本底噪声电平降低装置及本底噪声电平降低方法与流程

本发明涉及一种例如在测定由无线基站输出的信号电平时降低本底噪声(noise floor)电平的本底噪声电平降低装置及本底噪声电平降低方法。

背景技术：

以往，作为无线通信系统的双工方式，已知有利用频率分割上行链路与下行链路的频分双工(FDD：Frequency Division Duplex)方式和利用时间分割的时分双工(TDD：Time Division Duplex)方式。FDD方式中，上行信号与下行信号在相同时间不同频率下收发信号。另一方面，TDD方式中，上行信号与下行信号在相同频率不同时间下收发信号。

在使用TDD方式的无线通信系统中，在无线基站中以相同频率交替进行信号的发送和接收，因此由无线基站发送的发送信号中，如图5所示交替存在发送接通期间及发送断开期间。

将发送接通期间的功率称为发送接通功率，且将发送断开期间的功率称为发送断开功率时，发送接通功率及发送断开功率分别具有目标值，评价无线基站时实施对各目标值的评价。尤其，发送断开功率的目标值接近热噪声电平即-114dBm/MHz的例如-107dBm/MHz左右的非常低的功率，因此测定发送断开功率时，需要使用本底噪声电平相对于发送断开功率电平足够低的测定装置。

测定发送断开功率时，在无线基站与测定装置之间需要电缆或开关等部件，因此，由于这些部件导致发送断开功率电平降低。因此，如图6所示，可以考虑将来自无线基站的信号输入至测定装置之前对所述信号进行放大的结构。

即，图6所示的信号测定系统50具有：作为测定对象即无线基站的DUT51；及测定由DUT51输出的信号的发送断开功率的信号测定装置52，在DUT51与信号测定装置52之间具备发送功率测定系统53。发送功率测定系统53具备对发送断开功率进行放大的低噪声放大器(LNA)53a。由DUT51输出用 于使帧同步的触发信号，信号测定装置52根据触发信号测定发送断开功率电平。作为该信号测定装置52可适当使用降低了本底噪声电平的频谱分析仪(例如，参考专利文献1)。

专利文献1：日本特开2014-190943号公报

然而，图6所示的信号测定系统50中，通过使用专利文献1记载的频谱分析仪来作为信号测定装置52，虽然能够降低信号测定装置52内的本底噪声电平，但测定发送断开功率电平时，相比信号测定装置52内的噪声成分，通过LNA53a放大的发送功率测定系统53的噪声成分占主导地位，因此存在系统整体的本底噪声电平上升的问题。其结果，信号测定系统50中，发送断开功率信号被噪声淹没而导致无法进行测定，因此期望扩大测定裕度。

技术实现要素：

本发明是为了解决以往的课题而完成的，其目的在于提供一种能够降低本底噪声电平的本底噪声电平降低装置及本底噪声电平降低方法。

本发明的权利要求1所涉及的本底噪声电平降低装置具有如下结构，即，所述本底噪声电平降低装置(10)前置于信号测定装置(20)，所述信号测定装置具备：本底噪声电平测定机构(22)，测定所述信号测定装置的本底噪声电平；及信号电平计算机构(24)，通过从来自被试验装置(2)的信号电平中减去所述本底噪声电平来计算出减法运算后的信号电平，所述本底噪声电平降低装置具备：放大机构(17)，设置于所述被试验装置与所述信号测定装置之间且对来自所述被试验装置的信号进行放大；及终端机构(16)，终止所述放大机构的输入，所述终端机构以所述本底噪声电平测定机构测定所述本底噪声电平为条件终止所述放大机构的输入，并且，所述被试验装置输出基于时分双工方式的发送信号来作为输出信号，所述信号电平计算机构通过从所述发送信号电平中减去所述本底噪声电平来计算出减法运算后的发送信号电平。

根据该结构，当信号测定装置的本底噪声电平测定机构测定本底噪声电平时，本底噪声电平降低装置的终端机构终止放大机构的输入，因此，本底噪声电平测定机构测定包含前置于信号测定装置的测定系统在内的本底噪声电平，能够得到比仅为信号测定装置的本底噪声电平更低的本底噪声电平。

