JPH07162376A

JPH07162376A - 端末通信状態試験装置

Info

Publication number: JPH07162376A
Application number: JP5310122A
Authority: JP
Inventors: Mikio Kuwabara; 幹夫桑原; Takeshi Takei; 健武井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 1995-06-23

Abstract

(57)【要約】【目的】レイリフェージングから仲上ライスフェージ
ングまでの任意のフェージング環境を屋内に模擬し、様
々な環境におけるダイバーシチの性能評価、無線端末の
受信性能評価、着呼率、ハンドオフ特性の評価を容易に
行う装置を提供することにある。【構成】無線端末３の周囲において、反射板１９及び
散乱体３４を移動させ、無線端末に到来する電波の振
幅、位相、到来方向を変える。移動はコントローラによ
り制御され、再現性を確保する。【効果】本発明により無線端末の評価が容易に行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線通信に使用される
端末の性能評価試験を行うための装置に関するもので、
空間ダイバーシチ、指向性ダイバーシチの性能評価、無
線通信端末機の受信性能評価、及び着呼率、ハンドオフ
特性の評価を屋内、或いは特定の場所において行うため
の擬似フェージング環境をつくる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】小型無線端末は携帯型の通信機であり、
使用者は様々な環境で通信を行う。無線回線は劣悪な通
信路ゆえ、無線端末の通信性能評価が重要となる。こう
した無線端末の通信性能は、アンテナ後段の高周波回路
の性能、アンテナと後段回路との整合性、アンテナと使
用環境との整合性の３つの要素から決定される。高周波
回路の性能は、受信信号を模擬するフェージングシミュ
レータを使うことで評価が可能であり、アンテナと後段
の回路との整合性もネットワークアナライザ等を用いて
知ることができる。

【０００３】ところが、アンテナと使用環境の整合性
は、使用環境でなけば測定することができず、従来、実
使用環境で測定を行うフィールドテストが行われてい
た。フィールドテストは天候や、交通状態による延期な
どの理由で、測定時間が長期化してしまう。そこで簡易
に無線端末に使用されるアンテナの実効的利得や、ダイ
バーシチ受信時のアンテナ特性等を測定する方法に、信
学技報ＡＰ９１−１７に記載されている屋内で簡易な測
定を行う方法や、或いは信学技報ＡＰ９１−１６に記載
された室内ＲＦＭ法なる従来技術がある。これらは人工
的な電波環境によりフェージングを再現し、アンテナの
諸特性を測定する。フェージングを生じさせるため、マ
ルチパスを作り、互いの波を干渉させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フィールドテストで
は、実環境で測定を行っているため、天候や、交通状態
による延期などの理由で、測定時間が長期化してしま
う。また、周りの環境の変化の影響をうけるため、定常
的な測定を行うことができない。測定誤差を抑えるには
膨大な数の測定を行い平均値を求め、確度を高める必要
がある。

【０００５】そこで、無線端末に使用されるアンテナの
実効的利得や、ダイバーシチ受信時のアンテナ特性等を
簡易に測定するため、等価的な測定環境を室内に再現す
る方法が室内ＲＦＭ法等である。これらの方法は、多数
の波を人工的に発生させ、互いの波の干渉によりフェー
ジングを生じさせる。フェージングは、基地局−端末間
が見通し外か見通し内かによって、レイリフェージング
と仲上ライスフェージングに分類されている。レイリフ
ェージングは、基地局−端末間が見通し外の場合であっ
て、無線端末に到来する電波に電界強度の強い直接波は
含まれていない。これに対して仲上ライスフェージング
は、基地局−端末間が見通し内の場合であって、定常的
に他の散乱波よりも電界強度の強い直接波が存在する。
先行技術である屋内ＲＦＭ法は、端末−基地局アンテナ
間が見通しでない場合に生じるレイリフェージングのみ
が模擬可能であり、仲上ライスフェージングは再現でき
ない。

【０００６】屋内ＲＦＭ法は、多数の波の干渉によりフ
ェージングを生じさせている。素波は、基地局アンテナ
の位置を変えることで位相が回転する。相当多数の波を
合成すれば、各素波の位相が若干変化するだけで、端末
での受信電界強度は大きく変化する。受信電界強度の分
布は、多数波の合成から確率統計の中央極限定理にした
がい、レイリ分布になる。この方法は、受信電界受信電
界の平均値、即ち実行利得を求めたい場合においては非
常に有効である。反面、受信電界強度の時間的変化は相
当多数の波の合成によるものであり、実際の電波環境が
数波の特性で決まっているという事実を利用した技術
（指向性ダイバーシチ、ダイバーシチ等化等）の評価は
できない。

【０００７】実験室を利用し、屋内で簡易な測定を行う
方法は簡便であるが、電波の到来環境が実験室の構造で
決まるため、実験室により測定結果にバラツキができ
る。また、ダイバーシチの評価は電波の到来方向と深く
関係しており、測定誤差が増大する可能性も高い。仲上
ライスフェージングに関しても検討がなされていない。

【０００８】以上の従来技術を鑑み、本発明の１つの目
的は、数波の到来する実際の電波環境に近い模擬電波環
境を提供し、無線端末の空間ダイバーシチ、指向性ダイ
バーシチの性能評価、無線通信端末機の受信性能評価、
及び着呼率、ハンドオフ特性の評価を同一装置により容
易に行うことである。

【０００９】本発明の他の目的は、レイリフェージング
から仲上ライスフェージングまでの任意のフェージング
環境を屋内で模擬し、様々な環境での無線端末の通信特
性が同一装置により容易に測定できるようにすることで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、無線回線に
よる通信状態を試験する無線端末と、試験する周波数を
発振する発振器と、該無線端末と離して置かれ、該発振
器の出力を放射する基地局アンテナと、該無線端末周囲
の任意の位置に置かれ、該基地局アンテナの放射した電
波を散乱する複数の電波散乱体と、該無線端末の周囲の
任意の点を回転中心とし、該電波散乱体の内複数個を回
転中心から１波長以下ずらしたところに置き、その回転
により該散乱体を回転移動させる複数の散乱体回転台
と、該散乱体回転台を回転駆動する複数の散乱体回転駆
動手段と、該基地局アンテナの放射した電波を反射し、
その反射方向が該無線端末の方向であるよう向きを調整
した複数の金属平板からなる反射手段と、該反射手段を
平行移動させ、該基地局アンテナ−該反射手段−該無線
端末間の電波の伝搬距離を変える反射板駆動手段と、散
乱体回転駆動手段の回転速度、及び反射板駆動手段の移
動速度を制御する制御手段と、該無線端末の１つ或いは
複数のアンテナが受信した電気信号、或いは該基地局ア
ンテナが受信した電気信号の信号強度或いは電力を測定
する測定手段と、該測定手段の測定値を記憶する記憶手
段と、該記憶手段の記憶した測定値を演算し、平均、分
散、確率密度分布なる統計量を計算する演算手段からな
り、該電波散乱体の移動により該無線端末と、該基地局
アンテナ間の伝搬状態が時間的に変化する伝搬路を再現
し、該無線端末の受信状態を評価できるようにすること
で解決できる。

【００１１】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、該散乱体回転台の代わりに、該電波散乱体を該無線
端末が中心で半径の異なる同心円上を移動させ、該電波
散乱体からの散乱波を様々な方向から到来させるための
周回回転台と、該周回回転台を回転駆動する複数の周回
回転駆動手段を具備し、該周回回転駆動手段の回転数を
該制御手段により制御することにより解決することがで
きる。

【００１２】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、該無線端末を上に乗せ、その回転により端末の向き
を変える端末回転台と、該端末回転台を回転駆動する端
末回転駆動手段を具備し、該端末回転駆動手段の回転数
を該制御手段により制御することにより解決できる。

【００１３】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、複数の該散乱体回転駆動手段或いは周回回転駆動手
段の代わりに、該制御手段により制御される１つの回転
駆動手段と、回転数を変換する変速手段とを具備し、該
回転駆動手段により得られる回転を該変速手段により変
速し各回転台に伝えることにより、それぞれの回転台が
異なる回転数で回転することによっても解決することが
できる。

【００１４】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、該散乱体回転駆動手段、該周回回転駆動手段、該端
末回転駆動手段、該反射板駆動手段、及び該回転駆動手
段の内、複数の駆動手段の駆動する速度を時間的に変化
させ、それぞれの散乱体、反射板の位置関係が移動を始
めた位置に戻る周期を伸長させることによって解決する
ことができる。

【００１５】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、電波散乱体を回転台の回転面に対して軸方向が垂直
で、かつ軸方向に数波長以上の長さをもち、直径が０．
０５波長以下の金属円柱を用いることで解決できる。

