説明

基地局

【課題】コストの上昇及び大型化を招くことなく、動作を自動的に診断することを目的とする。
【解決手段】基地局が、無線端末との間で無線信号を送受信する無線部を少なくとも1つ備える基地局において、前記無線部で受信された無線信号のRSSI(Received Signal Strength Indicator:受信信号強度)を測定するRSSI測定部と、前記無線部で受信された無線信号のSNR(Signal to Noise ratio:信号対雑音比)を測定するSNR測定
部と、前記RSSI測定部及び前記SNR測定部の測定結果の関係が所定の正常範囲内にあるか否か判定することによって前記無線部における異常の有無を判定する判定手段とを具備する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基地局に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、無線通信システムは、相互に接続された複数の基地局及び携帯電話機などの無線端末から構成され、基地局が中継装置として機能することで、無線端末同士の通信を実現する。この基地局では、通常、動作を自動的に診断する診断機能が設けられ、診断結果が一括収集されることで保守・管理が実施される。例えば、FDD(Frequency Division Duplex:周波数分割複信)方式のように送受信信号の周波数が異なる基地局では、受信回路を診断するために、受信回路に流れる電流を検出する電流検出回路や受信回路のゲインを検出するゲイン検出回路が追加的に取り付けられるとともに、診断用の疑似受信信号を生成して受信回路に送信する疑似送信回路が取り付けられている。このような基地局において、無線端末に送信する送信信号と上記疑似受信信号とでは周波数が異なるために、当初から内蔵されている送信回路を疑似受信信号の送信回路として代用することが難しい。そのため、疑似受信信号を生成する疑似送信回路が別途必要になる。例えば、下記特許文献1には、上述の疑似送信回路を搭載した基地局が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平11−154903号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来技術では、電流検出回路などの検出回路や疑似送信回路を新たに搭載することで、基地局のコストが上昇するとともに、新たな実装面積が必要になり、小型化が妨げられる。また、上記FDD方式の基地局だけでなく、下り通信と上り通信とで異なる通信方式を採用して高速なデータ通信が可能になるLTE(Long Term Evolution)方式の基地局でも、送受信信号の周波数が異なるので、同様の課題が発生する。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コストの上昇及び大型化を招くことなく、動作を自動的に診断することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明では、無線端末との間で無線信号を送受信する無線部を少なくとも1つ備える基地局において、
前記無線部で受信された無線信号のRSSI(Received Signal Strength Indicator:受信信号強度)を測定するRSSI測定部と、
前記無線端末が接続されていない場合、前記RSSI測定部の測定結果の関係が所定の正常範囲内にあるか否か判定することによって前記無線部における異常の有無を判定する判定手段とを具備する特徴を有する。
【0007】
また、本発明では、外部の上位装置と信号を送受信する回線通信部を具備し、
前記判定手段は、前記無線部が異常状態である場合に、前記上位装置に対し前記回線通信部を介して前記無線部が異常状態である旨を示す情報を送信する特徴を有する。
【0008】
また、本発明では、前記判定手段は、前記無線部が異常状態である場合に、異常状態の無線部を再起動させる特徴を有する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、新たな機能を追加搭載することなく本来の機能であるRSSI測定部測定結果に基づいて無線部の動作の異常の有無を診断する。このため、本実施形態では、従来のような受信回路の異常の有無を検出する新たな検出回路が不要である。従ってコスト上昇及び大型化を招くことなく、動作の異常の有無を自動的に診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態に係る基地局Aの機能ブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係る基地局AのRSSI‐SNR基準テーブル及びRSSI‐応答時間基準テーブルの正常範囲を示す図である。
