WO2014097420A1 - 無線通信装置 - Google Patents

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reception
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山崎　良太
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Hitachi Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/10—Scheduling measurement reports ; Arrangements for measurement reports
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication device, and more particularly to a wireless communication device suitable for industrial plants and mobile systems.
  • the wireless communication device described in Patent Document 1 relates to an inspection device of a wireless section, an inspection system that analyzes and displays inspection results of the wireless section and the wired section, and an inspection apparatus of the wireless section, an inspection of the wireless section and the wired section
  • a technique related to an inspection system that analyzes and displays the result is disclosed, and the I / F unit 110 transmits terminal ID information indicating a communication terminal device to be inspected instructed by the user, and a wireless parameter output from the analysis / display device 400
  • the wireless parameter information there is disclosed a technique of listing each wireless parameter in association with time information.
  • the wireless communication apparatus described in Patent Document 2 relates to a technology for monitoring a radio wave environment after equipment installation, in a wireless data communication system for performing wireless communication, and a wireless signal received through a receiving antenna 11 is It is disclosed that the time and the reception data measured by the reception side clock means 14 are recorded in the reception side recording means 15 so that the reception time and the content of the reception data can be analyzed later by being demodulated into the reception data. There is.
  • the wireless communication device described in Patent Document 3 relates to a technology related to a reception characteristic evaluation system that easily acquires measurement data of a wireless reception device and evaluates the reception characteristic thereof, and the measurement data is a decoded test item identification code And the date and time information and the version information, are sent to the maintenance tool 20, and the same measurement data is stored in the measurement data storage unit 21 together with the test item identification code, the date and time information, and the version information. It is shown.
  • the wireless communication apparatus described in Patent Document 4 relates to a relay station apparatus and a wireless communication method in a wireless communication system that relays wireless communication between wireless stations, and includes a storage unit 12 that stores information received from the wireless station.
  • a technique is disclosed in which, when storing information, the storage unit 12 stores the type of the information and transmission source information that distinguishes the information transmitted from the wireless station in association with the information.
  • JP 2005-328132 A Japanese Patent Laid-Open No. 9-284236 JP, 2005-142736, A JP, 2011-171849, A
  • the communication result and the radio wave environment are basically evaluated on the basis of the demodulated received data, and are obtained by demodulating the data actually received on the receiving side and the data before demodulation. It does not analyze in association with the contents of the demodulated data. Therefore, based on the reception timing obtained by the demodulation data, the reception condition of the received wireless signal and the cause of the communication failure can not be analyzed with high accuracy, and the cause of the deterioration of the communication quality can not be analyzed accurately. There's a problem.
  • an object of the present invention is to provide a table in which received data before reception processing and demodulated data after reception processing are associated with reception timing of reception data in a wireless reception apparatus that receives a wireless signal and performs reception processing. By recording, it is possible to analyze with high accuracy the reception condition of the received radio signal and the cause of the communication failure.
  • the present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems.
  • the reception data is stored at each recording timing, and a reception processing unit that demodulates the reception data synchronizes with the recording timing.
  • Signal recording for inputting a symbol number given to demodulated data subjected to demodulation processing and a demodulation symbol specifying the demodulation data, and creating a table for storing the symbol number and the demodulation symbol in correspondence with the recording timing I was equipped with a department.
  • the reception data before reception processing, the demodulation data after reception processing, and a table in which the reception timing of the reception data and the bit number of the demodulation data are associated can be recorded in the recording unit.
  • the reception condition of the signal can be analyzed with high accuracy at the reception timing level.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a mobile system.
  • FIG. 2 shows an example of a mobile system.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an industrial plant.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a functional configuration of the wireless reception device.
  • FIG. 5 is a timing chart showing an example of processing operation of the wireless receiving apparatus.
  • FIG. 6 is a table showing an example of processing operation of the wireless receiving apparatus.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a functional configuration of the wireless reception device.
  • FIG. 8 is a timing chart showing an example of processing operation of the wireless reception device.
  • FIG. 9 is a table showing an example of processing operation of the wireless reception device.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of an appearance configuration of a wireless receiving apparatus.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of an appearance configuration of a wireless receiving apparatus.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a functional configuration of the wireless reception device.
  • FIG. 12 is a timing chart showing an example of processing operation of the wireless reception device.
  • FIG. 13 is a table showing an example of processing operation of the wireless reception device.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of an appearance configuration of a wireless reception apparatus.
  • each configuration, function, processing unit, processing means, and the like in the following embodiments may realize part or all of them as, for example, integrated circuits or other hardware.
  • each configuration, function, processing unit, processing means, and the like described later may be realized by a program executed on a computer, that is, software. Programs, tables, files, and other information for realizing each configuration, function, processing unit, processing means, etc., memory, hard disk, storage device such as SSD (Solid State Drive), IC card, SD card, storage medium such as DVD, etc. Can be stored in
  • FIG. 1 shows an example of the overall configuration of the first embodiment in which the wireless communication apparatus of the present invention is applied to a mobile system.
  • the mobile system includes a communication analysis server 101, a communication analysis result 102 displayed on a display or the like, a terrestrial radio station 103, terrestrial radio relay stations 104 and 105, and dump trucks 106 and 107.
  • the dump trucks 106 and 107 are equipped with onboard radio stations.
  • the communication analysis server 101 and the terrestrial radio station 103 are connected by a communication cable.
  • the terrestrial radio station 103 and the terrestrial radio relay stations 104 and 105 perform radio communications, and the terrestrial radio station 103 and the terrestrial radio relay stations 104 and 105 perform radio communications with the dump trucks 106 and 107.
