JP7470686B2 - 無線端末の無線性能の試験方法及びシステム - Google Patents

Description

本出願は、深セン市ジェネラル試験システムズカンパニーリミテッドが２０１８年１１月２６日にて提供された、発明の名称が「無線端末の無線性能の試験方法及びシステム」である、中国特許出願番号が「２０１８１１４１７９２５.０」である優先権を主張する。
本出願は、無線通信技術の分野に関し、具体的には、ＭＩＭＯ無線端末の無線性能の試験方法及び試験システムに関する。

無線モバイル通信の発展に伴い、人々が無線通信速度に対する要求もますます高まっている。従来の単入力単出力ＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）システム（第２世代、第３世代モバイル通信など）と比較すると、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ、マルチ発射アンテナとマルチ受信アンテナ）は、送受信ポートに複数のアンテナを配置することによって、アンテナダイバーシティ、空間多重化、伝送ダイバーシティなどを介して同じ帯域幅でより高い通信速度とより大きなシステム容量を取得することを実現することができる。理論的には、一つのＮ×ＮのＭＩＭＯシステムのデータ伝送速度は、ＳＩＳＯシステムのＮ倍に達することができる。これに基づいて、ＭＩＭＯ技術は、第４世代モバイル通信システム（４Ｇ）及び第５世代モバイル通信システム（５Ｇ）に広く適用されている。しかしながら、ＭＩＭＯ通信システムの実際の伝送データ率は、多くの実際的な要因に依存され、空間伝搬環境に加えて、ＭＩＭＯ端末の無線性能は伝送速度に重要な影響を与える。

ＭＩＭＯ端末の無線性能は、端末自体の受信機感度、ノイズ、発射機の電力、アンテナ相関性、アンテナと受信機発射機とのマッチング、ベースバンド処理、無線伝搬環境などの、複数の要因に依存する。ＭＩＭＯ端末のＯＴＡ（ＯＴＡ、Ｏｖｅｒ Ｔｈｅ Ａｉｒ）試験案は、制御された環境で、試験ＭＩＭＯ端末無線性能を評価する方法及び試験システムを提供する。ＭＩＭＯ端末のＯＴＡ試験は、モバイルオペレーターがモバイル端末性能を検証し、端末入網許可を発行する根拠であり、端末メーカーが開発、品質管理中の技術手段でもある。ＯＴＡ試験は、現在の国際標準組織３ＧＰＰ（登録商標）（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ：第３世代パートナーシッププロジェクト）と中国標準組織ＣＣＳＡ（Ｃｈｉｎａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：中国通信標準化協会）が公認するＭＩＭＯ無線端末の真実な無線性能を評価できる試験手段である。

具体的には、ＭＩＭＯ無線端末の受信性能（すなわち、下りＭＩＭＯ性能）に対して、３ＧＰＰは、二つの標準のＯＴＡ試験案を提供し、マルチプローブ法（ＭＰＡＣ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｐｒｏｂｅ Ａｎｅｃｈｏｉｃ Ｃｈａｍｂｅｒ ｍｅｔｈｏｄ）と放射２ステージ法（ＲＴＳ：Ｒａｄｉａｔｅｄ Ｔｗｏ Ｓｔａｇｅ ｍｅｔｈｏｄ）とがある。下りＭＩＭＯ性能を評価する最も重要な指標は、スループットであり、ＭＩＭＯは、ダイバーシティ技術を使用して通信速度を向上させ、その中、電磁波空間伝搬環境（すなわちチャネルモデル）は、スループットを决定する重要な要因である。図１は、一つの無線ＭＩＭＯ端末が位置するマルチパス環境を示し、その中、基地局から端末までの直接通信経路、各建物の発射経路、及びドップラー効果などを含む。ＭＩＭＯ ＯＴＡ試験は、規定されたチャネルモデルをシミュレーションし、その後、モデルでスループットのサイズを試験する必要がある。ＭＰＡＣ方法は、試験対象物の周りを囲む複数のアンテナ（例えば１６個）とチャネルシミュレータとを用いて、ＭＩＭＯチャネルのシミュレーションを実現する直感的な方法であるが、システムのコストが非常に高く、システムキャリブレーションが複雑である。図２に示すように、放射２ステージ法の第１のステップで試験対象物の受信アンテナパターンを取得し、第２のステップで取得された受信パターンとチャネルモデルとの組み合わせによってスループット試験信号を生成し、その後、スループット試験信号を放射する方式によって対応する受信機にフィードし、スループット試験を行い、ＲＴＳ方法は、図３に示すように、ハードウェアが簡単で効率的であり、システム誤差が小さく、安定性が高い。ＲＴＳは、様々な利点のため、徐々に最も主流のＭＩＭＯ試験方法になる。

無線端末試験は、受信性能だけでなく、発射性能も同様に重要である。現在、下りＭＩＭＯ試験は、既に標準化及び産業化されている。しかしながら、ＭＩＭＯ無線端末のアップリンクＭＩＭＯ性能試験は、まだ模索している。現在のＲＴＳ方法は、以下のようなステップに分けられる。
ステップＡ、試験対象である前記ＭＩＭＯ無線端末の複数のアンテナのアンテナパターン情報を取得する。
ステップＢ、試験対象である前記ＭＩＭＯ無線端末のアンテナパターン情報と予め設定されたＭＩＭＯチャネル伝搬モデルとを併せて、試験信号を生成し、前記試験信号と校正行列とに基づいて試験用発射信号を取得する。
ステップＣ、前記試験用発射信号をマイクロ波電波暗室の複数の測定アンテナにフィードし、前記測定アンテナを介して前記無線端末に発射して前記無線端末を試験する。

