JP2002511224A - Ｒｆ通信システムにおけるテスト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＲＦ通信システムにおけるテスト方法が記載されている。通信システムにおいて、少なくとも１つのＲＦ通信チャネルがＲＦ通信帯域の既知の搬送周波数に存在している。本方法に従い、通信帯域中に存在するＲＦ診断周波数を有する診断信号が、線形パワー増幅器のような、被テスト回路に導入される。診断信号は、ＤＳＰを単純化するような診断目的のために中間周波にダウン・コンバートされる。診断周波数は、通信チャネルの既知の搬送周波数に基づいて、イメージ帯域として通信チャネルが診断信号とともにダウン・コンバートされないように選択される。送信機及び他のテスト方法も記載されている。

Description

【発明の詳細な説明】 ＲＦ通信システムにおけるテスト 本発明は、ＲＦ通信システムにおけるテストに関し、特に通信帯域中の複数の 通信チャネルを用いて、基地局が複数の移動局（例えば移動電話）と通信を行う 移動通信ネットワークに関するものである。 以下、本発明は、それぞれが適当な受信回路を備えた１つ又はそれ以上の移動 局に、データを送信するように動作する基地局における送信機と関連して記載さ れる。しかしながら、移動局はまた送信用の回路を備え、基地局も適当な受信回 路を備えることもあり、したがって、本発明の態様はここでは基地局又は移動局 の何れにも適切に適用することが可能である。 加えて、本発明は、ここでは広帯域コード分割多元アクセス（Ｗ−ＣＤＭＡ） 通信と関連して記載されている。Ｗ−ＣＤＭＡ通信に従えば、送信されるデータ は送信機において選択された搬送周波数上で変調される変調信号の形式で発生す る。その変調における搬送周波数は、選択された搬送周波数をほぼ中心とする予 め決められた帯域幅の送信チャネルの形式である。予め決められた送信帯域は、 搬送周波数と必然的な送信チャネルが存在しなければならない各送信機に対して 割り当てられている。送信機中の制御器が、送信のための適当な搬送周波数の選 択を管理している。送信帯域の帯域幅及び各送信チャネルの変調信号の帯域幅は 、適当な標準によって管理されている。１つの標準に従えば、送信帯域は２．１ １ＧＨｚと２．１７ＧＨｚとの間に存在する帯域幅６０ＭＨｚを有しており、変 調信号の帯域幅は５ＭＨｚである。 送信回路のテストを必要をする多くの場合がある。１つの例は、送信に先立っ て通信チャネルを処理するために必要な送信回路のセット・アップや初期化であ る。他の例は、通常状態での使用中における送信回路の動作の監視である。さら に他の例として、送信回路における欠陥の診断もある。これらの又は他の類似す るテストプロセスのために、送信回路に導入され、送信回路で処理されて、そし てさらに診断又はテスト手順に従って処理される診断信号を使用することが知ら れている。 診断信号が送信回路の通常動作周波数に近い周波数にある場合には、明確な利 点がある。すなわち、診断信号が、送信機が動作する選択された送信帯域内の周 波数にある場合には有利である。しかしながら、上に例示したレベルのＲＦ周波 数に対して、又はさらに一般的には例えば４００ＭＨｚから２．４ＧＨＺの範囲 に対しては、通常のデジタル信号処理装置が動作するには周波数が高すぎるので 、診断信号による診断又はテスト手順を実行することが難しい。 本発明の目的は、送信に用いられるＲＦ周波数より充分に低い中間周波におい て診断又はテスト手順の実行を許容することによって、これらの困難を克服する ことにある。 この目的の達成を試みる場合に生じる１つの問題は、送信帯域中の周波数にあ る診断信号が単純にはより低い中間周波にダウン・コンバート（ｄｏｗｎ ｃｏ ｎｖｅｒｔ）することができないということである。この理由を図１を参照して 記載する。図１は図式化した周波数チャートであり、省略部を有する横軸は、１ ００ＫＨｚ又は数ＭＨｚ台の低い周波数から数百ＭＨｚからＭＨｚ台の高い周波 数の周波数範囲の変化を示している。ＣＢは通信帯域を表しており、ＬＯは通信 帯域ＣＢをダウン・コンバートするのに使用される局部発振信号を表している。 