JP4211742B2 - パイロット信号検出器とこれに用いるパイロット信号の検出方法およびこれらを用いた基地局 - Google Patents

Description

本発明は、パイロット信号の検出のために用いられるパイロット信号検出器と、これに用いるパイロット信号の検出方法およびこれらを用いた基地局用報知装置に関するものである。

以下、従来のパイロット信号検出器について図面を用いて説明する。図７は、従来のパイロット信号検出器を用いた携帯電話用基地局のブロック図である。図７において、基地局１は、携帯電話２と通信するために設置される。この基地局１には、携帯電話２から送られた高周波信号を受信するアンテナ３と、このアンテナ３に入力された高周波信号が供給される基地局受信装置４とを含んでいる。

従来の基地局受信装置４は、携帯電話２が送信に使用する周波数帯域のみを通過させるフィルタ５と、このフィルタ５の出力が一方の入力に接続されるとともに、他方の入力には局部発振器６の出力が供給された合成器７と、この合成器７で合成された合成信号を増幅する増幅器８とを有している。なお、増幅器８は固定の増幅利得を有した増幅器である。

この増幅器８の出力は、ケーブル４ａを介して、分配器９へ入力される。この分配器９は、携帯電話２から受信した高周波信号と、局部発振器６の出力信号とを分配するものであり、携帯電話２から受信した高周波信号を受信器１０へ供給し、一方局部発振器の信号をパイロット信号検出器１１へ供給する。受信器１０では、入力された高周波信号を中間周波信号へと変換し、その後ベースバンド回路１２によってベースバンド信号へと戻す。

次にパイロット信号検出器１１について説明する。このような基地局受信装置４では、増幅器８が正常に動作しているかどうかを判定する為に、局部発振器６の信号をパイロット信号とし、増幅器８で増幅されたパイロット信号のレベルをパイロット信号検出器１１により検出する。つまり、パイロット信号は増幅器８で増幅されるので、このパイロット信号を検出すれば、増幅器８が正常に動作しているかが判ることとなる。

そのために、パイロット信号検出器１１には、局部発振器６が出力する周波数以外を減衰させるフィルタ１３と、このフィルタから出力されたパイロット信号のレベルを検波する検波器１５とを有している。そして、この検波器１５は、入力されたパイロット信号を検波することで、パイロット信号のレベルに応じた直流電圧を出力する。つまり、パイロット信号検出器１１がパイロット信号を検出した場合には、検出したパイロット信号のレベルに応じた直流電圧が出力されることで、増幅器８が正常であることが判る。一方パイロット信号検出器１１がパイロット信号を検出しなかった場合には略０Ｖの電圧が出力されるので、これにより増幅器８が故障していることが判る訳である。

ここで図８は、パイロット信号と携帯電話２の送信信号との関係図である。図８において、横軸２１は、周波数であり、縦軸２２は信号レベルを示す。携帯電話２から送信される送信信号２３は、搬送波２４とパイロット信号２５との周波数差２６が約５０〜１００ＭＨｚである。このパイロット信号２５の周波数は、フィルタ５の通過阻止帯域であることが必要である。これは、パイロット信号２５がフィルタ５を通過しアンテナ３から放射させない為である。さらに、増幅器８でパイロット信号２５によって歪みなどが発生すると困るので、パイロット信号２５の周波数は、増幅器８の使用周波数帯域内にしている。従ってパイロット信号２５の周波数と搬送波２４の周波数とは近接した周波数が使用される。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、２が知られている。
特開平１０−１０７６５５号公報 特開２００４−１１２２４５号公報

しかしながらこのような従来のパイロット信号検出器において、搬送波２４のレベルが大きく、さらに搬送波２４とパイロット信号との周波数差が近いので、パイロット信号の周波数近傍において送信信号２３の雑音２７のレベルは大きくなる。このとき、雑音２７の周波数はフィルタ１３の通過帯域２８内にあるので、雑音２７はフィルタ１３を通過して検波器１５へ入力される。従って検波器１５は、雑音２７を含んだパイロット信号の電力レベルを検知することとなる。

ところが、一般に雑音２７のレベルは、常に変動し、安定しない。従って、従来のパイロット信号検出器１１では、雑音２７による瞬間的なレベル変動によって、検波器１５の出力電圧が安定せず、パイロット信号を正確に検出できないという課題を有していた。

そこで本発明は、この問題を解決したもので、パイロット信号の検出が雑音成分に影響され難いパイロット信号検出器を提供することを目的としたものである。

この目的を達成するために本発明のパイロット信号検出器におけるレベル判定手段では、まず検波器の出力から抽出された複数のパイロット信号の電圧を検出し、それらの電圧値が予め定められた個数以上連続して実質的に同じ電圧であった場合に、それらのパイロット信号の中から代表値を選択する。そして、代表値の個数が予め定められた個数以上となった場合に、代表値として選択されたパイロット信号のレベルを平滑化し、この平滑化された信号のレベルによりパイロット信号のレベルを判定するものである。

以上のように本発明において、検波器の出力から順次パイロット信号を抽出し、これらのパイロット信号の電圧が、予め定められた個数以上連続して実質的に同じであった場合には、それらのパイロット信号の中から少なくともひとつの代表値を正値として選択し、前記代表値の個数が予め定められた個数以上となった場合に、前記代表値として選択されたパイロット信号のレベルを平滑化した信号レベルを判定レベルとするパイロット信号検出器である。

これにより、抽出したパイロット信号が連続して同一電圧である場合にはそれらが正値であるとみなし、抽出したパイロット信号の中から代表値を選択するので、瞬間的にレベルが変化する雑音成分を含んだパイロット信号を除外して判定することが出来る。従って携帯機器からの送信信号に含まれた雑音成分による誤判定を少なく出来、パイロット信号を精度良く検出できるパイロット信号検出器を実現できる。

また、パイロット信号の検出が、携帯機器からの送信信号に含まれた雑音成分による影響を受け難くなるので、パイロット信号と搬送波との周波数が近接しても精度良くパイロット信号を検出できる。