現在のＲＴＳ方法は、下りＭＩＭＯ試験のみに適用され、信号フローを試験する方式は、基地局からチャネルモデルに、その後、受信機に入ることが分かる。

従来技術では、無線端末アップリンク性能（発射性能）を正確に試験することができる試験方法及び試験システムがほとんどない。

本出願は、少なくとも一つの上記の技術的問題をある程度で解決すること、又は有用なビジネスオプションを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本出願の第１の態様は、無線端末の無線性能の試験方法を提供し、前記試験対象物（無線端末）は、複数の発射アンテナを有し、且つマイクロ波電波暗室に配置され、前記方法は、前記試験対象物の複数の発射アンテナのアンテナパターン情報を取得し、当該情報をチャネルシミュレータに導入するステップと、前記マイクロ波電波暗室で前記試験対象物の発射アンテナと同じ数の試験アンテナを選択して、前記発射アンテナが前記試験アンテナに信号を発射し、前記発射アンテナから選定された前記試験アンテナまでの試験伝搬行列を形成するステップと、前記試験アンテナが前記発射アンテナによって発射された信号を受信し、当該信号を前記チャネルシミュレータに送信し、チャネルシミュレータ当該信号に前記試験伝搬行列の逆行列をロードし、処理し、フィード信号を取得し、フィード信号を擬似基地局に送信するステップと、前記擬似基地局が前記フィード信号を受信し、スループット試験を行い、前記試験対象物に対するアップリンク無線性能試験を実現するステップと、を含む。

本出願のいくつかの実施例によれば、前記試験対象物は２ｘ２ ＭＩＭＯ無線端末であって、前記試験伝搬行列は、

である特徴を有し、α_ｘｙは、試験対象物の第ｙの発射アンテナの出力ポートから第ｘの試験アンテナの入力ポートまでの振幅変化を示し、φ_xyは、試験対象物の第ｙの発射アンテナの出力ポートから第ｘの試験アンテナの入力ポートまでの位相変化を示し、Ａは、試験伝搬行列である。

前記チャネルシミュレータが受信された信号を処理してフィード信号を取得する前記動作は、チャネルシミュレータが前記試験伝搬行列の逆行列を受信された信号にロードし、演算対象信号を取得するステップと、チャネルシミュレータが前記アンテナパターン情報と予め設定されたチャネルモデルを使用して演算対象信号に対して演算を行い、フィード信号を取得するステップと、を含む。

本出願の無線端末の無線性能の試験方法によれば、伝搬チャンネル行列は、試験対象物を暗室内に配置して形成され、伝搬チャンネル行列逆行列のローディングによって伝搬チャンネル行列を除去する目的に達することができる。

本出願の第２の態様は、無線端末の無線性能試験システムを提供し、前記無線端末の無線性能試験システムは、マイクロ波電波暗室、試験アンテナ、チャネルシミュレータ、及び擬似基地局を含み、前記マイクロ波電波暗室は、前記試験アンテナと試験対象物とを配置し、前記試験アンテナは、前記試験対象物の発射アンテナによって発射された信号を受信し、当該信号を前記チャネルシミュレータに送信し、前記チャネルシミュレータは、前記試験アンテナによって送信された信号を受信し、当該信号に前記発射アンテナから前記試験アンテナまでの試験伝搬行列の逆行列をロードし、前記試験対象物の発射アンテナのアンテナパターン情報と予め設定された標準とを使用して当該信号を処理し、フィード信号を取得し、擬似基地局に送信し、前記擬似基地局は、前記フィード信号を受信し、スループット試験を行い、前記試験対象物に対するアップリンク無線性能試験を実現する。

さらに、本出願のいくつかの実施例によれば、前記チャネルシミュレータと擬似基地局は、１つの試験計器に統合されてもよいし、それぞれ複数の試験計器に構成されてもよい。

さらに、本出願のいくつかの実施例によれば、前記予め設定された標準は、予め設定されたチャネルモデルである。

本出願の第３の態様は、コンピュータプログラムを開示し、前記コンピュータプログラムは、コンピュータ上で動作しているときに、前記コンピュータに本出願の実施例のいずれかに記載の無線端末の無線性能の試験方法を実行させるために用いられる。

本出願の第４の態様は、コンピュータ命令が記憶されている非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を開示し、前記コンピュータ命令は、前記コンピュータに本出願の実施例のいずれかに記載の無線端末の無線性能の試験方法を実行させるために用いられる。

本出願は、無線端末のアップリンク無線性能試験の新しい方法及びシステムを提供し、試験の正確性、利便性を確保することができ、簡単で低コストを実現することができる。

本出願は、以下の利点を有し、
（１）本出願では、スループットの試験は暗室で行われ、エアインターフェースを介して試験用発射信号をローディングし、試験対象物を暗室から取り出してケーブルで接続する必要がない。これにより、試験プロセスが一つの継続的なプロセスになり、操作プロセスが非常に便利になり、
（２）本方法は先進性を有し、一般的なＳＩＳＯ暗室でアップリンクＭＩＭＯスループット試験を行うことを実現することができ、システム更新のコストが低くなり、新しい測定システムを構築しても、コストが比較的に低く、
（３）試験は、試験対象である無線端末のアンテナパターン情報を取得することもできるし、スループットの試験を行うこともでき、ＭＩＭＯ端末の開発プロセスの要求を満たすだけでなく、最終的なスループット試験として使用することもでき、
（４）異なるＭＩＭＯ空間伝搬モデルをシミュレーションすることができ、柔軟性が高い。

