專利名稱：基站、接收裝置和接收機故障診斷方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基站、接收裝置和接收機故障診斷方法，尤其涉及移動 體通信系統(tǒng)中的基站、接收裝置和接收機故障診斷方法。
背景技術：
在移動通信系統(tǒng)的運用中，系統(tǒng)的穩(wěn)定性是重要的要素之一。為了 使系統(tǒng)穩(wěn)定工作，除了要防止產(chǎn)生導致系統(tǒng)運用停止的故障之外，還要 求在產(chǎn)生故障的情況下迅速檢測出該故障并進行修復。因此，無線基站 的故障檢測和其診斷方法極為重要。
無線基站上安裝有發(fā)送機和接收機。其中，發(fā)送機的故障檢測，通 過將發(fā)送機所生成的發(fā)送主信號的一部分進行分支來監(jiān)視它，由此可比 較容易實現(xiàn)。相對于此，僅僅依靠將接收信號的一部分進行分支來監(jiān)視 是不能實現(xiàn)接收機的故障檢測。其理由是，輸入到接收機的接收信號的 功率隨著設置環(huán)境和終端的連接數(shù)而時刻變動，所以不能確定用于判斷 接收功率值是否正常的閾值。因此， 一般為了進行接收機的故障檢測， 將任何已知試驗信號輸入到接收機，并通過監(jiān)視接收機的接收狀態(tài)來實 現(xiàn)故障檢測。根據(jù)該試驗信號的生成方法，接收機的診斷方法分為兩種 方法。
一種是將安裝在同一無線基站裝置內(nèi)的發(fā)送機的輸出信號的一部 分分支來將其用作試驗信號的方法，稱作折返試驗(例如，參照日本特
開2002-246978號公報)。另一種方法是在同一無線基站裝置內(nèi)安裝用 于輸出試驗信號的試驗信號發(fā)生器的方法(例如，參照日本特開 2001-127715號公報)。任一種方法在進行接收機的故障檢測時，都必須 向接收機輸入某個己知的試驗信號。
移動通信系統(tǒng)將較寬的服務區(qū)域分割成稱作蜂窩區(qū)的多個小的區(qū) 域，在各蜂窩區(qū)內(nèi)配置無線基站裝置。無線基站裝置連接到網(wǎng)絡上，用
戶終端通過無線與該終端所屬的蜂窩區(qū)的無線基站裝置進行通信，可經(jīng) 由網(wǎng)絡與其他終端進行通信。
但是，在例如地下通道等一般基站的電波到不了的地方，很難提供 移動通信服務。為了解決這樣的課題，考慮導入皮蜂窩區(qū)(picocdl)基 站。皮蜂窩基站通過將可支持的蜂窩區(qū)大小縮小成比以往的基站小，設 置自由度大幅增加，即使在以往不能設置基站的地方，也能設置基站， 實現(xiàn)服務區(qū)域的擴大。
與通常的無線基站同樣，對于皮蜂窩區(qū)基站，在產(chǎn)生了某個故障的 情況下，依然需要準確檢測出其故障。
為了實現(xiàn)接收機的故障檢測，必須要向接收機輸入已知的試驗信 號。例如，在上述的日本特開2002-246978號公報中，將安裝在同一基
站裝置內(nèi)的發(fā)送機的輸出信號的一部分進行分支輸入到接收機，實現(xiàn)接 收機的故障檢測。但是，在該方法中，原理上試驗信號的頻率與接收機 的接收頻率必須一致，存在有雖然能夠容易適用于TDD (Time Division Duplex)方式的無線基站，但是不能適用于除此以外的方式的無線基站 的問題。
此外，例如在上述的日本特開2001-127715號公報中，公幵了將接 收機的構成要素即本地振蕩器的輸出信號的一部分進行分支來將其用 作試驗信號的方法。但是，接收機需要接收靈敏度良好的同時，還要求 接收選擇度也高。因此，在接收機上安裝有多級濾波器，用于衰減自身 頻帶之外的所有頻率成分的信號。本地信號的頻率是在接收機的接收頻 帶之外的頻帶內(nèi)，所以若將其用于試驗信號，則存在有試驗信號的通過
損失過大、試驗信號的接收困難的問題。假設即使能夠接收試驗信號， 接收頻帶以外的通過損失一般只是規(guī)定有最小值，各個基站裝置的偏差 也非常大。用于判斷正常/異常的閾值取決于試驗信號的頻率中的通過 損失，因此，若通過損失的偏差較大，則存在有不能適當?shù)貨Q定閾值的 問題。
