基地局及び受信機障害診断方法
【課題】簡易な方法でサービスの中断及び受信機の性能劣化を発生せずに基地局内の受信機障害検出を行う。
【解決手段】端末１０１は基地局へ信号を送信するが、サイレンス期間と呼ばれる端末１０１が同時に停波する時間帯がある。通常、この期間で基地局は外来雑音の測定を行う。サイレンス期間の複数回の内の１回を受信機１３３等の障害診断に使用し、それ以外は外来雑音の測定を行う。受信機１３３等の診断を行う場合、サイレンス期間に外来雑音の測定ができないため、その期間に限り、その１回前のサイレンス期間に測定した外来雑音を保持し、受信機１３３等の診断中の外来雑音に適用する。
【解決手段】端末１０１は基地局へ信号を送信するが、サイレンス期間と呼ばれる端末１０１が同時に停波する時間帯がある。通常、この期間で基地局は外来雑音の測定を行う。サイレンス期間の複数回の内の１回を受信機１３３等の障害診断に使用し、それ以外は外来雑音の測定を行う。受信機１３３等の診断を行う場合、サイレンス期間に外来雑音の測定ができないため、その期間に限り、その１回前のサイレンス期間に測定した外来雑音を保持し、受信機１３３等の診断中の外来雑音に適用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局及び受信機障害診断方法に係り、特に、無線通信システムにおける基地局及び受信機障害診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムを運用する上で、システムの安定性は重要な要素の１つである。システムを安定的に動作させるためには、システム運用停止となる障害を発生させないことと同時に、障害が発生した場合には迅速にその障害を検出し、復旧させることが求められる。従って、無線基地局の障害検出回路及びその診断方式は極めて重要である。
【０００３】
無線基地局には、送信機及び受信機が搭載されている。このうち、送信機の障害検出は、送信機が生成する送信主信号の一部を分岐させて、これを監視することにより、比較的容易に実現可能である。これに対し、受信機の障害検出は、単に受信信号の一部を分岐させて監視するのみでは実現不可能である。その理由は、受信機に入力される受信信号の電力は、設置環境及び端末の接続数などに応じて、刻々と変動するため、受信電力値が正常か異常かを判定する閾値を決めることができないためである。従って、受信機の障害検出を行うためには、何らかの既知の試験信号を受信機に入力し、受信機の受信状態を監視することにより実現するのが一般的である。
【０００４】
例えば、特許文献１には、電力値が既知の試験信号を用いて受信機の診断を行う方法が開示されている。この方法では、同一無線基地局内に試験信号を出力する試験信号発生器又は送信信号を分配して受信機に入力する構成を搭載する。また、特許文献２には、既知の試験信号を用いず、受信機熱雑音を利用した簡易な受信機診断方法が開示されている。
【０００５】
特許文献２では、受信機の障害検出用に、試験信号を用いるのではなく、受信機に存在する熱雑音を使用する。熱雑音は、熱エネルギによって、導体中の自由電子が運動することにより発生するものであり、全ての周波数において一様に分布している雑音である。従って、如何なる受信機であっても、受信機入力端に存在する導体内部で、必ず熱雑音が発生する。発生した熱雑音は、他の受信信号と同じく、受信機内部の増幅器によって増幅され復調機に入力される。障害検出回路は、受信機内部に、３個の高周波スイッチと、復調機に入力される信号電力を一定とする自動利得制御増幅器を搭載する。この３個の高周波スイッチを切り換えることにより、受信機内部の信号経路を切り換え、それぞれの場合における自動利得制御増幅器の利得値を用いて、受信機の正常性を診断している。
【特許文献１】特開２００２−２４６９７８号公報
【特許文献２】特開２００６−３１９６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
移動体通信システムは、広いサービスエリアをセルと呼ばれる多数の小さなエリアに分割し、各セル内に無線基地局装置を配置する。無線基地局装置はネットワークに接続されており、ユーザ端末は、当該端末が属するセルの無線基地局装置と無線を介して通信を行い、ネットワークを経由して別端末と通信を行うことが可能となる。これらの無線通信基地局で何らかの障害が発生した際には的確に障害を検出する必要があるが、無線基地局装置の運用中は２４時間サービスを継続する必要があるため、如何にサービスに影響なく障害を検出するかが重要となる。また、障害検出のための装置や回路が大掛かりになると実装面積、消費電力の増加を招き、製造原価も上がるため、簡易な回路構成で実現できることが望ましい。
【０００７】
特許文献２は簡易に受信機の診断を行うことができるが、復調機に入力する信号を受信信号から熱雑音に切り替えて診断を行っている期間はアンテナから信号を受信し復調することが困難である。この課題の解決策として特許文献２ではダイバーシチ受信構成を形成することにより、片系が診断を行っている期間は無線通信基地局は単ブランチ運転を行うことにより、サービスを継続することを可能としている。しかしながら、受信機の診断中に単ブランチ運転を行うと、サービスの中断はされないが、受信品質を維持することができない場合がある。例えばＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、符合分割多重接続）方式の場合だと約３ｄＢの受信感度の劣化が生じることがある。受信感度の劣化が大きくなると、上り電力制御を行う１ｘＥＶ-ＤＯ（１ｘ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ−Ｄａｔａ Ｏｎｌｙ）方式やＵＭＢ（Ｕｌｔｒａ Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ）方式では無線端末の送信電力が上昇し、連続通話時間の減少や、また電力吹き上がりによる呼切断や呼量の低下を招く恐れがある。このように、受信機の診断中にサービスを中断せず、且つ、受信品質も維持することが課題となる。
【０００８】
本発明は、簡易な方法でサービスを中断せずに、かつ、受信機の性能を劣化させずに無線通信基地局内の受信機の障害検出を行う基地局及び受信機障害診断方法を提供することを目的とする。また、本発明は、最小限の回路構成で、無線通信基地局の受信機の診断を行うことを目的のひとつとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶＤＯ方式や次世代無線データ通信方式として標準化が進められているＵＭＢ方式において、無線通信基地局は複数の端末から送波される信号を受信して復調し、無線通信基地局は端末に対し時刻情報を送信し、この情報を基に端末と同期を取る。また、端末は無線通信基地局へ信号を送信するが、サイレンス期間と呼ばれる約５０秒〜７分の予め定められた間隔で３フレーム程度（約８０ｍｓ）、端末が同時に停波する時間帯がある。この間に無線通信基地局では、端末からの信号以外の外来雑音を受信し、その電力の測定を行い、端末から受信する信号のダイナミックレンジの計算に使用する。端末が送信を続ける時間（サイレンス期間以外の時間）、サイレンス期間の時間は、基地局にて設定した時間を予め端末へ送信し、端末は基地局から送信された時刻情報に同期し、特定の時刻になると基地局からの指示無しに自動的に停波する。また、基地局も端末が停波する特定の時刻になると、同じく端末からの停波の連絡無しに外来雑音の測定を行う。
【００１０】
本発明では、この外来雑音を測定するサイレンス期間を受信機の診断に利用する。サイレンス期間は端末からの信号を受信しないため、この期間を利用すれば、今までのサービスを中断することなく、かつ、受信感度の劣化も生じずに受信機の診断を行うことが出来る。無線通信基地局の受信機の障害は高い頻度では発生しないので、常に監視し続けるのは現実的ではなく、定期的に診断を行えれば良い。無線通信基地局の受信機が障害を発生する頻度は、外来ノイズが変化する頻度と比べると遥かに低いため、例えば、通常はサイレンス期間は外来雑音の測定を行い、サイレンス期間の複数回の内の１回を受信機を診断するために使用する。受信機の診断を行う場合、サイレンス期間に外来雑音の測定ができないため、その期間に限り、その1回前のサイレンス期間に測定した外来雑音を保持し、受信機の診断中の外来雑音に適用する。
以上の手法により、最小限の回路構成でサービスの中断無く、また、受信品質を維持したまま、無線通信基地局の受信機の診断を行うことが出来る。
【００１１】
本診断方法は、例えば、アンテナと該アンテナを介して端末からの信号を受信する受信機と該受信機の正常性を診断する診断機能部を有する無線通信基地局及び該無線通信基地局と通信を行う無線端末により構成される無線通信システムにおいて、特定のタイミングに同期して、全ての無線端末が信号の送波を停止し、その期間に該受信機内の主信号経路に有するスイッチを該アンテナから終端器に切り替えることにより、受信機への外来雑音の入力を防止し、受信機の正常性を診断を行う。また、該診断を特定の周期で行うことにより、該基地局の受信機の正常性を判断する。
【００１２】
また、基地局は、例えば、アンテナと該アンテナを介して端末からの信号を受信する為の受信機と、該受信機の正常性を判断する制御部とを備えた基地局であって、該無線端末へ時刻情報を送信することにより該無線端末と同期を取り、該受信機は該受信機の入力端を特定のタイミングに同期して該アンテナに接続するか又は特定の試験用信号入力に接続するかを切り替える第１のスイッチ部と、該受信機の入力端から入力された信号を低歪で増幅する低雑音増幅器と、該受信機の信号経路を該低雑音増幅器を経由する第１の経路、又は該低雑音増幅器を経由しない第２の経路に切り替える第２のスイッチ部と第１の経路及び第２の経路からの信号を、予め定められた利得で増幅する増幅部と、出力が一定となるように利得を制御し、該増幅部からの出力を制御された利得で増幅する自動利得制御増幅器とを有し、該制御部では、該第１のスイッチ部により該受信機の入力端を特定の試験用信号入力に接続し、該試験用信号を該低雑音増幅器に入力させ、該第２のスイッチ部を切り替えて、第１の経路に接続された場合の該自動利得制御増幅器の第１の利得と、該第２の経路に接続された場合の該自動利得制御増幅器の第２の利得とをそれぞれ取得し、取得された第１の利得及び第２の利得がそれぞれ、予め定められた第１の範囲内及び第２の範囲内であり、且つ、第１の利得と第２の利得との差が予め定められた第３の範囲内であることにより、該受信機の正常性を判断する。
【００１３】
また、端末は、例えば、上記基地局へ信号を送信する端末であり、該基地局より時刻情報を受信し、該時刻情報により該基地局と送受信の同期を取ることができ、前記基地局が受信機診断を行う期間に信号の送信を停止する機能を持つ。
【００１４】
本発明の第１の解決手段によると、
予め定められた期間毎に、端末が送波を停止するサイレンス期間を有し、基地局が該サイレンス期間に外部雑音電力を測定する無線システムにおける前記基地局であって、
前記端末からの信号を受信する受信機と、
外部雑音電力の測定回数に対する前記受信機の診断を行う頻度を示す頻度情報が予め設定され、該頻度情報に従い複数回の前記サイレンス期間のうちの１回を用いて前記受信機の正常性を診断し、他のサイレンス期間を用いて外部雑音電力を測定する制御部と