因此，本发明的权利要求1所涉及的本底噪声电平降低装置能够降低本底噪声电平。

根据该结构，本发明的权利要求1所涉及的本底噪声电平降低装置能够在测定基于时分双工方式的发送信号的接通状态的电平及断开状态的电平时降低本底噪声电平。

本发明的权利要求2所涉及的本底噪声电平降低装置优选具有如下结构，即，所述本底噪声电平降低装置还具备路径选择机构(15)，其设置于所述被试验装置与所述放大机构之间，且选择向所述被试验装置或所述终端机构中任一个的路径，所述路径选择机构中，在所述本底噪声电平测定机构测定所述本底噪声电平的条件下，选择向所述终端机构的路径，并以所述信号测定装置测定来自所述被试验装置的信号电平的条件下，选择向所述被试验装置的路径。

本发明的权利要求3所涉及的本底噪声电平降低装置具有如下结构，即，来自所述被试验装置的信号电平包含：所述被试验装置输出信号时的状态即接通状态的电平；及所述被试验装置停止输出信号时的状态即断开状态的电平。

根据该结构，本发明的权利要求3所涉及的本底噪声电平降低装置能够在测定来自被试验装置的信号的接通状态的电平及断开状态的电平时降低本底噪声电平。

本发明的权利要求4所涉及的本底噪声电平降低方法具有如下结构，即，所述本底噪声电平降低方法使用前置于信号测定装置(20)的本底噪声电平降低装置(10)，所述信号测定装置具备：本底噪声电平测定机构(22)，测定所述信号测定装置的本底噪声电平；及信号电平计算机构(24)，通过从来自被试验装置(2)的信号电平中减去本底噪声电平来计算出减法运算后的信号电平，所述本底噪声电平降低装置具备：放大机构(17)，设置于所述被试验装置与所述信号测定装置之间且对来自所述被试验装置的信号进行放大；及终端机构(16)，终止所述放大机构的输入，所述本底噪声电平降低方法中，执行在所述本底噪声电平测定机构测定所述本底噪声电平的条件下，通过所述终端机构终止所述放大机构的输入的步骤(S12)，并且，所述被试验装置输出基于时分双工方式的发送信号来作为输出信号，另外，通过从所述发送信号电平中减去所述本底噪声电平来计算出减法运算后的发送信号电平。

本发明的权利要求5所涉及的本底噪声电平降低方法具有如下结构，即，所述本底噪声电平降低装置还具备路径选择机构(15)，其设置于所述被试验装置与所述放大机构之间，且选择向所述被试验装置或所述终端机构中任一个的路径，所述本底噪声电平降低方法执行：在所述本底噪声电平测定机构测定所述本底噪声电平的条件下，通过所述路径选择机构选择向所述终端机构的路径的步骤(S13)；及在所述信号测定装置测定来自所述被试验装置的信号电平的条件下，通过所述路径选择机构选择向所述被试验装置的路径的步骤(S17)。

本发明的权利要求6所涉及的本底噪声电平降低方法中，来自所述被试验装置的信号电平包含所述被试验装置输出信号时的状态即接通状态的电平及所述被试验装置停止输出信号时的状态即断开状态的电平。

根据该结构，当信号测定装置的本底噪声电平测定机构测定本底噪声电平时，本底噪声电平降低装置的终端机构终止放大机构的输入，因此本底噪声电平测定机构测定包含前置于信号测定装置的测定系统在内的本底噪声电平，能够得到比仅为信号测定装置的本底噪声电平更低的本底噪声电平。

因此，本发明的权利要求4～6所涉及的本底噪声电平降低方法能够降低本底噪声电平。

发明效果

本发明可提供具有能够降低本底噪声电平效果的本底噪声电平降低装置及本底噪声电平降低方法。

附图说明

图1是本发明所涉及的信号测定系统的一实施方式的框图。

图2是本发明所涉及的信号测定系统的一实施方式的流程图。

图3是表示现有信号测定系统的测定裕度的图。

图4是表示本发明所涉及的信号测定系统的一实施方式的测定裕度的图。

图5是表示在使用TDD方式的无线通信系统中的由无线基站发送的发送信号的发送接通期间及发送断开期间的图。

图6是现有信号测定系统的框图。

图中：1-信号测定系统，2-DUT(被试验装置)，3-柔性电缆，4-电缆，5-控制装置，10-发送电力测定系统(本底噪声电平降低装置)，11-开关，12-ATT，13-隔离器，14-限幅器，15-开关(路径选择机构)，16-终端电阻(终端机构)，17-LNA(放大机构)，18-开关，20-信号测定装置，21-开关，22-本底噪声电平测定部(本底噪声电平测定机构)，23-存储部，24-测定部(信号电平计算机构)，25-显示部。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的实施方式进行说明。另外，举例说明将本发明的本底噪声电平降低装置适用于信号测定系统。

