JP2986205B2 - ディジタルマイクロ波無線通信装置 - Google Patents
ディジタルマイクロ波無線通信装置Info
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Description
れるディジタルマイクロ波無線通信装置に関する。
の通信システムが開発されており、その中にディジタル
マイクロ波無線通信システムがある。この種のシステム
は、例えばマイクロ波からなる搬送波を直交位相変調
(QPSK)方式や多値直交振幅変調(多値QAM)方式を用
いて変調することによりディジタルデータを無線伝送す
るもので、アナログ無線伝送システム、有線ディジタル
伝送システムに比べて、安価にして高品質のデータ伝送
が可能である。
ェージングあるいは伝送路を構成する機器の故障によっ
て生じる伝送品質の劣化や回線断を救済するため、ある
いは機器や回線の試験修理を行なう際にサービスが中断
しないようにするため、伝送路上の重要な装置には予備
の装置を備えているのが普通である。この予備装置の配
置方式には、システム予備方式とセット予備方式とがあ
る。このうち、セット予備方式はシステムを構成する各
装置毎に予備装置を用意し、障害発生時に現用の装置か
ら予備の装置に切換えて救済する方式である。
構成の一例を示すもので、TXは送信装置、RXは受信装置
を示している。送信装置TXは、構成が同一な現用系送信
回路部1aと予備系送信回路部1bとを備え、これらの送信
回路部1a,1bを切換スイッチ3により切換えるように構
成されている。尚、2は信号分配器である。一方、受信
装置RXも同様に構成が同一な現用系受信回路部4aと予備
系受信回路部4bとを備え、これらの受信回路部4a,4bを
切換スイッチ5,6により切換えるように構成されてい
る。また上記現用系受信回路部4aおよび予備系受信回路
部4bの復調回路には、誤り率特性の優れた同期検波方式
を採用した回路が一般に使用されている。
一例を示すものである。同図において、図示しない中間
周波増幅器から出力された多値QAM信号は、2分岐され
たのち同相および直交位相用の2つの同期検波器71I,71
Qに導入され、ここでそれぞれ同期検波される。そし
て、これらの同期検波器71I,71Qにより得られた同相お
よび直交成分のベースバンド信号は、それぞれ識別器72
I,72Qに導入される。これらの識別器72I,72Qはそれぞれ
例えばA/D変換器からなる。そして、これらの識別器72
I,72Qでは、クロック再生回路73により上記ベースバン
ド信号から再生されたクロックに同期して上記各ベース
バンド信号がそれぞれA/D変換され、その出力が識別デ
ータとして差動論理回路74に入力される。この差動論理
回路74では、上記識別データが差動論理処理され、これ
により復調ディジタルデータが得られる。
タは、搬送波再生回路75に入力される。この搬送波再生
回路75は、論理回路と、ループフィルタを内蔵した直流
増幅器と、電圧制御発振器(VCO)とを有しており、こ
の回路75により基準搬送波が再生される。そして、この
基準搬送波は、移相分配器76により同相の基準搬送波と
90゜移相された基準搬送波とに分岐されたのち上記同期
検波器71I,71Qにそれぞれ供給され、これにより同期検
波が行なわれる。
同期検波器71I,71Qおよび搬送波再生回路75によりPLL
(Phase Lcoked Loop)回路を構成しており、このPLL回
路により多値QAM信号に対し位相が常にロックされた基
準搬送波に従って多値QAM信号の同期検波が行なわれ
る。
信回路部および受信装置RXの受信回路部をそれぞれ現用
系から予備系に切換える際に次のような問題を生じてい
た。すなわち、送信装置TXの切換スイッチ3は同軸切換
器により構成されているため、現用系から予備系に切換
わるまでにある程度の時間を要し、これにより伝送信号
の瞬断が発生する。また、現用系送信回路部1aから送信
される伝送信号と、予備系送信回路部1bから送信される
