JP3678967B2 - ディジタル無線通信システムにおける送信制御回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一周波数帯で大出力で送信される干渉波と共存しながら通信を行うディジタル無線通信通信システムにおける送信制御回路に関し、特に、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式に適す、相互に及ぼす干渉による影響を抑えた時間棲み分けを行う送信制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、同一周波数を用いて時間棲み分けに用いられる通信方式の送信制御回路には、ＴＡＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）用送信制御回路や、受信信号レベルに基いたキャリアセンスを行い、使用する周波数が他局に使われていないかどうか判断し送信を行うＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrier Sence Multiple Access/Collision Aviodance：搬送波検出多元接続／衝突回避)用の送信制御回路がある。
ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式は、送信パケット毎送信希望周波数を観測し、使用可能か否かを測定してから送信する方式であるため、パケット通信で用いられるベストエフォート型の通信のアクセス方式として頻繁に用いられるようになった。
【０００３】
従来技術であるＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式のモデルを図６に示す(参考文献:Draft International Standard ISO/IEC 8802-11、IEEE P802、11/D8、0、1 May 1998)。
ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式では、送信前に希望送信周波数を観測し、他の局が送信していなければパケットの送信を行うことが出来る。ある無線局のパケット送信が完了し、無線チャネルがビジー（使用中）からアイドル（空き）に変化した直後は、送信保留していた複数の無線局によるパケット同時送信の衝突確率が高くなる。これを低減するため、各無線局はランダム時間送信を停止し、ランダム時間経過後にチャネルがアイドルであることを確認できた後パケット送信を行う。
【０００４】
図６において、アンテナ回路６０１では受信信号（ａ）が受信され、アンテナ回路出力信号（ｂ）はスイッチ回路６０２に入力される。その後、スイッチ回路出力信号（ｃ）として受信信号レベル検出回路６０３に入力される。受信信号レベル検出回路６０３では、受信信号レベル信号（ｄ）が出力され、受信信号閾値回路６０４に供給される。受信信号閾値回路６０４では、受信信号レベル信号（ｄ）が、設定された閾値より大きい場合に、閾値回路出力信号（ｅ）を出力する。ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路６０５では、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されている場合には他局が送信していると判断し、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されない場合には、送信が可能であると判断し、制御信号（ｆ）を信号送信回路６０６に出力する。信号送信回路６０６では、制御信号（ｆ）に従い、送信信号（ｇ）を送信するか、あるいは送信停止といったＣＳＭＡ／ＣＡの競合制御に基いた送信信号（ｈ）の送信を行う。
上記したように、図６に示した従来のＣＳＭＡ／ＣＡ用送信制御回路では、希望送信周波数における他局の使用状態を観測してからパケットを送信するために、伝送路上でのパケットの衝突を回避することができ、ベストエフォート型の通信に適した送信制御を行うことが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した様に、同一の周波数で回線を競合制御しながら通信を行う場合、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式は衝突を回避し、優れた特性を有する。
しかしながら、この送信周波数に干渉波が加わった場合には、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式の衝突回避機能が適切に動作せず、スループットが低下する問題がある。このことは、干渉波が断続的にパルス波として送信される場合には影響が著しい。
【０００６】
例えば、ある干渉波がパルス信号として送信されている場合を考えてみる。この場合、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式の送信制御回路によってキャリアセンスを行い、希望送信タイミングでは他局からの送信信号が無いと判断してパケットの送信を行った後に、パケット長が長い場合には、その間に干渉波のパルスが送信され、パケットに衝突する問題が多発する。特にロングパケットの場合にはその影響が著しい。衝突が起こった場合には、パケットは相手局に到達しないために上位レイヤの再送機能が動作し、スループットの低下が起こる。
以上説明の様にスループットの低下を生じるといった、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式側から見た干渉局からの影響をこうむる被干渉の問題が生じる。
【０００７】
逆に、干渉波を送信している局の立場に立ってみると、断測的なパルス信号で送信している場合に、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式に基いてパケットの送信が行われた場合には、このパルス信号は相手局に正しい形で受信されないことになり、パケット信号が干渉局にとっての干渉波となる。従って、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式側から見て、干渉局側に特性の劣化を生じさせる与干渉の問題が生じる。
【０００８】
この様な、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式と、干渉波が同一周波数で共存する場合を考慮しなければ成らない一つの例として、屋外での基地局と固定加入者局との間の固定無線アクセス(ＦＷＡ:Fixed Wireless Access)が考えられる。ＦＷＡでは、アクセス方式としてＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式の適用が検討されている。屋外では、様々な干渉波が存在し送信信号の周期も送信間隔も変動する。このため、通信環境に応じてパケットの送信を制御できるＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式の適用が望まれる。
【０００９】
しかしながら上述したように、任意の送信間隔でパルス信号を送信する干渉波が加わった場合には、相互に及ぼし合う影響が大きい。この干渉源の１つに気象レーダがある。気象レーダの送信出力は非常に大きく約２５０ｋＷ(約８４ｄＢｍ)にもなる。かつ、気象レーダは通常、指向性の鋭いパラボラアンテナ等を一定周期で回転させながら使用して、数マイクロ秒の幅を持ったパルスを１秒間に数百回目標物に向かって送信し、その反射波を受信して平均化することによって目標物を正確に捕捉するようになっている。この様にレーダ波はパルス波として送信されるためＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式にとって被干渉、与干渉ともにその影響は著しい。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式で使用される送信局と、気象レーダ等に代表される干渉局の送信電力差が大きいこと、またパルス信号で繰り返し送信されること、さらに干渉局の信号が鋭い指向性を持ち、一定周期で回転するアンテナから送信されることを利用し、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式に用いる受信信号レベル検出用の閾値とは別に、干渉波検出用の閾値を備える回路を備え、この干渉波検出用の閾値を超えるレベルの干渉波が加わった場合に、あらかじめ設定した期間だけパケット信号の送信を停止する制御を行うことにより、大出力の干渉波が存在する中でＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式を用いて通信を行う場合に、その被干渉の影響を抑えてスループットの低下を回避し、かつ、与干渉の影響を抑え干渉局での特性劣化を抑えたディジタル無線通信システムにおける送信制御回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために請求項１に記載の発明は、受信信号のレベルを検出してその受信信号レベル情報を出力する受信信号レベル検出回路と、前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、この入力信号があらかじめ設定された閾値を超えた場合に信号を出力する受信信号閾値回路と、当該受信信号閾値回路の出力信号が入力された場合には他局が送信していると判断し、信号の送信停止を行う制御信号を出力する第１の制御回路と、当該第１の制御回路の制御信号に基づいて前記信号の送信停止を行う信号送信回路とを備えて成るディジタル無線通信システムにおける送信制御回路において、前記受信信号の閾値とは異なる大きい値の干渉波用の閾値を設定し、前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、前記干渉波用の閾値を超えた場合に信号を出力する干渉信号閾値回路と、前記干渉信号閾値回路の出力信号が入力された場合には干渉波が存在すると判断し、信号の送信停止を行う制御信号を出力する第２の制御回路とを備え、前記第２の制御回路は出力信号を複数回入力し、所定期間周期で到来する干渉波の周期を推定する干渉波周期推定回路と、前記干渉波周期推定回路で推定された推定周期に従い、前記信号の送信を停止する次の停止開始タイミングを推定するタイミング推定回路とを更に備え、前記タイミング推定回路の出力信号が前記信号送信回路に入力されることにより、次の送信停止の期間を制御し、前記第２の制御回路の出力信号が前記信号送信回路に入力された場合に予め決められた期間だけ送信を停止する制御を行うこととした。