説明

静的チャネル・シミュレーションにより、移動体無線装置を検査する方法及び装置

本発明は、周波数空間におけるチャネル・シミュレーションのために周波数選択性静的モデルを使用して複数アンテナ・システム(23、24、31、32)における移動体無線装置(30)を検査する装置及び方法に関する。本発明による方法では、送信する対象の有用なデータがまず、アンテナ毎の複数のキャリア周波数及び関連付けられた符号化パラメータに割り当てられる。次いで、有用なデータは、上記割り当てに応じてキャリア周波数に対して変調される。変調された1つ又は複数のキャリア信号を次いで、周波数選択性静的チャネル・モデルに応じて、周波数空間において歪ませる。チャネルモデリングされた変調されたキャリア信号を含む送信信号は後に、検査する対象の移動体無線装置に一定期間中に送信される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、時間的に独立であるが、周波数選択性のチャネル・シミュレーションを使用するマルチアンテナ・システムにおいて移動体無線装置を検査する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
移動体無線手法におけるデータ又はマルチメディア・サービスの伝送速度に対して増大する需要を満たすために、空間的寸法を駆使する高スペクトル効率を有する無線伝送手法が情報の伝送のために使用される。よって、OFDM(直交周波数分割多重化)変調手法は、例えば、3GPP標準化の移動体無線標準であるロング・ターム・エボリューション(LTE)において使用されている。この意味合いで、高速データ・レートを有するペイロード情報は、より遅いデータ・レートを有するいくつかの部分データ・ストリームに分割される。前述の部分データ・ストリームは、低帯域幅を有する4相振幅変調(QAM)などの変調手法で別個に変調され、キャリア周波数に施される。以下の説明では、これらは、変調されたキャリア信号として表す。個々の部分データ・ストリームの変調されたキャリア信号は次いで送信信号に加えられ、変調されたキャリア信号は、搬送波関数の直交性が理由で、互いに対して直交方向に配置される。
【0003】
信号が送信されるマルチアンテナ・システム(MIMO=複数入力複数出力)が、例えば、基地局内の2つ又は4つのアンテナから、例えば、移動体無線装置における2つ又は4つのアンテナへの送信のために更に使用される。よって、別々のペイロード情報又は部分的データ・ストリームは、同じ周波数で、しかし、別々のアンテナを介して送信することが可能である。データ・ストリームを復号化し、再合成するために、個々のチャネルを区別可能にしなければならない。このことは、アンテナそれぞれに対する、異なる伝搬特性の割り当てを介して達成される。別々の基地局と無線装置アンテナ間の別々の伝搬路により、反射等による信号の消去が更に最小にされる。これは、伝送品質と同時に、高速のデータ・レートを可能にする。
【0004】
検査装置は、定義された、容易に再生可能な状態でのOFDM変調による、マルチアンテナ・システムにおける移動体無線システムの機能を検査するために使用される。よって、伝送チャネルに対する外部の影響は通常、時間領域において、すなわち、伝送路上で、検査器から移動体無線装置に伝送される信号に影響を及ぼすチャネル・シミュレータによってシミュレートされる。
【0005】
DE112006000207T5には、マルチアンテナ・システムにも適したチャネル・シミュレーションを実現する方法及び装置が記載されている。この意味合いでは、受信器と、少なくとも1つの雑音信号源との間の無線接続がリアルタイムでシミュレートされ、シミュレーション結果がバッファに記憶される。バッファが、先行するシミュレートされた信号源からの結果を含む場合、結果は同期して合成される。その後、送信器と受信器との間の無線接続のシミュレーション中、バッファリングされたシミュレーション結果がバッファからリアルタイムで入力され、入力結果がシミュレーションに加えられる。
【0006】
上記チャネル・シミュレーションは、周波数領域において規定されたMIMOシステム内のアルゴリズム及び/又は機能的装置の検査(例えば、移動体無線装置におけるチャネル推定)には適していない。個々の歪みはそれぞれ、複数の雑音周波数からなり、特に、経時的に変動する。したがって、特定の時点における送信周波数に関する送信信号の明確な構成、及び前述の送信周波数の配列に対する、検査対象の機能的装置の反応は、多大な費用を伴ってのみ求めることが可能である。更に、上述の装置は、使用されるバッファ及びソフトウェア構成部分の速度及び容量に対して重い要求を科す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
よって、本発明の目的は、移動体無線装置のMIMO性能を検査するための改良された方法及び改良された装置を提供することである。更に、チャネル・シミュレーションは、単純であり、かつコスト的に有利な実現が可能であるべきである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前述の目的は、請求項1記載の発明による方法、及び請求項5記載の発明による装置によって達成される。
