(57)【要約】【課題】通信装置の構成部品における故障の発生を正確に検出し、ランニングコストの増加を防ぐ。【解決手段】通信装置を構成する部品についての故障率に基づいて設けられ、当該故障率の高い部品について、稼動時の品質を示す値を検出する品質検出手段と、前記品質を示す値が所定の閾値より低くなった場合には、前記故障率の高い部品を故障が発生した部品として検出する故障部品検出手段とを備える。【選択図】図１
2007180626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置を構成する部品についての故障率に基づいて設けられ、当該故障率の高い部品について、稼動時の品質を示す値を検出する品質検出手段と、
前記品質を示す値が所定の閾値より低くなった場合には、前記故障率の高い部品を故障が発生した部品として検出する故障部品検出手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記品質検出手段は、無線通信基地局からの受信信号に基づいて、通信品質を検出する、ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記品質検出手段は、無線通信基地局からの受信信号に基づいて、通信品質及び前記無線通信基地局に対する距離を検出し、
前記故障部品検出手段は、予め定めた前記通信品質と距離との対応関係に基づき、前記品質検出手段にて検出した距離に対応する通信品質を示す値が所定の閾値より低い場合に、前記故障率の高い部品を故障が発生した部品として検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記品質検出手段は、無線通信基地局からの受信信号に基づいて、通信装置から無線通信基地局への送信電力を示す値を検出し、
前記故障部品検出手段は、前記送信電力を示す値が所定の閾値より低い場合に、前記故障率の高い部品を故障が発生した部品として検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信装置等の電子機器の設計において、当該電子機器の構成部品毎に設定された故障率（Ｆｉｔ値）に基づいて機器全体の信頼度評価が行われている。例えば、下記特許文献１には、故障率と機器の積算運転時間との相関関係に基づいて故障部品を検出する故障部位検出システムについて開示されている。
【０００３】
より詳細には、上記故障部位検出システムは、実動機器の個体別に、積算運転時間を記録した実動機器データベースと、故障した機器の故障部位や、故障時の積算運転時間を記録した故障部位データベースとを備え、指定機器及び指定部位（構成部品）を受け付け、上記実動機器データベース及び故障部位データベースを検索することで、指定機器における指定部位での第１故障率と積算運転時間の第１相関関係と、標準機器における指定部位に該当する部位での第２故障率と評価用時間の第２相関関係を算出し、上記第１及び第２相関関係から算出した故障評価値を比較することで、指定部位の故障率の有意性を判定するものである。
【特許文献１】特開２００４−２８０７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、特許文献１の技術は、機器の積算運転時間を測定し、当該積算運転時間と故障率との相関関係から部品の寿命を予測するものである。しかしながら、故障が予測される積算運転時間が経過しても必ずしも部品が故障するとは限らない。従って、故障していないにも関わらず、部品を交換することになりランニングコストが増加するという問題がある。また、故障が予測される積算運転時間に達する前に部品が故障する場合もあり、この場合は機器全体の性能が劣化したり、動作不能に陥る可能性がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、通信装置の構成部品における故障の発生を正確に検出し、ランニングコストの増加を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、通信装置に係る第１の解決手段として、通信装置を構成する部品についての故障率に基づいて設けられ、当該故障率の高い部品について、稼動時の品質を示す値を検出する品質検出手段と、前記品質を示す値が所定の閾値より低くなった場合には、前記故障率の高い部品を故障が発生した部品として検出する故障部品検出手段と、を備える、という手段を採用する。
