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特許7306728無線通信端末、方法、及びプログラム

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-03

(45)【発行日】2023-07-11

(54)【発明の名称】無線通信端末、方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

H04B 17/16 20150101AFI20230704BHJP

H04B 17/29 20150101ALI20230704BHJP

【ＦＩ】

H04B17/16

H04B17/29 100

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021007010

(22)【出願日】2021-01-20

(65)【公開番号】P2022111530

(43)【公開日】2022-08-01

【審査請求日】2022-05-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入健

(72)【発明者】

【氏名】菅原章

【審査官】鴨川学

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－３０４２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第１００３８５０８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２００６－３１９６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５７６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２９０２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２７０７１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ１７／１６

Ｈ０４Ｂ１７／２９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

動作モードに基づいて、ＲＦフロントエンドから出力された送信信号をアンテナ又はカプラに出力し、前記アンテナが受信した受信信号を前記ＲＦフロントエンド又は前記カプラに出力するスイッチと、
前記動作モードに基づいて、前記スイッチから出力された前記送信信号を分岐したモニタ送信信号又は前記スイッチから出力された前記受信信号を分岐したモニタ受信信号を電力測定部に出力する前記カプラと、
前記動作モードに基づいて、前記カプラと前記スイッチとを介して前記ＲＦフロントエンドに試験信号を出力し、又は、前記カプラを介して前記電力測定部に入力する前記試験信号を出力する試験信号生成部と、
前記動作モードに基づいて、前記モニタ送信信号と前記モニタ受信信号と前記試験信号の少なくともいずれか１つの電力を測定する前記電力測定部と、
を備える無線通信端末。

【請求項2】

前記動作モードは、通常動作モードと診断動作モードとループバック動作モードと通信動作モードとを有し、
前記通常動作モードにおいて、前記スイッチは、前記ＲＦフロントエンドから出力された前記送信信号を前記アンテナに出力し、前記アンテナが受信した前記受信信号を前記ＲＦフロントエンドに出力し、
前記診断動作モードにおいて、前記スイッチは、前記ＲＦフロントエンドから出力された前記送信信号を前記カプラに出力し、前記カプラは、前記スイッチから出力された前記送信信号を分岐した前記モニタ送信信号を前記電力測定部に出力し、前記電力測定部は、前記モニタ送信信号の電力を測定し、
前記診断動作モードにおいて、前記試験信号生成部は、前記試験信号を前記カプラに出力し、前記カプラは、前記試験信号生成部から出力された前記試験信号を前記スイッチに出力し、前記スイッチは、前記カプラから出力された前記試験信号を前記ＲＦフロントエンドに出力し、
前記ループバック動作モードにおいて、前記試験信号生成部は、前記試験信号を前記カプラに出力し、前記カプラは、前記試験信号生成部から出力された前記試験信号を前記電力測定部に出力し、前記電力測定部は、前記カプラから出力された前記試験信号の電力を測定し、
前記通信動作モードにおいて、前記スイッチは、前記ＲＦフロントエンドから出力された前記送信信号を前記カプラに出力し、前記カプラは、前記スイッチから出力された前記送信信号を分岐した前記送信信号を前記スイッチに出力するとともに分岐した前記モニタ送信信号を前記電力測定部に出力し、前記スイッチは、前記カプラが分岐した前記送信信号を前記アンテナに出力し、前記電力測定部は、前記モニタ送信信号の電力を測定し、
前記通信動作モードにおいて、前記スイッチは、前記アンテナから出力された前記受信信号を前記カプラに出力し、前記カプラは、前記スイッチから出力された前記受信信号を分岐した前記受信信号を前記スイッチに出力するとともに分岐した前記モニタ受信信号を前記電力測定部に出力し、前記スイッチは、前記カプラが分岐した前記受信信号を前記ＲＦフロントエンドに出力し、前記電力測定部は、前記モニタ受信信号の電力を測定する、
請求項１に記載の無線通信端末。

【請求項3】

自己診断機能部は、前記スイッチと前記カプラと前記試験信号生成部と前記電力測定部とを含み、
前記自己診断機能部は、
自端末の送信通路と自端末の受信通路を含む送受信通路をリストアップし、
前記ループバック動作モードにおいて、前記自己診断機能部が正常であるか否かを判断し、
前記診断動作モードにおいて、前記送受信通路ごとに正常であるか否かを判断する、
請求項２に記載の無線通信端末。

【請求項4】

前記自己診断機能部は、
前記ループバック動作モードにおいて、前記電力測定部が測定した電力が所定電力範囲内である場合、前記自己診断機能部が正常であると判断し、
前記診断動作モードにおいて、
前記電力測定部が測定した電力が所定ＲＦ電力範囲内である場合、前記ＲＦフロントエンドの前記送受信通路が正常であると判断し、
前記電力測定部が測定した電力が所定ＲＦ電力未満の場合、前記ＲＦフロントエンドの前記送受信通路が故障であると判断する、
請求項３に記載の無線通信端末。

