JP2017187363A

JP2017187363A - Ｏｔａ測定方法、ｏｔａ測定装置

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Publication number: JP2017187363A
Application number: JP2016075774A
Authority: JP
Inventors: 敬幸古田; Atsuyuki Furuta; 望座間; Nozomi ZAMA; 誠嗣萩原; Seiji Hagiwara
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2017-10-12

Abstract

【課題】MIMOアンテナを備えた端末のOTA測定に要する時間を短縮するMIMO OTA測定時間短縮技術を提供する。【解決手段】MIMOアンテナを備えた端末を充電している状態で、MIMO環境下で当該端末のOTA測定を実施するMIMO OTA測定ステップＳ３と、端末を充電していない状態で非MIMO環境下での端末のOTA測定を実施して得られた測定結果と、端末を充電している状態で非MIMO環境下での端末のOTA測定を実施して得られた測定結果と、の差分で、MIMO OTAスループット測定ステップＳ３で得られた測定結果を補正する補正ステップＳ４とを有するOTA測定方法である。【選択図】図２

Description

本発明は、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）アンテナを備えた端末のOTA（Over the Air）測定に要する時間を短縮する技術に関する。

アンテナを備えた端末（例えば携帯端末やタブレット端末）の端末総合無線性能評価はOTA測定と呼ばれ、その測定方法が3GPP（Third Generation Partnership Project）やCTIA（Cellular Telecommunications & Internet Association）などで規格化されている。OTA測定では、全放射電力（TRP（Total Radiated Power））や全受信感度（TRS（Total Radiated Sensitivity）またはTIS（Total Isotropic Sensitivity）；以下、TRSと略記する）などが測定項目として挙げられている。MIMOアンテナを備えた端末のMIMO環境下でのOTA測定（以下、MIMO OTA測定と略記する場合がある）の測定条件は、非MIMO環境下（例えばSISO（Single-Input Single-Output）環境下）でのOTA測定（以下、non-MIMO OTA測定と略記する場合がある）の測定条件と異なるため、これらの測定は個別に実施される。一般的に、MIMO OTA測定はnon-MIMO OTA測定と比較して長い測定時間を要するため端末の消費電力が大きい。

3GPP TR 25.914, "Measurements of radio performances for UMTS terminals in speech mode" 3GPP TS 34.114, "User Equipment (UE) / Mobile Station (MS) Over The Air (OTA) antenna performance; Conformance testing" 3GPP TS 25.144, "User Equipment (UE) and Mobile Station (MS) over the air performance requirements"

このため、MIMO OTA測定では端末のバッテリーを頻繁に交換する必要がある。バッテリー交換作業は人の手によって端末からバッテリーを取り出して行われるため、MIMO OTA測定が中断する。また、端末のバッテリーを交換できない場合には、バッテリーを充電する必要があり、この間、MIMO OTA測定が中断する。MIMO OTA測定の開始から終了までの時間には、この中断時間が含まれる。

そこで本発明は、MIMOアンテナを備えた端末のOTA測定に要する時間を短縮するMIMO OTA測定時間短縮技術を提供することを目的とする。

本発明のOTA測定技術は、MIMOアンテナを備えた端末を充電している状態で、MIMO環境下で当該端末のOTA測定を実施し（MIMO OTA測定処理）、端末を充電していない状態で非MIMO環境下での端末のOTA測定を実施して得られた測定結果と、端末を充電している状態で非MIMO環境下での端末のOTA測定を実施して得られた測定結果と、の差分で、MIMO OTA測定処理で得られた測定結果を補正する（補正処理）ことを特徴とする。

本発明によると、非MIMO環境下における充電時と非充電時のOTA測定結果の差分で充電時のMIMO OTA測定結果を補正することで、非充電時のMIMO OTA測定の測定結果を推定するので、非充電時のMIMO OTA測定の測定項目を低減することができ、結果、MIMO OTA測定に要する時間を短縮することができる。また、端末を充電しながらMIMO OTA測定が実施されるので、MIMO OTA測定に際して端末のバッテリーを交換する必要もバッテリーを充電する必要もないので、MIMO OTA測定を中断する必要がない。

