JP2008035286A - 無線通信装置及び故障推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 故障箇所を自動的に推定可能とする。
【解決手段】 複数のアンテナ＃１〜＃ｎを具備する無線通信装置であって、複数のアンテナ＃１〜＃ｎを用いて無線信号の送受信を行う無線信号送受信部１と、各アンテナ＃１〜＃ｎ間での無線信号の振幅偏差又は位相偏差の少なくとも一方を判定するための判定用パラメータを取得する判定用パラメータ取得部５と、判定用パラメータに基づいて、各アンテナ＃１〜＃ｎで送受信される無線信号の周波数について、各アンテナ＃１〜＃ｎの異常を検出する異常検出部７と、異常を検出した場合、当該異常のある各アンテナ＃１〜＃ｎと周波数との対応付けに基づいて、無線信号送受信部１内の故障箇所を推定する故障箇所推定部８とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数のアンテナを具備する無線通信装置、及びこの無線通信装置の故障箇所を推定する故障推定方法に関する。

デジタル通信では、伝送速度の向上や時分割多重により、周波数資源の有効利用が図られている。周波数資源を更に有効利用可能な技術として、アダプティブアレイアンテナを使用した空間分割多重（ＳＤＭＡ）方式が知られている。アダプティブアレイアンテナでは、複数のアンテナにより適応的に指向性パターンを形成することにより、特定方向の通信相手に対して電波を送受信する。

アダプティブアレイアンテナにおいて、高精度に指向性を制御するためには、アンテナキャリブレーションを定期的に実行して、アンテナの送受信時の振幅特性及び位相特性を校正することが必要である。アンテナキャリブレーションを行うと、回路上に不具合がある場合、キャリブレーションエラーとして不具合の発生を検出できる。また、アンテナキャリブレーションを自動的に行うことで、不具合を早期に発見可能とする手法が提案されている（特許文献１参照。）。
特開２００１−５３６６２号公報

無線通信基地局装置においては、様々な要因によって無線通信装置の内部回路が故障することがある。特許文献１では、アンテナキャリブレーションによってアンテナの送受信の振幅特性及び位相特性を校正することを主な目的としており、故障箇所の検出のためにアンテナキャリブレーションを積極的に活用していない。このため、アンテナキャリブレーションに失敗した場合、サービスを停止し、故障箇所を判断するために人手による解析を行う必要がある。この結果、解析にコストを要し、復旧までに長時間を要するという問題があった。

上記問題点を鑑み、本発明は、故障箇所を自動的に推定可能な無線通信装置及び故障推定方法を提供する。

上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、複数のアンテナを具備する無線通信装置であって、複数のアンテナを用いて無線信号の送受信を行う無線信号送受信部と、各アンテナ間での無線信号の振幅偏差又は位相偏差の少なくとも一方を判定するための判定用パラメータを取得する判定用パラメータ取得部と、判定用パラメータに基づいて、各アンテナで送受信される無線信号の周波数について、各アンテナの異常を検出する異常検出部と、異常を検出した場合、当該異常のある各アンテナと周波数との対応付けに基づいて、無線信号送受信部内の故障箇所を推定する故障箇所推定部とを備えることを要旨とする。

この特徴によれば、各アンテナ間での無線信号の振幅偏差又は位相偏差の少なくとも一方を判定するための判定用パラメータを取得する判定用パラメータ取得部と、判定用パラメータに基づいて、各アンテナで送受信される無線信号の周波数について、各アンテナの異常を検出する異常検出部と、異常を検出した場合、当該異常のある各アンテナと周波数との対応付けに基づいて、無線信号送受信部内の故障箇所を推定する故障箇所推定部とを備えることによって、故障を自動的に推定できる。

本発明の第２の特徴は、第１の特徴に係る無線通信装置において、故障箇所推定部は、異常のある各アンテナと周波数との第１の対応付けと、無線信号送受信部内の構成箇所と、の第２の対応付けに基づいて、故障箇所を推定することを要旨とする。

この特徴によれば、第１の特徴に係る無線通信装置において、故障箇所推定部は、異常のある各アンテナと周波数との第１の対応付けと、無線信号送受信部内の構成箇所と、の第２の対応付けに基づいて、故障箇所を推定することによって、故障を自動的に推定できる。

本発明の第３の特徴は、第１又は第２の特徴に係る無線通信装置において、故障箇所推定部によって故障箇所が推定された場合、無線信号送受信部内で故障箇所を除いた箇所である正常箇所を用いて、無線信号送受信部の動作を継続させる制御部を更に備えることを要旨とする。

