JP3708458B2 - 移動端末機送信パワー測定装置および測定方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機などの移動端末機からの送信パワーを測定し、この測定結果に基づいて移動端末機の動作の良否を判定して動作チェックするための移動端末機送信パワー測定装置および測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば携帯電話機などの移動端末機の通信方式としては、CDMA(code division multiple access:符号分割多元接続) 方式が一般的に知られている。このCDMA方式は、無線通信で、同じ周波数の電波を複数のユーザーで効率的に共用する多元接続方式である。
【0003】
ところで、CDMA方式により無線通信を行なう場合、移動端末機の送信パワーを最適に保つため、オープンループ(Open Loop) パワーコントロール又はインナーループ(Inner Loop)パワーコントール(W−CDMAでは、インナーループコントロールといい、cdmaOneではクローズドループ(Closed Loop) パワーコントロールという。以下、インナーループコントロールで記載する。)の機能により移動端末機の送信パワーがコントロールされるようになっている。
【0004】
オープンループパワーコントロールは、移動端末機側がパワーの制御を行なう方式である。この方式では、図7(a)に示すように、基地局が常時出力する信号のレベルを移動端末機が測定し、この測定値に見合った送信パワーで移動端末機が信号を出力するように移動端末機の送信パワーが制御される。
【0005】
これに対し、インナーループパワーコントロールは、基地局側がパワーの制御を行なう方式である。この方式では、図7(b)に示すように、通話状態で基地局が移動端末機からの信号を受信してC/N(carrier to noise ratio)を測定し、この測定結果に基づいて移動端末機が出力するべき送信パワーをスロット内のデータの一部で移動端末機に指示し、この指示に応じた送信パワーで移動端末機が信号を出力するように移動端末機の送信パワーが制御される。
【0006】
ここでは、本発明に関するインナーループパワーコントロールによる移動端末機の送信パワーのコントロールについて更に説明する。このインナーループパワーコントロールでは、移動端末機の送信パワー(基地局での受信パワー)を最適に保つため、基地局からの制御により移動端末機の送信パワーをコントロールしている。
【0007】
更に説明すると、基地局は、移動端末機の送信パワーを制御する制御情報を移動端末機に送信する。そして、移動端末機では、基地局から受信した情報を基に送信パワーを変化させる。
【0008】
これにより、移動端末機の送信パワーは、基地局から指定された制御情報にしたがってスロット毎に変化する。従って、基地局から任意に指定された内容で、移動端末機が送信パワーを正しく変化させることが出来るかどうかを測定することにより、移動端末機の動作の良否を判定することが出来る。
【0009】
そこで、従来、移動端末機の動作の良否を判定する場合には、疑似基地局装置から測定対象となる移動端末機に制御情報を送信し、この制御情報に対して移動端末機から出力される送信パワーの波形をオシロスコープやスペクトラムアナライザによって表示していた。そして、この表示された移動端末機の送信パワーの波形と制御情報によって指定された内容とを対比し、移動端末機の動作チェックを行なっていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の移動端末機の送信パワーの波形を表示して動作チェックする構成および方法では、移動端末機の動作チェックを行なうまでの過程において測定に手間がかかり、また、正確な測定が出来ないという問題があった。
【0011】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、手間をかけずに被測定対象である移動端末機の送信パワーを正確に測定でき、この測定結果に基づいて移動端末機の動作チェックを行なうことができる移動端末機送信パワー測定装置および測定方法を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決する手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動端末機送信パワー測定装置は、測定対象の移動端末機14に対して送信要求する送信パワー変化数、送信パワー変化量を設定するパワーコントロール設定手段3と、
