WO2006120777A1 - 基地局、受信装置及び受信機障害診断方法 - Google Patents

基地局、受信装置及び受信機障害診断方法 Download PDF

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WO2006120777A1
WO2006120777A1 PCT/JP2005/023286 JP2005023286W WO2006120777A1 WO 2006120777 A1 WO2006120777 A1 WO 2006120777A1 JP 2005023286 W JP2005023286 W JP 2005023286W WO 2006120777 A1 WO2006120777 A1 WO 2006120777A1
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receiver
gain
path
base station
signal
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PCT/JP2005/023286
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Yoshiaki Hasegawa
Akihiro Saito
Tomoya Uchiike
Yoshihiro Kanomata
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Hitachi Communication Technologies, Ltd.
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H04B1/18—Input circuits, e.g. for coupling to an antenna or a transmission line
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/20—Monitoring; Testing of receivers
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a base station, a receiving device, and a receiver failure diagnosis method, and more particularly to a base station, a receiving device, and a receiver failure diagnosis method in a mobile communication system.
  • the radio base station is equipped with a transmitter and a receiver.
  • the failure detection of the transmitter can be realized relatively easily by branching a part of the main transmission signal generated by the transmitter and monitoring it.
  • failure detection of a receiver cannot be realized by simply monitoring a part of the received signal.
  • the reason for this is that the power of the received signal input to the receiver fluctuates every moment according to the installation environment and the number of connected terminals, so a threshold value for determining whether the received power value is normal or abnormal can be determined. This is because it cannot be done. Therefore, in order to detect a failure in the receiver, it is common to implement some known test signal by inputting it into the receiver and monitoring the reception status of the receiver.
  • the receiver diagnosis method can be broadly divided into two methods.
  • the other is a test in the same radio base station equipment.
  • This is a method of mounting a test signal generator that outputs a signal (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-127715).
  • some known test signal must be input to the receiver in order to detect faults in the receiver.
  • a wide service area is divided into a number of small areas called cells, and a radio base station apparatus is arranged in each cell.
  • the radio base station apparatus is connected to the network, and the user terminal can communicate with the radio base station apparatus of the cell to which the terminal belongs via radio, and communicate with another terminal via the network. It becomes possible.
  • a picocell base station is a device that reduces the size of the base station itself to the limit by reducing the cell size that can be supported compared to the conventional base station.
  • the downsizing of the base station greatly increases the degree of freedom of installation, enabling the base station to be installed in locations where the base station could not be installed, and expanding the service area. is there.
  • a known test signal must be input to the receiver.
  • a part of the output signal of a transmitter mounted in the same base station apparatus is branched and input to a receiver to realize fault detection of the receiver.
  • this method in principle, must be such that the frequency of the test signal matches the reception frequency of the receiver, and can be easily applied to TDD (Time Division Duplex) type radio base stations. There is a problem that it cannot be applied to other types of radio base stations.
  • the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-127715 discloses a method of branching a part of an output signal of a local oscillator which is a component of a receiver and using this as a test signal. Yes.
  • the receiver has good reception sensitivity and at the same time reception selectivity. Is required to be high.
  • the receiver is equipped with a multi-stage filter that attenuates signals of all frequency components other than its own band. Since the frequency of the local signal is outside the reception band of the receiver, if this is used as a test signal, there is a problem that it becomes difficult to receive the test signal because the pass loss of the test signal is too large.
  • the pass loss outside the reception band is generally only specified as a minimum value, and variation among individual base station devices is very large.
  • the threshold value for distinguishing between “normal” and “abnormal” depends on the passage loss at the frequency of the test signal. Therefore, there is a problem that the dispersion of the passage loss is large and the threshold value cannot be determined appropriately.
  • an increase in a device / circuit for detecting a failure causes an increase in mounting area and power consumption. It also raises the manufacturing cost and may damage the characteristics of the picocell base station.
  • the present invention provides a base station and a receiving device that can detect a failure of a receiver of a radio base station by a simple method without inputting a created test signal to the receiver.
  • the purpose is to provide a receiver fault diagnosis method.
  • Another object of the present invention is to easily realize fault detection of a receiver in a radio base station such as a picocell base station that is particularly demanding for downsizing.
  • Another object of the present invention is to easily realize receiver failure detection of a radio base station without service interruption without using a special test signal.
  • thermal noise present in the receiver is used for detecting a failure in the receiver, rather than using a test signal.
  • Thermal noise is generated by the movement of free electrons in the conductor due to thermal energy, and is a noise that is uniformly distributed at all frequencies. Therefore, in any receiver, thermal noise is always generated inside the conductor at the receiver input (or in the circuit). The generated thermal noise is amplified by the amplifier inside the receiver in the same way as other received signals and input to the demodulator.
  • the fault detection circuit is configured by mounting three high-frequency switches and an automatic gain control amplifier that makes the signal power input to the demodulator constant in the receiver. By switching these three high-frequency switches, the signal path inside the receiver is switched, In this case, the normal value of the receiver is diagnosed using the gain value of the automatic gain control amplifier.
  • a receiver for receiving a signal from a terminal via the antenna
  • a control unit for determining the normality of the receiver
  • a base station with which
  • a first switch for switching whether the input end of the receiver is connected to the antenna or terminated
  • a low-noise amplifier that amplifies a signal input from an input terminal of the receiver with low distortion, and a signal path of the receiver via a first path via the low-noise amplifier or via the low-noise amplifier
  • a second switch that switches to a second path that does not
  • An automatic gain control amplifier that controls the gain so that the output is constant, and amplifies the output from the amplification unit with a controlled gain
  • the controller is
  • thermal noise is input to the low noise amplifier
  • the first gain of the automatic gain control amplifier when connected to the first path by switching the second switch unit and the automatic gain control amplifier when connected to the second path Each with a second gain
  • the acquired first gain and second gain are within the predetermined first range and second range, respectively, and the difference between the first gain and the second gain is predetermined. Therefore, the base station for judging the normality of the receiver is provided. [0014] According to the second solution of the present invention,
  • a receiver for receiving a signal via the antenna
  • a control unit for determining the normality of the receiver
  • a receiving device comprising:
  • a switch unit that switches whether the input end of the receiver is connected to the antenna or terminated
  • a low-noise amplifier that amplifies a signal input from the input end of the receiver with low distortion
  • the control unit terminates the input end of the receiver by the switch unit, and causes thermal noise at the input end of the receiver to be input to the low noise amplifier.
  • the receiving device is provided in which the thermal noise is used as a test signal for judging the normality of the receiver.
  • the receiver signal path is connected to a first path via a low noise amplifier and an automatic gain control amplifier that controls the gain so that the output is constant and amplifies the signal with the gain.
  • the first gain of the automatic gain control amplifier is obtained when the signal is connected to the other path, and the signal path of the receiver is not passed through the low noise amplifier, but the second path through the automatic gain control amplifier. connection,
  • the second gain of the automatic gain control amplifier when connected to the second path is acquired, and the acquired first gain and second gain are within a predetermined first range and second gain, respectively.
  • the receiver fault diagnosis for judging the normality of the receiver by being within a range of 2 and a difference between the first gain and the second gain being within a predetermined third range Direction Law is provided.
  • a base station, a receiver, and a receiver failure that enable detection of a failure of a receiver of a radio base station by a simple method without inputting a created test signal to the receiver.
  • a diagnostic method can be provided.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a radio base station.
  • the radio base station 100 includes a radio signal transmission / reception unit 110, a modulation / demodulation processing unit 111, a line interface unit 112, and a base station control unit 113.
  • the radio base station is, for example, a picocell base station. Note that the picocell base station is just one application example, and the failure detection circuit and the diagnosis method according to the present embodiment can be applied to other radio base station apparatuses including the picocell base station. It can also be applied to a receiving apparatus other than a radio base station.
  • Radio signal transmission / reception section 110 is connected to transmission / reception shared 0-system antenna 114 and reception-use 1-system antenna 115, and includes 1-system transmitter 132 and 2-system receiver (system 0 receiver 133). ⁇ Has a 1-system receiver 134). Further, the radio signal transmission / reception unit 110 includes a DUP (duplexer) 130 that separates the downlink radio signal 120 and the uplink radio signal 121, and a BPF (band pass filter) 131 that limits the pass band of the uplink radio signal 121. The transmitter 132 converts the downlink baseband signal 125 input from the modulator 135 into the downlink radio signal 122.
