(57)【要約】【課題】受信信号に対するディジタル歪補正機能の異常を検出することができる無線装置及び検出方法を提供する。【解決手段】無線装置２０は、歪補正部２３１、希望波電力測定部２３４、歪測定用チャネルフィルタ２３７及び故障検出部２３８を有する。歪補正部２３１は、ＡＤＣ２２６が出力した受信信号に対し歪を補正する。希望波電力測定部２３４は、歪補正部２３１が補正した受信信号から使用周波数帯域内の各希望波の受信電力レベルを測定する。歪測定用チャネルフィルタ２３７は、歪補正部２３１が補正した受信信号から、使用周波数帯域外の歪測定用チャネルの歪測定用信号を抽出する。故障検出部２３８は、希望波最大受信電力レベルから、アナログ信号処理部で保証された、希望波と歪との相対レベルを示すＳＦＤＲを減じた値と歪測定用信号の受信レベルとに基づいて歪補正部２３１の動作異常を検出する。【選択図】図２
2017188736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を受信するアンテナと、
前記アンテナが受信した受信信号の使用周波数帯域外の成分を減衰させるフィルタと、前記フィルタが出力した受信信号を増幅する増幅器と、前記増幅器が増幅した受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するＡＤＣ（Analogue  to  Digital  Converter）と、を有するアナログ信号処理部と、
前記ＡＤＣが出力した受信信号に対し歪を補正する歪補正部と、
前記歪補正部が補正した受信信号を用いて前記使用周波数帯域内の各希望波の受信電力レベルを測定する測定部と、
前記歪補正部が補正した受信信号から、前記使用周波数帯域外に設定された歪測定用チャネルにおける歪測定用信号を抽出する歪測定用チャネルフィルタと、
前記使用周波数帯域内の希望波の受信電力レベルの最大値から、前記アナログ信号処理部において保証された、希望波と歪との相対レベルを示す値であるＳＦＤＲ（Spurious  Free  Dynamic  Range）を減じた値と、前記歪測定用信号の受信電力レベルとに基づいて、前記歪補正部の動作異常の有無を検出する検出部と、
を有することを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記ＡＤＣの出力値が飽和していない場合に前記歪補正部の動作異常の検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記増幅器のゲインを基に想定した想定ノイズフロアと前記歪測定用信号の受信電力レベルとに基づいて、前記アナログ信号処理部の故障の有無を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記使用周波数帯域内の希望波の受信電力レベルの最大値から前記ＳＦＤＲを減じた値を閾値とし、前記歪測定用信号の受信電力レベルが前記閾値より大きい場合には前記歪補正部の動作異常を検出し、前記歪測定用信号の受信電力レベルが前記閾値以下であり、かつ、前記想定ノイズフロアより大きい場合には前記歪補正部の動作が正常であることを検出し、前記歪測定用信号の受信電力レベルが前記想定ノイズフロア以下である場合には前記アナログ信号処理部の故障を検出することを特徴とする請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記歪補正部の動作異常を検出した場合、前記閾値を越えた分の前記歪測定用信号の受信電力レベルを基に前記歪補正部の動作異常の程度を示す異常度を検出し、前記異常度に対応する内容の警告を出力することを特徴とする請求項４に記載の無線装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記異常度が所定値未満の場合にはワーニングを出力し、前記異常度が前記所定値以上の場合、または、前記アナログ信号処理部の故障が検出された場合にはアラームを出力することを特徴とする請求項５に記載の無線装置。
【請求項７】
前記検出部が前記アナログ信号処理部の故障を示すアラームを出力した場合には前記無線装置の動作を停止させ、前記検出部が前記歪補正部の動作異常を示すアラームを出力した場合には前記無線装置の即時リセットを実行し、前記検出部が前記歪補正部の動作異常を示すワーニングを出力した場合には運用への影響が少ない時間帯において前記無線装置のリセットを実行する復旧部をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の無線装置。
【請求項８】
無線装置が、
ＡＤＣから出力された受信信号に対し歪が補正された受信信号を用いて使用周波数帯域内の各希望波の受信電力レベルを測定し、
前記歪が補正された受信信号から、前記無線装置の使用周波数帯域外に設定された歪測定用チャネルにおける歪測定用信号を抽出し、
前記使用周波数帯域内の希望波の受信電力レベルの最大値から、前記ＡＤＣを含む受信回路において保証された、希望波と歪との相対レベルを示す値であるＳＦＤＲを減じた値と、前記歪測定用信号の受信電力レベルとに基づいて、前記歪を補正する機能における動作異常の有無を検出する
処理を実行することを特徴とする検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線装置及び検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信装置において、ディジタル化による高能率伝送が多く採用されるようになっている。通常、ディジタル無線通信方式の無線装置には、送信信号の電力を増幅する増幅器が設けられる。このとき、無線装置が送信する送信信号に対して増幅が行なわれることによって、歪が発生する。そこで、基地局などの無線装置では、送信信号に対して、アナログ信号に変換する前のディジタル信号の段階で、増幅による歪補償が行われる。
【０００３】
さらに、無線通信に多値位相変調方式が採用される場合等において、送信回路だけではなく、受信回路についても、受信電力を増幅する増幅器の増幅特性の非線形性歪を、ディジタル信号変換後に補正する技術が実用化されている。すなわち、無線装置は、ＡＤＣ（Analogue  to  Digital  Converter）によってアナログの受信信号がディジタルの受信信号に変換された後の段階で、受信信号の歪を補正するディジタル歪補正機能を有する。この結果、線形性の劣るアナログ部品を採用した場合も、一定の受信品質を確保することが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００８／０９０６１３号
【特許文献２】特開２００６−２６１９６９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Y.  Yang,  et  al.,  ”Digital  post-calibration  of  a  5-bit  1.25  GS/s  flash  ADC,”  Journal  of  Semiconductors,  Vol.33,  No.2,  2012
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の無線装置では、運用中にＬＮＡ（Low  Noise  Amplifier）の故障などのアナログ信号の処理を行う受信回路のハードウェア故障を検出する技術が用いられている。
【０００７】
このような従来の故障検出方法では、例えば想定されるノイズフロア（以下、想定ノイズフロアと記載する場合がある。）を閾値とし、複数ある希望波チャネルのうちのいずれかがモニタチャネルとして選択される。そして、従来の故障検出方法では、モニタチャネルの受信電力レベルが閾値以下である場合にはアナログの受信回路の故障と判断され、モニタチャネルの受信電力レベルが閾値を超えている場合にはアナログの受信回路が正常であると判断される。アナログの受信回路のいずれの部品も故障していない場合、受信信号は、ディジタル信号処理の段階で、少なくとも想定ノイズフロア以上の受信電力レベルを有するためである。
【０００８】
そこで、この従来の受信回路の故障検出方法を、ディジタル歪補正機能を有する無線装置に適用した場合について説明する。この場合には、アナログの受信回路で発生した歪をディジタル歪補正機能が補正した後の希望波チャネルの受信電力レベルを、想定ノイズフロアと比較することになる。
【０００９】
しかしながら、ディジタル歪補正機能を有しない無線装置では、歪特性は部品の物理特性によって決まり工場出荷時から変化しないのに対し、ディジタル歪補正機能を有する無線装置では、ディジタル歪補正機能が無線装置の運用中に動作異常となる可能性がある。
【００１０】
例えば、ディジタル歪補正機能の動作異常の原因として、プログラミングのバグなど人為的なミス以外に、ノイズによる回路内補正データ転送エラーなどによる補正動作の狂いや、宇宙線によるメモリに格納されたデータの破壊などが考えられる。このディジタル歪補正機能の動作異常が発生した場合、歪が補正されないおそれや、歪が逆に強調されるおそれがあるため、歪のレベルが設計値を上回ってしまい、受信品質が劣化するという問題がある。