この特徴によれば、故障箇所推定部によって故障箇所が推定された場合、無線信号送受信部内で故障箇所を除いた箇所である正常箇所を用いて、無線信号送受信部の動作を継続させることによって、正常動作系と故障系を切り分け、正常動作している系で活用できる箇所は有効利用し、故障発生時でも最善のサービスを行うことができる。

本発明の第４の特徴は、第１〜第３のいずれかの特徴に係る無線通信装置において、故障箇所推定部によって故障箇所が推定された場合、異常が検出された旨と共に故障箇所を外部に通知する故障箇所通知部を更に備えることを要旨とする。

この特徴によれば、故障箇所推定部によって故障箇所が推定された場合、異常が検出された旨と共に故障箇所を外部に通知することによって、故障箇所を無線通信装置の外部に通知可能となる。

本発明の第５の特徴は、第１〜第４のいずれかの特徴に係る無線通信装置において、無線信号が、マルチキャリア信号且つ時分割信号であり、判定用パラメータ取得部は、判定用パラメータをアンテナ毎、キャリア毎、及びタイムスロット毎に取得し、異常検出部は、異常の検出をアンテナ毎、キャリア毎、及びタイムスロット毎に行うことを要旨とする。

この特徴によれば、マルチキャリア信号且つ時分割信号を用いる場合に、判定用パラメータ取得部が、判定用パラメータをアンテナ毎、キャリア毎、及びタイムスロット毎に取得し、異常検出部が、異常の検出をアンテナ毎、キャリア毎、及びタイムスロット毎に行うことによって、効果的な故障箇所検出を可能とすることができる。

本発明の第６の特徴は、第１〜第５のいずれかの特徴に係る無線通信装置において、判定用パラメータ取得部は、振幅偏差又は位相偏差の少なくとも一方を校正するアンテナキャリブレーションの際に判定用パラメータを取得することを要旨とする。

この特徴によれば、アンテナキャリブレーション動作を利用して、故障箇所を検出することができる。

本発明の第７の特徴は、複数のアンテナを具備する無線通信装置に適用される故障推定方法であって、複数のアンテナを用いて、無線信号送受信部が無線信号の送受信を行うステップと、各アンテナ間での無線信号の振幅偏差又は位相偏差の少なくとも一方を判定するための判定用パラメータを取得するステップと、判定用パラメータに基づいて、各アンテナで送受信される無線信号の周波数について、各アンテナの異常を検出するステップと、異常を検出した場合、当該異常のある各アンテナと周波数との対応付けに基づいて、無線信号送受信部内の故障箇所を推定するステップ とを含むことを要旨とする。

本発明によれば、故障箇所を自動的に推定可能な無線通信装置及び故障推定方法を提供できる。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（無線通信装置の全体構成例）
以下においては無線通信装置の一例として、図１に示すように複数のアンテナ＃１〜＃ｎを具備し、移動局と通信する無線基地局について説明する（ｎ；２以上の整数）。本発明の実施形態に係る無線通信装置は、複数のアンテナ＃１〜＃ｎと、無線信号送受信部１と、キャリブレーション制御部１２と、判定用パラメータ取得部５と、異常検出部７と、故障箇所推定部８と、故障箇所通知部９と、制御部１０と、通信インタフェース部（以下、「通信Ｉ／Ｆ部」）１１とを備える。

無線信号送受信部１は、複数のアンテナ＃１〜＃ｎをアダプティブアレイアンテナとして使用し、移動局と通信を行う。通信Ｉ／Ｆ部１１は、外部のネットワークに接続され、ネットワーク上の基地局管理装置等と通信する。

キャリブレーション制御部１２は、複数のアンテナ＃１〜＃ｎを用いた無線信号の送受信時において、アンテナ間の振幅偏差又は位相偏差の少なくとも一方を校正するためのアンテナキャリブレーション動作を制御する。なお、アンテナキャリブレーションは各アンテナ＃１〜＃ｎの送信特性情報（振幅・位相差情報）又は受信特性情報（振幅・位相差情報）、あるいはこれらの組み合わせをもとに実行される。

判定用パラメータ取得部５は、アンテナ間での無線信号の振幅偏差又は位相偏差の少なくとも一方を判定するための判定用パラメータをアンテナ毎に取得する。異常検出部７は、判定用パラメータに基づき、複数のアンテナ＃１〜＃ｎにおいて異常が発生したか否かを判定する。異常の検出は、複数のアンテナ＃１〜＃ｎのそれぞれについて、振幅が安定しているか否かと、他のアンテナとの位相差が安定しているか否か等に応じて行われる。なお、判定用パラメータの詳細については後述する。