上記構成により、停止タイミングを指示する第２の制御回路の出力信号を複数回記憶し、平均処理することで、干渉波が到来しＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式の送信局に影響を及ぼす回転周期を推定する。この推定値を用いて、次の停止開始タイミングを決定し、このタイミングで信号送信回路が信号の送信を停止することができる。このことにより、送信を行う周波数に大出力の干渉波が加わった場合に相互のシステム間の被干渉、与干渉の影響を回避し、スループットの劣化を抑えたディジタル無線通信システムを実現できる。
【００１２】
請求項２に記載のディジタル無線通信システムにおける信号送信制御回路は、受信信号のレベルを検出してその受信信号レベル情報を出力する受信信号レベル検出回路と、前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、この入力信号があらかじめ設定された閾値を超えた場合に信号を出力する受信信号閾値回路と、当該受信信号閾値回路の出力信号が入力された場合には他局が送信していると判断し、信号の送信停止を行う制御信号を出力する第１の制御回路と、当該第１の制御回路の制御信号に基づいて前記信号の送信停止を行う信号送信回路とを備えて成るディジタル無線通信システムにおける送信制御回路において、前記受信信号の閾値とは異なる大きい値の干渉波用の閾値を設定し、前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、前記干渉波用の閾値を超えた場合に信号を出力する干渉信号閾値回路と、前記干渉信号閾値回路の出力信号が入力された場合には干渉波が存在すると判断し、信号の送信停止を行う制御信号を出力する第２の制御回路とを備え、更に前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、前記受信信号のピークタイミングを検出してそのタイミング信号を出力するピークタイミング検出回路と、前記ピークタイミング検出回路により複数回入力されるタイミング信号から、所定期間周期で到来する干渉波の周期を推定する干渉波周期推定回路と、前記干渉波周期推定回路で推定された推定周期に従い前記信号の送信を停止する次の停止開始タイミングを推定するタイミング推定回路とを更に備え、前記タイミング推定回路の出力信号が前記信号送信回路に入力されることにより、次の送信停止の期間を制御し、前記第２の制御回路の出力信号が前記信号送信回路に入力された場合に送信を予め決められた期間だけ停止する制御を行うこととした。上記構成により、受信信号レベルのピークタイミングを検出し、ピークタイミングを複数回平均処理することで、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式の送信局に影響を及ぼす干渉波の回転周期を推定することができ、この推定値を用いて、次の停止タイミングを決定し、このタイミングで信号送信回路が信号の送信を停止する。このことにより、送信を行う周波数に大出力の干渉波が加わった場合に相互のシステム間の被干渉、与干渉の影響を回避し、スループットの劣化を抑えたディジタル無線通信システムを実現できる。
【００１３】
請求項３に記載のディジタル無線通信システムにおける信号送信制御回路は、請求項１または請求項２に記載の同装置において、前記干渉信号閾値回路と前記第２の制御手段との間にカウンタを設け、当該カウンタには、前記干渉信号閾値回路の出力信号が入力され、前記出力信号受信時より、タイマーによる計時を開始して一定期間の間に複数回の信号が入力された場合に前記第２の制御回路に対して信号を出力し、前記第２の制御回路によって前記信号の送信を停止することとした。上記構成により、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式におけるキャリアセンスのレベル判定とは別に干渉波検出用のレベル判定を行い、干渉波のレベルがこれを上回った場合に、カウンタ回路を動作させ所定期間に複数回の干渉波パルスが検出された場合には、信号送信回路が信号の送信を停止することができる。このことにより、送信を行う周波数に大出力の干渉波が加わった場合に相互のシステム間の被干渉、与干渉の影響を回避し、スループットの劣化を抑えたディジタル無線通信システムを実現できる。
【００１４】
請求項４に記載のディジタル無線通信システムにおける信号送信制御回路は、請求項１から３のいずれかに記載の同装置において、前記干渉波周期推定回路は、任意に設定可能な固定時間で干渉波周期の推定を繰り返し行い更新することとした。上記構成により、干渉波の到来周期を推定する干渉波周期推定回路の固定時間で繰り返し行い更新することにより、送信を行う周波数に大出力の干渉波が加わった場合に相互のシステム間の被干渉、与干渉の影響を回避し、スループットの劣化を抑えたディジタル無線通信システムを実現できる。
【００１５】
請求項５に記載のディジタル無線通信システムにおける信号送信制御回路は、請求項１から３のいずれかに記載の同装置において、前記第２の制御回路の出力信号である送信停止のタイミング信号と、前記タイミング推定回路の出力信号である推定した送信停止のタイミング信号とが入力されることにより、両入力の停止開始タイミングの差を比較し、そのタイミング差が大きい場合に更新信号を出力する比較回路と、前記比較回路による更新信号出力が入力され、前記干渉波周期の推定を再度行う前記干渉波周期推定回路とを有することとした。上記構成により、第２の制御回路の出力信号である、測定した現時点の信号送信の停止タイミングと、タイミング推定回路の出力信号である、過去の開始タイミングに基づいて推定した送信停止のタイミング信号を比較し、その差が大きい場合には干渉波の到来周期を推定する干渉波周期推定回路の更新を再度行うため、送信を行う周波数に大出力の干渉波が加わった場合における相互のシステム間の被干渉、与干渉の影響を回避し、スループットの劣化を抑えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の一実施形態を示すブロック図である。図１において、送信制御回路は、アンテナ回路１０１、スイッチ回路１０２、受信信号レベル検出回路１０３、受信信号閾値回路１０４、ＣＳＭＡ／ＣＡ制御回路１０５、信号送信回路１０６、干渉信号閾値回路１０７、干渉波送信制御回路１０８で構成される。
【００１８】
上記構成において、まず、アンテナ回路１０１で受信信号（ａ）を受信し、アンテナ回路出力信号（ｂ）としてスイッチ回路１０２に供給する。スイッチ回路１０２では、アンテナ回路出力信号（ｂ）を更にスイッチ回路出力信号（ｃ）として受信信号レベル検出回路１０３に供給する。受信信号レベル検出回路１０３では受信信号レベル信号（ｄ）を受信信号閾値回路１０４に供給する。受信信号閾値回路１０４では、その受信信号レベル信号（ｄ）があらかじめ設定された閾値より大きい場合に、閾値回路出力信号（ｅ）を出力する。
ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路１０５では、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されている場合には、他局が送信していると判断し、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されない場合には、送信が可能であると判断し、その旨、制御信号（ｆ）を信号送信回路１０６に出力し、この信号に基いてＣＳＭＡ／ＣＡの制御が行われる。ここまでの動作は図６に示した従来例と同様である。
【００１９】
一方、受信信号レベル検出回路１０３の出力信号（ｄ）は干渉信号閾値回路１０７にも供給されている。ここでは、受信信号閾値回路１０４とは異なり、値が大きい干渉波用の閾値があらかじめ設定されている。干渉信号閾値回路１０７では、この干渉波用の閾値との比較を行い、干渉波用の閾値よりレベルの大きい信号が入力された場合には、この干渉信号閾値回路１０７による信号（ｉ）を出力する。干渉波送信制御回路１０８では、この信号が入力された場合には、干渉波が送信されていると判断し、信号送信回路１０６に送信を停止するための制御信号（ｊ）を出力する。
信号送信回路１０６では、ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路１０５、干渉波送波制御回路１０８によって出力されるそれぞれの制御信号（ｆ）、（ｊ）に従い、送信信号の送信、あるいは送信停止といったＣＳＭＡ／ＣＡの競合制御、及び干渉波検出に基いた送信制御を行い、送信信号（ｈ）を出力する。
