JP4133447B2 - 無線通信装置及び送信出力制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信出力制御機能を有する無線通信装置において、特に回線品質の向上を目的とした無線通信装置及び送信出力制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
無線通信装置で実現している送信出力制御方式は、気象条件や地理的条件等、通信条件が最悪の場合においても、利用環境に係わらず、受信レベルを一定に保つ必要がある。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自動送信出力レベル制御(以下、ATPC:Automatic Transmission Power Control)が広く使用されている。
【0003】
ATPCは、受信装置に受信レベルの閾値を設け、閾値以下に受信レベルが低下した時に、その低下を補償するように対向局の送信装置の出力レベルを上げるように制御する機能である。
【0004】
図5は、従来の無線通信装置を示すブロック図である。図5において、入力端子1から入力された信号は、変調部2で変調され、送信部3で増幅された後、送信用アンテナ4から送信される。この信号は、対向局の受信用アンテナ5で受信され、受信部6で増幅した後、復調部7で復調され、出力端子8から出力される。
【0005】
レベル検出部9は、受信部6の受信入力レベルを検出して、この受信入力レベルを含む受信入力レベル情報9aを対向局の出力制御部10へ無線信号によって伝送する。
【0006】
出力制御部10は、対向局のレベル検出部9から受信入力レベル情報9aを受け取り、対向局の受信入力レベルが所定のレベル(所定レベル)よりも低い場合には、その低下を補償するように送信部3の出力レベルを上げ、逆に受信入力レベルが所定のレベルよりも高い場合には送信部3の出力レベルを下げるように制御する。
【0007】
【特許文献1】
特許第2590736号(段落0003〜0005、図6)
【特許文献2】
特開平2000−269830号公報(段落0017、図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の無線通信装置及び送信出力制御方法では、受信入力レベルが低下した状態が続くと、対向局の出力制御部10では送信部3の出力レベルを上げ続けることになる。従って、受信入力レベルの低下が機器故障に起因する場合には、出力制御部10は制御値10aとして最大制御値を出力し続けることになる(過剰制御状態)。その結果、正常な制御値(つまり、受信入力レベルに応じた制御値)で運用されている隣接回線に対して、過剰制御による隣接干渉状態が発生し、回線障害が発生するという問題があった。
【0009】
また、出力制御部10が最大制御値を出力し続けることで、無駄に電力を消費するという問題があった。
【0010】
本発明の目的は、従来の問題点を解決するため、無線通信装置で実現しているATPCにおいて、過剰制御を抑制することによって、隣接干渉による回線品質の劣化を防止すること、過剰制御を抑制することによって、消費電力を低減することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線通信装置は、受信側で検出した受信入力レベルに応じて送信側に設けた送信部からの出力レベルを制御する無線通信装置であって、前記受信入力レベルを検出して、前記送信側へ伝送するレベル検出部と、前記受信入力レベルを受け取り、前記受信入力レベルが所定レベルよりも低い場合には、前記送信部の出力レベルを上げ、前記受信入力レベルが所定レベルよりも高い場合には前記送信部の出力レベルを下げるような制御値を出力する出力制御部と、前記出力レベルを制御する所定制御値を出力する出力レベル制御値設定部と、前記制御値が最大であることを許容する第1の所定時間を設定して出力する出力レベル検出タイマと、前記制御値が最大である時間が前記第1の所定時間以上続き、前記受信入力レベルが前記所定レベルよりも低い場合、前記制御値を前記所定制御値に設定する出力レベル検出部と、前記受信入力レベルの受信不能状態を許容する時間である第2の所定時間を設定して出力する受信レベル情報検出タイマと、前記受信入力レベルが前記第2の所定時間経過後も受信不能状態ならば、前記制御値を前記所定制御値に設定する受信レベル情報検出部と、を備えることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の無線通信装置の送信出力制御方法は、受信側で検出した受信入力レベルに応じて送信側に設けた送信部からの出力レベルを制御する無線通信装置の送信出力制御方法であって、 