JP5287476B2 - 無線端末の受信感度測定システム - Google Patents

無線端末の受信感度測定システム Download PDF

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Description

本発明は、試験装置を用いて無線端末の受信感度の測定を行う無線端末の受信感度測定システムに関する。
従来、この種の無線端末の受信感度測定システムは、無線端末に高価な計測器を接続して受信感度を測定する方法や、試験装置からのテスト電文に対する無線電話端末からの応答電文の有無で受信感度の測定を行う方法がある(例えば、特許文献1参照)。
図6は、前記公報に記載された従来の無線端末の受信感度測定システムを示すものである。図6に示すように、試験装置100と、無線端末200とから構成され、試験装置100はテスト電文を送信する装置無線送信手段110と、テスト電文の送信出力レベルを設定する装置送信出力レベル設定手段120と、無線端末200からの応答電文を受信する装置無線受信手段130と、送信したテスト電文からの応答電文を判定する装置判定140と、前記各手段を制御する装置制御手段150とを有し、無線端末200はテスト電文を受信する端末無線受信手段210と、端末無線受信手段210で受信した電文がテスト電文であるかを判定する端末判定手段220を、テスト電文に対する応答電文を返信する端末無線送信手段230と、前記各手段を制御する端末制御手段240とから構成される。
試験装置100における装置制御手段150は装置送信出力レベル設定手段120を用いてテスト電文の送信出力レベルを設定し、装置無線送信手段110を用いて無線端末200に対してテスト電文を送信する。無線端末200における端末制御手段240は端末無線受信手段210を用いて受信した電文が端末判定手段220を用いてテスト電文であることを判定し、試験装置100に対して端末送信手段230を用いて応答電文を返信する。試験装置100は装置送信出力レベル設定手段120を用いて送信出力レベルを可変しながら上記のテスト電文を繰り返し送信し、無線端末200からの返信を受信できない一つ前のテスト電文の送信出力レベルを無線端末200の受信感度として測定する。
特開平08−288915号公報
しかしながら、前記従来の構成では、試験装置には無線端末からの電文を受信するために受信手段が必要であり、試験装置のコスト高に繋がる。また送信したテスト電文のデータに何ビットの誤りが発生していたのかがわからないため、正確に受信感度の測定ができない。さらに送受信を繰り返す必要があるため試験時間が長くなる。さらに電波環境により無線端末からの返信にエラーが発生した場合は間違った受信感度を測定する恐れがある、かつ試験手順も複雑になるという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、試験装置は構成が簡単で安価になり、また正確な受信感度の測定ができる。さらに試験時間の短縮を図ることができ、かつ試験手順の容易化を図ることができる無線端末の受信感度測定システムを提供することを目的とする。
従来の課題を解決するために、本発明の無線端末の受信感度測定システムは、試験装置は感度測定電文を送信する装置無線送信手段と、前記装置無線送信手段を用いて前記感度測定電文の送信出力レベルを設定する装置制御手段とを有し、無線端末は前記感度測定電文を受信する端末無線受信手段と、前記感度測定電文の電文内容があらかじめ記憶されている端末記憶手段と、外部機器との通信を行う端末インターフェイス手段と、前記端末無線受信手段で受信した前記感度測定電文と前記端末記憶手段に記憶された前記感度測定電文の電文内容とを比較する端末比較手段と、前記各手段を司る端末制御手段とを有する。
これによって、前記端末制御手段は前記端末インターフェイス手段を介して前記端末比較手段で比較した結果を前記外部機器に送信することを特徴とする無線端末の受信感度測定システム。
