JP4082639B2 - 無線回線解析装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線通信の状態を解析する無線回線解析装置に関する。特に、通信電波の反射や回折による干渉や他信号との干渉等の復調困難な状況を的確に捕捉可能な無線回線解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線回線解析装置の要部構成について図５を参照して説明する。
要部構成は、ＲＦ部１０と、復調部２０と、受信情報処理部３０と、ＡＤＣ部４０と、振幅検出部５０と、タイマー部６０と、第１記憶媒体部７０と、中央演算処理部８０とで成る。尚、通信電波としては、簡易型の携帯電話であるＰＨＳ（Personal Handyphone System）の時分割多重接続方式（ＴＤＭＡ）の電波の場合と仮定する。基地局は移動局に対して通信スロットを割り当て制御したり、発信、着信、通話中チャンネル切り替え、サービス識別等の制御をする。移動局は基地局の制御に基づいて割当てされた通信スロットを用いて送信・受信する。通信スロットはアイドル期間と送信出力期間とがあり移動局、基地局から所定タイムスロット区間毎にバースト的に送出される。
【０００３】
ＲＦ部１０は、通信電波をアンテナにより受け、目的の周波数チャンネルの周波数信号を受けて、所定の中間周波数信号（ＩＦ信号）１０ｓに周波数変換し、これを復調部２０とＡＤＣ部４０へ供給する。
【０００４】
復調部２０は、上記ＩＦ信号１０ｓを受けて、バースト的に生じる通信フレーム（受信フレーム）の同期をとって復調処理をし、得られた受信情報信号２０ｄと同期クロック２０ｃを受信情報処理部３０へ送出する。
【０００５】
受信情報処理部３０は、上記受信情報信号２０ｄと同期クロック２０ｃを受けて、復調可能な場合は通信プロトコルに基づき受信フレーム中の各種制御信号の生成を行い、レイヤ２やレイヤ３のプロトコル、通信シーケンス状況を生成して得られた受信情報３０ｓを第１記憶媒体部７０へ送出する。また、当該受信フレームのタイミング信号は時間検出信号３０ｔとしてタイマー部６０へ送出する。また、正常に復調したことを示す受信フレーム検出信号３０ｍを振幅検出部５０へ送出する。もしも干渉等の影響で、復調不良となった受信フレームの場合は、当然ながら受信フレーム検出信号３０ｍは出力されない。
【０００６】
タイマー部６０は、受信フレームのタイムスタンプ用信号を発生する。即ち、内蔵時計の時間情報を内部で発生させていて、受信情報処理部３０からの時間検出信号３０ｔを受けたときの時間情報６０ｓを保持し、その時間情報６０ｓを第１記憶媒体部７０へ送出する。
【０００７】
ＡＤＣ部４０は、上記ＲＦ部１０からの受信電界強度に相当するアナログのＩＦ信号１０ｓを受けて、ＡＤ変換した振幅情報４０ｓを振幅検出部５０へ送出する。
【０００８】
振幅検出部５０は、上記振幅情報４０ｓを受けて、受信情報処理部３０からの受信フレーム検出信号３０ｍを受けたとき、当該フレーム期間におけるピークレベル値及び平均値レベル値を求め、これを当該受信フレームの振幅情報５０ｓとして第１記憶媒体部７０へ送出する。
【０００９】
第１記憶媒体部７０は、上記受信フレーム単位の受信情報３０ｓと、その時の時間情報６０ｓと振幅情報５０ｓとを記憶媒体に順次格納していく。従って、もしも干渉等の影響で、受信フレーム検出信号３０ｍが得られない期間では、当該復調不良フレームの情報については格納されず欠落フレームとなってしまう。
【００１０】
中央演算処理部８０は、上記第１記憶媒体部７０の格納情報７０ｓを読み出し、所定期間に収得した複数の受信フレームの受信情報３０ｓと、その時の時間情報６０ｓと振幅情報５０ｓとから、当該期間に対する通信情報を加工処理して所望の表示形態で表示出力する。例えば、第１に受信情報３０ｓからは制御チャンネルＣch及び通信チャンネルＴchのレイヤ２／３の内容表示や、上り／下りの発着呼、割当て等の通信シーケンスの表示や、通信トラフィック状況の表示等であり、第２に振幅情報５０ｓからは各受信フレーム毎の電界強度のピークレベルや平均値レベルの表示等を行う。これらから通信状態のモニタや解析が行われる。
尚、上述受信情報処理部３０で処理すべき処理能力を当該中央演算処理部８０が例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を備えていれば、所望により、当該中央演算処理部８０で上述受信情報処理部３０の処理を実施する構成形態としてもよい。
【００１１】
次に、図６を参照して通信不能状態について説明する。
経時に伴い図に示す信号波及び妨害波（図６Ｂ参照）が発生するものと仮定する。
区間Ａでは正常な区間であり、受信フレームが復調され、当該受信情報３０ｓ、時間情報６０ｓ、振幅情報５０ｓが第１記憶媒体部７０に格納される。従って受信情報「有り」である。
一方、区間Ｂでは通信電波の反射や回折に伴う干渉やその他の妨害波による復調不能区間であり、受信フレームが復調エラーとなる結果、当該受信情報３０ｓ、時間情報６０ｓ、振幅情報５０ｓは第１記憶媒体部７０に格納されない。従って受信情報「無し」（図６Ｃ参照）となる。前記通信断烈時において、そのときの測定情報が得られない為、通信エラーの異常原因を解析するこができない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述説明したように従来技術においては、通信断烈等の異常原因が、無線回線特有の現象、即ち反射・回折により生じた多数のランダムな合成波によるフェージングあるいは他の信号との干渉、であるかの要因を特定するこができない。つまり、受信フレームが復調されないような状況における場合には、何ら測定情報が得られず原因解析ができないという難点がある。この点で従来技術の無線回線解析装置は好ましくなく実用上の難点がある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、受信電波の包絡線情報を取得する手段を備えて、受信フレームが復調されない状況においても的確な通信状態の解析が可能な無線回線解析装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１に、上記課題を解決するために、本発明の構成では、無線回線からの電波を受信して、通信プロトコルに対応した受信情報を生成して、無線回線の通信状態を解析する無線回線解析装置において、
