JP2002300046A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現用系列及び予備系列の送信装置を切り替え
て送信データを出力するホットスタンバイ型の無線通信
装置において、受信側において搬送波の引き込み時間を
短縮できる無線通信装置を提供する。 【解決手段】 送信装置において、現用送信部１１内の
局部発振器１１-4と予備送信部１２内の局部発振器１２
-4でそれぞれ出力される搬送波の周波数差及び位相差を
周波数差位相差検出回路１７において検出し、スイッチ
２０から出力される装置情報と共に現用送信部１１及び
予備送信部１２とに出力し、送信対象のデータに混入し
て多重化し無線送信を行い、受信装置において、受信し
た送信データを多重分割部１３-7において多重分割して
各情報を抽出し、これらの情報に基づいて周波数・位相
制御回路１３-9で局部発振器１３-6の出力する搬送波の
周波数及び位相を調整制御する無線通信装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホットスタンバイ
での現用及び予備送信の切替を行う無線通信装置に係
り、特に送信切替時における受信側での搬送波引き込み
時間を短縮できる無線通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のホットスタンバイ現用／予備送信
切替を行う無線通信装置について、図２を用いて説明す
る。図２は、従来の無線通信装置の構成ブロック図であ
り、図２（ａ）は送信装置の、図２（ｂ）は受信装置の
構成ブロック図をそれぞれ表している。

【０００３】送信装置は、現用送信部１１と、予備送信
部１２と、スイッチ１４と、アンテナ１５とで構成され
ている。また現用送信部１１は多重化部１１-1と、変調
部１１-2と、ミキサ１１-3と、局部発信器（図ではＬ
Ｏ）１１-4と、増幅器１１-5とで構成されており、予備
送信部１２も現用送信部１１と同一の構成となってい
る。また、受信装置は、受信部１３とアンテナ１５とで
構成されており、受信部１３は、増幅器１３-1と、ミキ
サ１３-2と、局部発信器（図ではＬＯ）１３-3と、復調
部１３-4と、多重分割部１３-5とで構成されている。

【０００４】従来の無線通信装置の動作について、図２
を用いて説明する。送信装置において、送信しようとす
るデータ信号は、現用送信部１１及び予備送信部１２と
に出力される。現用送信部１１に出力されたデータ信号
は、多重化部１１-1で共に送信しようとする他の情報と
共に多重化され、変調部１１-2で変調が行われる。変調
されたデータ信号は、局部発振器１１-4から出力される
搬送波に基づいてミキサ１１-3による周波数変換が行わ
れ、増幅器１１-5で増幅され、送信データ信号が生成さ
れる。予備送信部１２においても、対応する機器によっ
てデータ信号に対して上述した動作が行われ、送信デー
タ信号が生成される。

【０００５】どの送信部で生成された送信データ信号を
送信するかの選択は、スイッチ１４によって行われる。
すなわちスイッチ１４は、現用送信部１１か予備送信部
１２かのいずれかに切り替えて、生成された送信データ
信号をアンテナ１５に出力する。アンテナ１５は、スイ
ッチ１４から出力された送信データ信号を無線信号とし
て出力する。

【０００６】アンテナ１５から出力された無線信号は、
受信装置においてアンテナ１６で受信され、受信部１３
に出力される。受信部１３では、無線信号は受信データ
信号として増幅器１３-1で増幅され、局部発振器１３-3
から出力される搬送波に基づいてミキサ１３-2によって
周波数変換が行われる。さらに復調部１３-4によって復
調が行われ、多重分割部１３-5で多重化された受信デー
タ信号を多重分割することにより、受信したデータ信号
を出力することができる。

【０００７】図２の無線通信装置では、受信装置は、受
信部１３の復調部１３-4の復調結果に基づいて受信デー
タ信号の搬送波の周波数を検出し、周波数検出結果に基
づいて局部発振器１３-3から出力される搬送波の周波数
を調整している。このような調整制御により、受信装置
は送信装置における送信部の切替に対応して、送信部の
用いる搬送波の周波数と一致するように、局部発振器１
３-3が出力する搬送波に対しての引き込みを実現してい
る。

