アンテナ特性評価システム
【課題】高精度のアンテナ特性評価を行う。
【解決手段】アンテナ特性評価システムは、評価対象のアンテナである評価アンテナと、評価アンテナに電波を放射する複数の送信アンテナと、信号波を合成して合成信号を生成する合成信号生成部と、送信アンテナに接続し、合成信号の周波数を電波の周波数までアップコンバートするアップコンバータと、評価アンテナと接続し、電波を受信した評価アンテナのアンテナ特性の評価を行う評価部とを備える。また、合成信号生成部は、評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、信号波に重み付けを行って合成信号を生成する。
【解決手段】アンテナ特性評価システムは、評価対象のアンテナである評価アンテナと、評価アンテナに電波を放射する複数の送信アンテナと、信号波を合成して合成信号を生成する合成信号生成部と、送信アンテナに接続し、合成信号の周波数を電波の周波数までアップコンバートするアップコンバータと、評価アンテナと接続し、電波を受信した評価アンテナのアンテナ特性の評価を行う評価部とを備える。また、合成信号生成部は、評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、信号波に重み付けを行って合成信号を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ特性の評価を行うアンテナ特性評価システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナは、無線伝送特性を左右するキー部品の１つであり、高品質な無線通信を実現するためには、高性能なアンテナが要求される。また、電波伝搬環境に応じた、電波の放射・吸収特性を最適化したアンテナ設計を行うためには、アンテナの特性を測定・評価するアンテナ特性評価技術が重要になる。
【０００３】
近年の無線通信の分野では、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output：複数のアンテナを用いて、データの送受信を行う無線通信技術）方式を使った高速無線通信が開発されており、将来、携帯端末などの小型の機器においても、マルチアンテナの実装が必須となると予測される。
【０００４】
図７はマルチアンテナの放射パターンを説明するための図である。通信端末ＭＳにアンテナＡ１、Ａ２のマルチアンテナが設けられている。マルチアンテナ技術では、アンテナＡ１、Ａ２で受信状態が異なるようにし、片側のアンテナで受信困難な場合でも、反対側のアンテナで受信可能としたダイバーシティ受信を行うことで、通信品質を向上させる。
【０００５】
アンテナＡ１、Ａ２の受信状態が異なるほど、ダイバーシティ受信の効果は上がる。例えば図７のように、一方のアンテナであるアンテナＡ１の指向性が、左方向に電波を強く放射し（左方向に放射電力が強い）、右方向には電波を弱く放射する（右方向は放射電力が弱い）といった、放射パターンｐ１であるとする。
【０００６】
この場合には、他方のアンテナには、左方向に電波を弱く放射し、右方向には電波を強く放射する放射パターンｐ２となるような指向性を持つアンテナＡ２を、放射パターン同士が重ならない位置に配置する。
【０００７】
ここで、電波が左から右の方向に送信されて、通信端末ＭＳに到来した場合を考える。電波の放射パターンの強弱は、電波の吸収パターンの強弱と同じであるため、到来電波（到来電波ｂ１とする）に対して、アンテナＡ２では、吸収電力が弱いので受信困難となるが、アンテナＡ１では、吸収電力が強いので受信可能となる。
【０００８】
また、通信端末ＭＳが移動し、その移動地点において、電波が右から左の方向に送信されて通信端末ＭＳに到来したとすると、この到来電波（到来電波ｂ２とする）に対しては、アンテナＡ１では、吸収電力が弱いので受信困難であるが、アンテナＡ２では、吸収電力が強いので受信可能となる。
【０００９】
このように、マルチアンテナの設計を行う場合は、電波伝搬環境において、アンテナＡ１、Ａ２の指向性を互いに補完して、アンテナ間での受信状態の相関（アンテナ間相関）が小さくなるように、放射（吸収）パターンの最適化を行う。
【００１０】
図８はアンテナ間相関が小さい場合の電波受信強度を示す図である。縦軸は電波受信強度、横軸は時間である。図７で示したアンテナＡ１、Ａ２で、到来電波ｂ１、ｂ２を受信したときの受信強度を示している。
【００１１】
時間ｔ０〜ｔ１で到来電波ｂ１があったときは、アンテナＡ２の受信強度は低下するが、アンテナＡ１の受信強度は上昇する。また、時間ｔ１以降で到来電波ｂ２があったときは、アンテナＡ１の受信強度は低下するが、アンテナＡ２の受信強度は上昇する。このように、アンテナ間相関を小さくして、受信強度の劣化をアンテナ間で補うことができる。
【００１２】
図９はアンテナ間相関が大きい場合の電波受信強度を示す図である。縦軸は電波受信強度、横軸は時間である。通信端末ＭＳａには、図７で示したアンテナＡ１と同じ放射パターンを持つアンテナＡ２−１が設置しているとする。
【００１３】
時間ｔ０〜ｔ１で到来電波ｂ１があったときは、アンテナＡ１、Ａ２−１ともに受信強度は上昇するが、時間ｔ１以降で到来電波ｂ２があったときは、アンテナＡ１、Ａ２−１ともに受信強度は低下してしまう。このように、アンテナ間相関が大きい場合は、放射パターンが落ち込む部分において、アンテナＡ１、Ａ２−１ともに受信強度が劣化することになる。
【００１４】
アンテナの最適化設計を行う場合には、アンテナ特性の評価を行うが、このとき、特にマルチアンテナの特性を評価する場合は、アンテナ単体の特性ばかりでなく、上述のように、アンテナ間相関が、アンテナ特性を決める際の重要な評価指標となる。また、誤り率（BLER：block error probability）やスループット等の無線特性を決める際にも、アンテナ間相関は重要な要素となる。
【００１５】
一方、実際の電波伝搬環境においては、基地局から送信された搬送電波（キャリア）は、マルチパス（信号波が山やビルなどの反射によって複数の経路を伝搬する現象）を経由して通信端末に到達する。
【００１６】
よって、通信端末が移動していた場合には、各パスでキャリアの到来角度に依存してキャリア周波数が異なるドップラシフトを受けることになる。すなわち、キャリア周波数にあらたなドップラ周波数が加わり、受信周波数が変位することになる。
【００１７】
このため、通信端末では、周波数領域において広がった複数の信号を受信することにより、レベルが激しく変動するフェージング（時間差をもって到達した電波の波長が干渉し合うことによって電波レベルの強弱が変化する現象またはその変動波）を受ける。フェージングによる受信レベル変動は、無線通信における情報伝送のBLERを増大する原因となる。
【００１８】
したがって、アンテナ間相関を精度よく評価するには、計算機シミュレーション等によって、実際の電波伝搬環境を模擬したフェージング環境を再現することが必要である。そして、このフェージング環境で測定した値を統計処理して最適化設計を実現することで、アンテナの品質向上が可能となる。
【００１９】
図１０は従来のアンテナ特性評価を示す図である。通信端末ＭＳの周辺に信号発生源５−１〜５−５が配置する。信号発生源５−１〜５−５のそれぞれは、キャリア周波数に対して互いに異なるドップラ周波数Δｆ１〜Δｆ５シフトした周波数を持つ正弦波の電波を発生する。なお、信号発生源５−１〜５−５からは、素波（複数の信号波が合成されていない単一の信号波）の状態で各正弦波電波が放射される。
【００２０】
図１０で示した評価環境では、通信端末ＭＳの周囲に配置された複数の信号発生源５−１〜５−５から、異なるドップラ周波数シフトした電波を放射させて、電波を合成させる。そして、通信端末ＭＳが合成波を受信することで、模擬的なフェージング環境を生成している。
【００２１】
ここで、ドップラ周波数の定義について説明する。図１１はドップラ周波数を説明するための図である。マルチパス中の１つのパスから到来したキャリア周波数ｆｃが、通信端末ＭＳの進行方向に対して角度θで到来する場合を考える。
【００２２】
通信端末ＭＳの移動速度をｖ、キャリアの波長をλ、到来角度をθとすると、ドップラ周波数Δｆは、進行方向を基準としたときの見かけ上の電波の波長によって次式のように表せる。
【００２３】
Δｆ＝ｖ／（λ／cosθ）＝ｖcosθ／λ・・・（１）
図１２は通信端末ＭＳの進行方向と電波の到来角とに応じたドップラ周波数の変化を示す図である。（Ａ）は通信端末ＭＳの進行方向に対し同一方向のパスから電波を受けた場合、（Ｂ）は通信端末ＭＳの進行方向に対し垂直方向から電波を受けた場合を示している。
【００２４】
（Ａ）のように、通信端末ＭＳの進行方向と同一方向のパスから電波を受ければ、θ＝０、πとなり、式（１）より、ドップラ周波数の絶対値｜Δｆ｜は最大となる。
また、（Ｂ）のように、通信端末ＭＳの進行方向に対し垂直方向から電波を受ける場合は、進行方向に対する見かけ上の電波の波長は生成されないので、通信端末ＭＳが移動していないのと同じことになり、ドップラシフトの影響は受けない（θ＝π／２、３π／２となり、Δｆ＝０）。
【００２５】
ここで、図１０で示した評価環境において、通信端末ＭＳが、ある方向に移動すると仮定すると、信号発生源５−１〜５−５には、通信端末ＭＳの移動方向に対する電波の到来角度に応じたドップラ周波数を設定して、そのドップラ周波数を持つ電波を放射させることになる。
【００２６】
例えば図１０に示すように、通信端末ＭＳが矢印Ｘの信号発生源５−４の方向に移動すると仮定すると、信号発生源５−１〜５−５の周波数設定としては、式（１）からわかるように、信号発生源５−４のドップラ周波数Δｆ４が最も高くなるように設定し、その他の信号発生源からのドップラ周波数は、ドップラ周波数Δｆ４と比べて低くなるように設定する。
【００２７】
通信端末ＭＳは、固定しており、実際は移動させることはなく、その代わりに、通信端末ＭＳの移動方向に沿って変化するドップラ周波数の変化を、信号発生源５−１〜５−５側で可変に設定して、設定された電波を放射させるものである。
【００２８】
このように、通信端末ＭＳが移動したとみなしたときのドップラシフトを信号発生源側で生成し、このときに評価すべきアンテナに生じる受信強度の落ち込みなどを測定評価したりする。
【００２９】
アンテナ特性評価の従来技術として、複数の散乱体アンテナを配置して、電波の振幅と位相を制御してアンテナ特性の評価を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。また、無相関の正弦波を加算してマルチパスフェージング環境に対応するシミュレータの構成が提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開２００５−２２７２１３号公報
【特許文献２】特開２００６−１７４２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
図１０で示したような評価環境を具体的なシステムで実現する場合、通常は、電波暗室内に複数のアンテナを配置した測定環境を構築し、この電波暗室内でアンテナ特性評価を行う。なお、電波暗室とは、室内の天井、壁、および床の全面に、電波吸収体を取り付けて、室内での電波の反射を抑えた部屋のことである。
【００３２】
図１３は従来のアンテナ特性評価システムの構成を示す図である。電波暗室５０内にアンテナ５３−１〜５３−４と、アンテナ５４ａ、５４ｂが配置される（以降、評価用の電波を放射するアンテナを送信アンテナ、評価対象のアンテナを評価アンテナと呼ぶ）。
【００３３】
また、送信アンテナ５３−１〜５３−４は、アップコンバータ５２−１〜５２−４のそれぞれと接続し、評価アンテナ５４ａ、５４ｂは、アンテナ特性評価ボード５５と接続する。アンテナ特性評価ボード５５は、評価用端末５６と接続する。
【００３４】
アップコンバータ５２−１〜５２−４は、ベースバンド信号をＲＦ（Radio Frequency）信号の周波数帯にそれぞれアップコンバートする。すなわち、アップコンバータ５２−１は、ベースバンド信号をドップラ周波数Δｆ１のＲＦ信号にアップコンバートする。アップコンバータ５２−２は、ベースバンド信号をドップラ周波数がΔｆ２のＲＦ信号にアップコンバートする。
【００３５】
また、アップコンバータ５２−３は、ベースバンド信号をドップラ周波数がΔｆ３のＲＦ信号にアップコンバートする。アップコンバータ５２−４は、ベースバンド信号をドップラ周波数がΔｆ４のＲＦ信号にアップコンバートする。
【００３６】
送信アンテナ５３−１〜５３−４はそれぞれ、ドップラ周波数Δｆ１〜Δｆ４の電波を放射する。放射された電波は、電波暗室５０内で合成されてフェージング波となり、評価アンテナ５４ａ、５４ｂで受信される。アンテナ特性評価ボード５５は、評価アンテナ５４ａ、５４ｂで受信された電波をダウンコンバートして、ベースバンド信号に変換する。評価用端末５６は、ダウンコンバート後のベースバンド信号にもとづいて、アンテナ特性を解析する。
【００３７】
上記のような構成によって、電波暗室５０内にフェージング環境（例えば、レイリーフェージング環境）を擬似的に生成して、評価アンテナ５４ａ、５４ｂの特性評価を行っていた。
【００３８】
ここで、マルチアンテナ特性は、個々のアンテナの利得や放射効率に加え、アンテナ間相関についても考慮し、アンテナ評価の際には、移動端末の実環境であるレイリーフェージング環境を電波暗室５０内に生成することが望まれる。
【００３９】
フェージングは、様々なドップラ周波数の波を合成することで生成することができ、合成するドップラ周波数の電波の数を増やすことで、より実環境に近いレイリーフェージングを生成することが可能である。
【００４０】
しかし、上記のような従来のアンテナ特性評価のシステム構成で、実環境のレイリーフェージングに近づけようとすると、異なるドップラ周波数の電波の数を増やすことになる。このため、ＲＦ帯にアップコンバートするためのアップコンバータおよび送信アンテナの数を増やさなければならない。
【００４１】
図１４は従来のアンテナ特性評価システムの構成を示す図である。アップコンバータおよび送信アンテナを増やしたときの構成を示している。電波暗室５０内に送信アンテナ５３−１〜５３−ｎが設置され、送信アンテナ５３−１〜５３−ｎは、アップコンバータ５２−１〜５２−ｎのそれぞれと接続する。
【００４２】
電波暗室５０内の環境を実フェージング環境に近づけようとして、図１４のような構成にすると、コストが増加し、また、スペース的にも設置数が限られるために、送信アンテナの所望数を設置できないといった問題があった。
【００４３】
さらには、従来のシステム構成では、アンテナ間の相関性を適切・柔軟に設定することができず、実際の環境に近いフェージング環境を再現することが困難であるといった問題があった。このように、従来のアンテナ特性評価システムでは、精度の高いアンテナ特性評価を実施することができなかった。
【００４４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、少ない装置数で、効率よく高精度のアンテナ特性評価を行うアンテナ特性評価システムを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、少ない装置数で、効率よく高精度のアンテナ特性評価を行うアンテナ特性評価方法を提供することである。
【００４５】
さらに、本発明の他の目的は、所定の相関性を有する合成信号を生成する合成信号生成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４６】
上記課題を解決するために、アンテナ特性評価システムが提供される。このアンテナ特性評価システムは、評価対象のアンテナである評価アンテナと、評価アンテナに電波を放射する複数の送信アンテナと、複数の信号波を合成して合成信号を生成する合成信号生成部と、送信アンテナに接続し、合成信号の周波数を電波の周波数にアップコンバートするアップコンバータと、評価アンテナと接続し、電波を受信した評価アンテナのアンテナ特性の評価を行う評価部とを備える、
ここで、合成信号生成部は、評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、信号波に重み付けを行って合成信号を生成する。
【発明の効果】
【００４７】
高精度のアンテナ特性評価を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】アンテナ特性評価システムの構成例を示す図である。
【図２】電波暗室内のサブパスを示す図である。
【図３】Walsh符号を説明するための図である。
【図４】合成信号生成部の構成例を示す図である。
【図５】合成信号生成部の構成例を示す図である。
【図６】合成信号生成部の構成例を示す図である。
【図７】マルチアンテナの放射パターンを説明するための図である。
【図８】アンテナ間相関が小さい場合の電波受信強度を示す図である。
【図９】アンテナ間相関が大きい場合の電波受信強度を示す図である。
【図１０】従来のアンテナ特性評価を示す図である。
【図１１】ドップラ周波数を説明するための図である。
【図１２】通信端末の進行方向と電波の到来角とに応じたドップラ周波数の変化を示す図である。（Ａ）は通信端末の進行方向に対し同一方向のパスから電波を受けた場合、（Ｂ）は通信端末の進行方向に対し垂直方向から電波を受けた場合を示している。
【図１３】従来のアンテナ特性評価システムの構成を示す図である。
【図１４】従来のアンテナ特性評価システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１はアンテナ特性評価システムの構成例を示す図である。アンテナ特性評価システム１は、送信アンテナ２３−１〜２３−４、評価アンテナ２４−１、２４−２、合成信号生成部１０、アップコンバータ２２−１〜２２−４、評価部３０を備え、電波暗室２０内でアンテナ特性の評価を行うシステムである（図の例では、電波暗室２０内に送信アンテナが４つ、評価アンテナが２つ配置されているが、これらの個数は任意である）。
【００５０】
評価アンテナ２４−１、２４−２は、電波暗室２０内に配置され、アンテナ特性評価対象のアンテナである。送信アンテナ２３−１〜２３−４は、評価アンテナ２４−１、２４−２に電波を放射する仮想的散乱体としてのアンテナであり、電波暗室２０内の適切な位置に分散して配置される。
【００５１】
合成信号生成部１０は、複数の周波数の異なる信号波（素波）を発生し、素波を合成して合成信号ｇ1〜ｇ4を生成する。アップコンバータ２２−１〜２２−４は、送信アンテナ２３−１〜２３−４にそれぞれ接続し、合成信号ｇ1〜ｇ4の各周波数をＲＦ帯にアップコンバートする。アップコンバートされた合成信号ｇ1〜ｇ4は、送信アンテナ２３−１〜２３−４を介して放射される。
【００５２】
評価部３０は、アンテナ特性評価ボード３１および評価用端末３２を含む。アンテナ特性評価ボード３１は、評価アンテナ２４−１、２４−２と接続する。アンテナ特性評価ボード３１は、評価アンテナ２４−１、２４−２で受信された電波をダウンコンバートする。評価用端末３２は、ダウンコンバート後の信号にもとづいて、アンテナ特性を解析する。
