JP2010156572A - Antenna measuring method and system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、フェージング環境における携帯無線機器等のアンテナの性能を測定するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for measuring the performance of an antenna of a portable wireless device or the like in a fading environment.
フェージング環境における携帯無線機器等のアンテナの性能を測定するための従来技術として、特許文献1に記載されたアンテナ測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
As a conventional technique for measuring the performance of an antenna of a portable wireless device or the like in a fading environment, an antenna measurement device described in
特許文献1に記載されたアンテナ測定装置は、電磁波を反射する反射壁に囲まれており、内部には電磁界を攪拌する攪拌器が備えている。測定の対象となる被測定機器は、アンテナ測定装置の内部に配置される。反射壁にはアンテナが設けられており、対向装置は、そのアンテナを介して被測定機器と無線通信を行う。
The antenna measurement device described in
このアンテナ測定装置により、フェージング環境を模擬することができ、フェージング環境を考慮したアンテナの性能を測定することができる。
しかしながら、特許文献1に記載されたアンテナ測定装置を用いて、対向装置に定める測定条件を順次変えた場合の測定を効率良く行う技術は知られていないという課題がある。
However, there is a problem in that there is no known technique for efficiently performing measurement in the case where the measurement conditions set for the opposing device are sequentially changed using the antenna measurement device described in
上記の課題を解決するために、本発明は、ある測定条件に対応する受信信号品質情報を取得した後にすべての測定条件に対応する受信信号品質情報を取得したか判断して、すべての測定条件に対応する受信信号品質情報は取得されていないと判断された場合には、まだ受信信号品質を取得していない測定条件を対向装置に定めて、その測定条件に対応する受信信号品質情報を取得するという処理を繰り返す。 In order to solve the above problems, the present invention determines whether or not the received signal quality information corresponding to all measurement conditions has been acquired after acquiring the received signal quality information corresponding to a certain measurement condition, If it is determined that the received signal quality information corresponding to is not acquired, the measurement conditions for which the received signal quality has not yet been acquired are determined for the opposite device, and the received signal quality information corresponding to the measurement conditions is acquired. Repeat the process.
本発明は、上記処理の繰り返しにより、対向装置に定める測定条件を順次変えた場合の測定を効率良く行うことができるという効果を奏する。 The present invention has an effect that the measurement can be efficiently performed by sequentially changing the measurement conditions determined for the opposing device by repeating the above processing.
[アンテナ測定システム]
図1を参照して、この発明によるアンテナ測定システムの例を説明する。
箱1は、電磁波を反射する反射壁1aにより囲まれている。箱1は、いわゆる反響チャンバであり、三次元的に一様なレイリーフェージング環境等の所望のフェージング環境を模擬するものである。ここでは「壁」という語を、側壁、天井及び床等の箱1を構成する面を記述するために用いる。反射壁1aは、箱の内壁に金属箔又は金属板を貼り付けることにより例えば実現される。箱1は、この例では全体として直方体の形状をしているが、他の形状をしていてもよい。図示していないが、箱1には、被測定機器2を出し入れするためのドアが設けられている。このドアの内面も電磁波を反射する反射壁1aにより構成される。
[Antenna measurement system]
An example of an antenna measurement system according to the present invention will be described with reference to FIG.
The
箱1は、アンテナ1b,1c,1dを備えている。この例では、3つのアンテナ1b,1c,1dが、それぞれ箱1の天井及び2つの側壁の上方に設けられている。アンテナ1bは、印加された電気信号に対応する電磁波を箱1の内部に放射する。また、必要に応じて被測定機器が放射した電磁波を受信する。
The
箱1は、箱1の内部の電磁界、すなわちアンテナ1b,1c,1dから放射された電磁波を攪拌する攪拌器1e,1fを備えている。攪拌器1eは、反射板を箱1のある側壁を左右に往復させる装置であり、攪拌器1fは反射板を別の側壁を上下に往復移動させる装置である。反射板は、入射した電磁波を反射する。
The
箱1の床には回転台1gが設けられている。回転台1gは、載せられたものを回転台1gの回転軸周りに回転させる。この回転台1gの上に、被測定機器2が配置される。回転台1gは、回転台1gに載せられたものに接続されているコードが絡まるのを防止するために右回転と左回転とを交互に繰り返している。例えば、360度の右回転と360度の左回転とを交互に繰り返している。箱1としては、特許文献1に記載されているアンテナ測定システムを用いることができる。
On the floor of the
被測定機器2は、この発明による測定の対象となるアンテナを備える無線通信機器であり、具体的には携帯電話である。被測定機器2は、受信した信号の品質についての情報である受信信号品質情報を生成する受信信号品質情報生成部を備える。
The device under
受信信号品質情報は、具体的には、受信信号強度(RSSI:Received Signal Strength Indicator)、受信電力(RSCP:Received Signal Code Power)、信号対雑音電力比(SNR:Signal to Noise Ratio、Ec/Noとも表記する)、信号対干渉電力比(SIR:Signal to Interference Signal)、信号対干渉雑音電力比(SINR:Signal to Interference and Noise Ratio)、搬送波対雑音電力比(CNR:Carrier to Noise Ratio)、搬送波対干渉電力比(CIR:Carrier to Interference Ratio)、搬送波対干渉雑音電力比(CINR:Carrier to Interference and Noise Ratio)、チャネル品質(CQI:Channel Quality Indicator)、被測定機器2が2以上のアンテナを備える場合には各アンテナが受信した信号についての相関係数等の受信信号に関する情報である。
