JPH11281725A - 多重伝搬波パラメータ計測方法及び装置並びにプログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
多重伝搬波パラメータ計測方法及び装置並びにプログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体Info
- Publication number
- JPH11281725A JPH11281725A JP10079711A JP7971198A JPH11281725A JP H11281725 A JPH11281725 A JP H11281725A JP 10079711 A JP10079711 A JP 10079711A JP 7971198 A JP7971198 A JP 7971198A JP H11281725 A JPH11281725 A JP H11281725A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- measuring
- delay time
- arrival
- transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
- H04B7/0837—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
- H04B7/0842—Weighted combining
- H04B7/086—Weighted combining using weights depending on external parameters, e.g. direction of arrival [DOA], predetermined weights or beamforming
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 到来方位と遅延時間の変化量の測定に要する
時間を短縮させる。 【解決手段】 まず送信波の到来方位θを測定し、不要
波が抑圧された所望波のみの受信信号を取り出し、これ
を基に所望波が送信手段から受信手段に至るまでの遅延
時間の変化量Δτを測定する。
時間を短縮させる。 【解決手段】 まず送信波の到来方位θを測定し、不要
波が抑圧された所望波のみの受信信号を取り出し、これ
を基に所望波が送信手段から受信手段に至るまでの遅延
時間の変化量Δτを測定する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多重伝搬波の各種
パラメータを測定する多重伝搬波パラメータ計測方法及
び装置並びに多重伝搬波パラメータ計測プログラムを記
録した機械読み取り可能な記録媒体に関し、特に、パラ
メータとして送信手段から放射された送信波の到来方位
と送信波が送信手段から受信手段に至るまでの遅延時間
の変化量とを測定する多重伝搬波パラメータ計測方法及
び装置並びに多重伝搬波パラメータ計測プログラムを記
録した機械読み取り可能な記録媒体に関する。
パラメータを測定する多重伝搬波パラメータ計測方法及
び装置並びに多重伝搬波パラメータ計測プログラムを記
録した機械読み取り可能な記録媒体に関し、特に、パラ
メータとして送信手段から放射された送信波の到来方位
と送信波が送信手段から受信手段に至るまでの遅延時間
の変化量とを測定する多重伝搬波パラメータ計測方法及
び装置並びに多重伝搬波パラメータ計測プログラムを記
録した機械読み取り可能な記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】図10は従来の多重伝搬波パラメータ計
測装置の構成を示す模式図である。図10に示す多重伝
搬波パラメータ計測装置は、空中に送信波104を放射
する送信装置101と、送信波104を受信し各種パラ
メータを測定する受信装置102とによって構成されて
いる。送信装置101から送信波104が放射される
と、送信波104の一部は直接受信装置102に受信さ
れる。また、送信波104の他の一部は、例えば建物等
のように電波を反射する作用をもつ反射体103により
反射され、受信装置102に受信される。このように送
信波104は様々な経路を通って到来するので、送信波
104は多重伝搬波として受信装置102に受信され
る。
測装置の構成を示す模式図である。図10に示す多重伝
搬波パラメータ計測装置は、空中に送信波104を放射
する送信装置101と、送信波104を受信し各種パラ
メータを測定する受信装置102とによって構成されて
いる。送信装置101から送信波104が放射される
と、送信波104の一部は直接受信装置102に受信さ
れる。また、送信波104の他の一部は、例えば建物等
のように電波を反射する作用をもつ反射体103により
反射され、受信装置102に受信される。このように送
信波104は様々な経路を通って到来するので、送信波
104は多重伝搬波として受信装置102に受信され
る。
【0003】受信装置102が、送信波104の到来方
位と送信波104が送信装置101から受信装置102
に至るまでの遅延時間の変化量とを測定する場合、測定
は次のように行われる。まず、到来方位と遅延時間とを
推定するための評価関数を作成する。この評価関数は角
度(到来方位)と時間(遅延時間)の関数である。次
に、この評価関数の0〜Θの角度範囲をΔΘの間隔で、
また0〜tの時間範囲をΔtの間隔で計算する。そし
て、計算値のピークを捜索することにより、到来方位と
遅延時間を推定する。さらに、遅延時間の変化量につい
ては、異なるタイミングで受信された2つの信号から上
記した方法で遅延時間をそれぞれ推定し、各遅延時間の
差を求めることにより得ることができる。
位と送信波104が送信装置101から受信装置102
に至るまでの遅延時間の変化量とを測定する場合、測定
は次のように行われる。まず、到来方位と遅延時間とを
推定するための評価関数を作成する。この評価関数は角
度(到来方位)と時間(遅延時間)の関数である。次
に、この評価関数の0〜Θの角度範囲をΔΘの間隔で、
また0〜tの時間範囲をΔtの間隔で計算する。そし
て、計算値のピークを捜索することにより、到来方位と
遅延時間を推定する。さらに、遅延時間の変化量につい
ては、異なるタイミングで受信された2つの信号から上
記した方法で遅延時間をそれぞれ推定し、各遅延時間の
差を求めることにより得ることができる。
【0004】また、遅延時間の変化量を精度よく測定す
るためには、ノイズ等の影響を受けていない同期信号を
使用する必要がある。このため、図10に示した多重伝
搬波パラメータ計測装置では、送信装置101から受信
装置102に同期信号をケーブル105で送るため、送
信装置101と受信装置102とがケーブル105で接
続された構成になっている。
るためには、ノイズ等の影響を受けていない同期信号を
使用する必要がある。このため、図10に示した多重伝
搬波パラメータ計測装置では、送信装置101から受信
装置102に同期信号をケーブル105で送るため、送
信装置101と受信装置102とがケーブル105で接
続された構成になっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、図10に
示した従来の多重伝搬波パラメータ計測装置は、「到来
方位」と「遅延時間の変化量」という2つのパラメータ
を推定するのに二次元のサーチを行う方法を採ってい
た。しかし、この方法では推定のための信号処理に時間
がかかるため、素早く測定結果を得ることができないと
いう問題があった。また、従来の多重伝搬波パラメータ
計測装置では、送信装置101と受信装置102とがケ
ーブル105によって接続されている。このため、従来
の多重伝搬波パラメータ計測装置は、屋外で送信装置1
01を移動させての遅延時間変化量測定に不向きだっ
た。
示した従来の多重伝搬波パラメータ計測装置は、「到来
方位」と「遅延時間の変化量」という2つのパラメータ
を推定するのに二次元のサーチを行う方法を採ってい
た。しかし、この方法では推定のための信号処理に時間
がかかるため、素早く測定結果を得ることができないと
いう問題があった。また、従来の多重伝搬波パラメータ
計測装置では、送信装置101と受信装置102とがケ
ーブル105によって接続されている。このため、従来
の多重伝搬波パラメータ計測装置は、屋外で送信装置1
01を移動させての遅延時間変化量測定に不向きだっ
た。
【0006】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、「到来方位」と「遅
延時間の変化量」という2つのパラメータの測定時間を
短縮させることにある。また、本発明の他の目的は、送
信側及び受信側のうちの少なくとも一方を移動させて遅
延時間変化量の測定をすることができるようにすること
にある。
なされたものであり、その目的は、「到来方位」と「遅
延時間の変化量」という2つのパラメータの測定時間を
短縮させることにある。また、本発明の他の目的は、送
信側及び受信側のうちの少なくとも一方を移動させて遅
延時間変化量の測定をすることができるようにすること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による多重伝搬波パラメータ計測方法
は、送信手段から外部空間に向けて送信波を放射し、受
信手段で送信波を多重伝搬波として受信し、受信手段か
ら出力された受信信号に基づき送信波の到来方位を測定
し、測定された到来方位のうちの一方位から到来する送
信波を所望波とするとともに他の方位から到来する送信
波を不要波とし所望波の不要波に対する受信電力比が最
大となるウェイトを求め、受信信号にウェイトをかける
ことにより不要波が抑圧された受信信号を取り出し、不
要波が抑圧された受信信号に基づき所望波が送信手段か
ら受信手段に至るまでの遅延時間の変化量を測定する。
ここで、受信手段は複数のアンテナ素子が一方向に整列
配置されることにより構成されたアレイアンテナを含む
ものとし、受信手段から出力された受信信号に対して移
動空間平均及びMUSIC法を施して到来方位を測定す
る。また、送信波は周期性がある送信波であるとし、受
信手段から出力された受信信号を送信波の周期の自然数
倍の間隔でサンプリングし、サンプリングされた受信信
号にウェイトをかけることにより不要波が抑圧された受
信信号を取り出し、不要波が抑圧された受信信号を予め
記憶されている所定時刻における送信波の周波数データ
により規格化し、規格化された受信信号に対して移動空
間平均及びMUSIC法を施して不要波が抑圧された受
信信号の所定時刻に対する遅延時間を推定し、異なるタ
イミングでサンプリングされた2つの受信信号からそれ
ぞれ推定された各遅延時間の差に基づき変化量を測定す
る。あるいは、送信波は周期性がある送信波でありと
し、受信手段から出力された受信信号を送信波の周期の
自然数倍の間隔でサンプリングし、サンプリングされた
受信信号を予め記憶されている所定時刻における送信波
の周波数データにより規格化し、規格化された受信信号
にウェイトをかけることにより不要波が抑圧された受信
信号を取り出し、不要波が抑圧された受信信号に対して
移動空間平均及びMUSIC法を施して不要波が抑圧さ
れた受信信号の所定時刻に対する遅延時間を推定し、異
なるタイミングでサンプリングされた2つの受信信号か
らそれぞれ推定された各遅延時間に基づき変化量を測定
する。さらに、測定された各到来方位から到来する各所
望波に対してそれぞれウェイトを求め、各不要波が抑圧
された受信信号をそれぞれ取り出し、各所望波に対して
それぞれ変化量を測定する。
るために、本発明による多重伝搬波パラメータ計測方法
は、送信手段から外部空間に向けて送信波を放射し、受
信手段で送信波を多重伝搬波として受信し、受信手段か
ら出力された受信信号に基づき送信波の到来方位を測定
し、測定された到来方位のうちの一方位から到来する送
信波を所望波とするとともに他の方位から到来する送信
波を不要波とし所望波の不要波に対する受信電力比が最
大となるウェイトを求め、受信信号にウェイトをかける
ことにより不要波が抑圧された受信信号を取り出し、不
要波が抑圧された受信信号に基づき所望波が送信手段か
ら受信手段に至るまでの遅延時間の変化量を測定する。
ここで、受信手段は複数のアンテナ素子が一方向に整列
配置されることにより構成されたアレイアンテナを含む
ものとし、受信手段から出力された受信信号に対して移
動空間平均及びMUSIC法を施して到来方位を測定す
る。また、送信波は周期性がある送信波であるとし、受
信手段から出力された受信信号を送信波の周期の自然数
倍の間隔でサンプリングし、サンプリングされた受信信
号にウェイトをかけることにより不要波が抑圧された受
信信号を取り出し、不要波が抑圧された受信信号を予め
記憶されている所定時刻における送信波の周波数データ
により規格化し、規格化された受信信号に対して移動空
間平均及びMUSIC法を施して不要波が抑圧された受
信信号の所定時刻に対する遅延時間を推定し、異なるタ
イミングでサンプリングされた2つの受信信号からそれ
ぞれ推定された各遅延時間の差に基づき変化量を測定す