  • DUP duplexer
  • BPF band pass filter
  • the 0-system receiver 133 receives the uplink radio signal 121 transmitted from the terminal 101 via the DUP 130 (signal 123) and converts it into the uplink baseband signal 126. Also, the first-system receiver 134 receives the uplink radio signal 121 transmitted from the terminal 101 via the BPF 131 (signal 124), and the uplink baseband signal Convert to 127.
  • the modulation / demodulation processing unit 111 includes a modulator 135 and a demodulator 136, and modulates and demodulates data.
  • the line interface unit 112 is an interface between the radio base station 100 and the network 102.
  • the base station control unit 113 has a function of monitoring and controlling the radio base station 100.
  • the base station control P unit 113 includes a CPU 137, a memory (for example, RAM 138, ROM 139), and an IZO 140. Note that the base station control unit 113 is connected to the radio signal transmission / reception unit 110, and can transmit / receive information to / from a receiver in the radio signal transmission / reception unit 110.
  • the maintenance terminal 103 is connected to the base station control unit 113 via the network 102 and has a function of remotely monitoring and controlling the radio base station 100.
  • the radio base station 100 may include a plurality of radio signal transmission / reception units 110 and a plurality of modulation / demodulation processing units 111 connected to the respective radio signal transmission / reception units 110 corresponding to a plurality of sectors. Les. In this case, each radio signal transmitting / receiving unit 110 and modulation / demodulation processing unit 111 are connected to the base station control unit 113, and each modulation / demodulation processing unit 111 is connected to the line interface unit 112.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a receiver that incorporates a fault detection circuit that realizes fault detection of the receiver. Note that FIG. 2 illustrates the configuration of the 0-system receiver 133.
  • the 0-system receiver 133 and the 1-system receiver 134 may have the same configuration, and thus the description of the 1-system receiver 134 is omitted.
  • the 0-system receiver 133 includes a plurality of switches SW201 (first switch unit), SW202, SW203 (SW202 and 203 are used as the second switch unit), LNA (low noise amplifier) 205, and AMP (amplifier). 206, AMP 208 and BPF (band pass filter) 207, ADC (AD converter) 209, baseband unit 212, and termination circuit 213.
  • the baseband unit 212 includes a BB-BPF (baseband bandpass filter) and an AGC-AMP (automatic gain control amplifier). Note that the LNA 205 (first amplifying unit), AMP206, BPF207, and AMP 208 (second amplifying unit) may be composed of other elements having equivalent functions.
  • the receiver 133 has three high-frequency switches SW201, SW202, and SW203.
  • the SW 201 has a function of switching whether the input terminal of the receiver is connected to the antenna 114 or terminated.
  • the receiver 133 functions as a receiver when the input terminal is connected to the antenna 114, and functions as a fault detection circuit when the input terminal is connected to the termination circuit 213.
  • Work When the input end of the receiver is terminated by SW201 (when connected to the termination circuit 213 side), thermal noise present at the input end is input to the LNA 205 and amplified. Thermal noise exists in conductors at a level determined by the Boltzmann coefficient and temperature. This thermal noise is used as a test signal. Note that thermal noise is present in areas other than the input end. For example, the effect on the fault test is small compared to the level of the signal amplified with low distortion by the force LNA205 existing in the conductor between SW203 and AMP206.
  • SW202 and SW203 operate in conjunction with each other and have a function of switching the signal path of the receiver between passing through an LNA (low noise amplifier) 205 or a path 204 bypassing the LNA 205.
  • LNA low noise amplifier
  • SW setting (1) the route via LNA 205 (first route) is established.
  • SW setting (2) the route via LNA 205 that bypasses LNA205 is obtained.
  • the LNA 205 is a low noise amplifier that amplifies a received signal with low distortion.
  • AMP206 to AMP208 are amplifiers that amplify the received signal with a predetermined gain.
  • the BPF 207 is a band pass filter that attenuates unnecessary signal components other than its own band.
  • the ADC 209 is an AD converter that converts an input signal from an analog signal to a digital signal.
  • BB-BPF2 10 is a band pass filter function realized by digital signal processing.
  • the AGC-AM P211 is an automatic gain control amplifier, and has a function of changing the gain of the amplifier according to the input power in order to keep the signal power input to the demodulator 136 constant. In FIG.
  • the power of realizing the function of the AGC-AMP 211 as the function of the baseband unit 212 may be realized in the analog signal processing part before the signal is converted from analog to digital.
  • the receiver 133 sets SW 201 to 203 in accordance with an instruction from the base station control unit 113 and has a function of reporting the gain of the AGC-AMP 211.
  • the gain of AGC-AMP 211 is closed-loop controlled so that the upstream signal power at the demodulator input port (port (5) 225) is OdBm.
  • the gain value of the AGC-A MP211 when a signal with a known power value is input to the receiver input Has an expected value. In other words, if the gain value of AGC-AMP211 is within the expected value range obtained in advance, it is possible to diagnose the normality of the receiver.
  • FIG. 3 is a sequence diagram of a receiver failure detection method.
  • the base station control unit 113 receives the request or instruction from the maintenance terminal 103 via the network 102 and the line interface unit 112, and controls the setting of the radio signal transmission / reception unit 110. Further, the base station control unit A detailed procedure for returning a response or result to the request or instruction to the maintenance terminal 103 via the line interface unit 112 and the network 102 is well known and will be omitted.
  • Receiver normality diagnosis is started when a maintenance worker inputs an instruction to execute receiver normality diagnosis to the maintenance terminal 103.
  • an appropriate trigger may be used such as starting diagnosis at a predetermined time according to a predetermined diagnosis schedule.
  • the command to execute the receiver health diagnosis includes the designation of the base station to be tested and the designation of the receiver to be diagnosed (for example, sector and Z or system identifier).
  • step 301 maintenance terminal 103 notifies base station control section 113 of designated radio base station 100 of a diagnosis start instruction including identification information of the designated receiver. It is also possible to omit the designation of the receiver to be diagnosed and prepare a command to sequentially execute the test by all the receivers in the radio base station 100 or a predetermined receiver. .
  • the base station wholesaler 113 sends the SW201 to SW203 to the 0-system receiver 133. Instruct the setting.
  • the 0-system receiver 133 sets SW2 01 to terminal 1 and sets SW202 and SW203 to the terminal 1 side (SW setting (1)) according to the SW setting instruction.
  • SW setting (1) the receiver input terminal is terminated, so that only the thermal noise is input to the port (1) 222 in the 0-system receiver 133 equivalently.
  • the SW setting (1) the route goes through LNA205. Note that how each SW is switched is determined in advance.
  • the SW setting instruction from the base station control unit 113 can include setting information of each SW 201, 202, 203.
  • the SW setting instruction may include an identifier for SW setting, and the receiver may set each SW according to predetermined setting information corresponding to the identifier.
  • the receiver When the receiver is connected to the antenna 114, the power that the uplink radio signal and external noise are input to the receiver.
  • the power of these signals depends on the installation environment of the base station 100, the number of connected terminals, etc. Since it fluctuates every moment, it cannot be considered that the received power value is constant.
  • the receiver input terminal is terminated during diagnosis. Note that if the receiver input terminal is terminated, the receiver cannot receive the downlink radio signal 121.
  • the receiver can be diagnosed without service interruption.
  • the 0-system receiver 133 reports the gain value of AGC-AMP to the base station control unit 113 (hereinafter, the reported value is referred to as AGC-AMP gain (1)).
  • the receiver 133 can report the gain value of AGC-AMP after a predetermined time of SW setting.
  • the base station control unit 113 records the AGC-AMP gain (1) reported from the 0-system receiver 133 in the RAM 138.
  • step 306 the base station control unit 113 instructs the 0-system receiver 133 to set SW201 to SW203 again.
  • the 0-system receiver 133 sets SW201 to terminal 1 and SW202 and SW203 to terminal 2 side (SW setting (2)) according to the SW setting instruction.