Specifically, the received signal quality information includes received signal strength (RSSI), received signal code power (RSCP), signal-to-noise ratio (SNR), Ec / No. ), Signal to Interference Signal (SIR), Signal to Interference and Noise Ratio (SINR), Carrier to Noise Ratio (CNR), Carrier-to-interference power ratio (CIR), carrier-to-interference and noise ratio (CINR), channel quality (CQI: Channel Quality Indicator), antenna under
受信信号品質情報として、セルラ通信で用いられる制御用信号(いわゆるメジャメントレポート)を用いてもよい。この制御用信号は、受信電力RSCP、信号対雑音電力比Ec/Noを少なくとも含む。被測定機器2が実際に使用される環境では、基地局の送信出力の制御又はハンドオーバー等のために被測定機器2は定期的に制御用信号を基地局に送っている。被測定機器2が実際に使用される環境で用いられる制御用信号を受信信号品質情報として用いることにより、被測定機器2が実際に使用される環境を考慮した測定が可能となる。
As the received signal quality information, a control signal (so-called measurement report) used in cellular communication may be used. This control signal includes at least reception power RSCP and signal-to-noise power ratio Ec / No. In an environment where the device under
被測定機器2は、単一のアンテナを備えていてもよいし、2以上のアンテナ(すなわちマルチアンテナ)を備えていても良い。2以上のアンテナを備える場合には、図7(a)に例示するように、一方のアンテナに可変減衰器22を設けてもよい。可変減衰器22の減衰量を変化させることによりアンテナ間に性能の差がある状態を模擬することができ、アンテナ間の性能を考慮した測定が可能となる。また、図7(b)に例示するように、各アンテナに可変減衰器221,222を設けて、かつ、互いにアンテナを可変減衰器222,223が設けられた線路で結んでもよい。可変減衰器221,222,223,224の減衰量を変化させることにより、所望のアンテナ相関を実現することができる。したがって、アンテナ相関を考慮した測定が可能となる。
The device under
対向装置3は、例えば被測定機器2と通信可能な擬似基地局装置である。対向装置3は、スイッチ4を介してアンテナ1b,1c,1dに電気的に接続されている。スイッチ4は、対向装置3と電気的に接続するアンテナをアンテナ1b,1c,1dの中から1つ選択する。スイッチ4でアンテナ1b,1c,1dを切り替えることにより、仕様、位置等が異なる様々なアンテナ条件の下で、被測定機器2のアンテナの性能を測定することができる。測定中にスイッチ4を切り替えて使用するアンテナを変えると、アンテナ条件が変わってしまう。したがって、同一のアンテナ条件の下で測定を行いたい場合には、スイッチ4を切り替えないようにする。対向装置3は、定められた測定条件に基づく電気信号を生成して、アンテナ1b,1c,1dの中のスイッチ4により選択されたアンテナに印加する。そして、被測定機器2が生成した受信信号品質情報を取得する。
The opposite apparatus 3 is a pseudo base station apparatus that can communicate with the device under
対向装置3は、受信信号品質情報を無線通信により被測定機器2から取得することができる。すなわち、被測定機器2は受信信号品質情報を電磁波に乗せて自身のアンテナから放射し、対向装置3はアンテナ1b,1c,1dの中のスイッチ4により選択されたアンテナを介してそれを受信する。これに対して、被測定機器2と対向装置3とが電線により接続されている場合には、対向装置3は、その電線を通じた有線通信により受信信号品質情報を被測定機器2から取得してもよい。
The opposing device 3 can acquire the received signal quality information from the device under
制御装置5は、対向装置3に対して測定条件を設定し、その測定条件に対応する、対向装置3が受信した受信信号品質情報についての情報処理を行う。測定条件とは、例えば所望信号の電力と干渉信号の電力との少なくとも一方である。また、制御装置5は、対向装置3、箱1の攪拌器1e,1f及び回転台1gの動作の制御を行う。
The
制御装置5は、図2に例示するように、測定条件設定手段51、受信信号品質情報取得手段52、記憶手段53、平均化手段54、終了判定手段55、停止判断手段56、破棄手段57、最大値最小値取得手段58、第一電力範囲設定手段59、変化判断手段510及び第二電力範囲設定手段511を備える。制御装置5の各手段の詳細はアンテナ測定方法の説明の中で説明する。
As illustrated in FIG. 2, the
制御装置5及びその各手段は、例えばパーソナルコンピュータにアンテナ測定プログラムを実行させることにより実現することができる。もちろん、制御装置5の手段の全部又は一部をハードウェアで実現してもよい。
The
[アンテナ測定方法]
以下、図3を参照して、アンテナ測定方法の例について説明する。
まず、制御装置5の測定条件設定手段51が、まだ対応する受信信号品質情報を取得していない測定条件を対向装置3に対して定める(ステップS1)。
[Antenna measurement method]
Hereinafter, an example of the antenna measurement method will be described with reference to FIG.
First, the measurement condition setting means 51 of the
対向装置3が、定められた測定条件に基づく電気信号を生成する(ステップS2)。生成された電気信号は、箱1のアンテナ1b,1c,1dの中のスイッチ4により選択されたアンテナに印加される。
The opposing device 3 generates an electrical signal based on the determined measurement conditions (step S2). The generated electric signal is applied to the antenna selected by the switch 4 in the
電気信号が印加されたアンテナは、その電気信号に対応する電磁波を箱1の内部に放射する(ステップS3)。電磁波は、箱1の反射壁1aに反射され、攪拌器1e,1fにより攪拌され、フェージング変動することになる。すなわち、反射及び攪拌により、電磁波は被測定機器2に時間差をもって到着し、位相がずれた電磁波が干渉し合い、被測定機器2に到着する電磁波の電力は時間変動する。
The antenna to which the electric signal is applied radiates an electromagnetic wave corresponding to the electric signal into the box 1 (step S3). The electromagnetic wave is reflected by the reflection wall 1a of the
被測定機器2は、電磁波を受信して、定められた測定条件に対応する受信信号品質情報を生成する(ステップS4)。必要に応じて、ある測定条件に対応する受信信号品質情報は複数生成される。受信信号品質情報は、対向装置3に送られる。
The device under
制御装置5の受信信号品質情報取得手段52は、対向装置3から上記生成された受信信号品質情報を取得する(ステップS5)。取得された受信信号品質情報は、制御装置5の記憶手段53に記憶される。
The received signal quality information acquisition means 52 of the
