(57)【要約】【課題】ハードウェアの故障によらず適正な送信出力を得る無線装置を得る。【解決手段】制御量に従って、信号の利得の制御を行う利得制御部５と、利得制御部から出力される信号の増幅を行う増幅部６Ａと、増幅部から出力される信号を送出するアンテナ部７と、利得制御部へ入力される信号の電力を算出する第一の電力演算部１０Ａと、増幅部から出力される信号の電力を算出する第二の電力演算部１０Ｂと、第一の電力演算部で算出した電力と、第二の電力演算部で算出した電力とを比較し、第一の電力演算部により算出された電力の方が大きい場合には、利得制御部に対して利得を増加させるための制御量を与え、第二の電力演算部により算出された電力の方が大きい場合には、利得制御部に対して利得を減少させるための制御量を与え、制御量が予め定められた範囲を外れた場合に増幅部を停止させる制御部１１Ａとを備える無線装置である。【選択図】図２
2012138752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される制御量に従って、入力される信号の利得の制御を行う利得制御部と、
前記利得制御部から出力される信号の増幅を行う増幅部と、
前記増幅部から出力される信号を送出するアンテナ部と、
前記利得制御部へ入力される信号の電力を算出する第一の電力演算部と、
前記増幅部から出力される信号の電力を算出する第二の電力演算部と、
前記第一の電力演算部で算出した電力と、前記第二の電力演算部で算出した電力とを比較し、前記第一の電力演算部により算出された電力の方が大きい場合には、前記利得制御部に対して前記利得を増加させるための前記制御量を与え、前記第二の電力演算部により算出された電力の方が大きい場合には、前記利得制御部に対して前記利得を減少させるための前記制御量を与え、前記制御量が予め定められた範囲を外れた場合に前記増幅部を停止させる制御部と
を備える無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナからの送信出力を利得制御により得る無線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、デジタル移動体通信では、エリア全域をカバーするために、高出力の送信増幅器が用いられる。高出力の送信増幅器は図３（Ａ）のように、送信増幅器が基地局と同一の架に設置するのが主流であった。
【０００３】
しかし、送信増幅器がアンテナに接続される場合、同軸ケーブルにて接続されるが、装置の保守上、アンテナと送信増幅器間は５０〜２００ｍも離される場合があり、その間での信号の劣化が問題となっていた。また、ＡＭＰ（ＰＡ：Power Amplifier）が基地局の一部として取り扱われることが一般的であり、その為、基地局は各地へ分散し、保守上、運用コスト上問題であった。
【０００４】
これらの問題を解決する為、ＲＯＦ（Radio On Fiber）、ＲＲＨ（Remote Radio Head）なる概念が生み出され、主流になりつつある。これは、基地局からアンテナに近い無線部を切り離し、両者を光ファイバで接続することにより、上記問題を解決するものである。
【０００５】
既存の設備を利用してＲＯＦ、ＲＲＨを実現する場合、光ファイバを低価格で使用できることから運用コストを低減することが可能である。また、ＲＯＦ、ＲＲＨは大規模な基地局を各地へ分散させるのでは無く、比較的小規模な無線部だけを分散させることから、保守上も好ましい形態となっている。このＲＯＦ、ＲＲＨの概要を図３（Ｂ）に示す。
【０００６】
図３（Ｂ）において、Ａ２は基地局で、図３（Ａ）ではＡＭＰの代わりにＩ／Ｆ（Interface）を実装し、電気信号を光信号に変換している。Ａ３は光ファイバで、光に変換された信号を伝送する。Ａ４はタワーや、ビルの上に設置される送信増幅器で基地局から光ファイバ経由で送られてきた送信データを増幅してアンテナから出力する。
【０００７】
図３（Ａ）に示されているような送信増幅器が基地局と同一の架に設置している構成と比較すると、このＲＯＦ、ＲＲＨの概念において、送信増幅器はビルの屋上やタワー天辺等非常に高い場所に設置される。そのため、故障等の原因で送信増幅器の交換や修理を行う作業者がビルの屋上やタワー天辺等に昇る必要があるために、工数が非常に多くなるという問題点がある。
【０００８】