を備える前記基地局が提供される。
【００１５】
本発明の第２の解決手段によると、
予め定められた期間毎に、端末が送波を停止するサイレンス期間を有し、基地局が該サイレンス期間に外部雑音電力を測定する無線システムにおいて、基地局が受信機の障害の診断する受信機障害診断方法であって、
前記基地局は、外部雑音電力の測定回数に対する受信機の診断を行う頻度を示す頻度情報が予め設定され、該頻度情報に従い複数回の前記サイレンス期間のうちの１回を用いて前記受信機の正常性を診断し、他のサイレンス期間を用いて外部雑音電力を測定する前記受信機障害診断方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、簡易な方法でサービスを中断せずに、かつ、受信機の性能を劣化させずに無線通信基地局内の受信機の障害検出を行う基地局及び受信機障害診断方法を提供することができる。また、本発明によると、最小限の回路構成で、無線通信基地局の受信機の診断を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、サービスを中断することなく無線通信基地局の受信機を診断する手法を詳細に説明する。
図１は、無線基地局の構成図である。
本実施の形態において、１系統の送信機と２系統の受信機を備え、ダイバーシチ受信を可能とする無線基地局を例に説明する。無線基地局１００は、無線信号送受信部１１０、変復調処理部１１１、回線インタフェース部１１２及び基地局制御部１１３を備える。無線信号送受信部１１０は、送受信共用の０系アンテナ１１４と、受信用の１系アンテナ１１５が接続され、１系統の送信機１３２と２系統の受信機（０系受信機１３３・１系受信機１３４）を有する。さらに、無線信号送受信部１１０は、下り無線信号１２０と上り無線信号１２１を分離するＤＵＰ（デュプレクサ）１３０と、上り無線信号１２１の通過帯域を制限するＢＰＦ（帯域通過フィルタ）１３１とを有する。
【００１８】
送信機１３２は変調機１３５から入力される下りベースバンド信号１２５を、下り無線信号１２２に変換する。０系受信機１３３は、端末１０１が送信した上り無線信号１２１を、上りベースバンド信号１２６に変換し、１系受信機１３４は、端末１０１が送信した上り無線信号１２１を、上りベースバンド信号１２７に変換する。変復調処理部１１１は、変調機１３５と復調機１３６を備え、データの変調及び復調を行う。回線インタフェース部１１２は、無線基地局１００とネットワーク網１０２のインタフェースである。基地局制御部１１３は、無線基地局１００の監視・制御機能を有する。例えば、基地局制御部１１３は、ＣＰＵ１３７とメモリ（例えばＲＡＭ１３８、ＲＯＭ１３９）とＩ/Ｏ１４０とを有する。尚、基地局制御部１１３は、例えば、無線信号送受信部１１０と接続されており、無線信号送受信部１１０内部の受信機と情報の送受信が可能である。保守端末１０３は、ネットワーク網１０２を経由して、基地局制御部１１３に接続され、無線基地局１００の監視・制御をリモートにて行う機能を有する。
【００１９】
本無線システムは、予め定められた期間毎に、端末が送波を停止するサイレンス期間を有する。また、基地局制御部１１３は、外部雑音電力の測定回数に対する受信機の診断を行う頻度を示す頻度情報が予め設定され、頻度情報に従い複数回のサイレンス期間のうちの１回を用いて受信機の正常性を診断し、他のサイレンス期間を用いて外部雑音電力を測定する。
【００２０】
図２は、受信機の構成図である。
図２を参照して、受信機の障害検出を実現する障害検出回路について説明する。なお、図２は０系受信機１３３の構成を図示しているが、０系受信機１３３と１系受信機１３４は同一の構成とすることができるため、１系受信機１３４の説明は省略する。
０系受信機１３３は、複数のスイッチＳＷ２０１（第１のスイッチ部）、ＳＷ２０２、ＳＷ２０３（ＳＷ２０２と２０３を第２のスイッチ部と記す）と、ＬＮＡ（低雑音増幅器）２０５と、ＡＭＰ（増幅器）２０６、ＡＭＰ２０８及びＢＰＦ（帯域通過フィルタ）２０７と、ＡＤＣ（ＡＤ変換器）２０９と、ベースバンド部２１２と、終端器２１３とを有する。また、ベースバンド部２１２は、ＢＢ−ＢＰＦ（ベースバンド帯域通過フィルタ）と、ＡＧＣ−ＡＭＰ（自動利得制御増幅器）とを有する。なお、ＬＮＡ２０５（第１の増幅部）と、ＡＭＰ２０６、ＢＰＦ２０７及びＡＭＰ２０８（第２の増幅部）は他の適宜の構成であってもよい。
【００２１】
本実施の形態における受信機障害検出回路は、受信機にＳＷ２０１・ＳＷ２０２・ＳＷ２０３の３個の高周波スイッチを有する。これらの３個のスイッチには、例えば、半導体スイッチを使用し、高速に切り替えることが可能である。ＳＷ２０１は、受信機の入力端子をアンテナ１１４に接続するか終端器２１３に接続するかを切り換える機能を有する。ＳＷ２０２とＳＷ２０３は同時に動作し、受信機の信号経路をＬＮＡ（低雑音増幅器）２０５を経由させるか、ＬＮＡ２０５をバイパスする経路２０４とするかを切り換える機能を有する。ＳＷ２０２とＳＷ２０３を端子１側に設定（以下、ＳＷ設定（１）と記す）すると、ＬＮＡ２０５を経由する経路となる。また、ＳＷ２０２とＳＷ２０３を端子２側に設定（以下、ＳＷ設定（２）と記す）すると、ＬＮＡ２０５をバイパスする経路２０４となる。
【００２２】
ＬＮＡ２０５は、受信信号を低歪で増幅する低雑音増幅器である。ＡＭＰ２０６・ＡＭＰ２０８は受信信号を増幅する増幅器である。ＢＰＦ２０７は自帯域以外の不要な信号成分を減衰させる帯域通過フィルタである。ＡＤＣ２０９は入力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換器である。ＢＢ−ＢＰＦ２１０は、デジタル信号処理にて実現される帯域通過フィルタ機能である。ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１は自動利得制御増幅器であり、復調機１３６に入力する信号電力を一定とするために、入力電力に応じて増幅器の利得を変える機能を有する。なお、図２では、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の機能をベースバンド部２１２の機能として実現しているが、これをアナログ信号処理で実現しても差し支えない。
【００２３】
一例として、復調機の入力ポートにおける上り信号電力が０ｄＢｍとなるように、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得を閉ループ制御している場合を考える。受信機を構成する部品のうち、利得が可変なのはＡＧＣ−ＡＭＰ２１１のみであり、それ以外の部品は固定利得である。ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１以外の全部品の利得値合計を受信機固定利得とすれば、以下の式が成立する。
（受信電力）＋（受信機固定利得）＋（ＡＧＣ−ＡＭＰの利得）＝０ｄＢｍ
これより、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得は、以下の式を満足するように閉ループ制御される。
（ＡＧＣ−ＡＭＰの利得）＝−（受信機固定利得）−（受信電力）
受信機固定利得は一定であるため、受信機入力端に電力値が既知の信号を入力したときのＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得値には期待値が存在する。すなわち、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得値が期待値の範囲に入っているかどうかをみれば、受信機の正常性を診断することができる。受信機の正常性診断については後にさらに詳しく述べる。
【００２４】
図３は、入力切替部の構成図である。
診断に使用する入力信号は受信機１３３の使用する受信帯域に一定の電力の信号を入力できれば良い。従って、図２のスイッチ２０１とＳＷ２０２との間に、カップラー３０２と試験信号発生器３０３とをさらに有してもよい。図２の構成においては、ＳＷ２０１により終端器２１３に接続して入力信号に熱雑音を使用するのに対して、図３の構成においては、入力切替部２１４の試験信号発生器３０３が試験信号を発生し、カップラー３０２で合成してＳＷ２０２へ出力する。この場合、試験信号発生器３０３はＳＷ２０１の動作に同期し、ＳＷ２０１が終端器２１３に接続する期間に、試験信号を出力する。
【００２５】
図４は、受信機障害検出（受信機正常性診断）のシーケンス図である。
以下、本実施の形態における受信機障害検出方法について説明する。なお、０系受信機１３３と１系受信機１３４は同一の手順で診断可能であるため、以下の説明では、０系受信機１３３について説明し、１系受信機１３４の診断手順の説明は省略する。
【００２６】
受信機正常性診断は、保守作業者を介さずに自動的に行われることができる。例えば、端末１０１が送波する期間（２つのサイレンス期間の間隔に相当）を５分、サイレンス期間を８０ｍｓ、受信機診断を行う頻度をサイレンス期間１０回のうち１回と設定すると、無線基地局１００は約５０分に１回の割合で０系受信機１３３の診断を行う。もしくは保守作業者が保守端末１０３を操作して、受信機正常性診断実行の命令を入力することにより診断を開始することもできる。その際の受信機正常性診断実行の命令には、例えば、試験する基地局の指定及び診断する受信機の指定（例えば、セクタ及び系）を含む。なお、端末が送波する期間、サイレンス期間、受信機診断を行う頻度は、上述の例に限らず適宜の時間、回数を用いることができる。
【００２７】
ステップ４０１では、保守端末１０３が、基地局制御部１１３に対して受信機診断設定を行う。例えば、保守作業者の操作により、保守端末１０３は端末１０１が送波を継続する時間（送波期間、サイレンス期間間隔、送波周期）、サイレンス期間、受信機診断を行う頻度情報を入力する。保守端末１０３は、入力された送波期間、サイレンス期間、受信機診断を行う頻度情報の各情報を基地局制御部１１３に設定する（受信機診断設定）。
【００２８】
ステップ４０２では、基地局制御部１１３は端末１０１へ時刻情報を送信する。ステップ４０３では、端末１０１は、ステップ４０２で基地局制御部１１３から受信した時刻情報を基に基地局制御部１１３と時刻同期を行う。ステップ４０４では、基地局制御部１１３は、端末１０１が送波を継続する時間（送波期間）、サイレンス期間、頻度情報を端末１０１へ送信する。また、ステップ４０２とステップ４０４は適宜の順序で実行してもよい。
【００２９】
ステップ４０５−１では、端末１０１が無線送波を開始する。端末１０１はステップ４０４で入手した送波期間の間、無線信号の送波を継続する。ステップ４０５−２では、送波時間が経過すると、端末１０１は無線送波を停止する。この後、端末１０１はステップ４０４で入手したサイレンス期間の間、無線送波を停止している。サイレンス期間が経過すると、ステップ４０５−１又はステップ４２０に移り、再び無線送波を開始する。尚、図４のシーケンス図では、ステップ４０５−１〜ステップ４０５−２のシーケンスは基地局制御部１１３で予め設定した回数繰り返される。例えば今回の例では１０回のサイレンス期間のうち１回の期間に受信機の診断を行うので、１０回繰り返され、１０回繰り返した後ステップ４２０へ移る。ステップ４２０以降は、ステップ４０５−１、４０５−２と同様である。なお、図では便宜上ステップ４０５とステップ４２０を分けているが、端末の処理は送波と停波を繰り返している。
