JP2015142256A

JP2015142256A - 移動体端末試験装置および試験方法

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Publication number: JP2015142256A
Application number: JP2014014181A
Authority: JP
Inventors: 健悟菊池; Kengo Kikuchi; 滋春荒井; Shigeharu Arai; 孝治深澤; Koji Fukazawa; 上沢　貴秋; Takaaki Uesawa; 貴秋上沢; 祐之清水; Sukeyuki Shimizu; 祥隆木原; Yoshitaka Kihara
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2015-08-03
Anticipated expiration: 2034-01-29
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Abstract

【課題】試験対象の移動体端末との間のＵＬ（アップリンク）とＤＬ（ダウンリンク）の信号授受をＦＤＤ方式で行なう場合に、ＤＬの回り込みによる影響を低減する。
【解決手段】周波数比較手段４１は、周波数指定手段３１によって指定されたＵＬとＤＬの周波数の高低の比較を行う。ＵＬの周波数がＤＬの周波数より低いと判定された場合、ヘテロダイン切換手段４２によって受信部２３の周波数変換を下側ヘテロダインで行なわせるとともに、直交復調処理で得られるベースバンド信号の一方Ｘを同相成分Ｉ、他方Ｙを直交成分Ｑとして信号処理を行う。また、ＵＬの周波数がＤＬの周波数より高いと判定された場合には、受信部２３の周波数変換を上側ヘテロダインで行なわせるとともに、直交復調処理で得られるベースバンド信号の一方Ｘを直交成分Ｑ、他方Ｙを同相成分Ｉとして信号処理を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話やスマートフォン等の移動体端末との間でＦＤＤ（周波数分割双方向通信）方式を用いて通信を行い、移動体端末に対する各種の試験を行なう技術に関し、特に、移動体端末から送信されたアップリンク（以下、ＵＬと記す）の高周波信号を、デジタル処理可能な中間周波数帯にヘテロダイン変換する際に、そのＵＬの高周波信号の受信タイミングと同タイミングに試験装置が出力するダウンリンク（以下、ＤＬと記す）の高周波信号の回り込みによる妨害を防ぐための技術に関する。

ＦＤＤ方式の通信は、図７に示すように、基地局からのＤＬの信号送信を、所定の運用バンドで範囲が規定されているＤＬ用周波数帯内の周波数ｆ(DL)で行い、移動体端末からのＵＬの信号送信を、前記ＤＬ用周波数帯の範囲と異なる範囲に規定されているＵＬ用周波数帯内の周波数ｆ(UL)で行なう。

ここで、実際に基地局と移動体端末との間で行なわれる通信では、運用バンド毎にＤＬの周波数ｆ(DL)とＵＬの周波数ｆ(UL)の差が規定されているが、移動体端末の試験を行なための試験装置としては、運用バンド毎に規定された周波数差以外での移動体端末の動作も確認できる必要があり、そのために、これらの周波数ｆ(DL)、ｆ(UL)を、少なくともＤＬ用周波数帯内およびＵＬ用周波数帯内で任意に設定できるようになっている。

図８は、ＦＤＤ方式の移動体端末１の試験を行なうための試験装置１０の構成を示しており、送信部１１から出力された周波数ｆ(DL)のＤＬの高周波信号ＲＦ(DL)を、結合器１２を介して試験対象の移動体端末１に与えるとともに、移動体端末１から出力された周波数ｆ(UL)のＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)を、結合器１２を介して受信部１３で受ける。

受信部１３は、高周波の入力信号とローカル信号発生器１３ａから出力されたローカル信号Ｌとをミキサ１３ｂで混合し、その出力に対する高域遮断処理をローパスフィルタ１３ｃで行うことで、入力信号をデジタル処理が可能な中間周波数帯にヘテロダイン変換し、その変換信号ＩＦ(UL)をＡ／Ｄ変換器１３ｄによりデジタルの信号列ＩＦＤ(UL)に変換し、試験処理部１５へ出力する。

試験処理部１５は、受信部１３の出力に対するベースバンド変換処理、データ復調処理等を含む各種信号処理を行うとともに、試験に必要な信号、例えばベースバンド信号で直交変調された中間周波数帯の信号ＩＦＤ(DL)を生成して送信部１１に与える。

前記したように、ＦＤＤ方式の場合、ＤＬとＵＬが同一タイミングで行なわれるため、送信部１１から出力されたＤＬの高周波信号ＲＦ(DL)の一部ＲＦ(DL)′が、受信部１３に回り込んでしまう。

ここで、ＦＤＤ方式の移動体通信システムでは、現在、図９に示すように、およそ７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの範囲の中で規定された２１の運用バンドがあり、基地局と移動体端末は、そのいずれかの運用バンドのＵＬ用周波数帯とＤＬ用周波数帯の範囲の信号を用いて送受信を行なっている（ただし、運用バンド１５〜１８はリザーブである）。

この広い周波数の範囲に設定された多くの運用バンドに対応できるように、試験装置の受信部１３の入力帯域は必然的に広くなっており、前記したように送信部１１と受信部１３の間に方向性のある結合器１２を用いても十分なアイソレーションが得られず、ＤＬの回り込み成分ＲＦ(DL)′が、ＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)と同時に受信部１３へ高いレベルで入力される。

また、一般的に、試験装置１０の受信部１３によるヘテロダイン変換は、ＵＬの信号帯域内の周波数の高低関係が維持されたまま中間周波数帯に変換されるように、受信周波数（帯域中心周波数）に対して所定周波数ｆ(IF)（例えば５ＭＨｚ）だけ低い周波数ｆ(L)のローカル信号Ｌを用いる下側ヘテロダインを採用している。

