JPH0758941B2 - Fading simulator - Google Patents
Fading simulatorInfo
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- JPH0758941B2 JPH0758941B2 JP2242763A JP24276390A JPH0758941B2 JP H0758941 B2 JPH0758941 B2 JP H0758941B2 JP 2242763 A JP2242763 A JP 2242763A JP 24276390 A JP24276390 A JP 24276390A JP H0758941 B2 JPH0758941 B2 JP H0758941B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、移動通信をはじめとする無線通信の伝送特
性を室内で確認するためのフェージングシミュレータに
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a fading simulator for confirming the transmission characteristics of wireless communication including mobile communication indoors.
（従来の技術） 従来、移動無線通信において信号伝送を行うと、マルチ
パス伝搬のために受信波のレベルが大きく変動し、伝送
特性が大きく劣化する。伝送特性を室内で効率的に検討
するために、フェージングシミュレータが用いられる。(Prior Art) Conventionally, when signal transmission is performed in mobile radio communication, the level of the received wave fluctuates greatly due to multipath propagation, and the transmission characteristics deteriorate significantly. A fading simulator is used to efficiently study the transmission characteristics indoors.
フェージングシミュレータでは入力波ｓ（ｔ）が、 ｓ（ｔ）＝s1cos（ωct）−s2sin（ωct） … のように表されるとすると、出力波ｒ（ｔ）は、 ｒ（ｔ）＝a1（ｔ）s1cos（ωct） −a2（ｔ）s2sin（ωct） … のように変換される。ただし、s1、s2は信号の同相成分
および直交成分の振幅、ωｃは搬送波周波数である。ま
た、a1（ｔ）とa2（ｔ）はフェージング複素包絡線信号
ｚ（ｔ）の実部と虚部であり、ここでa1（ｔ）とa
2（ｔ）は通常、平均値が０のガウス分布をしている。
このようなガウス分布をしている信号は、周期が非常に
長いPN（ピンクノイズ）信号発生器の出力PN信号に対し
て、帯域幅がPN信号のクロック周波数に比較して充分小
さいローパスフィルタで帯域制限することにより得られ
る。すなわち、２つのPN信号発生回路で２系列のPN信号
を生成し、これらのPN信号を白色雑音とみなして、ロー
パスフィルタでスペクトル整形し、フェージング複素包
絡線のa1（ｔ）とa2（ｔ）を発生させている。When the fading simulator input wave s (t) is, s (t) = s 1 cos (ω c t) -s 2 sin (ω c t) ... and represented as the output wave r (t) is , r (t) = a 1 (t) s 1 cos (ω c t) -a 2 (t) s 2 sin (ω c t) ... is transformed as. However, s 1 and s 2 are the amplitudes of the in-phase component and the quadrature component of the signal, and ω c is the carrier frequency. Also, a 1 (t) and a 2 (t) are the real and imaginary parts of the fading complex envelope signal z (t), where a 1 (t) and a 2
2 (t) normally has a Gaussian distribution with an average value of 0.
A signal with such a Gaussian distribution is a low-pass filter whose bandwidth is sufficiently smaller than the clock frequency of the PN signal for the output PN signal of the PN (pink noise) signal generator with a very long cycle. It is obtained by band limiting. That is, two PN signal generation circuits generate two series of PN signals, regard these PN signals as white noise, perform spectrum shaping with a low-pass filter, and generate a fading complex envelope a 1 (t) and a 2 ( t) is generated.
PN信号発生回路はシフトレジスタと排他的論理回路とか
ら形成されており、シフトレジスタ内の初期値により、
発生するPN系列の位相が異なる。通常のシミュレータで
は、このシフトレジスタの初期値が常に同じであるた
め、シミュレータへの電源投入後には必ず同じフェージ
ングを発生させることができる。The PN signal generating circuit is formed of a shift register and an exclusive logic circuit, and an initial value in the shift register causes
The generated PN sequences have different phases. In a normal simulator, the initial value of this shift register is always the same, so that the same fading can always occur after the simulator is powered on.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のフェージングシミュレータには初
期値を可変にする手段がないので、複数のシミュレータ
を用いて実験する場合、これらのシミュレータの電源を
同一時刻に投入すると同一のフェージングが生成してし
まうという不都合があった。例えば、双方向通信の伝送
実験を行うために、２つのシミュレータを用いるが、同
時に電源を投入すると両方向のフェージングが同一とな
り、正しい双方向通信伝送実験特性が得られないという
不都合があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, since the conventional fading simulator has no means for varying the initial value, when experiments are performed using a plurality of simulators, it is the same if the powers of these simulators are turned on at the same time. However, there is an inconvenience that fading occurs. For example, two simulators are used to perform a bidirectional communication transmission experiment, but when power is turned on at the same time, fading in both directions becomes the same, and there is a disadvantage that correct bidirectional communication transmission experimental characteristics cannot be obtained.
