(57)【要約】本発明は、チャネル・シミュレーションを実行する方法、及びチャネル・シミュレータに関する。チャネル・シミュレーションの実行は、デジタル的に行われる。シミュレーションに供給する信号（２０６）の少なくとも一部分を、チャネル・シミュレータの変換手段（２００）において、畳み込み変換によって時間空間から変換空間に変換する。重み付け手段（２０２）において、時間空間から変換空間に変換されたチャネル・インパルス応答で、変換した信号（２０８）に重み付けする。最後に、逆変換手段（２０４）において、得られた信号を時間空間に逆変換する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネル・シミュレーションをデジタル的に実行するチャネル・シミュレーション実行方法において、
シミュレーションに供給される信号（２０６）の少なくとも一部分を、畳み込み変換によって、時間空間から変換空間に変換するステップと、
変換した信号（２０８）に、時間空間から変換空間に変換されたチャネル・インパルス応答で重み付けするステップと、
重み付けした信号（２１２）を時間空間に逆変換するステップと
からなることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
シミュレーションに供給する信号（２０６）を複数の部分に分割し、
信号部分の畳み込み変換、及びチャネル・インパルス応答による信号部分の重み付けを、部分毎に別個に行う、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、シミュレーションに供給する信号を複数の部分に分割し、各部分の要素の長さが２の累乗であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項２記載の方法において、信号（２０６）の部分を変換空間に変換し、オーバーラップ・セーブ法を用いてチャネル・インパルス応答で信号部分に重み付けを行うことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項２記載の方法において、シミュレーションに供給する信号（２０６）を、複数の部分に分割し、該信号の個々の部分において長さが異なることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、チャネル・インパルス応答が、シミュレーションに供給する信号（２０６）の部分よりも多い要素から成る場合、チャネル・インパルス応答を少なくとも２つの部分に分割し、
シミュレーションに供給する信号（２０６）を遅延させ、
各遅延信号部分に、チャネル・インパルス応答の一部分で重み付けし、シミュレーションに供給する非遅延信号に、チャネル・インパルス応答の一部分で重み付けする
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、チャネル・インパルス応答を複数の部分に分割し、各部分の要素の長さが２の累乗であることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、チャネル・シミュレーションを実行する際、チャネル・シミュレーションに供給する信号（２０６）の一部分に対しては変換空間を利用し、チャネル・シミュレーションに供給する信号（２０６）の一部分に対して時間空間におけるＦＩＲフィルタを用いることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法において、畳み込み変換をフーリエ変換を用いて実行し、信号に係数ｅ−ｊωｔ０を乗算することによって、サンプリング期間の端数の遅延を実現することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１記載の方法において、畳み込み変換をフーリエ変換を用いて実行し、変換信号Ｘ（ω）のスペクトルを周波数ω０だけ循環的にシフトすることによって（Ｘ（ω）→Ｘ（ω−ω０））ドップラ・シフトを実施し、ω０が該ドップラ・シフトによって生ずる周波数変化であることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法において、畳み込み変換をフーリエ変換を用いて実行し、フーリエ変換中に変換空間の原点を循環的にシフトすることによってドップラ・シフトを実施することを特徴とする方法。