る。あるいは、送信波は周期性がある送信波でありと
し、受信手段から出力された受信信号を送信波の周期の
自然数倍の間隔でサンプリングし、サンプリングされた
受信信号を予め記憶されている所定時刻における送信波
の周波数データにより規格化し、規格化された受信信号
にウェイトをかけることにより不要波が抑圧された受信
信号を取り出し、不要波が抑圧された受信信号に対して
移動空間平均及びMUSIC法を施して不要波が抑圧さ
れた受信信号の所定時刻に対する遅延時間を推定し、異
なるタイミングでサンプリングされた2つの受信信号か
らそれぞれ推定された各遅延時間に基づき変化量を測定
する。さらに、測定された各到来方位から到来する各所
望波に対してそれぞれウェイトを求め、各不要波が抑圧
された受信信号をそれぞれ取り出し、各所望波に対して
それぞれ変化量を測定する。
【0008】また、本発明による多重伝搬波パラメータ
計測装置は、送信波を外部空間に向けて放射する送信手
段と、送信波を多重伝搬波として受信して受信信号を出
力する受信手段と、この受信手段の出力側に接続されか
つ受信信号に基づき送信波の到来方位を測定する到来方
位測定手段と、この到来方位測定手段及び受信手段のそ
れぞれの出力側に接続されかつ到来方位測定手段により
測定された到来方位のうちの一方位から到来する送信波
を所望波とするとともに他の方位から到来する送信波を
不要波とし所望波の不要波に対する受信電力比が最大と
なるウェイトを求め受信信号にウェイトをかけることに
より不要波が抑圧された受信信号を取り出す所望波抽出
手段と、この所望波抽出手段の出力側に接続されかつ不
要波が抑圧された受信信号に基づき所望波が送信手段か
ら受信手段に至るまでの遅延時間の変化量を測定する遅
延時間変化量測定手段とを備えている。ここで、受信手
段は複数のアンテナ素子が一方向に整列配置されること
により構成されたアレイアンテナを含み、到来方位測定
手段は受信手段から出力された受信信号に対して移動空
間平均及びMUSIC法を施して到来方位を測定する手
段を含む。また、送信波は周期性がある送信波であり、
受信手段の出力側と所望波抽出手段の入力側との間に接
続されかつ受信手段から出力された受信信号を送信波の
周期の自然数倍の間隔でサンプリングして所望波抽出手
段に出力するサンプリング手段と、遅延時間変化量測定
手段の入力側に接続されかつ所定時刻における送信波の
周波数データが予め記憶されている記憶手段とを備え、
遅延時間変化量測定手段は不要波が抑圧された受信信号
を周波数データにより規格化しこの規格化した受信信号
に対して移動空間平均及びMUSIC法を施して所定時
刻に対する遅延時間を推定する手段と、サンプリング手
段により異なるタイミングでサンプリングされた2つの
受信信号からそれぞれ推定された各遅延時間に基づき変
化量を測定する手段とを含む。さらに、所望波抽出手段
は到来方位測定手段により測定された各到来方位から到
来する各所望波に対してそれぞれウェイトを求め各不要
波が抑圧された受信信号をそれぞれ取り出す手段を含
み、遅延時間変化量測定手段は各所望波に対してそれぞ
れ変化量を測定する手段を含む。
計測装置は、送信波を外部空間に向けて放射する送信手
段と、送信波を多重伝搬波として受信して受信信号を出
力する受信手段と、この受信手段の出力側に接続されか
つ受信信号に基づき送信波の到来方位を測定する到来方
位測定手段と、この到来方位測定手段及び受信手段のそ
れぞれの出力側に接続されかつ到来方位測定手段により
測定された到来方位のうちの一方位から到来する送信波
を所望波とするとともに他の方位から到来する送信波を
不要波とし所望波の不要波に対する受信電力比が最大と
なるウェイトを求め受信信号にウェイトをかけることに
より不要波が抑圧された受信信号を取り出す所望波抽出
手段と、この所望波抽出手段の出力側に接続されかつ不
要波が抑圧された受信信号に基づき所望波が送信手段か
ら受信手段に至るまでの遅延時間の変化量を測定する遅
延時間変化量測定手段とを備えている。ここで、受信手
段は複数のアンテナ素子が一方向に整列配置されること
により構成されたアレイアンテナを含み、到来方位測定
手段は受信手段から出力された受信信号に対して移動空
間平均及びMUSIC法を施して到来方位を測定する手
段を含む。また、送信波は周期性がある送信波であり、
受信手段の出力側と所望波抽出手段の入力側との間に接
続されかつ受信手段から出力された受信信号を送信波の
周期の自然数倍の間隔でサンプリングして所望波抽出手
段に出力するサンプリング手段と、遅延時間変化量測定
手段の入力側に接続されかつ所定時刻における送信波の
周波数データが予め記憶されている記憶手段とを備え、
遅延時間変化量測定手段は不要波が抑圧された受信信号
を周波数データにより規格化しこの規格化した受信信号
に対して移動空間平均及びMUSIC法を施して所定時
刻に対する遅延時間を推定する手段と、サンプリング手
段により異なるタイミングでサンプリングされた2つの
受信信号からそれぞれ推定された各遅延時間に基づき変
化量を測定する手段とを含む。さらに、所望波抽出手段
は到来方位測定手段により測定された各到来方位から到
来する各所望波に対してそれぞれウェイトを求め各不要
波が抑圧された受信信号をそれぞれ取り出す手段を含
み、遅延時間変化量測定手段は各所望波に対してそれぞ
れ変化量を測定する手段を含む。
【0009】また、機械読み取り可能な記録媒体に記録
された多重伝搬波パラメータ計測プログラムは、送信手
段から外部空間に向けて放射された送信波を多重伝搬波
として受信して受信信号を出力する受信手段の出力側に
接続されたコンピュータを、受信信号に基づき送信波の
到来方位を測定する到来方位測定手段、到来方位測定手
段により測定された到来方位のうちの一方位から到来す
る送信波を所望波とするとともに他の方位から到来する
送信波を不要波とし所望波の不要波に対する受信電力比
が最大となるウェイトを求め受信信号にウェイトをかけ
ることにより不要波が抑圧された受信信号を取り出す所
望波抽出手段、不要波が抑圧された受信信号に基づき所
望波が送信手段から受信手段に至るまでの遅延時間の変
化量を測定する遅延時間変化量測定手段として機能させ
る。ここで、到来方位測定手段は受信手段から出力され
た受信信号に対して移動空間平均及びMUSIC法を施
して到来方位を測定する手段を含む。また、受信手段の
出力側とコンピュータの入力側との間には受信手段から
出力された受信信号を送信波の周期の自然数倍の間隔で
サンプリングしてコンピュータに出力するサンプリング
手段が接続されており、遅延時間変化量測定手段は不要
波が抑圧された受信信号を所定時刻における送信波の周
波数データにより規格化しこの規格化した受信信号に対
して移動空間平均及びMUSIC法を施して所定時刻に
対する遅延時間を推定する手段と、サンプリング手段に
より異なるタイミングでサンプリングされた2つの受信
信号からそれぞれ推定された各遅延時間に基づき変化量
を測定する手段とを含む。さらに、所望波抽出手段は到
来方位測定手段により測定された各到来方位から到来す
る各所望波に対してそれぞれウェイトを求め各不要波が
抑圧された受信信号をそれぞれ取り出す手段を含み、遅
延時間変化量測定手段は各所望波に対してそれぞれ変化
量を測定する手段を含む。
された多重伝搬波パラメータ計測プログラムは、送信手
段から外部空間に向けて放射された送信波を多重伝搬波
として受信して受信信号を出力する受信手段の出力側に
接続されたコンピュータを、受信信号に基づき送信波の
到来方位を測定する到来方位測定手段、到来方位測定手
段により測定された到来方位のうちの一方位から到来す
る送信波を所望波とするとともに他の方位から到来する
送信波を不要波とし所望波の不要波に対する受信電力比
が最大となるウェイトを求め受信信号にウェイトをかけ
ることにより不要波が抑圧された受信信号を取り出す所
望波抽出手段、不要波が抑圧された受信信号に基づき所
望波が送信手段から受信手段に至るまでの遅延時間の変
化量を測定する遅延時間変化量測定手段として機能させ
る。ここで、到来方位測定手段は受信手段から出力され
た受信信号に対して移動空間平均及びMUSIC法を施
して到来方位を測定する手段を含む。また、受信手段の
出力側とコンピュータの入力側との間には受信手段から
出力された受信信号を送信波の周期の自然数倍の間隔で
サンプリングしてコンピュータに出力するサンプリング
手段が接続されており、遅延時間変化量測定手段は不要
波が抑圧された受信信号を所定時刻における送信波の周
波数データにより規格化しこの規格化した受信信号に対
して移動空間平均及びMUSIC法を施して所定時刻に
対する遅延時間を推定する手段と、サンプリング手段に
より異なるタイミングでサンプリングされた2つの受信
信号からそれぞれ推定された各遅延時間に基づき変化量
を測定する手段とを含む。さらに、所望波抽出手段は到
来方位測定手段により測定された各到来方位から到来す
る各所望波に対してそれぞれウェイトを求め各不要波が
抑圧された受信信号をそれぞれ取り出す手段を含み、遅
延時間変化量測定手段は各所望波に対してそれぞれ変化
量を測定する手段を含む。
【0010】受信側では、まず到来した送信波の到来方
位を測定し、測定された各方位から到来する各所望波の
みの受信信号をそれぞれ取り出して、各所望波の遅延時
間の変化量をそれぞれ測定する。これにより、遅延時間
変化量については所望波の数、すなわち到来した送信波
の数だけ測定すればよいことになる。受信信号を規格化
するための周波数データは、所定時刻における送信波の
周波数データである。したがって、送信波に周期性があ
れば、受信信号を送信波の周期の自然数倍の間隔でサン
プリングすることにより、サンプリングされた受信信号
を前記した周波数データと対比して規格化することがで
きる。規格化された受信信号は所定時刻からの遅延状態
を示す信号となる。異なるタイミングでサンプリングさ
れた2つの受信信号をこのようにして規格化し、各受信
信号からそれぞれ所定時刻に対する遅延時間を求め、さ
らに各遅延時間の差を算出ことにより遅延時間の変化量
を得ることができる。したがって、送信側から受信側に
ケーブルで同期信号を送らなくても、遅延時間の変化量
を精度よく測定することができる。
位を測定し、測定された各方位から到来する各所望波の
みの受信信号をそれぞれ取り出して、各所望波の遅延時
間の変化量をそれぞれ測定する。これにより、遅延時間
変化量については所望波の数、すなわち到来した送信波
の数だけ測定すればよいことになる。受信信号を規格化
するための周波数データは、所定時刻における送信波の
周波数データである。したがって、送信波に周期性があ
れば、受信信号を送信波の周期の自然数倍の間隔でサン
プリングすることにより、サンプリングされた受信信号
を前記した周波数データと対比して規格化することがで
きる。規格化された受信信号は所定時刻からの遅延状態
を示す信号となる。異なるタイミングでサンプリングさ
れた2つの受信信号をこのようにして規格化し、各受信
信号からそれぞれ所定時刻に対する遅延時間を求め、さ
らに各遅延時間の差を算出ことにより遅延時間の変化量
を得ることができる。したがって、送信側から受信側に
ケーブルで同期信号を送らなくても、遅延時間の変化量
を精度よく測定することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。 (第1の実施の形態)図1は本発明による多重伝搬波パ
ラメータ計測装置の第1の実施の形態の構成を示す模式
図である。図1に示す多重伝搬波パラメータ計測装置
は、送信手段としての送信装置1と、受信装置2とによ
って構成されている。
て図面を用いて詳細に説明する。 (第1の実施の形態)図1は本発明による多重伝搬波パ
ラメータ計測装置の第1の実施の形態の構成を示す模式
図である。図1に示す多重伝搬波パラメータ計測装置
は、送信手段としての送信装置1と、受信装置2とによ
って構成されている。
【0012】送信装置1は送信波4を空中(外部空間)
に放射するものである。送信装置4から放射される送信
波4は、周期性のあるスペクトラム拡散信号である。受
信装置2は送信波4を多重伝搬波として受信し、この送
信波4の到来方位と送信波4が送信装置1から受信装置
2に至るまでの遅延時間の変化量とを測定するものであ
る。なお、受信装置2は定位置に固定されており、また
送信装置1は図示しない移動体に搭載されており、移動
可能であるものとする。
に放射するものである。送信装置4から放射される送信
波4は、周期性のあるスペクトラム拡散信号である。受
信装置2は送信波4を多重伝搬波として受信し、この送
信波4の到来方位と送信波4が送信装置1から受信装置
2に至るまでの遅延時間の変化量とを測定するものであ
る。なお、受信装置2は定位置に固定されており、また
送信装置1は図示しない移動体に搭載されており、移動
可能であるものとする。
【0013】図2は、図1に示した受信装置2の構成を
示すブロック図である。図2に示すように受信装置2
は、M個のアンテナ素子11〜1M(Mは複数)と、各
アンテナ素子11〜1Mの出力側にそれぞれ接続された
M個の受信機21〜2Mと、各受信機21〜2Mの出力
側にそれぞれ接続されたM個のA/D(アナログ/ディ