【００１１】
このため、ディジタル歪補正機能を有する無線装置においてディジタル歪補正機能の動作異常が発生した場合、閾値との比較対象である希望波チャネルの受信電力レベルが、実際の受信信号による電力レベルに、高い歪が重畳されたものとなってしまう。言い換えると、従来の故障検出方法を、ディジタル歪補正機能を有する無線装置に適用した場合、希望波チャネルの受信電力レベルが想定ノイズフロアを超えても、ディジタル歪補正機能に動作異常が生じた可能性を含んでしまう。
【００１２】
したがって、従来の故障検出方法では、ディジタル歪補正機能を有する無線装置に対し、ディジタル歪補正機能の異常であるのか、或いは、受信回路のハードウェア故障であるのか、を区別した故障検知が困難であった。
【００１３】
特に、ディジタル歪補正機能を有する無線装置では、受信回路のハードウェアが故障した場合には部品交換を行い、ディジタル歪補正機能が異常である場合にはリセット処理を行うため、故障の内容に応じて対処が異なる。このため、ディジタル歪補正機能を有する無線装置に対し、故障の要因が、ディジタル歪補正機能の異常であるのか、或いは、受信回路のハードウェア故障であるのか、を区別することができる故障検出技術が求められている。
【００１４】
また、自局の移動機装置による無線信号に加えて、他局の複数の移動機装置による無線信号が同時にアンテナ端に届く場合がある。この場合、故障検知用に測定した希望波チャネルの受信電力レベルが、他局の移動機装置からの無線信号の影響を含んでしまうため、従来の故障検出処理では故障の検出が困難であった。
【００１５】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、受信信号に対するディジタル歪補正機能の異常を検出することができる無線装置及び検出方法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】
【００１６】
１つの側面では、無線装置は、アンテナと、アナログ信号処理部と、歪補正部と、測定部と、歪測定用チャネルフィルタと、検出部とを有する。アンテナは、無線信号を受信する。アナログ信号処理部は、アンテナが受信した受信信号の使用周波数帯域外の成分を減衰させるフィルタと、フィルタが出力した受信信号を増幅する増幅器と、増幅器が増幅した受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するＡＤＣと、を有する。歪補正部は、ＡＤＣが出力した受信信号に対し歪を補正する。測定部は、歪補正部が補正した受信信号を用いて使用周波数帯域内の各希望波の受信電力レベルを測定する。歪測定用チャネルフィルタは、歪補正部が補正した受信信号から、使用周波数帯域外に設定された歪測定用チャネルにおける歪測定用信号を抽出する。検出部は、使用周波数帯域内の各希望波の受信電力レベルの最大値から、アナログ信号処理部において保証された、希望波と歪との相対レベルを示す値であるＳＦＤＲを減じた値と、歪測定用信号の受信レベルとに基づいて、歪補正部の動作異常の有無を検出する。ＳＦＤＲは、Spurious  Free  Dynamic  Rangeの略である。
【発明の効果】
【００１７】
本願の開示する無線装置の１つの態様によれば、受信信号に対するディジタル歪補正機能の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施例に係る無線通信システムの一例を示す図である。
【図２】図２は、ベースバンド処理装置及び無線装置の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、ゲイン可変部の一例を示す図である。
【図４】図４は、歪補正部の歪補正処理の一例を説明する図である。
【図５】図５は、チャネルフィルタの処理の一例を説明する図である。
【図６】図６は、ＡＤＣ受信電力算出部の一例を示す図である。
【図７】図７は、歪測定用チャネルフィルタの処理の一例を説明する図である。
【図８】図８は、故障要因レジスタに設定されるレジスタ設定値及び検出結果の一例を説明する図である。
【図９】図９は、記憶部が記憶する参照データの一例を説明する図である。
【図１０】図１０は、ゲイン設定テーブルの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、深刻度テーブルの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、希望波電力測定部の動作タイミングの一例を説明する図である。
【図１３】図１３は、ＡＤＣ受信電力算出部の動作タイミングの一例を説明する図である。
【図１４】図１４は、歪測定用チャネルフィルタの動作タイミングの一例を説明する図である。
【図１５】図１５は、故障検出部の処理の一例を説明するための図である。
【図１６】図１６は、従来の故障検出処理を説明するための図である。
【図１７】図１７は、本実施例に係る異常検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、関連データ取得処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、警告報告処理の一例を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、リカバリー処理の一例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】
【００１９】
以下に、本願の開示する無線装置及び検出方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す実施例は一例であり、開示の技術を限定するものではない。
【実施例】
【００２０】
［無線通信システム１］
図１は、実施例に係る無線通信システム１の一例を示す図である。図１に示す無線通信システム１は、基地局装置２００及び移動機装置３０を有する。基地局装置２００は、ベースバンド処理装置１０及び無線装置２０を有する。
【００２１】
ベースバンド処理装置１０は、ＢＢＵ（Base  Band  Unit）などと呼ばれることもあり、送受信データに対するベースバンド処理を実行する。すなわち、ベースバンド処理装置１０は、例えば送信信号の符号化及び変調を実行したり、受信信号の復調及び復号を実行したりする。ベースバンド処理装置１０が処理する信号は、ベースバンド信号である。したがって、ベースバンド処理装置１０は、ベースバンドの送信信号を無線装置２０へ送信し、ベースバンドの受信信号を無線装置２０から受信する。また、ベースバンド処理装置１０は、無線装置２０の制御及び故障監視も行う。
【００２２】
無線装置２０は、ＲＲＨ（Remote  Radio  Head）などと呼ばれることもあり、無線信号の送受信を実行する。無線装置２０は、ベースバンド処理装置１０と例えば光ファイバを介して接続されており、ベースバンド処理装置１０から送信された送信信号を、アンテナ２１を介して無線送信する。また、無線装置２０は、アンテナ２１を介して受信した受信信号をベースバンド処理装置１０へ送信する。
【００２３】
無線装置２０は、ＲＦＩＣ（Radio  Frequency  Integrated  Circuit）などの部品を搭載するチップを有する。ＲＦＩＣは、アンテナ２１を介して受信した受信信号の増幅や、受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する処理などを実行する。また、無線装置２０は、ディジタル化された受信信号の歪補正などを実行するＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）などのプロセッサを搭載するチップを有する。無線装置２０の具体的な構成については、後に詳述する。
【００２４】
移動機装置３０は、例えば携帯電話機やスマートフォンなどの無線通信端末であり、基地局装置２００との間で無線通信を実行する。すなわち、移動機装置３０は、アンテナ３１を介して無線信号を基地局装置２００へ送信したり、基地局装置２００から送信された無線信号を、アンテナ３１を介して受信したりする。
【００２５】
［ベースバンド処理装置１０及び無線装置２０］
次に、ベースバンド処理装置１０及び無線装置２０の一例について説明する。図２は、ベースバンド処理装置１０及び無線装置２０の一例を示すブロック図である。なお、以降の説明においては、ベースバンド処理装置１０及び無線装置２０の機能のうち、アンテナ２１による受信信号を処理する機能について説明する。
【００２６】
