロギング）するものである。
なお、図２では、送信ログがオフラインで出力されるため、破線矢印で図示した。
【００２１】
［基地局の構成］
以下、基地局２の構成について説明する。
図２のように、基地局２は、受信アンテナ２１と、ＦＰＵ受信機２３と、Ａ／Ｄ変換装置２５と、記録装置２７とを備える。
受信アンテナ２１は、中継車１から受信信号を受信し、ＦＰＵ受信機２３に出力するものである。
ＦＰＵ受信機２３は、受信アンテナ２１が受信した受信信号を中間周波数（例えば、２０ＭＨｚ帯）に周波数変換するものである。そして、ＦＰＵ受信機２３は、周波数変換された受信信号をＡ／Ｄ変換装置２５に出力する。
Ａ／Ｄ変換装置２５は、ＦＰＵ受信機２３から入力された受信信号をＡ／Ｄ変換するものである。そして、Ａ／Ｄ変換装置２５は、Ａ／Ｄ変換された受信信号を記録装置２７に出力する。
記録装置２７は、Ａ／Ｄ変換装置２５から入力された受信信号を記録するものである。
なお、図２では、受信信号がオフラインで出力されるため、破線矢印で図示した。
【００２２】
［移動伝搬特性解析装置の構成］
以下、移動伝搬特性解析装置３の構成について説明する。
図２のように、移動伝搬特性解析装置３は、受信信号解析部３１と、送信ログ解析部（位置情報演算部）３３と、比較処理部３５とを備える。
【００２３】
＜受信信号解析部＞
受信信号解析部３１は、基地局２から取得した受信信号のドップラースペクトルを解析することで、受信信号のドップラーシフト量を求めるものである。
本実施形態では、受信信号解析部３１は、受信信号に含まれるパイロット信号を用いて、ドップラーシフト量を求める。図３のように、パイロット信号は、ＡＲＩＢ標準規格ＳＴＤ−Ｂ３３，Ｂ５７準拠のＯＦＤＭ信号の場合、周波数軸方向の８サブキャリアに１本配置され、ＣＰ（Continual Pilot）として、同サブキャリアの全シンボルに挿入される。つまり、８５６本のサブキャリアのうち、１０８本のサブキャリアがパイロット信号となる。
なお、図３では、パイロット信号をハッチングで図示した。
【００２４】
そこで、受信信号解析部３１は、パイロット信号を抽出し、時間方向に移動平均を取ることで自己相関関数を算出する。この自己相関関数は、時間方向に後段にある同サブキャリア信号との相関係数である。パイロット信号をｘ（ｍ，ｎ）とすると、自己相関関数Ｒ（ｍ，ｎ）は、例えば、下記の式（１）で表される。なお、ｍがサブキャリア番号、ｎがシンボル番号（基準となるシンボル番号を０とする）ｘ＊が複素共役を示す。
【００２５】
【数１】
0006521446.tif 000002
【００２６】
この自己相関関数Ｒ（ｍ，ｎ）をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）することで、基準とするシンボル信号におけるドップラースペクトルＳ（ｍ，ｆ）を求めることができる。例えば、ドップラースペクトルＳ（ｍ，ｆ）は、下記の式（２）で算出できる。なお、ＮＳがドップラースペクトル解析に用いるシンボルの総数、fが周波数シフト量、ｅがネイピア数、ｊが虚数単位である。
【００２７】
【数２】
0006521446.tif 000003
【００２８】
次に、受信信号解析部３１は、ドップラースペクトルの解析結果からシンボル単位でドップラーシフト量を求める。図４（ａ）のように、中継車１が移動してない場合、受信信号主波（マルチパス環境における最大ピーク波、主に見通し波 ）にドップラーシフトが発生しない。このとき、ドップラースペクトルでは、受信信号主波のピークが０（Ｈｚ）となる。
【００２９】
一方、図４（ｂ）のように、中継車１が移動している場合、受信信号主波にドップラーシフトが発生する。このとき、ドップラースペクトルでは、受信信号主波のピークがスペクトル中心の０（Ｈｚ）からシフトした位置に現れる。図４（ａ）及び（ｂ）における受信信号主波のピークのずれ量Ａがドップラーシフト量となる。このドップラーシフト量の大きさは、基地局２に対する中継車１の相対速度に比例する。