【００３０】
一方、基地局制御部１１３では、ステップ４０６−１において、送波期間とサイレンス期間とに基づき、停波時刻か（現時刻がサイレンス期間か）を判断する。停波時刻と判断されると、ステップ４０６−２では、基地局制御部１１３は、カウンタを更新する。例えば、基地局制御部１１３は、停波時刻毎にカウンタを１加算する。カウンタは、基地局制御部１１３内に設けられてもよいし、ＲＡＭ１３８等にカウント値を記憶するようにしてもよい。なお、基地局制御部１１３で停波時刻であると判断されるタイミングは、端末１０１と基地局制御部１１３で時刻同期がとれているので、端末１０１での停波のタイミングと一致する。なお、端末１０１の送波開始時刻を設定するなどして、送波開始のタイミングを合わせるようにしてもよい。
【００３１】
ステップ４０６−３では、基地局制御部１１３は、受信機を診断するタイミングか判断する。例えば今回の例では１０回のサイレンス期間のうち１回の期間に受信機の診断を行う。具体的には、カウンタの値がステップ４０４で取得した頻度情報（例えば、１０回）と一致した場合に、受信機を診断すると判断してもよい。なお、受信機を診断するタイミングか否かを判断する手法は、これ以外にも適宜の手法を用いることができる。基地局制御部１１３は、受信機を診断するタイミングでない場合、サイレンス期間内に信号以外の外来雑音の電力を測定し（ステップ４０６−４）、その後ステップ４０６−１に戻る。
【００３２】
一方、受信機を診断するタイミングの場合、カウンタの値をリセットし（ステップ４０６−５）、ステップ４０７の処理に移る。ステップ４０７では、基地局制御部１１３は、受信機の診断を開始する前に、前回のサイレンス期間に測定された外来雑音測定結果を基地局制御部１１３内のＲＡＭ１３８に記録する。受信機を診断するタイミングでは、そのサイレンス期間に外来雑音が測定されないため、ＲＡＭ１３８に記録された外来雑音測定結果を、次に外来雑音が測定されるまで使用することができる。
【００３３】
ステップ４０８〜４１８では、基地局制御部１１３は、受信機の正常性を診断し、診断結果をステップ４１９で保守端末１０３に報告する。受信機の正常性診断は、例えば、特許文献２に記載された手法を用いることができるが、これ以外の適宜の手法を用いてもよい。基地局制御部１１３は、２つの受信機１３３と受信機１３４の正常性診断を並行して行ってもよい。また、各受信機の正常性診断を、異なるサイレンス期間に行うようにしてもよい。
【００３４】
以下、受信機の正常性診断について説明する。
ステップ４０８では、基地局制御部１１３は、０系受信機１３３にＳＷ２０１〜ＳＷ２０３の設定を命令する。ステップ４０９では、０系受信機１３３は、ＳＷ２０１を端子１に、ＳＷ２０２とＳＷ２０３を端子１側に設定（ＳＷ設定（１））する。これにより、受信機入力端が終端されるため、０系受信機１３３には等価的に熱雑音のみが入力されている状態となる。なお、図３の構成を用いる場合は、さらに、試験信号発生器３０３から試験信号を発生させ、０系受信機１３３には等価的に試験信号が入力されている状態となる。受信機をアンテナ１１４に接続すると、上り無線信号及び外来雑音が受信機に入力されるが、これらの信号の電力は、基地局１００の設置環境や端末の接続数などに応じて、刻々と変動するため、受信電力値が一定であるとみなすことができない。これらの影響を排除し精度良く診断を行うため、診断中は受信機入力端を終端する。
【００３５】
ステップ４１０では、０系受信機１３３は基地局制御部１１３に、ＡＧＣ−ＡＭＰの利得値を報告する。（以下、報告した値を、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）と記す）。ステップ４１１では、基地局制御部１１３は、０系受信機１３３より報告されたＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）をＲＡＭ１３８に記録する。
【００３６】
ステップ４１２では、基地局制御部１１３は、０系受信機１３３にＳＷ２０１〜ＳＷ２０３の設定を命令する。ステップ４１３では、０系受信機１３３は、ＳＷ２０１を端子１に、ＳＷ２０２とＳＷ２０３を端子２側（ＳＷ設定（２））に設定する。ステップ４１４では、０系受信機１３３は基地局制御部１１３に、ＡＧＣ−ＡＭＰの利得値を報告する。（以下、報告した値を、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）と記す）。ステップ４１５では、基地局制御部１１３は、０系受信機１３３より報告されたＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）をＲＡＭ１３８に記録する。
【００３７】
ステップ４１６では、基地局制御部１１３は、０系受信機１３３にＳＷ２０１〜ＳＷ２０３の設定を命令する。ステップ４１７では、０系受信機１３３は、ＳＷ２０１を端子２に、ＳＷ２０２とＳＷ２０３を端子１側に設定する。これにより、０系受信機１３３は受信機入力端がアンテナ１１４に接続されるため、上り無線信号１２１を受信することができ、通常運用状態に復帰する。
【００３８】
ステップ４１８では、基地局制御部１１３は、ＲＡＭ１３８に記録したＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）とＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）を用いて、受信機の正常性を診断する。ステップ４１９では、基地局制御部１１３は、保守端末１０３に診断結果を報告する。診断結果には、例えば、診断を行った受信機を識別するための情報（例えば、セクタ及び系）、ＲＡＭ１３８に記憶されているＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得値及び／又は受信機障害が発生しているか否かを示す情報を含むことができる。保守端末１０３は、診断結果を受信し、受信した診断結果を表示部に表示及び／又は記憶部に記憶し、本診断を終了する。なお、ステップ４２０では、サイレンス期間を経過した後、端末１０１は送波を再開する。
【００３９】
図５及び図６は、ＳＷ設定（１）及び（２）の場合の受信機の性能の説明図である。ここでは、一例として、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式の無線基地局に適用した場合の受信機の正常性の診断について説明する。なお、以下の説明では、図２のように熱雑音を入力として用いるものとして説明するが試験信号を用いる場合も同様である。０系受信機１３３の各区間の利得及び雑音指数は、例えば、ＳＷ設定（１）の場合は図５、ＳＷ設定（２）の場合は図６に示す性能であるとする。図５及び図６は、各区間の利得、雑音指数、総合利得、総合雑音指数を示している。なお、総合利得とは、その区間全体の利得であり、各部品の利得値から計算される。例えば、図５及び図６において、区間（２）〜（３）の総合利得の欄に示された数値は、区間（１）〜（３）までの利得を示し、区間（３）〜（４）の総合利得の欄に示された数値は、区間（１）〜（４）までの利得を示す。また、総合雑音指数は、その区間全体の雑音指数であり、個々の部品の利得値及び雑音指数値から計算される。例えば、図５及び図６において、区間（２）〜（３）の総合雑音指数の欄に示された数値は、区間（１）〜（３）までの雑音指数を示し、区間（３）〜（４）の総合雑音指数の欄に示された数値は、区間（１）〜（４）までの雑音指数を示す。なお、雑音指数は、熱雑音等のレベルの小さい入力に対してＳ／Ｎ比がどれだけ劣化するかを示しており、入力されるレベルが大きければＳ／Ｎ比の劣化は小さくて済む。例えば、図５では、区間（２）〜（３）では、ＬＮＡ２０５に熱雑音が入力されるため、総合雑音指数は、ＬＮＡの雑音指数だけ増加するが、区間（３）〜（４）では増幅された信号がＡＭＰ２０６に入力されるため、例えば、総合雑音指数の増加（２．０ｄＢ）は区間（３）〜（４）の雑音指数（１４．８ｄＢ）よりも小さい。一方、例えば、図６では、ＬＮＡ２０５を経由しないため、区間（３）〜（４）ではＡＭＰ２０６に熱雑音レベルの信号が入力されるため、総合雑音指数は、例えば、区間（３）〜（４）の雑音指数（１４．８ｄＢ）だけ増加する。ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得は、ポート（５）２２５における電力が０ｄＢｍとなるように、閉ループ制御されているものとする。ポート（１）２２１で発生する熱雑音電力は、以下の式で計算できる。
（ポート（１）の熱雑音電力）＝１０・ｌｏｇ（ｋ・Ｔ・ＢＷ・１０３）［ｄＢｍ］
ただし、ｋ：ボルツマン定数＝１．３８×１０−２３［Ｊ／Ｋ］、Ｔ：絶対温度［Ｋ］、ＢＷ：受信帯域幅［Ｈｚ］である。
【００４０】
狭帯域ＣＤＭＡ方式の無線地基地局の受信帯域幅は、１．２３ＭＨｚであるため、温度が２５℃とすれば、ポート（１）の熱雑音電力は、−１１３ｄＢｍである。ＳＷ２０１が端子１側に設定され、受信機入力端が終端されているため、受信機には、この熱雑音が入力される。
【００４１】
図７及び図８は、ＳＷ設定（１）及びＳＷ設定（２）の場合の受信機のレベルダイアである。受信機の総合利得、総合雑音指数及び雑音電力は、例えば、図７及び図８に示すレベルで変化する。ポート（１）２２１で発生する熱雑音電力は、例えば、−１１３ｄＢｍ（帯域幅１．２３ＭＨｚ、温度２５℃）である。ＳＷ２０１が端子１側に設定され、受信機入力端が終端されているため、受信機には、この熱雑音以外の信号は入力されない。ＳＷ設定（１）の場合、ポート（１）２２１で発生した熱雑音は、雑音電力６０１のレベルダイアで、ポート（４）に到達する。なお、ポート（４）２２４における受信電力は、以下の式で計算できる。
（ポート（４）の受信電力）＝（ポート（１）の熱雑音電力）＋（ポート（１）〜ポート（４）間の総合利得）＋（ポート（１）〜ポート（４）間の総合雑音指数）＝−１１３ｄＢｍ＋５０ｄＢ＋５ｄＢ＝−５８ｄＢｍ
従って、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得は＋５８ｄＢとなるように閉ループ制御される。これより、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の期待値は５８ｄＢと計算できる。
【００４２】
しかし、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の値には、以下の要因によるばらつきが存在する。一つは、ポート（１）２２１で発生する熱雑音電力が温度により±１ｄＢ変化する（−４０℃〜＋８５℃）ことによるばらつきである。もう一つは、ポート（１）２２１〜ポート（４）２２４間の構成部品の個別ばらつきである。これは、受信機の回路規模・使用部品等によって異なるが、一般的に±１ｄＢ〜±３ｄＢ程度のばらつきが存在する。なお、これら以外のばらつきを考慮してもよい。正常性判定閾値は、これらのばらつきを考慮して決める必要があり、例えば、期待値を５８ｄＢ、許容範囲を±３ｄＢとし、５８ｄＢ±３ｄＢ以内をＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の規格値とする。なお、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の期待値及びばらつきの値は一例であり、これ以外の値をとることもできる。