此外，如皮蜂窩基站那樣，在基站主體的小型化最優(yōu)化的裝置中， 若用于故障檢測的裝置和電路較大，則導致安裝面積和耗電的增加，并 且提高制造成本，可能導致皮蜂窩基站的特征受損。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于以上的問題，其目的在于提供一種基站、接收裝置及 接收機故障診斷方法，它們在不對接收機輸入已制作的試驗信號的情況 下，能夠以簡單的方式檢測出無線基站的接收機的故障。此外，本發(fā)明 的目的在于，在如皮蜂窩基站那樣的小型化要求很高的無線基站中，實 現(xiàn)接收機的故障檢測。此外，本發(fā)明的另一目的在于，在不使用特別的 試驗信號、不中斷服務的情況下，簡單實現(xiàn)無線基站的接收機故障檢測。
本發(fā)明中，作為接收機的故障檢測用信號不使用試驗信號，而使用 存在于接收機的熱噪聲。熱噪聲是通過熱能量使導體中的自由電子運動 而產(chǎn)生的，是在所有的頻率中均勻分布的噪聲。因此，即使在任何接收 機中，在存在于接收機輸入端(或電路內(nèi))的導體內(nèi)部，必定產(chǎn)生熱噪 聲。所產(chǎn)生的若噪聲與其他接收信號同樣，通過接收機內(nèi)部的放大器被 放大而輸入到解調(diào)機。
通過在接收機內(nèi)部安裝3個高頻切換器、使輸入到解調(diào)機的信號功 率一定的自動增益控制放大器，來構成故障檢測電路。通過切換該3個 高頻切換器，切換接收機內(nèi)部的信號路徑，利用各個情況下的自動增益 控制放大器的增益值，診斷接收機的正常與否。
本發(fā)明的第l解決方案提供一種基站，具有天線；接收機，用于 通過上述天線接收來自終端的信號；以及控制部，與上述接收機連接，
判斷上述接收機的正常與否，其特征在于， 上述接收機具有
第l切換部，切換將上述接收機的輸入端與上述天線連接或?qū)⑸鲜?br>
接收機的輸入端終接；
低噪聲放大器，以低偏差放大從上述接收機的輸入端輸入的信號； 第2切換部，將上述接收機的信號路徑切換為經(jīng)由上述低噪聲放大
器的第1路徑或不經(jīng)由上述低噪聲放大器的第2路徑；
放大部，用預定的增益放大來自第1路徑和第2路徑的信號；以及 自動增益控制放大器，將增益控制為使輸出一定，用被控制的增益
放大來自上述放大部的輸出， 上述控制部
利用上述第1切換部將上述接收機的輸入端終接，將熱噪聲輸入到 上述低噪聲放大器，
切換上述低2切換部，分別取得與第1路徑連接時的上述自動增益 控制放大器的第1增益、和與上述第2路徑連接時的上述自動增益控制 放大器的第2增益，
根據(jù)所取得的第1增益和第2增益分別在預定的第1范圍內(nèi)和第2 范圍內(nèi)，并且第1增益和第2增益之差在預定的第3范圍內(nèi)，判斷上述 接收機的正常與否。
本發(fā)明的第2解決方案的接收裝置，具有天線；接收機，用于通 過上述天線接收信號；以及控制部，與上述接收機連接，判斷上述接收 機的正常與否，其特征在于，
上述接收機具有
切換部，切換將上述接收機的ir入端與上述天線連接或?qū)⑸鲜鼋邮?br>
機的輸入端終接；
低噪聲放大器，以低偏差放大從上述接收機的輸入端輸入的信號； 上述控制部利用上述切換部將上述接收機的輸入端終接，將上述接
收機的輸入端的熱噪聲輸入到上述低噪聲放大器，
該熱噪聲用作判斷接收機的正常與否的試驗信號。
本發(fā)明的第3解決方案的接收機故障診斷方法，用于判斷通過天線 接收來自終端的信號的接收機的正常與否，其特征在于，
將接收機的輸入端終接，向以低偏差放大所輸入的信號的低噪聲放 大器輸入熱噪聲；
將接收機的信號路徑連接到經(jīng)由低噪聲放大器和自動增益控制放 大器的第1路徑，所述自動增益控制放大器將增益控制成使輸出一定、 并用該增益放大信號；
取得連接到第1路徑上時的自動增益控制放大器的第1增益；
將接收機的信號路徑連接到不經(jīng)由低噪聲放大器而經(jīng)由自動增益 控制放大器的第2路徑；
取得連接到第2路徑時的自動增益控制放大器的第2增益；
根據(jù)所取得的第1增益和第2增益分別在預定的第1范圍內(nèi)和第2 范圍內(nèi)，并且第1增益和第2增益之差在預定的第3范圍內(nèi)，判斷上述 接收機的正常與否。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種基站、接收裝置和接收機故障診斷方法， 它們在不向接收機輸入所制作的試驗信號的情況下，能夠以簡單的方式 檢測出無線基站的接收機的故障。此外，根據(jù)本發(fā)明，在如皮蜂窩基站 那樣的對小型化的要求特別高的無線基站，能夠簡單地實現(xiàn)接收機地故 障檢測。此外，根據(jù)本發(fā)明，在不使用特別地試驗信號、不斷開服務的 情況下，能夠簡單地實現(xiàn)無線基站的接收機故障檢測。
本發(fā)明的其他目的、特征和有點將會從有關附圖的以下的本發(fā)明的 實施例的記載變得明朗。