【0009】
本発明による方法では、送信する対象のペイロード・データはまず、部分データ・ストリームに小分けされ、上記部分データ・ストリームは、複数のキャリア周波数、及びアンテナ毎の関連付けられた符号化パラメータに割り当てられる。この後、ペイロード・データは、上記割り当てに応じてキャリア周波数に対して変調される。以下の説明では、これらは、変調されたキャリア信号として表す。伝搬チャネルをシミュレートするために、1つ又は複数のキャリア信号を次いで、周波数領域において、周波数選択性静的チャネル・モデルに応じて歪ませる。チャネルモデリングされ、変調されたキャリア信号を含む送信信号は次いで、時間領域において、検査対象の移動体無線装置に送信される。
【0010】
本発明による装置はしたがって、アンテナ毎に使用される対象の符号化パラメータ及びキャリア周波数に、送信する対象のペイロード・データを割り当てる割り当て装置を含み、更に、アンテナ毎の対応する変調されたキャリア信号を生成する信号生成装置を含む。チャネル・シミュレータ装置は、周波数特有の時定数チャネル・モデルに対応する、周波数領域における標的化されたやり方で変調された個々のキャリア信号を歪ませる。チャネル・シミュレーション装置により、個々のキャリア周波数の標的化された歪みを達成することが可能である。例えば、検査器から移動体無線装置までの伝送路上の時間変動歪みを伴う、時間領域におけるチャネル・シミュレーションの場合に生じる、キャリア周波数の時間変動は、よって、最小にされる。周波数領域において動作するアルゴリズム及び/又は装置構成部分は効果的には、複雑でなく、高速のやり方で検査することが可能である。好ましくは、キャリア信号全てを歪ませるが、しかし、個々のキャリア信号の歪みは異なり得る。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】2×2のMIMOアンテナ・システムを有する、LTE標準による移動体無線装置の検査のための、本発明による装置を示すブロック回路図である。
【図2】本発明による方法を示すフロー図である。
【図3】チャネル・シミュレーション前後のアンテナの例示的な送信信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明による方法及び本発明による装置の効果的な更なる展開は、従属請求項において示す。
【0013】
効果的には、検査対象の移動体無線装置からの個々の送信信号それぞれの符号化パラメータ及び受信されたキャリア周波数についての情報が求められ、検査器に戻され、対応する、元のキャリア周波数、及び割り当ての符号化パラメータと検査器において比較される。これは特に単純なやり方で可能である。チャネル・モデルは周波数特有に動作し、周波数領域において動作し、送信信号のパラメータもキャリア周波数毎に求められるからである。
【0014】
更に、一体化された構成部分として検査器にチャネル・シミュレータを一体化させることが効果的である。よって、他の無線源からの雑音信号などの外部の影響が最小にされる。検査器はコンパクトに構成し得、既存の構成部分も、チャネル・シミュレーションに使用することが可能である。これは、検査器のコンパクトであり、更に、コスト的に有利な設計を可能にする。
【0015】
互いに対応する部分には、図全てにおいて同じ参照符号でマーキングしている。
【0016】
本発明は以下に、例示的な実施例を参照して、図面に基づいて説明する。
【実施例】
【0017】
本発明による装置の例示的な実施例は図1におけるブロック図を参照して説明する。図示した装置は、例えば、LTE標準に応じて動作する移動体無線装置を検査するために使用される。OFDM(直交周波数分割多重)変調手法は、本明細書及び特許請求の範囲では検査器10としてシミュレートされた、基地局から移動体無線装置30への無線伝送に使用される。
【0018】
移動体無線装置における2つの入力31及び32、並びに検査器10における2つの出力23及び24を有するマルチアンテナ・システム(MIMO)を介した送信に送信信号を適合させる。図示した例示的な実施例では、検査出力23及び24がそれぞれ、移動体無線装置入力31及び32に、それぞれの場合においてケーブルによって接続される。その代わりに、送信は検査器出力23及び24毎の1つのアンテナそれぞれから、それぞれの場合において、移動体無線入力31、32毎に1つのアンテナに向けて実現することも可能である。装置は2×2MIMOシステムに限定されず、より多くのアンテナ、又はより少ないアンテナを有する送信システムに使用することも可能である。
【0019】
送信される対象のペイロード・データ12、12’は、割り当て装置14に供給され、そこで送信アンテナ23、24に割り当てられ、対応する符号化パラメータが与えられる。符号化パラメータは例えば、いわゆる前置符号化マトリクスにおいて表される伝搬特性のパラメータ、及び使用される対象のキャリア周波数に関する情報を含む。無線チャネルの伝送品質に対応する別々の前置符号化マトリクス及び周波数範囲が規定される。使用される対象のキャリア周波数範囲及び前置符号化マトリクスの選択は、移動体無線装置30からの要求を介して制御される。
