JP2007329817A - 無線基地局試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外来雑音等の影響により、無線基地局での受信電力が高い状態にある場合においても、外来雑音による影響を受けることなく、無線基地局の正常性を試験する。
【解決手段】無線基地局の無線特性の正常性を判断するために、無線基地局に搭載した試験移動機１０９と所定の装置を呼接続して試験を実施する。この際、試験信号の送信前後に、試験対象アンテナの受信回路２１３、２１５においてＲＳＳＩを測定する。ＲＳＳＩ測定値が閾値を超えている場合には、無線基地局から試験移動機１０９に接続される下り回線の信号経路の経路損失を、可変減衰器２３２により増加させる。試験移動機１０９での受信電力が減少する。これにより、受信電力に応じて初期送信電力を定める試験移動機１０９からの初期送信電力の上昇を図り、外来雑音のある環境下においても試験移動機１０９の呼接続を行なえるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線基地局試験装置に係り、特に、ＣＤＭＡ方式を用いた移動体通信システムにおける無線基地局に外来雑音等の妨害波が混入する環境において、基地局の無線特性の正常性を確認する無線基地局試験装置に関する。

移動体通信システムを運用する上で、システムの安定性は重要な要素の１つである。システムを安定的に動作させるためには、システム運用停止となる障害を発生させないことと同時に、障害が発生した場合には迅速にその障害を検出し、復旧させることが求められる。従って、無線基地局の障害検出及びその診断方式は極めて重要である。

無線基地局の正常性を診断する方法として、例えば、特開２００２−２７１２８０号公報（特許文献１）にて、無線基地局のアンテナから分岐して接続された携帯電話機に対して、インターネットを介して保守装置からパケットデータを送信し、携帯電話機からの返信を確認することで、無線基地局の正常性を判断する方法が開示されている。

しかし、この方法では、無線基地局装置の主信号ラインが完全に不通となっているような異常であれば検出が可能であるが、無線特性が若干劣化しているような軽微な異常状態を検出することは困難である。

無線基地局には、送信機及び受信機が搭載されている。このうち、送信機の障害は、下り回線（基地局から移動機に向う方向）における信号電力をモニタすることにより、比較的容易に無線特性の劣化を検出することができる。しかしながら、上り回線（移動機から基地局に向う方向）では、特に無線通信方式としてＣＤＭＡを用いている場合には、正常時の信号電力のレベルが熱雑音よりも低いレベルとなることがある為、多少の無線特性の劣化が生じた場合でも、その異常状態を検出するのは困難である。

この課題を解決する方法としては、特開２００５−１５１１８９号公報（特許文献２）に、異常状態の検出を可能とする方法が開示されている。例えば、無線基地局のアンテナポートから分岐して接続された試験移動機を備え、試験移動機は、送出したパケットのパケットエラーレートが一定となるように送信電力を制御し、パケットエラーレートが所定範囲となった時の試験移動機の送信電力を確認する。これにより、無線特性の劣化が生じた場合でも、異常状態の検出を可能とする方法が開示されている。例えば、試験移動機の送信電力が大きければ受信感度が劣化したと判断する。
特開２００２−２７１２８０号公報 特開２００５−１５１１８９号公報 ３ＧＰＰ２ Ｃ．Ｓ．００２４

しかしながら、上述の特許文献２に開示された方法を用いた場合でも、基地局が設置された環境において、他システムからの干渉波が入ってくる場合や、接続中の端末数が多く、定常的に上り回線における受信電力（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が高いような場合には、試験移動機から送出されるパケットの送信電力は定常的に高めに制御される。この場合、外来雑音による影響なのか、基地局の無線特性劣化が原因なのかの切り分けが困難である。

無線基地局の正常性確認試験は、保守者側からの使い勝手を考慮すると、無線システムとしてのサービスを継続したまま行なえるとよい。この場合、前述のように、当該セル内にいる一般端末からの電力や、他システムからの干渉電力が上り回線に入り込む為、一時的、又は定常的に上り回線におけるＲＳＳＩが高くなる場合が十分に考えられる。ＲＳＳＩが高い状態において、試験端末を用いた基地局正常性確認試験を実施した場合に考えられる課題として、例えば、以下の課題が挙げられる。

課題のひとつ（第１の課題）は、試験端末からの発呼信号が基地局に届かず、呼接続に失敗するケースが考えられるということである。
例として、第３世代携帯電話システムとして実用化されている方式の一つである、１ｘＥＶ−ＤＯ（１ｘ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｄａｔａ Ｏｎｌｙ、詳細は、例えば３ＧＰＰ２ Ｃ．Ｓ００２４参照）における、移動機の送信電力制御方式について説明する。１ｘＥＶ−ＤＯでは、移動機の初期送信電力を、移動機での基地局から送信される下り信号の強弱により決定する。例えば、移動機における下り信号の受信電力が大きければ、移動機は基地局に近い位置にいると判断し、移動機での初期送信電力は小さく制御される。一方、移動機での受信電力が小さければ、移動機が基地局から遠くにいると判断し、移動機での初期送信電力は大きく制御される。この制御は、Ｏｐｅｎ Ｌｏｏｐ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌと呼ばれ、ＣＤＭＡ方式を用いた移動体システムでは、移動機での初期送信電力の決定に広く用いられている。１ｘＥＶ−ＤＯにおける、移動機の初期送信電力（Ｘｏ）は次式により算出される。
Ｘｏ＝−Ｍｅａｎ Ｒｘ Ｐｏｗｅｒ（ｄＢｍ）＋ＯｐｅｎＬｏｏｐＡｄｊｕｓｔ（ｄＢ）＋ＰｒｏｂｅＩｎｉｔｉａｌＡｄｊｕｓｔ（ｄＢ） ・・・（１）

ここで、「Ｍｅａｎ Ｒｘ Ｐｏｗｅｒ」は、移動機における平均受信電力、「ＯｐｅｎＬｏｏｐＡｄｊｕｓｔ」、「ＰｒｏｂｅＩｎｉｔｉａｌＡｄｊｕｓｔ」は、初期電力調整用のシステムパラメータでありいずれもシステムで一意に決定されるため、端末ごとに調整することはできない。例えば、呼接続までの移動機からの送信電力は、上述の初期送信電力（Ｘｏ）が用いられる。

