JP4257166B2 - 無線通信システム、無線通信装置及びそれらに用いる送信出力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は無線通信システム、無線通信装置及びそれらに用いる送信出力制御方法に関し、特に送信出力制御機能を有する無線通信装置に用いられる異偏波同一周波数干渉除去方式に適用する送信出力制御方式に関する。

通常、互いに直交するＶ偏波（垂直偏波）及びＨ偏波（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）が広く使用されている。

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、その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出力を制御する機能である。

図３は従来の無線通信システムの構成を示すブロック図である。図３において、入力端子１，４から入力された各信号は変調部２，５で各々変調され、送信部３，６で増幅された後に合成されて送信用アンテナ７から送信される。

この信号は対向局の受信用アンテナ９で受信され、Ｖ偏波及びＨ偏波に分離され、受信部１０，１３で各々増幅された後、復調部１１，１４で復調されて出力端子１２，１５から出力される。

レベル検出部１６は受信部１０，１３の受信レベルを各々検出し、受信部１０，１３のどちらか一方でも受信レベルが所定のレベルよりも低い場合、その低下を補償するため、送信部３，６の出力レベルを上げるように、無線信号によって出力レベル情報を対向局の出力制御部８に送信する。

出力制御部８は対向局のレベル検出部１６から送信された出力レベル情報によって、送信部３，６の出力レベルを同時に上げるように制御する。これによって、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とを同じレベルに保つことができ、異偏波間の干渉を防止している。

特開平２−８１５２８号公報 特開平４−２５２２３号公報 特開２００２−７７０９４号公報

しかしながら、上述した従来の送信出力制御方式では、二つの送信部のうちのどちらか一方の出力制御が出力制御部の出力制御値に従って動作できない場合、もし対向局の受信レベルが所定のレベルよりも低い時に、二つの送信部のうちのどちらか一方の送信部の出力レベルが上がらなくなる。

そのため、レベル検出部では出力レベルを上げるように対向局の出力制御部を制御し続けることになり、正常に動作している一方の送信部は最大制御値を出力し続けることになる。その結果、従来の送信出力制御方式では、Ｖ偏波とＨ偏波とのレベル差が増大することによって、異偏波間での干渉が発生するという問題がある。

また、従来の送信出力制御方式では、正常な制御値で運用されている隣接回線に対して、正常に動作している送信部が最大制御値を出力し続けるという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る。さらに、従来の送信出力制御方式では、出力制御部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る。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、異偏波間干渉及び隣接干渉による回線品質の劣化防止と消費電力の軽減とを実現することができる無線通信システム、無線通信装置及びそれらに用いる送信出力制御方法を提供することにある。

本発明による無線通信システムは、互いに直交する垂直偏波及び水平偏波を利用して構成する２ルートのマイクロ波通信回線にて送信側及び受信側の無線通信装置の通信を行う無線通信システムであって、
前記２ルートのうちの正常に動作しているルートの送信出力が最大制御値を出力し続けるという過剰制御を検出する手段と、前記過剰制御が検出された時に前記送信出力を外部からの設定値に固定する手段とを前記送信側の無線通信装置に備えている。

本発明による他の無線通信システムは、互いに直交する垂直偏波及び水平偏波を利用して構成する２ルートのマイクロ波通信回線にて送信側及び受信側の無線通信装置の通信を行う無線通信システムであって、
前記２ルートの受信レベルを検出しかつその検出した受信レベルのいずれかが予め設定された所定レベルよりも低い時に前記送信側の無線通信装置の出力レベルを上げるように指示する出力レベル情報を送信するレベル検出手段を前記受信側の無線通信装置に備え、
前記出力レベル情報から出力制御値を算出する出力制御手段と、前記出力制御手段で算出された出力制御値にしたがって前記２ルートの送信出力が行われているかを監視しかつ前記送信出力が前記出力制御値にしたがって行われていない時間が外部からの設定時間以上続いた時に前記送信出力を外部からの設定値に固定する出力制御値監視手段とを前記送信側の無線通信装置に備えている。

本発明による無線通信装置は、互いに直交する垂直偏波及び水平偏波を利用して構成する２ルートのマイクロ波通信回線にて無線通信を行う無線通信装置であって、
前記２ルートのうちの正常に動作しているルートの送信出力が最大制御値を出力し続けるという過剰制御を検出する手段と、前記過剰制御が検出された時に前記送信出力を外部からの設定値に固定する手段とを備えている。

