KR101586707B1 - 정적 채널 시뮬레이션에 의한 모바일 무선 디바이스 테스트 방법 및 테스트 디바이스 - Google Patents

정적 채널 시뮬레이션에 의한 모바일 무선 디바이스 테스트 방법 및 테스트 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주파수 공간에서 채널 시뮬레이션을 위한 주파수 선택 정적 채널 모델을 이용한 다중 안테나 시스템(23,24,31,32)에서 모바일 무선 디바이스(30)를 테스트하는 디바이스 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법에서, 전송되는 유용한 데이터가 먼저 안테나 당 복수의 반송파 주파수와 연계된 코딩 파라미터에 할당된다. 유용한 데이터는 그런 후 할당에 따라 반송파 주파수상에 변조된다. 하나 이상의 변조된 반송파 신호가 주파수 선택적 정적 채널 모델에 따라 주파수 공간에서 왜곡된다. 채널 모델화 변조 반송파 신호로 구성된 전송신호가 연이어 시간 주기에서 테스트되는 모바일 무선 디바이스로 전송된다.

Description

정적 채널 시뮬레이션에 의한 모바일 무선 디바이스 테스트 방법 및 테스트 디바이스{A method and a device for testing a mobile-radio device by means of static channel simulation}
본 발명은 시간 불변이나 주파수 선택적 채널 시뮬레이션을 이용한 다중 안테나 시스템에서 모바일 무선 디바이스 테스트 방법 및 테스트 디바이스에 관한 것이다.
모바일 무선 기술에서 데이터 또는 멀티 미디어 서비스용 전송속도에 대한 수요 증가를 충족하기 위해, 공간 차원을 이용해 고스펙트럼 효율을 갖는 무선전송방법이 정보전달을 위해 사용된다. 따라서, 직교주파수 분할다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 변조방법이 가령 3GPP 표준의 모바일 무선 표준 롱텀에볼루션(Long Term Evolution, LTE)에 사용된다. 이에 대해, 빠른 데이터 속도를 갖는 페이로드 정보(payload information)가 느린 데이터속도를 갖는 다수의 부분적 데이터스트림 위로 분할된다. 이런 부분적 데이터스트림은 낮은 대역폭을 갖는 직교진폭변조(quadrature amplitude modulation, QAM)과 같은 변조방법으로 따로 변조되어 반송파 주파수에 적용된다. 하기의 설명에서, 이들은 변조된 반송파 신호라 한다. 각각의 부분적 데이터스트림의 변조된 반송파 신호가 전송신호에 추가되며, 변조된 반송파 신호는 반송파 함수의 직교성으로 인해 서로에 대해 직각으로 배치되어 있다.
신호가 전송되는 다중 안테나 시스템(MIMO=Multiple Input Multiple Output)은, 예컨대, 기지국에 있는 2 또는 4개의 안테나로부터, 예컨대, 모바일 무선 디바이스에 있는 2 또는 4개의 안테나까지 전송을 위해 추가로 사용된다. 따라서, 다른 페이로드 정보 또는 부분적 데이터스트림이 동일한 주파수로 하지만 다른 안테나를 통해 전송될 수 있다. 데이터스트림을 복호화하고 재조합하기 위해, 각각의 채널들이 식별될 수 있어야 한다; 이는 각각의 안테나에 다른 전파 특징의 할당을 통해 이루어진다. 다른 기지국과 무선 디바이스 안테나 간의 다른 전파경로에 따라, 반사 등을 통한 신호의 제거가 추가로 최소화된다. 이는 향상된 전송품질로서 동시에 데이터 속도를 더 빠르게 한다.
테스트 디바이스는 정의된 쉽게 재현할 수 있는 조건 하에서 OFDM 변조에 따른 다중 안테나 시스템에서 모바일 무선 디바이스의 기능을 테스트하기 위해 사용된다. 따라서, 전송 채널에 대한 외부 영향이 채널 시뮬레이터에 의해 편의상 시뮬레이션되고, 상기 시뮬레이터는 시간영역에서, 즉, 전송경로에서 테스터(tester)로부터 모바일 무선 디바이스로 전송된 신호에 영향을 끼친다.