【００３０】
さらに、受信信号解析部３１は、シンボル単位で求めたドップラーシフト量を時系列に並べて、時系列データを生成する。この時系列データは、図５のように、受信信号のデータ開始点（シンボル＝０）からのシンボル数とドップラーシフト量との関係を表している。つまり、時系列データのデータ構造は、シンボル番号に対し、ドップラーシフト量が記載されたものとなる。その後、受信信号解析部３１は、生成した時系列データを比較処理部３５に出力する。
以後、受信信号から求めた時系列データを「受信側時系列データ」と呼ぶ。
【００３１】
＜送信ログ解析部＞
送信ログ解析部３３は、基地局２から取得した送信ログを解析することで、送信ログのドップラーシフト量を求めるものである。図６のように、送信ログ解析部３３は、送・受信点間距離算出部３３１と、距離差算出部３３３と、相対速度算出部３３５と、ドップラーシフト量算出部３３７と、時系列データ生成部３３９とを備える。
【００３２】
送・受信点間距離算出部３３１は、送信ログを用いて、送信点（中継車１）から受信点（基地局２）までの距離を算出するものである。
ここで、送・受信点間距離算出部３３１は、基地局２が移動しないので、基地局２の位置情報（緯度・経度）が既知となる。また、送・受信点間距離算出部３３１は、Ｔ秒目の距離を算出する際、Ｔ＋１秒目の位置情報を利用する。
【００３３】
まず、送・受信点間距離算出部３３１は、図７のように、Ｔ秒目についての中継車１Ｔ（１）から基地局２までの南北方向距離ＤＳＮを、Ｔ秒目の送信ログが示す中継車１Ｔの緯度と予め設定された基地局２の緯度との差から求める。続いて、送・受信点間距離算出部３３１は、Ｔ秒目についての中継車１Ｔから基地局２までの東西方向距離ＤＥＷを、Ｔ秒目の送信ログが示す中継車１Ｔの経度と予め設定された基地局２の経度との差から求める。そして、送・受信点間距離算出部３３１は、下記の式（３）を用いて、Ｔ秒目の送・受信点間距離ＤＴを算出する。
【００３４】
【数３】
0006521446.tif 000004
【００３５】
次に、送・受信点間距離算出部３３１は、Ｔ秒目と同様、Ｔ＋１秒目の送・受信点間距離ＤＴ＋１を算出する。図７では、中継車１Ｔ＋１が、Ｔ＋１秒目の中継車１を表している。
その後、送・受信点間距離算出部３３１は、算出した送・受信点間距離ＤＴ，ＤＴ＋１を距離差算出部３３３に出力する。
【００３６】
距離差算出部３３３は、送・受信点間距離算出部３３１から入力された送・受信点間距離ＤＴ，ＤＴ＋１の距離差ＤＴ＋１−ＤＴを算出するものである。この距離差ＤＴ＋１−ＤＴは、Ｔ秒目からＴ＋１秒までの距離Ｄの変化を表す。そして、距離差算出部３３３は、算出した距離差ＤＴ＋１−ＤＴを相対速度算出部３３５に出力する。
【００３７】
相対速度算出部３３５は、距離差算出部３３３から入力された距離差ＤＴ＋１−ＤＴにより、基地局２に対する中継車１の相対速度を算出するものである。ここで、Ｔ秒目からＴ＋１秒目までの間、中継車１が距離差ＤＴ＋１−ＤＴを一定の速度及び方向で移動すると仮定する。従って、相対速度算出部３３５は、図７のように、距離差ＤＴ＋１−ＤＴの値をそのまま中継車１の相対速度ｖｒとして算出する。そして、相対速度算出部３３５は、算出した中継車１の相対速度ｖｒをドップラーシフト量算出部３３７に出力する。
【００３８】
ドップラーシフト量算出部３３７は、相対速度算出部３３５より入力された中継車１の相対速度ｖｒから、送信ログのドップラーシフト量を求めるものである。具体的には、ドップラーシフト量算出部３３７は、下記の式（４）を用いて、ドップラーシフト量ｆＤを算出する。そして、ドップラーシフト量算出部３３７は、算出したドップラーシフト量ｆＤを時系列データ生成部３３９に出力する。