  • the 0-system receiver 133 reports the AGC-AMP gain value to the base station control unit 113 (hereinafter, the reported value is referred to as AGC-AMP gain (2)).
  • the base station control unit 113 calculates the AGC-AMP gain (2) reported from the 0-system receiver 133 as RAMI. Record in 38.
  • step 310 the base station control unit 113 commands the setting of SW20 :! to SW203 to return the 0-system receiver 133 from the setting for failure detection to the normal setting of the receiver.
  • step 311 the 0-system receiver 133 sets SW201 to terminal 2 and SW202 and SW203 to terminal 1 side.
  • the 0-system receiver 133 can receive the uplink radio signal 121 because the receiver input terminal is connected to the antenna 114, and returns to the normal operation state.
  • step 312 the base station control unit 113 records the AGC_AMP gain recorded in the RAMI 38.
  • step 313 the base station control unit 113 reports the diagnosis result to the maintenance terminal 103.
  • the diagnosis result includes, for example, information (for example, sector and / or system) for identifying the receiver that performed the diagnosis, and the gain value (1), (2), and / or AGC-AMP211 stored in the RAM 138. Alternatively, information indicating whether or not a receiver failure has occurred can be included.
  • the maintenance terminal 103 receives the diagnosis result, displays the received diagnosis result on the display unit and / or stores it in the storage unit, and ends the diagnosis.
  • the total gain is the gain of the entire section, and is calculated from the gain value of each component.
  • the numbers shown in the total gain column for the sections (2) to (3) indicate the gains for the sections (1) to (3), and the sections (3) to (3
  • the numerical values shown in the column of total gain in 4) indicate the gains in sections (1) to (4).
  • the total noise figure is the noise figure of the entire section, and is calculated from the gain value and noise figure value of each component. 4 and 5, the numerical values shown in the column of total noise figure for the sections (2) to (3) indicate the noise figures for the sections (1) to (3), and the sections (3) to (4 ) In the overall noise figure column
  • the noise figure in the interval (1) to (4) is shown.
  • the noise figure indicates how much the SZN ratio deteriorates for inputs with low levels such as thermal noise. If the input level is large, the deterioration of the S / N ratio is small.
  • thermal noise is input to the LNA 205 in the sections (2) to (3), so the total noise figure is amplified in the power section (3) to (4) that increases by the noise figure of the LNA.
  • the total noise figure increase (2. OdB) is smaller than the noise figure (14.8 dB) in sections (3) to (4).
  • the total noise figure is, for example, the sections (3) to ( Increase by 4) noise figure (14.8 dB).
  • AGC The gain of AMP211 is assumed to be closed-loop controlled so that the power at port (5) 225 becomes 0 (18111. Thermal noise generated at port (1) 221 The power can be calculated using the following formula.
  • BW Reception bandwidth [Hz].
  • the reception bandwidth of the narrow-band CDMA wireless base station is 1.23 MHz, if the temperature is 25 ° C, the thermal noise power of the port (1) is -113 dBm. Since SW201 is set to the terminal 1 side and the receiver input terminal is terminated, this thermal noise is input to the receiver.
  • FIG. 6 and FIG. 7 are level diagrams of the receiver in the case of SW setting (1) and SW setting (2).
  • the total gain, total noise figure, and noise power of the receiver vary, for example, at the levels shown in Figs.
  • the thermal noise power generated at the port (1) 221 is, for example, _113 dBm (bandwidth 1.23 MHz, temperature 25 ° C.). Since SW201 is set to terminal 1 and the receiver input terminal is terminated, no signal other than this thermal noise is input to the receiver.
  • the thermal noise generated at port (1) 221 reaches port (4) with a level dial of noise power 601.
  • the closed loop control is performed so that the gain of AGC-AMP211 becomes +58 dB.
  • the expected value of AGC-AMP gain (1) can be calculated as 58 dB.
  • AGC-AMP gain (1) varies due to the following factors.
  • the other is individual variation of components between the port (1) 221 and the port (4) 224. This varies depending on the circuit scale of the receiver and the parts used, but generally there is a variation of ⁇ 1 dB to 3 dB.
  • the normality judgment threshold value must be determined in consideration of these variations. For example, the expected value is 58 dB, the allowable range is ⁇ 3 dB, and within 58 dB ⁇ 3 dB is the standard value for AGC-AMP gain (1). . Note that the expected value and variation value of AGC-AMP gain (1) are only examples, and other values can be used.
  • the thermal noise generated at port (1) 221 reaches port (4) by the level diagram of noise power 701 in FIG.
  • the received power at port (4) 224 can be calculated as follows.
  • the gain of AGC-AMP211 is closed-loop controlled so as to be +62.2 dB.
  • the standard value of AGC-AMP gain (2) is assumed to be 62.2 dB of the expected value, the allowable range is ⁇ 3 dB, and within 62.2 dB ⁇ 3 dB.
  • the expected value and variation value of AGC-AMP gain (2) are examples, and other values can be taken.
  • the AGC-AMP gain (1) recorded by the base station control unit 113 in step 305 is 60 dB. This is within the standard of the AGC-AMP gain (1) described above. However, it may not be said that the receiver is normal.
  • LN Considering the case where A205 fails and the signal is not amplified, and only thermal noise is input to port (3) 223, in this case, the noise signal power is the same as the level power of noise power 701. That is, since it is equivalent to the condition of SW setting (2), the gain of AGC-AMP211 can be a value within 62.2 dB ⁇ 3 dB. That is, even when the LNA 205 fails, the AGC_AMP gain (1) can be 60 dB.
  • step 312 described above in order to prevent such a misdiagnosis, a receiver that satisfies all of the following conditions is diagnosed as normal, and other receivers are diagnosed as abnormal.
  • the expected value of (AGC—AMP gain (2)) — (AGC—AMP gain (1)) is the value obtained by subtracting the expected value of AGC—AMP gain (1) from the expected value of AGC—AMP gain (2). Therefore, it is 4.2 dB.
  • the variation in this value is smaller than the variation in AGC—AMP gain (1) and AGC—AMP gain (2).
  • the reason is that in the circuit that measures AGC-AMP gain (1) and AGC-AMP gain (2), between port (1) 221 to port (2) 222 and port (3) 223 to port (4) 224 This is because they are common. Since the port (1) 221 to the port (2) 222 are in common, the thermal noise power generated at the port (1) 221 is not affected by temperature.
  • the variation in the value of (800_8 1 ⁇ ? Gain (2)) _ (8 GC-AMP gain (1)) varies between port (2) 222 and port (3) 223, that is, LNA205 It depends only on the performance variation. For example, depending on the performance related to the amplification factor and noise, the allowable range is ⁇ ldB and the standard value of (AGC—AMP gain (2)) _ (AGC—AMP gain (1)) is within 4.2 dB ⁇ ldB. You can take other values. Specific numerical values within the above three conditions are determined from the values shown in FIGS.
  • the CPU of the base station control unit 113 follows the procedure shown in Fig. 3.
  • the AGC_AMP gain (1) and AGC_AMP gain (2) acquired and recorded in the above are applied to the above three conditions to determine whether the receiver is normal or abnormal.
  • the present invention can be used for a radio base station apparatus in a mobile communication system. It can also be used for small picocell base stations.
  • FIG. 1 is a block diagram of a radio base station apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a receiver failure detection circuit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a sequence diagram of a receiver normality diagnosis method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows the performance of a receiver in the case of SW setting (1) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows the performance of the receiver in the case of SW setting (2) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a level diagram of the receiver in the case of SW setting (1) according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a receiver level diagram in the case of SW setting (2) according to an embodiment of the present invention.

