JP2005252370A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停電時においても長時間の運用が可能な無線通信装置を提供する。
【解決手段】モデム１１３は、変復調方式として、１６ＱＡＭ方式とＱＰＳＫ方式を選択的に用いて変復調可能なモデムであって、制御部１１５からの指示に基づく方式で変復調を行う。送信制御部１２３は、制御部１１５から与えられる制御信号に応じてパワーアンプ１２２の利得を可変する。制御部１１５は、電源部１１４を介して無停電電源装置１００から与えられる停電信号と、レイヤ２スイッチ１１２のＲＭＯＮ機能１１２ａから通知されるトラヒックデータとに基づいて、モデム１１３の変調方式を切り替えるとともに、送信制御部１２３を介してパワーアンプ１２２の利得を制御するようにしたものである。
【選択図】 図２

Description

この発明は、例えばポイントツーポイント通信を行う無線アクセスシステムで用いられる無線通信装置に関する。

周知のように、従来の無線アクセスシステムで用いられる無線通信装置は、停電時の長時間運用をあまり意識しておらず、停電時はＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply）等のバックアップ電源（例えば、特許文献１）により、運用電力を補っていた。

しかしながら、バックアップ電源を用いた対策では、バッテリの持ち時間には限界があるため、停電時における運用時間の延長の改良が望まれていた。
近時、無線アクセスシステムは、例えば災害時の情報ネットワークとしての需要も高まりつつあり、これに伴い停電時の長時間運用の要望が高まっている。
特開平１０−３３７０４０公報

従来の無線通信装置では、停電時にはバックアップ電源によって運用電力を補うようにしているが、バッテリの容量には限りがあるため、省電力化が望まれていた。
この発明は上記の要望に応えるべくなされたもので、停電時においても長時間の運用が可能な無線通信装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は、停電を検出する停電検出手段と、２つの変復調方式を選択的に用いて無線通信することが可能な通信手段と、停電検出手段の検出結果に応じて、通信手段で用いる変復調方式を切り替える制御手段とを具備して構成するようにした。

以上述べたように、この発明では、２つの変復調方式を選択的に用いて無線通信することが可能な通信手段を備え、停電発生の有無に応じて、上記２つの変復調方式を切り替えて無線通信を行うようにしている。

したがって、この発明によれば、２つの変復調方式を停電の発生に応じて選択して通信することができるため、停電時に消費電力の低い変復調方式を用いることで、停電時においても長時間の運用が可能な無線通信装置を提供できる。

以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
この発明の一実施形態に係わる無線通信装置が用いられる無線アクセスシステムの構成を図１に示す。すなわち、無線基地局側には、ＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply）１００と、ＩＤＵ（InDoor Unit）１１０と、ＯＤＵ（OutDoor Unit）１２０と、アンテナ１３０とを備え、一方、加入者局側にも同様に、無停電電源装置（ＵＰＳ）２００と、ＩＤＵ（InDoor Unit）２１０と、ＯＤＵ（OutDoor Unit）２２０と、アンテナ２３０とを備える。

なお、図示した範囲内において、無線基地局と加入者局とは同様の構成であることより、以下の説明では、無線基地局側の構成について説明する。図２にその詳細を示す。
無停電電源装置（ＵＰＳ）１００は、大容量のバッテリを内蔵しており、電灯線より正常にＡＣ１００Ｖが供給される場合には、これをＩＤＵ１１０に供給する。そして、無停電電源装置１００は、電灯線からの電力供給が停止（停電）すると、停電が生じた旨を示す停電信号をＩＤＵ１１０に出力するとともに、内蔵するバッテリを用いてＡＣ１００Ｖを供給する。

ＩＤＵ１１０は、屋内に配設されるものであって、ネットワークインターフェイス１１１と、レイヤ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）１１２と、モデム１１３と、電源部１１４と、制御部１１５とを備える。

ＯＤＵ１２０は、屋外に配設されるものであって、コンバータ（ＩＦ／ＲＦ）１２１と、パワーアンプ（ＰＡ）１２２と、アンテナ１３０に接続される共用器（ＤＵＰ）１２４と、送信制御部１２３とを備える。

