(57)【要約】 【課題】複数の送信局が混在する環境下でのＯＦＤＭ通信の測定システム等を提供する。【解決手段】同一の番組を放送する複数の送信装置が、許容範囲内で基準送信周波数を互いにずらして送信した信号を、受信装置の受信部２０１が受信し、ＯＦＤＭフーリエ変換部２０３がサブキャリアへの分離を行い、伝搬特性取得部２０５が取得したサブキャリアごとの伝達関数を離散フーリエ変換部２０７がサブキャリアごとにフーリエ変換して、抽出部２０８が得られた周波数成分の強度から所望の送信装置の基準送信周波数に対応する周波数成分を抽出し、出力部２０９は、抽出された周波数成分を、所望の送信装置からの各サブキャリアの伝達関数として採用して、通信特性を取得して出力する。【選択図】図２
2007150789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重通信の通信特性を測定する測定システムであって、同一の送信信号を直交周波数分割多重する複数の送信装置、前記複数の送信装置から送信された信号を受信する受信装置を備え、前記複数の送信装置は、互いに異なる送信周波数であって、前記受信装置が採用する受信周波数の許容範囲内に含まれる送信周波数を採用し、
前記受信装置は、
前記複数の送信装置から送信された信号を当該受信周波数の許容範囲内で受信する受信部、
前記受信した信号をサブキャリアごとに時間順の伝達関数の複素系列に分割する分割部、
前記分割されたサブキャリアのそれぞれについて、当該サブキャリアに含まれる時間順の複素系列を離散フーリエ変換する変換部、
前記分割されたサブキャリアのそれぞれについて前記離散フーリエ変換した周波数成分から、前記複数の送信装置のうち、所望の送信装置の送信周波数の近傍のピークの周波数成分を抽出する抽出部、
前記分割されたサブキャリアの少なくとも１つについて前記抽出されたピークの周波数成分から、当該所望の送信装置と当該受信装置との間の通信特性を出力する出力部
を備えることを特徴とする測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の測定システムであって、
前記出力部は、前記分割されたサブキャリアの少なくとも１つについて前記抽出されたピークの周波数を、当該通信特性として出力する
ことを特徴とする測定システム。
【請求項３】
請求項１に記載の測定システムであって、
前記出力部は、前記分割されたサブキャリアの少なくとも１つについて前記抽出されたピークの周波数成分の時間順の複素系列に対してアラン分散解析を行って周波数安定度を求め、当該求められた周波数安定度を、当該通信特性として出力する
ことを特徴とする測定システム。
【請求項４】
請求項１に記載の測定システムであって、
前記出力部は、前記分割されたサブキャリアのそれぞれについて前記抽出されたピークの周波数成分の受信強度を平均して電界強度を求め、当該求められた電界強度を、当該通信特性として出力する
ことを特徴とする測定システム。
【請求項５】
請求項１に記載の測定システムであって、
前記出力部は、前記分割されたサブキャリアのそれぞれについて前記抽出されたピークの周波数成分をサブキャリア順に並べた系列を離散フーリエ変換して遅延プロファイルを求め、当該求められた遅延プロファイルを、当該通信特性として出力する
ことを特徴とする測定システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の測定システムにおける受信装置。
【請求項７】
直交周波数分割多重通信の通信特性を測定する測定方法であって、同一の送信信号を直交周波数分割多重する複数の送信装置、前記複数の送信装置から送信された信号を受信する受信装置を用い、前記複数の送信装置は、互いに異なる送信周波数であって、前記受信装置が採用する受信周波数の許容範囲内に含まれる送信周波数を採用し、
前記受信装置において、
前記複数の送信装置から送信された信号を当該受信周波数の許容範囲内で受信する受信工程、
前記受信した信号をサブキャリアごとに時間順の伝達関数の複素系列に分割する分割工程、
前記分割されたサブキャリアのそれぞれについて、当該サブキャリアに含まれる時間順の複素系列を離散フーリエ変換する変換工程、
前記分割されたサブキャリアのそれぞれについて前記離散フーリエ変換した周波数成分から、前記複数の送信装置のうち、所望の送信装置の送信周波数の近傍のピークの周波数成分を抽出する抽出工程、
前記分割されたサブキャリアの少なくとも１つについて前記抽出されたピークの周波数成分から、当該所望の送信装置と当該受信装置との間の通信特性を出力する出力工程
を備えることを特徴とする測定方法。
【請求項８】
請求項７に記載の測定方法であって、
