ＭＩＭＯ評価装置、及び、試験データストリームの送信方法
【課題】アンテナ指向特性を抽出可能なＭＩＭＯ評価装置、及び、試験データストリームの送信方法を提供すること。
【解決手段】ＭＩＭＯ評価装置１００において、複素振幅制御器１０２が、ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心（又は、幾何学的中心）以外の位置でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる位相・振幅目標値に、基本ストリーム及び合成基本ストリームの位相及び振幅を調整し、当該調整後の基本ストリーム及び合成基本ストリームをＮ個の送信ストリームとして送出する。こうすることで、評価対象アンテナの指向特性のみを抽出することができるＭＩＭＯ評価装置を実現することができる。
【解決手段】ＭＩＭＯ評価装置１００において、複素振幅制御器１０２が、ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心（又は、幾何学的中心）以外の位置でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる位相・振幅目標値に、基本ストリーム及び合成基本ストリームの位相及び振幅を調整し、当該調整後の基本ストリーム及び合成基本ストリームをＮ個の送信ストリームとして送出する。こうすることで、評価対象アンテナの指向特性のみを抽出することができるＭＩＭＯ評価装置を実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＩＭＯ評価装置、及び、試験データストリームの送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信の分野の発展はめざましく、更なる伝送速度の高速化に向け研究が続けられている。無線ＬＡＮにおいては、より高速な伝送速度を実現するＩＥＥＥ８０２．１１ｎ（以下、単に１１ｎと呼ぶことがある）規格の標準化が進められている。１１ｎでは、高速化を実現する技術の一つとして、ＭＩＭＯ伝送技術の採用が決まっている。
【０００３】
ＭＩＭＯ伝送は、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを用いて、同一周波数上で複数のストリームを同時に伝送する通信方式である。ＭＩＭＯ伝送では、同一周波数上で送信された複数のストリームを受信機が分離する処理を行う。このとき、伝搬路条件により、伝送特性が大きく変化する。また、アンテナの指向特性によっても受信条件が変わることから、アンテナ指向特性が無線機全体の伝送特性に影響を与える。すなわち、アンテナ指向特性及びＭＩＭＯ復調アルゴリズムの特性であるＭＩＭＯ伝送特性が無線機全体の伝送特性に密接に関連している。
【０００４】
ここで、シングルアンテナの通信システムにおけるアンテナ特性を評価する装置が、特許文献１に開示されている。同文献には、シングルアンテナを評価するために、多重波伝搬環境（つまり、ダイバーシチ通信環境）を再現する装置が開示されている。
【０００５】
すなわち、同文献に開示される装置では、評価対象アンテナの周りに複数の送信アンテナが配置され、各送信アンテナから送信される信号の位相と振幅を変化させる。そして、評価対象アンテナの位置で各送信アンテナから送信された信号が合成されることにより、多重波伝搬環境が実現されている。
【０００６】
図２５は、特許文献１で開示される無線伝送評価装置の構成を示す図である。デジタル信号発生器２５０２で送信データが生成され、変調器２５０３においてその送信データが変調される。変調された信号は、分配回路２５０４において、送信アンテナ本数分の信号に分配される。各分配信号は、位相回路２５０５で位相を補正され、減衰回路２５０６で振幅を補正される。位相回路２５０５及び減衰回路２５０６の補正値は、コンピュータ２５０７とＤ／Ａコンバータ２５０８によって制御される。位相回路２５０５及び減衰回路２５０６で位相及び振幅が補正された信号は、送信アンテナ２５００−１〜７を介して送信される。
【０００７】
評価対象アンテナ２５０１−１、２では、送信アンテナ２５００−１〜７から送信された信号が受信される。評価対象アンテナ２５０１−１、２で受信された複数の受信信号は、位相制御器２５０９及び制御回路２５１０によって位相が合わされて、さらに合成回路２５１１で合成される。この合成信号は、誤り率検出回路２５１２で復調される。そして、復調データのビット列と、既知の送信デジタルデータのビット列とを比較が比較されて、伝送誤り率が算出される。
【０００８】
以上の構成により、多重波伝搬環境における評価対象アンテナの伝送誤り率測定が可能となっている。
【特許文献１】特開２００５−２２７２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、特許文献１に開示されているようなダイバーシチ通信におけるアンテナ評価方法を、ＭＩＭＯ伝送用アンテナの評価に拡張するためには、送受信処理系統を複数系統用意することが考えられる。
【００１０】
しかしながら、単に受信処理系統を複数用意しただけでは、アンテナ指向特性とＭＩＭＯ伝送特性とが合成された全体特性しか得られないため、ＭＩＭＯ伝送用アンテナの実効的な評価を行うことが難しい。すなわち、アンテナ指向特性又はＭＩＭＯ伝送特性を個別に評価することができないため、ＭＩＭＯ伝送用アンテナの実効的な評価を行うことができない問題がある。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、アンテナ指向特性を抽出可能なＭＩＭＯ評価装置、及び、試験データストリームの送信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のＭＩＭＯ評価装置は、Ｎ−１（Ｎは３以上の自然数）個以上の評価対象アンテナから構成されるＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の受信特性を評価するＭＩＭＯ評価装置であって、Ｎ−１種類の基本ストリームを生成する生成手段と、前記Ｎ−１種類の基本ストリームから、前記基本ストリーム又は２つの前記基本ストリームの組み合わせを合計Ｎ個選択する選択手段と、前記組み合わせに係る基本ストリーム同士を合成した合成基本ストリームを形成する合成手段と、前記選択された基本ストリーム及び前記合成基本ストリームをＮ個の送信ストリームとして送信するＮ本の送信アンテナと、前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心以外の位置で前記Ｎ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる位相・振幅目標値に、前記選択された基本ストリーム及び前記合成基本ストリームの位相及び振幅を調整し、当該調整後の基本ストリーム及び合成基本ストリームを前記Ｎ個の送信ストリームとして送出する位相振幅制御手段と、を具備する構成を採る。
【００１３】
本発明の試験データストリームの送信方法は、Ｎ−１（Ｎは３以上の自然数）個以上の評価対象アンテナから構成されるＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の受信特性に関する測定に利用される試験データストリームの送信方法であって、Ｎ−１種類の基本ストリームを生成するステップと、前記Ｎ−１種類の基本ストリームから、前記基本ストリーム又は２つの前記基本ストリームの組み合わせを合計Ｎ個選択するステップと、前記選択された基本ストリーム及び前記組み合わせに係る基本ストリームの位相及び振幅を位相・振幅目標値に調整するステップと、前記組み合わせに係る基本ストリーム同士を合成した合成基本ストリームを形成するステップと、前記位相及び振幅が調整された前記基本ストリーム及び前記合成基本ストリームをＮ個の前記試験データストリームとして送信するステップと、を具備し、前記位相・振幅目標値は、前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心以外の位置で前記Ｎ個の試験データストリームの位相及び振幅を一致させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アンテナ指向特性を抽出可能なＭＩＭＯ評価装置、及び、試験データストリームの送信方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
【００１６】
（実施の形態１）
［ＭＩＭＯ評価装置の主要構成］
図１は、実施の形態１に係るＭＩＭＯ評価装置の全体構成を示す図である。
【００１７】
図１において、ＭＩＭＯ評価装置１００は、送信機１０１と、複素振幅制御器１０２と、送信アンテナ１０３と、アンテナ回転台１０４と、受信機１０５と、コンピュータ１０６とを有する。ここでは、説明を簡単にするために、送信アンテナ１０３を送信アンテナ１０３−１〜３の３本としている。
【００１８】
なお、図１において、評価対象アンテナ２０１はアンテナ回転台１０４に設置された評価対象のアンテナであり、実際上、ＭＩＭＯ評価装置１００で測定を行う際には、評価対象のアンテナが搭載されたＭＩＭＯ通信端末がアンテナ回転台１０４に載置される。このＭＩＭＯ通信端末としては、例えば、ＭＩＭＯ通信機能が搭載された携帯電話等の無線装置又は無線ローカルエリアネットワークの搭載されたパーソナルコンピュータが想定される。また、電波暗室３００は、反射波を発生しない空間を実現する。この電波暗室３００には、ＭＩＭＯ評価装置１００の構成要素のうち少なくとも送信アンテナ１０３−１〜３とアンテナ回転台１０４が設置される。
【００１９】
送信機１０１は、コンピュータ１０６からの制御信号に基づいて、試験信号を生成する。ここでは、送信機１０１は送信アンテナ１０３の数Ｎよりも１つ少ないＮ−１種類の試験信号を生成し、それぞれを基本ストリーム１〜Ｎ−１として複素振幅制御器１０２に出力する。試験信号は既知信号であり、ＭＩＭＯ伝送特性の評価に用いられる。
【００２０】
具体的には、送信機１０１は、ビット列で構成されるデータ信号を、適用される変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等）に応じたＩＱ平面上の信号点にマッピングすることにより変調信号を形成するとともに、得られた変調信号に同期用のプリアンブル及び伝搬路推定用シンボルを付加して試験信号を得る。そして、送信機１０１は、ベースバンド信号である試験信号をＲＦ信号に変換し、得られたＲＦ信号を基本ストリームとして出力する。図１においては、２種類の基本ストリームが、送信機１０１から出力されている。
【００２１】
複素振幅制御器１０２は、基本ストリーム１〜Ｎ−１を入力とし、各基本ストリームの位相及び振幅を調整する。そして、複素振幅制御器１０２は、基本ストリーム又は２つの基本ストリームの組み合わせを選択して、その組み合わせについては基本ストリーム同士を合成した合成基本ストリームを形成し、得られた基本ストリーム及び合成基本ストリームをそれぞれ送信ストリームとして出力する。送信ストリーム数は、送信アンテナ１０３の数と一致する。
【００２２】
複素振幅制御器１０２は、第１に、ＭＩＭＯ伝送特性を測定する場合は、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が、複数の評価対象アンテナ２０１の重心で一致するように、基本ストリームに対して処理を行う。なお、この複数の評価対象アンテナ２０１の重心に関しては、後に詳しく説明する。
【００２３】
また、複素振幅制御器１０２は、第２に、アンテナ特性を測定する場合は、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が、複数の評価対象アンテナ２０１の重心で一致しないように、基本ストリームに対して処理を行う。この場合、評価対象アンテナ２０１の位置間を結んでできる領域の外で、つまり、評価対象アンテナ２０１の位置のうち、重心からの距離が大きい位置を結んでできる領域の外で、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が一致することが好ましい。
【００２４】
アンテナ回転台１０４は、評価対象アンテナ２０１を載置する台であり、回転可能に構成されている。アンテナ回転台１０４が回転することにより、評価対象アンテナ２０１と、送信アンテナ１０３との位置関係を変更することができる。アンテナ回転台１０４の回転動作は、コンピュータ１０６からの制御信号に基づいて制御される。
【００２５】
受信機１０５は、評価対象アンテナ２０１と電気的に接続されており、評価対象アンテナ２０１で受信された受信信号に含まれる同期用プリアンブル及び伝送路推定用シンボルを用いて同期処理、チャネル推定処理を行う。そして、受信機１０５は、受信信号に含まれるデータ信号部分をＭＩＭＯ復調するとともに、復調結果に基づいて誤り特性（例えば、ＢＥＲ）を算出する。なお、ここでは、受信機１０５は、ＭＩＭＯ評価装置１００の構成として説明しているが、アンテナ回転台１０４に載置されて、そのアンテナ評価が行われるＭＩＭＯ通信端末の構成部であってもよい。
【００２６】
コンピュータ１０６は、ＭＩＭＯ評価装置１００を構成する機能部を制御する。
【００２７】
［複素振幅制御器１０２の構成］
複素振幅制御器１０２は、送信機１０１で生成された基本ストリームを入力とし、入力基本ストリームの位相及び振幅が、位相・振幅目標値になるように調整する。また、複素振幅制御器１０２は、基本ストリームの分配処理、及び、基本ストリームの合成処理を行う。こうして複素振幅制御器１０２が基本ストリームに対して位相・振幅調整処理及び合成処理を行うことにより、実際の伝搬環境（例えば、郊外の見渡しのよい環境）で送信信号に与えられる振幅変化及び位相変化を予め与えた送信ストリームを形成できる。
【００２８】
ここで通常、アンテナ特性の評価は、伝搬環境に影響されない静的な環境で測定する。これに対して、ＭＩＭＯ伝送の評価を行う場合は、伝搬環境を変動させるために、ＭＩＭＯ評価装置１００では、複素振幅制御器１０２における位相・振幅目標値を変更することにより、仮想の測定伝搬環境を変更することができる。
【００２９】
図２は、複素振幅制御器１０２の構成を示すブロック図である。
【００３０】
図２において、複素振幅制御器１０２は、分配器１１１と、位相振幅制御器１１２と、合成器１１３と、制御器１１４とを有する。
【００３１】
分配器１１１は、基本ストリームを入力とし、当該基本ストリームの内容を変えることなく、２つのルートに分配する。分配器１１１は、送信機１０１から出力される基本ストリームの数と同数設けられる。
【００３２】
図２においては、分配器１１１−１、２が設けられている。分配器１１１−１は、送信機１０１から受け取った基本ストリーム１を位相振幅制御器１１２−１、２に分配する。分配器１１１−２は、もう一方の基本ストリーム２を位相振幅制御器１１２−３、４に分配する。すなわち、分配器１１１−１、２は、基本ストリーム又は２つの基本ストリームの組み合わせを選択する選択手段として機能している。
【００３３】
位相振幅制御器１１２は、分配器１１１により分配された分配基本ストリームの位相及び振幅を調整する。この調整は、分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器１１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように行われる。位相振幅制御器１１２は、分配器１１１の個数の２倍設けられる。
【００３４】
図２においては、位相振幅制御器１１２−１、２、３、４が設けられている。各位相振幅制御器１１２に設定される位相・振幅目標値は、基本的には、それぞれ異なっている。
【００３５】
位相振幅制御器１１２−１は、分配器１１１−１から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器１１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、送信ストリーム１として出力され、送信アンテナ１０３−１を介して送信される。
【００３６】
位相振幅制御器１１２−２は、分配器１１１−１から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器１１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、合成器１１３に出力される。
【００３７】
位相振幅制御器１１２−３は、分配器１１１−２から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器１１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、合成器１１３に出力される。
【００３８】
合成器１１３は、選択された基本ストリームの組み合わせ（ここでは、基本ストリーム１、２）に対応する分配基本ストリームを合成し、得られた合成基本ストリームを送信ストリーム３として出力する。送信ストリーム３は、送信アンテナ１０３−３を介して送信される。
【００３９】
位相振幅制御器１１２−４は、分配器１１１−２から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器１１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、送信ストリーム２として出力され、送信アンテナ１０３−２を介して送信される。
【００４０】
制御器１１４は、コンピュータ１０６からの制御信号に基づいて各位相振幅制御器１１２の位相・振幅目標値設定信号を生成し、位相振幅制御器１１２に出力する。
【００４１】