OTA測定装置の構成例を示す図。 OTA測定処理のフロー図。擬似基地局装置のハードウェア構成例。

図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
MIMO OTAスループット測定として、いわゆる電波反射箱法、電波暗室法、２段階法などが知られている。
電波反射箱法は、複数のアンテナと可動な一つ以上の金属板とを収容している金属筐体（反響チェンバと呼ばれる）の内部に被測定端末を配置し、金属筐体内部の各アンテナを疑似基地局装置に接続した測定構成のもとで、金属板を金属筐体内部で動かしてマルチパスリッチな伝搬環境を金属筐体内部に生成してMIMO OTAスループット測定を実施する方法である。
電波暗室法は、複数のアンテナを収容している電波暗室の内部に被測定端末を配置し、フェージングエミュレータを介して電波暗室内部の各アンテナを疑似基地局装置に接続した測定構成のもとで、フェージングエミュレータによって擬似的に伝搬環境を電波暗室内部に生成してMIMO OTAスループット測定を実施する方法である。
２段階法は、電波暗室法の評価プロセスを２段階に分割する方法であり、第１段階で、被測定端末のアンテナ放射パターンを端末の実装状態で測定し、第２段階で、測定されたアンテナ放射パターンに基づいてチャンネルエミュレータが疑似基地局装置と被測定端末の間の伝搬環境をエミュレートして、疑似基地局装置に接続された被測定端末の有線接続状態でのMIMO伝送特性が測定される。

本実施形態は、いずれの測定構成にも適用できる。このため測定構成によってハードウェア構成の詳細は異なるが、端末１００のMIMO OTAスループット測定を実施する本実施形態のOTA測定装置１（図１参照）は、少なくとも、MIMOアンテナ１０１（図１に示す例では２本のアンテナ）を備えた端末１００並びに複数のアンテナ２０１（図１に示す例では４個）を内部に収めた筐体２００と、各アンテナ２０１と接続されている疑似基地局装置３００と、充電装置４００と、端末１００と充電装置４００とを接続する接続ケーブル５００とを含んでいる（ただし、図１では、電波反射箱法を採用した場合の本実施形態の構成を示している）。充電装置４００として特に限定はなく一例として端末１００の充電に用いられる従来の充電器を挙げることができる。充電装置４００は、筐体２００の外部に置かれているが、筐体２００の内部においてもよい。端末１００のMIMO OTAスループット測定を実施している間、端末１００と充電装置４００とが接続ケーブル５００で接続されているが、それ以外の期間では端末１００と充電装置４００とが接続ケーブル５００で接続されている必要はなく、接続ケーブル５００を取り外すことができる。電波暗室法においては精確な測定を実施するために、筐体２００内部では、接続ケーブル５００は、端末１００からアンテナ２０１それぞれへの見通しを遮らないように配置されることが好ましい。

OTA測定装置１を用いたOTA測定の一例は次のようにして実施される。
まず、疑似基地局装置３００のnon-MIMO OTA測定部３０９は、端末１００を充電していない状態で所定の周波数ごとに端末１００のnon-MIMO OTA測定(測定項目に少なくともTRSを含む)を実施する（ステップＳ１）。この測定方法は、従来のnon-MIMO OTA測定方法と同じであり、このnon-MIMO OTA測定は例えばSISO環境下で行われる。この測定の間は、端末１００と充電装置４００とは接続ケーブル５００で接続されていない。この測定の実施によって、疑似基地局装置３００は端末１００の周波数ごとの非充電時non-MIMO OTA測定結果（TRSなど）を取得する。非充電時non-MIMO OTA測定結果（TRSなど）は疑似基地局装置３００の記憶部３０３に記憶される。

