DE10065937A1

DE10065937A1 - Method and arrangement for measuring the bit error rate and / or block error rate of a mobile phone

Info

Publication number: DE10065937A1
Application number: DE10065937A
Authority: DE
Inventors: Ralf Plaumann; Max Winkelhofer
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-05-23

Abstract

Zum Messen der Bitfehlerrate und/oder Blockfehlerrate (BLER) eines Mobiltelefons (DUT) wird aus einem Meßgerät (CMU) in das Mobiltelefon (DUT) ohne Aktivierung des RLC-MAC-Protokolls ein Testsignal mit einer üblichen Datenrahmenstruktur eingespeist; dieses Testsignal wird im Mobiltelefon (DUT) demoduliert und decodiert und dann neu codiert und moduliert wieder zum Meßgerät (CMU) zurückübertragen; im Meßgerät (CMU) wird dieses rückübertragene Signal mit dem ursprünglichen Testsignal verglichen und daraus schließlich die Bitfehlerrate und/oder Blockfehlerrate (BLER) berechnet.To measure the bit error rate and / or block error rate (BLER) of a mobile phone (DUT), a test signal with a conventional data frame structure is fed from a measuring device (CMU) into the mobile phone (DUT) without activation of the RLC-MAC protocol; this test signal is demodulated and decoded in the mobile telephone (DUT) and then re-encoded and modulated and transmitted back to the measuring device (CMU); In the measuring device (CMU), this retransmitted signal is compared with the original test signal and the bit error rate and / or block error rate (BLER) is finally calculated therefrom.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Messen der Bitfehlerrate (BER) und/oder der Blockfehlerrate (BLER) eines Mobiltelefons.The invention relates to a method and an arrangement for Measure the bit error rate (BER) and / or the block error rate (BLER) of a mobile phone.

Die sog. Bitfehlerrate bzw. Blockfehlerrate ist bei modernen Mobiltelefonen (Mobiles) eine wichtige Kenngröße. Für Mobiltelefone nach GSM-Norm GSM_04.14 ist für die Messung der Bitfehlerrate ein spezielles Testmodekommando (GPRS_Test_Mode_CMD) definiert. Durch dieses Kommando wird das Mobiltelefon in einen speziellen Testmode gebracht, im Mobiltelefon wird nach dem Kanaldecoder und vor dem Kanalcoder eine Verbindungsschleife geschlossen. Vor der eigentlichen Messung und der Aussendung des Testmodekommandos zum Mobiltelefon muß eine übliche GPRS Attach (Anmeldung) durchgeführt werden, anschließend muß eine entsprechende Datenverbindung TBF aufgebaut werden. Dies bedeutet einen großen Signalisierungsaufwand, der sehr zeitaufwendig ist, so daß eine Messung der Bitfehlerrate mit Hilfe dieses Testmodekommandos unverhältnismäßig viel Zeit kostet (die bisher im Text und auch anschließend benutzten Abkürzungen von englischsprachigen Definitionen sind zwischenzeitlich in der Mobilfunktechnik standardisiert und werden im Detail beispielsweise in der internationalen GSM- Spezifikation näher erläutert).The so-called bit error rate or block error rate is in modern Mobile phones (mobiles) an important parameter. For Mobile phones according to GSM standard GSM_04.14 is for the measurement the bit error rate a special test mode command (GPRS_Test_Mode_CMD) defined. With this command put the mobile phone in a special test mode, in Mobile phone is after the channel decoder and before Channel encoder closed a connection loop. Before the actual measurement and the transmission of the Test mode commands to the mobile phone must be a common GPRS Attach (registration) must be carried out, then must a corresponding data connection TBF can be established. This means a great deal of signaling, which is very is time consuming, so that a measurement of the bit error rate with With the help of this test mode command, a disproportionate amount of time costs (the previously used in the text and also afterwards Abbreviations of English language definitions are meanwhile standardized in mobile radio technology and are described in detail in international GSM Specification explained in more detail).

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung aufzuzeigen, mit dem die Bitfehlerrate bzw. Blockfehlerrate eines Mobiltelefons wesentlich schneller gemessen werden kann, sowie ein entsprechend ausgerüstetes Mobiltelefon vorzuschlagen.It is an object of the invention, a method and a Show arrangement with which the bit error rate or Block error rate of a mobile phone is much faster can be measured, as well as a suitably equipped To propose a mobile phone.