前記移動端末機に対して前記パワーコントロール設定手段によって設定された送信パワー変化数および送信パワー変化量を要求するパワーコントロール要求手段5と、
前記パワーコントロール要求手段から送信要求を受けたときに、各送信スロット中のTPCのビット情報によって送信パワーがアップ・ダウン、現状維持の何れかに制御されて前記移動端末機に送信する送信手段6と、
前記パワーコントロール要求手段による送信要求に伴う前記送信手段からの送信に応じて前記移動端末機から送信される送信パワーを受信する受信手段7と、
前記受信手段の出力信号に基づいて前記移動端末機のスロットを検出するスロット検出手段10aと、
前記スロット検出手段によって検出された各スロットの電力およびスロット間の電力変化量を検出するスロット電力検出手段10bと、
前記スロット検出手段および前記スロット電力検出手段によって検出された前記スロットの数、各スロットの電力およびスロット間の電力変化量を記憶する解析結果メモリ10cと、
前記解析結果メモリに記憶された情報と前記パワーコントロール設定手段の設定情報を比較し、スロットの個数が一致したときには、各スロット毎の電力の比較およびスロット間の電力の変化量を比較して前記移動端末機の動作判定を行なう判定手段11と、
前記判定手段の動作判定結果を出力する判定結果出力手段13とを備えたことを特徴とする。
【0013】
また、別の発明に係る移動端末機送信パワー測定方法は、測定対象の移動端末機14に対して送信要求する送信パワー変化数、送信パワー変化量を設定するステップと、
前記移動端末機に対して設定された送信パワー変化数および送信パワー変化量を要求するステップと、
前記送信パワー変化数および送信パワー変化量による送信要求を受けたときに、各送信スロット中のTPCのビット情報によって送信パワーがアップ・ダウン、現状維持の何れかに制御されて前記移動端末機に送信するステップと、
前記送信要求に伴う送信に応じて前記移動端末機から送信される送信パワーを受信するステップと、
前記受信出力信号に基づいて前記移動端末機のスロットを検出するステップと、
前記検出された各スロットの電力およびスロット間の電力変化量を検出するステップと、
前記検出されたスロットの数、各スロットの電力およびスロット間の電力変化量と前記設定情報を比較し、スロットの個数が一致したときには、各スロット毎の電力の比較およびスロット間の電力の変化量を比較して前記移動端末機の動作判定を行なうステップと、
前記動作判定結果を出力するステップとを含むことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による移動端末機送信パワー測定装置(以下、パワー測定装置と略称する)の一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0015】
図1は本発明によるパワー測定装置の構成を示すブロック図、図2は同装置からの送信要求に基づいて送信パワーがコントールされた移動端末機からの信号波形の一例を示す図、図3は同装置から移動端末機に送信される制御情報のフォーマット構造を示す図、図4および図5は図3の制御情報に基づいて移動端末器から送信される送信パワーの変化量の規格を示す図、図6は同装置における処理手順の一部(解析部の処理手順)を示すフローチャートである。
【0016】
図1に示すように、本例のパワー測定装置1は、方向性結合器2、パワーコントロール設定手段3、制御部4、パワーコントロール要求手段5、送信回路6、受信回路7、A/D変換器8、メモリ9、解析部10、判定手段11、表示制御回路12、表示器13を備えて概略構成される。
【0017】
図1に示すように、パワー測定装置1の接続端子1aは、測定対象の移動端末機14にコード接続されている。接続端子1aは、パワー測定装置1内において、方向性結合器2を介して送信回路6と受信回路7にそれぞれ接続される。なお、移動端末機14は、アンテナを介してパワー測定装置1に無線接続するようにしてもよい。
