JP2018074260A - Base station and failure detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基地局および故障検出方法に関する。 The present invention relates to a base station and a failure detection method.
従来、第3世代移動通信システム(3G)、第3.9世代移動通信システムに対応するLTE、第4世代移動通信システムに対応するLTE−Advancedなどの移動通信システムが知られている。また、第5世代移動通信システム(5G)に関する技術の検討も開始されている。LTEはLong Term Evolutionの略である。 Conventionally, mobile communication systems such as the third generation mobile communication system (3G), LTE corresponding to the 3.9th generation mobile communication system, and LTE-Advanced corresponding to the fourth generation mobile communication system are known. In addition, studies on technologies relating to the fifth generation mobile communication system (5G) have also started. LTE is an abbreviation for Long Term Evolution.
移動通信システムの基地局の受信部には、たとえば低雑音で信号を増幅するLNA(Low Noise Amplifier:低雑音増幅器)が設けられる。このような基地局において、たとえば外部雑音電力を用いて、LNAやLNAより後段の受信系の故障を検知する技術が知られている(たとえば、下記特許文献1,2参照。)。
For example, an LNA (Low Noise Amplifier) that amplifies a signal with low noise is provided in a receiving unit of a base station of a mobile communication system. In such a base station, for example, a technique for detecting a failure of a receiving system subsequent to LNA or LNA using external noise power is known (see, for example,
しかしながら、上述した従来技術では、たとえば基地局においてアンテナからの信号を受信回路へ入力するか否かを切り替えるスイッチ回路が設けられる場合に、スイッチ回路の故障とLNA等の増幅器の故障とを区別して検出することが困難という問題がある。 However, in the above-described prior art, for example, when a switch circuit for switching whether or not a signal from an antenna is input to a receiving circuit is provided in a base station, a failure of a switch circuit and a failure of an amplifier such as an LNA are distinguished. There is a problem that it is difficult to detect.
1つの側面では、本発明は、スイッチ回路の故障と増幅器の故障を区別して検出することができる基地局および故障検出方法を提供することを目的とする。 In one aspect, an object of the present invention is to provide a base station and a failure detection method capable of detecting a switch circuit failure and an amplifier failure separately.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、1つの実施態様では、入力信号を増幅する増幅器を含む受信回路と、前記受信回路とアンテナとを接続するか否かを切り替えるスイッチ回路と、を備える基地局が、前記増幅器のゲインを第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続するように制御したときの前記受信回路の出力における第1電力と、前記増幅器のゲインを前記第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続しないように制御したときの前記受信回路の出力における第2電力と、を測定し、測定した前記第1電力と前記第2電力とに基づいて前記増幅器または、前記スイッチ回路の故障を検出する基地局および故障検出方法が提供される。 In order to solve the above-described problem and achieve the object, in one embodiment, a receiving circuit including an amplifier that amplifies an input signal, and a switch circuit that switches whether the receiving circuit and the antenna are connected or not are provided. A base station comprising: a first power at an output of the receiving circuit when the gain of the amplifier is controlled to a first gain and the switch circuit is controlled to connect the receiving circuit and the antenna; and the amplifier And the second power at the output of the receiving circuit when the switch circuit is controlled so as not to connect the receiving circuit and the antenna. A base station and a failure detection method for detecting a failure of the amplifier or the switch circuit based on one power and the second power are provided.
本発明の一側面によれば、スイッチ回路の故障と増幅器の故障を区別して検出することができるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to distinguish and detect a failure of a switch circuit and a failure of an amplifier.
以下に図面を参照して、本発明にかかる基地局および故障検出方法の実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of a base station and a failure detection method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
(実施の形態)
(実施の形態にかかる基地局の無線装置)
図1は、実施の形態にかかる基地局の無線装置(受信期間)の一例を示す図である。図1に示す無線装置100は、実施の形態にかかる基地局の無線装置の一例である。無線装置100は、無線信号の送受信を行う装置である。無線装置100は、一例としてはRE(Radio Equipment:無線部)であるが、REに限らず各種の無線装置とすることができる。
(Embodiment)
(Base station radio apparatus according to the embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a radio apparatus (reception period) of a base station according to the embodiment. A
また、無線装置100は、無線制御装置からの制御によって無線信号の送受信を行う。無線制御装置は、一例としてはREC(Radio Equipment Control:無線制御部)であるが、RECに限らず各種の無線制御装置とすることができる。無線装置100は、たとえば、無線端末などの他の無線通信装置との間の双方向の無線通信をTDD(Time Division Duplex:時分割複信)により行う。
Further, the
図1に示すように、無線装置100は、たとえば、ディジタル部110と、TX部120と、サーキュレータ130、バンドパスフィルタ140と、アンテナ150と、アイソレータ160と、RFSW170と、終端抵抗180と、RX部190と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
ディジタル部110は、RECなどの無線制御装置から送信された信号に対する送信側のディジタル送信処理を行う。ディジタル部110による送信側のディジタル送信処理には、たとえばDPD(Digital PreDistortion:ディジタルプリディストーション)が含まれる。ディジタル部110による送信側のディジタル送信処理については後述する(たとえば図4参照)。ディジタル部110は、送信側のディジタル送信処理を行った信号をTX部120へ出力する。
The
また、ディジタル部110は、RX部190から出力された信号に対する受信側のディジタル受信処理を行う。そして、ディジタル部110は、受信側のディジタル受信処理を行った信号を、RECなどの無線制御装置へ送信する。
The
また、ディジタル部110は、故障検出部111を有する。故障検出部111は、RX部190から出力された信号に基づいて、RFSW170と、RX部190に含まれるLNA191と、のいずれかに発生した故障を検出する。また、故障検出部111は、RFSW170の故障とLNA191の故障とを区別して検出する。故障検出部111による故障の検出については後述する(たとえば図7〜図10参照)。
In addition, the
ディジタル部110は、たとえばFPGA(Field Programmable Gate Array)やDSP(Digital Signal Processor)などの各種のディジタル回路により実現することができる。
The
TX部120は、ディジタル部110から出力されたベースバンド帯のディジタルの信号に基づいて、アンテナ150から送信するためのRF帯のアナログの送信信号を生成し、生成した送信信号をサーキュレータ130へ出力する送信回路である。RFはRadio Frequency(高周波)の略である。TX部120の構成については後述する(たとえば図4参照)。
サーキュレータ130は、TX部120から出力された送信信号をバンドパスフィルタ140へ出力する。また、サーキュレータ130は、バンドパスフィルタ140から出力された受信信号をアイソレータ160へ出力する。
バンドパスフィルタ140は、サーキュレータ130から出力された送信信号に含まれる帯域外の信号成分を減衰させる。そして、バンドパスフィルタ140は、帯域外の信号成分を減衰させた送信信号をアンテナ150へ出力する。また、バンドパスフィルタ140は、アンテナ150から出力された受信信号に含まれる帯域外の信号成分を減衰させる。そして、バンドパスフィルタ140は、帯域外の信号成分を減衰させた受信信号をサーキュレータ130へ出力する。
The
アンテナ150は、バンドパスフィルタ140から出力された送信信号を無線端末などの他の無線通信へ無線送信する。また、アンテナ150は、無線端末などの他の無線通信から無線送信された信号を受信する。そして、アンテナ150は、受信した信号(受信信号)をバンドパスフィルタ140へ出力する。
The
アイソレータ160は、サーキュレータ130から出力された受信信号をRFSW170へ出力する。また、アイソレータ160は、RFSW170からアイソレータ160へ出力された信号成分を減衰させる。
The
RFSW170は、RX部190の保護用のスイッチ回路である。すなわち、終端抵抗180は、ディジタル部110からの制御に従って、アイソレータ160から出力された受信信号をRX部190へ入力するか否かを切り替える。
The
