JP2009124361A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】Ｖ偏波とＨ偏波の内の一方が通信異常の場合であっても通信が正常である装置間の回線品質の劣化防止を実現する。
【解決手段】Ｖ偏波用送信装置１の出力制御部１５は、対向局のレベル検出部３５からの出力レベル情報に基づいて送信部１２，２２に同時に出力制御値を出力することによりＶ偏波用送信装置１とＨ偏波用送信装置２の出力レベルを同時に制御する。また、対向局のＶ偏波用受信装置３からの出力レベル情報を正常に受信しているか監視し、Ｈ偏波用送信装置２の対向局との通信状態と比較して、Ｖ偏波用送信装置１が異常受信、且つＨ偏波用送信装置２が正常受信である状態が所定時間以上続いたら、Ｈ偏波用送信装置２の出力制御部２５で出力レベルを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システム、特に、直交する垂直偏波及び水平偏波を利用して２ルートのマイクロ波通信回線を構成する無線通信システムにおける送信出力制御に関する。

通常、相互に直交する垂直偏波（Ｖ偏波）及び水平偏波（Ｈ偏波）を利用して２ルートのマイクロ波通信回線を構成する場合、対向局の受信レベルを一定の値に保てるように送信出力を自動的に制御する送信出力制御方式（ＡＴＰＣ方式）が広く採用される。送信出力制御方式では、受信装置に受信レベルの閾値を設け、受信レベルがその閾値以下に低下した時に、その低下を補償するように対向局の送信出力を制御する。この時、異偏波干渉による信号劣化を防ぐため、Ｖ偏波とＨ偏波の送信出力を同時に制御するのが一般的である。

また、汎用性、設計期間短縮などの理由から、Ｖ偏波用装置とＨ偏波用装置は別装置としている場合が多いため、どちらか一方の装置に送信出力制御部を持ち、送信出力制御部から両装置の送信出力を同時に制御する構成になっている。図３はこの種の無線通信システムの従来例を示すブロック図である（例えば、特許文献１参照）。

図３において、Ｖ偏波用送信装置１０は、入力信号を変調部１１で変調し、変調部１１から出力された信号を送信部１２で増幅する。また、Ｈ偏波用送信装置２０は、入力信号を変調部２１で変調し、変調部２１から出力された信号を送信部２２で増幅する。そして、送信部１２と送信部２２の出力信号を合成して送信用アンテナから送信する。

この送信信号は、対向局のアンテナで受信され、Ｖ偏波とＨ偏波に分離され、受信部３１，４１で各々増幅された後、復調部３２，４２で復調される。Ｖ偏波用受信装置３のレベル検出部３５は、受信部３１と受信部４１の受信レベルを各々検出し、受信部３１及び受信部４１の受信レベルの内のどちらか一方でも所定のレベルよりも低い場合、その低下を補償するために対向局の送信部１２，２２の出力レベルを上げるように出力レベル情報を変調部３４に出力し、無線回線を使用してＶ偏波用送信装置１０の復調部１３を介して出力制御部１５に送信する。

Ｖ偏波用送信装置１０の出力制御部１５は、対向局のレベル検出部３５から送信された出力レベル情報を受信すると、受信した出力レベル情報から出力制御値を算出して、送信部１２，２２に同時に出力制御値を出力し、入力された出力制御値に従って送信部１２，２２の出力レベルを制御することによって、Ｖ偏波用送信装置１０とＨ偏波用送信装置２０の出力レベルを同時に制御する。これにより、Ｖ偏波からＨ偏波への漏れ込み量とＨ偏波からＶ偏波への漏れ込み量を同じレベルに保つことができ、異偏波干渉を防止している。

また、受信側のレベル検出部をＶ偏波用受信装置とＨ偏波用受信装置の両方に設け、出力制御部をＶ偏波用送信装置とＨ偏波用送信装置の両方に設けて、Ｖ，Ｈ偏波どちらかの受信電力が低下した場合には、Ｖ，Ｈ偏波の両方について同時に送信電力の制御を行う技術も公知である（例えば、特許文献２参照）。

特開平４−１３７９３４（第２頁、図１） 特開２００３−２９８５４６（第２頁、図７，８）

しかしながら、上述した従来の送信出力制御方式では、対向局のレベル検出部で生成された出力レベル情報が受信できない場合、Ｖ偏波用送信装置、Ｈ偏波用送信装置共に送信出力制御ができなくなるという問題がある。そのため、例えば、Ｖ偏波側の通信状態の異常や機器故障が発生した場合に、正常に通信しているＨ偏波側の出力レベルも制御不可能となり、Ｖ偏波、Ｈ偏波共に回線品質が劣化することになる。

そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解消し、通信状態の異常や機器故障が発生しても回線品質の劣化を防止することができる無線通信システムを提供することにある。

本発明の無線通信システムは、直交する垂直偏波及び水平偏波を利用して２ルートのマイクロ波通信回線を構成する無線通信システムにおいて、受信側無線通信装置の２ルート対応に、２ルートの受信レベルを検出し、２つの受信レベルの内のどちらか一方でも所定のレベルよりも低い場合には当該ルートの送信側無線通信装置に出力レベル情報を送信するレベル検出部を設け、送信側無線通信装置の前記２ルート対応に、前記レベル検出部から送信された出力レベル情報を受信し、受信した出力レベル情報から出力制御値を算出して、２ルートの送信部に同時に出力制御値を出力することによって、低下を補償するよう各出力レベルを同時に制御する出力制御部と、該出力制御部の一方を運用系、他方を予備系として切替え使用するように制御する２ルート対応の制御判定部を設けている。

詳しくは、予備系の制御判定部は、レベル検出部から送信された出力レベル情報を正常に受信しているかを定期的に監視し、正常に受信しているか否かを示す通信状態フラグを運用系の制御判定部に送信し、運用系の制御判定部は、レベル検出部から送信された出力レベル情報を正常に受信しているかを定期的に監視しており、この監視結果と通信状態フラグの情報によって運用系と予備系の切替えを行う。

また、基本形態としては予備系の制御判定部は、レベル検出部から送信された出力レベル情報を正常に受信しているかを定期的に監視し、正常に受信しているか否かを示す通信状態フラグを基本形態としては運用系の制御判定部に送信し、運用系の制御判定部は、レベル検出部から送信された出力レベル情報を正常に受信しているかを定期的に監視しており、この監視結果と前記通信状態フラグの情報によって運用系と予備系の切替えを行う。

更に、運用系と予備系の切替えは、運用系で異常受信、且つ予備系で正常受信である状態が所定時間以上続いた場合に行なう。

また、基本形態としては予備系の出力制御部が運用系として機能しているとき、基本形態としては運用系の制御判定部が通信状態フラグを正常に受信できない場合は、基本形態としては予備系の出力制御部を予備系に切り戻し、基本形態としては運用側の出力制御部が運用系として機能するようになる。

以上説明したように本発明によれば、相互に直交するＶ偏波とＨ偏波を利用して２ルートのマイクロ波通信システムで実現している送信出力制御において、通信状態に応じて運用系と予備系の出力制御部を切り替えることによって、Ｖ偏波とＨ偏波の内のどちらか一方が通信異常の場合であっても、通信が正常である装置間の回線品質の劣化を防止することができるようになる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［構成の説明］
図１は本発明の一実施例による無線通信システムの構成を示すブロック図である。図１において、この無線通信システムは、送信側のＶ偏波用送信装置１とＨ偏波用送信装置２と、受信側のＶ偏波用受信装置３とＨ偏波用受信装置４から構成されている。ここで、「〜送信装置」、「〜受信装置」と記したが、実際にはいずれの装置も「〜送受信装置」であるところ、発明の説明上、それぞれ送信側、受信側として機能することから、そのようにネーミングしたまでである。

送信側の無線通信装置（Ｖ偏波用送信装置１とＨ偏波用送信装置２）は、変調部１１，２１と、送信部１２，２２と、復調部１３，２３と、受信部１４，２４と、出力制御部１５，２５と、制御判定部１６，２６とから構成されている。受信側の無線通信装置（Ｖ偏波用受信装置３とＨ偏波用受信装置４）は、受信部３１，４１と、復調部３２，４２と、送信部３３，４３と、変調部３４，４４と、レベル検出部３５，４５から構成されている。

送信側において、変調部１１，２１は入力端子から入力される信号を各々変調する。送信部１２は変調部１１の出力信号を増幅し、送信部２２は変調部２１の出力信号を増幅し、送信部１２の出力信号と送信部２２の出力信号は合成され、送信用アンテナを介して受信側の無線通信装置へ送信される。出力端子は、これらの無線通信装置が受信側として機能する場合に使用される。

