JP5303620B2

JP5303620B2 - リレーノードシミュレーター及び試験方法

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Publication number: JP5303620B2
Application number: JP2011197048A
Authority: JP
Inventors: 礼一橋本; 俊細川
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2031-09-09
Also published as: CN103001708A; US20130064117A1; JP2013058968A; CN103001708B

Description

本発明は、基地局と移動体通信端末との間の通信を中継するリレーノードを模擬するための、リレーノードシミュレーターの技術に関する。

次世代移動通信システムの無線アクセス方式として、ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）を更に発展させたＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの標準化が、３ＧＰＰにより進められている。ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、レイヤ３レベルで基地局と移動体通信端末との間の無線信号を再生中継するリレー技術が検討されている。このようなリレー技術が用いられたリレーノードを適用することで、交換局及び無線基地局等の移動通信システムを構成する装置間を有線で接続するための有線バックホール回線の確保が困難な場所等における、効率的なカバレッジの拡大が期待されている（特許文献１）。

このようなリレーノードでは、基地局とリレーノードとの間の無線バックホール回線と、リレーノードと移動体通信端末との間の無線アクセス回線とを、同一周波数で運用する場合がある。このような場合には、これらの回線間で十分なアイソレーションが確保されていない場合には、送信信号がリレーノードの受信部に回り込み、干渉を引き起こす。そのため、同一周波数で運用する場合には、無線バックホール回線及び無線アクセス回線の無線リソースを時分割多重（ＴＤＭ：ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）し、リレーノードにおいて送受信が同時に行われないように制御される。これにより、移動体通信端末は、基地局から送信された信号と、リレーノードから送信された信号とを時分割で受信する。これにより、基地局が信号を配信するエリアとリレーノードが信号を配信するエリアとが重複する場合においても、これらの信号が互いに干渉せずに移動体通信端末に受信される。なお、前述の構成の他に、基地局から継続して信号を出力し、基地局からの信号とリレーノードからの信号とに対してリソースエレメントの割当てを制御することで、これらの信号の干渉を防止する構成も検討されているが、このような構成にも対しても、本発明は適用できる。以降では、前述の時分割多重の構成を例として説明する。

しかしながら、基地局、リレーノード、及び移動体通信端末の位置関係によっては、各信号のレベルが変動したり、いずれかの信号に遅延が生じる場合がある。例えば、基地局から送信された信号のレベルは、移動体通信端末により受信されるまでに、基地局と移動体通信との間の距離に応じて減衰する。同様に、リレーノードから送信された信号のレベルは、移動体通信端末により受信されるまでに、リレーノードと移動体通信との間の距離に応じて減衰する。また、いずれかの信号に遅延が生じた場合には、これらの信号間で干渉が生じる場合がある。そのため、このような信号のレベルの変動や遅延が生じた場合を想定して、被試験端末である移動体通信端末の動作を検証する必要があり、このような環境を模擬するシミュレーターが求められている。

特開２０１１−８２６７８号公報

この発明は、基地局、リレーノード、及び被試験端末の位置関係に応じた、基地局からの信号とリレーノードからの信号とを模擬することが可能なリレーノードシミュレーターを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基地局からの第１のＲＦ信号を中継して第２のＲＦ信号として移動体通信端末へ送信するリレーノードを模擬し、前記第１のＲＦ信号と前記第２のＲＦ信号とが多重された信号を模擬した試験信号を試験対象の移動体通信端末に送信するリレーノードシミュレーターであって、前記第１のＲＦ信号に対応する第１のベースバンド信号を受けて、当該第１のベースバンド信号に基づいて前記第２のＲＦ信号に対応する第２のベースバンド信号を生成するリレーノード処理部（１２）と、前記第２のベースバンド信号に所定の遅延を与える遅延処理部（１３２）と、前記第１のベースバンド信号を受けて、当該第１のベースバンド信号のレベルを変更するゲイン調整部（１４３）と、レベルが変更された前記第１のベースバンド信号と、前記遅延が与えられた前記第２のベースバンド信号とを加算する加算器（１５）と、この加算された信号をＲＦ信号に変換して前記試験信号として送信する送信部（１６）と、を備えたことを特徴とするリレーノードシミュレーター（１０）である。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリレーノードシミュレーターであって、前記第１のベースバンド信号のレベル（Ｐｅｎｂ）を検出するレベル検出部（１４１）と、前記第１のＲＦ信号のレベルと前記第２のＲＦ信号のレベルとのレベル差の所望値（Ｇｕｓｅｒ）を入力するための操作部（１８）と、検出された前記第１のベースバンド信号のレベルと、前記レベル差の所望値とに基づきゲインを決定するゲイン決定部（１４２）と、を備え、前記ゲイン調整部は、決定された前記ゲインにより、前記第１のベースバンド信号のレベルを変更することを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のリレーノードシミュレーターであって、前記第１のベースバンド信号は、複数のリソースエレメントが配列されたフレームにより構成されており、かつ、前記複数のリソースエレメントのうち所定の位置のリソースエレメントが、所定の期間中においてレベルが変動しないパイロット信号であって、前記リレーノード処理部は、前記第１のベースバンド信号に含まれる前記パイロット信号を抽出し、前記レベル検出部は、抽出された前記パイロット信号のレベルを前記第１のベースバンド信号のレベルとして検出することを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、基地局からの第１のＲＦ信号を中継して第２のＲＦ信号として移動体通信端末へ送信するリレーノードを模擬し、前記第１のＲＦ信号と前記第２のＲＦ信号とが多重された信号を模擬した試験信号を試験対象の移動体通信端末に送信する試験方法であって、前記第１のＲＦ信号に対応する第１のベースバンド信号を受けて、当該第１のベースバンド信号に基づいて前記第２のＲＦ信号に対応する第２のベースバンド信号を生成するリレーノードリレーノード処理ステップと、前記第２のベースバンド信号に所定の遅延を与える遅延処理ステップと、前記第１のベースバンド信号を受けて、当該第１のベースバンド信号のレベルを変更するゲイン調整ステップと、レベルが変更された前記第１のベースバンド信号と、前記遅延が与えられた前記第２のベースバンド信号とを加算する加算ステップと、この加算された信号をＲＦ信号に変換して前記試験信号として送信する送信ステップと、を備えた試験方法である。