ある測定条件に対応する受信信号品質情報が複数生成されている場合には、制御装置5の平均化手段54は、その測定条件に対応する複数の受信信号品質情報を記憶手段53から読み込んで、これらの受信信号品質情報の平均値を求める(ステップS6)。
When a plurality of reception signal quality information corresponding to a certain measurement condition is generated, the averaging means 54 of the
制御装置5の終了判定手段55は、すべての測定条件に対応する受信信号品質情報を取得したか判断する(ステップS7)。すべての測定条件に対応する受信信号品質情報を取得したと判断した場合には、アンテナ測定方法の処理は終了する。すべての測定条件に対応する受信信号品質情報を取得していないと判断された場合には、言い換えればまだ受信信号品質情報を取得していない測定条件がある場合にはステップS1に戻る。ステップS1において、測定条件設定手段51は、まだ受信信号品質情報を取得していない測定条件を定める。例えば、測定条件として、先に設定した測定条件を所定の変化幅だけ変化させたものを設定する。所定の変化幅は、アンテナ測定方法及びシステムに求められる性能及び使用により適宜定められる。このステップS7の処理により、すべての測定条件に対応する受信信号品質情報を取得するまでステップS1からステップS5(又は、ステップS1からステップS6)の処理を繰り返すことになる。
The end determination means 55 of the
被測定機器2が使用される実際の伝搬環境では、所望信号の電力及び干渉信号の電力等の条件が広い範囲で変動する。このため、被測定機器2及びそのアンテナの性能を測定するためには、想定される広い範囲内の様々な測定条件の下で繰り返し測定を行う必要がある。測定条件の設定と受信信号品質情報の取得とを自動化することにより、測定条件を順次変えた場合の測定を効率良く行うことができるのである。
In the actual propagation environment in which the device under
[適切なサンプル数]
被測定機器2は、同一の測定条件に対応する受信信号品質情報を複数生成してもよい。生成する、同一の測定条件に対応する受信信号品質情報の数、又は、平均化手段54が平均値を求める対象となる受信信号品質情報の数を「サンプル数」と呼ぶ。
[Appropriate number of samples]
The device under
サンプル数が多いほど、制御装置5の平均化手段54により求まる測定結果の信頼性が高まるが、測定時間が長くなる。一方、サンプル数が少ないほど、制御装置5の平均化手段54により求まる測定結果の信頼性は低くなるが、測定時間は短くなる。
As the number of samples increases, the reliability of the measurement result obtained by the averaging means 54 of the
ここでは必要な信頼性を達成するために必要なサンプル数を考える。具体的には、サンプル数が350である場合の平均値を基準とした測定誤差を±1%とするために必要なサンプル数を考える。実験の結果、例えば図8に示すように、サンプル数が50を超えると、受信電力RSCP、信号対雑音電力比Ec/No、チャネル品質CQIのそれぞれの平均値についての測定誤差は±1%以内となり、実用上問題がないと言える程度に信頼性の高い測定結果を得ることができることがわかった。したがって、サンプル数を50以上とすることが望ましい。 Here, consider the number of samples required to achieve the required reliability. Specifically, the number of samples necessary for setting the measurement error on the basis of the average value when the number of samples is 350 to ± 1% is considered. As a result of the experiment, for example, as shown in FIG. 8, when the number of samples exceeds 50, the measurement error for the average values of the received power RSCP, the signal-to-noise power ratio Ec / No, and the channel quality CQI is within ± 1%. Thus, it was found that a highly reliable measurement result can be obtained to the extent that there is no practical problem. Therefore, it is desirable that the number of samples be 50 or more.
[攪拌器の停止を考慮した測定]
攪拌器1e,1fの反射板は、箱1の側壁を左右又は上下に往復移動しており、折り返し時にわずかではあるが停止する時間があり得る。また、回転台1gも右回転と左回転とを交互に繰り返しており、回転方向を逆にする時にわずかではあるが停止する時間があり得る。攪拌器1e,1fと回転台1gとの両方が停止していると、所望のレイリーフェージング環境が生成されないため、所望のレイリーフェージング環境の下での測定を行うことができない可能性がある。また、この停止時間に取得した受信信号品質情報を用いて、平均化手段54が受信信号品質情報の平均値を求めてしまうと、測定精度が低下してしまう。サンプル数を増加させれば測定精度は向上するが、測定に時間がかかるというデメリットがある。
[Measurement considering the stop of the stirrer]
The reflectors of the
そこで、攪拌器1e,1f及び回転台1gの停止時に取得した受信信号品質情報を破棄するために、図2に例示するように制御装置5に停止判断手段56及び破棄手段57を設けてもよい。
Therefore, in order to discard the received signal quality information acquired when the
停止判断手段56は、攪拌器1e,1f及び回転台1gが停止しているか判断する(ステップT1、図4)。攪拌器1e,1f及び回転台1gが停止しているかどうかについての情報は、破棄手段57に送られる。攪拌器1e,1f及び回転台1gが停止しているかどうかは、例えば受信信号品質情報に変化がないかどうかで判断することができる。具体的には、時刻iの受信信号品質情報Qiと時刻i+1の受信信号品質情報Qi+1とを比較して図9に例示するようにQi=Qi+1であれば、時刻iから攪拌器1e,1f及び回転台1gは停止していたと判断することができる。
The stop determination means 56 determines whether the
また、攪拌器1e,1f及び回転台1gが停止しているという判断が続いた後に、時刻j(j>i)の受信信号品質情報Qjと時刻j+1の受信信号品質情報Qj+1とを比較して図9に例示するようにQj≠Qj+1であれば、時刻j+1において攪拌器1e,1f及び回転台1gは停止していないと判断することができる。
The comparator,
なお、Qi=Qi+1であるか否かではなく、|Qi−Qi+1|が所定の閾値以内であるかどうかに基づいて、受信信号品質情報に変化がないかどうかを判断してもよい。この所定の閾値はアンテナ測定方法及びシステムに求められる性能、仕様に基づいて適宜設定される。 Even if it is determined whether or not there is a change in the received signal quality information based on whether or not | Q i −Q i + 1 | is within a predetermined threshold instead of whether or not Q i = Q i + 1. Good. This predetermined threshold is appropriately set based on the performance and specifications required for the antenna measurement method and system.