本発明の無線端末の受信感度測定システムは、試験装置には受信手段を設ける必要がない、また誤りビット数を無線端末自体が算出して外部機器に送信するため、誤りビット数を測定するための専用の高価な計測器が不要となり、しかも受信回路は計測器の受信回路を使用せずに無線端末の受信回路を使用することとなり、実通信と同様の方法で受信感度を測定できるため、より正確に受信感度を測定することができる。さらに無線端末は送信する必要がないため、電波環境により無線端末からの返信にエラーが発生することがなく、間違った受信感度を測定することがない。かつ試験手順の容易化を図ることができる。
本発明の実施の形態1の無線端末の受信感度測定システムの利用環境図 本発明の実施の形態1の無線端末の受信感度測定システムの構成図 本発明の実施の形態1の無線電文のフレーム構成図 本発明の実施の形態1における無線端末の受信感度測定システムのフロー図 本発明の実施の形態1における無線端末の受信感度測定システムのシーケンス図 従来の無線端末の受信感度測定システムの構成図
本願発明は、試験装置は感度測定電文を送信する装置無線送信手段と、前記装置無線送信手段を用いて前記感度測定電文の送信出力レベルを設定する装置制御手段とを有し、無線端末は前記感度測定電文を受信する端末無線受信手段と、前記感度測定電文の電文内容があらかじめ記憶されている端末記憶手段と、外部機器との通信を行う端末インターフェイス手段と、前記端末無線受信手段で受信した前記感度測定電文と前記端末記憶手段に記憶された前記感度測定電文の電文内容とを比較する端末比較手段と、前記各手段を司る端末制御手段とを有することにより、試験装置には受信手段を設ける必要がない、また誤りビット数を無線端末自体が算出し外部機器に送信するため、誤りビット数を測定するための専用の高価な計測器が不要であり、しかも実通信と同様の方法で受信感度を測定するためより正確に測定することができる。さらに無線端末は送信する必要がないため、電波環境により無線端末からの返信にエラーが発生することがなく、間違った受信感度を測定することがない。かつ試験手順の容易化を図ることができる。
また、装置制御手段は装置無線送信手段を用いて送信出力レベルが異なる感度測定電文を連送することにより、さまざまの送信出力レベルに対する受信感度を短時間に測定できるため、試験時間の短縮を図ることができる。
さらに、装置制御手段は、装置無線送信手段を用いて感度測定電文の送信とは別に前記感度測定電文に関する情報を含んだ制御電文を送信することにより、伝送速度や感度測定電文の電文フォーマットが異なる場合において、制御電文にて無線端末の受信条件を切り替えることができるため、さまざまな無線端末の受信感度を容易にしかも短時間で測定することができる。
そして、感度測定電文には送信出力レベルに関する情報が含まれていることにより、外部機器が試験装置の送信出力レベルに対する無線端末での誤りデータ数(ビット数)を容易に取得できるため、容易に受信感度を測定することができる。
また、無線電文の受信電界強度を測定する端末受信電界強度測定手段と、無線電文を受信するかしないかを受信判定閾値を用いて判定する端末受信記憶手段とを有し、端末制御手段は前記端末受信電界強度測定手段を用いて感度測定電文の受信電界強度レベルを測定し、前記測定したレベルを受信判定閾値として前記端末受信記憶手段に設定することにより、受信判定閾値を受信感度測定と同時に測定できるため、さらなる試験時間の短縮を図ることができる。
さらに、装置無線送信手段から送信する感度測定電文は複数の無線端末が受信できる同報電文であることにより、複数端末の無線端末の受信感度を一度に測定できるため、試験時間の短縮化を図ることができる。
そして、端末インターフェイス手段は、2本の信号により複数の機器の間でのデータのやり取りを規定しているシリアル通信方式であるI2C(Inter−Integrated Circuit)に準拠することにより、無線端末に複数の外部機器を接続する場合でも、インターフェイス手段を複数備える必要がない。また無線端末に他の外部機器が既に接続されていても、無線端末から他の外部機器を外すことなく外部機器を接続することができるため、利便性の向上を図ることができる。さらに感度電文を受信するための特定モードである検査モードに移行して感度を測定するため、感度測定を容易にすばやく実施することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は本発明の第一の実施形態における無線端末の受信感度測定システムの利用環境の一例を示す図であり、感度測定電文を送信する試験装置100、前記感度測定電文を受信する被試験端末である無線端末200、無線端末200からの受信感度情報の受信と試験装置100の感度測定電文の送信制御を行う外部機器300とから構成される。
