(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る端末試験装置について詳細に説明する。
【0013】
図1において、本発明の一実施形態に係る端末試験装置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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
以下の主たる三つの動作モードが、NB−IoTでは存在する。
図2は三つの動作モードの概念を示す概念図であり、横軸が周波数に相当する。
図2(a)は、NB−IoTが利用するリソースの周波数帯であるNB−IoT周波数帯NBが、通常のLTE通信に利用されるLTE周波数帯LB及び他の周波数帯との干渉を防ぐガードバンドの周波数帯GBからは別個独立した、専用周波数帯である例を示す。
図2(a)のモードは、スタンドアローン型と呼ばれるものであり、NB−IoT端末が、通常のLTE通信とは独立して動作するモードである。
【0030】
図2(b)は、NB−IoT周波数帯NBが、LTE周波数帯LBの一部を利用する例を示す。
図2(b)のモードは、LTEインバンド型と呼ばれるものであり、NB−IoT端末が通常のLTEのリソースの一部を用いて動作するモードである。
【0031】
図2(c)は、NB−IoT周波数帯NBが、ガードバンドの周波数帯GBを利用する例を示す。
図2(c)のモードは、ガードバンド型と呼ばれるものであり、NB−IoT端末がLTEのガードバンドのリソースを用いて動作するモードである。
【0032】
上述した様に、NB−IoTは、特に
図2(b)及び
図2(c)の場合において、LTE周波数帯やガードバンドの周波数帯内での運用形態を提案するものである。この場合、NB−IoTのリソースの選択にあたっては、LTE周波数帯やガードバンドの周波数帯との干渉を抑制したものを選択する必要があり、端末試験装置1による端末2の試験の際にも、同様な選択が要求される。
【0033】
より具体的には、
図2(b)の場合、設定されたNB−IoT周波数帯NBが、LTE周波数帯LBにおいて、通常のLTE通信に利用されているリソースブロック(RB;Resource Block)以外のリソースブロックに設定される必要がある。また、
図2(b)及び
図2(c)の場合、設定されたNB−IoT周波数帯NBが、LTE周波数帯LB及びガードバンドの周波数帯GBのそれぞれにおいて、一つのリソースブロック内に納められるべきことを意味する。LTEにおいて、リソースブロックの長さ、すなわちその周波数帯域幅は180kHzに設定されている。
【0034】
NB−IoT周波数帯をリソースブロック内に納める手法として、NB−IoT周波数帯の基準位置となるNB−IoTの中心周波数(NB−IoT中心周波数)を適切に設定する手法が存在する。この設定にあたっては、まず、試験や通常の通信で利用対象となるLTE周波数帯(キャリア)内において、通常のLTE通信に利用されていない(空の)リソースブロックを選択する。
【0035】
ここで、NB−IoT中心周波数F
DLは、以下の式(1)により求められることが知られている(非特許文献1参照)。
【0036】
F
DL=F
DL_LOW+0.1(N
DL−N
Offs−DL)+0.0025*(2M
DL+1)
・・・(1)
【0037】
式(1)の各項は以下の意味である。単位はすべてMHzである。
F
DL_LOW:周波数バンド毎のLTE周波数帯に定められた最低周波数
N
Offs−DL:周波数バンド毎のLTE周波数帯に定められたオフセット周波数
N
DL:EARFCN(E-UTRA Absolute radio-frequency channel number;E-UTRA絶対無線周波数チャネル番号)
M
DL:NB−IoT用のオフセット
【0038】
第1項である、F
DL_LOW+0.1(N
DL−N
Offs−DL)は、利用対象となるLTE周波数帯の選択、すなわちLTE中心周波数の選択にあたって、前提となる100kHz毎の区切りである100kHz単位の周波数を定める計算式に相当する。すなわち、この区切りは100kHz単位の周波数、100*m(kHz)で設定される(mは正の整数であり、m=0,1,2,3・・・)。100kHzは、キャリアの中心周波数を決定する際の最小設定単位であるチャネルラスタに相当し、100kHzのチャネルラスタの場合、100kHz単位で中心周波数が設定可能となる。尚、F
DL_LOW+0.1(N
DL−N
Offs−DL)のうち、EARFCNであるN
DLを選択することにより、F
DL_LOW、N
Offs−DLは一義的に決定される。
【0039】
一方、第2項である、0.0025*(2M