図２に示すように、ベースバンド処理装置１０は、受信データの復調及び復号を実行するベースバンド処理部１１と、無線装置２０の制御及び故障監視を行うリモート制御部１２と、を有する。リモート制御部１２は、無線装置２０から出力された処理異常或いは故障検出の検出結果に応じてアラームやワーニング等の警告処理を実行する。また、ベースバンド処理装置１０と無線装置２０とは、リモートインターフェース４０を介して接続する。リモートインターフェース４０は、ベースバンド信号、制御信号、アラーム信号等を転送するインターフェースであり、例えばＣＰＲＩ(Common  Public  Radio  Interface）、ＯＢＳＡＩ（Open  Base  Station  Architecture  Initiative）などが適用されうる。
【００２７】
無線装置２０は、アンテナ２１と、アナログ信号処理部２２、ディジタル信号処理部２３と、制御部２４と、記憶部２５と、を有する。アナログ信号処理部２２は、受信回路の一例であり、制御部２４は、復旧部の一例である。ディジタル信号処理部２３は、受信電力を増幅する増幅器の増幅特性の非線形性歪を補正する歪補正処理を行う。また、ディジタル信号処理部２３は、この歪補正処理の動作異常を検出する。ディジタル信号処理部２３は、使用周波数帯域外に設定された歪測定用チャネルの受信電力レベルを、想定ノイズフロア、及び、全希望波の受信電力レベルの最大値からＳＦＤＲ（後述）を減じた値と比較することで受信側における歪補正処理の動作異常を検出する。さらに、ディジタル信号処理部２３は、アナログ信号処理部２２の故障の有無も検出する。
【００２８】
まず、アナログ信号処理部２２について説明する。アナログ信号処理部２２は、アンテナ２１を介して受信されたアナログの受信信号をダウンコンバートし、ディジタル化してディジタル信号処理部２３へ出力する。アナログ信号処理部２２は、ＲＸフィルタ２２１、ゲイン可変部２２２、発振器２２３、ミキサ２２４、ＩＦフィルタ２２５及びＡＤＣ２２６を有する。
【００２９】
ＲＸフィルタ２２１は、アンテナ２１を介して受信された受信信号のうち、使用周波数帯域の周波数成分を通過させ、使用周波数帯域外の周波数成分を減衰させるフィルタである。ＲＸフィルタ２２１は、例えば、アナログバンドパスフィルタである。
【００３０】
ゲイン可変部２２２は、制御部２４の制御に従い、アナログ信号処理部２２のアナログゲインを調整する。ゲイン可変部２２２は、ＲＸフィルタ２２１から出力された受信信号を増幅し、ミキサ２２４へ出力する。図３は、ゲイン可変部２２２の一例を示す図である。図３に示すように、例えば、ゲイン可変部２２２は、ＶＡＴＴ（Variable  ATTenuator)２２２ａと、ＶＧＡ（Variable  Gain  Amplifier)２２２ｂと、を有する。ＶＡＴＴ２２２ａは、制御部２４の制御に従って、受信した信号を減衰させる。ＶＧＡ２２２ｂは、制御部２４の制御に従ってゲインを変更する。ＲＸフィルタ２２１は、フィルタの一例であり、ＶＧＡ２２２ｂは、増幅器の一例である。
【００３１】
図２に戻って説明を続ける。発振器２２３は、ＲＦ周波数の受信信号をＩＦ周波数にダウンコンバートするためのローカル信号を生成する。
【００３２】
ミキサ２２４は、ゲイン可変部２２２から出力された受信信号を、発振器２２３が生成したローカル信号とミキシングし、ＲＦ（Radio  Frequency）帯からＩＦ(Inter  Frequency)帯にダウンコンバートする。
【００３３】
ＩＦフィルタ２２５は、所定の透過帯域を有するフィルタであり、受信信号を通過させて、折り返し雑音を発生させる周波数成分を除去する。ＩＦフィルタ２２５は、例えば、ＩＦ軸上において不要となる高周波数成分を除去するアナログローパスフィルタである。
【００３４】
ＡＤＣ２２６は、ＩＦフィルタ２２５から出力された受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。ＡＤＣ２２６によってディジタル信号に変換された受信信号は、ディジタル信号処理部２３へ出力される。
【００３５】
次に、ディジタル信号処理部２３について説明する。ディジタル信号処理部２３は、アナログ信号処理部２２から出力されたディジタルの受信信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンドの受信信号として、ベースバンド処理部１１へ出力する。ディジタル信号処理部２３は、歪補正部２３１、ＩＱ処理部２３２、チャネルフィルタ２３３、希望波電力測定部２３４、周波数シフト部２３５、ＡＤＣ受信電力算出部２３６、歪測定用チャネルフィルタ２３７及び故障検出部２３８を有する。希望波電力測定部２３４は、測定部の一例であり、故障検出部２３８は、検出部の一例である。
【００３６】
歪補正部２３１は、アナログ信号処理部２２のＡＤＣ２２６から出力された受信信号に対して、ディジタル的に歪を補正する。図４は、歪補正部２３１の歪補正処理の一例を説明する図である。図４では、ＣＩＦ方式の受信回路を採用した場合を例としており、ダウンコンバート後のベースバンドにおける各周波数成分を示す。図４の（ａ）は、ＩＦ軸上のディジタル歪補正処理前におけるＵＬ（Up  Link）電力を示し、図４の（ｂ）は、ＩＦ軸上のディジタル歪補正処理後におけるＵＬ電力を示す。
【００３７】
図４の（ａ）に示すように、ＡＤＣ２２６から出力された受信信号には、アンテナ端における各周波数成分（希望波（１）、希望波（２）の他、アナログ部にて発生した歪（矢印Ｙａ参照）が想定ノイズフロアを超えた状態で加わる。ここで、歪補正部２３１がディジタル的に歪補正処理を実行すると、これらの歪が、図４の（ｂ）に示すように、希望波の受信電力レベルの最大値ＰｍからＳＦＤＲを減じた値Ｐｔ以下まで低減される。具体的には、例えば図４（ａ）に示すように、歪の最大値Ｐｃが、値Ｐｔ未満まで低減される（矢印Ｙｂ参照）。なお、低減される歪の量は、歪補正部２３１の性能によって決まる。また、ＳＦＤＲは、アナログ信号処理部２２において保証された、希望波と歪の相対レベルを示す値である。値Ｐｔは、想定される歪成分の最大レベルであり、故障検出部２３８（後述）における検出処理において閾値として使用される。また、例えば図４（ａ）及び（ｂ）の例では、高周波側に、隣接バンドのＵＬ電力の漏れ込みがある。
【００３８】
図２に戻って説明を続ける。ＩＱ処理部２３２は、歪補正部２３１によってディジタル歪補正が行われた受信信号に対してＩＱ分離処理を行う。
【００３９】
チャネルフィルタ２３３は、ＩＱ処理部２３２から出力された受信ＩＱデータら、この実施例に係る無線通信サービスに使用されるチャネルの周波数成分を通過させるディジタルチャネルフィルタである。
【００４０】
図５は、チャネルフィルタ２３３の処理の一例を説明する図である。図５では、ＩＱ処理部２３２から出力された受信ＩＱデータ（図５の枠Ｃ１参照）から、希望波（１）〜（４）チャネルの周波数成分をチャネルフィルタ２３３が通過させる場合を例に説明する。
【００４１】
本実施例において、チャネルフィルタ２３３は、例えば図５に示すように、希望波（１）〜（４）ディジタルフィルタ２３３ａ〜２３３ｄが並列配置された構成を有する。各ディジタルフィルタ２３３ａ〜２３３ｄには、ＩＱ処理部２３２から出力された受信ＩＱデータがそれぞれ入力される。希望波（１）〜（４）ディジタルフィルタ２３３ａ〜２３３ｄは、希望波（１）〜（４）チャネルの周波数成分をそれぞれ通過させる。そして、チャネルフィルタ２３３は、各ディジタルフィルタ２３３ａ〜２３３ｄを通過した周波数成分を多重化した各希望波の受信ＩＱデータを後段の希望波電力測定部２３４へ出力する。チャネルフィルタ２３３は、希望波（１）〜（４）チャネルの周波数成分（希望波（１）〜（４）ＩｉＱｉ，Ｉ（ｉ＋１）Ｑ（ｉ＋１），・・・）をフレーム（例えば、フレームＦｉ，Ｆ（ｉ＋１），・・・）単位で出力する（図５の枠Ｃ２参照）。
【００４２】
図２に戻って説明を続ける。希望波電力測定部２３４は、チャネルフィルタ２３３から出力された希望波の受信ＩＱデータを後段の周波数シフト部２３５に出力する一方、希望波の受信ＩＱデータを用いて各希望波チャネルの受信電力を測定する。希望波電力測定部２３４は、後述する故障検出部２３８から電力測定要求があった場合に、全ての希望波チャネルについて、希望波チャネルごとに受信電力の測定を開始し、各希望はチャネルの受信電力の測定結果を、故障検出部２３８へ出力する。
【００４３】
周波数シフト部２３５は、希望波電力測定部２３４から出力された希望波の受信ＩＱデータの中心周波数をベースバンドの周波数にシフトさせ、ベースバンド処理部１１へ出力する。
【００４４】
ＡＤＣ受信電力算出部２３６は、アナログ信号処理部２２のＡＤＣ２２６から出力された受信信号の電力を算出する。図６は、ＡＤＣ受信電力算出部２３６の一例を示す図である。ＡＤＣ受信電力算出部２３６は、入力信号の電力を測定する電力測定部２３６ａを有する。電力測定部２３６ａは、後述する故障検出部２３８から電力測定要求があった場合に、ＡＤＣ２２６から出力された受信信号の電力を算出して、算出結果を故障検出部２３８へ出力する。
【００４５】
図２に戻って説明を続ける。歪測定用チャネルフィルタ２３７は、ＩＱ処理部２３２から出力された受信ＩＱデータから歪測定用チャネルにおける歪測定用信号を抽出するディジタルチャネルフィルタである。歪測定用チャネルは、使用周波数帯域外に設定された歪測定用のチャネルである。
【００４６】
