(57)【要約】【課題】或るアンテナブランチの受信回路が機能不良に陥る前兆を事前に検知する。【解決手段】基地局は端末機にレンジングコードグループを指定し、端末機はグループの中から１つのレンジングコードを選択し、被選択レンジングコードを用いてＯＦＤＭに変調した信号を基地局に送信する。各アンテナ１００で受信されたＯＦＤＭ信号を、受信回路２００はデータシンボルへと復調する。検出器３００は、データシンボルとレンジングコードとの相関電力値を計算し、被選択レンジングコードを検出した場合に検出結果４００を検出数カウント部５００へ送信する。当該処理はアンテナブランチ毎に行われ、各検出数カウント値はメモリ５０３に格納される。異常検出部５０４は、他のアンテナブランチの検出数カウント値よりも一定以上低いアンテナブランチが存在した場合に、当該ブランチを「受信利得劣化」（異常）として検出する。【選択図】図１
2010283497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信基地局内に設けられた受信回路異常検出装置であって、
複数のアンテナブランチと、
アンテナブランチ毎に、前記無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で前記端末機により選択されたレンジングコードの検出数を検出するレンジングコード検出部と、
前記レンジングコード検出部により検出されたアンテナブランチ毎の被選択レンジングコード検出数の比較により、前記複数のアンテナブランチ内に機能不良に陥る前兆を示すアンテナブランチが存在するか否かを検出する異常検出部と
を備えることを特徴とする、
受信回路異常検出装置。
【請求項２】
無線通信基地局内に設けられた受信回路異常検出装置であって、
複数のアンテナブランチと、
アンテナブランチ毎に、前記無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で前記端末機により選択されたレンジングコードの相関電力値の合計値を検出するレンジングコード検出部と、
前記レンジングコード検出部により検出されたアンテナブランチ毎の相関電力合計値の比較により、前記複数のアンテナブランチ内に機能不良に陥る前兆を示すアンテナブランチが存在するか否かを検出する異常検出部と
を備えることを特徴とする、
受信回路異常検出装置。
【請求項３】
無線通信基地局内に設けられた受信回路異常検出装置であって、
複数のアンテナブランチと、
アンテナブランチ毎に、前記無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で前記端末機により選択されたレンジングコードの周波数オフセット合計値を検出するレンジングコード検出部と、
前記レンジングコード検出部により検出されたアンテナブランチ毎の周波数オフセット合計値の比較により、前記複数のアンテナブランチ内に機能不良に陥る前兆を示すアンテナブランチが存在するか否かを検出する異常検出部と
を備えることを特徴とする、
受信回路異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信基地局装置に於ける無線通信部の受信回路異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の受信回路異常検出装置に於いては、特許文献１に示される様に、各アンテナ及びその受信回路の受信レベルをＣＰＵに通知し、ＣＰＵは上記受信レベルと各アンテナでの最高受信レベルとの差が一定の範囲内か範囲外であるかを検出する。範囲外である場合には、ＣＰＵは、異常の可能性があるとしてカウンタをインクリメントし、範囲内である場合には、カウンタをクリアする。移動電話機と基地局装置との交信開始後、ＣＰＵは、本動作を一定周期毎に繰り返す。その結果、異常の可能性を示すカウンタの値が規定値を超えた場合には、ＣＰＵは、該当するアンテナ及びその受信回路を異常と検出し、センタに異常検出結果を通知する。
【０００３】
又、特許文献２は、特許文献１の発展形を示す技術であり、通信回数をカウントアップし、受信電力最大の受信回路の正当性を確認した後に、特許文献１と同様の方法によって異常検出する技術を開示している。
【０００４】
又、特許文献３は、ＴＤＤ（時分割多重化）システムに於いて、送信信号の漏洩電力を受信側回路に於いて受信し、復調したデータ及び受信レベルより受信回路の異常を検出する構成を開示している。
【０００５】
