(57)【要約】 【目的】  簡単な構成によりアナログ送信部の動作状態を効率よく監視可能な無線送信装置を提供することにある。【構成】  Ｄ／Ａ変換後の送信信号を中間周波信号及び無線周波信号に変換して増幅するアナログ送信部と、前記増幅後の無線周波信号を抽出して中間周波信号に変換した後、Ａ／Ｄ変換してモニタ信号を形成するモニタ信号抽出部と、前記モニタ信号の周波数成分と、該周波数成分について予め設定された期待値とを比較することによりアナログ送信部の異常有無を判定する判定部と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｄ／Ａ変換後の送信信号を中間周波信号及び無線周波信号に変換して増幅するアナログ送信部と、
前記増幅後の無線周波信号を抽出して中間周波信号に変換した後、Ａ／Ｄ変換してモニタ信号を形成するモニタ信号抽出部と、
前記モニタ信号の周波数成分と、該周波数成分について予め設定された期待値とを比較することによりアナログ送信部の異常有無を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする無線送信装置。
【請求項２】
前記モニタ信号抽出部は、前記アナログ送信部の複数の監視点より信号を抽出してモニタ信号を形成し、
前記判定部は、前記各監視点からのモニタ信号の周波数成分と、該周波数成分について予め設定された期待値とを比較することにより前記アナログ送信部の異常箇所を特定することを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
【請求項３】
前記期待値は、アナログ送信部の正常動作時に取得したモニタ信号の周波数成分であることを特徴とする請求項１又は２記載の無線送信装置。
【請求項４】
前記判定部は、各監視点のモニタ信号が所定の帯域幅を有する場合は、該帯域幅内の複数の周波数成分と、該周波数成分について予め設定された複数の期待値とを比較することを特徴とする請求項３記載の無線送信装置。
【請求項５】
前記判定部は、通常はアナログ送信部最終段の監視点からのモニタ信号の周波数成分とその期待値とを比較すると共に、比較異常を検出した場合は、それより前段部の監視点からのモニタ信号の周波数成分とその期待値とを比較することを特徴とする請求項２記載の無線送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線送信装置に関し、例えば、移動通信システムにおける基地局の下り送信部に適用して好適なるものである。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムでは、基地局の下り送信部に異常があるとサービスエリア内の移動端末に多大の影響を与えるため、故障を迅速に検出し、修理する必要がある。一般に、基地局送信部の異常は、在圏する移動端末の受信不調を介して間接的に知り得るが、無線環境が悪い場合も有り、実際に不調か否かは当該送信部を工場等に戻して専用の試験設備で確認しないと、故障判定を行えない。更に、故障と分かっても、どの部分が故障なのかを特定するのが困難であり、異常の回復に時間を要していた。
【０００３】
この点、従来は、ディジタル変調波のスペクトラム歪みをモニタすることで、ディジタル変調回路の動作異常を検出するディジタル変調波のモニタ方式が知られている（特許文献１）。
【０００４】
また、従来は、アンプ入力の検波出力と、アンプ出力の検波出力とを比較して該アンプのゲインを算出し、該ゲインの変動量からアンプの正常／異常を判定可能な送信装置が知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平７−８７１４２号公報
【特許文献２】特開２００５−２２３８２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一般に、基地局の下り送信部にはフィルタ、ミキサ（周波数コンバータ）、パワーアンプ等の様々なアナログ回路が含まれており、上記特定の部位（ディジタル変調回路，パワーアンプ等）毎にモニタ回路を設ける方式であると、下り送信部の全体が複雑化すると共に、大幅なコストアップになる。
