JP2004023755A

JP2004023755A - Calibration method of multipath fading signal level and correction method in sensitivity test of mobile wireless machine and mobile wireless machine test system

Info

Publication number: JP2004023755A
Application number: JP2002180193A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Miyamoto; 宮本　雅史; Chihiro Tagawa; 田河　千博; Hiroshi Hosoda; 細田　博
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: JP3694281B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mobile wireless machine test system that allows to perform level calibration and correction with high precision in extreme short time. <P>SOLUTION: The mobile wireless machine test system that simulates multipath fading and performs the calibration and correction of a signal level with high precision consists of a signaling tester (SS) 10, a fading simulator (FD) 50, a digital signal generator (SG (Signal Generator) for AWGN (Additive White Gaussian Noise))60, an RF interface unit 70, a transmitter tester (TX tester) 80, a control PC (Personal Computer) 90 that integrates and controls the entire test system, and a database (DB) 95 that records and accumulates data required for calibration and correction. And this system classifies an analog error factor and a numerical error factor as a system and is set to perform the calibration and the correction of the signal level by reading out values regarding elements with such as aging and temperature variation from the DB 95. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信におけるマルチパスフェージング環境下の送受信感度測定技術に係わり、特にマルチパスフェージング信号レベルの校正・補正方法およびその為の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のユーザが同時に通話できる「多元接続（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）」方式のうち、周波数利用効率に優れる「符号分割多元接続：ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）」方式が複数の方法で実用化できるようになった。これら複数の方式のうちで特に、国際電気通信連合（ＩＴＵ）が定める世界標準規格ＩＭＴ−２０００の一方式である“Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）”と称する「広帯域・符号分割多元接続」方式があり、この接続方式を利用した移動体通信端末が実用化されている。そして近年は国際ローミング可能な携帯電話等の移動通信端末の実現と共に、その端末機器の機能特性をテストして評価するためのテストシステムの開発と改良が進められており、測定値の妥当性や再現性、互換性といった面から高精度な測定確度が求められている。
【０００３】
移動体通信において、移動無線機が基地局の信号を受信するケースを想定した場合、複数方向から電波が到来するマルチパス現象と、受信機（移動無線機）の移動にともなうフェージング現象が生じる。
【０００４】
このような中で、テストシステムとしてマルチパスフェージング現象を擬似的に再現・模擬（シミュレート）しながらその携帯通信端末の受信性能を高精度にテストする機能が求められている。
【０００５】
現在では、上述のＷ−ＣＤＭＡ方式に準拠する高精度なテストシステムの実現が急がれており、世界標準規格に準拠し、国際ローミング可能な移動無線機（通信端末）として、例えば３ＧＰＰ（３ｒｄ．　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）に規定される仕様を満たすことが必要とされる。
【０００６】
このような移動無線機の受信特性を測定するために開発された一般的な従来製品としてのテストセットは、「マルチパスフェージングシミュレータ」や「Ｃ／Ｎシミュレータ」の名称で発売されている製品がある。これは、３種類（即ち、ＡＷＧＮ（Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ　Ｗｈｉｔｅ　Ｇａｕｓｉａｎ　Ｎｏｉｓｅ：相加性白色ガウシアンノイズ）、ＣＷ、およびディジタル変調）の信号発生器を備えており、受信系パーフォーマンス評価を目的としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
既存のテストセットでマルチパスフェージング信号の変動を長区間実行電力で校正するためには、長時間のサンプリングを行なう必要がある。また、高精度と測定時間の短縮とは相反する関係にあり、これらを両立されることは難しい。よって、３ＧＰＰの標準規格が求めるパーフォーマンス要求（Ｆ．１．４　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ）のアンサータンティ（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｔｅｓｔ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ）仕様に適合する高精度な測定をするためには、長い測定時間が必要となる（詳細後述）。
【０００８】
尚、ここで用いる「校正」「補正」は当分野のＪＩＳにおける狭義な意味とする。すなわち、端末に信号を正しく入力するための信号レベルの校正および補正をする事は、まず本来のレベル値（閾値）からのズレを計測する事（即ち校正）を行ない、その後、そこで得られた校正値（ここでは絶対値［ｄＢｍ］）を使って、本来の正しいレベルに信号を調整するための補正値（ここでは相対値［ｄＢ］）を決定して正しく調整する事（即ち補正）であるとする。
【０００９】
既存のテストシステムにおいて、校正および補正を速やかに且つ高精度に行なうことは、従来から容易ではなく、シグナリングテスタ（ＳＳと略称）、フェージングシュミレータ（ＦＤと略称）或いはシグナルジェネレータ（ＳＧと略称）等の各装置ユニット単体の出力確度の実力では達成が難しい。その得られる結果もまた、パワーメータのモニタリングだけでは、レベル信号の値がダイナミックに激しく乱高下するため、短時間で正確にその状態は認識できなかった。
【００１０】
今後、携帯移動通信端末の国際化を推進するためにも、移動体無線機テストシステムとして広く用いられるテストセットには、高い精度と、運用において実用に耐え得る測定評価時間などの短さや、更にはその運用操作の簡便さが要求される。
【００１１】
そこで本発明は、上述のような現状に鑑みて成されたものであり、その目的は、極めて短い時間で高精度な信号レベル補正をするという相反する性能を両立させることのできる移動無線機テストシステムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するため、本発明では次のような手段を講じている。第１の態様によれば、マルチパスフェージングをシミュレート（模擬）し、信号レベルの校正および補正を行なう移動無線機テストシステムであって、基地局として通信をシミュレートするためのシグナリングテスタと、マルチパスフェージング現象を擬似的に再現するためのフェージングシミュレータと、ＡＷＧＮ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ　Ｗｈｉｔｅ　Ｇａｕｓｉａｎ　Ｎｏｉｓｅ）を生成するシグナルジェネレータ（ディジタル信号発生器）と、被試験端末への測定用回路網を形成するＲＦインタフェースユニットと、信号レベルをモニタリング（測定）するための送信機テスタと、当該移動無線機テストシステム全体を統括的に制御する制御用コンピュータと、校正および補正に必要なデータを記録蓄積するデータベースと、を備え、当該信号レベルの誤差を生じるアナログ的な誤差要因と数値処理的な誤差要因との分別を行ない、対応する誤差要因別に当該誤差をそれぞれに校正し、補正を行なうような移動無線機テストシステムを提案する。
【００１３】
また、第２の態様によれば、移動無線機テストシステムにて行なうマルチパスフェージングのシミュレーションにおいて、被試験端末へ呼接続を保ちながら伝達する信号レベルに係わる校正および補正方法では、実際の移動体通信で当該信号レベルに生じるであろう誤差を補正するため、相関のない誤差要因を分けて別々に補正する機能を有し、当該テストシステムのアナログ的な誤差要因と、数値処理的な誤差要因とを分別して校正を行なうようなマルチパスフェージング信号レベルの校正方法、補正方法およびそれを行なう装置を提案する。
【００１４】
さらに、短時間で校正できるが、環境の影響を受けやすく頻繁な校正を要する上記アナログ的な誤差要因と、校正に時間を要するが校正値は固定化でき頻繁な更新を不要とする数値処理的な誤差要因とを分別して校正を行なった後に、当該誤差要因に対応する補正値を、データベース化されたデータファイルから読み出し、当該補正値を用いて自動的に補正するような、上記記載のマルチパスフェージング信号レベルの校正方法および補正方法を提案する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる移動無線機テストシステムのテストセットは、試験の対象としての端末（ＵＥと略称）としての例えば携帯電話器の試験のため、世界標準規格３ＧＰＰの仕様、特にマルチパスフェージングに係わる『３ＧＰＰ　ＴＳ　３４．１２１７章』に準拠した認証試験を実現するコンフォーマンステストシステム（３ＧＰＰ　Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ適合）として開発したものである。そして本発明の移動無線機テストシステムは、この３ＧＰＰの規定仕様に基づく移動無線機の適合試験を可能とする認証試験機の１つとして広く運用されることを目指すものである。