ここで、ＤＬ用周波数帯（９２５〜９６０ＭＨｚ）がＵＬ用周波数帯（８８０〜９１５ＭＨｚ）より高い運用バンド８の例で説明すると、図１０の（ａ）のように、５ＭＨｚ幅のＵＬの信号としてＵＬ用周波数帯の上限の周波数ｆ(UL)＝９１２．５ＭＨｚを用いる場合、ローカル信号Ｌの周波数ｆ(L)は、それより５ＭＨｚ低い９０７．５ＭＨｚとなる。

また、ＤＬ用周波数帯のうち、ＵＬの信号に最も近い周波数ｆ(DL)＝９２７．５ＭＨｚの５ＭＨｚ幅のＤＬが送信されると仮定する。

９１２．５ＭＨｚのＵＬの信号ＲＦ(UL)と９２７．５ＭＨｚのＤＬの回り込み成分ＲＦ(DL)′が受信部１３に入力されて、周波数ｆ(L)＝９０７．５ＭＨｚのローカル信号Ｌで下側ヘテロダインの周波数変換を受けると、図１０の（ｂ）のように、ＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)は、周波数５ＭＨｚの信号ＩＦ(UL)に変換され、ＤＬの回り込み成分ＲＦ(DL)′は周波数２０ＭＨｚの信号ＩＦ(DL)に変換される。

したがって、図１０の（ｂ）に示しているように、ローパスフィルタ１３ｃのカットオフ周波数を例えば１５ＭＨｚ程度に設定しておけば、Ａ／Ｄ変換処理以降の信号処理に対するＤＬの回り込み成分による悪影響を除去できる。

上記運用バンド８の例は、ＵＬ用周波数帯がＤＬ用周波数帯より低い場合において両周波数帯の間隔が最も狭い（１０ＭＨｚ）最悪条件の例であるから、ＵＬ用周波数帯がＤＬ用周波数帯より低く、ＵＬとＤＬの信号帯域がともに５ＭＨｚ程度の場合、ＵＬの受信周波数に対して上記数値例の周波数のローカル信号で下側ヘテロダインを行なえば、ＤＬの回り込み成分の影響を除去できることになる。

つまり、ＵＬ用周波数帯がＤＬ用周波数帯より低く設定されている多くの運用バンドにおいては、上記のような周波数関係を用いて下側ヘテロダインの周波数変換を行なえば、ＤＬの回り込み成分の影響をほとんど受けないことになる。

ところが、図９に示した運用バンド１３、１４、２０のように、ＵＬ用周波数帯がＤＬ用周波数帯より高い場合で、上記同様に下側ヘテロダインを用いると、ＤＬの回り込み成分がローパスフィルタ１３ｃの帯域内に入ってしまう。

例えば、運用バンド２０では、図１１の（ａ）のように、ＤＬ用周波数帯（７９１〜８２１ＭＨｚ）の上限の５ＭＨｚ幅をＤＬの信号（中心周波数８１８．５ＭＨｚ）として用い、ＵＬ用周波数帯（８３２〜８６２ＭＨｚ）の下限の５ＭＨｚ幅をＵＬの信号（中心周波数８３４．５ＭＨｚ）として用いるとすれば、ローカル信号Ｌの周波数ｆ(L)は８２９．５ＭＨｚとなる。

このローカル信号Ｌでヘテロダイン変換すると、図１１の（ｂ）のように、ＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)は５ＭＨｚの信号ＩＦ(UL)に変換されるが、ＤＬの回り込み成分ＲＦ(DL)′は、負の周波数（−１１ＭＨ）の信号ＩＦ(DL)に変換され、実信号としては周波数０で折り返されて正の周波数１１ＭＨｚの信号ＩＦ(DL)′として現れ、この折り返された信号ＩＦ(DL)′は、前記したローパスフィルタ１３ｃの通過帯域内に入ってしまう。

ここで、ＤＬの回り込み成分ＲＦ(DL)′の信号レベルが高いと、Ａ／Ｄ変換器１３ｄを飽和させたり、あるいは未飽和であっても回り込み成分によりダイナミックレンジが狭くなってＵＬ信号のパワー制御の測定等が困難となる。

なお、通信方式は異なるが、ＴＤＤ方式（時分割双方向通信）で移動体端末の試験を行なう技術に関して、送信部と受信部とが結合器を介して接続された構成における干渉の問題を、試験装置が出力する送信信号のパワー制御により解決する技術が特許文献１に開示されているが、この技術では、ＦＤＤ方式における移動体端末からのＵＬの信号と同時に出力されるＤＬの信号の回り込みによる影響を防ぐことはできない。

特開２０１２−１００１２７

上記問題を解決する方法として、ローパスフィルタ１３ｄのカットオフ周波数を例えば１０ＭＨｚ程度まで狭めて、ＤＬの回り込み成分の折り返しＩＦ(DL)′を除去することが考えられる。

しかし、ＦＤＤ方式では、ＵＬやＤＬの信号帯域を１ユーザーに対して２倍に拡張させることができるデュアルキャリア方式を採用しており、上記のように、ローパスフィルタ１３ｄのカットオフ周波数を１０ＭＨｚ程度まで狭めてしまうと、ＵＬの信号の一部が欠落してしまう。

