JP2003520491A

JP2003520491A - ハイブリッド無線光学および無線周波数通信リンク

Info

Publication number: JP2003520491A
Application number: JP2001552556A
Authority: JP
Inventors: ウィルブランドヘインツ; アコウルマハ
Original assignee: ライトポイントコミュニケーションズインコーポレイテッド
Priority date: 2000-01-13
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2003-07-02
Also published as: EP1343260A3; IL150553A0; ZA200206315B; US6763195B1; EP1343260A2; CN1451210A; EP1370014A2; US7110678B2; EP1249084B1; CA2397303A1; DE60005222D1; AU2001252868B2; KR20030007396A; US20040208591A1; US20040037566A1; WO2001052450A3; WO2001052450A2; DE60005222T2; AU5286801A; HUP0203671A2

Abstract

(57)【要約】データとコントロールおよびステータス情報との送信のために並列の自由空間光学経路およびＲＦ経路を使用するハイブリッド無線光学および無線周波数（ＲＦ）通信リンク。光学リンクが、データのプライマリ経路を提供し、ＲＦリンクが、ネットワークデータの並列のまたはバックアップの経路、並びにコントロールおよびステータス情報の信頼性のあるプライマリ経路を提供する。大気条件によって、光学データ通信に障害が発生する点まで光学リンクが劣化したときに、ハイブリッド通信リンクは、ＲＦリンクに切り替わって、データ通信の利用可能性を維持する。切替は、光学経路を介して通信される光学信号の品質の評価に基づいて、自動的に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の分野）本発明は、地上の光学および無線周波数（ＲＦ）データ通信システムに関する
。より詳細には、本発明は、自由空間光学経路（ｆｒｅｅ−ｓｐａｃｅｏｐｔ
ｉｃａｌｐａｔｈ）および並列の無線ＲＦ経路（ｗｉｒｅｌｅｓｓＲＦｐａ
ｔｈ）の両方を有する通信リンクを介してデータを通信するための新しい改良さ
れた方法および装置に関する。データは、好ましい自由空間大気条件が優勢であ
るときにはより大容量の光学経路を介して送信され、データをＲＦ経路を介して
送信するほうがより効率的である点まで自由空間大気条件によって、光学経路の
有効性が劣化したときにはＲＦ経路を介して送信される。コントロールおよびス
テータス情報は、どちらの状況でもより信頼性の高いＲＦ経路を介して送信され
ることが好ましい。

【０００２】（発明の背景）通信産業は、高速データ通信だけではなく、それらの通信の信頼性をも必要と
している。地上通信では、最も一般的な通信リンクの一部は、ワイヤライン（ｗ
ｉｒｅｌｉｎｅ）リンク、無線周波数（ＲＦ）リンク、光ファイバリンク、お
よび自由空間光学リンクである。これらの通信リンクのそれぞれが、速度および
信頼性において、異なる相対的な強み、弱み、およびトレードオフを有する。通
常、光学システムは、より高い通信データレート、速度、または帯域幅を有し、
ワイヤライン、ＲＦ、および光ファイバは、より高い信頼性を有する。

【０００３】光ファイバリンクは、高速と高信頼性の両方が可能であるが、通信地点間の通
信経路または通信媒体として、光ファイバケーブルの物理的設置を必要とすると
いう短所を有する。ワイヤラインリンクも、通信経路または通信媒体としてのワ
イヤまたはケーブルの物理的設置を必要とする。しかし、多くの状況で、通信地
点間で物理的ケーブル媒体を設置することは、非実用的、非経済的、または不可
能である。これらの状況では、無線ＲＦリンクおよび／または自由空間光学リン
クを使用しなければならない。

【０００４】自由空間光学リンクでは、光学送信器（ｏｐｔｉｃａｌｔｒａｎｓｍｉｔｔ
ｅｒ）と光学受信器（ｏｐｔｉｃａｌｒｅｃｅｉｖｅｒ）の間で大気を介して
光ビームまたはレーザビームを送信する。自由空間光学通信システムは、光ビー
ムまたはレーザビームが通信地点間で一直線に投射されるので、通信地点間の明
瞭な見通し線（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｇｈｔ）経路を必要とする。光学ビームは
、煙、ほこり、霧、雨、雪、および通信地点間の大気内の他の粒子による劣化を
受ける。これらの粒子および物質は、受信側の通信地点で信頼性のある形で光ビ
ームが受け取られない度合まで光ビームを屈折させるか阻止する。時々、大気条
件によって、通信地点間の光ビームの品質が極端に低下し、自由空間光学系が全
く動作しないか、通信レートが許容できないレベルまで下がる。

【０００５】無線ＲＦ通信リンクでは、通信地点間で通信データを搬送するＲＦ信号の同報
通信が使用される。通常のＲＦ同報通信は、光学信号より低いレートでデータを
送信することができるが、同報通信ＲＦ信号は、通常はより信頼性が高い。同報
通信ＲＦ信号は、自由空間光学伝送が被るものと同一の大気条件からの劣化を受
けない。マイクロ波システムなどの一部のＲＦシステムでは、さえぎられない見
通し線伝送経路が必要であるが、空気中の粒子および物質は実質的なＲＦ信号劣
化を引き起こさない。したがって、ＲＦ通信は、自由空間光学伝送が信頼性のあ
る形で動作できない条件下で、信頼性のある形で動作することができ、これによ
って、多少低いデータ転送レートではあるが、正確で効率的なデータ伝送のより
大きい保証がもたらされる。

【０００６】本発明は、上記および他の考慮事項に関して考案された。

【０００７】（発明の要約）本発明は、ハイブリッド無線光学および無線周波数（ＲＦ）通信リンクまたは
システムに関する。リンク両エンドの光学トランシーバがデータのプライマリ通
信の光学経路を提供し、ＲＦトランシーバが、主に光学トランシーバおよびＲＦ
トランシーバ間のコントロールおよびステータス情報の通信経路を提供する。デ
ータの光学通信を極端に劣化させるか全く動作不能にする大気条件下で、データ
通信が自動的にＲＦ経路に切り替えられる。全体的なデータ通信速度は、データ
がＲＦ経路を介して伝送されるときに低下する可能性があるが、光学データ通信
に悪影響を及ぼす大気条件中にデータ通信を中断するのではなく、すべての条件
下で、通信リンクが維持される。

【０００８】ＲＦトランシーバ間のＲＦ経路の存在によって、データが光学経路またはＲＦ
経路のどちらを介して通信されるかには無関係に、コントロールおよびステータ
ス情報の高信頼性の通信がもたらされる。したがって、悪化した自由空間大気条
件に起因して光学リンクが最適に動作していないときであっても、コントロール
およびステータス情報を渡して、光学トランシーバおよびその光学信号伝送をよ
りよく制御することが可能になる。

【０００９】これらおよび他の改良は、リンクエンドの２つの局の間の地上自由空間領域を
横切って延びる通信リンクでデータを通信する改良された方法で達成される。こ
の方法には、２つの局の間の自由空間光学経路を介して伝送される光学信号でデ
ータを通信することと、データが光学経路を介する光学信号で伝送されないとき
に、２つの局の間の自由空間ＲＦ経路を介して伝送される無線周波数（ＲＦ）信
号でデータを通信することが含まれる。光学リンクは、光学経路を使用すること
に利益があるときに必ずデータの伝送に使用され、ＲＦリンクは、光学経路の大
気状態のために光学経路に障害が発生するか光学信号の伝送が劣化するときに、
必ず使用される。光学経路の障害または劣化は、送信された光学信号の受信の失
敗によるか、光学信号に含まれる情報を信頼性のある形で区別することが困難な
点まで劣化した光学信号の受信によって認識される。コントロールおよびステー
タス情報は、光学トランシーバの間で、ＲＦ経路を介して転送されて、光学信号
に障害または劣化が発生したことが通信される。ＲＦリンクがデータを送信して
いる間であっても、通信地点間で光学信号の送信の試みを継続して、光学信号を
信頼性のある形で通信できるデータの伝送のために光学経路を再確立する時を判
定することが好ましい。２つの局は、交互にコントロールおよびステータス情報
を生成し、送信し、それを他方の局に送ることが好ましい。コントロールおよび
ステータス情報には、一方の局が他方の局の受信パワーの評価に従ってその光学
送信パワーを変更し、これによって、２つの局のパワーレベルの発振なしに効果
的な光学通信が維持されるようにするパワー変更量を示す情報が含まれる。

【００１０】前に述べた改良および他の改良は、第１および第２の局がそれぞれ第１および
第２の入力／出力（Ｉ／Ｏ）信号経路を介してデータを受信し、配送する第１お
よび第２の局の間でデータを通信するハイブリッド無線光学および無線周波数（
ＲＦ）通信リンクにおいても達成される。ハイブリッド通信リンクには、第１局
の第１光学トランシーバおよび第２局の第２光学トランシーバを含み、その間で
データを含む光学信号を送信し受信する、自由空間光学リンク部分が含まれる。
ハイブリッド通信リンクには、第１局の第１ＲＦトランシーバおよび第２局の第
２ＲＦトランシーバを含み、光学トランシーバおよびＲＦトランシーバの動作を
制御するためのデータとコントロールおよびステータス情報とを含むＲＦ信号を
その間で送信し受信する、光学リンク部分と並列の自由空間ＲＦリンク部分も含
まれる。コントロールおよびステータス情報によって、光学信号に含まれるデー
タの送信および受信に関して光学トランシーバの容量または帯域幅を減らさずに
、光学トランシーバの機能性が制御される。さらに、大気の影響のために光学経
路が障害を発生するか劣化するときに、ＲＦ経路を介するＲＦトランシーバによ
る送信のためにデータがルーティングされる。ＲＦ経路のデータ転送能力は光学
経路より低いが、障害を発生したか劣化した光学経路によってデータ転送が妨げ
られる条件下でもデータを転送することができる。

【００１１】ハイブリッド通信リンクは、光学経路およびＲＦ経路を介して送信されるデー
タを入力／出力（Ｉ／Ｏ）信号経路から受け取り、ハイブリッドリンクは、光学
経路およびＲＦ経路から受信したデータをＩ／Ｏ信号経路に転送する。通信リン
クエンドの局内のスイッチが、アクティブモード動作では光学リンクとＩ／Ｏ信
号経路の間でデータをルーティングし、スタンバイモード動作ではＲＦリンクと
Ｉ／Ｏ信号経路の間でデータをルーティングする。伝送ステータス信号がコント
ロールおよびステータス情報の一部として生成され、伝送ステータス信号によっ
て、光学リンクが効果的にデータを送信できるかどうかが示される。スイッチは
、伝送ステータス信号に応答して、動作のアクティブモードまたはスタンバイモ
ードのいずれかを確立する。光学経路内の光学信号の不在も認識され、これによ
って、アクティブモードからスタンバイモード動作への切替が引き起こされる。

【００１２】本発明およびその範囲と、本発明が上で注記した改良を達成する形の完全な理
解は、添付図面および特許請求の範囲に関して考慮される、本発明の現在の好ま
しい実施形態の以下の詳細な説明を参照することによって得ることができる。