【図3】本発明の実施形態に係る基地局AのRSSI‐SNR基準テーブル及びRSSI‐応答時間基準テーブルを示す図である。
【図4】本発明の一実施形態による基地局の動作を示すフローチャートである。
【図5】本発明の第2実施形態による基地局の動作を示すフローチャートである。
【図6】本発明の第2実施形態による基地局の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【0012】
本実施形態に係る基地局Aは、図1に示すように、無線部1a〜1n、変復調部2、制御部3及び回線通信部4を備えており、携帯電話機などの無線端末Bとの間で無線信号の送受信を行う。なお、この基地局Aは、回線ネットワーク(図示略)を介して、他の基地局や基地局Aを含む基地局の保守・管理を行う上位装置に接続されている。
【0013】
無線部1a〜1nは、変復調部2から入力されたデジタル信号をRF周波数帯の無線信号に変換して無線端末Bに送信するとともに、無線端末Bからの無線信号をデジタル信号に変換して変復調部2に出力する。無線部1a〜1nは、OFDM方式に基づいて信号を同時に送受信することが可能であり、それぞれ独立して動作することができる。これら無線部1a〜1nは、制御部3により起動(再起動)及び電源の供給・遮断が制御される。
【0014】
変復調部2は、RSSI(Received Signal Strength Indicator:受信信号強度)測定部21、SNR(Signal to Noise ratio:信号対雑音比)測定部22及び応答時間測定部23を備えており、制御部3から入力される信号を変調して無線部1a〜1nに出力するとともに、無線部1a〜1nから入力されるデジタル信号を復調して制御部3に出力する。具体的には、16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation:直交振幅変調)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:四位相偏移変調)などの方式に基づいて変復調を行う。RSSI測定部21、SNR測定部22及び応答時間測定部23は、様々な用途があるが、無線部1a〜1nの異常(特に、受信系統の異常)を検出するために設けられている。
【0015】
RSSI測定部21は、無線部1a〜1nから入力されるデジタル信号に基づいて無線部1a〜1n各々で受信された無線信号のRSSIを測定する。
【0016】
SNR測定部22は、無線部1a〜1nから入力されるデジタル信号に基づいて無線部1a〜1n各々で受信された無線信号のSNRを測定する。
【0017】
応答時間測定部23は、無線端末Bに無線信号が送信されてから応答としての無線信号が受信されるまでの応答時間を無線部1a〜1n各々について測定する。例えば、無線部1aから無線端末Bに無線信号が送信されてから、その応答としての無線信号が無線部1aに受信されるまでの時間を測定する。例えば、上記応答時間は、基地局Aと無線端末Bとの間の距離に比例する。この場合、応答時間は、基地局Aと無線端末Bとの距離が長ければ長くなり、距離が短ければ短くなる。
【0018】
制御部3は、基準テーブル管理部31及び正常性診断部32を備えており、基地局Aの各部の動作を制御することによって基地局Aの全体的な動作を統括して制御する。具体的には、無線端末Bに向けての送信制御、無線部1a〜1nに受信された無線信号に基づいて他の基地局などに情報を送信する制御、無線部1a〜1nに異常が生じた場合にその旨を示す情報を上位装置に送信する制御、無線部1a〜1nの起動(再起動)及び電源の供給・遮断の制御などが行われる。基準テーブル管理部31及び正常性診断部32は、変復調部2に設けられたRSSI測定部21及び応答時間測定部23と同様に、無線部1a〜1nにおける異常を検出するために設けられている。なお、基準テーブル管理部31及び正常性診断部32は、本実施形態における判定手段を構成する。
【0019】
