JP2004260435A - Feed system monitoring apparatus and radio base station apparatus - Google Patents

Feed system monitoring apparatus and radio base station apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively, accurately detect deterioration in characteristics for each branch and to effectively utilize a normal branch for a feed system monitoring apparatus for separately specifying a branch in which a fault occurs in the branch for composing an array antenna and a radio base station apparatus for properly maintaining the form of operation in a feed system. <P>SOLUTION: In a plurality of combinations including a plurality of branches 11-1 to 11-P composed by separately containing elements of the array antenna 10, a monitoring means 12 and a specific branch discriminating means 13 are provided. By the monitoring means 12, a direction in which a specific reception wave arrives is separately monitored. By the specific branch identifying means 13, a direction in which the reception wave should arrive is given in advance and the branch whose characteristics are deteriorated is specified in the branches 11-1 to 11-P, based on deviation in each direction monitored by the monitoring means 12 to the directions and the constitution of the combination. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線局に備えられたアレーアンテナを構成するブランチの内、障害が発生したブランチを個別に特定する給電系監視装置と、その給電系監視装置と連係することにより給電系その他の動作の形態を適正に維持する無線基地局装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ベースバンド領域において多数の信号にかかわるディジタル信号処理を高速に、かつリアルタイムに実現可能であり、かつ安価なディジタルシグナルプロセッサが多くの電子機器に搭載されている。
したがって、このようなディジタル信号処理は、例えば、ＣＤＭＡ方式が適用された移動通信システムの無線基地局では、複数の素子からなるアレーアンテナを介して並行して形成される複数のパスやチャネル毎に所望の指向性を維持し、これらの指向性に基づく干渉妨害の除去や伝送品質の向上に積極的に適用されている。
【０００３】
図５は、アレーアンテナが備えられた無線基地局の構成例を示す図である。
図において、アレーアンテナ６０を構成する素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎの給電端はそれぞれ無線部６１−１〜６１−ｎのアンテナ端子に接続され、これらの無線部６１−１〜６１−ｎの復調出力はそれぞれマッチドフィルタ（ＭＦ）６２−１〜６２−ｎの入力に接続されると共に、フィンガ対応部６３−１〜６３−ｍが個別に有するｎ個のベースバンド入力に接続される。これらのフィンガ対応部６３−１〜６３−ｍの検波出力はＲＡＫＥ合成部６４の対応する入力に接続され、そのＲＡＫＥ合成部６４の出力はコーデック６５の入力に接続される。コーデック６５の出力には復調信号が得られる。無線部６１−１〜６１−ｎのレベル監視出力は故障検出部６６の対応する入力に接続され、上述したマッチドフィルタ６２−１〜６２−ｎの出力はパスタイミング検出部６７と到来方向推定部６８との対応する入力に接続される。無線部６１−１〜６１−ｎが個別に有する制御出力および制御入力には校正部６９の対応する端子が接続され、かつパスタイミング検出部６７の制御入力および到来方向推定部６８の制御入力には、故障検出部６６の出力が接続される。フィンガ対応部６３−１〜６３−ｍのウエイト出力はユーザ対応部７０−１〜７０−ｐのウエイト入力に接続され、これらのユーザ対応部７０−１〜７０−ｐの変調入力には、対応する個々の端末（アレーアンテナ６０によって形成される無線ゾーン内に位置し、呼設定やチャネル制御の対象となる。）宛に送信されるべき伝送情報が適宜入力される。ユーザ対応部７０−１〜７０−ｐの出力はユーザ間合成部７１−１〜７１−ｎの対応する入力に接続され、これらのユーザ間合成部７１−１〜７１−ｎの出力はそれぞれ無線部６１−１〜６１−ｎの変調入力に接続される。到来方向推定部６８の出力はフィンガ対応部６３−１〜６３−ｍの第一の監視入力に接続され、かつパスタイミング検出部６７の出力はフィンガ対応部６３−１〜６３−ｍの同期入力に接続される。
【０００４】
なお、並行して通信サービスの提供を受けるユーザの数については、実際には複数となり得るが、このようなユーザの数が本発明に関係がないので、以下では、簡単のため、単一であると仮定し、かつ図６に示すように、単一のユーザに対応したマッチドフィルタ、パスタイミング検出部、到来方向推定部およびベースバンド処理部のみに着目する。
【０００５】
フィンガ対応部６３−１は、下記の要素から構成される。
・ 初段に配置され、かつ無線部６１−１〜６１−ｎの復調出力に個別に接続され、かつパスタイミング検出部６７の出力に共通に接続された逆拡散部（ＤＳ）８１−１１〜８１−１ｎ
・ これらの逆拡散部８１−１１〜８１−１ｎの出力に個別に接続された入力を有するビームフォーマ８２−１
・ このビームフォーマ８２−１の入力と共に、上述した逆拡散部８１−１１〜８１−１ｎの出力に並列に接続され、このビームフォーマ８２−１のウエイト入力に接続された第一の出力と、そのビームフォーマ８２−１の出力に接続された第一の監視入力と、到来方向推定部６８の出力に接続された第二の監視入力とに併せて、後述する同期検波部８４−１の出力に接続された第三の監視入力とを有するウエイト生成部８３−１
・ ビームフォーマ８２−１の後段に最終段として配置され、かつ出力がウエイト生成部８３−１の第三の監視入力に接続された同期検波部８４−１
・ ウエイト生成部８３−１の第二の出力に縦続接続され、かつ出力がユーザ対応部７０−１〜７０−ｐのウエイト入力に接続されたウエイト変換部８６−１
なお、フィンガ対応部６３−２〜６３−ｍの構成については、フィンガ対応部６３−１の構成と同じであるので、以下では、対応する構成要素に付加される第一の添え番号として「１」に代わる「２」〜「ｍ」それぞれを付与し、ここでは、その説明および図示を省略する。
【０００６】
このような構成の無線基地局では、無線部６１−１〜６１−ｎは、それぞれ素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎに並行して到来した受信波（ここでは、簡単のため、上述した端末の内、特定の端末からマルチパスを介して到来した受信波であると仮定する。）をヘテロダイン（ホモダイン）検波することによって、これらの受信波に個別に対応したベースバンド信号を生成する。
【０００７】
マッチドフィルタ６２−１〜６２−ｎとパスタイミング検出部６７とは、連係することによって、上述したマルチパスの伝送特性が変動する場合であっても、これらのマルチパスを介して到来した受信波の個々の成分を好適な重み付けで重み付けしつつ積分することによって、その受信波に同期した同期信号を生成する。
また、到来方向推定部６８は、マッチドフィルタ６２−１〜６２−ｎを介して与えられ、かつ素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎに到来した受信波の内、これらの隣接する素子に並行して到来した受信波の位相の組み合わせに基づいて、その受信波がアレーアンテナ６０に到来した方向を示す「到来角」を求める。
【０００８】
以下、フィンガ対応部６３−１〜６３−ｍに共通の事項については、対応する要素に、添え番号「１」〜「ｍ」の何れにも対応し得ることを意味する添え文字「ｃ」を付加して記述する。
逆拡散部８１−ｃ１〜８１−ｃｎは、上述した同期信号に同期した規定の拡散符号に基づいて既述のベースバンド信号を並行して逆拡散することによって、逆拡散信号を生成する。
【０００９】
また、無線部６１−１〜６１−ｎはそれぞれ素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎに並行して到来した受信波のレベルを計測する。故障検出部６６は、これらのレベルと既定の閾値とを比較することによって、これらの素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎの利得がそれぞれ上述した閾値を上回っているか否かを示す監視情報を生成する。
ウエイト生成部８３−ｃは、逆拡散部８１−ｃ１〜８１−ｃｎによって生成された逆拡散信号と、ビームフォーマ８２−ｃおよび同期検波部８４−ｃによって個別に出力された信号とに、例えば、シンボル毎に「所定の適応アルゴリズムに基づく処理」を施すことによって、上述した受信波が到来した方向にアレーアンテナ６０の主ローブが形成されるために、素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎにそれぞれ適用されるべきウエイトの列を生成する。
【００１０】
ビームフォーマ８２−ｃは逆拡散部８１−ｃ１〜８１−ｃｎによって生成された逆拡散信号とこれらのウエイトとの積和をとり、かつ同期検波部８４−ｃはその積和を示す信号を同期検波することによって、ＲＡＫＥ合成部６４によってＲＡＫＥ合成されるべき信号を生成する。
コーデック６５は、このようなＲＡＫＥ合成の結果として得られた信号に所定の復号化処理を施すことによって、既述の復調信号を生成する。
【００１１】
また、ウエイト変換部８６−ｃは、ウエイト生成部８３−ｃによって生成されたウエイトに既定の変換処理を施すことによって、上述した受信波の送信端に該当する端末宛にアレーアンテナ６０を介して行われる送信に際して適用されるべきウエイト（ここでは、簡単のため、この送信端の方向に主ローブが形成される値の組み合わせとして与えられると仮定する。）を生成する。
【００１２】
以下、ユーザ対応部７０−１〜７０−ｐに共通の事項については、対応する要素の符号に、「１」〜「ｐ」の何れにも該当し得ることを意味する「Ｃ」を付加して記述する。
ユーザ対応部７０−Ｃは、そのユーザ対応部７０−Ｃに対応する個々の端末宛に送信されるべき伝送情報に、ベースバンド領域で拡散処理を施すことによって、ベースバンド信号を生成する。
【００１３】
さらに、ユーザ対応部７０−Ｃは、そのベースバンド信号と、既述の通りにウエイト変換部８６−ｃによって生成されたウエイトとの積和をとる。
ユーザ間合成部７１−１〜７１−ｎは、ユーザ対応部７０−１〜７０−ｐによってこのような積和として並行して与えられた信号を合成することによって、ｎ個の「送信ベースバンド信号」を生成する。
【００１４】
無線部６１−１〜６１−ｎは、これらの「送信ベースバンド信号」をそれぞれ周波数変換し、かつ上述した送信端に該当する端末宛に素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎを介して並行して送信する。
また、校正部６９は、所定の契機（始動時だけではなく、既定の周期や手動で与えられる。）に、下記の処理を行う。
【００１５】
・ 校正部６９によって無線部６１−１〜６１−ｎに先行して個別に与えられた移相量（および利得）に応じて、これらの無線部６１−１〜６１−ｎの出力端に得られる受信波（何らかの端末から到来した受信波と、素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎの内、特定の素子から到来した受信波と、これらの端末および特定の素子の何れにも該当しない送信端から到来した受信波との何れであってもよい。）の位相の偏差を求める。
【００１６】
・ これらの位相の偏差が個別に軽減される値に、対応する移相量（および利得）を更新する。
なお、このような位相の偏差は、素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎの物理的な配置と、これらの位相で無線部６１−１〜６１−ｎの出力端に得られる受信波の到来角との双方もしくは何れか一方に適合した基準に基づいて得られる。
