JP6476249B1

JP6476249B1 - ＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置及びＮＢ−ＩｏＴ端末試験方法

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Publication number: JP6476249B1
Application number: JP2017159475A
Authority: JP
Inventors: 豊弘栢沼; 健吾内原; マークイシップ
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2019-02-27
Anticipated expiration: 2037-08-22
Also published as: JP2019041148A

Abstract

【課題】ＮＢ−ＩｏＴ端末の試験に際して測定時間を短縮し、ユーザの利便性を向上させる。【解決手段】ＮＢ−ＩｏＴ端末との間で通信を行い、ＮＢ−ＩｏＴ端末の試験を行うＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置であって、ＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置は、ＮＢ−ＩｏＴ端末に送信するダウンリンク信号とＮＢ−ＩｏＴ端末から受信する複数種類のアップリンク信号の時系列情報に基づき得られる測定トリガに合致したタイミングで、複数種類のアップリンク信号の中の特定アップリンク信号を測定する。【選択図】図４

Description

本発明は、ＮＢ−ＩｏＴ端末の試験を行なうＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置及びＮＢ−ＩｏＴ端末試験方法に関する。

昨今、電子機器、チップ、センサーなどあらゆるモノをインターネットなどの通信網に接続し、情報交換を促すことによりモノを相互に制御する「モノのインターネット」、いわゆるＩｏＴ（Internet of Things）実現に向けての動きが活発化している。このような動きを受け、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）では、第３世代移動体通信規格（３Ｇ）を更に高速化させたいわゆるＬＴＥ（Long Term Evolution）をベースに、ＩｏＴ向けに特化した要素技術、ネットワーク技術等の拡張を検討している。特許文献１は、そのような仕様に対応した端末試験装置を開示している。

各種のＩｏＴサービスを対象とした端末（ＵＥ；User Equipment）について、様々な団体で検討がされている。ＬＴＥにおいては、そのリリース１２から引き続いて、リリース１３において、さらなる低価格化、カバレッジの拡張などを実現すべく、２つのＵＥカテゴリがサポートされている。一つはカテゴリＭ１、もう一つはＮＢ（Narrow Band）−ＩｏＴカテゴリである。特にＮＢ−ＩｏＴは狭帯域化により、さらなる低価格化を実現することが期待されている（非特許文献１、２）。

特開２０１７−６９９０５号公報

ＥＴＳＩＴＳ１３６１０１Ｖ１３．５．０（２０１６−１２）、http://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/136100_136199/136101/13.05.00_60/ts_136101v130500p.pdf LTE Release 13におけるＩｏＴを実現する新技術、ＮＴＴドコモテクニカルジャーナル、Vol.24、No.2、https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol24_2/vol24_2_009jp.pdf

ＮＢ−ＩｏＴでは、ＬＴＥのバンド周波数内等での運用形態が提案されている。このようなＮＢ−ＩｏＴ端末との通信状態を試験する端末試験においては、端末から複数種類のアップリンク信号が送られるため、測定対象である特定のアップリンク信号を捕捉する必要があるが、そのための作業が煩雑であり、測定時間が長くなる傾向がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ＮＢ−ＩｏＴ端末の端末試験において、試験装置のユーザの利便性を向上させるＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置及びＮＢ−ＩｏＴ端末試験方法を提供する。

本発明は、ＮＢ−ＩｏＴ端末との間で通信を行い、当該ＮＢ−ＩｏＴ端末の試験を行うＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置であって、前記ＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置は、操作者が予め作成し当該ＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置に記憶した、前記ＮＢ−ＩｏＴ端末に送信するダウンリンク信号と前記ＮＢ−ＩｏＴ端末から受信する複数種類のアップリンク信号の時系列情報を記述したスケジューリング情報に基づき得られる測定トリガに合致したタイミングで、周期的な発生になっていない前記複数種類のアップリンク信号（Ｓ１、Ｓ２）の中の特定アップリンク信号を測定する。

また本発明は、ＮＢ−ＩｏＴ端末との間で通信を行い、当該ＮＢ−ＩｏＴ端末の試験を行うＮＢ−ＩｏＴ端末試験方法であって、操作者が予め作成し記憶した、前記ＮＢ−ＩｏＴ端末に送信するダウンリンク信号と前記ＮＢ−ＩｏＴ端末から受信する複数種類のアップリンク信号の時系列情報を記述したスケジューリング情報に基づき得られる測定トリガに合致したタイミングで、周期的な発生になっていない前記複数種類のアップリンク信号（Ｓ１、Ｓ２）の中の特定アップリンク信号を測定する。