局部発振信号ＬＯと通信帯域ＣＢとの間 の周波数の差分△は、ダウン・コンバージョン（ｄｏｗｎ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏ ｎ）後の所望の中間周波に従って選択可能である。しかしながら、存在するダウ ン・コンバージョン回路は、通信帯域のみならず、局部発振信号ＬＯの他の側に △と同様の周波数だけ離れて位置するいわゆるイメージ帯域ＩＢをもダウン・コ ンバートしてしまう。このように、図１に矢印で示しているように、所望の通信 帯域及び望まないイメージ帯域が同時に、より低い中間周波にあるダウン・コン バート帯域ＤＢへダウン・コンバートされる。 このように、診断信号が通信帯域に位置する場合、それをダウン・コンバート しようとする試みは、ダウン・コンバージョン中のイメージ帯域に偶然存在する 有用な送信チャネルをダウン・コンバートしてしまうというリスクを有する。 本発明の１つに態様に従って、ＲＦ通信帯域中の既知の搬送周波数に少なくと も１つのＲＦ通信チャネルが存在するＲＦ通信システムにおけるテスト方法が提 供され、その方法は、 通信帯域中に存在するＲＦ診断周波数にある診断信号を被テスト回路に導入し 、そして 被テスト回路によって処理された後、診断信号を診断目的のために中間周波へ ダウン・コンバートし、そこで診断周波数は、少なくとも１つの通信チャネルの 既知の搬送周波数に基づいて、通信チャネルが診断信号とともにイメージ帯域と してダウン・コンバートされないように選択されるというものである。 診断信号が送信回路に導入され、送信機が動作する場合、その方法は特に適用 可能である。ここで、記載される実施形態において、送信回路は、送信に先立っ て少なくとも１つの通信チャネルを処理する線形化パワー増幅器を有している。 本発明は、線形化パワー増幅器の線形性が通信帯域での動作を最適化するように 設計されてい るので、このような状況で特に有用である。その状況において、診断信号は送信 に先立って通信帯域から除去される。 しかしながら、テスト方法は、また診断環境における受信機においても動作さ れ、そこで診断信号は、少なくとも１つの通信チャネルを受信する被テスト受信 回路で受信される。 線形パワー増幅器のための診断信号に関連して、１つの周波数又は純音（ｐｕ ｒｅ ｔｏｎｅ）が使用される。 受信回路の診断信号に関連して、予め決められた帯域幅の動作送信チャネルに 用いられるテストデータが送信される。 他の態様に従って、本発明は、ＲＦ通信システムのための送信機を提供し、そ れは、 送信に先立ってＲＦ送信帯域中の通信チャネルを処理するための送信回路、 送信のための少なくとも１つの通信チャネルの搬送周波数であって且つＲＦ通 信帯域に存在する搬送周波数を選択し、診断周波数における診断信号をテスト目 的で送信回路に導入するためにＲＦ通信帯域中の診断周波数を選択するように動 作可能である制御器、及び 送信回路による処理後に診断目的の為に診断信号を中間周波へダウン・コンバ ートするための手段を有し、ここに診断周波数は、少なくとも１つの通信チャネ ルの既知の搬送周波数に基づいて、通信チャネルが診断信号とともにダウン・コ ンバートされないように選択されるものである。 好ましくは、その制御器はまた、診断信号をダウン・コンバートするのに用い られる局部発振信号を選択する。しかしながら、これは、他の回路部分によって 選択されることができ、又予め設定されることもできる。しかしながら、ダウン ・コンバートされた中間周波が固定されるように、診断周波数に応じてそれが変 化することが 望ましい（診断周波数と局部発振周波数との間に差が存在するので）。 診断信号が線形パワー増幅器に用いられたとき、送信機は送信に先立って診断 信号をキャンセルする回路を含むことができる。 移動通信環境において、送信機は、送信されるべきデータを表す変調信号とと もに選択された搬送周波数を変調するための手段を含む。既に述べたように、本 発明は特に広帯域ＣＤＭＡ環境での使用に適している。 本発明のさらなる態様に応じて、それぞれ既知の搬送周波数に存在する少なく とも２つのＲＦ通信チャネルがＲＦ通信帯域に存在するＲＦ通信システムにおけ るテスト方法が提供され、その方法は、診断目的のためにダウン・コンバートす る信号を用いて、ＲＦ通信チャネルの１つを中間周波にダウン・コンバートする ステップを有し、ここに、ダウン・コンバートする信号の周波数は、通信チャネ ルの既知の搬送周波数に基づいて、他の通信チャネルがイメージ周波数としてダ ウン・コンバートされた通信チャネルとともにダウン・コンバートされないよう に、選択される。 