【００５３】
ここで、合成信号生成部１０は、評価アンテナ２４−１、２４−２の相関性を評価するための条件を満たすように、素波に重み付けを行って合成信号ｇ1〜ｇ4を生成する。複数の素波に対して所定の重み付けを行って、重み付け後の信号の和を求めることにより、フェージングである合成信号ｇ1〜ｇ4が生成する（以下、合成信号をフェージングとも呼ぶ）。送信アンテナ２３−１〜２３−４から出力されたフェージングは、電波暗室２０内でも合成されることになる。
【００５４】
従来では、周波数の異なる素波を送信アンテナから出力して、電波暗室内でフェージングを生成していたので、装置数が多くなり、コストが増加して設置スペースを確保できないといった問題があった。
【００５５】
これに対し、アンテナ特性評価システム１では、合成信号生成部１０でフェージングを生成して、送信アンテナ２３−１〜２３−４から出力する構成をとるので、少ない装置数で効率よくアンテナ特性評価を行うことができ、コストを削減し、設置スペースの問題を解決することができる。
【００５６】
また、上記の条件とは、具体的には、互いに無相関の電波を評価アンテナ２４−１、２４−２が受信できるようにするための条件（以下、設定条件と呼ぶ）であって、合成信号生成部１０では、合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに無相関となる重み付け処理を行って、互いに相関性の無い合成信号ｇ1〜ｇ4を出力する（詳細は後述）。
【００５７】
これにより、電波暗室２０内を実フェージング環境に近い環境にすることができ、評価アンテナ２４−１、２４−２のアンテナ間相関、誤り率、スループット等の多くのアンテナ特性を精度よく評価することが可能になる。
【００５８】
次に電波暗室２０内で再現すべきフェージング環境および評価アンテナ２４−１、２４−２のアンテナ間相関を精度よく評価するための設定条件について詳しく説明する。
ワイヤレス通信の環境としては、多重波伝搬の基本電波強度分布であるレイリー分布を有するレイリーフェージング環境が一般的であると言われている。以降では、このようなレイリーフェージング環境を模擬的に生成して、アンテナ特性の評価を行うものとして説明する。
【００５９】
図２は電波暗室２０内のサブパスを示す図である。電波暗室２０には、送信アンテナ２３−１〜２３−４と、評価アンテナ２４−１、２４−２とが設けられている。なお、以降では、送信アンテナ２３−１〜２３−４それぞれが出力する１つのフェージングをサブパスとも呼ぶ。複数のサブパスを合成した合成波が、フェージング環境上におけるマルチパスを形成する１つのパスとみなすことができる。
【００６０】
送信アンテナ２３−１は、フェージングｇ1（ｔ）を出力し、送信アンテナ２３−２は、フェージングｇ2（ｔ）を出力する。また、送信アンテナ２３−３は、フェージングｇ3（ｔ）を出力し、送信アンテナ２３−４は、フェージングｇ4（ｔ）を出力する。ｇn（ｔ）は、サブパスｎのフェージングであって、ｎはサブパスの番号である。
【００６１】
また、評価アンテナ２４−１は、Ｇ1（θ）の受信アンテナ利得を有し、評価アンテナ２４−２は、Ｇ2（θ）の受信アンテナ利得を有する。なお、θは、サブパス（フェージング）の到来角度であり、Ｇk（θ）は、到来角度θに対するｋ番目の評価アンテナの利得（振幅の次元）である。ｋは、評価アンテナの番号である（この例では、ｋ＝１は評価アンテナ２４−１に該当し、ｋ＝２は評価アンテナ２４−２に該当するものとする）。
【００６２】
ここで、実フェージング環境におけるパスは、様々に到来方向を変えて一定の経路は持たない。例えば、ビルに反射するパスも一定の到来方向ではなく時間毎に変化し、また、車両等の移動体の有無などによっても様々に到来方向は変化して、パスの経路は固定的なものではない。
【００６３】
このため、長時間に渡って複数パスの時間平均をとると、相関性が０に近くなることがわかる。すなわち、実フェージング環境でのパスの相関性は、一定時間の平均をとると無相関に近いものといえる。したがって、電波暗室２０内において実フェージング環境に近い環境を再現するためには、互いに異なるサブパスの相関性が無相関となるような状態にすればよい。
【００６４】
このような状態のサブパスを評価アンテナ２４−１、２４−２で受信すると、このときの評価アンテナ２４−１、２４−２の理想的なアンテナ間相関Ｒを表す式は、アンテナ利得のパラメータで表すと以下の式（２）となる。
【００６５】
Ｒ＝Ｇ1（θ1）・Ｇ2（θ1）＋Ｇ1（θ2）・Ｇ2（θ2）＋Ｇ1（θ3）・Ｇ2（θ3）＋Ｇ1（θ4）・Ｇ2（θ4）・・・（２）
Ｇk（θn）は、サブパスｎの到来角度θnに対するｋ番目の評価アンテナの利得である。なお、サブパス１〜４は、送信アンテナ２３−１〜２３−４から出力されたフェージングｇ1（ｔ）〜ｇ4（ｔ）にそれぞれ対応する。
【００６６】
サブパス１〜４が存在する実フェージング環境（サブパス１〜４が互いに相関性の無い環境）を仮定したとき、その環境内に受信アンテナk=1、受信アンテナk=2（評価アンテナ２４−１、２４−２に該当）があって、サブパス１〜４を受信する場合、受信アンテナk=1および受信アンテナk=2のアンテナ間相関は、式（２）の関係が成り立つということである。また、式（２）が設定条件を表す式となる。
【００６７】
そして、式（２）の関係が電波暗室２０内で成り立つためには、送信アンテナ２３−１〜２３−４から送信される各合成信号のフェージング（サブパス）に対して、以下の式が成り立つことが必要である。
【００６８】
＜ｇｎ1（ｔ）・ｇｎ2*（ｔ）＞＝０ （ｎ1≠ｎ2）・・・（３ａ）
＜ｇｎ1（ｔ）・ｇｎ2*（ｔ）＞≠０＝Ｃ （ｎ1＝ｎ2）・・・（３ｂ）
ｇｎk（ｔ）は、評価アンテナｋ番が受信するサブパスｎのフェージングを意味する。なお、＜＞は時間平均を示し、＊は複素共役を示す。Ｃは１もしくは定数である。
【００６９】
上記のような式（３ａ）、（３ｂ）を満たす合成信号を生成して、電波にして発出すれば、設定条件式（２）を満たすことができる。したがって、式（３ａ）、（３ｂ）の両方が満たされるようなフェージングを送信アンテナ２３−１〜２３−４から送信する構成とすることにより、電波暗室２０内で実フェージング環境に則したアンテナ特性評価を行うことが可能になる（式（２）の設定条件が満たされた環境でのアンテナ特性評価が可能になる）。また、評価アンテナ２４−１、２４−２の相関性を精度よく評価することが可能になる。
【００７０】
ここで、評価アンテナｋ番の受信振幅Ｚk（ｔ）は以下の式（４）で表される。Ａ（θnk）は、ｋ番目の評価アンテナの到来角度θnに対する電力である。
【００７１】
【数１】
【００７２】
また、式（４）にもとづいて、評価アンテナ２４−１が受信する受信振幅と、評価アンテナ２４−２が受信する受信振幅の複素共役との時間平均をとると、以下の式（５）となる。
【００７３】
【数２】
【００７４】
式（５）を展開すると式（５ａ）となる。
【００７５】
【数３】
【００７６】
式（５ａ）に対して、条件式（３ａ）、（３ｂ）を適用すると、例えば、展開式に示されている部分だけを見ると、＜ｇ1（ｔ）・ｇ2*（ｔ）＞＝＜ｇ1（ｔ）・ｇ3*（ｔ）＞＝＜ｇ1（ｔ）・ｇ4*（ｔ）＞＝＜ｇ2（ｔ）・ｇ1*（ｔ）＞＝０となり（∵式（３ａ））、２項目、３項目、４項目、５項目は０となる。
【００７７】
また、＜ｇ1（ｔ）・ｇ1*（ｔ）＞＝＜ｇ2（ｔ）・ｇ2*（ｔ）＞＝１とすれば（∵式（３ｂ））、１項目はＡ（θ1）Ｇ1（θ1）Ｇ2（θ1）となり、６項目はＡ（θ2）Ｇ1（θ2）Ｇ2（θ2）となる。
【００７８】
したがって、式（２）に示すようなアンテナ間相関の式に近似されることがわかる。逆に、式（５）が式（２）と等しくなるためには、条件式（３ａ）、（３ｂ）が成り立つことが必要である。
【００７９】
次に合成信号を生成するための信号列のパターンと、その信号列パターンを生成する合成信号生成部１０の構成について以降説明する。信号列パターンの１つとして直交符号列を生成する。直交符号列としては例えば、Walsh符号を用いることができる。Walsh符号は、簡易なメモリを用いて直交符号を保存可能である。以下、簡単にWalsh符号について説明する。
【００８０】
図３はWalsh符号を説明するための図である。行列Ａ1は、行ベクトル（１、１）、（１、−１）を有し、これら２つの行ベクトルは直交する（∵１×１＋１×（−１）＝０）。
行列Ａ2は、行ベクトル（Ａ1、Ａ1）、（Ａ1、−Ａ1）を有する。なお、Ａ1は上述の２×２行列なので、行列Ａ2を行列要素で書き出すと、４つの行ベクトル（１、１、１、１）、（１、−１、１、−１）、（１、１、−１、−１）、（１、−１、−１、１）に展開される。
【００８１】
ここで、行列Ａ2は、どの２つの行ベクトルを抽出しても直交していることがわかる。例えば、行ベクトル（１、１、１、１）、（１、−１、１、−１）は直交しているし、行ベクトル（１、−１、１、−１）、（１、−１、−１、１）も直交している。
【００８２】
上記のような操作を続けていくと、行列Ａｎは、行ベクトル（Ａn-1、Ａn-1）、（Ａn-1、−Ａn-1）を有することになり、このような行列をアダマール（Hadamard）行列と呼ぶ。また、アダマール行列の行ベクトルがWalsh符号と呼ばれるものである。
【００８３】
なお、直交符号としては、Walsh符号だけでなく、例えば、｛exp[j2πnk/N], (n,k =0,1,…,N-1)｝のフーリエ級数に関連した符号、Ｍ系列を周期的にシフトし最後に１を追加した符号などがあり、これらを用いてもよい。
【００８４】
次にWalsh符号で重み付けされた後の合成信号ｇ1〜ｇ4を以下の式（６ａ）〜（６ｄ）に示す。
【００８５】
【数４】
【００８６】
また、Walsh符号の行列を式（７）に示す。
【００８７】
【数５】
【００８８】
合成信号ｇ1〜ｇ4の式（６ａ）〜（６ｄ）は、式（３ａ）、（３ｂ）の関係を満たしている。例えば、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ2の複素共役との時間平均をとると、以下の式（８）に示すように０となり、式（３ａ）が満たされていることがわかる。
【００８９】
【数６】
【００９０】
また、同様にして例えば、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ1の複素共役との時間平均をとれば、式（３ｂ）も満たされることがわかる（説明は省略する）。
図４は合成信号生成部の構成例を示す図である。合成信号生成部１０−１は、正弦波生成部（信号波生成部）１１、信号列生成部１２−１、乗算器ｍ１〜ｍ２０および加算器ａ１〜ａ４を備え、各サブパス間が所定の相関になるような重み付け加算処理を行う（乗算器ｍ１〜ｍ２０および加算器ａ１〜ａ４は重み付け処理部に該当する）。
【００９１】
正弦波生成部１１は、正弦波ｅｘｐ（ｊω1ｔ）、ｅｘｐ（ｊω2ｔ）、ｅｘｐ（ｊω3ｔ）、ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を生成して出力する。ω1＝２πｆ1、ω2＝２πｆ2、ω3＝２πｆ3、ω4＝２πｆ4であり、ｆ1〜ｆ4は互いに異なるドップラ周波数である。また、信号列生成部１２−１は、重み付けによって生成された合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに所定の相関性を持つような信号列を生成する。ここでは、合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに無相関となるように、Walsh符号Ｗ11〜Ｗ14、Ｗ21〜Ｗ24、Ｗ31〜Ｗ34、Ｗ41〜Ｗ44を生成して出力する。
【００９２】
乗算器ｍ１〜ｍ４には、ベースバンド信号生成部１ａから出力されるベースバンド信号が入力し、また、正弦波生成部１１から出力される各正弦波が入力する。ベースバンド信号としては、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband−Code Division Multiple Access）、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）等の変調信号ｓが該当する。なお、ベースバンド信号生成部１ａは、合成信号生成部１０−１の外に位置する構成としているが、合成信号生成部１０−１内に含まれる構成にしてもよい。
【００９３】
乗算器ｍ１は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω1ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ２は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω2ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【００９４】
乗算器ｍ３は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω3ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ４は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω4ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【００９５】
乗算器ｍ５〜ｍ８には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−１から出力されるWalsh符号Ｗ11〜Ｗ14がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ５は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、Walsh符号Ｗ11とを乗算して、ｓ・Ｗ11・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ６は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、Walsh符号Ｗ12とを乗算して、ｓ・Ｗ12・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【００９６】
乗算器ｍ７は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、Walsh符号Ｗ13とを乗算して、ｓ・Ｗ13・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ８は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、Walsh符号Ｗ14とを乗算して、ｓ・Ｗ14・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【００９７】
また、乗算器ｍ９〜ｍ１２には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−１から出力されるWalsh符号Ｗ21〜Ｗ24がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ９は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、Walsh符号Ｗ21とを乗算して、ｓ・Ｗ21・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ１０は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、Walsh符号Ｗ22とを乗算して、ｓ・Ｗ22・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【００９８】
乗算器ｍ１１は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、Walsh符号Ｗ23とを乗算して、ｓ・Ｗ23・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ１２は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、Walsh符号Ｗ24とを乗算して、ｓ・Ｗ24・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【００９９】
さらに、乗算器ｍ１３〜ｍ１６には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−１から出力されるWalsh符号Ｗ31〜Ｗ34がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ１３は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、Walsh符号Ｗ31とを乗算して、ｓ・Ｗ31・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ１４は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、Walsh符号Ｗ32とを乗算して、ｓ・Ｗ32・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１００】
乗算器ｍ１５は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、Walsh符号Ｗ33とを乗算して、ｓ・Ｗ33・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ１６は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、Walsh符号Ｗ34とを乗算して、ｓ・Ｗ34・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１０１】
さらにまた、乗算器ｍ１７〜ｍ２０には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−１から出力されるWalsh符号Ｗ41〜Ｗ44がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ１７は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、Walsh符号Ｗ41とを乗算して、ｓ・Ｗ41・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ１８は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、Walsh符号Ｗ42とを乗算して、ｓ・Ｗ42・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１０２】