なお、式（４）では、受信信号の中心周波数ｆＣとした場合、波長λ＝１／ｆＣとなる。
【００３９】
【数４】
0006521446.tif 000005
【００４０】
時系列データ生成部３３９は、ドップラーシフト量算出部３３７から入力されたドップラーシフト量ｆＤを時系列に並べて、時系列データを生成するものである。この時系列データは、図８のように、送信ログのデータ開始点からの時刻とドップラーシフト量ｆＤとの関係を表している。その後、時系列データ生成部３３９は、生成した時系列データを比較処理部３５に出力する。
以後、送信ログから求めた時系列データを「送信側時系列データ」と呼ぶ。
【００４１】
＜比較処理部＞
比較処理部３５は、受信信号解析部３１及び送信ログ解析部３３から入力された時系列データを比較し、対応表を生成するものである。図９のように、比較処理部３５は、移動開始点検出部（受信信号検出部）３５１と、シンボル数差変換部３５３と、移動開始点検出部（位置情報検出部）３５５と、比較部３５７と、対応表生成部３５９とを備える。
【００４２】
移動開始点検出部３５１は、受信信号解析部３１から入力された受信側時系列データをデータ開始点からスキャンすることで、受信信号における移動開始点のシンボル番号を求めるものである。
シンボル数差変換部３５３は、移動開始点検出部３５１が求めた移動開始点のシンボル番号から、受信信号における移動開始点の時刻を求めるものである。
移動開始点検出部３５５は、送信ログ解析部３３から入力された送信側時系列データをデータ開始点からスキャンすることで、送信ログにおける移動開始点の時刻を求めるものである。
比較部３５７は、受信信号及び送信ログにおける移動開始点の時刻により、受信信号のシンボル番号と送信ログの時刻とを対応付けるものである。
【００４３】
＜＜対応付けの第１例＞＞
以下、図１０〜図１３を参照し、比較処理部３５での対応付けについて、４つの具体例を説明する（適宜図９参照）。
図１０の第１例は、受信側時系列データ及び送信側時系列データから移動開始点のみを検出する手法である。この第１例の手法では、送信ログの計測開始後及び受信信号の送信開始後に、中継車１が移動することを前提とする。
なお、図１０では、左側に受信側時系列データを図示し、右側に送信側時系列データを図示した（図１１〜図１３も同様）。
【００４４】
図１０のように、移動開始点検出部３５１は、受信側時系列データをデータ開始点から時間方向にスキャン（走査）する。ここで、スキャンとは、受信側時系列データのデータ開始点からデータ終了点までドップラーシフト量を読み出して、読み出したドップラーシフト量が、中継車１の停止を表す０（Ｈｚ）から第１閾値（Ｈｚ）以上となる移動開始点ＰＳを検出することである。例えば、第１閾値は、１０（Ｈｚ）に予め設定される。
【００４５】
ここで、データ開始点からｎ秒後のシンボル番号は、シンボル期間＝５６．３３（マイクロ秒）の場合、１７７５３×ｎとなる。このため、シンボル数差変換部３５３は、受信側時系列データのデータ開始点から移動開始点ＰＳまでのシンボル数差を単位時間あたりのシンボル数（例えば、１７７５３）で除算し、移動開始点ＰＳの時刻を求める。
【００４６】
移動開始点検出部３５５は、送信側時系列データをデータ開始点から時間方向にスキャンすることで、送信側時系列データから、ドップラーシフト量が第１閾値以上となる移動開始点ＰＳを検出する。
【００４７】
比較部３５７は、受信側時系列データ及び送信側時系列データから検出された移動開始点ＰＳの時刻で受信側時系列データ及び送信側時系列データの同期を取り、受信信号のシンボル番号と送信ログの時刻とを対応付ける。
【００４８】
＜＜対応付けの第２例＞＞
図１１の第２例は、受信側時系列データ及び送信側時系列データから第１移動開始点ＰＳ１と、第１移動開始点ＰＳ１の次に現れる第２移動開始点ＰＳ２を検出する手法である。