【００１３】（詳細な説明）ハイブリッド無線光学および無線周波数（ＲＦ）通信リンク（ハイブリッドリ
ンク）２０を図１に示す。ハイブリッドリンク２０では、自由空間光学通信技術
（好ましくは、数ギガビット毎秒の通信速度に達するレーザシステム）を高速Ｒ
Ｆ技術（好ましくはマイクロ波）と組み合わせて、ハイブリッドリンク２０の局
２２および２４の２つの通信エンドポイント間の通信のための無線地上ハイブリ
ッドレーザ／マイクロ波通信リンクを達成する。ハイブリッドリンク２０でのこ
れらの２つの無線通信技術（光学およびＲＦ）の統合によって、長距離（例えば
１〜２マイル（１．６〜３．２ｋｍ）の距離）のポイントツーポイント無線通信
の統計的な利用可能性または信頼性が高まる。

【００１４】ハイブリッドリンク２０には、一般に、マスタハイブリッド通信局（マスタ局
）２２およびスレーブハイブリッド通信局（スレーブ局）２４が含まれることが
好ましい。レーザビームなどの光学信号が光学経路２６に投射され、マイクロ波
信号などのＲＦ信号がＲＦ経路２８で同報通信される。光学経路２６内の光学信
号とＲＦ経路２８内のＲＦ信号の両方が、マスタ局２２とスレーブ局２４の間で
地上自由空間領域３０を横切って送信される。光学信号およびＲＦ信号に含まれ
るデータは、これによって、２つの局２２および２４の間で通信される。入力／
出力（Ｉ／Ｏ）信号経路３２および３４は、それぞれ、マスタ局２２およびスレ
ーブ局２４を他方の通信局（図示せず）または通信装置に接続し、これによって
、ハイブリッドリンク２０をより大きい通信ネットワークまたは通信システムに
接続する。光学信号およびＲＦ信号で伝送されるデータは、一方の局２２または
２４で、Ｉ／Ｏ信号経路３２および３４から得られ、ハイブリッドリンク２０を
介する通信の後に、他方の局２４または２２で、Ｉ／Ｏ信号経路３４および３２
を介して配送される。Ｉ／Ｏ信号経路３２および３４は、通信ネットワークまた
は通信システム内のデータ信号の任意のソースまたは配送経路とすることができ
る。例えば、Ｉ／Ｏ信号経路を、マスタ局２２およびスレーブ局２４を同一の位
置にある他の無線局に接続し、これによって、ハイブリッドリンク２０を、通信
ネットワークまたは通信システム内の一連のハイブリッドリンク２０内でリピー
タにする、光ファイバまたはワイヤチャネルとすることができる。その代わりに
、Ｉ／Ｏ信号経路３２および３４を長距離地上通信局への地上の光ファイバ通信
リンクまたはワイヤ通信リンクの一部とすることができる。ハイブリッドリンク
２０を介して通信されるデータに、あらゆるタイプのユーザデータまたは情報を
含めることができる。

【００１５】光学経路２６は、マスタ局２２とスレーブ局２４の間でアクティブモード動作
で伝送されるデータの、主通信経路または好ましい通信経路として働く。ＲＦ経
路２８は、局２２および２４の動作を制御するのに使用されるコントロールおよ
びステータス情報の主通信経路または好ましい通信経路として働く。ＲＦ経路２
８は、スタンバイモード動作で信頼性のあるバックアップデータ通信経路として
も働く。スタンバイモードでは、ＲＦ経路２８がデータを搬送するが、これは、
通常、光学経路２６が、通常は雨、霧、薄霧、雪、ほこり、または地上自由空間
領域３０内の他の厳しい気象条件という光を屈折させる影響などの劣化させる大
気または他の影響に起因して、局２２および２４の間で自由空間領域３０を介し
て光学信号を成功裡に送信または信頼性のある形で通信できないためだけではな
く、また、ハイブリッドリンク２０の光学通信部分の機器の可能な機械的故障ま
たは機能的故障をも原因となる。ＲＦ経路２８は、アクティブモードとスタンバ
イモードの両方でマスタ局２２とスレーブ局２４の間でコントロールおよびステ
ータス情報を交換し、さらに、スタンバイモードではデータを伝送する。

【００１６】マスタ局２２は、アクティブモードとスタンバイモードの両方で、スレーブ局
２４から光学経路２６を介して受信した信号の受信光学パワーレベルを常に監視
し、逆に、スレーブ局２４も同様である。受信光学パワーレベル情報に基づいて
、各局２２および２４が他方の局２４または２２が光学経路２６での最適光学通
信のためにその送信光学パワーレベルを調整するのに必要な量を計算する。さら
に、マスタ局２２およびスレーブ局２４は同一の光学パワーレベルで送信するこ
とが好ましい。コントロールおよびステータス情報の一部として、マスタ局２２
およびスレーブ局２４は必要な調整を確認し、同一の送信光学パワーレベルを維
持するために、受信光学パワーレベル、送信光学パワーレベル、および計算され
たパワー調整に関する情報を共用する。マスタ局２２およびスレーブ局２４の両
方が同一のパワーレベルで光学信号を送信しているときに、この状態を「対称（
ｓｙｍｍｅｔｒｙ）」と称する。

【００１７】マスタ局２２およびスレーブ局２４の送信パワーレベルが対称であることによ
って、局２２または２４のいずれかが、光学経路２６が障害を発生したか、信頼
性がないか非効率的になる点まで劣化したどうかを即座に判定できるようになる
。一方の局２２または２４が受信光学パワーレベルが適当な最小閾値未満であり
、それ自体の送信光学パワーレベルが最大値である（これは、対称に起因して、
他方の局の送信光学パワーレベルも最大値であることを意味する）ことを検出し
たときには、地上自由空間領域３０内の悪条件が悪化している。光学経路２６は
、もはや、ＲＦ経路２８で同報通信ＲＦ信号でデータを転送できるレートを超え
るデータレートでデータを送信するのに信頼性があるか、または効率的であると
見なすことができない。この状態を、本明細書では光学経路２６の「障害（ｆａ
ｉｌｕｒｅ）」と称する。光学障害の際には、ハイブリッドリンク２０がスタン
バイモードに切り替わり、このモードでは、データがＲＦ経路２８を介して通信
される。データがＲＦ経路２８を介してＲＦ信号で転送されていても、光学信号
がスタンバイモード動作中に光学経路２６に継続的に送信され、マスタ局２２お
よびスレーブ局２４がスタンバイモードで光学経路２６の光学信号の受信光学パ
ワーレベルの監視を継続する。スタンバイモード動作中に光学経路２６の光学信
号を継続的に監視することによって、ハイブリッドリンク２０が自由空間領域３
０での悪影響の解消時にアクティブモードに切り替えて、光学経路２６でのデー
タの信頼性のある光学通信を可能にすることができる。光学障害に関する情報は
、マスタ局２２およびスレーブ局２４の間で、ＲＦ経路２８で送信されるステー
タスおよびコントロール情報で継続的に共用され、その結果、局２２および２４
の両方が、データが失われない形でアクティブモードとスタンバイモードの間で
の切替を行うようになる。

【００１８】マスタ局２２およびスレーブ局２４は、局の間で両方向にコントロールトーク
ンパケット３６を通信することによってコントロールおよびステータス情報を共
用するが、そのコントロールトークンパケット３６の例示的データ構造を図２に
示す。コントロールパケット３６には、ヘッダフィールド３８と内容フィールド
４０が含まれる。特定のヘッダフィールド３８は、使用される特定の通信プロト
コルに依存する。この例では、コントロールパケット３６が周知の非同期転送モ
ード（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ、ＡＴＭ）スイッ
チングプロトコル用のパケットを表す。したがって、ヘッダフィールド３８の内
容は、ＡＴＭプロトコル規格に従ってセットされる。光学経路２６およびＲＦ経
路２８の光学ネットワークデータ信号およびＲＦネットワークデータ信号の処理
は、データの伝送に使用されるプロトコルから独立またはそれに対して透過的で
ある。しかし、コントロールおよびステータス情報のコントロールパケット３６
（図２）へのカプセル化は、ハイブリッドリンク２０によって使用される通信プ
ロトコルに依存する。標準的なインターネットプロトコル（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ
Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＩＰ）スイッチングプロトコルが、周知のプロトコルのもう
１つの例である。

【００１９】ＡＴＭプロトコルはサービス品質を配送でき、音声、データ、ビデオ、および
イメージの通信システムの遅延を最適化することができる。したがって、ＡＴＭ
プロトコルは、現在の統一化する技術を表すとみなされる。ＡＴＭプロトコルは
スケーラブルであり、標準の５３バイトセルをＬＡＮ（ローカルエリアネットワ
ーク、ｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ）からＷＡＮ（広域ネットワーク、
ｗｉｄｅａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ）を介してＬＡＮへ伝送できるようにする。
ＡＴＭプロトコルは、公衆ＷＡＮおよびプライベートＷＡＮで使用することもで
きる。５３バイトセルは、５バイトのヘッダ（ヘッダフィールド３８）と、４８
バイトの情報のペイロード（内容フィールド４０）からなる。ヘッダフィールド
３８には、一般に、デスティネーション、ペイロードタイプ、優先順位、および
誤り検出フィールドが含まれる。コントロールおよびステータス情報は、ペイロ
ードタイプフィールドに００１、またはコントロールパケット３６を示す他の一
意の識別子がセットされた１つのＡＴＭパケット（コントロールパケット３６）
にカプセル化される。４８バイトペイロード（内容フィールド４０）は、マスタ
局２２およびスレーブ局２４（図１）の間で他のコントロールおよびステータス
情報を伝送するのに使用される。

【００２０】理想的には、コントロールパケット３６がマスタ局２２とスレーブ局２４の間
で渡されるレートが、光学経路２６（図１）の品質が変化する速さに依存しなけ
ればならない。しかし、小さいサイズのコントロールパケット３６（５３バイト
）を与えられれば、その伝送はＲＦ経路２８の帯域幅のごくわずかな量だけを消
費する。したがって、コントロールパケット３６を、一定のレートまたは他の事
前に決定されるインターバルでやり取りすることができる。

【００２１】内容フィールド４０には、コントロールパケット識別子（ＩＤ）フィールド４
２、コンフリクトリゾルバフィールド４４、光学障害フィールド４６、パワー調
整フィールド４８、パワー調整量フィールド５０、総受信パワーフィールド５２
、および総送信パワーフィールド５４が含まれることが好ましい。コントロール
パケットＩＤフィールド４２によって、それが組み込まれるＡＴＭパケットが識
別される。

【００２２】コンフリクトリゾルバフィールド４４は、２つのコントロールパケット３６が
あるときにマスタ局２２およびスレーブ局２４（図１）がコンフリクトを解決で
きるようにする単一ビットであることが好ましい。通常の動作では、マスタ局２
２とスレーブ局２４の間を流れるコントロールパケット３６が１つだけある。し
かし、初期化モード中に、マスタ局２２およびスレーブ局２４の両方がコントロ
ールパケット３６を生成することが好ましく、したがって、２つのコントロール
パケット３６の短い存在を解決しなければならない。アクティブモードまたはス
タンバイモードでの通常動作中には、マスタ局２２およびスレーブ局２４が、コ
ンフリクトリゾルバフィールド４４に「動作（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ）」状態
または「動作」表示（例えば１）をセットされた単一のコントロールパケット３
６をやり取りする。しかし、初期化モードでは、マスタ局２２およびスレーブ局
２４の両方が、コンフリクトリゾルバフィールド４４に「初期（ｉｎｉｔｉａｌ
）」状態または「初期」表示（例えば０）をセットされたコントロールパケット
３６を生成するが、下で図３に関して説明するように、マスタ局２２がその後、
コントロールパケット３６をスレーブ局２４にルーティングする前に、そのコン
トロールパケット３６内のコンフリクトリゾルバフィールド４４を初期状態から
動作状態に変更する。マスタ局２２およびスレーブ局２４の両方が、初期状態に
セットされたコンフリクトリゾルバフィールド４４を含む受信したコントロール
パケット３６を破棄する。したがって、マスタ局２２は、初期化時に受信した最
初のコントロールパケット３６を破棄する。その一方で、スレーブ局２４は、マ
スタ局２２から最初のコントロールパケット３６を受信し、処理する。というの
は、マスタ局２２が、それが最初に生成したコントロールパケットのコンフリク
トリゾルバフィールド４４に動作状態をセットするからである。したがって、そ
の後、１つのコントロールパケット３６だけが、ハイブリッドリンク２０（図１
）内でやり取りされる。マスタ局２２およびスレーブ局２４のそれぞれが、所定
のタイムアウト期間内に他方の局からコントロールパケット３６を受信しない場
合に、コントロールパケット３６を再生成する。このタイムアウト期間はユーザ
構成可能とすることができる。

