(57)【要約】【課題】  アンテナを介さずに自無線通信装置内に電力レベルの自動無線調整機能を設け、最適な無線調整を自動で実施する。【解決手段】  制御部１２０は、テストモード切替部１２１がテストモードを起動した場合に、無線調整モード選択部１２２が記憶するテストモードにおける各無線調整モードに対応した無線通信装置１００に備える各スイッチの信号経路を切替え、電力レベル測定部１２８は各無線調整モードに応じた無線通信装置１００の各部位を通過するテスト信号の電力レベルを測定し、電力レベル規格値記憶部１２４に記憶されている電力レベル規格値と比較して、測定したレベルが電力レベル規格値の範囲外であった場合に、当該部位の電力レベルが電力レベル規格値の範囲内に収まるように電力レベル調整部１２９または電力レベル調整部１４０を制御する。【選択図】    図１
2013207638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送信部と無線受信部と無線通信に係るレベル調整を行う１以上のテストモードを具備する無線通信装置であって、
前記１以上のテストモードのいずれかを定期的もしくは非定期に起動するテストモード起動手段と、前記起動したテストモードに連動して自無線通信装置内部の信号経路を切替える信号経路切替手段と、予め記憶されている前記テストモードに係るテスト信号を前記無線送信部へ入力するテスト信号入力手段と、自無線通信装置内部の所定の部位を通過する前記テスト信号の電力レベルもしくは電圧レベルを測定するレベル測定手段と、前記レベル測定手段が測定する部位における電力レベルもしくは電圧レベルの規格レベルを予め記憶しておく規格レベル記憶手段と、前記部位に対応した電力レベルもしくは電圧レベルを調整するレベル調整手段と、前記信号経路切替手段と連動して前記無線送信部に入力したテスト信号が前記無線送信部の所定の部位から前記無線受信部の所定の部位へループバックする際の電力レベルもしくは電圧レベルを減衰するレベル減衰手段と、を有し、
前記テストモード起動手段が前記１以上のテストモードのいずれかを起動した場合に、前記信号経路切替手段は前記起動したテストモードに応じて自無線通信装置内部の信号経路を切替え、前記レベル測定手段は前記テストモードに応じた自無線通信装置内部の所定の部位を通過する前記テスト信号のレベルを測定し、
自無線通信装置は、前記レベル測定手段が測定した所定の部位のレベルと前記規格レベル記憶手段に記憶されている当該部位における規格レベルを比較し、前記測定したレベルが前記規格レベル記憶手段に記憶されている規格レベルの範囲外であった場合に、当該部位のレベルが当該規格レベルの範囲内に収まるように前記レベル調整手段を制御し、当該テストモードが終了した後、前記レベル調整手段が調整した内容で無線通信を実行することを特徴とするレベル自動調整機能を有する無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置であって、自無線通信装置の内部もしくは外部の所定の部位の温度を測定する温度測定手段をさらに有し、
前記規格レベル記憶手段は、前記温度測定手段が測定する所定の部位の温度と関連付けて、前記レベル測定手段が測定する部位における電力レベルもしくは電圧レベルの規格レベルを予め記憶しておくことを特徴とするレベル自動調整機能を有する無線通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信装置であって、
前記温度測定手段が測定した温度が予め定められた温度を超えた場合もしくは予め定められた温度を下回った場合に、前記テストモード起動手段は、前記１以上のテストモードのいずれかを起動することを特徴とするレベル自動調整機能を有する無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レベル自動調整機能を有する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信装置の送受信機能を自己診断するために二本以上のアンテナを備え、第一のアンテナを介して試験信号を送信し、送信された前記試験信号を第二のアンテナで受信することにより、その受信結果に基づいて当該無線通信装置の送受信機能を自己診断する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の無線通信装置では、自己診断を行い自無線通信装置内の異常を報知する事は出来るが、アンテナを介して大気中に電波を送信しているため、外部影響の影響で通信が行えない場合がある。