JPWO2004066547A1 - 回線品質の報告値の精度試験装置及びその方法 - Google Patents

回線品質の報告値の精度試験装置及びその方法 Download PDF

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Abstract

通信装置から報告される回線品質の精度を正確に測定する回線品質報告の精度測定装置および精度測定方法。方式制御部（１４０）は、ＣＱＩに対応する符号化率および変調方式を記憶しており、ＣＱＩ統計処理部（２３０）から通知される固定ＣＱＩに応じた送信方式を指定する。ＣＱＩ復号部（２２０）は、受信信号に含まれる報告ＣＱＩを復号する。ＣＱＩ統計処理部（２３０）は、精度測定試験に先立って送信されたテストデータに対応する報告ＣＱＩを統計処理し、最も頻繁に報告されたＣＱＩを固定ＣＱＩとして方式制御部（１４０）へ通知する。ＰＥＲ算出部（２６０）は、固定ＣＱＩに応じて送信されたテストデータに対応する報告ＣＱＩとＡｃｋ／Ｎａｃｋとから、通信装置におけるＰＥＲを算出する。判定部（２７０）は、報告ＣＱＩの値ごとのＰＥＲに対して閾値判定を行い、報告ＣＱＩの精度の判定結果を出力する。

Description

本発明は、回線品質報告の精度測定装置および精度測定方法に関する。
近年、無線通信分野においては、例えばＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）などの高速パケット通信が注目されている。ＨＳＤＰＡでは、下り回線の伝搬環境に応じて最適な伝送レートでパケットを送信するために、基地局装置からのパケット送信に適応変調方式が使用される。
適応変調方式が採用される無線通信システムにおいては、移動局装置は、受信パケットの受信品質から伝搬環境の指標となるＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を求め、このＣＱＩをパケットの送信元である基地局装置へ報告する。そして、基地局装置は、報告されたＣＱＩ（以下、「報告ＣＱＩ」という）に応じて最適な伝送レートでパケットを送信するために、その伝送レートを達成する送信方式を選択する。伝送レートを達成する送信方式は、例えば、符号化率、多重するコード数、および変調方式などから決定される。これにより、移動局装置においては過不足がない所望のＰＥＲ（Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ：パケット誤り率）を達成することができる。
このように、基地局装置は、報告ＣＱＩに応じて最適な伝送レートを選択するため、適応変調方式を採用するにあたって、報告ＣＱＩが正確なものであることは、重要な前提となっている。このため、従来、報告ＣＱＩの精度を試験する方法が提案されている。
例えば、３ＧＰＰ，Ｒ４−０２１５３３″ＶＲＣ Ｔｅｓｔ Ａｐｐｒｏａｃｈ″，ＴＳＧ−ＲＡＮ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ ４（Ｒａｄｉｏ）ｍｅｅｔｉｎｇ ＃２５ Ｓｅｃａｕｃｕｓ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ，ＵＳＡ，１１ｔｈ−１５ｔｈ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２００２には、固定されたＣＱＩに対応する変調方式、符号化率、およびトランスポートブロックサイズでパケットを一定期間送信し続け、その場合のＰＥＲおよびスループットを測定する方法が記載されている。
具体的には、試験対象となる移動局装置などの通信装置に対して、当該通信装置からの報告ＣＱＩに関わらず、固定されたＣＱＩに対応する伝送レート（すなわち、変調方式、符号化率、およびトランスポートブロックサイズ）でパケットが一定期間送信される。通信装置は、この期間内にも報告ＣＱＩを報告するとともに、送信されたパケットが正しく受信されたか否かを示すＡｃｋ／Ｎａｃｋを報告する。そして、同一のパケットに対する報告ＣＱＩおよびＡｃｋ／Ｎａｃｋが用いられることにより、報告ＣＱＩの値ごとのＰＥＲが算出され、例えば図１に示すような結果が得られる。
図１において、例えばＣＱＩを１０に固定した場合（図中、中央のグラフ）、本来ならば１０であるはずの報告ＣＱＩが１０未満であれば、伝搬環境が劣悪である、換言すれば、ＣＱＩが１０に対応する伝送レートでパケットを送信しても通信装置は正しく受信できないことを示している。したがって、報告ＣＱＩが１０未満の場合は、ＰＥＲが高くなっている。
一方、報告ＣＱＩが１０以上であれば、伝搬環境が良好である、換言すれば、ＣＱＩが１０に対応する伝送レートでパケットを送信すれば通信装置は正しく受信できることを示している。したがって、報告ＣＱＩが１０以上の場合は、ＰＥＲが低くなっている。
このような試験結果を用いることにより、報告ＣＱＩの値ごとに、対応するＰＥＲの上限、およびスループットの下限などの基準を決定し、各報告ＣＱＩについて、基準が満たされているか否かを判定することができる。
しかしながら、上述したように固定されたＣＱＩに対応する伝送レートで一定期間パケットを送信し続けて報告ＣＱＩの精度を測定する方法においては、ＣＱＩがすべての通信装置にとって最適な値に固定されないという問題がある。すなわち、例えば等化器や干渉キャンセラなどのアドバンスレシーバを搭載している通信装置は、これらのアドバンスレシーバを搭載していない通信装置よりも受信性能が高いため、伝搬環境が実際よりも良好であると判定され、報告ＣＱＩとして固定されたＣＱＩよりも高いＣＱＩが頻繁に報告され、結果として、報告ＣＱＩの精度を測定する試験が成立しなくなるという問題がある。
