JP2001111463A

JP2001111463A - 受信回路異常検出方式

Info

Publication number: JP2001111463A
Application number: JP29209899A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Onoda; 雅浩小野田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2001-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】ＰＨＳ無線基地局等の受信回路に関し、運用
中であっても容易に異常を検出でき、また、異常が発生
した場合でも基地局機能の維持が可能となる、受信回路
異常検出方式の提供を図る。【解決手段】本発明は、上述の課題を解決するため、
ＰＨＳ無線基地局等が制御信号を送信している時間に対
応して、異常検出すべき受信回路を順次ＯＮとし、アン
テナスイッチからの漏洩送信信号を受信し、その復調デ
ータおよび受信レベルの確認を行うことにより、受信回
路の異常を検出する。また、受信回路の異常を検出した
場合、その受信回路の電源をＯＦＦし、ダイバーシティ
合成から切り離すことにより、ＰＨＳ無線基地局機能の
維持を図ると共に、回線を通じて外部の保守システム
に、受信回路異常の警報を通知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線送受信装置の
異常検出方式に関し、特に無線送受信装置における受信
回路の異常検出方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動無線通信システムとして、ＰＨＳ(P
ersonal Handy phone System) と呼ばれるデジタルコー
ドレス電話システムが知られている。図１２はこのＰＨ
Ｓシステムの構成の概略図を示したものである。同図中
のＰＳ７１，７２，・・およびＣＳ８１，８２，・・
は、それぞれ移動無線端末およびＰＨＳ無線基地局を示
している。ＰＳとＣＳは、1.9 GHz の周波数帯の電波を
用い、送受信を行っている。通常、ＣＳはＩＳＤＮ（サ
ービス総合デジタル網）回線によって、集線装置９１、
交換機９２、および公衆網９３を経由して一般加入電話
９５等の通話相手に接続されており、移動無線端末と一
般加入電話との間、或いは移動無線端末間で通話が行わ
れる。また、ＰＨＳ運用事業者の保守システム９４は公
衆網に接続されており、この公衆網９３を通して、各Ｃ
Ｓ８１，・・の動作状態を監視できるようになってい
る。

【０００３】従来、ＰＨＳ無線基地局等においては、送
信回路、制御回路等について、送信電力、局部発振器の
位相同期状態、制御回路動作等の項目について異常を検
出するため、それぞれ送信電力モニタ、位相同期外れ検
出回路、制御回路の異常検出回路等を備えており、異常
が発見された場合、接続されている保守システムに警報
を発するようになっている。

【０００４】しかし、受信回路については、異常を検出
するためには外部からの入力信号が必要であり、そのた
めに装置内部にＳＧ（信号発生器）を備える必要があ
り、装置全体が高価となる理由等のため、異常検出機能
を備えていなかった。

【０００５】受信回路に異常を来すと、受信感度の劣化
を招くに止まらず、ＰＨＳ基地局として機能しなくなる
恐れがある。

【０００６】受信感度の劣化を招く例として、ダイバー
シティ受信を行うため、複数の受信回路を備え、それら
の受信レベルに応じ、各出力に重み付けを行い合成して
受信感度の利得を稼ぐ様な方式を採用しているＰＨＳ無
線基地局の場合、１つの受信回路が故障により感度劣化
を起こしている場合、当然のことながら、合成後の受信
感度も劣化することが考えられる。また、１つの受信回
路から出力される受信レベルが、実際に受信された信号
に比べ著しく高いと認識した場合は、その受信回路のみ
重みが高くなり、結果的に合成した時の受信感度の利得
は正常時に比べ著しく減少する。

【０００７】また、受信感度の劣化以外の影響の例とし
ては、通常、ＰＨＳ無線基地局は送信動作開始前に、周
辺基地局からの送信信号を受信し、他局の送信信号の発
生していない、空いている時間を見つけ、その時間に送
信を行うが、１つの受信回路が異常になり、周辺基地局
からの信号がないにも拘らず受信レベルが高いと認識し
た場合、その基地局は、自局が送信するための、空いて
いる時間を見つけることができず、永久に電波を送信で
きなくなることが考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の通り、従来のＰ
ＨＳ無線基地局では、受信回路の異常を検出する機能を
備えていなかったため、上記の様な状況に陥った場合、
受信感度が劣化したまま使用しているか、又は、何らか
の情報により受信回路の異常を知り、その異常の生じて
いる受信回路を交換するまで、ＰＨＳ無線基地局は事実
上使用不可の状態となっていた。