また、送受信機能に係る電力レベルの強さを調整する無線調整までは自己で行うことが出来ない。そのため、外部環境に影響されて自無線通信装置に異常がない場合であっても、自己診断の結果として異常ありと判定されてしまうことがある。また、外部環境の温度の高低により電力レベルが変化してしまうため、電力レベルが規格範囲外となり、自己診断の結果として異常ありと判定されてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、上記問題を解決するために、アンテナを介さずに自無線通信装置内に電力レベルの自動無線調整機能を設け、最適な無線調整を自動で実施することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は無線送信部と無線受信部と無線通信に係るレベル調整を行う１以上のテストモードを具備する無線通信装置であって、前記１以上のテストモードのいずれかを定期的もしくは非定期に起動するテストモード起動手段と、前記起動したテストモードに連動して自無線通信装置内部の信号経路を切替える信号経路切替手段と、予め記憶されている前記テストモードに係るテスト信号を前記無線送信部へ入力するテスト信号入力手段と、自無線通信装置内部の所定の部位を通過する前記テスト信号の電力レベルもしくは電圧レベルを測定するレベル測定手段と、前記レベル測定手段が測定する部位における電力レベルもしくは電圧レベルの規格レベルを予め記憶しておく規格レベル記憶手段と、前記部位に対応した電力レベルもしくは電圧レベルを調整するレベル調整手段と、前記信号経路切替手段と連動して前記無線送信部に入力したテスト信号が前記無線送信部の所定の部位から前記無線受信部の所定の部位へループバックする際の電力レベルもしくは電圧レベルを減衰するレベル減衰手段と、を有し、前記テストモード起動手段が前記１以上のテストモードのいずれかを起動した場合に、前記信号経路切替手段は前記起動したテストモードに応じて自無線通信装置内部の信号経路を切替え、前記レベル測定手段は前記テストモードに応じた自無線通信装置内部の所定の部位を通過する前記テスト信号のレベルを測定し、自無線通信装置は、前記レベル測定手段が測定した所定の部位のレベルと前記規格レベル記憶手段に記憶されている当該部位における規格レベルを比較し、前記測定したレベルが前記規格レベル記憶手段に記憶されている規格レベルの範囲外であった場合に、当該部位のレベルが当該規格レベルの範囲内に収まるように前記レベル調整手段を制御し、当該テストモードが終了した後、前記レベル調整手段が調整した内容で無線通信を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、空中に電波を放出せずに自無線通信装置内で無線調整を行うため、第二のアンテナを必要とせず、周囲に存在する他無線通信装置または周囲雑音といった外部環境の影響を受けることがない理想的な環境で無線調整を行うことが可能な無線通信装置を提供できる。
【０００８】
また、高価なシグナルジェネレータやスペクトラムアナライザ等を使用することなく、無線通信装置を稼働させたまま、設置された状態のまま電力レベルを数値化することで無線調整誤差の小さい無線調整を自無線通信装置内で行うことが可能な無線通信装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による無線通信装置の無線調整モード設定時における各部の動作を示したマトリクス図である。
【図３】本発明による無線通信装置が保持する無線調整値を示したマトリクス図である。
