JP5611388B2

JP5611388B2 - 電波サービスエリア評価装置及び電波サービスエリア評価方法

Info

Publication number: JP5611388B2
Application number: JP2013029243A
Authority: JP
Inventors: 祐二吉田
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2013-02-18
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2033-02-18
Also published as: JP2014158227A

Description

本発明は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式を採用した携帯電話等の移動体通信網システムにおける各基地局の電波サービスエリアを評価する電波サービスエリア評価装置に関する。

携帯電話等の移動体通信網システムにおいては、電話サービス地域内に複数の基地局を設置している。各基地局が通信できる範囲をセルと呼ぶ。通常は、複数のセルが部分的に重複しつつ、全体として移動体通信網システムの電波サービスエリアを構築している。

このような移動体通信網システムを提供する事業者にとって、電波サービスエリアの各地点において、基地局からの電波を測定して該当地点の電波状態を評価することは、新規に基地局を設置したり、設置済みの基地局を維持管理したりするために非常に重要である。

このような目的のために、例えば特許文献１に記載されているような電波サービスエリア評価装置があった。特許文献１に記載の電波サービスエリア評価装置は、測定車に搭載されて、電波サービスエリア内を移動しながら、各地点で各基地局からの電波を受信し、その受信信号電力や雑音電力等を測定して、該当地点における各電波状態を評価する。
電波サービスエリア評価装置の内部には、帯域通過フィルタが内蔵されており、測定に必要な周波数以外の電波は遮断されるようになっている。これは、規定された周波数帯域外に強い不要波が存在する場合、この不要波が測定確度に悪影響を与えることを防ぐためである。従って、帯域通過フィルタの帯域幅は、測定しようとする周波数帯域と同程度にすることが望ましい。

近年、新しい移動体通信網システムの規格としてＬＴＥが規格化され、実用サービスも既に開始されている。この規格においては、周波数帯域幅として、１．４ＭＨｚ、３ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚが規定されている。このように複数の周波数帯域幅が規定されている通信方式を、以下、マルチバンド通信方式と称する。このようにマルチバンド通信方式に対応した電波サービスエリア評価装置は、従来、それぞれの周波数帯域幅に適した複数の帯域通過フィルタを備える必要があった。

図４は、従来のＬＴＥ用の電波サービスエリア評価装置のブロック図である。従来の電波サービスエリア評価装置１は、アンテナ部２、ローカル部３、ミキサ部４、フィルタ部５１〜５４、Ａ／Ｄ部６、測定部７、制御部８から構成されていた。例えばフィルタ部５１の通過帯域幅は５ＭＨｚ、フィルタ部５２の通過帯域幅は１０ＭＨｚ、フィルタ部５３の通過帯域幅は１５ＭＨｚ、フィルタ部５４の通過帯域幅は２０ＭＨｚである。従来のＬＴＥ用の電波サービスエリア評価装置は、測定しようとする周波数帯域幅に対応する通過帯域幅を備えたフィルタ部を選択して、適宜切り替えながら使用していた。

特開２００２−２５２５９６

しかしながら、従来の電波サービスエリア評価装置にも、まだ改良すべき以下のような課題があった。

特許文献１に記載の電波サービスエリア評価装置は、基本的に測定車に搭載されることを前提としていたが、測定車が入り込めないビル内、駅構内、地下街などにおいても電波状態を評価する必要がある。このような場所に対しては作業員が電波サービスエリア評価装置を持ち込むことになるが、そのためには、電波サービスエリア評価装置はなるべく小型軽量であることが望まれる。

一方、ＬＴＥのマルチバンドの測定に備えて複数の帯域通過フィルタを実装すると、それだけで電波サービスエリア評価装置は大型化し、重くなってしまう。

この問題を解決するための一つの方法は、ＬＴＥの最大の周波数帯域幅である、帯域幅２０ＭＨｚの帯域通過フィルタのみを実装することである。しかしながらこの方法では、より狭い帯域幅の周波数を測定する場合に、本来なら帯域外にある不要波が測定に悪影響を及ぼしてしまう問題が回避できない。

以上のような問題に鑑みて、本発明は、一種類の帯域通過フィルタのみでＬＴＥのマルチバンドの測定に対応する電波サービスエリア評価装置及び電波サービスエリア評価方法を提供することを目的とする。