検出した前記受信入力レベルを前記送信側へ伝送するステップと、 前記受信入力レベルが所定レベルよりも高いか否かを判定すると、 前記受信入力レベルが前記所定レベルよりも低い場合には、前記送信部からの出力レベルを上げるように制御値を設定するステップと、前記制御値が最大である時間が、第1の所定時間以上続き、前記受信入力レベルが前記所定レベルよりも低ければ前記制御値を所定制御値に設定するステップと、前記受信入力レベルが受信不能状態を許容する時間である第2の所定時間以上受信できなければ、前記制御値を前記所定制御値に設定することを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
<第1の実施形態>次に、本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0024】
図1を参照すると、本発明の第1の実施形態としてのブロック図が示されている。図1において、本発明の第1の実施形態の無線通信装置は、変調部2、送信部3、送信用アンテナ4、受信用アンテナ5、受信部6、復調部7、レベル検出部9、出力制御部10、出力レベル検出部11、出力レベル制御値設定部12、出力レベル検出タイマ13から構成されている。
【0025】
変調部2は、入力端子1から入力される信号を変調し、送信部3は変調部2の出力信号を増幅し、送信用アンテナ4は送信部3の出力信号を送信する。
【0026】
受信部6は、受信用アンテナ5を介して受信した信号を増幅し、復調部7は、受信部6の出力信号を復調して、出力端子8から出力する。
【0027】
レベル検出部9は、受信部6から受信入力レベルを検出して、この受信入力レベルを含む受信入力レベル情報9aを対向局の出力制御部10へ無線信号によって伝送する。
【0028】
出力制御部10は、対向局のレベル検出部9から受信入力レベル情報9aを受け取り、対向局の受信入力レベルが所定のレベル(所定レベル)よりも低い場合には、その低下を補償するように送信部3の出力レベルを上げ、逆に受信入力レベルが所定レベルよりも高い場合には送信部3の出力レベルを下げるように、制御値10aを設定し、送信部3と出力レベル検出部11に出力する(この場合の制御値10aは、受信入力レベルに応じた正常な値となる)。
【0029】
出力レベル検出部11は、出力制御部10が出力した制御値10aが最大(最大制御値)である期間(時間)が、出力レベル検出タイマ13によって設定された第1の所定時間13a以上続き、且つ対向局のレベル検出部9から送信された受信入力レベルが所定レベルよりも低く、送信部3からの出力レベルを増加し続けようとする(過剰制御状態)ならば、出力制御部10からの制御値10aを出力レベル制御値設定部12によって設定された値(所定制御値12a)に設定する。
【0030】
出力レベル制御値設定部12は、所定制御値12aとして、出力制御部10からの制御値10aが最小となる最小制御値、制御値10aが最大となる最大制御値、制御値10aが現状を維持する現状維持制御値を含む任意の値を出力する。
【0031】
出力レベル検出タイマ13は、制御値10aが最大(最大制御値)になっていても差し支えない第1の所定時間13a(最大制御値であることを許容できる期間)を設定し、出力する。第1の所定時間13aは、マイクロ波帯のフェージング特性から90秒程度に設定するのが一般的であるが、設置条件、環境条件等によって特性に変動があるため、任意に設定できる機能を有する。
【0032】
次に、本発明の動作について詳細に説明する。図2は、第1の実施形態における制御値の設定動作を示すフローチャートである。
【0033】
図1において、入力端子1から入力された信号は、変調部2で変調され、送信部3で増幅された後、送信用アンテナ4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5で受信され、受信部6で増幅した後、復調部7で復調され、出力端子8から出力される。
【0034】
レベル検出部9は、受信部6の受信入力レベルを検出して、この受信入力レベルを含む受信入力レベル情報9aを対向局の出力制御部10へ無線信号によって伝送する(ステップS201)。
【0035】
出力制御部10は、対向局のレベル検出部9から受信入力レベル情報9aを受け取り、対向局の受信入力レベルが所定レベルよりも高いか否かを判定する(ステップS202)。対向局の受信入力レベルが所定レベルよりも低い場合(ステップS202のNO)には、その低下を補償するように送信部3の出力レベルを上げ(ステップS203)、逆に受信入力レベルが所定のレベルよりも高い場合(ステップS202のYES)には送信部3の出力レベルを下げる(ステップS207)ように出力制御部10の制御値10aを送信部3と出力レベル検出部11に出力する。