【０００９】本発明は、ＰＨＳ無線基地局等の受信回路
に関し、信号発生器等の高価な構成を設けることなく、
受信回路の異常検出ができる異常検出方式を提供するこ
とを目的とする。また、運用中であっても容易に異常を
検出でき、異常が発生した場合でも基地局機能の維持が
可能となる受信回路異常検出方式を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】ＰＨＳシステムでは、Ｔ
ＤＭＡ−ＴＤＤ(Time Division Multiple Access -Time
Division Duplex: 時分割多重アクセス- 時分割多重
化) 方式を採用しており、基地局が送信する時間と受信
する時間は時間軸上重ならない様になっている。また、
通常ＰＨＳ無線基地局等では、送信、受信共、共通のア
ンテナを使用しており、送信している時間には送信回路
がアンテナに、受信している時間には受信回路がアンテ
ナに接続される様、アンテナ切替えスイッチを備えてい
る。また、通常、送信時間中は受信回路に過大レベルの
信号が入力されない様、また、消費電力の低減の為にも
受信回路の受信回路保護スイッチおよび電源スイッチを
ＯＦＦにしている。

【００１１】本発明では、ＰＨＳ無線基地局等が制御信
号を送信している時間に対応して、受信回路を順次ＯＮ
とし、アンテナ切替えスイッチを介して制御信号の漏洩
送信信号を受信することにより受信回路の正常性を判断
し、受信回路の異常を検出する。受信回路の異常を検出
した場合、その受信回路の電源をＯＦＦし、ダイバーシ
ティ合成回路から切り離すことにより、ＰＨＳ無線基地
局機能の維持を図ると共に、回線を通じて、外部の保守
システムに受信回路異常の警報を通知する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、ＰＨＳ無線基地局を例とし、図を参照しながら説明
する。

【００１３】なお、全図を通じて理解を容易とするため
に同様箇所には、同一符号を付している。

【００１４】まず、ＰＨＳ無線基地局における構成と通
常の動作について、図１〜図７を用いて説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施の形態におけるＰ
ＨＳ無線基地局の構成説明図である。この実施形態で
は、アンテナ４本の場合を示している。ＰＨＳ無線基地
局は、大きく分けて、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４、無
線回路部１１、制御回路１９、回線制御部２０、および
電源部２１で構成される。無線回路部１１は、アンテナ
切替えスイッチ１２、送信回路１３、受信回路１４〜
受信回路１７、および復調回路１８からなる。

【００１６】ＩＳＤＮ回線から伝送されてきた一般加入
電話等の通話相手からの送信信号は、回線制御部２０、
制御回路１９、送信回路１３、およびアンテナ切替えス
イッチ１２を通り、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４から移
動無線端末へ向けて送信される。また、移動無線端末か
らの受信信号は、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４、アンテ
ナ切替えスイッチ１２を通り、受信回路１４〜１７およ
び復調回路１８でダイバーシティ合成され、制御回路１
９、回線制御部２０を通してＩＳＤＮ回線に伝送され
る。回線制御部２０は、制御回路１９とＩＳＤＮ回線と
の送受信信号のインタフェースを取るために付加されて
いる。

【００１７】図２は、ＰＨＳ無線基地局の送受信タイミ
ング説明図である。Ｔ１〜Ｔ４は送信する時間であり、
Ｒ１〜Ｒ４は受信する時間である。それぞれをタイムス
ロットと言い、この１タイムスロットの時間は 625μS
である。送信時間 (Ｔ１〜Ｔ４) および受信時間 (Ｒ１
〜Ｒ４) は、交互に 5mS間隔で繰り返される。Ｔ１〜Ｔ
４の内、１つのタイムスロットを制御信号送信用とし、
100 mSおきに送信している。他のタイムスロットは通話
呼が発生した場合や位置登録要求が発生した場合に、無
線移動端末７１，・・とのやりとりの際の送信に使用す
る。

