JP4048855B2 - 故障検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は受信機等の回路装置の故障を検出する故障検出装置に係わり、特に基地局受信機あるいは移動端末の受信機等の受信機の故障を検出するのに好適な故障検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に送信機の故障を検出するには、送信機から実際に出力される送信出力電力をその送信機の周囲で検波して、これによって送信機に入力した送信入力信号の電力と送信出力電力とを比較することで容易に実現することができる（特開２０００−２３０７３７号公報参照）。ところが、受信機の故障について考えてみると、受信機の出力で受信電力自体を検出することが可能であるものの、受信機に入力する入力信号は非常に微弱であるだけでなく信号がいつ入力するかも正確には分からない。したがって、一般には受信機に入力した電力を検出することは不可能である。このため、受信機では送信機のように入出力電力を比較して、受信機の故障を検出することはできない。
【０００３】
そこで、従来では受信機の消費電流や受信機を構成する回路の各段の増幅器に対して設定した電圧（バイアス電圧）を監視して、その変動をチェックすることによって故障を検出することが行われていた。
【０００４】
図５は、従来の受信機故障検出装置の回路構成の一例を示したものである。この受信機故障検出装置１００は、受信機１０１の内部で受信信号１０２を入力して順に増幅する第１〜第３の増幅部１０３〜１０５と、これらの増幅部１０３〜１０５の図示しない所定箇所のバイアス電圧１０６〜１０８を入力する故障検出部１０９を備えている。第３の増幅部１０５からは増幅後の受信出力１１１が得られるようになっている。
【０００５】
このような受信機故障検出装置１００で、故障検出部１０９は第１〜第３の増幅部１０３〜１０５が正常な場合のバイアス電圧１０６〜１０８をそれぞれ予め記憶している。そして、受信機１０１が作動中の場合には、これら正常時のバイアス電圧１０６〜１０８の範囲に保たれているかどうかを、これらの電圧を比較する図示しない回路で常にチェックするようになっている。このようなチェックの結果、ある時点でバイアス電圧１０６〜１０８の少なくとも１つが正常な範囲以外の電圧となったとき、たとえば第１〜第３の増幅部１０３〜１０５の一部で回路のショート（短絡）が発生したり、切断や回路部品の焼損等の障害が発生した可能性があるとして故障の検出を行うようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような故障検出装置では、それぞれの増幅器によって監視するバイアス電圧が異なるのが通常である。したがって、複数の電圧比較回路を設ける必要がある。また、故障の判定を精度良く行うためには、１つの増幅部についても、できるだけ多くの回路部分の電圧をチェックする必要がある。このため、故障検出装置に必要とする電圧比較回路の数が多くなって、装置のコストアップの要因になるという問題があった。また、故障検出装置を精度良く動作させるためには、それぞれの構成部品に特性のバラツキがあっても受信機の各部の電圧調整を、予め定めた値の範囲で行う必要があった。このため、たとえば図５に示した第１〜第３の増幅部１０３〜１０５のうちの第１の増幅部１０３の増幅率が大きい分だけ第２の増幅機１０４の増幅率を下げて全体的な増幅率の調整を図るといった融通性に富んだ調整が困難となり、受信機の調整に時間を要するといった問題もあった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、送信機あるいは受信機の故障検出のための特別な回路を不要とする故障検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、（イ）通信相手の通信端末から自装置の送信した信号の受信電力と自装置に対する信号の送信電力の双方の通知を受ける通知受信手段と、（ロ）この通信端末から受信する電力およびこの通信端末に送信する電力を判別する自装置側判別手段と、（ハ）通知受信手段の受信した２種類の電力と自装置側判別手段の判別した２種類の電力とから通信端末と自装置の間の双方向の伝搬損失を算出する伝搬損失算出手段と、（ニ）これら双方向の伝搬損失の差が所定の許容範囲内に存在するかを点検する差分点検手段と、（ホ）この差分点検手段で許容範囲内に存在しないとされたとき通信端末あるいは自装置の送受信装置に故障があると判別する故障判別手段とを故障検出装置に具備させる。
【０００９】
すなわち請求項１記載の発明では、自装置が通信する通信相手の通信端末から自装置の送信した信号の受信電力と自装置に対する信号の送信電力の双方の通知を受けると共に、自装置がその通信端末から受信する電力およびこの通信端末に送信する電力を判別し、これら４種類のデータから通信端末と自装置の間の双方向の伝搬損失を算出するようにしている。そして、差分点検手段によってこれら双方向の伝搬損失の差が所定の許容範囲内に存在するかを点検する。１つの伝搬路の双方向の伝搬損失は、双方の送受信装置が正常であれば一致するか所定の許容範囲に入っている。そこで、これが許容範囲内に存在しないとされたとき伝搬路の両側としての通信端末あるいは自装置のいずれかに故障があると判別するようにしている。これにより、受信装置を含む送受信装置の故障を判別することが可能である。
【００１０】
請求項２記載の発明では、（イ）通信相手の複数の通信端末から自装置の送信した信号の受信電力と自装置に対する信号の送信電力の双方の通知を受ける通知受信手段と、（ロ）これらの通信端末から受信する電力およびこれらの通信端末に送信する電力をそれぞれ通信端末ごとに判別する自装置側判別手段と、（ハ）通知受信手段の受信した通信端末ごとの２種類の電力と自装置側判別手段の判別した２種類の電力とからそれぞれの通信端末と自装置の間の双方向の伝搬損失を算出する伝搬損失算出手段と、（ニ）これら双方向の伝搬損失の差が所定の許容範囲内に存在するかを通信端末ごとに点検する差分点検手段と、（ホ）この差分点検手段で許容範囲内に存在しないとされた通信端末あるいは自装置の送受信装置に故障があると判別する故障判別手段とを故障検出装置に具備させる。
【００１１】
すなわち請求項２記載の発明では、複数の通信端末と通信する自装置の故障検出を扱っている。この場合には、これら複数の通信端末から自装置の送信した信号の受信電力と自装置に対する信号の送信電力の双方の通知を受けると共に、自装置がそれらの通信端末から受信する電力およびこの通信端末に送信する電力を判別し、これら４種類のデータからそれぞれの通信端末と自装置の間の双方向の伝搬損失を算出するようにしている。そして、差分点検手段によってこれら双方向の伝搬損失の差が所定の許容範囲内に存在するかを点検する。１つの伝搬路の双方向の伝搬損失は、双方の送受信装置が正常であれば一致するか所定の許容範囲に入っている。そこで、これが許容範囲内に存在しないとされた自装置と通信端末の組についてはその通信端末あるいは自装置のいずれかに故障があると判別することができる。また、複数の通信端末との相互関係で更に詳細な故障の検出を行うことも可能である。これらについては請求項３〜請求項６で例示する。
【００１２】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の故障検出装置で、故障判別手段は、前記した複数の通信端末のすべてについて差分点検手段が許容範囲内に存在しないと判別したとき自装置側の送受信装置に故障があると判別することを特徴としている。
【００１３】
すなわち請求項３記載の発明では、複数の通信端末のすべてについて差分点検手段が許容範囲内に存在しないと判別された場合を扱っている。この場合には複数の通信端末のすべてが故障したか自装置が故障した可能性があるが、複数の通信端末のすべてが故障する確率よりも自装置が故障する確率の方が、それぞれが故障を生じる確率がほぼ等しい場合には高い。そこで、この場合には自装置側の送受信装置が故障したと判別することにしている。
【００１４】
請求項４記載の発明では、請求項２記載の故障検出装置で、故障判別手段は、前記した複数の通信端末の一部について差分点検手段が許容範囲内に存在しないと判別したとき通信端末のうち許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の送受信装置に故障があると判別することを特徴としている。
【００１５】
すなわち請求項４記載の発明では、複数の通信端末の一部について差分点検手段が許容範囲内に存在しないと判別されたときには、請求項３記載の発明と異なり、これら許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の送受信装置に故障があると判別することにしている。
【００１６】
