無線装置
【課題】無線装置として必要な構成要素で、故障する前に他の送受信ユニットに切り換えることができ、且つ故障後に故障箇所の認識作業が不要となると共に、故障して動作停止状態を回避することができる無線装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】前記記憶部１５の情報および点検の結果とを基に特性劣化または経年変化を推定し、点検の周期を決定する推定部１７とを備え、前記比較部１６の結果に基づいて送受信ユニットの切り換えおよび前記推定部１７が決定する周期で点検を制御する無線装置であり、一方の送受信ユニットを用いて、他の送受信ユニットを点検し、この点検結果に基づいて経年変化特性を含む特性劣化傾向を算出し、予め記憶部に記憶された基準値とを比較して、故障する前に他の送受信ユニットに切り換えることができる。
【解決手段】前記記憶部１５の情報および点検の結果とを基に特性劣化または経年変化を推定し、点検の周期を決定する推定部１７とを備え、前記比較部１６の結果に基づいて送受信ユニットの切り換えおよび前記推定部１７が決定する周期で点検を制御する無線装置であり、一方の送受信ユニットを用いて、他の送受信ユニットを点検し、この点検結果に基づいて経年変化特性を含む特性劣化傾向を算出し、予め記憶部に記憶された基準値とを比較して、故障する前に他の送受信ユニットに切り換えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点検の結果に基づいて、故障する前に他の送受信ユニットに切り換える無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度情報通信網の普及に伴い、回線の信頼度向上と共に、障害時の故障機器の切り分けと復旧作業の迅速な対応が要求されている。
【０００３】
さらに、移動通信基地局間通信用無線装置や衛星通信用小型地球局無線装置などのアンテナと一体化された屋外設置型の経済的な無線装置が開発されている。
【０００４】
このような屋外設置型の無線装置では、保守時に機器性能を評価、確認するため、折り返し試験による自己診断機能が必要となるが、構造上や設置条件上から折り返し試験器等を装置外に取り付けることができず、装置内部に送信出力を受信入力に取り込んで受信中間周波信号に変換する回路が必要となる。
【０００５】
図３は従来の折り返し試験を可能とした無線装置の構成を示す機能ブロック図である。
【０００６】
ホットスタンバイ方式の無線装置内に、送信側から受信側へ、受信側から送信側へと信号を折り返すことができる折り返し経路と、信号発生器とを設け、信号発生器からの試験信号を上記信号折り返し経路を介して伝送し、伝送された試験信号の品質から伝送状態を監視する場合、２系統の信号の一致、不一致を検出する機能を有する同期切り換え器を設け、該同期切り換え器に、該試験信号および折り返し経路を通った試験信号を入力して、折り返し信号の誤りを検出し、その伝送状態を監視するようにする。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２０００−３２４０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の構成では、無線装置として必要な構成要素以外に新たなデータ信号発生器、信号検出器または同期切り換え器の信号比較機能が必要になると共に、故障後に故障箇所を確認し、その故障箇所を別の構成要素に切り換えるという事後処理の対応のため、復旧するまで動作停止状態となるという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するもので、無線装置として必要な構成要素で、自動点検により、性能劣化状態を把握し、点検結果に基づいて、故障する前に他の送受信ユニットに切り換えおよび点検の周期を決定し、制御することができるため、故障後に故障箇所の確認および復旧作業が不要となり、復旧するまでの動作停止状態を回避することができる無線装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、送受信用のアンテナと、このアンテナから送信するための送信信号を生成する送信部と前記送信信号の周波数帯域とは異なる受信信号を前記アンテナから受信してベースバンド信号に変換する受信部とからなる少なくとも２つの送受信ユニットと、前記送信部からの送信信号を前記受信部に入力して点検を実施する点検経路部と、前記点検を制御する制御部とからなる無線装置であって、前記制御部は、予め情報を記憶すると共に、前記点検の結果を記憶する記憶部と、前記情報と前記点検の結果とを比較する比較部と、前記記憶部の情報および点検の結果とを基に特性劣化または経年変化を推定し、点検の周期を決定する推定部とを備え、前記比較部の結果に基づいて送受信ユニットの切り換えおよび前記推定部が決定する周期で点検を制御する無線装置であり、推定部は、記憶部の情報および一方の送受信ユニットを用いて、他の送受信ユニットを点検する結果に基づいて、故障する前の時間的余裕度を判断し、点検の周期を決定するため、故障する前に確実に点検を実施することができ、点検の結果に基づいて、他の送受信ユニットに切り換えることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記情報は、少なくとも出荷時の点検の結果または動作可能な状態における切り換え判定値を含む請求項１に記載の無線装置であり、制御部は、出荷時の点検の結果または正常な状態における切り換え判定値を基に、推定部が決定する周期において、正確な診断ができると共に、特性劣化した送受信ユニットを他の送受信ユニットに切り換えることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記制御部は、前記送信部から出力される送信信号を、前記受信部が受信する同一の周波数帯域に変化させると共に、前記送信信号の電力レベルを制御する請求項１または２のいずれかに記載の無線装置であり、所定の送信電力レベルで受信部が受信する同一の周波数帯域の信号を送信部から受信部に入力することができるため、点検動作による正確な結果を得ることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記点検経路部は、前記送受信ユニットに備えられた送信部または受信部のいずれかを選択する少なくとも２つのスイッチと、入力信号を減衰させるフィルタ型減衰器とを備え、このフィルタ型減衰器を、制御部により選択された送信部と受信部との間に配置し、前記送信部からの送信信号を減衰させ、前記受信部に入力する請求項１から３のいずれかに記載の無線装置であり、少なくとも２つのスイッチとフィルタ型減衰器とからなる点検用経路を構成することができるため、通常動作の機能を損なわずに送信部からの信号をフィルタ型減衰器で減衰させ、受信側に入力することができるため、点検動作の正確な結果を得ることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記記憶部に予め記憶された情報を、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）電圧とした請求項１から４のいずれかに記載の無線装置であり、受信信号強度表示レベルを基準値とすることにより、無線装置としての基本性能を正確に判定することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記推定部は、点検の周期の上限値および下限値を有し、推定した周期が上限値以上の場合、上限値とし、下限値以下の場合、前記制御部に送受信ユニットの切り換えを通知する請求項１から５のいずれかに記載の無線装置であり、通常動作の送受信ユニットが正常な場合、長い点検の周期の推定に対し、上限値を設定することにより、より確実に故障する前に点検を実施することができ、また特性劣化した場合、短い点検の周期の推定に対し、下限値を設定することにより、故障する前に確実に他の送受信ユニットに切り換えることができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、前記制御部は、通常動作において、１つの送受信ユニットへの電源電圧の供給を停止する請求項１から６のいずれかに記載の無線装置であり、動作時における発熱などによる特性劣化に与える影響を軽減し、正常な送受信ユニットを保持することができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、前記制御部は、電源電圧供給時に、前記少なくとも２つの送受信ユニットのいずれか１つの送受信ユニットを選択する請求項１から７のいずれかに記載の無線装置であり、電源電圧が供給された場合に最も良い状態の送受信ユニットを選択することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明は、送受信用のアンテナと、このアンテナから送信するための送信信号を生成する送信部と前記送信信号の周波数帯域とは異なる受信信号を前記アンテナから受信してベースバンド信号に変換する受信部とからなる少なくとも２つの送受信ユニットと、前記送信部からの送信信号を前記受信部に入力して点検を実施する点検経路部と、前記点検を制御する制御部とからなる無線装置であって、