ネットワークインターフェイス１１１は、イーサネット（Ｒ）などのネットワークを収容するためのインターフェイスである。このネットワークインターフェイス１１１で受信されたデータは、レイヤ２スイッチでバッファリングされ、モデム１１３に出力される。

レイヤ２スイッチ１１２は、ＲＭＯＮ（Remote Network Monitoring）機能１１２ａを備えており、これによりレイヤ２スイッチ１１２を介した通信のトラヒックを検出し、この検出結果をトラヒックデータとして後述する制御部１１５に通知する。

また、レイヤ２スイッチ１１２は、制御部１１５から与えられる、変復調方式を切り替える旨を示す制御データを送信データとしてモデム１１３に出力する機能と、加入者局から、変復調方式を切り替える旨を報知する制御データを受信して制御部１１５に出力する機能を備える。

レイヤ２スイッチ１１２からモデム１１３に入力されたデータは、モデム１１３にて搬送波信号の変調に用いられる。モデム１１３は、変復調方式として、１６ＱＡＭ方式とＱＰＳＫ方式を選択的に用いて変復調可能なモデムであって、後述する制御部１１５からの指示に基づく方式で変復調を行う。このモデム１１３の変調によって得られる中間周波の信号は同軸ケーブルを通じてコンバータ１２１に出力される。

コンバータ１２１は、モデム１１３から与えられる中間周波の信号を無線周波の信号にアップコンバートして、パワーアンプ１２２に出力する。パワーアンプ１２２は、上記無線周波の信号を増幅する。パワーアンプ１２２の利得は送信制御部１２３によって制御される。

送信制御部１２３は、制御部１１５から与えられる制御信号に応じて上記利得を可変する。上記制御信号は、モデム１１３で行っている変調方式を示すものであって、送信制御部１２３は、その変調方式に応じて、所要Ｃ／Ｎを考慮した送信出力、およびピークファクタを考慮したバックオフをとるものである。

パワーアンプ１２２で増幅された無線周波の信号は、共用器１２４を介してアンテナ１３０に出力され、加入者局に向けて空間に放射される。
一方、アンテナ１３０にて加入者局から受信した無線信号は、共用器１２４を介してコンバータ１２１に出力される。これに対してコンバータ１２１は、上記無線信号を中間周波の信号にダウンコンバートし、同軸ケーブルを通じてモデム１１３に出力する。

これに対してモデム１１３は、上記中間周波の信号を復調してデータに変換する。このデータは、レイヤ２スイッチ１１２にてバッファされた後、ネットワークインターフェイスを通じて無線基地局が収容するネットワークに送出される。

電源部１１４は、無停電電源装置１００から供給される電力を所定の直流電圧に変換し、これをＩＤＵ１００の各部およびＯＤＵ１２０に供給する。また電源部１１４は、無停電電源装置１００から通知される停電信号を制御部１１５に出力する。

制御部１１５は、電源部１１４を介して無停電電源装置１００から与えられる停電信号と、レイヤ２スイッチ１１２のＲＭＯＮ機能１１２ａから通知されるトラヒックデータとに基づいて、モデム１１３の変調方式を切り替えるとともに、送信制御部１２３を介してパワーアンプ１２２の利得を制御する。

次に、上記構成の無線通信装置の動作について説明する。以下の説明では、この発明に関わるモデム１１３の変調方式の切替に関する点を中心に説明する。図３はその制御内容を示すフローチャートであって、ＯＤＵ１１０への電力供給が開始されると、制御部１１５によって電源供給が停止されるまで繰り返し実行される。

まずステップ３ａにおいて制御部１１５は、モデム１１３および送信制御部１２３に対して変復調方式として１６ＱＡＭ方式を用いるように指示し、ステップ３ｂに移行する。これによりモデム１１３は、１６ＱＡＭ方式を変復調方式として送受信信号を処理する。また送信制御部１２３は、パワーアンプ１２２の利得を、１６ＱＡＭ方式に最適な値となるように制御する。

ステップ３ｂにおいて制御部１１５は、無停電電源装置１００から停電信号が与えられるか否かを監視し、停電が発生したか否かを判定する。ここで停電が発生した場合には、ステップ３ｃに移行し、停電が発生していない場合には、同ステップ３ｂにて停電発生の監視を継続する。

