(57)【要約】  無線周波数（ＲＦ）データパケット信号送受信機被試験装置（ＤＵＴ）のインプリシットビームフォーミング動作を試験するための方法であって、多方向（例えば、レガシー）ＲＦ試験信号と、信号指向性パターンの異なる少なくとも２つの単一指向性（例えば、ビームフォーミングされた）ＲＦ試験信号と、の組み合わせをＤＵＴに送信するステップと、各信号に応答してＤＵＴから受信した信号の信号強度を監視するステップと、を含む、方法。信号指向性パターンは、電磁的に遮蔽された筐体などのマルチパスＲＦ信号環境内のＤＵＴに、複数のアンテナ要素の別個のアレイを介して、複数の位相制御されたＲＦ信号を送信することによって制御され得る。
2019521596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数（ＲＦ）データパケット信号送受信機被試験装置（ＤＵＴ）のインプリシットビームフォーミング動作を試験する方法であって、
マルチパスＲＦ信号環境内で、複数のアンテナを介して、前記マルチパスＲＦ信号環境内のＤＵＴ位置に配置されたＤＵＴに受信されるように、複数の位相制御されたＲＦ信号を送信するステップであって、
多方向ＲＦ試験信号として、前記複数の位相制御されたＲＦ信号のうちの１つ以上を送信するステップと、
前記複数のアンテナの第１の部分を介して、長手方向信号軸が前記ＤＵＴ位置に実質的に向かう第１の正方向にある状態で、第１の実質的に単一指向性のＲＦ試験信号として、前記複数の位相制御されたＲＦ信号の第１の部分を送信するステップと、
前記複数のアンテナの第２の部分を介して、長手方向信号軸が前記ＤＵＴ位置に実質的に向かう第２の正方向にある状態で、第２の実質的に単一指向性のＲＦ試験信号として、前記複数の位相制御されたＲＦ信号の第２の部分を送信するステップと
を含む、ステップと、
前記マルチパスＲＦ信号環境および前記複数のアンテナを介して、前記ＤＵＴによって送信された複数のＲＦデータパケット信号を受信するステップであって、
多方向ＲＦ  ＤＵＴ信号を受信するステップと、
前記複数のアンテナの前記第１の部分および第２の部分を介して、長手方向信号軸が前記複数のアンテナの前記第１の部分に実質的に向かう第１の逆方向にある状態で、第１の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号として、前記複数のＲＦデータパケット信号の第１の部分を受信するステップと、
前記複数のアンテナの前記第１の部分および第２の部分を介して、長手方向信号軸が前記複数のアンテナの前記第２の部分に実質的に向かう第２の逆方向にある状態で、第２の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号として、前記複数のＲＦデータパケット信号の第２の部分を受信するステップと
を含む、ステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１の正方向および逆方向は、実質的に平行であり、かつ第１の無線信号経路を規定し、
前記第２の正方向および逆方向は、実質的に平行であり、かつ第２の無線信号経路を規定し、
前記第１の無線信号経路および第２の無線信号経路は平行ではない、請求項１の方法。
【請求項３】
前記複数のアンテナの前記第１の部分および第２の部分を介して、長手方向信号軸が前記複数のアンテナの前記第１の部分に実質的に向かう第１の逆方向にある状態で、第１の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号として、前記複数のＲＦデータパケット信号の第１の部分を受信するステップは、前記複数のアンテナの前記第１の部分および第２の部分を介して、それぞれ、等しくない第１の信号強度および第２の信号強度を受信するステップを含み、
前記複数のアンテナの前記第１の部分および第２の部分を介して、長手方向信号軸が前記複数のアンテナの前記第２の部分に実質的に向かう第２の逆方向にある状態で、第２の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号として、前記複数のＲＦデータパケット信号の第２の部分を受信するステップは、前記複数のアンテナの前記第１の部分および第２の部分を介して、それぞれ、等しくない第３の信号強度および第４の信号強度を受信するステップを含む、請求項１の方法。
【請求項４】
前記第１の信号強度は、前記第２の信号強度より大きく、
前記第４の信号強度は、前記第３の信号強度より大きい、請求項３の方法。
【請求項５】
前記多方向ＲＦ試験信号は、ビームフォーミングされていないＲＦ試験信号を含み、
前記第１の実質的に単一指向性のＲＦ試験信号は、第１のビームフォーミングされたＲＦ試験信号を含み、
前記第２の実質的に単一指向性のＲＦ試験信号は、第２のビームフォーミングされたＲＦ試験信号を含み、
前記多方向ＲＦ  ＤＵＴ信号は、ビームフォーミングされていないＲＦ  ＤＵＴ信号を含み、