DE 11 2006 000 207 T5는 다중 안테나 시스템에 또한 적합한 채널 시뮬레이션을 향상시키는 방법 및 디바이스를 기술하고 있다. 이에 대해 수신기와 적어도 하나의 잡음-신호 소스 간의 무선연결이 실시간으로 시뮬레이션되고, 시뮬레이션 결과가 버퍼에 저장된다. 버퍼가 이전에 시뮬레이션된 신호 소스로부터의 결과를 포함하면, 그 결과는 동기식으로 조합된다. 이 후, 송신기와 수신기 간에 무선 연결 시뮬레이션 동안, 버퍼 시뮬레이션 결과들이 버퍼로부터 실시간으로 입력되고 입력 결과들이 시뮬레이션에 추가된다.
상술한 채널 시뮬레이션은 주파수 영역에서 정의된 MIMO 시스템내의 알고리즘 및/또는 가능 유닛들을, 예컨대, 모바일 무선 디바이스에서 채널 평가를 테스트하는데 부적합하다. 복수의 잡음 주파수들로 인해 각각의 개별 왜곡이 이루어지고 특히 시간에 따라 변한다. 따라서, 소정 시간에서 전송 주파수에 대한 전송신호의 명백한 성분과 이런 전송 주파수 성상(constellation)에 대한 테스트 하에서 기능유닛의 반응은 더 막대한 비용으로만 결정될 수 있다. 더욱이, 기술된 디바이스는 사용된 버퍼 및 소프트웨어 구성요소들의 용량과 속도에 대한 과중한 요구에 놓여 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 모바일 무선 디바이스의 MIMO 성능을 테스트하기 위한 향상된 방법 및 향상된 디바이스를 제공하는 것이다. 또한, 채널 시뮬레이션은 단순하고 비용이 적정한 수단으로 가능해야 한다.
이 목적은 청구항 1에 명시된 본 발명에 따른 방법과 청구항 5에 명시된 본 발명에 따른 디바이스에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 방법으로, 피전송 페이로드 데이터가 먼저 부분적 데이터스트림으로 세분되고, 상기 데이터스트림은 복수의 반송파 주파수들과 각 안테나에 대해 결합된 코딩 파라미터들로 할당된다. 이 후, 페이로드 데이터는 할당에 따라 반송파 주파수상에 변조된다. 하기의 설명에서, 이들은 변조된 반송파 신호라 한다. 전파 채널을 시뮬레이션하기 위해, 하나 이상의 변조된 반송파 신호가 주파수 영역에서 주파수 선택적 정적 채널 모델에 따라 현재 왜곡된다. 그런 후 채널 모델화 변조 반송파 신호로 구성된 전송신호가 시간 영역에서 테스트 중에 있는 모바일 무선 디바이스로 전송된다.
따라서, 본 발명에 따른 디바이스는 피전송 페이로드 데이터를 반송파 주파수와 각 안테나에 사용되는 코딩 파라미터에 할당하기 위한 할당유닛을 구비한다. 더욱이, 본 발명은 각 안테나에 대해 해당하는 변조된 반송파 신호를 발생하기 위한 신호발생유닛을 구비한다. 채널 시뮬레이터 유닛은 주파수 특정 및 시간일정 채널 모델에 따라 주파수 영역에서 타겟식으로 각각의 변조된 반송파 신호를 왜곡시킨다. 채널 시뮬레이션 유닛을 통해, 개객의 반송파 주파수의 타겟 왜곡이 이루어질 수 있다. 가령 테스터로부터 모바일 무선 디바이스로 전송경로상에서 시간 가변 왜곡에 따라 시간 영역에서 채널 시뮬레이션의 경우에 발생할 수 있는 반송파 주파수의 시간 가변이 이에 따라 최소화된다. 주파수 영역에서 동작하는 알고리즘 및/또는 디바이스 구성부품은 이점적으로 복잡하지 않고 빠르게 테스트될 수 있다. 우선적으로, 모든 반송파 신호들이 왜곡되나, 개개의 반송파 신호의 왜곡은 다를 수 있다.