本発明の電波サービスエリア評価装置は、マルチバンド通信方式に対応した基地局からの電波を受信して、受信信号の信号電力を測定することによって前記基地局の電波サービスエリアを評価する電波サービスエリア評価装置であって、ローカル周波数信号を供給するローカル部（３）と、前記受信信号と前記ローカル周波数信号とを混合して、両信号の差周波数である中間周波数信号に変換するミキサ部（４）と、所定の通過帯域幅を有する帯域通過フィルタを備え、前記中間周波数信号を受けて、通過帯域外の周波数成分を除去するフィルタ部（５）と、前記フィルタ部を通過した信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ部（６）と、前記デジタル信号を受けて、その信号電力を測定する測定部（７）と、前記測定部に対して測定を指示する制御部（８）とを備えた電波サービスエリア評価装置において、前記制御部は、測定すべき信号の周波数帯域が前記帯域通過フィルタの通過帯域幅より大きいときは、前記周波数帯域を前記通過帯域幅ごとの複数の帯域に分割して、該複数の各帯域に対応した各ローカル周波数信号を順次供給するように前記ローカル部を設定するローカル設定部（８１）を更に備え、前記測定部は、前記ローカル設定部が前記ローカル部を設定するごとに、測定した各信号電力を記憶する信号電力記憶部（７１）と、前記ローカル設定部がすべての設定を完了した後に、前記信号電力記憶部が記憶した各信号電力を加算して合計の信号電力を求める信号電力加算部（７２）とを更に備えることを特徴とする。

本発明の電波サービスエリア評価方法は、所定の通過帯域幅を有する帯域通過フィルタを備えた電波サービスエリア評価装置によって、マルチバンド通信方式に対応した基地局からの電波を受信して、測定すべき信号の周波数の下限及び上限が指定された受信信号の信号電力を測定して、前記基地局の電波サービスエリアを評価する電波サービスエリア評価方法であって、前記測定すべき信号の下限の周波数と前記帯域通過フィルタの下側の遮断周波数との差の周波数である差周波数信号をローカル周波数信号として供給する段階（１１）と、前記ローカル周波数信号を供給した状態で前記信号の信号電力を測定して記憶する段階（１２）と、前記ローカル周波数信号の周波数と前記通過帯域幅との和が前記測定すべき信号の上限の周波数未満であれば（１３）、前記ローカル周波数信号の周波数を前記通過帯域幅だけ増加させてから（１４）再び前記信号の信号電力を測定して記憶する段階と、前記和が前記測定すべき信号の上限の周波数以上である場合は測定を終了して、前記各測定で記憶された各前記信号電力を加算する段階（１５）とを含むことを特徴とする。

本発明に係る電波サービスエリア評価装置は、一種類の帯域通過フィルタのみを用いて構成されているので、装置全体の小型軽量化を実現することができる。

また、本発明に係る電波サービスエリア評価方法は、一種類の帯域通過フィルタのみを用いて測定できるので、電波サービスエリア評価装置全体の小型軽量化を実現することができる。

本実施の形態における電波サービスエリア評価装置のブロック図フィルタ部５の作用を示す模式図制御部８の動作を示すフローチャート従来の電波サービスエリア評価装置のブロック図

以下、本発明に係る電波サービスエリア評価装置の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態における電波サービスエリア評価装置のブロック図である。本実施の形態における電波サービスエリア評価装置１は、アンテナ部２、ローカル部３、ミキサ部４、フィルタ部５、Ａ／Ｄ（Analog / Digital）部６、測定部７、制御部８から構成される。

アンテナ部２は、図示しないＬＴＥ基地局からの電波を受け、高周波の信号に変換して電波サービスエリア評価装置１のミキサ部４に供給する。

ローカル部３は、測定するべき電波の搬送周波数に対応するローカル周波数信号を生成して、ミキサ部４に供給する。

ミキサ部４は、アンテナ部２からの高周波の信号とローカル部３からのローカル周波数信号とを受けて、両信号の差周波数である中間周波数の信号に変換する。

フィルタ部５は、帯域通過フィルタから構成され、中間周波数に変換された信号のうち、測定に必要な帯域以外の周波数成分を除去する。

Ａ／Ｄ部６は、アナログ／デジタル変換器から構成され、中間周波数のアナログ信号をデジタル信号に変換する。

測定部７は、Ａ／Ｄ部６で変換されたデジタル信号を受け取り、信号電力等の電波状態に関する各種測定を行う。

測定部７は更に、信号電力記憶部７１と、信号電力加算部７２とを備えており、後述するように複数回に分割して行われる各測定で得られた各信号電力を記憶し、一連の測定が完了した後に、各信号電力の合計を求める。