図７は、歪測定用チャネルフィルタ２３７の処理の一例を説明する図である。例えば、本実施例では、図７の枠Ｃ３に示すように、ＩＱデータに用いられる使用周波数帯域の高周波数側に隣接する所定幅のチャネルが歪測定用チャネルＣｄとして設定される。なお、この歪測定用チャネルＣｄは、使用周波数帯域外に設定されれば足り、使用周波数帯域の低周波数側に隣接したチャネルであってもよい。また、歪測定用チャネルＣｄのチャネル幅は、歪が取得できる程度であれば足りる。
【００４７】
この歪測定用チャネルフィルタ２３７は、ＩＱ処理部２３２から出力された受信ＩＱデータから、歪測定用チャネルＣｄの周波数成分を通過させる。歪測定用チャネルフィルタ２３７は、歪測定用チャネルＣｄの周波数成分を、後段の故障検出部２３８へ出力する。歪測定用チャネルフィルタ２３７は、例えば図７の枠Ｃ４に示すように、歪測定用チャネルＣｄの周波数成分（ＩｉＱｉ，Ｉ（ｉ＋１）Ｑ（ｉ＋１），・・・）をフレーム（例えば、フレームＦｉ，Ｆ（ｉ＋１），・・・）単位で出力する。
【００４８】
図２に戻って説明を続ける。故障検出部２３８は、無線装置２０の使用周波数帯域内の各希望波の受信電力レベルの最大値から、ＳＦＤＲを減じた値と、歪測定用チャネルの受信電力レベルとに基づいて、歪補正部の動作異常の有無を検出する。各希望波の受信電力レベルは、希望波電力測定部２３４から出力されたものである。また、歪測定用チャネルの受信電力レベルは、歪測定用チャネルフィルタ２３７から出力されたものである。故障検出部２３８は、所定の測定期間(Ｔｓ〜Ｔｐ)の間、希望波電力測定部２３４に、希望波の受信電力レベルの測定を要求する。本実施例において、測定期間(Ｔｓ〜Ｔｐ)は、例えば１ミリ秒である。また、故障検出部２３８は、歪測定用チャネルフィルタ２３７に対して、歪測定用チャネルに対するフィルタリング処理を実行させる。これにより、故障検出部２３８は、測定期間(Ｔｓ〜Ｔｐ)において、希望波の受信電力レベル及び歪測定用チャネルの受信電力レベルを取得する。
【００４９】
そして、故障検出部２３８は、ゲイン可変部２２２のゲインを基に想定した想定ノイズフロアと、歪測定用信号の受信電力レベルとに基づいて、アナログ信号処理部２２の故障の有無を検出する。歪測定用信号は、歪測定用チャネル内の信号である。ゲイン可変部２２２のゲイン、想定ノイズフロア、ＳＦＤＲ等の各種データは、記憶部２５に参照データ２５１として記憶されている。
【００５０】
具体的には、故障検出部２３８は、使用周波数帯域内の希望波の受信電力レベルの最大値からＳＦＤＲを減じた値Ｐｔを閾値として算出する。そして、故障検出部２３８は、歪測定用チャネルの受信電力レベルが閾値Ｐｔより大きい場合には歪補正部２３１の動作異常を検出する。また、故障検出部２３８は、歪測定用信号の受信電力レベルが閾値Ｐｔ以下であり、かつ、想定ノイズフロアより大きい場合には歪補正部２３１の動作が正常であることを検出する。また、故障検出部２３８は、歪測定用信号の受信レベルが想定ノイズフロア以下である場合には、アナログ信号処理部２２のハードウェアの故障を検出する。
【００５１】
また、故障検出部２３８は、検出結果を一時記憶する故障要因レジスタ２３８ａを有する。図８は、故障要因レジスタ２３８ａに設定されるレジスタ設定値及び検出結果の一例を説明する図である。図８に示すように、故障検出部２３８は、歪補正部２３１の動作が正常であることを検出した場合には故障要因レジスタ２３８ａに「００」を設定する。そして、故障検出部２３８は、アナログ信号処理部２２の受信回路のハードウェア故障を検出した場合には、故障要因レジスタ２３８ａに「０１」を設定する。そして、故障検出部２３８は、歪補正部２３１の歪補正機能の動作異常を検出した場合には故障要因レジスタ２３８ａに「１０」を設定する。
【００５２】
図２に戻って説明を続ける。故障検出部２３８は、歪補正部２３１の動作異常を検出した場合、歪劣化分を基に歪補正部２３１の深刻度を検出する。深刻度とは、歪補正部２３１の動作異常の程度を示す指標である。深刻度は、異常度と呼んでもよい。ここで、歪補正部２３１の動作異常があった場合でも、無線信号の受信処理を継続できる場合がある。このため、無線装置２０では、歪補正機能の深刻度を求めることによって、該深刻度に応じて柔軟な対処を実行する。深刻度は、歪補正部２３１における歪劣化分に対応付けて設定されたものであり、記憶部２５の参照データ２５１に記憶される。歪劣化分とは、使用周波数帯域内の希望波の受信電力レベルの最大値からＳＦＤＲを減じた閾値Ｐｔを越えた分の歪測定用信号の電力である。
【００５３】
故障検出部２３８は、深刻度テーブル２５１ｆを参照し、検出した深刻度にそれぞれ対応する内容の警告を制御部２４へ出力する。例えば、故障検出部２３８は、深刻度が所定値未満の場合には制御部２４へワーニングを出力する。また、故障検出部２３８は、深刻度が所定値以上の場合、または、故障検出部２３８がアナログ信号処理部２２の故障を検出した場合には制御部２４へアラームを出力する。故障検出部２３８は、故障及び歪異常を検出しない場合には、正常である旨を示す検出結果を制御部２４に出力する。
【００５４】
なお、ＡＤＣ２２６が飽和すると、ノイズフロアが急激に高まるため、歪がノイズフロアに埋もれてしまい、歪が正しく測定されない。そのため、本実施例の故障検出部２３８は、ＡＤＣ２２６の出力値が飽和していないタイミングで、歪補正部２３１の動作異常の検出を行う。これにより、故障検出の精度を向上させることができる。
【００５５】
次に、制御部２４について説明する。制御部２４は、無線装置２０の各構成部を制御するデバイスである。制御部２４としては、ＦＰＧＡ等の集積回路の他、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等の電子回路等を採用できる。制御部２４は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。制御部２４は、リモート制御部１２から出力される指示信号に従い、受信周波数の設定や、ゲイン可変部２２２へのゲイン設定など無線装置２０の各部の制御を行う。
【００５６】
また、制御部２４は、リモート制御部１２による指示信号に従い、故障検出部２３８に、ディジタル信号処理部２３における歪補正処理の動作異常の検出、及び、アナログ信号処理部２２の故障検出を実行させる。制御部２４は、ＡＧＣ(Automatic  Gain  Control)動作時においてゲイン設定変更があった場合、故障検出部２３８に、ゲイン設定が変更されたこと、及び、新しいゲイン設定の内容などを通知する。なお、本実施例では、制御部２４が新しいゲイン設定情報（最終ゲイン設定情報）を記憶部２５に格納し、この情報を故障検出部２３８が読み出すことにより、ゲイン設定情報の内容が制御部２４から故障検出部２３８に伝達される。
【００５７】
また、制御部２４は、故障検出部２３８による検出結果をリモート制御部１２へ出力する。例えば、制御部２４は、故障検出部２３８がワーニングを出力した場合にはリモート制御部１２へワーニングを出力する。制御部２４は、故障検出部２３８からアラームが出力された場合には、アラーム内容（受信回路の故障或いは歪補正の動作異常）とともにアラームをリモート制御部１２へ出力する。
【００５８】
制御部２４は、故障検出部２３８から正常を示す検出結果が出力された場合には、正常を示す検出結果をリモート制御部１２へ出力する。また、制御部２４は、故障検出部２３８からアラームが出力された場合には、当該アラームがアナログ信号処理部２２の故障を示すアラームであるか否かを判定する。当該アラームがアナログ信号処理部２２の故障を示すアラームである場合、制御部２４は、アナログ信号処理部２２の故障を示す情報をリモート制御部１２へ出力するとともに、無線装置２０の動作を停止させる。一方、当該アラームがアナログ信号処理部２２の故障を示すアラームではない場合、即ち、当該アラームが歪補正部２３１の動作異常を示すアラームである場合、制御部２４は、無線装置２０を即時にリセットする。また、制御部２４は、故障検出部２３８からワーニングが出力された場合には、運用への影響が少ない時間帯を選択し、選択した時間帯において無線装置２０のリセットを実行するようにスケジュールする。そして、スケジュールされた時間帯において、無線装置２０のリセットが実行される。運用への影響が少ない時間帯とは、例えば深夜など、トラフィックの少ない時間帯である。
【００５９】
記憶部２５は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ、ＮＶＳＲＡＭ（Non  Volatile  Static  Random  Access  Memory）などのデータの書き換えが可能な半導体メモリなどの記憶装置である。記憶部２５は、制御部２４で実行される各種プログラムを記憶する。さらに、記憶部２５は、制御部２４で実行されるプログラムで用いられる各種データを記憶する。記憶部２５は、例えば、故障検出部２３８によって検出処理において参照される参照データ２５１を記憶する。
【００６０】
