JP6244386B2

JP6244386B2 - 移動端末試験装置とそのスループット測定方法

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Publication number: JP6244386B2
Application number: JP2016014228A
Authority: JP
Inventors: 絢也田中; 泰之松山
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2017-12-06
Anticipated expiration: 2036-01-28
Also published as: JP2017135578A

Description

本発明は、移動体通信端末の試験を行なう移動端末試験装置に関する。

携帯電話やデータ通信端末等の移動体通信端末を開発した場合、この開発した移動体通信端末が正常に通信を行なえるか否かを試験する必要がある。このため、実際の基地局の機能を擬似する擬似基地局として動作する試験装置に試験対象の移動体通信端末を接続し、試験装置と移動体通信端末との間で通信を行なわせ、この通信の内容を確認する試験を行なっている。

このような試験装置において、移動体通信端末との間で送受信されるデータの単位時間当たりの転送量（スループット）を測定する試験がある。

特許文献１には、移動体通信端末との間のスループットを精度よく測定する試験装置が開示されている。

試験装置を使ってスループット測定試験を行なう場合、ネットワークを介して試験装置にパソコン等を接続し、当該パソコン上でダミーデータ送信機能を持つソフトウェアを使って試験を行なっている。

特開２０１５−１１９４４０号公報

しかしながら、このようなダミーデータ送信機能を持つソフトウェアは、コマンドラインインターフェースで実行するものであり、宛先アドレス（移動体通信端末のアドレス）や送信するトラフィック量や送信を行なう時間などをパラメータで指定して実行しなければならない。

このため、試験条件に合ったパケット伝送レートなどを計算して、送信するトラヒック量などをパラメータで指定しなければならず、試験実施の効率を悪化させていた。

そこで、本発明は、試験条件からパケット伝送レートの理論最大値を自動的に求め、パケット信号を送信することで、試験実施の効率を向上させることができる移動端末試験装置を提供することを目的としている。

本発明の移動端末試験装置は、設定された試験条件に従って移動体通信の基地局を擬似して移動端末を試験する移動端末試験装置であって、前記移動端末とパケット信号を送受信する仮想ＰＤＮ部と、前記移動端末との間のスループット測定が選択されたとき、前記試験条件として設定されたトランスミッションモード、ＭＣＳ、ＲＢ数に基づいて前記移動端末への理論最大パケット伝送レートと前記仮想ＰＤＮ部と前記移動端末との間で空いているポートとを求め、前記理論最大パケット伝送レートに従って前記ポートを送信元ポートとして前記仮想ＰＤＮ部にパケット信号を送信させる制御部と、を備えるものである。

この構成により、移動端末とのスループット測定が選択されたとき、試験条件に基づいて理論最大パケット伝送レートと仮想ＰＤＮ部と移動端末との間で空いているポートとが求められ、その理論最大パケット伝送レートに従って、求められたポートを送信元ポートとしてパケット信号が送信される。このため、試験条件に合った理論最大パケット伝送レートを計算し、仮想ＰＤＮ部と移動端末との間で空いているポートを探すなどしてパケット信号を送信させる必要がなく、試験実施の効率を向上させることができる。
また、パケット伝送レートとして理論最大パケット伝送レートが求められるため、最大負荷でのスループット測定を行なうことができる。

また、本発明のスループット測定方法は、設定された試験条件に従って移動体通信の基地局を擬似して移動端末を試験する移動端末試験装置のスループット測定方法であって、前記試験条件として設定されたトランスミッションモード、ＭＣＳ、ＲＢ数に基づいて前記移動端末への理論最大パケット伝送レートと前記仮想ＰＤＮ部と前記移動端末との間で空いているポートとを求めるステップと、前記理論最大パケット伝送レートに従って前記ポートを送信元ポートとして前記移動端末にパケット信号を送信するステップと、前記移動端末との間のスループットを測定するステップと、を備えるものである。