【0018】
パワーコントロール設定手段3は、移動端末機14から送信させる信号のスロット数、各スロットの電力、スロット間の電力の変化量等の情報を制御部4を介してパワーコントロール要求手段5に設定している。また、パワーコントロール設定手段3は、測定開始や測定停止の指令も行なっている。
【0019】
制御部4は、パワーコントロール設定手段3からの設定情報に基づき、パワーコントロール要求手段5に対して移動端末機14から送信させる信号のスロット数、各スロットの電力、スロット間の電力の変化量等の情報の設定を制御している。また、制御部4は、パワーコントロール設定手段3より測定開始が指令されたときに、解析部10のスロット検出手段10aに測定の開始を知らせる信号を出力し、所定の測定時間が経過した後に測定の終了を知らせる信号を出力している。
【0020】
パワーコントロール要求手段5は、制御部4の制御により設定されるスロット数、各スロットの電力、スロット間の電力の変化量等の情報に対応した送信要求信号を送信回路6に出力している。また、パワーコントロール要求手段5は、送信回路6に送信要求信号を出力するタイミングで解析部10のスロット検出手段10aにトリガ信号を出力している。
【0021】
送信手段としての送信回路6は、制御部4の制御に基づくパワーコントロール要求手段5からの送信要求信号を受けると、パワーコントロール要求手段5の送信要求信号の内容に対応した制御情報を方向性結合器2および接続端子1aを介して移動端末機14に出力している。そして、移動端末機14は、例えば図2に示すように、送信回路6からの制御情報を受けると、その制御情報の内容に対応した送信パワーの信号を出力する。その際、スロット毎に送信パワーが制御されて送信される。図2の例では、スロット数が5つで、各スロット毎に送信パワーがアップ制御された状態を示している。
【0022】
ここで、送信回路6は、パワーコントロール要求手段5から送信要求があると、図3に示すフォーマット構成による制御情報を移動端末機14側に送信している。図3に示すように、制御情報は、15個(CdmaOneの場合は16個)のスロット(Slot1〜Slot15)で1フレーム(10ms)が構成される。図3に示すように、各スロットは、送信パワーのアップ・ダウン又は現状維持に制御するためのコマンドであるTPC(パワーコントロールビット)の他、例えばPilot、TFCI、FBI等の情報を含んでいる。
【0023】
そして、移動端末機14の送信パワーのアップ・ダウン又は送信パワーの現状維持の制御は、各スロットにおけるTPCのビット情報によって行なわれる。また、移動端末機14の送信パワーを変化させる場合、1スロット当たりの送信パワーの変化量がスロット内におけるデータの一部を使用して制御される。
【0024】
さらにTPCについて説明すると、本例では例えばTPCが1ビットの場合と5ビットの場合の2種類のアルゴリズムを有している。TPCが1ビットの場合のアルゴリズムでは、ビット情報が「0」のとき送信パワーをダウンし、「1」のときに送信パワーをアップする制御がなされる。これに対し、TPCが5ビットの場合のアルゴリズムでは、ビット情報が全て「0」のときに送信パワーをダウンし、全て「1」のときに送信パワーをアップし、ビット情報が一つでも異なるときは送信パワーを現状維持する制御がなされる。
【0025】
受信手段としての受信回路7は、移動端末機14から送信された信号を接続端子1a、方向性結合器2を介して受信している。この受信回路7で受信された信号は、A/D変換器8に入力される。
【0026】
なお、受信回路7の受信周波数は、移動端末機14から出力される信号の搬送周波数に等しくなるように、予め制御部4によって設定制御されている。
【0027】
A/D変換器8は、受信した信号をディジタル信号に変換し、その波形データをメモリ9へ出力する。メモリ9は、A/D変換器8から出力される移動端末機14からの送信信号の波形データを、制御部4からの測定開始を知らせる信号を受けてから測定終了を知らせる信号を受けるまでの間連続的に記憶する。なお、このメモリ9は、例えばデータの書き込みとデータの読み出しとが独立に行なえる構造のものである。
【0028】