【0020】
ペイロード・データと同様に、送信アンテナ毎の、使用される対象のキャリア周波数、及び対応する符号化パラメータは、割り当て装置13においてシグナリング・データ11に割り当てられる。
【0021】
ペイロード及びシグナリング・データは、次いで、信号生成装置15、16の各ケースにおいて装置13、14からの割り当て規定に対応するアンテナ毎に供給され、変調されたキャリア信号を生成するために複数のキャリア周波数に変調される。アンテナ毎の前述の変調されたキャリア信号は次いで、チャネル・シミュレータ17に転送される。後者は、チャネル・モデルに応じて(例えば、事前に定義することが可能なパターンに応じて)時間的に不変な態様で個々のキャリア周波数の変調されたキャリア信号を変調する。これは、周波数領域における変調されたキャリア信号の離散的な干渉を有する静的チャネルに対応する。チャネル・シミュレーションから生じる変調されたキャリア信号は、アンテナ毎の一送信信号を形成するよう逆フーリエ変換18、19によって合計され、時間領域に変換される。歪ませる対象のキャリア周波数の選択は、好ましくは、チャネル・モデルにおいて調節可能である。
【0022】
更に、2つのアンテナの送信信号は、検査器出力23及び24それぞれにおいて結果として生じる信号が、移動体無線装置入力31及び32それぞれにおける2つのアンテナ入力のスーパインポーズされた受信信号に対応する。よって、検査器出力23及び24は、移動体無線装置入力31、32にケーブルによって接続することが可能である。検査器と移動体無線アンテナとの間の無線伝送路を介した干渉はしたがって排除される。これは、厳密に、検査器10によって生成された送信信号が移動体無線装置30に到着することを確実にする。
【0023】
移動体無線装置30では、移動体無線装置31及び32の受信信号は、チャネル推定器34に供給され、そこで、個々の変調されたキャリア信号に分けられる。この目的で、フーリエ変換は、2つのアンテナの受信信号それぞれに施される。チャネル推定器34は、受信されたキャリア周波数及びその符号化パラメータについての情報を求め、移動体無線装置入力31及び32において受信された受信信号からのデータ35、35’の回復のために等化器33にこれを再ルーティングする。
【0024】
よって、チャネル推定器34によって求められる符号化パラメータ及びキャリア周波数についての情報は、接続22を介して検査器において評価装置20に並列に転送し、チャネル・シミュレータからのチャネル・モデル26及び変調されたキャリア信号を生成するために使用される値21と比較される。
【0025】
更に、チャネル推定器34は、受信信号内の個々のキャリア周波数の品質から、後の送信信号において使用される対象のキャリア周波数及び符号化パラメータの新たな値を導き出す。
【0026】
アンテナ特性の符号化パラメータは例えば、特定された組(いわゆるコードブック)からの特定の前置符号化マトリクスの選択によって示される。個々のキャリア周波数又は周波数ブロックの品質は、チャネル品質表示子によって示される。前述の2つのパラメータは、求められるパラメータの例に過ぎず、更なるパラメータによって補うことが可能である。前述の値は、シグナリング・メッセージを介して検査器10の割り当て装置14に戻され、通信される対象の、次のペイロード及びシグナリング・データ12、13にそこで使用される。チャネル・シミュレーション装置からのチャネル・モデル26についての情報、割り当て装置からのキャリア周波数21に関する情報、及び前述の値の複製25を、更なる評価測定のために評価機能に再ルーティングすることが可能である。
【0027】
よって、例えば、チャネル推定器の機能は、単純なやり方で検査することが可能である。
【0028】
図2は、フロー図において、本発明による方法の個々の工程を示す。通信する対象のデータ12、12’は開始点を表す。これらは工程42においてキャリア周波数及び符号化パラメータに2つの基地局アンテナ23、24を介して割り当てられる。工程43では、変調されたキャリア信号が、割り当てられたキャリア周波数及び符号化パラメータに応じてアンテナ毎に生成される。よって、アンテナに割り当てられる変調されたキャリア信号はそれぞれ、矢印でマーキングされている。変調されたキャリア信号又はその少なくとも一部は次いで、周波数領域において周波数選択性チャネル・モデルを介して工程44で変更され、逆フーリエ変換を介して時間領域内の時間変動送信信号に変えられ、移動体無線装置30に送信される。任意的には、2つのアンテナの擾乱した送信信号は、2つのアンテナ入力のスーパインポーズされた受信信号に対応するように合成される。
【0029】
移動体無線装置30におけるチャネル推定を介して、2つのアンテナ信号の個々の変調されたキャリア信号の送信周波数、品質及び伝搬特性が求められる。チャネル推定からの値が次いで、工程42において、送信する対象のペイロード・データに対する割り当てにおいて使用されていた値と、工程46において比較される。
【0030】