乗算器ｍ１９は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、Walsh符号Ｗ43とを乗算して、ｓ・Ｗ43・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ２０は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、Walsh符号Ｗ44とを乗算して、ｓ・Ｗ44・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１０３】
一方、加算器ａ１は、乗算器ｍ５〜ｍ８の出力結果を加算して、合成信号ｇ1＝ｓ（Ｗ11・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｗ12・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｗ13・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｗ14・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ1は、アップコンバータ２２−１へ入力される。
【０１０４】
加算器ａ２は、乗算器ｍ９〜ｍ１２の出力結果を加算して、合成信号ｇ2＝ｓ（Ｗ21・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｗ22・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｗ23・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｗ24・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ2は、アップコンバータ２２−２へ入力される。
【０１０５】
加算器ａ３は、乗算器ｍ１３〜ｍ１６の出力結果を加算して、合成信号ｇ3＝ｓ（Ｗ31・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｗ32・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｗ33・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｗ34・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ3は、アップコンバータ２２−３へ入力される。
【０１０６】
加算器ａ４は、乗算器ｍ１７〜ｍ２０の出力結果を加算して、合成信号ｇ4＝ｓ（Ｗ41・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｗ42・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｗ43・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｗ44・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ4は、アップコンバータ２２−４へ入力される。なお、式（６ａ）〜（６ｄ）では、変調信号ｓのパラメータを省略して示している。
【０１０７】
次に信号列パターンとして直交位相を用いる場合について説明する。直交位相で重み付けされた後の合成信号ｇ1〜ｇ4を以下の式（９ａ）〜（９ｄ）に示す。
【０１０８】
【数７】
【０１０９】
また、直交位相の行列を式（１０）に示す。
【０１１０】
【数８】
【０１１１】
合成信号ｇ1〜ｇ4の式（９ａ）〜（９ｄ）は、式（３ａ）、（３ｂ）の関係を満たしている。例えば、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ2の複素共役との時間平均をとると、以下の式（１１）に示すように０となり、式（３ａ）が満たされていることがわかる。
【０１１２】
【数９】
【０１１３】
また、同様にして例えば、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ1の複素共役との時間平均をとれば、式（３ｂ）も満たされることがわかる（説明は省略する）。なお、式（１１）の展開において、ｅｘｐ（ｊθ）＝ｃｏｓθ＋ｊｓｉｎθであるから、θ＝πのときｅｘｐ（ｊπ）＝−１である。
【０１１４】
図５は合成信号生成部の構成例を示す図である。合成信号生成部１０−２は、正弦波生成部１１、信号列生成部１２−２、乗算器ｍ１〜ｍ２０および加算器ａ１〜ａ４を備え、各サブパス間が所定の相関になるような重み付け加算処理を行う。
【０１１５】
正弦波生成部１１は、正弦波ｅｘｐ（ｊω1ｔ）、ｅｘｐ（ｊω2ｔ）、ｅｘｐ（ｊω3ｔ）、ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を生成して出力する。信号列生成部１２−２は、重み付けによって生成された合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに所定の相関性を持つような信号列を生成する。ここでは、合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに無相関となるように、直交位相Ｐ11〜Ｐ14、Ｐ21〜Ｐ24、Ｐ31〜Ｐ34、Ｐ41〜Ｐ44を生成して出力する。
【０１１６】
乗算器ｍ１〜ｍ４には、ベースバンド信号生成部１ａから出力されるベースバンド信号が入力し、また、正弦波生成部１１から出力される各正弦波が入力する。ベースバンド信号としては、例えば、ＬＴＥ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ等の変調信号ｓが該当する。なお、ベースバンド信号生成部１ａは、合成信号生成部１０−２内に含まれる構成としてもよい。
【０１１７】
乗算器ｍ１は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω1ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ２は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω2ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１１８】
乗算器ｍ３は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω3ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ４は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω4ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１１９】
乗算器ｍ５〜ｍ８には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−２から出力される直交位相Ｐ11〜Ｐ14がそれぞれ入力する。乗算器ｍ５は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、直交位相Ｐ11とを乗算して、ｓ・Ｐ11・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ６は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、直交位相Ｐ12とを乗算して、ｓ・Ｐ12・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１２０】
乗算器ｍ７は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、直交位相Ｐ13とを乗算して、ｓ・Ｐ13・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ８は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、直交位相Ｐ14とを乗算して、ｓ・Ｐ14・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１２１】
また、乗算器ｍ９〜ｍ１２には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−２から出力される直交位相Ｐ21〜Ｐ24がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ９は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、直交位相Ｐ21とを乗算して、ｓ・Ｐ21・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ１０は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、直交位相Ｐ22とを乗算して、ｓ・Ｐ22・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１２２】
乗算器ｍ１１は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、直交位相Ｐ23とを乗算して、ｓ・Ｐ23・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ１２は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、直交位相Ｐ24とを乗算して、ｓ・Ｐ24・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１２３】
さらに、乗算器ｍ１３〜ｍ１６には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−２から出力される直交位相Ｐ31〜Ｐ34がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ１３は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、直交位相Ｐ31とを乗算して、ｓ・Ｐ31・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ１４は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、直交位相Ｐ32とを乗算して、ｓ・Ｐ32・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１２４】
乗算器ｍ１５は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、直交位相Ｐ33とを乗算して、ｓ・Ｐ33・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ１６は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、直交位相Ｐ34とを乗算して、ｓ・Ｐ34・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１２５】
さらにまた、乗算器ｍ１７〜ｍ２０には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−２から出力される直交位相Ｐ41〜Ｐ44がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ１７は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、直交位相Ｐ41とを乗算して、ｓ・Ｐ41・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ１８は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、直交位相Ｐ42とを乗算して、ｓ・Ｐ42・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１２６】
乗算器ｍ１９は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、直交位相Ｐ43とを乗算して、ｓ・Ｐ43・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ２０は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、直交位相Ｐ44とを乗算して、ｓ・Ｐ44・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１２７】
一方、加算器ａ１は、乗算器ｍ５〜ｍ８の出力結果を加算して、合成信号ｇ1＝ｓ（Ｐ11・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｐ12・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｐ13・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｐ14・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ1は、アップコンバータ２２−１へ入力される。
【０１２８】
加算器ａ２は、乗算器ｍ９〜ｍ１２の出力結果を加算して、合成信号ｇ2＝ｓ（Ｐ21・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｐ22・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｐ23・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｐ24・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ2は、アップコンバータ２２−２へ入力される。
【０１２９】
加算器ａ３は、乗算器ｍ１３〜ｍ１６の出力結果を加算して、合成信号ｇ3＝ｓ（Ｐ31・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｐ32・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｐ33・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｐ34・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ3は、アップコンバータ２２−３へ入力される。
【０１３０】
加算器ａ４は、乗算器ｍ１７〜ｍ２０の出力結果を加算して、合成信号ｇ4＝ｓ（Ｐ41・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｐ42・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｐ43・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｐ44・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ4は、アップコンバータ２２−４へ入力される。なお、式（９ａ）〜（９ｄ）では、変調信号ｓのパラメータを省略して示している。
【０１３１】
次に信号列パターンとして異なる周波数を用いる場合について説明する。異なる周波数の信号で重み付けされた後の合成信号ｇ1〜ｇ4を以下の式（１２ａ）〜（１２ｄ）に示す。
【０１３２】
【数１０】
【０１３３】
合成信号ｇ1〜ｇ4の式（１２ａ）〜（１２ｄ）は、式（３ａ）、（３ｂ）の関係を満たしている。例えば、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ2の複素共役との時間平均をとると、以下の式（１３）に示すように０となり、式（３ａ）が満たされていることがわかる。
【０１３４】
【数１１】
【０１３５】
また、同様にして例えば、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ1の複素共役との時間平均をとれば、式（３ｂ）も満たされることがわかる（説明は省略する）。なお、式（１３）の展開において、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ2の複素共役との時間平均を計算すると、４・ｅｘｐ（ｊ（Δａ−Δｂ）ｔ）となり、ｅｘｐ（ｊ（Δａ−Δｂ）ｔ）が０に近似できるとものとして、式（１３）が０になるとしている。
【０１３６】
ここで、ｅｘｐ（ｊ（Δａ−Δｂ）ｔ）が０に近似できることについて簡単に説明する。ｅｘｐ（ｊ（Δａ−Δｂ）ｔ）は正弦波であるので、正弦波を積分すると、例えば、０〜πの部分の面積とπ〜２πの部分の面積との和は０となる。したがって、正弦波ｅｘｐ（ｊ（Δａ−Δｂ）ｔ）に関して、長い時間に渡って積分（時間平均）すると、面積として残る部分はわずかであり、長い時間で見れば０に近づくとみなすことができる。
【０１３７】
図６は合成信号生成部の構成例を示す図である。合成信号生成部１０−３は、正弦波生成部１１、信号列生成部１２−３、乗算器ｍ１〜ｍ２０および加算器ａ１〜ａ４を備え、各サブパス間が所定の相関になるような重み付け加算処理を行う。
【０１３８】
正弦波生成部１１は、正弦波ｅｘｐ（ｊω1ｔ）、ｅｘｐ（ｊω2ｔ）、ｅｘｐ（ｊω3ｔ）、ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を生成して出力する。信号列生成部１２−３は、重み付けによって生成された合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに所定の相関性を持つような信号列を生成する。ここでは、合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに無相関となるように、互いに異なる周波数の信号ｅｘｐ（ｊΔａｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）を生成して出力する。周波数Δａ〜Δｄは、Δａ≠Δｂ≠Δｃ≠Δｄである。
【０１３９】
乗算器ｍ１〜ｍ４には、ベースバンド信号生成部１ａから出力されるベースバンド信号が入力し、また、正弦波生成部１１から出力される各正弦波が入力する。ベースバンド信号としては、例えば、ＬＴＥ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ等の変調信号ｓが該当する。また、ベースバンド信号生成部１ａは、合成信号生成部１０−３内に含まれる構成としてもよい。
【０１４０】
