JP4535658B2 - 無線通信装置の適合性試験をする方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソフトハンドオーバー(soft handover)中に無線通信システムの適合性試験をする方法及びこの方法を実施する無線試験装置に関する。本明細書は、この方法を特に新しいユニバーサル移動通信方式（ＵＭＴＳ）を参照して説明するが、このような技術は、他の移動無線システム用の試験装置にも同様に応用可能であることを理解すべきである。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システムにおいて、基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）との間に必要とされる２つの基本型式の通信が存在する。１つ目は、例えば音声又はパケットデータのようなユーザトラフィックである。２つ目は、前記ＢＳ及びＭＳが必要なユーザトラフィックを交換可能にするために、送信チャネルの様々なパラメタを定め、監視するために必要とされる制御情報である。
【０００３】
多くの無線通信システムにおいて、正確な電力制御は重要である。多くの通信チャンネルが同じ帯域幅を共有し、どれか一つのチャンネルにおいて高すぎる電力での送信が他のチャンネル全てにおける信号対雑音比を減少させるので、スペクトル拡散ＣＤＭＡ(Spread spectrum Code Division Multiple Access)技術を用いたシステムにおいて、正確な電力制御が特に重要である。移動局（ＭＳ）から基地局（ＢＳ）へ送信される信号のアップリンク電力制御が特に重要である。これは、ＢＳがほぼ同じ電力レベルで別々のＭＳから信号を入力する一方、各ＭＳ毎に必要とされる送信電力を最小にすることを保証する。ＢＳによってＭＳへ送信される信号のダウンリンク電力制御は、他のセル及び無線システムとの干渉を減少させるために、送信電力を最小にしながら、ＭＳが低いエラー率でＢＳから信号を入力するために必要とされる。
【０００４】
ＵＭＴＳの実施例において、電力制御は、通常閉ループ方式で動作する。アップリンク電力制御に対し、ＢＳは、ＭＳからの送信電力の必要な変化を決定し、これら変化をＴＰＣ命令(Transmit Power Control Command)によりＭＳへ知らせる。オーバーヘッドを最小にするために、ＴＰＣ命令は典型的に、既定の大きさのステップである電力の変化で、ＭＳに送信電力を増大又は減少させることを命令する。しかしながら、幾つかのシステムにおいて、ＴＰＣ命令が使用すべきステップの大きさを決めてもよい。
【０００５】
ＭＳは通常１つのＢＳと通信を行う。通話中、ＭＳは、例えば、通信リンクの品質がＭＳがＢＳから離れるに連れて低下する場合、又は異なるセルの相対トラフィック負荷が調整を必要とするとき、他のＢＳへの転移を調査したい。あるＢＳから他のＢＳへ転移するプロセスは、ハンドオーバーとして公知である。ソフトハンドオーバーとして知られるこのプロセスのバージョンにおいて、ＭＳは、（ＢＳの“アクティブセット”として公知である）複数のＢＳと通信して、あるのならばどのＢＳに転移すべきかを決定するように働く。ＭＳがこのプロセスにおいて働くとき、前記ＢＳの各々からほぼ同時にＴＰＣ命令を入力するだろう。従って、競合しているかも知れない複数のＴＰＣ命令の処理方法を決めるアルゴリズムを持たなければならない。
【０００６】
ＵＭＴＳシステムに使用するＭＳによってサポートされるべきあるアルゴリズムにおいて、ＭＳは、送信電力を調整する方法を決定するとき、各ＢＳからのＴＰＣ命令の信頼度を評価する。この評価を行う方法は、入力されたＴＰＣ命令の信号対干渉比（ＳＩＲ）の測定、同じ時間スロット内の他のシンボル（例えばパイロットシンボル）のＳＩＲの測定、及びデコード前のＴＰＣビットの実際に入力された信号振幅の測定を含み、この振幅の関数は、ソフトシンボル情報(SSI: Soft Symbol Information)として知られている。
【０００７】
ＭＳが特定の通信システム、例えばＵＭＴＳでの使用に適しているかを決定するために、それの動作が関係する標準を満たすかを決定するための適合性試験を受けなければならない。ソフトハンドオーバーを実施している間、ＭＳがＴＰＣ命令を正確に処理しているかを分析するための上記適合性試験において、ＳＩＲ又はＳＳＩのＭＳによる推定結果を評価するのは難しい。それ故に、ＭＳの振る舞いが正しいかを評価するのも難しい。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、上記問題に取り組んだソフトハンドオーバー中の無線通信装置の適合性試験の方法を提供することである。本発明の更なる目的は、ソフトハンドオーバー中の無線通信装置の必要とされる行動を特定可能にすることである。
【０００９】