【請求項5】

前記自己診断機能部は、
前記診断動作モードにおいて、前記ＲＦフロントエンドの前記送受信通路が正常であると判断した場合、前記通常動作モード又は前記通信動作モードに移行する、
請求項３又は４に記載の無線通信端末。

【請求項6】

前記ＲＦフロントエンドから出力された前記送信信号の周波数は、前記アンテナが受信した前記受信信号の周波数とは異なり、
前記ＲＦフロントエンドから出力された前記送信信号の周波数は、前記試験信号生成部から出力された前記試験信号の周波数とは異なる、
請求項１から５のいずれか１つに記載の無線通信端末。

【請求項7】

動作モードに基づいて、スイッチが、ＲＦフロントエンドから出力された送信信号をアンテナ又はカプラに出力し、前記アンテナが受信した受信信号を前記ＲＦフロントエンド又は前記カプラに出力することと、
前記動作モードに基づいて、前記カプラが、前記カプラに出力された前記送信信号を分岐したモニタ送信信号又は前記カプラに出力された前記受信信号を分岐したモニタ受信信号を電力測定部に出力することと、
前記動作モードに基づいて、試験信号生成部が、前記カプラを介して前記ＲＦフロントエンドに試験信号を出力し、又は、前記カプラを介して前記電力測定部に入力する試験信号を出力することと、
前記動作モードに基づいて、前記電力測定部が、前記モニタ送信信号と前記モニタ受信信号と前記試験信号の少なくともいずれか１つの電力を測定することと、
を備える方法。

【請求項8】

前記動作モードは、通常動作モードと診断動作モードとループバック動作モードと通信動作モードとを有し、
前記通常動作モードにおいて、前記スイッチが、前記ＲＦフロントエンドから出力された前記送信信号を前記アンテナに出力し、前記アンテナが受信した前記受信信号を前記ＲＦフロントエンドに出力することと、
前記診断動作モードにおいて、前記スイッチが、前記ＲＦフロントエンドから出力された前記送信信号を前記カプラに出力し、前記カプラが、前記スイッチから出力された前記送信信号を分岐した前記モニタ送信信号を前記電力測定部に出力し、前記電力測定部が、前記モニタ送信信号の電力を測定することと、
前記診断動作モードにおいて、前記試験信号生成部が、前記試験信号を前記カプラに出力し、前記カプラが、前記試験信号生成部から出力された前記試験信号を前記スイッチに出力し、前記スイッチが、前記カプラから出力された前記試験信号を前記ＲＦフロントエンドに出力することと、
前記ループバック動作モードにおいて、前記試験信号生成部が、前記試験信号を前記カプラに出力し、前記カプラが、前記試験信号生成部から出力された前記試験信号を前記電力測定部に出力し、前記電力測定部が、前記カプラから出力された前記試験信号の電力を測定することと、
前記通信動作モードにおいて、前記スイッチが、前記ＲＦフロントエンドから出力された前記送信信号を前記カプラに出力し、前記カプラが、前記スイッチから出力された前記送信信号を分岐した前記送信信号を前記スイッチに出力するとともに分岐した前記モニタ送信信号を前記電力測定部に出力し、前記スイッチが、前記カプラが分岐した前記送信信号を前記アンテナに出力し、前記電力測定部が、前記モニタ送信信号の電力を測定することと、
前記通信動作モードにおいて、前記スイッチが、前記アンテナから出力された前記受信信号を前記カプラに出力し、前記カプラが、前記スイッチから出力された前記受信信号を分岐した前記受信信号を前記スイッチに出力するとともに分岐した前記モニタ受信信号を前記電力測定部に出力し、前記スイッチが、前記カプラが分岐した前記受信信号を前記ＲＦフロントエンドに出力し、前記電力測定部が、前記モニタ受信信号の電力を測定することと、
をさらに備える請求項７に記載の方法。

【請求項9】

【請求項10】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無線通信端末、方法、及びプログラムに関するものであり、特に、自端末のＲＦフロントエンドの故障を容易に検出することが可能な無線通信端末、方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

移動無線通信端末は、対向端末との位置関係によって無線信号の減衰量や雑音等の伝搬特性が時々刻々と変化するため、送受信するごとに無線信号の電力を調整する必要がある。この電力調整を行う機能ブロックをＲＦフロントエンド、又は、ＲＦフロントエンド部という。ＲＦフロントエンドはＲＦフロントエンド回路を有する。ＲＦフロントエンド回路の主な役割は、トランシーバ部（信号処理部）とアンテナの仲介役として、無線信号を増幅することと、無線信号の無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）を後段のトランシーバ部が扱える中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）の信号に変換することである。ＲＦフロントエンド回路は、送信と受信で同様の役割を有する。近年では、ＲＦフロントエンド回路の集積化が進み、ＲＦフロントエンドの一部の機能は、１つのＩＣ（ＲＦＩＣ：Radio Frequency Integrated Circuit）に集積されるようになってきている。ＲＦフロントエンドは、送信の最終段、受信の初段の増幅器とそれらに伴った諸部品を含む。近年ではさらに、複数の通信事業者で使用できるＳＩＭ（Subscriber Identity Module）フリー端末と呼ばれる通信端末が求められている。各通信事業者に割り当てられた周波数帯域（バンド）が異なるため、１つの通信端末が複数の周波数帯域に対応する必要があり、それに伴ってＲＦフロントエンド回路の回路規模は増大している。