本発明をより理解する為に、および同様の効果がどのようにして果たされるか を示すために、図面を伴った実施形態が参照される。 図１は、高い周波数のダウン・コンバートの効果を図示している。 図２は、本発明に関連して図示された略図である。 図３は、送信機の線形パワー増幅器における診断の１つ実施形態を図示した回 路図である。 図４は、図３の送信機に使用される制御器の要素のブロック図である。 図５は、周波数選択の１つの例を示したものである。 図６ａ〜図６ｄは、ダウン・コンバートする局部発振周波数の選択の異なった 例を表している。 本発明は、図２に概略化して図示したような移動通信環境の場面において説明 される。基地局ＢＴＳは、ＲＦ通信チャネルＣＣを経由して複数の移動局ＭＳと 通信することが可能である。基地局及び移動局は、予め選択され、送信されるべ きデータが変調された送信搬送周波数に基づいた送信チャネルを使用してデータ を送信する。 図３は、基地局ＢＴＳに配置又は各移動局MSに配置されることができる送信機 内の電子回路の回路図である。その電子回路は、例えば５ＭＨｚの予め決められ た帯域幅を有する変調信号ｆｍを発生し、送信されるべきデータを表すデータ発 生器２を有している。ミキサ４は、変調信号ｆｍ及び第１の発振器６によって発 生された搬送周波数ｆｃを受取る。その第１の発振器６は、制御器８によって制 御される。また、その制御器８は、診断周波数ｆｐを発生する第２の発振器１０ 及び局部発振信号ＬＯを発生する第３の発振器１２を制御する。線形パワー増幅 器１４は、搬送周波数ｆｃ及び変調信号ｆｍを有する送信チャネルｆＴＸを受取 る。増幅器１４の出力は、カプラ１６を経由してキャンセル回路１８へ、最終的 には送信のためにアンテナ２０に供給される。 従来知られているように、適当なフィルタが含まれている。第２の発振器１０ によって発生された信号ｆｐは、線形パワー増幅器１４のためのパイロット・ト ーン（ｐｉｌｏｔ ｔｏｎｅ）として働く。線形パワー増幅器１４の出力の一部 がカプラ１６で抽出され、局部発振信号ＬＯを受取るダウン・コンバージョン回 路２２に供給される。そのダウン・コンバージョン回路２２は、診断信号２４を 低い中間周波で発生するために局部発振信号ＬＯを使用する。その診断信号２４ は、診断手順を実行するためにデジタル信号処理器２ ６に供給される。キャンセル回路１８は、アンテナ２０からの送信に先立って、 送信信号ｆＴＸからパイロット・トーンを取り除く。 制御器は、搬送周波数データをオンライン２８で中央システムから受取る。図 ４に示されているように、このデータは、第２の発振器１０によって発生される 発振信号の周波数を制御することによってパイロット・トーンの周波数を制御す るために使用される。制御器８は、特定の基地局又は移動局に対して予め決めら れた設定でライン上に送信信号ｆＴＸを発生するために適当な搬送周波数ｆｃを 選択する。このようにするために、制御器は、送信帯域の帯域幅と送信帯域の最 大及び最小周波数に関する情報、さらに、その帯域内で使用することを許可され ている送信チャネルに関する情報を保持している。制御ロジック２８は、この情 報を解析し、パイロット・トーンがダウン・コンバートされたとき、使用中の他 の送信チャネルがダウン・コンバージョンの間にイメージ帯域中に存在しないよ うに、パイロット・トーンのための適当な周波数を決定する。制御ロジック２８ によってなされた適当な選択は、それによって第２の発振器１０を制御する周波 数シンセサイザ３０に供給される。 また、局部発振信号ＬＯの周波数は、パイロット・トーンをダウン・コンバー トして、予め定義された中間周波にするために、第３の発振器１２の制御を通じ て制御器８によって選択され得る。これは、固定された中間周波を許容するとい う利点を有しているので、フィルタ２９のようなフィルタ及び他の回路が予め決 められた周波数で動作するように設定され得る。また、予め決められた周波数に 固定された信号を受取ることは、デジタル信号処理器２４の動作を単純化する。 