本発明に係る技術は、基地局から第１のＲＦ信号を中継して第２のＲＦ信号として移動体通信端末へ送信するリレーノードを模擬し、前記第１のＲＦ信号と前記第２のＲＦ信号とが多重された信号を模擬した試験信号を試験対象の移動体通信端末に送信するリレーノードを模擬するリレーノードシミュレーターであって、遅延処理部と、ゲイン調整部とを備えている。これらの構成により、第２のベースバンド信号に対して遅延を施し、第１のベースバンド信号のゲインを調整することで、リレーノードシミュレーターは、基地局、リレーノード、及び被試験端末の位置関係に応じた、基地局からのＲＦ信号とリレーノードからのＲＦ信号とを模擬することが可能となる。

本発明に係るリレーノードシミュレーターの概略的な構成を示したブロック図である。ダウンリンク処理部の詳細な構成を示したブロック図である。基地局、リレーノード、及び移動体通信端末の位置関係を示した概略図である。基地局からの信号とリレーノードからの信号の関係を示した概略図である。基地局からの信号とリレーノードからの信号の関係を示した概略図である。基地局からの信号とリレーノードからの信号の関係を示した概略図である。ダウンリンク処理部の一連の動作を示したフローチャートである。

本発明に係るリレーノードシミュレーター１は、リレーノードを模擬するためのシミュレーターである。リレーノードシミュレーター１は、図１に示すように、ｅＮＢ（基地局模擬装置）５００と被試験端末６００との間に介在する。リレーノードシミュレーター１は、ダウンリンク処理部１０と、アップリンク処理部２０と、方向性結合器３１と、方向性結合器３２とを含んで構成されている。

方向性結合器３１は、ｅＮＢ５００からＲＦ信号（即ち、基地局信号）Ｅ０’を受けて、これをダウンリンク処理部１０に伝送する。また、方向性結合器３１は、アップリンク処理部２０から信号を受けて、これをｅＮＢ５００に転送する。

ダウンリンク処理部１０は、リレーノードのダウンリンクに係る処理を模擬するための処理ブロックである。ダウンリンク処理部１０は、方向性結合器３１を介してｅＮＢ５００から送信されたアナログのＲＦ信号Ｅ０’を受ける。ダウンリンク処理部１０は、ｅＮＢ５００から信号を基にリレーノードの出力としてのベースバンド信号Ｅ１を生成するとともに、このベースバンド信号Ｅ１にｅＮＢ５００からのベースバンド信号Ｅ０を合成してＲＦ信号に変換し、試験信号として被試験端末６００に向けて送信する。このダウンリンク処理部１０の詳細な構成と動作については後述する。

方向性結合器３２は、ダウンリンク処理部１０からの試験信号を受けて、これを被試験端末６００に伝送する。また、方向性結合器３２は、被試験端末６００から送信された信号を受けて、これをアップリンク処理部２０に伝送する。

アップリンク処理部２０は、リレーノードのアップリンクに係る処理を模擬するための処理ブロックである。アップリンク処理部２０は、方向性結合器３２を介して被試験端末６００から送信されたアナログのＲＦ信号を受ける。アップリンク処理部２０は、このＲＦ信号を復調し、所定の通信方式に基づきデジタルデータに復号する。アップリンク処理部２０は、復号されたデジタルデータのうち、制御信号に相当するデータをリレーノードの設定に基づき書き替える。アップリンク処理部２０は、このデジタルデータを所定の通信方式に基づき符号化し、アナログのＲＦ信号に変調してｅＮＢ５００に向けて送信する。なお、アップリンク処理部２０の具体的な動作は、「３ＧＰＰＴＳ３６．２１１Ｖ１０．０．０」等で定義されている。

次に、ダウンリンク処理部１０の詳細について説明する。まず、図３を参照する。図３は、基地局ｅＮＢと、リレーノードＲＮと、移動体通信端末ＵＥとの位置関係を模式的に示した図である。例えば、基地局ｅＮＢと移動体通信端末ＵＥとの間の距離をＬ０、基地局ｅＮＢとリレーノードＲＮとの間の距離をＬ１、リレーノードＲＮと移動体通信端末ＵＥとの間の距離をＬ２とする。

このリレーノードＲＮがレイヤ３のリレーノードの場合には、基地局ｅＮＢから送信されたＲＦ信号Ｅ０’と、ＲＦ信号Ｅ０’を中継してリレーノードＲＮから出力されるＲＦ信号Ｅ１’とは、異なる信号として取り扱われる。このような場合において、ＲＦ信号Ｅ０’とＲＦ信号Ｅ１’とが同一周波数で送信されると、リレーノードＲＮからの送信信号（ＲＦ信号Ｅ１’）がリレーノードＲＮの受信側（ＲＦ信号Ｅ０’）に回り込み、干渉する可能性がある。そのため、このような場合には、リレーノードＲＮは、基地局ｅＮＢから送信されたＲＦ信号Ｅ０’の受信と、移動体通信端末ＵＥに向けたＲＦ信号Ｅ１’の送信を時分割で行う。このような場合には、基地局ｅＮＢから送信されるＲＦ信号Ｅ０’は、サブフレームごとに時分割されて所定のタイミングで移動体通信端末やリレーノードに送信される。リレーノードＲＮは、このタイミングにあわせて、ＲＦ信号Ｅ０’を受信し、ＲＦ信号Ｅ０’の受信とは異なるタイミングでＲＦ信号Ｅ１’を移動体通信端末ＵＥに向けて送信する。この、ＲＦ信号Ｅ０’及びＲＦ信号Ｅ１’の双方を受信可能なエリアでは、ＲＦ信号Ｅ０’とＲＦ信号Ｅ１’とが、移動体通信端末ＵＥにむけて、時分割で送信されることになる。図４Ａに、このような場合における、ＲＦ信号Ｅ０’とＲＦ信号Ｅ１’との関係の概略を示す。