試験装置100および無線端末200と外部機器300間の接続は、有線(RS232C、USB、LAN、GPIB)による接続が考えられる。また試験装置100と無線端末200間での無線通信方式としては、400MHz帯、800MHz,900MHz、2.4GHz帯などの特定小電力無線などが考えられ、無線端末200としては、小電力無線機器、携帯電話装置、PDA(Personal Digital Assistants)等の無線通信機能を有する無線端末が考えられる。
次に、試験装置100および無線端末200の構成の一例について説明する。図2は試験装置100および無線端末200の構成の一例を示す図である。
試験装置100は、感度測定電文を送信する装置無線送信手段110、装置無線送信手
段110を用いて前記感度測定電文の送信出力レベルを設定する装置送信出力レベル設定手段120、外部機器300との通信のインターフェイスである装置インターフェイス手段160、前記各手段を司る装置制御手段150とを有する。
無線端末200は、前記感度測定電文を受信する端末無線受信手段210、前記感度測定電文の電文内容をあらかじめ記憶している端末記憶手段250、外部機器300との通信を行う端末インターフェイス手段260、端末無線受信手段210で受信した前記感度測定電文と端末記憶手段250に記憶された前記感度測定電文の電文内容とを比較する端末比較手段270と、前記各手段を司る端末制御手段240とを有する。
次に、試験装置100と無線端末200間での無線通信に関する動作を説明する。図3における(a)は無線通信の際に用いる無線電文のフレーム構成の一例である。
図3(a)のフレーム400は、ビット同期領域410、フレーム同期領域420、データ領域430を有して構成される。ビット同期領域410は、以降に続くフレーム同期領域420、データ領域430を受信するためのクロックを生成するための領域である。ここでは、ビット同期領域の信号をビット同期信号と称する。フレーム同期領域420は、データ領域430の先頭を識別するための領域である。ここでは、フレーム同期領域の信号をフレーム同期信号と称する。データ領域430は、無線端末200の受信感度を測定するための実際のデータが含まれる領域である。ここでは、データ領域の信号をデータ信号と称する。
図3(b)はフレーム400におけるビット同期信号410、フレーム同期信号420、データ信号430の信号内容一覧440である。ここでフレーム同期信号420としては擬似ランダム信号である31ビットM系列符号を採用しているが、一般的にコンピュータなど扱い易いように8の倍数にするために1ビット付加して32ビットとしている。またデータ信号430は、一般的に無線通信の受信感度測定に使用される”1”/”0”の発生確率が1/2に等しく、9段のビットシフト回路で発生できる2の9乗の長さの疑似ランダムパターン(Pseud randam pattern)であるPN9信号にフレーム同期信号420と同様に1ビット付加して512ビットしている。なお、本実施例では、端末記憶手段250にはこのデータ信号があらかじめ記憶されているとして説明する。
無線端末200が感度測定電文を受信すること受信感度を測定する場合の一例について、図4に示すフローチャートS100を用いて説明する。
外部機器300は無線端末200に対して感度測定開始コマンドを送信する。
続いて、無線端末200は端末制御手段240の制御により端末インターフェイス手段260を介して前記感度測定開始コマンドを受信する(ステップS101)。
続いて、端末制御手段240は前記感度測定開始コマンドの内容を解析し、解析した内容に基づき端末受信手段210に対して受信パラメータを設定する(ステップS103)。受信パラメータとしては、伝送速度、変調方式、受信デジタルフィルタ値などが考えられる。
続いて、端末制御手段240は、端末無線受信手段210を用いて図3で示す感度測定電文のビット同期信号を検出するまで受信状態を継続する(ステップ103)。
外部機器300は試験装置100に対して、感度測定電文の送信出力レベルと送信開始