본 발명의 따른 방법 및 본 발명에 따른 디바이스의 이점적인 다른 전개들은 종속항으로 나타나 있다.
이점적인 방식으로, 테스트 중에 있는 모바일 무선 디바이스로부터 각각의 개별 전송신호의 코딩 파라미터와 수신된 반송파 주파수에 대한 정보가 판단되고 테스터로 다시 보내지며 테스터에서 해당하는 할당의 원래 반송파 주파수 및 코딩 파라미터와 비교된다. 이는 특히 채널 모델이 주파수 특정식으로 주파수 영역에서 동작하고 전송신호의 파라미터가 또한 각 반송파 주파수에 대해 판단되기 때문에 간단해 질 수 있다.
집적 구성요소로서 테스터에 채널 시뮬레이터를 집적하는 것이 또한 이점적이다. 따라서, 다른 무선 소스들로부터 잡음 신호와 같은 외부 영향이 최소화된다. 테스터는 컴팩트하게 구조화될 수 있고 기존의 구성요소들도 또한 채널 시뮬레이션에 사용될 수 있다. 이는 테스터의 컴팩트하고 또한 적절한 비용의 설계를 가능하게 한다.
본 발명은 예시적인 실시예에 대한 도면을 기초로 하기에 더 상세히 설명된다. 도면은 다음과 같다:
도 1은 2×2 MIMO 안테나 시스템을 갖는 LTE 표준에 따르는 모바일 무선 디바이스를 테스트하기 위한 본 발명에 따른 디바이스의 블록 회로도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 3은 채널 시뮬레이션 전후 안테나의 예시적인 전송신호를 도시한 것이다.
서로에 해당하는 부분들은 모든 도면에서 동일한 참조부호로 표시되어 있다.
도 1의 블록 회로도를 참조로 본 발명에 따른 디바이스의 예시적인 실시예를 설명한다. 도시된 디바이스는 예컨대, LTE 표준에 따라 동작하는 모바일 무선 디바이스를 테스트하는데 사용된다. 기지국으로부터 무선전송을 위해 OFDM(직교 주파수 분할 다중) 변조방법이 사용되고, 여기서 테스터(10)가 모바일 무선 디바이스(30)를 테스트하도록 시뮬레이션된다.
전송신호는 테스터(10)에서 2개의 출력(23,24)과 모바일 무선 디바이스에서 2개의 입력(31,32)을 갖는 다중 안테나 시스템(MIMO)를 통해 전송하도록 조절된다. 예시된 예시적인 실시예에서, 테스터 출력(23 및 24)은 각각 각 경우 케이블을 통해 모바일 무선 디바이스 입력(31,32)에 각각 연결된다. 대신, 전송은 또한 각 경우 각 테스터 출력(23 및 24)용의 하나의 안테나로부터 각 모바일 무선 디바이스 입력(31,32)용의 하나의 안테나로 각각 실행될 수 있다. 디바이스는 2×2 MIMO 시스템에 국한되지 않으며 더 많거나 더 적은 안테나들을 갖는 전송 시스템에도 또한 사용될 수 있다.
피전송 페이로드 데이터(12,12')가 할당유닛(14)에 공급되고 전송 안테나(23,24)에 할당되며 해당 코딩 파라미터가 제공된다. 코딩 파라미터는 예컨대 사용되는 반송파 주파수와 소위 상기 프리코딩 매트릭스에 주어져 있는 전파 특징에 대한 파라미터 정보를 포함한다. 다른 프리코딩 매트릭스와 주파수 범위들은 무선 채널의 전송품질에 따라 정의된다. 프리코딩 매트릭스와 사용되는 반송파 주파수 범위의 선택은 모바일 무선 디바이스(30)로부터의 요청을 통해 통제된다.
페이로드 데이터와 유사하게, 사용되는 반송파 주파수와 각 전송 안테나용에 해당 코딩 파라미터는 할당유닛(13)에서 시그널링 데이터(11)에 할당된다.