前記制御部は、予め情報を記憶すると共に、前記点検の結果を記憶する記憶部と、前記情報と前記点検の結果とを比較する比較部と、前記記憶部の情報および点検の結果とを基に特性劣化または経年変化を推定し、点検の周期を決定する推定部とを備え、前記比較部の結果に基づいて送受信ユニットの切り換えおよび前記推定部が決定する周期で点検を制御する無線装置であり、一方の送受信ユニットを用いて、他の送受信ユニットを点検し、この点検結果に基づいて経年変化特性を含む特性劣化傾向を算出し、予め記憶部に記憶された基準値とを比較して、故障する前に他の送受信ユニットに切り換えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００２１】
本実施の形態において、説明を簡潔にするため、２つの送受信ユニットからなる無線装置について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態における無線装置の構成を示すブロック図である。
図1に示す無線装置は、信号を送受信するアンテナ３と、アンテナ３から送受信する信号の変復調を行う無線部１と、点検動作を制御する制御部２と、電源電圧を供給する電源部３７と、送信部からの信号を受信部に入力する点検経路部３８とから構成される。そして無線部１は、送信部６と受信部７からなる送受信ユニット４と、送信部８と受信部９からなる送受信ユニット５と、２つの送受信ユニット４、５のいずれかを選択する第３のスイッチ１３と、送受信信号の不要波を除去するフィルタ１４とを備え、点検経路部３８は、送信部または受信部のいずれかを選択する第１スイッチ１０および第２のスイッチ１１と、入力信号を減衰させるフィルタ型減衰器１２とを備えている。さらに制御部２は、予め情報を記憶すると共に、点検の結果を記憶する記憶部１５と、初期値である出荷時の点検結果、正常な状態における切り換え判定値などの情報および点検の結果に基づいて性能劣化または経年変化などを推定し、点検の周期を決定する推定部１７と、情報と点検の結果とを比較する比較部１６とを備えている。
【００２３】
図２は、無線部の送受信ユニットの構成を示すブロック図である。
【００２４】
図２に示す送受信ユニットの送信部６、８は、制御部２からのベースバンド信号を変調する変調部２１、３０と、アンテナ３から送信するために電力増幅する駆動部２２、２９とから構成され、受信部７、９は、アンテナ３から受信したＲＦ信号を増幅する低雑音増幅部２４、３２と、受信したＲＦ信号の周波数帯域を変換する乗算器２５、３３と、不要波を抑制するフィルタ２６、３４と、信号を増幅する増幅部２７、３５と、ベースバンド信号に変換する検波部２８、３６、送信部および受信部に入力する局部発振部２３、３１とから構成される。
【００２５】
本発明の無線装置の動作としては、電源電圧供給時の送受信ユニットの選択動作、選択後の通常動作、所定の周期で実施される点検動作がある。
【００２６】
先ず、通常動作としての基本動作について説明する。なお基本動作については、２つの送受信ユニットは同様の動作であるため、一方の送受信ユニット４について説明する。
【００２７】
制御部２は、送信するためのベースバンド信号を出力する前または略同時に制御信号を出力し、局部発振部２３からの通常動作用の発振周波数ｆｓの信号に切り換えまたは調整すると共に、駆動部２２を所定の利得に設定する。そして第１のスイッチ１０が送信部６、第３のスイッチ１３が送受信ユニット４を選択するように切り換え、送信部６からのＲＦ信号がアンテナ３から出力されるように制御する。
【００２８】
一方、制御部２から出力されるベースバンド信号が送受信ユニット４の送信部６に入力されると、ベースバンド信号は、送信部６の変調部２１により、局部発振部２３からの発振周波数ｆｓの信号に基づいて変調される。この変調されたＲＦ信号は、駆動部２３により、制御部２から制御された所定の利得で電力増幅され、所定の電力レベルの出力信号に変換される。
【００２９】
そして、この所定の電力レベルに変換された出力信号は、第１のスイッチ１０および第３のスイッチ１３を介して、フィルタ１４に入力され、出力信号に含まれる不要波が抑制された後、アンテナ３から出射され、送信動作が完了する。そしてこの送信動作が完了すると、制御部２は、アンテナ３から受信するＲＦ信号が受信部７に入力されるように、第１のスイッチ１０を制御し、受信部７を選択するように切り換える。
【００３０】
アンテナ３から受信したＲＦ信号は、フィルタ１４により、不要波が抑制され、第３のスイッチ１３、第１のスイッチ１０を介して送受信ユニット４の受信部７に入力される。受信部７に入力されたＲＦ信号は、低雑音増幅部２４で増幅され、乗算器２５により、局部発振部２３からの発振周波数ｆｏの信号に基づいて、増幅されたＲＦ信号の周波数と局部発振部からの周波数ｆｏとの和と差の周波数の信号が出力され、フィルタ２６により差の周波数のＩＦ信号が選択される。その結果、ＲＦ信号はＩＦ信号に変換され、ダウンコンバートされる。そしてＩＦ信号は、増幅部２７により増幅された後、検波部２８でベースバンド信号として復調される。また検波部２８は、受信信号強度表示（以下ＲＳＳＩと称す）電圧の信号を検知し、ベースバンド信号およびＲＳＳＩ電圧の信号を制御部２に出力する。なお、通常動作においては、１つの送受信ユニットに電源を供給すればよく、電源が供給されない送受信ユニットは、発熱などの影響による特性劣化を軽減することができ、正常な送受信ユニットとして保持することができる。
【００３１】
次に、無線装置への電源電圧供給時における送受信ユニットの選択動作について説明する。
【００３２】
無線装置に電源電圧が供給されると、すべての送受信ユニットに電源電圧が供給され、送受信ユニットの選択動作が開始される。この送受信ユニットの選択動作において、制御部２は、第１のスイッチ１０および第２のスイッチ１１を制御し、送受信ユニット４の送信部６からのＲＦ信号を送受信ユニット５の受信部９へ、送受信ユニット５の送信部８からのＲＦ信号を送受信ユニット４の受信部７へ送信するように制御する。そして送信部６、８に入力される局部発振部２３、３１の信号の発振周波数を制御し、通常動作における送信部６、８からの周波数帯域とは異なるＲＦ信号を受信部７、９に入力する。さらに制御部２は、この選択動作の結果に基づいて、１つの送受信ユニットを選択する。
【００３３】
以下、詳細な動作について説明する。
【００３４】
無線装置に電源電圧が供給されると、制御部２は、一方の送受信ユニット４に備えられた局部発振部２３からの通常動作用の発振周波数ｆｓの信号を発振周波数ｆｏの信号に切り換えまたは調整し、駆動部２２の利得を制御する共に、第１のスイッチ１０が送受信ユニット４の送信部６、第２のスイッチ１１が送受信ユニット５の受信部９を選択するように切り換える。また制御部２は、駆動部２２の利得において、例えば、３つの異なる電力レベルの信号を出力するように制御する。ここでは、３つの異なる電力レベルとしているが、この限りでない。また局部発振部の発振周波数ｆｏによる送信部からのＲＦ信号の周波数帯域は、通常動作において、受信部が受信する信号の周波数帯域である。
【００３５】
制御部２は、この３つの電力レベルにおいて、例えば、最大電力レベルＡ１、所定電力レベルＡ２、最小電力レベルＡ３とし、最大電力レベルＡ１>所定電力レベルＡ２>最小電力レベルＡ３の条件で一方の送受信ユニットに備えられた送信部から設定条件の電力レベルのＲＦ信号を他方の送受信ユニットに備えられた受信部に入力するように制御する。ここで、最大電力レベルＡ１、所定電力レベルＡ２、最小電力レベルＡ３とすることにより、駆動部２２の直線性を点検することができる。
【００３６】
制御部２から出力されるベースバンド信号が送受信ユニット４の送信部６に入力されると、ベースバンド信号は、送信部６の変調部２１により、局部発振部２３から出力される発振周波数ｆｏの信号に基づいて変調される。この変調されたＲＦ信号は、駆動部２２により、例えば、制御部２から制御された最大利得Ａ１で電力増幅され、最大電力レベルＡ１のＲＦ信号に変換される。
【００３７】
そして、最大電力レベルＡ１のＲＦ信号は、第１のスイッチ１０を通じてフィルタ型減衰器１２に入力され、１０ｄＢから３０ｄＢ減衰されたＲＦ信号に変換される。この減衰したＲＦ信号は、第２のスイッチ１１を介して、他の送受信ユニット５の受信部９に入力される。
【００３８】
受信部９に入力されたＲＦ信号は、低雑音増幅部３２で増幅され、乗算器３３により局部発振部３１からの発振周波数ｆｏの信号に基づいて、増幅されたＲＦ信号の周波数と局部発振部３１からの信号の発振周波数ｆｏとの和と差の周波数の信号が出力され、フィルタ３４により差のＩＦ信号が選択される。その結果、ＲＦ信号はＩＦ信号に変換され、ダウンコンバートされる。そしてＩＦ信号は、増幅部３５により増幅された後、検波部３６によりベーバンド信号に復調されると共に、ＲＳＳＩ電圧の信号に変換され、制御部２に入力される。ここで、ＲＳＳＩ電圧の信号は、制御部２のＡＤ変換部（図示せず）により、デジタル信号に変換され、記憶部１５に記憶、蓄積される。以下、所定電力レベルＡ２および最小電力レベルＡ３においても同様の動作を繰り返し、記憶部１５に記憶、蓄積される。
【００３９】
次に、他方の送信部からのＲＦ信号を一方の受信部に入力する動作について説明する。
【００４０】