故障箇所推定部８は、複数のアンテナ＃１〜＃ｎの少なくとも１つについて異常が検出された場合に、異常の発生状態に基づいて無線信号送受信部１内の故障箇所を推定する。ここで「異常の発生状態」とは、異常のある各アンテナ＃１〜＃ｎと周波数（キャリア周波数又は通信チャネルの周波数）との対応付けを意味する。例えば、各アンテナ＃１〜＃ｎのうち、どのアンテナのどの周波数で異常が検出されたか、あるいはどのアンテナ群（アンテナブロック）のどの周波数で異常が検出されたか等を意味する。ただし、後述するように、無線通信装置の採用する無線通信方式に応じて、アンテナ以外の要素について発生する異常の発生状態を利用可能である。

一例として、異常のあるアンテナが検出された場合、キャリブレーション制御部１２は、基準となるアンテナを切り替えつつ、キャリブレーション動作を複数回行う。この結果、異常検出部７は、複数回のキャリブレーションに渡って異常を判定し、故障箇所推定部８が異常の発生状態を得ることができる。更に、故障箇所推定部８は、異常の発生状態に応じて、故障箇所が、無線信号送受信部１の送信系、受信系、又は送受信両方であるのかを判断する。

制御部１０は、無線信号送受信部１を制御すると共に、故障箇所が推定された場合に、故障箇所を除いた正常箇所を用いて無線信号送受信部１の動作を継続させる。故障箇所通知部９は、故障箇所が検出された場合、通信Ｉ／Ｆ部１１を用いて、故障箇所を基地局管理装置に自動的に通知する。

したがって、一部のアンテナにのみ故障が発生した際に与える影響を最小限に抑え、無線通信装置の運用を続けながら、故障箇所として通知された箇所を調べることにより、故障対応を迅速に行うことが可能となる。

なお、アンテナ＃１〜＃ｎ、無線信号送受信部１、キャリブレーション制御部１２、及び通信Ｉ／Ｆ部１１は、ハードウェアとして実装されるが、判定用パラメータ取得部５、異常検出部７、故障箇所推定部８、及び故障箇所通知部９は、プログラムとして実装し、図示を省略するＣＰＵに実行させることが可能である。したがって、アンテナキャリブレーション機能を有する無線通信装置に対し、特別な装置を追加設置することなく、故障や故障発生時においても運用上の影響を最小限に抑えることが可能となる。

（無線信号送受信部の概略構成）
次に、無線信号送受信部１の概略構成について説明する。無線信号送受信部１は、無線信号の増幅及び周波数変換等を行うパワーアンプ・高周波部（以下、「ＰＡ・ＲＦ部」）１ａと、無線信号を信号処理する信号処理部１ｂとを備える。

信号処理部１ｂは、複数のアンテナ＃１〜＃ｎから無線信号を同時に送信又は受信するときに、複数のアンテナ＃１〜＃ｎのそれぞれについての無線信号に重み付けを行うように構成されている。具体的には、信号処理部１ｂは、送信ウェイト処理部１３と、ウェイト算出部１４と、キャリブレーションウェイト算出部１５と、受信ウェイト処理部１６とを備える。

受信ウェイト処理部１６は、ＰＡ・ＲＦ部１ａからの受信信号から、振幅情報及び位相情報をアンテナ毎に取得し、ウェイト算出部１４及び判定用パラメータ取得部５に振幅情報及び位相情報を通知する。ウェイト算出部１４は、ＰＡ・ＲＦ部１ａの送受信信号に与える振幅と位相とを調整するためのウェイトをアンテナ毎に算出する。

また、受信ウェイト処理部１６は、ウェイト算出部１４が算出した、位相及び振幅の各アンテナ間における相違量を示すウェイトを用いて、ＰＡ・ＲＦ部１ａからのアンテナ毎の受信信号を重み付けして合成する。これにより受信時の指向性パターンを形成することになる。送信ウェイト処理部１３は、受信時に算出したパラメータを送信時にも利用して、アンテナ毎の送信信号に重み付けを行う。これにより送信時のアレイアンテナパターンを形成することになる。