【0003】

特許文献１の００１０段落には、「通信用のアンテナと、送信信号を前記アンテナに出力する送信手段と、前記アンテナからの受信信号を信号処理する受信手段と、前記アンテナを前記送信手段及び前記受信手段の何れか一方に選択的に接続する送受信切換手段と、前記送受信切換手段を介して前記送信手段を前記アンテナに周期的に接続することにより前記送信手段による定期送信を実施させ、該定期送信後は、前記送受信切換手段を介して前記受信手段を前記アンテナに接続することにより、前記受信手段を受信待機状態に制御する通信制御手段と、を備えた無線通信装置において、前記受信手段が他の無線通信装置からの送信信号を受信しない非受信期間が、前記定期送信の周期の複数倍以上の長さに設定された診断開始判定期間に達したか否かを判定する診断開始判定手段と、前記診断開始判定手段にて、前記非受信期間が前記診断開始判定期間に達したと判定されると、前記送信手段から出力された送信信号を前記受信手段に入力する折返し経路を形成する折返し経路形成手段と、前記折返し経路形成手段により前記折返し経路が形成されると、前記受信手段にて受信される受信信号の信号レベルを検出して該信号レベルが正常か否かを判断する受信レベル判定手段と、前記折返し経路形成手段により前記折返し経路が形成されると、前記受信手段による前記受信信号の受信継続期間を計測し、該受信継続期間が異常判定用のしきい値を越えたか否かを判定する受信継続期間判定手段と、前記受信レベル判定手段にて前記受信信号の信号レベルが正常ではないと判定されるか、或いは、前記受信継続期間判定手段にて前記受信継続期間が前記しきい値を越えたと判定されると、当該無線通信装置が故障していると判断して、当該無線通信装置の故障を報知する故障断定手段と、を備えたことを特徴とする。」と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－０８５０８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

無線信号を受信する場合において、トランシーバ部が対応できる無線信号の受信電力レベルには上限と下限がある。ＲＦフロントエンドは、互いのトランシーバ部が所望する受信電力になるように調整する。しかしながら、ＲＦフロントエンドが調整可能な範囲は制限があるため、対向端末との間の距離が近すぎたり遠すぎたりする場合、トランシーバ部での復調後の信号の信号対雑音比（Signal/Noise比）が低下し通信が不安定になる。これと同様の症状は、ＲＦフロントエンドが故障した場合にも発生する。高周波の無線信号は、高周波部品（伝搬部品と称する）が故障や破損している場合でも、大きな損失を伴いながら伝搬する。すなわち、ＲＦフロントエンド回路に故障がある場合でも、アンテナが受信した受信信号はトランシーバ部まで伝搬し、ＲＦフロントエンド回路が正常に動作しているように見えてしまう。これにより、受信信号の受信電力レベル変動を引き起こした要因が伝搬路の変動によるものなのか、或いは、アンテナやＲＦフロントエンドの故障によるものなのかを判断することが難しいという課題があった。

【0006】

本開示の目的は、上述した課題のいずれかを解決する無線通信端末、方法、及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る無線通信端末は、
動作モードに基づいて、ＲＦフロントエンドから出力された送信信号をアンテナ又はカプラに出力し、前記アンテナが受信した受信信号を前記ＲＦフロントエンド又は前記カプラに出力するスイッチと、
前記動作モードに基づいて、前記スイッチから出力された前記送信信号を分岐したモニタ送信信号又は前記スイッチから出力された前記受信信号を分岐したモニタ受信信号を電力測定部に出力する前記カプラと、
前記動作モードに基づいて、前記カプラと前記スイッチとを介して前記ＲＦフロントエンドに試験信号を出力し、又は、前記カプラを介して前記電力測定部に入力する前記試験信号を出力する試験信号生成部と、
前記動作モードに基づいて、前記モニタ送信信号と前記モニタ受信信号と前記試験信号の少なくともいずれか１つの電力を測定する前記電力測定部と、
を備える。

【0008】

本開示に係る方法は、
動作モードに基づいて、スイッチが、ＲＦフロントエンドから出力された送信信号をアンテナ又はカプラに出力し、前記アンテナが受信した受信信号を前記ＲＦフロントエンド又は前記カプラに出力することと、
前記動作モードに基づいて、前記カプラが、前記カプラに出力された前記送信信号を分岐したモニタ送信信号又は前記カプラに出力された前記受信信号を分岐したモニタ受信信号を電力測定部に出力することと、
前記動作モードに基づいて、試験信号生成部が、前記カプラを介して前記ＲＦフロントエンドに試験信号を出力し、又は、前記カプラを介して前記電力測定部に入力する試験信号を出力することと、
前記動作モードに基づいて、前記電力測定部が、前記モニタ送信信号と前記モニタ受信信号と前記試験信号の少なくともいずれか１つの電力を測定することと、
を備える。