【００１７】
また、上記の移相量（および利得）については、例えば、素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎの特性が変動しないと見なされ得る場合には、始動時に既定の値が初期値として設定されてもよく、さらに、無線部６１−１〜６１−ｎに並行して同じ信号が入力されている状態において、これらの無線部６１−１〜６１−ｎから出力される信号の振幅および位相が共通の値となる値に適宜更新されてもよい。
【００１８】
したがって、素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎと、これらの素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎに個別に縦続接続された無線部６１−１〜６１−ｎとから構成されるｎ個のブランチの特性が精度よく均一に維持され、かつ受信波が到来した無線伝送路がマルチパスとして構成される場合であっても、これらのブランチを介して既述の通りにパス毎にビームフォーミングが行われるので、干渉妨害が確度高く安定に回避されると共に、伝送品質が高く維持される。
【００１９】
なお、本発明に関連した先行技術には、例えば、後述する特許文献１と特許文献２にそれぞれ記載された「アダプティブアレイ基地局」がある。
しかし、特許文献１に記載された「アダプティブアレイ基地局」は、「隣接基地局から到来した受信波の到来角の偏差に基づいてアレーアンテナの故障を単に検出する点」に特徴があり、後述するように「アレーアンテナを構成するブランチの複数個ずつからなる組み合わせ毎に到来角の偏差が検定され、その結果に基づいてブランチ毎の故障が検出される点に特徴がある本願発明」とは、基本的に構成が異なる。
【００２０】
また、特許文献２に記載された「アダプティブアレイ基地局」は、「アレーアンテナを構成する素子の内、何れかの素子から微弱な信号（キャリブリレーションに供される。）が送信され、他の素子を介して受信されたその信号を用いて該当する素子毎の特性のキャリブレーションが行われる点」に特徴があり、後述するように「このような信号の送信源が如何なるものであってもよく、かつ何れの素子またはブランチに障害が発生したか否かにかかわらず定常的にキャリブレーションが行われる本願発明」とは、基本的に構成が異なる。
【００２１】
【特許文献１】
特開２００１−９４４９９号公報（請求項１）
【特許文献２】
特開２００１−５３６６２号公報（請求項１、段落００１０、段落００５０）
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５に示す従来例では、既述のブランチの障害や特性の劣化は、単にブランチ毎の利得の低下（受信レベルの低下）として検出されていた。
また、これらのブランチは、一般に、アレーアンテナ６０を構成し、かつ受動素子である素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎの内、何れかの単一の素子と、その素子の給電端に接続され、例えば、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、周波数変換器その他のように、移相量、利得等の特性が環境や経年に応じて変動し得る能動素子とから構成される。
【００２３】
しかし、これらの特性が変動した場合には、その変動が単一の素子のみに生じた場合であっても、アレーアンテナ６０によって達成されるべき総合的な指向性や利得が著しく劣化し得るために、伝送品質およびサービス品質が必ずしも十分には高く維持されない可能性が高かった。
本発明は、基本的な構成が大幅に変更されることなく、安価に、ブランチ毎の特性の劣化が確度高く検出され、かつ正常なブランチが有効に活用される給電系監視装置および無線基地局装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
図１は、本発明にかかわる給電系監視装置の原理ブロック図である。
請求項１に記載の発明では、監視手段１２は、アレーアンテナ１０の素子を個別に含んで構成されるブランチ１１−１〜１１−Ｐが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、特定の受信波が到来した方向を個別に監視する。特定ブランチ判別手段１３は、受信波が到来すべき方向が予め与えられ、これらの方向に対する監視手段１２によって監視された個々の方向の偏差と組み合わせの構成とに基づいて、ブランチ１１−１〜１１−Ｐの内、特性が劣化したブランチを特定する。
【００２５】
このように監視手段１２によって監視される偏差は、上述したブランチ１１−１〜１１−Ｐの個々の移相量に応じて異なる値となる。
したがって、これらのブランチ１１−１〜１１−Ｐの内、環境条件、経年その他に起因して許容されない程度に特性が劣化したブランチは、既述の通りに監視手段１２と特定ブランチ判別手段１３とが連係して行われる処理の頻度で確度高く検出される。
【００２６】
請求項２に記載の発明では、監視手段１２は、アレーアンテナ１０の素子を個別に含んで構成されるブランチ１１−１〜１１−Ｐが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、特定の受信波が到来した方向を個別に監視する。基準方向取得手段１４は、受信波の送信端がアレーアンテナ１０に対して位置する方向またはその方向を示す情報をその受信波から取得し、この情報に基づいてその送信端の方向を得る。特定ブランチ判別手段１３Ａは、基準方向取得手段１４によって得られた方向に対する監視手段１２によって監視された個々の方向の偏差と組み合わせの構成とに基づいて、ブランチ１１−１〜１１−Ｐの内、特性が劣化したブランチを特定する。
【００２７】
すなわち、アレーアンテナ１０に対する上述した受信波の送信端の方位が変化し得る場合であっても、その方位がこの送信端から通知される限り、既述の特性が劣化したブランチの特定の基準が得られる。
したがって、上述した送信端とアレーアンテナ１０が搭載された機器との双方もしくは何れか一方が移動し得る場合であっても、特性が劣化したブランチが確度高く特定される。
【００２８】
請求項３に記載の発明では、監視手段１２Ａは、アレーアンテナ１０の素子を個別に含んで構成されるブランチ１１−１〜１１−Ｐが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、到来した特定の受信波の位相の差を並行して個別に監視する。特定ブランチ判別手段１３Ｃは、組み合わせ毎に位相の差の標準値が予め与えられ、これらの標準値に対する監視手段１２Ａによって監視された個々の位相の差の偏差と組み合わせの構成とに基づいて、ブランチ１１−１〜１１−Ｐの内、特性が劣化したブランチを特定する。
【００２９】
このように監視手段１２Ａによって監視される位相の差は、上述したブランチ１１−１〜１１−Ｐの個々の移相量に応じて異なる値となる。
したがって、これらのブランチ１１−１〜１１−Ｐの内、環境条件、経年その他に起因して許容されない程度に特性が劣化したブランチは、既述の通りに監視手段１２Ａと特定ブランチ判別手段１３Ｃとが連係して行われる処理の頻度で確度高く検出される。
【００３０】
請求項４に記載の発明では、監視手段１２Ａは、アレーアンテナ１０の素子を個別に含んで構成されるブランチ１１−１〜１１−Ｐが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、到来した特定の受信波の位相の差を並行して個別に監視する。基準方向取得手段１４Ａは、受信波の送信端がアレーアンテナ１０に対して位置する方向またはその方向を示す情報をその受信波から取得し、この情報に基づいてその送信端の方向を得る。特定ブランチ判別手段１３Ｄは、基準方向取得手段１４Ａによって得られた方向に対応した既知の位相の差の基準値に対する監視手段１２Ａによって監視された個々の位相の差の偏差と、組み合わせの構成とに基づいて、ブランチ１１−１〜１１−Ｐの内、特性が劣化したブランチを特定する。
【００３１】
すなわち、アレーアンテナ１０に対する上述した受信波の送信端の方位が変化し得る場合であっても、その方位がこの送信端から通知される限り、既述の特性が劣化したブランチの特定の基準が得られる。
したがって、上述した送信端とアレーアンテナ１０が搭載された機器との双方もしくは何れか一方が移動し得る場合であっても、特性が劣化したブランチが確度高く特定される。
【００３２】
図２は、本発明にかかわる第一の基地局装置の原理ブロック図である。
請求項５に記載の発明では、無線インタフェース手段２１は、第一の無線ゾーンを形成し、その第一の無線ゾーンに位置する端末２０−１〜２０−ｎとの間にＦＤＤ方式に基づいて全二重の無線伝送路を形成する。局間リンク形成手段２４は、第一の無線ゾーンと異なる第二の無線ゾーンを形成し、その第二の無線ゾーンに位置する端末２２−１〜２２−Ｐとの間にＦＤＤ方式に基づいて全二重の無線伝送路を形成する無線基地局２３との間に、これらの端末２２−１〜２２−Ｐに割り付けられた何れのチャネルとも異なり、この第二の無線ゾーンのチャネル配置および周波数配置に適合した特定の無線伝送路を形成する。
【００３３】
すなわち、無線基地局２３では、上述した第二の無線ゾーンにＦＤＤ方式に基づいて全二重の無線伝送路が形成される場合であっても、本発明にかかわる無線基地局（無線インタフェース手段２１）に対する相対的な位置が既知である限り、個々のブランチの特性の劣化の識別に、その無線基地局（無線インタフェース手段２１）から上述した特定の無線伝送路を介して受信波が到来した方向の偏差、またはその到来した受信波の位相の差の偏差を適用することができる。
【００３４】
したがって、多様な多元接続方式、周波数配置および変調方式に対する柔軟な適応が可能となる。
請求項１、２に記載の発明に関連した第一の発明では、監視手段１２は、アレーアンテナ１０の素子を個別に含んで構成されるブランチ１１−１〜１１−Ｐが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、特定の受信波が到来した方向を個別に監視する。基準監視手段１５は、アレーアンテナ１０を介することなくそのアレーアンテナ１０に受信波が到来した方向を監視する。特定ブランチ判別手段１３Ｂは、基準監視手段１５によって監視された方向に対する監視手段１２によって監視された個々の方向の偏差と組み合わせの構成とに基づいて、ブランチ１１−１〜１１−Ｐの内、特性が劣化したブランチを特定する。
【００３５】
すなわち、アレーアンテナ１０に対する上述した受信波の送信端の方位が変化し得る場合であっても、基準監視手段１５によってその方位が何らかの手法に基づいて監視される限り、既述の特性が劣化したブランチの特定の基準が得られる。
したがって、上述した送信端とアレーアンテナ１０が搭載された機器との双方もしくは何れか一方が移動し得る場合であっても、既述の送信端の負荷が増加し、あるいは機能が煩雑化することなく、特性が劣化したブランチが確度高く特定される。
【００３６】
請求項１、２に記載の発明に関連した第二の発明では、共用手段１６は、アレーアンテナ１０を介して本来的に行われるべき送信と受信との双方もしくは何れか一方と、受信波の受信とにそのアレーアンテナ１０を共用する。監視手段１２は、共用手段１６を介して組み合わせに個別に受信波が到来した方向を並行して監視する。
【００３７】
すなわち、既述の特性が劣化したブランチは、上述した送信と受信との双方または何れか一方に本来的に適用されるべきアレーアンテナ１０に受信波が逐次到来した方向の偏差に基づいて特定される。
したがって、上述した送信あるいは受信が行われる無線チャネルと、既述の受信波が到来した無線チャネルとが何らかの多元接続方式の下で識別される限り、アレーアンテナ１０を介して行われる無線伝送の効率や品質が損なわれることなく、その受信波の送信が許容されるべき期間とこの受信波が到来した方向の監視が可能な期間との何れにかかわる制約も回避される。
【００３８】
図３は、本発明にかかわる第二の基地局装置の原理ブロック図である。
請求項５に記載の発明に関連した第一の発明では、無線インタフェース手段３２は、アレーアンテナ３０を介して無線ゾーンを形成し、その無線ゾーンに位置する端末３１−１〜３１−ｎとの間に無線伝送路を形成する。給電系監視手段３３は、アレーアンテナ３０を構成する複数のブランチの内、特性が劣化し、または障害が発生したブランチを特定する。送信用ブランチ維持手段３４は、無線ゾーンに特定の無線伝送路を介して定常的に行われるべき送信に、複数のブランチの内、給電系監視手段３３によって特定されたブランチ以外の単一のブランチを適用する。
【００３９】
すなわち、上述した特定の無線伝送路は、アレーアンテナ３０を構成する何れのブランチの特性が劣化しても、特性が正常であり、かつ残存する単一のブランチを介して定常的に形成される。
したがって、このような特定の無線伝送路の形成に供される空中線系は、アレーアンテナ３０を構成する複数のブランチの何れかが適用されることによって冗長に構成され、かつ確度高く安定に維持される。
【００４０】
請求項５に記載の発明に関連した第二の発明では、無線インタフェース手段３２は、アレーアンテナ３０を介して無線ゾーンを形成し、その無線ゾーンに位置する端末３１−１〜３１−ｎとの間に無線伝送路を形成する。給電系監視手段３３は、アレーアンテナ３０を構成する複数のブランチの内、特性が劣化し、または障害が発生したブランチを特定する。信号処理手段３５は、複数のブランチの内、給電系監視手段３３によって特定されたブランチ以外のブランチを介してアレーアンテナ３０のビームフォーミングの処理を行い、その処理に並行して、これらのブランチの数が少ないほど多くのパスを介してこのアレーアンテナ３０に到来した受信波をＲＡＫＥ合成する。
