(57)【要約】【課題】  無線装置の状態や経年劣化、異常の有無を短時間に高精度で診断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。【解決手段】  電波を送受信する少なくとも１つのアンテナ６と、送信信号を生成する送信部１と、受信信号を検波する受信部７と、送信信号と受信信号を分離する送受分離部５を備えた無線装置において、変調精度を算出する算出部１３と、送信部１からの送信信号を受信部７にて検波し、算出部１３で算出した変調精度により、無線装置の状態を診断する診断部１４とを備えたことを特徴とする無線装置であり、新たなハードウェアを付加せず通常の無線装置の構成を用いて変調精度を算出することにより、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を診断することができる。【選択図】  図１
2010157866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を送受信する少なくとも１つのアンテナと、
送信信号を生成する送信部と、
受信信号を受信する受信部と、
送信信号と受信信号を分離する送受分離部を備えた無線装置において、
少なくとも前記送受分離部または前記アンテナの何れかを経由して
前記送信部から送信信号を受信信号として受信部に入力し、変調精度を算出する算出部と、
前記算出部で算出された前記変調精度と所定の閾値とに基づいて無線装置の状態を診断する診断部
とを備えたことを特徴とする無線装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線装置において、前記算出部で算出する変調精度は、前記受信信号の直交検波信号から求めたことを特徴とする無線装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線装置において、前記算出部で算出する変調精度は、前記受信部で検波された検波信号から求めたＥＶＭ値であることを特徴とする無線装置。
【請求項４】
請求項１から３に記載の無線装置において、前記送信部から前記受信部へ印加される電力を少なくとも２つの電力に変化させる電力可変部を備え、該電力可変部で変化させた電力と、前記算出部で算出した各々の電力での変調精度により、前記送信部、前記受信部および前記送受分離部における変調精度成分を演算する演算部を備えたことを特徴とする無線装置。
【請求項５】
請求項４に記載の無線装置において、前記送信信号の増幅をおこなう送信電力増幅部を前記送信部にさらに備え、該送信電力増幅部が前記電力可変部であることを特徴とする無線装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の無線装置において、前記演算部で演算した前記変調精度成分と、前記算出部で算出した変調精度により、前記受信部へ入力された電力を演算する受信電力演算部を備え、前記受信電力演算部で求めた電力値と所定の電力値とに基づいて、無線装置の状態を診断することを特徴とする無線装置。
【請求項７】
電波を送信する少なくとも１つの送信用アンテナと、
電波を受信する少なくとも１つの受信用アンテナと、
送信信号を生成する送信部と、
受信信号を検波する受信部とを備えた無線装置において、
前記送信用アンテナから前記受信用アンテナを経由して
前記送信部からの送信信号を前記受信信号として受信部に入力し、変調精度を算出する算出部と、
前記算出部で算出された前記変調精度と所定の閾値とに基づいて無線装置の状態を診断する診断部
とを備えたことを特徴とする無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信を行う相手無線装置や試験装置を用いることなく、単独で無線装置の状態を診断する診断方法およびそれを利用した無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、移動局装置の普及に伴い、基地局装置や移動局装置は高い信頼性が必要となっている。装置の故障による事故や長期間の運用停止を防止するため、高い耐久性と自己診断機能が必要となっている。自己診断により故障やその兆候を早期に発見が出来れば、機器の切り替えや交換、修繕により故障の影響を低減することができる。このような無線通信システムの例としては、ＥＴＣなどに用いられている双方向無線通信技術であるＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）における路側機と車載器間の通信などが挙げられる。
【０００３】
従来の自己診断機能を有する無線装置について、図を用いて説明する。
図１０は従来の自己診断機能を有する無線装置の構成を示すブロック図である。図１０に示す従来の自己診断機能を有する無線装置は、自己診断を行う場合に使用するテストデータを発生するテストデータ発生部１０１と、信号をデジタル変調する変調部１０２と、その変調信号を周波数変換し増幅する送信高周波部１０３と、送信電力の制御を行う送信出力電力制御部１０４と、出力電力制御量を記憶する出力制御量記憶部１０５と、送信時と受信時で経路を切り替えるスイッチ１０６と、信号を送受信するアンテナ１０７と、受信した信号を増幅し周波数変換する受信高周波部１０８と、デジタル復調する復調部１０９と復調した信号からビット誤り率を算出する誤りビット判定部１１０と、受信した信号の電力を算出する受信電力検出部１１１と、測定したビット誤り率と電力を表示する表示部１１２とを備えている。
【０００４】