本出願の付加的な特徴及び利点は、一部が以下の説明において示され、一部が以下の説明により明らかになり、又は本出願の実践により理解される。

本出願の上記及び/又は付加的な側面及び利点は、以下、図面を参照する上での実施例についての説明において、明らかになり、理解しやすくなる。
背景技術の無線端末が位置するマルチパス環境の概略図である。 背景技術であるマルチプローブ法の無線端末試験方法の概略図である。 背景技術である放射２ステージ法の無線端末試験方法の概略図である。 本出願の実施例に係る無線端末の無線性能の試験方法のフローチャートである。 本出願の実施例に係る発射アンテナパターン情報取得方法の概略図である。 本出願の別の実施例に係る発射アンテナパターン情報取得方法の概略図である。 本出願の実施例に係る試験伝搬行列の概略図である。 本出願の別の実施例に係る無線端末の無線性能の試験方法のフローチャートである。 本出願の実施例に係る無線端末の無線性能の試験方法の概略構成図である。 本出願の別の実施例に係る無線端末の無線性能の試験方法のフローチャートである。 本出願の別の実施例に係る無線端末の無線性能の試験方法の概略構成図である。 本出願の実施例に係る無線端末の無線性能試験システムの概略図である。

以下、図面を参照して本出願の第１の態様の実施例に係る無線端末の無線性能の試験方法を説明し、試験対象物２００（無線端末）は、複数の発射アンテナ２０１を有し、試験対象物２００は、マイクロ波電波暗室３０１内に配置される。マイクロ波電波暗室３０１内にも配置されている試験アンテナ３０２の個数は、試験対象物２００の発射アンテナ２０１の個数に等しい。

図４に示すように、本出願の実施例の無線端末の無線性能の試験方法は、以下のようなステップを含む。
Ａ：ステップ１０１、前記試験対象物２００の複数の発射アンテナ２０１のアンテナパターン情報を取得し、当該情報をチャネルシミュレータ３０４に導入し、
Ｂ：ステップ１０２、前記マイクロ波電波暗室３０１で前記試験対象物２００の発射アンテナ２０１と同じ数の試験アンテナ３０２を選択して、前記試験対象物２００の発射アンテナ２０１が選定された前記試験アンテナ３０２に信号を発射し、前記試験対象物２００の発射アンテナの出力ポート２０２から選定された前記試験アンテナの入力ポート３０３までの信号試験伝搬行列を形成し、
Ｃ：ステップ１０３、選定された前記試験アンテナの入力ポート３０３が前記試験対象物２００の発射アンテナの出力ポート２０２によって発射された発射アンテナの出力ポート信号を受信し、前記試験アンテナの入力ポート信号を形成し、当該信号を前記チャネルシミュレータ３０４に送信し、チャネルシミュレータ３０４が当該信号を処理した後にフィード信号を取得し、擬似基地局３０５に送信し、
Ｄ：ステップ１０４、前記擬似基地局３０５が前記フィード信号を受信し、スループット試験を行い、前記試験対象物に対するアップリンク無線性能試験を実現する。

以下、図面を参照しながら第１の態様の実施例の無線端末の無線性能の試験方法を詳細に説明する。

ステップ１０１、試験対象物２００の複数の発射アンテナ２０１のアンテナパターン情報を取得し、当該情報をチャネルシミュレータ３０４に導入する。アンテナパターンは、アンテナの重要な性能指標の一つであり、アンテナパターン情報は、パターンと、アンテナ利得と、位相差などの情報を含む。以下、２×２のＭＩＭＯ無線端末試験対象物２００を例として、試験対象物２００の二つの発射アンテナ２０１のアンテナパターン情報を取得する方法を説明する。

具体的には、図５に示すように、マイクロ波電波暗室３０１内に配置された試験対象物２００と試験アンテナ３０２との相対位置を回動することによって、試験対象物２００の発射アンテナ２０１を試験してアンテナパターン情報を取得することができる。試験対象物２００は、二つの発射アンテナ２０１、すなわち発射アンテナ２０１１と発射アンテナ２０１２を有し、二つの発射機２０３、すなわち発射機２０３１と発射機２０３２を有するとともに、発射アンテナ２０１数と等しい試験アンテナ３０２、すなわち試験アンテナ３０２１と試験アンテナ３０２２を選定する。

まず、試験対象物２００発射機２０３、発射アンテナ２０１、及び試験アンテナ３０２をオンにし、試験対象物２００の各発射アンテナ２０１の利得を取得し、すなわち、発射アンテナ２０１１及び発射アンテナ２０１２の利得を取得する。具体的には、試験対象物２００が一つの発射機２０３だけをオンするごとに、オンした発射機２０３に対する発射アンテナ２０１のアンテナ利得は、以下の式（１）によって算出して取得することができる。つまり、発射機２０３１をオンにする場合、発射アンテナ２０１１のアンテナ利得を試験及び算出して取得することができ、発射機２０３２をオンにする場合、発射アンテナ２０１２のアンテナ利得を試験及び算出して取得することができる。