首先，对本实施方式的信号测定系统的结构进行说明。

如图1所示，本实施方式的信号测定系统1具备DUT(被试验装置)2、柔性电缆3、电缆4、控制装置5、发送电力测定系统10及信号测定装置20。

DUT2例如为输出基于TDD方式的发送信号的基站装置。如图5所示，该输出信号包含发送接通功率及发送断开功率。该DUT2为被试验装置的一例。

柔性电缆3连接于DUT2与发送功率测定系统10之间，向发送功率测定系统10输出DUT2的输出信号。

电缆4连接于发送功率测定系统10与信号测定装置20之间，向信号测定装置20输出发送功率测定系统10的输出信号。

控制装置5例如由个人计算机构成，控制发送功率测定系统10及信号测定装置20的动作。

发送功率测定系统10具备开关11、ATT12、隔离器13、限幅器14、开关15、终端电阻16、低噪声放大器(LNA)17及开关18。该发送功率测定系统10为本底噪声电平降低装置的一例。

信号测定装置20具备开关21、本底噪声电平测定部22、存储部23、测定部24及显示部25。

开关11切换向ATT12的路径与向隔离器13的路径。向ATT12的路径为测定发送接通功率时的路径。向隔离器13的路径为测定发送断开功率时的路径。即，开关11切换测定发送接通功率的模式(称为发送接通功率测定模式)与测定发送断开功率的模式(称为发送断开功率测定模式)。

当通过开关11选择发送接通功率测定模式时，ATT12输入发送信号并衰减为规定电平后输出至开关18。ATT12的衰减量由控制装置5设定，且构成为能够由测定部24获取ATT12的衰减量信息。

隔离器13将来自DUT2的信号从DUT2朝向信号测定装置20的方向中的一个方向进行传送。

限幅器14在发送断开功率测定模式中，将发送接通功率限制在规定电平，从而保护LNA17。

开关15连接限幅器14及终端电阻16中的任一个与LNA17。具体而言，开关15在本底噪声电平测定部22测定本底噪声电平时选择向终端电阻16的路径，在限号测定装置20测定来自DUT2的信号电平时选择向DUT2的路径。该开关15为路径选择机构的一例。

终端电阻16在本底噪声电平测定部22测定本底噪声电平时终止LNA17的输入。该终端电阻16为终端机构的一例。

LNA17以规定的放大率对开关15的输出信号即来自DUT2的信号进行放大，并输出至开关18。该LNA17为放大机构的一例。

开关18选择ATT12及LNA17中的任一个，并将所选择一方的输出信号输出至信号测定装置20的开关21。具体而言，开关18在发送接通功率测定模式下选择ATT12并将其输出信号输出至开关21。另一方面，开关18在发送断开功率测定模式下选择LNA17并将其输出信号输出至开关21。

开关21将来自开关18的信号输出至本底噪声电平测定部22及测定部24中的任一个。

当开关15选择终端电阻16，并由终端电阻16终止LNA17的输入时，本底噪声电平测定部22经由开关21测定包含发送功率测定系统10在内的本底噪声电平。该本底噪声电平测定部22为本底噪声电平测定机构的一例。

存储部23存储本底噪声电平测定部22测定的本底噪声电平的数据。

测定部24经由开关21测定来自DUT2的信号的发送接通功率及发送断开功率。并且，测定部24从存储部23读取本底噪声电平的数据，并通过从来自DUT2的信号电平中减去本底噪声电平来计算出减法运算后的信号电平。另外，测定部24在测定来自DUT2的信号电平时，根据来自DUT2的用于使帧同步的触发信号进行动作。该测定部24为信号电平计算机构的一例。

显示部25例如由液晶显示器构成，显示由测定部24测定的发送接通功率及发送断开功率的数据。

接着对本实施方式的信号测定系统1的动作进行说明。

首先，利用图2对发送断开功率测定模式下的信号测定系统1的动作进行说明。

控制装置5设定为发送断开功率测定模式(步骤S11)。具体而言，控制装置5向开关11及开关18输出开关切换控制信号，使开关11选择隔离器13，使开关18选择LNA17。