また、フェージングシミュレータでは、フェージング変
動の速さを示すためにフェージング周波数を表示する必
要があるが、従来の表示回路ではローパスフィルタの3d
B帯域幅を表示していたので、この値は理論的な実際の
伝送特性を正確に表していないという欠点があった。In addition, in a fading simulator, it is necessary to display the fading frequency in order to show the speed of fading fluctuation.
Since the B bandwidth was displayed, there was a drawback in that this value did not accurately represent the theoretical actual transmission characteristics.
さらに、従来のフェージングシミュレータでは、入力レ
ベルが大きすぎると帯域外スプリアスが発生し、入力レ
ベルが小さすぎるとダイナミックレンジが低下するとい
う問題点があり、入力レベルを測定のたびに正確に合わ
せる必要があった。In addition, the conventional fading simulator has a problem that out-of-band spurious occurs when the input level is too high, and the dynamic range decreases when the input level is too low, and it is necessary to adjust the input level accurately each time. there were.
この発明は上記従来技術の欠点を解消することを課題と
し、その目的をするところは、 （１） 複数のシミュレータを用いて実験する場合に電
源を同一時刻に投入しても同一のフェージングが生成せ
ず、 （２） フェージング周波数の表示値が理論的な実際の
伝送特性を正確に表すことができ、 （３） 入力レベルを測定のたびに正確に合わせる必要
のない、 精度が良く実際の伝送路に近いフェージングをシミュレ
ーションできるるフェージングシミュレータを提供する
ことにある。An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, and its purpose is to (1) generate the same fading even when the power is turned on at the same time when performing an experiment using a plurality of simulators. (2) The fading frequency display value can accurately represent the theoretical actual transmission characteristics, and (3) it is not necessary to adjust the input level exactly every time measurement is performed. It is to provide a fading simulator that can simulate fading close to a road.
〔発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するこの発明の第１の形態によるフェー
ジングシミュレータは、PN信号をローパスフィルタでス
ペクトル形成してフェージング複素包絡線信号を生成す
るフェージングシミュレータであって、PN信号の初期値
を可変する手段と、初期値またはその関連データを表示
する手段とを有することを特徴としている。[Configuration of the Invention] (Means for Solving the Problems) A fading simulator according to the first aspect of the present invention that achieves the above object is a fading that forms a fading complex envelope signal by spectrum-forming a PN signal with a low-pass filter. The simulator is characterized by having means for varying the initial value of the PN signal and means for displaying the initial value or its related data.
また、この発明の第２の形態のフェージングシミュレー
タは、白色雑音をローパスフィルタでスペクトル整形し
てフェージング複素包絡線信号を生成するフェージング
シミュレータであって、ローパスフィルタのインパルス
レスポンスの自己相関関数を二次曲線近似して求められ
るフェージング周波数を表示する手段を有することを特
徴としている。A fading simulator according to a second aspect of the present invention is a fading simulator that forms a fading complex envelope signal by spectrally shaping white noise with a low-pass filter, and the auto-correlation function of the impulse response of the low-pass filter is quadratic. It is characterized in that it has means for displaying a fading frequency obtained by curve approximation.
（作用） この発明の第１の形態のフェージングシミュレータによ
れば、PN信号発生回路が使用に先だってプリセットさ
れ、異なる位相のPN系列が発生する。また、この発明の
第２の形態のフェージングシミュレータによれば、実際
の移動通信伝送路において伝送特性の劣化を決める主要
要因に対応してフェージング周波数が表示され、シミュ
レータとしての精度が向上する。(Operation) According to the fading simulator of the first aspect of the present invention, the PN signal generating circuit is preset before use, and PN sequences of different phases are generated. Further, according to the fading simulator of the second aspect of the present invention, the fading frequency is displayed corresponding to the main factors that determine the deterioration of the transmission characteristics in the actual mobile communication transmission line, and the accuracy as a simulator is improved.
（実施例） 以下、この発明を実施例により図面を参照しつつ詳細に
説明する。(Embodiment) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings by embodiments.