制御部８は、測定部７に対して各種測定の実行を指示する。制御部８は更に、ローカル設定部８１を備えており、後述するようにローカル部３が生成するローカル周波数信号を制御する。

図２は、フィルタ部５の作用を示す模式図である。図２（ａ）は、測定する周波数帯域幅が５ＭＨｚであるときを示す。本実施の形態における電波サービスエリア評価装置１が備えるフィルタ部５は、通過帯域幅が５ＭＨｚの帯域通過フィルタ１つだけが用いられている。遮断周波数を測定に必要な周波数に設定するために、制御部８のローカル設定部８１がローカル部３を制御して、ローカル信号の周波数を設定することによって行う。

具体的には、測定すべき電気信号の周波数の下限及び上限が、それぞれｆ１及びｆ２（ＭＨｚ）であり、帯域通過フィルタの遮断周波数がｆｐ（ＭＨｚ）及びｆｐ＋５（ＭＨｚ）であるときは、ローカル部３が供給するローカル信号の周波数がｆ１−ｆｐ（ＭＨｚ）となるように設定すればよい。

図２（ｂ）は、測定する周波数帯域幅が２０ＭＨｚであるときの、フィルタ部５の動作を示す。まず、通過帯域幅が５ＭＨｚのときと同様に、測定に必要な周波数の下限が帯域通過フィルタの遮断周波数の下限になるように、制御部８のローカル設定部８１がローカル部３のローカル信号周波数を設定する。この状態で測定部７によって各種測定を行った後、測定された信号電力等をいったん信号電力記憶部７１に記憶する。次に、ローカル部３のローカル信号周波数を５ＭＨｚ高くすることによって、実質的に帯域通過フィルタの遮断周波数を５ＭＨｚ高くする。この状態で測定部７によって２回目の各種測定を行う。その後、さらにローカル部３のローカル信号周波数を５ＭＨｚ高くすることによって、実質的に帯域通過フィルタの遮断周波数を５ＭＨｚ高くする。以上の動作を合計４回繰り返すことにより、実質的に２０ＭＨｚの周波数帯域幅の信号を測定することができる。例えば合計の信号電力は、４回の測定が完了した後に、信号電力加算部７２が、信号電力記憶部７１が記憶した各信号電力を加算してそれらの合計を求めることによって得られる。

なお、本実施の形態では、ローカル設定部８１は、ローカル信号周波数の設定を低い方から順次高い方に変更しているが、本発明はこのような変更の方法に限定されない。例えばローカル信号周波数の設定を高い方から順次低い方に変更してもよいし、変更の順番は任意である。要は、制御部８は測定すべき信号の周波数帯域を帯域通過フィルタの通過帯域幅ごとの複数の帯域に分割し、これら複数の帯域のそれぞれに対応したローカル信号周波数を順次供給するようにローカル設定部８１がローカル部３を設定しつつ、測定部７に測定を指示すればよい。

次に、制御部８とローカル部３及び測定部７の動作について図３のフローチャートを用いて説明する。まず、ｆｌ（ＭＨｚ）をローカル信号の周波数とすれば、制御部８のローカル設定部８１は、ｆｌがｆ１−ｆｐ（ＭＨｚ）になるようにローカル部３を設定する（Ｓ１１）。

この状態で、制御部８は、測定部７に対して測定を実行させ、信号電力を測定する（Ｓ１２）。測定部７の信号電力記憶部７１は、測定された信号電力を記憶する。

次に、制御部８は、ｆｌ＋Δｐ（ＭＨｚ）が、ｆ２（ＭＨｚ）以上であるかを判定する（Ｓ１３）。ここで、Δｐは帯域通過フィルタの通過帯域幅であり、Δｆは測定すべき周波数の帯域幅である。

ｆｌ＋Δｐがｆ２未満であれば、制御部８はｆｌをΔｐだけ増加させるようにローカル部３を設定し（Ｓ１４）、再びＳ１２に戻る。この動作を、ｆｌ＋Δｐがｆ２以上になるまで繰り返す。

