JP5723400B2 - フェージングシミュレータ及びフェージングシミュレーション方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば携帯電話やモバイル端末等の移動通信端末に対して電波伝搬環境を模擬するフェージングシミュレータ及びフェージングシミュレーション方法に関する。

近年、携帯電話やモバイル端末等の移動通信端末が急速に発達している。基地局から移動通信端末に到達する電波は、その伝搬経路の地形や構造物などによる反射、散乱、あるいは回折などにより多重波になり、電波の振幅及び位相は場所によってランダムに変化する。この伝搬経路内を移動しながら基地局からの電波を受信する場合には、電波のマルチパス伝搬によるフェージングが生じる。その結果、通信はフェージングによって大きな影響を受ける。そのため、移動通信端末の通信性能を評価する際には、基地局を模擬した基地局擬似装置とともに電波伝搬環境を模擬するフェージングシミュレータと呼ばれる装置が利用されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１９５８９５号公報

ところで、従来のフェージングシミュレータでは、移動通信端末の移動にともなうドップラ効果について統計モデルを実装するのが通例である。統計モデルの特性としては、一般的に、長期間にわたって周期性や再現性が生じないことが望まれる。一方、実際の利用シーンにおいては、例えば同一のフェージング条件でフェージングシミュレーションを繰り返す場合では、統計モデルの特性が確実に再現できることが望まれる状況も存在しうる。

しかしながら、従来のフェージングシミュレータは、統計モデルの再現性を考慮したものではなかったので、同一のフェージング条件でフェージングシミュレーションを繰り返す場合では移動通信端末の試験において良好な再現性が得られないという課題があった。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、同一のフェージング条件でフェージングシミュレーションを繰り返す場合でも移動通信端末の試験の再現性を向上させることができるフェージングシミュレータ及びフェージングシミュレーション方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係るフェージングシミュレータは、付加白色ガウス雑音信号を生成する雑音生成器（５１）を備え、試験対象の移動通信端末（５）に入力すべき試験信号を受けて、前記付加白色ガウス雑音信号により電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するフェージングシミュレータ（２０）であって、前記雑音生成器は、所定のデータを設定することによりクロック信号に従って順次生成する乱数が一意に定まる一様乱数を生成する一様乱数生成手段（６０）と、前記所定のデータを前記一様乱数生成手段に設定するデータ設定手段（２２ａ）と、前記一様乱数生成手段が生成した前記一様乱数を正規乱数に変換する正規乱数変換手段（５１ａ）と、基地局の動作を模擬して前記試験信号を前記移動通信端末に送信する基地局模擬装置（８０）に接続され、前記移動通信端末に送信すべき試験信号と、前記電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するタイミングを制御する制御情報と、を含むパケットを前記基地局模擬装置から受信するパケット受信手段（９２）と、前記制御情報に基づいて前記電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するルートと付加しないルートとを切り替えるルート切替手段（９３）と、前記電波の散乱の効果が付加された試験信号及び前記電波の散乱の効果が付加されない試験信号のいずれか一方の試験信号を含むパケットを前記基地局模擬装置に送信するパケット送信手段（９５）と、を備え、前記データ設定手段は、前記移動通信端末に対して一の試験を実行した後に前記一の試験を再現する再現試験を行う際に前記一の試験で設定したデータを前記一様乱数生成手段に設定するものである構成を有している。

この構成により、本発明の請求項１に係るフェージングシミュレータは、一様乱数生成手段は、所定のデータを設定することによりクロック信号に従って順次生成する乱数が一意に定まる一様乱数を生成し、データ設定手段は、移動通信端末に対して一の試験を実行した後に一の試験を再現する再現試験を行う際に一の試験で設定したデータを一様乱数生成手段に設定するので、同一のフェージング条件でフェージングシミュレーションを繰り返す場合でも移動通信端末の試験の再現性を向上させることができる。
また、この構成により、本発明の請求項１に係るフェージングシミュレータは、電波の散乱の効果を試験信号に付加するタイミングを制御する制御情報に基づいて、パケットの伝送途中でも電波の散乱の効果を試験信号に付加することができる。

本発明の請求項２に係るフェージングシミュレータは、前記一様乱数生成手段は、複数のシフトレジスタ（６１〜６９）を有する疑似雑音符号生成器であって、前記クロック信号ごとに前記各シフトレジスタのレジスタ値を変更して前記一様乱数を生成するものである構成を有している。

この構成により、本発明の請求項２に係るフェージングシミュレータは、複数のシフトレジスタを有する疑似雑音符号生成器で一様乱数生成手段を構成することができる。

本発明の請求項３に係るフェージングシミュレータは、前記電波の散乱の効果が付加された試験信号により前記移動通信端末において発生したエラーが発生した時刻の所定時間前の時刻以降に前記各シフトレジスタに設定されたレジスタ値を前記クロック信号に従って前記各シフトレジスタに設定するレジスタ値設定手段（７１ａ）をさらに備え、前記レジスタ値設定手段が設定したレジスタ値に基づいて前記再現試験を行うものである構成を有している。

この構成により、本発明の請求項３に係るフェージングシミュレータは、レジスタ値設定手段が設定したレジスタ値に基づいて再現試験を行うことができる。

本発明の請求項４に係るフェージングシミュレータは、付加白色ガウス雑音信号を生成する雑音生成器（１１０）を備え、試験対象の移動通信端末（５）に入力すべき試験信号を受けて、前記付加白色ガウス雑音信号により電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するフェージングシミュレータ（１００）であって、前記雑音生成器は、周期が互いに異なるとともに素の関係にある複数の波形データを生成する波形データ生成手段（１１１）と、前記各波形データを合成する波形データ合成手段（１１５）と、前記移動通信端末に対して一の試験を実行した後に前記一の試験を再現する再現試験を行う際に前記一の試験で用いた波形データのうち前記電波の散乱の効果が付加された試験信号により前記移動通信端末においてエラーが発生した時刻の所定時間前の時刻以降に前記波形データ合成手段が合成した波形データに基づいて前記再現試験を行うことを指示する再現実験指示手段（１０１）と、を備えた構成を有している。

この構成により、本発明の請求項４に係るフェージングシミュレータは、複数の波形データを生成して合成することにより、雑音信号の同期をより長くした波形データに基づいて再現試験を行うことができる。