伝送信号との間には、変調周波数や送信周波数の差異お
よびシステム間の機器のばらつきによる遅延時間差が生
じる。このため、受信装置TXの予備系受信回路部4bで
は、上記伝送信号の瞬断や伝送信号間の周波数差および
遅延時間差により、同期検波用の再生搬送波の位相が瞬
間的に変化してPLL回路の同期引き込みの限界を越えて
しまい、この結果同期外れが発生することがあった。一
旦同期外れが発生すると、再び同期が確立されるまでの
間に伝送されるデータがビット誤りとなるため、特に基
幹通信路で使用される場合には大勢のエンドユーザに対
し多くの被害を与えることになり、非常に好ましくなか
った。
に送信側から送信される伝送信号に瞬断や位相の瞬間的
な変化が発生しても、同期外れを生じずに伝送データを
正しく受信し再生することができるディジタルマイクロ
波無線通信装置を提供することである。
て切換えに要する時間を短縮することが可能なディジタ
ルマイクロ波無線通信装置を提供することである。
換時に、同期外れを生じずに伝送データを正しく受信し
再生できるようにし、しかも予備系に切換えた後の状態
でも誤り率特性の優れたデータの受信および再生を行な
うことができるディジタルマイクロ波無線通信装置を提
供することである。
部の復調回路を同期検波方式を採用した構成とするとと
もに、予備系受信回路部の復調回路を遅延検波方式を採
用した構成とするようにしたものである。
とをその入力側で切換えるための切換回路を、リーク形
スイッチにより構成することも特徴とする。
現用系受信回路部の復調回路を同期検波方式を採用した
構成とするとともに、予備系受信回路部の復調回路とし
て同期検波方式を採用した回路と遅延検波方式を採用し
た回路とを備え、かつ検波回路の選択回路を備えて、こ
の選択回路により、現用系から予備系への切換期間中に
は上記遅延検波方式を採用した回路を選択し、切換終了
後には上記同期検波方式を採用した回路を選択するよう
にしたものである。
備系受信回路部とをその入力側で切換えるための切換回
路を、リーク形スイッチにより構成することも特徴とす
る。
路が、受信信号に対し同期させる必要のない遅延検波方
式を採用した回路により構成されているため、現用系か
ら予備系への切換時に送信側から送信される伝送信号に
瞬断や位相の瞬間的な変化が発生しても、これらの瞬断
や位相の瞬間的な変化により同期が外れることはない。
このため、データ誤りの発生は許容範囲内に抑えられ、
これにより伝送データを正しく受信し再生することがで
きる。
切換回路をリーク形スイッチにより構成することによ
り、現用系から予備系に切換える際に予備系受信回路部
の復調回路を事前に動作状態にすることができる。この
ため、たとえ受信側の装置における現用系から予備系へ
の切換えと、送信側の装置における現用系から予備系へ
の切換えが略同時に行なわれても、予備系受信回路部の
誤り訂正能力を越えるビット誤りが発生することはな
く、データ伝送を正確に継続することができる。このこ
とは言い換えると、受信側の装置における現用系から予
備系への切換タイミングと、送信側の装置における現用
系から予備系への切換タイミングとを異ならせる必要が
無いと言う事であり、その分切換シーケンスを簡単化
し、また切換えに要する時間を短縮することができる。
路として、遅延検波方式の回路と同期検波方式の回路と
が設けられ、現用系から予備系への切換期間中には遅延
検波方式の回路が選択的に使用され、切換終了後には同
期検波方式の回路が選択的に使用されることになる。こ
のため、現用系から予備系への切換時には、遅延検波方
式の回路により同期外れを生じること無くデータの受信
を継続することができ、かつ切換終了後においては同期
検波方式の回路により受信データの復調が行なわれるた
め、誤り率特性の優れたデータ受信を行なうことが可能
となる。
ロ波無線通信システムの構成を示すものである。尚、同
図において前記第1図と同一部分には同一符号を付して
説明を行なう。
路部1bと、信号分配器2と、切換スイッチ3と、制御回