制御部２は、送受信ユニット５に備えられた局部発振部３１の通常動作用の発振周波数ｆｓを発振周波数ｆｏに切り換えまたは調整し、駆動部２９の利得を制御する共に、第２のスイッチ１１が送受信ユニット５の送信部８、第１のスイッチ１０が送受信ユニット４の受信部７を選択するように切り換える。そして制御部２は、送受信ユニット５に備えられた駆動部２９の利得を制御し、３つの異なる電力レベルの信号を出力するように制御する。
【００４１】
制御部２は、この３つの電力レベルにおいて、例えば、最大電力レベルＢ１、所定電力レベルＢ２、最小電力レベルＢ３とし、最大電力レベルＢ１>所定電力レベルＢ２>最小電力レベルＢ３の条件で一方の送受信ユニットの送信部から設定条件の電力レベルのＲＦ信号を他方の送受信ユニットの受信部に入力するように制御する。ここで、異なる駆動部における利得は、Ａ１＝Ｂ１、Ａ２＝Ｂ２、Ａ３＝Ｂ３の同条件とする。同様に局部発振部の発振周波数ｆｏによる送信部からのＲＦ信号の周波数帯域は、通常動作において、受信部が受信する周波数帯域である。
【００４２】
制御部２から出力されるベースバンド信号が送受信ユニット５の送信部８に入力されると、ベースバンド信号は、送信部８の変調部３０により、局部発振部３１から出力される発振周波数ｆｏの信号に基づいて変調される。この変調されたＲＦ信号は、駆動部２９により、例えば、制御部２から制御される最大利得Ｂ１で電力増幅され、最大電力レベルＢ１のＲＦ信号に変換される。
【００４３】
そして、最大電力レベルＢ１のＲＦ信号は、第２のスイッチ１１を通じてフィルタ型減衰器１２に入力され、１０ｄＢから３０ｄＢ減衰されたＲＦ信号に変換される。この減衰された信号は、第１のスイッチ１０を介して、他の送受信ユニット４の受信部７に入力される。
【００４４】
受信部７に入力されたＲＦ信号は、低雑音増幅部２４で増幅され、乗算器２５により局部発振部２３からの発振周波数ｆｏの信号に基づいて、増幅されたＲＦ信号の周波数と局部発振部２３からの信号の発振周波数ｆｏとの和と差の周波数の信号が出力され、フィルタ部２６により差のＩＦ信号が選択される。その結果、ＲＦ信号はＩＦ信号に変換され、ダウンコンバートされる。そしてＩＦ信号は、増幅部２７により増幅された後、検波部２８によりベーバンド信号に復調されると共に、ＲＳＳＩ電圧の信号に変換され、制御部２に入力される。そしてＲＳＳＩ電圧の信号は、制御部２のＡＤ変換部（図示せず）により、デジタル信号に変換され、記憶部１５に記憶、蓄積される。以下、所定電力レベルＢ２および最小電力レベルＢ３においても同様の動作を繰り返し、記憶部１５に記憶、蓄積される。
【００４５】
以上の動作において、制御部２は、記憶部１５に記憶された送受信ユニット４の最大電力レベルＡ１から最小電力レベルＡ３、送受信ユニット５の最大電力レベルＢ１から最小電力レベルＢ３に対応するＲＳＳＩ電圧と、予め記憶部１５に記憶された出荷時の点検の結果または正常な状態における切り換え判定値とを比較部１６により比較し、より大きなＲＳＳＩ電圧の送受信ユニットを選択し、通常動作用として動作させる。なお、制御部２は、選択動作の完了後、通常動作用を除く他の送受信ユニットへの電源電圧供給を停止するように制御する。また、送受信ユニット４の送信部６から送信され、記憶部１５に記憶されたＲＳＳＩ電圧と送受信ユニット５の送信部８から送信され、記憶部１６に記憶されたＲＳＳＩ電圧とを比較部１６により相対比較され、この比較結果に基づいて、制御部２は、２つの送受信ユニット４、５のいずれか一方を選択し、通常動作用として動作させてもよい。
【００４６】
以上の構成により、電源電圧が供給された場合に最も良い状態の送受信ユニットを選択することができる。またＲＳＳＩ電圧を採用することにより、無線装置としての基本性能を正確に判定することができる。さらに受信部が受信する同一の周波数帯域の信号を所定の送信電力レベルに変換し、送信部から受信部に入力することができるため、点検動作において、正確な結果を得ることができる。
【００４７】
次に、推定部が決定する周期で実施される点検動作について説明する。
【００４８】
先ず、最初の点検は、上限値の周期で実施される。
【００４９】
制御部２は、推定部１７が決定する周期で点検動作を制御する。制御部２は、通常動作状態にある一方の送受信ユニットの受信部にアンテナ３からの受信信号が無いことを確認し、他の送受信ユニットに電源電圧を供給し、点検動作を実施する。
【００５０】
なお、点検動作中において、制御部２は、アンテナ３から信号を受信した場合、選択されている受信部にアンテナ３からの信号が入力されるように第３のスイッチ１３を制御することにより、アンテナ３から受信信号の有無が確認できる。
【００５１】
点検動作中において、アンテナ３からの信号を受信した場合は、点検動作を停止し、通常動作を実施する。例えば、アンテナ３から受信する信号の有無は、受信部でベースバンド信号に変化された後、制御部２で信号の誤り検出やＲＳＳＩ電圧の異常値により、検出するとこができる。
【００５２】
以下、点検動作について説明する。
【００５３】
例えば、通常動作において、送受信ユニット４が選択されている場合の点検動作について説明する。
【００５４】
先ず、制御部２は、すべての送受信ユニットに電源電圧を供給し、送受信ユニットの点検動作が開始される。この通常動作状態の送受信ユニット４の点検動作において、制御部２は、第２のスイッチ１１を、送受信ユニット４の送信部６からのＲＦ信号を送受信ユニット５の受信部９に入力するように制御する。また点検動作中にアンテナ３からの受信信号の有無が確認できるように選択された送受信ユニット５の受信部９に入力できるように第３のスイッチ１３を制御する。さらに送信部６に入力される局部発振部２３の信号の発振周波数を制御し、通常動作における送信部６からの周波数帯域とは異なるＲＦ信号を受信部９に入力する。
【００５５】
以下、詳細な動作について説明する。
【００５６】
制御部２は、送受信ユニット４に備えられた局部発振部２３の通常動作用の発振周波数ｆｓを発振周波数ｆｏに切り換えまたは調整し、駆動部２２の利得を制御する共に、第１のスイッチ１０が送受信ユニット４の送信部６、第２のスイッチ１１が送受信ユニット５の受信部９、第３のスイッチ１３が送受信ユニット５を選択するように切り換える。また制御部２は、駆動部２２の利得において、例えば、３つの異なる電力レベルの信号を出力するように制御する。ここでは、３つの異なる電力レベルとしているが、この限りでない。また局部発振部の発振周波数ｆｏによる送信部からのＲＦ信号の周波数帯域は、通常動作において、受信部が受信する周波数帯域である。
【００５７】
制御部２は、この３つの電力レベルにおいて、例えば、最大電力レベルＡ１、所定電力レベルＡ２、最小電力レベルＡ３とし、最大電力レベルＡ１>所定電力レベルＡ２>最小電力レベルＡ３の条件で一方の送受信ユニットに備えられた送信部から設定条件の電力レベルのＲＦ信号を他方の送受信ユニットに備えられた受信部に入力する。ここで、最大電力レベルＡ１、所定電力レベルＡ２、最小電力レベルＡ３とすることにより、駆動部２２の直線性を点検することができる。
【００５８】
制御部２から出力されるベースバンド信号が送受信ユニット４の送信部６に入力されると、ベースバンド信号は、送信部６の変調部２１により、局部発振部２３から出力される発振周波数ｆｏの信号に基づいて変調される。この変調されたＲＦ信号は、駆動部２２により、例えば、制御部２から制御された最大利得Ａ１で電力増幅され、最大電力レベルＡ１のＲＦ信号に変換される。
【００５９】
そして、最大電力レベルＡ１のＲＦ信号は、第１のスイッチ１０を通じてフィルタ型減衰器１２に入力され、１０ｄＢから３０ｄＢ減衰されたＲＦ信号が得られる。この減衰したＲＦ信号は、第２のスイッチ１１を介して、他の送受信ユニット５の受信部９に入力される。ここで、第１のスイッチ１０、第２のスイッチ１１およびフィルタ型減衰器１２からなる点検経路部３８により、通常動作の機能を損なわずに送信部からの信号をフィルタ型減衰器で減衰させ、受信側に入力することができるため、点検動作の正確な結果を得ることができる。
【００６０】
受信部９に入力されたＲＦ信号は、低雑音増幅部３２で増幅され、乗算器３３により局部発振部３１からの発振周波数ｆｏの信号に基づいて、増幅されたＲＦ信号の周波数と局部発振部３１からの信号の発振周波数ｆｏとの和と差の周波数の信号が出力され、フィルタ３４により差のＩＦ信号が選択される。その結果、ＲＦ信号はＩＦ信号に変換され、ダウンコンバートされる。そしてＩＦ信号は、増幅部３５により増幅された後、検波部３６によりベーバンド信号に復調されると共に、ＲＳＳＩ電圧の信号に変換され、制御部２に入力される。
【００６１】
そして、ＲＳＳＩ電圧の信号は、制御部２のＡＤ変換部（図示せず）により、デジタル信号に変換され、記憶部１５に記憶、蓄積される。以下、所定電力レベルＡ２および最小電力レベルＡ３においても同様の動作を繰り返し、記憶部１５に記憶、蓄積される。
【００６２】
次に、他方の送信部からＲＦ信号を一方の受信部入力する。
【００６３】