次に、従来の自己診断方法の動作について説明する。テストデータ発生部１０１は、擬似ランダム符号等の任意のテスト信号を発生し、変調部１０２へ出力する。変調部１０２は、テスト信号によるデジタル変調処理を行い、送信高周波部１０３へ出力する。送信高周波部１０３は、高周波へ周波数変換を行い、さらにその信号を増幅し送信出力制御部１０４へ出力する。送信出力制御部１０４は、可変アッテネータにより構成されており、自己診断時には出力制御量記憶部１０５に記憶されている減衰量に設定され、送信高周波部１０３からの信号を減衰しスイッチ１０６に出力する。スイッチ１０６は、装置が信号送信時及び自己診断時にはアンテナ１０７と送信出力制御部１０４を接続し、信号受信時にはアンテナ１０７と受信高周波部１０８を接続する。自己診断時には、このスイッチ１０６にて漏洩した送信出力制御部１０４から受信高周波部１０８への送信信号を使用する。受信高周波部１０８は、受信した送信信号を増幅し、さらに周波数変換を行い復調部１０９および受信電力検出部１１１へ出力する。復調部１０９では、デジタル復調処理を行い、受信データとなる。誤りビット判定部１１０では、受信データから誤り率が計算され、その結果を表示部１１２へ出力する。受信電力検出部１１１では、受信した信号の電力を算出し、その結果を表示部１１２へ出力する。表示部１１２では、誤り率と受信電力を表示する。
【０００５】
ここで、装置の出荷前の初期調整時に自己診断を行い、誤り率と受信電力が任意の値となる時の送信出力制御部１０４の制御量を出力制御量記憶部１０５に記憶させる。装置の出荷後に自己診断を行った際に自己診断の結果である誤り率と受信電力が出荷前の任意の値にならなかった場合、装置に異常が発生していると判断することができる。
【０００６】
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２００５−１５９８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の構成では、受信データの誤り率の算出に多くの時間が必要となること、１０Ｅ−４以下等のように小さな誤り率（１０Ｅ−５等）を算出する場合、測定精度が得られず再現性が乏しいという課題があった。また、受信した信号の電力で自己診断を行う場合、変調部等の故障により無変調状態となった場合、所望の電力を送信していれば、無変調状態であっても受信した信号の電力は得られているため、故障として検出できないという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するもので、短時間に高精度で自己診断を行うことができる無線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
本発明の無線装置は、電波を送受信する少なくとも１つのアンテナと、送信信号を生成する送信部と、受信信号を受信する受信部と、送信信号と受信信号を分離する送受分離部を備えた無線装置であって、少なくとも前記送受分離部または前記アンテナの何れかを経由して前記送信部からの送信信号を受信信号として受信部に入力し、変調精度を算出する算出部と、前記算出部で算出された前記変調精度と所定の閾値とに基づいて無線装置の状態を診断する診断部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、この無線装置において、前記算出部で算出する変調精度は、前記受信信号の直交検波信号から求めてもよい。
【００１１】
また、この無線装置において、前記算出部で算出する変調精度は、前記受信で検波された検波信号から求めたＥＶＭ値であってもよい。
【００１２】
また、この無線装置は、前記送信部から前記受信部へ印加される電力を少なくとも２つの電力に変化させる電力可変部を備え、該電力可変部で変化させた電力と、前記算出部で算出した各々の電力での変調精度により、前記送信部、前記受信部および前記送受分離部における変調精度成分を演算する演算部を備えていてもよい。
【００１３】
また、この無線装置は、前記送信信号の増幅をおこなう送信電力増幅部を前記送信部にさらに備え、該送信電力増幅部が前記電力可変部であってもよい。
【００１４】
また、この無線装置は、前記演算部で演算した前記変調精度成分と、前記算出部で算出した変調精度により、前記受信部へ入力された電力を演算する受信電力演算部を備え、前記受信電力演算部で求めた電力値と所定の電力値とに基づいて、無線装置の状態を診断してもよい。
【００１５】
本発明の無線装置は、電波を送信する少なくとも１つの送信用アンテナと、電波を受信する少なくとも１つの受信用アンテナと、送信信号を生成する送信部と、受信信号を検波する受信部とを備えた無線装置であって、前記送信用アンテナから前記受信用アンテナを経由して前記送信部からの送信信号を受信信号として受信部に入力し変調精度を算出する算出部と、前記算出部で算出された前記変調精度と所定の閾値とに基づいて無線装置の状態を診断する診断部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に記載の発明によれば、送信部からの送信信号の漏れ電力を受信部にて受信し、その受信信号から変調精度を算出して、その変調精度により無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を診断するようにしたため、短時間かつ高精度で再現性の高い自己診断を行うことができる。
【００１７】
また、送信部から受信部への前記漏れ電力を少なくとも２つの電力に変化させて、変調精度を求めるようにしたため、漏れ電力の大きさによらず、送信部と受信部および送受分離部のみに対する変調精度を求めることができる。