路14と、切換要求スイッチ15とを備えている。現用系送
信回路部1aおよび予備系送信回路部1bは同一構成を成
し、それぞれ送信ディジタル信号処理回路11a,11bと、
変調回路12a,12bと、送信マイクロ波回路13a,13bとから
構成される。切換スイッチ3には、伝送データの1ビッ
ト期間よりも短い切換時間を有するマイクロ波用のダイ
オード切換スイッチが使用される。制御回路14は、例え
ばマイクロコンピュータを主制御部として備えたもの
で、切換要求スイッチ15が操作された場合や、現用系送
信回路部1aからアラームが発生された場合に、所定の切
換シーケンスに従って現用系から予備系への切換制御を
実行する。
路部4aと、予備系受信回路部40bと、制御回路48とを備
えている。切換スイッチ5,6のうちマイクロ波を切換え
るための切換スイッチ5は、リークスイッチにより構成
される。リークスイッチとは、一方の側に切換えた状態
で他方の側に入力信号がリークして出力されるように構
成されたものである。
次の点で構成が異なっている。すなわち、現用系受信回
路部4aは、マイクロ波受信回路部41aと、同期検波方式
を採用した復調回路42aと、差分演算回路43aと、誤り訂
正回路44aと、受信ディジタル信号処理回路45aとから構
成される。
回路41bと、同期検波方式を採用した第1の復調回路42b
と、この第1の復調回路42bから出力された復調信号を
差分演算処理する差分演算回路43aと、遅延検波方式を
採用した第2の復調回路46と、切換回路47と、誤り訂正
回路44bと、受信ディジタル信号処理回路45bとから構成
される。切換回路47は例えば半導体スイッチからなり、
制御回路48の切換指示に従って上記差分演算回路43aの
出力と上記第2の復調回路46の出力とを択一的に切換え
て誤り訂正回路44bに供給するものである。
て備えたもので、送信装置TXから制御チャネルを介して
切換要求信号が到来した場合に、所定の制御シーケンス
に従って切換制御を実行する。
第2図に示す如く構成される。すなわち、変調信号は二
分岐されたのち、その一方がハイブリッド回路80で位相
が互いに90゜異なる2つの信号に分岐されて、それぞれ
乗算器(ダブルバウンスドミキサ)81I,81Qのローカル
ポートに供給される。一方、上記二分岐された他方の変
調信号は、遅延回路85で1ビット遅延されて基準搬送波
となる。そして、この基準搬送波は、移相分配器86で同
相の基準搬送波および90゜移相された基準搬送波に分岐
されて、それぞれ上記乗算器81I,81Qの高周波ポートに
供給される。これらの乗算器81I,81Qでは、それぞれ上
記ハイブリッド回路80から供給された同相基準搬送波お
よび逆相基準搬送波と上記基準搬送波とが乗算され、こ
れにより得られたベースバンド信号はA/D変換器からな
る識別器82I,82Qに入力される。これらの識別器82I,82Q
では、クロック再生回路83で再生されたクロックに同期
して上記乗算器81I,81Qから出力されたベースバンド信
号の信号レベルが識別され、その識別出力は差動論理回
路84に入力される。この差動論理回路84では上記識別出
力に対し所定の論理処理が施され、これにより復調デー
タが得られる。
する。
び受信装置RXの切換スイッチ5,6は、それぞれ現用系送
信回路部1a側および現用系受信回路4a側に切換わってい
る。そして、この状態で送信装置TXに入力されたディジ
タルデータは、現用系送信回路部1aの送信ディジタル信
号処理回路11aで所定の送信ディジタル処理が施された
のち、変調回路12aにより例えば16QAM方式に従って変調
され、さらに送信マイクロ波回路13aでマイクロ波信号
に変換されて、アンテナから送信される。
マイクロ波がアンテナにより受信されたのち、切換スイ
ッチ5を介して現用系受信回路部4aに導入される。この
現用系受信回路部4aでは、上記受信マイクロ波信号は先
ず受信マイクロ波回路41aで中間周波信号に周波数変換
されたのち、同期検波方式を採用した復調回路42aによ