即ち、移動機の初期送信電力は、下り回線の信号電力により決定される為、上り回線の状態は全く考慮されない。その為、上り回線において他システムからの干渉波や一般端末からの送信電力等により基地局でのＲＳＳＩが高い状態にあると、試験移動機からの初期送信電力がＲＳＳＩに対して低すぎて、基地局正常性確認試験における呼接続に失敗することがある。試験移動機からの呼接続が失敗すると、基地局正常性確認試験としては失敗となるため、例えば異常な状態と判定される。しかし、判定された異常状態が、外来雑音の影響が原因なのか、基地局装置が異常なのかを判断するのは困難である。従って、こういった外来雑音の影響が考えられる環境下においても、試験端末からの呼接続に失敗することが無いような対策を施す必要がある。

他の課題（第２の課題）としては、呼接続に成功した場合でも、特許文献２に示されるように、無線基地局の上り回線無線特性の正常性を確認するために、上り回線における所望のパケットエラーレートを満たす試験端末からの送信電力を元に、無線基地局における受信感度を測定し、その正常性を判断するような方法を取る場合を考えると、やはり上り回線のＲＳＳＩが高い環境下では、正常な判定結果を得ることができない。

具体的には、上り回線のＲＳＳＩが、例えば外来雑音の全く無い環境下に比べて１０ｄＢ高い状態にあった場合に、試験移動機による受信感度測定を実施した場合、所望のパケットエラーレートを得るために、試験移動機の送信電力は上り回線のＲＳＳＩの上昇分（１０ｄＢ）だけ高く制御されてしまう為、受信感度試験の結果としては、無線基地局の受信感度が１０ｄＢ劣化したように見えてしまう。これもまた、この異常状態が、外来雑音の影響が原因なのか、基地局装置が異常なのかを判断するのは困難である。従って、こういった外来雑音の影響が考えられる環境下においても、無線特性の確認試験結果に影響を与えないような施策が必要である。

本発明は、以上の点に鑑み、外来雑音の影響を排除し、外来雑音が存在する環境下においても、無線基地局の正常性確認試験を実施することのできる無線基地局試験装置を提供することを目的とする。また、本発明は、外来雑音が試験結果に影響を与えることなく、正常に試験を実施することを目的とする。本発明は、試験結果が異常である場合には、それが外来雑音の影響ではなく、無線基地局装置側の異常であることを特定することを目的のひとつとする。

まず、課題のひとつ（第１の課題）である、外来雑音の影響により呼接続に失敗するケースにおける解決手段のひとつ（第１の手段）について以下に示す。
外来雑音等の影響により上り回線におけるＲＳＳＩが高くなった場合に、呼接続に失敗する可能性があるのは、例えば前述のように移動機（一般移動機、試験移動機共）が送信する呼接続信号の初期送信電力が、下り回線における信号電力の強度により決定され、上り回線の状態は考慮されないためである。そのため、上り回線のＲＳＳＩが高くなった状態で、呼接続を実施すると、試験移動機からの送信電力が無線基地局に届かないという状態に陥る可能性がある。

これを解決する手段のひとつ（第１の手段）としては、上り回線のＲＳＳＩを無線基地局の受信機において常時監視する。監視されるＲＳＳＩの外来雑音の無い状態からの上昇分が閾値を超えていた場合には、試験移動機に供給される下り回線の信号経路における経路損失を上り回線のＲＳＳＩの上昇分に見合う量だけ増加させる。移動機は、上りの信号が基地局に届かなかった場合、通常１０〜２０ｄＢ程度は電力を上昇させてリトライを繰り返すため、前記閾値は、概ね５〜１０ｄＢ程度とすることができる。これにより、下り回線の経路損失が増加することで試験移動機における下り回線の受信電力が低下する。その結果、上述の式（１）により求められる試験移動機の初期送信電力（Ｘｏ）は、下り回線の受信電力の減少分だけ増加する。したがって、外来雑音の影響に負けず、試験移動機の電波を無線基地局の受信機に届かせることが可能となり、呼接続することができる。

第１の課題に対する他の手段（第２の手段）は、一般ユーザの移動機が上述の式（１）により初期送信電力を算出するのに対して、試験移動機の初期送信電力を式（１）により求めるのではなく、無線基地局と試験移動機間の経路損失から求まる最適値に固定値として与える。試験移動機と無線基地局間の経路損失は、時間とともに変化するものではないので、この手段が取りうる。また、この場合、外来雑音等により上り回線のＲＳＳＩ（Ｘ）が上昇し、閾値を超過した場合には、固定値として与えていた初期送信電力（Ｘｏ）を、上り回線ＲＳＳＩの上昇分に見合うオフセット分（ΔＸ）だけ上昇させる（Ｘｏ＋ΔＸ）ことで、初期送信電力の調整をする。上述の第１の手段と同様、外来雑音の影響に負けず、試験移動機の電波を無線基地局に届かせることができ、呼接続することが可能となる。

次に、他の課題（第２の課題）である、上り回線の無線特性の正常性を確認する際の、外来雑音による影響を回避するための手段（第１の手段）について以下に示す。
外来雑音が上り回線の無線特性の正常性確認試験に影響を及ぼすのは、上り回線のＲＳＳＩが上昇すると、所望のパケットエラーレートを満たすための試験移動機の送信電力が上昇するためである。試験移動機の送信電力の上昇が、外来雑音の影響によるものなのか、無線基地局装置の異常によるものなのかの判断がつかないところに課題がある。

これを解決するための手段のひとつ（第１の手段）としては、無線特性の正常性の判断を、試験移動機の送信電力の絶対値により判定するのではなく、無線基地局にて測定した上り回線のＲＳＳＩと、試験移動機の送信電力をアンテナ端の電力に換算した値（受信感度レベル）との比（相対値）により求める方法である。この場合の無線特性の正常性判定式を以下に示す。
受信感度レベル（ｄＢｍ）−ＲＳＳＩ（ｄＢｍ）＜閾値（ｄＢ）・・・（２）
これにより、外来雑音等により上り回線のＲＳＳＩが上昇しているような場合でも、無線特性の正常性を確認することが可能となる。