페이로드와 시그널링 데이터는 이제 각각의 신호발생유닛(15,16)의 경우 유닛(13,14)으로부터 할당 사양에 해당하는 각 안테나에 공급되고, 변조된 반송파 신호를 발생하기 위해 복수의 반송파 주파수상에 변조된다. 각 안테나에 대한 이들 변조 반송파 신호들이 지금 채널 시뮬레이터(17)로 전달된다. 채널 시뮬레이터(17)는 채널 모델에 따라, 예컨대, 사전에 정의될 수 있는 패턴에 따라 시간에 일정하게 개별 반송파 주파수의 변조 반송파 신호를 변조한다. 이는 주파수 영역에서 변조된 반송파 신호들의 별개의 간섭을 갖는 정적 채널(static channel)에 해당한다. 채널 시뮬레이션으로 인해 발생한 변조된 반송파 신호는 역 퓨리에 변환(18,19)에 의해 합해져 각 안테나에 대한 하나의 전송신호를 이루고 시간 영역으로 변환된다. 왜곡된 반송파 주파수의 선택은 바람직하게는 채널 모델에서 조절될 수 있다.
추가로, 각 테스터 출력(23 및 24)에서 최종 발생한 신호는 각 모바일 무선 디바이스 입력(31 및 32)에서 2개의 안테나 입력의 중첩 수신신호에 해당하는 식으로 2개의 안테나의 전송신호들이 결합된다. 따라서, 테스터 출력(23 및 24)은 케이블을 통해 모바일 무선 디바이스 입력(31 및 32)에 연결될 수 있다. 따라서, 테스터와 모바일 무선 디바이스 안테나 간의 무선 전송경로를 통한 간섭이 배제된다. 이는 테스터(10)에 의해 발생된 전송신호가 모바일 무선 디바이스(30)로 정확하게 도착하는 것을 보장한다.
모바일 무선 디바이스(30)에서, 모바일 무선 디바이스 입력(31 및 32)의 수신 신호가 채널 평가기(34)에 제공되고 거기서 각각의 변조 반송파 신호로 분할된다. 이를 위해, 퓨리에 변환이 2개 안테나의 각각의 수신 신호에 적용된다. 채널 평가기(34)는 수신된 반송파 주파수와 이들의 코딩 파라미터에 대한 정보를 판단하고 모바일 무선 디바이스 입력(31 및 32)에 수신된 수신 신호로부너 데이터(35,35')의 복구를 위해 등화기(33)로 재라우팅한다.
따라서, 채널 평가기(34)에 의해 판단된 반송파 주파수와 코딩 파라미터에 대한 정보가 연결(22)을 통해 테스터내 평가유닛(20)으로 나란히 전송되고 변조된 반송파 신호와 채널 시뮬레이터로부터 채널 모델(26)을 발생하는데 사용된 값들(21)과 비교될 수 있다.
추가로, 채널 평가기(34)는 수신 신호에서 개개의 반송파 주파수의 품질로부터 연이은 전송신호에 사용되는 반송파 주파수와 코딩 파라미터에 대한 새 값을 도출한다.
안테나 특징에 대한 코딩 파라미터는 예컨대 특정 세트, 소위 코드북(code book)으로부터 소정의 프리코딩 매트릭스의 선택을 통해 나타난다. 개개의 반송파 주파수 또는 주파수 블록의 품질은 채널품질 지시기(channel-quality indicator)를 통해 나타난다. 이들 2개의 파라미터는 단지 판단된 파라미터에 대한 예를 나타내며 다른 파라미터들로 보충될 수 있다. 이들 값은 시그널링 메시지를 통해 테스터(10)의 할당유닛(14)으로 다시 보고되고 소통되는 다음 페이로드와 시그널링 데이터(12,13)에 사용된다. 이들 값과 할당 디바이스로부터 반송파 주파수(21)에 대한 정보 및 채널 시뮬레이션 유닛으로부터 다른 평가측정을 위한 평가 기능까지 채널 모델(26)에 대한 정보의 복제(25)를 재라우팅할 수 있다.