乗算器ｍ１は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω1ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ２は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω2ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１４１】
乗算器ｍ３は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω3ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ４は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω4ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１４２】
乗算器ｍ５〜ｍ８には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−３から出力される信号ｅｘｐ（ｊΔａｔ）が入力する。乗算器ｍ５は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔａｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δａ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ６は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔａｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δａ）ｔ）を出力する。
【０１４３】
乗算器ｍ７は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔａｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δａ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ８は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔａｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δａ）ｔ）を出力する。
【０１４４】
また、乗算器ｍ９〜ｍ１２には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−３から出力される信号ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）が入力する。
乗算器ｍ９は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δｂ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ１０は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δｂ）ｔ）を出力する。
【０１４５】
乗算器ｍ１１は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δｂ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ１２は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δｂ）ｔ）を出力する。
【０１４６】
さらに、乗算器ｍ１３〜ｍ１６には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−３から出力される信号ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ１３は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δｃ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ１４は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δｃ）ｔ）を出力する。
【０１４７】
乗算器ｍ１５は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δｃ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ１６は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δｃ）ｔ）を出力する。
【０１４８】
さらにまた、乗算器ｍ１７〜ｍ２０には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−３から出力される信号ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）が入力する。
乗算器ｍ１７は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δｄ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ１８は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δｄ）ｔ）を出力する。
【０１４９】
乗算器ｍ１９は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δｄ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ２０は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δｄ）ｔ）を出力する。
【０１５０】
一方、加算器ａ１は、乗算器ｍ５〜ｍ８の出力結果を加算して、合成信号ｇ1＝ｓ（ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δａ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δａ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δａ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δａ）ｔ））を出力する。この合成信号ｇ1は、アップコンバータ２２−１へ入力される。
【０１５１】
加算器ａ２は、乗算器ｍ９〜ｍ１２の出力結果を加算して、合成信号ｇ2＝ｓ（ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δｂ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δｂ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δｂ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δｂ）ｔ））を出力する。この合成信号ｇ2は、アップコンバータ２２−２へ入力される。
【０１５２】
加算器ａ３は、乗算器ｍ１３〜ｍ１６の出力結果を加算して、合成信号ｇ3＝ｓ（ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δｃ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δｃ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δｃ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δｃ）ｔ））を出力する。この合成信号ｇ3は、アップコンバータ２２−３へ入力される。
【０１５３】
加算器ａ４は、乗算器ｍ１７〜ｍ２０の出力結果を加算して、合成信号ｇ4＝ｓ（ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δｄ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δｄ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δｄ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δｄ）ｔ））を出力する。この合成信号ｇ4は、アップコンバータ２２−４へ入力される。なお、式（１２ａ）〜（１２ｄ）では、変調信号ｓのパラメータを省略して示している。
【０１５４】
ここで、図６の信号列生成部１２−３では、４つの並列する重み付け処理に対してそれぞれ異なる周波数を割り当てて、周波数ｅｘｐ（ｊΔａｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）を出力して重み付けをしているが、各々の重み付け毎にすべて周波数を変えてもよい。
【０１５５】
すなわち、信号列生成部１２−３は、乗算器ｍ５〜ｍ８に対して、ｅｘｐ（ｊΔａ1ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔａ2ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔａ3ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔａ4ｔ）を出力し（Δａ1≠Δａ2≠Δａ3≠Δａ4）、乗算器ｍ９〜ｍ１２に対して、ｅｘｐ（ｊΔｂ1ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｂ2ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｂ3ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｂ4ｔ）を出力する（Δｂ1≠Δｂ2≠Δｂ3≠Δｂ4）。
【０１５６】
また、乗算器ｍ１３〜ｍ１６に対して、ｅｘｐ（ｊΔｃ1ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｃ2ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｃ3ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｃ4ｔ）を出力し（Δｃ1≠Δｃ2≠Δｃ3≠Δｃ4）、乗算器ｍ１７〜ｍ２０に対して、ｅｘｐ（ｊΔｄ1ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｄ2ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｄ3ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｄ4ｔ）を出力する（Δｄ1≠Δｄ2≠Δｄ3≠Δｄ4）。このように、すべて異なる周波数を出力する構成にしてもよい。
【０１５７】
以上説明したように、アンテナ特性評価システムおよびアンテナ特性評価方法では、アップコンバートする前に、評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、素波に対して、重み付けを行って合成信号を生成する構成とした。
【０１５８】
すなわち、複数の素波に対して、所定の信号列パターンで重み付けを行った後に加算して合成信号であるフェージングを生成し、さらに重み付けとしては、サブパス間が無相関となるような重み付けを行う構成とした。
【０１５９】
これにより、アップコンバータや送信アンテナの数を削減して、少ない装置数で電波暗室内に実フェージング環境を再現することが可能になり、さらに、アンテナ間相関、誤り率、スループット等といったアンテナ特性の評価を精度よく実施することが可能になる。
【０１６０】
また、合成信号生成装置は、信号列を生成する信号列生成部と、信号波に信号列の重み付けを行って、複数の合成信号を生成する重み付け処理部とを備え、信号列生成部は、重み付けによって生成された合成信号が互いに所定の相関性を持つような信号列を生成する構成とした。また、上記では、複数の合成信号が互いに無相関となるように、直交符号、直交位相および互いに異なる周波数の信号列を生成する例を示した。
【０１６１】
このような構成により、少ない装置数で適切かつ柔軟に、所定の相関性を設定した複数の合成信号を生成することが可能になり、アンテナ特性評価といった試験システムなどに幅広く適用することが可能である。
【０１６２】
（付記１） アンテナ特性の評価を行うアンテナ特性評価システムにおいて、
評価対象のアンテナである評価アンテナと、
前記評価アンテナに電波を放射する複数の送信アンテナと、
複数の信号波を合成して合成信号を生成する合成信号生成部と、
前記送信アンテナに接続し、前記合成信号の周波数を前記電波の周波数にアップコンバートするアップコンバータと、
前記評価アンテナと接続し、前記電波を受信した前記評価アンテナの前記アンテナ特性の評価を行う評価部と、
を備え、
前記合成信号生成部は、
前記評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、前記信号波に重み付けを行って前記合成信号を生成する、
ことを特徴とするアンテナ特性評価システム。
【０１６３】
（付記２） 前記合成信号生成部は、前記条件として、互いに無相関の前記電波を前記評価アンテナが受信するように、前記合成信号が互いに無相関となる前記重み付けを行うことを特徴とする付記１記載のアンテナ特性評価システム。
【０１６４】
（付記３） 前記合成信号生成部は、前記信号波に直交符号の前記重み付けを行って、前記合成信号を生成することを特徴とする付記２記載のアンテナ特性評価システム。
（付記４） 前記合成信号生成部は、前記信号波に直交位相の前記重み付けを行って、前記合成信号を生成することを特徴とする付記２記載のアンテナ特性評価システム。
【０１６５】
（付記５） 前記合成信号生成部は、前記信号波に互いに異なる周波数の前記重み付けを行って、前記合成信号を生成することを特徴とする付記２記載のアンテナ特性評価システム。
【０１６６】
（付記６） アンテナ特性の評価を行うアンテナ特性評価方法において、
評価対象のアンテナである評価アンテナと、前記評価アンテナに電波を放射する複数の送信アンテナとを設置し、
前記評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、信号波に重み付けを行って合成信号を生成し、
前記合成信号の周波数を前記電波の周波数にアップコンバートし、
前記電波を受信した前記評価アンテナの前記アンテナ特性の評価を行う、
ことを特徴とするアンテナ特性評価方法。
【０１６７】
（付記７） 前記条件として、互いに無相関の前記電波を前記評価アンテナが受信するように、前記合成信号が互いに無相関となる前記重み付けを行うことを特徴とする付記６記載のアンテナ特性評価方法。
【０１６８】
（付記８） 前記信号波に直交符号の前記重み付けを行って、前記合成信号を生成することを特徴とする付記７記載のアンテナ特性評価方法。
（付記９） 前記信号波に直交位相の前記重み付けを行って、前記合成信号を生成することを特徴とする付記７記載のアンテナ特性評価方法。
【０１６９】
（付記１０） 前記信号波に互いに異なる周波数の前記重み付けを行って、前記合成信号を生成することを特徴とする付記７記載のアンテナ特性評価方法。
（付記１１） 異なる周波数の信号波を生成する信号波生成部と、
信号列を生成する信号列生成部と、
前記信号波に前記信号列の重み付けを行って、複数の合成信号を生成する重み付け処理部と、
を備え、
前記信号列生成部は、前記重み付けによって生成された前記合成信号が互いに所定の相関性を持つような前記信号列を生成する、
ことを特徴とする合成信号生成装置。
【０１７０】
（付記１２） 前記信号列生成部は、複数の前記合成信号が互いに無相関となるように、前記信号列として直交符号を生成することを特徴とする付記１１記載の合成信号生成装置。
【０１７１】
（付記１３） 前記信号列生成部は、複数の前記合成信号が互いに無相関となるように、前記信号列として直交位相を生成することを特徴とする付記１１記載の合成信号生成装置。
【０１７２】
（付記１４） 前記信号列生成部は、複数の前記合成信号が互いに無相関となるように、互いに異なる周波数の前記信号列を生成することを特徴とする付記１１記載の合成信号生成装置。
【符号の説明】
【０１７３】
１ アンテナ特性評価システム
１０ 合成信号生成部
２０ 電波暗室
２２−１〜２２−４ アップコンバータ
２３−１〜２３−４ 送信アンテナ
２４−１、２４−２ 評価アンテナ
３０ 評価部
３１ アンテナ特性評価ボード
３２ 評価用端末
ｇ1〜ｇ4 合成信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ特性の評価を行うアンテナ特性評価システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナは、無線伝送特性を左右するキー部品の１つであり、高品質な無線通信を実現するためには、高性能なアンテナが要求される。また、電波伝搬環境に応じた、電波の放射・吸収特性を最適化したアンテナ設計を行うためには、アンテナの特性を測定・評価するアンテナ特性評価技術が重要になる。
【０００３】
近年の無線通信の分野では、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output：複数のアンテナを用いて、データの送受信を行う無線通信技術）方式を使った高速無線通信が開発されており、将来、携帯端末などの小型の機器においても、マルチアンテナの実装が必須となると予測される。
【０００４】
図７はマルチアンテナの放射パターンを説明するための図である。通信端末ＭＳにアンテナＡ１、Ａ２のマルチアンテナが設けられている。マルチアンテナ技術では、アンテナＡ１、Ａ２で受信状態が異なるようにし、片側のアンテナで受信困難な場合でも、反対側のアンテナで受信可能としたダイバーシティ受信を行うことで、通信品質を向上させる。
【０００５】
アンテナＡ１、Ａ２の受信状態が異なるほど、ダイバーシティ受信の効果は上がる。例えば図７のように、一方のアンテナであるアンテナＡ１の指向性が、左方向に電波を強く放射し（左方向に放射電力が強い）、右方向には電波を弱く放射する（右方向は放射電力が弱い）といった、放射パターンｐ１であるとする。
【０００６】
この場合には、他方のアンテナには、左方向に電波を弱く放射し、右方向には電波を強く放射する放射パターンｐ２となるような指向性を持つアンテナＡ２を、放射パターン同士が重ならない位置に配置する。
【０００７】