ここで、送信ストリームの個数が評価対象アンテナ２０１の個数より多いため、受信側で受信信号の分離ができないとも思われる。しかしながら、上記したように送信ストリームは、評価対象アンテナの個数以下の基本ストリームに基づいて形成されるため、受信側で受信信号を分離することができる。
【００４２】
［送信アンテナ１０３の設置に関わる構成］
図３は、送信アンテナ１０３−１〜３を固定する保持台の構成を示す図である。
【００４３】
アンテナ保持台４００は、アンテナ保持板４０１と、アンテナ保持板４０１を支持する脚部４０２と、脚部４０２が倒れないようにするための補強部４０３から構成される。また、アンテナ保持板４０１には、送信アンテナ１０３−１〜３を保持するために、アンテナ保持孔４０４−１〜３が形成されている。アンテナ保持板４０１は、脚部４０２に固定される。脚部４０２は、アンテナ保持板４０１を所定の高さになるように固定する。脚部４０２は、補強部４０３に固定されている。
【００４４】
図４は、アンテナ保持板４０１のアンテナ保持孔４０４に送信アンテナ１０３を取り付けるための取り付け部に係る構成を示す図である。
【００４５】
取り付け部は、両端コネクタ４０５と、両端コネクタ固定用ナット４０６と、ＳＭＡコネクタ４０７、４０８から構成される。両端コネクタ４０５は、アンテナ保持孔４０４に挿入される。両端コネクタ固定用ナット４０６は、両端コネクタ４０５と反対側からアンテナ保持孔４０４に挿入される。そして、両端コネクタ４０５及び両端コネクタ固定用ナット４０６は、アンテナ保持板４０１を挟んでアンテナ保持板４０１に固定される。
【００４６】
両端コネクタ４０５の上側にＳＭＡコネクタ４０７を介して送信アンテナ１０３が接続される。両端コネクタ固定用ナット４０６の下側にＳＭＡコネクタ４０８を介して同軸ケーブル１０７が接続される。こうして送信アンテナ１０３がアンテナ保持台４００に設置されるとともに、同軸ケーブル１０７を介して複素振幅制御器１０２と接続される。
【００４７】
［アンテナ回転台１０４の構成］
図５は、アンテナ回転台１０４の構成を示す図である。
【００４８】
アンテナ回転台１０４は、アンテナを回転させるモータ１２０と、モータ１２０に接続された回転テーブル１２１と、アンテナを保持するアンテナ保持板１２４と、回転テーブル１２１にアンテナ保持板１２４を固定する脚部１２３と、モータ１２０を制御するアンテナ制御装置１２６とを有する。モータ１２０は、回転テーブル１２１を保持し、回転テーブル１２１を水平面内で回転させる。
【００４９】
アンテナ保持板１２４には、評価対象アンテナ２０１を保持するためのアンテナ保持孔１２５が形成される。脚部１２３は、その一端部が回転テーブル１２１の上部に固定されるとともに、他端部がアンテナ保持板１２４に固定される。
【００５０】
アンテナ制御装置１２６は、モータ１２０とコンピュータ１０６とに接続され、コンピュータ１０６によって設定される角度に回転テーブル１２１が動くように、モータ１２０を制御する。
【００５１】
回転テーブル１２１がモータ１２０の回転軸に接続されているので、モータ１２０の回転に伴って、回転テーブル１２１の上部に固定された脚部１２３及びアンテナ保持板１２４も回転する。
【００５２】
図６は、アンテナ保持板１２４のアンテナ保持孔１２５に評価対象アンテナ２０１を取り付けるための取り付け部に係る構成を示す図である。
【００５３】
取り付け部は、両端コネクタ１２７と、両端コネクタ固定用ナット１２８と、ＳＭＡコネクタ１２９、１３０から構成される。両端コネクタ１２７は、アンテナ保持孔１２５に挿入される。両端コネクタ固定用ナット１２８は、両端コネクタ１２７と反対側からアンテナ保持孔１２５に挿入される。そして、両端コネクタ１２７及び両端コネクタ固定用ナット１２８は、アンテナ保持板１２４を挟んでアンテナ保持板１２４に固定される。
【００５４】
両端コネクタ１２７の上側にＳＭＡコネクタ１２９を介して評価対象アンテナ２０１が接続される。両端コネクタ固定用ナット１２８の下側にＳＭＡコネクタ１３０を介して同軸ケーブル１０８が接続される。こうして評価対象アンテナ２０１がアンテナ回転台１０４に設定されるとともに、同軸ケーブル１０８を介して複素振幅制御器１０２と接続される。
【００５５】
［ＭＩＭＯ評価装置１００の動作説明］
（１）送信アンテナ１０３と、評価対象アンテナ２０１とのセッティング位置関係
先ず、送信アンテナ１０３と、評価対象アンテナ２０１とのセッティング位置の一例について、図７を参照して説明する。
【００５６】
アンテナ保持台４００に固定された送信アンテナ１０３−１〜３と、アンテナ回転台１０４に固定された評価対象アンテナ２０１−１、２とは、対向するように設置される。
【００５７】
送信アンテナ１０３−１が設けられた位置と送信アンテナ１０３−２とが設けられた位置との中点Ｘと、評価対象アンテナ２０１−１が設けられた位置と評価対象アンテナ２０１−２が設けられた位置との中点Ｙとを結ぶ線は、送信アンテナ１０３−１と送信アンテナ１０３−２とを結ぶ線と、直交する。
【００５８】
ここでは、点Ｙは、２つのアンテナの中点であるが、評価対象アンテナ２０１が３つ以上の場合も一般化すれば、評価対象アンテナ２０１の配置位置から求められる重心（又は、幾何学的中心）である。
【００５９】
また、上記したように、実際上、ＭＩＭＯ評価装置１００で測定を行う際には、評価対象のアンテナが搭載されたＭＩＭＯ通信端末がアンテナ回転台１０４に載置される。ＭＩＭＯ通信端末としては、ＭＩＭＯ通信機能が搭載された携帯電話等の無線装置又は無線ローカルエリアネットワークの搭載されたパーソナルコンピュータが想定される。そして、ＭＩＭＯ通信装置の筐体形状によってアンテナ形状も限定されるため、これによってはアンテナの配置位置の重心（又は、幾何学的中心）が明確にならない場合もある。このような場合には、アンテナの給電点の配置位置を用い、これらの重心（又は、幾何学的中心）をＹ点として扱うことができる。
【００６０】
また、評価対象アンテナ間で利得が異なる場合には、その重心は、アンテナ利得に基づいて決定することができる。例えば、複数のアンテナとＹ点の間の距離が利得の逆数となるようにＹ点を決定し、このＹ点を重心と定義することができる。
【００６１】
図７において、送信アンテナ１０３−１と送信アンテナ１０３−２との離間距離は、４メートルである。
【００６２】
点Ｘと点Ｙの離間距離を伝送波の波長の３０倍（つまり、３０波長）とすると、送信アンテナ１０３−３は、点Ｘから２０波長の位置に配置される。このとき、送信アンテナ１０３−３の位置と点Ｙとを結んだ直線と、直線ＸＹとのなす角は、３２度となる。
【００６３】
この送信アンテナ１０３−１と点Ｙとを結んだ直線と直線ＸＹとのなす角、及び送信アンテナ１０３−２と点Ｙを結んだ直線と直線ＸＹとのなす角は、ＭＩＭＯ通信環境を表すパラメータ（以下、「広がり角度パラメータ」と呼ぶことがある）である。特に、評価対象アンテナの指向特性によってＭＩＭＯ通信特性を評価しようとする際には、重要なパラメータとなる。
【００６４】
すなわち、広がり角度パラメータを３２度としてＭＩＭＯ評価を行う場合には、図７に示したような配置にアンテナをセッティングすればよい。ただし、この配置は一例であり、これに限られるものではなく、所望の広がり角度パラメータとなる距離にアンテナを配置すればよい。
【００６５】
また、図７において、評価対象アンテナと重心（又は、幾何学的中心）である点Ｙとの離間距離は、０．１７波長とされている。なお、この評価対象アンテナの配置は一例であり、これに限られるものではなく、評価対象アンテナと重心（又は、幾何学的中心）との離間距離は、評価対象のアンテナによって様々な値を取り得る。
【００６６】
この評価対象アンテナ２０１−１、２は、アンテナ回転台１０４の回転に伴い、水平方向に回転する。以下、送信アンテナ１０３−１〜３の位置を結んだ直線と評価対象アンテナ２０１−１、２の位置を結んだ直線が平行となり、且つ、評価対象アンテナ２０１−１が左側に位置するときの角度を０°とする。また、評価対象アンテナ２０１−１、２は、点Ｙを中心として半時計回りに回転され、その回転角度は、正の値で表される。
【００６７】
（２）ＭＩＭＯ評価装置１００の動作
先ず、受信点（つまり、評価対象アンテナ２０１）での現象について考察する。送信アンテナ１０３−１〜３から送信された信号は、空間中を伝搬し、受信点で足し合わされる。このとき、各信号の振幅と位相によっては、互いに強めあう場合又は弱め合う場合がある。例えば、受信する２つの信号が同振幅で同位相の場合には、２つの信号は強めあい、合成信号は２倍の振幅になる。これとは逆に、受信する信号が同振幅で逆位相の場合には、２つの信号は弱めあい、合成信号の振幅は０となる。すなわち、受信点は、ヌル点となる。３つの信号が合成される場合も、２つの信号の場合と同様である。
【００６８】
ここで、上記したように複素振幅制御器１０２は、基本ストリームに対して位相・振幅調整処理及び合成処理を行う。そして、複素振幅制御器１０２は、第１に、ＭＩＭＯ伝送特性を測定する場合は、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が、複数の評価対象アンテナ２０１の重心（又は、幾何学的中心）で一致するように、基本ストリームに対して処理を行う。
【００６９】
また、複素振幅制御器１０２は、第２に、アンテナ特性を測定する場合は、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が、複数の評価対象アンテナ２０１の重心（又は、幾何学的中心）で一致しないように、基本ストリームに対して処理を行う。この場合、複数の評価対象アンテナ２０１の位置間を結んでできる領域の外で、つまり、複数の評価対象アンテナ２０１の位置のうち重心（又は、幾何学的中心）からの距離が大きい位置を結んでできる領域の外で、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が一致することが好ましい。すなわち、評価対象アンテナ２０１が２つの場合には、両アンテナ位置を結ぶ線分から外れた位置で、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が一致することが好ましい。また、評価対象アンテナ２０１が３つの場合には、アンテナ位置を結んだときにできる３角形外で、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が一致することが好ましい。
【００７０】
上記複素振幅制御器１０２における第１の処理と、第２の処理とでは、その目的が異なる。第１の処理は、ＭＩＭＯ受信処理において、受信信号の分離ができない回転角度を生じさせることを１つの目的とする。一方、第２の処理は、ＭＩＭＯ受信処理において、受信信号の分離ができない回転角度を生じさせないことを１つの目的とする。
【００７１】
第１の処理では、ＭＩＭＯ伝送特性とアンテナ指向特性とが合わさった全体の特性を測定できるのに対して、第２の処理では、ＭＩＭＯ伝送特性を一定レベル以上に維持できることから、アンテナ指向特性のみが強調された上で、これを測定できる。
【００７２】
ここで、ＭＩＭＯ受信処理について簡単に説明する。ここでは、受信信号を分離する方式に、線形演算を用いたＺＦ（Ｚｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ）が採用される場合について説明する。
【００７３】
下記式（１）は、ＭＩＭＯ伝送における受信信号を表している。
【数１】
【００７４】
式（１）において、Ｔｘ１、Ｔｘ２は、送信機１０１から出力される基本ストリームを表し、Ｒｘ１、Ｒｘ２は、受信機１０５に入力される受信信号を表す。また、伝搬路行列において、ｈ１１は第１の基本ストリームが第１の評価対象アンテナで受信される場合のチャネル推定値であり、ｈ１２は第１の基本ストリームが第２の評価対象アンテナで受信される場合のチャネル推定値である。ｈ２１は第２の基本ストリームが第１の評価対象アンテナで受信される場合のチャネル推定値であり、ｈ２２は第１の基本ストリームが第２の評価対象アンテナで受信される場合のチャネル推定値である。
【００７５】
この式（１）からＴｘ１とＴｘ２を取り出すことができれば、同一周波数上で混ざり合った２つの基本ストリームを分離できる。式（１）の両辺に伝搬路行列の逆行列をかけると、式（２）のようになる。
【数２】
【００７６】
ここで、伝搬路行列の逆行列が存在する条件は、伝搬路行列の行列式ｄｅｔＨ＝｜ｈ１１×ｈ２２−ｈ１２×ｈ２１｜が０でないことである。伝搬路行列の逆行列が存在しないときには、受信信号を分離できない。
【００７７】
図８は、回転角度を順次変更したときに得られた行列式ｄｅｔＨの計算結果をプロットした図である。図８において、横軸は実部であり、縦軸は虚部である。図８は、回転角度を０度から１８０度まで変更したときに得られた結果である。また、図８（ａ）は、上記第１の処理で得られた結果、つまり送信アンテナ１０３−１〜３から送信される信号が点Ｙにおいて同位相となる場合に得られた結果である。また、図８（ｂ）は、上記第２の処理で得られた結果、つまり送信アンテナ１０３−１〜３から送信される信号が点Ｙにおいて同位相とならない場合に得られた結果である。
【００７８】
図８（ｂ）では、行列式が０になる角度は存在しない。言い換えれば、ＭＩＭＯ分離できない角度は存在しない。すなわち、第２の処理では、ＭＩＭＯ伝送特性を一定レベル以上に維持できることから、アジマス角に応じた評価対象アンテナの指向特性のみが強調される。従って、第２の処理が実行されるときに得られる誤り特性は、ほとんど評価対象アンテナの指向特性にのみ依存する。
【００７９】
すなわち、複素振幅制御器１０２において第２の処理が実行されることにより、評価対象アンテナの指向特性のみを抽出することが可能となる。
【００８０】
一方、図８（ａ）では、行列式が０になる角度が存在する。言い換えれば、ＭＩＭＯ分離できない角度が存在する。すなわち、第１の処理では、アジマス角に対するＭＩＭＯ伝送特性、及び、アジマス角に応じた評価対象アンテナの指向特性が合わさった全体特性が得られる。従って、第２の処理が実行される際に得られた評価対象アンテナの指向特性を、第１の処理が実行される際に得られた全体特性から差し引くことにより、ＭＩＭＯ伝送特性のみを抽出することが可能となる。
【００８１】
すなわち、複素振幅制御器１０２において、第１の処理及び第２の処理を切り換えて、両処理を実行することにより、ＭＩＭＯ伝送特性及び評価対象アンテナの指向特性のいずれも抽出することが可能となる。
【００８２】
なお、ＭＩＭＯ評価装置１００が受信機１０５を備える構成とすることにより、伝送品質として伝送データ誤り率を用いることができる。伝送データ誤り率を用いることにより、単一周波数に対するデータ誤り率が理論的に導出される変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫなど）、又は、マルチキャリア伝送方式を採用した場合のシミュレーション結果との比較評価が容易となる。
【００８３】
また、伝送品質としてＭＩＭＯチャネル推定値の固有値を用いることができる。この場合には、受信方式は特に限定されず、シャノンの通信容量と通常呼ばれる理想状態における伝送品質として評価することが可能である。
【００８４】
以上のように本実施の形態によれば、ＭＩＭＯ評価装置１００において、複素振幅制御器１０２が、ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心（又は、幾何学的中心）以外の位置でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる位相・振幅目標値に、基本ストリーム及び合成基本ストリームの位相及び振幅を調整し、当該調整後の基本ストリーム及び合成基本ストリームをＮ個の送信ストリームとして送出する。
【００８５】
こうすることで、評価対象アンテナの指向特性のみを抽出することができるＭＩＭＯ評価装置を実現することができる。
【００８６】
また、複素振幅制御器１０２は、ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心（又は、幾何学的中心）以外の位置でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる第１の位相・振幅目標値と、前記重心（又は、幾何学的中心）でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる第２の位相・振幅目標値との間で調整目標値を切り換える。
【００８７】
こうすることで、第２の位相・振幅目標値によってアジマス角に対するＭＩＭＯ伝送特性、及び、アジマス角に応じた評価対象アンテナの指向特性が合わさった全体特性が得られる。そして、この全体特性から、第１の位相・振幅目標値によって得られる評価対象アンテナの指向特性を差し引くことにより、アジマス角に対するＭＩＭＯ伝送特性も単独で取得することができる。
【００８８】
（実施の形態２）
図９は、実施の形態２に係るＭＩＭＯ評価装置の全体構成を示す図である。
【００８９】
図９において、ＭＩＭＯ評価装置５００は、ＢＥＲ平均処理部５１０と、ＢＥＲ記憶部５２０と、複素振幅制御器５３０とを有する。
【００９０】
ＢＥＲ平均処理部５１０は、受信機１０５から出力されるＢＥＲ測定結果と、ＢＥＲ記憶部５２０に記憶されているＢＥＲ平均値とを平均し、平均した結果を出力する。
【００９１】
ＢＥＲ記憶部５２０は、受信機１０５から出力されるＢＥＲ測定結果を記憶し、ＢＥＲ平均処理部５１０へ出力する。
【００９２】
こうしてＢＥＲ平均処理部５１０が所定区間で平均化処理を繰り返すことにより、所定区間でのＢＥＲ平均値を取得することができる。
【００９３】
複素振幅制御器５３０は、基本的に、実施の形態１に係るＭＩＭＯ評価装置１００の複素振幅制御器１０２と同じ機能を有する。複素振幅制御器５３０は、ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心（又は、幾何学的中心）以外の位置でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させるという条件の下、複数の位相・振幅目標値を順次変更する。