次に、疑似基地局装置３００のnon-MIMO OTA測定部３０９は、端末１００と充電装置４００とを接続ケーブル５００で接続して、端末１００を充電している状態で上記所定の周波数ごとに端末１００のnon-MIMO OTA測定（測定項目に少なくともTRSを含む）を実施する（ステップＳ２）。この測定方法は、端末１００を充電しながら実施されること以外は従来のnon-MIMO OTA測定方法と同じであり、このnon-MIMO OTA測定は例えばSISO環境下で行われる。なお、端末１００のバッテリーの残量に応じて充電時に流れる電流が異なることから、ノイズ量が変わり、結果、TRSの値が変化する可能性がある。このため、バッテリーの残量が100％の状態でOTA測定を実施することが望ましい。この測定の実施によって、疑似基地局装置３００は端末１００の周波数ごとの充電時non-MIMO OTA測定結果（TRSなど）を取得する。充電時non-MIMO OTA測定結果（TRSなど）は疑似基地局装置３００の記憶部３０３に記憶される。

次に、疑似基地局装置３００のMIMO OTA測定部３０８は、端末１００と充電装置４００とを接続ケーブル５００で接続したまま端末１００を充電している状態で、上記所定の周波数ごとに端末１００のMIMO OTAスループット測定を実施する（ステップＳ３）。この測定方法は、端末１００を充電しながら実施されること以外は従来のMIMO OTAスループット測定方法と同じである。この測定の実施によって、疑似基地局装置３００は端末１００の周波数ごとの充電時MIMO OTAスループット測定結果を取得する。充電時MIMO OTAスループット測定結果は疑似基地局装置３００の記憶部３０３に記憶される。

次に、疑似基地局装置３００の補正部３０１は、非充電時non-MIMO OTA測定結果と充電時non-MIMO OTA測定結果との差分で充電時MIMO OTAスループット測定結果を補正する（ステップＳ４）。この補正で得られた結果が、端末１００と充電装置４００とを接続ケーブル５００で接続せず端末１００を充電していない状態で、上記所定の周波数ごとに端末１００のMIMO OTAスループット測定を実施したときの測定結果である、と見做される。例えば、非充電時non-MIMO OTA測定結果に含まれるTRSをnTRSとし、充電時non-MIMO OTA測定結果に含まれるTRSをcTRSとし、充電時MIMO OTAスループット測定結果の所定のスループット値における受信電力をcMIMOとすると、この補正では、差分nTRS-cTRS [dBm]を用いてcMIMO-(cTRS-nTRS) [dBm]が得られる。つまり、cMIMO-(cTRS-nTRS)が非充電時のMIMO OTAスループット測定の所定のスループット値における受信電力値であると見做される。もちろん、差分nTRS-cTRSを用いてcMIMO+(nTRS-cTRS) [dBm]を得てもよい。このように、補正処理では、充電時MIMO OTAスループット測定結果を上記差分だけシフトすることが行われる。

一般的に、端末１００と充電装置４００とを接続ケーブル５００で接続して端末１００を充電している状態でMIMO OTAスループット測定を実施すると、接続ケーブル５００の接続によるインピーダンスミスマッチや充電時の電流によって発生するノイズの影響を受けるため、非充電時のMIMO OTAスループット測定と異なる結果が得られる。そこで、本実施形態では、非MIMO環境下で充電時と非充電時のTRS測定をそれぞれ実施し、それらの測定結果の差分で、充電時のMIMO OTAスループット測定を実施して得られた所定のスループット値における受信電力を補正することで、非充電時のMIMO OTAスループット測定の測定結果を推定する。このように推定することによって、非充電時のMIMO OTAスループット測定の測定項目を低減することができるので、MIMO OTAスループット測定に要する時間を短縮することができる。