【図４】本発明による無線通信装置の自動無線調整を行う場合のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１〜図４を参照し、本発明による無線通信装置の一実施形態について説明する。
【００１１】
図１は本発明による無線通信装置の構成を示すブロック図である。以下、本発明による無線通信装置１００がテストモードを起動し、自無線通信装置内部の自動無線調整を行う方法を説明する。なお、本実施例においては電力レベルを調整するものとして説明しているが、電力レベルを電圧レベルに置き換えてもよいものとする。
【００１２】
無線通信装置１００は、無線送信部１１０と、無線受信部１１１と、制御部１２０と、テストモード切替部１２１と、無線調整モード選択部１２２と、テスト信号記憶部１２３と、電力レベル規格値記憶部１２４と、スイッチ１１２７と、電力レベル測定部１２８と、電力レベル調整部１２９と、スイッチ３１３３と、アンテナ１３４と、アッテネータ１３５と、スイッチ４１３６と、スイッチ２１３９と、電力レベル調整部１４０と、無線調整値記憶部１４５と、無線調整結果記憶部１４６と、外部インターフェース制御部１４７とで構成される。
【００１３】
また、無線送信部１１０は無線通信の送信に係るブロックであり、信号変換部１２５と、プリアンプ１２６と、周波数変換部１１３０と、パワーアンプ１３１と、フィルタ１１３２とで構成される。無線受信部１１１は無線通信の受信に係るブロックであり、フィルタ２１３７と、ローノイズアンプ１３８と、周波数変換部２１４１と、中間周波増幅器１４２と、周波数変換部３１４３と、低周波増幅器１４４とで構成されている。
【００１４】
制御部１２０は、無線通信装置１００の各部位を制御する。無線送信部１１０と無線受信部１１１は、無線通信の送受信に係るブロックである。
【００１５】
テストモード切替部１２１は、テストモード起動の要求を受け取り、通常モードとテストモードの切替えを制御部１２０に指示する。なお、テストモードは定期的に実施されるものする。また、テストモードが非定期に起動する条件として、無線通信装置１００の内部または外部に温度を測定する手段を設け、所定の温度以上または以下となった場合にテストモードを実施するような構成であってもよい。
【００１６】
無線調整モード選択部１２２は、テストモードにおける無線調整モード切替えの要求を受け取り、図２のマトリクス図に示すテストモードにおける各無線調整モードに応じて制御部１２０にスイッチの切替えを指示する。なお、各スイッチの切替えを行う組み合わせについては予め記憶されているものとする。
【００１７】
テスト信号記憶部１２３は、テストモードにおけるテスト信号を記憶し、制御部１２０にテスト信号を渡す。
【００１８】
電力レベル規格値記憶部１２４は各無線調整モードに応じた電力レベル規格値を予め記憶し、制御部１２０に電力レベル規格値を渡す。ここで、無線通信装置１００の内部または外部に温度を測定する手段を設けた場合において、測定された温度に応じた電力レベル規格値を予め記憶しておくような構成であっても良い。
【００１９】
スイッチ１１２７、スイッチ２１３９、スイッチ３１３３、スイッチ４１３６は、制御部１２０により制御され、各無線調整モードに応じてそれぞれのスイッチを切替える。スイッチ１１２７は、プリアンプ１２６−電力レベル測定部１２８間と、フィルタ１１３２−電力レベル測定部１２８間との接続および開放を切替える。スイッチ２１３９はローノイズアンプ１３８−電力レベル測定部１２８間と、中間周波増幅器１４２−電力レベル測定部１２８間と、低周波増幅器１４４−電力レベル測定部１２８間との接続および開放を切替える。スイッチ３１３３は、無線送信部１１０―アンテナ１３４間と、アンテナ１３４−スイッチ４１３６間との接続を切替える。スイッチ４１３６はスイッチ３１３３−無線受信部１１１間と、アッテネータ１３５−無線受信部１１１間との接続を切替える。
【００２０】
電力レベル測定部１２８は、スイッチ１１２７とスイッチ２１３９を介してテスト信号を受け取り、受け取ったテスト信号の電力レベルを測定して制御部１２０に渡す。なお、電力レベル測定部１２８は、制御部１２０が信号変換部１２５にテスト信号を出力した後にウェイトタイマを設定し、電力レベルが安定する一定時間経過後に測定を開始するような構成であっても良い。
