JP6236424B2

JP6236424B2 - 電波伝播測定装置及びその受信タイミング表示方法

Info

Publication number: JP6236424B2
Application number: JP2015182753A
Authority: JP
Inventors: 昇治浜尾
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2035-09-16
Also published as: JP2017059976A

Description

本発明は、移動体通信システムの基地局の電波の伝播状態を測定する電波伝播測定装置に関する。

携帯電話などの移動体通信システムにおいては、サービス提供エリア内に多数の基地局を設置している。基地局は、出力する電波の届く範囲が隣接する基地局同士で一部重なるように設置され、サービス提供エリア内で基地局の電波の届かない場所を無くすようにしている。

このような移動体通信システムにおいて、サービス提供エリア内の任意の地点において、基地局からの電波の伝播状態を測定することは、基地局の保守やサービス提供エリアの管理にとって重要なことである。

特許文献１では、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式の移動体通信システムにおいて、基地局からの電波の伝播状態を測定する装置が提案されている。

特開２００２−２８０９７４号公報

無線通信の規格を作成している３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、ＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution-Advanced）の規格のなかで、キャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation）技術が導入されている。このキャリアアグリゲーションは、複数のＬＴＥキャリアを同時に用いて通信を行なうことで、伝送速度の向上を図るものである。

キャリアアグリゲーションにおいては、コンポーネントキャリア（以下、「ＣＣ」ともいう）と呼ばれるＬＴＥキャリアを複数用いて通信を行なう。キャリアアグリゲーションでは、移動体通信端末が基地局との接続を維持するために必要なＣＣである１つのプライマリコンポーネントキャリア（以下、「ＰＣＣ」ともいう）と、移動体通信端末と基地局との伝送速度を向上させるために使用されるＣＣである１つ以上のセカンダリコンポーネントキャリア（以下、「ＳＣＣ」ともいう）とにより通信が行なわれる。

キャリアアグリゲーションを行なう複数のＣＣは、端末における受信タイミングのずれが一定時間差以内になっていなければならない。

このため、キャリアアグリゲーションに対応したサービス提供エリアで使用される電波伝播測定装置では、複数のＣＣの受信タイミングのずれを容易に確認できることが求められる。

そこで、本発明は、キャリアアグリゲーションを行なう複数のＣＣの受信タイミングのずれを容易に確認することができる電波伝播測定装置を提供することを目的としている。

本発明の電波伝播測定装置は、基地局からの無線信号の伝播状態を測定する電波伝播測定装置であって、画像を表示する表示部と、前記表示部に前記無線信号の測定結果を表示させる制御部と、操作入力を受け付ける入力部と、を備え、前記制御部は、前記無線信号の受信タイミングとマーカで選択された基準タイミングとの差を示すグラフと、前記無線信号の受信タイミングと前記マーカで選択された基準タイミングとの差の順に前記無線信号の情報を並べたリストとを前記表示部に表示させ、さらに、前記入力部への操作入力により前記グラフ上の前記マーカで選択された基準タイミングを移動させ、当該移動に合わせて前記マーカで選択された基準タイミングを変更するものである。

この構成により、グラフにより基準タイミングと無線信号の受信タイミングの差が表示される。このため、視覚的に容易に基準タイミングとの差を確認でき、受信タイミングのずれを容易に確認することができる。
また、予め設定された基準タイミングとの差の順に無線信号の情報がリスト表示される。このため、基準タイミングとの差が近い受信タイミングの無線信号が固まって表示され、受信タイミングのずれを容易に確認することができる。
また、入力部への操作入力によるグラフ上のマーカで選択された基準タイミングの移動により基準タイミングが変更される。このため、視覚的に容易に目的の受信タイミングに基準タイミングを変更でき、受信タイミングのずれを容易に確認することができる。

