(57)【要約】【課題】フェージング等の無線伝播経路の変動があってもアンテナ異常検出が精度良く短時間で行えるアンテナ異常検出システム及びアンテナ異常検出方法を提供する。【解決手段】第１の送信アンテナ１２が、第１の所定のシンボル時間において第１の送信データを送信し、かつ第２の所定のシンボル時間において第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータを送信し、第２の送信アンテナ２２が、第１の所定のシンボル時間において前記第２の送信データを送信し、かつ前記第２の所定のシンボル時間において前記第１の送信データの複素共役のデータを送信し、受信アンテナ３２が受信し復号した復号データの信号強度が、所定の閾値未満の場合に、前記第１の送信アンテナ１２、前記第２の送信アンテナ２２、又は前記受信アンテナ３２のうち少なくとも１つが異常であると判定することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の所定のシンボル時間において第１の送信データを送信し、かつ第２の所定のシンボル時間において第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータを送信する第１の送信アンテナと、
前記第１の所定のシンボル時間において前記第２の送信データを送信し、かつ前記第２の所定のシンボル時間において前記第１の送信データの複素共役のデータを送信する第２の送信アンテナと、
前記第１の送信データと、前記第２の送信データと、前記第１の送信データの複素共役のデータと、前記第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータとを受信する受信アンテナと、
前記第１の送信データと、前記第２の送信データと、前記第１の送信データの複素共役のデータと、前記第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータとにより復号した復号データの信号強度が、所定の閾値未満の場合に、前記第１の送信アンテナ、前記第２の送信アンテナ、又は前記受信アンテナのうち少なくとも１つが異常であると判定するアンテナ異常判定部と、
を有することを特徴とするアンテナ異常検出システム。
【請求項２】
前記アンテナ異常判定部は、前記第１の送信データをｘ１とし、前記第２の送信データをｘ２とし、前記第１の送信データの複素共役のデータをｘ１＊とし、前記第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータを−ｘ２＊とし、前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナとの伝播路係数をｈ１とし、前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナとの伝播路係数の複素共役値をｈ１＊とし、前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナとの伝播路係数をｈ２とする場合に、
【数１】
2013074503.tif 000011
により前記復号データであるｙ１を算出することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ異常検出システム。
【請求項３】
第１の送信アンテナが、第１の所定のシンボル時間において第１の送信データを送信し、かつ第２の所定のシンボル時間において第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータを送信するステップと、
第２の送信アンテナが、前記第１の所定のシンボル時間において前記第２の送信データを送信し、かつ前記第２の所定のシンボル時間において前記第１の送信データの複素共役のデータを送信するステップと、
受信アンテナが、前記第１の送信データと、前記第２の送信データと、前記第１の送信データの複素共役のデータと、前記第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータとを受信するステップと、
前記第１の送信データと、前記第２の送信データと、前記第１の送信データの複素共役のデータと、前記第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータとにより復号した復号データの信号強度が、所定の閾値未満の場合に、前記第１の送信アンテナ、前記第２の送信アンテナ、又は前記アンテナのうち少なくとも１つが異常であると判定するアンテナ異常判定ステップと、
を含むことを特徴とするアンテナ異常検出方法。
【請求項４】
前記アンテナ異常判定ステップは、前記第１の送信データをｘ１とし、前記第２の送信データをｘ２とし、前記第１の送信データの複素共役のデータをｘ１＊とし、前記第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータを−ｘ２＊とし、前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナとの伝播路係数をｈ１とし、前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナとの伝播路係数の複素共役値をｈ１＊とし、前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナとの伝播路係数をｈ２とする場合に、
【数２】
2013074503.tif 000012