따라서, 예컨대, 채널 평가기의 기능이 간단하게 테스트될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 각 단계를 흐름도로 도시한 것이다. 전송된 데이터(12,12')는 시작점을 나타낸다. 이들은 단계(42)에서 반송파 주파수에 할당되고 2개의 기지국 안테나(232,4)를 통해 코딩 파라미터에 할당된다. 단계(43)에서, 변조 반송파 신호는 할당된 반송파 주파수 및 코딩 파라미터에 따라 각 안테나에 발생된다. 따라서, 안테나에 할당된 변조 반송파 신호가 화살표로 각각 표시되어 있다. 단계(44)에서 변조 반송파 신호 또는 적어도 그 일부가 주파수 영역의 시간불변 주파수 선택 채널 모델을 통해 가변되고 역퓨리에 변환을 통해 시간영역의 시간가변 전송신호로 옮겨져 모바일 무선 디바이스(30)로 전달된다. 선택적으로, 2개 안테나의 분산 전송신호들은 결과적으로 발생한 신호가 2개 안테나 입력의 중첩된 수신 신호에 해당하는 식으로 결합된다.
모바일 무선 디바이스(30)에서 채널 평가를 통해, 각각의 변조된 반송파 신호의 전송 주파수, 품질 및 전파특징이 판단된다. 단계(46)에서 채널 평가로 인한 값이 단계(42)에서 전송된 페이로드 데이터에 할당시 사용된 값과 비교된다.
도 3은 주파수 영역에서 주파수 선택적이지만 시간고정 채널 시뮬레이션을 통해 1개 안테나의 변조 반송파 신호의 변화를 개략적으로 도시한 것이다. 도표(50)는 방법 단계(43) 후 반송파 주파수(51,52,....,57)를 갖는 각각의 변조 반송파 신호를 도시한 것으로, 변조 반송파 신호의 발생은 채널 시뮬레이션(44) 이전에 반송파 주파수 및 코딩 파라미터 할당에 각각 해당한다. 도표(60)는 여기서 화살표로 표시된 채널 시뮬레이션(44) 후 반송파 신호를 도시한 것이다. 반송파 주파수(51,52,....,57)를 갖는 변조 반송파 신호들이 변했다. 여기서, 변화는 반송파 신호 전력, 전파특징 또는 위상위치와 관계될 수 있다.
상술한 및/또는 예시된 모든 특징들은 본 발명의 틀 내에서 서로 이점적으로 결합될 수 있다. 본 발명은 예시적인 실시예에 국한되지 않는다.

Claims (7)

  1. 테스터(10)를 이용한 모바일 무선 디바이스(30) 테스트 방법으로서,
    다른 반송파 주파수를 갖는 복수의 변조된 반송파 신호들로 구성된 전송 신호가 전송되는 다중 안테나 시스템(23,24,31,32)을 통해 테스터(10)와 모바일 무선 디바이스(30) 간에 페이로드 데이터(12,12')가 전송되고,
    피전송 데이터(11,12,12')를 각 전송 안테나(23,24)에 대한 복수의 반송파 주파수들 및 코딩 파라미터들에 할당하는 단계와,
    할당된 반송파 주파수와 코딩 파라미터들에 해당하는 복수의 변조 반송파 신호들을 발생하는 단계와,
    주파수 영역에서 주파수 선택적 정적 채널 모델에 의해 복수의 변조 반송파 신호의 하나 이상의 변조된 반송파 신호를 왜곡하는 단계와,
    채널 모델화 변조 반송파 신호로 구성된 전송신호를 시간 영역에서 모바일 무선 디바이스(30)로 전송하는 단계와,
    모바일 무선 디바이스(30)에서 수신된 신호의 반송파 주파수와 코딩 파라미터에 대한 정보를 결정하는 단계와,
    결정된 정보를 테스터(10)로 전송하는 단계로 이루어지고,
    테스터(10)에서, 모바일 무선 디바이스가 결정한 개개의 변조된 반송파 신호(22,25)의 코딩 파라미터 및 모바일 무선 디바이스(30)에 수신된 반송파 주파수에 대한 정보는 상기 테스터(10)에서 각 전송 안테나에 대해 할당 동안 피전송 데이터에 할당된 원래의 할당 정보(21)와 사용된 정적 채널 모델(26)에 대한 정보로 평가되며,
    다음 데이터가 보내지도록 각 전송 안테나(23,24)에 대한 복수의 반송파 주파수와 코딩 파라미터로의 피전송 데이터(11,12,12')의 할당은 모바일 무선 디바이스(30)에서 수신되고 결정되며 테스터(10)로 다시 보고되는 반송파 주파수 및 코딩 파라미터에 대한 테스터(10)에서 평가된 정보를 기초로 실행되는 것을 특징으로 하는 모바일 무선 디바이스 테스트 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    모든 모바일 무선 디바이스 입력(31,32)에 대해 모든 전송 안테나의 전송 신호로부터 테스터(10)에 의해 예상된 수신 신호가 계산되는 것을 특징으로 하는 모바일 무선 디바이스 테스트 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    채널 모델에 해당하는 하나 이상의 변조된 반송파 신호의 왜곡이 테스터(10)에서 실행되고 수신된 반송파 주파수와 개개의 변조된 반송파 신호의 코딩 파라미터에 대한 정보의 결정이 모바일 무선 디바이스(30)에서 실행되는 것을 특징으로 하는 모바일 무선 디바이스 테스트 방법.
