JPH07509830A - ベースステイションの状態測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ペースステイションの状態測定方法および装置本発明は、所定のＴＤＭＡタイム スロットで実行される試験測定（こよってＴＤＭＡ無線システムのベースステイ ションの状態を測定する方法および装置ｌこ関するものであり、ここでは、ＥＴ ＳＩ／ＧＳＭ勧告０５．０２に従うＴＤＭＡチャンネル構造が使用されている。

例えばセルラー無線電話装置のような無線装置で最も重要なファクタの１つ番よ ベースステイションと移動無線ステイシダン間の無線リンクの品質である。この 無線リンクの品質は、ペースステイションの無線部品、つまり、アンテナや受信 機、の状態に実質的に影響される。故に、様々な測定および試験によってペース ステイションの無線部品の状態を監視できることが重要である。

ペースステイシコンの送信および受信アンテナの状態は一般に眼その定在波比、 つまり、受信および送信システムの残りの部分に対するアンテナの電気整合、を 測定することによって監視される。これは普通、ペースステイション（こ配置さ れた装置によってＲＦパワーをアンテナ線を通じてアンテナに供給すると共：こ アンテナから反射されたパワーを測定することによって実行されてきた。アンテ ナの状態はアンテナから反射された信号レベルから決定される。この測定＆よ一 般には、ペースステイションの通常動作を妨げないよう、ペースステイションの 通常の動作周波数バンド以外のある特定の試験周波数において実行される。この 原理を用いた幾つかの装置がフィンランド特許出願第９０４０８５号や欧州特許 出願筒０　２６１　８２８号に記述されている。

受信機の状態は、ペースステイションのベースノくンド信号処理装置と同様、送 信機によって送信されたＲＦ試験信号を受信機ヘルーブする装置（こよって試験 されている。送信された試験信号がエラーの存在しない状態で受信された場合に 試験すべき装置は適切な状態にあると仮定される。デジタル無線装置で（ま、送 信データと受信データ間の比較に基づいてビ・ノドエラーレイト（Ｂｉｔ　Ｅｒ ｒｏｒ　Ｒａｔｅ）（ＢＥＲ）を計算することが可能である。これは、適切な状 態にあるベースステイションでは所定の限界値以下である。無線試験装置は一般 に、送信アンテナ線と受信アンテナ線の間に接続されており、試験信号を送信周 波数から受信周波数に変換しなければならない。このタイプの幾つかの装置は、 フィンランド特許出願第９０２６２４号やＰＣＴ出願ＷＯ９０１０６６３５号に 記述されているＴＤＭＡ　（時分割多重アクセス）タイプの新しいデジタル無線 システムは、１つの周波数に幾つかの、一般には８つの、タイムスロットを含ん でいるような時分割信号処理を有する。１つのＴＤＭＡシステムはＰａｎヨーロ ッパ移動電話システムＧＳＭである。デジタル無線においても、ペースステイシ ョンの通常動作を妨げることが望ましくなければ、その試験測定はペースステイ ションの通常の周波数バンド以外の周波数において実行されなければならない。

ベースステイションの動作中に実行される試験測定のためにペーススティション の通常周波数を用いることを望むのならば、試験使用のために「通常トラフィッ ク」からタイムスロットの１つを取り除く必要がある。この理由から、ペースス テイションの無線部品の連続的な監視やリアルタイムの警告は可能ではなかった 。

本発明の１つの目的は、ＴＤＭＡ無線システムのベースステイションで実際に使 用される周波数においてペースステイションの通常動作を妨げずにアンテナ状態 の測定を実行することにある。

これは前文に開示されたタイプの方法によって達成される。本発明によるこの方 法は、ＥＴＳ　Ｉ／ＧＳＭ勧告０５．０２によるチャンネル構造Ｔ　ＣＨ／Ｆ　 ＋　５ＡＣＣＨ／ＴＦのＩＤＬＥフレームのタイムスロットで、又は、チャンネ ル構造５ＤＣＣＨ／８のＩＤＬＥフレームのタイムスロットで、試験測定が実行 されることを特徴とする。