又、特許文献４は、アンテナ及びその受信回路から成るブランチによって変換された受信信号の最大受信レベルと、受信信号によって選択ダイバーシチされた受信回路での正常通信回数とに基づいて、ブランチの異常を検出する構成を、開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−８３４１８号公報
【特許文献２】特許第３１３９４４０号公報
【特許文献３】特開２００１−１１１４６３号公報
【特許文献４】特開平１１−２０５２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、無線受信装置に於いては、低雑音増幅器及び局部発振器等を構成する電子デバイスの劣化に伴う故障の前兆は、受信感度の低下、受信利得の低下、及び局部発振周波数の変動等の現象になって現れる。
【０００８】
しかし、受信レベルの比較による従来の故障検出方法では、アンテナ折損及び受信機の完全な機能不良を検知する事は可能であるが、これらの前兆を検知する事は不可能であり、装置の運用者は故障を検知したときには、常に復旧のための緊急対応を強いられる事になる。
【０００９】
又、運用現場に於いては、この様な緊急対応件数を削減するために、基地局装備の定期的な交換保守を行う必要があり、機器の平均寿命に対して、短い期間での機器交換を実施することで、運用コストの増加にもつながっている。
【００１０】
この発明はこの様な技術状況に鑑みて成されたものであり、無線受信装置が機能不良に陥る前兆を検知することが可能な受信回路異常検出装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の主題は、無線通信基地局内に設けられた受信回路異常検出装置であって、複数のアンテナブランチと、アンテナブランチ毎に、前記無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で前記端末機により選択されたレンジングコードの検出数を検出するレンジングコード検出部と、前記レンジングコード検出部により検出されたアンテナブランチ毎の被選択レンジングコード検出数の比較により、前記複数のアンテナブランチ内に機能不良に陥る前兆を示すアンテナブランチが存在するか否かを検出する異常検出部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の主題によれば、複数のアンテナブランチを具備する無線通信基地局内の受信装置に於いて、何れかのアンテナブランチの受信回路が機能不良に陥る前兆を事前に検知することが出来る。これにより、本発明の主題は、機能不良前の計画的な受信装置の保守及び運用を可能とし、これらに要するコストの低減化を図ることが出来る。
【００１３】
以下、この発明の様々な具体化を、添付図面を基に、その効果・利点と共に、詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る受信回路異常検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】端末機が備える、ＷｉＭＡＸシステムに於けるレンジングコードを生成する回路の構成を示す図である。
【図３】選択されたレンジングコードとの相関電力値と、その他のレンジングコードとの相関電力値とを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る受信回路異常検出装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る受信回路異常検出装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施の形態１）
以下、本発明を、一例として、ＷｉＭＡＸ（ワイマックス：Worldwide Interoperability for Microwave Accessの略語）基地局装置（無線基地局装置の一例である。以下、単に「基地局」と言う。）に適用した例を示す。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態１に係る受信回路異常検出装置の構成を示すブロック図である。当該受信回路異常検出装置は、基地局内の無線通信部に於ける装置である。
【００１７】