また、端末１００を充電しながらMIMO OTAスループット測定が実施されるので、MIMO OTAスループット測定に際して端末のバッテリーを交換する必要もバッテリーを充電する必要もないので、MIMO OTAスループット測定を中断する必要がない。なお、本実施形態は、従来のMIMO OTAスループット測定と比較すると、ステップＳ２の処理（充電時non-MIMO OTA測定）が追加されている。このため、従来のMIMO OTAスループット測定時間と比較して、本実施形態は多くの測定時間を必要とするように見える。しかし、実際には、例えば反響チェンバを用いた電波反射箱法によるTRSの測定時間よりも、MIMO OTAスループット測定の際に発生するバッテリー交換とそれに伴う端末等の再セットアップなどの作業時間の方が長いので、従来よりも本実施形態による測定の方がMIMO OTAスループット測定に要する時間が短い。

＜変形例＞
上述の実施形態はステップＳ１とステップＳ２の各処理を含むが、両ステップは必須ではない。事前に上述の差分が得られている場合には、この差分を疑似基地局装置３００の記憶部３０３に予め記憶しておき、上述のステップＳ３とステップＳ４の各処理を行うようにしてもよい。この場合のステップＳ４の処理では記憶部３０３に記憶されている差分が用いられる。

また、ステップＳ１の処理による測定結果とステップＳ２の処理による測定結果の少なくとも一方が事前に得られている場合には、得られていない測定結果を得るためのステップＳ１またはステップＳ２の処理を実施して、上記差分を得てもよい。この差分を得るための処理は、例えば疑似基地局装置３００の補正部３０１が実施することができる。

また、non-MIMO OTA測定とMIMO OTA測定を同じ筐体などを使用して実施する必要はなく、例えば、TRS測定を含むnon-MIMO OTA測定を電波反射箱法で実施し、MIMO OTA測定を電波暗室法で実施してもよい。この場合、non-MIMO OTA測定で使用した擬似基地局装置がMIMO OTA測定で使用した擬似基地局装置と異なってもよい。non-MIMO OTA測定で使用した擬似基地局装置の記憶部に記憶されている測定結果は、上記ステップＳ４の処理が実行される前にMIMO OTA測定で使用される擬似基地局装置の記憶部に複写される。

＜補記＞
OTA測定装置に含まれる擬似基地局装置あるいは擬似基地局装置に相当する装置は、例えば、単一のハードウェアエンティティとして、キーボードなどが接続可能な入力部、液晶ディスプレイなどが接続可能な出力部、ハードウェアエンティティの外部に通信可能な通信装置（例えば通信ケーブル）が接続可能な通信部、ＣＰＵ（Central Processing Unit）〔キャッシュメモリやレジスタなどを備えていてもよい。〕、メモリであるＲＡＭやＲＯＭ、ハードディスクである外部記憶装置並びにこれらの入力部、出力部、通信部、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、外部記憶装置の間のデータのやり取りが可能なように接続するバスを有している（図３参照）。また必要に応じて、ハードウェアエンティティは、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体を読み書きできる装置（ドライブ）などを含んでもよい。

ハードウェアエンティティの外部記憶装置には、上述の機能を実現するために必要となるプログラムおよびこのプログラムの処理において必要となるデータなど（例えば上記差分）が記憶されている（外部記憶装置に限らず、例えばプログラムを読み出し専用記憶装置であるＲＯＭに記憶させておくなどでもよい）。また、これらのプログラムの処理によって得られるデータなどは、ＲＡＭや外部記憶装置などに適宜に記憶される。上述の実施形態の説明では、測定結果やその格納領域のアドレスなどを記憶する記憶装置を単に「記憶部」とした。

ハードウェアエンティティでは、外部記憶装置（あるいはＲＯＭなど）に記憶された各プログラムとこの各プログラムの処理に必要なデータが必要に応じてメモリに読み込まれて、適宜にＣＰＵで解釈実行・処理される。その結果、ＣＰＵが所定の機能（補正部、non-MIMO OTA測定部、MIMO OTA測定部）を実現する。