圖1是本發(fā)明的一實施例的無線基站裝置的框圖。
圖2是本發(fā)明的一實施例的接收機故障檢測電路的框圖。
圖3是本發(fā)明的一實施例的接收機正常與否診斷方法的時序圖。 圖4是本發(fā)明的一實施例的SW設定(1)的情況的接收機的性能。 圖5是本發(fā)明的一實施例的SW設定(2)的情況的接收機的性能。 圖6是本發(fā)明的一實施例的SW設定(1)的情況的接收機的電平圖。
圖7是本發(fā)明的一實施例的SW設定(2)的情況的接收機的電平圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式，以具備l個系統(tǒng)的發(fā)送機 和2個系統(tǒng)的接收機、可進行接收各種的無線基站為例進行說明。
圖1是無線基站的結(jié)構圖。無線基站100具備:無線信號收發(fā)部110、 調(diào)制解調(diào)處理部111、線路接口部112、基站控制部113。無線基站例如 為皮蜂窩基站。此外，皮蜂窩基站僅僅是一個應用例，本實施方式的故 障檢測電路和診斷方法還可適用于包含皮蜂窩基站的其他無線基站裝 置。此外，也可適用于無線基站以外的接收裝置。
無線信號收發(fā)部110具備收發(fā)共用0系統(tǒng)天線114、接收用的1 系統(tǒng)天線115、 1個系統(tǒng)的發(fā)送機132和2個系統(tǒng)的接收機(0系統(tǒng)接收 機133和1系統(tǒng)接收機134)。此外，無線信號收發(fā)部110具備分離下 行無線信號120和上行無線信號121的DUP (雙工器)130;以及限制 上行無線信號121的通過頻帶的BPF (帶通濾波器)131。發(fā)送機132 將從調(diào)制機135輸入的下行低頻帶信號125變換為下行無線信號122。0 系統(tǒng)接收機133通過DUP130接收由終端101發(fā)送的上行無線信號121 (信號123)，變換為上行基帶信號126。此外，1系統(tǒng)接收機134通過 BPF131接收由終端101發(fā)送的上行無線信號121 (信號124)，變換為 上行基帶信號127。
調(diào)制解調(diào)處理部111具備調(diào)制機135和解調(diào)機136，進行數(shù)據(jù)的調(diào) 制和解調(diào)。線路接口部112是無線基站100和網(wǎng)絡102的接口。基站控
制部113具有監(jiān)視和控制無線基站100的功能。例如，無線控制部113 具有CPU137、存儲器(例如，RAM138、 ROM139)、 1/0140。此外， 基站控制部113與無線信號收發(fā)部110連接，能夠與無線f言號收發(fā)部 1110內(nèi)部的接收機進行信息的收發(fā)。維護終端103經(jīng)由網(wǎng)絡102與基站 控制部113連接，具有遠程監(jiān)視和控制無線基站100的功能。此外，無 線基站100與多個扇區(qū)對應，也可以包含有多個無線信號收發(fā)部110和 與各個無線信號收發(fā)部110連接的多個調(diào)制解調(diào)處理部111。此時，各 個無線信號收發(fā)部110和調(diào)制解調(diào)處理部111與基站控制部113連接， 各個調(diào)制解調(diào)處理部111與線路接口部112連接。
圖2是內(nèi)置有用于實現(xiàn)接收機的故障檢測的故障檢測電路的接收機 的結(jié)構圖。此外，圖2圖示了0系統(tǒng)接收機133的結(jié)構，但是O系統(tǒng)接 收機133和1系統(tǒng)接收機134可以是相同的結(jié)構，所以省略1系統(tǒng)接收 機134的說明。
0系統(tǒng)接收機133具備多個切換器SW201 (第1切換部)、SW202、 SW203 (將SW202和SW203稱作第2切換部)、LAN (低噪聲放大器) 205、 AMP (放大器)206、 AMP208和BPF (帶通濾波器)207、 ADC (AD變換器)209、基帶部212、終端電路213。此外，基帶部212具 有BB—BPF(基帶通過濾波器)和AGC—AMP(自動增益控制放大器)。 此外，LAN205 (第l放大器)和AMP206、 BPF207和AMP208 (第2 放大部)也可以由具有其他等同功能的要素構成。