【００１８】
また、従来の無線装置に含まれる送信電力増幅部を用いて、前記漏れ電力の可変を行うことにより、新たなハードウェアを付加せず従来無線装置の必要な構成要素を用いて、漏れ電力の大きさによらず、送信部と受信部および送受分離部のみに対する変調精度を求めることができる。
【００１９】
以上のように本発明は、電波を送受信する少なくとも１つのアンテナと、送信信号を生成する送信部と、受信信号を検波する受信部と、送信信号と受信信号を分離する送受分離部を備えた無線装置において、変調精度を算出する算出部と、前記送信部からの送信信号を前記受信部にて検波し、前記算出部で得た変調精度により、無線装置の状態を診断する診断部とを備えたことを特徴とする無線装置であり、新たなハードウェアを付加せず通常の無線装置の構成を用いて変調精度を算出することにより、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を診断することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態１における無線装置の構成の一例を示すブロック図である。以下、本発明の実施の形態１における無線装置の構成について説明する。
【００２１】
図１に示す無線装置は、送信信号を生成する送信部１と、受信信号を受信する受信部７と、送信部１にて生成される送信信号と受信部７で受信される受信信号の送受信を行うアンテナ６と、送信時と受信時に送信信号と受信信号の分離を行う送受分離部５と、受信部７の出力から変調精度の算出を行う算出部１３と、算出部１３で算出した変調精度により無線装置の診断を行う診断部１４とを備えている。
【００２２】
ここで、送信部１は、周波数変換の基となるキャリア周波数を生成する局部発振部３と、局部発振部３からのキャリア周波数を基に送信信号を符号化、帯域制限と周波数変換を行いデジタル変調して高周波変調信号を出力する変調部２と、変調部２からの高周波変調信号を増幅する送信電力増幅部４とからなる。また、受信部７は、アンテナ６から送受分離部５をへて受信信号を受信し増幅する受信電力増幅部８と、受信電力増幅部８からの増幅された信号を周波数変換する周波数変換部９と、周波数変換部９の周波数変換の基となるキャリア周波数を生成する局部発振部１０と、周波数変換部９からの周波数変換された信号の不要波を除去するフィルタ１１と、フィルタ１１からの信号を同相成分Ｉと直交成分Ｑに直交検波する直交検波部１２とからなる。
【００２３】
また、ここでは図示しないが送信部１内の送信電力増幅部４の前段や、受信部７内の直交検波部１２の前段に局部発信部と周波数変換部を新たに設け、周波数変換を行う構成にしてもよい。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態１における無線装置の動作について説明する。
本発明の無線装置の動作としては、通常動作と診断動作がある。診断動作は、無線装置の電源初期印加時や一定周期毎等に実施する。例えば、ただし、他の無線装置との通信が無い状態に限る。
【００２５】
まず、通常動作について説明する。
送信部１は、変調部２と局部発振部３と送信電力増幅部４から構成される。変調部２では、制御部（図示せず）からの信号を符号化と帯域制限を行い、局部発振部３からのキャリア周波数ｆｔの信号に基づいて、送信周波数ｆｔの高周波変調信号にデジタル変調する。変調部２からの高周波変調信号は、送信電力増幅部４へ入力され、所望の送信電力が得られるよう電力が増幅される。送信電力増幅部４からの増幅された高周波変調信号は、送受分離部５へ入力され、アンテナ６へ伝達される。ここで、送受分離部５は、スイッチ、デュープレクサ、又はサーキュレータ等のいずれかで構成されており、送信部１からの信号をアンテナ６へ伝達し、アンテナ６からの信号を受信部７へ伝達する。送受分離部５からの高周波変調信号は、アンテナ６により、他の無線装置（図示せず）に放射される。
【００２６】
また、アンテナ６は、他の無線装置（図示せず）からの信号を受信する。アンテナ６で受信した受信信号は、送受分離部５へ入力され、受信電力増幅部８へ伝達される。送受分離部５からの受信信号は、受信電力増幅部８へ入力され、低雑音で増幅される。受信電力増幅部８からの増幅された受信信号は、周波数変換部９へ入力され、周波数変換が行われる。受信信号は、受信周波数ｆｒと局部発振部１０の周波数ｆｏとの和と差の周波数であるｆｒ±ｆｏの周波数に変換される。周波数変換部９からの周波数変換された受信信号は、フィルタ１１により差の周波数であるＩＦ（ＩＦ＝ｆｒ−ｆｏ）が選択される。フィルタ１１からのＩＦ信号は、直交検波部１２により、直交検波され、同相成分Ｉと直交成分ＱのＩＱ信号に変換され、他の無線装置から送信された信号を復元する。
【００２７】
次に、診断動作について説明する。
診断時には、送信部１から出力され送受分離部を通過した高周波変調信号を、受信部７にて電力増幅、周波数変換、フィルタリング、検波を行う。送信部１から受信部７への入力電力は、送受分離部５を通過した漏れ電力（減衰した電力信号）に加えて、アンテナ６からの反射電力も利用できる。そのため、無線装置として必要な構成要素で診断動作が実現できる。
【００２８】
診断時の送信部１から出力される高周波変調信号は、通常動作時に送信されている高周波変調信号を用いても良いし、送信部内のメモリ（図示しない）に記憶された診断用の高周波変調信号を用いてもよい。
【００２９】