前記出力工程では、前記分割されたサブキャリアの少なくとも１つについて前記抽出されたピークの周波数を、当該通信特性として出力する
ことを特徴とする測定方法。
【請求項９】
請求項７に記載の測定方法であって、
前記出力工程では、前記分割されたサブキャリアの少なくとも１つについて前記抽出されたピークの周波数成分の時間順の複素系列に対してアラン分散解析を行って周波数安定度を求め、当該求められた周波数安定度を、当該通信特性として出力する
ことを特徴とする測定方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の測定方法であって、
前記出力工程では、前記分割されたサブキャリアのそれぞれについて前記抽出されたピークの周波数成分の受信強度を平均して電界強度を求め、当該求められた電界強度を、当該通信特性として出力する
ことを特徴とする測定方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の測定方法であって、
前記出力工程では、前記分割されたサブキャリアのそれぞれについて前記抽出されたピークの周波数成分をサブキャリア順に並べた系列を離散フーリエ変換して遅延プロファイルを求め、当該求められた遅延プロファイルを、当該通信特性として出力する
ことを特徴とする測定方法。
【請求項１２】
コンピュータを、請求項６に記載の受信装置の各部として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の送信局が混在する環境下でのＯＦＤＭ通信の測定システム、受信装置、測定方法、ならびに、コンピュータを用いてこれらを実現するプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex；直交周波数分割多重）通信に係る様々な技術が提案されている。このような技術は、以下の文献に開示されている。
【特許文献１】特許第３５９８３７１号公報
【特許文献２】特許第３６０５６３８号公報
【０００３】
ここで、[特許文献１]では、ＯＦＤＭ通信の信号処理において、復調により得られた信号空間ダイアグラムの複数の信号点や復調した信号の相対位相差でプロットされた信号空間ダイアグラムの複数の信号点の統計処理を行って、信号空間ダイアグラムにおける変動を抽出して、複数の信号点を分類し、情報の誤りが生じる確率が高い領域を信号空間ダイアグラムの中で定めて、その領域に含まれる信号点を統計処理から除外する技術が提案されている。
【０００４】
一方、[特許文献２]では、全帯域が複数のセグメントに分割され、伝送品質の異なる複数の情報をこの複数のセグメントのいくつかに振り分けて同時に伝送することによって階層構造を持たせたディジタル変調信号を、階層毎に分離し、少なくとも１つの階層の信号から伝送路の特性を抽出し、抽出した特性を用いて等化制御情報を生成し、これを用いて階層に分離したそれぞれの信号の等化を行う技術が提案されている。
【０００５】
ここで、地上ディジタル放送のサービスエリア内などで、周波数・周波数安定度・受信電界強度・遅延プロファイル等を測定しようとする場合、複数の送信局から到達する信号が混在する場合がある。
【０００６】
一般に、地上ディジタル放送のＯＦＤＭ通信では、遅延信号が多重する場合の許容範囲は、復調に障害が生じないように設計されている。したがって、混在する受信環境下でも、合成した電界強度が十分に強ければ、希望の電界強度は満足される。
【０００７】
一方、複数の送信局からの信号について、各々の周波数・周波数安定度・受信電界強度・遅延プロファイル等を別々に計測したい場合は、通常は、測定したい送信局以外の送信局からの送信をすべて停止し、所望の送信局に送信させて測定を行うことが必要になっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、測定のために放送を中断することは困難であるから、深夜の信号停波の時間帯を利用するしかないが、２４時間運用が増加しつつある今日では、このような測定は困難になりつつある。
【０００９】
また、送信信号の遅延プロファイルを測定して、複数の送信局のそれぞれと、受信局との通路差から到来時間差を求め、遅延プロファイルの観測結果と照合して各送信局のプロファイルを特定し、プロファイルの強度を元に、ＤＵ比（Desired to Undesired signal Ratio）を算出して受信電界強度を算出する手法もあるが、この手法では、到来時間差が小さい場合や複雑な多重伝搬路における測定は困難である。
【００１０】
さらに、ＯＦＤＭ通信のサブキャリアの中心のキャリアの周波数を測定したり、最も外側のキャリアの周波数を測定したりして、周波数測定を行う手法もあるが、これらは送信局が複数の場合には対応できない。
