JP2010507942A - 移動電話装置の測定及びテスト方法及び測定システム - Google Patents

Abstract

本発明によれば、提示される測定方法及び測定装置は、移動電話送信機の送信電力及びトランスポートフォーマット組み合わせ識別子（TFCI）と動作パラメータとを相関させることにより、移動電話ユーザ装置の状態及び品質に関して推測が得られることを可能にする。

Description

本発明は、移動電話装置（UE）の測定及びテスト方法及び測定システムに関する。

GSM、GPRS及びUMTSに続いて、HSDPA（High Speed Downlink Packet Access）及びUMTS LTE（Long Term Evolution）が、移動電話通信の分野での最近の展開として顕著になってきている。HSDPA及びUMTS LTEの目的は、データサービスのサポートに関するUMTSの最適化である。UMTSは、384kbit/sのレートでの高品質ビデオデータの送信のような高速データサービスを既に提供している。

これを基礎にして、HSDPA及びUMTS LTEは、14Mbit/sまでのデータレートを許容し、これに従って移動通信ネットワークの容量を更に増加させる新しい技術を利用する。その結果、移動電話オペレータは、顧客に改善したマルチメディアサービスを提供することができる。

図１は、HSDPA技術の概略図であり、特にHSDPAで使用される論理（及び物理）チャネルの概略図である。ユーザデータ用の新しい送信チャネル（いわゆる高速（物理）ダウンリンク共有チャネル（HS-(P)DSCH：High-Speed (Physical) Downlink Shared Channel））の導入が重要である。異なるユーザは、このチャネルで利用可能な無線インタフェースのリソースを共有する。Node Bのインテリジェントなアルゴリズムは、どの加入者がどの時間にデータパケットを受信するかを決定する。

この決定は、並列信号チャネル（いわゆる高速共有制御チャネル（HS-SCCH：High-Speed Shared Control Channel）を介して加入者に通信される。新しいデータパケットがせいぜい10ms毎に送信可能なUMTSとは異なり、HSDPAの場合には、パケット送信は2ms毎に生じ得る。

チャネル品質に関するユーザ応答メッセージとパケット肯定応答又は否定応答とは、いわゆる高速個別物理制御チャネル（HS-DPCCH：High-Speed Dedicated Physical Control Channel）でアップリンクで提供される。HS-DPCCHは、管理又は制御情報（HARQ ACK/NACK及びチャネル品質情報）の通信に使用される物理アップリンクチャネルである。図２は、HS-DPCCHの構成の概略表示を示している。

チャネル品質情報は、いわゆるCQI値で構成され、CQI値は3GPP仕様のTS25.214（“Physical layer procedures”）に記載されているCQIテーブルに関係する。UEの実装の複雑性に応じて、異なるカテゴリのユーザ装置（UE）に対して異なるテーブルが存在する。例えば、表１は、UEカテゴリ1〜6のCQIテーブルを示している。

ユーザ装置UEにより定期的に報告されるCQI値は、Node Bを通じて、どのようにHS-(P)DSCHがフォーマットされるかに関する示唆として評価される。このフォーマットでは、ユーザ装置（UE）は、HS-DSCHの結果のブロック誤り率を0.1より下になるように予想する。CQI値が高くなるほど、HS-DSCHの送信フォーマットの仕様が高くなり、すなわち、無線接続の品質が良くなければならない。

例えば、ユーザ装置（UE）が表１に従って14のCQI値を報告すると、送信ブロックサイズ2583ビット、4チャネル及びQPSK（quadrature phase shift keying）変調のHS-(P)DSCHフォーマットを示唆する。HS-(P)DSCHがこのようにフォーマットされると、HS-DSCHの送信ブロック誤り率は、0.1より下になるように推定される。Node Bがユーザ装置（UE）の示唆を無視し、高いCQI値に従った高い仕様の送信フォーマットを選択すると、HS-DSCHで高い送信ブロック誤り率がおそらく生じる。従って、理想的には、Node Bは、ユーザ装置（UE）からの推奨に従って送信フォーマットを選択するべきである。

送信品質に応じたチャネル符号化及び変調方法の選択もまた、“Adaptive Modulation and Coding Method”（AMC）の題で要約されている。