ここで、通常動作時における送信周波数ｆｔと受信周波数ｆｒが同一周波数（ｆｔ＝ｆｒ）の場合、周波数変換部９で周波数変換されたＩＦ信号の周波数は、ＩＦ＝ｆｔ−ｆｏ＝ｆｒ−ｆｏとなり、通常動作時と等しい。しかし、送信周波数ｆｔと受信周波数ｆｒが異なる場合、ＩＦ＝ｆｔ−ｆｏ≠ｆｒ−ｆｏとなるため、ＩＦがフィルタ１１の通過帯域から外れてしまう。よって、直交検波部１２へ入力される電力は減衰し、検波できない。そのため、局部発振部３の周波数ｆｔもしくは局部発振部１０の周波数ｆｏを変更する。
【００３０】
局部発振部３の周波数ｆｔを変更する場合、周波数ｆｔをｆｒに変更することにより、ＩＦ＝ｆｔ−ｆｏ＝ｆｒ−ｆｏとなり、ＩＦは通常動作時と等しくなる。局部発振部１０の周波数ｆｏを変更する場合、周波数ｆｏをｆｔ−ｆｒ＋ｆｏに変更することにより、ＩＦ＝ｆｔ−（ｆｔ−ｆｒ＋ｆｏ）＝ｆｒ−ｆｏとなり、ＩＦは通常動作時と等しくなる。以上のように、局部発振部３もしくは局部発振部１０の周波数の変更により、通常動作時と同じく検波が可能となる。
【００３１】
算出部１３では、直交検波部１２から出力されたＩＱ信号を基に、変調精度を算出し、診断部１４へ出力する。算出部１３で算出する変調精度は、図２に示すように、ＩＱ座標上の理想シンボル点５１と実信号シンボル点５３とのエラーベクトル量Ｅ（ｎ）５５と理想シンボルのベクトル量Ｓ（ｎ）５２の比で表され、ＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）である。ＥＶＭは数（１）で表される。
【数１】
2010157866.tif 000003
【００３２】
数（１）において、Ｓ（ｎ）は理想のシンボル点のベクトル量、Ｚ（ｎ）は実信号シンボル点のベクトル量、Ｅ（ｎ）はエラーベクトル量である。なお、ここではＥＶＭを変調精度としているが、ＥＶＭに基づいて変調誤差比を示すＭＥＲ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）を導出して、ＭＥＲを変調精度としてもよい。
【００３３】
エラーベクトル量Ｅ（ｎ）５５は、電子部品の特性などによる変調部２のＩＱ不均衡やＤＣオフセットと、局部発振部３および局部発振部１０の位相雑音や周波数偏差と、送信電力増幅部４および受信電力増幅部８の非線形性と、受信部７に入力される信号対ノイズ比（以後ＳＮＲと記載）等の無線装置全体の性能により決定される。
【００３４】
診断部１４では、算出部１３にて算出された変調精度を所定の閾値と比較する事により、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を診断する。診断部１４で用いる閾値は、法規や標準規格書により定められている規格値や回線設計上得られた許容値、想定値などから予め定められ、メモリ（図示せず）に記憶されている。または、診断部１４は、過去もしくは所定の時間間隔で算出部１３にて算出された変調精度をメモリ（図示しない）に記憶しておき、その移動平均を算出し、その移動平均が上昇を続けていれば、無線装置に性能劣化が生じていると判断することも出来る。このように変調精度の推移をモニタすることにより、故障の兆候を早期に発見することができる。
【００３５】
なお、診断部１４で無線装置の異常や性能劣化と診断された場合に、ここでは図示しない表示部などを別途設けて異常の内容、例えばエラーメッセージや、算出した変調精度および所定の閾値を表示してもよい。また、表示ランプや警告音などで異常を知らせるようにしてもよい。また、異常と診断された場合に異常の内容などの情報を管理サーバーへ送信するようにしてもよいし、定期的に自己診断を行い、異常の有無に関わらず自己診断の結果を管理サーバーに送信してもよい。このことにより、無線装置を多数有する無線通信システムなど故障やその兆候を早期に発見することが可能となり、機器の切り替えや交換、修繕などの迅速な対応の管理が可能となり、システム全体として故障の影響を低減することができる。
【００３６】
無線装置の故障例として、例えば、変調部２の故障により無変調出力状態（ＣＷ）となった場合、算出されたエラーベクトルＥ（ｎ）５５は大きな値を示し、算出部１３で算出される変調精度は劣化する。その結果、閾値を超過し、無線装置の異常が検出される。この故障モードの場合、受信部７へ入力される電力レベルには異常は見られず、従来の自己診断方法である受信した信号の電力レベルを用いた自己診断方法では、異常が検出されない。また、従来の受信データの誤り率を用いた自己診断では、変調精度を用いて自己診断を行う本発明に比べて、データ処理に非常に時間を有するとともに、小さな誤り率の場合は再現性に乏しいため、異常を検出しない可能性がある。
【００３７】
以上の構成により、変調精度を用いて自己診断を行うことにより、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を短時間かつ高精度に診断することができる。
【００３８】
ここで、図３のように新たに送信部１から受信部７への経路を追加しても良い。その場合、例えば、送信部１と送受分離部５の間、送受分離部５と受信部７の間にそれぞれ１つの経路を切り替えるスイッチ２０Ａ，２０Ｂを追加する。通常動作時には、スイッチ２０Ａで送信部１と送受分離部５、スイッチ２０Ｂで受信部７と送受分離部５がそれぞれ接続されており、送信部１と受信部７は切断されている。診断動作時にはスイッチ２０Ａ、２０Ｂにより送信部１と受信部７が接続され、送信部１と送受分離部５、受信部７と送受分離部５は切断される。そのため、受信部７への入力電力は、送信部１から２つのスイッチ２０Ａ、２０Ｂを介して受信部７へ直接入力される。以降の処理は図１と同様のため説明を省略するが、図３の構成においても図１の構成と同様の診断を行うことができる。図３の構成によると、受信部７へ入力される信号が送受分離部５やアンテナ６を介さないために、送受分離部５からの漏れ電力やアンテナ６からの反射電力のバラつきの影響を受けずに、変調精度を用いた自己診断を行うことが可能である。また、この構成によると受信部７へ入力される信号が、図１の送受分離部５による受信部７への入力信号の減衰がなく受信信号強度が大きくなるために、スイッチ２０Ａからスイッチ２０Ｂの間にアッテネータ等の減衰器を挿入してもよい。