前記第１の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号は、第１のビームフォーミングされたＲＦ  ＤＵＴ信号を含み、
前記第２の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号は、第２のビームフォーミングされたＲＦ  ＤＵＴ信号を含む、請求項１の方法。
【請求項６】
前記マルチパスＲＦ信号環境は、構造物の内部領域を含み、
前記構造物は、前記内部領域と外部領域とを規定し、前記外部領域に由来する電磁放射から前記内部領域を実質的に隔離するように構成される、請求項１の方法。
【請求項７】
無線周波数（ＲＦ）データパケット信号送受信機被試験装置（ＤＵＴ）のインプリシットビームフォーミング動作を試験する方法であって、
複数のアンテナから、マルチパスＲＦ信号環境内のＤＵＴ位置に配置されたＤＵＴによって、複数の位相制御されたＲＦ信号を受信するステップであって、
多方向ＲＦ試験信号として、前記複数の位相制御されたＲＦ信号のうちの１つ以上を受信するステップと、
長手方向信号軸が前記複数のアンテナの第１の部分から前記ＤＵＴ位置に実質的に向かう第１の正方向にある状態で、第１の実質的に単一指向性のＲＦ試験信号として、前記複数の位相制御されたＲＦ信号の第１の部分を受信するステップと、
長手方向信号軸が前記複数のアンテナの第２の部分から前記ＤＵＴ位置に実質的に向かう第２の正方向にある状態で、第２の実質的に単一指向性のＲＦ試験信号として、前記複数の位相制御されたＲＦ信号の第２の部分を受信するステップと
を含む、ステップと、
前記マルチパスＲＦ信号環境を介して、前記ＤＵＴによって、複数のＲＦデータパケット信号を送信するステップであって、
多方向ＲＦ  ＤＵＴ信号を送信するステップと、
長手方向信号軸が前記複数のアンテナの前記第１の部分に実質的に向かう第１の逆方向にある状態で、第１の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号として、前記複数のＲＦデータパケット信号の第１の部分を送信するステップと、
長手方向信号軸が前記複数のアンテナの前記第２の部分に実質的に向かう第２の逆方向にある状態で、第２の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号として、前記複数のＲＦデータパケット信号の第２の部分を送信するステップと
を含む、ステップと
を含む、方法。
【請求項８】
前記第１の正方向および逆方向は、実質的に平行であり、かつ第１の無線信号経路を規定し、
前記第２の正方向および逆方向は、実質的に平行であり、かつ第２の無線信号経路を規定し、
前記第１の無線信号経路および第２の無線信号経路は平行ではない、請求項７の方法。
【請求項９】
長手方向信号軸が前記複数のアンテナの前記第１の部分に実質的に向かう第１の逆方向にある状態で、第１の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号として、前記複数のＲＦデータパケット信号の第１の部分を送信するステップは、前記複数のアンテナの前記第１の部分および第２の部分に、それぞれ、等しくない第１の信号強度および第２の信号強度を送信するステップを含み、
長手方向信号軸が前記複数のアンテナの前記第２の部分に実質的に向かう第２の逆方向にある状態で、第２の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号として、前記複数のＲＦデータパケット信号の第２の部分を送信するステップは、前記複数のアンテナの前記第１の部分および第２の部分に、それぞれ、等しくない第３の信号強度および第４の信号強度を送信するステップを含む、請求項７の方法。
【請求項１０】
前記第１の信号強度は、前記第２の信号強度より大きく、
前記第４の信号強度は、前記第３の信号強度より大きい、請求項９の方法。
【請求項１１】
前記多方向ＲＦ試験信号は、ビームフォーミングされていないＲＦ試験信号を含み、
前記第１の実質的に単一指向性のＲＦ試験信号は、第１のビームフォーミングされたＲＦ試験信号を含み、
前記第２の実質的に単一指向性のＲＦ試験信号は、第２のビームフォーミングされたＲＦ試験信号を含み、
前記多方向ＲＦ  ＤＵＴ信号は、ビームフォーミングされていないＲＦ  ＤＵＴ信号を含み、
前記第１の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号は、第１のビームフォーミングされたＲＦ  ＤＵＴ信号を含み、
前記第２の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号は、第２のビームフォーミングされたＲＦ  ＤＵＴ信号を含む、請求項７の方法。
【請求項１２】
前記マルチパスＲＦ信号環境は、構造物の内部領域を含み、