ステップ３ｃにおいて制御部１１５は、ＲＭＯＮ機能１１２ａからトラヒックデータを取得し、ステップ３ｄに移行する。
ステップ３ｄにおいて制御部１１５は、上記トラヒックデータに基づいて、加入者局との通信のトラヒックが閾値ｔｈ１以下か否かを判定する。ここで、トラヒックが閾値ｔｈ１以下の場合には、ステップ３ｆに移行し、一方、トラヒックが閾値ｔｈ１より大きい場合には、ステップ３ｅに移行する。

ステップ３ｅにおいて制御部１１５は、変復調方式をＱＰＳＫ方式に切り替える旨を報知する制御データを生成し、これをレイヤ２スイッチ１１２に出力して、加入者局宛てに送信させ、ステップ３ｆに移行する。この制御データを受けた加入者局のＩＤＵ２１０は、変復調方式をＱＰＳＫ方式に切り替えることになる。

ステップ３ｆにおいて制御部１１５は、モデム１１３および送信制御部１２３に対して変復調方式としてＱＰＳＫ方式を用いるように指示し、ステップ３ｇに移行する。これによりモデム１１３は、ＱＰＳＫ方式を変復調方式として送受信信号を処理する。また送信制御部１２３は、パワーアンプ１２２の利得を、ＱＰＳＫ方式に最適な値となるように制御する。

ステップ３ｇにおいて制御部１１５は、無停電電源装置１００から停電信号が与えられるか否かを監視し、停電が発生したか否かを判定する。ここで停電が発生した場合には、ステップ３ｈに移行し、停電が発生していない場合には、ステップ３ｊに移行する。

ステップ３ｈにおいて制御部１１５は、ＲＭＯＮ機能１１２ａからトラヒックデータを取得し、ステップ３ｉに移行する。
ステップ３ｉにおいて制御部１１５は、上記トラヒックデータに基づいて、加入者局との通信のトラヒックが閾値ｔｈ２以上か否かを判定する。ここで、トラヒックが閾値ｔｈ２以上の場合には、ステップ３ｊに移行し、一方、トラヒックが閾値ｔｈ２より小さい場合には、ステップ３ｇに移行する。なお、ｔｈ２は、ｔｈ１以上に設定することが望ましい。

ステップ３ｊにおいて制御部１１５は、変復調方式を１６ＱＡＭ方式に切り替える旨を報知する制御データを生成し、これをレイヤ２スイッチ１１２に出力して、加入者局宛てに送信させ、ステップ３ａに移行する。この制御データを受けた加入者局のＩＤＵ２１０は、変復調方式を１６ＱＡＭ方式に切り替えることになる。

なお、図３に示したフローとは別に、制御部１１５はバックグラウンドにおいて、通信相手局である加入者局からの要求に応じて、変復調方式を切り替える処理を実施する。
ただし、この処理において制御部１１５は、自装置における電力供給の状態および通信相手局とのトラヒックを考慮した上で、通信相手局から要求を受け付け、状況によっては、要求を拒否し、現状の変調方式による通信を継続する。

以上のように、上記構成の無線通信装置では、停電が生じた場合には、変調方式を高速通信が可能な１６ＱＡＭ方式から、消費電力の少ないＱＰＳＫ方式に切り替えるようにしているので、停電時においても長時間の運用が可能となる。

また、トラヒックを監視し、停電時であっても高速な通信が必要な場合には、低消費電力のＱＰＳＫ方式に切り替えることなく、高速な１６ＱＡＭ方式を継続するようにしているため、トラヒックに応じた通信を行うことができる。

さらにまた、低消費電力のＱＰＳＫ方式で運用している際に、停電から復旧したり、トラヒックが高まった場合には、高速な１６ＱＡＭ方式に切り替えて運用するようにしているため、トラヒックに応じた通信を行うことができる。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、上記実施の形態では、送信制御部１２３が制御部１１５から通知された変調方式に基づいて、パワーアンプ１２２の利得を制御するようにしたが、これに代わって例えば、ＯＤＵ１２０において、モデム１１３の出力信号から変調方式を検出する手段を設けて、この手段の検出結果に基づいて送信制御部１２３がパワーアンプ１２２を制御するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、変復調方式として、１６ＱＡＭ方式とＱＰＳＫ方式を選択的に用いる場合を例に挙げて説明したが、２つ以上の変復調方式が選択的に用いることが可能な構成であれば、１６ＱＡＭ方式やＱＰＳＫ方式に限定されるものではない。