請求項５記載の発明では、請求項３記載の故障検出装置で、故障判別手段は、自装置に向けた伝搬路の伝搬損失がそれぞれの通信端末に向けた伝搬路の伝搬損失よりも小さいと判別したとき自装置の送信機が故障であると判別し、その逆の場合には自装置の受信機が故障であると判別することを特徴としている。
【００１７】
すなわち請求項５記載の発明では、請求項３記載の発明で、自装置の送受信装置が故障であると判別したので、更に詳細な故障の判別を行うようにしている。すなわち、自装置に向けた伝搬路の伝搬損失がそれぞれの通信端末に向けた伝搬路の伝搬損失よりも小さいと判別したとき自装置の送信機が故障であると判別し、その逆の場合には自装置の受信機が故障であると判別する。具体的には、通信端末側の送信電力を自装置側のそれに対応する受信電力で差し引いた値よりも通信端末側の受信電力から自装置側のそれに対応する送信電力を差し引いた値の方が大きいと判別したときには、自装置の送信機が故障であると判別し、その逆の場合には自装置の受信機が故障であると判別するようにしている。
【００１８】
請求項６記載の発明では、請求項４記載の故障検出装置で、故障判別手段は、自装置に向けた伝搬路の伝搬損失がそれぞれの通信端末に向けた伝搬路の伝搬損失よりも小さいと判別したとき許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の受信機が故障であると判別し、その逆の場合には許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の送信機が故障であると判別することを特徴としている。
【００１９】
すなわち請求項６記載の発明では、請求項４記載の発明で、通信端末側の送受信装置が故障であると判別したので、更に詳細な故障の判別を行うようにしている。すなわち自装置に向けた伝搬路の伝搬損失がそれぞれの通信端末に向けた伝搬路の伝搬損失よりも小さいと判別したとき許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の受信機が故障であると判別し、その逆の場合には許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の送信機が故障であると判別する。具体的には請求項５記載の発明について説明したように、通信端末側の送信電力を自装置側のそれに対応する受信電力で差し引いた値と通信端末側の受信電力から自装置側のそれに対応する送信電力を差し引いた値の大小関係で判別を行う。
【００２０】
請求項７記載の発明では、請求項１〜請求項６いずれかに記載の故障検出装置で、通信端末に故障が検出されたときこれを通知する故障通知手段を具備することを特徴としている。
【００２１】
すなわち請求項７記載の発明では、自装置側が故障を判別するが、通信端末側が故障していると判別した場合にはこれに通知することにしている。これにより、該当する通信端末がその受信機等の故障を知ることができ、必要な対策を採ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
【００２３】
【実施例】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施例における故障検出装置を備えた通信システムを表わしたものである。この通信システム２００は、基地局アンテナ２０１を備えた基地局２０２と、この基地局２０２とＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式で通信を行う第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nから構成されている。基地局アンテナ２０１と第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのそれぞれの間には、信号の送受信を行う際に第１〜第Ｎの伝搬路２０４1〜２０４Nが形成されるようになっている。これら第１〜第Ｎの伝搬路２０４1〜２０４Nの伝搬損失は、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの位置等の配置環境によって変化するが、ここではこれらを第１〜第Ｎの伝搬損失Ｌ1〜ＬNとして表わすことにする。
【００２５】
基地局２０２は、基地局アンテナ２０１と接続された送受共用機２１１を備えている。基地局アンテナ２０１から得られた受信信号２１２は送受共用機２１１を経て受信機２１３に入力されて受信されるようになっている。受信機２１３の出力側には、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nにそれぞれ１対１に対応する形で第１〜第Ｎの受信信号処理部２１４1〜２１４Nが配置されている。第１〜第Ｎの受信信号処理部２１４1〜２１４Nは、それぞれ移動局送信電力Ｐtｍ1〜ＰtｍNおよび移動局受信電力Ｐrｍ1〜ＰrｍNを故障検出部２１８に入力するようになっている。故障検出部２１８は第１〜第Ｎの送信信号処理部２２１1〜２２１Nから、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nにそれぞれ対応する基地局送信電力Ｐtｂ1〜ＰtｂNを送信すると共に、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのいずれかが故障を生じさせたような場合には第１〜第Ｎの故障通知信号２２３1〜２２３Nのうちの対応するものを、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの該当するものに出力するようになっている。第１〜第Ｎの送信信号処理部２２１1〜２２１Nは、送信機２２５と接続されている。送信機２２５から出力される送信信号２２６は送受共用機２１１を経て基地局アンテナ２０１に送られ、ここから第１〜第Ｎの伝搬路２０４1〜２０４Nを介して第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nに送信されるようになっている。
【００２６】
このような通信システム２００で、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nからの送信信号は基地局アンテナ２０１を介して基地局２０２で受信される。受信された信号は送受共用機２１１によって送信信号２２６と分離されて受信信号２１２として受信機２１３に入力される。受信機２１３では、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nから送信され基地局２０２で受信された受信信号２１２を、信号処理が可能な周波数に変換すると共に、これを所定の電力まで増幅する。第１〜第Ｎの受信信号処理部２１４1〜２１４Nはこの増幅後の信号を逆拡散処理して、それぞれの移動局２０３1〜２０３Nから送られてきた移動局信号を取り出す。第１〜第Ｎの受信信号処理部２１４1〜２１４Nは、取り出した受信信号についての受信電力をそれぞれ検出する。これらの受信電力を基地局受信電力Ｐrｂ1〜ＰrｂNで表わすことにする。
【００２７】
ところで、この通信システム２００では第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nが、これらが基地局２０２側に送信した送信電力および基地局２０２から送られてきた送信信号２２６の受信電力をそれぞれ検出し、これらの検出結果を信号の送出時に基地局２０２に対して送出するようになっている。第１〜第Ｎの受信信号処理部２１４1〜２１４Nはこれら第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nから送られてきた移動局送信電力Ｐtｍ1〜ＰtｍNおよび移動局受信電力Ｐrｍ1〜ＰrｍNについての情報を復調して取り出す。そして、これら移動局送信電力Ｐtｍ1〜ＰtｍNおよび移動局受信電力Ｐrｍ1〜ＰrｍNを、基地局受信電力Ｐrｂ1〜ＰrｂNと共に故障検出部２１８に供給する。また、基地局２０２は第１〜第Ｎの送信信号処理部２２１1〜２２１Nを経て送信機２２５から送出される基地局送信電力Ｐtｂ1〜ＰtｂNを故障検出部２１８に供給するようになっている。
【００２８】
図２は、移動局と基地局のこれら４種類の電力の関係を図示したものである。この図では任意の移動局Ｘ、第Ｘの上り伝搬路２０４Xu、第Ｘの下り伝搬路２０４Xdおよび基地局との関係を示している。図１に示した故障検出部２１８では、これら基地局受信電力ＰrｂX、基地局送信電力ＰtｂX、移動局送信電力ＰtｍXおよび移動局受信電力ＰrｍXを使用して、基地局２０２と移動局２０３Xの間における伝搬損失を計算する。また、これと共に第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの算出した結果を比較する。これにより、基地局２０２の受信機２１３あるいは各移動局２０３1〜２０３Nの故障を検出する。これについては、後に詳細に説明する。
【００２９】
