JP5985881B2 - 無線通信ネットワーク用の移動体端末シミュレータ及び移動体端末をシミュレートする方法 - Google Patents

Description

本発明は無線通信ネットワーク用の移動体端末シミュレータ及び移動体端末をシミュレートする方法に関する。

よく知られているように，無線通信システムはネットワーク基盤設備及び移動体端末を備える。ネットワーク基盤設備は一般に，１又は複数の相互接続された運用センタと無線基地局とを備え，これらは管轄区域の所定の範囲にサービスを提供し，対応する運用センタと通信を行うことが確実になるように計画されている。移動体端末は，１又は複数の無線基地局を介してネット基盤設備と接続し，例えば，携帯電話機，ノートブック計算機，又は無線周波リンク機能を有するパームトップ，などを含む。

ネットワーク基盤設備は，正しい動作を検査するためにテストが必要である。ネットワーク基盤設備全体又はその一部のテストは，種々の理由から必要になる。例えば，設計実現段階においては，無線基地局が１又は複数の端末と接続したときの機能を検査する必要が有り，無線基地局の振る舞いは，障害状況又は通信プロトコル誤りをシミュレートするために修正してもよい。さらに，いくつかの同時に活性な利用者端末によって生じるネットワーク負荷があるときの，無線基地局の予想される振る舞いを検査する必要がある。

上記の目的のため，通常，実際には，ネットワーク基盤設備へのリンク及び１又は複数の移動体端末によるその利用をシミュレートすることができるテストシミュレータが用いられる。このようにして，ネットワーク基盤設備又はその一部に動作条件を設定し，一定のパラメータによるシステム全体の応答を評価することができる。

通信システムのテストを設計し，実現する際の基本的であるが同時に非常に問題のある側面は，伝送チャネルを正確にモデル化すること，すなわち，送信点と受信点との間の信号に影響する伝送媒体及び現象の効果を正しく考慮することの可能性である。移動体無線通信システムにおける主な課題の一つは，移動体端末がしばしば動いており，したがって無線チャネルの特性が急速に変化することから生じる。実際，無線チャネルのパルス応答及び減衰応答特性は，位相及び振幅双方の広範な変化を伴って１秒に数千回も変化することがある。

無線チャネルの特性及びその伝達関数は時間による位相及び振幅の時間変化によって特徴付けられ，二つの現象の組合せで決定される。第１の現象は，マルチパスフェージングの存在，すなわち，移動体端末が無線基地局から送信された信号を直接に，及び反射を介して，したがって種々の位相関係で，受信することに関係している。第２の現象はドップラ効果に関係する。ドップラ効果は，移動体端末が無線基地局に対して移動しているときに発生する。

無線チャネルに対する妨害が有効な信号に加算される。有効な信号は送信されたシンボルのシーケンスを表し，したがって受信されたメッセージの復号をより困難にし，誤りが混入し，したがってデータブロックの受信を無効にする可能性がある。

無線チャネルの効果を検査するため，移動体端末シミュレータによって生成されるテストシーケンスを処理するチャネルシミュレータが用いられる。この目的のために，チャネルシミュレータは参照モデルを用いて最も普通の現象，例えば同一の反射信号と，マルチパスフェージングによって生じる干渉信号とが加算されることによる時間周波数領域における選択的減衰のような現象，による効果を適用する。

現在使われている無線チャネルシミュレーション装置は入力ポート及び出力ポートを備え，実際の伝送チャネルに類似する伝達関数を有する。適切な無線周波リンクによって，移動体端末（又は移動体端末シミュレータ）は第１ポートに接続され，無線基地局は第２ポートに接続される。

既知の無線チャネルシミュレータ装置の重要な限界は，同時に一つの無線チャネルしかシミュレートできないことである。しかし，実際に用いられる条件下の通信ネットワークにおいては，種々の動きプロファイルを有するいくつかの移動体端末が同時に同一の無線基地局に接続される。

変調方法及び無線資源管理双方の理由で直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を用いて構築された電気通信ネットワークの複雑さのために，複数の，相互独立の移動体端末を含む無線環境のシミュレーションに基づく確認及び検証が必要になる。無線基地局の最も重要な機能はますます，無線資源の管理，すなわち利用可能な帯域幅の利用を最適化し，干渉及び再送要求を最小化し，複数の端末の達成可能な性能を最大化する能力，になっている。最も重要な状況は，利用者がセルによってサービス提供される領域内，特にいわゆるセル境界領域，すなわち隣接セル間の境界領域，内に分散しているときに起きる。この状況は現実的な条件下での正確なテストを必要とするが，この条件は単一の従来型のチャネルシミュレータを使う限り，端末の集合全体については作り出せない。

したがって，本発明の目的は，上述の限界を克服することができる，周波数分割多元接続無線通信ネットワーク用の移動体端末シミュレータと，周波数分割多元接続無線通信ネットワークの移動体端末をシミュレートする方法と，を提供することにある。

本発明によれば，通信標準に従うビットストリームを供給するように構成されたシミュレーションエンジンと，ビットストリームを周波数領域の基底帯域信号に変換するように構成された変換（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）段と，基底帯域信号によって時間領域の送信サンプルストリームを生成するように構成されたマップ及び変換（ｍａｐｐｉｎｇ ａｎｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）段と，通信ポートによって無線通信ネットワークの無線基地局に接続することができ，無線基地局に時間領域の送信サンプルストリームを送信するように構成された送信モジュールと，を備え，前記変換段と，マップ及び変換段との間に接続され，周波数領域の基底帯域信号を処理し，通信ポートと無線基地局との間の伝送チャネルの効果をシミュレートするように修正された基底帯域信号を供給するように構成された送信チャネルシミュレータモジュールを特徴とする周波数分割多元接続無線通信ネットワーク用の移動体端末シミュレータが提供される。