また、本発明の特徴は、ＥＴＳＩ／ＧＳＭ勧告０５．０２によるＴＤＭＡチャン ネル構造を使用するＴＤＭＡ無線装置のベースステイションの受信アンテナの状 態を所定のＴＤＭＡタイムスロットで実行される試験測定によって測定する装置 に関するものであって、この装置は、ＥＴＳ　Ｉ／ＧＳＭ勧告０５．０２による チャンネル構造ＴＣＨ／Ｆ＋５ＡＣＣＨ／ＴＦのＩＤＬＥフレームの少なくとも １つのタイムスロットの間、又は、チャンネル構造５ＤＣＣＨ／８のＩＤＬＥフ レームの少なくとも１つのタイムスロットの間に、所定の無線周波数試験信号を アンテナ線を介してアンテナに送信する手段と、 アンテナから反射され且つ所定の測定経路に沿って伝播された測定信号要素の大 きさを測定する手段と、 前記ＩＤＬＥフレームの１つ若しくは数個のタイムスロットの間に、測定信号を 前記測定経路に沿って受信機に直接送信する手段と、測定経路に沿って直接送信 された測定信号の大きさを測定する手段と、これら２つの測定信号の大きさ間の レートに基づいてアンテナの状態を決定する手段と、を備える。

本発明は更に、ＥＴＳＩ／ＧＳＭ勧告０５．０２によるＴＤＭＡチャンネル構造 を使用するＴＤＭＡ無線装置のベースステイションの状態を所定のＴＤＭＡタイ ムスロットで実行される試験測定によって測定する装置に関し、この装置は、Ｅ ＴＳＩ／ＧＳＭ勧告０５．０２によるチャンネル構造ＴＣＨ／Ｆ十５ＡＣＣＨ／ ＴＦのＩＤＬＥフレームの少なくとも１つのタイムスロットの間、又は、チャン ネル構造５ＤＣＣＨ／８のＩＤＬＥフレームの少なくとも１つのタイムスロット の間に、所定の無線周波数試験信号をペースステイションの受信機へ無線チャン ネル上にて送信する手段と、 ペースステイションの受信機によって受信された試験データと既知の試験データ とに基づいてピットエラーレートを決定する手段とを備えることを特徴とする。

ＥＴＳＩ／ＧＳＭ勧告０５．０２は、０３Ｍシステムの無線インタフェースにお ける無線経路で使用されるチャンネル構造を規定する。この勧告で規定されたチ ャンネル構造、ＴＣＨ／Ｆ＋５ＡＣＣＨ／ＴＦと、チャンネル構造、５ＤＣＣＨ ／８は、ある特定の位置にいわゆるＩＤＬＥフレームを備えているが、この使用 法については何も規定されていない。本発明では、ペースステイションの所望の 試験測定が幾つかのアイドルフレームの中の１つ若しくは数個のタイムスロット で実行されるため、この測定は、他のトラフィックに適切とされるタイムスロッ トを占有しない。このように、リアルタイムで故障を発見することが可能であり 、また、警告を発生することが可能であることから、本発明によれば、トラフィ ック状態に係わらず、また、ペースステイションのトラフィック容量に影響を与 えることなく、動作中も連続的にベースステイションを監視することができる。

以下、添付図面を参照しつつ実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。ここ で、 第１図と第２図は、制御チャンネル構造とトラフィックチャンネル構造間のべ一 スステイションの２つの無線チャンネルのタイムスロットの割り当てを示し、第 ３．４．５および６図は、ＴＤＭＡフレーム構造を示し、第７図は、ＴＣＨ／Ｆ トラフィックチャンネル構造を示し、第８図は、本発明によるペースステイショ ンの測定装置を示すプロ・ツク図である。