【００１１】
そこで、ＯＦＤＭ通信において、同じ信号を複数の送信局が送信し、受信局がこれを同時に受信する環境下で、それぞれの送信局の周波数・周波数安定度・電界強度・遅延プロファイルを適切に測定する技術が強く望まれている。
【００１２】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、複数の送信局が混在する環境下でのＯＦＤＭ通信の測定システム、受信装置、測定方法、ならびに、コンピュータを用いてこれらを実現するプログラム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】
【００１３】
以上の目的を達成するため、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示する。
【００１４】
本発明の第１の観点に係る測定システムは、直交周波数分割多重通信の通信特性を測定する測定システムであって、同一の送信信号を直交周波数分割多重する複数の送信装置、複数の送信装置から送信された信号を受信する受信装置を備える。
【００１５】
ここで、複数の送信装置は、互いに異なる送信周波数であって、受信装置が採用する受信周波数の許容範囲内に含まれる送信周波数を採用する。
【００１６】
一方、受信装置は、受信部、分割部、変換部、抽出部、出力部を備え、以下のように構成する。
【００１７】
まず、受信部は、複数の送信装置から送信された信号を当該受信周波数の許容範囲内で受信する。
【００１８】
一方、分割部は、受信した信号をサブキャリアごとに時間順の伝達関数の複素系列に分割する。
【００１９】
さらに、変換部は、分割されたサブキャリアのそれぞれについて、当該サブキャリアに含まれる時間順の複素系列を離散フーリエ変換する。
【００２０】
そして、抽出部は、分割されたサブキャリアのそれぞれについて離散フーリエ変換した周波数成分から、複数の送信装置のうち、所望の送信装置の送信周波数の近傍のピークの周波数成分を抽出する。
【００２１】
一方、出力部は、分割されたサブキャリアの少なくとも１つについて抽出されたピークの周波数成分から、当該所望の送信装置と当該受信装置との間の通信特性を出力する。
【００２２】
このように、複数の送信装置は、同一のソースを許容範囲内で互いに異なるベースバンド周波数で送信するものであり、既存の送信設備をそのまま利用することができる。一方、受信装置は、測定システムの測定結果を生成して出力するための測定機器として機能する。各種の通信特性を求めるには、時間方向とサブキャリア周波数方向に信号を並べた場合に、全送信シンボルを受信側で完全に推定して既知シンボルとして使用する手法と、パイロットシンボルがあちらこちらに分散するように配置したＳＰ（Scattered Pilot）を利用する手法がある。
【００２３】
ＳＰを用いる手法では、たとえば、i，m，nを整数として、mi + n番目のサブキャリアについては、時間順でi番目のシンボルにパイロットを採用する。
【００２４】
また、本発明の測定システムにおいて、出力部は、分割されたサブキャリアの少なくとも１つについて抽出されたピークの周波数を、当該通信特性として出力するように構成することができる。
【００２５】
また、本発明の測定システムにおいて、出力部は、分割されたサブキャリアの少なくとも１つについて抽出されたピークの周波数成分の時間順の複素系列に対してアラン分散解析を行って周波数安定度を求め、当該求められた周波数安定度を、当該通信特性として出力するように構成することができる。
【００２６】
また、本発明の測定システムにおいて、出力部は、分割されたサブキャリアのそれぞれについて抽出されたピークの周波数成分の受信強度を平均して電界強度を求め、当該求められた電界強度を、当該通信特性として出力するように構成することができる。
【００２７】
また、本発明の測定システムにおいて、出力部は、分割されたサブキャリアのそれぞれについて抽出されたピークの周波数成分をサブキャリア順に並べた系列を離散フーリエ変換して遅延プロファイルを求め、当該求められた遅延プロファイルを、当該通信特性として出力するように構成することができる。
【００２８】
本発明のその他の観点に係る受信装置は、上記の測定システムにおける受信装置として構成する。
【００２９】
本発明のその他の観点に係る測定方法は、直交周波数分割多重通信の通信特性を測定する測定方法であって、同一の送信信号を直交周波数分割多重する複数の送信装置、複数の送信装置から送信された信号を受信する受信装置を用い、複数の送信装置は、互いに異なる送信周波数であって、受信装置が採用する受信周波数の許容範囲内に含まれる送信周波数を採用し、受信装置において、受信工程、分割工程、変換工程、抽出工程、出力工程を実行するように構成する。