図４に従来の一般的な無線装置の機能ブロックである自動利得制御（ＡＧＣ）回路を示す。図４において、１はインターフェース部（Ｉ／Ｆ）で、基地局側から送られてくる送信データを受け取る部位である。２はローパスフィルタ部（ＬＰＦ）で、基地局側から送られてきた送信データの帯域制限を行う部位である。３は変調部で、基地局側から送られてきた送信データを、搬送波周波数に変換する部位である。４はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）で、変調部３の出力から、変調部３で発生したイメージ周波数成分を取り除いて、送信信号を生成する部位である。
【０００９】
更に、図４において、５は利得制御部、６は増幅部である。利得制御部５は例えば、可変増幅器である。利得制御部５は、ＢＰＦ４の出力に利得を与え、増幅部６へ出力する。ここで、利得制御部５は、後述する制御部１１が出力する利得制御値（Ｓ３）に示される指示に応じて増幅率を設定し、増幅部６へ出力するレベル（利得）を増やしたり減らしたりすることにより、増幅部６から出力される送信レベルを制御する。また、利得制御部５は可変減衰器であっても良く、利得制御値（Ｓ３）に応じて減衰率を設定しても良い。
【００１０】
より具体的には、利得制御部５は、制御部１１からの利得制御値（Ｓ３）の内容が送信レベルを下げるような指示であればレベルを減らし、利得制御値（Ｓ３）の内容が送信レベルを上げるような指示であればレベルを増やすという処理を行う。
【００１１】
前述した増幅部６は、生成された送信信号をアンテナから無線信号として出力するために増幅する部位である。また、図４において、８は分岐部であり、増幅部６が出力した信号をアンテナ部７と後述する第二の電力演算部１０Ｂとへ分配する部位である。
【００１２】
アンテナ部７は、増幅部６により増幅された信号を無線信号として空中に出力（送出）する部位である。図４において、１０Ａは第一の電力演算部であり、ＬＰＦ部２で出力する信号の電力の演算を行う部位である。なお、この第一の電力演算部１０Ａが出力する信号（算出された電力を示す値）を、期待送信電力信号（Ｓ１）とする。
【００１３】
前述した第二の電力演算部１０Ｂは、分岐部８で出力する信号の電力の演算を行う部位である。なお、この第二の電力演算部１０Ｂが出力する信号（算出された電力を示す値）を、実送信電力信号（Ｓ２）とする。
【００１４】
制御部１１は、期待送信電力信号Ｓ１と実送信電力信号Ｓ２とを用いて、図５に示されたフローの処理を行う。
【００１５】
以下、図５に示されたフローについて説明する。
まず、このフローがスタートすると（ＳＴ１）、入力された期待送信電力信号Ｓ１と、実送信電力信号Ｓ２とを比較し（ＳＴ２）、Ｓ１＞Ｓ２であればこのフローはＳＴ１５へ遷移し（ＳＴ３，Ｙ）、それ以外であればこのフローはＳＴ１０へ遷移する（ＳＴ３，Ｎ）。
【００１６】
ＳＴ１０において、制御部１１は、利得制御部５へ出力する信号である利得制御値（Ｓ３）を、送信レベルを下げるような指示に決定する。その後、このフローはＳＴ２へ遷移し、以後の処理を繰り返す。
【００１７】
ＳＴ１５において、制御部１１は、利得制御部５へ出力する信号である利得制御値（Ｓ３）を、送信レベルを上げるような指示に決定する。その後、このフローはＳＴ２へ遷移し、以後の処理を繰り返す。
【００１８】
なお、関連のある技術として、以下の文献が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００６−２７９３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、従来の技術においては、例えば、図４に示した構成要素である第二の電力演算部１０Ｂ、分岐部８と第二の電力演算部１０Ｂの間の信号線（ライン）、第二の電力演算部１０Ｂと制御部１１の間の信号線のいずれかのハードウェアの故障等により、伝送路のロスが発生した場合、自動利得制御により定格出力よりもそのロス分だけ大きな出力で送信してしまうという問題点がある。
【００２１】
具体例を挙げてこの問題点を説明する。例えば、定格出力２０ｄＢｍの無線装置が送信電力２０ｄＢｍで送信しているとする。そして、増幅部６と第二の電力演算部１０Ｂ間の信号線が１０ｄＢ劣化する故障を起こしたとする。
【００２２】
この場合、第一の電力演算部１０Ａにより算出される期待送信電力（Ｓ１）は２０ｄＢｍを示しているが、第二の電力演算部１０Ｂにより算出される実送信電力（Ｓ２）は、劣化分１０ｄＢだけ低い１０ｄＢｍを示すことになる。
【００２３】