また、本発明の受信タイミング表示方法は、操作入力を受け付ける入力部を備え、基地局からの無線信号の伝播状態を測定する電波伝播測定装置の受信タイミング表示方法であって、受信した無線信号の受信タイミングを算出するステップと、マーカで選択された基準タイミングと前記受信タイミングとの差を算出するステップと、前記無線信号の受信タイミングと前記マーカで選択された基準タイミングとの差を示すグラフと、前記無線信号の受信タイミングと前記マーカで選択された基準タイミングとの差の順に前記無線信号の情報を並べたリストとを表示させるステップと、前記入力部への操作入力により前記グラフ上の前記マーカで選択された基準タイミングを移動させ、当該移動に合わせて前記マーカで選択された基準タイミングを変更するステップと、を備えるものである。

本発明は、キャリアアグリゲーションを行なう複数のＣＣの受信タイミングのずれを容易に確認することができる電波伝播測定装置を提供することができる。

図１は、本発明の第一実施形態に係る電波伝播測定装置のブロック図である。図２は、本発明の一実施形態に係る電波伝播測定装置のフレームタイミングを示す図である。図３は、本発明の一実施形態に係る電波伝播測定装置の測定結果の表示例を示す図である。図４は、本発明の一実施形態に係る電波伝播測定装置測定結果の表示例を示す図であり、図４（ａ）はタイミング順表示の例を示す図であり、図４（ｂ）はタイミングΔ順表示の例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電波伝播測定装置について詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施形態に係る電波伝播測定装置１は、無線信号処理部１０と、無線信号測定部１１と、ユーザインターフェース部１２と、制御部１３とを含んで構成されている。

無線信号処理部１０は、アンテナ１６を介して基地局２から受信した無線信号を、増幅や周波数変換などして無線信号測定部１１に出力する。

無線信号測定部１１は、無線信号処理部１０と接続され、無線信号処理部１０の出力する無線信号の復調、復号を行なうとともに、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）、ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）、受信タイミングなどを測定し、測定結果を制御部１３に出力するようになっている。制御部１３は、無線信号測定部１１からの測定結果を時刻情報などと関連付けてハードディスク等に記憶しておき、ユーザの要求によりユーザインターフェース部１２に表示出力させたり、ログとしてファイルに出力したりするようになっている。

無線信号測定部１１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部１４や内部クロック１５からクロック信号を入力されるようになっている。無線信号測定部１１は、ＧＰＳ受信部１４からのＰＰＳ（Pulse Per Second:１秒周期の信号）または内部クロック１５からのクロック信号に基づいてＬＴＥの無線信号の受信タイミングを測定するようになっている。なお、外部からＧＰＳ信号を入力するようにしてもよい。

ユーザインターフェース部１２は、ユーザからの操作入力を受け付ける入力部１２１と、測定のパラメータの設定画面や無線信号測定部１１の測定結果などを表示する表示部１２２とを備えている。入力部１２１は、タッチパッドやキーボードやプッシュボタンやロータリーノブなどによって構成される。表示部１２２は、液晶表示装置などによって構成される。

制御部１３は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ハードディスク装置と、入出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

このコンピュータユニットのＲＯＭ及びハードディスク装置には、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを制御部１３として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭ及びハードディスク装置に記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、制御部１３として機能する。なお、ハードディスク装置は、フラッシュメモリによるＣＦ(Compact Flash)カードであっても良い。

制御部１３の入出力ポートには、無線信号測定部１１、ユーザインターフェース部１２が接続され、制御部１３と各部は信号の送受信をできるようになっている。

なお、本実施形態において、無線信号測定部１１は、各処理を実行するようにプログラミングされたＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサによってそれぞれ構成されている。また、無線信号処理部１０は、通信モジュールによって構成されている。

このような電波伝播測定装置１において、制御部１３は、例えば、表示部１２２に表示させた設定画面に対する入力部１２１への操作入力で設定された周波数の無線信号の測定を無線信号測定部１１に行わせる。

制御部１３は、表示部１２２に表示させた設定画面により、測定する無線信号の中心周波数や周波数帯域幅や測定する信号数などを入力部１２１から入力させる。測定する無線信号の中心周波数は、複数設定可能になっている。

制御部１３は、入力部１２１により入力された設定情報を無線信号測定部１１に通知して、無線信号の測定を行わせる。

無線信号測定部１１は、制御部１３から設定情報を通知されると、通知された中心周波数や周波数帯域幅を無線信号処理部１０に通知して、その中心周波数や周波数帯域幅の無線信号を受信させる。