制御部２は、送受信ユニット５に備えられた局部発振部３１の通常動作用の発振周波数ｆｓを発振周波数ｆｏに切り換えまたは調整し、駆動部２９の利得を制御する共に、第２のスイッチ１１が送受信ユニット５の送信部８、第１のスイッチ１０が送受信ユニット４の受信部７を選択するように切り換える。そして制御部２は、送受信ユニット５に備えられた駆動部２９の利得を制御し、３つの異なる電力レベルの信号を出力するように制御する。ここで、制御部２は、この３つの電力レベルにおいて、例えば、最大電力レベルＢ１、所定電力レベルＢ２、最小電力レベルＢ３とし、最大電力レベルＢ１>所定電力レベルＢ２>最小電力レベルＢ３の条件で一方の送受信ユニットの送信部から設定条件の電力レベルのＲＦ信号を他方の送受信ユニットの受信部に入力するように制御する。なお、異なる駆動部における利得はＡ１＝Ｂ１、Ａ２＝Ｂ２、Ａ３＝Ｂ３の同条件とする。同様に局部発振部の発振周波数ｆｏによる送信部からのＲＦ信号の周波数帯域は、通常動作において、受信部が受信する周波数帯域である。
【００６４】
制御部２から出力されるベースバンド信号が送受信ユニット５の送信部８に入力されると、ベースバンド信号は、送信部８の変調部３０により、局部発振部３１から出力される発振周波数ｆｏの信号に基づいて変調される。この変調されたＲＦ信号は、駆動部２９により、例えば、制御部２から制御される最大利得Ｂ１で電力増幅され、最大電力レベルＢ１のＲＦ信号に変換される。
【００６５】
そして、最大電力レベルＢ１のＲＦ信号は、第２のスイッチ１１を通じてフィルタ型減衰器１２に入力され、１０ｄＢから３０ｄＢ減衰されたＲＦ信号に変換される。この減衰された信号は、第１のスイッチ１０を介して、他の送受信ユニット４の受信部７に入力される。
【００６６】
受信部７に入力されたＲＦ信号は、低雑音増幅部２４で増幅され、乗算器２５により局部発振部２３からの発振周波数ｆｏの信号に基づいて、増幅されたＲＦ信号の周波数と局部発振部２３からの信号の発振周波数ｆｏとの和と差の周波数の信号が出力され、フィルタ部２６により差のＩＦ信号が選択される。その結果、ＲＦ信号はＩＦ信号に変換され、ダウンコンバートされる。そしてＩＦ信号は、増幅部２７により増幅された後、検波部２８によりベーバンド信号に復調されると共に、ＲＳＳＩ電圧の信号に変換され、制御部２に入力される。そしてＲＳＳＩ電圧の信号は、制御部２のＡＤ変換部（図示せず）により、デジタル信号に変換され、記憶部１５に記憶、蓄積される。以下、所定電力レベルＢ２および最小電力レベルＢ３においても同様の動作を繰り返し、記憶部１５に記憶、蓄積される。
【００６７】
そして、比較部１６は、記憶部１５に記憶された通常動作としての送受信ユニット４の最大電力レベルＡ１から最小電力レベルＡ３に対応するＲＳＳＩ電圧と、予め記憶部１５に記憶された判定値とを比較する。この比較した結果、判定値以下の場合、他の送受信ユニットへの切り換えを制御部２に通知する。そして制御部２は、他の送受信ユニットに切り換えを行い、残りすべての送受信ユニットにおいて、電源電圧の供給を停止する。しかし比較した結果が、判定値以上の場合は、推定部１７により、記憶部１５に記憶された通常動作としての送受信ユニット４の最大電力レベルＡ１から最小電力レベルＡ３に対応するＲＳＳＩ電圧と、予め記憶部１５に記憶された情報としての出荷時の点検結果および切り換え判定値とを基に特性劣化または経年変化を推定し、次の点検の周期が推定される。この推定される点検の周期が推定部１７で保有する上限値以上であれば、上限値を次の点検の周期と決定し、この決定された点検の周期で制御部２は、次の点検の動作を制御する。ここで、特性劣化または経年変化をアイリングモデル、アレニウスモデルを用いて推定し、点検の周期を決定してもよい。
【００６８】
また、推定される点検の周期が推定部１７で保有する下限値以下であれば、制御部２に他の送受信ユニットの切り換えを通知する。そして制御部２は他の送受信ユニット５に切り換えを行い、残りすべての送受信ユニットにおいて、電源電圧の供給を停止する。さらに推定される点検の周期が上限値と下限値の間の場合は、その点検の周期と決定し、この決定された点検の周期で制御部２は、点検の動作を制御する。そして選択された送受信ユニットが通常動作を行えるようにスイッチを制御し、残りすべての送受信ユニットにおいて、電源電圧の供給を停止する。ここで、点検の結果を記憶部に記憶、蓄積することにより、推定部での数多くの点検の結果を基に推定することにより、精度を向上させることができる。
【００６９】
また、出荷時の点検の結果または動作可能な状態における切り換え判定値を基に、推定部１７が決定する周期において、正確な診断ができると共に、制御部２は、特性劣化した送受信ユニットを他の送受信ユニットに切り換えることができる。
【００７０】
さらに、通常動作用を除くすべての送受信ユニットにおいて、電源電圧の供給を停止することにより、動作状態における発熱などによる特性劣化への影響を軽減し、正常な送受信ユニットを保持することができる。
【００７１】
そして、推定部１７は、通常動作の送受信ユニットが正常な場合、長い点検の周期の推定に対し、上限値を設定することにより、より確実に故障する前に点検を実施することができ、また特性劣化した場合、短い点検の周期の推定に対し、下限値を設定することにより、故障する前に確実に他の送受信ユニットに切り換えることができる。なお、点検動作の結果または点検動作後の送受信ユニットの切り換え状態をＬＥＤなどで表示し、外部に通知、通報できるようにしてもよい。ここでは、通常動作の送受信ユニットに限定した点検を説明したが、切り換える他の送受信ユニットが正常かどうかを同様の点検を実施し、正常な動作を確認して切り換えてもよい。
【００７２】
以上の構成により、無線装置として必要な構成要素で、自動点検により、性能劣化状態を把握し、点検結果に基づいて、故障する前に他の送受信ユニットに切り換えまたは点検の周期を決定し、制御することができるため、故障後に故障箇所の確認および復旧作業が不要となり、復旧するまでの動作停止状態を回避することができる無線装置を提供することを目的とするものである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
動作可能な状態における切り換え判定値に基づいて、通常動作用の送受信ユニットを他の送受信ユニットに切り換えることができるため、故障修理などが困難な場所に設置されるＥＣＴなどの路側機などに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態における無線装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態における送受信ユニットの構成を示すブロック図
【図３】従来の折り返し試験を可能とした無線装置の構成を示す機能ブロック図
【符号の説明】
【００７５】
１ 無線部
２ デジタル制御部
３ アンテナ
４、５ 送受信ユニット
６、８ 送信部
７、９ 受信部
１０ 第１のスイッチ
１１ 第２のスイッチ
１２ フィルタ型減衰器
１３ 第３のスイッチ
１４、２６，３４ フィルタ
１５ 記憶部
１６ 比較部
１７ 予測部
２１、３０ 変調部
２２、２９ 駆動部
２３、３１ 局部発振部
２４、３２ 低雑音増幅部
２５、３３ 乗算器
２７、３５ 増幅部
２８、３６ 検波部
３７ 電源部
３８ 点検経路部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点検の結果に基づいて、故障する前に他の送受信ユニットに切り換える無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度情報通信網の普及に伴い、回線の信頼度向上と共に、障害時の故障機器の切り分けと復旧作業の迅速な対応が要求されている。
【０００３】
さらに、移動通信基地局間通信用無線装置や衛星通信用小型地球局無線装置などのアンテナと一体化された屋外設置型の経済的な無線装置が開発されている。
【０００４】
このような屋外設置型の無線装置では、保守時に機器性能を評価、確認するため、折り返し試験による自己診断機能が必要となるが、構造上や設置条件上から折り返し試験器等を装置外に取り付けることができず、装置内部に送信出力を受信入力に取り込んで受信中間周波信号に変換する回路が必要となる。
【０００５】
図３は従来の折り返し試験を可能とした無線装置の構成を示す機能ブロック図である。
【０００６】