【００３９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図を用いて説明する。
図４は、本発明の実施の形態２における無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
以下、本発明の実施の形態２における無線装置の構成について説明する。なお、実施の形態１と同様の構成については、説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【００４０】
図４に示す無線装置は、実施の形態１の構成要素に加え、送信部１から受信部７へ入力される信号の電力を少なくとも２つの電力に変化させる電力可変部１６と、各々の電力において算出部１３より算出した複数要因による無線装置全体としての変調精度を基に、送信部１、受信部７および送受分離部５における変調精度成分を演算する演算部１５とを備えている。
【００４１】
次に本発明の実施の形態２における無線装置の動作について説明する。
電力可変部１６は、通常可変アッテネータで構成されており、演算部１５からの制御信号により、減衰量を変化させる。通常動作時には、電力可変部１６は、通常減衰なしに設定されている。
【００４２】
診断動作について説明する。送信部１からの高周波変調信号は、送受分離部５の漏れ電力もしくはアンテナ６での反射電力により、電力可変部１６へ入力される。電力可変部１６では、送受分離部５からの高周波変調信号の電力を、演算部１５からの制御に基づいて減衰し、受信部７へ出力する。
【００４３】
まず、演算部１５からの制御により、電力可変部１６での電力の減衰量をＡ［ｄＢ］に設定する。受信部７に入力される電力は、電力可変部１６が存在しない場合に比べ、Ａ［ｄＢ］減衰され、受信部７へ入力される。受信部７では、電力増幅、周波数変換、フィルタリング、直交検波を行い、算出部１３へ出力する。算出部１３では、電力可変部１６の減衰量がＡ［ｄＢ］の時の変調精度ＥＶＭ（Ａ）を算出し、診断部１４と演算部１５へ出力する。
【００４４】
次に、演算部１５からの制御により、電力可変部１６での電力の減衰量をＢ［ｄＢ］（Ｂ>Ａ）に設定する。この時、受信部７に入力される電力は、電力可変部１６の電力の減衰量がＡ［ｄＢ］の時に比べ、Ｂ−Ａ［ｄＢ］低下する。算出部１３では、電力可変部１６の減衰量がＢ［ｄＢ］の時の変調精度ＥＶＭ（Ｂ）を算出し、診断部１４と演算部１５へ出力する。
【００４５】
ここで、変調精度は、前記の数（１）で表され、無線装置全体の性能と受信部７に入力される信号のＳＮＲにより決定されている。複数要因による無線装置全体としての変調精度ＥＶＭは、各要因の二乗和の平方根であり、数（２）で表される。
【数２】
2010157866.tif 000004
【００４６】
数（２）において、ＥＶＭは、算出された無線装置全体の変調精度、ＥＶＭSNRは、ＳＮＲを要因とする変調精度成分、ＥＶＭＴＸは、送信部１を要因とする変調精度成分、ＥＶＭSEPは、送受分離部５を要因とする変調精度成分、ＥＶＭＲＸは、受信部７を要因とする変調精度成分である。
【００４７】
電力可変部１６により、受信部７へ入力する電力を変化させることは、受信機の熱雑音等によるノイズレベルがほぼ一定とすると、ＳＮＲを変化させることと等価である。そのため、各減衰量における電力の変化量と各々の変調精度の算出結果により、無線装置全体としての変調精度ＥＶＭからＳＮＲを要因とする変調精度成分ＥＶＭSNRを除いた変調精度成分を知ることができる。つまり、ＳＮＲをパラメータとして、送信部１、受信部７および送受分離部５を要因とする変調精度成分のみ（ＥＶＭＴＸ、ＥＶＭＳＥＰ、ＥＶＭＲＸの合成成分）を知ることができる。
【００４８】
演算部１５では、少なくとも２つの電力可変部１６の設定における無線装置全体の変調精度を用いて、送信部１、受信部７および送受分離部５を要因とする変調精度成分を演算する。演算は、電力可変部１６での電力の減衰量をＡ［ｄＢ］と、この時の算出部１３での変調精度算出結果をＥＶＭ（Ａ）と、電力可変部１６での電力の減衰量をＢ［ｄＢ］（Ｂ>Ａ）と、この時の算出部１３での変調精度算出結果をＥＶＭ（Ｂ）および数（２）に基づいて、送信部１、受信部７および送受分離部５のみを要因とする変調精度成分を演算し、診断部１４へ出力する。診断部１４では、演算部１５にて演算された送信部１、受信部７および送受分離部５を要因とする変調精度成分と所定の閾値を比較することにより、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を診断する。
【００４９】
変調精度は、弱電界下においては、ＳＮＲを要因とする変調精度成分が支配的である。また、送信部１から受信部７へ入力される送信信号は、送受分離部５の漏洩電力やアンテナ６の反射電力を利用できるが、その受信部７への入力電力は、無線装置ごとに個体ばらつきを持つ。更に、無線装置の設置状況によりアンテナ６の入出力特性を示す定在波比（ＶＳＷＲ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）が変化するため、その受信部７への入力電力が変化する可能性がある。よって、無線装置ごとのバラつきや設置条件による受信部への入力電力変動に影響を受けない、送信部１、送受分離部５、受信部７のみを要因とする変調精度成分を知ることは、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を高精度に診断することに有用である。