受信側において、受信部３１，４１は受信用アンテナを介して、Ｖ偏波とＨ偏波に分離された信号を各々受信し増幅する。復調部３２は、受信部３１で増幅された信号を復調して出力端子から出力する。復調部４２は、受信部４１で増幅された信号を復調して出力端子から出力する。入力端子は、これらの無線通信装置が送信側として機能する場合に使用される。

Ｖ偏波用受信装置３のレベル検出部３５は、受信部３１と受信部４１の受信レベルを各々検出し、受信部３１と受信部４１の受信レベルの内のどちらか一方でも所定のレベルよりも低い場合、その低下を補償するために対向局の送信部１２，２２の出力レベルを上げるように出力レベル情報を変調部３４に出力し、無線回線を使用してＶ偏波用送信装置１の復調部１３を介して出力制御部１５と制御判定部１６に送信する。

Ｈ偏波用受信装置４のレベル検出部４５は、受信部４１と受信部３１の受信レベルを各々検出し、受信部４１と受信部３１と受信レベルの内のどちらか一方でも所定のレベルよりも低い場合、その低下を補償するために対向局の送信部２２，１２の出力レベルを上げるように出力レベル情報を変調部４４に出力し、無線回線を使用してＨ偏波用送信装置２の復調部２３を介して出力制御部２５と制御判定部２６に送信する。

Ｖ偏波用送信装置１の出力制御部１５は、基本形態としては運用系として対向局のレベル検出部３５から送信された出力レベル情報を受信し、受信した出力レベル情報から出力制御値を算出して、送信部１２，２２に同時に出力制御値を出力することによって、Ｖ偏波用送信装置１とＨ偏波用送信装置２の出力レベルを同時に制御する。

Ｈ偏波用送信装置２の出力制御部２５は、Ｖ偏波用送信装置１の出力制御部１５の予備系として機能するが、対向局のレベル検出部４５から送信された出力レベル情報を受信し、受信した出力レベル情報から出力制御値を算出して、送信部２２，１２に同時に出力制御値を出力することによって、Ｈ偏波用送信装置２とＶ偏波用送信装置１の出力レベルを同時に制御する機能を備えている。

Ｈ偏波用送信装置２の制御判定部２６は、対向局のＨ偏波用受信装置４から送信される出力レベル情報を正常に受信しているかを定期的に監視し、正常に受信しているか否かを示す通信状態フラグ５１をＶ偏波用送信装置１の制御判定部１６に送信している。

Ｖ偏波用送信装置１の制御判定部１６は、対向局のＶ偏波用受信装置３から送信される出力レベル情報を正常に受信しているかを定期的に監視しており、この監視結果とＨ偏波用送信装置２から送信されてくる通信状態フラグ５１の情報によって、運用系と予備系の切替えを行う。

すなわち、上記監視結果によりＶ偏波用送信装置１が出力レベル情報を異常受信し、且つ通信状態フラグ５１によりＨ偏波用送信装置２が出力レベル情報を正常受信している状態が所定の時間以上続いているならば、出力制御部１５を予備系、出力制御部２５を運用系とする。制御判定部２６に対する指示は制御判定部１６が制御信号５２を制御判定部２６に送信して行なう。これ以降は、出力制御部２５が出力制御部１５に代わって、送信部２２，１２に同時に出力制御値を出力することによって、Ｈ偏波用送信装置２とＶ偏波用送信装置１の出力レベルを同時に制御するようになる。
［動作の説明］
次に、以上のように構成された無線通信システムの動作について、図２に示す出力制御部の選択決定表をも参照して詳細に説明する。図１において、Ｖ偏波用送信装置１は、入力信号を変調部１１で変調し、変調部１１から出力された信号を送信部１２で増幅する。また、Ｈ偏波用送信装置２は、入力信号を変調部２１で変調し、変調部２１から出力された信号を送信部２２で増幅する。

そして、送信部１２と送信部２２の出力信号は合成されて送信用アンテナから送信される。この送信信号は、対向局の受信用アンテナで受信され、Ｖ偏波とＨ偏波に分離され、受信部３１，４１で各々増幅された後、復調部３２，４２で復調され、出力端子からそれぞれ出力される。