【0009】

本開示に係るプログラムは、
動作モードに基づいて、スイッチが、ＲＦフロントエンドから出力された送信信号をアンテナ又はカプラに出力し、前記アンテナが受信した受信信号を前記ＲＦフロントエンド又は前記カプラに出力することと、
前記動作モードに基づいて、前記カプラが、前記カプラに出力された前記送信信号を分岐したモニタ送信信号又は前記カプラに出力された前記受信信号を分岐したモニタ受信信号を電力測定部に出力することと、
前記動作モードに基づいて、試験信号生成部が、前記カプラを介して前記ＲＦフロントエンドに試験信号を出力し、又は、前記カプラを介して前記電力測定部に入力する試験信号を出力することと、
前記動作モードに基づいて、前記電力測定部が、前記モニタ送信信号と前記モニタ受信信号と前記試験信号の少なくともいずれか１つの電力を測定することと、
をコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、自端末のＲＦフロントエンドの故障を容易に検出することが可能な無線通信端末、方法、及びプログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態に係る無線通信端末を例示するブロック図である。

【図2】ＲＦフロントエンドとアンテナとトランシーバ部を例示するブロック図である。

【図3】実施の形態に係る自己診断機能部を例示するブロック図である。

【図4】実施の形態に係る自己診断機能部を例示するブロック図である。

【図5】実施の形態に係る自己診断機能部を例示するブロック図である。

【図6】実施の形態に係る自己診断機能部を例示するブロック図である。

【図7】実施の形態に係る無線通信端末を例示するブロック図である。

【図8】実施の形態に係る無線通信端末のトランシーバ部とアンテナとの接続関係を概念的に例示するブロック図である。

【図9】実施の形態に係る無線通信端末のトランシーバ部とアンテナとの接続関係を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明を省略する。

【0013】

［実施の形態］
＜無線通信端末の構成＞
図１は、実施の形態に係る無線通信端末を例示するブロック図である。
図１は、無線通信端末の自己診断機能部を例示するブロック図であり、自己診断機能部の最小構成を示す。

【0014】

図１に示すように、実施の形態１に係る無線通信端末１０は、自己診断機能部１１と、ＲＦフロントエンド１２と、アンテナ１３と、を備える、自己診断機能部１１は、スイッチ１１１と、カプラ１１２と、試験信号生成部１１３と、電力測定部１１４と、を備える。自己診断機能部１１は、ＲＦフロントエンド１２とアンテナ１３との間に挿入される。ＲＦフロントエンドは、信号を増幅する等の回路を有するので、ＲＦフロントエンドをＲＦフロントエンド回路と称することもある。

【0015】

無線通信端末１０は、例えば、スマートフォンやモバイルルータ等、ＬＴＥ（Long Term Evolution）や５Ｇ（ＮＲ：New Radio）等の移動通信で使用する通信端末である。

【0016】

自己診断機能部１１のスイッチ１１１は、ＲＦフロントエンド１２とアンテナ１３との間に挿入される。スイッチ１１１は、動作モードに基づいて、ＲＦフロントエンド１２から出力された送信信号をアンテナ１３又はカプラ１１２に出力する。スイッチ１１１は、動作モードに基づいて、アンテナ１３が受信した受信信号をＲＦフロントエンド１２又はカプラ１１２に出力する。動作モードの詳細は、後述する。スイッチ１１１を、マトリクススイッチと称することもある。

【0017】

カプラ１１２は、動作モードに基づいて、スイッチ１１１から出力された送信信号を分岐したモニタ送信信号又はスイッチ１１１から出力された受信信号を分岐したモニタ受信信号を電力測定部１１４に出力する。カプラは双方向性を有するものとし、カプラを双方向性結合機、又は、方向性結合器と称することもある。

【0018】

試験信号生成部１１３は、動作モードに基づいて、カプラ１１２とスイッチ１１１とを介してＲＦフロントエンド１２に試験信号を出力し、又は、カプラ１１２を介して電力測定部１１４に入力する試験信号を出力する。試験信号生成部１１３は、無線通信端末１０のＲＦフロントエンド１２が対応する周波数帯域の試験信号を出力する。

【0019】

電力測定部１１４は、動作モードに基づいて、モニタ送信信号とモニタ受信信号と試験信号の少なくともいずれか１つの電力を測定する。電力測定部１１４は、無線通信端末１０のＲＦフロントエンド１２が対応する周波数帯域のモニタ送信信号、モニタ受信信号、試験信号の電力を測定する。

【0020】

＜ＲＦフロントエンド＞
図２は、ＲＦフロントエンドとアンテナとトランシーバ部を例示するブロック図である。

【0021】

図２に示すように、ＲＦフロントエンド１２は、増幅器接続部１２２ａと増幅器接続部１２２ｂと送信信号増幅部１２３ａと受信信号増幅部１２３ｂとフィルタ接続部１２４ａとフィルタ接続部１２４ｂと送信フィルタ部１２５ａと受信フィルタ部１２５ｂと送受混合部１２６と周波数帯域選択部１２７とを備える。