前記構造物は、前記内部領域と外部領域とを規定し、前記外部領域に由来する電磁放射から前記内部領域を実質的に隔離するように構成される、請求項７の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線周波数（ＲＦ）データパケット信号送受信機の試験に関し、特に、適切なインプリシットビームフォーミング動作に関してこのような装置を試験することに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の電子装置の多くが、接続および通信の両方の目的で無線信号技術を使用する。無線装置が電磁エネルギーを送受信するため、また２つ以上の無線装置は、それらの信号周波数および電力スペクトル密度により互いの動作が干渉し合う可能性を有するため、これらの装置およびそれらの無線信号技術は、様々な無線信号技術の規格の仕様を順守しなければならない。
【０００３】
エンジニアは、このような無線装置を設計する場合、このような装置が、それらが含まれる無線信号技術の所定の規格ベースの仕様のそれぞれを満たす、またはしのぐことを確実にするように格別の注意を払う。さらに、これらの装置が後に大量に製造される場合、含まれる無線信号技術の規格ベースの仕様への順守を含み、製造上の欠陥が不適切な動作を生じさせないことを確実にするために、これらの装置を試験する。
【０００４】
これらの装置を製造およびアセンブリ後に試験するために、現在の無線装置試験システムは、典型的には、各被試験装置（ＤＵＴ）に試験信号を供給し、各ＤＵＴから受信した信号を解析するための試験サブシステムを利用する。一部のサブシステム（しばしば、「テスタ」と呼ばれる）は、ＤＵＴに送信される源信号、すなわち試験信号を供給するための１つ以上のベクトル信号発生器（ｖｅｃｔｏｒ  ｓｉｇｎａｌ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ＶＳＧ）と、ＤＵＴによって生成された信号を解析するための１つ以上のベクトル信号解析器（ｖｅｃｔｏｒ  ｓｉｇｎａｌ  ａｎａｌｙｚｅｒ，ＶＳＡ）と、を備える。ＶＳＧによる試験信号の生成と、ＶＳＡによって行われる信号解析とは、一般に、それぞれが、異なる周波数範囲、帯域幅、および信号変調特性を有する様々な無線信号技術の規格を順守するために、様々な装置を試験するのに使用され得るように、（例えば、内部プログラマブルコントローラまたはパーソナルコンピュータなどの外部プログラマブルコントローラを使用することにより）プログラム可能である。
【０００５】
無線装置の試験は、典型的には、無線装置の受信および送信サブシステムの試験を含む。テスタは、典型的には、ＤＵＴの受信サブシステムが適切に動作しているか否かを決定するために、例えば異なる周波数、電力レベル、および／または変調技術を使用して、所定の試験データパケット信号系列をＤＵＴに送信する。同様に、ＤＵＴは、ＤＵＴの送信サブシステムが適切に動作しているか否かを決定するために、様々な周波数、電力レベル、および／または変調技術で、試験データパケット信号を送信する。
【０００６】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格および他のなんらかの無線規格に準拠する現在のＷｉ−Ｆｉ装置は、範囲および性能を改善する策として、装置からより多くの信号エネルギーをアクセスポイントに集束させることによるビームフォーミングを利用できる。このような装置を製造する場合には、ビームフォーミング能力が試験される。１つの技法としては、導電性信号経路（例えば、装置のＲＦポートとテスタのＲＦポートとの間でＲＦ信号を運ぶケーブル）を使用して、適切に動作する装置に、そのＲＦポートから放射される信号をビームフォーミングするようにその出力を変えることにより応答させるチャネル条件をシミュレーションすることが挙げられる。この応答は、テスタの信号解析サブシステムによって検出および測定され得る。しかし、導電性信号経路を使用して装置を試験する場合、装置のアンテナサブシステムが、試験の一部に含まれなくなる。よって、このような導電性ビームフォーミング試験は、部分的に組み立てられた装置の正しい動作を確認するが、完全に組み立てられた装置（すなわち、そのアンテナがある状態）が適切に動作し続けることについては確認しない。
【０００７】
実世界の条件を使用して、完全に組み立てられた装置を試験するためには、装置のアンテナと試験システムのアンテナとの間で放射信号を実際に送信することになる。しかし、他の信号から隔絶するために、遮蔽された筐体内でこれを行うと、マルチパスリッチ環境に装置を置くことになる。
【０００８】