Diese Aufgabe wird gemäß einem Verfahren nach Anspruch 1, einer Anordnung nach Anspruch 2 und einem Mobiltelefon nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen insbesondere bezüglich der gleichzeitigen Messung der Blockfehlerrate ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved according to a method according to claim 1, an arrangement according to claim 2 and a mobile phone Claim 10 solved. Advantageous further training especially with regard to the simultaneous measurement of the Block error rate result from the subclaims.

Gemäß der Erfindung ist für die Messung keine vorhergehende Signalisierung zwischen Meßgerät und zu messenden Mobiltelefon erforderlich, die RLC/MAC-Einheit des Mobiltelefons wird für die Messung nicht aktiviert. Dadurch wird erhebliche Zeit gespart. Gemäß der Erfindung wird das zu messende Mobiltelefon direkt beispielsweise über Kabel mit dem Meßgerät verbunden und nach normaler BCCH- Synchronisation wird vom Meßgerät das entsprechend der Übertragungsnorm des zu messenden Mobiltelefons codierte Testsignal, das eine beliebige Datenbitfolge aufweist, in das Mobiltelefon eingespeist und von dort aus dann wieder zum Meßgerät zurückübertragen, so daß durch einen Vergleich mit dem ursprünglich vom Meßgerät gesendeten Testsignal Bitfehler festgestellt werden können, die im Demodulator bzw. Decoder des Mobiltelefons entstehen. Gleichzeitig ist auf diese Weise auch eine einfache Messung der sog. Blockfehlerrate möglich, indem beim Vergleich im Meßgerät festgestellt wird, welche rückübertragenen Radio-Blöcke gegenüber den ursprünglichen Radio-Blöcken des Testsignals fehlerhaft sind.According to the invention, there is no previous one for the measurement Signaling between the measuring device and the one to be measured Mobile phone required, the RLC / MAC unit of the Mobile phones are not activated for the measurement. Thereby considerable time is saved. According to the invention Mobile phone to be measured directly, for example via cable connected to the measuring device and according to normal BCCH Synchronization is done by the measuring device according to the Coded transmission standard of the mobile phone to be measured Test signal, which has any data bit sequence, in the mobile phone is fed in and then from there again transferred back to the measuring device so that by comparison with the test signal originally sent by the measuring device Bit errors can be found in the demodulator or decoder of the mobile phone. At the same time in this way also a simple measurement of the so-called Block error rate possible by comparing in the measuring device it is determined which retransmitted radio blocks compared to the original radio blocks of the test signal are faulty.

Diese daraus ableitbare Blockfehlerrate ist zwar nicht exakt gleich mit der nach der GSM-Norm 11.10-1, Kapitel 14.16 (GPRS) und 14.18 (EGPRS) definierten Blockfehlerrate, da bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht die Fehler im Header der Radio-Blöcke gemessen werden, sondern nur die Fehler des Datenteils der Radio-Blöcke. Der Zusammenhang zwischen der auch die Header der Radio-Blöcke berücksichtigenden Blockfehlerrate und der diese Header nicht berücksichtigenden sog. Datenblockfehlerrate kann für die jeweiligen Codierverfahren und verwendeten Datenraten bestimmt werden und ist somit bekannt. Damit kann aus dieser sog. Daten-Blockfehlerrate die eigentliche Blockfehlerrate nach der GSM-Norm berechnet werden. Für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es im übrigen nur erforderlich, daß am zum messenden Mobiltelefon über das dort vorgesehene Testinterface die erwähnten Verbindungsschleifen, die bei bisherigen Mobiltelefonen nur über die eigentliche Signalisierung aktivierbar sind, vom Benutzer zu Testzwecken eingeschaltet werden.The block error rate that can be derived from this is not exact same as that according to the GSM standard 11.10-1, chapter 14.16 (GPRS) and 14.18 (EGPRS) defined block error rate because at the arrangement according to the invention does not contain the errors in the header of the radio blocks are measured, but only the errors of the Data part of the radio blocks. The connection between the also take into account the headers of the radio blocks Block error rate and this header is not taking into account the so-called data block error rate for the respective coding method and data rates used be determined and is therefore known. So that from this the so-called data block error rate is the actual block error rate calculated according to the GSM standard. For the execution of the The method according to the invention is otherwise only required that on the mobile phone to be measured via the test interface provided there the mentioned Connection loops that only exist with previous mobile phones can be activated via the actual signaling from Users are turned on for testing purposes.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is illustrated below on the basis of schematic Drawings explained in more detail using an exemplary embodiment.