接收機133具有切換SW201、 SW202、 SW203的3個高頻切換器。 SW201具有切換將接收機的輸入端子連接到天線114上或使其終接的 功能。接收機133在輸入端子連接到天線114上時，作為接收機工作， 當輸入端子連接到終端電路213時，作為故障檢測電路工作。若通過 SW201，接收機的輸入端被終接(連接到終端電路213側(cè))，則存在于 輸入端的熱噪聲輸入到LNA205而被放大。熱噪聲在電路內(nèi)部的導體 中，以由Boltzmann系數(shù)或溫度決定的電平存在。該熱噪聲被用作試驗 信號。此外，熱噪聲還存在于輸入端以外，例如還存在于SW203和AMP206之間的導體中，與LNA205中以低偏差放大的信號的電平相比， 對故障試驗的影像較小。
SW202和SW203聯(lián)動動作，具有將接收機的信號路徑切換為經(jīng)由 LNA (低噪聲放大器)205、還是作為旁通LNA205的路徑204的功能。 若將SW202和SW203設定到端子1側(cè)(下面，記做SW設定(l))， 則成為經(jīng)由LNA205的路徑(第1路徑)。此夕卜，若將SW202和SW203 設定到端子2側(cè)(下面，記做SW設定(2))，則成為旁通LNA205的 路徑(第2路徑)204。
LNA205是以低偏差放大接收信號的低噪聲放大器。AMP206和 AMP208是用預先確定的增益放大接收信號的放大器。BPF207是使自 頻帶以外的不需要的信號成分衰減的帶通濾波器。ADC209是將輸入信 號從模擬信號變換為數(shù)字信號的AD變換器。BB-BPF210具有用數(shù)字信 號處理實現(xiàn)的帶通濾波器功能。AGC—AMP211是自動增益控制放大 器，具有為了使輸入到解調(diào)機136中的信號功率一定而對應于輸入功率 改變放大器的增益的功能。此外，在圖2中，AGC—AMP211的功能實 現(xiàn)為基帶部212的功能，但是也可以用信號進行模擬-數(shù)字變換之前的 模擬信號處理的部分來實現(xiàn)。接收機133按照來自基站控制部113的指 示，設定SW201 203，具有報告AGC—AMP211的增益的功能。
作為例子，考慮對AGC—AMP211的增益進行閉環(huán)控制，以使解調(diào) 機的輸入端口 (端口 (5) 225)的上行信號功率成為OdBm的情況。構 成接收機的部件中，增益可變的僅僅是AGC—AMP211，除此之外的部 件(例如，LNA205、 AMP206、 208)是固定增益。若將AGC—AMP211 以外的所有部件的增益值合計作為接收機固定增益，則成立以下的式。 (接收功率)+ (接收機固定增益)+ (AGC—AMP的增益)=
0犯m
由此，AGC—AMP211的增益被閉環(huán)控制為滿足以下的式。 (AGC—AMP的增益)=—(接收機固定增益) 一 (接收功率) 由于接收機固定增益(例如，接收機的輸入端 AGC—AMP211的
輸入增益) 一定，所以在向接收機輸入端輸入了功率值已知的信號時的
AGC—AMP211的增益值存在期望值。艮卩，可根據(jù)AGC-AMP的增益 值落入預先求出的期望值的范圍內(nèi)來診斷接收機的正常與否。 圖3是接收機故障檢測方法的順序圖。
下面，參照圖l、圖2及圖3，說明本實施方式的接收機故障檢測。 此外，由于0系統(tǒng)接收機133和1系統(tǒng)接收機134能夠以相同的步驟進 行診斷，所以在圖3及下面的說明中，省略1系統(tǒng)接收機134的診斷步 驟的說明。此夕卜，對于基站控制部113經(jīng)由網(wǎng)絡102和線路接口部112， 從維護終端103接收到其請求或指示來控制無線信號收發(fā)部110的設定 等，并且，基站控制部113通過線路接口部112和網(wǎng)絡102，將對其請 求或指示的響應或結(jié)果返回給維護終端103的詳細步驟，由于這是已公 知的，所以予以省略。
接收機正常與否的診斷，通過維護作業(yè)人員對維護終端103輸入接 收機正常與否診斷執(zhí)行的指令來開始。此外，除此之外，診斷開始的契 機可以使用按照預定的診斷進度表，或在規(guī)定的時刻開始診斷等適當?shù)?契機。接收機正常與否診斷執(zhí)行的指令包括所試驗的基站的指定和所診 斷的接收機的指定(例如，扇區(qū)及/或系統(tǒng)標識符)。
在歩驟301中，維護終端103對被指定的無線基站100的基站控制 部113通知包含被指定的接收機的識別信息的診斷開始指示。此外，省 略所診斷的接收機的指定，也可以準備對無線基站100內(nèi)的所有接收機 或預定的接收機依次執(zhí)行試驗的指令。