第１図は、本発明の第１の実施例のフェージングシミュ
レータの構成を示すものであり、10はクロック信号が入
力される入力端子、11はシフトレジスタ回路、12はプリ
セット回路、13は乗算器、14はプリセット値表示回路、
15はPN信号出力端子、16はプリセット値入力端子であ
る。FIG. 1 shows the configuration of a fading simulator according to the first embodiment of the present invention, in which 10 is an input terminal to which a clock signal is input, 11 is a shift register circuit, 12 is a preset circuit, and 13 is a multiplier. , 14 is a preset value display circuit,
15 is a PN signal output terminal and 16 is a preset value input terminal.
この実施例では、Ｎ段のシフトレジスタ回路11のR1…RN
段の出力から選択された信号について乗算器13において
排他的論理和をとり、R1段の入力にフィードバックして
いる。このシフトレジスタ回路11ではR1段への入力信号
をPN回路の出力にしている。シフトレジスタ回路11には
プリセット回路12が接続されており、このプリセット回
路12には入力端子16を通じて外部からプリセット値が入
力される。使用したプリセット値はプリセット値表示回
路14によって表示される。この表示は、（１）プリセッ
ト値、（２）数種類のプリセット値をコード化したも
の、などが考えられる。In this embodiment, the shift register circuit 11 of the N-stage R 1 ... R N
The multiplier 13 takes the exclusive OR of the signal selected from the output of the stage and feeds it back to the input of the stage R 1 . In this shift register circuit 11, the input signal to the R 1 stage is the output of the PN circuit. A preset circuit 12 is connected to the shift register circuit 11, and a preset value is externally input to the preset circuit 12 through an input terminal 16. The preset value used is displayed by the preset value display circuit 14. This display may be (1) preset value, (2) coded several kinds of preset values, or the like.
プリセット値が異なればPN系列の位相が異なるので、発
生するフェージングを異なるものにすることできる。こ
こで述べたプリセットの方法以外にシリアルにプリセッ
ト値を設定したり、電源切断時のレジスタ値をホールド
したりする方法などが考えられる。どの方法において
も、実際にフェージングを発生する開始時点において、
PN発生用のシフトレジスタ回路11にシミュレータごとに
異なった値を設定する手段があり、また、異なっている
ことを確認する手段を有することが基本である。ただ
し、確認手段はプリセット値がシミュレータ間で一致す
る確立が極めて低い場合には省略することもできる。Since the phase of the PN sequence is different if the preset value is different, the fading that occurs can be made different. In addition to the preset method described here, a method of setting a preset value serially, a method of holding a register value when the power is turned off, and the like can be considered. With either method, at the beginning of the actual fading,
Basically, the shift register circuit 11 for generating PN has means for setting different values for each simulator, and also means for confirming the difference. However, the confirmation means may be omitted if the probability that the preset values match between the simulators is extremely low.
よって、複数のシミュレータを用いて実験する場合に電
源を同一時刻に投入しても同一のフェージングが生成し
ない。Therefore, when conducting experiments using a plurality of simulators, the same fading does not occur even if the power is turned on at the same time.
本発明のフェージングシミュレータの第２の実施例を第
２図に示すが、図において、20はクロック信号の入力端
子、21はPN発生回路、22はローパスフィルタ（LPF）、2
3はミキサ、24は定数メモリ、25はフェージング周波数
表示回路である。この実施例では第１図に示したPN回路
をPN発生回路21として表している。PN発生回路21の出力
であるPN信号に対してLPF22を用いてスペクトル整形を
行う。LPF22の出力はフェージング複素包絡線の同相ま
たは直交成分の振幅として用いられる。このLPF22の特
性を表示する値の本発明では次のように算出する。A second embodiment of the fading simulator of the present invention is shown in FIG. 2, in which 20 is a clock signal input terminal, 21 is a PN generation circuit, 22 is a low pass filter (LPF), and 2
3 is a mixer, 24 is a constant memory, and 25 is a fading frequency display circuit. In this embodiment, the PN circuit shown in FIG. The LPF 22 is used to shape the spectrum of the PN signal output from the PN generation circuit 21. The output of LPF22 is used as the amplitude of the in-phase or quadrature component of the fading complex envelope. In the present invention, the value for displaying the characteristics of the LPF 22 is calculated as follows.
LPF22のインパルスレスポンス関数をｗ（ｔ）とする。
次に自己相関関数Φ（τ）を次式で求める。Let the impulse response function of LPF22 be w (t).
Next, the autocorrelation function Φ (τ) is calculated by the following equation.