また、通信装置が、実際よりも低いＣＱＩを報告ＣＱＩとして報告する傾向がある場合は、各報告ＣＱＩの値に対するＰＥＲが全体的に低くなる。このため、各報告ＣＱＩの値に対するＰＥＲが、それぞれ対応して決定されたＰＥＲの上限を容易に下回ってしまい、結果として、誤って試験に合格してしまうという問題がある。そして、このような報告ＣＱＩを低めにする通信装置が無線通信システム内に存在する場合、全体的に低い伝送レートのパケットが送信されることになり、システム全体のスループットが低下する。
本発明の目的は、通信装置から報告される回線品質の精度を正確に測定することである。
本発明の主題は、伝搬環境の指標となるＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）の精度測定試験に先立って、あらかじめ一定期間テストデータを送信し、その期間内に試験対象となる通信装置から報告されるＣＱＩ（報告ＣＱＩ）のうち頻繁に報告されたＣＱＩを固定のＣＱＩ（固定ＣＱＩ）とし、固定ＣＱＩに対応する伝送レートで一定期間精度測定用データを送信することにより、報告ＣＱＩの精度測定試験を行うことである。
本発明の一形態によれば、精度測定装置は、通信装置が生成する回線品質の報告値の精度を測定する精度測定装置であって、所定の信号を前記通信装置へ一定期間送信する送信手段と、送信された所定の信号に対して前記通信装置が生成する報告値のうち１つの報告値に対応する回線品質を固定回線品質として決定する決定手段と、決定された固定回線品質に応じた伝送レートで伝送される精度測定用信号の誤り率をこの精度測定用信号に対して前記通信装置が生成する報告値に対応づけて算出する算出手段と、算出された誤り率を用いて前記精度測定用信号に対して前記通信装置が生成する報告値の精度を判定する判定手段と、を有する構成を採る。
本発明の他の形態によれば、精度測定方法は、通信装置が生成する回線品質の報告値の精度を測定する精度測定方法であって、所定の信号を前記通信装置へ一定期間送信するステップと、送信した所定の信号に対して前記通信装置が生成する報告値のうち１つの報告値に対応する回線品質を固定回線品質として決定するステップと、決定した固定回線品質に応じた伝送レートで精度測定用信号を前記通信装置へ送信するステップと、送信した前記精度測定用信号に対する誤り率をこの精度測定用信号に対して前記通信装置が生成する報告値に対応づけて算出するステップと、算出した誤り率を用いて前記精度測定用信号に対して前記通信装置が生成する報告値の精度を判定するステップと、を有する。
図１は、従来の報告ＣＱＩの精度測定試験結果の一例を示す図、
図２は、本発明の一実施の形態に係る精度測定装置の構成を示すブロック図、
図３は、一実施の形態に係る通信装置の構成を示すブロック図、および、
図４は、一実施の形態に係る精度測定装置の動作を示すフロー図である。
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施の形態に係る精度測定装置の構成を示すブロック図である。同図に示す精度測定装置は、テストデータおよび精度測定用データを送信する送信部１００と、送信信号が正しく受信されたか否かを示すＡｃｋ／Ｎａｃｋおよび報告ＣＱＩを試験対象の通信装置から受信する受信部２００と、送信部１００と受信部２００とでアンテナを共用するためのアンテナ共用部３００とから主に構成されている。
送信部１００は、符号化部１１０、変調部１２０、無線送信部１３０、および方式制御部１４０を有している。一方、受信部２００は、無線受信部２１０、ＣＱＩ復号部２２０、ＣＱＩ統計処理部２３０、Ａｃｋ復号部２４０、Ａｃｋ処理部２５０、ＰＥＲ（Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）算出部２６０、および判定部２７０を有している。
符号化部１１０は、方式制御部１４０によって指定される符号化率でテストデータおよび精度測定用データを符号化する。
変調部１２０は、方式制御部１４０によって指定される変調方式でテストデータおよび精度測定用データを変調する。
無線送信部１３０は、符号化・変調後のテストデータおよび精度測定用データに対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナ共用部３００およびアンテナを介して送信する。
方式制御部１４０は、ＣＱＩの値に対応する符号化率および変調方式を記憶しており、ＣＱＩ統計処理部２３０から通知される固定ＣＱＩに応じた符号化率および変調方式をそれぞれ符号化部１１０および変調部１２０に指定する。また、方式制御部１４０は、報告ＣＱＩの精度測定試験に先立って、所定の符号化率および変調方式をそれぞれ符号化部１１０および変調部１２０に指定する。
無線受信部２１０は、アンテナおよびアンテナ共用部３００を介して受信された信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す。
ＣＱＩ復号部２２０は、受信信号に含まれる報告ＣＱＩを復号し、復号結果をＣＱＩ統計処理部２３０およびＰＥＲ算出部２６０へ出力する。
ＣＱＩ統計処理部２３０は、報告ＣＱＩの精度測定試験に先立って送信されたテストデータに対応する報告ＣＱＩを統計処理し、最も頻繁に報告されたＣＱＩを固定ＣＱＩとして方式制御部１４０へ通知する。
Ａｃｋ復号部２４０は、受信信号に含まれるＡｃｋ／Ｎａｃｋを復号し、復号結果をＡｃｋ処理部２５０へ出力する。
Ａｃｋ処理部２５０は、Ａｃｋ／Ｎａｃｋの復号結果に応じて、報告ＣＱＩの精度測定試験中に送信された精度測定用データが通信装置によって正しく受信されたか否かを判定し、判定結果をＰＥＲ算出部２６０へ通知する。
ＰＥＲ算出部２６０は、報告ＣＱＩの精度測定試験中に送信された精度測定用データに対応する報告ＣＱＩとＡｃｋ／Ｎａｃｋとから、通信装置におけるＰＥＲを報告ＣＱＩの値ごとに算出する。
判定部２７０は、ＰＥＲ算出部２６０によって算出された報告ＣＱＩの値ごとのＰＥＲに対して閾値判定を行い、報告ＣＱＩの精度の判定結果を出力する。