【００１６】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、ｐ個の該散乱体回転台、該周回回転台の回転数の比
が、２つの整数ｍ、ｎを使い、１＋１／ｎ＋１／ｍ：１
＋１／ｎ＋２／ｍ：．．．：１＋１／ｎ＋ｐ／ｍとなる
よう制御手段が回転台を制御すること、或いは変速手段
の変速比が決めることで解決することができる。

【００１７】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、該散乱体回転台、該周回回転台の回転数の比が、回
転台の回転半径に反比例して遅くすることで解決するこ
とができる。

【００１８】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、該基地局アンテナが指向性の異なる２つのアンテナ
からなり、該発信器の出力を２つに分波する分波器と、
分波した片方、或いは両方の出力を減衰、或いは増幅す
る振幅調整手段を具備し、該振幅調整手段により振幅が
調整された２つ信号出力をそれぞれ２つの基地局アンテ
ナから放射することで解決することができる。

【００１９】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、該基地局アンテナから送出する直前の信号を分波す
る分波器と、分波した信号に対して、該基地局から該無
線端末の１つ或いは複数あるアンテナに受信されるまで
の位相推移と振幅の減衰を、該無線端末の各アンテナに
対して補正する１つ以上の移相手段及び減衰手段と、該
無線端末の１つ或いは複数のアンテナが受信した信号と
の差分をとる差分手段と、該差分手段の出力を一定時間
毎に測定する測定手段と、該測定手段の測定値を記憶す
る記憶手段と、該記憶手段の記憶した測定値を演算し、
平均、分散、確率密度分布なる統計量を計算する計算手
段を具備することで解決することができる。

【００２０】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、該発振器からの信号出力を直接基地局アンテナから
送信する代わりに、データ系列を生成するデータ生成手
段と、データ生成手段の出力であるデータ列を変調して
該無線端末の試験周波数帯に変換する変調手段と、該無
線端末の復調したデータ系列を取りだし、該データ生成
手段の出力と比較して誤り率を計算する誤り率評価手段
を具備することで解決することができる。

【００２１】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、基地局アンテナとつながり、アンテナの送信信号と
受信信号を分離するサーキュレータと、該サーキュレー
タが分離した基地局アンテナ受信出力を復調する復調手
段と、端末からの信号である該復調手段の出力に対し、
端末と基地局の制御信号のやりとりにおける基地局側の
手順をエミュレートする基地局制御手段と、該復調手段
の出力である無線端末からの制御信号を観測し、端末の
状態を推定する観測手段と、該発信器の代わりに、該基
地局制御手段が出力する端末への制御信号を変調し、変
調出力が該サーキュレータの送信信号側につながる変調
手段を具備することにより解決できる。

【００２２】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、２つある該基地局アンテナとつながり、アンテナの
送信信号と受信信号を分離する２つのサーキュレータ
と、該サーキュレータが分離した２つの基地局アンテナ
受信出力それぞれに対し、送信側と同じ比率で減衰、或
いは増幅する受信信号振幅調整手段と、該受信信号振幅
調整手段の２つの出力を合成する受信信号合成手段と、
該受信信号合成手段の出力を復調する復調手段と、端末
と基地局の制御信号のやりとりにおける基地局側の手順
をエミュレートする基地局制御手段と、該復調手段の出
力である無線端末からの制御信号を観測し、端末の状態
を推定する観測手段と、該発信器の代わりに、該基地局
制御手段が出力する端末への制御信号を変調する変調手
段と、該変調手段の出力を２つに分波する分波器と、分
波した片方、或いは両方の出力を減衰、或いは増幅し、
その出力が該サーキュレータの送信信号側につながる振
幅調整手段を具備することで解決することができる。

【００２３】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、該変調器のベースバンドの変調をＤＳＰで行い、Ｄ
ＳＰ内で変調後に変調出力と遅延を持たせた変調出力を
加算する遅延処理をおこなってＤ／Ａ変換する構成と
し、さらに該復調器のベースバンドの復調をＤＳＰで行
い、ＤＳＰ内で復調前に入力信号と入力信号に遅延を持
たせた信号を加算する遅延処理を行い、遅延が生じてい
る場合の該無線端末の誤り率、着呼率、ハンドオフ制御
の状態を評価できることにより解決することができる。

【００２４】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、入力信号の振幅を減衰する減衰手段を具備し、該発
振器、該変調手段、或いは該遅延手段の出力を減衰手段
により減衰させて基地局アンテナより放射させることで
解決することができる。

【００２５】また上記課題は、前記載の解決手段におい
て、該基地局アンテナが、遠方界で、電界の偏波面が該
散乱体回転台或いは該周回回転台の回転面と垂直となる
電波を放射するアンテナと、遠方界で、磁界の偏波面が
該散乱体回転台或いは該周回回転台の回転面と垂直とな
る電波を放射するアンテナのいずれかで、交換可能にす
ることで解決することができる。

【００２６】また、上記課題は、前記載の解決手段にお
いて、該基地局アンテナと、該電波散乱体と、該無線端
末と、該反射手段と、該リピータが電波暗室内に設置さ
れていることにより解決することができる。

【００２７】また、上記課題は、前記載の解決手段にお
いて、該電波散乱体が誘電体、導体、或いは表面に導体
製品が施されている誘電体であることにより解決するこ
とができる。

【００２８】また、上記課題は、前記載の解決手段にお
いて、該反射手段が誘電体、導体、或いは表面に導体製
品が施されている誘電体であることにより解決すること
ができる。

【００２９】

【作用】上記解決手段では、無線端末及び基地局アンテ
ナの周囲に散乱体が置かれ、これを散乱体回転台及び散
乱体回転駆動手段により移動されている。また、散乱体
とは別に、反射手段が置かれている。この反射手段も反
射板駆動手段により移動させる。これにより基地局アン
テナ−無線端末間の無線回線は多様に変化し、フェージ
ングを生じさせることができる。反射手段により、基地
局アンテナから放射される電波とほぼ等振幅、位相無相
関の複数の波を再現することができ、基地局アンテナか
ら放射される直接波の影響を抑え、基地局−端末間が見
通し外にある場合のフェージングであるレイリフェージ
ングを再現することができる。また、散乱体、反射手段
は、制御手段により移動速度が制御されており、フェー
ジング周波数が任意に変えられる。さらに、受信信号強
度或いは電力を測定する測定手段と、測定値を記憶する
記憶手段と、統計量を演算する演算手段により、受信信
号強度或いは電力の統計量を演算することができるた
め、フェージング下における端末の性能を評価すること
ができる。本解決手段では、散乱体及び反射手段を動か
しているので、基地局アンテナ或いは無線端末だけを動
かす場合に比べて到来する波の位相、振幅、到来角の自
由度が高い。したがって、少ない散乱体、反射手段によ
ってもレイリフェージングを生じさせることができる。
したがって、数波が到来する実際の環境に近い擬似電波
環境を再現することができ、角度ダイバーシチ等の数波
が到来する環境における通信品質向上技術を評価でき
る。また、本解決手段では反射手段を反射板駆動手段で
平行移動させているが、一部の反射板の動き止めること
により、無線ＬＡＮ等の様に無線端末が半固定状態で使
用する場合で、金属什器等からの定常的な反射波が到来
する場合の環境を再現することが可能である。したがっ
て、本解決手段により様々な環境での端末性能を評価す
ることができる。よって、本解決手段により課題は解決
される。

【００３０】また、他の解決手段においては、該散乱体
回転台の代わりに、散乱体を無線端末を中心とし、半径
が異なる同心円上を移動させるため、周回回転台及び周
回回転駆動手段を具備している。本方法においても、上
記解決手段と全く同様に、基地局アンテナ−散乱体−無
線端末の電気長は変化させることができるため、各散乱
波の位相が変化し、素波の干渉によりフェージングを生
じさせることができる。本解決手段においても散乱体を
動かしていることから少ない散乱体でレイリフェージン
グを生じさせることが可能であり、課題を解決すること
ができる。

【００３１】また、他の解決手段においては、無線端末
を端末回転台の上にのせ、端末回転駆動手段により回転
させている。これにより端末の向きは任意の方位に向け
ることが可能になる。上記解決手段では、定常的な電波
の到来を再現するため、反射手段を移動させずに止める
方法に関して説明したが、本解決手段により無線端末を
回転されることにより、様々な方向から定常的な電波が
到来する環境における測定を制御手段により実効するこ
とが可能となる。したがって、本解決手段により課題は
解決される。

【００３２】また、上記解決手段において各々の回転台
に付けていた回転駆動手段を制御手段の指令により異な
る回転速度で駆動していたが、各々の回転速度が異なれ
ば、それぞれが元の状態に戻るまでの周期を延長するこ
とが可能である。他の解決手段では、１つの回転駆動手
段の出力を変調手段を使って、異なる回転速度のトルク
を得、各回転台に供給している。これにより、散乱体が
元の位置に戻るまでの周期は伸び、結果として散乱体の
動く自由度を増すことができる。よって、少ない散乱体
でレイリフェージングを生じさせることが可能であり、
課題を解決することができる。