図９は、記憶部２５が記憶する参照データ２５１の一例を説明する図である。図９に示すように、参照データ２５１は、例えば、無線装置２０が使用する周波数帯（例えば周波数帯１〜ｎ）ごとに分けられて記憶部２５に格納される。記憶部２５は、参照データ２５１として、周波数帯１〜ｎ毎に、ゲイン設定テーブル２５１ａ、ＡＤＣ飽和値２５１ｂ、ＲＸフィルタ減衰量２５１ｃ、ＳＦＤＲ２５１ｄ、歪測定用チャネル最大受信電力２５１ｅ及び深刻度テーブル２５１ｆを記憶する。故障検出部２３８は、これらの参照データ２５１を用いて、検出処理を行う。
【００６１】
図１０は、ゲイン設定テーブル２５１ａの一例を示す図である。図１０に示すように、ゲイン設定テーブル２５１ａでは、各ゲイン設定１〜ｍに、ゲインＧ１〜Ｇｍ［ｄＢ］及び想定される想定ノイズフロアＮ１〜Ｎｍ［ｄＢｍ］が対応付けられている。
【００６２】
ゲイン設定は、ＡＧＣ仕様設計時に決定される値であり、１〜ｍの各番号は、アナログ信号処理部２２のゲイン可変部２２２のＶＡＴＴ２２２ａとＶＧＡ２２２ｂとの設定値の組み合わせを示すインデックスである。本実施例のＶＡＴＴ２２２ａは、例えば１ｄＢステップで−１０ｄＢ〜−１ｄＢの可変範囲を有する。また、本実施例のＶＧＡ２２２ｂは、例えば１ｄＢステップで１ｄＢ〜３０ｄＢの可変範囲を有する。例えば、ゲイン設定「40」は、VGA=30［dB］、VATT=（-1）dB、G40=29［dB］+Gfixであり、ゲイン設定「2」は、VGA=2［dB］、VATT=（-10）［dB］、G2=（-8）［dB］+Gfixであり、ゲイン設定「1」は、VGA１=1dB、VATT=-10dB、G1=-9dB+Gfixである。Gfixは、ＲＸフィルタ通過ロス、パタンロス、Digital  Gainなどを足し合わせた受信回路の固定ゲインである。
【００６３】
また、ゲイン「G1」,「G2」,・・・,「Gｍ」は、部品仕様に基づく設計値であり、出荷試験時の検証によって予め判明している値である。このゲイン「G1」,「G2」,…,「Gｍ」は、故障検出部２３８において、歪測定用チャネルにおける隣接バンドＵＬ電力漏れ込みの最大レベルの算出のために使用される。また、想定ノイズフロア「N1」,「N2」,…,「Nn」は、部品仕様に基づく設計値であり、ＫＴＢ(熱雑音レベル)に、トータルゲインとＮＦ（Noise  Figure）の劣化分とを加えたものである。
【００６４】
図２に戻って説明を続ける。ＡＤＣ飽和値２５１ｂは、ＡＤＣ２２６の部品仕様で決定される値である。ＡＤＣ２２６の出力が飽和した瞬間において、ノイズフロアが急激に盛り上がるため、歪がノイズフロアに埋もれてしまい、歪が正しく測定されない。したがって、測定期間(Ｔｓ〜Ｔｐ)において、ＡＤＣ２２６の飽和が確実に起きていないことを保証するために、故障検出部２３８は、ＡＤＣ２２６の出力がこのＡＤＣ飽和値２５１ｂを越えていない期間において、故障検出処理を実行する。
【００６５】
ＲＸフィルタ減衰量２５１ｃは、歪測定チャネルにおけるＲＸフィルタ２２１の減衰量を示す値であり、ＲＸフィルタ２２１の部品で決定されるものである。ＲＸフィルタ減衰量２５１ｃは、ゲイン情報と同様、歪補正用チャネルにおける隣接バンドＵＬ電力の漏れ込みの最大レベルの算出に使用される。
【００６６】
ＳＦＤＲ２５１ｄは、ディジタル信号処理部２３における歪補正部２３１の性能仕様によって決まるものであって、ＡＤＣ２２６の性能が保証される希望波と歪の相対レベルを示す値である。ＳＦＤＲ２５１ｄは、最大希望波電力レベルと併用して、ディジタル歪補正が正常に動作するか否かを検出するときの閾値を算出するために使用される値である。
【００６７】
歪測定用チャネル最大受信電力２５１ｅは、歪測定用チャネルにおけるアンテナ端ＵＬ最大電力値であり、事前に設定される値である。例えば、自局の近傍に隣接周波数バンドを使用してサービスを行う基地局が無ければ、アンテナ端におけるＵＬ電力値は、非常に小さいレベル（ほぼ熱雑音レベル）であるため、歪測定用チャネル最大受信電力２５１ｅは、例えば熱雑音レベルに設定される。一方、自局の近傍に隣接周波数バンドを使用してサービスを行う基地局があれば、該基地局の無線信号の影響が無視できないため、アンテナ端ＵＬ最大電力値は、実測値、あるいはシミュレーションによって計算された値が設定される。なお、演算処理により歪測定用チャネル最大受信電力２５１ｅを求めることもできる。この場合、例えば、歪測定用チャネルアンテナ端ＵＬ最大電力値からＲＸフィルタ２２１の減衰量を減算し、減算結果に、ゲイン可変部２２２に設定されたゲインを加算することにより、歪測定用チャネル最大受信電力２５１ｅが算出されてもよい。
【００６８】
深刻度テーブル２５１ｆは、歪劣化分に、深刻度及び警告内容を対応付けたものである。図１１は、深刻度テーブル２５１ｆの一例を示す図である。深刻度テーブル２５１ｆは、歪劣化分の値［ｄＢ］に、深刻度及び警告内容を対応付ける。歪劣化分とは、使用周波数帯域内の希望波の受信電力レベルの最大値からＳＦＤＲを減じた閾値Ｐｔを越えた分の歪測定用信号の電力である。深刻度は、受信品質の劣化程度によって予め取り決められた値である。警告の内容として、この深刻度の度合いに応じて「アラーム」或いは「ワーニング」のいずれかが設定される。
【００６９】
ここで、歪補正部２３１の動作異常によって歪の電力レベルが高い場合であっても、ハードウェア故障のように、無線信号を全く受信できないわけではない。言い換えると、歪補正部２３１の動作異常があった場合でも、無線信号の受信処理を継続できる場合がある。そのため、歪補正機能の深刻度に対応させて異なる対処を採用することができる。ここで、歪劣化分の値ごとに、受信結果に対する影響(スループット、ＢＬＥＲなど)は、事前に調査することができる。したがって、歪劣化分と深刻度との対応関係は、事前に取り決めることができる。例えば、図１１に示した歪劣化分「ｂ」は、通信が維持できないほど受信品質が劣化していると推定できるものであって、この歪劣化分「ｂ」については、深刻度「Ｂ(アラーム)」が対応付けられる。また、図１１に示した歪劣化分「ａ」は、歪が正常時より高いが、許容できる受信品質が確保できると推定できるものであって、深刻度「Ａ(ワーニング)」が対応付けられる。
【００７０】
［希望波電力測定部の動作］
次に、故障検出部２３８が故障検出のために使用する希望波電力の測定動作について説明する。図１２は、希望波電力測定部２３４の動作タイミングの一例を説明する図である。図１２の（１）は、故障検出部２３８による電力測定要求信号のタイミングチャートである。なお、電力測定要求信号「１」は、全希望波チャネルの受信電力の読み出しの開始を示し、「０」は読み出し停止を示す。図１２の（２），（４），（６）は、希望波電力測定部２３４の読み出し対象である希望波（１），（２），（ｎ）チャネルの受信データの受信タイミングを示す。図１２の（３），（５），（７）は、希望波（１），（２），（ｎ）チャネルの受信データから測定された受信電力データの読み出しタイミングを示す。図１２の（８）は、希望波電力測定部２３４からの受信電力算出結果データの読み出しタイミングを示す。
【００７１】
希望波電力測定部２３４は、例えば図１２の（１）に示すように、電力測定要求信号「１」を受信した後、読み出し遅延Ｔａが経過した時間Ｔｓから受信電力の測定を開始し、電力測定要求信号「０」を受信したタイミングである時間Ｔｐに受信電力の測定を終了する。希望波電力測定部２３４は、時間Ｔｓから時間Ｔｐまで連続したＷｉｎｄｏｗ１〜Ｗｉｎｄｏｗｘのそれぞれにおいて、各希望波（１）〜（ｎ）チャネルの受信データの受信電力を測定する（図１２の（２），（４），（６）参照）。
【００７２】
この結果、希望波電力測定部２３４は、希望波（１）チャネルについては、例えば図１２の（３）に示すように、受信電力データＲＳＳＩ１−１〜ＲＳＳＩ１−ｘを生成する。また、希望波電力測定部２３４は、希望波（２）チャネルについては、例えば図１２の（５）に示すように、受信電力データＲＳＳＩ２−１〜ＲＳＳＩ２−ｘを生成する。また、希望波電力測定部２３４は、希望波（ｎ）チャネルについては、例えば図１２の（７）に示すように、受信電力データＲＳＳＩｎ−１〜ＲＳＳＩｎ−ｘを生成する。そして、故障検出部２３８は、例えば図１２の（８）に示すように、故障検出処理において、希望波電力測定部２３４から、各希望波チャネルの受信電力データをＷｉｎｄｏｗ順に読み出す。そして、故障検出部２３８は、各Ｗｉｎｄｏｗ１〜Ｗｉｎｄｏｗｘにおける受信電力データの平均値を算出し、算出した平均値に基づいて故障検出処理を実行する。
【００７３】
［ＡＤＣ受信電力算出部の動作］
次に、故障検出部２３８が故障検出のために使用するＡＤＣ受信電力の測定動作について説明する。図１３は、ＡＤＣ受信電力算出部２３６の動作タイミングの一例を説明する図である。図１３の（１）は、故障検出部２３８による電力測定要求信号のタイミングチャートである。電力測定要求信号「１」は、ＡＤＣ２２６の受信電力の算出の開始を示し、「０」は算出停止を示す。図１３の（２）は、ＡＤＣ２２６の受信信号の出力タイミングを示す。なお、故障検出部２３８は、ＡＤＣ受信電力算出開始及び停止を要求するとともに、モニタするＷｉｎｄｏｗのサイズも指示する。図１３の（３）は、ＡＤＣ受信電力の算出結果の出力タイミングを示す。