また、このデュアルキャリア方式で、ＵＬの信号帯域幅を５ＭＨｚからその２倍の１０ＭＨｚに拡張した場合、図１１の（ｃ）のように、信号ＩＦ(UL)の帯域も１０ＭＨｚに拡がり、ＤＬの回り込み成分の折り返しＩＦ(DL)′と周波数上で重なり合ってしまい、その状態でＡ／Ｄ変換されたデータからはもはや両信号の分離ができなくなり、ＵＬの信号に対する試験を行なうことが不可能となる。

本発明は、上記問題を解決し、試験対象の移動体端末との間のＵＬとＤＬの信号授受をＦＤＤ方式で行なう場合において、すべての運用バンドに対し、ＤＬの回り込みによる影響を低減できる移動体端末試験装置および試験方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の請求項１の移動体端末試験装置は、
試験対象の移動体端末との間のＦＤＤ方式の通信に用いるアップリンクとダウンリンクの周波数を指定する周波数指定手段（３１）と、
前記移動体端末に与えるためのダウンリンクの信号を前記指定された周波数で出力する送信部（２１）と、
前記送信部から出力されたダウンリンクの信号を前記移動体端末に与えるとともに、該移動体端末から出力されたアップリンクの信号を入力させる結合器（２２）と、
前記結合器を介して入力されたアップリンクの信号と、前記指定されたアップリンクの周波数に対して所定周波数だけ差のある第１のローカル信号とを混合し、その混合成分に対する高域遮断処理を行なうことで、前記入力されたアップリンクの信号を、前記所定周波数を含む中間周波数帯にヘテロダイン変換し、該ヘテロダイン変換した信号をデジタルの信号列に変換して出力する受信部（２３）と、
前記受信部の出力に対し、前記所定周波数に等しい周波数で互いに位相が９０度異なる第２、第３のローカル信号の乗算処理を行い、互いに直交するベースバンド信号を出力する直交復調器（３２）と、
前記直交復調器から出力された互いに直交するベースバンド信号を、前記アップリンクの高周波信号を変調しているベースバンドの同相成分と直交成分として受け、前記移動体端末の試験に必要な信号処理を行なうベースバンド処理部（３３）とを有する移動体端末試験装置において、
前記周波数指定手段によって指定されたアップリンクとダウンリンクの周波数の高低比較を行なう周波数比較手段（４１）と、
前記周波数比較手段でアップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より低いと判定された場合には、前記第１のローカル信号の周波数を、前記アップリンクの周波数より前記所定周波数だけ低く設定して下側ヘテロダインで周波数変換を行なわせ、前記周波数比較手段でアップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より高いと判定された場合には、前記第１のローカル信号の周波数を、前記アップリンクの周波数より前記所定周波数だけ高く設定して上側ヘテロダインで周波数変換を行なわせるヘテロダイン切換手段（４２）と、
前記周波数比較手段でアップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より低いと判定された場合には、前記直交復調器において前記第２のローカル信号による乗算処理で得られる一方のベースバンド信号を同相成分、前記第３のローカル信号による乗算処理で得られる他方のベースバンド信号を直交成分として前記ベースバンド処理部に出力させ、前記周波数比較手段でアップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より高いと判定された場合には、前記直交復調器で得られる前記一方のベースバンド信号を直交成分、前記他方のベースバンド信号を同相成分として前記ベースバンド処理部に出力させるベースバンド切替手段（４３）とを設けたことを特徴する。

また、本発明の請求項２の移動体端末試験方法は、
試験対象の移動体端末との間のＦＤＤ方式の通信に用いるアップリンクとダウンリンクの周波数を指定する段階と、
前記指定された周波数のダウンリンクの信号を前記移動体端末に与えるとともに、前記移動体端末から出力されるアップリンクの信号と、前記指定されたアップリンクの周波数に対して所定周波数だけ差のある第１のローカル信号とを混合し、その混合成分に対する高域遮断処理を行なうことで、前記アップリンクの信号を、前記所定周波数を含む中間周波数帯にヘテロダイン変換し、該ヘテロダイン変換した信号をデジタルの信号列に変換して出力する段階と、
前記デジタルの信号列に対し、前記所定周波数に等しい周波数で互いに位相が９０度異なる第２、第３のローカル信号の乗算処理を行い、互いに直交するベースバンド信号を出力する段階と、
前記互いに直交するベースバンド信号を前記アップリンクの高周波信号を変調しているベースバンドの同相成分と直交成分とし、前記移動体端末の試験に必要な信号処理を行なう段階とを含む移動体端末試験方法において、
前記指定されたアップリンクとダウンリンクの周波数の高低比較を行なう段階と、
前記アップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より低いと判定された場合には、前記第１のローカル信号の周波数を、前記アップリンクの周波数より前記所定周波数だけ低く設定して下側ヘテロダインで周波数変換を行なわせるとともに、前記直交復調処理において前記第２のローカル信号による乗算処理で得られる一方のベースバンド信号を同相成分、前記第３のローカル信号による乗算処理で得られる他方のベースバンド信号を直交成分として信号処理を行い、アップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より高いと判定された場合には、前記第１のローカル信号の周波数を、前記アップリンクの周波数より前記所定周波数だけ高く設定して上側ヘテロダインで周波数変換を行なわせるとともに、前記直交復調処理において得られる前記一方のベースバンド信号を直交成分、前記他方のベースバンド信号を同相成分として信号処理を行なう段階とを設けたことを特徴する。

このように、本発明では、指定されたアップリンクとダウンリンクの周波数の高低の比較を行い、アップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より低いと判定された場合には、下側ヘテロダインでアップリンクの信号の周波数変換を行なわせるとともに、直交復調処理で得られるベースバンド信号の一方を同相成分、他方を直交成分として信号処理を行い、アップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より高いと判定された場合には、上側ヘテロダインでアップリンクの信号の周波数変換を行なわせるとともに、直交復調処理で得られるベースバンド信号の一方を直交成分、他方を同相成分として信号処理を行なうようにしている。

