JP4442390B2 - 無線基地局試験装置及び無線基地局試験方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線基地局試験装置に関し、特に送信出力端と受信入力端とを共用とする無線基地局の受信特性の内、耐妨害波性能を試験するための無線基地局試験装置に関する。

Ｗ−ＣＤＭＡ方式の無線規格（３ＧＰＰ ＴＳ ２５−１０１）は、無線送受信装置に関する耐妨害波性能として、ブロッキング特性の試験評価を定めている。このブロッキング特性試験には、受信周波数帯域内の希望波および妨害波の２波を入力する試験と、受信周波数帯域内の希望波および受信周波数帯域外の妨害波の２波を入力する帯域外ブロッキング特性試験とがある。

受信特性に与える影響は、この妨害波が強力な場合、受信装置のノイズが上昇し、弱い受信信号がそのノイズによってマスクされることにより、受信装置の受信特性が劣化してしまうことにある。

一方、従来のこの種の無線基地局試験装置は、受信装置を試験する場合、指定された信号とその妨害波とをそれぞれ発生する２種の信号生成器を備えている。また、合成した信号を被試験装置に入力し、被試験装置で指定された信号を復調した結果の信号より、ビット誤り率等を測定する測定器とを備えて構成されている（例えば、特許文献１参照）。

この従来の無線基地局試験装置は、第１の信号発生器が指定された周波数の信号を生成し、変調器がその信号に対して予め定められた形式の符号変調を行うことで指定された信号を生成する。そして、この符号変調された信号が、擬似信号波として方向性結合器の一方の入力側に入力される。

また、第２の信号発生器が、第１の信号発生器とは異なる周波数の信号を生成し、妨害波として方向性結合器の他方の入力側に出力する。そして、方向性結合器はこれらの信号を合成し、被試験装置である受信装置の受信入力端子に出力する。

受信装置は、合成波を入力し、擬似信号波の復調を行って出力する。受信装置で復調された信号は、ビット誤り率を測定する誤り率測定器等で処理される。

ここで、この従来技術に記載の無線基地局は、送信装置の出力端子と受信装置の入力端子とをそれぞれ別個に有し、出力端子または入力端子に適切な計測器を接続することにより、送信装置または受信装置の電気的特性試験を行なうこととしている。

特開平６−２９１７３９号公報

上述した従来の無線基地局試験装置では、送信出力端と受信入力端とが分かれているため、受信側で送信信号の影響を受けることがない。しかしながら、送信装置および受信装置が個別に試験できる従来技術とは異なり、送信出力端と受信入力端とが共用されている場合、試験装置の設定条件においては、被試験装置から出力される送信信号の影響を取り除く必要がある。すなわち、通常のフィールドで使用される場合（運用状態）、送受信機能を有する無線装置は、送信／受信それぞれの信号帯域が決められており、他の周波数帯域を遮断するよう意図（設計）されている。しかしながら、試験装置に用いる妨害波の送信信号生成器は、任意の周波数を送信できるよう、送信帯域が広帯域の仕様となっている。よって、被試験装置から出力された送信信号が入力されると、送信信号生成器において自己の送信信号（妨害波）と周波数変換されることにより、妨害波とは異なる周波数信号を出力する。

この送信信号による影響は、受信周波数帯域内の希望波および妨害波の２波を入力する試験では、送信信号が妨害波と結合しても受信周波数帯域外となるため無いに等しい。これに対して、受信周波数帯域内の希望波および受信周波数帯域外の妨害波の２波を入力する帯域外ブロッキング特性試験では、この送信信号が基で派生した周波数混合成分が受信周波数帯域内に生ずる可能性がある。この派生した混合成分が被試験装置の受信帯域内に入力されると、帯域外ブロッキング特性試験の評価に影響を与えるという問題がある。