ホットスタンバイ方式の無線装置内に、送信側から受信側へ、受信側から送信側へと信号を折り返すことができる折り返し経路と、信号発生器とを設け、信号発生器からの試験信号を上記信号折り返し経路を介して伝送し、伝送された試験信号の品質から伝送状態を監視する場合、２系統の信号の一致、不一致を検出する機能を有する同期切り換え器を設け、該同期切り換え器に、該試験信号および折り返し経路を通った試験信号を入力して、折り返し信号の誤りを検出し、その伝送状態を監視するようにする。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２０００−３２４０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の構成では、無線装置として必要な構成要素以外に新たなデータ信号発生器、信号検出器または同期切り換え器の信号比較機能が必要になると共に、故障後に故障箇所を確認し、その故障箇所を別の構成要素に切り換えるという事後処理の対応のため、復旧するまで動作停止状態となるという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するもので、無線装置として必要な構成要素で、自動点検により、性能劣化状態を把握し、点検結果に基づいて、故障する前に他の送受信ユニットに切り換えおよび点検の周期を決定し、制御することができるため、故障後に故障箇所の確認および復旧作業が不要となり、復旧するまでの動作停止状態を回避することができる無線装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、送受信用のアンテナと、このアンテナから送信するための送信信号を生成する送信部と前記送信信号の周波数帯域とは異なる受信信号を前記アンテナから受信してベースバンド信号に変換する受信部とからなる少なくとも２つの送受信ユニットと、前記送信部からの送信信号を前記受信部に入力して点検を実施する点検経路部と、前記点検を制御する制御部とからなる無線装置であって、前記制御部は、予め情報を記憶すると共に、前記点検の結果を記憶する記憶部と、前記情報と前記点検の結果とを比較する比較部と、前記記憶部の情報および点検の結果とを基に特性劣化または経年変化を推定し、点検の周期を決定する推定部とを備え、前記比較部の結果に基づいて送受信ユニットの切り換えおよび前記推定部が決定する周期で点検を制御する無線装置であり、推定部は、記憶部の情報および一方の送受信ユニットを用いて、他の送受信ユニットを点検する結果に基づいて、故障する前の時間的余裕度を判断し、点検の周期を決定するため、故障する前に確実に点検を実施することができ、点検の結果に基づいて、他の送受信ユニットに切り換えることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記情報は、少なくとも出荷時の点検の結果または動作可能な状態における切り換え判定値を含む請求項１に記載の無線装置であり、制御部は、出荷時の点検の結果または正常な状態における切り換え判定値を基に、推定部が決定する周期において、正確な診断ができると共に、特性劣化した送受信ユニットを他の送受信ユニットに切り換えることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記制御部は、前記送信部から出力される送信信号を、前記受信部が受信する同一の周波数帯域に変化させると共に、前記送信信号の電力レベルを制御する請求項１または２のいずれかに記載の無線装置であり、所定の送信電力レベルで受信部が受信する同一の周波数帯域の信号を送信部から受信部に入力することができるため、点検動作による正確な結果を得ることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記点検経路部は、前記送受信ユニットに備えられた送信部または受信部のいずれかを選択する少なくとも２つのスイッチと、入力信号を減衰させるフィルタ型減衰器とを備え、このフィルタ型減衰器を、制御部により選択された送信部と受信部との間に配置し、前記送信部からの送信信号を減衰させ、前記受信部に入力する請求項１から３のいずれかに記載の無線装置であり、少なくとも２つのスイッチとフィルタ型減衰器とからなる点検用経路を構成することができるため、通常動作の機能を損なわずに送信部からの信号をフィルタ型減衰器で減衰させ、受信側に入力することができるため、点検動作の正確な結果を得ることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記記憶部に予め記憶された情報を、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）電圧とした請求項１から４のいずれかに記載の無線装置であり、受信信号強度表示レベルを基準値とすることにより、無線装置としての基本性能を正確に判定することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記推定部は、点検の周期の上限値および下限値を有し、推定した周期が上限値以上の場合、上限値とし、下限値以下の場合、前記制御部に送受信ユニットの切り換えを通知する請求項１から５のいずれかに記載の無線装置であり、通常動作の送受信ユニットが正常な場合、長い点検の周期の推定に対し、上限値を設定することにより、より確実に故障する前に点検を実施することができ、また特性劣化した場合、短い点検の周期の推定に対し、下限値を設定することにより、故障する前に確実に他の送受信ユニットに切り換えることができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、前記制御部は、通常動作において、１つの送受信ユニットへの電源電圧の供給を停止する請求項１から６のいずれかに記載の無線装置であり、動作時における発熱などによる特性劣化に与える影響を軽減し、正常な送受信ユニットを保持することができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、前記制御部は、電源電圧供給時に、前記少なくとも２つの送受信ユニットのいずれか１つの送受信ユニットを選択する請求項１から７のいずれかに記載の無線装置であり、電源電圧が供給された場合に最も良い状態の送受信ユニットを選択することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明は、送受信用のアンテナと、このアンテナから送信するための送信信号を生成する送信部と前記送信信号の周波数帯域とは異なる受信信号を前記アンテナから受信してベースバンド信号に変換する受信部とからなる少なくとも２つの送受信ユニットと、前記送信部からの送信信号を前記受信部に入力して点検を実施する点検経路部と、前記点検を制御する制御部とからなる無線装置であって、
前記制御部は、予め情報を記憶すると共に、前記点検の結果を記憶する記憶部と、前記情報と前記点検の結果とを比較する比較部と、前記記憶部の情報および点検の結果とを基に特性劣化または経年変化を推定し、点検の周期を決定する推定部とを備え、前記比較部の結果に基づいて送受信ユニットの切り換えおよび前記推定部が決定する周期で点検を制御する無線装置であり、一方の送受信ユニットを用いて、他の送受信ユニットを点検し、この点検結果に基づいて経年変化特性を含む特性劣化傾向を算出し、予め記憶部に記憶された基準値とを比較して、故障する前に他の送受信ユニットに切り換えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００２１】
本実施の形態において、説明を簡潔にするため、２つの送受信ユニットからなる無線装置について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態における無線装置の構成を示すブロック図である。
図1に示す無線装置は、信号を送受信するアンテナ３と、アンテナ３から送受信する信号の変復調を行う無線部１と、点検動作を制御する制御部２と、電源電圧を供給する電源部３７と、送信部からの信号を受信部に入力する点検経路部３８とから構成される。そして無線部１は、送信部６と受信部７からなる送受信ユニット４と、送信部８と受信部９からなる送受信ユニット５と、２つの送受信ユニット４、５のいずれかを選択する第３のスイッチ１３と、送受信信号の不要波を除去するフィルタ１４とを備え、点検経路部３８は、送信部または受信部のいずれかを選択する第１スイッチ１０および第２のスイッチ１１と、入力信号を減衰させるフィルタ型減衰器１２とを備えている。さらに制御部２は、予め情報を記憶すると共に、点検の結果を記憶する記憶部１５と、初期値である出荷時の点検結果、正常な状態における切り換え判定値などの情報および点検の結果に基づいて性能劣化または経年変化などを推定し、点検の周期を決定する推定部１７と、情報と点検の結果とを比較する比較部１６とを備えている。
【００２３】
図２は、無線部の送受信ユニットの構成を示すブロック図である。
【００２４】
図２に示す送受信ユニットの送信部６、８は、制御部２からのベースバンド信号を変調する変調部２１、３０と、アンテナ３から送信するために電力増幅する駆動部２２、２９とから構成され、受信部７、９は、アンテナ３から受信したＲＦ信号を増幅する低雑音増幅部２４、３２と、受信したＲＦ信号の周波数帯域を変換する乗算器２５、３３と、不要波を抑制するフィルタ２６、３４と、信号を増幅する増幅部２７、３５と、ベースバンド信号に変換する検波部２８、３６、送信部および受信部に入力する局部発振部２３、３１とから構成される。
【００２５】
本発明の無線装置の動作としては、電源電圧供給時の送受信ユニットの選択動作、選択後の通常動作、所定の周期で実施される点検動作がある。
【００２６】
先ず、通常動作としての基本動作について説明する。なお基本動作については、２つの送受信ユニットは同様の動作であるため、一方の送受信ユニット４について説明する。
【００２７】
制御部２は、送信するためのベースバンド信号を出力する前または略同時に制御信号を出力し、局部発振部２３からの通常動作用の発振周波数ｆｓの信号に切り換えまたは調整すると共に、駆動部２２を所定の利得に設定する。そして第１のスイッチ１０が送信部６、第３のスイッチ１３が送受信ユニット４を選択するように切り換え、送信部６からのＲＦ信号がアンテナ３から出力されるように制御する。
【００２８】
