(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャリア信号を含むアナログ信号に対し低雑音増幅を含むアナログ信号処理を行うアナログ信号処理手段と、
前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ａ／Ｄコンバータで変換されたデジタル信号を分配する分配手段と、
前記分配手段で分配された信号のうち、互いに異なる周波数帯域の信号をそれぞれ複数のベースバンド信号に変換する複数のベースバンド信号生成手段と、
前記複数のベースバンド信号生成手段の中から、前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用しない空きベースバンド信号生成手段を選択するとともに、前記ベースバンド信号生成手段で信号生成可能な受信周波数領域のうち、前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用するキャリア周波数帯域以外の空き周波数帯域を検出し、前記空きベースバンド信号生成手段で前記空き周波数帯域の信号を前記ベースバンド信号に変換したときの出力強度に基づいて前記アナログ信号処理手段の出力異常の故障を検出する故障検出手段と、
を有することを特徴とする受信機。
【請求項２】
前記故障検出手段は、
前記複数のベースバンド信号生成手段のうちの一部のベースバンド信号生成手段に対して、前記複数の前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用するキャリア周波数帯域を設定するキャリア周波数帯域設定手段と、
前記ベースバンド信号生成手段で信号生成可能な受信周波数領域のうち、前記キャリア周波数帯域以外の空き周波数帯域を検出する空き周波数帯域検出手段と、
前記複数のベースバンド信号生成手段のうち前記キャリア周波数帯域設定手段で設定されなかった空きベースバンド信号生成手段に対して、前記空き周波数帯域検出手段で検出された空き周波数帯域の少なくとも一部を設定する空き周波数帯域設定手段と、
前記空きベースバンド信号生成手段の出力強度に基づいて、前記アナログ信号処理手段の出力異常を検出する異常検出手段と、を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記複数のキャリア信号を含むアナログ信号は、アンテナ受信したＬＴＥ方式又は３Ｇ方式の無線信号であり、
前記キャリア周波数帯域設定手段は、前記受信周波数領域を所定の数で分割した領域をＬＴＥ方式の信号処理又は３Ｇ方式の信号処理に割り当てるようにキャリア周波数帯域を設定し、
前記空き周波数帯域検出手段は、前記分割した領域のうち、前記ＬＴＥ方式の信号処理又は３Ｇ方式の信号処理に割り当てられなかった周波数帯域を検出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の受信機。
【請求項４】
前記複数のキャリア信号を含むアナログ信号は、アンテナ受信したＬＴＥ方式又は３Ｇ方式の無線信号であり、
前記キャリア周波数帯域設定手段は、前記受信周波数領域を所定の数で分割した領域をＬＴＥ方式の信号処理又は３Ｇ方式の信号処理に割り当てるようにキャリア周波数帯域を設定し、
前記空き周波数帯域検出手段は、前記分割した領域を前記ＬＴＥ方式の信号処理に割り当てた領域のうち、前記ＬＴＥ方式の信号の占有帯域幅に属さない周波数帯域を検出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の受信機。
【請求項５】
前記故障検出手段で検出するアナログ信号処理手段の出力異常は、前記低雑音増幅の利得の低下を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の受信機。
【請求項６】
前記異常検出手段は、前記空きベースバンド信号生成手段の出力強度が、前記空き周波数帯域設定手段で設定された空き周波数帯域における熱雑音に前記アナログ信号処理手段の総合利得と総合ＮＦを加算して算出した値より低い場合に、前記アナログ信号処理手段の出力が異常であることを検出する、
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の受信機。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の受信機を備える無線基地局。
【請求項８】
複数のキャリア信号を含むアナログ信号に対し低雑音増幅を含むアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部と、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換ステップで変換されたデジタル信号を分配する分配部と、前記分配部で分配された信号のうち、互いに異なる周波数帯域の信号をそれぞれ複数のベースバンド信号に変換するベースバンド信号生成部と、を有する受信機において、
前記複数のベースバンド信号生成部のうちの一部のベースバンド信号生成部に対して、前記複数の前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用するキャリア周波数帯域を設定するキャリア周波数帯域設定ステップと、
前記ベースバンド信号生成部で信号生成可能な受信周波数領域のうち、前記キャリア周波数帯域以外の空き周波数帯域を検出する空き周波数帯域検出ステップと、
前記複数のベースバンド信号生成部のうち前記キャリア周波数帯域設定ステップで設定されなかった空きベースバンド信号生成部に対して、前記空き周波数帯域検出ステップで検出された空き周波数帯域の少なくとも一部を設定する空き周波数帯域設定ステップと、
前記空きベースバンド信号生成部の出力強度に基づいて、前記アナログ信号処理部の出力異常の故障を検出する故障検出ステップと、
を有することを特徴とする故障検出方法。
【請求項９】
複数のキャリア信号を含むアナログ信号に対し低雑音増幅を含むアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部と、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換手順で変換されたデジタル信号を分配する分配部と、前記分配手順で分配された信号のうち、互いに異なる周波数帯域の信号をそれぞれ複数のベースバンド信号に変換するベースバンド信号生成部と、を有する受信機を制御するコンピュータに、
前記複数のベースバンド信号生成部のうちの一部のベースバンド信号生成部に対して、前記複数の前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用するキャリア周波数帯域を設定するキャリア周波数帯域設定手順と、
前記ベースバンド信号生成部で信号生成可能な受信周波数領域のうち、前記キャリア周波数帯域以外の空き周波数帯域を検出する空き周波数帯域検出手順と、
前記複数のベースバンド信号生成部のうち前記キャリア周波数帯域設定手順で設定されなかった空きベースバンド信号生成部に対して、前記空き周波数帯域検出手順で検出された空き周波数帯域の少なくとも一部を設定する空き周波数帯域設定手順と、
前記空きベースバンド信号生成部の出力強度に基づいて、前記アナログ信号処理部の出力異常の故障を検出する故障検出手順と、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、故障検出機能を有する受信機、無線基地局、故障検出方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の無線通信端末から構成される無線通信システムにおいて、無線通信端末は、通信サービスエリア毎に配置された無線基地局と無線通信を行う。無線基地局に備えられた受信機は、無線通信端末からの無線信号を受信して、無線基地局内の復調器に受信信号を出力する機能を有する。
【０００３】
この無線基地局の受信機は、低雑音増幅器、フィルタ、Ａ／Ｄコンバータ等を有するが、これら回路の増幅率低下、減衰量増加等による故障が起こるため、故障の発生を監視する必要がある。
受信機の故障検出方法は、例えば、受信機に受信信号と共にパイロット信号も入力し、パイロット信号に基づく受信機出力の平均電力や復調後のＢＥＲの測定により行う手法がある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