このようにして求めたΦ（τ）はΦ（０）＝１で最大と
なり、τ＝０の近傍では上に凸の関数になる。またΦ
（τ）は偶関数になる。そこでLPF22のインパルスレス
ポンスｗ（ｔ）からΦ（τ）を求め、τの近傍で定数ｋ
を用いて以下のように近似展開する。 The Φ (τ) thus obtained is maximum when Φ (0) = 1, and becomes a convex function in the vicinity of τ = 0. Also Φ
(Τ) becomes an even function. Therefore, Φ (τ) is obtained from the impulse response w (t) of the LPF22, and a constant k near τ.
Approximate expansion using
Φ（τ）≒１−ｋτ２ … ところで、実際のフェージング伝送路のΦ（τ）は最大
ドップラ周波数をfD、０次のベッセル関数をJ0（ｘ）と
すると、 となるので、式と式とを比較すると となる。そこで上式で求められるfDをフェージングシミ
ュレータのフェージング周波数として表示する。このfD
の値は必ずしもLPF22の3dB帯域幅とは一致しない。ま
た、通常は設定回路でLPF22の帯域幅を設定すると、そ
れに比例してfDも変化するのでその対応関係を求めてお
けば〜式の計算を設定ごとに行う必要はなく、単に
比例計算で行うこともできる。Φ (τ) ≈ 1-kτ 2 ... By the way, Φ (τ) of an actual fading transmission line is f D at the maximum Doppler frequency and J 0 (x) is the 0th-order Bessel function. Therefore, comparing expressions with Becomes Therefore, f D obtained by the above equation is displayed as the fading frequency of the fading simulator. This f D
The value of does not necessarily match the 3 dB bandwidth of LPF22. Also, when the bandwidth of the LPF22 is usually set by the setting circuit, f D also changes in proportion to it.Therefore, if the corresponding relationship is obtained, it is not necessary to calculate the formula ~ for each setting, and it is possible to simply calculate by proportional calculation. You can also do it.
なお、フェージング周波数の表示として、最大ドップラ
周波数fDではなく、周波数のr,m,s,値frmsで表示するこ
とも考えられる。It should be noted that, as the display of the fading frequency, it may be possible to display not the maximum Doppler frequency f D but the frequency r, m, s and the value frms.
Φ（τ）をτ＝０の近傍でテーラー展開すると、 Φ（τ）＝１＋Φ′（０）τ＋1/2Φ″（０）τ２ … となる。Φ（τ）の上述した特徴から Φ′（０）＝０ … である。また、Φ″（０）はLPF22の出力のパワースペ
クトル密度Ｗ（ｆ）を用いて となる。式と式をへ代入し、式と比較すると、 となる。そこで上式で求められるfrmsをフェージングシ
ミュレータのフェージング周波数として表示する。When Φ (τ) is Taylor-expanded in the vicinity of τ = 0, Φ (τ) = 1 + Φ ′ (0) τ + 1 / 2Φ ″ (0) τ 2 …. From the above-mentioned characteristics of Φ (τ), Φ ′ ( 0) = 0, and Φ ″ (0) is obtained by using the power spectrum density W (f) of the output of the LPF22. Becomes Substituting the expression and the expression into, and comparing with the expression, Becomes Therefore, frms obtained by the above equation is displayed as the fading frequency of the fading simulator.
このように、この実施例ではフェージング周波数の表示
値が理論的な実際の伝送特性を正確に表すことができ
る。Thus, in this embodiment, the fading frequency display value can accurately represent the theoretical actual transmission characteristic.
本発明のフェージングシミュレータの第３の実施例を第
３図に示し、30は入力端子、31はAGCアンプ、32はレベ
ル検出器、33は調整回路、34はフェージングシミュレー
タである。A third embodiment of the fading simulator of the present invention is shown in FIG. 3, where 30 is an input terminal, 31 is an AGC amplifier, 32 is a level detector, 33 is an adjusting circuit, and 34 is a fading simulator.
フェージングシミュレータ34の入力端子にAGCアンプ31
を挿入する。AGCアンプ31の出力がフェージングシミュ
レータにとって最適なレベルとなるようにAGCアンプ31
の利得が制御される。この制御のために、AGCアンプ31
の出力レベルをレベル検出器32で検出する。調整回路33
はレベル信号をみてAGCアンプ31の出力が一定となるよ
うにAGCアンプ31の利得を調整する。ただし、変調波は
振幅変調成分を有するので調整回路33の応答が速いとき
には変調に応じて利得を制御する可能性がある。そこで
調整回路には変動を平均化する作用を付加する。ただ
し、変調信号がランダムでない場合には、変調によるレ
ベル変動を無視できなくなるので、調整回路には利得を
ホールドする機能を付与してある。Connect the AGC amplifier 31 to the input terminal of the fading simulator 34.