一方、制御部２から出力されるベースバンド信号が送受信ユニット４の送信部６に入力されると、ベースバンド信号は、送信部６の変調部２１により、局部発振部２３からの発振周波数ｆｓの信号に基づいて変調される。この変調されたＲＦ信号は、駆動部２３により、制御部２から制御された所定の利得で電力増幅され、所定の電力レベルの出力信号に変換される。
【００２９】
そして、この所定の電力レベルに変換された出力信号は、第１のスイッチ１０および第３のスイッチ１３を介して、フィルタ１４に入力され、出力信号に含まれる不要波が抑制された後、アンテナ３から出射され、送信動作が完了する。そしてこの送信動作が完了すると、制御部２は、アンテナ３から受信するＲＦ信号が受信部７に入力されるように、第１のスイッチ１０を制御し、受信部７を選択するように切り換える。
【００３０】
アンテナ３から受信したＲＦ信号は、フィルタ１４により、不要波が抑制され、第３のスイッチ１３、第１のスイッチ１０を介して送受信ユニット４の受信部７に入力される。受信部７に入力されたＲＦ信号は、低雑音増幅部２４で増幅され、乗算器２５により、局部発振部２３からの発振周波数ｆｏの信号に基づいて、増幅されたＲＦ信号の周波数と局部発振部からの周波数ｆｏとの和と差の周波数の信号が出力され、フィルタ２６により差の周波数のＩＦ信号が選択される。その結果、ＲＦ信号はＩＦ信号に変換され、ダウンコンバートされる。そしてＩＦ信号は、増幅部２７により増幅された後、検波部２８でベースバンド信号として復調される。また検波部２８は、受信信号強度表示（以下ＲＳＳＩと称す）電圧の信号を検知し、ベースバンド信号およびＲＳＳＩ電圧の信号を制御部２に出力する。なお、通常動作においては、１つの送受信ユニットに電源を供給すればよく、電源が供給されない送受信ユニットは、発熱などの影響による特性劣化を軽減することができ、正常な送受信ユニットとして保持することができる。
【００３１】
次に、無線装置への電源電圧供給時における送受信ユニットの選択動作について説明する。
【００３２】
無線装置に電源電圧が供給されると、すべての送受信ユニットに電源電圧が供給され、送受信ユニットの選択動作が開始される。この送受信ユニットの選択動作において、制御部２は、第１のスイッチ１０および第２のスイッチ１１を制御し、送受信ユニット４の送信部６からのＲＦ信号を送受信ユニット５の受信部９へ、送受信ユニット５の送信部８からのＲＦ信号を送受信ユニット４の受信部７へ送信するように制御する。そして送信部６、８に入力される局部発振部２３、３１の信号の発振周波数を制御し、通常動作における送信部６、８からの周波数帯域とは異なるＲＦ信号を受信部７、９に入力する。さらに制御部２は、この選択動作の結果に基づいて、１つの送受信ユニットを選択する。
【００３３】
以下、詳細な動作について説明する。
【００３４】
無線装置に電源電圧が供給されると、制御部２は、一方の送受信ユニット４に備えられた局部発振部２３からの通常動作用の発振周波数ｆｓの信号を発振周波数ｆｏの信号に切り換えまたは調整し、駆動部２２の利得を制御する共に、第１のスイッチ１０が送受信ユニット４の送信部６、第２のスイッチ１１が送受信ユニット５の受信部９を選択するように切り換える。また制御部２は、駆動部２２の利得において、例えば、３つの異なる電力レベルの信号を出力するように制御する。ここでは、３つの異なる電力レベルとしているが、この限りでない。また局部発振部の発振周波数ｆｏによる送信部からのＲＦ信号の周波数帯域は、通常動作において、受信部が受信する信号の周波数帯域である。
【００３５】
制御部２は、この３つの電力レベルにおいて、例えば、最大電力レベルＡ１、所定電力レベルＡ２、最小電力レベルＡ３とし、最大電力レベルＡ１>所定電力レベルＡ２>最小電力レベルＡ３の条件で一方の送受信ユニットに備えられた送信部から設定条件の電力レベルのＲＦ信号を他方の送受信ユニットに備えられた受信部に入力するように制御する。ここで、最大電力レベルＡ１、所定電力レベルＡ２、最小電力レベルＡ３とすることにより、駆動部２２の直線性を点検することができる。
【００３６】
制御部２から出力されるベースバンド信号が送受信ユニット４の送信部６に入力されると、ベースバンド信号は、送信部６の変調部２１により、局部発振部２３から出力される発振周波数ｆｏの信号に基づいて変調される。この変調されたＲＦ信号は、駆動部２２により、例えば、制御部２から制御された最大利得Ａ１で電力増幅され、最大電力レベルＡ１のＲＦ信号に変換される。
【００３７】
そして、最大電力レベルＡ１のＲＦ信号は、第１のスイッチ１０を通じてフィルタ型減衰器１２に入力され、１０ｄＢから３０ｄＢ減衰されたＲＦ信号に変換される。この減衰したＲＦ信号は、第２のスイッチ１１を介して、他の送受信ユニット５の受信部９に入力される。
【００３８】
受信部９に入力されたＲＦ信号は、低雑音増幅部３２で増幅され、乗算器３３により局部発振部３１からの発振周波数ｆｏの信号に基づいて、増幅されたＲＦ信号の周波数と局部発振部３１からの信号の発振周波数ｆｏとの和と差の周波数の信号が出力され、フィルタ３４により差のＩＦ信号が選択される。その結果、ＲＦ信号はＩＦ信号に変換され、ダウンコンバートされる。そしてＩＦ信号は、増幅部３５により増幅された後、検波部３６によりベーバンド信号に復調されると共に、ＲＳＳＩ電圧の信号に変換され、制御部２に入力される。ここで、ＲＳＳＩ電圧の信号は、制御部２のＡＤ変換部（図示せず）により、デジタル信号に変換され、記憶部１５に記憶、蓄積される。以下、所定電力レベルＡ２および最小電力レベルＡ３においても同様の動作を繰り返し、記憶部１５に記憶、蓄積される。
【００３９】
次に、他方の送信部からのＲＦ信号を一方の受信部に入力する動作について説明する。
【００４０】
制御部２は、送受信ユニット５に備えられた局部発振部３１の通常動作用の発振周波数ｆｓを発振周波数ｆｏに切り換えまたは調整し、駆動部２９の利得を制御する共に、第２のスイッチ１１が送受信ユニット５の送信部８、第１のスイッチ１０が送受信ユニット４の受信部７を選択するように切り換える。そして制御部２は、送受信ユニット５に備えられた駆動部２９の利得を制御し、３つの異なる電力レベルの信号を出力するように制御する。
【００４１】
制御部２は、この３つの電力レベルにおいて、例えば、最大電力レベルＢ１、所定電力レベルＢ２、最小電力レベルＢ３とし、最大電力レベルＢ１>所定電力レベルＢ２>最小電力レベルＢ３の条件で一方の送受信ユニットの送信部から設定条件の電力レベルのＲＦ信号を他方の送受信ユニットの受信部に入力するように制御する。ここで、異なる駆動部における利得は、Ａ１＝Ｂ１、Ａ２＝Ｂ２、Ａ３＝Ｂ３の同条件とする。同様に局部発振部の発振周波数ｆｏによる送信部からのＲＦ信号の周波数帯域は、通常動作において、受信部が受信する周波数帯域である。
【００４２】
制御部２から出力されるベースバンド信号が送受信ユニット５の送信部８に入力されると、ベースバンド信号は、送信部８の変調部３０により、局部発振部３１から出力される発振周波数ｆｏの信号に基づいて変調される。この変調されたＲＦ信号は、駆動部２９により、例えば、制御部２から制御される最大利得Ｂ１で電力増幅され、最大電力レベルＢ１のＲＦ信号に変換される。
【００４３】
そして、最大電力レベルＢ１のＲＦ信号は、第２のスイッチ１１を通じてフィルタ型減衰器１２に入力され、１０ｄＢから３０ｄＢ減衰されたＲＦ信号に変換される。この減衰された信号は、第１のスイッチ１０を介して、他の送受信ユニット４の受信部７に入力される。
【００４４】
受信部７に入力されたＲＦ信号は、低雑音増幅部２４で増幅され、乗算器２５により局部発振部２３からの発振周波数ｆｏの信号に基づいて、増幅されたＲＦ信号の周波数と局部発振部２３からの信号の発振周波数ｆｏとの和と差の周波数の信号が出力され、フィルタ部２６により差のＩＦ信号が選択される。その結果、ＲＦ信号はＩＦ信号に変換され、ダウンコンバートされる。そしてＩＦ信号は、増幅部２７により増幅された後、検波部２８によりベーバンド信号に復調されると共に、ＲＳＳＩ電圧の信号に変換され、制御部２に入力される。そしてＲＳＳＩ電圧の信号は、制御部２のＡＤ変換部（図示せず）により、デジタル信号に変換され、記憶部１５に記憶、蓄積される。以下、所定電力レベルＢ２および最小電力レベルＢ３においても同様の動作を繰り返し、記憶部１５に記憶、蓄積される。
【００４５】
以上の動作において、制御部２は、記憶部１５に記憶された送受信ユニット４の最大電力レベルＡ１から最小電力レベルＡ３、送受信ユニット５の最大電力レベルＢ１から最小電力レベルＢ３に対応するＲＳＳＩ電圧と、予め記憶部１５に記憶された出荷時の点検の結果または正常な状態における切り換え判定値とを比較部１６により比較し、より大きなＲＳＳＩ電圧の送受信ユニットを選択し、通常動作用として動作させる。なお、制御部２は、選択動作の完了後、通常動作用を除く他の送受信ユニットへの電源電圧供給を停止するように制御する。また、送受信ユニット４の送信部６から送信され、記憶部１５に記憶されたＲＳＳＩ電圧と送受信ユニット５の送信部８から送信され、記憶部１６に記憶されたＲＳＳＩ電圧とを比較部１６により相対比較され、この比較結果に基づいて、制御部２は、２つの送受信ユニット４、５のいずれか一方を選択し、通常動作用として動作させてもよい。
【００４６】