ロバストなデータ送信を確保するために、HSDPAはまた、いわゆるHARQ（Hybrid Automatic Repeat Request）プロトコルを使用する。ユーザ装置（UE）が誤ったデータパケットを受信すると、データパケットを再び要求する。パケット送信を繰り返すときに、Node Bは、他の種類の符号化を選択することができる。他の種類の符号化は、加入者に対して改善した受信（インクリメンタル・リダンダンシー（incremental redundancy））を可能にする。この種類の符号化は、専門用語で“redundancy and constellation version”と呼ばれており、或いは“redundancy version”（RV version）又はredundancy typeとして省略されている。パケットがユーザ装置（UE）に伝送されると、Node Bは、このパケットの肯定応答（ACK）又は否定応答（NACK）が受信されるまで待機しなければならない（いわゆる“stop-and-wait”送信機構）。介在する時間に、Node Bは、他のHARQ処理を介してこのユーザ装置（UE）に更なるデータパケットを送信することができる。ユーザ装置は、8までの並列のHARQ処理をサポートしなければならず、これは、8までの独立したHARQの“stop-and-wait”送信機構と等価である。

更に、いわゆる空間ダイバーシチを利用する送信機及び／又は受信機毎に複数のアンテナを利用する方法（Multiple Input Multiple Output又はMIMO）が知られており、基本的にはHSDPAのフレームワーク内で使用可能である。送信機及び／又は受信機毎に複数のアンテナを利用する方法では、（同一の）アンテナが相互に所定の空間距離で同じ方向で及び／又は偏波ダイバーシチで立てられている。偏波ダイバーシチによれば、無線送信の干渉の影響を低減して符号の再利用によるピークスループットを増加させるために、２つのアンテナは相互に90°の角度差で立てられる。詳細については、技術レポートの“Physical layer aspects of UTRA High-Speed Downlink Packet Access”（3GPP仕様の3GPP TR25.848仕様）を参照のこと。

HSDPA又はUMTS LTEに互換性のあるネットワークの構成は、特別なテスト及び測定対策を必要とする。特に、使用されるユーザ装置の潜在的な誤りマッチング（クリッピング）又は一般的な欠陥についての情報と、欠陥の実装についての情報と、使用される装置のリソース効率（性能）についての情報とを提供するテスト及び測定対策が必要である。

従って、本発明の目的は、指定された情報を提供する測定方法及び測定方法を提示することである。

この目的は、請求項１に記載の測定方法及び請求項１１に記載の測定システムに従って実現される。従属項は有利な更なる展開を含む。

本発明の基本的な概念は、それぞれの場合に送信電力又はトランスポートフォーマット組み合わせ識別子（TFCI：Transport Format Combination Identifier）に応じて、データスループット、CQI（Channel Quality Indicator）及びデータパケットの再送信数のような動作パラメータを提示することである。これに関して、理論的には、送信電力の増加と共に、CQI値の上昇、データスループットの増加及び再送信数の減少が予想され得る。任意選択で実装に応じて、TCFIの増加と共に、CQI値の減少が予想され、それぞれ同じチャネル状態で再送信数の増加が予想され得る。再送信及びBER（Bit Error Rate）が比較的大きい影響を有するために再びデータスループットを減少させるまで、データスループットは所定の値まで増加する。理論的に決定された理想線から逸脱した場合、欠陥マッチング（例えば、クリッピング）、故障したハードウェア、欠陥の実装及びリソース効率（性能）に関する情報が取得される。HSDPAを超えて、本発明に関係する指定された技術及びパラメータも、UMTS LTE仕様の一部である。従って、本発明はHDSPAの背景に限定されない。

本発明の一実施例では、測定方法は、測定される動作パラメータを選択するステップと、可変パラメータを選択するステップと、測定パラメータを設定するステップと、選択された可変パラメータに応じて測定される選択された動作パラメータを測定するステップと、測定結果を提示するステップとを有し、送信電力又はトランスポートフォーマット組み合わせ識別子（TFCI：Transport Format Combination Identifier）が可変パラメータとして選択されてもよい。

更なる実施例では、スループットは、測定される動作パラメータとして選択されてもよい。更に、チャネル品質インジケータ（CQI：Channel Quality Indicator）又は必要な再送信数は、測定される動作パラメータとして選択されてもよい。

更に、本発明の更なる実施例では、測定パラメータの設定は、測定間隔を設定するステップと、設定された測定間隔内でテストポイント数を設定するステップと、テストポイント毎に測定数を設定するステップとを有してもよい。