【００４１】
すなわち、ＲＡＫＥ合成の対象となるパスの数は、上述したブランチの数の減少に応じて信号処理手段３５の余剰の処理量が増加するほど、大きな値に設定される。
したがって、信号処理手段３５の余剰の処理量は、伝送品質の向上や維持に有効に活用される。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図４は、本発明の第一ないし第五の実施形態を示す図である。
本発明の第一の実施形態の特徴は、図４に示すように、下記の点にある。
・ 無線部６１−１〜６１−ｎに代わる無線部４１−１〜４１−ｎと、校正部６９に代わる校正部４２とが備えられ、この校正部４２の制御入力に故障検出部４３の出力が接続される。
【００４３】
・ 故障検出部６６に代わる故障検出部４３が備えられ、その故障検出部４３には図示されないプロセッサによって後述する「位相差基準値」が与えられ、かつ到来方向推定部６８のモニタ出力が接続される。
・ フィンガ対応部６３−ｃに代えて、「ウエイト生成部８３−ｃに代わるウエイト生成部４５−ｃが備えられた点」でそのフィンガ対応部６３−ｃと異なるフィンガ対応部４４−ｃが備えられる。
【００４４】
以下、図４を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。
既述の受信波には、例えば、その受信波の送信端である端末がＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）に適応した手法に基づいて算出し、かつアレーアンテナ６０に対するこの端末の位置を示す情報が伝送情報として含まれる。
上述したプロセッサは、このような情報を含み、かつコーデック６５によって既述の復調信号として与えられる伝送情報を所定のチャネル制御の手順に基づいて識別し、かつ解析することによって、この伝送情報に含まれる位置情報（ここでは、簡単のため、「方位角」のみであると仮定する。）を取得する。
【００４５】
さらに、このプロセッサは、その方位角に適応した「位相差基準値」として故障検出部４３に与える。
なお、以下では、アレーアンテナ６０を構成する素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎは、簡単のため、仮想的な直線上に一定の間隔で配置されていると仮定する。
また、到来方向推定部６８は、従来例と同様に到来方向を求める過程で、素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎの内、互いに隣接する２つずつの素子の組み合わせ毎に、到来した受信波の位相差を求め、かつ故障検出部４３にこれらの位相差の列を与える。
【００４６】
故障検出部４３は、これらの位相差の列に含まれる個々の位相差について、上述した「位相差基準値」に所望の精度で等しいか否かを判別し、このような判別の結果を示す二値情報（ここでは、簡単のため、素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎのそれぞれに対応すると仮定する。）の列を既述の監視情報として出力する。
一方、フィンガ対応部４４−ｃでは、ウエイト生成部４５−ｃは、『素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎの内、上述した監視情報に含まれ、かつ対応する二値情報の論理値が既述の判別の結果「偽」を意味する素子』を含むブランチに適用されるべきウエイトを「０」に設定する。さらに、ウエイト生成部４５−ｃは、素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎの内、上述した判別の結果が「真」である素子のみの組み合わせで、アレーアンテナ６０の主ローブが受信波の到来方向に形成されるウエイトを生成する。
【００４７】
すなわち、素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎをそれぞれ含んで構成されるブランチの内、障害が発生し、あるいは特性が劣化したブランチ（以下、「劣化ブランチ」という。）は、上述した位相差の偏差に基づいて個別に識別され、かつ受信波の受信に供されるビームフォーミングにはこれらの「劣化ブランチ」に該当しない正常なブランチのみが適用される。
【００４８】
したがって、本実施形態によれば、ブランチ毎の障害や特性の劣化が単に利得のみについて判別されていた従来例に比べて、これらの障害と特性の劣化とが何れも確度高く検出され、かつ残存する正常なブランチに基づいて伝送品質やサービス品質が高く維持される。
なお、本実施形態では、端末の位置や方位角は、その端末に搭載されたＧＰＳ受信機を介して与えられる情報に所定の手法が適用されることによって求められ、かつ所定の無線伝送路を介して本実施形態にかかわる無線基地局に通知されている。
【００４９】
しかし、本発明はこのような構成に限定されず、これらの位置や方位角は、端末に如何なる手法（自立航法と無線航法との双方もしくは何れか一方の組み合わせを含む。）が適用されることによって求められてもよい
また、受信波の送信端から本実施形態にかかわる無線基地局に至る無線伝送路は、マルチパスとして形成されている。
【００５０】
しかし、このような無線伝送路は、例えば、反射体からの反射、遮蔽物による回折によって非直線状に形成され、かつ「受信端に反射や回折により受信波が到来する方位」を示す位相差が既述の「位相差基準値」として与えられてもよい。さらに、本実施形態では、既述の受信波は、その受信波の送信端に該当し、かつ呼が生起した端末にチャネル制御の下で割り付けられた無線チャネルを介してアレーアンテナ６０に到来している。
【００５１】
しかし、このような受信波が伝搬する無線伝送路は、例えば、本発明にかかわる無線基地局装置が小ゾーン方式の移動通信システムに適用されている場合には、規定のチャネル構成の下で該当する無線ゾーンに割り付けられた制御チャネルであってもよい。
以下、図４を参照して本発明の第二の実施形態の動作を説明する。
【００５２】
本実施形態の特徴は、到来方向推定部６８によって行われる下記の処理の手順にある。
到来方向推定部６８は、故障検出部４３によって生成された監視信号を取り込み、その監視信号に含まれる二値情報の論理値の組み合わせに基づいて、素子４０Ｅ−１〜４０Ｅ−ｎを個別に含んで構成されたブランチの内、全ての「劣化ブランチ」を識別する。
【００５３】
さらに、到来方向推定部６８は、既述の通りに位相差が求められるべきブランチの対の内、このようにして識別された劣化ブランチを含む対については、受信波の位相差の監視にかかわる処理を省略する。
このように本実施形態によれば、劣化ブランチを含む対についてもこのような位相差の監視が継続的に行われる場合に比べて、到来方向推定部６８の処理量その他の無用な資源の消費が回避される。
【００５４】
したがって、消費電力が節減され、かつ信頼性およびサービス品質が高く維持される。
以下、本発明の第三の実施形態について説明する。
本実施形態では、図４に点線で示すように、到来方向推定部６８の出力が故障検出部４３の制御入力に接続される。
【００５５】
以下、図４を参照して本発明の第三の実施形態について説明する。
本実施形態の特徴は、故障検出部４３によって行われる下記の処理の手順にある。
故障検出部４３は、『到来方向推定部６８によって求められた「到来角」の偏差』が「該当する受信波が到来した既知の到来角（以下、「基準到来角」と称し、既述の「基準位相差」と同様に予め与えられると仮定する。）」に対して規定の閾値を上回るか否かを判別する。
【００５６】
さらに、故障検出部４３は、その判別の結果が「真」ある限り、既述の処理を何ら行うことなく待機し、かつこの判別の結果が「偽」である期間に限って、その処理を行う。
したがって、本実施形態によれば、素子４０Ｅ−１〜４０Ｅ−ｎをそれぞれ含んで構成される何れのブランチにも障害が発生していない期間には、故障検出部４３によって「障害ブランチ」の検出が無用に行われることが回避される。
【００５７】
なお、本実施形態では、到来方向推定部６８によって求められた「到来角」の偏差が著しく増加した時点で、故障検出部４３によって上述した「障害ブランチ」の検出が開始されている。
しかし、このような検出にかかわる処理が開始される契機は、例えば、『到来方向推定部６８によって求められた「ブランチ間における受信波の位相差」の偏差』が著しく増加した時点であってもよい。
【００５８】
以下、図４を参照して本発明の第四の実施形態について説明する。
本実施形態の特徴は、校正部４２によって行われる下記の処理の手順にある。校正部４２は、素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎをそれぞれ含んで構成されるブランチの特性の校正を実現する処理を従来例と同様の契機に開始する。
しかし、このような処理の対象となる無線部は、以下に列記される点で従来例における手順と異なる。
【００５９】
・ 「障害ブランチ」に該当しない「正常ブランチ」（故障検出部４３によって与えられる監視信号の論理値に基づいて特定される。）を構成する無線部のみに限定される。
したがって、本実施形態によれば、校正部４２によって「障害ブランチ」の校正にかかわる無用な処理が行われることが回避される。
【００６０】
以下、本発明の第五の実施形態について説明する。
本実施形態では、既述のフィンガ対応部４４−１〜４４−ｍ、ＲＡＫＥ合成部６４およびコーデック６５は、図４に太線の一点鎖線で示すように、汎用のプロセッサ（負荷分散と機能分散との双方もしくは何れか一方が図られた複数のディジタルシグナルプロセッサとして構成されてもよい。）であるベースバンド処理部によって実行されるソフトウエアとして構成される。
【００６１】
以下、図４を参照して本発明の第五の実施形態について説明する。
本実施形態の特徴は、上述したベースバンド処理部によって行われる下記の処理の手順にある。
ベースバンド処理部は、故障検出部４３によって与えられる監視信号に基づいて「障害ブランチ」の数と組み合わせとの双方もしくは何れか一方を識別し、これらの数や組み合わせに基づいて、「正常ブランチ」のみにかかわる逆拡散処理とビームフォーミング処理とを行うと共に、そのベースバンド処理部の処理量の内、これらの処理に適用されない余剰の処理量を識別する。
【００６２】
さらに、ベースバンド処理部は、このような余剰の処理量が大きいほど、既述のＲＡＫＥ合成の対象となるパスの数を多く設定する。
したがって、本実施形態によれば、ベースバンド処理部の余剰の処理量は、伝送品質の向上に有効に活用される。
なお、本実施形態では、上記のベースバンド処理部の負荷の増加が許容され、かつ上記の「障害ブランチ」についても既述の処理が行われる場合には、このような「障害ブランチ」が介在することに起因する総合的な特性の劣化が軽減される。
【００６３】
さらに、上述した各実施形態では、素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎは仮想的な直線上に一定の間隔で配置され、これらの素子６０Ｅ−１〜６０Ｅ−ｎの内、物理的に隣接して配置されたブランチの対毎に、個々のブランチに到来した受信波の位相の差の偏差に基づいて「障害ブランチ」が特定されている。
しかし、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、上述したブランチの対毎に並行して到来した受信波の到来角がシンボル単位に求められ、これらの到来角の偏差に基づいて「障害ブランチ」が特定されてもよい。
【００６４】
また、上述した各実施形態では、上述した位相差や到来角の偏差の識別の対象は、チャネル制御の下で割り付けられた無線チャネルや固定で割り付けられた制御チャネルを介して端末から到来した受信波となっている。
しかし、このような受信波は、例えば、端末以外の送信端（例えば、隣接する無線基地局であってもよい。）から到来した受信波であってもよい。
【００６５】
なお、このような送信端が隣接する無線基地局であり、かつＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式が適用された場合には、その隣接する無線基地局から本実施形態にかかわる無線基地局に到来した受信波は、この無線基地局によって形成される無線ゾーンにおいて上りのリンクを形成する無線周波信号（チャネル制御や呼設定との連係の下で適宜割り付けられた無線チャネルを介して伝送される無線周波信号を含む。）であってもよい。
【００６６】
さらに、上述した各実施形態では、アレーアンテナ６０は、送信と受信との双方に共用されている。
しかし、本発明は、このような構成に限定されず、例えば、アレーアンテナ６０が専ら受信に供される無線伝送系にも同様に適用可能である。
また、上述した各実施形態では、何らかの「障害ブランチ」が識別された時に、その「障害ブランチ」を空中線系の構成から除外する処理が行われ、あるいはこのような処理に並行して、無用な処理量の削減、あるいは余剰の処理量の活用による伝送品質の向上が図られている。
【００６７】