【0022】

トランシーバ部１２１は、アンテナ１３から送信する送信信号とアンテナ１３で受信した受信信号の信号処理を行う。送信信号増幅部１２３ａと受信信号増幅部１２３ｂは、増幅素子（アンプ）を用いて入力信号を電力増幅して後段に出力する。送信フィルタ部１２５ａと受信フィルタ部１２５ｂは、フィルタ素子を用いて後段で不要な信号成分を入力信号から除去して後段に出力する。

【0023】

ＲＦフロントエンド１２は、これらの増幅素子やフィルタ素子が送信部と受信部（送信部と受信部を総称して送受信部と称する）のそれぞれに必要となり、さらに、通信に使用する周波数帯域（バンド）毎にも必要となる。無線通信端末１０は、これらの送受信部を適切なトランシーバ部１２１の入出力ポート（Port）と適切なアンテナ１３にルーティング（接続）するためのスイッチング素子が必要とされる。スイッチング素子については後述する。ＲＦフロントエンド１２は、スマートフォン等の無線通信端末に使用される。

【0024】

＜自己診断機能部＞
図３は、実施の形態に係る自己診断機能部を例示するブロック図である。
図３は、通常動作モードを示す。
図４は、実施の形態に係る自己診断機能部を例示するブロック図である。
図４は、診断動作モードを示す。
図５は、実施の形態に係る自己診断機能部を例示するブロック図である。
図５は、ループバック動作モードを示す。
図６は、実施の形態に係る自己診断機能部を例示するブロック図である。
図６は、通信動作モードを示す。

【0025】

実施の形態に係る自己診断機能部１１は、無線通信端末のＲＦフロントエンド１２とアンテナ１３との間に挿入される（図１参照）。

【0026】

図３から図６に示すように、自己診断機能部１１は、動作モードとして、通常動作モードと診断動作モードとループバック動作モードと通信動作モードとを有する。

【0027】

図３に示すように、通常動作モードでは、スイッチ１１１で自己診断機能部１１の機能と通常動作機能を分離する。

【0028】

図４に示すように、診断動作モードでは、検査対象であるＲＦフロントエンド１２が出力する無線信号の電力測定を行い、また、ＲＦフロントエンド１２に試験信号（検査信号）を入力する。

【0029】

図５に示すように、ループバック動作モードでは、自己診断機能部１１自身の正常性の確認を行う。

【0030】

図６に示すように、通信動作モードでは、通常動作中において、アンテナ１３に入力する受信信号の電力の測定を行い、また、アンテナ１３から出力する（送信する）送信信号の電力の測定を行う。

【0031】

通常動作モードを第１機能と称し、診断動作モードを第２機能と称し、ループバック動作モードを第３機能と称し、通信動作モードを第４機能と称することもある。

【0032】

自己診断機能部１１は、試験信号生成部１１３と電力測定部１１４とカプラ１１２との間の接続を切り替えるためのスイッチ１１５と、カプラ１１２が出力した信号（送信信号、受信信号、試験信号）をスイッチ１１１に戻すかあるいは終端するかを決めるスイッチ１１６と、をさらに備えてもよい。

【0033】

自己診断機能部１１は、ＲＦフロントエンド１２あるいはアンテナ１３からの出力信号（送信信号又は受信信号）の電力を測定する機能を有する。また、自己診断機能部１１は、試験信号をＲＦフロントエンド１２に入力する機能を有する。自己診断機能部１１は、これら機能を用いて予め正常時のＲＦフロントエンド１２の伝搬特性を測定し記録しておき、正常時の測定結果と、試験時の測定結果とを比較し照合することにより、ＲＦフロントエンド１２が正常であるか否かを判断する。すなわち、自己診断機能部１１は、ＲＦフロントエンド１２の自己診断を行う。

【0034】

＜自己診断機能部の動作モードの詳細＞
図３から図６を用いて自己診断機能部１１の動作モードの詳細を説明する。
通常動作モードでは、図３の第１機能（通常動作モード）に示すように、スイッチ１１１は、ＲＦフロントエンド１２から出力された送信信号をアンテナ１３に出力し、アンテナ１３が受信した受信信号をＲＦフロントエンド１２に出力する。すなわち、スイッチ１１１は、ＲＦフロントエンド１２とアンテナ１３とを接続する。

【0035】

診断動作モードでは、図４の第２機能（診断動作モード）に示すように、スイッチ１１１は、ＲＦフロントエンド１２から出力された送信信号をカプラ１１２に出力する。カプラ１１２は、スイッチ１１１から出力された送信信号を分岐したモニタ送信信号を電力測定部１１４に出力する。電力測定部１１４は、モニタ送信信号の電力を測定する。また、診断動作モードでは、カプラ１１２から出力された送信信号を、スイッチ１１６を介して終端する。これにより、アンテナ１３からの送信信号の不要放射を防止する。

【0036】

診断動作モードでは、図４の第２機能（診断動作モード）に示すように、試験信号生成部１１３は、試験信号をカプラ１１２に出力する。カプラ１１２は、試験信号生成部１１３から出力された試験信号をスイッチ１１１に出力する。スイッチ１１１は、カプラ１１２から出力された試験信号をＲＦフロントエンド１２に出力する。尚、試験信号生成部１１３は、試験信号を、スイッチ１１５を介してカプラ１１２に出力してもよい。