り同期検波され、さらに差分演算回路43aで差分演算処
理される。そして、これにより得られた復調ベースバン
ド信号は、誤り訂正回路44aで2ビット誤り訂正処理さ
れたのち、受信ディジタル信号処理回路45aで所定のデ
ィジタル信号処理が施され、これによりディジタルデー
タが再生される。
とも一つの機器の点検を行なうために、送信装置TXの切
換要求スイッチ15を操作したとする。そうすると、送信
装置TXの制御回路14および受信装置RXの制御回路48は次
のように切換制御を実行する。すなわち、現用系が動作
している状態で制御回路14は、第3図に示す如くステッ
プ9aおよびステップ9bでそれぞれアラームの発生監視お
よび切替要求スイッチ15の操作監視とを繰り返し行なっ
ている。この状態で、上記したように切換要求スイッチ
15が操作されると、制御回路14はステップ9cで切換要求
信号を伝送信号フレーム中の制御チャネルに挿入して受
信装置RXに向け送信する。
如くステップ10aで、現用系受信回路部4aの受信ディジ
タル信号処理回路45aの制御チャネル出力から切換要求
信号が到来したか否かを監視している。この状態で切換
要求信号の到来が検出されると、制御回路48はステップ
10bで切換回路47を同期検波方式を採用した第1の復調
回路42b側から遅延検波方式を採用した復調回路46側に
切換え、さらにステップ10cで切換スイッチ5を現用系
受信回路部4a側から予備系受信回路部40b側に切り換え
る。そして、ステップ10dで切り換えが終了したか否か
を判定し、終了したことが確認されればステップ10eで
切換応答信号を伝送信号フレーム中の制御チャネルに挿
入して送信装置TXへ返送する。
号の返送を監視しており、受信装置RXから切換応答信号
が返送されると、ステップ9dからステップ9eに移行して
ここで切換スイッチ3を現用系送信回路部1a側から予備
系送信回路部1b側に切換える。
ら予備系へ切換わり、以後予備系送信回路部1bおよび予
備系受信回路部40bを使用してデータの伝送が引き続き
行なわれる。
切換時において、伝送データはその1ビット期間中の一
部期間において切断される。また、現用系送信回路部1a
の搬送波周波数と予備系送信回路部1bの搬送波周波数と
は一般に一致していないため、切換前と切換後とにおい
て伝送信号の位相は瞬間的に変化する。しかし、受信装
置RXの予備系受信回路部40bでは、遅延検波方式を採用
した復調回路46が動作しているため、切換時に上記した
信号の瞬断や位相の瞬間的な変化が生じても、伝送信号
は支障なく復調される。また場合によって、希に切換ス
イッチ3の切換タイミング、つまり信号の瞬断期間が伝
送データの識別タイミングと一致することがある。この
場合、遅延検波方式を採用した第2の復調回路46であっ
ても、伝送データの該当ビットでビット誤りを生じる。
そして、遅延検波方式は先に述べたように受信信号を1
ビット遅延させた基準搬送波に従って検波するものであ
るため、上記1ビット誤りは次のビットに波及して結果
的に2ビット誤りが生じる。しかし、この2ビット誤り
は後段の誤り訂正回路44bにより訂正されるため、結果
的には誤りのない復調データを得ることができる。
終了すると、受信装置RXの制御回路48は、遅延検波方式
を採用した第2の復調回路46の動作中に、第3図のステ
ップ10fで同期検波方式を採用した第1の復調回路42bの
同期が確立したか否かを判定する。そして、切換後に同
期が確立したことが確認されると、制御回路48はステッ
プ10gで切換回路47を第2の復調回路46側から第1の復
調回路42b側に切り換える。かくして、受信装置RXで
は、以後この第1の復調回路42bを使用して伝送信号の
復調が行なわれる。
予備系受信回路部40bへの切換時において、その切換開
始時点から第1の復調回路42bの同期が確立されるまで
の期間のみ遅延検波方式を採用した第2の復調回路46に
より復調が行なわれ、かつ上記第1の復調回路42bの同
期が確立された後には同期検波方式を採用したこの第1