本発明の第１の特徴に従い、無線通信システムに使用する二次局の適合性試験の方法を提供し、この二次局は、少なくとも２つの一次局と同時に通信するソフトハンドオーバープロセスで働く手段と、前記少なくとも２つの一次局の各々から入力される電力制御命令に応じて、出力送信電力を調節する電力制御手段も有する。この方法は、試験装置において、
−前記少なくとも２つの一次局の各々により送信される信号と同等の少なくとも２つの信号を発生し、試験中の二次局へ送信し、各信号は電力制御命令の系列を含むステップ、
−この二次局の出力送信電力を監視するステップ、及び
−この出力送信電力の関数が指定した許容誤差内にあるかを決定するステップ
を行うことを含む。
【００１０】
本発明の第２の特徴によれば、無線通信システムに使用する二次局の適合性試験用の無線試験装置が提供され、この試験装置は、本発明の第１の特徴に従う試験方法を実施する。
【００１１】
本発明により、ソフトハンドオーバー中にＴＰＣ命令を処理するＭＳの適合性試験を行う方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例は、例により、添付する図を参照して説明される。
【００１３】
図１を参照すると、無線通信システムは、一次局（ＢＳ）１００及び複数の二次局（ＭＳ）１１０を有する。このＢＳ１００は、マイクロコントローラ（μＣ）１０２、アンテナ手段１０６に接続されるトランシーバ手段（Ｔｘ／Ｒｘ）１０４、送信電力レベルを変更させる電力制御手段（ＰＣ）１０７及びＰＳＴＮ又は他の適当なネットワークに接続する接続手段１０８を有する。各ＭＳ１１０は、マイクロコントローラ（μＣ）１１２、アンテナ手段１１６に接続されるトランシーバ手段（Ｔｘ／Ｒｘ）１１４及び送信電力レベルを変更させる電力制御手段（ＰＣ）１１８を有する。ＢＳ１００からＭＳ１１０への通信は、ダウンリンク周波数チャンネル１２２で行う一方、ＭＳ１１０からＢＳ１００への通信は、アップリンク周波数チャンネル１２４で行う。
【００１４】
ソフトハンドオーバープロセスで働くＭＳ１１０は、図２に説明され、このＭＳ１１０は、３つのＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃのそれぞれとの３つの双方向通信チャンネル２２６ａ、２２６ｂ、２２６ｃを有する。所与の時間スロットにおいて、ＭＳ１１０は、ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃの各々から１つのＴＰＣ命令を３つほぼ同時に受信する。これらＴＰＣ命令を処理する方法の一実施例に従い、ＭＳ１１０は、これら３つのＴＰＣ命令の各々に対しＳＳＩを測定し、各ＳＳＩの大きさと既定の敷居値とを比較する。ＳＳＩの大きさが敷居値を越える場合、関連するＴＰＣ命令は信頼性有りとするが、敷居値を越えない場合、ＴＰＣ命令は信頼性無しとする。
【００１５】
所与の時間スロットにおいてＴＰＣ命令を結合する方法の一実施例は、この所与の時間スロットにおけるＴＰＣ命令の一つが信頼できると見なされ、“ダウン(down)”と解釈される場合、又はこの時間スロットにおけるＴＰＣ命令の全てが信頼できないと見なされ、“ダウン”と解釈される場合、ＭＳ１１０がこのＭＳの送信電力を減少させることである。そうでなければ、ＭＳ１１０は、送信電力を増大させる。
【００１６】
本発明に従うＭＳ１１０の適合性試験の方法は、ＴＰＣ命令のｎ個の系列を使用する。ｎはソフトハンドオーバ適合性試験に使用すべきＢＳ１００の数である。図３は、３つのＢＳ１００を用いて実行された上記試験におけるステップを説明するフローチャートである。
【００１７】
この方法は、ステップ３００ａから３００ｃにおいて、ソフトハンドオーバの適合性試験に使用すべき各ＢＳ１００（本実施例では３個）に対するＴＰＣ命令の１つの系列を生成することで始まる。これらＴＰＣ系列は、３つ同時のＴＰＣ命令のどんな特定の組（例えば０，１，０）も、試験中にかなり多くの回数Ｎが起こるように設計される。例えば、統計上意味のある結果にするための十分なサンプル量を供給するために、Ｎの適切な値は約２０とする。このような系列にＴＰＣ命令の全ての可能な組合せが使用される必要はない。代わりとして、ＴＰＣ命令の可能な組合せを１つ以上含む短いＴＰＣ系列がＮ回送信される。更に代わりとして、ＴＰＣ系列が疑似ランダムでもよい。
【００１８】
ステップ３０２ａから３０２ｃにおいて、各ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、ＢＳそれぞれのＴＰＣ命令の系列を同時に送信し、この送信は、送信信号を歪ませ、雑音を加える個々の無線チャンネル３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃを通過する。典型的に、これらチャンネルは、既定の特性を有し、結合された信号は、ＭＳ１１０のアンテナ入力部に直接与えられる。これらチャンネルが雑音を含まない場合、好ましくは、ＡＷＧＮ(Additive White Gaussian Noise)として雑音が加えられるべきである。これは、入力されたＴＰＣ命令に対する典型的な振幅の広がり、故にＳＳＩ又はＳＩＲ値の典型的な広がりを保証する。加えられた雑音のレベルは、使用されるチャンネルモデラー(channel modeller)の組み合わせで、入力されるＴＰＣ命令のエラー率が例えば１０％よりも悪くならないようにすべきである。