ここで、電波が左から右の方向に送信されて、通信端末ＭＳに到来した場合を考える。電波の放射パターンの強弱は、電波の吸収パターンの強弱と同じであるため、到来電波（到来電波ｂ１とする）に対して、アンテナＡ２では、吸収電力が弱いので受信困難となるが、アンテナＡ１では、吸収電力が強いので受信可能となる。
【０００８】
また、通信端末ＭＳが移動し、その移動地点において、電波が右から左の方向に送信されて通信端末ＭＳに到来したとすると、この到来電波（到来電波ｂ２とする）に対しては、アンテナＡ１では、吸収電力が弱いので受信困難であるが、アンテナＡ２では、吸収電力が強いので受信可能となる。
【０００９】
このように、マルチアンテナの設計を行う場合は、電波伝搬環境において、アンテナＡ１、Ａ２の指向性を互いに補完して、アンテナ間での受信状態の相関（アンテナ間相関）が小さくなるように、放射（吸収）パターンの最適化を行う。
【００１０】
図８はアンテナ間相関が小さい場合の電波受信強度を示す図である。縦軸は電波受信強度、横軸は時間である。図７で示したアンテナＡ１、Ａ２で、到来電波ｂ１、ｂ２を受信したときの受信強度を示している。
【００１１】
時間ｔ０〜ｔ１で到来電波ｂ１があったときは、アンテナＡ２の受信強度は低下するが、アンテナＡ１の受信強度は上昇する。また、時間ｔ１以降で到来電波ｂ２があったときは、アンテナＡ１の受信強度は低下するが、アンテナＡ２の受信強度は上昇する。このように、アンテナ間相関を小さくして、受信強度の劣化をアンテナ間で補うことができる。
【００１２】
図９はアンテナ間相関が大きい場合の電波受信強度を示す図である。縦軸は電波受信強度、横軸は時間である。通信端末ＭＳａには、図７で示したアンテナＡ１と同じ放射パターンを持つアンテナＡ２−１が設置しているとする。
【００１３】
時間ｔ０〜ｔ１で到来電波ｂ１があったときは、アンテナＡ１、Ａ２−１ともに受信強度は上昇するが、時間ｔ１以降で到来電波ｂ２があったときは、アンテナＡ１、Ａ２−１ともに受信強度は低下してしまう。このように、アンテナ間相関が大きい場合は、放射パターンが落ち込む部分において、アンテナＡ１、Ａ２−１ともに受信強度が劣化することになる。
【００１４】
アンテナの最適化設計を行う場合には、アンテナ特性の評価を行うが、このとき、特にマルチアンテナの特性を評価する場合は、アンテナ単体の特性ばかりでなく、上述のように、アンテナ間相関が、アンテナ特性を決める際の重要な評価指標となる。また、誤り率（BLER：block error probability）やスループット等の無線特性を決める際にも、アンテナ間相関は重要な要素となる。
【００１５】
一方、実際の電波伝搬環境においては、基地局から送信された搬送電波（キャリア）は、マルチパス（信号波が山やビルなどの反射によって複数の経路を伝搬する現象）を経由して通信端末に到達する。
【００１６】
よって、通信端末が移動していた場合には、各パスでキャリアの到来角度に依存してキャリア周波数が異なるドップラシフトを受けることになる。すなわち、キャリア周波数にあらたなドップラ周波数が加わり、受信周波数が変位することになる。
【００１７】
このため、通信端末では、周波数領域において広がった複数の信号を受信することにより、レベルが激しく変動するフェージング（時間差をもって到達した電波の波長が干渉し合うことによって電波レベルの強弱が変化する現象またはその変動波）を受ける。フェージングによる受信レベル変動は、無線通信における情報伝送のBLERを増大する原因となる。
【００１８】
したがって、アンテナ間相関を精度よく評価するには、計算機シミュレーション等によって、実際の電波伝搬環境を模擬したフェージング環境を再現することが必要である。そして、このフェージング環境で測定した値を統計処理して最適化設計を実現することで、アンテナの品質向上が可能となる。
【００１９】
図１０は従来のアンテナ特性評価を示す図である。通信端末ＭＳの周辺に信号発生源５−１〜５−５が配置する。信号発生源５−１〜５−５のそれぞれは、キャリア周波数に対して互いに異なるドップラ周波数Δｆ１〜Δｆ５シフトした周波数を持つ正弦波の電波を発生する。なお、信号発生源５−１〜５−５からは、素波（複数の信号波が合成されていない単一の信号波）の状態で各正弦波電波が放射される。
【００２０】
図１０で示した評価環境では、通信端末ＭＳの周囲に配置された複数の信号発生源５−１〜５−５から、異なるドップラ周波数シフトした電波を放射させて、電波を合成させる。そして、通信端末ＭＳが合成波を受信することで、模擬的なフェージング環境を生成している。
【００２１】
ここで、ドップラ周波数の定義について説明する。図１１はドップラ周波数を説明するための図である。マルチパス中の１つのパスから到来したキャリア周波数ｆｃが、通信端末ＭＳの進行方向に対して角度θで到来する場合を考える。
【００２２】
通信端末ＭＳの移動速度をｖ、キャリアの波長をλ、到来角度をθとすると、ドップラ周波数Δｆは、進行方向を基準としたときの見かけ上の電波の波長によって次式のように表せる。
【００２３】
Δｆ＝ｖ／（λ／cosθ）＝ｖcosθ／λ・・・（１）
図１２は通信端末ＭＳの進行方向と電波の到来角とに応じたドップラ周波数の変化を示す図である。（Ａ）は通信端末ＭＳの進行方向に対し同一方向のパスから電波を受けた場合、（Ｂ）は通信端末ＭＳの進行方向に対し垂直方向から電波を受けた場合を示している。
【００２４】
（Ａ）のように、通信端末ＭＳの進行方向と同一方向のパスから電波を受ければ、θ＝０、πとなり、式（１）より、ドップラ周波数の絶対値｜Δｆ｜は最大となる。
また、（Ｂ）のように、通信端末ＭＳの進行方向に対し垂直方向から電波を受ける場合は、進行方向に対する見かけ上の電波の波長は生成されないので、通信端末ＭＳが移動していないのと同じことになり、ドップラシフトの影響は受けない（θ＝π／２、３π／２となり、Δｆ＝０）。
【００２５】
ここで、図１０で示した評価環境において、通信端末ＭＳが、ある方向に移動すると仮定すると、信号発生源５−１〜５−５には、通信端末ＭＳの移動方向に対する電波の到来角度に応じたドップラ周波数を設定して、そのドップラ周波数を持つ電波を放射させることになる。
【００２６】
例えば図１０に示すように、通信端末ＭＳが矢印Ｘの信号発生源５−４の方向に移動すると仮定すると、信号発生源５−１〜５−５の周波数設定としては、式（１）からわかるように、信号発生源５−４のドップラ周波数Δｆ４が最も高くなるように設定し、その他の信号発生源からのドップラ周波数は、ドップラ周波数Δｆ４と比べて低くなるように設定する。
【００２７】
通信端末ＭＳは、固定しており、実際は移動させることはなく、その代わりに、通信端末ＭＳの移動方向に沿って変化するドップラ周波数の変化を、信号発生源５−１〜５−５側で可変に設定して、設定された電波を放射させるものである。
【００２８】
このように、通信端末ＭＳが移動したとみなしたときのドップラシフトを信号発生源側で生成し、このときに評価すべきアンテナに生じる受信強度の落ち込みなどを測定評価したりする。
【００２９】
アンテナ特性評価の従来技術として、複数の散乱体アンテナを配置して、電波の振幅と位相を制御してアンテナ特性の評価を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。また、無相関の正弦波を加算してマルチパスフェージング環境に対応するシミュレータの構成が提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開２００５−２２７２１３号公報
【特許文献２】特開２００６−１７４２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
図１０で示したような評価環境を具体的なシステムで実現する場合、通常は、電波暗室内に複数のアンテナを配置した測定環境を構築し、この電波暗室内でアンテナ特性評価を行う。なお、電波暗室とは、室内の天井、壁、および床の全面に、電波吸収体を取り付けて、室内での電波の反射を抑えた部屋のことである。
【００３２】
図１３は従来のアンテナ特性評価システムの構成を示す図である。電波暗室５０内にアンテナ５３−１〜５３−４と、アンテナ５４ａ、５４ｂが配置される（以降、評価用の電波を放射するアンテナを送信アンテナ、評価対象のアンテナを評価アンテナと呼ぶ）。
【００３３】
また、送信アンテナ５３−１〜５３−４は、アップコンバータ５２−１〜５２−４のそれぞれと接続し、評価アンテナ５４ａ、５４ｂは、アンテナ特性評価ボード５５と接続する。アンテナ特性評価ボード５５は、評価用端末５６と接続する。
【００３４】
アップコンバータ５２−１〜５２−４は、ベースバンド信号をＲＦ（Radio Frequency）信号の周波数帯にそれぞれアップコンバートする。すなわち、アップコンバータ５２−１は、ベースバンド信号をドップラ周波数Δｆ１のＲＦ信号にアップコンバートする。アップコンバータ５２−２は、ベースバンド信号をドップラ周波数がΔｆ２のＲＦ信号にアップコンバートする。
【００３５】
また、アップコンバータ５２−３は、ベースバンド信号をドップラ周波数がΔｆ３のＲＦ信号にアップコンバートする。アップコンバータ５２−４は、ベースバンド信号をドップラ周波数がΔｆ４のＲＦ信号にアップコンバートする。
【００３６】
送信アンテナ５３−１〜５３−４はそれぞれ、ドップラ周波数Δｆ１〜Δｆ４の電波を放射する。放射された電波は、電波暗室５０内で合成されてフェージング波となり、評価アンテナ５４ａ、５４ｂで受信される。アンテナ特性評価ボード５５は、評価アンテナ５４ａ、５４ｂで受信された電波をダウンコンバートして、ベースバンド信号に変換する。評価用端末５６は、ダウンコンバート後のベースバンド信号にもとづいて、アンテナ特性を解析する。
【００３７】
上記のような構成によって、電波暗室５０内にフェージング環境（例えば、レイリーフェージング環境）を擬似的に生成して、評価アンテナ５４ａ、５４ｂの特性評価を行っていた。
【００３８】
ここで、マルチアンテナ特性は、個々のアンテナの利得や放射効率に加え、アンテナ間相関についても考慮し、アンテナ評価の際には、移動端末の実環境であるレイリーフェージング環境を電波暗室５０内に生成することが望まれる。
【００３９】
フェージングは、様々なドップラ周波数の波を合成することで生成することができ、合成するドップラ周波数の電波の数を増やすことで、より実環境に近いレイリーフェージングを生成することが可能である。
【００４０】
しかし、上記のような従来のアンテナ特性評価のシステム構成で、実環境のレイリーフェージングに近づけようとすると、異なるドップラ周波数の電波の数を増やすことになる。このため、ＲＦ帯にアップコンバートするためのアップコンバータおよび送信アンテナの数を増やさなければならない。
【００４１】
図１４は従来のアンテナ特性評価システムの構成を示す図である。アップコンバータおよび送信アンテナを増やしたときの構成を示している。電波暗室５０内に送信アンテナ５３−１〜５３−ｎが設置され、送信アンテナ５３−１〜５３−ｎは、アップコンバータ５２−１〜５２−ｎのそれぞれと接続する。
【００４２】
電波暗室５０内の環境を実フェージング環境に近づけようとして、図１４のような構成にすると、コストが増加し、また、スペース的にも設置数が限られるために、送信アンテナの所望数を設置できないといった問題があった。
【００４３】
さらには、従来のシステム構成では、アンテナ間の相関性を適切・柔軟に設定することができず、実際の環境に近いフェージング環境を再現することが困難であるといった問題があった。このように、従来のアンテナ特性評価システムでは、精度の高いアンテナ特性評価を実施することができなかった。
【００４４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、少ない装置数で、効率よく高精度のアンテナ特性評価を行うアンテナ特性評価システムを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、少ない装置数で、効率よく高精度のアンテナ特性評価を行うアンテナ特性評価方法を提供することである。
【００４５】
さらに、本発明の他の目的は、所定の相関性を有する合成信号を生成する合成信号生成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４６】
上記課題を解決するために、アンテナ特性評価システムが提供される。このアンテナ特性評価システムは、評価対象のアンテナである評価アンテナと、評価アンテナに電波を放射する複数の送信アンテナと、複数の信号波を合成して合成信号を生成する合成信号生成部と、送信アンテナに接続し、合成信号の周波数を電波の周波数にアップコンバートするアップコンバータと、評価アンテナと接続し、電波を受信した評価アンテナのアンテナ特性の評価を行う評価部とを備える、
ここで、合成信号生成部は、評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、信号波に重み付けを行って合成信号を生成する。
【発明の効果】
【００４７】
高精度のアンテナ特性評価を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】アンテナ特性評価システムの構成例を示す図である。
【図２】電波暗室内のサブパスを示す図である。
【図３】Walsh符号を説明するための図である。
【図４】合成信号生成部の構成例を示す図である。
【図５】合成信号生成部の構成例を示す図である。
【図６】合成信号生成部の構成例を示す図である。
【図７】マルチアンテナの放射パターンを説明するための図である。
【図８】アンテナ間相関が小さい場合の電波受信強度を示す図である。
【図９】アンテナ間相関が大きい場合の電波受信強度を示す図である。
【図１０】従来のアンテナ特性評価を示す図である。
【図１１】ドップラ周波数を説明するための図である。
【図１２】通信端末の進行方向と電波の到来角とに応じたドップラ周波数の変化を示す図である。（Ａ）は通信端末の進行方向に対し同一方向のパスから電波を受けた場合、（Ｂ）は通信端末の進行方向に対し垂直方向から電波を受けた場合を示している。
【図１３】従来のアンテナ特性評価システムの構成を示す図である。
【図１４】従来のアンテナ特性評価システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１はアンテナ特性評価システムの構成例を示す図である。アンテナ特性評価システム１は、送信アンテナ２３−１〜２３−４、評価アンテナ２４−１、２４−２、合成信号生成部１０、アップコンバータ２２−１〜２２−４、評価部３０を備え、電波暗室２０内でアンテナ特性の評価を行うシステムである（図の例では、電波暗室２０内に送信アンテナが４つ、評価アンテナが２つ配置されているが、これらの個数は任意である）。
【００５０】
評価アンテナ２４−１、２４−２は、電波暗室２０内に配置され、アンテナ特性評価対象のアンテナである。送信アンテナ２３−１〜２３−４は、評価アンテナ２４−１、２４−２に電波を放射する仮想的散乱体としてのアンテナであり、電波暗室２０内の適切な位置に分散して配置される。
【００５１】
合成信号生成部１０は、複数の周波数の異なる信号波（素波）を発生し、素波を合成して合成信号ｇ1〜ｇ4を生成する。アップコンバータ２２−１〜２２−４は、送信アンテナ２３−１〜２３−４にそれぞれ接続し、合成信号ｇ1〜ｇ4の各周波数をＲＦ帯にアップコンバートする。アップコンバートされた合成信号ｇ1〜ｇ4は、送信アンテナ２３−１〜２３−４を介して放射される。
【００５２】
評価部３０は、アンテナ特性評価ボード３１および評価用端末３２を含む。アンテナ特性評価ボード３１は、評価アンテナ２４−１、２４−２と接続する。アンテナ特性評価ボード３１は、評価アンテナ２４−１、２４−２で受信された電波をダウンコンバートする。評価用端末３２は、ダウンコンバート後の信号にもとづいて、アンテナ特性を解析する。
【００５３】
ここで、合成信号生成部１０は、評価アンテナ２４−１、２４−２の相関性を評価するための条件を満たすように、素波に重み付けを行って合成信号ｇ1〜ｇ4を生成する。複数の素波に対して所定の重み付けを行って、重み付け後の信号の和を求めることにより、フェージングである合成信号ｇ1〜ｇ4が生成する（以下、合成信号をフェージングとも呼ぶ）。送信アンテナ２３−１〜２３−４から出力されたフェージングは、電波暗室２０内でも合成されることになる。
【００５４】
従来では、周波数の異なる素波を送信アンテナから出力して、電波暗室内でフェージングを生成していたので、装置数が多くなり、コストが増加して設置スペースを確保できないといった問題があった。
【００５５】
これに対し、アンテナ特性評価システム１では、合成信号生成部１０でフェージングを生成して、送信アンテナ２３−１〜２３−４から出力する構成をとるので、少ない装置数で効率よくアンテナ特性評価を行うことができ、コストを削減し、設置スペースの問題を解決することができる。
【００５６】
また、上記の条件とは、具体的には、互いに無相関の電波を評価アンテナ２４−１、２４−２が受信できるようにするための条件（以下、設定条件と呼ぶ）であって、合成信号生成部１０では、合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに無相関となる重み付け処理を行って、互いに相関性の無い合成信号ｇ1〜ｇ4を出力する（詳細は後述）。
【００５７】
これにより、電波暗室２０内を実フェージング環境に近い環境にすることができ、評価アンテナ２４−１、２４−２のアンテナ間相関、誤り率、スループット等の多くのアンテナ特性を精度よく評価することが可能になる。
【００５８】
次に電波暗室２０内で再現すべきフェージング環境および評価アンテナ２４−１、２４−２のアンテナ間相関を精度よく評価するための設定条件について詳しく説明する。
ワイヤレス通信の環境としては、多重波伝搬の基本電波強度分布であるレイリー分布を有するレイリーフェージング環境が一般的であると言われている。以降では、このようなレイリーフェージング環境を模擬的に生成して、アンテナ特性の評価を行うものとして説明する。
【００５９】
図２は電波暗室２０内のサブパスを示す図である。電波暗室２０には、送信アンテナ２３−１〜２３−４と、評価アンテナ２４−１、２４−２とが設けられている。なお、以降では、送信アンテナ２３−１〜２３−４それぞれが出力する１つのフェージングをサブパスとも呼ぶ。複数のサブパスを合成した合成波が、フェージング環境上におけるマルチパスを形成する１つのパスとみなすことができる。
【００６０】
送信アンテナ２３−１は、フェージングｇ1（ｔ）を出力し、送信アンテナ２３−２は、フェージングｇ2（ｔ）を出力する。また、送信アンテナ２３−３は、フェージングｇ3（ｔ）を出力し、送信アンテナ２３−４は、フェージングｇ4（ｔ）を出力する。ｇn（ｔ）は、サブパスｎのフェージングであって、ｎはサブパスの番号である。
【００６１】
また、評価アンテナ２４−１は、Ｇ1（θ）の受信アンテナ利得を有し、評価アンテナ２４−２は、Ｇ2（θ）の受信アンテナ利得を有する。なお、θは、サブパス（フェージング）の到来角度であり、Ｇk（θ）は、到来角度θに対するｋ番目の評価アンテナの利得（振幅の次元）である。ｋは、評価アンテナの番号である（この例では、ｋ＝１は評価アンテナ２４−１に該当し、ｋ＝２は評価アンテナ２４−２に該当するものとする）。