Im Ausführungsbeispiel soll die Bitfehlerrate BER bzw. die Blockfehlerrate BLER eines Mobiltelefons DUT nach GSM- Spezifikation GSM04.14, gemessen werden. In Fig. 1 ist von dem zu messenden Mobiltelefon DUT nur der für das erfindungsgemäße Verfahren erforderliche Teil dargestellt. Gleiches gilt für das für die Messung benutzte Meßgerät CMU. Das Meßgerät umfaßt einen bei Mobiltelefonen üblichen Kanalcodierer 1, mit dem eine sog. Multiframe-Datenstruktur gemäß Fig. 2 erzeugbar ist, die aus zwölf aufeinanderfolgenden Radio-Blöcken B0 bis B11 mit dazwischen liegenden Leerrahmen X und insgesamt 52 TDMA-Rahmen besteht.In the exemplary embodiment, the bit error rate BER or the block error rate BLER of a mobile phone DUT according to the GSM specification GSM04.14 is to be measured. In Fig. 1 of the mobile phone DUT to be measured, only the part required for the method according to the invention is shown. The same applies to the CMU measuring device used for the measurement. The measuring device comprises a channel encoder 1 which is customary in mobile telephones and with which a so-called multiframe data structure according to FIG. 2 can be generated, which consists of twelve successive radio blocks B0 to B11 with empty frames X in between and a total of 52 TDMA frames.

Für die Messung wird in dem Zufallsgenerator 3 eine Bit- Folge erzeugt, im Kanalcodierer 1 gemäß GSM-Spezifikation 05.03 codiert, im Modulator 4 moduliert und in die Hochfrequenzlage umgesetzt.For the measurement, a bit Sequence generated in the channel encoder 1 according to the GSM specification 05.03 encoded, modulated in modulator 4 and into the High frequency situation implemented.

Das Mobiltelefon DUT wird mit seinem Hochfrequenzeingang 6 (Antenne) unmittelbar beispielsweise über ein Kabel mit diesem Ausgang 5 des Meßgerätes verbunden, im Demodulator 7 demoduliert, und im Kanaldecoder 8 decodiert. Zur Rückübertragung der Daten vom Mobiltelefon DUT zum Meßgerät CMU ist ein Kanalcodierer 9 mit anschließendem Modulator 10 vorgesehen, das so erzeugte modulierte Ausgangssignal des Mobiltelefons wird wieder über Kabel vom Ausgang 11 unmittelbar dem Eingang 12 des Meßgerätes zugeführt, dort im Demodulator 13 demoduliert und im Kanaldecoder 14 decodiert. Die rückübertragenen Bits werden in einem Analysator 15 ausgewertet, wie dies nachfolgend näher erläutert wird. The mobile phone DUT is connected to its high-frequency input 6 (antenna) directly, for example via a cable, to this output 5 of the measuring device, demodulated in the demodulator 7, and decoded in the channel decoder 8. For the retransmission of the data from the DUT mobile phone to the CMU measuring device, a channel encoder 9 with a subsequent modulator 10 is provided, the modulated output signal of the mobile phone thus generated is again fed via cable from the output 11 directly to the input 12 of the measuring device, where it is demodulated in the demodulator 13 and in the channel decoder 14 decoded. The retransmitted bits are evaluated in an analyzer 15, as will be explained in more detail below.

Im Mobiltelefon DUT ist eine erste Verbindungsschleife 16 zwischen Ausgang des Demodulators 7 und Eingang des Modulators 10 vorgesehen und eine zweite Verbindungsschleife 17 zwischen Ausgang des Kanaldecoders 8 und Eingang des Kanalcoders 9. Diese Verbindungsschleifen können über das schematisch angedeutete Testinterface 18 des Mobiltelefons vom Benutzer ein- und ausgeschaltet werden.There is a first connection loop 16 in the mobile phone DUT between the output of the demodulator 7 and the input of the Modulator 10 provided and a second connection loop 17 between the output of the channel decoder 8 and the input of the Channel encoder 9. These connection loops can be via the schematically indicated test interface 18 of the mobile phone can be switched on and off by the user.