説明された実施形態において、周波数の選択は、ライン上の制御器８によって 、 ｆｃが２１１０ＭＨｚから２１７０ＭＨｚの範囲に存在し、 各送信チャネルは、５ＭＨｚの帯域幅（ｆｍ＝２．５ＭＨｚ）を有し、 ｆｐ＝ｆｃ±（ｆｍ＋ｆｘ）、ここでｆｘは、Ｗ−ＣＤＭＡシステムのための 例えば１００ＫＨｚから２．５ＭＨｚの範囲に存在し、 ｆＬＯ＝ｆｐ±ｆｙ、ここでｆｙは、例えば１００ＫＨｚから１．２５ＭＨｚ の範囲に存在するようなＤＳＰ２６の処理能力に応じて選ばるように実行される 。 図５は、周波数ｆｃ、ｆｐ及びｆＬＯの選択についての１つの例を図示してい る。図５において、２つの送信チャネルｆＴＸ１及びｆＴＸ２が記載され、それ ぞれは５ＭＨｚの帯域幅及び搬送周波数ｆｃを有する。ＦＲは、上述した基準に したがってｆｐ及びｆｃｏが選択された周波数範囲を示している。ダウン・コン バートされた診断信号は、２４として示され、ベースバンドフィルタの通過帯域 を示す点線によって囲まれている。ダウン・コンバートされた診断信号２４の周 波数は、ダウン・コンバージョン回路２２のためのダウン・コンバート信号ｆＬ Ｏを発生するために使用される差分周波数ｆｙであることが好ましい。 このように、記載された実施形態において、線形化パワー増幅器１４がキャリ ブレーションの目的のために狭帯域のパイロット・トーンに使用される。送信チ ャネルｆＴＸは、広周波数帯域（ここで記載された実施形態では６０ＭＨｚ）内 のチャネルのどれにでもなりうる。キャリブレーション・トーン（ｃａｌｉｂｒ ａｔｉｏｎ ｔｏｎｅ）は、送信のための周波数帯域内に配置されているが、そ れ自身の送信チャネルとは重複することができない。このように、キャリブレー ション・トーンの位置は固定されていないが、その代 わりに、送信周波数に関する利用可能な情報を用いて、送信とは離れて、ダウン ・コンバージョン内でのイメージ周波数における送信チャネルを有しない周波数 に配置されている。 ダウン・コンバートされた発振周波数ｆＬＯの選択は、他の目的にも使用する ことができる。それは、診断目的のための線形パワー増幅器１４の後で、送信チ ャネルｆＴＸそれ自身がダウン・コンバートされることができるということであ る。このように、診断手順のために帯域幅５ＭＨｚのＲＦ周波数（例えば、２． １１の範囲から２．１７ＧＨｚへ）の信号送信チャネルを７．５ＭＨｚの中間周 波へダウン・コンバートする必要がある状況を考慮する。その上に、サブ帯域（ ｓｕｂ ｂａｎｄ）は２０ＭＨｚの幅を、送信帯域は６０ＭＨｚの幅を有してい るとして、送信帯域中のサブ帯域中に２つの送信チャネルが同時に存在すること ができるような場合を考慮する。図６ａから図６ｄは、ダウン・コンバートに使 用される送信チャネルと発振信号ＬＯの周波数との可能な組み合わせを図示して いる。 それぞれの場合、局部発振信号ＬＯは、ダウン・コンバージョンにおけるイメ ージ周波数に他の送信チャネルがないように選択される。既に記載したように、 イメージ周波数は、ダウン・コンバートされるチャネルとして局部発振信号の他 の側に同じ周波数の距離（図１における△）だけ離れて存在する。図６ａから図 ６ｄのそれぞれにおいて、ダウン・コンバートされる送信チャネルは斜線を付け てある。それぞれの場合において、イメージ周波数は点線で示してある。それぞ れの場合、イメージ周波数が、それぞれの場合に存在する他の送信周波数と重な り合っていないことが容易に見てとれる。図６ａ及び６ｂは、ダウン・コンバー ト回路２２のための高インジェクション（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）を図示している ことに注意さ れたい。それは、局部発振信号が、ダウン・コンバートされるチャネルよりも高 い周波数にあるということである。図６ｃ及び６ｄは、低インジェクションを表 しており、それは局部発振信号が、ダウン・コンバートされるチャネルよりも低 い周波数にあるということである。それぞれの場合において、イメージ周波数は 、ダウン・コンバートされるチャネルに対して局部発振信号の他の側に存在して いる。 