【００６２】
ここで、実フェージング環境におけるパスは、様々に到来方向を変えて一定の経路は持たない。例えば、ビルに反射するパスも一定の到来方向ではなく時間毎に変化し、また、車両等の移動体の有無などによっても様々に到来方向は変化して、パスの経路は固定的なものではない。
【００６３】
このため、長時間に渡って複数パスの時間平均をとると、相関性が０に近くなることがわかる。すなわち、実フェージング環境でのパスの相関性は、一定時間の平均をとると無相関に近いものといえる。したがって、電波暗室２０内において実フェージング環境に近い環境を再現するためには、互いに異なるサブパスの相関性が無相関となるような状態にすればよい。
【００６４】
このような状態のサブパスを評価アンテナ２４−１、２４−２で受信すると、このときの評価アンテナ２４−１、２４−２の理想的なアンテナ間相関Ｒを表す式は、アンテナ利得のパラメータで表すと以下の式（２）となる。
【００６５】
Ｒ＝Ｇ1（θ1）・Ｇ2（θ1）＋Ｇ1（θ2）・Ｇ2（θ2）＋Ｇ1（θ3）・Ｇ2（θ3）＋Ｇ1（θ4）・Ｇ2（θ4）・・・（２）
Ｇk（θn）は、サブパスｎの到来角度θnに対するｋ番目の評価アンテナの利得である。なお、サブパス１〜４は、送信アンテナ２３−１〜２３−４から出力されたフェージングｇ1（ｔ）〜ｇ4（ｔ）にそれぞれ対応する。
【００６６】
サブパス１〜４が存在する実フェージング環境（サブパス１〜４が互いに相関性の無い環境）を仮定したとき、その環境内に受信アンテナk=1、受信アンテナk=2（評価アンテナ２４−１、２４−２に該当）があって、サブパス１〜４を受信する場合、受信アンテナk=1および受信アンテナk=2のアンテナ間相関は、式（２）の関係が成り立つということである。また、式（２）が設定条件を表す式となる。
【００６７】
そして、式（２）の関係が電波暗室２０内で成り立つためには、送信アンテナ２３−１〜２３−４から送信される各合成信号のフェージング（サブパス）に対して、以下の式が成り立つことが必要である。
【００６８】
＜ｇｎ1（ｔ）・ｇｎ2*（ｔ）＞＝０ （ｎ1≠ｎ2）・・・（３ａ）
＜ｇｎ1（ｔ）・ｇｎ2*（ｔ）＞≠０＝Ｃ （ｎ1＝ｎ2）・・・（３ｂ）
ｇｎk（ｔ）は、評価アンテナｋ番が受信するサブパスｎのフェージングを意味する。なお、＜＞は時間平均を示し、＊は複素共役を示す。Ｃは１もしくは定数である。
【００６９】
上記のような式（３ａ）、（３ｂ）を満たす合成信号を生成して、電波にして発出すれば、設定条件式（２）を満たすことができる。したがって、式（３ａ）、（３ｂ）の両方が満たされるようなフェージングを送信アンテナ２３−１〜２３−４から送信する構成とすることにより、電波暗室２０内で実フェージング環境に則したアンテナ特性評価を行うことが可能になる（式（２）の設定条件が満たされた環境でのアンテナ特性評価が可能になる）。また、評価アンテナ２４−１、２４−２の相関性を精度よく評価することが可能になる。
【００７０】
ここで、評価アンテナｋ番の受信振幅Ｚk（ｔ）は以下の式（４）で表される。Ａ（θnk）は、ｋ番目の評価アンテナの到来角度θnに対する電力である。
【００７１】
【数１】
【００７２】
また、式（４）にもとづいて、評価アンテナ２４−１が受信する受信振幅と、評価アンテナ２４−２が受信する受信振幅の複素共役との時間平均をとると、以下の式（５）となる。
【００７３】
【数２】
【００７４】
式（５）を展開すると式（５ａ）となる。
【００７５】
【数３】
【００７６】
式（５ａ）に対して、条件式（３ａ）、（３ｂ）を適用すると、例えば、展開式に示されている部分だけを見ると、＜ｇ1（ｔ）・ｇ2*（ｔ）＞＝＜ｇ1（ｔ）・ｇ3*（ｔ）＞＝＜ｇ1（ｔ）・ｇ4*（ｔ）＞＝＜ｇ2（ｔ）・ｇ1*（ｔ）＞＝０となり（∵式（３ａ））、２項目、３項目、４項目、５項目は０となる。
【００７７】
また、＜ｇ1（ｔ）・ｇ1*（ｔ）＞＝＜ｇ2（ｔ）・ｇ2*（ｔ）＞＝１とすれば（∵式（３ｂ））、１項目はＡ（θ1）Ｇ1（θ1）Ｇ2（θ1）となり、６項目はＡ（θ2）Ｇ1（θ2）Ｇ2（θ2）となる。
【００７８】
したがって、式（２）に示すようなアンテナ間相関の式に近似されることがわかる。逆に、式（５）が式（２）と等しくなるためには、条件式（３ａ）、（３ｂ）が成り立つことが必要である。
【００７９】
次に合成信号を生成するための信号列のパターンと、その信号列パターンを生成する合成信号生成部１０の構成について以降説明する。信号列パターンの１つとして直交符号列を生成する。直交符号列としては例えば、Walsh符号を用いることができる。Walsh符号は、簡易なメモリを用いて直交符号を保存可能である。以下、簡単にWalsh符号について説明する。
【００８０】
図３はWalsh符号を説明するための図である。行列Ａ1は、行ベクトル（１、１）、（１、−１）を有し、これら２つの行ベクトルは直交する（∵１×１＋１×（−１）＝０）。
行列Ａ2は、行ベクトル（Ａ1、Ａ1）、（Ａ1、−Ａ1）を有する。なお、Ａ1は上述の２×２行列なので、行列Ａ2を行列要素で書き出すと、４つの行ベクトル（１、１、１、１）、（１、−１、１、−１）、（１、１、−１、−１）、（１、−１、−１、１）に展開される。
【００８１】
ここで、行列Ａ2は、どの２つの行ベクトルを抽出しても直交していることがわかる。例えば、行ベクトル（１、１、１、１）、（１、−１、１、−１）は直交しているし、行ベクトル（１、−１、１、−１）、（１、−１、−１、１）も直交している。
【００８２】
上記のような操作を続けていくと、行列Ａｎは、行ベクトル（Ａn-1、Ａn-1）、（Ａn-1、−Ａn-1）を有することになり、このような行列をアダマール（Hadamard）行列と呼ぶ。また、アダマール行列の行ベクトルがWalsh符号と呼ばれるものである。
【００８３】
なお、直交符号としては、Walsh符号だけでなく、例えば、｛exp[j2πnk/N], (n,k =0,1,…,N-1)｝のフーリエ級数に関連した符号、Ｍ系列を周期的にシフトし最後に１を追加した符号などがあり、これらを用いてもよい。
【００８４】
次にWalsh符号で重み付けされた後の合成信号ｇ1〜ｇ4を以下の式（６ａ）〜（６ｄ）に示す。
【００８５】
【数４】
【００８６】
また、Walsh符号の行列を式（７）に示す。
【００８７】
【数５】
【００８８】
合成信号ｇ1〜ｇ4の式（６ａ）〜（６ｄ）は、式（３ａ）、（３ｂ）の関係を満たしている。例えば、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ2の複素共役との時間平均をとると、以下の式（８）に示すように０となり、式（３ａ）が満たされていることがわかる。
【００８９】
【数６】
【００９０】
また、同様にして例えば、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ1の複素共役との時間平均をとれば、式（３ｂ）も満たされることがわかる（説明は省略する）。
図４は合成信号生成部の構成例を示す図である。合成信号生成部１０−１は、正弦波生成部（信号波生成部）１１、信号列生成部１２−１、乗算器ｍ１〜ｍ２０および加算器ａ１〜ａ４を備え、各サブパス間が所定の相関になるような重み付け加算処理を行う（乗算器ｍ１〜ｍ２０および加算器ａ１〜ａ４は重み付け処理部に該当する）。
【００９１】
正弦波生成部１１は、正弦波ｅｘｐ（ｊω1ｔ）、ｅｘｐ（ｊω2ｔ）、ｅｘｐ（ｊω3ｔ）、ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を生成して出力する。ω1＝２πｆ1、ω2＝２πｆ2、ω3＝２πｆ3、ω4＝２πｆ4であり、ｆ1〜ｆ4は互いに異なるドップラ周波数である。また、信号列生成部１２−１は、重み付けによって生成された合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに所定の相関性を持つような信号列を生成する。ここでは、合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに無相関となるように、Walsh符号Ｗ11〜Ｗ14、Ｗ21〜Ｗ24、Ｗ31〜Ｗ34、Ｗ41〜Ｗ44を生成して出力する。
【００９２】
乗算器ｍ１〜ｍ４には、ベースバンド信号生成部１ａから出力されるベースバンド信号が入力し、また、正弦波生成部１１から出力される各正弦波が入力する。ベースバンド信号としては、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband−Code Division Multiple Access）、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）等の変調信号ｓが該当する。なお、ベースバンド信号生成部１ａは、合成信号生成部１０−１の外に位置する構成としているが、合成信号生成部１０−１内に含まれる構成にしてもよい。
【００９３】
乗算器ｍ１は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω1ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ２は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω2ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【００９４】
乗算器ｍ３は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω3ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ４は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω4ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【００９５】
乗算器ｍ５〜ｍ８には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−１から出力されるWalsh符号Ｗ11〜Ｗ14がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ５は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、Walsh符号Ｗ11とを乗算して、ｓ・Ｗ11・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ６は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、Walsh符号Ｗ12とを乗算して、ｓ・Ｗ12・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【００９６】
乗算器ｍ７は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、Walsh符号Ｗ13とを乗算して、ｓ・Ｗ13・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ８は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、Walsh符号Ｗ14とを乗算して、ｓ・Ｗ14・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【００９７】
また、乗算器ｍ９〜ｍ１２には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−１から出力されるWalsh符号Ｗ21〜Ｗ24がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ９は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、Walsh符号Ｗ21とを乗算して、ｓ・Ｗ21・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ１０は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、Walsh符号Ｗ22とを乗算して、ｓ・Ｗ22・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【００９８】
乗算器ｍ１１は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、Walsh符号Ｗ23とを乗算して、ｓ・Ｗ23・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ１２は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、Walsh符号Ｗ24とを乗算して、ｓ・Ｗ24・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【００９９】
さらに、乗算器ｍ１３〜ｍ１６には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−１から出力されるWalsh符号Ｗ31〜Ｗ34がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ１３は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、Walsh符号Ｗ31とを乗算して、ｓ・Ｗ31・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ１４は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、Walsh符号Ｗ32とを乗算して、ｓ・Ｗ32・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１００】
乗算器ｍ１５は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、Walsh符号Ｗ33とを乗算して、ｓ・Ｗ33・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ１６は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、Walsh符号Ｗ34とを乗算して、ｓ・Ｗ34・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１０１】
さらにまた、乗算器ｍ１７〜ｍ２０には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−１から出力されるWalsh符号Ｗ41〜Ｗ44がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ１７は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、Walsh符号Ｗ41とを乗算して、ｓ・Ｗ41・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ１８は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、Walsh符号Ｗ42とを乗算して、ｓ・Ｗ42・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１０２】
乗算器ｍ１９は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、Walsh符号Ｗ43とを乗算して、ｓ・Ｗ43・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ２０は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、Walsh符号Ｗ44とを乗算して、ｓ・Ｗ44・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１０３】
一方、加算器ａ１は、乗算器ｍ５〜ｍ８の出力結果を加算して、合成信号ｇ1＝ｓ（Ｗ11・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｗ12・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｗ13・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｗ14・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ1は、アップコンバータ２２−１へ入力される。
【０１０４】
加算器ａ２は、乗算器ｍ９〜ｍ１２の出力結果を加算して、合成信号ｇ2＝ｓ（Ｗ21・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｗ22・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｗ23・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｗ24・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ2は、アップコンバータ２２−２へ入力される。
【０１０５】
加算器ａ３は、乗算器ｍ１３〜ｍ１６の出力結果を加算して、合成信号ｇ3＝ｓ（Ｗ31・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｗ32・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｗ33・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｗ34・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ3は、アップコンバータ２２−３へ入力される。
【０１０６】
加算器ａ４は、乗算器ｍ１７〜ｍ２０の出力結果を加算して、合成信号ｇ4＝ｓ（Ｗ41・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｗ42・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｗ43・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｗ44・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ4は、アップコンバータ２２−４へ入力される。なお、式（６ａ）〜（６ｄ）では、変調信号ｓのパラメータを省略して示している。
【０１０７】