無線信号処理部１０は、無線信号測定部１１から中心周波数や周波数帯域幅を通知されると、その中心周波数や周波数帯域幅の無線信号を受信し、増幅や周波数変換などして無線信号測定部１１に出力する。

無線信号測定部１１は、無線信号処理部１０の出力する無線信号の復調、復号を行なうとともに、ＲＳＲＰ、ＲＳＳＩ、ＲＳＲＱ、ＳＩＲ、受信タイミングなどを測定し、測定結果を制御部１３に出力する。

制御部１３は、無線信号測定部１１の出力する測定結果に基づいて、入力部１２１の操作入力により選択された測定結果表示種別に応じて表示部１２２に表示させる画像を作成して表示部１２２に表示させる。

ＬＴＥの無線方式は、１０ｍｓのフレームが連続した構成となっている。複数のＣＣを使用して通信を行なうキャリアアグリゲーションでは、各ＣＣの受信タイミングのずれが一定時間以内でなければならない。

無線信号測定部１１は、図２に示すように、ＧＰＳ受信部１４からのＰＰＳを１００分の１に分周した１０ｍｓ周期の信号、または、内部クロック１５が発生する１０ｍｓ周期の信号を基準として、各ＣＣのフレームの受信タイミングと１０ｍｓ周期の信号との時間差をフレームタイミング値として測定するようになっている。

図２において、ＣＣ−１のフレームタイミング値は、基準の１０ｍｓ周期の信号からのずれＴａであり、ＣＣ−２のフレームタイミング値は、Ｔｂとなる。

フレームタイミング値は、基準の１０ｍｓ周期の信号からの相対時間で計算され、-5,000.00μsから4,999.99μsの値をとる。フレームタイミング値が正の値であれば、そのＣＣの受信タイミングは、基準の１０ｍｓ周期の信号より遅れていることを示し、フレームタイミング値が負の値であれば、そのＣＣの受信タイミングは、基準の１０ｍｓ周期の信号より早いことを示す。

図３は、測定結果のフレームタイミングの表示例を示す図である。図３において、測定条件表示部１０１は、測定条件として設定された、測定するＣＣである無線信号の条件を表示している。測定条件表示部１０１において、「Ｆｎ」は設定された無線信号の条件を識別する番号を示している。

また、「ＭＨｚ」は測定する無線信号の中心周波数を示している。「ＢＷ」は、測定する無線信号の周波数帯域幅を示している。「Ｎ」は、測定可能なＰＣＩ（Physical Cell Identity）の数を示している。ＰＣＩは、ＣＣの物理識別番号であり、基地局２ごとに異なる値が設定される。

図３において、グラフ表示部１０２には、フレームタイミング表示部１０３と拡大表示部１０４とが表示される。

フレームタイミング表示部１０３の横軸は、基準の１０ｍｓの信号を中心として、無線信号のフレームタイミングを-5,000.00μsから4,999.99μsの間に表示する。フレームタイミング表示部１０３の縦軸は、無線信号のＲＳＲＰ受信レベルを示している。

拡大表示部１０４は、フレームタイミング表示部１０３に表示した無線信号のフレームタイミングのうち、マーカ１０５で選択されたフレームタイミング（以下、「基準タイミング」ともいう）付近を中心に-250μsから+250μsの間の無線信号のフレームタイミングを表示する。マーカ１０５は、入力部１２１の、例えば、ロータリーノブの操作で、グラフ上を左右に移動させることができる。

図３において、マーカ表示部１０６は、マーカ１０５で選択された受信信号、もしくは、マーカ１０５に最も近いフレームタイミングの受信信号の情報を表示する。

マーカ表示部１０６の「Ｆ１」は、測定条件表示部１０１の「Ｆｎ」の「１：」で設定された信号であることを示す。また、「ＰＣＩ」は、受信信号のＰＣＩを０から５０３の番号で示している。ＰＣＩはＣＣの物理識別番号であり、基地局２ごとに異なる値が設定される。

