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公開番号2025003061
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023103522
出願日2023-06-23
発明の名称測定装置及び測定方法
出願人国立大学法人東北大学
代理人弁理士法人真田特許事務所
主分類H04B 17/364 20150101AFI20241226BHJP(電気通信技術)
要約【課題】測定装置から特定の信号を送出することなく被測定システムの送信機と受信機との間の遅延プロファイルを測定可能とする。
【解決手段】無線通信システム200の送信機2の近傍に配置した第1の受信アンテナ4と、無線通信システム200の遅延プロファイル測定地点の受信機位置に配置した第2の受信アンテナ3とに接続され、第1の受信アンテナ4及び第2の受信アンテナからのアナログ信号をデジタル信号に変換する信号変換器1と、信号変換器1からのデジタル信号の入力を受け付け、第1の受信アンテナ4への入力信号(CH1)の伝達関数Hi(ω)と、第2の受信アンテナ3への入力信号(CH2)の伝達関数Ho(ω)と、前記伝達関数Ho(ω)と前記伝達関数Hi(ω)との比であるHoi(ω)=Ho(ω)/Hi(ω)とに基づき、時刻tにおける前記遅延プロファイルPDP(t)を算出する信号処理装置5と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
被測定システムである無線通信システムの到達信号の遅延プロファイルを測定する測定装置であって、
前記無線通信システムの送信機の近傍に配置した第１の受信アンテナと、前記無線通信システムの遅延プロファイル測定地点の受信機位置に配置した第２の受信アンテナとに接続され、前記第１の受信アンテナ及び前記第２の受信アンテナからのアナログ信号をデジタル信号に変換する信号変換器と、
前記信号変換器からの前記デジタル信号の入力を受け付け、前記第１の受信アンテナへの入力信号（ＣＨ１）の伝達関数Ｈｉ（ω）と、前記第２の受信アンテナへの入力信号（ＣＨ２）の伝達関数Ｈｏ（ω）と、前記伝達関数Ｈｏ（ω）と前記伝達関数Ｈｉ（ω）との比であるＨｏｉ（ω）=Ｈｏ（ω）／Ｈｉ（ω）とに基づき、時刻ｔにおける前記遅延プロファイルＰＤＰ（ｔ）を算出する信号処理装置と、
を備えることを特徴とする、測定装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記信号処理装置は、
前記Ｈｉ（ω）の絶対値が他の周波数の値に比べ極端に小さい場合、前記Ｈｏｉ（ω）の値を０とするゼロパディング処理を行う、ことを特徴とする、請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
前記信号処理装置は、
ＦＦＴがフーリエ変換を表し、ＩＦＦＴが逆フーリエ変換を表し、Ｈｉ（ω）＝ＦＦＴ（ＣＨ１）であり、Ｈｏ（ω）＝ＦＦＴ（ＣＨ２）であるとき、時刻ｔにおける前記遅延プロファイルを、ＰＤＰ（ｔ）＝ＩＦＦＴ（Ｈｏｉ（ω））の式を用いて算出する、
ことを特徴とする、請求項１または２記載の測定装置。
【請求項４】
信号相関行列の固有ベクトルを用いる方法を用いて、前記Ｈｏｉ（ω）より、前記遅延プロファイルＰＤＰ（ｔ）を算出する、
ことを特徴とする、請求項１または２記載の測定装置。
【請求項５】
前記信号処理装置は、
Multiple Signal Classification（ＭＵＳＩＣ）法を用いて、前記Ｈｏｉ（ω）及び
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（ｐは信号の最大次元数、Ｍは総次元数、ＶがＨｏｉ（ω）の相関行列から求めた信号相関行列の固有ベクトル、ｅ（ｔ）が複素正弦波ベクトルであり、Ｖ
Ｈ
がＶの共役転置行列を表す）の式に基づき、前記遅延プロファイルＰＤＰ（ｔ）を算出する、
ことを特徴とする、請求項４記載の測定装置。
【請求項６】
前記信号処理装置は、
出力時間分解能を前記被測定システムの帯域幅で決まる時間分解能よりも小さく設定する、
ことを特徴とする、請求項４に記載の測定装置。
【請求項７】
前記信号処理装置は、
データを時間方向に分割したスナップショットと、複数の同条件データから求めたスナップショットとの少なくともいずれかのスナップショットに基づき、前記遅延プロファイルＰＤＰ（ｔ）を算出する、
ことを特徴とする、請求項４に記載の測定装置。
【請求項８】
被測定システムである無線通信システムの到達信号の遅延プロファイルを測定し、信号変換器及び信号処理装置を備える測定装置において、