ジタル)変換器31〜3Mと、各A/D変換器31〜3
Mの出力側に接続された信号処理装置40とによって構
成されている。
示すブロック図である。図2に示すように受信装置2
は、M個のアンテナ素子11〜1M(Mは複数)と、各
アンテナ素子11〜1Mの出力側にそれぞれ接続された
M個の受信機21〜2Mと、各受信機21〜2Mの出力
側にそれぞれ接続されたM個のA/D(アナログ/ディ
ジタル)変換器31〜3Mと、各A/D変換器31〜3
Mの出力側に接続された信号処理装置40とによって構
成されている。
【0014】さらに信号処理装置40は、各A/D変換
器31〜3Mの出力側に接続されたFFT(Fast Fouri
er Transform)処理部41と、FFT処理部41の出力
側に接続された到来方位測定部42と、FFT処理部4
1及び到来方位測定部42のそれぞれの出力側に接続さ
れた所望波抽出部43と、記憶部44と、所望波抽出部
43及び記憶部44のそれぞれの出力側に接続された遅
延時間変化量測定部45とによって構成されている。
器31〜3Mの出力側に接続されたFFT(Fast Fouri
er Transform)処理部41と、FFT処理部41の出力
側に接続された到来方位測定部42と、FFT処理部4
1及び到来方位測定部42のそれぞれの出力側に接続さ
れた所望波抽出部43と、記憶部44と、所望波抽出部
43及び記憶部44のそれぞれの出力側に接続された遅
延時間変化量測定部45とによって構成されている。
【0015】アンテナ素子11〜1Mは一方向に整列配
置されており、受信手段としてのリニアアレイアンテナ
10を構成している。各アンテナ素子11〜1Mは送信
波4を受信すると、受信信号をそれぞれ受信機21〜2
Mに供給する。受信機21〜2Mは各アンテナ素子11
〜1Mからそれぞれ出力された受信信号を、ディジタル
信号処理することができる帯域制限された中間周波数に
変換する機能を有している。A/D変換器31〜3Mは
各受信機21〜2Mからそれぞれ出力された受信信号を
サンプリングして、サンプリングした受信信号をディジ
タル信号に変換するものである。ただし、各A/D変換
器31〜3Mは、送信波4の周期の自然数倍の間隔で同
じ期間だけサンプリングを行うように設定されている。
置されており、受信手段としてのリニアアレイアンテナ
10を構成している。各アンテナ素子11〜1Mは送信
波4を受信すると、受信信号をそれぞれ受信機21〜2
Mに供給する。受信機21〜2Mは各アンテナ素子11
〜1Mからそれぞれ出力された受信信号を、ディジタル
信号処理することができる帯域制限された中間周波数に
変換する機能を有している。A/D変換器31〜3Mは
各受信機21〜2Mからそれぞれ出力された受信信号を
サンプリングして、サンプリングした受信信号をディジ
タル信号に変換するものである。ただし、各A/D変換
器31〜3Mは、送信波4の周期の自然数倍の間隔で同
じ期間だけサンプリングを行うように設定されている。
【0016】信号処理装置40において、FFT処理部
41は各A/D変換器31〜3Mからそれぞれ出力され
た受信信号にFFT処理を施して、周波数解析する機能
を有している。到来方位測定部42はFFT処理部41
から出力された受信信号に対して移動空間平均及びMU
SIC(Multiple Signal Classification)法を施し
て、到来した送信波4の到来方位θを測定する機能を有
している。
41は各A/D変換器31〜3Mからそれぞれ出力され
た受信信号にFFT処理を施して、周波数解析する機能
を有している。到来方位測定部42はFFT処理部41
から出力された受信信号に対して移動空間平均及びMU
SIC(Multiple Signal Classification)法を施し
て、到来した送信波4の到来方位θを測定する機能を有
している。
【0017】所望波抽出部43はFFT処理部41から
出力された受信信号より所望波のみの受信信号を取り出
す機能を有している。ここで所望波とは、到来方位測定
部で測定された前記到来方位のうちの一方位から到来す
る送信波4のことである。また、他の方位から到来した
送信波4を不要波という。例えば方位θ1 から到来する
送信波4を所望波とした場合、方位θ2 から到来する送
信波4は不要波に含まれ、逆に方位θ2 から到来する送
信波4を所望波とした場合、方位θ1 から到来する送信
波4は不要波に含まれことになる。
出力された受信信号より所望波のみの受信信号を取り出
す機能を有している。ここで所望波とは、到来方位測定
部で測定された前記到来方位のうちの一方位から到来す
る送信波4のことである。また、他の方位から到来した
送信波4を不要波という。例えば方位θ1 から到来する
送信波4を所望波とした場合、方位θ2 から到来する送
信波4は不要波に含まれ、逆に方位θ2 から到来する送
信波4を所望波とした場合、方位θ1 から到来する送信
波4は不要波に含まれことになる。
【0018】記憶部44は所定時刻における送信波4の
周波数スペクトラムデータが予め記憶されている記憶手
段である。遅延時間変化量測定部45は所望波抽出部4
3から出力された受信信号より、移動空間平均及びMU
SIC法を用いて所望波の遅延時間の変化量Δτを測定
する機能を有している。
周波数スペクトラムデータが予め記憶されている記憶手
段である。遅延時間変化量測定部45は所望波抽出部4
3から出力された受信信号より、移動空間平均及びMU
SIC法を用いて所望波の遅延時間の変化量Δτを測定
する機能を有している。
【0019】ここで、到来方位測定部42が送信波4の
到来方位を測定する到来方位測定アルゴリズムについて
説明する。M個のアンテナ素子11〜1Mからなるリニ
アアレイアンテナ10で受信された受信信号x1,x2,
…,xM(複素数)は、D個の到来信号F1,F2,…,F
D(複素数)と、M個の受信機21〜2Mの内部雑音
(以下、ノイズという)n1,n2,…,nM(複素数)との
線形結合となる。これを行列で表現すると、 X=AF+N (1) となる。
到来方位を測定する到来方位測定アルゴリズムについて
説明する。M個のアンテナ素子11〜1Mからなるリニ
アアレイアンテナ10で受信された受信信号x1,x2,
…,xM(複素数)は、D個の到来信号F1,F2,…,F
D(複素数)と、M個の受信機21〜2Mの内部雑音
(以下、ノイズという)n1,n2,…,nM(複素数)との
線形結合となる。これを行列で表現すると、 X=AF+N (1) となる。
【0020】ここで、 X=[x1,x2,……,xM]T (2) A=[a(θ1),a(θ2),……,a(θD)] (3) F=[F1,F2,……,FD]T (4) N=[n1,n2,……,nM]T (5) である。
【0021】(3)式に示す行列Aはアレイマニフォル
ドと呼ばれるもので、その列ベクトルa(θ)は方位θに
対するリニアアレイアンテナ10の応答であり、ステア
リングベクトルと呼ばれている。このステアリングベク
トルa(θ)は、M個のアンテナ素子11〜1Mの方位θ
に対する応答a1(θ),a2(θ),…,aM(θ)(複素数)に
より、 a(θ)=[a1(θ),a2(θ),……,aM(θ)]T (6) と表される。なお、Tは転置を示している。次に(1)
式の共分散行列をSとすると、
ドと呼ばれるもので、その列ベクトルa(θ)は方位θに
対するリニアアレイアンテナ10の応答であり、ステア
リングベクトルと呼ばれている。このステアリングベク
トルa(θ)は、M個のアンテナ素子11〜1Mの方位θ
に対する応答a1(θ),a2(θ),…,aM(θ)(複素数)に
より、 a(θ)=[a1(θ),a2(θ),……,aM(θ)]T (6) と表される。なお、Tは転置を示している。次に(1)
式の共分散行列をSとすると、
【0022】
【数1】
【0023】である。ここで、Hは複素共役転置を、バ
ーは平均をそれぞれ示している。いま、到来信号F1〜
FDとノイズn1〜nMとは無相関であり、各受信機21
〜2Mのノイズn1 〜nM も互いに無相関であり、また
簡単のためM個のノイズ電力はすべて等しくσ2 である
と仮定すると、
ーは平均をそれぞれ示している。いま、到来信号F1〜
FDとノイズn1〜nMとは無相関であり、各受信機21
〜2Mのノイズn1 〜nM も互いに無相関であり、また
簡単のためM個のノイズ電力はすべて等しくσ2 である
と仮定すると、
【0024】
【数2】
【0025】となる。ここで、
【0026】
【数3】
【0027】は信号相関行列と呼ばれている。Iは単位
行列である。D個の到来信号F1 〜FD は互いに相関関
係にあるため、ここで共分散行列SMMに移動空間平均を
施す。図3は移動空間平均の説明図である。移動空間平
均とは、M素子のリニアアレイアンテナ10から得られ
た共分散行列SMMを図3に示すようにm素子ごとのサブ
アレイ行列Smmに分割して、各サブアレイ行列Smmを足
しあわせる演算である。共分散行列SMMに移動空間平均
を施すことにより、各到来信号F1 〜FD 間の相関を抑
圧することができる。
行列である。D個の到来信号F1 〜FD は互いに相関関
係にあるため、ここで共分散行列SMMに移動空間平均を
施す。図3は移動空間平均の説明図である。移動空間平
均とは、M素子のリニアアレイアンテナ10から得られ
た共分散行列SMMを図3に示すようにm素子ごとのサブ
アレイ行列Smmに分割して、各サブアレイ行列Smmを足
しあわせる演算である。共分散行列SMMに移動空間平均
を施すことにより、各到来信号F1 〜FD 間の相関を抑
圧することができる。
【0028】移動空間平均を施した共分散行列SMMをS
とおくと、 S=APAH +σ2 I (10) が得られる。このとき、ステアリングベクトルa(θ)
は、 a(θ)=[a1(θ),a2(θ),……,am(θ)]T (11) となる。なお、m>Dである。
とおくと、 S=APAH +σ2 I (10) が得られる。このとき、ステアリングベクトルa(θ)
は、 a(θ)=[a1(θ),a2(θ),……,am(θ)]T (11) となる。なお、m>Dである。
【0029】以下、MUSIC法を用いて到来信号の方
位を推定する。共分散行列Sを固有値分解すると、m個
の固有値λ1,λ2,…,λD,λD+1,…,λm が得られる。こ
こで、 λ1≧λ2≧……≧λm (12) であり、λ1 〜λD は到来信号の固有値、λD+1 〜λm
(=σ2 )はノイズの固有値である。
位を推定する。共分散行列Sを固有値分解すると、m個
の固有値λ1,λ2,…,λD,λD+1,…,λm が得られる。こ
こで、 λ1≧λ2≧……≧λm (12) であり、λ1 〜λD は到来信号の固有値、λD+1 〜λm
(=σ2 )はノイズの固有値である。
【0030】共分散行列Sのノイズの固有値に対する固
有ベクトルをEN とすると、 SEN=σ2EN (13) が成り立つから、(13)式に(10)式を代入する
と、 (APAH+σ2I)EN =σ2EN (14) となる。到来信号F1 〜FD 間に完全な相関がなく、到
来方位がすべて異なる場合には、 AHEN=O (15) となる。
有ベクトルをEN とすると、 SEN=σ2EN (13) が成り立つから、(13)式に(10)式を代入する
と、 (APAH+σ2I)EN =σ2EN (14) となる。到来信号F1 〜FD 間に完全な相関がなく、到
来方位がすべて異なる場合には、 AHEN=O (15) となる。
【0031】よって、次式を評価関数としてピークサー
チすることにより、到来信号の方位推定を行うことがで
きる。 PMU(θ)=1/(aH(θ)ENEN Ha(θ)) (16)
チすることにより、到来信号の方位推定を行うことがで
きる。 PMU(θ)=1/(aH(θ)ENEN Ha(θ)) (16)
【0032】次に、所望波抽出部43が受信信号の中か
ら所望波のみの受信信号を取り出す所望波抽出アルゴリ
ズムについて説明する。いま、方位θ1,θ2 ,…,θD か
ら送信波4が到来し、方位θ1 から到来する送信波4の
みの受信信号を取り出すものとする。この場合、方位θ
1 から到来する送信波4が所望波であり、他の方位θ2
〜θD から到来する送信波4は不要波となる。
ら所望波のみの受信信号を取り出す所望波抽出アルゴリ
ズムについて説明する。いま、方位θ1,θ2 ,…,θD か
ら送信波4が到来し、方位θ1 から到来する送信波4の
みの受信信号を取り出すものとする。この場合、方位θ
1 から到来する送信波4が所望波であり、他の方位θ2
〜θD から到来する送信波4は不要波となる。
【0033】受信信号の中から所望波のみの受信信号を
取り出すためには、まず不要波に対する所望波の受信電
力比が最大となるウェイトを求め、受信信号にこのウェ
イトをかけることにより不要波が抑圧された受信信号を
取り出す。すなわち、θ2 〜θD 方向にヌルを作って不
要波を排除し、θ1 方向から到来する所望波のみ通過さ
せるようなウェイトを求めるのである。
取り出すためには、まず不要波に対する所望波の受信電
力比が最大となるウェイトを求め、受信信号にこのウェ
イトをかけることにより不要波が抑圧された受信信号を
取り出す。すなわち、θ2 〜θD 方向にヌルを作って不