しかし、この場合、パイロット信号発生器や、受信信号とパイロット信号を結合、分離するためのカプラ等が必要となり構成が複雑になるという問題がある。
【０００５】
一方、受信機には受信信号を入力せずに、熱雑音のみに起因する受信機出力レベルの平均値を測定することにより故障を検出するという手法がある（例えば、特許文献２）。
【０００６】
図５に熱雑音に起因する受信機出力レベルに基づいて故障検出を行う受信機の構成を示す。受信機５０は、アンテナ２０、低雑音増幅器５１、ＲＦフィルタ５２、ミキサ５３、ＩＦ増幅器５４、ＩＦフィルタ５５、Ａ／Ｄコンバータ５６、ＦＰＧＡ５００、検波器５０１、故障検出演算回路５０２から構成される。
【０００７】
アンテナ２０が無線信号を受信せず受信機５０に入力がない場合には、熱雑音のみが低雑音増幅器５１に入力される。そのときのＡ／Ｄコンバータ５６出力の平均電力を検波器５０１が測定する。このＡ／Ｄコンバータ５６出力の平均電力値をＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）報告値５００６と呼ぶ。
【０００８】
故障検出演算回路５０２は、ＲＳＳＩ報告値５００６が、予め定めた基準レベルより低いレベルになった場合には、受信機５０が故障したと判断する。
この基準レベルは、熱雑音のみが低雑音増幅器５１に入力された時のＡ／Ｄコンバータ５６出力を、受信機５０の総合利得を考慮して算出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２０３５５０号公報
【特許文献２】特開２００８−２０６１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、サービス中は無線通信端末からの無線信号をアンテナ２０が受信しているため、Ａ／Ｄコンバータ５６出力は受信電力を含んでおり、熱雑音レベルを下回って検出されることはない。よって、サービス中は故障を検出することができない。
【００１１】
これに対し、特許文献２に記載の受信機は、低雑音増幅器５１の前にスイッチを設け、アンテナ２０に接続するか入力を終端するか切り替え可能としており、故障検出をする際は、入力を終端するようにしている。
しかし、入力を終端している間は、受信信号入力を中断し、サービスを停止させることとなるため、サービス中のリアルタイムの故障検出ができない。
また、スイッチや、スイッチの駆動回路を追加しなければならず、構成が複雑化してしまう。
【００１２】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易的な構成で、サービスを中断することなくリアルタイムの故障検出が可能な受信機等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】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る受信機は、
複数のキャリア信号を含むアナログ信号に対し低雑音増幅を含むアナログ信号処理を行うアナログ信号処理手段と、
前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ａ／Ｄコンバータで変換されたデジタル信号を分配する分配手段と、
前記分配手段で分配された信号のうち、互いに異なる周波数帯域の信号をそれぞれ複数のベースバンド信号に変換する複数のベースバンド信号生成手段と、
前記複数のベースバンド信号生成手段の中から、前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用しない空きベースバンド信号生成手段を選択するとともに、前記ベースバンド信号生成手段で信号生成可能な受信周波数領域のうち、前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用するキャリア周波数帯域以外の空き周波数帯域を検出し、前記空きベースバンド信号生成手段で前記空き周波数帯域の信号を前記ベースバンド信号に変換したときの出力強度に基づいて前記アナログ信号処理手段の出力異常の故障を検出する故障検出手段と、
を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の第２の観点に係る無線基地局は、
前記第１の観点に係る受信機を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の第３の観点に係る故障検出方法は、
複数のキャリア信号を含むアナログ信号に対し低雑音増幅を含むアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部と、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換ステップで変換されたデジタル信号を分配する分配部と、前記分配部で分配された信号のうち、互いに異なる周波数帯域の信号をそれぞれ複数のベースバンド信号に変換するベースバンド信号生成部を有する受信機において、
前記複数のベースバンド信号生成部のうちの一部のベースバンド信号生成部に対して、前記複数の前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用するキャリア周波数帯域を設定するキャリア周波数帯域設定ステップと、
前記ベースバンド信号生成部で信号生成可能な受信周波数領域のうち、前記キャリア周波数帯域以外の空き周波数帯域を検出する空き周波数帯域検出ステップと、
前記複数のベースバンド信号生成部のうち前記キャリア周波数帯域設定ステップで設定されなかった空きベースバンド信号生成部に対して、前記空き周波数帯域検出ステップで検出された空き周波数帯域の少なくとも一部を設定する空き周波数帯域設定ステップと、
前記空きベースバンド信号生成部の出力強度に基づいて、前記アナログ信号処理部の出力異常の故障を検出する故障検出ステップと、
を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の第４の観点に係るプログラムは、
複数のキャリア信号を含むアナログ信号に対し低雑音増幅を含むアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部と、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換手順で変換されたデジタル信号を分配する分配部と、前記分配手順で分配された信号のうち、互いに異なる周波数帯域の信号をそれぞれ複数のベースバンド信号に変換するベースバンド信号生成部を有する受信機を制御するコンピュータに、
前記複数のベースバンド信号生成部のうちの一部のベースバンド信号生成部に対して、前記複数の前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用するキャリア周波数帯域を設定するキャリア周波数帯域設定手順と、
前記ベースバンド信号生成部で信号生成可能な受信周波数領域のうち、前記キャリア周波数帯域以外の空き周波数帯域を検出する空き周波数帯域検出手順と、
前記複数のベースバンド信号生成部のうち前記キャリア周波数帯域設定手順で設定されなかった空きベースバンド信号生成部に対して、前記空き周波数帯域検出手順で検出された空き周波数帯域の少なくとも一部を設定する空き周波数帯域設定手順と、
前記空きベースバンド信号生成部の出力強度に基づいて、前記アナログ信号処理部の出力異常の故障を検出する故障検出手順と、