少なくとも通信不能状態における受信電波の信号レベルの包絡線を測定する包絡線測定手段を備えることを特徴とする無線回線解析装置である。
上記発明によれば、受信電波の包絡線情報を取得する手段を備えて、受信フレームが復調されない状況においても的確な通信状態の解析が可能な無線回線解析装置が実現できる。
【００１４】
第２に、上記課題を解決するために、本発明の構成では、無線回線からの電波を受信して、通信プロトコルに対応した受信情報を生成して、無線回線の通信状態を解析する無線回線解析装置において、
少なくとも通信不能状態における受信電波の信号レベルの包絡線を測定する包絡線測定手段を複数チャンネル備えることを特徴とする無線回線解析装置がある。
【００１５】
第３に、上記課題を解決するために、本発明の構成では、無線回線からの電波を受信して、通信プロトコルに対応した受信情報を生成して、無線回線の通信状態を解析する無線回線解析装置において、
少なくとも通信不能状態における受信電波の信号レベルの包絡線を測定する包絡線測定手段を具備し、通信プロトコルに対応した送信情報を生成して移動局又は基地局の通信相手の機器との交信を行う送信手段を備えることを特徴とする無線回線解析装置がある。
【００１６】
包絡線測定手段としては、受信電波の信号から通信不能状態を検出し、当該通信不能の受信フレームを起点として所定時間以前から、以後の所定期間に対して、受信電波の信号レベルの包絡線をサンプリングし、量子化変換した包絡線データを記憶媒体（例えば第２記憶媒体部１４０）へ連続的に格納する包絡線データ格納手段を具備し、記憶媒体から連続した包絡線データを読み出して、通信不能状態における電波信号の信号レベルの包絡線を解析する包絡線解析手段を備えることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００１７】
包絡線測定手段としては、受信電波の信号から通信不能状態を検出し、当該通信不能の受信フレームを起点として所定時間以前から、以後の所定期間に対して、受信電波の信号レベルの包絡線をサンプリングし、量子化変換した包絡線データを記憶媒体へ連続的に格納する包絡線データ格納手段を具備し、記憶媒体（例えば第２記憶媒体部１４０）からの連続した包絡線データを読み出し、当該通信不能以前における正常に受信された受信情報３０ｓを他の記憶媒体（例えば第１記憶媒体部７０）から読み出して、通信不能状態における電波信号の信号レベルの包絡線を解析する包絡線解析手段を備えることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００１８】
包絡線データ格納手段としては、通信電波をアンテナにより受け、目的の周波数チャンネルの周波数信号を中間周波数信号（ＩＦ信号）１０ｓに周波数変換するＲＦ部１０からのＩＦ信号１０ｓを受けて、ＡＤＣ部４０でＩＦ信号１０ｓの包絡線の過渡的変化が取得可能に高速サンプリングして量子化変換し、量子化変換した振幅情報４０ｓを第２記憶媒体部１４０へ格納する構成手段を備えることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００１９】
包絡線データ格納手段としては、通信電波をアンテナにより受け、目的の周波数チャンネルの周波数信号を中間周波数信号（ＩＦ信号）１０ｓに周波数変換するＲＦ部１０からのＩＦ信号１０ｓを受けて、ＡＤＣ部４０でＩＦ信号１０ｓの包絡線の過渡的変化が取得可能に高速サンプリングして量子化変換し、量子化変換した振幅情報４０ｓを第２記憶媒体部１４０へ格納する構成手段を具備し、通信不能状態に至ったことを受信情報処理部３０が検出し、これを受けて、当該通信不能の受信フレームを起点として前後の所定期間の上記振幅情報４０ｓを第２記憶媒体部１４０へ格納制御する格納制御手段（例えば記憶媒体制御部１５０）とを備えることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００２０】
包絡線解析手段としては、上記記憶媒体からの連続した包絡線データを読み出して、通信不能状態における電波信号の信号レベルの包絡線と、通信正常状態における電波信号の信号レベルの包絡線との両者を相対比較して解析する包絡線解析手段であることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００２１】
送信手段としては、通信プロトコルに対応した擬似移動局に対応した送信情報を生成して移動局又は基地局の通信相手の機器との交信を行う送信手段であることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００２２】
送信手段としては、通信プロトコルに対応した擬似基地局に対応した送信情報を生成して移動局又は基地局の通信相手の機器との交信を行う送信手段であることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を実施例と共に図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
本発明について、図１の無線回線解析装置の要部構成図と、図２の通信不能状態と測定情報を示すタイムチャートと、図３の無線回線解析装置の他の要部構成図と、図４の無線回線解析装置の他の要部構成図、とを参照して以下に説明する。尚、従来構成に対応する要素は同一符号を付す。
【００２５】
先ず、本発明の無線回線解析装置の要部構成について図１を参照して説明する。
要部構成は、ＲＦ部１０と、復調部２０と、受信情報処理部３０と、ＡＤＣ部４０と、振幅検出部５０と、タイマー部６０と、第１記憶媒体部７０と、中央演算処理部８０と、第２記憶媒体部１４０と、基準クロック１１０と、第１分周器１２０と、第２分周器１３０とで成る。これは従来構成に対して、第２記憶媒体部１４０と基準クロック１１０と第１分周器１２０と第２分周器１３０とを追加した構成で成る。