さらに、携帯機器からの送信信号に含まれた雑音成分による影響を受け難くなるので、パイロット信号のレベルを小さく出来る。従って、アンテナからもれ出ることはない。さらに加えて、アンテナと増幅器との間に設けられたフィルタのパイロット信号の周波数における減衰量を小さくできる。従ってフィルタの減衰特性を緩和させることができるので、低価格なフィルタを用いることが可能となる。

さらにまた、携帯機器からの送信信号に含まれた雑音成分による誤判定を少なく出来る。これにより、検波器の前に雑音成分を除去するフィルタを接続する場合に、フィルタの雑音成分周波数に対する減衰量は、小さくても良いこととなる。従って、フィルタには安価なＳＡＷフィルタなどを用いることも可能となり、低価格なパイロット信号検出器を実現できる。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１におけるパイロット信号検出器について、図面を用いて説明する。図２は、本実施の形態における基地局装置のブロック図である。図２において、図７や図８と同じものは同じ番号を用い、その説明は簡略化している。

基地局５１は、携帯電話２（通信機器の一例として用いた）との高周波信号を送・受信するものである。例えば、携帯電話２から他の通信機器（図示せず）へ送信する場合、携帯電話２が送信した送信信号は、基地局５１が受信し、ケーブル５２などを介して通信会社５３へ送られる。一方、携帯電話２が他の通信機器（図示せず）から受信する場合、受信信号は、通信会社５３からケーブル５２を介して、基地局５１へ入力される。そしてこの信号を高周波信号へと変換し、携帯電話２へ送信する。

基地局５１は、アンテナ５４と、このアンテナ５４に入力された高周波信号をケーブル５２へ伝送する信号へと変換する基地局受信装置５５とを含んでいる。そして、この基地局受信装置５５は、アンテナ塔５６や高いビルの頂上近傍に設置される屋外受信装置５５ａと、建物５７内に設置される屋内受信装置５５ｂと、これらの間を接続する同軸ケーブル５５ｃとを含んでいる。

携帯電話２をどこでも利用できるようにするために、このような基地局５１は、ある間隔をおいて広範囲に点在している。さらに、それらは全て無人で稼動しているので、それらの基地局５１は通信会社５３に対し定期的に稼動状態を示す報知信号を送出している。この報知信号がケーブルを介して通信会社５３へ送信され、この通信会社５３において各基地局の状態が、監視装置５８の表示部５８ａへ表示される。このようにして、通信会社５３は、複数の基地局５１の稼動状態を集中的に監視している。

つまりこのような監視システムにおいて、報知信号の精度は非常に重要なものとなる。つまり、異常が表示されると、基地局５１を管轄する通信会社５３は、それがたとえ人里離れた山中にある基地局５１であり、頻繁に携帯電話２が利用されないような場所であっても、修理のために人を派遣しなければならない。そして、特にその異常が屋外受信装置５５ａに起因する場合、その作業はアンテナ塔５６上で行われることとなるので、非常に危険も伴う作業となる。従って、このような基地局５１に用いられる監視システムにおいて、報知信号の精度を高くすることは非常に重要となる。

そこで本願は、このような要求に対応し、高い報知信号精度を実現できる屋内受信装置５５ｂに用いるためのパイロット信号検出器を提供するものである。以下に、本実施の形態における基地局受信装置５５について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施の形態における基地局受信装置のブロック図である。図１において図２や図７と同じものは同じ番号を用い、その説明は簡略化している。

まず屋外受信装置５５ａについて以下詳細に説明する。アンテナ５４の出力は、屋外受信装置５５ａの入力端子６１へ接続され、この入力端子６１へは、携帯電話２の送信信号の周波数である高周波信号が入力される。この入力端子６１へ入力された信号は、バンドパスフィルタ６２へ供給される。このバンドパスフィルタ６２は、入力された高周波信号の中で携帯電話２との通信で使用する高周波信号を通過させるものである。

増幅器６３（固定利得増幅器の一例として用いた）は、バンドパスフィルタ６２の出力が供給され、このバンドパスフィルタ６２を通過した信号を増幅する。そして増幅器６３は、使用可能な特定の帯域幅を有しており、この使用周波数帯域内の周波数信号は、一定の利得で増幅される。この増幅器６３で増幅された信号は、出力端子６４からケーブル５５ｃを介して屋内受信装置５５ｂへ供給される。

屋外受信装置５５ａには、バンドパスフィルタ６２と増幅器６３との間に、合成器６６を挿入する。この合成器６６は、一方の入力にバンドパスフィルタ６２の出力が接続され、他方の入力に局部発振器６７の出力が接続される。そして、合成器６６は、バンドパスフィルタ６２と局部発振器６７とから供給された信号を合成して増幅器６３へ出力する。なお、局部発振器は常時信号を出力しており、これにより常に増幅器６３の状態が判る。

次に、屋内受信装置５５ｂについて説明する。屋内受信装置５５ｂには、同軸ケーブル５５ｃが接続される入力端子７１と、この入力端子に入力された信号が入力される分配器７２と、分配器の一方の出力端子７２ａから出力される高周波信号が入力される受信器１０と、この受信器１０の出力が接続されたベースバンド回路１２と、このベースバンド回路１２の出力が接続された出力端子７３とを有している。また、分配器７２の他方の出力端子７２ｂと出力端子７３との間には、パイロット信号検出器７４が挿入される。

次にこのパイロット信号検出器７４について詳しく説明する。分配器７２の出力端子７２ｂは、パイロット信号検出器７４の入力端子７４ａへ接続される。この入力端子７４ａには、局部発振器６７で発生したパイロット信号の周波数信号を通過させ、携帯電話２で使用される周波数を減衰させるバンドパスフィルタ７５が挿入されている。