【０００８】また、従来の現用及び予備送信の切替方式
としては、送信側で現用及び予備送信の送信出力の位相
同期を行って、切替時における位相差を解消するものが
提案され、一般的に用いられている。平成５年４月３０
日公開の特開平５−１１０４５５号「送信切替方式」
（出願人：日本電気株式会社、発明者：高槻晴人）で
は、主系又は副系のうち、切り替わった系列の局部発振
器に同期させて両系列の送信信号の同期を取る切替方式
が提案されている。

【０００９】また、平成５年９月３日公開の特開平５−
２２７２３３号「現用予備切り替え方式」（出願人：日
本無線株式会社、日本電信電話株式会社、発明者：谷口
徹他）では、位相同期ループを用いて現用送信回路及び
予備送信回路の送信出力の位相同期を行い、切り替え時
に出力振幅が低下しないよう両回路の送信出力を合成す
る切り替え方式が提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の無線通信装置では、送信切替における搬送波の引き
込みに時間がかかるという問題点があった。図２の無線
通信装置において、現用送信部１１の局部発振器１１-4
と、予備送信部１２の局部発振器１２-4の間では、出力
する搬送波の周波数に微小なズレが発生する。上述した
ように、受信装置では、受信データの復調の際に検出し
た周波数に基づいて、局部発振器１３-3から出力される
搬送波の周波数を調整し、送信部の切替に対応して搬送
波の引き込みを行っている。

【００１１】しかし搬送波の引き込みを行う間は、受信
装置で用いる搬送波の周波数を特定できないため、受信
部１３は受信データの復調を行うことができず、この間
は受信データが欠落してしまうことになる。従来のよう
に復調の際に周波数を検出する方法では、受信データの
復調に時間を要するため、搬送波の引き込みを行う時間
を短縮することが困難であった。

【００１２】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、受信側における搬送波引き込み時間を短縮できる無
線通信装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための本発明は、データを多重化して変調し、規
定の周波数の搬送波によって周波数変換する処理を行っ
て送信データとして出力する現用系列及び予備系列の送
信部と、現用系列及び予備系列の送信部から出力された
送信データのうち一方に切り替えて出力し、切り替えら
れた送信部の情報を含む装置情報を前記現用系列及び予
備系列の送信部に出力する切替部と、現用系列及び予備
系列の送信部で用いる搬送波の周波数差及び位相差を検
出し、現用系列及び予備系列の送信部に周波数差情報及
び位相差情報として出力する周波数差位相差検出部とを
有し、現用系列及び予備系列の送信部は、装置情報と、
周波数差情報及び位相差情報と、送信対象のデータとを
多重化する無線通信装置であり、搬送波の引き込み時間
を短縮することができる。

【００１４】また、本発明の無線通信装置において、周
波数差位相差検出部で検出した搬送波の周波数差及び位
相差を逓倍化し、逓倍結果を周波数差情報及び位相差情
報として出力する逓倍回路を有することを特徴とするも
のであり、周波数差情報及び位相差情報を拡大でき、搬
送波の引き込みの精度を向上することができる。

【００１５】また、無線通信装置から送信された送信デ
ータを受信し、送信データを規定の周波数の搬送波によ
って周波数変換して復調し、多重分割して装置情報、周
波数差情報及び位相差情報を抽出し、抽出した各情報に
基づいて、搬送波の周波数又は／及び位相の調整制御を
行う無線通信装置であり、搬送波の引き込み時間を短縮
することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る無
線通信装置は、現用送信部及び予備送信部とを有し、い
ずれか一方の送信部から出力される送信データに切り替
えて出力する送信装置であって、切り替わった送信部の
情報を含む装置情報と、各送信部における局部発振器の
周波数差及び位相差を検出することで得られた周波数差
情報及び位相差情報を、現用送信部及び予備送信部とに
出力して送信対象のデータに混入して多重化する送信装
置を有するものであり、これにより搬送波の引き込み時
間を短縮することができる。