図３は、一実施の形態に係る精度測定装置が試験対象とする通信装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示す通信装置は、受信信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す無線受信部４００と、受信信号から回線品質を測定する回線品質測定部４１０と、測定された回線品質を報告するための報告ＣＱＩを生成するＣＱＩ生成部４２０と、送信データと報告ＣＱＩとを多重する多重部４３０と、多重されたデータを変調する変調部４４０と、変調後のデータに対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施す無線送信部４５０と、無線受信部４００および無線送信部４５０でアンテナを共用するためのアンテナ共用部４６０とから主に構成されている。
次いで、上記のように構成された精度測定装置の動作について、図４に示すフロー図を参照しながら説明する。
まず、報告ＣＱＩの精度測定試験に先立って、テストデータが符号化部１１０によって符号化され、変調部１２０によって変調され、無線送信部１３０によって所定の無線送信処理が行われた後、アンテナ共用部３００およびアンテナを介して一定期間送信される。このとき、方式制御部１４０は、所定の符号化率および変調方式をそれぞれ符号化部１１０および変調部１２０に指定しており、符号化部１１０および変調部１２０は、指定された符号化率および変調方式でそれぞれ符号化・変調を行う。また、このとき、伝搬環境が随時変化する所定のチャネルモデルを用いることにより、図３に示す通信装置から様々な報告ＣＱＩが報告されるようにする。
送信されたテストデータは、図３に示す通信装置のアンテナおよびアンテナ共用部４６０を介して無線受信部４００によって受信され、回線品質測定部４１０によって回線品質が測定され、ＣＱＩ生成部４２０によって報告ＣＱＩが求められる。そして、多重部４３０によって送信データと報告ＣＱＩとが多重され、変調部４４０によって変調され、無線送信部４５０からアンテナ共用部４６０およびアンテナを介して、図２に示す精度測定装置へ報告される。この報告ＣＱＩの送信は、所定の周期で行われ、図２に示す精度測定装置が報告ＣＱＩの精度測定試験に先立ってテストデータを送信している期間に、複数の報告ＣＱＩが送信されるものとする。また、上述したように、テストデータの送信は、伝搬環境が随時変化する所定のチャネルモデルを用いて行われているため、様々な値の報告ＣＱＩが万遍なく送信されることになる。
図３に示す通信装置から送信された報告ＣＱＩは、アンテナおよびアンテナ共用部３００を介して無線受信部２１０によって受信され、所定の無線受信処理が行われる。
そして、ＣＱＩ復号部２２０によって、報告ＣＱＩが復号され、ＣＱＩ統計処理部２３０へ出力される。出力された報告ＣＱＩは、ＣＱＩ統計処理部２３０によって蓄積され、精度測定試験に先立つテストデータの送信期間終了後、報告ＣＱＩの統計処理が行われる（ＳＴ１０００）。この統計処理の結果、図３に示す通信装置から最も頻繁に報告された報告ＣＱＩが固定ＣＱＩとして方式制御部１４０へ通知される。
このようにして固定ＣＱＩが決定された後、報告ＣＱＩの精度測定試験が開始される。
具体的には、固定ＣＱＩが方式制御部１４０へ通知されると、方式制御部１４０によって、記憶されているＣＱＩ値と伝送レート（符号化率および変調方式）の対応関係から、固定ＣＱＩに対応する伝送レートが選択される（ＳＴ１１００）。選択された伝送レートは、それぞれ符号化部１１０および変調部１２０に指定され、符号化部１１０および変調部１２０によって、精度測定用データが符号化・変調される。その後、精度測定用データは、無線送信部１３０、アンテナ共用部３００、およびアンテナを介して送信される。なお、このとき、チャネルモデルとしては、上述した精度測定試験開始前に用いられた所定のチャネルモデルと同一のものが用いられる。
このように、最も頻繁に報告された報告ＣＱＩを固定ＣＱＩとして伝送レートを選択することにより、図３に示す通信装置の受信性能による報告ＣＱＩへの影響を除去することができる。すなわち、図３に示す通信装置が、例えば等化器や干渉キャンセラなどのアドバンスドレシーバを搭載していれば、実際よりも伝搬環境が良好であるものとして高めの報告ＣＱＩを送信するが、統計処理が行われることにより、固定ＣＱＩも高めになり、それに応じた伝送レートで精度測定用データが送信されることになる。
送信された精度測定用データは、図３に示す通信装置のアンテナおよびアンテナ共用部４６０を介して無線受信部４００によって受信され、精度測定試験の開始前と同様に、受信品質から求められた報告ＣＱＩが無線送信部４５０からアンテナ共用部４６０およびアンテナを介して報告される。また、同時に、精度測定用データが正しく受信された場合には、送信データとしてその旨を示すＡｃｋが図３に示す通信装置から送信され、反対に、精度測定用データが正しく受信されなかった場合には、送信データとしてその旨を示すＮａｃｋが図３に示す通信装置から送信される。このとき、精度測定試験の開始前と同様に、精度測定試験の実施中に複数の報告ＣＱＩおよびＡｃｋ／Ｎａｃｋが送信されるものとする。
図３に示す通信装置から送信された報告ＣＱＩおよびＡｃｋ／Ｎａｃｋは、アンテナおよびアンテナ共用部３００を介して無線受信部２１０によって受信され、所定の無線受信処理が行われる。
そして、ＣＱＩ復号部２２０によって、報告ＣＱＩが復号され、ＰＥＲ算出部２６０へ出力される。同時に、この報告ＣＱＩに対応する精度測定用データのＡｃｋ／ＮａｃｋがＡｃｋ復号部２４０によって復号され、この精度測定用データが正しく受信されたか否かがＡｃｋ処理部２５０によって判定され、判定結果がＰＥＲ算出部２６０へ出力される。
報告ＣＱＩとその報告ＣＱＩに対応する精度測定用データの受信の成否とがＰＥＲ算出部２６０へ出力されると、ＰＥＲ算出部２６０によって報告ＣＱＩの値ごとにＰＥＲが算出される（ＳＴ１２００）。そして、算出されたＰＥＲのうち、固定ＣＱＩと等しい報告ＣＱＩに対応するＰＥＲ、固定ＣＱＩよりも１レベル高い報告ＣＱＩに対応するＰＥＲ、および固定ＣＱＩよりも１レベル低い報告ＣＱＩに対応するＰＥＲが判定部２７０へ出力される。
