JP2013157690A

JP2013157690A - 基地局

Info

Publication number: JP2013157690A
Application number: JP2012014907A
Authority: JP
Inventors: Takuya Matsumoto; 拓也松本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2013-08-15

Abstract

【課題】他のシステムへ影響を与える異常、特に送信出力異常を早期に検出することができる基地局を提供する。
【解決手段】送信部３と、送信部３から送信信号を出力させる制御部１１と、送信部３が出力する送信信号を受けて、その送信電力を検出する送信電力検出部１２とを備え、制御部１１は、送信部３、通信端末との無線通信に使用する無線リソースの空きリソースを用いて、所定期間、所定の送信出力レベルで試験用の送信信号を出力させると共に、送信電力検出部１２で検出された試験用の送信信号の送信電力に基づいて、送信出力異常の有無を判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は基地局に関し、特に、基地局における送信出力の異常検出に関する。

基地局は、その保守のために定期的な診断を行うが、特許文献１には、定期診断を行う直前にトラフィックを確認した上で診断を行うことで、定期診断期間内で効率的な診断を行う技術が開示されている。

特開２００５−１３６８１１号公報

特許文献１では、定期診断を行う直前にトラフィックを確認するので、定期診断の実行時に突発的に呼量が増大し、予測したスループットと異なる状態となった場合に、正しい診断が行えないという問題は解消されるが、定期診断に際してはサービス運用を停止するので、定期診断期間には基地局が使用できないこととなる。

また、定期診断の周期は、診断対象によって変えることはできるものの、例えば、２４時間周期に行う定期診断では、場合によっては異常な状態が２４時間継続することとなる。これが、自局内だけに影響を与えるような異常であれば、２４時間継続していても問題は大きくないかもしれないが、例えば、送信出力異常のような場合は、他の基地局の出力電波に干渉し、それが２４時間継続することで大きな問題となる。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、他のシステムへ影響を与える異常、特に送信出力異常を早期に検出することができる基地局を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、通信端末との間で無線通信を行う基地局であって、送信部と、前記送信部から送信信号を出力させる制御部と、前記送信部が出力する送信信号を受けて、その送信電力を検出する送信電力検出部とを備え、前記制御部は、前記送信部に、前記通信端末との無線通信に使用する無線リソースの空きリソースを用いて、所定期間、所定の送信出力レベルで試験用の送信信号を出力させると共に、前記送信電力検出部で検出された前記試験用の送信信号の送信電力に基づいて、送信出力異常の有無を判定する。

本発明に係る基地局の一態様は、前記制御部が、前記送信部に、前記通信端末への前記送信信号の送信に使用する下り無線リソースの空きリソースを用いて前記試験用の送信信号を出力させる。

本発明に係る基地局の一態様は、前記制御部が、前記空きリソースが２つ以上存在する場合に、前記試験用の送信信号を出力させる。

本発明に係る基地局の一態様は、前記制御部が、複数の空きリソースを用いて前記試験用の送信信号を出力させ、それぞれについて前記送信電力検出部での検出結果に基づいて前記送信出力異常の有無を判定し、全てで前記送信出力異常が発生している場合に、前記送信部からの送信信号の出力を停止する。

本発明に係る基地局の一態様は、前記送信部が、前記送信信号の送信出力レベルを設定する送信処理部と、送信出力レベルが設定された前記送信信号に対してフロントエンド処理を行うフロントエンド部とを有し、前記所定の送信出力レベルが、前記送信処理部が出力する送信出力レベルの最低値に設定され、前記制御部は、前記送信電力検出部で検出された前記試験用の送信信号の送信電力が、前記送信出力レベルの最低値よりも高い場合に、前記フロントエンド部に起因して前記送信出力異常が発生したものと判定する。

本発明に係る基地局によれば、送信出力異常の検出を随時に行うこととなり、送信出力異常を早期に検出することが可能となる。

本発明に係る実施の形態の基地局の構成を示すブロック図である。送信部の構成を説明する図である。送信出力異常の検出動作を説明するフローチャートである。タイムスロットの空き状態の例を示す図である。