【００３０】
ここで、受信工程では、複数の送信装置から送信された信号を当該受信周波数の許容範囲内で受信する。
【００３１】
一方、分割工程では、受信した信号をサブキャリアごとに時間順の伝達関数の複素系列に分割する。
【００３２】
さらに、変換工程では、分割されたサブキャリアのそれぞれについて、当該サブキャリアに含まれる時間順の複素系列を離散フーリエ変換する。
【００３３】
そして、抽出工程では、分割されたサブキャリアのそれぞれについて離散フーリエ変換した周波数成分から、複数の送信装置のうち、所望の送信装置の送信周波数の近傍のピークの周波数成分を抽出する。
【００３４】
一方、出力工程では、分割されたサブキャリアの少なくとも１つについて抽出されたピークの周波数成分から、当該所望の送信装置と当該受信装置との間の通信特性を出力する。
【００３５】
また、本発明の測定方法において、出力工程では、分割されたサブキャリアの少なくとも１つについて抽出されたピークの周波数を、当該通信特性として出力するように構成することができる。
【００３６】
また、本発明の測定方法において、出力工程では、分割されたサブキャリアの少なくとも１つについて抽出されたピークの周波数成分の時間順の複素系列に対してアラン分散解析を行って周波数安定度を求め、当該求められた周波数安定度を、当該通信特性として出力するように構成することができる。
【００３７】
また、本発明の測定方法において、出力工程では、分割されたサブキャリアのそれぞれについて抽出されたピークの周波数成分の受信強度を平均して電界強度を求め、当該求められた電界強度を、当該通信特性として出力するように構成することができる。
【００３８】
また、本発明の測定方法において、出力工程では、分割されたサブキャリアのそれぞれについて抽出されたピークの周波数成分をサブキャリア順に並べた系列を離散フーリエ変換して遅延プロファイルを求め、当該求められた遅延プロファイルを、当該通信特性として出力するように構成することができる。
【００３９】
本発明の他の観点に係るプログラムは、各種のコンピュータ、たとえば、ソフトウェアのダウンロードによって当該ソフトウェアに対応する各種の無線装置として機能するようなソフトウェアラジオを、上記の受信装置の各部として機能させるように構成する。
【００４０】
また、当該ソフトウェアラジオ等のコンピュータとは独立して、本発明のプログラムを記録した情報記録媒体を配布、販売することができる。また、本発明のプログラムを、インターネット等のコンピュータ通信網を介して伝送し、配布、販売することができる。
【００４１】
特に、当該ソフトウェアラジオ等のコンピュータがＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのプログラム可能な電子回路を有する場合には、本発明の情報記録媒体に記録されたプログラムを無線にて当該コンピュータに伝送し、当該コンピュータ内のＤＳＰやＦＰＧＡにこれを実行させて、本発明の無線通信端末とすることができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、複数の送信局が混在する環境下でのＯＦＤＭ通信の測定システム、受信装置、測定方法、ならびに、コンピュータを用いてこれらを実現するプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下に本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。
【実施例１】
【００４４】
図１は、本発明の実施形態に係る測定システムの概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００４５】
本図に示すように、測定システム１０１は、一つの受信装置１３１と、複数の送信装置１５１と、からなる。
【００４６】
本実施形態は、隣接するサービスエリアで、同一の番組を同じ周波数帯で放送するＳＦＮ（Single Frequency Network）環境下を想定するものである。各サービスエリアに、一つの送信装置１５１が割り当てられている。
【００４７】
上記のように、複数の送信装置１５１は、同一のソースを、同じサブキャリア（周波数）内およびシンボル（時間）内に同じ配置でパイロットシンボルを埋め込み、ＯＦＤＭ変調して、ベースバンドの複素データに変換して、送信する。この際に、送信装置１５１ごとに、基準送信周波数が許容範囲内でお互いにずれるようにする。
【００４８】
地上波ディジタル放送の場合、周波数の許容差は±１Ｈｚであるから、各送信装置１５１ごとの基準送信周波数の差は、数百ｍＨｚ〜１Ｈｚ程度が適当である。この許容差はシステムによって異なり、たとえば±２Ｈｚのような値の場合もある。