【００１９】
上記系列はＭＳ１１０により受信され、該ＭＳは、ＴＰＣ命令の各トリプレットが一緒に入力された後、ステップ３０６において、電力レベルをどの位変化させるかを決定するためにこれら命令を処理する。ＭＳ１１０の送信電力の出力の変化がステップ３０８において監視される。ＴＰＣ命令の完全な系列が入力されたとき、最初の試験が行われ、ステップ３１０において、ＭＳ１１０により生成された電力変化のパターンと電力変化の予想されるパターンとが比較される。このパターンが許容可能な場合、当該試験のこの特徴は合格となりステップ３１２へ、許容不可能な場合、不合格となりステップ３１４へ送られる。
【００２０】
電力制御変化の実際のパターンの許容度は、送信されたＴＰＣ命令のＮ個の同じ組の各々（又は組の完全な系列）に対し、ＭＳ１１０が特定のやり方で応答するこれら組の割合Ｐを決めることで判断される。このＰの値が既定値よりも高い場合、ＭＳ１１０は、ＳＩＲ又はＳＳＩの評価を正確に実行することが明らかとなり、試験に合格する。Ｐに対する適切な値は、入力されるＴＰＣ命令のエラー率及びＢＳ１００の数に依存する。１０％という最も悪い場合のエラー率及び３個のＢＳ１００の実施例に対しては、Ｐの適切な値は、約７０％となる。
【００２１】
Ｐの許容値は、ＴＰＣ命令の異なる組又は組の集合に対し別々のレベルで定められる。例えば、ＴＰＣ命令の組が正確に解釈される確率は、この組内の特定命令の関数でもあり得、この関数は、組からＴＰＣ命令を結合するのに用いられる方法に依存し得る。例えば、正確に解釈されるＴＰＣ命令を含む組［１，１，１］の割合Ｐは、ある値Ｐ_１をとり得るのに対し、正確に解釈される組［１，１，０］、［１，０，１］、［０，１，１］の割合は、他の値Ｐ_２をとり得、正確に解釈される組［０，０，１］、［０，１，０］、［１，０，０］の割合は、第３の値Ｐ_３をとり得、正確に解釈される組［０，０，０］の割合は、第４の値Ｐ_４をとり得る。
【００２２】
更なる試験が最初の試験に加え又は代わりに行われてもよい。ＴＰＣ命令の完全な系列が入力されたとき、この試験は、ステップ３１６においてＭＳ１１０の最終出力電力を決定する。この電力は、ステップ３１８において、試験開始時の出力電力に対し既定範囲内であるかを確かめる試験が行われる。既定範囲内である場合、当該試験のこの面は合格となりステップ３２０へ、範囲外の場合、不合格となりステップ３２２へ進む。
【００２３】
電力の許容範囲がどのように決定されるかの実施例として、ＭＳ１１０が結合処理を実施した後、“アップ(up)”と解釈されるべきＴＰＣ命令のｎ_ｕ個の組が送信される場合を考えてみる。例えば、各ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃから入力されたＴＰＣ命令の５％という最も悪いエラー率の場合、これら命令の組の少なくとも８５％がＭＳ１１０により正確に解釈されるべきである。それ故に、これらＴＰＣ命令の組から予想される電力変化は、（０．８５±０．１５）ｎ_ｕ（Δ_ＴＰＣ±δ_Δ）であり、ここでΔ_ＴＰＣは、ＭＳ１１０により使用される電力制御ステップサイズであり、δ_Δは、（別の試験により評価される）電力制御ステップサイズにおける許容誤差である。同じく、ＴＰＣ命令のｎ_ｄ個の組が送信される場合（これら組の各々は、結合処理後、“ダウン”と解釈されるべきである）予想される電力変化は、−（０．８５±０．１５）ｎ_ｄ（Δ_ＴＰＣ±δ_Δ）である。それ故に、この試験の終了までの全体の予想される電力変化は、（０．８５±０．１５）（ｎ_ｕ−ｎ_ｄ）（Δ_ＴＰＣ±δ_Δ）となる。この後半の試験は、低いＴＰＣエラー率、少数のＢＳ１００及びｎ_ｕとｎ_ｄとの値の差が大きい場合に有用となるであろう。これらの状態は、多くのステップサイズであり、比較的小さい予想される許容誤差を持つ全体に予想される電力変化となる。
【００２４】
上記説明において、複数のＢＳ１００が使用され、これらＢＳは信号を生成し、この信号をＭＳ１１０へ送信する。しかしながら、実際の試験システムにおいて、このような信号は、この試験システムの一部を形成する無線（ＲＦ）信号発生器によって同じように生成される。
【００２５】
本発明は、ＵＭＴＳの実施例に使用するＭＳの試験に関して述べられている。しかしながら、命令が多数の基地局から同時に入力され、この結果生じる動作が、試験中の前記装置によって内部で決定されるので、試験をすることができないような命令の特性に依存する、閉ループ電力制御を用いた如何なるシステムにも普通は応用可能である。
【００２６】