【００５０】
以上の構成により、電力可変部１６により受信部７へ入力される電力を少なくとも２つの電力に変化させ、演算部１５にて、送信部１、受信部７および送受分離部５のみを要因とする変調精度成分を演算し、所定の閾値と比較することにより、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を高精度に診断することができる。
【００５１】
なお、ここで電力可変部１６において２つの電力の減衰量を用いて、無線装置の診断を行ったが、２つには限られず２つ以上であればよい。尚、電力可変部は減衰量を自在に変化させることのできる可変アッテネータのみならず、複数の固定アッテネータを切り替えるようなものであってもよい。
【００５２】
なお、ここで電力可変部１６は、変調部２から受信電力増幅部８の間に配置されておれば良い。図４は、送受分離部５と受信電力増幅部８の間に配置した場合であるが、変調部２から受信電力増幅部８のいずれの要素間に配置した場合も受信部７へ入力される信号の電力を変化させることが出来る。
【００５３】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について、図を用いて説明する。
図５は、本発明の実施の形態３における無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
以下、本発明の実施の形態３における無線装置の構成について説明する。なお、実施の形態２と同様の構成については、説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【００５４】
図５に示す無線装置は、実施の形態２の構成を示す図４における電力可変部１６が自己診断時に行う、受信部７への入力電力を可変する機能を送信電力増幅部４で行うものである。
【００５５】
次に本発明の実施の形態３における無線装置の動作について説明する。
通常動作時において、送信電力増幅部４は、送信する高周波変調信号が所望の送信電力が得られるよう電力を増幅し、送受分離部５へ出力する。診断動作時は、演算部１５からの制御信号により、送信電力増幅部４の利得を少なくとも２段階に変化させることによって、図４における電力可変部１６の機能を図５の送信電力増幅部４に持たせる。送信電力増幅部４の利得を変化させることは、受信部７へ入力される電力を変化させることと等しい。その他の構成要素に関しては、実施の形態２と同様に動作し、送信部１、受信部７および送受分離部５のみを要因とする変調精度成分を演算し、所定の閾値と比較する。
【００５６】
以上の構成により、送信電力増幅部４が図４に示す電力可変部１６の機能を有することにより、別途装置を付加することなく無線装置として必要な構成要素で、実施の形態２と同様に無線装置ごとのバラつきや設置条件による受信部への入力される電力に影響を受けない、送信部１、受信部７および送受分離部５のみを要因とする変調精度成分を得ることができ、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を高精度に診断することができる。
【００５７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について、図を用いて説明する。
図６は、本発明の実施の形態４における無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
以下、本発明の実施の形態４における無線装置の構成について説明する。なお、実施の形態２と同様の構成については、説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【００５８】
図に示す無線装置は、図４に示した実施の形態２の構成要素に加え、算出部１３の変調精度の算出結果と、演算部１５の変調精度の演算結果を用いて、受信部７へ入力された電力を算出する受信電力演算部１７を備えている。
【００５９】
次に本発明の実施の形態４における無線装置の動作について説明する。
無線装置の診断を行う場合について説明する。実施の形態２と同様に電力可変部１６により、少なくとも２つの電力値に対して、算出部１３にて算出された２つの変調精度は、診断部１４と演算部１５と受信電力演算部１７へ出力される。演算部１５で演算された送信部１、受信部７および送受分離部５のみを要因とする２つの変調精度成分は、診断部１４と受信電力演算部１７へ出力される。受信電力演算部１７では、算出部１３で算出した無線装置全体の２つの変調精度と、演算部１５で演算された２つの変調精度成分、そして受信部７に入力される２つの電力値の減衰量の差（実施の形態２では、例えばＢ−Ａ［ｄＢ］）に基づき、受信部７へ入力された２つの電力値を演算し、診断部１４へ出力する。また、電力可変部１６により受信部への入力電力値の可変を行ったが、同様の機能を実施の形態３における図５のように送信電力増幅部４で行うようにしてもよい。
【００６０】