上記ステップT1において攪拌器1e,1f及び回転台1gが停止していると判断された場合には、破棄手段57は、その停止時間における受信信号品質情報を破棄する(ステップT2)。具体的には、制御装置5の記憶手段53からその停止時間における受信信号品質情報を消去する。または、その停止時間における受信信号品質情報についての情報を平均化手段54に送り、平均化手段54がその停止時間における受信信号品質情報を用いないで平均値を求めることができるようにする。図9では時刻iから時刻jまでを停止時間としているが、k1,k2を0を含む0に近い整数(例えば、k1,k2のそれぞれは−1,0,+1の何れか)として、時刻i+k1から時刻j+k2までを停止時間と定義してもよい。
When it is determined in step T1 that the
受信信号品質情報を取得する度ごとに上記のように停止時間における受信信号品質情報の破棄を行ってもよいし、受信信号品質情報が複数たまってから停止時間における受信信号品質情報の破棄を行ってもよいし、平均化手段54が平均値を求める直前に受信品質情報の破棄を行ってもよい。 Each time reception signal quality information is acquired, reception signal quality information at the stop time may be discarded as described above, or reception signal quality information at the stop time may be discarded after a plurality of reception signal quality information is accumulated. Alternatively, the reception quality information may be discarded immediately before the averaging means 54 obtains the average value.
このように攪拌器1e,1fと回転台1gの停止時間における受信信号品質情報を破棄することにより、所望のフェージング環境の下での受信信号品質情報のみを取得すること、及び、所望のフェージング環境の下での受信信号品質情報のみを用いて平均値を求めることができるため、測定精度が向上する。
In this way, only the received signal quality information under the desired fading environment is obtained by discarding the received signal quality information in the stop time of the
[所望信号の電力の範囲の設定1]
ここでは、測定条件は所望信号の電力についての条件を含むとする。対向装置3が測定条件設定手段51により定められた測定条件に基づいて所望信号を含む電気信号を生成した際にその所望信号の電力が高すぎると被測定機器2が受信する電磁波の電力が被測定機器2が受信可能な電磁波の電力の上限値を上回る可能性があり、逆に所望電力の電力が低すぎると被測定機器2が受信する電磁波の電力が被測定機器2が受信可能な電磁波の電力の下限値を下回る可能性がある。この場合、被測定機器2が電磁波を正常に受信することができなくなり、測定を高精度に行うことができない可能性がある。したがって、被測定機器2が受信する電磁波の電力が被測定機器2が受信可能な電磁波の電力の上限値と下限値との範囲内に収まるように、所望信号の電力を設定する必要がある。
[Setting of power range of desired signal 1]
Here, it is assumed that the measurement conditions include a condition regarding the power of the desired signal. When the opposing device 3 generates an electrical signal including a desired signal based on the measurement conditions determined by the measurement condition setting means 51, if the power of the desired signal is too high, the power of the electromagnetic wave received by the device under
そのために、測定を行う前に事前学習を行い、対向装置3に定める所望信号の電力の範囲を予め定めておき、測定を行う際にはその範囲内で対向装置3に所望信号の電力を定めるようにしてもよい。 For this purpose, prior learning is performed in advance, a desired signal power range determined for the opposing device 3 is determined in advance, and when the measurement is performed, the desired signal power is determined for the opposing device 3 within that range. You may do it.
以下、図5を参照して説明する。測定条件は所望信号の電力についての条件を含み、受信信号品質情報は被測定機器2が受信した電磁波の電力を含むとして、事前学習としてステップS1からステップS5とそれぞれ同様の処理を行なうステップA1〜A5、及び、ステップA6,A7を行うことにより、対向装置3がある電力の所望信号を出力した場合の、被測定機器2が受信した電磁波の電力の最大値及び最小値を求める。
Hereinafter, a description will be given with reference to FIG. The measurement conditions include conditions for the power of the desired signal, and the received signal quality information includes the power of the electromagnetic wave received by the device under
具体的には、制御装置5の測定条件設定手段51は、所望信号の電力としてある電力を対向装置3に定める(ステップA1)。ここで定める所望信号のある電力は、被測定機器2が受信可能な範囲に含まれると予想される電力であることが望ましいが、この限りではない。対向装置3は、その電力の所望信号を生成し出力する(ステップA2)。箱1のアンテナ1b,1c,1dのスイッチ4により選択されたアンテナは、その所望信号に対応する電磁波を箱1の内部に放射する(ステップA3)。被測定機器2は、電磁波を受信して、受信信号品質情報として受信した電磁波の電力についての情報を生成する(ステップA4)。受信した電磁波の電力についての情報は対向装置3に送られる。制御装置5の受信信号品質情報取得手段52は対向装置3から受信した電磁波の電力についての情報を取得する(ステップA5)。
Specifically, the measurement condition setting means 51 of the
箱1の内部の電磁波はフェージング変動するため、被測定機器2が受信する電磁波の電力は時間変動する。制御装置5の最大値最小値取得手段58は、被測定機器2が受信した電磁波の電力の最大値と最小値を求める(ステップA6)。
Since the electromagnetic wave inside the
第一電力範囲設定手段59は、ステップA2で対向装置3が出力する所望信号の電力、上記最大値及び上記最小値、及び、被測定装置2が受信可能な電磁波の電力の上限値及び下限値を用いて、対向装置3に定める所望信号の電力の範囲を定める(ステップA7)。
The first power range setting means 59 sets the power of the desired signal output from the opposite device 3 in step A2, the maximum value and the minimum value, and the upper limit value and the lower limit value of the electromagnetic wave power that can be received by the device under
ここでは、図10に例示するように、対向装置3が出力する所望信号の電力が増加すると被測定装置2が受信する電磁波の電力はその増加分とほぼ同じ量だけ増加するという性質、及び、対向装置3が出力する所望信号の電力が変わっても被測定装置2が受信する電磁波の電力の最大値と最小値の差はほぼ同じであるという性質を利用する。すなわち、図10の線分L1と線分L2の傾きはほぼ1であるという性質を利用する。
Here, as illustrated in FIG. 10, when the power of the desired signal output from the opposite device 3 increases, the power of the electromagnetic wave received by the device under
具体的には、対向装置3に定める所望信号の電力の上限値=ステップA2で対向装置3が出力する所望信号の電力+被測定装置2が受信可能な電磁波の電力の上限値−被測定機器2が受信した電磁波の電力の最大値とする。また、対向装置3に定める所望信号の電力の下限値=ステップA2で対向装置3が出力する所望信号の電力+被測定装置2が受信可能な電磁波の電力の下限値−被測定装置2が受信した電磁波の電力の最小値とする。
Specifically, the upper limit value of the power of the desired signal determined in the opposite device 3 = the power of the desired signal output from the opposite device 3 in step A2 + the upper limit value of the power of the electromagnetic wave receivable by the device under
制御装置5の測定条件設定手段51はステップS1において、上記対向装置が生成する所望信号の電力についての測定条件として、上記上限値と上記下限値との範囲内の電力を対向装置3に定める。
In step S <b> 1, the measurement
このようにして、対向装置3に定める所望信号の電力の上限値及び下限値を求めることにより、測定時の電解強度超過又は不足による通信切断等を防止して、測定効率を向上することができる。 Thus, by obtaining the upper limit value and lower limit value of the power of the desired signal determined in the opposite device 3, it is possible to prevent disconnection due to excess or shortage of the electrolytic strength at the time of measurement and improve the measurement efficiency. .