メモリ9に記憶された波形データは、解析部10によって読み出され解析される。解析部10は、例えばDSP(ディジタルシグナルプロセッサ)によって構成されており、スロット検出手段10a、スロット電力検出手段10bおよび解析結果メモリ10cを有している。
【0029】
スロット検出手段10aは、パワーコントロール要求手段5からトリガ信号が入力されると、メモリ9に記憶された波形データをその記憶順に読み出しながら波形データに含まれるスロット数を検出している。
【0030】
ここで、波形データとは、横軸が時間(メモリではアドレス)、縦軸が電圧レベル(メモリの値)であるが、縦軸を電圧レベルから電力に換算して用いることもできる。
【0031】
スロット電力検出手段10bは、スロット検出手段10aが検出した各スロット毎の電力を算出し、また各スロット間の電力の変化量を算出している。
【0032】
解析結果メモリ10cは、スロット検出手段10aおよびスロット電力検出手段10bによって検出されたスロット数、各スロットの電力、スロット間の電力の変化量を解析結果として記憶している。
【0033】
判定手段11は、スロット数、各スロットの電力、スロット間の電力の変化量について、パワーコントロール要求手段5に記憶されている内容と、解析結果メモリ10cに記憶された内容とを比較し、測定対象の移動端末機14の送信機能が正常か否かを判定し、移動端末機14の動作チェックを行なっている。
【0034】
判定手段11による移動端末機14の動作チェックは、例えば図4および図5に示す規格テーブルに基づいて行なわれる。これら規格テーブルは、予めテーブル形式で不図示のメモリに記憶されている。図4に示す規格テーブルにおいて、(1)は送信パワーを1dB〜3dBのステップでアップするときの規格値を示す。(2)は送信パワーを1dB〜3Bで現状維持するときの規格値を示す。(3)は送信パワー1dB〜3dBのステップでダウンするときの規格値を示す。(4),(5)はリニアリティの悪い上・下限値で送信パワーを変化させるときの規格値を示す。
【0035】
図4に示すように、例えば送信パワーを1dBステップでアップさせた場合、そのときの電力値が+0.5dB〜+1.5dBの範囲内であれば、正常と判定される。
【0036】
また、図5に示す規格テーブルにおいて、(1)は送信パワーを10dBに対して1dB〜3dBのステップでアップするときの規格値を示す。(2)は送信パワーを20dBに対して1dB〜3Bで現状維持するときの規格値を示す。(3)は送信パワーを21dBに対して1dB〜3dBのステップでダウンするときの規格値を示す。(4)は5ビットのTPCが全て1の場合に送信パワーを1dB〜3dBアップするときの規格値を示す。(5)は5ビットのTPCが全て0の場合に送信パワーを1dB〜3dBダウンするときの規格値を示す。なお、図5において、N/Aは規格値として規定されていない部分である。
【0037】
図5に示すように、例えば送信パワーを10dBに対して1dBステップでダウンさせた場合、そのときの電力値が−8dB〜−12dBの範囲内であれば、正常と判定される。
【0038】
表示制御回路12は、解析結果メモリ10cに記憶された内容および判定手段11の判定結果を判定結果出力手段としての表示器13に表示させる。
【0039】
次に、解析部10を含むパワー測定装置1の処理手順について図6を参照しながら説明する。なお、測定時間は、パワーコントロール要求手段5に指定された条件の制御情報1シーケンス分の波形データがメモリ9に確実に記憶される時間に予め設定されているものとする。
【0040】
まず、移動端末機14から送信させる信号のスロット数、各スロットの電力、スロット間の電力の変化量等の情報がパワーコントロール設定手段3により設定される。そして、パワーコントロール設定手段3から測定開始が指示されると(S1)、制御部4を介してパワーコントロール設定手段3によるスロット数、各スロットの電力、スロット間の電力の変化量等の情報が設定される。
【0041】