在步驟302中，基站控制部113對0系統(tǒng)接收機133指示設定 SW201 SW203。在步驟303中，0系統(tǒng)接收機133按照SW設定指示， 對端子1設定SW201，將SW202和SW203設定到端子1側(cè)(SW設定 (l))。由此，接收機輸入端被終接，0系統(tǒng)接收機133等價地成為向端 口 (1) 221僅輸入熱噪聲的狀態(tài)。此外，在SW設定(1)中成為經(jīng)由 LNA205的路徑。此外，預先決定了怎樣切換各SW,例如來自基站控 制部113的SW設定指示能夠包含各SW201、 202、 203的設定信息。
此外，sw設定指示包含用于sw設定的標識符，接收機也可以按照與 該標識符對應的預定的設定信息'設定各sw。
若將接收機連接到天線114上，則上行無線信號和外來噪聲輸入到 接收機，這些信號的功率對應于基站100的設置環(huán)境或終端的連接數(shù)等 而時刻變動，因此不能視為接收功率值一定。為了排除它們的影響、高 精度地進行診斷，在診斷時終接接收機輸入端。此外，若使接收機輸入 端終接，則該接收機不能接收下行無線信號121，但是如本實施方式那 樣是分集接收機，則通過對單個分支(即，各個0系統(tǒng)、l系統(tǒng))進行 診斷，在不斷開服務的情況下就可診斷接收機。
在步驟304中，0系統(tǒng)接收機133向基站控制部113報告AGC— AMP的增益值(下面，將所報告的值記做AGC—AMP增益(l))。接 收機133例如能夠在SW設定的規(guī)定時間后報告AGC—AMP的增益值。 在步驟305中，基站控制部113將由0系統(tǒng)接收機133報告的AGC — AMP增益(1)記錄到RAM138。
在步驟306中，基站控制部113再次向0系統(tǒng)接收機133指示設定 SW201 SW203。在步驟307中，0系統(tǒng)接收機133按照SW設定指示， 將SW201設定到端子1，將SW202和SW203設定到端子2側(cè)(SW設 定(2))。在步驟308中，0系統(tǒng)接收機133向基站控制部113報告AGC 一AMP的增益值(下面，將所報告的值記做AGC—AMP增益(2))。 在步驟309中，基站控制部113將由0系統(tǒng)接收機133報告的AGC— AMP增益(2)記錄到RAM138。
在歩驟310中，基站控制部113命令SW201 SW203的設定，以 使0系統(tǒng)接收機133從用于故障檢測的設定回到一般接收機的設定。在 步驟311中，0系統(tǒng)接收機133對端子2設定SW201，對端子1側(cè)設定 SW202和SW203。由此，0系統(tǒng)接收機133的接收機輸入端連接到天線 114，所以能夠上行無線信號121，返回到一般運用狀態(tài)。
在歩驟312中，基站控制部113利用記錄在RAM138中的AGC— AMP增益(1)和AGC—AMP增益(2)，診斷接收機的正常與否。診
斷的詳細內(nèi)容將在后面敘述。
在步驟313，基站控制部113向維護終端103報告診斷結(jié)果。在診 斷結(jié)果中，能夠包含例如用于識別進行診斷的接收機的信息(例如， 扇區(qū)和/或系統(tǒng))、存儲在RAM138中的AGC—AMP211的增益值(1)、
(2) 及/或表示接收機故障是否發(fā)生的信息。維護終端103接收診斷結(jié) 果，將所接收的診斷結(jié)果顯示到顯示部及/或存儲到存儲部，并結(jié)束本 診斷。
圖4和圖5是SW設定(1)和(2)的情況的接收機的性能說明圖。 在此，作為一例，對適用于窄頻帶CDMA (Code Division Multiple Access)方式的無線基站的情況下的接收機的正常與否的診斷進行說 明。0系統(tǒng)接收機133的各區(qū)間的增益和噪聲指數(shù)，例如在SW設定(1) 的情況下設為圖4所示的性能，在SW設定(2)的情況下設為圖5所 示的性能。