【００４３】
次に、ＳＷ設定（２）の場合について説明する。ＳＷ設定（２）の場合、ポート（１）２２１で発生した熱雑音は、図８における雑音電力７０１のレベルダイアで、ポート（４）に到達する。ＳＷ設定（１）の場合と同様に、ポート（４）２２４における受信電力は、以下のように計算できる。
（ポート（４）の受信電力）＝−１１３ｄＢｍ＋３４ｄＢ＋１６．８ｄＢ
＝−６２．２ｄＢｍ
従って、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得は＋６２．２ｄＢとなるように閉ループ制御される。ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の場合と同様に、例えば、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）の規格値を期待値の６２．２ｄＢ、許容範囲を±３ｄＢとし、６２．２ｄＢ±３ｄＢ以内とする。なお、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）の期待値及びばらつきの値は一例であり、これ以外の値をとることもできる。
【００４４】
ここで、ステップ４１１で基地局制御部１１３が記録したＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）が、例えば、６０ｄＢであったとする。これは、上述のＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の規格の範囲内である。しかし、これだけをもって、受信機が正常であるとは言えない場合がある。理由は、例えば、ＬＮＡ２０５が故障して信号が増幅されず、ポート（３）２２３に熱雑音のみが入力されている場合について考えると、この場合雑音信号電力は雑音電力７０１のレベルダイアと同じになる。すなわち、ＳＷ設定（２）の条件と等価であるため、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得は、６２．２ｄＢ±３ｄＢ以内の値になり得る。すなわち、ＬＮＡ２０５が故障した場合でも、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）は６０ｄＢになり得る。
【００４５】
上述のステップ４１８では、このような誤診断を防ぐために、以下の条件を全て満足した受信機を正常、それ以外の受信機は異常と診断する。
１．ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）が５８ｄＢ±３ｄＢ（第１の範囲）以内
２．ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）が６２．２ｄＢ±３ｄＢ（第２の範囲）以内
３．（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２））−（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１））が４．２ｄＢ±１ｄＢ（第３の範囲）以内
（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２））−（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１））の規格値について説明する。（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２））−（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１））の期待値は、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）の期待値からＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の期待値を減じた値であるため、４．２ｄＢである。この値のばらつきは、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）及びＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）のばらつきよりも小さい。理由は、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）及びＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）を測定する回路において、ポート（１）２２１〜ポート（２）２２２間及びポート（３）２２３〜ポート（４）２２４間は共通であるためである。ポート（１）２２１〜ポート（２）２２２間が共通であることにより、ポート（１）２２１で発生する熱雑音電力が温度により変化する影響がなくなる。また、ポート（３）２２３〜ポート（４）２２４間も共通であることにより、この区間を構成する部品の個別ばらつきも無関係となる。従って、（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２））−（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１））の値のばらつきは、ポート（２）２２２〜ポート（３）２２３間、すなわちＬＮＡ２０５の性能ばらつきにのみ依存する。例えば、増幅率及び雑音に関する性能に応じて、許容範囲を±１ｄＢとして、（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２））−（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１））の規格値を４．２ｄＢ±１ｄＢ以内とすることができる。なお、これ以外の値をとってもよい。（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２））−（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１））の値を、正常性診断の判定条件とすることで、ＬＮＡ２０５の障害が検出可能となる。また、ＬＮＡ２０５以外の部品で障害が発生した場合についても検出可能である。理由は、例えば、ＡＭＰ２０６で障害が発生したとすると、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）とＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）の値が、ほぼ同じになるため、判定条件３を満足できないからである。他の部品についても同様である。従って、上述の３つの判定条件を用いることにより、受信機の正常性診断が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、例えば、無線通信システムに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施の形態における無線基地局装置のブロック図である。
【図２】本実施の形態における受信機障害検出回路のブロック図である。
【図３】本実施の形態における入力切替部のブロック図である。
【図４】本実施の形態における受信機障害検出のシーケンス図である。
【図５】本実施の形態におけるＳＷ設定（１）の場合の受信機の性能の説明図である。
【図６】本実施の形態におけるＳＷ設定（２）の場合の受信機の性能の説明図である。
【図７】本実施の形態におけるＳＷ設定（１）の場合の受信機のレベルダイアである。
【図８】本実施の形態におけるＳＷ設定（２）の場合の受信機のレベルダイアである。
【符号の説明】
【００４８】
１００ 無線基地局
１０１ 端末
１０２ ネットワーク網
１０３ 保守端末
１１０ 無線信号送受信部
１１１ 変復調信号処理部
１１２ 回線インタフェース部
１１３ 基地局制御部
１１４ ０系アンテナ
１１５ １系アンテナ
１２０ 下り無線信号
１２１ 上り無線信号
１２２ 下り無線信号
１２３ ０系上り無線信号
１２４ １系上り無線信号
１２５ 下りベースバンド信号
１２６ ０系上りベースバンド信号
１２７ １系上りベースバンド信号
１２８ データ
１３０ ＤＵＰ（デュプレクサ）
１３１ ＢＰＦ（帯域通過フィルタ）
１３２ 送信機
１３３ ０系受信機
１３４ １系受信機
１３５ 変調機
１３６ 復調機
２０１〜２０３ ＳＷ（高周波信号用スイッチ）
２０５ ＬＮＡ（低雑音増幅器）
２０６、２０８ ＡＭＰ（増幅器）
２０７ ＢＰＦ（帯域通過フィルタ）
２０９ ＡＤＣ（ＡＤコンバータ）
２１０ ＢＢ−ＢＰＦ（ベースバンド帯域通過フィルタ）
２１１ ＡＧＣ−ＡＭＰ（自動利得制御増幅器）
２１２ ベースバンド部
２１３ 終端器
２１４ 入力切替部
３０２ ＣＰＬ（カップラー）
３０３ 試験信号発生器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局及び受信機障害診断方法に係り、特に、無線通信システムにおける基地局及び受信機障害診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムを運用する上で、システムの安定性は重要な要素の１つである。システムを安定的に動作させるためには、システム運用停止となる障害を発生させないことと同時に、障害が発生した場合には迅速にその障害を検出し、復旧させることが求められる。従って、無線基地局の障害検出回路及びその診断方式は極めて重要である。
【０００３】
無線基地局には、送信機及び受信機が搭載されている。このうち、送信機の障害検出は、送信機が生成する送信主信号の一部を分岐させて、これを監視することにより、比較的容易に実現可能である。これに対し、受信機の障害検出は、単に受信信号の一部を分岐させて監視するのみでは実現不可能である。その理由は、受信機に入力される受信信号の電力は、設置環境及び端末の接続数などに応じて、刻々と変動するため、受信電力値が正常か異常かを判定する閾値を決めることができないためである。従って、受信機の障害検出を行うためには、何らかの既知の試験信号を受信機に入力し、受信機の受信状態を監視することにより実現するのが一般的である。
【０００４】
例えば、特許文献１には、電力値が既知の試験信号を用いて受信機の診断を行う方法が開示されている。この方法では、同一無線基地局内に試験信号を出力する試験信号発生器又は送信信号を分配して受信機に入力する構成を搭載する。また、特許文献２には、既知の試験信号を用いず、受信機熱雑音を利用した簡易な受信機診断方法が開示されている。
【０００５】
特許文献２では、受信機の障害検出用に、試験信号を用いるのではなく、受信機に存在する熱雑音を使用する。熱雑音は、熱エネルギによって、導体中の自由電子が運動することにより発生するものであり、全ての周波数において一様に分布している雑音である。従って、如何なる受信機であっても、受信機入力端に存在する導体内部で、必ず熱雑音が発生する。発生した熱雑音は、他の受信信号と同じく、受信機内部の増幅器によって増幅され復調機に入力される。障害検出回路は、受信機内部に、３個の高周波スイッチと、復調機に入力される信号電力を一定とする自動利得制御増幅器を搭載する。この３個の高周波スイッチを切り換えることにより、受信機内部の信号経路を切り換え、それぞれの場合における自動利得制御増幅器の利得値を用いて、受信機の正常性を診断している。