【００２６】
基準クロック１１０は測定データ全体の同期関係を確保する為の基準のタイミングクロックであり、この基準タイミングクロック１１０ｃをタイマー部６０と第１分周器１２０へ供給する。
【００２７】
タイマー部６０は、基準クロック１１０に同期した受信フレームのタイムスタンプ用信号を発生する。即ち、上記基準タイミングクロック１１０ｃを基にして内蔵時計の精密な時間情報を内部で発生させていて、受信情報処理部３０からの時間検出信号３０ｔを受けたときの時間情報６０ｓを保持し、その時間情報６０ｓを第１記憶媒体部７０へ送出する。
【００２８】
ＡＤＣ部４０は、ＩＦ信号１０ｓの包絡線の過渡的変化がサンプリング可能な程度に高速サンプリングが可能なＡＤ変換器、例えば１０Ｍサンプリング／秒のＡＤ変換器を用いる。そして、上記基準タイミングクロック１１０ｃを第１分周器１２０により所望の１／Ｎに分周した第１分周クロック１２０ｃ（例えば１０ＭＨｚ）で連続的にＩＦ信号１０ｓを高速にサンプリングし、得られた連続するコードデータである振幅情報４０ｓを振幅検出部５０と第２記憶媒体部１４０へ送出する。
【００２９】
振幅検出部５０は、従来と同様であり、上記振幅情報４０ｓを受けて、受信情報処理部３０からの受信フレーム検出信号３０ｍを受けたとき、当該フレーム期間におけるピークレベル値及び平均値レベル値を求め、これを当該受信フレームの振幅情報５０ｓとして第１記憶媒体部７０へ送出する。
【００３０】
第２記憶媒体部１４０は、記憶容量の大きな記憶媒体を用いる。そして、第１分周クロック１２０ｃを第２分周器１３０により所望の１／Ｍに分周した分周クロック１３０ｃで、上記連続する高速の振幅情報４０ｓをそのまま、若しくは包絡線情報に圧縮変換して格納する。尚、分周値Ｍは記憶媒体の容量が十分大きく高速格納可能であればＭ＝１として、サンプリングした全ての振幅情報４０ｓを格納しても良い。これにより、ＩＦ信号１０ｓの経時レベル、即ち受信フレーム毎のレベルの包絡線や包絡線の過渡的変動を検出可能となる。また、第１記憶媒体部７０と第２記憶媒体部１４０の格納情報間の情報の対応は、時間情報６０ｓと振幅情報４０ｓのサンプリング数から相互のデータの位置関係の対応ずけ、ができる。
尚、第１記憶媒体部７０と第２記憶媒体部１４０とは、同一のものとしてもよい。
【００３１】
中央演算処理部８０へは次の処理手段を追加する。即ち、第１記憶媒体部７０の格納情報７０ｓと第２記憶媒体部１４０の包絡線情報１４０ｓとは測定系を基準クロック１１０によって同期した関係でサンプリング収集した結果、格納情報７０ｓと包絡線情報１４０ｓの両者間における受信フレームの対応関係が判る。この位置関係から、図２に示すように、正常に復調された受信フレームの包絡線情報１４０ｓ（図２Ｄ参照）が特定され、また復調不良となった受信フレームも特定されて、その受信信号の包絡線情報１４０ｓ（図２Ｅ参照）が特定されて得られることとなる。
これらから、受信情報３０ｓが取得できなかった受信情報「無し」（図２Ｃ参照）状況においても、正常に復調された受信フレームの包絡線と、復調不良となった当該受信フレームの包絡線の形状・振幅・幅等（図２Ｆ，Ｇ，Ｈ参照）とを比較解析することで、通信不能状態における妨害波等（図２Ｂ参照）による要因であるか否かが容易に特定可能となる。従来技術においては、区間Ａの受信情報３０ｓの取得情報のみであった為、通信断烈の要因を殆ど特定できなかった。従って、本発明の無線回線解析装置は有用なる利点を備えていることが判る。
【００３２】
次に、図３の無線回線解析装置の他の要部構成について説明する。図１では通信している状態を第３者的に測定する形態であるが、図３の構成では、送信に関する回路及び機能を追加して、被測定物（移動局・基地局）に対して通信を行いながら測定を行うことが可能である。
この構成要素は、図１の構成要素に対して、送信情報処理部１６０と、変調部１８０と、送信回路を備えるＲＦ部２００と、を追加した構成で実現できる。
中央演算処理部８０では、所望の送信情報８０ｓを生成して送信情報処理部１６０へ送出する。
送信情報処理部１６０では、通信方式に対応した通信フォーマットに変換した送信データ１６０ｄと送信クロック１６０ｃを変調部１８０へ送出する。
変調部１８０では、上記送信データ１６０ｄと送信クロック１６０ｃを受けて送信フレームに対応する信号に変調変換したＩＦ信号１８０ｓをＲＦ部２００へ送出する。
ＲＦ部２００では、上記ＩＦ信号１８０ｓを受けて、所望の周波数チャンネルへ周波数変換し、所定のタイムスロットに同期してアンテナより電波を送信する。
上記構成によれば、被測定物（移動局・基地局）に対して通信を行いながら測定を行うことが可能となる。また所望により基地局が備える通信制御機能を送信情報処理部１６０及び中央演算処理部８０に備える場合には、擬似基地局として機能させて移動局との間で試験条件を多様に制御しながらの試験実施可能である。
【００３３】
次に、図４の無線回線解析装置の他の要部構成について説明する。図１では通信している状態を連続的に記憶媒体に格納する例であったが、図４では例えばレイヤ２やレイヤ３の解析から通信不能状態に至った時点を検出し、これから所定時間以前からのＩＦ信号１０ｓを連続的に所定期間記憶媒体に格納する格納制御機能を備える構成例である。
この構成要素は、図１の構成要素に対して、取込信号３０ａを発生する受信情報処理部３０と、記憶媒体制御部１５０と、ＦＩＦＯメモリを備える第２記憶媒体部１４０とを備える構成で実現できる。
受信情報処理部３０では、通信不能状態に至り、一定時間の間、受信情報３０ｓがなければ通信断と判断して取込信号３０ａを送出する機能を追加する。
記憶媒体制御部１５０は、上記受信情報処理部３０からの取込信号３０ａを受けて、所定期間の間、記憶媒体への格納を許可する格納制御信号１５０ｓを第２記憶媒体部１４０へ送出する。例えば取込信号３０ａを受けてから１分間の期間、格納制御信号１５０ｓを送出する。