（キャリブレーション制御部の構成）
次に、キャリブレーション制御部１２の構成について説明する。キャリブレーション制御部１２は、検査用信号生成部２と、合成・分配部３と、検査用信号送受信部４と、検波部６とを備える。検査用信号生成部２は、キャリブレーション時において、同一の振幅・位相の検査用信号をベースバンド帯域で生成する。なお、検査用信号としては、例えば一定周波数の信号の一種であるトーン信号（正弦波）、又は周波数が信号内容に応じて変更されるバースト信号（ビット列）等が使用できる。

無線信号送受信部１の受信特性を検査する場合、検査用信号は、検査用信号送受信部４及び合成・分配部３を介して、ＰＡ・ＲＦ部１ａに入力される。これに対して、無線信号送受信部１の送信特性を検査する場合、検査用信号は、送信ウェイト処理部１３を介してＰＡ・ＲＦ部１ａに入力される。

検査用信号送受信部４は、無線周波数とベースバンド周波数との変換を行う。検波部６は、キャリブレーションに必要な各アンテナの位相情報及び振幅情報を検出する。

合成・分配部３は、複数のアンテナ＃１〜＃ｎからの信号を合成すると共に、検査用信号送受信部４からの信号を複数のアンテナ＃１〜＃ｎに分配する。

（判定用パラメータ）
次に、判定用パラメータについて詳細に説明する。判定用パラメータ取得部５は、判定用パラメータとして、以下の１）〜５）のいずれか、あるいは以下の１）〜５）の組み合わせを取得する。

１）全アンテナが同一の振幅で電波を送信している際に、キャリブレーション制御部１２で検出される各アンテナについての信号振幅情報（以下、「送信振幅情報」）
２）全アンテナが同一の振幅で電波を受信している際に、受信ウェイト処理部１６で検出される各アンテナについての受信振幅情報（以下、「受信振幅情報」）
３）アンテナ間での送信信号の位相差情報（以下、「送信位相差情報」）
４）アンテナ間での受信信号の位相差情報（以下、「受信位相差情報」）
５）上記１）〜４）の情報から算出される情報
ここで、上記５）としては、例えば、基準アンテナで規格化された各アンテナの送受信振幅・位相差情報等が該当する。

異常検出部７は、上記１）〜５）の判定用パラメータに対し、位相揺らぎ又は振幅揺らぎの有無を判定する。

「振幅揺らぎ（振幅偏差）」とは、各アンテナを用いて同じ振幅の検査用信号を送信させた場合のアンテナ間に生じるばらつき、あるいは、各アンテナを用いて同じ振幅の検査用信号を受信させた場合のアンテナ間に生じるばらつきを意味する。ばらつきの大きさは、全アンテナ平均値に対して、所定の閾値内に収まっているかどうかで判定しても良いし、ある基準で判断しても良い。

「位相差揺らぎ（位相偏差）」とは、各アンテナを用いて同じ位相の検査用信号を送信させた場合のアンテナ間に生じるばらつき、あるいは、各アンテナを用いて同じ位相の検査用信号を受信させた場合のアンテナ間に生じるばらつきを意味する。位相偏差は、連続的に同じ送受信動作をさせることによって検出可能である。

例えば、２回同じ検査用信号の送受信動作を行ったとき、位相偏差は基準アンテナを決めて、位相差ベクトルを作り、その位相差ベクトルの内積を取ることで確認する。アンテナ数を“Ｎ”として、
１回目をa = [ a１,a２, ・・・・,aN]
２回目をb = [ b１,b２, ・・・・,bN]
（１番目のアンテナが基準アンテナであればa１=b１）
が送受信動作によって得られた位相・振幅ベクトルとすると、“a・b”の結果が揺らぎの大きさに相当する。算出結果を１に規格化していれば、実部が１に近いほど揺らぎが小さいと判断できる。規格化した結果の実部の大きさが０．９９９以下であれば、異常であると判断する。このように、揺らぎを定量化して、閾値判定することで、異常が検出される。

（無線信号送受信部の構成例）
次に、図２を用いて、無線信号送受信部１の具体的な構成例を説明する。図２の例では、ｉＢｕｒｓｔ（登録商標）規格に準拠したシステムの基地局における無線信号送受信部１の構成例を示している。ｉＢｕｒｓｔ（登録商標）規格に準拠したシステムでは、マルチキャリアを採用した時分割多元接続／時分割双方向伝送（ＴＤＭＡ／ＴＤＤ）方式が用いられている。

マルチキャリア、マルチアンテナのＴＤＭＡ／ＴＤＤシステムでは、複数キャリアで共通の回路、キャリア毎、アンテナ毎に異なる回路を使用している箇所等が存在する。複数のキャリアで共通のチップを使用している場合、そのチップに故障が生じた場合、１つのキャリアにのみ影響するということは通常は起こりにくい。