【請求項１２】
チャネル・シミュレーションをディジタル的に実行するように構成されたチャネル・シミュレータであって、該チャネル・シミュレータが、
シミュレーションに供給される信号（２０６）の少なくとも一部分を、畳み込み変換によって時間空間から変換空間に変換する変換手段（２００）と、
変換した信号（２０８）に、時間空間から変換空間に変換されたチャネル・インパルス応答で重み付けする重み付け手段（２０２）と、
重み付けした信号（２１０）を時間空間に逆変換する逆変換手段（２０４）とを備えていることを特徴とするチャネル・シミュレータ。
【請求項１３】
請求項１２記載のチャネル・シミュレータにおいて、
チャネル・シミュレータが、シミュレーションに供給する信号（２０６）を複数の部分に分割する分割手段（３００）を備え、
チャネル・シミュレータが、信号部分の畳み込み変換、及びチャネル・インパルス応答による信号部分の重み付けを、部分毎に別個に行うように構成されている
ことを特徴とするチャネル・シミュレータ。
【請求項１４】
請求項１３記載のチャネル・シミュレータにおいて、チャネル・シミュレータが、シミュレーションに供給する信号を複数の部分に分割する分割手段（３００）を備え、各部分の要素の長さが２の累乗であることを特徴とするチャネル・シミュレータ。
【請求項１５】
請求項１３記載のチャネル・シミュレータにおいて、乗算手段（２００）が、オーバーラップ・セーブ法を用いてチャネル・インパルス応答による信号部分の重み付けを行うことを特徴とするチャネル・シミュレータ。
【請求項１６】
請求項１３記載のチャネル・シミュレータにおいて、分割手段（３００）が、シミュレーションに供給する信号（２０６）を、複数の部分に分割し、該信号の個々の部分において長さが異なることを特徴とするチャネル・シミュレータ。
【請求項１７】
請求項１２記載のチャネル・シミュレータにおいて、チャネル・インパルス応答が、シミュレーションに供給する信号（２０６）の部分よりも多い要素から成る場合、チャネル・シミュレータはチャネル・インパルス応答を少なくとも２つの部分に分割するように構成され、チャネル・シミュレータは、シミュレーションに供給する信号を遅延させる少なくとも１組の遅延手段（４０４）を備え、チャネル・シミュレータは、変換空間に変換され、シミュレーションに供給する各遅延信号に、チャネル・インパルス応答の一部分で重み付けするように構成され、チャネル・シミュレータは、変換空間に変換されてシミュレーションに供給する非遅延信号に、チャネル・インパルス応答の一部分で重み付けするように構成されていることを特徴とするチャネル・シミュレータ。
【請求項１８】
請求項１７記載のチャネル・シミュレータにおいて、チャネル・シミュレータは、チャネル・インパルス応答を複数の部分に分割するように構成されており、各部分の要素の長さが２の累乗であることを特徴とするチャネル・シミュレータ。
【請求項１９】
請求項１２記載のチャネル・シミュレータにおいて、チャネル・シミュレータは、変換空間を利用してチャネル・シミュレーションに供給する信号（２０６）の一部分に対してチャネル・シミュレーションを実行し、チャネル・シミュレータは、チャネル・シミュレーションに供給する信号の一部分に対して時間空間においてチャネル・シミュレーションを実行するように構成されたＦＩＲフィルタ（６００）を備えていることを特徴とするチャネル・シミュレータ。
【請求項２０】
請求項１２記載のチャネル・シミュレータにおいて、変換手段（３００）が畳み込み変換をフーリエ変換を用いて実行するように構成されている場合、チャネル・シミュレータは、信号を係数ｅ−ｊωｔ０で重み付けすることによって、サンプリング期間の端数の遅延を実現することを特徴とするチャネル・シミュレータ。
【請求項２１】
請求項１２記載のチャネル・シミュレータにおいて、変換手段（３００）が畳み込み変換をフーリエ変換を用いて実行するように構成されている場合、チャネル・シミュレータは、変換信号Ｘ（ω）のスペクトルを周波数ω０だけ循環的にシフトすることによって（Ｘ（ω）→Ｘ（ω−ω０））ドップラ・シフトを実施するように構成され、ω０が該ドップラ・シフトによって生ずる周波数変化であることを特徴とするチャネル・シミュレータ。
【請求項２２】