しかし、このような「障害ブランチ」の識別や増減に応じて行われるべき処理は、本発明が適用された無線伝送系や機器の系構成（チャネル配置、ゾーン構成、周波数配置等々を含む。）に整合する限り、例えば、以下に列記される処理の双方または何れか一方その他の如何なる処理であってもよい。
・ 制御チャネルの送信に単一のブランチが適用される場合には、図４に点線で示すマルチプレクサによって、その単一のブランチが「正常ブランチ」のみに維持される。
【００６８】
さらに、上述した各実施形態では、受信波は、既知の無線チャネルを介して到来している。
しかし、このような無線チャネルは、例えば、隣接する無線基地局から到来する場合には、その無線基地局の主導の下で、あるいは「この無線基地局と基地局制御局（該当する無線基地局が本発明にかかわる無線基地局と異なる基地局制御局の配下に設置されている場合には、これらの基地局制御局の双方であってもよい。）と交換局との全てまたは一部」との連係の下で呼設定やチャネル制御の手順に基づいて適宜特定されてもよい。
【００６９】
また、上述した各実施形態では、ＣＤＭＡ方式が適用され、かつ受信端においてＲＡＫＥ合成が行われる移動通信システムの無線基地局に本発明が適用されている。
しかし、本発明は、このような移動通信システムや無線基地局に限定されず、アレーアンテナを介して所望のビームフォーミングが行われる限り、適用される変調方式、多元接続方式、ゾーン構成、チャネル構成、周波数配置の如何にかかわらず、多様な無線伝送系の無線局に適用可能である。
【００７０】
さらに、上述した各実施形態では、「到来角」が求められるために適用されるべき手法が具体的に開示されていない。
しかし、このような手法は、上述した「到来角」が所望の精度および速度で確実に求められる限り、如何なる手法であってもよい。
また、上述した各実施形態では、既述のブランチの対毎に到来した受信波の位相の差の偏差に基づいて、「障害ブランチ」が特定されている。
【００７１】
しかし、このような受信波の位相の差（到来角）の偏差が検定されるべきブランチの組み合わせは、その組み合わせに適応した集合演算や論理演算に基づいて「障害ブランチ」の特定が確実に達成される限り、如何なる組み合わせであってもよい。
さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において多様な形態による実施形態が可能であり、かつ構成要素の一部もしくは全てに如何なる解消が施されてもよい。
【００７２】
以下、上述した各実施形態に開示された発明を階層的・多面的に整理し、付記項として列記する。
（付記１） アレーアンテナ１０の素子を個別に含んで構成されるブランチ１１−１〜１１−Ｐが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、特定の受信波が到来した方向を個別に監視する監視手段１２と、
前記受信波が到来すべき方向が予め与えられ、これらの方向に対する前記監視手段１２によって監視された個々の方向の偏差と前記組み合わせの構成とに基づいて、前記ブランチ１１−１〜１１−Ｐの内、特性が劣化したブランチを特定する特定ブランチ判別手段１３と
を備えたことを特徴とする給電系監視装置。
【００７３】
（付記２） アレーアンテナ１０の素子を個別に含んで構成されるブランチ１１−１〜１１−Ｐが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、特定の受信波が到来した方向を個別に監視する監視手段１２と、
前記受信波の送信端が前記アレーアンテナ１０に対して位置する方向またはその方向を示す情報をその受信波から取得し、この情報に基づいてその送信端の方向を得る基準方向取得手段１４と、
前記基準方向取得手段１４によって得られた方向に対する前記監視手段１２によって監視された個々の方向の偏差と前記組み合わせの構成とに基づいて、前記ブランチ１１−１〜１１−Ｐの内、特性が劣化したブランチを特定する特定ブランチ判別手段１３Ａと
を備えたことを特徴とする給電系監視装置。
【００７４】
（付記３） アレーアンテナ１０の素子を個別に含んで構成されるブランチ１１−１〜１１−Ｐが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、到来した特定の受信波の位相の差を並行して個別に監視する監視手段１２Ａと、
前記組み合わせ毎に前記位相の差の標準値が予め与えられ、これらの標準値に対する前記監視手段１２Ａによって監視された個々の位相の差の偏差と前記組み合わせの構成とに基づいて、前記ブランチ１１−１〜１１−Ｐの内、特性が劣化したブランチを特定する特定ブランチ判別手段１３Ｃと
を備えたことを特徴とする給電系監視装置。
【００７５】
（付記４） アレーアンテナ１０の素子を個別に含んで構成されるブランチ１１−１〜１１−Ｐが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、到来した特定の受信波の位相の差を並行して個別に監視する監視手段１２Ａと、
前記受信波の送信端が前記アレーアンテナ１０に対して位置する方向またはその方向を示す情報をその受信波から取得し、この情報に基づいてその送信端の方向を得る基準方向取得手段１４Ａと、
前記基準方向取得手段１４Ａによって得られた方向に適応した既知の位相の差の基準値に対する前記監視手段１２Ａによって監視された個々の位相の差の偏差と、前記組み合わせの構成とに基づいて、前記ブランチ１１−１〜１１−Ｐの内、特性が劣化したブランチを特定する特定ブランチ判別手段１３Ｄと
を備えたことを特徴とする給電系監視装置。
【００７６】
（付記５） アレーアンテナ１０の素子を個別に含んで構成されるブランチ１１−１〜１１−Ｐが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、特定の受信波が到来した方向を個別に監視する監視手段１２と、
前記アレーアンテナ１０を介することなくそのアレーアンテナ１０に前記受信波が到来した方向を監視する基準監視手段１５と、
前記基準監視手段１５によって監視された方向に対する前記監視手段１２によって監視された個々の方向の偏差と前記組み合わせの構成とに基づいて、前記ブランチ１１−１〜１１−Ｐの内、特性が劣化したブランチを特定する特定ブランチ判別手段１３Ｂと
を備えたことを特徴とする給電系監視装置。
【００７７】
（付記６） 付記１ないし付記５の何れか１項に記載の給電系監視装置において、
前記アレーアンテナ１０を介して本来的に行われるべき送信と受信との双方もしくは何れか一方と、前記受信波の受信とにそのアレーアンテナ１０を共用する共用手段１６を備え、
前記監視手段１２は、
前記共用手段１６を介して前記組み合わせに個別に前記受信波が到来した方向を並行して監視する
ことを特徴とする給電系監視装置。
【００７８】
（付記７） 第一の無線ゾーンを形成し、その第一の無線ゾーンに位置する端末２０−１〜２０−ｎとの間にＦＤＤ方式に基づいて全二重の無線伝送路を形成する無線インタフェース手段２１と、
前記第一の無線ゾーンと異なる第二の無線ゾーンを形成し、その第二の無線ゾーンに位置する端末２２−１〜２２−Ｐとの間にＦＤＤ方式に基づいて全二重の無線伝送路を形成する無線基地局２３との間に、これらの端末２２−１〜２２−Ｐに割り付けられた何れのチャネルとも異なり、この第二の無線ゾーンのチャネル配置および周波数配置に適合した特定の無線伝送路を形成する局間リンク形成手段２４と
を備えたことを特徴とする無線基地局装置。
【００７９】
（付記８） アレーアンテナ３０を介して無線ゾーンを形成し、その無線ゾーンに位置する端末３１−１〜３１−ｎとの間に無線伝送路を形成する無線インタフェース手段３２と、
前記アレーアンテナ３０を構成する複数のブランチの内、特性が劣化し、または障害が発生したブランチを特定する給電系監視手段３３と、
前記無線ゾーンに特定の無線伝送路を介して定常的に行われるべき送信に、前記複数のブランチの内、前記給電系監視手段３３によって特定されたブランチ以外の単一のブランチを適用する送信用ブランチ維持手段３４と
を備えたことを特徴とする無線基地局装置。
【００８０】
（付記９） アレーアンテナ３０を介して無線ゾーンを形成し、その無線ゾーンに位置する端末３１−１〜３１−ｎとの間に無線伝送路を形成する無線インタフェース手段３２と、
前記アレーアンテナ３０を構成する複数のブランチの内、特性が劣化し、または障害が発生したブランチを特定する給電系監視手段３３と、
前記複数のブランチの内、前記給電系監視手段３３によって特定されたブランチ以外のブランチを介して前記アレーアンテナ３０のビームフォーミングの処理を行い、その処理に並行して、これらのブランチの数が少ないほど多くのパスを介してこのアレーアンテナ３０に到来した受信波をＲＡＫＥ合成する信号処理手段３５と
を備えたことを特徴とする無線基地局装置。
【００８１】
【発明の効果】
上述したように請求項１および請求項３に記載の発明では、環境条件、経年その他に起因して許容されない程度に特性が劣化したブランチは、既述の通りに監視手段と特定ブランチ判別手段とが連係して行う処理の頻度で確度高く検出される。
また、請求項２および請求項４に記載の発明では、受信波の送信端とアレーアンテナが搭載された機器との双方もしくは何れか一方が移動し得る場合であっても、特性が劣化したブランチが確度高く特定される。
【００８２】
さらに、請求項５に記載の発明では、多様な多元接続方式、周波数配置および変調方式に対する柔軟な適応が可能となる。
また、請求項１、２に記載の発明に関連した第一の発明と、請求項３、４に記載の発明に関連した第一の発明とでは、受信波の送信端とアレーアンテナが搭載された機器との双方もしくは何れか一方が移動し得る場合であっても、既述の送信端の負荷が増加し、あるいは機能が煩雑化することなく、特性が劣化したブランチが確度高く特定される。
【００８３】
さらに、請求項１、２に記載の発明に関連した第二の発明と、請求項３、４に記載の発明に関連した第二の発明とでは、アレーアンテナを介して本来的に送信あるいは受信が行われる無線チャネルと、受信波が到来した無線チャネルとが何らかの多元接続方式の下で識別される限り、そのアレーアンテナを介して行われる無線伝送の効率や品質が損なわれることなく、その受信波の送信が許容されるべき期間とこの受信波が到来した方向の監視が可能な期間との何れにかかわる制約も回避される。
【００８４】
また、請求項５に記載の発明に関連した第一の発明では、送信が定常的に行われるべき特定の無線伝送路の形成に供される空中線系は、アレーアンテナを構成する複数のブランチの何れかが適用されることによって冗長に構成され、かつ確度高く安定に維持される。
さらに、請求項５に記載の発明に関連した第二の発明では、信号処理手段の余剰の処理量が伝送品質の向上や維持に有効に活用され、かつ特性が劣化したブランチがビームフォーミングに適用され続ける場合に比べて、その特性の劣化に起因する無用な伝送品質の劣化が回避される。
【００８５】
したがって、これらの発明が適用された無線伝送系では、保守および運用の効率化に併せて、ランニングコストの削減が図られ、かつ価格性能比が総合的に高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわる給電系監視装置の原理ブロック図である。
【図２】本発明にかかわる第一の基地局装置の原理ブロック図である。
【図３】本発明にかかわる第二の基地局装置の原理ブロック図である。
【図４】本発明の第一ないし第五の実施形態を示す図である。
【図５】アレーアンテナが備えられた無線基地局の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０，３０，６０ アレーアンテナ
１１ ブランチ
１２，１２Ａ 監視手段
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ 特定ブランチ判別手段
１４，１４Ａ 基準方向取得手段
１５，１５Ａ 基準監視手段
１６，１６Ａ 共用手段
１７ 信号処理手段
１８ 校正手段
２０，２２，３１ 端末
２１，３２ 無線インタフェース手段
２３ 無線基地局
２４ 局間リンク形成手段
２５ 通知手段
３３ 給電系監視手段
３４ 送信用ブランチ維持手段
３５ 信号処理手段
３６ ビームフォーミング手段
４１，６１ 無線部
４２，６９ 校正部
４３，６６ 故障検出部
４４，６３ フィンガ対応部
６０Ｅ 素子
６２ マッチドフィルタ（ＭＦ）
６４ ＲＡＫＥ合成部
６５ コーデック
６７ パスタイミング検出部
６８ 到来方向推定部
７０ ユーザ対応部
７１ ユーザ間合成部
８１ 逆拡散部（ＤＳ）
８２ ビームフォーマ
８３ ウエイト生成部
８４ 同期検波部
８６ ウエイト変換部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a power supply system monitoring device that individually identifies a failed branch among branches constituting an array antenna provided in a radio station, and a power supply system and other operations by linking with the power supply system monitoring device. And a wireless base station apparatus that appropriately maintains the above configuration.