移動体通信端末ＵＥは、理想的には、図４Ａに示すようにＲＦ信号Ｅ１’とＲＦ信号Ｅ０’とを時分割で受信する。しかしながら、基地局ｅＮＢ、リレーノードＲＮ、及び移動体通信端末ＵＥとの間の位置関係に応じて、これらの信号の減衰や遅延が生じる場合がある。以下では、理解を容易にするために、基地局ｅＮＢの信号出力レベルと、リレーノードＲＮの信号出力レベルとが同じであるものとして説明する。例えば、図４Ｂは、ＲＦ信号Ｅ１’に遅延が生じた場合を示している。このような場合には、ＲＦ信号Ｅ０’とＲＦ信号Ｅ１’との間で干渉が生じる。また、距離Ｌ０に応じてＲＦ信号Ｅ０’が減衰する。例えば、図４Ｃは、距離Ｌ０＞Ｌ２の場合を示しており、この場合には、ＲＦ信号Ｅ１’のレベルに対してＲＦ信号Ｅ０’のレベルが低くなる。本実施形態に係るリレーノードシミュレーターのダウンリンク処理部１０は、このような環境を模擬し、移動体通信端末ＵＥに相当する被試験端末６００の動作を試験する。なお、この場合には、ｅＮＢ５００が基地局ｅＮＢに相当し、ダウンリンク処理部１０が、リレーノードＲＮのダウンリンク処理部分と、距離Ｌ０とＬ２の距離差に応じた、基地局ｅＮＢからの信号とリレーノードＲＮからの信号とのレベル差及び遅延とを模擬する。具体的には、ダウンリンク処理部１０は、ｅＮＢ５００からＲＦ信号Ｅ０’を受けて、これを基にＲＦ信号Ｅ１’を生成し、このＲＦ信号Ｅ０’とＲＦ信号Ｅ１’とを加算して被試験端末６００（即ち、移動体通信端末）に向けて送信する。

ダウンリンク処理部１０の構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、ダウンリンク処理部１０の詳細な構成を示したブロック図である。図２に示すように、ダウンリンク処理部１０は、受信部１１と、リレーノード処理部１２と、ゲイン調整部１３１と、遅延処理部１３２と、レベル検出部１４１と、ゲイン決定部１４２と、ゲイン調整部１４３と、加算器１５と、送信部１６と、制御部１７とを含んで構成されている。リレーノード処理部１２は、実際のリレーノードのベースバンド信号処理を模擬する構成となっており、実際のリレーノードが生成すべきベースバンド信号を生成するようになっている。このリレーノードが生成すべきベースバンド信号は、リレーノードが移動体通信端末に向けて送信するＲＦ信号に対応したベースバンド信号である。リレーノード処理部１２は、復調部１２１と、Ｕ−Ｐｌａｎｅ再生処理部１２２と、Ｕ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２３と、Ｃ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２４と、変調部１２５とを含んで構成されている。

受信部１１は、所定のタイミングに基づきｅＮＢ５００から時分割で送信されたＲＦ信号Ｅ０’を受ける。受信部１１は、受けたＲＦ信号をＩＦ（中間周波数）信号に周波数変換し、このＩＦ信号をＡ／Ｄ変換して周波数シフトを行うことでデジタルのベースバンド信号Ｅ０を得る。このベースバンド信号Ｅ０は、ＲＦ信号Ｅ０’に対応したベースバンド信号である。受信部１１は、このベースバンド信号Ｅ０を復調部１２１及びゲイン調整部１４３にそれぞれ出力する。

復調部１２１、Ｕ−Ｐｌａｎｅ再生処理部１２２、Ｕ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２３、Ｃ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２４、及び変調部１２５は、模擬されるリレーノードＲＮの復調・復号処理及び符号・変調処理を行う部分の構成に相当する。そのため、これらの構成は、あらかじめ決められた通信方式の規約（例えば、３ＧＰＰＴＳ３６．２１１Ｖ１０．０．０）に準拠して動作する。以降では、これらの構成の一例を説明する。

復調部１２１は、受信部１１からのベースバンド信号Ｅ０を受けて、復調処理を行う。この復調された信号は、所定の通信方式（ＬＴＥ）に応じた符号化方式（例えば、ＯＦＤＭＡ）に基づくフレーム構造を有する。

復調部１２１は、復調された信号から、Ｃｅｌｌ−ＳｐｅｃｉｆｉｃＲＳ（Ｃｅｌｌ−ＳｐｅｃｉｆｉｃＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌ）と呼ばれるリファレンスシグナルを抽出する。Ｃｅｌｌ−ＳｐｅｃｉｆｉｃＲＳは、１サブフレーム中の所定の位置のリソースエレメントに割り当てられ、パイロット信号の役割を果たす。なお、Ｃｅｌｌ−ＳｐｅｃｉｆｉｃＲＳの詳細は「３ＧＰＰＴＳ３６．２１１Ｖ１０．０．０」に記載されている。復調部１２１は、１サブフレーム中の所定の位置のリソースエレメントからリファレンスシグナル（Ｃｅｌｌ−ＳｐｅｃｉｆｉｃＲＳ）を抽出すると、このリファレンスシグナルをレベル検出部１４１に出力する。このＣｅｌｌ−ＳｐｅｃｉｆｉｃＲＳのレベルはあらかじめ決められており、少なくとも１サブフレーム中において変動しない。そのため、レベル検出部１４１は、このＣｅｌｌ−ＳｐｅｃｉｆｉｃＲＳの信号を基に、基地局からの信号のレベルを特定する。このレベル検出部１４１の詳細については後述する。