請求項１２記載のチャネル・シミュレータにおいて、変換手段（３００）が畳み込み変換をフーリエ変換を用いて実行するように構成されている場合、チャネル・シミュレータはフーリエ変換中に変換空間の原点を循環的にシフトすることによってドップラ・シフトを実施することを特徴とするチャネル・シミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、無線チャネルのシミュレーションのための無線チャネル・シミュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線チャネルにおいて送信機から受信機に無線周波数信号を送信するとき、信号は１つ以上の経路に沿って伝搬し、その各々において、信号の位相及び振幅が変化して、長さ及び大きさが異なるサイズのフェードが信号に生ずる。加えて、無線接続は、ノイズや他の送信機からの干渉によっても妨害される。
無線チャネルは、実際の条件、又は実際の条件をシミュレートするシミュレータのいずれかでテスト（検査）することができる。実際の条件でのテストは困難である。何故なら、例えば、戸外で行われるテストは、例えば、常時変化する天候や季節による影響を受けるからである。加えて、ある１つの環境（都市Ａ）において行われるテストを、そのまま第２の対応する環境（都市Ｂ）に適用することはできない。また、実際の条件では、可能な限り最悪の状況をテストすることは、場合によっては不可能である。
【０００３】
しかしながら、無線チャネルをシミュレートする装置を用いれば、所望の形式の無線チャネルを非常に自由にシミュレートすることができる。ディジタル無線チャネル・シミュレータでは、チャネルはＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタによってモデル化され、チャネル・モデルと印加信号との間で畳み込みを形成し、異なる遅延だけ遅延された信号に、チャネル係数、即ち、タップ係数を重み付けし、重み付けした信号成分を合計する。チャネル係数を変更して、実際のチャネルの挙動を反映する。
【０００４】
しかしながら、チャネル・シミュレータにおいてＦＩＲフィルタを用いることには、問題が伴う。チャネル係数を乗算し、遅延信号を合計することによって生ずる計算動作は、ＦＩＲフィルタの遅延素子の数の関数として４倍（ｑｕａｄｒａｔｉｃａｌｌｙ）に増大する。したがって、多数の遅延素子によって長い遅延期間をカバーすることは不可能である。何故なら、結局は計算を迅速に行うことが不可能となるからである。ＦＩＲフィルタでは、使用する遅延単位の倍数ではない遅延を実現することは難しい。このような遅延は、補間方法を用いれば得ることができるが、この遅延を形成するには、大量の計算容量が必要となる。異なる経路を伝搬する信号成分のチャネル係数の遅延は、直接畳み込みを採用するＦＩＲフィルタでは、独立してフローティングさせることは容易ではない。また、チャネル・シミュレータは、多くの場合ドップラ・シフトもシミュレートしなければならない。ドップラ・シフトの広範な周波数シフトをＦＩＲフィルタで行うのは特に難しい。
【０００５】
【発明の概要】
したがって、本発明の目的は、改良した無線チャネル・シミュレーション方法及びこの方法を実施するチャネル・シミュレータを提供することである。この目的は、チャネル・シミュレーションを実行する方法によって達成され、この方法では、チャネル・シミュレーションはデジタル的に行われる。更に、この方法では、シミュレーションに供給される信号の少なくとも一部を、畳み込み（コンボリューション）変換によって時間空間から変換空間に変換し、時間空間から変換空間に変換されたチャネル・インパルス応答で変換信号に重み付けする。重み付けされた信号は時間空間に逆変換される。
【０００６】
また、本発明は、チャネル・シミュレーションをデジタル的に行うように構成されたチャネル・シミュレータにも関する。更に、チャネル・シミュレータは、畳み込み変換によって、シミュレーションに供給される信号の少なくとも一部を時間空間から変換空間に変換する手段と、時間空間から変換空間に変換されたチャネル・インパルス応答で変換信号に重み付けする重み付け手段と、重み付けした信号を時間空間に逆変換する逆変換手段とを備えている。
【０００７】
本発明の好適な実施形態は、従属項に開示されている。
本発明の基礎となるのは、変換空間において信号とチャネルとの間の重み付け動作として畳み込み動作を実行し、逆変換によって重み付けした信号を時間空間に戻すことである。