要波を排除し、θ1 方向から到来する所望波のみ通過さ
せるようなウェイトを求めるのである。
【0034】さらに詳しく説明する。受信信号X(t)
は、所望波成分Xd (t)と不要波成分Xi (t)と受信機
21〜2Mのノイズ成分Xn (t)とを含んでいる。すな
わち、X(t)は X(t)=Xd(t)+Xi(t)+Xn(t) (17) と表すことができる。
は、所望波成分Xd (t)と不要波成分Xi (t)と受信機
21〜2Mのノイズ成分Xn (t)とを含んでいる。すな
わち、X(t)は X(t)=Xd(t)+Xi(t)+Xn(t) (17) と表すことができる。
【0035】いま、Xi (t)+Xn (t)の共分散行列を
Rとすると、 R=E{[Xi(t)+Xn(t)]*[Xi(t)+Xn(t)]T} (18) である。ここで、E{・}はアンサンブル平均を、* は
複素共役をそれぞれ示している。また、不要波のステア
リングベクトルをAi とすれば、(18)式は次式と等
価である。
Rとすると、 R=E{[Xi(t)+Xn(t)]*[Xi(t)+Xn(t)]T} (18) である。ここで、E{・}はアンサンブル平均を、* は
複素共役をそれぞれ示している。また、不要波のステア
リングベクトルをAi とすれば、(18)式は次式と等
価である。
【0036】
【数4】
【0037】さらに、所望波のステアリングベクトルを
Ad とすると、ウェイトベクトルWは行列Rの逆行列と
ベクトルAd とにより、 W=αR-1Ad * (20) と定義される。αは0でない任意定数である。(17)
式に示した全成分が含まれた受信信号X(t)にこのウェ
イトベクトルWをかけてW* X(t)を計算すると、行列
R-1により受信信号X(t)から不要波成分Xi (t)と
ノイズ成分Xn (t)とが取り除かれるので、所望波成分
Xd(t) のみを取り出すことができる。すなわち、方位
θ1 から到来する送信波4の受信信号のみを抽出するこ
とができる。
Ad とすると、ウェイトベクトルWは行列Rの逆行列と
ベクトルAd とにより、 W=αR-1Ad * (20) と定義される。αは0でない任意定数である。(17)
式に示した全成分が含まれた受信信号X(t)にこのウェ
イトベクトルWをかけてW* X(t)を計算すると、行列
R-1により受信信号X(t)から不要波成分Xi (t)と
ノイズ成分Xn (t)とが取り除かれるので、所望波成分
Xd(t) のみを取り出すことができる。すなわち、方位
θ1 から到来する送信波4の受信信号のみを抽出するこ
とができる。
【0038】同様に、方位θ2 〜θD から到来する送信
波4の受信信号を取り出す場合には、それぞれ不要波の
ステアリングベクトルAi に基づきウェイトベクトルW
を求め、W* X(t)を計算すればよい。
波4の受信信号を取り出す場合には、それぞれ不要波の
ステアリングベクトルAi に基づきウェイトベクトルW
を求め、W* X(t)を計算すればよい。
【0039】次に、遅延時間変化量測定部45が送信波
4の遅延時間変化量を測定する遅延時間変化量測定アル
ゴリズムについて説明する。所望波抽出部43は、FF
T処理部41により周波数変換された受信信号のスペク
トラムのうち、2K+1個の中間周波数f0 ±Δf×K
成分を取り出し、各周波数スペクトラム成分にウェイト
をかけて所望波の各周波数スペクトラム成分を取り出す
ものとする。この所望波の周波数スペクトラム成分
y-K,y-K+1,…,y0,…,yK (複素数)に基づいて(2
1)式に示す行列Y1 を作成する。 Y1=[y-K,y-K+1,……,y0,y1,……,yK] (21)
4の遅延時間変化量を測定する遅延時間変化量測定アル
ゴリズムについて説明する。所望波抽出部43は、FF
T処理部41により周波数変換された受信信号のスペク
トラムのうち、2K+1個の中間周波数f0 ±Δf×K
成分を取り出し、各周波数スペクトラム成分にウェイト
をかけて所望波の各周波数スペクトラム成分を取り出す
ものとする。この所望波の周波数スペクトラム成分
y-K,y-K+1,…,y0,…,yK (複素数)に基づいて(2
1)式に示す行列Y1 を作成する。 Y1=[y-K,y-K+1,……,y0,y1,……,yK] (21)
【0040】また、送信波4の所定時刻における周波数
スペクトラムをもつ信号を参照信号とし、この参照信号
の中間周波数f0 ±Δf×K成分v-K,v-K+1,…,v0,
…,vK (複素数)により(22)式に示す行列Vを作
成する。 V=[v-K,v-K+1,……,v0,v1,……,vK] (22)
スペクトラムをもつ信号を参照信号とし、この参照信号
の中間周波数f0 ±Δf×K成分v-K,v-K+1,…,v0,
…,vK (複素数)により(22)式に示す行列Vを作
成する。 V=[v-K,v-K+1,……,v0,v1,……,vK] (22)
【0041】ところで、前述したように、図2に示した
A/D変換器31〜3Mは送信波4の周期の自然数倍の
間隔で受信信号をサンプリングするので、サンプリング
された受信信号を参照信号と対比することにより、所定
時刻を基準にした受信信号の遅延量を知ることができ
る。図4は各A/D変換器31〜3Mによってサンプリ
ングされた受信信号について説明するための説明図であ
る。図4(A)は送信装置1から放射された時点の送信
波4aを示しており、また図4(B)はリニアアレイア
ンテナ10に受信されたときの送信波4bを示してい
る。横軸は時間を示している。
A/D変換器31〜3Mは送信波4の周期の自然数倍の
間隔で受信信号をサンプリングするので、サンプリング
された受信信号を参照信号と対比することにより、所定
時刻を基準にした受信信号の遅延量を知ることができ
る。図4は各A/D変換器31〜3Mによってサンプリ
ングされた受信信号について説明するための説明図であ
る。図4(A)は送信装置1から放射された時点の送信
波4aを示しており、また図4(B)はリニアアレイア
ンテナ10に受信されたときの送信波4bを示してい
る。横軸は時間を示している。
【0042】送信波4aの周期をΔTとする。仮に参照
信号の周波数スペクトラムが時刻T0 における送信波4
aの周波数スペクトラムであるとすると、この参照信号
の周波数スペクトラムは時刻T0 +nΔT(nは自然
数)における送信波4aの周波数スペクトラムと等価で
ある。したがって、時刻T1 にサンプリングされた受信
信号を参照信号と対比して、時刻T0 における送信波4
aに対する受信信号の遅延時間を求めたとすると、時刻
T1 +nΔTにサンプリングされた受信信号を参照信号
と対比して、時刻T0+nΔTにおける送信波4aに対
する受信信号の遅延時間を求めることにより、nΔTの
間の遅延時間の変化量を知ることができる。
信号の周波数スペクトラムが時刻T0 における送信波4
aの周波数スペクトラムであるとすると、この参照信号
の周波数スペクトラムは時刻T0 +nΔT(nは自然
数)における送信波4aの周波数スペクトラムと等価で
ある。したがって、時刻T1 にサンプリングされた受信
信号を参照信号と対比して、時刻T0 における送信波4
aに対する受信信号の遅延時間を求めたとすると、時刻
T1 +nΔTにサンプリングされた受信信号を参照信号
と対比して、時刻T0+nΔTにおける送信波4aに対
する受信信号の遅延時間を求めることにより、nΔTの
間の遅延時間の変化量を知ることができる。
【0043】そこで、(21)式で示した受信信号の各
周波数成分を(22)式で示した参照信号の各周波数成
分で割ることで、行列Y1 を規格化する。規格化された
行列をYとすると、 Y=[y-K/v-K,y-K+1/v-K+1,…,y0/v0,y1/v1,…,yK/vK] (23) となる。
周波数成分を(22)式で示した参照信号の各周波数成
分で割ることで、行列Y1 を規格化する。規格化された
行列をYとすると、 Y=[y-K/v-K,y-K+1/v-K+1,…,y0/v0,y1/v1,…,yK/vK] (23) となる。
【0044】(1)式と同様に、規格化された受信信号
の各周波数成分は、D個の到来信号F′1 ,F′2 ,
…,F′D (複素数)と、受信機21〜2Mのノイズの
各周波数成分n′-K,n′-K+1,…,n′K (複素数)
との線形結合となる。すなわち、 Y=A′F′+N′ (24) である。ここで、アレイマニフォルドA′は、 A′=[a′(τ1),a′(τ2),……,a′(τD)] (25) で表され、またステアリングベクトルa′(τ)は、
の各周波数成分は、D個の到来信号F′1 ,F′2 ,
…,F′D (複素数)と、受信機21〜2Mのノイズの
各周波数成分n′-K,n′-K+1,…,n′K (複素数)
との線形結合となる。すなわち、 Y=A′F′+N′ (24) である。ここで、アレイマニフォルドA′は、 A′=[a′(τ1),a′(τ2),……,a′(τD)] (25) で表され、またステアリングベクトルa′(τ)は、
【0045】
【数5】
【0046】で表され、遅延時間τでのリニアアレイア
ンテナ10による各周波数成分の受信電力を示す。
ンテナ10による各周波数成分の受信電力を示す。
【0047】以下、到来方位測定アルゴリズムと同様の
手法で所定時刻T0 に対する遅延時間を推定する。すな
わち、まず(24)式の共分散行列T2K+1を求める。
手法で所定時刻T0 に対する遅延時間を推定する。すな
わち、まず(24)式の共分散行列T2K+1を求める。
【0048】
【数6】
【0049】次に、(27)式に移動空間平均を施す。
移動空間平均を施した共分散行列T2K+1をTとおくと、 T=A′P′A′H+σ2I (28) が得られる。ここで、
移動空間平均を施した共分散行列T2K+1をTとおくと、 T=A′P′A′H+σ2I (28) が得られる。ここで、
【0050】
【数7】
【0051】である。次に、共分散行列Tのノイズの固
有値に対する固有ベクトルをE′N すると、遅延時間推
定の評価関数は次式で表されるから、この評価関数をピ
ークサーチすることにより所定時刻T0 に対する遅延時
間を推定する。 PMU(τ)=1/(aH(τ)E′NE′N Ha(τ)) (30)
有値に対する固有ベクトルをE′N すると、遅延時間推
定の評価関数は次式で表されるから、この評価関数をピ
ークサーチすることにより所定時刻T0 に対する遅延時
間を推定する。 PMU(τ)=1/(aH(τ)E′NE′N Ha(τ)) (30)
【0052】さらに、A/D変換器31〜3Mによって
異なるタイミング、例えばi−1回目及びi回目(i≧
2)にサンプリングされた受信信号に基づいて推定され
た所定時刻T0 に対する遅延時間をそれぞれτi-1 ,τ
i とすると、サンプリング間隔nΔTの間おける遅延時
間の変化量Δτは、 Δτ=τi−τi-1 (31) により求めることができる。
異なるタイミング、例えばi−1回目及びi回目(i≧
2)にサンプリングされた受信信号に基づいて推定され
た所定時刻T0 に対する遅延時間をそれぞれτi-1 ,τ
i とすると、サンプリング間隔nΔTの間おける遅延時
間の変化量Δτは、 Δτ=τi−τi-1 (31) により求めることができる。
【0053】次に、図1に示した多重伝搬波パラメータ
計測装置の動作について図5を用いて説明する。図5は
図2に示した信号処理装置40の動作の流れを示すフロ
ーチャートである。図1に示したように、送信装置1か
ら送信波4が放射されると、送信波4の一部は直接受信
側に到来し、また他の一部は例えば建物等のように電波
を反射する作用をもつ反射体3により反射されて受信側
に到来する。
計測装置の動作について図5を用いて説明する。図5は
図2に示した信号処理装置40の動作の流れを示すフロ
ーチャートである。図1に示したように、送信装置1か
ら送信波4が放射されると、送信波4の一部は直接受信
側に到来し、また他の一部は例えば建物等のように電波
を反射する作用をもつ反射体3により反射されて受信側
に到来する。
【0054】このように様々な経路を通って到来した送
信波4は、図2に示したように、リニアアレイアンテナ
10を構成するM個のアンテナ素子11〜1Mによって
受信される。各アンテナ素子11〜1Mから出力された
受信信号はそれぞれ、各受信機21〜2Mによって、デ
ィジタル信号処理可能な中間周波数に変換される。中間
周波数に変換された受信信号はそれぞれ、A/D変換器
31〜3Mにより送信波4の周期の自然数倍の間隔で同
時にサンプリングされた後、さらにディジタル信号に変
換されて信号処理装置40に出力される。
信波4は、図2に示したように、リニアアレイアンテナ
10を構成するM個のアンテナ素子11〜1Mによって
受信される。各アンテナ素子11〜1Mから出力された
受信信号はそれぞれ、各受信機21〜2Mによって、デ
ィジタル信号処理可能な中間周波数に変換される。中間
周波数に変換された受信信号はそれぞれ、A/D変換器
31〜3Mにより送信波4の周期の自然数倍の間隔で同
時にサンプリングされた後、さらにディジタル信号に変
換されて信号処理装置40に出力される。
【0055】各A/D変換器31〜3Mから信号処理装
置40に出力されたM個の受信信号はFFT処理部41
に読み込まれる。ここで読み込まれた受信信号を「i回