【００２３】光学障害フィールド４６は、光学経路２６（図１）の伝送ステータスすなわち
、光学経路２６が正しく機能しているのか障害が発生したのかを示す単一ビット
であることが好ましい。マスタ局２２またはスレーブ局２４（図１）はコントロ
ールパケット３６を所有し、光学経路２６で正しい信号を検出できず、その最大
の光学パワーレベルで送信しているときには、必ず、マスタ局２２またはスレー
ブ局２４が、光学障害フィールド４６に「障害」ステータスまたは「障害」表示
をセットする。その一方で、マスタ局２２またはスレーブ局２４はコントロール
パケット３６を所有し、光学経路２６で正しい信号を検出できるときには、必ず
、マスタ局２２またはスレーブ局２４は光学障害フィールド４６に「ＯＫ」ステ
ータスまたは「ＯＫ」表示をセットする。アクティブモードであり、光学障害フ
ィールド４６に障害ステータスがセットされているときには、ハイブリッドリン
ク２０（図１）が、アクティブモード動作からスタンバイモード動作に切り替わ
り、ＲＦ経路２８（図１）を介してデータが通信される。スタンバイモードであ
り、光学障害フィールド４６にＯＫステータスをセットされたコントロールパケ
ットが受信されるときには、ハイブリッドリンク２０はスタンバイモードからア
クティブモードに切り替える。

【００２４】パワー調整フィールド４８は２ビットであり、コントロールパケット３６を送
信する局によってセットされ、受信局側での送信光学パワーレベルを無変更のま
まにする、減らす、または増やす、のいずれを行う必要があるかを示すためにセ
ットされることが好ましい。パワー調整量フィールド５０は、送信局側が受信局
側に送信光学パワーレベルを調整するように指示する量を示す複数ビットである
ことが好ましい。したがって受信局側は、パワーレベルを増やすか減らすことが
必要であることを示すパワー調整フィールド４８を含むコントロールパケット３
６を受信し、パワーレベルを増やすか減らさなければならないことに同意すると
きに、パワー調整量フィールド５０によって示される量に従って、その送信光学
パワーレベルを更新する。

【００２５】総受信パワーフィールド５２は、光学経路２６（図１）で受信された信号の光
学パワーレベルを示す複数ビットであることが好ましい。コントロールパケット
３６の受信時に、受信局側は、それに含まれる総受信パワーフィールド５２をロ
ーカルな送信光学パワーレベルおよび／またはローカルな受信光学パワーレベル
と比較して、送信光学パワーレベルを調整する量をさらに確認することが好まし
い。

【００２６】総送信パワーフィールド５４は、コントロールパケット３６を送信する局が光
学経路２６（図１）で信号を送信している光学パワーレベルを示す複数ビットで
あることが好ましい。総送信パワーフィールド５４を用いて、受信局側は、その
受信局側が光学経路２６で信号を送信している光学パワーレベルを送信局側が光
学経路２６で信号を送信している光学パワーレベルと比較でき、光学パワーレベ
ルを同期させるか、動作のパワーレベルシンメトリを確認することができる。

【００２７】ハイブリッドリンク２０に関するさらなる詳細を図３に示す。マスタ局２２に
は、一般に、マスタ光学トランシーバ（ＯＴ）５６、マスタＲＦトランシーバ５
８、マスタトランシーバインターフェースユニット（ＴＩＵ）６０、およびマス
タ制御インターフェースユニット（ＣＩＵ）６２が含まれる。同様に、スレーブ
局２４には、一般に、スレーブＯＴ６４、スレーブＲＦトランシーバ６６、スレ
ーブＴＩＵ６８、およびスレーブＣＩＵ７０が含まれる。

【００２８】マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４は、地上自由空間領域３０を介して投
射され、または指向される光学経路２６内の光学ビームを介して互いに通信する
。したがって、マスタＯＴ５６、スレーブＯＴ６４、および光学経路２６は、一
般にハイブリッドリンク２０の光学リンク部分を形成する。同様に、マスタＲＦ
トランシーバ５８およびスレーブＲＦトランシーバ６６は、地上自由空間領域３
０を横切るＲＦ経路２８内で同報通信されるＲＦ信号を介して互いに通信する。
したがって、マスタＲＦトランシーバ５８、スレーブＲＦトランシーバ６６、お
よびＲＦ経路２８は、一般にハイブリッドリンク２０のＲＦリンク部分を形成す
る。ＲＦリンク部分は、ハイブリッドリンク２０の光学リンク部分と並列に通信
する。ＲＦリンク部分および光学リンク部分の両方が、マスタ局２２のマスタＴ
ＩＵ６０およびマスタＣＩＵ６２と、スレーブ局２４のスレーブＴＩＵ６８およ
びスレーブＣＩＵとに接続され、これらを使用する。

【００２９】マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４は、送信および受信のために光学経路
２６の光学ビームを処理し、増幅する。マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４
は、反対の局から受信したコントロールパケット３６（図２）の内容フィールド
４０のステータスおよびコントロール情報も分析する。コントロールパケット３
６の受信時に、シンメトリパワー動作を維持するために、マスタＯＴ５６は、そ
の光学送信パワーをスレーブＯＴ６４がコントロールパケット３６に含めた総送
信パワーフィールド５４（図２）に含まれる総送信パワー情報と比較し、スレー
ブＯＴ６４も同様のことを行う。マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４は、受
信したコントロールパケット３６の総受信パワーフィールド５２で搬送される他
方の局の受信光学パワーの評価に基づいて、光学経路２６に光学ビームを送信す
る光学パワーレベルを調整する。コントロールパケット３６は、必ず、マスタＯ
Ｔ５６およびスレーブＯＴ６４で更新される。マスタＯＴ５６およびスレーブＯ
Ｔ６４は、受信した光学ビームの光学パワーレベルの評価およびその送信光学パ
ワーレベルから収集された新しいコントロールデータを用いてコントロールパケ
ット３６の内容フィールド４０を更新し、更新されたコントロールパケット３６
を、反対の局へルーティングするそれぞれのマスタＴＩＵ６０またはスレーブＴ
ＩＵ６８にサブミットする。

【００３０】マスタＴＩＵ６０およびスレーブＴＩＵ６８は、信号強度および完全性の過度
の大気による劣化なしに光学ビーム２６が正しく機能しているとき、すなわち、
アクティブモードであるときに、それぞれ、光学データＩ／Ｏバス７２および７
４を介してそれぞれのマスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４にデータをルーテ
ィングする。また、マスタＴＩＵ６０およびスレーブＴＩＵ６８は、それぞれコ
ントロールバス７６および７８を介して、それぞれのマスタＯＴ５６またはスレ
ーブＯＴ６４からコントロールパケット３６（図２）を受け取る。マスタＴＩＵ
６０およびスレーブＴＩＵ６８は、受信局側への送信のために、それぞれＲＦデ
ータＩ／Ｏバス８０および８２を介してそれぞれのマスタＲＦトランシーバ５８
またはスレーブＲＦトランシーバ６６に、データストリームでコントロールパケ
ット３６をルーティングする。マスタＴＩＵ６０およびスレーブＴＩＵ６８は、
それぞれのＲＦトランシーバ５８および６６から来るデータストリームからコン
トロールパケット３６を抽出する。

【００３１】また、マスタＴＩＵ６０およびスレーブＴＩＵ６８は、コントロールパケット
３６（図２）に含まれるステータスおよびコントロール情報から、光学経路２６
での障害が示されるとき、または光学経路２６を介して来るデータがないときの
いずれかに、データの送信をそれぞれのＲＦトランシーバ５８および６６にシー
ムレスに切り替える。代替案では、マスタＴＩＵ６０およびスレーブＴＩＵ６８
が、データをそれぞれのマスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４またはそれぞれ
のマスタＲＦトランシーバ５８およびスレーブＲＦトランシーバ６６のいずれか
に同時にルーティングし、これによってアクティブモードでの高速データ通信を
保証することができる。この場合には、光学経路２６に障害が発生したときに、
マスタＴＩＵ６０およびスレーブＴＩＵ６８がそれぞれのマスタＲＦトランシー
バ５８およびスレーブＲＦトランシーバ６６を介してデータをルーティングし、
これによって、スタンバイモードでの通信利用可能性が保証される。

【００３２】コントロールパケット３６は、マスタＯＴ５６またはスレーブＯＴ６４のどち
らから発せられたものであっても、処理のためにマスタＴＩＵ６０にルーティン
グされる。スレーブＴＩＵ６８によってそのスレーブＲＦトランシーバ６６を介
して受信されたコントロールパケット３６は、それ以上の処理なしに、接続され
たスレーブＯＴ６４にルーティングされる。したがって、マスタＴＩＵ６０はハ
イブリッドリンク２０の両エンドで生成されたコントロールパケット３６を処理
する。マスタＴＩＵ６０は光学障害フィールド４６を読み取って、アクティブか
らスタンバイへの切替を実行する。マスタ局２２またはスレーブ局２４のいずれ
かが光学障害について警告する場合には、マスタＴＩＵ６０は、アクティブモー
ドからスタンバイモードへの切替処理を開始する。コンフリクトリゾルバフィー
ルド４４を処理して、継続的な使用で１つのコントロールパケット３６を維持す
るのも、マスタＴＩＵ６０である。

【００３３】スレーブＴＩＵ６８は、その光学データＩ／Ｏバス７４に沿った活動がないと
きを感知し、マスタＴＩＵ６０が既にアクティブモードからスタンバイモードへ
の切替処理を開始したと結論する。この場合には、スレーブＴＩＵ６８がデータ
をＲＦ経路２８に切り替える。

【００３４】ハイブリッドリンク２０は、全体的なハイブリッドリンク２０に組み込まれた
ＲＦトランシーバ５８および６６の仕様から独立している。したがって、ハイブ
リッドリンク２０は、さまざまな従来から使用可能なＲＦシステム装置に対応す
る柔軟性を有する。例えば、軍のユーザは、ＦＣＣによって割り当てられた独占
的周波数を使用する軍の独占的無線システムを使用することができる。さらに、
ＲＦ免許を所有する無線サービスプロバイダは、免許を交付されたＲＦ波長内で
動作するように設計されたＲＦトランシーバを使用することができる。

【００３５】マスタＲＦトランシーバ５８がマスタＴＩＵ６０からデータおよび／またはコ
ントロールパケット３６（図２）を受け取るときに、マスタＲＦトランシーバ５
８は、それをＲＦ信号としての同報通信のために用意する。受信側のスレーブＲ
Ｆトランシーバ６６は、ＲＦ信号を検出し、ＲＦ信号を処理して、送信されたデ
ィジタルデータ（すなわちデータおよびコントロールパケット３６）を回復した
後に、それをスレーブＴＩＵ６８に送る。同様の処理は、反対に流れるＲＦ通信
されるデータおよびコントロールパケットについても行われる。