基準テーブル管理部31は、RSSI測定部21、SNR測定部22及び応答時間測定部23の測定結果を蓄積するとともに、蓄積した測定結果に基づいて無線部1a〜1nの異常の有無を判定するために用いられるRSSI‐SNR基準テーブル及びRSSI‐応答時間基準テーブルの管理(更新、作成など)を行う。RSSI‐SNR基準テーブルは、無線信号のRSSIとSNRとの関係から無線部1a〜1nの動作が正常であるとみなすことができる範囲(正常範囲)が登録されているテーブルである。また、RSSI‐応答時間基準テーブルは、無線信号のRSSIと応答時間との関係から無線部1a〜1nの動作が正常であるとみなすことができる正常範囲が登録されているテーブルである。
【0020】
図2(a)は、RSSI‐SNR基準テーブルに登録されたRSSIとSNRとの関係の正常範囲を示している。一般的に、RSSIとSNRとの関係は、図2(a)の領域R1(正常範囲)に示すように、0〜SI1まではRSSIが大きくなるにつれてSNRも大きくなり、RSSIがSI1より大きくなるとSNRの増大は止まる。さらに、RSSIがSI2より大きくなると、RSSIが大きくなるにつれてSNRが小さくなる。従って、無線部1a〜1nのうちRSSIとSNRとの交点が実線L1上に位置する関係、あるいは実線L1の近辺の領域R1内に位置する関係である無線部1a〜1nについては、動作が正常に行われていると考えることができる。例えば、RSSI‐SNR基準テーブルには、図3の(a)に示すように、RSSIとSNRとの関係の正常範囲がRSSI毎に対応したSNRの範囲として登録されている。なお、nは自然数である。
【0021】
また、図2(b)には、RSSI‐応答時間基準テーブルに登録されたRSSIと応答時間との関係の正常範囲を示している。一般的に、基地局Aと無線端末Bとの間の距離が長いほど無線信号の減衰量が大きくなるため、上記距離が長くなるにつれてRSSIは小さくなる。つまり、図2(b)の直線L2に示すように、上記距離と比例関係の応答時間が長くなるにつれてRSSIは小さくなる。従って、無線部1a〜1nのうちRSSIと応答時間との交点が直線L2上に位置する関係、あるいは直線L2の近辺に位置する関係である無線部1a〜1nについては、動作が正常に行われていると考えることができる。そこで、RSSI‐応答時間基準テーブルには、図2(b)に示すような直線L2と同様の傾きを有する上限閾値TH1と下限閾値TH2とにより規定される範囲を正常範囲として登録する。例えば、RSSI‐応答時間基準テーブルには、図3の(b)に示すように、RSSIと応答時間との関係の正常範囲が上記図2(b)の上限閾値TH1及び下限閾値TH2に基づいてRSSI毎の応答時間の範囲として登録されている。
【0022】
上記RSSI‐SNR基準テーブル及びRSSI‐応答時間基準テーブルは、基地局Aの設計者によって予め作成されたものであっても良く、また蓄積された測定結果に基づいて基準テーブル管理部31が自動的に作成したものであっても良い。基地局Aの設計者に
よって作成された基準テーブルである場合でも基準テーブル管理部31によって更新されるようにしても良い。上記2つの基準テーブルを更新するのは、例えば基地局Aの周囲にビルが建設されたなどの通信環境の変化に対応するためである。なお、本実施形態に係る基地局Aでは、予め上記基準テーブルが作成され、測定結果に基づいて更新されるものであるとする。
【0023】
正常性診断部32は、基準テーブル管理部31で管理される上記2つの基準テーブルと、RSSI測定部21、応答時間測定部23及びSNR測定部22の測定結果とに基づいて各無線部1a〜1nの異常の有無を判定する。例えば、RSSI測定部21の測定結果とSNR測定部22の測定結果との交点が、図2(a)の領域R1(正常範囲)における黒丸で示す点である場合には、正常状態である(異常が生じていない)と判定する。これに対し、領域R2における黒点のように、正常範囲外であれば異常であると判定する。
【0024】
つまり、正常性診断部32は、図3の(a)に示すRSSI‐SNR基準テーブルに基づいてRSSIがAnのとき、測定された信号のSNRがXanとYanとの間であれば正常状態であると判定し、XanとYanとの間になければ異常状態であると判定する。また、正常性診断部32は、図3の(a)に示すRSSI‐応答時間基準テーブルに基づいて図2(b)の領域R11(正常範囲)における黒丸で示す点である場合には、正常状態であると判定し、領域R12またはR13における黒点のように、正常範囲外であれば異常であると判定する。