目に読み込まれた受信信号」という場合がある(ステッ
プS1,S2)。FFT処理部41によって読み込まれ
たM個の受信信号はそれぞれ、FFT処理が施されて周
波数解析される(ステップS3)。FFT処理部41で
周波数解析された受信信号は到来方位測定部42に出力
され、空間移動平均及びMUSIC法が施されることに
より、到来した送信波4の到来方位θが測定される(ス
テップS4)。
置40に出力されたM個の受信信号はFFT処理部41
に読み込まれる。ここで読み込まれた受信信号を「i回
目に読み込まれた受信信号」という場合がある(ステッ
プS1,S2)。FFT処理部41によって読み込まれ
たM個の受信信号はそれぞれ、FFT処理が施されて周
波数解析される(ステップS3)。FFT処理部41で
周波数解析された受信信号は到来方位測定部42に出力
され、空間移動平均及びMUSIC法が施されることに
より、到来した送信波4の到来方位θが測定される(ス
テップS4)。
【0056】また、FFT処理部41で周波数解析され
た受信信号は所望波抽出部43にも出力され、ステップ
S4で測定された各方位θから到来する送信波4のみの
受信信号が各方位θごとに抽出され、遅延時間変化量測
定部45に出力される(ステップS5)。所望波抽出部
43から出力された各受信信号はそれぞれ、遅延時間変
化量測定部45で空間移動平均及びMUSIC法を施さ
れ、各方位θから到来する送信波4の遅延時間の変化量
Δτが測定される(ステップS6)。
た受信信号は所望波抽出部43にも出力され、ステップ
S4で測定された各方位θから到来する送信波4のみの
受信信号が各方位θごとに抽出され、遅延時間変化量測
定部45に出力される(ステップS5)。所望波抽出部
43から出力された各受信信号はそれぞれ、遅延時間変
化量測定部45で空間移動平均及びMUSIC法を施さ
れ、各方位θから到来する送信波4の遅延時間の変化量
Δτが測定される(ステップS6)。
【0057】そしてステップS2に移行して、再び各A
/D変換器31〜3Mから出力された受信信号が読み込
まれる。ここで読み込まれた受信信号は「i+1回目に
読み込まれた受信信号」ということになる(ステップS
7)。このようにして、ステップS2〜ステップS7が
繰り返される。
/D変換器31〜3Mから出力された受信信号が読み込
まれる。ここで読み込まれた受信信号は「i+1回目に
読み込まれた受信信号」ということになる(ステップS
7)。このようにして、ステップS2〜ステップS7が
繰り返される。
【0058】図6は図2に示した到来方位測定部42の
動作の流れを示すフローチャートである。この図6を用
いて到来方位測定部42の動作について更に詳しく説明
する。到来方位測定部42は、FFT処理部41で周波
数解析されたM個の受信信号の中間周波数f0 成分を取
り出し、(2)式で示される行列Xを作成する(ステッ
プS41)。続いて到来方位測定部42は、(7)式で
示すように行列Xの共分散行列SMMを作成する(ステッ
プS42)。
動作の流れを示すフローチャートである。この図6を用
いて到来方位測定部42の動作について更に詳しく説明
する。到来方位測定部42は、FFT処理部41で周波
数解析されたM個の受信信号の中間周波数f0 成分を取
り出し、(2)式で示される行列Xを作成する(ステッ
プS41)。続いて到来方位測定部42は、(7)式で
示すように行列Xの共分散行列SMMを作成する(ステッ
プS42)。
【0059】次に、到来方位測定部42は共分散行列S
MMに空間移動平均を施して、到来信号間の相関を抑圧す
る。このとき、共分散行列SMMを分割するサブアレイ行
列Smmの行及び列の数mは、到来する送信波4の数Dよ
りも大きい数に予め設定されている。こうして得られた
共分散行列をSとおく(ステップS43)。
MMに空間移動平均を施して、到来信号間の相関を抑圧す
る。このとき、共分散行列SMMを分割するサブアレイ行
列Smmの行及び列の数mは、到来する送信波4の数Dよ
りも大きい数に予め設定されている。こうして得られた
共分散行列をSとおく(ステップS43)。
【0060】次に、到来方位測定部42は共分散行列S
を固有値分解して、(12)式に示したようなm個の固
有値を得る(ステップS44)。続いて到来方位測定部
42は、m個の固有値の中の最小の固有値に対する固有
ベクトルEN を算出する(ステップS45)。そして、
到来方位測定部42は(16)式に示した評価関数PMU
(θ)を予め定められた角度間隔で計算してピークを捜
索し、送信波4の到来方位θを推定する(ステップS4
6)。ステップS46で推定された到来方位θを示すデ
ータは、図2に示す所望波抽出部43に出力される。
を固有値分解して、(12)式に示したようなm個の固
有値を得る(ステップS44)。続いて到来方位測定部
42は、m個の固有値の中の最小の固有値に対する固有
ベクトルEN を算出する(ステップS45)。そして、
到来方位測定部42は(16)式に示した評価関数PMU
(θ)を予め定められた角度間隔で計算してピークを捜
索し、送信波4の到来方位θを推定する(ステップS4
6)。ステップS46で推定された到来方位θを示すデ
ータは、図2に示す所望波抽出部43に出力される。
【0061】図7は図2に示した所望波抽出部43の動
作の流れを示すフローチャートである。この図7を用い
て所望波抽出部43の動作について更に詳しく説明す
る。到来方位測定部42によって到来波数はDであると
推定されたとする。
作の流れを示すフローチャートである。この図7を用い
て所望波抽出部43の動作について更に詳しく説明す
る。到来方位測定部42によって到来波数はDであると
推定されたとする。
【0062】所望波抽出部43は、このうちの一方位θ
1 から到来する送信波4を所望波とし、方位θ1 以外か
ら到来する送信波4を不要波とする(ステップS5
1)。そして所望波抽出部43は、方位θ1 以外の方位
に対するリニアアレイアンテナ10の応答であるステア
リングベクトルAi と各受信機21〜2Mのノイズσ2
とにより、(19)式に示す行列Rを作成する(ステッ
プS52)。続いて所望波抽出部43は、方位θ1 に対
するリニアアレイアンテナ10の応答であるステアリン
グベクトルAd と行列Rの逆行列とにより、(20)式
に示すウェイトベクトルWを求める(ステップS5
3)。
1 から到来する送信波4を所望波とし、方位θ1 以外か
ら到来する送信波4を不要波とする(ステップS5
1)。そして所望波抽出部43は、方位θ1 以外の方位
に対するリニアアレイアンテナ10の応答であるステア
リングベクトルAi と各受信機21〜2Mのノイズσ2
とにより、(19)式に示す行列Rを作成する(ステッ
プS52)。続いて所望波抽出部43は、方位θ1 に対
するリニアアレイアンテナ10の応答であるステアリン
グベクトルAd と行列Rの逆行列とにより、(20)式
に示すウェイトベクトルWを求める(ステップS5
3)。
【0063】一方、FFT処理部41ではM個の受信信
号がそれぞれ周波数解析される。所望波抽出部43は周
波数解析された各受信信号の2K+1個の中間周波数f
0 ±Δf×K成分を取り込む(ステップS54)。そし
て、所望波抽出部43は各中間周波数成分にウェイトベ
クトルWをかけて、所望波の中間周波数f0 ±Δf×K
成分を取り出す(ステップS55)。所望波抽出部43
はステップS52〜S55の処理をD回繰り返し、各方
位から到来する送信波4の中間周波数成分をそれぞれ取
り出して、図2に示す遅延時間変化量測定部45に出力
する(ステップS52〜S57)。
号がそれぞれ周波数解析される。所望波抽出部43は周
波数解析された各受信信号の2K+1個の中間周波数f
0 ±Δf×K成分を取り込む(ステップS54)。そし
て、所望波抽出部43は各中間周波数成分にウェイトベ
クトルWをかけて、所望波の中間周波数f0 ±Δf×K
成分を取り出す(ステップS55)。所望波抽出部43
はステップS52〜S55の処理をD回繰り返し、各方
位から到来する送信波4の中間周波数成分をそれぞれ取
り出して、図2に示す遅延時間変化量測定部45に出力
する(ステップS52〜S57)。
【0064】図8は図2に示した遅延時間変化量測定部
45の動作の流れを示すフローチャートである。この図
8を用いて遅延時間変化量測定部45の動作について更
に詳しく説明する。遅延時間変化量測定部45は、所望
波抽出部43から出力される一所望波の中間周波数f0
±Δf×K成分により(21)式で示される行列Y1 を
作成する(ステップS61,S62)。
45の動作の流れを示すフローチャートである。この図
8を用いて遅延時間変化量測定部45の動作について更
に詳しく説明する。遅延時間変化量測定部45は、所望
波抽出部43から出力される一所望波の中間周波数f0
±Δf×K成分により(21)式で示される行列Y1 を
作成する(ステップS61,S62)。
【0065】次に、遅延時間変化量測定部45は、図2
に示す記憶部44に格納されている参照信号の各周波数
成分で行列Y1 の各周波数成分を割ることにより行列Y
1 を規格化し、(23)式に示すような行列Yを得る
(ステップS63)。前述したように、参照信号は送信
波4の所定時刻T0 における周波数スペクトラムをもつ
信号だから、規格化された行列Yの各成分は所定時刻T
0 に対する遅延状態を示す信号になる。続いて遅延時間
変化量測定部45は、(27)式で示したように行列Y
の共分散行列T2K+1を作成する(ステップS64)。
に示す記憶部44に格納されている参照信号の各周波数
成分で行列Y1 の各周波数成分を割ることにより行列Y
1 を規格化し、(23)式に示すような行列Yを得る
(ステップS63)。前述したように、参照信号は送信
波4の所定時刻T0 における周波数スペクトラムをもつ
信号だから、規格化された行列Yの各成分は所定時刻T
0 に対する遅延状態を示す信号になる。続いて遅延時間
変化量測定部45は、(27)式で示したように行列Y
の共分散行列T2K+1を作成する(ステップS64)。
【0066】次に、遅延時間変化量測定部45は共分散
行列T2K+1に空間移動平均を施して、各周波数間の相関
を抑圧する。こうして得られた共分散行列をTとおく
(ステップS65)。
行列T2K+1に空間移動平均を施して、各周波数間の相関
を抑圧する。こうして得られた共分散行列をTとおく
(ステップS65)。
【0067】次に、遅延時間変化量測定部45はMUS
IC法により所定時刻T0 に対する所望波の遅延時間を
推定する。すなわち、遅延時間変化量測定部45は共分
散行列Tを固有値分解して(ステップ66)、最小の固
有値に対する固有ベクトルE′N を算出する(ステップ
S67)。そして、遅延時間変化量測定部45は(3
0)式に示した評価関数PMU(τ)を予め定められた時
間間隔で計算してピークを捜索し、所定時刻T0 に対す
る所望波の遅延時間を推定する。ここで求められた遅延
時間は、図5のステップS1,S2でi回目に取り込ま
れた受信信号の遅延時間だから、τi とする(ステップ
68)。
IC法により所定時刻T0 に対する所望波の遅延時間を
推定する。すなわち、遅延時間変化量測定部45は共分
散行列Tを固有値分解して(ステップ66)、最小の固
有値に対する固有ベクトルE′N を算出する(ステップ
S67)。そして、遅延時間変化量測定部45は(3
0)式に示した評価関数PMU(τ)を予め定められた時
間間隔で計算してピークを捜索し、所定時刻T0 に対す
る所望波の遅延時間を推定する。ここで求められた遅延
時間は、図5のステップS1,S2でi回目に取り込ま
れた受信信号の遅延時間だから、τi とする(ステップ
68)。
【0068】次に、図5のステップS1,S2でi−1
回目に取り込まれた受信信号の遅延時間τi-1 がなけれ
ば、すなわちi=1であればステップS71に移行する
(ステップS69:NO)。そして、遅延時間変化量測
定部45はステップS62〜S69の処理をD回繰り返
し、各方位から到来する送信波4の所定時刻T0 に対す
る遅延時間τi をそれぞれ推定する(ステップS62〜
69,S71〜72)。
回目に取り込まれた受信信号の遅延時間τi-1 がなけれ
ば、すなわちi=1であればステップS71に移行する
(ステップS69:NO)。そして、遅延時間変化量測
定部45はステップS62〜S69の処理をD回繰り返
し、各方位から到来する送信波4の所定時刻T0 に対す
る遅延時間τi をそれぞれ推定する(ステップS62〜
69,S71〜72)。
【0069】また、ステップS69において、遅延時間
τi-1 があれば、すなわちi≧2であればステップS7
0に移行する(ステップS69:YES)。そして、遅
延時間変化量測定部45は(31)式に示すように、遅
延時間τi とτi-1 との差から、図2に示すA/D変換
器31〜3Mのサンプリング間隔nΔTにおける所望波
の遅延時間の変化量Δτを算出する。遅延時間変化量測
定部45はステップS62〜S70の処理をD回繰り返
し、各方位から到来する送信波4の遅延時間の変化量Δ
τをそれぞれ推定して出力する(ステップS62〜7
2)。
τi-1 があれば、すなわちi≧2であればステップS7
0に移行する(ステップS69:YES)。そして、遅