本発明の目的は、送信出力端と受信入力端とが共用されている場合であっても、被試験装置の送信信号の影響を取り除くことにより、正確な受信特性（帯域外ブロッキング特性）を把握することができる無線基地局試験装置を提供することにある。

本発明の無線基地局試験装置は、
擬似信号発生器と雑音信号生成器とを有し、前記擬似信号発生器および前記雑音信号生成器のそれぞれから出力された信号を合成し、
被試験装置の入出力共用端子に入力して前記被試験装置の受信特性を試験する無線基地局試験装置であって、前記雑音信号生成器の出力側に無線信号の送信周波数帯を減衰するフィルタを備えることを特徴としている。

また、前記擬似信号発生器および前記雑音信号生成器のそれぞれから出力された信号を方向性結合器で合成することを特徴としている。

また、前記フィルタは、減衰帯域を除く周波数特性が平坦であることを特徴としている。

また、前記フィルタは、複数に分割された前記雑音信号生成器の出力周波数帯域に対応する通過型帯域フィルタで構成され、前記送信周波数帯に対応するフィルタを除く残りのフィルタが並列に接続されることを特徴としている。

また、前記被試験装置は、前記被試験装置で復調された信号よりビット誤り率（Bit Error Rate：ＢＥＲ）を測定することにより受信特性が試験されることを特徴としている。

また、前記雑音信号生成器は、前記被試験装置の受信周波数帯を除く周波数の信号を出力することを特徴としている。

また、本発明の無線基地局試験方法は、
擬似信号と雑音信号とを生成し、前記擬似信号と無線信号の送信周波数帯を減衰した後の前記雑音信号とを合成し、被試験装置の入出力共用端子に入力して前記被試験装置の受信特性を試験することを特徴としている。

また、前記擬似信号および前記雑音信号を方向性結合器で合成することを特徴としている。

また、前記被試験装置は、前記被試験装置で復調された信号よりビット誤り率（Bit Error Rate：ＢＥＲ）を測定することにより受信特性が試験されることを特徴としている。

本発明の無線基地局試験装置によれば、試験装置を構成する雑音信号生成器の出力側に所定の帯域を減衰するフィルタを備えることにより、被試験装置より出力される送信信号の影響をなくし、被試験装置の受信特性を正確に把握することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の無線基地局試験装置の一つの実施の形態を示すブロック図である。

図１に示す本実施の形態は、擬似端末１と、減衰器２、６と、方向性結合器３と、信号発生器４と、帯域阻止フィルタ５と、基地局装置（被試験装置）７と、誤り率測定器８とより構成されている。

次に、本発明を実施するための最良の形態の動作について図面を参照して説明する。

擬似端末１は、指定された周波数の搬送波を所定の符号変調方式により変調し、擬似信号波として出力する。この擬似端末１は、実機（想定される端末）を実際に用意することなく手軽に擬似試験を実現することができるジェネレーションツールとして、当業者に知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。

信号発生器４は、連続波信号（１ＭＨｚ〜１２．７５ＧＨｚの範囲において１ＭＨｚステップで設定される無変調信号）を、擬似信号波に対する妨害波として出力する。

減衰器２、６は、擬似端末１の出力および信号発生器４の出力をそれぞれ入力し、適切なレベルに調整して方向性結合器３に出力する。

方向性結合器３は、信号発生器４の出力周波数（１ＭＨｚ〜１２．７５ＧＨｚ）を通過させる広帯域の結合器であり、擬似端末からの擬似信号波に信号発生器４からの妨害波を合成して出力する。この方向性結合器３は、基地局装置７を試験する場合に、アンテナ接続端に接続される。

帯域阻止フィルタ５は、信号発生器４出力の妨害波を通過させるが、被試験装置の送信周波数帯域のみを抑圧する。言い換えれば、送信周波数帯域を大きく減衰し、減衰帯域以外の帯域に対して、通過損失の少ない平坦な周波数特性が望ましい。