  4. 피전송 데이터(11,12,12')를 복수의 반송파 주파수 및 코딩 파라미터에 할당하는 할당유닛(13,14)과,
    각 안테나에 대해 할당된 전송 주파수 및 코딩 파라미터에 해당하는 복수의 반송파 신호를 발생하는 신호발생유닛(15,16)과,
    주파수 영역에서 주파수 특정 정적 채널 모델에 해당하는 복수의 변조된 반송파 신호로부터 하나 이상의 변조된 반송파 신호들을 왜곡하는 채널 시뮬레이터 유닛(17)과,
    시간 영역에서 채널 모델화 변조 반송파 신호로 구성된 전송신호를 모바일 무선 디바이스로 전송하는 출력유닛(18,19)을 구비하는 다중 안테나 시스템에서 모바일 무선 디바이스용 테스트 디바이스로서,
    모바일 무선 디바이스가 결정한 개개의 변조된 반송파 신호(22,25)의 코딩 파라미터 및 수신된 반송파 주파수에 대한 정보가 할당 동안 피전송 데이터에 할당된 원래의 할당 정보와 사용된 정적 채널 모델(26)에 대한 정보로 평가되며,
    다음 데이터가 보내지도록 각 전송 안테나(23,24)에 대한 복수의 반송파 주파수와 코딩 파라미터로의 피전송 데이터(11,12,12')의 할당은 모바일 무선 디바이스(30)에서 수신되고 결정되며 테스터(10)로 다시 보고되는 반송파 주파수 및 코딩 파라미터에 대한 테스터(10)에서 평가된 정보를 기초로 실행되는 것을 특징으로 하는 모바일 무선 디바이스 테스트용 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    모바일 무선 디바이스(30)가 결정한 각각의 변조된 반송파 신호(22,25)의 코딩 파라미터와 수신된 반송파 주파수에 대한 정보를 모바일 무선 디바이스로부터 수신하고, 이를 할당 동안 피전송 데이터에 할당된 할당정보(21)와 사용된 정적 채널 모델(26)에 대한 정보로 평가하는 식으로 설정된 평가유닛(20)이 제공되는 것을 특징으로 하는 모바일 무선 디바이스 테스트용 디바이스.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    채널 시뮬레이터(17)는 집적 구성부품으로서 모바일 무선 디바이스 테스트용 디바이스에 집적되고 주파수 영역에서 작동하는 것을 특징으로 하는 모바일 무선 디바이스 테스트용 디바이스.
  7. 삭제
KR1020117010154A 2008-11-04 2009-09-25 정적 채널 시뮬레이션에 의한 모바일 무선 디바이스 테스트 방법 및 테스트 디바이스 KR101586707B1 (ko)

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DE102008055759A DE102008055759A1 (de) 2008-11-04 2008-11-04 Verfahren und Vorrichtung zum Testen eines Mobilfunkgeräts mittels statischer Kanalsimulation

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