【００７４】
ＡＤＣ受信電力算出部２３６は、、例えば図１３の（２）に示すように、読み出し遅延Ｔｂが経過した後、時間Ｔｓから時間Ｔｐまで連続したＷｉｎｄｏｗ１〜ＷｉｎｄｏｗｘにおいてＡＤＣ２２６の受信電力算出結果データＰａｄｃ１〜Ｐａｄｃｘを算出する。時間Ｔｓ及び時間Ｔｐは、いずれも図１２に示した時間Ｔｓ及び時間Ｔｐと同じタイミングである。また、Ｗｉｎｄｏｗサイズは、図１２の（２），（４），（６）に示したＷｉｎｄｏｗサイズと同じサイズである。ＡＤＣ受信電力算出部２３６は、ＡＤＣ２２６の受信電力算出結果データＰａｄｃ１〜Ｐａｄｃｘを故障検出部２３８へ出力する。なお、故障検出部２３８は、各Ｗｉｎｄｏｗ１〜ＷｉｎｄｏｗｘにおけるＡＤＣ２２６の受信電力データから平均値を算出し、算出した平均値に基づいて故障検出処理を実行する。
【００７５】
［歪測定用チャネルフィルタの動作］
次に、故障検出部２３８が故障検出のために使用する歪測定用チャネルの受信電力取得のための歪測定用チャネルフィルタ２３７の動作について説明する。図１４は、歪測定用チャネルフィルタ２３７の動作タイミングの一例を説明する図である。図１４の（１）は、故障検出部２３８によるＥｎａｂｌｅ信号のタイミングチャートである。Ｅｎａｂｌｅ信号「１」はフィルタリング開始を示し、「０」はフィルタリング停止を示す。図１４の（２）は、歪測定用チャネルＣｄの受信信号の出力タイミングを示す。
【００７６】
図１４の（２）に示すように、歪測定用チャネルフィルタ２３７は、ＩＱ処理部２３２から出力される受信ＩＱ信号に対し、読み出し遅延Ｔｃが経過した後、時間Ｔｓから時間Ｔｐまでの間、歪測定用チャネルＣｄの周波数成分を通過させる。そして、歪測定用チャネルフィルタ２３７は、歪測定用チャネルＣｄの周波数成分を故障検出部２３８へ出力する。
【００７７】
［故障検出部の処理］
次に、故障検出部２３８の処理について説明する。図１５は、故障検出部２３８の処理の一例を説明するための図である。図１５の（ａ）〜（ｃ）は、歪補正部２３１による歪補正後の受信信号の受信電力レベルのＩＦ周波数依存性を示す。例えば図１５の（ａ）〜（ｃ）の矢印Ｙ１〜Ｙ３に示すように、使用周波数帯域内には、アンテナ端における各周波数成分の他、アナログ部において発生した歪が残る。
【００７８】
故障検知部２３８は、使用周波数帯域外の歪測定用チャネルＣｄをモニタチャネルとして用い、歪測定用チャネルフィルタ２３７から、所定の測定期間の歪測定用チャネルの受信電力レベルを取得する。また、故障検出部２３８は、希望波電力測定部２３４から、所定の測定期間の希望波の受信電力レベルを取得する。そして、故障検出処理２３８は、ＳＦＤＲと想定ノイズフロアＰｎとを記憶部２５から取得する。また、故障検出処理２３８は、使用周波数帯域内の希望波の受信電力レベルの最大値ＰｍからＳＦＤＲを減じた値を閾値Ｐｔとして算出する。
【００７９】
例えば、図１５の（ａ）に示すように、歪測定用チャネルＣｄの受信電力レベルＰ（ｍ）ａが想定ノイズフロアＰｎ以下である場合、故障検出部２３８は、アナログ信号処理部２２の受信回路の故障を検出する（図１５の（１）参照）。これは、受信回路のいずれの部品も故障していない場合、ディジタル信号処理の段階では、受信信号は、少なくとも想定ノイズフロアＰｎ以上の受信電力レベルを有するためである。
【００８０】
また、図１５の（ｂ）に示すように、歪測定用チャネルＣｄの受信電力レベルＰ（ｍ）ｂが想定ノイズフロアＰｎより大きく、かつ、閾値Ｐｔ以下の場合には、故障検出部２３８は、アナログ信号処理部２２及び歪補正機能が正常に動作していることを検出する（図１５の（２）参照）。ＳＦＤＲを保証できているためである。
【００８１】
また、図１５の（ｃ）に示すように、故障検出部２３８は、歪測定用チャネルＣｄの受信電力レベルＰ（ｍ）ｃが閾値Ｐｔより大きい場合には、歪劣化分が大きくＳＦＤＲを保証できないため、歪補正部２３１の動作異常を検出する（図１５の（３）参照）。このように、故障検出部２３８は、歪補正部２３１の動作異常であるのか、或いは、アナログ信号処理部２２のハードウェア故障であるのか、を区別して検出することができる。
【００８２】
ここで、従来の故障検出方法について説明する。図１６は、従来の故障検出処理を説明するための図である。図１６の（ａ）〜（ｃ）は、ディジタル歪補正後における受信信号の受信電力レベルのＩＦ周波数依存性を示す。この場合も、図１６の（ａ）〜（ｃ）の矢印Ｙ１１〜Ｙ１３に示すように、使用周波数帯域内には、アンテナ端における各周波数成分の他、アナログ部において発生した歪が加わる。従来では、想定ノイズフロアＰｎを閾値とし、複数ある希望波チャネルのうちいずれか（例えば、希望波（１）の帯域）をモニタチャネルとして、モニタチャネルの受信電力レベルＰ（１）ａが想定ノイズフロアＰｎ以下であるか否かが判断される。そして、モニタチャネルの受信電力レベルＰ（１）ａが想定ノイズフロアＰｎ以下である場合にはハードウェアの故障が検出される。
【００８３】
具体的には、図１６の（ａ）に示すようにモニタチャネルＣ（１）の受信電力レベルＰ（１）ａが想定ノイズフロアＰｎ以下である場合には、従来の無線装置は、受信回路の故障を検出する（図１６の（１）参照）。そして、図１６の（ｂ）に示すようにモニタチャネルＣ（１）の受信電力レベルＰ（１）ｂが想定ノイズフロアＰｎを超えている場合には、従来の無線装置は、受信回路が正常に動作していることを検出する（図１６の（２）参照）。
【００８４】
ここで、ディジタル歪補正機能の動作異常が発生した場合、異常検出動作時に歪が補正されないおそれや、歪が逆に強調されることによって、図１６の（ｃ）に示すように、歪が想定ノイズフロアＰｎの値を超えた異常に高い状態となる。しかしながら、図１６の（ｃ）に示す場合であっても、従来の無線装置は、モニタチャネルＣ（１）の受信電力レベルＰ（１）ｃが想定ノイズフロアＰｎを超えているため、受信回路が正常であることを検出してしまう（図１６の（３）参照）。したがって、従来の無線装置は、歪補正機能の動作異常によって歪が異常に高くなっていることを検出することが困難であった（図１６の（４）参照）。
【００８５】
これに対し、本実施例の故障検出部２３８は、希望波の受信電力レベルの最大値ＰｍからＳＦＤＲを減じた値を閾値Ｐｔとし、使用周波数帯域外の歪測定用チャネルＣｄの受信電力レベルと閾値Ｐｔとを比較する。これにより、本実施例の故障検出部２３８は、歪補正部２３１の動作異常の有無も検出することができる。
【００８６】
また、本実施例の故障検出部２３８は、閾値Ｐｔに加え、想定ノイズフロアＰｎについても、歪測定用チャネルＣｄの受信電力レベルと比較する。これによって、故障検出部２３８は、歪補正部２３１の動作異常であるのか、或いは、アナログ信号処理部２２の受信回路のハードウェア故障であるのか、を区別して検出することができる。
【００８７】
また、本実施例の故障検出部２３８は、使用周波数帯域外の歪測定用チャネルＣｄをモニタ用のチャネルとして用いているため、使用周波数帯域内の周波数成分の影響を受けることなく、歪補正部２３１の動作異常を検出することができる。
【００８８】
さらに、本実施例の故障検出部２３８は、図１５の（２）に示す歪劣化分Ｄ（ｍ）ｃを求める。この歪劣化分Ｄ（ｍ）ｃは、閾値Ｐｔを越えた分の歪測定用チャネルの受信電力レベルである。故障検出部２３８は、この歪劣化分Ｄ（ｍ）ｃを求め、参照データ２５１の深刻度テーブル２５１ｆを参照することによって、歪補正部２３１の深刻度を検出する。歪補正部２３１の動作異常があった場合でも無線信号の受信処理を継続できる場合があるため、無線装置２０では、故障検出部２３８が検出した深刻度に対応させて異なる対処を採用することができる。
【００８９】
［故障検出処理の流れ］
次に、実施例に係る故障検出処理の流れについて説明する。図１７は、本実施例に係る異常検出処理の一例を示すフローチャートである。
【００９０】
図１７に示すように、まず、制御部２４は、リモート制御部１２の制御に従って、アナログ信号処理部２２内の各部の初期設定を行い、無線装置２０の受信回路を起動する（ステップＳ１）。この場合、アナログ信号処理部２２に設定されるキャリア周波数、希望チャネル数、希望チャネル幅などの情報は、リモート制御部１２から制御部２４へ送信され、制御部２４によってアナログ信号処理部２２内の各部に設定される。例えば、リモート制御部１２から送信されたキャリア周波数情報に基づき、制御部２４によって発振器２２３の発振周波数及び周波数シフト部２３５のシフト条件が設定される。また、リモート制御部１２から送信された受信チャネル数、チャネル幅情報に基づき、制御部２４によってチャネルフィルタ２３３のフィルタリング処理が設定される。
【００９１】