  • the dump trucks 106 and 107 also communicate with each other by the on-board radio station.
  • the radio communication apparatus in each radio communication in a mobile system between the ground radio station and the ground radio relay station, between the ground radio station and the on-board radio station, and between the on-board radio station and the on-board radio station
  • the bit number at the time of decoding the demodulation data is displayed on the display of the communication analysis server 101 in association with the recording timing of the reception data.
  • the recording timing is set based on the internal clock signal, and this recording timing is set.
  • the received data is stored in the storage device.
  • demodulation processing of received data is performed in synchronization with the recording timing, and symbol numbers are demodulated in the order of demodulation for symbols demodulated by the demodulation processing at each recording timing.
  • a demodulation symbol which is added and specifies this symbol is output, and a table in which the symbol number is associated with the demodulation symbol is created for each reception timing.
  • Communication analysis is performed based on this table, and as shown at 102 in FIG. 1, for example, the result of communication analysis is displayed on the display of the communication analysis server 101.
  • the correspondence between the highlighted bit of the demodulated data (in this example, “ABC4” of the demodulation bit string) and the received data at this recording timing is visual. Is displayed on.
  • the demodulated data representing the communication result and the received data representing the communication state can be associated with each recording timing determined by the internal clock signal, for example, the level of the received data corresponding to a specific demodulated bit string is significantly reduced. If this is the case, it can be determined at this recording timing that the reception condition is extremely deteriorated.
  • FIG. 2 shows an example of the overall configuration of a mobile unit system according to a second embodiment in which the wireless communication apparatus of the present invention is applied to a railway vehicle operation control system.
  • the operation control system includes a communication analysis server 201, a communication analysis result 202, a relay device 203, ground radio stations 204, 205, and 206, and a railway train 207.
  • the communication analysis server 201 and the relay device 203 are connected by a communication cable.
  • the terrestrial radio stations 204, 205, and 206 perform radio communication with the on-board radio stations mounted on the railway train 207.
  • the same processing as in Embodiment 1 is performed to thereby obtain demodulated data representing the communication result and received data representing the communication state Can be associated with each recording timing determined by the internal clock signal.
  • the wireless communication state in the operation control system can be analyzed.
  • the communication state before and after that is analyzed based on the recording timing to identify the cause of the wireless communication failure. be able to.
  • FIG. 3 shows an example of the overall configuration of an industrial plant according to this embodiment.
  • the industrial plant comprises a communication analysis server 301, communication analysis results 302, plants 303 and 306, and terrestrial radio stations 304 and 305.
  • the communication analysis server 301 and the plant 303 are connected by a communication cable.
  • the terrestrial radio stations 304 and 305 communicate with each other wirelessly.
  • the industrial plant according to the present embodiment performs the same processing as in the first embodiment in the radio communication between the terrestrial radio station and the terrestrial radio station, thereby recording timing as shown in the communication analysis result 302 as an example of display. , The correspondence between the highlighted bits of the demodulated data and the received data at this recording timing is visually displayed. As described above, by visually displaying the highlight data corresponding to a part of the demodulated data and the timing of the corresponding received data, the demodulated data representing the communication result and the received data representing the communication state are displayed. It can correspond. In particular, in an industrial plant, since there are many metal structures that interfere with wireless propagation, the wireless propagation environment is locally degraded. Therefore, it is important to always check the communication state according to the present invention. It is.
  • FIG. 4 shows an example of a more detailed functional configuration of the wireless communication apparatus used for the systems of the first to third embodiments.
  • the wireless communication apparatus shown in FIG. 4 includes an antenna 401, an RF unit 402, an ADC unit 403, a reception processing unit 404, and a signal recording unit 405.
  • the signal recording unit 405 includes a memory 406 and a table 407.
  • Received data received by the antenna 401 is down-converted by the RF unit 402, subjected to digital sampling processing by the ADC unit 403, and converted into digitalized received data 408.
  • the reception processing unit 404 demodulates the reception data 408 and outputs a symbol number 409 and a demodulation symbol 410.
  • the symbol number 409 is a serial number given in the order of demodulation for each of the demodulated symbols
  • the demodulation symbol 410 is information obtained by the demodulation processing in order to specify the demodulated symbols. It is.
  • the symbol number 409 and the demodulation symbol 410 are output at the timing when one symbol is demodulated.
  • QPSK quadrature phase shift keying
  • one symbol is configured to assign two bits and four states to a phase of every .pi. / 4, and two bits and four states that are reception data for one symbol are demodulated.
  • the symbol number is counted up, and the demodulation bit string obtained by the demodulation processing is allocated to every 4 symbol numbers to be a demodulation symbol.
  • the received data 408 is also input to the signal recording unit 405 and recorded in the memory 406. At this time, each time the received data 408 is recorded in the memory 406 one sample at a time, the recording timing is output to the table 407.
  • the table 407 stores the recording timing value at that time when the symbol number 409 and the demodulation symbol 410 are input, and stores the symbol number 409 and the demodulation symbol 410 for each recording timing value.
  • a table 407 in which the symbol numbers 409 of the demodulated data are associated with the demodulated symbols 410 is created for each recording timing value, and the received data 408 before reception processing is associated with the demodulated data after reception processing. be able to.
  • FIG. 6 shows an example of the table, in which three items of the timing value, the symbol number 409 and the demodulation symbol 410 are collected in one row and are recorded in association with each other. For example, it is possible to associate that the symbol number 409 is 1 and the demodulation symbol 410 is 1 + 1 * j at the recording timing of the received data timing of 7.
  • the device configuration according to the fourth embodiment it is possible to provide a wireless communication device which is highly convenient for a plurality of systems having different purposes of analyzing the state of wireless communication.