本発明の別の態様によれば，通信標準に従うビットストリームを供給するステップと，時間領域のビットストリームを周波数領域の基底帯域信号に変換（ｃｏｎｖｅｒｔ）するステップと，基底帯域信号を時間領域の送信サンプルストリーム（ＢＳＴ）に変換（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）するステップと，通信ポートによって送信サンプルストリームを周波数分割多元接続無線通信ネットワークの無線基地局に送信するステップと，を有し，周波数領域の基底帯域信号を処理するステップと，通信ポートと無線基地局との間の伝送チャネルの効果をシミュレートするように，基底帯域信号によって修正された基底帯域信号を供給するステップとを含むことを特徴とする周波数分割多元接続無線通信ネットワークの移動体端末をシミュレートする方法が提供される。

ここで，いくつかの非制限的実施形態を例示する添付の図面を参照して本発明を説明する。

無線通信ネットワークの簡単なブロック図である。 図１の無線通信ネットワークにおいて利用できる本発明の第１実施例による周波数分割多元接続無線通信ネットワーク用の移動体端末シミュレータの簡単なブロック図である。 図２のシミュレータに組み込まれた第１リンク装置のより詳細なブロック図である。 図３の第１リンク装置の部品のより詳細なブロック図である。 図２のシミュレータに組み込まれた第２リンク装置のより詳細なブロック図である。 図２のシミュレータに組み込まれた第３リンク装置のより詳細なブロック図である。 図１の無線通信ネットワークにおいて利用できる本発明の第２実施例による周波数分割多元接続無線通信ネットワーク用の移動体端末シミュレータの第１の簡単なブロック図である。 本発明の第２実施例による周波数分割多元接続無線通信ネットワーク用の移動体端末シミュレータの第２の簡単なブロック図である。

図１に，例えば直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）技術又は単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）技術に基づく周波数分割多元接続無線通信ネットワークを簡単に示す。該無線通信ネットワークは全体が参照符号１で示され，ネットワークサブシステム２と，複数の無線基地局３と，複数の移動体端末４とを備える。ここで，そしてこれ以降，「無線通信システム」という用語は，少なくとも移動体端末とネットワーク基盤設備との間の接続が，無線周波リンクによって実現されている通信システムを指すものとする。

ここで説明する例においては，移動体端末４が接続できるネットワーク基盤設備はネットワークサブシステム２と，該サブシステムに永続的に接続された無線基地局３とによって定義される。特に，移動体端末４は，実現された標準に従って定義された方法によって信号の送受信を最適化するように選択された，無線基地局３の一つを介してリンクを活性化することができる。図１はまた，通信システム１又はその一部に関する機能テストを実行するために，無線基地局３のうち一つに一方の側が接続されたチャネルシミュレータ５を示している。

特に，チャネルシミュレータ５は，移動体端末の集団と，複数の種々の条件下において該集団の各メンバの通信チャネルによって生じる妨害とをシミュレートすることができる。

図２に示すように，チャネルシミュレータ５は，複数のシミュレーションエンジン７と，アップリンク装置８と，ダウンリンク装置９と，通信ポート１０と，を備える。

アップリンク装置８の構造を図３により詳細に示す。特に，アップリンク装置８は複数の並列処理分枝（ｂｒａｎｃｈ）１１と，マップ及び変換段１２と，送信器モジュール１３と，を備える。

シミュレーションエンジン７は，通信標準のプロトコルスタックを実装することによって，移動体端末の動作をシミュレートする。シミュレーションエンジン７はまた，例えばメッセージ記録，発呼及びデータ転送のような，移動体端末の通常の機能を実行するように構成される。シミュレーションエンジン７はそれぞれ，実装された通信標準によるデータシーケンス及び制御シーケンスを有する対応するビットストリームＢＳ_１，…，ＢＳ_Ｍを供給する。

並列処理分枝１１は対応するシミュレーションエンジン７に接続され，それぞれ，直列／並列変換器１５と，シンボル発生器モジュール１７と，離散フーリエ変換モジュール，すなわちＤＦＴモジュール１７と，チャネルシミュレータモジュール１８と，を備える。

各並列処理分枝１１の直列／並列変換器１５は入力において対応するビットストリームＢＳ_１，…，ＢＳ_Ｍを受信し，使用する変調方式（例えば２位相偏移変調（ＢＰＳＫ），１６値直交振幅変調（１６ＱＡＭ）又は６４値直交振幅変調（６４ＱＡＭ））に応じて，それぞれＫビットの長さの語を形成する。これらの語はシンボル発生器モジュール１６に渡され，該シンボル発生器モジュールは既知の方法でコンステレーションマップ（ＰＳＫ又はＱＡＭ）を実行し，それによって変調されたビットストリームを表す複素サンプルを生成する。実際には，それぞれが振幅及び位相（又は，均等に，実数部及び虚数部）を有する２^Ｋ個の複素点（シンボル）のコンステレーションがＫビットを表すために用いられ，無線基地局３ａによって指定された副搬送波のうち一つで所定の移動体端末へ送信される。Ｋビットの特定の組合せが，各振幅−位相（すなわち実数部−虚数部）の対と関係する。ビットストリームは，コンステレーションの各シンボルに対応する振幅−位相（すなわち実数部−虚数部）値の対によって符号化される。指定された副搬送波はそれぞれ，送信するＫビットのシーケンスに関係するシンボルに応じて，ある時間期間に振幅及び位相が変調される。