受信電力演算部１７の動作について説明する。前記の数（２）の通り、無線装置全体の変調精度はＳＮＲと送信部１と受信部７と送受分離部５を要因とする各々の変調精度成分により決定される。そのため、２つの電力値における無線装置全体の変調精度と、送信部１、受信部７および送受分離部５のみを要因とする変調精度成分、そして２つの電力値の減衰量の差に基づいて、受信部７に入力される電力が求まる。よって、受信電力演算部１７では、算出部１３と演算部１５の出力結果を用いて、受信部７へ入力される電力を演算し診断部１４へ出力する。次に診断部１４では、演算された受信部７への入力電力値とあらかじめ定められた受信電力の閾値や範囲と比較する事により、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を診断する。なお、診断部１４にて用いられる受信電力の閾値や範囲は、設計上もとまる値であっても良いし、装置設置時に最初に自己診断した際の受信電力演算値に基づいて決定してもよい。また、装置設置時から定期的に自己診断をおこない、演算で求めた受信部７への入力電力をモニタして閾値を超えた場合や、所定範囲を超えた場合は診断部にて診断異常と判断するようにしてもよい。
【００６１】
無線装置の故障例として、例えば、アンテナ６の接続状態異常によりアンテナ端が開放となっている場合、送信信号がアンテナ端で全反射して、受信部７への入力電力が正常時に比べ大きくなり、あらかじめ記憶されている正常時の受信電力の閾値もしくは所定範囲よりも大きくなり、診断部１４にて無線装置の異常が検出される。この故障の場合、従来の自己診断方法である受信した信号の電力レベルを用いた自己診断方法でも異常検出は可能であるが、図１０に示すような受信電力検出部１１１のような別の構成要素が必要である。
【００６２】
以上の構成により、受信電力演算部１７により、算出部１３と演算部１５の出力結果を用いて、受信部７へ入力される電力を演算し診断部１４にて受信部７への入力電圧を所定の閾値および範囲と比較することで、実施の形態２における効果に加えて、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無をより高精度に診断することができる。
【００６３】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５について、図を用いて説明する。
図７は、本発明の実施の形態５における無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
以下、本発明の実施の形態５における無線装置の構成および動作について説明する。なお、実施の形態２と同様の構成および動作については、説明を省略し、異なる構成および動作についてのみ説明する。
【００６４】
実施の形態２の説明では、図４に示すようにアンテナ６が送信と受信の両方を行う送受信アンテナとして説明をおこなったが、図７に示すように送信用アンテナ６Ａ、受信用アンテナ６Ｂというように送信用と受信用のアンテナをそれぞれ備えていてもよい。この構成により、図５に示す送受信信号の分離を行う送受分離部５が不要となる。上記以外の構成は、図４と同様のため説明は省略する。
【００６５】
次に本発明の実施形態５における無線装置の動作について説明する。
無線装置の自己診断を行う場合について説明する。送信用アンテナ６Ａから送信される送信電力信号の一部を受信アンテナ６Ｂで受信して受信部７へ入力する。以降の処理は、実施の形態２と同様に、図７の電力可変部１６の設定を少なくとも２段階に変化させることにより、少なくとも２つの送信電力に対して無線装置全体の変調精度（電力可変部の影響は含まず）の演算を行い、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を診断する。図７の構成においても図４の構成と同様の診断を行うことができる。尚、ここでは図示しないが、実施の形態１から４のいずれの無線装置の構成においても、アンテナ６の代わりに図７と同様に送信用アンテナ６Ａと受信用アンテナ６Ｂを備えても、実施の形態３と同じように無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を診断することができることはいうまでもない。
【００６６】
以上の構成により、送受信アンテナ６（例えば、図４）の代わりに送信用アンテナ６Ａと受信用アンテナ６Ｂを備え、電力可変部１６の機能を有することにより、別途装置を付加することなく無線装置として必要な構成要素で、実施の形態３と同様に無線装置ごとのバラつきや設置条件による受信部への入力される電力に影響を受けない、送信部１、受信部７および送受分離部５のみを要因とする変調精度成分を得ることができ、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を高精度に診断することができる。
【００６７】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６について、図を用いて説明する。
図８は、本発明の実施の形態６における無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
以下、本発明の実施の形態６における無線装置の構成および動作について説明する。なお、実施の形態１と同様の構成および動作については、説明を省略し、異なる構成および動作についてのみ説明する。
【００６８】
実施の形態１から５の説明では、送信部と受信部はそれぞれ１つという１系統の構成についてとして説明をおこなった。しかし、無線通信システムにおける基地局や移動局において、装置故障による事故や長期間の運用停止を防止するために図８に示すように送信部１Ａ、送信部１Ｂ、受信部７Ａ、受信部７Ｂというように送信部と受信部を２系統備えていてもよい。また、スイッチ２２Ａ、スイッチ２２Ｂ、送受分離部５を図８に示すように接続して診断を行うことにより、異常個所をより特定することが可能となる。上記以外の構成は、図５と同様のため説明は省略する。