の復調回路42bにより誤り率特性の優れた復調が行なわ
れる。
受信回路部40bに遅延検波方式を採用した復調回路46を
設け、現用系受信回路部4aから予備系受信回路部40bへ
の切換え時に、この第2の復調回路46を使用して伝送信
号を復調するようにしたので、送信装置TXの切換スイッ
チ3の切換えにより伝送信号の瞬断や位相の瞬間的な変
化が生じても、伝送信号のビット誤りは全く生じない
か、または仮に生じても誤り訂正回路44aが有する誤り
訂正能力(2ビット誤り訂正)の範囲内に収まるため、
伝送信号を何等支障なく継続して復調することができ
る。
た後には、遅延検波方式を採用した第2の復調回路46か
ら同期検波方式を採用した第1の復調回路42bに切換
え、以後この第1の復調回路42bにより復調を行なって
いるので、予備系に切換えた後にも誤り率特性の優れた
同期検波方式を採用した第1の復調回路42bにより伝送
信号の復調を行なうことができる。
としてリーク形スイッチを使用しているので、切換スイ
ッチ5の切換え時に受信伝送信号は瞬断することなく予
備系受信回路部40bに供給されることになる。このた
め、切換スイッチ5の切換え時に伝送信号のビット誤り
が発生することはなく、これにより現用系受信回路部4a
から予備系受信回路部40bへ円滑に切換えることができ
る。したがって、例えば切換スイッチ5の切換時点から
十分に時間を置かずに送信装置TXの切換スイッチ3を切
換えたとしても、伝送信号のビット誤りは切換スイッチ
3によるものしか発生しないことになる。すなわち、ビ
ット誤りは誤り訂正回路44bで訂正可能な2ビット以内
に抑えられることになり、データの復調には何等支障を
生じない。言い換えると、送信装置TXの切換スイッチ3
の切換タイミングを、受信装置RXの切換スイッチ5の切
換タイミングから十分に遅らせるための制御を行なう必
要がなく、これにより送信装置TXの制御回路14の切換制
御を簡単化することができる。
使用しない場合、つまりマイクロ波スイッチとして一般
に多く使用されている非リーク形スイッチを使用する場
合には、切換スイッチ5の切換時にも受信伝送信号の瞬
断が発生するため、切換時に受信伝送信号に発生するビ
ット誤りの合計は4ビットになり、誤り訂正回路44bの
誤り訂正能力を超えてしまう。そのため、送信装置TXの
切換スイッチ3の切換タイミングは、切換スイッチ5の
切換タイミングから十分に遅延させなければならず、送
信装置TXの制御回路14ではそのための制御が必要とな
り、この結果制御の複雑化を招く。
例えば、上記実施例では受信装置RXの予備系受信回路部
48の復調回路として、同期検波方式を採用した第1の復
調回路42bおよび遅延検波方式を採用した第2の復調回
路46を設け、切換期間中には第1の復調回路42bにより
復調を行ない、切換終了後には第1の復調回路に切り替
えて復調を行なうようにしたが、遅延検波方式を採用し
た復調回路46のみを設けて、予備系に切換っている期間
中には継続して遅延検波方式による復調を行なうように
してもよい。この様にすれば、同期検波方式の復調回路
42bに切換える場合に比べて誤り率特性は劣化するが、
同期検波方式を採用した復調回路42bを不要にできる分
だけ回路構成を簡単化することができる。
場合に本発明を適用した場合を例にとって説明したが、
本発明の応用例として予備系から現用系へ復帰させる場
合にも適用することが可能である。
た復調回路の構成、同期検波方式を採用した復調回路の
構成、切換制御手順および制御内容等についても、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
部の復調回路を同期検波方式を採用した構成とするとと
もに、予備系受信回路部の復調回路を遅延検波方式を採
用した構成とするようにしたことによって、現用系から
予備系への切換時に送信側から送信される伝送信号に瞬
断や位相の瞬間的な変化が発生しても、同期外れを生じ
ずに伝送データを正しく受信し再生することができるデ