したがって，シンボル発生器モジュール１６の出力は，シミュレーションエンジン７によってシミュレートされた各移動体端末に関係する，基底帯域のスペクトル内容を規定する。以降，シンボル発生器モジュール１６によって供給される複素サンプルがＩＱサンプルとして示される。したがって，シンボル発生器モジュール１６は，シミュレーションエンジン７によって供給されるビットストリームＢＳ_１，…，ＢＳ_Ｍが符号化される対応するサンプルシーケンスＩＱ_１，…，ＩＱ_Ｍを供給する。特に，サンプルＩＱ_１，…ＩＱ_Ｍは，対応するビットストリームＢＳ_１，…，ＢＳ_Ｍの一部を表す基底帯域表現である。

ＤＦＴモジュール１７（単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）の場合だけ必要）は，サンプルＩＱ_１，…，ＩＱ_Ｍの集合について，離散フーリエ変換を計算する。実際上，ＤＦＴモジュール１７の出力は，移動体端末に指定された帯域に対応する基底帯域信号ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍ（例えば一般基底帯域信号ＳＢＢ_Ｉ）を，この場合は，接続されたシミュレーションエンジン７に供給する。ＤＦＴモジュール１７は，ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を減少させる効果を有する。基底帯域信号ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍはそれぞれ，ある時間期間に対して指定された副搬送波に関係する振幅及び位相を表す。

直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）変調の場合，ＤＦＴモジュール１７はなく，基底帯域信号ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍが直接サンプルＩＱ_１，…，ＩＱ_Ｍによって表される。

したがって，以降，「基底帯域信号ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍ」の記載は，ＳＣ−ＦＤＭＡ変調の場合はＤＦＴモジュール１７によって変更されたＩＱサンプル，ＯＦＤＭ変調の場合はＩＱサンプルを指すものとする。

実際上，各並列処理分枝１１において，直列／並列変換器１５と，シンボル発生器モジュール１６と，（ＳＣ−ＦＤＭＡ変調の場合）ＤＦＴモジュール１７とが，各分枝に対応するビットストリームＢＳ_１，…，ＢＳ_Ｍをそれぞれ，周波数領域の基底帯域信号ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍに変換する変換段を形成する。

チャネルシミュレータモジュール１８は，対応する条件のチャネルモデルに基づいている。種々の並列処理分枝１１のチャネルシミュレータモジュール１８は，サンプル状況の数に応じて，別個のチャネルのそれぞれの条件を実現する（例えば，閉環境内の静止した位置，閉環境内又は屋外の徒歩での移動，ゆっくりと不規則に動く輸送手段，素早く，実質的に一定速度の輸送手段，など，での移動体端末の使用）。以降更に説明するように，チャネルシミュレータモジュール１８は，無線基地局と，一定条件下で該無線基地局に接続された移動体端末との間の通信チャネルの効果をシミュレートするように，各基底帯域信号ＳＢＢ_Ｉで動作する。

チャネルシミュレータ１８はそれぞれ，修正された基底帯域信号ＳＢＢ_１’，…，ＳＢＢ_Ｍ’を供給する。

マップ及び変換段１２は，マップモジュール２０と，逆フーリエ変換モジュール，すなわちＩＦＦＴモジュール２１と，符号化モジュール２２と，並列／直列変換器２３と，を備える。

マップモジュール２０は並列処理分枝１１のチャネルシミュレータモジュール１８の出力を受信し，入力において修正された基底帯域信号ＳＢＢ_１’，…，ＳＢＢ_Ｍ’をマップして，それぞれに変調用副搬送波を指定する。マップモジュール２０の入力と出力との対応法則は，無線基地局３の無線資源管理装置によって設定され，該管理装置は，各時間期間にどの帯域及びどの副搬送波を使用するかを選択して，各移動体端末に知らせる。実際上マップモジュール２０は，無線基地局３によって提供される設定によって制御されるマルチプレクサのように動作する。マップモジュール２０の出力（したがって，ＩＦＦＴモジュール２１の入力）の変換は，移動体端末に指定された帯域の周波数変換と均等である（ここではシミュレーションエンジン７によってシミュレートされる）。

ＩＦＦＴモジュール２１は逆フーリエ変換を行い，周波数領域から時間領域への処理を行う。

符号化モジュール２２は，シンボル間干渉を最小化するために，循環プレフィクスを信号に挿入する。

直列／並列変換器２３は，符号化モジュール２２から受信された信号を送信器モジュール１３に印加される送信サンプルストリームＢＳＴに変換し，ＢＳＴは送信器モジュール１３に供給される。

送信器モジュール１３は通信ポート１０を介して無線基地局３に接続され，デジタル−アナログ変換と，フィルタ演算と，無線基地局３が使用する周波数帯域について，直列／並列変換器２３が提供する信号の変換と，を行う。

一実施形態において，通信ポート１０は，無線基地局３にケーブルで接続できるコネクタである。代替として，無線基地局３へのリンクは無線であってもよい。この場合，通信ポート１０はアンテナを含む。無線基地局３へのリンクはまた，周波数変換を必要としないで，基底帯域において直接実施してもよい。

図４に，並列処理分枝１１のうち一つのチャネルシミュレータモジュール１８の構造を示す。ほかの並列処理分枝１１のチャネルシミュレータモジュール１８も同一の構造を有し，実現された通信チャネルモデルによって区別できるものとする。