たとえば、無線装置100が無線信号の受信を行う受信期間においては、図1に示すように、RFSW170は、アイソレータ160から出力された受信信号をRX部190へ出力する第1状態(LNA側)になる。この場合は受信信号がRX部190へ入力される。無線装置100が無線信号の受信を行う受信期間は、たとえば無線装置100を適用した基地局が、無線端末に対して無線信号を送信するダウンリンクの期間である。
For example, in the reception period in which the
RX部190は、RFSW170から出力されたRF帯のアナログの受信信号をベースバンド帯のディジタル信号に変換し、ディジタル信号に変換した信号をディジタル部110へ出力する受信回路である。
The
RX部190は、たとえば、LNA191と、バンドパスフィルタ192と、発振器193と、ミキサ194と、ADC195と、備える。LNAはLow Noise Amplifier(低雑音増幅器)の略である。ADCはAnalog/Digital Converter(アナログ/ディジタル変換器)の略である。
The
LNA191は、RFSW170から出力された信号を増幅し、増幅した信号をバンドパスフィルタ192へ出力する。LNA191のゲインは、ディジタル部110から設定されるゲインパターンによって制御される。
The
バンドパスフィルタ192は、LNA191から出力された信号に含まれる帯域外の信号成分を減衰させる。そして、バンドパスフィルタ192は、帯域外の信号成分を減衰させた信号をミキサ194へ出力する。
The
発振器193は、所定周波数のクロック信号を発振し、発振したクロック信号をミキサ194へ出力する。ミキサ194は、バンドパスフィルタ192から出力された信号と、発振器193から出力されたクロック信号と、を乗算する。そして、ミキサ194は、乗算によって得られた信号をADC195へ出力する。
The
ADC195は、ミキサ194から出力された信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。そして、ADC195は、ディジタル信号に変換した信号をディジタル部110へ出力する。
The
図2は、実施の形態にかかる基地局の無線装置(送信期間)の一例を示す図である。図2において、図1に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図2に示すように、無線装置100が無線信号の送信を行う送信期間においては、RFSW170は、アイソレータ160から出力された受信信号を終端抵抗180(Term)へ出力する第2状態(Term側)になる。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a radio apparatus (transmission period) of the base station according to the embodiment. In FIG. 2, the same parts as those shown in FIG. As shown in FIG. 2, in the transmission period in which the
この場合は受信信号がRX部190へ入力されない。これにより、送信期間においてTX部120から出力される送信信号が回り込んでRX部190へ入力されることを回避し、RX部190の劣化や故障を抑制することができる。
In this case, the reception signal is not input to the
無線装置100が無線信号の送信を行う送信期間は、たとえば無線装置100を適用した基地局が、無線端末からの無線信号を受信するアップリンクの期間である。図1,図2に示したように、RFSW170の切替状態は、無線装置100が行うTDDの送信期間と受信期間の切替に応じて制御される。
The transmission period in which the
また、RFSW170の切替状態は、故障検出部111がRFSW170またはLNA191の故障を検出するために、TDDの送信期間と受信期間の間に設定されるGP(Guard Period:ガード期間)においても切り替えられる。GPは、無線信号の送受信が行われない無送信区間である。GPにおけるRFSW170の切替については後述する(たとえば図7参照)。
The switching state of the
(実施の形態にかかる基地局)
図3は、実施の形態にかかる基地局の一例を示す図である。図3に示す基地局300は、RE310と、REC320と、を含む。RE310とREC320との間は伝送路301によって接続されている。伝送路301は、たとえばCPRI(Common Public Radio Interface)などの通信インタフェースにより実現される。図1,図2に示した無線装置100は、たとえば基地局300のRE310に適用できる。この場合は、REC320が無線装置100を制御する無線制御装置である。
(Base station according to the embodiment)
FIG. 3 is a diagram of an example of the base station according to the embodiment.
RE310は、アンテナ311を備え、無線端末などの他の無線通信装置から無線送信された信号をアンテナ311により受信する。そして、RE310は、受信した信号を、伝送路301を介してREC320へ送信する。また、RE310は、REC320から伝送路301を介して出力された信号を受信する。そして、RE310は、受信した信号をアンテナ311により他の無線通信装置へ無線送信する。
The
REC320は、RE310から伝送路301を介して送信された信号を受信する。そして、REC320は、受信した信号を基地局300の上位装置へ送信する。基地局300の上位装置は、たとえばLTEにおいてはS−GW(Serving−Gateway)やMME(Mobility Management Entity:移動性管理エンティティ)などである。また、REC320は、基地局300の上位装置から送信された信号を、伝送路301を介してRE310へ送信する。
The
また、REC320は、REC320による無線信号の送受信を制御する。たとえば、REC320は、TDDの時分割タイミングを示すTDD_Frame(TDD Config)を、伝送路301を介してRE310へ送信する。
The
(実施の形態にかかるディジタル部の送信処理部およびTX部)
図4は、実施の形態にかかるディジタル部の送信側の処理部およびTX部の一例を示す図である。図1に示したディジタル部110は、送信側の処理部として、たとえば、図4に示すように、ミキサ411と、発振器412と、ミキサ413と、比較器414と、ルックアップテーブル415(LUT:Look Up Table)と、を備える。
(Transmission processing unit and TX unit of digital unit according to embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a processing unit and a TX unit on the transmission side of the digital unit according to the embodiment. The
図3に示したREC320から伝送路301を介して送信された信号は、ミキサ411および比較器414へ入力される。ミキサ411は、入力された信号とルックアップテーブル415から出力された補正信号とを乗算する。そして、ミキサ411は、乗算した信号をTX部120へ出力する。
A signal transmitted from the
発振器412は、所定周波数のクロック信号を発振してミキサ413へ出力する。ミキサ413は、TX部120から出力された信号(フィードバック信号)と、発振器412から出力されたクロック信号と、を乗算する。そして、ミキサ413は、乗算した信号を比較器414へ出力する。比較器414は、入力された信号と、ミキサ413から出力された信号と、の間の差を算出する。そして、比較器414は、算出した差を示す信号をルックアップテーブル415へ出力する。
The
ルックアップテーブル415は、比較器414から出力された信号に基づく補正信号をミキサ411へ出力する。これにより、後段のTX部120におけるPA(後述のPA424)の非線形性をディジタル処理で補償するDPDを行うことができる。
Lookup table 415 outputs a correction signal based on the signal output from
図1に示したTX部120は、たとえば、図4に示すように、DAC421と、発振器422と、変調部423と、PA424と、カプラ425と、発振器426と、ミキサ427と、ADC428と、を備える。DACはDigital/Analog Converter(ディジタル/アナログ変換器)の略である。PAはPower Amplifier(電力増幅器)の略である。
1 includes, for example, a
DAC421は、ディジタル部110から出力された信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する。そして、DAC421は、アナログ信号に変換した信号を変調部423へ出力する。
The
発振器422は、フィードフォワード用の所定周波数のクロック信号を発振し、発振したクロック信号を変調部423へ出力する。変調部423は、発振器422から出力されたクロック信号を、DAC421から出力された信号により変調する。たとえば、変調部423は、発振器422から出力されたクロック信号と、DAC421から出力された信号とを乗算することより変調を行う。そして、変調部423は、変調により得られた信号をPA424へ出力する。
The
PA424は、変調部423から出力された信号を増幅し、増幅した信号をカプラ425へ出力する。カプラ425は、PA424から出力された信号を分岐し、分岐した信号をそれぞれサーキュレータ130(たとえば図1参照)およびミキサ427へ出力する。
The
発振器426は、フィードバック用の所定周波数のクロック信号を発振し、発振したクロック信号をミキサ427へ出力する。ミキサ427は、カプラ425から出力された信号と、発振器426から出力されたクロック信号と、を乗算する。そして、ミキサ427は、乗算によって得られた信号をADC428へ出力する。
The
ADC428は、ミキサ427から出力された信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。そして、ADC428は、ディジタル信号に変換した信号をディジタル部110の送信側の処理部(ミキサ413)へ出力する。
The
(実施の形態にかかる故障検出部)
図5は、実施の形態にかかる故障検出部の一例を示す図である。図1に示した故障検出部111は、たとえば、電力測定部501と、パターン/基準電力記憶部502と、制御部503と、を備える。
(Fault detection unit according to the embodiment)
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the failure detection unit according to the embodiment. The
電力測定部501は、制御部503からの制御に従って、RX部190から出力された信号の電力を測定する。電力測定部501が測定する電力は、たとえば、RX部190から出力されたディジタル信号が示す、RX部190が受信したアナログ信号の電力である。電力測定部501は、電力の測定結果を制御部503へ通知する。
The power measurement unit 501 measures the power of the signal output from the
パターン/基準電力記憶部502は、GPにおける故障検出部111による故障検出処理においてLNA191に設定するゲインパターンを示すパターン情報を記憶する。LNA191に設定するゲインパターンは、一例としては2通りのゲインパターンA,B(A≠B)である。また、パターン/基準電力記憶部502は、RFSW170の切替状態(LNA側およびTerm側)と、LNA191に設定するゲインパターンと、の組み合わせごとにRX部190からの出力信号の基準電力を示す基準電力情報を記憶する。
The pattern / reference
制御部503は、GPにおいて、RFSW170の切替状態およびLNA191のゲインパターンを制御して電力測定部501による電力の測定を制御する。LNA191のゲインパターンの制御は、パターン/基準電力記憶部502に記憶されたパターン情報に基づいて行われる。
The
そして、制御部503は、電力測定部501から通知された電力の測定結果に基づいて、RFSW170またはLNA191に故障が発生した場合に、RFSW170およびLNA191のいずれにおいて故障が発生したかを判定する。この判定は、電力測定部501に記憶された基準電力情報に基づいて行われる。そして、制御部503は、判定結果を示す故障情報(ALM)を出力する。
Then, based on the power measurement result notified from the power measurement unit 501, the