本発明は、ＥＴＳＩ／ＧＳＭ勧告０５．０２によるＴＤＭＡチャンネル構造を使 用するようなＴＤＭＡ無線システムにおいて、ペースステイションの受信アンテ ナの状態を測定するための使用に適する。この装置は、Ｐａｎヨーロツノ（移動 通信システムＧＳＭやその直接の変形であるＤＣＳ１８００（デジタル通信シス テム）のようなものである。

０３Ｍシステムをより詳細に記述するため、ＥＴＳＩ／ＧＳＭ勧告と、ゴｈｅＧ ＳＭ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｆｏｒ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ” 、Ｉｔ　Ｍｏｕｌｙ　＆　Ｍ−Ｂ、Ｐａｕｔｅｔ、Ｐａ１≠奄唐■≠普B フランス、１９９２年、ｌ５ＢＮ：２−９５０７１９０−０−７を参照する。本 発明にとって重要な特徴だけを以下に別に記述する。

０３ＭシステムはＦＤＭＡ　（周波数分割多重アクセス）原理に従うものであり 、このシステムでは多数の無線チャンネル（キャリア波周波数）が使用される。

一方、時分割多重は、各無線チャンネルが幾つかの、一般には８つの、タイムス ロットを含むようにして、ＴＤＭＡ原理で無線チャンネルに適用される。タイム スロットは主に、制御チャンネル（ＣＣＨ）とトラフィックチャンネル（ＴＣＨ ）を運搬するために使用される。音声とデータはトラフィックチャンネルに伝送 される。制御チャンネル上では、ペースステイションと移動加入者ステイション の間で信号処理が実行される。

第１図は２つの全二重無線チャンネルを示し、これら各々のチャンネルは送信お よび受信キャリアＦｕｌ、ＦｉｌおよびＦｕ２、Ｆｉ２を備える。これらは、二 重間隔、例えば４５ＭＨｚだけ離されている。第１の無線チャンネルＦｕｌ、Ｆ ｉｌでは、以下のチャンネル構造が８個のタイムスロットで運搬される。即ち、 １つの共通制御チャンネルＣＣＨと、６つのトラフィックチャンネルＴＣＨと、 １つのスタンド・アローン・専用制御チャンネル５ＤＣＣＨである。第２の無線 チャンネルでは、トラフィックチャンネルＴＣＨは各タイムスロットで運搬され る。本発明で問題となるチャンネル構造はＴＣＨと５ＤＣＣＨである。

しかしながら、先ずは、第３図〜第６図に示された０３Ｍシステムのフレーム構 造を考察する。第６図は、１つのＴＤＭＡ基本フレームを示す。この基本フレー ムは、好ましくはトラフィックおよび制御チャンネルとして使用される８つのタ イムスロットを含んでいる。第５図に示されているように、２６個、若しくは５ １個の連続するＴＤＭＡフレームは、トラフィック、若しくは制御チャンネル構 造のいずれに関連するかに依存して、１つの多重フレームを構成する。一方、ス ーパーフレームは、第４図に示されているように、多重フレームが２６個、若し くは５１個のいずれのフレームを備えているかどうかに依存して、５１個、若し くは２６個の連続する多重フレームによって構成される。更に、上部フレームは 、第３図に示されているように、２０４８個のスーパーフレームによって構成さ れる。また、１つのマルチフレームは２６個のＴＤＭＡフレームを含んでおり、 これによって１つのスーパーフレームが５１個の多重フレームを含む。

ＥＴＳＩ／ＧＳＭ勧告０５．０２は、０３Ｍシステムの無線インタフェースにお ける無線経路で使用されるチャンネル構造を規定する。第７図は、この勧告で規 定されたトラフィックチャンネル構造ＴＣＨ／Ｆ＋５ＡＣＣＨ／ＴＦを示す。