第２記憶媒体部１４０には、例えば、振幅情報４０ｓを受ける入力端にＦＩＦＯ（ Fast In Fast Out）メモリを追加して備える。このＦＩＦＯはＡＤＣ部４０からの連続する振幅情報４０ｓの入力データを所定期間遅延するバッファである。そのメモリ容量は少なくとも上記受信情報処理部３０が受信処理して取込信号３０ａが送出される受信フレームよりも数個以前の受信フレームから格納可能にする。この結果、比較的小容量の記憶媒体でも通信不能に至った時点前後の振幅情報４０ｓが格納される結果、的確に解析可能となる利点が得られる。
また、上記ＦＩＦＯを備える代わりに、所望容量の記憶媒体をリングバッファとし、常にオーバーライト格納とする格納制御を行い、上記取込信号３０ａを受けた時点から所定時間後にオーバーライト格納を停止させる制御方法で実現しても良い。
【００３４】
尚、本発明の実現手段は、上述実施の形態に限るものではない。例えば図１に示す受信系を複数チャンネル備えて同時受信する構成を備えることで、異なる周波数チャンネルに対して同時に受信測定して解析することで、周波数チャンネル間に係る信号波や妨害波の相関関係が明らかになる。例えばハンドオーバ（通信基地局の切り替え）時や、チャンネル切り替え時における複数チャンネルの周波数チャンネルの解析ができる。この結果、より一層的確な評価解析ができる利点が得られる。
【００３５】
また、図３に示す送信系を複数チャンネル備えて同時に送信可能な構成を備えることで、擬似的な複数移動局を実現できる。この結果、移動局や基地局に対して多様な送信出力を与えて、それらからの受信信号を測定解析することで、より一層的確な評価解析ができる利点が得られる。
また、受信系と送信系とを共に複数チャンネル備える構成として、更なる多様な評価解析ができるように構成しても良い。
【００３６】
また、ＰＨＳ等以外の他の移動体通信手段の通信手段に対しても、上述発明手段を適用することで、同様にして実施可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、上述の説明内容から、下記に記載される効果を奏する。
上述説明したように本発明によれば、受信信号の包絡線や包絡線の過渡的変動が検出可能な高速サンプリングをするＡＤＣ部を備え、前期包絡線データを連続的に所定期間格納可能な格納手段を備える構成を具備したことにより、通信不能状態における妨害波等が受信信号の包絡線から容易に特定可能となる大きな利点が得られる。これから通信障害時においての的確なる解析が可能となる。従って本発明の技術的効果は大であり、産業上の経済効果も大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、無線回線解析装置の要部構成図。
【図２】本発明の、通信不能状態と測定情報を示すタイムチャート。
【図３】本発明の、無線回線解析装置の他の要部構成図。
【図４】本発明の、無線回線解析装置の他の要部構成図。
【図５】従来の、無線回線解析装置の要部構成図。
【図６】従来の、通信不能状態と測定情報を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１０，２００ ＲＦ部
２０ 復調部
３０ 受信情報処理部
４０ ＡＤＣ部
５０ 振幅検出部
６０ タイマー部
７０ 第１記憶媒体部
８０ 中央演算処理部
１１０ 基準クロック
１２０ 第１分周器
１３０ 第２分周器
１４０ 第２記憶媒体部
１５０ 記憶媒体制御部
１６０ 送信情報処理部
１８０ 変調部
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線通信の状態を解析する無線回線解析装置に関する。特に、通信電波の反射や回折による干渉や他信号との干渉等の復調困難な状況を的確に捕捉可能な無線回線解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線回線解析装置の要部構成について図５を参照して説明する。
要部構成は、ＲＦ部１０と、復調部２０と、受信情報処理部３０と、ＡＤＣ部４０と、振幅検出部５０と、タイマー部６０と、第１記憶媒体部７０と、中央演算処理部８０とで成る。尚、通信電波としては、簡易型の携帯電話であるＰＨＳ（Personal Handyphone System）の時分割多重接続方式（ＴＤＭＡ）の電波の場合と仮定する。基地局は移動局に対して通信スロットを割り当て制御したり、発信、着信、通話中チャンネル切り替え、サービス識別等の制御をする。移動局は基地局の制御に基づいて割当てされた通信スロットを用いて送信・受信する。通信スロットはアイドル期間と送信出力期間とがあり移動局、基地局から所定タイムスロット区間毎にバースト的に送出される。
【０００３】
ＲＦ部１０は、通信電波をアンテナにより受け、目的の周波数チャンネルの周波数信号を受けて、所定の中間周波数信号（ＩＦ信号）１０ｓに周波数変換し、これを復調部２０とＡＤＣ部４０へ供給する。
【０００４】
復調部２０は、上記ＩＦ信号１０ｓを受けて、バースト的に生じる通信フレーム（受信フレーム）の同期をとって復調処理をし、得られた受信情報信号２０ｄと同期クロック２０ｃを受信情報処理部３０へ送出する。
【０００５】
受信情報処理部３０は、上記受信情報信号２０ｄと同期クロック２０ｃを受けて、復調可能な場合は通信プロトコルに基づき受信フレーム中の各種制御信号の生成を行い、レイヤ２やレイヤ３のプロトコル、通信シーケンス状況を生成して得られた受信情報３０ｓを第１記憶媒体部７０へ送出する。また、当該受信フレームのタイミング信号は時間検出信号３０ｔとしてタイマー部６０へ送出する。また、正常に復調したことを示す受信フレーム検出信号３０ｍを振幅検出部５０へ送出する。もしも干渉等の影響で、復調不良となった受信フレームの場合は、当然ながら受信フレーム検出信号３０ｍは出力されない。
【０００６】
タイマー部６０は、受信フレームのタイムスタンプ用信号を発生する。即ち、内蔵時計の時間情報を内部で発生させていて、受信情報処理部３０からの時間検出信号３０ｔを受けたときの時間情報６０ｓを保持し、その時間情報６０ｓを第１記憶媒体部７０へ送出する。
【０００７】