を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡易的な構成で、サービスを中断することなくリアルタイムの故障検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る無線基地局の構成の概略を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る無線基地局の受信機の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る受信機のＦＰＧＡの内部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る受信周波数領域における周波数配置を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係るキャリア設定処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係るキャリア設定処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係るキャリア設定処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係るキャリア設定処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係るキャリア設定処理におけるフラグ設定値を表した表を示す図である。
【図１０】ｋＴＢ値、ｋＴＢＦＧ値を表した表を示す図である。
【図１１】受信機におけるレベルダイヤを説明するための図である。
【図１２】本発明の実施形態２に係る受信周波数領域における周波数配置を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施形態２に係るキャリア設定処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施形態２の故障検出用周波数帯域の帯域幅を表した表を示す図である。
【図１５】従来の無線基地局の受信機の内部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】
【００１９】
（実施形態１）
本発明の実施形態１について図１乃至１１を参照して詳細に説明する。
実施形態１に係る無線通信システムにおける無線基地局１は、移動局である無線通信端末から送信される無線信号を受信する。この無線通信システムの通信方式は、３Ｇ（3rd Generation）方式、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式が混在しており、各々の方式の複数のキャリア信号を送受信するマルチキャリアの運用となっている。
【００２０】
無線基地局は図１に示すように、無線通信端末から送信される無線信号を受信する受信機１０と、アンテナ２０と、３Ｇ変復調器３０と、ＬＴＥ変復調器４０を備えている。受信機１０と３Ｇ変復調器３０の間、受信機１０とＬＴＥ変復調器４０の間は、ＣＰＲ（Common Public Radio）インターフェイス（図中ＣＰＲＩと示す）を介して、接続されている。
ここで、ＣＰＲインターフェイスは、無線基地局内の送受信機と、変復調器を含む制御部との間のプロトコル・インターフェイスに関する標準化規格に準拠したインターフェイスである。
【００２１】
受信機１０は、マルチキャリア受信可能な受信機で、各無線通信システム方式対応の無線通信端末から送信されアンテナ２０で受信された無線信号に、増幅等のアナログ信号処理やＡＤ変換処理等の受信処理を施す。そして得られたデジタル信号を、変復調装置に出力する。
【００２２】
受信機１０は、図２に示すように、低雑音増幅器１１、ＲＦ（Radio Frequency）フィルタ１２、ミキサ１３、ＩＦ（Intermediate Frequency）増幅器１４、ＩＦフィルタ１５、Ａ／Ｄコンバータ１６、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）１００を備える。
【００２３】
無線通信端末から送信される無線信号は、アンテナ２０で電気信号（アナログ信号）に変換されて、受信機１０に入力される。入力された電気信号は、低雑音増幅器１１で低雑音増幅される。増幅された電気信号のうち所望の周波数成分だけが、ＲＦフィルタ１２を通過し、不要な周波数成分は除去される。
【００２４】
ＲＦフィルタ１２を通過した電気信号は、受信機１０内で生成するＬｏｃａｌ信号２００１とともにミキサ１３に入力される。ミキサ１３でＬｏｃａｌ信号２００１と混合されることにより、高周波数の電気信号が低周波数の電気信号（中間周波数信号：ＩＦ信号）に周波数変換される。
【００２５】
周波数変換された中間周波数信号は、ＩＦ増幅器１４で増幅される。増幅された中間周波数信号は、ＩＦフィルタ１５で所望の周波数成分２００２のみ通過し、ミキサ１３等で発生する不要なスプリアス等は除去される。ＩＦフィルタ１５を通過した中間周波数信号２００２（アナログ信号）は、Ａ／Ｄコンバータ１６で標本化、量子化され、デジタル信号２００３に変換される。
【００２６】
変換されたデジタル信号２００３はＦＰＧＡ１００に入力される。
ＦＰＧＡ１００は、ＣＰＲインターフェイス（図中ＣＰＲＩと示す）を介して、上位装置である変復調器３０、４０とも接続されている。
【００２７】
ＦＰＧＡ１００は、ＣＰＲインターフェイスを通じて変復調器３０、４０から入力されるＲＸ設定信号２００４に基づいて、Ａ／Ｄコンバータ１６から入力されるデジタル信号２００３に各種データ加工を施し、ＵｐＬｉｎｋ出力データ２００５を生成し、上位装置（変復調器３０、４０）に出力する。
【００２８】
また、ＦＰＧＡ１００は、ＵｐＬｉｎｋ出力データ２００５の平均電力を示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）報告値２００６を生成して出力する。また、ＲＳＳＩ報告値２００６に基づいて生成する故障検出信号２００７を出力する。
【００２９】
ＦＰＧＡ１００の内部構成を、図３を用いて説明する。
ＦＰＧＡ１００は、図３に示すように、分配器１０１、キャリア信号処理部１１０、１２０、１３０、１４０、切替スイッチ１０２、故障検出演算回路１０３、ＲＸ設定制御回路１０４から構成される。
【００３０】
受信機１０はマルチキャリア受信を行うため、ＦＰＧＡ１００に入力された信号２００３は分配機１０１で分配され、キャリア信号処理部１１０、１２０、１３０、１４０に入力される。
ここで、キャリア信号処理部１１０、１２０、１３０、１４０で処理するキャリア信号に対してそれぞれ、キャリア番号１乃至４を付し、以下、各キャリア信号をキャリア１、キャリア２、キャリア３、キャリア４と呼ぶ。
【００３１】
キャリア１のキャリア信号処理部１１０は、ＮＣＯ(Numerical Controlled Oscillator）部１１１、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ１１２、検波器１１３から構成される。
【００３２】
ＮＣＯ部１１１は、数値制御発振器（ＮＣＯ）を備え、ＦＰＧＡ１００の入力信号２００３と、ＮＣＯの出力とを乗算することにより、ベースバンド信号を生成するベースバンド信号生成器として機能する。
ここで、ＮＣＯ部１１１は、ＲＸ設定制御回路１０４から入力されるＮＣＯ制御信号２００８に基づいて、デジタル信号２００３をさらに低周波数のベースバンド信号に変換する。
【００３３】
ＦＩＲフィルタ１１２は、ベースバンド信号の所望の周波数成分のみ通過させることでＡ／Ｄコンバータ１６等で発生する不要なスプリアスを除去する。ＦＩＲフィルタ１１２を通過したベースバンド信号はＵｐＬｉｎｋ出力データ２００５として、ＣＰＲインターフェイスを通じて上位装置である変復調器３０、４０に出力される。
なお、ＵｐＬｉｎｋ出力データ２００５は、各キャリア信号毎の信号線で出力されるパラレル出力データである。
【００３４】
ＦＩＲフィルタ１１２は、ＲＸ設定制御回路１０４から入力されるＦＩＲフィルタ制御信号２００９に基づいて、Ｔａｐ係数を定めるため、通過帯域を自動制御することが可能である。
【００３５】
検波器１１３は、ＦＩＲフィルタ１１２を通過して出力されるＵｐＬｉｎｋ出力データ２００５の平均電力を示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）報告値２００６を生成し、ＣＰＲインターフェイスを通じて変復調器３０、４０に報告するとともに、切替スイッチ１０２にも出力する。
なお、ＣＰＲインターフェイスに出力されるＲＳＳＩ報告値２００６は、各キャリア信号毎の信号線で出力されるパラレル出力データである。
【００３６】
キャリア信号処理部１２０、１３０、１４０も、キャリア信号処理部１１０と同様の構成を有している。
【００３７】
切替スイッチ１０２は、ＲＸ設定制御回路１０４から入力される切替スイッチ制御信号２０１０に基づいて、キャリア信号処理部１１０、１２０、１３０、１４それぞれが出力するＲＳＳＩ報告値２００６を切り替えて出力する。