本発明の方法及びシステムは、数々の利点をもたらす。チャネル・シミュレーションに必要な計算量は、シミュレータの遅延素子数に応じて、ＦＩＲによる実行よりも少なくなる。これによって、多数の遅延のシミュレーションが可能となる。また、サンプリング期間の端数だけの部分的な遅延、ならびにドップラ・シフト及び異なる経路の遅延を独立して変更することも簡単である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
これより、好適な実施形態によって、そして添付図面を参照しながら、本発明について更に詳しく説明する。
本発明の解決策は、特に、ハードウエアによる実施に適しているが、それに限定される訳ではない。ハードウエアは、例えば、所望のデータ処理装置内に埋め込んだシステムとして実現することができる。
【０００９】
まず、無線チャネルをシミュレートするチャネル・シミュレータの従来技術の部分を検討する。無線チャネル・シミュレーションは、ディジタルＦＩＲフィルタによって行われ、そのブロック図を図１に示す。ＦＩＲフィルタは、シフト・レジスタにおけるように配列された遅延素子１００、重み係数ブロック１０２、及び加算器１０４を備えている。入力信号Ｘ（ｎ）は、各遅延素子１００において遅延され、それらの遅延の時間は等しくても異なっていてもよい。遅延信号は、重み係数ブロック１０２において所望の重み係数ｈ（ｉ）によって重み付けされる。ここで、ｉ＝［１， ．．．， Ｎ］である。重み係数ｈ＝［ｈ（１）， ．．．，ｈ（Ｎ）］は、無線チャネルのチャネル推定値であり、ＦＩＲフィルタのタップ係数とも呼ばれる。重み係数は、実際の無線チャネルの特性が変化したと思われる毎に同様に変更される。大抵の場合、重み係数は短い時間範囲では概ね一定であるが、信号の変化速度と比較すると、ゆっくりと変化する。遅延され重み付けされた信号は、加算器１０４において加算される。
【００１０】
概して言えば、重み係数は、実数又は複素数とすることができる。複素重み係数が必要となるのは、例えば、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）又はＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）システムの無線チャネルが直交変調を用いているからであり、この場合信号は２つの部分に分割される。実信号部Ｉ（同相）に位相シフトのない搬送波を乗算し、虚信号部Ｑ（直交）に位相シフトした搬送波を乗算する。全体の信号は、これらの部分の組み合わせとなる。位相シフトのない搬送波との乗算を行うには、例えば、ｃｏｓ（ωｃｔ）という形式の余弦搬送波を信号に乗算する。一方、位相シフトした搬送波との乗算を行うには、ｓｉｎ（ωｃｔ）という形式の正弦搬送波を信号に乗算する。これにより、搬送波の間にはπ／２の位相シフトができ、これを用いて信号を乗算する。信号の異なる部分が、π／２の位相シフトのために相互に直交しているので、信号は複素数で表すことができる。次に、信号ＸをＸ＝Ｉ＋ｊＱとして表す。ここで、Ｉは実信号部、Ｑは虚信号部、ｊは虚数単位である。
【００１１】
数学的形式では、ＦＩＲフィルタの出力信号ｙ（ｎ）は、畳み込み（コンボリューション）として表すことができる。これは、遅延信号及び重み係数の積の和である。
ｙ（ｎ）＝ｘ＊ｈ
＝Σｈ（ｋ）Ｘ（ｎ−ｋ）　　　　　　　（１）
ここで、Σはｋ＝１〜Ｎの加算を表し、＊は畳み込み演算であり、ｎは信号要素である。信号ｘ及びｙ、ならびにチャネル・インパルス応答ｈは、スカラー、ベクトル又はマトリクスとして、それ自体公知の方法で処理することができる。
【００１２】
ＦＩＲフィルタにおける直接畳み込み（ダイレクト・コンボリューション）自体は可能であるが、長時間にわたるインパルス応答によって、遅延素子及び重み係数ブロックの数が著しく増大し、チャネル・シミュレーションには大きな計算容量が必要となる。先に提示した解決策では、計算容量の増大は、直接畳み込みにおけるよりも緩やかである。恐らく、約５０個の遅延素子及び重み係数ブロックが限界であり、その後は、提示した解決策はＦＩＲによる実施よりも少ない計算で済む。
【００１３】