延時間変化量測定部45は(31)式に示すように、遅
延時間τi とτi-1 との差から、図2に示すA/D変換
器31〜3Mのサンプリング間隔nΔTにおける所望波
の遅延時間の変化量Δτを算出する。遅延時間変化量測
定部45はステップS62〜S70の処理をD回繰り返
し、各方位から到来する送信波4の遅延時間の変化量Δ
τをそれぞれ推定して出力する(ステップS62〜7
2)。
【0070】以上説明したように、信号処理装置40で
は、まず到来した送信波4の到来方位θを測定し、測定
された各方位θから到来する各所望波のみの受信信号を
それぞれ取り出して、各所望波の遅延時間の変化量をそ
れぞれ測定する。例えば、0〜Θの角度範囲をΔΘの角
度間隔で方位サーチし、0〜tの時間範囲をΔtの時間
間隔で遅延時間サーチする場合、従来の方法では(Θ/
ΔΘ)×(t/Δt)回の計算が必要であった。これに
対して、本発明による多重伝搬波パラメータ計測方法で
は、方位サーチについては1回、遅延時間サーチについ
ては到来波数D回だけ行えばよいから、(Θ/ΔΘ)×
1+(t/Δt)×D回の計算で処理が終了するので、
処理時間を大幅に短縮することができる。
は、まず到来した送信波4の到来方位θを測定し、測定
された各方位θから到来する各所望波のみの受信信号を
それぞれ取り出して、各所望波の遅延時間の変化量をそ
れぞれ測定する。例えば、0〜Θの角度範囲をΔΘの角
度間隔で方位サーチし、0〜tの時間範囲をΔtの時間
間隔で遅延時間サーチする場合、従来の方法では(Θ/
ΔΘ)×(t/Δt)回の計算が必要であった。これに
対して、本発明による多重伝搬波パラメータ計測方法で
は、方位サーチについては1回、遅延時間サーチについ
ては到来波数D回だけ行えばよいから、(Θ/ΔΘ)×
1+(t/Δt)×D回の計算で処理が終了するので、
処理時間を大幅に短縮することができる。
【0071】なお、信号処理装置40では、所望波抽出
部43により取り出された所望波のみの受信信号に対し
て規格化を行っているが、FFT処理部41により周波
数解析された受信信号を規格化し、この信号から所望波
のみの受信信号を取り出すようにしてもよい。この場
合、図2において記憶部44は所望波抽出部43の入力
側に接続され、所望波抽出部43はFFT処理部41に
より周波数解析された受信信号を規格化する機能を具備
する。この処理は、図7に示した所望波抽出部43の動
作フローにおいて、ステップS54とS55との間に行
われる。
部43により取り出された所望波のみの受信信号に対し
て規格化を行っているが、FFT処理部41により周波
数解析された受信信号を規格化し、この信号から所望波
のみの受信信号を取り出すようにしてもよい。この場
合、図2において記憶部44は所望波抽出部43の入力
側に接続され、所望波抽出部43はFFT処理部41に
より周波数解析された受信信号を規格化する機能を具備
する。この処理は、図7に示した所望波抽出部43の動
作フローにおいて、ステップS54とS55との間に行
われる。
【0072】ところで、図1に示した受信装置2により
測定された送信波4の遅延時間の変化量Δτにより、図
1に示した送信装置1の移動距離Δdを求めることがで
きる。この場合、送信装置1から受信装置2に直接到来
する直接波のみを考える。受信装置2で測定される遅延
時間の変化量Δτは、図2に示したA/D変換器31〜
3Mのサンプリング間隔nΔTにおける遅延時間の変化
量Δτである。よって、遅延時間変化量Δτに光速cを
かければ、時間nΔTにおける送信装置1の移動距離Δ
dを求めることができる。
測定された送信波4の遅延時間の変化量Δτにより、図
1に示した送信装置1の移動距離Δdを求めることがで
きる。この場合、送信装置1から受信装置2に直接到来
する直接波のみを考える。受信装置2で測定される遅延
時間の変化量Δτは、図2に示したA/D変換器31〜
3Mのサンプリング間隔nΔTにおける遅延時間の変化
量Δτである。よって、遅延時間変化量Δτに光速cを
かければ、時間nΔTにおける送信装置1の移動距離Δ
dを求めることができる。
【0073】(第2の実施の形態)図2に示した信号処
理装置40のFFT処理部41と、到来方位測定部42
と、所望波抽出部43と、遅延時間変化量測定部45の
各機能は、プログラムでコンピュータを制御することに
よって実現することができる。このプログラムのことを
多重伝搬波パラメータ計測プログラムという。図9は本
発明による多重伝搬波パラメータ計測装置の第2の実施
の形態における信号処理装置の構成を示すブロック図で
ある。他の部分、すなわち送信装置1と、受信装置2を
構成するリニアアレイアンテナ10、受信機21〜2M
及びA/D変換器31〜3Mについては、図1に示した
多重伝搬波パラメータ計測装置と同様であるから、その
説明は省略する。
理装置40のFFT処理部41と、到来方位測定部42
と、所望波抽出部43と、遅延時間変化量測定部45の
各機能は、プログラムでコンピュータを制御することに
よって実現することができる。このプログラムのことを
多重伝搬波パラメータ計測プログラムという。図9は本
発明による多重伝搬波パラメータ計測装置の第2の実施
の形態における信号処理装置の構成を示すブロック図で
ある。他の部分、すなわち送信装置1と、受信装置2を
構成するリニアアレイアンテナ10、受信機21〜2M
及びA/D変換器31〜3Mについては、図1に示した
多重伝搬波パラメータ計測装置と同様であるから、その
説明は省略する。
【0074】図9に示すように、信号処理装置50はコ
ンピュータによって構成され、このコンピュータはCP
U(中央処理装置)51と、ハードディスク等の記憶装
置52と、第1のインタフェース53と、第2のインタ
フェース54とを備えている。これらCPU51と記憶
装置52と第1及び第2のインタフェース53,54と
は、バス55によって互いに接続されている。CPU5
1を制御するためのプログラムは、機械読み取り可能な
記録媒体60に記録された状態で提供される。記録媒体
60としては、例えばフレキシブルディスク、CD−R
OM、メモリカード等を用いることができる。
ンピュータによって構成され、このコンピュータはCP
U(中央処理装置)51と、ハードディスク等の記憶装
置52と、第1のインタフェース53と、第2のインタ
フェース54とを備えている。これらCPU51と記憶
装置52と第1及び第2のインタフェース53,54と
は、バス55によって互いに接続されている。CPU5
1を制御するためのプログラムは、機械読み取り可能な
記録媒体60に記録された状態で提供される。記録媒体
60としては、例えばフレキシブルディスク、CD−R
OM、メモリカード等を用いることができる。
【0075】記録媒体60に記録されたプログラムは、
コンピュータの第1のインタフェース53を介して記憶
装置52にインストールされる。CPU51は記憶装置
52に格納されているプログラムにしたがって動作し、
図2に示したFFT処理部41と、到来方位測定部42
と、所望波抽出部43と、遅延時間変化量測定部45と
同様の機能を実現し、A/D変換器31〜3Mから入力
された受信信号を基に送信波4の到来方位θと遅延時間
変化量Δτとを測定する。
コンピュータの第1のインタフェース53を介して記憶
装置52にインストールされる。CPU51は記憶装置
52に格納されているプログラムにしたがって動作し、
図2に示したFFT処理部41と、到来方位測定部42
と、所望波抽出部43と、遅延時間変化量測定部45と
同様の機能を実現し、A/D変換器31〜3Mから入力
された受信信号を基に送信波4の到来方位θと遅延時間
変化量Δτとを測定する。
【0076】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、まず
到来した送信波の到来方位を測定し、測定された到来方
位うちの一方位から到来する所望波のみの受信信号を取
り出し、この受信信号に基づき遅延時間の変化量を測定
する。これにより、一所望波の遅延時間の変化量が知り
たい場合に、全方位について遅延時間変化量の測定を行
なう必要がないので、「到来方位」と「遅延時間の変化
量」の測定において測定時間を短縮することができる。
また、各所望波の遅延時間の変化量を知る必要がある場
合も同様に、全方位について遅延時間変化量の測定を行
なう必要がないので、測定時間を短縮することができ
る。
到来した送信波の到来方位を測定し、測定された到来方
位うちの一方位から到来する所望波のみの受信信号を取
り出し、この受信信号に基づき遅延時間の変化量を測定
する。これにより、一所望波の遅延時間の変化量が知り
たい場合に、全方位について遅延時間変化量の測定を行
なう必要がないので、「到来方位」と「遅延時間の変化
量」の測定において測定時間を短縮することができる。
また、各所望波の遅延時間の変化量を知る必要がある場
合も同様に、全方位について遅延時間変化量の測定を行
なう必要がないので、測定時間を短縮することができ
る。
【0077】また、本発明では、受信信号を送信波の周
期の自然数倍の間隔でサンプリングし、サンプリングさ
れた受信信号を所定時刻における送信波の周波数データ
により正規化してから、所定の時刻に対する遅延時間を
求める。さらに、異なるタイミングでサンプリングされ
た2つの受信信号からそれぞれ求めた遅延時間の差を算
出ことにより、遅延時間の変化量を求める。これによ
り、送信側から受信側にケーブルで同期信号を送らなく
ても遅延時間の変化量を精度よく測定することができる
ので、送信側及び受信側のうちの少なくとも一方を移動
させて遅延時間変化量の測定を行うことができる。
期の自然数倍の間隔でサンプリングし、サンプリングさ
れた受信信号を所定時刻における送信波の周波数データ
により正規化してから、所定の時刻に対する遅延時間を
求める。さらに、異なるタイミングでサンプリングされ
た2つの受信信号からそれぞれ求めた遅延時間の差を算
出ことにより、遅延時間の変化量を求める。これによ
り、送信側から受信側にケーブルで同期信号を送らなく
ても遅延時間の変化量を精度よく測定することができる
ので、送信側及び受信側のうちの少なくとも一方を移動
させて遅延時間変化量の測定を行うことができる。
【図1】 本発明による多重伝搬波パラメータ計測装置
の第1の実施の形態の構成を示す模式図である。
の第1の実施の形態の構成を示す模式図である。
【図2】 図1に示した受信装置の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図3】 移動空間平均の説明図である。
【図4】 A/D変換器によってサンプリングされる受
信信号について説明するための説明図である。
信信号について説明するための説明図である。
【図5】 図2に示した信号処理装置の動作の流れを示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図6】 図2に示した到来方位測定部の動作の流れを
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図7】 図2に示した所望波抽出部の動作の流れを示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図8】 図8は図2に示した遅延時間変化量測定部の
動作の流れを示すフローチャートである。
動作の流れを示すフローチャートである。
【図9】 本発明による多重伝搬波パラメータ計測装置
の第2の実施の形態における信号処理装置の構成を示す
ブロック図である。
の第2の実施の形態における信号処理装置の構成を示す
ブロック図である。
【図10】 従来の多重伝搬波パラメータ計測装置の構
成を示す模式図である。
成を示す模式図である。
1…送信装置、2…受信装置、3…反射体、4,4a,
4b…送信波、10…リニアアレイアンテナ、11〜1
M…アンテナ素子、21〜2M…受信機、31〜3M…
A/D変換器、40,50…信号処理装置、41…FF
T処理部、42…到来方位測定部、43…所望波抽出
部、44…記憶部、45…遅延時間変化量測定部、51
…CPU、52…記憶装置、53,54…インタフェー
ス、55…バス、60…記録媒体、θ…到来方位、Δτ
…遅延時間の変化量、ΔT…送信波の周期。
4b…送信波、10…リニアアレイアンテナ、11〜1
M…アンテナ素子、21〜2M…受信機、31〜3M…
A/D変換器、40,50…信号処理装置、41…FF
T処理部、42…到来方位測定部、43…所望波抽出
部、44…記憶部、45…遅延時間変化量測定部、51
…CPU、52…記憶装置、53,54…インタフェー
ス、55…バス、60…記録媒体、θ…到来方位、Δτ
…遅延時間の変化量、ΔT…送信波の周期。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年4月1日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 多重伝搬波パラメータ計測方法及び
装置並びにプログラムを記録した機械読み取り可能な記
録媒体
装置並びにプログラムを記録した機械読み取り可能な記