【００４９】
送信装置１５１が送信する信号の内容によっては、周波数差を十分に設けることが不可能な場合もある。この場合は、ＯＦＤＭ通信のシンボル毎に、一定の微小角度（この値は、各送信装置１５１ごとに異なるものとする。）の位相回転を加えていき、位相が階段状に変化する信号を生成して送出する手法を採用すれば、送信周波数を異なるものとするのと同様の効果がある。
【００５０】
受信装置１３１は、複数の送信装置１５１が送信した信号を同時に受信する。それぞれの送信装置１５１の基準送信周波数は、受信装置の基準受信周波数の許容範囲内に入っているので、いずれからの信号も受信することが可能である。
【００５１】
（受信装置）
図２は、本実施形態に係る受信装置の概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００５２】
受信装置１３１において、アンテナからなる受信部２０１は、基準受信周波数の許容範囲内の信号をまとめて受信する。したがって、複数の送信装置１５１が送信した信号も、ここで受け付けられることになる。
【００５３】
次に、受け付けられた信号を、ベースバンド変換部２０２が、ベースバンドの複素データに変換し、同期をとってシンボル単位の複素データ系列を取得する。
【００５４】
ついで、ＯＦＤＭフーリエ変換部２０３が、取得された複素データ系列を直並列化して、これらに対して、位相・周波数・振幅の補正をせずに直接フーリエ変換を行い、各サブキャリアに対して、受信ベクトル値からなる時間順の複素系列を得る。
【００５５】
そして、復調部２０４が、各サブキャリアに対して、シンボル値を推定し、各サブキャリアに対する正規化した理想シンボルの理想ベクトル値を求める。
【００５６】
ついで、伝搬特性取得部２０５は、各サブキャリアに対して、複素系列のうち、受信ベクトル値を、これに対して正規化した理想ベクトル値で除算して、伝達関数を求める。
【００５７】
なお、復調部２０４を省略し、伝搬特性取得部２０５は、パイロット信号（既知信号）が埋め込まれている部分についてのみ処理をすることとしても良い。この場合は、当該部分の受信ベクトル値を、既知信号のベクトル値で除算すれば、伝達関数を求めることができる。
【００５８】
この場合に、シンボルの直交座標軸の同期をとるために、周波数と時間のデータ配列に対して、所定の位置に既知データを配置する手法を応用することができる。このような既知データを、ＳＰ（Scattered Pilot symbol）と呼ぶ。
【００５９】
図３は、周波数と時間のデータ配列に対してＳＰが配置される様子を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００６０】
本図では、周波数（Frequency、何番目のサブキャリアか）は横軸に、時間（Time、何番目のシンボルか）は縦軸に配置されている。各シンボルは丸印で表記され、通常のデータシンボルは白丸で、ＳＰは黒丸で表記されている。
【００６１】
本図の配置では、１番目のシンボルについては、1，13，25，…番目のサブキャリアにＳＰが配置され、２番目のシンボルについては、4，16，28，…番目のサブキャリアにＳＰが配置され、以下同様に続く。ここで、k番目のシンボルのn個目のＳＰは、3(k-1)+1+12(n-1)で求まるシンボル位置に配置される。
【００６２】
図４は、ある時刻におけるあるサブキャリアの伝達関数を、前後の時刻から補間する様子を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００６３】
上記の例では、i = 1，2，3，…について、3(i-1)+1番目のサブキャリアのみに、ＳＰが配置される。本図では、このような3(i-1)+1番目のサブキャリアについて、ある時刻（5番目のシンボル）における伝達関数をReferenceとして求めたい場合の手法を示している。
【００６４】
本図に示すように、５番目のシンボルがＳＰである場合（1，13，25，…番目のサブキャリア）には、求められた伝達関数をそのまま使用する。
【００６５】
ＳＰでない場合は、時間方向に前後に配置されたＳＰの伝達関数の値から補間が行われる（Interpolated）。
【００６６】
たとえば、4，16，28，…番目のサブキャリアについては、2番目のシンボルの伝達関数と5番目のシンボルの伝達関数から内挿するように補間する。
【００６７】
7，19，31，…番目のサブキャリアについては、3番目のシンボルの伝達関数と6番目のシンボルの伝達関数から内挿するように補間する。
【００６８】
10，22，34，…番目のサブキャリアについては、4番目のシンボルの伝達関数と7番目のシンボルの伝達関数から内挿するように補間する。