故障情報の出力は、たとえば、故障情報を無線装置100の管理者へ通知する故障通知である。または、故障情報の出力は、たとえば、故障情報をログとしてログ保存部に保存するログ保存である。ログ保存部は、たとえば無線装置100の内部または外部のメモリである。または、故障情報の出力は、故障通知およびログ保存の両方であってもよい。
The output of the failure information is, for example, a failure notification that notifies the administrator of the
(実施の形態にかかる故障検出部による電力測定時間)
図6は、実施の形態にかかる故障検出部による電力測定時間の一例を示す図である。図6において、横方向は時間を示す。第1GP614および第2GP624は、基地局300が行う無線通信において周期的に設定されるGPである。たとえば、第2GP624は、周期的に設定される各GPのうちの第1GP614の直後のGPである。
(Power measurement time by the failure detection unit according to the embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the power measurement time by the failure detection unit according to the embodiment. In FIG. 6, the horizontal direction indicates time. The
DL611は、第1GP614の前のダウンリンクの期間である。DwPTS612は、第1GP614の前のDwPTS(Downlink Pilot Time Slot:ダウンリンクパイロットタイムスロット)である。マージン613は、電力の遷移区間を考慮した第1GP614の前のマージンである。UpPTS615は、第1GP614の後のUpPTS(Uplink Pilot Time Slot:アップリンクパイロットタイムスロット)である。UL616は、第1GP614の後のアップリンクの期間である。
DL621は、第2GP624の前のダウンリンクの期間である。DwPTS622は、第2GP624の前のDwPTSである。マージン623は、電力の遷移区間を考慮した第2GP624の前のマージンである。UpPTS625は、第2GP624の後のUpPTSである。UL626は、第2GP624の後のアップリンクの期間である。
第1GP614および第2GP624においては、たとえばRFSW170に対して信号が入力されないが、この場合もスイッチにはノイズが存在するため、LNA191にゲインを設定することで故障検出部111によって電力を測定することができる。ただし、第1GP614および第2GP624において、ディジタル部110からの制御によりRFSW170に対して測定用の信号を入力するようにしてもよい。
In the
たとえば、制御部503は、第1GP614を4つの期間に分割し、分割した4つの期間において、RFSW170をLNA側、Term側、LNA側、Term側の順に切り替える制御を行う。RFSW170を切り替える制御は、たとえば制御部503がRFSW170へ制御信号を出力することによって行うことができる。
For example, the
また、制御部503は、第1GP614を2つの期間に分割し、分割した2つの期間において、LNA191のゲインパターンをゲインパターンA(Gain A)、ゲインパターンB(Gain B)の順に切り替える制御を行う。LNA191のゲインパターンを切り替える制御は、たとえば制御部503がLNA191へ制御信号を出力することによって行うことができる。
Further, the
これにより、第1GP614において、RFSW170の切替設定とLNA191のゲインパターンの各組み合わせを実現することができる。そして、制御部503は、電力測定部501を制御して、各組み合わせにおける受信電力を測定する。受信レベルP_LNA_A_#0,P_Term_A_#0,P_LNA_B_#0,P_Term_B_#0は、第1GP614における各組み合わせの電力の測定結果である。
Thereby, in 1st GP614, each combination of the switch setting of RFSW170 and the gain pattern of LNA191 is realizable. Then, the
同様に、制御部503は、第2GP624を4つの期間に分割し、分割した4つの期間において、RFSW170の切替設定をLNA側、Term側、LNA側、Term側の順に切り替える制御を行う。また、制御部503は、第2GP624を2つの期間に分割し、分割した2つの期間において、LNA191のゲインパターンをゲインパターンA(Gain A)、ゲインパターンB(Gain B)の順に切り替える制御を行う。
Similarly, the
これにより、第2GP624において、RFSW170の切替設定とLNA191のゲインパターンの各組み合わせを実現することができる。そして、制御部503は、電力測定部501を制御して、各組み合わせにおける受信電力を測定する。受信レベルP_LNA_A_#1,P_Term_A_#1,P_LNA_B_#1,P_Term_B_#1は、第2GP624における各組み合わせの電力の測定結果である。
Thereby, in 2nd GP624, each combination of the switching setting of RFSW170 and the gain pattern of LNA191 is realizable. Then, the
(実施の形態にかかる故障検出部による電力の測定処理)
図7は、実施の形態にかかる故障検出部による電力の測定処理の一例を示すフローチャートである。実施の形態にかかる故障検出部111は、電力の測定処理として、たとえば図7に示す各ステップを実行する。図7に示す各ステップは、たとえば故障検出部111の制御部503によって実行される。
(Power measurement processing by the failure detection unit according to the embodiment)
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a power measurement process performed by the failure detection unit according to the embodiment. The
まず、故障検出部111は、GPの分割数に基づく電力の測定タイミングを設定する(ステップS701)。GPの分割数は、たとえばゲインパターン数×RFSWパターン数によって決定される。たとえば、ゲインパターン数は、GPにおいてLNA191に設定するゲインであり、一例としてはゲインパターンA,Bの2通りである。RFSWパターン数は、RFSW170の切り替えパターンの数であり、一例としてはLNA側およびTerm側の2通りである。この場合は、GPの分割数は2×2=4となる。
First, the
故障検出部111は、たとえば、TDD Configによって決まるGPを上述の分割数で等分することにより、GP内の複数の測定タイミングを設定する。ただし、電力の遷移区間を考慮して分割するGPにマージン(たとえば図6のマージン613,623)を設けてもよい。図7に示す例では、故障検出部111は、図6に示した例と同様に、1個のGPを分割数=4で等分することにより4個の測定タイミングを設定する。図7において、T(T=0,1,2,3)は、ステップS701によって設定したGP内の各測定タイミングのインデックスである。
The
つぎに、故障検出部111は、Tの値を初期化(T=0)する(ステップS702)。つぎに、故障検出部111は、Tの値を判定する(ステップS703)。ステップS703による判定の結果、T=0の場合は、故障検出部111は、LNA191のゲインをゲインパターンAにする制御を行う(ステップS704)。また、故障検出部111は、RFSW170をLNA側にする制御を行う(ステップS705)。
Next, the
つぎに、故障検出部111は、RX部190の出力電力を測定する(ステップS706)。つぎに、故障検出部111は、過去にステップS706によって測定した各電力を平均化するフィルタリングを行う(ステップS707)。
Next, the
つぎに、故障検出部111は、Tが2N−1より小さいか否かを判断する(ステップS708)。Nは、ゲインパターン数(図7に示す例ではN=2)である。Tが2N−1より小さい場合(ステップS708:Yes)は、故障検出部111は、ゲインパターンおよびRFSWパターンの一部の組み合わせについて電力を測定していないと判断することができる。この場合は、故障検出部111は、Tをインクリメント(T=T+1)する(ステップS709)。そして、故障検出部111は、ステップS703へ戻る。
Next, the
ステップS703による判定の結果、T=1の場合は、故障検出部111は、LNA191のゲインをゲインパターンAにする制御を行う(ステップS710)。また、故障検出部111は、RFSW170をTerm側にする制御を行う(ステップS711)。つぎに、故障検出部111は、RX部190の出力電力を測定する(ステップS712)。つぎに、故障検出部111は、過去にステップS712によって測定した各電力を平均化するフィルタリングを行い(ステップS713)、ステップS708へ移行する。
As a result of the determination in step S703, when T = 1, the
ステップS703による判定の結果、T=2の場合は、故障検出部111は、LNA191のゲインをゲインパターンBにする制御を行う(ステップS714)。また、故障検出部111は、RFSW170をLNA側にする制御を行う(ステップS715)。つぎに、故障検出部111は、RX部190の出力電力を測定する(ステップS716)。つぎに、故障検出部111は、過去にステップS716によって測定した各電力を平均化するフィルタリングを行い(ステップS717)、ステップS708へ移行する。
As a result of the determination in step S703, when T = 2, the
ステップS703による判定の結果、T=3の場合は、故障検出部111は、LNA191のゲインをゲインパターンBにする制御を行う(ステップS718)。また、故障検出部111は、RFSW170をTerm側にする制御を行う(ステップS719)。つぎに、故障検出部111は、RX部190の出力電力を測定する(ステップS720)。つぎに、故障検出部111は、過去にステップS720によって測定した各電力を平均化するフィルタリングを行い(ステップS721)、ステップS708へ移行する。
As a result of the determination in step S703, when T = 3, the
ステップS708において、Tが2N−1より小さくない場合(ステップS708:No)は、故障検出部111は、ゲインパターンおよびRFSWパターンのすべての組み合わせについて電力を測定したと判断することができる。この場合は、故障検出部111は、図7に示す測定処理を開始してからの経過時間(測定時間)がT_settle以下か否かを判断する(ステップS722)。T_settleは、ゲインパターンおよびRFSWパターンの各組み合わせについての測定結果が収束するために要する時間であり、一例としては数百[μsec]である。
In step S708, when T is not smaller than 2N−1 (step S708: No), it can be determined that
ステップS722により、所定時間(T_settle)に含まれる各GPにおいて各組み合わせの電力を測定することで、GPの設定間隔等によらず、測定結果が収束するまで測定を行うことができる。ただし、このような処理に限らない。たとえば、測定時間ではなく、測定を行ったGPの数(たとえばステップS702を実行した回数)が所定数を超えるまで測定を繰り返す処理としてもよい。 By measuring power of each combination in each GP included in the predetermined time (T_settle) in step S722, measurement can be performed until the measurement result converges regardless of the GP setting interval. However, it is not limited to such processing. For example, instead of the measurement time, the measurement may be repeated until the number of measured GPs (for example, the number of times step S702 is executed) exceeds a predetermined number.