パワーコントロール設定手段3による情報設定がなされると、パワーコントロール要求手段5が送信回路6に対して送信要求信号を出力する。このとき、パワーコントロール要求手段5からスロット検出手段10aにトリガ信号が入力されると、スロット開始位置と判別する(S2)。そして、送信回路6は、パワーコントロール要求手段5からの送信要求信号を受けると、パワーコントロール要求手段5の送信要求信号の内容に対応した制御情報を方向性結合器2および接続端子1aを介して移動端末機14に出力し、制御情報の内容に対応した送信パワーの信号を移動端末機14から出力させる。
【0042】
そして、パワー測定装置1により送信パワーが制御された移動端末器14からの信号は受信回路7で受信される。受信回路7で受信された信号は、A/D変換器8によってディジタルの波形データに変換され、波形データのメモリ9への記憶が開始されるととともに(S3)、スロットの数を示す値nが零に初期化される(S4)。
【0043】
そして、メモリ9からの波形データDが読み出され(S5)、スロットの数を示す値nが1だけインクリメントされてn+1に書き換えられ(S6)、1つのスロット内のデータm=1とし(S7)、メモリ9からの波形データDの読み出しが行なわれる(S8)。そして、そのとき読み出した波形データDをDm,nとし(S9)、1つのスロット内のデータmが1だけインクリメントされてm+1に書き換えられ、スロット開始位置であれば(S11)、Dm,nから電力Pnを求める(S12)。スロット開始位置でなければ、S8に戻り、そのときのスロット内の各データの読み出しが行なわれる。
【0044】
そして、全ての波形データDがメモリ9から読み出されると(S13)、判定手段11による判定処理に移行する。
【0045】
このような処理を測定時間中に取得した全ての波形データについて行なう。これにより、解析結果メモリ10cには、受信した信号のスロット数、各スロット毎の電力、スロット間の電力の変化量が記憶され、これらの解析結果に対して判定手段11による判定処理がなされる。判定手段11は、解析結果メモリ10cに記憶されたスロット数、各スロット毎の電力、スロット間の電力の変化量と、制御部4の制御によりパワーコントロール設定手段3から入力設定された内容とを比較する。
【0046】
例えば指定したスロットの個数と検出したスロットの個数とを比較し、一致していなければ、スロット数不一致を示す判定信号を出力する。
【0047】
スロットの個数が一致している場合には、各スロット毎の電力の比較およびスロット間の電力の変化量の比較を行なう。例えばスロット1〜n(自然数)までの数nについて、検出したn番目のスロットの電力値PmnとPm(n−1)とを比較し、その差が許容範囲内か否かを判定し、一つでも許容範囲を越えている場合には、電力異常を示す判定信号を出力する。
【0048】
そして、解析部の各検出結果および判定手段11の判定結果は表示器13に表示されるため、この表示を見ることで測定対象の移動端末機14が出力する送信パワーの動作チェックを簡単かつ正確に行なえる。
【0049】
このように、本例の測定装置および測定方法では、手間をかけずに被測定対象である移動端末機の送信パワーを正確に測定でき、この測定結果に基づいて移動端末機の動作チェックを行なうことができる。
【0050】
ところで、上述した実施の形態では、表示器13を判定結果出力手段とし、解析部10の解析結果を表示器13に表示しているが、判定結果出力手段を印字器や外部記憶素子等で構成し、印字器によって解析結果を出力したり、外部記憶素子に対してデータを保存する構成とすることもできる。
【0051】
また、本例では、メモリ9に1シーケンス分のデータを記憶するようにしているが、複数シーケンス分のデータを記憶し、各シーケンス毎にスロット数、各スロットの電力、スロット間の電力の変化量を検出するようにしてもよい。
【0052】
さらに、本例では、データの書き込みと読み出しとが独立に行なえるメモリ9を用い、波形データの書き込みと並行して読み出しを行い、データの解析を行なっているが、波形データを全てメモリ9に書き込んでからデータの解析を行なっても良い。また、解析部10の動作速度がA/D変換器8のサンプリング速度に比べて十分高速であれば、メモリ9を省略してA/D変換器8からのデータを解析部10で直接解析することもできる。