【００１８】図３は、制御信号の構成説明図である。移
動無線における制御信号は、通常バースト的に伝送され
るため、同図に示す様に制御情報信号の前に同期用のプ
リアンブル信号が付加されている。

【００１９】図４は、送信における制御信号と通話信号
のタイミングの説明図である。同図中の(1)は、通話を
行っていない場合で、制御信号のみが100mS 間隔で送信
されている例であり、(2)は１通話を行っている場合
で、100mS 間隔の制御信号と5mS間隔の１通話の信号が
送信されている例である。尚、1 タイムスロットの時間
は図２と同様に 625μS である。

【００２０】図５は、本発明の一実施の形態におけるア
ンテナ切替えスイッチの構成の要部説明図である。それ
ぞれのアンテナスイッチ（ＳＷ）の状態を一例として以
下に説明する。

【００２１】送信時には、アンテナスイッチＳＷ２〜Ｓ
Ｗ５は送信回路側（Ｔ）に倒され、送信回路はアンテナ
スイッチＳＷ１により選択されたアンテナに接続される
（この図ではＡＮＴ１に）。この時、各受信回路とアン
テナは切り離される。また、受信時には、アンテナスイ
ッチＳＷ２〜ＳＷ５は受信回路側（Ｒ）に倒され、受信
回路は各アンテナと接続される。この時、送信回路はア
ンテナから切り離される。

【００２２】図６は、本発明の一実施の形態における受
信回路の構成の要部説明図である。アンテナ切替えスイ
ッチ１２（図１参照）より入力された1.9 GHz 帯の受信
信号は、受信回路保護スイッチ（ＲＸＳＷ) ３１を通
り、ＬＮＡ（低雑音増幅器）３３で増幅され、ＭＩＸ
（周波数混合器）３５により 250 MHz帯の第１ＩＦ周波
数に変換され、その後、ＭＩＸ（周波数混合器）３７に
より 10.8 MHz 帯の第２ＩＦ周波数に変換され、受信Ｉ
Ｆ信号を得る。この受信ＩＦ信号は、ＩＦＡＭＰ３９
およびリミッタＡＭＰ４０により、所定の信号レベルに
自動調整され、次段の復調回路１８（図１参照）に出力
される。また、受信信号レベルは、ＲＳＳＩＤＥＴ
（受信信号強度検出器）４１により、受信信号の強度に
応じた電圧に変換され、ＲＳＳＩ（Received Signal
Strength Indicator: 受信信号強度表示器）信号とし
て復調回路１８に出力される。受信回路保護スイッチ３
１は、送信時に、受信回路に過大な信号が入力されない
ためのスイッチであり、通常の受信時のみＯＮとなる。
尚、ＢＰＦ３２、３４、３６、３８は、帯域制限用帯域
通過フィルタである。

【００２３】図７は、本発明の一実施の形態における復
調回路の構成の要部説明図である。復調回路１８（図１
参照）では各受信回路の受信ＩＦ信号の復調及びＲＳＳ
Ｉ信号の処理を行う。各受信ＩＦ信号はそれぞれの遅延
検波部４３〜４６に入力され、遅延検波される。それら
の出力は、合成部に入力され、ダイバーシティ合成のた
め、各受信回路のＲＳＳＩ出力レベルに応じ、出力レベ
ルの高い受信回路はより大きく、出力レベルの低い回路
はより小さくする重み付けをされ、その後合成される。
受信信号の位相からデータを復調し、受信データとして
制御部へ出力される。

【００２４】また、各受信回路ＲＳＳＩ信号は、ＲＳＳ
Ｉ処理部４２に入力され処理される。通常受信時は、各
ＲＳＳＩ信号の内、最大値（または平均値）を受信信号
レベルとして、制御回路１９（図１参照）に出力され
る。

【００２５】つぎに、受信回路の異常検出を行う場合の
構成と動作について、図１〜図１２を用いて説明する。

【００２６】ＰＨＳ無線基地局が送信しているときは、
通常、受信回路はＯＦＦになっているが、異常検出を行
う場合には、制御信号を送信している時間に対応して、
図８に示すタイミングで、各受信回路を順番にＯＮに
し、図１および図５における点線の矢印で示す様に、ア
ンテナスイッチ内の結合度により漏れてくる漏洩送信信
号１４ｉ〜１７ｉを受信する様にする。