【００２１】
電力レベル調整部１２９、電力レベル調整部１４０は、制御部１２０の指示を受け取り、電力レベル調整部１２９はプリアンプ１２６とパワーアンプ１３１を、電力レベル調整部１４０はローノイズアンプ１３８と中間周波増幅器１４２と低周波増幅器１４４の電力レベルを調整する。電力レベルは、印加される電圧または電流を制御することにより調整する。
【００２２】
アンテナ１３４は、通常モードにおいて他無線通信装置との無線通信に用いる。
【００２３】
アッテネータ１３５は、無線送信部１１０からテスト信号を受け取り、テスト信号の電力レベルを減衰して無線受信部１１１に渡す。ここで、テスト信号の電力レベルは、無線送信部１１０においてアンテナ１３４で出力する強さまで増幅されており、そのまま無線受信部１１１に入力するとローノイズアンプ１３８、中間周波増幅器１４２、低周波増幅器１４４を正常に動作させることが出来ない。そのためにアッテネータ１３５を通過させて各電力増幅器が正常に動作する電力レベルまで減衰させるためのものである。
【００２４】
無線調整値記憶部１４５は、各無線調整モードにおいて電力レベルの調整を行うための基準値である無線調整値を予め記憶し、制御部１２０に渡す。
【００２５】
無線調整結果記憶部１４６は、各無線調整モードにおいて電力レベルの調整を行った結果である無線調整結果を制御部１２０から受け取り、記憶する。
【００２６】
外部インターフェース制御部１４７は、無線通信装置１００に接続される各機器を制御し、無線調整結果を出力する。
【００２７】
次に、無線送信部１１０および無線受信部１１１の内部構成について説明する。
【００２８】
信号変換部１２５は、制御部１２０からテスト信号を受け取り、デジタル信号をアナログ信号に変換し、変調器を介して所定の変調方式へ変調し、所定の周波数に変換してプリアンプ１２６に渡す。ここで、信号変換部１２５を通過した信号は高周波信号として扱うものとする。
【００２９】
プリアンプ１２６、パワーアンプ１３１、ローノイズアンプ１３８、中間周波増幅器１４２、低周波増幅器１４４は、受け取った高周波信号の電力を増幅する。これらを総称して各電力増幅器と記載することもある。
【００３０】
周波数変換部１１３０、周波数変換部２１４１、周波数変換部３１４３は、高周波信号を所定の周波数に変換する。ここで、各周波数変換部はローカル信号発生器及び周波数ミキサの機能を持っており、周波数ミキサに入力信号とローカル周波数を結合させることで周波数変換を行うものである。また、ローカル信号発生器に分周器を接続して新たな周波数を生成する手段を用いてもよい。
【００３１】
フィルタ１１３２、フィルタ２１３７は、受け取った高周波信号から不要な周波数成分を取り除く。
【００３２】
図２は、本発明による無線通信装置の無線調整モードにおける各部の動作を示したマトリクス図である。Ｔ２００は、無線調整モード設定時における各スイッチの動作、及び電力レベル規格値並びに無線調整結果を示したマトリクス図であって、Ｔ２０１は通常モードと無線調整モードのモード種別を示す。Ｔ２０２は無線調整モードにおけるスイッチ１１２７の切り替え設定を示す。Ｔ２０３は無線調整モードにおけるスイッチ２１３９の切り替え設定を示す。Ｔ２０４は通常モード及び無線調整モードにおけるスイッチ３１３３の切り替え設定を示す。Ｔ２０５は通常モード及び無線調整モードにおけるスイッチ４１３６の切り替え設定を示す。Ｔ２０６は無線調整モードにおける電力レベル規格値を示す。Ｔ２０７は無線調整結果を記憶する名称を示す。なお、電力レベル規格値及び無線調整結果は一例として記載されている。
【００３３】
次に、図１および図２を用いて、通常モードおよび各無線調整モードの各スイッチ切替えについて説明する。通常モードにおいては、スイッチ１１２７、スイッチ２１３９は開放とする。スイッチ３１３３は送信時に無線送信部１１０―アンテナ１３４間を接続し、受信時はアンテナ１３４−スイッチ４１３６間を接続する。スイッチ４１３６はスイッチ３１３３−無線受信部１１１間を接続する。なお、テストモードが起動すると、高周波信号を無線受信部１１１へループバックさせるために、スイッチ３１３３をアンテナ１３４−スイッチ４１３６間に、スイッチ４１３６をアッテネータ１３５−無線受信部１１１間に接続する。