このため、ＦＤＤ方式の移動体通信システムに割り当てられたすべての運用バンドにおいて、中間周波数帯に変換されたダウンリンクの回り込み成分はアップリンクの成分とともに、正負のいずれか一方側の周波数領域に互いに重なり合うことなく変換され、しかも、その周波数差は、信号帯域幅によらず、必然的に運用バンドのアップリンク用周波数帯とダウンリンク用周波数帯の隙間以上となるので、受信部における高域遮断周波数を変化させることなく、アップリンクの信号を正しく抽出することができ、ＦＤＤ方式における移動体端末の試験を確実に行なうことができる。

本発明の実施形態の構成図実施形態の要部の構成を示す図実施形態の下側ヘテロダインを用いた場合の動作説明図実施形態の上側ヘテロダインを用いた場合の動作説明図アップリンク周波数がダウンリンク周波数より高い場合に、下側ヘテロダインを用いる場合の動作説明図別のベースバンド切換方法を示す図ＦＤＤ方式のアップリンクとダウンリンクの関係を示す図従来装置の構成図ＦＤＤ方式を用いた移動体通信の運用バンドを示す図アップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より低い場合の動作説明図アップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より高い場合の動作説明図

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した移動体端末試験装置（以下、単に試験装置と記す）２０の構成を示している。

この試験装置２０は、送信部２１、結合器２２、受信部２３、試験処理部３０によって構成されている。

送信部２１は、試験対象の移動体端末１に与えるためのＤＬ（ダウンリンク）の高周波信号ＲＦ(DL)を、試験処理部３０から指定された周波数ｆ(DL)で生成して出力する。この送信部２１の構成は任意であるが、例えば、試験処理部３０内でベースバンド信号を直交変調器により中間周波数帯に変換して送信部２１に与え、送信部２１では、その中間周波数帯に変換された信号（直交変調信号）ＩＦＤ(DL)をアナログ信号に変換し、指定された周波数ｆ(DL)にヘテロダイン変換することで実現できる。

また、試験処理部３０内で生成されたベースバンド信号を受け、これをＤ／Ａ変換し、指定された周波数ｆ(DL)のローカル信号で直交変調してダイレクトにＤＬの高周波信号を生成する構成も可能である。

結合器２２は、例えば方向性結合器やサーキュレータ等の方向性を有する結合器（送受信周波数が異なり受信側の入力フィルタによる濾波機能を利用できる場合には方向性を有しない結合器でもよい）からなり、送信部２１から出力されたＤＬの高周波信号ＲＦ(DL)を移動体端末１に与えるとともに、移動体端末１から出力されたＵＬ（アップリンク）の高周波信号ＲＦ(UL)を入力させ、受信部２３に与える。ただし前記したように、ＤＬの高周波信号ＲＦ(DL)の一部ＲＦ(DL)′が、受信部２３へ回り込むことは避けられない。

受信部２３は、ローカル信号発生器２３ａ、ミキサ２３ｂ、ローパスフィルタ２３ｃおよびＡ／Ｄ変換器２３ｄを有している。

ローカル信号発生器２３ａは、試験処理部３０から指定されたアップリンクの周波数ｆ(UL)に対して所定周波数ｆ(IF)（例えばｆ(IF)＝５ＭＨｚ）だけ差のある第１のローカル信号Ｌ１をミキサ２３ｂに出力する。

ミキサ２３ｂは、結合器２２を介して入力される信号と第１のローカル信号Ｌ１とを混合し、その周波数の和成分と差成分を出力する（ただし、和成分は、図示しないフィルタで除去する場合もある）。

ミキサ２３ｂの出力信号のうちの差成分である中間周波数帯の信号はローパスフィルタ２３ｃによって抽出される。このローパスフィルタ２３ｃのカットオフ周波数（高域遮断周波数）は、前記所定周波数ｆ(IF)を含み、所定帯域幅（例えば５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ）のＵＬの信号成分を通過させること、および、運用バンドのＵＬ用周波数帯とＤＬ用周波数帯との最小の隙間等を考慮して例えば１５ＭＨｚ程度に設定されている。

ローパスフィルタ２３ｃから出力された中間周波数帯の信号ＩＦ(UL)は、Ａ／Ｄ変換器２３ｄによって、デジタルの信号列ＩＦＤ(UL)に変換されて試験処理部３０へ出力される。

試験処理部３０は、試験に必要な各種の信号ＩＦＤ(DL)を送信部２１に出力し、受信部２３の出力信号ＩＦＤ(UL)に対する各種信号処理を行なうとともに、送信部２１や受信部２３に対する周波数、レベル等に関する各種制御を行なうが、ここでは、受信部２３の出力信号ＩＦＤ(UL)に対する信号処理の一部と、ＦＤＤ方式で移動体端末１の試験を行なう際のＤＬの回り込み成分の影響を抑制するための構成について説明する。

移動体端末１を試験する際に、試験処理部３０の周波数指定手段３１は、移動体端末１との間で基地局を模した通信をＦＤＤ方式で行なうための前記図９で示した運用バンドの一つを選択し、その選択した運用バンドのＵＬ用周波数帯とＤＬ用周波数帯の中から、試験に用いるＵＬとＤＬの周波数ｆ(UL)、ｆ(DL)を指定する。これらの周波数ｆ(UL)、ｆ(DL)は、前記したように運用バンド毎に規定されている周波数差を用いるだけでなく、移動体端末１の性能評価のために、試験者がＵＬ用周波数帯とＤＬ用周波数帯の中からそれぞれ任意に指定できるようになっている。