本発明の請求項５に係るフェージングシミュレーション方法は、付加白色ガウス雑音信号を生成する雑音生成器（５１）を備え、試験対象の移動通信端末（５）に入力すべき試験信号を受けて、前記付加白色ガウス雑音信号により電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するフェージングシミュレータ（２０）を用いて前記移動通信端末を試験するフェージングシミュレーション方法であって、所定のデータを設定することによりクロック信号に従って順次生成する乱数が一意に定まる一様乱数を生成する一様乱数生成ステップ（Ｓ１６）と、前記所定のデータを前記一様乱数生成ステップに設定するデータ設定ステップ（Ｓ１３、Ｓ１４）と、前記一様乱数生成ステップが生成した前記一様乱数を正規乱数に変換する正規乱数変換ステップ（Ｓ１６）と、基地局の動作を模擬して前記試験信号を前記移動通信端末に送信する基地局模擬装置（８０）に接続され、前記移動通信端末に送信すべき試験信号と、前記電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するタイミングを制御する制御情報と、を含むパケットを前記基地局模擬装置から受信するパケット受信ステップと、前記制御情報に基づいて前記電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するルートと付加しないルートとを切り替えるルート切替ステップと、前記電波の散乱の効果が付加された試験信号及び前記電波の散乱の効果が付加されない試験信号のいずれか一方の試験信号を含むパケットを前記基地局模擬装置に送信するパケット送信ステップと、を含み、前記データ設定ステップにおいて、前記移動通信端末に対して一の試験を実行した後に前記一の試験を再現する再現試験を行う際に、前記一の試験で設定したデータを前記一様乱数生成ステップに設定する構成を有している。

この構成により、本発明の請求項５に係るフェージングシミュレーション方法は、一様乱数生成ステップにおいて所定のデータを設定することによりクロック信号に従って順次生成する乱数が一意に定まる一様乱数を生成し、データ設定ステップにおいて移動通信端末に対して一の試験を実行した後に一の試験を再現する再現試験を行う際に一の試験で設定したデータを一様乱数生成ステップにおいて設定するので、同一のフェージング条件でフェージングシミュレーションを繰り返す場合でも移動通信端末の試験の再現性を向上させることができる。

本発明は、同一のフェージング条件でフェージングシミュレーションを繰り返す場合でも移動通信端末の試験の再現性を向上させることができるという効果を有するフェージングシミュレータ及びフェージングシミュレーション方法を提供することができるものである。

本発明に係る移動通信端末試験システムの第１実施形態におけるブロック構成図である。 本発明に係るフェージングシミュレータの第１実施形態におけるブロック構成図である。 本発明に係るフェージングシミュレータの第１実施形態における一様乱数生成部のブロック構成図である。 本発明に係るフェージングシミュレータの第１実施形態におけるフローチャートである。 本発明に係る移動通信端末試験システムの第２実施形態におけるブロック構成図である。 本発明に係るフェージングシミュレータの第２実施形態におけるブロック構成図である。 本発明に係るフェージングシミュレータの第２実施形態における中間値の説明図である。 本発明に係るフェージングシミュレータの第２実施形態におけるフローチャートである。 本発明に係る移動通信端末試験システムの第３実施形態におけるブロック構成図である。 本発明に係る移動通信端末試験システムの第３実施形態におけるパケット生成部が生成するパケットの説明図である。 本発明に係る移動通信端末試験システムの第３実施形態における試験シナリオの一例を示す図である。 本発明に係るフェージングシミュレータの第３実施形態におけるフローチャートである。 本発明に係るフェージングシミュレータの第３実施形態における自動処理モード処理のフローチャートである。 本発明に係るフェージングシミュレータの第３実施形態における手動処理モード処理のフローチャートである。 本発明に係るフェージングシミュレータの第４実施形態におけるブロック構成図である。 本発明に係るフェージングシミュレータの第４実施形態におけるロガー部に記憶された波形データの模式図である。 本発明に係るフェージングシミュレータの第４実施形態におけるフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明に係る移動通信端末試験システムの第１実施形態における構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態における移動通信端末試験システム１は、移動通信端末５の移動時における受信性能を評価するものであって、基地局模擬装置１０、フェージングシミュレータ２０を備えている。

基地局模擬装置１０は、試験信号発生部１１、送信部１２、デジタルベースバンドインタフェース（デジタルＢＢＩＦ）１３、受信部１４、測定部１５を備えている。この基地局模擬装置１０は、例えば同軸ケーブルを介して移動通信端末５に接続されている。

試験信号発生部１１は、デジタル値のベースバンド信号を記憶又は生成し、このベースバンド信号をデジタルＢＢＩＦ１３経由でフェージングシミュレータ２０に出力するようになっている。

送信部１２は、フェージングシミュレータ２０によってフェージング効果が付加されたベースバンド信号を入力し、所定のＲＦ（無線周波数）信号にアップコンバートして移動通信端末５に出力するようになっている。

デジタルＢＢＩＦ１３は、基地局模擬装置１０とフェージングシミュレータ２０との間の信号の入出力を、デジタル信号を用いて行うようになっている。

受信部１４は、移動通信端末５から受信した信号を測定部１５に出力するようになっている。

測定部１５は、移動通信端末５から受信した信号に基づいて、例えば、スループットの測定、ＢＥＲ（Bit Error Rate）の測定を行って、測定結果を表示部（図示せず）に表示するようになっている。

図２に、フェージングシミュレータ２０の詳細なブロック構成図を示す。図２に示すように、フェージングシミュレータ２０は、操作部２１、設定部２２、表示部２３、初期値記憶部２４、フェージング演算部３０を備えている。

このフェージングシミュレータ２０は、試験者が設定した各種のフェージング効果を試験信号に付加するためのパラメータ（例えば、遅延、減衰、散乱等の設定パラメータ）による設定に従って動作し、各種のフェージング効果が付加された信号を、基地局模擬装置１０を介して移動通信端末５に出力するようになっている。

操作部２１は、移動通信端末５の試験における各試験条件の入力や、再現試験を行うか否かの設定、表示部２３の表示内容の設定を行うため、試験者が操作するものであって、例えば、キーボード、ダイヤル又はマウスのような入力デバイス、これらを制御する制御回路やソフトウェア等で構成されている。