【００４９】
図１１のように、移動開始点検出部３５１は、受信側時系列データをデータ開始点から時間方向にスキャンすることで、ドップラーシフト量が第１閾値以上となる第１移動開始点ＰＳ１を検出する。また、移動開始点検出部３５１は、受信側時系列データから、第１移動開始点ＰＳ１の次にドップラーシフト量が第１閾値以上となる第２移動開始点ＰＳ２を検出する。この第２移動開始点ＰＳ２は、中継車１が第１移動開始点ＰＳ１からの移動を完了した後、再び中継車１が移動を開始した点（時刻）である。
【００５０】
シンボル数差変換部３５３は、移動開始点検出部３５１が検出した第１移動開始点ＰＳ１から第２移動開始点ＰＳ２までのシンボル数差を単位時間あたりのシンボル数で除算する。このようにして、シンボル数差変換部３５３は、第１移動開始点ＰＳ１から第２移動開始点ＰＳ２までの時刻Ｔを求める。
【００５１】
ここで、受信信号は、シンボル単位で生成されるので、そのデータ量が莫大となる。このため、伝搬実験では、中継車１が、中継コースの所々で短時間（例えば、１，２分程度）、受信信号を送信する。その結果、短期間の受信側時系列データが生成されることとなる。
【００５２】
従って、移動開始点検出部３５１は、受信側時系列データのデータ開始点から最初に現れる第１移動開始点ＰＳ１及び第２移動開始点ＰＳ２のみを検出してもよい。そして、シンボル数差変換部３５３は、受信側時系列データから１回だけ、第１移動開始点ＰＳ１から第２移動開始点ＰＳ２までの時刻Ｔを求めてもよい。
【００５３】
移動開始点検出部３５５は、送信側時系列データをデータ開始点から時間方向にスキャンすることで、第１移動開始点ＰＳ１を検出する。また、移動開始点検出部３５５は、受信側時系列データから、第１移動開始点ＰＳ１の次に現れる移動開始点ＰＳ２を検出する。そして、移動開始点検出部３５５は、第１移動開始点ＰＳ１から第２移動開始点ＰＳ２までの時刻Ｔを求める。
【００５４】
ここで、送信ログは、時間単位で生成されるので、そのデータ量がさほど多くない。このため、伝搬実験中、中継車１が送信ログを計測し続ける。その結果、送信側時系列データは、受信側時系列データと比べて、長期間のデータとなる。
【００５５】
従って、移動開始点検出部３５５は、送信側時系列データの全区間で、第１移動開始点ＰＳ１から第２移動開始点ＰＳ２までの時刻Ｔを求めてもよい。例えば、移動開始点検出部３５５は、送信側時系列データで最初に現れる第１移動開始点ＰＳ１から第２移動開始点ＰＳ２までの時刻Ｔ１（Ｔ）を求める。次に、移動開始点検出部３５５は、送信側時系列データで二回目に現れる第１移動開始点ＰＳ２から第２移動開始点（不図示）までの時刻Ｔ２（Ｔ）を求める。
【００５６】
比較部３５７は、シンボル数差変換部３５３が求めた時刻Ｔと、移動開始点検出部３５５が求めた時刻Ｔ１及び時刻Ｔ２を比較することで、受信信号のシンボル番号と送信ログの時刻とを対応付ける。ここでは、送信側時系列データの時刻Ｔ１，Ｔ２のうち、時刻Ｔ１が受信側時系列データの時刻Ｔに最も近くなる。従って、比較部３５７は、時刻Ｔ１に対応した移動開始点ＰＳ１で受信側時系列データ及び送信側時系列データの同期を取り、受信信号のシンボル番号と送信ログの時刻とを対応付ける。
【００５７】
＜＜対応付けの第３例＞＞
図１２の第３例は、受信側時系列データ及び送信側時系列データから移動開始点ＰＳと、移動開始点ＰＳの次に現れる移動終了点ＰＥとを検出する手法である。
【００５８】
図１２のように、移動開始点検出部３５１は、第１例と同様、移動開始点ＰＳを検出する。また、移動開始点検出部３５１は、受信側時系列データをデータ開始点から時間方向にスキャンすることで、移動開始点ＰＳの後にドップラーシフト量が予め設定された第２閾値以下となる移動終了点ＰＥを検出する。例えば、第２閾値は、０（Ｈｚ）に予め設定される。
【００５９】