更に、測定方法は、測定結果の表示構成を有してもよい。これに関して、構成は、１つ以上の表示オプションの選択を含んでもよく、所定のテストポイントの測定値の変化と、所定のテストポイントの測定値の平均と、記録された測定結果の有効範囲とが提示されてもよい。

測定結果の表示は、可変パラメータに対する動作パラメータのプロットを含んでもよい。

測定の実施は、設定された測定範囲に対する選択された可変パラメータの変化を含んでもよい。これに関して、選択されていない可変パラメータは、一定に保持されてもよい。

本発明の更なる実施例もまた、対応するソフトウェアが記録されるコンピュータ又は記憶媒体への前述の実施例の１つによる測定方法を実装するソフトウェアを含んでもよい。

本発明の一実施例による測定装置は、測定される動作パラメータを選択する手段と、可変パラメータを選択する手段と、測定パラメータを設定する手段と、選択された可変パラメータに応じて測定される選択された値を測定する手段と、測定結果を提示する表示ユニットとを有し、送信電力又はトランスポートフォーマット組み合わせ識別子（TFCI：Transport Format Combination Identifier）が可変パラメータとして選択されてもよい。

本発明の前記及び他の特性、態様及び利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明で詳細に説明される。

HSDPA技術の概略図 HS-DPCCHの構成の概略図 本発明の一実施例による測定方法のフローチャート 送信電力及びTFCIに応じて測定されたCAI及びスループット値の図 送信電力及びTFCIに応じて測定されたCAI及びスループット値の図 送信電力及びTFCIに応じて測定されたCAI及びスループット値の図 送信電力及びTFCIに応じて測定された再送信（繰り返し）の図 送信電力及びTFCIに応じて測定された再送信（繰り返し）の図 送信電力及びTFCIに応じて測定された再送信（繰り返し）の図 本発明の一実施例による測定装置を有する測定システムの概略図 本発明の一実施例による測定方法を実装するための図６の測定装置のパラメータ表示の図

図３は、本発明の一実施例による測定方法のフローチャートを示している。

まず、ステップ310において、測定される動作パラメータが選択され得る。本発明の一実施例では、スループット、ユーザ装置から返信されるチャネル品質インジケータ（CQI）又は必要な再送信（繰り返し）数が、測定値として選択されてもよい。ここで、本発明による測定方法は、指定された３つの動作パラメータに限定されず、これらは例のみとして示されている点に留意すべきである。本発明に従って可変パラメータと共に測定されたときに、使用される装置の状態及び品質についての推測を可能にする更なる動作パラメータも考えられる。

ステップ320において、可変パラメータが選択され得る。この実施例では、送信電力又はトランスポートフォーマット組み合わせ識別子（TFCI）が可変パラメータとして選択されてもよい。ステップ310及び320が実施される順序は、関係ない。

次のステップ330において、測定パラメータが設定され得る。本発明の一実施例では、測定パラメータの設定は、測定間隔の設定を含んでもよい。更に、所定の測定間隔内（例えば、前に設定された測定間隔内）でのテストポイント数の設定を含んでもよい。更に、テストポイント毎に測定数を設定することも可能である。

ステップ340において、選択された動作パラメータは、指定された間隔内で選択された可変パラメータを変化させ、それぞれ所定のテストポイントで選択されたテスト値の所定数の測定を実施することにより、選択された可変パラメータに応じて測定される。

ステップ350において、取得された測定結果が最終的に提示される。本発明の一実施例では、取得された測定結果の表示は、適切な座標系での可変パラメータに対する選択された測定値のプロットを含む。

本発明の更なる実施例では、表示の形式は、更なる方法のステップで構成されてもよい。測定結果の表示構成は、複数の表示オプションからの１つの表示オプションの選択を含んでもよい。例えば、本発明によれば、所定のテストポイントについて表示された測定値の変化を有することも可能である（変化）。更に、所定のテストポイントについて表示された測定値の平均を有することも可能である（平均）。更に、記録された測定結果の有効範囲が提示されてもよい（制限）。

測定結果の表示の例示的な実施例は、以下に説明する図４ａ、４ｂ及び４ｃ並びに図５ａ、５ｂ及び５ｃに示されている。

図４ａ、４ｂ及び４ｃは、送信電力及びTCFIに応じて測定されたCQI及びデータスループット値を示している。図４ａは、前述の表示形態を示しており、送信電力に応じて測定された動作パラメータCQIの変化、平均及び制限が示されており、２次元座標系にプロットされている。これに関して、変化は、テストポイント毎の垂直線により示されており、テストポイント毎の各最大及び最小測定値により制限されている。平均は円を介して示されている。適当な範囲は、点線により制限される領域に対応する。本発明の一実施例では、この領域の外側の測定結果は、全体像を改善して特別な形状又は色を使用した解釈をサポートするために提示されてもよい。