次に、無線装置２０は、受信回路の運用を開始する（ステップＳ２）。これによって、無線装置２０では、アナログ信号処理部２２が動作し、アンテナ２１を介して受信された受信信号がダウンコンバートされ、ディジタル化される。ディジタル化された受信信号は、チャネルフィルタ２３３によって各希望波チャネルに分離される。この各希望波チャネル信号は多重化され、周波数シフト部２３５によって、リモートインターフェース４０を経由して、ベースバンド処理部１１へ送信される。また、制御部２４は、受信ＩＱデータの振幅に基づきゲイン可変部２２２のゲインを調整する。例えば、ＡＤＣ２２６から出力されたディジタル受信信号の電力については制御範囲の最大電力と最小電力とが予め取り決められている。ＡＤＣ２２６の出力が最大電力を超えた場合、制御部２４は、ゲイン設定テーブル２５１ａに従ってゲイン可変部２２２に設定されるゲインを下げる。一方、ＡＤＣ２２６から出力されたディジタル受信信号の電力が最小電力を下回った場合、制御部２４は、ゲイン設定テーブル２５１ａに従ってゲイン可変部２２２に設定されるゲインを上げる。
【００９２】
次に、故障検出部２３８は、受信回路故障検出処理を開始する（ステップＳ３）。故障検出部２３８は、例えば、事前に取り決めたスケジュールに従って、故障検出処理を開始する。なお、ベースバンド処理部１１は、受信した受信ＩＱデータが所定のレベルよりも小さいときに、制御部２４に故障検出処理の開始を指示し、故障検出部２３８は、制御部２４からの故障検出要求に従って、故障検出処理を開始してもよい。
【００９３】
故障検出処理では、まず、故障検出部２３８は、故障要因レジスタに、正常に動作していることを示す「００」を設定する（ステップＳ４）。そして、故障検出部２３８は、制御部２４が設定した最新のゲイン設定情報を取得し、ゲイン設定情報を更新する（ステップＳ５）。そして、故障検出部２３８は、故障検出処理に用いる関連データを取得する関連データ取得処理を行う（ステップＳ６）。ステップＳ６では、故障検出部２３８は、測定期間(Ｔｓ〜Ｔｐ)における各希望波チャネルの受信電力レベルの算出結果、歪測定用チャネルの受信ＩＱ信号、及び、ＡＤＣ２２６の受信電力レベルの算出結果を取得する。
【００９４】
次に、故障検出部２３８は、参照データ２５１のＡＤＣ飽和値２５１ｂを読み出す（ステップＳ７）。故障検出部２３８は、読み出したＡＤＣ飽和値２５１ｂと、関連データ取得処理（ステップＳ６）で取得したＡＤＣ２２６の受信電力算出結果とを比較し、ＡＤＣ２２６の出力値が飽和しているか否かを判断する（ステップＳ８）。故障検出部２３８は、ＡＤＣ２２６の受信電力算出結果がＡＤＣ飽和値２５１ｂよりも大きい場合に、ＡＤＣ２２６の出力値が飽和していると判断する。一方、故障検出部２３８は、ＡＤＣ２２６の受信電力算出結果がＡＤＣ飽和値２５１ｂ以下である場合に、ＡＤＣ２２６の出力値が飽和してないと判断する。
【００９５】
故障検出部２３８は、ＡＤＣ２２６の出力値が飽和していると判断した場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、再びステップＳ５に示したゲイン設定情報更新処理を行う。ＡＧＣを用いて受信信号のゲインを調整する無線装置では、フェージングなどで受信電力が急激に増大する場合、瞬時的なＡＤＣの出力値の飽和が起きることがある。この飽和状態が所定時間（ＡＧＣ動作仕様により決められる時間）以上持続する場合は、受信ゲインが下げられるので、ＡＤＣ飽和状態が解消される。そのため、ステップＳ５に戻って、改めて処理を実行することによって、ＡＤＣ２２６の出力値の飽和が起きていない状態で関連データを取得できる。
【００９６】
一方、故障検出部２３８は、ＡＤＣ２２６の出力値が飽和していないと判断した場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、故障検出処理を継続する。まずは、故障検出部２３８は、関連データ取得処理で取得した歪測定用チャネルＣｄの受信ＩＱ信号を基に、歪測定用チャネルＣｄにおける受信電力レベルを算出する（ステップＳ９）。
【００９７】
次に、故障検出部２３８は、参照データ２５１のゲイン設定テーブル２５１ａから、ステップＳ５において設定されたゲイン最新設定情報に対応する想定ノイズフロア値を読み出す（ステップＳ１０）。そして、故障検出部２３８は、歪測定用チャネルＣｄの受信電力レベルが、想定ノイズフロア値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。
【００９８】
故障検出部２３８は、歪測定用チャネルＣｄの受信電力レベルが、想定ノイズフロア値以下であると判断した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、故障要因レジスタ２３８ａに、ハード故障を示す「０１」を設定する（ステップＳ１２）。
【００９９】
一方、故障検出部２３８は、歪測定用チャネルＣｄの受信電力レベルが想定ノイズフロア値を超えていると判断した場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、記憶部２５から歪測定用チャネル最大受信電力２５１ｅを読み出す（ステップＳ１３）。
【０１００】
次に、故障検出部２３８は、ステップＳ１３で算出した歪測定用チャネル最大受信電力が、隣接バンド最大受信電力以下であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。隣接バンド最大受信電力は、歪測定用チャネルＣｄに隣接するチャネルから漏れ込む電力の許容値であり、事前に規定された値である。歪測定用チャネル最大受信電力が隣接バンド最大受信電力以下の場合には、歪測定用チャネルＣｄの受信電力が、歪であるか隣接チャネルからの漏れ込み電力であるかの判別が困難となる。このため、故障検出部２３８は、歪測定用チャネル最大受信電力が、隣接バンド最大受信電力以下である場合には（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、再びステップＳ５に示した処理に戻り、隣接チャネルからのと漏洩電力がなくなるのを待つ。
【０１０１】
一方、故障検出部２３８は、歪測定用チャネル最大受信電力が、隣接バンド最大受信電力より大きい場合には（ステップＳ１４：Ｎｏ）、閾値Ｐｔを算出する（ステップＳ１５）。故障検出部２３８は、希望波電力測定部２３４が測定期間において測定した使用周波数帯域内の各希望波チャネルの受信電力値からチャネルごとに平均電力を求める。そして、故障検出部２３８は、希望波の受信電力レベルの最大値を求める。そして、故障検出部２３８は、参照データ２５１から読み出したＳＦＤＲ２５１ｄの値を用いて、使用周波数帯域内の各希望波の受信電力レベルの最大値からＳＦＤＲを減じた値を、閾値Ｐｔとして算出する。
【０１０２】
次に、故障検出部２３８は、歪測定用チャネルＣｄの受信電力レベルが閾値Ｐｔ以下であるかを判断する（ステップＳ１６）。故障検出部２３８は、歪測定用チャネルＣｄの受信電力レベルが閾値Ｐｔ以下であると判断した場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、結果報告を制御部２４へ送信し（ステップＳ１７）、再びステップＳ２に示した処理を実行する。ステップＳ１７において、故障検出部２３８から制御部２４へ送信される結果報告には、歪補正部２３１及びアナログ信号処理部２２が正常に動作していることを示す情報が含まれる。
【０１０３】
一方、故障検出部２３８は、歪測定用チャネルＣｄの受信電力レベルが閾値Ｐｔより大きいと判断した場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、故障要因レジスタ２３８ａに歪補正機能の動作異常を示す「１０」を設定する（ステップＳ１８）。
【０１０４】
次に、故障検出部２３８は、歪劣化分を算出し、故障要因レジスタ２３８ａの値及び算出した歪劣化分に対応させた内容の警告を制御部２４に送信する警告報告処理を行う（ステップＳ１９）。これに応じて、制御部２４は、送信された警告をリモート制御部１２へ出力する。そして、制御部２４は、警告内容に応じて無線装置２０の復旧（リカバリー）処理を行う（ステップＳ２０）。
【０１０５】
［関連データ取得処理］
次に、関連データ取得処理（図１７：ステップＳ６）の流れについて説明する。図１８は、関連データ取得処理の一例を示すフローチャートである。
【０１０６】
図１８に示すように、故障検出部２３８は、ゲイン設定更新頻度を観察する（ステップＳ２１）。そして、故障検出部２３８は、ゲイン設定更新頻度が歪測定に適する頻度であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。例えば、故障検出部２３８は、所定の単位時間ごとにゲインの変化量を観測し、変化量が所定範囲内であれば、ゲイン設定更新頻度が歪測定に適する頻度であると判断する。
【０１０７】
故障検出部２３８は、ゲイン設定更新頻度が歪測定に適する頻度でないと判断した場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、ステップＳ２１に戻り、改めてゲイン設定更新頻度を観察する処理を実行する。ゲイン設定更新頻度が高い場合には、歪測定の測定期間（Ｔｓ〜Ｔｐ）の間にゲインが変わり、測定データの信頼性を保持できないためである。
【０１０８】