なお、この方法による場合は、無線基地局にて測定した上り回線ＲＳＳＩの値が正しいことが保証されているとさらによい。何故ならば、無線基地局装置の特にＲＳＳＩ測定回路部分の異常により、測定したＲＳＳＩが実際の値よりも高い値を示してしまった場合、無線基地局装置の異常により受信感度レベルが多少アップしてしまったような場合でも、ＲＳＳＩの測定値が受信感度レベルの上昇分以上に上昇してしまったために、無線基地局装置としては正常であると判定されてしまう可能性があるためである。

この課題を回避するため、試験移動機から既知の固定送信電力で信号送信を行い、無線基地局で測定したＲＳＳＩの測定結果が正しいことを確認する手段を設ける。この場合、固定送信電力の設定値は、外来雑音によるＲＳＳＩの上昇分よりも十分に高いレベルに設定することで、無線基地局におけるＲＳＳＩ測定値に与える外来雑音の影響を無視することが可能である。また、試験移動機からの固定送信電力は、無線基地局の受信機０系、１系それぞれに対して、独立に入力することで、運用中のサービスへの影響を最小限におさえる。

第２の課題に対する他の手段（第２の手段）は、試験移動機からの信号に白色雑音を重畳し、試験信号自体を一定のＣＩＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ、搬送波対干渉波比）を保った信号として無線基地局に供給し、かつ、当該試験信号を外来雑音に対して十分に高いレベルに設定することである。この方法では、既知のレベルの白色雑音を用いることができるため、上述の第１の解決手段に比べて、試験移動機からの試験信号の受信品質を精度良く算出することができる。試験信号のＣＩＲは、白色雑音のレベルと、試験信号の送信レベルとの比により決定されるが、これを所望のＰＥＲを満たすのに、必要かつマージンのあまり無い値に調整しておく。こうすることで、仮にハードウェア故障により無線特性の劣化が生じた場合は、上り回線におけるＰＥＲの劣化として現れる為、無線特性の異常を判定することが可能となる。

本発明の第１の解決手段によると、
無線通信システムにおける通信端末の送信機能及び受信機能を有し、呼接続する際の初期送信電力が受信電力に応じて定まる端末機能部と、
前記端末機能部及び通信端末への信号を送信するための送信機と、前記端末機能部及び通信端末からの信号を受信するための受信機と、通信端末からの無線信号及び／又は干渉波の電力を含む、前記受信機での受信電力を測定する測定部とを有する無線処理部と、
前記送信機と前記端末機能部間の経路ロスを調整する減衰器と
前記端末機能部と所定の装置とを、前記無線処理部を介して呼接続させて無線基地局の正常及び異常を試験するための制御部と
を備え、
前記減衰器が、前記測定部において測定された受信電力の値に応じて、経路ロスを増加することで、前記端末機能部における受信電力を減少させ、その結果前記初期送信電力を増加させ、
前記端末機能部が、増加された初期送信電力により所定の装置と呼接続し、
前記制御部は、無線基地局の試験を実行する無線基地局試験装置が提供される。

本発明の第２の解決手段によると、
無線通信システムにおける通信端末の送信機能及び受信機能を有し、呼接続する際の初期送信電力が予め設定された端末機能部と、
前記端末機能部及び通信端末への信号を送信するための送信機と、前記端末機能部及び通信端末からの信号を受信するための受信機と、通信端末からの無線信号及び／又は干渉波の電力を含む、前記受信機での受信電力を測定する測定部とを有する無線処理部と、
前記端末機能部と所定の装置とを、前記無線処理部を介して呼接続させて無線基地局の正常及び異常を試験するための制御部と
を備え、
前記端末機能部が、前記測定部で測定された受信電力の値に応じて、設定された初期送信電力を増加し、
前記端末機能部が、増加された初期送信電力により所定の装置と呼接続し、
前記制御部は、無線基地局の試験を実行する無線基地局試験装置が提供される。

本発明の第３の解決手段によると、
無線通信システムにおける通信端末の送信機能及び受信機能を有する端末機能部と、
前記端末機能部及び通信端末への信号を送信するための送信機と、前記端末機能部及び通信端末からの信号を受信するための受信機と、通信端末からの無線信号及び／又は干渉波の電力を含む、前記受信機での受信電力を測定する測定部とを有する無線処理部と、
前記端末機能部と所定の装置とを、前記無線処理部を介して呼接続させて無線基地局の正常及び異常を試験するための制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記測定部により測定された受信電力の値と、前記無線処理部において所望のパケットエラーレートを満たすように調整された前記端末機能部の送信電力との差分を求め、
求められた差分と予め定められた閾値とを比較することにより、無線基地局の正常性を判断する無線基地局試験装置が提供される。

本発明の第４の解決手段によると、
無線通信システムにおける通信端末の送信機能及び受信機能を有する端末機能部と、
前記端末機能部及び通信端末への信号を送信するための送信機と、前記端末機能部及び通信端末からの信号を受信するための受信機と、通信端末からの無線信号及び／又は干渉波の電力を含む、前記受信機での受信電力を測定する測定部とを有する無線処理部と、
前記端末機能部と所定の装置とを、前記無線処理部を介して呼接続させて無線基地局の正常及び異常を試験するための制御部と、
雑音を発生する雑音発生部と、
前記端末機能部から出力される信号に、前記雑音発生部からの雑音を重畳して試験信号を生成し、前記無線処理部に出力する結合器と
を備え、
前記端末機能部は、所望のパケットエラーレート又は信号対雑音比を満たすように送信電力を調整し、
雑音を重畳することにより、前記端末機能部からの送信電力を、前記測定部で測定された受信電力又は外来雑音よりも高い電力に設定する無線基地局試験装置が提供される。