  • FIG. 7 shows a wireless communication apparatus of the fifth embodiment.
  • the wireless communication apparatus includes an antenna 701, an RF unit 702, an ADC unit 703, an AGC unit 704, a synchronization unit 705, a demodulation unit 706, a decoding unit 707, a reception buffer unit 708, a signal recording unit 709, a table creation unit 710, and signal storage.
  • a section 711 is included.
  • Received data received by the antenna 701 is down-converted by the RF unit 702, and digitally sampled by the ADC unit 703 to become received data 712 converted into digital data.
  • the AGC unit 704 adjusts the level of the received data 712.
  • the synchronization unit 705 performs frequency synchronization and timing synchronization of the received data 712.
  • the demodulation unit 706 performs demodulation processing, and outputs symbol information 713 including a symbol number and a demodulation symbol.
  • the symbol number is a sequential number given in the order of demodulation for each of the demodulated symbols, and the demodulation symbol is information obtained by the demodulation process. Symbol information 713 including these is output each time one symbol is demodulated.
  • the decoding unit 707 performs a decoding process, and outputs the bit number 714 to the table creation unit 710 and the decoded bit 715 to the reception buffer unit 708, respectively.
  • the bit number 714 is a number assigned to the plurality of decoded bits in the decoded order, and the decoded bit 715 is information obtained by the decoding process.
  • the bit number 714 and the decoded bit 715 are output at the timing when one bit is decoded.
  • the reception buffer unit 708 stores the decoded bit 715.
  • the received data 712 is also input to the signal recording unit 709 and recorded in the memory 716.
  • the memory address controller 717 is provided, and the memory address is cyclically designated by cyclically specifying the memory address.
  • the memory address controller 717 outputs the recording timing to the table generation unit 710 each time the received data 712 is recorded in the memory 716 one sample at a time.
  • the table generation unit 710 stores the recording timing value at that time, associates these and stores them.
  • FIG. 9 shows an example of the table.
  • Six items of symbol timing, symbol number, demodulation symbol, bit timing, bit number, and decoded bit are grouped into one line and associated and recorded. For example, when the symbol timing of received data is 7, it corresponds that the symbol number is 1, the demodulation symbol is 1 + 1 * j, the bit timing is 12, the bit number is 1, and the decoded bit is 0. be able to.
  • FIG. 10 illustrates a configuration example according to the present embodiment, which includes a wireless communication apparatus 1001 and a result display unit 1002.
  • the result display unit 1002 displays the bit string 1003 and the received data 1104, and visually indicates that the bit of the highlighted part in the bit string 1003 is associated with a specific part of the received data 1004. it's shown.
  • This display result can be created based on the table information of FIG.
  • FIG. 11 shows a wireless communication apparatus of the sixth embodiment.
  • the wireless communication apparatus illustrated in FIG. 11 includes an antenna 1101, an RF unit 1102, an ADC unit 1103, an AGC unit 1104, a synchronization unit 1105, a demodulation unit 1106, a decoding unit 1107, an error determination unit 1108, a signal recording unit 1109, and a table creation unit 1110. , And a signal storage unit 1111.
  • Received data received by the antenna 1101 is down-converted by the RF unit 1102, digitally sampled by the ADC unit 1103, and converted into digitalized received data 1112.
  • the AGC unit 1104 adjusts the level of the received data 1112.
  • the synchronization unit 1105 performs frequency synchronization and timing synchronization of the received data 1112.
  • the demodulation unit 1106 performs demodulation processing and outputs symbol information 1113 including a symbol number and a demodulation symbol.
  • the symbol number is a number given in the order in which the plurality of demodulated symbols are demodulated.
  • the demodulation symbol is information obtained by demodulation processing. Symbol information 1113 including these is output at the timing when one symbol is demodulated.
  • the decoding unit 1107 performs a decoding process and outputs bit information 1115 including a bit number and a decoded bit.
  • the bit number is a number given in the decoded order to the plurality of decoded bits.
  • the decoded bits are information obtained by the decoding process. Bit information 1115 including these is output at the timing when one bit is decoded.
  • the error determination unit 1108 determines the presence or absence of a bit error of the decoded bit, and outputs the result.
  • the received data 1112 is also input to the signal recording unit 1109.
  • the input received data 1112 is recorded in the memory 1116.
  • the memory address controller 1117 cyclically specifies the memory address to overwrite and record. Also, each time the received data 1112 is recorded in the memory 1116 one sample at a time, the memory address controller 1117 outputs the recording timing to the table generation unit 1110.
  • the table creation unit 1110 receives symbol information 1113 including a symbol number and a demodulated symbol, bit information 1115 including a bit number and a decoded bit, and further receives a notification of a bit error from the error determination unit 1108, and records it. Save the timing values, associate them with each other, and save. This series of operations creates a table in which received data before reception processing, demodulation data after reception processing, reception timing of reception data, and bit number of demodulation data are associated only when bit error determination is made. can do.
  • FIG. 13 shows an example of the table.
  • symbol timing Six items of symbol timing, symbol number, demodulation symbol, bit timing, bit number, and decoded bit are grouped into one line and associated and recorded. For example, when the symbol timing of received data is 7, it corresponds that the symbol number is 1, the demodulation symbol is 1 + 1 * j, the bit timing is 12, the bit number is 1, and the decoded bit is 0. be able to.
  • FIG. 14 shows a configuration example according to the present embodiment, which includes a wireless communication apparatus 1401 and a result display unit 1402.