設定部２２は、試験者が操作部２１を操作することによって入力した各試験条件に基づいて各部の設定を行うようになっている。

特に、設定部２２は、後述する一様乱数生成部６０が乱数を生成する際に最初に使用する値（以下「乱数生成初期値」という。）を設定する初期値設定部２２ａを備えている。

初期値設定部２２ａは、操作部２１によって再現試験を行わない設定になっている場合は、予め定められた固定値の乱数生成初期値若しくは自動的に生成した乱数生成初期値、又は試験者が操作部２１を操作して入力した乱数生成初期値を一様乱数生成部６０に設定するとともに、乱数生成初期値を初期値記憶部２４に記憶するようになっている。一方、初期値設定部２２ａは、操作部２１によって再現試験を行う設定になっている場合は、乱数生成初期値を初期値記憶部２４から読み出して一様乱数生成部６０に設定するようになっている。この初期値設定部２２ａは、本発明に係るデータ設定手段を構成する。

表示部２３は、試験者が操作部２１を操作した情報を表示するとともに、フェージング試験の動作状態を表示するようになっている。

初期値記憶部２４は、初期値設定部２２ａが設定した乱数生成初期値のデータを記憶するようになっている。この乱数生成初期値のデータは、再現試験の開始前に初期値設定部２２ａによって読み出されて一様乱数生成部６０に設定されるデータであり、本発明に係る所定のデータに対応する。

フェージング演算部３０は、複数のマルチパス生成部４０と、これらの出力信号を合成するマルチパス合成部３１と、を備えている。複数のマルチパス生成部４０は、それぞれ、フェージングが発生するパスを模擬するものであり、最終的にマルチパス合成部３１で各マルチパス生成部４０の出力信号が合成されることによって実際のフェージングが模擬できる。

フェージングを模擬するため、マルチパス生成部４０は、電波の伝搬距離差分に相当する遅延を生成する遅延生成部４１、電波の散乱の効果を付加するためのドップラ効果を生成するドップラ効果生成部５０、電波の伝搬距離及び反射によって生じるレベル低下を示すパスロスを生成するパスロス演算部４２を備えている。

遅延生成部４１は、設定部２２が設定した設定パラメータのうち遅延に係るパラメータが設定され、デジタルＢＢＩＦ１３からの試験信号に遅延処理を行うようになっている。

ドップラ効果生成部５０は、ＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）信号生成器５１、帯域制限フィルタ５２、直交変換器５３を備え、ＡＷＧＮ信号により電波の散乱の効果を移動通信端末５が入力する試験信号に付加するものである。なお、ＡＷＧＮは、付加白色ガウス雑音、加法性白色ガウス雑音、相加性白色ガウス雑音などと呼称される。

ＡＷＧＮ信号生成器５１は、一様乱数生成部６０、正規乱数生成部５１ａを備え、ＡＷＧＮ信号を生成するようになっている。このＡＷＧＮ信号生成器５１は、本発明に係る雑音生成器を構成する。

一様乱数生成部６０は、入力した乱数生成初期値が設定されることによりクロック信号に従って順次生成する乱数が一意に定まる一様乱数を生成するようになっている。この一様乱数生成部６０は、本発明に係る一様乱数生成手段を構成する。

正規乱数生成部５１ａは、例えばボックス−ミュラー法（Box-Muller's method）に基づいて、一様分布に従う一様乱数から標準ガウス分布に従う正規乱数を生成するようになっている。この正規乱数生成部５１ａは、本発明に係る正規乱数変換手段を構成する。

帯域制限フィルタ５２は、正規乱数生成部５１ａが出力する正規乱数に対し帯域制限を適用するようになっている。

直交変換器５３は、帯域制限フィルタ５２の出力信号を用いて遅延生成部４１からの試験信号に直交変換を適用するようになっている。

パスロス演算部４２は、設定部２２が設定した設定パラメータのうちパスロス（減衰）に係るパラメータが設定され、直交変換器５３からの試験信号にパスロスを付加する処理を行うようになっている。

マルチパス合成部３１は、複数のマルチパス生成部４０の出力信号を合成し、合成した信号をデジタルＢＢＩＦ１３に出力するようになっている。

次に、一様乱数生成部６０の構成について説明する。一様乱数生成部６０は、例えば、図３に示す疑似雑音（Pseudorandom Noise：ＰＮ）符号生成器で構成される。

図３に示すように、ＰＮ符号生成器で構成された一様乱数生成部６０は、シフトレジスタ６０ａ、と、排他的論理和回路６０ｂと、を備え、いわゆるＭ系列（Maximum Length Sequence）信号を出力するようになっている。シフトレジスタ６０ａは、例えば９段のシフトレジスタ６１〜６９を含み、クロック信号に従って１段ずつシフトするよう構成されている。シフトレジスタ６１〜６９には、９ビットの乱数生成初期値が初期値設定部２２ａによって設定されるようになっている。

排他的論理和回路６０ｂは、９段目のシフトレジスタ６９と、例えば５段目のシフトレジスタ６５との出力を取り出して両者の排他的論理和を１段目のシフトレジスタ６１に出力するようになっている。

前述のように、一様乱数生成部６０は、９ビットのシフトレジスタ６０ａを備えるので、生成されるＭ系列信号の周期は２の９乗−１（＝５１１）となる。すなわち、一様乱数生成部６０は、確率的にはシフトレジスタ６０ａが５１１回のＭ系列信号を生成した後に始めて同一の値のＭ系列信号を生成することとなる。したがって、一様乱数生成部６０は、周期内で値が巡回することなく一様な擬似乱数値のＭ系列信号を生成することができる。

一様乱数生成部６０は、乱数生成初期値が設定されると、シフトレジスタ６０ａが入力するクロック信号に従って、順次、Ｍ系列信号を生成して出力する。この一様乱数生成部６０は、同じ乱数生成初期値を用いて複数回動作させると、毎回同じ順序でＭ系列信号を出力するという特徴を有している。したがって、ドップラ効果生成部５０は、乱数生成初期値が試験ごとに同じであれば、各試験で同一のドップラ効果を試験信号に付与することができ、ドップラ効果の付与試験が再現できることとなる。