DL+1)の部分は、上記第1項で設定された100kHz単位の周波数を、180kHzの周波数帯域幅を持つ(NB−IoTに利用可能な)リソースブロックに合わせるためのものである。すなわち第2項は、最終的にNB−IoT中心周波数をこのリソースブロックの中心周波数に合致させるためにオフセットするものであり、特に第2項のM
DLは、第1項の値、選択したLTE中心周波数、LTEの帯域幅(
図2のLB、GBをあわせたものに相当)に応じて定められる。第1項で設定された100kHz単位の周波数は、最終的に設定されるべきNB−IoT中心周波数に最も近いものが選ばれる。M
DLが実質的なNB−IoT用のオフセットに相当する。
【0040】
従来の試験においては、ユーザが、入力部141を通じて、試行錯誤しながら決定したM
DLを入力し、通信状態を確認し、得られた結果が適切なNB−IoT中心周波数になっているかを判定している。しかしながら、式(1)の第1項の値等により、適切なM
DLは決定されるにもかかわらず、ユーザが第1項等を何ら考慮せずに入力するM
DLは必ずしも適切なものとは言えず、適切な値からかけ離れた値を入力してしまうことがある。このような値を入力しても当然ながらNB−IoT下における通信試験をうまく行うことはできず、ユーザは、再度新しい値M
DLの値を入力し、再度通信の可否を検証する。このような操作の繰り返しは、時間、コストの浪費を招き、円滑な端末試験の障害となり得る。
【0041】
そこで本実施形態では、ユーザが試行錯誤しながらオフセット(M
DL)を指定するのではなく、端末試験装置1が、利用対象としている一のLTE周波数帯において、利用可能なNB−IoT周波数帯を、所定の識別情報を用いて通知する。ユーザは通知された識別情報を選択しさえすれば、設定誤り、無駄な時間等なしに、適切なNB−IoT周波数帯を選択することができる。これにより、ユーザにとっての利便性が大幅に向上する。
【0042】
以下の表1は、端末試験装置1等が予め保有する表であり、利用可能なNB−IoT周波数帯に対応した識別情報を含む。本例では、識別情報には、周波数インデックス、LTE中心周波数からの差分周波数、ラスタオフセット(rasteroffset)の三つが含まれる。この表は、端末試験装置1や他の記憶装置に記憶されており、表示部142がこの表を表示することもできる。ユーザが、装置に付属した取扱説明書、インターネットを通じた所定のサーバーからのダウンロード等により、この表を参照できる形式であってもよい。
【0044】
周波数インデックスは、NB−IoT周波数帯に個別に割り付けたインデックス(識別番号)である。周波数インデックスは、例えば、LTE周波数帯のリソースブロックに対し、周波数の小さい方から順番に付与したインデックスを用いることがある。一般的には、端末試験装置1を提供する側が周波数インデックスを決め、ユーザがいずれかを選択することになる。ただし、インデックスの付与の方法は特に限定されず、NB−IoT周波数帯を特定できるものであればよい。
【0045】
LTE中心周波数からの差分周波数は、LTE中心周波数と、一列目の周波数インデックスが割り当てられたNB−IoT周波数帯のNB−IoT中心周波数との差分である(kHz単位)。
【0046】
また、試験や通常の通信に用いるLTE周波数帯(キャリア)とその中心周波数は、ユーザが予め設定しており、そこからEARFCNは一義的に導かれる。このEARFCNにより、式(1)の第1項、F
DL_LOW+0.1(N
DL−N
Offs−DL)を用いて、100kHz単位の周波数が決定される。ラスタオフセットは、この100kHz単位の周波数に対する、NB−IoT周波数帯のNB−IoT中心周波数のオフセットである(kHz単位)。
【0047】
識別情報のユーザへの通知にあたって、制御部15がLTE周波数帯内において、NB−IoTに利用可能なNB−IoT周波数帯を決定する。この決定は、従来の手法によって行われる(ETSI TS 136 213 V13.3.0(2016−11)の表16.8−1のラスタオフセット等を利用)。そして、表示部142が、この決定を受けて、識別情報として表1の少なくとも一部(基本的には一の周波数インデックスに対応した一行)を表示する。ユーザは表示部142に表示された識別情報を、入力部141を用いて選択すればよい。
【0048】
識別情報の表示の方法は特に限定されない。例えば、表示部142が表1の全体を表示し、ユーザが選択すべきNB−IoT周波数帯のみ(表1の一行)を所定の方法で強調し、ユーザに選択を促すようにしてもよいし、周波数インデックスのみを表示してもよい。また、識別情報は上述のものには限定されず、ユーザが適切なNB−IoT周波数帯を選択可能な形式のものであればよい。以下、図面を用いて、識別情報の内容をよりわかりやすく説明する。
【0049】