一方、故障検出部２３８は、ゲイン設定更新頻度が歪測定に適する頻度であると判断した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、参照データ２５１の最終ゲイン設定情報を記憶部２５に記録する（ステップＳ２３）。
【０１０９】
そして、故障検出部２３８は、測定開始時間である時間Ｔｓに合わせて、希望波電力測定部２３４に各希望波チャネルに読み出し開始を要求する（ステップＳ２４）。故障検出部２３８は、時間Ｔｓに合わせて、ＡＤＣ受信電力算出部２３６にＡＤＣ受信電力算出開始を要求する（ステップＳ２５）。故障検出部２３８は、時間Ｔｓに合わせて、歪測定用チャネルフィルタ２３７に歪測定用チャネルＣｄのフィルタリング開始を要求する（ステップＳ２６）。故障検出部２３８は、ステップＳ２４〜ステップＳ２６によって、各希望波チャネルの受信電力レベル、ＡＤＣ受信電力の算出結果及び歪測定用チャネルＣｄの受信信号を関連データとして取得する。
【０１１０】
故障検出部２３８は、測定終了時間である時間Ｔｐまで、関連データを取り込む（ステップＳ２７）。そして、故障検出部２３８は、測定期間（Ｔｓ〜Ｔｐ）の間にゲイン設定が更新されたか否かを判断する（ステップＳ２８）。故障検出部２３８は、測定期間（Ｔｓ〜Ｔｐ）の間にゲイン設定が更新されたと判断した場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１に戻り、改めて、関連データ取得処理を実行する。これは、ゲイン設定が更新されていた場合には、測定データの信頼性を保持できないためである。
【０１１１】
故障検出部２３８は、測定期間（Ｔｓ〜Ｔｐ）の間にゲイン設定が更新されていないと判断した場合（ステップＳ２８：Ｎｏ）、測定データの信頼性が保持できるため、関連データの取り込みを終了し（ステップＳ２９）、図１７のステップＳ７に進む。
【０１１２】
［警告報告処理］
次に、警告報告処理（図１７：ステップＳ１９）の流れについて説明する。図１９は、警告報告処理の一例を示すフローチャートである。
【０１１３】
図１９に示すように、故障検出部２３８は、故障要因レジスタ２３８ａの値がハード故障を示す「０１」であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。故障検出部２３８は、故障要因レジスタ２３８ａの値が「０１」であると判断した場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、制御部２４にアナログ信号処理部２２の故障を示すアラームを出力する（ステップＳ３２）。これに応じて、制御部２４は、リモート制御部１２へアナログ信号処理部２２の故障を示すアラームを出力する。
【０１１４】
一方、故障検出部２３８は、故障要因レジスタ２３８ａの値が「０１」でないと判断した場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、歪劣化分を算出する（ステップＳ３３）。歪劣化分は、使用周波数帯域内の希望波の受信電力レベルの最大値からＳＦＤＲを減じた閾値Ｐｔを越えた分の歪測定用信号の電力である。続いて、故障検出部２３８は、参照データ２５１から深刻度テーブル２５１ｆを読み込む（ステップＳ３４）。そして、故障検出部２３８は、ステップＳ３３で算出した歪劣化分に対応する深刻度が「Ｂ」以上であるか否かを判断する（ステップＳ３５）。
【０１１５】
故障検出部２３８は、深刻度が「Ｂ」以上であると判断した場合（ステップＳ３５：Ｙｅｓ）、制御部２４へ歪補正機能の動作異常を示すアラームを出力する（ステップＳ３６）。これに応じて、制御部２４は、リモート制御部１２へ歪補正機能の動作異常を示すアラームを出力する。
【０１１６】
一方、故障検出部２３８は、深刻度が「Ｂ」以上でないと判断した場合（ステップＳ３５：Ｎｏ）、すなわち深刻度が「Ａ」であると判断した場合には、制御部２４へ歪補正機能の動作異常を示すワーニングを出力する（ステップＳ３７）。これに応じて、制御部２４は、リモート制御部１２へ歪補正機能の動作異常を示すワーニングを出力する。
【０１１７】
［リカバリー処理］
次に、リカバリー処理（図１７：ステップＳ２０）の流れについて説明する。図２０は、リカバリー処理の一例を示すフローチャートである。
【０１１８】
図２０に示すように、制御部２４は、故障検出部２３８からアラームが報告されたか否かを判断する（ステップＳ４１）。制御部２４は、故障検出部２３８からアラームが報告されたと判断した場合（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、制御部２４は、故障検出部２３８から報告されたアラームが、アナログ信号処理部２２の故障を示すアラームであるか否かを判断する（ステップＳ４２）。故障検出部２３８から報告されたアラームが、アナログ信号処理部２２の故障を示すアラームである場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、制御部２４は、無線装置２０の動作を停止させる（ステップＳ４３）。一方、故障検出部２３８から報告されたアラームが、歪補正機能の動作異常を示すアラームである場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、制御部２４は、無線装置２０のリセット処理を直ちに実行する（ステップＳ４４）。
【０１１９】
一方、制御部２４は、アラームが報告されていないと判断した場合（ステップＳ４１：Ｎｏ）、運用への影響が少ない時間帯に無線装置２０のリセットを実行するようにスケジュールを設定する（ステップＳ４５）。運用への影響が少ない時間帯とは、例えば、深夜などトラフィックの少ない時間帯である。
【０１２０】
［実施例の効果］
本実施例の無線装置２０は、希望波の受信電力レベルの最大値ＰｍからＳＦＤＲを減じた値を閾値Ｐｔとして算出し、算出した閾値Ｐｔと、使用周波数帯域外の歪測定用チャネルの受信電力レベルとを比較することによって、歪補正部２３１の動作異常の有無を検出する。また、本実施例の無線装置２０では、使用周波数帯域外の歪測定用チャネルＣｄをモニタ用のチャネルとして用いているため、使用周波数帯域内の周波数成分の影響を受けることなく、歪補正部２３１の動作異常を検出することができる。また、本実施例の無線装置２０によれば、使用周波数帯域外の歪測定用チャネルＣｄをモニタ用のチャネルとして用いているため、アンテナ２１端の受信電力の影響を抑えた検出処理を実行することができる。
【０１２１】
また、本実施例の無線装置２０では、閾値Ｐｔに加え、想定ノイズフロアＰｎについても、歪測定用チャネルＣｄの受信電力レベルと比較する。これによって、本実施例の無線装置２０では、歪補正部２３１の動作異常であるのか、或いは、アナログ信号処理部２２の受信回路のハードウェア故障であるのか、を区別して検出することができる。
【０１２２】
また、本実施例の無線装置２０では、ＡＤＣ２２６が飽和していない場合に、歪補正部２３１の動作異常の検出を行う。これにより、本実施例の無線装置２０では、歪が想定ノイズフロアに埋もれることがなく、歪を正しく測定できるため、検出精度を高めることができる。
【０１２３】
さらに、本実施例の無線装置２０では、歪劣化分を求め、深刻度テーブル２５１ｆを参照することによって、歪補正部２３１の深刻度を検出し、深刻度に対応させた内容で警告報告を行う。すなわち、本実施例の無線装置２０では、深刻度がより低い場合には、ワーニングを出力し、歪補正部２３１の動作異常があった場合でも無線信号の受信処理を継続するということも選択できる。さらに、本実施例の無線装置２０では、警告報告の内容に対応させて、即時のリセット或いは運用への影響の少ない時間帯でのリセットのいずれかの対処を採用でき、無線装置２０に対する対処を柔軟に設定することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１０  ベースバンド処理装置
１１  ベースバンド処理部
１２  リモート制御部
２０  無線装置
２１，３１  アンテナ
２２  アナログ信号処理部
２３  ディジタル信号処理部
２４  制御部
２５  記憶部
２６  デバグツール
３０  移動機装置
４０  リモートインターフェース
２２１  ＲＸフィルタ
２２２  ゲイン可変部
２２３  発振器
２２４  ミキサ
２２５  ＩＦフィルタ
２２６  ＡＤＣ
２３１  歪補正部
２３２  ＩＱ処理部
２３３  チャネルフィルタ
２３４  希望波電力測定部
２３５  周波数シフト部
２３６  ＡＤＣ受信電力算出部
２３７  歪測定用チャネルフィルタ
２３８  故障検出部
２３８ａ  故障要因レジスタ
２５１  参照データ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2017188736.tif 000018
【図１７】
2017188736.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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