【００３３】また、他の解決手段では、上記解決手段に
おける電波散乱体を回転台の回転面に対して軸方向が垂
直で、且つ軸方向に数波長以上の長さをもち、直径が
０．０５波長以下の金属導体を使用している。軸方向に
長い金属円柱による散乱波は、軸方向への波数ベクトル
が保存される。すなわち入射波と散乱波の軸方向に対す
る角度は変化しない。したがって基地局アンテナと散乱
体の距離を十分とることで無線端末にほぼ水平方向から
電波を到来させることができる。屋外では、電波はほぼ
水平方向から到来するので、本解決手段により屋外にお
ける電波環境を再現できる。よって課題は解決できる。

【００３４】また、他の解決手段では、上記解決手段に
おける散乱体回転台、周回回転台の回転数の比が、２つ
の整数ｍ、ｎを使い、１＋１／ｎ＋１／ｍ：１＋１／ｎ
＋２／ｍ：．．．：１＋１／ｎ＋ｐ／ｍとなるよう制御
手段を制御する、或いは変速手段の変速比を定めてい
る。この比であれば、ｍとｎの最小公倍数回回転したと
ころで元の状態に戻る。この間の測定データを統計処理
することで、再現性を保って測定を行うことができる。
また、ｍ、ｎとして互いに素な整数、或いは最小公倍数
の大きな整数を用いることによって、統計処理をする母
数を容易に増やすことができる。よって課題を解決でき
る。

【００３５】また、他の解決手段では、２つの指向性の
異なるアンテナを基地局アンテナに用い、それぞれから
振幅調整手段により振幅を調整した信号を放射してい
る。２つのアンテナからは振幅の異なる電波が放射され
るが、２つのアンテナの指向性が違うため、それぞれの
電波は異なる経路でもって無線端末に到達する。したが
って、電波の到来方向に偏った分布を持たせることが可
能となる。たとえば、一方を水平面無指向性のアンテナ
を用い、もう一方を半値角の小さい（指向性の鋭い）ア
ンテナにすれば、半値角の小さいアンテナによって直接
波を再現できるので、各アンテナから出す電波の振幅を
調整することで、レイリフェージングから仲上ライスフ
ェージングまでの任意の電波環境を再現できる。よって
課題は解決される。

【００３６】また、他の解決手段では、基地局アンテナ
から放射する直前の信号を分波し、端末で受ける直接波
と同じ位相推移、振幅減衰を与え、端末で差分をとるこ
とで直接波の影響を消すことができる。また、与える振
幅減衰量を任意に調整することで、レイリフェージング
から、仲上ライスフェージングまでの任意の環境での端
末試験を行うことができる。よって課題は解決される。

【００３７】また、他の解決手段では、基地局アンテナ
からデータ系列を変調した信号を送出している。そし
て、無線端末側では、この信号を復調して、データ系列
の誤りを調べている。よって本解決手段では、誤り率を
評価することでき、課題を解決することができる。

【００３８】また、他の解決手段では、基地局アンテナ
後段にサーキュレータをもたせ、受信信号と送信信号に
わけ、受信信号は、復調手段により復調できるように
し、端末と基地局との制御信号のやり取りを模擬する基
地局制御手段を具備している。これにより、端末と基地
局との交信時の諸特性（着呼率等）を試験できる。よっ
て課題は解決される。

【００３９】また、他の解決手段では、２つの基地局ア
ンテナそれぞれにサーキュレータと、受信した信号それ
ぞれに送信側と同じ振幅調整を行って合成している。こ
れにより、アンテナからの送受の無線回線は等しくな
り、端末と基地局との制御信号のやり取りを模擬する基
地局制御手段の具備により、レイリフェージングから仲
上ライスフェージングまでの電波環境における端末と基
地局との交信時の諸特性（着呼率等）を試験できる。よ
って課題は解決される。

【００４０】また、他の解決手段においては、変調器と
復調器内で遅延処理をし、遅延を生じさせている。これ
により、レイリフェージングから仲上ライスフェージン
グまでの遅延の生じている電波環境における端末と基地
局との交信時の諸特性（着呼率等）を試験できる。よっ
て課題は解決される。

【００４１】また、他の解決手段においては、発振器、
変調手段、或いは遅延手段の出力に減衰手段を接続して
基地局アンテナの出力を調整できるようにしている。こ
れにより様々な平均電界強度をもつ電波環境を再現でき
る。よって課題は解決される。また、他の解決手段に
おいては、基地局アンテナを遠方界で、電界の偏波面が
散乱体回転台或いは周回回転台の回転面と垂直となる電
波を放射するアンテナか、磁界の偏波面が、回転面と垂
直となる電波を放射するアンテナのいずれかで、交換が
可能なものを使用している。これにより、到来する電波
の偏波面を変えることができるので、課題は解決され
る。

【００４２】また、他の解決手段では、基地局アンテ
ナ、電波散乱体、無線端末、反射手段、リピータが、電
波暗室内におかれている。これにより、外からの外乱を
取り除き、外部物体による余計な散乱を防ぐことができ
る。したがって、測定精度を上げることができる。よっ
て課題は解決される。

【００４３】また、他の解決手段では、電波散乱体が、
誘電体、導体、或いは表面に導体が施された誘電体によ
り構成されている。これにより、十分な散乱現象を生じ
させることができる。よって課題は解決される。

【００４４】また、たの解決手段では、反射手段が、誘
電体、導体、或いは表面に導体が施された誘電体により
構成されている。これにより、十分な電波の反射を生じ
させることができる。よって課題は解決される。

【００４５】

【実施例】本発明からなる端末通信状態試験装置の１実
施例を図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７を用
いて説明する。図１は本発明からなる端末通信状態試験
装置の１実施例の構成を示す図、図２は本発明からなる
１実施例の反射板の構成を示す図、図３は本発明からな
る１実施例における散乱体回転台部分の構成を示す図、
図４は反射板の動きを示す図、図５は本発明からなる１
実施例における無線端末性能を測定する部分の構成を示
す図、図６は本発明からなる１実施例における無線端末
での受信電界強度分布を示す図、図７は本実施例におい
て、２つの無指向性アンテナで受信した場合のアンテナ
間距離と受信電界強度の相関係数との関係を示す図であ
る。

【００４６】本実施例では反射板が４つ、散乱体を６つ
配置した場合を例に挙げ説明する。図１において、試験
周波数を発振する発振器２の出す信号は、基地局アンテ
ナであるダイポールアンテナ１に入力され電波として放
射される。アンテナ１から放射された電波は、無線端末
３に直接到達するもの、反射板１９により反射され、直
接波とは異なる入射角度で無線端末に到達するもの、電
波散乱体３４に散乱されて到達するものも３つに分かれ
る。直接波及び反射波は無線端末に対して正五角形の頂
点方向から到来するようになっている。反射板はガイド
２１に沿って平行移動するようになっており、ステッピ
ングモータ２０により前後に平行移動する。また、散乱
体３４は紙面垂直方向を軸方向とし、長さが波長より十
分長く、その断面は２０分の１波長以下の半径をもつ金
属円筒である。その円筒は紙面水平方向で回転運動をし
ており、送信アンテナ１からの直接波や、反射板からの
反射波を散乱する。散乱体が軸方向に十分長く、その半
径が波長に比べ十分小さければ、散乱体に到来する平面
波は動径方向に均等に散乱される。無線端末３は、電波
環境に影響を与えにくい誘電率の低い誘電体からなる台
１６の上に置かれてあり、散乱体の軸方向の中間の位置
に無線端末が位置するように高さが調整されている。

【００４７】図２において、金属板２２は電波を反射す
る部分である。その金属板は移動することができる台２
３の上に乗っている。台２３にはその移動方向を定めて
いるガイド２１があり、ガイドの方向にしか移動できな
い。台２３の下にはローラが付いておりスムーズに移動
できるようになっている。台２３の足の部分には歯が切
ってありステッピングモータ２０に付いた歯車とかみあ
っている。したがって、モータ２０の回転により、台２
３及び金属板２２はガイドに沿って移動することができ
る。ステッピングモータ２０の回転制御はコントローラ
２４により行われている。