ステップS722において、測定時間がT_settle以下である場合(ステップS722:Yes)は、故障検出部111は、ステップS702へ戻る。測定時間がT_settle以下でない場合(ステップS722:No)は、故障検出部111は、一連の測定処理を終了する。
In step S722, when the measurement time is equal to or shorter than T_settle (step S722: Yes), the
故障検出部111は、一連の測定処理を終了した時点でステップS707によって最後に得られた測定結果をP_LNA_Aとして保持する。また、故障検出部111は、一連の測定処理を終了した時点でステップS713によって最後に得られた測定結果をP_Term_Aとして保持する。また、故障検出部111は、一連の測定処理を終了した時点でステップS717によって最後に得られた測定結果をP_LNA_Bとして保持する。また、故障検出部111は、一連の測定処理を終了した時点でステップS721によって最後に得られた測定結果をP_Term_Bとして保持する。このように、故障検出部111は、RX部190からの出力電力を、ゲインパターンおよびRFSWパターンの組み合わせごとに平均化する。
The
(実施の形態にかかる故障検出部が用いるREF電力)
図8は、実施の形態にかかる故障検出部が用いるREF電力の一例を示す図である。図5に示した故障検出部111のパターン/基準電力記憶部502は、上述した各基準電力を示す基準電力情報として、たとえば図8に示すテーブル800を記憶する。テーブル800のRFSW selectは、RFSW170の状態(LNA側またはTerm側)を示す。テーブル800は、P_LNA_A_REF、P_Term_A_REF、P_LNA_B_REFおよびP_Term_B_REFを含む。
(REF power used by the failure detection unit according to the embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the REF power used by the failure detection unit according to the embodiment. The pattern / reference
P_LNA_A_REFは、RFSW170をLNA側にし、LNA191のゲインをゲインパターンAにした場合にRX部190の出力電力の基準電力である。P_Term_A_REFは、RFSW170をTerm側にし、LNA191のゲインをゲインパターンAにした場合にRX部190の出力電力の基準電力である。
P_LNA_A_REF is the reference power of the output power of the
P_LNA_B_REFは、RFSW170をLNA側にし、LNA191のゲインをゲインパターンBにした場合にRX部190の出力電力の基準電力である。P_Term_B_REFは、RFSW170をTerm側にし、LNA191のゲインをゲインパターンBにした場合にRX部190の出力電力の基準電力である。
P_LNA_B_REF is a reference power of the output power of the
テーブル800の各基準電力(P_LNA_A_REF、P_Term_A_REF、P_LNA_B_REFおよびP_Term_B_REF)は、たとえば無線装置100の設計時にシミュレーション等により算出することができる。または、テーブル800の各基準電力は、無線装置100の製造後に実測することができる。または、テーブル800の各基準電力は、無線装置100の運用前または運用開始後に実測することができる。
Each reference power (P_LNA_A_REF, P_Term_A_REF, P_LNA_B_REF, and P_Term_B_REF) in the table 800 can be calculated by simulation or the like when the
また、テーブル800には、各基準電力が無線装置100の設置条件ごとに設定されていてもよい。設置条件は、たとえば温度である。たとえば、無線装置100は、自装置における温度を温度センサにより測定し、測定した温度に対応する各基準電力を用いて故障判定処理を行う。
In the table 800, each reference power may be set for each installation condition of the
(実施の形態にかかる故障検出部による測定電力)
図9は、実施の形態にかかる故障検出部による測定電力の一例を示す図である。故障検出部111の電力測定部501は、制御部503からの制御により、たとえば、図9のテーブル900に示す各電力を測定する。テーブル900に示す各電力には、P_LNA_A、P_Term_A、P_LNA_BおよびP_Term_Bが含まれる。
(Measured power by the failure detection unit according to the embodiment)
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of power measured by the failure detection unit according to the embodiment. The power measurement unit 501 of the
P_LNA_Aは、図7のステップS707によって得られた電力である。P_Term_Aは、図7のステップS713によって得られた電力である。P_LNA_Bは、図7のステップS717によって得られた電力である。P_Term_Bは、図7のステップS721によって得られた電力である。 P_LNA_A is the power obtained in step S707 in FIG. P_Term_A is the power obtained in step S713 of FIG. P_LNA_B is the power obtained in step S717 of FIG. P_Term_B is the power obtained in step S721 of FIG.