【００３８】
故障検出演算回路１０３は、キャリア信号処理部１１０、１２０、１３０、１４０から切替スイッチ１０２を介して入力される、ＲＳＳＩ報告値２００６に基づいて、受信機が故障しているかどうかを判断し、故障していると判断した場合には故障検出信号２００７を出力する。
【００３９】
ＲＸ設定制御回路１０４は、変復調器３０、４０を含む上位装置から入力されるＲＸ設定信号２００４に基づいて各ブロック回路が所望の動作をするようにＮＣＯ制御信号２００８、ＦＩＲフィルタ制御信号２００９、切替スイッチ制御信号２０１０、故障検出演算回路の制御信号２０１１を出力する。
【００４０】
以上のように構成された受信機１０における故障検出機能の動作を、図３乃至１１を参照して説明する。
【００４１】
本実施形態における受信機１０は、ＬＴＥ方式と３Ｇ方式の混在するマルチキャリア受信を行うが、無線通信システム方式の種類、受信周波数領域の周波数配置例を図４に示す。
【００４２】
ＬＴＥ方式はＳＣ−ＦＤＭＡ変調方式を使用している。ＳＣ−ＦＤＭＡ変調波の帯域幅は、３ＧＰＰ規格に則り、１．４ＭＨｚ、３ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚとする。
３Ｇ方式は、Ｗ−ＣＤＭＡ変調方式やｃｄｍａ２０００変調方式を使用する。
【００４３】
本実施形態に係る受信機の受信可能な全周波数領域は２０ＭＨｚとする。この受信周波数領域におけるＬＴＥ方式と３Ｇ方式の周波数配置は、多数の組み合わせが存在し、図４はその組み合わせの一例である。
【００４４】
（ａ）は３Ｇ方式のみの場合の周波数配置である。（ｂ）は帯域幅５ＭＨｚ以下のＬＴＥ方式と３Ｇ方式の周波数配置である。（ｃ）は帯域幅１０ＭＨｚのＬＴＥ方式と３Ｇ方式の周波数配置である。（ｄ）は帯域幅１５ＭＨｚのＬＴＥ方式と３Ｇ方式の周波数配置である。（ｅ）は帯域幅２０ＭＨｚのＬＴＥ方式の周波数配置である。つまり、総キャリア数は最大で４キャリアで、ＬＴＥ方式は１キャリアのみである。
【００４５】
ＲＸ設定制御回路は１、０の２値に変化するフラグＦ１〜Ｆ４を有している。
図４において、受信機１０の受信周波数領域を４分割し（５ＭＨｚ毎）、低周波数側からそれぞれの帯域にフラグＦ１〜Ｆ４を割り当てる。受信周波数領域の低周波数側の端の周波数をｆ＝α［Ｈｚ］とすると、４分割（５ＭＨｚ毎）に区切った領域の中心周波数は、フラグＦ１の領域がｆ＝α＋２．５［ＭＨ］、フラグＦ２の領域がα＋７．５［ＭＨ］、フラグＦ３の領域がα＋１２．５［ＭＨ］、フラグＦ４の領域がα＋１７．５［ＭＨ］となる。
【００４６】
上位装置からＲＸ設定制御回路１０４に入力されるＲＸ設定信号２００４は、キャリア番号、キャリア周波数、及び帯域幅の情報を持つ。ここで、キャリア番号は、キャリア信号処理部１１０、１２０、１３０、１４０で処理するキャリア信号に対してそれぞれ付したキャリア１乃至４である。
【００４７】
ＲＸ設定制御回路１０４は、指定されたキャリア番号に基づいて、使用するキャリア信号処理部１１０、１２０、１３０、１４０のいずれかを選択する。
このとき、ＬＴＥ方式は最大で１キャリアのみであるため、キャリア信号処理部１１０（キャリア１）をＬＴＥと３Ｇの共用とし、キャリア信号処理部１２０（キャリア２）、キャリア信号処理部１３０（キャリア３）、キャリア信号処理部１４０（キャリア４）は３Ｇ専用とする。
【００４８】
また、ＲＸ設定制御回路１０４は、上位装置からのＲＸ設定信号２００４に基づいて、受信周波数領域を４分割した領域のうち１又は複数の領域を、キャリア信号受信に使用する周波数領域として設定するために、キャリア周波数と帯域幅を設定する信号を出力する。
そして、空いている周波数帯域を自動検出して、故障検出用の帯域として指定する信号も出力する。
【００４９】
以下、ＲＸ設定制御回路１０４の処理であるキャリア設定処理を図５〜８のフローチャートに従って詳細に説明する。
なお、これらのフローチャートにおいてフラグ設定する処理は、図９に示した表のフローチャート対応番号を付した列を参照して、各キャリア周波数に対応するフラグ設定値に従って処理を行う。
【００５０】
まず初期処理としてフラグＦ１〜Ｆ４に０を代入する（図５のステップＳ１０１）。
次に、ＲＸ設定信号２００４のキャリア１に対応するキャリア周波数、及び帯域幅の情報に基づいて、キャリア１に設定する無線通信方式が３Ｇ方式であるか、ＬＴＥ方式であるか、あるいは、キャリア１にはいずれの方式も設定されていないかを判断する（ステップＳ１０２）。
【００５１】
キャリア１に設定する無線通信方式が３Ｇ方式である場合には、図９のフローチャート対応番号（１１）〜（１４）を参照して、ＲＸ設定信号２００４のキャリア周波数に対応するフラグを変更する（ステップＳ１０３）。例えば、ＲＸ設定信号２００４の情報によると、図４の（ａ）のようにキャリア１に設定する無線通信方式が３Ｇ方式であり、キャリア周波数がα＋２．５ＭＨｚである場合にはＦ１を１とする。
その後、図６のフローチャートへ進む。
【００５２】
ステップＳ１０２において、キャリア１に設定する無線通信方式がＬＴＥ方式である場合には、ＲＸ設定信号２００４の帯域幅の情報が５ＭＨz以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。帯域幅が５ＭＨz以下であった場合には、図９の（１１）〜（１４）を参照して、ＲＸ設定信号２００４のキャリア周波数に対応するフラグを変更する（ステップＳ１０５）。例えば、図４の（ｂ）のようにキャリア１に設定する無線通信方式がＬＴＥ方式の帯域幅５ＭＨｚ以下であり、キャリア周波数がα＋７．５ＭＨｚである場合にはＦ２を１とする。
その後、図６のフローチャートへ進む。
【００５３】
ステップＳ１０２において、キャリア１に設定する無線通信方式がＬＴＥ方式であり、かつ、ＲＸ設定信号２００４の帯域幅の情報が５ＭＨzより大きい場合には、図７のフローチャートに進む。
また、キャリア１に、いずれの無線通信方式も設定されていない場合は、図８のフローチャートに進む。
【００５４】
キャリア１に設定する無線通信方式が３Ｇ方式であるか、ＬＴＥ方式の帯域幅５ＭＨｚ以下であった場合には（図６のフローチャート）、ＲＸ設定信号２００４のキャリア２に対応するキャリア周波数、及び帯域幅の情報に基づいて、キャリア２に３Ｇ方式を設定するか、あるいは、キャリア２には設定しないかを判断する（ステップＳ２０１）。キャリア２に３Ｇ方式を設定する場合には、図９の（１１）〜（１４）を参照して、ＲＸ設定信号２００４のキャリア周波数に対応するフラグを変更する（ステップＳ２０２）。この時、キャリア周波数が重複することはないため、ステップＳ１０３でフラグ設定したフラグとは異なるフラグが変更される。
【００５５】
同様にして、キャリア３、４にも３Ｇ方式を設定するか否かに応じて、図９の（１１）〜（１４）を参照してフラグを変更する（ステップＳ２０３〜Ｓ２１２）。フラグを設定した結果、Ｆ１〜Ｆ４全てが１となっている場合には、故障検出をするための空き領域はない。つまり、切替スイッチ１０２がいずれの端子に接続されていても、検波器１１３、１２３、１３３、１４３が出力するＲＳＳＩ値から故障検出することができない。よって、ＲＸ設定制御回路１０４は、切替スイッチ１０２に対して、切替スイッチ制御信号２０１０は出力しない（ステップＳ２１３）。
【００５６】
ここで、図６のフローに従ってＦ１〜Ｆ４全てが１となった場合とは、図４の（ａ）、（ｂ）に示した周波数配置となっている場合等が該当する。
【００５７】
一方、図６のフローの中で、キャリア２〜４のいずれかのキャリア番号に３Ｇ方式を設定しなかった場合には、フラグの少なくとも１つが０であることになる。この場合は、受信周波数領域内に空き領域があるため、その領域（フラグが０の領域）を故障検出に使用する。
【００５８】
このとき、切替スイッチ１０２の出力端子が、３Ｇ方式を設定しなかったキャリア番号の検波器に接続されるように、ＲＸ設定制御回路１０４は切替スイッチ１０２に対して、切替スイッチ制御信号２０１０を出力する（ステップＳ２１４〜Ｓ２１６）。
【００５９】
次に、ステップＳ１０２、Ｓ１０４において、キャリア１に設定する無線通信方式がＬＴＥ方式であり、かつ、ＲＸ設定信号２００４の帯域幅の情報が５ＭＨzより大きい場合には（図７のフローチャート）、帯域幅が１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚのいずれであるかを判断する（ステップＳ３０１）。