【００２０】
図２は、本発明の他の実施形態を示すブロック図である。図２において、送信制御回路は、アンテナ回路２０１、スイッチ回路２０２、受信信号レベル検出回路２０３、受信信号閾値回路２０４、ＣＳＭＡ／ＣＡ制御回路２０５、信号送信回路２０６、干渉信号閾値回路２０７、干渉波送信制御回路２０８カウンタ回路２０９で構成される。図１に示す実施形態との構成上の差異は、干渉信号閾値回路２０７と干渉波送信制御回路２０８の間にカウンタ回路２０９を設けたことにある。
【００２１】
上記構成において、アンテナ回路２０１では受信信号（ａ）が受信される。アンテナ回路出力信号（ｂ）はスイッチ回路２０３に入力され、その後、スイッチ回路出力信号（ｃ）として受信信号レベル検出回路２０３に入力される。受信信号レベル検出回路２０３では、受信信号レベル信号（ｄ）が出力される。受信信号閾値回路２０４では、受信信号レベル信号（ｄ）が設定された閾値より大きい場合に、閾値回路出力信号（ｅ）を出力する。ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路２０５では、先の閾値回路出力信号（ｅ）が入力されている場合には、他局が送信していると判断し、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されない場合には送信が可能であると判断し、制御信号（ｆ）を信号送信回路２０６に出力し、この信号に基いてＣＳＭＡ／ＣＡの制御が行われ、送信信号（ｈ）を出力する。
【００２２】
一方、受信信号レベル検出回路２０３の出力信号（ｄ）は、干渉信号閾値回路２０７にも入力される。ここでは、受信信号閾値回路２０４とは異なり、値が大きい干渉波用の閾値が設定される。干渉信号閾値回路２０７では、この干渉波用の閾値との比較を行い、干渉波用の閾値よりレベルの大きい信号が入力された場合には、干渉信号閾値回路２０７の出力信号（ｉ）を出力する。カウンタ回路２０９では、一度、干渉信号閾値回路２０７の出力信号（ｉ）を受信すると、タイマーによる計時を開始して一定期間の間に、更に干渉信号閾値回路２０７から出力信号（ｉ）が入力されるかを観測し、観測された場合には干渉波がＣＳＭＡ／ＣＡ通信局に到来したと判断し、カウンタ回路２０９出力（ｋ）によって干渉波送信制御回路２０８を動作させる。
干渉波送信制御回路２０８では、このカウンタ回路出力信号（ｋ）が入力された場合には、干渉波が送信されていると判断し、信号送信回路２０８に送信を停止する制御信号（ｊ）を出力する。信号送信回路２０６では、ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路２０５、干渉波送波制御回路２０８によって出力されるそれぞれの制御信号（ｆ）、（ｊ）に従い、送信信号の送信、あるいは送信停止といったＣＳＭＡ／ＣＡの競合制御、及び干渉波検出に基いた送信制御を行い、送信信号（ｈ）を出力する。
【００２３】
図３は、本発明の更に他の実施形態を示すブロック図である。図１において、送信制御回路は、アンテナ回路３０１、スイッチ回路３０２、受信信号レベル検出回路３０３、受信信号閾値回路３０４、ＣＳＭＡ／ＣＡ制御回路３０５、信号送信回路３０６、干渉信号閾値回路３０７、干渉波送信制御回路３０８、干渉周期推定回路３０９、タイミング推定回路３１０で構成される。図１に示す実施形態との差異は、図１に示す実施形態が持つ構成要素に、更に、干渉周期推定回路３０９とタイミング推定回路３１０が付加されたことにある。
【００２４】
上記構成において、まず、アンテナ回路３０１では受信信号（ａ）が受信される。アンテナ回路出力信号（ｂ）はスイッチ回路３０２に入力され、その後、スイッチ回路出力信号（ｃ）として受信信号レベル検出回路３０３に入力される。受信信号レベル検出回路３０３では、受信信号レベル信号（ｄ）が検出され、出力される。受信信号閾値回路３０４では、受信信号レベル信号（ｄ）があらかじめ設定された閾値より大きい場合に、閾値回路出力信号（ｅ）を出力する。ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路３０５では、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されている場合には、他局が送信していると判断し、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されない場合には、送信が可能であると判断し、制御信号（ｆ）を信号送信回路３０６に出力し、この信号に基いてＣＳＭＡ／ＣＡの制御が行われる。
【００２５】
一方、受信信号レベル検出回路３０３の出力信号（ｄ）は、干渉信号閾値回路３０７にも入力されている。ここでは、受信信号閾値回路３０４とは異なり、値が大きい干渉波用の閾値が設定されている。干渉信号閾値回路３０７では、この干渉波用の閾値との比較を行い、干渉波用の閾値よりレベルの大きい信号が入力された場合には、干渉信号閾値回路３０７の出力信号（ｉ）を出力する。干渉波送信制御回路３０８では、この信号が入力された場合には、干渉波が送信されていると判断し、信号送信回路３０６に送信を停止する制御信号（ｊ）を出力する。
【００２６】
ここで、制御信号（ｊ）は別途、干渉波周期推定回路３０９にも入力される。干渉波周期推定回路３０９では、制御信号（ｊ）によって示される、送信停止タイミングを複数回平均することで、干渉波周期の推定を行い、このことにより推定信号（ｌ）を出力しタイミング推定回路３１０に供給する。タイミング推定回路３１０では、推定信号（ｌ）から現時点の次の送信停止タイミング信号である信号を算出して生成し、これを出力して信号送信回路３０６に対し送信停止タイミング（ｍ）として供給する。
信号送信回路３０６では、タイミング推定回路３１０によって出力される送信停止タイミング信号（ｍ）、ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路３０５、干渉波送波制御回路３０８によって出力されるそれぞれの制御信号（ｆ）、（ｊ）に従い、送信信号（ｇ）の送信、あるいは送信停止といったＣＳＭＡ／ＣＡの競合制御、及び干渉波検出に基いた送信制御を行い、送信信号（ｈ）を出力する。
【００２７】
図４は本発明の更に他の実施形態を示すブロック図である。図４において、送信制御回路は、アンテナ回路４０１、スイッチ回路４０２、受信信号レベル検出回路４０３、受信信号閾値回路４０４、ＣＳＭＡ／ＣＡ制御回路４０５、信号送信回路４０６、干渉信号閾値回路４０７、干渉波送信制御回路４０８、干渉波周期推定回路４０９、タイミング推定回路４１０、ピークタイミング検出回路４１１で構成される。図３に示す実施形態との差異は、受信信号レベル検出回路４０３と干渉周期推定回路４０９間にピークタイミング検出回路４１１を設けたことにある。
【００２８】
図４において、まず、アンテナ回路４０１で受信信号（ａ）が受信される。アンテナ回路出力信号（ｂ）はスイッチ回路４０２に入力され、その後、スイッチ回路出力信号（ｃ）として受信信号レベル検出回路４０３に入力され、受信信号レベル検出回路４０３では、受信信号レベル信号を検出してその信号（ｄ）が出力される。受信信号閾値回路４０４では、その受信信号レベル信号（ｄ）が設定された閾値より大きい場合に、閾値回路出力信号（ｅ）を出力する。ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路４０５では、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されている場合には、他局が送信していると判断し、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されない場合には、送信が可能であると判断し、制御信号（ｆ）を信号送信回路４０６に出力し、この信号に基いてＣＳＭＡ／ＣＡの制御が行われる。
【００２９】
一方、受信信号レベル検出回路４０３の出力信号（ｄ）は干渉信号閾値回路４０７にも入力されている。ここでは、受信信号閾値回路４０４とは異なり、値が大きい干渉波用の閾値が設定されている。干渉信号閾値回路４０７では、この干渉波用の閾値との比較を行い、干渉波用の閾値よりレベルの大きい信号が入力された場合には、干渉信号閾値回路の出力信号（ｉ）を出力する。干渉波送信制御回路４０８では、この信号が入力された場合には、干渉波が送信されていると判断し、信号送信回路４０６に送信を停止する制御信号（ｊ）を出力する。
【００３０】
なお、受信信号レベル検出回路４０３の出力信号は、別途、ピークタイミング検出回路４１１にも入力される。干渉波周期推定回路４０９では、ピークタイミング検出回路４１１出力であるピークタイミング検出信号（ｎ）によって示される、ピークタイミングを複数回平均することで干渉波周期の推定を行い、その結果、推定信号（ｌ）を出力する。タイミング推定回路４１０では、先の推定信号から現時点の、次の送信停止タイミング信号を算出して生成し、信号送信回路４０６に供給する送信停止タイミング信号（ｍ）とする。信号送信回路４０６では、タイミング推定回路４１０によって出力される送信停止タイミング信号（ｍ）、ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路４０５、干渉波送波制御回路４０８によって出力されるそれぞれの制御信号（ｆ）、（ｊ）に従い、送信信号（ｇ）の送信、あるいは送信停止といったＣＳＭＡ／ＣＡの競合制御、及び干渉波検出に基いた送信制御を行い、送信信号（ｈ）を出力する。