録媒体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 正 東京都港区虎ノ門二丁目10番1号 エヌ・ ティ・ティ移動通信網株式会社内 (72)発明者 府川 和彦 東京都港区虎ノ門二丁目10番1号 エヌ・ ティ・ティ移動通信網株式会社内
Claims (13)
- 【請求項1】 送信手段から外部空間に向けて送信波を
放射し、 受信手段で前記送信波を多重伝搬波として受信し、 前記受信手段から出力された受信信号に基づき前記送信
波の到来方位を測定し、 測定された前記到来方位のうちの一方位から到来する前
記送信波を所望波とするとともに他の方位から到来する
前記送信波を不要波とし、前記所望波の前記不要波に対
する受信電力比が最大となるウェイトを求め、前記受信
信号に前記ウェイトをかけることにより前記不要波が抑
圧された前記受信信号を取り出し、 前記不要波が抑圧された前記受信信号に基づき前記所望
波が前記送信手段から前記受信手段に至るまでの遅延時
間の変化量を測定することを特徴とする多重伝搬波パラ
メータ計測方法。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記受信手段は、複数のアンテナ素子が一方向に整列配
置されることにより構成されたアレイアンテナを含み、 前記受信手段から出力された前記受信信号に対して移動
空間平均及びMUSIC法を施して前記到来方位を測定
することを特徴とする多重伝搬波パラメータ計測方法。 - 【請求項3】 請求項1において、 前記送信波は、周期性がある前記送信波であり、 前記受信手段から出力された前記受信信号を前記送信波
の周期の自然数倍の間隔でサンプリングし、 サンプリングされた前記受信信号に前記ウェイトをかけ
ることにより前記不要波が抑圧された前記受信信号を取
り出し、 前記不要波が抑圧された前記受信信号を予め記憶されて
いる所定時刻における前記送信波の周波数データにより
規格化し、 規格化された前記受信信号に対して移動空間平均及びM
USIC法を施して前記不要波が抑圧された前記受信信
号の前記所定時刻に対する遅延時間を推定し、異なるタ
イミングでサンプリングされた2つの前記受信信号から
それぞれ推定された前記各遅延時間の差に基づき前記変
化量を測定することを特徴とする多重伝搬波パラメータ
計測方法。 - 【請求項4】 請求項1において、 前記送信波は、周期性がある前記送信波であり、 前記受信手段から出力された前記受信信号を前記送信波
の周期の自然数倍の間隔でサンプリングし、 サンプリングされた前記受信信号を予め記憶されている
所定時刻における前記送信波の周波数データにより規格
化し、 規格化された前記受信信号に前記ウェイトをかけること
により前記不要波が抑圧された前記受信信号を取り出
し、 前記不要波が抑圧された前記受信信号に対して移動空間
平均及びMUSIC法を施して前記不要波が抑圧された
前記受信信号の前記所定時刻に対する遅延時間を推定
し、 異なるタイミングでサンプリングされた2つの前記受信
信号からそれぞれ推定された前記各遅延時間に基づき前
記変化量を測定することを特徴とする多重伝搬波パラメ
ータ計測方法。 - 【請求項5】 請求項1、請求項3及び請求項4のうち
の何れか1つにおいて、 測定された前記各到来方位から到来する前記各所望波に
対してそれぞれ前記ウェイトを求め、前記各不要波が抑
圧された前記受信信号をそれぞれ取り出し、前記各所望
波に対してそれぞれ前記変化量を測定することを特徴と
する多重伝搬波パラメータ計測方法。 - 【請求項6】 送信波を外部空間に向けて放射する送信
手段と、 前記送信波を多重伝搬波として受信して受信信号を出力
する受信手段と、 この受信手段の出力側に接続されかつ前記受信信号に基
づき前記送信波の到来方位を測定する到来方位測定手段
と、 この到来方位測定手段及び前記受信手段のそれぞれの出
力側に接続されかつ前記到来方位測定手段により測定さ
れた前記到来方位のうちの一方位から到来する前記送信
波を所望波とするとともに他の方位から到来する前記送
信波を不要波とし、前記所望波の前記不要波に対する受
信電力比が最大となるウェイトを求め、前記受信信号に
前記ウェイトをかけることにより前記不要波が抑圧され
た前記受信信号を取り出す所望波抽出手段と、 この所望波抽出手段の出力側に接続されかつ前記不要波
が抑圧された前記受信信号に基づき前記所望波が前記送
信手段から前記受信手段に至るまでの遅延時間の変化量
を測定する遅延時間変化量測定手段とを備えたことを特
徴とする多重伝搬波パラメータ計測装置。 - 【請求項7】 請求項6において、 前記受信手段は、複数のアンテナ素子が一方向に整列配
置されることにより構成されたアレイアンテナを含み、 前記到来方位測定手段は、前記受信手段から出力された
前記受信信号に対して移動空間平均及びMUSIC法を
施して前記到来方位を測定する手段を含むことを特徴と
する多重伝搬波パラメータ計測装置。 - 【請求項8】 請求項6において、 前記送信波は、周期性がある前記送信波であり、 前記受信手段の出力側と前記所望波抽出手段の入力側と
の間に接続されかつ前記受信手段から出力された前記受
信信号を前記送信波の周期の自然数倍の間隔でサンプリ
ングして前記所望波抽出手段に出力するサンプリング手
段と、 前記遅延時間変化量測定手段の入力側に接続されかつ所
定時刻における前記送信波の周波数データが予め記憶さ
れている記憶手段とを備え、 前記遅延時間変化量測定手段は、前記不要波が抑圧され
た前記受信信号を前記周波数データにより規格化し、こ
の規格化した前記受信信号に対して移動空間平均及びM
USIC法を施して前記所定時刻に対する遅延時間を推
定する手段と、 前記サンプリング手段により異なるタイミングでサンプ
リングされた2つの前記受信信号からそれぞれ推定され
た前記各遅延時間に基づき前記変化量を測定する手段と
を含むことを特徴とする多重伝搬波パラメータ計測装
置。 - 【請求項9】 請求項6又は請求項8において、 前記所望波抽出手段は、前記到来方位測定手段により測
定された前記各到来方位から到来する前記各所望波に対
してそれぞれ前記ウェイトを求め、前記各不要波が抑圧
された前記受信信号をそれぞれ取り出す手段を含み、 前記遅延時間変化量測定手段は、前記各所望波に対して
それぞれ前記変化量を測定する手段を含むことを特徴と
する多重伝搬波パラメータ計測装置。 - 【請求項10】 送信手段から外部空間に向けて放射さ
れた送信波を多重伝搬波として受信して受信信号を出力
する受信手段の出力側に接続されたコンピュータを、 前記受信信号に基づき前記送信波の到来方位を測定する
到来方位測定手段、 前記到来方位測定手段により測定された前記到来方位の
うちの一方位から到来する前記送信波を所望波とすると
ともに他の方位から到来する前記送信波を不要波とし、
前記所望波の前記不要波に対する受信電力比が最大とな
るウェイトを求め、前記受信信号に前記ウェイトをかけ
ることにより前記不要波が抑圧された前記受信信号を取
り出す所望波抽出手段、 前記不要波が抑圧された前記受信信号に基づき前記所望
波が前記送信手段から前記受信手段に至るまでの遅延時
間の変化量を測定する遅延時間変化量測定手段として機
能させるための多重伝搬波パラメータ計測プログラムを
記録した機械読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項11】 請求項10において、 前記到来方位測定手段は、前記受信手段から出力された
前記受信信号に対して移動空間平均及びMUSIC法を
施して前記到来方位を測定する手段を含む多重伝搬波パ
ラメータ計測プログラムを記録した機械読み取り可能な
記録媒体。 - 【請求項12】 請求項10において、 前記受信手段の出力側と前記コンピュータの入力側との
間には前記受信手段から出力された前記受信信号を前記
送信波の周期の自然数倍の間隔でサンプリングして前記
コンピュータに出力するサンプリング手段が接続され、 前記遅延時間変化量測定手段は、前記不要波が抑圧され
た前記受信信号を所定時刻における前記送信波の周波数
データにより規格化し、この規格化した前記受信信号に
対して移動空間平均及びMUSIC法を施して前記所定
時刻に対する遅延時間を推定する手段と、 前記サンプリング手段により異なるタイミングでサンプ
リングされた2つの前記受信信号からそれぞれ推定され
た前記各遅延時間に基づき前記変化量を測定する手段と
を含む多重伝搬波パラメータ計測プログラムを記録した
機械読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項13】 請求項10又は請求項12において、 前記所望波抽出手段は、前記到来方位測定手段により測
定された前記各到来方位から到来する前記各所望波に対
してそれぞれ前記ウェイトを求め、前記各不要波が抑圧
された前記受信信号をそれぞれ取り出す手段を含み、 前記遅延時間変化量測定手段は、前記各所望波に対して
それぞれ前記変化量を測定する手段を含む多重伝搬波パ
ラメータ計測プログラムを記録した機械読み取り可能な
記録媒体。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10079711A JPH11281725A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 多重伝搬波パラメータ計測方法及び装置並びにプログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体 |
US09/277,684 US6446025B1 (en) | 1998-03-26 | 1999-03-26 | Multiple propagation wave parameter measuring method and apparatus and machine-readable recording medium recording multiple propagation wave parameter measuring program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10079711A JPH11281725A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 多重伝搬波パラメータ計測方法及び装置並びにプログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11281725A true JPH11281725A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=13697804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10079711A Pending JPH11281725A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 多重伝搬波パラメータ計測方法及び装置並びにプログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6446025B1 (ja) |
JP (1) | JPH11281725A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002267728A (ja) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | 方位探知方法および方位探知装置 |
WO2003077446A1 (fr) | 2002-03-08 | 2003-09-18 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Dispositif de reception radio, procede d'estimation de la valeur optimale de parametres de reseau et programme d'estimation desdits parametres |
WO2006067869A1 (ja) * | 2004-12-24 | 2006-06-29 | Fujitsu Limited | 到来方向推定装置及びプログラム |
WO2007007390A1 (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Fujitsu Limited | 到来波数推定方法、到来波数推定装置及び無線装置 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI980725A (fi) * | 1998-03-31 | 1999-10-01 | Nokia Networks Oy | Menetelmä parantaa radioyhteyden laatua solukkoradioverkossa |
JP3370955B2 (ja) * | 1999-07-19 | 2003-01-27 | 株式会社日立国際電気 | Cdma基地局装置 |