このように、このような発振信号ＬＯの使用に従い、良く定義された無線環境 の知識が、適切にダウン・コンバートする局部発振信号の位置を構成することに よって、単純で効率的なダウン・コンバージョンの実現のために使用される。ダ ウン・コンバージョンに係わる信号ｆＬＯの周波数は、ダウン・コンバージョン におけるイメージ・リジェクション（ｉｍａｇｅ ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ）が事前 のフィルタリング無しに最大化されるように制御される。送信機は、送信チャネ ルを決定するために必要な送信周波数に関する情報を使用する。他の送信チャネ ルが、イメージ周波数として、強い周波数成分にダウン・コンバートされること を防ぐために、この情報は、ダウン・コンバートされる信号ｆＬＯをどこに置く のが最適かを決定するために働く。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つのＲＦ通信チャネルが、ＲＦ通信帯域中の既知の搬送周波 数に存在するＲＦ通信システムのテスト方法であって、 前記通信帯域中に存在するＲＦ診断周波数においてテストされる回路に診断信 号を導入し、 前記テストされる回路によって処理された後、前記診断信号を診断目的のため に中間周波へダウン・コンバートし、ここに、前記診断周波数は、少なくとも１ つの前記通信チャネルの前記既知の搬送周波数に基づいて、前記通信チャネルが 前記診断信号とともにダウン・コンバートされないように選択されるテスト方法 。 ２．送信機で動作する場合には、前記診断信号が送信回路に導入される請求項 １に記載のテスト方法。 ３．送信回路は送信に先立って前記少なくとも１つの通信チャネルを処理する 線形化パワー増幅器を有し、前記診断信号は送信に先立って通信帯域から取り除 かれる請求項２に記載のテスト方法。 ４．診断環境において受信機で動作される場合、前記診断信号が、前記少なく とも１つの通信チャネルを受取る被テスト受信回路に受取られる請求項１に記載 のテスト方法。 ５．前記診断信号はトーンである請求項１〜４の何れか一項に記載のテスト方 法。 ６．前記診断信号は通信チャネルと比較可能な帯域幅を有するテストチャネル である請求項１、３及び４の何れか一項に記載のテスト方法。 ７．前記診断信号とは無関係に中間周波が固定されるように選択された周波数 におけるダウン・コンバート信号を用いて、前記診断 信号がダウン・コンバートされる請求項１〜６の何れか一項に記載のテスト方法 。 ８．ＲＦ通信システムのための送信機において、 送信に先立ってＲＦ送信帯域中の通信チャネルを処理するための送信回路、 送信のための少なくとも１つの通信チャネルの搬送周波数であって且つＲＦ通 信帯域に存在する前記搬送周波数を選択し、診断周波数における診断信号をテス ト目的で送信回路に導入するためにＲＦ通信帯域中の前記診断周波数を選択する ように動作可能である制御器、 前記送信回路による処理後に診断目的の為に前記診断信号を中間周波へダウン ・コンバートするための手段を有し、ここに、前記診断周波数は、前記少なくと も１つの通信チャネルの既知の搬送周波数に基づいて、前記通信チャネルが前記 診断信号とともにダウン・コンバートされないように選択される送信機。 ９．前記制御器は、前記診断信号とは無関係に前記中間周波が固定されるよう に前記診断信号をダウン・コンバートするために、ダウン・コンバート周波数を 選択する請求項８に記載の送信機。 １０．前記送信回路は、線形化パワー増幅器を有する請求項８に記載の送信機 。 １１．送信に先立って前記診断信号をキャンセルするための回路を有する請求 項８〜１０の何れか一項に記載の送信機。 １２．前記選択された搬送周波数を送信されるデータを表す変調信号によって 変調する手段を有する請求項８〜１１の何れか一項に記載の送信機。 １３．それぞれ既知の搬送周波数に存在する少なくとも２つのＲＦ通信チャネ ルがＲＦ通信帯域に存在するＲＦ通信システムにおけ るテスト方法であって、 診断目的のためにダウン・コンバートする信号を用いて、前記ＲＦ通信チャネ ルの１つを中間周波にダウン・コンバートし、 既知の搬送周波数に基づいて、イメージ周波数として他の送信チャネルがダウ ン・コンバートされた通信チャネルとともにダウン・コンバートされないように 、ダウン・コンバート信号が選択されるテスト方法。