(実施の形態にかかる故障検出部による故障検出処理)
図10は、実施の形態にかかる故障検出部による故障検出処理の一例を示すフローチャートである。実施の形態にかかる故障検出部111は、故障検出処理として、たとえば図10に示す各ステップを実行する。たとえば、故障検出部111は、図7に示した測定処理の後に、図8に示した基準電力および図9に示した測定電力を用いて故障検出処理を実行する。図10に示す各ステップは、たとえば故障検出部111の制御部503によって実行される。
(Fault detection processing by the fault detection unit according to the embodiment)
FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a failure detection process performed by the failure detection unit according to the embodiment. The
まず、故障検出部111は、下記(1)式を満たすか否かを判断する(ステップS1001)。これにより、LNA191のゲインパターンおよびRFSW170の切替状態の各組み合わせについてRX部190の出力電力が基準値通りであるか否かを少ないステップで判断することができる。
First, the
(P_LNA_A)−(P_Term_A)
=(P_LNA_A_REF)−(P_Term_A_REF)
かつ
(P_LNA_B)−(P_Term_B)
=(P_LNA_B_REF)−(P_Term_B_REF)
…(1)
(P_LNA_A)-(P_Term_A)
= (P_LNA_A_REF)-(P_Term_A_REF)
And (P_LNA_B)-(P_Term_B)
= (P_LNA_B_REF)-(P_Term_B_REF)
... (1)
ステップS1001において、上記(1)式を満たす場合(ステップS1001:Yes)は、ゲインパターンA,Bともに、RFSW170をLNA側およびTerm側に設定した各場合でRX部190の出力電力が基準値通りであると判断できる。したがって、この場合はLNA191およびRFSW170に故障は発生していないと判断することができる。この場合は、故障検出部111は、故障情報を出力せずに一連の故障検出処理を終了する。
In step S1001, when the above equation (1) is satisfied (step S1001: Yes), the output power of the
ステップS1001において、上記(1)式を満たさない場合(ステップS1001:No)は、LNA191およびRFSW170の少なくともいずれかに故障が発生していると判断することができる。この場合は、故障検出部111は、下記(2)式を満たすか否かを判断する(ステップS1002)。
In step S1001, when the above equation (1) is not satisfied (step S1001: No), it can be determined that a failure has occurred in at least one of the
(P_LNA_A)−(P_Term_A)=0
かつ
(P_LNA_B)−(P_Term_B)=0
…(2)
(P_LNA_A)-(P_Term_A) = 0
And (P_LNA_B)-(P_Term_B) = 0
... (2)
上記(2)式を満たす場合(ステップS1002:Yes)は、LNA191のいずれのゲインパターンにおいても、RFSW170をLNA側およびTerm側にする制御を行う各場合におけるRX部190の出力電力が同一であると判断することができる。この場合は、RFSW170が故障しているか、またはLNA191の入力に関わらずLNA191の出力が一定になる状態であると判断できる。この場合は、故障検出部111は、下記(3)式を満たすか否かを判断する(ステップS1003)。
When the above expression (2) is satisfied (step S1002: Yes), the output power of the
(P_LNA_A)=(P_Term_A_REF)
かつ
(P_LNA_B)−(P_Term_B_REF)
…(3)
(P_LNA_A) = (P_Term_A_REF)
And (P_LNA_B)-(P_Term_B_REF)
... (3)
ステップS1003において、上記(3)式を満たす場合(ステップS1003:Yes)は、RFSW170をLNA側にする制御を行っても、RFSW170がTerm側になる状態であると判断することができる。すなわちRFSW170が故障によりTerm側に張り付く状態であると判断することができる。この場合は、故障検出部111は、RFSW170が故障によりTerm側に張り付く状態である故障モード#1を示す故障情報を出力し(ステップS1004)、一連の故障検出処理を終了する。
In step S1003, when the above expression (3) is satisfied (step S1003: Yes), it can be determined that the
ステップS1003において、上記(3)式を満たさない場合(ステップS1003:No)は、RFSW170が故障によりTerm側に張り付く状態ではないと判断することができる。この場合は、故障検出部111は、下記(4)式を満たすか否かを判断する(ステップS1005)。
In step S1003, when the above expression (3) is not satisfied (step S1003: No), it can be determined that the
(P_Term_A)=(P_LNA_A_REF)
かつ
(P_Term_B)−(P_LNA_B_REF)
…(4)
(P_Term_A) = (P_LNA_A_REF)
And (P_Term_B)-(P_LNA_B_REF)
(4)
ステップS1005において、上記(4)式を満たす場合(ステップS1005:Yes)は、RFSW170をTerm側にする制御を行っても、RFSW170がLNA側になる状態であると判断することができる。すなわちRFSW170が故障によりLNA側に張り付く状態であると判断することができる。この場合は、故障検出部111は、RFSW170が故障によりLNA側に張り付く状態である故障モード#2を示す故障情報を出力し(ステップS1006)、一連の故障検出処理を終了する。
In step S1005, when the above expression (4) is satisfied (step S1005: Yes), it can be determined that the
ステップS1005において、上記(4)式を満たさない場合(ステップS1005:No)は、RFSW170は正常であると判断することができる。この場合は、LNA191の入力に関わらずLNA191の出力が一定になる状態であると判断することができる。この場合は、故障検出部111は、LNA191の入力に関わらずLNA191の出力が一定になる状態である故障モード#3を示す故障情報を出力し(ステップS1007)、一連の故障検出処理を終了する。
In step S1005, when the above equation (4) is not satisfied (step S1005: No), it can be determined that the
ステップS1002において、上記(2)式を満たさない場合(ステップS1002:No)は、RFSW170は故障しておらず、かつLNA191の入力に関わらずLNA191の出力が一定になる状態ではないと判断することができる。この場合は、たとえば、LNA191のゲインが設定したゲインパターンにならない状態であると判断することができる。そして、LNA191のゲインが増加する可能性は低いため、LNA191のゲインが低下した状態であると判断することができる。この場合は、故障検出部111は、LNA191のゲインが低下した状態である故障モード#4を示す故障情報を出力し(ステップS1008)、一連の故障検出処理を終了する。
If the above equation (2) is not satisfied in step S1002 (step S1002: No), it is determined that the
ステップS1001において、LNA191のゲインパターンおよびRFSW170の切替状態の各組み合わせについてRX部190の出力電力が基準値通りか否かを差分により少ないステップで判定する処理について説明したが、このような処理に限らない。たとえば、P_LNA_A、P_Term_A、P_LNA_BおよびP_Term_Bがそれぞれ基準値と一致するか否かを判定する処理としてもよい。
In step S1001, the process of determining whether or not the output power of the
また、ステップS1002において、上記(2)式を満たさない場合にLNA191のゲインが低下した状態である(故障モード#4)と判定する処理について説明したが、このような処理に限らない。たとえば、上記(2)式を満たさない場合に、さらに詳細な判定を行って故障状態の切り分けを行う処理としてもよい。
In step S1002, the process of determining that the gain of the
また、故障検出部111による故障検出処理は、図10に示した故障検出処理に限らず、たとえば図7に示した測定処理によって得られた各測定電力を用いた各種の処理とすることができる。たとえば、故障検出部111は、下記(5)式を満たすか否かを判断する処理を行ってもよい。
Further, the failure detection process by the
(P_LNA_A)−(P_LNA_B)=0
かつ
(P_Term_A)−(P_Term_B)=0
…(5)
(P_LNA_A)-(P_LNA_B) = 0
And (P_Term_A)-(P_Term_B) = 0
... (5)
上記(5)式を満たさない場合は、RFSW170の切替制御に関わらず、LNA191にゲインパターンA,Bを設定する制御を行う各場合におけるRX部190の出力電力が同一であると判断することができる。この場合は、LNA191の入力に関わらずLNA191の出力が一定になる状態であると判断できる。この場合は、故障検出部111は、LNA191の入力に関わらずLNA191の出力が一定になる状態である故障モード#3を示す故障情報を出力する。
If the above equation (5) is not satisfied, it may be determined that the output power of the
(実施の形態にかかる故障検出部が判定する各故障モード)
図11〜図14は、実施の形態にかかる故障検出部が判定する各故障モードの一例を示す図である。それぞれ図11〜図14に示す故障モード1100,1200,1300,1400(#1〜#4)は、たとえば図10に示した各ステップによって故障検出部111が判定する故障モードである。
(Each failure mode determined by the failure detection unit according to the embodiment)
FIGS. 11-14 is a figure which shows an example of each failure mode which the failure detection part concerning Embodiment determines. The
図10のステップS1004において、故障検出部111はたとえば図11の故障モード1100(#1)を示す故障情報を出力する。故障モード1100(#1)は、RFSW170をTerm側およびLNA側のいずれに制御しても、RX部190の出力信号の電力が、RFSW170をTerm側にしたときの電力P_Term_A,P_Term_Bになる状態である。すなわち、故障モード1100(#1)は、RFSW170の故障のうちのTerm側張り付きである。
In step S1004 in FIG. 10, the
図10のステップS1006において、故障検出部111はたとえば図12の故障モード1200(#2)を示す故障情報を出力する。故障モード1200(#2)は、RFSW170をTerm側およびLNA側のいずれに制御しても、RX部190の出力信号の電力が、RFSW170をLNA側にしたときの電力P_LNA_A,P_LNA_Bになる状態である。すなわち、故障モード1200(#2)は、RFSW170の故障のうちのLNA側張り付きである。