Zur Messung der Bitfehlerrate BER wird ohne Aktivierung des RLC/MAC-Protokolls in der Einrichtung 19 des Mobiltelefons DUT, also ohne Signalisierungsaufwand, das im Meßgerät CMU erzeugte Testsignal vom Ausgang 5 dem Eingang 6 zugeführt. In einem ersten Schritt synchronisiert sich das Mobiltelefon DUT in üblicher Weise auf einen normalen Kontrollkanal BCCH und erzielt somit die Synchronisation mit der zugeführten Datenfolge des Testsignals. Nach der Synchronisierung überträgt das Meßgerät die GPRS/EGPRS codierten Radio-Blöcke B0 bis B11 gemäß Fig. 2 zum DUT. Alle Radio-Blöcke sind gemäß dem gleichen Codierschema codiert. Für die Messung der Bitfehlerrate BER wird im DUT über den Benutzer die Verbindungsschleife 17 geschlossen, so daß alle Daten vom Ausgang des Kanaldecoders 8 unmittelbar wieder dem Kanalcoder 9 zugeführt werden und dort mit der gleichen Kanalcodierung codiert zum Eingang 12 des Meßgerätes rückübertragen werden. Auf diese Weise wird Radio-Block für Radio-Block im DUT decodiert und anschließend durch gleiche Codierung wieder zum Meßgerät zurückübertragen. Die zu benutzende Kanalcodierung wird über das Testinterface 18 des Mobiltelefons so eingestellt, daß sie mit der Kanalcodierung des Meßgeräts, die im Kanalcodierer 1 benutzt wird, übereinstimmt.To measure the bit error rate BER, the test signal generated in the CMU measuring device is fed from the output 5 to the input 6 without activating the RLC / MAC protocol in the device 19 of the mobile telephone DUT. In a first step, the mobile phone DUT synchronizes itself in the usual way on a normal control channel BCCH and thus achieves synchronization with the supplied data sequence of the test signal. After synchronization, the measuring device transmits the GPRS / EGPRS coded radio blocks B0 to B11 according to FIG. 2 to the DUT. All radio blocks are coded according to the same coding scheme. For the measurement of the bit error rate BER, the connection loop 17 is closed in the DUT via the user, so that all data from the output of the channel decoder 8 are immediately fed back to the channel encoder 9 and coded there with the same channel coding are transmitted back to the input 12 of the measuring device. In this way, radio block by radio block is decoded in the DUT and then transmitted back to the measuring device by the same coding. The channel coding to be used is set via the test interface 18 of the mobile telephone in such a way that it corresponds to the channel coding of the measuring device which is used in the channel encoder 1.

Im Analysator 15 des Meßgerätes CMU werden die einzelnen Bits vom Ausgang des Kanaldecoders 14 des rückübertragenen Testsignals mit der Bitfolge des Zufallsgenerators 3, also mit der Bitfolge des ursprünglichen Testsignals verglichen und daraus dann die Bitfehlerrate berechnet. Wenn beispielsweise beim Vergleich von insgesamt tausend Bits drei Bits nicht übereinstimmen so wird auf diese Weise eine Bitfehlerrate von 0,3% berechnet und am Meßgerät CMU entsprechend angezeigt.In the analyzer 15 of the measuring device CMU, the individual Bits from the output of the channel decoder 14 of the retransmitted Test signal with the bit sequence of the random generator 3, that is compared with the bit sequence of the original test signal and then calculated the bit error rate. If for example when comparing a total of a thousand bits three bits do not match so one becomes one Bit error rate of 0.3% calculated and on the CMU measuring device displayed accordingly.

Aus den gefundenen Bitfehlern wird auch die Blockfehlerrate (BLER) ermittelt, indem alle RLC-Blöcke, welche mindestens einen Bitfehler enthalten, als Blockfehler gezählt werden.The bit error rate also becomes the block error rate (BLER) determined by all RLC blocks, which at least contain a bit error, are counted as block errors.