【００１７】また、送信装置から出力された送信データ
を受信し、局部発振器から出力される搬送波によって周
波数変換を行い、送信データを多重分割して装置情報、
周波数差情報及び位相差情報を抽出し、抽出した各情報
に基づいて、搬送波の周波数又は位相の調整制御を行う
受信装置を有するものであり、これにより搬送波の引き
込み時間を短縮することができる。

【００１８】尚、請求項における切替部は図１のスイッ
チ２０に相当し、周波数差位相差検出部は周波数差位相
差検出回路１７に相当し、符号化回路１９を含めてもよ
い。

【００１９】本発明の実施の形態の無線通信装置の構成
について、図１を用いて説明する。尚、図２と同様の構
成をとる部分については同一の符号を付して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置の構成
ブロック図であり、図１（ａ）は送信装置の、図１
（ｂ）は受信装置の構成ブロック図をそれぞれ表してい
る。

【００２０】本発明の実施の形態に係る無線通信装置
（以下、本無線通信装置という）において、送信装置
は、現用送信部１１と、予備送信部１２と、アンテナ１
５と、周波数差位相差検出回路１７と、逓倍回路１８
と、符号化回路１９と、スイッチ２０とで構成される。
また、現用送信部１１は、多重化部１１-6と、変調部１
１-2と、ミキサ１１-3と、局部発振器（図ではＬＯ）１
１-4と、増幅器１１-5とで構成されており、予備送信部
１２についても現用送信部１１と同一の構成となってい
る。

【００２１】また、受信装置は、受信部１３とアンテナ
１５とで構成されており、受信部１３は、増幅器１３-1
と、ミキサ１３-2と、局部発信器（図ではＬＯ）１３-6
と、復調部１３-4と、多重分割部１３-7と、デコーダ１
３-8と、周波数・位相制御回路１３-9とで構成されてい
る。

【００２２】送信装置において、現用送信部１１は、デ
ータ信号の変調及び送信の際に通常用いられるものであ
り、予備送信部１２は予備的に用いられるものである。
現用送信部１１及び予備送信部１２は、一方が故障して
も他方の送信部に即座に切り替えられるよう、稼動状態
で待機している。

【００２３】また、現用送信部１１において、多重化部
１１-6は、送信対象であるデータ信号に対し、符号化回
路１９から出力される周波数差情報及び位相差情報と、
スイッチ２０から出力される装置情報を多重化し、変調
部１１-2に出力する。変調部１１-2は、多重化部１１-6
において多重化されたデータ信号を変調する。

【００２４】ミキサ１１-3は、変調部１１-2において変
調されたデータ信号に対し、局部発振器１１-4から出力
される搬送波の周波数に基づいて周波数変換を行う。局
部発振器１１-4は、規定の周波数で発振を行い、搬送波
としてミキサ１１-3及び周波数差位相差検出回路１７に
出力する。増幅器１１-5は、ミキサ１１-3で周波数変換
されたデータ信号を増幅し、送信データ信号として出力
する。また、予備送信部１２を構成する各機器の構成
は、現用送信部１１と同一であるので、説明は省略す
る。

【００２５】アンテナ１５は、スイッチ２０から出力さ
れた、現用送信部１１又は予備送信部１２のいずれかで
生成された送信データ信号を、無線信号として出力す
る。周波数差位相差検出回路１７は、現用送信部１１の
局部発振器１１-4と予備送信部１２の局部発振器１２-4
から出力される搬送波の周波数差及び位相差を検出し、
周波数差情報及び位相差情報として逓倍回路１８に出力
する。

【００２６】逓倍回路１８は、周波数差位相差検出回路
１７で検出された周波数差情報及び位相差情報を逓倍
し、符号化回路１９に出力する。符号化回路１９は、逓
倍回路１９から出力される逓倍された周波数差情報及び
位相差情報を符号化し、現用送信部１１の多重化部１１
-6及び予備送信部１２の多重化部１２-6に出力する。

【００２７】スイッチ２０は、使用する送信部を現用送
信部１１又は予備送信部１２のいずれか一方に切り替え
て、切り替えられた送信部で生成された送信データ信号
をアンテナ１５に出力する。またスイッチ２０は、切り
替えられた送信部がいずれであるかの情報を含む装置情
報を、現用送信部１１の多重化部１１-6及び予備送信部
１２の多重化部１２-6に出力する。