  • the result display unit 1402 displays the bit string 1403 and the received data 1404, and visually indicates that the location of the error bit in the bit string 1403 is highlighted and is associated with a specific location of the received data 1404. It is displayed on.
  • This display result can be created based on the table information of FIG.
  • the device configuration according to the sixth embodiment it is possible to provide a wireless communication device that is highly convenient for a plurality of systems having different purposes of analyzing the state of wireless communication.

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Abstract

　無線通信装置において受信処理前の受信データと、受信処理後の復調データとを、受信データの受信タイミングに対応付けて記録することにより、無線信号の受信状況を受信タイミングレベルで高精度に解析する。　信号記録部(405)は、ＡＤＣ部(403)からの受信データ(408)を記録タイミング毎にメモリ(406)に記憶する一方、この受信データ(408)を復調処理する受信処理部(404)から、記録タイミングに同期して、受信処理部(404)により復調処理された復調データに付与されるシンボル番号(409)と、復調シンボル(410)とを入力する。信号記録部(405)は、記録タイミングに対応させて、シンボル番号(409)と復調シンボル(410)を保存するテーブル(407)を作成し、受信処理前の受信データ(408)と受信処理部(404)による受信処理後の復調データとを、受信データの受信タイミングに対応付けて記録する。

Description

無線通信装置
　本発明は、無線通信装置、特に産業プラント及び移動体システム等に好適な無線通信装置に関する。
　産業プラントや移動体システムに利用される無線通信装置においては、様々な外的要因によって、無線信号の受信状況が変化するため、これを解析し、通信障害の要因を詳細に分析したり、安定した通信が行われるよう、効果的な対策を採る必要がある。
　無線信号の受信状況を解析するための技術を記載した文献として、下記の特許文献１～特許文献４がある。
　特許文献１に記載の無線通信装置は、無線区間の検査装置、無線区間と有線区間の検査結果を解析して表示する検査システムに関するもので、無線区間の検査装置、無線区間と有線区間の検査結果を解析して表示する検査システムに関する技術が開示され、Ｉ／Ｆ部１１０は、ユーザから指示された検査対象の通信端末装置を示す端末ＩＤ情報、解析／表示装置４００から出力された無線パラメータを示す情報（無線パラメータ情報）が入力され、無線パラメータ情報は、各無線パラメータを時刻情報と対応付けてリスト化する技術が開示されている。
　特許文献２に記載の無線通信装置は、無線通信を行う無線データ通信システムにおいて、特に機器設置後の電波環境の監視を行う技術に関するもので、受信アンテナ１１を通して受信した無線信号は復調手段１２で受信データに復調され、受信した時間と受信データの内容とを後に解析できるように、受信側時計手段１４で計測された時刻と受信データとを受信側記録手段１５に記録することが開示されている。
　特許文献３に記載の無線通信装置は、無線受信装置の測定データを容易に取得し、その受信特性を評価する受信特性評価システムに関する技術に関するもので、測定データは、復号されたテスト項目識別符号とこれら日時情報、バージョン情報とに関連付けられ、メンテナンス・ツール２０に送られて、この測定データ記憶部２１に同じ測定データが、テスト項目識別符号、日時情報及びバージョン情報とともに、保存されることが示されている。
　特許文献４に記載の無線通信装置は、無線局間の無線通信を中継する無線通信システムにおける中継局装置及び無線通信方法に関するもので、無線局から受信した情報を記憶する記憶部１２を備え、記憶部１２は情報を記憶する際、その情報の種別、及び無線局から送信された情報を区別する送信元情報を、情報と関連付けて記憶する技術が開示されている。
特開２００５－３２８１３２号公報 特開平９－２８４２３６号公報 特開２００５－１４２７３６号公報 特開２０１１－１７１８４９号公報
　これらの先行技術においては、通信結果や電波環境を、復調された受信データに基づいて評価することを基本としており、受信側で実際に受信した復調前のデータと、これを復調することにより得られる復調データの内容とを関連付けて解析していない。
　このため、復調データにより得られる受信タイミングに基づいて、受信した無線信号の受信状況、通信障害の要因を高精度に解析することができず、通信品質を低下させる要因を正確に分析ができないという問題がある。
　そこで、本発明の目的は、無線信号を受信して受信処理を行う無線受信装置において、受信処理前の受信データと受信処理後の復調データとを、受信データの受信タイミングに対応付けたテーブルに記録することにより、受信した無線信号の受信状況や通信障害の要因を高精度に解析することにある。
　上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
　本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、受信データを記録タイミング毎に記憶するとともに、この受信データを復調処理する受信処理部から、記録タイミングに同期して、復調処理された復調データに付与されたシンボル番号と、該復調データを特定する復調シンボルとを入力し、記録タイミングに対応させて前記シンボル番号と復調シンボルを保存するテーブルを作成する信号記録部を備えるようにした。