判定部２７０においては、まず、固定ＣＱＩと等しい報告ＣＱＩに対応するＰＥＲが所定の閾値Ａと比較される（ＳＴ１３００）。この結果、ＰＥＲが閾値Ａを超えている場合は、通信装置が所望のＰＥＲを満たすことができないほど高い報告ＣＱＩを最も頻繁に報告する、すなわち、実際の伝搬環境に対して報告ＣＱＩが高すぎることになり、この通信装置は報告ＣＱＩの精度測定試験に不合格となる（ＳＴ１７００）。
また、ＳＴ１３００の比較の結果、ＰＥＲが閾値Ａ以下である場合は、固定ＣＱＩよりも１レベル高い報告ＣＱＩに対応するＰＥＲが所定の閾値Ｂと比較される（ＳＴ１４００）。この結果、ＰＥＲが閾値Ｂを超えている場合は、通信装置が伝搬環境を比較的良好であると判断したにもかかわらず、精度測定用データが正しく受信されていないことを示しており、伝搬環境の測定分散が大きいか、または実際の伝搬環境に対して報告ＣＱＩが高すぎるため、この通信装置は報告ＣＱＩの精度測定試験に不合格となる（ＳＴ１７００）。
また、ＳＴ１４００の比較の結果、ＰＥＲが閾値Ｂ以下である場合は、固定ＣＱＩよりも１レベル低い報告ＣＱＩに対応するＰＥＲが所定の閾値Ｃと比較される（ＳＴ１５００）。この結果、ＰＥＲが閾値Ｃ未満である場合は、通信装置が伝搬環境を比較的劣悪であると判断したにもかかわらず、精度測定用データが正しく受信されていることを示しており、伝搬環境の測定分散が大きいか、または実際の伝搬環境に対して報告ＣＱＩが低すぎるため、報告ＣＱＩの精度測定試験に不合格となる（ＳＴ１７００）。
また、ＳＴ１５００の比較の結果、ＰＥＲが閾値Ｃ以上である場合は、通信装置の報告ＣＱＩの精度が適正なものであり、この通信装置は報告ＣＱＩの精度測定試験に合格となる（ＳＴ１６００）。
このように、本実施の形態によれば、報告ＣＱＩの精度測定試験に先立って、テストデータを一定期間送信し、このテストデータに対する報告ＣＱＩを蓄積して統計処理を行い、最も頻繁に報告された報告ＣＱＩを固定ＣＱＩとする。そして、精度測定試験を開始し、固定ＣＱＩで送信された精度測定用データに対する報告ＣＱＩおよびＡｃｋ／Ｎａｃｋから、報告ＣＱＩの値ごとのＰＥＲを算出し、固定ＣＱＩに等しい報告ＣＱＩおよび固定ＣＱＩと１レベル違う報告ＣＱＩに対応するＰＥＲを用いて閾値判定を行うため、試験対象の通信装置の受信性能に関係なく、報告ＣＱＩの精度を正確に測定でき、また、実際の伝搬環境と報告ＣＱＩとが乖離している通信装置や、伝搬環境の測定分散が大きい通信装置を検出することができる。
なお、上記実施の形態で説明した判定部２７０における判定方法は、実際の伝搬環境と報告ＣＱＩとが乖離している通信装置や、伝搬環境の測定分散が大きい通信装置を検出するための判定方法の一例であり、これ以外にも様々な判定方法が考えられる。
例えば、上記実施の形態では、固定ＣＱＩよりも１レベル低い報告ＣＱＩに対応するＰＥＲが所定の閾値以上であるか否かを判定することにより、伝搬環境の測定分散が大きいか、または実際の伝搬環境に対して報告ＣＱＩが低すぎる通信装置を検出したが、固定ＣＱＩよりも１レベル低い報告ＣＱＩに代えて、固定ＣＱＩに等しい報告ＣＱＩに対応するＰＥＲが所定の閾値以上であるか否かを判定しても良い。また、同様に、固定ＣＱＩと２レベル以上異なる報告ＣＱＩに対応するＰＥＲについて、閾値判定を行うようにしても良い。
すなわち、固定ＣＱＩおよび固定ＣＱＩと１レベル異なるＣＱＩのそれぞれに対応するＰＥＲに対して閾値判定をすることにより、実際の伝搬環境と報告ＣＱＩとが乖離している通信装置を検出できれば良い。
なお、上記実施の形態においては、通信装置から最も頻繁に報告されたＣＱＩを固定ＣＱＩとしたが、本発明はこれに限定されず、報告ＣＱＩの統計処理結果を用いて、報告の頻度が所定の閾値以上である報告ＣＱＩのうち、いずれか１つの報告ＣＱＩを固定ＣＱＩとして決定する構成にしても良いし、また、統計処理の結果、中央値に相当する報告ＣＱＩを固定ＣＱＩとして決定する構成にしても良い。
さらに、上記実施の形態においては、回線品質報告の例として、通信装置がＣＱＩを報告するものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、通信装置が伝搬環境を示す情報を報告すれば本発明を適用することができる。
また、本発明は種々変更して実施することができる。すなわち、例えば、報告ＣＱＩの精度測定試験中に通信装置が信号を受信すると、通信装置は、受信信号から報告ＣＱＩを求め、通信相手局へ報告するとともに、その報告ＣＱＩに対応する誤り率を算出し、報告ＣＱＩと誤り率とを対応づけて記憶しておく。そして、精度測定試験終了後、記憶された報告ＣＱＩと誤り率とに対して閾値判定などが行われることにより、通信装置側で報告ＣＱＩの精度判定が行われるようにしても良い。
以上説明したように、本発明によれば、通信装置から報告される回線品質の精度を正確に測定することができる。
本明細書は、２００３年１月２４日出願の特願２００３−０１６３８５に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
本発明は、回線品質報告の精度測定装置および精度測定方法に適用することができる。
本発明は、回線品質の報告値の精度試験装置及びその方法に関する。
近年、無線通信分野においては、例えばＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）などの高速パケット通信が注目されている。ＨＳＤＰＡでは、下り回線の伝搬環境に応じて最適な伝送レートでパケットを送信するために、基地局装置からのパケット送信に適応変調方式が使用される。