また、復調部１２１は、前述した所定の通信方式に基づき復調された信号を復号してデジタルデータを取り出す。復調部１２１は、取り出されたデジタルデータを、Ｕ−Ｐｌａｎｅ再生処理部１２２に出力する。また、復調部１２１は、Ｃ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２４にＣ−Ｐｌａｎｅの生成を行うための情報を送出する。また、復調部１２１は、ベースバンド信号Ｅ０の同期タイミングを変調部１２５に通知する。

ここで、復調された信号を復号して取出されたデジタルデータのプロトコル構成について説明する。このデータは、Ｕ−Ｐｌａｎｅ（ＵｓｅｒＰｌａｎｅ）プロトコルと、Ｃ−Ｐｌａｎｅ（ＣｏｎｔｒｏｌＰｌａｎｅ）プロトコルとを含んで構成されている。Ｕ−Ｐｌａｎｅプロトコルは、ユーザーデータを取り扱うプロトコルである。以降では、単にＵ−Ｐｌａｎｅと呼ぶ。また、Ｃ−Ｐｌａｎｅプロトコルは、制御を行うためのデータを取り扱うプロトコルである。以降では、単にＣ−Ｐｌａｎｅと呼ぶ。

Ｕ−Ｐｌａｎｅ再生処理部１２２は、復調部１２１からデジタルデータを受ける。Ｕ−Ｐｌａｎｅ再生処理部１２２は、このデジタルデータのＣ−Ｐｌａｎｅに含まれる制御情報に基づき、デジタルデータからＵ−Ｐｌａｎｅを再生する。Ｕ−Ｐｌａｎｅ再生処理部１２２は、再生されたＵ−ＰｌａｎｅをＵ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２３に出力する。

Ｕ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２３は、Ｕ−Ｐｌａｎｅ再生処理部１２２からＵ−Ｐｌａｎｅを受ける。Ｕ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２３は、基地局と同等の無線制御機能を有している。この無線制御機能には、例えば、ＰＤＣＰ（ＰａｃｋｅｔＤａｔａＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）サブレイヤ、ＲＬＣ（ＲａｄｉｏＬｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌ）サブレイヤ、ＭＡＣ（ＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）サブレイヤ、ＲＲＣ（ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌ）サブレイヤが含まれる。ＰＤＣＰサブレイヤは、ユーザーデータの秘匿及びヘッダ圧縮等を行う。また、ＲＬＣサブレイヤは、ＡＲＱ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＲｅｐｅａｔｒｅＱｕｅｓｔ）による再送制御及びＳＤＵ（ＳｅｒｖｉｃｅＤａｔａＵｎｉｔ）分割、結合及び順序制御等を行う。また、ＭＡＣサブレイヤは、ＨＡＲＱ及びユーザーデータスケジューリング等を行う。また、ＲＲＣサブレイヤは、モビリティ、ＱｏＳ、セキュリティ制御を行う。Ｕ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２３は、受けたＵ−Ｐｌａｎｅに対してこれらの無線制御を行う。Ｕ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２３は、無線制御が施されたＵ−Ｐｌａｎｅを変調部１２５に出力する。

Ｃ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２４は、復調部１２１及び制御部１７からの情報を受けて、ダウンリンク処理部１０が模擬するリレーノードＲＮと被試験端末６００との間のネットワークを制御するためのデータ、即ち、Ｃ−Ｐｌａｎｅを生成する。この生成されたＣ−Ｐｌａｎｅに基づき、例えば、模擬されるリレーノードＲＮと被試験端末６００との間の伝送路の設定や、ハンドオーバーの制御等が行われる。Ｃ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２４は、生成されたＣ−Ｐｌａｎｅを変調部１２５に出力する。

変調部１２５は、Ｕ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２３からＵ−Ｐｌａｎｅを受ける。また、変調部１２５は、Ｃ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２４からＣ−Ｐｌａｎｅを受ける。変調部１２５は、受けたＣ−Ｐｌａｎｅ及びＵ−Ｐｌａｎｅによりデジタルデータを生成する。変調部１２５は、生成されたデジタルデータを所定の通信方式に基づき符号化及びデジタル変調してベースバンド信号を生成する。また、変調部１２５は、同期タイミングを復調部１２１から受ける。変調部１２５は、生成されたベースバンド信号が、この通知された同期タイミングに同期するように、このベースバンド信号に対して遅延処理を施す。変調部１２５は、遅延処理が施されたベースバンド信号Ｅ１をゲイン調整部１３１に出力する。

ゲイン調整部１３１は、変調部１２５から、ベースバンド信号Ｅ１を受ける。また、ゲイン調整部１３１は、測定条件としてあらかじめ設定されたリレーノードから出力される信号のレベルＰｒｎを示す情報を制御部１７から受ける。ゲイン調整部１３１は、ベースバンド信号Ｅ１のレベルがレベルＰｒｎとなるようにゲインを決定し、そのゲインでベースバンド信号Ｅ１のレベルを調整する。