【0025】
回線通信部4は、不図示の回線ネットワークに接続されており、制御部3の制御の下で他の基地局や上位装置などの外部と信号を送受信する。なお、正常性診断部32により無線部1a〜1nが異常状態であると判定された場合には、制御部3の制御の下で、その旨を上位装置に送信する。
【0026】
次に、上記構成の基地局Aの動作について図4を参照して説明する。まず、作業者によって基地局Aを設置する作業が行われ、設置作業終了後に作業者の指示により基地局Aの初期動作が実行される。この初期動作において異常が生じていないことが作業者により確認されると、作業者の指示により基地局Aの通常運用が開始される。
【0027】
基地局Aの通常運用が開始されると、制御部3の制御の下、無線部1a〜1n各々による無線信号の送受信や回線通信部4による外部との通信が行われる。正常性診断部32は、無線部1a〜1n各々で受信される無線信号のRSSIをRSSI測定部21に測定させ、無線部1a〜1n各々で受信される無線信号のSNRをSNR測定部22に測定させ、無線信号の応答時間を応答時間測定部23に測定させ(ステップS1)、上記RSSI、SNR及び応答時間の測定結果の蓄積処理を基準テーブル管理部31に実行させる(ステップS2)。
【0028】
正常性診断部32は、ステップS2の後に、基準テーブル管理部31で管理されるRSSI‐SNR基準テーブルに基づいてステップS1において測定されたRSSIとSNRとの関係が正常範囲内であるか否か判定する(ステップS3)。正常性診断部32は、ステップS3において『YES』と判定した場合には、すなわちRSSIとSNRとの関係が正常範囲内であると判定した場合には、基準テーブル管理部31で管理されるRSSI‐応答時間基準テーブルに基づいてステップS1において測定されたRSSIと応答時間との関係が正常範囲内であるか否か判定する(ステップS4)。
【0029】
正常性診断部32は、ステップS4において『YES』と判定した場合には、すなわちRSSIと応答時間との関係が正常範囲内であると判定した場合には、蓄積された測定結果(RSSI、SNR及び応答時間)に基づいてRSSI‐SNR基準テーブルとRSS
I‐応答時間基準テーブルとの更新処理を基準テーブル管理部31に実行させる(ステップS5)。この処理によって、基準テーブル管理部31で管理されるRSSI‐SNR基準テーブルとRSSI‐応答時間基準テーブルとが更新され、基地局Aの通信環境に適合したものになる。
【0030】
正常性診断部32は、ステップS5の処理が終了するとステップS1に戻り、ステップS1以降の処理が再び行われる。以後、正常性診断部32は、ステップS5の処理を繰り返すことにより、仮に基地局Aの周囲にビルが建設されたなどの通信環境の変化が生じた場合であっても、基準テーブル管理部31で管理されるRSSI‐SNR基準テーブルとRSSI‐応答時間基準テーブルとをその変化した通信環境にあった基準テーブルにすることができる。基地局Aが設置された後に、通信環境の大きな変化が頻繁に生ずるといった事態は考えにくいため、基準テーブル管理部31によって管理される基準テーブルが更新され、基地局Aの設置状況における通信環境に適合したものになった後は、ステップS5の処理を所定の時間間隔(例えば、1日に1回、1週間に1回、又は1月に1回)で行うようにしても良い。
【0031】
正常性診断部32は、ステップS4において『NO』と判定した場合には、すなわちRSSIと応答時間との関係が正常範囲外であると判定した場合には、異常状態であると判定した無線部がある旨を回線通信部4を介して上位装置に送信する(ステップS6)。正常性診断部32は、ステップS6が終了すると、異常状態であると判定した無線部のみを再起動させる(ステップS7)。このような再起動の制御を行うのは、それまでに起動失敗などによる異常が生じていたとしても、再起動を行うことによって無線部が正常に動作する場合があることが経験的に認められるからである。正常性診断部32は、ステップS7が終了すると、再起動後の無線部(無線部1a〜1nのいずれ)のRSSIをRSSI測定部21に測定させ、応答時間を応答時間測定部23に測定させ、測定されたRSSIと応答時間との関係が正常範囲内であるか否か判定する(ステップS8)。
【0032】