バンドパスフィルタ７５の出力は、増幅器７６に接続される。ここでパイロット信号が、バンドパスフィルタ６２を通過してアンテナ５４から放射することを防止または、屋内受信装置内の妨害波とならないように局部発振器６７でのパイロット信号のレベルは、両者を考慮した値としている。そしてこのパイロット信号が増幅器７６で増幅され、検波器７７に対して適切なレベルとなる。このように、バンドパスフィルタ７５により取り出したパイロット信号を増幅することで、パイロット信号の検出精度を向上させることができる。

検波器７７は、増幅器７６の出力が接続され、入力されるパイロット信号のレベルを検出し、そのレベルに応じた直流電圧を出力するものである。本実施の形態では０Ｖから最大で５Ｖの電圧を出力するようにしている。検波器７７の出力は、レベル判定器７８（レベル判定手段の一例として用いた）に供給される。このレベル判定器７８は、検波器７７から出力された出力信号の中から、雑音によるレベル変動を除外するために、同じレベルと判定したパイロット信号（代表値の一例として用いた）を５個（予め定められた個数の一例として用いた）まで抽出する。なお、レベル判定器７８には、メモリ７９が接続され、このメモリ７９へは、レベル判定器７８で抽出したパイロット信号のレベル値が格納される。なお、メモリ７９には、パイロット信号のレベルを記憶するために５個のアドレス領域を確保している。メモリ７９のアドレス領域には、パイロット信号のレベルを取得した順に順次格納される。そしてメモリに５個のレベル値が格納された後、今度は最初に記憶されたものが更新される。

レベル判定器７８は、同じレベルと判定したパイロット信号が５個揃うと、この５個のパイロット信号のレベルを平滑化し、報知信号発生手段８０に出力する。これを受け取った報知信号発生手段８０は、入力された信号レベルによって増幅器６３が正常に動作しているか、異常（動作していない）であるかの判定を行うことができる。つまり、平滑化された電圧は、増幅器６３が正常に動作している状態に比べ、増幅器６３の破壊などによって利得が下がった状態の方が、小さくなる。

そこで、報知信号発生手段８０（報知手段発生手段の一例として用いた）がこの信号レベルを検出し、増幅器６３の動作状態を判定することによって、増幅器６３の状態に応じた報知信号を発生させることができる。そしてこの報知信号は、報知信号出力端子７４ｂを介して、出力端子７３から出力される。

なお、本実施の形態において平滑化処理は、選択した５個のパイロット信号のレベルを平均化した電圧を用いているので、パイロット信号の大きな変動に対して短時間に追従できる。特に、負方向のノイズ電圧がある場合にもパイロット信号を精度良く検出できる。なお、平滑化はこれ以外に、最低値を用いるなど他の方法を用いても良い。この場合、電圧が降下する方向への変化に対して、短時間に追従できる。

次に、以上のように構成された基地局５１において、基地局受信装置５５の故障を検知し、監視装置５８へ報知信号を送出する動作について具体的に説明する。携帯電話２から送られた高周波信号は、バンドパスフィルタ６２を通過し、合成器６６で局部発振器６７が発生するパイロット信号と合成されて、増幅器６３へ入力される。増幅器６３は、この高周波信号をある特定の利得で増幅して出力端子６４へ送出する。

高周波信号とパイロット信号とは、ケーブル５５ｃを介し、屋内受信装置５５ｂへ送られ、この屋内受信装置５５ｂにおいて、分配器７２で分配された信号が、パイロット信号検出器７４へ供給される。このパイロット信号検出器７４では、入力されたパイロット信号により、増幅器６３の状態が正常であると判定した場合には、正常を示す旨の報知信号を発生させ、増幅器６３の動作が異常であると判定した場合に、異常を示す旨の報知信号を発生させる。そして監視装置５８は、これらの報知信号を受け取り、表示部５８ａへ増幅器６３の稼動状態を表示する。

次にレベル判定器７８の動作について図面を用いて詳細に説明する。図３（ａ）は、レベル判定手段へ入力されるパイロット信号のレベル曲線であり、図３（ｂ）は、レベル判定手段からの出力信号図である。図３（ａ）において、横軸９１は、時間であり、縦軸９２は電圧である。検波器７７から出力される電圧は、搬送波の雑音や搬送波との周波数差に応じ、電圧曲線９３のように変動する。

そこで、レベル判定器７８は、予め定められた時間毎に、検波器から出力されたパイロット信号が、２個連続して実質的に同じ電圧であった場合には、後で抽出されたパイロット信号の電圧（以下、代表値という）を正値として選択する。そして、順次代表値を抽出し、代表値の個数が５個以上となったら、報知信号発生手段８０に対して、抽出したパイロット信号の電圧を平滑化した信号を出力する。

ここで、雑音が変化する速度はパイロット信号を抽出する間隔に比べて速いので、レベル判定器７８では雑音による瞬間的変動に対して同じ電圧が２個以上連続して検出されることは少なくなる。そこで、本実施の形態では、連続２個以上同じ電圧が検出された場合に、後に検出したものを代表値として選択し、この代表値に応じてパイロット信号のレベルを判定する。これによりパイロット信号のレベル検出は、雑音による影響を受け難くなり、雑音に対するパイロット信号の検出精度が向上する。

なお、本実施の形態では、抽出されたパイロット信号の中で２個のパイロット信号が連続して同じ電圧である場合に、後で抽出されたパイロット信号を代表値としている。つまり、パイロット信号の検出を２個とすることで、パイロット信号の変化の検出を早くできる。また、後で抽出されたパイロット信号を代表値とすることで、変化してから判定までの時間を早くすることができる。

また、代表値が５個揃ったときに、初めて増幅器６３の状態を判定するので、さらにノイズのような短時間のレベル変動に対してパイロット信号の検出結果は非常に信頼性が高くなる。