In step S1006 of FIG. 10, the
図10のステップS1007において、故障検出部111はたとえば図13の故障モード1300(#3)を示す故障情報を出力する。故障モード1300(#3)は、LNA191の入力に関わらずLNA191の出力が一定(P_FAIL)になる状態である。すなわち、故障モード1300(#3)は、LNA191の故障のうち、LNA191の入力がLNA191の出力で見えない状態である。
In step S1007 in FIG. 10, the
図10のステップS1008において、故障検出部111はたとえば図14の故障モード1400(#4)を示す故障情報を出力する。故障モード1400(#4)は、LNA191のゲインが低下した状態である。図14のP_LNA_(X−ΔG)は、LNA191のゲインをゲインパターンXにする制御を行い、LNA191のゲインがΔGだけ低下し、RFSW170をLNA側にする制御を行った場合のRX部190の出力電力である。図14のP_Term_(X−ΔG)は、LNA191のゲインをゲインパターンXにする制御を行い、LNA191のゲインがΔGだけ低下し、RFSW170をTerm側にする制御を行った場合のRX部190の出力電力である。
In step S1008 in FIG. 10, the
(実施の形態にかかる無線装置のハードウェア構成)
図15は、実施の形態にかかる無線装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図1に示した無線装置100は、たとえば図15に示す通信装置1500によって実現することができる。通信装置1500は、プロセッサ1501と、メモリ1502と、無線通信インタフェース1503と、有線通信インタフェース1504と、を備える。プロセッサ1501、メモリ1502、無線通信インタフェース1503および有線通信インタフェース1504は、たとえばバス1509によって接続される。
(Hardware configuration of wireless device according to embodiment)
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the wireless device according to the embodiment. The
プロセッサ1501は、信号処理を行う回路であり、たとえば通信装置1500の全体の制御を司るCPU(Central Processing Unit)である。メモリ1502には、たとえばメインメモリおよび補助メモリが含まれる。メインメモリは、たとえばRAM(Random Access Memory)である。メインメモリは、プロセッサ1501のワークエリアとして使用される。補助メモリは、たとえば磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどの不揮発メモリである。補助メモリには、通信装置1500を動作させる各種のプログラムが記憶されている。補助メモリに記憶されたプログラムは、メインメモリにロードされてプロセッサ1501によって実行される。また、プロセッサ1501やメモリ1502は、FPGAやDSPなどのディジタル回路によって実現されてもよい。
The
無線通信インタフェース1503は、無線によって通信装置1500の外部(たとえば無線端末)との間で通信を行う通信インタフェースである。無線通信インタフェース1503は、プロセッサ1501によって制御される。
The
有線通信インタフェース1504は、有線によって通信装置1500の外部(たとえばREC320)との間で通信を行う通信インタフェースである。有線通信インタフェース1504は、プロセッサ1501によって制御される。
The
図1に示したディジタル部110に含まれる各処理部は、たとえばプロセッサ1501によって実現することができる。また、図1に示したディジタル部110に含まれる記憶部(たとえば図5に示したパターン/基準電力記憶部502)は、たとえばメモリ1502によって実現することができる。また、図1に示したディジタル部110は、たとえば有線通信インタフェース1504によって、伝送路301を介したRE310との間の通信を行う。図1に示したTX部120、サーキュレータ130、バンドパスフィルタ140、アンテナ150、アイソレータ160、RFSW170、終端抵抗180、RX部190は、たとえば無線通信インタフェース1503に含まれる。
Each processing unit included in the
このように、実施の形態によれば、LNA191のゲインを第1ゲインにする制御を行いRFSW170をLNA側(第1状態)にする制御を行ったときのRX部190の出力信号の第1電力を測定することができる。また、LNA191のゲインを第1ゲインにする制御を行いRFSW170をTerm側(第2状態)にする制御を行ったときのRX部190の出力信号の第2電力を測定することができる。第1電力は、たとえば上述したP_LNA_Aである。第2電力は、たとえば上述したP_Term_Aである。
As described above, according to the embodiment, the first power of the output signal of the
そして、測定した第1電力と第2電力との比較に基づいてLNA191およびRFSW170のいずれかの故障を検出することができる。これにより、RFSW170の切替制御の前後におけるRX部190の出力信号の各電力を比較して故障を検出できる。このため、RFSW170の故障とLNA191の故障を区別して検出することが可能になる。
Then, a failure of either the
たとえば、図1,図2に示した無線装置100において、RX部190の出力信号の第1電力および第2電力を測定する測定部は、たとえば図1,図2に示した故障検出部111により実現することができる。また、測定部によって測定された第1電力と第2電力との比較に基づいてLNA191およびRFSW170のいずれかの故障を検出する検出部は、たとえば図1,図2に示した故障検出部111(たとえば図5に示した制御部503)により実現することができる。
For example, in
また、実施の形態においては、さらに、LNA191のゲインを第2ゲインにする制御を行いRFSW170をLNA側(第1状態)にする制御を行ったときのRX部190の出力信号の第3電力を測定してもよい。また、LNA191のゲインを第2ゲインにする制御を行いRFSW170をTerm側(第2状態)にする制御を行ったときのRX部190の出力信号の第4電力を測定してもよい。第3電力は、たとえば上述したP_LNA_Bである。第4電力は、たとえば上述したP_Term_Bである。
In the embodiment, furthermore, the third power of the output signal of the
そして、測定した第1電力と第2電力との比較と、測定した第3電力と第4電力との比較と、に基づいて故障を検出してもよい。これにより、LNA191の複数通りのゲインについて、RFSW170の切替制御の前後におけるRX部190の出力信号の各電力を比較して故障を検出できる。このため、RFSW170の故障とLNA191の故障を精度よく区別して検出することが可能になる。
Then, the failure may be detected based on the comparison between the measured first power and the second power and the comparison between the measured third power and the fourth power. Thereby, a failure can be detected by comparing each power of the output signal of the
また、実施の形態において、さらに、LNA191のゲインを第1ゲインにする制御を行いRFSW170をLNA側にする制御を行うときのRX部190の出力信号の第1基準電力値を記憶してもよい。また、LNA191のゲインを第1ゲインにする制御を行いRFSW170をTerm側にする制御を行うときのRX部190の出力信号の第2基準電力値を記憶してもよい。第1基準電力値は、たとえば上述したP_LNA_A_REFである。第2基準電力値は、たとえば上述したP_Term_A_REFである。
Further, in the embodiment, the first reference power value of the output signal of the
そして、測定した第1電力と第2電力との比較と、測定した第1電力と記憶した第2基準電力値との比較と、測定した第2電力と記憶した第1基準電力値との比較と、に基づいて故障を検出してもよい。これにより、RFSW170が制御に関わらず一定になる状態やLNA191が入力に関わらず一定の出力になる状態を区別して検出できる。たとえば、図1,図2に示した無線装置100において、第1基準電力値および第2基準電力値を記憶する記憶部は、たとえば図5に示したパターン/基準電力記憶部502により実現することができる。
A comparison between the measured first power and the second power, a comparison between the measured first power and the stored second reference power value, and a comparison between the measured second power and the stored first reference power value A failure may be detected based on the above. As a result, it is possible to distinguish and detect a state in which the
また、上述した実施の形態において、故障検出部111を無線装置100(REC320)に設ける構成について説明したが、故障検出部111を設ける装置は無線装置100に限らない。たとえば、故障検出部111をREC320に設ける構成としてもよい。また、基地局300がRE310とREC320に分離されずに1個の装置により実現される場合は、その1個の装置に故障検出部111を設けてもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
また、GPにおいてLNA191に設定するゲインパターンとしてゲインパターンA,Bを用いる構成について説明したが、GPにおいてLNA191に設定するゲインパターンは2通りに限らず、たとえば1通りや3通り以上であってもよい。
Further, the configuration using the gain patterns A and B as the gain patterns set in the
以上説明したように、基地局および故障検出方法によれば、スイッチ回路の故障と増幅器の故障を区別して検出することができる。 As described above, according to the base station and the failure detection method, it is possible to detect a switch circuit failure and an amplifier failure separately.
近年、モバイルトラフィックの増加に伴い無線基地局装置の数も増加している。たとえば、国内だけでも携帯電話事業者は数十万局の基地局設備を有している。たとえば、無線基地局装置の受信回路は、装置内部品の経年劣化や意図しない妨害波などにより故障することがある。 In recent years, with the increase in mobile traffic, the number of radio base station apparatuses has also increased. For example, in Japan alone, mobile phone operators have hundreds of thousands of base station facilities. For example, a receiving circuit of a radio base station apparatus may break down due to aging deterioration of parts in the apparatus or unintended interference waves.