圖4和圖5示出各個區(qū)間的增益、噪聲指數(shù)、綜合增益、綜合噪聲 指數(shù)。此外，綜合增益是其所有區(qū)間的增益，根據(jù)各部件的增益值計算。 例如，在圖4和圖5中，在區(qū)間(2) (3)的綜合增益的欄中所示的 數(shù)值表示區(qū)間(1) (3)的增益，區(qū)間(3) (4)的綜合增益的欄 中所示的數(shù)值表示區(qū)間(1) (4)的增益。此外，綜合增益指數(shù)是其 區(qū)間整體的噪聲指數(shù)，根據(jù)各個部件的增益值及噪聲指數(shù)值來計算。在 圖4和圖5中，區(qū)間(2) (3)的綜合噪聲指數(shù)的欄中所示的數(shù)值表 示區(qū)間(1) (3)的噪聲指數(shù)，區(qū)間(3) (4)的綜合噪聲指數(shù)的 欄中所示的數(shù)值示出區(qū)間(1) (4)的噪聲指數(shù)。此外，噪聲指數(shù)表 示S/N比相對于熱噪聲指數(shù)等的電平的小的輸入降低多少，若所輸入的 電平較大，則最后的S/N比的降低較小。例如，在圖4中，在區(qū)間(2)
(3) ，由于向LNA205輸入熱噪聲，所以綜合噪聲指數(shù)只增加LNA的 噪聲指數(shù)，但是由于在區(qū)間(3) (4)中被放大的信號輸入到AMP206 中，所以例如綜合噪聲指數(shù)的增減(2.0dB)比區(qū)間(3) (4)的噪 聲指數(shù)U4.8dB)小。另一方面，例如，在圖5中，由于不經(jīng)由LNA205，
所以在區(qū)間(3) (4)中，向AMP206輸入熱噪聲電平的信號，所以 綜合噪聲指數(shù)例如增減區(qū)間(3) (4)的噪聲指數(shù)(14.8dB)。
假設被閉環(huán)控制為AGC—AMP211的增益在端口 (5) 225的功率 成為0dB。在端口 (1) 221產(chǎn)生的熱噪聲功率可通過下面的式計算。 (端口 (1)的熱噪聲功率)=10'log(k'T'BW'103)[dBm]
其中，K: boltzmann常數(shù)二1.38xl0—23[J/K]， T:絕對溫度[K]
BW:接收頻帶寬度[Hz]
窄頻帶CDMA方式的無線地面基站的接收頻帶寬度是1.23MHz， 所以若溫度為25°C,則端口 (1)的熱噪聲功率成為一113dBm。由于 SW201設定在端子1頂!]，接收機輸入端被終接，所以接收機中輸入該熱 噪聲。
圖6和圖7是SW設定(1)及SW設定(2)的情況下的接收機的 電平圖。接收機的綜合增益、綜合噪聲指數(shù)和噪聲功率例如以圖6及圖 7所示的電平變化。
在端口 (1) 221產(chǎn)生的熱噪聲功率例如為一113dBm (頻帶寬度 1.23MHz、溫度25'C)。 SW201設定到端子1側(cè)，接收機輸入端被終接，
所以接收機中不會輸入該熱噪聲以外的信號。
在SW設定(1)的情況下，端口 (1) 221產(chǎn)生的熱噪聲在噪聲功 率601的電平圖中到達端口 (4)。此外，在端口 (4) 224中的接收功率 能夠用以下的式計算。
(端口 (4)的接收功率)=(端口 (1)的熱噪聲功率)+ (端口 (1) 端口 (4)之間的綜合增益)+ (端口 (1) 端口 (4)之間的 綜合噪聲指數(shù))=—113dBm+50dB + 5dB = — 58dBm
因此，AGC—AMP211的增益被閉環(huán)控制成為+58dB。從而AGC —AMP增益(1)的期望值可計算為58dB。
但是，在AGC—AMP增益(1)的值中存在以下原因造成的誤差。 一個是在端口 (1) 221產(chǎn)生的熱噪聲功率比溫度發(fā)生士ldB變化(一 40°C +85°C)產(chǎn)生的誤差。另一個是端口 (1) 221 端口 (4) 224之間的各構成部件的誤差。這隨接收機的電路規(guī)模和使用部件等而不同，
但是一般由士ldB 士3dB左右的誤差。正常與否判斷閾值需要考慮這些 誤差來決定，例如將期望值設定為58dB，將容許范圍設定為士3dB，將 58dB士3dB以內(nèi)作為AGC—AMP增益(l)的標準值。此夕卜，AGC—AMP 增益(1)的期望值和誤差的值是一個例子，也可以取除此之外的值。
接著，說明SW設定(2)的情況。在SW設定(2)的情況下，在 端口 (1)221產(chǎn)生的熱噪聲在圖7的噪聲功率701的電平圖中到達端口 (4)。與SW設定(1)的情況同樣，端口 (4) 224中的接收功率可如 下計算。
(端口 (3)的接收功率)113dBm+34dB + 16.8dB=~62.2dBm 因此，AGC—AMP211的增益被閉環(huán)控制成為+ 62.2dB。與AGC 一AMP增益(1)的情況同樣，例如，設AGC—AMP增益(2)的標準 值的期望值為62.2dB、容許范圍為士3dB，在62.2dB士3dB以內(nèi)。此夕卜， AGC—AMP增益(2)的期望值和誤差的值為一例，也可以成為除此以 外的值。