【０００７】
また、本発明では、通信装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記品質検出手段は、無線通信基地局からの受信信号に基づいて、通信品質を検出する、ことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明では、通信装置に係る第３の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記品質検出手段は、無線通信基地局からの受信信号に基づいて、通信品質及び前記無線通信基地局に対する距離を検出し、前記故障部品検出手段は、予め定めた前記通信品質と距離との対応関係に基づき、前記品質検出手段にて検出した距離に対応する通信品質を示す値が所定の閾値より低い場合に、前記故障率の高い部品を故障が発生した部品として検出することを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明では、通信装置に係る第４の解決手段として、上記第１の解決手段にお
いて、前記品質検出手段は、無線通信基地局からの受信信号に基づいて、通信装置から無線通信基地局への送信電力を示す値を検出し、前記故障部品検出手段は、前記送信電力を示す値が所定の閾値より低い場合に、前記故障率の高い部品を故障が発生した部品として検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通信装置の構成部品における故障の発生を正確に検出し、ランニングコストの増加を防ぐことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る通信装置の構成ブロック図である。なお、本通信装置として、図示しない無線通信基地局と無線通信を行う無線通信装置を例示して説明する。
【００１２】
図１に示すように、本通信装置は、アンテナ１、信号分岐器２、第１の増幅器３、第１のミキサ４、第１の局部信号発振器５、第１のＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ６、第２の増幅器７、第２のミキサ８、第２の局部信号発振器９、Ａ／Ｄコンバータ１０、制御部１１、品質検出部１２、故障部品検出部１３、表示部１４、記憶部１５、外部インタフェース１６、第１のＤ／Ａコンバータ１７、第２のＤ／Ａコンバータ１８、第３のＤ／Ａコンバータ１９、第３のミキサ２０、第２のＳＡＷフィルタ２１、第４のミキサ２２、第３の増幅器２３、第４の増幅器２４及びアイソレータ２５から構成されている。
【００１３】
アンテナ１は、図示しない無線通信基地局から送信されたＲＦ信号を受信し、受信信号として信号分岐器２に出力する一方、当該信号分岐器２から入力される送信信号を無線通信基地局に送信する。信号分岐器２は、制御部１１の制御の下、受信時にはアンテナ１から入力される受信信号を第１の増幅器３に出力する一方、送信時にはアイソレータ２５から入力される送信信号をアンテナ１に出力する。
【００１４】
第１の増幅器３は、信号分岐器２から入力される受信信号を増幅して第１のミキサ４に出力する。第１のミキサ４は、上記受信信号と、第１の局部信号発振器５から入力される第１の局部信号とをミキシングすることで、受信信号を中間周波数へ周波数変換（ダウンコンバート）し、受信ＩＦ信号として第１のＳＡＷフィルタ６に出力する。第１の局部信号発振器５は、中間周波数変換用の第１の局部信号を生成して上記第１のミキサ４及び第４のミキサ２２に出力する。
【００１５】
第１のＳＡＷフィルタ６は、上記受信ＩＦ信号から所望の帯域以外の不要な周波数成分を減衰して第２の増幅器７に出力する。第２の増幅器７は、制御部１１から第１のＤ／Ａコンバータ１７を介して入力される利得制御信号に基づいて利得が制御される可変利得増幅器であり、このように制御された所定の利得により、第１のＳＡＷフィルタ６から入力された受信ＩＦ信号を増幅して第２のミキサ８に出力する。第２のミキサ８は、上記第２の増幅器７から入力された受信ＩＦ信号と、第２の局部信号発振器９から入力される第２の局部信号とをミキシングすることで、受信ＩＦ信号をベースバンド周波数へ周波数変換し、受信ベースバンド信号としてＡ／Ｄコンバータ１０に出力する。第２の局部信号発振器９は、ベースバンド周波数変換用の第２の局部信号を生成して上記第２のミキサ８及び第３のミキサ２０に出力する。