したがって、マルチパスリッチ環境におけるビームフォーミング性能に関して、自らのアンテナを含み完全に組み立てられた装置をかなり高い再現性および精度で試験できるように、マルチパスの影響を制御するためのシステムおよび方法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、無線周波数（ＲＦ）データパケット信号送受信機被試験装置（ＤＵＴ）のインプリシットビームフォーミング動作を試験するための方法であって、多方向（例えば、レガシー）ＲＦ試験信号と、信号指向性パターンの異なる少なくとも２つの単一指向性（例えば、ビームフォーミングした）ＲＦ試験信号と、の組み合わせをＤＵＴに送信するステップと、各信号に応答してＤＵＴから受信した信号の信号強度を監視するステップと、を含む、方法。信号指向性パターンは、電磁的に遮蔽された筐体などのマルチパスＲＦ信号環境内のＤＵＴに、複数のアンテナ要素の別個のアレイを介して、複数の位相制御されたＲＦ信号を送信することによって制御され得る。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、無線周波数（ＲＦ）データパケット信号送受信機被試験装置（ＤＵＴ）のインプリシットビームフォーミング動作を試験するための方法は、
マルチパスＲＦ信号環境内で、複数のアンテナを介して、マルチパスＲＦ信号環境内のＤＵＴ位置に配置されたＤＵＴに受信されるように、複数の位相制御されたＲＦ信号を送信するステップであって、
多方向ＲＦ試験信号として、複数の位相制御されたＲＦ信号のうちの１つ以上を送信するステップと、
複数のアンテナの第１の部分を介して、長手方向信号軸がＤＵＴ位置に実質的に向かう第１の正方向にある状態で、第１の実質的に単一指向性のＲＦ試験信号として、複数の位相制御されたＲＦ信号の第１の部分を送信するステップと、
複数のアンテナの第２の部分を介して、長手方向信号軸がＤＵＴ位置に実質的に向かう第２の正方向にある状態で、第２の実質的に単一指向性のＲＦ試験信号として、複数の位相制御されたＲＦ信号の第２の部分を送信するステップと、
を含む、ステップと、
マルチパスＲＦ信号環境および複数のアンテナを介して、ＤＵＴによって送信された複数のＲＦデータパケット信号を受信するステップであって、
多方向ＲＦ  ＤＵＴ信号を受信するステップと、
複数のアンテナの第１の部分および第２の部分を介して、長手方向信号軸が複数のアンテナの第１の部分に実質的に向かう第１の逆方向にある状態で、第１の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号として、複数のＲＦデータパケット信号の第１の部分を受信するステップと、
複数のアンテナの第１の部分および第２の部分を介して、長手方向信号軸が複数のアンテナの第２の部分に実質的に向かう第２の逆方向にある状態で、第２の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号として、複数のＲＦデータパケット信号の第２の部分を受信するステップと、
を含む、ステップと、
を含む。
【００１１】
本発明の別の実施形態によれば、無線周波数（ＲＦ）データパケット信号送受信機被試験装置（ＤＵＴ）のインプリシットビームフォーミング動作を試験するための方法は、
複数のアンテナから、マルチパスＲＦ信号環境内のＤＵＴ位置に配置されたＤＵＴによって、複数の位相制御されたＲＦ信号を受信するステップであって、
多方向ＲＦ試験信号として、複数の位相制御されたＲＦ信号のうちの１つ以上を受信するステップと、
長手方向信号軸が複数のアンテナの第１の部分からＤＵＴ位置に実質的に向かう第１の正方向にある状態で、第１の実質的に単一指向性のＲＦ試験信号として、複数の位相制御されたＲＦ信号の第１の部分を受信するステップと、
長手方向信号軸が複数のアンテナの第２の部分からＤＵＴ位置に実質的に向かう第２の正方向にある状態で、第２の実質的に単一指向性のＲＦ試験信号として、複数の位相制御されたＲＦ信号の第２の部分を受信するステップと、
を含む、ステップと、
マルチパスＲＦ信号環境を介して、ＤＵＴによって、複数のＲＦデータパケット信号を送信するステップであって、
多方向ＲＦ  ＤＵＴ信号を送信するステップと、
長手方向信号軸が複数のアンテナの第１の部分に実質的に向かう第１の逆方向にある状態で、第１の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号として、複数のＲＦデータパケット信号の第１の部分を送信するステップと、
長手方向信号軸が複数のアンテナの第２の部分に実質的に向かう第２の逆方向にある状態で、第２の実質的に単一指向性のＲＦ  ＤＵＴ信号として、複数のＲＦデータパケット信号の第２の部分を送信するステップと、
を含む、ステップと、
を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】受信したレガシー（例えば、ビームフォーミングされていない）Ｗｉ−Ｆｉ信号およびビームフォーミングされた（ＢＦ）Ｗｉ−Ｆｉ信号の相対強度を示す。
【図２】方向ＡおよびＢに伝搬する装置からのＴＸ信号が、それぞれ、アクセスポイントによって受信されたときに、より高い信号強度およびより低い信号強度となるように配置された、アクセスポイントおよび無線装置を有する、Ｗｉ−Ｆｉ信号環境を示す。
【図３】図３Ａ−３Ｂは、ビームフォーミングが方向ＡおよびＢを向くときに、（図２に示すように互いに配置された）アクセスポイントによって受信されたときの、装置からのレガシーＴＸ信号およびビームフォーミングされたＴＸ信号の相対強度を示す。
