JP3856678B2

JP3856678B2 - 無線通信装置

Info

Publication number: JP3856678B2
Application number: JP2001307366A
Authority: JP
Inventors: 靖憲星原; 倫一濱田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2001-10-03
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2021-10-03
Also published as: JP2003115805A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は無線通信装置に関し、特に、現用系送受信機と予備系送受信機とを有し、現用系送受信機が故障したときに予備系送受信機で送受信を行うような冗長構成の無線通信装置における動作状態診断のための構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の冗長構成の無線通信装置の一例を示すブロック図である。図６において、現用系送受信機１４と予備系送受信機１８とが無線切替スイッチ６２を介して主アンテナ１３に接続されている。そして、現用系送受信機１４で送受信し、現用系送受信機１４が故障したとき、無線切替スイッチ６２を切替えて予備系送受信機１８で送受信が行なわれる。現用系送受信機１４で送受信しているときは予備系送受信機１８には電源が投入されていて、いつでも動作可能な状態にされている。
【０００３】
現用系送受信機１４は現用系送信機１５と、現用系受信機１６と、現用系サーキュレータ１７と、無線機内部折り返しスイッチ２２とを含み、予備系送受信機１８は予備系送信機１９と、予備系受信機２０と、予備系サーキュレータ２１と、無線機内部折り返しスイッチ２３とを含む。無線機内部折り返しスイッチ２２は現用系送信機１５と現用系受信機１６をそれぞれ同時に動作させて、両者が正常に動作するかを自己診断するために設けられており、同じく無線機内部折り返しスイッチ２３は予備系送信機１９と予備系受信機２０を同時に動作させて両者が正常に動作するかを自己診断するために設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示した構成例では現用系受信機１６，予備系受信機２０にて折り返し経路から自信号を常に安定したレベルで受信することは、現用系送信機１５と現用系受信機１６および予備系送信機１９と予備系受信機２０間の回路干渉などの問題により困難であり、たとえば受信機が故障していなくても、動作状態診断で不良と誤認識されてしまうこともある。
【０００５】
また、図６に示した構成では、折り返しによる動作状態診断を行うと、その期間運用を停止せざるを得ないという問題がある。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、安定した無線信号の折り返し経路を設け、現用／予備系無線機の動作状態診断を可能とし、かつ動作状態診断期間に運用停止とならない冗長構成の無線通信装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、それぞれが送信回路と受信回路とを含む２組の送受信機を備えた無線通信装置において、１つの主アンテナと、１つの補助アンテナと、主アンテナと補助アンテナを交互に切替えて２組の送受信機に接続する切替え手段とを備え、主アンテナに接続された一方の送受信機の送信信号を補助アンテナを介して、他方の送受信機で受信するように切替え手段を切替え、該他方の送受信機で一方の送受信機の動作状態を診断することを特徴とする。
【０００８】
これにより、安定した無線信号の折り返し経路を設けることができ、２組の無線機の動作状態の診断を可能とし、かつ動作状態診断中期間に運用停止となることがない。
【０００９】
また、切替え手段は、他方の送受信機の受信信号を一方の送受信機に折り返すように主アンテナと補助アンテナと２組の送受信機の接続状態を切替え、主アンテナに接続された他方の送受信機の送信信号を補助アンテナを介して一方の送受信機において受信し、該一方の送受信機で他方の送受信機の動作状態を診断することを特徴とする。
【００１０】
また、切替え手段としてトランスファスイッチを用いることにより、２組の送受信機の間で系間折り返し経路を構成することを特徴とする。
【００１１】
さらに、切替え手段としてトランスファスイッチを用いることにより、折り返し経路は、一方の送受信機の送信機から他方の送受信機の受信機に対する経路と、他方の送受信機の受信機から他方の送受信機の送信機に対する経路と、他方の送受信機の送信機から一方の送受信機の受信機に対する経路とを形成し、各受信機で動作状態を診断することを特徴とする。
【００１２】
さらに、主アンテナはその指向性が分割された複数のセクタアンテナであって、補助アンテナは各セクタアンテナに対応して設けられ、セクタアンテナに接続された一方の送信機の送信信号を対応する補助アンテナを介して他方の送受信機において受信し、該他方の送受信機で一方の送受信機の動作状態を診断することを特徴とする。
【００１３】
さらに、補助アンテナに代えて計測器を接続するためのアダプタが切換手段に接続されることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態のブロック図である。図１において、現用系送受信機１４は現用系送信機１５と、現用系受信機１６と、現用系サーキュレータ１７とを含み、予備系送受信機１８は予備系送信機１９と、予備系受信機２０と、予備系サーキュレータ２１とを含み、図６に示した無線機内部折り返しスイッチ２２，２３は設けられていない。また、現用系送受信機１４と予備系送受信機１８との間で同期信号が受け渡されて同期が取られている。
【００１５】
さらに、この実施形態ではトランスファスイッチ１１と、補助アンテナ１２と、主アンテナ１３とが設けられている。トランスファスイッチ１１はポートＡ〜Ｄを有しており、ポートＡとポートＢ，ポートＣとポートＤとを接続するか、あるいはポートＡとポートＤ，ポートＢとポートＣとを接続するように切替え可能なスイッチである。このトランスファスイッチ１１のポートＡには現用送受信機１４の現用系サーキュレータ１７が接続され、ポートＢには主アンテナ１３が接続され、ポートＣには予備系送受信機１８の予備系サーキュレータ２１が接続され、ポートＤには補助アンテナ１２が接続されている。
【００１６】
次に、系間折り返し経路Ａについて説明する。現用系送受信機１４が運用中であるとき、現用系送信機１５から出力された無線信号は現用系サーキュレータ１７を介してトランスファスイッチ１１のポートＡに入力される。現用系送受信機１４が運用中においては、トランスファスイッチ１１は、図１の実線矢印のポートＡ−Ｂ間およびポートＣ−Ｄ間が導通状態になっている。このため、トランスファスイッチ１１に入力された無線信号は主アンテナ１３に伝送され、さらに空間に放射される。