チャネルシミュレータモジュール１８は，チャネルフィルタ２５と，乗算器ノード２６と，複素ノイズ発生器２７と，加算器ノード２８と，を備える。

チャネルフィルタ２５は，時変係数の集合（例えば，利得，極及び零点）によって特定される時変伝達関数によって，ある種の通信チャネルのモデルを実現する。例えば，伝達関数は，閉環境内の静止位置，閉環境内又は屋外の徒歩での移動，ゆっくりと不規則に動く輸送手段，素早く，実質的に一定の速度の輸送手段，などにおける移動体端末の使用をシミュレートするように特徴付けられる。一実施形態において，チャネルフィルタ２５はそれぞれが対応する種別の通信チャネルに対応する種々の伝達関数を実現するようにプログラムすることができる。この場合，チャネルフィルタ２５はメモリ素子を備え，該メモリ素子は，対応する伝達関数を特定し，実行するテストに応じて毎回選択される係数の集合を記憶する。

乗算器ノード２６は，チャネルシミュレータモジュール１８の処理モジュールアップストリームから指定された副搬送波に対応する基底帯域信号ＳＢＢ_Ｉを受信し，さらに，チャネルフィルタ２５の伝達関数を規定する係数集合を受信する。指定された副搬送波の基底帯域信号ＳＢＢ_Ｉと伝達関数とが乗算される。これは時間領域において畳み込みを計算することと均等である。

複素ノイズ発生器２７は，第１及び第２の乱数発生器３０及び３１と，フィルタ３２とを備える。第１及び第２の乱数発生器３０及び３１はそれぞれ，ノイズの実数部及び虚数部について，独立に乱数を供給する。フィルタ３２は，乱数発生器３０及び３１双方の出力に，周波数領域の畳み込みによって適用され（第１及び第２の乗算器ノード３３及び３４），ノイズのスペクトル密度は領域全体に渡って完全に均一と考えることはできないことを考慮する。そしてノイズの実数部及び虚数部は，加算器ノード３５によって加算される。

加算器ノード２８は，基底帯域信号と複素ノイズ発生器２７によって供給されるノイズとを加算することによって結合する。このようにして加算器ノードの出力は，移動体端末から（この場合は，移動体端末シミュレータ６から）の信号についての通信チャネルの影響を考慮する周波数領域の基底帯域信号を供給する。

図５に示すダウンリンク装置９は，アップリンク装置８と実質的に対称である。

上述の実施形態において，ダウンリンク装置９は，通信ポート１０を介して無線基地局３から到来する信号を受信し，時間領域のサンプルシーケンスを形成する受信器モジュール４０と，直列／並列変換器４１と，ＦＦＴモジュール４２と，デマップモジュール４３と，それぞれが対応するシミュレーションエンジン７に接続された複数の並列処理分枝４５と，を備える。直列／並列変換器４１と，ＦＦＴモジュール４２と，デマップモジュール４３とは，変換及びデマップ段４４を形成する。

受信器モジュール４０は，無線周波から基底帯域への変換と，受信された信号のアナログ−デジタル変換とを実行する。

受信器モジュール４０によって処理されたサンプルストリームは直列／並列変換器４１に渡され，直列／並列変換器は循環プレフィクスを除去し，ＦＦＴモジュール４２に送り込む。

デマップモジュール４３はＦＦＴモジュール４２の出力を受信して，無線基地局３によって設定された指定によって，基底帯域信号ＳＢＢ_Ｋを並列処理分枝４５へ供給する。

並列処理分枝４５は対応するシミュレーションエンジン７に接続され，それぞれ，デマップモジュール４３から対応するシンボルシーケンスを受信するチャネルシミュレータモジュール４６と，ＤＦＴモジュール４７と，復調器４８と，並列／直列変換器４９と，を備える。

各並列処理分枝４５において，チャネルシミュレータモジュール４６は実質的に同じ構造を有し，アップリンク装置８のチャネルシミュレータモジュール１８と同様に動作する。並列／直列変換器４９は，復調されたサンプルをビットシーケンスに変換し，ビットシーケンスは対応するシミュレーションエンジン７に渡される。

特に（図６参照），各チャネルシミュレータモジュール４６は，チャネルフィルタ５０と，乗算器ノード５１と，複素ノイズ発生器５２と，加算器ノード５３と，を備える。

チャネルフィルタ５０は，時変係数（例えば，利得，極及び零点）の集合によって特定される時変伝達関数によって，ある種の通信チャネルのモデルを実現する。

乗算器ノード５１は，デマップモジュール４３から，指定された副搬送波に対応する基底帯域信号ＳＢＢ_Ｋを受信し，さらに，チャネルフィルタ５０の伝達関数を規定する係数集合を受信する。指定された副搬送波の基底帯域信号と，伝達関数とが乗算される。このことは時間領域において畳み込みを計算することと均等である。

複素ノイズ発生器５２は，第１及び第２の乱数発生器５５及び５６，並びにフィルタ５７を備える。第１及び第２の乱数発生器５５及び５６はそれぞれ，ノイズの実数部及び虚数部に独立に乱数を供給する。フィルタ５７は，周波数領域における畳み込み（第１及び第２の乗算器ノード５８及び５９）によって乱数発生器５５及び５６双方の出力に適用され，ノイズのスペクトル密度は領域全体に渡って完全に均一と考えることはできないことを考慮する。そしてノイズの実数部及び虚数部が加算器ノード６０によって加算される。

加算器ノード５３は，基底帯域信号ＳＢＢ_Ｋと，複素ノイズ発生器２７によって供給されるノイズとを加算して結合する。このようにして加算器ノードの出力が，無線基地局３から到来する信号についての通信チャネルの影響を考慮する，周波数領域における修正された基底帯域信号ＳＢＢ_ｋ’を供給する。