図４ｂは、図４ａと同様に、トランスポートフォーマット組み合わせ識別子（TFCI）に応じて測定された動作パラメータCQIの平均及び制限の可能な表示形態を示している。最後に、図４ｃは、図４ａ及び４ｂと同様に、平均の測定スループット（kbit単位）を示している。

図に示すように、それぞれの表示は、２アンテナA及びBを有するシステムに関する。換言すると、表示は2×2のMIMO（Multiple-In-Multiple-Out）システムを示す。

図５ａ、５ｂ及び５ｃは、送信電力及びTFCIに応じて所定のユーザ装置（UE）に誤りのないように割り当てるための、同じデータパケットの再送信数又はそれぞれの新たな送信数を示している。

縦軸は、最初の試行（0）又はそれぞれの次の再送信の１つ（1-6）に割り当てられ得るデータパケットの比率を示している。（この例では）データパケットが６の再送信の後であっても割り当てられ得ない場合、この事実は、図に（N）で表示される。最大値は６に限定されず、使用される送信方法又はその仕様に対応した値を仮定してもよい。

空間多重の場合のMIMOでは、再送信の表示は、対応するストリーム数（２又は４アンテナ）に拡張されてもよい（図５ｂ参照）。

図６は、本発明による測定システムの構成を示しており、本発明の一実施例に従ってユーザ装置UEを測定及びテストする測定装置600が使用される。測定装置600は、１つ以上のアンテナ610、620を提供する。測定処理を制御する制御ユニット600は、測定装置600及び測定されるユーザ装置640に接続される。ユーザ装置640はまた、１つ以上のアンテナA、Bを提供する。制御ユニットは表示ユニット650に接続され、表示ユニット650は、測定装置600上又は測定装置600内に配置されてもよい。

図７は、測定のパラメータを設定するダイアログ700を示している。ダイアログは、複数のフィールドに分割されており、この複数のフィールド内で個々の設定が選択又は入力されてもよい。フィールド710において、測定される動作パラメータが設定されてもよい。この実施例では、このフィールドは、３つの異なる動作パラメータ（スループット、チャネル品質インジケータ（CQI）及び再送信数又は再送信繰り返し数）を提供する。

フィールド720において、可変パラメータが選択されてもよい。可変パラメータは、測定動作パラメータとの相関性を決定するために、測定装置600又はそれぞれ制御ユニット630により変更される。この実施例では、このフィールドは、２つの異なる可変パラメータ（送信電力及びいわゆるトランスポートフォーマット組み合わせ識別子（TFCI））を提供する。

フィールド730において、測定装置600の異なる測定パラメータが指定されてもよい。この実施例では、このフィールドは、測定範囲、テストポイント数及びテストポイント毎の測定数を指定する可能性を提供する。

フィールド740において、異なる表示オプションが選択されてもよい。選択は重ねて実施されてもよい。この実施例では、変化、テストポイント毎の測定結果の平均及び表示される測定結果の有効範囲を有することが可能である。

最後に、フィールド750において、一例として、測定が単一アンテナモード（シングル）で実施されるか、２アンテナモード（2x）で実施されるか、４アンテナモード（4x）で実施されるかを指定することが可能である。ダイアログは、“OK”スイッチ770又は“Cancel”スイッチ760を起動することにより終了する。

以下の略語が明細書で使用されている。

3GPP 3rd Generation Partnership Project
ACK Acknowledgement
AMC Adaptive Modulation and Coding
BLER Block Error Rate
CQI Channel Quality Information
DPCH Dedicated Physical Channel
DTX Discontinuous Transmission
EVM Error Vector Magnitude
FP Frame Protocol
GPRS General Packet Radio Service
GSM Global System for Mobile Communications
HARQ Hybrid Automatic Repeat Request
HSDPA High Speed Downlink Packet Access
HS-DPCCH High Speed Dedicated Physical Control Channel
HS-(P)DSCH High Speed (Physical) Downlink Shared Channel
HS-SCCH High Speed Shared Control Channel
MAC Medium Access Control
MAC-hs Medium Access Control-high speed
NACK Negative Acknowledgement
NAS Non-Access Stratum
PHY Physical Layer
QPSK Quadrature Phase Shift Keying
QAM Quadrature Amplitude Modulation
RLC Radio Link Control
RRC Radio Resource Control
RV Redundancy Version
SF Spreading Factor
SML Soft Metric Location
TFCI Transport Format Combination Indicator
TS Technical Specification
TTCN Tree and Tabular Combined Notation
TTI Transmission Time Interval
UE User Equipment
UMTS Universal Mobile Telecommunications System