【0037】

ループバック動作モードでは、図５の第３機能（ループバック動作モード）に示すように、試験信号生成部１１３は、試験信号をカプラ１１２に出力する。カプラ１１２は、試験信号生成部１１３から出力された試験信号を電力測定部１１４に出力する。電力測定部１１４は、カプラ１１２から出力された試験信号の電力を測定する。

【0038】

通信動作モードでは、図６の第４機能（通信動作モード）に示すように、スイッチ１１１は、ＲＦフロントエンド１２から出力された送信信号をカプラ１１２に出力する。カプラ１１２は、スイッチ１１１から出力された送信信号を分岐した送信信号をスイッチ１１１に出力するとともに分岐したモニタ送信信号を電力測定部１１４に出力する。スイッチ１１１は、カプラ１１２が分岐した送信信号をアンテナ１３に出力する。電力測定部１１４は、モニタ送信信号の電力を測定する。

【0039】

通信動作モードでは、図６の第４機能（通信動作モード）に示すように、スイッチ１１１は、アンテナ１３から出力された受信信号をカプラ１１２に出力し、カプラ１１２は、スイッチ１１１から出力された受信信号を分岐した受信信号をスイッチ１１１に出力するとともに分岐したモニタ受信信号を電力測定部１１４に出力する。また、スイッチ１１１は、カプラ１１２が分岐した受信信号をＲＦフロントエンド１２に出力する。電力測定部１１４は、モニタ受信信号の電力を測定する。通信動作モードでは、通信動作を中断せずにリアルタイムにＲＦフロントエンドを診断することができる。

【0040】

＜自己診断機能部の動作の具体例＞
図７は、実施の形態に係る無線通信端末を例示するブロック図である。
図７は、簡易的に２つのバンドに対応したＬＴＥ通信端末（無線通信端末）の回路ブロック図を示す。
図８は、実施の形態に係る無線通信端末のトランシーバ部とアンテナとの接続関係を概念的に例示するブロック図である。
図９は、実施の形態に係る無線通信端末のトランシーバ部とアンテナとの接続関係を例示する図である。

【0041】

この例では、以下を前提とするものとする。
図７に示すように、ＲＦフロントエンド１２は、周波数分割多重方式（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex方式）を採用し、２つの周波数帯域（バンド）に対応する。このため、送信（トランシーバ部１２１からアンテナ１３に向かう方向）は、１つの周波数帯域に対応した送信増幅器と送信フィルタを周波数帯域ごとに備える。この例では、周波数帯域Ａと周波数帯域Ｂである。また、受信（アンテナ１３からトランシーバ部１２１に向かう方向）は、２つの周波数帯域に対応した受信増幅器を、２ｘ２ＭＩＭＯ通信を行うように２つ実装する。また、送信増幅器は増幅モードが３つ有り、受信増幅器は増幅モードが２つ有るものとする。また、フィルタ、混合器、スイッチ等の通過特性は、各通過信号の周波数に対して一意とする。尚、スイッチ１１１を検査用マトリクススイッチと称することもある。また、無線通信端末１０は、無線通信処理部１２８ａと汎用情報処理部１２８ｂと不揮発性記憶部１２９とをさらに備えてもよい。

【0042】

この前提に基づいた場合、ＲＦフロントエンド１２の伝送線路（伝搬路）の通過特性は、増幅器のモード毎に変化するので、トランシーバ部１２１と自己診断機能部１１のスイッチ１１１との間に存在する固有の伝搬路は送信側が６パターン存在し、受信側が８パターン存在する。これらのパターンを“通路”と表現し、通路と、トランシーバ部１２１とアンテナ１３との接続関係と、増幅器が対応する周波数帯域と、増幅器の増幅モードと、の関係について、送信及び受信のそれぞれをまとめた図を図９として示す。また、図９を概念的に示した図を図８として示す。各通路は周波数的に特性が異なるので、複数の周波数で測定したものを記録する。

【0043】

無線通信端末１０は、ＦＤＤ方式を採用しているので、ＲＦフロントエンド１２から出力された送信信号の周波数は、アンテナ１３が受信した受信信号の周波数とは異なる。また、ＲＦフロントエンド１２から出力された送信信号の周波数は、試験信号生成部１１３から出力された試験信号の周波数とは異なる場合もある。

【0044】

＜自己診断機能部を使用した試験から運用までのステップ＞
実施の形態を使用した「試験から運用」までのステップは、以下の通りである。

【0045】

先ず、無線通信端末１０のＲＦフロントエンド１２の試験対象となる送信通路と受信通路（送受信通路と称する）をリストアップする（ステップＳ１０１）。具体的には、無線通信端末１０のＲＦフロントエンド１２について、送信信号又は受信信号が通る通路を自己診断機能部１１と接続するためのスイッチ１１１の設定をリストアップする。尚、リストアップは、送信と受信とに分けて行う。これにより、例えば、図９に示すようなリストを作成する。