[0002]
[Prior art]
In recent years, inexpensive digital signal processors capable of realizing digital signal processing for a large number of signals in a baseband region at high speed and in real time have been mounted on many electronic devices.
Accordingly, such digital signal processing is performed, for example, in a radio base station of a mobile communication system to which the CDMA system is applied, for each of a plurality of paths and channels formed in parallel via an array antenna composed of a plurality of elements. It maintains a desired directivity, and is actively applied for removing interference and improving transmission quality based on these directivities.
[0003]
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless base station provided with an array antenna.
In the figure, feeding ends of elements 60E-1 to 60E-n constituting an array antenna 60 are connected to antenna terminals of radio sections 61-1 to 61-n, respectively. The demodulated outputs are connected to the inputs of matched filters (MF) 62-1 to 62-n, respectively, and are connected to n baseband inputs individually included in the finger corresponding sections 63-1 to 63-m. The detection outputs of these finger corresponding sections 63-1 to 63-m are connected to the corresponding inputs of the RAKE combining section 64, and the outputs of the RAKE combining section 64 are connected to the inputs of the codec 65. A demodulated signal is obtained at the output of the codec 65. The level monitoring outputs of the radio units 61-1 to 61-n are connected to the corresponding inputs of the failure detection unit 66, and the outputs of the matched filters 62-1 to 62-n are output from the path timing detection unit 67 and the arrival direction estimation unit. 68 to the corresponding input. Corresponding terminals of the calibration unit 69 are connected to control outputs and control inputs individually provided by the radio units 61-1 to 61-n, and are used as control inputs of the path timing detection unit 67 and control inputs of the arrival direction estimation unit 68. Is connected to the output of the failure detection unit 66. The weight outputs of the finger corresponding sections 63-1 to 63-m are connected to the weight inputs of the user corresponding sections 70-1 to 70-p. Transmission information to be transmitted to individual terminals (located in a wireless zone formed by the array antenna 60 and subjected to call setting and channel control) is input as appropriate. The outputs of the user corresponding units 70-1 to 70-p are connected to corresponding inputs of the inter-user combining units 71-1 to 71-n, and the outputs of these inter-user combining units 71-1 to 71-n are wireless. It is connected to the modulation inputs of the units 61-1 to 61-n. The output of the arrival direction estimating unit 68 is connected to first monitoring inputs of the finger corresponding units 63-1 to 63-m, and the output of the path timing detecting unit 67 is a synchronization input of the finger corresponding units 63-1 to 63-m. Connected to.
[0004]
In addition, the number of users who receive the communication service in parallel can actually be plural, but since the number of such users is not related to the present invention, a single unit will be described below for simplicity. As shown in FIG. 6, only a matched filter, a path timing detecting unit, an arrival direction estimating unit, and a baseband processing unit corresponding to a single user are focused on.
[0005]
The finger corresponding section 63-1 is composed of the following elements.
Despreading units (DS) 81-11 to 81 that are arranged in the first stage, are individually connected to the demodulation outputs of the radio units 61-1 to 61-n, and are commonly connected to the output of the path timing detection unit 67. -1n
A beamformer 82-1 having inputs individually connected to the outputs of the despreading units 81-11 to 81-1n.
A first output connected in parallel with the input of the beamformer 82-1 and the outputs of the despreading units 81-11 to 81-1n, and connected to the weight input of the beamformer 82-1; The output of the synchronous detector 84-1 described later is combined with the first monitor input connected to the output of the beamformer 82-1 and the second monitor input connected to the output of the arrival direction estimating unit 68. Generating unit 83-1 having a third monitoring input connected to
A synchronous detector 84-1 that is arranged as a final stage after the beam former 82-1 and whose output is connected to the third monitoring input of the weight generator 83-1.
A weight conversion unit 86-1 cascaded to the second output of the weight generation unit 83-1 and whose output is connected to the weight inputs of the user corresponding units 70-1 to 70-p
Note that the configuration of the finger corresponding units 63-2 to 63-m is the same as the configuration of the finger corresponding unit 63-1. Therefore, hereinafter, "1" will be used as the first suffix added to the corresponding component. , "2" to "m" in place of "", and the description and illustration thereof are omitted here.
[0006]
In the radio base station having such a configuration, the radio units 61-1 to 61-n respectively receive radio waves arriving in parallel to the elements 60E-1 to 60E-n. Of these, it is assumed that the received wave arrives from a specific terminal via a multipath.) By heterodyne (homodyne) detection, baseband signals individually corresponding to these received waves are generated.
[0007]
The matched filters 62-1 to 62-n and the path timing detection unit 67 work in cooperation with each other, so that even if the transmission characteristics of the multipath described above fluctuate, the received wave arriving via these multipaths is changed. By integrating the individual components while weighting them with suitable weights, a synchronization signal synchronized with the received wave is generated.
Further, the arrival direction estimating unit 68 is provided via the matched filters 62-1 to 62-n, and, among the received waves arriving at the elements 60E-1 to 60E-n, in parallel with these adjacent elements. An “arrival angle” indicating the direction in which the received wave has arrived at the array antenna 60 is determined based on the combination of the phases of the received waves.
[0008]
Hereinafter, with respect to matters common to the finger corresponding portions 63-1 to 63-m, the corresponding elements are provided with a suffix "c" meaning that they can correspond to any of the suffix numbers "1" to "m". Add and describe.
The despreading units 81-c1 to 81-cn generate despread signals by despreading the above-described baseband signals in parallel based on the prescribed spreading code synchronized with the above-described synchronization signal.
[0009]
The radio units 61-1 to 61-n measure the levels of the received waves arriving in parallel to the elements 60E-1 to 60E-n, respectively. The failure detection unit 66 compares the level with a predetermined threshold to generate monitoring information indicating whether or not the gain of each of the elements 60E-1 to 60E-n exceeds the above-described threshold. .
The weight generation unit 83-c converts the despread signals generated by the despreading units 81-c1 to 81-cn and the signals individually output by the beamformer 82-c and the synchronous detection unit 84-c into, for example, By performing “processing based on a predetermined adaptive algorithm” for each symbol, the main lobe of the array antenna 60 is formed in the direction in which the above-mentioned received wave has arrived, so that the elements 60E-1 to 60E-n Generate a sequence of weights to be applied.
[0010]
The beamformer 82-c calculates the product sum of the despread signals generated by the despreading units 81-c1 to 81-cn and these weights, and the synchronous detection unit 84-c synchronizes the signal indicating the product sum. By performing detection, a signal to be RAKE-combined by the RAKE-combining unit 64 is generated.
The codec 65 performs a predetermined decoding process on a signal obtained as a result of such RAKE combining, thereby generating the above-described demodulated signal.
[0011]
The weight conversion unit 86-c performs a predetermined conversion process on the weight generated by the weight generation unit 83-c, so that the weight is transmitted to the terminal corresponding to the transmission end of the above-described received wave via the array antenna 60. Generate a weight to be applied in the transmission performed (here, for the sake of simplicity, assume that the main lobe is given as a combination of values forming the main lobe).
[0012]
Hereinafter, for items common to the user corresponding units 70-1 to 70-p, “C” meaning that any of “1” to “p” can be added to the reference numerals of the corresponding elements. Describe.
The user corresponding unit 70-C generates a baseband signal by performing spread processing in the baseband region on transmission information to be transmitted to each terminal corresponding to the user corresponding unit 70-C.
[0013]
Further, the user corresponding unit 70-C calculates the product sum of the baseband signal and the weight generated by the weight conversion unit 86-c as described above.
The inter-user combining sections 71-1 to 71-n combine the signals provided in parallel as the product sums by the user corresponding sections 70-1 to 70-p, thereby forming n transmission basebands. Signal ".
[0014]
The radio units 61-1 to 61-n frequency-convert these "transmission baseband signals", respectively, and in parallel via the elements 60E-1 to 60E-n to the terminal corresponding to the above-described transmission end. Send.
The calibrating unit 69 performs the following processing at a predetermined timing (not only at the time of starting, but also at a predetermined period or manually).
[0015]
The output of the radio units 61-1 to 61-n is obtained according to the phase shift amounts (and gains) individually given to the radio units 61-1 to 61-n by the calibration unit 69. Received wave (a received wave arriving from some terminal, a received wave arriving from a specific element among the elements 60E-1 to 60E-n, and a transmitting end not corresponding to any of these terminals and the specific element) (It may be any of the incoming received wave.).
[0016]
Update the corresponding amount of phase shift (and gain) to a value where these phase deviations are individually reduced.
It should be noted that such a phase deviation is caused by the physical arrangement of the elements 60E-1 to 60E-n and the arrival angles of the received waves obtained at the output terminals of the radio units 61-1 to 61-n with these phases. Are obtained based on criteria that meet both or any of the above.
[0017]
Further, with respect to the above-mentioned phase shift amount (and gain), for example, when it can be considered that the characteristics of the elements 60E-1 to 60E-n do not fluctuate, a predetermined value is set as an initial value at startup. Furthermore, in a state where the same signal is input in parallel to the radio units 61-1 to 61-n, the amplitudes and phases of the signals output from these radio units 61-1 to 61-n are common. The value may be appropriately updated to a value.
[0018]
Therefore, the characteristics of n branches composed of the elements 60E-1 to 60E-n and the radio units 61-1 to 61-n individually cascaded to the elements 60E-1 to 60E-n are different from each other. Even if the radio transmission path from which the received wave arrives is accurately and uniformly maintained and configured as a multipath, beamforming is performed for each path as described above via these branches, Interference is reliably and reliably avoided, and transmission quality is maintained at a high level.
[0019]
The prior art related to the present invention includes, for example, an "adaptive array base station" described in Patent Document 1 and Patent Document 2 described later.
However, the "adaptive array base station" described in Patent Document 1 is characterized in that "a failure of an array antenna is simply detected based on a deviation of an angle of arrival of a received wave arriving from an adjacent base station". The invention of the present application is characterized in that the deviation of the angle of arrival is tested for each combination of a plurality of branches constituting the array antenna, and the failure is detected for each branch based on the result. Basically, the configuration is different.
[0020]
In the "adaptive array base station" described in Patent Document 2, "a weak signal (provided for calibration) is transmitted from any of the elements constituting the array antenna, and the other is transmitted. The characteristic of each element is calibrated by using the signal received through the element, '' as will be described later, regardless of the transmission source of such a signal. The configuration is basically different from the “invention of the present application, in which calibration is constantly performed regardless of which element or branch has a failure”.
[0021]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-94499 (Claim 1)
[Patent Document 2]
JP-A-2001-53662 (Claim 1, Paragraph 0010, Paragraph 0050)
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional example shown in FIG. 5, the above-described faults in the branches and the deterioration of the characteristics are simply detected as a decrease in the gain of each branch (a decrease in the reception level).
These branches generally constitute an array antenna 60 and are connected to any one of the passive elements 60E-1 to 60E-n and a feed end of the element. For example, it is composed of an active element such as an LNA (Low Noise Amplifier), a frequency converter, and the like, whose characteristics such as a phase shift amount and a gain can fluctuate according to the environment and aging.
[0023]
However, if these characteristics fluctuate, the overall directivity and gain to be achieved by the array antenna 60 can be significantly deteriorated even if the fluctuations occur only in a single element. Furthermore, there is a high possibility that the transmission quality and the service quality are not always maintained sufficiently high.
The present invention provides a power supply system monitoring apparatus and a radio base station in which deterioration in characteristics of each branch is detected with high accuracy without any significant change in the basic configuration and a normal branch is effectively used. It is intended to provide a device.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
FIG. 1 is a principle block diagram of a power supply system monitoring device according to the present invention.