ここで、フェージングシミュレータ２０において、統計的モデルが適用されるのはドップラ効果生成部５０のみであるので、ドップラ効果生成部５０に再現性を持たせることによって、フェージングシミュレータ２０は試験信号に対して常に再現性のあるフェージングシミュレーションを実行することができることとなる。

次に、本実施形態におけるフェージングシミュレータ２０の動作について図４に示すフローチャートを中心に説明する。前提として、基地局模擬装置１０と移動通信端末５との間で回線接続の処理が終了しており、フェージングシミュレータ２０が移動通信端末５に対して１回目の試験（ステップＳ１１）を行った後での動作説明とする。また、１回目の試験で使用した乱数生成初期値のデータは、初期値記憶部２４に記憶されているものとする。

設定部２２は、再現試験の要求の有無を判断する（ステップＳ１２）。ここで、設定部２２は、再現試験の要求ありと判断した場合は、初期値記憶部２４から乱数生成初期値のデータを読み出し、そのデータを初期値設定部２２ａが一様乱数生成部６０に設定する（ステップＳ１３）。

一方、ステップＳ１２において、設定部２２は、再現試験の要求なしと判断した場合は、新たに乱数生成初期値のデータを生成し、そのデータを初期値設定部２２ａが一様乱数生成部６０に設定する（ステップＳ１４）。

遅延生成部４１は、設定部２２に設定された試験条件に基づいて、電波の伝搬距離差分に相当する遅延を生成して試験信号に適用し、遅延処理した信号をドップラ効果生成部５０に出力する（ステップＳ１５）。

ドップラ効果生成部５０において、一様乱数生成部６０は、初期値設定部２２ａが設定した乱数生成初期値に基づいて一様乱数をクロック信号ごとに生成し（ステップＳ１６）、正規乱数生成部５１ａに出力する。ここで、初期値設定部２２ａが一様乱数生成部６０に設定した乱数生成初期値が初期値記憶部２４から読み出したものである場合（ステップＳ１３経由の場合）は、一様乱数生成部６０が出力する一様乱数は、１回目の試験のときと時系列的に同一になる。一方、初期値設定部２２ａが乱数生成初期値を新たに生成した場合（ステップＳ１４経由の場合）であって、初期値記憶部２４が記憶した乱数生成初期値と異なる乱数生成初期値が一様乱数生成部６０に設定された場合は、一様乱数生成部６０が出力する一様乱数は、１回目の試験のときとは異なるものになる。

正規乱数生成部５１ａは、一様乱数生成部６０から一様乱数を入力し、一様乱数を正規乱数に変換して得られたＡＷＧＮ信号を帯域制限フィルタ５２に出力する（ステップＳ１７）。

帯域制限フィルタ５２は、正規乱数生成部５１ａから入力したＡＷＧＮ信号を帯域制限して、直交変換器５３に出力する（ステップＳ１８）。

直交変換器５３は、遅延生成部４１の出力信号を用いて遅延生成部４１からの試験信号に直交変換を適用してパスロス演算部４２に出力する（ステップＳ１９）。

パスロス演算部４２は、直交変換器５３の出力信号にパスロスを付加し（ステップＳ２０）、マルチパス合成部３１に出力する。

マルチパス合成部３１は、各マルチパス生成部４０の出力信号を合成してデジタルＢＢＩＦ１３に出力する（ステップＳ２１）。

以上のように、本実施形態におけるフェージングシミュレータ２０は、一様乱数生成部６０は、初期値のデータを設定することによりクロック信号に従って順次生成する乱数が一意に定まる一様乱数を生成し、初期値設定部２２ａは、移動通信端末５に対して一の試験を実行した後に一の試験を再現する再現試験を行う際に一の試験で設定したデータを一様乱数生成部６０に設定する構成としたので、同一のフェージング条件でフェージングシミュレーションを繰り返す場合でも移動通信端末の試験の再現性を向上させることができる。

（第２実施形態）
まず、本発明に係る移動通信端末試験システムの第２実施形態における構成について説明する。

図５に示すように、本実施形態における移動通信端末試験システム２は、ロガー部６、基地局模擬装置１０、フェージングシミュレータ７０を備えている。基地局模擬装置１０は、第１実施形態（図１参照）と同じ構成であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。

フェージングシミュレータ７０は、図６に示すように構成されている。すなわち、フェージングシミュレータ７０は、設定部７１を備えている。設定部７１は、レジスタ値設定部７１ａを備えている。このレジスタ値設定部７１ａは、後述する乱数の中間値のデータを一様乱数生成部６０に出力するようになっている。このレジスタ値設定部７１ａは、本発明に係るレジスタ値設定手段を構成する。なお、フェージングシミュレータ７０は、第１実施形態のフェージングシミュレータ２０（図２参照）が有する初期値記憶部２４を省略可能である。

一様乱数生成部６０は、不図示のクロック信号に従って、例えば図３に示した９個のシフトレジスタ６１〜６９の各レジスタ値のデータをロガー部６に出力するようになっている。

ロガー部６は、エラー情報を記憶するエラー情報記憶部６ａと、レジスタ値を記憶するレジスタ値記憶部６ｂと、を備えている。このロガー部６は、基地局模擬装置１０及びフェージングシミュレータ７０の試験時のログデータを記憶し、試験者が操作部２１を操作することによって設定部７１が出力する制御信号に従ってログデータを設定部に送信するようになっている。そして、設定部７１は、ログを表示部２３に表示するようになっている。すなわち、基地局模擬装置１０は、試験における移動通信端末５との通信内容を、時刻情報に対応したログデータとして、ロガー部６に出力する。なお、このデータは、移動通信端末５からロガー部６に出力されてもよい。この通信内容には、エラー情報が含まれている。

ロガー部６に記憶されたログデータは、時刻情報と、この時刻情報に対応した試験条件情報及びエラー情報を含む。試験条件情報は、９個のシフトレジスタ６１〜６９の各レジスタ値のデータを含む。したがって、試験者は、表示部２３の表示内容により、試験中にエラーが発生した場合にそのエラーの情報を確認でき、また、そのエラーの発生時刻に９個のシフトレジスタ６１〜６９に設定されていた各レジスタ値を把握できる。