【００３６】データが光学経路２６を介して両方の方向に流れている間は、ＲＦ経路２８は
、コントロールおよびステータス情報をコントロールパケット３６（図２）内で
送信し、受信するための信頼性のある経路として働く。無線ＲＦリンクは、厳し
い気象条件下では無線光学リンクよりはるかに信頼性がある。したがって、ハイ
ブリッドリンク２０のＲＦリンク部分が常にコントロールおよびステータス情報
を搬送することが好ましいが、高品質光学信号を自由空間領域３０（図１）を介
して通信できる条件の下、またはハイブリッドリンク２０のＲＦリンク部分に機
器の障害または機能的な障害があったときには、光学経路２６をコントロールお
よびステータス情報の搬送に使用することができる。

【００３７】マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４を含む、ハイブリッドリンク２０の光
学リンク部分に関するさらなる詳細を図４に示す。マスタＯＴ５６およびスレー
ブＯＴ６４は、完全に光学的な装置とするか、従来の光学−電子変換を組み込む
ことができる。後者は、誤り訂正コードと、おそらくは独自ヘッダ挿入を組み込
むのに使用される。光学リンク部分で適応パワーコントロール技法を使用して、
光学経路２６内で最適に通信することが好ましい。

【００３８】マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４は、一般に、構造および動作が類似す
る。マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４には、それぞれ、光学レシーバアパ
ーチャ８８および９０と、光学前置増幅器９２および９４と、チャネル評価ユニ
ット９６および９８と、コントロールパケットジェネレータ１００および１０２
と、送信パワー更新ユニット１０４および１０６と、光学送信器１０８および１
１０が含まれる。これらの要素のそれぞれへの制御線（図示せず）によって、マ
スタＣＩＵ６２およびスレーブＣＩＵ７０（図３）が、これらの要素に適当なコ
ントロール信号を供給できるようになる。地上自由空間領域３０を介する光学経
路２６には、一般に、光学送信器１０８によって送信され、光学レシーバアパー
チャ９０によって受信されるマスタ−スレーブビーム１１２と、光学送信器１１
０によって送信され、光学レシーバアパーチャ８８によって受信されるスレーブ
−マスタビーム１１４が含まれる。

【００３９】マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４は全般的に類似するので、マスタＯＴ
５６の要素および機能だけを説明する。同一の説明が、スレーブＯＴ６４の対応
する要素にあてはまる。光学レシーバアパーチャ８８はスレーブ−マスタビーム
１１４を受け取り、光学前置増幅器９２に送る。光学前置増幅器９２は、スレー
ブ−マスタビーム１１４の信号強度またはパワーに応じて、データを含む区別可
能な通信信号を検出する必要に応じてスレーブ−マスタビーム１１４を増幅する
。光学前置増幅器９２は、受信した光学パワーの光学パワーレベルに従ってマス
タＯＴ５６内でローカルに調整されるのみである。増幅されたビームは、マスタ
ＴＩＵ６０（図３）へのデータ出力経路１１６に（または、スレーブＴＩＵ６８
（図４）へのデータ出力経路１１６に）配送される。光学前置増幅器９２はチャ
ネル評価ユニット９６に接続されて、スレーブ−マスタビーム１１４のパワーレ
ベルまたは増幅されたビームを作るのに必要な増幅量を示す信号を供給する。こ
の情報から、チャネル評価ユニット９６が、スレーブ−マスタビーム１１４の品
質を判定し、この情報をコントロールパケットジェネレータ１００および送信パ
ワー更新ユニット１０４に送る。チャネル評価ユニット９６は、マスタＯＴ５６
を制御する従来のマイクロプロセッサ（図示せず）と組み合わされて動作する、
従来のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ｆｉｅｌｄｐｒｏｇｒａｍｍ
ａｂｌｅｇａｔｅａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）または従来のディジタル信号プロセ
ッサ（ｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰ）のいずれか
で、従来のＤＳＰアルゴリズムを実施する。

【００４０】送信パワー更新ユニット１０４は、チャネル評価ユニット９６からビーム品質
信号を受け取り、コントロールデータ入力経路１１８からコントロールパケット
３６（図２）を受け取る。チャネル評価ユニット９６からのビーム品質信号と、
コントロールパケット３６のパワー調整フィールド４８（図２）およびパワー調
整量フィールド５０（図２）に含まれる情報とに基づいて、送信パワー更新ユニ
ット１０４は、それによって光学送信器１０８が発信マスタ−スレーブビーム１
１２を形成するためにデータ入力経路１２０上の着信光学信号を調整するパワー
量が存在する場合に、そのパワー量を判定する。したがって、送信パワー更新ユ
ニット１０４（図４）は、送信光学パワーレベルを増やすか減らす必要があるこ
とを示すパワー調整フィールド４８を含むコントロールパケット３６を受け取り
、チャネル評価ユニット９６からのビーム品質信号が一致する評価を示すときに
、送信パワー更新ユニット１０４は、光学送信器１０８に信号を供給して、パワ
ー調整量フィールド５０によって示される量に従って送信光学パワーレベルを更
新する。光学送信器１０８は連続的なパワー調整が可能でない場合があり、した
がって、パワー調整は小さいステップ増分によって実行される場合がある。送信
パワー更新ユニット１０４は、マスタＯＴ５６を制御する従来のマイクロプロセ
ッサ（図示せず）と組み合わされて動作する、従来のフィールドプログラマブル
ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または従来のディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）の
いずれかで、従来のＤＳＰアルゴリズムを実施する。

【００４１】光学送信器１０８は、マスタＴＩＵ６０（図３）からのデータ入力経路１２０
（またはスレーブＴＩＵ６８（図４）からのデータ入力経路１２０）で、着信光
学信号を受け取る。データ出力経路１１６およびデータ入力経路１２０は、一般
に、マスタＴＩＵ６０に接続される光学データＩ／Ｏバス７２（またはスレーブ
ＴＩＵ６８に接続される光学データＩ／Ｏバス７４）を形成する。

【００４２】コントロールパケットジェネレータ１００はチャネル評価ユニット９６からビ
ーム品質信号を受け取り、送信パワー更新ユニット１０４からパワー調整データ
を受け取り、コントロールパケット３６（図２）を生成する。コントロールパケ
ットジェネレータ１００は、コントロールパケット３６を作成し、コントロール
データ出力経路１２２に供給する。コントロールデータ入力経路１１８およびコ
ントロールデータ出力経路１２２は、一般にコントロールバス７６（またはコン
トロールバス７８）を形成する。コントロールパケットジェネレータ１００は、
マスタＯＴ５６を制御する従来のマイクロプロセッサ（図示せず）と組み合わさ
れて動作する、従来のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）また
は従来のディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）のいずれかで、従来のＤＳＰアル
ゴリズムを実施する。

【００４３】厳しい気象条件下で、例えばマスタＯＴ５６またはスレーブＯＴ６４のいずれ
かが、その最大光学送信パワーを使用して送信している間に、光学経路２６から
の光学信号の劣化を検出する場合がある。この状況では、マスタＯＴ５６が光学
ビーム劣化を検出した場合に、マスタＯＴ５６はコントロールパケット３６（図
２）内の光学障害フィールド４６（図２）に「障害」ステータスをセットし、そ
のコントロールパケット３６をコントロールバス７６を介してマスタＴＩＵ６０
（図３）にサブミットする。そうではなく、スレーブＯＴ６４が光学ビーム劣化
を検出する場合には、スレーブＯＴ６４が光学障害フィールド４６に「障害」ス
テータスをセットし、そのコントロールパケット３６をスレーブＴＩＵ６８（図
３）を介してスレーブＲＦトランシーバ６６（図３）へ、さらにマスタＴＩＵ６
０へルーティングする。マスタＴＩＵ６０は、マスタまたはスレーブのいずれか
の局からのコントロールパケット３６を処理して、データ通信をハイブリッドリ
ンク２０のＲＦリンク部分に切り替え、これによって、光学リンク障害または光
学リンク劣化が検出されたときに、スタンバイモード動作を確立する。スレーブ
ＯＴ６４は、光学経路２６からのデータの受信を停止し、したがって、スレーブ
ＴＩＵ６８は光学データＩ／Ｏバス７４での活動がないことを感知し、データを
ハイブリッドリンク２０のＲＦリンク部分に切り替え、これによって、やはりス
タンバイモード動作を確立する。

【００４４】マスタ局２２から発せられるコントロールパケット３６（図２）について、マ
スタＲＦトランシーバ５８はコントロールパケット３６をスレーブＲＦトランシ
ーバ６６に送信し、スレーブＲＦトランシーバ６６は、コントロールパケット３
６をスレーブＴＩＵ６８（図３）に運ぶ。スレーブＴＩＵ６８は、おそらくはス
タンバイモードへの切替を実行済みであるが、処理のためにコントロールパケッ
ト３６をスレーブＯＴ６４にルーティングする。

【００４５】データがＲＦ経路２８を介して流れるときに、ハイブリッドリンク２０は、マ
スタ局とスレーブ局の間でのコントロールパケット３６（図２）を介するコント
ロールおよびステータス情報の通信を継続する。コントロールパケット３６の継
続される通信によって、光学経路２６がその障害状態からの改善を示すときに、
ハイブリッドリンク２０がアクティブモードに切り替わることが可能になる。マ
スタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４は、データがＲＦ経路２８を介してルーテ
ィングされる間に、データを光学的に転送するのに使用される周波数に類似する
周波数での同期ビットストリームの交換を試みることによって、光学経路２６の
性能を監視する。同期ビットストリームは、マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ
６４によって生成され、マスタＴＩＵ６０およびスレーブＴＩＵ６８には伝送さ
れない。同期ビットストリームは、初期化中に、データがマスタＯＴ５６とスレ
ーブＯＴ６４の間で通信される前に、マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４を
整列させるのにも使用される。

【００４６】マスタＯＴ５６およびマスタＲＦトランシーバ５８（図３）は、必ず、スレー
ブＯＴ６４（図３）およびスレーブＲＦトランシーバ６６（図３）に類似して、
または対称に、パワーを配送し、逆も同様であることが好ましい。さらに、アク
ティブモードとスタンバイモードの間の切替えのすべてが、シームレスに、デー
タ消失なしに行われる。

【００４７】通常の動作状態および通常の気象条件下では、マスタＴＩＵ６０およびスレー
ブＴＩＵ６８は、それぞれマスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４（図３）の間
でデータをルーティングする。しかし、初期化中には、マスタＯＴ５６およびス
レーブＯＴ６４が最大光学パワーを使用して同期ビットを送信する。その後、各
局２２および２４で受信された光学パワーのレベルに応じて、マスタＯＴ５６お
よびスレーブＯＴ６４は、それぞれ受信側の光学前置増幅器９４および９２を飽
和させないようにするために、それぞれの光学送信器１０８および１１０（図４
）の送信光学パワーレベルを調整する。マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４
は、上で説明したハイブリッドリンク２０の光学リンク部分のシンメトリパワー
コントロール特性に起因して、いずれもが同一の光学パワーレベルを使用して動
作する。