本発明によれば、ＮＢ−ＩｏＴ端末の試験にあたって適切な測定タイミングが得られるため、測定時間が短縮され、ユーザにとっての利便性が向上する。

図１は、本発明の一実施形態に係る端末試験装置（ＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置）の概念ブロック図である。図２（ａ）は、端末が送信するアップリンク信号の送信スケジュールに対応するタイミングチャートを示し、図２（ｂ）は、アップリンク信号である第２の信号Ｓ２の測定に成功している例のタイミングチャートを示す。図３（ａ）〜（ｃ）は、アップリンク信号の測定に失敗した例のタイミングチャートを示す。図４（ａ）は、本発明の端末試験装置がアップリンク信号の到来タイミングに合わせて、アップリンク信号を測定するタイミングチャートを示し、図４（ｂ）は、端末試験装置は別に用意された外部の基地局から測定トリガを受信する態様を示す概念ブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るＮＢ−ＩｏＴ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ＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置としての端末試験装置１は、例えばＬＴＥ規格に対応しており、擬似基地局として同軸ケーブル等の有線で、端末２と無線信号を送受信するようになっている。なお、端末試験装置１は、アンテナを介して無線で端末２と信号を送受信するようにしてもよい。

端末試験装置１は、無線信号処理部１０と、無線ハードウェア制御部１１と、コールプロセッシング部１２と、無線信号測定部１３と、ユーザインターフェース部１４と、制御部１５とを含んで構成されている。

無線信号処理部１０は、端末２との間で無線信号を送受信するものである。無線信号処理部１０は、コールプロセッシング部１２及び無線信号測定部１３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、無線信号処理部１０は、端末２から受信した無線信号を、周波数変換や、復調、復号などしてコールプロセッシング部１２及び無線信号測定部１３に出力する。

無線ハードウェア制御部１１は、無線信号処理部１０を制御して、無線信号の送受信レベルや周波数などを制御するものである。

コールプロセッシング部１２は、無線信号処理部１０及び無線ハードウェア制御部１１と接続され、試験条件に応じて設定された周波数や多重化方式などのコンポーネントキャリアのパラメータに従って無線ハードウェア制御部１１に設定信号を送信して、無線信号処理部１０に試験条件に適合した無線信号を送信させる。また、コールプロセッシング部１２は、無線信号処理部１０を介して、端末２との間で無線信号を送受信して、コンポーネントキャリアとしての試験条件に適合した呼接続を端末２との間で行なったり、試験条件に対応したコンポーネントキャリアとしての呼制御を行なったりするものである。また、コールプロセッシング部１２は、設定された多重化方式などのパラメータに従って無線信号処理部１０に設定信号を送信して、無線信号処理部１０に試験条件に適合した無線信号を送信させる。

無線信号測定部１３は、無線信号処理部１０と接続され、無線信号処理部１０の送受信する無線信号の送受信レベルやスループットなどを測定し、測定結果を制御部１５に出力するようになっている。制御部１５は、無線信号測定部１３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１４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。

ユーザインターフェース部１４は、ユーザからの操作入力を受け付ける入力部１４１と、コンポーネントキャリアのパラメータの設定画面や無線信号測定部１３の測定結果などを表示する表示部１４２とを備えている。入力部１４１は、タッチパッドやキーボードやプッシュボタンなどによって構成される。表示部１４２は、液晶表示装置などによって構成される。

制御部１５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１５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１５として機能する。

制御部１５の入出力ポートには、無線ハードウェア制御部１１、コールプロセッシング部１２、無線信号測定部１３、ユーザインターフェース部１４が接続されている。

なお、本実施形態において、無線ハードウェア制御部１１、コールプロセッシング部１２、無線信号測定部１３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。

制御部１５は、表示部１４２に表示させたパラメータ設定画面に従って入力部１４１による入力操作により設定されたパラメータに基づいて、無線ハードウェア制御部１１に設定信号を送信して無線信号処理部１０が送受信する無線信号の周波数や多重化方式を制御して、無線信号測定部１３に測定を行なわせる。また、制御部１５は、設定されたパラメータをコールプロセッシング部１２に通知して、設定されたパラメータに適合したコンポーネントキャリアの通信を確立させる。

また、制御部１５は、入力部１４１に入力された指示に従って、無線ハードウェア制御部１１及びコールプロセッシング部１２に信号を送信して、試験用の呼制御などを行なわせるようになっている。

端末２は、端末試験装置１や他の装置と無線通信可能な装置であり、スマートフォンや携帯電話の様な移動する人が携帯する携帯端末や、車両等の移動体に設置された移動端末のみならず、固定端末をも含む。端末２の他の例として、電気メータ、ガスメータ等の各種のスマートメータ、道路、水道等各種のインフラに搭載されるセンサー、チップ等が挙げられるが、その種類や用途は限定されない。通常の利用において、端末２はＬＴＥによりＬＴＥ基地局等と通信するが、端末２の通信動作の試験においては、疑似通信局として動作する端末試験装置１と通信可能である。