[所望信号の電力の範囲の設定2]
ここでは、測定条件は所望信号の電力についての条件を含むとする。対向装置3が生成する所望信号の電力が高いほど、被測定機器2が生成する受信信号品質情報(例えば、被測定機器2が受信した電磁波の電力)は高くなる。しかし、所望信号の電力がある一定値よりも高くなると、受信信号品質情報が変化しなくなる受信信号品質情報が存在する。例えば、所望信号の電力が高いほど、信号対雑音電力比SNR及びチャネル品質CQIは高くなるが、所望信号の電力がある一定値よりも高くなると信号対雑音電力比SNR及びチャネル品質CQIはほぼ一定となる。ここでは、この受信信号品質情報が変化しない領域R(図11)に対する測定を省略することにより、効率良く測定を行うことを考える。
[Setting of power range of desired signal 2]
Here, it is assumed that the measurement conditions include a condition regarding the power of the desired signal. The higher the power of the desired signal generated by the opposite apparatus 3, the higher the received signal quality information generated by the device under measurement 2 (for example, the power of the electromagnetic wave received by the device under measurement 2). However, there is received signal quality information in which the received signal quality information does not change when the power of the desired signal becomes higher than a certain value. For example, the higher the power of the desired signal, the higher the signal-to-noise power ratio SNR and the channel quality CQI, but the signal-to-noise power ratio SNR and the channel quality CQI are almost constant when the power of the desired signal is higher than a certain value. It becomes. Here, it is considered that the measurement is efficiently performed by omitting the measurement for the region R (FIG. 11) where the received signal quality information does not change.
以下、図6を参照して説明をする。まず、箱1の攪拌器1e,1f及び回転台1gが停止している状態で、ステップS1〜S5と同様の処理を行うステップB1〜B5,B6〜B10の処理を行うことにより、対向装置3が生成する所望信号の電力がPiである場合の受信信号品質情報Qi、及び、対向装置3が生成する所望信号の電力がPi+1(Pi+1<Pi)である場合の受信信号品質情報Qi+1を取得する。
Hereinafter, a description will be given with reference to FIG. First, in the state where the
具体的には、まず、制御装置5は箱1の攪拌器1e,1f及び回転台1g停止させる。i=1として、制御装置の測定条件設定手段51は、所望信号の電力としてPiを対向装置3に設定する(ステップB1)。電力Piは、電力をPiとした場合に生成される受信信号品質情報が、受信信号品質情報が一定となる領域R(図11)に含まれるような電力であることが望ましいが、この限りではない。対向装置3は、電力がPiである所望信号を生成し出力する(ステップB2)。箱1のアンテナ1b,1c,1dのスイッチ4により選択されたアンテナは、電力がPiである所望信号に対応する電磁波を箱1の内部に放射する(ステップB3)。被測定機器2は、電磁波を受信して、受信信号品質情報Qiを生成する(ステップB4)。受信信号品質情報Qiは、対向装置3に送られる。制御装置5の受信信号品質情報取得手段52は対向装置3から受信信号品質情報Qiを取得する(ステップB5)。
Specifically, first, the
次に、制御装置の測定条件設定手段51は、所望信号の電力としてPi+1を対向装置3に設定する(ステップB6)。電力Pi+1は、電力Piよりも小さい電力である。ステップS1〜S7による実際の測定ではある一定の幅で所望信号の電力を変化させるが、その変化幅よりも電力Pi+1と電力Piとの差は大きいことが望ましい。この事前測定は受信信号品質情報に変化があるかどうかの検出を目的としており、ステップS1〜S7で行う実際の測定ほどは、所望信号の電力の変化幅を細かくする必要はないためである。この事前測定において、所望信号の電力の変化幅(=|Pi−Pi+1|)を広くすることにより、事前測定の測定時間を短くすることができる。 Next, the measurement condition setting means 51 of the control device sets Pi + 1 as the power of the desired signal in the opposite device 3 (step B6). The electric power P i + 1 is smaller than the electric power P i . In the actual measurement in steps S1 to S7, the power of the desired signal is changed within a certain width, but it is desirable that the difference between the power P i + 1 and the power P i is larger than the change width. This pre-measurement is intended to detect whether or not there is a change in the received signal quality information, and it is not necessary to make the change width of the power of the desired signal as fine as the actual measurement performed in steps S1 to S7. In this pre-measurement, the measurement time of the pre-measurement can be shortened by widening the change width (= | P i −P i + 1 |) of the power of the desired signal.