図3は、実施形態の端末試験装置1によるNB−IoT周波数帯を決定するプロセスを示す概念図である。本例では、試験に用いるLTE周波数帯LBが、0〜14の周波数インデックスが付与された15個のリソースブロックを含むとともに、その両端には、他のLTE周波数帯との干渉を防止するためのガードバンドの周波数帯GBが付与されている。周波数インデックス7のリソースブロックがLTE周波数帯LBの中央に位置し、LTE中心周波数は、周波数インデックス7のリソースブロックの中央に位置する。なお、LTE規格に従って、LTE中心周波数が存在する周波数インデックス7のリソースブロックのみに、15kHzの使用不可領域(DCサブキャリア)DCが存在する。
【0050】
端末試験装置1は、LTE周波数帯LBの中のいずれか一つであって、利用可能なリソースブロックを、NB−IoTのリソース、すなわちNB−IoT周波数帯として利用する。本例では、端末試験装置1は、周波数インデックス8のリソースブロックをNB−IoT周波数帯として利用する。
【0051】
LTE通信においては、互いに別キャリアである複数のLTE周波数帯を設定する際、その周波数間隔の設定は、EARFCNの概念に則って行われる。具体的には、
図3で示したLTE周波数帯LBの中心周波数であるLTE中心周波数として所望のものを選択するにあたり、対応するEARFCNにより、式(1)の第1項、F
DL_LOW+0.1(N
DL−N
Offs−DL)を用いて、100kHz単位の周波数が決定される。
【0052】
式(1)の第1項から、キャリアごとのLTE周波数帯は、EARFCNの概念より100kHz単位でずれることが決まっており、本例は、100kHz*2=200kHzずれた例を示している。
【0053】
一方、NB−IoT周波数帯の幅は、LTE周波数帯のリソースブロックの周波数帯域幅である180kHzと同じであることが規格により定められている。よって、NB−IoT中心周波数と、上述したNB−IoTに利用可能なリソースブロックの中心周波数を合致させ、NB−IoT周波数帯をLTE周波数帯のリソースブロックの中に納めて(両者の周波数帯域幅は180kHzで同じ場合、正確には両者を重ね合わせて)、NB−IoT周波数帯とLTE周波数帯(の他のリソースブロック)との干渉を防止する必要がある。
【0054】
そこで、式(1)の第2項である、0.0025*(2M
DL+1)を用いて、式(1)の第1項により定められた100kHz単位の周波数を、対応するリソースブロックの中心周波数に合致させ、NB−IoT中心周波数にすることが行われる。このプロセスが、上述したラスタオフセットの実行であり、ラスタオフセットは、100kHz単位の周波数に対する、NB−IoT周波数帯のNB−IoT中心周波数のオフセットである(kHz単位)。本例では、ラスタオフセットは、100kHz*2−(180kHz+7.5kHz)=12.5kHzになる。+7.5kHzは、DCサブキャリアDCの半分の周波数帯域幅に相当し、DCサブキャリアがない場合は不要である。また、180kHz+7.5kHz=187.5kHzは、結果的にLTE中心周波数からの差分周波数となる。
【0055】
本例は表1の周波数インデックス8に該当し、表示部142は、例えばこの部分のみを識別情報として表示する。ユーザは、式(1)の第2項である、12.5kHzを計算することなく、単に表示された識別情報を指定しさえすれば、
図3に示したようなNB−IoT周波数帯を決定するプロセスが実行される。
【0056】
図4は、従来の手法によるNB−IoT周波数帯を決定するプロセスであり、結果的に不適切なNB−IoT周波数帯が決定されるプロセスを示す概念図である。ユーザが、入力部141を操作して、端末試験装置1に、0.0025*(2M
DL+1)またはM
DLに相当するオフセットを任意に入力する。本例では、ユーザがオフセット=47.5kHzを任意に設定し、入力した例を示している。
【0057】
このような不適切な値を入力した結果、適切なNB−IoT中心周波数が設定されなくなり、割り当てたNB−IoT周波数帯が、別のLTEリソース、本例では周波数インデックス7のリソースブロックに食い込んでしまう。周波数インデックス7のリソースブロックは、通常のLTE通信に利用中と考えられ、試験にあたって干渉、障害が生じ、円滑な試験が妨げられるおそれがある。再度ユーザは他の値を入力してトライする必要があり、時間、コストが費やされることとなる。
【0058】
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、適切なNB−IoT周波数帯に相当する識別情報が、あらかじめユーザに対し提示される。ユーザは容易に適切なNB−IoT周波数帯を指定することが可能となり、円滑な試験が可能となり、ユーザの利便性を向上させる。
【0059】
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。
【0060】
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。