送信部２１は、前記したように、この指定されたＤＬの周波数ｆ(DL)の高周波信号を出力することになる。

一方、受信部２３の出力信号ＩＦＤ(UL)は、Ａ／Ｄ変換器２３ｄのサンプリングに同期して動作するデジタル型（数値演算型）の直交復調器３２に入力される。直交復調器３２は、図２に示すように、入力信号を二つのミキサ（乗算器）３２ａ、３２ｂに入力し、ローカル信号発生器（数値制御型発振器）３２ｃから出力される第２のローカル信号Ｌ２＝cos２πｆ(IF)ｔを一方のミキサ３２ａに与え、第２のローカル信号Ｌ２に対して９０度移相した第３のローカル信号Ｌ３＝sin２πｆ(IF)ｔを他方のミキサ３２ｂに与え、両ミキサ３２ａ、３２ｂの乗算出力Ｘ′、Ｙ′をそれぞれローパスフィルタ３２ｄ、３２ｅに入力して不要な高域成分を除去し、互いに直交するベースバンド信号Ｘ、Ｙを得ている。なお、実際の処理は離散的であるが、ここでは連続的に表現する。

これらベースバンド信号Ｘ、Ｙは、後述するベースバンド切換手段４３を介してベースバンド処理部３３に出力される。

ベースバンド処理部３３は、直交復調器３２から出力されたベースバンド信号Ｘ、Ｙを、送信元で変調に用いたベースバンドの同相成分Ｉと直交成分Ｑとして受け、それらの信号から移動体端末１の試験に必要な各種信号処理（データ復調等）を行なう。

試験処理部３０には、ＤＬの回り込み成分の影響を抑制するための構成とし、周波数比較手段４１、ヘテロダイン切換手段４２、ベースバンド切換手段４３が設けられている。

周波数比較手段４１は、周波数指定手段３１によって指定されたＵＬの周波数ｆ(UL)とＤＬの周波数ｆ(DL)の高低を比較する。

ヘテロダイン切換手段４２は、周波数比較手段４１で、図３の（ａ）に示すように、ＵＬの周波数ｆ(UL)がＤＬの周波数ｆ(DL)より低いと判定された場合、受信部２３が用いる第１のローカル信号Ｌ１の周波数ｆ(L1)を、ＵＬの周波数ｆ(UL)より所定周波数ｆ(IF)だけ低く設定して下側ヘテロダインでＵＬの信号の周波数変換を行なわせる。

この処理により、図３の（ｂ）に示すように、ＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)は、正の周波数領域のｆ(UL)−ｆ(L1)＝ｆ(IF)の中間周波帯信号ＩＦ(UL)に変換され、ＤＬの回り込み成分ＲＦ(UL)′も、ｆ(DL)−ｆ(L1)の正の周波数領域のｆ(IF)＋Δｆの信号ＩＦ(DL)に変換される。ただし、Δｆは＝｜ｆ(DL)−ｆ(UL)｜で表されるＵＬとＤＬの周波数差とする。

ここで、信号ＩＦ(UL)の上限周波数は、その信号帯域幅に関わらず、最大でも運用バンドのＵＬ用周波数帯の上限周波数に対応し、ＤＬの回り込み成分ＩＦ(DL)の下限周波数は、最小でも運用バンドのＤＬ用周波数帯の下限周波数に対応している。

そして、ＵＬ用周波数帯がＤＬ用周波数帯より低い運用バンドのうち、その周波数帯間のギャップｆ(GAP)が最も狭いのは運用バンド８の１０ＭＨｚであるから、試験者が任意に設定するＵＬとＤＬの間の最小の周波数差Δｆは、必然的にこのギャップｆ(GAP)＝１０ＭＨｚに信号帯域幅（例えば５ＭＨｚ）分を加えた値となる。

したがって、前記したように、受信対象のＵＬの信号帯域を５ＭＨｚあるいは１０ＭＨｚとした場合、ＵＬの信号成分を通過させてＤＬの回り込み成分を通過させないために、図３の（ｂ）のように、ローパスフィルタ２３ｃのカットオフ周波数ｆ(LPF)を１５ＭＨｚ程度に設定すればよいことになる。

一方、周波数比較手段４１で、図４の（ａ）に示すように、ＵＬの周波数ｆ(UL)がＤＬの周波数ｆ(DL)より高いと判定された場合には、第１のローカル信号Ｌ１の周波数ｆ(L1)を、ＵＬの周波数ｆ(UL)より所定周波数ｆ(IF)だけ高く設定して上側ヘテロダインで周波数変換を行なわせる。

この処理により、図４の（ｂ）に示すように、ＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)は、負の周波数領域のｆ(UL)−ｆ(L1)＝−ｆ(IF)の信号ＩＦ(UL)に変換され、ＤＬの回り込み成分ＲＦ(DL)′も、負の周波数領域のｆ(DL)−ｆ(L1)＝−［ｆ(IF)＋Δｆ］の信号ＩＦ(DL)に変換されるが、実際の信号としては、それぞれ周波数０で折り返されて正の周波数領域のｆ(IF)、ｆ(IF)＋Δｆの信号ＩＦ(UL)′、ＩＦ(DL)′となる。