適応変調方式が採用される無線通信システムにおいては、移動局装置は、受信パケットの受信品質から伝搬環境の指標となるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を求め、このＣＱＩをパケットの送信元である基地局装置へ報告する。そして、基地局装置は、報告されたＣＱＩ（以下、「報告ＣＱＩ」という）に応じて最適な伝送レートでパケットを送信するために、その伝送レートを達成する送信方式を選択する。伝送レートを達成する送信方式は、例えば、符号化率、多重するコード数、および変調方式などから決定される。これにより、移動局装置においては過不足がない所望のＰＥＲ（Packet Error Rate：パケット誤り率）を達成することができる。
このように、基地局装置は、報告ＣＱＩに応じて最適な伝送レートを選択するため、適応変調方式を採用するにあたって、報告ＣＱＩが正確なものであることは、重要な前提となっている。このため、従来、報告ＣＱＩの精度を試験する方法が提案されている。
例えば、非特許文献１には、固定されたＣＱＩに対応する変調方式、符号化率、およびトランスポートブロックサイズでパケットを一定期間送信し続け、その場合のＰＥＲおよびスループットを測定する方法が記載されている。
具体的には、試験対象となる移動局装置などの通信装置に対して、当該通信装置からの報告ＣＱＩに関わらず、固定されたＣＱＩに対応する伝送レート（すなわち、変調方式、符号化率、およびトランスポートブロックサイズ）でパケットが一定期間送信される。通信装置は、この期間内にも報告ＣＱＩを報告するとともに、送信されたパケットが正しく受信されたか否かを示すＡｃｋ／Ｎａｃｋを報告する。そして、同一のパケットに対する報告ＣＱＩおよびＡｃｋ／Ｎａｃｋが用いられることにより、報告ＣＱＩの値ごとのＰＥＲが算出され、例えば図１に示すような結果が得られる。
図１において、例えばＣＱＩを１０に固定した場合（図中、中央のグラフ）、本来ならば１０であるはずの報告ＣＱＩが１０未満であれば、伝搬環境が劣悪である、換言すれば、ＣＱＩが１０に対応する伝送レートでパケットを送信しても通信装置は正しく受信できないことを示している。したがって、報告ＣＱＩが１０未満の場合は、ＰＥＲが高くなっている。
一方、報告ＣＱＩが１０以上であれば、伝搬環境が良好である、換言すれば、ＣＱＩが１０に対応する伝送レートでパケットを送信すれば通信装置は正しく受信できることを示している。したがって、報告ＣＱＩが１０以上の場合は、ＰＥＲが低くなっている。
このような試験結果を用いることにより、報告ＣＱＩの値ごとに、対応するＰＥＲの上限、およびスループットの下限などの基準を決定し、各報告ＣＱＩについて、基準が満たされているか否かを判定することができる。
しかしながら、上述したように固定されたＣＱＩに対応する伝送レートで一定期間パケットを送信し続けて報告ＣＱＩの精度を測定する方法においては、ＣＱＩがすべての通信装置にとって最適な値に固定されないという問題がある。すなわち、例えば等化器や干渉キャンセラなどのアドバンスレシーバを搭載している通信装置は、これらのアドバンスレシーバを搭載していない通信装置よりも受信性能が高いため、伝搬環境が実際よりも良好であると判定され、報告ＣＱＩとして固定されたＣＱＩよりも高いＣＱＩが頻繁に報告され、結果として、報告ＣＱＩの精度を測定する試験が成立しなくなるという問題がある。
また、通信装置が、実際よりも低いＣＱＩを報告ＣＱＩとして報告する傾向がある場合は、各報告ＣＱＩの値に対するＰＥＲが全体的に低くなる。このため、各報告ＣＱＩの値に対するＰＥＲが、それぞれ対応して決定されたＰＥＲの上限を容易に下回ってしまい、結果として、誤って試験に合格してしまうという問題がある。そして、このような報告ＣＱＩを低めにする通信装置が無線通信システム内に存在する場合、全体的に低い伝送レートのパケットが送信されることになり、システム全体のスループットが低下する。
3GPP, R4-021533 "VRC Test Approach", TSG-RAN Working Group 4 (Radio) meeting #25 Secaucus, New Jersey, USA, 11th-15th November 2002
本発明の目的は、通信装置から報告される回線品質の精度を正確に測定することである。
本発明の精度試験装置は、通信装置から報告される回線品質の報告値の精度を試験する精度試験装置であって、前記報告値に基づいて、前記通信装置宛ての送信に用いられる送信方式を設定する設定手段と、設定される送信方式で、前記通信装置宛てにパケットデータを送信する送信手段と、送信されるパケットデータの受信誤り率に基づいて、前記報告値の精度を判定する判定手段と、を有する構成を採る。
本発明の精度試験方法は、通信装置から報告される回線品質の報告値の精度を試験する精度試験方法であって、前記報告値に基づいて、前記通信装置宛ての送信に用いられる送信方式を設定する設定ステップと、前記設定ステップで設定する送信方式で前記通信装置宛てに送信されるパケットデータの受信誤り率に基づいて、前記報告値の精度を判定する判定ステップと、を有するようにした。
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施の形態に係る精度測定装置の構成を示すブロック図である。同図に示す精度測定装置は、テストデータおよび精度測定用データを送信する送信部１００と、送信信号が正しく受信されたか否かを示すＡｃｋ／Ｎａｃｋおよび報告ＣＱＩを試験対象の通信装置から受信する受信部２００と、送信部１００と受信部２００とでアンテナを共用するためのアンテナ共用部３００とから主に構成されている。
送信部１００は、符号化部１１０、変調部１２０、無線送信部１３０、および方式制御部１４０を有している。一方、受信部２００は、無線受信部２１０、ＣＱＩ復号部２２０、ＣＱＩ統計処理部２３０、Ａｃｋ復号部２４０、Ａｃｋ処理部２５０、ＰＥＲ（Packet Error Rate）算出部２６０、および判定部２７０を有している。