【００３１】
図５は本発明の更に他の実施形態を示すブロック図である。図５において、送信制御回路は、アンテナ回路５０１、スイッチ回路５０２、受信信号レベル検出回路５０３、受信信号閾値回路５０４、ＣＳＭＡ／ＣＡ制御回路５０５、信号送信回路５０６、干渉信号閾値回路５０７、干渉波送信制御回路５０８、干渉波周期推定回路５０９、タイミング推定回路５１０、ピークタイミング検出回路５１１、比較回路５１２で構成される。図４に示す実施形態との差異は、干渉波送信制御回路５０８出力とタイミング推定回路５１０出力を入力とし、比較結果を干渉波周期推定回路５０９に供給する比較回路を設けたことにある。
【００３２】
上記構成において、まず、アンテナ回路５０１で受信信号（ａ）が受信される。アンテナ回路出力信号（ｂ）はスイッチ回路５０２に入力され、その後、スイッチ回路出力信号（ｃ）として受信信号レベル検出回路５０３に入力される。受信信号レベル検出回路５０３では、受信信号レベル信号が検出され出力される。受信信号閾値回路５０４では、受信信号レベル信号（ｄ）が設定された閾値より大きい場合に、閾値回路出力信号（ｅ）を出力する。ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路５０５では、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されている場合には、他局が送信していると判断し、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されない場合には、送信が可能であると判断し、制御信号（ｆ）を信号送信回路５０６に出力し、この信号に基いてＣＳＭＡ／ＣＡの制御が行われる。
【００３３】
一方、受信信号レベル検出回路５０３の出力信号（ｄ）は、干渉信号閾値回路５０７にも入力される。干渉信号閾値回路５０７には、受信信号閾値回路５０４とは異なり値が大きい干渉波用の閾値が設定されている。干渉信号閾値回路５０７では、この干渉波用の閾値との比較を行い、干渉波用の閾値よりレベルの大きい信号が入力された場合には、干渉信号閾値回路の出力信号（ｉ）を出力する、干渉波送信制御回路５０８では、この信号が入力された場合には、干渉波が送信されていると判断し、信号送信回路５０６に送信を停止する制御信号（ｊ）を出力する。
ここで、受信信号レベル検出回路５０３の出力信号（ｄ）は、別途、ピークタイミング検出回路５１１に入力される。干渉波周期推定回路５０９では、ピークタイミング信号（ｎ）によって示される、ピークタイミングを複数回平均することで干渉波周期の推定を行い、推定信号（ｌ）をタイミング推定回路５１０に出力する。タイミング推定回路５１０では、この推定信号から現時点の、次の送信停止タイミング信号を算出し、生成出力を行い、信号送信回路５０６の送信停止タイミング（ｍ）とする。
【００３４】
なお、現時点での送信停止のタイミングを示す制御信号（ｊ）と、過去の値に基いて推定された送信停止のタイミングを示す送信停止タイミング信号（ｍ）は、比較回路５１２に入力される。比較回路５１２では両入力のタイミングの差が比較され、その差が大きい場合には、再度、干渉波周期推定を行うように更新信号（ｏ）を出力し、干渉波周期推定回路５０９では干渉波周期の再推定が行われる。信号送信回路５０６では、タイミング推定回路５１０によって出力される送信停止タイミング信号（ｍ）、ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路５０５、干渉波送波制御回路５０８によって出力されるそれぞれの制御信号（ｆ）、（ｊ）に従い、送信信号の送信、あるいは送信停止といったＣＳＭＡ／ＣＡの競合制御、及び干渉波検出に基いた送信制御を行い、送信信号（ｈ）を出力する。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明のように本発明は、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式で使用される送信局と、気象レーダ等に代表される干渉局の送信電力差が大きいこと、またパルス信号で繰り返し送信されること、さらに干渉局の信号が鋭い指向性を持ち、一定周期で回転するアンテナから送信されることを利用し、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式に用いる受信信号レベル検出用の閾値とは別に、干渉波検出用の閾値を備える回路を備え、この干渉波検出用の閾値を超えるレベルの干渉波が加わった場合に、あらかじめ設定した期間だけパケット信号の送信を停止する制御を行うものである。
このことにより、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式におけるキャリアセンスのレベル判定とは別に干渉波検出用のレベル判定を行い、干渉波のレベルがこれを上回った場合には、信号送信回路が信号の送信を停止することによって、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式を用いて送信制御されたパケット通信を行う場合、送信を行う周波数に大出力の干渉波が加わった場合に相互のシステム間の被干渉、与干渉の影響を回避し、スループットの劣化を抑えたディジタル無線通信システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】 本発明のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の他の実施形態を示すブロック図である。
【図３】 本発明のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の更に他の実施形態を示すブロック図である。
【図４】 本発明のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の更に他の実施形態を示すブロック図である。
【図５】 本発明のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の更に他の実施形態を示すブロック図である。
【図６】 従来のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１（２０１、３０１、４０１、５０１）…アンテナ回路、１０２（２０２、３０２、４０２、５０２）…スイッチ回路、１０３（２０３、３０３、４０３、５０３）…受信信号レベル検出回路、１０４（２０４、３０４、４０４、５０４）…受信信号閾値回路、１０５（２０５、３０５、４０５、５０５）…ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路、１０６（２０６、３０６、４０６、５０６）…信号送信回路、１０７（２０７、３０７、４０７、５０７）…干渉信号閾値回路、１０８（２０８、３０８、４０８、５０８）…干渉波送信制御回路、２０９…カウンタ回路、３０９（４０９、５０９）…干渉波周期推定回路、３１０（４１０、５１０）…タイミング推定回路、４１１（５１１）…ピークタイミング検出回路、５１２…比較回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一周波数帯で大出力で送信される干渉波と共存しながら通信を行うディジタル無線通信通信システムにおける送信制御回路に関し、特に、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式に適す、相互に及ぼす干渉による影響を抑えた時間棲み分けを行う送信制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、同一周波数を用いて時間棲み分けに用いられる通信方式の送信制御回路には、ＴＡＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）用送信制御回路や、受信信号レベルに基いたキャリアセンスを行い、使用する周波数が他局に使われていないかどうか判断し送信を行うＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrier Sence Multiple Access/Collision Aviodance：搬送波検出多元接続／衝突回避)用の送信制御回路がある。
ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式は、送信パケット毎送信希望周波数を観測し、使用可能か否かを測定してから送信する方式であるため、パケット通信で用いられるベストエフォート型の通信のアクセス方式として頻繁に用いられるようになった。
【０００３】
従来技術であるＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式のモデルを図６に示す(参考文献:Draft International Standard ISO/IEC 8802-11、IEEE P802、11/D8、0、1 May 1998)。
ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式では、送信前に希望送信周波数を観測し、他の局が送信していなければパケットの送信を行うことが出来る。ある無線局のパケット送信が完了し、無線チャネルがビジー（使用中）からアイドル（空き）に変化した直後は、送信保留していた複数の無線局によるパケット同時送信の衝突確率が高くなる。これを低減するため、各無線局はランダム時間送信を停止し、ランダム時間経過後にチャネルがアイドルであることを確認できた後パケット送信を行う。