図３において、リスト表示部１０７は、受信している無線信号の情報をリストで表示するものである。「Ｎｏ．」は、並べ替えられた順に無線信号に付与された番号である。「Ｆｎ」は、測定条件表示部１０１の「Ｆｎ」を示している。「ＰＣＩ」は、受信信号のＰＣＩを示している。「ＲＳＲＰ」、「ＲＳＲＱ」、「ＳＩＲ」、「ＲＳＳＩ」は、測定されたＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ、ＳＩＲ、ＲＳＳＩの測定値を示している。

「Ｔｉｍｉｎｇ（μs）」は、無線信号のフレームタイミング値を示している。「Δｔ（μs）」は、マーカ１０５で選択された基準タイミングからのフレームタイミングの差分を示している。

リスト表示部１０７の表示方法は、各種用意されており、入力部１２１への操作入力により１つが選択されて表示される。

サーチ順表示は、検出された無線信号順に表示される。測定開始後は受信レベルの高いほうが検出されやすいため、レベル順と同じような表示になるが、測定地点が移動し、受信レベルが変わっても同じ位置に同じ無線信号の測定値が表示され続ける。

サーチ順表示が選択されると、制御部１３は、検出された順に付与された番号によって並べ替えてリストを作成して、表示部１２２に表示させる。

レベル順表示は、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ、ＳＩＲ、ＲＳＳＩから、入力部１２１への操作入力により選択された測定結果により並び替えて表示される。リスト順の入れ替わりが頻発するが、各測定地点で一番レベルが高い無線信号がどれかが分かりやすい。

レベル順表示が選択されると、制御部１３は、入力部１２１で選択された測定項目の測定値によって並べ替えてリストを作成して、表示部１２２に表示させる。

ＰＣＩ順表示は、測定しているＰＣＩ値順に表示される。新しいＰＣＩの無線信号が検出されたり、測定中の無線信号が検出されなくなったりするまで、リスト順の入れ替わりがない。

ＰＣＩ順表示が選択されると、制御部１３は、測定結果のＰＣＩの値によって並べ替えてリストを作成して、表示部１２２に表示させる。

キャリアアグリゲーションを行なっている無線信号をリスト表示部１０７で同時に確認したい場合、上述の３つの表示方法ではこの要求を満たすことはできない。

また、キャリアアグリゲーションでは、複数のキャリア周波数間でキャリアアグリゲーションが行なわれるため、測定周波数（「Ｆｎ」で設定された周波数）を超えた並び替えを行なわなければならない。

このため、本実施形態では、測定周波数に関係なくフレームタイミング値の順にリスト表示するタイミング順表示を行なう。このようにすることで、キャリアアグリゲーションを行なっている無線信号が固まって表示される。

タイミング順表示時には、制御部１３は、測定結果のフレームタイミング値によって並べ替えてリストを作成して、表示部１２２に表示させる。図３のリスト表示部１０７は、タイミング順表示の場合を示している。「Ｎｏ．」の７番以降がキャリアアグリゲーションで同期している無線信号のデータとなっている。

このようなタイミング順表示の場合、一か所に留まって測定している間は、リストの順番に変更はないが、測定地点を移動していくと、キャリアアグリゲーションに関係ない無線信号が検出されたり、測定中の無線信号が検出されなくなったりする場合がある。

図３のリスト表示部１０７の表示の表示において、「Ｎｏ．」の０１から０６番で測定できない無線信号があると、リストが上に移動してしまう。逆にキャリアアグリゲーションに関係ない無線信号が検出されてフレームタイミングが０７番よりも前だった場合、リストが下に移動してしまう。このような移動が多くなると、キャリアアグリゲーションで同期している無線信号のリストがリスト表示部１０７から外れて見えなくなってしまう。

リスト表示部１０７は、入力部１２１の操作によりスクロールして表示位置を変えることができるので、キャリアアグリゲーションで同期している無線信号を見えるようにすることは可能であるが、測定地点の移動に伴って画面をスクロールさせ続けないとフレームタイミング値が変化していく様子を確認することができなくなってしまう。