基地局２０２はその故障検出部２１８でいずれかの故障を検出したら、対応する移動局２０３にその通知を送出する。すなわち故障が判明したというこの通知は、故障検出部２１８から第１〜第Ｎの送信信号処理部２２１1〜２２１N の中の故障に対応した部位に送出され、送信機２２５に送られる。送信機２２５では、これをＲＦ信号に周波数変換すると共に送信に必要な電力まで増幅する。この増幅後の信号は送受共用機２１１および基地局アンテナ２０１を介して送信される。これにより、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのうちの該当する移動局２０３が故障が判明したという情報を受信することができる。
【００３０】
ところで、今、図１に示したＮ台の移動局２０３1〜２０３Nの移動局送信電力および移動局受信電力が次のようなものであったとする。このとき、これらの移動局２０３1〜２０３Nはすべて正常な動作を行っているものとする。
【００３１】
このときの基地局でのこれらの移動局２０３1〜２０３Nに対する基地局送信電力および基地局受信電力が次の通りであるとする。ただし、このとき基地局２０２は正常な動作を行っているものとする。
第１の移動局に対する基地局送信電力Ｐtｂ1＝＋２０ｄＢｍ
基地局受信電力Ｐr ｂ 1 ＝−９０ｄＢｍ
第２の移動局に対する基地局送信電力Ｐtｂ2＝＋３０ｄＢｍ
基地局受信電力Ｐrｂ2＝−９０ｄＢｍ
……
第Ｎの移動局に対する基地局送信電力Ｐt ｂ N ＝＋４０ｄＢｍ
基地局受信電力Ｐr ｂ N ＝−９０ｄＢｍ
【００３２】
このような例の場合、故障検出部２１８では以上の測定結果を使用して基地局２０２と各移動局２０３1〜２０３Nとの間の伝送路２０４1〜２０４Nの伝搬損失を次の（１）式を使用して計算することができる。ただし、符号Ｘは任意の伝送路を示している。
上り信号伝搬損失ＬXu＝ＰtｍX−ＰrｂX
下り信号伝搬損失ＬXd＝ＰtｂX−ＰrｍX
……（１）
【００３３】
また、各移動局２０３1〜２０３Nとの伝搬損失は、次の（２）式のようにして算出される。
【００３４】
ただし、通常の場合、同一の移動局２０３において上り信号と下り信号の周波数は異なっている。このため、上り信号伝搬損失と下り信号伝搬損失は異なった値を採る。ここでは説明を簡単にするために下り信号伝搬損失と上り信号伝搬損失は等しいものとしている。ただし、実際には上り信号と下り信号の周波数は既知である。このため、同一伝搬路における上り信号伝搬損失と下り信号伝搬損失は計算で求めることができる。また、伝搬損失の補正も容易である。
【００３５】
今、基地局２０２の受信機２１３が故障したものとし、これにより基地局２０２側の受信レベルがすべて１０ｄＢ低下したものとする。このとき、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nはすべて正常であるものとする。このような仮定の下では、基地局２０２で検出される第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nからの受信電力はすべて１０ｄＢ低下する。しかしながら、これらの受信電力は基地局２０２の受信機２１３が正常の状態でもすべて同一のものとは限らない。したがって、検出された受信電力を示す情報だけでは受信機２２５のレベルが低下したのか、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nから送られてくる信号の入力信号レベルが低下したのかを区別することができない。
【００３６】
本実施例ではこれを判別するために基地局２０２と第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nとの間の伝搬損失を算出することにしている。先の（２）式の前提として上り信号伝搬損失と下り信号伝搬損失は等しいものとしている。そこで、基地局２０２の受信機２１３が故障した後の各移動局２０３1〜２０３Nの伝搬損失は次の（３）式で示したようになる。
【００３７】
このように（３）式を（２）式と比較してみると、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのすべてにおいて、上り信号伝搬損失が下り信号伝搬損失よりも１０ｄＢだけ損失が増加している。これにより、基地局２０２側の受信機２２５の利得が１０ｄＢ低下したこと、すなわち受信機２２５が単独で故障したことが判定される。
【００３８】
次に、第１の移動局２０３1の受信機（図示せず）のみが故障してこれについて１０ｄＢの利得の低下が発生した場合を考える。このとき、第２〜第Ｎの移動局２０３2〜２０３Nおよび基地局２０２は正常であるとする。この場合には、各移動局２０３1〜２０３Nの伝搬損失は次の（４）式で示したようになる。
【００３９】
この結果、（４）式と（２）式を比較すると第１の移動局２０３1の受信機の利得が１０ｄＢ低下したこと、すなわち第１の移動局２０３1の受信機が単独で故障したことが判定される。
【００４０】
次に、基地局２０２と第１の移動局２０３1の利得が同時に１０ｄＢ低下した場合を考える。このとき、第２〜第Ｎの移動局２０３2〜２０３Nはすべて正常であるとする。この場合、各移動局２０３1〜２０３Nの伝搬損失は次の（５）式で示したようになる。
【００４１】
この（５）式で（＋１０ｄＢ）と記した箇所は（４）式と比較した結果を示している。このように（５）式では第１の移動局２０３1のみで上り信号と下り信号の伝搬損失が等しくなっており、第２〜第Ｎの移動局２０３2〜２０３Nではすべて上り信号の伝搬損失が下り信号の伝搬損失よりも１０ｄＢ高くなっている。通常の場合、全部が一緒に故障するよりも一部が故障する確率の方がはるかに高い。そこで、すべての移動局２０３1〜２０３Nの上り信号伝搬損失がすべて１０ｄＢ低下しているので、まず基地局２０２の利得が１０ｄＢ低下したものと判定される。次に、故障した移動局の数は正常な移動局の数よりも非常に小さいと仮定することができるので、第１の移動局２０３1の受信機の利得が１０ｄＢ低下したと判定される。
【００４２】
本実施例の故障検出装置では、故障の検出を基地局２０２側が集中して行っている。このため、基地局２０２側は自局および第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの故障の状況を把握することができるが、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３N側では独自に故障を把握することができない。そこで、基地局２０２はたとえば第１の移動局２０３1のみが故障したときにはこれを第１の送信信号処理部２２１1に出力し、送信機２２５はこれを第１の移動局２０３1に送出するようにしている。これにより、第１の移動局２０３1は自己の送信機あるいは受信機の故障を知り、これを復旧させるための対策を採ることができる。
【００４３】
図３は、以上説明した実施例における故障検出部で採用されている故障検出処理の流れの概要を表わしたものである。図１に示した故障検出部２１８は図示しないＣＰＵ（中央処理装置）を備えており、同じく図示しないＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）等の記憶媒体に格納した所定の制御プログラムを実行することで故障検出処理を実行するようになっている。
【００４４】
まず故障検出部２１８は、変数ｎを初期化して“１”とする（ステップＳ３０１）。このとき、後に説明するバッファメモリの内容もクリアする。そして、第ｎの移動局２０３nについての上り信号伝搬損失Ｌnuおよび下り信号伝搬損失Ｌndを（１）式より求める（ステップＳ３０２）。このとき、変数ｎは“１”なので、具体的には次の（６）式の演算が行われる。
【００４５】
次に、ステップＳ３０２で求めた上り信号伝搬損失Ｌnuと下り信号伝搬損失Ｌndがほぼ等しい範囲であるかどうかの判別が行われる（ステップＳ３０３）。先の説明では両者の差を“０”としたが、ここではたとえば両者の差が±１０ｄＢの範囲内であれば“０”であると近似して説明することにする。両者の差が“０”であれば（Ｙ）、図示しないバッファメモリにおける第１の移動局２０３1に対応する変数ｎが“１”の区画に“０”を記録する（ステップＳ３０４）。
【００４６】
この処理が終了したら、変数ｎを“１”だけカウントアップして（ステップＳ３０５）、変数ｎが移動局２０３1〜２０３Nの総数“Ｎ”よりも大きな値になったかどうかをチェックする（ステップＳ３０６）。変数ｎが総数“Ｎ”以下であれば、まだ送信機および受信機をチェックする移動局２０３が残っている（Ｎ）。そこでこの場合にはステップＳ３０２に戻って次の第２の移動局２０３2についての処理に移行することになる。
【００４７】