【００１７】
補助アンテナ１２は主アンテナ１３から空間に放射された無線信号を検出するために配置されており、補助アンテナ１２で検出された無線信号はトランスファスイッチ１１のポートＤに入力され、予備系送受信機１８の予備系サーキュレータ２１を介して予備系受信機２０に入力される。
【００１８】
現用系送受信機１４と予備系送受信機１８は、同期が取られているので、現用系送信機１５を動作させて無線信号を送出すると同時に、予備系受信機２０を動作させることにより、無線信号が予備系受信機２０によって受信可能にされる。そして、予備系受信機２０で受信された無線信号の受信レベルまたは符号誤り率が予備系受信機２０内で測定され、故障判定しきい値との比較が行なわれる。このとき、現用系受信機１６は折り返し動作に対して制御を変えることなく動作するため、ヘルスチェック期間中であっても運用が停止されることはない。
【００１９】
図１の折り返し経路Ｂについては後述の図３で説明する。
図２は図１に示した冗長構成の無線通信装置にて予備系送受信機を運用した場合の折り返し経路を示す図である。
【００２０】
予備系送受信機１８が運用された場合、トランスファスイッチ１１は図２の実線に示すように、ポートＡ−Ｄ間およびポートＢ−Ｃ間が導通状態となり、図１の実線で示した系間折り返し経路Ａは図２に示した系間折り返し経路Ａ´となる。すなわち、予備系送信機１９→予備系サーキュレータ２１→トランスファスイッチ１１のポートＣ→ポートＢ→主アンテナ１３→補助アンテナ１２→トランスファスイッチ１１のポートＤ→ポートＡ→現用系サーキュレータ１７→現用系受信機１６の経路に変わり、現用系受信機１６の動作状態診断が可能となる。
【００２１】
図３は図１に示した送受信機を構成する無線通信装置のブロック図である。図３において、無線機３１は受信機３２と送信機３３とを含み、受信機３２には高周波回路／中間周波回路（ＲＦ／ＩＦ）を含む受信回路（ＲＸ回路）３４と、復調部３９とが内蔵されており、送信機３３には高周波回路／中間周波回路（ＲＦ／ＩＦ）を含む送信回路（ＴＸ回路）３５と、変調部４０とが内蔵されている。変調部４０と復調部３９は変復調部３６を構成しており、さらにベースバンド折り返し経路を構成するベースバンド処理部３７が設けられている。受信機３２の入力と送信機３３の出力はサーキュレータ３８に接続されている。
【００２２】
無線機３１内に設けられているベースバンド処理部３７のベースバンド折り返し経路により、図１に示した補助アンテナ１２を介して受信機３２によって受信され、復調部３９で復調された受信信号がベースバンド信号の段階で送信機３３に折り返される。そして、受信信号が変復調部３６の変調部４０で変調され、送信回路３５で無線信号が生成され、トランスファスイッチ１１に伝送される。さらに、伝送された無線信号は図１の折り返し経路Ｂを介して、現用系送受信機１４の現用系受信機１６によって受信される。現用系受信機１６内で受信された無線信号の受信レベルまたは符号誤り率が測定され、故障判定しきい値との比較が行われて予備系送信機１９の動作状態診断が行なわれる。
【００２３】
図４は図１に示した冗長構成の無線通信装置において主アンテナとしてセクタアンテナを用いた実施形態を示す図である。
【００２４】
図１に示した主アンテナ１３が無指向性アンテナの場合、十分な指向性利得が得られない場合がある。そのような場合、指向性が分割されたセクタアンテナ４１が用いられる。図４に示したセクタアンテナ４１はたとえば０〜１８０°の指向性を有するセクタ０のアンテナと、１８０°〜３６０°の指向性を有するセクタ１のアンテナとを有している。そして、各セクタのアンテナに対応して補助アンテナ１２１，１２２が設けられる。
【００２５】
この実施形態では、予備系受信機２０の動作状態診断を各セクタごとに行い、受信レベルを予備系受信機２０内で測定し、故障判定しきい値との比較を行う。すなわち、トランスファスイッチ１１のポートＢはセクタアンテナ４１の切替え出力に接続されている。また、ポートＤには合成器４２を介して補助アンテナ１２１，１２２が接続されている。
【００２６】
現用系送信機１５からの無線信号は現用系サーキュレータ１７からトランスファスイッチ１１のポートＡからポートＢ，セクタアンテナ４１，補助アンテナ１２２，合成器４２，ポートＤ，ポートＣ，予備系サーキュレータ２１を介して予備系受信機２０に伝達される。予備系受信機２０は受信レベルがしきい値を下回るとセクタアンテナの故障と判定する。
【００２７】
図５はトランスファスイッチの補助アンテナ接続部にアダプタを接続し、送信モニタ端子とした実施形態を示す図である。トランスファスイッチ１１のポートＤには図１に示した補助アンテナ１２に代えて計測器に接続可能なアダプタ５１に置き換えたものである。このアダプタ５１に計測器を接続することにより、トランスファスイッチ１１のポートＢ−Ｃ間のアイソレーション特性を用いて、現用系送信機１５の送信信号波形を運用中にモニタすることができる。
【００２８】
また、予備系送受信機１８が運用中の場合は、トランスファスイッチ１１のポートＣ−Ｄ間のアイソレーション特性を用いて、予備系送信機１９の送信信号波形を運用中にモニタすることを可能にできる。
【００２９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、１つの主アンテナと、１つの補助アンテナと、主アンテナと補助アンテナを交互に切替えて２組の送受信機に接続する切替え手段とを備え、主アンテナに接続された一方の送受信機の送信信号を補助アンテナを介して、他方の送受信機で受信するように切替え手段を切替え、他方の送受信機で一方の送受信機の動作状態を診断するようにしたので、安定した無線信号の折り返し経路を設けることができ、２組の無線機の動作状態診断を可能とし、かつ動作状態診断中期間に運用停止とならない冗長構成の無線通信装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】図１に示した冗長構成の無線通信装置にて予備系送受信機を運用した場合の折り返し経路を示す図である。
【図３】図１に示した送受信機を構成する無線通信装置のブロック図である。
【図４】図１に示した冗長構成の無線通信装置において主アンテナとしてセクタアンテナを用いた実施形態を示す図である。
【図５】トランスファスイッチの補助アンテナ接続部にアダプタを接続し、送信モニタ端子とした実施形態を示す図である。
【図６】従来の冗長構成の無線通信装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１トランスファスイッチ、１２，１２１，１２２補助アンテナ、１３主アンテナ、１４現用系送受信機、１５現用系送信機、１６現用系受信機、１７現用系サーキュレータ、１８予備系送受信機、１９予備系送信機、２０予備系受信機、３１無線機、３２受信機、３３送信機、３４受信回路、３５送信回路、３６変復調部、３７ベースバンド処理部、３８サーキュレータ、３９復調部、４０変調部、４１セクタアンテナ、４２合成器、５１アダプタ、５２モニタ端子。