により前記復号データであるｙ１を算出することを特徴とする請求項３に記載のアンテナ異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ異常検出システム及びアンテナ異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアンテナ異常検出システムは、図３に示すように、送信部４１により符号化された送信データを、送信アンテナ４２が送信し、受信アンテナ５２が当該送信データを受信し、受信部５１において復号されたデータの受信信号レベルに基づき、受信信号レベルが所定の閾値未満の場合には、送信アンテナ４２又は受信アンテナ５２に異常があると検出していた（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１０７７４４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、アンテナで受信する信号は降雨時や大気の屈折率の変化によるフェージング等の無線伝播経路の変動の影響を受け受信信号レベル変動が発生する。そのため、安定した受信信号レベルを受信することが出来ないことがある。そうすると、当該受信信号レベルの変動を考慮せずにアンテナ異常の閾値を設けた場合には、アンテナが異常でない場合にも、アンテナが異常であると誤判定してしまう可能性がある。一方で、当該変動を考慮してアンテナ異常の閾値を設けた場合には、アンテナが異常である場合であっても、アンテナが異常でないと誤判定してしまう可能性がある。あるいは受信信号レベル変動を考慮し、受信信号レベルの時間平均を取るとすると、アンテナ異常の検出に長時間を要してしまう。
【０００５】
従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、フェージング等の無線伝播経路の変動があってもアンテナ異常検出が精度良く短時間で行えるアンテナ異常検出システム及びアンテナ異常検出方法を提供することにある。
【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に係るアンテナ異常検出システムは第１の所定のシンボル時間において第１の送信データを送信し、かつ第２の所定のシンボル時間において第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータを送信する第１の送信アンテナと、
前記第１の所定のシンボル時間において前記第２の送信データを送信し、かつ前記第２の所定のシンボル時間において前記第１の送信データの複素共役のデータを送信する第２の送信アンテナと、
前記第１の送信データと、前記第２の送信データと、前記第１の送信データの複素共役のデータと、前記第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータとを受信する受信アンテナと、
前記第１の送信データと、前記第２の送信データと、前記第１の送信データの複素共役のデータと、前記第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータとにより復号した復号データの信号強度が、所定の閾値未満の場合に、前記第１の送信アンテナ、前記第２の送信アンテナ、又は前記受信アンテナのうち少なくとも１つが異常であると判定するアンテナ異常判定部と、
を有することを特徴とする。
【０００７】
また本発明に係るアンテナ異常検出システムは、前記アンテナ異常判定部が、前記第１の送信データをｘ１とし、前記第２の送信データをｘ２とし、前記第１の送信データの複素共役のデータをｘ１＊とし、前記第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータを−ｘ２＊とし、前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナとの伝播路係数をｈ１とし、前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナとの伝播路係数の複素共役値をｈ１＊とし、前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナとの伝播路係数をｈ２とする場合に、
【数１】
2013074503.tif 000003
により前記復号データであるｙ１を算出することを特徴とする。
【０００８】
また本発明に係るアンテナ異常検出方法は、第１の送信アンテナが、第１の所定のシンボル時間において第１の送信データを送信し、かつ第２の所定のシンボル時間において第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータを送信するステップと、
第２の送信アンテナが、前記第１の所定のシンボル時間において前記第２の送信データの複素共役のデータを送信し、かつ前記第２の所定のシンボル時間において前記第１の送信データの複素共役のデータを送信するステップと、
受信アンテナが、前記第１の送信データと、前記第２の送信データと、前記第１の送信データの複素共役のデータと、前記第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータとを受信するステップと、
前記第１の送信データと、前記第２の送信データと、前記第１の送信データの複素共役のデータと、前記第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータとにより復号した復号データの信号強度が、所定の閾値未満の場合に、前記第１の送信アンテナ、前記第２の送信アンテナ、又は前記アンテナのうち少なくとも１つが異常であると判定するアンテナ異常判定ステップと、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