この構成により、試験条件に基づいて理論最大パケット伝送レートと仮想ＰＤＮ部と移動端末との間で空いているポートとが求められ、その理論最大パケット伝送レートに従って、求められたポートを送信元ポートとしてパケット信号が送信される。このため、試験条件に合った理論最大パケット伝送レートを計算し、仮想ＰＤＮ部と移動端末との間で空いているポートを探すなどしてパケット信号を送信させる必要がなく、試験実施の効率を向上させることができる。
また、パケット伝送レートとして理論最大パケット伝送レートが求められるため、最大負荷でのスループット測定を行なうことができる。

本発明は、試験実施の効率を向上させることができる移動端末試験装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る移動端末試験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移動端末試験装置のセルの試験条件設定画面を示す図である。図３は、本発明の一実施形態に係る移動端末試験装置の仮想ＰＤＮの一覧画面を示す図である。図４は、本発明の一実施形態に係る移動端末試験装置のスループット測定処理手順を示すフローチャートである。図５は、本発明の一実施形態に係る移動端末試験装置のパケット伝送レート算出処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る移動端末試験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移動端末試験装置１は、擬似基地局として同軸ケーブル等を介して有線で移動端末２と無線信号を送受信するようになっている。

移動端末試験装置１は、擬似基地局部１０と、仮想接続部２０と、操作部３１と、表示部３２と、表示制御部３３と、制御部４０と、記憶部４１と、を含んで構成されている。

擬似基地局部１０は、移動端末２との間で無線信号を送受信して基地局を擬似する。擬似基地局部１０は、制御部４０や仮想接続部２０の送信データを、符号化や、変調、周波数変換などして無線信号を生成して送信する。また、擬似基地局部１０は、移動端末２から受信した無線信号を、周波数変換や、復調、復号などして制御部４０や仮想接続部２０に出力する。

仮想接続部２０は、移動端末２が基地局を介して接続する各種装置を擬似する。仮想接続部２０は、仮想移動端末部２１と、仮想ＳＭＳ（Short Message Service）サーバ部２２と、仮想ＰＤＮ（Packet Data Network）部２３と、接続先選択部２４とを備えている。

仮想移動端末部２１は、移動端末を擬似し、移動端末２への発信や移動端末２との通信を行なう。仮想ＳＭＳサーバ部２２は、ＳＭＳサーバを擬似し、移動端末２とのＳＭＳメッセージの送受信を行なう。仮想ＰＤＮ部２３は、パケットデータネットワークを擬似し、移動端末２とのパケットデータの送受信を行なう。

接続先選択部２４は、制御部４０からの要求により、仮想移動端末部２１、仮想ＳＭＳサーバ部２２、仮想ＰＤＮ部２３、の少なくとも１つを選択して擬似基地局部１０と接続させる。

操作部３１は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力機器で構成され、操作入力された試験条件の設定情報などを表示制御部３３に出力する。表示部３２は、液晶ディスプレイ等の画像表示機器で構成され、試験条件の設定情報を入力させる画像や試験中の状態を示す画像などを表示する。

表示制御部３３は、表示部３２に表示させる画像を生成して表示させるものであり、制御部４０の指示により画像の生成と表示の制御を行なうようになっている。また、表示制御部３３は、操作部３１に入力された情報に基づいて表示部３２の表示を変更させたり、操作部３１に入力された情報を制御部４０に送信したりする。

制御部４０は、操作部３１に入力された指示に従って、試験条件の設定画面を表示制御部３３により表示部３２に表示させて試験の実施に必要な情報を入力させる。また、制御部４０は、操作部３１に入力された指示に従って、記憶部４１に記憶された試験条件に基づいて試験を実行させたり、擬似基地局部１０の状態や移動端末２との通信の状態などの情報に基づいて表示制御部３３により表示部３２に試験中の状態などを表示させたりする。

記憶部４１は、ハードディスク装置やフラッシュメモリで構成され、設定された試験条件などを記憶する。

ここで、移動端末試験装置１は、移動端末２と通信を行なうための通信モジュールが設けられた図示しないコンピュータ装置によって構成される。このコンピュータ装置は、それぞれ図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ハードディスク装置と、入出力ポートと、タッチパネルとを有する。