昨今、電子機器、チップ、センサーなどあらゆるモノをインターネットなどの通信網に接続し、情報交換を促すことによりモノを相互に制御する「モノのインターネット」、いわゆるＩｏＴ実現に向けての動きが活発化している。このような動きを受け、３ＧＰＰでは、第３世代移動体通信規格（３Ｇ）を更に高速化させたいわゆるＬＴＥをベースに、ＩｏＴ向けに特化した要素技術、ネットワーク技術等の拡張を検討している。

各種のＩｏＴサービスを対象とした端末（ＵＥ）について、様々な団体で検討がされている。本実施形態における端末２は、そのような端末としての利用を意図したものである。そして、ＬＴＥにおいては、そのリリース１２の後継のリリース１３において、さらなる低価格化、カバレッジの拡張などを実現すべく、２つのＵＥカテゴリがサポートされている。一つはカテゴリＭ１、もう一つはＮＢ−ＩｏＴカテゴリである。特にＮＢ−ＩｏＴは狭帯域化により、さらなる低価格化を実現することが期待されている。

図２（ａ）は、ＮＢ−ＩｏＴにおいて、端末等が送信するアップリンク信号の送信スケジュールに対応するタイミングチャートを示す。本図が示す様に、ＮＢ−ＩｏＴの端末が送信するアップリンク信号は所定の時間間隔を持つバースト状であり、２種類のフォーマットに対応した第１の信号Ｓ１、第２の信号Ｓ２を含む。第１の信号Ｓ１、第２の信号Ｓ２の送信周期は長い時間で見れば略一定とみなすことができるが、短時間で見れば、一定ではない。これらの信号は、３ＧＰＰＴＳ３６．２１３Ｖ１３．６．０（２０１７−６）に準拠したもので、それぞれＮＰＵＳＣＨｆｏｒｍａｔ１、ＮＰＵＳＣＨｆｏｒｍａｔ２と呼ばれる。第１の信号Ｓ１は、例えば端末試験装置１からのダウンリンク信号に対するＡＣＫ信号に対応し、第２の信号Ｓ２は、例えば端末２からの実データ信号に対応する。

一般的に、周期的に発生しない信号を測定する場合は、所定の閾値以上の強度を持つ信号を検出するレベルトリガの手法により信号を捕捉し、測定する。しかしながら、２種類以上（複数種類）の信号が混在する状態で、特定のアップリンク信号を正確に測定するには、図２（ａ）の時間Ｔの様な一定時間内に送信される複数の信号を捉え、対象となる特定信号、例えば第２の信号Ｓ２を見つけ出し、測定しなければならない。図２（ｂ）は、第２の信号Ｓ２が送信されるタイミングを検出し、第２の信号Ｓ２の測定に成功している例のタイミングチャートを示している。

しかしながら、複数種類の信号が混在している状態から、測定対象となる特定の信号の選別には時間を要し、結果的に図２（ｂ）の状態になるまでの測定時間の増加を招くこととなる。図３はそのような測定時間の増加を招く要因の例を個別に示している。

例えば、レベルトリガの開始は、通常は操作者による端末試験装置などの動作開始の操作タイミングに依拠する。よって、例えば図３（ａ）に示す様に、測定開始のタイミングによっては、２種類の信号を無作為に検出してしまうことが発生し得る。また、図３（ｂ）に示す様に、アップリンク信号の強度がレベルトリガで予め設定されている所定の閾値よりも低い場合、そもそもアップリンク信号を検出することができない。また、図３（ｃ）に示す様に、レベルトリガを使用せず、周期的に測定を行う測定トリガにより、アップリンク信号を検出する手法も存在するが、測定対象となるアップリンク信号が周期的ではなく、安定的に信号を検出することが難しく、何ら信号の存在しない区間で測定トリガをかけてしまうこともあり得る。

上述のような問題を鑑み、本発明の端末試験装置１は、ＮＢ−ＩｏＴ端末（以下、「端末２」として説明）が複数種類のアップリンク信号を送信するタイミングを予め把握する。さらに端末試験装置１は、複数種類のアップリンク信号の中から特定のアップリンク信号が到来するタイミングを測定トリガとして利用し、そのタイミングに基づいて測定対象である特定アップリンク信号のみを捕捉、測定することにより、測定の高速化と誤検出の防止を実現することができる。