シンボル数差変換部３５３は、移動開始点検出部３５１が検出した移動開始点ＰＳから移動終了点ＰＥまでのシンボル数差を単位時間あたりのシンボル数で除算する。このようにして、シンボル数差変換部３５３は、移動開始点ＰＳから移動終了点ＰＥまでの時刻Ｔを求める。
【００６０】
ここで、第２例と同様、移動開始点検出部３５１は、受信側時系列データのデータ開始点から最初に現れる移動開始点ＰＳ及び移動終了点ＰＥを検出してもよい。そして、シンボル数差変換部３５３は、受信側時系列データから１回だけ、移動開始点ＰＳから移動終了点ＰＥまでの時刻Ｔを求めてもよい。
【００６１】
移動開始点検出部３５５は、第１例と同様、移動開始点ＰＳを検出する。また、移動開始点検出部３５５は、送信側時系列データをデータ開始点から時間方向にスキャンすることで、移動開始点ＰＳの後に現れる移動終了点ＰＥを検出する。そして、移動開始点検出部３５５は、移動開始点ＰＳから移動終了点ＰＥまでの時刻Ｔを求める。
【００６２】
ここで、第２例と同様、移動開始点検出部３５５は、送信側時系列データの全区間で、移動開始点ＰＳから移動終了点ＰＥまでの時刻Ｔを求めてもよい。例えば、移動開始点検出部３５５は、送信側時系列データで最初に現れる移動開始点ＰＳ１（ＰＳ）から移動終了点ＰＥ１（ＰＥ）までの時刻Ｔ１（Ｔ）を求める。次に、移動開始点検出部３５５は、送信側時系列データで二回目に現れる移動開始点ＰＳ２（ＰＳ）から移動終了点ＰＥ２（ＰＥ）までの時刻Ｔ２（Ｔ）を求める。
なお、比較部３５７は、第２例と同様の処理を行うため、説明を省略する。
【００６３】
＜＜対応付けの第４例＞＞
図１３の第４例は、受信側時系列データ及び送信側時系列データから第１移動開始点ＰＳ１と、第１移動開始点ＰＳ１の次に現れる移動終了点ＰＥと、移動終了点ＰＥの次に現れる第２移動開始点ＰＳ２を検出する手法である。
【００６４】
図１３のように、移動開始点検出部３５１は、第２例と同様、第１移動開始点ＰＳ１及び第２移動開始点ＰＳ２を検出する。また、移動開始点検出部３５１は、第３例と同様、移動終了点ＰＥを検出する。
【００６５】
シンボル数差変換部３５３は、移動開始点検出部３５１が検出した第１移動開始点ＰＳ１から移動終了点ＰＥまでのシンボル数差を単位時間あたりのシンボル数で除算する。このようにして、シンボル数差変換部３５３は、第１移動開始点ＰＳ１から移動終了点ＰＥまでの時刻Ｔ１を求める。
また、シンボル数差変換部３５３は、移動開始点検出部３５１が検出した移動終了点ＰＥから第２移動開始点ＰＳ２までのシンボル数差を単位時間あたりのシンボル数で除算する。このようにして、シンボル数差変換部３５３は、移動終了点ＰＥから第２移動開始点ＰＳ２までの時刻Ｔ２を求める。
【００６６】
ここで、第２例及び第３例と同様、移動開始点検出部３５１は、受信側時系列データのデータ開始点から最初に現れる第１移動開始点ＰＳ１、移動終了点ＰＥ及び第２移動開始点ＰＳ２を検出してもよい。そして、シンボル数差変換部３５３は、受信側時系列データから１回だけ時刻Ｔ１，Ｔ２を求めてもよい。
【００６７】
移動開始点検出部３５５は、第２例と同様、第１移動開始点ＰＳ１及び第２移動開始点ＰＳ２を検出する。また、移動開始点検出部３５５は、第３例と同様、移動終了点ＰＥ１を検出する。そして、移動開始点検出部３５５は、第１移動開始点ＰＳ１から移動終了点ＰＥ１までの時刻Ｔ１と、移動終了点ＰＥ１から第２移動開始点ＰＳ２までの時刻Ｔ２とを求める。
【００６８】
ここで、第２例及び第３例と同様、移動開始点検出部３５５は、送信側時系列データの全区間で、第１移動開始点ＰＳ１から移動終了点ＰＥ１までの時刻Ｔ１と、移動終了点ＰＥ１から第２移動開始点ＰＳ２までの時刻Ｔ２とを求めてもよい。例えば、移動開始点検出部３５５は、送信側時系列データで最初に現れる移動開始点ＰＳ１から移動終了点ＰＥ１までの時刻Ｔ１と、移動終了点ＰＥ１から第２移動開始点ＰＳ２までの時刻Ｔ２と求める。次に、移動開始点検出部３５５は、送信側時系列データで二回目に現れる移動開始点ＰＳ２から移動終了点ＰＥ２までの時刻Ｔ３と、移動終了点ＰＥ２から第２移動開始点（不図示）までの時刻Ｔ４と求める。