ではまず、増幅器６３が正常な状態である場合について説明する。なお、図３において、増幅器６３は時間９４までの間は、正常な利得で動作している。このような状態においてレベル判定器７８では、まず電圧曲線９３の中からパイロット信号９６ａを抽出する。そしてこれが範囲９５内（例えば０．７Ｖ〜０．９Ｖ）であるかを判定する。なお、本実施の形態では、この範囲９５内を同じ電圧と判定している。パイロット信号９６ａは範囲９５内にある最初の値であるので、代表値として選択しメモリ７９へ格納する。

次にパイロット信号９７ａは範囲９５外であるので、選択しない。次にパイロット信号９７ｂも範囲９５外であるので選択されず、これらパイロット信号９７ａ、９７ｂの値はメモリ７９へ書き込まれない。しかし、パイロット信号９７ｃは、範囲９５内であるが、前に抽出されたパイロット信号９７ｂが範囲９５外であるので、選択されない。

次に、パイロット信号９７ｃとパイロット信号９６ｂとは、共に範囲９５内であるので、後で抽出されたパイロット信号９６ｂが代表値としてメモリ７９へ格納される。図３の例においてメモリ７６には、５個のパイロット信号９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄ、９６ｅの電圧が代表値としてメモリ７９へ記憶される。そして５個の代表値が揃うと、メモリ７９へ格納された５個の代表値（パイロット信号９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄ、９６ｅの電圧）が平均化されて出力される。そしてその次には、パイロット信号９６ｆが代表値として選択され、このパイロット信号９６ｆの電圧が、パイロット信号９６ａに代えてメモリ７９へ格納される。このようにして順次新しい代表値を選択し、最新５個の代表値の電圧を平均化する。

次に時間９４以降は、増幅器６３の故障などにより増幅器６３の利得が小さくなった場合の例である。このときには、しきい値９８よりも小さな値を同一の電圧値とみなしている。このような場合、パイロット信号９６ｊは範囲９９でないので、パイロット信号１００ａとパイロット信号９６ｊとは、同じ電圧ではないと判定され、パイロット信号１００ａは代表値に選ばれない。次にパイロット信号１０１ａは、パイロット信号１００ａ、１０１ａが共に範囲９９内であるので、正値として代表値に選択されメモリ７９へ格納される。そして、代表値として選択された５個のパイロット信号（９６ｇ、９６ｈ、９６ｉ、９６ｊと１０１ａ）との電圧が平均化され、出力される。そして、この次に抽出されたパイロット信号１０１ｂも範囲内であるので、代表値へ選択されメモリ７９へ書き込まれる。このようにしてパイロット信号１０１ｅまで選択すると、範囲９５のパイロット信号９６が無くなり、全てが範囲９９内の選択パイロット信号となる。

ここで、パイロット信号１０２ａは範囲９５内であり、一つ前のパイロット信号１０１ｆは範囲９９内である。これによりパイロット信号１０２ａとパイロット信号１０１ｆは同一電圧とはみなされず、パイロット信号１０２ａは代表値として選択されない。ところが、パイロット信号１０２ａと、その次のパイロット信号１０２ｂとは共に範囲９５にあるので、パイロット信号１０２ｂは代表値として選択され、メモリ７９へ格納される。しかしながら、パイロット信号１０２ａとパイロット信号１０２ｂとは、ノイズによって電圧が変化したものであり、増幅器６３の動作が正常に復帰したものではない。このようなノイズによる変化は瞬間的なものであり長くは続かない。従って、範囲９９内におけるこれら４個の代表値（パイロット信号１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆ）と範囲９５内の代表値１０２ｂを平均化することにより、代表値の電圧の変動に対する判定の精度を良くしている。

ここで、平均化する代表値の個数を多くすると、パイロット信号の変動に対する応答性は悪化する。しかし、基地局においては、応答性の速さよりも報知信号の信頼性の方が重要であるので、５個の代表値の電圧を平均することとしている。これにより、瞬間的なノイズなどによるパイロット信号のレベル変動の影響が小さくできる。従って、パイロット信号の検出精度の良好なパイロット信号検出器７４を実現できる。

では、このようにして平均化されたレベル判定器７８の出力について説明する。図３（ｂ）において、横軸１１１は時間であり縦軸１１２は、レベル判定手段の出力電圧である。図３において、曲線１１３は、レベル判定手段の出力電圧を示している。図３（ｂ）に示すように５個目のパイロット信号９６ｅが選択された時点１１４から出力が開始される。この電圧は、新たな代表値が選択されるまで同じ値となり、新たな代表値が選択されてメモリ７９の電圧が書き換わる。すると今度は、前の４個の代表値と新たに選択された代表値との５個とが平均化されることとなる。これにより、代表値５個の平均値も変化し、その結果出力値も変化することとなる。

次に、パイロット信号１００ａの電圧は異常である旨を示している。しかし、前のパイロット信号９６ｊと範囲が異なるので、選択されない。従ってパイロット信号１００ａを抽出した時点１１６では、パイロット信号９６ｊを選択した時点１１５と同じ電圧値１１７が維持される。つまり、異常を示すパイロット信号としては、パイロット信号１０１ａが初めて代表値に選択される。そしてこのパイロット信号１０１ａを選択した時点１１８で、選択パイロット信号１０１ａの電圧と、パイロット信号９６ｇ、９６ｈ、９６ｉ、９６ｊとの５個の代表値の平均がとられる。そして、パイロット信号１０１ａがしきい値９８より小さい電圧であるので、出力電圧はこの時点１１８で初めてしきい値９８を下回るが、パイロット信号９６ｇ、９６ｈ、９６ｉ、９６ｊの影響により、この時点１１８ではパイロット信号１０１ａの電圧までは下がらない。

この後、選択パイロット信号１００ａから選択パイロット信号１０１ｆまでの間は、範囲９９の電圧に落ち着いているので、出力電圧は次第に範囲９５の電圧による影響が無くなり、電圧１１９近くへ安定することとなる。