Claims (20)

1. 移動電話システムの測定方法であって、
   測定される動作パラメータを選択するステップと、
   可変パラメータを選択するステップと、
   前記測定パラメータを設定するステップと、
   前記選択された可変パラメータに応じて測定される前記選択された動作パラメータを測定するステップと、
   測定結果を表示するステップと
   を有し、
   送信電力又はトランスポートフォーマット組み合わせ識別子（TFCI）が前記可変パラメータとして選択される測定方法。
2. スループットが、測定される前記動作パラメータとして選択されることを特徴とする、請求項１に記載の測定方法。
3. チャネル品質インジケータ（CQI）が、測定される前記動作パラメータとして選択されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の測定方法。
4. 必要な再送信数が、測定される前記動作パラメータとして選択されることを特徴とする、請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の測定方法。
5. 前記測定パラメータの設定は、
   測定間隔を設定し、
   前記設定された測定間隔内でテストポイント数を設定し、
   テストポイント毎に測定数を設定することを有することを特徴とする、請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の測定方法。
6. 前記測定結果の表示を構成するステップを更に有する、請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の測定方法。
7. 前記測定結果の表示を構成するステップは、
   所定のテストポイントの測定結果の変化と、
   所定のテストポイントの測定結果の平均と、
   記録された測定結果の有効範囲と
   を含む表示オプションのうち１つを選択することを有することを特徴とする、請求項６に記載の測定方法。
8. 前記測定結果の表示は、可変パラメータに対する測定値のプロットを含むことを特徴とする、請求項６又は７に記載の測定方法。
9. テストの実施は、設定された測定範囲に対する前記選択された可変パラメータの変化を含むことを特徴とする、請求項５に記載の測定方法。
10. 選択されていない可変パラメータは、一定に保持されることを特徴とする、請求項９に記載の測定方法。
11. 測定される動作パラメータを選択する手段と、
    可変パラメータを選択する手段と、
    前記測定パラメータを設定する手段と、
    前記選択された可変パラメータに応じて測定される前記選択された動作パラメータをテストする手段と、
    測定結果を提示する表示ユニットと
    を有し、
    送信電力又はトランスポートフォーマット組み合わせ識別子（TFCI）が前記可変パラメータとして選択される測定システム。
12. スループットが、測定される前記動作パラメータとして選択されることを特徴とする、請求項１１に記載の測定システム。
13. チャネル品質インジケータ（CQI）が、測定される前記動作パラメータとして選択されることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の測定システム。
14. 必要な再送信数が、測定される前記動作パラメータとして選択されることを特徴とする、請求項１１ないし１３のうちいずれか１項に記載の測定システム。
15. 前記測定パラメータを設定する手段は、
    測定間隔を設定する手段と、
    前記設定された測定間隔内でテストポイント数を設定する手段と、
    テストポイント毎に測定数を設定する手段と
    を有することを特徴とする、請求項１１ないし１４のうちいずれか１項に記載の測定システム。
16. 前記測定結果の表示を構成する手段を更に有する、請求項１１ないし１５のうちいずれか１項に記載の測定システム。
17. 前記測定結果の表示を構成する手段は、
    所定のテストポイントの測定値の変化と、
    所定のテストポイントの測定値の平均と、
    記録された測定結果の有効範囲と
    を含む表示オプションのうち１つを選択する手段を有することを特徴とする、請求項１６に記載の測定システム。
18. 前記測定結果の表示は、前記選択された動作パラメータが可変パラメータに対してプロットされる図の表示を有することを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の測定システム。
19. テストする手段は、設定された測定範囲で前記選択された可変パラメータを変化する手段を有することを特徴とする、請求項１１ないし１８のうちいずれか１項に記載の測定システム。
20. 選択されていない可変パラメータは、一定に保持されることを特徴とする、請求項１９に記載の測定システム。

Images