【００４８】図３は反射板１９の動きを示している。反
射板は基準位置を０とすると１軸で光路差にいして２波
長分動く様になっている。その位置は１６進数で＄０１
から＄ＦＦまでの番地が付けられてあり、ＰＮ系列（擬
似雑音系列）を発生させて移動目的地の番地を決める。
反射板は目的の番地を目差して移動していく。目的地に
たどりついたらＰＮ系列の更新をして次にめざす目的地
を決める。１６進数の＄ＦＦに対応するため、８ビット
のＰＮ系列の発生を行っている。４枚の反射板はＰＮ系
列の初期値を異なるものにすることで相関がなくなる。
また繰り返しの周期を伸ばすには、ＰＮ系列のビット数
を増やすことで対応できる。例えば１０ビットのＰＮ系
列を使うことで周期を１０２４に伸ばすことができる。
このとき移動目的先の番地は例えば上位８ビットにより
決定される。図３の２６で示すグラフは反射板が次に目
指す位置の確率密度を示したものである。次に目指す位
置はＰＮ系列で発生させているため、基準位置０から２
λまでの一様な分布になっている。しかし実際には反射
板が移動する時間が必要なので、各位置の反射板の存在
確率は移動時間中の反射板の位置も考慮しなければなら
ない。移動時間中も考慮した反射板の存在確率を示した
のが２７で示すグラフである。２７は三角形の確率分布
になっており一様になっていないが、２７の分布を到来
波の位相に対する分布、すなわち位相０から２π（１波
長）に換算した場合の確率分布のグラフ２８では一様な
分布になっていることがわかる。これにより、４つの反
射板による反射波の位相はそれぞれ無相関に０から２π
の値を一様にとることになる。

【００４９】この反射板１９は、基地局アンテナと無線
端末を焦点とする楕円上をその動作ストロークの中心と
する位置に配置されており、直接波を除く反射波は全て
ほぼ同じ光路長をたどって無線端末に到達する。したが
って、ほぼ同じ振幅を持っている。直接波も楕円の長軸
と短軸の軸比を大きくとることでほぼ同じ光路長にする
ことができる。無線端末周辺は５つの方向からほぼ同じ
振幅で、位相がランダムな電波が到来する環境になって
おり、直接波の影響がほとんどない見通し外での多重伝
搬路を再現することができる。

【００５０】図４は散乱体の回転系の構造を示してい
る。散乱体３４は回転台３５の上に乗っている。回転台
には駆動用のステッピングモータ３６が取り付けられて
おり、モータにより回転することができる。モータ３６
は、コントローラ２４につながっている。コントローラ
からは別の散乱体回転駆動用のモータを制御するための
ケーブルや、反射板移動用のモータの制御ケーブルもで
ており、コントローラ２４により全ての回転、平行移動
が同期して制御されている。このため、多重伝搬環境を
再現性良く制御することができる。また、回転台の回転
数により素波の位相の回転が決まるので、コントローラ
２４で回転数を決めることでフェージング周波数を任意
の値にすることができる。フェージングの周波数は到来
する各波位相回転の差により決定される。たとえば位相
が４０°／ｓで回転する波と−８０°／ｓで回転する波
が到来した場合には合成した波の位相は１２０°／ｓで
回転し、フェージング周波数は１／３になる。散乱体の
回転は乱数により決められる。生成した一様乱数を変換
してガウス分布に従う正規乱数とし、それに従いモータ
を制御する。散乱体の回転台の回転半径は半波長になっ
ている。この回転半径が小さいと散乱体からの散乱波の
位相は２π回転することができなくなる。この時散乱波
の位相を含めた振幅である複素振幅の平均値が０となら
ず、異なる散乱体からの散乱波の位相に相関が生じてし
まう。そのため、到来波の位相も含めた指向性特性であ
る複素指向性に分布の偏りが生じ、実環境の様に全方向
から位相無相関な電波が到来する環境との差が大きくな
り、受信特性の測定誤差が大きくなってしまう。この散
乱波の相関を十分小さくするには、回転台の回転半径を
半波長以上にする必要がある。また、散乱体には全ての
反射板からの反射波が当るようにすることが望ましいの
で、反射板の大きさを小さくするためにも散乱体と無線
端末を小さな空間にかためて置く必要がある。そのた
め、散乱体を回転するための回転台は正多角形の頂点が
回転の中心になるように配置してある。正多角形の１辺
の長さは回転半径の（２＋α）倍で、αの部分は散乱体
が存在することができないところであり、この方向から
は電波が到来しないデッドゾーンとなるため、できるだ
け小さい値にすることが望ましい。

【００５１】一般に散乱体に入射した電波は散乱によ
り、全方向にエネルギが分散されてしまうため、散乱波
の振幅は直接波や反射波に比べて小さくなってしまう。
このため、反射板がない状態では散乱体をおいてもその
効果はほとんどあらわれない。しかし、反射板を置くこ
とで、散乱体の効果を大きくすることができる。これ
は、散乱体に入射する電波の平均振幅を増加させること
ができるからである。各反射板より散乱体に到来する電
波の振幅はほぼ同じであり、散乱体に入射する電波の平
均振幅は、位相を考えると反射板の数ｎに直接波の１を
足したｍ＝ｎ＋１の平方根倍になっている。したがって
反射板の数を増やすことで、直接波と、反射板から無線
端末に到来する電波の振幅と、散乱体から無線端末に到
来する電波の振幅とがより近い値になり、散乱体を置く
効果をより大きくすることができる。ところで、散乱体
を用いずに全ての到来波を反射板だけで作ることが考え
られる。しかし反射板はある方向にだけ電波を反射させ
るものであり、反射板による反射波の到来方向を変える
ためには、反射板の位置だけでなく傾きも変化させなけ
ればならず困難が伴う。一方散乱体はさきに述べたよう
に全方向に電波を散乱させる。散乱体が波長に比べ径の
小さな円筒の場合には、動径方向に一様に散乱体が放射
されるので、散乱体の位置を動かしても散乱体の平均振
幅には変化がなく自由に移動させることができる。した
がって、散乱体による散乱波の到来方向は回転台の上に
乗せるといった簡単な方法で変化させることができる。

【００５２】本実施例のように散乱体及び反射板を動か
す方法によれば、基地局アンテナあるいは無線端末を動
かしていた従来技術に比べ、到来する電波の位相、振
幅、到来方向の自由度を高することができる。よって少
ない散乱体、反射板でもレイリフェージングを生じさせ
ることができる。従来技術である室内ＲＦＭ法では、散
乱体を数百つるして多重波を生じさせていた。これは稼
働部分が基地局アンテナのみであるため、多数の散乱体
を設置しなければレイリフェージングを生じさせること
ができないからである。しかし実際の電波環境は、数波
の主力な電波の到来により決まっており、無限数の電波
が到来する環境では指向性ダイバーシチのように数波の
到来する環境で有利な技術を評価することができない。
本実施例によれば数波到来によるフェージング環境を再
現することができるので、有限数波の効果を利用した指
向性ダイバーシチなどの技術を評価することも可能であ
る。

【００５３】図５は本実施例における無線端末の性能評
価測定部分の構成を示している。図で無線端末３は誘電
体製の台１６の上にある。端末からはアンテナの受信電
界を測定するために、アンテナ受信信号を取り出すケー
ブルが伸び、受信信号の電力を測定する電力測定器７に
つながれている。電力測定器７は測定した値をディジタ
ル値に変換して計算機８に測定値を送る。計算機８は測
定値を補助記憶装置９に蓄える。また平均、分散、分布
なる統計量を計算する。全測定が終了した時点で、計算
機のディスプレイに統計量を表示する。これにより無線
端末（アンテナ）による受信電界強度の違いを測定し評
価することができる。また、２つの受信アンテナを持
ち、ダイバーシチ受信する無線端末においては、電力測
定器７を２つ用意し、それぞれのアンテナについて電力
を測定し、計算機に取り込む。計算機８ではそれぞれの
アンテナに関して受信電力の平均、分散、分布を計算す
る以外にも、２つのアンテナの受信電力の相関も計算す
る。

【００５４】図６は本実施例における端末受信電界強度
の確率分布を示している。図で実線はレイリ分布を、ド
ットは反射板４つ、散乱体６つを使用した時の分布を示
している。これが直接波の受けた場合には、仲上ライス
分布と呼ばれる最頻値が電界強度の高い部分に移行した
特性になってしまうが、本実施例ではレイリ分布に良く
一致しており直接波の影響をほとんど受けていないこと
がわかる。

【００５５】図７は本実施例において、無指向性のアン
テナ２つを使った時のアンテナ間距離と相関係数の関係
を示している。実線は全方向から一様に電波が到来する
場合の相関係数を、ドットは本実施例において反射板４
つ、散乱体６つを使用したときの相関係数を示す。本実
施例では相関係数が誤差０．０５以下になっており、全
方向から電波が到来する環境に近い環境になっているこ
とがわかる。

【００５６】本発明からなる端末通信状態試験装置の他
の実施例を図８を用いて説明する。図８は本発明からな
る端末通信状態試験装置の他の実施例の構成を示す図で
ある。