＜実施の形態＞
＜装置構成＞
図１は、本発明に係る実施の形態の基地局１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、基地局１００は、送受信アンテナ４が接続された無線通信部１と、復調部５と、変調部６と、これらを制御する制御部を有したデジタル処理部１０とを備えている。なお、図１においては、発明に係る構成についてのみ示しており、他の構成は省略している。

基地局１００において、送受信アンテナ４で受信した受信信号は無線通信部１の受信部２に入力され、増幅処理やダウンコンバートを行って、ベースバンド信号に変換して出力する。なお、送受信アンテナ４で受信される信号は、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調方式やＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調方式などで変調されている。

ベースバンド信号に変換された信号は、復調部５に与えられて復調処理や誤り訂正処理等が実行され図示しないスピーカ等を介して音声信号に変換される。

また、変調部５は、デジタル処理部１０から与えられる送信信号をＢＰＳＫ変調方式やＱＰＳＫ変調方式などを用いて変調し、無線通信部１の送信部３を介して送受信アンテナ４から送信する。

基地局１００においては、送信出力異常を検出するための構成を送信部３に備えており、送信部３の構成を図２を用いて説明する。

図２に示すように送信部３は、フロントエンド（ＦＥＭ）部３１および送信処理（ＴＸ）部３２を備えている。

ＦＥＭ部３１は、送受信アンテナ４からＲＦ（Radio Frequency）信号を送信するために増幅などのフロントエンド処理を行うが、ここでは発明に関連する構成として、送信信号を増幅させるためのパワーアンプ３１２と、パワーアンプ３１２で増幅された送信信号を２つに分岐して、一方の送信信号を送受信アンテナ４に与えると共に、他方の送信信号をデジタル処理部１０に出力する分岐カプラ３１１のみを示している。

送信処理部３２は、変調後の信号をアップコンバートする処理を行うが、ここでは発明に関連する構成として、送信信号を減衰させる減衰器（アッテネータ）３２１のみを示している。

デジタル処理部１０は、基地局１００内の各部を制御するＣＰＵ等のプロセッサで構成された制御部１１と、ＦＥＭ部３１の分岐カプラ３１１で分岐された送信信号を受けて、その送信電力を測定するパワーモニタ１３（送信電力検出部）と、制御部１１による制御に基づいて、送信処理部３２の減衰器３２１の制御を行う送信出力レベル制御信号ＴＸＬＣを発生させるＴＸＬＣ発生部１２と、図示されない有線ネットワーク等を介して受信した信号を、ベースバンドの送信信号として生成する送信信号生成部１４とを有している。

ここで、送信出力レベル制御信号ＴＸＬＣは、ハードウエアのばらつきを補正し、送信信号を所定の送信出力で送信するために使用される信号であり、上記の例では、減衰器３２１を制御することで送信信号の送信出力を調整する。なお、送信出力レベル制御信号ＴＸＬＣの設定範囲は０〜１０２３の１０２４段階であり、数値が大きくなるほど送信出力レベルが増すことになる。

また、パワーモニタ１３はＰＨＳ（Personal Handy Phone System）帯域の信号をモニタするためのモニタであるが、３００ＭＨｚ〜３．５ＧＨｚの範囲の帯域を検出することが可能である。

＜動作＞
次に、図１および図２を参照しつつ、図３に示すフローチャートを用いて基地局１００における送信出力異常の検出動作について説明する。なお、以下の説明では、無線通信システムとしてＰＨＳに適用される場合を示す。

本発明においては、送信出力異常の検出は随時に行うものであり、従来のように定期的に行うものではないので、基地局１００の運用を開始する場合や、リセット動作等により再起動される場合に、電源が投入されると送信出力異常の検出モードが自動的に開始される。

ＰＨＳでは、１フレーム５ｍｓｅｃの期間に、アップリンク（通信端末から基地局１００に向かう方向）とダウンリンク（基地局１００から通信端末に向かう方向）とで、それぞれ２．５ｍｓｅｃずつ時分割され、また、アップリンクとダウンリンクは、それぞれ４つのタイムスロットに時分割されている。