【0036】
出力レベル検出部11は、出力制御部10が出力した制御値10aが最大値である期間が、出力レベル検出タイマ13によって設定された第1の所定時間13a以上続き(第1の所定時間13aに亘って最大制御値が継続し、第1の所定時間13a経過後も最大制御値である状態)、且つ対向局のレベル検出部9から送信された受信入力レベルが所定レベルよりも低く、送信部3からの出力レベルを増加し続けようとする(過剰制御状態)ならば(ステップS204、205)、出力制御部10の制御値10aを出力レベル制御値設定部12で設定された所定の値(所定制御値12a)に設定する(ステップS206)。
【0037】
出力レベル制御値設定部12に設定できる値は、最小制御値/最大制御値/現状維持制御値となる値を含めて利用者が任意の値に設定することができる。
【0038】
最初に、出力レベル制御値設定部12の所定制御値12aを最小制御値に設定した場合について説明する。最大制御値が出力レベル検出タイマ13で設定された第1の所定時間13a以上続き、且つ対向局のレベル検出部9から送信された受信入力レベルが所定のレベルよりも低く、出力レベルを増加し続けようとした時、制御値10aを最小制御値に設定することによって、過剰制御状態を抑制することができるので、隣接干渉による回線品質の劣化防止と消費電力の低減を実現できる。
【0039】
次に、出力レベル制御値設定部12の所定制御値12aを最大制御値に設定した場合について説明する。この場合は、最大制御値がある時間続いているところから、最大制御値に設定されるので、逆に自分自身の無線回線を生かすことが実現できる。
【0040】
最後に、出力レベル制御値設定部12の所定制御値12aを現状維持制御値(直前に設定された制御値10aで送信部3の出力レベルを制御する制御値)に設定した場合について説明する。対向局のレベル検出部9から送信された受信入力レベルに基づいて、送信部3が出力制御部10から最後に受信した制御値10aで出力レベルを制御することで現状を維持し続けることができる。
【0041】
このように出力レベル制御値設定部12の設定を利用者の任意設定とすることで、自分の無線回線を優先させるか、隣接する無線回線を優先させるか優先度を設定できる。
【0042】
尚、図1では簡単化するために、レベル検出部9の出力信号(受信入力レベル情報9a)を直接出力制御部10へ入力しているが、図1を送受信構成として、対向局へ無線信号で伝送できるのは当然である。
【0043】
また、制御値10aは、送信部3からの出力レベルを制御する制御電圧の形で与えられてもよい。
【0044】
<第2の実施形態>次に、本発明の第2の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図3は第2の実施形態の構成を示すブロック図である。第2の実施形態の構成は、第1の実施形態の構成と基本的には同じであるので、同一構成部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略し、相違点(受信レベル情報検出部14、受信レベル情報検出タイマ15が第1の実施形態に付加されている)を中心に説明する。
【0045】
レベル検出部9は、受信部6の受信入力レベルを検出して、この受信入力レベルを含む受信入力レベル情報9aを対向局の受信レベル情報検出部14へ無線信号によって伝送する。
【0046】
受信レベル情報検出部14は、対向局のレベル検出部9からの受信入力レベル情報9aが、値を任意に設定する受信レベル情報検出タイマ15によって設定された第2の所定時間15a以上受信できなければ、出力制御部10の制御値10aを出力レベル制御値設定部12から設定された所定制御値12aに設定する。
【0047】
受信レベル情報検出タイマ15は、受信レベル情報9aが受信できなくても差し支えない第2の所定時間15a(受信不能状態を許容できる期間)を設定して出力する。第2の所定時間15aは、送信部3と受信部6と間における無線回線のフェージング特性によって決められる。
【0048】
その結果、第1の実施形態と同様に過剰制御を抑制することができ、隣接干渉による回線品質の劣化防止と消費電力の低減を実現できる。
【0049】
出力レベル制御値設定部12から所定制御値12aを現状維持制御値に設定した場合は、対向局のレベル検出部9から送信された受信入力レベル情報9aによって最後に設定された制御値10aで送信部3を制御することによって現状の出力レベルを維持し続けることができる。