とを指示するコマンド送信し、試験装置100は装置制御手段150の制御により装置インターフェイス手段160を介してこのコマンドを受信し、コマンド内容を解析して装置送信出力レベル設定手段120を用いて、指示された送信出力レベルで装置無線送信手段110を介して、無線端末200に対して感度測定電文を送信する。
続いて、端末制御手段240は、ビット同期信号の検出に続き図3に示すフレーム同期信号を検出する(ステップS104)。ここでビット同期信号およびフレーム同期信号を一定時間経過しても(ステップ105)検出できなかった場合は、端末インターフェイス手段260を介して外部機器300に対して、エラー電文を送信する(ステップ106)。
続いて、端末制御手段240は、感度測定電文に含まれる図3に示すデータ信号を取得する。取得したデータ信号の内容と、あらかじめ端末記憶手段250に記憶されているデータ信号の内容を取得し、端末比較手段270を用いて不一致ビット数を算出する(ステップS107)。
続いて、端末制御手段240は、端末インターフェイス手段260を介して先の算出した不一致ビット数を外部機器300へ送信する(ステップS108)。
続いて、端末制御手段240は、端末無線受信手段210を用いて無線電文の受信を終了する(ステップS109)。
無線端末100から外部機器300へ送信する電文フォーマットは、例えば2バイト:00(h)〜FF(h)で不一致ビット数と感度測定電文受信時のエラー状態を表現する方法が考えられる。例えば、ビット同期信号410を受信できないビット同期エラーおよびフレーム同期信号420を受信できないフレーム同期エラーの場合をFF(h)とし、PN9信号430の不一致ビット数が253bitの場合を00(h)〜FD(h)とし、不一致ビット数が254ビット以上の場合はすべてFE(h)とする方法がある(ステップ106、ステップ108)。
ビット同期信号410の受信待ちのタイムアウト時間(ステップS105)としては、外部機器300は無線端末200へコマンドを送信後に、試験装置100に対してコマンドを送信するため、この時の時間差を考慮して5秒程度とすることが考えられる。また、フレーム同期信号420の受信待ちのタイムアウト時間(ステップS105)としては、感度測定電文長+フレーム同期信号長の時間分のタイムアウト時間とすることが考えられる。
なお、本実施例ではデータ信号430としてPN9信号を用いたが、15段もしくは23段のビットシフト回路で発生できるPN15あるいはPN23を用いても同様に実施できる。
以上のように本実施の形態においては、無線端末200における端末制御手段240が試験装置100から送信される感度測定電文を受信し、受信したデータ信号と端末記憶手段250に記憶されているデータ信号430とを端末比較手段270を用いて比較し、不一致ビット数を外部機器300に送信することにより、試験装置100には受信手段を設ける必要がないため構成が簡単で安価になる。また誤りビット数を外部機器300に送信するため正確な受信感度の測定ができる。さらに送受信を繰り返す必要がないため、試験時間の短縮を図ることでき、さらに無線端末200が無線送信する必要がないため、電波環境により無線端末200からの返信にエラーが発生することがなく、間違った受信感度を測定することがない。かつ試験手順の容易化を図ることができる。
また、本実施の形態において、感度測定電文を送信する動作として、試験装置100における装置制御手段150が外部機器300からのコマンドを受信し、装置送信出力レベル設定手段120で送信出力レベルを設定し、装置無線送信手段110を介して送信するとして説明したが、装置制御手段150は、装置送信出力レベル設定手段120を用いて異なる送信出力レベルに設定した複数の感度測定電文を自動的に連送することにより、さまざまの送信出力レベルに対する受信感度を短時間に測定できるため、試験時間の短縮を図ることができる。
また、本実施の形態において、無線端末200における端末制御手段240があらかじめ決められた無線受信パラメータを端末無線受信手段210に設定するとして説明したが(ステップS102)、試験装置100が感度測定電文を送信する前に、前記の無線受信パラメータを含んだ制御電文を送信するようにすることもできる。具体的には、制御電文の送信周波数や伝送速度はあらかじめ決めておき、データ信号430に制御電文であることを示す電文種別情報と先の無線受信パラメータの情報を挿入することが考えられる。前述のように感度測定電文の送信より前に制御電文を送信することにより、伝送速度や感度測定電文の電文フォーマットが異なる場合において、制御電文にて無線端末200の感度測定モードを切り替えることができるため、さまざまな無線端末の受信感度を容易にしかも短時間で測定することができる。