【００１６】
特にこのテストシステムは、マルチパスフェージング環境下の移動無線機の受信感度測定を行なえるものであるため、フェージングシュミレータ（ＦＤと略称）を当該システムの中心に有することを構成上の一特徴としている。
【００１７】
そしてまた、特徴的な校正手法および補正手法によって、短時間で高精度な信号レベル補正を行なえるものであり、これを本発明の方法上の一特徴としている。即ち、マルチパスフェージングを含むＤＯＷＮリンク信号の生成過程において生ずる誤差要因を、周波数特性や環境などのアナログ的な要素と、数値処理的な要素に分別するという手法を実施することによって、上記目的を達成しようとするものである。
【００１８】
以下に実施形態を挙げて、図１〜図９を参照しながら本発明について説明する。　図１（ａ），（ｂ）に正面図及び側面図で示した外観をもつこの実施形態の移動無線機テストシステム１００は、ハードウエアとして数個の専用のボックスに収められた装置ユニット群で構成される。
【００１９】
図１（ａ）の如く、この移動無線機テストシステム１００の略中央には、詳しく後述するフェージングシミュレータ（ＦＤ）ユニットが配置され、シグナリングテスタ（ＳＳと略称）ユニット、ディジタル信号発生器（ＡＷＧＮと略称）ユニットおよび送信機テスタ（ＴＸテスタと略称）ユニットのそれぞれを所定の相互接続関係を有して構成されており、この移動無線機テストシステム１００を一体的に構成するこれら各ユニット間は、各種のケーブル（不図示）で接続されている。
【００２０】
また、このシステムにはシステム制御部としてコンピュータ（コントロールＰＣと略称）が含まれ、付属するディスプレイで確認しながら所望の試験項目を実行できるように構成されている。更にこの移動無線機テストシステム１００はデータベース（ＤＢと略称）を保有し、試験に用いるデータの一括管理ができるようになっている（詳細後述）。
【００２１】
このような移動無線機テストシステム１００が試験対象とする三大項目の主なものは、▲１▼送信時の特性測定、▲２▼受信時の特性測定、▲３▼受信時のフェージング測定試験が挙げられ、オペレータによって選択された試験対象項目の実行は、コントロールＰＣ内に常駐した所定のシステムソフトウエアに基づいて行なわれる。これらの中でも上記▲３▼が本発明の特徴的な手法で実施される試験対象項目である。そこで以下からは、受信時のフェージング測定試験に係わる内容を中心に説明を行なうこととする。
【００２２】
まず、実際の移動体通信では、マルチパス（多重経路）のほか、遅延、フェージング、或いはその他の妨害信号やノイズ等のある複雑な環境に起因した種々の現象が発生する。
【００２３】
これらの現象を擬似的に再現する当該テストシステムの運用は、被試験端末とのケーブルを介した直接接続にて行なうことが可能である。よって、図２に示す如くケーブルにより端末ＵＥ（例えば携帯電話）１と相互接続（物理的接続）をしたうえで、呼接続を維持しながら当該試験を開始する。
【００２４】
このように、マルチパスを含むフェージング信号を可能な限り高精度なレベルで端末ＵＥ１へ供給しながら、この端末ＵＥ１の当該試験においてその端末ＵＥ１が有する固有の特性を評価する。このシミュレーションにより、特性のうち例えば、希望波とノイズのレベル比に対応する信号再生感度特性が評価できる。つまり、本実施形態の移動無線機テストシステム１００は、１つの試験形態として、端末ＵＥ１との物理的接続のもとで移動体通信らしい動的な状態を再現した環境下における受信感度を高精度に測定するものである。
【００２５】
つづいて、図３を参照しながら、当該移動無線機テストシステムにおけるフェージングシミュレーションを適用する形態について、測定標準規格（３ＧＰＰ）に基づく接続関係で示す。但し、実際の通信では複数のチャネルＣＨ１，ＣＨ２，，を対象とするが、ここでは簡単のために、チャネルＣＨ１についてのみに注目して説明する。
【００２６】
被試験端末（ＵＥ）１の受信特性をテストする場合、このＵＥ１と移動無線機テストシステム１００との間の呼接続を維持しながら、フェージング環境をシミュレートする所望のテストを実行する。
移動無線機テストシステム１００はそのために、「システムシミュレータ」とも呼ばれるシグナリングテスタ＃１（ＳＳ＃１と略称）と、信号のレベル値を微調整するプログラマブルアッテネータ（ＡＴＴと略称）が設けられている。
また、キャリア信号に重畳させるＡＷＧＮ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ　Ｗｈｉｔｅ　Ｇａｕｓｉａｎ　Ｎｏｉｓｅ）を生成する為のＡＷＧＮ用雑音発生器（ディジタル信号発生器：ＡＷＧＮ用ＳＧ（Ｓｉｇｎａｌ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）と略称）６０を有している。
【００２７】
更に、フェージングをシミュレートするＦＤ１と、このＦＤ１で生成された信号とＡＷＧＮ用ＳＧ６０で生成された信号とを合成するコンバイナと、ＵＥ１から基地へ送信されるＵＰリンク信号をシステムシミュレータＳＳ＃１へ分配するサーキュレータとが設けられ、ＵＥ１に対して、マルチパスフェージングおよびＡＷＧＮの影響が加味された信号がケーブルを経由して送出される。これらのテスト用計測器及び測定用回路網、ＵＥコントロール用のテストシナリオは、コントロールＰＣ（不図示）によって統括的に制御される。
【００２８】
次に具体的に、上述の移動無線機テストシステムの構成と機能について説明する。図４には、当該移動無線機テストシステムを携帯電話と接続して試験を行なう場合のシステム構成をブロック構成図で概略的に示す。
【００２９】
移動無線機テストシステム１００の構成上の特徴の１つとしては、従来のような、ＳＳ、ＦＤ或いはＳＧ等の装置ユニット単体ではなく、ＦＤ５０を中心として、コントロールＰＣ９０とＤＢ９５をこのシステム内に設けて、ＳＳ１０、ＡＷＧＮ用ＳＧ６０等が１つに統合されたシステムとして構築されていることにある。
【００３０】
特に、このＦＤ５０によりマルチパスフェージングや遅延などを生成しながら、リアルタイムで携帯電話等の受信状態をシミュレートする事が可能であり、そのときの移動体としての被試験端末ＵＥ１が運用上に影響されるであろう様々な通信状態の再現テストを行なえるように設定されている。
【００３１】
そして、コントロールＰＣ９０からの指令で、ＲＦインタフェースユニット（ＲＦ測定回路網）７０の制御を行なうスイッチドライバをリモート制御し、その制御に基づき自動的に試験等の実行に必要な測定回路や信号レベルを設定できる。
【００３２】
図５には、本発明の特徴を一覧できるように、当該実施形態の移動無線機テストシステム１００における主要部位の概略構成と、携帯電話（ＵＥ）に対するマルチパスフェージングシミュレーションの実現形態およびその方法を概略的に図示している。
【００３３】
この移動無線機テストシステム１００を構成する主要なユニットの接続関係についてみると、フェージングシュミレータ（ＦＤ）５０の前段に在るＤＯＷＮコンバータ５１は、図示の如くＳＳ１０と接続され、一方、ＦＤ５０の後段に在るＵＰコンバータ５４は、ＡＴＴを介してＲＦインタフェースユニット７０の合成器としてのコンバイナ７１に接続されている。
【００３４】
それぞれの主要なユニットは、次のような構成要素から構成されている。
【００３５】
「システムシミュレータ」即ちシグナリングテスタＳＳ１０は、所定のベースバンド処理を行なうベースバンド処理部１１と、その処理された信号をＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号へ変換して供給するＵＰコンバータ１２と、その変換された信号を増幅するアンプ１３と、信号レベルを調節するプログラマブルＡＴＴ１４を含む構成になっている。
【００３６】
フェージング現象をシミュレートする為のＦＤ５０は、ＤＯＷＮリンクの信号をＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号へ変換するＤＯＷＮコンバータ５１と、遅延回路などを用いて信号を遅延させる複数のディレイ（遅延）部５２と、フェージング信号を生成し結合する複数のフェージング部５３と、ＲＦ信号へ変換するＵＰコンバータ５４を含む構成となっている。
【００３７】
当該テストシステム１００は更に、ＡＷＧＮ出力用の信号を生成する為のＡＷＧＮ用ＳＧ６０を有し、これはＲＦインタフェースユニット７０に内蔵されるコンバイナ７１に接続されている。
【００３８】
また、上記ＲＦインタフェースユニット７０は、ＡＷＧＮ用ＳＧ６０からの信号をチャネル毎に合成するため複数チャネル（ＣＨ１，ＣＨ２，，）を有したコンバイナ７１と、合成した信号を送信機テスタ（ＴＸテスタ）８０へ分配する分配器としてのカプラ７２と、ＵＥ１へのＵＰリンク信号をＳＳ１０へ流すための整流器としてのサーキュレータ７３と、から構成される。
【００３９】
通信端末へのＤＯＷＮリンク信号をモニタする為の送信機テスタ８０は、低レベルの変調信号を高精度に測定するＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ）レベルメータ８１と、基準信号レベルの絶対値を校正するためのパワーメータ８２を有する構成になっている。この送信機テスタ８０により「実行時校正」（詳細後述）を自動的に行なうことにより、信号処理過程において生ずる誤差を高精度かつ迅速に実行できるようになっている。
【００４０】
当該テストシステム１００を統括制御するコントロールＰＣ９０では、所定の制御プログラム（ソフトウエア）が起動実行できるＣＰＵ（不図示）と、指示操作する為のキーボードと、モニタ用のディスプレイとから主に構成され、ＤＢ９５のファイルをアクセス可能になっている。
【００４１】
上記ＤＢ９５は、テストセットとして利用する信号レベルやプロパゲーション（Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：伝搬）等の補正値など、所定のデータを検索可能に記憶し蓄積している。
【００４２】
このように構成された本実施形態の移動無線機テストシステム１００が行なうマルチパスフェージングシミュレーションは、ＦＤ５０を始めとして、これらＳＳ１０と、ＳＧとして特にＡＷＧＮ用の雑音発生器（ＡＷＧＮ用ＳＧと略称）６０とを有し、ＲＦインタフェースユニット７０と、ＴＸテスタ８０などとの協働により実行される。
【００４３】