本発明によると、外来雑音の影響を排除し、外来雑音が存在する環境下においても、無線基地局の正常性確認試験を実施することのできる無線基地局試験装置を提供することができる。また、本発明によると、外来雑音が試験結果に影響を与えることなく、正常に試験を実施することができる。本発明によると、試験結果が異常である場合には、それが外来雑音の影響ではなく、無線基地局装置側の異常であることを特定することができる。

１．第１の実施の形態
（システム構成）
本実施の形態に係わる無線基地局装置、無線通信網の構成及び運用方法について、１ｘＥＶ−ＤＯ（１ｘ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｄａｔａ Ｏｎｌｙ）システムを例に、詳細に説明する。

図１は、１ｘＥＶ−ＤＯシステムにおける無線基地局試験システムの構成図である。
無線基地局試験システムは、試験対象となる無線基地局（無線基地局試験装置）１０４と、センタ局設備１２０と、ネットワーク網１３２に接続されたテストサーバ１３３と、無線基地局１０４及びセンタ局設備１２０の監視を行う保守端末１３１とを備える。無線基地局１０４は、この例では３セクタ構成を取っており、各セクタに対応した無線処理部１０５〜１０７と、回線インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１０８と、試験移動機（試験端末）１０９と、基地局制御部１１０とを有する。センタ局設備１２０は、無線基地局１０４を収容する回線Ｉ／Ｆ装置１２１と、パケットのルーティングを行なうスイッチ（ＳＷ）部１２３と、パケット制御及びセッション管理を行なうパケット制御装置１２２と、端末認証処理を行う認証装置１２４と、インターネット網との接続を行なうネットワークインターフェース（ＮＷ Ｉ／Ｆ）装置１２５とを有する。なお、無線基地局１０４は複数備えることもでき、各無線基地局１０４は、それぞれセンタ局１２０に接続されることができる。

保守端末１０３は、保守網１３０を経由して、基地局１０４に接続され、無線基地局１０４の監視・制御をリモートにて行う機能を有する。テストサーバ１３３は、例えば試験用のサーバであり、試験移動機１０９内部の端末機能部がネットワーク網１３２を経由して接続する。なお、適宜のサーバを試験用のサーバとして用いても良い。

無線基地局１０４の正常性確認は、例えば、無線基地局１０４に搭載された試験移動機１０９を用いて、テストサーバ１３３との間でテストパケットの送受信を行なうことにより実施する。試験の指示は、保守端末１３１より、無線基地局１０４の基地局制御部１１０に対して、試験対象セクタを指示して行なう。基地局制御部１１０は、保守端末１３１からの試験指示を受けると、試験移動機１０９に対して、指示されたセクタに対する試験データ送信を指示する。試験移動機１０９は、指示されたセクタ１０５〜１０７を介してテストサーバ１３３との呼接続を行う。呼接続完了後、テストサーバ１３３に対してテストデータを送信し、基地局１０４の正常性確認試験を実行する。なお、正常性確認試験の処理例については後述する。一連の試験が終了すると、基地局制御部１１０は、保守端末１３１に対して、試験結果の報告を行い、保守端末１３１は、報告された結果を例えば画面上に表示する。以上の流れにより無線基地局１０４の正常性試験は終了する。

図２は、基地局１０４の詳細構成図である。
基地局１０４のセクタ１無線処理部１０５は、無線信号送受信部２０４と変復調処理部２１７を備え、例えば、送受信共有の０系アンテナ２０１及び受信用の１系アンテナ２０２が接続される。無線信号送受信部２０４は、送受信経路の切り替えを行う経路切り替え部２０７と、１系統の送信機２１２及び２系統の受信機（０系受信機２１３・１系受信機２１５）を備える。さらに、無線信号送受信部２０４は、下り無線信号と上り無線信号を分離するＤＵＰ（デュプレクサ）２０５と、上り無線信号の通過帯域を制限するＢＰＦ（帯域通過フィルタ）２０６を備える。なお、セクタの数は３つに限らずひとつでもよいし、適宜の数のセクタを備えてもよい。また、受信機及び送信機は、適宜の数の系統を備えてもよい。

送信機２１２は、変調機２１８から入力される下りベースバンド信号を、下り無線信号に変換する。０系受信機２１３は、端末が送信した上り無線信号を、ＤＵＰ２０５を介して受信し、上りベースバンド信号に変換する。１系受信機２１５は、端末が送信した上り無線信号を、ＢＰＦ２０６を介して受信し、上りベースバンド信号に変換する。０系受信機２１３及び１系受信機２１５はそれぞれ、受信信号のＲＳＳＩを測定するＲＳＳＩ測定部２１４、２１６を有する。なお、セクタ２ １０６及び、セクタ３ １０７の構成はセクタ１ １０５と同一の構成とすることができるため、説明は省略する。

変復調処理部２１７は、変調機２１８と復調機２１９を備え、データの変調及び復調を行う。回線インターフェース部１０８は、無線基地局１０４とセンタ局１２０のインターフェースである。基地局制御部１１０は、無線基地局１０４の監視・制御機能を有する。

試験移動機１０９は、例えば、端末機能部２３３と、試験機能制御部２３４と、上り経路の可変減衰器２３１と、下り経路の可変減衰器２３２とを有する。端末機能部２３３は、例えば一般ユーザが使用する端末と同等の機能を有する試験用端末である。例えば、端末機能部２３３は、送信機と受信機とを有する。試験機能制御部２３４は、端末機能部２３３の制御を行う機能を有する。なお、図２では、試験移動機１０９は、試験するセクタに接続を切り替えるためのスイッチを有してもよい。

経路切り替え部２０７は、例えば、複数のカップラ（ＣＰＬ）２０８、２０９、２１０と、スイッチ（ＳＷ）２１１とを有する。ＣＰＬ２０８は、送信機２１２と、ＤＵＰ２０５（又はアンテナへの経路）と、下り経路の可変減衰器（又は試験移動機１０９への経路）とを相互に接続する。また、ＣＰＬ２０９は、０系受信機２１３と、ＤＵＰ２０５（又はアンテナへの経路）と、ＳＷ２１１（試験移動機１０９への経路）とを相互に接続する。ＣＰＬ２１０は、１系受信機２１５と、ＢＰＦ２０６（アンテナへの経路）と、ＳＷ２１１（試験移動機１０９への経路）とを相互に接続する。