ＡＤＣ部４０は、上記ＲＦ部１０からの受信電界強度に相当するアナログのＩＦ信号１０ｓを受けて、ＡＤ変換した振幅情報４０ｓを振幅検出部５０へ送出する。
【０００８】
振幅検出部５０は、上記振幅情報４０ｓを受けて、受信情報処理部３０からの受信フレーム検出信号３０ｍを受けたとき、当該フレーム期間におけるピークレベル値及び平均値レベル値を求め、これを当該受信フレームの振幅情報５０ｓとして第１記憶媒体部７０へ送出する。
【０００９】
第１記憶媒体部７０は、上記受信フレーム単位の受信情報３０ｓと、その時の時間情報６０ｓと振幅情報５０ｓとを記憶媒体に順次格納していく。従って、もしも干渉等の影響で、受信フレーム検出信号３０ｍが得られない期間では、当該復調不良フレームの情報については格納されず欠落フレームとなってしまう。
【００１０】
中央演算処理部８０は、上記第１記憶媒体部７０の格納情報７０ｓを読み出し、所定期間に収得した複数の受信フレームの受信情報３０ｓと、その時の時間情報６０ｓと振幅情報５０ｓとから、当該期間に対する通信情報を加工処理して所望の表示形態で表示出力する。例えば、第１に受信情報３０ｓからは制御チャンネルＣch及び通信チャンネルＴchのレイヤ２／３の内容表示や、上り／下りの発着呼、割当て等の通信シーケンスの表示や、通信トラフィック状況の表示等であり、第２に振幅情報５０ｓからは各受信フレーム毎の電界強度のピークレベルや平均値レベルの表示等を行う。これらから通信状態のモニタや解析が行われる。
尚、上述受信情報処理部３０で処理すべき処理能力を当該中央演算処理部８０が例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を備えていれば、所望により、当該中央演算処理部８０で上述受信情報処理部３０の処理を実施する構成形態としてもよい。
【００１１】
次に、図６を参照して通信不能状態について説明する。
経時に伴い図に示す信号波及び妨害波（図６Ｂ参照）が発生するものと仮定する。
区間Ａでは正常な区間であり、受信フレームが復調され、当該受信情報３０ｓ、時間情報６０ｓ、振幅情報５０ｓが第１記憶媒体部７０に格納される。従って受信情報「有り」である。
一方、区間Ｂでは通信電波の反射や回折に伴う干渉やその他の妨害波による復調不能区間であり、受信フレームが復調エラーとなる結果、当該受信情報３０ｓ、時間情報６０ｓ、振幅情報５０ｓは第１記憶媒体部７０に格納されない。従って受信情報「無し」（図６Ｃ参照）となる。前記通信断烈時において、そのときの測定情報が得られない為、通信エラーの異常原因を解析するこができない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述説明したように従来技術においては、通信断烈等の異常原因が、無線回線特有の現象、即ち反射・回折により生じた多数のランダムな合成波によるフェージングあるいは他の信号との干渉、であるかの要因を特定するこができない。つまり、受信フレームが復調されないような状況における場合には、何ら測定情報が得られず原因解析ができないという難点がある。この点で従来技術の無線回線解析装置は好ましくなく実用上の難点がある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、受信電波の包絡線情報を取得する手段を備えて、受信フレームが復調されない状況においても的確な通信状態の解析が可能な無線回線解析装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１に、上記課題を解決するために、本発明の構成では、無線回線からの電波を受信して、通信プロトコルに対応した受信情報を生成して、無線回線の通信状態を解析する無線回線解析装置において、
少なくとも通信不能状態における受信電波の信号レベルの包絡線を測定する包絡線測定手段を備えることを特徴とする無線回線解析装置である。
上記発明によれば、受信電波の包絡線情報を取得する手段を備えて、受信フレームが復調されない状況においても的確な通信状態の解析が可能な無線回線解析装置が実現できる。
【００１４】
第２に、上記課題を解決するために、本発明の構成では、無線回線からの電波を受信して、通信プロトコルに対応した受信情報を生成して、無線回線の通信状態を解析する無線回線解析装置において、
少なくとも通信不能状態における受信電波の信号レベルの包絡線を測定する包絡線測定手段を複数チャンネル備えることを特徴とする無線回線解析装置がある。
【００１５】
第３に、上記課題を解決するために、本発明の構成では、無線回線からの電波を受信して、通信プロトコルに対応した受信情報を生成して、無線回線の通信状態を解析する無線回線解析装置において、
少なくとも通信不能状態における受信電波の信号レベルの包絡線を測定する包絡線測定手段を具備し、通信プロトコルに対応した送信情報を生成して移動局又は基地局の通信相手の機器との交信を行う送信手段を備えることを特徴とする無線回線解析装置がある。
【００１６】
包絡線測定手段としては、受信電波の信号から通信不能状態を検出し、当該通信不能の受信フレームを起点として所定時間以前から、以後の所定期間に対して、受信電波の信号レベルの包絡線をサンプリングし、量子化変換した包絡線データを記憶媒体（例えば第２記憶媒体部１４０）へ連続的に格納する包絡線データ格納手段を具備し、記憶媒体から連続した包絡線データを読み出して、通信不能状態における電波信号の信号レベルの包絡線を解析する包絡線解析手段を備えることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００１７】
包絡線測定手段としては、受信電波の信号から通信不能状態を検出し、当該通信不能の受信フレームを起点として所定時間以前から、以後の所定期間に対して、受信電波の信号レベルの包絡線をサンプリングし、量子化変換した包絡線データを記憶媒体へ連続的に格納する包絡線データ格納手段を具備し、記憶媒体（例えば第２記憶媒体部１４０）からの連続した包絡線データを読み出し、当該通信不能以前における正常に受信された受信情報３０ｓを他の記憶媒体（例えば第１記憶媒体部７０）から読み出して、通信不能状態における電波信号の信号レベルの包絡線を解析する包絡線解析手段を備えることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００１８】