正常性診断部32は、ステップS8において『YES』と判定した場合には、すなわちRSSIと応答時間との関係が正常範囲内であると判定した場合には、ステップS5においてRSSI‐SNR基準テーブルとRSSI‐応答時間基準テーブルとの更新処理を基準テーブル管理部31に実行させる。正常性診断部32は、ステップS8において『NO』と判定した場合には、すなわちRSSIと応答時間との関係が正常範囲外である(無線部に異常が生じた)と判定した場合には、異常状態である無線部に対する電源供給を停止させる(ステップS9)。正常性診断部32は、ステップS5またはステップS9の処理が終了するとステップS1に戻り、ステップS1以降の処理を再び行う。なお、以後の処理では、無線部1a〜1nのうちの電源供給が停止された無線部以外が使用される。
【0033】
正常性診断部32は、ステップS3において『NO』と判定した場合には、すなわちRSSIとSNRとの関係が正常範囲外であると判定した場合には、基準テーブル管理部31で管理されるRSSI‐応答時間基準テーブルに基づいてステップS1において測定されたRSSIと応答時間との関係が正常範囲内であるか否か判定する(ステップS10)。正常性診断部32は、ステップS10において『NO』と判定した場合には、すなわちRSSIと応答時間との関係が正常範囲外であると判定した場合には、異常状態であると判定した無線部がある旨を回線通信部4を介して上位装置に送信する(ステップS11)。正常性診断部32は、ステップS11が終了すると、異常状態であると判定した無線部のみを再起動させる(ステップS12)。正常性診断部32は、ステップS12が終了すると、再起動後の無線部(無線部1a〜1nのいずれ)のRSSIをRSSI測定部21に測定させ、応答時間を応答時間測定部23に測定させ、測定されたRSSIと応答時間との関係が正常範囲内であるか否か判定する(ステップS13)。
【0034】
正常性診断部32は、ステップS13において『YES』と判定した場合には、すなわちRSSIと応答時間との関係が正常範囲内であると判定した場合には、ステップS5においてRSSI‐SNR基準テーブルとRSSI‐応答時間基準テーブルとの更新処理を基準テーブル管理部31に実行させる。正常性診断部32は、ステップS13において『NO』と判定した場合には、すなわちRSSIと応答時間との関係が正常範囲外である(無線部に異常が生じた)と判定した場合には、ステップS9において異常状態である無線部に対する電源供給を停止させる。正常性診断部32は、ステップS5またはステップS9の処理が終了するとステップS1に戻り、ステップS1以降の処理を再び行う。なお、以後の処理では、無線部1a〜1nのうちの電源供給が停止された無線部以外が使用される。
【0035】
正常性診断部32は、ステップS10において『YES』と判定した場合には、すなわちRSSIと応答時間との関係が正常範囲内であると判定した場合には、その場合の無線部を干渉状態であると判定し、干渉状態の無線部がある旨を回線通信部4を介して上位装置に送信し(ステップS14)、チャネル切り替えなどの干渉回避処理を干渉状態である無線部1a〜1nに実行させる(ステップS15)。
【0036】
次に、本発明の第2実施形態による基地局の動作について図5、6を参照して説明する。図4で説明した基地局Aの動作は、無線端末が接続されている場合にのみ有効である。本発明の第2実施形態では、無線端末が未接続の状態の場合、ノイズレベルのRSSI測定結果により回路異常を検出することが可能である。なお、RSSI測定部21は、無線端末毎のRSSIやノイズレベルのRSSIを検出する機能を有している。図6のステップ1〜15は、図4で説明したものと同様であるため、説明を省略する。
【0037】
まず、作業者によって基地局Aを設置する作業が行われ、設置作業終了後に作業者の指示により基地局Aの初期動作が実行される。この初期動作において異常が生じていないことが作業者により確認されると、作業者の指示により基地局Aの通常運用が開始される。
【0038】
基地局Aの通常運用が開始されると、制御部3の制御の下、無線部1a〜1n各々による無線信号の送受信や回線通信部4による外部との通信が行われる。正常性診断部32は、無線部1a〜1n各々で受信される無線信号のRSSIをRSSI測定部21に測定させる。ここで、制御部3は、無線端末が基地局Aと接続されているかを確認する(ステップS21)。無線端末が接続されている場合は、図6のステップS1へ進む。