【特許文献１】特開２００２−２４６９７８号公報
【特許文献２】特開２００６−３１９６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
移動体通信システムは、広いサービスエリアをセルと呼ばれる多数の小さなエリアに分割し、各セル内に無線基地局装置を配置する。無線基地局装置はネットワークに接続されており、ユーザ端末は、当該端末が属するセルの無線基地局装置と無線を介して通信を行い、ネットワークを経由して別端末と通信を行うことが可能となる。これらの無線通信基地局で何らかの障害が発生した際には的確に障害を検出する必要があるが、無線基地局装置の運用中は２４時間サービスを継続する必要があるため、如何にサービスに影響なく障害を検出するかが重要となる。また、障害検出のための装置や回路が大掛かりになると実装面積、消費電力の増加を招き、製造原価も上がるため、簡易な回路構成で実現できることが望ましい。
【０００７】
特許文献２は簡易に受信機の診断を行うことができるが、復調機に入力する信号を受信信号から熱雑音に切り替えて診断を行っている期間はアンテナから信号を受信し復調することが困難である。この課題の解決策として特許文献２ではダイバーシチ受信構成を形成することにより、片系が診断を行っている期間は無線通信基地局は単ブランチ運転を行うことにより、サービスを継続することを可能としている。しかしながら、受信機の診断中に単ブランチ運転を行うと、サービスの中断はされないが、受信品質を維持することができない場合がある。例えばＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、符合分割多重接続）方式の場合だと約３ｄＢの受信感度の劣化が生じることがある。受信感度の劣化が大きくなると、上り電力制御を行う１ｘＥＶ-ＤＯ（１ｘ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ−Ｄａｔａ Ｏｎｌｙ）方式やＵＭＢ（Ｕｌｔｒａ Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ）方式では無線端末の送信電力が上昇し、連続通話時間の減少や、また電力吹き上がりによる呼切断や呼量の低下を招く恐れがある。このように、受信機の診断中にサービスを中断せず、且つ、受信品質も維持することが課題となる。
【０００８】
本発明は、簡易な方法でサービスを中断せずに、かつ、受信機の性能を劣化させずに無線通信基地局内の受信機の障害検出を行う基地局及び受信機障害診断方法を提供することを目的とする。また、本発明は、最小限の回路構成で、無線通信基地局の受信機の診断を行うことを目的のひとつとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶＤＯ方式や次世代無線データ通信方式として標準化が進められているＵＭＢ方式において、無線通信基地局は複数の端末から送波される信号を受信して復調し、無線通信基地局は端末に対し時刻情報を送信し、この情報を基に端末と同期を取る。また、端末は無線通信基地局へ信号を送信するが、サイレンス期間と呼ばれる約５０秒〜７分の予め定められた間隔で３フレーム程度（約８０ｍｓ）、端末が同時に停波する時間帯がある。この間に無線通信基地局では、端末からの信号以外の外来雑音を受信し、その電力の測定を行い、端末から受信する信号のダイナミックレンジの計算に使用する。端末が送信を続ける時間（サイレンス期間以外の時間）、サイレンス期間の時間は、基地局にて設定した時間を予め端末へ送信し、端末は基地局から送信された時刻情報に同期し、特定の時刻になると基地局からの指示無しに自動的に停波する。また、基地局も端末が停波する特定の時刻になると、同じく端末からの停波の連絡無しに外来雑音の測定を行う。
【００１０】
本発明では、この外来雑音を測定するサイレンス期間を受信機の診断に利用する。サイレンス期間は端末からの信号を受信しないため、この期間を利用すれば、今までのサービスを中断することなく、かつ、受信感度の劣化も生じずに受信機の診断を行うことが出来る。無線通信基地局の受信機の障害は高い頻度では発生しないので、常に監視し続けるのは現実的ではなく、定期的に診断を行えれば良い。無線通信基地局の受信機が障害を発生する頻度は、外来ノイズが変化する頻度と比べると遥かに低いため、例えば、通常はサイレンス期間は外来雑音の測定を行い、サイレンス期間の複数回の内の１回を受信機を診断するために使用する。受信機の診断を行う場合、サイレンス期間に外来雑音の測定ができないため、その期間に限り、その1回前のサイレンス期間に測定した外来雑音を保持し、受信機の診断中の外来雑音に適用する。
以上の手法により、最小限の回路構成でサービスの中断無く、また、受信品質を維持したまま、無線通信基地局の受信機の診断を行うことが出来る。
【００１１】
本診断方法は、例えば、アンテナと該アンテナを介して端末からの信号を受信する受信機と該受信機の正常性を診断する診断機能部を有する無線通信基地局及び該無線通信基地局と通信を行う無線端末により構成される無線通信システムにおいて、特定のタイミングに同期して、全ての無線端末が信号の送波を停止し、その期間に該受信機内の主信号経路に有するスイッチを該アンテナから終端器に切り替えることにより、受信機への外来雑音の入力を防止し、受信機の正常性を診断を行う。また、該診断を特定の周期で行うことにより、該基地局の受信機の正常性を判断する。
【００１２】
また、基地局は、例えば、アンテナと該アンテナを介して端末からの信号を受信する為の受信機と、該受信機の正常性を判断する制御部とを備えた基地局であって、該無線端末へ時刻情報を送信することにより該無線端末と同期を取り、該受信機は該受信機の入力端を特定のタイミングに同期して該アンテナに接続するか又は特定の試験用信号入力に接続するかを切り替える第１のスイッチ部と、該受信機の入力端から入力された信号を低歪で増幅する低雑音増幅器と、該受信機の信号経路を該低雑音増幅器を経由する第１の経路、又は該低雑音増幅器を経由しない第２の経路に切り替える第２のスイッチ部と第１の経路及び第２の経路からの信号を、予め定められた利得で増幅する増幅部と、出力が一定となるように利得を制御し、該増幅部からの出力を制御された利得で増幅する自動利得制御増幅器とを有し、該制御部では、該第１のスイッチ部により該受信機の入力端を特定の試験用信号入力に接続し、該試験用信号を該低雑音増幅器に入力させ、該第２のスイッチ部を切り替えて、第１の経路に接続された場合の該自動利得制御増幅器の第１の利得と、該第２の経路に接続された場合の該自動利得制御増幅器の第２の利得とをそれぞれ取得し、取得された第１の利得及び第２の利得がそれぞれ、予め定められた第１の範囲内及び第２の範囲内であり、且つ、第１の利得と第２の利得との差が予め定められた第３の範囲内であることにより、該受信機の正常性を判断する。
【００１３】
また、端末は、例えば、上記基地局へ信号を送信する端末であり、該基地局より時刻情報を受信し、該時刻情報により該基地局と送受信の同期を取ることができ、前記基地局が受信機診断を行う期間に信号の送信を停止する機能を持つ。
【００１４】
本発明の第１の解決手段によると、
予め定められた期間毎に、端末が送波を停止するサイレンス期間を有し、基地局が該サイレンス期間に外部雑音電力を測定する無線システムにおける前記基地局であって、
前記端末からの信号を受信する受信機と、
外部雑音電力の測定回数に対する前記受信機の診断を行う頻度を示す頻度情報が予め設定され、該頻度情報に従い複数回の前記サイレンス期間のうちの１回を用いて前記受信機の正常性を診断し、他のサイレンス期間を用いて外部雑音電力を測定する制御部と
を備える前記基地局が提供される。
【００１５】
本発明の第２の解決手段によると、
予め定められた期間毎に、端末が送波を停止するサイレンス期間を有し、基地局が該サイレンス期間に外部雑音電力を測定する無線システムにおいて、基地局が受信機の障害の診断する受信機障害診断方法であって、
前記基地局は、外部雑音電力の測定回数に対する受信機の診断を行う頻度を示す頻度情報が予め設定され、該頻度情報に従い複数回の前記サイレンス期間のうちの１回を用いて前記受信機の正常性を診断し、他のサイレンス期間を用いて外部雑音電力を測定する前記受信機障害診断方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、簡易な方法でサービスを中断せずに、かつ、受信機の性能を劣化させずに無線通信基地局内の受信機の障害検出を行う基地局及び受信機障害診断方法を提供することができる。また、本発明によると、最小限の回路構成で、無線通信基地局の受信機の診断を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、サービスを中断することなく無線通信基地局の受信機を診断する手法を詳細に説明する。
図１は、無線基地局の構成図である。
本実施の形態において、１系統の送信機と２系統の受信機を備え、ダイバーシチ受信を可能とする無線基地局を例に説明する。無線基地局１００は、無線信号送受信部１１０、変復調処理部１１１、回線インタフェース部１１２及び基地局制御部１１３を備える。無線信号送受信部１１０は、送受信共用の０系アンテナ１１４と、受信用の１系アンテナ１１５が接続され、１系統の送信機１３２と２系統の受信機（０系受信機１３３・１系受信機１３４）を有する。さらに、無線信号送受信部１１０は、下り無線信号１２０と上り無線信号１２１を分離するＤＵＰ（デュプレクサ）１３０と、上り無線信号１２１の通過帯域を制限するＢＰＦ（帯域通過フィルタ）１３１とを有する。
【００１８】
送信機１３２は変調機１３５から入力される下りベースバンド信号１２５を、下り無線信号１２２に変換する。０系受信機１３３は、端末１０１が送信した上り無線信号１２１を、上りベースバンド信号１２６に変換し、１系受信機１３４は、端末１０１が送信した上り無線信号１２１を、上りベースバンド信号１２７に変換する。変復調処理部１１１は、変調機１３５と復調機１３６を備え、データの変調及び復調を行う。回線インタフェース部１１２は、無線基地局１００とネットワーク網１０２のインタフェースである。基地局制御部１１３は、無線基地局１００の監視・制御機能を有する。例えば、基地局制御部１１３は、ＣＰＵ１３７とメモリ（例えばＲＡＭ１３８、ＲＯＭ１３９）とＩ/Ｏ１４０とを有する。尚、基地局制御部１１３は、例えば、無線信号送受信部１１０と接続されており、無線信号送受信部１１０内部の受信機と情報の送受信が可能である。保守端末１０３は、ネットワーク網１０２を経由して、基地局制御部１１３に接続され、無線基地局１００の監視・制御をリモートにて行う機能を有する。
【００１９】
本無線システムは、予め定められた期間毎に、端末が送波を停止するサイレンス期間を有する。また、基地局制御部１１３は、外部雑音電力の測定回数に対する受信機の診断を行う頻度を示す頻度情報が予め設定され、頻度情報に従い複数回のサイレンス期間のうちの１回を用いて受信機の正常性を診断し、他のサイレンス期間を用いて外部雑音電力を測定する。