【００５７】本実施例では反射板を４つ、散乱体を６つ
配置した場合を例に挙げ説明する。図８において、発振
器２、基地局アンテナ１、反射板１９、無線端末３、台
１６は上記１実施例と全く同じである。端末付近の散乱
体３４は無線端末の台１６を中心として回転するように
なっている。これにより散乱体は無線端末から見て任意
の角度に配置することが可能である。したがって、電波
到来方向の依存性をなくすことができ、アンテナ相関係
数の誤差を小さくすることができる。

【００５８】フェージング周波数は各散乱波の位相の回
転により決まるものであるから、これを制御手段で制御
する場合には、各散乱波の位相回転の速度の最大最小値
をほぼ同じ値にする必要がある。図１で示す実施例にお
いては、各散乱体の回転半径が同じであり、散乱体の回
転速度を同じ乱数系を用いることができた。しかし、本
実施例においては各散乱体の回転半径が異なる。そのた
め、各散乱体の回転数の比が回転半径に反比例するよう
コントローラ２４はモータの回転数を制御している。具
体的には、発生させた乱数系を回転半径で割って、位相
回転の最大最小値が等しくなるようになっている。

【００５９】上記実施例では、反射板を４つ使った場合
を例にとり説明したが、それ以外の数を使用してもよ
い。反射板の数が増えるほど受信電界強度の分布はレイ
リ分布に近くなり、散乱体の効果も大きくなる。また、
散乱体についても同様である。ただし、円筒散乱体によ
る散乱波の振幅は伝搬距離に反比例するため、無線端末
と散乱体の距離が離れると散乱波の振幅が急激に弱くな
るので、散乱体と無線端末の置かれる空間はできるだけ
コンパクトにしなければならない。

【００６０】上記の実施例では、反射板の設置する方向
を正多角形の頂点方向にしているが、これに限るもので
はない。ただし、正多角形の頂点方向に配置したほうが
アンテナ相関係数の誤差は小さくなる。

【００６１】上記実施例では、無線端末は固定の台の上
に乗せていた。しかし、無線端末に対してより様々な方
向から電波が到来する環境にするため、無線端末を回転
する回転台の上に乗せて回転させてもよい。この場合、
無線端末の回転台もコントローラで一括制御し、再現性
を高める必要がある。

【００６２】上記実施例では、散乱体はそれぞれ個別に
回転用モータ３６により駆動しているが、図９に示すよ
うに１つの駆動用モータ３３で駆動してもよい。モータ
３３のトルクはベルト４０によりギヤボックス３７に伝
えられる。ギヤボックス内には歯数の異なる複数の歯車
がかみあっており、モータとは異なる回転数で散乱体３
４が回転する。さらにベルト４１、４２、ギヤボックス
３８、３９により散乱体は全て異なる回転数で回転する
ため、散乱体が元の位置に戻るまでの周期を伸ばすこと
ができる。ｐ個ある散乱体の回転比は、整数ｍ，ｎをつ
かって、１＋１／ｎ＋１／ｍ：１＋１／ｎ＋２／
ｍ：．．．：１＋１／ｎ＋ｐ／ｍとなるように定める。
この比であれば、ｍとｎをして互いに素な整数、或いは
最小公倍数の大きな整数を用いることにより、ｍとｎの
最小公倍数回転するまで元の位置関係に戻らないので、
統計処理する母数を容易増やすことができる。

【００６３】上記実施例では基地局アンテナとしてダイ
ポールアンテナを用いた。これは、ダイポールアンテナ
を垂直に立てて使用した場合、水平方向では無指向性
で、垂直偏波のみとなるため、各反射板への入射電界強
度を等しい値にすることができるからである。本実施例
における金属反射板及び金属円筒散乱体は偏波面を反
射、散乱によって変更しないから、無線端末には垂直偏
波の電波のみが到来する。使用する端末の水平偏波に対
する特性を測定したい場合には、ダイポールアンテナの
代わりにループアンテナなどの水平方向に水平偏波の電
波を無指向性で放射するアンテナを取り付ければよい。
また、これらを交換できるようにすることで両偏波に対
する特性を測定することができる。

【００６４】本発明からなる端末通信状態試験装置の他
の実施例を図１０を用いて説明する。図１０は、本発明
からなる端末通信状態試験装置の基地局側の構成を示す
構成図である。

【００６５】図において、発振器２、基地局アンテナ１
は図１あるいは図８に示す実施例と同じである。発振器
２の後段に入れられた４３は発振した信号を２つに分け
る分波器である。この分波器４３により分けられた信号
はアンテナ１と、アンテナ４の２つのアンテナから放射
されるが、アンテナ４からは信号を減衰させる可変減衰
器４４により減衰された信号が放射される。この可変減
衰器４４では減衰量を変えられるので、アンテナ１とア
ンテナ４からは異なる任意の振幅で電波を放射できる。
アンテナ４はコーナリフレクタアンテナであり、鋭い指
向性をもっている。また、前実施例で説明したように、
反射板１９は到来波と反射波の角度関係が決まっている
ため、アンテナ１、４の配置、反射板１９の角度によ
り、アンテナ１から放射された電波は、全ての反射板に
あたり、その反射方向が無線端末３であるように、ま
た、アンテナ４から放射された電波は、全ての反射板１
９には当らないように、もしくは当っても反射波が無線
端末の方向に向かないようにすることが容易にできる。
したがって、アンテナ１では、無線端末３の周囲から電
波が到来するレイリフェージング環境を再現し、これと
は別にアンテナ４により、基地局アンテナから到来する
直接波を再現することができる。よって、本実施例によ
り直接波が到来する場合のフェージングである仲上ライ
スフェージング環境を再現することができる。この時直
接波の到来方向はアンテナ４の方向に、電波の強さの比
は可変減衰器４４により調整される。

【００６６】本実施例では、アンテナ４にコーナリフレ
クタアンテナを使用した場合を例にとり説明したが、ア
ンテナ４にはアレイアンテナや八木宇田アンテナのよう
に指向性の鋭いアンテナを使用してもかまわない。

【００６７】本実施例では、上記実施例のように無線端
末を回転する回転台の上に乗せて回転させてもよい。こ
の場合、無線端末の回転台もコントローラで一括制御
し、再現性を高める必要がある。これにより、直接波の
到来する方向を自動で変えることができ、測定時間の短
縮が図れる。

【００６８】本発明からなる端末通信状態試験装置の他
の実施例を図１１を用いて説明する。図１１は本発明か
らなる端末通信状態試験装置の基地局部分及び無線端末
の受信した信号の測定系の構成を示す構成図である。

【００６９】図１１において、発振器２、基地局アンテ
ナ１は図１あるいは図８に示す実施例と全く同じであ
る。図では上記実施例で説明した散乱体や反射板を図の
簡略化のため省略しているが、実際には上記実施例と同
様に散乱体、反射板が配置されている。本実施例では無
線端末がダイバーシチ受信を行うために２つのアンテナ
をもつ場合を例にあげ説明する。発振器２から出る信号
はアンテナ１より放射されるが、その一部は分波され、
可変減衰器４８、４９及び位相推移器５０、５１により
位相と振幅が調整される。それらに対して無線端末の２
つアンテナが受信した信号は結合器５２、５３によりそ
れぞれ足し合わされる。無線端末の周囲に反射、散乱体
を置かない状態において端末を固定し、その時の結合器
５２、５３の出力が０になるように可変減衰器及び位相
推移器を調整する。これにより直接波とは逆位相で、等
振幅の信号を発生させることができる。その後散乱体、
反射板を取り付け、位相推移器の位相を逆位相にする。
ここで可変減衰器の減衰量を調整すれば任意の振幅の直
接波が到来する場合の仲上ライスフェージングが再現で
きる。この時の結合器５２、５３の出力の電力を電力計
５４で測定する。電力計では、２つの入力の瞬時値およ
び、平均値、分散、相関係数の統計量を表示する。

【００７０】本実施例によれば、直接波の影響を測定器
で打ち消すことが可能である。したがって、反射板を取
り除き、散乱体のみで構成した場合においても、直接波
の影響を受けずにほぼ等振幅の散乱波のみ到来させるこ
とができ、レイリフェージングを生じさせることができ
る。また、図８で示した実施例のように散乱体を無線端
末の周囲で回転させる場合においては、散乱体を任意の
位置に動かしても散乱波の振幅は変化しないので、様々
な方向から電波が到来する環境を実現でき、ダイバーシ
チの評価を行うことができる。また、可変減衰器４８、
４９の減衰量を下げることで直接波の影響を加味させる
ことができ、仲上ライスフェージングも再現可能であ
る。ただし、本実施例では外部で直接波の振幅を調整し
ているため、可変減衰器、位相推移器の調整が必要であ
る。また、測定誤差も大きくなる。