上記の式（１）では、発射機２０３の発射電力はＰ_ｏであり、マイクロ波電波暗室３０１のすべての経路損失（試験アンテナ３０２利得と、リンク損失などを含む）は、ＰＬであり、試験計器（チャネルシミュレータ３０４と擬似基地局３０５とを統合する試験計器であってもよい）の受信電力は、Ｐ_ｒである場合、発射アンテナ２０１１及び発射アンテナ２０１２のアンテナ利得Ｇをそれぞれ算出して取得する。式１のパラメータはｄＢフォーマットであるである。

次に、試験対象物２００の発射アンテナ２０１、発射機２０３、及び試験アンテナ３０２をオンにし、マイクロ波電波暗室３０１内に配置された試験対象物２００と試験アンテナ３０２を回動し、回動前後の各角度で発射アンテナ２０１の発射信号の位相差を取得する。例えば、ある角度で、発射機２０３１と試験計器（チャネルシミュレータ３０４と擬似基地局３０５とを統合する試験計器であってもよい）をオンにし、試験計器の受信電力に対応する振幅Ｐ₁を取得し、発射機２０３２と試験計器をオンにし、試験計器の受信電力に対応する振幅Ｐ₂を取得し、二つの発射機２０３１、発射機２０３２、及び試験計器を同時にオンにし、試験計器の受信電力に対応する振幅Ｐ_αを取得する場合、この角度で、発射アンテナ２０１１と発射アンテナ２０１２との間の位相差θと、Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ_αとの関係は、式（２）に示すように、試験対象物２００と試験アンテナ３０２は、試験の要求に応じて複数回回動することができる。

上記の方法で試験対象物２００の発射アンテナ２０１１及び発射アンテナ２０１２のアンテナ利得情報を取得し、及び回動前の発射アンテナ２０１１と発射アンテナ２０１２との間の位相差情報と、回動後の発射アンテナ２０１１と発射アンテナ２０１２との間の位相差情報とを取得し、上記の情報に基づいて発射アンテナ２０１のアンテナパターン情報を取得し、取得された上記のアンテナパターン情報をチャネルシミュレータ３０４に導入する。

同時に、図６に示すように、同一周波数システムの送受信に対して、試験対象物２００の発射アンテナ２０１と試験対象物２００の受信アンテナ２０４のアンテナパターン情報は同じであるため、試験試験対象物２００の受信アンテナ２０４によってアンテナパターン情報を取得することもできる。つまり、試験対象物２００の受信アンテナ２０４のパターン情報と試験対象物２００の発射アンテナ２０１のパターン情報は同じである。その中、試験対象物２００は、二つの受信アンテナ２０４、すなわち受信アンテナ２０４１と受信アンテナ２０４２を有し、二つの受信機２０５、すなわち受信機２０５１と受信機２０５２を有するとともに、受信アンテナ２０１数と等しい試験アンテナ３０２、すなわち試験アンテナ３０２１と試験アンテナ３０２２を選定する。

まず、試験対象物２００受信機２０５、受信アンテナ２０４、及び試験アンテナ３０２をオンにし、試験対象物２００の各受信アンテナ２０４の利得を取得し、すなわち受信アンテナ２０４１と受信アンテナ２０４２の利得を取得する。具体的には、試験アンテナ３０２１をオンにするなど、一つの試験アンテナ３０２のみを単独にオンにし、受信機２０５１と受信機２０５２の報告を読み出し、式（３）を適用することによって、受信アンテナ２０４１と受信アンテナ２０４２の利得をそれぞれ算出して取得する。

その中、Ｐ_Rｓｓは、受信機２０５の報告電力であり、Ｐ_uは、試験計器（チャネルシミュレータ３０４と擬似基地局３０５とを統合する試験計器であってもよい）の発射電力であり、マイクロ波電波暗室３０１のすべての経路損失（試験アンテナ３０２利得と、リンク損失などを含む等）は、ＰＬである場合、受信アンテナ２０４１と受信アンテナ２０４２のアンテナ利得Ｇとがそれぞれ算出される。取得された受信アンテナ２０４１の利得は、発射アンテナ２０１１の利得に等しく、取得された受信アンテナ２０４２の利得は、発射アンテナ２０１２の利得に等しい。式３のパラメータはｄＢフォーマットである。

次に、試験対象物２００受信機２０５、受信アンテナ２０４、及び試験アンテナ３０２をオンにし、マイクロ波電波暗室３０１内に配置された試験対象物２００と試験アンテナ３０２とを回動し、回動前後の各角度で受信アンテナ２０４の受信信号の位相差を取得する。受信アンテナ２０４１と受信アンテナ２０４２との間の位相差情報は、受信機２０５１と受信機２０５２の報告を直接に読み出すことによって取得することができる。取得された受信アンテナ２０４１と受信アンテナ２０４２との間の位相差情報は、発射アンテナ２０１１と発射アンテナ２０１２との間の位相差情報に等しい。その中、試験対象物２００と試験アンテナ３０２は、試験の要求に応じて複数回回動することができる。

上記の方法で試験対象物２００の発射アンテナ２０１１及び発射アンテナ２０１２のアンテナ利得情報を取得し、及び回動前の発射アンテナ２０１１と発射アンテナ２０１２との間の位相差情報と、回動後の発射アンテナ２０１１と発射アンテナ２０１２との間の位相差情報とを取得し、上記の情報に基づいて発射アンテナ２０１のアンテナパターン情報を取得し、取得された上記のアンテナパターン情報をチャネルシミュレータ３０４に導入する。