次にパイロット信号１０２ａは同一電圧の範囲を逸脱しているので選択されないが、パイロット信号１０２ｂはパイロット信号１０２ａと同一電圧の範囲内であるので代表値として選択される。この場合に、パイロット信号１０２ｂの値はしきい値９８よりも大きいが、雑音などにより瞬間的にしきい値９８を超えたものであるので、範囲９９にある選択パイロット信号１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆと平均されることで、レベル判定器７８の出力はしきい値９８を越さない。これにより瞬間的な雑音などにより範囲９９を瞬間的に逸脱したものによる誤判定は起こり難くなる。

そして報知信号発生手段８０では、レベル判定器７８の出力電圧としきい値９８とを比較し、レベル判定器７８の出力電圧の方が大きい場合、増幅器６３は正常に動作しているとし、正常動作を示す旨の信号を発生させる。逆に、レベル判定器７８の出力電圧の方が小さい場合、増幅器６３は異常であるとし、異常動作を示す旨の信号を発生させる。

以上のような構成により、抽出したパイロット信号が連続して同一電圧である場合にのみ正値であるとみなし、抽出したパイロット信号の中から代表値を選択するので、携帯機器からの送信信号に含まれた雑音成分による誤判定を少なく出来、パイロット信号を精度良く検出できるパイロット信号検出器を実現できる。

また、信号レベルが非常に大きく、かつ周波数の近接した搬送波や、その搬送波の有する雑音成分を抑圧するためには、搬送波の周波数において大きな減衰量を有したフィルタが必要となる。しかし本実施の形態１におけるパイロット信号検出器では、携帯機器からの送信信号に含まれた雑音成分による誤判定を少なく出来るので、バンドパスフィルタ７５における雑音成分の周波数に対する減衰量は、小さくても良いこととなる。従って、減衰量の小さな安価なフィルタを用いることができるので、低価格なパイロット信号検出器を実現できる。

なお、本実施の形態では、連続した２個のパイロット信号の電圧が同一とみなされた場合に、代表値を抽出したが、その個数は３個以上としてもよい。このように、代表値を選択する為のパイロット信号の個数を増やせば、周期の長いノイズに対しても、その影響を小さくできるので、さらに報知信号の信頼性を高く出来る。これは、ノイズ環境が比較的安定し、ノイズの入る間隔が比較的長いような場合において、特に有効である。

そしてこのように、抽出したパイロット信号の電圧が３個以上連続して同一電圧であることにより代表値を抽出する場合には、それら連続したパイロット信号の中から２個以上の代表値を選択しても良い。このようにすればさらに判定精度が良好で、かつ判定時間が早いパイロット信号判定器を実現できる。

また、本実施の形態における代表値の選択は、後で抽出されたパイロット信号としたが、これは前に抽出されたパイロット信号であるとか、抽出されたパイロット信号の中での最大値、最低値、平均値あるいは中央値などの選択規則を用いて適宜代表値を選択すればよい。

さらに本実施の形態では、メモリへ格納する代表値を５個としたが、これは５個に限られるものではない。この個数を多くすると、平均化されるパイロット信号の個数が多くなるので、ノイズなどによる検波器７７の電圧変化によらず、安定したパイロット信号の検出が可能となる。一方この個数を少なくすれば、レベル判定器７８の出力変化の応答性が速くなるので、増幅器６３の状態を素早く知ることができる。

（実施の形態２）
以下に実施の形態２について図面を用いて説明する。本実施の形態では、実施の形態１において、増幅器７６、検波器７７とは、ひとつのマイクロコンピュータ（以降マイコンという）に集積化されている。さらに、本実施の形態では、レベル判定手段や、報知手段発生手段は、ソフトウエアで実現されるものであり、マイコン内に収められている。なお、本実施の形態において図１と同じものは同じ番号を用い、その説明は簡略化している。

では以下に、本実施の形態について図面を用いて説明する。図４は、本実施の形態におけるレベル判定手段のレベル判定方法のフローチャートである。図４において、抽出ステップでは、検波器７７の出力信号を定期的に抽出する。

選択ステップ２０２は、抽出ステップ２０１で抽出したパイロット信号の中で判定条件に適合するパイロット信号を代表値として選択し、メモリ７９へ格納する。本実施の形態における判定条件は、実施の形態１と同様に、範囲９５と範囲９９において、連続して抽出した２個（予め定められた値の一例として用いた）のパイロット信号が、共にそのどちらかの範囲内である場合に、後で抽出したパイロット信号を代表値として選択している。

計数ステップ２０３では、メモリ７９へ格納された代表値の個数を計算する。そして個数判定ステップ２０４では、計数ステップで算出された代表値の個数が５個（予め定められた値の一例として用いた）未満である場合は、抽出ステップ２０１へと戻り、新たに検波器７７の出力電圧を取得する。一方、計数ステップで算出された代表値の個数が５個となった場合には、平滑化ステップ２０５が行われる。平滑化ステップ２０５では、メモリ７９に書き込まれた５個の代表値の電圧を平均化する。

最後に、出力ステップ２０６では平滑化された信号を報知信号発生手段へ出力し、抽出ステップ２０１へと戻り、検波器７７の出力の抽出と、規定の条件に適合するパイロット信号の選択が繰り返し行われる。

次に、本実施の形態における報知信号発生手段について、図面を用いて説明する。図５は、本実施の形態における報知信号発生手段のフローチャートである。図５において、取得ステップ３０１では定期的にレベル判定手段の出力電圧を取得している。

平滑電圧判定ステップ３０２では、取得ステップ３０１で取得したレベル判定手段の出力電圧をしきい値９８（図３）と比較する。そして、報知信号発生ステップ３０３では、平滑電圧判定ステップ３０２の判定結果に応じて報知信号を出力するステップである。具体的には、レベル判定手段の出力電圧がしきい値９８より大きい場合には、増幅器６３の動作が正常である旨の報知信号を出力し、一方、レベル判定手段の出力電圧がしきい値９８より小さい場合には、増幅器６３の動作が異常である旨の報知信号を発生させる。そして、報知信号送出ステップ３０４により、これらの報知信号を監視装置５８へ送出する。