Insert. AGC amplifier 31 so that the output of AGC amplifier 31 is at the optimum level for the fading simulator
Gain is controlled. For this control, AGC amplifier 31
The output level of is detected by the level detector 32. Adjustment circuit 33
Sees the level signal and adjusts the gain of the AGC amplifier 31 so that the output of the AGC amplifier 31 becomes constant. However, since the modulated wave has an amplitude modulation component, the gain may be controlled according to the modulation when the response of the adjusting circuit 33 is fast. Therefore, the adjusting circuit is provided with an effect of averaging fluctuations. However, if the modulated signal is not random, the level fluctuation due to the modulation cannot be ignored, so the adjusting circuit is provided with a function of holding the gain.
よって、入力レベルを測定のたびに正確に合わせる必要
がない。Therefore, it is not necessary to match the input level with each measurement.
〔発明の効果〕 以上説明したようにこの発明によれば、フェージング変
動の位相を自由に設定でき、またフェージング周波数を
実際の伝送路に近い形に合わせてあるので、現実の移動
通信に近い条件でシミュレーションが可能になる。さら
に、入力信号のレベルを自動的に適正に合わせているの
で、帯域外スプリアスが小さい状態に設定できる、とい
う効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the phase of fading fluctuation can be set freely, and the fading frequency is adjusted to a shape close to an actual transmission line. Simulation becomes possible with. Further, since the level of the input signal is automatically and properly adjusted, there is an effect that the out-of-band spurious can be set to a small state.
第１図は、本発明の第１の形態の初期値プリセット形PN
発生回路、 第２図は本発明の第２の形態のフェージング周波数表示
回路のブロック回路図、 第３図は本発明の第３の形態の入力レベル自動調整回路
の詳細を示す回路図である。。 10……クロック入力端子、 11……シフトレジスタ、 12……プリセット回路12、 13……排他的論理和、 14……プリセット値表示回路、 15……PN出力 16……プリセット値入力端子、 20……クロック入力端子、 21……PN発生回路、 22……ローパスフィルタ、 23……乗算器、 24……定数メモリ、 25……フェージング周波数表示器、 30……変調波入力端子、 31……AGCアンプ、 32……レベル検出器、 33……ホールド回路、 34……従来のフェージングシミュレータ。FIG. 1 shows an initial value preset type PN according to the first embodiment of the present invention.
Generating circuit, FIG. 2 is a block circuit diagram of a fading frequency display circuit according to a second mode of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram showing details of an input level automatic adjusting circuit according to a third mode of the present invention. . 10 …… Clock input terminal, 11 …… Shift register, 12 …… Preset circuit 12, 13 …… Exclusive OR, 14 …… Preset value display circuit, 15 …… PN output 16 …… Preset value input terminal, 20 ...... Clock input terminal, 21 …… PN generator, 22 …… Low-pass filter, 23 …… Multiplier, 24 …… Constant memory, 25 …… Fading frequency display, 30 …… Modulated wave input terminal, 31 …… AGC amplifier, 32 …… Level detector, 33 …… Hold circuit, 34 …… Conventional fading simulator.
Claims (2)
形してフェージング複素包絡線信号を生成するフェージ
ングシミュレータであって、PN信号の初期値を可変する
手段と、初期値またはその関連データを表示する手段と
を有することを特徴とするフェージングシミュレータ。1. A fading simulator for spectrally shaping a PN signal by a low-pass filter to generate a fading complex envelope signal, which means for varying an initial value of the PN signal and means for displaying the initial value or its related data. And a fading simulator having.
整形してフェージング複素包絡線信号を生成するフェー
ジングシミュレータであって、ローパスフィルタのイン
パルスレスポンスの自己相関関数を二次曲線近似して求
められるフェージング周波数を表示する手段を有するこ
とを特徴とするフェージングシミュレータ。2. A fading simulator for generating a fading complex envelope signal by spectrally shaping white noise with a low-pass filter, wherein a fading frequency obtained by approximating an autocorrelation function of an impulse response of the low-pass filter by a quadratic curve is used. A fading simulator having means for displaying.
Priority Applications (1)
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| JP2242763A JPH0758941B2 (en) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | Fading simulator |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2242763A JPH0758941B2 (en) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | Fading simulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04123538A JPH04123538A (en) | 1992-04-23 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH01154640A (en) * | 1987-12-11 | 1989-06-16 | Yuuseishiyou Tsushin Sogo Kenkyu Shocho | Multi-path measuring instrument |
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1990
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