このように、エラー発生状態からどこのチップ（回路）に故障が生じているのかをある程度の確率で検出可能である。したがって、ハードウェア構成がどのような単位でまとめられているのか、どこで発生した故障であるのかを考慮して故障箇所が推定される。

図２に示す構成に対しては、図１に示した判定用パラメータ取得部５は、判定用パラメータをアンテナ毎、キャリア毎、及びタイムスロット毎に取得する。異常検出部７は、異常が発生したか否かをアンテナ毎、キャリア毎、及びタイムスロット毎に判定する。また、キャリブレーション制御部１２では周波数帯はキャリブレーションを実行するキャリアに応じて設定する。

図２に示す無線信号送受信部１は、第１〜第１２アンテナ＃１〜＃１２と、ＰＡ・ＲＦ部１００と、シリアライザ／デシリアライザ部（以下、「ＳＥＲ／ＤＥＳ部」）１４０と、キャリアブロック部１５０と、キャリア制御部１６０と、タイムスロット制御部１７０とを備える。

ＰＡ・ＲＦ部１００は、ＰＡ部１１０と、ＲＦ部１２０とを備える。ＰＡ部１１０は、第１〜第４ＰＡ回路１１１〜１１４を備える。第１〜第４ＰＡ回路１１１〜１１４のそれぞれは、図示を省略する２つの送受信切替スイッチと、２つの送受信切替スイッチの間に並列に接続されたＰＡ及びローノイズアンプ（ＬＮＡ）を備える。送信時にはＰＡを用いた無線信号の増幅を行い、受信時はＬＮＡを用いた無線信号の増幅を行う。

ＲＦ部１２０は、第１〜第１２ＲＦ回路１２１〜１３２を備える。第１〜第１２ＲＦ回路１２１〜１３２のそれぞれは、受信時には、無線周波数帯域からベースバンド帯域へのダウンコンバートと、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換を行う。これに対して送信時には、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換と、ベースバンド帯域から無線周波数帯域へのアップコンバートを行う。ＳＥＲ／ＤＥＳ部１４０は、ＲＦ部１２０とキャリアブロック部１５０との間で入出力される信号を授受する。

キャリアブロック部１５０は、第１及び第２キャリアブロック回路１５１，１５２を備える。第１及び第２キャリアブロック回路１５１，１５２のそれぞれは、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）により構成される。また、第１及び第２キャリアブロック回路１５１，１５２のそれぞれは、受信時には、アンテナ毎に入力される受信信号をキャリア毎に振り分け、送信時には、キャリア毎に入力される送信信号をアンテナ毎に振り分ける。

キャリア制御部１６０は、第１〜第８キャリア制御回路１６１〜１６８を備える。第１〜第８キャリア制御回路１６１〜１６８のそれぞれは、ＦＰＧＡにより構成される。また、第１〜第８キャリア制御回路１６１〜１６８のそれぞれは、受信時には、キャリア毎に入力される受信信号をタイムスロット毎に分割し、送信時には、タイムスロット毎に入力される送信信号をキャリア毎に統合する。

タイムスロット制御部１７０は、第１〜第２４タイムスロット制御回路１７１〜１９４を備える。第１〜第２４タイムスロット制御回路１７１〜１９４のそれぞれは、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）により構成される。また、第１〜第２４タイムスロット制御回路１７１〜１９４のそれぞれは、受信時には、検波やキャリブレーションウェイトの演算等を行い、送信時には、ウェイトの乗算等を行う。なお、検波処理は、キャリブレーション動作時と通常通信時では異なる検波方式を採っても良い。キャリブレーション時には、受信アンテナウェイトに依存しない各アンテナの位相振幅の差の情報（受信特性情報）を得られるよう動作する。更に、通常通信時にはキャリブレーションウェイト及び受信ウェイト情報を用いて送信ウェイトが算出される。

（異常の発生状態例）
次に、図２に示した無線信号送受信部１の構成例における異常の発生状態例について説明する。

第１〜第４ＰＡ回路１１１〜１１４のそれぞれは、３つのアンテナからなるアンテナブロック毎に１つ割り当てられている。第１〜第１２ＲＦ回路１２１〜１３２のそれぞれは、各アンテナに対応して設けられている。ＳＥＲ／ＤＥＳ部１４０は、全アンテナ・全キャリアに共通して１つ設けられている。