次に、再現試験で用いる乱数の中間値について図７を用いて説明する。図７に示すように、シフトレジスタ６１〜６９のレジスタ値として、時刻０の試験開始時に乱数生成初期値が設定される。図示のボックスは、シフトレジスタ６１〜６９に設定される９個のレジスタ値のデータを表している。

図示のように、時刻ｔ２で設定されたレジスタ値のデータでエラーが発生したとする。この場合、試験者が操作部２１を操作して再現試験を行う場合、レジスタ値設定部７１ａは、時刻ｔ２から所定時間、例えば１分間遡った時刻ｔ１で設定されたレジスタ値（以下「中間値」という。）のデータを一様乱数生成部６０に設定する。また、基地局模擬装置１０は、時刻ｔ１におけるログデータを参照して、時刻ｔ１からの通信を再現する。その結果、フェージングシミュレータ７０は再現試験を行うことができるので、エラー発生の原因究明に資することができる。

次に、本実施形態におけるフェージングシミュレータ７０の動作について図８に示すフローチャートを中心に説明する。なお、第１実施形態のフローチャート（図４参照）と同様なステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態におけるフェージングシミュレータ７０は、第１実施形態のフローチャートのステップＳ１２において、初期値設定部２２ａが再現試験の要求ありと判断した場合の動作のみ異なっている。

すなわち、ステップＳ１２において、初期値設定部２２ａは、再現試験の要求ありと判断した場合は、ロガー部６に記憶されたログデータから中間値を読み出し、そのデータを一様乱数生成部６０に設定する（ステップＳ２５）。

以上のように、本実施形態におけるフェージングシミュレータ７０は、レジスタ値設定部７１ａが中間値を設定するので、同一のフェージング条件でフェージングシミュレーションを繰り返す場合でも移動通信端末の試験の再現性を向上させることができる。

（第３実施形態）
まず、本発明に係る移動通信端末試験システムの第３実施形態における構成について説明する。なお、第１実施形態における移動通信端末試験システム１と同様な構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

図９に示すように、本実施形態における移動通信端末試験システム３は、基地局模擬装置８０、フェージングシミュレータ９０を備えている。基地局模擬装置８０は、デジタルＢＢＩＦ８１、制御部８２を備えている。デジタルＢＢＩＦ８１は、パケット生成部８１ａを備えている。

パケット生成部８１ａは、基地局模擬装置８０内のクロック信号に同期させて、試験信号発生部１１が生成したベースバンド信号を含むパケットを生成するようになっている。図１０に示すように、パケット生成部８１ａが生成するパケットは、シリアル番号の情報を含むヘッダと、所定の制御情報及びベースバンド信号を含むペイロードとを有する。この制御情報は、電波の散乱の効果を試験信号に付加するタイミングを制御する情報であり、制御部８２により生成される。制御情報は、フェージングの開始を指示するフェージング開始指示信号、又はフェージングの終了を指示するフェージング終了指示信号を含む場合がある。なお、制御信号は、パケットのヘッダに含まれるようになっていてもよい。

制御部８２は、移動通信端末５を試験するための試験手順が記録された試験シナリオに基づいて前述の制御情報を生成し、パケット生成部８１ａに出力するようになっている。この試験シナリオのデータは、不図示のメモリに予め記憶されている。図１１に試験シナリオの一例を示す。

図１１に示した試験シナリオは、所定の乱数生成初期値でフェージング処理を開始するコマンドや、フェージング処理を終了するコマンド、その他各種コマンドを含んでいる。制御部８２は、フェージング処理を開始するコマンドを試験シナリオから読み込んだ場合は、フェージング開始指示信号及び乱数生成初期値のデータを制御情報に含めてパケット生成部８１ａに出力する。一方、制御部８２は、フェージング処理を終了するコマンドを試験シナリオから読み込んだ場合は、フェージング終了指示信号を制御情報に含めてパケット生成部８１ａに出力する。

フェージングシミュレータ９０は、設定部９１、パケット受信部９２、ルート切替部９３、ループバック部９４、パケット送信部９５を備えている。設定部９１は、切替モード設定部９１ａを備えている。

切替モード設定部９１ａは、操作部２１を試験者が操作することにより動作するようになっており、基地局模擬装置８０からのパケットが含む制御情報に基づいて自動的にフェージング処理を行う自動処理モードと、この制御情報とは無関係に試験者が指示した指示信号に基づいてフェージング処理を行う手動処理モードとを切り替えるようになっている。

パケット受信部９２は、基地局模擬装置１０からのパケットを受信し、受信したパケットを解析し、パケットに含まれる制御情報と、試験信号であるベースバンド信号とを分離して取り出すようになっている。パケット受信部９２は、この制御情報からフェージング開始指示信号又はフェージング終了指示信号を取得した場合は、その旨を示す開始通知信号を設定部９１及びルート切替部９３に出力するようになっている。ここで、パケット受信部９２は、フェージング開始指示信号を取得した場合は、そのフェージング開始信号とともに制御情報に含まれていた乱数生成初期値のデータを設定部９１に出力するようになっている。この乱数生成初期値のデータは、設定部９１によって初期値記憶部２４に記憶される。なお、パケット受信部９２は、本発明に係るパケット受信手段を構成する。

ルート切替部９３は、フェージングシミュレータ９０が動作を開始してからフェージング開始指示信号を受信するまでは、パケット受信部９２の出力とパケット送信部９５との間にループバック部９４を接続し、フェージング開始指示信号を受信するとパケット受信部９２の出力とパケット送信部９５との間にフェージング演算部９３を接続する構成となっている。このルート切替部９３は、本発明に係るルート切替手段を構成する。

ループバック部９４は、パケット受信部９２から入力するベースバンド信号に対し、所定時間だけ遅延処理を行うようになっている。この所定時間は、パケット受信部９２からのベースバンド信号に対して、フェージング演算部３０が処理に要する時間である。なお、ループバック部９４を含むルートはフェージング処理を行わないルートである。

パケット送信部９５は、フェージング演算部３０でフェージング処理されたベースバンド信号、又はループバック部９４で遅延処理されたベースバンド信号を入力してパケット化し、生成したパケットを基地局模擬装置８０に送信するようになっている。このパケット送信部９５は、本発明に係るパケット送信手段を構成する。