Da beim GSM-Ausführungsbeispiel nur der Datenteil 21 der Radio-Blöcke (Fig. 3) ausgewertet wird und nicht der Header, entspricht der auf diese Weise ermittelte Block- Fehlerratenwert nicht der Blockfehlerrate gemäß GSM- Definition. Der gemäß der Erfindung ermittelte Wert wird deshalb als Datenblockfehlerrate DBLER bezeichnet. Da Fehler im Header oder im USF-Feld des Radio Blockes nicht berücksichtigt werden ist dieser DBLR-Wert stets geringer als der BLER gemäß GSM-Norm. Der Zusammenhang zwischen DBLER und BLER ist jedoch bekannt und ist für zwei Codierverfahren CS-1 und CS-4 in den Fig. 4 und 5 in Abhängigkeit von der Bitfehlerrate grafisch dargestellt. Es ist somit möglich, über die gemäß der Erfindung gemessene DBLER die eigentliche BLER zu bestimmen, indem die ebenfalls in den Fig. 4 und 5 eingezeichnete Differenz zwischen diesen Werten bei der Berechnung entsprechend berücksichtigt wird. Da bei dem Codierverfahren CS-4 der Datenteil des Blockes wesentlich größer ist als der Header ist auch die Differenz zwischen DBLER und BLER nur gering. Bei Codern mit noch höherer Datenrate, z. B. MCS-5 bzw. MCS-9 ist die Differenz noch geringer und praktisch vernachlässigbar.Since only the data part 21 of the radio blocks ( FIG. 3) is evaluated in the GSM exemplary embodiment and not the header, the block error rate value determined in this way does not correspond to the block error rate according to the GSM definition. The value determined according to the invention is therefore referred to as the data block error rate DBLER. Since errors in the header or in the USF field of the radio block are not taken into account, this DBLR value is always lower than the BLER according to the GSM standard. However, the relationship between DBLER and BLER is known and is shown graphically for two coding methods CS-1 and CS-4 in FIGS. 4 and 5 as a function of the bit error rate. It is thus possible to determine the actual BLER using the DBLER measured according to the invention, by taking the difference between these values, which is also shown in FIGS . 4 and 5, into account accordingly in the calculation. Since in the coding method CS-4 the data part of the block is significantly larger than the header, the difference between DBLER and BLER is only slight. For encoders with an even higher data rate, e.g. B. MCS-5 or MCS-9, the difference is even smaller and practically negligible.

Claims

1. A method for measuring the bit error rate and / or block error rate of a cell phone, characterized in that a test signal with a data frame structure is fed from a measuring device into the cell phone, which consists of several successive data blocks and is coded according to the data transmission standard of the cell phone to be measured, this Test signal is demodulated and decoded in the mobile phone and then re-encoded and modulated is transmitted back to the measuring device, where it is compared with the original test signal and finally the bit error rate and / or block error rate is calculated.

2. Arrangement for measuring the bit error rate and / or block error rate of a mobile phone (DUT)
by a measuring device (CMU) that generates a test signal at an output ( 5 ) at a predetermined frequency (RF) with a data frame structure consisting of several successive data blocks (B0 to B11) and coded according to the data transmission standard of the mobile phone to be measured .
the input ( 6 ) of the mobile phone to be measured (DUT) is connected directly to this output ( 5 ) of the measuring device (CMU) and the test signal of the measuring device is fed into the mobile phone (DUT) synchronized to the data frame structure of the test signal without prior signaling, demodulated there and decoded and then re-encoded and modulated from the mobile phone (DUT) to the measuring device (CMU), then compared in the measuring device with the original test signal and finally the bit error rate (BER) and / or block error rate (BLER) is calculated in the measuring device (CMU) becomes.

3. Arrangement according to claim 2, characterized, that for a cell phone working according to the GSM standard (DUT) the test signal from a data frame structure with GPRS / EGPRS encoded radio blocks.

4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized, that in the mobile phone to be measured (DUT) all in succession successive radio blocks and thus by comparison for all radio blocks of the test signal Bit error rate and / or block error rate is determined.

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized, that all radio blocks according to the same coding scheme are channel coded.

6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized, that for testing between meter and cell phone agreed physical parameters, in particular Carrier frequency and coding scheme, via the test interface (18) of the mobile phone (DUT) can be entered in this.

7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized, that when comparing the test signals in the measuring device faulty radio blocks are counted and from that the Block error rate is calculated.

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that when comparing the retransmitted test signal with the original test signal in the measuring device in each case only the data bits ( 21 ) of the radio blocks without an associated header are evaluated.

9. Arrangement according to claim 8, characterized, that the relationship between the block error rate, which is for the coding method used with and without Taking into account the header of the radio blocks results in corresponding to the calculation of the block error rate is taken into account.

10. Mobile phone for a method according to claim 1 or one Measuring arrangement according to one of claims 2 to 9 with Connection loops (16, 17) can be switched on for test purposes direct connection of the output of the demodulator (7) with the input of the modulator (10) and / or the output of the channel decoder (8) with the input of the channel encoder (9) characterized, that these connection loops (16, 17) immediately on Mobile phone (DUT) can be switched on and off.