対向装置3は、電力がPiである所望信号を生成し出力する(ステップB7)。箱1のアンテナ1b,1c,1dのスイッチ4により選択されたアンテナは、電力がPi+1である所望信号に対応する電磁波を箱1の内部に放射する(ステップB8)。被測定機器2は、電磁波を受信して、受信信号品質情報Qi+1を生成する(ステップB9)。受信信号品質情報Qi+1は、対向装置3に送られる。制御装置5の受信信号品質情報取得手段52は対向装置3から受信信号品質情報Qi+1を取得する(ステップB10)。
Opposing device 3, power generating and outputting a desired signal is P i (step B7). The antenna selected by the
制御装置5の変化判断手段510は、受信信号品質情報Qiと受信信号品質情報Qi+1との差の絶対値と所定の閾値とを比較することにより、受信信号品質情報Qiと受信信号品質情報Qi+1とに変化があるかないかを判断する(ステップB11)。例えば、受信信号品質情報Qiと受信信号品質情報Qi+1との差の絶対値が所定の閾値以下であれば、受信信号品質情報Qiと受信信号品質情報Qi+1とに変化がないと判断することができる。また、受信信号品質情報Qiと受信信号品質情報Qi+1との差の絶対値が所定の閾値以上であれば、受信信号品質情報Qiと受信信号品質情報Qi+1とに変化があると判断することができる。所定の閾値は、アンテナ測定方法及びシステムに求められる性能、仕様等に基づいて適宜設定される。
The change determination means 510 of the
制御装置5の第二電力範囲設定手段511は、受信信号品質情報Qiと上記受信信号品質情報Qi+1とに変化がないと判断された場合には、対向装置3に定める所望信号の電力の範囲から電力Piを除く(ステップB12)。その後、iを1だけインクリメントして、すなわちi=i+1として(ステップB13)、ステップB1に戻る。その際、既に電力Pi(iを1だけインクリメントする前の表記では電力Pi+1)に対応する受信信号品質情報Qiを取得しているため、ステップB1〜B5を省略して、ステップB1〜B10を行うことにより電力Pi+1(iを1だけインクリメントする前の表記では電力Pi+2)に対応する受信信号品質情報Qi+1(iを1だけインクリメントする前の表記では受信信号品質情報Qi+2)のみを取得してもよい。
When it is determined that the received signal quality information Q i and the received signal quality information Q i + 1 are not changed, the second power
受信信号品質情報Qiと上記受信信号品質情報Qi+1とに変化があると判断された場合には、この事前測定の処理を終えて、ステップS1の処理を行う。 When it is determined that there is a change between the received signal quality information Q i and the received signal quality information Q i + 1 , the preliminary measurement process is finished and the process of step S1 is performed.
制御装置5の測定条件設定手段51は、ステップS1において対向装置3が生成する所望信号の電力についての条件として、このようにして定められた対向装置3に定める所望信号の電力の範囲内の電力を対向装置に定める。測定条件設定手段51は、電力Pi+1と電力Piとの差分の絶対値よりも狭い間隔で、このようにして定められた対向装置3に定める所望信号の電力の範囲内の電力を対向装置に定めることが望ましい。
The measurement condition setting means 51 of the
このようにして、受信信号品質情報が変化しない領域に対する測定を省略することにより、効率良く測定を行うことができる。 Thus, the measurement can be efficiently performed by omitting the measurement for the region where the received signal quality information does not change.
[基準アンテナ]
図12に例示するように、被測定機器2に代えて被測定機器2の位置に配置させた基準アンテナ6を被測定機器2の受信アンテナとして用いてもよい。基準アンテナ6として、最も基本的なアンテナである半波長ダイポールアンテナ、スリーブアンテナ等の任意のアンテナを用いることができる。基準アンテナ6と被測定機器2は接続ケーブル7により接続され、被測定機器2は自身が有するアンテナに代えて基準アンテナ6を受信アンテナとして用いる。
[Reference antenna]
As illustrated in FIG. 12, the reference antenna 6 disposed at the position of the device under
基準アンテナ6の利得及び接続ケーブル7の損失を予め測定しておく。この基準アンテナ6を用いたアンテナ測定システムを用いて得られた測定結果から、基準アンテナ6の利得及び接続ケーブル7の損失を補正することにより、被測定機器2の、自身が有するアンテナを除く無線性能を測定することができる。
The gain of the reference antenna 6 and the loss of the connection cable 7 are measured in advance. By correcting the gain of the reference antenna 6 and the loss of the connection cable 7 from the measurement result obtained using the antenna measurement system using the reference antenna 6, the wireless device excluding the antenna of the device under
また、基準アンテナ6を用いたアンテナ測定システムを用いて得られた測定結果と、基準アンテナ6を用いずにアンテナ測定システムを用いずに得られた測定結果とを比較する。両測定結果の差異は、受信アンテナとして基準アンテナ6を用いたか、被測定機器2自身が有するアンテナを用いたかに起因する。したがって、両測定結果を比較することにより、基準アンテナ6と被測定機器2自身が有するアンテナとの性能の差を抽出することができる。これにより、被測定機器2自身が有するアンテナについて独立した性能の測定が可能となる。
Also, the measurement result obtained using the antenna measurement system using the reference antenna 6 is compared with the measurement result obtained without using the reference antenna 6 and without using the antenna measurement system. The difference between the two measurement results is caused by whether the reference antenna 6 is used as the receiving antenna or whether the antenna of the device under
また、被測定機器2に代えて基準アンテナ6を用いることにより、被測定機器2から生じるノイズの影響を無くした状態で測定をすることが可能となる。
Further, by using the reference antenna 6 in place of the device under
[適応変調手段]
対向装置3が適応変調手段を備えていてもよい。適応変調手段は、対向装置3から被測定機器2までの伝搬環境、すなわち対向装置3が受け取った受信信号品質情報に応じて最適な変調方式及び符号化率を選択する。この場合、被測定機器2は、対向装置3の適応変調手段に対応する適応復調手段を備える必要がある。これにより、いわゆる適応変復調機能を有する実際の対向装置3及び被測定機器2が生み出す通信状態をより忠実に模擬することができる。より現実に近い状況での被測定機器2及びその受信アンテナの性能を測定することができる。
[Adaptive modulation means]
The opposing device 3 may include adaptive modulation means. The adaptive modulation means selects an optimal modulation method and coding rate in accordance with the propagation environment from the opposite apparatus 3 to the device under
例えば、適応変調手段は、被測定機器2から取得した受信信号品質情報が示す受信信号品質情報が良い場合には多値数の大きい変調方式を用い、さらに符号化率を高い値に設定し、同情報が示す受信信号品質情報が悪い場合には多値数の小さい変調方式を用い、さらに符号化率を低い値に設定する。なお、受信信号品質情報の良悪を判断するために、対向装置3又は被測定機器2が、対向装置3から被測定機器2に至るまでの経路における通信速度を測定する通信速度測定手段を備えていてもよい。
For example, if the received signal quality information indicated by the received signal quality information acquired from the device under
[その他の変形例]
被測定機器2は、互いに異なる複数の種類の受信信号品質情報を生成してもよい。例えば、被測定機器2は、同一の受信信号に対して、受信信号RSCP、雑音対信号電力比Ec/No及びチャネル品質CQIを生成しても良い。受信信号RSCP、雑音対信号電力比Ec/No及びチャネル品質CQIのそれぞれが複数生成される場合には、制御装置5の平均化手段54は、受信信号RSCP、雑音対信号電力比Ec/No及びチャネル品質CQIのそれぞれについての平均値を求める。
[Other variations]
The device under
上記の例では、箱1に複数のアンテナ1b,1c,1dを設けて、スイッチ4で使用するアンテナ1b,1c,1dを選択したが、箱1には1つのアンテナが設けられていてもよい。この場合、そのアンテナと対向装置3とを直接接続することにより、スイッチ4を不要とすることができる。
In the above example, the
上記の例では、制御装置5が、測定条件設定手段51、受信信号品質情報取得手段52、記憶手段53、平均化手段54、終了判定手段55、停止判断手段56、破棄手段57、最大値最小値取得手段58、第一電力範囲設定手段59、変化判断手段510及び第二電力範囲設定手段511を備えるとしたが、これらの手段の少なくとも1つが対向装置3及び又は箱1に備えられていてもよい。