操作者は、端末試験に際してのダウンリンク信号と複数種類のアップリンク信号のやり取りの時系列情報を記述したスケジューリング情報を予め作成し、例えば制御部１５のメモリ等にスケジューリング情報を記憶する。端末試験装置１が自らダウンリンク信号を送信する場合、制御部１５は、送信するダウンリンク信号に対応した端末２からの特定アップリンク信号の到来するタイミングを把握することができる。よって、図４（ａ）に示す様に、制御部１５は、ダウンリンク信号に対応した特定アップリンク信号の到来タイミングに合わせて、無線信号測定部１３に対しての疑似的な測定トリガを生成し、特定アップリンク信号の測定、すなわち測定対象である第２の信号Ｓ２の測定を行うことができる。

尚、端末試験装置１が自らダウンリンク信号及び測定トリガを必ずしも生成する必要はなく、例えば他の基地局などの装置が、ダウンリンク信号を生成して端末２に送信してもよい。図４（ｂ）に示す例では、端末試験装置１Ａとは別に用意された通常のＬＴＥ通信等に用いられる基地局３がダウンリンク信号を生成して端末２に送信する。ダウンリンク信号を受信した端末２は複数種類のアップリンク信号を基地局３と端末試験装置１Ａに送信する。ここで、ダウンリンク信号を送信する基地局３は、上述したスケジューリング情報を保持しており、複数種類のダウンリンク信号の中の特定ダウンリンク信号に応じて、端末試験装置１Ａに対し、測定を行う測定トリガを送信する。この測定トリガは、ダウンリンク信号に応じて端末２から送られる特定アップリンク信号の到来のタイミングに合致したものであり、本例では測定対象である第２の信号Ｓ２の到来タイミングに合致する。よって、端末試験装置１Ａが、測定トリガに同期して特定アップリンク信号を測定することにより、対象となるアップリンク信号を誤りなく補足し、測定することができる。これにより、測定の高速化と誤検出の防止を実現できる。ここでの基地局３は、端末試験装置１Ａから見て、特定アップリンク信号を測定するトリガとなるトリガ信号を生成する外部のトリガ信号生成装置として機能するが、基地局３の種類は特に限定されず、基地局以外の装置であってもよい。

本発明によれば、特にＮＢ−ＩｏＴを利用する端末の試験にあたって、測定の対象であるアップリンク信号の到来のタイミングに合わせて、アップリンク信号を測定することが可能となるため、円滑な試験が可能となり、ユーザの利便性を向上させる。

尚、上述した試験を行うための試験プログラムも本発明に含まれる。このような試験プログラムは、端末試験装置１の制御部１５のＲＯＭやハードディスク装置や、他の記憶装置に記憶され、ＣＰＵが読み出して実行する。

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

１端末試験装置（ＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置）
２端末
１０無線信号処理部
１１無線ハードウェア制御部
１２コールプロセッシング部
１３無線信号測定部
１４ユーザインターフェース部
１５制御部
１４１入力部
１４２表示部

Claims

ＮＢ−ＩｏＴ端末との間で通信を行い、当該ＮＢ−ＩｏＴ端末の試験を行うＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置であって、
前記ＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置は、操作者が予め作成し当該ＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置に記憶した、前記ＮＢ−ＩｏＴ端末に送信するダウンリンク信号と前記ＮＢ−ＩｏＴ端末から受信する複数種類のアップリンク信号の時系列情報を記述したスケジューリング情報に基づき得られる測定トリガに合致したタイミングで、周期的な発生になっていない前記複数種類のアップリンク信号（Ｓ１、Ｓ２）の中の特定アップリンク信号を測定する、
ＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置。
請求項１に記載のＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置であって、
前記ＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置が前記ダウンリンク信号及び前記測定トリガを生成する、
ＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置。
請求項１に記載のＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置であって、
外部のトリガ信号生成装置が前記測定トリガを生成し、
前記トリガ信号生成装置から受信した前記測定トリガに基づき、前記特定アップリンク信号を測定する、
ＮＢ−ＩｏＴ端末試験装置。
ＮＢ−ＩｏＴ端末との間で通信を行い、当該ＮＢ−ＩｏＴ端末の試験を行うＮＢ−ＩｏＴ端末試験方法であって、
操作者が予め作成し記憶した、前記ＮＢ−ＩｏＴ端末に送信するダウンリンク信号と前記ＮＢ−ＩｏＴ端末から受信する複数種類のアップリンク信号の時系列情報を記述したスケジューリング情報に基づき得られる測定トリガに合致したタイミングで、周期的な発生になっていない前記複数種類のアップリンク信号（Ｓ１、Ｓ２）の中の特定アップリンク信号を測定する、
ＮＢ−ＩｏＴ端末試験方法。