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Abstract

　簡易な方式で障害検出を行なう無線基地局の受信機であって、ＳＷ２０１は、受信機１３３の入力端をアンテナ１１４に接続するか又は終端するかを切り換える。ＬＮＡ（低雑音増幅器）２０５は、入力される信号を低歪で増幅する。ＳＷ２０２、２０３は、ＬＮＡ２０５を経由する第１の経路と、ＬＮＡ２０５を経由しない第２の経路２０４とを切り換える。ＡＧＣ－ＡＭＰ２１１は、出力が一定となるように利得を制御し、制御された利得で信号を増幅する。基地局制御部は、ＳＷ２０１により受信機の入力端を終端して、熱雑音をＬＮＡ２０５に入力させる。また、ＳＷ２０２及び２０３を切り換えて、第１の経路に接続された場合のＡＧＣ－ＡＭＰ２１１の第１の利得と、第２の経路に接続された場合のＡＧＣ－ＡＭＰ２１１の第２の利得と、第１及び第２の利得の差が、それぞれ所定範囲内であることにより、受信機の正常性を判断する。

Description

明 細 書
基地局、受信装置及び受信機障害診断方法
参照による取り込み
[0001] 本出願は、 2005年 5月 12日に出願された日本特許出願第 2005— 139711号の 優先権を主張し、その内容を参照することにより本出願に取り込む。
技術分野
[0002] 本発明は、基地局、受信装置及び受信機障害診断方法に係り、特に、移動体通信 システムにおける基地局、受信装置及び受信機障害診断方法に関する。
背景技術
[0003] 移動体通信システムを運用する上で、システムの安定性は重要な要素の 1つである 。システムを安定的に動作させるためには、システム運用停止となる障害を発生させ ないことの他に、障害が発生した場合には迅速にその障害を検出し、復旧させること が求められる。従って、無線基地局の障害検出及びその診断方法は極めて重要で ある。
無線基地局には、送信機及び受信機が搭載されている。このうち、送信機の障害 検出は、送信機が生成する送信主信号の一部を分岐させて、これを監視することに より、比較的容易に実現可能である。これに対し、受信機の障害検出は、単に受信 信号の一部を分岐させて監視するのみでは実現不可能である。その理由は、受信機 に入力される受信信号の電力は、設置環境及び端末の接続数などに応じて、刻々と 変動するため、受信電力値が正常か異常力を判定する閾値を決めることができない ためである。従って、受信機の障害検出を行うためには、何らかの既知の試験信号を 受信機に入力し、受信機の受信状態を監視することにより実現するのが一般的であ る。この試験信号の生成方法によって、受信機の診断方法は 2つの方法に大別され る。
[0004] 一つは、同一無線基地局装置内に搭載される送信機の出力信号の一部を分岐さ せて、これを試験信号として用いる方法であり、折り返し試験と呼ばれている（例えば 、特開 2002— 246978号公報参照）。もう一つは、同一無線基地局装置内に、試験 信号を出力する試験信号発生器を搭載する方法である (例えば、特開 2001— 1277 15号公報参照）。いずれにしても、受信機の障害検出を行うには、何らかの既知の 試験信号を受信機に入力しなければならない。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 移動体通信システムは、広いサービスエリアをセルと呼ばれる多数の小さなエリア に分割し、各セル内に無線基地局装置を配置する。無線基地局装置はネットワーク に接続されており、ユーザ端末は、当該端末が属するセルの無線基地局装置と無線 を介して通信を行レ、、ネットワークを経由して別端末と通信を行うことが可能となる。
[0006] し力 ながら、例えば地下街などの通常の基地局では電波の届かない場所では、 移動体通信サービスを提供することが困難である。こうした課題を解決するために、 ピコセル基地局を導入することが考えられている。ピコセル基地局は、サポート可能 なセルサイズを従来の基地局よりも縮小することにより、基地局本体を極限まで小型 化した装置のことをいう。基地局が小型化されていることにより、設置自由度が大幅に 増し、従来、基地局が設置できなかった場所にも、基地局を設置することを可能とし、 サービスエリア拡大を実現するものである。
通常の無線基地局と同じぐピコセル基地局についても、何らかの障害が発生した 場合には、適確にその障害を検出することの必要性は変わらなレ、。
[0007] 受信機の障害検出を実現するには、受信機に既知の試験信号を入力しなければ ならない。例えば、前述の特開 2002— 246978号公報では、同一基地局装置内に 搭載される送信機の出力信号の一部を分岐させて受信機に入力し、受信機の障害 検出を実現している。しかし、この方法は、原理的に試験信号の周波数が、受信機の 受信周波数と一致してレ、なければならず、 TDD (Time Division Duplex)方式の 無線基地局には容易に適用できるが、それ以外の方式の無線基地局には適用でき ないという課題がある。
[0008] また、例えば、前述の特開 2001— 127715号では、受信機の構成要素であるロー カル発振器の出力信号の一部を分岐させて、これを試験信号として用いる方法が開 示されている。し力 ながら、受信機は、受信感度が良いことと同時に、受信選択度 が高いことが要求される。このため、受信機には自帯域以外のあらゆる周波数成分の 信号を減衰させるベく多段のフィルタが搭載されている。ローカル信号の周波数は、 受信機の受信帯域外であるため、これを試験信号に用いると、試験信号の通過損失 が大き過ぎて、試験信号の受信が困難になるという課題がある。仮に試験信号の受 信ができたとしても、受信帯域外の通過損失は、一般的に最小値が規定されるのみ であり、個々の基地局装置によるばらつきが非常に大きい。正常'異常を判別する閾 値は、試験信号の周波数における通過損失に依存するため、通過損失のばらつきが 大きレ、と、閾値を適切に決定できなレ、とレ、う課題がある。
[0009] また、ピコセル基地局のように、基地局本体の小型化が最優先される装置において は、障害検出のための装置 ·回路が大きくなると、実装面積'消費電力の増加を招く とともに、製造原価をも引き上げ、ピコセル基地局の特徴を損じかねない。
[0010] 本発明は、以上の点に鑑み、受信機に、作成された試験信号を入力することなぐ 簡易な方式で、無線基地局の受信機の障害検出を可能とする基地局、受信装置及 び受信機障害診断方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ピコセル基地 局のような特に小型化への要求が厳しい無線基地局で、受信機の障害検出を簡易 に実現することを目的のひとつとする。また、本発明は、特別な試験信号を用いること なぐサービス断を伴わずに、無線基地局の受信機障害検出を簡易に実現すること を目的のひとつとする。
課題を解決するための手段
[0011] 本発明では、受信機の障害検出用に、試験信号を用いるのではなぐ受信機に存 在する熱雑音を使用する。熱雑音は、熱エネルギによって、導体中の自由電子が運 動することにより発生するものであり、全ての周波数において一様に分布している雑 音である。従って、如何なる受信機であっても、受信機入力端 (又は回路内）に存在 する導体内部で、必ず熱雑音が発生する。発生した熱雑音は、他の受信信号と同じ ぐ受信機内部の増幅器によって増幅され復調機に入力される。
[0012] 障害検出回路は、受信機内部に、 3個の高周波スィッチと、復調機に入力される信 号電力を一定とする自動利得制御増幅器を搭載することにより構成される。この 3個 の高周波スィッチを切り換えることにより、受信機内部の信号経路を切り換え、それぞ れの場合における自動利得制御増幅器の利得値を用いて、受信機の正常性を診断 する。
本発明の第 1の解決手段によると、
アンテナと、
前記アンテナを介して端末からの信号を受信するための受信機と、
前記受信機の正常性を判断する制御部と
備えた基地局であって、
前記受信機は、
前記受信機の入力端を、前記アンテナに接続するか又は終端するかを切り換える 第 1のスィッチ部と、
前記受信機の入力端から入力された信号を低歪で増幅する低雑音増幅器と、 前記受信機の信号経路を、前記低雑音増幅器を経由する第 1の経路、又は、前記 低雑音増幅器を経由しない第 2の経路に切り換える第 2のスィッチ部と、
第 1の経路及び第 2の経路からの信号を、予め定められた利得で増幅する増幅部 と、
出力が一定となるように利得を制御し、前記増幅部からの出力を、制御された利得 で増幅する自動利得制御増幅器と
を有し、
前記制御部は、
前記第 1のスィッチ部により前記受信機の入力端を終端して、熱雑音を前記低雑音 増幅器に入力させ、