包絡線データ格納手段としては、通信電波をアンテナにより受け、目的の周波数チャンネルの周波数信号を中間周波数信号（ＩＦ信号）１０ｓに周波数変換するＲＦ部１０からのＩＦ信号１０ｓを受けて、ＡＤＣ部４０でＩＦ信号１０ｓの包絡線の過渡的変化が取得可能に高速サンプリングして量子化変換し、量子化変換した振幅情報４０ｓを第２記憶媒体部１４０へ格納する構成手段を備えることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００１９】
包絡線データ格納手段としては、通信電波をアンテナにより受け、目的の周波数チャンネルの周波数信号を中間周波数信号（ＩＦ信号）１０ｓに周波数変換するＲＦ部１０からのＩＦ信号１０ｓを受けて、ＡＤＣ部４０でＩＦ信号１０ｓの包絡線の過渡的変化が取得可能に高速サンプリングして量子化変換し、量子化変換した振幅情報４０ｓを第２記憶媒体部１４０へ格納する構成手段を具備し、通信不能状態に至ったことを受信情報処理部３０が検出し、これを受けて、当該通信不能の受信フレームを起点として前後の所定期間の上記振幅情報４０ｓを第２記憶媒体部１４０へ格納制御する格納制御手段（例えば記憶媒体制御部１５０）とを備えることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００２０】
包絡線解析手段としては、上記記憶媒体からの連続した包絡線データを読み出して、通信不能状態における電波信号の信号レベルの包絡線と、通信正常状態における電波信号の信号レベルの包絡線との両者を相対比較して解析する包絡線解析手段であることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００２１】
送信手段としては、通信プロトコルに対応した擬似移動局に対応した送信情報を生成して移動局又は基地局の通信相手の機器との交信を行う送信手段であることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００２２】
送信手段としては、通信プロトコルに対応した擬似基地局に対応した送信情報を生成して移動局又は基地局の通信相手の機器との交信を行う送信手段であることを特徴とする上述無線回線解析装置がある。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を実施例と共に図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
本発明について、図１の無線回線解析装置の要部構成図と、図２の通信不能状態と測定情報を示すタイムチャートと、図３の無線回線解析装置の他の要部構成図と、図４の無線回線解析装置の他の要部構成図、とを参照して以下に説明する。尚、従来構成に対応する要素は同一符号を付す。
【００２５】
先ず、本発明の無線回線解析装置の要部構成について図１を参照して説明する。
要部構成は、ＲＦ部１０と、復調部２０と、受信情報処理部３０と、ＡＤＣ部４０と、振幅検出部５０と、タイマー部６０と、第１記憶媒体部７０と、中央演算処理部８０と、第２記憶媒体部１４０と、基準クロック１１０と、第１分周器１２０と、第２分周器１３０とで成る。これは従来構成に対して、第２記憶媒体部１４０と基準クロック１１０と第１分周器１２０と第２分周器１３０とを追加した構成で成る。
【００２６】
基準クロック１１０は測定データ全体の同期関係を確保する為の基準のタイミングクロックであり、この基準タイミングクロック１１０ｃをタイマー部６０と第１分周器１２０へ供給する。
【００２７】
タイマー部６０は、基準クロック１１０に同期した受信フレームのタイムスタンプ用信号を発生する。即ち、上記基準タイミングクロック１１０ｃを基にして内蔵時計の精密な時間情報を内部で発生させていて、受信情報処理部３０からの時間検出信号３０ｔを受けたときの時間情報６０ｓを保持し、その時間情報６０ｓを第１記憶媒体部７０へ送出する。
【００２８】
ＡＤＣ部４０は、ＩＦ信号１０ｓの包絡線の過渡的変化がサンプリング可能な程度に高速サンプリングが可能なＡＤ変換器、例えば１０Ｍサンプリング／秒のＡＤ変換器を用いる。そして、上記基準タイミングクロック１１０ｃを第１分周器１２０により所望の１／Ｎに分周した第１分周クロック１２０ｃ（例えば１０ＭＨｚ）で連続的にＩＦ信号１０ｓを高速にサンプリングし、得られた連続するコードデータである振幅情報４０ｓを振幅検出部５０と第２記憶媒体部１４０へ送出する。
【００２９】
振幅検出部５０は、従来と同様であり、上記振幅情報４０ｓを受けて、受信情報処理部３０からの受信フレーム検出信号３０ｍを受けたとき、当該フレーム期間におけるピークレベル値及び平均値レベル値を求め、これを当該受信フレームの振幅情報５０ｓとして第１記憶媒体部７０へ送出する。
【００３０】
第２記憶媒体部１４０は、記憶容量の大きな記憶媒体を用いる。そして、第１分周クロック１２０ｃを第２分周器１３０により所望の１／Ｍに分周した分周クロック１３０ｃで、上記連続する高速の振幅情報４０ｓをそのまま、若しくは包絡線情報に圧縮変換して格納する。尚、分周値Ｍは記憶媒体の容量が十分大きく高速格納可能であればＭ＝１として、サンプリングした全ての振幅情報４０ｓを格納しても良い。これにより、ＩＦ信号１０ｓの経時レベル、即ち受信フレーム毎のレベルの包絡線や包絡線の過渡的変動を検出可能となる。また、第１記憶媒体部７０と第２記憶媒体部１４０の格納情報間の情報の対応は、時間情報６０ｓと振幅情報４０ｓのサンプリング数から相互のデータの位置関係の対応ずけ、ができる。
尚、第１記憶媒体部７０と第２記憶媒体部１４０とは、同一のものとしてもよい。
【００３１】