【0053】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明のパワー測定装置およびパワー測定方法によれば、手間をかけずに被測定対象である移動端末機の送信パワーを正確に測定でき、この測定結果に基づいて移動端末機の動作チェックを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるパワー測定装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明によるパワー測定装置からの送信要求に基づいて送信パワーがコントールされた移動端末機からの信号波形の一例を示す図
【図3】本発明によるパワー測定装置から移動端末機に送信される制御情報のフォーマット構造を示す図
【図4】図3の制御情報に基づいて移動端末器から送信される送信パワーの変化量の規格を示す図
【図5】図3の制御情報に基づいて移動端末器から送信される送信パワーの変化量の規格を示す図
【図6】本発明によるパワー測定装置の処理手順の一部を示すフローチャート
【図7】(a)CDMA方式におけるオープンループパワーコントロールの説明図
(b)CDMA方式におけるインナーループパワーコントロールの説明図
【符号の説明】
1…パワー測定装置、3…パワーコントロール設定手段、5…パワーコントロール要求手段、6…送信回路、7…受信回路、10…解析部、10a…スロット検出手段、10b…スロット電力検出手段、10c…解析結果メモリ、11…判定手段、13…表示器(判定結果出力手段)、14…移動端末機。
Claims (2)
- 測定対象の移動端末機(14)に対して送信要求する送信パワー変化数、送信パワー変化量を設定するパワーコントロール設定手段(3)と、
前記移動端末機に対して前記パワーコントロール設定手段によって設定された送信パワー変化数および送信パワー変化量を要求するパワーコントロール要求手段(5)と、
前記パワーコントロール要求手段から送信要求を受けたときに、各送信スロット中のTPCのビット情報によって送信パワーがアップ・ダウン、現状維持の何れかに制御されて前記移動端末機に送信する送信手段(6)と、
前記パワーコントロール要求手段による送信要求に伴う前記送信手段からの送信に応じて前記移動端末機から送信される送信パワーを受信する受信手段(7)と、
前記受信手段の出力信号に基づいて前記移動端末機のスロットを検出するスロット検出手段(10a)と、
前記スロット検出手段によって検出された各スロットの電力およびスロット間の電力変化量を検出するスロット電力検出手段(10b)と、
前記スロット検出手段および前記スロット電力検出手段によって検出された前記スロットの数、各スロットの電力およびスロット間の電力変化量を記憶する解析結果メモリ(10c)と、
前記解析結果メモリに記憶された情報と前記パワーコントロール設定手段の設定情報を比較し、スロットの個数が一致したときには、各スロット毎の電力の比較およびスロット間の電力の変化量を比較して前記移動端末機の動作判定を行なう判定手段(11)と、
前記判定手段の動作判定結果を出力する判定結果出力手段(13)とを備えたことを特徴とする移動端末機送信パワー測定装置。 - 測定対象の移動端末機(14)に対して送信要求する送信パワー変化数、送信パワー変化量を設定するステップと、
前記移動端末機に対して設定された送信パワー変化数および送信パワー変化量を要求するステップと、
前記送信パワー変化数および送信パワー変化量による送信要求を受けたときに、各送信スロット中のTPCのビット情報によって送信パワーがアップ・ダウン、現状維持の何れかに制御されて前記移動端末機に送信するステップと、
前記送信要求に伴う送信に応じて前記移動端末機から送信される送信パワーを受信するステップと、
前記受信出力信号に基づいて前記移動端末機のスロットを検出するステップと、
前記検出された各スロットの電力およびスロット間の電力変化量を検出するステップと、
前記検出されたスロットの数、各スロットの電力およびスロット間の電力変化量と前記設定情報を比較し、スロットの個数が一致したときには、各スロット毎の電力の比較およびスロット間の電力の変化量を比較して前記移動端末機の動作判定を行なうステップと、
前記動作判定結果を出力するステップとを含むことを特徴とする移動端末機送信パワー測定方法。
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