【００９４】
図１０は、複素振幅制御器５３０の構成を示すブロック図である。
【００９５】
図１０において、複素振幅制御器５３０は、記憶部５３２と、制御器５３４とを有する。
【００９６】
記憶部５３２は、コンピュータ１０６から複数の位相・振幅目標値設定信号を入力とし、これを記憶する。
【００９７】
制御器５３４は、記憶部５３２から位相・振幅目標値を順次読み出して、位相振幅制御器１１２に設定する。
【００９８】
図１１は、図７に示したアンテナ配置において得られたＢＥＲシミュレーション結果である。図１１において、縦軸はＢＥＲであり、横軸は回転角度である。また、変調方式にはＱＰＳＫが用いられ、ＭＩＭＯ復調方式にはＺＦが用いられている。
【００９９】
図１１（ａ）は、次の条件下で形成された送信ストリームを用いることにより得られたＢＥＲシミュレーション結果である。すなわち、搬送波周波数は、２ＧＨｚである。また、基本ストリーム１は、位相が０°（つまり、基準位相）で、その時の振幅が０ｄＢであり、そのまま送信ストリーム１として送信される。基本ストリーム２は、位相が０°で、その時の振幅が０ｄＢであり、そのまま送信ストリーム２として送信される。合成基本ストリームは、位相がそれぞれ０°と１５°で振幅がそれぞれ−３ｄＢと−３ｄＢである基本ストリーム１と基本ストリーム２とを足し合わせた信号である。
【０１００】
図１１（ｂ）は、次の条件下で形成された送信ストリームを用いることにより得られたＢＥＲシミュレーション結果である。
【０１０１】
すなわち、搬送波周波数は、２ＧＨｚである。また、基本ストリーム１は、位相が０°（つまり、基準位相）で、その時の振幅が０ｄＢであり、そのまま送信ストリーム１として送信される。基本ストリーム２は、位相が０°で、その時の振幅が０ｄＢであり、そのまま送信ストリーム２として送信される。合成基本ストリームは、位相がそれぞれ０°と３４０°で振幅がそれぞれ−３ｄＢと−３ｄＢである基本ストリーム１と基本ストリーム２とを足し合わせた信号である。
【０１０２】
図１１（ａ）と（ｂ）のＢＥＲシミュレーション結果を比較すると、ＢＥＲが最も劣化する回転角度が異なる。図１１（ａ）においてＢＥＲが最も劣化する角度は、８０°と２６０°である。これに対して、図１１（ｂ）においてＢＥＲが最も劣化する角度は、６０°と２４０°である。
【０１０３】
このように、送信ストリームの位相を変えることで、ＢＥＲの劣化する回転角度が変化することが分かる。すなわち、ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心（又は、幾何学的中心）以外の位置でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させるという条件を固定としても、位相・振幅目標値を変更すると、ＢＥＲが劣化する回転角度が変化する。
【０１０４】
そこで、ＭＩＭＯ評価装置５００においては、複素振幅制御器５３０が、ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心（又は、幾何学的中心）以外の位置でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させるという条件の下、複数の位相・振幅目標値を変更区間で順次変更する。そして、ＢＥＲ平均処理部５１０が、変更区間で得られたＢＥＲを平均化する。
【０１０５】
こうすることで、ＢＥＲ特性に、多少なりとも残留しているＭＩＭＯ伝送特性を、平均化できるので、より正確なアンテナ指向特性を得ることができる。
【０１０６】
（実施の形態３）
図１２は、実施の形態３に係るＭＩＭＯ評価装置の全体構成を示す図である。
【０１０７】
図１２において、ＭＩＭＯ評価装置６００は、アンテナ６１０と、位相振幅検出器６２０と、複素振幅制御器６３０とを有する。
【０１０８】
アンテナ６１０は、複数の評価対象アンテナ２０１の重心（又は、幾何学的中心）に配置されている。アンテナ６１０は、送信アンテナ１０３−１〜３から送信された信号を受信する。この受信信号には、パイロット信号が含まれる。
【０１０９】
位相振幅検出器６２０は、アンテナ６１０で受信されたパイロット信号を用いて、受信信号の位相と振幅とをモニタする。
【０１１０】
複素振幅制御器６３０は、基本的には複素振幅制御器１０２と同じ構成を有している。複素振幅制御器６３０は、位相振幅検出器６２０で検出された位相振幅情報に基づいて、送信ストリームの位相及び振幅を制御する。
【０１１１】
なお、アンテナ６１０の配置位置は、重心でなく、幾何学的中心であってもよい。
【０１１２】
図１３は、ＭＩＭＯ評価装置６００の信号送信パタンを示す図である。図１３において、縦方向には、各送信アンテナ１０３に対応する送信信号が示されている。すなわち、図１３における上段には、送信ストリーム１が示され、中段には、送信ストリーム２が示され、下段には、送信ストリーム３が示されている。また、横方向は、時間を表している。すなわち、各送信ストリームには、定期的にパイロット信号が含まれている。ここでは、特に、送信ストリームには、送信データ信号とパイロット信号とが交互に含まれている。
【０１１３】
図１３において送信データ信号は、同期確立のために用いられるシンボル、空間によるチャネル変動を推定するチャネル推定用のシンボル、及び、ＢＥＲを測定するために用いられる送信データ系列などから構成される。
【０１１４】
また、パイロット信号は、既知信号系列であり、例えば、ＢＰＳＫ変調された信号である。パイロット信号には、送信アンテナ１０３間で互いに直交する直交系列が用いられる。直交系列とは、位相振幅検出器６２０において、受信パイロット信号に対して乗算、積分などの演算処理を施したときに、送信ストリームごとにパイロット信号を分離できる系列を意味する。例えば、直行系列として、１１１１００００と、１１００１１００と、１０１０１０１０を挙げることができる。
【０１１５】
位相振幅検出器６２０は、アンテナ６１０で受信されたパイロット信号に対して相関演算を行うことで、受信パイロット信号の位相及び振幅を求めることができる。
【０１１６】
以上のように本実施の形態によれば、位相振幅検出器６２０が、アンテナ６１０で受信されたパイロット信号を用いて、受信信号の位相と振幅とをモニタし、複素振幅制御器６３０が、位相振幅検出器６２０で検出された位相振幅情報に基づいて、送信ストリームの位相及び振幅を制御する。
【０１１７】
こうすることで、Ｎ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致ささるターゲット位置で狙い通りに位相及び振幅が一致しているか容易に確認することが可能となる。すなわち、
ターゲット位置が評価対象アンテナ２０１の重心（又は、幾何学的中心）であるときには、位相振幅検出器６２０で検出した位相及び振幅が一致していることを確認することにより、狙い通りの設定になっていることを確認できる。また、ターゲット位置が評価対象アンテナ２０１の重心（又は、幾何学的中心）以外であるときには、位相振幅検出器６２０で検出した位相及び振幅が一致していないことを確認することにより、狙い通りの設定になっていることを確認できる。
【０１１８】
そして、これらの確認を行いながらアンテナ受信特性を測定することができるので、測定時間を短縮することができる。
【０１１９】
なお、アンテナ６１０の配置位置は、重心（又は、幾何学的中心）でなくてもよく、重心（又は、幾何学的中心）以外のターゲット位置でもよい。この場合、ターゲット位置が評価対象アンテナ２０１の重心（又は、幾何学的中心）以外であるときには、位相振幅検出器６２０で検出した位相及び振幅が一致していないことを確認することにより、狙い通りの設定になっていることを確認できる。また、この配置位置の場合、評価対象アンテナ２０１とアンテナ６１０との離間距離を大きくすることができるので、アンテナ６１０によって評価対象アンテナ２０１に与える影響を軽減することができる。
【０１２０】
また、アンテナ６１０を複数設け、各ターゲット位置に配置してもよい。こうすることでより確実な測定が可能となる。
【０１２１】
また、図１３では、送信信号が間欠的に送信される送信パタンを示したが、送信信号が連続的に送信される送信パタンでもよい。
【０１２２】
この場合の送信パタンを図１４に示す。図１４に示すように、送信データ信号とパイロット信号との間には、無信号区間が存在しない。
【０１２３】
（実施の形態４）
実施の形態１乃至３では、電波暗室３００内に評価対象アンテナを設置してＭＩＭＯ評価を行うことを前提に説明した。これに対して、実施の形態４は、評価対象アンテナを移動局に設置してＭＩＭＯ評価を行うＭＩＭＯ評価システムに関する。
【０１２４】
図１５に示すように実施の形態４に係るＭＩＭＯ評価システム７００は、基地局８００と、測定局９００とを有する。基本的には、実施の形態３に係るＭＩＭＯ評価装置６００の送信系に関わる機能部が基地局８００に搭載される一方、受信系に関わる機能部が測定局９００に搭載されている。
【０１２５】
図１６は、基地局８００の構成を示すブロック図である。
【０１２６】
図１６において、基地局８００は、送信信号生成部８０１と、送信アンテナ８０３−１〜３と、受信部８０５と、分配器８１１−１、２と、位相振幅制御器８１２−１〜４と、合成器８１３と、制御器８１４とを有する。
【０１２７】
送信信号生成部８０１は、ＭＩＭＯ評価装置６００における送信機１０１に対応し、送信アンテナ８０３−１〜３は、送信アンテナ１０３−１〜３に対応する。分配器８１１と、位相振幅制御器８１２と、合成器８１３と、制御器８１４とは、それぞれ分配器１１１と、位相振幅制御器１１２と、合成器１１３と、制御器１１４とに対応している。
【０１２８】
送信信号生成部８０１は、ビット列で構成されるデータ信号を入力とし、このデータ信号を用いて試験信号を形成する。送信信号生成部８０１は、送信アンテナ８０３の数Ｎよりも１つ少ないＮ−１種類の試験信号を生成し、それぞれを基本ストリーム１〜Ｎ−１として分配器８１１に出力する。送信信号生成部８０１は、入力ビット列を、適用される変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等）に応じたＩＱ平面上の信号点にマッピングして変調信号を形成することにより、試験信号を形成する。
【０１２９】
図１７は、送信信号生成部８０１の構成を示すブロック図である。
【０１３０】
図１７において、送信信号生成部８０１は、符号化部８２１と、シリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ部）８２２と、マッピング部８２３−１、２と、無線部８２４−１、２とで構成される。
【０１３１】
符号化部８２１は、データ信号を入力とし、入力データ信号に対して畳み込み符号化を施し、符号化されたデータを出力する。なお、ここでは符号化方式を畳み込み符号としたが、これに限られるものではなく、ターボ符号、ＬＤＰＣ符号、リードソロモン符号などでもよい。
【０１３２】
Ｓ／Ｐ部８２２は、符号化されたデータを入力とし、入力されたシリアルデータを２つのパラレルデータに変換し、パラレルに変換されたデータを出力する。
【０１３３】
マッピング部８２３−１は、Ｓ／Ｐ部８２２から出力されるパラレルデータのうち、一方のデータを入力とし、入力データを、適用される変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＱＡＭ、ＰＳＫ、ＡＰＳＫ等）に応じたＩＱ平面上の信号点にマッピングして変調信号を形成する。形成された変調信号は、無線部８２４−１に出力される。
【０１３４】
マッピング部８２３−２は、Ｓ／Ｐ部８２２から出力されるパラレルデータのうち、他方のデータを入力とし、入力データを、適用される変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＱＡＭ、ＰＳＫ、ＡＰＳＫ等）に応じたＩＱ平面上の信号点にマッピングして変調信号を形成する。形成された変調信号は、無線部８２４−２に出力される。
【０１３５】
無線部８２４−１は、マッピング部８２３−１から変調信号を受け取り、この変調信号に対して、フィルタ処理、Ｄ／Ａ変換処理、周波数変換処理、増幅処理等を施して無線信号を形成する。この無線信号は、分配器８１１−１に出力される。
【０１３６】
無線部８２４−２は、マッピング部８２３−２から変調信号を受け取り、この変調信号に対して、フィルタ処理、Ｄ／Ａ変換処理、周波数変換処理、増幅処理等を施して無線信号を形成する。この無線信号は、分配器８１１−２に出力される。
【０１３７】
図１６に戻り、分配器８１１−１は、送信信号生成部８０１から受け取った基本ストリーム１を位相振幅制御器８１２−１、２に分配する。分配器８１１−２は、もう一方の基本ストリーム２を位相振幅制御器８１２−３、４に分配する。すなわち、分配器８１１−１、２は、基本ストリーム又は２つの基本ストリームの組み合わせを選択する選択手段として機能している。
【０１３８】
位相振幅制御器８１２は、分配器８１１により分配された分配基本ストリームの位相及び振幅を調整する。この調整は、分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器８１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように行われる。
【０１３９】
位相振幅制御器８１２−１は、分配器８１１−１から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器８１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、送信ストリーム１として出力され、送信アンテナ８０３−１を介して送信される。
【０１４０】
位相振幅制御器８１２−２は、分配器８１１−１から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器８１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、合成器８１３に出力される。
【０１４１】
位相振幅制御器８１２−３は、分配器８１１−２から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器８１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、合成器８１３に出力される。
【０１４２】
合成器８１３は、選択された基本ストリームの組み合わせ（ここでは、基本ストリーム１、２）に対応する分配基本ストリームを合成し、得られた合成基本ストリームは、送信ストリーム３として出力され、送信アンテナ８０３−３を介して送信される。
【０１４３】
位相振幅制御器８１２−４は、分配器８１１−２から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器８１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、送信ストリーム２として出力され、送信アンテナ８０３−２を介して送信される。
【０１４４】
受信部８０５は、測定局９００からのフィードバック情報である位相振幅情報を受信信号から抽出して、制御器８１４に出力する。
【０１４５】
制御器８１４は、位相振幅情報に基づいて、Ｎ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させるターゲット位置で狙い通りに位相及び振幅が一致しているかを判定する。そして、制御器８１４は、ターゲット位置で位相及び振幅が一致するまで、位相振幅制御器８１２の位相・振幅目標値を変更する。
【０１４６】
図１８は、測定局９００の構成を示すブロック図である。
【０１４７】
図１８において、測定局９００は、受信部９０６と、アンテナ９１０と、誤り検出部９２０と、フィードバック情報構成部９３０と、送信信号生成部９４０とを有する。
【０１４８】
受信部９０６は、ＭＩＭＯ評価装置６００における受信機１０５及び位相振幅検出器６２０に対応する。
【０１４９】
受信部９０６は、評価対象アンテナ９０１と電気的に接続されており、評価対象アンテナ９０１で受信された受信信号に含まれる同期用プリアンブル及び伝送路推定用シンボルを用いて同期処理、チャネル推定処理を行う。そして、受信部９０６は、受信信号に含まれるデータ信号部分をＭＩＭＯ復調し、得られた復調データを出力する。
【０１５０】
また受信部９０６は、アンテナ９１０で受信されたパイロット信号に対して相関演算を行うことで、受信パイロット信号の位相及び振幅を検出する。
【０１５１】
図１９は、受信部９０６の構成を示すブロック図である。
【０１５２】
受信部９０６は、無線部９５１−１、２と、デマッピング部９５２−１、２と、パラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ部）９５３と、復号部９５４と、位相振幅検出器９５５とで構成される。
【０１５３】
無線部９５１−１は、評価対象アンテナ９０１−１で受信した信号を入力とし、入力された信号に対して、増幅処理、周波数変換、帯域制限、Ａ／Ｄ変換処理を施し、得られたベースバンド信号を出力する。
【０１５４】
無線部９５１−２は、評価対象アンテナ９０１−２で受信した信号を入力とし、入力された信号に対して、増幅処理、周波数変換、帯域制限、Ａ／Ｄ変換処理を施し、得られたベースバンド信号を出力する。
【０１５５】
デマッピング部９５２−１は、無線部９５１−１からベースバンド信号を受け取り、当該ベースバンド信号とＩＱ平面上のシンボル候補との尤度を算出し、得られた尤度を出力する。
【０１５６】