図3は、周波数領域における周波数選択性を有するが時間的に静的なチャネル・シミュレーションを介して一アンテナの変調されたキャリア信号の変動を略示する。図50は、方法工程43後のキャリア周波数51、52、…57を有する個々の変調されたキャリア信号を示し、変調されたキャリア信号の生成は、チャネル・シミュレーション44前のキャリア周波数及び符号化パラメータ割り当てに対応する。図60は、ここでは矢印によって示すチャネル・シミュレーション44後のキャリア信号を示す。キャリア周波数53’、56’及び57を有する変調されたキャリア信号は変更されている。ここの変形は、キャリア信号電力、伝搬特性、又は位相位置に関係し得る。
【0031】
上述し、かつ/又は例証した構成は全て、効果的に、本発明の枠組み内で、互いに組み合わせ得る。本発明は、本願開示の例示的な実施例に限定されるものでない。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査器(10)で移動体無線装置(30)を検査する方法であって、ペイロード・データ(12、12’)が検査器(10)と移動体無線装置(30)との間でマルチアンテナ・システム(23、24、31、32)を介して送信され、送信される信号は、異なるキャリア周波数を有する変調された複数のキャリア信号を含み、
送信アンテナ毎の複数のキャリア周波数及び符号化パラメータに対して、送信する対象の前記データ(11、12、12’)を割り当てる工程(42)、
前記割り当てられたキャリア周波数及び符号化パラメータに対応する変調された複数のキャリア信号を生成する工程(43)、
周波数領域において、周波数選択性静的チャネル・モデルにより、変調された複数のキャリア信号のうちの1つ又は複数の変調されたキャリア信号を歪ませる工程(44)、及び
チャネルモデリングされた変調されたキャリア信号を含む送信信号を時間領域において移動体無線装置(30)に送信する工程
の方法工程によって送信される方法。
【請求項2】
請求項1記載の、移動体無線装置を検査する方法であって、
予期する対象の受信信号は、移動体無線装置入力(31、32)毎の送信アンテナ全ての送信信号から前記検査器(10)によって算出される方法。
【請求項3】
請求項1又は2記載の、移動体無線装置を検査する方法であって、
前記移動体無線装置(13)が求める、個々の変調されたキャリア信号(22、25)の受信されたキャリア周波数及び前記符号化パラメータに関する情報が、使用される静的チャネル・モデル(26)に関する情報、及び前記割り当て中に送信する対象の前記データに割り当てられた元の割り当て情報(21)とともに評価される方法。
【請求項4】
請求項1乃至3に記載の、移動体無線装置を検査する方法であって、
チャネル・モデルに対応する1つ又は複数の変調されたキャリア信号の歪みは、前記検査器(10)において実現され、前記個々の変調されたキャリア信号の受信されたキャリア周波数及び符号化パラメータに関する情報の判定は、前記周波数領域において移動体無線装置それぞれにおいて実現される方法。
【請求項5】
マルチアンテナ・システムにおける移動体無線装置を検査する装置であって、
複数のキャリア周波数及び符号化パラメータに送信する対象の前記データ(11、12、12’)を割り当てる割り当て装置(13、14)と、
アンテナ毎の、割り当てられた送信周波数及び符号化パラメータに対応する複数のキャリア信号を生成する信号生成装置(15、16)と、
周波数領域における周波数特有の静止チャネル・モデルに対応する前記複数の変調されたキャリア信号からの変調された1つ又は複数のキャリア信号を歪ませるチャネル・シミュレータ装置(17)と、
チャネルモデリングされた変調されたキャリア信号を含む送信信号を移動体無線装置に時間領域において送信する出力装置(18、19)と
を備える装置。
【請求項6】
請求項5記載の、移動体無線装置を検査する装置であって、
個々の変調されたキャリア信号(22、25)の、受信されたキャリア周波数及び符号化パラメータに関する情報を前記移動体無線装置から受け取るように設定される評価装置(20)が提供され、移動体無線装置(30)は、使用される静的チャネル・モデル(26)に関する情報、及び前記割り当て中に送信される対象の前記データに割り当てられた割り当て情報(21)とこれを比較する装置。
【請求項7】
請求項5又は6に記載の、移動体無線装置を検査する装置であって、
チャネル・シミュレータ(17)は、検査器(10)の一体化された構成部分であり、周波数領域において動作する装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公表番号】特表2012−507894(P2012−507894A)
【公表日】平成24年3月29日(2012.3.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−533556(P2011−533556)
【出願日】平成21年9月25日(2009.9.25)
【国際出願番号】PCT/EP2009/006949
【国際公開番号】WO2010/051881
【国際公開日】平成22年5月14日(2010.5.14)
【出願人】(505141602)ローデ ウント シュワルツ ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー (51)
【Fターム(参考)】