【００７１】本発明からなる端末通信状態試験装置の他
の実施例を図１２、図１３を用いて説明する。図１２は
本発明からなる端末通信状態試験装置の他の実施例の基
地局部分及び無線端末の受信した信号の測定計の構成を
示す図、図１３は本実施例の変調器の処理の一部を示す
ブロック図である。

【００７２】図１２では散乱体や反射板は図の簡略化の
ため省略しているが、実際には図１あるいは図８に示す
実施例と同様に散乱体、反射板が配置されている。図１
２において、無線端末３はディジタル符号により通信を
行っている。データパターン発生器６１は試験する無線
端末の符号速度でＰＮ符号を発生する電子回路である。
変調器６２は発生したデータパターンを変調し、ＲＦ帯
に変換する。変換された信号はアンテナ１から放射され
る。放射された電波は反射板、散乱体により様々な方向
から無線端末３に到来するため、無線端末の受信信号に
はフェージングが生じる。無線端末で受信した信号は無
線端末内で復調される。測定系６０では無線端末が復調
したディジタル信号をとりだす。比較器６３はデータパ
ターン発生器６１の信号を一旦バッファに蓄積する。そ
して無線端末の復調した信号と同期をとってバッファか
ら信号を取りだして比較する。比較器６３の結果である
測定開始からのビット数と誤りの回数は計算機６４でカ
ウントされる。また、計算機は測定終了後に、誤り回数
を発生した総ビット数で割算した誤り率を計算し表示す
る。これにより無線端末のアンテナ性能から復調器まで
の試験が行える。

【００７３】本実施例は、変調器６２においてディジタ
ル信号をベースバンドでアナログ信号に変調し、さらに
ＩＦ帯、ＲＦ帯に変調している。このベースバンドの変
調をＤＳＰを使ってディジタル信号で行ってもよい。こ
の時変調後に図１３で示すタップ付き遅延の処理をして
からＤ／Ａ変換を行い、ＩＦ帯に変換するミキサに入力
してもよい。図１３で入力５５は遅延８１、８２により
遅延を受ける。それらは遅延を受けないパス５６および
１回の遅延を含む５７とタップ付きで合成され、任意の
遅延波を含む出力５８となる。この処理により遅延が生
じた場合の端末の受信性能を調べることができる。

【００７４】本発明からなる端末通信状態試験装置の他
の実施例を図１４を用いて説明する。図１４は本発明か
らなる端末通信状態試験装置の他の実施例の基地局部分
の構成図である。

【００７５】本実施例においては、図１あるいは図８で
示す実施例と同様に散乱体、反射板が設置されており、
レイリフェージングが生じている。このレイリフェージ
ングは、基地局から無線端末への下り回線だけでなく、
無線端末から電波を発振した場合には基地局側の受信信
号においても発生する。したがって、端末−基地局間の
送受信両方でフェージングの発生する実際の電波環境と
同じ状態になっている。無線端末からは信号を取り出さ
ずに台或いは回転台の上に置かれているだけである。図
１４において、制御回路６５は無線端末の基地局の出す
制御信号（例えば発着呼・ハンドオフの信号のやり取
り）を擬似的に発生する回路である。その出力は変調器
６７に入力され変調された後、サーキュレタ６９を通し
てアンテナ１から放射される。アンテナ１が受信した端
末の信号はサーキュレータ６９を通して復調器６８に入
力され、ディジタル信号となって制御回路６５に入力さ
れる。制御回路６５では無線端末の出した信号を調べ、
着呼等の手続きを続ける。手続き上の不備が発見されれ
ば、そのことを表示して測定者にしらせる。これにより
無線端末の発着呼、ハンドオフ特性が評価できる。

【００７６】本実施例は、変調器６７においてディジタ
ル信号をベースバンドで変調し、アナログの信号に変換
している。さらにそれをミキサを使ってＩＦ帯、ＲＦ帯
に変調している。このベースバンドの変調をＤＳＰを使
ってディジタル信号で行う構成で、変調後に図１３で示
すタップ付き遅延の処理をしてからアナログに変換し、
ＩＦ帯に変換するミキサに入力してもよい。また、復調
器６８ではＲＦ帯の信号をミキサによりＩＦ帯、ベース
バンド変換し、ディジタル信号に復調しているが、ベー
スバンドでの復調をＤＳＰにより行う構成にし、ミキサ
でベースバンドに変換された信号をＡ／Ｄ変換し、図１
３で示すタップ付き遅延の処理をしてからベースバンド
での復調を行う構成にしてもよい。これにより遅延が生
じた場合の端末の発着呼、ハンドオフ特性が評価でき
る。

【００７７】本発明からなる端末通信状態試験装置の他
の実施例を図１５を用いて説明する。図１５は本発明か
らなる端末通信状態試験装置の他の実施例の基地局部分
の構成図である。

【００７８】本実施例においては、上記実施例と同様に
散乱体、反射板が設置されている。無線端末からは信号
を取り出さずに台或いは回転台の上に置かれているだけ
である。図１５において、制御回路６５は図１４で示す
実施例と全く同様のものである。また、アンテナ１、４
は図１０で示すアンテナと同じものである。制御回路６
５の出した信号は、変調器６７で変調され、ＲＦ帯に変
換される。それを分波器７１が２つに分ける。片方の信
号はサーキュレータ６９を通してアンテナ１から放射さ
れる。もう片方の信号は可変減衰器７４とサーキュレー
タ７０を通してアンテナ４から放射される。これにより
図１０の実施例で説明したように仲上ライスフェージン
グ中での無線端末への信号伝搬が再現できる。無線端末
が出した電波は、逆のルートたどりアンテナ１及び４に
受信される。この時アンテナ１にはレイリフェージング
下の端末からの信号が受信され、アンテナ４には端末か
らの直接波が受信される。アンテナ１からの信号はサー
キュレータを通して結合器７２に入力される。アンテナ
４からの信号はサーキュレータ７０を通った後、減衰器
７４と同じ減衰量の減衰を持たせる減衰器７６を通って
結合器７４に入りアンテナ１からの受信信号と合成され
る。これにより送受信は同じ直接波とフェージング波の
比をもつ仲上ライスフェージングになる。結合器７４で
合成されたＲＦ信号は復調器６８で復調されディジタル
信号となって制御回路６５に入力される。制御回路６５
では無線端末の出した信号を調べ、着呼等の手続きを続
ける。手続き上の不備が発見されれば、そのことを表示
して測定者にしらせる。これにより仲上ライスフェージ
ング時の無線端末の発着呼、ハンドオフ特性が評価でき
る。

【００７９】本実施例は、変調器６７においてディジタ
ル信号をベースバンドで変調し、アナログの信号に変換
している。さらにそれをミキサを使ってＩＦ帯、ＲＦ帯
に変調している。このベースバンドの変調をＤＳＰを使
ってディジタル信号で行う構成で、変調後に図１３で示
すタップ付き遅延の処理をしてからアナログに変換し、
ＩＦ帯に変換するミキサに入力してもよい。また、復調
器６８ではＲＦ帯の信号をミキサによりＩＦ帯、ベース
バンド変換し、ディジタル信号に復調しているが、ベー
スバンドでの復調をＤＳＰにより行う構成にし、ミキサ
でベースバンドに変換された信号をＡ／Ｄ変換し、図１
３で示すタップ付き遅延の処理をしてからベースバンド
での復調を行う構成にしてもよい。これにより遅延が生
じた場合の端末の発着呼、ハンドオフ特性が評価でき
る。

【００８０】上記実施例では、ＤＳＰにより遅延を再現
したが、分波器７１を具備する代わりにＤ／Ａ変換器２
台を具備し、それぞれの出力をサーキュレータ６９或い
は可変減衰器７４に送ってもよい。このときアンテナ１
につながるＤ／Ａ変換器には遅延をいれるが、アンテナ
４につながるＤ／Ａ変換器には遅延をいれない。復調器
についても同様で、サーキュレータ６９と可変減衰器７
６の出力である受信電界を結合器７２で合成する代わり
に２つのＡ／Ｄ変換器を通し、アンテナ１からの信号に
は遅延処理を行い、アンテナ４からの信号には遅延処理
を行わないでおく。そしてそれらを加えることでディジ
タル信号で合成する。これにより直接波には遅延がな
く、干渉波のみに遅延がある環境を再現できる。

【００８１】本発明からなる端末通信状態試験装置の他
の実施例を図１６、図１７を用いて説明する。図１６は
本発明からなる端末通信状態試験装置の他の実施例の基
地局部分の構成を示す図、図１７は本実施例の測定結果
を示す図である。