【００６９】
ただし、伝達関数の補間は、標本化定理が成立することが前提である。したがって、伝達関数の周期成分が４倍のシンボル間隔の逆数の２分の１を超えないことが必要である。本実施形態の場合は、伝達関数の変化速度がそれを超えないことが前提となる。
【００７０】
このほか、各種の手法によって、各サブキャリアの各時刻における複素伝達関数を求めることができる。すなわち、受信部２０１から伝搬特性取得部２０５において行われる処理については、公知技術やこれと同様の機能を有する技術を適用することができ、これらの態様も本発明の範囲に含まれる。
【００７１】
さて、蓄積部２０６は、各サブキャリアに対して、所定の時間シンボル間隔で、得られた伝達関数を順に記憶して蓄積する。ここでは、各サブキャリアに対して、Lシンボル分だけ、伝達関数の値を蓄積部２０６が蓄積するものとする。ここで、周波数順でm番目のサブキャリアの、時間順でk番目のシンボルに対応する複素伝達関数の値を、g(m,k)とする。
【００７２】
離散フーリエ変換部２０７は、蓄積部２０６に蓄積された伝達関数g(m,k)を、m = 1，2，…のそれぞれについて、時系列のデータとして、
G(m,n) = (1/L)Σk=1Lg(m,k) exp(-2π(k-1)nj/L)
のように離散フーリエ変換する。
【００７３】
すなわち、G(m,n)は、m番目のサブキャリアについての、n番目の周波数帯における周波数成分の強度である。
【００７４】
パラメータnを変化させて見ると、G(m,n)にはピークが何箇所か現われる。このピークは、それぞれ、いずれかの送信装置１５１に相当する。
【００７５】
上記のように、送信装置１５１は同じ番組を、微小に異なる基準送信周波数で送信し、受信装置１３１は、ある程度の許容範囲を持ちつつ基準受信周波数で受信する。したがって、測定対象としたい送信装置１５１の基準送信周波数（と、基準受信周波数との差）に対応するnの近傍に存在するピークが、当該送信装置１５１から送信された信号の、m番目のサブキャリアの成分強度、ということになる。
【００７６】
受信装置１３１の側では、複数の送信装置１５１のそれぞれの基準送信周波数が既知であるものとする。基準送信周波数とは、実際に受信される周波数ではなく、当該送信装置１５１が送信する際に用いる周波数の基準となるものであり、動作に際して雑音や各種の誤差がまったく存在しないとした場合に、送信に用いられると想定される周波数のことである。
【００７７】
したがって、現実に送受信に用いられる周波数は、たとえばドップラー効果の影響や、温度変化・湿度変化等の影響による送信装置１５１自身の機器特性の変化により、この基準送信周波数から微小にずれるのが一般的である。
【００７８】
したがって、抽出部２０８は、m = 1，2，…のそれぞれについて、所望の送信装置１５１の基準送信周波数と、当該受信装置１３１の基準受信周波数と、の差に対応する離散フーリエ変換の結果の周波数方向の添字を調べる。この値がaであるとすると、当該差に対応するaの近傍（G(m,a-Δ)〜G(m,a+Δ)）のピークを、当該所望の送信装置１５１のm番目のサブキャリアの成分強度として抽出する。G(m,n)は複素数であるので、「ピーク」とは、複素数の絶対値の極大値を意味する。
【００７９】
Δは、隣り合う基準送信周波数と重ならないような値とする。上記の例では、基準周波数同士の間隔は、数百ｍＨｚ〜１Ｈｚとしていたので、この間隔の最小値の２分の１未満に対応する幅とすることが望ましい。
【００８０】
所望の送信装置１５１と受信装置１３１の間は、空間伝搬により送信電波が伝搬する。この間に、送信アンテナから放射され、あらゆる方向に拡散した電波が空間内のあらゆる対象物により、反射、拡散、回折、減衰の現象を生ずる。そのような中で、さまざまな経路を伝搬した信号が、受信アンテナに到来する。その結果、複数の経路の信号が重なる多重伝搬状態（マルチパス）となる場合がある。
【００８１】
多重伝搬による影響は、ＯＦＤＭ信号においては、帯域内の周波数特性に表れる。図５は、多重伝搬によるＯＦＤＭ信号の影響を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００８２】
本図に示すように、直接波のほか、遅延波が１つある場合は、位相と振幅の差、ならびに、到来時間差（遅延時間）により、帯域内の電力が変動する。
【００８３】
遅延波の影響は、帯域内の振幅周波数特性として現れる。その状況は、主波の到達時間を基準とした時、到来波の遅延時間の逆数の周期変動を周波数帯域内に生じさせるものである。その振幅変動幅は、ＤＵ比で決まる。
【００８４】