US6898235B1 (en) * | 1999-12-10 | 2005-05-24 | Argon St Incorporated | Wideband communication intercept and direction finding device using hyperchannelization |
FR2806499B1 (fr) * | 2000-03-20 | 2003-10-10 | Thomson Csf | Procede d'estimation d'une matrice de correlation de signaux interferents recus par un reseau de capteurs |
EP1398645A1 (en) * | 2000-12-12 | 2004-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Radio-wave arrival-direction estimating apparatus and directional variable transceiver |
JP2003283411A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 無線装置、送受信指向性制御方法および送受信指向性制御プログラム |
WO2004082171A1 (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-23 | Fujitsu Limited | 無線装置 |
US7548592B2 (en) * | 2004-07-02 | 2009-06-16 | James Stuart Wight | Multiple input, multiple output communications systems |
US7738595B2 (en) * | 2004-07-02 | 2010-06-15 | James Stuart Wight | Multiple input, multiple output communications systems |
JP4551889B2 (ja) * | 2006-09-14 | 2010-09-29 | 株式会社東芝 | デジタル放送システムとこのシステムに用いられる放送装置及び監視装置 |
IL179186A0 (en) | 2006-11-12 | 2008-01-20 | Elta Systems Ltd | Method and system for detecting signal soures in a surveillance space |
FR2953070B1 (fr) * | 2009-11-24 | 2012-01-06 | Thales Sa | Systeme de reception multivoies |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3727221A (en) * | 1970-05-18 | 1973-04-10 | R Julier | Error measuring device for a monopulse tracking radar system |
PL93282B1 (ja) * | 1971-12-17 | 1977-05-30 | Societe D'etude Et D'application Des Techniques Nouvelles Neotec | |
US4028703A (en) * | 1971-12-17 | 1977-06-07 | Societe D'etude Et D'application Des Techniques Nouvelles Neo-Tec | Apparatus for radio position-fixing of the hyperbolic phase-measurement type |
US4750147A (en) * | 1985-11-06 | 1988-06-07 | Stanford University | Method for estimating signal source locations and signal parameters using an array of signal sensor pairs |
US5381444A (en) * | 1991-10-31 | 1995-01-10 | Fujitsu Limited | Radio environment measuring system |
JP2743719B2 (ja) | 1992-07-23 | 1998-04-22 | 三菱電機株式会社 | 伝搬経路長計測装置 |
US5343404A (en) * | 1992-11-12 | 1994-08-30 | Maritec Corp. | Precision digital multimeter and waveform synthesizer for multi-signals with distorted waveforms embedded in noise |
US6006110A (en) * | 1995-02-22 | 1999-12-21 | Cisco Technology, Inc. | Wireless communication network using time-varying vector channel equalization for adaptive spatial equalization |
US5694474A (en) * | 1995-09-18 | 1997-12-02 | Interval Research Corporation | Adaptive filter for signal processing and method therefor |
-
1998
- 1998-03-26 JP JP10079711A patent/JPH11281725A/ja active Pending
-
1999
- 1999-03-26 US US09/277,684 patent/US6446025B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4536281B2 (ja) * | 2001-03-12 | 2010-09-01 | 三菱電機株式会社 | 方位探知方法および方位探知装置 |
JP2002267728A (ja) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | 方位探知方法および方位探知装置 |
WO2003077446A1 (fr) | 2002-03-08 | 2003-09-18 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Dispositif de reception radio, procede d'estimation de la valeur optimale de parametres de reseau et programme d'estimation desdits parametres |
EP1489757A1 (en) * | 2002-03-08 | 2004-12-22 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Radio reception device, array parameter optimal value estimation method, and array parameter optimal value estimation program |
EP1489757A4 (en) * | 2002-03-08 | 2011-03-23 | Kyocera Corp | RADIO RECEIVING DEVICE, METHOD FOR ESTIMATING THE OPTIMUM VALUE OF NETWORK PARAMETERS, AND PROGRAM FOR ESTIMATING SAID PARAMETERS |
JP4559438B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2010-10-06 | 富士通株式会社 | 到来方向推定装置及びプログラム |
JPWO2006067869A1 (ja) * | 2004-12-24 | 2008-06-12 | 富士通株式会社 | 到来方向推定装置及びプログラム |
US7847733B2 (en) | 2004-12-24 | 2010-12-07 | Fujitsu Limited | Direction-of-arrival estimating device and program |
WO2006067869A1 (ja) * | 2004-12-24 | 2006-06-29 | Fujitsu Limited | 到来方向推定装置及びプログラム |
US7450067B2 (en) | 2005-07-11 | 2008-11-11 | Fujitsu Limited | Incoming wave number estimation method, incoming wave number estimation device, and radio device |
JPWO2007007390A1 (ja) * | 2005-07-11 | 2009-01-29 | 富士通株式会社 | 到来波数推定方法、到来波数推定装置及び無線装置 |
WO2007007390A1 (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Fujitsu Limited | 到来波数推定方法、到来波数推定装置及び無線装置 |
JP4722132B2 (ja) * | 2005-07-11 | 2011-07-13 | 富士通株式会社 | 到来波数推定方法、到来波数推定装置及び無線装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6446025B1 (en) | 2002-09-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH11281725A (ja) | 多重伝搬波パラメータ計測方法及び装置並びにプログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体 | |
US7379020B2 (en) | Apparatus and method for estimating direction of arrival of radio wave | |
JP5675285B2 (ja) | レーダ装置 | |
JP2988463B2 (ja) | 方向探知装置及びそのための測定結果処理装置 | |
JP2003004834A (ja) | 信号の到来方向を推定するための方法 | |
WO2004104620A1 (ja) | 固有値分解を利用しない信号到来方向推定手法および受信ビーム形成装置 | |
WO2023000614A1 (zh) | 无线定位参数估计方法、装置、***、计算机设备及存储介质 | |
JP2009162689A (ja) | 電子走査型レーダ装置、受信波方向推定方法及び受信波方向推定プログラム | |
JP2630200B2 (ja) | 方位測定方法及びその装置 | |
KR100870287B1 (ko) | 도착 방향 추정을 포함하는 무선 신호 처리 방법 및 장치 | |
JP5553980B2 (ja) | 電波方向探知装置およびビーム形成装置 | |
JP4187985B2 (ja) | 測角装置、測角方法及びプログラム | |
US6549762B1 (en) | Method for estimating arrival direction of desired wave | |
JP4977849B2 (ja) | 電波到来方向探知装置 | |
JPH11133130A (ja) | 電波の到来方向の検出装置及びfmーcwレーダ | |
JP2002048853A (ja) | 電波到来方向推定装置及び指向性可変送受信装置 | |
JP2004525535A (ja) | 通信システムにおける動作状態を判定するための方法および装置 | |
JP5062804B2 (ja) | 到来波推定方法および装置 | |
JP5025170B2 (ja) | 到来波数検出装置 | |
JP4119719B2 (ja) | 移動局方向推定方法及び装置 | |
JP3928551B2 (ja) | 到来波推定装置及び到来波推定方法、並びに波源位置推定装置 | |
JP4576742B2 (ja) | 送受信周波数分割多重無線装置 | |
JP2005201798A (ja) | 到来方位測定システム及び到来方位測定方法 | |
JP2011022079A (ja) | 測角装置 | |
KR102327993B1 (ko) | 간섭 신호원의 위치를 추정하는 위치 추정 방법 및 그 방법을 수행하는 위치 추정 시스템 |