【００３４】
無線調整モード１においては、スイッチ１１２７をプリアンプ１２６−電力レベル測定部１２８間に切替え、スイッチ２１３９を開放する。電力レベル測定部１２８はプリアンプ１２６が出力した高周波信号の電力レベルを測定する。無線調整モード２においては、スイッチ１１２７をフィルタ１１３２−電力レベル測定部１２８間に切替え、スイッチ２１３９を開放する。電力レベル測定部１２８はパワーアンプ１３１が出力した高周波信号の電力レベルを測定する。
【００３５】
無線調整モード３においては、スイッチ１１２７を開放し、スイッチ２１３９をローノイズアンプ１３８−電力レベル測定部１２８間に切替える。電力レベル測定部１２８はローノイズアンプ１３８が出力した高周波信号の電力レベルを測定する。無線調整モード４においては、スイッチ１１２７を開放し、スイッチ２１３９を中間周波増幅器１４２−電力レベル測定部１２８間に切替える。電力レベル測定部１２８は中間周波増幅器１４２が出力した電力レベルの測定を行う。、無線調整モード５においては、スイッチ１１２７を開放し、スイッチ２１３９を低周波増幅器１４４−電力レベル測定部１２８間に切替える。電力レベル測定部１２８は低周波増幅器１４４が出力した高周波信号の電力レベルを測定する。
【００３６】
図３は、本発明による無線通信装置が保持する無線調整値を示したマトリクス図である。Ｔ３００は無線調整値記憶部１４５が記憶する無線調整値のマトリクス図であって、Ｔ３０１は無線調整モードのモード種別を示す。Ｔ３０２はプリアンプ１２６の無線調整値を示す。Ｔ３０３はパワーアンプ１３１の無線調整値を示す。Ｔ３０４はローノイズアンプ１３８の無線調整値を示す。Ｔ３０５は中間周波増幅器１４２の無線調整値を示す。Ｔ３０６は低周波増幅器１４４の無線調整値を示す。
【００３７】
なお、図３に示す無線調整値は電流の変化量を簡単化して示したものであり、いずれも初期状態における基準値を０とした場合から無線調整を行うものとしている。電力レベル調整部１４０が行う無線調整値の増減による変化量は、±１として表した無線調整値に対して、±０．１ｍＡの増減等といった、一定の出力電流変動幅を持たせることで各電力増幅器が出力する電力レベルを±０．１ｄＢｍ程度を増減するものである。また、出力電圧を変化させるようにしても良い。
【００３８】
次に、図１および図３を用いて、無線調整モードにおける無線調整方法について説明する。制御部１２０は、各無線調整モードにおいて測定した電力レベルと、電力レベル規格値記憶部１２４から読み出した電力レベル規格値とを比較し、測定した電力レベルが電力レベル規格値の範囲内か否かを判定する。電力レベル規格値に対して高いまたは低いと判定されると、制御部１２０は無線調整値の基準値から１加算または減算し、電力レベル調整部１２９または電力レベル調整部１４０に電力レベルの調整を指示し、電力レベル調整部１２９または電力レベル調整部１４０は接続されている各電力増幅器の電力レベルを増加させる。
【００３９】
再び制御部１２０は、設定された無線調整モードを変更せずに再びテスト信号の送出を行い、測定した電力レベルが電力レベル規格値の範囲内と判定されるまで、またはタイムアウトするまで繰り返し電力レベルの調整を実施する。電力レベル規格値の範囲内と判定された場合、各電力増幅器を調整した無線調整値を無線調整値記憶部１４５に一時的に記憶し、次の無線調整モードに移行する。また、すべての無線調整モードによる無線調整を実施した後に無線調整値記憶部１４５は一時的に保持された各電力増幅器の無線調整値を記憶する。
【００４０】
無線調整モード１ではプリアンプ１２６を、無線調整モード２ではパワーアンプ１３１を、無線調整モード３ではローノイズアンプ１３８を、無線調整モード４では中間周波増幅器１４２を、無線調整モード５では低周波増幅器１４４を、それぞれ電力レベルの調整を実施する。