In the above example, the
上記の例では、受信信号品質情報の平均値計算(ステップS6)はすべての測定条件に対応する受信信号品質情報を取得したかどうかの判断(ステップS7)の前に行っているが、ステップS7の後に受信信号品質情報の平均値の計算を行ってもよい。 In the above example, the average value calculation (step S6) of the received signal quality information is performed before the determination (step S7) whether the received signal quality information corresponding to all the measurement conditions has been acquired. After that, the average value of the received signal quality information may be calculated.
その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。 Needless to say, other modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
1 箱
1a 反射壁
1b,1c,1d アンテナ
1e,1f 攪拌器
1g 回転台
2 被測定機器
22,221,222,223,224 可変減衰器
3 対向装置
4 スイッチ
5 制御装置
51 測定条件設定手段
52 受信信号品質情報取得手段
53 記憶手段
54 平均化手段
55 終了判定手段
56 停止判断手段
57 破棄手段
58 最大値最小値取得手段
59 第一電力範囲設定手段
510 変化判断手段
511 第二電力範囲設定手段
6 基準アンテナ
7 接続ケーブル
1 Box
Claims (8)
(B)対向装置が、上記定められた測定条件に基づく電気信号を生成するステップと、
(C)印加された電気信号に対応する電磁波を内部に放射するアンテナと、上記電磁波を反射する反射壁と、上記電磁波を攪拌する攪拌器と、被測定機器が載せられる回転台とを備えた箱の内部に上記電気信号に対応する電磁波が上記送信アンテナを通じて放射されるステップと、
(D)上記被測定機器が、上記電磁波を受信して、受信信号品質情報を生成するステップと、
(E)受信信号品質情報取得手段が、上記受信信号品質情報を取得するステップと、
(F)終了判定手段が、すべての測定条件に対応する受信信号品質情報を取得したか判断するステップと、
(G)上記ステップ(F)においてすべての測定条件に対応する受信信号品質情報は取得されていないと判断された場合に、上記測定条件設定手段がまだ受信信号品質を取得していない測定条件を上記対向装置に定めるステップと、
を含むアンテナ測定方法。 (A) a measurement condition setting means for determining a measurement condition for the opposing device;
(B) the opposing device generates an electrical signal based on the determined measurement conditions;
(C) An antenna that radiates electromagnetic waves corresponding to an applied electric signal, a reflection wall that reflects the electromagnetic waves, a stirrer that stirs the electromagnetic waves, and a turntable on which a device to be measured is placed. An electromagnetic wave corresponding to the electrical signal is radiated through the transmitting antenna inside the box;
(D) the device under test receives the electromagnetic wave and generates received signal quality information;
(E) a received signal quality information obtaining unit obtaining the received signal quality information;
(F) determining whether the end determination means has acquired the received signal quality information corresponding to all measurement conditions;
(G) If it is determined in step (F) that the received signal quality information corresponding to all the measurement conditions has not been acquired, the measurement condition setting unit has not yet acquired the received signal quality. The steps defined in the opposing device;
An antenna measurement method including:
上記ステップ(E)は、(E−1)停止判断手段が、上記攪拌器及び上記回転台が停止しているか判断するステップと、(E−2)破棄手段が、上記ステップ(E−1)において停止していると判断された場合に、停止時間における受信信号品質情報を破棄するステップとを含む、
ことを特徴とするアンテナ測定方法。 The antenna measurement method according to claim 1,
The step (E) includes (E-1) a step in which the stop determining means determines whether the stirrer and the turntable are stopped, and (E-2) a discarding means in the step (E-1). The received signal quality information at the stop time is discarded when it is determined that
An antenna measurement method.
上記測定条件は上記対向装置が生成する所望信号の電力についての条件を含み、上記受信信号品質情報は上記被測定機器が受信した電磁波の電力を含み、上記被測定機器が受信可能な電磁波の電力の上限値及び下限値が予め定められており、
(H)最大値最小値取得部が、上記ステップ(A)からステップ(E)により、上記対向装置がある電力の所望信号を出力する場合の、上記被測定機器が受信した電磁波の電力の最大値及び最小値を求めるステップと、
(I)第一電力範囲設定手段が、上記対向装置が出力する上記所望信号の電力に対して上記上限値を加算し上記最大値を減算した値を上記対向装置に定める所望信号の電力の範囲の上限値とし、上記対向装置が出力する上記所望信号の電力に対して上記下限値を加算し上記最小値を減算した値を上記対向装置に定める所望信号の電力の範囲の下限値とするステップとを含み、
上記ステップ(A)及び上記ステップ(F)は、上記対向装置が生成する所望信号の電力についての測定条件として、上記範囲内の電力を対向装置に定めるステップである、
ことを特徴とするアンテナ測定方法。 The antenna measurement method according to claim 1 or 2,
The measurement condition includes a condition regarding power of a desired signal generated by the opposing device, and the received signal quality information includes power of electromagnetic waves received by the device under measurement, and power of electromagnetic waves that can be received by the device under measurement. The upper and lower limit values are predetermined,
(H) The maximum value of the electromagnetic wave power received by the device under test when the maximum value / minimum value acquisition unit outputs the desired signal of the power with the opposite device in steps (A) to (E). Determining a value and a minimum value;
(I) The first power range setting means adds the upper limit value to the power of the desired signal output from the opposing device and subtracts the maximum value to determine the power range of the desired signal for the opposing device. A value obtained by adding the lower limit value to the power of the desired signal output from the opposing device and subtracting the minimum value as a lower limit value of the power range of the desired signal determined in the opposing device. Including
The step (A) and the step (F) are steps for determining the power within the above range in the counter device as a measurement condition for the power of the desired signal generated by the counter device.