これより、図２を用いて、先に提示した解決策について検討する。提示した解決策では、シミュレーションに供給する信号２０６（ｘ（ｎ））の少なくとも一部を、変換手段２００において畳み込み変換によって、変換空間に変換することによって、変換信号２０８（Ｘ）を生成する。変換信号２０８（Ｘ）は、重み付け手段２０２において、畳み込み変換によって変換されたチャネル応答Ｈで重み付けされ、これによって信号２１０（ＨＸ）を生成する。重み付けは、乗算演算によって行うことができる。計算を高速化するために、それ自体の乗算も、実際の乗算ではなく、１つ以上の数学的演算で行うこともできる。最後に、入力信号２１０（ＨＸ）を、逆変換手段２０４において時間空間に逆変換し、これによって出力信号２１２（ｙ（ｎ））を生成する。
【００１４】
畳み込み変換は、ラプラス、Ｚ、フーリエ変換などとすることができる。これらの数学的形式では、ラプラス、Ｚ、及びフーリエ変換は次のように表すことができる。
【数１】
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ここで、Ｌはラプラス変換、Ｌ−１は逆ラプラス変換、Ｆはフーリエ変換、Ｆ−１は逆フーリエ変換、ＺはＺ変換、Ｚ−１は逆Ｚ変換、ｔは時間空間変数、ｓはラプラス変換空間変数、ωはフーリエ変換空間周波数変数２πｆ、ｆは周波数、ｚはＺ変換空間変数、ｎは時間空間におけるサンプル番号、及びＣは閉鎖経路であり、これに沿って積分を行う。Ｚ及び逆Ｚ変換を除いて、式で表したその他の全ての変換は連続であるが、これらは、それ自体公知の方法で、信号処理プログラムにおいて離散的に計算することができる。
【００１５】
先に提示した解決策では、高速離散フーリエ変換及び逆フーリエ変換を用いることが有利である。高速フーリエ変換、即ち、ＦＦＴでは、演算数を大幅に削減することができる。大抵の場合、フーリエ変換はＷ２演算を必要とするが、好ましくは、ＦＦＴはＷ＊ｌｏｇ２（Ｗ）演算（Ｄａｎｉｅｌｓｏｎ−Ｌａｎｃｚｏｓ 定理）を用いて実行することができる。ここで、Ｗは変換における要素数を表す。チャネルの信号ベクトルｘ及びインパルス応答ベクトルｈを変換空間に変換することによって、即ち、ＦＦＴを用いる場合には周波数空間に変換することによって、チャネルの変換信号ブロック及びインパルス応答ブロックの乗算及び逆変換は、あるインパルス応答長の後に対応する時間空間変数に対して直接畳み込みを計算するよりも速くなる。チャネルのインパルス応答ベクトルが長い程、利点は大きくなる。
【００１６】
変換空間において畳み込み演算を行う際、変換する信号ｘを複数の部分に分割しなければならず、各部分は、演算に適した数のサンプルから成る。各部分の長さは、自由に選択することができるが、各部分のサンプル数Ｂは、２の累乗、即ち、Ｂ＝２Ｋであることが好ましく、Ｋは正の整数である。ここで、図３Ａ及び図３Ｂを用いて、信号を分割するときの、チャネル・シミュレータの動作を検討する。ブロック３００において、信号は、所望数のサンプルから成る部分に分割される。各部分は、畳み込み変換され、変換されたチャネル・インパルス応答で乗算され、図２のブロック図に対応するブロック３０２において、逆変換される。最後に、ブロック３０４において、区分された信号は元に戻される。
【００１７】
信号の各区分シーケンス（ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）は、例えば、１０２４サンプル長とすることができる。ブロック３０２において、例えば、図３Ｂに示すオーバーラップ・セーブ方法として知られるものによって、計算を実行することができる。ＦＦＴを用いる場合、計算 における信号の１０２４−サンプル部分．．．ｘ（ｌ−７，ｎ） − ｘ（ｌ，ｎ） ．．．が、５１２サンプル分重複する。チャネル・インパルス応答ｈの先頭部分では、５１２個の要素がチャネルをシミュレートし（典型的に非ゼロ）、終端部分は、０の値を有する５１２個の要素で満たされる。変換された信号 ．．．Ｘ（ｌ−７，ｎ） − （ｌ，ｎ） ．．．及び変換されたチャネル・インパルス応答Ｈが互いに乗算された後、５１２個の終端部分の要素（太線）のみが受け入れられる。５１２個の先頭部分の要素は排除される。何故なら、高速フーリエ変換は、その開始部分において、線形ではない循環畳み込み（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）に対応するからである。ブロック３０２の出力は、こうして、信号部分における要素数の半分、即ち、この例では、５１２要素を受ける。これは、古い要素の内の最後の５１２個と、５１２個の新しい要素が、次に行われる演算に用いられるからである。入力シーケンスは、逆変換され、ブロック３０４において、区分が元に戻される。