図１に於いて、各アンテナ１００は、端末機（例えば携帯電話機）から送信されて伝搬して来た搬送波帯域ＯＦＤＭ信号を受信する。各受信回路２００は、対応するアンテナ１００により受信された搬送波帯域ＯＦＤＭ信号をダウンコンバージョンすると共に、ＯＦＤＭ復調する。以下では、或るアンテナ１００と当該アンテナ１００に接続された受信回路２００との一対の構成を、「アンテナブランチ」と言う。各アンテナブランチに接続されたレンジングコード検出器３００は、ＯＦＤＭ復調されたデータシンボルから、後述する様に、基地局より端末機に対して指定された、複数のレンジングコードを含むレンジングコードグループの内から当該端末機が選択したレンジングコードの検出処理を行う相関器である。検出数カウント部５００は、アンテナブランチ毎に、各アンテナブランチに配設されたレンジングコード検出器３００が当該端末機により選択されたレンジングコードを検出した際に出力するパルスをカウントするカウンタより構成されている。又、メモリ５０３は、アンテナブランチ毎に、検出数カウント部５００のカウント値（選択されたレンジングコードの検出数に該当。）を格納する記憶装置である。又、異常検出部５０４は、アンテナブランチ毎の検出数の結果に基づいて、受信回路２００の異常を検出する部分である。
【００１８】
以下に、図１の受信回路異常検出装置の動作について記載する。
【００１９】
先ず、ＷｉＭＡＸシステムに於いて、基地局と端末機との初期接続手順として、基地局は、既知の情報である報知情報により、複数のレンジングコードを含むレンジングコードグループ、及び、レンジングコードを送信するためのスロットを、端末機に対して通知ないしは指定する。ここで、「スロット」とは、端末機がレンジングコードを格納する場所を、即ち、端末機が送信可能なフレームを時間と周波数とで区切った一部分を、示す。又、「報知情報」とは、上記のスロット及びレンジングコードグループを含む情報である。
【００２０】
次に、当該端末機は、基地局が指定したレンジングコードグループに含まれる複数のレンジングコードの中から、１つのレンジングコードを選択する。そして、端末機は、当該端末機が選択したレンジングコードを用いてＢＰＳＫマッピングを行うことで搬送波帯域ＯＦＤＭに変調した信号を、基地局により指定されたスロットに送信する。
【００２１】
基地局内の各アンテナ１００は、上記端末機より送信された搬送波帯域ＯＦＤＭ信号を受信する。そして、基地局内の各受信回路２００は、受信した搬送波帯域ＯＦＤＭ信号に対してＯＦＤＭ復調を実行して、データシンボルを得る。各レンジングコード検出器３００は、復調されたデータシンボルと、基地局により指定されたレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードとの相関電力値を計算し、後述する相関電力値に基づいた検出方法により、当該端末機により選択された一つのレンジングコードが検出された場合には、その検出を示すパルス信号である検出結果４００を検出数カウント部５００へと送信する。これらの処理ないしは操作は、アンテナブランチ毎に行われる。そして、検出数カウント部５００は、各アンテナブランチに関する検出数のカウント値を、アンテナブランチ毎に、メモリ５０３内の所定領域内に格納する。
【００２２】
異常検出部５０４は、メモリ５０３の各所定領域内に格納された検出数のカウント値を監視し、他のアンテナブランチの検出数カウント値よりも一定以上低いアンテナブランチが存在した場合に、当該アンテナブランチを「受信利得劣化」として検出する（換言すれば、当該アンテナブランチを異常なアンテナブランチとして検出する。）。
【００２３】
次に、図１の各レンジングコード検出器３００に於ける、端末機により選択された一つのレンジングコードの検出方法の一例について、記載する。
【００２４】
端末機は、基地局が指定するレンジングコードグループの中から１つのレンジングコード番号を選択し、レンジングコードを生成する。ここで、図２は、ＷｉＭＡＸシステムに於けるレンジングコードを生成する、端末機内の回路の構成を示す図である。図２のレンジングコード生成回路は、シフトレジスタ０から１４までに初期値を与え、レンジングコード長及びレンジングコード番号に応じてレンジングコード列Ｃkを生成し、それをレンジングコードとする。レンジングコード列Ｃkの各要素は０又は１であり、端末機は、レンジングコード列Ｃkの各要素の値をＯＦＤＭ信号の各サブキャリアにＢＰＳＫ変調でマッピングしたデータシンボルを、基地局に送信する。
【００２５】
基地局の各アンテナ１００は端末機が送信したデータシンボルを受信し、基地局の各レンジングコード検出器３００は、基地局により指定されたレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードのそれぞれと、受信・復調されたデータシンボルとの、受信遅延を考慮した相関電力値を計算する。その際に、各レンジングコード検出器３００は、その相関電力値が予め定められた「しきい値」を超えるレンジングコードが存在した場合には、当該レンジングコードが端末機により選択された一つのレンジングコードであると判定し、その結果、端末機により選択された一つのレンジングコードが検出されることとなる。