また、本実施の形態において、データ信号430は信号内容一覧440に示すように、512ビット(PN9:511ビット+0)として説明したが、例えばデータ信号に16ビットを加え、この16ビットが試験装置100における装置制御手段150が装置送信出力レベル設定手段120を用いて設定した送信出力レベルの情報を表すようにすることにより、感度測定電文には送信出力レベルに関する情報が含まれ、外部機器300にて試験装置100の送信出力レベルに対する無線端末200での誤りデータ数(不一致ビット数)を容易に取得できるため、正確に受信感度の測定することができる。また、試験装置100から送信出力レベルが異なる複数の感度測定電文を送信したが、一部の感度測定電文が電波環境等により欠落したとしても、感度測定電文中に信出力レベルに関する情報が含まれているため、無線端末200で受信感度を容易に判別することができる。
また、本実施の形態において、無線電文の受信電界強度を測定する端末受信電界強度測定手段240、感度測定電文のデータ信号の記憶の他に無線電文を受信するか否かの受信判定閾値を記憶する端末記憶手段250、受信した感度測定電文の比較の他に無線電文を受信するか否かを判定する端末判定手段280とを備えるとすることにより、端末制御手段240は端末受信電界強度測定手段280を用いて感度測定電文の受信電界強度レベルを測定し、前記測定したレベルを受信判定閾値として端末記憶手段250に設定し、無線電文受信時は、受信した電文の受信電界強度と設定された受信判定閾値とを端末比較手段270を用いて比較し、無線電文を受信する否かを判定する。このように受信感度測定と同時に受信判定閾値をも設定できるため、さらなる試験時間の短縮を図ることができる。
また、本実施の形態において、感度測定電文中の電文フォーマットには送信相手の無線端末を指定するような情報を含めない、つまり同報電文を送信することにより、試験装置300が送信する感度測定電文を複数の無線端末が同時に受信できる構成にすることができ、複数台の無線端末の受信感度を一度に測定できるため、試験時間の短縮を図ることできる。
また、本実施の形態において、端末インターフェイス手段260は、2本の信号(データ信号とクロック信号)により複数の機器の間でのデータのやり取りを規定しているシリアル通信方式であるI2C(Inter−Integrated Circuit)に準
拠し、無線端末200は電源投入時に外部機器300とシリアル通信を行い、感度測定電文を受信するための検査モードに移行し、前記検査モードで受信感度を測定するようにすることもできる。一例を図5の通信シーケンス図を用いて説明する。
無線端末200における電源が投入されると(ステップ201)、端末制御手段240は外部機器300が接続されているか否かを確認するため、I2Cに準拠した端末インターフェイス手段260を用いて、外部機器300に対して外部機器接続確認コマンドを送信する(ステップ202)。そして外部機器300から外部機器接続応答コマンドを受信する(ステップ203)と感度を測定するための検査モードへ移行するとともに、外部機器300に対して検査モードへ移行したことを報知する検査モード移行報知コマンドを送信する(ステップ204)。そして先の説明と同様に、端末制御手段240は端末インターフェイス手段260を介して不一致ビット数報知コマンドで算出した不一致ビット数を外部機器300へ送信する(ステップS206)。
また先の説明では外部機器300が一台の場合について説明したが、複数台の外部機器が接続されている場合、端末インターフェイス手段260は通信相手アドレスを指定して通信を行うI2Cに準拠したシリアル通信のため、無線端末200は電源投入時には必ずアドレス01宛てにコマンド送信し、応答コマンドを受信した場合のみ検査モードに移行し、以降応答コマンドを受信したアドレスの外部機器と通信するとすることにより、複数台の外部器機が接続されている場合でも同様に実施することができる。