本発明による他の無線通信装置は、互いに直交する垂直偏波及び水平偏波を利用して構成する２ルートのマイクロ波通信回線にて無線通信を行う無線通信装置であって、
前記２ルートの受信レベルを検出しかつその検出した受信レベルのいずれかが予め設定された所定レベルよりも低い時に対向局の出力レベルを上げるように指示する出力レベル情報を送信するレベル検出手段を受信側に備え、
対向局からの前記出力レベル情報を基に出力制御値を算出する出力制御手段と、前記出力制御手段で算出された出力制御値にしたがって前記２ルートの送信出力が行われているかを監視しかつ前記送信出力が前記出力制御値にしたがって行われていない時間が外部からの設定時間以上続いた時に前記送信出力を外部からの設定値に固定する出力制御値監視手段とを送信側に備えている。

本発明による送信出力制御方法は、互いに直交する垂直偏波及び水平偏波を利用して構成する２ルートのマイクロ波通信回線にて無線通信を行う無線通信装置の送信出力制御方法であって、前記無線通信装置側に、前記２ルートのうちの正常に動作しているルートの送信出力が最大制御値を出力し続けるという過剰制御を検出するステップと、前記過剰制御が検出された時に前記送信出力を外部からの設定値に固定するステップとを備えている。

すなわち、本発明の無線通信システムは、互いに直交するＶ偏波（垂直偏波）及びＨ偏波（水平偏波）を利用して２ルートのマイクロ波通信システムで実現されている。

この無線通信システムにおいて、送信側の無線通信装置は２ルートのうちの一方の入力端子から入力された信号を変調する第１の変調部と、第１の変調部の出力信号を増幅する第１の送信部と、２ルートのうちの他方の入力端子から入力された信号を変調する第２の変調部と、第２の変調部の出力信号を増幅する第２の送信部と、第１及び第２の送信部各々の出力信号を合成して送信する送信用アンテナとから構成されている。

また、受信側の無線通信装置は受信用アンテナを介してＶ偏波及びＨ偏波に分離された信号各々を増幅する第１及び第２の受信部と、第１の受信部からの受信信号を復調する第１の復調部と、第２の受信部からの受信信号を復調する第２の復調部と、第１及び第２の受信部各々の受信レベルを検出して第１及び第２の受信部の受信レベルがどちらか一方でも所定のレベルよりも低い場合にその低下を補償するために送信側の第１及び第２の送信部の出力レベルを上げるように無線信号によって出力レベル情報を対向局の出力制御部に送信するレベル検出部とから構成されている。

さらに、送信側の無線通信装置には、対向局のレベル検出部から受信した出力レベル情報から出力制御値を算出して出力制御値監視部に出力する出力制御部と、出力制御部が出力した送信部に対する出力制御値を中継し、送信部がこの出力制御値にしたがって動作しているかを監視し、各送信部が出力制御値にしたがって動作できない時間が出力制御値検出タイマ設定端子から入力された時間以上続いた場合に第１及び第２の送信部に対する出力制御値を制御値設定端子から入力された値に設定して出力レベルを固定する出力制御値監視部とを備えている。尚、出力制御値検出タイマ設定端子及び制御値設定端子は、利用者が任意に設定することができる機能を有している。

本発明の無線通信システムでは、上記の構成において、正常に動作している送信部が最大制御値を出力し続けるという過剰制御を抑制することによって、異偏波間干渉及び隣接干渉による回線品質の劣化を防止することが可能となるとともに、消費電力を軽減することが可能となる。

本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、異偏波間干渉及び隣接干渉による回線品質の劣化防止と消費電力の軽減とを実現することができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。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、本発明の一実施例による無線通信システムは送信側の無線通信装置と、受信側の無線通信装置とから構成されている。

送信側の無線通信装置は入力端子１，４と、変調部２，５と、送信部３，６と、送信用アンテナ７と、出力制御部８と、出力制御値監視部１７と、出力制御値検出タイマ設定端子１８と、制御値設定端子１９とから構成されている。受信側の無線通信装置は受信用アンテナ９と、受信部１０，１３と、復調部１１，１４と、レベル検出部１６と、出力端子１２，１５とから構成されている。