各並列処理分枝１１のチャネルシミュレータモジュール１８を利用することによって，無線基地局３によって指定された１又は複数の副搬送波に対応する，各シミュレーションエンジン７によってシミュレートされた移動体端末への狭帯域信号について検討することが可能になる。さらに，通信チャネルの効果は，チャネルフィルタ２５の伝達関数と指定された副搬送波の基底帯域信号とを乗算することによって，周波数領域において直接判定することができる。周波数領域における乗算は時間領域における畳み込み演算の均等物であるが，処理能力がずっと少なくて済む。相互的に，同一の効果はチャネルシミュレータモジュール４６による受信においても得ることができる。したがって，時変伝達関数によって，複数の現実的な状況における通信チャネルの効果を同時にシミュレートすることができる。シミュレーションは，一方では単一副搬送波に関係する帯域幅が制限されており，他方では周波数領域における畳み込みが乗算演算によって解決されるため，計算負荷が大きくなく，資源の利用も多くない。

隣接セル又は受信器自身のノイズから派生することがある干渉効果は，各シミュレーションエンジン７から到来する信号に白色ノイズを選択的に加算することによってシミュレートされる。加法性白色ノイズの挿入は，周波数領域の基底帯域信号について実行される。

図７に示す実施形態によれば，既に説明されたものと同一の部分は同一の参照符号によって示されており，ＭＩＭＯ（多入力多出力）タイプのチャネルシミュレータ１００は，複数のシミュレーションエンジン７と，それぞれが対応するシミュレーションエンジン７に接続された複数の並列処理分枝１１１と，二つのマップ及び変換段１２と，二つの送信器段１３と，二つの通信ポート１０と，を備える。

シミュレーションエンジン７及び対応する並列処理分枝１１１は，無線基地局によって割り当てられた副搬送波及び帯域に関して同一の資源を共有する対として関係付けられる。シミュレーションエンジン７及び対応する並列処理分枝１１１の対は，シミュレーションユニット１０１を形成する。

特に，並列処理分枝１１１はそれぞれ，既に説明した種類の対応する直列／並列変換器１５と，対応するシンボル発生器モジュール１６と，対応するＤＦＴモジュールとを含む。

一実施形態において，シミュレーションユニット１０１はＭＩＭＯプリコーディング行列１０２を備え，対応する並列処理分枝１１１の出力を受信し，送信信号を最適化するように処理する。特に，シミュレーションユニット１０１は対応する第１及び第２の出力を有し，該出力はＭＩＭＯプリコーディング行列１０２の対応する第１及び第２の出力によって規定され，対応する基底帯域信号ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍを供給する。

さらに，図４に関して説明した種別の四つの独立したチャネルシミュレータモジュール１１８ａ，１１８ｂ，１１８ｃ及び１１８ｄが，各チャネルシミューションユニット１０１と関係する。一般に，Ｋ個の通信ポートがあるとき，シミュレーションモジュールの数は２^Ｋ個である。

簡単にするため，ここでは一つのシミュレーションユニット１０１を参照する。しかし，ここで説明することは，別途指定する場合を除いてほかのシミュレーションユニット１０１すべてにも適用可能であるものとする。

プリコーディング行列１０２の第１出力は，チャネルシミュレータモジュール１１８ａ及び１１８ｃに接続され，第２出力はチャネルシミュレータモジュール１１８ｂ及び１１８ｄに接続される。チャネルシミュレータモジュール１１８ａ及び１１８ｂの出力は，加算器ノード１２０によって加算され，チャネルシミュレータモジュール１１８ｃ及び１１８ｄの出力は加算器ノード１２１によって加算される。加算器ノード１２０及び１２１の出力は，対応する修正された基底帯域信号ＳＢＢ_１’，…，ＳＢＢ_Ｍ’を供給し，マップ及び変換段１２の双方と平行して転送される。このようにして，チャネルシミュレータ１００の二つの通信ポート１０それぞれと，チャネルシミュレータ１００が接続されている無線基地局３の二つの対応する入力ポートとの間の経路（実際には四つの経路）に沿った通信チャネルの効果は，実際には独立に考慮される。各シミュレーションユニット１０１の二つの列（ｌｉｎｅ）の相互寄与は，加算によって結合される。

マップ及び変換段１２は，図３について既に説明したものと同一の構造を有し，特にそれぞれがマップモジュール２０と，逆変換モジュールすなわちＩＦＦＴモジュール２１と，符号化モジュール２２と，並列／直列変換器２３と，の対応するインスタンスを備える。

二つの並列／直列変換器２３によって生成される送信サンプルストリームＢＳＴ_１及びＢＳＴ_２は，対応する送信器モジュール１３に送られる。送信器モジュールはそれぞれ対応する通信ポート１０を介して無線基地局３に接続される。図３の場合のように，送信器モジュール１３は，デジタル−アナログ変換と，フィルタ演算と，アナログ信号の無線基地局３によって用いられる周波数帯域への変換と，を行う。

最後に，送信サンプルストリームＢＳＴ_１及びＢＳＴ_２は，送信器モジュール１３によって別々に，かつ同時に無線基地局３へ送信される。

図８は，図７のＭＩＭＯチャネルシミュレータ１００の受信システムを簡単に示している。

受信システムは，対応する通信ポート１０に接続された二つの受信器モジュール４０と，二つの変換及びデマップ段１４４と，それぞれ対応するシミュレーションエンジン７に接続された複数の並列処理分枝１４７と，を備える。

シミュレーションエンジン７及び対応する並列処理分枝１４７は，無線基地局によって割り当てられた副搬送波及び帯域に関して同一資源を共有する対として関係付けられる。シミュレーションエンジン７及び対応する関係した並列処理分枝１４７の対はシミュレーションユニット１５０を形成し，該ユニットそれぞれもまた対応する等化段１５１を備える。