当該テストシステム１００は、「パス校正」「実行時校正」「プロパゲーション校正」と称する３つの機能を備えている（図８参照）。「実行時校正」とは、ＲＦ信号経路において生ずる機器温度特性を校正するものであり、出荷時および定期校正時に実施して、補正値をデータベース９５に格納する。
また実行時校正は、ＤＯＷＮリンク信号の処理において、設けられたアッテネータ（ＡＴＴ）のステップ切替誤差及び、アンプ１３やフェージングシミュレータ５０内部経路において生ずる温度ドリフト（温度による特性変化）を自動的に補正できる。
【００４４】
ここで、実行時校正の作用について説明すると、ＳＳ、ＳＧ及びＦＤによって出力されるＤＯＷＮリンク信号やＡＷＧＮ出力用信号は、ＲＦインタフェースユニット７０内部で合成され、被試験端末としての移動無線機ＵＥ１へ送信される。ＲＦインタフェースユニット７０は、これらの信号をＴＸテスタ８０にてモニタリングする経路（パス）を備えている。ＴＸテスタ８０は、ＤＯＷＮリンク／ＡＷＧＮの相対レベル比を高精度に校正できる。
【００４５】
当該シミュレーションでは、被試験端末ＵＥが動きながら受信する状況を再現するためフェージングやマルチパス及び遅延が発生したＤＯＷＮリンク信号を、ケーブルを介してその端末へ送信する。
【００４６】
端末ＵＥは、これらマルチパスフェージング環境下のＤＯＷＮリンク信号を受信し、元の信号を復調する。
【００４７】
端末ＵＥに入力する信号レベルの校正と補正においては、まず、校正によってズレ量を絶対値で測定した校正値（ｄＢｍ）を適用し、本来の正しい信号レベルと比較した相対値を補正値（ｄＢ）として補正を行なう。
【００４８】
このような信号レベルの補正は、例えば、ＦＤの信号出力部のアッテネータで行なったり、ＦＤへの入力信号レベル（即ちＳＳの出力）の調整によって行なえる。
【００４９】
なお、端末ＵＥは信号レベル補正完了後に受信感度試験できるように設定されているものとする。また、シミュレーションは、この端末ＵＥとの呼接続を保ちながら（即ち、回路的にＵＰリンクおよびＤＯＷＮリンクが確立した状態を保ちながら）実行される。
【００５０】
モニタリングした信号で、端末ＵＥへの入力レベルが測定されるが、もしその信号レベルにズレがあれば、直ちに校正し、ＦＤやＳＧおよびアッテネータなどの動的な調整により適宜に補正され、正しい信号レベルで端末へ入力される。
【００５１】
このような校正と補正の実施形態において、誤差要素としてアナログ的な要素と、数値的な要素との二種類の要素に分別して考慮している。すなわち、誤差要因を次のように２つに分別する。
【００５２】
（１）アナログ的な誤差要因の校正は当該テストシステム１００で実行され、パス校正は、測定用信号経路の周波数特性を校正するものであり、温度による特性変化や経時変化が比較的少ないため、出荷時や定期的に行なう。
【００５３】
実行時校正は、信号レベルを測定直前に補正するものであり、ＳＧの温度ドリフトやディジタル変調、ＦＤの信号処理経路などの信号生成過程で発生する誤差を校正し、ＳＧレベルを補正する。特に、厳しい確度を要求されるＤＯＷＮリンクとＡＷＧＮの信号レベル比は、校正用信号経路やＴＸテスタ設定などを同一条件にして校正することにより、高精度なレベル補正が可能となる。
【００５４】
（２）プロパゲーション校正は、数値処理的な誤差の校正であり、当該テストシステム１００または、ＦＤ５０単体でも実行される。
【００５５】
上記（１）での校正は、スタティック（即ち、端末が静止している状態を想定したもの）状態で実行されるので、フェージングモデルやフェージング周波数の変化によって生ずるレベル偏差は、別途に補正する必要がある。これは、フェージング雑音源から信号を生成し、ＤＯＷＮリンク信号と印可する過程において、数値処理的な要因によって生ずるものであり、ＦＤの信号処理系に依存して決まるものである。よって、パラメータ（例えば、パス・減衰・遅延・フェージングモデル・フェージング周波数など）毎に長時間平均実効電力を校正することにより補正可能となる。
【００５６】
このパラメータを変えると、出力レベルも変化するので、スタティックな値を基準としたときの各パラメータにおけるレベル偏差を補正値として、図８の如くＤＢ内にデータベース化しておく。
【００５７】
なお、ディジタル処理による信号系を回路に採用した場合には、フェージング雑音生成及び加算過程での信号処理において温度や経時変化などの環境的影響が理論的に生じないため、より高精度なレベル補正を実現できる。
【００５８】
図６には具体的に、移動無線機テストシステム１００の主要部位の詳細な構成と、携帯電話との接続関係を詳細構成図で示している。
【００５９】
重複する説明は避けるが、ここに回路図で図示するように、前述の構成要素から成る当該テストシステム１００のハードウエアとしての具体的な配線と回路接続構成が行なわれ、前述の如き動作機能が得られるようになっている。
【００６０】
多数のスイッチ（ＳＷ）やアッテネータ（ＡＴＴ）を介在させたこの回路においては、コントロールＰＣ９０による制御のため、ＧＰＩＢインタフェースやイーサネットが接続されており、スイッチドライバユニットなどによりＳＷ切替やＡＴＴ切替が駆動する。
【００６１】
次に、上述のように構成されたハードウエアにおいて実行されるソフトウエアによる校正および補正方法の特徴について詳しく説明する。
【００６２】
このソフトウエアの特徴としては、テストシステムに生ずる誤差を「アナログ的な要素」と、「数値的な要素」との二種類の要素を分けて行なうことで、短時間で且つ高精度にテストが行なわれるように工夫されている。
【００６３】
従来技術では、誤差要因において、上述した「アナログ的な要素」と「数値的な要素」との分別した考慮が無く、すべて一緒に行なう方法であったが、本発明では誤差要因別に分別して処理している。
【００６４】
また、ＲＦ測定経路の接続形態に係わる例えばケーブルロス等の誤差要因は、スタティックな値（固定値）として校正する。一方、動的な誤差要因は、実行時にモニタリングした校正値により補正するという実行時校正を適用する。
【００６５】
このように本発明の実施形態では、誤差要因を静的なものと動的なものとに分別して処理をしている。
【００６６】
なお、誤差要因別の計算表などは、ＤＢ中に保持してもよく、関連する要因同士の関係別に、例えばリレーショナルデータベース（ＲＤＢ）化してもよい。
【００６７】
図７に表形式で例示する如く、試験方法に係わる測定標準規格（３ＧＰＰ抜粋表［Ｄ．２．２．１］）が規定されている。したがって、当該テストシステム１００では、テスト条件に対応する補正値をデータベース化して保有している。
【００６８】
図７の表の如く、３ＧＰＰが規定する「マルチパスフェージング環境下の電波の伝搬条件」を６つのテストケース（Ｃａｓｅ１〜６）に分けているこれらのテストケースに対応する補正値が必要となる。
【００６９】
また、当該テストシステム１００においては、フェージング雑音源の生成と加算処理は数値的な処理が行なわれており、フェージングを止めている状態を基準として各テストケースとの間に生ずるレベル偏差を補正するための補正値をデータベース化している。
【００７０】
フェージング雑音の生成及び加算処理において、アナログ方式とディジタル方式の限定はせず、両方式いずれにおいても実現可能なものとする。
【００７１】
図８には、当該移動無線機テストシステム１００が機能的に有する３つの校正手段９１，９２，９３と、それらの各校正手段に対応する各データベース（ＤＢ９５）９５ａ，９５ｂ，９５ｃの情報記憶形態を図示している。すなわち、コントロールＰＣ９０は、被試験端末（ＵＥ）１のコントロール用のテストシナリオとして、パス（経路）校正手段９１、実行時校正手段９２およびプロパゲーション校正手段９３を、制御プログラム（ソフトウエア）の形態で有している。そして、この制御プログラムの稼動中において、所望の校正手段を選択的に実行して校正処理できるように設定されている。
【００７２】
また、所望する校正処理のための校正データは、テスト条件に対応する形態で図８の如くＤＢ化された数値情報であり、例えば、パス、周波数特性、伝搬などに係わる補正値としてのデータ（パラメータ）を含んでいる。
【００７３】
パス校正手段９１は、出荷時か定期校正時に測定用信号経路（信号パス）の周波数特性を校正する為の処理工程を行なうものであり、該当する信号経路の周波数特性を測定し、校正データとして作成する。これに対応してアクセスされるＤＢ９５ａには、受信系パーフォーマンス評価の為の例えば変調されていないキャリア周波数（Ｆｒｅｑ．）のパス（Ｐａｔｈ　１）と、ＣＷ（連続波送信信号）の周波数特性データが図示のようにＤＢ化されている。
【００７４】
実行時校正手段９２は、測定実行の都度に周波数特性を校正する為の処理工程を行なうものであり、シグナリングテスタＳＳ１０から出力される所定の変調波信号を送信機テスタ８０により測定し、校正データとして作成する。これに対応してアクセスされるＤＢ９５ｂでは、周波数（Ｆｒｅｑ．）に対応する変調（Ｍｏｄｕｌａｔｅ）された補正値（Ｍｏｄ１，Ｍｏｄ２，Ｍｏｄ３，，）に基づく情報を検索できる。
【００７５】
プロパゲーション校正手段９３は、当該システムの数値処理的な誤差要因を校正する為の処理工程を行なうものであり、シグナリングテスタＳＳ１０から出力される所定の変調波信号に、マルチパスフェージング及び遅延信号を重畳した信号と、マルチパスフェージング及び遅延信号を重畳しない信号とをそれぞれ測定し、校正データとして作成する。これに対応してアクセスされるＤＢ９５ｃでは、プロパゲーション（伝搬）の形態が例えばスタティック（Ｓｔａｔｉｃ）、或いは、図７の一覧表に規定されたＣａｓｅ１，Ｃａｓｅ２，，毎のパラメータ（ＭＰ１，ＭＰ２，，）に基づく補正値（Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）が検索できるようになっている。
【００７６】
そして、上記の各校正処理９１，９２，９３による各データベースＤＢ９５ａ，９５ｂ，９５ｃ中の該当した数値情報のアクセスに基づき、出力として補正値が算出される。これを基に補正されたマルチパスフェージング信号が所定のキャリア信号に重畳されてＵＥ１へ供給される。
【００７７】
このようにマルチパスフェージング信号レベルの校正および補正方法によれば、マルチパスフェージングを含むＤＯＷＮリンク信号の生成過程において生ずる誤差要因を、周波数特性や環境などのアナログ的な要素と、数値処理的な要素に分別するという手法によって実施される。
【００７８】
このとき当該テストシステム１００は、校正に時間を要しないが環境の影響を受けやすく頻繁な校正を要するアナログ的誤差要因と、校正に時間を要するが校正値は固定化でき頻繁な更新を不要な数値処理的誤差要因との校正処理を適宜に分別して行なった後に、当該誤差要因に対応する補正値を対応するＤＢ９５内から読み出し、当該補正値を用いて自動補正することができる。
【００７９】
つまり、テストシステム自体に生ずる誤差を自動補正できるので、従来技術に比較して、極めて短い時間でしかも、高精度なレベル校正と補正が可能となる。
【００８０】
また上述したように、本発明の移動無線機テストシステム１００はそのシステム構築と、校正および補正の方法に工夫を施すことによって、目標とする精度を達成できるようになる。