この正の周波数領域に折り返された信号ＩＦ(UL)′、ＩＦ(DL)′は、図３の（ｂ）に示した信号ＩＦ(UL)、ＩＦ(DL)の関係に対応している。ここで、ＵＬ用周波数帯がＤＬ用周波数帯より高い運用バンドのうち、その周波数帯間のギャップｆ(GAP)が最も狭いのは運用バンド２０の１１ＭＨｚであるから、ＵＬとＤＬの周波数差Δｆは、必然的にこのギャップｆ(GAP)＝１１ＭＨｚに信号帯域幅（例えば５ＭＨｚ）分を加えた値より大きくなり、その関係が維持されたまま中間周波数帯の正の周波数領域に変換されることになる。

したがって、前記同様に、図４の（ｂ）のように、カットオフ周波数ｆ(LPF)が１５ＭＨｚ程度のローパスフィルタ２３ｃにより、ＵＬの信号ＩＦ(UL)′を通過させ、ＤＬの回り込み成分ＩＦ(DL)′を除去することができる。ただし、負の周波数領域から正の周波数領域に折り返された信号ＩＦ(UL)′は、元のＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)に対して、信号帯域内での周波数の高低関係が逆転（スペクトラム反転）している。

上記のいずれの場合でも、中間周波数帯に変換されたＵＬの信号ＩＦ(UL)、ＩＦ(UL)′はローパスフィルタ２３ｃを通過し、Ａ／Ｄ変換器２３ｄによってデジタルの信号列ＩＦＤ(UL)に変換されて直交復調器３２に入力され、所定周波数ｆ(IF)に等しい周波数で互いに位相が９０度異なる第２のローカル信号Ｌ２と第３のローカル信号Ｌ３による乗算処理および高域遮断処理を受け、互いに直交するベースバンド信号Ｘ、Ｙに変換される。

ここで、前記したように、ＵＬの周波数ｆ(UL)がＤＬの周波数ｆ(DL)より低い場合に、ローパスフィルタ２３ｃから出力される信号ＩＦ(UL)は、元のＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)に対して、信号帯域内での周波数の高低関係が保持（スペクトルが同等）されている。したがって、直交復調器３２で直交復調処理して得られるベースバンド信号Ｘ、Ｙのうち、第２のローカル信号Ｌ２＝cos ２ｆπｆ(IF)ｔの乗算処理によって得られたベースバンド信号Ｘは、元のＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)を変調しているベースバンド（つまり、送信元の移動体端末１の内部で変調に用いたベースバンド）の同相成分Ｉと等価であり、第３のローカル信号Ｌ３＝sin ２ｆπｆ(IF)ｔの乗算処理によって得られたベースバンド信号Ｙは、元のＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)を変調しているベースバンド（つまり、送信元の移動体端末内で変調に用いたベースバンド）の直交成分Ｑと等価である。

つまり、下側ヘテロダインのときに得られた受信部２３の出力信号ＩＦＤ(UL)は、２ｆπｆ(IF)＝ω_ｉとすれば、
ＩＦＤ(UL)＝Ｉ・cosω_ｉｔ＋Ｑ・sinω_ｉｔ
と表すことができる。

そして、これを直交復調器３２においてローカル信号Ｌ２、Ｌ３と乗算した結果Ｘ′、Ｙ′は、
Ｘ′＝ＩＦＤ(UL)・cosω_ｉｔ
＝Ｉ・cosω_ｉｔ・cosω_ｉｔ＋Ｑ・sinω_ｉｔ・cosω_ｉｔ
＝Ｉ（cos２ω_ｉｔ＋cos０）／２＋Ｑ（sin２ω_ｉｔ＋sin０）／２
Ｙ′＝ＩＦＤ(UL)・sinω_ｉｔ
＝Ｉ・cosω_ｉｔ・sinω_ｉｔ＋Ｑ・sinω_ｉｔ・sinω_ｉｔ
＝Ｉ（sin２ω_ｉｔ＋sin０）／２＋Ｑ（cos２ω_ｉｔ＋cos０）／２
となる。

ここで、周波数２ω_ｉの成分は直交復調器３２のローパスフィルタ３２ｄ、３２ｅで除去されるので、直交復調器３２の出力Ｘ、Ｙは、
Ｘ＝Ｉ／２
Ｙ＝Ｑ／２
となり、下側ヘテロダインを用いて得られたベースバンド信号Ｘは、元のＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)を変調しているベースバンドの同相成分Ｉに対応し、下側ヘテロダインを用いて得られたベースバンド信号Ｙは、元のＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)を変調しているベースバンドの直交成分Ｑに対応している。

これに対し、前記したように、ＵＬの周波数ｆ(UL)がＤＬの周波数ｆ(DL)より高く、受信部２３で上側ヘテロダインの周波数変換処理を行なった場合に、ローパスフィルタ２３ｃから出力される信号ＩＦ(UL)′は、元のＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)に対して、信号帯域内での周波数の高低関係が逆転（スペクトラム反転）している。

このように元の信号に対してスペクトラムが反転した信号は、元の信号を変調しているベースバンドの同相成分Ｉと直交成分Ｑが入れ替わった信号になることが知られている。

つまり、上側ヘテロダインのときに得られた受信部２３の出力信号ＩＦＤ(UL)は、
ＩＦＤ(UL)＝Ｑ・cosω_ｉｔ＋Ｉ・sinω_ｉｔ
と表すことができる。

そして、これを直交復調器３２においてローカル信号Ｌ２、Ｌ３と乗算した結果Ｘ′、Ｙ′は、
Ｘ′＝ＩＦＤ(UL)・cosω_ｉｔ
＝Ｑ・cosω_ｉｔ・cosω_ｉｔ＋Ｉ・sinω_ｉｔ・cosω_ｉｔ
＝Ｑ（cos２ω_ｉｔ＋cos０）／２＋Ｉ（sin２ω_ｉｔ＋sin０）／２
Ｙ′＝ＩＦＤ(UL)・sinω_ｉｔ
＝Ｑ・cosω_ｉｔ・sinω_ｉｔ＋Ｉ・sinω_ｉｔ・sinω_ｉｔ
＝Ｑ（sin２ω_ｉｔ＋sin０）／２＋Ｉ（cos２ω_ｉｔ＋cos０）／２
となる。