According to the first aspect of the present invention, the monitoring unit 12 determines a specific combination of a plurality of branches 11-1 to 11-P each including the elements of the array antenna 10 individually. The direction in which the received wave arrives is individually monitored. The specific branch discriminating means 13 is provided in advance with directions from which the reception waves should arrive, and based on the deviations of the individual directions monitored by the monitoring means 12 in these directions and the configuration of the combinations, based on the deviations. Among the -P, the branch whose characteristic has deteriorated is specified.
[0025]
The deviation monitored by the monitoring unit 12 has a different value according to the phase shift amount of each of the branches 11-1 to 11-P described above.
Therefore, of these branches 11-1 to 11-P, the branch whose characteristics have been deteriorated to an unacceptable level due to environmental conditions, aging, and the like are determined by the monitoring unit 12 and the specific branch determining unit 13 as described above. Are detected with high accuracy by the frequency of the processing performed in cooperation.
[0026]
According to the second aspect of the present invention, the monitoring unit 12 is configured to provide a specific combination to a plurality of combinations each including a plurality of branches 11-1 to 11-P individually including the elements of the array antenna 10. The direction in which the received wave arrives is individually monitored. The reference direction obtaining means 14 obtains, from the received wave, a direction in which the transmitting end of the received wave is located with respect to the array antenna 10 or information indicating the direction, and obtains the direction of the transmitting end based on this information. The specific branch discriminating unit 13A is configured to select one of the branches 11-1 to 11-P based on the deviation of each direction monitored by the monitoring unit 12 with respect to the direction obtained by the reference direction acquiring unit 14 and the configuration of the combination. Identify the branch whose characteristics have deteriorated.
[0027]
That is, even if the direction of the transmitting end of the above-mentioned received wave with respect to the array antenna 10 can change, as long as the direction is notified from this transmitting end, the specific reference of the branch whose characteristic has been deteriorated is not satisfied. can get.
Therefore, even when both or either of the above-described transmitting end and the device on which the array antenna 10 is mounted can move, a branch having deteriorated characteristics is specified with high accuracy.
[0028]
According to the third aspect of the present invention, the monitoring means 12A arrives in a plurality of combinations each including a plurality of branches 11-1 to 11-P individually including the elements of the array antenna 10. The phase difference of a specific received wave is individually monitored in parallel. The specific branch discriminating means 13C is provided with a standard value of the phase difference for each combination in advance, and based on the deviation of each phase difference monitored by the monitoring means 12A with respect to these standard values and the configuration of the combination. Of the 11-1 to 11-P, the branch whose characteristic has deteriorated is specified.
[0029]
In this way, the phase difference monitored by the monitoring unit 12A has a different value according to the phase shift amount of each of the branches 11-1 to 11-P described above.
Therefore, of these branches 11-1 to 11-P, the branch whose characteristic has been deteriorated to an unacceptable level due to environmental conditions, aging, and the like is determined by the monitoring unit 12A and the specific branch determining unit 13C as described above. Are detected with high accuracy by the frequency of the processing performed in cooperation.
[0030]
According to the invention described in claim 4, the monitoring means 12A has arrived at a plurality of combinations each including a plurality of branches 11-1 to 11-P individually including the elements of the array antenna 10. The phase difference of a specific received wave is individually monitored in parallel. The reference direction obtaining means 14A obtains, from the received wave, a direction in which the transmitting end of the received wave is located with respect to the array antenna 10 or information indicating the direction, and obtains the direction of the transmitting end based on this information. The specific branch discriminating unit 13D is configured to calculate a deviation of each phase difference monitored by the monitoring unit 12A with respect to a reference value of a known phase difference corresponding to the direction obtained by the reference direction obtaining unit 14A, and a configuration of a combination. Based on the branch, the branch having the deteriorated characteristic is specified from the branches 11-1 to 11-P.
[0031]
That is, even if the direction of the transmitting end of the above-mentioned received wave with respect to the array antenna 10 can change, as long as the direction is notified from this transmitting end, the specific reference of the branch whose characteristic has been deteriorated is not satisfied. can get.
Therefore, even when both or either of the above-described transmitting end and the device on which the array antenna 10 is mounted can move, a branch having deteriorated characteristics is specified with high accuracy.
[0032]
FIG. 2 is a principle block diagram of a first base station apparatus according to the present invention.
In the invention according to claim 5, the wireless interface means 21 forms a first wireless zone, and communicates with the terminals 20-1 to 20-n located in the first wireless zone based on the FDD scheme. Form a full-duplex wireless transmission path. The inter-station link forming means 24 forms a second wireless zone different from the first wireless zone, and communicates with the terminals 22-1 to 22-P located in the second wireless zone based on the FDD scheme. Unlike any of the channels allocated to these terminals 22-1 to 22-P, the channel arrangement and frequency of this second wireless zone are different from those of the radio base station 23 forming a full-duplex radio transmission path. Form a specific wireless transmission path suitable for the deployment.
[0033]
In other words, even when a full-duplex wireless transmission path is formed in the second wireless zone based on the FDD scheme in the wireless base station 23, the wireless base station (wireless interface unit 21) according to the present invention. ), The direction in which the received wave arrives from the wireless base station (wireless interface means 21) via the above-described specific wireless transmission path can be used to identify the deterioration of the characteristics of each branch. , Or the difference between the phases of the arriving received waves.
[0034]
Therefore, flexible adaptation to various multiple access schemes, frequency allocations and modulation schemes is possible.
According to the first aspect of the present invention, the monitoring means 12 includes a plurality of branches 11-1 to 11 -P each individually including the elements of the array antenna 10. The direction in which a specific received wave arrives is individually monitored for a plurality of combinations. The reference monitoring means 15 monitors the direction in which the received wave arrives at the array antenna 10 without passing through the array antenna 10. The specific branch discriminating means 13B determines the characteristic of the branches 11-1 to 11-P based on the deviation of each direction monitored by the monitoring means 12 with respect to the direction monitored by the reference monitoring means 15 and the configuration of the combination. Identify the degraded branch.
[0035]
That is, even if the azimuth of the transmitting end of the above-mentioned received wave with respect to the array antenna 10 can change, as long as the azimuth is monitored by the reference monitoring means 15 based on some method, the characteristics described above deteriorate. A specific criterion for the branch is obtained.
Therefore, even when both or any of the above-described transmitting end and the device on which the array antenna 10 is mounted can move, the load on the above-described transmitting end increases or the function becomes complicated. Therefore, the branch whose characteristic has deteriorated is specified with high accuracy.
[0036]
According to the second aspect of the present invention, the sharing means 16 transmits and / or receives signals, which should be originally performed via the array antenna 10, and the received wave. The array antenna 10 is shared for reception. The monitoring unit 12 monitors the directions in which the received waves individually arrive in combination via the sharing unit 16 in parallel.
[0037]
That is, the branch whose characteristic has been deteriorated is specified based on the deviation of the direction in which the received wave sequentially arrives at the array antenna 10 which should be originally applied to both or one of the above-described transmission and reception. You.
Therefore, as long as the radio channel on which the above-mentioned transmission or reception is performed and the radio channel on which the above-mentioned received wave arrives are identified under some multiple access scheme, the efficiency of the radio transmission performed via the array antenna 10 is improved. The restriction on either the period in which transmission of the received wave should be allowed or the period in which the direction in which the received wave arrives can be avoided without loss of quality or quality.
[0038]
FIG. 3 is a principle block diagram of a second base station apparatus according to the present invention.
In the first invention related to the invention described in claim 5, the wireless interface means 32 forms a wireless zone via the array antenna 30, and communicates with the terminals 31-1 to 31-n located in the wireless zone. A wireless transmission path is formed between them. The feed system monitoring unit 33 specifies a branch in which characteristics have deteriorated or a failure has occurred among a plurality of branches constituting the array antenna 30. The transmission branch maintaining unit 34 transmits a single branch of the plurality of branches other than the branch specified by the power supply system monitoring unit 33 to the transmission that should be constantly performed through a specific wireless transmission path to the wireless zone. Apply
[0039]
That is, even if the characteristics of any of the branches constituting the array antenna 30 are deteriorated, the specific wireless transmission path described above has normal characteristics and is formed constantly through a single remaining branch. .
Therefore, the antenna system used for forming such a specific wireless transmission path is redundantly configured by applying any one of the plurality of branches constituting the array antenna 30, and is stably maintained with high accuracy. You.
[0040]
According to the second aspect of the present invention, the wireless interface means 32 forms a wireless zone via the array antenna 30 and communicates with the terminals 31-1 to 31-n located in the wireless zone. A wireless transmission path is formed between them. The feed system monitoring unit 33 specifies a branch in which characteristics have deteriorated or a failure has occurred among a plurality of branches constituting the array antenna 30. The signal processing unit 35 performs the beam forming process of the array antenna 30 via the branch other than the branch specified by the feed system monitoring unit 33 among the plurality of branches, and in parallel with the process, The smaller the number, the more the received waves arriving at the array antenna 30 via more paths are RAKE-combined.
[0041]
That is, the number of paths subjected to RAKE combining is set to a larger value as the surplus processing amount of the signal processing unit 35 increases in accordance with the decrease in the number of branches described above.
Therefore, the surplus processing amount of the signal processing unit 35 is effectively used for improving and maintaining transmission quality.
[0042]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 4 is a diagram showing the first to fifth embodiments of the present invention.
The features of the first embodiment of the present invention are as follows, as shown in FIG.
A wireless unit 41-1 to 41-n that replaces the wireless units 61-1 to 61-n; and a calibration unit 42 that replaces the calibration unit 69. The control input of the calibration unit 42 includes an output of the failure detection unit 43. Is connected.
[0043]
A failure detection unit 43 is provided in place of the failure detection unit 66. The failure detection unit 43 is provided with a later-described “phase difference reference value” by a processor (not shown), and is connected to a monitor output of the arrival direction estimation unit 68. You.
In place of the finger corresponding unit 63-c, a finger corresponding unit 44-c different from the finger corresponding unit 63-c in that "a weight generating unit 45-c is provided instead of the weight generating unit 83-c" is provided. Can be
[0044]
Hereinafter, the operation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
For example, information indicating the position of the terminal with respect to the array antenna 60 is calculated by the terminal that is the transmitting end of the received wave based on a method adapted to GPS (Global Positioning System), and transmitted to the above-described received wave. Included as information.
The processor described above includes such information, and identifies and analyzes the transmission information provided as the above-described demodulated signal by the codec 65 based on a predetermined channel control procedure, thereby including the information in the transmission information. (Here, for simplicity, it is assumed that there is only “azimuth angle”).
[0045]
Further, the processor gives the failure detection unit 43 as a “phase difference reference value” adapted to the azimuth.
In the following, it is assumed that elements 60E-1 to 60E-n forming array antenna 60 are arranged at regular intervals on a virtual straight line for simplicity.
The arrival direction estimating unit 68 calculates the arrival direction of the received wave for each combination of two adjacent elements among the elements 60E-1 to 60E-n in the process of obtaining the arrival direction in the same manner as in the conventional example. The phase difference is obtained, and a sequence of these phase differences is given to the failure detection unit 43.
[0046]
The failure detection unit 43 determines whether or not each of the phase differences included in the sequence of the phase differences is equal to the above-described “phase difference reference value” with desired accuracy, and indicates a result of such determination. A column of binary information (here, for simplicity, it is assumed to correspond to each of the elements 60E-1 to 60E-n) is output as the monitoring information described above.
On the other hand, in the finger corresponding unit 44-c, the weight generating unit 45-c determines that “the logical values of the binary information included in the above-described monitoring information and corresponding to the elements 60E-1 to 60E-n have already been described. Is set to "0", the weight to be applied to the branch including the "element meaning" false "" as a result of the determination. Further, the weight generation unit 45-c determines that the main lobe of the array antenna 60 is the arrival direction of the received wave by combining only the elements of which the result of the determination is “true” among the elements 60E-1 to 60E-n. To generate a weight formed in
[0047]
In other words, of the branches including the elements 60E-1 to 60E-n, the branch in which a failure has occurred or the characteristic has deteriorated (hereinafter, referred to as a “deteriorated branch”) is the phase difference deviation described above. , And only normal branches that do not correspond to these “deteriorated branches” are applied to beamforming that is used for receiving received waves.