変調部２は入力端子１から入力される信号を変調し、変調部５は入力端子４から入力される信号を変調する。送信部３は変調部２の出力信号を増幅し、送信部６は変調部５の出力信号を増幅する。送信用アンテナ７は送信部３の出力信号と送信部６の出力信号とを合成して受信側の無線通信装置に送信する。

受信部１０，１３は受信用アンテナ９を介してＶ偏波（垂直偏波）及びＨ偏波（水平偏波）に分離された信号各々を増幅する。復調部１１は受信部１０で増幅された信号を復調して出力端子１２から出力する。復調部１４は受信部１３で増幅された信号を復調して出力端子１５から出力する。

レベル検出部１６は受信部１０の受信レベル及び受信部１３の受信レベルをそれぞれ検出し、受信部１０，１３各々の受信レベルのうちのどちらか一方でも所定のレベルよりも低い場合に、その低下を補償するために送信部３，６の出力レベルを上げるように無線信号によって出力レベル情報を送信側の無線通信装置（対向局）の出力制御部８に送信する。

出力制御部８は受信側の無線通信装置（対向局）のレベル検出部１６からの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出力制御値監視部１７に出力する。

出力制御値監視部１７は出力制御部８が出力した送信部３，６に対する出力制御値を中継し、送信部３，６がこの出力制御値にしたがって動作しているかを監視し、各送信部３，６が出力制御値にしたがって動作できない時間が出力制御値検出タイマ設定端子１８から入力された時間以上続いた場合、送信部３，６に対する出力制御値を制御値設定端子１９から入力された値に設定して出力レベルを固定する。

図２は本発明の一実施例による無線通信システムの送信出力制御処理を示すフローチャートである。これら図１及び図２を参照して本発明の一実施例による無線通信システムの送信出力制御処理について説明する。

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で増幅される。また、入力端子４から入力された信号は変調部５で変調され、送信部６で増幅される。送信用アンテナ７は送信部３の出力信号と送信部６の出力信号とを合成して受信側の無線通信装置（対向局）に送信する。

この送信信号は受信側の無線通信装置（対向局）の受信用アンテナ９で受信され、Ｖ偏波及びＨ偏波に分離され、受信部１０，１３各々で増幅された後、復調部１１，１４で復調され、出力端子１２，１５からそれぞれ出力される。

レベル検出部１６は受信部１０の受信レベル及び受信部１３の受信レベルをそれぞれ検出し、受信部１０，１３各々の受信レベルのうち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送信部３，６の出力レベルを上げるよう指示する出力レベル情報を無線信号にて送信側の無線通信装置（対向局）の出力制御部８に送信する。

出力制御部８は受信側の無線通信装置（対向局）のレベル検出部１６からの出力レベル情報を受信すると（図２ステップＳ１）、受信した出力レベル情報から出力制御値を算出して出力制御値監視部１７に出力する（図２ステップＳ２）。

出力制御値監視部１７は出力制御部８が算出した送信部３，６に対する出力制御値を中継し（図２ステップＳ３）、送信部３、６がこの出力制御値にしたがって動作しているかを監視する（図２ステップＳ４）。

出力制御値監視部１７は各送信部３，６が出力制御値にしたがって動作できない時間が出力制御値検出タイマ設定端子１８から入力された時間以上続いた場合（図２ステップＳ５）、送信部３，６に対する出力制御値を制御値設定端子１９から入力された値に設定する（図２ステップＳ６）。

例えば、送信部３が出力制御値にしたがって動作できない時間が、出力制御値検出タイマ設定端子１８から入力された時間以上続いたならば、送信部３，６に対する出力制御値を制御値設定端子１９から入力された値に設定し、送信部６の出力レベルを固定する。

出力制御値検出タイマ設定端子１８に設定する値は、任意に設定することができる。また、制御値設定端子１９に設定する値は、最大値／最小値の中から利用者が任意に設定することができる。

尚、本実施例では説明を簡単化するために、レベル検出部１６の出力信号を出力制御部８へ直接入力しているが、通常、無線送信装置は上記の送信側の無線通信装置及び受信側の無線通信装置各々の構成を合わせ持っており、レベル検出部１６の出力信号を無線信号にて送信することが可能であるので、対向局の出力制御部８に無線信号にて容易に伝達することができる。