【0046】

次に、事前測定を行う（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２では、製造検査等、無線通信端末１０が正常であることが確保できている段階で、自己診断機能部１１を用いて通路毎の通過損失や増幅量等の伝搬特性を測定し記録しておく。詳細は、以下のステップに従う。

【0047】

予め、図５に示す第３機能（ループバック動作モード）で、試験信号生成部１１３が試験信号を出力し、カプラ１１２が結合端子間の通路を通して試験信号を電力測定部１１４に出力し、電力測定部１１４が試験信号の電力を測定する。これにより、試験信号生成部１１３が出力信号である試験信号を正常に出力できているか、或いは、電力測定部１１４が試験信号の電力を正常に測定できているかを確認する（ステップＳ１０２－１）。すなわち、自己診断機能部１１が正常であるか否かを判断（確認）する。

【0048】

具体的には、自己診断機能部１１は、ループバック動作モードにおいて、電力測定部１１４が測定した電力が所定電力範囲内である場合、自己診断機能部１１が正常であると判断する。

【0049】

ステップＳ１０２－１において自己診断機能部１１の正常性を確認した後、図４に示す第２機能（診断動作モード）において、トランシーバ部１２１を操作し、各通路の伝搬特性を測定する（ステップＳ１０２－２）。

【0050】

ステップＳ１０２－２において測定した測定結果は、不揮発性記憶部１２９に記録する（ステップＳ１０２－３）。不揮発性記憶部１２９に記録した測定した結果は、今後の故障診断時の基準値として用いる。

【0051】

次に、本動作モード（通常動作モード又は通信動作モード）移行前の故障診断を行う（ステップＳ１０３）。無線通信端末１０が起動してサービス動作を開始する前段階として、ステップＳ１０２の診断動作モードにおける事前測定と同様の測定を行い、ステップＳ１０２－３で記録した送受信通路の測定結果と比較する。送受信通路ごとに測定結果が一定の基準（正常値より数ｄＢ（デシベル）低い等）を基に、正常であるか又は故障であるかを判断する。

【0052】

具体的には、診断動作モードにおいて、電力測定部１１４が測定した電力が所定ＲＦ電力範囲内である場合、ＲＦフロントエンド１２の送受信通路が正常であると判断する。また、電力測定部１１４が測定した電力が所定ＲＦ電力未満の場合、ＲＦフロントエンド１２の送受信通路が故障であると判断する。

【0053】

次に、本動作を行う（ステップＳ１０４）。本動作前のステップＳ１０３の故障診断（第２機能（診断動作モード））において、ＲＦフロントエンド１２の送受信通路が正常であると判断された場合、自己診断機能部１１を分離し、第１機能（通常動作モード）に移行し通信動作を開始する。

【0054】

尚、ステップＳ１０３の故障診断において、ＲＦフロントエンド１２の送受信通路が正常であると判断された場合、第４機能（通信動作モード）に移行してもよい。通信動作モードは、ＲＦフロントエンド１２とアンテナ１３の接続の間にカプラ１１２を挿入して実現されている。これにより、通常動作中（運用中）のトランシーバ部１２１の送信設定、受信電力を参照し、自己診断機能部１１の測定機能と照らし合わせることでＲＦフロントエンド１２の正常、故障を判断することができる。

【0055】

実施の形態では、自己診断機能部１１が有する複数の動作モードを使用して事前測定と故障診断を行い、それらの測定結果に基づいて、自端末が正常であるか又は故障であるかを判断する。その結果、自端末のＲＦフロントエンドの故障を容易に検出することが可能な無線通信端末、方法、及びプログラムを提供することができる。

【0056】

実施の形態を適用しない場合の事前測定は、厳密な測定器で無線通信端末の正常性を担保することを前提としている。このため、無線通信端末の製造検査の段階で実施されることを想定している。一方、実施の形態では、測定器の結果が事前に必要であることが無い。このため、無線通信端末１０の開発段階である程度正常値の目安が想定できる場合、そのような想定した数値に基づいて、正常、又は異常の判断をすることができる。

【0057】

実施の形態では、自己診断機能部１１は、無線通信端末１０の本来の機能（送信機能と受信機能）から独立しており、本来の送受信動作に何ら影響なく診断機能（検査機能）をアドインできるので、適用が容易である。

【0058】

実施の形態では、ＲＦフロントエンド１２とアンテナ１３との間に挿入するスイッチ１１１のポート数を増加させることで、１つのカプラ１１２を使用して複数の通路（と通路を実現する回路）の診断を行うことができる。これにより、診断機能を含めた全体的な製造コストを低減することができる。

【0059】

ここで、自己診断機能部１１に自律的な回路検査機能を含めたことによる効果を以下に示す。
・故障した状態（異常状態）での無線通信端末１０の動作を防止することができる。これにより、法令を遵守することができる。
・故障機能（故障個所）を自主的に無効化する。例えば、故障した通路を使用しない。これにより、故障による影響を最小化することができる（ロバスト性）。
・ユーザ（利用者）に故障状態と故障理由を通知できる。これにより、無線通信端末１０を使用するユーザに対してアフターサポートを行うことができる。
・無線通信端末１０の故障内容を特定することができる。例えば、故障している通路を特定することができる。これにより、無線通信端末１０の修理性を向上させることができる（保守性の向上）。