【００１６】
Ａ／Ｄコンバータ１０は、アナログ信号である受信ベースバンド信号をデジタル信号に変換して制御部１１に出力する。制御部１１は、記憶部１５に記憶されている制御プログラムに基づいて、本通信装置の通信動作を制御するものであり、Ａ／Ｄコンバータ１０から入力されるデジタル信号化された受信ベースバンド信号の復調を行って受信データを生成し、当該受信データを使用して所定の信号処理を行う。
【００１７】
また、この制御部１１は、上記制御プログラムに基づく特徴的な動作として、記憶部１５に記憶されている本通信装置を構成する部品についての故障率リストに基づき、品質検出部１２に対して故障率の高い部品について稼動時の品質を示す値を検出するように要求する。さらに、制御部１１は、故障部品検出部１３から入力される故障部品情報に基づいて、故障部品を報知するための表示信号を生成して表示部１４に出力する。
【００１８】
また、制御部１１は、外部インタフェース１６を介して接続されたパーソナルコンピュータ（図示せず）とのデータ通信を行う。さらに、制御部１１は、第２の増幅器７の利得を制御するための利得制御信号（デジタル信号）を第１のＤ／Ａコンバータ１７に出力し、第３の増幅器２３の利得を制御するための利得制御信号（デジタル信号）を第２のＤ／Ａコンバータ１８に出力し、また、送信データの変調を行い、送信ベースバンド信号（デジタル信号）として第３のＤ／Ａコンバータ１９に出力する。
【００１９】
品質検出部１２は、制御部１１の要求に応じて、故障率の高い部品について稼動時の品質を示す値を検出し、当該品質を示す値を故障部品検出部１３に出力する。故障部品検出部１３は、上記品質を示す値が所定の閾値より低くなった部品を、故障が発生した部品として検出し、故障部品情報を制御部１１に出力する。このような品質検出部１２及び故障部品検出部１３の動作の詳細については後述する。
【００２０】
表示部１４は、例えば液晶パネルや有機ＥＬパネルであり、制御部１１から入力される表示信号に基づき故障部品の発生を報知するための画像を表示する。記憶部１５は、制御部１１で使用される制御プログラムや本通信装置を構成する部品についての故障率リスト、その他の各種データを記憶する。外部インタフェース１６は、図示しないパーソナルコンピュータ等の外部装置とのデータ通信を行うためのインタフェースである。
【００２１】
第１のＤ／Ａコンバータ１７は、第２の増幅器７の利得を制御するための利得制御信号をアナログ信号に変換して第２の増幅器７に出力する。第２のＤ／Ａコンバータ１８は、第３の増幅器２３の利得を制御するための利得制御信号をアナログ信号に変換して第３の増幅器２３に出力する。第３のＤ／Ａコンバータ１９は、送信ベースバンド信号をアナログ信号に変換して第３のミキサ２０に出力する。
【００２２】
第３のミキサ２０は、上記第３のＤ／Ａコンバータ１９から入力された送信ベースバンド信号と、第２の局部信号発振器９から入力される第２の局部信号とをミキシングすることで、送信ベースバンド信号を中間周波数へ周波数変換（アップコンバート）し、送信ＩＦ信号として第２のＳＡＷフィルタ２１に出力する。第２のＳＡＷフィルタ２１は、上記送信ＩＦ信号から所望の帯域以外の不要な周波数成分を減衰して第４のミキサ２２に出力する。
【００２３】
第４のミキサ２２は、上記第２のＳＡＷフィルタ２１から入力された送信ＩＦ信号と、第１の局部信号発振器５から入力される第１の局部信号とをミキシングすることで、送信ＩＦ信号をＲＦ周波数へ周波数変換し、送信信号として第３の増幅器２３に出力する。第３の増幅器２３は、制御部１１から第２のＤ／Ａコンバータ１８を介して入力される利得制御信号に基づいて利得が制御される可変利得増幅器であり、このように制御された所定の利得により、第４のミキサ２２から入力された送信信号を増幅して第４の増幅器２４に出力する。第４の増幅器２４は、第３の増幅器２３から入力される送信信号を増幅してアイソレータ２５に出力する。アイソレータ２５は、信号分岐器２側からの信号の回り込みを防止するものであり、第４の増幅器２４から入力される送信信号を信号分岐器２に出力する。
【００２４】