【図４】本発明による、インプリシットビームフォーミング動作を試験するための例示的な試験環境を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の「発明を実施するための形態」は、添付の図面に関連する、本発明の例示的な実施形態に関するものである。このような記載は、説明のためのものであることが意図されており、本発明の範囲に関して限定するものではない。このような実施形態は、当業者が本発明を実施し得るのに十分に詳細に説明されており、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、一部が変形された他の実施形態を実施し得るということが理解されよう。
【００１４】
本発明の開示を通じて、文脈から、明確な反対の指示がなければ、説明される個々の回路要素は、数が単数であっても複数であってもよいことが理解されよう。例えば「回路（ｃｉｒｃｕｉｔ）」および「回路構成（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）」という用語は、単一の構成要素または複数の構成要素のいずれかを含んでもよく、それらは、説明される機能を提供するように、能動的および／または受動的であり、かつ（例えば、１つ以上の集積回路チップとして）互いに接続される、または他の方法で結合され得る。加えて、「信号」という用語は、１つ以上の電流、１つ以上の電圧、またはデータ信号を指し得る。図面内では、類似または関連する要素は、類似または関連する英字、数字、または英数字の符号を有する。さらに、本発明は、（好ましくは、１つ以上の集積回路チップの形態である）個別の電子回路構成を使用する実施例という文脈で説明されているが、このような回路構成の任意の部分の機能を、代替的に、処理される信号周波数またはデータ速度に応じて、１つ以上の適切にプログラムされたプロセッサを使用して実施することができる。さらに、図面が様々な実施形態の機能ブロックの図を例示する範囲において、機能ブロックは、ハードウェア回路構成間の境界を必ずしも示していない。
【００１５】
携帯電話、スマートフォン、タブレットなどの無線装置は、規格ベースの技術（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ、３ＧＰＰ  ＬＴＥ、およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））を利用する。これらの技術の基礎となる規格は、信頼性のある無線接続および／または通信を提供するように設計される。規格は、エネルギー効率が良くなるように、かつ無線スペクトルに隣接する、または無線スペクトルを共有する同じまたは他の技術を使用する装置間の干渉を最小化するように一般的に設計された、物理的かつ高水準の仕様を規定する。
【００１６】
これらの規格により規定された試験は、そのような装置が規格で規定された仕様に準拠するように設計されることと、製造された装置がそれらの規定された仕様に準拠し続けることと、を確実にすることが意図されている。ほとんどの装置は、少なくとも１つ以上の受信機と送信機とを含む送受信機である。よって、試験は、受信機と送信機との両方が準拠しているか否かを確認することが意図される。ＤＵＴの受信機または複数の受信機の試験（ＲＸ試験）は、典型的には、受信機に試験パケットを送信する試験システム（テスタ）と、ＤＵＴ受信機がそれらの試験パケットに対してどのように応答したかを判定するなんらかの策と、を含む。ＤＵＴの送信機の試験（ＴＸ試験）は、送信機に、パケットを試験システムへ送信させることによって行われ、次いで、試験システムは、ＤＵＴによって送信された信号の物理的特性を評価する。
【００１７】
以下に詳細に検討するように、本発明の例示的な実施形態によれば、マルチパスリッチ環境において放射信号を使用して無線装置（ＤＵＴ）を試験するための方法が提供される。ＴＸ試験を行う際には、例えば、ＤＵＴに受信されるように個々の位相制御された信号を放射し、ＤＵＴからビームフォーミングされた信号を受信することによって、マルチパスの影響を低減するように、複数のアンテナアレイが遮蔽された筐体の内側にある状態で、インプリシットビームフォーミングが使用される。その結果、ビームフォーミング前に、ＤＵＴのビームフォーミング性能をその信号と比較して、ビームフォーミングがなされていないレガシー信号に対する、所望の方向、すなわちビームフォーミングされた方向における信号強度の予期される増大と、所望ではない方向、すなわちビームフォーミングされていない方向における信号強度の低下と、を確認できる。次いで、以前の所望ではない方向からの信号をＤＵＴに受信させ、それに応答して、その方向へのビームフォーミングを実行することによって、最終的な確認を行うことができる。ＤＵＴが新たにビームフォーミングされた信号を送信すると、そのような応答信号は、ここで、レガシー信号に比べて信号強度の増大を示す。