装置が故障した場合は、一旦運用を止め、故障箇所の判別や故障部品の交換等の修理作業を要する。そして、修理作業時間が長くなると、運用を止めている時間が長引き、多くのユーザの通信に影響が生じる。受信回路の故障を検知する技術として、たとえば、受信回路に既知である電力値を入力してその値を閾値と比較することで故障を判断する手法が考えられる。 When a device breaks down, the operation is temporarily stopped, and repair work such as determination of a failed portion or replacement of a failed part is required. And if repair work time becomes long, the time which has stopped operation will be prolonged and communication of many users will be affected. As a technique for detecting a failure of the receiving circuit, for example, a method of determining a failure by inputting a known power value to the receiving circuit and comparing the value with a threshold value can be considered.
一方で、TDD方式の無線基地局装置において送受信共用アンテナを用いる場合には、受信回路の保護の観点から、受信回路の前段にスイッチを設置することを要する。この場合は、受信回路に既知である電力値を入力してその値を閾値と比較する手法では、スイッチの故障状態によっては受信回路の故障を検知できない場合がある。 On the other hand, when a transmission / reception shared antenna is used in a TDD radio base station apparatus, it is necessary to install a switch in front of the reception circuit from the viewpoint of protection of the reception circuit. In this case, in the method of inputting a known power value to the receiving circuit and comparing the value with a threshold value, the failure of the receiving circuit may not be detected depending on the failure state of the switch.
たとえば、受信回路を保護するスイッチ(オン/オフスイッチ)がオンに固定されたまま故障した場合は、送信電力の回りこみにより後段のLNAに余計な負荷がかかり、いずれLNAが故障し、期待のLNAゲインが得られなくなる。そのため、雑音電力と閾値を比較する方法等で判定を行うことができる。 For example, if the switch that protects the receiving circuit (on / off switch) is locked on and fails, an extra load is applied to the LNA in the subsequent stage due to the wraparound of the transmission power, and the LNA eventually breaks down. LNA gain cannot be obtained. Therefore, the determination can be made by a method of comparing the noise power and the threshold.
しかしながら、スイッチがオフに固定されたまま故障した場合、後段の受信回路は破損していない。そのため、雑音電力と閾値を比較する方法等では故障を検出できず、発生した故障が通知されないサイレントアラーム状態に陥る。その場合は、TDDの受信区間中において、感度が劣化したまま運用が続き、または信号の受信ができず、通信規格違反となってしまう。また、スイッチがオンに固定されたまま故障した場合は、スイッチのみが故障したにも関わらず、長時間負荷をかけ続けたことによりLNAまでが故障することになり、修理コストの増加に繋がる。 However, when a failure occurs with the switch fixed to OFF, the receiving circuit at the subsequent stage is not damaged. For this reason, the method of comparing the noise power and the threshold value cannot detect the failure and falls into a silent alarm state where the generated failure is not notified. In that case, during the TDD reception period, the operation continues with the sensitivity deteriorated, or the signal cannot be received, resulting in a violation of the communication standard. Further, when a failure occurs while the switch is fixed to ON, even though only the switch has failed, the load up to a long time causes the LNA to fail, leading to an increase in repair costs.
これに対して、上述した実施の形態によれば、既存のシステムにハードウェア的な変更を加えなくても、TDD方式の無線基地局装置の受信部の故障箇所を判定することができる。たとえば、上述の故障検出部111はディジタル部110によって実現することができるため、新たな回路を追加しなくてもTDD方式の無線基地局装置の受信部の故障箇所を判定することができる。
On the other hand, according to the above-described embodiment, it is possible to determine the failure location of the receiving unit of the TDD radio base station apparatus without adding hardware changes to the existing system. For example, since the
また、上述した実施の形態によれば、故障を早期に検出し、たとえば夜中など通信が少ない時間帯で機器交換を実施することで、多くのユーザ通信中に突然回線停止するような運用障害を回避できる。また、RFSWとLNAのいずれが故障しているかを判別できるため、復旧の準備や復旧作業の時間を短縮することができる。 In addition, according to the above-described embodiment, an operation failure that suddenly stops a line during many user communications by detecting a failure at an early stage and exchanging the equipment in a time zone where there is little communication, for example, at night. Can be avoided. In addition, since it is possible to determine which of the RFSW and the LNA is out of order, it is possible to shorten the preparation time for recovery and the time for recovery work.
また、基地局の送信系を使用しなくてもGPでの受信電力によって故障検出処理を行うため、たとえば基地局の送信系を使用して受信回路に信号を入力する構成と比較して消費電力の増加を抑えることができる。 In addition, since the failure detection processing is performed by the received power at the GP without using the base station transmission system, the power consumption is compared with a configuration in which a signal is input to the reception circuit using the base station transmission system, for example. Can be suppressed.
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。 The following additional notes are disclosed with respect to the above-described embodiments.
(付記1)入力信号を増幅する増幅器を含む受信回路と、
前記受信回路とアンテナとを接続するか否かを切り替えるスイッチ回路と、
前記増幅器のゲインを第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続するように制御したときの前記受信回路の出力における第1電力と、前記増幅器のゲインを前記第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続しないように制御したときの前記受信回路の出力における第2電力と、を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された前記第1電力と前記第2電力とに基づいて前記増幅器または、前記スイッチ回路の故障を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする基地局。
(Supplementary note 1) a receiving circuit including an amplifier for amplifying an input signal;
A switch circuit for switching whether to connect the receiving circuit and the antenna;
The gain of the amplifier is controlled to the first gain, and the first power at the output of the receiving circuit when the switch circuit is controlled to connect the receiving circuit and the antenna, and the gain of the amplifier is set to the first gain. A measuring unit that controls the second power at the output of the receiving circuit when the gain is controlled to 1 gain and the switching circuit is controlled not to connect the receiving circuit and the antenna;
A detection unit for detecting a failure of the amplifier or the switch circuit based on the first power and the second power measured by the measurement unit;
A base station comprising:
(付記2)前記スイッチ回路は、自局が前記アンテナから無線信号を受信する受信期間においては前記受信回路と前記アンテナとを接続するように制御され、自局が前記アンテナから無線信号を送信する送信期間においては前記受信回路と前記アンテナとを接続しないように制御されることを特徴とする付記1に記載の基地局。
(Appendix 2) The switch circuit is controlled to connect the receiving circuit and the antenna during a reception period in which the local station receives a radio signal from the antenna, and the local station transmits a radio signal from the antenna. The base station according to
(付記3)前記測定部は、前記受信期間および前記送信期間と異なるガード期間において、前記増幅器のゲインを前記第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続するように制御したときの前記受信回路の出力における前記第1電力と、前記増幅器のゲインを前記第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続しないように制御したときの前記受信回路の出力における前記第2電力と、を測定することを特徴とする付記2に記載の基地局。
(Supplementary Note 3) In the guard period different from the reception period and the transmission period, the measurement unit controls the gain of the amplifier to the first gain, and connects the switch circuit to the reception circuit and the antenna. The first power at the output of the receiving circuit when controlled to the first and the gain of the amplifier are controlled to the first gain, and the switch circuit is controlled not to connect the receiving circuit and the antenna. The base station according to
(付記4)前記測定部は、前記受信期間および前記送信期間と異なる複数のガード期間において測定した前記第1電力および前記第2電力をそれぞれ平均化し、
前記検出部は、前記測定部によって平均化された前記第1電力と前記第2電力との比較に基づいて前記故障を検出する、
ことを特徴とする付記3に記載の基地局。
(Appendix 4) The measurement unit averages the first power and the second power measured in a plurality of guard periods different from the reception period and the transmission period,
The detection unit detects the failure based on a comparison between the first power and the second power averaged by the measurement unit;
The base station according to Supplementary Note 3, wherein
(付記5)前記複数のガード期間は、所定時間内に含まれる各ガード期間であることを特徴とする付記4に記載の基地局。 (Supplementary note 5) The base station according to supplementary note 4, wherein the plurality of guard periods are guard periods included in a predetermined time.