【００１８】
変換に用いられる要素数をＮとし、チャネル・インパルス応答における要素数ｌがＮ／２よりも大きい場合、チャネル・インパルス応答を、Ｎ／２個の部分から成る部分に分割することができる。等しく分割されない場合、最後の部分における要素、Ｎ−１個を０にセットする。この解決策については、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｄにおいて説明する。図３Ａ及び図３Ｂにおけると同様、ブロック４００において、入来する信号ｘを少なくとも２つの部分に分割する。分割された信号ｘ（ｐ，ｎ）は、Ｎ／２個の要素を有し、ブロック４０２に供給される。ここで、ｎ＝１，．．．，Ｎである。ブロック４０２において、信号部分ｘ（ｐ，ｎ）は、直前の部分ｘ（ｐ−１，ｎ）と共に、畳み込み変換を受け、チャネルのインパルス応答４１２の１つの変換部分Ｈ１と乗算され、逆変換される。信号の第２部分ｘ（ｐ−１，ｎ）が、遅延素子４０４に供給される。ここで、ｎ＝１，．．．，Ｎである。遅延素子４０４において、信号をＮ／２要素だけ遅延する（計算に用いられる区分信号、例えば、ｘ（ｐ，ｎ）及びｘ（ｐ−１，ｎ）は、図３Ｂでは太字で示されている）。遅延された部分は、ブロック４０６に供給され、ここで、直前の部分と共に畳み込み変換を受け、チャネルのインパルス応答４１４の第２変換部分Ｈ２で乗算され、逆変換される。ブロック４０２及び４０６からの出力信号ｙ１（ｐ，ｎ）及びｙ２（ｐ，ｎ）を加算器４０８において組み合わせて信号ｙ（ｐ，ｎ）を得る。組み合わされたが区分されている信号は、ブロック４１０において再度組み立てられる。
【００１９】
この提示した解決策によって、計算演算数を大幅に増やすことなく、サンプリング期間の端数の遅延を実施することも可能となる。時間空間において、サンプル期間未満の遅延を実施するには、複素フィルタリングが必要となり、この場合、元の状況と比較すると、重み係数の数の倍数が必要となる可能性がある。例えば、フーリエ変換の周波数空間では、時間空間遅延は、以下のように位相シフトに対応する。
ｘ（ｔ−ｔ０）　←→　Ｘ（ω） ｅ−ｊωｔ０　　　　　　　（８）
ここで、ｘ（ｔ−ｔ０）は、遅延された時間空間信号であり、Ｘ（ω）はフーリエ変換された信号である。フーリエ変換信号に係数ｅ−ｊωｔ０を乗算することが、単刀直入の演算である。係数ｅ−ｊωｔ０の乗算は、チャネル・インパルス応答の変換と組み合わせることができ、この場合所望の遅延が畳み込み計算を遅らせることはない。次いで、図２の重み付け手段２０２の出力Ｙ（ω）はＹ（ω）＝ｅ−ｊωｔ０Ｘ（ω）Ｈ（ω）となる。したがって、出力信号は時間ｔ０の間浮遊していたことになり、つまり、時間空間出力信号はｙ（ｔ−ｔ０）となる。
【００２０】
また、シミュレーションにドップラ・シフトを考慮に入れることも容易である。ドップラ・シフトを考慮に入れる必要があるのは、特に衛星チャネルをシミュレートするときである。時間空間では、ＦＩＲフィルタを用いてドップラ・シフトを実現することは非常に難しい。例えば、周波数空間においてフーリエ変換を用いる場合、その実施は、以下の等価式に基づいて行われる。
Ｘ（ｔ）ｅ−ｊωｔ０　←→　Ｘ（ω―ω０）　　　　　　（９）
【００２１】
したがって、周波数空間において発生する周波数シフトは、時間空間において信号にｅｊω０ｔを乗算することに対応するが、これは単純な演算である。このように、ドップラ・シフトは、シミュレータから出力される信号ｙ（ｔ）にｅｊω０ｔを乗算することによって、又は変換信号Ｙ（ω）のスペクトルを循環的に周波数ω０だけシフトすることによって、即ち、Ｙ（ω）→Ｙ（ω−ω０）として、実現することができる。ここで、ω０はドップラ・シフトの周波数である。計算上、最も速い方法は、恐らく周波数空間の原点をフーリエ変換の間循環的にシフトすることである。
【００２２】