第１及び第２キャリアブロック回路（ＦＰＧＡ）１５１，１５２のそれぞれは、４つのキャリアからなるキャリアブロック毎に１つ割り当てられている。具体的には、第１〜第４キャリアＣＡ１〜ＣＡ４には、第１キャリアブロック回路１５１が割り当てられ、第５〜第８キャリアＣＡ５〜ＣＡ８には、第２キャリアブロック回路１５２が割り当てられている。

第１〜第８キャリア制御回路（ＦＰＧＡ）１６１〜１６８のそれぞれは、各キャリアに対応して設けられている。

第１〜第２４タイムスロット制御回路（ＤＳＰ）１７１〜１９４のそれぞれは、各タイムスロットに対応して設けられている。具体的には、第１、第４、第７、第１０、第１３、第１６、第１９、及び第２２タイムスロット制御回路（ＤＳＰ）１７１，１７４，１７７，１８０，１８３，１８６，１８９，１９２は、第１タイムスロットＴＳ１に対応している。第２、第５、第８、第１１、第１４、第１７、第１８、及び第２３タイムスロット制御回路（ＤＳＰ）１７２，１７５，１７８，１８１，１８４，１８７，１９０，１９３は、第２タイムスロットＴＳ２に対応している。第３、第６、第９、第１２、第１５、第１８、第１９、及び第２４タイムスロット制御回路（ＤＳＰ）１７３，１７６，１７９，１８２，１８５，１８８，１９１，１９４は、第３タイムスロットＴＳ３に対応している。

このような構成において、異常の発生状態と推定故障箇所との対応付けについて図３を用いて説明する。図３では状態１〜状態６の合計６パターンを例示している。

状態１は、全キャリア・全タイムスロットで特定のアンテナに異常が検出された状態であり、特定のアンテナに対応するＰＡ回路又はＲＦ回路が故障していると推定可能である。例えば、図４に示すように、全キャリア・全タイムスロットでアンテナ１が異常を示している場合、第１ＰＡ回路１１１又は第１ＲＦ回路１２１が故障していると考えられる。

状態２は、図５に示すように、全キャリア・全タイムスロット・全アンテナに異常が検出された状態であり、ＳＥＲ／ＤＥＳ部１４０が故障していると推定可能である。

状態３は、全タイムスロットで特定のキャリアブロックに異常が検出された状態であり、特定のキャリアブロックについてのキャリアブロック回路が故障していると推定可能である。例えば、図６に示すように、全タイムスロットで特定のキャリアブロック（キャリア１〜４）が異常を示している場合、第１キャリアブロック回路１５１が故障していると考えられる。

状態４は、全タイムスロットで特定のキャリアに異常が検出された状態であり、特定のキャリアについてのキャリア制御回路が故障していると推定可能である。例えば、図７に示すように、全タイムスロットでキャリア１が異常を示している場合、第１キャリア制御回路１６１が故障していると考えられる。

状態５は、特定のキャリアの特定のタイムスロットに異常が検出された状態であり、特定のタイムスロットについてのタイムスロット制御回路が故障していると推定可能である。

状態６は、全キャリアで特定のアンテナブロックに異常が検出された状態であり、特定のアンテナブロックについてのＰＡ回路が故障していると推定可能である。例えば、図８に示すように、全タイムスロットで第１〜第３アンテナ＃１〜＃３が異常を示している場合、第１ＰＡ回路１１１が故障していると考えられる。

図４〜図８に示したようなテーブルを、異常検出部７が予め保持しておくことにより、エラー発生状態から故障箇所を即座に検出可能となる。

（故障推定フロー例）
次に、図９に示すフローチャートを参照して、本発明の実施形態に係る故障推定方法の一例について説明する。

ステップＳ１０１において、図１の検査用信号生成部２は、制御部からキャリブレーション実行要求が通知されるまで待ち状態となる。キャリブレーション実行要求が通知されると、ステップＳ１０２へ移行する。

ステップＳ１０２において、制御部１０は、基準アンテナを選択する。

ステップＳ１０３において、上述した手順により、キャリブレーションが実行される。この結果、基準アンテナを基準とした各アンテナのキャリブレーションベクトル情報、送信特性情報、及び受信特性情報が得られる。なお、キャリブレーションベクトルとは、基準アンテナの送受信信号振幅位相を基準とし他場合の、他アンテナの送受信信号振幅位相である。キャリブレーションの過程で、判定用パラメータ取得部５は、判定用パラメータを取得する。