なお、ゲイン調整部１３１は、実回線で想定されるリレーノードＲＮと被試験端末６００（即ち、移動体通信端末ＵＥ）との間におけるベースバンド信号Ｅ１の減衰量を算出し、ベースバンド信号Ｅ１のレベルを、レベルＰｒｎからこの減衰量分だけ減衰させたレベルとなるようにゲインを調整してもよい。この場合には、ゲイン調整部１３１は、あらかじめ設定されたリレーノードと被試験端末６００との間の距離（例えば、距離Ｌ２）を示す情報を制御部１７から受けて、この距離を示す情報を基にベースバンド信号の減衰量を算出すればよい。

ゲイン調整部１３１は、レベルが調整されたベースバンド信号Ｅ１を遅延処理部１３２に出力する。

遅延処理部１３２は、レベルが調整されたベースバンド信号Ｅ１をゲイン調整部１３１から受ける。また、遅延処理部１３２は、制御部１７から遅延Ｄ１を示す情報を受ける。遅延処理部１３２は、ベースバンド信号Ｅ１に遅延Ｄ１を与える。なお、後述するように、ベースバンド信号Ｅ０とＥ１は加算されて周波数変換され、試験信号であるＲＦ信号になる。この試験信号には、ベースバンド信号Ｅ０が周波数変換されたＲＦ信号Ｅ０’と、ベースバンド信号Ｅ１が周波数変換されたＲＦ信号Ｅ１’とが含まれる。ここで、図４Ｂに、遅延処理部１３２により、遅延が与えられたＲＦ信号Ｅ１’と、ｅＮＢ５００から送信されたＲＦ信号Ｅ０’との関係を示す。このように、遅延処理部１３２によりＲＦ信号Ｅ１’に遅延Ｄ１を施すことにより、基地局ｅＮＢ、リレーノードＲＮ、及び移動体通信端末ＵＥとの間の位置関係に基づくＲＦ信号Ｅ１’の遅延を模擬する。これにより、この遅延による、ＲＦ信号Ｅ０’とＲＦ信号Ｅ１’との間の干渉を模擬することが可能となる。遅延処理部１３２は、遅延が与えられたベースバンド信号Ｅ１を加算器１５に出力する。

次に、ダウンリンク処理部１０の、ベースバンド信号Ｅ０の出力に係る構成について説明する。ダウンリンク処理部１０は、ベースバンド信号Ｅ０のレベルを調整して出力することで、図４Ｃに示すような、ｅＮＢ５００（即ち、基地局ｅＮＢ）と被試験端末６００（即ち、移動体通信端末ＵＥ）との間の距離Ｌ０によるＲＦ信号Ｅ０’の減衰を模擬する。これらを模擬する構成が、レベル検出部１４１、ゲイン決定部１４２、及びゲイン調整部１４３である。各構成について以下に説明する。なお、本発明のリレーノードシミュレーターは、レベルが制御されたベースバンド信号を周波数変換してＲＦ信号とすることにより、レベルが制御されたＲＦ信号を出力するようになっている。

レベル検出部１４１は、復調部１２１からリファレンスシグナルを受ける。レベル検出部１４１は、このリファレンスシグナルのレベルをベースバンド信号Ｅ０のレベルとして検出する。このときレベル検出部１４１は、例えば、１サブフレーム中におけるリファレンスシグナルの平均値をベースバンド信号Ｅ０のレベルＰｅｎｂとして検出する。また、レベル検出部１４１は、１サブフレーム中のリファレンスシグナルの平均値を、さらに数ｍｓの間で取得し、これらの移動平均をとって平滑化したものをベースバンド信号Ｅ０のレベルとしてもよい。また、必ずしも１サブフレーム中の全てのリファレンスシグナルについてレベルを検出する必要はなく、例えば、これらのリファレンスシグナルのうちのいくつかを間引いてもよい。レベル検出部１４１は、検出されたレベルＰｅｎｂをゲイン決定部１４２に出力する。

ゲイン決定部１４２は、ｅＮＢ５００から受けたベースバンド信号Ｅ０のレベルＰｅｎｂをレベル検出部１４１から受ける。また、ゲイン決定部１４２は、測定条件としてあらかじめ設定されたレベルＰｒｎを示す情報と、レベル差Ｇｕｓｅｒを示す情報とを制御部１７から受ける。レベルＰｒｎは、模擬されるリレーノードＲＮから出力されるＲＦ信号Ｅ１’のレベルを示している。また、レベル差Ｇｕｓｅｒは、図４Ｃに示すように、ＲＦ信号Ｅ０’とＲＦ信号Ｅ１’との間のレベル差を示している。このとき、図４Ｃに示した、減衰後のＲＦ信号Ｅ０’のレベルをＰｅｎｂ’としたとき、Ｐｅｎｂ’＝Ｐｒｎ−Ｇｕｓｅｒで示される。ゲイン決定部１４２は、ＲＦ信号Ｅ０’のレベル（即ち、ベースバンド信号Ｅ０のレベル）をＰｅｎｂからＰｅｎｂ’に調整するためのゲインＧｅｎｂを、Ｇｅｎｂ＝Ｐｅｎｂ’−Ｐｅｎｂ＝Ｐｒｎ−Ｐｅｎｂ−Ｇｕｓｅｒに基づき算出する。ゲイン決定部１４２は、算出されたゲインＧｅｎｂを示す情報をゲイン調整部１４３に出力する。