【００１８】
上記のように、無線装置技術は、基地局などのアクセスポイントへ装置から運ばれる信号の雑音に対する信号レベルを改善する策としてビームフォーミングを含むように進歩した。アクセスポイントから信号を受信する装置が、装置とアクセスポイントとの間に存在する信号経路、すなわち「チャネル」の一部の態様を決定でき、所望の方向に（例えば、より直接的にアクセスポイントに向かって）信号強度を増大させるように、その複数の送信機およびアンテナによって放射された信号に対してなんらかの変更を行うことができる。また、１つの方向を向くビームフォーミングされた信号は、一般に、他の方向では信号強度が低下する。よって、ビームフォーミングを利用可能な適切に動作する装置は、ビームフォーミングを適用していない同じ送信機電力の信号の信号強度に比べて、向けられた方向、すなわちビームフォーミング方向の信号強度が増大した信号を生成すると同時に、他の方向の信号強度が低下した信号を生成する。
【００１９】
図１を参照すると、信号強度が、ビームフォーミングを適用する前に測定され（例えば、典型的には無指向性の信号強度を有するレガシー信号）、次いで、ビームフォーミングを適用した状態で、所望の方向沿いから測定された場合、測定された信号強度は増大する。図示のように、ＤＵＴは、一部分がビームフォーミングされておらず（例えば、レガシー）、その後の別の部分がビームフォーミングされた信号を送信できる。
【００２０】
図２を参照すると、無線装置のインプリシットビームフォーミング動作を試験するための方法が、２種類、すなわちインプリシットおよびエクスプリシットという送信信号のビームフォーミング実装形態、より具体的にはインプリシットビームフォーミングを規定する、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格の一部を利用している。周知のように、この規格は、チャネル状態情報（ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔａｔｅ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＣＳＩ）が決定され得る、信号経路、すなわちチャネルの「サウンディング」のプロセスを規定する。サウンディングパケットはまた、この目的ために使用され得る。インプリシットフィードバック送信ビームフォーミングは、送信機と受信機との間のチャネルが相互的であること、すなわち、上りリンク方向と下りリンク方向との両方において実質的に同じ信号伝播特性を有することに基づく。（インプリシットビームフォーミングのさらなる検討は、米国特許出願第１４／４６１５７３号明細書に見出すことができ、同文献の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。）しかし、本発明によれば、試験は、信号強度の定量的なレベルよりも定性的なレベルについて関心を向けているため、このような相互性は必須ではない。送信信号源は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格による標準パケットであるトレーニング要求信号（ｔｒａｉｎｉｎｇ  ｒｅｑｕｅｓｔ  ｓｉｇｎａｌ，ＴＲＱ）を送信し、応答のサウンディングパケットをリッスンする。サウンディングパケットを受信すると、信号源は、受信信号経路、すなわちチャネルについてＣＳＩを推定し、宛先の装置への後続の信号送信を送信方向にステアリングするのに使用するためのステアリング行列（例えば、装置の複数のアンテナによって放射された信号の位相に重み付けするための値）を計算する。
【００２１】
典型的な動作環境１０において、周知の原理および技法により、アクセスポイント（ＡＰ）１２およびＤＵＴ  １４は、ＭＩＭＯ（多入力多出力（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｉｎｐｕｔ、ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｏｕｔｐｕｔ））装置が、データパケット信号を介して互いに通信する、複数のアンテナ１３（例えば、少なくとも２つのアンテナ１３ａ、１３ｂ）、１５（例えば、少なくとも２つのアンテナ１５ａ、１５ｂ）を有する。ＤＵＴ  １４によるビームフォーミングがない場合、その放射信号、例えばレガシー信号は、無指向性放射パターン１７を有し、その信号送信の実効中心２０から半径方向外向きに広がるすべての場所に対して実質的に等しい信号強度を供給する。しかし、ビームフォーミングを適用した場合、信号強度は、著しく高い指向性で強まる。例えば、方向Ａに沿ってビームフォーミングを適用した状態で、ＤＵＴ  １４によって送信された信号エネルギーは、図示のような長手方向軸２１ａａを有する実効放射パターン２１ａを生成する。同様に、別の方向Ｂに沿ってビームフォーミングを適用した状態で、ＤＵＴ  １４によって送信された信号エネルギーは、方向Ｂに沿った指向性を有する長手方向軸２１ｂａを有する実効放射パターン２１ｂを生成する。