【００２７】アンテナ切替えスイッチ部分の動作につい
て、図５の例を用いてやや詳しく説明する。同図は送信
状態を示しており、送信回路よりの送信信号および制御
信号は、アンテナスイッチＳＷ１およびアンテナスイッ
チＳＷ２を経由してアンテナＡＮＴ１から送信される。
受信回路の異常検出はこの状態で行われる。まず最初の
制御信号が送信される時間に対応して受信回路の電源
をＯＮにし、アンテナスイッチＳＷ１およびアンテナス
イッチＳＷ２内のＴ−Ｒ（送信−受信）端子間の結合度
を経由する漏洩信号１４ｉを受信する様にする。つぎの
制御信号のタイミングには受信回路の電源をＯＮに
し、アンテナスイッチＳＷ１内のＡＮＴ１−ＡＮＴ２端
子間の結合度およびアンテナスイッチＳＷ３内のＴ−Ｒ
（送信−受信）端子間の結合度を経由する漏洩信号１５
ｉを受信する様にする。以下、同様に受信回路、受信
回路で受信する様にする。通常、アンテナスイッチＯ
ＦＦ時の結合度は、通常、20〜30 dB である。

【００２８】図９は、本発明の一実施の形態における受
信回路・復調回路・制御回路の構成の要部説明図であ
る。従来、受信回路の電源スイッチ操作は一括して行わ
れていたが、本実施形態では、各受信回路毎に電源スイ
ッチ５１〜５４を設け、個別に操作出来る様になってい
る。各受信回路は，図８における制御信号タイミングに
同期するように、制御回路１９からの受信回路選択信号
および電源制御信号によって、受信回路１４、受信回
路１５、・・の順に電源がＯＮされる。このとき、受
信回路１４〜１７中の受信回路保護スイッチ３１（図６
参照）は、過大信号が入力されないようＯＦＦしてお
く。但し、アンテナスイッチからの漏洩送信信号のレベ
ルが不足し、正常受信可能範囲（通常20〜60dBμV)を外
れる場合は、このスイッチをＯＮにしてもよい。

【００２９】また、図７の復調回路では、通常受信時は
ダイバーシティ合成を行っているが、異常検出を行う場
合にはダイバーシティ制御信号をＯＦＦとし、さらに受
信回路選択信号によって該当する受信回路出力のみを有
効とするよう制御し、出力する。この時、ＲＳＳＩ処理
部４２では、受信回路選択信号により、該当受信回路の
ＲＳＳＩ信号を指定し、スルーで出力する。

【００３０】復調した受信データと送信データとを照合
し、合致していれば受信データは異常なしと判断出来
る。受信回路の異常検出に用いる受信データ（制御信号
データ）は、図３に示した構成となっており、制御信号
バーストデータ全てを照合しても良いが、プリアンブル
信号により同期を確立した後、制御情報信号部分の照合
を行う方が、より確実に照合を行うことができる。ま
た、受信レベルは予め漏れ信号１４ｉ〜１７ｉ（図１お
よび図５参照）の受信レベルを測定しておき、その値と
の比較により、異常に高いレベル、または低いレベルか
を判断することができる。

【００３１】図１０は、本発明の一実施形態における受
信データ照合回路の構成説明図である。送信回路から送
信された信号はほとんど遅延なしで受信回路に入力され
る。そのため受信データの遅延は、受信回路内の帯域の
狭いフィルタによる遅延、および復調回路、制御回路等
のデータ処理部で発生する遅延分だけである。このた
め、制御部から送信した送信データに対し、復調した受
信データの遅延は計算で算出することが可能である。図
１０の遅延回路６１でその遅延分だけ送信データを遅延
させる。この遅延させた送信データと前記受信データと
の排他的論理和６２を取ることにより、受信データと送
信データとの照合が可能になる。即ち、データが一致し
ていればＡＬＬ０であり、データが違っていれば１とな
る筈である。

【００３２】図１１は、本発明の一実施形態における受
信レベルの判断回路の構成説明図である。漏れ信号の受
信レベル６６を予め測定し、その値を記憶させておく。
漏れ信号の許容できる誤差をオフセット値６７として予
め決めておき、ＲＳＳＩ信号が漏れ信号レベル±オフセ
ット値の範囲に入っているかをコンパレータ６３，６４
および論理和６５を用いて判断する。正常であれば０、
外れていれば１となる筈である。