符号化部１１０は、方式制御部１４０によって指定される符号化率でテストデータおよび精度測定用データを符号化する。
変調部１２０は、方式制御部１４０によって指定される変調方式でテストデータおよび精度測定用データを変調する。
無線送信部１３０は、符号化・変調後のテストデータおよび精度測定用データに対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナ共用部３００およびアンテナを介して送信する。
方式制御部１４０は、ＣＱＩの値に対応する符号化率および変調方式を記憶しており、ＣＱＩ統計処理部２３０から通知される固定ＣＱＩに応じた符号化率および変調方式をそれぞれ符号化部１１０および変調部１２０に指定する。また、方式制御部１４０は、報告ＣＱＩの精度測定試験に先立って、所定の符号化率および変調方式をそれぞれ符号化部１１０および変調部１２０に指定する。
無線受信部２１０は、アンテナおよびアンテナ共用部３００を介して受信された信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す。
ＣＱＩ復号部２２０は、受信信号に含まれる報告ＣＱＩを復号し、復号結果をＣＱＩ統計処理部２３０およびＰＥＲ算出部２６０へ出力する。
ＣＱＩ統計処理部２３０は、報告ＣＱＩの精度測定試験に先立って送信されたテストデータに対応する報告ＣＱＩを統計処理し、最も頻繁に報告されたＣＱＩを固定ＣＱＩとして方式制御部１４０へ通知する。
Ａｃｋ復号部２４０は、受信信号に含まれるＡｃｋ／Ｎａｃｋを復号し、復号結果をＡｃｋ処理部２５０へ出力する。
Ａｃｋ処理部２５０は、Ａｃｋ／Ｎａｃｋの復号結果に応じて、報告ＣＱＩの精度測定試験中に送信された精度測定用データが通信装置によって正しく受信されたか否かを判定し、判定結果をＰＥＲ算出部２６０へ通知する。
ＰＥＲ算出部２６０は、報告ＣＱＩの精度測定試験中に送信された精度測定用データに対応する報告ＣＱＩとＡｃｋ／Ｎａｃｋとから、通信装置におけるＰＥＲを報告ＣＱＩの値ごとに算出する。
判定部２７０は、ＰＥＲ算出部２６０によって算出された報告ＣＱＩの値ごとのＰＥＲに対して閾値判定を行い、報告ＣＱＩの精度の判定結果を出力する。
図３は、一実施の形態に係る精度測定装置が試験対象とする通信装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示す通信装置は、受信信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す無線受信部４００と、受信信号から回線品質を測定する回線品質測定部４１０と、測定された回線品質を報告するための報告ＣＱＩを生成するＣＱＩ生成部４２０と、送信データと報告ＣＱＩとを多重する多重部４３０と、多重されたデータを変調する変調部４４０と、変調後のデータに対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施す無線送信部４５０と、無線受信部４００および無線送信部４５０でアンテナを共用するためのアンテナ共用部４６０とから主に構成されている。
次いで、上記のように構成された精度測定装置の動作について、図４に示すフロー図を参照しながら説明する。
まず、報告ＣＱＩの精度測定試験に先立って、テストデータが符号化部１１０によって符号化され、変調部１２０によって変調され、無線送信部１３０によって所定の無線送信処理が行われた後、アンテナ共用部３００およびアンテナを介して一定期間送信される。このとき、方式制御部１４０は、所定の符号化率および変調方式をそれぞれ符号化部１１０および変調部１２０に指定しており、符号化部１１０および変調部１２０は、指定された符号化率および変調方式でそれぞれ符号化・変調を行う。また、このとき、伝搬環境が随時変化する所定のチャネルモデルを用いることにより、図３に示す通信装置から様々な報告ＣＱＩが報告されるようにする。
送信されたテストデータは、図３に示す通信装置のアンテナおよびアンテナ共用部４６０を介して無線受信部４００によって受信され、回線品質測定部４１０によって回線品質が測定され、ＣＱＩ生成部４２０によって報告ＣＱＩが求められる。そして、多重部４３０によって送信データと報告ＣＱＩとが多重され、変調部４４０によって変調され、無線送信部４５０からアンテナ共用部４６０およびアンテナを介して、図２に示す精度測定装置へ報告される。この報告ＣＱＩの送信は、所定の周期で行われ、図２に示す精度測定装置が報告ＣＱＩの精度測定試験に先立ってテストデータを送信している期間に、複数の報告ＣＱＩが送信されるものとする。また、上述したように、テストデータの送信は、伝搬環境が随時変化する所定のチャネルモデルを用いて行われているため、様々な値の報告ＣＱＩが万遍なく送信されることになる。
図３に示す通信装置から送信された報告ＣＱＩは、アンテナおよびアンテナ共用部３００を介して無線受信部２１０によって受信され、所定の無線受信処理が行われる。
そして、ＣＱＩ復号部２２０によって、報告ＣＱＩが復号され、ＣＱＩ統計処理部２３０へ出力される。出力された報告ＣＱＩは、ＣＱＩ統計処理部２３０によって蓄積され、精度測定試験に先立つテストデータの送信期間終了後、報告ＣＱＩの統計処理が行われる（ＳＴ１０００）。この統計処理の結果、図３に示す通信装置から最も頻繁に報告された報告ＣＱＩが固定ＣＱＩとして方式制御部１４０へ通知される。
このようにして固定ＣＱＩが決定された後、報告ＣＱＩの精度測定試験が開始される。
具体的には、固定ＣＱＩが方式制御部１４０へ通知されると、方式制御部１４０によって、記憶されているＣＱＩ値と伝送レート（符号化率および変調方式）の対応関係から、固定ＣＱＩに対応する伝送レートが選択される（ＳＴ１１００）。選択された伝送レートは、それぞれ符号化部１１０および変調部１２０に指定され、符号化部１１０および変調部１２０によって、精度測定用データが符号化・変調される。その後、精度測定用データは、無線送信部１３０、アンテナ共用部３００、およびアンテナを介して送信される。なお、このとき、チャネルモデルとしては、上述した精度測定試験開始前に用いられた所定のチャネルモデルと同一のものが用いられる。