既述のように、上記実施形態において説明したハードウェアエンティティにおける処理機能をコンピュータによって実現する場合、ハードウェアエンティティが有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記ハードウェアエンティティにおける処理機能がコンピュータ上で実現される。

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。

また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、ハードウェアエンティティを構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。

補正部３０１は擬似基地局装置３００の必須の構成要素ではなく、擬似基地局装置３００とは別個独立のハードウェアエンティティの構成要素であってもよい。このようなハードウェアエンティティも例えばコンピュータで実現される。

この他、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

Claims

MIMOアンテナを備えた端末を充電している状態で、MIMO環境下で当該端末のOTA測定を実施するMIMO OTA測定ステップと、
上記端末を充電していない状態で非MIMO環境下での上記端末のOTA測定を実施して得られた測定結果と、上記端末を充電している状態で非MIMO環境下での上記端末のOTA測定を実施して得られた測定結果と、の差分で、上記MIMO OTA測定ステップで得られた測定結果を補正する補正ステップと
を有するOTA測定方法。
請求項１に記載のOTA測定方法において、
上記差分を得るために、
上記端末を充電していない状態で非MIMO環境下での上記端末のOTA測定を実施する非充電時OTA測定ステップと、上記端末を充電している状態で非MIMO環境下での上記端末のOTA測定を実施する充電時OTA測定ステップと、のいずれかを有する
ことを特徴とするOTA測定方法。
MIMOアンテナを備えた端末のOTA測定方法であって、
上記端末を充電していない状態で、非MIMO環境下で上記端末のOTA測定を実施する非充電時non-MIMO OTA測定ステップと、
上記端末を充電している状態で、非MIMO環境下で上記端末のOTA測定を実施する充電時non-MIMO OTA測定ステップと、
上記端末を充電している状態で、MIMO環境下で上記端末のOTA測定を実施するMIMO OTA測定ステップと、
上記非充電時non-MIMO OTA測定ステップで得られた測定結果と上記充電時non-MIMO OTA測定ステップで得られた測定結果との差分で、上記MIMO OTA測定ステップで得られた測定結果を補正する補正ステップと
を有するOTA測定方法。
請求項１から請求項３のいずれかに記載のOTA測定方法において、
上記補正は、上記MIMO OTA測定ステップで得られた測定結果を上記差分だけシフトすることである
ことを特徴とするOTA測定方法。
請求項１から請求項４のいずれかに記載のOTA測定方法において、
上記MIMO OTA測定ステップで得られる測定結果にはスループットが含まれており、
非MIMO環境下での上記端末のOTA測定を実施して得られた測定結果にはTRSが含まれており、
上記端末を充電していない状態で非MIMO環境下での上記端末のOTA測定を実施して得られた測定結果に含まれるTRSをnTRSとし、上記端末を充電している状態で非MIMO環境下での上記端末のOTA測定を実施して得られた測定結果に含まれるTRSをcTRSとし、上記MIMO OTA測定ステップで得られた測定結果に含まれる所定のスループット値における受信電力をcMIMOとすると、上記補正は、cMIMOを上記差分であるnTRSとcTRSとの差だけシフトすることである
ことを特徴とするOTA測定方法。
MIMOアンテナを備えた端末並びに複数のアンテナを内部に収めた筐体と、当該各アンテナと接続されている疑似基地局装置とを備えており、MIMO環境下で当該端末のOTA測定（以下、MIMO OTA測定と言う）を実施するOTA測定装置であって、
充電装置と、
上記端末と上記充電装置とを接続する接続ケーブルと
を含み、
上記端末のMIMO OTA測定を実施している間、上記端末と上記充電装置とが上記接続ケーブルで接続されている構成を有するOTA測定装置。
請求項６に記載のOTA測定装置において、
上記筐体は、電波暗室であり、
上記接続ケーブルは、上記端末から上記各アンテナへの見通しを遮らないように配置されている
ことを特徴とするOTA測定装置。