一方、ステップＳ３０３の処理で上り信号伝搬損失Ｌnuと下り信号伝搬損失Ｌndが許容値外であり、かつ上り信号伝搬損失Ｌnuの方が下り信号伝搬損失Ｌndよりも大きいとされた場合には（ステップＳ３０７：Ｙ）、その変数ｎについて前記したバッファメモリの対応する箇所に“＋”を記録する（ステップＳ３０８）。そして、ステップＳ３０５の処理に進むことになる。また、ステップＳ３０３の処理で上り信号伝搬損失Ｌnuと下り信号伝搬損失Ｌndが許容値外であり、かつ上り信号伝搬損失Ｌnuの方が下り信号伝搬損失Ｌndよりも小さいとされた場合には（ステップＳ３０７：Ｎ）、その変数ｎについて前記したバッファメモリの対応する箇所に“−”を記録する（ステップＳ３０９）。そして、ステップＳ３０５の処理に進むことになる。
【００４８】
このようにして、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのうちの第１の移動局２０３1から順に上り信号伝搬損失Ｌnuと下り信号伝搬損失Ｌndの差が許容範囲内（“０”）か、それよりも大きい側か（“＋”）あるいは小さい側か（“−”）の判別が順次行われる。そして、ステップＳ３０６で第Ｎの移動局２０３Nまでのチェックが終了したら（Ｙ）、前記したバッファメモリの内容に応じて、基地局２０２および第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nについての送受信機の故障の有無の判定処理が行われる（ステップＳ３１０）。
【００４９】
図４は、図３のステップＳ３１０における送受信機の故障の有無の判定処理を具体的に表わしたものである。まず、前記したバッファメモリに格納されたすべての変数“１”〜“ｎ”について上り信号伝搬損失Ｌnuと下り信号伝搬損失Ｌndの差が許容範囲内（“０”）であるとされた場合には（ステップＳ３２１：Ｙ）、基地局２０２および第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの送信機および受信機はすべて正常であると判定される（ステップＳ３２２）。
【００５０】
なお、基地局２０２および第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの送信機および受信機がすべて故障している場合には、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのすべてについて上り信号伝搬損失Ｌnuと下り信号伝搬損失Ｌndの差が許容範囲内（“０”）であるという現象が発生しうるが、ここではこのような極めて例外的な故障の態様は想定しない。また、基地局２０２および第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの送信機については既に説明したように本発明に依らずとも故障の検出を行うことができる。そこで、これと併用することで故障の判定をより正確に行うことができるが、ここではこれについて特に考察しない。
【００５１】
ステップＳ３２１ですべての変数ｎについて許容範囲内（“０”）であるとはされなかった場合には（Ｎ）、すべての変数ｎについて“−”となったかどうかのチェックが行われる（ステップＳ３２３）。すべての変数ｎについて“−”となった場合には（Ｙ）、下り方向の伝送路の伝搬損失の方が上りの方よりもすべて大きいことになる。この現象は、基地局２０２の送信機２２５が故障している場合と、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのすべての受信機が故障している場合を考えることができる。しかしながら、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのすべての受信機が一斉に故障する可能性は極めて低い。そこで、この場合には、基地局２０２の送信機２２５が故障しているとの判定が行われる（ステップＳ３２４）。
【００５２】
次に、一部の変数ｎについて“−”となった場合には（ステップＳ３２５：Ｙ）、“−”と判定された移動局２０３について受信機が故障していると判定される（ステップＳ３２６）。この場合には、故障であると判定されたこれらの移動局２０３に基地局２０２が信号を送信するときに受信機が故障である旨の通知を行う（ステップＳ３２７）。これにより、通知を受けた移動局２０３はその受信機で通知を再生して故障の発生を知り、その復旧を迅速に行うことができる。
【００５３】
次に、すべての変数ｎについて許容範囲内（“０”）であるとはされなかった場合で、少なくとも一部の変数ｎについても“−”とならなかった場合に（ステップＳ３２３：Ｎ、ステップＳ３２５：Ｎ）、すべての変数ｎについて“＋”となったかどうかのチェックが行われる（ステップＳ３２８）。すべての変数ｎについて“＋”となった場合には（Ｙ）、基地局２０２の受信機２１３（図１）が故障していると判定される（ステップＳ３２９）。
【００５４】
最後に、一部の変数ｎについて“＋”となった場合を説明する（ステップＳ３２８：Ｎ）。この場合には変数ｎについて“＋”となった移動局の送信機が故障したと判定される（ステップＳ３３０）。この場合にも、故障であると判定されたこれらの移動局２０３に基地局２０２が信号を送信するときに受信機が故障である旨の通知を併せて行う（ステップＳ３３１）。これにより、通知を受けた移動局２０３はその受信機で通知を再生して故障の発生を知り、その復旧を迅速に行うことができる。
【００５５】
なお、以上説明した実施例では受信機あるいは送信機の故障を故障の有無という２段階の評価で行ったが、増幅率が多少過不足する程度の故障とこれ以上の故障というように故障の程度をより細かく判定するようにしてもよい。また、実施例では送信機の故障についても併せて判定したが、受信機の故障のみを判定することも可能である。
【００５６】
また、実施例では携帯電話機等の移動局についての故障の検出について説明したが、他の無線機についても本発明を同様に適用できることは当然である。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、自装置と通信相手の通信端末とのそれぞれの信号の送信電力および受信電力を知ることで、これらの装置間の送受信装置の故障の有無を特別のハードウェアを必要とすることなく判別することができる。
【００５８】
また、請求項２記載の発明によれば、自装置が複数の通信端末と通信を行うとき、これら複数の通信端末との間で伝搬損失を算出し、双方向の伝搬損失の差が所定の許容範囲内に存在しないと判別された通信端末あるいは自装置の送受信装置に故障があると判別するので、これらの装置の故障の有無を特別のハードウェアを必要とすることなく判別することができる。
【００５９】
更に請求項７記載の発明によれば、通信端末側が故障していると判別した場合にはこれに通知することにしたので、該当する通信端末がその受信機等の故障を知ることができ、必要な対策を採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における故障検出装置を備えた通信システムを表わしたシステム構成図である。
【図２】本実施例における移動局と基地局のこれら４種類の電力の関係を図示した説明図である。
【図３】本実施例の故障検出部で採用されている故障検出処理の流れの概要を表わした流れ図である。
【図４】図３のステップＳ３１０における送受信機の故障の有無の判定処理を具体的に表わした流れ図である。
【図５】従来の受信機故障検出装置の回路構成の一例を示したブロック図である。
【符号の説明】
２００ 通信システム
２０２ 基地局
２０３ 移動局
２１３ 受信機
２１４ 受信信号処理部
２１８ 故障検出部
２２１ 送信信号処理部
２２５ 送信機
【発明の属する技術分野】
本発明は受信機等の回路装置の故障を検出する故障検出装置に係わり、特に基地局受信機あるいは移動端末の受信機等の受信機の故障を検出するのに好適な故障検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に送信機の故障を検出するには、送信機から実際に出力される送信出力電力をその送信機の周囲で検波して、これによって送信機に入力した送信入力信号の電力と送信出力電力とを比較することで容易に実現することができる（特開２０００−２３０７３７号公報参照）。ところが、受信機の故障について考えてみると、受信機の出力で受信電力自体を検出することが可能であるものの、受信機に入力する入力信号は非常に微弱であるだけでなく信号がいつ入力するかも正確には分からない。したがって、一般には受信機に入力した電力を検出することは不可能である。このため、受信機では送信機のように入出力電力を比較して、受信機の故障を検出することはできない。
【０００３】
そこで、従来では受信機の消費電流や受信機を構成する回路の各段の増幅器に対して設定した電圧（バイアス電圧）を監視して、その変動をチェックすることによって故障を検出することが行われていた。
【０００４】