　本発明によれば、受信処理前の受信データと、受信処理後の復調データと、前記受信データの受信タイミングと前記復調データのビット番号とを対応付けたテーブルとを記録部に記録でき、無線信号の受信状況を受信タイミングレベルで高精度に解析することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
図１は移動体システムの例を示す図である。 図２は移動体システムの例を示す図である。 図３は産業プラントの例を示す図である。 図４は無線受信装置の機能構成例を示す図である。 図５は無線受信装置の処理動作例を示すタイミングチャートである。 図６は無線受信装置の処理動作例を示すテーブルである。 図７は無線受信装置の機能構成例を示す図である。 図８は無線受信装置の処理動作例を示すタイミングチャートである。 図９は無線受信装置の処理動作例を示すテーブルである。 図１０は無線受信装置の外観構成例を示す図である。 図１１は無線受信装置の機能構成例を示す図である。 図１２は無線受信装置の処理動作例を示すタイミングチャートである。 図１３は無線受信装置の処理動作例を示すテーブルである。 図１４は無線受信装置の外観構成例を示す図である。
　以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明する。また、各実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。なお、以下の実施の形態において、その構成要素（処理ステップ等も含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須ではない。
　また、以下の実施の形態における各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路その他のハードウェアとして実現してもよい。
　また、後述する各構成、機能、処理部、処理手段等は、コンピュータ上で実行されるプログラム、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよい。各構成、機能、処理部、処理手段等を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記憶媒体に格納することができる。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
　［実施例１］
　［システム構成］
　図１に、本発明の無線通信装置を移動体システムに適用した、実施例１の全体構成例を示す。
　この移動体システムは、通信解析サーバ１０１、ディプレイ等に表示される通信解析結果１０２、地上無線局１０３、地上無線中継局１０４及び１０５、ダンプトラック１０６及び１０７から構成される。ダンプトラック１０６及び１０７は車上無線局を搭載している。通信解析サーバ１０１と地上無線局１０３は、通信ケーブルで接続されている。地上無線局１０３と、地上無線中継局１０４及び１０５は、無線通信を行い、また、地上無線局１０３、地上無線中継局１０４及び１０５は、ダンプトラック１０６及び１０７と無線通信を行う。なお、ダンプトラック１０６及び１０７同士でも、車上無線局どおしで無線通信を行う。
　［処理動作・効果］
　本実施例に係る無線通信装置では、地上無線局―地上無線中継局間、地上無線局―車上無線局間、車上無線局―車上無線局間の移動体システムにおける各無線通信において、受信処理前の受信データと受信処理後の復調データ、これに加えて、復調データを復号した際のビット番号を、受信データの記録タイミングとを対応付けて、通信解析サーバ１０１のディスプレイに表示させる。
　すなわち、例えば、地上無線局１０３においては、通信解析サーバ１０１が地上無線中継局１０４を経由して受信データを受信した際、内部のクロック信号に基づいて、記録タイミングを設定して、この記録タイミング毎に、受信データを記憶装置に格納する。
　一方、地上無線局１０３の受信処理部においては、記録タイミングに同期して受信データの復調処理がなされ、記録タイミング毎に、復調処理により復調されたシンボルに対して、復調された順にシンボル番号を付加し、このシンボルを特定する復調シンボルが出力され、受信タイミング毎に、このシンボル番号と復調シンボルとが対応付けられたデーブルが作成される。
　このテーブルに基づいて通信解析が行われ、例えば、図１の１０２に示すように、通信解析サーバ１０１のディスプレイに通信解析結果が表示される。
　この例のように、記録タイミングに基づいて、復調データの一部のハイライトされたビット（この例では、復調ビット列の「ABC4」）と、この記録タイミングにおける受信データとの対応関係が視覚的に表示される。
　これにより、通信結果を表す復調データと、通信状態を表す受信データを、内部のクロック信号により定まる記録タイミング毎に対応付けることができ、例えば、特定の復調ビット列に対応する受信データのレベルが著しく低下している場合には、この記録タイミングにおいて、受信状態が極端に悪化していることを判別することができる。
　こうした解析結果により、例えば、特定の記録タイミングにおけるダンプトラック１０６の位置では、地上無線中継局１０４との間に、通信を阻害する障害物があることなどが判明し、地上無線中継局１０４を再配置したり、新たな地上無線中継局を追加するなどにより、ダンプトラック１０６、１０７の移動範囲全域にわたり、安定した通信を確保することが可能になる。特にこうした移動体システムにおいては、工事の進行等に応じて地上無線中継局の設置個所が頻繁に変更されるため、上述のように、通信状態の変動をモニターできることが安定した通信を維持管理する上できわめて有効である。
　［実施例２］
　［システム構成］
　図２に、本発明の無線通信装置を鉄道車両の運行制御システムに適用した実施例２の移動体システムの全体構成例を示す。
　この運行制御システムは、通信解析サーバ２０１、通信解析結果２０２、中継装置２０３、地上無線局２０４及び２０５及び２０６、鉄道列車２０７から構成される。通信解析サーバ２０１と中継装置２０３は、通信ケーブルで接続されている。地上無線局２０４及び２０５及び２０６は、鉄道列車２０７に搭載された車上無線局と無線通信を行う。