前記第 2のスィッチ部を切り換えて、第 1の経路に接続された場合の前記自動利得 制御増幅器の第 1の利得と、前記第 2の経路に接続された場合の前記自動利得制 御増幅器の第 2の利得とをそれぞれ取得し、
取得された第 1の利得及び第 2の利得がそれぞれ、予め定められた第 1の範囲内 及び第 2の範囲内であり、かつ、第 1の利得と第 2の利得との差が予め定められた第 3 の範囲内であることにより、前記受信機の正常性を判断する前記基地局が提供され る。 [0014] 本発明の第 2の解決手段によると、
アンテナと、
前記アンテナを介して信号を受信するための受信機と、
前記受信機の正常性を判断する制御部と
備えた受信装置であって、
前記受信機は、
前記受信機の入力端を、前記アンテナに接続するか又は終端するかを切り換える スィッチ部と、
前記受信機の入力端から入力される信号を低歪で増幅する低雑音増幅器と を備え、
前記制御部は、前記スィッチ部により前記受信機の入力端を終端して、前記受信 機の入力端の熱雑音を前記低雑音増幅器に入力させ、
該熱雑音が受信機の正常性を判断するための試験信号として用いられる前記受信 装置が提供される。
[0015] 本発明の第 3の解決手段によると、
アンテナを介して端末からの信号を受信する受信機の正常性を判断するための受 信機障害診断方法であって、
受信機の入力端を終端して、入力された信号を低歪で増幅する低雑音増幅器に 熱雑音を入力させ、
受信機の信号経路を、低雑音増幅器と、出力が一定となるように利得を制御して、 該利得で信号を増幅する自動利得制御増幅器とを経由する第 1の経路に接続し、 第 1の経路に接続された場合の、 自動利得制御増幅器の第 1の利得を取得し、 受信機の信号経路を、低雑音増幅器を経由せず、 自動利得制御増幅器を経由す る第 2の経路に接続し、
第 2の経路に接続された場合の、 自動利得制御増幅器の第 2の利得を取得し、 取得された第 1の利得及び第 2の利得がそれぞれ、予め定められた第 1の範囲内 及び第 2の範囲内であり、かつ、第 1の利得と第 2の利得との差が予め定められた第 3 の範囲内であることにより、前記受信機の正常性を判断する前記受信機障害診断方 法が提供される。
発明の効果
[0016] 本発明によると、受信機に、作成された試験信号を入力することなぐ簡易な方式 で、無線基地局の受信機の障害検出を可能とする基地局、受信装置及び受信機障 害診断方法を提供することができる。また、本発明によると、ピコセル基地局のような 特に小型化への要求が厳しい無線基地局で、受信機の障害検出を簡易に実現する こと力 Sできる。また、本発明によると、特別な試験信号を用いることなぐサービス断を 伴わずに、無線基地局の受信機障害検出を簡易に実現することができる。
本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図面に関する以下の本発明の実施例の 記載から明らかになるであろう。
発明を実施するための最良の形態
[0017] 本発明の実施の形態について、 1系統の送信機と 2系統の受信機を備え、ダイバー シチ受信を可能とする無線基地局を例に、以下、図面を参照して説明する。
図 1は、無線基地局の構成図である。無線基地局 100は、無線信号送受信部 110 と、変復調処理部 111と、回線インタフェース部 112と、基地局制御部 113とを備える 。無線基地局は、例えば、ピコセル基地局である。なお、ピコセル基地局はあくまで 適用例の一つであり、本実施の形態による障害検出回路及び診断方法は、ピコセル 基地局を含む他の無線基地局装置にも適用可能である。また、無線基地局以外の 受信装置にも適用可能である。
[0018] 無線信号送受信部 110は、送受信共用の 0系アンテナ 114と、受信用の 1系アンテ ナ 115とが接続され、 1系統の送信機 132と 2系統の受信機 (0系受信機 133 · 1系受 信機 134)を有する。さらに、無線信号送受信部 110は、下り無線信号 120と上り無 線信号 121を分離する DUP (デュプレクサ） 130と、上り無線信号 121の通過帯域を 制限する BPF (帯域通過フィルタ） 131とを有する。送信機 132は変調機 135から入 力される下りベースバンド信号 125を、下り無線信号 122に変換する。 0系受信機 13 3は、端末 101が送信した上り無線信号 121を DUP130を介して受信し (信号 123) 、上りベースバンド信号 126に変換する。また、 1系受信機 134は、端末 101が送信 した上り無線信号 121を BPF131を介して受信し (信号 124)、上りベースバンド信号 127に変換する。
[0019] 変復調処理部 111は、変調機 135と復調機 136を備え、データの変調及び復調を 行う。回線インタフェース部 112は、無線基地局 100とネットワーク網 102のインタフヱ ースである。基地局制御部 113は、無線基地局 100の監視'制御機能を有する。例 えば、基地局制稚 P部 113は、 CPU137と、メモリ（例えば、 RAM138、 ROM139)と 、 IZO140とを有する。なお、基地局制御部 113は、無線信号送受信部 110と接続 されており、無線信号送受信部 110内部の受信機と情報の送受信が可能である。保 守端末 103は、ネットワーク網 102を経由して、基地局制御部 113に接続され、無線 基地局 100の監視'制御をリモートにて行う機能を有する。なお、無線基地局 100は 、複数のセクタに対応して、複数の無線信号送受信部 110とそれぞれの無線信号送 受信部 110に接続された複数の変復調処理部 111を含む構成であってもよレ、。この 場合、それぞれの無線信号送受信部 110と変復調処理部 111が基地局制御部 113 に接続され、それぞれの変復調処理部 111が回線インタフェース部 112に接続され る。
[0020] 図 2は、受信機の障害検出を実現する障害検出回路を内蔵する受信機の構成図 である。なお、図 2は、 0系受信機 133の構成を図示している力 0系受信機 133と 1 系受信機 134は同一の構成で良いため、 1系受信機 134の説明は省略する。
0系受信機 133は、複数のスィッチ SW201 (第 1のスィッチ部）、 SW202、 SW203 (SW202と 203を第 2のスィッチ部とする）と、 LNA (低雑音増幅器） 205と、 AMP ( 増幅器） 206、 AMP208及び BPF (帯域通過フィルタ） 207と、 ADC (AD変換器） 2 09と、ベースバンド部 212と、終端回路 213とを有する。また、ベースバンド部 212は 、 BB-BPF (ベースバンド帯域通過フィルタ）と、 AGC-AMP (自動利得制御増幅 器）とを有する。なお、 LNA205 (第 1の増幅部）と、 AMP206、 BPF207及び AMP 208 (第 2の増幅部）は他の同等の機能を有する要素で構成されても良い。
[0021] 受信機 133はスィッチ SW201、 SW202、 SW203の 3個の高周波スィッチを有す る。 SW201は、受信機の入力端子をアンテナ 114に接続するか終端するかを切り換 える機能を有する。受信機 133は、入力端子がアンテナ 114に接続されているときに は、受信機として働き、入力端子が終端回路 213に接続されると、障害検出回路とし て働く。 SW201により、受信機の入力端が終端されると（終端回路 213側に接続され ると）、入力端に存在する熱雑音が LNA205に入力されて増幅される。熱雑音は、回 路内部の導体に、ボルツマン係数や温度により定まるレベルで存在する。この熱雑 音が試験信号として用いられる。なお、熱雑音は入力端以外にも存在し、例えば、 S W203と AMP206の間の導体でも存在する力 LNA205で低歪で増幅された信号 のレベルに比べると障害試験への影響は小さい。
[0022] SW202と SW203は連動して動作し、受信機の信号経路を LNA (低雑音増幅器） 205を経由させるか、 LNA205をバイパスする経路 204とするかを切り換える機能を 有する。 SW202と SW203を端子 1側に設定（以下、 SW設定（1)と記す）すると、 LN A205を経由する経路（第 1の経路）となる。また、 SW202と SW203を端子 2側に設 定（以下、 SW設定（2)と記す）すると、 LNA205をバイパスする経路（第 2の経路） 2 04となる。