さらに，図６に関して説明した種類の四つの独立したシミュレーションモジュール１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃ及び１４５ｄが各シミュレーションユニット１４７と関係する（一般に２^Ｋ個のシミュレーションモジュール，Ｋは通信ポート１０の数）。

変換及びデマップ段１４４はそれぞれ，直列／並列変換器４１と，ＦＦＴモジュール４２と，デマップモジュール４３と，を備える。

受信器モジュール４０は，無線周波から基底帯域への変換と，対応する通信ポート１０を介して受信した信号のアナログ−デジタル変換を行う。

受信器モジュール４０によって処理されたサンプルストリームは対応する直列／並列変換器４１に渡され，該変換器は循環プレフィクスを除去し，対応するＦＦＴモジュール４２に送り込む。

デマップモジュール４３は対応するＦＦＴモジュール４２の出力を受信し，周波数領域の基底帯域信号を供給する。該信号はチャネルシミュレータモジュール１４５ａ〜１４５ｄによって処理され，そして並列処理分枝１４５に送り込まれる前に，無線基地局３によって設定された指定によって結合される。

簡単にするため，ここでは一つのシミュレーションユニット１５０を参照する。しかし，ここで説明することは，別途指定する場合を除いてほかのシミュレーションユニット１５０すべてにも適用可能であるものとする。

シミュレーションユニット１５０と関係するチャネルシミュレータモジュール１４５ａ及び１４５ｃは，第１のデマップモジュール４３から同一の出力を受信し，チャネルシミュレータモジュール１４５ｂ及び１４５ｄは，第２のデマップモジュール４３から同一の出力を受信する。チャネルシミュレータモジュール１４５ａ及び１４５ｃの出力は加算器ノード１５５によって加算され，チャネルシミュレータモジュール１４５ｂ及び１４５ｄの出力は加算器ノード１５６によって加算される。加算器ノード１５５及び１５６は，同一のシミュレーションユニット１５０の対応する入力へ並列に転送される。このようにして，チャネルシミュレータ１００の二つの通信ポート１０それぞれと，チャネルシミュレータ１００が接続されている無線基地局３の二つの対応する入力ポートとの間の経路（実際には四つの経路）に沿った通信チャネルの効果は，実際には独立に考慮される。各シミュレーションユニット１０１の二つの列の相互寄与は，加算によって結合される。

上述のとおり，シミュレーションユニット１５０はそれぞれ，等化段１５１及び二つの並列処理分枝１４７を備える。等化段１５１の入力は，対応するシミュレーションユニット１５０の入力を規定する。等化段１５１はまた，該等化段が属するシミュレーションユニット１５０の対応する並列処理分枝１４７に接続された出力を備える。

二つの並列処理分枝１４７はそれぞれ，図５について既に説明したように，ＩＤＦＴモジュール４７と，復調器４８と，並列／直列変換器４９と，を備える。

上述したことは，２を超える伝送経路（例えば４）を有するＭＩＭＯシステムの場合にも適用できる。

最後に，添付の特許請求の範囲に規定した本発明の範囲から逸脱することなく，移動体端末シミュレータに変更又は修正を行ってもよいことは明白である。

１ 周波数分割多元接続無線通信ネットワーク
２ ネットワークサブシステム
３ 無線基地局
４ 移動体端末
５ チャネルシミュレータ
７ シミュレーションエンジン
８ アップリンク装置
９ ダウンリンク装置
１０ 通信ポート
１１ 並列処理分枝
１２ マップ及び変換段
１３ 送信器モジュール
１５ 直列／並列変換器
１６ シンボル発生器モジュール
１７ ＤＦＴモジュール
１８ チャネルシミュレータモジュール
２０ マップモジュール
２１ ＩＦＦＴモジュール
２２ 符号化モジュール
２３ 並列／直列変換器
２５ チャネルフィルタ
２６ 乗算器ノード
２７ 複素ノイズ発生器
２８ 加算器ノード
３０ 第１乱数発生器
３１ 第２乱数発生器
３２ フィルタ
３３ 第１乗算器ノード
３４ 第２乗算器ノード
３５ 加算器ノード
４０ 受信器モジュール
４１ 直列／並列変換器
４２ ＦＦＴモジュール
４３ デマップモジュール
４５ 並列処理分枝
４６ チャネルシミュレータモジュール
４７ ＤＦＴモジュール
４８ 復調器
４９ 並列／直列変換器
５０ チャネルフィルタ
５１ 乗算器ノード
５２ 複素ノイズ発生器
５３ 加算器ノード
５５ 第１乱数発生器
５６ 第２乱数発生器
５７ フィルタ
５８ 第１乗算器ノード
５９ 第２乗算器ノード
６０ 加算器ノード
１００ チャネルシミュレータ
１０１ シミュレーションユニット
１０２ プリコーディング行列
１１１ 並列処理分枝
１１８ａ−１１８ｄ チャネルシミュレータモジュール
１２０，１２１ 加算器ノード
１４５ａ−１４５ｄ シミュレーションモジュール
１４７ 並列処理分枝
１５０ シミュレーションユニット
１５１ 等化段
１５５，１５６ 加算器ノード

Claims (18)