ＣＰＬ２０８は、下り無線信号の一部を抽出し、試験移動機１０９に出力する。また、ＣＰＬ２０９は、試験移動機１０９より送信される上り試験信号を、０系受信機２１３に出力する。ＣＰＬ２１０は、試験移動機１０９より送信される上り試験信号を、１系受信機２１５に出力する。ＳＷ２１１は、試験移動機１０９を０系受信機２１３と接続するか、１系受信機２１５に接続するかを切り替える。ＳＷ２１１は、例えば、基地局制御部１１０又は試験機能制御部２３４により切り替え可能である。

（正常性確認試験）
正常性確認試験の例として、受信感度測定試験の処理を説明する。
基地局制御部１１０は、保守端末１３１から試験を行うセクタ識別情報及び／又は系の識別情報（例えば、０系又は１系）を含む試験開始命令を受信すると、セクタ識別情報及び／又は系の識別情報を含むスイッチ切り換え命令を試験機能制御部２３４に送信する。なお、試験開始命令は、受信感度測定試験を示す試験種別情報を含んでもよい。試験機能制御部２３４は、スイッチ切り換え命令を受信し、その命令に含まれるセクタ識別情報及び／又は系の識別情報に対応するセクタ及び／又はセクタの系と、端末機能部２３３とが接続されるように、ＳＷ２１１及び適宜のスイッチを設定する。また、試験機能制御部２３３は、上り経路可変減衰器２３１、下り経路可変減衰器２３２での電力減衰量を制御して、端末機能部２３３の環境を擬似する。例えば、減衰量を大きくすれば端末機能部２３３が基地局１０４から遠い位置にあることを擬似できる。端末機能部２３３は、例えば、無線処理部１０５を介して所定の装置（例えば、テストサーバ１３３）と呼接続状態を確立し、及び、パケットを送信する。

基地局制御部１１０は、無線信号送受信部（信号処理部）がカウントするエラーパケット数と受信したパケット総数とに基づき、エラーパケット数を受信したパケット総数で除算して、パケットエラーレート（ＰＥＲ）を求める。基地局制御部１１０は、測定されたパケットエラーレートに応じて、試験機能制御部２３４に送信電力の変更を命令する。例えば、パケットエラーレートが高ければ送信電力を上げるように命令する。一方、例えば、パケットエラーレートが低ければ送信電力を下げるように命令する。試験機能制御部２３４は、基地局制御部１１０からの命令に応じて、端末機能部２３３からの送信電力を変更する。試験機能制御部２３４は、基地局制御部１１０に、変更後の送信電力値Ｐ１を送信する。基地局制御部１１０は、送信電力値Ｐ１を受信し、記憶部に記憶する。

基地局制御部１１０は、再度パケットエラーレートを求める。基地局制御部１１０は、求められたパケットエラーレートが所定範囲内か判断し、所定範囲内になるまで、試験機能制御部２３４に送信電力の変更の命令及び送信電力値Ｐ１の受信並びに記憶を繰り返す。

基地局制御部１１０は、パケットエラーレートが所定範囲内にあるときの送信電力値Ｐ１に基づき、受信感度を算出する。例えば、端末機能部２３３から受信部２１３、２１５までの予め定められた経路損失値とを記憶部から読み出し、送信電力値Ｐ１から経路損失値を減算して、受信感度を求めても良い。また、後述するように、送信電力値Ｐ１と、ＲＳＳＩに基づき求めても良い。基地局制御部１１０は、算出された受信感度、及び／又は、受信感度に基づく障害判定結果を含む試験結果を保守装置１３１に送信する。
なお、正常性確認試験としては、上述の処理以外にも適宜の試験を行っても良い。また、特開２００５−１５１１８９号公報（特許文献２）の図８に開示されたシーケンスを用いてもよい。

（動作）
第１の課題に対する上述の第１の手段について、図２を用いてより具体的に説明する。
以下図２の構成に沿って、外来雑音がある環境下で、無線基地局１０４の試験を実施する場合の動作を説明する。外来雑音が無線基地局１０４のアンテナ２０１、アンテナ２０２により受信されると、その雑音電力は、アンテナ０系２０１の場合はデュプレクサ（ＤＵＰ）２０５、カップラ（ＣＰＬ）２０９を通じて０系受信機２１３に入力される。アンテナ１系２０２の場合はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０６、カップラ（ＣＰＬ）２１０を通じて１系受信機２１５に入力される。０系受信機２１３及び１系受信機２１５は、それぞれＲＳＳＩ測定部２１４、２１６にて、それぞれの受信系におけるＲＳＳＩの値を監視しており、その値を基地局制御部１１０に報告する。

保守端末１３１から無線基地局１０４の正常性試験実施の指示を入力すると、基地局制御部２２７は、ＲＳＳＩ測定部２１４、２１６から報告されるＲＳＳＩ測定値（Ｘ）を確認し、予め設定された閾値を超えているか否かの判定を行う。

例えば、外来雑音等の影響でＲＳＳＩが上昇することにより、測定されたＲＳＳＩが閾値を超えていた場合は、基地局制御部１１０は、ＲＳＳＩ測定値（Ｘ）と、外来雑音が無い場合の熱雑音電力（Ｎ）との差分Δ（ｄＢ）＝Ｘ（ｄＢｍ）−Ｎ（ｄＢｍ）を算出する。なお、外来雑音がない場合の熱雑音電力（Ｎ）は、予め設定されることができる。また、この熱雑音電力は、例えば運用前に、アンテナに代えて終端器を接続するなどして予め測定され記憶されても良い。基地局制御部１１０は、その差分Δ（ｄＢ）をＲＳＳＩの上昇分として、試験機能制御部２３４に通知する。試験機能制御部２３４は、基地局制御部２２７から通知された値Δを、下り回線の経路ロスを調整する可変減衰器２３２の定常時における設定値に加算して、減衰量を増加させる。