デマッピング部９５２−２は、無線部９５１−２からベースバンド信号を受け取り、当該ベースバンド信号とＩＱ平面上のシンボル候補との尤度を算出し、得られた尤度を出力する。
【０１５７】
Ｐ／Ｓ部９５３は、デマッピング部９５２−１及びデマッピング部９５２−２から出力される尤度を入力とし、入力された尤度に対してパラレルシリアル変換を施し、得られたシリアルな尤度値からなるデータ列を出力する。
【０１５８】
復号部９５４は、Ｐ／Ｓ部９５３から出力されるデータ列を入力とし、入力データ列に対して復号処理を施し、得られたビットデータを出力する。復号部９５４は、例えば、ビタビ復号方法によって復号する。
【０１５９】
位相振幅検出器９５５は、アンテナ９１０で受信されたパイロット信号に対して相関演算を行うことで、受信パイロット信号の位相及び振幅を検出し、検出結果を位相振幅情報として出力する。
【０１６０】
図１８に戻り、誤り検出部９２０は、復調データに含まれるＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号を用いて誤り検出を行い、フィードバック情報構成部９３０に出力する。また、誤り検出部９２０は、復調データに基づいて、誤り特性（例えば、ＢＥＲ）を算出する。ＢＥＲ測定用データとしては、既知データが用いられる。誤り検出部９２０は、ＢＥＲ測定用データを予め記憶しておくか又は生成し、当該ＢＥＲ測定用データと復調データと比較する。ＢＥＲ測定データには、例えば、擬似ランダム系列（ＰＮ系列）が用いられる。
【０１６１】
フィードバック情報構成部９３０は、位相振幅情報及びＢＥＲ測定結果を含めたフィードバック情報を構成し、送信信号生成部９４０に出力する。
【０１６２】
送信信号生成部９４０は、送信データ及びフィードバック情報を入力とし、送信データ及びフィードバック情報を含めた送信信号を生成する。この送信信号は、アンテナ９１０を介して送信される。
【０１６３】
次いで、上記構成を有するＭＩＭＯ評価システム７００の動作について図２０を参照して説明する。
【０１６４】
ステップＳ２００１で測定局９００は、測定要求信号を基地局８００に送信する。この送信処理は、測定オペレーターが測定局９００の測定モードスイッチを切り換えることにより、開始される。
【０１６５】
ステップＳ２００２で基地局８００は、３個の送信ストリームの位相及び振幅がターゲット位置で一致するような位相・振幅目標値で、パイロット信号の位相及び振幅を調整して送信する。
【０１６６】
ステップＳ２００３で測定局９００は、アンテナ９１０で受信したパイロット信号の位相及び振幅を検出する。
【０１６７】
ステップＳ２００４で測定局９００は、位相振幅情報を基地局８００にフィードバックする。
【０１６８】
ステップＳ２００５で基地局８００は、位相振幅情報がターゲット位置で位相及び振幅が一致していることを示しているときには、ステップＳ２００２で用いた位相・振幅目標値を決定値とする。一方、位相振幅情報がターゲット位置で位相及び振幅が一致していないことを示しているときには、位相・振幅目標値が変更された上で、ステップＳ２００２及びステップＳ２００３の処理が繰り返される。
【０１６９】
ステップＳ２００６で基地局８００は、ステップＳ２００５で求められた決定値で、ＢＥＲ測定用データの位相及び振幅を調整して送信する。
【０１７０】
ステップＳ２００７で測定局９００は、評価対象アンテナ９０１−１、２を介して受信したＢＥＲ測定用データを用いて、ＢＥＲを測定する。
【０１７１】
ステップＳ２００８で測定局９００は、ＢＥＲ測定結果を基地局８００に送信する。
【０１７２】
ステップＳ２００９で基地局８００は、ＢＥＲ測定結果を受信する。
【０１７３】
以上のステップＳ２００１からステップＳ２００９までの一連の処理は、１つの回転角度での処理に対応する。従って、測定局９００が電測車である場合には、円を描くように走行する間の所定数の回転角度で、上記一連の処理を繰り返す。又は、測定局９００が移動端末である場合には、その移動端末をユーザ又は回転装置によって回転させる間の所定数の回転角度で、上記一連の処理を繰り返す。こうして、評価対象アンテナ９０１を基地局８００の送信アンテナ８０３−１〜３に対して３６０度回転させながら、評価対象アンテナの受信特性を測定することができる。
【０１７４】
また、上記のようにパイロット信号による位相及び振幅の調整と、ＢＥＲ測定とを交互に行うことにより、評価対象アンテナ９０１の位置が変化した場合でも、最適な位相・振幅目標値で、評価対象アンテナの受信特性を測定することができる。
【０１７５】
以上のように本実施の形態によれば、ＭＩＭＯ評価システム７００に、実施の形態３に係るＭＩＭＯ評価装置６００の送信系に対応する機能部を搭載した基地局８００と、受信系に対応する機能部を搭載した測定局９００とを設けたことにより、測定局９００を実際の伝搬環境に持ち出して評価対象アンテナ９０１の受信特性を測定することができる。
【０１７６】
なお、以上の説明においては、シングルキャリア方式の変調方式が用いられる場合について説明したが、これに限られるものではなく、ＯＦＤＭなどのマルチキャリア方式が用いられてもよい。
【０１７７】
図２１は、ＯＦＤＭ変調方式が適用される場合の送信信号生成部の構成を示すブロック図である。
【０１７８】
図２１において、送信信号生成部８０１Ａは、ＩＦＦＴ部８２５を有する。
【０１７９】
ＩＦＦＴ部８２５は、マッピング部８２３で形成された変調信号を逆高速フーリエ変換することによりＯＦＤＭ信号を形成し、得られたＯＦＤＭ信号を無線部８２４に出力する。
【０１８０】
図２２は、ＯＦＤＭ変調方式が適用される場合の受信部の構成を示すブロック図である。
【０１８１】
図２２において、受信部９０６Ａは、ＦＦＴ部９５６を有する。
【０１８２】
ＦＦＴ部９５６は、無線部９５１から受け取るベースバンド信号を高速フーリエ変換し、得られた周波数成分信号をデマッピング部９５２に出力する。
【０１８３】
（実施の形態５）
実施の形態５に係るＭＩＭＯ評価システムは、測定局を複数有する点で、実施の形態４に係るＭＩＭＯ評価システム７００と異なる。
【０１８４】
図２３は、実施の形態５に係るＭＩＭＯ評価システムの構成を示す図である。
【０１８５】
図２３において、ＭＩＭＯ評価システム１０００は、測定局９００−１、２を有している。
【０１８６】
ＭＩＭＯ評価システム１０００においては、測定局９００−１に搭載された評価対象アンテナ９０１の受信特性を測定する場合で、且つ、パイロット信号の位相及び振幅を一致させるターゲット位置が評価対象アンテナ９０１の重心（又は、幾何学的中心）以外のときには、測定局９００−２のアンテナ９１０の位置をターゲット位置とする。
【０１８７】
そして、測定局９００−２が位相振幅情報を基地局８００にフィードバックすることにより、基地局８００は、最適な位相・振幅目標値で位相及び振幅を調整したＢＥＲ測定データを測定局９００−１に向けて送信することができる。
【０１８８】
図２４は、ＭＩＭＯ評価システム１０００の動作説明に供する図である。
【０１８９】
ステップＳ２１０１で測定局９００−１は、測定要求信号を基地局８００に送信する。この送信処理は、測定オペレーターが測定局９００−１の測定モードスイッチを切り換えることにより、開始される。
【０１９０】
ステップＳ２１０２で基地局８００は、３個の送信ストリームの位相及び振幅がターゲット位置で一致するような位相・振幅目標値で、パイロット信号の位相及び振幅を調整して送信する。このときのターゲット位置は、測定局９００−１に搭載された評価対象アンテナ９０１の重心（又は、幾何学的中心）ではなく、測定局９００−２のアンテナ９１０の位置である。
【０１９１】
ステップＳ２１０３で測定局９００−２は、アンテナ９１０で受信したパイロット信号の位相及び振幅を検出する。
【０１９２】
ステップＳ２１０４で測定局９００−２は、位相振幅情報を基地局８００にフィードバックする。
【０１９３】
ステップＳ２１０５で基地局８００は、位相振幅情報がターゲット位置で位相及び振幅が一致していることを示しているときには、ステップＳ２１０２で用いた位相・振幅目標値を決定値とする。一方、位相振幅情報がターゲット位置で位相及び振幅が一致していないことを示しているときには、位相・振幅目標値が変更された上で、ステップＳ２１０２及びステップＳ２１０３の処理が繰り返される。
【０１９４】
ステップＳ２１０６で基地局８００は、ステップＳ２１０５で求められた決定値で、ＢＥＲ測定用データの位相及び振幅を調整して送信する。
【０１９５】
ステップＳ２１０７で測定局９００−１は、評価対象アンテナ９０１−１、２を介して受信したＢＥＲ測定用データを用いて、ＢＥＲを測定する。
【０１９６】
ステップＳ２１０８で測定局９００−１は、ＢＥＲ測定結果を基地局８００に送信する。
【０１９７】
ステップＳ２１０９で基地局８００は、ＢＥＲ測定結果を受信する。
【０１９８】
以上のステップＳ２１０１からステップＳ２１０９までの一連の処理は、１つの回転角度での処理に対応する。
【０１９９】
このように本実施の形態によれば、ターゲット位置が評価対象アンテナ９０１の重心（又は、幾何学的中心）以外であるときに、当該評価対象アンテナが搭載された測定局９００−１以外の測定局９００に備えられたアンテナ９１０の位置が、ターゲット位置とされる。
【０２００】
こうすることで、基地局８００は、最適な位相・振幅目標値で位相及び振幅を調整したＢＥＲ測定データを測定局９００−１に向けて送信することができる。
【０２０１】
なお、以上の説明では、測定局９００が２台の場合を説明したが、これに限られるものではなく、ｎ台（ｎ＝２，３，４、・・・）の測定局９００が存在してもよい。この場合、ターゲット位置にする測定局を、評価対象アンテナを搭載している測定局以外の測定局にすればよい。
【産業上の利用可能性】
【０２０２】
本発明のＭＩＭＯ評価装置、及び、試験データストリームの送信方法は、アンテナ指向特性を抽出可能なものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２０３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ評価装置の全体構成を示す図
【図２】複素振幅制御器の構成を示すブロック図
【図３】送信アンテナを固定する保持台の構成を示す図
【図４】アンテナ保持板のアンテナ保持孔に送信アンテナを取り付けるための取り付け部に係る構成を示す図
【図５】アンテナ回転台の構成を示す図
【図６】アンテナ保持板のアンテナ保持孔に評価対象アンテナを取り付けるための取り付け部に係る構成を示す図
【図７】送信アンテナと、評価対象アンテナとのセッティング位置の一例を示す図
【図８】回転角度を順次変更したときに得られた行列式ｄｅｔＨの計算結果をプロットした図
【図９】実施の形態２に係るＭＩＭＯ評価装置の全体構成を示す図
【図１０】複素振幅制御部の構成を示すブロック図
【図１１】図７に示したアンテナ配置において得られたＢＥＲシミュレーション結果
【図１２】実施の形態３に係るＭＩＭＯ評価装置の全体構成を示す図
【図１３】ＭＩＭＯ評価装置から送信される信号のパタンを示す図
【図１４】ＭＩＭＯ評価装置から送信される信号の他のパタンを示す図
【図１５】実施の形態４に係るＭＩＭＯ評価システムの構成を示す図
【図１６】基地局の構成を示すブロック図
【図１７】送信信号生成部の構成を示すブロック図
【図１８】測定局の構成を示すブロック図
【図１９】受信部の構成を示すブロック図
【図２０】ＭＩＭＯ評価システムの動作説明に供する図
【図２１】ＯＦＤＭ変調方式が適用される場合の送信信号生成部の構成を示すブロック図
【図２２】ＯＦＤＭ変調方式が適用される場合の受信部の構成を示すブロック図
【図２３】実施の形態５に係るＭＩＭＯ評価システムの構成を示す図
【図２４】ＭＩＭＯ評価システムの動作説明に供する図
【図２５】従来の無線伝送評価装置の構成を示す図
【符号の説明】
【０２０４】
１００，５００，６００ ＭＩＭＯ評価装置
１０１ 送信機
１０２，５３０，６３０ 複素振幅制御器
１０３，８０３ 送信アンテナ
１０４ アンテナ回転台
１０５ 受信機
１０６ コンピュータ
１０７，１０８ 同軸ケーブル
１１１，８１１ 分配器
１１２，８１２ 位相振幅制御器
１１３，８１３ 合成器
１１４，５３４，８１４ 制御器
１２０ モータ
１２１ 回転テーブル
１２３，４０２ 脚部
１２４，４０１ アンテナ保持板
１２５，４０４ アンテナ保持孔
１２６ アンテナ制御装置
１２７，４０５ 両端コネクタ
１２８，４０６ 両端コネクタ固定用ナット
１２９，１３０，４０７，４０８ ＳＭＡコネクタ
２０１，９０１ 評価対象アンテナ
３００ 電波暗室
４００ アンテナ保持台
４０３ 補強部
５１０ ＢＥＲ平均処理部
５２０ ＢＥＲ記憶部
５３２ 記憶部
６１０，９１０ アンテナ
６２０，９５５ 位相振幅検出器
７００，１０００ ＭＩＭＯ評価システム
８００ 基地局
８０１，８０１Ａ，９４０ 送信信号生成部
８０５，９０６，９０６Ａ 受信部
８２１ 符号化部
８２２ Ｓ／Ｐ部
８２３ マッピング部
８２４，９５１ 無線部
８２５ ＩＦＦＴ部
９００ 測定局
９２０ 誤り検出部
９３０ フィードバック情報構成部
９５２ デマッピング部
９５３ Ｐ／Ｓ部
９５４ 復号部
９５６ ＦＦＴ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＩＭＯ評価装置、及び、試験データストリームの送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信の分野の発展はめざましく、更なる伝送速度の高速化に向け研究が続けられている。無線ＬＡＮにおいては、より高速な伝送速度を実現するＩＥＥＥ８０２．１１ｎ（以下、単に１１ｎと呼ぶことがある）規格の標準化が進められている。１１ｎでは、高速化を実現する技術の一つとして、ＭＩＭＯ伝送技術の採用が決まっている。
【０００３】
ＭＩＭＯ伝送は、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを用いて、同一周波数上で複数のストリームを同時に伝送する通信方式である。ＭＩＭＯ伝送では、同一周波数上で送信された複数のストリームを受信機が分離する処理を行う。このとき、伝搬路条件により、伝送特性が大きく変化する。また、アンテナの指向特性によっても受信条件が変わることから、アンテナ指向特性が無線機全体の伝送特性に影響を与える。すなわち、アンテナ指向特性及びＭＩＭＯ復調アルゴリズムの特性であるＭＩＭＯ伝送特性が無線機全体の伝送特性に密接に関連している。
【０００４】
ここで、シングルアンテナの通信システムにおけるアンテナ特性を評価する装置が、特許文献１に開示されている。同文献には、シングルアンテナを評価するために、多重波伝搬環境（つまり、ダイバーシチ通信環境）を再現する装置が開示されている。
【０００５】
すなわち、同文献に開示される装置では、評価対象アンテナの周りに複数の送信アンテナが配置され、各送信アンテナから送信される信号の位相と振幅を変化させる。そして、評価対象アンテナの位置で各送信アンテナから送信された信号が合成されることにより、多重波伝搬環境が実現されている。
【０００６】
図２５は、特許文献１で開示される無線伝送評価装置の構成を示す図である。デジタル信号発生器２５０２で送信データが生成され、変調器２５０３においてその送信データが変調される。変調された信号は、分配回路２５０４において、送信アンテナ本数分の信号に分配される。各分配信号は、位相回路２５０５で位相を補正され、減衰回路２５０６で振幅を補正される。位相回路２５０５及び減衰回路２５０６の補正値は、コンピュータ２５０７とＤ／Ａコンバータ２５０８によって制御される。位相回路２５０５及び減衰回路２５０６で位相及び振幅が補正された信号は、送信アンテナ２５００−１〜７を介して送信される。
【０００７】
評価対象アンテナ２５０１−１、２では、送信アンテナ２５００−１〜７から送信された信号が受信される。評価対象アンテナ２５０１−１、２で受信された複数の受信信号は、位相制御器２５０９及び制御回路２５１０によって位相が合わされて、さらに合成回路２５１１で合成される。この合成信号は、誤り率検出回路２５１２で復調される。そして、復調データのビット列と、既知の送信デジタルデータのビット列とを比較が比較されて、伝送誤り率が算出される。
【０００８】
以上の構成により、多重波伝搬環境における評価対象アンテナの伝送誤り率測定が可能となっている。
【特許文献１】特開２００５−２２７２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、特許文献１に開示されているようなダイバーシチ通信におけるアンテナ評価方法を、ＭＩＭＯ伝送用アンテナの評価に拡張するためには、送受信処理系統を複数系統用意することが考えられる。
【００１０】
しかしながら、単に受信処理系統を複数用意しただけでは、アンテナ指向特性とＭＩＭＯ伝送特性とが合成された全体特性しか得られないため、ＭＩＭＯ伝送用アンテナの実効的な評価を行うことが難しい。すなわち、アンテナ指向特性又はＭＩＭＯ伝送特性を個別に評価することができないため、ＭＩＭＯ伝送用アンテナの実効的な評価を行うことができない問題がある。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、アンテナ指向特性を抽出可能なＭＩＭＯ評価装置、及び、試験データストリームの送信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のＭＩＭＯ評価装置は、Ｎ−１（Ｎは３以上の自然数）個以上の評価対象アンテナから構成されるＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の受信特性を評価するＭＩＭＯ評価装置であって、Ｎ−１種類の基本ストリームを生成する生成手段と、前記Ｎ−１種類の基本ストリームから、前記基本ストリーム又は２つの前記基本ストリームの組み合わせを合計Ｎ個選択する選択手段と、前記組み合わせに係る基本ストリーム同士を合成した合成基本ストリームを形成する合成手段と、前記選択された基本ストリーム及び前記合成基本ストリームをＮ個の送信ストリームとして送信するＮ本の送信アンテナと、前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心以外の位置で前記Ｎ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる位相・振幅目標値に、前記選択された基本ストリーム及び前記合成基本ストリームの位相及び振幅を調整し、当該調整後の基本ストリーム及び合成基本ストリームを前記Ｎ個の送信ストリームとして送出する位相振幅制御手段と、を具備する構成を採る。