図３は本発明の一実施例による送信出力制御方法を示す図である。この図３を参照して本発明の一実施例による送信出力制御方法について具体的に説明する。但し、以下の説明ではＶ偏波側の受信信号を基準にしているが、Ｈ偏波側の受信信号を基準にする場合も同様の動作となる。

図３（ａ）は通常のＡＴＰＣ制御を示しており、受信レベルが低下し、受信レベルが所定のレベルよりも低い場合［図３（ａ１）→図３（ａ２）］、その低下を補償するようにＡＴＰＣ制御が行われ、受信レベルが上昇する［図３（ａ２）→図３（ａ３）］。

図３（ｂ）は制御値設定端子１９を最小値に設定した場合を示しており、受信レベルが低下し、受信レベルが所定のレベルよりも低い場合［図３（ｂ１）→図３（ｂ２）］、その低下を補償するようにＡＴＰＣ制御が行われ、受信レベルが上昇するが、Ｈ偏波側の送信部６が出力制御部８が出力した出力制御値にしたがって動作できない場合、送信部６の出力レベルを制御することができなくなり、対向局のＨ偏波側の受信レベルが上がらないため、送信部３の出力レベルを上げ続けることによってＶ偏波側の受信レベルが最大制御値となる［図３（ｂ２）→図３（ｂ３）］。

送信部６が出力制御値にしたがって動作できない時間が出力制御値検出タイマ設定端子１８から入力された時間以上続いた場合、送信部３，６に対する出力制御値を最小制御値に設定する［図３（ｂ３）→図３（ｂ４）］。

このように、本実施例では、送信部３，６が出力制御値にしたがって動作できない時間が出力制御値検出タイマ設定端子１８から入力された時間以上続いた場合に出力制御値を最小値に設定することによって、過剰制御を抑制することができ、異偏波間干渉及び隣接干渉による回線品質の劣化防止と消費電力の軽減とを実現することができる。

また、図３（ｃ）は制御値設定端子１９を最大値に設定した場合を示しており、受信レベルが低下し、受信レベルが所定のレベルよりも低い場合［図３（ｃ１）→図３（ｃ２）］、その低下を補償するようにＡＴＰＣ制御が行われ、受信レベルが上昇するが、Ｈ偏波側の送信部６が出力制御部８が出力した出力制御値にしたがって動作できない場合、送信部６の出力レベルを制御することができなくなり、対向局のＨ偏波側の受信レベルが上がらないため、送信部３の出力レベルを上げ続けることによってＶ偏波側の受信レベルが最大制御値となる［図３（ｃ２）→図３（ｃ３）］。

送信部６が出力制御値にしたがって動作できない時間が出力制御値検出タイマ設定端子１８から入力された時間以上続いた場合には、送信部３，６に対する出力制御値を最大制御値に設定する［図３（ｃ３）→図３（ｃ４）］。

このように、本実施例では、送信部３，６が出力制御値にしたがって動作できない時間が出力制御値検出タイマ設定端子１８から入力された時間以上続いた場合に出力制御値を最大値にすることによって、隣接干渉を考慮する必要がない場合、自装置の無線回線を生かすことが可能である。

以上説明したように、制御値設定端子１９の設定を利用者の任意設定とすることで、隣接する回線を優先させるか、自装置の回線を優先させるかの優先度を設定することができる。

上述したように、本実施例では、互いに直交するＶ偏波及び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方式において、正常に動作している送信部が最大制御値を出力し続けるという過剰制御を抑制することによって、異偏波間干渉及び隣接干渉による回線品質の劣化防止と消費電力の軽減とを実現することができる。

また、正常に動作している送信部が最大制御値を出力し続けるという過剰制御発生時の出力制御値を最大値／最小値から選択し、利用者の任意設定とすることで、無線回線において、隣接する回線を優先させるか、自装置の回線を優先させるかの優先度を設定することができる。

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。 本発明の一実施例による無線通信システムの送信出力制御処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による送信出力制御方法を示す図である。 従来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。

符号の説明

１，４ 入力端子
２，５ 変調部
３，６ 送信部
７ 送信用アンテナ
８ 出力制御部
９ 受信用アンテナ
１０，１３ 受信部
１１，１４ 復調部
１２，１５ 出力端子
１６ レベル検出部
１７ 出力制御値監視部
１８ 出力制御値検出タイマ設定端子
１９ 制御値設定端子