【0050】
<第3の実施形態>次に、本発明の第3の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0051】
図4は、第3の実施形態の構成を示すブロック図である。第3の実施形態の構成は、無線通信装置において、特に、現用・予備方式を用いた送信出力制御方式であり、現用系と予備系とを切り替えて回線の信頼度を上げている。ここで、現用系、予備系各々の構成は、第1の実施形態の構成と基本的には同じであるが、分配部23、送信切替制御部24、送信切替部25、分配部26、受信切替制御部27、受信切替部28を付加している。
【0052】
図4において、入力端子1から入力された信号は、分配部23によって2つに分岐される。分岐された一方は、変調部2によって変調された後、送信部3によって増幅され、分岐された他方は、変調部16によって変調された後、送信部17によって増幅される。
【0053】
送信部3、17の出力レベルは、各々出力制御部10、21によって独立に制御される。
【0054】
レベル検出部20は、レベル検出部9と同様に受信部18の受信入力レベルを検出して、受信入力レベル情報20aを対向局の出力制御部21へ無線信号によって伝送する。
【0055】
出力制御部21は、対向局のレベル検出部20から受信入力レベル情報20aを受け取り、出力制御部10と同様に動作する。
【0056】
出力レベル検出部22は、出力制御部21が出力した制御値21aを受け取り、出力レベル検出部11と同様に動作する。
【0057】
送信切替制御部24は、変調部2、16、及び送信部3、17の機器故障を検出し、送信切替部25を制御する。
【0058】
送信切替部25は、送信切替制御部24が出力する制御情報に基づき、送信部3、17の出力信号のうち、どちらか一方に切替えて送信用アンテナ4から出力する。その出力信号は、受信用アンテナ5によって受信される。
【0059】
分配部26は、受信用アンテナ5からの信号を2つに分岐する。分岐された一方は、受信部6によって増幅された後、復調器7によって復調され、分岐された他方は、受信部18によって増幅された後、復調器19によって復調される。
【0060】
受信切替制御部27は、受信部6、18、及び復調部7、19の機器故障を検出し、その結果から受信切替部28を制御し、復調部7、19の出力のうち、どちらか一方を選択して出力端子8に出力する。
【0061】
ここで、出力制御部10が現用系、出力制御部21が予備系である場合、予備系の出力制御部21は現用系の出力制御部10から送信(出力)された制御値10aを監視(反対の場合は、予備系の出力制御部10は現用系の出力制御部21から送信(出力)された制御値21aを監視する)し、現用系の制御値10aが最大制御値である期間が出力レベル検出タイマ13で設定された第1の所定時間13a以上続いたならば、予備系の出力制御部21の制御値21aを出力レベル制御値設定部12で設定された所定制御値12a(例えば、最小制御値)に設定する。
【0062】
その結果、現用系に機器故障が生じ、送信切替制御部24によって送信切替部25を予備系に切り替えた場合、予備系の出力制御部21では現用系の制御値10aを認識しているため、切り替え直後から切り替え前の値を保持することができ、安定した回線品質を保つことができる。
【0063】
また、第3の実施形態において、図3と同様に受信レベル検出部9と出力制御部10との間に受信レベル情報検出部14を付加し、受信レベル情報検出部14に受信レベル情報検出タイマ15を接続し、対向局のレベル検出部9からの受信入力レベル情報9aが、受信レベル情報検出タイマ15から設定された第2の所定時間15a以上受信できなければ、出力制御部10の制御値10aを出力レベル制御値設定部12から設定された所定制御値12aに設定することも可能である。
【0064】
また、第3の実施形態において、(1+1)構成(現用系が1式、予備系が1式)の実施形態を示したが、(N+1)構成(現用系がN式、予備系が1式)(Nは正の整数)の無線通信装置においても実施可能である。
【0065】
【発明の効果】
第1の効果は、過剰制御を抑制することによって、隣接干渉による回線品質の劣化防止と消費電力とを低減することである。つまり、出力レベル検出部は、出力制御部が出力した制御値が最大制御値である期間が、出力レベル検出タイマによって設定された第1の所定時間以上続き、且つ対向局のレベル検出部から送信された受信入力レベルが所定レベルよりも低く、出力レベルを増加し続けようとするならば、出力制御部の制御値を出力レベル制御値設定部の所定の制御値に設定するからである。