[0023] LNA205は、受信信号を低歪で増幅する低雑音増幅器である。 AMP206 -AMP 208は、受信信号を予め定められた利得で増幅する増幅器である。 BPF207は、 自 帯域以外の不要な信号成分を減衰させる帯域通過フィルタである。 ADC209は、入 力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する AD変換器である。 BB-BPF2 10は、デジタル信号処理にて実現される帯域通過フィルタ機能である。 AGC-AM P211は自動利得制御増幅器であり、復調機 136に入力する信号電力を一定とする ために、入力電力に応じて増幅器の利得を変える機能を有する。なお、図 2では、 A GC—AMP211の機能をベースバンド部 212の機能として実現している力 これを信 号がアナログ—デジタル変換される前のアナログ信号処理の部分で実現しても良い 。受信機 133は、基地局制御部 113からの指示に従って、 SW201〜203を設定し、 AGC-AMP211の利得を報告する機能を有してレ、る。
[0024] 一例として、復調機の入力ポート（ポート（5) 225)における上り信号電力が OdBmと なるように、 AGC—AMP211の利得を閉ループ制御している場合を考える。受信機 を構成する部品のうち、利得が可変なのは AGC—AMP211のみであり、それ以外 の部品（例えば、 LNA205, AMP206, 208)は固定利得である。 AGC—AMP21 1以外の全部品の利得値合計を受信機固定利得とすれば、以下の式が成立する。 (受信電力） + (受信機固定利得） + (AGC— AMPの利得） =0dBm これより、 AGC—AMP211の利得は、以下の式を満足するように閉ループ制御され る。
(AGC— AMPの利得） = - (受信機固定利得） - (受信電力）
受信機固定利得 (例えば、受信機の入力端〜 AGC—AMP211の入力の利得）は 一定であるため、受信機入力端に電力値が既知の信号を入力したときの AGC—A MP211の利得値には期待値が存在する。すなわち、 AGC—AMP211の利得値が 、予め求めた期待値の範囲に入っているかどうかをみれば、受信機の正常性を診断 すること力 Sできる。
[0025] 図 3は、受信機障害検出方法のシーケンス図である。
以下、図 1、図 2及び図 3を参照して、本実施の形態における受信機障害検出につ いて説明する。なお、 0系受信機 133と 1系受信機 134は同一の手順で診断可能で あるため、図 3及び以下の説明では、 1系受信機 134の診断手順の説明は省略する 。また、保守端末 103からネットワーク網 102と回線インターフェイス部 112を介して、 基地局制御部 113がその要求や指示を受け取って無線信号送受信部 110の設定な どを制御し、さらに、基地局制御部 113が、回線インターフェイス部 112とネットワーク 網 102を介してその要求や指示に対する応答や結果を保守端末 103に返す詳細な 手順については、よく知られているため省略する。
[0026] 受信機正常性診断は、保守作業者が保守端末 103に受信機正常性診断実行の 命令を入力することにより開始される。なお、診断開始の契機は、これ以外にも、予め 定められた診断スケジュールに従い、所定の時刻になると診断を開始するなど、適宜 の契機を用いてもよい。受信機正常性診断実行の命令は、試験する基地局の指定 及び診断する受信機の指定 (例えば、セクタ及び Z又は系の識別子）を含む。
[0027] ステップ 301では、保守端末 103は、指定された無線基地局 100の基地局制御部 113に、指定された受信機の識別情報を含む診断開始指示を通知する。なお、診断 する受信機の指定を省略し、無線基地局 100内の全ての受信機又は予め定められ た受信機にっレ、て順次試験を実行するような命令を準備しても良レ、。
[0028] ステップ 302では、基地局制卸部 113は、 0系受信機 133に SW201〜SW203の 設定を指示する。ステップ 303では、 0系受信機 133は、 SW設定指示に従い、 SW2 01を端子 1に設定し、 SW202と SW203を端子 1側に設定（SW設定（1) )する。これ により、受信機入力端が終端されるため、 0系受信機 133には等価的に、ポート（1) 2 21に熱雑音のみが入力されている状態となる。また、 SW設定（1)では、 LNA205を 経由する経路となる。なお、各 SWがどのように切り換わるかについては予め定められ ており、例えば、基地局制御部 113からの SW設定指示は、各 SW201、 202、 203 の設定情報を含むことができる。また、 SW設定指示は SW設定のための識別子を含 み、受信機が、その識別子に対応する予め定められた設定情報に従い各 SWを設定 してもよい。
[0029] 受信機をアンテナ 114に接続すると、上り無線信号及び外来雑音が受信機に入力 される力 これらの信号の電力は、基地局 100の設置環境や端末の接続数などに応 じて、刻々と変動するため、受信電力値が一定であるとみなすことができない。これら の影響を排除し精度良く診断を行うため、診断中は受信機入力端を終端する。なお 、受信機入力端を終端すれば、その受信機は下り無線信号 121を受信できなくなる 力 本実施の形態のようにダイバーシチ受信機であれば、単ブランチごとに（すなわ ち、 0系、 1系を別々に)診断を行うことにより、サービス断を伴わずに、受信機の診断 が可能である。
[0030] ステップ 304では、 0系受信機 133は基地局制御部 113に、 AGC—AMPの利得 値を報告する（以下、報告した値を、 AGC—AMP利得（1)と記す)。受信機 133は、 例えば、 SW設定の所定時間後に AGC— AMPの利得値を報告することができる。 ステップ 305では、基地局制御部 113は、 0系受信機 133より報告された AGC—A MP利得（ 1 )を RAM 138に記録する。
[0031] ステップ 306では、基地局制御部 113は、再度、 0系受信機 133に SW201〜SW2 03の設定を指示する。ステップ 307では、 0系受信機 133は、 SW設定指示に従い S W201を端子 1に、 SW202と SW203を端子 2側（SW設定（2) )に設定する。ステツ プ 308では、 0系受信機 133は基地局制御部 113に、 AGC—AMPの利得値を報 告する（以下、報告した値を、 AGC—AMP利得（2)と記す)。ステップ 309では、基 地局制御部 113は、 0系受信機 133より報告された AGC—AMP利得（2)を RAMI 38に記録する。
[0032] ステップ 310では、基地局制御部 113は、 0系受信機 133を障害検出のための設 定から通常の受信機の設定に戻すために、 SW20：!〜 SW203の設定を命令する。 ステップ 311では、 0系受信機 133は、 SW201を端子 2に、 SW202と SW203を端 子 1側に設定する。これにより、 0系受信機 133は受信機入力端がアンテナ 114に接 続されるため、上り無線信号 121を受信することができ、通常運用状態に復帰する。
[0033] ステップ 312では、基地局制御部 113は、 RAMI 38に記録した AGC_ AMP利得
(1)と AGC— AMP利得（2)を用いて、受信機の正常性を診断する。診断の詳細は 後述する。
[0034] ステップ 313では、基地局制御部 113は、保守端末 103に診断結果を報告する。
診断結果には、例えば、診断を行った受信機を識別するための情報 (例えば、セクタ 及び/又は系）、 RAM138に記憶されている AGC—AMP211の利得値（1)、（2) 及び/又は受信機障害が発生しているか否かを示す情報を含むことができる。保守 端末 103は、診断結果を受信し、受信した診断結果を表示部に表示及び/又は記 憶部に記憶し、本診断を終了する。
[0035] 図 4及び図 5は、 SW設定（1)及び（2)の場合の受信機の性能の説明図である。
ここでは、一例として、狭帯域 CDMA (Code Division Multiple Access)方式 の無線基地局に適用した場合の受信機の正常性の診断について説明する。 0系受 信機 133の各区間の利得及び雑音指数は、例えば、 SW設定（1)の場合は図 4、 S W設定（2)の場合は図 5に示す性能であるとする。
[0036] 図 4及び図 5は、各区間ごとの利得、雑音指数、総合利得、総合雑音指数を示して いる。なお、総合利得とは、その区間全体の利得であり、各部品の利得値から計算さ れる。例えば、図 4及び図 5において、区間（2)〜（3)の総合利得の欄に示された数 値は、区間（1)〜（3)までの利得を示し、区間（3)〜 (4)の総合利得の欄に示された 数値は、区間（1)〜（4)までの利得を示す。また、総合雑音指数は、その区間全体の 雑音指数であり、個々の部品の利得値及び雑音指数値から計算される。 図 4及び 図 5において、区間（2)〜（3)の総合雑音指数の欄に示された数値は、区間（1)〜（ 3)までの雑音指数を示し、区間（3)〜 (4)の総合雑音指数の欄に示された数値は、 区間（1)〜 (4)までの雑音指数を示す。なお、雑音指数は、熱雑音等のレベルの小 さい入力に対して SZN比がどれだけ劣化するかを示しており、入力されるレベルが 大きければ S/N比の劣化は小さくて済む。例えば、図 4では、区間（2)〜（3)では、 LNA205に熱雑音が入力されるため、総合雑音指数は、 LNAの雑音指数だけ増加 する力 区間（3)〜（4)では増幅された信号が AMP206に入力されるため、例えば 、総合雑音指数の増加（2. OdB)は区間（3)〜（4)の雑音指数（14. 8dB)よりも小さ レ、。一方、例えば、図 5では、 LNA205を経由しないため、区間（3)〜（4)では AMP 206に熱雑音レベルの信号が入力されるため、総合雑音指数は、例えば、区間（3) 〜 (4)の雑音指数（14. 8dB)だけ増加する。