図５は、従来の受信機故障検出装置の回路構成の一例を示したものである。この受信機故障検出装置１００は、受信機１０１の内部で受信信号１０２を入力して順に増幅する第１〜第３の増幅部１０３〜１０５と、これらの増幅部１０３〜１０５の図示しない所定箇所のバイアス電圧１０６〜１０８を入力する故障検出部１０９を備えている。第３の増幅部１０５からは増幅後の受信出力１１１が得られるようになっている。
【０００５】
このような受信機故障検出装置１００で、故障検出部１０９は第１〜第３の増幅部１０３〜１０５が正常な場合のバイアス電圧１０６〜１０８をそれぞれ予め記憶している。そして、受信機１０１が作動中の場合には、これら正常時のバイアス電圧１０６〜１０８の範囲に保たれているかどうかを、これらの電圧を比較する図示しない回路で常にチェックするようになっている。このようなチェックの結果、ある時点でバイアス電圧１０６〜１０８の少なくとも１つが正常な範囲以外の電圧となったとき、たとえば第１〜第３の増幅部１０３〜１０５の一部で回路のショート（短絡）が発生したり、切断や回路部品の焼損等の障害が発生した可能性があるとして故障の検出を行うようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような故障検出装置では、それぞれの増幅器によって監視するバイアス電圧が異なるのが通常である。したがって、複数の電圧比較回路を設ける必要がある。また、故障の判定を精度良く行うためには、１つの増幅部についても、できるだけ多くの回路部分の電圧をチェックする必要がある。このため、故障検出装置に必要とする電圧比較回路の数が多くなって、装置のコストアップの要因になるという問題があった。また、故障検出装置を精度良く動作させるためには、それぞれの構成部品に特性のバラツキがあっても受信機の各部の電圧調整を、予め定めた値の範囲で行う必要があった。このため、たとえば図５に示した第１〜第３の増幅部１０３〜１０５のうちの第１の増幅部１０３の増幅率が大きい分だけ第２の増幅機１０４の増幅率を下げて全体的な増幅率の調整を図るといった融通性に富んだ調整が困難となり、受信機の調整に時間を要するといった問題もあった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、送信機あるいは受信機の故障検出のための特別な回路を不要とする故障検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、（イ）通信相手の通信端末から自装置の送信した信号の受信電力と自装置に対する信号の送信電力の双方の通知を受ける通知受信手段と、（ロ）この通信端末から受信する電力およびこの通信端末に送信する電力を判別する自装置側判別手段と、（ハ）通知受信手段の受信した２種類の電力と自装置側判別手段の判別した２種類の電力とから通信端末と自装置の間の双方向の伝搬損失を算出する伝搬損失算出手段と、（ニ）これら双方向の伝搬損失の差が所定の許容範囲内に存在するかを点検する差分点検手段と、（ホ）この差分点検手段で許容範囲内に存在しないとされたとき通信端末あるいは自装置の送受信装置に故障があると判別する故障判別手段とを故障検出装置に具備させる。
【０００９】
すなわち請求項１記載の発明では、自装置が通信する通信相手の通信端末から自装置の送信した信号の受信電力と自装置に対する信号の送信電力の双方の通知を受けると共に、自装置がその通信端末から受信する電力およびこの通信端末に送信する電力を判別し、これら４種類のデータから通信端末と自装置の間の双方向の伝搬損失を算出するようにしている。そして、差分点検手段によってこれら双方向の伝搬損失の差が所定の許容範囲内に存在するかを点検する。１つの伝搬路の双方向の伝搬損失は、双方の送受信装置が正常であれば一致するか所定の許容範囲に入っている。そこで、これが許容範囲内に存在しないとされたとき伝搬路の両側としての通信端末あるいは自装置のいずれかに故障があると判別するようにしている。これにより、受信装置を含む送受信装置の故障を判別することが可能である。
【００１０】
請求項２記載の発明では、（イ）通信相手の複数の通信端末から自装置の送信した信号の受信電力と自装置に対する信号の送信電力の双方の通知を受ける通知受信手段と、（ロ）これらの通信端末から受信する電力およびこれらの通信端末に送信する電力をそれぞれ通信端末ごとに判別する自装置側判別手段と、（ハ）通知受信手段の受信した通信端末ごとの２種類の電力と自装置側判別手段の判別した２種類の電力とからそれぞれの通信端末と自装置の間の双方向の伝搬損失を算出する伝搬損失算出手段と、（ニ）これら双方向の伝搬損失の差が所定の許容範囲内に存在するかを通信端末ごとに点検する差分点検手段と、（ホ）この差分点検手段で許容範囲内に存在しないとされた通信端末あるいは自装置の送受信装置に故障があると判別する故障判別手段とを故障検出装置に具備させる。
【００１１】
すなわち請求項２記載の発明では、複数の通信端末と通信する自装置の故障検出を扱っている。この場合には、これら複数の通信端末から自装置の送信した信号の受信電力と自装置に対する信号の送信電力の双方の通知を受けると共に、自装置がそれらの通信端末から受信する電力およびこの通信端末に送信する電力を判別し、これら４種類のデータからそれぞれの通信端末と自装置の間の双方向の伝搬損失を算出するようにしている。そして、差分点検手段によってこれら双方向の伝搬損失の差が所定の許容範囲内に存在するかを点検する。１つの伝搬路の双方向の伝搬損失は、双方の送受信装置が正常であれば一致するか所定の許容範囲に入っている。そこで、これが許容範囲内に存在しないとされた自装置と通信端末の組についてはその通信端末あるいは自装置のいずれかに故障があると判別することができる。また、複数の通信端末との相互関係で更に詳細な故障の検出を行うことも可能である。これらについては請求項３〜請求項６で例示する。
【００１２】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の故障検出装置で、故障判別手段は、前記した複数の通信端末のすべてについて差分点検手段が許容範囲内に存在しないと判別したとき自装置側の送受信装置に故障があると判別することを特徴としている。
【００１３】
すなわち請求項３記載の発明では、複数の通信端末のすべてについて差分点検手段が許容範囲内に存在しないと判別された場合を扱っている。この場合には複数の通信端末のすべてが故障したか自装置が故障した可能性があるが、複数の通信端末のすべてが故障する確率よりも自装置が故障する確率の方が、それぞれが故障を生じる確率がほぼ等しい場合には高い。そこで、この場合には自装置側の送受信装置が故障したと判別することにしている。
【００１４】
請求項４記載の発明では、請求項２記載の故障検出装置で、故障判別手段は、前記した複数の通信端末の一部について差分点検手段が許容範囲内に存在しないと判別したとき通信端末のうち許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の送受信装置に故障があると判別することを特徴としている。
【００１５】
すなわち請求項４記載の発明では、複数の通信端末の一部について差分点検手段が許容範囲内に存在しないと判別されたときには、請求項３記載の発明と異なり、これら許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の送受信装置に故障があると判別することにしている。
【００１６】
請求項５記載の発明では、請求項３記載の故障検出装置で、故障判別手段は、自装置に向けた伝搬路の伝搬損失がそれぞれの通信端末に向けた伝搬路の伝搬損失よりも小さいと判別したとき自装置の送信機が故障であると判別し、その逆の場合には自装置の受信機が故障であると判別することを特徴としている。
【００１７】
すなわち請求項５記載の発明では、請求項３記載の発明で、自装置の送受信装置が故障であると判別したので、更に詳細な故障の判別を行うようにしている。すなわち、自装置に向けた伝搬路の伝搬損失がそれぞれの通信端末に向けた伝搬路の伝搬損失よりも小さいと判別したとき自装置の送信機が故障であると判別し、その逆の場合には自装置の受信機が故障であると判別する。具体的には、通信端末側の送信電力を自装置側のそれに対応する受信電力で差し引いた値よりも通信端末側の受信電力から自装置側のそれに対応する送信電力を差し引いた値の方が大きいと判別したときには、自装置の送信機が故障であると判別し、その逆の場合には自装置の受信機が故障であると判別するようにしている。
【００１８】
請求項６記載の発明では、請求項４記載の故障検出装置で、故障判別手段は、自装置に向けた伝搬路の伝搬損失がそれぞれの通信端末に向けた伝搬路の伝搬損失よりも小さいと判別したとき許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の受信機が故障であると判別し、その逆の場合には許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の送信機が故障であると判別することを特徴としている。