【００６９】
比較部３５７は、シンボル数差変換部３５３が求めた時刻Ｔ１，Ｔ２と、移動開始点検出部３５５が求めた時刻Ｔ１，Ｔ２及び時刻Ｔ３，Ｔ４を比較することで、受信信号のシンボル番号と位置情報の時刻とを対応付ける。ここでは、送信側時系列データの時刻Ｔ１，Ｔ２の組み合わせ及び時刻Ｔ３，Ｔ４の組み合わせのうち、前者が受信側時系列データの時刻Ｔ１，Ｔ２の組み合わせに最も近くなる。従って、比較部３５７は、時刻Ｔ１，Ｔ２に対応した移動開始点ＰＳ１で受信側時系列データ及び送信側時系列データの同期を取り、受信信号のシンボル番号と送信ログの時刻とを対応付ける。
【００７０】
なお、比較処理部３５は、前記第１例〜第４例何れの方法で対応付けを行うか、予め任意に設定できる。
例えば、中継車１が移動する毎に伝搬実験を行う場合、受信側時系列データ及び送信側時系列データに移動開始点ＰＳや移動終了点ＰＥが１個のみ現れるので、第１例の手法で十分である。この第１例の手法は、簡易な演算で対応付けを行うことができる。
一方、伝搬実験中に中継車１が移動を繰り返す場合、受信側時系列データ及び送信側時系列データに移動開始点ＰＳや移動終了点ＰＥが複数現れるので、第２例〜第４の手法を用いるとよい。この第２例〜第４の手法は、移動開始点ＰＳや移動終了点ＰＥの比較パターンが増加するので、対応付けの正確性を向上させることができる。
また、比較処理部３５は、受信側時系列データ及び送信側時系列データのデータ開始点まで遡ってもよい。
【００７１】
図９に戻り、比較処理部３５の構成について、説明を続ける。
対応表生成部３５９は、比較部３５７で対応付けられた受信信号のシンボル番号と送信ログの時刻とに基づいて、対応表を生成するものである。
【００７２】
＜＜対応表の具体例＞＞
図１４を参照し、対応表の具体例を説明する（適宜図９参照）。
図１４（ａ）には、対応表生成部３５９が生成した対応表を図示した。この対応表では、連番となる送信地点と、受信信号のシンボル番号と、中継車１の位置情報（緯度・経度）とが対応付けられている。
【００７３】
この対応表を参照すれば、受信信号のシンボル番号から伝搬特性の解析結果を素早く把握できる。さらに、対応表を参照すれば、図１４（ｂ）のように、解析結果のシンボル番号から送信地点も素早く把握できる。このように対応表を用いることで、整合作業の効率が大きく向上する。
【００７４】
［移動伝搬特性解析装置の動作］
以下、図１５を参照し、移動伝搬特性解析装置３の動作について説明する（適宜図２参照）。
図１５のように、移動伝搬特性解析装置３は、受信信号解析部３１によって、受信信号解析処理を行う（ステップＳ１）。
移動伝搬特性解析装置３は、送信ログ解析部３３によって、送信ログ解析処理を行う（ステップＳ２）。
移動伝搬特性解析装置３は、比較処理部３５によって、比較処理を行う（ステップＳ３）。
【００７５】
［受信信号解析処理］
以下、図１６を参照し、受信信号解析処理について説明する（適宜図２参照）。
図１６のように、受信信号解析部３１は、受信信号を直交復調する（ステップＳ１０）。このとき、受信信号解析部３１は、自動周波数制御（AFC：Auto Frequency Control）を行い、移動伝搬特性解析システム１００の周波数偏差を検出し、直交復調に用いるローカル周波数を微調整することで、周波数偏差を除去する（ステップＳ１１）。
【００７６】
受信信号解析部３１は、直交復調した受信信号のシンボル同期を取り、シンボル単位の受信信号として切り出す（ステップＳ１２）。
受信信号解析部３１は、ＦＦＴによって、受信信号を周波数領域の信号に変換する（ステップＳ１３）。