【００６０】
キャリア２に設定する帯域幅が１０ＭＨｚである場合には、図９の（５）〜（７）を参照して、ＲＸ設定信号２００４のキャリア周波数に対応するフラグを変更する（ステップＳ３０２）。この時、ＬＴＥ方式が、受信周波数領域を４分割した領域のうち２つを使用することになるので、２つのフラグを１に変更することとなる。
【００６１】
ステップＳ３０２のフラグ設定後、ＲＸ設定信号２００４のキャリア２に対応するキャリア周波数、及び帯域幅情報に基づいて、キャリア２に３Ｇ方式を設定するか、あるいは、キャリア２には設定しないかを判断する（ステップＳ３０３）。キャリア２に３Ｇ方式を設定する場合には、図９の（１１）〜（１４）を参照して、ＲＸ設定信号２００４のキャリア周波数に対応するフラグを変更する（ステップＳ３０４）。この時ステップＳ３０２でフラグ設定したフラグとは異なるフラグが変更される。
【００６２】
同様にして、キャリア３にも３Ｇ方式を設定するか否かに応じて、図９の（１１）〜（１４）を参照して、ＲＸ設定信号２００４のキャリア周波数に対応するフラグを変更する（ステップＳ３０５〜Ｓ３０８）。フラグを設定した結果、Ｆ１〜Ｆ４全てが１となっている場合には、故障検出をするための空き領域はない。つまり、切替スイッチ１０２がいずれの端子に接続されていても、検波器１１３、１２３、１３３、１４３が出力するＲＳＳＩ値から故障検出することができない。よって、ＲＸ設定制御回路１０４は、切替スイッチ１０２に対して、切替スイッチ制御信号２０１０は出力しない（ステップＳ３０９）。
【００６３】
ここで、ステップＳ３０２〜Ｓ３０６に従って、Ｆ１〜Ｆ４全てが１となった場合とは、図４の（ｃ）に示した周波数配置となっている場合等が該当する。
【００６４】
一方、ステップＳ３０３、Ｓ３０５、Ｓ３０７の中で、キャリア２、３のいずれかのキャリア番号に３Ｇ方式を設定しなかった場合には、フラグの少なくとも１つが０であることになる。この場合は、受信周波数領域内に空き領域があるため、その領域（フラグが０の領域）を故障検出に使用する。
【００６５】
このとき、切替スイッチ１０２の出力端子が、３Ｇ方式を設定しなかったキャリア番号の検波器に接続されるように、ＲＸ設定制御回路１０４は切替スイッチ１０２に対して、切替スイッチ制御信号２０１０を出力する（ステップＳ３１０、Ｓ３１１）。
【００６６】
ステップＳ３０１において、キャリア２に設定する帯域幅が１５ＭＨｚである場合には、図９の（８）〜（９）を参照して、ＲＸ設定信号２００４のキャリア周波数に対応するフラグを変更する（ステップＳ３１２）。この時、受信周波数領域を４分割した領域のうち３つを使用することになるので、３つのフラグを１に変更することとなる。
【００６７】
ステップＳ３１２のフラグ設定後、ＲＸ設定信号２００４のキャリア２に対応するキャリア周波数、及び帯域幅情報に基づいて、キャリア２に３Ｇ方式を設定するか、あるいは、キャリア２には設定しないかを判断する（ステップＳ３１３）。キャリア２に３Ｇ方式を設定する場合には、図９の（１１）〜（１４）を参照して、ＲＸ設定信号２００４のキャリア周波数に対応するフラグを変更する（ステップＳ３１４）。この時ステップＳ３１２でフラグ設定したフラグとは異なるフラグが変更される。
【００６８】
フラグを設定した結果、Ｆ１〜Ｆ４全てが１となっている場合には、故障検出をするための空き領域はない。つまり、切替スイッチ１０２がいずれの端子に接続されていても、検波器１１３、１２３、１３３、１４３が出力するＲＳＳＩ値から故障検出することができない。よって、ＲＸ設定制御回路１０４は、切替スイッチ１０２に対して、切替スイッチ制御信号２０１０は出力しない（ステップＳ３１５）。
【００６９】
ここで、ステップＳ３１２〜Ｓ３１４に従って、Ｆ１〜Ｆ４全てが１となった場合とは、図４の（ｄ）に示した周波数配置となっている場合等が該当する。
【００７０】
一方、ステップＳ３１３において、キャリア２に３Ｇ方式を設定しなかった場合には、フラグの少なくとも１つが０であることになる。この場合は、受信周波数領域内に空き領域があるため、その領域（フラグが０の領域）を故障検出に使用する。
【００７１】
このとき、切替スイッチ１０２の出力端子が、３Ｇ方式を設定しなかったキャリア２の検波器に接続されるように、ＲＸ設定制御回路１０４は切替スイッチ１０２に対して、切替スイッチ制御信号２０１０を出力する（ステップＳ３１６）。
【００７２】
ステップＳ３０１において、キャリア２に設定する帯域幅が２０ＭＨｚである場合には、図９の（１０）にしたがって全てのフラグを１に変更する（ステップＳ３１７）。つまり、受信周波数領域を４分割した領域全てを使用することになる。
【００７３】
したがって、この場合には故障検出をするための空き領域はない。つまり、切替スイッチ１０２がいずれの端子に接続されていても、検波器１１３、１２３、１３３、１４３が出力するＲＳＳＩ値から故障検出することができない。よって、ＲＸ設定制御回路１０４は、切替スイッチ１０２に対して、切替スイッチ制御信号２０１０は出力しない（ステップＳ３１８）。
【００７４】
ここで、ステップＳ３１７に従って、Ｆ１〜Ｆ４全てが１となった場合とは、図４の（ｅ）に示した周波数配置となっている場合が該当する。
【００７５】
次に、ステップＳ１０２において、キャリア１には、いずれの無線通信方式も設定しない場合には（図８のフローチャート）、ＲＸ設定信号２００４のキャリア２に対応するキャリア周波数、及び帯域幅情報に基づいて、キャリア２に３Ｇ方式を設定するか、あるいは、キャリア２には設定しないかを判断する（ステップＳ４０１）。
【００７６】
キャリア２に３Ｇ方式を設定する場合には、図９の（１１）〜（１４）を参照して、ＲＸ設定信号２００４のキャリア周波数に対応するフラグを変更する（ステップＳ４０２）。
同様にして、キャリア３、４にも３Ｇ方式を設定するか否かに応じて、図９の（１１）〜（１４）を参照してフラグを変更する（ステップＳ４０３〜Ｓ４０６）。
【００７７】
ここで、ステップＳ１０２においてキャリア１にいずれの無線通信方式も設定しなかったため、キャリア２〜４に３Ｇ方式を設定したか否かにかかわらず、フラグの少なくとも１つが０であることになる。この場合は、受信周波数領域に空き領域があるため、その領域（フラグが０の領域）を故障検出に使用する。
【００７８】
このとき、切替スイッチ１０２の出力端子が、キャリア１の検波器１１３に接続されるように、ＲＸ設定制御回路１０４は切替スイッチ１０２に対して、切替スイッチ制御信号２０１０を出力する（ステップＳ４０７）。
【００７９】
以上のようにして、ＲＸ設定制御回路１０４は、キャリア１〜４それぞれを、キャリア信号受信用と、故障検出用に設定する。このキャリア設定に基づいて、ＲＸ設定制御回路１０４は、ＮＣＯ部１１１、１２１、１３１、１４１、ＦＩＲフィルタ１１２、１２２、１３２、１４２、検波器１１３、１２３、１３３、１４３、切替スイッチ１０２に対して制御信号を出力する。
【００８０】
具体的には、ＲＸ設定制御回路１０４は、キャリア信号受信用に設定したキャリア信号処理部の各ＮＣＯ部に対して、キャリア周波数の情報を含むＮＣＯ制御信号２００８を出力する。このＮＣＯ制御信号２００８に基づいて、数値制御発振器（ＮＣＯ）はキャリア周波数に対応する周波数の発振信号を生成し、デジタル信号２００３と乗算することにより、ベースバンド信号を生成する。
【００８１】
また、ＲＸ設定制御回路１０４は、各ＦＩＲフィルタに対して帯域幅の情報を含むＦＩＲフィルタ制御信号２００９を出力する。ＦＩＲフィルタは、このＦＩＲフィルタ制御信号２００９の帯域幅に対応する周波数成分のみ通過させることで、Ａ／Ｄコンバータ１６等で発生する不要なスプリアスを除去したＵｐＬｉｎｋ出力データ２００５を生成し、ＣＰＲインターフェイスを通じて上位装置である変復調器３０、４０に出力する。
【００８２】
一方、故障検出用に設定されたキャリア信号処理部に対しては、空き領域の中心周波数の情報を含むＮＣＯ制御信号２００８を出力する。このＮＣＯ制御信号２００８に基づいて、数値制御発振器（ＮＣＯ）は中心周波数に対応する周波数の発振信号を生成し、ＦＰＧＡ１００に入力される熱雑音に起因する信号と乗算して出力する。
【００８３】
また、ＲＸ設定制御回路１０４は、故障検出用のキャリア信号処理部のＦＩＲフィルタに対して故障検出用の帯域幅の情報を含むＦＩＲフィルタ制御信号２００９を出力する。ＦＩＲフィルタは、このＦＩＲフィルタ制御信号２００９の帯域幅に対応する周波数成分のみ通過させた信号を出力する。