次に、上記のように構成された本通信装置の動作について説明する。
図２は、記憶部１５に記憶されている本通信装置を構成する部品についての故障率リストの一例である。この図からわかるように、本通信装置を構成する部品の中で、ＳＡＷフィルタＣ、Ｄとアイソレータが非常に高い故障率を有している。よって、制御部１１は、記憶部１５に記憶されている図２のような故障率リストに基づき、品質検出部１２に対して故障率の高い部品について稼動時の品質を示す値を検出するように要求する。以下、例として、第１のＳＡＷフィルタ６、アイソレータ２５に故障が発生した場合の検出方法について説明する。
【００２５】
〔第１のＳＡＷフィルタ６の故障検出方法〕
例えば、第１のＳＡＷフィルタ６に故障が発生した場合、受信感度が悪化して受信信号に対するノイズの割合が増え、結果として通信距離が短くなってしまう。そこで、通信品質を示すＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）値と通信距離との対応関係に基づいて、第１のＳＡＷフィルタ６の故障を検出することが可能である。
【００２６】
より具体的には、品質検出部１２は、制御部１１から受信ベースバンド信号を取得し、当該受信ベースバンド信号を基に、無線通信基地局から本通信装置への下り方向のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）値βを算出する。また、本通信装置が無線通信基地局への登録動作を行う際、無線通信基地局は本通信装置の位置を検出し、当該位置を示す位置情報を含む信号を本通信装置に送信する。従って、上記受信ベースバンド信号には本通信装置の位置情報も含まれている。品質検出部１２は、受信ベースバンド信号から上記位置情報を抽出し、当該位置情報に基づいて無線通信基地局に対する通信距離Ｌを算出する。
【００２７】
品質検出部１２は、上記のようにＳＮＲ値β及び通信距離Ｌを算出すると、これらのデータを故障部品検出部１３に出力する。故障部品検出部１３は、事前に求めたＳＮＲ値と通信距離との対応関係に基づき、上記品質検出部１２から取得した通信距離Ｌに対応するＳＮＲ値βが所定の閾値αより低い場合に、第１のＳＡＷフィルタ６に故障が発生したと判定する。
【００２８】
図３は、事前に求めたＳＮＲ値と通信距離との対応関係を示す特性図である。このような図３を基に、第１のＳＡＷフィルタ６に故障が発生したと予想されるＳＮＲ値を閾値αとして設定しておく。つまり、故障部品検出部１３は、図３のような特性図に基づいて、品質検出部１２から取得した通信距離Ｌに対応するＳＮＲ値βが閾値αより低い場合に、第１のＳＡＷフィルタ６に故障が発生したと判定するのである。そして、第１のＳＡＷフィルタ６に故障が発生したと判定された場合、故障部品検出部１３は、第１のＳＡＷフィルタ６の故障を示す故障部品情報を制御部１１に出力する。
【００２９】
制御部１１は、上記故障部品情報に基づいて、故障部品を報知するための表示信号を生成して表示部１４に出力する。表示部１４は、上記表示信号に基づき、第１のＳＡＷフィルタ６に故障が発生したことを報知するための画像を表示する。
【００３０】
〔アイソレータ２５の故障検出方法〕
続いて、アイソレータ２５の故障検出方法について説明する。例えば、アイソレータ２５に故障が発生した場合、絶縁効果が劣化し、信号分岐器２側からの信号が第４の増幅器２４側に回り込むことにより、本通信装置の送信信号の出力が低下してしまう。そこで、送信信号の出力（以下、送信電力という）が所定の閾値より小さくなったことを検出することにより、アイソレータ２５の故障を検出することが可能である。
【００３１】
より具体的に説明すると、通常、通信装置が無線通信基地局へ信号を送信する場合、送信信号の中に「これから送信電力Ｐ１で送信信号を送信する」という送信電力Ｐ１を示す情報を含めて送信する。無線通信基地局は、通信装置からの送信信号を受信すると、当該送信信号に含まれる送信電力Ｐ１を示す情報に基づき、「実際にはＰ１よりも低い送信電力Ｐ２で送信されてきた」という情報を通信装置側へ送信する。
【００３２】
つまり、通信装置の制御部１１は、上記のような「実際にはＰ１よりも低い送信電力Ｐ２で送信されてきた」という情報を含む受信ベースバンド信号を取得することになる。品質検出部１２は、制御部１１から受信ベースバンド信号を取得し、当該受信ベースバンド信号に含まれる送信電力Ｐ２の情報を抽出し、故障部品検出部１３に出力する。故障部品検出部１３は、送信電力Ｐ２の情報に基づいて、送信電力Ｐ２が所定の閾値Ｐαより低い場合に、アイソレータ２５に故障が発生したと判定する。