したがって、G(m,n)も多重伝搬の影響が発生していれば、当該差に対応するaの近傍G(m,a-Δ)〜G(m,a+Δ)のピーク値は多重伝搬の周波数特性に応じた、当該所望の送信装置１５１のm番目のサブキャリアの成分強度として抽出される。
【００８５】
たとえば、所望の送信装置１５１と受信装置１３１との基準周波数のずれが、離散フーリエ変換した結果の周波数方向のインデックスaに相当する場合、m番目のサブキャリアについてのピークH(m)が、離散フーリエ変換した成分のうち、qm番目の成分であるとすると、
H(m) = G(m,qm)；
qm = argmax n，a-Δ≦n≦a+Δ |G(m,n)|
のように表現できる。H(m)は、所望の送信装置１５１からの伝達関数である周波数特性そのものである。
【００８６】
最後に、出力部２０９は、抽出された成分強度に対して後述するような処理を行い、所望の送信装置１５１の周波数・周波数安定度・電界強度・遅延プロファイル等の通信特性を求めて、出力する。
【００８７】
なお、上記の例では、すべてのサブキャリアについてG(m,n)やH(m)を求めているが、計算量や測定精度を勘案して、所定の間隔おきに選択したサブキャリアについてのみ、これらの処理を実行することとしても良い。以下同様であるが、理解を容易にするため、すべてのサブキャリアについてG(m,n)やH(m)を求める場合を例にあげて説明する。
【００８８】
以下、出力部２０９において行われる通信特性を求める技術について、さらに詳細に説明する。
【００８９】
（通信特性の取得）
上記のように、抽出部２０８が、測定対象の送信装置１５１に対して抽出したサブキャリアのピークが、q1，q2，q3，…に対してH(1)，H(2)，H(3)，…である場合、出力部２０９がこのデータをどのように処理するか、について説明する。
【００９０】
（１）  周波数
【００９１】
まず、送信装置１５１の基準送信周波数を、受信装置１３１で確認、測定したい場合には、上記の
q1，q2，q3，…
をそのまま出力するか、これらを基準受信周波数との差を表す数値として、周波数単位に換算して出力すれば、送信装置１５１から送信された信号の「サブキャリアごとの送信周波数」の実測値を得ることができる。
【００９２】
また、
q1，q2，q3，…
に対する重みをそれぞれ
|H(1)|，|H(2)|，|H(3)|，…
とした重み付き平均をとることによって、送信装置１５１から送信された信号の送信周波数の実測値を得ることとしても良い。
【００９３】
このほか、周波数特性がフラットな場合などは、いずれか１つのサブキャリア（典型的には中心や最小周波数、最大周波数に対応するもの）についてのピークのインデックスから、送信周波数の代表値の実測値を得ても良い。
【００９４】
（２）  周波数安定度
【００９５】
G(m,n)は、ある時間幅τ（Lシンボル長）に相当する窓幅の離散フーリエ変換の値であるので、時間幅τの平均値を示すものである。
【００９６】
周波数安定度を測定したい場合は、以下のような処理を行う。上記の抽出部２０８は、ある時刻t（典型的には、シンボル長さ単位で数える離散値で、時間幅τ区間を代表する時刻である。）について、各サブキャリアについて
H(1)，H(2)，H(3)，…
を出力するが、これを、
Hτ(1,t)，Hτ(2,t)，Hτ(3,t)，…
と書くこととする。すなわち、サブキャリアごとに、時間幅τごとの時間方向の複素系列を得るのである。
【００９７】
上記のように、蓄積部２０６は、Lシンボル長分だけ情報を蓄積するから、ここでもLシンボル長ごとの情報を蓄積するものとすると、m番目のサブキャリアに対して所望の送信装置１５１から受信装置１３１が受信した複素時系列は、
Hτ(m,1)，Hτ(m,2)，…，Hτ(m,L)
となる。
【００９８】
さて、m番目のサブキャリアについての、周波数安定度を求めるには、この複素時系列
Hτ(m,1)，Hτ(m,2)，…，Hτ(m,L)
に対してアラン分散（Allan Variance）解析を行う。アラン分散は、周波数安定度を求めるために広く用いられる技術である。
【００９９】
アラン分散解析を行う対象となるサブキャリアとしては、周波数特性がフラットであれば、中心や最小周波数、最大周波数に対応するものが考えられる。一方、多重伝搬路の影響下では、すべてのサブキャリアに対して行っても良いし、複数のサブキャリアに対して得られた解析結果を、適宜平均化するなどの処理を施しても良い。
【０１００】
（３）  電界強度
【０１０１】
さらに、電界強度を測定したい場合は、以下のような処理を行う。すなわち、
H(1)，H(2)，H(3)，…
は、実際に蓄積部２０６に蓄積された伝達関数g(m,k)から求めた、所望の送信装置１５１から受信装置１３１への周波数特性である。すなわち、所望の送信装置１５１から受信装置１３１へ送信された信号の電力は、周波数特性から求めることができる。