【００４１】
図４は本発明による無線通信装置の自己無線調整を行う場合のフローチャートである。本フローチャートは無線通信装置１００が通常モードで動作している状態から開始する。制御部１２０はテストモードを起動するタイミングであるか否かを監視する（Ｓ３０１）。起動タイミングであると判定された場合（Ｓ３０１、ＹＥＳ）、テストモード切替部１２１から指示を受けてテストモードを起動し（Ｓ３０２）、無線調整モード選択部１２２を読み出し、各無線調整モードに対応したスイッチの切り替えを行う（Ｓ３０３）。
【００４２】
次に、制御部１２０は無線調整モードに対応した電力レベル規格値を電力レベル規格値記憶部１２４から読み込み（Ｓ３０４）、テスト信号記憶部１２３からテスト信号を読み込んで（Ｓ３０５）、テスト信号を信号変換部１２５へ出力する（Ｓ３０６）。
【００４３】
次に、制御部１２０が出力したテスト信号は信号変換部１２５により高周波信号に変換され、スイッチ１１２７またはスイッチ２１３９を介して、電力レベル測定部１２８が電力レベル値を測定し、制御部１２０が受け取る（Ｓ３０７）。
【００４４】
次に、制御部１２０はＳ３０４で読み込んだ電力レベル規格値と測定した電力レベル値とを比較し、電力レベル規格値内か否かを判定する（Ｓ３０８）。電力レベル規格値内と判定された場合（Ｓ３０８、ＹＥＳ）、次に切替えるべき無線調整モードがある場合は（Ｓ３０９、ＹＥＳ）、無線調整モード選択部１２２を読み出し、次の無線調整モードに対応したスイッチの切り替えを行い（Ｓ３１０）、次の無線調整モードに対応した無線調整値を読み込んで（Ｓ３１１）、Ｓ３０６に戻る。次に切替えるべき無線調整モードがない場合は（Ｓ３０９、ＮＯ）、無線調整結果と無線調整値を保存して（Ｓ３１４）、テストモードを終了して（Ｓ３１５）、通常モードに戻る。
【００４５】
また、電力レベル規格値の範囲外であると判定された場合（Ｓ３０８、ＮＯ）、無線調整モードを開始してから所定の時間が経過し、タイムアウトしたか否か判定する（Ｓ３１２）。タイムアウトしていない場合は（Ｓ３１２、ＮＯ）、制御部１２０は電力レベル調整部１２９または電力レベル調整部１４０へ電力レベルの調整を指示して無線調整を行い（Ｓ３１３）、Ｓ３０６に戻る。また、タイムアウトの場合は（Ｓ３１２、ＹＥＳ）、無線調整結果と無線調整値を保存して（Ｓ３１４）、テストモードを終了する（Ｓ３１５）。
【００４６】
なお、無線調整結果記憶部１４６の無線調整結果は、無線通信装置の通常モードにおける通信時に、無線調整結果を所定の送信先へ通知する、または即時に通知するような構成として無線調整を行った結果を外部に通知するようにしても良い。また、外部インターフェース制御部１４７にローカル接続されたスピーカ、モニタカメラ、有線通信端末、表示器などの機器を用いて、無線調整を行った結果をそれぞれの手段で通知するような構成にしても良い。
【符号の説明】
【００４７】
１００・・・無線通信装置
１１０・・・無線送信部
１１１・・・無線受信部
１２０・・・制御部
１２１・・・テストモード切替部
１２２・・・無線調整モード選択部
１２３・・・テスト信号記憶部
１２４・・・電力レベル規格値記憶部
１２５・・・信号変換部
１２６・・・プリアンプ
１２７・・・スイッチ１
１２８・・・電力レベル測定部
１２９・・・電力レベル調整部
１３０・・・周波数変換部１
１３１・・・パワーアンプ
１３２・・・フィルタ１
１３３・・・スイッチ３
１３４・・・アンテナ
１３５・・・アッテネータ
１３６・・・スイッチ４
１３７・・・フィルタ２
１３８・・・ローノイズアンプ
１３９・・・スイッチ２
１４０・・・電力レベル調整部
１４１・・・周波数変換部２
１４２・・・中間周波増幅部
１４３・・・周波数変換部３
１４４・・・低周波増幅器
１４５・・・無線調整値記憶部
１４６・・・無線調整結果記憶部
１４７・・・外部インターフェース制御部
【図１】
2013207638.tif 000003
【図２】
2013207638.tif 000004
【図３】
2013207638.tif 000005
【図４】
2013207638.tif 000006