Ｖ偏波用受信装置３のレベル検出部３５は、受信部３１と受信部４１の受信レベルを各々検出し、受信部３１及び受信部４１の受信レベルのうちどちらか一方でも所定のレベルよりも低い場合、その低下を補償するために対向局の送信部１２，２２の出力レベルを上げるように出力レベル情報を変調部３４に出力し、無線回線を使用してＶ偏波用送信装置１の復調部１３を介して出力制御部１５に送信する。また、Ｈ偏波用受信装置４のレベル検出部４５は、Ｖ偏波用受信装置３のレベル検出部３５と同様の処理を行い、出力レベル情報を変調部４４に出力し、無線回線を使用してＨ偏波用送信装置２の復調部２３を介して出力制御部２５に送信する。

いま、対向局との通信状態はＶ偏波，Ｈ偏波共に正常（図２の状態Ａ）であるとする。運用系である出力制御部１５は、対向局のレベル検出部３５から送信された出力レベル情報を受信すると、受信した出力レベル情報から出力制御値を算出して、送信部１２，２２に同時に出力制御値を出力する。これにより、入力された出力制御値に従って送信部１２，２２の送信出力レベルを制御して、Ｖ偏波用送信装置１とＨ偏波用送信装置２の出力レベルを同時に制御する。この出力制御部１５による制御は、対向局との通信状態がＶ偏波は正常であるが、Ｈ偏波が異常となっても（図２の状態Ｂ）変わることがない。

Ｈ偏波用送信装置２の出力制御部２５は、Ｖ偏波用送信装置１の出力制御部１５の予備系であり、対向局のＨ偏波用受信装置４から送信される出力レベル情報を正常に受信しているか監視し、正常に受信しているか否かを示す通信状態フラグ５１をＶ偏波用送信装置１の制御判定部１６に送信している。通信状態フラグ５１は、正常受信の場合は“１”、異常受信の場合は“０”としてもよい。

Ｖ偏波用送信装置１の出力制御部１５も同様に、対向局のＶ偏波用受信装置３から送信される出力レベル情報を正常に受信しているか監視しており、監視結果と、Ｈ偏波用送信装置２から送信される通信状態フラグ５１とにより、Ｖ偏波用受信装置３から送信される出力レベル情報が異常受信、且つＨ偏波用受信装置４から送信される出力レベル情報が正常受信である状態がある一定時間以上続いたならば（図２の状態Ｃ）、Ｖ偏波用送信装置１の出力制御部１５を予備系とし、制御信号５２で指示することによりＨ偏波用送信装置２の出力制御部２５を運用系に切り替える。この結果、Ｈ偏波用送信装置２の出力制御部２５で出力制御値を算出して、送信部１２，２２に同時に出力制御値を出力するようになる。

このように出力制御部を対向局との通信状態によって切り替えることによって、Ｖ偏波側のみ通信状態が悪い場合のＨ偏波側の回線品質の劣化防止を実現できる。

また、予備であるＨ偏波用装置２の出力制御部２５によって出力制御を行っている場合に、Ｖ偏波用受信装置３から送信される出力レベル情報が正常受信である状態がある一定時間以上続いたならば、Ｈ偏波側の通信状態に関わらず（図２の状態Ａ、状態Ｂ）、Ｈ偏波用送信装置２の出力制御部２５をＶ偏波用送信装置１の出力制御部１５に切り戻し、Ｖ偏波用送信装置１の出力制御部１５で出力制御値を算出して、送信部１２，２２に同時に出力制御値を出力する。

また、Ｖ偏波用受信装置３から送信される出力レベル情報が異常受信、且つＨ偏波用受信装置４から送信される出力レベル情報が異常受信の場合（図２の状態Ｄ）は現状保持とし、出力制御部の切り替えは行わない。

このようにＶ偏波用送信装置１の出力制御部１５を運用系として、Ｖ偏波用受信装置３から送信される出力レベル情報が異常受信、且つＨ偏波用受信装置４から送信される出力レベル情報が正常受信である状態がある一定時間以上続いた場合のみ、出力制御部を切り替えることによって、不要な切り替えが生じないようにしている。
［他の実施の形態］
次に、Ｈ偏波用送信装置２が運用系として出力制御部２５により出力制御を行っている場合に、Ｖ偏波用送信装置１の出力制御部１５とＨ偏波用送信装置２の出力制御部２５間の通信状態を監視し、通信状態フラグを正常に受信できない場合は、Ｖ偏波用送信装置１の出力制御部１５を運用系とし、且つ制御信号５２を使用してＨ偏波用送信装置２の出力制御部２５を予備系にするように指示することによって、運用系をＶ偏波用送信装置１の出力制御部１５に切り戻し、Ｖ偏波用送信装置１の出力制御部１５で出力制御値を算出して、送信部１２，２２に同時に出力制御値を出力する。