多重フレームの最後のフレームはいわゆるＩＤＬＥフレームであるが、この使用 法については何も規定されていない。第１図の各トラフィックチャンネルＴＣＨ において、例えば、ＩＤＬＥフレームはこのように、何らかの使用のために割り 当てられるわけでもなく、トラフィックチャンネルの他のフレームが実行中の呼 び出しを有している場合でさえも割り当てられることなく、規則的に反復されて いる。本発明によれば、ペースステイションの無線部品の所望の測定が、このよ うなＩＤＬＥフレームの１つ若しくは幾つかのタイムスロットにおいて実行され 、これにより、トラフィックチャンネルを割り当てることなく、また、トラフィ ックチャンネルが実行中の呼び出しを有している場合にも試験測定が起こりつる 。

対応するＩＤＬＥフレームは、スタンド・アローン・専用制御チャンネル５ＤＣ ＣＨに対して規定されたチャンネル構造５ＤＣＣＨ／８でも発見される。所望の 試験測定がこれらのＩＤＬＥフレームで実行された場合でも、それらは制御チャ ンネルの通常動作を妨げない。

本発明によれば、上述のＩＤＬＥフレームで実行される測定が、ペーススティシ ョンに必要ななんらかの測定を含んでいてもよい。受信アンテナの状態測定と受 信機の状態測定を以下に例として記述する。

第８図に示されたＴＤＭＡ受信機は、少なくとも２つの、好ましくは４つの、ト ランノーバ２１Ａ、２１０Ａ、２１Ｂ、２１０Ｂの対を備え、各対は、１つの全 二重リンクを備える。送信装置２１Ａと２１Ｂの出力は、結合素子２２（結合器 ）により、共通アンテナ線２３と共通送信アンテナ２４に接続される。受信アン テナ２６は、アンテナ線２７を介して、受信した信号を受信装置２１０Ａと２１ ０Ｂとに分割するようなブランチ素子２９に接続される。ここで使用されている ように、送信装置と受信装置は主に受信装置の無線部品を表す。

ペースステイションは、更に、ペースステイションをデジタルリンク１１に、一 般にはＰＣＭリンクに、ペーススティションコントローラＢＳＣや移動電話交換 器ＭＳＣからインタフェースするためのベースバンドインタフェース装置１２を 備える。リンク１１から受信したユーザデータと制御データは、フレーム装置７ のＴＤＭＡフレームヘマップされ、送信装置２１で所望の送信キャリア周波数で ＴＤＭＡバースト中にチャンネル・コード化され、インターリーブされ、また、 変調され、そうして、送信アンテナ２４に供給される。故に、受信アンテナ２６ によって受信されたＴＤＭＡ信号は送信装置２１０に与えられ、この送信装置に おいて、この信号は受信キャリア周波数からベース周波数に復調され、その後、 装置７において、検出、インターリーブの解除（ｄｅ−ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎ ｇ）、チャンネル・デコード化、フレームの解除（ｄｅｆｒａｍｉ　ｎｇ）が実 行され、続いて、受信された制御・ユーザデータはインタフェース１２を通して ＰＣＭリンクｌｌに付与される。

受信アンテナ２６の測定のため、ペーススティションは、アンテナ状態を測定す るのに使用される無線周波数測定信号を発生するような測定信号源１１２、例え ば、信号発生器１１２を備えている。ここで、信号の周波数は受信機の幾つがの 通常の受信周波数に対応しており、好ましくは、８００〜１００１００Ｏの範囲 内である。測定信号源１１２の出力１３２は、ＲＦスイッチＳ２と方向性カップ ラ２８Ａと２８Ｂを備える切換装置２８により、アンテナ線２７に接続される。

試験操作は、ペースステイションの操作・メンテナンス装置２０によって制御さ れ、この装置は制御ライン２０Ａを通じて信号源１１２に対して、所定の試験タ イムスロットで試験ループを発生するよう命令するとともに、制御ライン２０Ｂ を通じてスイッチＳ２に対して、方向性カップラ２８Ａ若しくは２８Ｂのいずれ かに切り換えるよう命令する。方向性カップラ２８Ａは、アンテナの反射を測定 するためにアンテナ２６へ向かう測定信号を検出する。方向性カップラ２８Ｂは 、アンテナ測定の規準測定のために受信機に向かう信号を検出する。