基地局装置７は、被試験装置であり、無線信号の送信出力端と受信入力端とが共用されているものとする。共用する手段として、例えばデュプレクサが用いられる。また、使用される送信周波数帯および受信周波数帯は、その比帯域が５０％を超えないものとする。

誤り率測定器８は、基地局装置７で復調された信号を入力し、妨害波の影響度合いを推定するビット誤り率（Bit Error Rate：ＢＥＲ）を測定しその結果を出力する。この誤り率測定器８は、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。

次に、本実施の形態の無線基地局試験装置の動作について具体的に説明する。図２は、送信信号が問題となる経路を示すブロック図である。

まず、擬似端末１は、受信周波数帯域内の擬似信号波（希望波）を出力し、信号発生器４は、受信周波数帯域外の妨害波を出力する。

方向性結合器３は、１ＭＨｚ〜１２．７５ＧＨｚの周波数範囲で一定の結合度を有し、擬似端末１出力の希望波と信号発生器４出力の妨害波とを合成して、基地局装置７に出力する。この時、減衰器２、６は、基地局装置７に入力する希望波および妨害波のレベルを適正にするため、その減衰量が設定される。

基地局装置７は、希望波および妨害波を入力し、受信周波数帯域内の希望波について復調し、復調した信号を誤り率測定器８に出力する。また、基地局装置７は、運用状態として試験される場合には、所定の送信周波数帯内の送信信号を出力している。この送信信号は、試験のため、共用端子（アンテナ接続端）に直接接続された広帯域の方向性結合器３に送出される。

ここで、擬似端末１では、基地局装置７の受信周波数帯内の希望波と基地局装置７から出力された送信信号とが内部の送信信号生成器（非線形素子を含む）にて結合しても、２波乗算された混合波が受信周波数帯域内に生じることはない。例えば、２ＧＨｚ帯で割り当てられた場合、その比帯域を５０％として、送信／受信信号の周波数を１．５ＧＨｚと２．５ＧＨｚとする混合波は、１ＧＨｚと４ＧＨｚとなり、被試験装置の受信特性に影響を及ぼすことはない。

一方、信号発生器４は、出力する妨害波と送信信号とが内部の送信信号生成器（非線形素子を含む）にて結合した場合、２波乗算された混合波が受信周波数帯域内に生ずることがある。すなわち、２波乗算された結果の周波数成分（和と差）のいずれかが、基地局装置７の受信帯域に入るような周波数が選定された場合である。よって、本来の周波数（妨害波）以外に、不要な周波数成分が発生して、受信特性の正確な把握が出来なくなる。

この対策として、本実施の形態の無線基地局試験装置は、図２に示す帯域阻止フィルタ５を用いて、基地局装置７の送信信号の影響をなくし、受信特性の正確な測定を行うものである。

次に、帯域阻止フィルタ５の構成について説明する。図３は、図２に示す帯域阻止フィルタの一構成例を示すブロック図である。図４は、理想的な帯域阻止フィルタを示す周波数特性図である。また、図５は、図３に示す帯域阻止フィルタの構成による周波数特性図である。

図３によると、帯域阻止フィルタ５は、セレクタＡ５１およびセレクタＢ５２と、フィルタＡ５０１〜フィルタＥ５０５とより構成されている。

セレクタＡ５１およびセレクタＢ５２は、連動して動作し、送信周波数帯域に対応するフィルタを除く、複数のフィルタを選択する。

フィルタＡ５０１〜フィルタＥ５０５は、１ＭＨｚ〜１２．７５ＧＨｚの周波数範囲を適宜分割したそれぞれの帯域を有し、セレクタＡ５１およびセレクタＢ５２により選択される。

このように構成された帯域阻止フィルタ５は、所定の帯域すなわち送信周波数帯域のみを阻止するものである。理想的には、図４に示すように、送信信号を阻止するに十分な減衰量を得る反面、近接する受信周波数帯域を含め、阻止帯域を除く周波数帯では、周波数特性が平坦であることが望ましい。