このように、最も頻繁に報告された報告ＣＱＩを固定ＣＱＩとして伝送レートを選択することにより、図３に示す通信装置の受信性能による報告ＣＱＩへの影響を除去することができる。すなわち、図３に示す通信装置が、例えば等化器や干渉キャンセラなどのアドバンスドレシーバを搭載していれば、実際よりも伝搬環境が良好であるものとして高めの報告ＣＱＩを送信するが、統計処理が行われることにより、固定ＣＱＩも高めになり、それに応じた伝送レートで精度測定用データが送信されることになる。
送信された精度測定用データは、図３に示す通信装置のアンテナおよびアンテナ共用部４６０を介して無線受信部４００によって受信され、精度測定試験の開始前と同様に、受信品質から求められた報告ＣＱＩが無線送信部４５０からアンテナ共用部４６０およびアンテナを介して報告される。また、同時に、精度測定用データが正しく受信された場合には、送信データとしてその旨を示すＡｃｋが図３に示す通信装置から送信され、反対に、精度測定用データが正しく受信されなかった場合には、送信データとしてその旨を示すＮａｃｋが図３に示す通信装置から送信される。このとき、精度測定試験の開始前と同様に、精度測定試験の実施中に複数の報告ＣＱＩおよびＡｃｋ／Ｎａｃｋが送信されるものとする。
図３に示す通信装置から送信された報告ＣＱＩおよびＡｃｋ／Ｎａｃｋは、アンテナおよびアンテナ共用部３００を介して無線受信部２１０によって受信され、所定の無線受信処理が行われる。
そして、ＣＱＩ復号部２２０によって、報告ＣＱＩが復号され、ＰＥＲ算出部２６０へ出力される。同時に、この報告ＣＱＩに対応する精度測定用データのＡｃｋ／ＮａｃｋがＡｃｋ復号部２４０によって復号され、この精度測定用データが正しく受信されたか否かがＡｃｋ処理部２５０によって判定され、判定結果がＰＥＲ算出部２６０へ出力される。
報告ＣＱＩとその報告ＣＱＩに対応する精度測定用データの受信の成否とがＰＥＲ算出部２６０へ出力されると、ＰＥＲ算出部２６０によって報告ＣＱＩの値ごとにＰＥＲが算出される（ＳＴ１２００）。そして、算出されたＰＥＲのうち、固定ＣＱＩと等しい報告ＣＱＩに対応するＰＥＲ、固定ＣＱＩよりも１レベル高い報告ＣＱＩに対応するＰＥＲ、および固定ＣＱＩよりも１レベル低い報告ＣＱＩに対応するＰＥＲが判定部２７０へ出力される。
判定部２７０においては、まず、固定ＣＱＩと等しい報告ＣＱＩに対応するＰＥＲが所定の閾値Ａと比較される（ＳＴ１３００）。この結果、ＰＥＲが閾値Ａを超えている場合は、通信装置が所望のＰＥＲを満たすことができないほど高い報告ＣＱＩを最も頻繁に報告する、すなわち、実際の伝搬環境に対して報告ＣＱＩが高すぎることになり、この通信装置は報告ＣＱＩの精度測定試験に不合格となる（ＳＴ１７００）。
また、ＳＴ１３００の比較の結果、ＰＥＲが閾値Ａ以下である場合は、固定ＣＱＩよりも１レベル高い報告ＣＱＩに対応するＰＥＲが所定の閾値Ｂと比較される（ＳＴ１４００）。この結果、ＰＥＲが閾値Ｂを超えている場合は、通信装置が伝搬環境を比較的良好であると判断したにもかかわらず、精度測定用データが正しく受信されていないことを示しており、伝搬環境の測定分散が大きいか、または実際の伝搬環境に対して報告ＣＱＩが高すぎるため、この通信装置は報告ＣＱＩの精度測定試験に不合格となる（ＳＴ１７００）。
また、ＳＴ１４００の比較の結果、ＰＥＲが閾値Ｂ以下である場合は、固定ＣＱＩよりも１レベル低い報告ＣＱＩに対応するＰＥＲが所定の閾値Ｃと比較される（ＳＴ１５００）。この結果、ＰＥＲが閾値Ｃ未満である場合は、通信装置が伝搬環境を比較的劣悪であると判断したにもかかわらず、精度測定用データが正しく受信されていることを示しており、伝搬環境の測定分散が大きいか、または実際の伝搬環境に対して報告ＣＱＩが低すぎるため、報告ＣＱＩの精度測定試験に不合格となる（ＳＴ１７００）。
また、ＳＴ１５００の比較の結果、ＰＥＲが閾値Ｃ以上である場合は、通信装置の報告ＣＱＩの精度が適正なものであり、この通信装置は報告ＣＱＩの精度測定試験に合格となる（ＳＴ１６００）。
このように、本実施の形態によれば、報告ＣＱＩの精度測定試験に先立って、テストデータを一定期間送信し、このテストデータに対する報告ＣＱＩを蓄積して統計処理を行い、最も頻繁に報告された報告ＣＱＩを固定ＣＱＩとする。そして、精度測定試験を開始し、固定ＣＱＩで送信された精度測定用データに対する報告ＣＱＩおよびＡｃｋ／Ｎａｃｋから、報告ＣＱＩの値ごとのＰＥＲを算出し、固定ＣＱＩに等しい報告ＣＱＩおよび固定ＣＱＩと１レベル違う報告ＣＱＩに対応するＰＥＲを用いて閾値判定を行うため、試験対象の通信装置の受信性能に関係なく、報告ＣＱＩの精度を正確に測定でき、また、実際の伝搬環境と報告ＣＱＩとが乖離している通信装置や、伝搬環境の測定分散が大きい通信装置を検出することができる。
なお、上記実施の形態で説明した判定部２７０における判定方法は、実際の伝搬環境と報告ＣＱＩとが乖離している通信装置や、伝搬環境の測定分散が大きい通信装置を検出するための判定方法の一例であり、これ以外にも様々な判定方法が考えられる。
例えば、上記実施の形態では、固定ＣＱＩよりも１レベル低い報告ＣＱＩに対応するＰＥＲが所定の閾値以上であるか否かを判定することにより、伝搬環境の測定分散が大きいか、または実際の伝搬環境に対して報告ＣＱＩが低すぎる通信装置を検出したが、固定ＣＱＩよりも１レベル低い報告ＣＱＩに代えて、固定ＣＱＩに等しい報告ＣＱＩに対応するＰＥＲが所定の閾値以上であるか否かを判定しても良い。また、同様に、固定ＣＱＩと２レベル以上異なる報告ＣＱＩに対応するＰＥＲについて、閾値判定を行うようにしても良い。
すなわち、固定ＣＱＩおよび固定ＣＱＩと１レベル異なるＣＱＩのそれぞれに対応するＰＥＲに対して閾値判定をすることにより、実際の伝搬環境と報告ＣＱＩとが乖離している通信装置を検出できれば良い。