【００８１】
図９には、目標の移動無線機テストシステムに係わる測定標準規格上の性能要求仕様（３ＧＰＰ）を部分的に一覧表で表わしている。
【００８２】
測定標準規格に準拠するテストシステムとしてのリファレンスとして、この一覧表に規定された誤差許容範囲（±０．３ｄＢ、±０．５６ｄＢ）と比較すると、次のような結果が得られる。
【００８３】
従来技術との比較において、本発明のテストシステムは、測定の確度および所要時間などに明らかな優位性がある。具体的には、測定技術で基準（リファレンス）となり、試験確度の度合の目安となる３ＧＰＰのパーフォーマンス要求（Ｆ．１．４　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ）のアンサータンティ（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｔｅｓｔ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ）仕様に定められた条件：例えば、ダウンリンク信号レベル／ＡＷＧＮノイズレベルの比の値（Ｉｏｒ／Ｉｏｃの許容誤差は、フェージングの無いスタティック時±０．３ｄＢ，マルチパスフェージング時±０．５６ｄＢ）という誤差許容範囲に関しては、本発明のテストシステムは満足する。
【００８４】
キャリア／ノイズ比校正の既存製品である「Ｃ／Ｎシミュレータ」は、Ｗ−ＣＤＭＡ受信系パーフォーマンス評価のためのテストセットではあるが、それは上記の誤差許容範囲を満たすことは公表されておらず、原理的にも難しいことが予想される。また仮に出来たとしても、精度良く測定するためには多くの測定時間を要するものと思われる。
【００８５】
これに対して本発明のテストシステムでは、３ＧＰＰに規定された誤差許容範囲（±０．３ｄＢ、±０．５６ｄＢ）を充分クリアするという「高い精度」と「高速測定」とが両立できる。
よって、３ＧＰＰの要求を満たす測定標準規格に準拠した認証試験機として、その高速性と高精度は、市場において他に類を見ないものであり、本発明の優位性は高いと言える。
【００８６】
この３ＧＰＰに規定されたパーフォーマンス（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）試験は、ＵＥとＳＳが呼接続をしながらマルチパスや遅延、レイリーフェージング、妨害ノイズなどの信号処理をかける複雑な受信試験であるが、本発明のテストシステムでは、これを高速かつ高精度に実行できる。すなわち、測定確度は、３ＧＰＰに規定された厳しいアンサータンティ（Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ）を満たすことができる。また、マルチパスフェージングのような時間的に大きなレベル変動を伴う信号を短時間で校正することは、端末評価に要する時間を大幅に軽減することができる。
【００８７】
以上、本実施形態の移動無線機テストシステムによれば、既存の移動体通信計測器との比較を念頭すると、次の点が相違する。まず、ハードウエア構成上の特徴では、従来技術のＣ／Ｎテストセットで懸念されてきたパワーメータによるモニタリング精度と速度の両立させられない問題（レベル信号値の乱高下のため、短時間で正確な電力測定できなかった等）を解決する。
【００８８】
また、従来技術では構成品の一部のみが自動制御されていたが、ＦＤやＳＳを始めとして各ユニットや校正用ＴＸテスタなどすべての機器が協働でき、またコントロールＰＣやＤＢとがシステム化されているため、実行時校正などの連携動作を自動で行なうことができ、複雑な誤差要因を分別した校正や補正も容易に実行できるので、処理の高精度化と迅速化に寄与する。
【００８９】
このように、従来の装置ユニット単体やＣ／Ｎテストセットでは難しかったテスト精度とその実行速度においても、前述の校正および補正方法と完全自動化されたテストシステムによって極めて速やか且つ高精度に行なうが可能となる。
【００９０】
（変形例）
上述の実施形態は次のように変形実施してもよい。例えば、３ＧＰＰの改訂に伴い規定値の変更は、ＤＢ内のテーブルの更新で順次変更すればよいし、改訂毎のテーブルを履歴として保有してもよい。
【００９１】
また、本発明のうち数値処理的誤差要因の補正をするための形態は、制御用コンピュータや適宜なＤＢシステムを駆使して運用すれば、部分的にはＦＤ５０単体でも試験実現が可能である。但し、精度の更なる向上のためには、上述のアナログ的誤差要因の校正を協働させて運用するほうが望ましいことは云うまでもない。
【００９２】
さらに、例えば校正および補正方法におけるＤＢのデータ蓄積や、さらに効率的な構築を図り、校正と補正の確度向上、並びに処理高速化を図っても勿論よい。なお、ここまで実施形態およびその変形例に基づき説明してきたが、本発明は明細書中に示した例に限定されるものではなく、このほかにも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明によれば、３ＧＰＰが規定する移動通信端末機器のパーフォーマンス試験を実現可能となる。
【００９４】
よって、極めて短い時間で、高精度なレベル補正をすることが可能な移動無線機テストシステムを提供することができ、端末のＲＦ特性に関する認証試験をスムーズに実施することに大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ），（ｂ）は本発明に係わる実施形態の移動無線機テストシステムの外観を示し、
（ａ）は、当該テストシステムを構成する装置群の正面図、
（ｂ）は、当該テストシステムを構成する装置群の側面図。
【図２】実施形態の移動無線機テストシステムを携帯電話の検査に用いた際の接続関係を示す説明図。
【図３】当該移動無線機テストシステムにおけるフェージングシミュレータを適用する形態を世界標準規格（３ＧＰＰ）に基づき示した接続関係説明図。
【図４】当該移動無線機テストシステムを携帯電話と接続して試験を行なう場合のシステム構成を概略的に示すブロック構成図。
【図５】実施形態の移動無線機テストシステムにおける主要部位の概略構成と、携帯電話に対するフェージングシミュレーションの実現方法を概略的に示す説明図。
【図６】当該移動無線機テストシステムの主要部位の詳細な構成と、携帯電話との接続関係を示す詳細構成図。
【図７】本発明の移動無線機テストシステムに係わる測定標準規格上の測定条件仕様を示し、測定に係わる「マルチパスフェージング環境下の電波の伝搬条件」に関するパラメータの一覧表。
【図８】当該移動無線機テストシステムが有する３つの校正手段と、各手段が対応してアクセスするデータベースの情報記憶形態を概念的に示す説明図。
【図９】本発明の移動無線機テストシステムによって実現されるアンサータンティを表わす一覧表。
【符号の説明】
１…被試験端末（携帯電話等：ＵＥ）、
１０…シグナリングテスタ（ＳＳ）、
１１…ベースバンド処理部、
１２…ＵＰコンバータ（ＳＳ専用）、
１３…アンプ、
１４…プログラマブルＡＴＴ（アッテネータ）、
３０…白色雑音源（ホワイトノイズ源）、
４０…フェージングフィルタ、
５０…フェージングシミュレータ（ＦＤ）、
５１…ＤＯＷＮコンバータ（ＦＤ専用）、
５２…ディレイ部（遅延回路）、
５３…フェージング部、
５４…ＵＰコンバータ（ＦＤ専用）、
６０…ディジタル信号発生器（ＡＷＧＮ用ＳＧ）、
７０…ＲＦインタフェースユニット（ＲＦ測定回路網）、
７１…コンバイナ（ＡＷＧＮ，ＣＨ１，ＣＨ２　）、
７２…カプラ（分配器）、
７３…サーキュレータ（整流器）、
８０…送信機テスタ（ＴＸテスタ）、
８１…ＩＦレベルメータ、
８２…パワーメータ、
９０…コントロールＰＣ（制御用コンピュータ）、
９１…パス校正手段（制御プログラム）、
９２…実行時校正手段（制御プログラム）、
９３…プロパゲーション校正手段（制御プログラム）、
９５…データベース（ＤＢ）、
１００…移動無線機テストシステム。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission / reception sensitivity measurement technique in a multipath fading environment in mobile communication, and more particularly to a method for calibrating and correcting a multipath fading signal level and an apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
Of the "Multiple Access" method that allows a plurality of users to talk at the same time, the "Code Division Multiple Access (CDMA)" method, which has excellent frequency use efficiency, can be put to practical use in a plurality of methods. Was. Among these multiple systems, in particular, “W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access)”, which is one of the international standard IMT-2000 standards defined by the International Telecommunication Union (ITU), is called “Broadband / Code Division Multiple Access”. There is a “connection” method, and mobile communication terminals using this connection method have been put to practical use. In recent years, along with the realization of mobile communication terminals such as mobile phones capable of international roaming, the development and improvement of test systems for testing and evaluating the functional characteristics of the terminal devices have been advanced, and the validity of measured values and High precision measurement accuracy is required in terms of reproducibility and compatibility.