【００２０】
図２は、受信機の構成図である。
図２を参照して、受信機の障害検出を実現する障害検出回路について説明する。なお、図２は０系受信機１３３の構成を図示しているが、０系受信機１３３と１系受信機１３４は同一の構成とすることができるため、１系受信機１３４の説明は省略する。
０系受信機１３３は、複数のスイッチＳＷ２０１（第１のスイッチ部）、ＳＷ２０２、ＳＷ２０３（ＳＷ２０２と２０３を第２のスイッチ部と記す）と、ＬＮＡ（低雑音増幅器）２０５と、ＡＭＰ（増幅器）２０６、ＡＭＰ２０８及びＢＰＦ（帯域通過フィルタ）２０７と、ＡＤＣ（ＡＤ変換器）２０９と、ベースバンド部２１２と、終端器２１３とを有する。また、ベースバンド部２１２は、ＢＢ−ＢＰＦ（ベースバンド帯域通過フィルタ）と、ＡＧＣ−ＡＭＰ（自動利得制御増幅器）とを有する。なお、ＬＮＡ２０５（第１の増幅部）と、ＡＭＰ２０６、ＢＰＦ２０７及びＡＭＰ２０８（第２の増幅部）は他の適宜の構成であってもよい。
【００２１】
本実施の形態における受信機障害検出回路は、受信機にＳＷ２０１・ＳＷ２０２・ＳＷ２０３の３個の高周波スイッチを有する。これらの３個のスイッチには、例えば、半導体スイッチを使用し、高速に切り替えることが可能である。ＳＷ２０１は、受信機の入力端子をアンテナ１１４に接続するか終端器２１３に接続するかを切り換える機能を有する。ＳＷ２０２とＳＷ２０３は同時に動作し、受信機の信号経路をＬＮＡ（低雑音増幅器）２０５を経由させるか、ＬＮＡ２０５をバイパスする経路２０４とするかを切り換える機能を有する。ＳＷ２０２とＳＷ２０３を端子１側に設定（以下、ＳＷ設定（１）と記す）すると、ＬＮＡ２０５を経由する経路となる。また、ＳＷ２０２とＳＷ２０３を端子２側に設定（以下、ＳＷ設定（２）と記す）すると、ＬＮＡ２０５をバイパスする経路２０４となる。
【００２２】
ＬＮＡ２０５は、受信信号を低歪で増幅する低雑音増幅器である。ＡＭＰ２０６・ＡＭＰ２０８は受信信号を増幅する増幅器である。ＢＰＦ２０７は自帯域以外の不要な信号成分を減衰させる帯域通過フィルタである。ＡＤＣ２０９は入力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換器である。ＢＢ−ＢＰＦ２１０は、デジタル信号処理にて実現される帯域通過フィルタ機能である。ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１は自動利得制御増幅器であり、復調機１３６に入力する信号電力を一定とするために、入力電力に応じて増幅器の利得を変える機能を有する。なお、図２では、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の機能をベースバンド部２１２の機能として実現しているが、これをアナログ信号処理で実現しても差し支えない。
【００２３】
一例として、復調機の入力ポートにおける上り信号電力が０ｄＢｍとなるように、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得を閉ループ制御している場合を考える。受信機を構成する部品のうち、利得が可変なのはＡＧＣ−ＡＭＰ２１１のみであり、それ以外の部品は固定利得である。ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１以外の全部品の利得値合計を受信機固定利得とすれば、以下の式が成立する。
（受信電力）＋（受信機固定利得）＋（ＡＧＣ−ＡＭＰの利得）＝０ｄＢｍ
これより、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得は、以下の式を満足するように閉ループ制御される。
（ＡＧＣ−ＡＭＰの利得）＝−（受信機固定利得）−（受信電力）
受信機固定利得は一定であるため、受信機入力端に電力値が既知の信号を入力したときのＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得値には期待値が存在する。すなわち、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得値が期待値の範囲に入っているかどうかをみれば、受信機の正常性を診断することができる。受信機の正常性診断については後にさらに詳しく述べる。
【００２４】
図３は、入力切替部の構成図である。
診断に使用する入力信号は受信機１３３の使用する受信帯域に一定の電力の信号を入力できれば良い。従って、図２のスイッチ２０１とＳＷ２０２との間に、カップラー３０２と試験信号発生器３０３とをさらに有してもよい。図２の構成においては、ＳＷ２０１により終端器２１３に接続して入力信号に熱雑音を使用するのに対して、図３の構成においては、入力切替部２１４の試験信号発生器３０３が試験信号を発生し、カップラー３０２で合成してＳＷ２０２へ出力する。この場合、試験信号発生器３０３はＳＷ２０１の動作に同期し、ＳＷ２０１が終端器２１３に接続する期間に、試験信号を出力する。
【００２５】
図４は、受信機障害検出（受信機正常性診断）のシーケンス図である。
以下、本実施の形態における受信機障害検出方法について説明する。なお、０系受信機１３３と１系受信機１３４は同一の手順で診断可能であるため、以下の説明では、０系受信機１３３について説明し、１系受信機１３４の診断手順の説明は省略する。
【００２６】
受信機正常性診断は、保守作業者を介さずに自動的に行われることができる。例えば、端末１０１が送波する期間（２つのサイレンス期間の間隔に相当）を５分、サイレンス期間を８０ｍｓ、受信機診断を行う頻度をサイレンス期間１０回のうち１回と設定すると、無線基地局１００は約５０分に１回の割合で０系受信機１３３の診断を行う。もしくは保守作業者が保守端末１０３を操作して、受信機正常性診断実行の命令を入力することにより診断を開始することもできる。その際の受信機正常性診断実行の命令には、例えば、試験する基地局の指定及び診断する受信機の指定（例えば、セクタ及び系）を含む。なお、端末が送波する期間、サイレンス期間、受信機診断を行う頻度は、上述の例に限らず適宜の時間、回数を用いることができる。
【００２７】
ステップ４０１では、保守端末１０３が、基地局制御部１１３に対して受信機診断設定を行う。例えば、保守作業者の操作により、保守端末１０３は端末１０１が送波を継続する時間（送波期間、サイレンス期間間隔、送波周期）、サイレンス期間、受信機診断を行う頻度情報を入力する。保守端末１０３は、入力された送波期間、サイレンス期間、受信機診断を行う頻度情報の各情報を基地局制御部１１３に設定する（受信機診断設定）。
【００２８】
ステップ４０２では、基地局制御部１１３は端末１０１へ時刻情報を送信する。ステップ４０３では、端末１０１は、ステップ４０２で基地局制御部１１３から受信した時刻情報を基に基地局制御部１１３と時刻同期を行う。ステップ４０４では、基地局制御部１１３は、端末１０１が送波を継続する時間（送波期間）、サイレンス期間、頻度情報を端末１０１へ送信する。また、ステップ４０２とステップ４０４は適宜の順序で実行してもよい。
【００２９】
ステップ４０５−１では、端末１０１が無線送波を開始する。端末１０１はステップ４０４で入手した送波期間の間、無線信号の送波を継続する。ステップ４０５−２では、送波時間が経過すると、端末１０１は無線送波を停止する。この後、端末１０１はステップ４０４で入手したサイレンス期間の間、無線送波を停止している。サイレンス期間が経過すると、ステップ４０５−１又はステップ４２０に移り、再び無線送波を開始する。尚、図４のシーケンス図では、ステップ４０５−１〜ステップ４０５−２のシーケンスは基地局制御部１１３で予め設定した回数繰り返される。例えば今回の例では１０回のサイレンス期間のうち１回の期間に受信機の診断を行うので、１０回繰り返され、１０回繰り返した後ステップ４２０へ移る。ステップ４２０以降は、ステップ４０５−１、４０５−２と同様である。なお、図では便宜上ステップ４０５とステップ４２０を分けているが、端末の処理は送波と停波を繰り返している。
【００３０】
一方、基地局制御部１１３では、ステップ４０６−１において、送波期間とサイレンス期間とに基づき、停波時刻か（現時刻がサイレンス期間か）を判断する。停波時刻と判断されると、ステップ４０６−２では、基地局制御部１１３は、カウンタを更新する。例えば、基地局制御部１１３は、停波時刻毎にカウンタを１加算する。カウンタは、基地局制御部１１３内に設けられてもよいし、ＲＡＭ１３８等にカウント値を記憶するようにしてもよい。なお、基地局制御部１１３で停波時刻であると判断されるタイミングは、端末１０１と基地局制御部１１３で時刻同期がとれているので、端末１０１での停波のタイミングと一致する。なお、端末１０１の送波開始時刻を設定するなどして、送波開始のタイミングを合わせるようにしてもよい。
【００３１】
ステップ４０６−３では、基地局制御部１１３は、受信機を診断するタイミングか判断する。例えば今回の例では１０回のサイレンス期間のうち１回の期間に受信機の診断を行う。具体的には、カウンタの値がステップ４０４で取得した頻度情報（例えば、１０回）と一致した場合に、受信機を診断すると判断してもよい。なお、受信機を診断するタイミングか否かを判断する手法は、これ以外にも適宜の手法を用いることができる。基地局制御部１１３は、受信機を診断するタイミングでない場合、サイレンス期間内に信号以外の外来雑音の電力を測定し（ステップ４０６−４）、その後ステップ４０６−１に戻る。
【００３２】
一方、受信機を診断するタイミングの場合、カウンタの値をリセットし（ステップ４０６−５）、ステップ４０７の処理に移る。ステップ４０７では、基地局制御部１１３は、受信機の診断を開始する前に、前回のサイレンス期間に測定された外来雑音測定結果を基地局制御部１１３内のＲＡＭ１３８に記録する。受信機を診断するタイミングでは、そのサイレンス期間に外来雑音が測定されないため、ＲＡＭ１３８に記録された外来雑音測定結果を、次に外来雑音が測定されるまで使用することができる。
【００３３】
ステップ４０８〜４１８では、基地局制御部１１３は、受信機の正常性を診断し、診断結果をステップ４１９で保守端末１０３に報告する。受信機の正常性診断は、例えば、特許文献２に記載された手法を用いることができるが、これ以外の適宜の手法を用いてもよい。基地局制御部１１３は、２つの受信機１３３と受信機１３４の正常性診断を並行して行ってもよい。また、各受信機の正常性診断を、異なるサイレンス期間に行うようにしてもよい。
【００３４】
以下、受信機の正常性診断について説明する。
ステップ４０８では、基地局制御部１１３は、０系受信機１３３にＳＷ２０１〜ＳＷ２０３の設定を命令する。ステップ４０９では、０系受信機１３３は、ＳＷ２０１を端子１に、ＳＷ２０２とＳＷ２０３を端子１側に設定（ＳＷ設定（１））する。これにより、受信機入力端が終端されるため、０系受信機１３３には等価的に熱雑音のみが入力されている状態となる。なお、図３の構成を用いる場合は、さらに、試験信号発生器３０３から試験信号を発生させ、０系受信機１３３には等価的に試験信号が入力されている状態となる。受信機をアンテナ１１４に接続すると、上り無線信号及び外来雑音が受信機に入力されるが、これらの信号の電力は、基地局１００の設置環境や端末の接続数などに応じて、刻々と変動するため、受信電力値が一定であるとみなすことができない。これらの影響を排除し精度良く診断を行うため、診断中は受信機入力端を終端する。