そして、図５に示したフローの処理が次のように行われる。すなわち、まずＳＴ１で処理が開始されると、ＳＴ２において制御部１１は期待送信電力（Ｓ１）と実送信電力（Ｓ２）とを比較し、比較結果がＳ１＞Ｓ２であるため、このフローはＳＴ３にて分岐しＳＴ１５に遷移する。ＳＴ１５では、制御部１１は送信レベルを上げるように電力調整を行い、ＳＴ２に戻る。
【００２４】
これを、期待送信電力（Ｓ１）と実送信電力（Ｓ２）とが一致するまで繰り返され、増幅部６と分岐部８とアンテナ部７の信号線が正常である場合、２０ｄＢｍよりも１０ｄＢ大きい３０ｄＢｍの無線信号がアンテナ部７から送信されることになる。
【００２５】
その結果、定格出力よりも大きい電力で送信することになるので、下記問題点が発生する。
【００２６】
（１）電波法の規定を守ることができない。
（２）周辺無線装置へ悪影響を与える。
【００２７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、電波法の規定を逸脱することがなく、且つ周辺無線装置へ悪影響を与える恐れのない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】
【００２８】
上述した課題を解決するため、本発明の一態様は、入力される制御量に従って、入力される信号の利得の制御を行う利得制御部と、前記利得制御部から出力される信号の増幅を行う増幅部と、前記増幅部から出力される信号を送出するアンテナ部と、前記利得制御部へ入力される信号の電力を算出する第一の電力演算部と、前記増幅部から出力される信号の電力を算出する第二の電力演算部と、前記第一の電力演算部で算出した電力と、前記第二の電力演算部で算出した電力とを比較し、前記第一の電力演算部により算出された電力の方が大きい場合には、前記利得制御部に対して前記利得を増加させるための前記制御量を与え、前記第二の電力演算部により算出された電力の方が大きい場合には、前記利得制御部に対して前記利得を減少させるための前記制御量を与え、前記制御量が予め定められた範囲を外れた場合に前記増幅部を停止させる制御部とを備える無線装置である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、自動利得制御回路にハードウェア故障が生じた場合でも、適正な送信出力で電波送信を行うことができる無線装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態に係る無線装置の機能ブロック図である
【図２】本実施の形態に係る動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３（Ａ）は基地局と送信増幅器との構成例を示す図であり、図３（Ｂ）はＲＯＦにおける基地局と送信増幅器との構成例を示す図である。
【図４】従来の無線装置の機能ブロック図である。
【図５】従来の無線装置の自動利得制御の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態の無線装置は、利得制御の制御量（指示）を常に確認し、その制御量が予め定められた設定範囲外になる場合に送信出力は異常であると判断し、送信を停止する処理（増幅停止処理）を行う。
【００３２】
図１は、実施の形態に係る無線装置の機能ブロック図であり、図２は、自動利得制御のための制御部の動作を示すフローチャートである。
図１において、１〜５、７、８及び１０Ａ，１０Ｂは図４に示した構成要素と対応しており、ここでの詳述は省略する。本実施の形態では、制御部１１Ａが期待送信電力（Ｓ１）と実送信電力（Ｓ２）とに基づいて、図２に示す処理を行い、利得制御値（Ｓ３）を利得制御部５に与えると共に、送信停止信号（Ｓ４）を増幅部６Ａに与える。この例において利得制御値（Ｓ３）は利得制御部５の利得の増加分または減少分を示す。
【００３３】
以下、図２を用いて制御部１１Ａの動作について説明する。まずＳＴ１で制御部１１Ａの動作が開始されると、ＳＴ２で制御部１１Ａは、期待送信電力（Ｓ１）と実送信電力（Ｓ２）とを比較し、比較結果がＳ１＞Ｓ２である場合、このフローはＳＴ３にて分岐しＳＴ１５に遷移する。ＳＴ１５で制御部１１Ａは、送信レベルを上げることを示す利得制御値（Ｓ３）により電力調整を行い、このフローはＳＴ１６に進む。
【００３４】
ＳＴ１６で制御部１１Ａは、利得制御部５へ出力される利得制御値（Ｓ３）と、予め定められた上限側のしきい値（上限閾値）とを比較し、利得制御値（Ｓ３）が上限閾値を超えた場合（ＳＴ１６，Ｙ）、このフローはＳＴ１３に遷移する。