[0003]
In mobile communication, when assuming a case where a mobile wireless device receives a signal from a base station, a multipath phenomenon in which radio waves arrive from a plurality of directions and a fading phenomenon accompanying movement of a receiver (mobile wireless device) occur.
[0004]
Under such circumstances, there is a demand for a test system having a function of testing the reception performance of the portable communication terminal with high accuracy while simulating and simulating the multipath fading phenomenon.
[0005]
At present, the realization of a high-precision test system conforming to the above-mentioned W-CDMA system is urgently required. For example, a 3GPP (3rd) It is necessary to satisfy the specifications defined in the “Generation Partnership Project”.
[0006]
Test sets as general conventional products developed to measure the reception characteristics of such mobile radios include products sold under the names of “multipath fading simulator” and “C / N simulator”. is there. It includes three types of signal generators (ie, AWGN (Additive White Gaussian Noise), CW, and digital modulation), and is intended to evaluate the performance of a receiving system.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In order to calibrate the fluctuation of the multipath fading signal with the long-term execution power in the existing test set, it is necessary to perform a long-time sampling. In addition, high precision and shortening of measurement time are in conflict with each other, and it is difficult to achieve both. Therefore, a long measurement time is required to perform high-precision measurement conforming to the answer test (Maximum Test System Uncertainty) specification of the performance requirement (F.1.4 Performance requirement) required by the 3GPP standard. (Details described later).
[0008]
It should be noted that “calibration” and “correction” used here have a narrow meaning in JIS in the field. That is, to calibrate and correct the signal level for correctly inputting the signal to the terminal, first measure the deviation from the original level value (threshold) (that is, calibrate), and then obtain it. By using a calibration value (here, an absolute value [dBm]), a correction value (here, a relative value [dB]) for adjusting a signal to an original correct level is determined and correctly adjusted (that is, correction). Suppose there is.
[0009]
In existing test systems, it is not easy to perform calibration and correction quickly and with high accuracy. For example, a signaling tester (abbreviated as SS), a fading simulator (abbreviated as FD), a signal generator (abbreviated as SG), or the like. It is difficult to achieve with the output accuracy of each device unit. The obtained result also cannot be accurately recognized in a short time because the value of the level signal dynamically fluctuates greatly only by monitoring the power meter.
[0010]
In the future, in order to promote the internationalization of portable mobile communication terminals, test sets that are widely used as mobile radio test systems will have high accuracy and short measurement and evaluation time that can withstand practical use in operation. Requires simple operation.
[0011]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned situation, and an object of the present invention is to provide a mobile radio tester capable of achieving both conflicting performances of highly accurate signal level correction in an extremely short time. It is to provide a system.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention takes the following measures. According to a first aspect, there is provided a mobile radio test system that simulates (simulates) multipath fading and performs signal level calibration and correction, wherein a signaling tester for simulating communication as a base station; A fading simulator for simulating a multipath fading phenomenon, a signal generator (digital signal generator) for generating AWGN (Additive White Gaussian Noise), and an RF interface for forming a measurement network to a terminal under test A unit, a transmitter tester for monitoring (measuring) the signal level, a control computer for controlling the entire mobile radio device test system, and a database for recording and storing data necessary for calibration and correction; And the relevant Performs separation of the analog error factors and numerical processing specific error factors caused the error level, calibrated corresponding to different error factors the error respectively, proposes a mobile wireless device test system performs the correction.
[0013]
Further, according to the second aspect, in the simulation of multipath fading performed in the mobile radio device test system, the calibration and correction method relating to the signal level transmitted while maintaining the call connection to the terminal under test requires the actual mobile unit. In order to correct errors that may occur in the signal level due to communication, it has a function to separate uncorrected error factors and correct them separately. The present invention proposes a multipath fading signal level calibrating method and a correcting method, and a device for performing the same, in which the calibration is performed by classifying the signals.
[0014]
Furthermore, the above-mentioned analog error factors, which can be calibrated in a short time but are susceptible to the environment and require frequent calibration, and numerical processing that requires time for calibration but requires a fixed calibration value and does not require frequent updating After performing calibration by distinguishing the error factors from each other, a correction value corresponding to the error factors is read from a data file in a database, and the correction value is automatically corrected using the correction values. We propose a calibration method and a correction method for the path fading signal level.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The test set of the mobile radio test system according to the present invention is used for testing, for example, a mobile phone as a terminal (abbreviated as UE) as a test target, for the specification of the world standard 3GPP, especially for multipath fading. It has been developed as a conformance test system (conforming to 3GPP Validation) that realizes an authentication test based on 3GPP TS 34.21717. The mobile radio device test system of the present invention aims to be widely used as one of the authentication test devices that enable the conformity test of the mobile radio device based on the 3GPP specification.
[0016]
In particular, since this test system can measure the reception sensitivity of a mobile wireless device under a multipath fading environment, it is characterized by having a fading simulator (abbreviated as FD) at the center of the system. .
[0017]
Further, highly accurate signal level correction can be performed in a short time by a characteristic calibration method and correction method, which is one of the features of the method of the present invention. That is, the above-mentioned object is achieved by implementing a method of separating an error factor generated in a process of generating a DOWN link signal including multipath fading into an analog element such as a frequency characteristic and an environment and a numerical processing element. What we are trying to achieve.
[0018]
Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. The mobile radio test system 100 of this embodiment having the appearance shown in the front view and the side view in FIGS. 1A and 1B is a device unit group housed in several dedicated boxes as hardware. Be composed.
[0019]
As shown in FIG. 1A, a fading simulator (FD) unit, which will be described in detail later, is disposed substantially at the center of the mobile wireless device test system 100, and includes a signaling tester (abbreviated as SS) unit and a digital signal generator (AWGN and AWGN). The abbreviated name) unit and the transmitter tester (abbreviated as TX tester) unit are configured to have a predetermined interconnection relationship. They are connected by various cables (not shown).
[0020]
Further, this system includes a computer (abbreviated as control PC) as a system control unit, and is configured to execute a desired test item while confirming it on an attached display. Further, the mobile wireless device test system 100 has a database (abbreviated as DB) so that data used for a test can be managed collectively (details will be described later).
[0021]
The three main items to be tested by the mobile radio test system 100 are: (1) characteristic measurement at transmission, (2) characteristic measurement at reception, and (3) fading measurement test at reception. The execution of the test item selected by the operator is performed based on predetermined system software resident in the control PC. Among these, the above item (3) is a test target item performed by the characteristic method of the present invention. Therefore, the following description focuses on the content related to the fading measurement test at the time of reception.