ステップＳ１０４において、異常検出部７は、異常（キャリブレーションエラー）をアンテナ毎、キャリア毎に判定する。

ステップＳ１０５において、異常検出部７は、ステップＳ１０４で異常が検出されたか否か確認する。異常が検出されていない場合、ステップＳ１０１に処理が戻る。異常が検出された場合、ステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０６において、故障箇所推定部８は、複数キャリアに渡って異常が検出されたか否かを判定する。複数キャリアに渡って異常が検出された場合、ステップＳ１０７に移行する。特定のキャリアにのみ異常が検出された場合、ステップＳ１０８に移行する。複数のキャリアで異常が検出され、それが１つのアンテナで発生した異常であれば、該当アンテナを故障とみなすことができる。

ステップＳ１０７において、故障箇所推定部８は、複数アンテナに渡って異常が検出されたか否かを判定する。複数アンテナに渡って異常が検出された場合、ステップＳ１０８に移行する。特定のアンテナにのみ異常が検出された場合、ステップＳ１０９に移行する。

ステップＳ１０９では、制御部１０は、異常のあるアンテナ及びキャリアの運用を停止する。故障箇所推定部８は、ＳＥＲ／ＤＥＳ部１４０に故障が発生していると推定する。故障箇所通知部９は、異常が発生した旨（アラーム）とともに、故障箇所を外部に通知する。

ステップＳ１０８において、制御部１０は、基準アンテナの異常の可能性があるため、基準アンテナを変更して再度キャリブレーションを行うように制御する。

ステップＳ１１１において、故障箇所推定部８は、ステップＳ１０８の結果、異常であるアンテナが減少したか否かを判定する。異常であるアンテナが減少した場合、ステップＳ１１２に移行する。異常であるアンテナが減少しない場合、ステップＳ１１３に移行する。

ステップＳ１１２においては、制御部１０は、基準アンテナの変更を維持し、前回まで基準としていたアンテナを運用停止とする。また、故障箇所推定部８は、運用停止としたアンテナに対応するＲＦ部１３２のＲＦ回路を故障箇所として推定する。ステップＳ１１４において、故障箇所通知部９は、異常が発生した旨と共に、故障箇所を外部に通知する。

ステップＳ１１３においては、制御部１０は、異常のあるアンテナを運用停止し、正常動作をしているアンテナのみでサービスを続行する。故障箇所推定部８は、ＳＥＲ／ＤＥＳ部１４０に故障が発生していると推定する。ステップＳ１１５において、故障箇所通知部９は、異常が発生した旨と共に故障箇所を外部に通知する。

一方、ステップＳ１０８において、制御部１０は、キャリブレーションを実行していたタイムスロットを変更して再度キャリブレーションを行い、異常検出部７は、異常が回避できるかどうかをステップＳ１１６にてチェックする。異常が回避できた場合、ステップＳ１１７に移行する。異常が回避できない場合、ステップＳ１１８に移行する。

ステップＳ１１７において、故障箇所推定部８は、タイムスロット制御部１７０から故障箇所を検出する。そして、故障箇所通知部９は、異常が発生した旨と共に故障箇所を外部に通知する。

ステップＳ１１８において、故障箇所推定部８は、キャリア制御部１６０から故障箇所を推定する。制御部１０は、異常の発生しているキャリアの運用を停止する。ステップＳ１１９において、故障箇所通知部９は、異常が発生した旨と共に故障箇所を外部に通知する。

以上詳細に説明したように、本発明の実施形態によれば、アンテナキャリブレーション動作を利用して、故障箇所を推定することができる。また、故障が判明した際、該当キャリアでの通信サービスを停止する代わりに、故障発生箇所と正常動作箇所を切り分け、正常動作箇所のみを使用してサービスを行うようにすることで、故障発生時にも最低限の通信サービスを確保できるようになる。修理の時には、故障箇所を切り分けていることから、迅速に修理、改善のための処置を行うことができる。

更に、従来のキャリブレーションでは発見できなかった異常を早期に発見することが可能となることにより、無用な電波放出を防ぐことが可能となり通信品質を向上させることが可能になる。

（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

上述した実施形態においては、無線基地局の故障箇所を推定する一例を説明したが、移動通信端末の故障箇所を推定する場合に応用しても良い。

また、ＴＤＭＡ方式を採用する無線通信装置について説明したが、複数のアンテナを具備する無線通信装置であれば、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）方式等の他の無線通信方式を採用する場合にも応用可能である。