ＯＭＵ２０は、ブランチ素子２９からの信号を受信すると共に、信号の大きさを 測定するような測定装置としても機能する。また、受信機Ｒｘは測定装置を含ん でいてもよく、この測定結果はＯＭＵ２０によってライン２０Ｃを通じて受信さ れる。

アンテナ測定の手続は以下の通りである。ＯＭＵ２０は信号源１１２に試験コマ ンドを与え、この結果、スイッチＳ２に対する試験のために使用されたアイドル フレームのタイムスロットの間に測定信号がループされ、これはライン２０Ｂの 状態に応答して測定信号を方向性カップラ２８Ｂに切換、また、これは測定信号 を直接受信機に送信する。ＯＭＵ２０は測定信号の大きさを測定し、この測定結 果を規準値として用いる。その後、ＯＭＵ２０は、ライン２０Ｂの状態を変更し 、この結果、スイッチＳ２は測定信号を方向性カップラ２８に切り換える。ＯＭ Ｕ２０はアンテナ２６から反射された信号素子の大きさを測定する。これらの測 定値から、ＯＭＵ２０はその後、アンテナの状態を示す値を計算し、この値が記 憶された警告用スレッショルドと比較され、もし必要ならば警告が与えられる。

ペースステイションの受信側のＲＦ部分は、所定のデジタルデータを運搬する所 定の無線周波数試験信号を試験するために使用されるようなアイドルフレームの １つ若しくは数個のタイムスロットの間に、受信アンテナに送信することによっ て試験され得る。第８図に示された本発明の好ましい実施例において、試験信号 は、加入者ターミナルＭＳ、若しくは、加入者ターミナルをシュミレートする参 照番号１１によって示されたある特定の試験装置ＳＴＭによって送信される。

ＭＳ／ＳＴＭＩ　Ｉは、ペースステイションが試験信号の送信を開始するような 方法でペースステイション（破線１３）によって直接制御されていてもよい。こ の試験信号は、一般には受信装置２１０によって受信され、一般にはフレーム装 置７て処理される。更に、このフレーム装置７は、受信された既知の試験データ を基にして、受信部分の状態を表示するピットエラーレートを計算する。ＯＭＵ ２０は計算された値をライン２０Ｃを介して受け取り、もし所定の警告スレッシ ョルドを超過しているなら警告を与える。ＯＭＵ２０は更に、受信信号のレベル を測定し、もし必要ならばそれに関連する警告を与える。

また、試験信号がフレーム装置７と送信装置２１によって発生され、更に、アン テナ２４を介してＭＳ／ＳＴＭＩ　１に送信され、これが試験信号をペースステ イションの受信機に返すよう送信する場合には、送信側のＲＦ部分を試験するこ ともできる。この測定は上に記述されたようにして行われる。