ステップ１０２、マイクロ波電波暗室３０１で試験対象物２００の発射アンテナ２０１と同じ数の試験アンテナ３０２を選択して、試験対象物２００の発射アンテナ２０１が選定された試験アンテナ３０２に信号を発射し、試験対象物２００の発射アンテナの出力ポート２０２から選定された試験アンテナの入力ポート３０３までの信号試験伝搬行列を形成する。

具体的には、図７に示すように、２×２のＭＩＭＯ無線端末を試験対象物２００の例として、試験対象物２００は、二つの発射アンテナ２０１１と発射アンテナ２０１２を有するとともに、発射アンテナ２０１と同じ数の試験アンテナ３０２、すなわち試験アンテナ３０２１と試験アンテナ３０２２を選定する。発射アンテナ２０１が選定された試験アンテナ３０２に信号を発射する場合、発射アンテナ２０１によって発射された信号は、任意の選定された試験アンテナ３０２によって受信されることができる。つまり、発射アンテナの出力ポート２０２１によって発射された信号は、試験アンテナの入力ポート３０３１と試験アンテナの入力ポート３０３２によって受信されることができ、発射アンテナ出力ポート２０２２によって発射された信号は、試験アンテナの入力ポート３０３１と試験アンテナの入力ポート３０３２によって受信されることができる。したがって、図７の点線部分に示すように、信号伝搬中に、一つの信号伝搬の試験伝搬行列が形成される。

本出願は、信号伝搬規則をまとめて、信号伝搬の試験伝搬行列を以下のような式（４）で示し、

ただし、α_ｘｙは、試験対象物の第ｙの発射アンテナの出力ポート２０１から第ｘの試験アンテナの入力ポート３０３までの振幅変化を示し、φ_xyは、試験対象物の第ｙの発射アンテナの出力ポート２０１から第ｘの試験アンテナの入力ポート３０３までの位相変化を示し、Ａは試験伝搬行列である。

さらに、ステップ１０３、選定された試験アンテナの入力ポート３０３が試験対象物２００の発射アンテナの出力ポート２０２によって発射された発射アンテナの出力ポート信号を受信し、試験アンテナの入力ポート信号を形成し、当該信号をチャネルシミュレータ３０４に送信し、チャネルシミュレータ３０４が当該信号を処理した後にフィード信号を取得し、フィード信号を擬似基地局３０５に送信する。

具体的には、図８～９に示すように、２×２のＭＩＭＯ無線端末を試験対象物２００の例として、試験対象物２００は、二つの発射アンテナ２０１１と発射アンテナ２０１２を有し、発射アンテナ２０１１は、発射アンテナの出力ポート２０２１を有し、発射アンテナ２０１２は、発射アンテナの出力ポート２０２２を有する。同時に、発射アンテナ２０１と同じ数の試験アンテナ３０２、すなわち試験アンテナ３０２１と試験アンテナ３０２２を選定する、試験アンテナ３０２１は、試験アンテナの入力ポート３０３１を有し、試験アンテナ３０２２は、試験アンテナの入力ポート３０３２を有する。

図９に示すように、試験アンテナの入力ポート３０３１は、試験対象物２００の発射アンテナの出力ポート２０２１と発射アンテナの出力ポート２０２２によって発射された発射アンテナの出力ポート信号ｘ₁及びｘ₂を受信し、試験アンテナの入力ポート信号Ｂｘ₁を形成するとともに、試験アンテナの入力ポート３０３２は、試験対象物２００の発射アンテナの出力ポート２０２１と発射アンテナの出力ポート２０２２によって発射された発射アンテナの出力ポート信号ｘ₁及びｘ₂を受信し、試験アンテナの入力ポート信号Ｂｘ₂を形成し、上記の信号の形成は、信号が伝搬中に試験伝搬行列Ａを生成するため、試験伝搬行列Ａの影響で、発射アンテナの出力ポート信号（ｘ₁、ｘ₂）及び試験アンテナの入力ポート信号（Ｂｘ₁、Ｂｘ₂）は、以下のような関係を満たし、式（５）で示し、

図８に示すように、上記の式（５）を満たす場合、試験アンテナの入力ポート３０３は、試験アンテナの入力ポート信号（Ｂｘ₁、Ｂｘ₂）をチャネルシミュレータ３０４に送信し、チャネルシミュレータ３０４は、受信された試験アンテナの入力ポート信号（Ｂｘ₁、Ｂｘ₂）に対して後続処理を行い、処理は、以下のようなステップを含む。
Ｃ１０１：ステップ１０３１、チャネルシミュレータ３０４が受信された試験アンテナの入力ポート信号（Ｂｘ₁、Ｂｘ₂）に対して試験伝搬行列逆行列Ｂ処理をローディングし、演算対象信号（ｓ₁、ｓ₂）を取得し、その式は、

であり、試験伝搬行列は避けられないため、試験伝搬行列逆行列のローディングによって試験伝搬行列を除去する目的に達することができる。

Ｃ１０２：ステップ１０３２、チャネルシミュレータ３０４が導入された試験対象物２００の発射アンテナ２０１のアンテナパターン情報と予め設定された標準とを併せて演算対象信号（ｓ₁、ｓ₂）に対してチャネルモデルによる演算をローディングし、フィード信号（ｙ₁、ｙ₂）を取得する。