【０００４】
図６において、アンテナ回路６０１では受信信号（ａ）が受信され、アンテナ回路出力信号（ｂ）はスイッチ回路６０２に入力される。その後、スイッチ回路出力信号（ｃ）として受信信号レベル検出回路６０３に入力される。受信信号レベル検出回路６０３では、受信信号レベル信号（ｄ）が出力され、受信信号閾値回路６０４に供給される。受信信号閾値回路６０４では、受信信号レベル信号（ｄ）が、設定された閾値より大きい場合に、閾値回路出力信号（ｅ）を出力する。ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路６０５では、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されている場合には他局が送信していると判断し、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されない場合には、送信が可能であると判断し、制御信号（ｆ）を信号送信回路６０６に出力する。信号送信回路６０６では、制御信号（ｆ）に従い、送信信号（ｇ）を送信するか、あるいは送信停止といったＣＳＭＡ／ＣＡの競合制御に基いた送信信号（ｈ）の送信を行う。
上記したように、図６に示した従来のＣＳＭＡ／ＣＡ用送信制御回路では、希望送信周波数における他局の使用状態を観測してからパケットを送信するために、伝送路上でのパケットの衝突を回避することができ、ベストエフォート型の通信に適した送信制御を行うことが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した様に、同一の周波数で回線を競合制御しながら通信を行う場合、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式は衝突を回避し、優れた特性を有する。
しかしながら、この送信周波数に干渉波が加わった場合には、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式の衝突回避機能が適切に動作せず、スループットが低下する問題がある。このことは、干渉波が断続的にパルス波として送信される場合には影響が著しい。
【０００６】
例えば、ある干渉波がパルス信号として送信されている場合を考えてみる。この場合、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式の送信制御回路によってキャリアセンスを行い、希望送信タイミングでは他局からの送信信号が無いと判断してパケットの送信を行った後に、パケット長が長い場合には、その間に干渉波のパルスが送信され、パケットに衝突する問題が多発する。特にロングパケットの場合にはその影響が著しい。衝突が起こった場合には、パケットは相手局に到達しないために上位レイヤの再送機能が動作し、スループットの低下が起こる。
以上説明の様にスループットの低下を生じるといった、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式側から見た干渉局からの影響をこうむる被干渉の問題が生じる。
【０００７】
逆に、干渉波を送信している局の立場に立ってみると、断測的なパルス信号で送信している場合に、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式に基いてパケットの送信が行われた場合には、このパルス信号は相手局に正しい形で受信されないことになり、パケット信号が干渉局にとっての干渉波となる。従って、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式側から見て、干渉局側に特性の劣化を生じさせる与干渉の問題が生じる。
【０００８】
この様な、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式と、干渉波が同一周波数で共存する場合を考慮しなければ成らない一つの例として、屋外での基地局と固定加入者局との間の固定無線アクセス(ＦＷＡ:Fixed Wireless Access)が考えられる。ＦＷＡでは、アクセス方式としてＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式の適用が検討されている。屋外では、様々な干渉波が存在し送信信号の周期も送信間隔も変動する。このため、通信環境に応じてパケットの送信を制御できるＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式の適用が望まれる。
【０００９】
しかしながら上述したように、任意の送信間隔でパルス信号を送信する干渉波が加わった場合には、相互に及ぼし合う影響が大きい。この干渉源の１つに気象レーダがある。気象レーダの送信出力は非常に大きく約２５０ｋＷ(約８４ｄＢｍ)にもなる。かつ、気象レーダは通常、指向性の鋭いパラボラアンテナ等を一定周期で回転させながら使用して、数マイクロ秒の幅を持ったパルスを１秒間に数百回目標物に向かって送信し、その反射波を受信して平均化することによって目標物を正確に捕捉するようになっている。この様にレーダ波はパルス波として送信されるためＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式にとって被干渉、与干渉ともにその影響は著しい。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式で使用される送信局と、気象レーダ等に代表される干渉局の送信電力差が大きいこと、またパルス信号で繰り返し送信されること、さらに干渉局の信号が鋭い指向性を持ち、一定周期で回転するアンテナから送信されることを利用し、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式に用いる受信信号レベル検出用の閾値とは別に、干渉波検出用の閾値を備える回路を備え、この干渉波検出用の閾値を超えるレベルの干渉波が加わった場合に、あらかじめ設定した期間だけパケット信号の送信を停止する制御を行うことにより、大出力の干渉波が存在する中でＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式を用いて通信を行う場合に、その被干渉の影響を抑えてスループットの低下を回避し、かつ、与干渉の影響を抑え干渉局での特性劣化を抑えたディジタル無線通信システムにおける送信制御回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために請求項１に記載の発明は、受信信号のレベルを検出してその受信信号レベル情報を出力する受信信号レベル検出回路と、前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、この入力信号があらかじめ設定された閾値を超えた場合に信号を出力する受信信号閾値回路と、当該受信信号閾値回路の出力信号が入力された場合には他局が送信していると判断し、信号の送信停止を行う制御信号を出力する第１の制御回路と、当該第１の制御回路の制御信号に基づいて前記信号の送信停止を行う信号送信回路とを備えて成るディジタル無線通信システムにおける送信制御回路において、前記受信信号の閾値とは異なる大きい値の干渉波用の閾値を設定し、前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、前記干渉波用の閾値を超えた場合に信号を出力する干渉信号閾値回路と、前記干渉信号閾値回路の出力信号が入力された場合には干渉波が存在すると判断し、信号の送信停止を行う制御信号を出力する第２の制御回路とを備え、前記第２の制御回路は出力信号を複数回入力し、所定期間周期で到来する干渉波の周期を推定する干渉波周期推定回路と、前記干渉波周期推定回路で推定された推定周期に従い、前記信号の送信を停止する次の停止開始タイミングを推定するタイミング推定回路とを更に備え、前記タイミング推定回路の出力信号が前記信号送信回路に入力されることにより、次の送信停止の期間を制御し、前記第２の制御回路の出力信号が前記信号送信回路に入力された場合に予め決められた期間だけ送信を停止する制御を行うこととした。上記構成により、停止タイミングを指示する第２の制御回路の出力信号を複数回記憶し、平均処理することで、干渉波が到来しＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式の送信局に影響を及ぼす回転周期を推定する。この推定値を用いて、次の停止開始タイミングを決定し、このタイミングで信号送信回路が信号の送信を停止することができる。このことにより、送信を行う周波数に大出力の干渉波が加わった場合に相互のシステム間の被干渉、与干渉の影響を回避し、スループットの劣化を抑えたディジタル無線通信システムを実現できる。
【００１２】