【００１９】
すなわち請求項６記載の発明では、請求項４記載の発明で、通信端末側の送受信装置が故障であると判別したので、更に詳細な故障の判別を行うようにしている。すなわち自装置に向けた伝搬路の伝搬損失がそれぞれの通信端末に向けた伝搬路の伝搬損失よりも小さいと判別したとき許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の受信機が故障であると判別し、その逆の場合には許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の送信機が故障であると判別する。具体的には請求項５記載の発明について説明したように、通信端末側の送信電力を自装置側のそれに対応する受信電力で差し引いた値と通信端末側の受信電力から自装置側のそれに対応する送信電力を差し引いた値の大小関係で判別を行う。
【００２０】
請求項７記載の発明では、請求項１〜請求項６いずれかに記載の故障検出装置で、通信端末に故障が検出されたときこれを通知する故障通知手段を具備することを特徴としている。
【００２１】
すなわち請求項７記載の発明では、自装置側が故障を判別するが、通信端末側が故障していると判別した場合にはこれに通知することにしている。これにより、該当する通信端末がその受信機等の故障を知ることができ、必要な対策を採ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
【００２３】
【実施例】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施例における故障検出装置を備えた通信システムを表わしたものである。この通信システム２００は、基地局アンテナ２０１を備えた基地局２０２と、この基地局２０２とＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式で通信を行う第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nから構成されている。基地局アンテナ２０１と第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのそれぞれの間には、信号の送受信を行う際に第１〜第Ｎの伝搬路２０４1〜２０４Nが形成されるようになっている。これら第１〜第Ｎの伝搬路２０４1〜２０４Nの伝搬損失は、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの位置等の配置環境によって変化するが、ここではこれらを第１〜第Ｎの伝搬損失Ｌ1〜ＬNとして表わすことにする。
【００２５】
基地局２０２は、基地局アンテナ２０１と接続された送受共用機２１１を備えている。基地局アンテナ２０１から得られた受信信号２１２は送受共用機２１１を経て受信機２１３に入力されて受信されるようになっている。受信機２１３の出力側には、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nにそれぞれ１対１に対応する形で第１〜第Ｎの受信信号処理部２１４1〜２１４Nが配置されている。第１〜第Ｎの受信信号処理部２１４1〜２１４Nは、それぞれ移動局送信電力Ｐtｍ1〜ＰtｍNおよび移動局受信電力Ｐrｍ1〜ＰrｍNを故障検出部２１８に入力するようになっている。故障検出部２１８は第１〜第Ｎの送信信号処理部２２１1〜２２１Nから、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nにそれぞれ対応する基地局送信電力Ｐtｂ1〜ＰtｂNを送信すると共に、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのいずれかが故障を生じさせたような場合には第１〜第Ｎの故障通知信号２２３1〜２２３Nのうちの対応するものを、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの該当するものに出力するようになっている。第１〜第Ｎの送信信号処理部２２１1〜２２１Nは、送信機２２５と接続されている。送信機２２５から出力される送信信号２２６は送受共用機２１１を経て基地局アンテナ２０１に送られ、ここから第１〜第Ｎの伝搬路２０４1〜２０４Nを介して第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nに送信されるようになっている。
【００２６】
このような通信システム２００で、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nからの送信信号は基地局アンテナ２０１を介して基地局２０２で受信される。受信された信号は送受共用機２１１によって送信信号２２６と分離されて受信信号２１２として受信機２１３に入力される。受信機２１３では、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nから送信され基地局２０２で受信された受信信号２１２を、信号処理が可能な周波数に変換すると共に、これを所定の電力まで増幅する。第１〜第Ｎの受信信号処理部２１４1〜２１４Nはこの増幅後の信号を逆拡散処理して、それぞれの移動局２０３1〜２０３Nから送られてきた移動局信号を取り出す。第１〜第Ｎの受信信号処理部２１４1〜２１４Nは、取り出した受信信号についての受信電力をそれぞれ検出する。これらの受信電力を基地局受信電力Ｐrｂ1〜ＰrｂNで表わすことにする。
【００２７】
ところで、この通信システム２００では第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nが、これらが基地局２０２側に送信した送信電力および基地局２０２から送られてきた送信信号２２６の受信電力をそれぞれ検出し、これらの検出結果を信号の送出時に基地局２０２に対して送出するようになっている。第１〜第Ｎの受信信号処理部２１４1〜２１４Nはこれら第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nから送られてきた移動局送信電力Ｐtｍ1〜ＰtｍNおよび移動局受信電力Ｐrｍ1〜ＰrｍNについての情報を復調して取り出す。そして、これら移動局送信電力Ｐtｍ1〜ＰtｍNおよび移動局受信電力Ｐrｍ1〜ＰrｍNを、基地局受信電力Ｐrｂ1〜ＰrｂNと共に故障検出部２１８に供給する。また、基地局２０２は第１〜第Ｎの送信信号処理部２２１1〜２２１Nを経て送信機２２５から送出される基地局送信電力Ｐtｂ1〜ＰtｂNを故障検出部２１８に供給するようになっている。
【００２８】
図２は、移動局と基地局のこれら４種類の電力の関係を図示したものである。この図では任意の移動局Ｘ、第Ｘの上り伝搬路２０４Xu、第Ｘの下り伝搬路２０４Xdおよび基地局との関係を示している。図１に示した故障検出部２１８では、これら基地局受信電力ＰrｂX、基地局送信電力ＰtｂX、移動局送信電力ＰtｍXおよび移動局受信電力ＰrｍXを使用して、基地局２０２と移動局２０３Xの間における伝搬損失を計算する。また、これと共に第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの算出した結果を比較する。これにより、基地局２０２の受信機２１３あるいは各移動局２０３1〜２０３Nの故障を検出する。これについては、後に詳細に説明する。
【００２９】
基地局２０２はその故障検出部２１８でいずれかの故障を検出したら、対応する移動局２０３にその通知を送出する。すなわち故障が判明したというこの通知は、故障検出部２１８から第１〜第Ｎの送信信号処理部２２１1〜２２１N の中の故障に対応した部位に送出され、送信機２２５に送られる。送信機２２５では、これをＲＦ信号に周波数変換すると共に送信に必要な電力まで増幅する。この増幅後の信号は送受共用機２１１および基地局アンテナ２０１を介して送信される。これにより、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのうちの該当する移動局２０３が故障が判明したという情報を受信することができる。
【００３０】
ところで、今、図１に示したＮ台の移動局２０３1〜２０３Nの移動局送信電力および移動局受信電力が次のようなものであったとする。このとき、これらの移動局２０３1〜２０３Nはすべて正常な動作を行っているものとする。
このときの基地局でのこれらの移動局２０３1〜２０３Nに対する基地局送信電力および基地局受信電力が次の通りであるとする。ただし、このとき基地局２０２は正常な動作を行っているものとする。
第１の移動局に対する基地局送信電力Ｐtｂ1＝＋２０ｄＢｍ
基地局受信電力Ｐr ｂ 1 ＝−９０ｄＢｍ
第２の移動局に対する基地局送信電力Ｐtｂ2＝＋３０ｄＢｍ
基地局受信電力Ｐrｂ2＝−９０ｄＢｍ
……
第Ｎの移動局に対する基地局送信電力Ｐt ｂ N ＝＋４０ｄＢｍ
基地局受信電力Ｐr ｂ N ＝−９０ｄＢｍ
【００３２】