以上のような方法により、選択ステップ２０２では、連続して抽出した２個のパイロット信号が、共に範囲９５あるいは範囲９９の範囲内である場合に、同一電圧とみなし、後で抽出したパイロット信号を代表値とする。つまり、ノイズのように瞬間的な信号は、連続して同一電圧となることは少ない。これによりパイロット信号の判定に対し、ノイズ信号などによる影響を小さくすることが出来るので、精度良くパイロット信号の検出ができる。従って、報知信号の信頼性を高くすることができる。

また、個数判定ステップ２０４において選択パイロット信号が５個となった場合に、平滑化ステップ２０５で平滑して、出力するので、出力される平滑化電圧は、ノイズなどによる電圧変動の影響を受け難くなる。以上のように、本実施の形態におけるレベル判定手段を用いパイロット信号検出を行えば、検出精度の良好なパイロット信号検出器を実現できる。

さらに、これらレベル判定手段や報知信号発生手段はソフトウエアで構成されるので、パイロット信号検出器７４を小型化することができる。

なお、本実施の形態において連続した２個のパイロット信号の電圧が同一とみなされた場合に、代表値を抽出したが、その個数は３個以上としてもよい。このように、代表値を選択する為のパイロット信号の個数を増やせば、周期の長いノイズに対しても、その影響を小さくできるので、さらに報知信号の信頼性を高く出来る。これは、ノイズ環境が比較的安定し、ノイズの入る間隔が比較的長いような場合において、特に有効である。

そしてこのように、抽出したパイロット信号の電圧が３個以上連続して同一電圧であることにより代表値を抽出する場合には、それら連続したパイロット信号の中から２個以上の代表値を選択しても良い。このようにすればさらに判定精度が良好で、かつ判定時間が早いパイロット信号判定器を実現できる。

また、本実施の形態における代表値の選択は、後で抽出されたパイロット信号としたが、これは前に抽出されたパイロット信号であるとか、抽出されたパイロット信号の中での最大値、最低値、平均値あるいは中央値などの選択規則を用いて適宜代表値を選択すればよい。

さらに本実施の形態では、メモリへ格納する代表値を５個としたが、これは５個に限られるものではない。この個数を多くすると、平均化されるパイロット信号の個数が多くなるので、ノイズなどによる検波器７７の電圧変化によらず、安定したパイロット信号の検出が可能となる。一方この個数を少なくすれば、レベル判定器７８の出力変化の応答性が速くなるので、増幅器６３の状態を素早く知ることができる。

（実施の形態３）
以下に実施の形態３におけるレベル判定手段について図面を用いて説明する。図６は、本実施の形態におけるレベル判定手段のフローチャートである。なお本実施の形態は、実施の形態２と同じく、レベル判定手段はソフトウエアで構成されている。従って、図６において、図４と同じステップには同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。

実施の形態２では、２個の連続したパイロット信号の電圧が同一であるかどうかを、実施の形態１と同様に電圧の絶対値で判定したが、本実施の形態は、連続した２個のパイロット信号のレベル差により判定するものであり、連続したパイロット信号の電圧差が、所定の電圧差よりも小さい場合に同一であるとみなすものである。

では、その手順について以下詳細に説明する。抽出ステップ２０１ａでは検波器７７の出力から前のパイロット信号を抽出し、前のパイロット信号格納用メモリ領域へ格納するステップである。そしてこの前のパイロット信号を抽出してから、タイマステップ４０１で一単位時間待った後に、抽出ステップ２０１ｂで再度検波器７７の出力電圧を取得し、後のパイロット信号として前のパイロット信号格納用メモリ領域へ格納する。

差分算出ステップ４０２では、前のパイロット信号と後のパイロット信号とのレベル差を算出し、レベル差判定ステップ４０３へ出力する。そしてこのレベル差判定ステップ４０３では、レベル差と予め定められた電圧差とを比較する。そして、このレベル差が予め定められた値より小さい場合には、前のパイロット信号と後のパイロット信号とが同一電圧であるとみなすものである。なお、本実施の形態においてしきい値とされた電圧差は、０．１Ｖとしている。一方レベル差が予め定められた電圧差より大きい場合には、ノイズなどの影響により電圧が大きく変化しているとみなして、選択ステップ２０１ｂで抽出したパイロット信号は代表値として選択しない。そして、後のパイロット信号を前のパイロット信号のメモリ領域へ移動する。

次に、レベル差判定ステップ４０３でレベル差が予め定められた値以下であると判定された場合には、後のパイロット信号の電圧値と予め定められたしきい値とを比較する絶対値判定ステップを設けている。

この絶対値判定ステップにおいて、パイロット信号の電圧値が予め定められたしきい値よりも大きいと判定された場合には、パイロット信号にノイズが入っているものとして、代表値として選択せずに、後のパイロット信号を前のパイロット信号のメモリ領域へ移動する。なお、本実施の形態では局部発振器６７の出力する最大レベルに対応する検波器７７の出力電圧をしきい値としている。

そして、絶対値判定ステップ４０４において、後のパイロット信号の電圧値が、予め定められたしきい値よりも小さいと判定された場合、後のパイロット信号を代表値として選択する。そして格納ステップ４０５では、この代表値の電圧を代表値用メモリ領域へと格納するとともに、後のパイロット信号を前のパイロット信号のメモリ領域へ移動させる。

次に、個数判定ステップ２０４では、代表値メモリへ格納された代表値の個数を判定する。本実施の形態では、代表値の個数が５個以上あるかを判定する。この個数判定ステップ２０４において、代表値の個数が４個以下である場合には、タイマステップ４０１へ戻り、再度後のパイロット信号を抽出するステップを繰り返すこととなる。一方、代表値の個数が規定数（５個）である場合には、メモリ取得ステップ４０６で代表値用メモリ領域から５個の代表値を読み取り、平滑化ステップ２０５でこれら５個の代表値の平均値を計算し出力する。