請求項２に記載のディジタル無線通信システムにおける信号送信制御回路は、受信信号のレベルを検出してその受信信号レベル情報を出力する受信信号レベル検出回路と、前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、この入力信号があらかじめ設定された閾値を超えた場合に信号を出力する受信信号閾値回路と、当該受信信号閾値回路の出力信号が入力された場合には他局が送信していると判断し、信号の送信停止を行う制御信号を出力する第１の制御回路と、当該第１の制御回路の制御信号に基づいて前記信号の送信停止を行う信号送信回路とを備えて成るディジタル無線通信システムにおける送信制御回路において、前記受信信号の閾値とは異なる大きい値の干渉波用の閾値を設定し、前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、前記干渉波用の閾値を超えた場合に信号を出力する干渉信号閾値回路と、前記干渉信号閾値回路の出力信号が入力された場合には干渉波が存在すると判断し、信号の送信停止を行う制御信号を出力する第２の制御回路とを備え、更に前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、前記受信信号のピークタイミングを検出してそのタイミング信号を出力するピークタイミング検出回路と、前記ピークタイミング検出回路により複数回入力されるタイミング信号から、所定期間周期で到来する干渉波の周期を推定する干渉波周期推定回路と、前記干渉波周期推定回路で推定された推定周期に従い前記信号の送信を停止する次の停止開始タイミングを推定するタイミング推定回路とを更に備え、前記タイミング推定回路の出力信号が前記信号送信回路に入力されることにより、次の送信停止の期間を制御し、前記第２の制御回路の出力信号が前記信号送信回路に入力された場合に送信を予め決められた期間だけ停止する制御を行うこととした。上記構成により、受信信号レベルのピークタイミングを検出し、ピークタイミングを複数回平均処理することで、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式の送信局に影響を及ぼす干渉波の回転周期を推定することができ、この推定値を用いて、次の停止タイミングを決定し、このタイミングで信号送信回路が信号の送信を停止する。このことにより、送信を行う周波数に大出力の干渉波が加わった場合に相互のシステム間の被干渉、与干渉の影響を回避し、スループットの劣化を抑えたディジタル無線通信システムを実現できる。
【００１３】
請求項３に記載のディジタル無線通信システムにおける信号送信制御回路は、請求項１または請求項２に記載の同装置において、前記干渉信号閾値回路と前記第２の制御手段との間にカウンタを設け、当該カウンタには、前記干渉信号閾値回路の出力信号が入力され、前記出力信号受信時より、タイマーによる計時を開始して一定期間の間に複数回の信号が入力された場合に前記第２の制御回路に対して信号を出力し、前記第２の制御回路によって前記信号の送信を停止することとした。上記構成により、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式におけるキャリアセンスのレベル判定とは別に干渉波検出用のレベル判定を行い、干渉波のレベルがこれを上回った場合に、カウンタ回路を動作させ所定期間に複数回の干渉波パルスが検出された場合には、信号送信回路が信号の送信を停止することができる。このことにより、送信を行う周波数に大出力の干渉波が加わった場合に相互のシステム間の被干渉、与干渉の影響を回避し、スループットの劣化を抑えたディジタル無線通信システムを実現できる。
【００１４】
請求項４に記載のディジタル無線通信システムにおける信号送信制御回路は、請求項１から３のいずれかに記載の同装置において、前記干渉波周期推定回路は、任意に設定可能な固定時間で干渉波周期の推定を繰り返し行い更新することとした。上記構成により、干渉波の到来周期を推定する干渉波周期推定回路の固定時間で繰り返し行い更新することにより、送信を行う周波数に大出力の干渉波が加わった場合に相互のシステム間の被干渉、与干渉の影響を回避し、スループットの劣化を抑えたディジタル無線通信システムを実現できる。
【００１５】
請求項５に記載のディジタル無線通信システムにおける信号送信制御回路は、請求項１から３のいずれかに記載の同装置において、前記第２の制御回路の出力信号である送信停止のタイミング信号と、前記タイミング推定回路の出力信号である推定した送信停止のタイミング信号とが入力されることにより、両入力の停止開始タイミングの差を比較し、そのタイミング差が大きい場合に更新信号を出力する比較回路と、前記比較回路による更新信号出力が入力され、前記干渉波周期の推定を再度行う前記干渉波周期推定回路とを有することとした。上記構成により、第２の制御回路の出力信号である、測定した現時点の信号送信の停止タイミングと、タイミング推定回路の出力信号である、過去の開始タイミングに基づいて推定した送信停止のタイミング信号を比較し、その差が大きい場合には干渉波の到来周期を推定する干渉波周期推定回路の更新を再度行うため、送信を行う周波数に大出力の干渉波が加わった場合における相互のシステム間の被干渉、与干渉の影響を回避し、スループットの劣化を抑えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の一実施形態を示すブロック図である。図１において、送信制御回路は、アンテナ回路１０１、スイッチ回路１０２、受信信号レベル検出回路１０３、受信信号閾値回路１０４、ＣＳＭＡ／ＣＡ制御回路１０５、信号送信回路１０６、干渉信号閾値回路１０７、干渉波送信制御回路１０８で構成される。
【００１８】
上記構成において、まず、アンテナ回路１０１で受信信号（ａ）を受信し、アンテナ回路出力信号（ｂ）としてスイッチ回路１０２に供給する。スイッチ回路１０２では、アンテナ回路出力信号（ｂ）を更にスイッチ回路出力信号（ｃ）として受信信号レベル検出回路１０３に供給する。受信信号レベル検出回路１０３では受信信号レベル信号（ｄ）を受信信号閾値回路１０４に供給する。受信信号閾値回路１０４では、その受信信号レベル信号（ｄ）があらかじめ設定された閾値より大きい場合に、閾値回路出力信号（ｅ）を出力する。
ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路１０５では、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されている場合には、他局が送信していると判断し、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されない場合には、送信が可能であると判断し、その旨、制御信号（ｆ）を信号送信回路１０６に出力し、この信号に基いてＣＳＭＡ／ＣＡの制御が行われる。ここまでの動作は図６に示した従来例と同様である。
【００１９】
一方、受信信号レベル検出回路１０３の出力信号（ｄ）は干渉信号閾値回路１０７にも供給されている。ここでは、受信信号閾値回路１０４とは異なり、値が大きい干渉波用の閾値があらかじめ設定されている。干渉信号閾値回路１０７では、この干渉波用の閾値との比較を行い、干渉波用の閾値よりレベルの大きい信号が入力された場合には、この干渉信号閾値回路１０７による信号（ｉ）を出力する。干渉波送信制御回路１０８では、この信号が入力された場合には、干渉波が送信されていると判断し、信号送信回路１０６に送信を停止するための制御信号（ｊ）を出力する。
信号送信回路１０６では、ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路１０５、干渉波送波制御回路１０８によって出力されるそれぞれの制御信号（ｆ）、（ｊ）に従い、送信信号の送信、あるいは送信停止といったＣＳＭＡ／ＣＡの競合制御、及び干渉波検出に基いた送信制御を行い、送信信号（ｈ）を出力する。
【００２０】
図２は、本発明の他の実施形態を示すブロック図である。図２において、送信制御回路は、アンテナ回路２０１、スイッチ回路２０２、受信信号レベル検出回路２０３、受信信号閾値回路２０４、ＣＳＭＡ／ＣＡ制御回路２０５、信号送信回路２０６、干渉信号閾値回路２０７、干渉波送信制御回路２０８カウンタ回路２０９で構成される。図１に示す実施形態との構成上の差異は、干渉信号閾値回路２０７と干渉波送信制御回路２０８の間にカウンタ回路２０９を設けたことにある。
【００２１】
上記構成において、アンテナ回路２０１では受信信号（ａ）が受信される。アンテナ回路出力信号（ｂ）はスイッチ回路２０３に入力され、その後、スイッチ回路出力信号（ｃ）として受信信号レベル検出回路２０３に入力される。受信信号レベル検出回路２０３では、受信信号レベル信号（ｄ）が出力される。受信信号閾値回路２０４では、受信信号レベル信号（ｄ）が設定された閾値より大きい場合に、閾値回路出力信号（ｅ）を出力する。ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路２０５では、先の閾値回路出力信号（ｅ）が入力されている場合には、他局が送信していると判断し、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されない場合には送信が可能であると判断し、制御信号（ｆ）を信号送信回路２０６に出力し、この信号に基いてＣＳＭＡ／ＣＡの制御が行われ、送信信号（ｈ）を出力する。
【００２２】
一方、受信信号レベル検出回路２０３の出力信号（ｄ）は、干渉信号閾値回路２０７にも入力される。ここでは、受信信号閾値回路２０４とは異なり、値が大きい干渉波用の閾値が設定される。干渉信号閾値回路２０７では、この干渉波用の閾値との比較を行い、干渉波用の閾値よりレベルの大きい信号が入力された場合には、干渉信号閾値回路２０７の出力信号（ｉ）を出力する。カウンタ回路２０９では、一度、干渉信号閾値回路２０７の出力信号（ｉ）を受信すると、タイマーによる計時を開始して一定期間の間に、更に干渉信号閾値回路２０７から出力信号（ｉ）が入力されるかを観測し、観測された場合には干渉波がＣＳＭＡ／ＣＡ通信局に到来したと判断し、カウンタ回路２０９出力（ｋ）によって干渉波送信制御回路２０８を動作させる。