【００２８】受信装置において、アンテナ１６は、送信
装置から送信された無線信号を受信し、受信データ信号
として受信部１３に出力する。受信部１３は、受信デー
タ信号を復調し、送信装置で送信されたデータ信号を抽
出すると共に、さらに受信データ信号に含まれる周波数
差情報及び位相差情報と、装置情報とに基づいて、搬送
波の周波数及び位相の調整を行う。

【００２９】受信部１３において、増幅器１３-1は、受
信部１３に入力された受信データ信号を増幅し、ミキサ
１３-2に出力する。ミキサ１３-2は、増幅器１３-1で増
幅された受信データ信号に対し、局部発振器１３-6から
出力される搬送波の周波数に基づいて周波数変換を行
う。局部発振器１３-6は、規定の周波数で発振を行い、
搬送波としてミキサ１３-2に出力する。局部発振器１３
-6は、周波数・位相制御回路１３-9で行われる周波数及
び位相の調整制御に基づいて、搬送波を出力する。

【００３０】復調部１３-4は、ミキサ１３-2で周波数変
換された受信データ信号を復調する。多重分割部１３-7
は、復調部１３-4で復調された受信データ信号を多重分
割し、データ信号を抽出して出力する。また多重分割部
１３-7は、受信データ信号に含まれる符号化された周波
数差情報及び位相差情報と、装置情報とを抽出し、デコ
ーダ１３-8に出力する。

【００３１】デコーダ１３-8は、多重分割部１３-7から
出力された符号化された周波数差情報及び位相差情報に
ついてデコードし、周波数・位相制御回路１３-9に出力
する。周波数・位相制御回路１３-9は、デコーダ１３-8
でデコードされた周波数差情報及び位相差情報と、装置
情報とに基づいて、局部発振器１３-6で出力される搬送
波の周波数及び位相の調整制御を行う。

【００３２】次に、本無線通信装置の動作について、図
１を用いて説明する。送信装置において、周波数差位相
差検出回路１７には、現用送信部１１の局部発振器１１
-4と、予備送信部１２の局部発振器１２-4から出力され
る搬送波がそれぞれ入力され、これらの搬送波の周波数
差及び位相差が検出される。

【００３３】周波数差の検出にあたり、扱う周波数帯が
マイクロ波やミリ波帯の高周波数帯であったり、また検
出する周波数差の精度が要求されるような場合には、周
波数検出に要するゲート時間が長くなり、搬送波の変化
に追従できなくなる恐れがある。このため本無線通信装
置では、両送信部における搬送波の位相差も検出対象と
し、これらの情報に基づいて受信装置における搬送波の
調整制御を行っている。

【００３４】周波数差位相差検出回路１７において検出
された搬送波の周波数差情報及び位相差情報は、逓倍回
路１８に出力され、逓倍される。逓倍回路１８において
逓倍することで周波数差及び位相差を拡大することがで
きるため、周波数差及び位相差が微小であっても検出が
容易となり、受信装置における周波数及び位相の調整の
精度を向上することができる。逓倍回路１８において逓
倍された周波数差情報及び位相差情報は、符号化回路１
９に出力され、符号化が行われた後、現用送信部１１及
び予備送信部１２に出力される。

【００３５】スイッチ２０は、現用送信部１１又は予備
送信部１２のうちいずれか一方に切り替えて、切り替え
られた送信部で生成された送信データ信号をアンテナ１
５に出力すると共に、切り替えられた送信部の情報を含
んだ装置情報を、現用送信部１１及び予備送信部１２に
出力する。図１の構成ブロック図では、現用送信部１１
側に切替が行われているので、スイッチ２０は現用送信
部１１の装置情報を出力している。

【００３６】また、送信対象のデータ信号は、現用送信
部１１及び予備送信部１２とに出力される。予備送信部
１２の動作は、現用送信部１１と同一であるため、以
下、送信装置のうち、現用送信部１１における動作につ
いて説明する。現用送信部１１に出力されたデータ信号
は、多重化部１１-1において、符号化回路１９において
符号化された周波数差情報及び位相差情報と、スイッチ
２０から出力される装置情報と共に多重化され、変調部
１１-2で変調が行われる。