　［処理動作・効果］
　本実施例に係る無線通信装置では、地上無線局―車上無線局間の無線通信において、実施例１と同様の処理を行うことで、通信結果を表す復調データと、通信状態を表す受信データを、内部のクロック信号により定まる記録タイミング毎に対応付けることができる。この通信解析結果２０２を、図２に示すように、通信解析サーバ２０１のディスプレイ等に表示することにより、運行制御システムにおける無線通信状態を解析することができる。特に、鉄道車両の運行制御システムにおいては、事故発生時の原因究明が重要であり、本実施例によって、その前後における通信状態を記録タイミングを基準にして解析し、無線通信の障害要因を特定することができる。
　［実施例３］
　［システム構成］
　図３に、本形態例に係る産業プラントの全体構成例を示す。本産業プラントは、通信解析サーバ３０１、通信解析結果３０２、プラント３０３及び３０６、地上無線局３０４及び３０５から構成される。通信解析サーバ３０１とプラント３０３は、通信ケーブルで接続されている。地上無線局３０４及び３０５は、互いに無線通信を行う。
　［処理動作・効果］
　本形態例に係る産業プラントは、地上無線局―地上無線局間の無線通信において、実施例１と同様の処理を行うことにより、表示の一例として、通信解析結果３０２に示すように、記録タイミングに基づいて、復調データの一部のハイライトされたビットと、この記録タイミングにおける受信データとの対応関係が視覚的に表示される。
　このように、復調データの一部のハイライトされたビットと対応する受信データのタイミングを対応付けて、視覚的に表示することにより、通信結果を表す復調データと、通信状態を表す受信データを対応付けることができる。
　特に、産業プラントにおいては、無線伝搬の障害となる金属製の構造物が多い環境であることから、局所的に無線伝搬環境が劣悪になるため、本発明によって通信状態を常時確認することが重要である。
　［実施例４］
　［装置構成］
　図４に、実施例１～３のシステムに利用される無線通信装置のより詳細な機能構成の例を示す。図４に示す無線通信装置は、アンテナ４０１、ＲＦ部４０２、ＡＤＣ部４０３、受信処理部４０４、信号記録部４０５から構成され、信号記録部４０５は、メモリ４０６、テーブル４０７から構成される。
　アンテナ４０１で受信した受信データは、ＲＦ部４０２でダウンコンバージョンされ、ＡＤＣ部４０３によるデジタルサンプリング処理を経て、デジタルデータ化された受信データ４０８となる。受信処理部４０４は、この受信データ４０８に対して復調処理を行い、シンボル番号４０９と復調シンボル４１０を出力する。
　ここで、シンボル番号４０９とは、復調されたシンボル毎に、復調された順番で付けられた連続番号であり、復調シンボル４１０は、復調されたシンボルを特定するため、復調処理によって得られた情報である。
　シンボル番号４０９及び復調シンボル４１０は、１つのシンボルが復調されたタイミングで出力される。例えば、ＱＰＳＫ(直交位相シフトキーイング)の場合、１シンボルで２ビット４状態をπ／４毎の位相に割り当てる構成となっており、１シンボル分の受信データである２ビット４状態が復調される度に、シンボル番号がカウントアップされ、復調処理によって得られた復調ビット列を、４シンボル番号毎に割り振って復調シンボルとしている。
　受信データ４０８は、信号記録部４０５へも入力され、メモリ４０６に記録される。このとき、受信データ４０８が１サンプルずつメモリ４０６に記録されるたびに、その記録タイミングをテーブル４０７へ出力する。
　テーブル４０７は、シンボル番号４０９及び復調シンボル４１０が入力されたときに、その時点の記録タイミング値を保存し、記録タイミング値毎にシンボル番号４０９と復調シンボル４１０を保存する。
　この一連の動作により各記録タイミング値毎に、復調データのシンボル番号４０９と復調シンボル４１０とを対応付けたテーブル４０７が作成され、受信処理前の受信データ４０８と受信処理後の復調データとを対応付けることができる。
　［処理動作・効果］
　以上に説明した処理動作例の詳細を、図５に示す。受信データを記録し続ける間、クロック信号に同期したタイミング値はカウントアップされる。受信処理部４０４は受信データに対して復調処理を行い、１シンボルが復調された時点で、シンボル番号４０９と、復調シンボル４１０をテーブルへと追記する。
　また、その時点でのタイミング値をテーブルへと追記する。図６は、テーブルの一例を示しており、タイミング値、シンボル番号４０９、復調シンボル４１０の３項目を１行にまとめ、対応付けて記録する。例えば、受信データのタイミングが７の記録タイミングにおいては、シンボル番号４０９が１で、復調シンボル４１０は１＋１＊ｊであったと対応付けることができる。以上のとおり、実施例４に係る装置構成によれば、無線通信の状態を解析する目的が異なる複数のシステムにとって利便性の高い無線通信装置を提供することができる。
　［実施例５］
　［装置構成］
　図７に実施例５の無線通信装置を示す。
　この無線通信装置は、アンテナ７０１、ＲＦ部７０２、ＡＤＣ部７０３、ＡＧＣ部７０４、同期部７０５、復調部７０６、復号部７０７、受信バッファ部７０８、信号記録部７０９、テーブル作成部７１０、信号保存部７１１から構成される。
　アンテナ７０１で受信した受信データは、ＲＦ部７０２でダウンコンバージョンされ、ＡＤＣ部７０３でデジタルサンプリングされデジタルデータ化された受信データ７１２となる。ＡＧＣ部７０４は、受信データ７１２のレベル調整を行う。同期部７０５は、受信データ７１２の周波数同期とタイミング同期を行う。
　復調部７０６は、復調処理を行い、シンボル番号と復調シンボルを含むシンボル情報７１３を出力する。シンボル番号とは、復調されたシンボル毎に、復調された順番で付けられた連続番号であり、復調シンボルは、復調処理によって得られた情報である。これらを含むシンボル情報７１３は、１つのシンボルが復調される度に出力される。
　復号部７０７は、復号処理を行い、ビット番号７１４をテーブル作成部７１０に、復号ビット７１５を受信バッファ部７０８にそれぞれ出力する。ビット番号７１４とは、復号された複数のビットに、復号された順番で付けられた番号であり、復号ビット７１５は、復号処理によって得られた情報である。