【００３３】
そして、アイソレータ２５に故障が発生したと判定された場合、故障部品検出部１３は、アイソレータ２５の故障を示す故障部品情報を制御部１１に出力する。制御部１１は、上記故障部品情報に基づいて、故障部品を報知するための表示信号を生成して表示部１４に出力する。表示部１４は、上記表示信号に基づき、アイソレータ２５に故障が発生したことを報知するための画像を表示する。
【００３４】
以上のように、本実施形態によれば、通信装置の構成部品における故障の発生を正確に検出することができ、その結果を表示部１４によって故障部品の発生をユーザに報知することで、ユーザは部品または装置自体の交換時期を正確に判断することができるため、従来技術と比べてランニングコストの増加を防ぐことが可能である。また、このような故障部品の発生を示す情報をユーザではなく、管理者（サポートセンター等）に与えることで、ユーザに交換時期のアドバイスを提供するだけでなく、部品の故障に関するノウハウを蓄積することが可能である。
【００３５】
なお、上記実施形態では、第１のＳＡＷフィルタ６及びアイソレータ２５の故障検出方法を例示して説明したが、他の部品についても、稼動時の品質を示す値を検出し、当該品質を示す値が所定の閾値より低くなった部品を、故障が発生した部品として検出しても良い。
【００３６】
また、上記実施形態では、通信品質情報としてＳＮＲ値を用いたが、これに限らず、CNR（Carrier to Noise Ratio）、SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)、CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)、SIR（Signal to Interference power Ratio）、CIR(Carrier to Interference power Ratio)等を用いても良い。
【００３７】
さらに、上記実施形態では、表示部１４を用いて部品の故障発生を報知したが、これに限定されず、例えば、外部インタフェース１６を介して接続されたパーソナルコンピュータ等の外部装置に故障発生を報知させても良い。
【００３８】
また、上記実施形態では、記憶部１５に、本通信装置を構成する部品についての故障率リストを記憶させ、この記憶させた故障率リストに基づいて、品質検出部１２が故障率の高い部品について稼動時の品質を示す値を検出するようにしているが、これに限らず、例えば、故障率リストを記憶部１５に記憶させずに、本通信装置を設計する際に、予め故障率リストから故障率の高い部品を特定しておき、この特定した部品についての品質を示す値を品質検出部１２で検出するように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る通信装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る通信装置を構成する部品の故障率リストの一例である。
【図３】本発明の一実施形態に係る通信装置の動作説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…アンテナ、２…信号分岐器、３…第１の増幅器、４…第１のミキサ、５…第１の局部信号発振器、６…第１のＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ、７…第２の増幅器、８…第２のミキサ、９…第２の局部信号発振器、１０…Ａ／Ｄコンバータ、１１…制御部、１２…品質検出部、１３…故障部品検出部、１４…表示部、１５…記憶部、１６…外部インタフェース、１７…第１のＤ／Ａコンバータ、１８…第２のＤ／Ａコンバータ、１９…第３のＤ／Ａコンバータ、２０…第３のミキサ、２１…第２のＳＡＷフィルタ、２２…第４のミキサ、２３…第３の増幅器、２４…第４の増幅器、２５…アイソレータ
【図１】
2007180626.tif 000003
【図２】
2007180626.tif 000004
【図３】
2007180626.tif 000005