送信出力異常の検出モードでは、ダウンリンクのタイムスロットの空き状態を定常的に監視し、ユーザー（通信端末）に割り当てられている４つタイムスロットに２以上の空きスロットがあるか否かの確認動作を行う（ステップＳ１）。この確認動作は、制御部１４（図２）で行われ、２以上の空きスロットが確認されない場合はステップＳ１の動作を繰り返す。

ここで、図４を用いて、タイムスロットの空き状態の例を示す。図４に示すように、１フレームは、アップリンクの通信に用いられる上り時間帯と、ダウンリンクの通信に用いられる下り時間帯とで構成され、上り時間帯は４つの上りタイムスロットＵ１〜Ｕ４に分割され、下り時間帯は４つの下りタイムスロットＤ１〜Ｄ４に分割されている。

図４の（ａ）部には、上りタイムスロットＵ１〜Ｕ４および下りタイムスロットＤ１〜Ｄ４の何れもが使用されている状態を示している。

また、図４の（ｂ）部には、下りタイムスロットＤ１のみが空きスロットとなった状態を示している。

また、図４の（ｃ）部には、下りタイムスロットＤ１およびＤ２が空きスロットとなった状態を示している。

ここで、図３の説明に戻る。ステップＳ１において、２以上の空きスロットが確認された場合には、ユーザーが使用していた何れかのタイムスロットを用いて、３フレームに渡って３バースト分の試験電波を送出する（ステップＳ２）。

なお、２以上の空きスロットが確認された場合にのみ試験電波を送出するのは、３バースト分の試験電波を送出するので、比較的長い期間に渡ってタイムスロットが占有され、その期間はユーザーが当該タイムスロットを利用できなくなる。このため、少しでもユーザーの不便を解消するため、試験に使用するタイムスロットを含めて２以上の空きスロットが存在することを試験の条件としたものである。

このような条件を設定することで、１つのタイムスロットを試験電波の送出に使っている場合でも、他に少なくとも１つはタイムスロットが空いているので、下り通信を希望するユーザーが現れた場合には、その空きスロットに割り当てることができる。なお、３バースト分の試験電波を送出するのは、試験の精度を高めるためである。

図４の（ｄ）部には、下りタイムスロットＤ１を用いて試験電波を送出する例を示している。なお、図４の（ｄ）部では１フレームのみしか示していないが、続く２つのフレームにおいても下りタイムスロットＤ１を用いて試験電波を送出することとなる。

この試験電波の送出に際しては、まず、デジタル処理部１０の送信信号生成部１４が制御部１１の制御を受けて試験用の送信信号を生成し、それを送信部３の送信処理部３２に与える。送信処理部３２では試験用の送信信号に対して所定の送信処理を行うが、送信処理部３２の出力段には減衰器３２１が設けられており、試験用の送信信号は、制御部１１によって制御されたＴＸＬＣ発生部１２が発生する送信出力レベル制御信号ＴＸＬＣによって送信出力レベルが最低値にまで減衰されて出力される。

なお、このときの送信出力レベル制御信号ＴＸＬＣとしては最低値の０が与えられる。ＴＸＬＣ発生部１２は、送信出力レベル制御信号ＴＸＬＣによって減衰器３２１を調整して試験用の送信信号の送信出力レベルを制御するので、送信出力レベル制御部と呼称することもできる。

送信出力レベルが最低となった試験用の送信信号は、ＦＥＭ部３１に与えられ、パワーアンプ３１２で増幅された後に分岐カプラ３１１で分岐され、送受信アンテナ４に与えられて試験電波として送信されると共に、デジタル処理部１０のパワーモニタ１３にも与えられる。

ここで、試験用の送信信号は、減衰器３２１により送信出力レベルは最低値になっているので、パワーモニタ１３では最低値が検出されるはずである。ところが、ＦＥＭ部３１において異常発振が発生しているような場合には干渉波が生じ、パワーモニタ１３では最低値よりも高いレベルの送信電力がモニタされることとなる。