【００４８】ハイブリッドリンク２０の光学リンク部分が初期化で最適化されると、マスタ
ＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４（図３）の両方がコントロールパケットを作成
し、それぞれコントロールバス７６および７８を使用してそれぞれマスタＴＩＵ
６０およびスレーブＴＩＵ６８に送る。コントロールパケット３６の受信を待っ
ている間に、マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４は、受信光学パワーレベル
を使用して光学経路２６の監視を続ける。マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６
４は、上で説明したようにコントロールパケット３６を受信し、処理し、コント
ロールパケット３６の内容を更新した後に、送信パワーレベルを調整する。

【００４９】ＲＦ経路２８は、マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４（図３）を同期させ
るための信頼性のある道を提供し、それぞれが、他方がその番を待つ間にパワー
を調整するようにする。この例では、マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４の
それぞれが、コントロールパケットを保持しているときに限って送信パワーレベ
ルを調整する。したがって、コントロールパケットはマスタ局とスレーブ局の間
のパワー調整を同期させ、マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４のそれぞれが
、他方のＯＴ６４または５６の受信レベルに従って送信パワーレベルを同期式に
調整できるようにするように働く。

【００５０】光学送信器１０８および１１０（図４）の送信光学パワーを更新する代替技法
では、マスタＯＴ５６またはスレーブＯＴ６４（図３）が光学レシーバ８８およ
び９０（図４）によって受信された光学パワーだけに基づいて送信パワーを更新
する。しかし、マスタＯＴ５６またはスレーブＯＴ６４の一方が受信光学パワー
に基づくその送信パワーレベルの調整中である間に、マスタＯＴ５６またはスレ
ーブＯＴ６４の他方が反対方向でのその送信パワーの調整中である可能性がある
。したがって、ハイブリッドリンク２０（図１）は、マスタＯＴ５６およびスレ
ーブＯＴ６４がその送信パワーレベルを上下に調整し続ける発振モードに陥る可
能性がある。この状況では、ハイブリッドリンク２０の効率が低下し、したがっ
て、この状況は好ましくない。

【００５１】上で説明した初期化では、マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４のそれぞれ
がコントロールパケット３６を生成し、各ＯＴが、まず、コンフリクトリゾルバ
フィールド６８に「初期」ステータスをセットする。各ＯＴは、それぞれ、他方
の局へのルーティングのためにコントロールパケット３６を送信する。初期化後
のアクティブモードまたはスタンバイモードでの動作中に、マスタＯＴ５６およ
びスレーブＯＴ６４は、コントロールパケットがコンフリクトリゾルバフィール
ド４４に「動作」ステータスをセットされるようにする。マスタＯＴ５６および
スレーブＯＴ６４は、「初期」ステータスをセットされたコンフリクトリゾルバ
フィールド４４を含む受信したコントロールパケットをすべて破棄する。したが
って、マスタＯＴ５６はスレーブＯＴ６４から受信する最初のコントロールパケ
ット３６を破棄する。その一方で、スレーブＯＴ６４はマスタＯＴ５６からの最
初のコントロールパケット３６を受信し、処理する。というのは、マスタ局２２
が、このコントロールパケット内のコンフリクトリゾルバフィールド４４を「動
作」ステータスに変更するからである。さらに、マスタＯＴ５６およびスレーブ
ＯＴ６４のそれぞれが、定義された時間枠内に他方の側からのコントロールパケ
ット３６を受信しない場合には、コントロールパケット３６を再生成する。

【００５２】外部から印加されるコントロール信号によって、並びに上で説明した形で光学
経路内の光学ビームの品質を内部で評価した結果によって、ハイブリッドリンク
２０を制御して、動作のアクティブモードとスタンバイモードを切り替えること
ができる。マスタＣＩＵ６２およびスレーブＣＩＵ７０に、外部から動作のモー
ドを切り替えるコントロール信号を供給するコンピュータ、モデム、または他の
タイプのネットワーク制御装置およびネットワーク監視装置を含めることができ
る。したがって、ハイブリッドリンク２０を、ローカルまたはリモートのシステ
ムコントローラを介して監視し、制御することができる。ハイブリッドリンク２
０が外部制御用に構成されるときに、マスタＣＩＵ６２およびスレーブＣＩＵ７
０は、マスタＴＩＵ６０、スレーブＴＩＵ６８、マスタＯＴ５６、スレーブＯＴ
６４、マスタＲＦトランシーバ５８、およびスレーブＲＦトランシーバ６６（図
３）に、ハイブリッドリンク２０を監視し、制御するように指令する。さらに、
マスタＴＩＵ６０は、最も直近のコントロールパケット３６の更新されたコピー
を維持し、これは、マスタＣＩＵ６２によってアクセス可能である。したがって
、マスタＣＩＵ６２およびスレーブＣＩＵ７０は、それぞれマスタＴＩＵ６０お
よびスレーブＴＩＵ６８に、アクティブモードとスタンバイモードの間の切替を
実行するように指令する。マスタＣＩＵ６２および／またはスレーブＣＩＵ７０
は、システム保守、機器アップグレード、または光学経路内のデータ伝送の性能
に関する他の理由のために、スタンバイモードへまたはスタンバイモードから切
り替えるコマンドを発行することができる。しかし、ハイブリッドリンク２０が
内部的に制御されるときには、アクティブモードからスタンバイモードへの切替
が、厳しい気象条件もしくはマスタＯＴ５６またはスレーブＯＴ６４のいずれか
の障害に起因する光学ビームの障害または劣化の際に自動的に行われる。アクテ
ィブモードへの切替は、自由空間領域３０内の大気条件が、光学経路２６を介す
る光学信号の通信の信頼性および有効性をもたらすのに十分に回復したときに自
動的に行われる。したがって、マスタＣＩＵ６２およびスレーブＣＩＵ７０は、
マスタＴＩＵ６０、スレーブＴＩＵ６８、マスタＯＴ５６、スレーブＯＴ６４、
マスタＲＦトランシーバ５８、およびスレーブＲＦトランシーバ６６に指令する
リモートコントロールインターフェースユニットの役割を演じる。マスタＣＩＵ
６２およびスレーブＣＩＵ７０の両方を有することによって、ハイブリッドリン
ク２０のモジュラ実施形態をサポートするのに有用な通信経路の両エンドでの独
立の制御がもたらされ、各局２２および２４が独立に操作される。

【００５３】ハイブリッドリンク２０は異なる形で実施することができる。マスタＣＩＵ６
２およびスレーブＣＩＵ７０（図３）を、マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６
４（図３）を構成し、保守し、制御するためのリモートコントロールユニットイ
ンターフェースとして使用することができる。ハイブリッドリンク２０のＲＦ部
分またはマスタＴＩＵ６０および／またはスレーブＴＩＵ６８がない場合には、
ユーザは、マスタＯＴ５６とスレーブＯＴ６４の間の距離に応じて、それぞれ光
学送信器１０８および１１０（図４）と光学前置増幅器９２および９４（図４）
の光学増幅器レベルおよび光学前置増幅器レベルを構成する。

【００５４】もう１つの代替実施形態では、ＲＦ経路２８によって、光学経路２６によって
搬送されるデータと独立にデータを搬送することができる。言い換えると、光学
経路２６とＲＦ経路２８の両方をデータの通信に同時にフルに使用することがで
きる。この場合に、ハイブリッドリンク２０は、マスタＴＩＵ６０またはスレー
ブＴＩＵ６８（図３）のいずれかの存在なしにインストールすることができる。
この場合に、マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４（図３）はマスタＲＦトラ
ンシーバ５８およびスレーブＲＦトランシーバ６６と独立に動作する。したがっ
て、マスタＯＴ５６およびスレーブＯＴ６４の両方がコントロールパケット３６
を生成しない。

【００５５】マスタＴＩＵ６０に関するさらなる詳細を図５に示す。マスタＴＩＵ６０には
、一般にスイッチ１２４、マルチプレクサ１２５、デマルチプレクサ１２６、マ
イクロプロセッサ１２７、およびバッファ１２８が含まれる。制御線（図示せず
）によって、一般にマスタＣＩＵ６２（図３）がマイクロプロセッサ１２７に接
続され、その結果、マスタＣＩＵ６２がマスタＴＩＵ６０をリモートコントロー
ルできるようになる。Ｉ／Ｏ信号経路３２は、一般にバッファ１２８を介してス
イッチ１２４に接続されて、データを送信し、受信する。通常のアクティブモー
ド動作の下では、スイッチ１２４が光学データＩ／Ｏバス７２を介してマスタＯ
Ｔ５６（図３）にデータをルーティングする。スイッチ１２４は、マルチプレク
サ１２５およびデマルチプレクサ１２６に接続される。スタンバイモード動作で
は、スイッチ１２４がマルチプレクサ１２５および発信ＲＦ経路１２９を介して
マスタＲＦトランシーバ５８（図３）にデータを送り、スイッチ１２４が着信Ｒ
Ｆ経路１３０およびデマルチプレクサ１２６を介してマスタＲＦトランシーバ５
８からデータを受け取る。これによって、スイッチ１２４が、ハイブリッドリン
ク２０のＲＦリンク部分を介してデータをルーティングする。発信ＲＦ経路１２
９および着信ＲＦ経路１３０は、一般にマスタＴＩＵ６０とマスタＲＦトランシ
ーバ５８の間のＲＦデータＩ／Ｏバス８０を形成する。

【００５６】スタンバイモードであるときに、マルチプレクサ１２５は、一般にコントロー
ルパケットとデータを多重化し、デマルチプレクサ１２６は、一般にコントロー
ルパケットとデータを多重化解除する。しかし、アクティブモードでは、データ
がアクティブモードではマスタＯＴ５６（図３）を介して送信されるので、一般
にコントロールパケットがそれに関して多重化または多重化解除される追加のデ
ータがない。言い換えると、マスタＴＩＵ６０またはスレーブＴＩＵ６８によっ
てそれぞれのマスタＲＦトランシーバ５８またはスレーブＲＦトランシーバ６６
から受け取られる情報には、必ず、他方の局からのコントロールパケット３６が
含まれる。ＲＦ経路２８（図１）がデータを搬送するときには、マスタＴＩＵ６
０およびスレーブＴＩＵ６８が、データをそれぞれＩ／Ｏ信号経路３２または３
４にルーティングする前に、着信ＲＦデータストリームからコントロールパケッ
ト３６を抽出する。マスタＴＩＵ６０はコントロールパケット３６を処理し、そ
れをマスタＯＴ５６にルーティングするが、スレーブＴＩＵ６８は、さらなる処
理なしで、コントロールパケットをスレーブＯＴ６４にルーティングする。

【００５７】コントロールバス７６は、マイクロプロセッサ１２７、マルチプレクサ１２５
、およびデマルチプレクサ１２６に接続され、その結果、コントロールパケット
を、これらの要素のそれぞれおよびマスタＯＴ５６（図３）の間で渡せるように
なる。マスタＯＴ５６から受け取られるコントロールパケットは、マイクロプロ
セッサ１２７およびマルチプレクサ１２５に渡される。マルチプレクサ１２５は
必要であればスイッチ１２４から受け取ったデータをコントロールパケットに多
重化し、コントロールパケットを、スレーブ局２４（図１）への送信のためにマ
スタＲＦトランシーバ５８（図３）に渡す。スレーブ局２４からマスタＲＦトラ
ンシーバ５８を介して受信されたコントロールパケットは、必要であればデマル
チプレクサ１２６によってデータに関して多重化解除され、コントロールバス７
６を介してマイクロプロセッサ１２７およびマスタＯＴ５６に渡される。マイク
ロプロセッサ１２７は、マスタＯＴ５６またはスレーブ局２４のどちらから受け
取るものであっても、コントロールパケットを処理して、ハイブリッドリンク２
０（図１）を動作のアクティブモードまたはスタンバイモードのどちらにするか
を決定する。マイクロプロセッサ１２７は、コントロールパケット３６の内容に
応じてスイッチ１２４にアクティブモードとスタンバイモードの間で切り替えさ
せるコントロール信号を送るために、スイッチ１２４に接続される。