ｆｌ＋Δｐがｆ２以上であれば、測定部７の信号電力加算部７２は信号電力記憶部が記憶した各信号電力を加算して合計の信号電力を求め、一連の測定を終了する（Ｓ１５）。

なお、本実施の形態においては５ＭＨｚの通過帯域幅を有する１種類の帯域通過フィルタのみを用いているが、本発明はこれに限定されず、例えば１．５ＭＨｚと５ＭＨｚの通過帯域幅をそれぞれ有する２種類の帯域通過フィルタを用いてもよい。この場合は、周波数帯域幅が１．４ＭＨｚ又は３ＭＨｚの場合の測定には、１．５ＭＨｚの通過帯域幅を有する帯域通過フィルタを用い、周波数帯域幅が５ＭＨｚ以上の場合の測定には、５ＭＨｚの通過帯域幅を有する帯域通過フィルタを用いるように、制御部８が制御を行えばよい。

本発明に係る電波サービスエリア評価装置１は、このように１種類又は比較的少数の種類の通過帯域幅を持つ帯域通過フィルタのみを用いて構成されているので、装置全体の小型軽量化を実現することができる。また、帯域通過フィルタを通過した信号は比較的狭い周波数帯域幅に制限されているため、後段のＡ／Ｄ部６のサンプリング速度を比較的低速に抑えることができ、従ってピーク消費電力を低減することができる。更に、部品点数が少なくてすむことから、製造コストを削減することができるとともに、メンテナンスも容易になるという利点もある。

１：電波サービスエリア評価装置
２：アンテナ部
３：ローカル部
４：ミキサ部
５、５１、５２、５３、５４：フィルタ部
６：Ａ／Ｄ部
７：測定部
７１：信号電力記憶部
７２：信号電力加算部
８：制御部
８１：ローカル設定部

Claims

マルチバンド通信方式に対応した基地局からの電波を受信して、受信信号の信号電力を測定することによって前記基地局の電波サービスエリアを評価する電波サービスエリア評価装置であって、
ローカル周波数信号を供給するローカル部（３）と、
前記受信信号と前記ローカル周波数信号とを混合して、両信号の差周波数である中間周波数信号に変換するミキサ部（４）と、
所定の通過帯域幅を有する帯域通過フィルタを備え、前記中間周波数信号を受けて、通過帯域外の周波数成分を除去するフィルタ部（５）と、
前記フィルタ部を通過した信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ部（６）と、
前記デジタル信号を受けて、その信号電力を測定する測定部（７）と、
前記測定部に対して測定を指示する制御部（８）とを備えた電波サービスエリア評価装置において、
前記制御部は、測定すべき信号の周波数帯域が前記帯域通過フィルタの通過帯域幅より大きいときは、前記周波数帯域を前記通過帯域幅ごとの複数の帯域に分割して、該複数の各帯域に対応した各ローカル周波数信号を順次供給するように前記ローカル部を設定するローカル設定部（８１）を更に備え、
前記測定部は、前記ローカル設定部が前記ローカル部を設定するごとに、測定した各信号電力を記憶する信号電力記憶部（７１）と、
前記ローカル設定部がすべての設定を完了した後に、前記信号電力記憶部が記憶した各信号電力を加算して合計の信号電力を求める信号電力加算部（７２）とを更に備えることを特徴とする電波サービスエリア評価装置。
所定の通過帯域幅を有する帯域通過フィルタを備えた電波サービスエリア評価装置によって、マルチバンド通信方式に対応した基地局からの電波を受信して、測定すべき信号の周波数の下限及び上限が指定された受信信号の信号電力を測定して、前記基地局の電波サービスエリアを評価する電波サービスエリア評価方法であって、
前記測定すべき信号の下限の周波数と前記帯域通過フィルタの下側の遮断周波数との差の周波数である差周波数信号をローカル周波数信号として供給する段階（Ｓ１１）と、
前記ローカル周波数信号を供給した状態で前記信号の信号電力を測定して記憶する段階（Ｓ１２）と、
前記ローカル周波数信号の周波数と前記通過帯域幅との和が前記測定すべき信号の上限の周波数未満であれば（Ｓ１３）、前記ローカル周波数信号の周波数を前記通過帯域幅だけ増加させてから（Ｓ１４）再び前記信号の信号電力を測定して記憶する段階と、
前記和が前記測定すべき信号の上限の周波数以上である場合は測定を終了して、前記各測定で記憶された各前記信号電力を加算する段階（Ｓ１５）とを含むことを特徴とする電波サービスエリア評価方法。