以上のように構成することで、無線端末200に複数の外部機器300を接続する場合でも、インターフェイス手段260を複数備える必要がない。また無線端末200に他の外部機器300が既に接続されていても、無線端末200から他の外部機器300を外すことなく外部機器300を接続することができるため、利便性の向上を図ることができる。さらに感度電文を受信するための特定モードである検査モードに移行して感度を測定するため、感度測定を容易にすばやく実施することができる。
以上のように、本発明にかかる無線端末の受信感度測定システムは、試験装置には受信手段を設ける必要がない、また誤りビット数を無線端末自体が算出し外部機器に送信するため、誤りビット数を測定するための専用の高価な計測器が不要であり、しかも実通信と同様の方法で受信感度を測定するため正確に測定することが可能となるので、無線端末の出荷時の検査や開発時の無線性能評価などの用途に適用できる。
100 試験装置
200 無線端末
300 外部機器
110 装置無線送信手段
120 装置送信出力レベル設定手段
130 装置無線受信手段
140 装置判定手段
150 装置制御手段
160 装置インターフェイス手段
210 端末無線受信手段
220 端末判定手段
230 端末無線送信手段
240 端末制御手段
250 端末記憶手段
260 端末インターフェイス手段
270 端末比較手段
280 端末受信電界強度測定手段

Claims (6)

  1. 試験装置と無線端末間で無線通信を行うことにより前記無線端末の受信感度を測定する受信感度測定システムにおいて、
    試験装置は
    感度測定電文を送信する装置無線送信手段と、
    前記装置無線送信手段を用いて前記感度測定電文の送信出力レベルを設定する装置制御手段とを有し、
    無線端末は
    前記感度測定電文を受信する端末無線受信手段と、
    前記感度測定電文の電文内容があらかじめ記憶されている端末記憶手段と、
    外部機器との通信を行う端末インターフェイス手段と、
    前記端末無線受信手段で受信した前記感度測定電文と前記端末記憶手段に記憶された前記感度測定電文の電文内容とを比較する端末比較手段と、
    前記各手段を司る端末制御手段と
    無線電文の受信電界強度を測定する端末受信電界強度測定手段と、
    無線電文を受信するか否かの受信判定閾値を記憶する端末記憶手段とを有し、
    前記端末制御手段は前記端末インターフェイス手段を介して、前記端末比較手段で比較した結果を前記外部機器に送信し、
    前記端末受信電界強度測定手段を用いて感度測定電文の受信電界強度レベルを測定し、前記測定したレベルを受信判定閾値として前記端末記憶手段に記憶することを特徴とする無線端末の受信感度測定システム。
  2. 装置制御手段は装置無線送信手段を用いて送信出力レベルが異なる感度測定電文を連送することを特徴とする請求項1記載の無線端末の受信感度測定システム。
  3. 装置制御手段は装置無線送信手段を用いて、感度測定電文の送信とは別に前記感度測定電文に関する情報を含んだ制御電文を送信することを特徴とする請求項1または2記載の無線端末の受信感度測定システム。
  4. 感度測定電文には送信出力レベルに関する情報が含まれていることを特徴とする請求項1
    〜3のいずれか1項に記載の無線端末の受信感度測定システム。
  5. 装置無線送信手段から送信する感度測定電文は複数の無線端末が受信できる同報送信であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の無線端末の受信感度測定システム。
  6. 端末インターフェイス手段はシリアル通信の方式であるI2C(Inter−Integrated Circuit)に準拠し、電源投入時に外部機器とシリアル通信を行い、感度電文を受信するための検査モードに移行し、前記検査モードで受信感度を測定することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の無線端末の受信感度測定システム。
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