【００２２】
当業者には容易に理解されるように、これらの実効放射パターン２１ａ、２１ｂ（これは、実際、実質的に単一指向性であり、それらの「方向」がそれらの長手方向軸によって規定されている）が、信号環境内の複数の信号の受信領域内で生じる信号の建設的干渉の結果である。例えば、その複数のアンテナ１５ａ、１５ｂから同様のＲＦ信号を、送信ＲＦ信号間で互いの位相差を適切に制御しながら送信することによって、信号がＡＰ  １２の各アンテナ１３ａ、１３ｂに到着したときに結果として得られる信号間の相互干渉は、建設的または相殺的のいずれかとなり、それによって、それぞれ、受信した実効信号強度（例えば、受信した信号電力）が、送信信号の位相を制御していない場合の受信した信号強度より大きい、または小さくなる。（この例は、ＤＵＴ  １４およびＡＰ  １２における２つのアンテナの使用を含むが、ここで説明する原理により、ＤＵＴ  １４およびＡＰ  １２において、より多数のアンテナ、ならびに異なる数のアンテナを使用できる。）
【００２３】
このように、図示のようにＡＰ  １２およびＤＵＴ  １４を配置することにより、ＤＵＴ  １４が方向Ａに沿ってビームフォーミングを適用した状態で送信する場合に、ＡＰ  １２によって受信される信号の信号強度は、無指向性レガシー信号の受信の際に受信された信号の信号強度より強くなる。反対に、方向Ｂに沿ってビームフォーミングを適用した状態では、アクセスポイントによって受信される信号の信号強度は、無指向性レガシー信号の受信の際に受信された信号の信号強度未満になる。
【００２４】
図３Ａ〜図３Ｂを参照すると、受信された信号強度におけるこれらの差は、図示のように表され得る。例えば、図３Ａを参照すると、上述のように、方向Ａに沿ってビームフォーミングを適用した状態では、アクセスポイント１２によって受信される信号の強度は、無指向性レガシー信号の受信の際に受信された信号の強度より大きい。図３Ｂを参照すると、方向Ｂに沿って、例えばアクセスポイント１２に向かう方向Ａとは実質的に異なる方向に、ビームフォーミングを適用した状態では、アクセスポイント１２によって受信される信号の強度は、無指向性レガシー信号の強度より小さい。
【００２５】
図４を参照すると、本発明による、試験するための試験環境４０は、ＤＵＴ  ４６とアンテナアレイ４８とを収容する内部領域４４を規定する遮蔽された筐体４２を備える。遮蔽された筐体４２の構造は、内部領域４４と外部領域とを規定し、周知の原理および技法により、外部領域に由来する電磁放射から内部領域４４を実質的に隔離するように構成される。
【００２６】
アンテナアレイ４８は、少なくとも２つのサブアレイ４８ａ、４８ｂを含み、少なくとも２つのサブアレイ４８ａ、４８ｂのそれぞれが、複数のアンテナ要素４９ａ、４９ｂを含み、複数のアンテナ要素４９ａ、４９ｂのそれぞれが、それぞれの位相制御されたＲＦ信号（以下に詳述）を供給されて、放射信号のそれぞれのセット４７ａ、４７ｂを生成し、それぞれの一式の放射信号４７ａ、４７ｂのそれぞれが、複数の放射信号４５ａ、４５ｂを含み、複数の放射信号４５ａ、４５ｂのうちの少なくとも一部が、遮蔽された筐体４２の内部４４の反射信号特性によって生じるマルチパスの影響をオフセットする、または他の方法で補償するために、互いに異なる信号位相を有する。
【００２７】
遮蔽された筐体４２の外側にある試験機器は、１つ以上のテスタ５０ａ、５０ｂと、コントローラ６０と、を含み得る。テスタ５０ａのうちの１つ（または単一のテスタ５０の一部分）は、信号源（例えば、ＶＳＧ）５２ａと、信号解析サブシステム（例えば、ＶＳＡ）５４ａと、信号ルーティング回路構成５６ａと、信号複製および位相制御回路構成５８ａと、を備える。他方のテスタ５０ｂ（または単一のテスタ５０の他の部分）は、信号源５２ｂと、信号解析サブシステム５４ｂと、信号ルーティング回路構成５６ｂと、信号複製および位相制御回路構成５８ｂと、を同様に備える。
【００２８】
（例えば、ＲＦ信号結合／分割回路構成またはスイッチング回路構成として実施される）信号ルーティング回路構成５６ａ、５６ｂは、共有信号経路５７ａ、５７ｂを介する信号複製および位相制御回路構成５８ａ、５８ｂへの源信号５３ａ、５３ｂのルーティングを制御する。ルーティング回路構成５６ａ、５６ｂはまた、共有信号経路５７ａ、５７ｂを介して、入ってくるＲＦ信号を受信し、これらの入ってくる信号５５ａ、５５ｂを、信号解析サブシステム５４ａ、５４ｂへ運ぶ。信号複製および位相制御回路構成５８ａ、５８ｂは、源信号５３ａ、５３ｂを複数の複製信号へと複製し、複製信号のそれぞれは、アンテナサブアレイ４８ａ、４８ｂのそれぞれに、複数の個別に位相制御されたＲＦ信号のセット５９ａ、５９ｂを供給するように制御された、それぞれの信号位相を有する。テスタサブシステム５２、５４、５６、５８のそれぞれが、コントローラ６０から供給された制御信号のセット６１からの１つ以上のそれぞれの制御信号によって制御される。（遮蔽された筐体内にある無線装置の試験のさらなる検討は、米国特許第８８１１４６１号明細書、および同第８９１７７６１号明細書、ならびに米国特許出願第１３／８３９１６２号明細書、同第１３／８３９５８３号明細書、および同第１３／９１２４２３号明細書に見出すことができ、これらの文献の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。）