【００３３】受信回路の異常検出を行った結果、復調し
た受信データが間違っている受信回路は異常なので、そ
れが判明した時点以降、図９における電源スイッチ５１
〜５４を用いて、該当する受信回路の電源をＯＦＦし、
ダイバーシティ合成から切り離す。また、受信レベルが
異常に高いと判断した場合も、基地局の動作が不安定に
なる恐れがあるので、判明した時点以降、同様に該当す
る受信回路の電源をＯＦＦし、ダイバーシティ合成から
切り離す。受信レベルが低い場合は通常受信時の受信感
度が劣化するが、合成全体への影響は少ないので、該当
受信回路をＯＦＦしなくても、ＯＮのままでも良い。

【００３４】同時に、このように異常が発見された時点
で、制御部では警報を発し、図１２に示す様にＩＳＤＮ
回線を通して受信回路が異常であることを、従来の監視
システムにアラーム項目を追加する方法で、外部保守シ
ステム９４に通知する。この結果、保守システムにおい
てＰＨＳ無線基地局における該当受信回路の異常が判明
し、装置の交換等、早急なる対処が可能となる。

【００３５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
受信回路異常検出方式を用いれば、装置内に別途信号発
生回路を設けることなく、運用中であっても容易に受信
回路の異常を検出でき、装置の交換等の早急なる対策処
置が可能となる。

【００３６】また、１つの受信回路が使用不可となって
しまった場合でも、その受信回路の電源をＯＦＦし、ダ
イバーシティ合成から切り離すことにより、装置交換ま
での間、受信感度が劣化した状態ではあるが、ＰＨＳ無
線基地局機能の維持が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるＰＨＳ無線基地
局の構成説明図である。

【図２】ＰＨＳ無線基地局の送受信タイミング説明図で
ある。

【図３】制御信号の構成説明図である。

【図４】送信における制御信号と通話信号のタイミング
説明図である。

【図５】本発明の一実施の形態におけるアンテナ切替え
スイッチの構成の要部説明図である。

【図６】本発明の一実施の形態における受信回路の構成
の要部説明図である。

【図７】本発明の一実施の形態における復調回路の構成
の要部説明図である。

【図８】受信回路をＯＮにするタイミング説明図であ
る。

【図９】本発明の一実施の形態における受信回路・復調
回路・制御回路の構成の要部説明図である。

【図１０】本発明の一実施の形態における受信データ照
合回路の構成説明図である。

【図１１】本発明の一実施の形態における受信レベル判
断回路の構成説明図である。

【図１２】ＰＨＳシステムの構成の概略説明図である。

【符号の説明】

１１無線回路部１２アンテナ切替えスイッチ１３送信回路１４〜１７受信回路〜受信回路１８復調回路１９制御回路２０回線制御部２１電源部３１受信回路保護スイッチＳＷ１〜ＳＷ５アンテナスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5K042 AA06 BA01 CA02 CA13 CA17 CA18 DA01 DA33 EA03 EA11 FA01 FA03 FA11 HA13 JA03 JA04 LA06 MA04 MA08 NA01 5K059 CC03 DD32 DD35 5K067 AA33 BB04 CC24 EE10 LL14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スペースダイバーシティ受信機能を持つ
時分割多重方式の無線送受信装置において、送信信号および制御信号を送信する送信回路と、複数の
アンテナの送受信の切替えを行うアンテナ切替えスイッ
チと、スペースダイバーシティ受信を行う複数の受信回
路および復調回路と、送受信における各回路間の制御を
行う制御回路とを備え、前記送信回路から送信された制御信号の送信時間に対応
して、受信回路を順次ＯＮとし、前記アンテナ切替えス
イッチを介して制御信号の漏洩送信信号を受信回路で受
信することにより、受信回路の正常性を判断することを
特徴とする受信回路異常検出方式。
【請求項２】請求項１において、受信回路の異常を検
出した場合、異常と判断された受信回路の電源をＯＦＦ
する手段を有することを特徴とする受信回路異常検出方
式。