ここで、ＦＥＭ部３１での異常発振によって生じた干渉波は、送信出力レベル制御信号ＴＸＬＣの設定値の影響を受けないので、送信出力レベル制御信号ＴＸＬＣの設定値を０にしている場合に最低値よりも高いレベルの送信電力が検出された場合には、規定帯域内での電波を正確に送信できる状態ではなく、ＦＥＭ部３１に異常が発生していると判定できる。

実際の判定においては、検出電力に所定の検出しきい値を設定しておき、検出しきい値以上の送信電力が検出された場合には干渉が起きているものと判定する（ステップＳ３）。なお、検出しきい値は、送信出力レベル制御信号ＴＸＬＣの設定値を０にしている場合の最低値よりも高いレベルに設定されるが、当該最低値にも若干のばらつきは生じるので、例えば最低値の２倍程度に設定するなどして、過敏に反応し過ぎないようにする。

そして、検出しきい値以上の送信電力が検出された場合には、干渉が検出されたものとして回数をカウントする（ステップＳ４）。なお、ステップＳ３およびＳ４の動作は制御部１１において実施され、干渉の検出回数は図示されないカウンタにおいてカウントされる。なお、ステップＳ３において検出電力が検出しきい値に満たない場合はステップＳ５に進む。

ステップＳ４において干渉の検出回数をカウントするのは、先に説明したようにユーザーに割り当てたタイムスロットを使用して試験用の送信信号を送信するが、１つのタイムスロットによる試験では信頼性に欠けるので、複数のタイムスロットを用いて試験を繰り返すものとし、何れのタイムスロットにおいても干渉が検出された場合に、実際に干渉が生じているものと判定するためである。

そのため、ステップＳ５では、３つのユーザー分のタイムスロットについてステップＳ１〜Ｓ４の動作を実施したか否かを確認し、３つのユーザー分に満たない場合はステップＳ１〜Ｓ４の動作を繰り返す。

ここで、図４の例を採れば、図４の（ｄ）部に示すように、下りタイムスロットＤ１を用いて試験電波を送出した後に、下りタイムスロットＤ２が空いた状態であれば、次には下りタイムスロットＤ２を用いて試験電波を送出し、下りタイムスロットＤ２を用いて試験電波を送出した後に、例えば、下りタイムスロットＤ３が空いた状態であれば、次には下りタイムスロットＤ３を用いて試験電波を送出する。

なお、上記のように、タイムスロットに連続して空きが発生しない場合には、新たなタイムスロットに空きが発生するのを待ち、３つのユーザー分のタイムスロットについてステップＳ１〜Ｓ４の動作を実施する。

そして、ステップＳ５において、３つのユーザー分のタイムスロットについてステップＳ１〜Ｓ４の動作を実施したことを確認した場合にはステップＳ６に進み、ステップＳ４でのカウント結果を参照する。ステップＳ４でのカウント結果が、３回の干渉の検出を示す場合には、３つのユーザー分のタイムスロットの全てで干渉が検出されたことを意味し、実際に干渉が生じているものと判定する。なお、ステップＳ５およびＳ６の判定は制御部１１が行う。

ステップＳ６において、実際に干渉が生じているものと判定された場合にはステップＳ７に進んで、基地局１００からの電波送信を停止する。

そして、基地局１００の管理装置などの上位装置に、ＦＥＭ部３１において干渉波を生じさせるような異常が起きている旨を通知し（ステップＳ８）、送信出力異常の検出モードを終了する。

なお、ステップＳ３において検出電力が検出しきい値に満たないと判定される場合が１回でもあれば、ステップＳ４でのカウント結果が３回の干渉の検出を示さないので、ステップＳ６では実際の干渉は生じていないものと判定され、再び、ステップＳ１以下の動作を繰り返す。

以上説明したように、基地局１００においては、タイムスロットに所定数以上の空きスロットがある場合に、当該空きスロットを利用して試験用の送信信号を送信することで、送信出力異常の検出を随時に行うことができる。このため、従来のように定期的に保守を行う場合に比べて、送信出力異常を早期に検出することができ、他の基地局への影響が長時間に渡って継続することを防止できる。