しかしながら、この帯域阻止フィルタ５は、妨害波が１ＭＨｚ〜１２．７５ＧＨｚの周波数範囲を採り得る中で、送信周波数帯域に対してのみ急峻な減衰特性を実現することは不可能である。よって、１ＭＨｚ〜１２．７５ＧＨｚの周波数範囲をいくつかの周波数帯に分割し、それぞれの周波数帯を通過させる帯域通過型フィルタを周波数分割の数に応じて用意し、組み合わせることが想定される。

図５は、送信周波数帯域に対応するフィルタＣ５０３を除く、帯域通過型フィルタであるフィルタＡ５０１〜フィルタＥ５０５をセレクタＡ５１、セレクタＢ５２で選択した場合を示している。図５では、送信周波数を２ＧＨｚ帯における２１４０ＭＨｚとした場合である。

図５に示すように、分割した通過帯域の減衰量を所定の範囲内に揃えることは、十分可能である。よって、送信周波数帯域のみを阻止して、送信周波数帯域を除く１ＭＨｚ〜１２．７５ＧＨｚの範囲で妨害波の周波数を任意に設定することができる。

本発明の無線基地局試験装置の一つの実施の形態を示すブロック図である。 送信信号が問題となる経路を示すブロック図である。 図２に示す帯域阻止フィルタの一構成例を示すブロック図である。 理想的な帯域阻止フィルタを示す周波数特性図である。 図３に示す帯域阻止フィルタの構成による周波数特性図である。

符号の説明

１ 擬似端末
２、６ 減衰器
３ 方向性結合器
４ 信号発生器
５ 帯域阻止フィルタ
７ 基地局装置
８ 誤り率測定器

Claims (9)

1. 擬似信号発生器と雑音信号生成器とを有し、前記擬似信号発生器および前記雑音信号生成器のそれぞれから出力された信号を合成し、
   被試験装置の入出力共用端子に入力して前記被試験装置の受信特性を試験する無線基地局試験装置であって、前記雑音信号生成器の出力側に無線信号の送信周波数帯を減衰するフィルタを備えることを特徴とする無線基地局試験装置。
2. 前記擬似信号発生器および前記雑音信号生成器のそれぞれから出力された信号を方向性結合器で合成することを特徴とする請求項１記載の無線基地局試験装置。
3. 前記フィルタは、減衰帯域を除く周波数特性が平坦であることを特徴とする請求項１記載の無線基地局試験装置。
4. 前記フィルタは、複数に分割された前記雑音信号生成器の出力周波数帯域に対応する通過型帯域フィルタで構成され、前記送信周波数帯に対応するフィルタを除く残りのフィルタが並列に接続されることを特徴とする請求項１又は３記載の無線基地局試験装置。
5. 前記被試験装置は、前記被試験装置で復調された信号よりビット誤り率（Bit Error Rate：ＢＥＲ）を測定することにより受信特性が試験されることを特徴とする請求項１記載の無線基地局試験装置。
6. 前記雑音信号生成器は、前記被試験装置の受信周波数帯を除く周波数の信号を出力することを特徴とする請求項１、２又は５記載の無線基地局試験装置
7. 擬似信号と雑音信号とを生成し、前記擬似信号と無線信号の送信周波数帯を減衰した後の前記雑音信号とを合成し、被試験装置の入出力共用端子に入力して前記被試験装置の受信特性を試験することを特徴とする無線基地局試験方法。
8. 前記擬似信号および前記雑音信号を方向性結合器で合成することを特徴とする請求項７記載の無線基地局試験方法。
9. 前記被試験装置は、前記被試験装置で復調された信号よりビット誤り率（Bit Error Rate：ＢＥＲ）を測定することにより受信特性が試験されることを特徴とする請求項７記載の無線基地局試験方法。

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