受信信号解析部３１は、サブキャリアに挿入されているパイロット信号を抽出する（ステップＳ１４）
【００７７】
受信信号解析部３１は、抽出したパイロット信号を用いて、自己相関関数を算出する（ステップＳ１５）。
受信信号解析部３１は、自己相関関数にＦＦＴを施し、ドップラースペクトルを解析する（ステップＳ１６）。
受信信号解析部３１は、ドップラースペクトルの解析結果から，シンボル単位でドップラーシフト量を検出する（ステップＳ１７）。
受信信号解析部３１は、ドップラーシフト量を時系列に並べて、受信側時系列データを生成する（ステップＳ１８）。
【００７８】
［送信ログ解析処理］
以下、図１７を参照し、送信ログ解析処理について説明する（適宜図６参照）。
図１７のように、送信ログ解析部３３は、送・受信点間距離算出部３３１によって、Ｔ秒目の送・受信点間距離を算出する（ステップＳ２０）。
送信ログ解析部３３は、送・受信点間距離算出部３３１によって、Ｔ＋１秒目の送・受信点間距離を算出する（ステップＳ２１）。
【００７９】
送信ログ解析部３３は、距離差算出部３３３によって、Ｔ秒目とＴ＋１秒目との送・受信点間距離の距離差を算出する（ステップＳ２２）。
送信ログ解析部３３は、相対速度算出部３３５によって、基地局２に対する中継車１の相対速度を算出する（ステップＳ２３）。
送信ログ解析部３３は、ドップラーシフト量算出部３３７によって、中継車１の相対速度から、送信ログのドップラーシフト量を算出する（ステップＳ２４）。
送信ログ解析部３３は、時系列データ生成部３３９によって、ドップラーシフト量を時系列に並べて、送信側時系列データを生成する（ステップＳ２５）。
【００８０】
［比較処理］
以下、図１８を参照し、比較処理について説明する（適宜図９参照）。
この比較処理では、第２例の手法を用いることとする。
【００８１】
図１８のように、比較処理部３５は、移動開始点検出部３５１によって、受信側時系列データをデータ開始点からスキャンし（ステップＳ３０）、受信信号の移動開始点（第１移動開始点、第２移動開始点）を検出する（ステップＳ３１）。
【００８２】
比較処理部３５は、シンボル数差変換部３５３によって、第１移動開始点から第２移動開始点までのシンボル数差を算出する（ステップＳ３２）。
比較処理部３５は、シンボル数差変換部３５３によって、シンボル数差を単位時間あたりのシンボル数で除算することで、シンボル数差を第１移動開始点から第２移動開始点までの時刻に変換する（ステップＳ３３）。
【００８３】
比較処理部３５は、移動開始点検出部３５５によって、送信側時系列データをデータ開始点から時間方向にスキャンし（ステップＳ３４）、送信ログにおける移動開始点（第１移動開始点、第２移動開始点）を検出する（ステップＳ３５）。
比較処理部３５は、移動開始点検出部３５５によって、送信側時系列データの全区間で、第１移動開始点から第２移動開始点までの時刻を求める（ステップＳ３６）。
なお、ステップＳ３０〜Ｓ３３及びステップＳ３４〜Ｓ３６は、並列処理が可能である。
【００８４】
比較処理部３５は、比較部３５７によって、ステップＳ３３，Ｓ３６で求めた時刻を比較し（ステップＳ３７）、最も近い時刻に対応した移動開始点で受信側時系列データ及び送信側時系列データの同期をとる（ステップＳ３８）。
【００８５】
比較処理部３５は、比較部３５７によって、送信ログの時刻と受信信号のシンボル番号とを対応付ける（ステップＳ３９）。
比較処理部３５は、比較部３５７によって、送信ログの緯度・経度と、受信信号のシンボル番号とを対応付ける（ステップＳ４０）。
比較処理部３５は、対応表生成部３５９によって、ステップＳ３９，Ｓ４０での対応付けに基づいて対応表を生成する（ステップＳ４１）。
【００８６】