次に、本実施形態におけるフェージングシミュレータ９０の動作について図１２に示すフローチャートを用いて説明する。

切替モード設定部９１ａは、操作部２１によって自動処理モード又は手動処理モードのいずれが指示されたかを判断する（ステップＳ３１）。

ステップＳ３１において、切替モード設定部９１ａが、自動処理モードが指示されたと判断した場合は、フェージングシミュレータ９０は自動処理モード処理を行う（ステップＳ４０）。

一方、ステップＳ３１において、切替モード設定部９１ａが、手動処理モードが指示されたと判断した場合は、フェージングシミュレータ９０は手動処理モード処理を行う（ステップＳ６０）。

設定部２２は、再現試験の要求の有無を判断する（ステップＳ３２）。ここで、設定部２２は、再現試験の要求ありと判断した場合は、初期値記憶部２４から乱数生成初期値のデータを読み出し、そのデータを一様乱数生成部６０に設定してステップＳ３１に戻る。

一方、ステップＳ３２において、初期値設定部２２ａは、再現試験の要求なしと判断した場合は、処理を終了する。

次に、自動処理モード処理について図１３を用いて説明する。なお、初期状態では、ルート切替部９３がループバック部９４を選択しているものとする。

フェージングシミュレータ９０の制御部（図示省略）は、変数Ｆを初期化し、Ｆ＝０とする（ステップＳ４１）。ここで、変数Ｆは、フェージング処理が開始されたか否かを示す変数であって、Ｆ＝０はフェージング処理が開始されていないことを示し、Ｆ＝１はフェージング処理が開始されたことを示す。

パケット受信部９２は、基地局模擬装置８０からパケットを受信する（ステップＳ４２）。

パケット受信部９２は、基地局模擬装置８０から受信したパケットを解析し、ヘッダの制御情報にフェージング終了指示信号が含まれているか否かを判断する（ステップＳ４３）。一方、ステップＳ４３において、パケット受信部９２が、ヘッダの制御情報にフェージング終了指示信号が含まれていると判断した場合は、後述のステップＳ５３に進む。

ステップＳ４３において、パケット受信部９２が、ヘッダの制御情報にフェージング終了指示信号が含まれていると判断しなかった場合は、フェージングシミュレータ９０の制御部は変数Ｆ＝１か否かを判断する（ステップＳ４４）。

ステップＳ４４において、フェージングシミュレータ９０の制御部が変数Ｆ＝１と判断した場合は後述のステップＳ５０に進み、変数Ｆ＝１と判断しなかった場合は、パケット受信部９２はヘッダの制御情報にフェージング開始指示信号が含まれているか否かを判断する（ステップＳ４５）。

ステップＳ４５において、パケット受信部９２が、ヘッダの制御情報にフェージング開始指示信号が含まれていると判断した場合は変数Ｆ＝１とし（ステップＳ４６）、ヘッダの制御情報にフェージング開始指示信号が含まれていると判断しなかった場合は受信したパケットに含まれるベースバンド信号をループバック部９４に出力する（ステップＳ４７）。なお、パケット受信部９２が、フェージング開始指示信号が含まれていると判断した場合は、フェージング開始信号とともに制御情報に含まれていた乱数生成初期値のデータが設定部９１に出力され、設定部９１によって初期値記憶部２４に記憶される。

パケット受信部９２は、フェージング開始指示信号を取得したことを示す開始通知信号を設定部９１及びルート切替部９３に出力する（ステップＳ４８）。

ルート切替部９３は、ルートを切り替える（ステップＳ４９）。すなわち、ルート切替部９３は、パケット受信部９２からパケット送信部９５までのルートを、ループバック部９４を経由するルートからフェージング演算部３０を経由するルートに切り替える。

フェージング演算部３０は、フェージング処理を行う（ステップＳ５０）。このフェージング処理は、図４に示したステップＳ１３又はＳ１４からステップＳ２１までの処理を含む。

パケット送信部９５は、入力したベースバンド信号をパケット化してデジタルＢＢＩＦ８１に送信する（ステップＳ５１）。デジタルＢＢＩＦ８１は、受信したパケットのペイロードに含まれているベースバンド信号を取り出して送信部１２に出力する。

フェージングシミュレータ９０の制御部は、自動処理モード処理を終了するか否かを判断し（ステップＳ５２）、終了すると判断した場合は図１２のメインルーチンに戻り、終了すると判断しなかった場合はステップＳ４２に戻る。

ステップＳ５３において、フェージングシミュレータ９０の制御部は、変数Ｆ＝０とし、パケット受信部９２は、開始通知信号を設定部９１及びルート切替部９３に出力する（ステップＳ５４）。そして、ルート切替部９３は、ルートを切り替え（ステップＳ５５）、ステップＳ５１に進む。すなわち、ルート切替部９３は、パケット受信部９２からパケット送信部９５までのルートを、フェージング演算部３０を経由するルートからループバック部９４を経由するルートに切り替える。

次に、手動処理モード処理について図１４を用いて説明する。なお、図１３と同様なステップには同一の符号を付してその説明を省略する。また、初期状態では、ルート切替部９３がループバック部９４を選択しているものとする。

パケット受信部９２は、ステップＳ４２においてパケットを受信した後、設定部９１からフェージングを終了する指示信号が出されたか否かを判断し（ステップＳ６１）、設定部９１からフェージングを終了する指示信号が出されたと判断しなかった場合は、設定部９１からフェージングを開始する指示信号が出されたか否かを判断する（ステップＳ６２）。ここで、フェージングを開始する指示信号やフェージングを終了する指示信号は、試験者による操作部２１の操作に従って設定部９１がパケット受信部９２に出力する信号である。

一方、ステップＳ６１において、パケット受信部９２が、設定部９１からフェージングを終了する指示信号が出されたと判断した場合は、ルート切替部９３はルートを切り替え（ステップＳ５５）、ステップＳ５１に進む。