前記同様に、周波数２ω_ｉの成分は直交復調器３２のローパスフィルタ３２ｄ、３２ｅで除去されるので、直交復調器３２の出力Ｘ、Ｙは、
Ｘ＝Ｑ／２
Ｙ＝Ｉ／２
となる。

このように、上側ヘテロダインを用いたときに得られたベースバンド信号Ｘは、元のＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)を変調しているベースバンドの直交成分Ｑに対応し、ベースバンド信号Ｙは、元のＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)を変調しているベースバンドの同相成分Ｉに対応している。

したがって、この試験装置２０では、図１に示しているように、直交復調器３２とベースバンド処理部３３の間にベースバンド切換手段４３を設け、ＵＬの周波数ｆ(UL)がＤＬの周波数ｆ(DL)より低いと判定された場合に、直交復調器３２から出力されるベースバンド信号Ｘを同相成分Ｉ、ベースバンド信号Ｙを直交成分Ｑとしてベースバンド処理部３３に入力させ、ＵＬの周波数ｆ(UL)がＤＬの周波数ｆ(DL)より高いと判定された場合に、直交復調器３２から出力されるベースバンド信号Ｘを直交成分Ｑ、ベースバンド信号Ｙを同相成分Ｉとしてベースバンド処理部３３に入力させている。

このように構成することで、ＵＬの周波数ｆ(UL)がＤＬの周波数ｆ(DL)より高いと判定されて上側ヘテロダインを用いた場合であっても、ＤＬの回り込みの影響を受けることなく、ＵＬの信号を正しくベースバンドに変換することができる。

なお、上記説明では、ＵＬの周波数ｆ(UL)がＤＬの周波数ｆ(DL)より高いと判定された場合に、無条件に上側ヘテロダインを用いていたが、ＵＬの周波数ｆ(UL)とＤＬの周波数ｆ(DL)の周波数差Δｆが大きい場合には、ＵＬに対して下側ヘテロダインを用いることもできる。

即ち、図５の（ａ）に示すように、ＵＬの周波数ｆ(UL)がＤＬの周波数ｆ(DL)より高い場合で、ＵＬの周波数ｆ(UL)より所定周波数ｆ(IF)だけ低い位置に第１のローカル信号Ｌ１の周波数を設定して、ＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)を下側ヘテロダインで中間周波数帯に周波数変換する。

この下側ヘテロダインにより、ＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)は、正の周波数領域のｆ(IF)にそのスペクトラムを反転させることなく変換されるが、ＤＬの回り込み成分ＲＦ(DL)′は、上側ヘテロダインとなって負の周波数領域のｆ(DL)−ｆ(L1)に変換され、周波数０で折り返されて、正の周波数領域のｆ(L1)−ｆ(DL)に変換される。

ここで、回り込み成分ＲＦ(DL)′の上限周波数ｆ(DLH)とローカル信号の周波数ｆ(L1)との差が、受信部２３のローパスフィルタ２３ｃのカットオフ周波数ｆ(LPF)より高ければ、図５の（ｂ）のように、正の周波数領域に折り返された回り込み成分ＩＦ(DL)′は、ローパスフィルタ２３ｃの通過帯域外となり、試験への影響はないので、このローパスフィルタ２３ｃを通過したＵＬの信号ＩＦ(UL)に対する前記同様の処理を行なえばよい。

また、正の周波数領域に折り返された回り込み成分ＩＦ(DL)′が、周波数軸上でＵＬの信号ＩＦ(UL)に重ならない条件を求めると、ＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)の上限周波数ｆ(ULH)とローカル信号Ｌ１の周波数ｆ(L1)との差が、ＤＬの高周波信号ＲＦ(DL)の上限周波数ｆ(DLH)とローカル信号の周波数ｆ(L1)との差以下であればよいことがわかる。

上記条件を満たせば、少なくとも回り込み成分ＩＦ(DL)′が周波数軸上でＵＬの信号ＩＦ(UL)に重なることがないので、ベースバンド処理部３３による帯域制限処理でＵＬの信号ＩＦ(UL)のみを抽出して各種処理を行なうことが可能である。ただし、この処理は、受信部２３に回り込む高周波信号ＲＦ(DL)′のレベルがＵＬの高周波信号ＲＦ(UL)のレベルに比べて小さく、Ａ／Ｄ変換器２３ｄの入力レベルが許容範囲を超えない場合に適用できる。

なお、上記実施例では、ベースバンド切換手段４３を直交復調器３２とベースバンド処理部３３の間に設けて、直交復調器３２から出力されたベースバンド信号Ｘ、Ｙの入れ替えを行なっていたが、図６に示すように、ベースバンド切換手段４３を、直交復調器３２の２つのミキサ３２ａ、３２ｂとローカル信号発生器３２ｃの間に設け、下側ヘテロダインの場合には、ミキサ３２ａにローカル信号Ｌ２を入力させるとともにミキサ３２ｂにローカル信号Ｌ３を入力させ、上側ヘテロダインの場合には、ミキサ３２ａにローカル信号Ｌ３を入力させるとともにミキサ３２ｂにローカル信号Ｌ２を入力させる。このように直交復調器３２のローカル信号の入替処理でも、前記同様にスペクトラム反転に対処できる。