また、従来のように定期的に保守を行う場合には、基地局のサービス運用を停止することとなるので、その間は基地局を使用できないが、基地局１００においては、空きスロットを利用して試験用の送信信号を送信することで、送信出力異常の検出を行うので、サービス運用を停止する必要がなく、ユーザーに不便をかけることがない。

また、基地局のサービス運用を停止する必要がないので、試験を行うタイミングを決定する煩わしさから開放される。すなわち、従来のように基地局のサービス運用を停止する場合には、ユーザーへの影響を考慮して、通信トラフィックの少ない時間帯に保守のタイミングを設定するなどの煩わしさがあるが、基地局１００においてはその必要がない。

＜変形例＞
以上の説明においては、基地局１００はＰＨＳに適用されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、空いている無線リソースを利用して試験電波を送出することができるのであれば、いかなる無線通信システムにでも適用可能である。

また、以上の説明においては、基地局１００は、通常動作時に常に送信出力異常の検出モードにあり、送信出力異常の検出を随時に行うものとして説明したが、保守のための定期診断に際しても送信出力異常の検出モードを起動し、送信出力異常の検出を行っても良い。

また、以上の説明においては、下りタイムスロットの空きスロットを利用して試験用の送信信号を送信する例について説明したが、上りタイムスロットの空きスロットを利用して試験用の送信信号を送信する構成としても良い。

また、基地局１００においては、３つのユーザー分のタイムスロットを用いて試験電波の送出を行うものとして説明したが、これに限定されるものではなく、複数のタイムスロットを用いて試験を繰り返すのであれば、２つのユーザー分のタイムスロットを用いても良く、また４つのユーザー分のタイムスロットを用いても良い。なお、４つのユーザー分のタイムスロットを用いる場合には、試験の信頼性は高めることができるが、全ての下りタイムスロットを用いることになるので、一連の試験が完了するまでに時間がかかることとなる。

また、基地局１００においては、１つのタイムスロットについて３バースト分の試験電波を送出するものとし説明したが、これに限定されるものではなく、複数バースト分の試験電波を送出するのであれば、２バースト分でも良く、また４バースト分以上でも良い。なお、バースト数を増やすと、試験の精度は高まるが、その分、時間がかかることとなる。

３送信部
１１制御部
１２パワーモニタ
３１フロントエンド部
３２送信処理部
１００基地局

Claims

通信端末との間で無線通信を行う基地局であって、
送信部と、
前記送信部から送信信号を出力させる制御部と、
前記送信部が出力する送信信号を受けて、その送信電力を検出する送信電力検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記送信部に、前記通信端末との無線通信に使用する無線リソースの空きリソースを用いて、所定期間、所定の送信出力レベルで試験用の送信信号を出力させると共に、前記送信電力検出部で検出された前記試験用の送信信号の送信電力に基づいて、送信出力異常の有無を判定する、基地局。
前記制御部は、
前記送信部に、前記通信端末への前記送信信号の送信に使用する下り無線リソースの空きリソースを用いて前記試験用の送信信号を出力させる、請求項１記載の基地局。
前記制御部は、前記空きリソースが２つ以上存在する場合に、前記試験用の送信信号を出力させる、請求項１記載の基地局。
前記制御部は、
複数の空きリソースを用いて前記試験用の送信信号を出力させ、それぞれについて前記送信電力検出部での検出結果に基づいて前記送信出力異常の有無を判定し、全てで前記送信出力異常が発生している場合に、前記送信部からの送信信号の出力を停止する、請求項１記載の基地局。
前記送信部は、
前記送信信号の送信出力レベルを設定する送信処理部と、
送信出力レベルが設定された前記送信信号に対してフロントエンド処理を行うフロントエンド部と、を有し、
前記所定の送信出力レベルは、
前記送信処理部が出力する送信出力レベルの最低値に設定され、
前記制御部は、
前記送信電力検出部で検出された前記試験用の送信信号の送信電力が、前記送信出力レベルの最低値よりも高い場合に、前記フロントエンド部に起因して前記送信出力異常が発生したものと判定する、請求項１記載の基地局。