【００２６】
ここで、図３は、端末機より送信された、端末機が選択したレンジングコードがサブキャリアに載せられたデータシンボルを遅延なく基地局が受信した場合に於ける、基地局により指定されたレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードのそれぞれと、復調されたデータシンボルとの相関電力の計算値の一例を示す図である。図３に於いて、細い実線で描かれた相関電力６００は、基地局により指定されたレンジングコードグループ内に含まれる全てのレンジングコードの中から端末機が選択した一つのレンジングコードと、復調されたデータシンボルとの相関電力の計算値である。尚、遅延波が無い電波の伝搬環境下に於いても、各遅延ポイントに於いて、しきい値を超える相関電力値が検出され得ることがあり、図３はその様な一例である。他方、太い実線で描かれた参照符号６０１は、指定されたレンジングコードグループ内に含まれる全てのレンジングコードの内で端末機が選択しなかった残りのレンジングコードのそれぞれと復調されたデータシンボルとの相関電力の計算値の中の最大値を示している。蓋し、端末機が選択しなかったレンジングコードの数は複数個であり、そのため、計算される相関電力の数も複数個となるため、それらの最大値をグラフ化している。又、図３の縦軸は、レンジングコードが含まれるサブキャリアの全ての電力値を１に正規化した場合の相関電力値であり、横軸は１／サンプリング周波数単位での遅延時間を示している。この例では、しきい値６０２は３５ｄＢに設定されており、端末機が選択した一つのレンジングコードとの相関電力値４０１は、しきい値６０２を超え、その他のレンジングコードとの相関電力は、しきい値６０２よりも低い値となり、端末機により選択された一つのレンジングコードが検出されることとなる。
【００２７】
相関電力値４０１は、通常、無線伝搬環境による遅延波の影響により、複数の遅延ポイントに於いて、しきい値６０２を超えた値となる。そこで、全ての遅延ポイント（遅延ポイントが０の場合をも含む。）の合計値を、端末機が選択した一つのレンジングコードとの「相関電力値」と定義する。
【００２８】
尚、図１に示す各レンジングコード検出器３００と検出数カウント部５００とメモリ５０３とから成る回路部分は、「アンテナブランチ毎に、無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で当該端末機により選択されたレンジングコードの検出数を検出するレンジングコード検出部」を成す。
【００２９】
以上の記載より、本実施の形態によれば、基地局内の受信装置（図１では受信回路２００に該当。）が機能不良に陥る前兆を的確に検出することができるので、機能不良前の計画的な受信装置の保守及び運用を可能として、これらに要するコストを低減化することが出来る。
【００３０】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る受信回路異常検出装置の構成を示すブロック図である。当該受信回路異常検出装置も、基地局内の無線通信部に於ける装置である。
【００３１】
図４に於いて、各アンテナブランチのレンジングコード検出器３００は、実施の形態１の図３に於いて記載したレンジングコードの相関電力値４０１を、当該相関電力値４０１を検出する毎に、相関電力合計部５０１に送信する。
【００３２】
ここで、相関電力値４０１は受信ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：信号に対する雑音の量を示す。）の信号電力に相当し、相関電力値４０１の値が低い場合には受信ＳＮＲも低い値を取る。従って、相関電力値４０１の合計値が比較的に低い場合には、当該アンテナブランチの受信感度の劣化が発生していると推測され得る。
【００３３】
そこで、相関電力合計部５０１は、アンテナブランチ毎に、対応するレンジングコード検出器３００が出力する相関電力値４０１を合計し、合計値を相関電力合計値としてメモリ５０３に格納する。従って、メモリ５０３内に格納される相関電力合計値とは、アンテナブランチ毎に格納・記憶されている相関電力合計値である。
【００３４】