具体的には、チャネルモデルによる演算をローディングする時に、演算に必要な試験対象物２００の発射アンテナ２０１のアンテナパターン情報は、ステップ１０１によって取得され、既にチャネルシミュレータ３０４に導入される。予め設定された標準は、チャネルモデルと基地局受信パターン情報などを含み、従来技術の標準は既知のデータである。チャネルシミュレータ３０４が導入された試験対象物２００の発射アンテナ２０１のアンテナパターン情報と予め設定された標準とを併せて演算対象信号（ｓ₁、ｓ₂）に対してチャネルモデルによる演算をローディングし、関連チャネルモデル演算式は、式（７）～（９）を含み、式（７）～（９）は、従来の標準演算式に属し、

上記の式は、Ｓ×ＵのＭＩＭＯ無線端末試験対象物２００のＳ個の発射アンテナの出力ポート２０２によって発射された信号（ｘ₁、ｘ₂、…ｘ_s）から擬似基地局３０５のＵ個のポートまでの信号（ｙ₁、ｙ₂、…ｙ_u）を示す。

その中、Ｈ（ｔ）は、Ｕ×Ｓチャネルモデルであり、ｕ行ｓ列の要素ｈ_u,s（ｔ）は、

で示すことができ、ｈ_n,u,s（ｔ）は、ｈ_u,s（ｔ）内のｎ番目の要素であり、チャネルモデルの一つの伝搬経路を代表する。

チャネルシミュレータ３０４が導入された試験対象物２００の発射アンテナ２０１のアンテナパターン情報と予め設定された標準とを併せて演算対象信号（ｓ₁、ｓ₂）に対して上記のチャネルモデルによる演算をローディングすることは、フィード信号（ｙ₁、ｙ₂）を取得することができ、関連式は、

であり、
Ｃ１０３：ステップ１０３３、フィード信号（ｙ₁、ｙ₂）を擬似基地局３０５に送信する。

他のいくつかの実施例によれば、図１０～１１に示すように、２×２のＭＩＭＯ無線端末を試験対象物２００の例として、試験対象物２００は、二つの発射アンテナ２０１１と発射アンテナ２０１２を有し、発射アンテナ２０１１は、発射アンテナの出力ポート２０２１を有し、発射アンテナ２０１２は、発射アンテナの出力ポート２０２２を有する。同時に、発射アンテナ２０１と同じ数の試験アンテナ３０２、すなわち試験アンテナ３０２１と試験アンテナ３０２２を選定し、試験アンテナ３０２１は、試験アンテナの入力ポート３０３１を有し、試験アンテナ３０２２は、試験アンテナの入力ポート３０３２を有する。

図１１に示すように、元の試験が必要な発射アンテナの出力ポート信号は（ｘ₁、ｘ₂）であるが、信号が発生する前に、試験対象物２００が、まず、元の試験が必要な発射アンテナの出力ポート信号（ｘ₁、ｘ₂）に対して試験伝搬行列逆行列Ｃのローディング処理した後、実際の発射アンテナの出力ポート信号は（Ｔｘ₁、Ｔｘ₂）であり、発射アンテナ２０１は、上記の実際の発射アンテナの出力ポート信号（Ｔｘ₁、Ｔｘ₂）を試験アンテナ３０２に送信した後、試験アンテナの入力ポート３０３１は、試験対象物２００の発射アンテナの出力ポート２０２１と発射アンテナの出力ポート２０２２によって発射された発射アンテナの出力ポート信号Ｔｘ₁及びＴｘ₂を受信し、再度に試験伝搬行列Ａによって試験アンテナの入力ポート信号Ｓ_１を形成するとともに、試験アンテナの入力ポート３０３２は、試験対象物２００の発射アンテナの出力ポート２０２１と発射アンテナの出力ポート２０２２によって発射された発射アンテナの出力ポート信号Ｔｘ₁及びＴｘ₂を受信し、再度に試験伝搬行列Ａによって試験アンテナの入力ポート信号Ｓ_２を形成する。また、元の試験が必要な発射アンテナの出力ポート信号（ｘ₁、ｘ₂）、実際の発射アンテナの出力ポート信号（Ｔｘ₁、Ｔｘ₂）、及び試験アンテナの入力ポート信号（Ｂｘ₁、Ｂｘ₂）は、以下のような関係を満たす。式（５）により、

を示し、試験伝搬行列は避けられないため、信号を発射する前に試験伝搬行列逆行列をローディングして信号を発射する方式によって、試験伝搬行列を除去する目的に達することもできる。

なお、試験伝搬行列逆行列Ｃと前述試験伝搬行列逆行列Ｂは、同じ試験伝搬行列逆行列であってもよいし、異なる試験伝搬行列逆行列であってもよく、例えば、両者は、それぞれ左逆及び右逆の試験伝搬行列逆行列である。

図１０に示すように、上記の式（１３）～（１５）を満たす場合に、試験アンテナの入力ポート３０３は、試験アンテナの入力ポート信号（ｓ₁、ｓ₂）をチャネルシミュレータ３０４に送信し、チャネルシミュレータ３０４は、受信された試験アンテナの入力ポート信号（ｓ₁、ｓ₂）に対して後続処理を行い、処理は、以下のようなステップを含む。
Ｃ２０１：ステップ１０３４、チャネルシミュレータ３０４が導入された試験対象物２００の発射アンテナ２０１のアンテナパターン情報と予め設定された標準とを併せて受信された試験アンテナの入力ポート信号（ｓ₁、ｓ₂）に対してチャネルモデルによる演算をローディングし、フィード信号（ｙ₁、ｙ₂）を取得する。