控制装置5向开关15输出开关切换控制信号，使开关15选择终端电阻16(步骤S12)。

控制装置5向开关21输出开关切换控制信号，使开关21选择本底噪声电平测定部22(步骤S13)。

本底噪声电平测定部22测定本底噪声电平(步骤S14)。

本底噪声电平测定部22将测定出的本底噪声电平的数据存储于存储部23(步骤S15)。

控制装置5向开关15输出开关切换控制信号，使开关15选择限幅器14(步骤S16)。

控制装置5向开关21输出开关切换控制信号，使开关21选择测定部24(步骤S17)。

LNA17经由从开关11至开关15的路径，输入来自DUT2的信号并进行放大(步骤S18)。经放大的信号经由开关18及开关21被输入至测定部24。

测定部24根据触发信号测定来自DUT2的信号中的发送断开功率(步骤S19)。该发送断开功率成为包含基底噪声(floor noise)功率在内的功率。

测定部24从存储部23读取本底噪声电平的数据，并从在步骤S19中测定的发送断开功率中减去本底噪声电平，从而计算去除本底噪声电平后的真实的发送断开功率(步骤S20)。

接着，利用图1对发送接通功率测定模式下的信号测定系统1的动作进行说明。

控制装置5设定为发送接通功率测定模式。具体而言，控制装置5向开关11及开关18输出开关切换控制信号，使开关11及开关18选择ATT12。

控制装置5向开关21输出开关切换控制信号，使开关21选择测定部24。

测定部24根据触发信号测定来自DUT2的信号中的发送接通功率。该发送接通功率为可忽略的程度但包含基底噪声在内的功率。

测定部24从存储部23读取本底噪声电平的数据，并从测定出的发送接通功率中减去本底噪声电平，从而计算去除本底噪声电平后的真实的发送接通功率。

接着，利用图3及图4针对通过本实施方式的信号测定系统1得到的效果与现有系统下的效果比较进行说明。图3表示现有信号测定系统50(参考图6)下的发送断开功率与本底噪声电平之差(测定裕度)的结果。图4表示本实施方式的信号测定系统1下的测定裕度的结果。

图3及图4是针对增益/损失、NF(负反馈)、发送断开功率电平、本底噪声电平等各项目显示各构成要件中的值。例如，在发送断开功率电平的项目中初始值为-107.0dBm/MHz，这表示DUT2的输出电平的目标值。该值随着通过各构成要件而如图所示那样下降，开关15输出时成为-114.0dBm/MHz，由LNA17进行放大而成为-93.9dBm/MHz。

以往的信号测定系统50为在本实施方式的信号测定系统1(参考图1)中除去终端电阻16的结构。因此，如图3及图4所示，增益/损失、NF、发送断开功率电平、本底噪声电平等各项目的值在柔性电缆3至电缆4的范围中相同。

然而，以往的信号测定系统50中，相比信号测定装置52内的噪声成分，通过LNA53a放大的发送功率测定系统53(参考图6)的噪声成分成主导，因此信号测定装置52的本底噪声电平为-93.5dBm/MHz。此时，信号测定装置52输入的发送断开功率电平为-94.9dBm/MHz，测定裕度为-1.4dBm/MHz。

因此，以往的信号测定系统50中，发送断开功率电平比本底噪声电平低，因此无法对发送断开功率电平进行评价。

相对于此，本实施方式的信号测定系统1中，构成为在发送功率测定系统10(参考图1)中测定本底噪声电平时通过终端电阻16终止LNA17的输入，因此能够测定包含发送功率测定系统10在内的本底噪声电平。

其结果，如图4所示，本实施方式的信号测定系统1中，作为信号测定装置20的本底噪声电平得到-101.2dBm/MHz。此时，信号测定装置20输入的发 送断开功率电平为-94.9dBm/MHz，因此测定裕度成为6.3dBm/MHz。

因此，本实施方式的信号测定系统1中，与本底噪声电平相比，发送断开功率电平足够高，因此能够适当地对发送断开功率电平进行评价。

如上所述，本实施方式的信号测定系统1构成为在信号测定装置20的本底噪声电平测定部22测定本底噪声电平时，发送功率测定系统10的终端电阻16终止LNA17的输入，因此，本底噪声电平测定部22测定包含前置于信号测定装置20的测定系统在内的本底噪声电平，能够得到比仅为信号测定装置20的本底噪声电平更低的本底噪声电平。

因此，本实施方式的信号测定系统1能够降低本底噪声电平。

另外，前述实施方式中，例举了输出基于TDD方式的发送信号的基站装置来作为被试验装置，并针对发送断开功率的测定可得到较大的测定裕度的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，测定比较低电平的信号时，能够适当使用于需要降低本底噪声电平的装置。

产业上的可利用性

如上所述，本发明所涉及的本底噪声电平降低装置及本底噪声电平降低方法具有能够降低本底噪声电平的效果，在测定由无线基站输出的信号电平时，作为降低本底噪声电平的本底噪声电平降低装置及本底噪声电平降低方法是有用的。