【0039】
無線端末が接続されていない場合は、制御部3は、ノイズレベルのRSSIが正常範囲内かを判定する(ステップS22)。ノイズレベルのRSSIが正常範囲内であれば、図6のステップS1へ進む。ノイズレベルのRSSIが正常範囲内でない場合、無線部が異常状態である旨を、回線通信部4を介して上位装置に送信する(ステップS23)。正常性診断部32は、異常状態であると判定した無線部のみを再起動させる(ステップS24)。
【0040】
正常性診断部32は、ステップS7が終了すると、再起動後の無線部(無線部1a〜1nのいずれ)のノイズレベルのRSSIをRSSI測定部21に測定させ、再度ノイズレベルのRSSIが正常範囲内かを判定する(ステップS25)。このとき、ノイズレベルのRSSIが正常範囲内であれば図6のステップS1へ進み、そうでなければ、図6のステップS9へ進む。
【0041】
以上説明したように、本実施形態では、新たな機能を追加搭載することなく本来の機能であるRSSI測定部21、SNR測定部22及び応答時間測定部23の測定結果と、RSSI‐SNR基準テーブル及びRSSI‐応答時間基準テーブルに基づいて無線部1a〜1nの動作の異常の有無を診断している。このため、本実施形態では、従来のような受
信回路の異常の有無を検出する新たな検出回路が不要である。従ってコスト上昇及び大型化を招くことなく、動作の異常の有無を自動的に診断することができる。
【0042】
なお、ステップS22で、ノイズレベルのRSSIが正常範囲内でない場合、著しく低い場合には、回路異常と判断できるが、著しく高い場合(所定値より高い場合)には、正常性診断部32は、無線部1の送信を停止させ、その際、RSSI測定部21の測定結果の関係が所定の正常範囲内にあるか否か判定する。まだノイズレベルのRSSIが高いままの場合には、LNAの発振などの回路異常と考えられ、正常範囲内の場合には、設置異常(例えば工事時の設置異常)によるPassiveIM発生と考えられる。これにより、基地局の設置の異常をも検出可能とすることができる。
【符号の説明】
【0043】
A…基地局、1a〜1n…無線部、2…変復調部、3…制御部、4…回線通信部、21…RSSI測定部、22…SNR測定部、23…応答時間測定部、31…基準テーブル管理部、32…正常性診断部、R1,R2,R11,R12,R13…領域、L1…実線、L2…直線、TH1…上限閾値、TH2…下限閾値

【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線端末との間で無線信号を送受信する無線部を少なくとも1つ備える基地局において、
前記無線部で受信された無線信号のRSSI(Received Signal Strength Indicator:受信信号強度)を測定するRSSI測定部と、
前記無線端末が接続されていない場合、前記RSSI測定部の測定結果の関係が所定の正常範囲内にあるか否か判定することによって前記無線部における異常の有無を判定する判定手段とを具備することを特徴とする基地局。
【請求項2】
外部の上位装置と信号を送受信する回線通信部を具備し、
前記判定手段は、前記無線部が異常状態である場合に、前記上位装置に対し前記回線通信部を介して前記無線部が異常状態である旨を示す情報を送信することを特徴とする請求項1に記載の基地局。
【請求項3】
前記判定手段は、前記無線部が異常状態である場合に、異常状態の無線部を再起動させることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の基地局。
【請求項4】
前記判定手段は、前記無線部が異常状態である場合に、前記無線部の送信を停止させ、その際、前記RSSI測定部の測定結果の関係が所定の正常範囲内にあるか否か判定することを特徴とする請求項1に記載の基地局。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−257220(P2012−257220A)
【公開日】平成24年12月27日(2012.12.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−112485(P2012−112485)
【出願日】平成24年5月16日(2012.5.16)
【出願人】(000006633)京セラ株式会社 (13,660)
【Fターム(参考)】