　ビット番号７１４及び復号ビット７１５は、１つのビットが復号されたタイミングで出力される。受信バッファ部７０８は、復号ビット７１５を格納する。また、受信データ７１２は、信号記録部７０９へも入力され、メモリ７１６へ記録される。受信データ７１２がメモリ容量を超えて記録される場合、メモリアドレスコントローラ７１７を設け、メモリアドレスをサイクリックに指定することで上書き記録する。
　またメモリアドレスコントローラ７１７は、受信データ７１２がメモリ７１６へ１サンプルずつ記録されるたびに、その記録タイミングをテーブル作成部７１０へ出力する。テーブル作成部７１０は、シンボル番号と復調シンボルを含むシンボル情報７１３、ビット番号７１４及び復号ビット７１５が入力されたときに、その際の記録タイミング値を保存し、これらを対応付けて保存する。
　この一連の動作により、記録タイミング毎に、受信データ７１２、シンボル番号と復調シンボルを含むシンボル情報７１３、そして、復号処理によって得られたビット番号７１４を対応付けたテーブルを作成することができる。
　［処理動作・効果］
　以上に説明した実施例５の処理動作例の詳細を図８に示す。
　ＡＤＣ部４０３でデジタルサンプリングされた受信データを記録し続ける間、クロック周波数に同期したタイミング値はカウントアップされる。１シンボルが復調された時点で、シンボル番号と復調シンボルを含むシンボル情報７１３に含まれるをテーブルへと追記する。また、１ビットが復号された時点で、ビット番号と、復号ビットをテーブルへと追記する。またその時点でのタイミング値をビットタイミングとしてテーブルへと追記する。
　図９は、テーブルの一例を示している。シンボルタイミング、シンボル番号、復調シンボル、ビットタイミング、ビット番号、復号ビットの６項目を１行にまとめ、対応付けて記録する。例えば、受信データのシンボルタイミングが７の箇所においては、シンボル番号が１で、復調シンボルは１＋１＊ｊであり、ビットタイミングが１２で、ビット番号が１、復号ビットが０であった、と対応付けることができる。
　図１０は、本実施例に係る構成例を示しており、無線通信装置１００１と、結果表示部１００２から構成される。結果表示部１００２は、ビット列１００３と受信データ１１０４を表示しており、ビット列１００３内のハイライトされている箇所のビットが、受信データ１００４のある特定の箇所と対応付けられることを、視覚的に表示している。この表示結果は、図９のテーブル情報を元にして作成することができる。以上のとおり、形態例５に係る装置構成によれば、無線通信の状態を解析する目的が異なる複数のシステムにとって利便性の高い無線通信装置を提供することができる。
　［実施例６］
　［装置構成］
　図１１に、実施例６の無線通信装置を示す。図１１に示す無線通信装置は、アンテナ１１０１、ＲＦ部１１０２、ＡＤＣ部１１０３、ＡＧＣ部１１０４、同期部１１０５、復調部１１０６、復号部１１０７、エラー判定部１１０８、信号記録部１１０９、テーブル作成部１１１０、信号保存部１１１１から構成される。
　アンテナ１１０１で受信した受信データは、ＲＦ部１１０２でダウンコンバージョンされ、ＡＤＣ部１１０３でデジタルサンプリングされ、デジタルデータ化された受信データ１１１２となる。ＡＧＣ部１１０４は、受信データ１１１２のレベル調整を行う。同期部１１０５は、受信データ１１１２の周波数同期とタイミング同期を行う。
　復調部１１０６は、復調処理を行い、シンボル番号と復調シンボルを含むシンボル情報１１１３を出力する。シンボル番号とは、復調された複数のシンボルに、復調された順番で付けられた番号である。復調シンボルは、復調処理によって得られた情報である。これらを含むシンボル情報１１１３は、１つのシンボルが復調されたタイミングで出力される。復号部１１０７は、復号処理を行い、ビット番号と復号ビットを含むビット情報１１１５を出力する。
　ビット番号とは、復号された複数のビットに、復号された順番で付けられた番号である。復号ビットは、復号処理によって得られた情報である。これらを含むビット情報１１１５は、１つのビットが復号されたタイミングで出力される。エラー判定部１１０８は、復号ビットのビットエラーの有無を判定し、結果を出力する。
　また受信データ１１１２は、信号記録部１１０９へも入力される。入力された受信データ１１１２は、メモリ１１１６へ記録される。受信データ１１１２がメモリ容量を超えて記録される場合は、メモリアドレスコントローラ１１１７がメモリアドレスをサイクリックに指定することで、上書き記録する。またメモリアドレスコントローラ１１１７は、受信データ１１１２がメモリ１１１６へ１サンプルずつ記録されるたびに、その記録タイミングをテーブル作成部１１１０へ出力する。テーブル作成部１１１０には、シンボル番号と復調シンボルを含むシンボル情報１１１３、ビット番号と復号ビットを含むビット情報１１１５が入力され、さらにエラー判定部１１０８からビットエラーの通知を受け取ったときに、その記録タイミング値を保存し、これらを対応付けて保存する。
　この一連の動作により、ビットエラー判定だった場合にのみ、受信処理前の受信データ、受信処理後の復調データ、受信データの受信タイミング、そして、復調データのビット番号とを対応付けたテーブルを作成することができる。
　［処理動作・効果］
　以上に説明した処理動作例の詳細を、図１２に示す。受信データを記録し続ける間、タイミング値はカウントアップされる。１シンボルが復調された時点で、シンボル情報１１１３に含まれるシンボル番号と復調シンボルをテーブルへと追記する。また、１ビットが復号された時点で、ビット番号と、復号ビットをテーブルへと追記する。またその時点でのタイミング値をテーブルへと追記する。そして、復号ビットがエラー判定だったとき、追記したテーブル情報を保存する。復号ビットが正常判定だった場合、追記したテーブル情報を破棄する。これにより、エラービットに関する情報のみを、取捨選択して保存することがきる。図１３は、テーブルの一例を示している。シンボルタイミング、シンボル番号、復調シンボル、ビットタイミング、ビット番号、復号ビットの６項目を１行にまとめ、対応付けて記録する。例えば、受信データのシンボルタイミングが７の箇所においては、シンボル番号が１で、復調シンボルは１＋１＊ｊであり、ビットタイミングが１２で、ビット番号が１、復号ビットが０であった、と対応付けることができる。