このように、送信装置間で通信状態が監視できない場合は、基本形態に戻す手段を備えておくことにより、予備側で動作し続けることがないようにする。これにより、基本形態としての運用系は、より高品質な部品で構成することによって通信品質を向上させることができるようになる。

なお、ここでは基本形態として、Ｖ偏波用送信装置１の出力制御部１５を運用系としているが、Ｈ偏波用送信装置２の出力制御部２５を運用系、Ｖ偏波用送信装置１の出力制御部１５を予備系としてもよい。また、通信状態の監視時間を利用者の任意設定としてもよい。

また、基本形態を定めることなく、出力制御に関してＶ偏波用送信装置１とＨ偏波用送信装置２が対等に機能するようにしてもよい。この場合は、通信状態フラグ５１及び制御信号５２の出力方向は、図１に示すように固定的でなく、前者は予備系から運用系、後者は運用系から予備系へ向かうことになる。即ち、Ｈ偏波用送信装置２が運用系に切り替わった場合には、通信状態フラグ５１は制御判定部１６から制御判定部２６へ、制御信号５２は制御判定部２６から制御判定部１６へ出力される。

本発明の無線通信システムの一実施例を示すブロック図 図１の出力制御部の選択決定表を示す図 従来技術の無線通信システムの一例を示すブロック図

符号の説明

１ Ｖ偏波用送信装置
２ Ｈ偏波用送信装置
３ Ｖ偏波用受信装置
４ Ｈ偏波用受信装置
１１，２１，３４，４４ 変調部
１２，２２，３３，４３ 送信部
１３，２３，３２，４２ 復調部
１４，２４，３１，４１ 受信部
１５，２５ 出力制御部
１６，２６ 制御判定部
３５，４５ レベル検出部

Claims (5)

1. 直交する垂直偏波及び水平偏波を利用して２ルートのマイクロ波通信回線を構成する無線通信システムにおいて、
   受信側無線通信装置の前記２ルート対応に、前記２ルートの受信レベルを検出し、２つの受信レベルの内のどちらか一方でも所定のレベルよりも低い場合には当該ルートの送信側無線通信装置に出力レベル情報を送信するレベル検出部を設け、
   送信側無線通信装置の前記２ルート対応に、前記レベル検出部から送信された出力レベル情報を受信し、受信した出力レベル情報から出力制御値を算出して、前記２ルートの送信部に同時に出力制御値を出力することによって、前記低下を補償するよう各出力レベルを同時に制御する出力制御部と、該出力制御部の一方を運用系、他方を予備系として切替え使用するように制御する前記２ルート対応の制御判定部を設けたことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記予備系の制御判定部は、前記レベル検出部から送信された出力レベル情報を正常に受信しているかを定期的に監視し、正常に受信しているか否かを示す通信状態フラグを運用系の制御判定部に送信し、
   前記運用系の制御判定部は、前記レベル検出部から送信された出力レベル情報を正常に受信しているかを定期的に監視しており、この監視結果と前記通信状態フラグの情報によって運用系と予備系の切替えを行うことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記基本形態としては予備系の制御判定部は、前記レベル検出部から送信された出力レベル情報を正常に受信しているかを定期的に監視し、正常に受信しているか否かを示す通信状態フラグを基本形態としては運用系の制御判定部に送信し、
   前記運用系の制御判定部は、前記レベル検出部から送信された出力レベル情報を正常に受信しているかを定期的に監視しており、この監視結果と前記通信状態フラグの情報によって運用系と予備系の切替えを行うことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 前記運用系と予備系の切替えは、運用系で異常受信、且つ予備系で正常受信である状態が所定時間以上続いた場合に行なうことを特徴とする請求項２または請求項３記載の無線通信システム。
5. 前記基本形態としては予備系の出力制御部が運用系として機能しているとき、基本形態としては運用系の制御判定部が前記通信状態フラグを正常に受信できない場合は、前記基本形態としては予備系の出力制御部を予備系に切り戻し、
   前記基本形態としては運用側の出力制御部が運用系として機能するようになることを特徴とする請求項３または請求項４記載の無線通信システム。

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