在此，假設在步驟305由基站控制部113記錄的AGC—AMP增益 (1)到達60dB。這在上述AGC—AMP增益(1)的標準范圍內(nèi)。但是， 有時僅以此不能說接收機正常。例如，考慮LNA205發(fā)生故障而不能放 大信號，向端口 (3) 223僅輸入熱噪聲的情況，此時噪聲信號功率與噪 聲功率701的電平圖相同。即，與SW設定(2)的條件等價，所以AGC 一AMP211的增益成為在62.2dB士3dB以內(nèi)的值。即，即使在LNA205 發(fā)生故障的情況下，AGC—AMP增益(1)也成為60dB。
在上述步驟312中，為了防止這樣的誤診斷，將滿足以下的所有條 件的接收機診斷為正常，除此之外的接收機診斷為異常。
1、 AGC—AMP增益(1)在58dB士3dB (第1范圍)內(nèi)
2、 AGC—AMP增益(2)在62.2dB士3dB (第2范圍)內(nèi)
3、 (AGC—AMP增益(2)) — (AGC—AMP增益(1 ))在4.2dB士l犯 (第3范圍)內(nèi) 說明(AGC—AMP增益(2)) — (AGC—AMP增益(1)的標準 值。(AGC—AMP增益(2)) — (AGC—AMP增益(1)的期望值是從 (AGC—AMP增益(2))的期望值減去(AGC—AMP增益(l))的期 望值的值，所以是4.2dB。該值的誤差比(AGC-AMP增益(l))和(AGC 一AMP增益(2))的誤差小。理由是在測量(AGC—AMP增益(l)) 和(AGC—AMP增益(2))的電路中，端口 (1) 221 端口 (2) 222 之間以及端口 (3) 223 端口 (4) 224之間是共通的。通過端口 (1) 221 端口 (2) 222之間共通，在端口 (1) 221產(chǎn)生的熱噪聲功率隨溫 度變化的影像消失。此夕卜，通過端口 (3) 223 端口 (4) 224之間也共 通，構成該區(qū)間的部件的個別誤差也無關。因此，(AGC—AMP增益(2)) —(AGC—AMP增益(1)的值的誤差僅取決于端口 (2) 222 端口 (3) 223之間即LNA205的性能誤差。例如，按照有關放大率和噪聲的性能， 能夠?qū)⑷菰S范圍設定為士ldB,將(AGC—AMP增益(2)) — (AGC— AMP增益(1)的標準值設定在4.2dB土ldB以內(nèi)，但是也可以取其之 外的值。上述3個條件內(nèi)的具體數(shù)值可根據(jù)圖4、 5所示的值在運用接 收機前決定，存儲到基站控制部113的ROM139、 RAM138或維護終端 103的存儲裝置中?；究刂撇?13的CPU通過使按照圖3所示的步驟 取得和記錄的AGC—AMP增益(1)和AGC—AMP增益(2)應用于 上述3個條件，判斷接收機的正常和異常。
通過將(AGC—AMP增益(2)) — (AGC—AMP增益(l))的值 追加到正常與否診斷的判斷條件，能夠檢測出LNA205的故障。此外， 即使在LNA205以外的部件上發(fā)生了故障的情況下也能夠檢測到。例 如，假設AMP206發(fā)生了故障，貝lj (AGC—AMP增益(l))和(AGC 一AMP增益(2))的值大致相同，所以不能滿足判斷條件3。對于其他 部件也同樣。因此，通過使用上述的3個判斷條件，能夠?qū)崿F(xiàn)接收機的 正常與否診斷。
工業(yè)實用性 本發(fā)明能夠用于移動通信系統(tǒng)中的無線基站裝置，此外，也可以用 于小型皮蜂窩基站。
上述記載僅是實施例，本發(fā)明不限定于此，本領域的技術人員顯然 能夠在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)作出各種變更和修改。
權利要求
1、一種基站，具有天線；接收機，用于通過上述天線接收來自終端的信號；以及控制部，與上述接收機連接，判斷上述接收機的正常與否，其特征在于，上述接收機具有第1切換部，切換將上述接收機的輸入端與上述天線連接或?qū)⑸鲜鼋邮諜C的輸入端終接；低噪聲放大器，以低偏差放大從上述接收機的輸入端輸入的信號；第2切換部，將上述接收機的信號路徑切換為經(jīng)由上述低噪聲放大器的第1路徑或不經(jīng)由上述低噪聲放大器的第2路徑；放大部，用預定的增益放大來自第1路徑和第2路徑的信號；以及自動增益控制放大器，將增益控制為使輸出一定，用被控制的增益放大來自上述放大部的輸出，上述控制部利用上述第1切換部將上述接收機的輸入端終接，將熱噪聲輸入到上述低噪聲放大器，切換上述低2切換部，分別取得與第1路徑連接時的上述自動增益控制放大器的第1增益、和與上述第2路徑連接時的上述自動增益控制放大器的第2增益，根據(jù)所取得的第1增益和第2增益分別在預定的第1范圍內(nèi)和第2范圍內(nèi)，并且第1增益和第2增益之差在預定的第3范圍內(nèi)，判斷上述接收機的正常與否。