【００１３】
本発明の試験データストリームの送信方法は、Ｎ−１（Ｎは３以上の自然数）個以上の評価対象アンテナから構成されるＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の受信特性に関する測定に利用される試験データストリームの送信方法であって、Ｎ−１種類の基本ストリームを生成するステップと、前記Ｎ−１種類の基本ストリームから、前記基本ストリーム又は２つの前記基本ストリームの組み合わせを合計Ｎ個選択するステップと、前記選択された基本ストリーム及び前記組み合わせに係る基本ストリームの位相及び振幅を位相・振幅目標値に調整するステップと、前記組み合わせに係る基本ストリーム同士を合成した合成基本ストリームを形成するステップと、前記位相及び振幅が調整された前記基本ストリーム及び前記合成基本ストリームをＮ個の前記試験データストリームとして送信するステップと、を具備し、前記位相・振幅目標値は、前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心以外の位置で前記Ｎ個の試験データストリームの位相及び振幅を一致させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アンテナ指向特性を抽出可能なＭＩＭＯ評価装置、及び、試験データストリームの送信方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
【００１６】
（実施の形態１）
［ＭＩＭＯ評価装置の主要構成］
図１は、実施の形態１に係るＭＩＭＯ評価装置の全体構成を示す図である。
【００１７】
図１において、ＭＩＭＯ評価装置１００は、送信機１０１と、複素振幅制御器１０２と、送信アンテナ１０３と、アンテナ回転台１０４と、受信機１０５と、コンピュータ１０６とを有する。ここでは、説明を簡単にするために、送信アンテナ１０３を送信アンテナ１０３−１〜３の３本としている。
【００１８】
なお、図１において、評価対象アンテナ２０１はアンテナ回転台１０４に設置された評価対象のアンテナであり、実際上、ＭＩＭＯ評価装置１００で測定を行う際には、評価対象のアンテナが搭載されたＭＩＭＯ通信端末がアンテナ回転台１０４に載置される。このＭＩＭＯ通信端末としては、例えば、ＭＩＭＯ通信機能が搭載された携帯電話等の無線装置又は無線ローカルエリアネットワークの搭載されたパーソナルコンピュータが想定される。また、電波暗室３００は、反射波を発生しない空間を実現する。この電波暗室３００には、ＭＩＭＯ評価装置１００の構成要素のうち少なくとも送信アンテナ１０３−１〜３とアンテナ回転台１０４が設置される。
【００１９】
送信機１０１は、コンピュータ１０６からの制御信号に基づいて、試験信号を生成する。ここでは、送信機１０１は送信アンテナ１０３の数Ｎよりも１つ少ないＮ−１種類の試験信号を生成し、それぞれを基本ストリーム１〜Ｎ−１として複素振幅制御器１０２に出力する。試験信号は既知信号であり、ＭＩＭＯ伝送特性の評価に用いられる。
【００２０】
具体的には、送信機１０１は、ビット列で構成されるデータ信号を、適用される変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等）に応じたＩＱ平面上の信号点にマッピングすることにより変調信号を形成するとともに、得られた変調信号に同期用のプリアンブル及び伝搬路推定用シンボルを付加して試験信号を得る。そして、送信機１０１は、ベースバンド信号である試験信号をＲＦ信号に変換し、得られたＲＦ信号を基本ストリームとして出力する。図１においては、２種類の基本ストリームが、送信機１０１から出力されている。
【００２１】
複素振幅制御器１０２は、基本ストリーム１〜Ｎ−１を入力とし、各基本ストリームの位相及び振幅を調整する。そして、複素振幅制御器１０２は、基本ストリーム又は２つの基本ストリームの組み合わせを選択して、その組み合わせについては基本ストリーム同士を合成した合成基本ストリームを形成し、得られた基本ストリーム及び合成基本ストリームをそれぞれ送信ストリームとして出力する。送信ストリーム数は、送信アンテナ１０３の数と一致する。
【００２２】
複素振幅制御器１０２は、第１に、ＭＩＭＯ伝送特性を測定する場合は、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が、複数の評価対象アンテナ２０１の重心で一致するように、基本ストリームに対して処理を行う。なお、この複数の評価対象アンテナ２０１の重心に関しては、後に詳しく説明する。
【００２３】
また、複素振幅制御器１０２は、第２に、アンテナ特性を測定する場合は、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が、複数の評価対象アンテナ２０１の重心で一致しないように、基本ストリームに対して処理を行う。この場合、評価対象アンテナ２０１の位置間を結んでできる領域の外で、つまり、評価対象アンテナ２０１の位置のうち、重心からの距離が大きい位置を結んでできる領域の外で、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が一致することが好ましい。
【００２４】
アンテナ回転台１０４は、評価対象アンテナ２０１を載置する台であり、回転可能に構成されている。アンテナ回転台１０４が回転することにより、評価対象アンテナ２０１と、送信アンテナ１０３との位置関係を変更することができる。アンテナ回転台１０４の回転動作は、コンピュータ１０６からの制御信号に基づいて制御される。
【００２５】
受信機１０５は、評価対象アンテナ２０１と電気的に接続されており、評価対象アンテナ２０１で受信された受信信号に含まれる同期用プリアンブル及び伝送路推定用シンボルを用いて同期処理、チャネル推定処理を行う。そして、受信機１０５は、受信信号に含まれるデータ信号部分をＭＩＭＯ復調するとともに、復調結果に基づいて誤り特性（例えば、ＢＥＲ）を算出する。なお、ここでは、受信機１０５は、ＭＩＭＯ評価装置１００の構成として説明しているが、アンテナ回転台１０４に載置されて、そのアンテナ評価が行われるＭＩＭＯ通信端末の構成部であってもよい。
【００２６】
コンピュータ１０６は、ＭＩＭＯ評価装置１００を構成する機能部を制御する。
【００２７】
［複素振幅制御器１０２の構成］
複素振幅制御器１０２は、送信機１０１で生成された基本ストリームを入力とし、入力基本ストリームの位相及び振幅が、位相・振幅目標値になるように調整する。また、複素振幅制御器１０２は、基本ストリームの分配処理、及び、基本ストリームの合成処理を行う。こうして複素振幅制御器１０２が基本ストリームに対して位相・振幅調整処理及び合成処理を行うことにより、実際の伝搬環境（例えば、郊外の見渡しのよい環境）で送信信号に与えられる振幅変化及び位相変化を予め与えた送信ストリームを形成できる。
【００２８】
ここで通常、アンテナ特性の評価は、伝搬環境に影響されない静的な環境で測定する。これに対して、ＭＩＭＯ伝送の評価を行う場合は、伝搬環境を変動させるために、ＭＩＭＯ評価装置１００では、複素振幅制御器１０２における位相・振幅目標値を変更することにより、仮想の測定伝搬環境を変更することができる。
【００２９】
図２は、複素振幅制御器１０２の構成を示すブロック図である。
【００３０】
図２において、複素振幅制御器１０２は、分配器１１１と、位相振幅制御器１１２と、合成器１１３と、制御器１１４とを有する。
【００３１】
分配器１１１は、基本ストリームを入力とし、当該基本ストリームの内容を変えることなく、２つのルートに分配する。分配器１１１は、送信機１０１から出力される基本ストリームの数と同数設けられる。
【００３２】
図２においては、分配器１１１−１、２が設けられている。分配器１１１−１は、送信機１０１から受け取った基本ストリーム１を位相振幅制御器１１２−１、２に分配する。分配器１１１−２は、もう一方の基本ストリーム２を位相振幅制御器１１２−３、４に分配する。すなわち、分配器１１１−１、２は、基本ストリーム又は２つの基本ストリームの組み合わせを選択する選択手段として機能している。
【００３３】
位相振幅制御器１１２は、分配器１１１により分配された分配基本ストリームの位相及び振幅を調整する。この調整は、分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器１１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように行われる。位相振幅制御器１１２は、分配器１１１の個数の２倍設けられる。
【００３４】
図２においては、位相振幅制御器１１２−１、２、３、４が設けられている。各位相振幅制御器１１２に設定される位相・振幅目標値は、基本的には、それぞれ異なっている。
【００３５】
位相振幅制御器１１２−１は、分配器１１１−１から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器１１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、送信ストリーム１として出力され、送信アンテナ１０３−１を介して送信される。
【００３６】
位相振幅制御器１１２−２は、分配器１１１−１から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器１１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、合成器１１３に出力される。
【００３７】
位相振幅制御器１１２−３は、分配器１１１−２から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器１１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、合成器１１３に出力される。
【００３８】
合成器１１３は、選択された基本ストリームの組み合わせ（ここでは、基本ストリーム１、２）に対応する分配基本ストリームを合成し、得られた合成基本ストリームを送信ストリーム３として出力する。送信ストリーム３は、送信アンテナ１０３−３を介して送信される。
【００３９】
位相振幅制御器１１２−４は、分配器１１１−２から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器１１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、送信ストリーム２として出力され、送信アンテナ１０３−２を介して送信される。
【００４０】
制御器１１４は、コンピュータ１０６からの制御信号に基づいて各位相振幅制御器１１２の位相・振幅目標値設定信号を生成し、位相振幅制御器１１２に出力する。
【００４１】
ここで、送信ストリームの個数が評価対象アンテナ２０１の個数より多いため、受信側で受信信号の分離ができないとも思われる。しかしながら、上記したように送信ストリームは、評価対象アンテナの個数以下の基本ストリームに基づいて形成されるため、受信側で受信信号を分離することができる。
【００４２】
［送信アンテナ１０３の設置に関わる構成］
図３は、送信アンテナ１０３−１〜３を固定する保持台の構成を示す図である。
【００４３】
アンテナ保持台４００は、アンテナ保持板４０１と、アンテナ保持板４０１を支持する脚部４０２と、脚部４０２が倒れないようにするための補強部４０３から構成される。また、アンテナ保持板４０１には、送信アンテナ１０３−１〜３を保持するために、アンテナ保持孔４０４−１〜３が形成されている。アンテナ保持板４０１は、脚部４０２に固定される。脚部４０２は、アンテナ保持板４０１を所定の高さになるように固定する。脚部４０２は、補強部４０３に固定されている。
【００４４】
図４は、アンテナ保持板４０１のアンテナ保持孔４０４に送信アンテナ１０３を取り付けるための取り付け部に係る構成を示す図である。
【００４５】
取り付け部は、両端コネクタ４０５と、両端コネクタ固定用ナット４０６と、ＳＭＡコネクタ４０７、４０８から構成される。両端コネクタ４０５は、アンテナ保持孔４０４に挿入される。両端コネクタ固定用ナット４０６は、両端コネクタ４０５と反対側からアンテナ保持孔４０４に挿入される。そして、両端コネクタ４０５及び両端コネクタ固定用ナット４０６は、アンテナ保持板４０１を挟んでアンテナ保持板４０１に固定される。
【００４６】
両端コネクタ４０５の上側にＳＭＡコネクタ４０７を介して送信アンテナ１０３が接続される。両端コネクタ固定用ナット４０６の下側にＳＭＡコネクタ４０８を介して同軸ケーブル１０７が接続される。こうして送信アンテナ１０３がアンテナ保持台４００に設置されるとともに、同軸ケーブル１０７を介して複素振幅制御器１０２と接続される。
【００４７】
［アンテナ回転台１０４の構成］
図５は、アンテナ回転台１０４の構成を示す図である。
【００４８】
アンテナ回転台１０４は、アンテナを回転させるモータ１２０と、モータ１２０に接続された回転テーブル１２１と、アンテナを保持するアンテナ保持板１２４と、回転テーブル１２１にアンテナ保持板１２４を固定する脚部１２３と、モータ１２０を制御するアンテナ制御装置１２６とを有する。モータ１２０は、回転テーブル１２１を保持し、回転テーブル１２１を水平面内で回転させる。
【００４９】
アンテナ保持板１２４には、評価対象アンテナ２０１を保持するためのアンテナ保持孔１２５が形成される。脚部１２３は、その一端部が回転テーブル１２１の上部に固定されるとともに、他端部がアンテナ保持板１２４に固定される。
【００５０】
アンテナ制御装置１２６は、モータ１２０とコンピュータ１０６とに接続され、コンピュータ１０６によって設定される角度に回転テーブル１２１が動くように、モータ１２０を制御する。
【００５１】
回転テーブル１２１がモータ１２０の回転軸に接続されているので、モータ１２０の回転に伴って、回転テーブル１２１の上部に固定された脚部１２３及びアンテナ保持板１２４も回転する。
【００５２】
図６は、アンテナ保持板１２４のアンテナ保持孔１２５に評価対象アンテナ２０１を取り付けるための取り付け部に係る構成を示す図である。
【００５３】
取り付け部は、両端コネクタ１２７と、両端コネクタ固定用ナット１２８と、ＳＭＡコネクタ１２９、１３０から構成される。両端コネクタ１２７は、アンテナ保持孔１２５に挿入される。両端コネクタ固定用ナット１２８は、両端コネクタ１２７と反対側からアンテナ保持孔１２５に挿入される。そして、両端コネクタ１２７及び両端コネクタ固定用ナット１２８は、アンテナ保持板１２４を挟んでアンテナ保持板１２４に固定される。
【００５４】
両端コネクタ１２７の上側にＳＭＡコネクタ１２９を介して評価対象アンテナ２０１が接続される。両端コネクタ固定用ナット１２８の下側にＳＭＡコネクタ１３０を介して同軸ケーブル１０８が接続される。こうして評価対象アンテナ２０１がアンテナ回転台１０４に設定されるとともに、同軸ケーブル１０８を介して複素振幅制御器１０２と接続される。
【００５５】
［ＭＩＭＯ評価装置１００の動作説明］
（１）送信アンテナ１０３と、評価対象アンテナ２０１とのセッティング位置関係
先ず、送信アンテナ１０３と、評価対象アンテナ２０１とのセッティング位置の一例について、図７を参照して説明する。
【００５６】
アンテナ保持台４００に固定された送信アンテナ１０３−１〜３と、アンテナ回転台１０４に固定された評価対象アンテナ２０１−１、２とは、対向するように設置される。
【００５７】
送信アンテナ１０３−１が設けられた位置と送信アンテナ１０３−２とが設けられた位置との中点Ｘと、評価対象アンテナ２０１−１が設けられた位置と評価対象アンテナ２０１−２が設けられた位置との中点Ｙとを結ぶ線は、送信アンテナ１０３−１と送信アンテナ１０３−２とを結ぶ線と、直交する。
【００５８】
ここでは、点Ｙは、２つのアンテナの中点であるが、評価対象アンテナ２０１が３つ以上の場合も一般化すれば、評価対象アンテナ２０１の配置位置から求められる重心（又は、幾何学的中心）である。
【００５９】
また、上記したように、実際上、ＭＩＭＯ評価装置１００で測定を行う際には、評価対象のアンテナが搭載されたＭＩＭＯ通信端末がアンテナ回転台１０４に載置される。ＭＩＭＯ通信端末としては、ＭＩＭＯ通信機能が搭載された携帯電話等の無線装置又は無線ローカルエリアネットワークの搭載されたパーソナルコンピュータが想定される。そして、ＭＩＭＯ通信装置の筐体形状によってアンテナ形状も限定されるため、これによってはアンテナの配置位置の重心（又は、幾何学的中心）が明確にならない場合もある。このような場合には、アンテナの給電点の配置位置を用い、これらの重心（又は、幾何学的中心）をＹ点として扱うことができる。
【００６０】
また、評価対象アンテナ間で利得が異なる場合には、その重心は、アンテナ利得に基づいて決定することができる。例えば、複数のアンテナとＹ点の間の距離が利得の逆数となるようにＹ点を決定し、このＹ点を重心と定義することができる。
【００６１】
図７において、送信アンテナ１０３−１と送信アンテナ１０３−２との離間距離は、４メートルである。
【００６２】