ステップＳ６２において、パケット受信部９２は、設定部９１からフェージングを開始する指示信号が出されたと判断した場合は、開始通知信号を設定部９１及びルート切替部９３に出力し（ステップＳ４８）、設定部９１からフェージングを開始する指示信号が出されたと判断しなかった場合は、受信したパケットに含まれるベースバンド信号をループバック部９４に出力する（ステップＳ４７）。

以上のように、本実施形態におけるフェージングシミュレータ９０は、電波の散乱の効果を試験信号に付加するタイミングを制御する制御情報に基づいて、パケットの伝送途中でも電波の散乱の効果を試験信号に付加することができる。

（第４実施形態）
まず、本発明に係る移動通信端末試験システムの第４実施形態における構成について説明する。なお、第１実施形態における移動通信端末試験システム１と同様な構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

図１５に示すように、本実施形態におけるフェージングシミュレータ１００は、設定部１０１、ＡＷＧＮ信号生成器１１０を備えている。このフェージングシミュレータ１００は、ロガー部６に接続されている。ロガー部６は、エラー情報を記憶するエラー情報記憶部６ａと、波形データを記憶する波形データ記憶部６ｃと、を備えている。

設定部１０１は、ＡＷＧＮ信号生成器１１０に対して、波形生成や再現試験を行うための指示信号を出力するようになっている。この設定部１０１は、本発明に係る再現実験指示手段を構成する。

ＡＷＧＮ信号生成器１１０は、波形生成部１１１、波形メモリ１１２〜１１４、波形合成部１１５を備えている。このＡＷＧＮ信号生成器１１０は、本発明に係る雑音生成器を構成する。

波形生成部１１１は、例えばＰＮ符号生成器で構成され、短周期の３種類の正規乱数の波形を生成するようになっている。この３種類の波形は、波形の時間長（周期）が互いに異なっていて、互いに素の関係にある。なお、波形生成部１１１は、本発明に係る波形データ生成手段を構成する。なお、波形生成部１１１が生成する波形は３種類に限定されず、複数であればよい。

波形メモリ１１２〜１１４は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）で構成され、波形生成部１１１が生成した３種類の波形のデータを記憶するようになっている。詳細には、波形メモリ１１２は、波形データの各サンプルデータを時系列の順にアドレスをインクリメントして記憶する。そして、波形合成部１１５は、波形メモリ１１２から、アドレスをインクリメントしながら各サンプルデータを読み出す。波形メモリ１１２から波形データの末尾のサンプルデータが読み出されると、波形合成部１１５は、波形データの先頭のサンプルデータが記憶されたアドレスに戻って、サンプルデータの読み出しを繰り返す。波形メモリ１１３及び波形メモリ１１４も同様に波形データを記憶し、読み出される。このように、波形メモリ１１２〜１１４に記憶された波形データは、波形合成部１１５によって、ループ状に繰り返し読み出される。

波形合成部１１５は、波形メモリ１１２〜１１４に記憶された短周期の３種類の波形のデータを加算し、長周期の１つの波形データを生成して出力するようになっている。生成した波形データは、ロガー部６及び帯域制限フィルタ５２に出力される。また、波形合成部１１５は、再現試験を行う際に、ロガー部６に記憶された波形データを読み出して帯域制限フィルタ５２に出力するようになっている。この波形合成部１１５は、本発明に係る波形データ合成手段を構成する。すなわち、波形の時間長（周期）が互いに素の長さである複数の波形データを加算すれば、加算された波形データの周期は、元の各波形データの周期を乗じたものとなる。つまり、３つの波形データの周期をそれぞれＴ１、Ｔ２、Ｔ３とすると、加算された波形データの周期＝Ｔ１×Ｔ２×Ｔ３である。このように構成することで、波形メモリ１１２〜１１４の記憶容量に比べて、長周期の波形データを得ることができる。

ロガー部６に記憶された波形データを図１６に模式的に示す。図１６に示すように、試験の開始時からロガー部６には波形データが記憶される。例えば、図示のように、時刻ｔ２でエラーが発生したとする。この場合、試験者が操作部２１を操作して再現試験を行う場合、時刻ｔ２から所定時間、例えば１分間遡った時刻ｔ１から再現試験を行う設定とする。また、基地局模擬装置１０は、時刻ｔ１におけるログデータを参照して、時刻ｔ１からの通信を再現する。その結果、フェージングシミュレータ１００は再現試験を行うことができるので、エラー発生の原因究明に資することができる。

次に、本実施形態におけるフェージングシミュレータ１００の動作について図１７に示すフローチャートを中心に説明する。なお、第１実施形態のフローチャート（図４参照）と同様なステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。

ステップＳ１２において、設定部１０１は、再現試験の要求ありと判断した場合は、ロガー部６から時刻ｔ１以降のデータを波形合成部１１５に読み出させる（ステップＳ７１）。

一方、ステップＳ１２において、設定部１０１は、再現試験の要求ありと判断しなかった場合は、新たな波形データを波形生成部１１１に生成させる（ステップＳ７２）。

波形合成部１１５は、読み出した波形データ又は新たに生成した波形データをＡＷＧＮ信号として帯域制限フィルタ５２に出力する（ステップＳ７３）。

以上のように、本実施形態におけるフェージングシミュレータ１００は、複数の波形データを生成して合成することにより、雑音信号の周期をより長くした波形データに基づいて再現試験を行うことができる。

（変形例）
なお、本実施形態において、波形合成部１１５は、波形データの代わりに、波形メモリ１１２〜１１４のそれぞれの読出アドレスを、ロガー部６の波形データ記憶部６ｃに記憶し、再現試験時に、時刻ｔ１におけるアドレスを波形合成部１１５に通知するようにしてもよい。つまり、波形データを、直接、波形データ記憶部６ｃに記憶する場合は、ロガー部６に波形データが記憶された時間範囲内でしか波形合成部１１５からの出力を行うことができないので、再現試験は、この時間範囲内に限られる。これに対し、アドレスを記憶して再現試験の開始時刻ｔ１のアドレスを波形合成部１１５に通知する構成では、波形合成部１１５は、波形メモリ１１２〜１１４から波形データの読み出しを無限に継続できるので、再現試験も時間範囲内に限定されない。