前記信号変換器は、前記無線通信システムの送信機の近傍に配置した第１の受信アンテナと、前記無線通信システムの遅延プロファイル測定地点の受信機位置に配置した第２の受信アンテナとに接続され、前記第１の受信アンテナ及び前記第２の受信アンテナからのアナログ信号をデジタル信号に変換し、
前記信号処理装置は、前記第１の受信アンテナへの入力信号（ＣＨ１）の伝達関数Ｈｉ（ω）と、前記第２の受信アンテナへの入力信号（ＣＨ２）の伝達関数Ｈｏ（ω）と、前記伝達関数Ｈｏ（ω）と前記伝達関数Ｈｉ（ω）との比であるＨｏｉ（ω）=Ｈｏ（ω）／Ｈｉ（ω）とに基づき、時刻ｔにおける前記遅延プロファイルＰＤＰ（ｔ）を算出する、
ことを特徴とする、測定方法。
【請求項９】
前記信号処理装置は、
前記Ｈｉ（ω）の絶対値が他の周波数の値に比べ極端に小さい場合、前記Ｈｏｉ（ω）の値を０とするゼロパディング処理を行う、
ことを特徴とする、請求項８記載の測定方法。
【請求項１０】
前記信号処理装置は、
ＦＦＴがフーリエ変換を表し、ＩＦＦＴが逆フーリエ変換を表し、Ｈｉ（ω）＝ＦＦＴ（ＣＨ１）であり、Ｈｏ（ω）＝ＦＦＴ（ＣＨ２）であるとき、時刻ｔにおける前記遅延プロファイルを、ＰＤＰ（ｔ）＝ＩＦＦＴ（Ｈｏi（ω））の式を用いて算出する、
ことを特徴とする、請求項８または９記載の測定方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載する技術は、測定装置及び測定方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
無線通信システムのための電力遅延プロファイル（Power Delay Profile, ＰＤＰ）の測定は、多チャンネル又は多入力多出力（ＭＩＭＯ）の設計を含む無線システムのチャネル設計に用いられる（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００３】
図１は、従来例における無線通信システム６００の構成例を模式的に示すブロック図である。
【０００４】
無線通信システム６００は、ＰＤＰ測定装置６、送信機（Ｔｘ）７及び受信機（Ｒｘ）８を備える。ＰＤＰ測定装置６は、サウンダと称されてもよく、Ｔｘ７に対してＴｘ信号を入力する。Ｔｘ７は、入力されたＴｘ信号に基づき、マルチチャネル伝送路を介してＲｘに対して信号を送信する。Ｒｘ８は、Ｔｘ７から受信したＲｘ信号をＰＤＰ測定装置６へ入力する。そして、ＰＤＰ測定装置６は、遅延プロファイルを算出する。
【０００５】
遅延プロファイルＰＤＰ（ｔ）は、Ｓｏ（ｔ）が受信信号（Ｒｘ信号）で、Ｓｒ（ｔ）が特殊な参照信号（例えば最長符号系列等のＰＮ符号の変調波の場合はＴｘ信号も同じＰＮ符号の変調波）であるとき、次式に基づいて算出されてよい。
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【０００６】
また、ＰＤＰ測定装置６としてVector Network Analyser（ＶＮＡ）を適用する場合には、Ｔｘ信号及びＲｘ信号は周波数掃引された連続信号（ＣＷ）であってもよい。この場合に、遅延プロファイルＰＤＰ（ｔ）は、Ｈｓ（ω）が無線通信システム６００の伝達関数であるとき、次式に基づいて算出されてよい。なお、ＩＦＦＴは、逆フーリエ変換を表す。
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【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１２－１７８８７７号公報
特開２００８－２２８２００号公報
【非特許文献】
【０００８】
Theodore S, George R. MacCartney, Jr., Mathew K. Samimi, Shu Sun「Wideband Millimeter-Wave Propagation Measurements and Channel Models for Future Wireless Communication System Design」IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS, VOL. 63, NO. 9、２０１５年９月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来例におけるＰＤＰ測定装置６では、ＰＤＰ測定装置６から出力された特定の送信信号を、無線通信システム６００のＴｘ７から出力しなければならないという課題がある。
【００１０】
１つの側面では、本明細書に記載する技術は、測定装置から特定の信号を送出することなく被測定システムの送信機と受信機との間の遅延プロファイルを測定可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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