【０１０２】
そこで、|H(m)|の自乗平均を求めて、これを当該送信装置１５１の電界強度として出力する。
【０１０３】
なお、既知の一部のサブキャリアの情報だけを用いて電界強度を求める手法は、受信状態が劣悪でデータのシンボル値推定に誤りが生じる場合には特に有効であるが、受信状態が良好な場合に測定精度を向上させるには、すべてのサブキャリアを処理の対象とすることが望ましい。
【０１０４】
（４）  遅延プロファイル
【０１０５】
遅延プロファイルを求めるには、所望の送信装置１５１からの伝達関数の複素時系列
H(1)，H(2)，H(3)，…，H(M)
を、複素離散フーリエ変換すれば良い。すなわち、
D(t) = (1/M)Σm=1MH(m) exp(-2π(m-1)tj/M)
とする。
【０１０６】
マルチパス環境下では、|D(t)|のピークが複数出現する。これらは、各伝搬路に対応付けられる。D(t)は、遅延時間tの伝搬路の特性を示しており、もとの信号がどの程度の強度で、どの程度位相が変化して到達するか、が、この情報から判明する。
【０１０７】
以下では、一部のサブキャリアのみにＳＰが配置されるような場合に、解析できる遅延プロファイルの条件について説明する。
【０１０８】
図４に示すように、ＳＰデータを補間して同一の時間に揃えたＳＰのみが使用して、伝達関数を抽出した場合には、単にそれらを並べて、離散フーリエ変換（DFT）すれば良い。このようにすれば、遅延時間（Delay Time）と位相の変化を表す複素遅延プロファイル（Complex Delay Profile）が得られる。
【０１０９】
この場合、標本化定理に基づき、解析可能な遅延波の最大の遅延時間は、ＳＰ間隔の逆数未満となる。
【０１１０】
上記の例では、ＳＰのみのデータ列は、全体の３分の１になっている（3(k-1)+1番目のサブキャリアのみにＳＰが配置されている。）から、解析可能な最大遅延時間もＳＰ間隔の逆数の３分の１となる。
【０１１１】
これよりも長い遅延時間の遅延波が存在した場合は、解析結果の遅延プロファイルに虚像成分となって折り返されることになる。
【０１１２】
たとえば、
有効シンボル長を１ｍｓとして、モード３の１３セグメントを利用し、
サブキャリア間隔を１ｋＨｚとし、
ガードインターバル長を１２５μｓ、すなわち有効シンボル長の１／８とし、
サブキャリア数を５６１７とし、バンド幅を５.６１７ＭＨｚとし、
ＳＰ数を１８７２とし、バンド幅を５.６１７ＭＨｚとした
場合を考える。
【０１１３】
この場合、解析可能な最大遅延時間は、1/(1kHz)×(1/3) = 333.3μsとなる。
【０１１４】
遅延時間の分解能は、333.3μs/1872 = 0.178μsとなる。これは、距離分解能で考えると、0.178μs×3.0×108m/s = 53.4mである。
【０１１５】
このほか、すべてのサブキャリアについての伝達関数を求めて、それらの周波数方向の列に対して、離散フーリエ変換を行うこともできる。それ以降の処理は、上記の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
以上説明したように、本発明によれば、複数の送信局が混在する環境下でのＯＦＤＭ通信の測定システム、受信装置、測定方法、ならびに、コンピュータを用いてこれらを実現するプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施形態に係る測定システムの概要構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る受信装置の概要構成を示す説明図である。
【図３】周波数と時間のデータ配列に対してＳＰが配置される様子を示す説明図である。
【図４】ある時刻におけるあるサブキャリアの伝達関数を、前後の時刻から補間する様子を示す説明図である。
【図５】多重伝搬によるＯＦＤＭ信号の影響を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１０１  測定システム
１３１  受信装置
１５１  送信装置
２０１  受信部
２０２  ベースバンド変換部
２０３  ＯＦＤＭフーリエ変換部
２０４  復調部
２０５  伝搬特性取得部
２０６  蓄積部
２０７  離散フーリエ変換部
２０８  抽出部
２０９  出力部
【図１】
2007150789.tif 000003
【図２】
2007150789.tif 000004
【図３】
2007150789.tif 000005
【図４】
2007150789.tif 000006
【図５】
2007150789.tif 000007