Claims

それぞれが送信回路と受信回路とを含む２組の送受信機を備えた無線通信装置において、
１つの主アンテナと、
１つの補助アンテナと、
前記主アンテナと前記補助アンテナを交互に切替えて前記２組の送受信機に接続する切替え手段とを備え、
前記主アンテナに接続された一方の送受信機の送信信号を前記補助アンテナを介して、他方の送受信機で受信するように前記切替え手段を切替え、該他方の送受信機で前記一方の送受信機の動作状態を診断することを特徴とする、無線通信装置。
前記切替え手段は、前記他方の送受信機の受信信号を前記一方の送受信機に折り返すように前記主アンテナと前記補助アンテナと前記２組の送受信機の接続状態を切替え、
前記主アンテナに接続された他方の送受信機の送信信号を前記補助アンテナを介して前記一方の送受信機において受信し、該一方の送受信機で前記他方の送受信機の動作状態を診断することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
前記切替え手段としてトランスファスイッチを用いることにより、前記２組の送受信機の間で系間折り返し経路を構成することを特徴とする、請求項１または２に記載の無線通信装置。
前記切替え手段としてトランスファスイッチを用いることにより、前記折り返し経路は、前記一方の送受信機の送信機から前記他方の送受信機の受信機に対する経路と、前記他方の送受信機の受信機から前記他方の送受信機の送信機に対する経路と、前記他方の送受信機の送信機から前記一方の送受信機の受信機に対する経路とを形成し、前記各受信機で動作状態を診断することを特徴とする、請求項３に記載の無線通信装置。
前記主アンテナはその指向性が分割された複数のセクタアンテナであって、
前記補助アンテナは前記各セクタアンテナに対応して設けられ、
前記セクタアンテナに接続された一方の送信機の送信信号を対応する補助アンテナを介して他方の送受信機において受信し、該他方の送受信機で前記一方の送受信機の動作状態を診断することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
前記補助アンテナに代えて計測器を接続するためのアダプタが前記切替え手段に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。