[0037] AGC— AMP211の利得は、ポート（5) 225にぉける電カが0(18111となるょぅに、閉 ループ制御されているものとする。ポート（1) 221で発生する熱雑音電力は、以下の 式で計算できる。
(ポート（1)の熱雑音電力） = 10 'log (k'T' BW' 103) [dBm]
ただし、 k：ボルツマン定数 = 1 · 38 Χ 10_23ϋ/Κ]、 T:絶対温度 [K]、
BW：受信帯域幅 [Hz]である。
[0038] 狭帯域 CDMA方式の無線地基地局の受信帯域幅は、 1. 23MHzであるため、温 度が 25°Cとすれば、ポート（1)の熱雑音電力は、—113dBmである。 SW201が端 子 1側に設定され、受信機入力端が終端されているため、受信機には、この熱雑音 が入力される。
[0039] 図 6及び図 7は、 SW設定（1)及び SW設定（2)の場合の受信機のレベルダイァで ある。受信機の総合利得、総合雑音指数及び雑音電力は、例えば、図 6及び図 7に 示すレベルで変化する。
ポート（1) 221で発生する熱雑音電力は、例えば、 _ 113dBm (帯域幅 1. 23MH z、温度 25°C)である。 SW201が端子 1側に設定され、受信機入力端が終端されて いるため、受信機には、この熱雑音以外の信号は入力されない。
[0040] SW設定（1)の場合、ポート（1) 221で発生した熱雑音は、雑音電力 601のレベル ダイァで、ポート（4)に到達する。なお、ポート（4) 224における受信電力は、以下の 式で計算できる。 (ポート (4)の受信電力） = (ポート（1)の熱雑音電力） + (ポート（1)〜ポート (4)間の 総合利得） + (ポート（1)〜ポート (4)間の総合雑音指数）
= - 113dBm+ 50dB + 5dB= - 58dBm
従って、 AGC—AMP211の利得は + 58dBとなるように閉ループ制御される。これ より、 AGC—AMP利得（1)の期待値は 58dBと計算できる。
[0041] し力し、 AGC—AMP利得（1)の値には、以下の要因によるばらつきが存在する。
一つは、ポート（1) 221で発生する熱雑音電力が温度により ± ldB変化する（一 40 °C〜 + 85°C)ことによるばらつきである。もう一つは、ポート（1) 221〜ポート（4) 224 間の構成部品の個別ばらつきである。これは、受信機の回路規模'使用部品等によ つて異なるが、一般的に ± ldB〜土 3dB程度のばらつきが存在する。正常性判定閾 値は、これらのばらつきを考慮して決める必要があり、例えば、期待値を 58dB、許容 範囲を ± 3dBとし、 58dB± 3dB以内を AGC—AMP利得（1)の規格値とする。なお 、 AGC— AMP利得（1)の期待値及びばらつきの値は一例であり、これ以外の値をと ることちでさる。
[0042] 次に、 SW設定（2)の場合について説明する。 SW設定（2)の場合、ポート（1) 221 で発生した熱雑音は、図 7における雑音電力 701のレベルダイァで、ポート（4)に到 達する。 SW設定（1)の場合と同様に、ポート（4) 224における受信電力は、以下の ように計算できる。
(ポート（4)の受信電力） = _ 113dBm+ 34dB + 16. 8dB
= -62. 2dBm
従って、 AGC—AMP211の利得は + 62. 2dBとなるように閉ループ制御される。 A GC—AMP利得（1)の場合と同様に、例えば、 AGC—AMP利得（2)の規格値を期 待値の 62. 2dB、許容範囲を ± 3dBとし、 62. 2dB ± 3dB以内とする。なお、 AGC 一 AMP利得（2)の期待値及びばらつきの値は一例であり、これ以外の値をとることも できる。
[0043] ここで、ステップ 305で基地局制御部 113が記録した AGC—AMP利得（1) 、 60 dBであったとする。これは、上述の AGC—AMP利得（1)の規格の範囲内である。し かし、これだけをもって、受信機が正常であるとは言えない場合がある。例えば、 LN A205が故障して信号が増幅されず、ポート（3) 223に熱雑音のみが入力されている 場合について考えると、この場合雑音信号電力は雑音電力 701のレベルダイァと同 じになる。すなわち、 SW設定（2)の条件と等価であるため、 AGC—AMP211の利 得は、 62. 2dB± 3dB以内の値になり得る。すなわち、 LNA205が故障した場合で も、 AGC _ AMP利得（ 1 )は 60dBになり得る。
[0044] 上述のステップ 312では、このような誤診断を防ぐために、以下の条件を全て満足 した受信機を正常、それ以外の受信機は異常と診断する。
1. AGC— AMP利得（1)が 58dB± 3dB (第 1の範囲）以内
2. AGC— AMP利得（2)が 62· 2dB± 3dB (第 2の範囲）以内
3. (AGC— AMP利得（2) )—（AGC— AMP利得（1) )が 4. 2dB± ldB (第 3の範 囲)以内
[0045] (AGC— AMP利得（2) )—（AGC— AMP利得（1) )の規格値について説明する。
(AGC— AMP利得（2) )—（AGC— AMP利得（1) )の期待値は、 AGC— AMP利 得（2)の期待値から AGC— AMP利得（1)の期待値を減じた値であるため、 4. 2dB である。この値のばらつきは、 AGC— AMP利得（1)及び AGC— AMP利得（2)の ばらつきよりも小さレ、。理由は、 AGC—AMP利得（1)及び AGC—AMP利得（2)を 測定する回路において、ポート（1) 221〜ポート（2) 222間及びポート（3) 223〜ポ ート（4) 224間は共通であるためである。ポート（1) 221〜ポート（2) 222間が共通で あることにより、ポート（1) 221で発生する熱雑音電力が温度により変化する影響がな くなる。また、ポート（3) 223〜ポート (4) 224間も共通であることにより、この区間を構 成する部品の個別ばらつきも無関係となる。従って、（八0〇_八1^?利得（2) ) _ (八 GC—AMP利得（1) )の値のばらつきは、ポート（2) 222〜ポート（3) 223間、すなわ ち LNA205の性能ばらつきにのみ依存する。例えば、増幅率及び雑音に関する性 能に応じて、許容範囲を ± ldBとして、（AGC—AMP利得（2) ) _ (AGC—AMP利 得（1) )の規格値を 4. 2dB± ldB以内とすることができる力 これ以外の値をとつても よい。上述の 3つの条件内の具体的数値は、図 4， 5に示した値から、受信機の運用 前に決定され、基地局制御部 113の ROM139, RAM138または保守端末 103の 記憶装置に記憶される。基地局制御部 113の CPUは、図 3に示した手順にしたがつ て取得および記録された AGC_ AMP利得（1)及び AGC_ AMP利得（2)を上述 の 3つの条件にあてはめることにより、受信機の正常 ·異常を判断する。
[0046] (AGC—AMP利得（2) ) _ (AGC—AMP利得（1) )の値を、正常性診断の判定 条件に加えることで、 LNA205の障害が検出可能となる。また、 LNA205以外の部 品で障害が発生した場合についても検出可能である。例えば、 AMP206で障害が 発生したとすると、 AGC—AMP利得（1)と AGC—AMP利得（2)の値力 ほぼ同じ になるため、判定条件 3を満足できなレ、。他の部品についても同様である。従って、 上述の 3つの判定条件を用いることにより、受信機の正常性診断が実現できる。 産業上の利用可能性
[0047] 本発明は、移動体通信システムにおける無線基地局装置に利用可能である。また 、小型のピコセル基地局に利用可能である。
上記記載は実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の精神と 添付の請求項の範囲内で種々の変更および修正をすることができることは当業者に 明らかである。
図面の簡単な説明
[0048] [図 1]本発明の一実施例による無線基地局装置のブロック図である。