【0066】
第2の効果は、過剰制御発生時における制御値を最大制御値、最小制御値、現状維持制御値を含めて利用者の任意設定とするので、無線回線において優先度を設定できることである。
【0067】
第3の効果は、対向局からの受信入力レベル情報が第2の所定時間以上受信できなければ、出力レベル制御値設定部からの所定制御値に制御値を設定するので、過剰制御を抑制し隣接干渉による回線品質の劣化防止と消費電力とを低減することである。
【0068】
第4の効果は、現用系に機器故障が生じ、送信切替制御部によって送信切替部を切り替えた場合、予備系の出力制御部では現用系の制御値を認識しているため、切り替え直後から切り替え前の値を保持することができ、安定した回線品質を保つことである。つまり、現用系の制御値が最大制御値である期間が出力レベル検出タイマで設定された第1の所定時間以上続いたならば、予備系の出力制御部の制御値を出力レベル制御値設定部で設定された所定の制御値に設定するからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す無線通信装置のブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施形態における制御値の設定動作を示すフローチャートである。
【図3】本発明の第2の実施形態を示す無線通信装置のブロック図である。
【図4】本発明の第3の実施形態を示す無線通信装置のブロック図である。
【図5】従来の無線通信装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 入力端子
2、16 変調部
3、17 送信部
4 送信用アンテナ
5 受信用アンテナ
6、18 受信部
7、19 復調部
8 出力端子
9 レベル検出部
9a 受信入力レベル情報
10 出力制御部
10a 制御値
11 出力レベル検出部
12 出力レベル制御値設定部
12a 所定制御値
13 出力レベル検出タイマ
13a 第1の所定時間
14 受信レベル情報検出部
15 受信レベル情報検出タイマ
15a 第2の所定時間
20 レベル検出部
20a 受信入力レベル情報
21 出力制御部
21a 制御値
22 出力レベル検出部
23 分配部
24 送信切替制御部
25 送信切替部
26 分配部
27 受信切替制御部
28 受信切替部
Claims (2)
- 受信側で検出した受信入力レベルに応じて送信側に設けた送信部からの出力レベルを制御する無線通信装置であって、
前記受信入力レベルを検出して、前記送信側へ伝送するレベル検出部と、
前記受信入力レベルを受け取り、前記受信入力レベルが所定レベルよりも低い場合には、前記送信部の出力レベルを上げ、前記受信入力レベルが所定レベルよりも高い場合には前記送信部の出力レベルを下げるような制御値を出力する出力制御部と、
前記出力レベルを制御する所定制御値を出力する出力レベル制御値設定部と、
前記制御値が最大であることを許容する第1の所定時間を設定して出力する出力レベル検出タイマと、
前記制御値が最大である時間が前記第1の所定時間以上続き、前記受信入力レベルが前記所定レベルよりも低い場合、前記制御値を前記所定制御値に設定する出力レベル検出部と、
前記受信入力レベルの受信不能状態を許容する時間である第2の所定時間を設定して出力する受信レベル情報検出タイマと、
前記受信入力レベルが前記第2の所定時間経過後も受信不能状態ならば、前記制御値を前記所定制御値に設定する受信レベル情報検出部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。 - 受信側で検出した受信入力レベルに応じて送信側に設けた送信部からの出力レベルを制御する無線通信装置の送信出力制御方法であって、
検出した前記受信入力レベルを前記送信側へ伝送するステップと、
前記受信入力レベルが所定レベルよりも高いか否かを判定すると、
前記受信入力レベルが前記所定レベルよりも低い場合には、前記送信部からの出力レベルを上げるように制御値を設定するステップと、
前記制御値が最大である時間が、第1の所定時間以上続き、前記受信入力レベルが前記所定レベルよりも低ければ前記制御値を所定制御値に設定するステップ
と、
前記受信入力レベルが受信不能状態を許容する時間である第2の所定時間以上受信できなければ、前記制御値を前記所定制御値に設定することを特徴とする無線通信装置の送信出力制御方法。
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