１……移動体端末、２０……移動体端末試験装置、２１……送信部、２２……結合器、２３……受信部、２３ａ……ローカル信号発生器、２３ｂ……ミキサ、２３ｃ……ローパスフィルタ、２３ｄ……Ａ／Ｄ変換器、３０……試験処理部、３１……周波数指定手段、３２……直交復調器、３２ａ、３２ｂ……ミキサ、３２ｃ……ローカル信号発生器、３２ｄ、３２ｅ……ローパスフィルタ、３３……ベースバンド処理部、４１……周波数比較手段、４２……ヘテロダイン切換手段、４３……ベースバンド切換手段

Claims

試験対象の移動体端末との間のＦＤＤ方式の通信に用いるアップリンクとダウンリンクの周波数を指定する周波数指定手段（３１）と、
前記移動体端末に与えるためのダウンリンクの信号を前記指定された周波数で出力する送信部（２１）と、
前記送信部から出力されたダウンリンクの信号を前記移動体端末に与えるとともに、該移動体端末から出力されたアップリンクの信号を入力させる結合器（２２）と、
前記結合器を介して入力されたアップリンクの信号と、前記指定されたアップリンクの周波数に対して所定周波数だけ差のある第１のローカル信号とを混合し、その混合成分に対する高域遮断処理を行なうことで、前記入力されたアップリンクの信号を、前記所定周波数を含む中間周波数帯にヘテロダイン変換し、該ヘテロダイン変換した信号をデジタルの信号列に変換して出力する受信部（２３）と、
前記受信部の出力に対し、前記所定周波数に等しい周波数で互いに位相が９０度異なる第２、第３のローカル信号の乗算処理を行い、互いに直交するベースバンド信号を出力する直交復調器（３２）と、
前記直交復調器から出力された互いに直交するベースバンド信号を、前記アップリンクの高周波信号を変調しているベースバンドの同相成分と直交成分として受け、前記移動体端末の試験に必要な信号処理を行なうベースバンド処理部（３３）とを有する移動体端末試験装置において、
前記周波数指定手段によって指定されたアップリンクとダウンリンクの周波数の高低比較を行なう周波数比較手段（４１）と、
前記周波数比較手段でアップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より低いと判定された場合には、前記第１のローカル信号の周波数を、前記アップリンクの周波数より前記所定周波数だけ低く設定して下側ヘテロダインで周波数変換を行なわせ、前記周波数比較手段でアップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より高いと判定された場合には、前記第１のローカル信号の周波数を、前記アップリンクの周波数より前記所定周波数だけ高く設定して上側ヘテロダインで周波数変換を行なわせるヘテロダイン切換手段（４２）と、
前記周波数比較手段でアップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より低いと判定された場合には、前記直交復調器において前記第２のローカル信号による乗算処理で得られる一方のベースバンド信号を同相成分、前記第３のローカル信号による乗算処理で得られる他方のベースバンド信号を直交成分として前記ベースバンド処理部に出力させ、前記周波数比較手段でアップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より高いと判定された場合には、前記直交復調器で得られる前記一方のベースバンド信号を直交成分、前記他方のベースバンド信号を同相成分として前記ベースバンド処理部に出力させるベースバンド切換手段（４３）とを設けたことを特徴する移動体端末試験装置。
試験対象の移動体端末との間のＦＤＤ方式の通信に用いるアップリンクとダウンリンクの周波数を指定する段階と、
前記指定された周波数のダウンリンクの信号を前記移動体端末に与えるとともに、前記移動体端末から出力されるアップリンクの信号と、前記指定されたアップリンクの周波数に対して所定周波数だけ差のある第１のローカル信号とを混合し、その混合成分に対する高域遮断処理を行なうことで、前記アップリンクの信号を、前記所定周波数を含む中間周波数帯にヘテロダイン変換し、該ヘテロダイン変換した信号をデジタルの信号列に変換して出力する段階と、
前記デジタルの信号列に対し、前記所定周波数に等しい周波数で互いに位相が９０度異なる第２、第３のローカル信号の乗算処理を行い、互いに直交するベースバンド信号を出力する段階と、
前記互いに直交するベースバンド信号を前記アップリンクの高周波信号を変調しているベースバンドの同相成分と直交成分とし、前記移動体端末の試験に必要な信号処理を行なう段階とを含む移動体端末試験方法において、
前記指定されたアップリンクとダウンリンクの周波数の高低比較を行なう段階と、
前記アップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より低いと判定された場合には、前記第１のローカル信号の周波数を、前記アップリンクの周波数より前記所定周波数だけ低く設定して下側ヘテロダインで周波数変換を行なわせるとともに、前記直交復調処理において前記第２のローカル信号による乗算処理で得られる一方のベースバンド信号を同相成分、前記第３のローカル信号による乗算処理で得られる他方のベースバンド信号を直交成分として信号処理を行い、アップリンクの周波数がダウンリンクの周波数より高いと判定された場合には、前記第１のローカル信号の周波数を、前記アップリンクの周波数より前記所定周波数だけ高く設定して上側ヘテロダインで周波数変換を行なわせるとともに、前記直交復調処理において得られる前記一方のベースバンド信号を直交成分、前記他方のベースバンド信号を同相成分として信号処理を行なう段階とを設けたことを特徴する移動体端末試験方法。