このような例の場合、故障検出部２１８では以上の測定結果を使用して基地局２０２と各移動局２０３1〜２０３Nとの間の伝送路２０４1〜２０４Nの伝搬損失を次の（１）式を使用して計算することができる。ただし、符号Ｘは任意の伝送路を示している。
上り信号伝搬損失ＬXu＝ＰtｍX−ＰrｂX
下り信号伝搬損失ＬXd＝ＰtｂX−ＰrｍX
……（１）
【００３３】
また、各移動局２０３1〜２０３Nとの伝搬損失は、次の（２）式のようにして算出される。
ただし、通常の場合、同一の移動局２０３において上り信号と下り信号の周波数は異なっている。このため、上り信号伝搬損失と下り信号伝搬損失は異なった値を採る。ここでは説明を簡単にするために下り信号伝搬損失と上り信号伝搬損失は等しいものとしている。ただし、実際には上り信号と下り信号の周波数は既知である。このため、同一伝搬路における上り信号伝搬損失と下り信号伝搬損失は計算で求めることができる。また、伝搬損失の補正も容易である。
【００３５】
今、基地局２０２の受信機２１３が故障したものとし、これにより基地局２０２側の受信レベルがすべて１０ｄＢ低下したものとする。このとき、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nはすべて正常であるものとする。このような仮定の下では、基地局２０２で検出される第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nからの受信電力はすべて１０ｄＢ低下する。しかしながら、これらの受信電力は基地局２０２の受信機２１３が正常の状態でもすべて同一のものとは限らない。したがって、検出された受信電力を示す情報だけでは受信機２２５のレベルが低下したのか、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nから送られてくる信号の入力信号レベルが低下したのかを区別することができない。
【００３６】
本実施例ではこれを判別するために基地局２０２と第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nとの間の伝搬損失を算出することにしている。先の（２）式の前提として上り信号伝搬損失と下り信号伝搬損失は等しいものとしている。そこで、基地局２０２の受信機２１３が故障した後の各移動局２０３1〜２０３Nの伝搬損失は次の（３）式で示したようになる。
このように（３）式を（２）式と比較してみると、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのすべてにおいて、上り信号伝搬損失が下り信号伝搬損失よりも１０ｄＢだけ損失が増加している。これにより、基地局２０２側の受信機２２５の利得が１０ｄＢ低下したこと、すなわち受信機２２５が単独で故障したことが判定される。
【００３８】
次に、第１の移動局２０３1の受信機（図示せず）のみが故障してこれについて１０ｄＢの利得の低下が発生した場合を考える。このとき、第２〜第Ｎの移動局２０３2〜２０３Nおよび基地局２０２は正常であるとする。この場合には、各移動局２０３1〜２０３Nの伝搬損失は次の（４）式で示したようになる。
この結果、（４）式と（２）式を比較すると第１の移動局２０３1の受信機の利得が１０ｄＢ低下したこと、すなわち第１の移動局２０３1の受信機が単独で故障したことが判定される。
【００４０】
次に、基地局２０２と第１の移動局２０３1の利得が同時に１０ｄＢ低下した場合を考える。このとき、第２〜第Ｎの移動局２０３2〜２０３Nはすべて正常であるとする。この場合、各移動局２０３1〜２０３Nの伝搬損失は次の（５）式で示したようになる。
この（５）式で（＋１０ｄＢ）と記した箇所は（４）式と比較した結果を示している。このように（５）式では第１の移動局２０３1のみで上り信号と下り信号の伝搬損失が等しくなっており、第２〜第Ｎの移動局２０３2〜２０３Nではすべて上り信号の伝搬損失が下り信号の伝搬損失よりも１０ｄＢ高くなっている。通常の場合、全部が一緒に故障するよりも一部が故障する確率の方がはるかに高い。そこで、すべての移動局２０３1〜２０３Nの上り信号伝搬損失がすべて１０ｄＢ低下しているので、まず基地局２０２の利得が１０ｄＢ低下したものと判定される。次に、故障した移動局の数は正常な移動局の数よりも非常に小さいと仮定することができるので、第１の移動局２０３1の受信機の利得が１０ｄＢ低下したと判定される。
【００４２】
本実施例の故障検出装置では、故障の検出を基地局２０２側が集中して行っている。このため、基地局２０２側は自局および第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの故障の状況を把握することができるが、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３N側では独自に故障を把握することができない。そこで、基地局２０２はたとえば第１の移動局２０３1のみが故障したときにはこれを第１の送信信号処理部２２１1に出力し、送信機２２５はこれを第１の移動局２０３1に送出するようにしている。これにより、第１の移動局２０３1は自己の送信機あるいは受信機の故障を知り、これを復旧させるための対策を採ることができる。
【００４３】
図３は、以上説明した実施例における故障検出部で採用されている故障検出処理の流れの概要を表わしたものである。図１に示した故障検出部２１８は図示しないＣＰＵ（中央処理装置）を備えており、同じく図示しないＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）等の記憶媒体に格納した所定の制御プログラムを実行することで故障検出処理を実行するようになっている。
【００４４】
まず故障検出部２１８は、変数ｎを初期化して“１”とする（ステップＳ３０１）。このとき、後に説明するバッファメモリの内容もクリアする。そして、第ｎの移動局２０３nについての上り信号伝搬損失Ｌnuおよび下り信号伝搬損失Ｌndを（１）式より求める（ステップＳ３０２）。このとき、変数ｎは“１”なので、具体的には次の（６）式の演算が行われる。
次に、ステップＳ３０２で求めた上り信号伝搬損失Ｌnuと下り信号伝搬損失Ｌndがほぼ等しい範囲であるかどうかの判別が行われる（ステップＳ３０３）。先の説明では両者の差を“０”としたが、ここではたとえば両者の差が±１０ｄＢの範囲内であれば“０”であると近似して説明することにする。両者の差が“０”であれば（Ｙ）、図示しないバッファメモリにおける第１の移動局２０３1に対応する変数ｎが“１”の区画に“０”を記録する（ステップＳ３０４）。
【００４６】
この処理が終了したら、変数ｎを“１”だけカウントアップして（ステップＳ３０５）、変数ｎが移動局２０３1〜２０３Nの総数“Ｎ”よりも大きな値になったかどうかをチェックする（ステップＳ３０６）。変数ｎが総数“Ｎ”以下であれば、まだ送信機および受信機をチェックする移動局２０３が残っている（Ｎ）。そこでこの場合にはステップＳ３０２に戻って次の第２の移動局２０３2についての処理に移行することになる。
【００４７】
一方、ステップＳ３０３の処理で上り信号伝搬損失Ｌnuと下り信号伝搬損失Ｌndが許容値外であり、かつ上り信号伝搬損失Ｌnuの方が下り信号伝搬損失Ｌndよりも大きいとされた場合には（ステップＳ３０７：Ｙ）、その変数ｎについて前記したバッファメモリの対応する箇所に“＋”を記録する（ステップＳ３０８）。そして、ステップＳ３０５の処理に進むことになる。また、ステップＳ３０３の処理で上り信号伝搬損失Ｌnuと下り信号伝搬損失Ｌndが許容値外であり、かつ上り信号伝搬損失Ｌnuの方が下り信号伝搬損失Ｌndよりも小さいとされた場合には（ステップＳ３０７：Ｎ）、その変数ｎについて前記したバッファメモリの対応する箇所に“−”を記録する（ステップＳ３０９）。そして、ステップＳ３０５の処理に進むことになる。
【００４８】
このようにして、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのうちの第１の移動局２０３1から順に上り信号伝搬損失Ｌnuと下り信号伝搬損失Ｌndの差が許容範囲内（“０”）か、それよりも大きい側か（“＋”）あるいは小さい側か（“−”）の判別が順次行われる。そして、ステップＳ３０６で第Ｎの移動局２０３Nまでのチェックが終了したら（Ｙ）、前記したバッファメモリの内容に応じて、基地局２０２および第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nについての送受信機の故障の有無の判定処理が行われる（ステップＳ３１０）。
【００４９】
図４は、図３のステップＳ３１０における送受信機の故障の有無の判定処理を具体的に表わしたものである。まず、前記したバッファメモリに格納されたすべての変数“１”〜“ｎ”について上り信号伝搬損失Ｌnuと下り信号伝搬損失Ｌndの差が許容範囲内（“０”）であるとされた場合には（ステップＳ３２１：Ｙ）、基地局２０２および第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの送信機および受信機はすべて正常であると判定される（ステップＳ３２２）。