以上のように、本願発明の実施形態に係る移動伝搬特性解析装置３は、ドップラーシフトを利用して、受信信号と送信ログとを対応付けるので、整合作業の手間を軽減することができる。さらに、移動伝搬特性解析装置３は、中継車１や基地局２の既存設備を改修する必要がないので、伝搬実験のコストを抑えることができる。さらに、移動伝搬特性解析装置３は、ドップラーシフト量が簡易な演算で求められるので、その構成を簡素化することができる。
【００８７】
以上、本願発明の実施形態を詳述してきたが、本願発明は前記した実施形態に限られるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
本願発明に係る受信信号解析装置は、ロードレース中継のための伝搬実験に限定されず、地上デジタル放送の移動受信実験や移動通信機器の伝搬実験にも適用できる。
【００８８】
前記した実施形態では、移動体が中継車であることとして説明したが、本願発明は、これに限定されない。
前記した実施形態では、無線伝送装置がＦＰＵであることとして説明したが、本願発明は、これに限定されない。
前記した実施形態では、位置計測装置がＧＰＳ受信機であることとして説明したが、本願発明は、これに限定されない。
【００８９】
前記した実施形態では、受信信号解析装置を独立したハードウェアとして説明したが、本願発明は、これに限定されない。例えば、本願発明は、コンピュータが備えるＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等のハードウェア資源を、前記した各手段として協調動作させる受信信号解析プログラムで実現することもできる。このプログラムは、通信回線を介して配布してもよく、ＣＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布してもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１  中継車（移動体）
２  基地局
３  移動伝搬特性解析装置（受信信号解析装置）
４  ＧＰＳシステム
１１  ＦＰＵ送信機（無線伝送装置）
１３  送信アンテナ
１５  ＧＰＳ受信機（位置計測装置）
１７  ログ装置
２１  受信アンテナ
２３  ＦＰＵ受信機
２５  Ａ／Ｄ変換装置
２７  記録装置
３１  受信信号解析部
３３  送信ログ解析部（位置情報演算部）
３５  比較処理部
１００  移動伝搬特性解析システム
３３１  送・受信点間距離算出部
３３３  距離差算出部
３３５  相対速度算出部
３３７  ドップラーシフト量算出部
３３９  時系列データ生成部
３５１  移動開始点検出部（受信信号検出部）
３５３  シンボル数差変換部
３５５  移動開始点検出部（位置情報検出部）
３５７  比較部
３５９  対応表生成部
【図１】
0006521446.tif 000006
【図２】
0006521446.tif 000007
【図３】
0006521446.tif 000008
【図４】
0006521446.tif 000009
【図５】
0006521446.tif 000010
【図６】
0006521446.tif 000011
【図７】
0006521446.tif 000012
【図８】
0006521446.tif 000013
【図９】
0006521446.tif 000014
【図１０】
0006521446.tif 000015
【図１１】
0006521446.tif 000016
【図１２】
0006521446.tif 000017
【図１３】
0006521446.tif 000018
【図１４】
0006521446.tif 000019
【図１５】
0006521446.tif 000020
【図１６】
0006521446.tif 000021
【図１７】
0006521446.tif 000022
【図１８】
0006521446.tif 000023