以上の構成により、電源電圧が供給された場合に最も良い状態の送受信ユニットを選択することができる。またＲＳＳＩ電圧を採用することにより、無線装置としての基本性能を正確に判定することができる。さらに受信部が受信する同一の周波数帯域の信号を所定の送信電力レベルに変換し、送信部から受信部に入力することができるため、点検動作において、正確な結果を得ることができる。
【００４７】
次に、推定部が決定する周期で実施される点検動作について説明する。
【００４８】
先ず、最初の点検は、上限値の周期で実施される。
【００４９】
制御部２は、推定部１７が決定する周期で点検動作を制御する。制御部２は、通常動作状態にある一方の送受信ユニットの受信部にアンテナ３からの受信信号が無いことを確認し、他の送受信ユニットに電源電圧を供給し、点検動作を実施する。
【００５０】
なお、点検動作中において、制御部２は、アンテナ３から信号を受信した場合、選択されている受信部にアンテナ３からの信号が入力されるように第３のスイッチ１３を制御することにより、アンテナ３から受信信号の有無が確認できる。
【００５１】
点検動作中において、アンテナ３からの信号を受信した場合は、点検動作を停止し、通常動作を実施する。例えば、アンテナ３から受信する信号の有無は、受信部でベースバンド信号に変化された後、制御部２で信号の誤り検出やＲＳＳＩ電圧の異常値により、検出するとこができる。
【００５２】
以下、点検動作について説明する。
【００５３】
例えば、通常動作において、送受信ユニット４が選択されている場合の点検動作について説明する。
【００５４】
先ず、制御部２は、すべての送受信ユニットに電源電圧を供給し、送受信ユニットの点検動作が開始される。この通常動作状態の送受信ユニット４の点検動作において、制御部２は、第２のスイッチ１１を、送受信ユニット４の送信部６からのＲＦ信号を送受信ユニット５の受信部９に入力するように制御する。また点検動作中にアンテナ３からの受信信号の有無が確認できるように選択された送受信ユニット５の受信部９に入力できるように第３のスイッチ１３を制御する。さらに送信部６に入力される局部発振部２３の信号の発振周波数を制御し、通常動作における送信部６からの周波数帯域とは異なるＲＦ信号を受信部９に入力する。
【００５５】
以下、詳細な動作について説明する。
【００５６】
制御部２は、送受信ユニット４に備えられた局部発振部２３の通常動作用の発振周波数ｆｓを発振周波数ｆｏに切り換えまたは調整し、駆動部２２の利得を制御する共に、第１のスイッチ１０が送受信ユニット４の送信部６、第２のスイッチ１１が送受信ユニット５の受信部９、第３のスイッチ１３が送受信ユニット５を選択するように切り換える。また制御部２は、駆動部２２の利得において、例えば、３つの異なる電力レベルの信号を出力するように制御する。ここでは、３つの異なる電力レベルとしているが、この限りでない。また局部発振部の発振周波数ｆｏによる送信部からのＲＦ信号の周波数帯域は、通常動作において、受信部が受信する周波数帯域である。
【００５７】
制御部２は、この３つの電力レベルにおいて、例えば、最大電力レベルＡ１、所定電力レベルＡ２、最小電力レベルＡ３とし、最大電力レベルＡ１>所定電力レベルＡ２>最小電力レベルＡ３の条件で一方の送受信ユニットに備えられた送信部から設定条件の電力レベルのＲＦ信号を他方の送受信ユニットに備えられた受信部に入力する。ここで、最大電力レベルＡ１、所定電力レベルＡ２、最小電力レベルＡ３とすることにより、駆動部２２の直線性を点検することができる。
【００５８】
制御部２から出力されるベースバンド信号が送受信ユニット４の送信部６に入力されると、ベースバンド信号は、送信部６の変調部２１により、局部発振部２３から出力される発振周波数ｆｏの信号に基づいて変調される。この変調されたＲＦ信号は、駆動部２２により、例えば、制御部２から制御された最大利得Ａ１で電力増幅され、最大電力レベルＡ１のＲＦ信号に変換される。
【００５９】
そして、最大電力レベルＡ１のＲＦ信号は、第１のスイッチ１０を通じてフィルタ型減衰器１２に入力され、１０ｄＢから３０ｄＢ減衰されたＲＦ信号が得られる。この減衰したＲＦ信号は、第２のスイッチ１１を介して、他の送受信ユニット５の受信部９に入力される。ここで、第１のスイッチ１０、第２のスイッチ１１およびフィルタ型減衰器１２からなる点検経路部３８により、通常動作の機能を損なわずに送信部からの信号をフィルタ型減衰器で減衰させ、受信側に入力することができるため、点検動作の正確な結果を得ることができる。
【００６０】
受信部９に入力されたＲＦ信号は、低雑音増幅部３２で増幅され、乗算器３３により局部発振部３１からの発振周波数ｆｏの信号に基づいて、増幅されたＲＦ信号の周波数と局部発振部３１からの信号の発振周波数ｆｏとの和と差の周波数の信号が出力され、フィルタ３４により差のＩＦ信号が選択される。その結果、ＲＦ信号はＩＦ信号に変換され、ダウンコンバートされる。そしてＩＦ信号は、増幅部３５により増幅された後、検波部３６によりベーバンド信号に復調されると共に、ＲＳＳＩ電圧の信号に変換され、制御部２に入力される。
【００６１】
そして、ＲＳＳＩ電圧の信号は、制御部２のＡＤ変換部（図示せず）により、デジタル信号に変換され、記憶部１５に記憶、蓄積される。以下、所定電力レベルＡ２および最小電力レベルＡ３においても同様の動作を繰り返し、記憶部１５に記憶、蓄積される。
【００６２】
次に、他方の送信部からＲＦ信号を一方の受信部入力する。
【００６３】
制御部２は、送受信ユニット５に備えられた局部発振部３１の通常動作用の発振周波数ｆｓを発振周波数ｆｏに切り換えまたは調整し、駆動部２９の利得を制御する共に、第２のスイッチ１１が送受信ユニット５の送信部８、第１のスイッチ１０が送受信ユニット４の受信部７を選択するように切り換える。そして制御部２は、送受信ユニット５に備えられた駆動部２９の利得を制御し、３つの異なる電力レベルの信号を出力するように制御する。ここで、制御部２は、この３つの電力レベルにおいて、例えば、最大電力レベルＢ１、所定電力レベルＢ２、最小電力レベルＢ３とし、最大電力レベルＢ１>所定電力レベルＢ２>最小電力レベルＢ３の条件で一方の送受信ユニットの送信部から設定条件の電力レベルのＲＦ信号を他方の送受信ユニットの受信部に入力するように制御する。なお、異なる駆動部における利得はＡ１＝Ｂ１、Ａ２＝Ｂ２、Ａ３＝Ｂ３の同条件とする。同様に局部発振部の発振周波数ｆｏによる送信部からのＲＦ信号の周波数帯域は、通常動作において、受信部が受信する周波数帯域である。
【００６４】
制御部２から出力されるベースバンド信号が送受信ユニット５の送信部８に入力されると、ベースバンド信号は、送信部８の変調部３０により、局部発振部３１から出力される発振周波数ｆｏの信号に基づいて変調される。この変調されたＲＦ信号は、駆動部２９により、例えば、制御部２から制御される最大利得Ｂ１で電力増幅され、最大電力レベルＢ１のＲＦ信号に変換される。
【００６５】
そして、最大電力レベルＢ１のＲＦ信号は、第２のスイッチ１１を通じてフィルタ型減衰器１２に入力され、１０ｄＢから３０ｄＢ減衰されたＲＦ信号に変換される。この減衰された信号は、第１のスイッチ１０を介して、他の送受信ユニット４の受信部７に入力される。
【００６６】
受信部７に入力されたＲＦ信号は、低雑音増幅部２４で増幅され、乗算器２５により局部発振部２３からの発振周波数ｆｏの信号に基づいて、増幅されたＲＦ信号の周波数と局部発振部２３からの信号の発振周波数ｆｏとの和と差の周波数の信号が出力され、フィルタ部２６により差のＩＦ信号が選択される。その結果、ＲＦ信号はＩＦ信号に変換され、ダウンコンバートされる。そしてＩＦ信号は、増幅部２７により増幅された後、検波部２８によりベーバンド信号に復調されると共に、ＲＳＳＩ電圧の信号に変換され、制御部２に入力される。そしてＲＳＳＩ電圧の信号は、制御部２のＡＤ変換部（図示せず）により、デジタル信号に変換され、記憶部１５に記憶、蓄積される。以下、所定電力レベルＢ２および最小電力レベルＢ３においても同様の動作を繰り返し、記憶部１５に記憶、蓄積される。
【００６７】
そして、比較部１６は、記憶部１５に記憶された通常動作としての送受信ユニット４の最大電力レベルＡ１から最小電力レベルＡ３に対応するＲＳＳＩ電圧と、予め記憶部１５に記憶された判定値とを比較する。この比較した結果、判定値以下の場合、他の送受信ユニットへの切り換えを制御部２に通知する。そして制御部２は、他の送受信ユニットに切り換えを行い、残りすべての送受信ユニットにおいて、電源電圧の供給を停止する。しかし比較した結果が、判定値以上の場合は、推定部１７により、記憶部１５に記憶された通常動作としての送受信ユニット４の最大電力レベルＡ１から最小電力レベルＡ３に対応するＲＳＳＩ電圧と、予め記憶部１５に記憶された情報としての出荷時の点検結果および切り換え判定値とを基に特性劣化または経年変化を推定し、次の点検の周期が推定される。この推定される点検の周期が推定部１７で保有する上限値以上であれば、上限値を次の点検の周期と決定し、この決定された点検の周期で制御部２は、次の点検の動作を制御する。ここで、特性劣化または経年変化をアイリングモデル、アレニウスモデルを用いて推定し、点検の周期を決定してもよい。
【００６８】