故障検出用に設定されたキャリア信号処理部の検波器は、ＦＩＲフィルタが出力した信号の平均電力をＲＳＳＩ報告値として出力する。
【００８４】
ＲＸ設定制御回路１０４は、切替スイッチ１０２に対して、故障検出用のキャリア番号の情報を含む切替スイッチ制御信号２０１０を出力する。この切替スイッチ制御信号２０１０に基づいて、切替スイッチ１０２の出力端子が、故障検出用のキャリア信号処理部の出力端子に接続されるように、切替スイッチ１０２を切り替える。
【００８５】
故障検出演算回路１０３は、故障検出用のキャリア信号処理部から切替スイッチ１０２を介して入力される、ＲＳＳＩ報告値２００６に基づいて、受信機が故障しているかどうかを判断し故障していると判断した場合には故障検出信号２００７を出力する。
【００８６】
次に、ＲＳＳＩ報告値２００６に基づく故障判断について説明する。
【００８７】
アンテナ２０が出力する最小の電力は熱雑音レベルであり、熱雑音レベルより低いレベルになることは有り得ない現象である。受信機の故障は、主に利得が下がることであるため、キャリア信号処理部の検波器１１３、１２３、１３３、１４３で検出されるべきレベルは、熱雑音レベルの入力が受信機１０の各構成部を通過して出力されるレベルより大きいレベルであると言える。この熱雑音に起因するレベルを閾値レベルとして算出し、この閾値レベルより低いレベルになったら受信機が故障したと判断する。
【００８８】
故障検出演算回路１０４は、ＲＸ設定制御回路１０４が出力する故障検出制御信号２０１１に基づいてＲＳＳＩ報告値２００６と閾値レベルを比較し、ＲＳＳＩ報告値２００６が閾値レベルより低い場合に故障検出信号２００７を出力し、ＣＰＲインターフェイスを通じて上位装置に報告する。 
【００８９】
図１０には、無線通信システム方式毎のキャリア周波数と、各周波数帯域における熱雑音レベルであるｋＴＢ値と、ＲＳＳＩ報告値２００６と比較する閾値レベルであるｋＴＢＦＧ値を表した表を示している。
【００９０】
ｋＴＢ値は、以下の式（１）により得られる。
kTB[dBm] = 10×log (k [J/K]×T[K]×B[Hz]×103)    ……（１）
ここで、ｋはボルツマン定数［Ｊ／Ｋ］であり、Ｔは温度［Ｋ］、Ｂは占有帯域幅［Ｈｚ］である。
【００９１】
ｋＴＢＦＧ値は、各周波数帯域における熱雑音レベルが受信機１０の低雑音増幅器１１からキャリア信号処理部のＦＩＲフィルタまでを通過して得られる出力レベルである。本実施形態では、ｋＴＢ値に対して、総合雑音指数ＮＦが３ｄＢ、総合利得が＋５６ｄＢであるとして計算している。
【００９２】
ｋＴＢＦＧ値は、以下の式（２）により得られる。ここで、総合利得は、図２の低雑音増幅器１１からキャリア１のＦＩＲフィルタ１１３までの利得の合計を意味する。
kTBFG[dBm] = kTB [dBm] + 総合NF[dB] + 総合利得[dB]    ……（２）
【００９３】
図１１は、本実施形態に係る受信機を通過する信号のレベルダイヤを示した図である。
まず、正常運用時（ａ）のレベルダイヤについて説明する。無線通信端末３００は、無線信号を送受信することで無線通信経路を介して無線基地局装置と通信する。通信する際に無線基地局で得られるＲＳＳＩ報告値が最適となるように、無線通信端末３００の出力レベルが制御される。
【００９４】
キャリア信号を受信するキャリア信号処理部をキャリア１とし、最適なＲＳＳＩ報告値を−２４ｄＢｍと仮定すると、受信機１０の総合利得＋５６ｄＢであるため、無線基地局の入力レベルは−８０ｄＢｍである。無線通信経路における伝搬ロスは−５０ｄＢであるとすると、無線通信端末３００の出力レベルは−３０ｄＢｍに制御されている。
【００９５】
一方、キャリア信号の受信に使用しないキャリア信号処理部がキャリア２であるときに、空き周波数帯域をキャリア２に設定すると、その帯域におけるアンテナ２０の出力レベルは、熱雑音レベル（ｋＴＢレベル）である。よって、キャリア２のＲＳＳＩ報告値は、受信機の総合利得＋５６ｄＢ、総合ＮＦが３ｄＢであることを考慮したｋＴＢＦＧレベルと同等となる。
【００９６】
例えば、故障検出に用いる帯域幅を４．５ＭＨｚであるとすると、アンテナ２０の出力であるｋＴＢレベルは−１０７．３ｄＢｍであり、ＦＩＲフィルタ１２２の出力であるｋＴＢＦＧレベルは−４８．３ｄＢｍとなる（図１０参照）。
【００９７】
次に、故障検出時（ｂ）のレベルダイヤについて説明する。低雑音増幅器１１などが故障することで総合利得が＋３６ｄＢとなった場合でも、ＲＳＳＩ報告値が最適となるように、無線通信端末３００の出力レベルは制御される。
【００９８】
キャリア受信するキャリア信号処理部をキャリア１とし、最適なＲＳＳＩ報告値を−２４ｄＢｍと仮定すると、受信機１０の総合利得＋３６ｄＢであるため、無線基地局の入力レベルは−６０ｄＢｍである。無線通信経路における伝搬ロスは−５０ｄＢであるとすると、無線通信端末３００の出力レベルは−１０ｄＢｍに制御されている。
【００９９】
つまり、正常運用時であっても、故障時であっても、無線通信端末３００の出力レベルが制御されているために、ＲＳＳＩ報告値は同じ−２４ｄＢｍとなる。よって、運用キャリア回路をサービス中に使用しても故障検出はできない。
【０１００】
一方、キャリア信号の受信に使用しないキャリア信号処理部がキャリア２であるときに、空き周波数帯域をキャリア２に設定すると、アンテナ２０が出力するレベルは、正常時と同じ熱雑音レベル（ｋＴＢレベル）であるのに対し、総合利得が３６ｄＢ、総合ＮＦが３ｄＢであるため、キャリア２のＲＳＳＩ報告値は、−６８．３ｄＢｍとなる。
【０１０１】
ＲＳＳＩ報告値（−６８．３ｄＢｍ）と、正常時のｋＴＢＦＧレベル（−４９．３ｄＢｍ）を比較すると、ＲＳＳＩ報告値がｋＴＢＦＧレベルより低いので、総合利得が下がっていることが判別できる。
【０１０２】
このようにして、ＲＳＳＩ報告値がｋＴＢＦＧレベルより低いことを検出すると、故障検出演算回路１０３は、故障検出信号２００７を出力し、ＣＰＲインターフェイスを通じて上位装置に報告する。
【０１０３】
以上説明したように、本実施形態においては、キャリア受信に使用していない周波数帯域と、キャリア信号処理部を検出して、その周波数帯域と、キャリア信号処理部を故障検出に利用することにより、サービスを中断することなくリアルタイムに故障検出することができる。
【０１０４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２について図１２、１３を参照して説明する。受信機の内部構成と、は実施形態１と同一であるため、説明を省略する。
また、実施形態１の受信機の動作のうち、キャリア設定処理の一部の内容を除いて共通するため、共通する部分の説明も省略する。
【０１０５】
キャリア設定処理において、キャリア１にＬＴＥ方式を設定し、帯域幅が１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚであった場合には、図１２に示すように、ＬＴＥ方式の占有帯域幅（ＯＢＷ）はそれぞれ、９ＭＨｚ、１３．５ＭＨｚ、１８．０ＭＨｚであるため、帯域の両端に未使用の領域がある（図１２の斜線部分）。本実施形態では、この未使用の領域を用いて故障検出を行う。
【０１０６】
図１３に示すように、キャリア設定処理において、キャリア１にＬＴＥ方式を設定し（図５のステップＳ１０２）、帯域幅が１０ＭＨｚであった場合（ステップＳ５０１）、キャリア２、３に３Ｇ方式を設定するか判断する（ステップＳ５０３、Ｓ５０５、Ｓ５０６）。キャリア２、３双方に３Ｇ方式を設定する場合には、受信周波数領域を４分割した領域１つ分は空いていない。よって、ＬＴＥ方式に割り当てた領域のうちＬＴＥ方式の占有帯域幅の両端にある、中心周波数α＋０．２５［ＭＨｚ］、帯域幅０．５［ＭＨｚ］の領域を故障検出に使用する（ステップＳ５１０）。
また、故障検出にはデータ受信に使用していないキャリア４のキャリア信号処理部１４０を用いる（ステップＳ５１０）。
【０１０７】
よって、ＲＸ設定制御回路１０４は、キャリア信号処理部１４０のＮＣＯ部１４１に対して、中心周波数α＋０．２５［ＭＨｚ］の情報を含むＮＣＯ部制御信号２００８を出力する。また、ＲＸ設定制御回路１０４は、キャリア信号処理部１４０のＦＩＲフィルタ１４２に対して、帯域幅０．５［ＭＨｚ]の情報を含むＦＩＲフィルタ制御信号２００９を出力する。