【００３７】変調部１１-2で変調されたデータ信号は、
局部発振器１１-4から出力される搬送波に基づいてミキ
サ１１-3によって周波数変換が行われ、増幅器１１-5で
増幅され、送信データ信号が生成される。予備送信部１
２においても、上述した動作によって送信データ信号が
生成される。スイッチ２０は現用送信部１１に切り替え
られているため、現用送信部１１で生成された送信デー
タ信号はアンテナ１５に出力され、無線信号として送信
される。

【００３８】送信装置から送信された無線信号は、受信
装置においてアンテナ１６で受信され、受信部１３に受
信データ信号として出力される。受信部１３では、受信
データ信号は増幅器１３-1で増幅され、局部発振器１３
-3から出力される搬送波に基づいてミキサ１３-2によっ
て周波数変換が行われる。さらに復調部１３-4によって
復調が行われ、多重分割部１３-7で多重化された受信デ
ータ信号を多重分割することにより、データ信号を抽出
し、出力することができる。

【００３９】多重分割部１３-7における多重分割によっ
て、データ信号の他に、符号化された周波数差情報及び
位相差情報と、装置情報とが抽出され、それぞれデコー
ダ１３-8に出力される。デコーダ１３-8では、符号化さ
れた周波数差情報及び位相差情報に対してデコードが行
われ、元の周波数差情報及び位相差情報は周波数・位相
制御回路１９に出力される。デコーダ１３-8は、装置情
報については、そのまま周波数・位相制御回路１９に出
力する。

【００４０】周波数・位相制御回路１３-9は、デコーダ
１３-8から出力された周波数差情報及び位相差情報と、
装置情報とに基づいて、搬送波を出力する局部発振器１
３-6に対し、搬送波の周波数及び位相の調整制御を行
う。局部発振器１３-6では以後、周波数及び位相の調整
に従って搬送波を出力し、受信データ信号の周波数変換
を行う。

【００４１】搬送波の周波数及び位相の調整にあたり、
受信装置では無線通信開始時に、復調部１３-4の復調結
果に基づいて受信データ信号の搬送波の周波数を検出
し、周波数検出結果に基づいて搬送波の引き込みを完了
させる。また受信装置では、受信データ信号に含まれる
装置情報から、現在使用されているのがどちらの送信部
であるかを把握しておく。

【００４２】以後受信装置において、周波数・位相制御
回路１３-9で装置情報の変化の有無を確認し、変化があ
った場合には送信装置において送信部の切り替えがあっ
たと認められるため、この時点で周波数差情報及び位相
差情報を参照し、局部発振器１３-6の調整制御を行う。

【００４３】送信装置で出力する周波数差情報及び位相
差情報は、一方の送信部、例えば現用送信部１１におけ
る搬送波の周波数及び位相を基準とした値とすること
で、他方の送信部に切り替わった際には周波数差情報及
び位相差情報をそのまま、さらに元の送信部に切り替わ
った際には、周波数差情報及び位相差情報の正負を反転
させて、局部発振器１３-6の調整制御に用いることがで
きる。

【００４４】本無線通信装置において、送信装置のスイ
ッチ２０は、装置情報を符号化回路１９に出力し、周波
数差情報及び位相差情報と共に符号化して、現用送信部
１１及び予備送信部１２に出力するようにしてもよい。
また現用送信部１１及び予備送信部１２に装置情報を出
力する代わりに、スイッチ２０において、切り替えられ
た送信部から出力された送信データ信号に対し直接、装
置情報を混入するようにしてもよい。