また、推定される点検の周期が推定部１７で保有する下限値以下であれば、制御部２に他の送受信ユニットの切り換えを通知する。そして制御部２は他の送受信ユニット５に切り換えを行い、残りすべての送受信ユニットにおいて、電源電圧の供給を停止する。さらに推定される点検の周期が上限値と下限値の間の場合は、その点検の周期と決定し、この決定された点検の周期で制御部２は、点検の動作を制御する。そして選択された送受信ユニットが通常動作を行えるようにスイッチを制御し、残りすべての送受信ユニットにおいて、電源電圧の供給を停止する。ここで、点検の結果を記憶部に記憶、蓄積することにより、推定部での数多くの点検の結果を基に推定することにより、精度を向上させることができる。
【００６９】
また、出荷時の点検の結果または動作可能な状態における切り換え判定値を基に、推定部１７が決定する周期において、正確な診断ができると共に、制御部２は、特性劣化した送受信ユニットを他の送受信ユニットに切り換えることができる。
【００７０】
さらに、通常動作用を除くすべての送受信ユニットにおいて、電源電圧の供給を停止することにより、動作状態における発熱などによる特性劣化への影響を軽減し、正常な送受信ユニットを保持することができる。
【００７１】
そして、推定部１７は、通常動作の送受信ユニットが正常な場合、長い点検の周期の推定に対し、上限値を設定することにより、より確実に故障する前に点検を実施することができ、また特性劣化した場合、短い点検の周期の推定に対し、下限値を設定することにより、故障する前に確実に他の送受信ユニットに切り換えることができる。なお、点検動作の結果または点検動作後の送受信ユニットの切り換え状態をＬＥＤなどで表示し、外部に通知、通報できるようにしてもよい。ここでは、通常動作の送受信ユニットに限定した点検を説明したが、切り換える他の送受信ユニットが正常かどうかを同様の点検を実施し、正常な動作を確認して切り換えてもよい。
【００７２】
以上の構成により、無線装置として必要な構成要素で、自動点検により、性能劣化状態を把握し、点検結果に基づいて、故障する前に他の送受信ユニットに切り換えまたは点検の周期を決定し、制御することができるため、故障後に故障箇所の確認および復旧作業が不要となり、復旧するまでの動作停止状態を回避することができる無線装置を提供することを目的とするものである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
動作可能な状態における切り換え判定値に基づいて、通常動作用の送受信ユニットを他の送受信ユニットに切り換えることができるため、故障修理などが困難な場所に設置されるＥＣＴなどの路側機などに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態における無線装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態における送受信ユニットの構成を示すブロック図
【図３】従来の折り返し試験を可能とした無線装置の構成を示す機能ブロック図
【符号の説明】
【００７５】
１ 無線部
２ デジタル制御部
３ アンテナ
４、５ 送受信ユニット
６、８ 送信部
７、９ 受信部
１０ 第１のスイッチ
１１ 第２のスイッチ
１２ フィルタ型減衰器
１３ 第３のスイッチ
１４、２６，３４ フィルタ
１５ 記憶部
１６ 比較部
１７ 予測部
２１、３０ 変調部
２２、２９ 駆動部
２３、３１ 局部発振部
２４、３２ 低雑音増幅部
２５、３３ 乗算器
２７、３５ 増幅部
２８、３６ 検波部
３７ 電源部
３８ 点検経路部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受信用のアンテナと、
このアンテナから送信するための送信信号を生成する送信部と前記送信信号の周波数帯域とは異なる受信信号を前記アンテナから受信してベースバンド信号に変換する受信部とからなる少なくとも２つの送受信ユニットと、
前記送信部からの送信信号を前記受信部に入力して点検を実施する点検経路部と、
前記点検を制御する制御部とからなる無線装置であって、
前記制御部は、予め情報を記憶すると共に、前記点検の結果を記憶する記憶部と、前記情報と前記点検の結果とを比較する比較部と、前記記憶部の情報および点検の結果とを基に特性劣化または経年変化を推定し、点検の周期を決定する推定部とを備え、前記比較部の結果に基づいて送受信ユニットの切り換えおよび前記推定部が決定する周期で点検を制御する無線装置。
【請求項２】
前記情報は、少なくとも出荷時の点検の結果または動作可能な状態における切り換え判定値を含む請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記送信部から出力される送信信号を、前記受信部が受信する同一の周波数帯域に変化させると共に、前記送信信号の電力レベルを制御する請求項１または２のいずれかに記載の無線装置。
【請求項４】
前記点検経路部は、前記送受信ユニットに備えられた送信部または受信部のいずれかを選択する少なくとも２つのスイッチと、
入力信号を減衰させるフィルタ型減衰器とを備え、
このフィルタ型減衰器を、制御部により選択された送信部と受信部との間に配置し、前記送信部からの送信信号を減衰させ、前記受信部に入力する請求項１から３のいずれかに記載の無線装置。
【請求項５】
前記記憶部に予め記憶された情報を、
受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）電圧とした請求項１から４のいずれかに記載の無線装置。
【請求項６】
前記推定部は、点検の周期の上限値および下限値を有し、推定した周期が上限値以上の場合、上限値とし、下限値以下の場合、前記制御部に他の送受信ユニットの切り換えを通知する請求項１から５のいずれかに記載の無線装置。
【請求項７】
前記制御部は、通常動作において、１つの送受信ユニットへの電源電圧の供給を停止する請求項１から６のいずれかに記載の無線装置。
【請求項８】
前記制御部は、電源電圧供給時に、前記少なくとも２つの送受信ユニットのいずれか１つの送受信ユニットを選択する請求項１から７のいずれかに記載の無線装置。
【請求項１】
送受信用のアンテナと、
このアンテナから送信するための送信信号を生成する送信部と前記送信信号の周波数帯域とは異なる受信信号を前記アンテナから受信してベースバンド信号に変換する受信部とからなる少なくとも２つの送受信ユニットと、
前記送信部からの送信信号を前記受信部に入力して点検を実施する点検経路部と、
前記点検を制御する制御部とからなる無線装置であって、
前記制御部は、予め情報を記憶すると共に、前記点検の結果を記憶する記憶部と、前記情報と前記点検の結果とを比較する比較部と、前記記憶部の情報および点検の結果とを基に特性劣化または経年変化を推定し、点検の周期を決定する推定部とを備え、前記比較部の結果に基づいて送受信ユニットの切り換えおよび前記推定部が決定する周期で点検を制御する無線装置。
【請求項２】
前記情報は、少なくとも出荷時の点検の結果または動作可能な状態における切り換え判定値を含む請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記送信部から出力される送信信号を、前記受信部が受信する同一の周波数帯域に変化させると共に、前記送信信号の電力レベルを制御する請求項１または２のいずれかに記載の無線装置。
【請求項４】
前記点検経路部は、前記送受信ユニットに備えられた送信部または受信部のいずれかを選択する少なくとも２つのスイッチと、
入力信号を減衰させるフィルタ型減衰器とを備え、
このフィルタ型減衰器を、制御部により選択された送信部と受信部との間に配置し、前記送信部からの送信信号を減衰させ、前記受信部に入力する請求項１から３のいずれかに記載の無線装置。
【請求項５】
前記記憶部に予め記憶された情報を、
受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）電圧とした請求項１から４のいずれかに記載の無線装置。
【請求項６】
前記推定部は、点検の周期の上限値および下限値を有し、推定した周期が上限値以上の場合、上限値とし、下限値以下の場合、前記制御部に他の送受信ユニットの切り換えを通知する請求項１から５のいずれかに記載の無線装置。
【請求項７】
前記制御部は、通常動作において、１つの送受信ユニットへの電源電圧の供給を停止する請求項１から６のいずれかに記載の無線装置。
【請求項８】
前記制御部は、電源電圧供給時に、前記少なくとも２つの送受信ユニットのいずれか１つの送受信ユニットを選択する請求項１から７のいずれかに記載の無線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−３８６８８（Ｐ２００９−３８６８８Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０２４４１（Ｐ２００７−２０２４４１）
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００１６６２４７）古野電気株式会社 (441)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００１６６２４７）古野電気株式会社 (441)
【Ｆターム（参考）】
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