ィジタルマイクロ波無線通信装置を提供することができ
る。
路を同期検波方式を採用した構成とするとともに、予備
系受信回路部の復調回路として同期検波方式を採用した
回路と遅延検波方式を採用した回路とを備え、かつ検波
回路の選択回路を備えて、この選択回路により、現用系
から予備系への切換期間中には上記遅延検波方式を採用
した回路を選択し、切換終了後には上記同期検波方式を
採用した回路を選択するようにしたことによって、現用
系から予備系への切換時に、同期外れを生じずに伝送デ
ータを正しく受信し再生できるようにし、しかも予備系
に切換えた後の状態でも誤り率特性の優れたデータの受
信および再生を行なうことができるディジタルマイクロ
波無線通信装置を提供することができる。
波無線通信システムの構成を示す回路ブロック図、第2
図は同システムで使用される遅延検波方式を採用した復
調回路の構成を示す回路ブロック図、第3図は第1図に
示したシステムの切換制御手順および制御内容を示すフ
ローチャート、第4図は従来説明に用いるディジタルマ
イクロ波無線通信システムの概略図、第5図は同期検波
方式を採用した復調回路の構成を示す回路ブロック図で
ある。 TX……送信装置、RX……受信装置、1a……現用系送信回
路部、1b……予備系送信回路部、2……信号分配器、3,
5,6……切換スイッチ、4a……現用系受信回路部、40b…
…予備系受信回路部、11a,11b……送信ディジタル信号
処理回路、12a,12b……変調回路、13a,13b……送信マイ
クロ波回路、14……送信装置の制御回路、15……切換要
求スイッチ、41a,41b……受信マイクロ波回路、42a,42b
……同期検波方式を採用した復調回路、43a,43b……差
分演算回路、44a,44b……誤り訂正回路、45a,45b……受
信ディジタル信号処理回路、46……遅延検波方式を採用
した復調回路、47……切換回路、48……受信装置の制御
回路、71I,71Q……同期検波器、72I,72Q,82I,82Q……識
別器、73,83……クロック再生回路、74,84……差動論理
回路、75……搬送波再生回路、76……移相分配器、85…
…遅延回路。
Claims (4)
- 【請求項1】現用系受信回路部と、予備系受信回路部
と、これらの受信回路部を切換えて択一的に動作させる
切換回路とを具備し、 前記現用系受信回路部の復調回路を同期検波方式を採用
した構成とするとともに、前記予備系受信回路部の復調
回路を遅延検波方式を採用した構成としたことを特徴と
するディジタルマイクロ波無線通信装置。 - 【請求項2】現用系受信回路部と予備系受信回路部とを
その入力側で切換えるための切換回路を、リーク形スイ
ッチにより構成したことを特徴とする請求項(1)記載
のディジタルマイクロ波無線通信装置。 - 【請求項3】現用系受信回路部と、予備系受信回路部
と、これらの受信回路部を切換えて択一的に動作させる
切換回路とを具備し、 前記現用系受信回路部の復調回路を同期検波方式を採用
した構成とするとともに、前記予備系受信回路部の復調
回路として同期検波方式を採用した回路と遅延検波方式
を採用した回路とを備え、かつ現用系から予備系へ切換
える際に前記予備系受信回路部の同期検波方式を採用し
た回路の同期が確立されるまでの期間には前記遅延検波
方式を採用した回路を選択し、それ以後には前記同期検
波方式を採用した回路を選択する選択回路を備えたこと
を特徴とするディジタルマイクロ波無線通信装置。 - 【請求項4】現用系受信回路部と予備系受信回路部とを
その入力側で切換えるための切換回路を、リーク形スイ
ッチにより構成したことを特徴とする請求項(3)記載
のディジタルマイクロ波無線通信装置。
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JPH04200038A JPH04200038A (ja) | 1992-07-21 |
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