【０００６】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、簡単な構成でアナログ送信部の動作状態を効率よく監視可能な無線送信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様による無線送信装置は、Ｄ／Ａ変換後の送信信号を中間周波信号及び無線周波信号に変換して増幅するアナログ送信部と、前記増幅後の無線周波信号を抽出して中間周波信号に変換した後、Ａ／Ｄ変換してモニタ信号を形成するモニタ信号抽出部と、前記モニタ信号の周波数成分と、該周波数成分について予め設定された期待値とを比較することによりアナログ送信部の異常有無を判定する判定部と、を備えるものである。
【０００８】
本発明によれば、増幅後の無線周波信号について形成したモニタ信号の周波数成分と、該周波数成分について予め設定された期待値とを比較する簡単な構成により、アナログ送信部の全帯域に渡る関係各部の動作異常を効率よく判定可能である。
【０００９】
本発明の第２の態様では、前記モニタ信号抽出部は、前記アナログ送信部の複数の監視点より信号を抽出してモニタ信号を形成し、前記判定部は、前記各監視点からのモニタ信
号の周波数成分と、該周波数成分について予め設定された期待値とを比較することにより前記アナログ送信部の異常箇所を特定するものである。
【００１０】
本発明では、アナログ送信部の複数監視点より信号を抽出してそのモニタ信号を形成し、それらの周波数成分を共通の比較部で各期待値と比較する簡単な構成により、各部の動作異常を効率よく判定できる。また、複数監視点についての比較結果を総合的に解析することで、故障箇所を確実に切り分け（特定）可能となる。
【００１１】
本発明の第３の態様では、前記期待値は、アナログ送信部の正常動作時に取得したモニタ信号の周波数成分である。本発明によれば、通常の出荷工程時に各装置を正しく調整するだけで、各装置の正しい期待値が容易に得られるため、正しい期待値の取得及び管理が容易である。
【００１２】
本発明の第４の態様では、前記判定部は、各監視点のモニタ信号が所定の帯域幅を有する場合は、該帯域幅内の複数の周波数成分と、該周波数成分について予め設定された複数の期待値とを比較する。従って、アナログ送信部全体の回路特性の木目細かい評価及び異常判定が可能である。
【００１３】
本発明の第５の態様では、前記判定部は、通常はアナログ送信部最終段の監視点からのモニタ信号の周波数成分とその期待値とを比較すると共に、比較異常を検出した場合は、それより前段部の監視点からのモニタ信号の周波数成分とその期待値とを比較する。従って、アナログ送信部の正常動作時における検査負担が軽くなると共に、異常検出時は、異常箇所の特定を速やかに行える。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べた如く本発明によれば、簡単な構成によりアナログ送信部の動作状態を効率よく監視可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる複数の実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。
【００１６】
図１は第１の実施の形態による無線送信装置を説明する図で、本発明の基地局下り送信装置への適用例を示している。図において、１１は送信データの拡散，多重、ディジタル変調等を行うベースバンド（ＢＢ）処理部、１２はＤ／Ａコンバータ、１７はＰＬＬ方式によるローカル（ＬＯ）信号の発振器、１３はＤ／Ａ変換後の中間周波（ＩＦ）信号をＬＯ信号で無線（ＲＦ）信号にアップコンバートするミキサ、１４はＲＦ信号の電力増幅を行う電力増幅器（ＡＭＰ）、１６はＡＭＰ１４の出力の一部ＲＦ信号を抽出する方向性結合器（カプラ)、１８は抽出したＲＦ信号をＬＯ信号でＩＦ信号にダウンコンバートするミキサ、１９はダウンコンバート後のＩＦ信号をサンプリングしてモニタ用ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、２３は回路動作の監視に必要な数のモニタデータを抽出する検出部、２１は予め本装置の工場出荷時や修理時等に取得した期待値（例えば、本装置の正常動作時におけるモニタデータを周波数解析した周波数成分等）を記憶しているメモリ（ＭＥＭ）、２２は前記検出部２３で抽出したモニタデータの周波数成分と期待値とを比較して異常有無を判定する判定部、そして、２４は無線送信回路の検査を制御する制御部である。