1. ＯＦＤＭ又はＳＣ−ＦＤＭＡ技術に基づく周波数分割多元接続通信ネットワークのテスト用の移動体端末シミュレータであって，
   通信標準に従って対応する独立したビットストリーム（ＢＳ_１，…，ＢＳ_Ｍ）を供給するように構成された複数のシミュレーションエンジン（７）と，
   複数の送信中の並列処理分枝（１１，１１１）であって、それぞれ対応するビットストリーム（ＢＳ _１ ，…，ＢＳ _Ｍ ）を受信するため対応するシミュレーションエンジン（７）に接続され，前記対応するビットストリーム（ＢＳ _１ ，…，ＢＳ _Ｍ ）を時間間隔に対して指定された対応する副搬送波に関係する振幅と位相を表す周波数領域の対応する基底帯域信号（ＳＢＢ _１ ，…，ＳＢＢ _Ｍ ）に変換するように構成された対応する変換段（１５，１６及び１７）を備える複数の送信中の並列処理分枝（１１，１１１）と，
   マップ及び変換段（１２）であって、前記並列処理分枝（１１，１１１）の出力を受信し、対応する並列処理分枝（１１，１１１）からの入力の修正された基底帯域信号（ＳＢＢ _１ ’，…，ＳＢＢ _Ｍ ’）のマップを実行し、変調のため前記修正された基底帯域信号（ＳＢＢ _１ ’，…，ＳＢＢ _Ｍ ’）のそれぞれに対応する副搬送波を指定し、前記修正された基底帯域信号（ＳＢＢ _１ ’，…，ＳＢＢ _Ｍ ’）に応じて，時間領域の送信サンプルストリーム（ＢＳＴ）を生成するように構成されたマップ及び変換段（１２）と，
   通信ポート（１０）によって無線通信ネットワーク（１）の無線基地局（３）に接続可能であり，前記時間領域の送信サンプルストリーム（ＢＳＴ）を前記無線基地局（３）に送信するように構成される送信モジュール（１３）と，を備え，
   各変換段（１５，１６及び１７）は、前記対応するビットストリーム（ＢＳ _１ ，…，ＢＳ _Ｍ ）を受信するため対応するシュミレーションエンジン（７）に接続される対応する直列／並列変換器（１５）と、コンステレーションマップを実行するように構成された対応するシンボルジェネレータモジュール（１６）を備え、さらに。各送信中の並列処理分枝（１１，１１１）は、前記対応する変換段（１５，１６及び１７）と前記マップ及び変換段（１２）との間に接続され，前記通信ポート（１０）と前記無線基地局（３）との間の対応する伝送チャネルの影響をシミュレートするために，前記周波数領域の対応する基底帯域信号（ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍ）を処理し，前記対応する送信中の並列処理分枝（１１，１１１）の前記修正された基底帯域信号（ＳＢＢ_１’，…，ＳＢＢ_Ｍ’）を供給するように構成された対応する送信チャネルシミュレータモジュール（１８，１１８ａ‐ｄ）を備えることを特徴とするシミュレータ。
2. 前記送信チャネルシミュレータモジュール（１８，１１８ａ−ｄ）は，前記通信ポート（１０）と前記無線基地局（３）との間の伝送チャネルの影響を表すチャネル伝達関数を，前記基底帯域信号（ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍ）に適用する，請求項１に記載のシミュレータ。
3. 前記送信チャネルシミュレータモジュール（１８，１１８ａ−ｄ）は，前記基底帯域信号（ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍ）に前記チャネル伝達関数を周波数領域において乗算する，請求項２に記載のシミュレータ。
4. 前記送信チャネルシミュレータモジュール（１８，１１８ａ−ｄ）は加法性ノイズを印加するように構成される，請求項２又は３に記載のシミュレータ。
5. 前記送信チャネルシミュレータモジュール（１８，１１８ａ−ｄ）は，複素ノイズ発生器（２７）と，該複素ノイズ発生器（２７）によって供給される前記加法性ノイズを前記基底帯域信号（ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍ）に加算するように構成された加算器ノード（２８）とを備える，請求項４に記載のシミュレータ。
6. 前記複素ノイズ発生器（２７）は，第１及び第２の乱数発生器（３０及び３１）と，乱数発生器（３０及び３１）双方の出力に適用されるフィルタ（３２）とを備える，請求項５に記載のシミュレータ。
7. 複数のマップ及び変換段（１２）と，複数の送信モジュールとを備え，
   シミュレーションエンジン（７）及び対応する送信並列処理分枝（１１１）のグループが送信シミュレーションユニット（１０１）を形成し，
   各送信シミュレーションユニット（１０１）は，該シミュレーションユニット（１０１）内の送信並列処理分枝（１１１）の数と同数の出力を有する対応するＭＩＭＯプリコーディング行列（１０２）を備え，
   対応する送信チャネルシミュレータモジュール（１１８ａ−ｄ）は，各ＭＩＭＯプリコーディング行列（１０２）の各出力と各マップ及び変換段（１２）との間に配置される，請求項１から６のいずれか一項に記載のシミュレータ。
8. 加算器ノード（１２０及び１２１）は各送信シミュレーションユニット（１０１）と関係し，前記対応するＭＩＭＯプリコーディング行列（１０２）の個別出力に接続された前記送信チャネルシミュレータモジュール（１１８ａ−ｄ）の出力を加算するように構成される，請求項７に記載のシミュレータ。
9. 同一のＭＩＭＯプリコーディング行列（１０２）出力に接続された前記送信チャネルシミュレータモジュール（１１８ａ−ｄ）の出力は，個別加算器ノード（１２０及び１２１）に供給される，請求項８に記載のシミュレータ。
10. 前記加算器ノード（１２０及び１２１）は，各マップ及び変換段（１２）に並列に対応する出力を印加するように構成される，請求項７又は８に記載のシミュレータ。
11. 前記マップ及び変換段（１２）は，マップモジュール（２０）であって，前記チャネルシミュレータモジュール（１８）に接続されて，前記修正された基底帯域信号（ＳＢＢ_１’，…，ＳＢＢ_Ｍ’）を受信し，該修正された基底帯域信号（ＳＢＢ_１’，…，ＳＢＢ_Ｍ’）のマップを実行して少なくとも一つの対応する副搬送波を，各修正された基底帯域信号（ＳＢＢ_１’，…，ＳＢＢ_Ｍ’）に指定するように構成されたマップモジュールを備える，請求項１から１０のいずれか一項に記載のシミュレータ。