[0022]
First, in actual mobile communication, in addition to multipath (multipath), various phenomena occur due to delay, fading, or other complicated environments including disturbing signals and noise.
[0023]
The operation of the test system that simulates these phenomena can be performed by direct connection to the terminal under test via a cable. Therefore, as shown in FIG. 2, after the terminal UE (for example, a mobile phone) 1 is interconnected (physical connection) with a cable, the test is started while maintaining the call connection.
[0024]
In this way, while supplying the fading signal including the multipath to the terminal UE1 at the highest possible level of accuracy, the inherent characteristics of the terminal UE1 in the test of the terminal UE1 are evaluated. By this simulation, for example, a signal reproduction sensitivity characteristic corresponding to a level ratio between a desired wave and noise can be evaluated. In other words, the mobile radio test system 100 of the present embodiment, as one test mode, has a high accuracy of receiving sensitivity under an environment in which a dynamic state like mobile communication is reproduced under a physical connection with the terminal UE1. Is to be measured.
[0025]
Next, referring to FIG. 3, a form in which the fading simulation is applied in the mobile radio device test system will be described in connection relation based on the measurement standard (3GPP). However, in actual communication, a plurality of channels CH1, CH2,... Are targeted, but here, for simplicity, only channel CH1 will be described.
[0026]
When testing the reception characteristics of the terminal under test (UE) 1, a desired test for simulating a fading environment is executed while maintaining a call connection between the UE 1 and the mobile radio test system 100.
For this purpose, the mobile wireless device test system 100 is provided with a signaling tester # 1 (abbreviated as SS # 1), also called a "system simulator", and a programmable attenuator (abbreviated as ATT) for finely adjusting the signal level value.
Further, it has an AWGN noise generator (digital signal generator: abbreviated as AWGN SG (Signal Generator)) 60 for generating an AWGN (Additive White Gaussian Noise) to be superimposed on the carrier signal.
[0027]
Further, FD1 for simulating fading, a combiner for combining the signal generated by FD1 and the signal generated by SG60 for AWGN, and an UP link signal transmitted from UE1 to the base are transmitted to system simulator SS # 1. A circulator for distribution is provided, and a signal to which the influence of multipath fading and AWGN is added is transmitted to the UE 1 via a cable. The test measuring instrument, the measurement circuit network, and the test scenario for UE control are collectively controlled by a control PC (not shown).
[0028]
Next, the configuration and functions of the above-described mobile radio device test system will be specifically described. FIG. 4 is a block diagram schematically showing a system configuration in a case where the mobile wireless device test system is connected to a mobile phone to perform a test.
[0029]
One of the features of the configuration of the mobile wireless device test system 100 is that a control PC 90 and a DB 95 are provided in the system, centering on the FD 50, instead of the conventional device unit such as SS, FD or SG. Thus, the SS10, the AWGN SG60, and the like are configured as a single integrated system.
[0030]
In particular, it is possible to simulate a reception state of a mobile phone or the like in real time while generating multipath fading, delay, and the like by using the FD 50, and the terminal under test UE1 as a moving body at that time has an influence on operation. It is set so that a reproduction test of various communication states that may be performed can be performed.
[0031]
Then, a switch driver for controlling the RF interface unit (RF measurement circuit network) 70 is remotely controlled by a command from the control PC 90, and a measurement circuit and a signal level necessary for executing a test or the like are automatically determined based on the control. Can be set.
[0032]
FIG. 5 shows a schematic configuration of main parts in the mobile radio device test system 100 of the present embodiment, an implementation form of a multipath fading simulation for a mobile phone (UE), and a method thereof so that the features of the present invention can be listed. FIG.
[0033]
Looking at the connection relationship of the main units constituting the mobile radio device test system 100, the DOWN converter 51 located at the front stage of the fading simulator (FD) 50 is connected to the SS 10 as shown in FIG. The existing UP converter 54 is connected to a combiner 71 as a synthesizer of the RF interface unit 70 via the ATT.
[0034]
Each major unit is composed of the following components.
[0035]
A “system simulator”, that is, a signaling tester SS10, includes a baseband processing unit 11 that performs predetermined baseband processing, an UP converter 12 that converts the processed signal into an RF (Radio Frequency) signal and supplies the RF signal, and And a programmable ATT 14 for adjusting the signal level.
[0036]
The FD 50 for simulating the fading phenomenon includes a DOWN converter 51 that converts a DOWN link signal into an IF (Intermediate Frequency) signal, a plurality of delay units 52 that delay the signal using a delay circuit and the like, The configuration includes a plurality of fading units 53 that generate and combine fading signals, and an UP converter 54 that converts the fading signals into RF signals.
[0037]
The test system 100 further includes an AWGN SG 60 for generating an AWGN output signal, which is connected to a combiner 71 built in the RF interface unit 70.
[0038]
The RF interface unit 70 includes a combiner 71 having a plurality of channels (CH1, CH2,...) For combining signals from the AWGN SG 60 for each channel, and a transmitter tester (TX tester) 80 for combining the combined signals. And a circulator 73 as a rectifier for flowing the UP link signal to the UE 1 to the SS 10.
[0039]
A transmitter tester 80 for monitoring a DOWN link signal to a communication terminal includes an IF (Intermediate) level meter 81 for measuring a low-level modulated signal with high accuracy, and a power for calibrating an absolute value of a reference signal level. It has a configuration having a meter 82. By automatically performing "run-time calibration" (details will be described later) by the transmitter tester 80, errors occurring in the signal processing process can be executed with high accuracy and speed.
[0040]
The control PC 90 that integrally controls the test system 100 mainly includes a CPU (not shown) capable of starting and executing a predetermined control program (software), a keyboard for performing an instruction operation, and a monitor display. The DB 95 files can be accessed.
[0041]
The DB 95 stores and accumulates predetermined data such as a signal level used as a test set and correction values such as propagation (propagation) in a searchable manner.
[0042]
The multipath fading simulation performed by the mobile wireless device test system 100 of the present embodiment configured as described above includes the FD 50, the SS 10, and the noise generator for the AWGN (SG for the AWGN) 60 as the SG. And is executed in cooperation with the RF interface unit 70 and the TX tester 80 and the like.
[0043]
The test system 100 has three functions called “pass calibration”, “run-time calibration”, and “propagation calibration” (see FIG. 8). The “calibration at runtime” is for calibrating the device temperature characteristics occurring in the RF signal path, and is performed at the time of shipment and at the time of periodic calibration, and the correction value is stored in the database 95.
In addition, the runtime calibration can automatically correct the step switching error of the provided attenuator (ATT) and the temperature drift (characteristic change due to temperature) occurring in the amplifier 13 and the fading simulator 50 internal path in the processing of the DOWN link signal. .
[0044]
Here, the operation of the runtime calibration will be described. The DOWN link signal and the AWGN output signal output by the SS, SG, and FD are combined inside the RF interface unit 70 and transmitted to the mobile radio UE1 as a terminal under test. Sent. The RF interface unit 70 has a path for monitoring these signals with the TX tester 80. The TX tester 80 can calibrate the relative level ratio of DOWN link / AWGN with high accuracy.
[0045]
In the simulation, a DOWN link signal in which fading, multipath, and delay have occurred is transmitted to the terminal under test UE via the cable in order to reproduce a situation in which the terminal under test UE moves and receives.
[0046]
The terminal UE receives the DOWN link signal under the multipath fading environment and demodulates the original signal.
[0047]
In the calibration and correction of the signal level input to the terminal UE, first, a calibration value (dBm) in which the deviation is measured as an absolute value by calibration is applied, and the relative value compared with the original correct signal level is corrected to the correction value (dB). ) To perform correction.
[0048]
Such signal level correction can be performed by, for example, an attenuator in the signal output section of the FD or by adjusting the input signal level to the FD (ie, the output of the SS).
[0049]
It is assumed that the terminal UE is set so that a reception sensitivity test can be performed after the signal level correction is completed. The simulation is executed while maintaining the call connection with the terminal UE (that is, while maintaining the state in which the UP link and the DOWN link are established in a circuit).
[0050]
With the monitored signal, the input level to the terminal UE is measured. If there is a deviation in the signal level, it is immediately calibrated and corrected as appropriate by dynamic adjustment of FD, SG, attenuator, etc. Input to the terminal at the level.
[0051]
In such calibration and correction embodiments, two types of elements, namely, analog elements and numerical elements are separately considered as error elements. That is, the error factors are classified into two as follows.
[0052]
(1) Calibration of analog error factors is performed by the test system 100, and path calibration is for calibrating the frequency characteristics of the signal path for measurement. Perform at the time of shipment or periodically.
[0053]
The run-time calibration corrects the signal level immediately before measurement, and corrects the SG level by correcting an error generated in a signal generation process such as SG temperature drift, digital modulation, and FD signal processing path. In particular, the signal level ratio between the DOWN link and the AWGN, which requires strict accuracy, can be corrected with high accuracy by calibrating the signal path ratio and the TX tester setting under the same conditions.