以上のような方法により、レベル差判定ステップ４０３では、連続して抽出した２個のパイロット信号の電圧差が、０．１Ｖ以下である場合に同一電圧とみなし、後で抽出したパイロット信号を代表値として選択する。このようにすれば、ノイズのように瞬間的な信号は、連続して同一電圧となることは少ないので、パイロット信号の判定に対し、ノイズ信号などによる影響を小さくすることが出来る。これにより、精度良くパイロット信号の検出ができ、報知信号の信頼性を高くすることができる。

なおここで、タイマステップ４０１での待ち時間を雑音のレベルが変化する時間に比べて大きくすることで、搬送波２４の雑音２７による電圧変動によるパイロット信号レベルの誤判定を生じ難くできる。

また、携帯電話２と基地局１との距離によって雑音レベルは変化するが、このような携帯電話２の移動などにより生じるパイロット信号のレベル変動は、ノイズの変動に比べて非常にゆっくりとしたものである。そこで、移動などによる搬送波２４の変動時間に比べて長い時間間隔でパイロット信号を抽出し、抽出されたパイロット信号のレベル差が予め定められた範囲内であれば同一電圧であると判定するものである。これにより、携帯電話２の移動などによるパイロット信号のゆっくりとした電圧変動による誤判定を生じ難くできる。従ってパイロット信号の検出は、雑音成分に影響され難くなり、報知信号の信頼性を高くすることができる。

また、個数判定ステップ２０４において選択パイロット信号が５個となった場合に、平滑化ステップ２０５で平滑して、出力するので、出力される平滑化電圧は、ノイズなどによる電圧変動の影響を受け難くなる。

これらのことより、本実施の形態におけるレベル判定手段を用いてパイロット信号検出を行えば、検出精度の良好なパイロット信号検出器を実現できるわけである。さらに、これらレベル判定手段や報知信号発生手段はソフトウエアで構成されるので、パイロット信号検出器７４を小型化することができる。

本実施の形態においては前後の連続した２個のパイロット信号から代表値を選択したが、これは例えば、連続して抽出された５個以上のパイロット信号に対し連続した２個のパイロット信号の差によって判定しても良い。そしてそれらの差のうちの３個が０．１Ｖ以下である場合に、抽出された５個のパイロット信号は正値とみなし、これら５個のパイロットの中から１個代表値を選択しても良い。

本発明にかかるパイロット信号検出器は、パイロット信号の検出が雑音成分に影響され難いという効果を有し、携帯電話などの基地局等に用いるパイロット信号検出器として有用である。

本発明の実施の形態１における基地局のブロック図 同、監視装置のブロック図 （ａ）同、検波器の出力波形図、（ｂ）同、レベル判定器の出力曲線を示す図 本発明の実施の形態２におけるレベル判定手段のフローチャート 同、報知信号発生手段のフローチャート 本発明の実施の形態３におけるレベル判定手段のフローチャート 従来の基地局のブロック図 搬送波とパイロット信号との関係図

符号の説明

７４ａ 入力端子
７４ｂ 出力端子
７５ バンドパスフィルタ
７７ 検波器
７８ レベル判定器
８０ 報知信号発生手段

Claims (16)