　図１３に示すテーブルには、図１２で示した処理動作の結果、エラービットに関する情報のみが保存される。これにより、膨大な受信データ情報の中から、通信エラーとなった原因に関する情報のみを取捨選択することができ、また記録容量を大幅に削減することができる。
　図１４に、本形態例に係る構成例を示しており、無線通信装置１４０１と、結果表示部１４０２から構成される。結果表示部１４０２は、ビット列１４０３と受信データ１４０４を表示しており、ビット列１４０３内のエラービットの箇所がハイライトされており、受信データ１４０４のある特定の箇所と対応付けられることを、視覚的に表示している。この表示結果は、図１３のテーブル情報を元にして作成することができる。
　以上のとおり、実施例６に係る装置構成によれば、無線通信の状態を解析する目的が異なる複数のシステムにとって利便性の高い無線通信装置を提供することができる。
１０１　通信解析サーバ
１０２　通信解析結果
１０３　地上無線局
１０４、１０５　地上無線中継局
１０６、１０７　ダンプトラック
２０１　通信解析サーバ
２０２　通信解析結果
２０３　中継装置
２０４、２０５、２０６　地上無線局
２０７　鉄道列車
３０１　通信解析サーバ
３０２　通信解析結果
３０３、３０６　プラント
３０４、３０５　地上無線局
４０１　アンテナ
４０２　ＲＦ部
４０３　ＡＤＣ部
４０４　受信処理部
４０５　信号記録部
４０６　メモリ
４０７　テーブル
４０８　受信データ
４０９　シンボル番号
４１０　復調シンボル
４１１　記録タイミング
７０１　アンテナ
７０２　ＲＦ部
７０３　ＡＤＣ部
７０４　ＡＧＣ部
７０５　同期部
７０６　復調部
７０７　復号部
７０８　受信バッファ部
７０９　信号記録部
７１０　テーブル作成部
７１１　信号保存部
７１２　受信データ
７１３　シンボル情報
７１４　ビット（番号）（情報）
７１５　復号ビット
７１６　メモリ
７１７　メモリアドレスコントローラ
１００１　無線通信装置
１００２　結果表示部
１００３　ビット列
１００４　受信データ
１１０１　アンテナ
１１０２　ＲＦ部
１１０３　ＡＤＣ部
１１０４　ＡＧＣ部
１１０５　同期部
１１０６　復調部
１１０７　復号部
１１０８　エラー判定部
１１０９　信号記録部
１１１０　テーブル作成部
１１１１　信号保存部
１１１２　受信データ
１１１３　シンボル情報
１１１５　ビット情報
１１１６　メモリ
１１１７　メモリアドレスコントローラ
１４０１　無線通信装置
１４０２　結果表示部
１４０３　ビット列
１４０４　受信データ

Claims (9)

  1. 　受信データを記録タイミング毎に記憶するとともに、前記受信データを復調処理する受信処理部から、前記記録タイミングに同期して、復調処理された復調データに付与されたシンボル番号と、該復調データを特定する復調シンボルとを入力し、前記記録タイミングに対応させて前記シンボル番号と前記復調シンボルを保存するテーブルを作成する信号記録部を備えたことを特徴する無線通信装置。
  2. 　前記受信処理部が、前記受信データの１シンボル分を復調したタイミングで前記シンボル番号と前記復調シンボルを前記テーブルへ出力することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
  3. 　前記シンボル番号は、前記受信データを復調した順に付加された番号であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
  4. 　前記受信処理部は、復調処理された復調データを複合する複合部を備え、前記受信処理前の受信データの１シンボル分を復調したタイミングで、前記復調シンボルを前記テーブルへ出力するとともに、前記復号部が１ビットを復号したタイミングで該復号ビットのビット番号を前記テーブルへ出力することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
  5. 　前記ビット番号は、前記復号部が１ビットの復号を行う度に、復号した順に付与されたものであることを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
  6. 　前記信号記録部はメモリコントローラとメモリとを有し、前記メモリコントローラは、前記受信タイミングに応じて、前記メモリが前記受信データを記録するアドレスをサイクリックに指定するとともに、該受信タイミングを前記テーブルを作成するデーブル作成部へ出力することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
  7. 　前記テーブルを作成するテーブル作成部は、前記復調部から前記シンボル番号と前記復調シンボルが入力された時点で、前記受信タイミングをシンボルタイミングとして記録するとともに、前記復号部から前記ビット番号と前記復号ビットが入力された時点で、前記受信タイミングをビットタイミングとして記録し、前記記録タイミングに対応させて、前記シンボルタイミングと前記ビットタイミングをテーブルへ保存することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
  8. 　前記受信処理部はエラー判定部を有しており、前記シンボルタイミングと前記ビットタイミングが出力された時点で、前記エラー判定部が、前記復号ビットがエラーか正常かを判定し、この判定結果を前記テーブル作成部へ出力することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
  9. 　前記テーブル作成部は、前記エラー判定結果がビットエラーだった場合のみ、前記シンボルタイミングと前記シンボル番号と前記復調シンボルと前記ビットタイミングと前記ビット番号と前記復号ビットを記録し、前記エラー判定結果が正常だった場合は、前記シンボルタイミングと前記シンボル番号と前記復調シンボルと前記ビットタイミングと前記ビット番号と前記復号ビットを破棄することを特徴とする請求項８に記載の無線通信装置。
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