【0060】

尚、実施の形態では、試験信号生成部１１３と電力測定部１１４を独立したものとして説明したが、これらは独立したものに限定されない。トランシーバ部１２１内に試験信号を生成する機能と電力を測定する機能が有る場合、そのような機能を、試験信号生成部１１３と電力測定部１１４の代わりに使用してもよい。例えば、送信電力のクローズドループ制御を目的として、トランシーバ部１２１内に電力測定部１１４に相当する機能を有する場合、該機能を電力測定部１１４の代わりに使用してもよい。

【0061】

また、実施の形態では、図７に示すように、自己診断機能部１１の挿入位置を検査端子の前段としたが、これには制限されない。図７では簡単のため図示していないが、検査端子の後段にはＲＦフロントエンド１２とアンテナ１３との間のインピーダンス整合回路（部品）が存在する。よって、自己診断機能部１１の挿入位置を、ＲＦフロントエンド１２とインピーダンス整合回路との間、又は、インピーダンス整合回路とアンテナ１３との間にしてもよい。また、自己診断機能部１１の挿入位置を、故障の可能性のある部品がより少ない部分とアンテナ１３との間にしてもよい。

【0062】

実施の形態では、ＲＦフロントエンド１２の全ての通路をリストアップし、全ての通路について記録し診断したが、全ての通路を診断しなくてもよい。例えば、部品単位、周波数帯域単位等、判断すべき故障の粒度に併せて検査する通路を限定してもよい。

【0063】

ＬＴＥや５Ｇの無線通信端末には通信品質の向上を目的として、複数のアンテナから送信できるようにスイッチ（マトリクススイッチ）をアンテナの直近に挿入して送受信回路とアンテナの接続をスワップできるものが存在する。実施の形態は、ＲＦフロントエンド１２内の全通路に診断機能（検査機能）を提供することなので、この機能のために実装される既存のマトリクススイッチを１ポート増やして検査スイッチ（スイッチ１１１）としてもよい。

【0064】

＜特徴＞
ここで、実施の形態の特徴を以下に示す。
・高周波回路の異常を診断するために必要なループバック回路（図５の試験信号生成部１１３からカプラ１１２を介して電力測定部１１４までの回路）において、カプラ１１２を使用するとともに、カプラ１１２を状態として回路に挿入するのではなく、診断時のみ挿入できるようにスイッチ１１１を用いて構成し、複数の回路を１つのカプラ１１２で診断できるようにした。
・診断時にアンテナ１３へ不要な送信信号を入力しないように、あるいはアンテナ１３の受信信号が診断結果に影響を及ぼさないようにするため、カプラ１１２とスイッチ１１１との間を切断できるようにスイッチ１１６を設けた。
・カプラ１１２において、通過用端子間と結合端子間の特性がほぼ同等の双方向性カプラを用いた場合、両結合端子に対して試験信号生成部１１３と電力測定部１１４を接続し、試験信号生成部１１３から出力した試験信号を電力測定部１１４で測定することで、自己診断機能部１１内での故障を診断することができる。

【0065】

尚、上記の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、各構成要素の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

【0066】

上記の実施の形態において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実態のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（具体的にはフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（具体的には光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（具体的には、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(Random Access Memory)を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0067】

さらに、動作は特定の順序で描かれているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が示された特定の順序または連続した順序で実行されること、または示されたすべての動作が実行されることを要求するものとして理解されるべきではない。特定の状況では、マルチタスクと並列処理が有利な場合がある。同様に、いくつかの特定の実施の形態の詳細が上記の議論に含まれているが、これらは本開示の範囲に対する制限としてではなく、特定の実施の形態に特有の特徴の説明として解釈されるべきである。別個の実施の形態の文脈で説明される特定の特徴は、単一の実施の形態に組み合わせて実装されてもよい。逆に、単一の実施の形態の文脈で説明される様々な特徴は、複数の実施の形態で別々にまたは任意の適切な組み合わせで実装されてもよい。

【0068】

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【0069】

尚、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【符号の説明】

【0070】

１０：無線通信端末
１１：自己診断機能部
１１１：スイッチ
１１２：カプラ
１１３：試験信号生成部
１１４：電力測定部
１１５：スイッチ
１１６：スイッチ
１２：ＲＦフロントエンド
１２１：トランシーバ部
１２２ａ：増幅器接続部
１２２ｂ：増幅器接続部
１２３ａ：送信信号増幅部
１２３ｂ：受信信号増幅部
１２４ａ：フィルタ接続部
１２４ｂ：フィルタ接続部
１２５ａ：送信フィルタ部
１２５ｂ：受信フィルタ部
１２６：送受混合部
１２７：周波数帯域選択部
１２８ａ：無線通信処理部
１２８ｂ：汎用情報処理部
１２９：不揮発性記憶部
１３：アンテナ

【図1】