点Ｘと点Ｙの離間距離を伝送波の波長の３０倍（つまり、３０波長）とすると、送信アンテナ１０３−３は、点Ｘから２０波長の位置に配置される。このとき、送信アンテナ１０３−３の位置と点Ｙとを結んだ直線と、直線ＸＹとのなす角は、３２度となる。
【００６３】
この送信アンテナ１０３−１と点Ｙとを結んだ直線と直線ＸＹとのなす角、及び送信アンテナ１０３−２と点Ｙを結んだ直線と直線ＸＹとのなす角は、ＭＩＭＯ通信環境を表すパラメータ（以下、「広がり角度パラメータ」と呼ぶことがある）である。特に、評価対象アンテナの指向特性によってＭＩＭＯ通信特性を評価しようとする際には、重要なパラメータとなる。
【００６４】
すなわち、広がり角度パラメータを３２度としてＭＩＭＯ評価を行う場合には、図７に示したような配置にアンテナをセッティングすればよい。ただし、この配置は一例であり、これに限られるものではなく、所望の広がり角度パラメータとなる距離にアンテナを配置すればよい。
【００６５】
また、図７において、評価対象アンテナと重心（又は、幾何学的中心）である点Ｙとの離間距離は、０．１７波長とされている。なお、この評価対象アンテナの配置は一例であり、これに限られるものではなく、評価対象アンテナと重心（又は、幾何学的中心）との離間距離は、評価対象のアンテナによって様々な値を取り得る。
【００６６】
この評価対象アンテナ２０１−１、２は、アンテナ回転台１０４の回転に伴い、水平方向に回転する。以下、送信アンテナ１０３−１〜３の位置を結んだ直線と評価対象アンテナ２０１−１、２の位置を結んだ直線が平行となり、且つ、評価対象アンテナ２０１−１が左側に位置するときの角度を０°とする。また、評価対象アンテナ２０１−１、２は、点Ｙを中心として半時計回りに回転され、その回転角度は、正の値で表される。
【００６７】
（２）ＭＩＭＯ評価装置１００の動作
先ず、受信点（つまり、評価対象アンテナ２０１）での現象について考察する。送信アンテナ１０３−１〜３から送信された信号は、空間中を伝搬し、受信点で足し合わされる。このとき、各信号の振幅と位相によっては、互いに強めあう場合又は弱め合う場合がある。例えば、受信する２つの信号が同振幅で同位相の場合には、２つの信号は強めあい、合成信号は２倍の振幅になる。これとは逆に、受信する信号が同振幅で逆位相の場合には、２つの信号は弱めあい、合成信号の振幅は０となる。すなわち、受信点は、ヌル点となる。３つの信号が合成される場合も、２つの信号の場合と同様である。
【００６８】
ここで、上記したように複素振幅制御器１０２は、基本ストリームに対して位相・振幅調整処理及び合成処理を行う。そして、複素振幅制御器１０２は、第１に、ＭＩＭＯ伝送特性を測定する場合は、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が、複数の評価対象アンテナ２０１の重心（又は、幾何学的中心）で一致するように、基本ストリームに対して処理を行う。
【００６９】
また、複素振幅制御器１０２は、第２に、アンテナ特性を測定する場合は、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が、複数の評価対象アンテナ２０１の重心（又は、幾何学的中心）で一致しないように、基本ストリームに対して処理を行う。この場合、複数の評価対象アンテナ２０１の位置間を結んでできる領域の外で、つまり、複数の評価対象アンテナ２０１の位置のうち重心（又は、幾何学的中心）からの距離が大きい位置を結んでできる領域の外で、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が一致することが好ましい。すなわち、評価対象アンテナ２０１が２つの場合には、両アンテナ位置を結ぶ線分から外れた位置で、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が一致することが好ましい。また、評価対象アンテナ２０１が３つの場合には、アンテナ位置を結んだときにできる３角形外で、各送信アンテナ１０３から送信された信号の位相及び振幅が一致することが好ましい。
【００７０】
上記複素振幅制御器１０２における第１の処理と、第２の処理とでは、その目的が異なる。第１の処理は、ＭＩＭＯ受信処理において、受信信号の分離ができない回転角度を生じさせることを１つの目的とする。一方、第２の処理は、ＭＩＭＯ受信処理において、受信信号の分離ができない回転角度を生じさせないことを１つの目的とする。
【００７１】
第１の処理では、ＭＩＭＯ伝送特性とアンテナ指向特性とが合わさった全体の特性を測定できるのに対して、第２の処理では、ＭＩＭＯ伝送特性を一定レベル以上に維持できることから、アンテナ指向特性のみが強調された上で、これを測定できる。
【００７２】
ここで、ＭＩＭＯ受信処理について簡単に説明する。ここでは、受信信号を分離する方式に、線形演算を用いたＺＦ（Ｚｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ）が採用される場合について説明する。
【００７３】
下記式（１）は、ＭＩＭＯ伝送における受信信号を表している。
【数１】
【００７４】
式（１）において、Ｔｘ１、Ｔｘ２は、送信機１０１から出力される基本ストリームを表し、Ｒｘ１、Ｒｘ２は、受信機１０５に入力される受信信号を表す。また、伝搬路行列において、ｈ１１は第１の基本ストリームが第１の評価対象アンテナで受信される場合のチャネル推定値であり、ｈ１２は第１の基本ストリームが第２の評価対象アンテナで受信される場合のチャネル推定値である。ｈ２１は第２の基本ストリームが第１の評価対象アンテナで受信される場合のチャネル推定値であり、ｈ２２は第１の基本ストリームが第２の評価対象アンテナで受信される場合のチャネル推定値である。
【００７５】
この式（１）からＴｘ１とＴｘ２を取り出すことができれば、同一周波数上で混ざり合った２つの基本ストリームを分離できる。式（１）の両辺に伝搬路行列の逆行列をかけると、式（２）のようになる。
【数２】
【００７６】
ここで、伝搬路行列の逆行列が存在する条件は、伝搬路行列の行列式ｄｅｔＨ＝｜ｈ１１×ｈ２２−ｈ１２×ｈ２１｜が０でないことである。伝搬路行列の逆行列が存在しないときには、受信信号を分離できない。
【００７７】
図８は、回転角度を順次変更したときに得られた行列式ｄｅｔＨの計算結果をプロットした図である。図８において、横軸は実部であり、縦軸は虚部である。図８は、回転角度を０度から１８０度まで変更したときに得られた結果である。また、図８（ａ）は、上記第１の処理で得られた結果、つまり送信アンテナ１０３−１〜３から送信される信号が点Ｙにおいて同位相となる場合に得られた結果である。また、図８（ｂ）は、上記第２の処理で得られた結果、つまり送信アンテナ１０３−１〜３から送信される信号が点Ｙにおいて同位相とならない場合に得られた結果である。
【００７８】
図８（ｂ）では、行列式が０になる角度は存在しない。言い換えれば、ＭＩＭＯ分離できない角度は存在しない。すなわち、第２の処理では、ＭＩＭＯ伝送特性を一定レベル以上に維持できることから、アジマス角に応じた評価対象アンテナの指向特性のみが強調される。従って、第２の処理が実行されるときに得られる誤り特性は、ほとんど評価対象アンテナの指向特性にのみ依存する。
【００７９】
すなわち、複素振幅制御器１０２において第２の処理が実行されることにより、評価対象アンテナの指向特性のみを抽出することが可能となる。
【００８０】
一方、図８（ａ）では、行列式が０になる角度が存在する。言い換えれば、ＭＩＭＯ分離できない角度が存在する。すなわち、第１の処理では、アジマス角に対するＭＩＭＯ伝送特性、及び、アジマス角に応じた評価対象アンテナの指向特性が合わさった全体特性が得られる。従って、第２の処理が実行される際に得られた評価対象アンテナの指向特性を、第１の処理が実行される際に得られた全体特性から差し引くことにより、ＭＩＭＯ伝送特性のみを抽出することが可能となる。
【００８１】
すなわち、複素振幅制御器１０２において、第１の処理及び第２の処理を切り換えて、両処理を実行することにより、ＭＩＭＯ伝送特性及び評価対象アンテナの指向特性のいずれも抽出することが可能となる。
【００８２】
なお、ＭＩＭＯ評価装置１００が受信機１０５を備える構成とすることにより、伝送品質として伝送データ誤り率を用いることができる。伝送データ誤り率を用いることにより、単一周波数に対するデータ誤り率が理論的に導出される変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫなど）、又は、マルチキャリア伝送方式を採用した場合のシミュレーション結果との比較評価が容易となる。
【００８３】
また、伝送品質としてＭＩＭＯチャネル推定値の固有値を用いることができる。この場合には、受信方式は特に限定されず、シャノンの通信容量と通常呼ばれる理想状態における伝送品質として評価することが可能である。
【００８４】
以上のように本実施の形態によれば、ＭＩＭＯ評価装置１００において、複素振幅制御器１０２が、ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心（又は、幾何学的中心）以外の位置でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる位相・振幅目標値に、基本ストリーム及び合成基本ストリームの位相及び振幅を調整し、当該調整後の基本ストリーム及び合成基本ストリームをＮ個の送信ストリームとして送出する。
【００８５】
こうすることで、評価対象アンテナの指向特性のみを抽出することができるＭＩＭＯ評価装置を実現することができる。
【００８６】
また、複素振幅制御器１０２は、ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心（又は、幾何学的中心）以外の位置でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる第１の位相・振幅目標値と、前記重心（又は、幾何学的中心）でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる第２の位相・振幅目標値との間で調整目標値を切り換える。
【００８７】
こうすることで、第２の位相・振幅目標値によってアジマス角に対するＭＩＭＯ伝送特性、及び、アジマス角に応じた評価対象アンテナの指向特性が合わさった全体特性が得られる。そして、この全体特性から、第１の位相・振幅目標値によって得られる評価対象アンテナの指向特性を差し引くことにより、アジマス角に対するＭＩＭＯ伝送特性も単独で取得することができる。
【００８８】
（実施の形態２）
図９は、実施の形態２に係るＭＩＭＯ評価装置の全体構成を示す図である。
【００８９】
図９において、ＭＩＭＯ評価装置５００は、ＢＥＲ平均処理部５１０と、ＢＥＲ記憶部５２０と、複素振幅制御器５３０とを有する。
【００９０】
ＢＥＲ平均処理部５１０は、受信機１０５から出力されるＢＥＲ測定結果と、ＢＥＲ記憶部５２０に記憶されているＢＥＲ平均値とを平均し、平均した結果を出力する。
【００９１】
ＢＥＲ記憶部５２０は、受信機１０５から出力されるＢＥＲ測定結果を記憶し、ＢＥＲ平均処理部５１０へ出力する。
【００９２】
こうしてＢＥＲ平均処理部５１０が所定区間で平均化処理を繰り返すことにより、所定区間でのＢＥＲ平均値を取得することができる。
【００９３】
複素振幅制御器５３０は、基本的に、実施の形態１に係るＭＩＭＯ評価装置１００の複素振幅制御器１０２と同じ機能を有する。複素振幅制御器５３０は、ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心（又は、幾何学的中心）以外の位置でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させるという条件の下、複数の位相・振幅目標値を順次変更する。
【００９４】
図１０は、複素振幅制御器５３０の構成を示すブロック図である。
【００９５】
図１０において、複素振幅制御器５３０は、記憶部５３２と、制御器５３４とを有する。
【００９６】
記憶部５３２は、コンピュータ１０６から複数の位相・振幅目標値設定信号を入力とし、これを記憶する。
【００９７】
制御器５３４は、記憶部５３２から位相・振幅目標値を順次読み出して、位相振幅制御器１１２に設定する。
【００９８】
図１１は、図７に示したアンテナ配置において得られたＢＥＲシミュレーション結果である。図１１において、縦軸はＢＥＲであり、横軸は回転角度である。また、変調方式にはＱＰＳＫが用いられ、ＭＩＭＯ復調方式にはＺＦが用いられている。
【００９９】
図１１（ａ）は、次の条件下で形成された送信ストリームを用いることにより得られたＢＥＲシミュレーション結果である。すなわち、搬送波周波数は、２ＧＨｚである。また、基本ストリーム１は、位相が０°（つまり、基準位相）で、その時の振幅が０ｄＢであり、そのまま送信ストリーム１として送信される。基本ストリーム２は、位相が０°で、その時の振幅が０ｄＢであり、そのまま送信ストリーム２として送信される。合成基本ストリームは、位相がそれぞれ０°と１５°で振幅がそれぞれ−３ｄＢと−３ｄＢである基本ストリーム１と基本ストリーム２とを足し合わせた信号である。
【０１００】
図１１（ｂ）は、次の条件下で形成された送信ストリームを用いることにより得られたＢＥＲシミュレーション結果である。
【０１０１】
すなわち、搬送波周波数は、２ＧＨｚである。また、基本ストリーム１は、位相が０°（つまり、基準位相）で、その時の振幅が０ｄＢであり、そのまま送信ストリーム１として送信される。基本ストリーム２は、位相が０°で、その時の振幅が０ｄＢであり、そのまま送信ストリーム２として送信される。合成基本ストリームは、位相がそれぞれ０°と３４０°で振幅がそれぞれ−３ｄＢと−３ｄＢである基本ストリーム１と基本ストリーム２とを足し合わせた信号である。
【０１０２】
図１１（ａ）と（ｂ）のＢＥＲシミュレーション結果を比較すると、ＢＥＲが最も劣化する回転角度が異なる。図１１（ａ）においてＢＥＲが最も劣化する角度は、８０°と２６０°である。これに対して、図１１（ｂ）においてＢＥＲが最も劣化する角度は、６０°と２４０°である。
【０１０３】
このように、送信ストリームの位相を変えることで、ＢＥＲの劣化する回転角度が変化することが分かる。すなわち、ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心（又は、幾何学的中心）以外の位置でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させるという条件を固定としても、位相・振幅目標値を変更すると、ＢＥＲが劣化する回転角度が変化する。
【０１０４】
そこで、ＭＩＭＯ評価装置５００においては、複素振幅制御器５３０が、ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心（又は、幾何学的中心）以外の位置でＮ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させるという条件の下、複数の位相・振幅目標値を変更区間で順次変更する。そして、ＢＥＲ平均処理部５１０が、変更区間で得られたＢＥＲを平均化する。
【０１０５】
こうすることで、ＢＥＲ特性に、多少なりとも残留しているＭＩＭＯ伝送特性を、平均化できるので、より正確なアンテナ指向特性を得ることができる。
【０１０６】
（実施の形態３）
図１２は、実施の形態３に係るＭＩＭＯ評価装置の全体構成を示す図である。
【０１０７】
図１２において、ＭＩＭＯ評価装置６００は、アンテナ６１０と、位相振幅検出器６２０と、複素振幅制御器６３０とを有する。
【０１０８】
アンテナ６１０は、複数の評価対象アンテナ２０１の重心（又は、幾何学的中心）に配置されている。アンテナ６１０は、送信アンテナ１０３−１〜３から送信された信号を受信する。この受信信号には、パイロット信号が含まれる。
【０１０９】
位相振幅検出器６２０は、アンテナ６１０で受信されたパイロット信号を用いて、受信信号の位相と振幅とをモニタする。
【０１１０】
複素振幅制御器６３０は、基本的には複素振幅制御器１０２と同じ構成を有している。複素振幅制御器６３０は、位相振幅検出器６２０で検出された位相振幅情報に基づいて、送信ストリームの位相及び振幅を制御する。
【０１１１】
なお、アンテナ６１０の配置位置は、重心でなく、幾何学的中心であってもよい。
【０１１２】
図１３は、ＭＩＭＯ評価装置６００の信号送信パタンを示す図である。図１３において、縦方向には、各送信アンテナ１０３に対応する送信信号が示されている。すなわち、図１３における上段には、送信ストリーム１が示され、中段には、送信ストリーム２が示され、下段には、送信ストリーム３が示されている。また、横方向は、時間を表している。すなわち、各送信ストリームには、定期的にパイロット信号が含まれている。ここでは、特に、送信ストリームには、送信データ信号とパイロット信号とが交互に含まれている。
【０１１３】
図１３において送信データ信号は、同期確立のために用いられるシンボル、空間によるチャネル変動を推定するチャネル推定用のシンボル、及び、ＢＥＲを測定するために用いられる送信データ系列などから構成される。
【０１１４】
また、パイロット信号は、既知信号系列であり、例えば、ＢＰＳＫ変調された信号である。パイロット信号には、送信アンテナ１０３間で互いに直交する直交系列が用いられる。直交系列とは、位相振幅検出器６２０において、受信パイロット信号に対して乗算、積分などの演算処理を施したときに、送信ストリームごとにパイロット信号を分離できる系列を意味する。例えば、直行系列として、１１１１００００と、１１００１１００と、１０１０１０１０を挙げることができる。
【０１１５】
位相振幅検出器６２０は、アンテナ６１０で受信されたパイロット信号に対して相関演算を行うことで、受信パイロット信号の位相及び振幅を求めることができる。
【０１１６】