12. 前記マップ及び変換段（１２）は，
    前記マップモジュール（２０）に接続され，前記修正された基底帯域信号（ＳＢＢ_１’，…，ＳＢＢ_Ｍ’）に対して逆変換を実行するように構成された逆変換モジュール（２１）と，
    前記逆変換モジュール（２１）から受信された信号に循環プレフィクスを挿入するように構成された符号化モジュール（２２）と，
    前記符号化モジュール（２２）から受信した，前記送信サンプルストリーム（ＢＳＴ）内の信号を変換し，前記送信サンプルストリームを前記送信器モジュール（１３）に供給するように構成された直列／並列変換器（２３）と，
    を備える請求項１から１１のいずれか一項に記載のシミュレータ。
13. 無線通信ネットワーク（１）の無線基地局（３）に接続可能であって，該無線基地局（３）によって送信されたサンプルストリームを受信する受信器モジュール（４０）と，
    前記受信されたサンプルストリームを周波数領域のサンプルストリームに変換するように構成された変換及びデマップ段（４４）と，
    復調器（４８）と，
    前記デマップ及び変換段（４１，４２及び４３）と前記復調器（４８）との間に接続され，前記シミュレーションエンジン（７）と前記無線基地局（３）との間の伝送チャネルの効果をシミュレートするために，前記周波数領域のサンプルストリームを処理するように構成された更なるチャネルシミュレータモジュール（４６）と，
    を備える請求項１から１２のいずれか一項に記載のシミュレータ。
14. 複数の受信モジュール（１３）と，
    複数の変換及びデマップ段（１４４）と，
    複数の受信チャネルシミュレータモジュール（１４５ａ−ｄ）と，
    複数の受信並列処理分枝（１４７）と，を備え，
    シミュレーションエンジン（７）及び対応する受信並列処理分枝（１４７）のグループが受信シミュレーションユニット（１５０）を形成し，
    各受信シミュレーションユニット（１５０）は，対応する受信並列処理分枝（１４７）に接続された出力を有する対応する等化段（１５１）を備え，
    対応する受信チャネルシミュレータモジュール（１４５ａ‐ｄ）は，各変換及びデマップ段（１４４）の各出力と，各等化段（１５１）の各入力との間に配置される，請求項１３に記載のシミュレータ。
15. 受信加算器ノード（１５５及び１５６）は，各受信シミュレーションユニット（１５０）に関係し，個別の変換及びデマップ段（１４４）の出力に接続された受信チャネルシミュレータモジュール（１４５ａ−ｄ）の出力を加算するように構成される，請求項１４に記載のシミュレータ。
16. 前記受信加算器ノード（１５５及び１５６）は，対応する出力を対応する受信並列処理分枝（１４７）に供給するように構成される，請求項１５に記載のシミュレータ。
17. ＯＦＤＭ又はＳＣ−ＦＤＭＡ技術に基づく周波数分割多元接続ネットワーク用の移動体端末をシミュレートする方法であって，
    通信標準に従って、対応するシュミレーションエンジン（７）を通して複数の独立したビットストリーム（ＢＳ_１，…，ＢＳ_Ｍ）を供給するステップと，
    時間領域の前記ビットストリーム（ＢＳ_１，…，ＢＳ_Ｍ）を時間間隔に対して指定された対応する副搬送波に関係する振幅と位相を表す周波数領域の対応する基底帯域信号（ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍ）に変換するステップであって、前記基底帯域ビットストリーム（ＢＳ _１ ，…，ＢＳ _Ｍ ）を並列に処理するステップを含むステップと，
    前記基底帯域信号（ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍ）を時間領域の送信サンプルストリーム（ＢＳＴ）に変換するステップであって、変調のため修正された基底帯域信号（ＳＢＢ _１ ’，…，ＳＢＢ _Ｍ ’）のそれぞれに対応する副搬送波を指定するステップを含むステップと，
    前記送信サンプルストリーム（ＢＳＴ）を，通信ポート（１０）によって周波数分割多元接続無線通信ネットワーク（１）の無線基地局（３）に送信するステップと，を有し，
    時間領域の前記ビットストリーム（ＢＳ _１ ，…，ＢＳ _Ｍ ）を周波数領域の対応する基底帯域信号（ＳＢＢ _１ ，…，ＳＢＢ _Ｍ ）に変換する前記ステップは少なくとも対応するビットストリーム（ＢＳ _１ ，…，ＢＳ _Ｍ ）を直列／並列変換するステップとコンステレーションマップするステップを含み、さらに、対応する基底帯域ビットストリーム（ＢＳ _１ ，…，ＢＳ _Ｍ ）を供給する前記シュミレーションエンジン（７）のそれぞれと前記通信ポート（１０）と前記無線基地局（３）との間の伝送チャネルの影響をシミュレートするために，前記周波数領域の基底帯域信号（ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍ）を処理するステップと，対応する基底帯域信号（ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍ）に応じて修正された基底帯域信号（ＳＢＢ_１’，…，ＳＢＢ_Ｍ’）を供給するステップと，を有することを特徴とする方法。
18. 前記基底帯域信号（ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍ）を処理するステップは，前記シミュレーションエンジン（７）と前記無線基地局（３）との間の伝送チャネルの影響を表すチャネル伝達関数を，周波数領域で前記基底帯域信号（ＳＢＢ_１，…，ＳＢＢ_Ｍ）に適用するステップを有する，請求項１７に記載の方法。

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