一方、利得制御値（Ｓ３）が上限閾値を超えない場合（ＳＴ１６，Ｎ）、このフローはＳＴ２に遷移する。
【００３５】
一方、ＳＴ２における比較結果において、Ｓ１＞Ｓ２でない場合、このフローはＳＴ３にて分岐しＳＴ１０に遷移する。ＳＴ１０で制御部１１Ａは、送信レベルを下げることを示す利得制御値（Ｓ３）により電力調整を行い、このフローはＳＴ１１に進む。
【００３６】
ＳＴ１１で制御部１１Ａは、制御部１１Ａから利得制御部５へ出力された利得制御値（Ｓ３）と、予め定められた下限側のしきい値（下限閾値）とを比較し、利得制御値（Ｓ３）が下限閾値を下回った場合（ＳＴ１１，Ｙ）、このフローはＳＴ１３に遷移する。
一方、利得制御値（Ｓ３）が下限閾値を下回らない場合（ＳＴ１１，Ｎ）、このフローはＳＴ２に遷移する。
【００３７】
ＳＴ１３で制御部１１Ａは、増幅停止処理を行い、このフローは終了する。この処理は、図１において、制御部１１Ａが、送信停止信号（Ｓ４）にて送信停止を増幅部６Ａに指示することで行なわれる。増幅部６Ａは、制御部１１Ａから供給される送信停止信号（Ｓ４）で送信停止を指示された場合に、増幅部６Ａ自身の電源をオフする。この実施の形態では、ＳＴ１３が制御部６Ａの制御として行なわれているが、制御部６Ａの外部の停止部により行われるようにしても良い。
【００３８】
なお、ＳＴ１１にて制御部１１Ａは利得制御値（Ｓ３）と下限しきい値との比較を行っているが、この比較の代わりに「利得制御値（Ｓ３）が送信レベルの減少分の最大値である最大減少値に達したかどうか」を判断するようにすることもできる。
【００３９】
また、ＳＴ１６にて制御部１１Ａは利得制御値（Ｓ３）と上限しきい値との比較を行っているが、この比較の代わりに「利得制御値（Ｓ３）が送信レベルの増加分の最大値である最大増加値に達したかどうか」を判断するようにすることもできる。
【００４０】
なお、前述の予め定められた範囲は、例えば下限閾値から上限閾値までの範囲である。
【００４１】
さらに、ＳＴ１３で行っている増幅停止処理において制御部１１Ａは、増幅部６の電源をオフとしているが、例えば、Ｉ／Ｆ１の出力を停止したり、ＬＰＦ２、変調部３、ＢＰＦ４の電源をオフするようにしてもよい。
【００４２】
以上に述べた本実施の形態によれば、自動利得制御回路のハードウェア故障状態で自動利得制御を行ったときに起きてしまう現象、即ち定格出力よりも大きな電力で送信してしまうという事態が発生する恐れが解消される。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、下記の技術的思想が開示されている。
【００４４】
制御部からの指示に応じて信号の利得の制御を行う利得制御部と、
前記利得制御部から出力される信号の増幅を行う増幅部と、
前記増幅部から出力される出力を送出するアンテナ部と、
前記利得制御部へ入力される信号の電力を算出する第一の電力演算部と、
前記増幅部から出力される信号の電力を算出する第二の電力演算部と、
前記第一の電力演算部で算出した電力と、前記第二の電力演算部で算出した電力とを比較し、前記第一の電力演算部で算出した電力の方が大きい場合には、前記利得制御部に対して前記利得を増加させるように利得増加量の指示を行い、前記第二の電力演算部で算出した電力の方が大きい場合には、前記利得制御部に対して前記利得を減少させるように利得減少量の指示を行う制御部とを備える無線装置において、
前記利得増加量が所定の閾値を超えた場合に、（前記アンテナ部から異常な電波放射を防止するために）前記増幅部の電源を停止させる無線装置。
【００４５】
また、前記無線装置において、前記利得減少量が所定の閾値を下回った場合に、前記増幅部の電源を停止させる機能を搭載する無線装置。
【符号の説明】
【００４６】
１  Ｉ／Ｆ部、２  ＬＰＦ部、３  変調部、４  バンドパスフィルタ、５  利得制御部、６Ａ  増幅部、７  アンテナ部、８  分岐部、１０Ａ  第一の電力演算部、１０Ｂ  第二の電力演算部、１１Ａ  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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【図５】
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