異常検出部５０４は、メモリ５０３内に格納されている各アンテナブランチの相関電力合計値を監視しており、他のアンテナブランチの相関電力合計値よりも、その相関電力合計値が一定値以上低いアンテナブランチの存在を検出した場合には、当該アンテナブランチを「受信感度劣化」のアンテナブランチとして検出する、即ち、当該アンテナブランチの受信回路２００を異常として検出する。
【００３５】
尚、図４に示す各レンジングコード検出器３００と相関電力合計部５０１とメモリ５０３とから成る回路部分は、「アンテナブランチ毎に、無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で当該端末機により選択されたレンジングコードの相関電力値の合計値を検出するレンジングコード検出部」を成す。
【００３６】
以上より、本実施の形態によれば、各アンテナブランチの相関電力合計値を比較することにより、受信回路が機能不良に陥る前兆を検知することが出来る。
【００３７】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る受信回路異常検出装置の構成を示すブロック図である。当該受信回路異常検出装置も、基地局内の無線通信部に於ける装置である。
【００３８】
図５に於いて、各アンテナブランチのレンジングコード検出器３００は、実施の形態１の図３に於いて記載した、しきい値６０２を超えるレンジングコードの相関電力値４０１を検出する毎に、当該被選択レンジングコードの複素相関値（相関電力値を求める前の複素数形式（Ｉ，Ｑ）の相関値に該当。）のＩＱ平面上の偏角θ[ｒａｄ]×サブキャリア間隔[Ｈｚ]／２πを計算することにより、受信信号の周波数オフセット値４０２を求める。そして、各レンジングコード検出器３００は、しきい値６０２を超えるレンジングコードの相関電力値４０１を検出する毎に、被選択レンジングコードの複素相関値から計算した周波数オフセット値４０２を、周波数オフセット合計部５０２へ送信する。
【００３９】
周波数オフセット合計部５０２は、アンテナブランチ毎に、対応するレンジングコード検出器３００から送信される周波数オフセット値４０２を合計して、当該合計値を周波数オフセット合計値としてメモリ５０３に格納する。従って、メモリ５０３は、アンテナブランチ毎に対応して、当該アンテナブランチに関する周波数オフセット合計値を、所定の領域に格納・記憶している。
【００４０】
異常検出部５０４は、メモリ５０３内に格納されたアンテナブランチ毎の周波数オフセット合計値を監視しており、他のアンテナブランチの周波数オフセット合計値よりも、その周波数オフセット合計値が一定以上の差異があるアンテナブランチの存在を検出した場合には、当該アンテナブランチを「周波数精度劣化」のアンテナブランチとして検出する。換言すれば、異常検出部５０４は、当該アンテナブランチの受信回路２００が異常であることを検出する。
【００４１】
尚、図５に示す各レンジングコード検出器３００と周波数オフセット合計部５０２とメモリ５０３とから成る回路部分は、「アンテナブランチ毎に、無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で当該端末機により選択されたレンジングコードの周波数オフセット合計値を検出するレンジングコード検出部」を成す。
【００４２】
以上より、本実施の形態によれば、各アンテナブランチの周波数オフセット合計値を比較することにより、受信回路が機能不良に陥る前兆を検知することが出来る。
【００４３】
（付記）
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正や変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明は、例えば、アンテナブランチ毎に相関電力を計算する相関器を備えた無線システムに於ける受信装置に適用して好適である。
【符号の説明】
【００４５】
１００  アンテナ、２００  受信回路、３００  レンジングコード検出器、４００  レンジングコード検出結果、４０１  相関電力値、５００  検出数カウント部、５０１  相関電力合計部、５０２  周波数オフセット合計部、５０３  メモリ、５０４  異常検出部、６００  端末機により選択されたレンジングコードの相関電力値、６０１  選択されたレンジングコード以外のレンジングコードの相関電力の最大値、６０２  しきい値。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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