次に信号列パターンとして直交位相を用いる場合について説明する。直交位相で重み付けされた後の合成信号ｇ1〜ｇ4を以下の式（９ａ）〜（９ｄ）に示す。
【０１０８】
【数７】
【０１０９】
また、直交位相の行列を式（１０）に示す。
【０１１０】
【数８】
【０１１１】
合成信号ｇ1〜ｇ4の式（９ａ）〜（９ｄ）は、式（３ａ）、（３ｂ）の関係を満たしている。例えば、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ2の複素共役との時間平均をとると、以下の式（１１）に示すように０となり、式（３ａ）が満たされていることがわかる。
【０１１２】
【数９】
【０１１３】
また、同様にして例えば、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ1の複素共役との時間平均をとれば、式（３ｂ）も満たされることがわかる（説明は省略する）。なお、式（１１）の展開において、ｅｘｐ（ｊθ）＝ｃｏｓθ＋ｊｓｉｎθであるから、θ＝πのときｅｘｐ（ｊπ）＝−１である。
【０１１４】
図５は合成信号生成部の構成例を示す図である。合成信号生成部１０−２は、正弦波生成部１１、信号列生成部１２−２、乗算器ｍ１〜ｍ２０および加算器ａ１〜ａ４を備え、各サブパス間が所定の相関になるような重み付け加算処理を行う。
【０１１５】
正弦波生成部１１は、正弦波ｅｘｐ（ｊω1ｔ）、ｅｘｐ（ｊω2ｔ）、ｅｘｐ（ｊω3ｔ）、ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を生成して出力する。信号列生成部１２−２は、重み付けによって生成された合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに所定の相関性を持つような信号列を生成する。ここでは、合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに無相関となるように、直交位相Ｐ11〜Ｐ14、Ｐ21〜Ｐ24、Ｐ31〜Ｐ34、Ｐ41〜Ｐ44を生成して出力する。
【０１１６】
乗算器ｍ１〜ｍ４には、ベースバンド信号生成部１ａから出力されるベースバンド信号が入力し、また、正弦波生成部１１から出力される各正弦波が入力する。ベースバンド信号としては、例えば、ＬＴＥ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ等の変調信号ｓが該当する。なお、ベースバンド信号生成部１ａは、合成信号生成部１０−２内に含まれる構成としてもよい。
【０１１７】
乗算器ｍ１は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω1ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ２は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω2ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１１８】
乗算器ｍ３は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω3ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ４は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω4ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１１９】
乗算器ｍ５〜ｍ８には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−２から出力される直交位相Ｐ11〜Ｐ14がそれぞれ入力する。乗算器ｍ５は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、直交位相Ｐ11とを乗算して、ｓ・Ｐ11・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ６は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、直交位相Ｐ12とを乗算して、ｓ・Ｐ12・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１２０】
乗算器ｍ７は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、直交位相Ｐ13とを乗算して、ｓ・Ｐ13・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ８は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、直交位相Ｐ14とを乗算して、ｓ・Ｐ14・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１２１】
また、乗算器ｍ９〜ｍ１２には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−２から出力される直交位相Ｐ21〜Ｐ24がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ９は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、直交位相Ｐ21とを乗算して、ｓ・Ｐ21・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ１０は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、直交位相Ｐ22とを乗算して、ｓ・Ｐ22・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１２２】
乗算器ｍ１１は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、直交位相Ｐ23とを乗算して、ｓ・Ｐ23・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ１２は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、直交位相Ｐ24とを乗算して、ｓ・Ｐ24・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１２３】
さらに、乗算器ｍ１３〜ｍ１６には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−２から出力される直交位相Ｐ31〜Ｐ34がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ１３は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、直交位相Ｐ31とを乗算して、ｓ・Ｐ31・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ１４は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、直交位相Ｐ32とを乗算して、ｓ・Ｐ32・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１２４】
乗算器ｍ１５は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、直交位相Ｐ33とを乗算して、ｓ・Ｐ33・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ１６は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、直交位相Ｐ34とを乗算して、ｓ・Ｐ34・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１２５】
さらにまた、乗算器ｍ１７〜ｍ２０には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−２から出力される直交位相Ｐ41〜Ｐ44がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ１７は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、直交位相Ｐ41とを乗算して、ｓ・Ｐ41・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ１８は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、直交位相Ｐ42とを乗算して、ｓ・Ｐ42・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１２６】
乗算器ｍ１９は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、直交位相Ｐ43とを乗算して、ｓ・Ｐ43・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ２０は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、直交位相Ｐ44とを乗算して、ｓ・Ｐ44・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１２７】
一方、加算器ａ１は、乗算器ｍ５〜ｍ８の出力結果を加算して、合成信号ｇ1＝ｓ（Ｐ11・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｐ12・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｐ13・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｐ14・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ1は、アップコンバータ２２−１へ入力される。
【０１２８】
加算器ａ２は、乗算器ｍ９〜ｍ１２の出力結果を加算して、合成信号ｇ2＝ｓ（Ｐ21・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｐ22・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｐ23・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｐ24・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ2は、アップコンバータ２２−２へ入力される。
【０１２９】
加算器ａ３は、乗算器ｍ１３〜ｍ１６の出力結果を加算して、合成信号ｇ3＝ｓ（Ｐ31・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｐ32・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｐ33・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｐ34・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ3は、アップコンバータ２２−３へ入力される。
【０１３０】
加算器ａ４は、乗算器ｍ１７〜ｍ２０の出力結果を加算して、合成信号ｇ4＝ｓ（Ｐ41・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）＋Ｐ42・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）＋Ｐ43・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）＋Ｐ44・ｅｘｐ（ｊω4ｔ））を出力する。この合成信号ｇ4は、アップコンバータ２２−４へ入力される。なお、式（９ａ）〜（９ｄ）では、変調信号ｓのパラメータを省略して示している。
【０１３１】
次に信号列パターンとして異なる周波数を用いる場合について説明する。異なる周波数の信号で重み付けされた後の合成信号ｇ1〜ｇ4を以下の式（１２ａ）〜（１２ｄ）に示す。
【０１３２】
【数１０】
【０１３３】
合成信号ｇ1〜ｇ4の式（１２ａ）〜（１２ｄ）は、式（３ａ）、（３ｂ）の関係を満たしている。例えば、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ2の複素共役との時間平均をとると、以下の式（１３）に示すように０となり、式（３ａ）が満たされていることがわかる。
【０１３４】
【数１１】
【０１３５】
また、同様にして例えば、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ1の複素共役との時間平均をとれば、式（３ｂ）も満たされることがわかる（説明は省略する）。なお、式（１３）の展開において、合成信号ｇ1と、合成信号ｇ2の複素共役との時間平均を計算すると、４・ｅｘｐ（ｊ（Δａ−Δｂ）ｔ）となり、ｅｘｐ（ｊ（Δａ−Δｂ）ｔ）が０に近似できるとものとして、式（１３）が０になるとしている。
【０１３６】
ここで、ｅｘｐ（ｊ（Δａ−Δｂ）ｔ）が０に近似できることについて簡単に説明する。ｅｘｐ（ｊ（Δａ−Δｂ）ｔ）は正弦波であるので、正弦波を積分すると、例えば、０〜πの部分の面積とπ〜２πの部分の面積との和は０となる。したがって、正弦波ｅｘｐ（ｊ（Δａ−Δｂ）ｔ）に関して、長い時間に渡って積分（時間平均）すると、面積として残る部分はわずかであり、長い時間で見れば０に近づくとみなすことができる。
【０１３７】
図６は合成信号生成部の構成例を示す図である。合成信号生成部１０−３は、正弦波生成部１１、信号列生成部１２−３、乗算器ｍ１〜ｍ２０および加算器ａ１〜ａ４を備え、各サブパス間が所定の相関になるような重み付け加算処理を行う。
【０１３８】
正弦波生成部１１は、正弦波ｅｘｐ（ｊω1ｔ）、ｅｘｐ（ｊω2ｔ）、ｅｘｐ（ｊω3ｔ）、ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を生成して出力する。信号列生成部１２−３は、重み付けによって生成された合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに所定の相関性を持つような信号列を生成する。ここでは、合成信号ｇ1〜ｇ4が互いに無相関となるように、互いに異なる周波数の信号ｅｘｐ（ｊΔａｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）を生成して出力する。周波数Δａ〜Δｄは、Δａ≠Δｂ≠Δｃ≠Δｄである。
【０１３９】
乗算器ｍ１〜ｍ４には、ベースバンド信号生成部１ａから出力されるベースバンド信号が入力し、また、正弦波生成部１１から出力される各正弦波が入力する。ベースバンド信号としては、例えば、ＬＴＥ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ等の変調信号ｓが該当する。また、ベースバンド信号生成部１ａは、合成信号生成部１０−３内に含まれる構成としてもよい。
【０１４０】
乗算器ｍ１は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω1ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）を出力し、乗算器ｍ２は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω2ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）を出力する。
【０１４１】
乗算器ｍ３は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω3ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）を出力し、乗算器ｍ４は、変調信号ｓと正弦波ｅｘｐ（ｊω4ｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）を出力する。
【０１４２】
乗算器ｍ５〜ｍ８には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−３から出力される信号ｅｘｐ（ｊΔａｔ）が入力する。乗算器ｍ５は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔａｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δａ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ６は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔａｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δａ）ｔ）を出力する。
【０１４３】
乗算器ｍ７は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔａｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δａ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ８は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔａｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δａ）ｔ）を出力する。
【０１４４】
また、乗算器ｍ９〜ｍ１２には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−３から出力される信号ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）が入力する。
乗算器ｍ９は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δｂ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ１０は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δｂ）ｔ）を出力する。
【０１４５】
乗算器ｍ１１は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δｂ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ１２は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δｂ）ｔ）を出力する。