Claims (12)

1. 互いに直交する垂直偏波及び水平偏波を利用して構成する２ルートのマイクロ波通信回線にて送信側及び受信側の無線通信装置の通信を行う無線通信システムであって、
   前記２ルートのうちの正常に動作しているルートの送信出力が最大制御値を出力し続けるという過剰制御を検出する手段と、前記過剰制御が検出された時に前記送信出力を外部からの設定値に固定する手段とを前記送信側の無線通信装置に有することを特徴とする無線通信システム。
2. 互いに直交する垂直偏波及び水平偏波を利用して構成する２ルートのマイクロ波通信回線にて送信側及び受信側の無線通信装置の通信を行う無線通信システムであって、
   前記２ルートの受信レベルを検出しかつその検出した受信レベルのいずれかが予め設定された所定レベルよりも低い時に前記送信側の無線通信装置の出力レベルを上げるように指示する出力レベル情報を送信するレベル検出手段を前記受信側の無線通信装置に有し、
   前記出力レベル情報から出力制御値を算出する出力制御手段と、前記出力制御手段で算出された出力制御値にしたがって前記２ルートの送信出力が行われているかを監視しかつ前記送信出力が前記出力制御値にしたがって行われていない時間が外部からの設定時間以上続いた時に前記送信出力を外部からの設定値に固定する出力制御値監視手段とを前記送信側の無線通信装置に有することを特徴とする無線通信システム。
3. 前記設定値を最小値に設定することで隣接する無線回線を優先させることを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
4. 前記設定値を最大値に設定することで前記送信側の無線通信装置の無線回線を優先させる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. 互いに直交する垂直偏波及び水平偏波を利用して構成する２ルートのマイクロ波通信回線にて無線通信を行う無線通信装置であって、
   前記２ルートのうちの正常に動作しているルートの送信出力が最大制御値を出力し続けるという過剰制御を検出する手段と、前記過剰制御が検出された時に前記送信出力を外部からの設定値に固定する手段とを有することを特徴とする無線通信装置。
6. 互いに直交する垂直偏波及び水平偏波を利用して構成する２ルートのマイクロ波通信回線にて無線通信を行う無線通信装置であって、
   前記２ルートの受信レベルを検出しかつその検出した受信レベルのいずれかが予め設定された所定レベルよりも低い時に対向局の出力レベルを上げるように指示する出力レベル情報を送信するレベル検出手段を受信側に有し、
   対向局からの前記出力レベル情報を基に出力制御値を算出する出力制御手段と、前記出力制御手段で算出された出力制御値にしたがって前記２ルートの送信出力が行われているかを監視しかつ前記送信出力が前記出力制御値にしたがって行われていない時間が外部からの設定時間以上続いた時に前記送信出力を外部からの設定値に固定する出力制御値監視手段とを送信側に有することを特徴とする無線通信装置。
7. 前記設定値を最小値に設定することで隣接する無線回線を優先させることを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
8. 前記設定値を最大値に設定することで自装置の無線回線を優先させることを特徴とする請求項６または請求項７記載の無線通信装置。
9. 互いに直交する垂直偏波及び水平偏波を利用して構成する２ルートのマイクロ波通信回線にて無線通信を行う無線通信装置の送信出力制御方法であって、前記無線通信装置側に、前記２ルートのうちの正常に動作しているルートの送信出力が最大制御値を出力し続けるという過剰制御を検出するステップと、前記過剰制御が検出された時に前記送信出力を外部からの設定値に固定するステップとを有することを特徴とする送信出力制御方法。
10. 前記過剰制御を検出するステップは、自局の出力レベルを上げるように指示する出力レベル情報を基に出力制御値を算出するステップと、その算出された出力制御値にしたがって前記２ルートの送信出力が行われているかを監視して前記送信出力が前記出力制御値にしたがって行われていない時間が外部からの設定時間以上続いたか否かを判定するステップとを含むことを特徴とする送信出力制御方法。
11. 前記設定値を最小値に設定することで隣接する無線回線を優先させることを特徴とする請求項９または請求項１０記載の送信出力制御方法。
12. 前記設定値を最大値に設定することで自装置の無線回線を優先させることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか記載の送信出力制御方法。
    

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