干渉波送信制御回路２０８では、このカウンタ回路出力信号（ｋ）が入力された場合には、干渉波が送信されていると判断し、信号送信回路２０８に送信を停止する制御信号（ｊ）を出力する。信号送信回路２０６では、ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路２０５、干渉波送波制御回路２０８によって出力されるそれぞれの制御信号（ｆ）、（ｊ）に従い、送信信号の送信、あるいは送信停止といったＣＳＭＡ／ＣＡの競合制御、及び干渉波検出に基いた送信制御を行い、送信信号（ｈ）を出力する。
【００２３】
図３は、本発明の更に他の実施形態を示すブロック図である。図１において、送信制御回路は、アンテナ回路３０１、スイッチ回路３０２、受信信号レベル検出回路３０３、受信信号閾値回路３０４、ＣＳＭＡ／ＣＡ制御回路３０５、信号送信回路３０６、干渉信号閾値回路３０７、干渉波送信制御回路３０８、干渉周期推定回路３０９、タイミング推定回路３１０で構成される。図１に示す実施形態との差異は、図１に示す実施形態が持つ構成要素に、更に、干渉周期推定回路３０９とタイミング推定回路３１０が付加されたことにある。
【００２４】
上記構成において、まず、アンテナ回路３０１では受信信号（ａ）が受信される。アンテナ回路出力信号（ｂ）はスイッチ回路３０２に入力され、その後、スイッチ回路出力信号（ｃ）として受信信号レベル検出回路３０３に入力される。受信信号レベル検出回路３０３では、受信信号レベル信号（ｄ）が検出され、出力される。受信信号閾値回路３０４では、受信信号レベル信号（ｄ）があらかじめ設定された閾値より大きい場合に、閾値回路出力信号（ｅ）を出力する。ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路３０５では、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されている場合には、他局が送信していると判断し、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されない場合には、送信が可能であると判断し、制御信号（ｆ）を信号送信回路３０６に出力し、この信号に基いてＣＳＭＡ／ＣＡの制御が行われる。
【００２５】
一方、受信信号レベル検出回路３０３の出力信号（ｄ）は、干渉信号閾値回路３０７にも入力されている。ここでは、受信信号閾値回路３０４とは異なり、値が大きい干渉波用の閾値が設定されている。干渉信号閾値回路３０７では、この干渉波用の閾値との比較を行い、干渉波用の閾値よりレベルの大きい信号が入力された場合には、干渉信号閾値回路３０７の出力信号（ｉ）を出力する。干渉波送信制御回路３０８では、この信号が入力された場合には、干渉波が送信されていると判断し、信号送信回路３０６に送信を停止する制御信号（ｊ）を出力する。
【００２６】
ここで、制御信号（ｊ）は別途、干渉波周期推定回路３０９にも入力される。干渉波周期推定回路３０９では、制御信号（ｊ）によって示される、送信停止タイミングを複数回平均することで、干渉波周期の推定を行い、このことにより推定信号（ｌ）を出力しタイミング推定回路３１０に供給する。タイミング推定回路３１０では、推定信号（ｌ）から現時点の次の送信停止タイミング信号である信号を算出して生成し、これを出力して信号送信回路３０６に対し送信停止タイミング（ｍ）として供給する。
信号送信回路３０６では、タイミング推定回路３１０によって出力される送信停止タイミング信号（ｍ）、ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路３０５、干渉波送波制御回路３０８によって出力されるそれぞれの制御信号（ｆ）、（ｊ）に従い、送信信号（ｇ）の送信、あるいは送信停止といったＣＳＭＡ／ＣＡの競合制御、及び干渉波検出に基いた送信制御を行い、送信信号（ｈ）を出力する。
【００２７】
図４は本発明の更に他の実施形態を示すブロック図である。図４において、送信制御回路は、アンテナ回路４０１、スイッチ回路４０２、受信信号レベル検出回路４０３、受信信号閾値回路４０４、ＣＳＭＡ／ＣＡ制御回路４０５、信号送信回路４０６、干渉信号閾値回路４０７、干渉波送信制御回路４０８、干渉波周期推定回路４０９、タイミング推定回路４１０、ピークタイミング検出回路４１１で構成される。図３に示す実施形態との差異は、受信信号レベル検出回路４０３と干渉周期推定回路４０９間にピークタイミング検出回路４１１を設けたことにある。
【００２８】
図４において、まず、アンテナ回路４０１で受信信号（ａ）が受信される。アンテナ回路出力信号（ｂ）はスイッチ回路４０２に入力され、その後、スイッチ回路出力信号（ｃ）として受信信号レベル検出回路４０３に入力され、受信信号レベル検出回路４０３では、受信信号レベル信号を検出してその信号（ｄ）が出力される。受信信号閾値回路４０４では、その受信信号レベル信号（ｄ）が設定された閾値より大きい場合に、閾値回路出力信号（ｅ）を出力する。ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路４０５では、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されている場合には、他局が送信していると判断し、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されない場合には、送信が可能であると判断し、制御信号（ｆ）を信号送信回路４０６に出力し、この信号に基いてＣＳＭＡ／ＣＡの制御が行われる。
【００２９】
一方、受信信号レベル検出回路４０３の出力信号（ｄ）は干渉信号閾値回路４０７にも入力されている。ここでは、受信信号閾値回路４０４とは異なり、値が大きい干渉波用の閾値が設定されている。干渉信号閾値回路４０７では、この干渉波用の閾値との比較を行い、干渉波用の閾値よりレベルの大きい信号が入力された場合には、干渉信号閾値回路の出力信号（ｉ）を出力する。干渉波送信制御回路４０８では、この信号が入力された場合には、干渉波が送信されていると判断し、信号送信回路４０６に送信を停止する制御信号（ｊ）を出力する。
【００３０】
なお、受信信号レベル検出回路４０３の出力信号は、別途、ピークタイミング検出回路４１１にも入力される。干渉波周期推定回路４０９では、ピークタイミング検出回路４１１出力であるピークタイミング検出信号（ｎ）によって示される、ピークタイミングを複数回平均することで干渉波周期の推定を行い、その結果、推定信号（ｌ）を出力する。タイミング推定回路４１０では、先の推定信号から現時点の、次の送信停止タイミング信号を算出して生成し、信号送信回路４０６に供給する送信停止タイミング信号（ｍ）とする。信号送信回路４０６では、タイミング推定回路４１０によって出力される送信停止タイミング信号（ｍ）、ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路４０５、干渉波送波制御回路４０８によって出力されるそれぞれの制御信号（ｆ）、（ｊ）に従い、送信信号（ｇ）の送信、あるいは送信停止といったＣＳＭＡ／ＣＡの競合制御、及び干渉波検出に基いた送信制御を行い、送信信号（ｈ）を出力する。
【００３１】
図５は本発明の更に他の実施形態を示すブロック図である。図５において、送信制御回路は、アンテナ回路５０１、スイッチ回路５０２、受信信号レベル検出回路５０３、受信信号閾値回路５０４、ＣＳＭＡ／ＣＡ制御回路５０５、信号送信回路５０６、干渉信号閾値回路５０７、干渉波送信制御回路５０８、干渉波周期推定回路５０９、タイミング推定回路５１０、ピークタイミング検出回路５１１、比較回路５１２で構成される。図４に示す実施形態との差異は、干渉波送信制御回路５０８出力とタイミング推定回路５１０出力を入力とし、比較結果を干渉波周期推定回路５０９に供給する比較回路を設けたことにある。
【００３２】
上記構成において、まず、アンテナ回路５０１で受信信号（ａ）が受信される。アンテナ回路出力信号（ｂ）はスイッチ回路５０２に入力され、その後、スイッチ回路出力信号（ｃ）として受信信号レベル検出回路５０３に入力される。受信信号レベル検出回路５０３では、受信信号レベル信号が検出され出力される。受信信号閾値回路５０４では、受信信号レベル信号（ｄ）が設定された閾値より大きい場合に、閾値回路出力信号（ｅ）を出力する。ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路５０５では、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されている場合には、他局が送信していると判断し、閾値回路出力信号（ｅ）が入力されない場合には、送信が可能であると判断し、制御信号（ｆ）を信号送信回路５０６に出力し、この信号に基いてＣＳＭＡ／ＣＡの制御が行われる。
【００３３】
一方、受信信号レベル検出回路５０３の出力信号（ｄ）は、干渉信号閾値回路５０７にも入力される。干渉信号閾値回路５０７には、受信信号閾値回路５０４とは異なり値が大きい干渉波用の閾値が設定されている。干渉信号閾値回路５０７では、この干渉波用の閾値との比較を行い、干渉波用の閾値よりレベルの大きい信号が入力された場合には、干渉信号閾値回路の出力信号（ｉ）を出力する、干渉波送信制御回路５０８では、この信号が入力された場合には、干渉波が送信されていると判断し、信号送信回路５０６に送信を停止する制御信号（ｊ）を出力する。
ここで、受信信号レベル検出回路５０３の出力信号（ｄ）は、別途、ピークタイミング検出回路５１１に入力される。干渉波周期推定回路５０９では、ピークタイミング信号（ｎ）によって示される、ピークタイミングを複数回平均することで干渉波周期の推定を行い、推定信号（ｌ）をタイミング推定回路５１０に出力する。タイミング推定回路５１０では、この推定信号から現時点の、次の送信停止タイミング信号を算出し、生成出力を行い、信号送信回路５０６の送信停止タイミング（ｍ）とする。