【００６９】
次に本発明の実施形態６における無線装置の動作について説明する。
無線装置の自己診断を行う場合について説明する。送信部１Ａから出力された高周波変調信号は、スイッチ２２Ａ、送受分離部５を経由してアンテナ６から送信されるが、その高周波変調信号の一部は送受分離部５からの漏れ電力やアンテナ６からの反射電力としてスイッチ２２Ｂを経由して、受信部７Ａに入力される。以降の処理は、実施の形態１と同様に、診断部１４Ａにおいて、算出部１３Ａにて算出された変調精度を所定の閾値と比較する事により、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を診断する。また、スイッチ２２Ｂを切り替えることで、送信部１Ａと受信部７Ｂの組み合わせについても、同様に診断する事が可能となる。同様にスイッチ２２Ａとスイッチ２２Ｂを切り替えることにより、送信部１Ｂと受信部７Ａ、送信部１Ｂと受信部７Ｂの組み合わせについて診断することが可能となる。このように送信部１Ａと受信部７Ａ、送信部１Ａと受信部７Ｂ、送信部１Ｂと受信部７Ａ、送信部１Ｂと受信部７Ｂの４通りの組み合わせで診断することにより、例えば受信部７Ａに異常があるというように、異常個所の特定を行うことができる。なお、特定された異常個所については、スイッチ２２Ａ、スイッチ２２Ｂの切り替えにより使用しないようにしてもよい。ここで、実施の形態２と同様に、図７の電力可変部１６の設定を少なくとも２段階に変化させることにより、少なくとも２つの送信電力に対して無線装置全体の変調精度の演算を行い、送信部１、受信部７および送受分離部５のみを要因とする変調精度成分を求めて、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を診断する。尚、ここではスイッチに比べ比較的高価な送受分離部の個数を少なくしつつ、２系統を実現すべく図８の構成を示したが、図９に示すような２系統を構成しても同様の診断を行うことができる。また、図８および図９では、２系統の受信部それぞれに算出部や診断部を設けたが、２系統の受信部で１つの算出部と診断部を共用してもよい。
【００７０】
以上の構成により、装置故障による事故や長期間の運用停止を防止するための送受信部を２系統有する構成で、変調精度を用いて自己診断を行うことにより、無線装置の状態や性能劣化、異常の有無を短時間かつ高精度に診断することができるとともに、異常個所の特定も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１による無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】変調精度の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１による無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態２による無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態３による無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態４による無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態５による無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態６による無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態６による無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】従来の自己診断機能を有する無線装置の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  送信部
２  変調部
３  局部発振部
４  送信電力増幅部
５  送受分離部
６  アンテナ
７  受信部
８  受信電力増幅部
９  周波数変換部
１０  局部発振部
１１  フィルタ
１２  直交検波部
１３  算出部
１４  診断部
１５  演算部
１６  電力可変部
１７  受信電力演算部
５１  理想シンボル点
５２  理想シンボル点のベクトル量  Ｓ（ｎ）
５３  実信号シンボル点
５４  実信号シンボル点のベクトル量  Ｚ（ｎ）
５５  エラーベクトル量  Ｅ（ｎ）
１０１  テストデータ発生部
１０２  変調部
１０３  送信高周波部
１０４  送信出力制御部
１０５  出力制御量記憶部
１０６  スイッチ
１０７  アンテナ
１０８  受信高周波部
１０９  復調部
１１０  誤りビット判定部
１１１  受信電力検出部
１１２  表示部
【図１】
2010157866.tif 000005
【図２】
2010157866.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010157866.tif 000011
【図８】
2010157866.tif 000012
【図９】
2010157866.tif 000013
【図１０】
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