【００１７】
本実施の形態ではＤ／Ａコンバータ１２の出力側のアナログ送信回路部が検査対象であり、ＡＭＰ１４出力の一部ＲＦ信号を抽出してＩＦ信号にダウンコンバートし、かつこれをＡ／Ｄ変換してモニタ用信号データとする。該モニタ用信号データは不図示の歪み補
正回路に入力されて主信号帯域（例えば２０ＭＨｚ）の外側成分（歪成分）の存在有無を検査されると共に、制御部２４の制御下で一部（所定時間分）の信号データが検出部２３に読み込まれる。検出部２３では、信号データを例えばＦＦＴ（Fast Fourier Transform）によりフーリェ変換して信号電力の周波数成分（スペクトラム）を求める。この周波数成分は少なくとも主信号帯域内の２箇所以上について求める。なお、主信号帯域を複数のサブ帯域（例えば５ＭＨｚ）に分割して運用している場合は、少なくとも各サブ帯域毎に２箇所異常の周波数成分を求める。これにより周波数成分の傾きを含む木目細かい比較・判定が行える。
【００１８】
判定部２２は、前記求めた周波数成分とメモリ２１に記憶されている正常動作時の周波数成分（期待値）とを比較し、前記求めた周波数成分が期待値を基準とする所定範囲内に入っている場合には動作正常と判定し、一部でも外れている場合は動作異常と判定する。このような検査は、稼働状態の送信回路に別段の影響を与えないでも行えるため、常時検査を行うことが可能である。また、カプラ１６をアンテナ（不図示）の近傍に設けることで、アナログ送信部全体を通過した信号を抽出可能であり、これによりアナログ送信部全体の動作良否を効率よく監視できる。
【００１９】
図２は第２の実施の形態による無線送信装置を説明する図で、アナログ送信部における故障箇所を自動的に特定可能な場合を示している。図において、１５はＡＭＰ１４の入力の一部ＲＦ信号を抽出する方向性結合器（カプラ)、ＳＷ１，ＳＷ２はモニタ信号の検出ルートを切り替える高周波スイッチである。また、この例のメモリ２１は複数の検査箇所に応じて予め正常動作時に取得した期待値をそれぞれ記憶している。また、制御部２４はスイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替制御を行うための制御信号Ｓ１，Ｓ２を生成する。
【００２０】
挿入図（ａ）に高周波スイッチＳＷ２の回路例を示す。ＰＩＮダイオードＤ１，Ｄ２のカソード側を共通の出力端子に接続すると共に、Ｄ１のアノードを高周波遮断コイルＬ１を介してスイッチ制御信号Ｓ２でバイアスし、かつＤ２のアノードをコイルＬ２を介してスイッチ制御信号Ｓ２／（Ｓ２の反転信号）によりバイアスしている。これにより、スイッチ制御信号Ｓ２が論理１（ハイレベル）の場合は、監視ルートｂ側が導通すると共に、監視ルートａ側が遮断し、またスイッチ制御信号Ｓ２が論理０（ローレベル）の場合は、監視ルートｂ側が遮断すると共に、監視ルートａ側が導通する。なお、他にも、接点が機械的に切り替わるようなリレースイッチ等を使用してもよい。その他の構成については上記図１で述べたものと同様で良い。
【００２１】
図３，図４は実施の形態による故障検査処理のフローチャート（１），（２）で、図２の送信回路部を使用してその故障箇所を自動的に特定可能な場合を示している。この検査処理は図２の制御部２４により実行される。図３はメイン処理を示しており、本通信装置の稼働と共にこの処理が実行される。ステップＳ１１では切替スイッチＳＷ１，２を共にＯＦＦにし、監視ルートａのモニタ信号を監視できるようにする。ステップＳ１２では検査パラメータａを伴って図４の故障検査処理を実行（ＣＡＬＬ）する。
【００２２】
ここで、図４の故障検査処理（サブルーチン）を説明しておく。ステップＳ３１ではこの処理の実行元で指定された検査パラメータ（監視ルートａ,ｂ又はｃの検査を表す検査パラメータ）を取得する。ステップＳ３２では所定時間分のモニタデータを取得し、ステップＳ３３では該取得したモニタデータをフーリェ変換（ＦＦＴ）して送信信号の周波数成分を抽出する。ステップＳ３４では前記求めた周波数成分と、検査パラメータａ，ｂ又はｃに応じてメモリ２１から読み出した期待値ａ，ｂ又はｃとを比較し、ステップＳ３５では故障（異常）の有無を判定する。
【００２３】
挿入図（ａ）にモニタ信号のグラフイメージを示す。横軸は周波数ｆ、縦軸は送信電力