【００４５】上述したように、本発明の実施の形態の無
線通信装置によれば、送信装置において現用送信部と予
備送信部で用いる搬送波の周波数差及び位相差を検出
し、使用中の送信部の情報と共に送信しようとするデー
タに混入して無線送信し、受信装置で該当データを受信
し、混入された情報に基づいて搬送波の周波数及び位相
を調整することにより、送信部の切り替えの際に、受信
装置における搬送波引き込み時間を短縮でき、受信デー
タの欠落を低減できる効果がある。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、データを多重化して変
調し、規定の周波数の搬送波によって周波数変換する処
理を行って送信データとして出力する現用系列及び予備
系列の送信部と、現用系列及び予備系列の送信部から出
力された前記送信データのうち一方に切り替えて出力
し、切り替えられた送信部の情報を含む装置情報を前記
現用系列及び予備系列の送信部に出力する切替部と、現
用系列及び予備系列の送信部で用いる搬送波の周波数差
及び位相差を検出し、現用系列及び予備系列の送信部に
周波数差情報及び位相差情報として出力する周波数差位
相差検出部とを有し、現用系列及び予備系列の送信部
は、装置情報と、周波数差情報及び位相差情報と、送信
対象のデータとを多重化する無線通信装置とすることに
より、搬送波の引き込み時間を短縮できる効果がある。

【００４７】また、本発明によれば、周波数差位相差検
出部で検出した搬送波の周波数差及び位相差を逓倍化
し、逓倍結果を周波数差情報及び位相差情報として出力
する逓倍回路を有することにより、周波数差情報及び位
相差情報を拡大でき、搬送波の引き込みの精度を向上で
きる効果がある。

【００４８】また、本発明によれば、無線通信装置から
送信された送信データを受信し、送信データを規定の周
波数の搬送波によって周波数変換して復調し、多重分割
して装置情報、周波数差情報及び位相差情報を抽出し、
抽出した各情報に基づいて、搬送波の周波数又は／及び
位相の調整制御を行う無線通信装置とすることにより、
搬送波の引き込み時間を短縮できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信装置の構成
ブロック図である。

【図２】従来の無線通信装置の構成ブロック図である。

【符号の説明】

１１…現用送信部、 １２…予備送信部、 １１-1，１
１-6，１２-1，１２-6…多重化部、 １１-2，１２-2…
変調部、 １１-3，１２-3…ミキサ、 １１-4，１２-4
…局部発振器、 １１-5，１２-5…増幅器、 １３…受
信部、 １３-1…増幅器、 １３-2…ミキサ、 １３-
3，１３-6…局部発振器、 １３-4…復調部、 １３-
5，１３-7…多重分割部、 １３-8…デコーダ、 １３-
9…周波数・位相制御回路、 １４，２０…スイッチ、
１５，１６…アンテナ、 １７…周波数位相差検出回
路、 １８…逓倍回路、 １９…符号化回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K021 CC01 CC03 CC14 DD05 FF01 FF11 5K060 CC04 CC11 HH01 HH14 HH39 KK01 KK03 LL16 LL30 PP05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データを多重化して変調し、規定の周波
   数の搬送波によって周波数変換する処理を行って送信デ
   ータとして出力する現用系列及び予備系列の送信部と、 前記現用系列及び予備系列の送信部から出力された前記
   送信データのうち一方に切り替えて出力し、切り替えら
   れた送信部の情報を含む装置情報を前記現用系列及び予
   備系列の送信部に出力する切替部と、 前記現用系列及び予備系列の送信部で用いる搬送波の周
   波数差及び位相差を検出し、前記現用系列及び予備系列
   の送信部に周波数差情報及び位相差情報として出力する
   周波数差位相差検出部とを有し、 前記現用系列及び予備系列の送信部は、前記装置情報
   と、前記周波数差情報及び前記位相差情報と、送信対象
   のデータとを多重化することを特徴とする無線通信装
   置。
2. 【請求項２】 周波数差位相差検出部で検出した搬送波
   の周波数差及び位相差を逓倍化し、逓倍結果を周波数差
   情報及び位相差情報として出力する逓倍回路を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の無線通信装置から
   送信された送信データを受信し、前記送信データを規定
   の周波数の搬送波によって周波数変換して復調し、多重
   分割して装置情報、周波数差情報及び位相差情報を抽出
   し、抽出した前記各情報に基づいて、前記搬送波の周波
   数又は／及び位相の調整制御を行うことを特徴とする無
   線通信装置。