以降の処理は、上述の正常性確認試験と同様である。端末機能部２３３から発呼（子接続）を行う際、経路ロスの増加に伴い、下り回線の受信電力が減少するので、上述の式（１）より、端末機能部２３３が発呼する際の初期送信電力が、下り回線の受信電力の減少分だけ上昇する。例えば、外来雑音の影響によりＲＳＳＩが上昇している場合においても、呼接続することができる
また、第２の課題に対する第１の解決手段も、図２の構成を用いて説明できる。

図４に、第１の課題に対する第１の手段及び第２の課題に対する第１の手段における無線特性試験手順を示す。以下、図４に沿って、あるセクタの０系受信機の正常性を確認する場合の試験シーケンスを説明する。

まず始めに、保守端末１３１から試験開始指示が、基地局制御部１１０に対して送信される（処理４０８）。試験開始指示は、例えば、セクタの識別情報と、系の識別情報（ここでは０系）を含むことができる。以下の各処理は、例えば指定されたセクタに対して実行することができる。基地局制御部１１０は、試験開始指示を受けると、最新のＲＳＳＩ値を確認する為、まず０系受信機２１３に対してＲＳＳＩ報告要求を送出する（処理４０９）。０系受信機２１３は、例えば、ＲＳＳＩ測定指示の受信を契機に最新のＲＳＳＩ値を測定し（処理４１０）、基地局制御部１１０に対して、ＲＳＳＩ測定値報告を行う（処理４１１）。基地局制御部１１０は、報告されたＲＳＳＩの値が、閾値を超えているか否かを判定し、閾値を超えている場合には、外来雑音の無い状態における熱雑音電力との差分Δ（ｄＢ）を求める。

次に、基地局制御部１１０は、経路切替部２０７に対して、０系受信機２１３の試験を行なうために、試験移動機１０９からの試験信号を０系受信機２１３に入力するように、経路切替を指示する（処理４１２）。経路切替部２０７は、０系受信機２１３への経路設定を実施する。例えば、ＳＷ２１１を０系受信機側に接続する。基地局制御部１１０は、先ほど求めた差分Δ（ｄＢ）を試験機能制御部２３４に対して通知する（処理４１３）。すなわち、ＲＳＳＩがΔ分だけ定常状態よりも高い状態にあることを伝える。試験機能制御部２３４は、下り回線に挿入された可変減衰器２３２に対して、減衰量の設定値をΔ（ｄＢ）だけ上昇するよう指示し（処理４１４）、減衰量の設定が正常に行なわれた旨を基地局制御部１１０に報告する（処理４１５）。

これにより外来雑音の影響を保証する処理が完了する為、基地局制御部１１０は、端末機能制御部２３４に対して受信感度測定の指示を行なう（処理４１６）。端末機能制御部２３４は、端末機能部２３３に呼接続を指示し、呼接続完了後、受信感度測定試験を実施する。例えば、基地局制御部１１０からの指示により、端末機能部２３３から試験信号を送出し、変復調処理部２１７内の復調機２１９にて、ＰＥＲを測定し、所望の範囲の値となっているか否かを確認する。所望の範囲に入っていない場合は、端末機能部２３３の送信電力を調整し、再度ＰＥＲ測定を実施する。この処理をＰＥＲが所望の範囲に入るまで繰り返す。なお、受信感度測定試験の手順の詳細は、上述の通りである。試験開始命令の受信、スイッチ切り換え、呼接続等の重複する処理については適宜省略してもよい。これらの一連の動作により、所望の上り回線ＰＥＲ（Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を満たす端末機能部２３３の送信電力が求まる。

その後、基地局制御部１１０は、０系受信機２１３に対して再度ＲＳＳＩの測定値報告要求を出す（処理４２０）。０系受信機２１３はＲＳＳＩの測定を実施し（処理４２１）、ＲＳＳＩ測定値報告を基地局制御装置４０２に対して行う（処理４２２）。基地局制御装置１１０は、試験実施前に測定したＲＳＳＩ値と、試験終了後に測定したＲＳＳＩ値を比較し、変動幅が誤差範囲内であることを確認する。試験実施前後でのＲＳＳＩ測定値が大きく異なる場合には、外来雑音が試験実施中に大きく変動した可能性がある為、信頼性が低いデータと判断し、今回の試験結果を破棄することができる。ＲＳＳＩの測定処理は、測定制度を上げる為、試験実施の前後だけでなく、試験中に頻繁に行なっても良い。
基地局制御装置１１０は、ＲＳＳＩの変動が少ないと判断された場合は、続いて次式により正常性の判断を行なう（処理４２３）。
信号品質＝（端末機能部送信電力（ｄＢｍ）−経路ロス（ｄＢ））−ＲＳＳＩ測定値（ｄＢｍ）＜判定閾値 ・・・（３）

ここで、式（３）における端末機能部送信電力は、端末機能部２３３の送信ポート端での送信電力である。また、経路ロスは、図２における端末機能部２３３送信ポート端〜カップラ２０９出力端と、無線基地局アンテナポート２０１端〜カップラ２０９出力端までの経路ロスの差分である。即ち、端末機能部送信電力から経路ロスを引いたものは、端末機能部２３３からの送信電力を無線基地局アンテナ端での受信電力相当に換算した値となる。

このアンテナポート端換算の信号電力と、ＲＳＳＩ値の差分により、所望のＰＥＲを満たす信号品質を求める。この信号品質を予め定められた判定閾値と比較することにより、正常性の判断を行なう。例えば、基地局制御部１１０は、求められた差分が、予め定められた閾値より小さい場合に、無線基地局が正常であると判断し、一方、求められた差分が、予め定められた閾値より小さくない場合に、無線基地局が異常であると判断できる。