【００８２】図１６において、７３は図１４で示した実
施例の７３の部分を示す。図において７３はアンテナに
つなぐ前に可変減衰器８３が挿入されている。この可変
減衰器の減衰量を測定する度に変えることで、端末での
平均電界強度や、基地局の受信信号強度が変化する。し
たがって、図１７に示した平均電界強度による着呼率の
測定を行うことができ、さまざまな測定場所を仮定した
測定を行うことができる。図１７は、本実施例において
端末の着呼率を測定した例を示したものである。図１７
で、横軸は平均電界強度を示す。平均電界強度が低いと
受信電界が端末の感度以下になる確率が高いので、着呼
率は０％に近い。平均電界強度が高くなると着呼率は急
激に上昇し、１００％に達する。この立上りの曲線は端
末の感度が良好なほど低い平均電界強度で立ち上がる。
よって本実施例により端末の感度を相対値で測定するこ
とができる。

【００８３】本実施例では基地局アンテナが１つの場合
を例に挙げて説明したが複数の場合についても同様であ
る。図１５に示した実施例の場合にはサーキュレータ６
９とアンテナ１の間、及びサーキュレータ７０とアンテ
ナ４の間にそれぞれ可変減衰器を挿入すればよい。これ
により仲上ライスフェージングにおいても平均電界強度
と着呼率の関係を明らかにすることができる。

【００８４】本実施例では平均電界強度に対する着呼率
の測定を例に挙げ説明したが、ハンドオフに関しても全
く同様である。

【００８５】本発明からなる端末通信状態試験装置の他
の実施例を図１８を用いて説明する。図１８は本発明か
らなる端末通信状態試験装置の他の実施例の構成を示す
図である。

【００８６】図１８において、８５は電波吸収材８４が
張り巡らされた電波暗室である。その中に上記実施例に
おける基地局アンテナ１、散乱体３４、反射板１９が全
て配置されている。したがって、外来の干渉電波による
影響はなくすことができる。これにより測定の再現性を
高めることができ、測定精度を挙げることができる。

【００８７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば数波
が到来する実際の電波環境に近い擬似環境を提供し、ダ
イバーシチの性能評価、無線端末の受信性能評価、着呼
率、ハンドオフ特性の評価を同一装置により容易に行う
ことができる。また、レイリフェージングから仲上ライ
スフェージングまでの任意のフェージング環境を屋内に
模擬し、様々な環境での通信性能を同一の装置により容
易に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明からなる端末通信状態試験装置の１実施
例の構成平面図。

【図２】本発明からなる端末通信状態試験装置の１実施
例の反射板の斜視図。

【図３】本発明からなる端末通信状態試験装置の１実施
例の散乱体回転部分の構成を説明するグラフ図。

【図４】本発明からなる端末通信状態試験装置の１実施
例の反射板の動きを示す斜視図。

【図５】本発明からなる端末通信状態試験装置の１実施
例の無線端末性能を測定する測定系のブロック図。

【図６】本発明からなる端末通信状態試験装置の１実施
例の無線端末における受信電界強度分布図。

【図７】本発明からなる端末通信状態試験装置の１実施
例において２つの無指向性アンテナで受信した場合のア
ンテナ間距離と受信電界強度の相関係数の関係を示すグ
ラフ図。