このコンピュータ装置のＲＯＭ及びハードディスク装置には、コンピュータ装置を移動端末試験装置１として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータ装置は、移動端末試験装置１として機能する。

このように、本実施の形態において、記憶部４１は、ＲＡＭ又はハードディスク装置によって構成され、仮想接続部２０、表示制御部３３、制御部４０は、ＣＰＵによって構成され、擬似基地局部１０は、通信モジュールによって構成される。

このような構成の移動端末試験装置１において、移動端末２の試験を行なう場合、まず、ユーザにより試験条件の設定が行なわれる。制御部４０は、ユーザによる操作部３１の操作により試験条件設定の機能が選択されると、例えば、表示部３２に試験条件設定画面を表示させて、擬似基地局部１０で擬似する基地局の情報や実行させたいシーケンスなどを設定させる。

制御部４０は、例えば、図２に示すような画面を表示部３２に表示させて、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の無線信号の単位となるセルの試験条件を設定させる。

図２に示すように、制御部４０は、デュプレックスモード（Duplex Mode）、動作帯域（E-UTRA Band）、ダウンリンクのチャネル番号（Channel(DL)）、アップリンクのチャネル番号（Channel(UL)）、ダウンリンクの帯域幅（DL Bandwidth）、アップリンクの帯域幅（UL Bandwidth）、トランスミッションモード（Transmission Mode）などを設定させる。

また、制御部４０は、設定された帯域幅とトランスミッションモードから、パケット通信の試験条件（Packet）として、ダウンリンクのＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）（MCS(DL)）、アップリンクのＭＣＳ（MCS(UL)）、ダウンリンクのＲＢ（Resource Block）数（N_RB(DL)）、アップリンクのＲＢ数（N_RB(UL)）などを算出して設定する。

制御部４０は、このようにして設定された試験条件を識別情報と関連付けて記憶部４１に記憶する。

また、制御部４０は、ユーザによる操作部３１の操作により仮想ＰＤＮ部２３の試験条件を設定することが選択されると、ＰＤＮのパラメータを設定させる画面を表示部３２に表示させて、ＩＰアドレスのタイプ、移動端末２のＩＰアドレス、PDN-GatewayのＩＰアドレス、ＱＣＩ（QOS(Quality Of Service) Class Identifier）、ＡＰＮ（Access Point Name）、接続する仮想ＰＤＮの条件などを設定させる。

このような試験条件が設定された後、移動端末試験装置１は、移動端末２と有線で接続され、操作部３１の操作により記憶部４１に記憶された試験条件の実行が選択されると、選択された試験条件に従って擬似基地局部１０に報知情報の内容や位置登録処理における送信情報などを通知し、擬似基地局としての動作を開始させる。

擬似基地局部１０は、擬似基地局としての動作を開始すると、移動端末２との接続状態や、移動端末２の状態などを制御部４０に送信する。

制御部４０は、擬似基地局部１０から受信した移動端末２との接続状態や、移動端末２の状態などを表示制御部３３に送信し、表示部３２に表示させる。

試験条件として仮想ＰＤＮ部２３の設定がされていると、制御部４０は、仮想接続部２０に仮想ＰＤＮ部２３の接続を要求するとともに、試験条件として設定された仮想ＰＤＮのパラメータを送信する。

仮想ＰＤＮ部２３は、制御部４０から受信したパラメータに従って仮想ＰＤＮとしての動作を開始する。

その後、移動端末２と移動端末試験装置１が接続された状態で、移動端末２の電源がオンされると、移動端末２から位置登録信号や仮想ＰＤＮへの接続要求信号が送信される。

擬似基地局部１０は、位置登録信号を受信すると、設定された試験条件に従って信号を返信し、例えば、位置登録を正常に終了させる。

仮想ＰＤＮ部２３は、仮想ＰＤＮへの接続要求信号を受信すると、設定された試験条件に従って、例えば、移動端末２からの接続要求を正常に終了させ、パケット信号を送受信可能な状態にする。