２．第２の実施の形態
図３に、第２の課題に対する第２の解決手段の構成を示す。本実施の形態では、試験信号自体に例えば熱雑音を重畳し、所望のＰＥＲ又はＳ／Ｎ（信号対雑音比）を満たすであろう信号品質に設定された試験信号を用いて試験を行なう。端末機能部は、例えば、Ｓ／Ｎが一定になるように送信電力を制御するため、熱雑音を重畳することにより送信電力が引き上げられる。

第1の実施の形態では、試験信号の信号品質を求める際の雑音成分は、外来雑音成分が支配的となるため、外来雑音が時間的に変動する場合は、測定結果の精度が落ちることがある。これに対し、本実施の形態では、試験信号として、既知のレベルの雑音を加えることで、外来雑音の影響を受けることなく、信号品質の測定ができる。

システムの全体構成は図１と同様である。無線基地局１０４は、この例では３セクタ構成を取っており、各セクタに対応した無線処理部１０５〜１０７と、回線インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１０８と、試験移動機２２０と、基地局制御部１１０とを有する。無線処理部１０５〜１０７、回線インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１０８、基地局制御部１１０はそれぞれ、上述の第１の実施の形態と同様である。

本手段の機能を満足する為、試験移動機３３０は、端末機能部３３６と、試験機能制御部３３７と、上り経路の可変減衰器３３３と、下り経路の可変減衰器３３４とを備え、さらに、雑音発生部３３５と、雑音の大きさを調整する可変減衰器（第２の減衰器）３３２と、コンバイナ（ＣＭＢ、結合器）３３１とを備える。端末機能部３３６と、試験機能制御部３３７と、上り経路の可変減衰器３３３と、下り経路の可変減衰器３３４については、上述の第１の実施の形態の対応する各部と同様である。

試験信号の信号品質の調整は、可変減衰器３３２、３３３の設定により実施する。０系受信機３１３の正常性を確認する場合、試験の実施に先立って、基地局制御部１１０にて、まず０系受信機によるＲＳＳＩ値の測定値取得を行う。図３の構成による場合、ＲＳＳＩ測定値が閾値よりも高かった場合は、定常時の値からの差分Δを下り回線の可変減衰器３３４の増加分として与えると共に、上り回線の可変減衰器３３２、３３３の減少分としても設定を行なう。即ち、外来雑音の影響によりＲＳＳＩ測定値が高い場合には、上り回線の減衰量を減らし、試験端末からの送信電力を上げる。上り回線のＲＳＳＩ値に対して十分に高い電力レベルに試験信号を設定する。こうすることで、外来雑音の影響を回避することが可能となる。試験信号自体は、雑音発生部３３５により発生させた雑音成分と、ＣＭＢ３３１にて合成した後、無線処理部３０４に供給する。

本実施の形態によれば、試験信号として、十分に高いレベルの雑音成分が供給されているため、外来雑音の影響を受けることなく、試験信号のＰＥＲ測定を行なうことができる。また、装置側の異常が発生した場合は、試験信号の信号品質の劣化が生じるため、この試験信号により、上り回線のＰＥＲを変復調処理部３１７にて測定し、所望のＰＥＲを満たしていれば、無線特性は正常であると判断できる。一方、変復調処理部３１７にて測定したＰＥＲが所望のＰＥＲを満たしていなければ、無線基地局装置に何らかの異常があると判断できる。

３．第１の実施の形態の変形
第１の課題に対する他の手段（第２の手段）は、一般ユーザの移動機が上述の式（１）により初期送信電力を算出するのに対して、試験移動機１０９の初期送信電力を式（１）により求めるのではなく、無線基地局１０４と試験移動機１０９間の経路損失から求まる最適値に固定値として与える。試験移動機１０９と無線基地局１０４間の経路損失は、時間とともに変化するものではないので、この手段が取りうる。また、この場合、外来雑音等により上り回線のＲＳＳＩ（Ｘ）が上昇し、閾値を超過した場合には、固定値として与えていた初期送信電力（Ｘｏ）を、上り回線ＲＳＳＩの上昇分に見合うオフセット分（ΔＸ）だけ上昇させる（Ｘｏ＋ΔＸ）ことで、初期送信電力の調整をする。上述の第１の手段と同様、外来雑音の影響に負けず、試験移動機の電波を無線基地局に届かせることができ、呼接続することが可能となる。
なお、他の構成、処理は、例えば第１の実施の形態と同様とすることができる。

４．付記
上述の説明では第１〜第３の実施の形態について説明したが、各実施の形態を組み合わせてもよいし、第１の実施の形態の呼接続について、第３の実施の形態を用いるなど、各実施の形態の一部を組み合わせても良い。

本発明により、サービス断を伴わず、リモートかつオンラインで、外来雑音の影響を受けることなく、無線基地局の受信特性を高精度に測定するとともに、所望の特性が得られなかった場合には、不具合箇所を特定することが可能である。

本発明は、例えば、無線通信を行う通信システムに関する産業、通信システムを用いて通信サービスを提供する産業等に利用可能である。

本実施の形態における無線基地局試験システムの構成を説明した図。 本実施の形態におけるセクタ１の０系の受信特性診断行う際の無線基地局ブロック構成図（１）。 本実施の形態におけるセクタ１の０系の受信特性診断を行う際の無線基地局ブロック構成図（２）。 本実施の形態における０系の受信特性診断を行う際の試験シーケンスの説明図。

符号の説明

１０１〜１０３、２０１、２０２、２２１〜２２４、３０１、３０２、３２１〜３２４：無線基地局アンテナ
１０４：無線基地局
１０５〜１０７：無線処理部
１０８：回線Ｉ／Ｆ部
１０９、３３０：試験移動機
１１０：基地局制御部
１２０：センタ局
１２１：回線Ｉ／Ｆ装置
１２２：パケット制御装置
１２３：ＳＷ部
１２４：認証装置
１２５：ＮＷＩ／Ｆ装置
１３０：保守網
１３１：保守端末
１３２：ネットワーク網
１３３：テストサーバ
２０４、３０４：無線信号送受信部
２０５、３０５：デュプレクサ
２０６、３０６：バンドパスフィルタ
２０７、３０７：経路切替部
２０８〜２１０、３０８〜３１０：カップラ
２１１、３１１：経路切替スイッチ
２１２、３１２：送信機
２１３、３１３：０系受信機
２１４、２１６、３１４、３１６：ＲＳＳＩ測定部
２１５、３１５：１系受信機
２１７、３１７：変復調処理部
２１８、３１８：変調機
２１９、３１９：復調機
２２０、３２０：回線Ｉ／Ｆ部
２３１、２３２、３３２〜３３４：可変減衰器
２３３、３３６：端末機能部
２３４、３３７：試験機能制御部
３３５：雑音発生部