また本発明に係るアンテナ異常検出方法は、前記アンテナ異常判定ステップが、前記第１の送信データをｘ１とし、前記第２の送信データをｘ２とし、前記第１の送信データの複素共役のデータをｘ１＊とし、前記第２の送信データの符号を反転させたデータの複素共役のデータを−ｘ２＊とし、前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナとの伝播路係数をｈ１とし、前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナとの伝播路係数の複素共役値をｈ１＊とし、前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナとの伝播路係数をｈ２とする場合に、
【数２】
2013074503.tif 000004
により前記復号データであるｙ１を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るアンテナ異常検出システム及びアンテナ異常検出方法によれば、フェージング等の無線伝播経路の変動があってもアンテナ異常検出を精度良く短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るアンテナ異常検出システムのブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るアンテナ異常検出システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】従来のアンテナ異常検出システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施形態に係るアンテナ異常検出システムのブロック図である。本発明の一実施形態に係るアンテナ異常検出システムは、第１の送信部１１と、第１の送信アンテナ１２と、第２の送信部２１と、第２の送信アンテナ２２と、受信部３１と、受信アンテナ３２と、アンテナ異常判定部３３とを備える。当該アンテナ異常検出システムは、好ましくは１つのＭＩＭＯ基地局装置内に設けられる。
【００１４】
第１の送信部１１は、所定のシンボル時間に送信する送信データを符号化する。具体的には第１の送信部１１は、第１の所定のシンボル時間に送信する送信データとして、ｘ１を符号化する。また第１の送信部１１は、第２の所定のシンボル時間に送信する送信データとして、−ｘ２＊を符号化する。ここで−ｘ２＊はｘ２の符号を反転させた−ｘ２の複素共役のデータである。
【００１５】
第１の送信アンテナ１２は、第１の送信部１１により符号化された送信データを受信部３１に送信する。
【００１６】
第２の送信部２１は、所定のシンボル時間に送信する送信データを符号化する。具体的には第２の送信部２１は、第１の所定のシンボル時間に送信する送信データとして、ｘ２を符号化する。また第２の送信部２１は、第２の所定のシンボル時間に送信する送信データとして、ｘ１＊を符号化する。ここでｘ１＊はｘ１の複素共役のデータである。
【００１７】
第２の送信アンテナ２２は、第２の送信部２１により符号化された送信データを受信部３１に送信する。
【００１８】
受信アンテナ３２は、第１の送信アンテナ１２及び第２の送信アンテナ２２が送信した送信データを受信する。
【００１９】
受信部３１は、受信アンテナ３２が受信した送信データを受信し、復号化及びブロック復号化処理を行い、復号したデータ（以下、「復号データ」という。）を算出する。
【００２０】
アンテナ異常判定部３３は、受信部３１が復号した復号データの信号強度が、所定の閾値未満であるか否かを判定する。そしてアンテナ異常判定部３３は、復号データの信号強度が所定の閾値未満である場合には、第１の送信アンテナ１２、第２の送信アンテナ２２、及び受信アンテナ３２のうち、少なくとも１つのアンテナが異常であると判定する。一方、復号データの信号強度が所定の閾値以上である場合には、第１の送信アンテナ１２、第２の送信アンテナ２２、及び受信アンテナ３２の全てが正常であるものと判定する。
【００２１】
次に、本発明に係るアンテナ異常検出システムについて、図２に示すフローチャートによりその動作を説明する。
【００２２】
はじめに第１の送信部１１及び第２の送信部２１は、所定のシンボル時間に送信する送信データを符号化する（ステップＳ１）。具体的には第１の送信部１１は、第１の所定のシンボル時間に送信する送信データとして、ｘ１を符号化する。また第１の送信部１１は、第２の所定のシンボル時間に送信する送信データとして、−ｘ２＊を符号化する。一方第２の送信部２１は、第１の所定のシンボル時間に送信する送信データとして、ｘ２を符号化する。また第２の送信部２１は、第２の所定のシンボル時間に送信する送信データとして、ｘ１＊を符号化する。
【００２３】
続いて第１の送信アンテナ１２及び第２の送信アンテナ２２は、第１の送信部１１及び第２の送信部２１により符号化された第１の所定のシンボル時間の送信データを受信部３１に送信する（ステップＳ２）。すなわち、第１の送信アンテナ１２は、第１の送信部１１によりｘ１を符号化した送信データを送信し、第２の送信アンテナ２２は、第２の送信部２１によりｘ２を符号化した送信データを送信する。そして受信アンテナ３２はこれらの送信データを受信する。
【００２４】
続いて第１の送信アンテナ１２及び第２の送信アンテナ２２は、第１の送信部１１及び第２の送信部２１により符号化された第２の所定のシンボル時間の送信データを受信部３１に送信する（ステップＳ３）。すなわち、第１の送信アンテナ１２は、第１の送信部１１により−ｘ２＊を符号化した送信データを送信し、第２の送信アンテナ２２は、第２の送信部２１によりｘ１＊を符号化した送信データを送信する。そして受信アンテナ３２は、これらの送信データを受信する。
【００２５】
続いて受信部３１は、受信アンテナ３２が受信した送信データを復号化する（ステップＳ４）。第１の所定のシンボル時間に係る復号化したデータ（以下、ｒ１という。）は、以下の式（１）により表される。
【００２６】
【数３】
2013074503.tif 000005
【００２７】