【０１０８】
また、ＲＸ設定制御回路１０４は、切替スイッチ部１０２に対して、キャリア信号処理部１４０の検波器１１４出力が切替スイッチ１０２の出力に接続されるように、切替スイッチ制御信号２０１０を出力する。
【０１０９】
これらの制御信号を受信することにより、キャリア信号処理部１４０のＮＣＯ部１４１は、中心周波数に対応する周波数の発振信号を生成し、ＦＰＧＡ１００に入力される熱雑音に起因する信号と乗算して出力する。ＦＩＲフィルタ１４２は、ＮＣＯ部１４１出力信号のうち、ＦＩＲフィルタ制御信号の帯域幅０．５[ＭＨｚ]に対応する周波数成分のみ通過させて出力する。
【０１１０】
そして、検波器１４３は、ＦＩＲフィルタ１４２が出力した信号の平均電力をＲＳＳＩ報告値２００６として出力する。このＲＳＳＩ報告値２００６は切替スイッチ１０２を介して故障検出回路１０３に入力される。
故障検出回路１０３は、ＲＳＳＩ報告値２００６を帯域幅０．５[ＭＨｚ]として算出したｋＴＢＦＧ値（図１４参照）より小さいときに故障であることを示す故障検出信号２００７を出力する。
【０１１１】
同様にして、キャリア１にＬＴＥ方式を設定し（図５のステップＳ１０２）、帯域幅が１５ＭＨｚであった場合（ステップＳ５０１）には、キャリア２に３Ｇ方式を設定するか判断する。キャリア２に３Ｇ方式を設定する場合には、（ステップＳ５０９）、受信周波数領域を４分割した領域１つ分は空いていない。よって、ＬＴＥ方式に割り当てた領域のうちＬＴＥ方式の占有帯域幅の両端にある、中心周波数α＋０．３７５［ＭＨｚ］、帯域幅０．７５［ＭＨｚ］の領域を故障検出に使用する（ステップＳ５１３）。
また、故障検出には、データ受信に使用していないキャリア３のキャリア信号処理部１３０を用いる（ステップＳ５１３）。
【０１１２】
よって、ＲＸ設定制御回路１０４は、キャリア信号処理部１３０のＮＣＯ部１３１に対して、中心周波数α＋０．３７５［ＭＨｚ］の情報を含むＮＣＯ部制御信号２００８を出力する。また、ＲＸ設定制御回路１０４は、キャリア信号処理部１３０のＦＩＲフィルタ１３２に対して、帯域幅０．７５［ＭＨｚ]の情報を含むＦＩＲフィルタ制御信号２００９を出力する。
【０１１３】
また、ＲＸ設定制御回路１０４は、切替スイッチ部１０２に対して、キャリア信号処理部１３０の検波器１３３出力が切替スイッチ１０２の出力に接続されるように、切替スイッチ制御信号２０１０を出力する。
【０１１４】
これらの制御信号を受信することにより、キャリア信号処理部１３０のＮＣＯ部１３１は、中心周波数に対応する周波数の発振信号を生成し、ＦＰＧＡ１００に入力される熱雑音に起因する信号と乗算して出力する。ＦＩＲフィルタ１３２は、ＮＣＯ部１３１出力信号のうち、ＦＩＲフィルタ制御信号２００９の帯域幅０．７５[ＭＨｚ]に対応する周波数成分のみ通過させて出力する。
【０１１５】
そして、検波器１３３は、ＦＩＲフィルタ１３２が出力した信号の平均電力をＲＳＳＩ報告２００６値として出力する。このＲＳＳＩ報告値２００６は切替スイッチ１０２を介して故障検出回路１０３に入力される。
故障検出回路１０３は、ＲＳＳＩ報告値２００６を帯域幅０．７５[ＭＨｚ]として算出したｋＴＢＦＧ値（図１４参照）より小さいときに故障であることを示す故障検出信号２００７を出力する。
【０１１６】
同様にして、キャリア１にＬＴＥ方式を設定し（図５のステップＳ１０２）、帯域幅が２０ＭＨｚであった場合（ステップＳ５０１）には、ＬＴＥ方式の占有帯域幅の両端にある、中心周波数α＋０．５［ＭＨｚ］、帯域幅１．０［ＭＨｚ］の領域を故障検出に使用する（ステップＳ５１５）。
また、故障検出にはデータ受信に使用していないキャリア２のキャリア信号処理部１２０を用いる（ステップＳ５１５）。
【０１１７】
よって、ＲＸ設定制御回路１０４は、キャリア信号処理部１２０のＮＣＯ部１２１に対して、中心周波数α＋０．５［ＭＨｚ］の情報を含むＮＣＯ部制御信号２００８を出力する。また、ＲＸ設定制御回路１０４は、キャリア信号処理部１２０のＦＩＲフィルタ１２２に対して、帯域幅１．０［ＭＨｚ]の情報を含むＦＩＲフィルタ制御信号２００９を出力する。
【０１１８】
また、ＲＸ設定制御回路１０４は、切替スイッチ部１０２に対して、キャリア信号処理部１２０の検波器１２３出力が切替スイッチ１０２の出力に接続されるように、切替スイッチ制御信号２０１０を出力する。
【０１１９】
これらの制御信号を受信することにより、キャリア信号処理部１２０のＮＣＯ部１２１は、中心周波数に対応する周波数の発振信号を生成し、ＦＰＧＡ１００に入力される熱雑音に起因する信号と乗算して出力する。ＦＩＲフィルタ１２２は、ＮＣＯ部１２１出力信号のうち、ＦＩＲフィルタ制御信号２００９の帯域幅１．０［ＭＨｚ］に対応する周波数成分のみ通過させて出力する。
【０１２０】
そして、検波器１２３は、ＦＩＲフィルタが出力した信号の平均電力をＲＳＳＩ報告値２００６として出力する。このＲＳＳＩ報告値２００６は切替スイッチ１０２を介して故障検出回路１０３に入力される。
故障検出回路１０３は、ＲＳＳＩ報告値２００６を帯域幅１．０[ＭＨｚ]として算出したｋＴＢＦＧ値（図１４参照）より小さいときに故障であることを示す故障検出信号２００７を出力する。
【０１２１】
以上説明したように、本実施形態においては、受信周波数領域を４分割した領域をそれぞれキャリア受信用に設定した場合であっても、ＬＴＥ方式の占有帯域幅の両端にある非運用の周波数帯域を故障検出に利用することにより、サービスを中断することなくリアルタイムに故障検出することができる。
【０１２２】
このように本発明は、無線通信システムの無線基地局のマルチキャリア受信可能な受信機において、データ受信に使用していない周波数領域を自動検出し、その領域を故障検出に用いることにより、故障検出用の追加信号や追加回路を要することなく簡易な構成で、サービスを中断することなくリアルタイムに故障検出することができる。
【０１２３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。
【０１２４】
例えば、無線通信方式をＬＴＥ方式及び３Ｇ方式の混在システムとしたが、他の通信方式であってもよい。この場合、受信周波数領域全域の帯域幅、分割数、分割後の帯域幅をその通信方式に合わせることにより、他の通信方式にも適用が可能である。
また、キャリア信号処理部の受信周波数領域の分割数に対応して、任意の数の処理部を設けてもよい。
【０１２５】
また、実施形態１において、受信周波数領域を４つに分割した領域がすべてキャリア受信に使用されている場合には、切替スイッチに対して信号を出力しないとしたが、予め決めておいた端子に接続するように切替スイッチ制御信号２０１０を出力してもよい。
【０１２６】
また、実施形態２において、キャリア１がＬＴＥ方式に設定されて受信周波数領域を４つに分割した領域の２〜３の領域をＬＴＥ方式で使用し、残りの領域のいずれかを３Ｇ方式に使用せず空き領域となっている場合には、その空き領域を故障検出に使用し、残りの領域をすべて３Ｇ方式に使用される場合に限り、ＬＴＥ方式の占有帯域幅の両端の空き領域を使用するとした。しかし、残りの領域を３Ｇ方式に使用するか否かに関わらず、ＬＴＥ方式の占有帯域幅の両端の空き領域を使用して故障検出してもよい。
これにより、空き領域の自動検出の処理を簡易化させることができる。
【０１２７】
また、前記実施形態の設定制御回路１０４が実行した処理は、ＦＰＧＡ外部に設けた演算回路にプログラムを実行させることにより、ＦＰＧＡ１００の各構成部を制御してもよい。
【０１２８】
このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネット等の通信ネットワークを介して配布してもよい。
【０１２９】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【０１３０】
（付記１）
複数のキャリア信号を含むアナログ信号に対し低雑音増幅を含むアナログ信号処理を行うアナログ信号処理手段と、
前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ａ／Ｄコンバータで変換されたデジタル信号を分配する分配手段と、
前記分配手段で分配された信号のうち、互いに異なる周波数帯域の信号をそれぞれ複数のベースバンド信号に変換する複数のベースバンド信号生成手段と、