【０１４６】
さらに、乗算器ｍ１３〜ｍ１６には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−３から出力される信号ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）がそれぞれ入力する。
乗算器ｍ１３は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δｃ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ１４は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δｃ）ｔ）を出力する。
【０１４７】
乗算器ｍ１５は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δｃ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ１６は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δｃ）ｔ）を出力する。
【０１４８】
さらにまた、乗算器ｍ１７〜ｍ２０には、乗算器ｍ１〜ｍ４の乗算結果がそれぞれ入力し、信号列生成部１２−３から出力される信号ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）が入力する。
乗算器ｍ１７は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω1ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δｄ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ１８は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω2ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δｄ）ｔ）を出力する。
【０１４９】
乗算器ｍ１９は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω3ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δｄ）ｔ）を出力し、乗算器ｍ２０は、ｓ・ｅｘｐ（ｊω4ｔ）と、ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）とを乗算して、ｓ・ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δｄ）ｔ）を出力する。
【０１５０】
一方、加算器ａ１は、乗算器ｍ５〜ｍ８の出力結果を加算して、合成信号ｇ1＝ｓ（ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δａ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δａ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δａ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δａ）ｔ））を出力する。この合成信号ｇ1は、アップコンバータ２２−１へ入力される。
【０１５１】
加算器ａ２は、乗算器ｍ９〜ｍ１２の出力結果を加算して、合成信号ｇ2＝ｓ（ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δｂ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δｂ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δｂ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δｂ）ｔ））を出力する。この合成信号ｇ2は、アップコンバータ２２−２へ入力される。
【０１５２】
加算器ａ３は、乗算器ｍ１３〜ｍ１６の出力結果を加算して、合成信号ｇ3＝ｓ（ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δｃ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δｃ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δｃ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δｃ）ｔ））を出力する。この合成信号ｇ3は、アップコンバータ２２−３へ入力される。
【０１５３】
加算器ａ４は、乗算器ｍ１７〜ｍ２０の出力結果を加算して、合成信号ｇ4＝ｓ（ｅｘｐ（ｊ（ω1＋Δｄ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω2＋Δｄ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω3＋Δｄ）ｔ）＋ｅｘｐ（ｊ（ω4＋Δｄ）ｔ））を出力する。この合成信号ｇ4は、アップコンバータ２２−４へ入力される。なお、式（１２ａ）〜（１２ｄ）では、変調信号ｓのパラメータを省略して示している。
【０１５４】
ここで、図６の信号列生成部１２−３では、４つの並列する重み付け処理に対してそれぞれ異なる周波数を割り当てて、周波数ｅｘｐ（ｊΔａｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｂｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｃｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｄｔ）を出力して重み付けをしているが、各々の重み付け毎にすべて周波数を変えてもよい。
【０１５５】
すなわち、信号列生成部１２−３は、乗算器ｍ５〜ｍ８に対して、ｅｘｐ（ｊΔａ1ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔａ2ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔａ3ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔａ4ｔ）を出力し（Δａ1≠Δａ2≠Δａ3≠Δａ4）、乗算器ｍ９〜ｍ１２に対して、ｅｘｐ（ｊΔｂ1ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｂ2ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｂ3ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｂ4ｔ）を出力する（Δｂ1≠Δｂ2≠Δｂ3≠Δｂ4）。
【０１５６】
また、乗算器ｍ１３〜ｍ１６に対して、ｅｘｐ（ｊΔｃ1ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｃ2ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｃ3ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｃ4ｔ）を出力し（Δｃ1≠Δｃ2≠Δｃ3≠Δｃ4）、乗算器ｍ１７〜ｍ２０に対して、ｅｘｐ（ｊΔｄ1ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｄ2ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｄ3ｔ）、ｅｘｐ（ｊΔｄ4ｔ）を出力する（Δｄ1≠Δｄ2≠Δｄ3≠Δｄ4）。このように、すべて異なる周波数を出力する構成にしてもよい。
【０１５７】
以上説明したように、アンテナ特性評価システムおよびアンテナ特性評価方法では、アップコンバートする前に、評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、素波に対して、重み付けを行って合成信号を生成する構成とした。
【０１５８】
すなわち、複数の素波に対して、所定の信号列パターンで重み付けを行った後に加算して合成信号であるフェージングを生成し、さらに重み付けとしては、サブパス間が無相関となるような重み付けを行う構成とした。
【０１５９】
これにより、アップコンバータや送信アンテナの数を削減して、少ない装置数で電波暗室内に実フェージング環境を再現することが可能になり、さらに、アンテナ間相関、誤り率、スループット等といったアンテナ特性の評価を精度よく実施することが可能になる。
【０１６０】
また、合成信号生成装置は、信号列を生成する信号列生成部と、信号波に信号列の重み付けを行って、複数の合成信号を生成する重み付け処理部とを備え、信号列生成部は、重み付けによって生成された合成信号が互いに所定の相関性を持つような信号列を生成する構成とした。また、上記では、複数の合成信号が互いに無相関となるように、直交符号、直交位相および互いに異なる周波数の信号列を生成する例を示した。
【０１６１】
このような構成により、少ない装置数で適切かつ柔軟に、所定の相関性を設定した複数の合成信号を生成することが可能になり、アンテナ特性評価といった試験システムなどに幅広く適用することが可能である。
【０１６２】
（付記１） アンテナ特性の評価を行うアンテナ特性評価システムにおいて、
評価対象のアンテナである評価アンテナと、
前記評価アンテナに電波を放射する複数の送信アンテナと、
複数の信号波を合成して合成信号を生成する合成信号生成部と、
前記送信アンテナに接続し、前記合成信号の周波数を前記電波の周波数にアップコンバートするアップコンバータと、
前記評価アンテナと接続し、前記電波を受信した前記評価アンテナの前記アンテナ特性の評価を行う評価部と、
を備え、
前記合成信号生成部は、
前記評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、前記信号波に重み付けを行って前記合成信号を生成する、
ことを特徴とするアンテナ特性評価システム。
【０１６３】
（付記２） 前記合成信号生成部は、前記条件として、互いに無相関の前記電波を前記評価アンテナが受信するように、前記合成信号が互いに無相関となる前記重み付けを行うことを特徴とする付記１記載のアンテナ特性評価システム。
【０１６４】
（付記３） 前記合成信号生成部は、前記信号波に直交符号の前記重み付けを行って、前記合成信号を生成することを特徴とする付記２記載のアンテナ特性評価システム。
（付記４） 前記合成信号生成部は、前記信号波に直交位相の前記重み付けを行って、前記合成信号を生成することを特徴とする付記２記載のアンテナ特性評価システム。
【０１６５】
（付記５） 前記合成信号生成部は、前記信号波に互いに異なる周波数の前記重み付けを行って、前記合成信号を生成することを特徴とする付記２記載のアンテナ特性評価システム。
【０１６６】
（付記６） アンテナ特性の評価を行うアンテナ特性評価方法において、
評価対象のアンテナである評価アンテナと、前記評価アンテナに電波を放射する複数の送信アンテナとを設置し、
前記評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、信号波に重み付けを行って合成信号を生成し、
前記合成信号の周波数を前記電波の周波数にアップコンバートし、
前記電波を受信した前記評価アンテナの前記アンテナ特性の評価を行う、
ことを特徴とするアンテナ特性評価方法。
【０１６７】
（付記７） 前記条件として、互いに無相関の前記電波を前記評価アンテナが受信するように、前記合成信号が互いに無相関となる前記重み付けを行うことを特徴とする付記６記載のアンテナ特性評価方法。
【０１６８】
（付記８） 前記信号波に直交符号の前記重み付けを行って、前記合成信号を生成することを特徴とする付記７記載のアンテナ特性評価方法。
（付記９） 前記信号波に直交位相の前記重み付けを行って、前記合成信号を生成することを特徴とする付記７記載のアンテナ特性評価方法。
【０１６９】
（付記１０） 前記信号波に互いに異なる周波数の前記重み付けを行って、前記合成信号を生成することを特徴とする付記７記載のアンテナ特性評価方法。
（付記１１） 異なる周波数の信号波を生成する信号波生成部と、
信号列を生成する信号列生成部と、
前記信号波に前記信号列の重み付けを行って、複数の合成信号を生成する重み付け処理部と、
を備え、
前記信号列生成部は、前記重み付けによって生成された前記合成信号が互いに所定の相関性を持つような前記信号列を生成する、
ことを特徴とする合成信号生成装置。
【０１７０】
（付記１２） 前記信号列生成部は、複数の前記合成信号が互いに無相関となるように、前記信号列として直交符号を生成することを特徴とする付記１１記載の合成信号生成装置。
【０１７１】
（付記１３） 前記信号列生成部は、複数の前記合成信号が互いに無相関となるように、前記信号列として直交位相を生成することを特徴とする付記１１記載の合成信号生成装置。
【０１７２】
（付記１４） 前記信号列生成部は、複数の前記合成信号が互いに無相関となるように、互いに異なる周波数の前記信号列を生成することを特徴とする付記１１記載の合成信号生成装置。
【符号の説明】
【０１７３】
１ アンテナ特性評価システム
１０ 合成信号生成部
２０ 電波暗室
２２−１〜２２−４ アップコンバータ
２３−１〜２３−４ 送信アンテナ
２４−１、２４−２ 評価アンテナ
３０ 評価部
３１ アンテナ特性評価ボード
３２ 評価用端末
ｇ1〜ｇ4 合成信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ特性の評価を行うアンテナ特性評価システムにおいて、
評価対象のアンテナである評価アンテナと、
前記評価アンテナに電波を放射する複数の送信アンテナと、
複数の信号波を合成して合成信号を生成する合成信号生成部と、
前記送信アンテナに接続し、前記合成信号の周波数を前記電波の周波数にアップコンバートするアップコンバータと、
前記評価アンテナと接続し、前記電波を受信した前記評価アンテナの前記アンテナ特性の評価を行う評価部と、
を備え、
前記合成信号生成部は、
前記評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、前記信号波に重み付けを行って前記合成信号を生成する、
ことを特徴とするアンテナ特性評価システム。
【請求項２】
前記合成信号生成部は、前記条件として、互いに無相関の前記電波を前記評価アンテナが受信するように、前記合成信号が互いに無相関となる前記重み付けを行うことを特徴とする請求項１記載のアンテナ特性評価システム。
【請求項３】
アンテナ特性の評価を行うアンテナ特性評価方法において、
評価対象のアンテナである評価アンテナと、前記評価アンテナに電波を放射する複数の送信アンテナとを設置し、
前記評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、信号波に重み付けを行って合成信号を生成し、
前記合成信号の周波数を前記電波の周波数にアップコンバートし、
前記電波を受信した前記評価アンテナの前記アンテナ特性の評価を行う、
ことを特徴とするアンテナ特性評価方法。
【請求項４】
前記条件として、互いに無相関の前記電波を前記評価アンテナが受信するように、前記合成信号が互いに無相関となる前記重み付けを行うことを特徴とする請求項３記載のアンテナ特性評価方法。
【請求項５】
異なる周波数の信号波を生成する信号波生成部と、
信号列を生成する信号列生成部と、
前記信号波に前記信号列の重み付けを行って、複数の合成信号を生成する重み付け処理部と、
を備え、
前記信号列生成部は、前記重み付けによって生成された前記合成信号が互いに所定の相関性を持つような前記信号列を生成する、
ことを特徴とする合成信号生成装置。
【請求項１】
アンテナ特性の評価を行うアンテナ特性評価システムにおいて、
評価対象のアンテナである評価アンテナと、
前記評価アンテナに電波を放射する複数の送信アンテナと、
複数の信号波を合成して合成信号を生成する合成信号生成部と、
前記送信アンテナに接続し、前記合成信号の周波数を前記電波の周波数にアップコンバートするアップコンバータと、
前記評価アンテナと接続し、前記電波を受信した前記評価アンテナの前記アンテナ特性の評価を行う評価部と、
を備え、
前記合成信号生成部は、
前記評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、前記信号波に重み付けを行って前記合成信号を生成する、
ことを特徴とするアンテナ特性評価システム。
【請求項２】
前記合成信号生成部は、前記条件として、互いに無相関の前記電波を前記評価アンテナが受信するように、前記合成信号が互いに無相関となる前記重み付けを行うことを特徴とする請求項１記載のアンテナ特性評価システム。
【請求項３】
アンテナ特性の評価を行うアンテナ特性評価方法において、
評価対象のアンテナである評価アンテナと、前記評価アンテナに電波を放射する複数の送信アンテナとを設置し、
前記評価アンテナの相関性を評価するための条件を満たすように、信号波に重み付けを行って合成信号を生成し、
前記合成信号の周波数を前記電波の周波数にアップコンバートし、
前記電波を受信した前記評価アンテナの前記アンテナ特性の評価を行う、
ことを特徴とするアンテナ特性評価方法。
【請求項４】
前記条件として、互いに無相関の前記電波を前記評価アンテナが受信するように、前記合成信号が互いに無相関となる前記重み付けを行うことを特徴とする請求項３記載のアンテナ特性評価方法。
【請求項５】
異なる周波数の信号波を生成する信号波生成部と、
信号列を生成する信号列生成部と、
前記信号波に前記信号列の重み付けを行って、複数の合成信号を生成する重み付け処理部と、
を備え、
前記信号列生成部は、前記重み付けによって生成された前記合成信号が互いに所定の相関性を持つような前記信号列を生成する、
ことを特徴とする合成信号生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１４９７２５（Ｐ２０１１−１４９７２５Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９１２２（Ｐ２０１０−９１２２）
【出願日】平成２２年１月１９日（２０１０．１．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１９日（２０１０．１．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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