このとき、試験条件として仮想移動端末部２１や仮想ＳＭＳサーバ部２２が設定されている場合、同様にパケット信号を送受信可能な状態にする。

このような移動端末試験装置１において、制御部４０は、ユーザによる操作部３１の操作により仮想ＰＤＮ部２３を使用してスループットの測定を行なうことが選択されると、図３に示すような、試験条件としてパラメータが設定されている仮想ＰＤＮの一覧を表示部３２に表示させる。

同様に、制御部４０は、ユーザによる操作部３１の操作により仮想移動端末部２１や仮想ＳＭＳサーバ部２２を使用してスループットの測定を行なうことが選択されると、図３と同様な、試験条件としてパラメータが設定されている仮想移動端末や仮想ＳＭＳサーバの一覧を表示部３２に表示させる。

制御部４０は、一覧の中の少なくとも１つが操作部３１の操作により選択され（図では、白黒反転状態になった状態）、開始ボタン１０１が操作部３１の操作により選択されると、試験条件として設定されたトランスミッションモード、ＭＣＳ、ＲＢ数に基づいて、試験条件での理論的な最大パケット伝送レートを求め、求めた理論最大パケット伝送レートに従って、ダミーデータを仮想ＰＤＮ部２３から移動端末２に送信させる。

仮想ＰＤＮ部２３は、ダミーデータを作成し、理論最大パケット伝送レートに基づいて、擬似基地局部１０を介して移動端末２にパケット信号を送信する。

擬似基地局部１０は、実際のパケット信号の送信量からスループットを測定し、制御部４０に送信する。

制御部４０は、受信したスループットを表示制御部３３に送信して表示部３２に表示させる。

このように、スループットの測定を行なう場合、設定された試験条件での理論最大パケット伝送レートでパケット信号を送信するため、試験条件に合ったパケット伝送レートなどを計算する必要がなく、試験実施の効率を向上させることができる。

また、表示部３２に表示されたＰＤＮの一覧から、パケット信号を送信させたい仮想ＰＤＮを選択して、開始ボタン１０１を選択するだけでスループットの測定ができるため、コマンドラインインターフェースでパラメータを指定してパケット信号の送信を行なわせる必要がなく、試験実施の効率を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、ＬＴＥの場合を示したが、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）やＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）などでも同様に行なうことができる。

また、本実施形態においては、１つ以上の仮想ＰＤＮのパケット信号送信を同時に開始させて複数の仮想ＰＤＮによるパケット信号送信を行なわせたが、１つの仮想ＰＤＮのパケット送信を順次開始させて、複数の仮想ＰＤＮによるパケット信号送信を行なわせてもよい。

また、本実施形態においては、理論最大パケット伝送レートを自動で求めたが、自動で求める方法と、手動でパケット伝送レートを設定させる方法と、を選択させるようにしてもよい。

このようにすることで、理論最大パケット伝送レートではないパケット伝送レートでの試験を実施することができる。

また、本実施形態においては、自動の場合、理論最大パケット伝送レートを求めたが、これに限定されるものではなく、予め設定された条件に従ってパケット伝送レートを求めるようにしてもよい。

以上のように構成された本実施形態に係る移動端末試験装置によるスループット測定処理について、図４を参照して説明する。なお、以下に説明するスループット測定処理は、図３に示す画面で、開始ボタン１０１が選択されたときに実行される。

ステップＳ１において、制御部４０は、表示制御部３３から送信対象となる図３に示す画面で白黒反転になっている選択された仮想ＰＤＮを識別する情報を取得し、その識別情報を仮想ＰＤＮ部２３に送信する。

ステップＳ２において、仮想ＰＤＮ部３２は、受信した識別情報に対応した仮想ＰＤＮの情報から、当該仮想ＰＤＮの接続先の移動端末２のアドレスを求める。

ステップＳ３において、制御部４０は、パケット伝送レートや送信元ポートを自動で設定するか、手動で設定するかを問い合わせる画面を表示部３２に表示させ、操作部３１の操作により手動が選択されたか自動が選択されたかを判定する。