前記複数のベースバンド信号生成手段の中から、前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用しない空きベースバンド信号生成手段を選択するとともに、前記ベースバンド信号生成手段で信号生成可能な受信周波数領域のうち、前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用するキャリア周波数帯域以外の空き周波数帯域を検出し、前記空きベースバンド信号生成手段で前記空き周波数帯域の信号を前記ベースバンド信号に変換したときの出力強度に基づいて前記アナログ信号処理手段の出力異常の故障を検出する故障検出手段と、
を有することを特徴とする受信機。
【０１３１】
（付記２）
前記故障検出手段は、
前記複数のベースバンド信号生成手段のうちの一部のベースバンド信号生成手段に対して、前記複数の前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用するキャリア周波数帯域を設定するキャリア周波数帯域設定手段と、
前記ベースバンド信号生成手段で信号生成可能な受信周波数領域のうち、前記キャリア周波数帯域以外の空き周波数帯域を検出する空き周波数帯域検出手段と、
前記複数のベースバンド信号生成手段のうち前記キャリア周波数帯域設定手段で設定されなかった空きベースバンド信号生成手段に対して、前記空き周波数帯域検出手段で検出された空き周波数帯域の少なくとも一部を設定する空き周波数帯域設定手段と、
前記空きベースバンド信号生成手段の出力強度に基づいて、前記アナログ信号処理手段の出力異常を検出する異常検出手段と、を備える、
ことを特徴とする付記１に記載の受信機。
【０１３２】
（付記３）
前記複数のキャリア信号を含むアナログ信号は、アンテナ受信したＬＴＥ方式又は３Ｇ方式の無線信号であり、
前記キャリア周波数帯域設定手段は、前記受信周波数領域を所定の数で分割した領域をＬＴＥ方式の信号処理又は３Ｇ方式の信号処理に割り当てるようにキャリア周波数帯域を設定し、
前記空き周波数帯域検出手段は、前記分割した領域のうち、前記ＬＴＥ方式の信号処理又は３Ｇ方式の信号処理に割り当てられなかった周波数帯域を検出する、
ことを特徴とする付記２に記載の受信機。
【０１３３】
（付記４）
前記複数のキャリア信号を含むアナログ信号は、アンテナ受信したＬＴＥ方式又は３Ｇ方式の無線信号であり、
前記キャリア周波数帯域設定手段は、前記受信周波数領域を所定の数で分割した領域をＬＴＥ方式の信号処理又は３Ｇ方式の信号処理に割り当てるようにキャリア周波数帯域を設定し、
前記空き周波数帯域検出手段は、前記分割した領域を前記ＬＴＥ方式の信号処理に割り当てた領域のうち、前記ＬＴＥ方式の信号の占有帯域幅に属さない周波数帯域を検出する、
ことを特徴とする付記２に記載の受信機。
【０１３４】
（付記５）
前記故障検出手段で検出するアナログ信号処理手段の出力異常は、前記低雑音増幅の利得の低下を含む、
ことを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載の受信機。
【０１３５】
（付記６）
前記異常検出手段は、前記空きベースバンド信号生成手段の出力強度が、前記空き周波数帯域設定手段で設定された空き周波数帯域における熱雑音に前記アナログ信号処理手段の総合利得と総合ＮＦを加算して算出した値より低い場合に、前記アナログ信号処理手段の出力が異常であることを検出する、
ことを特徴とする付記２乃至５のいずれかに記載の受信機。
【０１３６】
（付記７）
付記１乃至６のいずれかに記載の受信機を備える無線基地局。
【０１３７】
（付記８）
複数のキャリア信号を含むアナログ信号に対し低雑音増幅を含むアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部と、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換ステップで変換されたデジタル信号を分配する分配部と、前記分配部で分配された信号のうち、互いに異なる周波数帯域の信号をそれぞれ複数のベースバンド信号に変換するベースバンド信号生成部と、を有する受信機において、
前記複数のベースバンド信号生成部のうちの一部のベースバンド信号生成部に対して、前記複数の前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用するキャリア周波数帯域を設定するキャリア周波数帯域設定ステップと、
前記ベースバンド信号生成部で信号生成可能な受信周波数領域のうち、前記キャリア周波数帯域以外の空き周波数帯域を検出する空き周波数帯域検出ステップと、
前記複数のベースバンド信号生成部のうち前記キャリア周波数帯域設定ステップで設定されなかった空きベースバンド信号生成部に対して、前記空き周波数帯域検出ステップで検出された空き周波数帯域の少なくとも一部を設定する空き周波数帯域設定ステップと、
前記空きベースバンド信号生成部の出力強度に基づいて、前記アナログ信号処理部の出力異常の故障を検出する故障検出ステップと、
を有することを特徴とする故障検出方法。
【０１３８】
（付記９）
複数のキャリア信号を含むアナログ信号に対し低雑音増幅を含むアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部と、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換手順で変換されたデジタル信号を分配する分配部と、前記分配手順で分配された信号のうち、互いに異なる周波数帯域の信号をそれぞれ複数のベースバンド信号に変換するベースバンド信号生成部と、を有する受信機を制御するコンピュータに、
前記複数のベースバンド信号生成部のうちの一部のベースバンド信号生成部に対して、前記複数の前記キャリア信号に基づくベースバンド信号の生成に使用するキャリア周波数帯域を設定するキャリア周波数帯域設定手順と、
前記ベースバンド信号生成部で信号生成可能な受信周波数領域のうち、前記キャリア周波数帯域以外の空き周波数帯域を検出する空き周波数帯域検出手順と、
前記複数のベースバンド信号生成部のうち前記キャリア周波数帯域設定手順で設定されなかった空きベースバンド信号生成部に対して、前記空き周波数帯域検出手順で検出された空き周波数帯域の少なくとも一部を設定する空き周波数帯域設定手順と、
前記空きベースバンド信号生成部の出力強度に基づいて、前記アナログ信号処理部の出力異常の故障を検出する故障検出手順と、
を実行させるためのプログラム。
【符号の説明】
【０１３９】
１  無線基地局
１０  受信機
２０  アンテナ
３０  ３Ｇ変復調器
４０  ＬＴＥ変復調器
１１  低雑音増幅器
１２  ＲＦフィルタ
１３  ミキサ
１４  ＩＦ増幅器
１５  ＩＦフィルタ
１６  Ａ／Ｄコンバータ
１００  ＦＰＧＡ
１０１  分配器
１０２  切替スイッチ
１０３  故障検出演算回路
１０４  ＲＸ設定制御回路
１１０、１２０、１３０、１４０  キャリア信号処理部
１１１、１２１、１３１、１４１  ＮＣＯ部
１１２、１２２、１３２、１４２  ＦＩＲフィルタ
１１３、１２３、１３３、１４３  検波器
３００  無線通信端末
５０  受信機
５１  低雑音増幅器
５２  ＲＦフィルタ
５３  ミキサ
５４  ＩＦ増幅器
５５  ＩＦフィルタ
５６  Ａ／Ｄコンバータ
５００  ＦＰＧＡ
５０１  検波器
５０２  故障検出回路
【図１】
0005610534.tif 000002
【図２】
0005610534.tif 000003
【図３】
0005610534.tif 000004
【図４】
0005610534.tif 000005
【図５】
0005610534.tif 000006
【図６】
0005610534.tif 000007
【図７】
0005610534.tif 000008
【図８】
0005610534.tif 000009
【図９】
0005610534.tif 000010
【図１０】
0005610534.tif 000011
【図１１】
0005610534.tif 000012
【図１２】
0005610534.tif 000013
【図１３】
0005610534.tif 000014
【図１４】
0005610534.tif 000015
【図１５】
0005610534.tif 000016