[0054]
(2) The propagation calibration is a calibration of an error in numerical processing, and is also executed by the test system 100 or the FD 50 alone.
[0055]
Since the calibration in the above (1) is performed in a static state (that is, a state in which the terminal is stationary), a level deviation caused by a change in a fading model or a fading frequency needs to be separately corrected. There is. This is caused by numerical processing factors in the process of generating a signal from a fading noise source and applying the signal to a DOWN link signal, and is determined depending on the signal processing system of the FD. Therefore, correction can be performed by calibrating the long-term average effective power for each parameter (for example, path, attenuation, delay, fading model, fading frequency, etc.).
[0056]
When this parameter is changed, the output level also changes. Therefore, a level deviation in each parameter based on a static value is set as a correction value in a database as shown in FIG.
[0057]
If a signal system based on digital processing is employed in the circuit, environmental effects such as temperature and aging change do not theoretically occur in the signal processing in the process of generating and adding fading noise, so that more accurate level correction is performed. Can be realized.
[0058]
FIG. 6 specifically shows a detailed configuration of a main part of the mobile wireless device test system 100 and a connection relationship with a mobile phone in a detailed configuration diagram.
[0059]
Although redundant description is avoided, as shown in the circuit diagram here, specific wiring and circuit connection configurations as hardware of the test system 100 including the above-described components are performed, and the operation functions as described above are performed. You can get it.
[0060]
In this circuit in which a number of switches (SW) and attenuators (ATT) are interposed, a GPIB interface or Ethernet is connected for control by the control PC 90, and SW switching and ATT switching are driven by a switch driver unit or the like. .
[0061]
Next, the features of the calibration and correction method by software executed in the hardware configured as described above will be described in detail.
[0062]
One of the features of this software is that the error generated in the test system is divided into two types of elements, "analog elements" and "numerical elements," so that tests can be performed in a short time and with high accuracy. It is devised to be performed.
[0063]
In the prior art, in the error factor, there was no consideration of the above-described “analog element” and “numerical element” separately, and all were performed together. are doing.
[0064]
Further, an error factor such as a cable loss relating to the connection form of the RF measurement path is calibrated as a static value (fixed value). On the other hand, at the time of execution, a dynamic error factor is corrected by a calibration value monitored at the time of execution.
[0065]
As described above, in the embodiment of the present invention, error factors are classified into static factors and dynamic factors to perform processing.
[0066]
Note that a calculation table for each error factor may be stored in a DB, or a relational database (RDB) may be created for each relationship between related factors.
[0067]
As illustrated in a table format in FIG. 7, a measurement standard (3GPP excerpt table [D.2.2.1]) relating to the test method is defined. Therefore, the test system 100 stores the correction values corresponding to the test conditions in a database.
[0068]
As shown in the table of FIG. 7, the "radio wave propagation conditions under a multipath fading environment" defined by 3GPP are divided into six test cases (Cases 1 to 6), and correction values corresponding to these test cases are required. .
[0069]
Further, in the test system 100, the generation and addition of the fading noise source are performed numerically, and the level deviation generated between each test case and the test case is corrected based on the state in which fading is stopped. Correction values are stored in a database.
[0070]
In the generation and addition processing of the fading noise, the analog method and the digital method are not limited, and both can be realized.
[0071]
FIG. 8 shows three calibration units 91, 92, and 93 that the mobile wireless device test system 100 has functionally, and information storage forms of databases (DB95) 95a, 95b, and 95c corresponding to the respective calibration units. Is illustrated. That is, the control PC 90 sets the path (route) calibrating means 91, the runtime calibrating means 92, and the propagation calibrating means 93 as a test scenario for controlling the terminal under test (UE) 1 in the form of a control program (software). Has. Then, during the operation of the control program, it is set so that a desired calibration means can be selectively executed to perform a calibration process.
[0072]
Calibration data for a desired calibration process is numerical information converted into a DB as shown in FIG. 8 in a form corresponding to a test condition, and includes, for example, data (correction values) relating to a path, a frequency characteristic, propagation, and the like. Parameters).
[0073]
The path calibrating means 91 performs a processing step for calibrating the frequency characteristics of the signal path for measurement (signal path) at the time of shipment or at the time of periodic calibration. create. The DB 95a accessed in response to this includes, for example, a path (Path 1) of an unmodulated carrier frequency (Freq.) For evaluating the performance of the reception system and frequency characteristic data of a CW (continuous wave transmission signal). Are stored in a DB as shown in the figure.
[0074]
The run-time calibrating means 92 performs a processing step for calibrating the frequency characteristic every time the measurement is performed, and measures a predetermined modulated wave signal output from the signaling tester SS10 by the transmitter tester 80, and outputs the calibration data. Create as In the DB 95b accessed corresponding to this, information based on the modulated (Modulated) correction value (Mod1, Mod2, Mod3,) corresponding to the frequency (Freq.) Can be searched.
[0075]
The propagation calibrating means 93 performs a processing step for calibrating an error factor in the numerical processing of the system, and applies a multipath fading and delay signal to a predetermined modulated wave signal output from the signaling tester SS10. The superimposed signal and the signal not superimposed with the multipath fading and the delay signal are respectively measured and created as calibration data. In the DB 95c accessed correspondingly, the propagation (propagation) form is, for example, static (Static) or the parameters (MP1, MP2,...) For each of Case1, Case2, specified in the list of FIG. ) Can be searched for.
[0076]
Then, a correction value is calculated as an output based on the access of the corresponding numerical information in each of the database DBs 95a, 95b, 95c by the above-described calibration processes 91, 92, 93. The multipath fading signal corrected based on this is superimposed on a predetermined carrier signal and supplied to UE1.
[0077]
As described above, according to the method of calibrating and correcting the multipath fading signal level, an error factor generated in the generation process of the DOWN link signal including the multipath fading is reduced by analog elements such as frequency characteristics and environment, and numerical processing. It is implemented by the method of separating into elements.
[0078]
At this time, the test system 100 does not require time for calibration, but is susceptible to the environment and is likely to be affected by the environment. An analog error factor that requires frequent calibration, and calibration requires time but the calibration value can be fixed and frequent updating is unnecessary. After the calibration process for the numerical processing error factor is appropriately separated and performed, a correction value corresponding to the error factor is read out from the corresponding DB 95 and can be automatically corrected using the correction value.
[0079]
That is, since the error occurring in the test system itself can be automatically corrected, the level calibration and the correction can be performed in a very short time and with high accuracy compared to the related art.
[0080]
As described above, the mobile radio test system 100 of the present invention can achieve the target accuracy by devising the system construction and the method of calibration and correction.
[0081]
FIG. 9 partially shows a list of performance requirement specifications (3GPP) according to the measurement standard for the target mobile radio device test system.
[0082]
As a reference as a test system conforming to the measurement standard, the following results are obtained when compared with the error tolerances (± 0.3 dB, ± 0.56 dB) specified in this table.
[0083]
Compared with the prior art, the test system of the present invention has obvious advantages in measurement accuracy, required time, and the like. More specifically, it is defined in a 3GPP performance requirement (F.1.4 Performance requirement) answerantee (Maximum Test System Uncertainty) specification, which serves as a reference in measurement technology and serves as a measure of test accuracy. Conditions: For example, regarding an error allowable range of a value of a ratio of a downlink signal level / AWGN noise level (allowable error of Ior / Ioc is ± 0.3 dB in static without fading, ± 0.56 dB in multipath fading). Satisfy the test system of the present invention.
[0084]
“C / N Simulator”, an existing product for carrier / noise ratio calibration, is a test set for evaluating the performance of W-CDMA receiving systems, but it has not been published that it satisfies the above error tolerance. It is expected that it is difficult in principle. Even if it is made, it seems that a lot of measurement time is required for accurate measurement.
[0085]
On the other hand, in the test system of the present invention, both "high accuracy" and "high-speed measurement" that sufficiently clear the error tolerance range (± 0.3 dB, ± 0.56 dB) specified in 3GPP can be achieved.
Therefore, as an authentication tester that conforms to the measurement standard that satisfies the requirements of 3GPP, its high speed and high accuracy are unmatched in the market, and the superiority of the present invention can be said to be high.
[0086]
The performance test specified in 3GPP is a complicated reception test in which the UE and the SS perform signal processing such as multipath, delay, Rayleigh fading, and interference noise while performing call connection. The test system can perform this at high speed and with high accuracy. That is, the measurement accuracy can satisfy a strict answer ternity (Uncertainty) defined in 3GPP. Calibrating a signal with a large temporal fluctuation such as multipath fading in a short time can greatly reduce the time required for terminal evaluation.
[0087]
As described above, according to the mobile wireless device test system of the present embodiment, the following points are different in consideration of comparison with existing mobile communication measuring instruments. First, in terms of the hardware configuration, the problem that the monitoring accuracy and the speed by the power meter cannot be compatible with each other, which has been a concern in the C / N test set of the prior art (the accuracy of the signal is short and accurate due to the unevenness of the level signal value). Power measurement could not be performed).