本明細書を読むことで、当業者には他の改良が明らかとなるであろう。このような改良は、無線通信装置の適合性試験の方法において既に公知であり、ここに既に開示された特徴に代わり又は加えて用いられる他の特徴を含んでいる。特許請求の範囲がこの出願において特徴の特定の組合せに対し述べられらとしても、本出願が開示する範囲は、ここに明白又は暗黙に開示された如何なる新規特徴又は如何なる新規特徴の組合せ若しくはこれら特徴の一般概念も含み、それが如何なる請求項に記載されたのと同じ発明に関するか、本発明が軽減する同じ技術的問題の幾つか又は全てを軽減したかを理解すべきである。出願人はこれにより、新しい請求項が本出願又は本出願から派生する如何なる他の出願の審査中に上記特徴及び／又はこれら特徴の組合せに対し述べられてもよいという注意を与えておく。
【００２７】
本明細書及び請求項において、要素を単数形で表すことは、このような要素が複数あることを排除するものではない。更に、「有する」という表現は、列挙された要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除するものでもない。
【００２８】
【産業上の利用】
本発明は、例えばＵＭＴＳ二次局を試験する試験装置の範囲に応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無線通信システムのブロック概略図。
【図２】 ソフトハンドオーバーのプロセスにおいてＭＳとの無線通信システムのブロック概略図。
【図３】 本発明に従いソフトハンドオーバー中の無線通信装置の適合性試験の方法を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１００ 一次局
１０２，１１２ マイクロコントローラ
１０４，１１４ トランシーバ手段
１０６，１１６ アンテナ手段
１０７，１１８ 電力制御手段
１０８ 接続手段
１２２ ダウンリンク周波数チャンネル
１２４ アップリンク周波数チャンネル

Claims (11)

1. 無線通信システムに使用する二次局の適合性試験をする方法であって、前記二次局は、少なくとも２つの一次局と同時に通信するソフトハンドオーバープロセスで働く手段を有し、前記少なくとも２つの一次局の各々から入力される電力制御命令に応じて、前記二次局の出力送信電力を調節する電力制御手段も有する方法において、前記方法は、試験装置において、
   −前記少なくとも２つの一次局の各々によって送信される信号と同じ少なくとも２つの信号を生成し、試験中の二次局へ送信し、各信号は電力制御命令の系列を含むステップ、
   −前記二次局の出力送信電力を監視するステップ、及び
   −前記出力送信電力の関数が当該電力の特定の許容誤差内にあるかを決定するステップ、
   を動作させるステップを有する方法。
2. 前記出力送信電力の関数は、前記出力送信電力の変化のパターンであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記特定の許容誤差は、同時に送信される出力制御命令のそれぞれの組合せに対し異なっていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記出力送信電力の前記関数は、前記試験の開始時の電力と前記試験の終了時の電力との差であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
5. 前記二次局が出力送信電力の必要な変化を決定するのに、前記入力された電力制御命令の信頼性の推定を使用する請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
6. 前記電力制御命令の系列は、疑似ランダムであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法。
7. 前記電力制御命令の系列は、前記少なくとも２つの信号の各々の一部として同時に送信される命令の特定の組合せが、前記試験中にかなりの回数起こるように配されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法。
8. 前記電力制御命令の系列は、各系列における電力制御命令のサブ系列が前記試験中にかなりの回数連続して送信されるように配されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法。
9. 前記電力制御命令の少なくとも２つの系列の各々における前記サブ系列は、同じ数の命令を含み、同時に始まることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記かなりの回数が少なくとも２０であることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の方法。
11. 無線通信システムに使用する二次局の適合性試験をする無線試験装置であって、前記試験装置は、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の試験方法を実施する手段を有する無線試験装置。

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