ゲイン調整部１４３は、受信部１１からベースバンド信号Ｅ０を受ける。また、ゲイン調整部１４３は、ゲイン決定部１４２からゲインＧｅｎｂを示す情報を受ける。ゲイン調整部１４３は、ベースバンド信号Ｅ０のレベルを、ゲインＧｅｎｂで減衰もしくは増幅させることで調整する。これにより、ベースバンド信号Ｅ０のレベルが、図４Ｃに示すようにレベルＰｅｎｂ’に調整される。これにより、基地局ｅＮＢと移動体通信端末ＵＥとの間の距離Ｌ０に応じたＲＦ信号Ｅ０’の減衰を模擬することが可能となる。また、このように、ゲイン決定部１４２及びゲイン調整部１４３を動作させることにより、操作者は、ＳＮ比を設定する場合と同じ感覚で、所望のレベル差Ｇｕｓｅｒを指定することにより、ベースバンド信号Ｅ０のレベルを調整するためのゲインＧｅｎｂを設定することが可能となる。ゲイン調整部１４３は、レベルが調整されたベースバンド信号Ｅ０を加算器１５に出力する。

加算器１５は、遅延が与えられたベースバンド信号Ｅ１を遅延処理部１３２から受ける。また、加算器１５は、レベルが調整されたベースバンド信号Ｅ０をゲイン調整部１４３から受ける。加算器１５は、ベースバンド信号Ｅ０とベースバンド信号Ｅ１とを加算し、加算された信号を送信部１６に出力する。送信部１６は、加算された信号をＤ／Ａ変換して周波数変換し、これにより得られたＲＦ信号を試験信号として被試験端末６００に向けて送信する。

制御部１７は、キーボードやマウス等で構成される操作部１８を介して、操作者から測定条件やリレーノードＲＮの設定情報の入力を受けるようになっている。制御部１７は、測定条件として指示された、レベルＰｒｎ、レベル差Ｇｕｓｅｒ、及び遅延Ｄ１を受ける。制御部１７は、レベルＰｒｎをゲイン調整部１３１に出力する。これを受けて、ゲイン調整部１３１は、ベースバンド信号Ｅ１のレベルを調整する。また、制御部１７は、遅延Ｄ１を遅延処理部１３２に出力する。これを受けて、遅延処理部１３２は、ベースバンド信号Ｅ１に遅延Ｄ１を与える。また、制御部１７は、レベルＰｒｎ及びレベル差Ｇｕｓｅｒをゲイン決定部１４２に出力する。これを受けて、ゲイン決定部１４２は、ベースバンド信号Ｅ０のレベルを調整するためのゲインＧｅｎｂを算出する。制御部１７は、操作部１８を介して操作者から入力されたリレーノードＲＮの設定情報（例えば、リレーノードＲＮの識別情報）のうち、Ｃ−Ｐｌａｎｅを生成するために必要な情報をＣ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２４に送出する。

次に、ダウンリンク処理部１０の一連の動作について、図５を参照しながら説明する。図５は、ダウンリンク処理部１０の一連の動作を示したフローチャートである。

（ステップＳ１１）
制御部１７は、操作者から測定条件として指示された、レベルＰｒｎ、レベル差Ｇｕｓｅｒ、及び遅延Ｄ１を受ける。制御部１７は、レベルＰｒｎをゲイン調整部１３１に出力する。また、制御部１７は、遅延Ｄ１を遅延処理部１３２に出力する。また、制御部１７は、レベルＰｒｎ及びレベル差Ｇｕｓｅｒをゲイン決定部１４２に出力する。

（ステップＳ１２）
受信部１１は、所定のタイミングに基づきｅＮＢ５００から時分割で送信されたＲＦ信号Ｅ０’を受ける。受信部１１は、受けたＲＦ信号をＩＦ（中間周波数）信号に周波数変換し、このＩＦ信号をＡ／Ｄ変換して周波数シフトを行うことでデジタルのベースバンド信号Ｅ０を得る。受信部１１は、このベースバンド信号Ｅ０を復調部１２１及びゲイン調整部１４３にそれぞれ出力する。

（ステップＳ１３）
復調部１２１は、受信部１１からベースバンド信号Ｅ０を受けて、復調処理を行う。この復調された信号は、所定の通信方式（ＬＴＥ）に応じた符号化方式（例えば、ＯＦＤＭＡ）に基づくフレーム構造を有する。

復調部１２１は、復調された信号から、Ｃｅｌｌ−ＳｐｅｃｉｆｉｃＲＳ（Ｃｅｌｌ−ＳｐｅｃｉｆｉｃＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌ）と呼ばれるリファレンスシグナルを抽出する。復調部１２１は、１サブフレーム中の所定の位置のリソースエレメントからリファレンスシグナル（Ｃｅｌｌ−ＳｐｅｃｉｆｉｃＲＳ）を抽出すると、このリファレンスシグナルをレベル検出部１４１に出力する。

（ステップＳ１４１）
Ｕ−Ｐｌａｎｅ再生処理部１２２は、復調部１２１からデジタルデータを受ける。Ｕ−Ｐｌａｎｅ再生処理部１２２は、このデジタルデータのＣ−Ｐｌａｎｅに含まれる制御情報に基づき、デジタルデータからＵ−Ｐｌａｎｅを再生する。Ｕ−Ｐｌａｎｅ再生処理部１２２は、再生されたＵ−ＰｌａｎｅをＵ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２３に出力する。

Ｕ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２３は、Ｕ−Ｐｌａｎｅ再生処理部１２２からＵ−Ｐｌａｎｅを受ける。Ｕ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２３は、基地局と同等の無線制御機能を有している。Ｕ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２３は、受けたＵ−Ｐｌａｎｅに対してこの無線制御を行う。Ｕ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２３は、無線制御が施されたＵ−Ｐｌａｎｅを変調部１２５に出力する。