具体的には、チャネルモデルによる演算をローディングする時に、演算に必要な試験対象物２００の発射アンテナ２０１のアンテナパターン情報は、ステップ１０１によって取得され、既にチャネルシミュレータ２０４に導入される。予め設定された標準は、チャネルモデルと基地局受信パターン情報などを含み、従来技術の標準は既知のデータである。チャネルシミュレータ３０４が導入された試験対象物２００の発射アンテナ２０１のアンテナパターン情報と予め設定された標準とを併せて演算対象信号に対して（ｓ₁、ｓ₂）チャネルモデルによる演算をローディングし、関連するチャネルモデル演算式は、式（７）～（９）を含み、関連式はここで省略する。最後に、フィード信号（ｙ₁、ｙ₂）を取得することができ、関連式は、

Ｃ２０２：ステップ１０３５、フィード信号（ｙ₁、ｙ₂）を擬似基地局３０５に送信する。

図８、９、及び図１０、１１を比較すると、二つの方法は、以下のようにまとまることができ、前者は、試験アンテナの入力ポート３０３が発射アンテナの出力ポート信号（ｘ₁、ｘ₂）を受信し、試験アンテナの入力ポート信号（Ｂｘ₁、Ｂｘ₂）を形成し、チャネルシミュレータ３０４が試験アンテナの入力ポート信号（Ｂｘ₁、Ｂｘ₂）に対して試験伝搬行列逆行列のローディング処理を行い、演算対象信号（ｓ₁、ｓ₂）を取得し、当該信号に対してチャネルモデルによる演算をローディングし、フィード信号（ｙ₁、ｙ₂）を取得し、後者は、試験対象物２００が元の試験が必要な発射アンテナの出力ポート信号（ｘ₁、ｘ₂）に対して先に試験伝搬行列逆行列のローディング処理を行い、実際の発射アンテナの出力ポート信号（Ｔｘ₁、Ｔｘ₂）を取得し、試験アンテナの入力ポート３０３が発射アンテナの出力ポート信号（Ｔｘ₁、Ｔｘ₂）を受信し、試験アンテナの入力ポート信号（ｓ₁、ｓ₂）を形成し、チャネルシミュレータ３０４が試験アンテナの入力ポート信号（ｓ₁、ｓ₂）に対してチャネルモデルによる演算をローディングし、フィード信号（ｙ₁、ｙ₂）を取得する。両者の相違については、試験伝搬行列逆行列のローディング処理のステップが、一方で試験対象物が信号を発射した後であり、他方で試験対象物が信号を発射する前であるが、最終的に取得されたフィード信号（ｙ₁、ｙ₂）は一致する。

さらに、図９、１１に示すように、ステップ１０４において、擬似基地局３０５がフィード信号（ｙ₁、ｙ₂）を受信し、スループット試験を行い、前記試験対象物２００のアップリンク無線性能試験を実現する。

本出願の実施例の無線端末の無線性能の試験方法によれば、擬似基地局３０５によって受信されたフィード信号（ｙ₁、ｙ₂）がＭＩＭＯ ＯＴＡ試験に対するチャネルモデルの規定を完全に満足する。当該方法は、ＭＩＭＯ無線機器のアップリンク無線性能試験を実現する。本方法は先進性を有し、一般的なＳＩＳＯ暗室でアップリンクＭＩＭＯスループット試験を行うことを実現することができる。

本出願は、無線端末のアップリンク無線性能試験の新しい方法を提供し、試験の正確性、利便性を確保することができ、簡単で低コストを実現することができる。

本出願は、以下の利点を有し、
（１）本出願では、スループットの試験は暗室で行われ、エアインターフェースを介して試験用発射信号をローディングし、試験対象物を暗室から取り出してケーブルで接続する必要がない。これにより、試験プロセスが一つの継続的なプロセスになり、操作プロセスが非常に便利になり、
（２）本方法は先進性を有し、一般的なＳＩＳＯ暗室でアップリンクＭＩＭＯスループット試験を行うことを実現することができ、システム更新アップグレード改造のコストが低くなり、
（３）試験は、試験対象である無線端末のアンテナパターン情報を取得することもできるし、スループットの試験を行うこともでき、ＭＩＭＯ端末の開発プロセスの要求を満たすだけでなく、最終的なスループット試験として使用することもでき、
（４）異なるＭＩＭＯ空間伝搬モデルをシミュレーションすることができ、柔軟性が高い。

以下、図面を参照して本出願の第２の態様の実施例に係る無線端末の無線性能試験システムを説明する。

図１２に示すように、無線端末の無線性能試験システムは、マイクロ波電波暗室３０１、試験アンテナ３０２、チャネルシミュレータ３０４、及び擬似基地局３０５を含む。
マイクロ波電波暗室３０１は、試験アンテナ３０２と試験対象物２００を配置し、試験アンテナ３０２は、試験アンテナの入力ポート３０３を有し、当該ポートを利用して前記試験対象物２００の発射アンテナ２０１の発射アンテナの出力ポート２０２によって発射された発射アンテナの出力ポート信号を受信し、チャネルシミュレータ３０４は、選定された前記試験アンテナ３０２の試験アンテナの入力ポート３０３によって発射された試験アンテナの入力ポート信号を受信し、試験対象物２００の発射アンテナ２０１のアンテナパターン情報と予め設定された標準とを併せて当該信号を処理し、フィード信号を取得し、擬似基地局３０５に送信し、擬似基地局３０５は、フィード信号を受信し、スループット試験を行い、前記試験対象物２００のアップリンク無線性能試験を実現する。