本明細書に関連する図面および記述は本発明を示すためだけに示されたものであ る。その詳細について、本発明は添付された請求項の範囲内で変更が可能である 。

ＴＣＨ／Ｆ−マルチフレーム ＦＩＧ、　７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＥＴＳＩ／ＧＳＭ勧告０５．０２によるＴＤＭＡチャンネル構造を使用する ＴＤＭＡ無線装置のベースステイションの状態を、所定のＴＤＭＡタイムスロッ トで実行される試験測定によって測定する方法において、前記試験測定が、ＥＴ ＳＩ／ＧＳＭ勧告０５．０２によるチャンネル構造ＴＣＨ／Ｆ＋ＳＡＣＣＨ／Ｔ ＦのＩＤＬＥフレームのタイムスロットで、又は、チャンネル構造ＳＤＣＣＨ／ ８のＩＤＬＥフレームのタイムスロットで実行されることを特徴とする方法。 ２．請求項１記載の方法において、ベースステイションの受信アンテナの状態が 試験測定によって監視されており、前記試験測定が、前記ＩＤＬＥフレームの１ つ若しくは数個のタイムスロットの間に、アンテナ線を介してアンテナに所定の 無線周波数試験信号を送信すること、アンテナから反射され且つ所定の測定経路 を通じて伝播された測定信号要素の大きさの測定すること、 前記ＩＤＬＥフレームの１つ若しくは数個のタイムスロットの間に、前記測定経 路に沿って測定信号を直接受信機に送信すること、前記測定経路に沿って直接送 信された測定信号の大きさを測定すること、これら２つの測定信号の大きさ間の レートに基づいてアンテナの状態を決定すること、を備えることを特徴とする方 法。 ３．請求項１記載の方法において、前記試験測定は、前記ＩＤＬＥフレームの少 なくとも１つのタイムスロットの間に、既知の試験データをベースステイション の受信機へ無線チャンネル上にて送信すること、ベースステイションの受信機に よって前記試験データを受け取ること、前記受け取った試験データと既知の試験 データに基づいてピットエラーレートを決定すること、を備える方法。 ４．ＥＴＳＩ／ＧＳＭ勧告０５．０２によるＴＤＭＡチャンネル構造を使用する ＴＤＭＡ無線装置のベースステイションの受信アンテナの状態を所定のＴＤＭＡ タイムスロットで実行される試験測定によって測定する装置において、ＥＴＳＩ ／ＧＳＭ勧告０５．０２によるチャンネル構造ＴＣＨ／Ｆ＋ＳＡＣＣＨ／ＴＦの ＩＤＬＥフレームの少なくとも１つのタイムスロットの間、又は、チャンネル構 造ＳＤＣＣＨ／８のＩＤＬＥフレームの少なくとも１つのタイムスロットの間に 、所定の無線周波数試験信号をアンテナ線（２７）を介してアンテナに送信する 手段（Ｓ２、２８Ａ、１１２）と、アンテナから反射され且つ所定の測定経路に 沿って伝播された測定信号要素の大きさを測定する手段（２０）と、 前記ＩＤＬＥフレームの１つむ若しくは数個のタイムスロットの間に、測定信号 を前記測定経路に沿って受信機に直接送信する手段（Ｓ２、２８Ｂ、１１２）と 、 測定経路に沿って直接送信された測定信号の大きさを測定する手段（２０）と、 これら２つの測定信号の大きさ間のレートに基づいてアンテナの状態を決定する 手段（２０）と、を備えることを特徴とする装置。 ５．ＥＴＳＩ／ＧＳＭ勧告０５．０２によるＴＤＭＡチャンネル構造を使用する ＴＤＭＡ無線装置のベースステイションの状態を所定のＴＤＭＡタイムスロット で実行される試験測定によって測定する装置において、ＥＴＳＩ／ＧＳＭ勧告０ ５．０２によるチャンネル構造ＴＣＨ／Ｆ＋ＳＡＣＣＨ／ＴＦのＩＤＬＥフレー ムの少なくとも１つのタイムスロットの間、又は、チャンネル構造ＳＤＣＣＨ／ ８のＩＤＬＥフレームの少なくとも１つのタイムスロットの間に、所定の無線周 波数試験信号をベースステイションの受信機（２１０）へ無線チャンネル上にて 送信する手段（１１）と、ベースステイションの受信機によって受信された試験 データと既知の試験データとに基づいてピットエラーレートを決定する手段（７ ａ、７ｂ）と、を備えることを特徴とする装置。 ６．請求項５記載の装置において、試験信号を送信する前記手段は、加入者ステ イション若しくは別個の試験ステイション（１１）を備える装置。 ７．請求項６記載の装置において、前記加入者ステイション若しくは試験ステイ ションは試験されるベースステイションによって制御される装置。 ８．請求項６若しくは７のいずれかに記載の装置において、試験信号を送信する 前記手段は、ベースステイションの送信部分（７ａ、７ｂ、２１）を備えており 、加入者ステイション若しくは試験ステイション（１１）は中継機として機能し 、これは試験信号をベースステイションの受信部分（２１０）に送信するもので ある装置。