以上のように本実施の形態によれば、位相振幅検出器６２０が、アンテナ６１０で受信されたパイロット信号を用いて、受信信号の位相と振幅とをモニタし、複素振幅制御器６３０が、位相振幅検出器６２０で検出された位相振幅情報に基づいて、送信ストリームの位相及び振幅を制御する。
【０１１７】
こうすることで、Ｎ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致ささるターゲット位置で狙い通りに位相及び振幅が一致しているか容易に確認することが可能となる。すなわち、
ターゲット位置が評価対象アンテナ２０１の重心（又は、幾何学的中心）であるときには、位相振幅検出器６２０で検出した位相及び振幅が一致していることを確認することにより、狙い通りの設定になっていることを確認できる。また、ターゲット位置が評価対象アンテナ２０１の重心（又は、幾何学的中心）以外であるときには、位相振幅検出器６２０で検出した位相及び振幅が一致していないことを確認することにより、狙い通りの設定になっていることを確認できる。
【０１１８】
そして、これらの確認を行いながらアンテナ受信特性を測定することができるので、測定時間を短縮することができる。
【０１１９】
なお、アンテナ６１０の配置位置は、重心（又は、幾何学的中心）でなくてもよく、重心（又は、幾何学的中心）以外のターゲット位置でもよい。この場合、ターゲット位置が評価対象アンテナ２０１の重心（又は、幾何学的中心）以外であるときには、位相振幅検出器６２０で検出した位相及び振幅が一致していないことを確認することにより、狙い通りの設定になっていることを確認できる。また、この配置位置の場合、評価対象アンテナ２０１とアンテナ６１０との離間距離を大きくすることができるので、アンテナ６１０によって評価対象アンテナ２０１に与える影響を軽減することができる。
【０１２０】
また、アンテナ６１０を複数設け、各ターゲット位置に配置してもよい。こうすることでより確実な測定が可能となる。
【０１２１】
また、図１３では、送信信号が間欠的に送信される送信パタンを示したが、送信信号が連続的に送信される送信パタンでもよい。
【０１２２】
この場合の送信パタンを図１４に示す。図１４に示すように、送信データ信号とパイロット信号との間には、無信号区間が存在しない。
【０１２３】
（実施の形態４）
実施の形態１乃至３では、電波暗室３００内に評価対象アンテナを設置してＭＩＭＯ評価を行うことを前提に説明した。これに対して、実施の形態４は、評価対象アンテナを移動局に設置してＭＩＭＯ評価を行うＭＩＭＯ評価システムに関する。
【０１２４】
図１５に示すように実施の形態４に係るＭＩＭＯ評価システム７００は、基地局８００と、測定局９００とを有する。基本的には、実施の形態３に係るＭＩＭＯ評価装置６００の送信系に関わる機能部が基地局８００に搭載される一方、受信系に関わる機能部が測定局９００に搭載されている。
【０１２５】
図１６は、基地局８００の構成を示すブロック図である。
【０１２６】
図１６において、基地局８００は、送信信号生成部８０１と、送信アンテナ８０３−１〜３と、受信部８０５と、分配器８１１−１、２と、位相振幅制御器８１２−１〜４と、合成器８１３と、制御器８１４とを有する。
【０１２７】
送信信号生成部８０１は、ＭＩＭＯ評価装置６００における送信機１０１に対応し、送信アンテナ８０３−１〜３は、送信アンテナ１０３−１〜３に対応する。分配器８１１と、位相振幅制御器８１２と、合成器８１３と、制御器８１４とは、それぞれ分配器１１１と、位相振幅制御器１１２と、合成器１１３と、制御器１１４とに対応している。
【０１２８】
送信信号生成部８０１は、ビット列で構成されるデータ信号を入力とし、このデータ信号を用いて試験信号を形成する。送信信号生成部８０１は、送信アンテナ８０３の数Ｎよりも１つ少ないＮ−１種類の試験信号を生成し、それぞれを基本ストリーム１〜Ｎ−１として分配器８１１に出力する。送信信号生成部８０１は、入力ビット列を、適用される変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等）に応じたＩＱ平面上の信号点にマッピングして変調信号を形成することにより、試験信号を形成する。
【０１２９】
図１７は、送信信号生成部８０１の構成を示すブロック図である。
【０１３０】
図１７において、送信信号生成部８０１は、符号化部８２１と、シリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ部）８２２と、マッピング部８２３−１、２と、無線部８２４−１、２とで構成される。
【０１３１】
符号化部８２１は、データ信号を入力とし、入力データ信号に対して畳み込み符号化を施し、符号化されたデータを出力する。なお、ここでは符号化方式を畳み込み符号としたが、これに限られるものではなく、ターボ符号、ＬＤＰＣ符号、リードソロモン符号などでもよい。
【０１３２】
Ｓ／Ｐ部８２２は、符号化されたデータを入力とし、入力されたシリアルデータを２つのパラレルデータに変換し、パラレルに変換されたデータを出力する。
【０１３３】
マッピング部８２３−１は、Ｓ／Ｐ部８２２から出力されるパラレルデータのうち、一方のデータを入力とし、入力データを、適用される変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＱＡＭ、ＰＳＫ、ＡＰＳＫ等）に応じたＩＱ平面上の信号点にマッピングして変調信号を形成する。形成された変調信号は、無線部８２４−１に出力される。
【０１３４】
マッピング部８２３−２は、Ｓ／Ｐ部８２２から出力されるパラレルデータのうち、他方のデータを入力とし、入力データを、適用される変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＱＡＭ、ＰＳＫ、ＡＰＳＫ等）に応じたＩＱ平面上の信号点にマッピングして変調信号を形成する。形成された変調信号は、無線部８２４−２に出力される。
【０１３５】
無線部８２４−１は、マッピング部８２３−１から変調信号を受け取り、この変調信号に対して、フィルタ処理、Ｄ／Ａ変換処理、周波数変換処理、増幅処理等を施して無線信号を形成する。この無線信号は、分配器８１１−１に出力される。
【０１３６】
無線部８２４−２は、マッピング部８２３−２から変調信号を受け取り、この変調信号に対して、フィルタ処理、Ｄ／Ａ変換処理、周波数変換処理、増幅処理等を施して無線信号を形成する。この無線信号は、分配器８１１−２に出力される。
【０１３７】
図１６に戻り、分配器８１１−１は、送信信号生成部８０１から受け取った基本ストリーム１を位相振幅制御器８１２−１、２に分配する。分配器８１１−２は、もう一方の基本ストリーム２を位相振幅制御器８１２−３、４に分配する。すなわち、分配器８１１−１、２は、基本ストリーム又は２つの基本ストリームの組み合わせを選択する選択手段として機能している。
【０１３８】
位相振幅制御器８１２は、分配器８１１により分配された分配基本ストリームの位相及び振幅を調整する。この調整は、分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器８１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように行われる。
【０１３９】
位相振幅制御器８１２−１は、分配器８１１−１から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器８１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、送信ストリーム１として出力され、送信アンテナ８０３−１を介して送信される。
【０１４０】
位相振幅制御器８１２−２は、分配器８１１−１から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器８１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、合成器８１３に出力される。
【０１４１】
位相振幅制御器８１２−３は、分配器８１１−２から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器８１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、合成器８１３に出力される。
【０１４２】
合成器８１３は、選択された基本ストリームの組み合わせ（ここでは、基本ストリーム１、２）に対応する分配基本ストリームを合成し、得られた合成基本ストリームは、送信ストリーム３として出力され、送信アンテナ８０３−３を介して送信される。
【０１４３】
位相振幅制御器８１２−４は、分配器８１１−２から受け取った分配基本ストリームの位相及び振幅が、制御器８１４からの制御信号に基づいて設定された位相・振幅目標値になるように調整する。位相及び振幅の調整が行われた分配基本ストリームは、送信ストリーム２として出力され、送信アンテナ８０３−２を介して送信される。
【０１４４】
受信部８０５は、測定局９００からのフィードバック情報である位相振幅情報を受信信号から抽出して、制御器８１４に出力する。
【０１４５】
制御器８１４は、位相振幅情報に基づいて、Ｎ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させるターゲット位置で狙い通りに位相及び振幅が一致しているかを判定する。そして、制御器８１４は、ターゲット位置で位相及び振幅が一致するまで、位相振幅制御器８１２の位相・振幅目標値を変更する。
【０１４６】
図１８は、測定局９００の構成を示すブロック図である。
【０１４７】
図１８において、測定局９００は、受信部９０６と、アンテナ９１０と、誤り検出部９２０と、フィードバック情報構成部９３０と、送信信号生成部９４０とを有する。
【０１４８】
受信部９０６は、ＭＩＭＯ評価装置６００における受信機１０５及び位相振幅検出器６２０に対応する。
【０１４９】
受信部９０６は、評価対象アンテナ９０１と電気的に接続されており、評価対象アンテナ９０１で受信された受信信号に含まれる同期用プリアンブル及び伝送路推定用シンボルを用いて同期処理、チャネル推定処理を行う。そして、受信部９０６は、受信信号に含まれるデータ信号部分をＭＩＭＯ復調し、得られた復調データを出力する。
【０１５０】
また受信部９０６は、アンテナ９１０で受信されたパイロット信号に対して相関演算を行うことで、受信パイロット信号の位相及び振幅を検出する。
【０１５１】
図１９は、受信部９０６の構成を示すブロック図である。
【０１５２】
受信部９０６は、無線部９５１−１、２と、デマッピング部９５２−１、２と、パラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ部）９５３と、復号部９５４と、位相振幅検出器９５５とで構成される。
【０１５３】
無線部９５１−１は、評価対象アンテナ９０１−１で受信した信号を入力とし、入力された信号に対して、増幅処理、周波数変換、帯域制限、Ａ／Ｄ変換処理を施し、得られたベースバンド信号を出力する。
【０１５４】
無線部９５１−２は、評価対象アンテナ９０１−２で受信した信号を入力とし、入力された信号に対して、増幅処理、周波数変換、帯域制限、Ａ／Ｄ変換処理を施し、得られたベースバンド信号を出力する。
【０１５５】
デマッピング部９５２−１は、無線部９５１−１からベースバンド信号を受け取り、当該ベースバンド信号とＩＱ平面上のシンボル候補との尤度を算出し、得られた尤度を出力する。
【０１５６】
デマッピング部９５２−２は、無線部９５１−２からベースバンド信号を受け取り、当該ベースバンド信号とＩＱ平面上のシンボル候補との尤度を算出し、得られた尤度を出力する。
【０１５７】
Ｐ／Ｓ部９５３は、デマッピング部９５２−１及びデマッピング部９５２−２から出力される尤度を入力とし、入力された尤度に対してパラレルシリアル変換を施し、得られたシリアルな尤度値からなるデータ列を出力する。
【０１５８】
復号部９５４は、Ｐ／Ｓ部９５３から出力されるデータ列を入力とし、入力データ列に対して復号処理を施し、得られたビットデータを出力する。復号部９５４は、例えば、ビタビ復号方法によって復号する。
【０１５９】
位相振幅検出器９５５は、アンテナ９１０で受信されたパイロット信号に対して相関演算を行うことで、受信パイロット信号の位相及び振幅を検出し、検出結果を位相振幅情報として出力する。
【０１６０】
図１８に戻り、誤り検出部９２０は、復調データに含まれるＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号を用いて誤り検出を行い、フィードバック情報構成部９３０に出力する。また、誤り検出部９２０は、復調データに基づいて、誤り特性（例えば、ＢＥＲ）を算出する。ＢＥＲ測定用データとしては、既知データが用いられる。誤り検出部９２０は、ＢＥＲ測定用データを予め記憶しておくか又は生成し、当該ＢＥＲ測定用データと復調データと比較する。ＢＥＲ測定データには、例えば、擬似ランダム系列（ＰＮ系列）が用いられる。
【０１６１】
フィードバック情報構成部９３０は、位相振幅情報及びＢＥＲ測定結果を含めたフィードバック情報を構成し、送信信号生成部９４０に出力する。
【０１６２】
送信信号生成部９４０は、送信データ及びフィードバック情報を入力とし、送信データ及びフィードバック情報を含めた送信信号を生成する。この送信信号は、アンテナ９１０を介して送信される。
【０１６３】
次いで、上記構成を有するＭＩＭＯ評価システム７００の動作について図２０を参照して説明する。
【０１６４】
ステップＳ２００１で測定局９００は、測定要求信号を基地局８００に送信する。この送信処理は、測定オペレーターが測定局９００の測定モードスイッチを切り換えることにより、開始される。
【０１６５】
ステップＳ２００２で基地局８００は、３個の送信ストリームの位相及び振幅がターゲット位置で一致するような位相・振幅目標値で、パイロット信号の位相及び振幅を調整して送信する。
【０１６６】
ステップＳ２００３で測定局９００は、アンテナ９１０で受信したパイロット信号の位相及び振幅を検出する。
【０１６７】
ステップＳ２００４で測定局９００は、位相振幅情報を基地局８００にフィードバックする。
【０１６８】
ステップＳ２００５で基地局８００は、位相振幅情報がターゲット位置で位相及び振幅が一致していることを示しているときには、ステップＳ２００２で用いた位相・振幅目標値を決定値とする。一方、位相振幅情報がターゲット位置で位相及び振幅が一致していないことを示しているときには、位相・振幅目標値が変更された上で、ステップＳ２００２及びステップＳ２００３の処理が繰り返される。
【０１６９】
ステップＳ２００６で基地局８００は、ステップＳ２００５で求められた決定値で、ＢＥＲ測定用データの位相及び振幅を調整して送信する。
【０１７０】
ステップＳ２００７で測定局９００は、評価対象アンテナ９０１−１、２を介して受信したＢＥＲ測定用データを用いて、ＢＥＲを測定する。
【０１７１】
ステップＳ２００８で測定局９００は、ＢＥＲ測定結果を基地局８００に送信する。
【０１７２】
ステップＳ２００９で基地局８００は、ＢＥＲ測定結果を受信する。
【０１７３】
以上のステップＳ２００１からステップＳ２００９までの一連の処理は、１つの回転角度での処理に対応する。従って、測定局９００が電測車である場合には、円を描くように走行する間の所定数の回転角度で、上記一連の処理を繰り返す。又は、測定局９００が移動端末である場合には、その移動端末をユーザ又は回転装置によって回転させる間の所定数の回転角度で、上記一連の処理を繰り返す。こうして、評価対象アンテナ９０１を基地局８００の送信アンテナ８０３−１〜３に対して３６０度回転させながら、評価対象アンテナの受信特性を測定することができる。
【０１７４】
また、上記のようにパイロット信号による位相及び振幅の調整と、ＢＥＲ測定とを交互に行うことにより、評価対象アンテナ９０１の位置が変化した場合でも、最適な位相・振幅目標値で、評価対象アンテナの受信特性を測定することができる。
【０１７５】
以上のように本実施の形態によれば、ＭＩＭＯ評価システム７００に、実施の形態３に係るＭＩＭＯ評価装置６００の送信系に対応する機能部を搭載した基地局８００と、受信系に対応する機能部を搭載した測定局９００とを設けたことにより、測定局９００を実際の伝搬環境に持ち出して評価対象アンテナ９０１の受信特性を測定することができる。
【０１７６】
なお、以上の説明においては、シングルキャリア方式の変調方式が用いられる場合について説明したが、これに限られるものではなく、ＯＦＤＭなどのマルチキャリア方式が用いられてもよい。
【０１７７】
図２１は、ＯＦＤＭ変調方式が適用される場合の送信信号生成部の構成を示すブロック図である。
【０１７８】
図２１において、送信信号生成部８０１Ａは、ＩＦＦＴ部８２５を有する。
【０１７９】
ＩＦＦＴ部８２５は、マッピング部８２３で形成された変調信号を逆高速フーリエ変換することによりＯＦＤＭ信号を形成し、得られたＯＦＤＭ信号を無線部８２４に出力する。
【０１８０】
図２２は、ＯＦＤＭ変調方式が適用される場合の受信部の構成を示すブロック図である。
【０１８１】
図２２において、受信部９０６Ａは、ＦＦＴ部９５６を有する。
【０１８２】
ＦＦＴ部９５６は、無線部９５１から受け取るベースバンド信号を高速フーリエ変換し、得られた周波数成分信号をデマッピング部９５２に出力する。
【０１８３】
（実施の形態５）
実施の形態５に係るＭＩＭＯ評価システムは、測定局を複数有する点で、実施の形態４に係るＭＩＭＯ評価システム７００と異なる。
【０１８４】
図２３は、実施の形態５に係るＭＩＭＯ評価システムの構成を示す図である。
【０１８５】
図２３において、ＭＩＭＯ評価システム１０００は、測定局９００−１、２を有している。
【０１８６】