右辺のｈ１は、第１の送信アンテナ１２及び受信アンテナ３２間の伝播路の特性に基づき定まる伝播路係数であり、ｈ２は、第２の送信アンテナ２２及び受信アンテナ３２間の伝播路の特性に基づき定まる伝播路係数である。なお上記の式（１）において雑音成分は除いている。
【００２８】
同様に、第２の所定のシンボル時間に係る復号化した送信データ（以下、ｒ２という。）は、以下の式（２）により表される。なお下記の式（２）において雑音成分は除いている。
【００２９】
【数４】
2013074503.tif 000006
【００３０】
さらに受信部３１は、式（１）及び式（２）により算出されたデータを組み合わせたブロック復号化処理を行い、復号データを算出する。具体的には、受信部３１は、上記式（１）及び式（２）に基づき、以下の式（３）のｙ１を算出する。
【数５】
2013074503.tif 000007
【００３１】
なお、式（３）における右辺のｈ１*は、ｈ１の複素共役の値であり、ｒ２*は、ｒ２の複素共役の値である。式（３）は、以下のように変形できる。
【００３２】
【数６】
2013074503.tif 000008
【００３３】
上記の式で表されるように、ブロック復号化処理を行うことにより、受信部３１は、最大比合成のダイバーシチ効果が得られた復号データを算出することができる。そして最大比合成のダイバーシチ効果が得られているため、該復号データはフェージング等の無線伝播経路の変動への耐性が強く、無線伝播経路の変動による受信信号レベルの変動が小さい。
【００３４】
続いてアンテナ異常判定部３３は、このようにして得られた復号データｙ１の信号強度が、所定の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ５）。所定の閾値未満であればステップＳ６に進む。一方所定の閾値以上であれば、ステップＳ７に進む。なお所定の閾値は、ｈ１と、ｈ２と、x１とに基づき適宜定められる。例えばｈ１と、ｈ２と、x１とがいずれも１であるとした場合、アンテナに異常がなければｙ１として２が得られる。このような場合は所定の閾値は、例えば１と定められる。
【００３５】
ステップＳ５においてｙ１が所定の閾値未満である場合、アンテナ異常判定部３３は、第１の送信アンテナ１２、第２の送信アンテナ２２、及び受信アンテナ３２のうち、少なくとも１つのアンテナが異常であると判定し（ステップＳ６）、処理が終了する。
【００３６】
ステップＳ５においてｙ１が所定の閾値以上である場合、アンテナ異常判定部３３は、第１の送信アンテナ１２、第２の送信アンテナ２２、及び受信アンテナ３２がすべて正常であると判定し（ステップＳ７）、処理が終了する。
【００３７】
このように本発明によれば、送信データを、時間領域で符号化を行い受信部３１において最大比合成のダイバーシチ効果が得られた復号データを算出しており、該復号データはフェージング等の無線伝播経路の変動への耐性が強く、無線伝播経路の変動による受信信号レベルの変動が小さいため、アンテナ異常検出を精度良く短時間で行うことができる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、送信用のアンテナとして第１の送信アンテナ１２と、第２の送信アンテナ２２との合計２本のアンテナを備える場合を示したがこれに限られず、送信用のアンテナを３本以上備える構成であってもよい。
【００３９】
なお、ステップＳ４において式（３）に基づきｙ１を算出したが、式（３）の代わりに以下の式（３）’に基づきｙ2を算出してもよい。
【数７】
2013074503.tif 000009
【００４０】
なお、式（３）’における右辺のｒ２＊は、ｒ２の複素共役の値であり、ｈ２*は、ｈ２の複素共役の値である。式（３）’は、以下のように変形できる。
【００４１】
【数８】
2013074503.tif 000010
【００４２】
そしてこの場合、ステップＳ５において、ｙ2の絶対値が、所定の閾値未満であるか否かを判定することにより、アンテナ異常判定部３３が、アンテナの異常を判定する。
【００４３】
なお、本実施の形態では、時間領域での最大比合成を算出したが、周波数領域の最大比合成（ＯＦＤＭの場合はサブキャリア間）を算出してもよい。周波数領域の最大比合成を算出する場合、本実施の形態における“第１の所定のシンボル時間”の代わりに“第１の所定の周波数”を用い、“第２の所定のシンボル時間”の代わりに“第２の所定の周波数”を用いる。
【００４４】
具体的には、ステップＳ２において、第１の送信アンテナ１２は、第１の所定の周波数により、ｘ１を符号化した送信データを送信し、第２の送信アンテナ２２は、第１の所定の周波数により、ｘ２を符号化した送信データを送信する。そして受信アンテナ３２はこれらの送信データを受信する。続くステップＳ３において、第１の送信アンテナ１２は、第２の所定の周波数により−ｘ２＊を符号化した送信データを送信し、第２の送信アンテナ２２は、第２の所定の周波数によりｘ１＊を符号化した送信データを送信する。そして受信アンテナ３２は、これらの送信データを受信する。
【００４５】
また周波数領域と同様に、ＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｄｅｌａｙ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）により複数パスの伝播路を構成するダイバーシチ効果を得るようにしてもよい。
【００４６】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１１  第１の送信部
１２  第１の送信アンテナ
２１  第２の送信部
２２  第２の送信アンテナ
３１  受信部
３２  受信アンテナ
３３  アンテナ異常判定部
４１  送信部
４２  送信アンテナ
５１  受信部
５２  受信アンテナ
【図１】
2013074503.tif 000013
【図２】
2013074503.tif 000014
【図３】
2013074503.tif 000015