中央演算処理部８０へは次の処理手段を追加する。即ち、第１記憶媒体部７０の格納情報７０ｓと第２記憶媒体部１４０の包絡線情報１４０ｓとは測定系を基準クロック１１０によって同期した関係でサンプリング収集した結果、格納情報７０ｓと包絡線情報１４０ｓの両者間における受信フレームの対応関係が判る。この位置関係から、図２に示すように、正常に復調された受信フレームの包絡線情報１４０ｓ（図２Ｄ参照）が特定され、また復調不良となった受信フレームも特定されて、その受信信号の包絡線情報１４０ｓ（図２Ｅ参照）が特定されて得られることとなる。
これらから、受信情報３０ｓが取得できなかった受信情報「無し」（図２Ｃ参照）状況においても、正常に復調された受信フレームの包絡線と、復調不良となった当該受信フレームの包絡線の形状・振幅・幅等（図２Ｆ，Ｇ，Ｈ参照）とを比較解析することで、通信不能状態における妨害波等（図２Ｂ参照）による要因であるか否かが容易に特定可能となる。従来技術においては、区間Ａの受信情報３０ｓの取得情報のみであった為、通信断烈の要因を殆ど特定できなかった。従って、本発明の無線回線解析装置は有用なる利点を備えていることが判る。
【００３２】
次に、図３の無線回線解析装置の他の要部構成について説明する。図１では通信している状態を第３者的に測定する形態であるが、図３の構成では、送信に関する回路及び機能を追加して、被測定物（移動局・基地局）に対して通信を行いながら測定を行うことが可能である。
この構成要素は、図１の構成要素に対して、送信情報処理部１６０と、変調部１８０と、送信回路を備えるＲＦ部２００と、を追加した構成で実現できる。
中央演算処理部８０では、所望の送信情報８０ｓを生成して送信情報処理部１６０へ送出する。
送信情報処理部１６０では、通信方式に対応した通信フォーマットに変換した送信データ１６０ｄと送信クロック１６０ｃを変調部１８０へ送出する。
変調部１８０では、上記送信データ１６０ｄと送信クロック１６０ｃを受けて送信フレームに対応する信号に変調変換したＩＦ信号１８０ｓをＲＦ部２００へ送出する。
ＲＦ部２００では、上記ＩＦ信号１８０ｓを受けて、所望の周波数チャンネルへ周波数変換し、所定のタイムスロットに同期してアンテナより電波を送信する。
上記構成によれば、被測定物（移動局・基地局）に対して通信を行いながら測定を行うことが可能となる。また所望により基地局が備える通信制御機能を送信情報処理部１６０及び中央演算処理部８０に備える場合には、擬似基地局として機能させて移動局との間で試験条件を多様に制御しながらの試験実施可能である。
【００３３】
次に、図４の無線回線解析装置の他の要部構成について説明する。図１では通信している状態を連続的に記憶媒体に格納する例であったが、図４では例えばレイヤ２やレイヤ３の解析から通信不能状態に至った時点を検出し、これから所定時間以前からのＩＦ信号１０ｓを連続的に所定期間記憶媒体に格納する格納制御機能を備える構成例である。
この構成要素は、図１の構成要素に対して、取込信号３０ａを発生する受信情報処理部３０と、記憶媒体制御部１５０と、ＦＩＦＯメモリを備える第２記憶媒体部１４０とを備える構成で実現できる。
受信情報処理部３０では、通信不能状態に至り、一定時間の間、受信情報３０ｓがなければ通信断と判断して取込信号３０ａを送出する機能を追加する。
記憶媒体制御部１５０は、上記受信情報処理部３０からの取込信号３０ａを受けて、所定期間の間、記憶媒体への格納を許可する格納制御信号１５０ｓを第２記憶媒体部１４０へ送出する。例えば取込信号３０ａを受けてから１分間の期間、格納制御信号１５０ｓを送出する。
第２記憶媒体部１４０には、例えば、振幅情報４０ｓを受ける入力端にＦＩＦＯ（ Fast In Fast Out）メモリを追加して備える。このＦＩＦＯはＡＤＣ部４０からの連続する振幅情報４０ｓの入力データを所定期間遅延するバッファである。そのメモリ容量は少なくとも上記受信情報処理部３０が受信処理して取込信号３０ａが送出される受信フレームよりも数個以前の受信フレームから格納可能にする。この結果、比較的小容量の記憶媒体でも通信不能に至った時点前後の振幅情報４０ｓが格納される結果、的確に解析可能となる利点が得られる。
また、上記ＦＩＦＯを備える代わりに、所望容量の記憶媒体をリングバッファとし、常にオーバーライト格納とする格納制御を行い、上記取込信号３０ａを受けた時点から所定時間後にオーバーライト格納を停止させる制御方法で実現しても良い。
【００３４】
尚、本発明の実現手段は、上述実施の形態に限るものではない。例えば図１に示す受信系を複数チャンネル備えて同時受信する構成を備えることで、異なる周波数チャンネルに対して同時に受信測定して解析することで、周波数チャンネル間に係る信号波や妨害波の相関関係が明らかになる。例えばハンドオーバ（通信基地局の切り替え）時や、チャンネル切り替え時における複数チャンネルの周波数チャンネルの解析ができる。この結果、より一層的確な評価解析ができる利点が得られる。
【００３５】
また、図３に示す送信系を複数チャンネル備えて同時に送信可能な構成を備えることで、擬似的な複数移動局を実現できる。この結果、移動局や基地局に対して多様な送信出力を与えて、それらからの受信信号を測定解析することで、より一層的確な評価解析ができる利点が得られる。
また、受信系と送信系とを共に複数チャンネル備える構成として、更なる多様な評価解析ができるように構成しても良い。
【００３６】
また、ＰＨＳ等以外の他の移動体通信手段の通信手段に対しても、上述発明手段を適用することで、同様にして実施可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、上述の説明内容から、下記に記載される効果を奏する。
上述説明したように本発明によれば、受信信号の包絡線や包絡線の過渡的変動が検出可能な高速サンプリングをするＡＤＣ部を備え、前期包絡線データを連続的に所定期間格納可能な格納手段を備える構成を具備したことにより、通信不能状態における妨害波等が受信信号の包絡線から容易に特定可能となる大きな利点が得られる。これから通信障害時においての的確なる解析が可能となる。従って本発明の技術的効果は大であり、産業上の経済効果も大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、無線回線解析装置の要部構成図。
【図２】本発明の、通信不能状態と測定情報を示すタイムチャート。