そしてまた、上記実施の形態では、無線通信を例に挙げて説明したが、有線通信の場合にも適用することが可能であるのはいうまでもない。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。

この発明の一実施形態に係わる無線通信装置が用いられる無線アクセスシステムの構成を示す図。 図１に示した無線通信装置の構成を示す回路ブロック図。 図１に示した無線通信装置の動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１００…無停電電源装置（ＵＰＳ）、１１０…ＩＤＵ、１１１…ネットワークインターフェイス、１１２…レイヤ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）、１１２ａ…ＲＭＯＮ機能、１１３…モデム（ＭＯＤＥＭ）、１１４…電源部、１１５…制御部、１２０…ＯＤＵ、１２１…コンバータ（ＩＦ／ＲＦ）、１２２…パワーアンプ（ＰＡ）、１２３…送信制御部、１２４…共用器（ＤＵＰ）、１３０…アンテナ、２００…無停電電源装置（ＵＰＳ）、２１０…ＩＤＵ、２２０…ＯＤＵ、２３０…アンテナ。

Claims (8)

1. 停電を検出する停電検出手段と、
   ２つの変復調方式を選択的に用いて無線通信することが可能な通信手段と、
   前記停電検出手段の検出結果に応じて、前記通信手段で用いる変復調方式を切り替える制御手段とを具備することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記通信手段は、前記２つの変復調方式として、第１の変復調方式と第２の変復調方式を選択的に用いて無線通信するもので、前記第１の変復調方式は、前記第２の変復調方式より通信速度が高速なものであって、前記第２の変復調方式は、前記第１の変復調方式より低消費電力で通信が可能なものであって、
   前記制御手段は、前記停電検出手段が停電を検出しない場合には、前記通信手段を制御して第１の変復調方式よる通信を行わせ、一方、前記停電検出手段が停電を検出した場合には、前記通信手段を制御して第２の変復調方式よる通信を行わせることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. さらに、前記通信手段が用いる変復調方式に応じて、前記通信手段から出力される送信信号の電力を制御する出力制御手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信装置。
4. 停電を検出する停電検出手段と、
   ２つの変復調方式を選択的に用いて無線通信することが可能な通信手段と、
   この通信手段を用いた通信相手とのトラヒックを検出するトラヒック検出手段と、
   前記停電検出手段の検出結果とトラヒック検出手段の検出結果に応じて、前記通信手段で用いる変復調方式を切り替える制御手段とを具備することを特徴とする無線通信装置。
5. 前記通信手段は、前記２つの変復調方式として、第１の変復調方式と第２の変復調方式を選択的に用いて無線通信するもので、前記第１の変復調方式は、前記第２の変復調方式より通信速度が高速なものであって、前記第２の変復調方式は、前記第１の変復調方式より低消費電力で通信が可能なものであって、
   前記制御手段は、前記停電検出手段が停電を検出し、かつ前記トラヒック検出手段が検出したトラヒックが予め設定した閾値よりも低い場合に、前記通信手段を制御して第２の変復調方式よる通信を行わせることを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記制御手段は、前記通信手段が第２の変復調方式で通信を行っている際に、前記停電検出手段が停電を検出しなくなった場合に、前記通信手段を制御して第１の変復調方式よる通信を行わせることを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
7. 前記制御手段は、前記通信手段が第２の変復調方式で通信を行っている際に、前記トラヒック検出手段が検出したトラヒックが予め設定した復旧閾値よりも高くなった場合に、前記通信手段を制御して第１の変復調方式よる通信を行わせることを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
8. さらに、前記通信手段が用いる変復調方式に応じて、前記通信手段から出力される送信信号の電力を制御する出力制御手段を備えることを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれかに記載の無線通信装置。

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