[0088]
In the prior art, only a part of the components was automatically controlled. However, all devices such as the FD and SS, each unit and the TX tester for calibration can cooperate, and the control PC and DB are systematized. Therefore, cooperative operations such as run-time calibration can be automatically performed, and calibration and correction in which a complicated error factor is separated can be easily performed. This contributes to higher precision and speed of processing.
[0089]
As described above, the above-described calibration and correction method and the fully automated test system can perform the test very quickly and with high accuracy, even with the test accuracy and the execution speed that were difficult with the conventional device unit or the C / N test set. It becomes.
[0090]
(Modification)
The above embodiment may be modified as follows. For example, when the 3GPP is revised, the specified value may be changed sequentially by updating a table in the DB, or a table for each revision may be held as a history.
[0091]
In the embodiment of the present invention for correcting a numerical processing error factor, a test can be partially realized by using the FD 50 alone if it is operated using a control computer or an appropriate DB system. However, it is needless to say that it is preferable to operate the calibration of the above-mentioned analog error factors in cooperation in order to further improve the accuracy.
[0092]
Further, for example, DB data accumulation and more efficient construction in the calibration and correction method may be achieved to improve the accuracy of the calibration and correction and to increase the processing speed. Although the embodiments and modifications have been described, the present invention is not limited to the examples shown in the specification, and various other modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Can be modified.
[0093]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a performance test of a mobile communication terminal device specified by 3GPP can be realized.
[0094]
Therefore, it is possible to provide a mobile wireless device test system capable of performing high-accuracy level correction in a very short time, which greatly contributes to smoothly performing an authentication test on the RF characteristics of a terminal.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B show the appearance of a mobile wireless device test system according to an embodiment of the present invention;
(A) is a front view of a device group constituting the test system,
(B) is a side view of a device group constituting the test system.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a connection relationship when the mobile wireless device test system of the embodiment is used for inspection of a mobile phone.
FIG. 3 is a connection explanatory diagram showing a mode in which a fading simulator is applied in the mobile radio device test system based on the global standard (3GPP).
FIG. 4 is a block diagram schematically showing a system configuration in a case where the mobile wireless device test system is connected to a mobile phone to perform a test.
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a schematic configuration of a main part in the mobile wireless device test system of the embodiment and a method of implementing fading simulation for the mobile phone.
FIG. 6 is a detailed configuration diagram showing a detailed configuration of a main part of the mobile wireless device test system and a connection relationship with a mobile phone.
FIG. 7 is a table showing parameters of measurement conditions according to a measurement standard related to the mobile wireless device test system of the present invention and relating to “measurement conditions of a radio wave in a multipath fading environment” related to the measurement.
FIG. 8 is an explanatory diagram conceptually showing three calibration means of the mobile wireless device test system and an information storage form of a database accessed by each means.
FIG. 9 is a table showing answer tees implemented by the mobile radio test system of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Terminal under test (mobile phone, etc .: UE)
10 ... Signaling tester (SS),
11 ... baseband processing unit,
12 UP converter (for SS only),
13 ... Amplifier,
14. Programmable ATT (Attenuator),
30 ... white noise source (white noise source),
40 ... fading filter,
50: Fading simulator (FD),
51 DOWN converter (for FD only),
52: delay unit (delay circuit)
53 ... fading part,
54 ... UP converter (for exclusive use of FD),
60 Digital signal generator (SG for AWGN),
70 RF interface unit (RF measurement network)
71 ... combiner (AWGN, CH1, CH2),
72 ... coupler (distributor),
73 circulator (rectifier),
80: Transmitter tester (TX tester)
81… IF level meter,
82 ... power meter,
90 ... Control PC (control computer),
91: Path calibration means (control program)
92: runtime calibration means (control program)
93: Propagation calibration means (control program)
95 ... Database (DB),
100: Mobile radio test system.

Claims

マルチパスフェージングを模擬した測定信号を発生し、該測定信号の校正及び補正機能を有し、無線機特性を評価する移動無線機テストシステムであって、
基地局を模擬し、所定の信号を発生するシグナリングテスタと、
マルチパスフェージング及び遅延信号を擬似的に発生し、該信号を前記信号に重畳するためのフェージングシミュレータと、
前記測定信号の行先を切り替えるＲＦ測定回路網と、
前記測定信号の絶対レベルを測定する送信機テスタと、
信号経路の周波数特性を測定し、校正データとして作成するパス校正手段と、前記シグナリングテスタから出力される所定の変調波信号を前記送信機テスタにより測定し、校正データとして作成する実行時校正手段と、
前記シグナリングテスタから出力される所定の変調波信号に、前記マルチパスフェージング及び遅延信号を重畳した信号と、前記マルチパスフェージング及び遅延信号を重畳しない信号とをそれぞれ測定し、校正データとして作成するプロパゲーション（伝搬）校正手段と、
該移動無線機テストシステム全体を総合的に制御して、前記パス校正手段と、前記実行時校正手段及び前記プロパゲーション校正手段で作成された各校正データを用いて前記シグナリングテスタの信号出力を所定の信号レベルになるように調整制御する制御用コンピュータと、
を具備することを特徴とする移動無線機テストシステム。A mobile radio test system for generating a measurement signal simulating multipath fading, having a calibration and correction function for the measurement signal, and evaluating radio characteristics,
A signaling tester that simulates a base station and generates a predetermined signal;
A fading simulator for pseudo-generating a multipath fading and delay signal and superimposing the signal on the signal;
An RF measurement network for switching a destination of the measurement signal;
A transmitter tester for measuring the absolute level of the measurement signal,
A path calibration unit that measures the frequency characteristic of the signal path and creates it as calibration data, and a runtime calibration unit that measures a predetermined modulated wave signal output from the signaling tester by the transmitter tester and creates it as calibration data. ,
A signal in which a signal obtained by superimposing the multipath fading and delay signal on a predetermined modulated wave signal output from the signaling tester and a signal in which the multipath fading and delay signal are not superimposed are respectively measured, and a property is generated as calibration data. Gating (propagation) calibration means;
The entire mobile radio test system is comprehensively controlled, and the signal output of the signaling tester is predetermined using the path calibration means and the calibration data created by the runtime calibration means and the propagation calibration means. A control computer that adjusts and controls the signal level to be
A mobile radio test system comprising:

マルチパスフェージングを模擬した測定信号を発生し、該測定信号の校正及び補正機能を有し、無線機特性を評価するための信号レベルに係わる校正および補正方法において、
基地局を模擬し、所定信号を発生するシグナリングテスタと、
マルチパスフェージング及び遅延信号を擬似的に発生し、該信号を前記信号に重畳するためのフェージングシミュレータと、
前記測定信号の行先を切り替えるＲＦ測定回路網と、
前記測定信号の絶対レベルを測定する送信機テスタと、を協働可能に具備する移動無線機テストシステムにて実行されるマルチパスフェージングのシミュレーションであって、
信号経路の周波数特性を測定し、校正データとして作成するパス（経路）校正処理工程と、
前記シグナリングテスタから出力される所定の変調波信号を前記送信機テスタにより測定し、校正データとして作成する実行前校正処理工程と、
前記シグナリングテスタから出力される所定の変調波信号に、前記マルチパスフェージング及び遅延信号を重畳した信号と、前記マルチパスフェージング及び遅延信号を重畳しない信号とをそれぞれ測定し、校正データとして作成するプロパゲーション（伝搬）校正処理工程と、
を有し、
当該誤差要因に対応する補正値を、データベース化されたデータファイルから読み出し、当該補正値を用いてそれぞれの誤差要因別に自動的に補正することを特徴とするマルチパスフェージング信号レベルの校正方法および補正方法。Generating a measurement signal simulating multipath fading, having a function of calibrating and correcting the measurement signal, and a method of calibrating and correcting a signal level for evaluating radio device characteristics,
A signaling tester that simulates a base station and generates a predetermined signal;
A fading simulator for pseudo-generating a multipath fading and delay signal and superimposing the signal on the signal;
An RF measurement network for switching a destination of the measurement signal;
A transmitter tester for measuring the absolute level of the measurement signal, and a simulation of multipath fading performed in a mobile radio test system cooperatively comprising:
A path (path) calibration processing step of measuring the frequency characteristic of the signal path and creating it as calibration data;
Pre-execution calibration processing step of measuring a predetermined modulated wave signal output from the signaling tester by the transmitter tester and creating it as calibration data,
A signal in which a signal obtained by superimposing the multipath fading and delay signal on a predetermined modulated wave signal output from the signaling tester and a signal in which the multipath fading and delay signal are not superimposed are respectively measured, and a property is generated as calibration data. A gating (propagation) calibration process,
Has,
A calibration method and correction of a multipath fading signal level, wherein a correction value corresponding to the error factor is read from a data file stored in a database, and the correction value is automatically corrected for each error factor using the correction value. Method.