【図８】本発明からなる端末通信状態試験装置の他の実
施例の構成平面図。

【図９】本発明からなる端末通信状態試験装置の他の実
施例の散乱体回転部分の構成側面図。

【図１０】本発明からなる端末通信状態試験装置の他の
実施例の基地局の構成側面図。

【図１１】本発明からなる端末通信状態試験装置の他の
実施例の基地局及び無線端末の受信した信号の測定系の
構成ブロック図。

【図１２】本発明からなる端末通信状態試験装置の他の
実施例の基地局及び無線端末の受信した信号の測定系の
構成ブロック図。

【図１３】本発明からなる端末通信状態試験装置の他の
実施例の変調器の処理の一部を示すブロック図。

【図１４】本発明からなる端末通信状態試験装置の他の
実施例の基地局の構成ブロック図。

【図１５】本発明からなる端末通信状態試験装置の他の
実施例の基地局の構成ブロック図。

【図１６】本発明からなる端末通信状態試験装置の他の
実施例の基地局の構成ブロック図。

【図１７】本発明からなる端末通信状態試験装置の他の
実施例における測定結果を示すグラフ図。

【図１８】本発明からなる端末通信状態試験装置の他の
実施例の構成概略図。

【符号の説明】

１…基地局アンテナ（ダイポールアンテナ）、２…発振
器、３…無線端末、４…基地局アンテナ（リフレクタア
ンテナ）、７…電力計、８…計算機、９…補助記憶装
置、１６…無線端末用台、１９…反射板、２０…反射板
駆動モータ、２１…ガイド、２２…金属板、２３…反射
板の台、２４…コントローラ、２５…制御ケーブル、２
６…反射板目的地の確率分布、２７…反射板の位置の確
率分布、２８…反射波の位相分布、３３…散乱体回転駆
動モータ、３４…金属円筒散乱体、３５…散乱体回転
台、３６…散乱体回転駆動モータ、３７、３８、３９…
ギヤボックス、４０、４１、４２…ベルト、４３…分波
器、４４…可変減衰器、４８、４９…可変減衰器、５
０、５１…位相推移器、５２、５３…結合器、５４…電
力測定器、５５、５６、５７、５８…タップ付き遅延の
各信号、６０…測定系、６１…データパターン発生器、
６２…変調器、６３…比較器、６４…計算機、６５…制
御回路、６７…変調器、６８…復調器、６９、７０…サ
ーキュレータ、７１…分波器、７２…結合器、７４、７
６…減衰器、８１、８２…遅延、８３…減衰器、８４…
電波吸収体、８５…電波暗室。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無線回線による通信状態を試験する無線端
末と、試験する周波数を発振する発振器と、該無線端末
と離して置かれ、該発振器の出力を放射する基地局アン
テナと、該無線端末周囲の任意の位置に置かれ、該基地
局アンテナの放射した電波を散乱する複数の電波散乱体
と、該無線端末の周囲の任意の点を回転中心とし、該電
波散乱体のうち複数個を回転中心から１波長以下ずらし
たところに置き、その回転により該散乱体を回転移動さ
せる複数の散乱体回転台と、該散乱体回転台を回転駆動
する複数の散乱体回転駆動手段と、該基地局アンテナの
放射した電波を反射し、その反射方向が該無線端末の方
向であるよう向きを調整した複数の金属平板からなる反
射手段と、該反射手段を平行移動させ、該基地局アンテ
ナ−該反射手段−該無線端末間の電波の伝搬距離を変え
る反射板駆動手段と、散乱体回転駆動手段の回転速度、
及び反射板駆動手段の移動速度を制御する制御手段と、
該無線端末の有する１つ或いは複数のアンテナが受信し
た電気信号、或いは該基地局アンテナが受信した電気信
号の信号強度或いは電力を測定する測定手段と、該測定
手段の測定値を記憶する記憶手段と、該記憶手段の記憶
した測定値を演算し、平均、分散、確率密度分布なる統
計量を計算する演算手段からなり、該電波散乱体の移動
により該無線端末と、該基地局アンテナ間の伝搬状態が
時間的に変化する伝搬路を再現し、該無線端末の受信状
態を評価できることを特徴とする端末通信状態評価装
置。
【請求項２】請求項１記載の端末受信状態試験装置にお
いて、該散乱体回転台の代わりに、該電波散乱体を該無
線端末が中心で半径の異なる同心円上を移動させ、該電
波散乱体からの散乱波を様々な方向から到来させるため
の周回回転台と、該周回回転台を回転駆動する複数の周
回回転駆動手段を具備し、該周回回転駆動手段の回転数
を該制御手段により制御することを特徴とする端末通信
状態試験装置。
【請求項３】請求項１または２記載の端末通信状態試験
装置において、該無線端末を上に乗せ、その回転により
端末の向きを変える端末回転台と、該端末回転台を回転
駆動する端末回転駆動手段を具備し、該端末回転駆動手
段の回転数を該制御手段により制御することを特徴とす
る端末通信状態試験装置。
【請求項４】請求項１〜３のうちいずれかに記載の端末
通信状態試験装置において、複数の該散乱体回転駆動手
段或いは周回回転駆動手段の代わりに、該制御手段によ
り制御される１つの回転駆動手段と、回転数を変換する
変速手段とを具備し、該回転駆動手段により得られる回
転を該変速手段により変速し各回転台に伝えることによ
り、それぞれの回転台が異なる回転数で回転することを
特徴とする端末通信状態試験装置。
【請求項５】請求項１〜４のうちいずれかに記載の端末
受信状態試験装置において、該散乱体回転駆動手段、該
周回回転駆動手段、該端末回転駆動手段、該反射板駆動
手段、及び請求項４記載の該回転駆動手段の内、複数の
駆動手段の駆動する速度を時間的に変化させ、それぞれ
の散乱体、反射板の位置関係が移動を始めた位置に戻る
周期を伸長させたことを特徴とする端末通信状態試験装
置。
【請求項６】請求項１〜５のうちいずれかに記載の端末
通信状態試験装置において、電波散乱体を回転台の回転
面に対して軸方向が垂直で、かつ軸方向に数波長以上の
長さをもち、直径が０．０５波長以下の金属円柱である
ことを特徴とする端末通信状態試験装置。
【請求項７】請求項１〜６のうちいずれかに記載の端末
通信状態試験装置において、ｐ個の該散乱体回転台、該
周回回転台の回転数の比が、２つの整数ｍ、ｎを使い、
１＋１／ｎ＋１／ｍ：１＋１／ｎ＋２／ｍ：．．．：１
＋１／ｎ＋ｐ／ｍとなるよう制御手段が回転台を制御す
ること、或いは変速手段の変速比が決められていること
を特徴とする端末通信状態試験装置。
【請求項８】請求項１〜７のうちいずれかに記載の端末
通信状態試験装置において、該散乱体回転台、該周回回
転台の回転数の比が、回転台の回転半径に反比例して遅
くなることを特徴とする端末通信状態評価装置。
【請求項９】請求項１〜８のうちいずれかに記載の端末
通信状態試験装置において、該基地局アンテナが指向性
の異なる２つのアンテナからなり、該発信器の出力を２
つに分波する分波器と、分波した片方、或いは両方の出
力を減衰、或いは増幅する振幅調整手段を具備して、該
振幅調整手段により振幅が調整された２つ信号出力をそ
れぞれ２つの基地局アンテナから放射することを特徴と
する端末通信状態試験装置。
【請求項１０】請求項１〜９のうちいずれかに記載の端
末通信状態試験装置において、該基地局アンテナから送
出する直前の信号を分波する分波器と、分波した信号に
対して、該基地局から該無線端末の１つ或いは複数ある
アンテナに受信されるまでの位相推移と振幅の減衰を、
該無線端末の各アンテナに対して補正する１つ以上の移
相手段及び減衰手段と、該無線端末の１つ或いは複数の
アンテナが受信した信号との差分をとる差分手段と、該
差分手段の出力を一定時間毎に測定する測定手段と、該
測定手段の測定値を記憶する記憶手段と、該記憶手段の
記憶した測定値を演算し、平均、分散、確率密度分布な
る統計量を計算する計算手段を具備することを特徴とす
る端末通信状態試験装置。
【請求項１１】請求項１〜１０のうちいずれかに記載の
端末受信状態試験装置において、該発振器からの信号出
力を直接基地局アンテナから送信する代わりに、データ
系列を生成するデータ生成手段と、データ生成手段の出
力であるデータ列を変調して該無線端末の試験周波数帯
に変換する変調手段と、該無線端末の復調したデータ系
列を取りだし、該データ生成手段の出力と比較して誤り
率を計算する誤り率評価手段を具備することを特徴とす
る端末通信状態試験装置。
【請求項１２】請求項１〜８のうちいずれかに記載の端
末通信状態試験装置において、基地局アンテナとつなが
り、アンテナの送信信号と受信信号を分離するサーキュ
レータと、該サーキュレータが分離した基地局アンテナ
受信出力を復調する復調手段と、端末からの信号である
該復調手段の出力に対し、端末と基地局の制御信号のや
りとりにおける基地局側の手順をエミュレートする基地
局制御手段と、該復調手段の出力である無線端末からの
制御信号を観測し、端末の状態を推定する観測手段と、
該発信器の代わりに、該基地局制御手段が出力する端末
への制御信号を変調し、変調出力が該サーキュレータの
送信信号側につながる変調手段を具備し、該無線端末の
着呼率、ハンドオフ制御の状態を評価できることを特徴
とする端末通信状態試験装置。
【請求項１３】請求項９記載の端末通信状態試験装置に
おいて、２つある該基地局アンテナとつながり、アンテ
ナの送信信号と受信信号を分離する２つのサーキュレー
タと、該サーキュレータが分離した２つの基地局アンテ
ナ受信出力それぞれに対し、送信側と同じ比率で減衰、
或いは増幅する受信信号振幅調整手段と、該受信信号振
幅調整手段の２つの出力を合成する受信信号合成手段
と、該受信信号合成手段の出力を復調する復調手段と、
端末と基地局の制御信号のやりとりにおける基地局側の
手順をエミュレートする基地局制御手段と、該復調手段
の出力である無線端末からの制御信号を観測し、端末の
状態を推定する観測手段と、該発信器の代わりに、該基
地局制御手段が出力する端末への制御信号を変調する変
調手段と、該変調手段の出力を２つに分波する分波器
と、分波した片方、或いは両方の出力を減衰、或いは増
幅し、その出力が該サーキュレータの送信信号側につな
がる振幅調整手段を具備し、該無線端末の着呼率、ハン
ドオフ制御の状態を評価できることを特徴とする端末通
信状態試験装置。
【請求項１４】請求項１１〜１３のうちいずれかに記載
の端末通信状態試験装置において、該変調器のベースバ
ンドの変調をＤＳＰで行い、ＤＳＰ内で変調後に変調出
力と遅延を持たせた変調出力を加算する遅延処理を行っ
てＤ／Ａ変換する構成とし、さらに請求項１２、１３に
おいては、該復調器のベースバンドの復調をＤＳＰで行
い、ＤＳＰ内で復調前に入力信号と入力信号に遅延を持
たせた信号を加算する遅延処理を行い、遅延が生じてい
る場合の該無線端末の誤り率、着呼率、ハンドオフ制御
の状態を評価できることを特徴とする端末通信状態試験
装置。
【請求項１５】請求項１〜１４のうちいずれかに記載の
端末通信状態試験装置において、入力信号の振幅を減衰
する減衰手段を具備し、該発振器、該変調手段、或いは
該遅延手段の出力を減衰手段により減衰させて基地局ア
ンテナより放射させることを特徴とする端末通信状態測
定装置。
【請求項１６】請求項１〜１５のうちいずれかに記載の
端末通信状態試験装置において、該基地局アンテナが、
遠方界において、電界の偏波面が該散乱体回転台或いは
該周回回転台の回転面と垂直となる電波を放射するアン
テナと、遠方界において、磁界の偏波面が該散乱体回転
台或いは該周回回転台の回転面と垂直となる電波を放射
するアンテナのいずれかで、交換可能なことを特徴とす
る端末通信状態試験装置。
【請求項１７】請求項１〜１６のうちいずれかに記載の
端末通信状態試験装置において、該基地局アンテナと、
該電波散乱体と、該無線端末と、該反射手段が電波暗室
内に設置されていることを特徴とする端末通信状態試験
装置。
【請求項１８】請求項１〜１７のうちいずれかに記載の
端末通信状態試験装置において、該電波散乱体が誘電
体、導体、或いは表面に導体製品が施されている誘電体
であることを特徴とする端末通信状態試験装置。
【請求項１９】請求項１〜１８のうちいずれかに記載の
端末通信状態試験装置において、該反射手段が誘電体、
導体、或いは表面に導体製品が施されている誘電体であ
ることを特徴とする端末通信状態試験装置。
【請求項２０】所定の電波を送信アンテナにより放射
し、該電波を受信アンテナにより受信して評価し通信状
態を試験する通信状態試験方法であって、試験すべき所
定の電波を放射する送信アンテナの実質的な送信範囲内
に、上記電波を反射する反射手段及び上記電波を散乱す
る散乱手段を配置し、上記反射手段及び散乱手段を機械
的に運動させて上記受信アンテナに到達する上記電波の
状態を変化させながら、通信状態を試験することを特徴
とする通信状態試験方法。
【請求項２１】所定の電波を送信アンテナにより放射
し、該電波を受信アンテナにより受信して評価し通信状
態を試験する際に、疑似的なフェージング環境を作って
試験を行なう通信状態試験方法であって、試験すべき所
定の電波を放射する送信アンテナの実質的な送信範囲内
に、該電波の反射方向が上記無線端末の方向であるよう
向きを調整した反射板を配置し、該反射板を平行移動
し、上記送信アンテナと上記受信アンテナ間の電波の伝
搬距離を変えながら、通信状態を試験することを特徴と
する通信状態試験方法。
【請求項２２】所定の電波を送信アンテナにより放射
し、該電波を受信アンテナにより受信して評価し通信状
態を試験する際に、疑似的なフェージング環境を作って
試験を行なう通信状態試験方法であって、試験すべき所
定の電波を放射する送信アンテナの実質的な送信範囲内
に、上記電波を散乱する電波散乱体を配置し、該電波散
乱体を所定の回転中心を中心に上記所定の電波の波長以
下の半径を保って回転運動させ、上記受信アンテナに到
達する電波の状態を変えながら、通信状態を試験するこ
とを特徴とする通信状態試験方法。