なお、チャネルシミュレータ３０４と擬似基地局３０５とは、１つの試験計器に統合されてもよいし、それぞれ複数の試験計器に構成されてもよい。図１２に示すように、チャネルシミュレータ３０４と擬似基地局３０５は、それぞれ複数の試験計器に構成され、図５、６に示すように、チャネルシミュレータ３０４と擬似基地局３０５は、１つの試験計器に統合される。

本出願は、無線端末のアップリンク無線性能試験の新しいシステムを提供し、試験の正確性、利便性を確保することができ、簡単で低コストを実現することができる。

本出願は、以下の利点を有し、
（１）本出願では、スループットの試験は暗室で行われ、エアインターフェースを介して試験用発射信号をローディングし、試験対象物を暗室から取り出してケーブルで接続する必要がない。これにより、試験プロセスが一つの継続的なプロセスになり、操作プロセスが非常に便利になり、
（２）本方法は先進性を有し、一般的なＳＩＳＯ暗室でアップリンクＭＩＭＯスループット試験を行うことを実現することができ、システムアップグレード改造のコストが低くなり、すなわち新しい測定システムを構築しても、コストが比較的に低く、
（３）試験は、試験対象である無線端末のアンテナパターン情報を取得することもできるし、スループットの試験を行うこともでき、ＭＩＭＯ端末の開発プロセスの要求を満たすだけでなく、最終的なスループット試験として使用することもでき、
（４）異なるＭＩＭＯ空間伝搬モデルをシミュレーションすることができ、柔軟性が高い。

Claims (7)

1. 無線端末の無線性能の試験方法であって、
   試験対象物は前記無線端末であり、前記試験対象物は、複数の発射アンテナを有し、且つマイクロ波電波暗室内に配置され、前記方法は、
   前記試験対象物の複数の発射アンテナのアンテナパターン情報を取得し、当該情報をチャネルシミュレータに導入するステップと、
   前記マイクロ波電波暗室で前記試験対象物の発射アンテナと同じ数の試験アンテナを選択して、前記発射アンテナが前記試験アンテナに信号を発射し、前記発射アンテナから選定された前記試験アンテナまでの試験伝搬行列を形成するステップと、
   前記試験対象物が当該信号に前記試験伝搬行列の右逆行列をロードした後に前記試験アンテナに送信し、前記試験アンテナが当該信号を受信し、当該信号を前記チャネルシミュレータに送信し、前記チャネルシミュレータが当該信号に前記アンテナパターン情報と予め設定されたチャネルモデルを使用して演算を行い、フィード信号を取得し、フィード信号を擬似基地局に送信するステップと、
   前記擬似基地局が前記フィード信号を受信し、スループット試験を行い、前記試験対象物に対するアップリンク無線性能試験を実現するステップと、を含む、
   ことを特徴とする無線端末の無線性能の試験方法。
2. 前記試験対象物は２ｘ２ ＭＩＭＯ無線端末であって、前記試験伝搬行列は、
   

   

   である特徴を有し、
   α_xyは、試験対象物の第ｙの発射アンテナの出力ポートから第ｘの試験アンテナの入力ポートまでの振幅変化を示し、φ_xyは、試験対象物の第ｙの発射アンテナの出力ポートから第ｘの試験アンテナの入力ポートまでの位相変化を示し、Ａは、試験伝搬行列である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末の無線性能の試験方法。
3. 無線端末の無線性能試験システムであって、
   前記無線端末の無線性能試験システムは、マイクロ波電波暗室、試験アンテナ、チャネルシミュレータ、及び擬似基地局を含み、
   前記マイクロ波電波暗室は、前記試験アンテナと試験対象物を配置し、前記試験対象物は前記無線端末であり、
   前記試験対象物が信号に試験伝搬行列の右逆行列をロードした後に前記試験アンテナに送信し、
   前記試験アンテナは、前記試験対象物の発射アンテナによって発射された信号を受信し、当該信号を前記チャネルシミュレータに送信し、
   前記チャネルシミュレータは、前記試験アンテナによって送信された信号を受信し、前記試験対象物の発射アンテナのアンテナパターン情報と予め設定されたチャネルモデルとを使用して演算を行い、フィード信号を取得し、擬似基地局に送信し、
   前記擬似基地局は、前記フィード信号を受信し、スループット試験を行い、前記試験対象物に対するアップリンク無線性能試験を実現する、
   ことを特徴とする無線端末の無線性能試験システム。
4. 前記チャネルシミュレータと擬似基地局は、１つの試験計器に統合されてもよいし、それぞれ複数の試験計器に構成されてもよい、
   ことを特徴とする請求項３に記載の無線端末の無線性能試験システム。
5. 前記予め設定された標準は、予め設定されたチャネルモデルである、
   ことを特徴とする請求項３に記載の無線端末の無線性能試験システム。
6. コンピュータ上で動作する際に、請求項１または２に記載の無線端末の無線性能の試験方法を前記コンピュータに実行させる、
   コンピュータプログラム。
7. コンピュータプログラムが記憶されるように構成されるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
   前記コンピュータプログラムは、コンピュータ上で動作する際に、請求項１または２に記載の無線端末の無線性能の試験方法を前記コンピュータに実行させる、
   コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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