2、 如權利要求1所述的基站，其特征在于，根據(jù)由接收頻帶寬度及溫度決定的熱噪聲功率、基于從連接到第1 路徑時的上述接收機的輸入端到上述自動增益控制放大器的輸入端的 綜合增益及綜合噪聲指數(shù)的期望值、以及預定的容許范圍，來決定上述 第1范圍。
3、 如權利要求1所述的基站，其特征在于，根據(jù)由接收頻帶寬度及溫度決定的熱噪聲功率、基于連接到第2路 徑時的從上述接收機的輸入端到上述自動增益控制放大器的輸入端的 綜合增益及綜合噪聲指數(shù)的期望值、以及預定的容許范圍，來決定上述 第2范圍。
4、 如權利要求1所述的基站，其特征在于，上述第3范圍的期望 值是上述第1范圍的期望值和上述第2范圍的期望值之差。
5、 如權利要求1所述的基站，其特征在于，上述第3范圍的容許 范圍是根據(jù)與上述低噪聲放大器的放大率和噪聲有關的性能來預定的 值。
6、 一種接收裝置，具有天線；接收機，用于通過上述天線接收 信號；以及控制部，與上述接收機連接，判斷上述接收機的正常與否， 其特征在于，上述接收機具有切換部，切換將上述接收機的輸入端與上述天線連接或?qū)⑸鲜鼋邮?機的輸入端終接；低噪聲放大器，以低偏差放大從上述接收機的輸入端輸入的信號；上述控制部利用上述切換部將上述接收機的輸入端終接，將上述接 收機的輸入端的熱噪聲輸入到上述低噪聲放大器，該熱噪聲用作判斷接收機的正常與否的試驗信號。
7、 如權利要求6所述的接收裝置，其特征在于， 上述接收機還具有第2切換部，將上述接收機的信號路徑切換為經(jīng)由上述低噪聲放大 器的第1路徑或不經(jīng)由上述低噪聲放大器的第2路徑；放大部，用預定的增益放大來自第1路徑和第2路徑的信號；以及自動增益控制放大器，將增益控制為使輸出一定，用被控制的增益 放大來自上述放大部的輸出， 上述控制部利用上述切換部將上述接收機的輸入端終接，將熱噪聲輸入到上述 低噪聲放大器，切換上述第2切換部，分別取得與第1路徑連接時的上述自動增益 控制放大器的第1增益、和與上述第2路徑連接時的上述自動增益控制 放大器的第2增益，根據(jù)所取得的第1增益和第2增益分別在預定的第1范圍內(nèi)和第2 范圍內(nèi)，并且第1增益和第2增益之差在預定的第3范圍內(nèi)，判斷上述 接收機的正常與否。
8、 一種接收機故障診斷方法，用于判斷通過天線接收來自終端的 信號的接收機的正常與否，其特征在于，將接收機的輸入端終接，向以低偏差放大所輸入的信號的低噪聲放 大器輸入熱噪聲；將接收機的信號路徑連接到經(jīng)由低噪聲放大器和自動增益控制放 大器的第1路徑，所述自動增益控制放大器將增益控制成使輸出一定、 并用該增益放大信號；取得連接到第1路徑上時的自動增益控制放大器的第1增益；將接收機的信號路徑連接到不經(jīng)由低噪聲放大器而經(jīng)由自動增益 控制放大器的第2路徑；取得連接到第2路徑時的自動增益控制放大器的第2增益；根據(jù)所取得的第1增益和第2增益分別在預定的第1范圍內(nèi)和第2 范圍內(nèi)，并且第1增益和第2增益之差在預定的第3范圍內(nèi)，判斷上述 接收機的正常與否。
全文摘要
本發(fā)明的以簡單方式進行故障檢測的無線基站的接收機，SW(201)將接收機(133)的輸入端切換為與天線(114)連接或終接。LNA(低噪聲放大器)205以低偏差放大所輸入的信號。SW(202、203)切換經(jīng)由LNA205的第1路徑和不經(jīng)由LNA205的第2路徑204。AGC-AMP211將增益控制為射出成為一定，以被控制的增益放大信號?；究刂撇坷肧W(201)終接接收機的輸入端，將熱噪聲輸入到LNA205中。此外，切換SW(202)和203，通過連接到第1路徑時的AGC-AMP211的第1增益和連接到第2路徑時的AGC-AMP211的第2增益、以及第1及第2增益之差分別在規(guī)定范圍內(nèi)，由此判斷接收機的正常與否。
文檔編號H04B17/00GK101176283SQ20058004975
公開日2008年5月7日 申請日期2005年12月19日 優(yōu)先權日2005年5月12日
發(fā)明者內(nèi)池智哉, 齋藤彰廣, 長谷川佳昭, 鹿又義弘 申請人:日立通訊技術株式會社