変換空間、特に周波数空間において行われるチャネル・シミュレーションでは、Ｎ個の要素から成る信号及び／又はチャネル・インパルス応答が複数の部分に分割され、少なくともＮ／２要素の遅延が生成される。信号及び／又はチャネル・インパルス応答を、異なる長さの部分に分割することによって、この遅延を短縮することができる。１つの可能性は、シミュレータに供給する信号の先頭部分及びチャネル・インパルス応答に対して畳み込みを実行することであり、この場合、チャネル・インパルス応答ｈの部分は、異なるサイズを有する。遅延を短縮するには、この例ではＮ個の要素を有する元のチャネル・インパルス応答ｈを、３つの部分に分割し、第１インパルス応答ｈ１が元のインパルス応答からＮ／４個の要素を受け、第２インパルス応答ｈ２が元のインパルス応答からＮ／４個の要素を受け、第３インパルス応答ｈ３が元のインパルス応答からＮ／２個の要素を受ける。インパルス応答ｈ１及びｈ２の長さは、Ｎ／４個の０要素をこれらに追加することによって、Ｎ／２要素に増大している。シミュレータに届いた信号ｘから、最初のＮ／４個のサンプルを第１畳み込み計算ブロック５００に供給する。第１畳み込み計算ブロック５００は、理想的な場合、Ｎ／２個のサンプルに対応する遅延を生成する。信号ｘから、遅延素子において最初にＮ／４個のサンプルに対応する時間だけ遅延されたＮ／２個のサンプルは、次に、畳み込み計算ブロック５０４に供給される。加えて、信号ｘからは、Ｎ／２個のサンプルが畳み込み計算ブロック５０６に供給される。したがって、第１分岐の遅延はＮ／２サンプルとなり、第２分岐の遅延は３Ｎ／４サンプルとなり、第３分岐の遅延はＮサンプルとなる。３つの畳み込み計算ブロック５００、５０４、５０６全ての出力信号ｙ１，ｙ２，ｙ３は、加算器５１０において組み合わせられ、最終的な出力信号を形成する。また、図５に示した方法以外の方法でも、インパルス応答を分割することができる。
【００２３】
一層効率的に遅延を短縮する第２の方法は、畳み込み計算を、部分的に直接ＦＩＲ変換を用いて行い、部分的に変換空間において行うことである。この種の計算は、チャネル・インパルス応答及び信号の先頭部分の畳み込みが、ＦＩＲフィルタによって行われ、チャネル・インパルス応答及び信号の終端部分の畳み込みが変換空間において行われるという利点がある。図６は、この解決策を示す。この場合も、チャネル・インパルス応答はＮ個の要素を有することを想定している。チャネル・インパルス応答の分割は、例えば、ＦＩＲフィルタによってブロック６００において時間空間で行われる畳み込み計算に対して、元のインパルス応答ｈから重み係数ｈ１としてＮ／２個の要素を選択するように行うことができる。元のインパルス応答ｈからのＮ／２個の要素を、ブロック６０２において変換空間で行われる第２インパルス応答ｈ２に対して選択する。畳み込み計算ブロック６００、６０２両方の出力信号ｙ１及びｙ２を、加算器６０４において組み合わせる。
【００２４】
本発明の解決策は、例えば、パーソナル・コンピュータにおいて、このＰＣがそれ自体のアクセレレータ・カードをチャネル・シミュレーション用に有し、ＦＦＴ変換、変換したインパルス応答Ｈと変換された入力信号Ｘとの積、及びＩＦＦＴ変換を計算するように実行することができる。
以上、添付図面にしたがって例を参照しながら本発明について説明したが、本発明はこれには限定されず、特許請求の範囲に記載した発明の技術思想の範囲内で多くの方法で変更可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ＦＩＲフィルタを示す図である。
【図２】
チャネル・シミュレータのブロック図である。
【図３】
Ａは、シミュレータに供給する信号を複数の部分に分割する、チャネル・シミュレータを示す図である。
Ｂはチャネル・シミュレータにおける分割信号の処理を示す図である。
【図４】
Ａは、チャネル・インパルス応答を複数の部分に分割する、チャネル・シミュレータを示す図である。
Ｂは、チャネルのインパルス応答を示す図である。
Ｃは、チャネルのインパルス応答の第１部分を示す図である。
Ｄは、チャネルのインパルス応答の第２部分を示す図である。
【図５】
チャネル・インパルス応答を複数の異なるサイズの部分に分割する、チャネル・シミュレータを示す図である。
【図６】
シミュレーションの一部をＦＩＲフィルタにおいて実行し、一部を変換空間を利用するブロックにおいて実行する、チャネル・シミュレータを示す図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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