更に、上述した実施形態においては、アンテナキャリブレーションを利用して、無線信号送受信部１の故障箇所を推定する一例について説明した。しかしながら、アンテナキャリブレーションを利用せずに、故障箇所の推定動作のみを行ってもかまわない。この場合、キャリブレーションウェイト算出部１５を動作させることなく、判定用パラメータ取得部５が判定用パラメータを取得する。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る送受信部の内部構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る故障箇所推定部の機能を説明するための表である。 本発明の実施形態に係る異常検出部が検出する異常の発生状態の一例を示す表である（その１）。 本発明の実施形態に係る異常検出部が検出する異常の発生状態の一例を示す表である（その２）。 本発明の実施形態に係る異常検出部が検出する異常の発生状態の一例を示す表である（その３）。 本発明の実施形態に係る異常検出部が検出する異常の発生状態の一例を示す表である（その４）。 本発明の実施形態に係る異常検出部が検出する異常の発生状態の一例を示す表である（その５）。 本発明の実施形態に係る無線通信装置の故障箇所推定処理の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

＃１〜＃ｎ…アンテナ
１…無線信号送受信部
１ａ…ＰＡ・ＲＦ部
１ｂ…信号処理部
２…検査用信号生成部
３…合成・分配部
４…検査用信号送受信部
５…判定用パラメータ取得部
６…検波部
７…異常推定部
８…故障箇所推定部
９…故障箇所通知部
１０…制御部
１１…通信Ｉ／Ｆ部
１２…キャリブレーション制御部
１３…送信ウェイト処理部
１４…ウェイト算出部
１５…キャリブレーションウェイト算出部
１６…受信ウェイト処理部
１００…ＰＡ・ＲＦ部
１１０…ＰＡ部
１１１…第１ＰＡ回路
１１１〜１１４…ＰＡ回路
１２０…ＲＦ部
１２１〜１３２…ＲＦ回路
１４０…ＳＥＲ／ＤＥＳ部
１５０…キャリアブロック部
１５１，１５２…キャリアブロック回路
１６０…キャリア制御部
１６１〜１６８…キャリア制御回路
１７０…タイムスロット制御部
１７１〜１９４…タイムスロット制御回路

Claims (7)

1. 複数のアンテナを具備する無線通信装置であって、
   前記複数のアンテナを用いて無線信号の送受信を行う無線信号送受信部と、
   各アンテナ間での前記無線信号の振幅偏差又は位相偏差の少なくとも一方を判定するための判定用パラメータを取得する判定用パラメータ取得部と、
   前記判定用パラメータに基づいて、前記各アンテナで送受信される無線信号の周波数について、前記各アンテナの異常を検出する異常検出部と、
   前記異常を検出した場合、当該異常のある前記各アンテナと前記周波数との対応付けに基づいて、前記無線信号送受信部内の故障箇所を推定する故障箇所推定部と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記故障箇所推定部は、前記異常のある前記各アンテナと前記周波数との第１の対応付けと、前記無線信号送受信部内の構成箇所と、の第２の対応付けに基づいて、前記故障箇所を推定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記故障箇所推定部によって前記故障箇所が推定された場合、前記無線信号送受信部内で前記故障箇所を除いた箇所である正常箇所を用いて、前記無線信号送受信部の動作を継続させる制御部を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. 前記故障箇所推定部によって前記故障箇所が推定された場合、前記異常が検出された旨と共に前記故障箇所を外部に通知する故障箇所通知部を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
5. 前記無線信号が、マルチキャリア信号且つ時分割信号であり、
   前記判定用パラメータ取得部は、前記判定用パラメータをアンテナ毎、キャリア毎、及びタイムスロット毎に取得し、
   前記異常検出部は、前記異常の検出をアンテナ毎、キャリア毎、及びタイムスロット毎に行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
6. 前記判定用パラメータ取得部は、前記振幅偏差又は前記位相偏差の少なくとも一方を校正するアンテナキャリブレーションの際に前記判定用パラメータを取得することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
7. 複数のアンテナを具備する無線通信装置に適用される故障推定方法であって、
   前記複数のアンテナを用いて、無線信号送受信部が無線信号の送受信を行うステップと、
   各アンテナ間での前記無線信号の振幅偏差又は位相偏差の少なくとも一方を判定するための判定用パラメータを取得するステップと、
   前記判定用パラメータに基づいて、前記各アンテナで送受信される無線信号の周波数について、前記各アンテナの異常を検出するステップと、
   前記異常を検出した場合、当該異常のある前記各アンテナと前記周波数との対応付けに基づいて、前記無線信号送受信部内の故障箇所を推定するステップ
   とを含むことを特徴とする故障推定方法。
   
   
   
   
   

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