以上のように、本発明に係るフェージングシミュレータ及びフェージングシミュレーション方法は、同一のフェージング条件でフェージングシミュレーションを繰り返す場合でも移動通信端末の試験の再現性を向上させることができるという効果を有し、携帯電話やモバイル端末等の移動通信端末に対して電波伝搬環境を模擬するフェージングシミュレータ及びフェージングシミュレーション方法として有用である。

１〜３ 移動通信端末試験システム
５ 移動通信端末
１０、８０ 基地局模擬装置
２０、７０、９０、１００ フェージングシミュレータ
２２ａ 初期値設定部（データ設定手段）
３０、９３ フェージング演算部
３１、４０ マルチパス合成部
４１ 遅延生成部
４２ パスロス演算部
５０ ドップラ効果生成部
５１、１１０ ＡＷＧＮ信号生成器（雑音生成器）
５１ａ 正規乱数生成部（正規乱数変換手段）
６０ 一様乱数生成部（一様乱数生成手段）
６１〜６９ シフトレジスタ
７１ａ レジスタ値設定部（レジスタ値設定手段）
９２ パケット受信部（パケット受信手段）
９３ ルート切替部（ルート切替手段）
９５ パケット送信部（パケット送信手段）
１０１ 設定部（再現実験指示手段）
１１１ 波形生成部（波形データ生成手段）
１１５ 波形合成部（波形データ合成手段）

Claims (5)

1. 付加白色ガウス雑音信号を生成する雑音生成器（５１）を備え、試験対象の移動通信端末（５）に入力すべき試験信号を受けて、前記付加白色ガウス雑音信号により電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するフェージングシミュレータ（２０）であって、
   前記雑音生成器は、所定のデータを設定することによりクロック信号に従って順次生成する乱数が一意に定まる一様乱数を生成する一様乱数生成手段（６０）と、
   前記所定のデータを前記一様乱数生成手段に設定するデータ設定手段（２２ａ）と、
   前記一様乱数生成手段が生成した前記一様乱数を正規乱数に変換する正規乱数変換手段（５１ａ）と、
   基地局の動作を模擬して前記試験信号を前記移動通信端末に送信する基地局模擬装置（８０）に接続され、前記移動通信端末に送信すべき試験信号と、前記電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するタイミングを制御する制御情報と、を含むパケットを前記基地局模擬装置から受信するパケット受信手段（９２）と、
   前記制御情報に基づいて前記電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するルートと付加しないルートとを切り替えるルート切替手段（９３）と、
   前記電波の散乱の効果が付加された試験信号及び前記電波の散乱の効果が付加されない試験信号のいずれか一方の試験信号を含むパケットを前記基地局模擬装置に送信するパケット送信手段（９５）と、
   を備え、
   前記データ設定手段は、前記移動通信端末に対して一の試験を実行した後に前記一の試験を再現する再現試験を行う際に前記一の試験で設定したデータを前記一様乱数生成手段に設定するものであることを特徴とするフェージングシミュレータ。
2. 前記一様乱数生成手段は、複数のシフトレジスタ（６１〜６９）を有する疑似雑音符号生成器であって、前記クロック信号ごとに前記各シフトレジスタのレジスタ値を変更して前記一様乱数を生成するものであることを特徴とする請求項１に記載のフェージングシミュレータ。
3. 前記電波の散乱の効果が付加された試験信号により前記移動通信端末において発生したエラーが発生した時刻の所定時間前の時刻以降に前記各シフトレジスタに設定されたレジスタ値を前記クロック信号に従って前記各シフトレジスタに設定するレジスタ値設定手段（７１ａ）をさらに備え、
   前記レジスタ値設定手段が設定したレジスタ値に基づいて前記再現試験を行うものであることを特徴とする請求項２に記載のフェージングシミュレータ。
4. 付加白色ガウス雑音信号を生成する雑音生成器（１１０）を備え、試験対象の移動通信端末（５）に入力すべき試験信号を受けて、前記付加白色ガウス雑音信号により電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するフェージングシミュレータ（１００）であって、
   前記雑音生成器は、周期が互いに異なるとともに素の関係にある複数の波形データを生成する波形データ生成手段（１１１）と、
   前記各波形データを合成する波形データ合成手段（１１５）と、
   前記移動通信端末に対して一の試験を実行した後に前記一の試験を再現する再現試験を行う際に前記一の試験で用いた波形データのうち前記電波の散乱の効果が付加された試験信号により前記移動通信端末においてエラーが発生した時刻の所定時間前の時刻以降に前記波形データ合成手段が合成した波形データに基づいて前記再現試験を行うことを指示する再現実験指示手段（１０１）と、
   を備えたことを特徴とするフェージングシミュレータ。
5. 付加白色ガウス雑音信号を生成する雑音生成器（５１）を備え、試験対象の移動通信端末（５）に入力すべき試験信号を受けて、前記付加白色ガウス雑音信号により電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するフェージングシミュレータ（２０）を用いて前記移動通信端末を試験するフェージングシミュレーション方法であって、
   所定のデータを設定することによりクロック信号に従って順次生成する乱数が一意に定まる一様乱数を生成する一様乱数生成ステップ（Ｓ１６）と、
   前記所定のデータを前記一様乱数生成ステップに設定するデータ設定ステップ（Ｓ１３、Ｓ１４）と、
   前記一様乱数生成ステップが生成した前記一様乱数を正規乱数に変換する正規乱数変換ステップ（Ｓ１６）と、
   基地局の動作を模擬して前記試験信号を前記移動通信端末に送信する基地局模擬装置（８０）に接続され、前記移動通信端末に送信すべき試験信号と、前記電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するタイミングを制御する制御情報と、を含むパケットを前記基地局模擬装置から受信するパケット受信ステップと、
   前記制御情報に基づいて前記電波の散乱の効果を前記試験信号に付加するルートと付加しないルートとを切り替えるルート切替ステップと、
   前記電波の散乱の効果が付加された試験信号及び前記電波の散乱の効果が付加されない試験信号のいずれか一方の試験信号を含むパケットを前記基地局模擬装置に送信するパケット送信ステップと、
   を含み、
   前記データ設定ステップにおいて、前記移動通信端末に対して一の試験を実行した後に前記一の試験を再現する再現試験を行う際に、前記一の試験で設定したデータを前記一様乱数生成ステップに設定することを特徴とするフェージングシミュレーション方法。

Images