1. 少なくともパイロット信号を含む高周波信号が入力される入力端子と、この入力端子に入力された前記高周波信号が供給されるとともに、少なくとも前記パイロット信号の周波数が通過帯域となるフィルタと、このフィルタの出力が接続された検波器と、この検波器の出力が供給された出力端子とを備え、前記検波器と前記出力端子との間には、レベル判定手段と、このレベル判定手段の判定レベルが供給されるとともに前記判定レベルに応じて報知信号を発生させる報知信号発生手段とを有し、前記レベル判定手段は、前記検波器の出力から順次パイロット信号を抽出し、これらのパイロット信号の電圧が、予め定められた個数以上連続して実質的に同じであった場合には、それらのパイロット信号の中から少なくともひとつの代表値を正値として選択し、前記代表値の個数が予め定められた個数以上となった場合に、前記代表値として選択されたパイロット信号のレベルを平滑化した信号レベルを判定レベルとするパイロット信号検出器。
2. レベル判定手段には、検波器の出力から複数個のパイロット信号を順次取得する信号抽出手段と、抽出された前記パイロット信号が供給され、このパイロット信号の電圧が予め定められた個数以上連続して実質的に同じであると判定した場合に、それらパイロット信号の中から少なくともひとつの代表値を正値として選択する選択手段と、この選択手段で選択された代表値の個数が予め定められた値となったときに、前記代表値の電圧を平滑化する平滑化手段とを有し、前記選択手段では、抽出されたパイロット信号の電圧が予め定められた電圧範囲内である場合に、実質的に同じ電圧と判定する請求項１に記載のパイロット信号検出器。
3. レベル判定手段には、検波器の出力から複数個のパイロット信号を順次取得する信号抽出手段と、抽出された前記パイロット信号が供給され、これらのパイロット信号の電圧が予め定められた個数以上連続して実質的に同じであると判定した場合に、それらパイロット信号の中から少なくともひとつの代表値を正値として選択する選択手段と、この選択手段で選択された代表値の個数が予め定められた値となったときに、前記代表値の電圧を平滑化する平滑化手段とを有し、前記選択手段では、抽出されたパイロット信号の電圧差が予め定められた電圧範囲内である場合に、実質的に同じ電圧と判定する請求項１に記載のパイロット信号検出器。
4. 報知信号発生手段は、前記平滑化手段で平滑化された電圧が、予め定められた範囲内であると判定した場合に報知信号を発生させる請求項２または３に記載のパイロット信号検出器。
5. 平滑化手段では、選択手段で選択された代表値の平均電圧を出力する請求項４に記載のパイロット信号検出器。
6. 平滑化手段では、選択手段で選択された代表値の最小値の電圧を出力する請求項４に記載のパイロット信号検出器。
7. パイロット信号を検波する検波器の出力からパイロット信号のレベルを判定し、このレベル判定に応じて報知信号を発生させるパイロット信号の検出方法において、前記レベル判定は、前記検波器の出力から順次パイロット信号を抽出し、抽出されたパイロット信号の電圧が、予め定められた個数以上連続して実質的に同じであった場合に、抽出されたパイロット信号の中から少なくともひとつの代表値を正値として選択し、前記代表値の個数が予め定められた個数以上となった場合に、前記代表値の電圧を平滑化した信号レベルを判定レベルとするパイロット信号検出方法。
8. 検波器から出力されたパイロット信号を予め定められた時間経過毎に抽出し、これらの抽出されたパイロット信号の電圧が、予め定められた個数以上連続して実質的に同じ電圧であった場合に、抽出したパイロット信号から代表値を選び、正値としてメモリへ格納する抽出ステップと、この抽出ステップで抽出された前記代表値のパイロット信号の個数が、予め定められた個数以上である場合に、報知信号発生手段へ報知信号を発生させる旨の信号を送出する個数判定ステップとを有したパイロット信号検出方法。
9. 抽出ステップには、検波器の出力から複数個の抽出パイロット信号を順次取得するパイロット信号抽出ステップと、このパイロット信号抽出ステップで抽出された前記抽出パイロット信号が、予め定められた個数以上連続して実質的に同じ電圧であると判定した場合に、抽出したパイロット信号から少なくともひとつの代表値を選び、正値としてメモリへ格納する選択ステップとを有し、個数判定ステップには、前記選択ステップで選択された前記正値の個数を計数する計数ステップと、この計数ステップで計数された前記代表値の個数が予め定められた値となったときに、前記代表値の電圧を平滑化する平滑化ステップとを有した請求項８に記載のパイロット信号検出方法。
10. 信号抽出ステップと選択ステップとの間には、予め定められた個数抽出されたパイロット信号に対して、連続した２個のパイロット信号のレベル差を算出する差分算出ステップを挿入し、前記選択ステップでは、前記差分算出ステップで算出された前記レベル差が予め定められた電圧範囲内である場合に、抽出したパイロット信号のレベルを実質的に同じ電圧と判定するとともに、この実質的に同じ電圧と判定された前記パイロット信号の個数が予め定められた値以上となった場合に、抽出された前記パイロット信号の中から少なくともひとつの代表値を選択する請求項９に記載のパイロット信号検出方法。
11. 個数判定ステップでは、代表値の電圧を平滑化するとともに、この平滑化された電圧が予め定められた範囲にある場合に、報知信号を発生させる請求項８に記載のパイロット信号検出方法。
12. 代表値の電圧の平滑化は、抽出ステップで抽出された代表値の平均電圧を算出する請求項１１に記載のパイロット信号検出方法。
13. 代表値の電圧の平滑化は、抽出ステップで抽出された代表値の最小値の電圧を算出する請求項１１に記載のパイロット信号検出方法。
14. 通信機器から入力された高周波信号が入力されるアンテナと、このアンテナに入力された前記高周波信号が供給される入力フィルタと、この入力フィルタの出力が一方の入力に接続されるとともに、他方の入力にはパイロット信号発生器が接続された合成器と、この合成器の出力が接続された固定利得増幅器と、この固定利得増幅器の出力が接続された出力端子と、この出力端子にその一方端が接続されたケーブルと、このケーブルの他方端に接続された入力端子と、この入力端子に接続された分配器とこの分配器の一方の出力が接続された受信部とこの受信部の出力が接続された受信信号出力端子と、前記分配器の他方の出力に接続されたパイロット信号検出器と、このパイロット信号検出器の出力が接続された報知信号出力端子とを備えた基地局装置において、前記パイロット信号検出器には、請求項１に記載のパイロット信号検出器を用い、前記パイロット信号発生器で発生させるパイロット信号の周波数は、前記通信機器が送信に使用する周波数の近傍とするとともに、前記入力フィルタの通過阻止帯域の周波数とした基地局。
15. 通信機器から入力された高周波信号が入力されるアンテナと、このアンテナに入力された前記高周波信号が供給される入力フィルタと、この入力フィルタの出力が一方の入力に接続されるとともに、他方の入力にはパイロット信号発生器が接続された合成器と、この合成器の出力が接続された固定利得増幅器と、この固定利得増幅器の出力が接続された出力端子と、この出力端子にその一方端が接続されたケーブルと、このケーブルの他方端に接続された入力端子と、この入力端子に接続された分配器とこの分配器の一方の出力が接続された受信部とこの受信部の出力が接続された受信信号出力端子と、前記分配器の他方の出力に接続されたパイロット信号検出器と、このパイロット信号検出器の出力が接続された報知信号出力端子とを備えた基地局装置において、前記パイロット信号検出器には、請求項１に記載のパイロット信号検出器を用い、前記パイロット信号発生器で発生させるパイロット信号の周波数は、前記固定利得増幅器の使用帯域内の周波数であるとともに、前記入力フィルタの通過阻止帯域の周波数とした基地局。
16. 通信機器から入力された高周波信号が入力されるアンテナと、このアンテナに入力された前記高周波信号が供給される入力フィルタと、この入力フィルタの出力が一方の入力に接続されるとともに、他方の入力にはパイロット信号発生器が接続された合成器と、この合成器の出力が接続された固定利得増幅器と、この固定利得増幅器の出力が接続された出力端子と、この出力端子にその一方端が接続されたケーブルと、このケーブルの他方端に接続された入力端子と、この入力端子に接続された分配器とこの分配器の一方の出力が接続された受信部とこの受信部の出力が接続された受信信号出力端子と、前記分配器の他方の出力に接続されたパイロット信号検出器と、このパイロット信号検出器の出力が接続された報知信号出力端子とを備えた基地局装置において、前記パイロット信号検出器には、請求項１に記載のパイロット信号検出器を用いるとともに、フィルタと検波器との間にパイロット信号増幅器を挿入し、前記パイロット信号発生器で発生させるパイロット信号は、前記パイロット信号増幅器によって増幅される基地局。

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