【００５８】上で説明した初期化で、コンフリクトリゾルバフィールド４４（図２）に「初
期化（ｉｎｉｔｉａｌ）」ステータスをセットされたコントロールパケット３６
をマスタＯＴ５６（図３）から受信するときに、コンフリクトリゾルバフィール
ド４４の情報を「動作」ステータスに変更するのはマイクロプロセッサ１２７で
ある。他のすべてのコントロールパケット３６について、マイクロプロセッサ１
２７は、コンフリクトリゾルバフィールド４４を未変更のままにする。

【００５９】アクティブモードのときに、マイクロプロセッサ１２７が光学障害フィールド
４６（図２）に「障害」ステータスをセットされたコントロールパケットを受け
取ると、マイクロプロセッサ１２７は、アクティブモードからスタンバイモード
への切替を開始する。スタンバイモードのときに、マイクロプロセッサ１２７が
光学障害フィールド４６に「ＯＫ」ステータスをセットされたコントロールパケ
ット３６を受け取ると、マイクロプロセッサ１２７は、スタンバイモードからア
クティブモードへの切替を開始する。さらに、マスタ局２２は、マスタスイッチ
１２４がハイブリッドリンク２０の光学リンク部分に沿った信号を検出できない
ときに、光学障害フィールド４６に「障害」ステータスがセットされていなくて
も、アクティブモードからスタンバイモードへの切替を実行する。

【００６０】アクティブモード動作で動作しているときに、スイッチ１２４は、Ｉ／Ｏ信号
経路３２およびバッファ１２８からのデータを光学データＩ／Ｏバス７２に配送
するように、マイクロプロセッサ１２７によって制御される。

【００６１】スレーブＴＩＵ６８に関するさらなる詳細を図６に示す。スレーブＴＩＵ６８
には、一般にスイッチ１３１、マルチプレクサ１３２、デマルチプレクサ１３３
、およびバッファ１３４が含まれ、これらは、機能において、それぞれ図５に示
されたスイッチ１２４、マルチプレクサ１２５、デマルチプレクサ１２６、およ
びバッファ１２８に類似する。スレーブＴＩＵ６８の機能はマスタＴＩＵ６０（
図５）の機能に類似する。しかし、スレーブＴＩＵ６８にマイクロプロセッサ（
図示せず）を含めることができるが、スレーブＴＩＵ６８は、マスタＴＩＵ６０
のようにコントロールパケット３６を処理しない（図５を参照されたい）。した
がって、ハイブリッドリンク２０をアクティブモードまたはスタンバイモードに
切り替えるかどうかを決定する機能は、完全にマスタＴＩＵ６０内で実行される
。その一方で、スレーブＴＩＵ６８は、光学データＩ／Ｏバス５６でデータが実
際に受信されつつあるかどうかに応じてモードを切り替える。制御線（図示せず
）によって、一般に、スレーブＣＩＵ７０（図３）が、そのリモートコントロー
ルのためにスレーブＴＩＵ６８の要素に接続される。

【００６２】スイッチ１３１は、光学データＩ／Ｏバス７４、バッファ１３４、マルチプレ
クサ１３２、およびデマルチプレクサ１３３に接続される。アクティブモードの
ときに、スイッチ１３１は光学データＩ／Ｏバス７４およびスレーブＯＴ６４（
図３）を介してデータを送り、受け取る。スタンバイモードのときには、スイッ
チ１３１は、Ｉ／Ｏ信号経路３４およびバッファ１３４からのデータをマルチプ
レクサ１３２および発信ＲＦ経路１３５にルーティングし、着信ＲＦ経路１３６
およびデマルチプレクサ１３３からのデータをバッファ１３４およびＩ／Ｏ信号
経路３４にルーティングする。発信ＲＦ経路１３５および着信ＲＦ経路１３６は
、一般に、スレーブＴＩＵ６８とスレーブＲＦトランシーバ６６（図３）の間の
ＲＦデータＩ／Ｏバス８２を形成する。スイッチ１３１は、光学データＩ／Ｏバ
ス７４にデータがないことがマスタＴＩＵ６０（図３）がハイブリッドリンク２
０（図１）をスタンバイモードにしたことを示すので、データが光学データＩ／
Ｏバス７４に存在しないことを検出したときに、アクティブモードからスタンバ
イモードに切り替える。したがって、具体的にはスイッチ１３１、全般的にはス
レーブＴＩＵ６８が、適当な光学経路またはＲＦ経路を介してデータをルーティ
ングする信号ルータの機能を実行する。

【００６３】コントロールバス７８は、マルチプレクサ１３２およびデマルチプレクサ１３
３に接続され、その結果、コントロールパケットを、これらの要素のそれぞれお
よびスレーブＯＴ６４（図３）の間で渡すことができるようになる。スレーブＯ
Ｔ５６から受信したコントロールパケットはマルチプレクサ１３２に渡される。
マルチプレクサ１３２は、必要であればスイッチ１３１から受け取ったデータを
コントロールパケット３６に多重化し、マスタ局２２（図１）への送信のために
コントロールパケットをスレーブＲＦトランシーバ６６（図３）に渡す。マスタ
局２２からスレーブＲＦトランシーバ６６を介して受信したコントロールパケッ
トは、必要であればデマルチプレクサ１３３によってデータから多重化解除され
、コントロールバス７８を介してスレーブＯＴ６４に渡される。コントロールパ
ケットは、スレーブＴＩＵ６８内でどのような形であっても処理されず、単にＲ
ＦデータＩ／Ｏバス８２とコントロールバス７８の間でパススルーされることが
好ましい。というのは、アクティブモードとスタンバイモードの間で切り替える
機能が、光学データＩ／Ｏバス７４上のデータの不在のスイッチ１３１内の従来
の回路による検出時に自動的に実行されるからである。

【００６４】マスタＴＩＵ６０は、マスタＯＴ５６、マスタＲＦトランシーバ５８、および
マスタＣＩＵ６２（図３）の間を流れるコントロールパケット内のコントロール
およびステータス情報を処理する。マスタＴＩＵ６０には、光学経路２６からＲ
Ｆ経路２８への動作のモードの切替が指令されたときに、Ｉ／Ｏ信号経路５６か
ら受け取るデータを動的に保管し、データレートをダウンコンバートするための
バッファ１２８が含まれる。バッファ１２８は、Ｉ／Ｏ信号経路３２および３４
（図１）が接続される通信ネットワークまたはシステムの残り（図示せず）が、
ＲＦ経路２８を介する、より低いデータ伝送レートに一致するようにそのデータ
伝送レートを下げるように指示されるまで、データを保管するのに使用される。
保管されたデータは、通信ネットワークまたは通信システムのデータ伝送レート
のエンドツーエンド切替の間の遅延に起因して、アクティブモードからスタンバ
イモードへの切替処理中にわずかなデータ消失が発生した場合に、再送信するこ
とができる。バッファ１２８のサイズは、高速インターフェースプロトコルをサ
ポートするために選択され、ビットがバッファ１２８から抽出されるデータレー
トを構成して、これらのインターフェースをサポートすることができる。

【００６５】スレーブＴＩＵ６８には、光学経路２６からＲＦ経路２８への切替が指令され
たときにＩ／Ｏ信号経路５６から受け取るデータを動的に保管し、入力データレ
ートをダウンコンバートするためのバッファ１３４が含まれる。バッファ１２８
は、Ｉ／Ｏ信号経路５６および５８が接続されるネットワークの残り（図示せず
）が、その伝送速度を下げるように知らされるまでデータを保管するのに使用さ
れる。保管されたデータは、エンドツーエンド切替の間の遅延に起因するアクテ
ィブからスタンバイへの切替処理中にわずかなデータ消失が発生した場合に、再
送信することができる。バッファ１２８のサイズは、高速インターフェースプロ
トコルをサポートするために選択され、ビットがバッファ１２８から抽出される
データレートを構成して、これらのインターフェースをサポートすることができ
る。

【００６６】受信光学パワーレベルを評価し、送信光学パワーレベルを調整し、コントロー
ルパケット３６（図２）を組み立てるために、それぞれマスタＯＴ５６およびス
レーブＯＴ６４（図２）のコントロールパケットジェネレータ１００および１０
２（図４）によって実行される、汎用適応パワーコントロールプロシージャを図
７に示す。適応パワーコントロールプロシージャはアクティブモードとスタンバ
イモードの両方で動作する。アクティブモードでは、適応パワーコントロールプ
ロシージャによって、受信したコントロールパケット３６で搬送される情報およ
び受信した光学経路２６のパワーレベルに基づいて、光学送信パワーレベルが調
整される。適応パワーコントロールプロシージャでは、地上自由空間領域３０を
介してコントロールパケット３６を送信する前に、コントロールパケット３６の
内容フィールド４０（図２）を更新する。スタンバイモードでは、適応パワー調
整プロシージャによって最大パワーの送信が維持され、ハイブリッドリンク２０
の光学リンク部分が通信の改善を示すまで、コントロールパケットは変更されな
い。スタンバイモードでは、ハイブリッドリンク２０の光学リンク部分がデータ
送信に適当となるまで、光学障害フィールド４６は必ず「障害」ステータスを示
す。光学リンク部分がデータ送信に適当となった後に、光学障害フィールド４６
が「ＯＫ」ステータスを示すように変更され、アクティブモード動作を再開でき
るようになる。

【００６７】適応パワーコントロールプロシージャはステップ１４２で開始される。ステッ
プ１４４で、コントロールパケット３６（図２）が受信されたかどうかを判定す
る。そうでない場合には、このプロシージャはステップ１４４でループに入り、
コントロールパケットを受信するのを待つ。ステップ１４４の判定が肯定、すな
わちコントロールパケットを受信した場合には、ステップ１４６で、さまざまな
内容フィールド４０（図２）を抽出する。ステップ１４８で、受信したコンフリ
クトリゾルバフィールド４４（図２）から、受信したコントロールパケット３６
がコンフリクトリゾルバフィールド４４に「初期」ステータス（例えば０）がセ
ットされる初期化段階で生成されたことが示されるかどうかを判定する。そうで
ある場合にはコントロールパケットを破棄し、このプロシージャはステップ１４
４に戻って、次のコントロールパケットを待つ。ステップ１４８の判定が否定、
すなわちコントロールパケットが初期化段階で生成されたものでない場合には、
コントロールパケットの更新に使用されるローカルパラメータ（例えば、チャネ
ル評価ユニット９６または９８（図４）からのビーム品質信号に基づくローカル
総受信パワーと、送信パワー更新ユニット１０４または１０６の設定に基づくロ
ーカル総送信パワー）をステップ１５０で検索する。