【００３５】
ステップ４１０では、０系受信機１３３は基地局制御部１１３に、ＡＧＣ−ＡＭＰの利得値を報告する。（以下、報告した値を、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）と記す）。ステップ４１１では、基地局制御部１１３は、０系受信機１３３より報告されたＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）をＲＡＭ１３８に記録する。
【００３６】
ステップ４１２では、基地局制御部１１３は、０系受信機１３３にＳＷ２０１〜ＳＷ２０３の設定を命令する。ステップ４１３では、０系受信機１３３は、ＳＷ２０１を端子１に、ＳＷ２０２とＳＷ２０３を端子２側（ＳＷ設定（２））に設定する。ステップ４１４では、０系受信機１３３は基地局制御部１１３に、ＡＧＣ−ＡＭＰの利得値を報告する。（以下、報告した値を、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）と記す）。ステップ４１５では、基地局制御部１１３は、０系受信機１３３より報告されたＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）をＲＡＭ１３８に記録する。
【００３７】
ステップ４１６では、基地局制御部１１３は、０系受信機１３３にＳＷ２０１〜ＳＷ２０３の設定を命令する。ステップ４１７では、０系受信機１３３は、ＳＷ２０１を端子２に、ＳＷ２０２とＳＷ２０３を端子１側に設定する。これにより、０系受信機１３３は受信機入力端がアンテナ１１４に接続されるため、上り無線信号１２１を受信することができ、通常運用状態に復帰する。
【００３８】
ステップ４１８では、基地局制御部１１３は、ＲＡＭ１３８に記録したＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）とＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）を用いて、受信機の正常性を診断する。ステップ４１９では、基地局制御部１１３は、保守端末１０３に診断結果を報告する。診断結果には、例えば、診断を行った受信機を識別するための情報（例えば、セクタ及び系）、ＲＡＭ１３８に記憶されているＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得値及び／又は受信機障害が発生しているか否かを示す情報を含むことができる。保守端末１０３は、診断結果を受信し、受信した診断結果を表示部に表示及び／又は記憶部に記憶し、本診断を終了する。なお、ステップ４２０では、サイレンス期間を経過した後、端末１０１は送波を再開する。
【００３９】
図５及び図６は、ＳＷ設定（１）及び（２）の場合の受信機の性能の説明図である。ここでは、一例として、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式の無線基地局に適用した場合の受信機の正常性の診断について説明する。なお、以下の説明では、図２のように熱雑音を入力として用いるものとして説明するが試験信号を用いる場合も同様である。０系受信機１３３の各区間の利得及び雑音指数は、例えば、ＳＷ設定（１）の場合は図５、ＳＷ設定（２）の場合は図６に示す性能であるとする。図５及び図６は、各区間の利得、雑音指数、総合利得、総合雑音指数を示している。なお、総合利得とは、その区間全体の利得であり、各部品の利得値から計算される。例えば、図５及び図６において、区間（２）〜（３）の総合利得の欄に示された数値は、区間（１）〜（３）までの利得を示し、区間（３）〜（４）の総合利得の欄に示された数値は、区間（１）〜（４）までの利得を示す。また、総合雑音指数は、その区間全体の雑音指数であり、個々の部品の利得値及び雑音指数値から計算される。例えば、図５及び図６において、区間（２）〜（３）の総合雑音指数の欄に示された数値は、区間（１）〜（３）までの雑音指数を示し、区間（３）〜（４）の総合雑音指数の欄に示された数値は、区間（１）〜（４）までの雑音指数を示す。なお、雑音指数は、熱雑音等のレベルの小さい入力に対してＳ／Ｎ比がどれだけ劣化するかを示しており、入力されるレベルが大きければＳ／Ｎ比の劣化は小さくて済む。例えば、図５では、区間（２）〜（３）では、ＬＮＡ２０５に熱雑音が入力されるため、総合雑音指数は、ＬＮＡの雑音指数だけ増加するが、区間（３）〜（４）では増幅された信号がＡＭＰ２０６に入力されるため、例えば、総合雑音指数の増加（２．０ｄＢ）は区間（３）〜（４）の雑音指数（１４．８ｄＢ）よりも小さい。一方、例えば、図６では、ＬＮＡ２０５を経由しないため、区間（３）〜（４）ではＡＭＰ２０６に熱雑音レベルの信号が入力されるため、総合雑音指数は、例えば、区間（３）〜（４）の雑音指数（１４．８ｄＢ）だけ増加する。ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得は、ポート（５）２２５における電力が０ｄＢｍとなるように、閉ループ制御されているものとする。ポート（１）２２１で発生する熱雑音電力は、以下の式で計算できる。
（ポート（１）の熱雑音電力）＝１０・ｌｏｇ（ｋ・Ｔ・ＢＷ・１０３）［ｄＢｍ］
ただし、ｋ：ボルツマン定数＝１．３８×１０−２３［Ｊ／Ｋ］、Ｔ：絶対温度［Ｋ］、ＢＷ：受信帯域幅［Ｈｚ］である。
【００４０】
狭帯域ＣＤＭＡ方式の無線地基地局の受信帯域幅は、１．２３ＭＨｚであるため、温度が２５℃とすれば、ポート（１）の熱雑音電力は、−１１３ｄＢｍである。ＳＷ２０１が端子１側に設定され、受信機入力端が終端されているため、受信機には、この熱雑音が入力される。
【００４１】
図７及び図８は、ＳＷ設定（１）及びＳＷ設定（２）の場合の受信機のレベルダイアである。受信機の総合利得、総合雑音指数及び雑音電力は、例えば、図７及び図８に示すレベルで変化する。ポート（１）２２１で発生する熱雑音電力は、例えば、−１１３ｄＢｍ（帯域幅１．２３ＭＨｚ、温度２５℃）である。ＳＷ２０１が端子１側に設定され、受信機入力端が終端されているため、受信機には、この熱雑音以外の信号は入力されない。ＳＷ設定（１）の場合、ポート（１）２２１で発生した熱雑音は、雑音電力６０１のレベルダイアで、ポート（４）に到達する。なお、ポート（４）２２４における受信電力は、以下の式で計算できる。
（ポート（４）の受信電力）＝（ポート（１）の熱雑音電力）＋（ポート（１）〜ポート（４）間の総合利得）＋（ポート（１）〜ポート（４）間の総合雑音指数）＝−１１３ｄＢｍ＋５０ｄＢ＋５ｄＢ＝−５８ｄＢｍ
従って、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得は＋５８ｄＢとなるように閉ループ制御される。これより、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の期待値は５８ｄＢと計算できる。
【００４２】
しかし、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の値には、以下の要因によるばらつきが存在する。一つは、ポート（１）２２１で発生する熱雑音電力が温度により±１ｄＢ変化する（−４０℃〜＋８５℃）ことによるばらつきである。もう一つは、ポート（１）２２１〜ポート（４）２２４間の構成部品の個別ばらつきである。これは、受信機の回路規模・使用部品等によって異なるが、一般的に±１ｄＢ〜±３ｄＢ程度のばらつきが存在する。なお、これら以外のばらつきを考慮してもよい。正常性判定閾値は、これらのばらつきを考慮して決める必要があり、例えば、期待値を５８ｄＢ、許容範囲を±３ｄＢとし、５８ｄＢ±３ｄＢ以内をＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の規格値とする。なお、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の期待値及びばらつきの値は一例であり、これ以外の値をとることもできる。
【００４３】
次に、ＳＷ設定（２）の場合について説明する。ＳＷ設定（２）の場合、ポート（１）２２１で発生した熱雑音は、図８における雑音電力７０１のレベルダイアで、ポート（４）に到達する。ＳＷ設定（１）の場合と同様に、ポート（４）２２４における受信電力は、以下のように計算できる。
（ポート（４）の受信電力）＝−１１３ｄＢｍ＋３４ｄＢ＋１６．８ｄＢ
＝−６２．２ｄＢｍ
従って、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得は＋６２．２ｄＢとなるように閉ループ制御される。ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の場合と同様に、例えば、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）の規格値を期待値の６２．２ｄＢ、許容範囲を±３ｄＢとし、６２．２ｄＢ±３ｄＢ以内とする。なお、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）の期待値及びばらつきの値は一例であり、これ以外の値をとることもできる。
【００４４】
ここで、ステップ４１１で基地局制御部１１３が記録したＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）が、例えば、６０ｄＢであったとする。これは、上述のＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の規格の範囲内である。しかし、これだけをもって、受信機が正常であるとは言えない場合がある。理由は、例えば、ＬＮＡ２０５が故障して信号が増幅されず、ポート（３）２２３に熱雑音のみが入力されている場合について考えると、この場合雑音信号電力は雑音電力７０１のレベルダイアと同じになる。すなわち、ＳＷ設定（２）の条件と等価であるため、ＡＧＣ−ＡＭＰ２１１の利得は、６２．２ｄＢ±３ｄＢ以内の値になり得る。すなわち、ＬＮＡ２０５が故障した場合でも、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）は６０ｄＢになり得る。
【００４５】
上述のステップ４１８では、このような誤診断を防ぐために、以下の条件を全て満足した受信機を正常、それ以外の受信機は異常と診断する。
１．ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）が５８ｄＢ±３ｄＢ（第１の範囲）以内
２．ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）が６２．２ｄＢ±３ｄＢ（第２の範囲）以内
３．（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２））−（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１））が４．２ｄＢ±１ｄＢ（第３の範囲）以内