Ｃ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２４は、復調部１２１及び制御部１７からの情報を受けて、ダウンリンク処理部１０が模擬するリレーノードと被試験端末６００との間のネットワークを制御するためのデータ、即ち、Ｃ−Ｐｌａｎｅを生成する。この生成されたＣ−Ｐｌａｎｅに基づき、例えば、模擬されるリレーノードＲＮと被試験端末６００との間の伝送路の設定や、ハンドオーバーの制御等が行われる。Ｃ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部１２４は、生成されたＣ−Ｐｌａｎｅを変調部１２５に出力する。

（ステップＳ１４２）
遅延処理部１３２は、レベルが調整されたベースバンド信号Ｅ１をゲイン調整部１３１から受ける。また、遅延処理部１３２は、制御部１７から遅延Ｄ１を示す情報を受ける。遅延処理部１３２は、ベースバンド信号Ｅ１に遅延Ｄ１を与える。遅延処理部１３２は、遅延が与えられたベースバンド信号Ｅ１を加算器１５に出力する。

（ステップＳ１５１）
レベル検出部１４１は、復調部１２１からリファレンスシグナルを受ける。レベル検出部１４１は、このリファレンスシグナルのレベルをベースバンド信号Ｅ０のレベルとして検出する。このときレベル検出部１４１は、例えば、１サブフレーム中におけるリファレンスシグナルの平均値をベースバンド信号Ｅ０のレベルＰｅｎｂとして検出する。また、レベル検出部１４１は、１サブフレーム中のリファレンスシグナルの平均値を、さらに数ｍｓの間で取得し、これらの移動平均をとって平滑化したものをベースバンド信号Ｅ０のレベルとしてもよい。また、必ずしも１サブフレーム中の全てのリファレンスシグナルについてレベルを検出する必要はなく、例えば、これらのリファレンスシグナルのうちのいくつかを間引いてもよい。レベル検出部１４１は、検出されたレベルＰｅｎｂをゲイン決定部１４２に出力する。

（ステップＳ１５２）
ゲイン決定部１４２は、ｅＮＢ５００から受けたベースバンド信号Ｅ０のレベルＰｅｎｂをレベル検出部１４１から受ける。また、ゲイン決定部１４２は、測定条件としてあらかじめ設定されたレベルＰｒｎを示す情報と、レベル差Ｇｕｓｅｒを示す情報とを制御部１７から受ける。レベルＰｒｎは、模擬されるリレーノードＲＮから出力されるＲＦ信号Ｅ１’のレベルを示している。また、レベル差Ｇｕｓｅｒは、図４Ｃに示すように、ＲＦ信号Ｅ０’とＲＦ信号Ｅ１’との間のレベル差を示している。このとき、図４Ｃに示した、減衰後のＲＦ信号Ｅ０’のレベルをＰｅｎｂ’としたとき、Ｐｅｎｂ’＝Ｐｒｎ−Ｇｕｓｅｒで示される。ゲイン決定部１４２は、ＲＦ信号Ｅ０’のレベル（即ち、ベースバンド信号Ｅ０のレベル）をＰｅｎｂからＰｅｎｂ’に調整するためのゲインＧｅｎｂを、Ｇｅｎｂ＝Ｐｅｎｂ’−Ｐｅｎｂ＝Ｐｒｎ−Ｐｅｎｂ−Ｇｕｓｅｒに基づき算出する。ゲイン決定部１４２は、算出されたゲインＧｅｎｂを示す情報をゲイン調整部１４３に出力する。

（ステップＳ１５３）
ゲイン調整部１４３は、受信部１１からベースバンド信号Ｅ０を受ける。また、ゲイン調整部１４３は、ゲイン決定部１４２からゲインＧｅｎｂを示す情報を受ける。ゲイン調整部１４３は、ベースバンド信号Ｅ０のレベルを、ゲインＧｅｎｂで減衰もしくは増幅させることで調整する。これにより、ベースバンド信号Ｅ０のレベルが、図４Ｃに示すようにレベルＰｅｎｂ’に調整される。ゲイン調整部１４３は、レベルが調整されたベースバンド信号Ｅ０を加算器１５に出力する。

（ステップＳ１６）
加算器１５は、遅延が与えられたベースバンド信号Ｅ１を遅延処理部１３２から受ける。また、加算器１５は、レベルが調整されたベースバンド信号Ｅ０をゲイン調整部１４３から受ける。加算器１５は、ベースバンド信号Ｅ０とベースバンド信号Ｅ１とを加算し、加算された信号を送信部１６に出力する。

（ステップＳ１７）
送信部１６は、加算された信号をＤ／Ａ変換して周波数変換し、これにより得られたＲＦ信号を試験信号として被試験端末６００に向けて送信する。

以上、本実施形態に係るリレーノードシミュレーターでは、リレーノードＲＮを模擬して、ｅＮＢ５００から送信されたＲＦ信号Ｅ０’を基に、ＲＦ信号Ｅ０’とＲＦ信号Ｅ１’とが時分割多重された信号を生成して被試験端末６００に送信する。これにより、リレーノードＲＮから信号と、基地局ｅＮＢからの信号とが時分割多重された信号を模擬し、被試験端末６００に送信することが可能となる。

また、本実施形態に係るリレーノードシミュレーターは、このＲＦ信号Ｅ１’に対して、測定条件として指示された遅延Ｄ１を与えことで、基地局ｅＮＢ、リレーノードＲＮ、及び移動体通信端末ＵＥとの間の位置関係に基づくＲＦ信号Ｅ１’の遅延を模擬する。これにより、この遅延による、ＲＦ信号Ｅ０’とＲＦ信号Ｅ１’との間の干渉を模擬することが可能となる。

なお、本実施形態では、リレーノードＲＮからの信号と、基地局ｅＮＢからの信号とが時分割多重される構成を例として説明したが、前述のように、時分割多重を行わずに、基地局から継続して信号を出力し、基地局からの信号とリレーノードからの信号とに対してリソースエレメントの割当てを制御することで、これらの信号の干渉を防止する構成に対しても、本発明は適用できる。