[図 2]本発明の一実施例による受信機障害検出回路のブロック図である。
[図 3]本発明の一実施例による受信機正常性診断方法のシーケンス図である。
[図 4]本発明の一実施例による SW設定（1)の場合の受信機の性能である。
[図 5]本発明の一実施例による SW設定（2)の場合の受信機の性能である。
[図 6]本発明の一実施例による SW設定（1)の場合の受信機のレベルダイァである。
[図 7]本発明の一実施例による SW設定（2)の場合の受信機のレベルダイァである。

Claims

請求の範囲
[1] アンテナと、
前記アンテナを介して端末からの信号を受信するための受信機と、
前記受信機に接続され、前記受信機の正常性を判断する制御部とを
備えた基地局であって、
前記受信機は、
前記受信機の入力端を、前記アンテナに接続するか又は終端するかを切り換える 第 1のスィッチ部と、
前記受信機の入力端から入力された信号を低歪で増幅する低雑音増幅器と、 前記受信機の信号経路を、前記低雑音増幅器を経由する第 1の経路、又は、前記 低雑音増幅器を経由しない第 2の経路に切り換える第 2のスィッチ部と、
第 1の経路及び第 2の経路からの信号を、予め定められた利得で増幅する増幅部 と、
出力が一定となるように利得を制御し、前記増幅部からの出力を、制御された利得 で増幅する自動利得制御増幅器と
を有し、
前記制御部は、
前記第 1のスィッチ部により前記受信機の入力端を終端して、熱雑音を前記低雑音 増幅器に入力させ、
前記第 2のスィッチ部を切り換えて、第 1の経路に接続された場合の前記自動利得 制御増幅器の第 1の利得と、前記第 2の経路に接続された場合の前記自動利得制 御増幅器の第 2の利得とをそれぞれ取得し、
取得された第 1の利得及び第 2の利得がそれぞれ、予め定められた第 1の範囲内 及び第 2の範囲内であり、かつ、第 1の利得と第 2の利得との差が予め定められた第 3 の範囲内であることにより、前記受信機の正常性を判断する前記基地局。
[2] 前記第 1の範囲は、受信帯域幅及び温度により定まる熱雑音電力、第 1の経路に 接続された場合における前記受信機の入力端から前記自動利得制御増幅器の入力 端までの総合利得及び総合雑音指数に基づく期待値と、予め定められた許容範囲と により定められる請求項 1に記載の基地局。
[3] 前記第 2の範囲は、受信帯域幅及び温度により定まる熱雑音電力と、第 2の経路に 接続された場合における前記受信機の入力端から前記自動利得制御増幅器の入力 端までの総合利得及び総合雑音指数に基づく期待値と、予め定められた許容範囲と により定められる請求項 1に記載の基地局。
[4] 前記第 3の範囲の期待値は、前記第 1の範囲の期待値と前記第 2の範囲の期待値 の差である請求項 1に記載の基地局。
[5] 前記第 3の範囲の許容範囲は、前記低雑音増幅器の増幅率及び雑音に関する性 能に応じて予め定められた値である請求項 1に記載の基地局。
[6] アンテナと、
前記アンテナを介して信号を受信するための受信機と、
前記受信機に接続され、前記受信機の正常性を判断する制御部とを
備えた受信装置であって、
前記受信機は、
前記受信機の入力端を、前記アンテナに接続するか又は終端するかを切り換える スィッチ部と、
前記受信機の入力端から入力される信号を低歪で増幅する低雑音増幅器と を備え、
前記制御部は、前記スィッチ部により前記受信機の入力端を終端して、前記受信 機の入力端の熱雑音を前記低雑音増幅器に入力させ、
該熱雑音が受信機の正常性を判断するための試験信号として用いられる前記受信 装置。
[7] 前記受信機は、
前記受信機の信号経路を、前記低雑音増幅器を経由する第 1の経路、又は、前記 低雑音増幅器を経由しない第 2の経路に切り換える第 2のスィッチ部と、
第 1の経路及び第 2の経路からの信号を、予め定められた利得で増幅する増幅部 と、
出力が一定となるように利得を制御し、前記増幅部からの出力を、制御された利得 で増幅する自動利得制御増幅器と
をさらに有し、
前記制御部は、
前記スィッチ部により前記受信機の入力端を終端して、熱雑音を前記低雑音増幅 器に入力させ、
前記第 2のスィッチ部を切り換えて、第 1の経路に接続された場合の前記自動利得 制御増幅器の第 1の利得と、前記第 2の経路に接続された場合の前記自動利得制 御増幅器の第 2の利得とをそれぞれ取得し、
取得された第 1の利得及び第 2の利得がそれぞれ、予め定められた第 1の範囲内 及び第 2の範囲内であり、かつ、第 1の利得と第 2の利得との差が予め定められた第 3 の範囲内であることにより、前記受信機の正常性を判断する請求項 6に記載の受信 装置。
アンテナを介して端末からの信号を受信する受信機の正常性を判断するための受 信機障害診断方法であって、
受信機の入力端を終端して、入力された信号を低歪で増幅する低雑音増幅器に 熱雑音を入力させ、
受信機の信号経路を、低雑音増幅器と、出力が一定となるように利得を制御して該 利得で信号を増幅する自動利得制御増幅器とを経由する第 1の経路に接続し、 第 1の経路に接続された場合の、自動利得制御増幅器の第 1の利得を取得し、 受信機の信号経路を、低雑音増幅器を経由せず、自動利得制御増幅器を経由す る第 2の経路に接続し、
第 2の経路に接続された場合の、自動利得制御増幅器の第 2の利得を取得し、 取得された第 1の利得及び第 2の利得がそれぞれ、予め定められた第 1の範囲内 及び第 2の範囲内であり、かつ、第 1の利得と第 2の利得との差が予め定められた第 3 の範囲内であることにより、前記受信機の正常性を判断する前記受信機障害診断方 法。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5042949B2 (ja) * 2008-09-01 2012-10-03 株式会社日立製作所 基地局及び受信機障害診断方法
JP5042955B2 (ja) * 2008-09-22 2012-10-03 株式会社日立製作所 無線基地局及び受信機障害診断方法
JP5348050B2 (ja) * 2010-03-30 2013-11-20 富士通株式会社 雑音発生回路及び受信回路
CN103686782A (zh) * 2012-09-19 2014-03-26 中兴通讯股份有限公司 基站诊断系统及基站诊断方法
US9065415B1 (en) * 2014-01-28 2015-06-23 Wilson Electronics, Llc Configuring signal boosters
CA2913564A1 (en) * 2015-11-27 2017-05-27 Telesat Canada Satellite communications subsystem in-orbit verification system and methodologies
US10447336B2 (en) * 2017-03-10 2019-10-15 Skyworks Solutions, Inc. Transmit loopback path architecture
CN111880031B (zh) * 2020-07-14 2023-06-30 广州橙行智动汽车科技有限公司 确定方法、检测方法、服务器和存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1117629A (ja) * 1997-06-24 1999-01-22 Nec Corp 受信機の故障検出回路
JP2003037551A (ja) * 2001-07-25 2003-02-07 Nec Saitama Ltd 無線基地局システムの受信部監視システム及び監視方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1048135A1 (en) * 1998-07-27 2000-11-02 Nokia Networks Oy Testing in an rf communication system
JP2001127715A (ja) 1999-10-28 2001-05-11 Nec Corp 障害検出回路
JP3522225B2 (ja) 2001-02-22 2004-04-26 埼玉日本電気株式会社 無線装置およびその受信故障検出方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1117629A (ja) * 1997-06-24 1999-01-22 Nec Corp 受信機の故障検出回路
JP2003037551A (ja) * 2001-07-25 2003-02-07 Nec Saitama Ltd 無線基地局システムの受信部監視システム及び監視方法

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