[0048]
Therefore, according to the present embodiment, both of these faults and characteristic deterioration are detected with higher accuracy and the remaining The transmission quality and the service quality are maintained high based on the normal branch to be performed.
In this embodiment, the position and the azimuth of the terminal are obtained by applying a predetermined method to information given via a GPS receiver mounted on the terminal, and a predetermined wireless transmission path is used. This is notified to the radio base station according to the present embodiment via the radio base station.
[0049]
However, the present invention is not limited to such a configuration, and these positions and azimuths may be applied to the terminal by any method (including both self-contained navigation and wireless navigation or a combination of any of them). May be required by
The wireless transmission path from the transmitting end of the received wave to the wireless base station according to the present embodiment is formed as a multipath.
[0050]
However, such a wireless transmission path is formed, for example, in a non-linear manner by reflection from a reflector or diffraction by a shield, and a phase difference indicating "the direction in which a reception wave arrives at the reception end by reflection or diffraction". May be given as the aforementioned “phase difference reference value”. Further, in the present embodiment, the above-described received wave corresponds to the transmitting end of the received wave, and arrives at the array antenna 60 via the radio channel allocated to the terminal where the call has occurred under channel control. ing.
[0051]
However, such a radio transmission path on which a received wave propagates is, for example, applicable when the radio base station apparatus according to the present invention is applied to a small-zone mobile communication system under a prescribed channel configuration. The control channel may be a control channel allocated to a wireless zone to be used.
Hereinafter, the operation of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0052]
The feature of this embodiment lies in the following processing procedure performed by the arrival direction estimating unit 68.
The arrival direction estimating unit 68 takes in the monitoring signal generated by the failure detecting unit 43, and individually includes the elements 40E-1 to 40E-n based on a combination of logical values of binary information included in the monitoring signal. All the “deteriorated branches” are identified from the branches constituted by
[0053]
Further, as described above, the arrival direction estimating unit 68 is involved in monitoring the phase difference of the received wave with respect to the pair including the degraded branch identified in the branch pairs for which the phase difference is to be obtained as described above. The processing is omitted.
As described above, according to the present embodiment, the processing amount of the arrival direction estimating unit 68 and the consumption of other unnecessary resources are compared with the case where such a phase difference is continuously monitored for the pair including the degraded branch. Is avoided.
[0054]
Therefore, power consumption is reduced, and reliability and quality of service are maintained high.
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, the output of the direction-of-arrival estimation unit 68 is connected to the control input of the failure detection unit 43 as indicated by the dotted line in FIG.
[0055]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The feature of the present embodiment lies in the following processing procedure performed by the failure detection unit 43.
The failure detection unit 43 determines that the “deviation of the“ angle of arrival ”obtained by the direction-of-arrival estimation unit 68” is “a known angle of arrival at which the corresponding received wave has arrived (hereinafter referred to as a“ reference angle of arrival ”). It is assumed that the value is given in advance similarly to the “reference phase difference”)).
[0056]
Further, the failure detection unit 43 waits without performing any of the above-described processing as long as the result of the determination is “true”, and performs the processing only during a period in which the result of the determination is “false”. Do.
Therefore, according to the present embodiment, during a period in which no failure has occurred in any of the branches including the elements 40E-1 to 40E-n, the failure detection unit 43 detects the “failed branch”. Is unnecessary.
[0057]
In the present embodiment, when the deviation of the “angle of arrival” obtained by the direction-of-arrival estimating unit 68 significantly increases, the failure detecting unit 43 starts detecting the “failure branch” described above.
However, the trigger for starting the processing related to such detection is, for example, even when the “deviation of the“ phase difference of the received wave between branches ”obtained by the direction-of-arrival estimation unit 68” significantly increases. Good.
[0058]
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The feature of the present embodiment lies in the following processing procedure performed by the calibration unit 42. The calibrating unit 42 starts the process of realizing the calibration of the characteristics of the branch including the elements 60E-1 to 60E-n at the same timing as the related art.
However, the radio unit to be subjected to such processing differs from the procedure in the conventional example in the following points.
[0059]
-It is limited to only the radio units constituting the "normal branch" which does not correspond to the "failure branch" (specified based on the logical value of the monitoring signal given by the failure detection unit 43).
Therefore, according to the present embodiment, it is avoided that the calibration unit 42 performs unnecessary processing related to the calibration of the “failure branch”.
[0060]
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, as described above, the finger corresponding units 44-1 to 44-m, the RAKE combining unit 64, and the codec 65 include a general-purpose processor (load distribution and function distribution, as shown by a dashed line in FIG. 4). And / or any one of them may be configured as a plurality of digital signal processors.).
[0061]
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The feature of this embodiment lies in the following processing procedure performed by the baseband processing unit described above.
The baseband processing unit identifies both or any one of the number and combination of “failed branches” based on the monitoring signal given by the failure detection unit 43, and determines “normal branch” based on these numbers and combinations. In addition to performing the despreading process and the beamforming process related only to the above, the processing amount of the baseband processing unit and the surplus processing amount not applied to these processes are identified.
[0062]
Further, the baseband processing unit sets the number of paths to be RAKE-combined as described above to be larger as the amount of such surplus processing is larger.
Therefore, according to the present embodiment, the surplus processing amount of the baseband processing unit is effectively used for improving transmission quality.
In the present embodiment, if an increase in the load on the baseband processing unit is allowed and the above-described processing is performed on the “failed branch”, such a “failed branch” is interposed. Therefore, deterioration of the overall characteristics due to the operation is reduced.
[0063]
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the elements 60E-1 to 60E-n are arranged at regular intervals on a virtual straight line, and physically adjacent to the elements 60E-1 to 60E-n. For each pair of arranged branches, a “failure branch” is specified based on the deviation of the phase difference between the received waves arriving at the individual branches.
However, the present invention is not limited to such a configuration. For example, the arrival angles of received waves arriving in parallel for each pair of branches described above are obtained in symbol units, and based on the deviation of these arrival angles, A "failed branch" may be identified.
[0064]
Also, in each of the above-described embodiments, the above-described identification of the phase difference and the deviation of the angle of arrival is performed for the reception arriving from the terminal via a radio channel allocated under channel control or a fixed control channel. It is a wave.
However, such a received wave may be, for example, a received wave arriving from a transmitting end other than the terminal (for example, an adjacent wireless base station may be used).
[0065]
If such a transmitting end is an adjacent wireless base station and the FDD (Frequency Division Duplex) method is applied, the wireless terminal has arrived from the adjacent wireless base station to the wireless base station according to the present embodiment. The received wave is a radio frequency signal forming an uplink in a radio zone formed by the radio base station (a radio frequency signal transmitted through a radio channel appropriately allocated in cooperation with channel control and call setting). Signal).
[0066]
Furthermore, in each of the embodiments described above, the array antenna 60 is shared for both transmission and reception.
However, the present invention is not limited to such a configuration, and is similarly applicable to, for example, a wireless transmission system in which the array antenna 60 is exclusively used for reception.
Further, in each of the above-described embodiments, when any “failed branch” is identified, a process of excluding the “failed branch” from the configuration of the antenna system is performed, or an unnecessary process is performed in parallel with such a process. Transmission quality is improved by reducing the amount of processing or by using excess processing.
[0067]
However, the processing to be performed in accordance with the identification and increase / decrease of the “failed branch” as described above includes the system configuration of the wireless transmission system and equipment to which the present invention is applied (including the channel configuration, the zone configuration, the frequency configuration, etc.) For example, both or any one of the processes listed below and any other process may be used.
If a single branch applies to the transmission of the control channel, the single branch is kept only as a “normal branch” by the multiplexer shown in dotted lines in FIG.
[0068]
Further, in each of the above-described embodiments, the received wave arrives via a known wireless channel.
However, when such a radio channel arrives from an adjacent radio base station, for example, under the initiative of the radio base station or “this radio base station and the base station control station (the corresponding radio base station) Is installed under the control of a base station control station different from the radio base station according to the present invention, it may be both of these base station control stations.) And all or a part of the exchange station. " May be specified as appropriate based on the procedure of call setting and channel control in cooperation with.
[0069]
In each of the above-described embodiments, the present invention is applied to a radio base station of a mobile communication system to which a CDMA method is applied and RAKE combining is performed at a receiving end.
However, the present invention is not limited to such a mobile communication system or a radio base station, and as long as desired beamforming is performed via an array antenna, the applied modulation scheme, multiple access scheme, zone configuration, channel configuration , Irrespective of the frequency arrangement, the present invention is applicable to radio stations of various radio transmission systems.
[0070]
Furthermore, in each of the above-described embodiments, a method to be applied for obtaining the “angle of arrival” is not specifically disclosed.
However, such a method may be any method as long as the aforementioned “angle of arrival” is reliably obtained with desired accuracy and speed.
In each of the above-described embodiments, the “failed branch” is specified based on the deviation of the phase difference between the received waves arriving for each pair of the branches described above.
[0071]
However, for a combination of branches for which the deviation of the phase difference (arrival angle) of the received waves is to be tested, the “failed branch” can be reliably specified based on a set operation or a logical operation adapted to the combination. Any combination may be used as long as it is possible.
Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various embodiments can be made within the scope of the present invention, and any or all of the components may be eliminated in any way. Good.
[0072]
Hereinafter, the inventions disclosed in the above-described embodiments will be arranged hierarchically and multilaterally and listed as additional items.
(Supplementary Note 1) The direction in which a specific received wave arrives is individually monitored in a plurality of combinations each including a plurality of branches 11-1 to 11-P individually including the elements of the array antenna 10. Monitoring means 12 for performing
Directions in which the received waves should arrive are given in advance, and based on the deviation of each direction monitored by the monitoring means 12 with respect to these directions and the configuration of the combination, the branches 11-1 to 11-P A specific branch discriminating means 13 for specifying a branch whose characteristic has deteriorated
A power supply system monitoring device comprising:
[0073]
(Supplementary Note 2) The direction in which a specific received wave arrives is individually monitored in a plurality of combinations each including a plurality of branches 11-1 to 11-P individually including the elements of the array antenna 10. Monitoring means 12 for performing
A reference direction obtaining means 14 for obtaining, from the received wave, information indicating a direction in which the transmitting end of the received wave is located with respect to the array antenna 10 or the direction thereof, and obtaining a direction of the transmitting end based on the information;
The characteristics of the branches 11-1 to 11-P deteriorate based on the deviation of each direction monitored by the monitoring unit 12 with respect to the direction obtained by the reference direction obtaining unit 14 and the configuration of the combination. Specific branch discriminating means 13A for specifying the specified branch
A power supply system monitoring device comprising:
[0074]
(Supplementary Note 3) The phase difference of the arriving specific received wave is parallelized to a plurality of combinations each including a plurality of branches 11-1 to 11-P individually including the elements of the array antenna 10. Monitoring means 12A for individually monitoring
A standard value of the phase difference is given in advance for each of the combinations, and the branch 11- based on the deviation of each phase difference monitored by the monitoring unit 12A with respect to these standard values and the configuration of the combination. A specific branch discriminating unit 13C for specifying a branch whose characteristic has deteriorated among 1-11-P;
A power supply system monitoring device comprising:
[0075]
(Supplementary Note 4) A plurality of combinations each including a plurality of branches 11-1 to 11-P individually including the elements of the array antenna 10 are provided with the phase difference of a specific incoming wave arriving in parallel. Monitoring means 12A for individually monitoring
A reference direction obtaining unit 14A that obtains, from the received wave, information indicating the direction in which the transmitting end of the received wave is located with respect to the array antenna 10 or the direction thereof, and obtains the direction of the transmitting end based on the information;
Based on the deviation of the individual phase difference monitored by the monitoring means 12A with respect to the reference value of the known phase difference adapted to the direction obtained by the reference direction obtaining means 14A and the configuration of the combination, A specific branch discriminating unit 13D that specifies a branch whose characteristic has deteriorated among the branches 11-1 to 11-P;
A power supply system monitoring device comprising:
[0076]
(Supplementary Note 5) The direction in which a specific received wave arrives is individually monitored in a plurality of combinations each including a plurality of branches 11-1 to 11-P individually including the elements of the array antenna 10. Monitoring means 12 for performing
Reference monitoring means 15 for monitoring a direction in which the received wave arrives at the array antenna 10 without passing through the array antenna 10;
The characteristics of the branches 11-1 to 11-P deteriorated based on the deviation of each direction monitored by the monitoring means 12 with respect to the direction monitored by the reference monitoring means 15 and the configuration of the combination. A specific branch determining means 13B for specifying a branch;
A power supply system monitoring device comprising:
[0077]
(Supplementary Note 6) In the power supply system monitoring device according to any one of Supplementary Notes 1 to 5,
And / or sharing means 16 for sharing the array antenna 10 for transmission and / or reception that should be performed via the array antenna 10 and reception of the received wave,
The monitoring means 12,
The direction in which the received wave arrives individually for the combination via the sharing means 16 is monitored in parallel.