また、本実施形態に係るリレーノードシミュレーターは、測定条件として指示されたレベル差Ｇｕｓｅｒに基づきゲインＧｅｎｂを決定し、このゲインＧｅｎｂに基づきｅＮＢ５００から送信されたＲＦ信号Ｅ０’のレベルを調整する。これにより、基地局ｅＮＢと移動体通信端末ＵＥとの間の距離Ｌ０に応じたＲＦ信号Ｅ０’の減衰を模擬することが可能となる。また、レベル差Ｇｕｓｅｒに基づきゲインＧｅｎｂを決定するように動作させることで、操作者は、ＳＮ比を設定する場合と同じ感覚で、所望のレベル差Ｇｕｓｅｒを指定することにより、ＲＦ信号Ｅ０’のレベルを調整するためのゲインＧｅｎｂを設定することが可能となる。このため、リレーノードシミュレーターに対するゲインの設定を、操作者が容易に行うことが可能となる。

なお、本実施形態では、ｅＮＢ５００からのＲＦ信号Ｅ０’を受信部１１で受けて、ベースバンド信号に変換する構成としていたが、受信部１１を省略して、ＲＦ信号Ｅ０’に変換される前のベースバンド信号Ｅ０を直接受ける構成としてもよい。この場合には、例えばｅＮＢ５００の代わりに、ベースバンド信号Ｅ０を出力可能な疑似基地局装置を本発明のリレーノードシミュレーターに接続することで、被試験端末に対して同様の試験を行うことが可能である。ここで、ＲＦ信号Ｅ０’に変換される前のベースバンド信号Ｅ０は、ＲＦ信号Ｅ０’に対応するベースバンド信号である。

１リレーノードシミュレーター
１０ダウンリンク処理部
１１受信部
１２リレーノード処理部
１２１復調部
１２２Ｕ−Ｐｌａｎｅ再生処理部
１２３Ｕ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部
１２４Ｃ−Ｐｌａｎｅ伝送処理部
１２５変調部
１３１ゲイン調整部
１３２遅延処理部
１４１レベル検出部
１４２ゲイン決定部
１４３ゲイン調整部
１５加算器
１６送信部
１７制御部
１８操作部
２０アップリンク処理部
３１方向性結合器
３２方向性結合器
５００ｅＮＢ
６００被試験端末

Claims

基地局からの第１のＲＦ信号を中継して第２のＲＦ信号として移動体通信端末へ送信するリレーノードを模擬し、前記第１のＲＦ信号と前記第２のＲＦ信号とが多重された信号を模擬した試験信号を試験対象の移動体通信端末に送信するリレーノードシミュレーターであって、
前記第１のＲＦ信号に対応する第１のベースバンド信号を受けて、当該第１のベースバンド信号に基づいて前記第２のＲＦ信号に対応する第２のベースバンド信号を生成するリレーノード処理部（１２）と、
前記第２のベースバンド信号に所定の遅延を与える遅延処理部（１３２）と、
前記第１のベースバンド信号を受けて、当該第１のベースバンド信号のレベルを変更するゲイン調整部（１４３）と、
レベルが変更された前記第１のベースバンド信号と、前記遅延が与えられた前記第２のベースバンド信号とを加算する加算器（１５）と、
この加算された信号をＲＦ信号に変換して前記試験信号として送信する送信部（１６）と、
を備えたことを特徴とするリレーノードシミュレーター（１０）。
前記第１のベースバンド信号のレベル（Ｐｅｎｂ）を検出するレベル検出部（１４１）と、
前記第１のＲＦ信号のレベルと前記第２のＲＦ信号のレベルとのレベル差の所望値（Ｇｕｓｅｒ）を入力するための操作部（１８）と、
検出された前記第１のベースバンド信号のレベルと、前記レベル差の所望値とに基づきゲインを決定するゲイン決定部（１４２）と、
を備え、
前記ゲイン調整部は、決定された前記ゲインにより、前記第１のベースバンド信号のレベルを変更することを特徴とする請求項１に記載のリレーノードシミュレーター。
前記第１のベースバンド信号は、複数のリソースエレメントが配列されたフレームにより構成されており、かつ、前記複数のリソースエレメントのうち所定の位置のリソースエレメントが、所定の期間中においてレベルが変動しないパイロット信号であって、
前記リレーノード処理部は、前記第１のベースバンド信号に含まれる前記パイロット信号を抽出し、
前記レベル検出部は、抽出された前記パイロット信号のレベルを前記第１のベースバンド信号のレベルとして検出することを特徴とする請求項２に記載のリレーノードシミュレーター。
基地局からの第１のＲＦ信号を中継して第２のＲＦ信号として移動体通信端末へ送信するリレーノードを模擬し、前記第１のＲＦ信号と前記第２のＲＦ信号とが多重された信号を模擬した試験信号を試験対象の移動体通信端末に送信する試験方法であって、
前記第１のＲＦ信号に対応する第１のベースバンド信号を受けて、当該第１のベースバンド信号に基づいて前記第２のＲＦ信号に対応する第２のベースバンド信号を生成するリレーノードリレーノード処理ステップと、
前記第２のベースバンド信号に所定の遅延を与える遅延処理ステップと、
前記第１のベースバンド信号を受けて、当該第１のベースバンド信号のレベルを変更するゲイン調整ステップと、
レベルが変更された前記第１のベースバンド信号と、前記遅延が与えられた前記第２のベースバンド信号とを加算する加算ステップと、
この加算された信号をＲＦ信号に変換して前記試験信号として送信する送信ステップと、
を備えた試験方法。