【００６８】ステップ１５２で、光学障害フィールド４６（図２）からハイブリッドリンク
２０の光学リンク部分が正しく動作していることが示され、これによって「ＯＫ
」ステータスが示されるかどうかを判定する。そうである場合には、ステップ１
５４で、ハイブリッドリンク２０の光学リンク部分の障害がローカルに示されて
いる（これは、この状況では、ハイブリッドリンク２０の光学部分が、コントロ
ールパケット３６がある局から別の局に移動するより素早く劣化している場合に
発生する可能性がある）かどうかを判定する。そうでない場合には、ハイブリッ
ドリンク２０がアクティブモードで動作すると仮定し、ステップ１５６で、送信
光学パワーレベルが、受信したパワー調整フィールド４８（図２）の値に従って
上下に調整されるか否かを判定する。ステップ１５６の判定が否定である場合に
は、ステップ１５８でコントロールパケットを更新する。ステップ１５６の判定
が肯定である、すなわち送信光学パワーレベルを調整しなければならない場合に
は、ステップ１６０で、受信したパワー調整量フィールド５０（図２）に示され
た値に従って光学送信器１０８または１１０（図４）の送信光学パワーレベルを
調整する。その後、ステップ１５８でコントロールパケットを更新する。ステッ
プ１５８でコントロールパケットを更新した後に、ステップ１６１で適応パワー
コントロールプロシージャが終了する。

【００６９】ステップ１５８でコントロールパケット３６を更新するときに、コンフリクト
リゾルバフィールド４４（図２）は未変更のまま残される。ローカル総受信パワ
ーが最小閾値未満であり、ローカル総送信パワーに既にその最大値がセットされ
ているかどうかに応じて、光学障害フィールド４６を「障害」ステータスを示す
ようにセットする。そうでない場合には、光学障害フィールド４６を、「ＯＫ」
ステータスを反映するようにセットする。パワー調整フィールド４８は、ローカ
ル総受信パワーが最小閾値と最大閾値の間である場合に「変更なし（ｕｎｃｈａ
ｎｄｅｄ）」ステータスを反映するようにセットされる。パワー調整フィールド
４８には、ローカル総受信パワーが最小閾値未満であり、ローカル総送信パワー
がまだ最大にされていない場合に「増加（ｉｎｃｒｅａｓｅ）」ステータスがセ
ットされる。パワー調整フィールド４８には、ローカル総受信パワーが最大閾値
を超える場合に「減少（ｄｅｃｒｅａｓｅ）」ステータスがセットされる。パワ
ー調整フィールド４８が「増加」ステータスまたは「減少」ステータスを示すよう
にセットされる場合、パワー調整量フィールド５０に、ローカル総受信パワーお
よびローカル総送信パワーの値に応じて、反対の局２２または２４の光学パワー
レベルを変更しなければならない量がセットされる。総受信パワーフィールド５
２および総送信パワーフィールド５４には、ローカル総受信パワーおよびローカ
ル総送信パワーの値がロードされる。

【００７０】ステップ１５４の判定が肯定であり、光学リンク部分がローカルに障害を発生
していることが示される場合には、ステップ１６２でコントロールパケットを更
新する。ステップ１５２でコントロールパケットを更新するときに、コンフリク
トリゾルバフィールド４４（図２）は無変更のまま残される。光学障害フィール
ド４６（図２）は「障害」ステータスを示すようにセットされる。パワー調整フ
ィールド４８（図２）およびパワー調整量フィールド５０（図２）の両方に０が
セットされることが好ましい。というのは、送信光学パワーレベルをそれ以上に
増やすことが不可能であるときに限って光学障害が示され、光学障害が示される
ときに送信光学パワーレベルを減らすことは望ましくないからである。総受信パ
ワーフィールド５２（図２）および総送信パワーフィールド５４（図２）には、
ローカル総受信パワーおよびローカル総送信パワーの値がロードされる。

【００７１】ステップ１５２の判定が否定、すなわち光学障害フィールド４６（図２）から
光学リンク部分が障害を発生したことが示される場合には、マイクロプロセッサ
１２７はアクティブモードからスタンバイモードへの動作の切替を開始し、ステ
ップ１６４で、光学リンク部分の障害がローカルにも示されているかどうかを判
定する。そうである場合には、光学リンク部分がまだ動作しておらず、ハイブリ
ッドリンクは未だスタンバイモードであり、ステップ１６６でコントロールパケ
ットをそれ相応に更新する。コンフリクトリゾルバフィールド４４（図２）は変
更されない。光学障害フィールド４６（図２）は「障害」ステータスで維持され
る。パワー調整フィールド４８（図２）およびパワー調整量フィールド５０（図
２）には、０がセットされることが好ましい。総受信パワーフィールド５２（図
２）および総送信パワーフィールド５４（図２）には、ローカル総受信パワーお
よびローカル総送信パワーの値がロードされる。ステップ１６６でコントロール
パケットを更新した後に、プロシージャがステップ１６１で終了する。

【００７２】ステップ１６４の判定が否定であり、ローカル光学リンク部分が正しく動作し
ていることが示される場合には光学経路２６が回復したと仮定され、ステップ１
６８で、コントロールパケットがそれ相応に更新される。ステップ１６８でコン
トロールパケットを更新するときに、コンフリクトリゾルバフィールド４４（図
２）は変更されないままになる。ローカル総受信パワーが最小閾値未満であり、
ローカル総送信パワーが既にその最大値にセットされているかどうかに応じて、
光学障害フィールド４６（図２）に「障害」ステータスがセットされる。そうで
ない場合には、光学障害フィールド４６に「ＯＫ」ステータスがセットされる。
パワー調整フィールド４８（図２）は、ローカル総受信パワーが最小閾値と最大
閾値の間である場合に「変更なし」を示すようにセットされる。パワー調整フィ
ールド４８は、ローカル総受信パワーが最小閾値未満であり、ローカル総送信パ
ワーがまだ最大にされていない場合に「増加」を示すようにセットされる。パワ
ー調整フィールド４８は、ローカル総受信パワーが最大閾値を超える場合に「減
少」を示すようにセットされる。パワー調整フィールド４８が「増加」または「
減少」を示すようにセットされる場合に、パワー調整量フィールド５０（図２）
に、ローカル総受信パワーおよびローカル総送信パワーに応じて、反対の局２２
または２４の光学パワーレベルを変更しなければならない量がセットされる。総
受信パワーフィールド５２（図２）および総送信パワーフィールド５４（図２）
には、ローカル総受信パワーおよびローカル総送信パワーの値がロードされる。
ステップ１６８でのコントロールパケットの更新の後に、プロシージャがステッ
プ１６１で終了する。

【００７３】マスタＴＩＵ６０（図３）がマイクロプロセッサ１２７（図５）の制御下でア
クティブモードとスタンバイモードの間で切り替えるプロシージャを図８に示す
。このプロシージャはステップ１７０で開始される。ステップ１７１で、コント
ロールパケット３６のコンフリクトリゾルバフィールド４４（図２）が初期化を
示すようにセットされているかどうかを判定する。そうである場合には、ステッ
プ１７２でコンフリクトリゾルバフィールド４４を「動作」に変更する。この変
更は、ハイブリッドリンク２０の初期化時に生成された初期コントロールパケッ
ト３６について行われる。ステップ１７３で、光学障害フィールド４６（図２）
が「ＯＫ」ステータスを示すようにセットされているかどうかを判定する。そう
である場合に、ステップ１７４でハイブリッドリンク２０が現在スタンバイモー
ドで動作しているかどうかを判定する。そうである場合には、ステップ１７６で
、コマンドを発行して、スタンバイモードからアクティブモードに切り替える。
その後、ステップ１７８でプロシージャが終了する。ステップ１７４の判定が否
定、すなわちハイブリッドリンク２０が現在アクティブモードで動作している場
合は動作のモードを切り替える必要はなく、ステップ１７８でプロシージャが終
了する。

【００７４】ステップ１７３の判定が否定、すなわちコントロールパケットの光学障害フィ
ールド４６（図２）が「障害」ステータスを示す場合には、ステップ１８０で、
ハイブリッドリンク２０（図２）が現在アクティブモードで動作しているかどう
かを判定する。そうである場合には、ステップ１８２でコマンドを発行してアク
ティブモードからスタンバイモードに切り替え、その後、ステップ１７８でプロ
シージャが終了する。ステップ１８０の判定が否定、すなわちハイブリッドリン
ク２０が現在スタンバイモードで動作している場合はモードを切り替える必要は
なく、ステップ１７８でプロシージャが終了する。

【００７５】スイッチ１３１（図６）が光学データＩ／Ｏバス７４（図４）のデータの不在
を自動的に検出するときにスレーブＴＩＵ６８がアクティブモードとスタンバイ
モードを切り替えるプロシージャを図９に示す。このプロシージャはステップ１
８４で開始される。ステップ１８６で、光学データＩ／Ｏバス７４にデータが存
在するかどうかを判定する。そうである場合には、ステップ１８８でハイブリッ
ドリンク２０が現在スタンバイモードであるかどうかを判定する。そうである場
合はＩ／Ｏバス上の光学データの存在が光学経路が現在動作可能であることを示
すので、ステップ１９０でスイッチ１３１によりスタンバイモードからアクティ
ブモードに切り替える。その後、ステップ１９２でプロシージャが終了する。ス
テップ１８８の判定が否定、すなわちハイブリッドリンク２０が現在アクティブ
モードである場合はモードを切り替える必要はなく、ステップ１９２でプロシー
ジャが終了する。

【００７６】ステップ１８６の判定が否定、すなわちデータが光学データＩ／Ｏバス７４（
図４）に存在しない場合には、ステップ１９４で、ハイブリッドリンク２０が現
在アクティブモードで動作しているかどうかを判定する。そうである場合には、
光学データＩ／Ｏバス上の光学データの不在が光学経路を介する通信の障害を示
すので、ステップ１９６でスイッチ１３１がアクティブモードからスタンバイモ
ードに切り替える。その後、ステップ１９２でプロシージャが終了する。ステッ
プ１９４の判定が否定、すなわちハイブリッドリンク２０が現在スタンバイモー
ドである場合はモードを切り替える必要はなく、ステップ１９２でプロシージャ
が終了する。

【００７７】ハイブリッドリンク２０は、ハイブリッドリンクのＲＦリンク部分を介するコ
ントロールおよびステータス情報の信頼性のある通信経路並びにバックアップデ
ータ通信経路と組み合わされた、光学リンク部分を介する高速通信という長所を
有する。ハイブリッドリンク２０は、光学リンク部分からＲＦリンク部分にデー
タフローを切り替える際に通信速度または帯域幅を失うが、総合的なデータ通信
は、低速ではあるが維持される。ＲＦリンク部分の信頼性および利用可能性によ
って、マスタ局２２とスレーブ局２４の間のコントロールおよびステータスデー
タの常時信頼性のある交換が可能になり、したがって、マスタ局２２とスレーブ
局２４の同期およびパワーシンメトリを、光学リンク部分の最適使用に関して悪
い大気条件下でも維持することができる。光学リンク部分に障害が発生したとき
であっても、光学リンク部分に関するコントロールおよびステータス情報はマス
タ局２２とスレーブ局２４の間で共用される。多数の他の長所および改良が、本
発明の完全な理解および会得の後に、当業者に明白となろう。

【００７８】本発明の現在の好ましい実施形態およびその改良を、ある度合の詳細さで説明
した。この説明は、好ましい例として行った。本発明の範囲が、特許請求の範囲
によって定義され、上で示した好ましい実施形態の詳細な説明によって不必要に
制限されてはならないことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を組み込まれた、ハイブリッド無線光学および無線周波数（ＲＦ）通信
リンクのブロック図である。