【図３】本発明の、無線回線解析装置の他の要部構成図。
【図４】本発明の、無線回線解析装置の他の要部構成図。
【図５】従来の、無線回線解析装置の要部構成図。
【図６】従来の、通信不能状態と測定情報を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１０，２００ ＲＦ部
２０ 復調部
３０ 受信情報処理部
４０ ＡＤＣ部
５０ 振幅検出部
６０ タイマー部
７０ 第１記憶媒体部
８０ 中央演算処理部
１１０ 基準クロック
１２０ 第１分周器
１３０ 第２分周器
１４０ 第２記憶媒体部
１５０ 記憶媒体制御部
１６０ 送信情報処理部
１８０ 変調部
Claims (10)
- 無線回線からの電波を受信して、通信プロトコルに対応した受信情報を生成して、無線回線の通信状態を解析する無線回線解析装置において、
少なくとも通信不能状態における受信電波の信号レベルの包絡線を測定する包絡線測定手段を備え、
前記包絡線測定手段は、
受信電波の信号から通信不能状態を検出し、当該通信不能の受信フレームを起点として所定時間以前から、以後の所定期間に対して、受信電波の信号レベルの包絡線をサンプリングし、量子化変換した包絡線データを記憶媒体へ連続的に格納する包絡線データ格納手段と、
該記憶媒体から連続した包絡線データを読み出して、通信不能状態における電波信号の信号レベルの包絡線を解析する包絡線解析手段と、
を備えることを特徴とする無線回線解析装置。 - 無線回線からの電波を受信して、通信プロトコルに対応した受信情報を生成して、無線回線の通信状態を解析する無線回線解析装置において、
少なくとも通信不能状態における受信電波の信号レベルの包絡線を測定する包絡線測定手段を備え、
前記包絡線測定手段は、
受信電波の信号から通信不能状態を検出し、当該通信不能の受信フレームを起点として所定時間以前から、以後の所定期間に対して、受信電波の信号レベルの包絡線をサンプリングし、量子化変換した包絡線データを記憶媒体へ連続的に格納する包絡線データ格納手段と、
該記憶媒体から連続した包絡線データを読み出して、正常に受信された受信情報を記憶媒体から読み出して、通信不能状態における電波信号の信号レベルの包絡線を解析する包絡線解析手段と、
を備えることを特徴とする無線回線解析装置。 - 無線回線からの電波を受信して、通信プロトコルに対応した受信情報を生成して、無線回線の通信状態を解析する無線回線解析装置において、
少なくとも通信不能状態における受信電波の信号レベルの包絡線を測定する包絡線測定手段を備え、
前記包絡線測定手段は、
受信電波の信号から通信不能状態を検出し、当該通信不能の受信フレームを起点として所定時間以前から、以後の所定期間に対して、受信電波の信号レベルの包絡線をサンプリングし、量子化変換した包絡線データを記憶媒体へ連続的に格納する包絡線データ格納手段と、
該記憶媒体からの連続した包絡線データを読み出し、当該通信不能以前における正常に受信された受信情報を記憶媒体から読み出して、通信不能状態における電波信号の信号レベルの包絡線を解析する包絡線解析手段と、
を備えることを特徴とする無線回線解析装置。 - 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の無線回線解析装置であって、
前記包絡線データ格納手段は、
通信電波をアンテナにより受け、目的の周波数チャンネルの周波数信号を中間周波数信号（ＩＦ信号）に周波数変換するＲＦ部からの該ＩＦ信号を受けて、ＡＤＣ部で該ＩＦ信号の包絡線の過渡的変化が取得可能に高速サンプリングして量子化変換し、量子化変換した振幅情報を記憶媒体部へ格納する構成手段を備えることを特徴とする無線回線解析装置。 - 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の無線回線解析装置であって、
前記包絡線データ格納手段は、
通信電波をアンテナにより受け、目的の周波数チャンネルの周波数信号を中間周波数信号（ＩＦ信号）に周波数変換するＲＦ部からの該ＩＦ信号を受けて、ＡＤＣ部で該ＩＦ信号の包絡線の過渡的変化が取得可能に高速サンプリングして量子化変換し、量子化変換した振幅情報を記憶媒体部へ格納する構成手段と、
通信不能状態に至ったことを受信情報処理部が検出し、これを受けて、当該通信不能の受信フレームを起点として前後の所定期間の該振幅情報を記憶媒体部へ格納制御する格納制御手段と、
を備えることを特徴とする無線回線解析装置。 - 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の無線回線解析装置であって、
前記包絡線解析手段は、
上記記憶媒体からの連続した包絡線データを読み出して、通信不能状態における電波信号の信号レベルの包絡線と、通信正常状態における電波信号の信号レベルの包絡線との両者を相対比較して解析する包絡線解析手段であることを特徴とする無線回線解析装置。 - 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の無線回線解析装置であって、
前記包絡線測定手段を複数チャンネル備えることを特徴とする無線回線解析装置。 - 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の無線回線解析装置であって、
通信プロトコルに対応した送信情報を生成して移動局又は基地局の通信相手の機器との交信を行う送信手段、
を備えることを特徴とする無線回線解析装置。 - 請求項８に記載の無線回線解析装置であって、
前記送信手段は、通信プロトコルに対応した擬似移動局に対応した送信情報を生成して移動局又は基地局の通信相手の機器との交信を行う送信手段であることを特徴とする無線回線解析装置。 - 請求項８に記載の無線回線解析装置であって、
前記送信手段は、通信プロトコルに対応した擬似基地局に対応した送信情報を生成して移動局又は基地局の通信相手の機器との交信を行う送信手段であることを特徴とする無線回線解析装置。
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