(付記6)前記測定部は、前記増幅器のゲインを前記第1ゲインと異なる第2ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続するように制御したときの前記受信回路の出力における第3電力と、前記増幅器のゲインを前記第2ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続しないように制御したときの前記受信回路の出力における第4電力と、を測定し、
前記検出部は、前記第1電力と前記第2電力と前記第3電力と前記第4電力とに基づいて前記故障を検出する、
ことを特徴とする付記1〜5のいずれか一つに記載の基地局。
(Additional remark 6) The said measurement part controls the gain of the said amplifier to the 2nd gain different from the said 1st gain, and the said receiving circuit when controlling the said switch circuit so that the said receiving circuit and the said antenna may be connected The third power at the output of the receiver and the fourth power at the output of the receiver circuit when the gain of the amplifier is controlled to the second gain and the switch circuit is controlled not to connect the receiver circuit and the antenna. And measure
The detection unit detects the failure based on the first power, the second power, the third power, and the fourth power;
The base station according to any one of
(付記7)前記増幅器のゲインを前記第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続するように制御する場合の前記受信回路の出力における第1基準電力値と、前記増幅器のゲインを前記第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続しないように制御する場合の前記受信回路の出力における第2基準電力値と、を記憶する記憶部を備え、
前記検出部は、前記第1電力と前記第2基準電力値と前記第2電力と前記第1基準電力値とに基づいて前記故障を検出する、
ことを特徴とする付記1〜6のいずれか一つに記載の基地局。
(Supplementary note 7) The first reference power value at the output of the receiving circuit when controlling the gain of the amplifier to the first gain and controlling the switch circuit to connect the receiving circuit and the antenna; A memory that stores the second reference power value at the output of the receiving circuit when the gain of the amplifier is controlled to the first gain and the switch circuit is controlled not to connect the receiving circuit and the antenna. Part
The detection unit detects the failure based on the first power, the second reference power value, the second power, and the first reference power value;
The base station according to any one of
(付記8)前記記憶部は、前記第1基準電力値および前記第2基準電力値を自局の設置条件ごとに記憶し、
前記検出部は、自局の設置条件に対応する前記第1基準電力値および前記第2基準電力値を前記記憶部から取得し、前記第1電力と前記第2電力との比較と、前記第1電力と取得した前記第2基準電力値との比較と、前記第2電力と取得した前記第1基準電力値との比較と、に基づいて前記故障を検出する、
ことを特徴とする付記7に記載の基地局。
(Appendix 8) The storage unit stores the first reference power value and the second reference power value for each installation condition of the own station,
The detection unit acquires the first reference power value and the second reference power value corresponding to the installation conditions of the local station from the storage unit, compares the first power and the second power, and Detecting the failure based on a comparison between one power and the acquired second reference power value and a comparison between the second power and the acquired first reference power value;
The base station according to appendix 7, wherein
(付記9)前記設置条件は温度であることを特徴とする付記8に記載の基地局。 (Supplementary note 9) The base station according to supplementary note 8, wherein the installation condition is temperature.
(付記10)入力信号を増幅する増幅器を含む受信回路と、前記受信回路とアンテナとを接続するか否かを切り替えるスイッチ回路と、を備える基地局による故障検出方法であって、
前記増幅器のゲインを第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続するように制御したときの前記受信回路の出力における第1電力と、前記増幅器のゲインを前記第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続しないように制御したときの前記受信回路の出力における第2電力と、を測定し、
測定した前記第1電力と前記第2電力とに基づいて前記増幅器または、前記スイッチ回路の故障を検出する、
ことを特徴とする故障検出方法。
(Supplementary Note 10) A failure detection method by a base station comprising: a receiving circuit including an amplifier that amplifies an input signal; and a switch circuit that switches whether to connect the receiving circuit and an antenna,
The gain of the amplifier is controlled to the first gain, and the first power at the output of the receiving circuit when the switch circuit is controlled to connect the receiving circuit and the antenna, and the gain of the amplifier is set to the first gain. Measuring the second power at the output of the receiving circuit when the gain is controlled to 1 gain and the switching circuit is controlled not to connect the receiving circuit and the antenna;
Detecting a failure of the amplifier or the switch circuit based on the measured first power and second power;
The fault detection method characterized by the above-mentioned.
100 無線装置
110 ディジタル部
111 故障検出部
120 TX部
130 サーキュレータ
140,192 バンドパスフィルタ
150,311 アンテナ
160 アイソレータ
170 RFSW
180 終端抵抗
190 RX部
191 LNA
193,412,422,426 発振器
194,411,413,427 ミキサ
195,428 ADC
300 基地局
301 伝送路
310 RE
320 REC
414 比較器
415 ルックアップテーブル
421 DAC
423 変調部
424 PA
425 カプラ
501 電力測定部
502 パターン/基準電力記憶部
503 制御部
611,621 DL
612,622 DwPTS
613,623 マージン
614 第1GP
615,625 UpPTS
616,626 UL
624 第2GP
800,900 テーブル
1100,1200,1300,1400 故障モード
1500 通信装置
1501 プロセッサ
1502 メモリ
1503 無線通信インタフェース
1504 有線通信インタフェース
1509 バス
DESCRIPTION OF
180 Terminating
193,412,422,426 Oscillator 194,411,413,427 Mixer 195,428 ADC
300
320 REC
414
423
425 Coupler 501
612,622 DwPTS
613,623
615,625 UpPTS
616,626 UL
624 2nd GP
800,900 Table 1100, 1200, 1300, 1400
Claims (4)
前記受信回路とアンテナとを接続するか否かを切り替えるスイッチ回路と、
前記増幅器のゲインを第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続するように制御したときの前記受信回路の出力における第1電力と、前記増幅器のゲインを前記第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続しないように制御したときの前記受信回路の出力における第2電力と、を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された前記第1電力と前記第2電力とに基づいて前記増幅器または、前記スイッチ回路の故障を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする基地局。 A receiving circuit including an amplifier for amplifying an input signal;
A switch circuit for switching whether to connect the receiving circuit and the antenna;
The gain of the amplifier is controlled to the first gain, and the first power at the output of the receiving circuit when the switch circuit is controlled to connect the receiving circuit and the antenna, and the gain of the amplifier is set to the first gain. A measuring unit that controls the second power at the output of the receiving circuit when the gain is controlled to 1 gain and the switching circuit is controlled not to connect the receiving circuit and the antenna;
A detection unit for detecting a failure of the amplifier or the switch circuit based on the first power and the second power measured by the measurement unit;
A base station comprising:
前記検出部は、前記第1電力と前記第2電力と前記第3電力と前記第4電力とに基づいて前記故障を検出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の基地局。 The measuring unit controls the gain of the amplifier to a second gain different from the first gain, and controls the switch circuit so as to connect the receiving circuit and the antenna. 3 power and the 4th power at the output of the receiving circuit when the gain of the amplifier is controlled to the second gain and the switch circuit is controlled not to connect the receiving circuit and the antenna. And
The detection unit detects the failure based on the first power, the second power, the third power, and the fourth power;
The base station according to claim 1.
前記検出部は、前記第1電力と前記第2基準電力値と前記第2電力と前記第1基準電力値とに基づいて前記故障を検出する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の基地局。 The first reference power value at the output of the receiving circuit when controlling the gain of the amplifier to the first gain and controlling the switch circuit to connect the receiving circuit and the antenna, and the gain of the amplifier And a second reference power value at the output of the receiving circuit when the switching circuit is controlled so as not to connect the receiving circuit and the antenna.
The detection unit detects the failure based on the first power, the second reference power value, the second power, and the first reference power value;
The base station according to claim 1 or 2, characterized in that
前記増幅器のゲインを第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続するように制御したときの前記受信回路の出力における第1電力と、前記増幅器のゲインを前記第1ゲインに制御し、前記スイッチ回路を前記受信回路と前記アンテナとを接続しないように制御したときの前記受信回路の出力における第2電力と、を測定し、
測定した前記第1電力と前記第2電力とに基づいて前記増幅器または、前記スイッチ回路の故障を検出する、
ことを特徴とする故障検出方法。 A failure detection method by a base station comprising: a receiving circuit including an amplifier that amplifies an input signal; and a switch circuit that switches whether to connect the receiving circuit and an antenna,
The gain of the amplifier is controlled to the first gain, and the first power at the output of the receiving circuit when the switch circuit is controlled to connect the receiving circuit and the antenna, and the gain of the amplifier is set to the first gain. Measuring the second power at the output of the receiving circuit when the gain is controlled to 1 gain and the switching circuit is controlled not to connect the receiving circuit and the antenna;
Detecting a failure of the amplifier or the switch circuit based on the measured first power and second power;
The fault detection method characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2016209020A JP2018074260A (en) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Base station and failure detection method |
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