A power supply system monitoring device, characterized in that:
[0078]
(Supplementary Note 7) A radio that forms a first wireless zone and forms a full-duplex wireless transmission path with the terminals 20-1 to 20-n located in the first wireless zone based on the FDD scheme Interface means 21;
A second wireless zone different from the first wireless zone is formed, and a full-duplex wireless transmission line is formed between the terminals 22-1 to 22-P located in the second wireless zone based on the FDD scheme. Is different from any of the channels assigned to these terminals 22-1 to 22-P, and is adapted to a specific radio channel adapted to the channel arrangement and frequency arrangement of the second radio zone. An inter-station link forming means 24 for forming a transmission path;
A wireless base station device comprising:
[0079]
(Supplementary Note 8) Wireless interface means 32 which forms a wireless zone via the array antenna 30 and forms a wireless transmission path with the terminals 31-1 to 31-n located in the wireless zone;
A feed system monitoring unit 33 for identifying a branch having a deteriorated characteristic or a failure in the plurality of branches constituting the array antenna 30;
A transmission for applying a single branch of the plurality of branches other than the branch specified by the power supply system monitoring unit 33 to transmission to be performed constantly through a specific wireless transmission path to the wireless zone. Branch maintaining means 34
A wireless base station device comprising:
[0080]
(Supplementary Note 9) wireless interface means 32 which forms a wireless zone via the array antenna 30 and forms a wireless transmission path with the terminals 31-1 to 31-n located in the wireless zone;
A feed system monitoring unit 33 for identifying a branch having a deteriorated characteristic or a failure in the plurality of branches constituting the array antenna 30;
Among the plurality of branches, the beam forming process of the array antenna 30 is performed via a branch other than the branch specified by the feed system monitoring unit 33, and in parallel with the process, the number of these branches is small. Signal processing means 35 for RAKE-combining the received waves arriving at the array antenna 30 through a moderate number of paths;
A wireless base station device comprising:
[0081]
【The invention's effect】
As described above, according to the first and third aspects of the present invention, the branch whose characteristics have been deteriorated to an unacceptable level due to environmental conditions, aging, and the like is determined by the monitoring unit and the specific branch determining unit as described above. Are detected with high accuracy by the frequency of the processing performed in conjunction.
According to the second and fourth aspects of the present invention, even if both or any of the transmitting end of the received wave and the device equipped with the array antenna can move, the branch whose characteristics have deteriorated Is determined with high accuracy.
[0082]
Furthermore, according to the invention described in claim 5, it is possible to flexibly adapt to various multiple access systems, frequency allocations, and modulation systems.
Further, in the first invention related to the first and second aspects of the invention and the first invention related to the third and fourth aspects, the transmitting end of the received wave and the array antenna are mounted. Even if one or both of the devices can move, the branch whose characteristics have deteriorated is specified with high accuracy without increasing the load on the transmitting end or complicating the function as described above. .
[0083]
Further, in the second invention related to the first and second aspects of the present invention and the second invention related to the third and fourth aspects of the invention, the transmission or reception of the signal through the array antenna is inherently performed. As long as the wireless channel on which the received wave arrives and the wireless channel on which the received wave arrives are identified under some multiple access scheme, the reception and reception of the wireless transmission via the array antenna can be performed without loss of efficiency or quality. Restrictions relating to either a period during which the transmission of the wave should be allowed or a period during which the direction in which the received wave arrives can be monitored are avoided.
[0084]
In the first invention related to the invention described in claim 5, an antenna system used for forming a specific wireless transmission path on which transmission is to be performed constantly is provided by a plurality of branches of an array antenna. Either of them is applied to form a redundant configuration, and it is maintained with high accuracy and stability.
Further, in the second invention related to the invention described in claim 5, a surplus processing amount of the signal processing means is effectively used for improving and maintaining transmission quality, and a branch whose characteristic is deteriorated is applied to beamforming. Unnecessary deterioration of transmission quality due to deterioration of the characteristics is avoided as compared with the case where the transmission is continued.
[0085]
Therefore, in the wireless transmission system to which these inventions are applied, the running cost is reduced in addition to the efficiency of maintenance and operation, and the price-performance ratio is comprehensively increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a principle block diagram of a power supply system monitoring device according to the present invention.
FIG. 2 is a principle block diagram of a first base station apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a principle block diagram of a second base station device according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing first to fifth embodiments of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless base station provided with an array antenna.
[Explanation of symbols]
10, 30, 60 array antenna
11 branches
12,12A monitoring means
13, 13A, 13B, 13C, 13D, 13E Specific branch discriminating means
14, 14A Reference direction acquisition means
15, 15A Standard monitoring means
16,16A Common means
17 Signal processing means
18 Calibration means
20, 22, 31 terminals
21, 32 wireless interface means
23 wireless base stations
24 Inter-station link forming means
25 Notification means
33 Power supply system monitoring means
34 Transmission branch maintaining means
35 signal processing means
36 Beam forming means
41,61 Radio section
42,69 Calibration unit
43,66 failure detector
44, 63 Finger corresponding part
60E element
62 Matched Filter (MF)
64 RAKE synthesis unit
65 codecs
67 Path timing detector
68 Arrival direction estimator
70 User Support Department
71 Inter-user synthesis unit
81 Despreading part (DS)
82 Beamformer
83 Weight generator
84 Synchronous detector
86 weight converter

Claims (5)

アレーアンテナの素子を個別に含んで構成されるブランチが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、特定の受信波が到来した方向を個別に監視する監視手段と、
前記受信波が到来すべき方向が予め与えられ、これらの方向に対する前記監視手段によって監視された個々の方向の偏差と前記組み合わせの構成とに基づいて、前記ブランチの内、特性が劣化したブランチを特定する特定ブランチ判別手段と
を備えたことを特徴とする給電系監視装置。Monitoring means for individually monitoring the direction in which a specific received wave has arrived, to a plurality of combinations each including a plurality of branches configured individually including elements of the array antenna,
The directions in which the received waves should arrive are given in advance, and based on the deviations of the individual directions monitored by the monitoring means with respect to these directions and the configuration of the combination, among the branches, the branch whose characteristic has been deteriorated is determined. A power supply system monitoring device comprising: a specific branch determining unit for specifying. アレーアンテナの素子を個別に含んで構成されるブランチが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、特定の受信波が到来した方向を個別に監視する監視手段と、
前記受信波の送信端が前記アレーアンテナに対して位置する方向またはその方向を示す情報をその受信波から取得し、この情報に基づいてその送信端の方向を得る基準方向取得手段と、
前記基準方向取得手段によって得られた方向に対する前記監視手段によって監視された個々の方向の偏差と前記組み合わせの構成とに基づいて、前記ブランチの内、特性が劣化したブランチを特定する特定ブランチ判別手段と
を備えたことを特徴とする給電系監視装置。Monitoring means for individually monitoring the direction in which a specific received wave has arrived, to a plurality of combinations each including a plurality of branches configured individually including elements of the array antenna,
Reference direction obtaining means for obtaining information indicating the direction or the direction in which the transmitting end of the received wave is located with respect to the array antenna from the received wave, and obtaining the direction of the transmitting end based on the information,
Specific branch discriminating means for specifying, among the branches, a branch whose characteristic has deteriorated, based on the deviation of each direction monitored by the monitoring means with respect to the direction obtained by the reference direction obtaining means and the configuration of the combination; A power supply system monitoring device comprising: アレーアンテナの素子を個別に含んで構成されるブランチが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、到来した特定の受信波の位相の差を並行して個別に監視する監視手段と、
前記組み合わせ毎に前記位相の差の標準値が予め与えられ、これらの標準値に対する前記監視手段によって監視された個々の位相の差の偏差と前記組み合わせの構成とに基づいて、前記ブランチの内、特性が劣化したブランチを特定する特定ブランチ判別手段と
を備えたことを特徴とする給電系監視装置。Monitoring means for individually monitoring the phase difference of a specific received wave in parallel with a plurality of combinations each including a plurality of branches individually including the elements of the array antenna,
A standard value of the phase difference is given in advance for each combination, and based on a deviation of each phase difference monitored by the monitoring unit with respect to these standard values and the configuration of the combination, of the branches, A power supply system monitoring device comprising: a specific branch discriminating means for specifying a branch whose characteristics have deteriorated. アレーアンテナの素子を個別に含んで構成されるブランチが複数個ずつ含まれてなる複数の組み合わせに、到来した特定の受信波の位相の差を並行して個別に監視する監視手段と、
前記受信波の送信端が前記アレーアンテナに対して位置する方向またはその方向を示す情報をその受信波から取得し、この情報に基づいてその送信端の方向を得る基準方向取得手段と、
前記基準方向取得手段によって得られた方向に対応した既知の位相の差の基準に対する前記監視手段によって監視された個々の位相の差の偏差と、前記組み合わせの構成とに基づいて、前記ブランチの内、特性が劣化したブランチを特定する特定ブランチ判別手段と
を備えたことを特徴とする給電系監視装置。Monitoring means for individually monitoring the phase difference of a specific received wave in parallel with a plurality of combinations each including a plurality of branches individually including the elements of the array antenna,
Reference direction obtaining means for obtaining information indicating the direction or the direction in which the transmitting end of the received wave is located with respect to the array antenna from the received wave, and obtaining the direction of the transmitting end based on the information,
Based on the deviation of each phase difference monitored by the monitoring means with respect to the reference of the known phase difference corresponding to the direction obtained by the reference direction obtaining means, and the configuration of the combination, And a specific branch discriminating means for specifying a branch having deteriorated characteristics. 第一の無線ゾーンを形成し、その第一の無線ゾーンに位置する端末との間にＦＤＤ方式に基づいて全二重の無線伝送路を形成する無線インタフェース手段と、
前記第一の無線ゾーンと異なる第二の無線ゾーンを形成し、その第二の無線ゾーンに位置する端末との間にＦＤＤ方式に基づいて全二重の無線伝送路を形成する無線基地局との間に、これらの端末に割り付けられた何れのチャネルとも異なり、この第二の無線ゾーンのチャネル配置および周波数配置に適合した特定の無線伝送路を形成する局間リンク形成手段と
を備えたことを特徴とする無線基地局装置。Wireless interface means for forming a first wireless zone and forming a full-duplex wireless transmission path with a terminal located in the first wireless zone based on the FDD scheme;
A wireless base station forming a second wireless zone different from the first wireless zone, and forming a full-duplex wireless transmission path based on the FDD scheme with a terminal located in the second wireless zone; And inter-station link forming means for forming a specific wireless transmission path different from any of the channels allocated to these terminals and adapted to the channel arrangement and frequency arrangement of the second wireless zone. A wireless base station device characterized by the above-mentioned.
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