このため、本実施形態では、マーカ１０５で選択された基準タイミングからのフレームタイミングの差の絶対値が小さい順にリスト表示するタイミングΔ順表示を行なう。このようにすることで、測定地点を移動してもキャリアアグリゲーションを行なっている無線信号が固まって表示される。

タイミングΔ順表示時には、制御部１３は、測定結果のフレームタイミング値とマーカ１０５で選択された基準タイミングとの差を算出し、その絶対値の小さい順に並べ替えてリストを作成して、表示部１２２に表示させる。

図４（ａ）は、タイミング順表示の例であり、キャリアアグリゲーションに対応した無線信号が０７番目からリスト表示されている。

ここで、マーカ１０５をキャリアアグリゲーションに対応した無線信号のフレームタイミング値付近に移動し、タイミングΔ順表示に切り替えると、図４（ｂ）に示すように、キャリアアグリゲーションに対応した無線信号が０１番から表示されるようになる。

無線信号のフレームタイミング値は測定地点を移動しても大きく変わることはないため、キャリアアグリゲーションに対応した無線信号が常に０１番から表示される。

このように、上述の実施形態では、基準タイミングとフレームタイミングとの差の絶対値の小さい順に無線信号の情報をリスト表示させる制御部１３を備える。

これにより、基準タイミングとの差が近いフレームタイミングの無線信号が固まって表示され、受信タイミングのずれを容易に確認することができる。

また、制御部１３は、入力部１２１への操作入力により基準タイミングを変更して、無線信号の情報をリスト表示させる。

これにより、基準タイミングの変更により目的の無線信号をリスト表示の上位に表示させることができ、受信タイミングのずれを容易に確認することができる。

また、制御部１３は、無線信号のフレームタイミングと基準タイミングとの差を示すグラフを表示部１２２に表示させる。

これにより、視覚的に容易に基準タイミングとの差を確認でき、受信タイミングのずれを容易に確認することができる。

また、制御部１３は、入力部１２１への操作入力によりグラフ上の基準タイミングを移動させ、当該移動に合わせて基準タイミングを変更する。

これにより、視覚的に容易に目的の受信タイミングに基準タイミングを変更でき、受信タイミングのずれを容易に確認することができる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１電波伝播測定装置
２基地局
１０無線信号処理部
１１無線信号測定部
１２ユーザインターフェース部
１３制御部
１４ＧＰＳ受信部
１５内部クロック
１６アンテナ
１２１入力部
１２２表示部

Claims

基地局（２）からの無線信号の伝播状態を測定する電波伝播測定装置（１）であって、
画像を表示する表示部（１２２）と、
前記表示部に前記無線信号の測定結果を表示させる制御部（１３）と、
操作入力を受け付ける入力部（１２１）と、を備え、
前記制御部は、前記無線信号の受信タイミングとマーカ（１０５）で選択された基準タイミングとの差を示すグラフと、前記無線信号の受信タイミングと前記マーカで選択された基準タイミングとの差の順に前記無線信号の情報を並べたリストとを前記表示部に表示させ、さらに、前記入力部への操作入力により前記グラフ上の前記マーカで選択された基準タイミングを移動させ、当該移動に合わせて前記マーカで選択された基準タイミングを変更する電波伝播測定装置。
操作入力を受け付ける入力部（１２１）を備え、基地局（２）からの無線信号の伝播状態を測定する電波伝播測定装置（１）の受信タイミング表示方法であって、
受信した無線信号の受信タイミングを算出するステップと、
マーカ（１０５）で選択された基準タイミングと前記受信タイミングとの差を算出するステップと、
前記無線信号の受信タイミングと前記マーカで選択された基準タイミングとの差を示すグラフと、前記無線信号の受信タイミングと前記マーカで選択された基準タイミングとの差の順に前記無線信号の情報を並べたリストとを表示させるステップと、
前記入力部への操作入力により前記グラフ上の前記マーカで選択された基準タイミングを移動させ、当該移動に合わせて前記マーカで選択された基準タイミングを変更するステップと、
を備える受信タイミング表示方法。