【図２】図１に示されたハイブリッド通信リンクで使用されるコントロールトークンパ
ケットのデータ構造を示す図である。

【図３】図１に示されたハイブリッド通信リンクの詳細なブロック図である。

【図４】図３に示されたハイブリッド通信リンクのマスタ光学トランシーバおよびスレ
ーブ光学トランシーバの詳細なブロック図である。

【図５】図３に示されたハイブリッド通信リンクのマスタトランシーバインターフェー
スユニット（ＴＩＵ）の詳細なブロック図である。

【図６】図３に示されたハイブリッド通信リンクのスレーブトランシーバインターフェ
ースユニット（ＴＩＵ）の詳細なブロック図である。

【図７】図３に示された光学トランシーバの送信光学パワーレベルを調整し、図２に示
されたコントロールパケットに含まれるコントロールおよびステータス情報を組
み立てるために、マスタ局およびスレーブ局によって実行されるパワーコントロ
ールプロシージャの流れ図である。

【図８】図５に示されたマスタトランシーバインターフェースユニットによって実行さ
れる、図３に示されたハイブリッド通信リンクの光学経路からＲＦ経路へのデー
タ伝送の切替のプロシージャの流れ図である。

【図９】図６に示されたスレーブトランシーバインターフェースユニットによって実行
される、図３に示されたハイブリッド通信リンクの光学経路からＲＦ経路へのデ
ータ伝送の切替のプロシージャの流れ図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１４年３月１８日（２００２．３．１８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｌ 29/14 (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者マハアコウルアメリカ合衆国 92130 カリフォルニア州サンディエゴカミノサンドバル 4215 Ｆターム(参考） 5K021 AA05 BB01 BB02 CC01 CC03 CC14 DD01 FF04 FF11 5K035 AA03 BB01 CC08 DD01 EE04 EE14 FF02 LL18 5K102 AA28 AA45 AL21 KA12 LA03 LA13 LA38 LA46

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地上自由空間領域にまたがって延びる通信リンクにおいて前
記リンク両エンドの２つの局の間でデータを通信する方法であって、前記２つの局の間の自由空間光学経路を介して送信される光学信号で前記デー
タを通信するステップと、前記データが前記光学経路を介して前記光学信号で送信されないときに、前記
２つの局の間で自由空間無線周波数（ＲＦ）経路を介して送信されるＲＦ信号で
前記データを通信するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】前記局の間で、前記ＲＦ経路で送信されるＲＦ信号としてコ
ントロールおよびステータス情報を通信するステップをさらに含むことを特徴と
する請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記コントロールおよびステータス情報を含む前記ＲＦ信号
を前記局の間で継続的に通信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項
２に記載の方法。
【請求項４】前記データを含む前記光学信号の前記送信と並列に、前記コ
ントロールおよびステータス情報を含む前記ＲＦ信号を前記局の間で通信するス
テップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】前記コントロールおよびステータス情報に基づいて、前記デ
ータを通信するために前記光学経路または前記ＲＦ経路のいずれか１つを選択す
るステップと、前記選択された経路で前記データを通信するステップとをさらに含むことを特
徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】前記光学経路から受信した前記光学信号の特性を感知するス
テップと、前記光学信号の前記感知された特性に基づいて、前記データを通信するために
前記光学経路または前記ＲＦ経路のいずれか１つを選択するステップと、前記選択された経路で前記データを通信するステップとをさらに含むことを特
徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】前記経路を選択するための前記特性として、前記光学経路で
通信される前記光学信号の受信の障害を感知するステップと、前記光学信号の受信の障害の感知の際に前記ＲＦ経路で前記データを通信する
ステップとをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】前記経路を選択するための前記特性として、前記光学経路で
通信される前記光学信号のパワーレベルを感知するステップと、前記光学経路で通信される前記光学信号の前記パワーレベルが所定の閾値レベ
ル未満に低下したときに、前記ＲＦ経路で前記データを通信するステップとをさ
らに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】前記パワーレベルを感知する前記ステップで、前記経路を選
択するために組み合わされた特性として、前記光学経路で通信される前記光学信
号の受信パワーレベルおよび送信パワーレベルを感知し、前記光学信号の前記受信パワーレベルが前記所定の閾値レベル未満に低下し、
前記光学信号の前記送信パワーレベルが最大閾値レベルを超えたときに、前記Ｒ
Ｆ経路で前記データが通信されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】前記経路を選択する前記特性として、前記光学経路内で通
信される前記光学信号の送信能力を感知するステップと、前記光学経路で通信される前記光学信号の前記送信能力が前記ＲＦ経路で通信
される前記ＲＦ信号の通信能力未満に低下したときに、前記ＲＦ経路で前記デー
タを通信するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１１】前記データが前記ＲＦ経路で通信されている間に、前記光
学経路を介して光学同期信号を送信するステップをさらに含むことを特徴とする
請求項６に記載の方法。
【請求項１２】前記ＲＦ経路で送信されるＲＦ信号として前記局の間でコ
ントロールおよびステータス情報を通信するステップと、前記受信された同期信号の特性の情報を前記コントロールおよびステータス情
報中に含めるステップと、前記コントロールおよびステータス情報中に含まれる前記受信された同期信号
の前記特性を記述した前記情報に基づいて、データの前記通信を前記ＲＦ経路か
ら前記光学経路に切り替えるステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１
１に記載の方法。
【請求項１３】前記ＲＦ経路で送信されるＲＦ信号として前記局の間でコ
ントロールおよびステータス情報を通信するステップと、前記コントロールおよびステータス情報中に前記感知された特性の情報を含め
るステップと、前記コントロールおよびステータス情報中に含まれる前記感知された特性情報
に基づいて、前記データの前記通信を一方の経路から他方の経路に切り替えるス
テップとをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１４】前記光学信号が両方の局によって前記光学経路を介して送
信される光学パワーレベルを調整して、受信光学パワーレベルを所定の最大レベ
ルと所定の最小レベルの間の受信器動作ウィンドウ内に維持するステップをさら
に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】前記光学信号が両方の局によって前記光学経路を介して送
信される光学パワーレベルをほぼ同一レベルに調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】前記ＲＦ経路で送信されるＲＦ信号として、前記局の間で
コントロールおよびステータス情報を通信するステップと、前記２つの局の間で送信される前記コントロールおよびステータス情報におけ
る光学パワーレベル同期情報を送信するステップと、前記光学パワーレベル同期情報に基づいて、前記２つの局のそれぞれから送信
される前記光学信号について同一のパワーレベルを確立するステップとをさらに
含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】前記光学信号を他方の局に送信する一方の局で前記コント
ロールおよびステータス情報を生成するステップと、前記他方の局が前記一方の局に光学信号を送信する光学パワーレベルを前記他
方の局が調整するだけの量を示す調整情報を前記コントロールおよびステータス
情報中に含めるステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方
法。
【請求項１８】前記コントロールおよびステータス情報中に含まれる前記
調整情報に従って、前記他方の局が前記一方の局に前記光学信号を送信する光学
パワーレベルを調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記
載の方法。
【請求項１９】前記一方の局によって生成された前記調整情報によって示
される量と同一の量だけ、前記一方の局が前記光学信号を送信する光学パワーレ
ベルを調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法
。
【請求項２０】前記局に供給される外部制御因子に基づいて、前記データ
を通信するために前記光学経路または前記ＲＦ経路のいずれか１つを選択するス
テップと、前記選択された経路で前記データを通信するステップとをさらに含むことを特
徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２１】第１局と第２局の間でデータを通信するハイブリッド無線
光学および無線周波数（ＲＦ）通信リンクであって、前記第１局および前記第２
局が、それぞれの第１入力／出力（Ｉ／Ｏ）信号経路および第２Ｉ／Ｏ信号経路
を介して前記データを受信し、配送する通信リンクにおいて、前記第１局の第１光学トランシーバおよび前記第２局の第２トランシーバを含
み、それらの間で前記データを含む光学信号を送信し、受信する自由空間光学リ
ンク部分と、前記光学リンク部分と並列であり、前記第１局の第１ＲＦトランシーバおよび
前記第２局の第２ＲＦトランシーバを含み、それらの間で前記データと前記光学
レシーバおよび前記ＲＦトランシーバの動作を制御するコントロールおよびステ
ータス情報とを含むＲＦ信号を送信し、受信する自由空間ＲＦリンク部分とを含
むことを特徴とする通信リンク。
【請求項２２】前記光学リンク部分、前記ＲＦリンク部分、および前記第
１Ｉ／Ｏ経路に接続され、アクティブモードで前記第１光学トランシーバと前記
第１Ｉ／Ｏ信号経路の間で前記データをルーティングし、スタンバイモードで前
記第１ＲＦトランシーバと前記第１Ｉ／Ｏ信号経路の間で前記データをルーティ
ングする前記第１局の第１スイッチと、前記光学リンク部分、前記ＲＦリンク部分、および前記第２Ｉ／Ｏ経路に接続
され、アクティブモードで前記第２光学トランシーバと前記第２Ｉ／Ｏ信号経路
の間で前記データをルーティングし、スタンバイモードで前記第２ＲＦトランシ
ーバと前記第２Ｉ／Ｏ信号経路の間で前記データをルーティングする前記第２局
の第２スイッチとをさらに含み、前記第１スイッチは、前記コントロールおよびステータス情報に応答して前記
アクティブモードと前記スタンバイモードの間の切替を行なうことを特徴とする
請求項２１に記載の通信リンク。
【請求項２３】前記光学リンク部分の前記第１光学トランシーバおよび前
記第２光学トランシーバの１つが、前記光学リンク部分が効果的に前記データを
通信できるかどうかを示す伝送ステータス信号を生成することを特徴とする請求
項２２に記載の通信リンク。
【請求項２４】前記伝送ステータス信号は前記コントロールおよびステー
タス情報中に含まれ、前記第１スイッチは、前記伝送ステータス信号に応答して前記アクティブモー
ドと前記スタンバイモードの間の切替を行なうことを特徴とする請求項２３に記
載の通信リンク。
【請求項２５】前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの１つが、前記
光学リンク部分を介して伝送されるデータの不在に応答して、前記アクティブモ
ードから前記スタンバイモードに切り替えることを特徴とする請求項２２に記載
の通信リンク。
【請求項２６】さらに、前記コントロールおよびステータス情報は、前記ＲＦリンク部分を介して前記
第１局と前記第２局の間で往復送信され、パワー調整情報を含むコントロールト
ークンパケットを含み、前記パワー調整情報は、前記第１光学トランシーバおよび前記第２光学トラン
シーバの送信側の１つによって生成され、前記パワー調整情報は、前記第１光学トランシーバおよび前記第２光学トラン
シーバの他方の受信側の１つが、前記受信側の光学トランシーバが前記送信側の
光学トランシーバに前記光学信号を送信しなければならない光学送信パワーレベ
ルを変更する量を示すことを特徴とする請求項２２に記載の通信リンク。
【請求項２７】前記受信側の光学トランシーバは、前記受信側の光学トラ
ンシーバが前記光学信号を送信する前記光学送信パワーレベルを変更することに
よって、前記コントロールトークンパケットに含まれる前記パワー調整情報の受
信に応答することを特徴とする請求項２６に記載の通信リンク。
【請求項２８】前記送信側の光学トランシーバは、前記送信側の光学トラ
ンシーバが生成した前記パワー調整情報によって示されるものと同一の量だけ、
前記送信側の光学トランシーバが前記光学信号を送信する前記光学パワーレベル
を変更することを特徴とする請求項２６に記載の通信リンク。
【請求項２９】前記第１スイッチおよび前記第２スイッチは、前記光学リ
ンク部分がデータを伝送するときに前記アクティブモードであり、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチは、前記光学リンク部分がデータを
伝送できないときに前記スタンバイモードであることを特徴とする請求項２２に
記載の通信リンク。