なお、上記実施の形態においては、通信装置から最も頻繁に報告されたＣＱＩを固定ＣＱＩとしたが、本発明はこれに限定されず、報告ＣＱＩの統計処理結果を用いて、報告の頻度が所定の閾値以上である報告ＣＱＩのうち、いずれか１つの報告ＣＱＩを固定ＣＱＩとして決定する構成にしても良いし、また、統計処理の結果、中央値に相当する報告ＣＱＩを固定ＣＱＩとして決定する構成にしても良い。
さらに、上記実施の形態においては、回線品質報告の例として、通信装置がＣＱＩを報告するものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、通信装置が伝搬環境を示す情報を報告すれば本発明を適用することができる。
また、本発明は種々変更して実施することができる。すなわち、例えば、報告ＣＱＩの精度測定試験中に通信装置が信号を受信すると、通信装置は、受信信号から報告ＣＱＩを求め、通信相手局へ報告するとともに、その報告ＣＱＩに対応する誤り率を算出し、報告ＣＱＩと誤り率とを対応づけて記憶しておく。そして、精度測定試験終了後、記憶された報告ＣＱＩと誤り率とに対して閾値判定などが行われることにより、通信装置側で報告ＣＱＩの精度判定が行われるようにしても良い。
以上説明したように、本発明によれば、通信装置から報告される回線品質の精度を正確に測定することができる。
本明細書は、２００３年１月２４日出願の特願２００３−０１６３８５に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
本発明は、回線品質の報告値の精度試験装置およびその方法に適用することができる。
従来の報告ＣＱＩの精度測定試験結果の一例を示す図 本発明の一実施の形態に係る精度測定装置の構成を示すブロック図 一実施の形態に係る通信装置の構成を示すブロック図 一実施の形態に係る精度測定装置の動作を示すフロー図

Claims (11)

  1. 通信装置が生成する回線品質の報告値の精度を測定する精度測定装置であって、
    所定の信号を前記通信装置へ一定期間送信する送信手段と、
    送信された所定の信号に対して前記通信装置が生成する報告値のうち１つの報告値に対応する回線品質を固定回線品質として決定する決定手段と、
    決定された固定回線品質に応じた伝送レートで伝送される精度測定用信号の誤り率をこの精度測定用信号に対して前記通信装置が生成する報告値に対応づけて算出する算出手段と、
    算出された誤り率を用いて前記精度測定用信号に対して前記通信装置が生成する報告値の精度を判定する判定手段と、
    を有する精度測定装置。
  2. 前記決定手段は、
    送信された所定の信号に対して前記通信装置が生成する前記報告値のうち、最も頻繁に生成される報告値に対応する回線品質を固定回線品質として決定する請求の範囲第１項記載の精度測定装置。
  3. 前記決定手段は、
    送信された所定の信号に対して前記通信装置が生成する前記報告値のうち、統計処理によって得られる中央値に対応する回線品質を固定回線品質として決定する請求の範囲第１項記載の精度測定装置。
  4. 前記判定手段は、
    前記固定回線品質に等しい回線品質の報告値に対応する精度測定用信号の誤り率と、前記固定回線品質を超える回線品質の報告値に対応する精度測定用信号の誤り率と、前記固定回線品質未満の回線品質の報告値に対応する精度測定用信号の誤り率と、を用いて報告値の精度を判定する請求の範囲第１項記載の精度測定装置。
  5. 前記判定手段は、
    前記固定回線品質に等しい回線品質の報告値に対応する精度測定用信号の誤り率が第１の閾値以下であり、前記固定回線品質を超える回線品質の報告値に対応する精度測定用信号の誤り率が第２の閾値以下であり、かつ、前記固定回線品質未満の回線品質の報告値に対応する精度測定用信号の誤り率が第３の閾値以上である場合に、報告値の精度が適正であると判定する請求の範囲第１項記載の精度測定装置。
  6. 前記送信手段は、
    伝搬環境が随時変化するチャネルモデルを用いて所定の信号を送信する請求の範囲第１項記載の精度測定装置。
  7. 前記算出手段は、
    前記精度測定用信号が前記通信装置によって正しく受信されたか否かを示すＡｃｋ／Ｎａｃｋを受信する受信手段、を含み、
    受信されたＡｃｋ／Ｎａｃｋを用いて前記精度測定用信号の誤り率を算出する請求の範囲第１項記載の精度測定装置。
  8. 請求の範囲第１項記載の精度測定装置を有する基地局装置。
  9. 請求の範囲第１項記載の精度測定装置を有する通信端末装置。
  10. 通信相手局から一定の伝送レートで送信された信号を受信する受信手段と、
    前記受信信号を用いて前記通信相手局と自装置との間の伝搬環境を示す回線品質を取得する取得手段と、
    取得された回線品質の報告値を前記通信相手局へ報告する報告手段と、
    前記報告値ごとに、対応する前記受信信号の誤り率を算出する算出手段と、
    前記報告値と前記誤り率とを対応づけて記憶する記憶手段と、
    を有する通信端末装置。
  11. 通信装置が生成する回線品質の報告値の精度を測定する精度測定方法であって、
    所定の信号を前記通信装置へ一定期間送信するステップと、
    送信した所定の信号に対して前記通信装置が生成する報告値のうち１つの報告値に対応する回線品質を固定回線品質として決定するステップと、
    決定した固定回線品質に応じた伝送レートで精度測定用信号を前記通信装置へ送信するステップと、
    送信した前記精度測定用信号に対する誤り率をこの精度測定用信号に対して前記通信装置が生成する報告値に対応づけて算出するステップと、
    算出した誤り率を用いて前記精度測定用信号に対して前記通信装置が生成する報告値の精度を判定するステップと、
    を有する精度測定方法。
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