An antenna measurement method.
上記測定条件は、上記対向装置が生成する所望信号の電力についての条件を含み、iを正の整数として、
(J)上記攪拌器及び上記回転台が停止している状態で、上記ステップ(A)からステップ(D)により、上記対向装置が生成する所望信号の電力がPiである場合の受信信号品質情報Qi、及び、上記対向装置が生成する所望信号の電力がPi+1(Pi+1<Pi)である場合の受信信号品質情報Qi+1を取得するステップと、
(K)変化判断手段が、上記受信信号品質情報Qiと上記受信信号品質情報Qi+1との差の絶対値と所定の閾値とを比較することにより、上記受信信号品質情報Qiと上記受信信号品質情報Qi+1とに変化があるかないかを判断するステップと、
(L)第二電力範囲設定手段が、上記ステップ(K)において上記受信信号品質情報Qiと上記受信信号品質情報Qi+1とに変化がないと判断された場合には、対向装置に定める所望信号の電力の範囲から電力Piを除くステップとを更に含み、
上記ステップ(A)及び上記ステップ(F)は、上記対向装置が生成する所望信号の電力についての条件として、上記電力Pi+1と上記電力Piとの差分の絶対値よりも狭い間隔で、上記範囲内の電力を対向装置に定めるステップである、
ことを特徴とするアンテナ測定方法。 In the antenna measuring method in any one of Claim 1 to 3,
The measurement conditions include a condition for the power of the desired signal generated by the opposite device, and i is a positive integer.
(J) while the stirrer and the above rotary table is stopped, in step (D) from step (A), the reception signal quality when the power of the desired signal in which the opposing device generates is P i Obtaining the received signal quality information Q i + 1 when the information Q i and the power of the desired signal generated by the opposite device is P i + 1 (P i + 1 <P i );
(K) The change determining means compares the absolute value of the difference between the received signal quality information Q i and the received signal quality information Q i + 1 with a predetermined threshold value, whereby the received signal quality information Q i and the received signal quality information are compared. Determining whether there is a change in the signal quality information Q i + 1 ;
(L) If the second power range setting means determines that there is no change in the received signal quality information Q i and the received signal quality information Q i + 1 in the step (K), the desired power set in the opposite device Removing power P i from the range of power of the signal,
In the step (A) and the step (F), the condition regarding the power of the desired signal generated by the opposing device is an interval smaller than the absolute value of the difference between the power P i + 1 and the power P i. Determining power within range to the opposing device;
An antenna measurement method.
上記ステップ(D)は、同一の測定条件の下で、複数の受信信号品質情報を生成するステップであり、
(M)平均化手段が、上記複数の受信信号品質情報の平均値又は上記複数の受信信号品質情報の中の上記ステップ(E−2)により破棄されないで残った受信信号品質情報の平均値を求めるステップを更に含む、
ことを特徴とするアンテナ測定方法。 The antenna measurement method according to any one of claims 1 to 4,
The step (D) is a step of generating a plurality of received signal quality information under the same measurement conditions,
(M) The averaging means calculates an average value of the plurality of received signal quality information or an average value of the received signal quality information remaining in the plurality of received signal quality information without being discarded by the step (E-2). Further comprising the step of determining
An antenna measurement method.
上記ステップ(D)は、同一の測定条件の下で、50以上の受信信号品質情報を生成するステップである、
ことを特徴とするアンテナ測定方法。 The antenna measurement method according to claim 5, wherein
The step (D) is a step of generating 50 or more received signal quality information under the same measurement conditions.
An antenna measurement method.
上記受信信号品質情報は、セルラ通信で用いられる制御用信号である、
ことを特徴とするアンテナ測定方法。 In the antenna measuring method according to any one of claims 1 to 6,
The received signal quality information is a control signal used in cellular communication.
An antenna measurement method.
定められた測定条件に基づく電気信号を上記送信アンテナに印加し、上記被測定機器から受信信号品質情報を取得する対向装置と、
上記攪拌器及び上記対向装置を制御する制御装置とを含み、
上記制御装置は、上記対向装置に測定条件を定め、上記測定条件に対応する受信信号品質情報を上記対向装置が上記被測定機器から取得したことを確認した後に、すべての測定条件に対応する受信信号品質情報を取得したか判断して、すべての測定条件に対応する受信信号品質情報を取得していないと判断した場合には、まだ受信信号品質を取得していない測定条件を上記対向装置に定める、
ことを特徴とするアンテナ測定システム。 A box having a device under test disposed therein, a transmission antenna that radiates an electromagnetic wave corresponding to an applied electrical signal, a reflection wall that reflects the electromagnetic wave, and a stirrer that stirs the electromagnetic wave;
An opposing device that applies an electrical signal based on a predetermined measurement condition to the transmitting antenna and obtains received signal quality information from the device under measurement;
A controller for controlling the stirrer and the opposing device,
The control device sets measurement conditions for the counter device, confirms that the counter device has acquired the received signal quality information corresponding to the measurement conditions from the device under test, and then receives reception signals corresponding to all measurement conditions. If it is determined whether the signal quality information has been acquired and it is determined that the received signal quality information corresponding to all the measurement conditions has not been acquired, the measurement conditions for which the received signal quality has not yet been acquired are set in the counter device. Define
An antenna measurement system.
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