（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２））−（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１））の規格値について説明する。（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２））−（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１））の期待値は、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）の期待値からＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）の期待値を減じた値であるため、４．２ｄＢである。この値のばらつきは、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）及びＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）のばらつきよりも小さい。理由は、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）及びＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）を測定する回路において、ポート（１）２２１〜ポート（２）２２２間及びポート（３）２２３〜ポート（４）２２４間は共通であるためである。ポート（１）２２１〜ポート（２）２２２間が共通であることにより、ポート（１）２２１で発生する熱雑音電力が温度により変化する影響がなくなる。また、ポート（３）２２３〜ポート（４）２２４間も共通であることにより、この区間を構成する部品の個別ばらつきも無関係となる。従って、（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２））−（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１））の値のばらつきは、ポート（２）２２２〜ポート（３）２２３間、すなわちＬＮＡ２０５の性能ばらつきにのみ依存する。例えば、増幅率及び雑音に関する性能に応じて、許容範囲を±１ｄＢとして、（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２））−（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１））の規格値を４．２ｄＢ±１ｄＢ以内とすることができる。なお、これ以外の値をとってもよい。（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２））−（ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１））の値を、正常性診断の判定条件とすることで、ＬＮＡ２０５の障害が検出可能となる。また、ＬＮＡ２０５以外の部品で障害が発生した場合についても検出可能である。理由は、例えば、ＡＭＰ２０６で障害が発生したとすると、ＡＧＣ−ＡＭＰ利得（１）とＡＧＣ−ＡＭＰ利得（２）の値が、ほぼ同じになるため、判定条件３を満足できないからである。他の部品についても同様である。従って、上述の３つの判定条件を用いることにより、受信機の正常性診断が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、例えば、無線通信システムに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施の形態における無線基地局装置のブロック図である。
【図２】本実施の形態における受信機障害検出回路のブロック図である。
【図３】本実施の形態における入力切替部のブロック図である。
【図４】本実施の形態における受信機障害検出のシーケンス図である。
【図５】本実施の形態におけるＳＷ設定（１）の場合の受信機の性能の説明図である。
【図６】本実施の形態におけるＳＷ設定（２）の場合の受信機の性能の説明図である。
【図７】本実施の形態におけるＳＷ設定（１）の場合の受信機のレベルダイアである。
【図８】本実施の形態におけるＳＷ設定（２）の場合の受信機のレベルダイアである。
【符号の説明】
【００４８】
１００ 無線基地局
１０１ 端末
１０２ ネットワーク網
１０３ 保守端末
１１０ 無線信号送受信部
１１１ 変復調信号処理部
１１２ 回線インタフェース部
１１３ 基地局制御部
１１４ ０系アンテナ
１１５ １系アンテナ
１２０ 下り無線信号
１２１ 上り無線信号
１２２ 下り無線信号
１２３ ０系上り無線信号
１２４ １系上り無線信号
１２５ 下りベースバンド信号
１２６ ０系上りベースバンド信号
１２７ １系上りベースバンド信号
１２８ データ
１３０ ＤＵＰ（デュプレクサ）
１３１ ＢＰＦ（帯域通過フィルタ）
１３２ 送信機
１３３ ０系受信機
１３４ １系受信機
１３５ 変調機
１３６ 復調機
２０１〜２０３ ＳＷ（高周波信号用スイッチ）
２０５ ＬＮＡ（低雑音増幅器）
２０６、２０８ ＡＭＰ（増幅器）
２０７ ＢＰＦ（帯域通過フィルタ）
２０９ ＡＤＣ（ＡＤコンバータ）
２１０ ＢＢ−ＢＰＦ（ベースバンド帯域通過フィルタ）
２１１ ＡＧＣ−ＡＭＰ（自動利得制御増幅器）
２１２ ベースバンド部
２１３ 終端器
２１４ 入力切替部
３０２ ＣＰＬ（カップラー）
３０３ 試験信号発生器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた期間毎に、端末が送波を停止するサイレンス期間を有し、基地局が該サイレンス期間に外部雑音電力を測定する無線システムにおける前記基地局であって、
前記端末からの信号を受信する受信機と、
外部雑音電力の測定回数に対する前記受信機の診断を行う頻度を示す頻度情報が予め設定され、該頻度情報に従い複数回の前記サイレンス期間のうちの１回を用いて前記受信機の正常性を診断し、他のサイレンス期間を用いて外部雑音電力を測定する制御部と
を備える前記基地局。
【請求項２】
前記制御部は、
保守端末から、前記端末が送波する時間の長さを示す送波期間情報と、サイレンス期間の長さを示すサイレンス期間情報とを受信し、
該送波期間情報とサイレンス期間情報とに基づき、現時刻がサイレンス期間か否かを判断する請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記制御部は、前記端末と時刻の同期をとり、
前記端末が保守端末からの前記送波期間情報と前記サイレンス期間情報に従い停波するタイミングと、前記制御部が現時刻がサイレンス期間であると判断するタイミングとが一致する請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記制御部は、
サイレンス期間の回数をカウントするカウンタ
を有し、
サイレンス期間毎に前記カウンタの値を加算し、
頻度情報と前記カウンタの値に基づき、現時刻のサイレンス期間が、前記受信機の正常性を診断するタイミングか否かを判断する請求項１乃至３のいずれかに記載の基地局
【請求項５】
前記制御部は、
前記受信機の正常性を診断するサイレンス期間のひとつ前のサイレンス期間に測定された外部雑音電力を記憶する記憶部
を有し、
該記憶部に記憶された外部雑音電力を、次に該外部雑音電力が測定されるサイレンス期間まで、端末から受信する信号のダイナミックレンジの計算に使用する請求項１乃至４のいずれかに記載の基地局。
【請求項６】
予め定められた期間毎に、端末が送波を停止するサイレンス期間を有し、基地局が該サイレンス期間に外部雑音電力を測定する無線システムにおいて、基地局が受信機の障害の診断する受信機障害診断方法であって、
前記基地局は、外部雑音電力の測定回数に対する受信機の診断を行う頻度を示す頻度情報が予め設定され、該頻度情報に従い複数回の前記サイレンス期間のうちの１回を用いて前記受信機の正常性を診断し、他のサイレンス期間を用いて外部雑音電力を測定する前記受信機障害診断方法。
【請求項１】
予め定められた期間毎に、端末が送波を停止するサイレンス期間を有し、基地局が該サイレンス期間に外部雑音電力を測定する無線システムにおける前記基地局であって、
前記端末からの信号を受信する受信機と、
外部雑音電力の測定回数に対する前記受信機の診断を行う頻度を示す頻度情報が予め設定され、該頻度情報に従い複数回の前記サイレンス期間のうちの１回を用いて前記受信機の正常性を診断し、他のサイレンス期間を用いて外部雑音電力を測定する制御部と
を備える前記基地局。
【請求項２】
前記制御部は、
保守端末から、前記端末が送波する時間の長さを示す送波期間情報と、サイレンス期間の長さを示すサイレンス期間情報とを受信し、
該送波期間情報とサイレンス期間情報とに基づき、現時刻がサイレンス期間か否かを判断する請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記制御部は、前記端末と時刻の同期をとり、
前記端末が保守端末からの前記送波期間情報と前記サイレンス期間情報に従い停波するタイミングと、前記制御部が現時刻がサイレンス期間であると判断するタイミングとが一致する請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記制御部は、
サイレンス期間の回数をカウントするカウンタ
を有し、
サイレンス期間毎に前記カウンタの値を加算し、
頻度情報と前記カウンタの値に基づき、現時刻のサイレンス期間が、前記受信機の正常性を診断するタイミングか否かを判断する請求項１乃至３のいずれかに記載の基地局
【請求項５】
前記制御部は、
前記受信機の正常性を診断するサイレンス期間のひとつ前のサイレンス期間に測定された外部雑音電力を記憶する記憶部
を有し、
該記憶部に記憶された外部雑音電力を、次に該外部雑音電力が測定されるサイレンス期間まで、端末から受信する信号のダイナミックレンジの計算に使用する請求項１乃至４のいずれかに記載の基地局。
【請求項６】
予め定められた期間毎に、端末が送波を停止するサイレンス期間を有し、基地局が該サイレンス期間に外部雑音電力を測定する無線システムにおいて、基地局が受信機の障害の診断する受信機障害診断方法であって、
前記基地局は、外部雑音電力の測定回数に対する受信機の診断を行う頻度を示す頻度情報が予め設定され、該頻度情報に従い複数回の前記サイレンス期間のうちの１回を用いて前記受信機の正常性を診断し、他のサイレンス期間を用いて外部雑音電力を測定する前記受信機障害診断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−６２６２４（Ｐ２０１０−６２６２４Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２３４４４（Ｐ２００８−２２３４４４）
【出願日】平成２０年９月１日（２００８．９．１）
【出願人】（０００１５３４６５）株式会社日立コミュニケーションテクノロジー (770)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１日（２００８．９．１）
【出願人】（０００１５３４６５）株式会社日立コミュニケーションテクノロジー (770)
【Ｆターム（参考）】
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