自動が選択されたと判定した場合、ステップＳ４において、制御部４０は、試験条件に基づいて理論最大のパケット伝送レートを求める。

ステップＳ５において、制御部４０は、選択された仮想ＰＤＮと移動端末２との間で空いているポートを求め、そのポートを送信元ポートとする。制御部４０は、求めたパケット伝送レートや送信元ポートを設定した送信開始要求を仮想ＰＤＮ部２３に送信する。

ステップＳ３において手動が選択されたと判定した場合、ステップＳ６において、制御部４０は、表示部３２にパケット伝送レートや送信元ポート番号やプロトコル種別などの必要な情報を入力させる画面を表示して必要な情報を入力させる。

必要な情報が入力されると、制御部４０は、入力された情報を設定した送信開始要求を仮想ＰＤＮ部２３に送信する。

ステップＳ７において、仮想ＰＤＮ部２３は、送信開始要求を受信すると、送信開始要求に設定されたパケット伝送レートや送信元ポートに従って、ダミーデータを生成してパケット信号の送信を開始する。

ステップＳ８において、制御部４０は、擬似基地局部１０が測定したスループットを表示制御部３３に送信して表示部３２に表示させる。

次に、ステップＳ４のパケット伝送レート算出処理について、ＬＴＥの場合について図５を参照して説明する。

ステップＳ１１において、制御部４０は、選択された仮想ＰＤＮの試験条件から、トランスミッションモード（以下、「ＴＭ」という）、ＭＣＳ、ＲＢ数（以下、「ＮＲＢ」という）を取得する。

ステップＳ１２において、制御部４０は、例えば、ＴＭ、ＭＣＳ、ＮＲＢからＴＢＳ（Transport Block Size）が決まるテーブルによりＴＢＳを求める。ＴＢＳは、１０ミリ秒のフレーム間隔で伝送可能な最大ビット数を示したものである。

ステップＳ１３において、制御部４０は、求めたＴＢＳから理論最大のパケット伝送レートを求める。

このように、上述の実施形態では、スループットの測定を行なう場合、設定された試験条件での理論最大パケット伝送レートを求め、当該理論最大パケット伝送レートでパケット信号を送信させる制御部４０を備える。

これにより、自動的にパケット伝送レートが算出され、当該パケット伝送レートでパケット信号が送信される。このため、試験条件に合ったパケット伝送レートなどを計算する必要がなく、試験実施の効率を向上させることができる。

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移動端末試験装置
２移動端末
２０仮想接続部
２３仮想ＰＤＮ部
２４接続先選択部
４０制御部

Claims

設定された試験条件に従って移動体通信の基地局を擬似して移動端末（２）を試験する移動端末試験装置（１）であって、
前記移動端末とパケット信号を送受信する仮想ＰＤＮ部（２３）と、
前記移動端末との間のスループット測定が選択されたとき、前記試験条件として設定されたトランスミッションモード、ＭＣＳ、ＲＢ数に基づいて前記移動端末への理論最大パケット伝送レートと前記仮想ＰＤＮ部と前記移動端末との間で空いているポートとを求め、前記理論最大パケット伝送レートに従って前記ポートを送信元ポートとして前記仮想ＰＤＮ部にパケット信号を送信させる制御部（４０）と、を備える移動端末試験装置。
設定された試験条件に従って移動体通信の基地局を擬似して移動端末（２）を試験する
移動端末試験装置（１）のスループット測定方法であって、
前記試験条件として設定されたトランスミッションモード、ＭＣＳ、ＲＢ数に基づいて前記移動端末への理論最大パケット伝送レートと前記仮想ＰＤＮ部と前記移動端末との間で空いているポートとを求めるステップと、
前記理論最大パケット伝送レートに従って前記ポートを送信元ポートとして前記移動端末にパケット信号を送信するステップと、
前記移動端末との間のスループットを測定するステップと、を備えるスループット測定
方法。