Claims (10)

1. 無線通信システムにおける通信端末の送信機能及び受信機能を有し、呼接続する際の初期送信電力が受信電力に応じて定まる端末機能部と、
   前記端末機能部及び通信端末への信号を送信するための送信機と、前記端末機能部及び通信端末からの信号を受信するための受信機と、通信端末からの無線信号及び／又は干渉波の電力を含む、前記受信機での受信電力を測定する測定部とを有する無線処理部と、
   前記送信機と前記端末機能部間の経路ロスを調整する減衰器と
   前記端末機能部と所定の装置とを、前記無線処理部を介して呼接続させて無線基地局の正常及び異常を試験するための制御部と
   を備え、
   前記減衰器が、前記測定部において測定された受信電力の値に応じて、経路ロスを増加することで、前記端末機能部における受信電力を減少させ、その結果前記初期送信電力を増加させ、
   前記端末機能部が、増加された初期送信電力により所定の装置と呼接続し、
   前記制御部は、無線基地局の試験を実行する無線基地局試験装置。
2. 無線通信システムにおける通信端末の送信機能及び受信機能を有し、呼接続する際の初期送信電力が予め設定された端末機能部と、
   前記端末機能部及び通信端末への信号を送信するための送信機と、前記端末機能部及び通信端末からの信号を受信するための受信機と、通信端末からの無線信号及び／又は干渉波の電力を含む、前記受信機での受信電力を測定する測定部とを有する無線処理部と、
   前記端末機能部と所定の装置とを、前記無線処理部を介して呼接続させて無線基地局の正常及び異常を試験するための制御部と
   を備え、
   前記端末機能部が、前記測定部で測定された受信電力の値に応じて、設定された初期送信電力を増加し、
   前記端末機能部が、増加された初期送信電力により所定の装置と呼接続し、
   前記制御部は、無線基地局の試験を実行する無線基地局試験装置。
3. 前記制御部は、
   前記測定部により測定された受信電力の値と、前記無線処理部において所望のパケットエラーレートを満たすように調整された前記端末機能部の送信電力との差分を求め、
   求められた差分と予め定められた閾値とを比較することにより、無線基地局の正常及び異常を判断する請求項１又は２に記載の無線基地局試験装置。
4. 前記制御部は、
   前記送信電力を前記無線基地局のアンテナ端の電力に換算した値を用いて、前記差分を求める請求項３に記載の無線基地局試験装置。
5. 前記制御部は、
   求められた差分が、予め定められた閾値より小さい場合に、無線基地局が正常であると判断し、
   求められた差分が、予め定められた閾値より小さくない場合に、無線基地局が異常であると判断する請求項３に記載の無線基地局試験装置。
6. 雑音を発生する雑音発生部と、
   前記端末機能部から出力される信号に、前記雑音発生部からの雑音を重畳して試験信号を生成し、前記無線処理部に出力する結合器と
   をさらに備え、
   前記端末機能部は、所望のパケットエラーレート又は信号対雑音比を満たすように送信電力を調整し、
   雑音を重畳することにより、前記端末機能部からの送信電力を、前記測定部で測定された受信電力又は外来雑音よりも高い電力に設定する請求項１又は２に記載の無線基地局試験装置。
7. 試験信号の信号品質を所望のパケットエラーレートを満たすために必要かつマージンの少ない値に設定し、
   試験信号のパケットエラーレートを測定し、測定されたパケットエラーレートが前記所望のパケットエラーレートを満たしているか否かにより、無線基地局の正常及び異常を判断する請求項６に記載の無線基地局試験装置。
8. 前記雑音発生部からの雑音成分の大きさを調整する第２の減衰器をさらに備える請求項６に記載の無線基地局試験装置。
9. 無線通信システムにおける通信端末の送信機能及び受信機能を有する端末機能部と、
   前記端末機能部及び通信端末への信号を送信するための送信機と、前記端末機能部及び通信端末からの信号を受信するための受信機と、通信端末からの無線信号及び／又は干渉波の電力を含む、前記受信機での受信電力を測定する測定部とを有する無線処理部と、
   前記端末機能部と所定の装置とを、前記無線処理部を介して呼接続させて無線基地局の正常及び異常を試験するための制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記測定部により測定された受信電力の値と、前記無線処理部において所望のパケットエラーレートを満たすように調整された前記端末機能部の送信電力との差分を求め、
   求められた差分と予め定められた閾値とを比較することにより、無線基地局の正常性を判断する無線基地局試験装置。
10. 無線通信システムにおける通信端末の送信機能及び受信機能を有する端末機能部と、
    前記端末機能部及び通信端末への信号を送信するための送信機と、前記端末機能部及び通信端末からの信号を受信するための受信機と、通信端末からの無線信号及び／又は干渉波の電力を含む、前記受信機での受信電力を測定する測定部とを有する無線処理部と、
    前記端末機能部と所定の装置とを、前記無線処理部を介して呼接続させて無線基地局の正常及び異常を試験するための制御部と、
    雑音を発生する雑音発生部と、
    前記端末機能部から出力される信号に、前記雑音発生部からの雑音を重畳して試験信号を生成し、前記無線処理部に出力する結合器と
    を備え、
    前記端末機能部は、所望のパケットエラーレート又は信号対雑音比を満たすように送信電力を調整し、
    雑音を重畳することにより、前記端末機能部からの送信電力を、前記測定部で測定された受信電力又は外来雑音よりも高い電力に設定する無線基地局試験装置。
    

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