ＭＩＭＯ評価システム１０００においては、測定局９００−１に搭載された評価対象アンテナ９０１の受信特性を測定する場合で、且つ、パイロット信号の位相及び振幅を一致させるターゲット位置が評価対象アンテナ９０１の重心（又は、幾何学的中心）以外のときには、測定局９００−２のアンテナ９１０の位置をターゲット位置とする。
【０１８７】
そして、測定局９００−２が位相振幅情報を基地局８００にフィードバックすることにより、基地局８００は、最適な位相・振幅目標値で位相及び振幅を調整したＢＥＲ測定データを測定局９００−１に向けて送信することができる。
【０１８８】
図２４は、ＭＩＭＯ評価システム１０００の動作説明に供する図である。
【０１８９】
ステップＳ２１０１で測定局９００−１は、測定要求信号を基地局８００に送信する。この送信処理は、測定オペレーターが測定局９００−１の測定モードスイッチを切り換えることにより、開始される。
【０１９０】
ステップＳ２１０２で基地局８００は、３個の送信ストリームの位相及び振幅がターゲット位置で一致するような位相・振幅目標値で、パイロット信号の位相及び振幅を調整して送信する。このときのターゲット位置は、測定局９００−１に搭載された評価対象アンテナ９０１の重心（又は、幾何学的中心）ではなく、測定局９００−２のアンテナ９１０の位置である。
【０１９１】
ステップＳ２１０３で測定局９００−２は、アンテナ９１０で受信したパイロット信号の位相及び振幅を検出する。
【０１９２】
ステップＳ２１０４で測定局９００−２は、位相振幅情報を基地局８００にフィードバックする。
【０１９３】
ステップＳ２１０５で基地局８００は、位相振幅情報がターゲット位置で位相及び振幅が一致していることを示しているときには、ステップＳ２１０２で用いた位相・振幅目標値を決定値とする。一方、位相振幅情報がターゲット位置で位相及び振幅が一致していないことを示しているときには、位相・振幅目標値が変更された上で、ステップＳ２１０２及びステップＳ２１０３の処理が繰り返される。
【０１９４】
ステップＳ２１０６で基地局８００は、ステップＳ２１０５で求められた決定値で、ＢＥＲ測定用データの位相及び振幅を調整して送信する。
【０１９５】
ステップＳ２１０７で測定局９００−１は、評価対象アンテナ９０１−１、２を介して受信したＢＥＲ測定用データを用いて、ＢＥＲを測定する。
【０１９６】
ステップＳ２１０８で測定局９００−１は、ＢＥＲ測定結果を基地局８００に送信する。
【０１９７】
ステップＳ２１０９で基地局８００は、ＢＥＲ測定結果を受信する。
【０１９８】
以上のステップＳ２１０１からステップＳ２１０９までの一連の処理は、１つの回転角度での処理に対応する。
【０１９９】
このように本実施の形態によれば、ターゲット位置が評価対象アンテナ９０１の重心（又は、幾何学的中心）以外であるときに、当該評価対象アンテナが搭載された測定局９００−１以外の測定局９００に備えられたアンテナ９１０の位置が、ターゲット位置とされる。
【０２００】
こうすることで、基地局８００は、最適な位相・振幅目標値で位相及び振幅を調整したＢＥＲ測定データを測定局９００−１に向けて送信することができる。
【０２０１】
なお、以上の説明では、測定局９００が２台の場合を説明したが、これに限られるものではなく、ｎ台（ｎ＝２，３，４、・・・）の測定局９００が存在してもよい。この場合、ターゲット位置にする測定局を、評価対象アンテナを搭載している測定局以外の測定局にすればよい。
【産業上の利用可能性】
【０２０２】
本発明のＭＩＭＯ評価装置、及び、試験データストリームの送信方法は、アンテナ指向特性を抽出可能なものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２０３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ評価装置の全体構成を示す図
【図２】複素振幅制御器の構成を示すブロック図
【図３】送信アンテナを固定する保持台の構成を示す図
【図４】アンテナ保持板のアンテナ保持孔に送信アンテナを取り付けるための取り付け部に係る構成を示す図
【図５】アンテナ回転台の構成を示す図
【図６】アンテナ保持板のアンテナ保持孔に評価対象アンテナを取り付けるための取り付け部に係る構成を示す図
【図７】送信アンテナと、評価対象アンテナとのセッティング位置の一例を示す図
【図８】回転角度を順次変更したときに得られた行列式ｄｅｔＨの計算結果をプロットした図
【図９】実施の形態２に係るＭＩＭＯ評価装置の全体構成を示す図
【図１０】複素振幅制御部の構成を示すブロック図
【図１１】図７に示したアンテナ配置において得られたＢＥＲシミュレーション結果
【図１２】実施の形態３に係るＭＩＭＯ評価装置の全体構成を示す図
【図１３】ＭＩＭＯ評価装置から送信される信号のパタンを示す図
【図１４】ＭＩＭＯ評価装置から送信される信号の他のパタンを示す図
【図１５】実施の形態４に係るＭＩＭＯ評価システムの構成を示す図
【図１６】基地局の構成を示すブロック図
【図１７】送信信号生成部の構成を示すブロック図
【図１８】測定局の構成を示すブロック図
【図１９】受信部の構成を示すブロック図
【図２０】ＭＩＭＯ評価システムの動作説明に供する図
【図２１】ＯＦＤＭ変調方式が適用される場合の送信信号生成部の構成を示すブロック図
【図２２】ＯＦＤＭ変調方式が適用される場合の受信部の構成を示すブロック図
【図２３】実施の形態５に係るＭＩＭＯ評価システムの構成を示す図
【図２４】ＭＩＭＯ評価システムの動作説明に供する図
【図２５】従来の無線伝送評価装置の構成を示す図
【符号の説明】
【０２０４】
１００，５００，６００ ＭＩＭＯ評価装置
１０１ 送信機
１０２，５３０，６３０ 複素振幅制御器
１０３，８０３ 送信アンテナ
１０４ アンテナ回転台
１０５ 受信機
１０６ コンピュータ
１０７，１０８ 同軸ケーブル
１１１，８１１ 分配器
１１２，８１２ 位相振幅制御器
１１３，８１３ 合成器
１１４，５３４，８１４ 制御器
１２０ モータ
１２１ 回転テーブル
１２３，４０２ 脚部
１２４，４０１ アンテナ保持板
１２５，４０４ アンテナ保持孔
１２６ アンテナ制御装置
１２７，４０５ 両端コネクタ
１２８，４０６ 両端コネクタ固定用ナット
１２９，１３０，４０７，４０８ ＳＭＡコネクタ
２０１，９０１ 評価対象アンテナ
３００ 電波暗室
４００ アンテナ保持台
４０３ 補強部
５１０ ＢＥＲ平均処理部
５２０ ＢＥＲ記憶部
５３２ 記憶部
６１０，９１０ アンテナ
６２０，９５５ 位相振幅検出器
７００，１０００ ＭＩＭＯ評価システム
８００ 基地局
８０１，８０１Ａ，９４０ 送信信号生成部
８０５，９０６，９０６Ａ 受信部
８２１ 符号化部
８２２ Ｓ／Ｐ部
８２３ マッピング部
８２４，９５１ 無線部
８２５ ＩＦＦＴ部
９００ 測定局
９２０ 誤り検出部
９３０ フィードバック情報構成部
９５２ デマッピング部
９５３ Ｐ／Ｓ部
９５４ 復号部
９５６ ＦＦＴ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ−１（Ｎは３以上の自然数）個以上の評価対象アンテナから構成されるＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の受信特性を評価するＭＩＭＯ評価装置であって、
Ｎ−１種類の基本ストリームを生成する生成手段と、
前記Ｎ−１種類の基本ストリームから、前記基本ストリーム又は２つの前記基本ストリームの組み合わせを合計Ｎ個選択する選択手段と、
前記組み合わせに係る基本ストリーム同士を合成した合成基本ストリームを形成する合成手段と、
前記選択された基本ストリーム及び前記合成基本ストリームをＮ個の送信ストリームとして送信するＮ本の送信アンテナと、
前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心以外の位置で前記Ｎ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる位相・振幅目標値に、前記選択された基本ストリーム及び前記合成基本ストリームの位相及び振幅を調整し、当該調整後の基本ストリーム及び合成基本ストリームを前記Ｎ個の送信ストリームとして送出する位相振幅制御手段と、
を具備するＭＩＭＯ評価装置。
【請求項２】
前記位相振幅制御手段は、前記位相・振幅目標値と、前記重心で前記Ｎ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる第２の位相・振幅目標値とで調整目標値を切り換える、
請求項１に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項３】
前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群が載置される載置面を有し、載置面を回転させることにより前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群と、前記Ｎ本の送信アンテナとの位置関係を変化させる回転手段をさらに具備する、
請求項１に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項４】
前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群を介して受信した前記Ｎ個の送信ストリームを含む受信信号を分離するＭＩＭＯ受信手段をさらに具備する、
請求項１に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項５】
前記ＭＩＭＯ受信手段は、前記分離した受信信号に基づいて伝送品質を算出する、
請求項４に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項６】
前記伝送品質は、伝送データ誤り率である、
請求項５に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項７】
前記伝送品質は、ＭＩＭＯチャネル推定値の固有値である、
請求項５に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項８】
前記伝送品質は、データスループットである、
請求項５に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項９】
前記ＭＩＭＯ受信手段で所定区間に算出された複数の伝送品質を平均化する平均処理手段を具備する、
請求項４に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項１０】
前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心に配置された受信アンテナと、
前記受信アンテナで受信された前記Ｎ個の送信ストリームを含む受信信号の位相及び振幅を検出する位相振幅検出手段と、
を具備する、
請求項１に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項１１】
Ｎ−１（Ｎは３以上の自然数）個以上の評価対象アンテナから構成されるＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の受信特性に関する測定に利用される試験データストリームの送信方法であって、
Ｎ−１種類の基本ストリームを生成するステップと、
前記Ｎ−１種類の基本ストリームから、前記基本ストリーム又は２つの前記基本ストリームの組み合わせを合計Ｎ個選択するステップと、
前記選択された基本ストリーム及び前記組み合わせに係る基本ストリームの位相及び振幅を位相・振幅目標値に調整するステップと、
前記組み合わせに係る基本ストリーム同士を合成した合成基本ストリームを形成するステップと、
前記位相及び振幅が調整された前記基本ストリーム及び前記合成基本ストリームをＮ個の前記試験データストリームとして送信するステップと、
を具備し、
前記位相・振幅目標値は、前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心以外の位置で前記Ｎ個の試験データストリームの位相及び振幅を一致させる、
試験データストリームの送信方法。
【請求項１】
Ｎ−１（Ｎは３以上の自然数）個以上の評価対象アンテナから構成されるＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の受信特性を評価するＭＩＭＯ評価装置であって、
Ｎ−１種類の基本ストリームを生成する生成手段と、
前記Ｎ−１種類の基本ストリームから、前記基本ストリーム又は２つの前記基本ストリームの組み合わせを合計Ｎ個選択する選択手段と、
前記組み合わせに係る基本ストリーム同士を合成した合成基本ストリームを形成する合成手段と、
前記選択された基本ストリーム及び前記合成基本ストリームをＮ個の送信ストリームとして送信するＮ本の送信アンテナと、
前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心以外の位置で前記Ｎ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる位相・振幅目標値に、前記選択された基本ストリーム及び前記合成基本ストリームの位相及び振幅を調整し、当該調整後の基本ストリーム及び合成基本ストリームを前記Ｎ個の送信ストリームとして送出する位相振幅制御手段と、
を具備するＭＩＭＯ評価装置。
【請求項２】
前記位相振幅制御手段は、前記位相・振幅目標値と、前記重心で前記Ｎ個の送信ストリームの位相及び振幅を一致させる第２の位相・振幅目標値とで調整目標値を切り換える、
請求項１に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項３】
前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群が載置される載置面を有し、載置面を回転させることにより前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群と、前記Ｎ本の送信アンテナとの位置関係を変化させる回転手段をさらに具備する、
請求項１に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項４】
前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群を介して受信した前記Ｎ個の送信ストリームを含む受信信号を分離するＭＩＭＯ受信手段をさらに具備する、
請求項１に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項５】
前記ＭＩＭＯ受信手段は、前記分離した受信信号に基づいて伝送品質を算出する、
請求項４に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項６】
前記伝送品質は、伝送データ誤り率である、
請求項５に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項７】
前記伝送品質は、ＭＩＭＯチャネル推定値の固有値である、
請求項５に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項８】
前記伝送品質は、データスループットである、
請求項５に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項９】
前記ＭＩＭＯ受信手段で所定区間に算出された複数の伝送品質を平均化する平均処理手段を具備する、
請求項４に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項１０】
前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心に配置された受信アンテナと、
前記受信アンテナで受信された前記Ｎ個の送信ストリームを含む受信信号の位相及び振幅を検出する位相振幅検出手段と、
を具備する、
請求項１に記載のＭＩＭＯ評価装置。
【請求項１１】
Ｎ−１（Ｎは３以上の自然数）個以上の評価対象アンテナから構成されるＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の受信特性に関する測定に利用される試験データストリームの送信方法であって、
Ｎ−１種類の基本ストリームを生成するステップと、
前記Ｎ−１種類の基本ストリームから、前記基本ストリーム又は２つの前記基本ストリームの組み合わせを合計Ｎ個選択するステップと、
前記選択された基本ストリーム及び前記組み合わせに係る基本ストリームの位相及び振幅を位相・振幅目標値に調整するステップと、
前記組み合わせに係る基本ストリーム同士を合成した合成基本ストリームを形成するステップと、
前記位相及び振幅が調整された前記基本ストリーム及び前記合成基本ストリームをＮ個の前記試験データストリームとして送信するステップと、
を具備し、
前記位相・振幅目標値は、前記ＭＩＭＯ受信評価アンテナ群の重心以外の位置で前記Ｎ個の試験データストリームの位相及び振幅を一致させる、
試験データストリームの送信方法。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２２】
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【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１０−１９５９８（Ｐ２０１０−１９５９８Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７８２３２（Ｐ２００８−１７８２３２）
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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