【００２９】
動作の際、第１の信号源５２ａは、複数の複製された源信号５９ａを生成するために複製された共通の源信号５３ａを供給し、源信号５３ａのそれぞれは、個別に位相制御され、第１のアンテナサブアレイ４８ａのアンテナ要素４９ａのそれぞれ１つによって送信される。アンテナ要素４９ａに供給される信号の位相調整の適切な選択を通じて、（例えば、図２に示されているような所望の方向Ａおよび所望ではない方向Ｂに）ＤＵＴ  ４６に送信するための信号のセット４７ａを生成するようにして、遮蔽された筐体４２内におけるマルチパスの影響および相殺的干渉を補償できる。同様に、このような信号複製および位相制御は、第２の信号源５２ｂおよび第２の共通の源信号５３ｂを使用して、第２のアンテナサブアレイ４８ｂのアンテナ要素４９ｂを駆動する、位相制御された信号５９ｂを生成することにより実施され得る。その結果、著しく指向性の異なる状態の長手方向軸に沿った信号パターンを実際に有する信号４７ａ、４７ｂは、好ましい方向と好ましくない方向とに沿ってＤＵＴによって受信されるように、信号を生成でき、その結果、受信した信号強度は、それぞれ、レガシー（無指向性）信号により受信した信号強度より高くおよび低くなる。これらの信号の受信後、ＤＵＴ  ４６は、ビームフォーミングされた応答ＴＸ信号を供給するように、その信号送信特性を調整することによって応答する。
【００３０】
例えば、ＤＵＴ  ４６は、レガシーＴＲＱ信号を送信することによって開始でき、これに対し、第１のテスタ５０ａが、サウンディングパケットを含むレガシー信号で応答する。ＤＵＴ  ４６は、サウンディングパケットを使用して、（ＤＵＴ  ４６と第１のアンテナサブアレイ４８ａとの間の実行信号経路の）ＣＳＩを推定し、次いで、これを、ＤＵＴ  ４６によって受信されるように、（例えば、図２に示すように方向Ａに沿って）実効指向性を有する信号セット４７ａを生成するために、位相制御された信号の第１のセット５９ａの個々の位相を制御するのに使用するために、テスタ５０ａに送信して返す。位相制御された信号４５ａを生成するためのＣＳＩのこのような使用により、ＤＵＴ  ４６による受信の際に信号の建設的干渉がもたらされ、それによって、受信信号強度がより強くなる。これに応じて、ＤＵＴ  ４６は、レガシー信号を最初に送信し、次に図３Ａに示す相対信号強度を有し、（逆方向において典型的に実質的に同様の信号経路特性に起因して）同様の信号の建設的干渉を有するビームフォーミングされた信号を同じ指向性軸に沿って送信してもよく、これは、第１のアンテナサブアレイ４８ａを介して受信され、第１の信号解析サブシステム５４ａによって測定される。一方、ＤＵＴによって行われるビームフォーミングが、ＤＵＴ  ４６と第１のアンテナサブアレイ４８ａとの間の実効信号経路を向いていることから、ＤＵＴ  ４６からのこの応答信号は、図３Ｂに示す相対信号強度を有し、これは、第２のアンテナサブアレイ４８ｂを介して受信され、第２の信号解析サブシステム５４ｂによって測定される。ＤＵＴ  ４６による適切なビームフォーミング動作をさらに確認するために、ＤＵＴ  ４６と第２のテスタ５０ｂとの間でＴＲＱを含むレガシー信号とサウンディングパケットとを交換することによって、このプロセスを繰り返すことができ、ここで、向けられた方向は、図３Ａに示す相対受信信号強度を有する、ＤＵＴ  ４６と第２のアンテナサブアレイ４８ｂとの間の第２の実効信号経路であり、向けられていない方向は、図３Ａに示す相対受信信号強度を有する、ＤＵＴ  ４６と第１のアンテナサブアレイ４８ａとの間の第１の実効信号経路である。その結果、ＤＵＴ  ４６側での適切なビームフォーミング動作の確認が、その複数のアンテナおよびアンテナ接続の適切な動作の確認を含み、完全に組み立てられたＤＵＴについて確認され得る。
【００３１】
本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、本発明の構造および動作方法における様々な他の修正および変更が当業者には明らかなはずである。特定の好ましい実施形態に関連して本発明を説明してきたが、特許請求の範囲で請求する本発明は、このような特定の実施形態に不当に限定されるべきではないことを理解されたい。以下の「特許請求の範囲」が本発明の範囲を定義することと、これらの特許請求の範囲およびその均等物の範囲内の構造および方法がこれによって包含されることと、が意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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