【００５０】
なお、基地局２０２および第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの送信機および受信機がすべて故障している場合には、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのすべてについて上り信号伝搬損失Ｌnuと下り信号伝搬損失Ｌndの差が許容範囲内（“０”）であるという現象が発生しうるが、ここではこのような極めて例外的な故障の態様は想定しない。また、基地局２０２および第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nの送信機については既に説明したように本発明に依らずとも故障の検出を行うことができる。そこで、これと併用することで故障の判定をより正確に行うことができるが、ここではこれについて特に考察しない。
【００５１】
ステップＳ３２１ですべての変数ｎについて許容範囲内（“０”）であるとはされなかった場合には（Ｎ）、すべての変数ｎについて“−”となったかどうかのチェックが行われる（ステップＳ３２３）。すべての変数ｎについて“−”となった場合には（Ｙ）、下り方向の伝送路の伝搬損失の方が上りの方よりもすべて大きいことになる。この現象は、基地局２０２の送信機２２５が故障している場合と、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのすべての受信機が故障している場合を考えることができる。しかしながら、第１〜第Ｎの移動局２０３1〜２０３Nのすべての受信機が一斉に故障する可能性は極めて低い。そこで、この場合には、基地局２０２の送信機２２５が故障しているとの判定が行われる（ステップＳ３２４）。
【００５２】
次に、一部の変数ｎについて“−”となった場合には（ステップＳ３２５：Ｙ）、“−”と判定された移動局２０３について受信機が故障していると判定される（ステップＳ３２６）。この場合には、故障であると判定されたこれらの移動局２０３に基地局２０２が信号を送信するときに受信機が故障である旨の通知を行う（ステップＳ３２７）。これにより、通知を受けた移動局２０３はその受信機で通知を再生して故障の発生を知り、その復旧を迅速に行うことができる。
【００５３】
次に、すべての変数ｎについて許容範囲内（“０”）であるとはされなかった場合で、少なくとも一部の変数ｎについても“−”とならなかった場合に（ステップＳ３２３：Ｎ、ステップＳ３２５：Ｎ）、すべての変数ｎについて“＋”となったかどうかのチェックが行われる（ステップＳ３２８）。すべての変数ｎについて“＋”となった場合には（Ｙ）、基地局２０２の受信機２１３（図１）が故障していると判定される（ステップＳ３２９）。
【００５４】
最後に、一部の変数ｎについて“＋”となった場合を説明する（ステップＳ３２８：Ｎ）。この場合には変数ｎについて“＋”となった移動局の送信機が故障したと判定される（ステップＳ３３０）。この場合にも、故障であると判定されたこれらの移動局２０３に基地局２０２が信号を送信するときに受信機が故障である旨の通知を併せて行う（ステップＳ３３１）。これにより、通知を受けた移動局２０３はその受信機で通知を再生して故障の発生を知り、その復旧を迅速に行うことができる。
【００５５】
なお、以上説明した実施例では受信機あるいは送信機の故障を故障の有無という２段階の評価で行ったが、増幅率が多少過不足する程度の故障とこれ以上の故障というように故障の程度をより細かく判定するようにしてもよい。また、実施例では送信機の故障についても併せて判定したが、受信機の故障のみを判定することも可能である。
【００５６】
また、実施例では携帯電話機等の移動局についての故障の検出について説明したが、他の無線機についても本発明を同様に適用できることは当然である。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、自装置と通信相手の通信端末とのそれぞれの信号の送信電力および受信電力を知ることで、これらの装置間の送受信装置の故障の有無を特別のハードウェアを必要とすることなく判別することができる。
【００５８】
また、請求項２記載の発明によれば、自装置が複数の通信端末と通信を行うとき、これら複数の通信端末との間で伝搬損失を算出し、双方向の伝搬損失の差が所定の許容範囲内に存在しないと判別された通信端末あるいは自装置の送受信装置に故障があると判別するので、これらの装置の故障の有無を特別のハードウェアを必要とすることなく判別することができる。
【００５９】
更に請求項７記載の発明によれば、通信端末側が故障していると判別した場合にはこれに通知することにしたので、該当する通信端末がその受信機等の故障を知ることができ、必要な対策を採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における故障検出装置を備えた通信システムを表わしたシステム構成図である。
【図２】本実施例における移動局と基地局のこれら４種類の電力の関係を図示した説明図である。
【図３】本実施例の故障検出部で採用されている故障検出処理の流れの概要を表わした流れ図である。
【図４】図３のステップＳ３１０における送受信機の故障の有無の判定処理を具体的に表わした流れ図である。
【図５】従来の受信機故障検出装置の回路構成の一例を示したブロック図である。
【符号の説明】
２００ 通信システム
２０２ 基地局
２０３ 移動局
２１３ 受信機
２１４ 受信信号処理部
２１８ 故障検出部
２２１ 送信信号処理部
２２５ 送信機
Claims (7)
- 通信相手の通信端末から自装置の送信した信号の受信電力と自装置に対する信号の送信電力の双方の通知を受ける通知受信手段と、
この通信端末から受信する電力およびこの通信端末に送信する電力を判別する自装置側判別手段と、
前記通知受信手段の受信した２種類の電力と自装置側判別手段の判別した２種類の電力とから前記通信端末と自装置の間の双方向の伝搬損失を算出する伝搬損失算出手段と、
これら双方向の伝搬損失の差が所定の許容範囲内に存在するかを点検する差分点検手段と、
この差分点検手段で前記許容範囲内に存在しないとされたとき前記通信端末あるいは自装置の送受信装置に故障があると判別する故障判別手段
とを具備することを特徴とする故障検出装置。 - 通信相手の複数の通信端末から自装置の送信した信号の受信電力と自装置に対する信号の送信電力の双方の通知を受ける通知受信手段と、
これらの通信端末から受信する電力およびこれらの通信端末に送信する電力をそれぞれ通信端末ごとに判別する自装置側判別手段と、
前記通知受信手段の受信した前記通信端末ごとの２種類の電力と自装置側判別手段の判別した２種類の電力とからそれぞれの通信端末と自装置の間の双方向の伝搬損失を算出する伝搬損失算出手段と、
これら双方向の伝搬損失の差が所定の許容範囲内に存在するかを前記通信端末ごとに点検する差分点検手段と、
この差分点検手段で前記許容範囲内に存在しないとされた通信端末あるいは自装置の送受信装置に故障があると判別する故障判別手段
とを具備することを特徴とする故障検出装置。 - 前記故障判別手段は、前記複数の通信端末のすべてについて前記差分点検手段が前記許容範囲内に存在しないと判別したとき前記自装置側の送受信装置に故障があると判別する請求項２記載の故障検出装置。
- 前記故障判別手段は、前記複数の通信端末の一部について前記差分点検手段が前記許容範囲内に存在しないと判別したとき前記通信端末のうち許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の送受信装置に故障があると判別する請求項２記載の故障検出装置。
- 前記故障判別手段は、自装置に向けた伝搬路の伝搬損失がそれぞれの通信端末に向けた伝搬路の伝搬損失よりも小さいと判別したとき自装置の送信機が故障であると判別し、その逆の場合には自装置の受信機が故障であると判別することを特徴とする請求項３記載の故障検出装置。
- 前記故障判別手段は、自装置に向けた伝搬路の伝搬損失がそれぞれの通信端末に向けた伝搬路の伝搬損失よりも小さいと判別したとき許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の受信機が故障であると判別し、その逆の場合には許容範囲内に存在しないと判別された通信端末の送信機が故障であると判別することを特徴とする請求項４記載の故障検出装置。
- 前記通信端末に故障が検出されたときこれを通知する故障通知手段を具備することを特徴とする請求項１〜請求項６いずれかに記載の故障検出装置。
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