の周波数成分である。例えば、全帯域２０ＭＨｚを５ＭＨｚづつに４分割して運用する場合に、各サブ帯域Ｃ０〜Ｃ３に複数の周波数成分が含まれるように全帯域の周波数成分を求める。通信事業者は、例えば、サブ帯域Ｃ０は通話専用、Ｃ１はＨＳＤＰＡ(High Speed Downlink Packet Access) 専用等として用途分けし、運用している。送信回路部が正常動作している場合は図の実線で示す如く全帯域２０ＭＨｚに渡ってフラットな周波数成分が得られる。グラフは周波数成分の大きさを包絡線で表示している。しかし、何らかの障害がある場合は、図の点線で示すように、周波数成分の振幅が一様では無くなる。このような状態を検出することで異常状態を容易に判定できる。
【００２４】
図３に戻り、ステップＳ１３では異常検出か否かを判別し、異常検出でない場合はステップＳ１２に戻る。これにより、通常は、アナログ通信部の全体を監視ルートａの検査によって効率よく監視できる。また、上記ステップＳ１３の判別で異常を検出した場合は、ステップＳ１４以降の処理で異常箇所を特定する。即ち、ステップＳ１４では検査結果ａをメモリ２１に保持する。ステップＳ１５ではスイッチＳＷ２をＯＮ側に切り替えると共に、ステップＳ１６では監視ルートｂの検査処理を実行し、ステップＳ１７ではその検査結果ｂをメモリ２１に保持する。更に、ステップＳ１８ではスイッチＳＷ１をＯＮ側に切り替えると共に、ステップＳ１９では監視ルートｃの検査処理を実行し、ステップＳ２０ではその検査結果ｃをメモリ２１に保持する。そして、ステップＳ２１では上記保持した各検査結果ａ〜ｃに基づき故障箇所を特定し、上位システムに報告する。
【００２５】
例えば、検査結果ａが異常で、かつ検査結果ｂが正常の場合は、ＡＭＰ１４に故障が有ると判定できる。また、検査結果ａ，ｂが異常で、かつ検査結果ｃが正常の場合は、ミキサ１３に故障が有ると判定できる。
【００２６】
なお、上記実施の形態では基地局が輻輳中か否かによらず送信回路の検査を行ったが、これに限らない。基地局の空き状態（又は接続している端末が少ない等の状態）を検出して検査を行えば、基地局制御部の処理負担を軽減できる。基地局が輻輳中か否かは、例えばＲＲＣ（Radio  Resource  Control）の呼処理信号に基づき移動端末の出入り状況を監視することで容易に判定できる。ＲＲＣの主な機能の一つに、端末−基地局間におけるＲＲＣコネクションの確立／切断時の再確立／維持／解放がある。基地局の処理負担は、ＲＲＣコネクションの確立／再確立によって増加し、ＲＲＣコネクションの開放によって緩和される。そこで、自局に在圏する移動端末数を管理することで、基地局が空き状態か否かを容易に判別できる。
【００２７】
また、上記実施の形態出ではカプラを使用して送信信号の一部を抽出したが、これに限らない。送信信号の全てを切り替えて検査回路に入力するように構成しても良い。この場合の検査は、基地局の空き時間を検出して行う。
【００２８】
また、上記実施の形態ではＦＦＴ演算により全帯域の周波数成分を求めたが、これに限らない。サブ帯域毎に設けたバンドパスフィルタ回路の出力をそれぞれ検波することで周波数成分を検出しても良い。
【００２９】
また、上記本発明に好適なる複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組合せの様々な変更が行えることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施の形態による無線送信装置を説明する図である。
【図２】第２の実施の形態による無線送信装置を説明する図である。
【図３】実施の形態による故障検査処理のフローチャート（１）である。
【図４】実施の形態による故障検査処理のフローチャート（２）である。
【符号の説明】
【００３１】
１１  ベースバンド（ＢＢ）処理部
１３，１８  ミキサ
１４  電力増幅器（ＡＭＰ）
１５，１６  方向性結合器（カプラ)
１７  ローカル発振器
２１  メモリ（ＭＥＭ）
２２  判定部
２３  検出部
２４  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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