【００３４】
なお、現時点での送信停止のタイミングを示す制御信号（ｊ）と、過去の値に基いて推定された送信停止のタイミングを示す送信停止タイミング信号（ｍ）は、比較回路５１２に入力される。比較回路５１２では両入力のタイミングの差が比較され、その差が大きい場合には、再度、干渉波周期推定を行うように更新信号（ｏ）を出力し、干渉波周期推定回路５０９では干渉波周期の再推定が行われる。信号送信回路５０６では、タイミング推定回路５１０によって出力される送信停止タイミング信号（ｍ）、ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路５０５、干渉波送波制御回路５０８によって出力されるそれぞれの制御信号（ｆ）、（ｊ）に従い、送信信号の送信、あるいは送信停止といったＣＳＭＡ／ＣＡの競合制御、及び干渉波検出に基いた送信制御を行い、送信信号（ｈ）を出力する。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明のように本発明は、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式で使用される送信局と、気象レーダ等に代表される干渉局の送信電力差が大きいこと、またパルス信号で繰り返し送信されること、さらに干渉局の信号が鋭い指向性を持ち、一定周期で回転するアンテナから送信されることを利用し、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式に用いる受信信号レベル検出用の閾値とは別に、干渉波検出用の閾値を備える回路を備え、この干渉波検出用の閾値を超えるレベルの干渉波が加わった場合に、あらかじめ設定した期間だけパケット信号の送信を停止する制御を行うものである。
このことにより、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式におけるキャリアセンスのレベル判定とは別に干渉波検出用のレベル判定を行い、干渉波のレベルがこれを上回った場合には、信号送信回路が信号の送信を停止することによって、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信方式を用いて送信制御されたパケット通信を行う場合、送信を行う周波数に大出力の干渉波が加わった場合に相互のシステム間の被干渉、与干渉の影響を回避し、スループットの劣化を抑えたディジタル無線通信システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】 本発明のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の他の実施形態を示すブロック図である。
【図３】 本発明のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の更に他の実施形態を示すブロック図である。
【図４】 本発明のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の更に他の実施形態を示すブロック図である。
【図５】 本発明のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の更に他の実施形態を示すブロック図である。
【図６】 従来のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路の内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１（２０１、３０１、４０１、５０１）…アンテナ回路、１０２（２０２、３０２、４０２、５０２）…スイッチ回路、１０３（２０３、３０３、４０３、５０３）…受信信号レベル検出回路、１０４（２０４、３０４、４０４、５０４）…受信信号閾値回路、１０５（２０５、３０５、４０５、５０５）…ＣＳＭＡ／ＣＡ送信制御回路、１０６（２０６、３０６、４０６、５０６）…信号送信回路、１０７（２０７、３０７、４０７、５０７）…干渉信号閾値回路、１０８（２０８、３０８、４０８、５０８）…干渉波送信制御回路、２０９…カウンタ回路、３０９（４０９、５０９）…干渉波周期推定回路、３１０（４１０、５１０）…タイミング推定回路、４１１（５１１）…ピークタイミング検出回路、５１２…比較回路
Claims (5)
- 受信信号のレベルを検出してその受信信号レベル情報を出力する受信信号レベル検出回路と、前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、この入力信号があらかじめ設定された閾値を超えた場合に信号を出力する受信信号閾値回路と、当該受信信号閾値回路の出力信号が入力された場合には他局が送信していると判断し、信号の送信停止を行う制御信号を出力する第１の制御回路と、当該第１の制御回路の制御信号に基づいて前記信号の送信停止を行う信号送信回路とを備えて成るディジタル無線通信システムにおける送信制御回路において、
前記受信信号の閾値とは異なる大きい値の干渉波用の閾値を設定し、前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、前記干渉波用の閾値を超えた場合に信号を出力する干渉信号閾値回路と、前記干渉信号閾値回路の出力信号が入力された場合には干渉波が存在すると判断し、信号の送信停止を行う制御信号を出力する第２の制御回路とを備え、
前記第２の制御回路は出力信号を複数回入力し、所定期間周期で到来する干渉波の周期を推定する干渉波周期推定回路と、
前記干渉波周期推定回路で推定された推定周期に従い、前記信号の送信を停止する次の停止開始タイミングを推定するタイミング推定回路とを更に備え、
前記タイミング推定回路の出力信号が前記信号送信回路に入力されることにより、次の送信停止の期間を制御し、
前記第２の制御回路の出力信号が前記信号送信回路に入力された場合に予め決められた期間だけ送信を停止する制御を行うことを特徴とするディジタル無線通信システムにおける送信制御回路。 - 受信信号のレベルを検出してその受信信号レベル情報を出力する受信信号レベル検出回路と、前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、この入力信号があらかじめ設定された閾値を超えた場合に信号を出力する受信信号閾値回路と、当該受信信号閾値回路の出力信号が入力された場合には他局が送信していると判断し、信号の送信停止を行う制御信号を出力する第１の制御回路と、当該第１の制御回路の制御信号に基づいて前記信号の送信停止を行う信号送信回路とを備えて成るディジタル無線通信システムにおける送信制御回路において、
前記受信信号の閾値とは異なる大きい値の干渉波用の閾値を設定し、前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、前記干渉波用の閾値を超えた場合に信号を出力する干渉信号閾値回路と、前記干渉信号閾値回路の出力信号が入力された場合には干渉波が存在すると判断し、信号の送信停止を行う制御信号を出力する第２の制御回路とを備え、
更に前記受信信号レベル検出回路の出力信号が入力され、前記受信信号のピークタイミングを検出してそのタイミング信号を出力するピークタイミング検出回路と、前記ピークタイミング検出回路により複数回入力されるタイミング信号から、所定期間周期で到来する干渉波の周期を推定する干渉波周期推定回路と、前記干渉波周期推定回路で推定された推定周期に従い前記信号の送信を停止する次の停止開始タイミングを推定するタイミング推定回路とを更に備え、前記タイミング推定回路の出力信号が前記信号送信回路に入力されることにより、次の送信停止の期間を制御し、
前記第２の制御回路の出力信号が前記信号送信回路に入力された場合に送信を予め決められた期間だけ停止する制御を行うことを特徴とするディジタル無線通信システムにおける送信制御回路。 - 前記干渉信号閾値回路と前記第２の制御手段との間にカウンタを設け、当該カウンタには、前記干渉信号閾値回路の出力信号が入力され、前記出力信号受信時より、タイマーによる計時を開始して一定期間の間に複数回の信号が入力された場合に前記第２の制御回路に対して信号を出力し、前記第２の制御回路によって前記信号の送信を停止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路。
- 前記干渉波周期推定回路は、任意に設定可能な固定時間で干渉波周期の推定を繰り返し行い更新することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のディジタ ル無線通信システムにおける送信制御回路。
- 前記第２の制御回路の出力信号である送信停止のタイミング信号と、前記タイミング推定回路の出力信号である推定した送信停止のタイミング信号とが入力されることにより、両入力の停止開始タイミングの差を比較し、そのタイミング差が大きい場合に更新信号を出力する比較回路と、前記比較回路による更新信号出力が入力され、前記干渉波周期の推定を再度行う前記干渉波周期推定回路とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のディジタル無線通信システムにおける送信制御回路。
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